JP5247391B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタや複写機やファクシミリなどの電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものであり、特に記録材に縁無し画像を形成する装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、転写材にトナー画像を転写しない余白領域を残して、画像を形成していた。

しかし、インクジェット方式の画像形成装置においては、転写材の縁まで印字可能な商品が既に市場に投入されており、電子写真方式の画像形成装置にも同様の画像形成が可能な製品が望まれている。これを受け、電子写真方式の画像形成装置においても、特許文献１のような提案がなされている。

例えば中間転写体方式を採用した電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、転写材の縁まで確実に画像形成を行う場合には、中間転写体上に転写材よりも大きなトナー画像を形成する方法が提案されている。
特開２００４−００５５５９

しかしながら、紙等の転写材の縁から外に及ぶ範囲のトナー画像を中間転写体上に形成して転写材上へトナー画像を転写させると、転写材の裁断面（紙の縁）へのトナーが付着し易い。特に搬送方向における転写材の先端や後端の縁に対して、トナー付着が発生し易い。転写材の縁に付着したトナーは定着部で定着されにくいため、定着部でのオフセットを発生させる恐れがある。また、転写材の縁に付着したトナーが転写材搬送部を汚し、転写材の表面や裏面を汚す恐れもある。このような画像不良に加え、転写材の縁に付着したトナーは定着されにくいため、転写材の縁に付着トナーが未定着のまま出力され、ユーザの手などに未定着トナーが付着する可能性もある。

本発明の目的は、転写材の縁までトナー画像を形成する場合において発生しやすい転写材の縁へのトナー付着を抑制することである。

上記目的を達成するために、本出願に係る画像形成装置は、トナー画像を担持し移動する像担持体と、前記像担持体とニップを形成し移動する転写部材と、前記転写部材の移動速度を制御する制御手段と、を有し、転写材が前記ニップで搬送され前記像担持体上のトナー画像が転写材に転写される画像形成装置であって、前記像担持体上に転写材に対応する領域から転写材の外側に対応する領域までトナー画像を形成し、転写材の縁にトナー画像を転写する縁無しモードが可能である画像形成装置において、前記縁無しモードで少なくとも搬送方向における転写材の先端の縁にトナー画像を転写する時、前記制御手段は、前記ニップに進入する時の転写材の移動速度を前記像担持体の移動速度より遅くなるように、前記転写部材の移動速度を制御することを特徴とする。

さらに、上記目的を達成するために、本出願に係るその他の画像形成装置は、トナー画像を担持し移動する像担持体と、前記像担持体とニップを形成し移動する転写部材と、前記転写部材の移動速度を制御する制御手段と、を有し、転写材が前記ニップで搬送され前記像担持体上のトナー画像が転写材に転写される画像形成装置であって、前記像担持体上に転写材に対応する領域から転写材の外側に対応する領域までトナー画像を形成し、転写材の縁にトナー画像を転写する縁無しモードが可能である画像形成装置において、前記縁無しモードで少なくとも搬送方向における転写材の後端の縁にトナー画像を転写する時、前記制御手段は、前記ニップから抜ける時の転写材の移動速度を前記像担持体の移動速度より速くなるように、前記転写部材の移動速度を制御することを特徴とする。

さらに、上記目的を達成するために、本出願に係るその他の画像形成装置は、トナー画像を担持し移動する像担持体と、前記像担持体とニップを形成し移動する転写部材と、前記転写部材の移動速度を制御する制御手段と、を有し、転写材が前記ニップで搬送され前記像担持体上のトナー画像が転写材に転写される画像形成装置であって、前記像担持体上に転写材に対応する領域から転写材の外側に対応する領域までトナー画像を形成し、転写材の縁にトナー画像を転写する縁無しモードが可能である画像形成装置において、前記縁無しモードで少なくとも搬送方向における転写材の先端の縁と後端の縁の両方にトナー画像を転写する時、前記制御手段は、前記ニップに進入する時の転写材の移動速度を前記像担持体の移動速度より遅く、且つ、前記ニップから抜け出す時の転写材の移動速度を前記像担持体の移動速度より速くするように、前記転写部材の移動速度を制御することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、転写材の縁へのトナー付着を少なくする効果を発揮するものである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施の形態１）
図１に示すフルカラーの電子写真画像形成装置の概略断面図を用いて、本実施の形態の画像形成装置の構成を説明する。第一色目：イエロー、第二色目：マゼンタ、第三色目：シアン、第四色目：ブラックの、それぞれの色トナーに対応した像担持体である感光体を有する。ここでは、感光体として複数の感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを有する。また、各感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄにそれぞれに接触可能な像担持体である中間転写ベルト１（中間転写体）とを有する。各感光ドラムは中間転写ベルト１の移動方向に沿って、最上流に位置する第一色目の感光ドラム１１ａ、第二色目の感光ドラム１１ｂ、第三色目の感光ドラム１１ｃ、第四色目の感光ドラム１１ｄの順番で配置されている。感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、外径３０．０ｍｍであり、アルミシリンダ上に感光材料を塗布した層を有している。

