(57)【要約】【課題】ＡＣバイアスの干渉による不具合をなくすことが可能なＡＣバイアス印加装置とこれを用いた電子写真装置を提供する。【解決手段】電子写真装置を構成し、感光体ドラムなどの像担持体表面に形成した静電潜像を現像してトナー像とするための現像装置に印加する波形（ａ）と、帯電ローラなどからなる帯電装置に印加する波形（ｂ）を、山と谷が重なるように設定する。このような波形に固定しておけば、被帯電体が静電疲労しやすくなることを防ぐために、ピーク・トゥー・ピーク電圧が必要最小限に設定してあってＡＣバイアスの干渉によりｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ電圧が変動するとＡＣ不足になりやすくて異常画像が発生しやすい場合でも、干渉による出力変動分を考慮して少し高めのバイアスを印加しておくことによって良好な画像が得られる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真装置を構成する複数の作像ユニットにＡＣバイアスを印加する装置であって、複数のユニットに印加するＡＣ周波数が奇数の整数倍となるときに、その位相の山と山、または山と谷を合わせて印加することを特徴とするＡＣバイアス印加装置。
【請求項２】
電子写真装置を構成する複数の作像ユニットにＡＣバイアスを印加する装置であって、上記帯電装置に印加するＡＣバイアスの出力電流値を検出して帯電ＡＣ電圧の出力制御を行う制御手段を有することを特徴とするＡＣバイアス印加装置。
【請求項３】
請求項１または２のＡＣバイアス印加装置を用いた電子写真装置であって、上記作像ユニットの一つが被帯電体に対してのみ放電するように配置した接触帯電装置または近接非接触帯電装置であることを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置を構成する複数の作像ユニットにＡＣバイアスを印加する装置に関し、例えば接触帯電装置または近接非接触帯電装置を搭載した複写機、ファクシミリ、レーザープリンタなどの電子写真装置に用いるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述のような電子写真装置にＡＣバイアスを印加する際に、複数のユニット、機器に異なるＡＣバイアスを印加すると、電子写真装置内の例えば高圧出力電源の基板中や、基板から作像装置への高圧ハーネスのところでそのＡＣバイアスが干渉し、出力が変動する場合がある。
【０００３】
また電子写真装置が有する各種画像形成部材に印加するＡＣバイアスでこのような干渉が発生すると、この波形の変動が画像の濃淡ばらつきとなって現れる場合がある。例えば、帯電部材に印加するＡＣバイアスの変動は周期的な電位の変動となって現れ、周期的な横スジ状の画像、いわゆるバンディングを発生させる。
【０００４】
そのような影響を避けるために、複数の画像機器に印加するＡＣバイアスを整数倍にする方法（例えば、特許文献１参照。）が知られている。また、整数倍にしたそれぞれの周波数を基本となる一つの周波数から分周して位相を合わせる方法も提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３３１０９９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、印加するＡＣバイアスの位相を完全にそろえても、干渉により不具合が発生する場合があることがわかった。例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ現像ＡＣバイアスと帯電ＡＣバイアスの干渉波形を示すが、図示のように、周波数が奇数の整数倍となっている波形が干渉しあうと波形（ａ）が波形（ｄ）や波形（ｅ）のように変化し、ＡＣのピーク・トゥー・ピーク（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ）やＡＣ電流が変動する。そのため、本来波形（ａ）のｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋが必要な場合に、干渉により（ｄ）のような波形になるとｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋが波形（ａ）よりも小さくなるため、電圧不十分となる。このような干渉波形のＡＣバイアスを印加すれば、電子写真装置が形成する画像に異常が発生する場合があることはもちろんである。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点にかんがみ、ＡＣバイアスの干渉による不具合をなくすことが可能なＡＣバイアス印加装置とこれを用いた電子写真装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るＡＣバイアス印加装置は、上記目的を達成するために、電子写真装置を構成する複数の作像ユニットにＡＣバイアスを印加する装置であって、複数のユニットに印加するＡＣ周波数が奇数の整数倍となるときに、その位相の山と山、または山と谷を合わせて印加することを特徴とする。
