JPH0619278A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】帯電ローラが感光ドラムを帯電するときの、帯
電ノイズを低減する。 【構成】直流電源４によって帯電ローラ１の芯金３にバ
イアス電圧を印加する。この帯電ローラ１を感光ドラム
２に当接させて感光ドラム２を一様均一に帯電する。こ
の際、帯電ノイズが発生しがちとなる。直流電源４と帯
電ローラ１との間に、適当な抵抗値を持つ抵抗５を介在
させることによって帯電ノイズを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンタ等の
電子写真法を利用した画像形成装置に係り、詳しくは、
像担持体に接触してこれを帯電する帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

〈従来の技術１〉弾性帯電部材である帯電ローラを用い
た従来の画像形成装置の一例を図１０に示す。同図にお
いて、１０２は、金属導電性の基材の上に感光体の層を
設けた感光ドラムである。１０１は、この感光ドラムを
一様均一に帯電するための一次帯電ローラ、１０５は帯
電ローラの芯金１０３に電圧を印加するためのバイアス
電源である。図１０においては、バイアス電源１０５に
より直流バイアスを印加することで感光ドラム１０２を
所定の電位に帯電している。なお、この他にバイアス電
源として交流バイアスを直流バイアスに重畳して印加す
る方法が知られている。１０６は帯電された感光ドラム
に静電潜像を形成するための露光光、１０９は感光ドラ
ム上の潜像を顕像化するための現像装置、１１０は感光
ドラム上に顕像化されたトナー像を転写材（不図示）に
転写するための転写ローラ、１１３は転写ローラの芯金
１１２に電圧を印加するためのバイアス電源、１２１は
転写ローラ１１０と感光ドラム１０２との間に転写材を
導くための転写ガイド、１１１は感光ドラム１０２上に
残ったトナーや紙粉を除去するためのクリーナ、１２０
はクリーニング後の感光ドラム１０２を除電する前露光
ランプである。転写の終了した転写材は、搬送ガイド１
２５によって定着器１２２に送られ、加圧加熱されるこ
とによって、トナー像が定着される。定着器１２２は、
定着ローラ１２３と加圧ローラ１２４で構成されてい
る。

【０００３】ここで上記のような装置において、感光ド
ラム１０２を帯電させるために帯電ローラ１０１のよう
な接触帯電部材を利用することによって、コロナ帯電器
を使用するものに比べて、電源電圧の低圧化が可能とな
り、オゾン等のコロナ生成物の発生が少ない等の利点が
ある。 〈従来の技術２〉従来、感光体表面を帯電させる方法と
しては、タングステン等で構成された細いワイヤに高圧
を印加し、コロナ放電を利用して帯電を行うコロナ帯電
が一般的であったが、近年低オゾン発生、低コスト等の
利的があることから、各種接触電極を用いた接触帯電が
実用化されてきた。

【０００４】一般に接触電極としては、該電極と感光体
間に均一な放電ギャップを形成するため低硬度の材料を
用いて均一接触を実現することが多く、このため、低硬
度のローラ、ブレード等が帯電部材として用いられる。

【０００５】接触帯電の一種であるローラ帯電を例にと
ると、これは帯電ローラに高圧を印加し、感光体に対し
駆動又は従動回転によって感光体に帯電を行う。このと
き、帯電のメカニズムとしては、主に帯電ローラと感光
体との接触部近傍の微小ギャップ間で空気の絶縁破壊が
生じ、これによって帯電ローラから感光体への電荷移動
を行うものである。

【０００６】この帯電ローラに必要とされる特性として
は、 （１）感光体との均一当接を実現するための弾性を有す
ること。 （２）適当な抵抗値を持つこと が主にあげられる。

【０００７】このうち（１）についは先に述べたメカニ
ズムより当然のことである。

【０００８】また（２）に関しては、抵抗が低すぎる場
合には、感光体にピンホールが生じたときに帯電出力が
ここに集中し、ピンホール部分は長手方向（帯電ローラ
当接方向）にわたって、帯電されないことから、一般的
には白帯に、また近年レーザビームプリンタで一般的に
なっている反転現像系では黒帯となって著しく画像品位
を低下させてしまう。一方、抵抗値が高すぎる場合には
逆に帯電に必要な出力が流れず帯電不良を引き起こして
しまう。このように、接触帯電電極の抵抗値はある範囲
に納まらなければならない。

【０００９】上述のような帯電方式としては主に２種類
の電圧印加方式がある。

【００１０】その１つは、ＤＣ電圧のみを印加するもの
であり、これは例えば負帯電ＯＰＣの場合、ＤＣ電圧を
印加していくと、図１７のようにある電圧Ｖ_TH（約−５
５０Ｖ）から、帯電を開始し、それ以降は、印加電圧
と、感光体表面電位Ｖ_D は比例する。したがって、感光
体表面電位をＶ_D に帯電したいときは、印加電圧をＶ_TH
＋Ｖ_D とすればよいことになり、例えばＶ_D ＝−７００
Ｖにしたいときは、約−１２５０Ｖを印加すればよい。
この方式を以下ＤＣ帯電と称す。

【００１１】また、もう１つの方式として、ＤＣ電圧に
ＡＣ電圧を重畳する方式がある。これはＶ_D 相当のＤＣ
電圧にＶ_THの２倍以上のピーク間電圧を持つＡＣ成分を
重畳するものである。この方式によればＡＣ印加によっ
て、感光体電位は、印加ＤＣ電圧に収束する効果をも
ち、露光メモリや転写メモリを除去する効果が得られ
る。このときＡＣ印加によって感光体電位は振動する
が、ＡＣの周波数をある程度以上に大きくすることによ
って、画像上全く問題のないレベルにすることが可能で
ある。また、ＡＣ電圧としてはピーク間電圧が高ければ
高い程、電位収束効果が高くなるものの、帯電部材と感
光体基層の導電層との間に交番電界が発生するため、帯
電部材及び感光体の振動を引き起こし、異音が発生する
とともに、この振動によってクリーニング性にも悪影響
を与えるといった弊害を引き起こすため、適度なピーク
間電圧を選択する必要がある。 〈従来の技術３〉例えば、電子写真プロセスを利用した
レーザビームプリンタは、回転ドラム型を一般的とする
像担持体としての電子写真感光体（以下「感光ドラム」
という）の周面を帯電手段で所定の極性、電位に一様に
帯電させ、その感光ドラムの周面を画像露光手段として
の、レーザスキャナにより該レーザスキャナから目的の
画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調
されて、出力されるレーザビームで感光ドラム母線方向
に走査露光（ラスタスキャン）に、静電潜像を形成さ
せ、該潜像の現像、該現像後の可視像の転写材に対する
転写、転写像の転写材に対する定着工程と順次に実行さ
せることで画像形成物を出力させるものである。

【００１２】従来、画像形成装置の感光ドラム等の像担
持体表面を均一に帯電する手段として、コロナ放電によ
るものと、接触帯電によるものが知られている。後者の
接触帯電はバイアスを印加したローラ型、ブレード型、
ロッド型、ブラシ型等の帯電部材を回転感光ドラムに当
接させて帯電を行うもので、前者のコロナ帯電に比べ、
オゾンの発生やコロナ放電ムラに起因する帯電ムラが生
じることがない等の利点を有する。特に、ローラ型の帯
電部材（以下「帯電ローラ」という）とする場合は、像
担持体の面移動と等速回転させることで摺擦によるダメ
ージがメカ的に生じないため好ましい。

【００１３】しかし、反面、接触帯電は、帯電部材の表
面形状等が微細な帯電ムラとなって現われたり、また帯
電ローラによる場合においては、該帯電ローラの偏心や
歪が部分的な帯電不良となって、画像に影響を及ぼす等
の問題があった。前者の帯電ムラの問題を解消するため
の手段として、帯電部材の抵抗値を最適な値に調節する
とともに、帯電部材に交流成分を含む、バイアス電圧を
印加することが提案されている（特開昭６３−１４９６
６９号公報、特開昭６３−２１８９７２号公報、特開平
１−７３３６７号公報）また、後者の帯電不良の問題を
解消するための手段として、感光ドラムと帯電ローラと
の当接部に交差角を設け、帯電ローラを感光ドラム全域
に均一に当接させることが知られている（特開昭６３−
２０８８８０号公報等）。 〈従来の技術４〉従来、画像形成装置は種々提案されて
いる。図３９は、感光ドラム（像担持体）を具備した複
写装置の一例を示す。

【００１４】この形式の複写装置は、回転自在に軸支さ
れ矢印方向に回転する感光ドラム６１を有しており、そ
の周りには順に、感光ドラム６１の表面に形成された感
光層を一様に帯電する帯電手段６２、原稿画像に対応し
た像露光を施すことにより前記感光ドラム６１の表面に
静電潜像を形成する露光手段６３、帯電したトナーを感
光ドラム６１上に付着させることにより該静電潜像を可
視画像とする現像手段６５、不図示の給送装置により給
送されてきた転写材Ｐが感光ドラム６１下方を通るよう
に該転写材Ｐを案内する転写ガイド６６、感光ドラム６
１の表面に形成されているトナー像を転写材Ｐに転写す
る転写帯電手段６７、転写が終了した転写材Ｐを下流側
（図３９左側）に搬送する搬送手段６９、感光ドラム６
１の表面に残留したトナーを除去するクリーナ７０、前
記感光ドラム６１表面を露光することにより帯電電位を
除去する前露光手段７１、などが配設されている。ここ
で、前記搬送手段６９は、２つのローラ６９ａ、６９ｂ
とこれらのローラ６９ａ、６９ｂ間に巻つけられたベル
ト６９ｃとを有しており、これらのローラ６９ａ、６９
ｂは不図示の駆動手段により回転駆動されるようになっ
ている。該搬送手段６９のさらに下流側には定着手段７
２が配設されており、該定着手段７２は搬送されてきた
転写材Ｐに前記トナー像を定着させるものである。

【００１５】次に、前記構成の複写装置による画像形成
工程を簡単に説明する。

【００１６】感光ドラム６１の回転に伴って、帯電手段
６２は該感光ドラム６１の表面を一様に帯電し始める。
露光手段６３は、該一様に帯電された部分に像露光を行
うため、露光量に応じて前記感光ドラム６１の表面各部
は除電され、全体として静電潜像が形成される。該形成
された静電潜像は感光ドラム６１の回転に伴って現像手
段６５に対向する。該現像手段６５内に収納されたトナ
ーが前記静電潜像に付着するため、該静電潜像は現像さ
れて可視画像となる。また、転写材Ｐは不図示の給送装
置により転写ガイド６６を通って給送され、転写帯電手
段６７は感光ドラム６１上に形成されたトナー像を該転
写材Ｐ上に転写する。その後、転写材Ｐは搬送手段６９
まで搬送され、さらに転写材Ｐは搬送手段６９により定
着手段７２まで搬送される。

【００１７】一方、転写が終了した感光ドラム６１にお
いてその表面に残留しているトナーはクリーナ７０によ
り除去され、また該感光ドラム６１表面の電位は前露光
手段７１により除去されて感光ドラム６１は次の画像形
成工程が可能な状態となる。

