(57)【要約】【課題】帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスの干渉による画像不良を抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１０は、像担持体１と、帯電部材２と、静電像形成手段３と、現像部材４ｂと、帯電高圧回路３００と、帯電部材２と帯電高圧回路３００とを結線するための帯電高圧伝達回路８００と、現像バイアスを出力する現像高圧回路４００と、現像部材４ｂと現像高圧回路４００とを結線するための現像高圧伝達回路９００と、を有し、帯電高圧伝達回路８００と現像高圧伝達回路９００との間の線間容量をＣ１、現像バイアスの交流成分のピーク間電圧をＶｐｐとしたとき、次式、｛Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）｝×Ｖｐｐ［Ｖ］≦５［Ｖ］を満たす容量Ｃ２のコンデンサが帯電高圧回路３００内又は帯電高圧伝達回路８００内に設けられている構成とする。【選択図】図５
2018194740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
帯電した前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、
前記像担持体に形成された静電像にトナーを供給する現像部材と、
前記帯電部材に印加する少なくとも直流成分を含む帯電バイアスを出力する帯電高圧回路と、
前記帯電部材と前記帯電高圧回路とを結線するための帯電高圧伝達回路と、
前記現像部材に印加する少なくとも交流成分を含む現像バイアスを出力する現像高圧回路と、
前記現像部材と前記現像高圧回路とを結線するための現像高圧伝達回路と、
を有し、
前記帯電高圧伝達回路と前記現像高圧伝達回路との間の線間容量をＣ１、前記現像バイアスの交流成分のピーク間電圧をＶｐｐとしたとき、次式、
｛Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）｝×Ｖｐｐ［Ｖ］≦５［Ｖ］
を満たす容量Ｃ２のコンデンサが前記帯電高圧回路内又は前記帯電高圧伝達回路内に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像バイアスの交流成分のピーク間電圧Ｖｐｐは、１０００［Ｖ］以上、２５００［Ｖ］以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記線間容量Ｃ１は、６０［ｐｆ］以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記コンデンサの接続位置は、前記帯電高圧回路の出力端とＧＲＤとの間であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記コンデンサの接続位置は、前記帯電高圧伝達回路とＧＲＤとの間であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記コンデンサは、前記接続位置に直列に接続されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電高圧回路は、直流成分のみからなる前記帯電バイアスを出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像高圧回路は、直流成分と交流成分とが重畳された前記現像バイアスを出力することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電高圧回路と前記現像高圧回路とは共通の基板に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体としての感光体を帯電させるために、帯電バイアスとして直流電圧（ＤＣ帯電方式）、又は直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧（ＡＣ帯電方式）を帯電部材に印加することが行われている。以下、帯電バイアスの直流成分（帯電バイアスが直流成分のみからなる場合も含む。）を「帯電直流バイアス」、交流成分を「帯電交流バイアス」ともいう。また、このような画像形成装置では、感光体に形成された静電像を現像するための現像バイアスとして、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を現像部材に印加することが行われている。以下、現像バイアスの直流成分を「現像直流バイアス」、交流成分を「現像交流バイアス」ともいう。
【０００３】
そして、このような画像形成装置では、帯電バイアスに対し現像バイアスが干渉して、画像濃度変動や画像濃度ムラなどの画像不良が発生することがある。
【０００４】
これに対し、特許文献１は、直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアス、直流電圧と休止期間を有する交流電圧とを重畳した現像バイアスを用いる構成において、帯電交流バイアスのピークを、現像交流バイアスの休止期間にあわせる方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１６１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の方法によれば、帯電交流バイアスのピークに対する現像交流バイアスの干渉を抑制する効果は期待できる。しかし、現像交流バイアスの休止期間以外では、依然として帯電バイアスに対する現像バイアスの干渉が生じ得る。
【０００７】
特に、ＤＣ帯電方式の場合には、帯電直流バイアスの出力は略一定に維持されるため、現像交流バイアスの休止期間にあわせて出力するようなことはできない。そして、特に、ＤＣ帯電方式では、現像交流バイアスが帯電直流バイアスに干渉することで帯電直流バイアスが変動すると、感光体の長手方向（表面の移動方向と略直交する方向）のスジ状の画像濃度ムラが発生しやすい。
【０００８】
