(57)【要約】【課題】中間転写方式を採用した画像形成装置において、１次帯電と２次帯電における帯電縞どうしの干渉と、バイアスどうしの干渉の発生を同時に防止し、容易に目視できる画像むらの発生を防止すること。【解決手段】帯電ローラ２には、帯電バイアス電源４０より−６００Ｖの直流電圧に、ピーク間電圧２０００Ｖ、周波数１２００Ｈｚの交流電圧が重畳されたバイアスを印加し、残トナー帯電ローラ３１には、電源３７より＋１５００Ｖの直流電圧に、ピーク間電圧２５００Ｖ周波数６００Ｈｚの交流電圧が重畳されたバイアスを印加する。帯電バイアスと残トナー帯電バイアスの周波数比が２：１であるので、干渉縞や、うなりの周波数０となり、干渉やうなりが発生しないことになる。【選択図】　　　　図１
2004126052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写し、前記中間転写体上のトナー像を転写材に２次転写する画像形成装置であって、前記像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成するように当該像坦持体を帯電する第１の帯電手段と、
２次転写後に前記中間転写体上に残留した２次転写残留トナーを前記像担持体に転写させるべく、２次転写位置の下流かつ１次転写位置の上流の位置において、前記２次転写残留トナーを、トナーの現像時における帯電極性の逆極性に帯電する第２の帯電手段と、
前記第１の帯電手段と第２の帯電手段に交番電圧を含むバイアスを印加するバイアス印加手段であって、前記第１の帯電手段に印加される交番電圧の周波数と、前記第２の帯電手段に印加される交番電圧の周波数の比を、整数又は整数分の１にしたバイアス印加手段とを具えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記バイアス印加手段は、前記第１の帯電手段に交番電圧を含むバイアスを印加する第１の電圧印加手段と、前記第２の帯電手段に交番電圧を含む電圧を印加する第２の電圧印加手段と、クロック信号を発生するクロック信号発生手段とを有し、
第１の電圧印加手段と第２の電圧印加手段は、クロック発生手段からの信号に基づいて交番電圧の生成を行う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】
前記像担持体、前記中間転写体、前記第１の帯電手段及び前記第２の帯電手段は、交換可能な同一のユニット内に含まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の帯電手段に印加する交番電圧の周波数は、前記第１の帯電手段に印加する交番電圧の周波数より小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写し、前記中間転写体上のトナー像を転写材に２次転写する画像形成装置であって、前記像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、２次転写後に前記中間転写体上に残留した２次転写残留トナーを前記像担持体に転写させるべく、２次転写位置の下流かつ１次転写位置の上流の位置において、前記２次転写残トナーを、トナーの現像時における極性と逆極性に帯電する帯電手段と、
前記現像手段と帯電手段に交番電圧を含むバイアスを印加するバイアス印加手段であって、前記現像手段に印加される交番電圧の周波数と、前記帯電手段に印加される交番電圧の周波数の比を、整数又は整数分の１にしたバイアス印加手段とを具えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記バイアス印加手段は、前記現像手段に交番電圧を含むバイアスを印加する第１の電圧印加手段と、前記帯電手段に交番電圧を含む電圧を印加する第２の電圧印加手段と、クロック信号を発生するクロック信号発生手段とを有し、
第１の電圧印加手段と第２の電圧印加手段は、前記クロック発生手段からの信号に基づいて交番電圧の生成を行うことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体、前記中間転写体、前記現像手段及び前記帯電手段は、交換可能な同一のユニット内に含まれていることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電手段に印加する交番電圧の周波数は、前記現像手段に印加する交番電圧の周波数より小さいことを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記中間転写体の体積抵抗率が１０７Ωｃｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に転写した後に転写材に転写する中間転写方式を採用した複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から画像形成装置としては、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式等さまざまな方式が用いられている。