JP2016031409A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】縁無し画像形成に伴う装置の寿命短縮を抑制する。
【解決手段】記録媒体上に、その記録媒体の縁からはみ出す大きさの画像を粉体の材料で形成する画像形成部と、上記画像形成部による上記画像の形成に際して上記記録媒体に載り損なった上記材料を回収する回収器と、上記画像形成部に対し、上記画像が上記記録媒体からはみ出す領域における上記材料の使用量を制限し、その制限が、その領域の外縁に近いほど大きい制限部と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、印刷用紙の縁いっぱいまで画像が形成された縁無し画像が知られており、例えば特許文献１には、インクジェット式の画像形成装置で縁無し画像を形成する方法が開示されている。

特開２００５−１４４２０号公報

本発明は、縁無し画像形成に伴う装置の寿命短縮の抑制を目的とする。

請求項１に係る画像形成装置は、
記録媒体上に、その記録媒体の縁からはみ出す大きさの画像を粉体の材料で形成する画像形成部と、
上記画像形成部による上記画像の形成に際して上記記録媒体からはみ出した上記材料を回収する回収器と、
上記画像形成部に対し、上記画像が上記記録媒体からはみ出す領域における上記材料の使用量を制限し、その制限が、その領域の外縁に近いほど大きい制限部と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る画像形成装置は、
上記制限部が、上記記録媒体の縁に沿って内側および外側の双方に広がった領域について上記材料の使用量を制限し、その制限が、その領域の外縁に近いほど大きいことを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、
上記画像形成部が、上記材料として有色の材料と無色の材料との両方を使って画像を形成するものであり、
上記制限部が、上記無色の材料については上記有色の材料よりも使用量を大きく制限するものであることを特徴とする。

請求項４に係る画像形成装置は、
上記画像形成部が、上記記録媒体の搬送中に、その搬送されている記録媒体上に画像を形成するものであり、
上記制限部が、上記記録媒体の搬送方向に沿った方向に記録媒体からはみ出した第１領域については、上記材料の使用量を、その搬送方向と交わる方向に記録媒体からはみ出した第２領域よりも大きく制限するものであることを特徴とする。

請求項１に係る画像形成装置によれば、上記制限部を有さない場合に較べて、縁無し画像形成に伴う装置の寿命短縮を抑制することができる。

請求項２に係る画像形成装置によれば、記録媒体の縁の外側領域だけ制限する場合に較べて装置の寿命短縮を抑制することができる。

請求項３に係る画像形成装置によれば、不透明な材料と透明な材料とで制限が等しい場合に較べて装置の寿命短縮を抑制することができる。

請求項４に係る画像形成装置によれば、第１領域と第２領域とで制限が等しい場合に較べて装置の寿命短縮を抑制することができる。

画像形成装置の具体的な第１実施形態に相当するプリンタの概略構成図である。 縁なしプリント時における画像処理部の機能を表した機能ブロック図である。 トナー量規制部によるトナー使用量の制限を示した概念図である。 「透明」トナーにおける使用量の制限を示した概念図である。 有色トナーにおける使用量の制限を示した概念図である。

本発明の現像装置および画像形成装置に対する具体的な実施形態を、以下図面を参照して説明する。

図１は、画像形成装置の具体的な第１実施形態に相当するプリンタの概略構成図である。

図１に示す画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および、ブラック（Ｋ）の各色毎の画像形成器１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが並列的に配置さらたタンデム型のカラープリンタであり、単色の画像がプリントされるほか、４色のトナー像からなるフルカラーの画像もプリントされる。また、この画像形成装置１はオプション画像形成器１０Ｐも、ＹＭＣＫの画像形成器１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと並列かつ最上流側に備えている。このオプション画像形成器１０ＰはＣＭＹＫ以外の例えば白、金、透明などといった色に対応させて使用することで、粒状性、画質の繊細さ、画像段差の強調、エンボス対応などといった多岐に亘る画像表現を実現するものである。本実施形態ではオプション画像形成器１０Ｐが「透明」（かつ無色）に対応しているものとする。

