JP2006030737A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１次転写において有色トナー像を画像担持体上に形成し、２次転写において形成された有色トナー像を一括して紙上へ転写する方式を用いる画像形成装置において、１次転写時の有色トナー像の下地又は上地に透明トナー層を形成して縁無し印刷時に発生する紙裏汚れを防止する。
【解決手段】２次転写方式を用いる画像形成装置において、透明トナーカートリッジを有色トナーカートリッジの中間転写体搬送方向上流側に設置する。縁無し印刷実行時には透明トナー層を中間転写体上に有色トナーの下地に形成し、有色トナーによる記録材裏汚れを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いて記録材上に画像を形成する画像形成装置に関するものである。具体的には、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写し、更に記録材上に２次転写する方式を用いる画像形成装置における、透明トナーを用いたトナー飛散防止方法に関するものである。

従来の電子写真方式を用いる画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写し、更に中間転写体上のトナー像を記録材に２次転写する方式を用いる画像形成装置は、例えば図２に示すような構成で記録材上への像形成を行っている。即ち、この画像形成装置は、像担持体２、帯電装置３、現像装置４、露光装置６から成る電子写真トナー像形成ユニットがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎に４つ並設して構成されている。前記トナー像形成ユニットによって形成されたトナー像は、１次転写ローラ５との１次転写ニップによって像担持体２上から中間転写ベルト１上に１次転写され、更に２次転写ローラ１０とその対向ローラ７によって形成される２次転写ニップによって中間転写体１上から記録材１４上へ２次転写される。

上記２次転写ニップにおいて、通常中間転写ベルト１上のトナーは、記録材１４へ２次転写されるが、濃度制御のためのトナーパッチやジャムの発生、或は非画像部のカブリトナー等によって中間転写ベルト１上のトナーが直接２次転写ローラに付着してしまうため、やがて２次転写ローラ１０上のトナーが記録材１４裏面に付着してしまうという問題（以後、記録材裏汚れ）がある。

上記問題を解決するため、２次転写ローラ１０のクリーニング方法として、従来より静電的にクリーニングする方法と機械的にクリーニングする方法が開発されてきた。

静電的クリーニングは、２次転写時の印加バイアスに対して逆バイアスを印加し、トナーを２次転写ローラ１０から中間転写体１へ静電的に再転写させる方法である。例えば、有色トナーが負極性の電荷を有している場合には、２次転写ローラ１０に中間転写体１に対して正バイアスを印加する。この方法は、クリーニングするべきトナー量が比較的少ない場合に良く用いられている。

又、機械的クリーニングは、２次転写ローラ１０に直接樹脂ブレードやファーブラシ等を当接しトナーを機械的に掻き落として除去する方法である。より効率的にトナーを除去するため、スポンジローラの表層をフッ素樹脂でコートし、トナー離形性を良化した２次転写ローラが発明されている（例えば、特許文献１）。この２次転写ローラに付着したトナーは、樹脂ブレードやファーブラシ等によって比較的容易に除去することができる。

特許第３１３９３４２号公報

しかし、上記従来のクリーニング方法では、一度に多量のトナーが２次転写ローラに付着した場合に、完全にトナーを除去し記録材裏汚れを防ぐことは困難である。特に、縁無し印刷（余白無し印刷）を行う場合には、次の理由から多量のトナーを１回クリーニングする必要性がある。

通常、上記２次転写方式で縁無し印刷を行うには、紙搬送時やトナー像形成時の位置ズレ等、精度上不可避な問題からの要請によって、像担持体２及び中間転写体１上には記録材１４よりも大きいサイズの像形成を行う必要がある。そのため、２次転写ニップにおいて記録材１４に２次転写されずにはみ出した画像領域（以後、塗り足し領域）のトナーが全て２次転写ローラ１０に付着してしまうので、結果的にクリーニングすべきトナーが多量になってしまう。

