JP5448991B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式又は静電記録方式を採用する画像形成装置に関する。

従来より、トナー像を担持する移動可能な像担持ベルトと、転写材を担持する移動可能な転写材担持ベルトとで形成される転写ニップ部において、転写材担持ベルトによって担持されている転写材にトナー像を転写する画像形成装置が知られている。

このような画像形成装置では、例えば像担持ベルトと転写材との密着性が低いと転写不良が発生し、画像品質の低下を招いてしまう。特に、近年要求が高まりつつある「縁なし印刷」を行う際は、転写材の搬送方向先端によって像担持ベルト上のトナー像が削られたり、それによって転写材の搬送方向先端のエッジ部がトナーによって汚されると、「画像欠損」の問題が生じ易くなってしまう。そこで、ガイド部材等を設けることによって転写材の搬送方向を規制し、画像品質の向上を図った画像形成装置が提案されている（特許文献１、特許文献２）。

特開２００１−３５６５３８号公報 特開２００６−３３０７０２号公報

通常、「縁なし印刷」を行う際は、像担持ベルト上に転写材よりも大きなサイズのトナー像を担持させてトナー像の転写を行う。これによると、転写ニップ部において転写材の位置が多少ずれた場合、又は、転写材の位置が多少ずれて搬送された場合でも、縁なし画像を転写材に確実に転写することができる。しかしこの場合、像担持ベルトにおいてトナー像が余分に形成されている領域に転写材の搬送方向先端が最初に接触することになる。よって、転写材の搬送方向先端の進入角度によっては、転写材の搬送方向先端が像担持ベルト上からトナー像を削り取ってしまい、その結果、画像欠損の問題を招いてしまう。

特許文献１には、転写ニップ部に向けて転写材をガイドし、転写材の搬送方向先端をまず中間転写ベルト（像担持ベルト）に接触させ、その状態で転写材を転写ニップ部に向けてガイドするガイド部材の構成が開示されている。しかしこの構成では「縁なし印刷」を行った場合、転写材の搬送方向先端によって、中間転写ベルト上に担持されているトナー像が削り取られ易く画像欠損を生じ易い傾向にある。

また、特許文献２には、図１２に示す画像形成装置が記載されている。即ち、転写材Ｐの搬送方向先端をまず二次転写ローラ１００に当接させ、二次転写ローラ１００の表面に沿って転写材Ｐを転写直前ニップ部αまでガイドする構成が開示されている。これによると、転写材Ｐを中間転写ベルト８０に密着させた状態で転写ニップ部βに搬送できるので、転写不良の問題を防止することができる。

しかしながら図示する構成では、転写材Ｐの搬送方向において、二次転写ローラ１００が対向ローラ１５０よりも上流側に配置されており、これにより、転写直前ニップ部α、転写ニップ部βとが湾曲した形状で連続することになる。この場合、図１３に示すように、転写材Ｐの搬送方向先端のエッジ部によって中間転写ベルト８０上のトナー像Ｔ１が削
り取られてしまい、画像欠損が生じてしまう。

また、削り取られたトナーが転写材Ｐのエッジ部に付着するので、付着したトナーが搬送路や定着器等に転移したり、転写材Ｐが排出された後、ユーザの手にトナーが付着するといった問題がある。図１１（ｂ）に、特許文献２の構成によって転写材Ｐに画像形成を行った後における、転写材Ｐの搬送方向先端エッジ部のトナー付着領域を示す（図１１は、転写材Ｐの搬送方向先端のエッジ部を示している）。図示するように、特許文献２の構成では、転写材Ｐの搬送方向先端エッジ部において、エッジ部面積に対して６０％〜８０％の領域にトナーが付着していることが確認できる。

このように従来の構成では、「縁なし印刷」を行う際に、転写不良の問題を防止しつつ、転写材の搬送方向先端によってトナー像が削り取られることによる画像欠損やエッジ部へのトナーの付着の問題を解決することができない。また、画像欠損の問題は「縁なし印刷」を実行する時だけの問題ではなく、例えば、連続する転写材の間隔が短い場合に、後に搬送されてくる転写材の先端が先に搬送される転写材に対するトナー像の後端側を削り取ることで生じる場合もある。

そこで本発明は、転写不良の問題を防止しつつ、転写材の搬送方向先端によってトナー像が削り取られることによる画像欠損やエッジ部へのトナーの付着の問題を解決することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
転写材を担持し移動可能な無端状の転写材担持ベルトと、トナー像を担持し移動可能な無端状の像担持ベルトと、前記転写材担持ベルトの内側に設けられている転写ローラと、前記像担持ベルトの内側であって前記転写ローラと対向した位置にある対向ローラと、前記像担持ベルトの内側であって前記対向ローラよりも前記像担持ベルトの移動方向上流側に設けられている張架ローラと、を備え、前記像担持ベルト及び前記転写材担持ベルトを挟んだ状態で前記対向ローラと前記転写ローラとが対向することで形成される転写ニップ部において、前記像担持ベルトに担持されているトナー像を転写材に転写する画像形成装置において、前記像担持ベルトの移動方向における前記張架ローラより下流側、且つ、前記対向ローラよりも上流側の部分に対向し、前記転写材担持ベルトの内側において前記転写ローラよりも前記転写材担持ベルトの移動方向上流側に設けられており、前記転写材担持ベルトの内側面を前記像担持ベルトに向かって押圧して前記転写材担持ベルトの移動を案内するベルト案内部材が設けられており、前記ベルト案内部材によって形成される前記転写材担持ベルトと前記像担持ベルトとの接触部分を搬送される転写材の搬送方向と、前記転写ニップ部を搬送される転写材の搬送方向とが、同一方向であると共に、トナー像を転写材に転写する際は、転写材の搬送方向先端を前記転写材担持ベルトに当接させ、その後、転写材を前記接触部分に搬送したのちに、前記転写ニップ部に転写材を搬送してトナー像を転写することを特徴とする。

