(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の放電ワイヤを備えた帯電装置において、周期的な帯電ムラが発生するのを抑制することが可能な帯電装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】感光ドラムを放電により帯電する複数の放電ワイヤ１２６ａ、１２６ｂと、前記複数の放電ワイヤを覆い、且つ感光ドラムと対向する面に開口部を有する覆い部材１２０と、覆い部材１２０の長手方向に沿った両端部にそれぞれ配置され、前記複数の放電ワイヤの端部を支持する支持部材１２９、１３０とを具備し、前記複数の放電ワイヤの長さや張力等を適宜設定して、前記複数の放電ワイヤの固有振動数の差によって生じる放電の変動周期を感光ドラムの移動速度で距離に換算した値が、感光ドラムの移動方向に沿った前記複数の放電ワイヤの帯電領域の幅以下となるように構成した。【選択図】図３
2014126700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電部材を放電により帯電する複数の放電ワイヤと、
前記複数の放電ワイヤを覆い、且つ前記被帯電部材と対向する面に開口部を有する覆い部材と、
前記覆い部材の長手方向に沿った両端部にそれぞれ配置され、前記複数の放電ワイヤの端部を支持する支持部材と、
前記複数の放電ワイヤの固有振動数の差によって生じる放電の変動周期を前記被帯電部材の移動速度で距離に換算した値が、前記被帯電部材の移動方向に沿った前記複数の放電ワイヤの帯電領域の幅以下となるよう前記複数の放電ワイヤの固有振動数を設定する設定手段とを備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤの張力、直径及び長さのうち、少なくとも張力又は直径の一方を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤの張力及び長さの双方を異ならせることを特徴とする請求項２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤに張力を付与する張力付与手段を備え、前記張力付与手段の変形量を変えることで前記複数の放電ワイヤの張力を異ならせることを特徴とする請求項２又は３に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤのうち、相対的に長さが短い放電ワイヤの張力を、相対的に長さが長い放電ワイヤの張力よりも大きく設定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤの直径及び長さの双方を異ならせることを特徴とする請求項２に記載の帯電装置。
【請求項７】
前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤのうち、相対的に長さが長い放電ワイヤの直径を、相対的に長さが短い放電ワイヤの直径よりも大きく設定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項８】
前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤのうち、相対的に直径が大きい放電ワイヤを前記被帯電部材の移動方向に沿った上流側に配置することを特徴とする請求項２又は６に記載の帯電装置。
【請求項９】
前記複数の放電ワイヤを個別に清掃する複数の清掃部材を備え、
前記設定手段は、前記清掃部材が前記放電ワイヤに接触する位置を変更することで前記複数の放電ワイヤが振動する長さを変更することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項１０】
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
を備え、
前記帯電手段として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載された帯電装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、帯電装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記画像形成装置としては、例えば、感光ドラムの表面をコロナ放電を用いた帯電装置によって帯電するように構成したものがある。この帯電装置に関して、複数の放電ワイヤを有するコロナ帯電装置において、放電ワイヤの相互作用によるワイヤの振動を抑制し得る技術としては、例えば、特許文献１等に開示されたものが既に提案されている。
【０００３】
特許文献１は、コロナ放電により対象物を帯電させる装置であって、２本の放電ワイヤと、各放電ワイヤの両端部をそれぞれの支持点で支持し、２本の放電ワイヤを並行に張架する支持部材と、各放電ワイヤに給電する給電端子とを備え、一方の放電ワイヤの支持点間の間隔と他方の放電ワイヤの支持点間の間隔とが互いに異なるように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１６７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この発明が解決しようとする課題は、複数の放電ワイヤを備えた帯電装置において、周期的な帯電ムラが発生するのを抑制することが可能な帯電装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載された発明は、被帯電部材を放電により帯電する複数の放電ワイヤと、
前記複数の放電ワイヤを覆い、且つ前記被帯電部材と対向する面に開口部を有する覆い部材と、
前記覆い部材の長手方向に沿った両端部にそれぞれ配置され、前記複数の放電ワイヤの端部を支持する支持部材と、
前記複数の放電ワイヤの固有振動数の差によって生じる放電の変動周期を前記被帯電部材の移動速度で距離に換算した値が、前記被帯電部材の移動方向に沿った前記複数の放電ワイヤの帯電領域の幅以下となるよう前記複数の放電ワイヤの固有振動数を設定する設定手段とを備えたことを特徴とする帯電装置である。
【０００７】
請求項２に記載された発明は、前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤの張力、直径及び長さのうち、少なくとも張力又は直径の一方を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置である。
【０００８】
請求項３に記載された発明は、前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤの張力及び長さの双方を異ならせることを特徴とする請求項２に記載の帯電装置である。
【０００９】
請求項４に記載された発明は、前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤに張力を付与する張力付与手段を備え、前記張力付与手段の変形量を変えることで前記複数の放電ワイヤの張力を異ならせることを特徴とする請求項２又は３に記載の帯電装置である。
【００１０】
請求項５に記載された発明は、前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤのうち、相対的に長さが短い放電ワイヤの張力を、相対的に長さが長い放電ワイヤの張力よりも大きくすることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の帯電装置である。
【００１１】
請求項６に記載された発明は、前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤの直径及び長さの双方を異ならせることを特徴とする請求項２に記載の帯電装置である。
【００１２】
請求項７に記載された発明は、前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤのうち、相対的に長さが長い放電ワイヤの直径を、相対的に長さが短い放電ワイヤの直径よりも大きく設定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の帯電装置である。
【００１３】
請求項８に記載された発明は、前記設定手段は、前記複数の放電ワイヤのうち、相対的に直径が大きい放電ワイヤを前記被帯電部材の移動方向に沿った上流側に配置することを特徴とする請求項２又は６に記載の帯電装置である。
【００１４】
請求項９に記載された発明は、前記複数の放電ワイヤを個別に清掃する複数の清掃部材を備え、
前記設定手段は、前記清掃部材が前記放電ワイヤに接触する位置を変更することで前記複数の放電ワイヤが振動する長さを変更することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置である。
【００１５】
請求項１０に記載された発明は、像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
を備え、