又、濃度制御のためのトナーパッチやジャム発生時、カブリトナー等のクリーニングは２次転写ローラを数回回転させてクリーニングすることが可能であるが、縁無し印刷においては２次転写ローラ１回転以内にクリーニングを完了させなければ記録材裏汚れとなってしまうため、上記従来技術によるクリーニング性能では不十分となる可能性がある。

そこで、本発明の目的は、２次転写方式を用いる画像形成装置において、有色トナーによる２次転写時の記録材裏汚れを、透明トナーを塗布することで防止することを目的とする。

従来より透明トナーに関して幾つかの技術が紹介されているが、その大半は記録材の光沢度を制御する目的で用いている。例えば、特開２００２−８２５０８号公報では、１次転写にて直接像担持体から記録材上へトナー像を形成する方式において、透明トナーによる像形成ユニットを色トナーによる像形成ユニットの上流側に並設して使用し、透明トナーによって記録材の光沢度を多段的に制御することを可能にしている。

しかし、特開２００２−８２５０８号公報は、２次転写方式を用いる本発明の構成とは異なり、又、縁無し印刷時等の透明トナーの非画像域への塗布は想定されていないため、これを用いて有色トナーによる２次転写時の記録材裏汚れを完全に防止することはできない。

そこで、本発明において上記課題を解決するための手段として下記に示すものを挙げる。

画像情報に基づいて像担持体上に有色トナー像を形成する現像手段を有し、像担持体上に形成した有色トナー像を中間転写体上に１次転写した後、中間転写体上の有色トナー像を中間転写体と中間転写体表面に対して対向配置された２次転写ローラによって２次転写する画像形成装置において、２次転写部材清掃手段を有し、有色トナーによる１次転写位置の中間転写体搬送方向に対して下流側に透明トナーによる現像手段及び像担持体が配置されることを特徴とする。

請求項１記載の構成を有する画像形成装置において、制御手段によって透明トナーによる現像手段及び像担持体の動作の有無を決定することを特徴とする。

請求項１記載の構成を有する画像形成装置において、透明トナー像を形成時には、記録材の画像領域及び有色トナー像の画像領域よりも大きい画像を形成することを特徴とする。

請求項１記載の構成を有する画像形成装置において、透明トナー像を形成時には、画像領域の中央に向かって透明トナー量を段階的に減少させていくことを特徴とする。

本発明によれば、通常直接ローラに付着したトナーをローラ１周以内で除去することは困難であるが、上記方法を用いて有色トナーと２次転写ローラとの間に透明トナーによるトナー層を形成することができる。そのため、２次転写時にトナーが２次転写ローラに付着しても、直接有色トナーが２次転写ローラに付着することを防止できるため、２次転写ローラクリーナによって容易に色トナーを除去することができ、更に記録材裏汚れを防止する効果を得る。

又、本発明によれば、画像領域の端部から中央部に向かって透明トナー量を段階的に減少させるため、定着後の透明トナーの有無による光沢性の違いに違和感を感じることなく、画像中央部の透明トナーを削減する効果を得る。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
以下、図１を参照して本発明に適した実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係る電子写真方式の多色画像形成装置を示す構成概略図である。この画像形成装置は、透明トナー：Ｔと計４色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）の画像を形成するトナー像形成部が一定の間隔をおいて一列に配置されている。

各トナー像形成部には、それぞれ像担持体としての感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔが設置されている。各感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔの周囲には、帯電ローラ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，３Ｔ、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ，４Ｔ、１次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ，５Ｔが設置されている。帯電ローラ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，３Ｔと現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ，４Ｔ間の上方には露光装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ，６Ｔがそれぞれ設置されている。

感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔは、本実施の形態ではＯＰＣ感光層を有した負帯電の有機感光ドラムでであり、駆動装置（不図示）によって矢印方向（反時計方向）にそれぞれ所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。

接触帯電手段としての帯電ローラ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，３Ｔは、それぞれ感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔに所定の圧接力で接触し、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔ表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。