本発明によれば、転写不良の問題を防止しつつ、転写材の搬送方向先端によってトナー像が削り取られることによる画像欠損やエッジ部へのトナーの付着の問題を解決することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 第１実施形態における二次転写ユニットの概略構成図。 第１実施形態におけるベルト案内部材の概略構成図。 画像欠損が生じるメカニズムを説明するための図。 画像欠損が生じるメカニズムを説明するための図。 第１実施形態における二次転写ユニットの概略構成図。 ベルト案内ローラを有する二次転写ユニットの概略構成図。 ベルト案内部材の侵入量（ｍｍ）とトナー汚れ率（％）の関係を示した図。 第２実施形態におけるベルト案内部材の概略構成図。 第２実施形態における二次転写ユニットの概略構成図。 転写材の搬送方向先端エッジ部におけるトナー付着領域を示す図。 従来の画像形成装置の概略構成図。 従来の画像形成装置における画像欠損の発生を説明するための図。

＜第１実施形態＞
図１〜図８、図１１〜図１３を参照して、本発明を適用可能な第１実施形態に係る画像形成装置について説明する。

（１−１：画像形成装置の全体構成）
図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、中間転写方式を採用する電子写真カラーレーザプリンタであって、トナー色毎に設けられている像担持体が中間転写ベルトに対して一列に配置されたインライン中間転写方式が採用されている。また、像担持体上に転写材のサイズよりも大きなサイズの画像を形成し、それを中間転写ベルトを介して転写材上に転写することで転写材上に余白のない縁なし画像を得る「縁なし印刷」モードを有している。ここで「縁なし印刷」とは、転写材上の少なくとも一辺に余白がない画像を形成可能なモードを指す。

画像形成装置は、トナーの色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）毎に設けられた複数の感光ドラム２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）を有している。それぞれの感光ドラム２の周囲には、帯電ローラ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）、露光ユニット１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）、現像装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、クリーニング装置５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）が設けられている。また、感光ドラム２と対向する位置には、転写ローラ４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が設けられており、感光ドラム２と転写ローラ４とが圧接することにより、一次転写ニップ部が形成されている。

また、本実施形態に係る画像形成装置には、感光ドラム２と転写ローラ４とに挟まれるようにして図中矢印方向に移動可能な無端状の中間転写ベルト８（像担持ベルト）が設けられている。中間転写ベルト８は、単層無端状（シームレス）の樹脂ベルトであり、カーボンを分散させることによって抵抗調整を行ったポリイミドによって形成されている。

中間転写ベルト８の内側には、転写ローラ４の他に、テンションローラ９、張架ローラ１１、対向ローラ１５が設けられており、これらのローラが中間転写ベルト８の裏面（内側面）に接触することによって、中間転写ベルト８が移動可能に張架されている。テンションローラ９はアルミ製の中空管であり、軸方向両端において不図示の軸受からバネによる付勢力を受け、これにより、中間転写ベルト８に一定の張力が付与されている。張架ローラ１１はステンレス製のローラであって、中間転写ベルト８裏面から摩擦力を受けて回転している。対向ローラ１５は芯金にカーボンブラックにより抵抗調整されたＥＰＤＭゴムを被覆したものであり、中間転写ベルト８を挟んだ状態で後述する二次転写ローラ１０に対向している。また、対向ローラ１５の芯金は接地されている。

このような構成で画像形成プロセスを行う際は、まず、入力された画像情報に基づいてレーザ光が露光ユニット１から射出され、帯電ローラ７から印加される重畳電圧（ＡＣ＋
ＤＣ）によってトナーと同極性に一様に帯電した感光ドラム２表面が走査露光される。これにより、感光ドラム２において走査露光された部分には、静電潜像が形成される。なお、露光ユニット１は、不図示の近赤外レーザダイオードと、レーザ光を走査するポリゴンスキャナを有している。

次に、トナーを収容している現像装置３から静電潜像に対してトナーが供給される。現像装置３には、トナーを担持する現像ローラが設けられており、現像ローラから静電気的にトナーを静電潜像に供給することで、静電潜像がトナー像として現像されることになる。なお、本実施形態における現像装置３には、現像剤として非磁性一成分トナーが用いられており、現像ローラが感光ドラム２表面に接触する接触現像方式が採用されている。

感光ドラム２表面に現像されたトナー像は、感光ドラム２の回転と共に一次転写ニップ部まで搬送される。転写ローラ４は不図示の電圧印加部に接続されており、電圧印加部から一次転写電圧が印加されることにより、感光ドラム２表面から中間転写ベルト８表面にトナー像を一次転写することができる。なお、一次転写後に感光ドラム２表面に残留した残留トナーは、クリーニング装置５に設けられているブレード部材によって除去される。

中間転写ベルト８表面には、上述のプロセスによって単色のトナー像が順次一次転写される。そして、中間転写ベルト８表面に単色のトナー像を重ね合わせることにより、中間転写ベルト８表面に、所望の色調を有するトナー像Ｔ１を得ることができる。このようにして中間転写ベルト８表面に形成されたトナー像Ｔ１は、中間転写ベルト８の移動に伴って二次転写ニップ部まで搬送され、二次転写ニップ部においてトナー像Ｔ１が転写材Ｐに転写されることになる。なお、二次転写ニップ部とは、対向ローラ１５と二次転写ローラ１０とが圧接することで形成される領域である。

一方、画像形成装置の下部には、複数の転写材Ｐを収容する給送部２０が設けられている。画像形成プロセスが開始されると、給送部２０から給送ローラ、搬送ローラ等の搬送手段を経て転写材Ｐが１枚ずつ給送される。その後、転写前搬送ローラ１３でタイミングを合わされ、転写前ガイド１６にガイドされた状態で、転写材Ｐが後述する二次転写ユニット３９に搬送され、二次転写ニップ部まで搬送される。

二次転写ニップ部においてトナー像Ｔ１が二次転写された転写材Ｐは、搬送ガイド２１にガイドされながら、定着装置２２に搬送され、定着装置２２においてトナー像が転写材Ｐ上に加熱・加圧定着される。なお、二次転写されずに中間転写ベルト８に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置１２に設けられているブレード部材によって除去される。このようにしてトナー像が定着された転写材Ｐは、画像形成装置外部に排出される。

