JP5967060B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特にエンボス紙など表面に凹凸がある用紙に対してトナー画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真方式のプリンター、複写機等の画像形成装置においては、トナー画像を感光体等の像担持体上に形成し、形成したトナー画像を用紙上に転写し、その後、加熱・加圧定着することによりトナー画像が形成された用紙を得る。

近年、複写機やプリンターの用途が拡大し、表面が平滑な普通紙だけなく、表面にエンボス加工を施したエンボス紙をはじめ、多様な紙質の用紙が使用されるようになってきた。

エンボス紙のような凹凸が大きい用紙においては凹部ではトナーの転写性が不十分となり、画像の均一性が低下するという問題がある。

特許文献１、２に開示された画像形成装置では、転写前の帯電ロールによってエンボス紙の転写面に対してトナーと逆極性の電荷を付与することで、転写後画像の均一性向上を図っている。

特許文献３では、エンボス紙に対して電極等の転写前電荷付与手段により、予め用紙の凸部に対してのみトナーと同極性の電荷を付与する画像形成装置が開示されている。これにより、二次転写ニップ内では相対的に凹部に凸部よりも強い転写電界を形成することができ、凹部に最適化された二次転写バイアスを設定することで紙面全体にわたって転写後画像の均一性向上を図っている。

特開２００６−２６７４８６号公報 特開２００８−１８５８９０号公報 特開２００８−２６２０８５号公報

しかしながら、特許文献１、２の技術では、帯電ロールによってエンボス紙に付与した電荷量が不足した場合には、エンボス紙の凹部に対してトナーの転写が上手く行われずに画像の均一性が不十分となる。一方で、エンボス紙に対して付与した電荷量が過剰となった場合には、凹部のトナーの転写性に対してはトナーの転写性向上が期待できるが、凸部では過剰な電荷量によって局所的なトナーへの放電が発生し、いわゆる転写ハジキ、チリ等といった新たな転写不良が発生することになる。

また、特許文献３の技術は、用紙の凸部に転写電界をキャンセルする電荷を付与することで、凸部でトナーへの放電に伴う転写不良を発生し難くするものである。この技術は、凹部に着目した場合には、転写性の改善を二次転写バイアスを大きくすることで達成するものである。しかし、エンボス紙のような凹凸が大きい用紙では二次転写バイアスを大きくしたとしても転写性改善には限界があり、凹部の転写性が十分に改善する前に、逆にトナーへの放電に起因する転写不良が発生するために、凹部の転写性向上と、放電による転写不良の改善とが両立しないという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、エンボス紙のような凹凸がある用紙に対して、凹部での転写性向上と凸部での放電による転写不良の改善とを両立させた画像形成装置を提供することを目的とする

（１）像担持体上にトナー画像を形成する画像形成手段と、
記録媒体を搬送する搬送手段と、
転写ニップにおいて、前記搬送手段により搬送された記録媒体に対して、前記像担持体上に形成されたトナー画像を転写する転写手段と、
前記転写ニップよりも搬送方向上流側において、前記搬送手段により搬送された記録媒体に対して、トナーの正規帯電極性と逆極性の電荷を付与する転写前帯電手段と、
前記転写ニップよりも搬送方向上流側において、前記転写前帯電手段により記録媒体表面に付与された電荷の一部であって、記録媒体表面の凹凸に対応して、トナーが転写される側の記録媒体表面から所定の深さまでの記録媒体表面に付与された電荷を除去する除電手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
（２）前記除電手段は、搬送された記録媒体のトナーが転写される側の面に接触する除電上ローラー、および該除電上ローラーとの間で搬送ニップを形成する除電下ローラーとを備え、該除電上ローラーにより、搬送された記録媒体表面の凹凸に対応して、前記トナーが転写される側の記録媒体表面から所定の深さまでの記録媒体表面に付与された電荷を除去することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
（３）像担持体上にトナー画像を形成する画像形成手段と、
記録媒体を搬送する搬送手段と、
転写ニップにおいて、前記搬送手段により搬送された記録媒体に対して、前記像担持体上に形成されたトナー画像を転写する転写手段と、
前記転写ニップよりも搬送方向上流側において、前記搬送手段により搬送された記録媒体に対して、トナーの正規帯電極性と逆極性の電荷を付与する転写前帯電手段と、
前記転写ニップよりも搬送方向上流側において、前記転写前帯電手段により記録媒体表面に付与された電荷の一部であって、記録媒体表面の凹凸に対応した電荷の一部を除去する除電手段と、
を有し、
前記除電手段は、搬送された記録媒体のトナーが転写される側の面に接触する除電上ローラー、および該除電上ローラーとの間で搬送ニップを形成する除電下ローラーとを備え、該除電上ローラーにより、搬送された記録媒体表面の凹凸に対応した記録媒体表面に付与された電荷の一部を除去することを特徴とする画像形成装置。