前記帯電手段として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載された帯電装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載された発明によれば、複数の放電ワイヤを備えた帯電装置において、周期的な帯電ムラが発生するのを抑制することができる。
【００１７】
請求項２に記載された発明によれば、簡単な構成により周期的な帯電ムラが発生するのを抑制することができる。
【００１８】
請求項３に記載された発明によれば、複数の放電ワイヤの張力又は長さの一方を異ならせる場合と比較して、複数の放電ワイヤの固有振動数の差を大きく設定することが可能となる。
【００１９】
請求項４に記載された発明によれば、複数の放電ワイヤに対して同一の張力付与手段を使用することができ、部品点数を削減することができる。
【００２０】
請求項５に記載された発明によれば、複数の放電ワイヤのうち、相対的に長さが短い放電ワイヤの張力を、相対的に長さが長い放電ワイヤの張力よりも小さく設定した場合と比較して、複数の放電ワイヤの固有振動数の差を大きく設定することが可能となる。
【００２１】
請求項６に記載された発明によれば、複数の放電ワイヤの直径又は長さの一方を異ならせる場合と比較して、複数の放電ワイヤの固有振動数の差を大きく設定することが可能となる。
【００２２】
請求項７に記載された発明によれば、相対的に長さが長い放電ワイヤの直径を、相対的に長さが短い放電ワイヤの直径よりも小さく設定した場合と比較して、複数の放電ワイヤの固有振動数の差を大きく設定することが可能となる。
【００２３】
請求項８に記載された発明によれば、被帯電部材の移動方向に沿った下流側に位置する放電ワイヤの固有振動数を相対的に高く設定することができる。
【００２４】
請求項９に記載された発明によれば、複数の放電ワイヤの振動長を変更する際に、部品の変更等が少なくて良い。
【００２５】
請求項１０に記載された発明によれば、像保持体の表面に周期的な帯電ムラが発生するのを抑制することができ、高画質化に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る帯電装置を適用した画像形成装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る帯電装置を示す構成図である。
【図４】帯電装置を示す断面構成図及び斜視構成図である。
【図５】帯電装置の要部を示す断面構成図である。
【図６】第１及び第２の放電ワイヤを示す説明図である。
【図７】帯電装置の基本的な動作を示す説明図である。
【図８】放電電流の振幅を示すグラフである。
【図９】第１及び第２の放電ワイヤの振動が干渉することによる放電電流の変化を示すグラフである。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る帯電装置の作用を示す説明図である。
【図１１】第１及び第２の放電ワイヤの固有振動数の差と放電ムラのピッチとの関係を示すグラフである。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る帯電装置の作用を示す説明図である。
【図１３】比較例に係る帯電装置を示す構成図である。
【図１４】比較例に係る帯電装置のプロセス方向の距離に換算した値と放電電流との関係を示すグラフである。
【図１５】比較例に係る帯電装置のプロセス方向の距離に換算した値と放電電流との関係を示すグラフである。
【図１６】比較例に係る帯電装置の作用を示す説明図である。
【図１７】この発明の実施の形態２に係る帯電装置を示す構成図である。
【図１８】この発明の実施の形態２に係る放電ワイヤを示す構成図である。
【図１９】この発明の実施の形態２に係る帯電装置の作用を示す説明図である。
【図２０】この発明の実施の形態３に係る帯電装置を示す構成図である。
【図２１】この発明の実施の形態３に係る放電ワイヤを示す構成図である。
【図２２】この発明の実施の形態４に係る帯電装置を示す構成図である。
【図２３】この発明の実施の形態４に係る帯電装置の変形例を示す構成図である。
【図２４】この発明の実施の形態４に係る帯電装置の更なる変形例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
［実施の形態１］
図１及び図２は、実施の形態１に係る帯電装置を適用した画像形成装置を示すものである。図１はその画像形成装置の全体の概要を示し、図２はその画像形成装置における要部（作像装置など）を拡大して示している。
【００２９】
＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置１は、現像剤４を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置１０と、各作像装置１０で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に被記録材の一例としての記録用紙５に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置２０と、中間転写装置２０の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、中間転写装置２０で二次転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。
【００３０】
この画像形成装置１は、例えば、記録用紙５に形成すべき原稿画像を入力する画像入力装置６０を追加して装備させた場合にはカラー複写機として構成することができる。図中の１ａは画像形成装置の筐体を示し、この筐体１ａは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。また、図中の一点鎖線は、筐体１ａ内において記録用紙５が搬送される主な搬送経路を示す。
【００３１】
作像装置１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像と特別色Ｓ１，Ｓ２の２種類のトナー像とをそれぞれ専用に形成する６つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ，１０Ｓ１，１０Ｓ２で構成されている。この６つの作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、筐体１ａの内部空間において１列に並べた状態となるよう配置されている。上記特別色（Ｓ１，Ｓ２）の現像剤４（Ｓ１，Ｓ２）としては、例えば、上記４色では表現が困難又は不可能であった色材等で構成されるものが使用され、具体的には、上記４色以外の色のトナー、上記４色のトナーと同一の色であって彩度が異なるトナー、光沢を向上させる透明トナー、点字用の発泡性トナー、蛍光色トナー等である。また、各作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、扱う現像剤の種類が異なる点を除けば、以下に示すようにほぼ共通した構成のものである。
【００３２】
各作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１や図２に示されるように、回転する像保持体の一例としての感光ドラム１１を備えており、この感光ドラム１１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光ＬＢを照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する静電潜像形成手段としての露光装置１３と、その静電潜像を対応する色（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤４のトナーで現像してトナー像にする現像手段としての現像装置１４（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、その各トナー像を中間転写装置２０に転写する一次転写装置１５と、一次転写後における感光ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を帯電させる清掃前帯電装置１６と、その再帯電された付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１７、感光ドラム１１の清掃後における像保持面を除電する除電器１８等である。
【００３３】
感光ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光ドラム１１は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するように支持されている。
【００３４】
帯電装置１２は、感光ドラム１１に接触しない状態で配置されるコロナ放電器等の非接触型の帯電装置で構成される。帯電装置１２の構成については、後に詳述する。
【００３５】
露光装置１３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光（矢付き点線）ＬＢを、帯電された後の感光ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置１３には、潜像形成時になると画像形成装置１に任意の手段で入力される画像の情報（信号）が送信される。
