JP4595683B2

JP4595683B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4595683B2
Application number: JP2005160233A
Authority: JP
Inventors: 博文後藤; 平和江連
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: JP2006337578A

Description

本発明は、画像形成装置が形成する画像の画質を向上させるための技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、通常、帯電したトナーを電位差を用いて用紙に転写する。このとき転写部に印加される電圧は、一般に転写バイアスなどと呼ばれる。また、転写部は、転写部を用紙が通過するときには転写バイアスを印加する一方、用紙が存在しないとき、いわゆるインターイメージにおいては、転写バイアスとは逆極性の電圧を印可したり、あるいは電圧をゼロにする制御を行っている。これは、転写部にトナー等が付着することによって、その後に転写が行われる用紙の裏面が汚れるのを防ぐためである（例えば、特許文献１および２参照）。

用紙にトナー像を転写させるためには、用紙の先端から後端までが通過する間だけ転写部が転写バイアスを印加すれば足りることである。しかし、画像形成装置のソフトウェアや電圧を印可する電源の応答速度の遅延を考慮して、実際には用紙の先端よりもわずかに手前から転写バイアスの印加を開始している（例えば、特許文献２・図６参照）。このようにすることで、応答速度の遅延によって用紙の先端周辺の画質が低下することを防いでいる。同様に、用紙を排出するときも、転写部は用紙の後端の通過後もわずかに転写バイアスを印加し続けている。つまり、転写部においては、ある程度の余裕を見込んで、用紙の存在しない部分にも転写バイアスが印加されている。
特開２０００−１４７９１５号公報特開２００５−００４１０９号公報

しかし、上述のように用紙の存在しない部分にも転写バイアスを印加した場合、以下のような不具合が発生することがあった。
転写時においては、用紙表面のコート層やトナーが用紙の端部からはみ出て、中間転写ベルト等の搬送体に転移することがある。この転移部分に転写バイアスが印加されると放電が起こり、搬送体表面に大きな電荷が残留してしまう。残留した電荷はトナー転写の妨げとなるため、この残留電荷の存在する部分で転写を行った場合、この部分だけトナーが適切に転写されないまま用紙が排出されてしまう。このような用紙に形成された画像は、電荷が残留していた部分に相当する位置のトナーが適切に定着されず、いわゆる「白抜け」が生じた画像となってしまう。特にこの問題は、表面にコート層や接着層が形成された特殊な用紙を用いた場合に顕著となる。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、白抜けのない良好な画像を形成するための仕組みを提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明は、コート層を有する記録材に画像を形成する画像形成装置であって、トナー像を形成するトナー像形成手段と、駆動手段によって回転移動される無端のベルト状部材を有する搬送手段と、前記ベルト状部材を狭持するロール部材および対向部材と、前記ロール部材と前記対向部材との間に電位差を生じさせる電源とを有し、前記駆動手段による前記ベルト状部材の回転移動に伴って前記ベルト状部材と前記ロール部材との間に進入するトナー像を電位差によって記録材に転写する転写手段と、前記転写手段が生じさせる電位差を制御するバイアス制御手段とを備え、前記バイアス制御手段は、トナー像が転写される位置を記録材が通過する場合において、前記コート層が前記ベルト状部材に接し得る部分である前記記録材の先端部分および後端部分ならびにそれらの近傍を除く部分が前記位置を通過するときには、前記転写手段に第１の電位差を生じさせ、当該記録材の前記先端部分および前記後端部分ならびにそれらの近傍が前記位置を通過するときには、前記第１の電位差よりも小さい電位差を生じさせ、または電位差を生じさせない制御を行うことを特徴とする画像形成装置を提供する。

かかる画像形成装置によれば、用紙の端部、すなわち記録材の先端または後端ならびにそれらの近傍においては、記録材のその他の部分よりも小さな電位差（ゼロを含む）が与えられる。その結果、搬送体であるベルト状部材に残留する電荷の量が低減され、白抜けの発生を防止することが可能となる。

また、本発明の画像形成装置は、より好適な態様において、前記転写手段を通過した記録材の辺縁部を裁断する裁断手段を備えることを特徴とする。
このようにすれば、用紙の端部を裁断してしまうため、仮に応答速度の遅延によって用紙の端部の画質が低下しても、得られる画像に対する影響は排除される。加えて、用紙の端部を裁断することで、余白のない縁なしの画像を得ることができる。