ここで、上述のような干渉を抑制するために、帯電部材と帯電高圧回路とを結線する帯電高圧伝達回路と、現像部材と現像高圧回路とを結線する現像高圧伝達回路と、を物理的に遠ざけることが考えられる。しかし、これは、画像形成装置の小型化を阻害する原因の一つとなる。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスの干渉による画像不良を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電部材と、帯電した前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、前記像担持体に形成された静電像にトナーを供給する現像部材と、前記帯電部材に印加する少なくとも直流成分を含む帯電バイアスを出力する帯電高圧回路と、前記帯電部材と前記帯電高圧回路とを結線するための帯電高圧伝達回路と、前記現像部材に印加する少なくとも交流成分を含む現像バイアスを出力する現像高圧回路と、前記現像部材と前記現像高圧回路とを結線するための現像高圧伝達回路と、を有し、前記帯電高圧伝達回路と前記現像高圧伝達回路との間の線間容量をＣ１、前記現像バイアスの交流成分のピーク間電圧をＶｐｐとしたとき、次式、｛Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）｝×Ｖｐｐ［Ｖ］≦５［Ｖ］を満たす容量Ｃ２のコンデンサが前記帯電高圧回路内又は前記帯電高圧伝達回路内に設けられていることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスの干渉による画像不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の模式的な縦断面図である。
【図２】感光ドラム及び帯電ローラの模式的な断面図である。
【図３】画像形成装置の動作シーケンスを示すチャート図である。
【図４】帯電バイアス及び現像バイアスを生成する電源基板のブロック図である。
【図５】一実施例における帯電現像基板の回路ブロック図である。
【図６】他の実施例における帯電現像基板の回路ブロック図である。
【図７】干渉抑制用のコンデンサの接続位置を説明するための模式図である。
【図８】干渉電圧の測定結果の一例を示すグラフ図である。
【図９】干渉抑制用のコンデンサの容量と干渉電圧との関係の一例を示すグラフ図である。
【図１０】干渉抑制用のコンデンサの容量と干渉電圧との関係の他の例を示すグラフ図である。
【図１１】帯電横スジが発生するメカニズムを説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１４】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例の画像形成装置１０の模式的な縦断面図である。本実施例の画像形成装置１０は、電子写真プロセスを利用して接触帯電方式、反転現像方式、転写方式により画像を形成する、最大通紙サイズがＡ３サイズのレーザビームプリンタである。
【００１５】
画像形成装置１０は、像担持体としての回転可能なドラム型（円筒状）の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は図中矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。まず、帯電手段としてのローラ状の帯電部材（接触帯電部材）である帯電ローラ（ローラ帯電器）２が配置されている。次に、露光手段（静電像形成手段）としての露光装置３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、転写手段としてのローラ状の転写部材（接触転写部材）である転写ローラ５が配置されている。次に、クリーニング手段としてのクリーニング装置７が配置されている。また、画像形成装置１０は、感光ドラム１と転写ローラ５との間に形成される転写部ｄに転写材Ｐを搬送する搬送手段（図示せず）、転写部ｄよりも転写材Ｐの搬送方向の下流側に設けられた定着手段としての定着装置６などを有する。図２は、感光ドラム１及び帯電ローラ２の構成をより詳しく示す模式的な断面図である。
【００１６】
感光ドラム１は、負帯電性の有機感光体（ＯＰＣ）である。感光ドラム１の外径は３０ｍｍである。感光ドラム１は、駆動手段としての駆動モータ（メインモータ）（図示せず）によって、通常、２００ｍｍ／ｓのプロセススピード（周速度）で図中矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１は、図２に示すように、アルミニウム製のシリンダ（導電性ドラム基体）１ａの外周面に、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層１ｂと、光電荷発生層１ｃと、電荷輸送層１ｄとの３層を、下から順に塗布して構成されている。
【００１７】
帯電ローラ２は、図２に示すように、芯金２ａの長手方向（回転軸線方向）の両端部が、それぞれ軸受け部材（図示せず）により回転自在に保持されている。また、帯電ローラ２は、その両端部が、付勢手段としての押圧ばね２ｅによって感光ドラム１の回転中心に向けて付勢されている。これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力で圧接されており、感光ドラム１の回転に従動して図中矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転する。感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電ニップ部ａである。
【００１８】