【００３６】
現像装置１４（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図２に示されるように、開口部と現像剤４の収容室が形成された筐体１４０の内部に、現像剤４を保持して感光ドラム１１と向き合う２箇所の現像領域までそれぞれ搬送する２つの現像ロール１４１，１４２と、現像剤４を攪拌しながら現像ロール１４２を通過させるよう搬送する２つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材１４３，１４４と、現像ロール１４２に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４５などを配置して構成されたものである。この現像装置１４には、その現像ロール１４１，１４２と感光ドラム１１の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール１４１，１４２や攪拌搬送部材１４３，１４４は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記４色の現像剤４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と前記２つの特別色の現像剤４（Ｓ１，Ｓ２）としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。
【００３７】
一次転写装置１５は、感光ドラム１１の周面に接触して回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。
【００３８】
ドラム清掃装置１７は、図２に示されるように、一部が開口する容器状の本体１７０と、一次転写後の感光ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板１７１と、清掃板１７１よりも感光ドラム１１の回転方向上流側で感光ドラムの周面に接触して回転するよう配置される回転ブラシロール１７２と、清掃板１７１で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材１７３等で構成されている。清掃板１７１としては、ゴム等の材料からなる板状の部材（例えばブレード）が使用される。
【００３９】
中間転写装置２０は、図１に示されるように、各作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方の位置に存在するように配置される。この中間転写装置２０は、感光ドラム１１と一次転写装置１５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール２２〜２７と、ベルト支持ロール２６に支持されている中間転写ベルト２１の外周面（像保持面）側に配置されて中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写させる二次転写装置３０と、二次転写装置３０を通過した後に中間転写ベルト２１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置２８とで主に構成されている。
【００４０】
中間転写ベルト２１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール２２は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２３，２５，２７は中間転写ベルト２１の走行位置などを保持する従動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２４は張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール２６は二次転写のバックアップロールとして構成されている。
【００４１】
二次転写装置３０は、図１に示されるように、中間転写装置２０におけるベルト支持ロール２６に支持されている中間転写ベルト２１の外周面部分である二次転写位置を通過しながら矢印Ｃで示す方向に回転する二次転写ベルト３１と、二次転写ベルト３１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数の支持ロール３２〜３６とで構成されている。二次転写ベルト３１としては、例えば前述した中間転写ベルト２１とほぼ同じ構成で製作される無端状のベルトが使用される。ベルト支持ロール３２は、ベルト支持ロール２６に支持されている中間転写ベルト２１の外周面に対して二次転写ベルト３１を所要の圧力で押し当てるように配置される。ベルト支持ロール３２は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール３６は張力付与ロールとして構成されている。また、二次転写装置３０のベルト支持ロール３２又は中間転写装置２０の支持ロール２６には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。
【００４２】
定着装置４０は、記録用紙５の導入口及び排出口が形成された筐体４１の内部に、矢印で示す方向に回転するとともに表面温度が所定の温度に保持されるよう加熱手段によって加熱される定着ベルトを備えた加熱回転体４２と、この加熱回転体４２の軸方向にほぼ沿う状態で所要の圧力で接触して従動回転するドラム形態の加圧用回転体４３などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱回転体４２と加圧用回転体４３が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部になる。
【００４３】
給紙装置５０は、中間転写装置２０及び二次転写装置３０の下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体５１と、用紙収容体５１から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２とで主に構成されている。用紙収容体５１は、例えば、筐体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられている。
【００４４】
給紙装置５０と二次転写装置３０との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を二次転写位置まで搬送する複数の用紙搬送ロール対５３〜５７や図示しない搬送ガイド材で構成される給紙搬送路が設けられている。給紙搬送路において二次転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対５７は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。また、二次転写装置３０と定着装置４０との間には、二次転写装置３０の二次転写ベルト３１から送り出される二次転写後の記録用紙５を定着装置４０まで搬送するためのベルト形態等の用紙搬送装置５８が設けられている。さらに、筐体１ａに形成される用紙の排出口に近い部分には、定着装置４０から送り出される定着後の記録用紙５を筐体１ａの外部に排出するための用紙排出ロール対５９が設けられている。
【００４５】
なお、前述したカラー複写機として構成する場合において装備される画像入力装置６０は、プリント対象の画像情報を有する原稿の画像を読み取る画像読取装置であり、例えば、図１に示されるように筐体１ａの上部に配置される。この画像入力装置６０は、読み込むべき画像の情報を有する原稿６を載せる透明ガラス板等からなる原稿載せ板（プラテンガラス）６１と、原稿載せ板６１上に置かれた原稿６を移動しながら照明する光源６２と、光源６２と共に移動しながら原稿６からの反射光を受光して所定の方向に反射させる反射ミラー６３と、反射ミラー６３に対して所定の速度でかつ所定の距離を移動する第１反射ミラー６４及び第２反射ミラー６５と、原稿６からの反射光を受光して読み取って電気信号に変換するＣＣＤ等からなる画像読取素子６６と、画像読取素子６６に反射光を結像させる結像レンズ６７等で主に構成されている。図１中の符号６８は、原稿載せ板６１を塞ぐ開閉カバーである。
【００４６】
また、画像入力装置６０で読み取られて入力される原稿の画像情報は、画像処理装置７０により必要な画像処理が施される。まず、画像入力装置６０では、読み取った原稿の画像情報を例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色の画像データ（例えば、各８ｂｉｔのデータ）として画像処理装置７０に送信する。一方、画像処理装置７０は、画像入力装置６０から送信された画像データについて、シェーディング補正、位置ずれ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠けし、色／移動編集等の予め定められた画像処理を施す。また、画像処理装置７０では、画像処理した画像信号を前記４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各画像信号にそれぞれ変更した後、露光装置１３に送信する。また、画像処理装置７０では、前記２つの特別色（Ｓ１，Ｓ２）のための画像信号も生成する。
