JP2018084619A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この画像形成装置は、第1の現像剤像を形成する第1の画像形成ユニットおよび第2の現像剤像を形成する第2の画像形成ユニットを有する画像形成部と、媒体に対する第1の現像剤像の転写を第1の転写条件により行うと共に、第1の現像剤像が転写された媒体に対する第2の現像剤像の転写を第1の転写条件と異なる第2の転写条件により行う転写部とを備える。
【選択図】図2
Description
1.第1の実施の形態
(透明像を媒体上に第1の転写電圧で転写させたのち、その透明像に重ねるように有色像を第2の転写電圧で転写させるようにした画像形成装置の例)
2.第2の実施の形態
(第1の透明像を媒体上に転写させたのち、その第1の透明像に重ねるように有色像と第2の透明像とをさらに転写させるようにした画像形成装置の例)
3.第3の実施の形態
(第1の透明像を媒体上に第1の転写電圧で転写させたのち、その第1の透明像に重ねるように有色像と第2の透明像とを第2の転写電圧で転写させるようにした画像形成装置の例)
4.実験例
5.その他の変形例
[1−1.画像形成装置の構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を模式的に表したものである。図2は、その画像形成装置の制御機構の構成例を表すブロック部である。この画像形成装置は、本発明の「画像形成装置」の一具体例に対応し、例えば用紙やフィルムなどの印刷対象となる媒体PMに対して、電子写真方式を用いて画像(例えばカラー画像)を形成するプリンタである。媒体PMとしては、例えば普通紙などの比較的高い耐熱性を有する用紙のほか、例えばポリエチレン(PE:polyethylene)やポリプロピレン(PP:polypropylene)、ポリ塩化ビニル(PVC:polyvinyl chloride)あるいはポリエチレンテレフタレート(PET:polyethylene terephthalate)などからなる樹脂製のフィルムが挙げられる。
媒体供給部101は、例えば用紙カセット(給紙トレイ)11と、給紙ローラ12とを有する。用紙カセット11は、積層された複数の媒体PMを収容するものである。給紙ローラ12は、用紙カセット11から1枚ずつ媒体PMを取り出し、その媒体PMを1枚ずつ順に媒体搬送部102へ供給する部材である。給紙ローラ12は、印刷制御部700からの指令に基づき、給紙・搬送駆動制御部810により制御される給紙モータ811によって回転するようになっている。
媒体搬送部102は、例えば上流から順に、搬送ローラ対21と、位置センサ23と、搬送ローラ対22と、位置センサ24とを有している。位置センサ23,24は、それぞれ、搬送経路PL上を進行する媒体PMの位置を検出するものである。搬送ローラ対21,22は、給紙ローラ12により供給された媒体PMを下流の2次転写部(後出)へ搬送するものである。
画像形成部103はトナー像(現像剤画像)を形成するものである。画像形成部103は、例えば5つの画像形成ユニット30T,30Y,30M,30C,30Kを有している。これらの画像形成ユニット30T,30Y,30M,30C,30Kは、互いに異なる色のトナーを用いてトナー像を形成する点を除き、基本的には同じ構成を有している。具体的には、画像形成ユニット30Wは透明(T:Transparent)トナーを用いて透明のトナー像を形成し、画像形成ユニット30Yはイエロー(Y:Yellow)トナーを用いて黄色のトナー像を形成し、画像形成ユニット30Mはマゼンタ(M:Magenta)トナーを用いてマゼンダ色のトナー像を形成し、画像形成ユニット30Cはシアン(C:Cyan)トナーを用いてシアン色のトナー像を形成し、画像形成ユニット30Kはブラック(K:blacK)トナーを用いて黒色のトナー像を形成する。ここで、透明のトナー像が本発明の「第1の現像剤像」,「第1の透明像」および「第2の透明像」の一具体例に対応するものである。一方、黄色のトナー像、マゼンダ色のトナー像、シアン色のトナー像および黒色のトナー像が、それぞれ本発明の「第2の現像剤像」および「有色像」の一具体例に対応するものである。なお、媒体PMが白色である場合、画像形成部103は、画像形成ユニット30Tの代わりに、ホワイト(W:White)トナーを用いて白色のトナー像を形成する画像形成ユニット30Wを有するものであってもよい。この白色のトナー像は本発明の「第1の現像剤像」,「第1の白色像」および「第2の白色像」の一具体例に対応するものである。また、媒体PMがその他の色(白色以外の色)である場合、その媒体PMの色と同じ色のトナー像を形成する画像形成ユニットを画像形成ユニット30Tの代わりに用いることもできる。