このうち、電子写真方式を用いたものは、高速、高画質、静粛性の点で他の方式に比べ優れており、複写機、ページプリンタ等の画像形成装置として広く採用されている。電子写真方式では静電的な力を利用し、トナー粒子による画像を紙等の転写材上に形成し、その後、定着装置にて加えられる熱と圧力により、トナー画像は転写材上に溶融固着（定着）され安定した状態となる。近年電子写真方式の画像形成装置では、カラー対応、高速化等の高機能化が進んでいる。
【０００３】
図６は、従来例に係る電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成図であって、中間転写方式を採用したカラー画像形成装置を示している。図において像担持体である感光体ドラム１は、感光ドラムに接触する帯電部材である帯電ローラ２によって一様に帯電され、露光光学系３によって走査光４を走査されることにより潜像が形成される。尚、帯電ローラには、例えば、直流（ＤＣ）バイアスに交流（ＡＣ）バイアスを重畳したバイアスが印加される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
潜像はロータリー２２に取り付けられた現像器５によって現像されてトナー像が形成され、１次転写ニップ部Ｎ１において１次転写ローラ１０により中間転写体である中間転写ベルト９上へ一次転写される。尚、中間転写ベルトはテンションローラー１６、駆動ローラ１５、２次転写対向ローラ１２により張架され、感光体ドラムに対しほぼ等速となるよう搬送されている。
【０００５】
一次転写後に感光体ドラム１表面に残留した一次転写残トナーは、弾性ブレードを有する感光体ドラムクリーナー１７により除去され、廃トナー容器（不図示）に収容される。
【０００６】
フルカラー画像形成時（フルカラーモード）は上記行程を中間転写ベルト９の回転に同期して各色現像器５〜８について順次行い、中間転写ベルト９上に４色重ねのカラー像を形成する。尚、単色画像形成時（単色モード）はスループット短縮のため上記工程は黒現像器についてのみ行われる。
【０００７】
こうして中間転写体上に形成されたトナー像は、２次転写位置である２次転写ニップ部Ｎ２において、二次転写ローラ１１によって転写材Ｐに一括して２次転写される。また、２次転写後中間転写ベルト上に残留したトナーは中間転写体クリーニング機構（詳細は後述）により除去される。その後、転写材Ｐは定着器２１において熱と圧力を印加されることによりトナー像が溶融固着され、機外に排出されて画像形成が終了する。
【０００８】
上述した方式以外にも、感光体ドラムや現像器等を含み、単色のトナー像を現像可能とする像形成ステーションを各色ごとに独立して備えており、それらを中間転写体周上に配置した、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置が知られている。タンデム方式では、中間転写体表面ががそれぞれの像形成ステーションを順に通過することで各色トナー像が中間転写体上に順次重ねて１次転写されて、中間転写ベルト上にフルカラー画像を形成する。その後引き続き行われる２次転写、定着については上述の従来例同様である。
【０００９】
次に、中間転写体のクリーニング機構について説明する。２次転写過程が終了した後の中間転写ベルト９上には、転写材Ｐに転写されずに残留した２次転写残トナーが付着している。そこで、例えば、中間転写ベルト９には残トナー帯電ローラ３１を配置し、トナーの現像後における帯電極性と逆極性であるプラス極性に帯電することが行われている（特許文献２参照）。すると帯電された２次転写残トナーは、１次転写位置である１次転写ニップ部Ｎ１にて感光体ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト９上から除去される。
【００１０】
連続した画像形成の場合は、感光体ドラムから中間転写ベルト上へのトナー像の１次転写と、中間転写体上から感光体上への残トナーの転写を同時に行うことが可能である。
【００１１】