被帯電体としての感光ドラム１の表面の帯電処理は、帯電ローラ２と感光ドラム１との間で生じる放電によって行われる。そのため、ある閾値電圧以上の電圧が帯電ローラ２に印加されることによって、感光ドラム１の帯電が開始される。本実施例では、絶対値が約６００Ｖ以上の負極性の直流電圧を帯電ローラ２に印加すると、感光ドラム１の表面電位の絶対値が上昇を始め、それ以降は印加電圧に対して略傾き１で線形に感光ドラム１の表面電位の絶対値が上昇する。例えば、−３００Ｖの表面電位を得るためには−９００Ｖ、−５００Ｖの表面電位を得るためには、−１１００Ｖの直流電圧を帯電ローラ２に印加すればよい。この閾値電圧を、放電開始電圧（帯電開始電圧）Ｖｔｈと定義する。つまり、電子写真プロセスに必要とされる感光ドラム１の表面電位である暗部電位ＶＤを得るためには、帯電ローラ２には、ＶＤ＋Ｖｔｈという、絶対値が上記暗部電位ＶＤ以上の直流電圧（ＤＣ電圧）を帯電ローラ２に印加することが必要となる。
【００１９】
帯電ローラ２の芯金２ａには、帯電バイアス印加手段としての帯電電源Ｓ１（後述する帯電高圧回路３００に相当）から、所定の条件の帯電バイアス（帯電電圧、帯電高圧）が印加される。これにより、感光ドラム１の周面が所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に帯電処理される。本実施例では、画像形成時には、感光ドラム１の周面を暗部電位ＶＤ＝−５００Ｖに略一様に帯電処理するために、帯電バイアスとして−１１００Ｖの直流電圧が帯電電源Ｓ１から帯電ローラ２に印加される（ＤＣ帯電方式）。
【００２０】
帯電ローラ２の長手方向の長さは３２０ｍｍである。帯電ローラ２は、図２に示すように、芯金（支持部材）２ａの外周面に、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄとの３層を、下から順に積層して構成されている。下層２ｂは、帯電音を低減するための発泡スポンジ層である。表層２ｄは、感光ドラム１上にピンホールなどがあってもリークが発生するのを防止するために設けられている保護層である。より具体的には、本実施例の帯電ローラ２の仕様は次の通りである。
芯金２ａ：直径６ｍｍのステンレス丸棒
下層２ｂ：カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ３、体積抵抗値１０２〜１０９Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ
中間層２ｃ：カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０２〜１０５Ωｃｍ、層厚７００μｍ
表層２ｄ：フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫とカーボンを分散、体積抵抗値１０７〜１０１０Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ
【００２１】
露光装置３は、半導体レーザを備えたレーザビームスキャナである。露光装置３は、画像読み取り装置（図示せず）などから入力される画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力する。露光装置３は、このレーザ光Ｌにより、感光ドラム１の略一様に帯電処理された表面を、露光位置ｂにおいて走査露光（イメージ露光）する。これにより、感光ドラム１の表面のレーザ光Ｌが照射された部分の電位の絶対値が低下し、感光ドラム１の表面に画像情報に対応した静電潜像（静電像）が形成される。例えば、感光ドラム１の暗部電位ＶＤが−５００Ｖで、感光ドラム１の露光された部分の表面電位である明部電位ＶＬが−１５０Ｖとなる。本実施例では、露光装置３の最大光量は８ｍＷである。
【００２２】
現像装置４は、二成分磁気ブラシ現像方式の現像装置である。現像装置４は、感光ドラム１の表面の露光部分（明部）に、感光ドラム１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーを付着させて、静電潜像を反転現像することによって、感光ドラム１の表面にトナー画像を形成する。現像装置４は、現像剤として主に非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）との混合物である二成分現像剤４ｅを収容した、現像容器４ａを有する。現像容器４ａの感光ドラム１との対向部に設けられた開口部には、磁界発生手段としての固定マグネットローラ４ｃを内包した、現像剤担持体としての非磁性材料で構成された現像スリーブ４ｂが、回転可能に設けられている。現像容器４ａに収容された現像剤４ｅは、マグネットローラ４ｃの磁力によって現像スリーブ４ｂ上に拘束されるとともに、規制ブレード４ｄによって現像スリーブ４ｂ上に薄層状にコーティングされる。そして、この現像剤４ｅは、現像スリーブ４ｂの回転によって、感光ドラム１と現像スリーブ４ｂとが対向する現像部ｃへと搬送される。現像容器４ａ内の現像剤４ｅは、２つの現像剤攪拌部材４ｆの回転によって略均一に攪拌されながら現像スリーブ４ｂ側に搬送される。
【００２３】
本実施例では、キャリアの体積抵抗率は約１０１３Ωｃｍ、平均粒径は４０μｍであり、トナーはキャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。また、現像容器４ａ内の現像剤４ｅのトナー濃度は、濃度センサ（図示せず）によって検知される。そして、この検知情報に基づいてトナーホッパー４ｇから適正量のトナーが現像容器４ａに補給さて、現像容器４ａ内の現像剤４ｅのトナー濃度は略一定に調整される。現像スリーブ４ｂは、現像部ｃにおいて、感光ドラム１との最近接距離が３００μｍに保持されて、感光ドラム１に対向して配置されている。現像スリーブ４ｂは、現像部ｃにおいて感光ドラム１と現像スリーブ４ｂのそれぞれの表面の移動方向が逆方向となるように、図中矢印Ｒ４方向（反時計回り）に回転駆動される。現像スリーブ４ｂには、現像バイアス印加手段としての現像電源Ｓ２（後述する現像高圧回路４００に相当）から、所定の条件の現像バイアス（現像電圧、現像高圧）が印加される。本実施例では、現像バイアスとして、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧が、現像電源Ｓ２から現像スリーブ４ｂに印加される。より具体的には、本実施例では、現像バイアスとして、−３２０Ｖの直流電圧と、周波数８ｋＨｚ、ピーク間電圧１８００Ｖｐｐの交流電圧と、を重畳した振動電圧が現像スリーブ４ｂに印加される。
