(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と前記像担持体上のトナーを帯電する帯電部材と、前記帯電部材に印加される電圧を制御する制御手段を有し、前記帯電部材は、前記像担持体と接離可能であり、前記帯電部材には交流電圧が印加される画像形成装置において、
前記制御手段は、前記帯電部材が前記像担持体から離間する前に前記交流電圧のピーク間電圧を減衰させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電部材に印加されている電圧と前記像担持体の表面電位の差の最大値が放電開始電圧よりも小さくなってから前記帯電部材を前記像担持体から離間させ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】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と前記像担持体上のトナーを帯電する帯電部材と、前記帯電部材に印加される電圧を制御する制御手段を有し、前記帯電部材には直流電圧に交流電圧が重畳された電圧が印加される画像形成装置において、
前記制御手段は、前記帯電部材に印加されている直流電圧の印加を止める前に交流電圧のピーク間電圧を減衰させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と前記像担持体上に残留する残留トナーを帯電する帯電部材と、前記帯電部材に印加される電圧を制御する制御手段を有し、前記帯電部材には直流電圧に交流電圧が重畳された電圧が印加される画像形成装置において、
前記制御手段は、前記帯電部材に印加されている直流電圧の印加を止める前に交流電圧のピーク間電圧を減衰させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部材に印加されている電圧と前記像担持体の表面電位の差の最大値が放電開始電圧よりも小さくなってから前記帯電部材に印加されている直流電圧の印加を止めることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電部材に印加される交流電圧の印加が止まってから、前記帯電部材に印加されている直流電圧の印加を止めることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電部材が前記像担持体と接離可能であり、前記像担持体が前記像担持体から離間する前に前記帯電部材に印加されている直流電圧を止めることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
トナー像を担持する他の像担持体を有し、前記帯電部材により帯電された残留トナーが、電界により前記他の像担持体に移動することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記他の像担持体上のトナーを清掃するクリーニング装置を有することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記他の像担持体上にトナー像が形成され、前記他の像担持体上に形成されたトナー像を前記像担持体上に転写すると同時に、前記像担持体から前記他の像担持体へ残留トナーが移動することを特徴とする請求項８または９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記他の像担持体が感光体であることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記像担持体が回転可能であり、前記帯電部材は、前記像担持体が一回転する間、前記像担持体を帯電することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記帯電部材による前記像担持体の帯電は、前記帯電部材と前記像担持体の間の放電により行われることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記像担持体の体積抵抗率は１０9〜１０16Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記像担持体が中間転写体であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記像担持体が感光体であることを特徴とする請求項１から７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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に、従来の電子写真カラー画像形成装置の一例を示す。本例によると、カラー画像形成装置は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム３を備えている。この感光ドラム３は、駆動手段（図示せず）によって矢印方向に駆動され、一次帯電器４により一様に、例えば負極性に帯電される。次いで、露光装置５よりマゼンタの画像模様に従ったレーザ光が、感光ドラム３に照射され、感光ドラム３上に静電潜像が形成される。
【０００３】
感光ドラム３に対向して回転式の現像装置６が配置される。この回転式現像装置６は、回転支持体６０と、この回転支持体６０に着脱自在に搭載された複数の、本例では４個の現像器６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとにて構成される。
【０００４】
上記静電潜像が形成された感光ドラム３が矢印方向に進むと回転支持体６０により支持された現像器の中の、負極性のマゼンタトナーが入った現像器６ａが、感光ドラム３に対向するよう回転し、選択された現像器６ａによって感光ドラム３上の静電潜像は、所謂、反転現像によって可視化、即ち、トナー像とされる。