（４）前記除電手段は、前記電荷の一部として、記録媒体表面の凹部以外に付与された電荷を除去することを特徴とする（３）に記載の画像形成装置。

（５）前記転写前帯電手段は、搬送された記録媒体のトナーが転写される側の面に接触する帯電上ローラー、および該帯電上ローラーとの間で搬送ニップを形成する帯電下ローラーとを備え、
前記帯電上ローラーの硬度は、前記除電上ローラーの硬度よりも小さいことを特徴とする（２）または（３）に記載の画像形成装置。

（６）前記転写前帯電手段は、搬送された記録媒体のトナーが転写される側の面に接触する帯電上ローラー、および該帯電上ローラーとの間で搬送ニップを形成する帯電下ローラーとを備え、
前記帯電上ローラーの硬度は、前記除電上ローラーの硬度と同一であり、前記転写前帯電手段における搬送ニップでの押圧力は、前記除電手段における搬送ニップでの押圧力よりも大きいことを特徴とする（２）または（３）に記載の画像形成装置。

（７）前記像担持体は中間転写ベルトであり、
前記転写手段は前記中間転写ベルトの内周面側に配置された対向ローラー、および前記対向ローラーとの間で前記転写ニップを形成する二次転写ローラーとを備え、
前記除電上ローラーは、内部ローラーおよび該内部ローラーを被覆する表層を備え、
前記表層は、前記中間転写ベルトと同じ材料で構成されていることを特徴とする（２）から（６）のいずれかひとつに記載の画像形成装置。

（８）さらに、前記内部ローラー、前記除電下ローラーはそれぞれ、前記対向ローラー、前記二次転写ローラーと同じ材料で構成されていることを特徴とする（７）に記載の画像形成装置。

（９）前記内部ローラー、前記除電下ローラーの硬度はそれぞれ、前記対向ローラー、前記二次転写ローラーと同じ硬度であることを特徴とする（７）または（８）に記載の画像形成装置。

（１０）前記除電手段の搬送ニップにおける前記内部ローラーと前記除電下ローラーとの押圧力は、前記転写ニップにおける前記対向ローラーと前記二次転写ローラーとの押圧力と同一に設定されていることを特徴とする（７）から（９）のいずれかひとつに記載の画像形成装置。

（１１）トナーの正規帯電極性と同極性の電圧を前記除電手段に供給する電源を備えていることを特徴とする（１）から（１０）のいずれかひとつに記載の画像形成装置。

本願発明に係る画像形成装置は、エンボス紙のような凹凸がある記録媒体に対して、転写前帯電手段で電荷を付与し、その付与した電荷の一部電荷の一部であって、記録媒体表面の凹凸に対応した電荷の一部を除電手段で除去し、その後に転写手段によりトナーを記録媒体上に転写するという構成を備えている。このような構成を備えることから、凹凸がある記録媒体に対しても、凹部での転写性向上と凸部での放電による転写不良の改善とを両立させることができるので高品質な画像を形成可能となる。

画像形成装置Ａの全体を示す図である。 画像形成装置Ａの制御ブロック図である。 二次転写部３０の周辺を示す拡大図である。 図３の構成を模式的に示した図である。 エンボス紙のような表面に凹凸がある用紙における従来技術における転写不良発生のメカニズムを説明する模式図であり、図５（ａ）は、従来技術における転写ニップＮｔでの用紙Ｓの状態、図５（ｂ）は転写ニップＮｔを抜けた直後の用紙Ｓの状態を示している。 搬送される用紙Ｓの状態を示す模式図であり、図６（ａ）は、転写前帯電部８０のニップＮ８を通過した直後の用紙Ｓの状態、図６（ｂ）は転写前除電部９０のニップＮ９を通過した直後の用紙Ｓの状態、図６（ｃ）は転写ニップＮｔでの用紙Ｓの状態、図６（ｄ）は転写ニップＮｔを通過した直後の用紙Ｓの状態をそれぞれ示す。 第２の実施形態における画像形成装置Ａの要部を示す図である。 第３の実施形態における画像形成装置Ａの要部を示す図である。 第４の実施形態における画像形成装置Ａの要部を示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面、および本願明細書において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

（画像形成装置）
図１、図２に基づいて本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１は、画像形成装置Ａの全体を示す図、図２は画像形成装置Ａのブロック図である。

画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写ベルト６と給紙装置２０及び定着装置３０等から構成されている。