また、この画像形成装置は、さらに好適な態様において、コート層を有する第１の記録材と、前記第１の記録材と異なる第２の記録材とを収容し、前記トナー像形成手段によるトナー像の形成に応じていずれかの記録材を供給する給紙手段と、前記給紙手段および前記裁断手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記給紙手段に第１の記録材を供給させるときには、前記裁断手段に当該第１の記録材を裁断させる制御を行うことを特徴とする。
このようにすれば、第１の記録材として表面にコート層が形成された用紙を用いて写真画質のプリントを行うような場合に、白抜けの発生を防止することが可能となる。特に、写真画質のプリントにおいては、ハイライト部に白抜けが生じると致命的な画質欠陥となるため、本発明の効果を顕著に認めることができる。

なお、本発明の画像形成装置は、前記トナー像形成手段が、複数の異なる色のトナー像を前記ベルト状部材に順次転写してカラートナー像を形成する方式、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置において好適に用いられる。しかしながら、本発明はこのような画像形成装置に限定されず、種々の画像形成装置に適用可能である。例えば、搬送体として用紙搬送ベルトを備えた構成のいわゆるロータリー方式の画像形成装置であってもよい。

以上のように、本発明によれば白抜けのない良好な画像を形成することが可能となる。

［１：構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の装置構成を示した図である。この画像形成装置１００は、中間転写ベルトを備えたいわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を用紙等の記録材に形成することによってカラー画像を形成する。また、画像形成装置１００は、スキャナ、プリンタ、複写機の各機能を備えている。さらに、本実施形態の画像形成装置１００は、高光沢かつ縁なしの画像を形成することが可能である。そのため、この画像形成装置１００は、写真フィルムを印画紙に印画する如く画像データを用紙にプリントする、いわゆるデジカメプリント（写真画質プリント）に好適に用いられる。
この画像形成装置１００を機能別に分類すると、画像を形成する画像形成部１と、形成すべき画像を読み取る画像読取部２と、画像形成部１に用紙を供給する給紙部３とに大別される。以下では、これらの各部の構成についてより詳細に説明する。

画像読取部２は、フルレートキャリッジ２０と、ハーフレートキャリッジ２１と、結像レンズ２２と、ラインセンサ２３と、プラテンガラス２４と、プラテンカバー２５とを備える。フルレートキャリッジ２０は光源やミラーを備え、副走査方向（図中の矢印Ｄ方向）に移動しながらプラテンガラス２４上面に載置された原稿を読み取る。ハーフレートキャリッジ２１はフルレートキャリッジ２０の半分の速度で副走査方向に移動し、フルレートキャリッジ２０からの原稿の反射光を結像レンズ２２へと導く。結像レンズ２２は、原稿の反射光がラインセンサ２３表面で良好に読み取られるように結像する。ラインセンサ２３は例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子であり、受光した原稿からの反射光に基づいて原稿を表す画像データを生成する。プラテンガラス２４は原稿を載置するための透明なガラス板であり、プラテンカバー２５はプラテンガラス２４を覆って外光を遮断する。

画像形成部１は、トナー像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写ベルト１１と、駆動ロール１２と、二次転写ロール１３と、バックアップロール１４と、ベルトクリーナ１５と、第１定着装置１６と、搬送切替装置１７と、第２定着装置１８と、裁断装置１９とを備える。なお、トナー像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各符号の末尾に付されたアルファベットは、単にトナーの色を示すだけのものであり、各ユニットの符号は異なっているものの、その構成に大きな違いはない。そこで、以下の構成の説明においては、これらのアルファベットを省略して「トナー像形成ユニット１０」と総称する。同様に、トナー像形成ユニット１０の各部についても、そのアルファベットを適宜省略して説明する。