【０００５】
感光ドラム３の下方に位置して、本例でベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト２が、ローラ２１、２２、２３、２４の周りに張設され、感光ドラム３と略同速で矢印方向に回転される。上記感光ドラム３上に形成担持されたトナー像が、一次転写部における一次転写ローラ２２に印加される一次転写バイアスによって、中間転写ベルト２の外周面に一次転写される。
【０００６】
以上の工程をシアン色、イエロー色、黒色について行うことによって中間転写ベルト２上には複数色のトナー像が重ね転写される。
【０００７】
次に、所定のタイミングで転写材カセット１３内からピックアップローラ１２によって転写材１１が給紙される。同時に、二次転写装置としての二次転写ローラ７に二次転写バイアスが印加され、中間転写ベルト２から転写材１１へトナー像が一括転写される。転写材１１は、搬送ベルト９によって定着装置１０まで搬送され、転写されたトナー像が溶融固着されることによりカラー画像が得られる。
【０００８】
二次転写終了後の中間転写ベルト２上の転写残トナー（二次転写残トナー）は、中間転写ベルトクリーニング装置である、例えば接触帯電器のような帯電装置２０によって逆極性に、本例では正極性に帯電される。この逆極性に帯電された転写残トナーは、中間転写ベルト２の移動により、再び、一次転写部に搬送され、一次転写ローラ２２に印加される一次転写バイアスにより、その対向電極である感光ドラム３上に逆転写される。感光ドラム３上の一次転写残トナー及び逆転写トナー（二次転写残トナー）はクリーニング装置８によって清掃される。
【０００９】
図１４は、従来の電子写真カラー画像形成装置の他の例を示す。このカラー画像形成装置は、タンデム方式又はインライン方式と呼ばれるもので、図１３に示したカラー画像形成装置とは異なり、各色毎に感光ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）が配置され、それに対応してそれぞれの現像器６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが配置されている。図１４の装置にて、図１３に示す装置における部材と同様の構成及び作用をなす部材には同じ参照番号を付し、詳しい説明は省略する。
【００１０】
各感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、中間転写ベルト２上に直列に配置され、中間転写ベルト２の１回転にて一括してカラー画像を形成する方法を用いている。そのため、より高速な印字ができる特徴がある。
【００１１】
本方式においても、上述した中間転写ベルトクリーニング装置である接触帯電器２０による中間転写ベルトクリーニングが可能であり、この場合は、１色目の感光ドラム３ａに付随して設けられたクリーニング装置８ａが二次転写残トナーを回収することになる。
【００１２】
又、タンデム方式の中間転写ベルトクリーニング装置２０は、前述した１ドラム方式とは異なり、中間転写体としての中間転写ベルト２に常に当接している。
【００１３】
ここで、中間転写ベルトクリーニングのメカニズムについて更に詳しく説明する。中間転写ベルトクリーニングのメカニズムは、図１３の画像形成装置及び図１４のカラー画像形成装置において同様であるので、図１３の画像形成装置に関連して説明する。
【００１４】
二次転写残トナーは、中間転写ベルト２からトナーが転写材１１に転写される際にトナーとは逆極性の強い電界を受けて、正規の帯電極性（本例では負極性）とは逆極性（本例では正極性）に帯電されて中間転写ベルト２上に残っているトナーが多い。しかし、全てのトナーが正極性に反転しているわけではなく、部分的には中和され電荷を持たないトナーや、負極性を維持しているトナーも存在している。
【００１５】
そこで、二次転写直後に中間転写ベルトクリーニング装置２０として接触帯電器を設け、中間転写ベルトクリーニングバイアスとして直流成分に交流成分を重畳したものを印加する。交流成分により二次転写残トナーは往復運動を繰り返し、より均一に正極性に帯電される。
【００１６】
均一な正極性に帯電された二次転写残トナーは、一次転写ニップ部において感光ドラム３上へ逆転写され、感光ドラム３上のクリーニング装置８にて回収される。
【００１７】
連続プリント時においても、中間転写ベルト２上の逆帯電された二次転写残トナーと、感光ドラム３から一次転写される正規トナーとの電荷は、短期間の接触では相殺されない。従って、それぞれのトナーが一次転写部において、二次転写残トナーは感光ドラム３へ、感光ドラム３上の正規トナーは中間転写ベルト２へと、各々転写することが可能となる。よって、二次転写残トナーが次のプリント時に転写材１１上に転写されることはなく、適正な画像が出力される。
【００１８】
上述した中間転写ベルトクリーニング装置２０を用いると、中間転写ベルト２上の転写残トナーを回収する廃トナー容器を感光ドラム３上のクリーニング装置８と共用できるので、装置を小型化できる上、メンテナンス性も向上できるメリットがある。
【００１９】
ところで、上述したカラー画像形成装置に用いる中間転写ベルト２には、その体積抵抗値が概略１０5Ωｃｍ〜１０8Ωｃｍの材質からなり、一次転写及び二次転写バイアスによる電荷又はトナーの受け渡しにより、それ自体が帯電し難いノンチャージタイプと、概略１０9Ωｃｍ〜１０16Ωｃｍの材質からなり、それ自体が帯電し易いチャージタイプとがある。
【００２０】
チャージタイプの中間転写ベルト２の構成は数多く考案されているが、例えば、図７及び図８に示すように中間転写ベルト２を２〜３層で構成し、図７のベルトではその表層２Ａを、又、図８のベルトでは中間層２Ｂ（約５〜５０μｍ厚）を概略１０10〜１０16Ωｃｍとし、基層２Ｃを１０3〜１０8Ωｃｍの抵抗値の材質で構成し、トータルとして１０9Ωｃｍ〜１０16Ωｃｍとなるベルトも考案されている。