転写部104は画像形成部103において形成されたトナー像を記録媒体に転写するものである。転写部104は、中間転写ベルト41と、駆動ローラ42と、従動ローラ43と、バックアップローラ44と、2次転写ローラ45と、複数の1次転写ローラ46と、搬送ローラ47A〜47Dとを有している。
定着部105は転写部104から搬送された記録媒体上に転写されたトナー像に対し熱および圧力を付与することで、そのトナー像を記録媒体上に定着させるための部材である。定着部105は、定着ローラ51(図1)と、加圧ローラ52(図1)と、定着ローラ51に内蔵されたヒータ791(図2)と、サーミスタ792(図2)とを有する。定着部105は例えば印刷制御部700からの指令に基づき定着制御部790によって制御され、例えばヒータ791に対し所定の電流が供給されるようになっている。また、加圧ローラ52は、定着ローラ51へ向かうように付勢されている。これにより、加圧ローラ52は定着ローラ51に押し付けされた状態となっており、定着部105を通過する媒体PMに対して所定の定着圧力(ニップ圧)が印加される。
排出部106は、位置センサ61と、対向配置された搬送ローラ対62とを有している。位置センサ61は、定着部105から排出されて搬送経路PL上を進行する媒体PMの位置を検出するものである。搬送ローラ対62は、搬送モータ812(図2)の動力により回転し、定着部105から排出された媒体PMを外部の載置トレイ101Kへ向けて搬送する。搬送モータ812は、印刷制御部700からの指令に基づき、給紙・搬送駆動制御部810によって制御されるようになっている。搬送ローラ対62は、さらに、印刷制御部700からの指令に基づく給紙・搬送駆動制御部810の制御により、逆回転するようになっている。すなわち、印刷制御部700が定着部105から媒体PMが一旦排出されたことを位置センサ61により確認したのち、再度、搬送ローラ対62が上流の定着部105へ向けてその媒体PMを搬送するようになっている。
ここで、図1に加えて図2を参照して、本実施の形態の画像形成装置の制御機構について説明する。この画像形成装置は、図2に示したように、印刷制御部700,I/F制御部710,受信メモリ720,画像データ編集メモリ730,操作部701およびセンサ群702を備えている。この画像形成装置は、さらに、印刷制御部700からの指令をそれぞれ受ける帯電電圧制御部740,ヘッド駆動制御部750,現像電圧制御部760,転写電圧制御部770,画像形成駆動制御部780,定着制御部790,搬送ベルト駆動制御部800および給紙・搬送駆動制御部810を備えている。
(A.画像形成装置の基本動作)
画像形成装置では、以下のようにして媒体PMに対してトナー像が形成される。但し、この画像形成装置では、媒体PMに白色トナー像または透明トナー像を転写および定着させたのち、その媒体PMに形成された白色トナー像または透明トナー像の上に重ねるように有色像を転写および定着させるようにする。すなわち、1つの媒体PMに対する画像形成動作が2回繰り返し行われる。
以下、図3A〜図3Dを参照し、転写部104の動作について詳細に説明する。図3A〜図3Dは、媒体PMに対する画像形成の過程を順に表す断面模式図である。転写部104では、媒体PMに対する1層目の白色像(もしくは透明像)の転写を第1の転写条件により行うと共に、2層目の有色像の転写を第1の転写条件と異なる第2の転写条件により行う。ここでいう第1の転写条件および第2の転写条件とは、例えば媒体PMに及ぶ「電流密度」の大小である。例えば1層目の白色のトナー像(もしくは透明像)の転写を実行する際の第1の電流密度(第1の転写条件)は、2層目の有色像の転写を実行する際の第2の電流密度(第2の転写条件)よりも高いことが望ましい。そのような「電流密度」は、例えば2次転写ローラ45に印加する転写電圧Vを変化させることにより調整できる。すなわち、転写電圧Vを高くすれば媒体PMに及ぶ「電流密度」も高くなり、転写電圧Vを低くすれば媒体PMに及ぶ「電流密度」も低くなる。
このように、本実施の形態では、1層目に透明像(もしくは白色像)を形成したのち、2層目に有色像を形成するようにしたので、凹凸の大きな表面を有する媒体PMであっても、有色像は、媒体PM上の凹凸に追従して2次転写される。このため、凹部Uにおける有色像の充填量や細線の再現性が改善され、優れた画像形成を実現することができる。特に、1層目の転写電圧V1を2層目の転写電圧V2よりも高くすることで1層目の透明像(もしくは白色像)を凹部Uに選択的に集中して転写するようにしたので、その上に形成される2層目の有色像が凹部Uに確実に転写される。よって、より優れた画像形成を実現することができる。
