(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、前記像担持体に接触してニップ部を形成し該ニップ部にて前記像担持体との間で挟持して搬送する記録材に前記像担持体上のトナー像を転写する転写部材と、を有し、前記像担持体上に記録材よりも大きなサイズのトナー像を形成し、記録材の縁までトナー像を転写する余白無しプリントモードを実行可能である画像形成装置において、
記録材の搬送方向において前記ニップ部よりも上流側の位置、且つ、記録材のトナー像が転写される面と反対側の位置に配置されており、前記像担持体に向かって放電する帯電手段を有し、
前記余白無しプリントモードを実行する場合、前記帯電手段は、前記ニップ部において記録材の縁部から外側にはみ出す領域に対応する前記像担持体上の領域に存在するトナーに向かって放電することで、前記像担持体上の記録材の外側に対応する領域のトナーを、正規の極性とは逆極性に帯電させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録材は、記録材の搬送方向において前記ニップ部よりも上流側で前記像担持体と接触し、前記像担持体と接触した状態で前記帯電手段との対向部を通過す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】
前記ニップ部を通過する前の記録材を前記像担持体に静電的に吸着させる静電吸着手段を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記余白無しプリントモードと、記録材の全ての端部に余白部がある画像を形成する余白有りプリントモードと、を実行可能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】
前記余白無しプリントモード時には前記帯電手段を作動させ、前記余白有りプリントモード時には前記帯電手段を作動させないことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体は、感光体からトナー像が一次転写される中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電手段は、前記像担持体に対して非接触である帯電針であ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】
前記帯電手段によって前記正規の極性とは逆極性に帯電されたトナーは、前記ニップ部において前記像担持体から記録材へトナー像を転写する際に、前記像担持体上に残留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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式にて像担持体上に形成した現像剤像を記録材に転写し、その後定着することによって記録材上に画像を得る複写機、プリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、記録材である用紙の端部から少なくとも数ミリ程度の余白部を確保した上で画像形成されるのが一般的である。しかし、近年のプリンタ需要の多様化やデジタルスチルカメラなどのデジタル画像記録装置の普及などにより、銀塩写真のような余白無し画像に対する要望が高まってきている。余白無し画像の出力は、近年のインクジェット方式の画像形成装置では既に実用化され、製品として上市されている。
【０００３】
余白無し画像を得る方法の一つとして、目的の用紙サイズよりも一回り大きいサイズの用紙に余白有り印刷をした後で、余白部をカットする方法がある。この方法であれば、従来の電子写真方式の画像形成装置においても、特に構成を変更することなく余白無し画像が得られる。しかし、この方法は、生産効率が低い。
【０００４】
余白無し画像を得る他の方法として、画像形成装置内で形成する画像サイズ、即ち、画像形成領域を用紙サイズよりも若干大きくして用紙に画像形成する方法がある。例えば、特許文献１に、その技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−４５４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の電子写真方式の画像形成装置において、画像形成領域を用紙サイズより大きくすると、用紙の裏面を汚してしまう問題があった。例えば、中間転写方式の画像形成装置において、上述の方法で余白無し画像を形成する場合、中間転写体上のトナー像を用紙に転写する際に、用紙から外側にはみ出した領域のトナー像は、転写ローラに転写されてしまう。この転写ローラ上のトナーが、画像形成中の用紙や、更には後続の用紙の裏面も汚してしまう、所謂、裏汚れという問題があった。
【０００７】
従って、本発明は、比較的簡易な構成で、余白無し画像形成時における記録材の裏汚れを抑制することが可能な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】
【０００８】