【００２１】
図９及び図１０は上記中間転写ベルト２上のトナー状態を示すが、図１０に示すように、中間転写ベルトとしてチャージタイプの構成を用いると、図９に示すノンチャージタイプの場合に比較すると、重ね合わせたトナー像が非画像部より電位の絶対値が低くなるので中間転写ベルト２の色重ねで問題になるトナーの飛び散りを低減できるメリットがあり、画質を向上できる。
【００２２】
上記いずれのタイプの中間転写ベルト２を使用した場合においても、上述した中間転写ベルトクリーニングを行うことができるが、チャージタイプの中間転写ベルトを用いた場合、この中間転写ベルトクリーニング装置２０にて中間転写ベルト２上の余分な電荷を除去することも可能である。
【００２３】
このような除去能力も含めた中間転写ベルトクリーニングバイアスとしては、ＡＣバイアスとして高周波成分が多く、帯電能力が高い矩形波が用いられ、更に、二次転写残トナーの帯電性とを両立するために図１１に示すような偏向した波形が使用される。このような波形を用いたときの収束電位は、波形の積分平均値ではなく、ＶｍａｘとＶｍｉｎの丁度真ん中の電位、即ち、Ｖｍｉｎ＋（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／２になる。
【００２４】
中間転写ベルトクリーニングバイアスの一例を示すと、周波数３ｋＨｚ、交流成分（Ｖｐ−ｐ）＝２．４ｋＶｐｐ、＋Ｄｕｔｙ８０％、直流成分（Ｖｄｃ）＝＋７２０Ｖ〜９２０Ｖの交流バイアスを印加していた場合、その帯電電位は０Ｖ〜＋２００Ｖになる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、チャージタイプの中間転写ベルトに対しての中間転写ベルトクリーニング装置は、二次転写残トナーの極性を正極性（正規の帯電極性とは逆極性）に均一化すると共に、二次転写バイアスで正極性に帯電した中間転写ベルトの表面電位を初期化する役目も兼ねている。従って、中間転写ベルトクリーニング装置は、トナーの均一帯電性を満たすと共に、ベルト表面の均一帯電性も満たさなくてはならない。
【００２６】
しかしながら、上記中間転写ベルトクリーニング装置への印加バイアスをＯＦＦする時には、以下に説明する理由から不均一な帯電状態が存在してしまい、中間転写ベルト上に帯電ムラが発生するという不具合があった。
【００２７】
この中間転写ベルト上の帯電ムラは、次なる画像の一次転写性にもムラを生じさせることになる。特に、均一なハーフトーン画像では、転写効率の低下により画像が白抜けになったり、反対に最適な転写電界領域を逸脱し、ハーフトーン画像が飛び散り、濃度ムラとなって画質が著しく低下する。この不具合は、中間転写ベルトクリーニング装置がオゾン発生量の少ない、低コストな接触帯電器、例えば、ローラ帯電器で構成された場合に問題になっていた。
【００２８】
中間転写ベルトに帯電ムラが生じるメカニズムは、クリーニングバイアスをＯＦＦした時の接触帯電器の放電領域でどのような放電が行われているかに起因している。クリーニングバイアスは、二次転写後の中間転写ベルトを一様に帯電するため、開始点から中間転写ベルト１周分を確実に除去しなくてはならないが、その除電終了時の放電で以下のように電位ムラができてしまう。
【００２９】
図１２に、中間転写ベルトクリーニング装置へ供給されているクリーニングバイアスのＯＦＦ時の波形と、その前後で中間転写ベルト上にどのような電位ムラが生成されるかを示す。
【００３０】
この図からも理解できるが、クリーニングバイアスをＯＦＦした時にローラ帯電器に印加されているＡＣバイアスの途切れる位置、換言すれば、最後の電位がどこに在ったかにより、その時の中間転写ベルト上の電位が決定されている。この最後の電位と、放電ニップ内の中間転写ベルトの表面電位との電位差が、放電開始電圧を上回った場合、最後の放電が行われ、その最後の電位から放電開始電圧分（概略５００Ｖ）を差し引いた電位になる。従って、ＡＣバイアスの頂点でＯＦＦされた場合が最も悪いことになり、矩形波を用いたとき、上記問題は顕著になる。
【００３１】
このような問題を解決するため、クリーニングバイアスのＯＦＦタイミングを中間転写ベルト上の非画像部にする方法もあるが、この非画像部に対応する感光ドラム上が非画像部とは限らないため、中間転写ベルト上の電位ムラが一次転写部で感光ドラム上に転写メモリーとしてトレースされ、その感光ドラム上の電位ムラを一次帯電では消去できず、一次帯電不良として再び画像に現れてしまうという問題が生じてしまう。
【００３２】
本発明の目的は、帯電手段により中間転写体が帯電された後、中間転写体に帯電ムラが生じるのを防止し、常に高画質の画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【００３３】
本発明の他の目的は、像担持体表面の電位ムラやトナーの吐き出し現象を防止し、常に高画質の画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【００３４】
本発明の他の目的は、帯電部材による像担持体或いは中間転写体の帯電ムラを防止し、常に高画質の画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【００３５】
本発明の他の目的は、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【００３６】
【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て達成される。要約すれば、第１の本発明によれば、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と前記像担持体上のトナーを帯電する帯電部材と、前記帯電部材に印加される電圧を制御する制御手段を有し、前記帯電部材は、前記像担持体と接離可能であり、前記帯電部材には交流電圧が印加される画像形成装置において、