画像形成装置１には、ＹＭＣＫ各色およびオプション画像形成器１０Ｐの対応色のトナーを収容するトナーカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ、１８Ｐが備えられている。

４つの画像形成器１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋおよびオプション画像形成器１０Ｐは、使用される現像剤を除くと同様の構成を有しているため、これらを代表してイエローに対応する画像形成器１０Ｙを取り上げて説明する。また、以下の説明では、色の相違にかかわらず画像形成器やその要素を総称する場合には、符号のアルファベットを外して画像形成器１０などと称する。

画像形成器１０Ｙは、感光体１１Ｙ、帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像装置１４Ｙ、一次転写器１５Ｙ、および感光体クリーナ１６Ｙを備えている。

感光体１１Ｙは図に示す矢印Ａ方向に回転する。帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像装置１４Ｙ、一次転写器１５Ｙ、および感光体クリーナ１６Ｙは、感光体１１Ｙの周囲に順次配置されている。

帯電器１２Ｙは、感光体１１Ｙの表面を帯電させる。露光器１３Ｙは、画像処理部１００から供給される画像信号に基づいて感光体１１Ｙの表面を露光することで静電的な潜像を形成する。現像装置１４Ｙは、トナーを含んだ現像剤を用いて感光体１１Ｙ表面の潜像を現像する。現像装置１４Ｙにはトナーカートリッジ１８Ｙからトナーが消費分だけ供給される。一次転写器１５Ｙは、感光体１１Ｙ上のトナー像を中間転写ベルト３０に静電転写させる。感光体クリーナ１６Ｙは、感光体１１Ｙ表面に接触して擦れ合う清掃ブレードを有しており、転写後に感光体１１Ｙの表面を清掃する。

画像形成装置１には、中間転写ベルト３０、定着装置６０、用紙搬送部８０、および、画像処理部１００も備えられている。中間転写ベルト３０は、ベルト支持ロール３１〜３５に架け渡されており、オプション画像形成器１０Ｐ、画像形成器１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、および、二次転写器５０を経由して矢印Ｂに示す方向に循環移動する。中間転写ベルト３０には、オプション画像形成器１０Ｐおよび画像形成器１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋから各色のトナー像が互いに重なるように転写される。中間転写ベルト３０は、これら各色のトナー像が重なったカラートナー像を保持して移動する。二次転写器５０は、発泡ゴム製のロールにポリイミドのチューブが被せられた構造を有し、中間転写ベルト３０上のトナー像を用紙に静電転写させる。

４つの画像形成器１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、オプション画像形成器１０Ｐ、中間転写ベルト３０、二次転写器５０、および定着装置６０を合わせたものが、本発明にいう画像形成部の一例に相当し、トナーは本発明にいう粉体の材料の一例に相当する。

ベルトクリーナ７０は、中間転写ベルト３０にブレードを接触させて中間転写ベルト３０上のトナーを掻き取る。二次転写器５０にも転写器クリーナ５１が備えられており、二次転写器５０の表面にブレードを接触させてトナーを掻き取る。

定着装置６０は、トナーを用紙に定着する。定着装置６０は、加熱ロール６１および加圧ロール６２を備えており、加熱ロール６１には加熱器が内蔵されている。加熱ロール６１および加圧ロール６２は、定着前のトナー像が形成された用紙を挟んで通過させることによりトナー像を用紙上に定着させる。定着装置６０にも定着装置クリーナ６３，６４が備えられており、クリーニングロールで加熱ロール６１および加圧ロール６２それぞれの表面からトナーを除去する。

転写器クリーナ５１および定着装置クリーナ６３，６４は、本発明にいう回収器の一例に相当する。

用紙搬送部８０は、二次転写器５０および定着装置６０を経由する用紙搬送路Ｒに沿って用紙を搬送する。用紙搬送部８０は、用紙収容器Ｔに収容された用紙を取出ロール８１で取り出し、搬送ロール８２で搬送し、レジストレーションロール８４で二次転写器５０に送り込む。さらに用紙搬送部８０は、排出ロール８６で用紙を外部に排出する。