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、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触してニップ部を形成し該ニップ部にて前記像担持体との間で挟持して搬送する記録材に前記像担持体上のトナー像を転写する転写部材と、を有し、前記像担持体上に記録材よりも大きなサイズのトナー像を形成し、記録材の縁までトナー像を転写する余白無しプリントモードを実行可能である画像形成装置において、記録材の搬送方向において前記ニップ部よりも上流側の位置、且つ、記録材のトナー像が転写される面と反対側の位置に配置されており、前記像担持体に向かって放電する帯電手段を有し、前記余白無しプリントモードを実行する場合、前記帯電手段は、前記ニップ部において記録材の縁部から外側にはみ出す領域に対応する前記像担持体上の領域に存在するトナーに向かって放電することで、前記像担持体上の記録材の外側に対応する領域のトナーを、正規の極性とは逆極性に帯電させることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、比較的簡易な構成で、余白無し画像形成時における記録材の裏汚れを抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施例１の画像形成装置の構成を示す横断面模式図である。
【図２】記録材のサイズに対するマスク領域を示す模式図である。
【図３】本発明に係る実施例１の画像形成装置における二次転写ニップ部の近傍の構成を示す横断面模式図である。
【図４】（ａ）本発明に係る実施例１の画像形成装置における転写前下ガイドの正面模式図である。（ｂ）本発明に係る実施例１の画像形成装置における転写前除電針の針部の形状を示す模式図である。
【図５】本発明に係る実施例１の画像形成装置における二次転写ニップ部を記録材搬送方向の上流側から見た正面模式図である。
【図６】「端部画像欠け」画像を示す模式図である。
【図７】本発明に係る実施例２の画像形成装置の構成を示す横断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
実施例１
１．画像形成装置の構成
図１は、本実施例の画像形成装置の構成を示す横断面模式図である。本実施例の画像形成装置１００は、所謂、１パスの中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００１３】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の各色用の画像形成部１０ａ〜１０ｄを有する。各色用の画像形成部１０ａ〜１０ｄはユニット化されている。
【００１４】
本実施例では、各画像形成部１０ａ〜１０ｄの構成は、主に、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示すために符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に説明する。
【００１５】
画像形成部１０には、第１の像担持体としての感光ドラム１１が図示矢印方向（反時計回り）Ｒ１に回転可能に配置される。感光ドラム１１は、金属製の円筒体の表面に光導電層が形成されている。
【００１６】
感光ドラム１１の外周面上には、感光ドラム１１の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ１２が配置される。感光ドラム１１の回転方向Ｒ１において帯電ローラ１２の下流側には、画像情報に対応して変調されたレーザー光を感光ドラム１１に照射する露光手段としてのレーザースキャナ１３が配置される。感光ドラム１１はレーザースキャナ１３によって露光されて、静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１１の回転方向Ｒ１においてレーザースキャナ１３の下流側には、静電潜像をトナー像として顕像化する現像手段としての現像器１４が配置される。各現像器１４ａ〜１４ｄは、各画像形成部が形成する画像の色に対応した、現像剤としてのトナーを有している。
【００１７】
感光ドラム１１の中間転写ベルト１を挟んだ対向位置には、一次転写手段としての一次転写部材である一次転写ローラ１５が、中間転写ベルト１の内周面に接触して配置される。一次転写ローラ１５は、中間転写ベルト１を介して感光ドラム１１に当接され、一次転写ニップ部（一次転写部）Ｎ１を形成する。一次転写ローラ１５には、電圧印加手段としての一次転写バイアス電源１６が接続され、可変な一次転写バイアスが印加される。各一次転写バイアス電源１６ａ〜１６ｄは、各一次転写ローラ１５ａ〜１５ｄに対して、それぞれ独立して一次転写バイアスを印加できるようになっている。感光ドラム１１の回転方向Ｒ１において一次転写ニップ部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄの下流側には、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ１７が配置されている。ドラムクリーナ１７は、一次転写後の感光ドラム１１の表面に残った転写残トナーを除去する。
【００１８】