前記制御手段は、前記帯電部材が前記像担持体から離間する前に前記交流電圧のピーク間電圧を減衰させることを特徴とする画像形成装置が提供される。本発明の一実施態様によれば、前記帯電部材に印加されている電圧と前記像担持体の表面電位の差の最大値が放電開始電圧よりも小さくなってから前記帯電部材を前記像担持体から離間させる。
【００３７】
第２の本発明によれば、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と前記像担持体上のトナーを帯電する帯電部材と、前記帯電部材に印加される電圧を制御する制御手段を有し、前記帯電部材には直流電圧に交流電圧が重畳された電圧が印加される画像形成装置において、
前記制御手段は、前記帯電部材に印加されている直流電圧の印加を止める前に交流電圧のピーク間電圧を減衰させることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００３８】
第３の本発明によれば、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と前記像担持体上に残留する残留トナーを帯電する帯電部材と、前記帯電部材に印加される電圧を制御する制御手段を有し、前記帯電部材には直流電圧に交流電圧が重畳された電圧が印加される画像形成装置において、
前記制御手段は、前記帯電部材に印加されている直流電圧の印加を止める前に交流電圧のピーク間電圧を減衰させることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００３９】
上記第２及び第３の本発明にて一実施態様によれば、前記帯電部材に印加されている電圧と前記像担持体の表面電位の差の最大値が放電開始電圧よりも小さくなってから前記帯電部材に印加されている直流電圧の印加を止める。
【００４０】
上記第２及び第３の本発明にて他の一実施態様によれば、前記帯電部材に印加される交流電圧の印加が止まってから、前記帯電部材に印加されている直流電圧の印加を止める。
【００４１】
上記第２及び第３の本発明にて他の実施態様によれば、前記帯電部材が前記像担持体と接離可能であり、前記像担持体が前記像担持体から離間する前に前記帯電部材に印加されている直流電圧を止める。
【００４４】
上記本発明にて一実施態様によれば、トナー像を担持する他の像担持体を有し、前記帯電部材により帯電された残留トナーが、電界により前記他の像担持体に移動する。他の実施態様によれば、前記他の像担持体上のトナーを清掃するクリーニング装置を有する。他の実施態様によれば、前記他の像担持体上にトナー像が形成され、前記他の像担持体上に形成されたトナー像を前記像担持体上に転写すると同時に、前記像担持体から前記他の像担持体へ残留トナーが移動する。更に他の実施態様によれば、前記他の像担持体が感光体である。
【００４５】
上記本発明にて他の実施態様によれば、前記像担持体が回転可能であり、前記帯電部材は、前記像担持体が一回転する間、前記像担持体を帯電する。
【００４６】
上記本発明にて他の実施態様によれば、前記帯電部材による前記像担持体の帯電は、前記帯電部材と前記像担持体の間の放電により行われる。
【００４７】
上記本発明にて他の実施態様によれば、前記像担持体の体積抵抗率は１０９〜１０１６Ω・ｃｍである。
【００４８】
上記本発明にて他の実施態様によれば、前記像担持体が中間転写体である。
【００４９】
上記本発明にて他の実施態様によれば、前記像担持体が感光体である。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置について図面に則して詳しく説明する。
【００５６】
実施例１
本発明の実施例について、図６に例示したタンデムタイプのカラー画像形成装置を用いて説明する。
【００５７】
本実施例の画像形成装置は、正規の帯電極性が負極性のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が形成される４個の像担持体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを備えている。像担持体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、本実施例では、ドラム状の電子写真感光体、所謂、感光ドラムとされ、直列に配置され、これらの各感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの周囲には、各感光ドラムに対応して一次帯電器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、現像器６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ及びクリーニング装置８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが配置され、又、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの上方には、露光装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが配置される。
【００５８】