画像形成装置Ａの上部には、スキャナーＳＣが設置されている。原稿台上に載置された原稿はスキャナーＳＣの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、制御手段において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。

なお本願明細書においては構成要素を総称する場合にはアルファベットの添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成要素を指す場合にはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の添え字を付した参照符号で示す。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃ、及びブラック（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体１の周囲に配置された帯電極２、露光部３、現像装置４及びクリーニング部５を有する（Ｍ、Ｃ、Ｋについては一部の参照符号を省略）。

感光体１は、例えば、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層がドラム状の金属基体の外周面に形成されてなる有機感光体よりなり、搬送される用紙Ｓの幅方向（図１において、紙面に対して垂直な方向であり、以下「軸方向」ともいう）に伸びる状態で配設されている。感光層を構成する樹脂としては、例えばポリカーボネイト等を例示することができる。

現像装置４はそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の異なる色の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。２成分現像剤は、フェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として顔料あるいはカーボンブラック等の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなる。キャリアは粒径１０〜５０μｍ、飽和磁化１０〜８０ｅｍｕ／ｇ、トナーは粒径４〜１０μｍ、トナーの帯電特性は負帯電特性であり平均電荷量としては−２０〜−６０μＣ／ｇである。２成分現像剤としてはこれらのキャリアとトナーとを、トナー濃度４〜１０質量％になるよう混合したものを用いている。

ベルト状の中間転写ベルト６は、複数のローラーにより、回転可能に支持されている。中間転写ベルト６は、体積抵抗率６〜１２ＬＯＧΩ・ｃｍのシームレスのベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性シームレスベルトである。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋよりそれぞれの感光体１上に形成された各色のトナー画像は、回転する中間転写ベルト６上へ一次転写ローラー７により逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。一方、画像転写後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは各色のクリーニング部５のブラシローラーにより残留トナーが除去される。

給紙装置２０は、用紙収納部２９１、２９２、２９３、第１給紙部２１、給紙ローラー２２、レジストローラー２３を備える。レジストローラー２３は、不図示のクラッチ、およびモータに接続されており、停止、回転制御を行うことで、中間転写ベルト６上に形成されたトナー画像が転写ニップＮｔに到達するタイミングに同期させて、用紙Ｓが転写ニップＮｔに到達するように用紙Ｓを搬送させるものである。

用紙収納部２９１、２９２、２９３には複数枚の用紙Ｓが収容可能であり、収容された用紙Ｓは、第１給紙部２１により給紙され、給紙ローラー２２、レジストローラー２３により、搬送方向下流の二次転写部３０へ搬送される。

搬送された用紙は、転写前帯電部８０、転写前除電部９０を経て二次転写部３０に搬送され、二次転写部３０の転写ニップＮｔにおいて、中間転写ベルト６上に形成されたカラー画像は用紙Ｓ上に転写される（二次転写）。

定着装置４０においてカラー画像が転写された用紙Ｓに対して熱と圧力とを加えることにより、用紙Ｓ上にカラートナー画像（あるいはトナー画像）が固定される。その後、排紙搬送路に設けられた排紙ローラー２５から排出され、機外の排紙トレイ上に載置される。

一方、二次転写部３０により用紙Ｓにカラー画像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写ベルト６は、ベルトクリーニング部６１により残留トナーが除去される。

用紙Ｓの両面に複写する場合には、用紙Ｓの第１面に形成した画像を定着処理した後、用紙Ｓを分岐板により排紙搬送路から分岐させ、両面搬送路２４に導入して表裏反転してから再び給紙ローラー２２等を経て搬送される。用紙Ｓの第２面には、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって中間転写ベルト６上に形成されたトナー画像が転写され、定着装置４０により加熱定着処理された後、排紙ローラー２５によって装置外に排出される。

図２は、画像形成装置Ａの制御ブロック図である。なお、同図では本実施形態の動作説明に必要な要部を中心に記載してあり、その他の画像形成装置として既知の部分については省略してある。

ＣＰＵ１１はプログラムに従って画像形成装置Ａの各種制御を実行する制御手段として機能する。ＲＯＭ１２は、各種制御するためのプログラムやデータを記憶している。ＲＡＭ１３はＣＰＵ１１のワークエリアとして利用され、ＣＰＵ１１が画像形成装置Ａの制御を実行する際に必要なプログラムやデータを一時的に記憶する。そして、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２に展開されたプログラム及びデータに基づき、画像形成装置Ａの制御を実行する。ディスプレイ１５は各種情報をその液晶画面に表示する、入力装置１６は、ディスプレイ１５に重畳されたタッチセンサーあるいはキーボード、マウスでありユーザーからの指示を取得する。本実施形態においては、ユーザーは、用紙収納部２９１、２９２、２９３に収納した用紙の情報を、ディスプレイ１５、入力装置１６を用いて入力することができる。用紙の情報としては、厚紙、薄紙、あるいは斤量などの用紙の厚み情報に加えて、コート紙、エンボス紙、ラフ紙などの特殊紙の情報も入力することができる。