本実施形態のような中間転写方式を用いた画像形成装置では、画像形成プロセスの高速化を達成することができる。また、感光ドラム２上から同一対象（中間転写ベルト８）にトナー像を重ね合わせるので、安定して位置精度良く、トナー像を重ね合わせることが可能になる。

（１−２：二次転写ユニットの概略構成）
図２、図３を参照して、本実施形態における二次転写ユニット３９の概略構成について説明する。図２は、本実施形態における二次転写ユニット３９の概略構成図であり、図３は、本実施形態におけるベルト案内部材３７の概略構成図である。

図２に示すように、二次転写ユニット３９は、二次転写ベルト３１、二次転写ローラ１０、二次転写ベルト駆動ローラ３３、クリーニングブレード３４、二次転写テンションローラ３５、アイドルローラ３６、及びベルト案内部材３７を有している。二次転写ベルト
３１は、搬送されてくる転写材Ｐを担持するものであり、転写材担持ベルトとして設けられているものである。以下、各々の部材、及び、二次転写ユニット３９と中間転写ベルト８との間に形成される「第１の領域α」「第２の領域β」についてさらに詳しく説明する。

[二次転写ベルト３１]
転写材担持ベルトとしての二次転写ベルト３１は、単層かつ無端状（シームレス）の樹脂ベルトであって、ベルトの主材料であるポリイミド材料中にカーボンを分散することによって電気抵抗の調整がなされている。本実施形態における二次転写ベルト３１は、滑り性に優れた表面を有しており、これによると、二次転写ベルト３１上に付着したトナーを、後述するクリーニングブレード３４によって容易に除去することができる。また、詳細は後述するが、二次転写ベルト３１上を転写材Ｐが低摩擦で滑ることが可能になる。

[二次転写ベルト駆動ローラ３３]
二次転写ベルト駆動ローラ３３は、二次転写ベルト３１を張架・駆動するための駆動ローラであり、芯金に対して、カーボンブラックにより抵抗調整されたＥＰＤＭゴムを被覆して形成されたものである。

[二次転写テンションローラ３５]
二次転写テンションローラ３５は、アルミ製中空管であり、軸方向両端において軸受部よりバネから二次転写ベルト３１の裏面に向けて付勢力が働いており、これにより二次転写ベルト３１を張架している。

[アイドルローラ３６]
アイドルローラ３６は、ステンレス製のローラであり、二次転写ベルト３１を張架するためのローラである。アイドルローラ３６は、二次転写ベルト３１に従動回転している。

[二次転写ローラ１０]
二次転写ローラ１０は、給電バネを介して不図示の電圧印加部と接続されている芯金に対して、発泡ヒドリンゴムからなる弾性層が被覆されることで形成されたものである。二次転写ローラ１０は、中間転写ベルト８、二次転写ベルト３１を挟んだ状態で対向ローラ１５に圧接しており、これにより、二次転写ローラ１０と対向ローラ１５との間には転写材Ｐの搬送方向に所定の幅を有する二次転写ニップ部が形成されている。また、本実施形態では、二次転写ローラ１０にトナーが直接触れないので、抵抗と硬度以外にローラの物性に関しての制約はなく、二次転写ローラ１０の素材として、ＥＰＤＭ、ウレタン、ＮＢＲ、エピクロルヒドリン、シリコン等のゴム材を用いることができる。

[ベルト案内部材３７]
二次転写ベルト３１の内側には、二次転写ベルト３１の裏面（内側面）を押圧して、押圧している部分を中間転写ベルト８の方へ突出させることで、二次転写ベルト３１と中間転写ベルト８とを密着させるベルト案内部材３７が固定配置されている。より詳しくは、中間転写ベルト８において、張架ローラ１１よりも移動方向下流側であって、対向ローラ１５よりも移動方向上流側の部分の、二次転写ベルト３１を密着せしめる位置に、ベルト案内部材３７が設けられている。

図３にベルト案内部材３７の概略構成を示す。図示するように、本実施形態のベルト案内部材３７は、フッ化化合物によってコートされた表面３７ａを有しており、二次転写ベルト３１の裏面に対して、この表面３７ａが接触している。表面３７ａは、二次転写ベルト３１の幅方向全域に接触している。また、二次転写ベルト３１の張架力によって撓まないように、ベルト案内部材３７は硬質樹脂によって形成されている。

なお、本実施形態では、フッ化化合物によってコートされた表面３７ａを有するベルト案内部材３７を用いているが、ベルト案内部材３７全体をフッ素系樹脂によって形成してもよい。また、ベルト案内部材３７に高分子ポリエチレンシートを貼り付け、これを二次転写ベルト３１の内側面に接触させる構成であってもよい。このように低摩擦部材によって表面３７ａ、又はベルト案内部材３７を構成することで、ベルト案内部材３７と二次転写ベルト３１の裏面との摺動性を向上させ、二次転写ベルト３１の経時的な摩耗を抑制することが可能になる。

[クリーニングブレード３４]
クリーニングブレード３４は、二次転写ベルト３１に付着したトナーＴ２を除去する転写部材清掃手段である。クリーニングブレード３４はウレタンゴム製であり、二次転写ベルト駆動ローラ３３上において、その先端部が二次転写ベルト３１に接触している。また、クリーニングブレード３４で掻き落されたトナーＴ２は、廃トナー容器３８に収容されるように構成されている。

[第１の領域α、第２の領域β]
図２に示すように、中間転写ベルト８と二次転写ベルト３１との間には、両ベルトの移動方向上流側から順に、「第１の領域α」と「第２の領域β」が形成されている。これらの領域は、以下のようにして形成されるものである。