【００４７】
＜画像形成装置の基本的な動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。
【００４８】
ここでは、最初に、前記４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を使用して、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するときの画像形成動作を代表して説明する。
【００４９】
画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置２０、二次転写装置３０、定着装置４０等が始動する。
【００５０】
そして、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）においては、まず各感光ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、各帯電装置１２が各感光ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の情報を各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光ＬＢを照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。
【００５１】
続いて、各現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーをそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。
【００５２】
続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光ドラム１１上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置１５が、その各色のトナー像を中間転写装置２０の矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１に対して順番に重ね合わせるような状態で一次転写させる。
【００５３】
また、一次転写が終了した各作像装置１０では、清掃前帯電装置１６が一次転写後の感光ドラム１１の表面に残留するトナー等の付着物を再帯電した後、ドラム清掃装置１７が再帯電された付着物を掻き取るように除去して感光ドラム１１の表面を清掃し、最後に、除電器１８が清掃後の感光ドラム１１の表面を除電する。これにより、各作像装置１０は次の作像動作が可能な状態にされる。
【００５４】
続いて、中間転写装置２０では、中間転写ベルト２１の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路に送り出す。給紙搬送路では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５７が記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。
【００５５】
二次転写位置においては、二次転写装置３０が、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置２０では、ベルト清掃装置２８が、二次転写後の中間転写ベルト２１の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。
【００５６】
続いて、トナー像が二次転写された記録用紙５は、中間転写ベルト２１と二次転写ベルト３１から剥離された後に搬送装置５８により定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、回転する加熱回転体４２と加圧回転体４３との間の接触部に二次転写後の記録用紙５を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）をして未定着のトナー像を用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、用紙排出ロール対５９により、例えば筐体１ａの外部に設置される図示しない排出収容部にむけて排出される。
【００５７】
以上の動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙５が出力される。
【００５８】
次に、画像形成装置１において、例えば上記した通常の画像形成を行う際に、前記特別色Ｓ１，Ｓ２の現像剤で構成される特別色トナー像を併せて形成するときの動作について説明する。
【００５９】
この場合は、まず、作像装置１０Ｓ１，１０Ｓ２において前述した作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の場合と同様の作像動作が行われ、これにより作像装置１０Ｓ１，１０Ｓ２における各感光ドラム１１に特別色トナー像（Ｓ１，Ｓ２）がそれぞれ形成される。続いて、作像装置１０Ｓ１，１０Ｓ２で形成された各特別色トナー像は、前述した４色のトナー像に関する画像形成動作の場合と同様に、中間転写装置２０の中間転写ベルト２１に一次転写された後に、二次転写装置３０により中間転写ベルト２１から記録用紙５に（他の色のトナー像と併せて）二次転写される。最後に、特別色トナー像と他の色のトナー像が二次転写された記録用紙５は、定着装置４０において定着処理がなされた後、筐体１ａの外部に排出される。
【００６０】
以上の動作により、前述した４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像の全面又は一部に対して２つの特別色トナー像が重なり合って存在するように形成された記録用紙５が出力される。
【００６１】
この他、画像形成装置１が画像入力装置６０を装備するカラー複写機である場合は、その基本的な画像形成動作が次のように行われる。
【００６２】
すなわち、この場合は、画像入力装置６０に原稿６がセットされ、その画像形成動作（コピー）の要求の指令情報を受けると、画像入力装置６０において原稿６の原稿画像が読み取られた後、その読み取られた原稿画像の情報が画像処理装置７０において前述したような画像処理を施されて画像の信号として生成され、しかる後、その画像の信号が各作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における露光装置１３に送信される。これにより、各作像装置１０では、その原稿６の画像情報に基づいた静電潜像の形成とトナー像の形成がそれぞれ行われる。それ以後は、前述した画像形成動作（プリント）の場合と同様の動作が行われ、最終的に、そのトナー像からなる画像が記録用紙５に形成されて出力される。
【００６３】
なお、上記画像形成装置１としては、各作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）で形成されたトナー像を中間転写装置２０の中間転写ベルト２１を介さずに直接記録用紙５上に転写するように構成したものであっても良い。
【００６４】
＜帯電装置の構成＞
図３はこの実施の形態１に係る帯電装置を示す構成図である。
【００６５】
帯電装置１２は、図２に示されるように、被帯電部材としての感光ドラム１１に接触しない状態で対向して配置されるコロナ放電器等の非接触型の帯電装置で構成される。帯電装置１２は、図３に示されるように、感光ドラム１１の軸方向に沿って配置される覆い部材としてのシールドケース１２０を備えている。シールドケース１２０は、図４に示されるように、感光ドラム１１の軸方向に沿って延在する長方形状の天板１２１と、この天板１２１の長手方向に沿って延びる長辺部から下方に垂れ下がった状態の側板１２２、１２３とを有した外観形状からなり、感光ドラム１１と対向する下端部に開口部１２４を備えている。シールドケース１２０の長手方向における両端部（短辺部）には、図３に示されるように、支持部材の一例としての２つの端部支持体１２５Ａ，１２５Ｂがそれぞれ取り付けられており、この２つの端部支持体１２５Ａ、１２５Ｂには、シールドケース１２０の内部空間を通過してほぼ直線状に張り渡した状態で複数本（図示例では２本）の第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂが取り付けられている。また、帯電装置１２は、シールドケース１２０の下部開口部１２４に、その下部開口部１２４を覆って第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂと感光ドラム１１の周面との間に存在した状態で取り付けられる格子状のグリッド電極１２７（電界調整板）を備えている、いわゆるスコロトロン型のコロナ放電器を構成している。また、シールドケース１２０は、２本の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂが配置される空間を仕切る隔壁（仕切り部材）１２８を内部に備えている。なお、２本の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂのうち、感光ドラム１１の移動方向Ａに沿った上流側に配置される放電ワイヤが第１の放電ワイヤ１２６ａであり、感光ドラム１１の移動方向Ａに沿った下流側に配置される放電ワイヤが第２の放電ワイヤ１２６ｂである。