トナー像形成ユニット１０は、感光体ドラム１０１と、帯電器１０２と、露光器１０３と、現像器１０４と、一次転写ロール１０５と、ドラムクリーナ１０６と、除電装置１０７とを備える。感光体ドラム１０１は表面に光導電層の形成された像担持体であり、図中の矢印Ａ方向に回転される。帯電器１０２は感光体ドラム１０１表面に所定の電位差を生じさせ、これを一様に帯電する。露光器１０３はレーザダイオード等のビーム発光源を備えており、帯電された感光体ドラム１０１表面にビーム光を照射させることで照射部分の電荷を消失させ、入力された各色の画像データに応じた静電潜像を形成する。現像器１０４はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナーを備えており、感光体ドラム１０１表面の静電潜像にトナーを付与することでトナー像を作像する。一次転写ロール１０５は中間転写ベルト１１を介して感光体ドラム１０１と対向し、この対向する位置（以下、「一次転写位置」という）においてトナー像を中間転写ベルト１１に転写する。転写されたトナー像は図中の矢印Ｂ方向に搬送される。

ドラムクリーナ１０６は、トナー像を転写された後に感光体ドラム１０１表面に残留している未転写のトナーを回収する。除電装置１０７は感光体ドラム１０１表面を除電する。すなわち、ドラムクリーナ１０６および除電装置１０７は、感光体ドラム１０１から不要なトナーや電荷を除去し、感光体ドラム１０１を次の画像形成プロセスに備えさせるものである。

中間転写ベルト１１は無端のベルト部材である。中間転写ベルト１１は駆動ロール１２により図中の矢印Ｂ方向に回転され、画像形成ユニット１０において作像されたトナー像を二次転写ロール１３により形成されるニップ領域（以下、「二次転写位置」という）に搬送する。本実施形態においては、駆動ロール１２は画像形成装置１００のプロセススピードが５２ｍｍ／ｓｅｃとなるように中間転写ベルト１１を回転させる。

二次転写ロール１３はそのシャフトを介して電気的に接地（アース）されており、バックアップロール１４には図示せぬ電源が接続されている。ここでは、二次転写ロール１３の表面電位を基準電位とし、その値を０Ｖ（ボルト）とする。なお、以下においては、二次転写ロール１３とバックアップロール１４の間の電位差のことを「バイアス電圧」といい、特に、用紙にトナーを転写するときのバイアス電圧のことを「転写バイアス」という。

二次転写位置においては、バックアップロール１４と対向する二次転写ロール１３が中間転写ベルト１１表面のトナー像を用紙に転写させる。用紙に転写されなかったトナーや用紙から出た紙粉等の汚れは中間転写ベルト１１に残留するが、これらは中間転写ベルト１１に当接するベルトクリーナ１５によって除去される。ベルトクリーナ１５は接離可能に設けられており、必要に応じて中間転写ベルト１１から離間する。

第１定着装置１６は、内部に熱源を備えた定着ロール１６１と加圧部材１６２とを備え、トナー像を転写された用紙を加熱および加圧することで用紙にトナーを定着させる。搬送切替装置１７は、第１定着装置１６により定着された用紙の搬送方向を右（Ｒ）または左（Ｌ）に切り替える。左方向に搬送された用紙はそのまま排出されるが、右方向に搬送された用紙は定着および裁断されて排出される。

第２定着装置１８は、定着ロール１８１と、加圧ロール１８２と、定着ベルト１８３と、冷却器１８４と、剥離ロール１８５と、ステアリングロール１８６とを備える。定着ロール１８１および加圧ロール１８２は内部に熱源を備えたロール部材であり、第１定着装置１６で定着された用紙のトナーを再び溶融させる。なお、このとき用紙を加熱する温度、すなわち定着温度は、第１定着装置１６におけるそれよりも高くなっている。また、定着ロール１８１は、図示せぬ駆動手段によって図中の矢印Ｃ方向に回転する。定着ベルト１８３は無端状の平滑なベルト部材であり、定着ロール１８１の回転に従動ながら用紙を搬送する。このとき用紙は定着ベルト１８３に密着している。冷却器１８４は定着ベルト１８３に搬送される用紙を定着ベルト１８３に密着させたまま冷却する。

このようにすることで、用紙表面はトナーによる凹凸が低減されて平滑性を増し、光沢を増す。そして用紙は、剥離ロール１８５の位置において用紙自体の剛性によって定着ベルト１８３から自然に剥離し、裁断装置１９へと送られる。ステアリングロール１８６は定着ベルト１８３を張架するとともに、回転に伴って生じる定着ベルト１８３の偏りを修正する。