中間転写ベルト１には、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂フィルムや、これらの樹脂にカーボンや導電粉体を分散させ抵抗調整を行った樹脂フィルムを用いることができる。又、ウレタンゴム、ＮＢＲ等の基層シートのトナー担持体面側に、離型層として樹脂層を形成した複数層構造を有するエラストマシート等も用いることが出来る。本実施の形態で使用されている中間転写ベルト１は、ポリイミドにカーボンを分散して表面抵抗率ρｓ＝１×１０^１２Ωの中抵抗に調整されている。抵抗調整していることで、転写工程等にてベルト１に付加された電荷を、特別な除電機構を設けずに減衰させることが出来る。又、この中間転写ベルト１は周長１０００ｍｍ、厚み１００μｍの単層無端状ベルトである。表面抵抗率測定は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠し、導電性ゴムを電極とすることで電極とベルト表面の良好な接触性を得たうえで、超高抵抗抵抗計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０）を用いて測定した。測定条件は、印加電圧＝１００Ｖ、電圧印加時間＝３０ｓとした。

中間転写ベルト１は図１に示すように、中間転写ベルト１に内包される駆動ローラ１ａ、従動ローラ１ｂの２本のローラに懸架されている。尚、駆動ローラ１ａ、従動ローラ１ｂは、電気的に接地されている。駆動ローラ１ａは、直径２４．０ｍｍのアルミ製芯金と層厚２．９ｍｍのゴム層とで構成される外径２９．８ｍｍのローラである。ゴムとしてはエピクロルヒドリンゴムを採用し、抵抗調整することでローラ抵抗値を１×１０^６Ωとしている。

駆動ローラ抵抗値は、測定対象のローラを直径３０ｍｍのアルミ製シリンダーに当接させてアルミ製シリンダーに対して従動回転させながら、デジタル超高抵抗／微少電流計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０）を用いて測定した。測定条件は、印加電圧＝１００Ｖ、電圧印加時間＝３０ｓ、当接力＝９．８Ｎ、回転周速＝１１７ｍｍ／ｓとした。従動ローラ１ｂはアルミローラであり、駆動ローラ１ａと同径となるよう設定し、直径２９．８ｍｍとした。

中間転写ベルト１は、矢印方向に第１駆動系Ｉにより、所定のプロセススピード（本実施形態では１１７．０ｍｍ／ｓ）で回転している。また、各感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄも、中間転写ベルト１の移動方向と同じ方向に第１駆動系Ｉにより、所定のプロセススピード（本実施形態では１１７．０ｍｍ／ｓ）で回転している。第１駆動系Ｉは第１駆動モータ８１により駆動されており、第１駆動モータ８１は制御手段８により、回転速度が制御されている。

各感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、各接触帯電ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにより一様に帯電され、露光情報信号により変調された各スキャナー１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄからのレーザー光で静電潜像を作成される。不図示のホストコンピュータから送られた画像情報信号は、不図示のコントローラにより所望サイズが得られるように処理され、露光情報信号に変換される。レーザー光の強度及び照射スポット径は画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されている。各感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ上の静電潜像はレーザー光が照射された部分は明部電位ＶＬ（約−１５０Ｖ）として形成される。明部電位以外部分は一次帯電器である各接触帯電ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄで帯電された暗部電位ＶＤ（約−６５０Ｖ）に保持されることによって形成される。

静電潜像は各感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの回転により、各々の現像器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄとの対向部に達し、感光ドラム表面と同一極性（本例ではマイナス極性）に帯電された現像剤（トナー）が供給されて顕像化される。現像器１４は、二成分現像方式を採用した現像装置である。又、現像バイアスは、ＤＣ成分＝−４００Ｖ、ＡＣ成分＝１．５ｋＶｐｐ、周波数＝３ｋＨｚ、波形＝矩形波、の直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスである。

中間転写ベルト１の背面側で各感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが配置されている。一次転写ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、各感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと中間転写ベルト１を介して一次転写ニップを形成している。

各感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ上（像担持体上）に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１と感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとの近接又は当接部分である各々の一次転写ニップにおいて、中間転写ベルト１に転写される。中間転写ベルト１の背面に接している一次転写ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに不図示の一次転写バイアス源から印加される一次転写バイアス（本実施形態では＋４００Ｖの定電圧制御）が印加される。一次転写バイアスにより、中間転写ベルト１上に転写される（中間転写ベルト１がトナー画像の転写を受ける）。中間転写ベルト１が感光ドラム１１ｄとの一次転写ニップを通過した段階で、中間転写ベルト１上への４色画像の形成は終わり、一次転写行程は完了する。

一方、トナー画像の一次転写を終えた各感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの表面は、ウレタンゴムブレードからなるドラムクリーニング装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄにより一次転写残トナー等を除去して清浄化され次回の画像形成工程に備える。

各一次転写ニップよりも搬送方向下流側に、中間転写ベルト１に対向して二次転写ローラ２が配置されている。二次転写ローラ２は、像担持体である中間転写ベルト１とニップを形成する転写部材であり、芯金を軸に移動する。具体的は、転写部材である二次転写ローラ２は、軸を中心に回転するローラである。中間転写ベルト１の背面側で、二次転写ローラ２の対向する位置に駆動ローラ１ａが配置されている。

中間転写ベルト１への一次転写工程が完了すると、転写材カセット５から給紙手段６により転写材Ｐが１枚取り出される。中間転写ベルト１を挟持して駆動ローラ１ａと転写部材としての二次転写ローラ２との間のニップ部分である二次転写ニップに挿通される。

この時、二次転写ローラ２にはトナーの帯電極性と逆極性であり、温湿度センサによって検知された画像形成装置内の温湿度に従って決定する最適なバイアスが印加され、トナー画像は中間転写ベルト１から転写材Ｐへと二次転写される。具体的には、１５℃／１０％Ｒ．Ｈ．時に＋２０μＡ、２３℃／５０％Ｒ．Ｈ．時に＋３０μＡ、３０℃／８０％Ｒ．Ｈ．時に＋３５μＡの定電流制御が不図示の二次転写バイアス源により印加される。