第２の像担持体としての無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト１は、支持部材としての、駆動ローラ２、テンションローラ３、補助ローラ４、二次転写対向ローラ５からなる４本のローラに張架されている。中間転写ベルト１は、各画像形成部１０ａ〜１０ｄを縦貫して、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄに対し接触して配置される。本実施例では、中間転写ベルト１として、イオン導電剤を添加して体積抵抗率を１０10Ωｃｍ程度に調整した厚さ１００μｍの無端のＰＶｄＦ単層樹脂ベルトを用いた。中間転写ベルト１の体積抵抗率は、転写後の電荷残留が少なく除電機構が不要なため低コストな装置を実現できるという理由から、１０8〜１０11Ωｃｍ程度に設定するのが好ましい。
【００１９】
中間転写ベルト１を張架する４本のローラ２、３、４、５は全て、電気的に接地されている。
【００２０】
駆動ローラ２は、図示矢印方向（時計回り）Ｒ２への回転により、中間転写ベルト１を図示矢印方向（時計回り）Ｒ３に回転させる。本実施例では、駆動ローラ２として、アルミニウム製の芯金に、カーボンを導電剤として分散させたＥＰＤＭゴムを厚さ０．５ｍｍで被覆した、電気抵抗１０5Ω以下、外径２４ｍｍのゴムローラを用いた。
【００２１】
テンションローラ３は、中間転写ベルト１を常に所定の張力で張架するために、付勢手段としてのバネ（図示せず）により付勢されている。本実施例では、テンションローラ３として、アルミニウムから成る外径１６ｍｍの金属ローラを用いた。
【００２２】
補助ローラ４は、記録材搬送方向Ｒ４において二次転写ニップ部Ｎ２（後述）の上流側で、搬送される記録材Ｐに沿わせながら中間転写ベルト１を移動させる軌道を作るために設けられる。本実施例では、補助ローラ４として、ＳＵＳ（ステンレススチール）から成る外径１０ｍｍの金属ローラを用いた。
【００２３】
二次転写対向ローラ５の対向位置には、二次転写手段としての二次転写部材である二次転写ローラ６と、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーナ８とが、中間転写ベルト１６に接触して配置されている。二次転写ローラ６は、中間転写ベルト１に接触してニップ部を形成し該ニップ部にて中間転写ベルト１との間で挟持して搬送する記録材Ｐに中間転写ベルト１上の現像剤像を転写する転写部材である。本実施例では、二次転写対向ローラ５として、アルミニウム製の芯金に、カーボンを導電剤として分散させたＥＰＤＭゴムを厚さ０．５ｍｍで被覆した、電気抵抗１０5Ω以下、外径２４ｍｍのゴムローラを用いた。
【００２４】
二次転写ローラ６は、中間転写ベルト１を介して二次転写対向ローラ５に当接され、二次転写ニップ部（二次転写部）Ｎ２を形成する。二次転写ローラ６には、電圧印加手段としての二次転写バイアス電源７が接続され、可変な二次転写バイアスが印加される。本実施例では、二次転写ローラ６として、ＳＵＳ製の芯金に、厚さ６ｍｍの導電性発泡ゴムを被覆した、硬度３０度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ  ４．９Ｎ（５００ｇｆ）荷重時）、電気抵抗値１×１０7Ωの外径１８ｍｍのローラを用いた。
【００２５】
記録材搬送方向Ｒ４において二次転写ニップ部Ｎ２の上流側、且つ、記録材搬送路ＰＰに対して記録材Ｐの非転写面側には、詳しくは後述する転写前帯電手段としての転写前帯電針３０が設けられている。
【００２６】
尚、記録材Ｐの非転写面とは、記録材搬送路ＰＰを搬送される記録材Ｐの、次に転写部においてトナー像の転写を受ける面とは反対側の面を指す。又、記録材Ｐの転写面とは、記録材搬送路ＰＰを搬送される記録材Ｐの、次に転写部においてトナー像の転写を受ける面を指す。
【００２７】
転写前帯電針３０には、電圧印加手段としての転写前帯電バイアス電源３１が接続され、可変な転写前帯電バイアスが印加される。転写前帯電針３０と転写前帯電バイアス電源３１については、後で詳細に説明する。転写前帯電針３０の紙搬送方向Ｒ４上流側には、記録材Ｐを二次転写ニップ部Ｎ２へ案内し、搬送中の記録材Ｐの位置を規制する転写前上ガイド部材２３と転写前下ガイド部材２４が設けられている。
【００２８】
２．画像形成の基本動作
次に、画像形成の基本動作について説明する。画像形成部１０の感光ドラム１１は、図示矢印方向Ｒ１へ回転する過程で、帯電ローラ１２により表面を一様にトナーと同一の極性に帯電される。本実施例では、現像剤としてのトナーの正規の帯電極性は負極性であるので、感光ドラム１１の表面は負極性に帯電される。
【００２９】
次いで、レーザースキャナ１３による画像情報に応じた感光ドラム１１の露光が行われる。その結果、感光ドラム１１の表面には、当該画像形成部が形成する色の画像成分に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１４により負極性に帯電されたトナーを用いて現像され、トナー像として顕像化される。
【００３０】
トナー像は、一次転写バイアス電源１６からトナーの帯電極性とは逆極性である正極性のバイアスが印加された一次転写ローラ１５によって、中間転写ベルト１上に一次転写される。一次転写後の感光ドラム１１の表面は、転写残トナーがドラムクリーナ１７ａによってクリーニングされ、次の画像形成に供される。