【００１８】ところで、帯電手段６２としては、従来か
らいわゆるスコロトロン帯電器などの非接触式の空中放
電を利用したものが一般的に用いられている。

【００１９】このスコロトロン帯電器６２は、放電ワイ
ヤ６２ａと感光ドラム６１との間に高電圧を印加して放
電を起こさせ、該放電によって感光ドラム６１の表面を
一様な電位に帯電するタイプのものであるが、高電圧を
印加しなければならないために装置が複雑となり、また
放電に伴なうオゾン発生という問題もある。

【００２０】したがって、最近では印加電圧が低くて済
み、かつオゾンの発生も抑えることができるものとし
て、高抵抗の帯電部材を感光ドラム６１に直接接触させ
て帯電する接触帯電方式も採用されている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】

〈第１の発明の課題〉しかしながら、従来の技術１によ
ると、帯電ローラ１０１と感光ドラム１０２との形成さ
れるニップｎの近傍で静電ノイズが発生することが判明
した。これは、実施例中において詳述するが、接触帯電
の行われる部位が図１０のニップｎ内ではなく、帯電ロ
ーラ１０１と、感光ドラム１０２とが離れていく過程で
生じる放電により感光ドラム１０２が帯電するため、こ
の放電過程で静電ノイズが生じているものと思われる。
この放電ノイズの一例を図１１に示す。これは、ＦＣＣ
規格のクラスＢに準拠した測定法に基づくものである
が、３０ＭHzから３００ＭHzの高周波帯で静電ノイズの
検出されているのが分かる。

【００２２】このように、高周波帯の静電ノイズが発生
すると、画像形成装置である複写機やプリンタ等の周囲
に置かれた電子機器が誤動作を生じたり、電子回路が破
損するなどの不都合を生じる場合がある。

【００２３】また、この静電ノイズは図１０の転写ロー
ラ１１０を用いた場合においても同様に観測されるもの
である。通常、転写ローラ１１０は、図１０のように感
光ドラム１０２の下方に配されていることが多いため、
外装等の周囲部材により静電ノイズが吸収され、外部へ
と放出されないことが多いが、転写ローラ１１０が感光
ドラム１０２の側方や上方に配置されているような場合
は、特に前述の帯電ローラ１０１の場合と同様に静電ノ
イズによる不都合の生じる場合がある。 〈第２の発明の課題〉従来の技術２において説明した帯
電方式では当然のことながら、その役割から印加される
ＤＣ電圧は、感光体表面電位Ｖ_D を一定とするため、定
電圧制御されたものとなる。

【００２４】ここで先にも述べたように、感光体にピン
ホール等の欠陥があった場合に、その部分に帯電電流が
集中してこの集中した部分の感光体長手方向での帯電不
良が発生し、これを防止するために、帯電部材には、あ
る程度の抵抗をもたせている。代表的な例としては図１
８に示すように、芯金２５１の周囲の、弾性を有する低
抵抗層２５２の上にリーク防止層としての抵抗層２５３
を形成する。このように構成された帯電部材を用いるこ
とによって、感光体にピンホールがあったとしても、抵
抗層２５３によって電流集中を最低限に押え、他の部分
の帯電には全く影響しない帯電機構が実現されるに至っ
たのである。

【００２５】しかしながら、本件主出願人がさらに検討
を重ねた結果、以下の不具合が生じることを見出した。

【００２６】ある程度の抵抗をもった帯電部材（以下、
中抵抗帯電部材と称す）を用いることによって確かに過
度の電流集中は防止され、したがって、帯電は均一に行
えるようになったが、ピンホール部では多少の電流集中
は依然して存在する。これを繰り返し使うことによって
次第に抵抗層としては、この部分に劣化が生じてくる。
すると電流はさらに集中し、このままならまだ、帯電を
阻害する程ではないが、電源にはその機能上定電圧特性
をもたせているので、電圧降下分を補正するため、さら
に電流を流す。すると電流集中部ではさらに電流密度が
上がり、加速的に劣化を引き起こしてしまう。そしてや
がては電流密度が抵抗層の耐えうる上限を超え、絶縁破
壊を引き起こし、その部分での帯電不良、すなわち長手
方向にわたる白帯又は黒帯となってしまった。

【００２７】また、これらの加速的な劣化を防止するた
めにＤＣ電源として定電流電源を用い、電流集中をある
程度のところで押えることも考えられるが、この場合に
は、ピンホール部での電流分がそのまま電圧降下とな
り、その部分で濃淡ムラや特に反転現像系ではカブリと
なって画像を損ねてしまうという現像が発生してしまっ
た。

【００２８】そこで、第２の発明は、電源トランスと帯
電部材との間に抵抗を介在させることにより、白帯や黒
帯、また濃淡やカブリ等のない良好な画像を得るように
した画像形成装置を提供することを目的とするものであ
る。 〈第３の発明の課題〉しかしながら、像担持体面をその
面移動方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方
向）にレーザ光などによりラスタスキャンして潜像形成
を行うレーザビームプリンタ等の従来の画像形成装置に
おいては、像担持体としての感光ドラムと帯電部材とし
ての帯電ローラの交差角を大きくしていった時に、レー
ザビームの走査線方向に対し、帯電ローラと感光ドラム
の当接部の方向が角度をもつようになり、このときの規
則的な周期のモアレ縞が、出力画像上に生じるという問
題があることが判明した。

【００２９】これは帯電ローラに交流バイアス電圧を印
加することにより生じるサイクルマークが原因である。
すなわち、帯電ローラが感光体から剥離する際に、感光
ドラムとニップ部において、交流バイアスの周波数に応
じたサイクルマーク状の潜像ムラが形成され、これがレ
ーザビームの走査線による潜像との間でモアレ縞を生じ
るものである。

【００３０】また、帯電ローラ等の接触帯電装置を用い
る場合、交流バイアスの周波数を上げていくことによ
り、図２６に示すように、感光ドラム上のトナーが微細
に融着することが確認できる。すなわち、モアレ縞の軽
減のために、レーザビームの走査線による潜像と干渉さ
せない程度に帯電の周波数を上げると、融着現象の発生
を加速することがある。

【００３１】また、同時に、帯電ローラと、感光ドラム
との間で微少振動が発生し、このために、帯電ローラの
交番周波数に応じた「音」が計測される。この「音」は
帯電の周波数を上げることで高まり、耳障りとなってお
り、この観点からも、交番周波数を必要以上に上げるこ
とができなかった。

【００３２】ここで図２０示す従来の帯電ローラを用い
た接触帯電装置におけるモアレ縞の発生メカニズムにつ
いて、第３の発明との対比の観点から重要と考えるの
で、若干、詳しく説明する。

【００３３】モアレ縞は前述したように、帯電ローラに
印加される交番周波数により微視的にみればこの周波数
に対応して感光ドラムの電位が微視的にこの周波数で変
動していることに起因している。この様子を示したもの
が図２５(a) である。ここではその説明としてサイン波
を帯電ローラに印加した場合を示している。ここで帯電
ローラ５２への直流印加電圧をＶ_a とし、感光ドラム５
１表面に得られる帯電電位の値をＶ_c 、帯電開始電圧を
Ｖ_THとする特公平３−５２０５８に開示されているよう
にPaschen の法則により Ｖ_c ＝Ｖ_a −Ｖ_TH の関係が成立している。

【００３４】なお、ここで用いた、帯電ローラ５２は直
径８０mmのものであり、例えば図２１のように金属心棒
５２ａにＥＰＤＭ、ＮＢＲ等の弾性ゴム層５２ｂを設
け、さらに、その周囲にカーボン分散をしたウレタンゴ
ム層５２ｃ（抵抗〜１０⁵ Ω）を設けた２層被覆構成の
もの、図２２のように金属心棒５２ａにカーボンを分散
した発泡ウレタンゴム層５２ｄを被覆したもの等を用い
ることができる。

【００３５】また、感光ドラム５１としては感光体層５
１ｂは一例としてアゾ顔料をＣＧＬ層（キャリヤ発生
層）とし、その上にヒドラゾと樹脂を混合したものをＣ
ＴＬ層（キャリヤ輸送層）として約１９μm の厚さに積
層した負極性有機半導体層（ＯＰＣ層）とし、このＯＰ
Ｃ感光ドラム５１を回転駆動して、その表面に導電性ロ
ーラ５２を接触させ、該導電性ローラ５２に直流電圧Ｖ
_DCと交番電圧Ｖ_PPを印加し、暗所でＯＰＣ感光ドラム５
１の接触帯電を行わせるものとした。

【００３６】ここで直流電圧Ｖ_DCと交番電圧Ｖ_PPの正弦
波が重畳された電圧波形において、Ｖ_max ，Ｖ_min は Ｖ_max ＝Ｖ_DC＋（１／２）Ｖ_PP Ｖ_min ＝Ｖ_DC−（１／２）Ｖ_PP となり、上述のPaschen 則に従うことより、 Ｖ_C ＝Ｖ_DC＋（１／２）Ｖ_PP−Ｖ_TH に帯電される。

【００３７】このとき、この正弦はの波形より、図２５
(b) に示したように感光ドラム１上の潜像電位分布が形
成される。すなわち、上述したようにこの電位分布、す
なわち、交番周波数に対応して、電位分布がモアレ縞
（レーザスキャン等の潜像形成によるパターンとの）の
要因となっている。ここで帯電電位Ｖ_D ＝７６０Ｖ、Ｖ
_PP＝１６００Ｖ（Ｖ_TH＝５６０Ｖ）とした。また、１／
Ｔ＝９５０Hzである（Ｔ＝１．０５３ｍsec ）。

【００３８】この交番周波数による潜像電位の変動と、
レーザスキャンによる感光ドラム５２の潜像による周波
数とが干渉してモアレ縞を生じさせるものである。特
に、このモアレ縞はモアレ縞の発生周波数よりも広い領
域以上にレーザスキャンが一様のパターンで行われたと
きに顕著に目立ち易いものである。

【００３９】図２７に、一例として、プロセススピード
Ｖ_PS＝９４．２mm／sec 、６００dpi でのモアレの発生
周波数をラインパターンと変化させたときの様子を示
す。ここで横軸はラインパターンであり、例えば１dot
line 1 dot spaceラインの場合ｎ＝２と表示している。
また縦軸は周波数（単位：Hz）である。

【００４０】干渉縞はレーザスキャンのラインパターン
と電周波数が一致したところが最も発生しやすい。理論
的には、レーザスキャンの走査方向と帯電ローラのニッ
プの線が平行であればこの点はモアレ縞は発生しない
が、現実としてニップの変化もあり、若干、角度がずれ
ただけで、、かなり激しいモアレ縞が発生する。すなわ
ち、このモアレ縞の発生する帯電周波数はｆ_P とすると ｆ_P ＝Ｖ_PS／（２５．４／ｘ）×ｎ ここで ｘ：解像度 ｎ：画像パターン１周期円のライン本数（本） である。ここで６００dpi の場合、下記のポイントがモ
アレの発生する帯電周波数である。