なお、感光体ドラム１上に移動した２次転写残トナーは、１次転写残トナーと同様に感光体ドラムクリーナー１７により除去される。
【００１２】
ところで本クリーニング機構では、帯電された２次転写残トナーの個々の粒子が持つ帯電量が略均一でなければ、十分なクリーニング性能が得られない。帯電量の低いトナー粒子は、１次転写ニップ部Ｎ１に形成される電界から受ける静電力が弱く、感光体ドラム１へ転写されにくい。また帯電量の高すぎるトナー粒子は中間転写ベルト９から受ける鏡映力が大きく、やはり感光体ドラム１へ転写されにくいのである。
【００１３】
そこで、残トナー帯電ローラ３１に印加するバイアスとしては、交番（交流）電圧に直流電圧を重畳したバイアスを用いている（特許文献３参照）。このバイアスは直流電圧のバイアスに比べ均一に帯電する能力に優れているため、個々のトナー粒子が持つ電荷量を略均一にすることが可能になり、十分なクリーニング性能を得ることが可能になる。
【００１４】
更に近年、残トナー帯電ローラの手前に直流電圧のみが印加された補助帯電部材（不図示）を設け、残トナー帯電ローラ３１による帯電に先立って２次転写残トナーを帯電することも提案されている。本構成によれば、残トナー帯電ローラの当接部近傍の交流電界で飛散する可能性がある電荷量の低い残トナーに対し、あらかじめ飛散が発生しないための十分な電荷量を付与しておくことができるため、トナー飛散を低減することが可能である。
【００１５】
尚、残トナー帯電ローラ３１の中間転写体ベルト９を介した裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極３２が設けられている。
【００１６】
【特許文献１】
特開昭６３−１４９６６９号公報
【００１７】
【特許文献２】
特開平９−４４００７号公報
【００１８】
【特許文献３】
特開平１１−１６１０４３号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来例のように帯電ローラと残トナー帯電ローラの双方に交流バイアス又は交流成分を含むバイアスを印加する場合、出力画像に目視で容易にわかる程度の画像むらが発生し問題になることがあった。この画像むらは、次に述べるような帯電縞どうしの干渉と、バイアスどうしの干渉という２つの原因から発生したものと考えられている。各々について以下で説明を行う。
【００２０】
（帯電縞どうしの干渉）
帯電ローラに交流成分を持つバイアスを印加して感光ドラムを帯電する場合、通常感光ドラム表面には、交流の周期に対応して帯電縞と呼ばれる帯電むらができる。つまり感光ドラム表面の移動速度をｖ１、帯電ローラに印加するバイアスの交流周波数をｆ１とすると、感光ドラム表面にｖ１／ｆ１周期の帯電むらができるのである。感光ドラム上の帯電むらは現像過程後、そのまま画像濃度むらとなるが、通常は帯電周波数として十分高い周波数を選択し、画像むらの周期を目視で分からない程度まで短くすることでこの問題を回避している。たとえば、ｖ１＝１００ｍｍ／ｓ　ｆ１＝１０００Ｈｚであれば、むらの周期は０．１ｍｍほどであり、これは目視では分かりにくい。
【００２１】
一方、残トナー帯電ローラは本来残トナーのみを帯電するのが目的であるが、中間転写体表面も同時に帯電されてしまう。特に中間転写体の抵抗値が１０７Ωｃｍ以上の中抵抗から高抵抗の場合にこの傾向が強い。（この特性を逆に利用し、特開平１０−３０７４８９号公報には残トナーの帯電と同時に中間転写体表面の除電帯電を行う構成も提案されている。）つまり、残トナー帯電ローラに印加するバイアスの交流周波数をｆ２、中間転写体表面の移動速度をｖ２とすると、中間転写体表面にもｖ２／ｆ２周期の帯電縞が発生していることになる。中間転写体表面にできるこの帯電縞は、１次転写部における転写効率のむらとなり、やはり画像上に現れることが考えられるため、帯電ローラ同様、画像むらが目立ちにくい高周波数が選択される。
【００２２】
ところが、１次転写時において感光ドラム上のｖ１／ｆ１周期（中間転写体上に換算した場合ｖ２／ｆ１周期）の画像むらと、中間転写体上におけるｖ２／ｆ２周期の１次転写効率のむらとが干渉することで、中間転写体上に転写された画像に干渉縞に対応する画像むらが発生することがある。この画像むらはより長周期となるため、目視で容易に確認され、問題として表面化してしまうのである。
【００２３】
干渉縞の周波数ｆｋはｆ１とｆ２の周波数差、またはｆ１の高調波とｆ２の周波数差（同様に、ｆ２の高調波とｆ１の周波数差）で求められる周波数のうち、もっとも低い周波数である。
【００２４】
つまり、
ｎ＝１，２，３，．．．．　　ｍ＝１，２，３，．．．．　として