【００２４】
転写ローラ５は、感光ドラム１に所定の押圧力で当接されており、感光ドラム１と転写ローラ５との接触部に転写部ｄを形成する。転写ローラ５は、感光ドラム１の回転に従動して図中矢印Ｒ５方向（時計回り）に回転する。転写ローラ５は、転写バイアス印加手段としての転写電源Ｓ３から、所定の条件の転写バイアス（転写電圧、転写高圧）が印加される。本実施例では、転写バイスとして、現像時のトナーの帯電極性（正規帯電極性）とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧＋５００Ｖが、転写電源Ｓ３から転写ローラ５に印加される。感光ドラム１上のトナー画像は、転写部ｄにおいて、記録用紙などの転写材Ｐに転写される。
【００２５】
定着装置６は、回転可能な定着ローラ６ａ及び加圧ローラ６ｂを有している。定着装置６は、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの間の定着ニップ部にて転写材Ｐを挟持して搬送しながら、転写材Ｐの表面に転写されたトナー画像を加熱及び加圧して、このトナー画像を転写材Ｐに定着させる。転写材Ｐの材質、厚さ、坪量に応じて、定着ローラ６ａ及び加圧ローラ６ｂの回転速度は可変である。
【００２６】
クリーニング装置７は、転写材Ｐに対するトナー画像の転写後に感光ドラム１の表面に残ったトナー（転写残トナー）を感光ドラム１の表面から除去して回収する。クリーニング装置７は、感光ドラム１に当接するクリーニングブレード７ａによって、回転する感光ドラム１の表面を摺擦する。これにより、感光ドラム１の表面は、転写残トナーの除去を受けて清浄化され、繰り返して画像形成に供される。クリーニングブレード７ａと感光ドラム１の表面との当接部がクリーニング部ｅである。
【００２７】
図３は、本実施例の画像形成装置１０の動作シーケンスを示すチャート図である。
【００２８】
ａ．初期回転動作（前多回転工程）
初期回転動作（前多回転工程）は、画像形成装置１０の起動時の始動動作（起動動作、ウォーミング動作）が行われる期間である。画像形成装置１０の電源スイッチのオンにより、感光ドラム１の回転駆動が開始され、また定着装置６の所定温度への立ち上げなどの所定のプロセス機器の準備動作が実行される。
【００２９】
ｂ．印字準備回転動作（前回転工程）
印字準備回転動作（前回転工程）は、プリント信号（画像形成開始指示）のオンから実際に画像形成工程（印字工程）が行われるまでの間の、画像形成前の準備動作が行われる期間である。初期回転動作中にプリント信号が入力されたときには、初期回転動作に引き続いて実行される。初期回転動作中にプリント信号の入力がないときには、初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて感光ドラム１の回転駆動が停止され、画像形成装置１０はプリント信号が入力されるまでスタンバイ（待機）状態に保たれる。そして、プリント信号が入力されると印字準備回転動作が実行される。
【００３０】
ｃ．印字工程（画像形成工程、作像工程）
印字工程（画像形成工程、作像工程）は、トナー画像の形成、転写、定着が行われる期間である。所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて感光ドラム１に対する作像プロセスが実行され、感光ドラム１の表面に形成されたトナー画像の転写材Ｐへの転写、定着装置６によるトナー画像の定着処理などがなされて画像形成物がプリントアウトされる。連続印字（連続プリント）モードの場合は、印字工程が所定の設定プリント枚数分繰り返して実行される。
【００３１】
ｄ．紙間工程
紙間工程は、連続印字モードにおいて、一の転写材Ｐの後端部が転写位置ｄを通過した後、次の転写材Ｐの先端部が転写位置ｄに到達するまでの間の、転写位置ｄにおける転写材の非通過状態に対応する期間である。
【００３２】
ｅ．後回転動作
後回転動作は、最後の転写材Ｐの印字工程が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動が継続されて、感光ドラム１が回転駆動されている状態で、所定の準備（整理）動作が行われる期間である。本実施例では、この後回転動作中に、感光ドラム１の１周分、露光装置３によって感光ドラム１に光を照射し、感光ドラム１の残留電荷を除電する工程を行う。
【００３３】
ｆ．スタンバイ
所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光ドラム１の回転駆動が停止され、画像形成装置１０は次のプリント信号が入力するまでスタンバイ状態に保たれる。１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、画像形成装置１０は後回転動作を経てスタンバイ状態になる。スタンバイ状態において、プリント信号が入力すると、画像形成装置１０は印字準備回転動作に移行する。
【００３４】
上記ｃの印字工程時が画像形成時であり、上記ａの初期回転動作、上記ｂの印字準備回転動作、上記ｄの紙間工程及び上記ｅの後回転動作が非画像形成時である。
【００３５】