現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ，４Ｔは、本実施の形態では２成分現像方式であり、現像バイアス電源（不図示）から印加される現像バイアスによって各感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔ上に形成される静電潜像にトナーを付着させて、トナー像として反転現像する。各現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ，４Ｔには、それぞれＹトナー、Ｃトナー、Ｍトナー、Ｋトナー、Ｔトナーが収納されている。

接触転写手段としての転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ，５Ｔは、中間転写体としての中間転写ベルト１を介して各感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔ表面に所定の押圧力で接触し、各転写バイアス電源（不図示）から印加される前記トナーとは逆極性の転写バイアスにより、感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔと転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ，５Ｔ間の各１次転写部で、各感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔ表面のそれぞれのトナー像を、移動する中間転写ベルト１上に順次重ね合わせて転写（１次転写）する。ここで、透明トナーの転写ローラ５Ｔは、感光ドラム２Ｔから一定の距離を離間する機構（不図示）を有し、エンジンコントローラ（不図示）によって転写ローラ５Ｔの加圧−離間が制御される。

露光装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ，６Ｔは、ホストコンピュータ（不図示）からそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光で各感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔ表面を画像露光することにより、各帯電ローラ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，３Ｔで帯電された各感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔ表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する。

中間転写ベルト１は、駆動ローラ８と２次転写対向ローラ７と従動ローラ９によって張架されており、駆動ローラ８の回転駆動によって、感光ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｔの回転に同期して矢印方向に移動（回転）される。

又、２次転写対向ローラ７と駆動ローラ８との間の中間転写ベルト１の表面近傍には、ベルトクリーニング装置１１が設置されている。

次に、実施形態１の画像形成装置による２次転写までの画像形成動作について説明する。

先ず、記録材上において上下左右端に余白がある画像を印字する場合の２次転写までの画像形成動作について説明する。この場合、有色トナー（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）のトナー像形成部のみ動作を行う。

画像形成動作開始信号が発せられると、透明トナーの転写ローラ６Ｔは感光ドラム２Ｔと離間し、一定の距離を保持する。又、このとき、透明トナーのトナー像形成部（感光ドラム２Ｔ、帯電ローラ３Ｔ及び現像装置４Ｔ）は全て停止する。

このとき、所定の速度で回転駆動されるＹトナーの感光ドラム２Ｙは、それぞれ帯電ローラ３Ｙによって一様に本実施の形態では負極性の所定電位に帯電される。そして、露光装置６Ｙは、ホストコンピュータ（不図示）から入力される多色分解された画像信号を光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光を帯電された各感光ドラム２Ｙ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。

次に、Ｙトナーの感光ドラム２Ｙに形成された静電潜像に、感光ドラム２Ｙの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ＹによりＹトナーを付着させて反転現像を行い、トナー像を形成する。

そして、このＹトナー像は、１次転写部にて転写バイアス電源（不図示）から１次転写バイアスが印加された１次転写ローラ５Ｙにより、移動（回転）している中間転写ベルト１上に１次転写される。

Ｙトナー像が転写された中間転写ベルト１は、駆動ローラ８の駆動によってＹのトナー像形成部側に移動される。そして、次のＭのトナー像形成部においても、同様にして感光ドラム２Ｙ上に形成されたＭのトナー像が、１次転写部にて１次転写バイアス電源（不図示）から１次転写バイアスが印加された１次転写ローラ５Ｍにより、中間転写ベルト１上のイエローのトナー像上に重ね合わせて転写される。

以下、同様にして中間転写ベルト１上に重畳転写されたＭのトナー像上に、ＣとＫのトナー像形成部の感光ドラム２Ｃ，２Ｋで形成されたＣとＫのトナー像を、各１次転写部にて各転写バイアス電源（不図示）から１次転写バイアスが印加された１次転写ローラ５Ｃ，５Ｋにより、順次重ね合わせて転写して多色画像のトナー像を中間転写ベルト１上に形成する。

