JP2006330317A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 透明画像により情報を書き込めてＦＣＯＴの短い画像形成装置の提供。
【解決手段】Ｋ画像エンジンが、前記画像記録媒体の搬送方向に沿って透明画像エンジンの下流側に配設された画像形成装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置にかかり、特に、複数の画像エンジンを有し、そのうちの１つが透明なトナー画像を形成する透明画像エンジンである画像形成装置において、画像信号を入力してから最初にコピーが出力されるまでの時間が短いものに関する。

電子写真プロセスを用いて画像を形成する画像形成装置において、偽造防止機能や偽造抑止機能、原本性保障機能を出力画像に持たせることを目的として、略透明の、換言すれば肉眼では不可視な画像を形成する透明トナーを用いて情報を埋め込む技術が提案されている（特許文献１）。

具体的な構成としては、所謂マルチサイクル型のカラー画像形成装置の現像器を５色化したり、タンデム型カラー画像形成装置において画像形成ステーションを１色分追加したりすることが考えられる。
特開２００４−１２８８０号公報

電子写真プロセスを用いて画像を形成する画像形成装置には、プリンタの他、複写機があるが、特に複写機においては、コピーボタンを押してから最初にコピーが出力されるまでの時間であるＦＣＯＴ（First Copy Output Time）が短いことが要求される。

しかしながら、透明トナーを用いてトナー画像に情報を埋め込む場合、記録用紙の先端部から透明トナー画像をのせるべく、黒色トナー画像の形成タイミングを遅らせると、ＦＣＯＴが遅くなるという問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、ＦＣＯＴの早い画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、電子写真プロセスによりトナー画像を形成し、形成したトナー画像を一定の方向に搬送される画像記録媒体に転写する画像エンジンとして、少なくとも、黒色トナー画像を形成するＫ画像エンジンと、肉眼では実質的に不可視な透明トナー画像を形成する透明画像エンジンとを備え、前記Ｋ画像エンジンは、前記画像記録媒体の搬送方向に沿って前記透明画像エンジンの下流側に配設されてなることを特徴とする画像形成装置に関する。

前記画像形成装置においては、透明画像エンジンは画像記録媒体の搬送方向に沿ってＫ画像エンジンよりも上流側に配設されているから、記録用紙の後端部に透明トナー画像を形成する場合はもとより、先端部にトナー画像を形成する場合においても、透明トナー画像を形成するためにＫ画像エンジンにおけるトナー画像形成を遅らせる必要はない。したがって、画像信号が入力され、またはコピーボタンが押されてから画像が転写された最初の記録用紙が排出されるまでの時間であるＦＣＯＴを大幅に短縮できる。

請求項２に記載の発明は、前記画像エンジンとして、さらに黄色トナー画像を形成するＹ画像エンジン、マゼンタトナー画像を形成するＭ画像エンジン、およびシアントナー画像を形成するＣ画像エンジンを備え、前記Ｙ画像エンジン、前記Ｍ画像エンジン、および前記Ｃ画像エンジンが、前記画像記録媒体の搬送方向に対して前記Ｋ画像エンジンの上流側に設けられてなる請求項１に記載の画像形成装置に関する。

前記画像形成装置においては、Ｙ画像エンジン、Ｍ画像エンジン、およびＣ画像エンジンで掲載された画像を透明画像エンジンおよびＫ画像エンジンで形成された画像に重ねることにより、肉眼では不可視な情報を付加したフルカラー画像を形成できる。

請求項３に記載の発明は、前記Ｙ画像エンジン、前記Ｍ画像エンジン、および前記Ｃ画像エンジンは、前記Ｋ画像エンジンと前記透明画像エンジンとの間に設けられてなる請求項２に記載の画像形成装置に関する。

前記画像形成装置においては、フルカラー画像を形成するときは、透明トナー画像の上に、黄色トナー画像、マゼンタトナー画像、およびシアントナー画像が重ねられ、さらにその上に黒色トナー画像が重ねられるから、より鮮やかなフルカラートナー画像が得られる。