各感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはそれぞれ接触する帯電ローラ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより負極性に帯電され、色分解したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の光像を露光装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄにより露光して、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの潜像を形成し、それぞれの潜像を現像器６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにより反転現像により現像して、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を順次形成する。
【００５９】
感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの下方に位置して中間転写体（像担持体）としての中間転写ベルト２が配置される。中間転写ベルト２は、ローラ２１、２２、２３、２４の周りに張設され、感光ドラム３と略同速で矢印方向に回転される。上記感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に形成担持されたトナー像が、一次転写部における一次転写ローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに印加される一次転写バイアス（正極性の電圧）によって、中間転写ベルト２の外周面に静電的に一次転写され、それによって中間転写ベルト２上には複数色のトナー像が形成される。
【００６０】
次に、所定のタイミングで転写材カセット１３内からピックアップローラ１２によって転写材１１が給紙される。同時に、二次転写装置としての二次転写ローラ７に二次転写バイアス（正極性の電圧）が印加され、中間転写ベルト２から転写材１１へトナー像が静電的に転写される。転写材１１は、搬送ベルト９によって定着装置１０まで搬送され、転写されたトナー像が溶融固着されることによりカラー画像が得られる。
【００６１】
二次転写終了後の中間転写ベルト２上の転写残トナー（二次転写残トナー）は、中間転写ベルトクリーニング装置（帯電手段）である接触帯電器１によって正規の帯電極性とは逆極性に帯電される。この逆極性に帯電された転写残トナーは、中間転写ベルト２の移動により、再び、一次転写部に搬送され、一次転写ローラ２２に印加される正極性の一次転写バイアス（トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧）により、その対向電極である感光ドラム３ａ上に逆転写される。この場合は、１色目の感光ドラム３ａに付随して設けられたクリーニング装置８ａが二次転写残トナーを回収することになる。
【００６２】
又、中間転写ベルトクリーニング装置１は、即ち、帯電手段としての帯電ローラは、中間転写ベルト２に常に当接している。
【００６３】
図１に、クリーニングバイアス電源１００の一実施例のブロック図を示す。本実施例では、クリーニングバイアス電源１００のＡＣ及びＤＣバイアス電源１０１及び１０２のＡＣ出力値及びＤＣ出力値が制御できる構成とされる。その制御方法としては、ゼロクロス検出回路１０４及びＤＣバイアス電源１０２にＰＷＭ回路１０５を接続し、装置全体を制御するＣＰＵからＰＷＭ信号によりその出力電圧Ｖｐ−ｐ（ＡＣ出力値（ピーク間電圧））及びＶｄｃ（ＤＣ出力値）を制御する方法を用いている。
【００６４】
本実施例に用いたゼロクロス検出回路１０４は、積分平均値を０にするのではなく、出力電位と所定の電位との電位差が０になるとき作動する回路とした。
【００６５】
更に、詳しく説明すると、図１に示すようなクリーニングバイアス電源１００にて所定のＤｕｔｙ比を持ったクリーニングバイアスを作成する場合、ＡＣ波形発生装置１０３からは、積分平均値が０になるような波形を発信し、帯電しようとする目標電位（中心電位）には、ＤＣバイアス電源１０２の出力値を波形の変更分も加味して重畳することで調整する。本実施例では、中心電位でＡＣバイアスを遮断したいので、ＡＣ波形の積分平均値で遮断するゼロクロス検出回路１０４ではなく、比較器回路等を用いて所定の電圧との電位差で動作する回路を用いた。理論的には矩形波に対しては、このような回路では信号を取り得ないが、実際の矩形波形の交番時には若干のスルーレートが存在するので、即ち、実際には、波形がピークからピークに向かうとき鉛直上方（下方）へは立ち上がらず（下がらず）若干の傾きを有しているので、高速なスイッチング素子を用いれば捕らえることができる。
【００６６】
図２は、本実施例のクリーニングバイアスＯＦＦシーケンスを示す。本実施例によると、図２にて、ＯＦＦタイミングの数十ｍｓｅｃ前からＣＰＵからのＰＷＭ信号は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ＡＣ及びＤＣバイアス電源１０１及び１０２からの出力電圧Ｖｐ−ｐ及びＶｄｃを徐々に絞るようにデータを変更している。
【００６７】
図２（Ｃ）は、このようなバイアス制御を用いたときのクリーニングバイアスＯＦＦ直前の波形の概念図である。
【００６８】
又、図２（Ｄ）は、本実施例における中間転写ベルト２上のクリーニングバイアスＯＦＦ前後の表面電位である。
【００６９】
図２から理解できるように、本実施例では、クリーニングバイアス電源１００のＡＣバイアスの出力Ｖｐ−ｐ及びＶｄｃを段階的に絞り、ＡＣバイアス波形をＶｐ−ｐを減少させながら、その中心値を可変しないように構成されている。Ｖｐ−ｐを減衰させるにつれて、帯電ローラと中間転写ベルトとの接触位置の上下流の空隙にて放電する領域も次第に小さくなり、両者の電位差が放電開始電圧よりも小さくなると、放電領域はなくなり、クリーニングバイアス（ＡＣ電圧）ＯＦＦ時に、中間転写ベルトが異常帯電されることはなくなった。故に、図２（Ｃ）に示したように中間転写ベルト２の表面電位は、目標電位であるＤＣ出力値にムラなく収束する。なお、目標電位はゼロでも良い。