本実施形態における二次転写ローラ２は、直径９．０ｍｍのアルミ製芯金と層厚３ｍｍの発泡ゴム層とで構成される外径１５．０ｍｍの単層スポンジローラである。ローラの材質はＮＢＲゴムにエピクロルヒドリンゴムを混ぜ、酸化防止剤を配合したものであり、抵抗調整することでローラ抵抗値を１×１０^８Ωとしている。又、二次転写ローラ２の硬度は３５°（ＡＳＫＥＲ−Ｃ）である。

二次転写ローラ抵抗値は、測定対象のローラを直径３０ｍｍのアルミ製シリンダーに当接させてアルミ製シリンダーに対して従動回転させながら、超高抵抗抵抗計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０）を用いて測定した。測定条件は、印加電圧＝１００Ｖ、電圧印加時間＝３０ｓ、当接力＝９．８Ｎ、回転周速＝１１７ｍｍ／ｓとした。

二次転写ローラ２は矢印方向に第２駆動系ＩＩにより回転している。第２駆動系ＩＩは第２駆動モータ８２により駆動されており、第２駆動モータ８２は制御手段８によって回転速度が制御されている。つまり、制御手段８は転写部材である二次転写ローラ２の移動速度を制御する制御手段である。

また、制御手段８は、中間転写ベルト１を駆動している第１駆動モータ８１と、二次転写ローラ２を駆動している第２駆動ローラ８２の回転速度を、それぞれ独立に制御する。

中間転写ベルト１からトナー画像が転写材に二次転写された後に、二次転写ローラ２上に付着したトナーは、ウレタンゴムで作成されたクリーニングブレードを有する二次転写ローラクリーナ２１によりクリーニングされる。このクリーニングによって、二次転写ローラ２一周後に転写材Ｐ裏面へトナーが付着することを抑制する。

二次転写ニップを通過した未定着トナー画像を載せた転写材Ｐは、定着装置３に到達し、加熱・加圧されて定着像が得られる。定着装置３は加熱ローラ３１と加圧ローラ３２から構成され、定着ローラ３１は第２駆動系ＩＩにより回転される。定着装置３から排出された転写材Ｐは、搬送手段７により装置外に搬送される。

トナー画像を転写材Ｐに転写し終えた中間転写ベルト１の表面は、ウレタンゴムで作成されたクリーニングブレードを有する中間転写体クリーナ４によってクリーニングされる。

次に本実施の形態における画像形成モードについて説明する。本実施の形態における画像形成装置は、転写材の縁の全周に渡って余白部を設けて画像を形成する縁ありモードと、余白部を設けず転写材の縁に至るまで画像を形成する縁無しモードが可能である。より具体的に縁無しモードを説明すると、像担持体である中間転写ベルト１上に転写材に対応する領域から転写材の外側に対応する領域までトナー画像を形成し、転写材の縁にトナー画像を転写するモードである。

図２（ａ）は縁ありモードを、図２（ｂ）は縁無しモードを模式図で示している。縁ありモード時には、トナー画像は転写材内に全て収まり、転写材の周辺に上余白（ｍｈ）・下余白（ｍｂ）・左余白（ｍｌ）・右余白（ｍｒ）の周辺余白が存在する。これに対し縁無しモード時は、トナー画像が転写材の縁にまで達しており、周辺余白がなくなる。図２（ｂ）においては、上余白・下余白・左余白・右余白のすべてがない状態を図示してあるものの、一部の縁に余白がない縁無しモードも可能である。

縁ありモード時においては、二次転写ニップを転写材が通過する間に渡って、二次転写ニップにおける転写材の移動速度と中間転写ベルト１との移動速度が略等しくなるように設定する。より具体的には、二次転写ニップにおける転写材の移動速度と中間転写ベルト１との移動速度が略等しくなるように、二次転写ローラ２の移動速度を制御手段８が制御する。転写材の移動速度と中間転写ベルト１との移動速度が略等しくなるように制御することで、二次転写ニップでの転写ムラの発生を抑制している。

縁無しモード時について説明する。縁無しモードで少なくとも搬送方向における転写材の先端の縁にトナー画像を転写する時、制御手段８は、二次転写ニップに進入する時の転写材の移動速度を、中間転写ベルト１の移動速度より遅くなるように、二次転写ローラ２の移動速度を制御する。具体的には、二次転写ニップにおける二次転写ローラ２の移動速度を中間転写ベルト１の移動速度より遅くする。

また、縁無しモードで少なくとも搬送方向における転写材の後端の縁にトナー画像を転写する時、制御手段８は、二次転写ニップから抜ける時の転写材の移動速度を中間転写ベルト１の移動速度より速くなるように、二次転写ローラ２の移動速度を制御する。具体的には、二次転写ニップにおける二次転写ローラ２の移動速度を中間転写ベルト１の移動速度より速くする。

