JPH0695480A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH0695480A
JPH0695480A JP4268149A JP26814992A JPH0695480A JP H0695480 A JPH0695480 A JP H0695480A JP 4268149 A JP4268149 A JP 4268149A JP 26814992 A JP26814992 A JP 26814992A JP H0695480 A JPH0695480 A JP H0695480A
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voltage
circuit
charging
output
comparator
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JP4268149A
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English (en)
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Masaharu Tsukada
雅晴 塚田
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Original Assignee
Canon Inc
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接触帯電方法を利用する画像形成装置におい
て、局所的な帯電不良により印字画像上に黒スジが乗る
のを防止する。 【構成】 VCO32からの正弦波交流出力を帯電バイ
アス駆動回路33で増幅して昇圧トランス30を駆動
し、交流高電圧信号に負の直流電圧を重畳した帯電バイ
アス電圧を発生させる。また、電流検知回路34により
定電流制御を行なう。整流回路35からの交流電圧値に
比例した直流電圧をコンパレータ36で基準電圧と比較
し、交流電圧が2.4KVPPを越えると、コンパレータ
36の出力が反転するように構成する。コンパレータ3
6の出力の反転をCPU23により検知し、積分回路を
動作させ、サンプルホールド回路38をサンプリング状
態に切り換える。このサンプルホールド回路38の出力
電圧をVCO32に供給してその発振周波数を増大さ
せ、帯電バイアス電圧の交流電圧を低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式等の複写
機、プリンタなどの画像形成装置に関し、詳しく言う
と、像担持体に接触する接触帯電装置によりこの像担持
体を帯電する接触帯電方法を利用した画像形成装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば電子写真方式の画像形成装
置においては、像担持体としての感光体ドラムを一様帯
電させる方法としてコロナ帯電方法、接触帯電方法など
が用いられている。接触帯電方法の場合には、一般に、
感光体ドラムに当接する導電ローラ、導電ブラシなどの
帯電部材に外部の電源から直流電圧と交流電圧を重畳し
た電圧を印加することにより、感光体ドラムを一様に帯
電している(例えば、本出願人の特開昭63−1496
69号公報参照)。
【0003】この接触帯電方法は、例えば図6に示すよ
うに、図示矢印方向に回転駆動される感光体ドラム2に
ローラ形式の接触帯電装置1を接触従動回転させ、帯電
開始電圧の2倍以上のピーク間電圧VPPを有する交流電
圧Vacと所定の直流電圧Vdcとを重畳した電圧(V
ac+Vdc)を帯電装置1に印加し、感光体ドラム2
を均一に帯電するものである。
【0004】この接触帯電装置1は、本例では、芯金と
なる金属ローラ等の導電体ローラ1aとこの導電体ロー
ラ1aの外周面に装着されたローラ状の帯電部材1bと
から構成され、導電体ローラ1aがスプリング5によっ
て感光体ドラム方向にバイアスされることにより、帯電
部材1bが感光体ドラム2に圧接従動し、導電体ローラ
1aに電気接触子4を通じて電源3から上記交流電圧と
直流電圧とを重畳した電圧(Vac+Vdc)を印加す
ることにより、感光体ドラム1を均一に帯電するもので
ある。