[2−1.概要]
次に、本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。上記第1の実施の形態における画像形成装置は、1回目の画像形成動作として媒体PM上に透明像(もしくは白色像)を形成し定着させたのち、その上に2回目の画像形成動作として有色像を転写し定着させるようにしたものである。これに対し、本実施の形態の画像形成装置は、1回目の画像形成動作として媒体PM上に透明像(もしくは白色像)を形成し定着させたのち、2回目の画像形成動作として、有色像と透明像とを重ね合わせたものを一括して転写し定着させるようにしたものである。
以下、図4A〜図4Dを参照して、本実施の形態の画像形成部103および転写部104の動作について詳細に説明する。図4A〜図4Dは、媒体PMに対する画像形成の過程を順に表す断面模式図である。本実施の形態の画像形成部103は、第1の透明像もしくは白色像を形成する第1の画像形成動作と、その第1の画像形成動作ののち、第2の透明像の形成と有色像の形成とを順次行う第2の画像形成動作と、を実行するものである。また、本実施の形態の転写部104は、第2の画像形成動作の前に、媒体PMに対して第1の透明像もしくは白色像を転写する第1の転写動作と、媒体PMに転写された第1の透明像もしくは白色像の上に有色像と第2の透明像とが順に積層されるように有色像および第2の透明像を転写する第2の転写動作と、を実行するものである。
このように、本実施の形態においても、1層目に第1の透明像(もしくは白色像)を形成したのち、2層目に有色像を形成するようにしたので、凹凸の大きな表面を有する媒体PMであっても、有色像は、媒体PM上の凹凸に追従して2次転写される。このため、凹部Uにおける有色像の充填量や細線の再現性が改善され、優れた画像形成を実現することができる。本実施の形態では、さらに有色像と中間転写ベルト41との間に第2の透明像を形成するようにしたので、2次転写の際、ほとんどの有色像が中間転写ベルト41に残存することなく、媒体PM上に移行することとなる。そのため、所望の印刷濃度が確保され、より優れた画像形成を実現することができる。
[3−1.概要]
次に、本発明の第3の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。上記第2の実施の形態における画像形成装置は、1回目の画像形成動作における転写電圧と2回目の画像形成動作における転写電圧とを実質的に同等とした。これに対し、本実施の形態における画像形成装置は、1回目の画像形成動作における転写電圧を、2回目の画像形成動作における転写電圧よりも高くするようにしたものである。本実施の形態は、その点を除き、他の部分については上記第2の実施の形態と同じである。
以下、図5A〜図5Dを参照して、本実施の形態の画像形成部103および転写部104の動作について詳細に説明する。図5A〜図5Dは、媒体PMに対する画像形成の過程を順に表す断面模式図である。本実施の形態の画像形成部103は、第1の透明像もしくは白色像を形成する第1の画像形成動作と、その第1の画像形成動作ののち、第2の透明像の形成と有色像の形成とを順次行う第2の画像形成動作と、を実行するものである。また、本実施の形態の転写部104は、第2の画像形成動作の前に、媒体PMに対して第1の透明像もしくは第1の白色像を転写する第1の転写動作と、媒体PMに転写された第1の透明像もしくは第1の白色像の上に有色像と第2の透明像とが順に積層されるように有色像および第2の透明像を転写する第2の転写動作と、を実行するものである。
このように、本実施の形態においても、1層目に第1の透明像(もしくは白色像)を形成したのち、2層目に有色像を形成するようにしたので、凹凸の大きな表面を有する媒体PMであっても、有色像は、媒体PM上の凹凸に追従して2次転写される。特に、1層目の転写電圧V1を2層目の転写電圧V2よりも高くすることで1層目の第1の透明像(もしくは白色像)を凹部Uに選択的に集中して転写するようにしたので、その上に形成される2層目の有色像が凹部Uに確実に転写される。よって、凹部Uにおける有色像の充填量や細線の再現性が改善され、より優れた画像形成を実現することができる。さらに本実施の形態では、有色像と中間転写ベルト41との間に第2の透明像を形成するようにしたので、2次転写の際、ほとんどの有色像が中間転写ベルト41に残存することなく、媒体PM上に移行することとなる。そのため、所望の印刷濃度が確保され、よりいっそう優れた画像形成を実現することができる。