ｆ＝｜ｎｆ１−ｆ２｜　　または　　ｆ＝｜ｆ１−ｍｆ２｜　（式１）　を求め、
ｆの値が最小であるものが、干渉縞の周波数ｆｋである。
【００２５】
たとえばｆ２＝５１０Ｈｚ、の場合、式１においてｍ＝２とした場合ｆの値が最小となるため、干渉縞の周波数はｆｋ＝｜ｆ１−２ｆ２｜＝２０Ｈｚであり、中間転写体の速度ｖ２を１００ｍｍ／ｓとした場合、周期（ｖ２／ｆｋ）が５ｍｍの干渉縞が現れることになる。
【００２６】
（バイアス同士の干渉）
帯電ローラや帯電ローラにバイアスを導くためのバイアス経路と、残トナー帯電ローラ（及びそのバイアス経路）が近接する場合、双方のローラやバイアス経路上にお互い相手のバイアス波形が誘起される場合がある。たとえば帯電ローラのバイアス経路に、残トナー帯電ローラに印加した交流バイアスと同周期のバイアス波形が誘起された場合、それが帯電ローラ本来のバイアス波形と干渉することで、うなりのような長周期の波形が発生し、それが帯電ローラに印加されることで目視でも目立つ帯電むらが発生することがあった。
【００２７】
特に画像形成装置を小型化する場合や、構造を簡略化して装置を低コスト化する場合に、これらのバイアス経路を近接させる必要が生じ、本問題が発生しやすい。
【００２８】
ここでのうなりの周波数も、周波数ｆ１の交流バイアスと周波数ｆ２の交流バイアスの干渉であることから、上述の干渉縞のとき同様（式１）にて求められ、帯電縞の干渉周波数ｆｋと同一の値となる。
【００２９】
そこで、本発明の目的は、以上のような、帯電縞どうしの干渉と、バイアスどうしの干渉の問題を改善し、目視で容易に識別できる画像むらの発生を防止可能な画像形成装置を提供することを目的としている。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写し、前記中間転写体上のトナー像を転写材に２次転写する画像形成装置であって、前記像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成するように当該像坦持体を帯電する第１の帯電手段と、２次転写後に前記中間転写体上に残留した２次転写残留トナーを前記像担持体に転写させるべく、２次転写位置の下流かつ１次転写位置の上流の位置において、前記２次転写残留トナーを、トナーの現像時における帯電極性の逆極性に帯電する第２の帯電手段と、前記第１の帯電手段と第２の帯電手段に交番電圧を含むバイアスを印加するバイアス印加手段であって、前記第１の帯電手段に印加される交番電圧の周波数と、前記第２の帯電手段に印加される交番電圧の周波数の比を、整数又は整数分の１にしたバイアス印加手段とを具えたことを特徴とする。
【００３１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記バイアス印加手段は、前記第１の帯電手段に交番電圧を含むバイアスを印加する第１の電圧印加手段と、前記第２の帯電手段に交番電圧を含む電圧を印加する第２の電圧印加手段と、クロック信号を発生するクロック信号発生手段とを有し、第１の電圧印加手段と第２の電圧印加手段は、クロック発生手段からの信号に基づいて交番電圧の生成を行うことを特徴とする。
【００３２】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記像担持体、前記中間転写体、前記第１の帯電手段及び前記第２の帯電手段は、交換可能な同一のユニット内に含まれていることを特徴とする。
【００３３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記第２の帯電手段に印加する交番電圧の周波数は、前記第１の帯電手段に印加する交番電圧の周波数より小さいことを特徴とする。
【００３４】
請求項５の発明は、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写し、前記中間転写体上のトナー像を転写材に２次転写する画像形成装置であって、前記像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、２次転写後に前記中間転写体上に残留した２次転写残留トナーを前記像担持体に転写させるべく、２次転写位置の下流かつ１次転写位置の上流の位置において、前記２次転写残トナーを、トナーの現像時における極性と逆極性に帯電する帯電手段と、前記現像手段と帯電手段に交番電圧を含むバイアスを印加するバイアス印加手段であって、前記現像手段に印加される交番電圧の周波数と、前記帯電手段に印加される交番電圧の周波数の比を、整数又は整数分の１にしたバイアス印加手段とを具えたことを特徴とする。