【００４１】 ｎ＝２ 1 dot 1 space 1112 Hz ｎ＝３ 1 dot 2 space 742 Hz 2 dot 1 space ｎ＝４ 1 dot 3 space 556 Hz 2 dot 2 space 3 dot 3 space ｎ＝５ 1 dot 4 space 445 Hz 2 dot 3 space 等 ｎ＝６ 1 dot 5 space 371 Hz 2 dot 4 space 等 ｎ＝７ 1 dot 6 space 317 Hz 2 dot 5 space 等 ｎ＝８ 1 dot 7 space 278 Hz 2 dot 6 space 等 また、このとき、帯電ローラは図２５に示した交番波形
においては周波数１／Ｔ（Ｔ：周期）で振動しており、
これが帯電時の音として観測される。また、感光ドラム
上へのトナーの融着もこの帯電の周波数を上げていくこ
とで増化することが明確になっており、モアレ縞の低減
と、融着を両立させることが１つの課題となっていた。

【００４２】そこで、第３の発明は、上述問題を解決す
るようにした画像形成装置を提供することを目的とする
ものである。 〈第４の発明の課題〉ところで、上述した複写装置にお
いて感光ドラム６１表面を一様に帯電する手段として接
触帯電方式を用いた場合には、感光ドラム６１に接触す
る前記帯電部材には直流成分に交流成分を重畳した交番
電界を印加するのが一般的である。

【００４３】しかし、かかる交流成分の振動数が十分に
高くないと、感光ドラム６１上が一様に帯電されず、し
たがって現像手段６５により現像をすることによって肉
眼でも確認されるピッチムラが生じてしまうという問題
があった。

【００４４】一方、感光ドラム６１上に生ずる該ピッチ
ムラの間隔は、該感光ドラム６１の周速度であるプロセ
ススピードに比例する。したがって、該プロセススピー
ドを速くした場合には、そのプロセススピードに応じて
前記交流成分の振動数を高くしなければ前記ピッチムラ
の発生を抑えることはできない。しかし、前記交流成分
の振動数をプロセススピードの如何にかかわらず無制限
に高く設定しただけでは、該振動数と交流電流値が比例
する事実から接触帯電器の消費電力も該振動数に比例し
て大きくなってしまうという問題がある。

【００４５】特に、該プロセススピードを遅くして高精
細画像を出力するモード（以下、低速モードとする）と
高速処理のために該プロセススピードを速くしたモード
（以下、高速モードとする）とを兼ね備え、プロセスス
ピードを２段階に変更できる多段階速度変調機構を備え
た複写装置においては、前記接触帯電器の振動数を低速
モードに合わせて低く設定した場合には、高速モードの
ときに感光ドラム６１上にピッチムラを起こしてしまう
という問題があった。また、かかる問題を回避すべく、
前記振動数を高速モードに合わせて高く設定した場合に
は、低速モードにおいても常に高出力となってしまい、
不必要に電力消費することになり好ましくない。通常の
複写装置では低速モードの方が高速モードよりもその使
用頻度は高いため、その電力消費量はかなり大きなもの
となってしまう。

【００４６】そこで、第４の発明は、前記多段階速度変
調機構によって切り替えられるプロセススピードに対応
させて、一次帯電に用いられる接触帯電器に印加するバ
イアス電圧の交流成分の振動数を変化させることによ
り、ピッチムラが生ぜず、また電力消費量を必要最小限
に抑えることができる画像形成装置を提供することを目
的とする。

【００４７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述事情に鑑み
てなされたものであって、その構成は次のとおりであ
る。 〈第１の発明の手段〉第１の発明は、移動可能な像担持
体と、該像担持体に圧接された帯電部材と、該帯電部材
にバイアス電圧を印加することにより前記像担持体に電
荷を付与するバイアス手段とを備えた画像形成装置にお
いて、前記帯電部材の近傍に抵抗手段を接続し、前記バ
イアス手段が該抵抗手段を介して前記前記帯電部材にバ
イアス電圧を印加する、ことを特徴とする。 〈第２の発明の手段〉第２の発明は、像担持体と、該像
担持体に当接して該像担持体を帯電する帯電部材と、該
帯電部材に電圧を印加する電源トランスとを備えた画像
形成装置において、前記帯電部材に印加するＤＣ電圧を
Ｖ₂ 、前記電源トランスの出力をＶ₁、前記帯電部材か
ら前記像担持体へ放電を開始する電圧をＶ_THとすると、
前記電源トランスと前記帯電部材との間に、１．５（Ｖ
₂ −Ｖ_TH）≦Ｖ₁ −Ｖ_TH≦１０（Ｖ₂ −Ｖ_TH）の条件を
満足させる抵抗を介在させる、ことを特徴とする。

【００４８】また、電源トランスに接続した帯電部材に
少なくとも交番電圧を印加することによって像担持体を
帯電する画像形成装置において、前記電源トランスと前
記帯電部材との間に、並列接続した抵抗とコンデンサと
を介在させる、ことを特徴とする。

【００４９】また、前記電源トランスからの出力電圧を
Ｖ₁₁、前記抵抗を介して前記帯電部材に印加されるＤＣ
電圧をＶ₁₂とすると、前記抵抗が、１．５Ｖ₁₂≦Ｖ₁₁≦
１０Ｖ₁₂の条件を満足する、ことを特徴とする。 〈第３の発明の手段〉第３の発明は、像担持体に当接さ
せた帯電部材によって前記像担持体を帯電する帯電装置
を備えた画像形成装置において、前記帯電装置は、前記
像担持体と帯電部材とが当接する当接部及び該像担持体
と帯電部材との距離が漸増する漸増部とからなる帯電領
域を形成し、該帯電領域に、前記像担持体に対する帯電
開始電圧値の２倍以上のピーク間電圧値を有する交番電
界であって、かつ少なくとも１極性における極大値が１
周期内に少なくとも２つ以上存在する振動電界を形成す
る、ことを特徴とする。

【００５０】また、前記交番電界が、直流電圧と交流電
圧とを重畳した重畳電圧であったり、前記帯電部材が、
ローラ状の部材であったりすることを特徴とする。 〈第４の発明の手段〉第４の発明は、回動自在に支持さ
れた像担持体の周囲に、帯電手段、及び露光手段を配置
し、前記帯電手段にて帯電された像担持体の表面を前記
露光手段が露光することにより静電潜像を形成する画像
形成装置において、前記像担持体の周速度を変更する周
速度調節手段を備えると共に、前記帯電手段が、前記像
担持体に接触するように配設された帯電部材、及び前記
周速度調節手段からの信号に基づいて前記像担持体の周
速度に適した電圧を前記帯電部材に印加する帯電制御手
段を備えた、ことを特徴とする。

【００５１】この場合、前記帯電制御手段が、前記帯電
部材に印加される電圧の交流成分の振動数と前記像担持
体の周速度との比が所定範囲となるように該振動数を制
御する、ようにしてもよい。

【００５２】

【作用】

〈第１の発明の作用〉第１の発明の構成に基づき、抵抗
手段は、バイアス手段が帯電部材を介して像担持体を帯
電する際の放電現象に伴う高周波静電ノイズを防止す
る。 〈第２の発明の作用〉第２の発明の構成に基づき、電源
トランスと帯電部材との間に所定の抵抗を介在させるこ
とにより、例えば、像担持体にピンホールがあった場合
でも、ここに電流が集中することを防止する。 〈第３の発明の作用〉第３の発明の構成に基づき、モア
レ縞と帯電音、融着を防止する。 〈第４の発明の作用〉第４の発明の構成に基づき、像担
持体の周速度を変更した場合には、その周速度に合わせ
て好適な電圧を帯電部材に印加する。

【００５３】

【実施例】

〈第１の発明の実施例１〉図１に、第１の発明の第１実
施例を示す。図１において、１は感光ドラム２を帯電す
るための帯電ローラ、４は帯電ローラ１の芯金３にバイ
アス電圧を印加するための直流電源、５は抵抗手段とし
ての静電ノイズ吸収手段であり、６は画像露光、９は現
像器、１１はクリーナである。

【００５４】帯電ローラ１は、図２に層構成模型を示し
たように、芯金３の上にＥＰＤＭ等の１０⁴ 〜１０⁵ Ω
cmの導電ゴム層１４を設け、その上にドリンゴム等から
なる１０⁷ 〜１０⁹ Ωcm程度の中抵抗層１３を設け、そ
の上にトレジン（帝国科学（株）の商標）等のナイロン
系物質からなる１０⁷ 〜１０¹⁰Ωcmのブロッキング層１
２を表層として設けた、硬度がAsker -c測定で５０°〜
７０°程度のものを用いた。そして、この帯電ローラ１
を感光ドラム２に総圧８００ｇで当接させ、従動回転さ
せて帯電を行った。

【００５５】ここで、まず帯電ローラ１に直流電源４に
より直流電圧を印加する場合の帯電メカニズムについて
説明する。なお、感光ドラム２としては負極性のＯＰＣ
感光ドラムを用いた。具体的には感光体層として、アゾ
顔料をＣＧＬ層（キャリヤ発生層）とし、その上にヒド
ラゾンと樹脂を混合したものをＣＴＬ層（キャリヤ輸送
層）として３０μの厚さに積層した負極性有機半導体層
（ＯＰＣ層）として、このＯＰＣ感光ドラム２を回転駆
動させ、その表面に帯電ローラ１を接触させ、該帯電ロ
ーラ１に直流電圧Ｖ_DCを印加して暗所でＯＰＣ感光ドラ
ム２に接触させて帯電を行わせるものとし、帯電ローラ
１通過後の帯電されたＯＰＣ感光ドラムの表面電位Ｖ_D
と、帯電ローラ１に対する印加直流電圧Ｖ_DCとの関係を
測定した。

【００５６】図３のグラフはその測定結果を示すもので
ある。印加直流電圧Ｖ_DCに対して帯電は閾値を有し、約
−６４０Ｖから帯電が開始し、この帯電開始電圧以上の
絶対値の電圧印加に対しては、得られる表面電位Ｖ_D は
グラフ上傾き１の直線的な関係が得られた。

【００５７】ここで、帯電開始電圧は以下に示すように
定義する。すなわち、電位が０の像担持体（感光ドラ
ム）２に対して帯電部材（帯電ローラ）１へ直流電圧の
みを印加してそれを徐々に大きくしていったとき、その
印加直流電圧に対する像担持体たる感光体の表面電位の
グラフを書いてみる。このとき、ＤＣ電位を１００Ｖご
とに取っていくが、表面電位０に対して表面電位が現わ
れたときを第１の点として１００Ｖごとに１０点とる。
この１０点より統計学でいう最小２乗法で直線を書き、
この直線上で表面電位０のとき印加直流電圧の値を帯電
開始電圧とする。図３のグラフの直線は上記最小２乗法
により作成したものである。

【００５８】すなわち、帯電ローラ１への直流印加電圧
をＶ_DCとし、ＯＰＣ感光ドラム１表面に得られる表面電
位をＶ_D 、帯電開始電圧をＶ_THとすると、 Ｖ_D=Ｖ_DC−Ｖ_TH の関係がある。