高圧電源制御部１７は、二次転写部３０、転写前帯電部８０、転写前除電部９０にそれぞれ電力を供給する高圧電源３００、８００、９００（図３等参照）を制御する。

制御手段は、エンボス紙等の凹凸が大きい用紙が収納されている設定となっている用紙収納部が選択され、これにより画像形成を行うジョブが実行される場合に、高圧電源制御部１７を制御することで、二次転写部３０とともに、転写前帯電部８０、転写前除電部９０にも電圧を出力する。

＜第１の実施形態＞
図３は二次転写部３０の周辺を示す拡大図であり、図４は、図３の構成を模式的に示した図である。

これらの図に示すように、本実施形態においては、給紙装置２０の最下流側の搬送手段であるレジストローラー２３と二次転写部３０との間に転写前帯電部８０を設け、さらにこの転写前帯電部８０と二次転写部３０との間に転写前除電部９０を設けている。

二次転写部３０は、中間転写ベルト６の内周面側に配置された対向ローラー３１、二次転写ローラー３２を備えており、高圧電源３００により二次転写ローラー３２と対向ローラー３１との間に転写電界を形成するための電圧が二次転写ローラー３２に供給される。

中間転写ベルト６としては、ポリイミドを材料として抵抗率を１１．０ＬＯＧΩ／□に設定した厚さ８０μｍのポリイミド性半導体ベルトを用いている。

対向ローラー３１、二次転写ローラー３２ともに、ＮＢＲ（Nitrile Butadiene Rubber：ニトリルゴム）、ゴム硬度は７１°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）、φ３８ｍｍストレート、抵抗値は７．５ＬＯＧΩのローラーを用いている。

また対向ローラー３１と二次転写ローラー３２の少なくとも一方は他方に対して、中間転写ベルト６を介在して押圧力８０Ｎで付勢されている。なお両ローラーで形成される転写ニップＮｔの軸方向長さは３４０ｍｍである。
（転写前帯電部）
転写前帯電部８０は、帯電上ローラー８１、帯電下ローラー８２を備える。

帯電上ローラー８１は、ＮＢＲ発砲、ゴム硬度は４５°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）、φ３８ｍｍ、抵抗値は６．５ＬＯＧΩのローラーを用いている。帯電下ローラー８２は、二次転写ローラー３２を転用しており、寸法、材料、物性値ともに二次転写ローラー３２と同一である。

また帯電上ローラー８１と帯電下ローラー８２の少なくとも一方は他方に対して、押圧力８０Ｎで付勢されている。なお両ローラーで形成されるニップＮ８の軸方向長さは３４０ｍｍである。

帯電上ローラー８１に対しては高圧電源８００によりトナーの正規帯電極性（マイナス極性）とは逆極性の電圧を印加する。印加電圧としては＋２．０〜＋５．０ＫＶ程度が好ましく、本実施形態においては＋２．０ＫＶに設定している。これにより帯電上ローラー８１は、レジストローラー２３から搬送されてきた用紙Ｓのトナー画像が形成される表面（図４の上方側の面）に当接する。これにより、搬送された用紙Ｓの表面に対して、トナーの正規帯電極性と逆極性の電荷を付与する。

（転写前除電部）
転写前除電部９０は、除電上ローラー９１と除電下ローラー９２を備える。除電上ローラー９１は内部ローラー９１ａと、その外側の表層９１ｂから成る。内部ローラー９１ａは、前述の対向ローラー３１を転用したものであり、対向ローラー３１と寸法、材料、物性値ともに同一である。内部ローラー９１ａを被覆する表層９１ｂは、中間転写ベルト６を転用したものであり、同じ材料を用いていることから厚み、表面抵抗率等の物性値は中間転写ベルト６と同一である。また除電下ローラー９２は二次転写ローラー３２を転用したものであり、寸法、材料ともに二次転写ローラー３２と同一である。

また除電上ローラー９１と除電下ローラー９２の少なくとも一方は他方に対して、押圧力８０Ｎで付勢されている。なお両ローラーで形成されるニップＮ９の軸方向長さは３４０ｍｍである。

除電上ローラー９１に対しては、高圧電源９００によりトナーの正規帯電極性と同極性（転写前帯電部８０に印加する電圧とは逆極性）の電圧−３．５ＫＶを印加する。除電上ローラー９１は、転写前帯電部８０により、電荷が付与された用紙Ｓの表面（図４の上方側の面）に当接し、表面の電荷を除電する。