画像処理部１００は、外部のパーソナルコンピュータやスキャナなどから取得した元画像のデータを処理して各色用の画像信号を生成し、各色の画像形成器１０へと送る。各色用の画像信号を生成するに当たって画像処理部１００は、画像の中間階調を網点で表現するためのスクリーン処理を実行する。また、画像処理部１００は、図示を省略したユーザインターフェースを介してユーザから指示を受けることで、背景色を除去する処理や、用紙のサイズいっぱいに画像を形成するいわゆる縁なしプリントの処理なども実行する。

この縁なしプリントの処理では、用紙サイズよりも少し大きいサイズのトナー画像が画像形成器１０で形成される。このため、トナー画像の縁の部分が用紙からはみ出し、その部分に相当するトナーが転写器クリーナ５１や定着装置クリーナ６３，６４で回収されることとなる。縁なしプリント時にこのように回収されるトナーの量は、縁なしプリントでない通常のプリント時に回収されるトナーの量よりも多い。また、転写器クリーナ５１や定着装置クリーナ６３，６４などで回収可能なトナー量は決まっていて、回収の限界量までトナーが回収されると画像形成装置１の寿命となり、メンテナンス作業などによる回復が必要となる。つまり、縁なしプリントが行われると画像形成装置１の寿命は通常のプリント時よりも短命となる。さらに、用紙からはみ出したトナー量が多いと、定着時の溶融で用紙の縁にトナーが付着して、縁から突き出すような構造物を生じる場合が有り、縁の美観を損なう虞がある。そこで、本実施形態の画像形成装置１では、縁なしプリント時における装置の短命化抑制などのため、トナーの回収量の低減が図られている。以下、トナー回収量を低減する機能について説明する。

図２は、縁なしプリント時における画像処理部の機能を表した機能ブロック図である。

画像処理部１００は、縁なしプリント時の機能構造としては、拡大縮小部１１０とトナー量規制部１２０とを備えている。

拡大縮小部１１０は、元画像のサイズを拡大あるいは縮小して、用紙サイズよりも少し大きいサイズの画像に変換するものである。ここで、「用紙サイズよりも少し大きいサイズ」とは、本実施形態の場合には、用紙搬送部８０における用紙搬送の誤差やトナー画像の転写誤差などで生じうる、トナー像と用紙との位置ズレの範囲をカバーするサイズのことを言う。このサイズは、トナー像と用紙とに位置のズレが生じても用紙の縁の白紙化が回避される最小限度のサイズである。

トナー量規制部１２０は、トナー像の外縁部におけるトナーの使用量を制限するものである。このトナー量規制部１２０は、本発明にいう制限部の一例に相当する。

図３は、トナー量規制部によるトナー使用量の制限を示した概念図である。

ここでは、説明の便宜上、トナー像Ｔと用紙Ｐとの間で生じうる位置ズレを非常に大きく描画している。

トナー像Ｔのサイズは、上述したように用紙Ｐのサイズよりも大きく、用紙Ｐに対してトナー像Ｔの形成位置がずれた場合であっても用紙Ｐの全面にトナー像Ｔが載る程度のサイズとなっている。逆に、最大に位置ずれが生じた場合にはトナー像Ｔの縁が用紙Ｐの縁ぎりぎりになる程度にサイズが制限されている。

トナー像Ｔの外縁部分には、トナー量制限領域Ｒが存在し、このトナー量制限領域Ｒでは、元の画像に従った画像濃度に対して使用率を掛けた濃度でトナー像が形成される。トナー量制限領域Ｒの内側では、使用率が１００％で、トナーの使用量に制限は全く掛かっていない。即ち、元の画像のデータが表している画像濃度そのままでトナー画像が形成されている。

トナー量制限領域Ｒ内での使用率は、トナー量制限領域Ｒの最内縁での１００％から最外縁での０％まで線形的に変化する。つまり、トナー量制限領域Ｒの外縁に向かうほどトナー使用量の制限が大きくなっている。このため、トナー像Ｔを形成したトナーのうち用紙Ｐに乗り損なった分の回収量が低減され、装置寿命の短縮化が抑制される。なお、用紙Ｐに乗り損なったトナーとは、言い換えると用紙Ｐからあぶれたトナー、あるいは用紙Ｐに載り切れなかったトナーであり、転写時に用紙外に転写されてしまったトナーや定着時に溶融して用紙外にはみ出したトナーを含む意味である。