また、透明画像エンジンは、Ｙ画像エンジン、Ｍ画像エンジン、Ｃ画像エンジン、およびＫ画像エンジンのいずれよりも上流側に配設されているから、記録用紙の後端部に透明トナー画像を形成する場合はもとより、先端部にトナー画像を形成する場合においても、透明トナー画像を形成するためにＹ画像エンジン、Ｍ画像エンジン、Ｃ画像エンジン、およびＫ画像エンジンにおけるトナー画像形成を遅らせる必要はない。したがって、フルカラー画像を形成する場合においても、画像信号が入力され、またはコピーボタンが押されてから画像が転写された最初の記録用紙が排出されるまでの時間であるＦＣＯＴを大幅に短縮できる。

請求項４に記載の発明は、前記透明画像エンジンと前記Ｋ画像エンジンとにおけるトナー画像が画像記録媒体に転写される１次転写ポイントの距離は、所定の方向に沿って搬送されて前記トナー画像が最終的に転写される記録用紙のうち、用紙サイズＡ４またはそれよりも大きなサイズのものにおける搬送方向に沿った寸法よりも短い請求項３に記載の画像形成装置に関する。

前記画像形成装置においては、前記透明画像エンジンと前記Ｋ画像エンジンとの１次転写ポイントの距離が、ＦＣＯＴを規定する用紙長さ、換言すれば記録用紙の搬送方向に沿った寸法よりも短いから、記録用紙の前端部に黒色トナー画像を、後端部に透明トナー画像を形成する場合には、透明画像エンジンとＫ画像エンジンとにおいて同時にトナー画像形成および転写を行えばよい。したがって、ＦＣＯＴは、透明画像エンジンがない場合と同様の短さである。

なお、ＦＣＯＴは、特にトレイにおける用紙搬送経路の短い画像形成装置において重要なファクタであるが、画像形成装置において広く使用される用紙としては、Ａ４サイズが最も小さなものである。

そこで、前記透明画像エンジンと前記Ｋ画像エンジンとの１次転写ポイントの距離をＡ４サイズの用紙における搬送方向の寸法よりも小さくすれば、Ａ４サイズやＡ３サイズなど、通常使用されるサイズの用紙の場合には透明画像エンジンがない場合と同様に短いＦＣＯＴが達成できる。

請求項５に記載の発明は、前記画像記録媒体が、画像エンジンで形成されたトナー画像が転写、定着される記録用紙である請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置に関する。

前記画像形成装置は、各画像エンジンで形成されたトナー画像が直接転写される故にトナー画像の記録用紙への転写効率がよいという特長を有する。

請求項６に記載の発明は、前記画像記録媒体は、画像エンジンで形成されたトナー画像が転写される中間転写媒体であり、前記中間転写媒体に転写されたトナー画像は、転写定着部によって記録用紙に転写、定着される請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置に関する。

前記画像形成装置は、各画像エンジンに沿って記録用紙を搬送するための機構が不要であること、および記録用紙の紙質を選ばず、厚紙にもトナー画像を転写できることが特長である。

以上説明したように、本発明によれば、透明トナーで画像中に各種の情報を埋め込む場合においてもＦＣＯＴが遅くなることのない電子写真式の画像形成装置が提供される。

１．実施形態１
以下、本発明の画像形成装置の一例であるフルカラープリンタ１０について説明する。

フルカラープリンタ１０は、黄色、マゼンタ、シアン、黒の４色のトナー画像を重ね合わせる所謂タンデム式のフルカラーレーザープリンタであって、図１に示すように、記録用紙Ｐが収納される給紙トレイ１６と、フルカラートナー画像が形成される画像形成ユニット３０と、画像形成ユニット３０で形成されたフルカラートナー画像を記録用紙Ｐに転写する２次転写ユニット２２と、２次転写ユニット２２で記録用紙Ｐに転写されたフルカラー画像を熱定着する定着ユニット２８と、定着ユニット２８でフルカラー画像が定着された記録用紙Ｐが排出される用紙排出トレイ２５と、給紙トレイ１６中の記録用紙Ｐを、２次転写ユニット２２および定着ユニット２８を経由して用紙排出トレイ２５に至る経路に沿って搬送する用紙搬送ユニット２０とを備える。