この構成によって、搬送方向における転写材の先端と後端の縁にトナーの付着を抑止することができる。以下、そのメカニズムについて詳述する。

まず、二次転写ローラ２および中間転写ベルト１の移動速度と、転写材の移動速度の関係について述べる。図３は転写材Ｐが二次転写ニップに転写材がある時の転写材Ｐに対する搬送力を示している。転写材Ｐに対する搬送力は、中間転写ベルト１表面と転写材Ｐ表面との摩擦力Ｆ１と、二次転写ローラ２表面と転写材Ｐ裏面との摩擦力Ｆ２によって決定される。一方、図４は中間転写ベルト１表面にトナー画像Ｔが形成されている状態（中間転写ベルト１から転写材に二次転写が行われる状態）で、転写材Ｐが二次転写ニップにニップされている時の転写材Ｐへの搬送力を示している。中間転写ベルト１表面にトナー画像Ｔが形成されている場合、トナーが潤滑剤の役割を果たして摩擦力Ｆ１は小さくなり、転写材Ｐの搬送力は摩擦力Ｆ２が支配的となる。すなわち、中間転写ベルト１表面にトナー画像Ｔが形成され、中間転写ベルト１から転写材にトナー画像が転写される場合は二次転写ローラ２の移動速度によって転写材Ｐの移動速度が左右される。よって、二次転写ローラ２の移動速度が中間転写ベルト１の移動速度より速く設定されている場合には、転写材Ｐの移動速度は速くなる。逆に、二次転写ローラ２の移動速度が中間転写ベルト１の移動速度より遅く設定されている場合には、転写材の移動速度が遅くなる。

次に、縁無しモード時の二次転写ニップの状態について説明する。図５は、縁無しモードで少なくとも搬送方向における転写材の先端の縁にトナー画像を転写する時の、転写材が二次転写ニップに進入した直後を表したものである。図５で示すように、中間転写ベルト１に担持されたトナー画像は、転写材Ｐよりも先に二次転写ニップに進入する。仮に、転写材の先端の縁にトナー画像を転写する時に、転写材Ｐの移動速度を中間転写ベルト１の移動速度よりも速くすると、転写材Ｐの先端の縁Ｅによって中間転写ベルト１上のトナー画像を押し付けることになる。すなわち、転写材Ｐの搬送方向の先端の縁Ｅに著しくトナーが付着し易くなってしまう。

一方、本実施の形態によれば、少なくとも搬送方向における転写材の先端の縁にトナー画像を転写する時、制御手段８は、二次転写ニップに進入する時の転写材の移動速度を中間転写ベルト１の移動速度より遅くなるように、二次転写ローラ８の移動速度を制御する。制御手段８の制御によって、転写材Ｐの先端の縁Ｅが中間転写ベルト１上のトナー画像Ｔを押し付けることを抑制する。二次転写ニップに進入する時の転写材の移動速度を、中間転写ベルト１の移動速度より遅くすると、むしろ転写材Ｐの縁をトナー画像から離すことになる。よって、少なくとも搬送方向における転写材の先端の縁にトナー画像を転写する時、転写材Ｐの移動速度を中間転写ベルト１表面の移動速度より遅くすることで転写材Ｐの縁のトナー汚れを抑止することができる。

図６は、縁無しモード時に、少なくとも搬送方向における転写材の後端の縁にトナー画像を転写する時の、転写材が二次転写ニップから抜ける時を表したものである。図６で示すように、中間転写ベルト１に担持されたトナー画像は、転写材Ｐよりも後に二次転写ニップに進入する。仮に少なくとも搬送方向における転写材の後端の縁にトナー画像を転写する時に、転写材の移動速度を中間転写ベルト１の移動速度よりも遅くすると、転写材Ｐの後端の縁Ｅを中間転写ベルト１上のトナー画像を押し付ける形になってしまう。転写材Ｐの移動速度と、中間転写ベルト１の移動速度の関係によっては、転写材の後端の縁Ｅが、中間転写ベルト１に担持される転写材の後端の外側に対応する領域のトナー画像を堰きとめることになってしまう。すなわち、転写材Ｐの搬送方向の後端の縁Ｅに著しくトナーが付着し易くなってしまう。

しかしながら、少なくとも搬送方向における転写材の後端の縁にトナー画像を転写する時、制御手段８は、二次転写ニップから抜ける時の転写材の移動速度を、中間転写ベルト１の移動速度より速くなるよう、二次転写ローラ２の移動速度を制御する。この制御手段８の制御によって、転写材Ｐの後端の縁Ｅが中間転写ベルト１上のトナー画像Ｔを堰き止めることを抑制する。転写材Ｐの移動速度が中間転写ベルト１表面の移動速度よりも速いようであれば、むしろ転写材Ｐの後端の縁Ｅが中間転写ベルト１上のトナー画像から離れることになる。

ここで、縁無しモードで少なくとも搬送方向における転写材の先端と後端の縁の両方にトナー画像を転写する場合を考える。縁無しモードで、転写材の全域で余白部を設けず転写材の縁に至るまで画像形成する場合などである。この場合、上述の説明のように、転写材の先端の縁にトナー画像を転写する時は、二次転写ニップに進入する時の転写材の移動速度を中間転写ベルト１の移動速度より遅くなるようにしている。ここで、仮に上記速度の関係のままで二次転写ニップを転写材Ｐを通過させると、転写材Ｐの移動速度が中間転写ベルト１の移動速度より遅いので、転写材Ｐの後端の縁にトナーが押し付けられることになってしまう。そこで、本実施の形態では、二次転写ニップに転写材の先端が進入した後で転写材の後端が二次転写ニップから抜け出す前の間に、中間転写ベルト１に対する転写材Ｐの移動速度を変化させる。より具体的には、転写材Ｐの移動速度を、転写材が二次転写ニップに進入する時よりも、転写材が二次転写ニップから抜ける時の速度を速くする制御を行う。