なお、以上では、画像形成装置が１つの感光ドラムを有する場合を例に画像形成装置の全体的な構成及び動作について説明した。ただし、本発明は、複数の感光ドラムを有するタンデム型の画像形成装置にも等しく適用できるものである。そのような画像形成装置としては、中間転写体を有する中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置、転写材担持体を有する直接転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置が周知である。中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置では、例えば、複数の感光ドラムに形成されたトナー画像が、中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト上に重ね合わされるようにして一次転写された後に転写材に二次転写される。この画像形成装置は、例えば、図１の画像形成装置１０のものと同様の感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ（一次転写ローラ）５、クリーニング装置７をそれぞれが有する複数の画像形成部を有する。直接転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置では、例えば、複数の感光ドラムに形成されたトナー像が、転写材担持体としての無端状のベルトで形成された転写ベルトに担持されて搬送される転写材上に重ね合わされるようにして転写される。この画像形成装置は、例えば、図１の画像形成装置１０のものと同様の感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５、クリーニング装置７をそれぞれが有する複数の画像形成部を有する。
【００３６】
２．高圧電源の構成
次に、本実施例における帯電バイアス、現像バイアスを出力する高圧電源の構成について説明する。ここでは、上述のように画像形成装置１０が複数の画像形成部を有し、各画像形成部に対してそれぞれ帯電高圧回路３００、現像高圧回路４００が設けられているものとする。なお、複数の画像形成部は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー画像を形成するものとし、これら各色用の要素を区別する場合は符号の末尾にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付すこととする。
【００３７】
図４は、各画像形成部用の帯電バイアス、現像バイアスを出力する高圧電源の構成を示すブロック図である。画像形成装置１０は、高圧基板（複合高圧電源基板）である帯電現像基板２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋ、及び制御基板１００を有する。
【００３８】
イエロー用の帯電現像基板２００Ｙは、帯電ローラ２Ｙに印加する電圧出力（帯電高圧）を生成する帯電高圧回路３００Ｙと、現像スリーブ４ｂＹに印加する電圧出力（現像高圧）を生成する現像高圧回路４００Ｙと、を有する高圧基板である。マゼンタ用の帯電現像基板２００Ｍは、帯電ローラ２Ｍに印加する電圧出力（帯電高圧）を生成する帯電高圧回路３００Ｍと、現像スリーブ４ｂＭに印加する電圧出力（現像高圧）を生成する現像高圧回路４００Ｍと、を有する高圧基板である。シアン用の帯電現像基板２００Ｃは、帯電ローラ２Ｃに印加する電圧出力（帯電高圧）を生成する帯電高圧回路３００Ｃと、現像スリーブ４ｂＣに印加する電圧出力（現像高圧）を生成する現像高圧回路４００Ｃと、を有する高圧基板である。ブラック用の帯電現像基板２００Ｋは、帯電ローラ２Ｋに印加する電圧出力（帯電高圧）を生成する帯電高圧回路３００Ｋと、現像スリーブ４ｂＫに印加する電圧出力（現像高圧）を生成する現像高圧回路４００Ｋと、を有する高圧基板である。
【００３９】
制御基板１００は、各画像形成部用の帯電現像基板２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋのそれぞれに対する動作開始や出力電圧の設定、及び各画像形成部用の帯電現像基板２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋのそれぞれにおける検出値の取得を行う。なお、本実施例では、制御基板１００は、画像形成装置１０の動作全般の制御を行うものである。
【００４０】
ここで、各画像形成部用の帯電現像基板２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋは全て実質的に同一の構成とされている。したがって、以下、代表して１つの帯電現像基板に注目して説明することとし、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略する。
【００４１】
３．帯電現像基板
図５は、帯電現像基板２００の回路ブロック図である。帯電現像基板２００は、帯電高圧を生成する帯電高圧回路３００と、現像高圧を生成する現像高圧回路４００と、を有する。また、現像高圧回路４００は、直流（ＤＣ）の出力を生成する現像ＤＣ高圧回路６００と、交流（ＡＣ）の出力を生成する現像ＡＣ高圧回路５００と、を有する。
【００４２】
帯電高圧回路３００は、帯電出力制御回路３０１、帯電トランス駆動回路３０２、帯電整流平滑回路３０３、帯電電圧検出回路３０４、帯電電流検出回路３０５、帯電過電流保護回路３０６などを有する。帯電出力制御回路３０１は、制御基板１００のＣＰＵ１０１から帯電出力設定値を設定されることにより、帯電出力設定値と後述の帯電電圧検出回路３０４から出力される値とが一致するように電圧を出力する回路である。帯電トランス駆動回路３０２は、制御基板１００のＣＰＵ１０１から入力される帯電トランス駆動クロックに基づいてトランス３０７を駆動させる回路である。帯電整流平滑回路３０３は、トランス３０７からの交流出力を整流、平滑し直流出力にする回路である。帯電電圧検出回路３０４は、帯電高圧を低い電圧レベルに変換し出力する回路である。帯電電流検出回路３０５は、帯電高圧回路３００から帯電ローラ２に流れる電流（帯電電流）を電圧に変換して出力する回路である。帯電電流検出回路３０５の出力（帯電電流検出値）は、後述の帯電過電流保護回路３０６への入力、及び感光ドラム１の帯電異常の検出を目的として使用される。帯電過電流保護回路３０６は、帯電電流検出値が所定値を超えた場合に帯電トランス駆動回路３０２を停止させ、帯電高圧を停止させるための回路であり、基板故障時に出力が過度に大きくならないようにして装置を保護するための回路である。
【００４３】
帯電高圧回路３００が出力する帯電直流バイアスは、帯電高圧回路３００と帯電ローラ２とを結線するための帯電高圧伝達回路（配線）８００を介して帯電ローラ２に印加される。
【００４４】