ここで、転写前帯電部８０と転写前除電部９０とを比較すると、転写前帯電部８０と転写前除電部９０のそれぞれのニップＮ８、Ｎ９における押圧力は同一の８０Ｎに設定しているが、転写前帯電部８０の上ローラー（帯電上ローラー８１）の方が転写前除電部９０の上ローラー（除電上ローラー９１）のよりも硬度が低いローラーを使用している。このことから、帯電上ローラー８１の方が除電上ローラー９１よりもローラーの潰れ量が大きくなる。

このような設定としているために、搬送される用紙Ｓに対する転写前帯電部８０の帯電性能は転写前除電部９０の除電性能よりも高い。

より具体的には、例えばエンボス紙のような表面に凹凸がある用紙Ｓを用いた場合に、帯電上ローラー８１の方が除電上ローラー９１に比べてより凹部が深い位置まで接触あるいは微接触が可能となる。これにより、ニップＮ８を搬送する用紙Ｓに対して表面の凹部が深い位置まで転写前帯電部８０で帯電することができるのに対して、その下流側のニップＮ９を搬送する用紙Ｓに対しては表面の凹部が浅い領域までしか転写前除電部９０で除電することができない。つまり、転写前除電部９０によって除電するのは転写前帯電部８０により用紙Ｓの表面に付与させた電荷の全部ではなく一部である。より具体的には凹部以外、特に転写前除電部９０に接触しない用紙Ｓの深い凹部以外の電荷を除去することができる。このようにして転写ニップＮｔに搬送する用紙Ｓの表面には転写前帯電部８０により帯電させた電荷の一部を残存させることが可能となる。

（課題、効果）
次に本実施形態による用紙Ｓの表面に付与させた電荷の一部を残存させることの効果について図５、図６に基づいて説明する。図５はエンボス紙のような表面に凹凸がある用紙における従来技術における転写不良発生のメカニズムを説明する模式図であり、図６は搬送される用紙Ｓの状態を示す模式図である。

図５（ａ）は、従来技術における転写ニップＮｔでの用紙Ｓの状態、図５（ｂ）は転写ニップＮｔを抜けた直後の用紙Ｓの状態を示している。

エンボス紙として例えば特殊製紙（株）のレザック６６（商品名）を用いたような場合には、凹凸の高さは最大１００〜１５０μｍであり、これはトナーｔの粒径（４〜１０μｍ）に比べて十分に大きい。転写ニップＮｔでは、用紙Ｓの凸部ｓａに対してトナーｔは用紙Ｓの表面に接触することができるが、用紙Ｓの凹部ｓｂにおいてトナーｔは用紙Ｓの表面に接触せずに隙間が生じることになる。

用紙Ｓの凸部ｓａにおいては用紙表面とトナーｔが接触することになるので転写性は良好であるが、凹部ｓｂにおいてはトナーｔと用紙表面とは非接触なのでトナーに圧力が作用せずに、中間転写ベルト６と用紙Ｓの間で形成される転写電界によりトナーｔに作用する力のみによって転写することになる。また隙間が生じている凹部では形成される転写電界自体も弱いために、用紙Ｓの凹部ｓｂではトナーｔは転写されずに中間転写ベルト６に残ることになるので、用紙Ｓでは凹部に対応して濃度が淡くなり白く抜けたような不良画像となる。

このような問題に対して本実施形態で、どのようにして解決を図ったかを説明する。図６（ａ）〜図６（ｄ）は、転写前帯電部８０のニップＮ８を通過してから転写ニップＮｔを抜けるまでの用紙Ｓの状態を示す図である。

図６（ａ）は、転写前帯電部８０のニップＮ８を通過した直後の用紙Ｓの状態を示す図である。用紙Ｓの表面には、転写前帯電部８０により凸部ｓａだけでなく凹部ｓｂ（ｓｂ1〜ｓｂ３）まで電荷ｅが均等に付与されることになる。

図６（ｂ）は、図６（ａ）に続く図であり、転写前除電部９０のニップＮ９を通過した直後の用紙Ｓの状態を示す図である。用紙Ｓの表面の一部の電荷が除電されていることが分かる。転写前除電部９０は、前述のとおり、転写前帯電部８０の帯電上ローラー８１に比べて転写前除電部９０の除電上ローラー９１は硬度が高いローラーを使用しているために凹部が深いところでは十分に除電することができない。図６（ｂ）に示すように、凸部ｓａや浅い凹部ｓｂ１に対しては付与された電荷ｅを除電することができるが、深さが中程度の凹部ｓｂ２では除電が不十分であり、最も深い凹部ｓｂ３では除電が行われないことになり、電荷の一部が残存している。

