(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像形成手段により形成された異なる色のトナー画像を中間転写体に転写してカラートナー画像を形成すると共に形成された当該カラートナー画像を転写部において記録媒体に転写するカラー画像形成部と、モノクロ画像を記録媒体に転写するモノクロ画像形成部とを備える画像形成装置であって、前記カラー画像形成部は、前記モノクロ画像形成部の上流側において同一記録媒体搬送路上に配置されており、前記転写部は、前記中間転写体に掛け渡されている転写部ローラと当該転写部ローラに対向する転写ローラとを含み、前記カラー画像形成部を通過して搬送される記録媒体に前記モノクロ画像形成部を動作させてモノクロコピーを作成するモードにおいて、前記中間転写体の未転写のカラートナーを前記中間転写体に電気的に保持するように前記転写部ローラにカラートナーの極性と逆極性の電圧を印加するとともに前記転写ローラには前記転写部ローラに印加される電圧の極性と逆極性の電圧を印加する手段を設けることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー画像を中間転写材を介して用紙に転写する方式のカラー画像形成装置に関し、特に、モノクロコピーを作成する際に、カラートナーが用紙に移転しないようにする手段を設けた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、中間転写方式のカラー画像形成装置においては、マゼンダトナー、シアントナー、イエロートナーおよび黒トナー毎に、露光器と、ドラム感光体と、ドラムを帯電する帯電器と、各色のトナーを収容する現像装置等を配置している。そして、感光体に現像された画像を中間転写体に転写した後、用紙のような記録媒体に画像を転写し、トナー画像を担持する用紙を定着装置を通して定着し、フルカラー記録紙（コピー）を作成している。また、前記用紙に画像を転写した後に、中間転写体に残留する未転写のトナーを前記中間転写体に設けたクリーナにより除去し、次のトナー画像の形成に障害とならないように処理している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記カラー画像形成装置において、中間転写体に配置するクリーナがトナー画像の形成部の上流位置にあるために、各色毎に配置されるブレード等からなる回収手段からトナーが落下して、中間転写体に付着することがある。また、前記中間転写体に配置するクリーナによる未転写トナーの除去が不十分であったりする場合には、カラートナー画像を中間転写体に転写する場合に、中間転写体に残留した未転写のトナー像が用紙に移転することにより、コピー画質が低下するという問題がある。特に、用紙に対して最初にカラートナー画像を転写してから、黒トナー画像を転写する機構を設ける場合に、黒トナーのみを用いたモノクロコピーを作成する際には、カラー画像形成部の転写部から用紙に未転写のカラートナーが移転して用紙が汚れる場合がある。
【０００４】
本発明は、前述したような従来のカラー画像形成装置の問題を解消しようとするもので、モノクロコピーの作成時に、カラートナー画像転写部からカラートナーが用紙に移転されないような手段を設けた装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は、複数の画像形成手段により形成された異なる色のトナー画像を中間転写体に転写してカラートナー画像を形成すると共に形成された当該カラートナー画像を転写部において記録媒体に転写するカラー画像形成部と、モノクロ画像を記録媒体に転写するモノクロ画像形成部とを備える画像形成装置であって、前記カラー画像形成部は、前記モノクロ画像形成部の上流側において同一記録媒体搬送路上に配置されており、前記転写部は、前記中間転写体に掛け渡されている転写部ローラと当該転写部ローラに対向する転写ローラとを含み、前記カラー画像形成部を通過して搬送される記録媒体に前記モノクロ画像形成部を動作させてモノクロコピーを作成するモードにおいて、前記中間転写体の未転写のカラートナーを前記中間転写体に電気的に保持するように前記転写部ローラにカラートナーの極性と逆極性の電圧を印加するとともに前記転写ローラには前記転写部ローラに印加される電圧の極性と逆極性の電圧を印加する手段を設けることを特徴とする。