裁断装置１９は、用紙の幅方向（紙面垂直方向）の両端を切断するためのスリッター１９１と、用紙の長さ方向（搬送方向）の両端を切断するためのレシプロカッター１９２、１９３と、用紙を搬送する複数の搬送ロール１９４とを備えており、用紙を搬送しながらその４辺を裁断し、排出する。スリッター１９１およびレシプロカッター１９２、１９３は、用紙を適切なサイズで裁断するように位置調整されており、本実施形態においては、いわゆるＬ判（８９×１２７ｍｍ）サイズで裁断するように構成されている。つまり、スリッター１９１の２枚の刃の間隔は８９ｍｍ、レシプロカッター１９２とレシプロカッター１９３の間隔は１２７ｍｍである。

画像形成部１の構成は、以上の通りである。続いて、給紙部３の構成について説明する。
給紙部３は、複数の用紙トレイ３０と、複数の搬送ロール３１と、レジストロール３２とを備える。複数の用紙トレイ３０はそれぞれ異なる種類の用紙を収容しており、各トレイの用紙はサイズや紙質が異なっている。搬送ロール３１は用紙トレイ３０から供給される用紙を画像形成部１へと搬送する。レジストロール３２は用紙が二次転写位置に突入するタイミングを制御する。

なお、本実施形態の画像形成装置１００に用いられる用紙には、「普通紙」と「コート紙」の２種類の紙質がある。ここで「普通紙」とは、画像形成に通常用いられるいわゆるＰＰＣ（Plain Paper Copier）用紙のことである。また、「コート紙」とは、ＰＰＣ用紙と同様のセルロース等からなる基材層に例えばポリエチレンからなる耐水層やポリエステルからなる受像層、あるいは接着層等のコート層を積層してなる用紙であり、溶融状態の受像層にトナーを埋め込むことで画像の表面を平滑に仕上げることが可能となっている。そのため、コート紙は主に高光沢仕上げの好まれる写真画質プリントにおいて用いられる。コート紙のサイズは、ここではいわゆるハガキサイズ（１００×１４８ｍｍ）とする。

画像形成装置１００の装置構成は以上のようになっている。そして、これら各部の動作を制御し、画像形成の態様を決定するのが制御部である。
図２は、制御部の構成を他のハードウェアとともに示したブロック図である。制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４２と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）４３とを備えている。ＣＰＵ４０はＲＡＭ４２をワーキングエリアとして用いて演算処理を行うことで、ＲＯＭ４１に記憶された各種のプログラムを実行する。例えば、制御部４は帯電電位や露光量、現像電位、転写バイアス等のパラメータ制御やタイミング制御を行ったり、用紙やトナー像の搬送速度の調整を行ったりする。また、ＡＳＩＣ４３は各種の画像処理が実装された集積回路であり、画像データに対して所定の画像処理を実行する。

なお、図１および図２には特に図示されていないが、画像形成装置１００は表示部や操作部等のユーザインタフェースを備えている。このユーザインタフェースを用いて、ユーザは画像形成の開始を指示したり、あるいは出力サイズや画像形成モードの指定するなどの操作を行うことができる。

［２：動作］
続いて、ここでは上記構成の画像形成装置１００によって行われる画像形成の動作を説明する。本実施形態の画像形成装置１００は、帯電、露光、現像、転写および定着という電子写真方式における一般的な画像形成プロセスを経て、用紙にトナーによる画像を形成する。加えて、画像形成装置１００は、特にコート紙を用いて画像が形成された場合に、用紙の辺縁部を裁断するプロセスを有する。ここでは、本実施形態の画像形成装置１００の特徴をなす転写プロセス、定着プロセスおよび裁断プロセスを中心に説明する。

［２−１：転写プロセス］
転写プロセスは一次転写と二次転写の２段階で行われる。一次転写においては、一次転写位置において各色のトナー像が感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１に転写されながら、各色のトナー像が重なって１のカラートナー像を形成するように位置合わせされる。そして、二次転写においては、中間転写ベルト１１表面に位置合わせされて転写されたカラートナー像が二次転写位置において用紙に転写される。用紙のカラートナー像との位置調整はレジストロール３２によって行われる。