「第１の領域α」は、ベルト案内部材３７の作用によって形成される二次転写ベルト３１と中間転写ベルト８とが接触している部分である。ベルト案内部材３７が所定の侵入量で中間転写ベルト８の方向に突出することによって、この接触部分、即ち「第１の領域α」が形成される。搬送されてくる転写材Ｐは、「第１の領域α」において、中間転写ベルト８と二次転写ベルト３１とによって挟まれ、二次転写ニップ部まで搬送される。即ち「第１の領域α」は、「転写前ニップ部」と言い換えることができる。なお、後述するように二次転写ローラ１０には転写電圧が印加されているので、この影響により、「第１の領域α」では転写材Ｐを中間転写ベルト８に対して静電吸着させることができる。よって、転写材Ｐを中間転写ベルト８に確実に接触させることができ、その上で中間転写ベルト８、転写材Ｐ、及び二次転写ベルト３１を一体としてほぼ等速で搬送することが可能になる。

「第２の領域β」は、二次転写ローラ１０と対向ローラ１５とが圧接することで形成される領域であって、上述した二次転写ニップ部に相当する領域である。上述したように、二次転写ローラ１０は電圧印加部に接続されており、対向ローラ１５は接地されているので、二次転写ローラ１０に転写電圧が印加されることにより、「第２の領域β」には転写電界が形成されることになる。よって、「第１の領域α」から搬送されてきた転写材Ｐが「第２の領域β」に進入すると、「第２の領域β」において中間転写ベルト８に担持されているトナー像Ｔ１が静電的に転写材Ｐ上に二次転写されることになる。なお、ここで説明した「第１の領域α」と「第２の領域β」は、転写材の搬送方向において互いに連続した領域である。

（１−３：転写材の搬送経路）
二次転写ユニット３９における転写材Ｐの搬送経路について説明する。給送部２０から搬送された転写材Ｐは、転写前搬送ローラ１３でタイミングを合わされ、さらに転写前ガイド１６にガイドされた状態で、まず、その搬送方向先端が二次転写ベルト３１に接触する。本実施形態では、転写材Ｐの搬送方向先端が、二次転写ベルト３１表面におけるベルト案内部材３７近傍に接触する。

二次転写ベルト３１表面は滑り性に優れているので、搬送方向先端が接触した転写材Ｐは、その後、二次転写ベルト３１表面を「第１の領域α」に向けて滑るようにガイド、搬送される。なお、「第１の領域α」への突入ポイントには剛性を有するベルト案内部材３７が設けられているので、転写材Ｐの坪量が大きい場合も、転写材Ｐを確実に「第１の領域α」にガイドすることができる。

このように本実施形態では、搬送されてくる転写材Ｐの搬送方向先端を、まず二次転写ベルト３１に接触させた後に、転写材Ｐを二次転写ベルト３１と中間転写ベルト８との転写前ニップ部、転写ニップ部に搬送している。即ち、中間転写ベルト８に接触することなく、転写材Ｐを「第１の領域α」（転写前ニップ部）に搬送することが可能である。これにより、「縁なし印刷」時において、転写材Ｐの搬送方向先端が中間転写ベルト８に担持されているトナー像を削り取ることで生じる画像欠損を防止することができる。また、転写材Ｐの搬送方向先端のエッジ部に付着する、削り取られたトナーの付着量を減少させることも可能になる。

さらに本実施形態では、ベルト案内部材３７を設けることによって、「第１の領域α」（転写前ニップ部）において転写材Ｐを中間転写ベルト８に確実に接触させ、強く接触している状態、即ち、密着性が保たれた状態で転写材Ｐを「第２の領域β」に搬送している。これによると、転写不良の問題を生じることなく、高品質な画像を形成することが可能になる。

ここで、上述した「画像欠損」の問題、転写不良の問題を防止可能なメカニズムについて、以下で詳しく説明する。

（１−４：「画像欠損」を防止可能なメカニズム）
中間転写ベルトに担持されているトナー像を、転写材の搬送方向先端によって削り取ることで生じる「画像欠損」は、特に「縁なし印刷」モードが選択された場合に生じる問題である。図４、図５を参照して、「画像欠損」が生じるメカニズム、及びそれを防止可能なメカニズムについて説明する。

図４に示すように通常の画像形成装置では、転写材Ｐの搬送方向先端が、まず、中間転写ベルト８０に接触するように構成されている。特に「縁なし印刷」モードでは、中間転写ベルト８０上には転写材Ｐのサイズよりも大きなトナー像が形成されているので、転写材Ｐの搬送方向先端は、ほとんどの場合、中間転写ベルト８０上のトナー像Ｔ１に接触することになる。そして、搬送方向先端が中間転写ベルト８０に接触すると、転写材Ｐは図中点線で示すように、転写前ガイド１６０を支点として、中間転写ベルト８０の移動に伴ってその姿勢を変化させる。なお、図中１００は二次転写ローラ、１１０は張架ローラ、１３０は転写前搬送ローラ、１５０は対向ローラである。

図５に、図４で示す転写材Ｐの姿勢変化を拡大した図を示す。図中Ｐ_０は、姿勢変化を起こす前の転写材Ｐの搬送方向先端の接触点であり、Ｐ_１は、姿勢変化を起こした状態の転写材Ｐの搬送方向先端の接触点である。

転写材Ｐは、転写前搬送ローラ１３０によって搬送され、搬送方向先端がＰ_０に突入してからＰ_１へ到達した状態では、転写材Ｐは距離ａ搬送されていることになる。このとき中間転写ベルト８が転写材Ｐの搬送方向先端と一体となってＰ_０からＰ_１に到達するためには、中間転写ベルト８は距離ａ＋ｂ進む必要がある。しかし、転写材Ｐと中間転写ベルト８はそれぞれ速度Ｖの等速で搬送されているため、中間転写ベルト８が実際に進む距離はａであり、距離ｂの分だけ転写材Ｐが中間転写ベルト８に対して先に進むことになる。これにより、中間転写ベルト８に担持されているトナー像Ｔ１と転写材Ｐの搬送方向先端
とが擦れることになり、転写材Ｐの搬送方向先端に画像欠損が生じる。

これに対して本実施形態に係る画像形成装置では、二次転写ベルト３１上を滑るように搬送された転写材Ｐの搬送方向先端が、中間転写ベルト８に接触することなく、「第１の領域α」に導入されている。その上で中間転写ベルト８、転写材Ｐ、及び二次転写ベルト３１が一体となって等速で搬送されるため、上述したような画像欠損が生じない。