【０００９】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、電子写真装置を構成する複数の作像ユニットにＡＣバイアスを印加する装置であって、上記帯電装置に印加するＡＣバイアスの出力電流値を検出して帯電ＡＣ電圧の出力制御を行う制御手段を有することを特徴とする。
【００１０】
同請求項３に係る電子写真装置は、請求項１または２のＡＣバイアス印加装置を用いた電子写真装置であって、上記作像ユニットの一つが被帯電体に対してのみ放電するように配置した接触帯電装置または近接非接触帯電装置であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は画像形成装置の一例を示す概略図である。この画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらのうちの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成されるものである。
【００１２】
画像形成装置本体内には、帯電装置１、電源装置３、被帯電体の一例であるドラム状の像担持体５などが設けてある。例えば像担持体５は、ドラム状の基体６の外周面に感光層７を積層した感光体からなり、帯電装置１の帯電部材としての帯電ローラ２が、微小ギャップＧをあけて対向配置してある。帯電ローラ２は、導電性の芯金８と、その外周面に積層したゴムなどからなる弾性層９で構成する外層からなる。弾性層９の代りに、例えば樹脂からなる硬質の外層を用いることもでき、また表面に高抵抗の薄層をもうけることもできる。
【００１３】
図２に示すように、帯電ローラ２は像担持体５に対して平行に延び、その各長手方向端部には、絶縁性材料からなるスペーサ１１が固定してある。図示のスペーサ１１は、樹脂製のフィルムとその一方の面に塗布した粘着剤とからなり、フィルムを帯電ローラ２の外周面に１周分巻き付け、粘着剤によって帯電ローラ２に接着してある。そしてフィルムの外周面が像担持体５の周面に圧接し、帯電ローラ２と像担持体５との間にギャップＧを形成している。粘着剤とフィルムの合計の厚さは例えば６０μｍである。
【００１４】
画像形成動作時には像担持体５を図１中で時計方向に回転駆動し、このときスペーサ１１を介して像担持体表面に圧接する帯電ローラ２は、像担持体５の回転に従動して回転する。帯電ローラ２を図示していない駆動装置によって、矢印方向に回転駆動するように構成することもできる。そして、像担持体５と帯電ローラ２が回転するとき、帯電ローラ２の芯金８には、電源装置３によって後述する電圧を印加し、これによって帯電ローラ２と像担持体５との間に放電が生じさせ、像担持体５の表面を所定の極性に、例えば略−７５０Ｖに帯電させる。なお図１において、４はＣＰＵで、電源装置３を制御する制御手段としてのものである。
【００１５】
帯電装置１によって帯電させた像担持体５の表面には、露光装置の一例であるレーザ書き込みユニット１２から射出するレーザ光Ｌを照射し、これによって像担持体５の表面に静電潜像を形成する。レーザ光Ｌの照射で表面電位の絶対値が低下した部分が静電潜像、すなわち画像部となり、レーザ光Ｌの照射がなくて表面電位がほぼ帯電電位に保たれた部分が地肌部となる。次いで、像担持体５の静電潜像を形成した部位が現像装置２７の前を通過する際、マイナスに帯電させたトナーによって現像装置２７がこの静電潜像をトナー像として可視像化させる。
【００１６】
一方、像担持体５に対向設置した転写装置の一例である転写ローラ１３と像担持体５との間に、所定のタイミングで転写材Ｐを給送し、像担持体５上に形成したトナー像を転写材Ｐ上に静電的に転写させる。トナー像を転写された転写材Ｐは、引き続き図示しない定着装置を通る。このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写材Ｐ上に定着する。転写材Ｐに転写されずに像担持体５の表面に残った転写残トナーは、クリーニング装置１４によって除去する。
【００１７】