[実験例1−1]
上記第3の実施の形態に示した手順により、媒体PM上に第1の透明像と有色像と第2の透明像とを順に含む画像を印刷した。媒体PMとして、エンボス紙であるレザック66(特種東海製紙株式会社製)を用いた。本実験は室温23℃、湿度50%の環境下で実施した。ここでは、まず、1回目の画像形成動作として、中間転写ベルト41の全面に、透明トナー(株式会社沖データのC941)を用いた100%デューティー(Duty)の第1の透明像を1次転写したのち、その第1の透明像を媒体PM上に2次転写して定着させた。そののち、2回目の画像形成動作として、透明トナーを用いた100%デューティーの第2の透明像を中間転写ベルト41の全面に1次転写すると共に、有色像としてシアントナーを用いた40%デューティーの細線パターンを第2の透明像上に1次転写したのち、それらを媒体PM上の第1の透明像に重ね合わせるように2次転写して定着させた。ここでいう細線パターンとは、各々60μmの線幅を有する複数の細線が80μm間隔で隣り合うように形成されたパターンである。また、第1の透明像を2次転写する際の転写電圧V1を2000Vとし、第2の透明像および有色像を2次転写する際の転写電圧V2を1800Vとした。そのようにして得られた媒体PM上の画像について、凹部Uにおける有色トナー充填量の評価と、細線再現性の評価とを行った。その結果を表1に示す。
第1の透明像を1次転写する際の転写電圧V1が実験例1−1と異なることを除き、他は実験例1−1と同様にして媒体PM上に画像を印刷し、その評価を行った。具体的には、転写電圧V1を、実験例1−2では2.5kVとし、実験例1−3では3.0kVとし、実験例1−4では4.0kVとし、実験例1−5では1.8kVとし、実験例1−5では1.0kVとした。それらの結果についても併せて表1に記載する。
上記第1の実施の形態に示した手順により、媒体PM上に第1の透明像と有色像と第2の透明像とを順に含む画像を印刷した。すなわち、2回目の画像形成動作として、第2の透明像の転写および定着を実施せず、有色像の転写および定着のみを実施した。その点を除き、他は実験例1−1〜1−6とそれぞれ同様にして媒体PM上に画像を印刷し、評価を行った。それらの結果について表2に記載する。
1回目の画像形成動作(第1の透明像の形成)を行わず、媒体PM上に有色像を転写および定着するようにした。その点を除き、他は実験例2−1と同様にして媒体PM上に画像を印刷し、評価を行った。その結果について表3に記載する。
1回目の画像形成動作(第1の透明像の形成)を行わず、媒体PM上に有色像および透明像を転写および定着するようにした。その点を除き、他は実験例1−1と同様にして媒体PM上に画像を印刷し、評価を行った。その結果についても表3に併せて記載する。
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態等では、転写部における第1の転写条件および第2の転写条件として転写電圧を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば第1の転写条件を、1回目の画像形成動作において転写部を通過する媒体の第1の搬送速度とし、第2の転写条件を、2回目の画像形成動作において転写部を通過する媒体の第2の搬送速度としてもよい。その場合、例えば第1の搬送速度を第2の搬送速度よりも低くするとよい。第1の搬送速度を比較的遅くすることにより、1回目の画像形成動作において媒体がニップ部の通過に要する時間は2回目の画像形成動作において媒体がニップ部の通過に要する時間よりも長くなる。すなわち、媒体に対して転写電流が印加される時間が長くなる。ここで、転写電流の影響は、媒体のうち特にニップ圧が大きい凸部において大きく及ぶこととなる。その結果、1層目の透明像(もしくは白色像)が凹部に選択的に集中して転写される。
Claims (15)
- 第1の現像剤像を形成する第1の画像形成ユニットおよび第2の現像剤像を形成する第2の画像形成ユニットを有する画像形成部と、
媒体に対する前記第1の現像剤像の転写を第1の転写条件により行うと共に、前記第1の現像剤像が転写された前記媒体に対する前記第2の現像剤像の転写を前記第1の転写条件と異なる第2の転写条件により行う転写部と