【０００６】
そして、前述したように構成したことにより、モノクロコピーを作成する際に、未転写のカラートナー画像を担持する中間転写体に用紙が接したとしても、前記中間転写体にはトナーが電気的に保持されるので、トナーが用紙に移転することを防止できる。そして、カラー画像転写部からカラートナーが用紙に付着しないので、モノクロコピーの品質が劣化することを防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図示される例にしたがって、本発明の画像形成装置の構成を説明する。図１に示す例は、カラー画像形成装置の構成を示すもので、本体フレームの下部に記録媒体としての用紙を収容する給紙トレイ３を１つまたは複数配置して、任意のサイズの用紙を供給可能に構成している。前記本体フレーム２の上部には、排出トレイ７を配置して、給紙トレイ３から送り出される用紙を、上方に向けて搬送する用紙搬送路を通しながら、トナー画像の転写と定着を行い、排出トレイ７に向けて排出させる。前記画像形成装置１には、カラートナー画像を作成する第１の画像形成部としてのカラー画像形成部２０と、モノクロ画像を形成するための第２の画像形成部としてのモノクロ画像形成部１０とを、別個のユニットとして構成し、各々のユニットの画像転写部を同一の用紙搬送路上に沿わせて配置している。
【０００８】
前記画像形成装置１においては、一般の画像形成装置またはプリンタと同様に、給紙トレイ３から給紙ローラ４により送り出される用紙に、カラー画像形成部２０の転写部２０ａでカラー画像を転写し、次の段階で、モノクロ画像形成部１０の転写部１０ａにおいてモノクロ画像を重ねて転写するようにしている。そして、前記２種類の画像を用紙に転写したものを、定着装置５を通して定着し、排出ローラ装置６により排出トレイ７に向けて排出する。なお、本実施例に示す画像形成装置１においては、モノクロ画像形成部１０の機能のみを用いてモノクロコピーの作成を行う他に、カラー画像形成部２０とモノクロ画像形成部１０の機能を合わせて動作させ、フルカラーコピーを作成することができるように構成している。前記定着装置５は、一般の画像形成装置に用いられている装置と同様に、熱ローラと加圧ローラとを対向させて配置し、両ローラの間にトナー画像を担持する用紙を通して、溶融させたトナーを加圧ローラにより用紙に押圧して定着させる機構を用いている。
【０００９】
前記本体フレーム２の内部の所定の位置には、コピー作成機構の動作制御を行うための制御装置９を配置し、モノクロ画像形成部１０とカラー画像形成部２０および、用紙搬送装置の動作の制御と、図示を省略するコントロールパネルから入力される動作指令等にしたがって、コピーの作成の動作の制御を行う。また、前記画像形成装置１をパソコン等のような任意の画像情報出力装置に接続して、カラーコピーを作成可能なプリンタとして用いることが可能であり、スキャナと組み合わせることもできる装置として構成可能である。
【００１０】
前記画像形成装置１に配置する画像形成部には、前述したように、モノクロ画像形成部１０とカラー画像形成部２０との、トナー画像作成のためのユニットを配置してるもので、モノクロ画像形成部１０には一般のモノクロコピーを作成する機構と同様な構成を有する装置を用いることができる。本実施例に示すカラー画像形成部２０は、中間転写体としてのベルト式中間転写体２１を用いており、前記ベルト式中間転写体２１を、用紙に画像を転写する転写ローラ２６と対向させて配置する転写部ローラ２２と、駆動ローラ２３および、ベルト式中間転写体２１に所定の張力を付与するためのテンションローラ２４に掛け渡して矢印方向に循環駆動させる。前記カラー画像形成部２０の移動経路で、転写部ローラ２２と駆動ローラ２３の間でのベルト式中間転写体２１の上部分には、ブレード２５ａを配置したクリーナ２５と、黄色、赤色、青色のそれぞれのカラートナー画像を形成するカラー画像形成手段３０、３０ａ、３０ｂを配置している。
【００１１】