【００３１】
例えば、フルカラー画像の形成時には、以上の帯電、露光、現像、一次転写、クリーニングから成る一連のプロセスが、各色の画像形成部１０ｂ〜１０ｃにおいて同様に行われ、中間転写ベルト１上に４色のトナー像が重ね合わされる。
【００３２】
一方、記録材カセット２０に積載されている記録材Ｐは、給紙ローラ２１によりピックアップされ、レジストローラ対２２まで搬送される。記録材Ｐは、中間転写ベルト１上のトナー像に同期してレジストローラ対２２によって、二次転写ニップ部Ｎ２へ搬送される。
【００３３】
そして、二次転写バイアス電源７からトナーと逆極性である正極性のバイアスが印加された二次転写ローラ６によって、中間転写ベルト１上のトナー像は記録材Ｐに一括して二次転写される。記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト１上に残った転写残トナーは、ベルトクリーナ８によって除去される。
【００３４】
トナー像を載せた記録材Ｐは、二次転写ニップ部Ｎ２を通過後、定着手段としての定着器９へ搬送され、ここで加熱・加圧されて定着画像となる。定着器９から排出された記録材Ｐは排出トレイ（図示せず）に排出され、一連の画像形成動作が完了する。
【００３５】
３．余白有り画像形成モードと余白無し画像形成モード
本実施例の画像形成装置１００は、第一の画像形成モードとして記録材Ｐに通常の余白有り画像形成を行うための余白有り画像形成モード（余白有りプリントモード）と、第二の画像形成モードとして余白無し画像形成を行うための余白無し画像形成モード（余白無しプリントモード）とを備えている。ここで、余白有り画像形成とは、記録材Ｐの周囲四辺部の所定領域を除いて画像を形成する画像形成のことを指す。一方、余白無し画像形成とは、縁無し印刷などと呼ばれるものであり、記録材Ｐの全域又は記録材Ｐの先端部・後端部・左端部・右端部のうち少なくともいずれか一箇所以上において、記録材Ｐの縁まで画像を形成する画像形成のことを指す。
【００３６】
尚、記録材Ｐの先端（部）、後端（部）、左端（部）、右端（部）とは、記録材Ｐの転写面を記録材搬送方向Ｒ４の下流側を上にして見たときの上端（部）、下端（部）、左端（部）、右端（部）のことである。
【００３７】
本実施例の画像形成装置１００においては、記録材Ｐ上の画像形成可能領域を規定するために、上記画像形成モードと記録材Ｐのサイズに応じて、感光ドラム１へのレーザースキャナ１３の点灯を禁止するマスク領域を設けている。
【００３８】
本実施例の画像形成装置１００における余白有り画像形成モード時の、記録材Ｐのサイズに対するマスク領域を図２（ａ）に示す。本実施例では、マスク領域は、記録材Ｐの先端、後端、左端、右端からそれぞれ２ｍｍ内側の点線Ｍで囲まれた領域の外側の領域である。即ち、この点線Ｍで囲まれた内側の領域が画像形成可能領域となる。このように余白有り画像形成モード時の画像形成可能領域は記録材Ｐの大きさよりも小さく、少なくとも記録材Ｐの４つの端部には、２ｍｍ以上の余白が形成される。
【００３９】
一方、余白無し画像形成モード時のマスク領域を図２（ｂ）に示す。本実施例では、マスク領域は、記録材Ｐの先端、後端、左端、右端からそれぞれ２ｍｍ外側の点線Ｌで囲まれた領域の外側の領域となる。即ち、この点線Ｌで囲まれた内側の領域が画像形成可能領域となる。このように、余白無し画像形成モード時の画像形成可能領域は、記録材Ｐの大きさよりも大きく、記録材Ｐの先端、後端、左端、右端から最大２ｍｍ外側にはみ出す領域Ｄが存在する。
【００４０】
従って、余白無し画像形成モード時は、記録材Ｐのサイズよりも大きいトナー像が感光ドラム１上に形成され、その後に中間転写ベルト１上に一次転写され、最後は記録材Ｐ上に二次転写される。二次転写時において、中間転写ベルト１上の画像と記録材Ｐとの位置関係に多少のずれが生じたとしても、記録材Ｐからはみ出した画像形成可能領域Ｄの範囲内であれば、記録材Ｐの端部まで確実に画像を形成させることが可能となる。
【００４１】
４．余白無し画像形成モード時の記録材の裏汚れ
図２（ｂ）に示した記録材Ｐからはみ出した領域Ｄのトナー像は、二次転写時において、中間転写ベルト１上から二次転写ローラ６上に転写されてしまう。このため、記録材Ｐの先端からはみ出したトナー像は、記録材Ｐの先端から二次転写ローラ６の１周後以降に、記録材Ｐの裏面にトナー汚れとして付着してしまう。本明細書では、転写ローラ６に付着したトナーによる記録材Ｐの裏面の汚れを「裏汚れ」と称す。
【００４２】
又、記録材Ｐの後端からはみ出したトナー像は、２枚目以降の記録材Ｐの裏汚れを引き起こす。又、後続の記録材Ｐの二次転写ニップ部Ｎ２における位置が、先行する記録材Ｐに対し左右方向にずれた場合も、２枚目以降の記録材Ｐに裏汚れを引き起こす。
【００４３】
この裏汚れを防止するための方法の一つとして、二次転写ローラに付着したトナーを機械的に除去するブレードや電気的に回収するファーブラシなどといったクリーニング手段を設ける方法がある。このようなクリーニング手段を設けることは、画像形成装置が大型化や複雑化し、更に除去したトナーを回収する回収ボックスなどの設置などにより、装置が大型化してしまう。そして、画像形成装置のコストアップに繋がってしまう。又、二次転写ローラのクリーニング動作を頻繁に行わねばならず、画像形成装置としての生産性を低下させてしまう可能性がある。