を備えた画像形成装置。 - 前記第1の転写条件は、前記媒体に及ぶ第1の電流密度であり、
前記第2の転写条件は、前記媒体に及ぶ第2の電流密度である
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記第1の現像剤像は透明像であり、
前記第2の現像剤像は有色像であり、
前記第1の電流密度は前記第2の電流密度よりも高い
請求項2記載の画像形成装置。 - 前記第1の転写条件は、前記媒体に及ぶ第1の転写電圧であり、
前記第2の転写条件は、前記媒体に及ぶ第2の転写電圧である
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記第1の現像剤像は透明像であり、
前記第2の現像剤像は有色像であり、
前記第1の転写電圧は前記第2の転写電圧よりも高い
請求項4記載の画像形成装置。 - 前記第1の転写条件は、前記転写部を通過する前記媒体の第1の搬送速度であり、
前記第2の転写条件は、前記転写部を通過する前記媒体の第2の搬送速度である
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記第1の現像剤像は透明像であり、
前記第2の現像剤像は有色像であり、
前記第1の搬送速度は前記第2の搬送速度よりも低い
請求項6記載の画像形成装置。 - 前記第1の転写条件は、前記転写部において前記第1の現像剤像の転写を行う際に前記媒体に対して付与する第1の圧力であり、
前記第2の転写条件は、前記転写部において前記第2の現像剤像の転写を行う際に前記媒体に対して付与する第2の圧力である
請求項1記載の画像形成装置。 - 前記第1の現像剤像は透明像であり、
前記第2の現像剤像は有色像であり、
前記第1の圧力は前記第2の圧力よりも高い
請求項8記載の画像形成装置。 - 前記第1の現像剤像の転写を行ったのち前記第2の現像剤像の転写を行う前に前記第1の現像剤像の定着を行い、前記第2の現像剤像の転写を行ったのち前記第2の現像剤像の定着を行う定着部をさらに備えた
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 第1の現像剤像を形成する第1の画像形成ユニットおよび第2の現像剤像を形成する第2の画像形成ユニットを有する画像形成部と、
媒体に対する前記第1の現像剤像の転写を行うと共に、前記第1の現像剤像が転写された前記媒体に対する前記第2の現像剤像の転写を行う転写部と、
前記転写部が前記第1の現像剤像の転写を行ったのち前記第2の現像剤像の転写を行う前に前記第1の現像剤像の定着を第1の定着条件により行い、前記転写部が前記第2の現像剤像の転写を行ったのち前記第2の現像剤像の定着を前記第1の定着条件と異なる第2の定着条件により行う定着部と
を備えた画像形成装置。 - 前記第1の定着条件は、前記定着部において前記第1の現像剤像の定着を行う際に前記媒体に対して付与する第1の圧力であり、
前記第2の定着条件は、前記定着部において前記第2の現像剤像の定着を行う際に前記媒体に対して付与する第2の圧力である
請求項11記載の画像形成装置。 - 前記第1の現像剤像は透明像であり、
前記第2の現像剤像は有色像であり、
前記第1の圧力は前記第2の圧力よりも高い
請求項12記載の画像形成装置。 - 第1の透明像もしくは第1の白色像である第1の現像剤像を形成する第1の画像形成動作と、前記第1の画像形成動作ののち、第2の透明像である第2の現像剤像の形成と有色像である第3の現像剤像の形成とを順次行う第2の画像形成動作と、を実行する画像形成部と、
前記第2の画像形成動作の前に、媒体に対して前記第1の現像剤像を転写する第1の転写動作と、前記媒体に転写された前記第1の現像剤像の上に前記第3の現像剤像と前記第2の現像剤像とが順に積層されるように前記第3の現像剤像および前記第2の現像剤像を転写する第2の転写動作と、を実行する転写部と
を備えた画像形成装置。 - 前記転写部は、
中間転写体に前記第1の現像剤像を転写する第1の1次転写、ならびに前記中間転写体に前記第2の現像剤像および前記第3の現像剤像を転写する第2の1次転写を行う1次転写部と、
前記中間転写体に転写された前記第1の現像剤像を前記媒体に転写する第1の2次転写、ならびに前記中間転写体に転写された前記第2の現像剤像および前記第3の現像剤像を、前記媒体に転写された前記第1の現像剤像の上に転写する第2の2次転写を行う2次転写部と
を有する
請求項14記載の画像形成装置。
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