帯電装置１においては、電源装置３により、定電圧制御した直流電圧にピーク間電圧を定電圧制御した交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラ２に対して印加する。このためギャップＧが変動しても、帯電後の像担持体５の表面電位がほぼ一定に保たれるようになっている。現像装置２７に対しても同様である。また、ボソツキのない均一な現像特性を得るため、定電圧制御した直流電圧にピーク間電圧を定電圧制御した交流電圧を重畳した電圧を現像装置２７にも印加するようになっている。
【００１８】
この帯電用のＡＣバイアスと現像用のＡＣバイアスの周波数が整数倍になっていない場合、それらのＡＣバイアスが干渉すると図５に示し、既に説明したように波形がひずむ。この波形のひずみが帯電電位の変動として現れるものである。このようなＡＣバイアスの干渉はハーネスや、高圧電源装置内部で発生している。
【００１９】
図３は、実験的に電源装置３から現像装置２７へのハーネスを途中で断線させた状態を示す図である。断線箇所を図中にｘで示す。この状態で現像装置２７に別の電源装置からＤＣバイアスを印加すると、電源装置３から現像装置用のＡＣバイアスは出力されるが、そのＡＣバイアスは現像装置２７には印加されない。しかしながら、帯電用のＡＣバイアスが図３に符号ｆで示すハーネス部分および電源装置３内で現像ＡＣバイアスと干渉してひずむため、帯電電位が変動し、画像上にバンディングが現れる。高圧電源装置部分を完全に分離し、ハーネスも１０ｃｍ以上完全に離して設置すれば、周波数が整数倍でなくてもバンディングは発生しない。ところが、近年の機械の小型化傾向により、帯電ローラ２と現像装置２７の位置が近接していると、ハーネスを干渉しないように離して設置することは難しいため、現像装置２７に印加するＡＣバイアスと帯電ローラ２に印加するＡＣバイアスは、公知のように、周波数が整数倍になるように設定する。
【００２０】
上記のようなバンディングは周波数を整数倍とすることにより回避することができたが、周波数を偶数倍でなく奇数倍にしたときに新たな問題が発生することは既に図５を参照して述べたとおりである。このＡＣの干渉によるｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋの変動量は高圧電源からの出力値、周波数、その装置での干渉の度合い（ハーネス間距離などで決まる）によって異なるが、図５の波形（ｄ）と波形（ｅ）では１００Ｖ程度までの変動となる。複写機などの画像形成装置の場合、ＡＣバイアスの変動が画像にもっとも表れやすいのは、ローラ帯電に代表される接触帯電装置、図１に示した装置例のような非接触帯電装置といった帯電装置である。これらの装置では、印加されるＡＣの電流量も大きく、しかもバイアスのほとんどすべてが被帯電体への直接放電に利用される（帯電効率が高い）。したがって、過剰な電圧印加をすると被帯電体が静電疲労しやすくなるため、これらの方式ではｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ電圧は必要最小限に設定してあることが多い。そのため、ＡＣバイアスの干渉によりｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ電圧が変動するとＡＣ電圧不足になりやすく異常画像が発生しやすい。同じ帯電装置であってもスコロトロンチャージャのように被帯電体以外にもケーシングに対して過剰な放電をしておき、さらにグリッドで電位を制御するような帯電効率の低い方式ではこのような微弱な変動は画像に影響しにくい。そこで帯電ＡＣバイアスへのこのような干渉を無くすか、その変動を補正する必要がある。
【００２１】
ここで述べたような問題は同じ１／３周期の周波数である図５の波形（ｂ）、波形（ｃ）のうち、どちらか一方に固定されていればそれに応じた補正を行うことができる。つまり、奇数分の一の周波数を利用する場合に、必ず図５の波形（ａ）と波形（ｂ）のようにピークの山と谷が重なるようになっている場合は、ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ電圧が低く、電流が高くなるため、それに応じた補正をすればよく、必ず波形（ａ）と波形（ｃ）のようにピークの山と山が重なるようになっている場合は、ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ電圧が高く、電流が低くなるため、それに応じた補正をすればよい。
【００２２】