【００７０】
本実施例では、ＡＣバイアス波形をＣＰＵから制御することで、その中心電位に減衰するようにしたが、波形が常に中心電位に対して略対称な電位状態を保持しつつ、その中心電位に収束すれば自己減衰系のバイアス電源回路を用いても良い。
【００７１】
ＡＣバイアスＯＦＦ時の放電領域（帯電領域ニップ）の中間転写ベルト２は、既に、１周前にクリーニングバイアスの中心電位に除電されているので、ＡＣバイアスのＶｐ−ｐが約１ｋＶｐｐ（放電開始電圧の約２倍の電圧）以下では放電しない。従って、ＡＣ及びＤＣバイアスの可変もＶｐ−ｐが１ｋＶｐｐまで、その中心電位が変化しないように減衰させればよい。
【００７２】
本発明者は、クリーニングバイアスを、周波数３ｋＨｚ、Ｖｐ−ｐ＝２．４ｋＶｐｐ、＋Ｄｕｔｙ比８０％、Ｖｄｃ＝＋８２０ｖの交流バイアスを出力している状態からデータを可変することでＶｐ−ｐ＝０Ｖｐｐ、Ｖｄｃ＝＋１００Ｖになるようにデータを可変した。
【００７３】
本実施例では、ＡＣバイアス、ＤＣバイアスの出力値を可変できるようにすれば良く、上述の高速なスイッチング素子を用いなくても良い。この場合、より安価な高圧電源で構成できる利点がある。
【００７４】
本実施例では、矩形波にＤｕｔｙ比が５０％ではない波形を用いたので、ＡＣバイアスＯＦＦ後にＤＣバイアス値も変更したが、Ｄｕｔｙ比が５０％の波形を用いた場合は、その必要がないことは明らかである。
【００７５】
ここで、本実施例では、中間転写体上の残トナーを所定の極性（本実施例ではプラス（トナーの帯電極性とは逆極性））に帯電する場合、上記波形の実効値よりも波形が１周期の中で所定の極性寄りにある時間をｔ、波形の１周期をＴとすると、Ｄｕｔｙ比は（ｔ／Ｔ）×１００（％）により求められる。
【００７６】
実施例２
実施例１では、タンデムタイプのカラー画像形成装置に具現化された場合について説明したが、図５に例示した１ドラムタイプのカラー画像形成装置にも同様に適用することができる。このカラー画像形成装置の全体構成は、図１３に関連して説明した画像形成装置と同様の構成とされるので、詳しい説明は省略する。
【００７７】
本発明を１ドラムタイプのカラー画像形成装置に適用した場合には、接触帯電器１、即ち、帯電手段としての帯電ローラを４色のフルカラー画像を形成するために、中間転写ベルト２より離間しなくてはならず、即ち、画像形成中、少なくともトナー像が通過する間は離間しなくてはならず、その離間時には以下のような問題が発生する。
【００７８】
従来例でも説明したように、２次転写残トナーは、トナーの正規の極性とは逆極性（本実施例では正極性）に反転したトナーが多いが、一部分に上記正規な極性（本実施例では負極性）のトナーも混在する。そして、その正規極性のトナーの多くは、クリーニングバイアスにより逆極性、即ち、本実施例では、正極性に帯電されるのであるが、一部の正規極性トナーは、中間転写クリーニング装置１である帯電ローラ表面に付着する。この付着したトナーは、正規極性のまま、常にローラ表面に薄層形成される。そして、このローラ表面の正規極性トナーは、ＤＣバイアスがローラに印加されている間は、ローラ表面に付着している。
【００７９】
しかし、帯電ローラ１と中間転写ベルトとが離間するとき、ＤＣバイアスがＯＦＦされていると、帯電ローラ１の表面に薄層形成された正規極性トナーが中間転写ベルト２に転移してしまう、所謂、「トナー吐き出し」現象が生じる。
【００８０】
これは、ＤＣバイアスがＯＦＦされたとき、帯電ローラ１表面と中間転写ベルト２表面の各表面電位の大小が逆転してしまうため、ローラ表面に付着した正規極性トナーが電気的に移動するためである。この吐き出しトナーは、極性的には一次転写部で中間転写ベルトから感光ドラムへ逆転写されない極性であるため、複数の転写材に連続して画像を形成する場合、次なる画像に現れてしまう不具合がある。
【００８１】
このような問題に対して本発明では、中間転写体クリーニング装置１の離間タイミングをＡＣバイアスＯＦＦ後の減衰中の帯電ローラ表面の平均電位が中間転写ベルト表面の表面電位より高く、かつ、その電位差が放電開始電圧より低くなるタイミングとすることで解決した。以下、その詳細な説明を行う。
【００８２】
図３に、本実施の形態の中間転写ベルトクリーニング装置１のタイミングチャ−ト（図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ））と、そのときのバイアス波形の概念図（図３（Ｄ））を示す。
【００８３】
図３（Ａ）において、中間転写ベルトクリーニング装置１が、その対向電極である中間転写ベルト２から離間するタイミングは、離間信号がＣＰＵから発信されてから概略２５０ｍｓｅｃ後である。この遅延は、中間転写ベルトクリーニング装置１の接離に電磁クラッチ偏心カムの組み合わせを用いた場合など、電磁クラッチの連結時間や偏心カムの有効位置までの回転時間などに必要な時間である。従って、実際に離間する信号を受けてから概略２５０ｍｓｅｃ後に、中間転写ベルトクリーニング装置１がどのような電位であるかが、異常放電か、トナー吐き出しかを決定する。
【００８４】
本実施の形態では、この実際の離間タイミングより前にクリーニングバイアスのＡＣ及びＤＣバイアスを制御し、そのバイアス波形が以下の条件を満たすようにそれぞれのデータを可変し、以下の条件でバイアスを遮断し、実際の離間タイミングをこれとほぼ同じくした。
【００８５】
１．ＡＣバイアス波形のＶｐ−ｐが１ｋＶｐｐ以下である。
【００８６】
２．減衰波形の積分平均値が、中間転写ベルトの表面電位より同極性で高く、且つ、その電位差が５００Ｖ以下である。
【００８７】