そして、中間転写ベルト１上の多色画像のトナー像先端が２次転写ローラ１０と２次転写対向ローラ１２との間の２次転写部に移動されるタイミングに合わせて、搬送された用紙等の転写材１４をこの２次転写部に搬送して、２次転写バイアス電源（不図示）からトナーと逆極性の２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ１０により、転写材１４上に多色画像のトナー像が一括して転写（２次転写）される。

次に、縁無し印刷を行う場合の２次転写までの画像形成動作について説明する。

この場合、全トナー（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｔ）のトナー像形成部が動作し、透明トナーの転写ローラ５Ｔは、感光ドラム２Ｔに対して所定の圧力による加圧状態に制御される。

画像形成動作開始信号が発せられると、先ず、透明トナーによるトナー像形成部が上記有色トナーによる画像形成と同様に感光ドラム２Ｔ上に帯電ローラ３Ｔ、露光装置６Ｔによって静電潜像を作成し、現像装置４Ｔによってトナー像を作成し、転写ローラ５Ｔによって感光ドラム２Ｔから中間転写ベルト１上に１次転写を行う。

有色トナー（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）におけるトナー像形成方法は、透明トナーによる像形成方法と同様であり、中間転写ベルト１上の透明トナー上にトナー像を重畳転写する。

中間転写体１上に形成された透明トナー層及び有色トナー層は、多色画像のトナー像先端が２次転写ローラ１０と２次転写対向ローラ１２との間の２次転写部に移動されるタイミングに合わせて、搬送された用紙等の記録材１４をこの２次転写部に搬送して、２次転写バイアス電源（不図示）からトナーと逆極性の２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ１０により、転写材１４上に多色画像のトナー像が一括して転写（２次転写）される。

２次転写ローラ１０には清掃部材として２次転写ローラクリーナ１５が設置されている。樹脂ブレードが所定の角度、圧力で２次転写ローラに当接しており、２次転写ローラに付着したトナーを機械的に掻き落としている。

多色画像のトナー像が形成された転写材１４は、定着装置に搬送され、定着装置の定着ローラ１２と加圧ローラ１３間の定着ニップ部で多色画像のトナー像を加熱、加圧して記録材１４表面に熱定着した後に外部に排出して、一連の画像形成動作を終了する。

尚、上記した１次転写時において、感光ドラム２ａ，２ｂ，２Ｃ，２ｄ上に残留している転写残トナーは、ドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６Ｃ，６ｄによってそれぞれ除去されて回収される。又、２次転写後に中間転写ベルト１表面に残った残トナーは、ベルトクリーニング装置１１によって除去されて回収される。

以上が本実施形態における画像形成装置の一連の動作である。

次に、本実施形態におけるトナー層形成方法について図３を用いて詳細に説明する。尚、図３は各トナー重畳方法について、中間転写体上で形成されたトナー像の上図（ａ）及び長手断面図（ｂ）及び２次転写ニップにおいて形成されたトナー像と記録材の長手断面図（ｃ）を示している。

本実施形態において、（Ａ）余白有り印刷を行う場合には透明トナー層を形成しない。この場合、中間転写ベルト１上の有色トナー像は全て記録材１４上に２次転写されるため、記録材裏汚れは発生しない。

しかし、縁無し印刷を行う場合には、透明トナーを用いていないＢの方法では塗り足し領域の有色トナーが直接２次転写ローラに付着してしまうため、記録材裏汚れが発生してしまう。

そこで、本実施形態において縁無し印刷を行う場合（Ｃ）には、透明トナーによるトナー層を所定の厚さ（約０．１ｍｍ）で均一に中間転写ベルト１上に形成する。ここで、塗り足し領域は有色トナー層が、記録材から搬送方向にはみ出す量をｘ（＝０〜３ｍｍ）、長手方向にはみだす量をｙ（＝０〜３ｍｍ）とした。