【００５９】上記の式はパッシェン（Pachen）の法則を
用いて導出できる。

【００６０】図４に帯電ローラ１と、ＯＰＣ感光体層及
びその微視的空間Ｚの形成する等価回路を示す。帯電ロ
ーラ１の総抵抗Ｒ_r が小さい場合、感光体層２に流れる
電流Ｉ_D により生じる電圧降下Ｉ_D Ｒ_r はＶ_DCに比べて
十分に小さいので無視できる。まず、Ｒ_r を無視する
と、空間Ｚにかかる電圧Ｖ_g は以下の（１）式で表われ
る。

【００６１】 Ｖ_g ＝ Ｖ_DC・Ｚ／（Ｌ_S ／Ｋ_S ＋Ｚ）………………（１） Ｖ_DC：印加電圧 Ｚ ：空隙 Ｌ_S ：感光体層厚み Ｋ_S ：感光体層比誘電率 一方、空隙Ｚにおける放電現像はパッシェンの法則によ
りＺ＝８μ以上では放電破壊電圧Ｖ_b は次の１次式
（２）及び（２）′で近似できる。

【００６２】 Ｖ_b ＝３１２＋６．２Ｚ （Ｖ_b ＞０の場合）…（２） Ｖ_b ＝−（３２１＋６．２Ｚ）（Ｖ_b ＜０の場合）…（２）′ Ｖ_b ＜０であるから（１）、（２）′式をグラフに書く
と、図５のグラフのようになる。横軸は空隙距離Ｚ、縦
軸は空隙破壊電圧を示し、下に凸の曲線がパッシェン
の曲線、上に凸の曲線・・がそれぞれＺをパラメ
ータとした空隙電圧Ｖ_g の特性を示す。

【００６３】パッシェンの曲線と、曲線〜が交点
を有するとき放電が生ずるものであり、放電が開始する
点においｔはＶ_g ＝Ｖ_b としてえられるＺに関する２次
方程式の判別式が０になる。このときが放電開始限界で
あるから、Ｖ_DC＝Ｖ_THとなる。

【００６４】すなわち、Ｌ_s ／Ｋ_s ≡Ｄとおくと、 （−Ｖ_TH−３２１−６．２×Ｄ）² ＝４×６．２×３２１×Ｄ ∴ Ｖ_TH＝−［｛（７７３７．６×Ｄ）^1/2 ｝＋３１２＋６．２×Ｄ］…（３） また、Ｖ_D ＝Ｖ_DC−Ｖ_THであるから Ｖ_D ＝Ｖ_DC＋（７７３７．６×Ｄ）^1/2 ＋３１２＋６．２×ｄ…（４） ここで（４）式の右辺に先の実験で用いたＯＰＣ感光体
層の比誘電率Ｋ_s ＝３、ＣＴＬ厚みＬ_s ＝３０μを代入
すると、 Ｖ_D ＝Ｖ_DC＋６５２ （ただし、Ｖ_D ＜０） が得られ、先に得られた実験結果とほぼ一致する。な
お、Ｖ_D ＞０のときは、Ｖ_b ＞０であるから（３）式の
Ｖ_THの符号が反転する。

【００６５】パッシェンの法則は空隙での放電現像に関
するものであるが、上記帯電ローラ１を用いた帯電過程
においても帯電部のすぐ近傍で微少ながらオゾンの発生
（コロナ放電に比較して１０^-2〜１０^-3）が認められ、
帯電ローラ１による帯電が放電現像に関係しているもの
と考えられる。

【００６６】なお、上記放電は、｜Ｖ_TH｜＝｜Ｖ_b ｜＝
６５２Ｖとすると、（２）´式より、Ｚ＝５５μｍとな
り、きわめて微小な空間で生じていることが分かる。

【００６７】このように、帯電ローラ１による接触帯電
メカニズムは、パッシェンの法則に基づく微小空間にお
ける放電現像によるものであることが分かった。したが
って、従来のコロナ放電による場合には現われなかった
放射ノイズが発生するものである。ところで図４におい
てＺ＝０、すなわち帯電ローラ１と感光ドラム２が互い
に当接し、図１におけるニップ部ｎを形成していると
き、帯電ローラ１と感光ドラム２の界面に電荷が誘起さ
れ、界面での電位Ｖ_s がＶ_DC（Ｖ）まで上昇していない
と、前述の放電現像により感光ドラム２の表面電位Ｖ_D
がＶ_D=Ｖ_DC−Ｖ_THとはならない。この場合、当接部の静
電容量をＣ_P とすると、 Ｖ_S ＝Ｖ_DC・［１−ｅｘｐ｛−（ｔ₁ ／Ｃ_P ・Ｒ_r ）｝］…（５） となる。ここで、ｔ₁ は感光ドラム２がニップｎを通過
するの要する時間であり、ニップｎの周長をＬ_n 、感光
ドラム２の走行速度をｖ_P とすると ｔ₁ ＝Ｌ_n ／ｖ_P …（６） である。このとき、静電容量Ｃ_P は、前述の感光体層厚
みＬ_S 、感光体層比誘電率Ｋ_S 、及び帯電ローラ１の当
接長をＬ_r とすると、 Ｃ_P ＝（ε_O ・Ｋ_S ・Ｌ_n ・Ｌ_r ）／Ｌ_S …（７） （ただし、ε₀ は真空の比誘電率。ε_O ＝８．８５×１
０^-12 Ｆ／ｍ） となる。ここで帯電ローラ１の抵抗Ｒ_r は感光ドラム２
との当接部において通常１０⁴ Ω〜１０⁶ Ω程度の値を
有しており、またＣ_P は数百ＰＦ程度であるため、
（５）式の時定数Ｃ_P ・Ｒ_r は少なくとも１０^-6秒以上
の値を有するが、帯電ローラ１が局所的に１０⁴ Ω以下
の低抵抗の部分を有していると、時定数が極端に小さく
なり、感光ドラム２への帯電が瞬時に行われて、図に示
すような３０ＭHz以上の高周波の静電ノイズが発生する
ものと推察される。そこで、図１に示すように、帯電ロ
ーラ１の近傍に、Ｒ_Z （Ω）の適当な抵抗５を直列に配
してやれば、この静電ノイズを防止できる。しかし、Ｒ
_Z が大きすぎると、Ｃ_P ・（Ｒ_r＋Ｒ_Z ）が前述のｔ₁
に比べて大きくなり、ニップｎでの電荷供給が間にあわ
なくなって帯電不良を生じるようになる。

【００６８】すなわち、Ｒ_Z の条件は、 １０⁴ Ω≦Ｒ_Z ＜ｔ₁ ／Ｃ_P …（８） としてやればよい。

【００６９】なお、（８）式は、（６）及び（７）式を
代入すると、 １０⁴ Ω≦Ｒ_Z ＜Ｌ_S ／（ε_O ・ｖ_P ・Ｋ_S ・Ｌ_r ）…（９） となる。 （実験例）図１において、感光ドラム２の走行速度ｖ_P
＝１００mm／秒、感光ドラム２の比誘電率Ｋ_S ＝３、Ｃ
ＴＬ層厚Ｌ_S ＝３０μm 、帯電ローラ１の当接長Ｌ_r ＝
２２０mm、として実験を行った。なお、帯電ローラ１
は、平坦な金属電極に８００ｇの総圧で当接させ、５０
Ｖの電圧を印加して抵抗を測定したところ、Ｒ_r ＝１．
２×１０⁵ Ωであった。以上において、（９）式を用い
て抵抗５の抵抗値Ｒ_Zの範囲を求めたところ、 １０⁴ Ω≦Ｒ_Z ≦５．１×１０⁶ Ω となった。

【００７０】実際に、Ｒ_Z ＝２２０ＫΩの抵抗を用いた
ところ、静電ノイズの発生することがなく、かつ帯電不
良を生じることもなかった。これに対し、Ｒ_Z ＝１ＫΩ
の抵抗では静電ノイズの抑制効果がなく、一方、Ｒ_Z ＝
１０ＭΩの抵抗では帯電不良による異常画像が出た。な
お、抵抗５は帯電ローラ１になるべく近接して設けるの
がよく、これに対し抵抗５を帯電ローラ１から遠い位置
に設けると、抵抗５と帯電ローラ１の間の浮遊容量の影
響により、静電ノイズの抑制効果が減少した。

【００７１】図６に、抵抗５を帯電ローラ１の近傍に実
装する一例を示す。図で３０は帯電ローラ１のホルダ、
３１は導電性軸受けであり、３２はローラを感光ドラム
２に圧接させるための加圧ばねで、このばねと電極３３
及び抵抗５を介して電源４によりバイアス電圧を印加し
ている。なお、抵抗５はホルダ３０の内部に取付ける以
外に、本体側（不図示）のコネクタ等に取付けてもよ
い。また、抵抗５を用いる代わりに軸受け３１を半導電
性物質で形成し、その抵抗値が式（９）を満足するよう
にしてもよい。 〈第１の発明の実施例２〉図７に示すように、抵抗５に
直列にＬ_Z （Ｈ）のコイル２１を配してもよい、この場
合、静電ノイズの周波数をｆ_n とすると、コイルＬ_Z に
よる抵抗Ｙ_Z ＝２πｆ_n Ｌ_Z となる。したがって、Ｙ_Z
≧１０⁴ ΩとなるようにＬ_Z を決めてやればよい。な
お、コイル２１だけを用いても静電ノイズに対する負荷
として使用することは可能であるが、負荷容量の変動に
より共振を生じる場合があるので、抵抗５を同時に用い
るのが望ましい。このようにすることで、高周波の静電
ノイズをより効率よく吸収できる。 〈第１の発明の実施例３〉実施例１においては、直流電
源４を用いて帯電ローラ１にバイアスを印加し、感光ド
ラム２を帯電する場合について説明したが、図８に示す
ように、直流電源４に交流電源７による交流バイアスを
重畳させた場合においても、本発明は同様に実施可能で
ある。この場合、印加する交流バイアスの周波数をｆ
（Hz）、ピーク間電圧をＶ_PP（Ｖ）とすると、前述の式
（３）におけるＶ_THに対し、Ｖ_PP≧２×｜Ｖ_TH｜とすれ
ば、交流バイアスの印加により見かけ上、閾値がなくな
るので、（４）式のＶ_D はＶ_D ＝Ｖ_DCとすることができ
る。このような場合においても、前述の実施例１中で述
べた本発明の効果は同様に得られる。ただし、この場
合、抵抗５により交流電源７による交流バイアスが減衰
しないような条件がＲ_Z の値に付加される。すなわち、 １０⁴ Ω≦Ｒ_Z ＜１／（２π・ｆ・Ｃ_P ）…（１０） したがって、（９）式と（１０）式の右辺のうち、小さ
いほうの値がＲ_Z の上限となる。例えば、ｆ＝５００H
z、の場合、実施例１と同様の条件を用いると、（１
０）式の右辺は、 １／（２π・ｆ・Ｃ_P ）＝Ｌ_S ／（２π・ｆ・ε_O ・Ｋ_S ・Ｌ_n ・Ｌ_r ） ＝１．６×１０⁶ （Ω） （ただし、ニップ幅Ｌ_n ＝１mm） となり、（９）式の右辺より小となるので（１０）式が
有効となる。 〈第１の発明の実施例４〉実施例１〜実施例３において
は、主に帯電ローラ１に本発明を適用する場合について
説明を行ったが、図９に示すように、帯電部材である転
写ローラ１０の芯金１５にバイアス電圧を印加する場合
に関しても本発明は全く同様に実施できる。この場合に
おいても、抵抗８は、前述の式（９）又は（１０）の範
囲内で適当な値を選んでやればよい。なお、１６は転写
バイアス電源、Ｐは転写用紙である。