【００３５】
請求項６の発明は、請求項５において、前記バイアス印加手段は、前記現像手段に交番電圧を含むバイアスを印加する第１の電圧印加手段と、前記帯電手段に交番電圧を含む電圧を印加する第２の電圧印加手段と、クロック信号を発生するクロック信号発生手段とを有し、第１の電圧印加手段と第２の電圧印加手段は、前記クロック発生手段からの信号に基づいて交番電圧の生成を行うことを特徴とする。
【００３６】
請求項７の発明は、請求項５または６において、前記像担持体、前記中間転写体、前記現像手段及び前記帯電手段は、交換可能な同一のユニット内に含まれていることを特徴とする。
【００３７】
請求項８の発明は、請求項５乃至７のいずれかにおいて、前記帯電手段に印加する交番電圧の周波数は、前記現像手段に印加する交番電圧の周波数より小さいことを特徴とする。
【００３８】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかにおいて、前記中間転写体の体積抵抗率が１０７Ωｃｍ以上であることを特徴とする。
【００３９】
【発明の実施の形態】
第１の実施例
本実施例における画像形成装置やクリーニング機構の概略構成は、従来例とほぼ同様であるが、本実施例では帯電ローラに印加するバイアスの交流周波数と残トナー帯電ローラに印加するバイアスの交流周波数の比が整数（又は整数分の１）であることを最大の特徴としている。
【００４０】
ここではまず画像形成装置の全体構成と、中間転写体クリーニング機構について詳述し、その後本実施例における特徴部となるバイアス部について詳述する。
【００４１】
（全体構成）
まず、図１を用いて、画像形成装置の全体構成について説明する。図に示す画像形成装置は電子写真方式を用いており、かつ中間転写方式を採用したカラープリンタである。
【００４２】
図１において像担持体である感光体ドラム１は、矢印に示す方向に表面速度１２０ｍｍ／ｓで回転駆動され、その表面は第１の帯電手段である帯電ローラ２によってマイナス電荷が付与され、−６００Ｖに一様帯電される。露光光学系３は画像データに基づいて発光制御された走査光４を感光体ドラム１表面に照射し、マイナス電荷を除去して潜像を形成する。尚、潜像部の電位は略−２００Ｖである。この潜像は、各色の現像器５〜８によって現像され可視像となる。現像器５〜８は夫々が黒、マゼンタ、シアン、イエロー各色の現像剤であるトナーを内包し、ロータリー２２に取り付けられている。このロータリー２２が９０度ごとに公転することで各現像器５〜８は感光体ドラム１に対向し、感光体ドラム１上の潜像を各色のトナーで現像する。なお図は黒現像器５を現像位置に配置した様子を示している。
【００４３】
感光体ドラム１に対向した現像ローラ５ａ上には負の極性に帯電されたトナーが一定量供給されており、また現像ローラ５ａには電源（不図示）により現像バイアスが印加されている。現像バイアスを帯電電位と潜像（露光部）電位の間の適切な値に設定することで、感光体ドラム１上の潜像に選択的にトナーを付着させる現像を行うことができる。このようにして感光体ドラム１上に形成された単色トナー像は、一次転写ニップ部Ｎ１において、中間転写体である中間転写ベルト９上へ順次１次転写される。
【００４４】
中間転写ベルト９は、二次転写対向ローラ１２、駆動ローラ１５、テンションローラ１６によって張架され、矢印で示す方向に感光体ドラム１とほぼ等速で回転駆動される。また、１次転写ローラ１０には電源１９によりプラス極性の転写バイアス（２００Ｖ〜７００Ｖ）が印加されている。一次転写後に感光体ドラム１表面に残留した１次転写残トナーは、弾性ブレードを有する感光体ドラムクリーナー１７により除去され、廃トナー容器（不図示）に収容される。
【００４５】
フルカラー画像形成時（フルカラーモード）は上記行程を中間転写ベルト９の回転に同期して各色現像器５〜８について順次行い、中間転写ベルト９上に４色重ねのカラー像を形成する。尚、単色画像形成時（単色モード）はスループット短縮のため上記行程は黒現像器についてのみ行われる。
【００４６】
こうして中間転写ベルト９上にフルカラー画像や単色画像が形成されると、２次転写位置である２次転写ニップ部Ｎ２において、搬送される転写材の背面に２次転写ローラ１１が当接され、印加されるプラス極性のバイアス（＋１ｋｖ）により画像は転写材上に一括して２次転写される。一方、２次転写後中間転写ベルト上に残留したトナーは中間転写体クリーニング機構により除去される。２次転写を経てその表面に４色の未定着トナー像を担持した転写材Ｐは、定着器２１へ搬送され、そこで表面のトナー像が定着されて画像形成が完了する。