さらに本実施形態に係る画像形成装置では、「第１の領域α」における転写材Ｐの搬送方向と「第２の領域β」における転写材Ｐの搬送方向とがほぼ同一方向である。この構成によっても、「画像欠損」を防止することを可能にしている。即ち、特許文献２に開示されているような構成（図１２）では、転写直前ニップ部α、転写ニップ部βとが湾曲した形状で連続しているので、「画像欠損」が生じてしまうことは既に説明した。

これに対して本実施形態では、「第１の領域α」における転写材Ｐの搬送方向と「第２の領域β」における転写材Ｐの搬送方向とがほぼ同一方向であるので、二次転写ニップ部を通過した転写材Ｐの搬送方向先端によってトナー像が削り取られる虞がない。よって、「画像欠損」の防止することが可能になる。その結果、本実施形態に係る画像形成装置では、転写材Ｐの縁までトナー像を綺麗に形成することが可能となる。

なお、図１１（ａ）に、本実施形態の構成によって転写材Ｐに画像形成を行った後における、転写材Ｐの搬送方向先端エッジ部のトナー付着領域を示す。図示するように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、従来（図１１（ｂ））場合と比較して、搬送方向先端エッジ部に付着するトナー量を大幅に低減できることがわかる。

（１−５：転写不良を防止可能なメカニズム）
本発明で問題とする転写不良とは、「トナーの飛び散り」と「転写抜け」といわれる現象である。ここで、「トナーの飛び散り」とは、転写材Ｐ上に形成されているトナー像において、イメージ部分（トナーが存在する部分）に付着しているトナーが、イメージ部分以外の領域に広がる現象である。この現象が生じると、文字等の線図が滲んだような画像になる。以下、「トナーの飛び散り」が生じるメカニズムを説明する。

転写材Ｐと中間転写ベルトとの間に充分な密着性が得られないまま転写材Ｐの搬送方向先端が二次転写ニップ部に導入されると、転写材Ｐと中間転写ベルトとの間に空隙がある状態で転写材Ｐと中間転写ベルトとの間に転写電界が生じることになる。一方で、トナーは転写電界から受ける力によって中間転写ベルトから転写材Ｐに移動しようとする。しかし、中間転写ベルトと転写材Ｐとの間に空隙があるので、その間をトナーが飛翔、すなわち、空隙というトナーにとって長い距離を移動することとなり、トナーの移動が不安定になる。

また、トナーは一定の電荷を有し、トナー同士で静電的に反発をする傾向を有する。よって、空隙があることにより、転写の過程でトナーが転写材Ｐ上に付着する領域が広がる現象が生じることになる。この現象が「トナーの飛び散り」に繋がる。

一方、「転写抜け」とは放電による画像欠損で、いわゆる放電模様を伴うことが多い。特にハーフトーン画像上では、その模様が現われ易い。放電による「転写抜け」のメカニズムを以下に説明する。

上述のように、中間転写ベルトと転写材Ｐとが十分に密着せずに転写材Ｐが転写ニップに進入すると、空隙に転写電界が生ずる。この空隙部の転写電界がパッシェン則を超えると、空隙部で放電が発生し、空隙付近にあるトナーには、その帯電極性が反転するものが
でてくる。例えば、マイナス帯電しているトナーの極性が反転してプラス極性となる。

すると、極性が反転したトナーは、転写工程によって、本来移動する方向と逆行することになり、トナーが転写材Ｐに到着しなくなる。そして、トナーが到着しない部分は、トナー像が抜けている状態になり、「転写抜け」として現れる。これが放電による「転写抜け」のメカニズムである。

これに対して本実施形態では、「第１の領域α」において転写材Ｐと中間転写ベルト８とを十分に接触させることができ、その状態で転写材Ｐを「第２の領域β」、即ち二次転写ニップ部に搬送することができる。よって、上述した「トナーの飛び散り」、「転写抜け」を防止することができ、画像品質を向上させることが可能になる。

（１−６：ベルト案内部材の侵入量）
図８を参照して、本実施形態におけるベルト案内部材３７の中間転写ベルト８方向への侵入量について説明する。図８は、ベルト案内部材３７の侵入量（ｍｍ）を変化させた場合におけるトナー汚れ率（％）の変化を示したものである。なお、ここでいう侵入量（ｍｍ）とは、ベルト案内部材３７を二次転写ベルト３１の内側面に接触させた状態（二次転写ベルト３１に軌道変化がない状態）から、ベルト案内部材３７を中間転写ベルト８方向へ押圧した際の侵入量（ｍｍ）を指す。また、トナー汚れ率（％）とは、転写材Ｐの搬送方向先端エッジのエッジ面積全体に対するトナー付着領域の面積の割合を指す。

ベルト案内部材３７を中間転写ベルト８の方向に０．５ｍｍ侵入させた場合、転写材Ｐの搬送方向先端エッジ部のトナー汚れ率は約３０％程度であった。これに対し、ベルト案内部材３７を中間転写ベルト８の方向に１ｍｍ侵入させた場合、転写材Ｐの搬送方向エッジ部のトナー汚れ率は約４０％であった。従来の構成によると、トナー汚れ率は６０％〜８０％であるので（図１１（ｂ））、「画像欠損」の問題が改善されていることが確認できる。

しかし侵入量が０．５ｍｍの時よりも１．０ｍｍの時の方がトナー汚れ率が高くなっていることからわかるように、ベルト案内部材３７の侵入量が多すぎてもトナー汚れ率は高くなってしまう。これは、ベルト案内部材３７を中間転写ベルト８の方向へ侵入させ過ぎると、「第１の領域α」と「第２の領域β」のそれぞれにおける転写材Ｐの搬送方向が相違することになり、湾曲した二次転写ニップが形成されることに因る。即ち、ベルト案内部材３７の中間転写ベルト８方向への侵入量は０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下とすることが好ましい。