先に述べたように、感光ドラム１１と中間転写ベルト１を駆動する第１駆動系Ｉと、二次転写ローラ２加熱ローラ３１を駆動する第２駆動系ＩＩは、それぞれ第１駆動モータと第２駆動モータにより駆動されている。各駆動モータは制御手段８によりその回転速度を独立に制御している。本実施の形態では、各駆動モータの回転速度を変更可能とするために駆動モータにパルスモータを使用し、制御手段８からの駆動パルスを変化させることにより、回転速度変更を実施する。つまり、制御手段８が、二次転写ローラの移動速度を制御することで、二次転写ニップにおける中間転写ベルト１に対する転写材の移動速度を変更している。

図７は転写材Ｐが二次転写ニップへ進入して、抜け出すまでの二次転写ローラの速度変化を表している。横軸は時間であり、縦軸は二次転写ローラ２と中間転写ベルト駆動ローラ１ａの移動速度比である。移動速度比が１００％の場合なら二次転写ローラ２と中間転写ベルト駆動ローラ１ａの移動速度は等しく、９５％の場合なら二次転写ローラ２が遅く回転し、１０５％なら二次転写ローラ２が速く移動することを意味している。

初期状態（Ｔ１以前）では移動速度比は１００％となっているが、転写材Ｐが二次転写ニップに進入する前に制御手段８によって二次転写ローラ２の移動速度が小さくなり、移動速度比は９５％に変更される。Ｔ２は転写材Ｐの先端の縁が二次転写ニップに進入するタイミングであり、Ｔ３は転写材Ｐの先端の縁が二次転写ニップから抜け出すタイミングである。図７に示すように、転写材Ｐの先端の縁が二次転写ニップにある間、二次転写ローラ２の移動速度は、中間転写ベルトの移動速度に対して遅い状態を維持するよう設定されている。転写材Ｐの先端の縁が二次転写ニップを通過した後、制御手段８によって移動速度比は１００％へ戻される。転写材Ｐがある程度搬送された後、転写材Ｐの後端の縁が二次転写ニップを通過する前に制御手段８によって移動速度は１０５％へ上がる。Ｔ４は転写材Ｐの後端の縁が二次転写ニップにかかるタイミングであり、Ｔ５は転写材Ｐの後端の縁が二次転写ニップから抜け出すタイミングである。図７に示すように、転写材Ｐの後端の縁が二次転写ニップにある間、二次転写ローラ２の移動速度は中間転写ベルトの移動速度に対して速い状態を維持するよう設定されている。転写材Ｐの後端の縁が二次転写ニップから抜け出してしばらくした後には、移動速度比は１００％へと戻される。

以上のように、移動速度比１００％設定に対して、二次転写ローラ２の移動速度を転写材Ｐの先端の縁に対しては−５％、転写材Ｐの後端の縁に対しては＋５％と可変する。ここで、移動速度比が１００％かどうかは画像伸び率を測定すれば簡易に判断できる。まず、中間転写ベルト１上に測定用の等間隔の細線の横ラインを形成し、その画像をそれ自身の伸びの少ない粘着テープに転写する。この作業を行うには、中間転写体として中間転写ベルト１を用いた場合には、屈曲部ではなく平面部で行う。次に通常の転写材Ｐに普通に出力する。そして、粘着テープ上に転写された細線と転写材Ｐ上に出力された細線の間隔を比較し、間隔が等しいかどうかで判断すれば良い。本実施の形態では、０．１ｍｍ幅の横ラインを例えば９．９ｍｍ間隔の等間隔に作成し、概略１００〜２００ｍｍの画像を粘着テープに転写させた。粘着テープとしてはＰＥＴテープ（ニチバン（株）製、ポリエステルテープＮ０．５５０（＃２５））を用いた。この転写した横ライン画像の１１本または２１本の長さを測定し基準の長さとした。次に、二次転写ローラ２の移動速度を変更しながら、上記横ライン画像を出力する。そして、上記の基準の長さと比較して、同じ長さとなる二次転写ローラ２の移動速度設定を移動速度比１００％の設定とした。この移動速度比１００％となる二次転写ローラ２の移動速度に対して、紙先端では−５％となる移動速度で二次転写ローラ２を回転させ、紙後端では＋５％となる移動速度で二次転写ローラ２を回転させる。

本実施の形態では±５％の幅で直線的に速度変更が実施される場合を述べたが、図８に示すように、より滑らかに速度変更を実施しても良い。但し、転写材の縁へのトナー付着を少なくする為には、Ｔ２とＴ３の間は確実に移動速度が遅くなり、Ｔ４とＴ５の間は確実に移動速度が速くなるよう制御する事が望ましい。変化幅も±５％に限るものではない。但し、二次転写部材として二次転写ローラ２を採用した場合、転写材Ｐは二次転写ローラ２に吸着しているわけではない為、転写材の移動速度は二次転写ローラ２表面の移動速度よりもやや遅くなる。よって、転写材の移動速度が中間転写ベルト１表面の移動速度より確実に遅くするためには、ある程度の変化幅が必要であり、二次転写ローラ２の移動速度は±２％程度以上設けるのが望ましい。また、変化幅を±１０％設けた場合、画像先後端での画像の伸び縮みが顕著となってしまう為、変化幅は１０％未満とすることが望ましい。

以上述べたように、転写材Ｐの先端の縁と転写材Ｐの後端の縁におけるの転写材へのトナー付着を小さく抑えるため、転写材Ｐの先端においては二次転写ローラ２の移動速度を遅く設定する。また、転写材Ｐの後端においては二次転写ローラ２の移動速度を速く設定し、転写材の縁へのトナー付着量を少なくし、定着部でのオフセットや紙搬送部汚れによる画像不良の発生を少なくすることができた。