【００４７】
中間転写ベルト９としては、通常厚さ５０μｍ〜３００μｍ、体積抵抗率１０７Ωｃｍ〜１０１３Ωｃｍ程度のＰＶＤＦ、ポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴ、ナイロン、ポリカーボネート等の樹脂フィルムベルトや０．５〜２ｍｍ厚程度の低抵抗なゴム基層の上に厚さ数十μｍの離型性の良い高抵抗な樹脂層を設けたゴムベルト等を用いることができる。尚、中間転写ベルトの抵抗値調整はカーボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、その他の導電性の充填材により行うことができる。本実施例では中間転写ベルトとして、ＳｎＯ２により抵抗調整を行い、体積抵抗率１０１０ΩｃｍとしたＰＶＤＦを厚さ８０μｍのベルト状に成型したものを用いた。
【００４８】
（中間転写体クリーニング機構）
中間転写ベルト９にはクリーニング機構として、従来例同様に第２の帯電手段である残トナー帯電ローラ３１、を備えている。上述の２次転写過程が終了した後に転写材Ｐに転写されずに残留した２次転写残トナーは現像後におけるの帯電極性の逆極性であるプラス極性に帯電され、１次転写位置である１次転写ニップ部Ｎ１にて転写バイアスにより感光体ドラム１へ静電的に転写されて、中間転写ベルト９上から除去される。
【００４９】
残トナー帯電ローラ３１には、直径６ｍｍの芯金の周囲に、体積抵抗率１０９Ωｃｍのゴム部材より成る厚さ３ｍｍの弾性層を設けた部材を用いた。中間転写ベルトクリーニング時には中間転写ベルト９表面に当接し、電源３７により交番（交流）電圧に、正極姓の直流電圧を重畳したバイアスが印加される。
【００５０】
尚、残トナー帯電ローラ３１は、２次転写前の中間転写ベルト９上の画像を乱すことがないよう当接離間の機構（不図示）を有し、２次転写前は中間転写ベルト９から離間している。また、残トナー帯電ローラ３１、と対向する中間転写ベルト９の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極３２が設けられている。
【００５１】
次に、本実施例における特徴部である帯電ローラ２に印加するバイアス（帯電バイアス）と、残トナー帯電ローラ３１に印加するバイアス（残トナー帯電バイアス）部について更に詳細な説明を行う。
【００５２】
帯電ローラ２には、帯電バイアス電源４０より−６００Ｖの直流電圧に、ピーク間電圧２０００Ｖ、周波数１２００Ｈｚの交流電圧が重畳されたバイアスが印加される。一方、残トナー帯電ローラ３１には、電源３７より＋１５００Ｖの直流電圧に、ピーク間電圧２５００Ｖ周波数６００Ｈｚの交流電圧が重畳されたバイアスが印加されている。尚、交流バイアス波形は任意のものを用いることが可能であるが、ここでは帯電バイアスには正弦波の交流バイアスを、残トナー帯電バイアスには矩形波の交流バイアスをそれぞれ用いた。
【００５３】
本実施例では以上のように帯電バイアスと残トナー帯電バイアスの周波数比が２：１つまり周波数比が整数または整数分の１とした。このような場合、帯電バイアスの交流周波数をｆ１、残トナー帯電ローラ３１の帯電周波数をｆ２として課題の項で述べた式１に代入し、干渉縞や　うなりの周波数を求めると、ｆの値の最小値は０となる。つまり周波数は０であり、これは干渉やうなりが発生しないことになる。実際に本実施例において画像形成を行った場合、出力画像には目視で確認できる画像むらが発生することはなかった。
【００５４】
尚、本発明においては、帯電バイアスと残トナー帯電バイアスの交流周波数の大小関係は、上述の整数倍の関係が満たされている限り任意である。ただし、本実施例では帯電バイアスは画像への寄与がより大きいことから、帯電むらが確実に目立たない十分高い周波数とし、一方の残トナー帯電バイアスについては、特に中間転写体として本実施例のようにベルト部材を採用した場合、印加した交流バイアスでベルトが振動し、大きな騒音を発生させることがあるため、帯電むらが目視でわかりにくい程度の周波数は保ちながらも、騒音防止を優先させ、できるだけ低い周波数（帯電バイアスの交流周波数の１／２）とした。
【００５５】
以上述べたように、本実施例によれば、帯電バイアスと残トナー帯電バイアスの周波数比が整数または整数分の１とすることで、帯電縞どうしの干渉と、バイアスどうしの干渉が発生を同時に防止でき、容易に目視できる画像むらの発生を防止することができる。
【００５６】
（本実施例におけるその他の形態）