なお本実施形態の例では、トナー使用量の制限の大きくなり方は、画像濃度の観点で線形に大きくなっている。このため、トナー量制限領域Ｒ内でも画像の色などが自然であり、見た目を損なわない。

図３の下方の右方には、このような使用量制限をトナー像Ｔの厚さで概念的に表した断面図が示されており、図３の矢印が示す用紙搬送方向の断面が右方に示され、用紙搬送方向に直交する方向の断面が下方に示されている。断面図に示されたトナー像Ｔの厚さは、トナー像Ｔの両端で厚さゼロとなっており、トナー量制限領域Ｒの最内縁に相当する箇所で最大となっている。実際に形成されるトナー像の厚さは画像の濃度にも依存した厚さとなるが、図３に示したトナー像Ｔの厚さはベタ画像での厚さに相当する。

本実施形態におけるトナー量制限領域Ｒは、用紙Ｐの外側にはみ出した外部領域ＲＯＵＴと、用紙Ｐの内側に位置した内部領域ＲＩＮとを有している。そして、内部領域ＲＩＮからトナー使用量の制限が開始されているので、外部領域ＲＯＵＴのみでトナー使用量を制限する場合に較べて、用紙Ｐに乗り損なったトナーの回収量は抑制されることとなり、装置寿命の短縮化も抑制される。

なお、用紙Ｐに対し搬送方向の前方側に位置した内部領域ＲＩＮで使用量が制限されることにより、図１に示す定着装置６０の通過時に用紙が容易に剥離される。

また、本実施形態では、搬送方向に用紙Ｐからはみ出した第１領域Ｒ１では、搬送方向と交わる幅方向に用紙Ｐからはみ出した第２領域Ｒ２よりもトナー使用量の制限が大きい。具体的には、第１領域Ｒ１での最内縁と用紙Ｐ端との距離は、第２領域Ｒ２での最内縁と用紙Ｐ端との距離よりも大きいので第１領域Ｒ１の方が第２領域Ｒ２よりも広範囲かつ大きくトナー使用量が制限されている。これは、用紙Ｐとトナー像Ｔとの位置ずれが、幅方向よりも搬送方向の方で大きいため、トナー像Ｔが搬送方向では幅方向より大きく用紙Ｐからはみ出すサイズに形成され、用紙Ｐに乗り損なうトナーも搬送方向では幅方向より多いからである。図３には、図示の便宜上、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２は用紙Ｐの一方側のみが示されているが、実際には、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２はどちらも、用紙Ｐを挟んだ両側に位置している。

本発明の画像形成装置としては、例えばオプション画像形成器１０Ｐの対応色である「透明」（かつ無色）のトナーについてのみ使用量が制限されて有色のＹＭＣＫ各色のトナーについては使用量が制限されないという形態も採用しうるが、本実施形態の画像形成装置１では、無色と有色の双方で使用量が制限されている。但し、無色と有色とでは制限の大きさが異なっている。

図４は、「透明」トナーにおける使用量の制限を示した概念図であり、図５は、有色トナーにおける使用量の制限を示した概念図である。

図４には、用紙Ｐ上に形成された「透明」トナーのトナー層ＴＰを用紙Ｐの側面方向から見たときの様子が概念的に示されている。また、図５には、用紙Ｐ上に形成された有色トナーのトナー層ＴＫＣＭＹを用紙Ｐの側面方向から見たときの様子が概念的に示されている。なお、実際には有色トナーのトナー層ＴＫＣＭＹと「透明」トナーのトナー層ＴＰとは互いに重なり合って形成されるが、図４，図５では図示の便宜上、各トナー層ＴＰ，ＴＫＣＭＹが個別に示されている。

「透明」トナーのトナー層ＴＰと有色トナーのトナー層ＴＫＣＭＹの双方とも、用紙Ｐの縁からはみ出す大きさで形成され、これらのトナー層ＴＰ，ＴＫＣＭＹの外縁は、用紙Ｐとトナー層ＴＰ，ＴＫＣＭＹとの間で生じうる位置ズレの最大位置となっている。