【0005】ここで、電源3は接触帯電装置1に上記交
流電圧と直流電圧とを重畳した高電圧を供給している
が、印字された画像の品質を高めるために、電源3は定
電流制御が行なわれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電源3
を定電流制御した場合には、ある種の接触帯電装置(例
えば容量性負荷の大きいもの)ではこの帯電装置に供給
される電圧がかなり高くなり、局所的に帯電不良が発生
し、印字画像上に黒スジが乗るという問題があった。
【0007】つまり、接触帯電装置1のローラ状の帯電
部材1bに局所的に絶縁耐圧の低い部分が存在している
ものと考えられる。この部分に非常に高い電圧が印加さ
れた場合、絶縁破壊が発生し、これが印字された画像上
に黒いスジとなって現われるものと推測される。
【0008】接触帯電装置は容量性負荷であり、その値
はかなりバラツキを持っており、経時的にも変動する。
しかも、電源が定電流制御されるため、帯電装置へ供給
される電圧はかなり高くなる場合があり、上記現象は容
量性負荷のインピーダンスの大きい帯電装置では発生す
る確率が高くなる。
【0009】従って、本発明の目的は、接触帯電装置に
供給される帯電バイアス電圧を検知する手段を設け、検
知した帯電バイアス電圧が所定の値以上となったときに
帯電バイアス電圧の交流成分の周波数を高くして帯電バ
イアス電圧が所定の値以上にならないように制御し、黒
スジの発生を防止した画像形成装置を提供することであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置によって達成される。要約すれば、本発明
は、帯電部材を像担持体に当接させて帯電を行なう接触
帯電装置と、該接触帯電装置の帯電部材に少なくとも交
流成分を有する帯電バイアス電圧を印加する手段とを備
え、接触帯電方法を利用して可視画像を形成する画像形
成装置において、前記帯電部材に印加される交流電圧を
検知する電圧検知手段と、前記帯電部材に印加される交
流電圧の周波数を可変できる周波数可変手段と、前記電
圧検知手段によって所定の電圧以上の電圧値が検知され
たときに、前記周波数可変手段によって前記帯電部材に
印加される交流電圧の周波数を増大させて前記帯電部材
に印加される交流電圧を所定の電圧値以下に低下させる
制御手段とを具備することを特徴とする画像形成装置で
ある。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して詳細に説明する。
【0012】図1は本発明による画像形成装置の第1の
実施例の全体構成を示す概略断面図であり、本発明を接
触帯電装置を使用した電子写真方式の複写機に適用した
場合を示す。この複写機は図示矢印A方向に回転する被
帯電体である感光体ドラム2を備え、この感光体ドラム
2の周囲には感光体ドラム2を一様帯電するローラ形式
の接触帯電装置1と、感光体ドラム2上に画像情報に応
じた静電潜像を形成する像露光装置12と、感光体ドラ
ム2上に形成された静電潜像を可視画像に現像する現像
器13と、感光体ドラム2上の可視画像を給紙された記
録材に転写するための転写帯電器14と、可視画像の転
写後に感光体ドラム2上に残留する現像剤を除去するク
リーナ15等が配設されている。
【0013】上記接触帯電装置2は前記従来例と同様に
金属等の導電体ローラ1aの外周面にローラ状の帯電部
材1bが取り付けられた構成を有し、その導電体ローラ
1aに帯電回路21から負の直流電圧と正弦波からなる
交流電圧とを重畳した帯電バイアス電圧が印加される。
一方、現像器13の現像スリーブ13aには現像バイア
ス回路22から直流電圧と矩形波からなる交流電圧とを
重畳した現像バイアス電圧が印加される。なお、接触帯
電装置1はローラ形状に限られるものではなく、例えば
ブラシ、ブレード等であってもよい。
【0014】感光体ドラム2はアルミニウム、鉄等から
なるドラム形状の導電性基板2aとその表面に被着され
た例えば有機光導電体からなる感光層2bとから構成さ
れており、導電性基板2aは接地されている。
【0015】上記構成の複写機の画像形成動作について
簡単に説明すると、感光体ドラム2は接触帯電装置1に
よって負の電位に均一に帯電された後、例えばレーザス
キャナ等の像露光装置12からの画像情報に応じた走査