図２に示したのは、基本的に本実施例における図１の構成と同じ構成であるが、点線で囲んだ感光ドラム部と中間転写体部を一体の交換用ユニットとした構成である。ユニット内には、帯電ローラ２と残トナー帯電ローラ３１も含まれている。
【００５７】
このようにすることで、交換部品の点数が減りメンテナンスが容易になるのに加え、装置が小型化しやすいという利点がある。しかし、ユニット自体も小型であるため、ユニット内で帯電バイアスと残トナー帯電バイアスのバイアス経路がより近接しやすく、バイアスどうしの干渉がより発生しやすい。実際図２の構成では、残トナー帯電ローラ３１の近傍を帯電バイアスの経路が通過することとなり、従来構成ではバイアスの干渉による画像縞が発生した。
【００５８】
つまり、図２のように感光ドラムと中間点転写体を一体の交換可能ユニットとした構成は本実施例による改善効果がより期待できる構成であると言える。
【００５９】
一方、本実施例ではこれまで単一の感光体を用いる所謂４パス方式の画像形成装置を用いて説明を行ったが、同様の中間転写体クリーニング機構を用いていれば、装置の基本構成がタンデム方式の画像形成装置であっても本発明を適用することができる。この場合は残トナー帯電ローラ３１の当接離間機構の有無は任意である。
【００６０】
また、転写材を吸着搬送する搬送ベルトのクリーニング方法として同様のものを用いた場合においても本発明を適用可能である。
【００６１】
従来例で述べた通り残トナー帯電ローラ３１の手前に補助帯電部材を設けてもよい。
【００６２】
第２の実施例
本実施例における画像形成装置の全体構成を図３に示す。本実施例における画像形成装置や、クリーニング機構の概略構成は、第１の実施例同様であるため、説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略し、相違部について中心に説明を行う。
【００６３】
本実施例では、現像ローラ５ａに電源５０より直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスを現像バイアスとして印加し、所謂ジャンピング現像を行っている。
【００６４】
このように現像バイアスに交流成分を含むバイアスを印加した場合は、従来例及び発明が解決すべき課題の項で述べた帯電バイアスの場合同様に、残トナー帯電バイアスとの間でバイアスの干渉が起きてバイアス波形にうなりが発生する場合がある。また現像バイアスの交流成分に由来し、感光ドラム上の現像後の画像に微小周期の画像縞が存在しているならば、残トナー帯電ローラ由来の中間転写体上の帯電縞と干渉し、中間転写体上の画像に干渉縞が発生することも考えられる。
【００６５】
そこで本実施例では、現像バイアスとして交流成分を持つバイアスを印加する場合、現像バイアスと残トナー帯電バイアスに印加する交流周波数の比が整数または整数分の１となるようにした。
【００６６】
具体的に述べれば、残トナー帯電ローラ３１に印加したバイアスは第１の実施例と同様の、＋１５００Ｖの直流電圧に、ピーク間電圧２５００Ｖ周波数６００Ｈｚの交流電圧が重畳されたバイアスであり、一方の現像ローラ５ａには、−４００Ｖの直流電圧に、ピーク間電圧２０００Ｖ周波数２４００Ｈｚの交流電圧が重畳されたバイアスを印加した。
【００６７】
以上のようにすることで、第１の実施例同様の理由から現像バイアスと残トナー帯電ローラの交流バイアスの干渉に起因するうなりや、帯電縞と画像縞との干渉縞を防止することができ、目視で容易に確認できる画像むらの発生を防止することができる。
【００６８】
尚、残トナー帯電ローラ３１に印加するバイアスの交流周波数が、帯電ローラ２、現像ローラの双方の交流周波数との間で同時に上記整数倍関係を満たすこととしても良い。
【００６９】
第３の実施例
本実施例における画像形成装置の全体構成を図４に示す。本実施例における画像形成装置や、クリーニング機構の概略構成は、第１の実施例同様であるため、説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略し、相違部について中心に説明を行う。
【００７０】
本実施例においても第１の実施例同様、帯電バイアスの交流周波数と残トナー帯電バイアスの交流周波数の比が整数か整数分の１となるようにしているが、本実施例では更に、帯電バイアスの電源と、残トナー帯電バイアスの電源の双方が、同一のクロック信号発生手段であるクロック発生器４５から信号を受信し、交流波形の生成を行っている。
【００７１】