（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

実施の形態１では転写部材として二次転写ローラ２を使用し、二次転写ローラ２の移動速度を転写材Ｐの先端部では遅くし、転写材Ｐの後端部では速くすることで、紙の縁へのトナー付着を低く抑えていた。このような構成において、出力されるトナー画像が左右非対称の場合をまず述べる。

例えば図８のように転写材Ｐ上の左側にトナー画像Ｔがあり、右側にはトナーがないような画像を出力する場合を考える。図８の右側の転写材搬送力は転写部材と転写材Ｐ裏面との摩擦力と、中間転写ベルト１と転写材Ｐ表面との摩擦力によるものとなる。一方、図８の左側の転写材搬送力は転写部材と転写材Ｐ裏面との摩擦力が支配的となる。中間転写ベルト１の移動速度と二次転写ローラ２の移動速度の差が大きい場合に、図８のように左側のみトナー画像Ｔがある画像を出力しようとすると、左右での搬送力の差が大きい状態となって転写材の搬送が不安定になる場合がある。転写材の搬送が不安定になると転写材の斜行や、転写材のばたつきが発生し易くなってしまう。本実施の形態では転写部材として回転する二次転写ベルトを採用する。さらに、転写材の搬送を行うより安定に行うために、二次転写ベルト表面に転写材を静電吸着させた後、二次転写ニップへと搬送させる構成でもよい。

図１０は実施の形態２における電子写真画像形成装置の概略断面図である。実施の形態１と同様な構成については、同符号を付与してその説明を省略し、本実施の形態の特徴である転写部材について詳しく説明する。

転写部材である二次転写ベルト２２は、二次転写ベルト駆動ローラ２ａと二次転写従動ローラ２ｂに張架されている。二次転写ベルト２２も中間転写ベルト１と同様に、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂フィルムを用いることが出来る。本実施の形態で使用されている二次転写体ベルト２２は、厚み１００μｍの単層無端状ベルトであり、ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）にイオン導電材を添加して体積抵抗率ρｖ＝１×１０^９Ωｃｍとなるように抵抗値調整したものである。体積抵抗率測定はＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠し、導電性ゴムを電極とすることで電極とベルト表面の良好な接触性を得たうえで、高抵抗抵抗計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０）を用いて測定した。測定条件は、印加電圧＝１００Ｖ、電圧印加時間＝３０ｓとした。紙を静電吸着する観点からは二次転写ベルト２２の体積抵抗値は高いことが望まれるが、一方高すぎると二次転写ベルト２２自体がチャージアップしてしまい、二次転写ベルト２２を除電する機構が必要なる。本実施の形態では自己減衰を実現し、かつ十分な紙吸着力を保持できる観点から上記の値（ρｖ＝１×１０^９Ωｃｍ）に二次転写ベルト２２の抵抗を設定した。

本実施の形態で使用されている二次転写ベルト駆動ローラ２ａはアルミ製芯金と層厚３ｍｍのヒドリンゴム層とで構成されるローラであり、ヒドリンゴムを抵抗調整することでローラ抵抗値を１×１０^６Ωとしている。また、本実施の形態で使用されている二次転写ベルト従動ローラ２ｂはアルミローラである。そして、二次転写ベルト駆動ローラ２ａと二次転写ベルト従動ローラ２ｂは共に接地されている。

中間転写ベルト１と二次転写ベルト２２を挟み、中間転写ベルト駆動ローラ１ａに対応して二次転写ローラ２が二次転写ベルト２２内側に配置され、二次転写ニップを形成している。二次転写ローラ２は芯金径９ｍｍ、外径１５ｍｍの単層ローラを使用した。ローラの材質はＮＢＲゴムにエピクロルヒドリンゴムを混ぜ、ジファニルアミン系の酸化防止剤を配合したものであり、抵抗調整することでローラ抵抗値を５×１０^６Ωとしている。又、二次転写ローラ２の硬度は３５°（ＡＳＫＥＲ−Ｃ）である。

二次転写ニップよりも移動方向上流側の位置には、二次転写ベルト２２上へ転写材Ｐを静電吸着させる為の吸着ローラ２３が二次転写ベルト２２を挟んで二次転写ベルト従動ローラ２ｂに対向して配置され、吸着部を形成している。吸着ローラ２３は直径６ｍｍの芯金上にソリッドゴムを成型したものである。ソリッドゴムとしてはＥＰＤＭゴムを用い、カーボンブラックを分散することで抵抗調整し、ローラ抵抗値を１×１０^５Ωとしている。

なお各ローラ抵抗値は、測定対象のローラを直径３０ｍｍのアルミ製シリンダーに当接させてアルミ製シリンダーに対して従動回転させながら、超高抵抗抵抗計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０）を用いて測定した。測定条件は、印加電圧＝１００Ｖ、電圧印加時間＝３０ｓ、当接力＝９．８Ｎ、回転周速＝１１７ｍｍ／ｓとした。吸着ローラ２３には不図示の吸着バイアス電源により吸着バイアス（本実施の形態では−１０００Ｖ）が印加される。二次転写ニップよりも移動方向下流側の位置には二次転写ベルト２２に付着したトナーを清掃する二次転写ベルトクリーナ２１が設けられている。

転写材カセット５から給紙手段６により転写材Ｐが１枚取り出され、吸着部へと搬送される。吸着部で転写材Ｐは二次転写ベルト２２に静電吸着され、二次転写ニップへと搬送される。二次転写ローラ２にはトナーの帯電極性と逆極性であり、温湿度センサによって検知された画像形成装置内の温湿度に従って決定する最適なバイアスが印加され、トナー画像は中間転写ベルト１から転写材Ｐへと二次転写される。