なお、ベルト案内部材３７を設けない場合（侵入量が０ｍｍの場合）であっても、本実施形態の構成では二次転写ニップ部が湾曲した搬送経路とはならないので、従来と比較すると「画像欠損」の程度を抑えることは可能である。実際に、転写材Ｐの搬送方向先端エッジ部のトナー汚れ率は５０％程度となり、従来のそれと比較すると低減していることが確認された。しかしながら、この場合は、転写材Ｐの搬送方向先端と中間転写ベルト８との間に十分な密着性が得られないまま転写材Ｐが二次転写ニップ部に導入されることになる。よって、「トナーの飛び散り」や、放電による「転写抜け」が生じることになる。

（１−７：ベルト案内部材の形態について）
図３に示すように、本実施形態では、一部のみが曲面で構成されているブロック状のベルト案内部材３７を用いている。ベルト案内部材３７における曲面部分を二次転写ベルト３１の内側面に接触させることで、二次転写ベルト３１の移動方向を案内しつつ、両者が滑らかに摺動するようにしている。また、ベルト案内部材３７を設けることにより、「第１の領域α」「第２の領域β」における転写材Ｐの搬送方向がほぼ同一になるようにして
いる。

一方、「第１の領域α」「第２の領域β」における転写材Ｐの搬送方向をほぼ同一にするという観点からすると、ベルト案内部材３７をローラ状とすることも考えられる。図７に、ベルト案内ローラ４０を有する二次転写ユニット３９の概略構成を示す。

図７に示すように、ベルト案内ローラ４０を設ける場合であっても、「第１の領域α」「第２の領域β」における転写材の搬送方向はほぼ同一となる。しかしこの場合、「トナー飛び散り」を防止するためにベルト案内ローラ４０は接地される必要があるので、ベルト案内ローラ４０は、転写電圧が印加される二次転写ローラ１０と所定の寸法離して配置される必要がある。このため、ベルト案内ローラ４０を採用した場合、「第１の領域α＋第２の領域β＞Ｒ1＋Ｒ２」の関係になる。

すると、転写材Ｐは、転写電界が形成されている「第２の領域β」よりも二次転写ベルト３１の移動方向上流側に大きく離れた位置で中間転写ベルト８に接触し始めることになる。このため、「第１の領域α」における転写材Ｐの搬送方向上流側では、二次転写ローラ１０に印加された電圧によって転写材Ｐ又は中間転写ベルト８が帯電する可能性は低い。また、帯電していたとしても、その電位はきわめて低くなっている。

従って、「第１の領域α」の特に転写材Ｐの搬送方向上流側では、転写材Ｐと中間転写ベルト８表面とが静電的に強く吸着しあった状態で密着することはない。このため、中間転写ベルト８に発生したわずかなカールによる表面の凹凸やたるみなどに転写材Ｐが追従しきれず、両者の密着性が低下してしまう。

また、中間転写ベルト８と転写材Ｐとの接触性が低いと、「第１の領域α」で、転写材Ｐが中間転写ベルト８に対してわずかにズレ動くことがある。これによって、中間転写ベルト８表面と転写材Ｐとの間に存在するトナー像の一部が乱され、この乱れにより、「第２の領域β」を通過した転写材Ｐ上に転写されているトナー像には、濃度が局部的に薄くなった「転写抜け」が発生し、画質が劣化する虞がある。

これに対して、ベルト案内ローラ４０を採用することで生じる上述の課題を解決するためには、ベルト案内ローラ４０の径を極力小さくすることが考えられる。しかし、ベルト案内ローラ４０の径が小さすぎると、二次転写ベルト３１にカール癖が付き、これによって二次転写ベルト３１による転写材Ｐの搬送速度が微小に変化して場合がある。搬送速度が変化してしまうと、転写材の搬送方向において濃淡が生じる転写ムラが発生してしまう可能性がある。

そこで本実施形態では、図６に示すように、一部のみが曲面で構成されているブロック状のベルト案内部材３７を用いている。これによると、曲面部分で二次転写ベルト３１を案内しつつ、転写電界が生じている領域（第２の領域β）に対して「第１の領域α」全域を近づけることができる。即ち、「第１の領域α＋第２の領域β＜Ｒ1＋Ｒ２」の関係と
なり、「第１の領域α」のほぼ全域において、転写材Ｐを中間転写ベルト８に静電的に確実に密着させることができる。

さらに、本実施形態のベルト案内部材３７は、ベルト案内ローラ４０とは異なり、その形状やサイズ、或いはその設置位置を実質的に自由に設定できる。その上で、ベルト案内部材３７の曲率半径Ｒ１を大きくすることも可能である。曲率半径Ｒ１は、５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上に設定されているとよい。曲率半径Ｒをこのように大きく設定することにより、ベルト案内部材３７によって案内されながら移動する二次転写ベルト３１にカール癖がつくことを抑制でき、二次転写ベルト３１のカール癖に起因するトナー像の
転写ムラの発生を抑えることができる。また、ベルト案内部材３７の曲率半径を大きくすると、転写材Ｐの中間転写ベルト８への導入をよりスムーズにすることができ、転写材Ｐが中間転写ベルト８に強く突入した場合に発生する画像ショックの問題を防止することもできる。

なお、上述したように、ベルト案内部材３７の表面３７ａは低摩擦部材で構成されているが、ベルト案内部材３７は固定配置されているので、ベルト案内部材３７との接触は、二次転写ベルト３１が移動する際のベルト搬送抵抗をもたらすことになる。この場合、ベルト案内部材３７に若干の搬送抵抗が作用することにより、「第１の領域α」と「第２の領域β」には、二次転写ベルト３１に常に張力が発生することになる。しかし、この構成により、次の効果を得ることができる。

即ち、二次転写ベルト３１の「第１の領域α」と「第２の領域β」に二次転写ベルト３１の波打ちが発生すると転写ムラが発生することがある。さらには、転写抜けが発生する可能性もある。しかし、本実施形態のように二次転写ベルト３１における「第１の領域α」と「第２の領域β」に張力が生じていれば、この張力によってベルト波打ちが防止され、転写ムラ、転写抜けの発生を抑えることができる。