【００４４】
５．転写前帯電部材の構成
そこで、本実施例では、記録材搬送方向Ｒ４において二次転写ニップ部Ｎ２の上流側に、転写前帯電手段としての転写前帯電部材である転写前帯電針３０を設ける。
【００４５】
図３は、本例の画像形成装置の二次転写ニップ部Ｎ２近傍の構成を示した横断面模式図である。
【００４６】
転写前帯電針３０は、二次転写前に記録材Ｐの非転写面側から中間転写ベルト１上のトナー像に対し帯電を行う必要がある。このため、転写前帯電針３０は、記録材Ｐの搬送経路ＰＰに対し、記録材Ｐの非転写面側に設置される。又、転写前帯電針３０は、記録材搬送方向Ｒ４において、補助ローラ４対向位置の下流側で、且つ、二次転写ニップ部Ｎ２の上流側の範囲に配置される。この配置により、転写前帯電針３０は、中間転写ベルト１と対向することができる。
【００４７】
更に、二次転写前に、中間転写ベルト１が記録材Ｐと近接して移動できる領域ができるよう、補助ローラ４の位置を記録材Ｐの搬送経路ＰＰに極力近づけている。後述するように本実施例の効果を得るためには、中間転写ベルト１と記録材Ｐの距離は短いほど良い。
【００４８】
又、転写前帯電針３０からの放電をより低い印加電圧で行うためには、転写前帯電針３０と中間転写ベルト１との距離は短いほうが良い。本実施例では、転写前帯電針３０は、その針先端から対向する中間転写ベルト１までの最短距離が３ｍｍとなる位置に配置した。
【００４９】
図４（ａ）は、転写前下ガイド２４の正面模式図である。転写前帯電針３０は、記録材Ｐとの距離が一定に保てるよう、転写前下ガイド２４に配置した。転写前下ガイド２４には、記録材Ｐと接触して、レジストローラ対２２から二次転写ニップ部Ｎ２までの間における記録材Ｐの位置を規制する、リブ２４Ｒが設けられている。転写前帯電針３０上端をリブ２４Ｒの上端よりも若干低い位置に配置することにより、転写前帯電針３０の先端と記録材Ｐとの距離を一定に保てるようにしている。本実施例では、転写前帯電針３０の上端からリブ２４Ｒ上端までの距離は１ｍｍとした。
【００５０】
二次転写前の記録材Ｐの位置は、転写前下ガイド２４だけでなく、転写前上ガイド２３によっても規制され、記録材Ｐと中間転写ベルト１との距離関係も安定するようにしている。
【００５１】
転写前帯電針３０は、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加できる転写前帯電バイアス電源３１に接続されている。本実施例では、余白有り画像形成モードの場合は転写前帯電バイアスを印加せず、余白無し画像形成モード時は転写前帯電バイアスを印加することができるよう、転写前帯電バイアス電源３１はモードに応じて切り替え可能に制御される。即ち、余白無し画像形成動作時には転写前帯電針３０を作動させ、余白有り画像形成動作時には転写前帯電針３０を作動させないようにしている。本実施例では、詳しくは後述するように、余白無し画像形成モード時に、転写前帯電バイアス電源３１から、転写前帯電針３０に対して、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の転写前バイアスが印加される。
【００５２】
本実施例では、転写前帯電バイアス電源として、帯電前除電針３０に最大５ｋＶ程度の電圧が印加可能な電源を採用している。転写前帯電針３０に高電圧を印加することにより、中間転写ベルト１及び補助ローラ４を対向電極としてコロナ放電を発生させて帯電を行う。本実施例の画像形成装置１００において、２５℃、５０％ＲＨの環境において、転写前帯電針３０に印加する電圧は、おおよそ３．８ｋＶ程度である。この時の転写前帯電針３０に供給される電流は１９μＡ程度であった。
【００５３】
尚、本実施例では、画像形成装置１００の制御部の演算制御手段たるＣＰＵが、記録手段としてのメモリに記憶されたプログラム、データに従って画像形成装置１００の動作を統括制御する。上記転写前帯電バイアス電源３１の動作についても当該制御部のＣＰＵの制御の下で行われる。
【００５４】
図４（ｂ）は、転写前帯電針３０の針の形状を示す模式図である。本実施例では、転写前帯電針３０としては、厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ製の板金を用いた。図示のように、本実施例では、転写前帯電針３０は、矩形板状の基部３０Ｂの長手方向の一方の縁部に、先端が鋭利な針部３０Ａを所定のピッチで複数形成して構成されている。この転写前帯電針３０は、針部３０Ａの先端を記録材搬送路ＰＰ側に向けて、且つ、長手方向が記録材搬送方向Ｒ４と交差（本実施例では略直交）するように配置される。又、効率良く帯電が可能で、且つ、針部３０Ａのピッチによる帯電ムラが発生しないよう、針部３０ＡのピッチＤを２ｍｍ、針部３０Ａの高さＨを２ｍｍ、針部３０Ａの底辺の幅Ｗ及び平坦部の長さＬは１ｍｍとした。転写前帯電針３０は、本実施例では、長手方向に連続した１個の部材であるが、複数個に分割されていてもよい。又、本実施例では、転写前帯電針３０は、記録材搬送方向Ｒ４と略直交する方向において、中間転写ベルト１上に形成されるトナー像（記録材Ｐからはみ出すトナーを含む）の最大幅の領域内のトナーを帯電処理することのできる十分の長さを有する。