二次転写の前後において、制御部４はバイアス電圧を制御している。例えば、用紙にトナーを転写するときには、制御部４はバックアップロール１４に−２０００Ｖの電位を与え、二次転写ロール１３との電位差、すなわち転写バイアスが２０００Ｖとなるように制御する。また、用紙間等の非画像形成時、いわゆるインターイメージにおいては、制御部４はバックアップロール１４に−６００Ｖの負電位と２００〜８００Ｖの正電位とを交互に与える。これは、二次転写ロール１３に付着した汚れを中間転写ベルト１１に戻し、ベルトクリーナ１５によって除去するために行われる動作である。このように、正負の電位を繰り返し与える動作のことを、以下では「クリーニングサイクル」という。制御部４は、クリーニングサイクルを実行しつつ、用紙の先端が二次転写位置に進入したら、いったんこのサイクルを停止させて転写バイアスを印加する。そして、用紙の後端が二次転写位置を通過したら、上述のクリーニングサイクルを再開する。なお、インターイメージの間隔がクリーニングサイクルの電位の交番間隔よりも短い場合には、このインターイメージにおいては一定の電位が保たれる。

図３は、制御部４が行うバイアス制御を詳細に示したタイミングチャートである。同図においては、従来のバイアス制御との比較を容易ならしめるために、本実施形態のバイアス制御に対応する従来のバイアス制御を併記する。図３（ａ）が従来のバイアス制御を示したタイミングチャートであり、図３（ｂ）が本実施形態のバイアス制御を示したタイミングチャートである。同図において、Ｖ_ａおよびＶ_ｂはバイアス電圧を示している。また、時間Ｔ_ｓは用紙の先端が二次転写位置を通過する時間を示しており、時間Ｔ_ｅは用紙の後端が二次転写位置を通過する時間を示している。つまり、用紙は時間Ｔ_ｓ〜Ｔ_ｅにかけて二次転写位置を通過している。

既に説明したように、用紙にトナーを転写するときには、従来は用紙が二次転写位置に進入する前から転写バイアスが印加されていた。すなわち、図３（ａ）に示したように、転写バイアスは時間Ｔ_ｓよりも前の時間Ｔ_０から印加されていた。時間Ｔ_ｓと時間Ｔ_０の間隔は、およそ１００ミリ秒である。

これに対して、本実施形態の画像形成装置１００においては、制御部４が、用紙が二次転写位置に進入する前に電位差を０Ｖにし、この状態を用紙の先端が通過してからもしばらくの間維持させる。具体的には、制御部４は時間Ｔ_ｓよりもおよそ１００ミリ秒前の時間Ｔ_１にバイアス電圧を０Ｖとし、用紙の先端の通過後も１００ミリ秒程度転写バイアスを印加させず、そのままの電位とする。つまり、制御部４は、時間Ｔ_ｓの１００ミリ秒後（時間Ｔ_１の２００ミリ秒後）の時間Ｔ_２に転写バイアスの印加を開始させる。上述したように、本実施形態の画像形成装置１００のプロセススピードは５２ｍｍ／ｓｅｃであるから、用紙の先端およびその近傍の約１０ｍｍの領域において０Ｖのバイアス電圧が印加されることになる。

このようなバイアス制御を行って画像を連続的に形成した場合、印加されるバイアス電圧Ｖ_ａおよびＶ_ｂは図４のようになる。なお、同図においては、図４（ａ）が従来のバイアス制御を示し、図４（ｂ）が本実施形態のバイアス制御を示している。また、インターイメージにおける電位は、いずれも−６００Ｖに保たれている。

これらの図より明らかなように、本実施形態のバイアス制御においては、用紙の先端が二次転写位置を通過するときに電位差をいったん０Ｖにすることにより、用紙の先端およびその近傍でバイアス電圧がかからないように二次転写を行っている。これにより、用紙の端部での放電を抑制し、中間転写ベルト１１に電荷が残留することを防いでいる。