又、透明トナー層は、記録材から搬送方向にはみ出す量をＸ（＝０〜４ｍｍ）、長手方向にはみだす量をＹ（＝０〜４ｍｍ）とした。塗り足し領域（ｘ，ｙ）及び透明トナー層領域（Ｘ，Ｙ）はユーザがホストコンピュータからエンジンコントローラを介して設定を可変することが可能である。但し、Ｘ＞ｘ、Ｙ＞ｙとした。

＜実施の形態２＞
次に、本発明に適した実施形態１について説明する。

本実施形態は実施形態１と同じく図１に示される構成を有し、画像形成方法等の一連の動作についても実施形態１と同様である。但し、本実施形態は、有色トナー及び透明トナーのトナー層形成方法について実施形態１と異なるため、図３を用いて説明する。

先ず、本実施形態において余白有り印刷を行う場合（Ａ）、実施形態１と同じく透明トナー層を形成しない。

次に、本実施形態において縁無し印刷を行う場合、Ｄのトナー層形成方法を用いる。透明トナー層は実施形態１とは異なり多段的なトナー層を形成する。塗り足し領域については、有色トナー層が記録材から搬送方向にはみ出す量をｘ（＝０〜３ｍｍ）、長手方向にはみだす量をｙ（＝０〜３ｍｍ）とした。

又、透明トナー層は、記録材から搬送方向にはみ出す量をＸ（＝０〜４ｍｍ）、長手方向にはみだす量をＹ（＝０〜４ｍｍ）とした。更に、透明トナーは２次転写時に記録材上に転写される領域においては不必要であるため、本実施形態においては透明トナー量を２次転写時における記録材領域端部から中央部にかけて線形的に減少し、画像中央部では透明トナーによるトナー層を形成していない。又、透明トナーによる画像領域はＸ’及びＹ’によって定義される。記録材領域端部からＸ’及びＹ’地点における透明トナー層厚＝０ｍｍとし、記録材端部（透明トナー層厚＝０．１ｍｍ）から線形的にトナー量を減少させる。塗り足し領域（ｘ及びｙ）及び透明トナー層領域（Ｘ，Ｙ，Ｘ’及びＹ’）はユーザがホストコンピュータからエンジンコントローラを介して設定を可変することが可能である。

本発明の実施形態１，２が適用される多色画像形成装置を示す構成概略図である。 従来の電子写真における２次転写方式を用いる画像形成装置を示す構成概略図である。 ＩＴＢ上及び２次転写ニップにおける有色トナー、透明トナーの転写模式図である。

符号の説明

１ 中間転写ベルト
２ 感光ドラム
３ 帯電ローラ
４ 現像装置
５ 転写ローラ
６ 露光装置
７ ２次転写対向ローラ
８ 駆動ローラ
９ 従動ローラ
１０ ２次転写ローラ
１１ ベルトクリーニング装置
１２ 定着ローラ
１３ 加圧ローラ
１４ 記録材
１５ ２次転写ローラクリーナ

Claims (4)

1. 画像情報に基づいて像担持体上に有色トナー像を形成する現像手段を有し、像担持体上に形成した有色トナー像を中間転写体上に１次転写した後、中間転写体上の有色トナー像を中間転写体と中間転写体表面に対して対向配置された２次転写ローラによって記録材上に２次転写する画像形成装置において、
   ２次転写部材清掃手段を有し、有色トナーによる１次転写位置の中間転写体搬送方向に対して下流側に透明トナーによる現像手段及び像担持体が配置される事を特徴とする画像形成装置。
2. 制御手段によって前記透明トナーによる現像手段及び像担持体の動作の有無を決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 透明トナー像を形成時には、記録材の画像領域及び有色トナー像の画像領域よりも大きい画像を形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 透明トナー像を形成時には、画像領域の中央に向かって透明トナー量を段階的に減少させていくことを特徴とする画像形成装置。

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