現像ＤＣ高圧回路６００は、現像ＤＣ出力制御回路６０１、現像ＤＣトランス駆動回路６０２、現像ＤＣ整流平滑回路６０３、現像ＤＣ電圧検出回路６０４などを有する。現像ＤＣ出力制御回路６０１は、制御基板１００のＣＰＵ１０１から現像ＤＣ出力設定値を設定されることにより、現像ＤＣ出力設定値と後述の現像ＤＣ電圧検出回路６０４から出力される値とが一致するように電圧を出力する回路である。現像ＤＣトランス駆動回路６０２は、制御基板１００のＣＰＵ１０１から入力される現像ＤＣトランス駆動クロックに基づいてトランス６０５を駆動させる回路である。現像ＤＣ整流平滑回路６０３は、トランス６０５からの交流出力を整流、平滑し直流出力にする回路である。現像ＤＣ電圧検出回路６０４は、現像高圧を低い電圧レベルに変換し出力する回路である。
【００４５】
現像ＡＣ高圧回路５００は、現像ＡＣ出力制御回路５０１、現像ＡＣトランス駆動回路５０２、現像ＡＣ電流検出回路５０３、現像ＡＣ過電流保護回路５０４などを有する。現像ＡＣ出力制御回路５０１は、制御基板１００のＣＰＵ１０１から現像ＡＣ出力設定値を設定されることにより、所定の電圧を出力する回路である。現像ＡＣトランス駆動回路５０２は、制御基板１００のＣＰＵ１０１から入力される現像ＡＣトランス駆動クロックに基づいてトランス５０５を駆動させるフルブリッジ回路である。現像ＡＣ電流検出回路５０３は、現像スリーブ４ｂに流れるＡＣ電流（現像ＡＣ電流）を電圧に変換して出力する回路である。現像ＡＣ電流検出回路５０３の出力（現像ＡＣ電流検出値）は、後述する現像ＡＣ過電流保護回路５０４への入力、及び現像スリーブ４ｂへの高圧印加異常の検出を目的として使用される。現像ＡＣ過電流保護回路５０４は、現像ＡＣ電流検出値が所定値を超えた場合に現像ＡＣトランス駆動回路５０２を停止させ、現像ＡＣを停止させるための回路であり、基板故障時に出力が過度に大きくならないようにして装置を保護するための回路である。
【００４６】
現像高圧回路４００が出力する現像直流バイアスと現像交流バイアスとが重畳された現像バイアスは、現像高圧回路４００と現像スリーブ４ｂとを結線するための現像高圧伝達回路（配線）９００を介して現像スリーブ４ｂに印加される。
【００４７】
また、本実施例では、帯電高圧回路３００に、ダイオードＯＲ回路７００が設けられている。ダイオードＯＲ回路７００は、２つのダイオードを有して構成されている。各ダイオードのアノード側はそれぞれ帯電電流検出値と現像ＡＣ電流検出値とに接続され、各ダイオードのカソード側同士が接続されている（「ダイオードＯＲ」）。ダイオードＯＲ回路７００は、各ダイオードの信号を１つの信号（高圧電流検出信号：ここでは「ＩＳ」ともいう。）として出力する回路である。ダイオードＯＲ回路７００を使用することで、ＩＳは帯電電流検出値と現像ＡＣ電流検出値とのうち高い値を出力する。つまり、帯電電流検出値より現像ＡＣ電流検出値が高い場合にはＩＳは現像ＡＣ電流検出値を表し、帯電電流検出値が現像ＡＣ電流検出値より高い場合にはＩＳは帯電電流検出値を表す。実際には、それぞれの検出値からダイオードの順方向降下電圧分（約０．６Ｖ）低い値がＩＳとなる。ダイオードＯＲ回路７００を使用せずに直接接続した場合、帯電電流検出回路３０５側から現像ＡＣ電流検出回路５０３側へ電流が流れるか、又はその逆方向に電流が流れてしまい、正しい値が検出できない。そのため、本実施例では、ダイオードＯＲ回路７００を使用することで、ダイオードにより検出回路間の電流の流れ込みを防いでいる。
【００４８】
４．帯電横スジ
前述のように、特に、ＤＣ帯電方式では、現像交流バイアスが帯電直流バイアスに干渉することで帯電直流バイアスが変動すると、感光体の長手方向（表面の移動方向と略直交する方向）のスジ状の画像濃度ムラが発生しやすい。ここで、このようなスジ状の画像濃度ムラを、「帯電横スジ」と呼ぶ。また、感光体と帯電部材との間の微小空隙を「帯電ギャップ」と呼ぶ。そして、帯電ギャップのうち感光体と帯電部材との最近接部（感光体と帯電部材とが接触する場合は接触部）よりも感光体の表面（被帯電面）の移動方向の上流側のものを「上流側ギャップ」と呼ぶ。また、帯電ギャップのうち感光体と帯電部材との最近接部（感光体と帯電部材とが接触する場合は接触部）よりも感光体の表面（被帯電面）の移動方向の下流側のものを「下流側ギャップ」と呼ぶ。
【００４９】
図１１は、本実施例の構成に即して帯電横スジが発生するメカニズムを説明するための模式図である。感光ドラム１と帯電ローラ２とが接触して配置されている。感光ドラム１と帯電ローラ２とは、接触部（帯電ニップ部）ａにおいてそれぞれの表面の移動方向が同方向に移動するように回転している。このとき、上流側ギャップＡ１において、感光ドラム１と帯電ローラ２との間の電位差がパッシェン則による放電開始閾値を超えて放電が行われ、感光ドラム１上に電荷が載り、所定の暗部電位（ＶＤ）となる。この上流側ギャップＡ１において放電が均一に行われれば、図１１（ａ）に示すように、上流側ギャップＡ１で感光ドラム１の均一な帯電が完了して、帯電横スジのような画像不良は発生しない。
【００５０】
しかし、現像交流バイアスが帯電直流バイアスに干渉すると、所望の帯電直流バイアスが帯電ローラ２に印加されず、上流ギャップＡ１で感光ドラム１の均一な帯電が完了しない場合がある。このように上流側ギャップＡ１で感光ドラム１の均一な帯電が完了しない場合に、図１１（ｂ）に示すように、下流側ギャップＡ２で不完全（不均一）な微小放電が行われ、その部分で感光ドラム１の表面電位にムラが生じ、帯電横スジが発生する。
【００５１】
５．干渉抑制用のコンデンサ
本実施例では、図５に示すように、上述のような帯電横スジなどの画像不良を抑制するために、帯電高圧回路３００内に、帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスの干渉を抑制するためのコンデンサ５０が設けられている。
【００５２】
帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスの干渉は、帯電高圧伝達回路８００と現像高圧伝達回路９００との間に発生する線間容量に起因する容量結合によるリークが原因の一つである。ここでは、この帯電高圧伝達回路８００と現像高圧伝達回路９００との間に発生する線間容量、すなわち帯電ローラ２と現像スリーブ４ｂとにそれぞれバイアスを供給する結線（配線）間に発生する線間容量を、単に「線間容量」ともいう。特に、本実施例のように、帯電高圧回路３００と現像高圧回路４００とが共通の基板（複合高圧電源基板）に設けられている場合、帯電高圧伝達回路８００と現像高圧伝達回路９００との物理的な距離が比較的近くなるためこの干渉が起こりやすい。
【００５３】
そのため、コンデンサ５０は、線間容量が発生している部分に接続する必要がある。本実施例では、コンデンサ５０は、帯電高圧回路３００の出力端と、高圧基板（帯電現像基板）２００内のＧＲＤ（グランドアース、接地）と、の間に設ける。より詳細には、本実施例では、図７（ａ）に模式的に示すように、帯電高圧回路３００の出力端６０には、過電流対策の保護抵抗７０が設けられている。そして、コンデンサ５０の一方の端子は帯電高圧回路３００内の保護抵抗７０よりも後段（帯電ローラ２側）の配線に直列に接続され、他方の端子は高圧基板（帯電現像基板）２００内のＧＲＤに接続される。つまり、本実施例では、コンデンサ５０の接続位置は、帯電高圧回路３００の出力端とＧＲＤとの間であり、コンデンサ５０は、その接続位置に直列に接続されている。
【００５４】
帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスによる干渉電圧の大きさは、概略、現像交流バイアスのピーク間電圧と、線間容量とコンデンサ５０の容量との間の分圧と、によって決まる。ここで、線間容量を「Ｃ１」、コンデンサ５０の容量を「Ｃ２」、現像交流バイアスのピーク間電圧を「Ｖｐｐ」とする。このとき、所定の現像バイアスの設定（Ｖｐｐ、周波数）において、線間容量Ｃ１よりもコンデンサ５０の容量Ｃ２を十分に大きくすることで、帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスによる干渉電圧の大きさを十分に小さくすることができる。これにより、帯電横スジなどの画像不良を十分に抑制することができる。
【００５５】
コンデンサ５０の容量Ｃ２は、線間容量Ｃ１、現像バイアスの設定を含む画像形成装置１０の構成に応じて、帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスによる干渉電圧を十分に低減できるように設定することができる。ここでは、詳しくは後述するように、コンデンサ５０の容量Ｃ２は、線間容量Ｃ１に応じて、次式、
｛Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）｝×Ｖｐｐ［Ｖ］≦５［Ｖ］
を満たすように設定する。上記式の左辺は、現像高圧伝達回路９００の電位がＶｐｐだけ変動するときの帯電高圧伝達回路８００の電位の変動、すなわち帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスによる干渉電圧の大きさを表している。つまり、コンデンサ５０の容量Ｃ２は、線間容量Ｃ１に応じて、上記式の右辺に示すように帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスによる干渉電圧が５［Ｖ］以下になるように設定することが好ましい。これにより、コンデンサ５０の容量Ｃ２を必要以上に大きくすることなく、帯電横スジなどの画像不良を十分に抑制することができる。
【００５６】
なお、本実施例では、線間容量Ｃ１は２０［ｐＦ］、現像交流バイアスのピーク間電圧Ｖｐｐは１７５０［Ｖ］である。そのため、コンデンサ５０の容量Ｃ２を９４００ｐＦとした。これにより、上記式の左辺は３．７１［Ｖ］となり、上記式が成り立ち、帯電横スジなどの画像不良を十分に抑制することができる。
【００５７】
ここで、帯電高圧伝達回路８００と現像高圧伝達回路９００との間の線間容量Ｃ１は、帯電高圧伝達回路８００に流れる帯電直流バイアス（電圧値）の変動ＶをＴｅＫｔｒｏｎｉｘ社製のオシロスコープを用いて測定し、次式より算出する。
Ｃ１＝Ｃ２×Ｖ／（Ｖｐｐ−Ｖ）
また、コンデンサ５０の容量については、ＨＩＯＫＩ社ＬＣＲメータを用いて測定した値である。
【００５８】
図８は、本実施例の構成においてコンデンサ５０を設けなかった場合の帯電直流バイアス（電圧値）の変動を測定した結果の一例を示す。図８に示すように、コンデンサ８０を設けない場合、帯電直流バイアスの波形は、現像交流バイアスの影響による振幅を示す。帯電直流バイアスの絶対値が大きくなるように変動した場合の振幅のピークの平均値を最大値、該絶対値が小さくなるように変動した場合の振幅のピークの平均値を最小値とする。このとき、上記最大値と上記最小値との差分を、帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスによる干渉電圧ΔＶとする。図８の例の場合、干渉電圧ΔＶは約１０Ｖである。
【００５９】
図９は、本実施例の構成においてコンデンサ５０の容量Ｃ２を変更した場合の、干渉電圧ΔＶの変化を測定した結果を示す。図９から、コンデンサ５０の容量Ｃ２を増やしていくことで干渉電圧ΔＶが減少していくことがわかる。
【００６０】
表１は、干渉電圧ΔＶによる帯電横スジの発生程度を調べた結果を示す。帯電横スジは、ハーフトーン画像上に、搬送方向に対して垂直方向（感光ドラム１の回転軸線方向と略平行方向）のスジ状の画像が発生するか否かを目視で確認することで評価した。該スジ状の画像が許容できない程度に発生した場合は×（不良）、発生しない場合は○（良好）とした。
【００６１】
【表１】
2018194740.tif 000003
【００６２】
表１に示すように、干渉電圧ΔＶが３．７［Ｖ］（本実施例）の場合、帯電横スジは発生しなかった。一方、干渉電圧ΔＶが６．９［Ｖ］以上の場合、帯電横スジが発生した。更に検討した結果、干渉電圧ΔＶが５Ｖ以下であれば、帯電横スジが発生しないか又は許容できる程度まで十分に軽減できることがわかった。
【００６３】