二次転写ベルト２２上に静電吸着した転写材Ｐは二次転写ニップを通過した後、二次転写ベルト２２表面から曲率分離されて定着装置３へと送られる。

二次転写ベルト駆動ローラ２ａは矢印方向に第２駆動系ＩＩにより回転し、二次転写ベルト２２を駆動している。第２駆動系ＩＩは第２駆動モータ８２により駆動されており、第２駆動モータ８２は制御手段８により、移動速度が制御されている。すなはち、中間転写ベルト１を駆動している第１駆動モータ８１と二次転写ベルト駆動ローラ２ａを駆動している第２駆動ローラ８２は制御手段８により、その移動速度を独立に制御される。つまり、制御手段８は転写部材である二次転写ベルト２２の移動速度を制御する制御手段である。

本実施の形態でも、少なくとも搬送方向における転写材の先端の縁にトナー画像を転写する時、制御手段８は、二次転写ニップに進入する時の転写材の移動速度を中間転写ベルト１の移動速度より遅くなるように、二次転写ベルト２２の移動速度を制御する。制御手段８の制御によって、転写材Ｐの先端の縁Ｅが中間転写ベルト１上のトナー画像Ｔを押し付けることを抑制する。さらに、少なくとも搬送方向における転写材の後端の縁にトナー画像を転写する時、制御手段８は、二次転写ニップから抜ける時の転写材の移動速度を、中間転写ベルト１の移動速度より速くなるよう、二次転写ベルト２２の移動速度を制御する。この制御手段８の制御によって、転写材Ｐの後端の縁Ｅが中間転写ベルト１上のトナー画像Ｔを堰き止めることを抑制する。

図１１に、本実施の形態の縁無しモードで、転写材の先端の縁から後端の縁までトナー画像を転写する場合の二次転写ベルト駆動ローラ２ａの速度変化を示す。より具体的には、二次転写ベルト２２に静電吸着した転写材Ｐが二次転写部へ進入して排出されるまでの二次転写ベルト駆動ローラ２ａの速度変化を表している。

初期状態（Ｔ１以前）では移動速度比は１００％となっているが、転写材Ｐが二次転写ニップに進入する前に制御手段８によって二次転写ベルト駆動ローラ２ａの移動速度が減速され、移動速度比は９７％に変更される。Ｔ２は転写材Ｐの先端の縁が二次転写ニップに進入するタイミングであり、Ｔ３は転写材Ｐの先端の縁が二次転写ニップから抜き出るタイミングである。図１１に示すように、転写材Ｐの先端の縁が、二次転写ニップにある間、二次転写駆動ローラ２ａの移動速度は遅い状態を確実に維持するよう設定されている。転写材Ｐの先端の縁が、二次転写ニップを通過した後、制御手段８によって移動速度比は１００％へ戻される。転写材Ｐがある程度搬送された後、転写材Ｐの後端の縁が、二次転写ニップを通過する前に制御手段８によって移動速度は１０３％へ加速される。Ｔ４は転写材Ｐの後端の縁が二次転写ニップに進入するタイミングであり、Ｔ５は転写材Ｐの後端の縁が、二次転写ニップから抜き出るタイミングである。図１１に示すように、転写材Ｐの後端の縁が、二次転写ニップにある間、二次転写ローラ２の移動速度は速いい状態を確実に維持するよう設定されている。転写材Ｐの後端の縁が、二次転写ニップから抜き出ると、移動速度比は１００％へと戻される。

本実施の形態では±３％の幅で直線的に速度変更が実施される場合を述べたが、変化幅も±３％に限るものではない。転写部材として二次転写ベルト２２を採用した場合、転写材Ｐの搬送速度は二次転写ベルト２２静電吸着されている為、二次転写ベルト２２の移動速度とほぼ等しい。よって、二次転写ベルト駆動ローラ２ａの移動速度の変化幅は±１％程度でも効果を得る事ができる。

以上述べたように、転写材Ｐの先端部と転写材Ｐの後端部における紙の縁へのトナー付着を小さく抑えるため、転写材Ｐの先端部においては二次転写ベルト駆動ローラ２ａの移動速度を遅く設定した。転写材Ｐの後端部においては二次転写ベルト駆動ローラ２ａの移動速度を速く設定し、転写材の縁へのトナー付着量を少なくし、定着部でのオフセットや転写材搬送部汚れによる画像不良の発生を少なくすることができた。そして、トナー画像が左右非対称な場合でも、転写部材として二次転写ベルト２２を採用し、転写材Ｐを二次転写ベルト２２へ吸着させて搬送させることで、安定した転写材搬送が実現できた。

なお、実施の形態では第２駆動系ＩＩの駆動モータ８２の回転速度を変更したが、発明の効果を得るには中間転写ベルト表面の移動速度に対する転写部材表面の移動速度が変更可能になっていればよく、第１駆動系Ｉの駆動モータ８１の回転速度を制御しても良い。また、駆動モータの回転速度を直接変更するのではなく、ギアによる変速等、公知の変速手段を用いることもできる。

また、中間転写ベルト方式を採用した画像形成装置の場合で説明をおこなったが、中間転写ドラム方式、静電転写体方式、多重現像方式を採用した画像形成装置へも応用可能である。また、感光ドラムから直接転写材Ｐに転写するモノカラーの画像形成装置においても、同様の効果が得ることが可能である。