【００５５】
本実施例では、転写前帯電手段として電圧を印加できる転写前帯電針３０を用いたが、これに限るものではなく、例えば、コロナ帯電器を用いても良い。コロナ帯電器自体は、斯界にて周知である。特に、本実施例のように、転写前帯電手段として転写前帯電針３０を用いることによって、転写前帯電手段を小型化できる。転写前帯電手段を小型化することで二次転写ニップ部Ｎ２近傍の狭い空間でも転写前帯電手段を記録材Ｐや中間転写ベルト１により接近させて配設できる効果がある。
【００５６】
６．転写前帯電針３０による汚れ抑制メカニズム
図５は、本実施例の画像形成装置１００の二次転写ニップ部Ｎ２の入り口付近を、記録材搬送方向Ｒ４上流側から見た正面模式図である。この図を用いて、転写前帯電針３０による余白無し画像形成モード時の二次転写ローラ６の汚れ抑制メカニズムについて説明する。
【００５７】
中間転写ベルト１上のトナー像Ｔは、中間転写ベルト１の移動に伴い、図示矢印方向Ｒ３に搬送される。補助ローラ４による張架部を過ぎた中間転写ベルト１上のトナー像Ｔは、図示矢印方向Ｒ４に搬送中の記録材Ｐと対向しながら移動し、記録材Ｐに接近していく。
【００５８】
次に、トナー像Ｔと記録材Ｐが、転写前帯電針３０の対向位置に到達すると、トナー像Ｔと記録材Ｐは、転写前帯電針３０により、記録材Ｐの非転写面側から、トナー像Ｔの極性と逆の正極性の帯電処理を受ける。
【００５９】
この時、中間転写ベルト１上のトナー像Ｔのうち記録材Ｐに二次転写される領域Ｎに存在するトナー像Ｔは、記録材Ｐの存在により、転写前帯電針３０からの帯電は受けず、元の負極性の帯電状態が維持される。そして記録材Ｐの裏面は、転写前帯電針３０によりトナー像Ｔの極性と逆の正極性に帯電される。
【００６０】
一方、二次転写時に記録材Ｐからはみ出してしまう領域Ｄのトナー像Ｔは、転写前帯電針３０からの帯電を受けて極性が正極性に反転される。中間転写ベルト１上のトナー像Ｔのうち記録材Ｐからはみ出してしまう領域Ｄのトナー像Ｔおいて、転写前除電針３０により極性が反転されたトナー像Ｔの領域を図５中に斜線部で示した。
【００６１】
転写前帯電針３０の対向位置では、記録材Ｐと中間転写ベルト１は１〜２ｍｍ程度に近接しているため、転写前帯電針３０は、記録材Ｐの存在を利用して、記録材Ｐからはみ出してしまう領域Ｄのトナー像Ｔのみを選択的に、且つ、正確に帯電することが可能となる。
【００６２】
その後、トナー像Ｔは中間転写ベルト１の移動に伴って二次転写ニップ部Ｎ２に入り、二次転写ローラ６より正極性のバイアスが印加される。領域Ｄのトナー像Ｔは、正極性に帯電されているため、正極性のバイアスが印加されている二次転写ローラ６と反発するクーロン力受けて、二次転写ローラ６には転写されず、中間転写ベルト１上に留まる。一方、領域Ｎのトナー像Ｔは、元の負極性のままに帯電されているので、通常通り記録材Ｐに二次転写される。記録材Ｐの裏面は、既に転写前帯電針３０により正極性に帯電されているが、トナー像Ｔを記録材Ｐに引き付けるクーロン力が発揮されるだけなので、二次転写に問題は生じない。
【００６３】
このように、転写前帯電針３０は、余白無し画像形成モード時に、二次転写時に記録材Ｐからはみ出すトナー像（はみ出しトナー）のみを選択的に極性を反転させることができるので、はみ出しトナーが二次転写ローラ６に付着するのを抑制することができる。又、二次転写前の実際の記録材Ｐの位置を利用したものであるので、中間転写ベルト１上の画像と記録材Ｐとの間の位置関係にずれが生じたとしても、常に二次転写時に記録材Ｐからはみ出してしまう領域のトナー像のみを選択的に逆極性に帯電させることができる。
【００６４】
従って、余白無し画像形成モード時の記録材Ｐの裏汚れを、比較的簡易な構成で安定して抑制することができる。
【００６５】
７．検証結果
次に、本実施例の効果について検証した結果を説明する。
【００６６】
本実施例の画像形成装置１００を用いて余白無し画像形成モードで連続画像形成を行い、記録材Ｐの裏面の裏汚れの度合いと、記録材Ｐの表面の画像欠陥の有無を確認した。具体的には、２５℃、５０％ＲＨの環境において、転写前帯電針３０に印加する電圧を振り、転写前帯電針３０への供給電流を変化させて調べた。評価に用いた記録材Ｐは、幅（搬送方向と略直交する方向の長さ）１０．２ｃｍ（４ｉｎｃｈ）、長さ（搬送方向に沿う方向の長さ）１５．２ｃｍ（６ｉｎｃｈ）のＯｆｆｉｃｅ  ＤＥＰＯＴ，Ｉｎｃ製の「ｂｌａｎｋ  ｗｈｉｔｅ  ｉｎｄｅｘ  ｃａｒｄｓ」である。本実施例の効果をより明確にするため、評価画像には、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの各色の７５％濃度のベタ画像を全て重ね合わせた計３００％濃度相当の画像を用い、トナー載り量の多い画像とした。評価画像の形成は縁無し画像形成モードで行い、この際に中間転写ベルト１上に形成される評価画像の実際のサイズは、幅（搬送方向と略直交する方向の長さ）が１０．６ｃｍ、長さ（搬送方向に沿う方向の長さ）が１５．６ｃｍであった。即ち、記録材Ｐの先端、後端、左端、右端からそれぞれ０．２ｃｍ、０．２ｃｍ、０．２ｃｍ、０．２ｃｍの幅の領域のトナー像が記録材Ｐからはみ出す。又、プロセス速度は４０ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００６７】