光により露光を受け、静電潜像が形成される。この静電
潜像は現像器13の現像スリーブ13aに薄層状に担持
された現像剤によって現像される。この現像法は露光さ
れて電位の減衰した潜像部分に負の現像剤(トナー)が
付着する反転現像であり、現像領域において現像剤層と
感光体ドラム2は微小間隙をもって対面しており、上述
したように現像バイアス回路22から現像バイアスが現
像スリーブ13aに印加されることによって感光体ドラ
ム2と現像スリーブ13aとの間に交互電界が形成さ
れ、現像剤が潜像にジャンピング付着して可視画像に現
像される。
【0016】感光体ドラム2上の可視画像は転写領域に
おいて転写帯電器14の作用によって、この転写領域に
給紙機構により送給された記録材上に転写され、その後
記録材は定着器16に送られて転写画像が定着され、所
望のプリント画像が形成されて機外へと排出される。一
方、転写されずに感光体ドラム2上に残留する現像剤は
クリーナ15によってクリーニングされ、再び帯電装置
1によって均一に帯電され、次の画像形成に備える。
【0017】ここで、上述したように、本実施例では帯
電回路21から印加される帯電バイアス電圧の交流電圧
は正弦波であり、周波数が300Hzに設定され、ま
た、重畳される直流電圧は−700Vに設定されてい
る。さらに、この交流電圧は460μAの定電流制御が
なされている。また、この帯電回路21は複写機の動作
をシーケンス制御するCPU(中央処理装置)23に接
続されており、帯電回路21の動作はCPU23によっ
て制御される。従って、接触帯電装置1のローラ状の帯
電部材1bの容量値のバラツキによってこの容量性負荷
のインピーダンスが大きくなると、接触帯電装置1へ供
給される電圧は増大する。この電圧の増大によって帯電
不良が発生し、印字画像上に黒スジが出る電圧は、本実
施例では、2.4KVPPである。因みに、接触帯電装置
1の容量のバラツキは230pF〜500pF程度であ
る。
【0018】次に、図2及び図3を参照して本実施例を
具体的に説明する。
【0019】図2は図1の帯電回路21の詳細な回路構
成を示すもので、図示するように、帯電回路21は、昇
圧トランス30と、第1のスイッチ31を通じて印加さ
れる基準電圧Vfによって上記周波数300Hzの正弦
波交流信号を発振する電圧制御発振器(VCO)32
と、このVCO32からの正弦波交流出力信号を増幅し
て昇圧トランス30を駆動する帯電バイアス駆動回路3
3とを含む。上記昇圧トランス30はその第1の2次巻
線30aから周波数300Hzの正弦波の交流高電圧信
号を発生し、また、この昇圧トランス30の第2の2次
巻線30bに発生された正弦波交流電圧は例えばダイオ
ードD1及びコンデンサC1よりなる整流手段により負
の直流電圧(本実施例では上述したように−700V)
に変換され、第1の2次巻線30aに発生された300
Hzの正弦波の交流高電圧に重畳されて接触帯電装置1
(図1参照)に帯電バイアス電圧として印加される。
【0020】さらに、この接触帯電装置1に流れる交流
電流を検出するため、電流検知回路34が、第1の2次
巻線30aの一端と第2の2次巻線30bの一端との間
に、直流阻止用コンデンサC2を直列に介して接続さ
れ、この電流検知回路34からの検知出力は帯電バイア
ス駆動回路33にフィードバックされ、本実施例では、
上述したように、460μAの定電流制御を行なってい
る。
【0021】上記第1のスイッチ31はCPU23から
制御信号が供給されないときには、図示するようにその
可動接点が基準電圧Vf側に接続されており、VCO3
2はこの基準電圧Vfが印加されることによって周波数
300Hzの正弦波交流信号を発振する。つまり、基準
電圧VfはVCO32の発振周波数300Hzに相当す
る電圧である。
【0022】他方、接触帯電装置1に印加される交流電
圧を検出するため、昇圧トランス30の交流高電圧を発
生する第1の2次巻線30aの両端間に分圧用の抵抗R
1及びR2を直列に接続し、これら抵抗R1及びR2に
よって分圧された交流電圧を直流阻止用コンデンサC3
を介して整流回路35に供給する。従って、この整流回
路35からは出力交流電圧値に比例した直流電圧が得ら
れる。この整流回路35からの直流電圧はコンパレータ
36の一方の入力端子に供給され、他方の入力端子に供
給される基準電圧Vrefと比較される。上述したよう