上述と同様の検討を行った結果、現像バイアスの設定として一般的な、現像交流バイアスのピーク間電圧Ｖｐｐが１０００［Ｖ］以上、２５００［Ｖ］以下の範囲で、干渉電圧ΔＶを５［Ｖ］以下とすることで好結果が得られることがわかった。また、上記同様の検討を行った結果、本実施例のように複合高圧電源基板を用いる場合などに可能性のある、線間容量Ｃ１が６０［ｐｆ］以下程度まで大きくても、干渉電圧ΔＶを５［Ｖ］以下とすることで好結果が得られることがわかった。なお、本実施例のように複合高圧電源基板を用いる場合などには、典型的には線間容量は５［ｐｆ］以上になる。図１０は、他の構成例についてコンデンサ５０の容量Ｃ２と干渉電圧ΔＶとの関係、帯電横スジの発生程度を調べた結果のいくつかの例を示す。なお、図１０中の構成１の線間容量Ｃ１は１４［ｐｆ］、現像交流バイアスのピーク間電圧Ｖｐｐは１５００［Ｖ］である。また、構成２の線間容量Ｃ１は８［ｐｆ］、現像交流バイアスのピーク間電圧Ｖｐｐは１６００［Ｖ］である。また、構成３の線間容量Ｃ１は６．５［ｐｆ］、現像交流バイアスのピーク間電圧Ｖｐｐは１７５０［Ｖ］である。
【００６４】
以上のように、本実施例では、帯電高圧伝達回路８００と現像高圧伝達回路９００との間の線間容量に応じて、帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスの干渉を抑制するためのコンデンサ５０を帯電高圧回路内に設ける。これにより、複合高圧電源基板から出力される帯電バイアスと現像バイアスとの干渉を十分に抑制して、帯電横スジなどの画像不良を十分に抑制することができる。したがって、本実施例によれば、画像形成装置１０の小型化を図りつつ、帯電バイアスと現像バイアスとの干渉による画像不良を抑制することができる。
【００６５】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００６６】
図６は、本実施例における帯電現像基板２００の回路ブロック図である。本実施例では、帯電高圧伝達回路８００内に、帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスの干渉を抑制するためのコンデンサ５０が設けられている。
【００６７】
実施例１で説明したように、コンデンサ５０は、線間容量が発生している部分に接続する必要がある。そのため、本実施例では、コンデンサ５０は、帯電高圧回路３００と帯電ローラ２との結線（配線）内と、ＧＲＤ（グランドアース、接地）と、の間に設ける。より詳細には、本実施例では、図７（ｂ）に模式的に示すように、コンデンサ５０の一方の端子は帯電高圧伝達回路８００の配線に直列に接続され、他方の端子はＧＲＤに接続される。つまり、本実施例では、コンデンサ５０の接続位置は、帯電高圧伝達回路８００とＧＲＤとの間であり、コンデンサ５０は、その接続位置に直列に接続されている。
【００６８】
なお、本実施例の構成においても、コンデンサ５０の容量Ｃ２は、実施例１と同様に設定する。
【００６９】
以上のように、本実施例では、帯電高圧伝達回路８００と現像高圧伝達回路９００との間の線間容量に応じて、帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスの干渉を抑制するためのコンデンサ５０を帯電高圧伝達回路内に設ける。これにより、実施例１と同様の効果が得られると共に、実施例１と比較してコンデンサ５０の配置の自由度を高めることができる。
【００７０】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００７１】
上述の実施例では、画像形成装置はＤＣ帯電方式を採用するものであった。ＤＣ帯電方式では、帯電直流バイアスに対する現像交流バイアスの干渉による画像不良が顕著になりやすいので、特に本発明が有効であると言える。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、ＡＣ帯電方式においても、帯電直流バイアス（直流成分）などに対する現像交流バイアスの干渉を抑制することができる。
【００７２】
また、上述の実施例では、帯電部材が被帯電体である感光ドラムの表面に接触している場合を例に説明したが、帯電部材は必ずしも感光ドラムの表面に接触している必要はない。帯電部材と感光ドラムとの間にパッシェンの法則に基づく放電可能領域が設けられていれば、例えば数１０μｍの空隙（間隙）を有して非接触に近接配置されていてもよい。
【００７３】
また、帯電部材はローラ状の部材に限定されるものではなく、例えば複数の張架ローラに張架された無端状のベルトやブレード状の部材であってもよい。また、像担持体はドラム状の感光体（感光ドラム）に限定されるものではなく、例えば無端ベルト状の感光体（感光体ベルト）であってもよい。また、静電記録方式の画像形成装置であれば、像担持体はドラム状や無端ベルト状の静電記録誘電体であってよい。
【符号の説明】
【００７４】
１          感光ドラム
２          帯電ローラ
３          露光装置
４          現像装置
５０        コンデンサ
１００      制御基板
２００      帯電現像基板（複合高圧電源基板）
３００      帯電高圧回路
４００      現像高圧回路
８００      帯電高圧伝達回路
９００      現像高圧伝達回路
【図１】
2018194740.tif 000004
【図２】
2018194740.tif 000005
【図３】
2018194740.tif 000006
【図４】
2018194740.tif 000007
【図５】
2018194740.tif 000008
【図６】
2018194740.tif 000009
【図７】
2018194740.tif 000010
【図８】
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【図９】
2018194740.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
2018194740.tif 000014