「透明」トナーのトナー層ＴＰにおけるトナー量の制限は、用紙Ｐの縁よりも内側から始まってトナー層ＴＰの外縁まで連続的に制限量が増している。「透明」トナーは、画像の光沢など目的として用いられるものであるため画像全体を覆うようにいわばベタ画像の状態で形成されている。このため、「透明」トナーの回収量を低減することは装置の短命化の抑制に大きく寄与することとなる。また、用紙Ｐの縁よりも内側から制限しても、画像の見た目に与える悪影響は少ない。

一方、有色トナーのトナー層ＴＫＣＭＹにおけるトナー量の制限は、本実施形態の例では、用紙Ｐの縁から始まってトナー層ＴＫＣＭＹの外縁まで連続的に制限量が増している。有色トナーのトナー層ＴＫＣＭＹは、当然ながら目に見えるトナー画像そのものを形成しているので、トナー量を制限しすぎると画像の見た目に影響を及ぼす虞がある。そこで、本実施形態では、有色トナーのトナー層ＴＫＣＭＹについては「透明」トナーのトナー層ＴＰにおける制限よりも小さい制限とすることで、装置の短命化の抑制に寄与するとともに、画像の見た目への影響も抑えている。

なお、本実施形態では、有色トナーと「透明」トナーとで使用量の制限が異なる例を好ましい例として説明したが、本発明の画像形成装置は、有色トナーと「透明」トナーとで使用量の制限が同一のものであっても良い。

また、本実施形態では、図３に示す第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とでトナー使用量の制限が異なる例を好ましい例として説明したが、本発明の画像形成装置は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とでトナー使用量の制限が同一のものであっても良い。

また、本実施形態では、図３に示す内部領域ＲＩＮと外部領域ＲＯＵＴとの双方でトナー使用量が制限される例を好ましい例として説明したが、本発明の画像形成装置は、外部領域ＲＯＵＴのみでトナー使用量が制限されるものであっても良い。

また、上記説明では、画像形成装置の実施形態としてプリンタが例示されているが、本発明の画像形成装置は、コピー機や複合機などであってもよい。

また、上記説明では、画像形成装置の実施形態としてタンデム型のカラー機が例示されているが、本発明の画像形成装置は、リボルバ型のカラー機であっても良いし、あるいはモノクロ機であってもよい。

また、上記説明では、画像形成装置の実施形態として、中間転写ベルトを有する間接転写方式の装置が例示されているが、本発明の画像形成装置は、各色の画像形成器から用紙上に直接トナー像が転写される直接転写方式の装置であってもよい。

１……画像形成装置、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ……画像形成器、
１０Ｐ……オプション画像形成器、５０……二次転写器、５１……転写器クリーナ、
６０……定着装置、６３，６４……定着装置クリーナ、１００……画像処理部、
１１０……拡大縮小部、１２０……トナー量規制部

Claims (4)

1. 記録媒体上に、該記録媒体の縁からはみ出す大きさの画像を粉体の材料で形成する画像形成部と、
   前記画像形成部による前記画像の形成に際して前記記録媒体の縁からはみ出した前記材料を回収する回収器と、
   前記画像形成部に対し、前記画像が前記記録媒体からはみ出す領域における前記材料の使用量を制限し、その制限が、該領域の外縁に近いほど大きい制限部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制限部が、前記記録媒体の縁に沿って内側および外側の双方に広がった領域について前記材料の使用量を制限し、その制限が、該領域の外縁に近いほど大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成部が、前記材料として有色の材料と無色の材料との両方を使って画像を形成するものであり、
   前記制限部が、前記無色の材料については前記有色の材料よりも使用量を大きく制限するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成部が、前記記録媒体の搬送中に、その搬送されている記録媒体上に画像を形成するものであり、
   前記制限部が、前記記録媒体の搬送方向に沿った方向に該記録媒体からはみ出した第１領域については、前記材料の使用量を、該搬送方向と交わる方向に該記録媒体からはみ出した第２領域よりも大きく制限するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置。

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