に、本実施例では、帯電不良が発生して印字画像上に黒
スジが出る交流電圧は2.4KVPPであるので、コンパ
レータ36に印加される基準電圧Vrefは接触帯電装
置1に印加される帯電バイアス電圧の交流電圧が2.4
KVPPになったときに整流回路35から出力される直流
電圧値に等しいか、或は僅かに低い電圧値に設定する。
即ち、接触帯電装置1に印加される交流電圧が2.4K
PPを越えると、コンパレータ36の出力Aが反転する
ように基準電圧Vrefが設定されている。
【0023】コンパレータ36の出力はCPU23及び
第2のスイッチ37に供給される。この第2のスイッチ
37はCPU23から制御信号が供給されないときに
は、図示するようにオフ状態にある。従って、帯電装置
1に印加される交流電圧が2.4KVPPを越えない正常
な状態においてはコンパレータ36の出力はCPU23
にのみ供給される。この状態において、帯電装置1の容
量値の変化等により帯電装置1に印加される交流電圧が
2.4KVPPを越えると、コンパレータ36の出力は反
転し、CPU23はこのコンパレータ36の出力の反転
を検知して第1及び第2のスイッチ31及び37に制御
信号を送り、第1のスイッチ31の可動接点をサンプル
ホールド回路(S/H回路)38側に切り換え接続さ
せ、また、第2のスイッチ37をオン状態にする。その
結果、以下に説明するような帯電バイアス電圧の交流電
圧の周波数変更動作が開始される。
【0024】コンパレータ36の出力信号Aの反転はC
PU23により検知され、第2のスイッチ37はCPU
23からの制御信号によりオン状態となり、コンパレー
タ36の反転出力信号はスイッチ駆動回路39に供給さ
れる。これによって、スイッチ駆動回路39は第3のス
イッチ40の可動接点を図示する接地側からマイナス
(−)の基準電圧Vr側に切り換え接続し、同時にサン
プルホールド回路38をホールド状態からサンプリング
状態に切り換える。この第3のスイッチ40の切り換え
動作により、演算増幅器41によって構成される積分回
路が動作を開始し、図3に示すように演算増幅器41の
出力電圧信号Bは除々に増大していく。
【0025】サンプルホールド回路38はサンプリング
状態になっているので、演算増幅器41の出力電圧Bは
そのままサンプルホールド回路38を通過し、さらに、
CPU23からの制御信号により第1のスイッチ31の
可動接点が基準電圧Vf側からサンプルホールド回路3
8側に切り換わっているので、この第1のスイッチ31
を通ってVCO32に入力される。即ち、サンプルホー
ルド回路38の出力電圧は基準電圧Vfから、この基準
電圧Vfに除々に増大する演算増幅器41の出力電圧B
が重畳された図3に示す電圧に切り換わり、VCO32
に供給される。従って、VCO32の発振周波数は演算
増幅器41の出力電圧Bの増大に伴なって除々に高くな
って行き、その結果帯電バイアス駆動回路33、昇圧ト
ランス30を通じて帯電装置1に供給される帯電バイア
ス電圧の交流電圧は、帯電装置1が容量性負荷であるた
め、その周波数の増大に伴なってその電圧値が低下する
ことになる。なお、上記交流電圧の周波数変更動作が行
なわれているときにも電流検知回路34と帯電バイアス
駆動回路33による定電流制御が行なわれていることは
言うまでもない。
【0026】その後、帯電装置1に供給される帯電バイ
アス電圧の交流電圧が2.4KVPP以下になると、抵抗
R1及びR2からなる抵抗分圧回路及び整流回路35を
通じて得られる出力交流電圧値に比例した直流電圧が基
準電圧Vrefより小さくなるので、コンパレータ36
の出力信号Bは再度反転し、図3に示すように、サンプ
ルホールド回路38の出力電圧はそのときの演算増幅器
41の出力電圧をホールドした状態となる。つまり、こ
のホールド電圧によって帯電バイアス電圧の交流電圧の
周波数は固定されることになり、従って、周波数変更動
作の終了後は帯電装置1に供給される交流電圧は2.4
KVPP以下の電圧値に設定されることになる。
【0027】かくして、本実施例によれば、接触帯電装
置に供給される帯電バイアス電圧の交流成分の電圧値が
所定の値以上になったときにはこの交流成分の周波数が
増大されるから、接触帯電装置が容量性負荷であるた
め、この接触帯電装置に供給される交流成分の電圧値が
低下し、所定の値以上になることはない。従って、接触