【００６６】
端部支持体１２５Ａ，１２５Ｂは、それぞれシールドケース１２０の長手方向に沿った端部に取り付けられており、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの周面に接触した状態で第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの端部を支持する支持部１２９，１３０を備えている。一方の端部支持体１２５Ａは、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの端部を支持する支持部１２９ａ，１２９ｂの位置が、シールドケース１２０の長手方向（感光ドラムの軸方向）に沿った同じ位置に設定されている。これに対して、他方の端部支持体１２５Ｂは、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの端部を支持する支持部１３０ａ，１３０ｂの位置が、シールドケース１２０の長手方向に沿って異なる位置に設定されており、第１の放電ワイヤ１２６ａと第２の放電ワイヤ１２６ｂの張り渡し長（振動長）を異ならせている。なお、支持部１３０ａ，１３０ｂの位置に代えて、又は支持部１３０ａ，１３０ｂの位置と共に支持部１２９ａ，１２９ｂの位置をシールドケース１２０の長手方向に沿って異ならせても良い。
【００６７】
第１の放電ワイヤ１２６ａは、２つの端部支持体１２５Ａ，１２５Ｂの支持部１２９ａ，１３０ａ間の距離Ｌ１が、第２の放電ワイヤ１２６ｂの支持部材１２９ｂ，１３０ｂ間の距離Ｌ２よりも長く、第１の放電ワイヤ１２６ａの張り渡し長Ｌ１が第２の放電ワイヤ１２６ｂの張り渡し長Ｌ２より長く設定されている。
【００６８】
また、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの一方の端部は、例えば、一方の端部支持体１２５Ａに設けられた支柱１３１にネジ止め等の手段によって固定されている。これに対して、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの他方の端部は、図３及び図５に示されるように、張力付与手段としての引っ張りコイルスプリング１３２の先端部に固定され、引っ張りコイルスプリング１３２の基端部は、端部支持体１２５Ｂに取り付けられている。
【００６９】
この実施の形態では、図３及び図６に示されるように、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂ自体の長さ（全長）も異なり、第１の放電ワイヤ１２６ａの全長Ｌ０１が第２の放電ワイヤ１２６ｂの全長Ｌ０２よりも長く設定されている。また、引っ張りコイルスプリング１３２ａ，１３２ｂは、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂとも同じものを使用している。そのため、相対的に短い第２の放電ワイヤ１２６ｂは、引っ張りコイルスプリング１３２ｂの変形量が第１の放電ワイヤ１２６ａと比較して大きく、相対的に長い第１の放電ワイヤ１２６ｂより大きな張力で張り渡されている。ここで、第１の放電ワイヤ１２６ａの張力としては、例えば、７５〜８５（ｇｆ）程度に設定され、第２の放電ワイヤ１２６ｂの張力としては、例えば、９５〜１０５（ｇｆ）程度に設定される。
なお、図６中、符号１３４，１３５は第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの両端部に設けられた環状部を示している。
【００７０】
また、一方の端部支持体１２５Ａは、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂに帯電用の高電圧を印加するための接続端子１３３ａ，１３３ｂをそれぞれ有しており、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ、１２６ｂの端部が接続端子１３３ａ，１３３ｂに接続されている。
【００７１】
また、帯電装置１２は、図４に示されるように、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂが、感光ドラム１１の周面と所要の間隙（例えば放電ギャップ）をあけて対向する状態でかつ感光ドラム１１の回転軸の方向に沿ってその像形成対象領域に少なくとも存在する状態になるよう配置される。また、帯電装置１２は、画像形成時になると、図示しない電源装置から第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂ（と感光ドラム１１との間）に帯電用の電圧が印加される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。
【００７２】
ところで、上記帯電装置１２は、図７に示されるように、基本的に、シールドケース１２０の内部空間に放電ワイヤ１２６（図示例では１本）を長手方向に沿って張り渡した構造を有しており、放電ワイヤ１２６に高電圧を印加すると、放電ワイヤ１２６とシールドケース１２０や感光ドラム１１等との間に形成される電界の影響によって放電ワイヤ１２６が振動することが知られている。
【００７３】
放電ワイヤ１２６に生じる振動は、所要の長さに張り渡した弦の振動であり、放電ワイヤ１２６の固有振動数（共振周波数）Ｆｒは、下記の式で求められる。
Ｆｒ＝（１／２Ｌ）×（Ｔ／ｍ）1/2                 （１）
ここで、Ｔは放電ワイヤ１２６の張力、ｍ：放電ワイヤ１２６の単位長さあたりの質量、Ｌ：放電ワイヤ１２６の張り渡し長（振動長）である。
【００７４】
この式（１）から明らかなように、放電ワイヤ１２６の基本固有振動数Ｆｒは、放電ワイヤ１２６の張力Ｔ、単位長さあたりの質量ｍ、及び張り渡し長Ｌによって決定される。いま、タングステン製の断面円形の線状部材からなる放電ワイヤ１２６の張力Ｔを８０ｇｆ、張り渡し長Ｌを３７４ｍｍ、直径を３０μｍ、タングステンの密度を１９２５０ｋｇ／ｍ3とすると、放電ワイヤ１２６の固有振動数Ｆｒは、式（１）より３２１Ｈｚとなる。
【００７５】
帯電装置１２では、放電ワイヤ１２６が振動すると、放電ワイヤ１２６と感光ドラム１１との間の距離が変化するため、放電電流が変動する。
【００７６】
図８は放電ワイヤ１２６に振動が発生した場合における放電電流の変動を示したグラフである。縦軸は放電電流量の増減を示しており、横軸は時間を感光ドラム１１表面の移動速度であるプロセススピード（この例では４４０ｍｍ／ｓｅｃ）により距離に換算した値を示している。
【００７７】
この図８から明らかなように、帯電装置１２の放電ワイヤ１２６が固有振動数３２１Ｈｚで振動した場合、感光ドラム１１の移動方向（回転方向）であるプロセス方向に沿って約１．５ｍｍの間隔で放電電流に周期的な変動（放電ムラ）が生じることが判る。
【００７８】
感光ドラム１１の周面は、図７に示されるように、放電電流の周期的な変動の間隔が約１．５ｍｍと小さく、帯電装置１２の放電領域である開口部１２４の直下を通過する間に帯電電位であるＶＨに飽和するため、感光ドラム１１の表面に帯電電位のムラとして影響が現われることはない。
【００７９】
ところで、画像形成装置では、高速化並びに高画質化に対応するため、図３に示されるように、帯電装置１２として複数本（例えば、２本）の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂを備えたものが使用されている。この帯電装置１２は、製造する際に、帯電装置１２を構成する第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂや、引っ張りコイルスプリング１３２、シールドケース１２０、端部支持体１２５Ａ、１２５Ｂ等の部品自体が有する部品公差や、帯電装置１２を組み立てる際の組立公差などからなる製造公差を有している。そのため、複数本の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒを互いに一致させることが困難であり、複数本の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの間で固有振動数にバラツキが生じる。
【００８０】
すると、帯電装置１２では、固有振動数が異なる２本の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの振動が干渉し合うことにより、２本の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差に応じて放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２よりも周波数が低い放電電流の周期的な変動（放電ムラ）が生じ、感光ドラム１１表面の帯電電位に周期的な変動（帯電ムラ）が発生する虞れがある。
【００８１】