（１−８：本実施形態の効果）
本実施形態に係る画像形成装置によれば主に以下の効果を得ることができる。
・二次転写を行う過程では、転写材Ｐの搬送方向先端を、まず二次転写ベルト３１に接触させている（転写材の先端を、最初に中間転写ベルト８には接触させない）。これにより、「縁なし印刷」を行う際に、転写材Ｐの搬送方向先端によって中間転写ベルト８に担持されているトナー像が掻き取られる虞がなく、「画像欠損」の発生を防止できる。
・搬送方向先端が二次転写ベルト３１に接触させられた転写材Ｐは、二次転写ニップ部である「第２の領域β」に搬送される前に、転写前ニップ部である「第１の領域α」に搬送される。「第１の領域α」では、ベルト案内部材３７による押圧により、中間転写ベルト８と二次転写ベルト３１とが十分に密着しているので、中間転写ベルト８と転写材Ｐとを十分に密着させることができる。よって、密着性が不十分の場合で二次転写を行った時に生じる、「トナーの飛び散り」や、放電による「転写抜け」の問題を防止することができる。
・転写前ニップ部である「第１の領域α」と、二次転写ニップ部である「第２の領域β」とは、互いに連続する領域であると共に、各々の領域を搬送される転写材Ｐの搬送方向が、両領域でほぼ同一方向となっている。特許文献２に記載の発明のように、転写前ニップ部と二次転写ニップ部とで転写材の搬送方向が異なり、即ち湾曲した搬送経路でトナー像が二次転写される場合は「画像欠損」が生じてしまうが、本実施形態によれば、「画像欠損」の発生を防止できる。
・本実施形態では、上述したように、「第１の領域α＋第２の領域β＜Ｒ1＋Ｒ２」の
関係となるので、「第２の領域β」で生じている転写電界の影響により、「第１の領域α」において転写材Ｐを中間転写ベルト８に静電的に確実に密着させることができる。

以上より、本実施形態によれば、「縁なし印刷」を行う際に、「トナーの飛び散り」や「転写抜け」の問題を防止しつつ、転写材の搬送方向先端によってトナー像が削り取られることによる画像欠損やエッジ部へのトナーの付着の問題を解決することができる。

なお、上記説明では「縁なし印刷」を行う際の「トナーの飛び散り」や「転写抜け」について説明した。しかし付言すると、「トナーの飛び散り」や「転写抜け」は、「縁なし印刷」以外の時でも発生する可能性がある。また、上述したように、連続する転写材の間隔が極端に短い場合等でも、画像欠損やエッジ部へのトナーの付着の問題は発生する可能性がある。しかしながら、本実施形態の構成により、連続する転写材の間隔が極端に短い
場合等でも、「トナーの飛び散り」や「転写抜け」を防止しつつ、画像欠損やエッジ部へのトナーの付着の問題を解決することが可能である。

＜第２実施形態＞
図９、図１０を参照して、本発明を適用可能な第２実施形態に係る画像形成装置について説明する。なお、画像形成装置の概略構成等は第１実施形態と同一であり、ベルト案内部材の構成のみ、第１実施形態と異なる。よって、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、ここではベルト案内部材の構成についてのみ説明を行う。

（２−１：ベルト案内部材の概略構成）
図９に、本実施形態におけるベルト案内部材４１の概略構成を示す。ベルト案内部材４１には、曲面部分が形成されている方の表面に、発泡ウレタンゴム材等の弾性体によって構成された弾性層４１ａが設けられている。弾性層４１ａは、ベルト案内部材４１の幅方向（図９の手前から奥方向）全域に設けられている。弾性層４１ａの厚みは、弾性層４１ａの硬度とのバランスを考慮して２．０ｍｍ〜５．０ｍｍに設定されており、硬度はアスカーＣ硬度で６０度以下に設定されている。

弾性層４１ａの表面は、高分子ポリエチレンシート４１ｂによって覆われている。高分子ポリエチレンシート４１ｂの一端（固定端）はベルト案内部材４１の貼り付け面４１ｃに固定されており、弾性層４１ａを覆った状態で他端は自由端となっているので、高分子ポリエチレンシート４１ｂは、固定端を支点として揺動可能である。即ち、本実施形態におけるベルト案内部材４１は、弾性を有したベルト案内部材といえる。

本実施形態では、このような構成を有するベルト案内部材４１を、高分子ポリエチレンシート４１ｂを二次転写ベルト３１の裏面（内側面）に接触させた状態（裏面に対して高分子ポリエチレンシート４１ｂが揺動可能な状態）で二次転写を行っている。

図１０に、本実施形態における二次転写ユニット３９の概略構成を示すが、高分子ポリエチレンシート４１ｂの固定端が二次転写ベルト３１の移動方向上流側となるように、ベルト案内部材４１が固定配置されている。この構成では、弾性層４１ａの表面を覆っている高分子ポリエチレンシート４１ｂが二次転写ベルト３１を裏面から持ち上げた（中間転写ベルト８方向に押圧する）状態で、高分子ポリエチレンシート４１ｂのみが二次転写ベルト３１の裏面と接触することになる。

（２−２：本実施形態の効果）
本実施形態によれば、第１実施形態で得られる効果に加え、以下の効果を得ることができる。上述したように、「縁なし印刷」を行う際の「画像欠損」の発生を防止するためには、ベルト案内部材を中間転写ベルト８の方向へ所定量侵入させ、「第１の領域α」、「第２の領域β」のそれぞれにおける転写材Ｐの搬送方向をほぼ同一とする必要がある。また、「トナーの飛び散り」や「転写抜け」の問題を防止するためには、「第１の領域α」において転写材Ｐを中間転写ベルト８に確実に密着させる必要がある。一方で、ベルト案内部材の侵入量が大き過ぎても、「画像欠損」等の問題は生じてしまう。即ち、第１実施形態の構成では、ベルト案内部材３７を高精度に位置決めする必要がある。