上記条件を満たした場合、中間転写ベルト２と帯電器１の間には放電及びトナーのやり取りは生じない。従って、この条件にバイアス波形が減衰した状態で帯電器１を中間転写ベルト２から離間すれば上記問題を回避できる。又、バイアス電源１００は、離間時にはＯＦＦされており、アクティブなバイアス印加を行っているわけではないので、離間時に負荷変動があっても表面電位を著しく変えるような異常な放電を起こすものではない。
【００８８】
上記のＡＣ及びＤＣバイアスの可変を、さらに詳細に説明する。従来例で示したクリーニングバイアス、周波数３ｋＨｚ、Ｖｐ−ｐ＝２．４ｋＶｐｐ、＋Ｄｕｔｙ８０％、Ｖｄｃ＝＋８２０ｖを出力している状態からデータを可変することで、Ｖｐ−ｐ＝１．０ｋＶｐｐ、Ｖｄｃ＝＋４００ｖにする。この状態でＡＣ放電は、Ｖｐ−ｐが１ｋＶｐｐ以下で停止するが、帯電器１の平均電位は、ＡＣ波形の積分平均値になるため、帯電器１と中間転写ベルト２の表面とに放電はしないが電位差（この場合、３００ｖ）ができる。クリーニングバイアスが、少なくとも中間転写ベルト１周は印加しなくてはならないので、クリーニングバイアスをＯＦＦするタイミングの対向の中間転写ベルト表面は既にクリーニングバイアスが印加され、概略＋１００Ｖに帯電している。従って、中間転写ベルトクリーニング装置１上のトナーは、帯電器側に引き付けられていることになる。
【００８９】
本実施例のような波形を使用し、＋１００ｖに表面を帯電する条件では、ＡＣバイアスがＶｐ−ｐ＝１．０ｋＶｐｐ時点でも＋４００Ｖであり、異常な放電はない。従って、この状態でＡＣ及びＤＣバイアスをＯＦＦし、その減衰中に離間すれば、帯電器１の表面電位は概略＋１００ｖより高い電位にある。勿論、本実施例で使用したＡＣ及びＤＣバイアス電源１０１、１０２のうち少なくともＤＣバイアス電源１０２の時定数は、帯電器１の退避速度より長い。本実施例で使用したＤＣバイアス電源１０２では、＋４００Ｖから＋１００Ｖまで減衰するのに概略５０ｍｓｅｃ必要としたため、実際に帯電器１が離間する時間より概略１０ｍｓｅｃ前にＯＦＦするタイミングとした。この１０ｍｓｅｃは、クラッチの連結時間の誤差により、離間時にＤＣバイアスがアクティブに印加されることが無いようにするためである。
【００９０】
以上の説明は、ＡＣバイアス及びＤＣバイアス電源１０１、１０２がデータにより可変でき、且つ、上記２条件を満たすように、強制的に制御した場合を説明したが、それぞれのバイアス電源回路の内部インピーダンスを適当に設定し、バイアスＯＦＦ後の減衰状態を上記２条件を満たすようにすることも可能である。
【００９１】
上記各実施例では、像担持体（中間転写体）として中間転写ベルト２、帯電手段として中間転写ベルトクリーニング装置１を例にとって説明したが、次の実施例３のように、像担持体として感光ドラム３或いは３ａ〜３ｄ、帯電手段として帯電ローラ４或いは４ａ〜４ｄに本発明を適用しても同様の効果が得られる。
【００９２】
更に、中間転写体は、無端状のベルトであるとして説明したが、これに限定されるものではなく、勿論、ドラム形状とすることも可能である。
【００９３】
実施例３
図４に、本発明の他の実施例の電子写真カラー画像形成装置を示す。
【００９４】
本実施例のカラー画像形成装置は、多重現像方式と呼ばれるもので、像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム３を備えている。この感光ドラム３は、駆動手段（図示せず）によって矢印方向に駆動され、本実施例ではコロナ帯電器とされる一次帯電器４Ａにより一様に、例えば負極性に帯電される。次いで、露光装置５よりレーザ光が感光ドラム３に照射され、感光ドラム３上に静電潜像が形成される。又、感光ドラム３に対向して複数個の、本実施例では４個の現像器６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが配置される。
【００９５】
本実施例では、先ず、露光装置５よりマゼンタの画像模様に従ったレーザ光が、感光ドラム３に照射され、感光ドラム３上に形成された静電潜像は、感光ドラム３が矢印方向に進むと正規の帯電極性が負極性のマゼンタトナーが入った現像器６ａによって、所謂、反転現像によって可視化、即ち、トナー像とされる。
【００９６】
以上の工程をシアン色、イエロー色、黒色について行うことによって感光ドラム３上には、複数色のトナー像が形成される。
【００９７】
次に、所定のタイミングで転写材カセット１３内からピックアップローラ１２によって転写材１１が給紙される。同時に、転写装置としての転写ローラ７に転写バイアスが印加され、感光ドラム３から転写材１１へトナー像が一括転写される。転写材１１は、搬送ベルト９によって定着装置１０まで搬送され、転写されたトナー像が溶融固着されることによりカラー画像が得られる。
【００９８】
転写終了後の感光ドラム３上の転写残トナーは、クリーニング装置８によって除去される。
【００９９】
本実施例のカラー画像形成装置の感光ドラムクリーニングには、感光ドラム上に露光、現像を逐次繰り返して行う関係から、必ずクリーニング装置８の当接離間が生じる。
【０１００】
従来、ブレードを用いるメカニカルクリーニングでは、ブレードの当接設定や当接による振動の問題などを解決するために、複雑でコストのかかる当接離間機構を用いていた。更に、ブレードクリーニングでは、離間時に生じるブレード当接部に残留するトナーすじが画像に影響するのを防止するためにファーブラシ等のクリーニング補助手段を用いなければならなかった。
【０１０１】
本実施例によると、クリーニング装置８は、感光ドラム３上の転写残トナーを帯電する帯電手段としての接触帯電器１Ａと、接触帯電器１Ａにより帯電された転写残トナーを回収する回収装置１Ｂとを備え、感光ドラム３に対して接離可能な構成とした。
【０１０２】
本実施例で用いた接触帯電器１Ａは、上記実施例で説明した中間転写ベルトクリーニング装置に用いた接触帯電器１と概略同様の構成とされ、高圧発生手段、即ち、クリーニングバイアス電源１００に接続されており、バイアスの遮断方法も上記実施例２で説明したと同様の条件を満たすものとした。