本発明者は、帯電装置１２を製造する際の引っ張りコイルスプリング１３２、シールドケース１２０、端部支持体１２５Ａ，１２５Ｂ等の部品自体が有する部品公差や、帯電装置１２を組み立てる際の組立公差などからなる製造公差に起因して、２本の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２にどのようなバラツキが発生するのか確認する実験を行なったところ、次のような結果を得た。
【００８２】
帯電装置１２を製造する際の製造公差のうち、放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの張力Ｔの公差が固有振動数に最も大きく影響し、次に放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの直径の影響が大きく、放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの長さＬの公差は固有振動数Ｆｒに与える影響が最も小さいことが判明した。
【００８３】
そこで、この実施の形態では、複数本の放電ワイヤを備えた帯電装置において、複数本の放電ワイヤの固有振動数が互いに異なることに起因した帯電ムラの発生を抑制するため、複数の放電ワイヤの固有振動数の差によって生じる放電の変動周期を被帯電部材の移動速度で距離に換算した値が、被帯電部材の移動方向に沿った複数の放電ワイヤの帯電領域の幅以下となるよう複数の放電ワイヤの固有振動数を設定する設定手段を備えるように構成している。
【００８４】
図３はこの実施の形態１に係る帯電装置を示す構成図である。
【００８５】
この帯電装置１２では、図３に示されるように、第１の放電ワイヤ１２６ａと第２の放電ワイヤ１２６ｂの全長Ｌ０１，Ｌ０２及び張り渡し長（振動長）Ｌ１，Ｌ２の双方を異ならせ、第１の放電ワイヤ１２４ａの全長さＬ０１を第２の放電ワイヤ１２４ｂの全長Ｌ０２よりも長く設定し、かつ第１の放電ワイヤ１２４ａの張り渡し長Ｌ１を第２の放電ワイヤ１２４ｂの張り渡し長Ｌ２よりも長く、しかも放電ワイヤ１２４ａ，１２４ｂに張力Ｔを付与する引っ張りコイルスプリング１３２ａ，１３２ｂとして同じものを使用するように設定している。その結果、相対的に長さが短い第２の放電ワイヤ１２６ｂに張力Ｔ２を付与する引っ張りコイルスプリング１３２ｂの変形量が第１の放電ワイヤ１２６ａの引っ張りコイルスプリング１３２ａに比較して大きく、第２の放電ワイヤ１２６ｂの張力Ｔ２を第１の放電ワイヤ１２６ａの張力Ｔ１よりも大きく（Ｔ２＞Ｔ１）設定している。
【００８６】
第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂは、上述した式（１）によって決定される固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２でそれぞれ振動する。このとき、第１の放電ワイヤ１２６ａは、張り渡し長（振動長）Ｌ１が第２の放電ワイヤ１２６ｂよりも長く設定されているとともに、張力Ｔ１が第２の放電ワイヤ１２６ｂの張力Ｔ２よりも小さく設定されている。そのため、第１の放電ワイヤ１２６ａは、張り渡し長（振動長）Ｌ１及び張力Ｔ１の双方が固有振動数Ｆｒ１を低下させる方向に寄与するのに対して、第２の放電ワイヤ１２６ｂは、張り渡し長さ（振動長）Ｌ２及び張力Ｔ２の双方が固有振動数Ｆｒ２を上昇させる方向に寄与し、第１の放電ワイヤ１２６ａの固有振動数Ｆｒ１と第２の放電ワイヤ１２６ｂの固有振動数Ｆｒ２との差が、張り渡し長（振動長）Ｌ１又は張力Ｔ１の一方を異ならせた場合に比較し相対的に大きく設定されている。
【００８７】
第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂが異なった固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２で振動すると、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差に応じて第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの振動が干渉しあうことによって低周波の周期的変動（放電ムラ）が発生する。
【００８８】
第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差に起因して発生する放電ムラの周期は、第２の放電ワイヤ１２６ｂの固有振動数ｆ２が第１の放電ワイヤ１２６ａの固有振動数ｆ１よりも高い場合、（ｆ２−ｆ１）＝Δｆとすると、（１／Δｆ）で決定される。
【００８９】
この実施の形態では、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差によって生じる放電ムラの周期を、感光ドラム１１の移動速度であるプロセススピードによって距離に換算した値が、感光ドラム１１の移動方向に沿った帯電装置１２の放電領域である開口部１２４の幅以下となるよう第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２を、設定手段としての張り渡し長（振動長）を決定する支持部１２９，１３０、及び張力を決定する引っ張りコイルスプリング１３２によって設定している。
【００９０】
第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差によって生じる放電ムラの周期を、感光ドラム１１の移動速度であるプロセススピードによって距離に換算した値は、
（１／Δｆ）×ＰＳ                                      （２）
で求められる。ここで、ＰＳはプロセススピードを示している。
【００９１】
この実施の形態では、図９に示されるように、例えば、第１の放電ワイヤ１２６ａの固有振動数Ｆｒ１が３２１Ｈｚに、第２の放電ワイヤ１２６ｂの固有振動数Ｆｒ２が３４１Ｈｚにそれぞれ設定されている。また、感光ドラム１１の移動速度であるプロセススピード（ＰＳ）は、例えば４４０ｍｍ／ｓｅｃに設定されている。そのため、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆによって生じる放電ムラの周期を、感光ドラム１１の移動速度であるプロセススピードによって距離に換算した値は、式（２）より、
[１／（３４１−３２１）］×４４０＝２２（ｍｍ）
となる。
【００９２】
これに対して、帯電装置１２のシールドケース１２０の開口部１２４の幅は、例えば、２５ｍｍに設定されており、図１０に示されるように、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差によって生じる放電ムラの周期を感光ドラム１１の移動速度で距離に換算した値が、帯電装置１２の開口部１２４の幅である２５ｍｍ以下となる関係を満たしている。
【００９３】
図１１は、式（２）に基づいて、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆと、この差Δｆによって生じる放電ムラの周期を感光ドラム１１の移動速度であるプロセススピードによって距離に換算した値（放電ムラピッチ）との関係を、感光ドラム１１の移動速度であるプロセススピードを２２０ｍｍ／ｓｅｃ、４４０ｍｍ／ｓｅｃ、８８０ｍｍ／ｓｅｃに変化させて示したものである。
【００９４】
この図１１から明らかなように、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆが増大するに従って放電ムラピッチの値が減少するとともに、プロセススピードが高速となるに従って放電ムラピッチが減少することが判る。
【００９５】
＜帯電装置の動作＞
この実施の形態１では、次のようにして感光ドラム１１の表面が帯電装置１２によって帯電される。
【００９６】
すなわち、この実施の形成１に係る帯電装置１２は、画像形成動作を開始すると、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂに図示しない高圧電源によって所定の電圧を印加することにより、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂにコロナ放電を生じさせ、コロナ放電によって感光ドラム１１の表面を帯電させる。また、グリッド電極１２７に所要のバイアス電圧を印加することにより感光ドラム１１の帯電電位が制御される。
【００９７】
その際、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂは、シールドケース１２０や感光ドラム１１との間に形成される電界の影響により振動する。第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂは、その張力Ｔ及び張り渡し長さＬが異なる値に設定されているため、上述した式（１）によって決定される固有振動数Ｆｒがそれぞれ異なる。第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂが異なった振動数で振動する場合には、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差に起因して第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ、１２６ｂの振動が干渉しあうことによって低周波の周期的変動（放電ムラ）が発生する。
【００９８】