具体的には、図５に示すようにクロック発生器は４８００Ｈｚのクロックを出力し、電源部はクロックをカウントし一定カウントごとに交流波形の生成を行う。本実施例では帯電ローラの交流バイアスは４クロックが１周期となるように波形の生成を行い、一方の残トナー帯電ローラ３１の交流バイアスの交流波形は８クロックが１周期となるように波形生成を行った。更に、波形の生成開始タイミングを同一のクロックから得るようにした。
【００７２】
以上のように、双方の交流波形生成で用いるクロックカウント数の比を整数又は整数分の１とすることで交流周波数の比も正確に整数（又は整数分の１）とすることができる。本実施例では以上のようにして、クロックカウント数の比を１：２とした結果、帯電バイアスの交流周波数１２００Ｈｚであり、残トナー帯電バイアスの交流周波数は、正確にその１／２の６００Ｈｚとなる。また、両者の交流波形間の位相関係は常に一定となる。
【００７３】
帯電バイアス電源３７と残トナー帯電バイアス電源４０が全く独立に交流バイアスを生成する場合、両者の交流周波数の比を正確に整数にするのは比較的困難である。また、たとえ周波数比が整数であり、目視で分かる周期的な画像むらが発生しない場合においても、常に両者の交流波形の位相関係が一定であるとは限らない。例えば、プリントごとにお互いの交流波形の位相関係が変わってしまうのであれば、帯電縞による感光ドラム上の画像むらと、中間転写体上における１次転写効率むらとの間の位相関係が変わり、プリントごとに全体の転写効率が変化して濃度がばらついてしまうことが考えられる。
【００７４】
本実施例のように同一のタイミング発生手段からの信号を元に両者の交流波形を生成すれば、周波数比を正確に整数や整数分の１とするのが容易であるのに加え、両者の交流波形の位相関係も常に一定とすることができる。つまり、プリントごとの濃度をより安定させることができる。
【００７５】
尚、本実施例では帯電バイアス電源と残トナー帯電バイアス電源は、同一のクロック発生器からの信号を受け、双方のクロックのカウント数が整数倍となるようにしてそれぞれの波形生成を行ったが、クロック信号発生器とそれぞれの電源の間に分周器を配置して分周後のクロック周波数が上記整数倍の関係を満たすようにし、各電源の交流波形の生成をこれら分周後のクロック信号を基に行なうようにしても良く、同様の効果を得ることができる。さらに、本実施例におけると同様のクロック発生器を実施例２に適用して、電源５０と３７に供給することもできる。
【００７６】
尚、現像ローラに印加する現像バイアスとして交流成分を含むバイアスを印加する場合は、上述と同様、同一のクロック発生器からの信号を元に現像ローラ、帯電ローラ、残トナー帯電ローラに印加する交流成分を含むバイアスの波形を生成すれば同様の効果を得ることができる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、帯電（現像）バイアスと残トナー帯電バイアスの周波数比を整数または整数分の１とすることで、帯電縞どうしの干渉と、バイアスどうしの干渉の発生を同時に防止でき、容易に目視できる画像むらの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における画像形成装置の全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例における、他の形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例における画像形成装置の全体構成図である。
【図４】本発明の第３の実施例における画像形成装置の全体構成図である。
【図５】本発明の第３の実施例における、交流波形の生成を説明した図である。
【図６】従来例における画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１　　感光ドラム
２　　帯電ローラ
３　　レーザー露光光学系
４　　走査光
５　　現像器（黒）
５ａ　現像ローラ（黒）
６　　現像器（マゼンダ）
６ａ　現像ローラ（マゼンダ）
７　　現像器（シアン）
７ａ　現像ローラ（シアン）
８　　現像器（イエロー）
８ａ　現像ローラ（イエロー）
９　　中間転写ベルト
１０　　１次転写ローラー
１１　　２次転写ローラー
１２　　２次転写対向ローラー
１５　　駆動ローラー
１６　　テンションローラー
１７　　クリーナー
１８　　転写材
１９　　バイアス電源
３１　　残トナー帯電ローラ
【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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