結果を表１に示す。表中の記号は、「○」は実使用上問題のないＯＫレベル、「×」はＮＧレベルを示す。尚、本実施例の画像形成装置１００と比較するため、従来例の画像形成装置、即ち、転写前帯電針３０が配設されていない画像形成装置の結果も、印加電圧０ｋＶの欄に記載した。従来例の画像形成装置は、転写前帯電針３０が配設されていないことを除いて、本実施例の画像形成装置１００と同じ構成であった。
【００６８】
裏汚れについては、転写前帯電針３０の印加電圧を大きくしていくと軽減されていき、印加電圧３．７５ｋＶ以上、供給電流１７．５μＡ以上で実使用上問題のないレベルにまで改善されるのを確認した。
【００６９】
一方、転写前帯電針３０への印加電圧が大きすぎると、記録材搬送方向Ｒ４の左端及び右端近傍の画像が欠ける画像欠陥が発生することが分かった。本明細書では、この画像欠陥を「端部画像欠け」と称す。この「端部画像欠け」が発生した画像の模式図を図６に示す。図中の領域Ｅに示すように、「端部画像欠け」は、画像端部から数ｍｍ程度の領域のトナー像Ｔが記録材Ｐに転写されず、中間転写ベルト１に残留してしまう現象である。本実施例の画像形成装置１００では、転写前帯電針３０への印加電圧が３．９５ｋＶ以上、供給電流が２２．５μＡ以上で発生することが分かった。この「端部画像欠け」の原因は、次のように考えられる。即ち、転写前除電針３０への印加電圧が大きすぎると、転写前除電針３０から発生した正イオンが、中間転写ベルト１と記録材Ｐの端部の隙間から入り込む。そして、これが記録材Ｐに転写されるべきトナー像Ｔの極性も反転させてしまうために発生するものと考えられる。
【００７０】
以上より、本実施例の画像形成装置１００においては、転写前帯電針３０に対する印加電圧を大きくし過ぎると、「裏汚れ」と「端部画像欠け」とがトレードオフの関係になることが分かった。本実施例では、転写前除電針３０の印加電圧を、３．７５ｋＶ以上３．９５ｋＶ以下の範囲に設定することにより、紙裏汚れの防止と端部画像欠け防止を両立させることができる。
【００７１】
【表１】
0005414414.tif 000002
【００７２】
８．効果
以上説明したように、本実施例では、画像形成装置１００は、記録材Ｐの先端部・後端部・左端部・右端部のうち少なくともいずれか一箇所以上において余白部の無い画像を形成することが可能である。即ち、画像形成装置１００は、記録材Ｐの縁部から外側にはみ出す領域に対応する中間転写ベルト１上の領域にトナー像を形成して、記録材Ｐの少なくとも一部の端部に余白部の無い画像を形成する余白無し画像形成動作を行うことが可能である。そして、本実施例では、画像形成装置１００には更に、二次転写ニップ部Ｎ２を通過する前の記録材Ｐの非転写面側から、像担持体上の現像剤像と記録材Ｐを、トナーの所定の帯電極性とは反対の極性で帯電処理する転写前帯電針３０を設ける。即ち、画像形成装置１００は、記録材Ｐの搬送方向において二次転写ニップ部Ｎ２よりも上流側の、二次転写ニップ部Ｎ２へと搬送される記録材Ｐのトナー像が転写される面とは反対側の面側に、中間転写ベルト１に対向して配置された転写前帯電針３０を有する。そして、転写前帯電針３０は、余白無し画像形成動作時に、二次転写ニップ部Ｎ２において記録材Ｐの縁部から外側にはみ出す領域に対応する中間転写ベルト１上の領域に存在するトナーを、正規の帯電極性とは反対の極性に帯電させる。
【００７３】
これにより、本実施例の画像形成装置１００では、余白無し画像形成モード時に記録材Ｐからはみ出したトナーが二次転写ローラ６へ転写されるのを抑制できる。そのため、二次転写ローラ６に付着したトナーによる記録材Ｐの裏面の汚れを抑制することができる。従って、二次転写ローラ６のクリーニング手段が不要なため、装置の小型化が図れる。又、画像形成後の二次転写ローラ６のクリーニング動作が不要なため、余白無し画像形成モードの生産性を向上させることができる。このように、本実施例によれば、比較的簡易な構成で、余白無し画像形成時における記録材の裏汚れを抑制し、少スペース、且つ、生産効率の高い余白無し画像形成が可能である。
【００７４】
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は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに対応する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００７５】
図７は、本実施例の画像形成装置１００の構成を示す横断面模式図である。本実施例の実施例１と異なる点は、記録材Ｐを二次転写前に中間転写ベルト１に静電的に吸着させる静電吸着手段としての吸着ローラ４０を有し、記録材Ｐと中間転写ベルト１が接触した状態で、転写前帯電針３０による転写前帯電を行うことである。
【００７６】