【００７２】以上の実施例１〜実施例４の説明において
は転写部材として帯電ローラ１、あるいは転写ローラ１
０といった、ロール状の部材につき説明を行ったが、こ
の他にも、例えばブレード状やブラシ状、あるいはベル
ト状の帯電部材に関しても本発明は同様に実施可能であ
ることはいうまでもない。 〈第２の発明の実施例１〉図１２は第２発明の第１の実
施例を示す図である。図中４１は感光体である。ここで
はφ３０mmの有機感光体である。４２は接触帯電部材で
あるところの弾性ローラであり、ここではφ１２mmを用
いている、下層は弾性を有する低抵抗層例えば、カーボ
ンを分散させたＥＰＤＭゴムからなる。また上層には高
抵抗層としてのウレタンゴムやエピクロヒドリンゴム等
に、カーボンや酸化チタンを分散し、適度の抵抗を得る
ように構成したものである。４３はＤＣ定電圧電源（以
下ＨＶＤＣとする）であり、４４は本発明の主要部であ
るところの抵抗である。

【００７３】また、感光体４１の回りには、図示しなが
露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段等の
画像形成に必要な手段が配されている。

【００７４】前記構成において、プロセススピードを１
００mm／sec とした場合、感光体４１を−７００Ｖに帯
電するため、Ｐ₂ 点に−１２５０Ｖ（（−７００）Ｖ＋
（−５５０）Ｖ）を印加する。このとき感光体４１を−
７００Ｖにするためには、約−２０μＡの電流を要する
（これらの値は感光体４１の静電容量によりほぼ一義的
に定められる。）。したがって、ここではＰ₂ 点の電圧
−１２５０Ｖに対し、Ｐ₁ 部では帯電させたい電圧（−
７００Ｖ）を約２倍に、放電開始電圧を加算した分、す
なわち、−７００×２＋（−５５０）＝−１９５０Ｖを
印加する。このとき２０μＡを得るためには、抵抗４４
を（−１９５０）−（１２５０）＝−７００Ｖ電圧降下
させるとため、７００Ｖ／２０μＡ＝３５ＭΩとする。
この場合、帯電ローラ４２に印加している電圧と帯電時
に流れる電流との関係は、放電開始電圧から電流が流れ
始めるので（−１２５０）−（−５５０）＝−７００Ｖ
に対し、−２０μＡの電流が流れることから等価負荷と
して、−７００Ｖ／−２０μＡ＝３５ＭΩとなる。

【００７５】ここで、Ｐ₁ 、Ｐ₂ での電圧をＶ_P1、Ｖ_P2
とし、Ｐ₁ 、Ｐ₂ 間の抵抗をＲ₁ 、Ｐ₂ から感光体４１
の等価負荷をＲ₂ とし、これらに流れる電流をｉとする
と Ｖ_P1−Ｖ_P2＝Ｒ₁ ｉ Ｖ_P2−５５０＝Ｒ₂ ｉ の関係が成り立つ。

【００７６】ここで先にも述べたように、 Ｖ_P1＝−１９５０Ｖ、 Ｖ_P2＝−１２５０Ｖ Ｒ₁ ＝３５ＭΩ、 Ｒ₂ ＝３５ＭΩ、 ｉ＝−２０μ
Ａ という関係になる。

【００７７】これによって感光体４１は−７００Ｖに帯
電される。このとき、感光体４１にピンホールがある
と、局部的に等価負荷Ｒ₂ が減少する。例えばここで５
％減少したとすると、 Ｖ_P1＝−１９５０Ｖ Ｒ₁ ＝３５ＭΩは変わらず Ｒ₂ ＝３５×０．９＝３３．２５ＭΩとなるので Ｖ_P2＝−１２３２Ｖ、 ｉ＝−２０．５ μＡとなる したがって、感光体電位は−１２３２−（−５５０）＝
−６８２Ｖに帯電させられ、電流的には約２．５％しか
増加しない。このような構成をとることによって、感光
体電位変動はほとんどわずかであり、かつ電流増加もわ
ずかに収めることができる。したがって、ピンホールが
あっても帯電部材４２の絶縁破壊は押えられ、かつ濃淡
変動も殆ど分からないレベルで常に良好な画像が得られ
るようになった。 （比較例１）図１３は比較例の１つであり、定電圧トラ
ンス４３ａから直接、帯電部材４２に電圧印加する従来
の構成をとっている。ここでは、感光体４１に−７００
Ｖの電位を与えるために、−７００＋（−５５０）＝−
１２５０Ｖの定電圧電源となっており、このとき流れる
電流ｉは２０μＡなので、等価負荷としてはやはり３５
ＭΩとなる。このときの印加電圧Ｖ₁₃₁ 、電流ｉ₁₀と等
価負荷Ｒ₁₀との関係は、 Ｖ₁₃₁ −（−５５０）＝ｉ₁₀×Ｒ₁₀となる。

【００７８】ここで、先に例と同様にＲ₁₀が５％相当ダ
ウンした場合には、Ｖ₁₃₁ ＝const＝−１２５０Ｖなの
で、 ｉ₁₀´＝｛Ｖ₁₃₁ −（−５５０）｝／Ｒ₁₀´＝−７００／３３．２５ ＝−２１μＡ となり、電流は増加する。この増加分は、そのほとんど
がピンホールの一点に集中すると考えられるので実施例
１に比べほぼ２倍の電流集中が生じることになる。 （比較例２）図１４は比較のための他の例であり、比較
例１と異なるのは、電源トランス４３ｂが定電流駆動さ
れていることである。

【００７９】この状態で先と同じように、ピンホールに
よって等価負荷が５％低下すると、電流は一定なので、
感光体表面電位はその部分のみ６６５Ｖと低下してしま
い、主にハーフトーンで濃淡ムラが生じてしまう。 （評価）前記の構成において、プロセススピード１００
mm／sec にて感光体４１にピンホールを１０点螺旋状に
あけ、反転現像方式により実プリントにて５０００枚の
耐久を行った。 （結果）

【００８０】

【表１】 〈第２の発明の実施例２〉ここで、電源トランスの定電
圧出力Ｖ_inと接触帯電部材に印加する電圧Ｖ_outの関係
をＫであらわし Ｋ＝（Ｖ_in−Ｖ_TH）／（Ｖ_out −Ｖ_TH） （Ｖ_THは放電
開始電圧） としたときのＫの値を先の実施例での抵抗を振ることに
よって変化させ、そのときの評価を前記と同じ方法で行
った。 （結果）

【００８１】

【表２】 この場合Ｋ＝１．３であると、ピンホール部での電流集
中が多すぎて、リークを防ぎきれない。また、Ｋ＝１５
の場合は、ピンホール部での電流集中は低減できるもの
の、定電流特性と同等となり電圧降下が大きく、したが
ってＶ_D 変動が大きくなってしまうという欠点が生じ
る。 〈第２の発明の実施例３〉図１５は、第２の発明の実施
例３を示す図である。図中、感光体４１に対する帯電部
材４２は実施例１と同じである。１４３は、特開平１−
２６７６６７号公報に記載のようにＤＣ定電圧にＡＣ定
電流を重畳した電源トランスである。１４４、１４５は
実施例３の主要部である抵抗とコンデンサである。また
感光体４１の回りには図示しないが露光手段、現像手
段、転写手段、クリーニング手段等画像形成に必要な手
段が配設されているものとする。前記構成において、プ
ロセススピードを１００mm／sec とする。感光体４１を
−７００Ｖに帯電するためにはＡＣでの電位収束効果が
あるのでＰ₁₄₂ 点には、−７００ＶのＤＣ電圧を印加し
てやる。また、ＡＣ成分はその収束効果をもたせるため
に６００μＡの定電流とするのが適当である。

【００８２】このとき感光体４１を−７００Ｖにするた
めには約−２０μＡのＤＣ電流を要する。したがって、
ここではＰ₁₄₂ 点の印加ＤＣ電圧の約２倍の定電圧をＰ
₁₄₁点に印加するため、抵抗１４４を ｛（−１４００Ｖ）−（−７００Ｖ）｝／−２０μＡ＝
３５ＭΩ とする。またこのままでもＡＣは定電流制御をしている
ので帯電には支障ないが、消費電力が大きくなるため、
コストアップ等の問題が生じてしまう。そこで、さら
に、抵抗１４４と並列にコンデンサ１４５を接続するこ
とによって、ＡＣだけはほとんどこの部分で無負荷状態
で流すことが可能となる。ここで、コンデンサ１４５の
値としては、帯電部材４２と感光体４１での容量が約２
００ｐＦなので、それより十分大きい０．２μＦ位が適
当である。

【００８３】この場合、帯電部材４２に印加しているＤ
Ｃ電圧−７００Ｖに対し、帯電時に流れる電流が−２０
μＡであることから、ＤＣ成分における等価負荷は−７
００Ｖ／−２０μＡ＝３５ＭΩとなる。

【００８４】ここでＰ₁₄₁ 、Ｐ₁₄₂ 点でのＤＣ電圧Ｖ
_P141、Ｖ_P142とし、Ｐ₁₄₁ 、Ｐ₁₄₂ 間の抵抗をＲ₁₄₁ 、
Ｐ₁₄₂ 、感光体の等負荷をＲ₁₄₂ とし、これらに流れる
ＤＣ電流をｉ_DCとすると、 Ｖ_P141−Ｖ_P142＝Ｒ₁₄₁ ｉ_DC Ｖ_P142＝Ｒ₁₄₂ ｉ_AC の関係が成り立つ。

【００８５】ここで先にも述べたように Ｖ_P141＝−１４００Ｖ、 Ｖ_P142＝−７００Ｖ Ｒ₁₄₁ ＝３５ＭΩ、 Ｒ₁₄₂ ＝３５ＭΩ、 ｉ
_DC＝−２０μＡ という関係になる。

【００８６】これによって感光体４１は−７００Ｖに帯
電される。このとき感光体４１にピンホールがあると、
局部的に等価負荷Ｒ₁₄₂ が減少する。例えばここで５％
減少したとすると、Ｖ_P141＝−１４００Ｖ、Ｒ₁₄₁ ＝３
５ＭΩは変わらず Ｒ₁₄₂ ＝３５×０．９＝３３．２５ＭΩ となるので Ｖ₁₄₂ ＝−６８２Ｖ ｉ_DC＝−２０．５μＡ となる。したがって、感光体電位は−６８２Ｖに帯電さ
せられ、電流的には約２．５％しか増加しない。