本実施の形態１で用いる画像形成装置の全体構成を説明する概略図である。 縁ありモードと、縁無しモードを説明する図である。 転写材Ｐに対する搬送力を説明する図である。 転写材Ｐに対する搬送力を説明する図である。 縁無しモードを実行した時の転写材Ｐの先端部を説明する図である。 縁無しモードを実行した時の転写材Ｐの後端部を説明する図である。 縁無しモードを実行した時の制御を説明する図である。 縁無しモードを実行した時の制御を説明する図である。 左右非対称なトナー画像を説明する図である。 本実施の形態２で用いる画像形成装置の全体構成を説明する概略図である。 転写材の縁まで印字するモードを実行した時の制御を説明する図である。

符号の説明

１ 中間転写ベルト
２ 二次転写ローラ
３ 定着装置
５ 転写材カセット
６ 給紙装置
７ 搬送装置
２２ 二次転写ベルト
２３ 吸着ローラ
Ｐ 転写材

Claims (21)

1. トナー画像を担持し移動する像担持体と、前記像担持体とニップを形成し移動する転写部材と、前記転写部材の移動速度を制御する制御手段と、を有し、転写材が前記ニップで搬送され前記像担持体上のトナー画像が転写材に転写される画像形成装置であって、前記像担持体上に転写材に対応する領域から転写材の外側に対応する領域までトナー画像を形成し、転写材の縁にトナー画像を転写する縁無しモードが可能である画像形成装置において、
   前記縁無しモードで少なくとも搬送方向における転写材の先端の縁にトナー画像を転写する時、前記制御手段は、前記ニップに進入する時の転写材の移動速度を前記像担持体の移動速度より遅くなるように、前記転写部材の移動速度を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記ニップに転写材が進入した後の転写材の移動速度を、転写材が前記ニップに進入する時の移動速度よりも速くなるように、前記転写部材の移動速度を制御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. 前記制御手段は、前記ニップに転写材が進入した後の転写材の移動速度を、前記像担持体の移動速度と同じ速度になるように、前記転写部材の移動速度を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記転写部材は、回転する転写ローラであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記転写部材は、回転するベルトであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記ベルトに転写材を吸着させた状態で前記ニップに転写材を進入させることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 感光体を有し、前記像担持体は、前記感光体からトナー画像が転写される中間転写体であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. トナー画像を担持し移動する像担持体と、前記像担持体とニップを形成し移動する転写部材と、前記転写部材の移動速度を制御する制御手段と、を有し、転写材が前記ニップで搬送され前記像担持体上のトナー画像が転写材に転写される画像形成装置であって、前記像担持体上に転写材に対応する領域から転写材の外側に対応する領域までトナー画像を形成し、転写材の縁にトナー画像を転写する縁無しモードが可能である画像形成装置において、
   前記縁無しモードで少なくとも搬送方向における転写材の後端の縁にトナー画像を転写する時、前記制御手段は、前記ニップから抜ける時の転写材の移動速度を前記像担持体の移動速度より速くなるように、前記転写部材の移動速度を制御することを特徴とする画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記ニップから抜ける時の転写材の移動速度を、前記ニップで搬送され前記像担持体上のトナー画像が転写される時の転写材の移動速度より速くなるように、前記転写部材の移動速度を制御することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記ニップで搬送され前記像担持体上のトナー画像が転写される時の転写材の移動速度を、前記像担持体の移動速度と同じ速度になるように、前記転写部材の移動速度を制御することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記転写部材は、回転する転写ローラであることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記転写部材は、回転するベルトであることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記ベルトに転写材を吸着させた状態で前記ニップに転写材を進入させることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 感光体を有し、前記像担持体は、前記感光体からトナー画像が転写される中間転写体であることを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. トナー画像を担持し移動する像担持体と、前記像担持体とニップを形成し移動する転写部材と、前記転写部材の移動速度を制御する制御手段と、を有し、転写材が前記ニップで搬送され前記像担持体上のトナー画像が転写材に転写される画像形成装置であって、前記像担持体上に転写材に対応する領域から転写材の外側に対応する領域までトナー画像を形成し、転写材の縁にトナー画像を転写する縁無しモードが可能である画像形成装置において、
    前記縁無しモードで少なくとも搬送方向における転写材の先端の縁と後端の縁の両方にトナー画像を転写する時、前記制御手段は、前記ニップに進入する時の転写材の移動速度を前記像担持体の移動速度より遅く、前記ニップから抜け出す時の転写材の移動速度を前記像担持体の移動速度より速くするように、前記転写部材の移動速度を制御することを特徴とする画像形成装置。
16. 前記制御手段は、前記ニップに進入した後で前記ニップから抜け出す前の転写材の移動速度を、前記ニップに進入する時の転写材の移動速度より速く、且つ、前記ニップから抜け出す時の転写材の移動速度より遅くなるように、前記転写部材の移動速度を制御することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記制御手段は、前記ニップに進入した後で前記ニップから抜け出す前の転写材の移動速度を、前記像担持体の移動速度と同じ速度になるように、前記転写部材の移動速度を制御することを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
18. 前記転写部材は、回転する転写ローラであることを特徴とする請求項１５から請求項１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
19. 前記転写部材は、回転するベルトであることを特徴とする請求項１５から請求項１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
20. 前記ベルトに転写材を吸着させた状態で前記ニップに転写材を進入させることを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
21. 感光体を有し、前記像担持体は、前記感光体からトナー画像が転写される中間転写体であることを特徴とする請求項１５から請求項２０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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