この実施の形態では、放電ムラの周期を感光ドラム１１の移動速度であるプロセススピード（ＰＳ）で距離に換算した値が、帯電装置１２の感光ドラム１１の移動方向に沿った放電ワイヤの帯電領域であるシールドケース１２０の開口部１２４の幅以下となるよう設定されている。
【００９９】
すなわち、この実施の形態では、例えば、第１の放電ワイヤ１２５ａの固有振動数Ｆｒ１を３２１Ｈｚ、第２の放電ワイヤ１２５ｂの固有振動数Ｆｒ２を３４１Ｈｚにそれぞれ設定している。そのため、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ、１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆは２０Ｈｚとなる。
【０１００】
したがって、この実施の形態では、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差によって生じる放電ムラの周期を、感光ドラム１１の移動速度であるプロセススピードによって距離に換算した値は、式（２）より、
[１／（３４１−３２１）]×４４０＝２２（ｍｍ）
と求められる。
【０１０１】
これに対して、帯電装置１２のシールドケース１２０の開口部１２４の幅は、２５ｍｍに設定されている。そのため、感光ドラム１１の表面は、図９及び図１０に示されるように、帯電装置１２の直下を通過する際に、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆによって生じる放電の変動周期のうち、少なくとも１周期以上の周期にわたって移動し、放電ムラの影響が均される。したがって、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆによって放電ムラが生じている場合であっても、放電ムラの影響によって感光ドラム１１の表面に帯電ムラが発生するのを防止乃至抑制することができ、画質を向上させることが可能となる。
【０１０２】
また、この実施の形態では、式（２）の関係に基づいて、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの張り渡し長Ｌや張力Ｔを設定すれば良く、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの張り渡し長Ｌを不必要に長く設定し、感光ドラム１１の周方向に沿ってシールドケース１２０の開口幅を不必要に大きく設定することを回避することができ、帯電装置１２が大型化するのを回避することができる。
【０１０３】
また、この実施の形態では、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの全長Ｌ０１，Ｌ０２を異ならせることにより部品として同一の引っ張りコイルスプリング１３２を使用した場合であっても、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの張力Ｔ１，Ｔ２を異ならせることができ、部品点数を低減することが可能となる。
【０１０４】
さらに、この実施の形態では、第１の放電ワイヤ１２６ａと第２の放電ワイヤ１２６ｂの張力Ｔを異ならせる際に、感光ドラム１１の移動方向に沿った下流側に位置する相対的に長さが短い第２の放電ワイヤ１２６ｂの張力Ｔ２を第１の放電ワイヤ１２６ａの張力Ｔ１よりも大きく（Ｔ２＞Ｔ１）設定することにより、第１の放電ワイヤ１２６ａと第２の放電ワイヤ１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆを大きく設定することが可能となる。
【０１０５】
即ち、放電ワイヤ１２６の固有振動数Ｆｒは、式（１）によって求められ、分母となる長さＬを短く設定するとともに、分子となる張力Ｔを大きく設定することにより、第２の放電ワイヤ１２６ｂの固有振動数Ｆｒ２を相対的に高い値に設定することができる。これに対して、第１の放電ワイヤ１２６ａは、分母となる長さＬが長く、分子となる張力Ｔが小さいため、第１の放電ワイヤ１２６ａの固有振動数Ｆｒ１は相対的に低い値となる。その結果、第１の放電ワイヤ１２６ａと第２の放電ワイヤ１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆを、張り渡し長Ｌ又は張力Ｔの一方を変化させた場合と比較して大きく設定することができる。
【０１０６】
また、感光ドラム１１の移動方向に沿った下流側に位置する第２の放電ワイヤ１２６ｂの固有振動数Ｆｒ２を、上流側に位置する第１の放電ワイヤ１２６ａと比較して高く設定することにより、下流側に位置する第２の放電ワイヤ１２６ｂの固有振動数Ｆｒ２を相対的に低く設定した場合と比較して、図１２に示されるように、下流側に位置する固有振動数Ｆｒ２が相対的に高い第２の放電ワイヤ１２６ｂによって感光ドラム１１の表面に帯電ムラが発生するのを防止乃至抑制することが可能となる。
【０１０７】
比較例
図１３はこの発明の実施の形態に対する比較例を示すものである。
【０１０８】
この比較例は、上記帯電装置１２において、第１の放電ワイヤ１２６ａの張り渡し長Ｌｎと第２の放電ワイヤ１２６ｂの張り渡し長Ｌｗを１０ｍｍだけ異ならせ、ワイヤの張力は同じ値に設定したものである。この比較例では、図１４及び図１５に示されるように、例えば、第１の放電ワイヤ１２６ａの固有振動数Ｆｒ１が３１３Ｈｚ、第２の放電ワイヤ１２６ｂの固有振動数Ｆｒ２が３２１Ｈｚとなり、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆが約８Ｈｚとなる。そのため、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの振動が干渉し合うことによって発生する低周波の周期的変動の周期を距離に換算した値は、式（２）から５５ｍｍとなり、約６０ｍｍの周期で放電ムラが発生する。
【０１０９】
そのため、図１６に示されるように、放電ムラの周期を距離に換算した値が帯電装置１２の開口幅の約３倍近い値となり、感光ドラム１１表面の同一領域が帯電装置１２の直下を通過する間に、放電ムラが１周期の約１／３しか変動せず、放電ムラの影響が感光ドラム１１表面の帯電ムラとして残ることとなる。
【０１１０】
実施の形態２
図１７はこの発明の実施の形態２に係る帯電装置を示す構成図である。
【０１１１】
この実施の形態２に係る帯電装置１２では、図１７及び図１８に示されるように、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの張り渡し長Ｌ及び直径を異ならせるとともに、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの張力を同じ値に設定している。
【０１１２】
この実施の形態２では、第１の放電ワイヤ１２６ａとして、例えば、タングステン製の円形状断面を有する直径４０μｍのワイヤを使用し、第２の放電ワイヤ１２６ｂとして、例えば、タングステン製の円形状断面を有する直径３０μｍのワイヤを使用している。その結果、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂは、その張り渡し長Ｌに加えて直径（単位長さ当たりの質量ｍ）を異ならせている。そのため、式（１）で決定される第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２を、長さＬ又は直径の一方を異ならせた場合と比較して大きく変化させることが可能となり、式（２）で決定される第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆによって生じる放電の変動周期を、感光ドラム１１の移動速度であるプロセススピードによって距離に換算した値を小さな値に設定することが可能となる。
【０１１３】
また、この実施の形態２では、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの直径とともに長さを異ならせたので、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの直径のみを異ならせた場合と比較して、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの直径の相違を長さによって識別することができ、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂを装着する際に誤装着が発生する虞れを低減できる。
【０１１４】
ところで、放電ワイヤ１２６の放電開始電圧は、図１９に示されるように、放電ワイヤ１２６の直径が大きくなるに従って上昇することが知られており、放電開始電圧の上昇に伴って放電ムラの振幅が増大する。この実施の形態２では、相対的に直径が大きな第１の放電ワイヤ１２６ａを、感光ドラム１１の移動方向に沿った上流側に配置することで、放電開始電圧の上昇に伴って放電ムラの振幅が増大することの影響が感光ドラム１１の帯電電位に現れるのを抑制することができる。
【０１１５】
実施の形態３
図２０はこの発明の実施の形態３に係る帯電装置を示す構成図である。
【０１１６】