［２−２：定着プロセス］
続いて、本実施形態における定着プロセスについて説明する。上述したように、本実施形態の画像形成装置１００は普通紙とコート紙の２種類の用紙を収容しており、制御部４は、形成する画像やユーザからの指示に応じて使用する用紙を選択している。用紙として普通紙が選択されたときには、制御部４は給紙部３に普通紙を供給させるとともに、第１定着装置１６により定着された用紙を搬送切替装置１７によって図１中の矢印Ｌ方向に搬送させ、排出させる。

一方、用紙としてコート紙が選択されたときには、制御部４は給紙部３にコート紙を供給させるとともに、第１定着装置１６により定着された用紙を搬送切替装置１７によって図１中の矢印Ｒ方向に搬送させる。この場合には、制御部４は第２定着装置１８および裁断装置１９を作動させ、再度の定着と用紙の裁断を行わせる。ここで、定着処理を２回行うのは、コート紙の受像層にトナーを埋め込ませて用紙表面の平滑性を向上させることを目的としている。第２定着装置１８における定着温度は第１定着装置１６のそれよりも高いため、受像層を軟化させてトナーを良好に埋め込むことが可能となる。

［２−３：裁断プロセス］
続いて、本実施形態における裁断プロセスについて説明する。本実施形態において、裁断プロセスはコート紙が用いられたときにのみ行われる。これは、コート紙の４辺を裁断して縁なしの画像を得るとともに、コート紙のサイズ（ハガキサイズ：１００×１４８ｍｍ）を写真現像において一般的に用いられる印画紙のサイズ（Ｌ判サイズ：８９×１２７ｍｍ）にするためである。

図５は、裁断装置１９がコート紙を裁断する態様を示した図である。同図において、斜線のハッチングで示された領域が画像の形成される領域である。一般に、電子写真方式の画像形成装置で用紙に画像を形成すると、同図に示したように４辺に数ミリの余白が形成される。しかし、写真画像においては縁なしの画像が好まれているため、ここでは余白部分を含む辺縁部を裁断して縁なしの画像を得ている。具体的には、ハガキサイズのコート紙の上下をそれぞれ約１０ｍｍ、左右をそれぞれ約５ｍｍずつ裁断することによって、Ｌ判サイズの縁なし画像を得ている。

［３：効果］
ここでは、本発明の効果について図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、画像形成装置１００が従来のバイアス制御を行った場合と本実施形態のバイアス制御を行った場合とを示すことで、それぞれの相違点を明らかにする。

図６は、二次転写位置における中間転写ベルト１１とコート紙の位置関係の履歴を示した図である。同図において、Ｌは中間転写ベルト１１の周長を示している。つまり、同図においてＡ１で示した位置は、中間転写ベルト１１が１回転するとＡ２で示した位置に相当することを意味している。同様に、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２は、それぞれＢ１、Ｃ１、Ｄ１で示した位置の中間転写ベルト１１の１回転後に相当する位置である。

いま、図６に示したように、６枚のコート紙Ｐ_１〜Ｐ_６によって画像形成が行われるとする。つまり、このときコート紙Ｐ_１〜Ｐ_６の先端は、それぞれＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１に位置する。コート紙Ｐ_１〜Ｐ_３にトナー像が転写され、４枚目のコート紙Ｐ_４にトナー像が転写されると、その途中で中間転写ベルト１１はＡ１の位置からちょうど１回転することになる。

二次転写を行いながら回転した中間転写ベルト１１表面には、用紙の位置に応じて多少の電荷が残留している。従来のバイアス制御を行った場合、この電荷は、特に用紙の端部において多く現れる。つまり、コート紙Ｐ_１にトナー像が転写されると、コート紙Ｐ_１の先端に相当するＡ１の位置に大きな電荷が残留することとなる。そして、この状態でコート紙Ｐ_４にトナー像を転写しようとすると、中間転写ベルト１１の１回転後のＡ１に相当する位置、すなわちＡ２の位置に大きな電荷が存在することとなる。その結果、コート紙Ｐ_４のＡ２に相当する位置ではトナーが適切に転写されず、画像に白抜けを生じさせる。同様に、コート紙Ｐ_５においてはＢ２、コート紙Ｐ_６においてはＣ２の位置で画像に白抜けが発生する。