吸着ローラ４０は、補助ローラ４の対向位置において、中間転写ベルト１を介して補助ローラ４に当接される。この吸着ローラ４０は、記録材Ｐを中間転写ベルト１に静電的に吸着させる役割を有する。吸着ローラ４０には、電圧印加手段としての吸着バイアス電源４１が接続され、可変な吸着バイアスが印加される。この吸着バイアスの極性は、トナーと同一の極性にする必要がある。即ち、記録材Ｐを静電吸着させるためには、吸着バイアスの極性は問わない。しかし、吸着ローラ４０は中間転写ベルト１上のトナー像と直接接触するため、電気的に反発するクーロン力を利用して吸着ローラ４０の汚れを防止する必要があるためである。本実施例においては、トナーは負極性に帯電されているので、吸着バイアスも負極性とした。
【００７７】
吸着ローラ４０は、芯金上にソリッドゴムが被覆されており、その芯金に吸着バイアスが印加される。本実施例では、吸着ローラ４０としては、カーボンブラックを分散して抵抗調整したＥＰＤＭゴムを被覆した外径１２ｍｍのゴムローラを用いた。吸着ローラ４０の電気抵抗は、幅１ｃｍの金属箔をローラ外周に巻き付け、これと芯金の間に５００Ｖの電圧を印加したときの値で１０5Ωとした。
【００７８】
次に、本実施例の画像形成装置１００の余白無し画像形成モード時の画像形成動作について説明する。尚、帯電、露光、現像、一次転写までの一連の工程は、実施例１と同一であるので、説明を省略する。
【００７９】
紙カセット２０から給紙ローラ２１とレジストローラ対２２によって搬送された記録材Ｐは、転写前上ガイド２３及び転写前下ガイド２４に案内されて、吸着ローラ４０と中間転写ベルト１からなるニップ部に導入される。記録材Ｐは、吸着ローラ４０と中間転写ベルト１とによって挟み込むようにして中間転写ベルト１の外周面に圧接され、且つ、中間転写ベルト１と吸着ローラ４０との間に電圧が印加されることにより、中間転写ベルト１の外周面に静電吸着される。この際、吸着ローラ４０側から負極性の吸着バイアスが印加される。これにより、記録材Ｐは中間転写ベルト１に安定して吸着され、記録材搬送方向Ｒ４に沿って二次転写ニップ部Ｎ２まで搬送される。
【００８０】
このように、本実施例では、記録材Ｐは、記録材Ｐの搬送方向において二次転写ニップ部Ｎ２よりも上流側で中間転写ベルト１と接触し、中間転写ベルト１と接触した状態で転写前帯電針３０との対向部を通過することになる。
【００８１】
ここで、実施例１と同様に、転写前帯電針３０により、中間転写ベルト１上の記録材Ｐからはみ出すトナー像と記録材Ｐの裏面が、正極性に帯電される。本実施例では、記録材Ｐと中間転写ベルト１とは静電的に吸着しているため、マクロ的に両者の間に隙間は存在しない。このため、転写前帯電針３０から発生した正イオンが入り込み難いので、記録材Ｐに転写されるべき領域のトナー像Ｔの極性が反転され難い。従って、実施例１で転写前帯電バイアスを大きくした際に発生した「端部画像欠け」が発生し難くなる。その結果、転写前帯電針３０の最適な印加電圧範囲が広がり、画像欠陥の発生しない、より安定した画像出力が可能となる。
【００８２】
次に、本実施例の効果について検証した結果を説明する。
【００８３】
本実施例の画像形成装置を用いて余白無し画像形成モードで連続画像形成を行い、実施例１と同じ評価を行った。
【００８４】
結果を表２に示す。表中の記号は、「○」は実使用上問題のないＯＫレベル、「×」はＮＧレベルを示す。尚、本実施例と比較するため、実施例１の結果も記載した。
【００８５】
裏汚れについては、本実施例の構成と実施例１の構成に差はなく、転写前帯電針３０の印加電圧を大きくしていくと軽減されていき、印加電圧３．７５ｋＶ以上、供給電流１７．５μＡ以上で実使用上問題のないレベルにまで改善されるのを確認した。
【００８６】
一方、端部画像欠けについては、実施例１の構成では印加電圧３．９５ｋＶ以上で発生していたが、本例の構成では今回の評価の中で最大の４．１ｋＶの電圧を印加しても発生はなかった。
【００８７】
【表２】
0005414414.tif 000003
【００８８】
以上より、本実施例の画像形成装置では、「端部画像欠け」が抑制されるので、転写前帯電針３０の最適な印加電圧領域を、実施例１の構成よりも広げることができる。従って、より安定した品質の余白無し画像を出力することが可能となる。
【符号の説明】
【００８９】
１        中間転写ベルト（像担持体）
４        補助ローラ
５        二次転写対向ローラ
６        二次転写ローラ（転写部材）
２３      転写前上ガイド
２４      転写前下ガイド
３０      転写前帯電針（転写前帯電手段）
３１      転写前帯電バイアス電源
４０      吸着ローラ（静電吸着手段）
Ｎ２      二次転写ニップ部（転写部）
Ｔ        トナー像（現像剤像）
Ｐ        記録材
ＰＰ      記録材搬送路
【図１】
0005414414.tif 000004
【図２】
0005414414.tif 000005
【図３】
0005414414.tif 000006
【図４】
0005414414.tif 000007
【図５】
0005414414.tif 000008
【図６】
0005414414.tif 000009
【図７】
0005414414.tif 000010