図６（ｃ）、図６（ｄ）は、それぞれ転写ニップＮｔ、および転写ニップＮｔを通過した直後の用紙Ｓの状態を示す図である。図に示すように転写ニップＮｔにおいては用紙Ｓ表面の凹部ｓｂ２、凹部ｓｂ３には電荷が残存しているので、この残存電荷の存在することにより転写電界を強くすることができるので、用紙Ｓの深い凹部に対しても良好にトナーを転写させることが可能となる。

また、転写前除電部９０のニップＮ９での用紙Ｓへの当接状態が、転写ニップＮｔでの中間転写ベルト６の用紙Ｓへの当接状態と略同等となるように、上下ローラーの材料、当接圧等の当接条件が転写ニップＮｔでの当接条件と同様になるように設定している。これにより用紙Ｓの表面において、転写ニップＮｔで中間転写ベルト６が用紙Ｓに接触する領域の電荷は選択的に除去することができるようにしている。

すなわち、この転写前帯電部８０により用紙Ｓに付与された電荷の一部の除去は、用紙Ｓ表面において凸部Ｓａ、浅い凹部ｓｂ１に対して選択的に行っており、この除去された領域は中間転写ベルト６上のトナーｔが用紙Ｓの表面と当接する領域であり、転写前帯電部８０により電荷ｅが付与されなくても転写が良好に行うことができる領域である。

このような領域では、逆に不要な電荷ｅが残存していた場合には、転写ニップＮｔにおいて局所的な放電によるトナーｔの逆帯電等の影響による転写不良が発生する恐れがあるが、本実施形態においては、このような中間転写ベルト６あるいは中間転写ベルト６上のトナーが用紙Ｓに直接接触する領域の電荷ｅを選択的に除去することが可能となっている。これにより、局所的なトナーへの放電による転写不良の抑制と、凹部の転写性向上を両立させることが可能となる。

＜第２の実施形態＞
図７は、第２の実施形態における画像形成装置Ａの要部を示す図である。同図においては二次転写部３０周辺の構成のみ示しており、その他の構成は図１乃至図３等に示した第１の実施形態の画像形成装置Ａと同様の構成である。

（転写前帯電部）
第２の実施形態においては、転写前帯電部８０ｂの帯電上ローラー８３は、ＮＢＲ、ゴム硬度は７１°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）、φ３８ｍｍ、抵抗値は７．５ＬＯＧΩのローラーを用いている。これは、二次転写部３０の対向ローラー３１と同一である。帯電下ローラー８２は、第１の実施形態と同様に二次転写ローラー３２と同一のものを使用している。

また帯電上ローラー８３と帯電下ローラー８２の少なくとも一方は他方に対して、押圧力１１０Ｎで付勢されている。なお両ローラーで形成されるニップＮ８の軸方向長さは３４０ｍｍである。

（転写前除電部）
転写前除電部９０は、除電上部９３と除電下ローラー９２を備える。また除電下ローラー９２は第１の実施形態と同様に二次転写ローラー３２を転用したものであり、寸法、材料ともに二次転写ローラー３２と同一である。

除電上部９３は、対向ローラー９３ａ、シームレスベルト９３ｂ、テンションローラー９３ｃから構成される。対向ローラー９３ａは、対向ローラー３１を転用したものであり、対向ローラー３１と寸法、材料、物性値ともに同一である。シームレスベルト９３ｂは、中間転写ベルト６と同じ基材を用いており、材料、厚みおよび軸方向の長さは同じである。またテンショローラー９３ｃによるテンションを４５Ｎに設定しており、これは中間転写ベルト６のテンションと同一設定である。

また対向ローラー９３ａと除電下ローラー９２の少なくとも一方は他方に対して、押圧力８０Ｎで付勢されている。なお両ローラーで形成されるニップＮ９の軸方向長さは３４０ｍｍである。

第２の実施形態における転写前帯電部８０ｂ、転写前除電部９０ｂにおける電圧印加条件は、第１の実施形態と同じである。

第２の実施形態においては、第１の実施形態と異なり転写前帯電部８０ｂの帯電性能を転写前除電部９０ｂの除電性能よりも高くするために上ローラーの硬度を低くするのではなく、押圧力を高くすることにより実現している。また転写前除電部９０ｂは中間転写ベルト６と同じ材料のシームレスベルトを用いることで、ニップＮ９での当接条件を転写ニップＮｔの当接条件により近くなるようにしている。