【００８７】このような構成をとることによって、感光
体電位変動はほとんどわずかであり、かつ電流増加もわ
ずかで収めることができる。したがって、ピンホールが
あっても帯電部材４２の絶縁破壊は抑えられ、かつ濃淡
ムラもほとんどわからないレベルで常に良好な画像が得
られるようになった。 （比較例３）図１６は比較例の１つであり、前記実施例
２に比べ、抵抗１４４、コンデンサ１４５がない構成と
なっている。したがって高圧トランス２４３の出力は、
ＤＣ電圧＝−７００Ｖ、ＡＣ定電流６００μＡ である。このとき印加ＤＣ電圧Ｖ₂₄₃ とＤＣ電流ｉ₂₄₀
と等価負荷Ｒ₂₄₀ との関係は、Ｖ₂₄₃ ＝ｉ₂₄₀ ×Ｒ₂₄₀
となる。ここで先の例と同様にＲ₂₄₀ が５％相当ダウン
した場合にはＶ₂₄₃ ＝const ＝−７００Ｖなので ｉ′₂₄₀ ＝Ｖ₂₄₃ ／Ｒ′₂₄₀ ＝−７００／３３．２５＝
−２１μＡ となり、電流は５％も増加する。その増加分はほとんど
がピンホールの一点に集中すると考えられるので実施例
３に比べてほぼ２倍もの電流集中が生じていることにな
る。 （評価）前記実施例２及び比較例３に対し、実施例１で
行ったのと同じテストを行った。

【００８８】結果。

【００８９】

【表３】 〈第２の発明の実施例４〉ここで、電源トランスのＤＣ
定電圧電流Ｖ_DCinと接触帯電部材４２に印加する電圧Ｖ
_DCout の関係をＫ′であらわし Ｋ′＝Ｖ_DCin／Ｖ_DCout としたとき、Ｋ′の値を先の実施例での抵抗を振ること
によって変化させ、そのときの評価を前記と同じ方法で
行った。

【００９０】

【表４】 また、以上の例では接触帯電部材４２として、ローラ状
のものを用いたが、ブレード状等ローラ状以外でも第２
の発明に含まれる。 〈第３の発明の実施例１〉図１９は本発明の特徴を最も
よく表わしているもので、図２０に示す帯電装置の帯電
ローラ５２に印加するバイアスの波形を示したものであ
る。ここで斜線の領域がPaschen の法則からなるＶ_TH以
上の電圧領域である。この電圧は高圧印加源３により発
生させる。

【００９１】また図１９(b) は、図１９(a) の印加波形
により形成されたｋａｄｏ５１上の潜像電位を示してい
る。

【００９２】この実験を行うにあたり、プロセススピー
ドＶ_PS＝９４．２mm／sec として、レーザの走査線密度
は主走査、複走査方向とも６００dpi （１インチあたり
のドットの密度）とした。

【００９３】なお、今後、従来例と同じ場合には、説明
を省略する。本実施例では、帯電電位は、７６０Ｖとし
て説明する。ここで、この図１９(a) に示す波形の周期
をＴ′とすると、従来１／Ｔ＝９５０Hz、Ｔ′＝（３／
２）Ｔ（＝１．５８０mm／sec ）という関係となる。

【００９４】図１９(a) における波形には、１周期（＝
Ｔ′）内に負極性側（図上上側）に２つの極大値をもっ
ている。図１９(a) では説明を簡略化するために、２つ
の極大値は同一電位として説明する。

【００９５】すなわち、負極性側の極大値は２つ存在
し、Ａ₁ ＝Ａ₂ ＝−１５６０Ｖである。また、負極性側
の極小値はＢ点であり、Ｂ₁ ＝−７６０Ｖである。極性
側（図中下側）の極大値は２つ存在しＣ₁ ＝Ｃ₂ ＝＋４
０Ｖであり、正極性側の極小値はＰ₁ 点でありＰ₁ ＝−
７６０Ｖとなっている。この波形により帯電ローラ５２
に印加されると、感光ドラム５１上には平均の潜像帯電
電位としてＶ_D ≡−７６０Ｖと測定されたが、このとき
の電位分布は図１９(b) に示すように、Ｖ_TH以上の電位
値に対して帯電が行われる。

【００９６】ここで微視的にみた場合の潜像分布の山の
間隔は１／３Ｔ′（＝０．５２７mm／sec ）＝１／３×
３／２Ｔ＝（１／２）Ｔとなっている。

【００９７】また、実電荷が帯電されていない領域の間
隔（Ｔ_C1）はＴ_C1≡Ｔ／４＝１／４×（２／３）Ｔ＝
（１／６）Ｔ′（＝０．２６３mm／sec ）となってい
る。

【００９８】ここで従来例の図２５(a) 、(b) と比べて
みると、表５の通りとなる。

【００９９】

【表５】 すなわち、表５に示したように図１９(a) の波形を帯電
ローラ５２に印加することで、周波数を下げることがで
き（約２／３）、しかも、潜像の周波数を上げることが
できる。また、ＡＣの電圧波形は、正負とも同一波形で
あるので、帯電電位を決定する直流電圧値（＝Ｖ_CDC ）
も従来とほぼ同一の値が使用できる。

【０１００】すなわち、図２７の帯電周波数とモアレ縞
の相関グラフに照らしあわせてみると、従来例のように
一様なサイン波を用いた場合には、 帯電周波数＝潜像周波数＝９５０Hz となり、９５０Hzの領域から１０％周波数が振れると1
dot 1 lineのモアレ縞が発生していたが、本実施例では 帯電周波数＜潜像周波数＝３×潜像周波数 （＝２×従来例の潜像周波数） ＝１９００Hz であるためにモアレの発生は皆無である。

【０１０１】しかも、帯電周波数が２／３に減少したこ
とで融着が減少した（表６）。

【０１０２】

【表６】 ここで○は融着の発生が認められないレベル ○△は融着の発生が注意深く観察しないと認めされない
レベル △は融着の発生が若干認められが実用上問題のないレベ
ル △×は融着の発生が実用上許容できるギリギリのレベル ×は融着の発生が顕著なレベル である。

【０１０３】このように図１９(a) の波形とすることで
従来から問題となっていたモアレ縞を帯電周波数を下げ
ながら、かつ融着を軽減させる方向で解決することがで
きた。

【０１０４】さらに、本実施例の他の様態として、図２
７に示したグラフからモアレ縞の発生しない領域に帯電
周波数を下げて設定することもできる。

【０１０５】

【表７】 すなわち、図２７から９５０Hz±５％で高圧電源が実現
可能であれ、本実施態様においても実現可能であり、こ
のとき帯電の周波数は３１６Hzまで下げることができ
る。

【０１０６】表７の帯電の実施態様による画像の評価テ
ストにおいては下表８に示すような融着のテスト結果が
得られた。

【０１０７】

【表８】 ここで表６と表７を比較すると明らかなように、一次帯
電の周波数を下げることで融着がかなり良好しているこ
とが理解できる。

【０１０８】なお、本実施例を行うにあたり、使用した
高圧発生装置は横河電気（株）製の任意の波形発生機Ａ
Ｇ１２００により波形を発生させ、Trek（株）６１０ｃ
高圧電源を組合わせて使用した。画像形成装置は３００
dpi のレーザプリンタを６００dpi に変更して行い、モ
アレ縞の確認及びドラム融着、帯電音の確認を行った。

【０１０９】帯電音の計測はカートリッジと本体に装着
した状態で第３の本発明のバイアスを印加して、従来の
印加バイアスと比較して行ったが聴覚上十分にその効果
を確認できるレベルであった。なお、本実施例では図１
９(a) に示す高圧波形のみならず１極性におけるピーク
値Ａ₁ ，Ａ₂ が異なった場合において成立することは明
確であるが、この値はパッシェン式におけるＶ_TH×２以
上であることが必要である。またＢ₁ 点の電位はＤ₁ 点
と交番電圧においては対称である必要性は必ずしもない
が、Ｄ₁ 点はＶ_THを越えている必要がある。望むべくは
Ｖ_D −Ｖ_TH≧５０Ｖである。 〈第３発明の実施例２〉本実施例は実施例１に比べて−
極性における極小値の電圧が高い場合における実施例の
説明である。

【０１１０】本実施例の特徴を表わしていいる帯電ロー
ラ５２への印加波形を図２３(a) に示す。図２３ (a)に
おいて、本実施例において同図のＤ₂ 点の電圧をＶ_D2と
すると Ｖ_D2−Ｖ_THｃｏ Ｖ_TH≡例えば５６０Ｖ の実施例である。

【０１１１】図１９の帯電ローラへの印加波形に対して
微視的にみた感光体５１ｂ上の潜像電位分布は図２３
(b) に示すようになっている。ここで特徴的なのは一次
周波数１／Ｔ⁽⁴⁾ に対して、潜像の山が２山となってい
ることであり、このため、反転カブリの低減が計られ
る。すなわち、反転カブリに対応している周波数が高い
ために、反転カブリが実質的に現像されにくくなってい
るものと考えられる。すわわち、

【０１１２】

【表９】 となる。

【０１１３】したがって、正規現像系のモアレ縞は、６
００dpi 相当では十分に低減でき、そして反転現像系に
おいても反転カブリが実質的に目立たなくることがわか
る。

【０１１４】実際に、実施例１と同様な画像形成装置を
使用して反転カブリの測定を現像後の感光体上の測定で
行ってみたところ、下表（表１０）の結果と成った。

【０１１５】なお、ここで使用したカブリ測定は、東京
電色工業製のＴＣ−６ＤＳであり、感光体上のカブリは
厚さ２５μmmのＰＥＴテープにて採取してＮＰ−ＤＲＹ
ペーパ上に貼付したものを測定して行った。なお、数値
はカブリがないＰＥＴテープを基準として差し引いた物
を使用した。なお、紙上も同様な測定とした。

【０１１６】

【表１０】 このように、帯電ローラ５２に印加する波形を本実施例
に説明した態様にすることで、反転現像系におけおる反
転カブリ、もしくは正規現像系におけるモアレ縞が低減
できる。

【０１１７】なお、本実施例においては、Ａ₃ ，Ａ₄ の
ピークは同一で検討したが、若干異なっていても同様の
効果を示す。また、図２４(a) に示すように｜Ａ₃ （＝
Ａ₄）−Ｂ₂₂｜≧５０Ｖまで効果が確認できた。波形の
発生方法等は実施例１と同様である。 〈第３発明の実施例３〉本実施例は、前述の実施例２が
１周期における１極性に置ける極大値がｎ＝２であるの
対して、ｎ＝３以上の場合も一般的に成立することを示
したものである。一例として１極性における極大値がｎ
＝４の場合を示す。本実施例において帯電ローラ５２に
印加する高圧波形は図２８(a) に示す波形である。ま
た、このときの感光ドラムに形成される潜像パターンの
図２８(b) のような微視的電位分布となっている。この
ように、前述の実施例からもわかるように本実施例にお
いては、さらに効果的なモアレ縞の低減が認められ、ま
た融着に対しても周波数が下げられるため効果的である
ことは今までの実施例からも明らかである。 〈第３発明の実施例４〉本実施例は今までの実施例がサ
イン波形の変形であるに対して、矩形波における効果を
示したものである。今までと同様に帯電ローラ５２に印
加する高圧波形を図２９(a) に示し、図２９(b) に感光
ドラム上の微視的潜像電位分布を示した。本実施例では
ｎ＝２の場合を示す。