画像形成ユニット３０は、図１および図２に示すように、肉眼では実質的に不可視な透明トナー画像を形成する透明画像エンジン１２Ｔと、黄色トナー画像を形成するＹ画像エンジン１２Ｙと、マゼンタトナー画像を形成するＭ画像エンジン１２Ｍと、シアントナー画像を形成するＣ画像エンジン１２Ｃと、黒色トナー画像を形成するＫ画像エンジン１２Ｋと、これらの画像エンジンで形成されたトナー画像が１次転写されて重ね合わされる中間転写ベルト１４とを備える。以下、透明画像エンジン１２Ｔ、Ｙ画像エンジン１２Ｙ、Ｍ画像エンジン１２Ｍ、Ｃ画像エンジン１２Ｃ、およびＫ画像エンジン１２Ｋを「画像エンジン１２」と総称することがある。

透明画像エンジン１２Ｔで形成される透明トナー画像は、たとえば肉眼では実質的に不可視であるが、赤外線または紫外線を吸収するトナー画像であり、透明画像エンジン１２Ｔで形成される透明トナーとしては、このようなトナー画像が形成できるトナーが挙げられる。具体的には、有色トナーのベースになるベース樹脂に赤外線吸収剤や紫外線吸収剤を配合し、粉砕したものや、赤外線吸収剤または紫外線吸収剤の存在下でベース樹脂のモノマーを懸濁重合して得られる球状トナーなどが挙げられる。

中間転写ベルト１４は、本発明の中間転写媒体に相当し、中間転写ベルト搬送ローラ２４Ａと中間転写ベルト支持ローラ２４Ｃと中間転写ベルト支持ローラ２４Ｂとに巻き掛けられて矢印ａの方向に回転する。画像エンジン１２で形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１４の外側の面である転写面１４Ａに１次転写される。

画像エンジン１２は、中間転写ベルト１４の回転方向ａに沿って中間転写ベルト支持ローラ２４Ｃの下流側であって中間転写ベルト支持ローラ２４Ｂの上流側に、中間転写ベルト１４に面するように設けられ、回転方向ａに沿って透明画像エンジン１２Ｔ、Ｙ画像エンジン１２Ｙ、Ｍ画像エンジン１２Ｍ、Ｃ画像エンジン１２Ｃ、およびＫ画像エンジン１２Ｋの順に配設されている。

なお、中間転写ベルト１４の外側に隣接して中間転写ベルト１４に１次転写されたトナー画像を検出するトナー画像検出装置１５および２次転写ユニット２２でトナー画像を２次転写した中間転写ベルト１４を清掃するクリーニングユニット５０が配設されている。

各画像エンジン１２は、図２に示すように、回転方向ｂに回転する感光ドラム１３と、感光ドラム１３の感光面１３Ａを清掃する回転ブラシ３４と、回転ブラシ３４で清掃された感光面１３Ａを帯電させる帯電ローラ３６と、帯電ローラ３６で帯電した感光面１３Ａをライン露光するＬＥＤアレイヘッド４０と、ＬＥＤアレイヘッド４０でライン露光された感光面１３Ａをトナーで現像する現像ユニット４１とを備える。回転ブラシ３４は、感光ドラム１３の回転方向ｂに沿って、感光ドラム１３が中間転写ベルト１４に当接する１次転写ポイント３１の下流側に隣接して設けられている。回転ブラシ３４、帯電ローラ３６、ＬＥＤアレイヘッド４０、および現像ユニット４１は、回転方向ｂに沿って感光ドラム１３を取り囲むように設けられている。

現像ユニット４１は、感光ドラム１３に隣接して設けられ、回転方向ｃに沿って回転して感光面１３Ａにトナーを付着させる現像ローラ３８と、現像ローラ３８の表面に付着するトナー量を規制するトリマー３９と、現像ローラ３８の下方に位置し、現像ローラ３８に向かってトナーを移送するトナー供給オーガ４３および４４と、現像ローラ３８、トリマー３９、トナー供給オーガ４３、およびトナー供給オーガ４４を収容する筐体４２とを備えている。