これに対して、本実施形態のバイアス制御を行った場合には、用紙の先端部（およびその近傍）に転写バイアスを印加しないため、上述したような放電現象を防止することが可能となる。その結果、中間転写ベルト１１が回転した後でも大きな電荷が残留せず、トナーの転写不良を抑制することが可能となる。

図７は、かかる本発明の効果を実証するために行われた実験の結果を示した図である。この図７は、従来のバイアス制御および本実施形態のバイアス制御のそれぞれを行ったときに測定された中間転写ベルト１１の表面電位を示しており、図７（ａ）が従来のバイアス制御、図７（ｂ）が本実施形態のバイアス制御の結果である。なお、それぞれの場合において、バイアス電圧を除いた画像形成の諸条件は全て同一としている。このとき作像されたトナー像は、いずれも濃度５０％の全面ハーフトーン画像である。また、中間転写ベルト１１と用紙の位置関係は、図６に示したものと同様である。

図７（ａ）より明らかなように、従来のバイアス制御を行った場合には、用紙の先端および後端に相当する位置にパルス状の電位変動が発生する。特に、中間転写ベルト１１が１回転した後では、４枚目や５枚目の二次転写の途中にもパルス状の電位変動ｄ_１、ｄ_２が発生している。このように、用紙に二次転写を行っている途中に大きな残留電荷が存在していると、上述したようなトナーの転写不良が生じる。なお、この残留電荷は中間転写ベルト１１が回転する度に繰り返し発生する。

これに対して、図７（ｂ）を参照すると、従来のバイアス制御で用紙の先端に生じていたパルス状の電位変動が消失していることが確認できる。この結果、中間転写ベルト１１が１回転した後でもｄ_１やｄ_２のような大きな残留電荷の発生は抑制され、画像内でトナーの転写不良が起こるのを防いでいる。

このように、本実施形態の画像形成装置１００によれば、用紙の先端およびその近傍が二次転写位置を通過するときにバイアス電圧を０Ｖにするバイアス制御を行うことにより、中間転写ベルト１１表面に生じるパルス状の残留電荷を抑制することができる。この結果、二次転写時におけるトナーの転写不良が低減し、白抜けの少ない良好な画像を得ることが可能となった。

［４：変形例］
ここまでは、一の好適な例を挙げて本発明の内容を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。以下ではその変形例の一部を説明する。

上述の実施形態においては、用紙の先端およびその近傍が二次転写位置を通過するときにバイアス電圧を０Ｖにすることで、トナーの転写不良を低減させると説明した。しかしながら、このときのバイアス電圧は必ずしも０Ｖである必要はない。つまり、用紙の先端およびその近傍が二次転写位置を通過するときのバイアス電圧を転写バイアスよりも小さくするだけであっても、従来よりもトナーの転写不良を低減させることが可能である。

また、上述の実施形態においては、用紙の先端およびその近傍が二次転写位置を通過するときにバイアス電圧を０Ｖにすることでトナーの転写不良を低減させていたが、このようなバイアス制御を行ってもなお、トナーの転写不良の原因となる残留電荷は発生し得る。例えば、図７（ｂ）を参照すると、用紙の後端に相当する位置でもパルス状の電位変動が発生しており、電荷が残留していることがわかる。

この用紙の後端の残留電荷を抑制するためには、用紙の先端およびその近傍で行っているバイアス制御と同様の制御を、用紙の後端およびその近傍においても行えばよい。具体的には、二次転写位置を用紙が通過するときに、用紙の後端およびその近傍を除く部分が通過するときには転写バイアス（例えば−２０００Ｖ）を印加し、用紙の後端およびその近傍が通過するときには転写バイアスよりも電位差の小さいバイアス電圧を印加すればよい。もちろんこのとき、電位差は０Ｖであってもよい。

また、これらのバイアス制御を組み合わせて行うことにより、トナーの転写不良をより良好に抑制することが可能である。このとき、用紙の先端およびその近傍のバイアス電圧と用紙の後端およびその近傍のバイアス電圧は一致していてもよいし、異なっていてもよい。