図４は、本発明に係るＡＣバイアス印加装置の一実施形態における印加波形を示す図である。本実施形態では、現像装置２７に印加する波形（ａ）と帯電装置に印加する波形（ｂ）のように山と谷が重なるように設定する。このような波形に固定しておけば、干渉による出力変動分を考慮して少し高めのバイアスを印加しておくことにより良好な画像が得られる。
【００２３】
次に比較例を説明する。
＜比較例１＞
帯電装置へ印加するＡＣ周波数が現像周波数の１／３周期の周波数（ｂ）、（ｃ）がランダムで出力されるような回路構成を有する画像形成装置において画像を出力すると、波形（ｂ）のような出力がなされたときにＡＣ不足による白ポチが画像上に発生した。
＜比較例２＞
上述のような波形設定をする画像形成装置で、ＡＣ定電圧が出力されるときに流れるＡＣ電流を検出して、その電流量に応じて帯電ＡＣ電圧を変えるフィードバック回路を備えるように構成し、フィードバックを行うことによって帯電ローラ２などの帯電部材の抵抗値の環境変動を補正することを可能とする構成とすると、帯電装置に印加するＡＣの波形（ｂ）、（ｃ）がランダムで出力されるようになっている場合、比較例１のときとよりも激しい白ポチ画像が見られた。波形（ｂ）を出力して干渉により波形（ｄ）のような印加がなされると、印加するＡＣのｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ電圧は帯電装置に印加する波形の山と現像装置に印加する波形の谷が重なるために低くなる。しかしながら、帯電用の波形の山一つに対して現像装置に印加するＡＣの山が二つと谷が一つ干渉するので、山のほうが多く干渉する分だけ電流的には高く検出される。電流が高めに検出されると実際にはＡＣのｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ電圧不足でもＡＣ電圧過剰と判断するため、もともとの出力波形（ｂ）のｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ電圧を下げるように制御する。このように不足のときにさらに電圧を下げるように制御するために、比較例１のときよりも激しいＡＣ不足が発生したものと思われる。
【００２４】
そこで本発明の第２の実施形態として、上述した比較例２の画像形成装置の構成において、現像用ＡＣと帯電用ＡＣの波形の位相を図５の波形（ａ）、波形（ｂ）と固定し、フィードバック補正を行うための手段を、フィードバック補正を実行するときに電流不足分の補正を行うように構成し、これによりＡＣ不足による白ポチ画像の発生を抑制するようにした。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係るＡＣバイアス印加装置は、以上説明してきたようなものなので、電子写真装置における帯電用に印加するＡＣ電圧の干渉による変動を抑制することができ、電子写真装置において良好な画像を得ることを可能にするという効果がある。
【００２６】
同請求項２に係るＡＣバイアス印加装置は、以上説明してきたようなものなので、帯電用ＡＣの出力電流を検出して補正を行う画像形成装置においても、帯電用ＡＣの干渉による電流変動、およびそれに伴う異常制御を防止することができ、電子写真装置において良好な画像を得ることを可能にするという効果がある。
【００２７】
同請求項３に係る電子写真装置は、以上説明してきたようなものなので、接触帯電、非接触帯電方式のようにＡＣバイアスの変動が画像に影響しやすい方式を用いる場合においても、帯電用ＡＣの干渉による変動を抑制することができ、良好な画像を得ることが可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１の装置の帯電装置の構成を示す部分断面図である。
【図３】図１の装置において、実験的に電源装置から現像装置へのハーネスを途中で断線させた状態を示す図である。
【図４】本発明に係るＡＣバイアス印加装置の一実施形態における印加波形を示す図である。
【図５】ＡＣバイアスの位相を完全にそろえても干渉による不具合が発生することを示す図である。
【符号の説明】
１  帯電装置
２  帯電ローラ
３  電源装置
４  ＣＰＵ
５  像担持体
６  像担持体の基体
７  感光層
８  帯電ローラの芯金
９  同弾性層
１１  スペーサ
１２  レーザ書き込みユニット
１３  転写ローラ
１４  クリーニング装置
２７  現像装置
Ｌ  レーザ光
Ｐ  転写材
【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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