このようにすることで、第２の実施形態においても、局所的なトナーへの放電による転写不良の抑制と、凹部の転写性向上を両立させることが可能となる。

＜第３の実施形態＞
図８は、第３の実施形態における画像形成装置Ａの要部を示す図である。同図においては二次転写部３０周辺の構成のみ示しており、その他の構成は第１の実施形態、あるいは第２の実施形態に係る画像形成装置Ａと同様の構成である。

（転写前帯電部）
第３の実施形態においては、転写前帯電部８０ｃは、帯電ローラーではなくコロトロン電極８５を用いている。コロトロン電極８５は周知な構成を適用することができ、φ６０μのタングステンを用いた放電ワイヤーに高電圧、例えば＋５ＫＶを印可することにより搬送される用紙Ｓ表面に電荷を付与している。なお、コロトロン電極に代えて用紙Ｓと放電ワイヤーとの間にグリッドを配置したスコロトロン電極を用いてもよい。

（転写前除電部）
また転写前除電部９０ｃの除電上ローラー９５、除電下ローラー９４は、ともに対向ローラー３１、二次転写ローラー３２と同じであり、材質ＮＢＲ、ゴム硬度は７１°（Ａｓｋｅ−Ｃ）、抵抗値は７．５ＬＯＧΩである。ただし、外径はともにφ２４ｍｍであり、二次転写部３０とは異なる径に設定している。

除電上ローラー９５、除電下ローラー９４の少なくとも一方は他方に対して、押圧力８０Ｎで付勢されている。なお両ローラーで形成されるニップＮ９の軸方向長さは３４０ｍｍである。第３の実施形態における転写前除電部９０ｃにおける電圧印加条件は、第１、第２の実施形態と同じである。

本実施形態のように転写前帯電部としてコロトロン電極によって帯電しても同じ効果を得ることが可能である。特に放電により帯電する方式であれば非接触で帯電するために、用紙Ｓの表面の凹凸に依存せずにより深い凹部まで帯電をさせることが可能となる。

また、転写前除電部９０ｃのローラーを二次転写部のローラーとは異なる径のローラーを使用しても、同じ硬度の同じ材料を用い、また押圧力を同じ設定にすることで転写ニップＮｔの当接条件を略再現することが可能である。特に小径のローラーを使用することで配置スペースに制約がある場合には有効である。

このような第３の実施形態においても、局所的な放電による転写不良の抑制と、凹部の転写性向上を両立させることが可能となる。

＜第４の実施形態＞
図９は、第４の実施形態における画像形成装置Ａの要部を示す図である。同図においては二次転写部３０周辺の構成のみ示しており、その他の構成は第１乃至第３の実施形態、に係る画像形成装置Ａと同様の構成である。

第４の実施形態においては、転写前帯電部８０ｄの帯電下ローラー８８、および転写前除電部９０ｄの除電上ローラー９９はともに、φ３８ｍｍのアルミローラーを使用している。帯電上ローラー８３、除電下ローラー９２は第２の実施形態と同じローラーを使用している。

転写前帯電部８０ｄ、転写前除電部９０ｄそれぞれの上下ローラー間での押圧力はともに５０Ｎであり、各ローラー間で形成されるニップの軸方向長さはともに３４０ｍｍである。

第４の実施形態においては、図９に示すとおり転写前除電部８０ｄの除電上ローラー９９に対して電圧は印加しておらず、ＧＮＤに接地させている。なお、転写前帯電部８０ｄにおける電圧印加条件は、第１または第２の実施形態と同じである。

なお、除電上ローラー９９をアルミローラーの代わりに低抵抗材料を用いたゴム等からなるローラーを使用してもよい。ただし、この場合は除電上ローラー９９の硬度を帯電上ローラー８３の硬度よりも高くすることが好ましい。

このような第４の実施形態においても、局所的なトナーへの放電による転写不良の抑制と、凹部の転写性向上を両立させることが可能となる。

なお、本実施形態においては、中間転写ベルトを用いたタンデム型の画像形成装置について例示をしたがこれに限られず、本発明をモノクロ専用の画像形成装置、あるいは複数の感光体上に形成した各色の画像を転写ベルト上に搬送した用紙上に順次転写する方式の画像形成装置の様に、中間転写ベルトを用いずに、感光体に形成したトナー画像を用紙に直接転写する方式の画像形成装置に適用してもよい。

Ａ 画像形成装置、
６ 中間転写ベルト
２３ レジストローラー
３０ 二次転写部
３１ 対向ローラー
３２ 二次転写ローラー
８０、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ 転写前帯電部（転写前帯電手段）
８１、８３ 帯電上ローラー
８２、８８ 帯電下ローラー
９０、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ 転写前除電部（除電手段）
９１、９９ 除電上ローラー
９１ａ 内部ローラー
９１ｂ 表層
９２ 除電下ローラー
９３ 除電上部
９３ａ 対向ローラー
９３ｂ シームレスベルト
９３ｃ テンションローラー
Ｎｔ 転写ニップ
Ｎ８、Ｎ９ ニップ
ｔ トナー
ｅ 電荷
Ｓ 用紙