また、画像形成装置の構成についても、上述した態様に限定されるものではない。例えば、トナー像形成ユニットはＹＭＣＫの４色に限らず、その他の色を含んでもよいし、もちろん単色のトナー像を形成するものであってもよい。また、第２定着装置や裁断装置を省いた構成であってもよい。

また、上述の実施形態は、搬送体として中間転写ベルトを用いたタンデム方式の画像形成装置を用いて説明されたが、本発明はその他の構成の画像形成装置にも適用可能である。例えば、用紙を表面に密着させながら搬送する無端のベルト状部材（用紙搬送ベルト）を備え、用紙搬送ベルトにより搬送される用紙にトナー像を転写するタイプの画像形成装置においても、本発明と同様のバイアス制御を行うことによって画像の白抜けを抑制することができる。このような画像形成装置の場合には、上述の用紙搬送ベルトが搬送体として機能する。

なお、本発明は、上述のようなコート紙を用いた場合に顕著な効果を奏するが、使用される用紙はコート紙に限定されない。本発明における記録材とは、表面あるいは内部にプラスチック等の特有の成分を含む用紙であってもよいし、例えば厚みのある用紙や端部の断面が荒れている用紙、あるいは普通紙を用いる場合においても、本発明は一定の効果を奏するものである。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の装置構成を示した図である。同画像形成装置の制御部の構成を示したブロック図である。同画像形成装置の制御部が行うバイアス制御を示したタイミングチャートである。同画像形成装置がバイアス制御を行うときに印加する電圧を示した図である。同画像形成装置の裁断装置がコート紙を裁断する態様を示した図である。同画像形成装置の二次転写位置における中間転写ベルトとコート紙の位置関係の履歴を示した図である。同画像形成装置において測定された中間転写ベルトの表面電位の変動を示した図である。

符号の説明

１００…画像形成装置、１…画像形成部、１０、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ…トナー像形成ユニット、１１…中間転写ベルト、１２…駆動ロール、１３…二次転写ロール、１４…バックアップロール、１５…ベルトクリーナ、１６…第１定着装置、１７…搬送切替装置、１８…第２定着装置、１９…裁断装置、２…画像読取部、２０…フルレートキャリッジ、２１…ハーフレートキャリッジ、２２…結像レンズ、２３…ラインセンサ、２４…プラテンガラス、２５…プラテンカバー、３…給紙部、３０…用紙トレイ、３１…搬送ロール、３２…レジストロール、４…制御部、４０…ＣＰＵ、４１…ＲＯＭ、４２…ＲＡＭ、４３…ＡＳＩＣ

Claims

コート層を有する記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
駆動手段によって回転移動される無端のベルト状部材を有する搬送手段と、
前記ベルト状部材を狭持するロール部材および対向部材と、前記ロール部材と前記対向部材との間に電位差を生じさせる電源とを有し、前記駆動手段による前記ベルト状部材の回転移動に伴って前記ベルト状部材と前記ロール部材との間に進入するトナー像を電位差によって記録材に転写する転写手段と、
前記転写手段が生じさせる電位差を制御するバイアス制御手段とを備え、
前記バイアス制御手段は、
トナー像が転写される位置を記録材が通過する場合において、前記コート層が前記ベルト状部材に接し得る部分である前記記録材の先端部分および後端部分ならびにそれらの近傍を除く部分が前記位置を通過するときには、前記転写手段に第１の電位差を生じさせ、当該記録材の前記先端部分および前記後端部分ならびにそれらの近傍が前記位置を通過するときには、前記第１の電位差よりも小さい電位差を生じさせ、または電位差を生じさせない制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
前記トナー像形成手段は、複数の異なる色のトナー像を前記ベルト状部材に順次転写してカラートナー像を形成することを特徴とする
請求項１に記載の画像形成装置。
前記転写手段を通過した記録材の辺縁部を裁断する裁断手段を備えることを特徴とする
請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記コート層を有する第１の記録材と、前記第１の記録材と異なる第２の記録材とを収容し、前記トナー像形成手段によるトナー像の形成に応じていずれかの記録材を供給する給紙手段と、
前記給紙手段および前記裁断手段の動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記給紙手段に第１の記録材を供給させるときには、前記裁断手段に当該第１の記録材を裁断させる制御を行うことを特徴とする
請求項３に記載の画像形成装置。