【０１１８】このグラフをみても理解できように基とな
る波形が矩形波においても、今までの実施例と同様な効
果がある。また、ｎ＝３以上の場合も同様な論理から成
立することは明白である。

【０１１９】また、三角波を基本となる波形として用い
ても同様に成立し、その混合系を用いても同様に成立す
ることは本発明の論理から成立することは明らかであ
る。 〈第４の発明の実施例１〉以下、図面に沿って、第４の
発明の実施例について説明する。なお、図３９に示すも
のと同一部分は同一符号を付して説明を省略する。

【０１２０】図３０は本発明に係る画像形成装置の一例
としての複写装置の縦断面図であり、図３１はプロセス
スピードに応じて感光ドラム（像担持体）６１の帯電バ
イアス条件を切り換え可能とした機構についての説明図
である。

【０１２１】帯電手段６２は、回転自在に支持された金
属の芯金部８２ａを有しており、該芯金部８２ａの外周
には高抵抗の導電性ゴムローラ（帯電部材）８２ｂ（径
は１４ｍｍ）が装着されている。該導電性ゴムローラ８
２ｂの外周面は感光ドラム６１の外周面に圧接されるよ
うに構成されており、前記帯電手段６２は該感光ドラム
６１の回転に伴って従動回転するように構成されてい
る。また、該帯電手段６２の芯金部８２ａの外周面には
導電性部材の接触子８３が接するように配設されてお
り、該帯電手段６２の回転にかかわらず該帯電手段６２
との間に電気的な接触を保つように構成されている。該
接触子８３は、帯電制御装置（帯電制御手段）８４と電
気的に接続されており、該帯電制御装置８４の出力した
電圧を前記芯金部８２ａを介して帯電手段６２に伝える
ように構成されている。

【０１２２】該帯電制御装置８４は、直流成分に交流成
分を重畳した交番電界、すなわち所定の帯電バイアス条
件（直流成分、交流成分の振動数等）の電圧を出力する
装置であり、かかる条件はドラム駆動装置（周速度調節
手段）８５からの信号により切り換えられる構成になっ
ている。該ドラム駆動装置８５は所定の速度で感光ドラ
ム６１（径は３０ｍｍ）を回転駆動する駆動源であり、
該ドラム駆動装置８５の出力軸（不図示）と感光ドラム
６１の回転軸６１ａとの間には駆動力伝達のためのベル
ト８６が巻つけられている。該ドラム駆動装置８５は、
モード切換装置（周速度調節手段）８７からの信号を受
けてその駆動力を調節するように構成されており、該モ
ード切換装置８７は感光ドラム６１のプロセススピード
を予め設定した二段階のモード（前述した低速モードと
高速モード）に切り換える装置である。なお、これらの
モードの選択は操作盤（不図示）上に設けたスイッチに
より行われる。

【０１２３】次に、プロセススピードに応じた前記帯電
手段６２の帯電バイアス条件の最適値について説明す
る。

【０１２４】本出願人は、帯電バイアス条件（帯電バイ
アスの交流成分の振動数ｆ）を異ならせて実験的に画像
形成を行い、ピッチムラの発生の有無について判定を行
った。図３２〜図３５は、プロセススピードｖをそれぞ
れ５０、１００、１５０、２００ｍｍ／ｓとした場合
に、帯電バイアスの交流成分の振動数ｆを変化させたと
きのピッチムラの発生の有無を表したものである。図
中、○印はピッチムラが発生しなかったもの、×印はピ
ッチムラが発生したもの、△印はそれらの中間のものを
示している。また、プロセススピードｖと帯電バイアス
の交流成分の振動数ｆとの比（ｆ／ｖの値）を計算して
載せている。

【０１２５】該実験結果によると、ピッチムラが見えな
くするためには、プロセススピードｖと帯電バイアスの
交流成分の振動数ｆとの関係は、 ｆ／ｖ≧６．８ となることが必要であることがわかった。ただし、帯電
手段６２の消費電力が不必要に増加してしまわないよう
にするには該振動数ｆを必要最小限に抑えることが必要
であり、そのためにもｆ／ｖの値は６．８以上であり、
かつその値は６．８よりもあまり大きくならないように
維持することが必要となる。

【０１２６】以上の実験結果を基にして、本実施例にお
いては、低速モードの場合のプロセススピードｖは６０
ｍｍ／ｓに設定し、帯電バイアス条件のうちの直流成分
は−７８０Ｖに設定した。また、帯電バイアス条件の交
流成分は、振動数ｆが５００Ｈｚで実効値が−６５０μ
Ａとなるように定電流制御を行った。さらには、高速モ
ードの場合のプロセススピードｖを１２０ｍｍ／ｓに設
定し、帯電バイアス条件のうちの直流成分は−７８０Ｖ
に設定し、交流成分は振動数ｆが９００Ｈｚで実効値が
−１４００μＡとなるように定電流制御を行った。

【０１２７】かかる場合、前記ｆ／ｖの値を計算する
と、 低速モード（ｖ＝ ６０、ｆ＝５００）では、ｆ／ｖ＝
８．３ 高速モード（ｖ＝１２０、ｆ＝９００）では、ｆ／ｖ＝
７．５ となる。なお、ｆ／ｖの値が６．８ちょうどになってい
ないのは、画像形成装置その他の複合的な要因による限
定のためである。

【０１２８】ついで、上述実施例の作用について説明す
る。

【０１２９】オペレータが操作盤上のスイッチ（不図
示）により感光ドラム６１のプロセススピードのモード
（低速モード、または高速モードのいずれか）を設定す
ると、前記モード切換装置８７は該設定モードに応じた
信号を出力する。ドラム駆動装置８５は該信号を受けて
設定モードに応じた駆動速度を出力し、感光ドラム６１
は所定のプロセススピード（低速モードの場合は６０ｍ
ｍ／ｓ、高速モードの場合は１２０ｍｍ／ｓ）で回転駆
動される。また、ドラム駆動装置８５は設定モードの信
号を帯電制御装置８４に対して出力し、該帯電制御装置
８４は設定モードに応じた帯電バイアス条件（低速モー
ドの場合はｆ＝５００、高速モードの場合はｆ＝９０
０）で前記帯電手段６２を帯電する。かかる場合、ｆ／
ｖの値はいずれも６．８以上である。

【０１３０】これによると、プロセススピードを変化さ
せる複写装置で交番電界を印加する接触帯電を行う系に
おいては常にｆ／ｖ≧６．８を満たす範囲で交流成分の
振動数ｆを制御することにより、感光ドラム６１上にピ
ッチムラ発生を防止できる。

【０１３１】また、プロセススピードに応じて、該振動
数ｆを必要最小限にとどめることができ、したがって電
力消費の無駄も防止できる。 〈第４の発明の実施例２〉ついで、図３６に沿って、実
施例２について説明する。

【０１３２】帯電手段９２は、導電性の支持体９２ａを
有しており、該支持体９２ａには高抵抗の導電性ゴムブ
レード（帯電部材）９２ｂ（幅２０ｍｍ、厚さ３ｍｍ）
が取りつけられている。導電性ゴムブレード９２ｂの一
端縁は、感光ドラム６１（径３０ｍｍ）の外周面に圧接
され、前記感光ドラム６１の回転に伴って該感光ドラム
６１の外周面上を摺動するようになっている。また、前
記帯電手段９２の支持体９２ａは帯電制御装置（帯電制
御手段）８４と電気的に接続されており、該帯電制御装
置８４の出力した電圧に応じて該感光ドラム６１の外周
面を一様に帯電するように構成されている。

【０１３３】以上の実験結果を基にして、本実施例にお
いては、低速モードの場合のプロセススピードｖは４０
ｍｍ／ｓに設定し、帯電バイアス条件のうちの直流成分
は−６８０Ｖに設定した。また、帯電バイアス条件の交
流成分は、振動数ｆが３００Ｈｚで実効値が−２８０μ
Ａとなるように定電流制御を行った。さらには、高速モ
ードの場合のプロセススピードｖを７２ｍｍ／ｓに設定
し、帯電バイアス条件のうちの直流成分は−６８０Ｖに
設定し、交流成分は振動数ｆが５００Ｈｚで実効値が−
４６０μＡとなるように定電流制御を行った。

【０１３４】かかる場合、前記ｆ／ｖの値を計算する
と、 低速モード（ｖ＝４０、 ｆ＝３００）では、ｆ／ｖ＝
７．５ 高速モード（ｖ＝７２ 、ｆ＝５００）では、ｆ／ｖ＝
６．９ となる。なお、ｆ／ｖの値が６．８ちょうどになってい
ないのは、画像形成装置その他の複合的な要因による限
定のためである。

【０１３５】ついで、上述実施例の作用について説明す
る。

【０１３６】オペレータが操作盤上のスイッチ（不図
示）により感光ドラム６１のプロセススピードのモード
（低速モード、または高速モードのいずれか）を設定す
ると、前記モード切換装置８７は該設定モードに応じた
信号を出力する。ドラム駆動装置８５は該信号を受けて
設定モードに応じた駆動速度を出力し、感光ドラム６１
は所定のプロセススピード（低速モードの場合は４０ｍ
ｍ／ｓ、高速モードの場合は７２ｍｍ／ｓ）で回転駆動
される。また、ドラム駆動装置８５は設定モードの信号
を帯電制御装置８４に対して出力し、該帯電制御装置８
４は設定モードに応じた帯電バイアス条件（低速モード
の場合はｆ＝３００、高速モードの場合はｆ＝５００）
で前記帯電手段９２を帯電する。かかる場合、ｆ／ｖの
値はいずれも６．８以上でありピッチムラは生じない。

【０１３７】これによると、このブレード型の帯電手段
９２は前記ローラ型の帯電手段６２に比べて摩耗し易い
ために耐久性は劣るものの安価であり、したがって出力
枚数を比較的少なく制限した機種に適している。

【０１３８】また、プロセススピードを変化させる複写
装置で交番電界を印加する接触帯電を行う系においては
常にｆ／ｖ≧６．８を満たす範囲で交流成分の振動数ｆ
を制御することにより、感光ドラム６１上にピッチムラ
発生を防止できる。

【０１３９】さらには、プロセススピードに応じて、該
振動数ｆを必要最小限にとどめることができ、したがっ
て電力消費の無駄も防止できる。 〈第４発明の実施例３〉ついで、図３７及び図３８に沿
って、第４の発明の他の実施例について説明する。

【０１４０】帯電手段９７は、感光ドラム６１（径８５
ｍｍ）の外周面に圧接されるように構成されており、図
３８に詳示するように絶縁性のシート部９７ａの片面に
導体部９７ｂが線状にプリントされてその上に中抵抗
（１０⁸ 〜１０¹⁰Ωｃｍ）の樹脂部（帯電部材）９７ｃ
がラミネートされている。かかる帯電手段９７は樹脂部
９７ｃが感光ドラム６１に接するようにスポンジ９８で
感光ドラム６１に圧接されている。