回転ブラシ３４は、感光ドラム１３の回転方向と逆方向に回転し、換言すれば感光ドラム１３とのニップ部においては感光ドラム１３と同方向に回転している。

透明画像エンジン１２Ｔ、Ｙ画像エンジン１２Ｙ、Ｍ画像エンジン１２Ｍ、Ｃ画像エンジン１２Ｃ、およびＫ画像エンジン１２Ｋの１次転写ポイント３１を夫々１次転写ポイント３１Ｔ、１次転写ポイント３１Ｙ、１次転写ポイント３１Ｍ、１次転写ポイント３１Ｃ、１次転写ポイント３１Ｋとすると、各画像エンジン１２は、図１および図３に示すように、透明画像エンジン１２Ｔの１次転写ポイント３１ＴからＫ画像エンジン１２Ｋの１次転写ポイント３１Ｋまでの距離Ｌが、用紙搬送ユニット２０における記録用紙Ｐの搬送方向ｄに沿った寸法Ｄよりも小さくなるように配設されている。ここで、記録用紙ＰがＡ４の場合には、寸法Ｄは２１０ｍｍであるから、各画像エンジン１２は、前記距離Ｌが２１０ｍｍよりも小さい値、たとえば２００ｍｍになるように、言い換えれば各１次転写ポイント３１の間の距離が５０ｍｍになるように配設されている。

図１および図２に示すように、画像形成ユニット３０においては、さらに、中間転写ベルト１４を挟んで各画像エンジン１２の備える感光ドラム１３に相対向するように中間転写ベルト押圧ローラ３２が配設されている。

用紙搬送ユニット２０は、図１に示すように、給紙トレイ１６から記録用紙Ｐを取り出すピックアップローラ１８と、ピックアップローラ１８で取り出された記録用紙Ｐを２次転写ユニット２２に向かって搬送する２対の搬送ローラ２１と、定着ユニット２８を通過した記録用紙Ｐを用紙排出トレイ２５に排出する用紙排出ローラ２９と、記録用紙Ｐが二点差線で示す所定の経路に沿って搬送されるようにガイドする用紙ガイド２３とを備える。用紙ガイド２３は、搬送ローラ２１の間、搬送ローラ２１と２次転写ユニット２２との間、２次転写ユニット２２と定着ユニット２８との間、および定着ユニット２８と用紙排出ローラ２９との間に設けられている。

２次転写ユニット２２は、中間転写ベルト搬送ローラ２４Ａと、中間転写ベルト１４を挟んで中間転写ベルト搬送ローラ２４Ａに相対するように設けられた用紙押圧ローラ２６とを備える。用紙搬送ユニット２０によって給紙トレイ１６から取り出されて搬送された記録用紙Ｐは、用紙押圧ローラ２６と中間転写ベルト１４との間に挿入され、中間転写ベルト１４の転写面１４Ａに１次転写されたトナー画像が記録用紙Ｐに２次転写される。

定着ユニットは、記録用紙Ｐにおけるトナー画像が２次転写された側の面を加熱する加熱ローラ２８Ａと、記録用紙Ｐの搬送経路を挟んで加熱ローラ２８Ａに相対するように配設された押圧ローラ２８Ｂとを備える。２次転写ユニット２２でトナー画像が２次転写された記録用紙Ｐは、加熱ローラ２８Ａと押圧ローラ２８Ｂとの間に挿入されて前記トナー画像が加熱、定着される。

以下、フルカラープリンタ１０の作用について説明する。

フルカラープリンタ１０に画像信号が入力されると、画像信号は、黄色、マゼンタ、シアン黒の各色の画像に対応する信号に分解されてＹ画像エンジン１２Ｙ〜Ｋ画像エンジン１２Ｋに入力されるとともに、透明トナーで埋め込むべき情報がある場合には、前記画像に対応する画像信号が透明画像エンジン１２Ｔに入力される。

同時に、給紙トレイ１６からは、ピックアップローラ１８によって記録用紙Ｐが取り出され、用紙搬送ユニット２０によって二点鎖線で示す搬送経路に沿って２次転写ユニット２２に向かって搬送される。

一方、画像形成ユニット３０においては、透明画像エンジン１２Ｔ〜Ｋ画像エンジン１２Ｋで形成された透明トナー画像〜黒色トナー画像が中間転写ベルト１４の転写面１４Ａに転写されて重ね合わされる。重ね合わされたトナー画像は、２次転写ユニット２２において記録用紙Ｐに転写される。

２次転写ユニット２２でトナー画像が転写された記録用紙Ｐは、用紙搬送ユニット２０によって定着ユニット２８に送られ、トナー画像が熱定着される。トナー画像が熱定着された記録用紙Ｐは、用紙排出ローラ２９によって用紙排出トレイ２５に排出される。