これに対して本実施形態では、弾性層４１ａを覆うようにして設けられ、さらに揺動可能な高分子ポリエチレンシート４１ｂによって、二次転写ベルト３１を裏面から所定量、中間転写ベルト８の方向へ押し込むようにしている。よって、ベルト案内部材４１の取り付け位置が多少ずれたとしても、高分子ポリエチレンシート４１ｂが確実に二次転写ベルト３１の裏面に当接し、その弾性をもって二次転写ベルト３１を押し込むことができるので、高精度な位置決めを必要としない。

また、高分子ポリエチレンシート４１ｂが弾性層４１ａに接触した状態で、ベルト案内部材３７を中間転写ベルト８の方向へ押し込んで取り付けても、弾性層４１ａが圧縮するので、「第１の領域α」「第２の領域β」の転写材Ｐの搬送方向を同一方向にできる。よって、ベルト案内部材３７の高精度な位置決めを必要とせず、「縁なし印刷」を行う際の「画像欠損」の発生、「トナーの飛び散り」や「転写抜け」の問題を防止することが可能になる。実際に本実施形態の構成で「縁なし印刷」を行った場合、転写材Ｐの搬送方向先端エッジ部のトナー汚れ率（％）は２０％〜４０％（従来の構成では６０％〜８０％）に抑えることができた。

また、低摩擦部材である高分子ポリエチレンシート４１ｂを用い、高分子ポリエチレンシート４１ｂと二次転写ベルト３１とが摺動しているので、二次転写ベルト３１の経時的な摩耗を抑制することができる。

以上より、本実施形態によれば、「縁なし印刷」を行う際に、「トナーの飛び散り」や「転写抜け」の問題を防止しつつ、転写材の搬送方向先端によってトナー像が削り取られることによる画像欠損やエッジ部へのトナーの付着の問題を解決することができる。

＜その他の実施形態＞
上記第１、第２実施形態では、トナー色毎に感光ドラム２を設けたフルカラー画像形成装置について説明した。しかしながら本発明は、モノクロ画像形成装置に対しても適用でき、上述と同様の効果を得ることができる。

上記第１、第２実施形態では、二次転写ベルト３１をクリーニングブレード３４によってクリーニングする構成について説明した。しかし、クリーニング手段はこれに限定されるものではなく、例えばブラシ、ウエブ等の他の物理的なクリーニング手段や、二次転写ベルト３１に電圧を印加可能なクリーニングローラを当接させてトナーを回収する静電的なクリーニング手段であってもよい。

上記第１、第２実施形態では、「転写材担持ベルト」として二次転写ベルト３１を採用し、「像担持ベルト」として中間転写ベルト８を採用する中間転写方式の画像形成装置について説明した。しかしながら本発明は、感光体ベルトから転写材にトナー像を直接転写する「直接転写方式」の画像形成装置に対しても適用可能である。即ち、「転写材担持ベルト」として搬送ベルトを用い、「像担持ベルト」として感光体ベルトを用い、搬送ベルトに担持されている転写材に、感光体ベルトに形成されているトナー像を転写する方式であってもよい。

この場合は、搬送ベルトの内側に上述したベルト案内部材を設け、感光体ベルトと搬送ベルトとのニップ部を転写ニップ部とし、上述のように転写材の搬送経路を好適に設定することで、上記と同様の効果を得ることができる。

以上、ここで説明した＜その他の実施形態＞によっても、「トナーの飛び散り」や「転写抜け」の問題を防止しつつ、転写材の搬送方向先端によってトナー像が削り取られることによる画像欠損やエッジ部へのトナーの付着の問題を解決することができる。

８…中間転写ベルト １０…二次転写ローラ １１…張架ローラ １５…対向ローラ ３１…二次転写ベルト ３７…ベルト案内部材

Claims (6)

1. 転写材を担持し移動可能な無端状の転写材担持ベルトと、
   トナー像を担持し移動可能な無端状の像担持ベルトと、
   前記転写材担持ベルトの内側に設けられている転写ローラと、
   前記像担持ベルトの内側であって前記転写ローラと対向した位置にある対向ローラと、
   前記像担持ベルトの内側であって前記対向ローラよりも前記像担持ベルトの移動方向上流側に設けられている張架ローラと、を備え、
   前記像担持ベルト及び前記転写材担持ベルトを挟んだ状態で前記対向ローラと前記転写ローラとが対向することで形成される転写ニップ部において、前記像担持ベルトに担持されているトナー像を転写材に転写する画像形成装置において、
   前記像担持ベルトの移動方向における前記張架ローラより下流側、且つ、前記対向ローラよりも上流側の部分に対向し、前記転写材担持ベルトの内側において前記転写ローラよりも前記転写材担持ベルトの移動方向上流側に設けられており、前記転写材担持ベルトの内側面を前記像担持ベルトに向かって押圧して前記転写材担持ベルトの移動を案内するベルト案内部材が設けられており、
   前記ベルト案内部材によって形成される前記転写材担持ベルトと前記像担持ベルトとの接触部分を搬送される転写材の搬送方向と、前記転写ニップ部を搬送される転写材の搬送方向とが、同一方向であると共に、
   トナー像を転写材に転写する際は、
   転写材の搬送方向先端を前記転写材担持ベルトに当接させ、その後、転写材を前記接触部分に搬送したのちに、前記転写ニップ部に転写材を搬送してトナー像を転写することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ベルト案内部材は、
   フッ素系樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ベルト案内部材は、
   フッ化化合物によってコートされた表面を有しており、前記転写材担持ベルトの内側面に対して、該表面が接触す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。
4. 前記ベルト案内部材には、
   高分子ポリエチレンシートが設けられており、前記転写材担持ベルトの内側面に対して、前記高分子ポリエチレンシートが接触す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。
5. 前記ベルト案内部材には弾性層が設けられており、
   前記高分子ポリエチレンシートは、
   前記高分子ポリエチレンシートが前記弾性層を覆うように、かつ固定端を支点として前記転写材担持ベルトの内側面に対して揺動可能となるように、一端が固定されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記ベルト案内部材を前記転写材担持ベルトの内側面に接触させた状態から、前記像担持ベルトの方向に０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下の侵入量で前記ベルト案内部材を侵入させることによって、前記転写材担持ベルトの内側面を、前記ベルト案内部材によって押圧していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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