【０１０３】
回収装置１Ｂは、回収ローラ１５と、回収された転写残トナーを回収ローラ１５から掻き落とすクリーニングブレード１６と、回収ローラ表面を除電する除電ローラ１７とを有する。回収ローラ１５と除電ローラ１７は、電源１８の、本実施例では、正極側に接続されている。回収ローラ１５の表面は、絶縁被膜１５ａで覆われており、除電ローラ１７により対向する感光ドラム３より数百Ｖ程度大きい、転写残トナーとは逆極性の電位に保持されている。
【０１０４】
従って、上述したようなクリーニングバイアスの遮断方法が本実施例においても有効であり、感光ドラム３表面の電位ムラやトナーの吐き出し現象を防止できた。更に、接触帯電器１Ａなどを、接離機構が簡素化できるローラで構成したため、装置の簡易化が可能となった。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の本発明は、トナー像を担持する像担持体と、像担持体と像担持体上のトナーを帯電する帯電部材と、帯電部材に印加される電圧を制御する制御手段を有し、帯電部材は、像担持体と接離可能であり、帯電部材には交流電圧が印加される画像形成装置において、制御手段は、帯電部材が像担持体から離間する前に前記交流電圧のピーク間電圧を減衰させる構成とされるので、帯電部材から離間する時に発生する像担持体上の電位ムラやトナーの吐き出し現象を防止できる。
【０１０７】
第２及び第３の本発明は、トナー像を担持する像担持体と、像担持体と像担持体上のトナーを帯電する帯電部材と、帯電部材に印加される電圧を制御する制御手段を有し、帯電部材には直流電圧に交流電圧が重畳された電圧が印加される画像形成装置において、或いは、トナー像を担持する像担持体と、像担持体と像担持体上に残留する残留トナーを帯電する帯電部材と、帯電部材に印加される電圧を制御する制御手段を有し、帯電部材には直流電圧に交流電圧が重畳された電圧が印加される画像形成装置において、制御手段は、帯電部材に印加されている直流電圧の印加を止める前に交流電圧のピーク間電圧を減衰させる構成とされるので、帯電部材の直流電圧の印加を止めるときに、像担持体の帯電電位が目標値からずれる部分ができることを防止し、帯電部材による像担持体の帯電ムラを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に用いた高圧発生手段であるクリーニングバイアス電源のブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態におけるクリーニングバイアス遮断時のシーケンス及び波形、並びにクリーニングバイアス遮断時前後の中間転写ベルト表面電位を示す。
【図３】  本発明の実施の形態に用いた他のクリーニングバイアス遮断時のシーケンス及び波形、並びにクリーニングバイアス遮断時前後の中間転写ベルト表面電位を示す。
【図４】  本発明が適用可能なカラー画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図５】  本発明が適用可能なカラー画像形成装置の他の実施例の概略構成図である。
【図６】  本発明が適用可能なカラー画像形成装置の他の実施例の概略構成図である。
【図７】  中間転写ベルトの一実施例の構成を示す。
【図８】  中間転写ベルトの他の実施例の構成を示す。
【図９】  ノンチャージタイプの中間転写ベルト上のトナーの状態の概念図である。
【図１０】  チャージタイプの中間転写ベルト上のトナーの状態の概念図である。
【図１１】  クリーニングバイアスの一例を示す。
【図１２】  従来のクリーニングバイアス遮断時の波形及びその時の中間転写ベルト表面電位を示す。
【図１３】  従来の画像形成装置の概略構成図である。
【図１４】  従来の画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１、１Ａ                  クリーニング装置（接触帯電器）
２                        中間転写ベルト（第２の像担持体）
３                        感光ドラム（第１の像担持体）
４、４Ａ                  一次帯電器
５                        露光装置
６                        現像装置
７                        二次転写装置
８                        クリーニング装置
１００                    高圧発生手段
１０１                    ＡＣバイアス電源
１０２                    ＤＣバイアス電源
１０３                    ＡＣ波形発生装置
１０４                    ゼロクロス検出回路
１０５                    ＰＷＭ回路
【図１】
0003792963.tif 000002
【図２】
0003792963.tif 000003
【図３】
0003792963.tif 000004
【図４】
0003792963.tif 000005
【図５】
0003792963.tif 000006
【図６】
0003792963.tif 000007
【図７】
0003792963.tif 000008
【図８】
0003792963.tif 000009
【図９】
0003792963.tif 000010
【図１０】
0003792963.tif 000011
【図１１】
0003792963.tif 000012
【図１２】
0003792963.tif 000013
【図１３】
0003792963.tif 000014
【図１４】
0003792963.tif 000015