前記カラー画像形成部２０では、黄色の画像形成手段３０と赤色の画像形成手段３０ａ、および青色の画像形成手段３０ｂとを順次配置している。そして、前記各画像形成手段に配置する感光体３１、３１ａ、３１ｂから、転写ローラ３８、３８ａ、３８ｂにより、カラートナー画像をベルト式中間転写体２１に重ねて転写するようにしている。前記転写部ローラ２２と転写ローラ２６の間に用紙が位置する状態で、転写ローラ２６に所定の電位を印加して、ベルト式中間転写体２１からカラートナー画像を用紙に転写する。前記用紙にカラートナー画像を転写した後で、ベルト式中間転写体２１の表面に残留するトナーは、ブレード２５ａを設けたクリーナ２５により除去することによって、次の画像転写に対応させることができる。なお、前記ベルト式中間転写体２１としては、従来より画像形成装置の中間転写体として用いられるのと同様に、ポリイミド樹脂を用いることができる。
【００１２】
前記画像形成装置１に設け、トナー画像形成部に配置する第２の画像形成部としてのモノクロ画像形成部１０は、従来の黒トナーによるモノクロ画像を形成する機構と同様に構成されるもので、感光体１１に形成するトナー画像を転写ローラ１８に印加する所定の値の電位により用紙に転写させるように構成している。前記モノクロ画像形成部１０は、図２に示すように、用紙Ｐを挟むように感光体１１と転写ローラ１８とを配置し、前記感光体１１の周囲には、帯電器１２と書込み装置１３および現像ローラ１５とクリーナ１４とを配置している。また、前記現像装置は一般の画像形成装置に用いる現像装置と同様な構造を有するもので、現像ローラ１５に対しては、トナーカートリッジ１６から供給されるトナーを、アジテータ１７により攪拌して帯電作用を付与し、現像ローラ１５に付着させる機構を用いている。前記トナー供給部にカートリッジ１６を用いることで、例えば、モノクロコピーを大量に作成するプリンタとして用いる場合にも、トナーの供給を容易に行うことができるものとされる。
【００１３】
前記モノクロ画像形成部１０において、感光体１１にモノクロ画像を作成する際には、制御装置９から出力される画像情報にもとづいて書込み装置１３から光信号を出力し、あらかじめ帯電器１２により一様に帯電している感光体１１に光を照射することにより静電潜像を形成する。そして、前記静電潜像に対して現像ローラ１５からトナーを供給してトナー画像を作成し、前記感光体１１が担持するトナー画像を、用紙Ｐの裏面側の転写ローラ１８により所定の値の電位を印加することにより用紙に転写する。前記トナー画像を用紙に転写した後で感光体に残留するトナーは、クリーナ１４により除去し、帯電器１２により一様な帯電を行って、次のトナー画像の作成に対応させる。なお、前記感光体の残留トナーを除去するためのクリーナは、例えば、ブレード１４ａとブラシ状のローラ部材１４ｂとを組み合わせて構成し、感光体にカラートナーが移転された場合でも、トナーの除去を容易にしかも確実に行い得るようにすることができる。
【００１４】
前記モノクロ画像形成部１０の上流部に配置し、カラートナー画像を形成するための第１の画像形成部としてのカラー画像形成部２０には、前記ベルト式中間転写体２１にカラートナー画像を転写するために、３つの画像形成手段３０、３０ａ、３０ｂを配置している。前記３つの画像形成手段は同一の構成を有する装置であるから、その１つについて図３にもとづいて説明する。前記図３に示す画像形成手段３０においては、カラートナー画像を形成して、ベルト式中間転写体２１に転写するための感光体３１と転写ローラ３８とをベルト２１を挟むように配置し、前記転写ローラ３８に所定の電圧を印加することにより、感光体３１に形成したカラートナー画像をベルト式中間転写体２１に転写する。前記感光体３１に対しては、その回転方向に対応させて、帯電器３２と書込み装置３３、現像ローラ３５および、感光体３１に接触するブレード３４ａを設けたクリーナ３４とを配置し、前記現像ローラ３５とクリーナ３４の間に転写ローラ３８による画像転写部を配置する。
【００１５】