帯電装置に供給される交流成分の電圧値が所定の値以上
となり、絶縁破壊などにより局所的に帯電不良が発生
し、印字画像上に黒スジが乗るというような欠点を確実
に除去することができる。
【0028】次に、本発明の第2の実施例について図4
及び図5を参照して説明する。
【0029】図4は本実施例の帯電回路21の詳細な回
路構成を示すもので、図示するように、本実施例の帯電
回路21も、電圧制御発振器(VCO)32からの正弦
波交流出力信号を帯電バイアス駆動回路33で増幅して
昇圧トランス30を駆動し、その第1の2次巻線30a
から周波数300Hzの正弦波の交流高電圧信号を発生
させ、この交流高電圧信号に負の直流電圧を重畳した帯
電バイアス電圧を接触帯電装置1(図1参照)に印加す
る動作態様、及び接触帯電装置1に流れる交流電流を電
流検知回路34で検知し、この電流検知回路34からの
検知出力を帯電バイアス駆動回路33にフィードバック
して定電流制御を行なう動作態様は上記第1の実施例と
同じであるので、図2と対応する回路構成要素には同一
符号を付してここではそれらの説明を省略する。
【0030】本実施例ではCPU23で設定されたディ
ジタル信号をアナログ電圧に変換するディジタル−アナ
ログ変換器(D/A変換器)50を設け、このD/A変
換器50からの電圧でVCO32の正弦波発振出力の周
波数を制御するようにしたものである。つまり、CPU
23によって帯電バイアス電圧の交流成分の周波数を制
御するように構成したものである。また、コンパレータ
36の出力信号はCPU23にのみ供給されている。
【0031】上記第1の実施例で説明したように、整流
回路35からは出力交流電圧値に比例した直流電圧が得
られ、この直流電圧がコンパレータ36において基準電
圧Vrefと比較される。本実施例においても、帯電不
良が発生して印字画像上に黒スジが出る交流電圧は2.
4KVPPであるので、コンパレータ36に印加される基
準電圧Vrefは接触帯電装置1に印加される帯電バイ
アス電圧の交流電圧が2.4KVPPになったときに整流
回路35から出力される直流電圧値に等しいか、或は僅
かに低い電圧値に設定する。即ち、接触帯電装置1に印
加される交流電圧が2.4KVPPを越えると、コンパレ
ータ36の出力が反転するように基準電圧Vrefが設
定されている。
【0032】CPU23は常にコンパレータ36の出力
信号を監視しており、コンパレータ36の出力信号が反
転すると、これを検知して帯電バイアス電圧の交流成分
の周波数を変更する高くする)処理ルーチンを起動す
る。
【0033】次に、上記構成の本実施例の帯電回路21
の動作について図5を参照して説明する。図5はCPU
23でのシーケンス制御動作を説明するためのフローチ
ャートであり、上述のように接触帯電装置1に印加され
る交流電圧が2.4KVPPを越えると、コンパレータ3
6の出力が反転する。CPU23は、まず、ステップS
1においてコンパレータ36の出力信号が反転したか否
かを判断する。反転した(YES)場合には、ステップ
S2においてVCO32への入力電圧を指示するディジ
タル信号値を現状の設定値(最初の場合は初期値)から
1ビットだけインクリメントし、D/A変換器50から
VCO32へ供給される入力電圧を1ビット分だけ増大
させる。つまり、帯電バイアス電圧の交流成分の周波数
を1ビット分増加させる。次に、この状態でステップS
3においてコンパレータ36の出力信号が再度反転した
か否かを判断する。もし、反転していなければ(N
O)、上記ステップS2に戻り、さらに設定値を1ビッ
トだけインクリメントする。このステップS2及びS3
のプロセスはコンパレータ36の出力信号が再度反転す
るまで実行される。
【0034】コンパレータ36の出力信号が再度反転し
(ステップS3のYES)、帯電バイアス電圧の交流電
圧が2.4KVPP以下になった場合にはこの処理ルーチ
ンは終了し、次のルーチンへ移行する。
【0035】かくして、本実施例においても、接触帯電
装置に供給される帯電バイアス電圧の交流成分の電圧値
が所定の値以上になったときにはこの交流成分の周波数
が増大されるから、接触帯電装置が容量性負荷であるた
め、この接触帯電装置に供給される交流成分の電圧値が
低下し、所定の値以上になることはない。従って、接触