この実施の形態３に係る帯電装置１２では、図２０及び図２１に示されるように、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの長さ及び直径に加えて張力を異ならせたものである。即ち、この実施の形態３では、第１の放電ワイヤ１２６ａの張り渡し長Ｌ１を第２の放電ワイヤの張り渡し長Ｌ２よりも長く設定するとともに、第１の放電ワイヤ１２６ａの直径を第２の放電ワイヤよりも大きく設定し、且つ第１の放電ワイヤ１２６ａの張力Ｔ１を第２の放電ワイヤ１２６ｂの張力Ｔ２よりも小さく設定している。
【０１１７】
したがって、この実施の形態３では、式（１）で決定される第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２を、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの張り渡し長Ｌ及び張力Ｔ、或いは張り渡し長Ｌ及び直径を異ならせた場合と比較してより一層大きく変化させることが可能となる。そのため、式（２）で決定される第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆによって生じる放電の変動周期を、感光ドラム１１の移動速度であるプロセススピードによって距離に換算した値を更に小さな値に設定することが可能となる。
【０１１８】
即ち、放電ワイヤ１２６の固有振動数Ｆｒは、式（１）によって求められ、分母となる長さＬを相対的に短く設定するとともに、同じく分母となる直径を相対的に小さく設定し、且つ分子となる張力Ｔを大きく設定することにより、第２の放電ワイヤ１２６ｂの固有振動数Ｆｒ２を相対的に高い値に設定することができる。これに対して、第１の放電ワイヤ１２６ａは、分母となる長さＬが長く、同じく分母となる直径を大きく設定し、且つ分子となる張力Ｔが小さいため、第１の放電ワイヤ１２６ａの固有振動数Ｆｒ１は相対的に低い値となる。その結果、第１の放電ワイヤ１２６ａと第２の放電ワイヤ１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆを、張り渡し長Ｌと張力の双方、又は張り渡し長Ｌと直径の双方を異ならせた場合と比較して大きく設定することができる。
【０１１９】
また、この実施の形態３では、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの直径とともに長さを異ならせたので、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの直径のみを異ならせた場合と比較して、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの直径の相違を長さによって識別することができ、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂを装着する際に誤装着が発生する虞れを低減できる。
【０１２０】
実施の形態４
図２２はこの発明の実施の形態４に係る帯電装置を示す構成図である。
【０１２１】
この実施の形態４に係る帯電装置１２は、図２２に示されるように、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂに付着した放電生成物やトナー等の付着物を清掃するワイヤ清掃装置１４０を備えている。ワイヤ清掃装置１４０は、シールドケース１２０の長手方向に沿って図示しない駆動手段によって移動可能な筐体１４１を備えている。ワイヤ清掃装置１４０の筺体１４１は、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂにそれぞれ対応して固定した状態で配置された不織布やスポンジ等の材料からなるパッド状の第１の清掃部材１４２ａ，１４２ｂを備えている。この第１の清掃部材１４２ａ，１４２ｂは、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの周面のうち、シールドケース１２０の天板１２１側に位置する周面に接触する高さに設定されている。また、ワイヤ清掃装置１４０の筺体１４１は、第１の清掃部材１４２ａ，１４２ｂと対向する位置に配置された不織布やスポンジ等の材料からなるパッド状の第２の清掃部材１４３を備えている。この第２の清掃部材１４３は、支軸１４４を中心にして回転できるように装着された保持部材１４５に装着されている。第２の清掃部材１４４は、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂに対して共通に配置されており、クリーニング時に保持部材１４５を支軸１４４を中心にして図示しない駆動手段によって回転させることにより、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの周面を第１の清掃部材１４２ａ，１４２ｂとともに保持した状態で清掃するものである。
【０１２２】
ところで、この実施の形態では、図２２に示されるように、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの周面に接触した状態で配置される第１の清掃部材１４２ａ，１４２ｂの位置を、第１の放電ワイヤ１２６ａと第２の放電ワイヤ１２６ｂとでシールドケース１２０の長手方向に沿って異ならせ、第１の清掃部材１４２ａ，１４２ｂが第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂが振動する際の節となることで、第１の放電ワイヤ１２６ａの振動長を第２の放電ワイヤ１２６ｂの振動長よりも長く設定している。即ち、第１の放電ワイヤ１２６ａは、一方の端部支持体１２５Ａに設けられた第１の清掃部材１４２ａ，１４２ｂと他方の端部支持体１２５Ｂに設けられた支持部との間の距離（振動長）が、第２の放電ワイヤ１２６ｂよりも長く設定されている。
【０１２３】
この実施の形態４では、ワイヤ清掃部材１４０に設けられる第１の清掃部材１４２ａ，１４２ｂの高さ及び配置を変えるだけで、第１及び第２の放電ワイヤの振動長を異ならせることができ、実施の形態１等と比較して、端部支持体１２５Ａ，１２５Ｂが感光ドラム１１の軸方向に沿って大型化するのを回避することができる。また、第１の清掃部材１４２ａ，１４２ｂは弾性変形するため、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂと感光ドラム１１との間隙に影響を与えることがない。
【０１２４】
図２３はこの実施の形態４の変形例を示す構成図である。
【０１２５】
この実施の形態４の変形例では、図２４に示されるように、第２の放電ワイヤ１２６ｂに対応して設けられた第１の清掃部材１４２ａのみを第２の放電ワイヤ１２６ｂの周面に接触させて配置したものであり、第１の放電ワイヤ１２６ａに設けられた第１の清掃部材１４２ａは、第１の放電ワイヤ１２６ａの周面に接触しない高さに設定されている。
【０１２６】
この実施の形態の変形例において、第１の放電ワイヤ１２６ａは、端部支持体１２５Ａ，１２５Ｂに設けられた支持部１２９ａ，１３０ａ間の距離がそのまま放電ワイヤの張り渡し長Ｌとなっており、第１の放電ワイヤ１２６ａと第２の放電ワイヤ１２６ｂの振動長を、図１８に示す例と比較して更に異ならせることが可能となる。そのため、第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂの固有振動数Ｆｒ１，Ｆｒ２の差Δｆを図２１に示す例と比較して増加させることができ、放電ムラの周期を距離に換算した値を減少させることができる。
【０１２７】
図２４はこの実施の形態４の更なる変形例を示す構成図である。
【０１２８】
この変形例では、図２４に示されるように、第１の清掃部材１４２ａ，１４２ｂが従来と同様に第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂと接触しない高さに設けられており、第２の放電ワイヤ１２６ｂの側面に第１及び第２の清掃部材１４２，１４３と異なる接触部材１５０を接触した状態で配置するか、或いは接触及び離間できるように配置したものである。この第２の放電ワイヤ１２６ｂの振動長は、接触部材１５０と他方の端部支持体１２５Ｂに設けられた支持部１３０との間の距離によって決定される。
【０１２９】
この実施の形態４の更なる変形例では、第２の放電ワイヤ１２６ａの側面に接触部材１５０が接触するため、接触部材１５０が第２の放電ワイヤ１２６ｂに接触した状態でも、第２の放電ワイヤ１２６ｂと感光ドラム１１との距離が変動することを回避できる。
【０１３０】
なお、前記実施の形態では、第１及び第２の放電ワイヤの長さ及び張力の双方、長さ及び直径の双方、並びに長さ、張力及び直径を異ならせた場合について説明したが、本発明においては、第１及び第２の放電ワイヤの張力のみ、又は第１及び第２の放電ワイヤの直径のみを異ならせるように構成しても良い。
【符号の説明】
【０１３１】
１２：帯電装置、１２０：シールドケース、１２５Ａ，１２５Ｂ：端部支持体、１２６ａ，１２６ｂ：第１及び第２の放電ワイヤ１２６ａ，１２６ｂ、１２９，１３０：支持部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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