前記現像ローラ３５にカラートナーを供給するために、アジテータ３７を配置し、トナーホッパ３６から供給されるカラートナーをアジテータ３７により攪拌して帯電させ、現像ローラ３５に薄層として付着させたトナーを感光体３１の静電潜像に移転させて、カラートナー画像を形成する。前記感光体３１の周囲に配置する電子写真方式の装置においては、帯電器３２をブラシ状の帯電器で構成し、前記帯電器３２のブラシに対して所定の電位を供給することにより、感光体３１の表面に一様な帯電を行わせる。そして、前記一様な帯電が行われた感光体３１に書込み装置３３のＬＥＤを発光させて画像の書込みを行って静電潜像を形成し、その静電潜像に現像ローラ３５から供給されるカラートナーを付着させ、トナー画像として顕像化させる。また、前記クリーナ３４には、ブレードとトナー回収用のスクリューとを組み合わせた装置を用いることが可能であるが、その他に、従来より画像形成装置に用いられている任意の構成を有するクリーニング装置を用いることができる。
【００１６】
前述したように構成してなる画像形成装置１において、フルカラーコピーを作成する場合には、図１に示す制御装置９に入力された画像情報にもとづいて、モノクロ画像形成部１０とカラー画像形成部２０とを作動させる。そして、前記カラー画像形成部２０の転写部２０ａにおいては、ベルト式中間転写体２１に対して各画像形成手段３０……から重ねて転写されるカラートナーを用紙に対して転写し、同一搬送路の下流側にあるモノクロ画像形成部１０の転写部１０ａで、感光体１１に形成したモノクロ画像を用紙に重ねて転写する。前記フルカラーのトナー画像を担持する用紙は、定着装置５を通して定着されてコピーが作成され、排出ローラ装置６を介して排出トレイ７に排出される。また、前記画像形成装置１において、モノクロコピーを作成する場合には、制御装置９に入力される情報にもとづいて、カラー画像形成部２０の動作を停止させる状態で、モノクロ画像形成部１０のみを作動させ、感光体１１に形成するトナー画像を転写ローラ１８により用紙に転写してモノクロコピーを作成する。
【００１７】
前記画像形成装置において、装置のコントロールパネルのボタンを押して設定する情報または、画像情報を出力する装置に設定したコピー作成モードにしたがって、モノクロコピーのみを作成する際に、カラー画像形成部２０の各機構の動作を行わないように停止させておく。つまり、前記画像形成装置において、モノクロコピーのみを作成する際に、カラー画像形成部２０を停止させておき、モノクロ画像形成部１０のみを動作させるように、前記制御装置からの各装置に対する動作モードを設定する。その際に、前記カラー画像転写部２０ａでは、ベルト式中間転写体２１を停止させたままで、転写ローラ２６と転写部ローラ２２との間に用紙を通過させ、モノクロ画像形成部１０の転写部１０ａで感光体１１に形成したトナー画像を用紙に転写する動作を行わせる。そして、前記用紙が給紙トレイ３から送り出され、モノクロ画像形成部１０の転写部１０ａに向けて搬送される途中で、カラー画像形成部２０の転写部２０ａではベルト式中間転写体２１に摺動しながら上方に向けて搬送される。ところが、前記ベルト式中間転写体２１の露出部にカラートナーが付着している状態では、用紙にカラートナーが付着することによって、モノクロコピーに汚れが生じ、コピーの画質が劣化するという問題が発生する。
【００１８】
前述したように、コピーに汚れが発生することを防止するために、本実施例では、図４に示すように、カラー画像形成部２０の転写部２０ａに配置する転写部ローラ２２と転写ローラ２６との双方、またはいずれか一方に電圧印加装置４０を設け、カラートナーが用紙に移転しないようにする手段を構成している。前記電圧印加装置４０に示す例では、ベルト式中間転写体２１を画像転写部で支持するための転写部ローラ２２の軸２２ａに、スイッチ４２を介して電源４１を設け、モノクロコピーを作成するモードでは、前記スイッチ４２を作動させて転写部ローラ２２の軸２２ａに所定の電圧を印加する。前記転写部ローラ２２に対して電圧を印加することにより、ベルト式中間転写体２１に付着しているカラートナーを、前記ベルト式中間転写体２１から浮遊しないように、電気的に保持させることができる。なお、図４に示す例は、負帯電トナーの場合を示しているものであり、正帯電トナーの場合には、電源４１、４５の極性を反転させればよい。
【００１９】