フルカラープリンタ１０においては、透明画像エンジン１２Ｔにおける１次転写ポイント３１ＴとＫ画像エンジン１２Ｋにおける１次転写ポイント３１Ｋとの距離Ｌが、用紙搬送ユニット２０における搬送方向ｄに沿った記録用紙Ｐの寸法Ｄよりも小さいから、記録用紙Ｐの後端部に透明トナー画像で情報をのせる場合には、透明画像エンジン１２ＴとＫ画像エンジン１２Ｋとに同時に画像信号を入力してトナー画像を形成することができる。したがって、透明画像エンジン１２Ｔを有するにもかかわらず、透明画像エンジン１２Ｔを有しないフルカラープリンタと同一のＦＣＯＴで記録用紙Ｐにトナー画像を形成できる。

図１は、実施形態１に係るフルカラープリンタの全体的な構成を示す説明図である。 図２は、実施形態１に係るフルカラープリンタにおける画像形成ユニットの構成を示す拡大図である。 図３は、図２に示す画像形成ユニットにおける各画像エンジンにおける感光ドラムの配置を示す説明図である。

符号の説明

１０ フルカラープリンタ
１２Ｙ Ｙ画像エンジン
１２Ｍ Ｍ画像エンジン
１２Ｃ Ｃ画像エンジン
１２Ｋ Ｋ画像エンジン
１２Ｔ 透明画像エンジン
１３ 感光ドラム
１３Ａ 感光面
１４ 中間転写ベルト
１４Ａ 転写面
１６ 給紙トレイ
２２ ２次転写ユニット
２４Ａ 中間転写ベルト搬送ローラ
２４Ｂ 中間転写ベルト支持ローラ
２４Ｃ 中間転写ベルト支持ローラ
２６ 用紙押圧ローラ
２８ 定着ユニット
３０ 画像形成ユニット
３１ １次転写ポイント
３１Ｔ １次転写ポイント
３１Ｙ １次転写ポイント
３１Ｍ １次転写ポイント
３１Ｃ １次転写ポイント
３１Ｋ １次転写ポイント
３２ 中間転写ベルト押圧ローラ
３４ 回転ブラシ
３６ 帯電ローラ
３８ 現像ローラ
３９ トリマー
４０ アレイヘッド
４１ 現像ユニット
４２ 筐体
４３ トナー供給オーガ
４４ トナー供給オーガ

Claims (6)

1. 電子写真プロセスによりトナー画像を形成し、形成したトナー画像を一定の方向に搬送される画像記録媒体に転写する画像エンジンとして、少なくとも、黒色トナー画像を形成するＫ画像エンジンと、肉眼では実質的に不可視な透明トナー画像を形成する透明画像エンジンとを備え、
   前記Ｋ画像エンジンは、前記画像記録媒体の搬送方向に沿って前記透明画像エンジンの下流側に配設されてなることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像エンジンとして、さらに、黄色トナー画像を形成するＹ画像エンジン、マゼンタトナー画像を形成するＭ画像エンジン、およびシアントナー画像を形成するＣ画像エンジンを備え、
   前記Ｙ画像エンジン、前記Ｍ画像エンジン、および前記Ｃ画像エンジンは、前記画像記録媒体の搬送方向に対して前記Ｋ画像エンジンの上流側に設けられてなる
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記Ｙ画像エンジン、前記Ｍ画像エンジン、および前記Ｃ画像エンジンは、前記Ｋ画像エンジンと前記透明画像エンジンとの間に配設されてなる請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記透明画像エンジンと前記Ｋ画像エンジンとにおけるトナー画像が画像記録媒体に転写される１次転写ポイントの距離は、所定の方向に沿って搬送されて前記トナー画像が最終的に転写される記録用紙のうち、用紙サイズＡ４またはそれよりも大きなサイズのものにおける搬送方向に沿った寸法よりも短い請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記画像記録媒体は、画像エンジンで形成されたトナー画像が転写、定着される記録用紙である請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記画像記録媒体は、画像エンジンで形成されたトナー画像が転写される中間転写媒体であり、
   前記中間転写媒体に転写されたトナー画像は、転写定着部によって記録用紙に転写、定着される請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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