Claims (11)

1. 像担持体上にトナー画像を形成する画像形成手段と、
   記録媒体を搬送する搬送手段と、
   転写ニップにおいて、前記搬送手段により搬送された記録媒体に対して、前記像担持体上に形成されたトナー画像を転写する転写手段と、
   前記転写ニップよりも搬送方向上流側において、前記搬送手段により搬送された記録媒体に対して、トナーの正規帯電極性と逆極性の電荷を付与する転写前帯電手段と、
   前記転写ニップよりも搬送方向上流側において、前記転写前帯電手段により記録媒体表面に付与された電荷の一部であって、記録媒体表面の凹凸に対応して、トナーが転写される側の記録媒体表面から所定の深さまでの記録媒体表面に付与された電荷を除去する除電手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記除電手段は、搬送された記録媒体のトナーが転写される側の面に接触する除電上ローラー、および該除電上ローラーとの間で搬送ニップを形成する除電下ローラーとを備え、該除電上ローラーにより、搬送された記録媒体表面の凹凸に対応して、前記トナーが転写される側の記録媒体表面から所定の深さまでの記録媒体表面に付与された電荷を除去することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 像担持体上にトナー画像を形成する画像形成手段と、
   記録媒体を搬送する搬送手段と、
   転写ニップにおいて、前記搬送手段により搬送された記録媒体に対して、前記像担持体上に形成されたトナー画像を転写する転写手段と、
   前記転写ニップよりも搬送方向上流側において、前記搬送手段により搬送された記録媒体に対して、トナーの正規帯電極性と逆極性の電荷を付与する転写前帯電手段と、
   前記転写ニップよりも搬送方向上流側において、前記転写前帯電手段により記録媒体表面に付与された電荷の一部であって、記録媒体表面の凹凸に対応した電荷の一部を除去する除電手段と、
   を有し、
   前記除電手段は、搬送された記録媒体のトナーが転写される側の面に接触する除電上ローラー、および該除電上ローラーとの間で搬送ニップを形成する除電下ローラーとを備え、該除電上ローラーにより、搬送された記録媒体表面の凹凸に対応した記録媒体表面に付与された電荷の一部を除去することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記除電手段は、前記電荷の一部として、記録媒体表面の凹部以外に付与された電荷を除去することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記転写前帯電手段は、搬送された記録媒体のトナーが転写される側の面に接触する帯電上ローラー、および該帯電上ローラーとの間で搬送ニップを形成する帯電下ローラーとを備え、
   前記帯電上ローラーの硬度は、前記除電上ローラーの硬度よりも小さいことを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
6. 前記転写前帯電手段は、搬送された記録媒体のトナーが転写される側の面に接触する帯電上ローラー、および該帯電上ローラーとの間で搬送ニップを形成する帯電下ローラーとを備え、
   前記帯電上ローラーの硬度は、前記除電上ローラーの硬度と同一であり、前記転写前帯電手段における搬送ニップでの押圧力は、前記除電手段における搬送ニップでの押圧力よりも大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体は中間転写ベルトであり、
   前記転写手段は前記中間転写ベルトの内周面側に配置された対向ローラー、および前記対向ローラーとの間で前記転写ニップを形成する二次転写ローラーとを備え、
   前記除電上ローラーは、内部ローラーおよび該内部ローラーを被覆する表層を備え、
   前記表層は、前記中間転写ベルトと同じ材料で構成されていることを特徴とする請求項２から６のいずれかひとつに記載の画像形成装置。
8. さらに、前記内部ローラー、前記除電下ローラーはそれぞれ、前記対向ローラー、前記二次転写ローラーと同じ材料で構成されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記内部ローラー、前記除電下ローラーの硬度はそれぞれ、前記対向ローラー、前記二次転写ローラーと同じ硬度であることを特徴とする請求項７または８に記載の画像形成装置。
10. 前記除電手段の搬送ニップにおける前記内部ローラーと前記除電下ローラーとの押圧力は、前記転写ニップにおける前記対向ローラーと前記二次転写ローラーとの押圧力と同一に設定されていることを特徴とする請求項７から９のいずれかひとつに記載の画像形成装置。
11. トナーの正規帯電極性と同極性の電圧を前記除電手段に供給する電源を備えていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかひとつに記載の画像形成装置。