帯電装置に供給される交流成分の電圧値が所定の値以上
となり、絶縁破壊などにより局所的に帯電不良が発生
し、印字画像上に黒スジが乗るというような欠点を確実
に除去することができる。
【0036】なお、上記実施例では本発明を電子写真方
式の複写機に適用した場合について説明したが、本発明
は上記実施例に示す画像形成装置に限定されるものでは
なく、接触帯電装置を使用する他の種々の構成の画像形
成装置に本発明が適用でき、同様の作用効果が得られる
ことは言うまでもない。また、接触帯電装置の構成、帯
電回路や制御系の回路構成や制御動作態様等についても
上記実施例のものに限定されるものではない。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、接触帯電装置に供給される帯電バイアス
電圧の交流成分の電圧値が所定の値以上になると、この
交流成分の周波数が増大されるから、接触帯電装置が容
量性負荷であるため、この接触帯電装置に供給される交
流成分の電圧値が低下し、従って、交流成分の電圧が所
定の値以上になることはない。このため、接触帯電装置
の絶縁破壊などにより局所的に帯電不良が発生し、印字
画像上に黒スジが生じるような画像の劣化が全くなくな
るから、接触帯電装置を使用して良好な高品位の画像を
常時形成することができるという顕著な効果がある。ま
た、回路構成も簡単であるので、コストアップになるこ
ともない等の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を接触帯電装置を使用した電子写真方式
の複写機に適用した第1の実施例の制御系を含む概略構
成を示す断面図である。
【図2】図1の本発明の第1の実施例の帯電回路の詳細
な回路構成を示すブロック図である。
【図3】図2に示す本発明の第1の実施例の帯電回路の
動作を説明するための波形図である。
【図4】本発明による画像形成装置の第2の実施例の帯
電回路の詳細な回路構成を示すブロック図である。
【図5】図4に示す本発明の第2の実施例の帯電回路に
周波数変更動作を行なわせるためのCPUでの処理ルー
チンを説明するためのフローチャートである。
【図6】従来の電子写真方式の画像形成装置において使
用されている接触帯電方法の一例を説明するための概略
図である。
【符号の説明】
1 接触帯電装置 2 感光体ドラム 13 現像器 13a 現像スリーブ 21 帯電回路 22 現像バイアス回路 23 CPU 30 昇圧トランス 31、37、40 スイッチ 32 電圧制御発振器 33 帯電バイアス駆動回路 34 電流検知回路 35 整流回路 36 コンパレータ 38 サンプルホールド回路 39 スイッチ駆動回路 41 演算増幅器 50 ディジタル−アナログ変換器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯電部材を像担持体に当接させて帯電を
    行なう接触帯電装置と、該接触帯電装置の帯電部材に少
    なくとも交流成分を有する帯電バイアス電圧を印加する
    手段とを備え、接触帯電方法を利用して可視画像を形成
    する画像形成装置において、前記帯電部材に印加される
    交流電圧を検知する電圧検知手段と、前記帯電部材に印
    加される交流電圧の周波数を可変できる周波数可変手段
    と、前記電圧検知手段によって所定の電圧以上の電圧値
    が検知されたときに、前記周波数可変手段によって前記
    帯電部材に印加される交流電圧の周波数を増大させて前
    記帯電部材に印加される交流電圧を所定の電圧値以下に
    低下させる制御手段とを具備することを特徴とする画像
    形成装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007171462A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置

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JP2007171462A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置

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