【０１４１】以上の実験結果を基にして、本実施例にお
いては、低速モードの場合のプロセススピードｖは４２
ｍｍ／ｓに設定し、帯電バイアス条件のうちの直流成分
は−６８０Ｖに設定した。また、帯電バイアス条件の交
流成分は、振動数ｆが３００Ｈｚで実効値が−２８０μ
Ａとなるように定電流制御を行った。さらには、高速モ
ードの場合のプロセススピードｖを６０ｍｍ／ｓに設定
し、帯電バイアス条件のうちの直流成分は−６８０Ｖに
設定し、交流成分は振動数ｆが４５０Ｈｚで実効値が−
４１０μＡとなるように定電流制御を行った。

【０１４２】かかる場合、前記ｆ／ｖの値を計算する
と、 低速モード（ｖ＝４２、 ｆ＝３００）では、ｆ／ｖ＝
７．１ 高速モード（ｖ＝６０ 、ｆ＝４５０）では、ｆ／ｖ＝
７．５ となる。なお、ｆ／ｖの値が６．８ちょうどになってい
ないのは、画像形成装置その他の複合的な要因による限
定のためである。

【０１４３】ついで、上述実施例の作用について説明す
る。

【０１４４】オペレータが操作盤上のスイッチ（不図
示）により感光ドラム６１のプロセススピードのモード
（低速モード、または高速モードのいずれか）を設定す
ると、前記モード切換装置８７は該設定モードに応じた
信号を出力する。ドラム駆動装置８５は該信号を受けて
設定モードに応じた駆動速度を出力し、感光ドラム６１
は所定のプロセススピード（低速モードの場合は４２ｍ
ｍ／ｓ、高速モードの場合は６０ｍｍ／ｓ）で回転駆動
される。また、ドラム駆動装置８５は設定モードの信号
を帯電制御装置８４に対して出力し、該帯電制御装置８
４は設定モードに応じた帯電バイアス条件（低速モード
の場合はｆ＝３００、高速モードの場合はｆ＝４５０）
で前記帯電手段６２を帯電する。かかる場合、ｆ／ｖの
値はいずれも６．８以上である。

【０１４５】これによると、このシート型の帯電手段９
７は前記ローラ型の帯電手段６２に比べて摩耗し易いた
めに耐久性は劣るものの安価であり、したがって出力枚
数が比較的少なく制限した機種に適している。

【０１４６】また、プロセススピードを変化させる複写
装置で交番電界を印加する接触帯電を行う系においては
常にｆ／ｖ≧６．８を満たす範囲で交流成分の振動数ｆ
を制御することにより、感光ドラム６１上にピッチムラ
発生を防止できる。

【０１４７】さらには、プロセススピードに応じて、該
振動数ｆを必要最小限にとどめることができ、したがっ
て電力消費の無駄も防止できる。

【０１４８】なお、前述した実施例においては、プロセ
ススピードは二段に設定可能な複写装置に関して本発明
を適用したものであるが、これに限るものではなく、例
えば三段または四段でも、さらには無段階に該スピード
を設定できる装置に対して適用してもよい。

【０１４９】

【発明の効果】

〈第１の発明の効果〉以上説明したように、第１の発明
によると、帯電部材に対し、適当な抵抗を介してバイア
ス電圧を印加することによって、例えば帯電部材に局所
的なムラがあった場合でも、帯電時の微少空間における
放電に伴う放射ノイズの発生を有効に防止することがで
きる。 〈第２の発明の効果〉第１の発明によると、電源トラン
スと帯電部材との間に、適当な抵抗を介在させることに
より、例えば感光体にピンホール等の欠陥があった場合
でも、この部分に電流が集中して帯電部材の絶縁が破壊
されることを防止し、感光体の電位変位も最小に抑える
ことができるので、白帯や黒帯のない、またカブリのな
い良好な画像を常に形成することができる。 〈第３の発明の効果〉第３の発明によると、適当なピー
ク間電圧を印加したり、極大値を２以上持つようにした
りすることによって、モアレ縞と帯電音、融着等を有効
に防止することができる。 〈第４の発明の効果〉第４の発明によると、像担持体の
回動速度を変更する周速度調節手段を備える画像形成装
置において、帯電制御手段が前記像担持体の回動速度に
適した条件の電圧を帯電部材に印加することにより、前
記像担持体上に形成された可視画像にピッチムラが発生
するのを防止でき、また電力消費の無駄も防止できる。

【０１５０】さらには、接触帯電方式の帯電手段を用い
ているため、スコロトロン帯電器を用いた場合のような
オゾン発生も低減でき、高電圧を必要としないため装置
自体も簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の実施例１の画像形成装置の概略を
示す縦断面図。

【図２】同じく帯電ローラの拡大断面図。

【図３】同じく印加電圧と感光体表面電位との関係を示
す図。

【図４】同じく接触帯電の原理を示す図。

【図５】同じく接触帯電の原理を示す図。

【図６】同じく実施例１の実装状態を示す図。

【図７】同じく実施例２の画像形成装置の概略を示す縦
断面図。

【図８】同じく実施例２の他の画像形成装置の概略を示
す縦断面図。

【図９】同じく実施例４の転写ローラを示す縦断面図。

【図１０】従来例の画像形成装置の概略を示す縦断面
図。

【図１１】従来例の説明図。

【図１２】第２発明の実施例１を概略を示す図。

【図１３】同じく比較例を示す図。

【図１４】同じく他の比較例を示す図。

【図１５】同じく実施例３の概略を示す図。

【図１６】同じく別の比較例を示す図。

【図１７】印加電圧と帯電電位との関係を示す図。

【図１８】接触帯電部材の拡大断面図。

【図１９】（ａ）、（ｂ）は第３の発明の実施例１のバ
イアスの波形を示す図。

【図２０】同じく帯電ローラの断面図。

【図２１】従来の帯電ローラの断面図。

【図２２】従来の他の帯電ローラの断面図。

【図２３】（ａ）、（ｂ）は実施例２のバイアス波形を
示す図。

【図２４】（ａ）、（ｂ）は実施例２のバイアス波形を
示す図。

【図２５】（ａ）、（ｂ）は従来のバイアス波形を示す
図。

【図２６】トナーの融着状態を示す図。

【図２７】モアレの発生ポイントを示す図。

【図２８】（ａ）、（ｂ）は実施例３のバイアス波形を
示す図。

【図２９】（ａ）、（ｂ）は実施例４のバイアス波形を
示す図。

【図３０】第４の発明の画像形成装置の概略を示す縦断
面図。

【図３１】図３０の画像形成装置におけるモード切り換
え機構の説明図。

【図３２】プロセススピードｖが５０ｍｍ／ｓのときの
ピッチムラの発生の有無を示した図。

【図３３】プロセススピードｖが１００ｍｍ／ｓのとき
のピッチムラの発生の有無を示した図。

【図３４】プロセススピードｖが１５０ｍｍ／ｓのとき
のピッチムラの発生の有無を示した図。

【図３５】プロセススピードｖが２００ｍｍ／ｓのとき
のピッチムラの発生の有無を示した図。

【図３６】実施例２の画像形成装置の概略を示す縦断面
図。

【図３７】実施例３の画像形成装置の概略を示す縦断面
図。

【図３８】図３７の帯電手段の構造を示した詳細断面
図。

【図３９】従来の画像形成装置の概略を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 像担持体（感光ドラム） ２ 帯電部材（帯電ローラ） ４ バイアス手段（直流電源） ５ 抵抗手段 ４、１０４ 抵抗 ４１ 像担持体（感光体） ４２ 帯電部材（帯電ローラ） ４３、４３ａ、４３ｂ、１４３、２４３ 電源トランス ４４、１４４ 抵抗 ５１ 像担持体（感光ドラム） ５２ 帯電部材（帯電ローラ） Ｂ 帯電領域 ６１ 像担持体（感光ドラム） ８２ 帯電手段 ８２ｂ 帯電部材（導電性ゴムローラ） Ａ 露光手段 ８４ 帯電制御手段（帯電制御装置） ８５ 周速度調節手段（ドラム駆動装置） ８７ 周速度調節手段（モード切換装置） １４５ コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 弓納持 貴康 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 七瀧 秀夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 矢野 秀幸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 長谷川 浩人 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 本山 肇 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 西村 克彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 宮本 敏男 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 松隈 稔 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小野 和朗 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 柳田 真 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動可能な像担持体と、該像担持体に圧
   接された帯電部材と、該帯電部材にバイアス電圧を印加
   することにより前記像担持体に電荷を付与するバイアス
   手段とを備えた画像形成装置において、 前記帯電部材の近傍に抵抗手段を接続し、前記バイアス
   手段が該抵抗手段を介して前記前記帯電部材にバイアス
   電圧を印加する、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 像担持体と、該像担持体に当接して該像
   担持体を帯電する帯電部材と、該帯電部材に電圧を印加
   する電源トランスとを備えた画像形成装置において、 前記帯電部材に印加するＤＣ電圧をＶ₂ 、前記電源トラ
   ンスの出力をＶ₁ 、前記帯電部材から前記像担持体へ放
   電を開始する電圧をＶ_THとすると、前記電源トランスと
   前記帯電部材との間に、 １．５（Ｖ₂ −Ｖ_TH）≦Ｖ₁ −Ｖ_TH≦１０（Ｖ₂ −Ｖ_TH） の条件を満足させる抵抗を介在させる、ことを特徴とす
   る画像形成装置。
3. 【請求項３】 電源トランスに接続した帯電部材に少な
   くとも交番電圧を印加することによって像担持体を帯電
   する画像形成装置において、 前記電源トランスと前記帯電部材との間に、並列接続し
   た抵抗とコンデンサとを介在させる、 ことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記電源トランスからの出力電圧を
   Ｖ₁₁、前記抵抗を介して前記帯電部材に印加されるＤＣ
   電圧をＶ₁₂とすると、前記抵抗が、 １．５Ｖ₁₂≦Ｖ₁₁≦１０Ｖ₁₂ の条件を満足する、 ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 像担持体に当接させた帯電部材によって
   前記像担持体を帯電する帯電装置を備えた画像形成装置
   において、 前記帯電装置は、前記像担持体と帯電部材とが当接する
   当接部及び該像担持体と帯電部材との距離が漸増する漸
   増部とからなる帯電領域を形成し、 該帯電領域に、前記像担持体に対する帯電開始電圧値の
   ２倍以上のピーク間電圧値を有する交番電界であって、
   かつ少なくとも１極性における極大値が１周期内に少な
   くとも２つ以上存在する振動電界を形成する、 ことを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記交番電界が、直流電圧と交流電圧と
   を重畳した重畳電圧である、 ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記帯電部材が、ローラ状の部材であ
   る、 ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 回動自在に支持された像担持体の周囲
   に、帯電手段、及び露光手段を配置し、前記帯電手段に
   て帯電された像担持体の表面を前記露光手段が露光する
   ことにより静電潜像を形成する画像形成装置において、 前記像担持体の周速度を変更する周速度調節手段を備え
   ると共に、 前記帯電手段が、前記像担持体に接触するように配設さ
   れた帯電部材、及び前記周速度調節手段からの信号に基
   づいて前記像担持体の周速度に適した電圧を前記帯電部
   材に印加する帯電制御手段を備えた、 ことを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記帯電制御手段が、前記帯電部材に印
   加される電圧の交流成分の振動数と前記像担持体の周速
   度との比が所定範囲となるように該振動数を制御する、
   請求項１記載の画像形成装置。