前記電圧印加装置４０を転写ローラ２６に対して配置する場合には、電源４５をスイッチ４６を介して接続し、モノクロコピーを作成する際に前記スイッチ４６を接続して、電源４５の電圧を転写ローラ２６に対して印加する。そして、前記転写ローラ２６と転写部ローラ２２の間を通る用紙に対して、用紙の背後から所定の値の電圧を印加する作用を付与し、用紙に加える電圧によりベルト式中間転写体が担持するトナーが浮遊しないように保持させる作用を発揮させる。前記電圧印加装置に対してトナーが付着しないように、所定の値の電圧を印加する手段を用いることによって、モノクロコピーの作成時に、用紙がカラー画像形成部２０の転写部２０ａを通ってモノクロ画像形成部１０の転写部１０ａに至る間に、前記カラー画像形成部２０のベルト式中間転写体２１から、カラートナーが付着してコピーを汚して品質を劣化させるような不都合の発生を防止できる。
【００２０】
前記電圧印加装置４０において、ベルト式中間転写体２１をカラー画像転写部２０ａで保持する転写部ローラ２２に対して印加する電圧は、ベルト式中間転写体２１にトナーを付着保持させる電圧とほぼ同一に設定できるもので、画像形成手段３０の転写ローラ３８に印加する電圧と同じ程度の値とすることができる。実際には、前記転写部ローラ２２に対しては８００〜２ｋＶ程度の値に設定可能である。また、転写ローラ２６に印加する電圧としては、前記転写部ローラ２２に印加する電圧とほぼ同じ強さで反対の極性に設定すると良い。そして、前記転写ローラ２６に印加する電位により、用紙からトナーが離間するような作用を生じさせ、用紙に付着しようとするトナーをベルト式中間転写体２１に押し付けるようにして、用紙が汚れることを防止させるようにする。
【００２１】
前記図４に示すように構成する電圧印加装置４０においては、画像形成装置のコピー作成モードをモノクロコピーに設定した際に、制御装置９からの信号によりスイッチ４２、４６が接続されて、各々の電源４１、４５から所定の値の電圧がローラ２２、２６にそれぞれ印加される。また、前記電圧印加装置４０においては、前記電圧印加装置のいずれか１つを配置してコピーの汚れを防止することが可能であるが、転写ローラ２６と転写部ローラ２２の双方に対して電圧を印加する場合には、より大きな効果を奏することができる。さらに、前記実施例では、カラートナーの性質に応じた印加電圧を設定可能であり、用紙の両面に位置されるローラ２２、２６の双方に電圧を印加する場合には、その印加電圧の値を変化させることもできる。
【００２２】
なお、前記画像形成装置１に配置するカラー画像形成部２０においては、ベルト式中間転写体２１に代えてドラム状の感光体を配置して、カラートナー画像を作成する機構の装置を構成することもできる。前記カラー画像形成部に感光体ドラムを配置する場合には、従来公知の画像形成装置の場合と同様に、感光体ドラムの周囲に各色のトナー画像を形成する現像装置と、画像情報の書込みを行う書込み装置とを配置する。前記各現像装置から供給されるカラートナーを重ねて転写しながら、用紙にカラートナー画像を転写させるようにする。そして、用紙にカラートナー画像を転写した後で、そのカラートナー画像の転写位置と同一搬送路の下流部に配置されたモノクロ画像形成部１０からモノクロ画像を重ねて転写し、定着することでフルカラーコピーを作成することが可能となる。さらに、本実施例で転写ローラとして開示した転写部材は、スコロトロン、コロトロン等の非接触部材でも、転写ブラシ等のような接触転写部材でもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、前述したように構成した電圧印加装置を用いるものであるから、モノクロコピーを作成する際に、カラー画像転写部でカラートナーを担持する中間転写体に用紙が接したとしても、前記中間転写体にはトナーが電気的に保持されるので、トナーが用紙に移転することを防止できる。そして、カラー画像転写部からカラートナーが用紙に付着しないので、モノクロコピーに汚れが生じることを防止でき、その品質が劣化することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像形成装置の構成を示す概略説明図である。
【図２】  モノクロ画像形成部の構成を示す説明図である。
【図３】  カラー画像形成部の画像形成手段の構成を示す説明図である。
【図４】  電圧印加装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１    画像形成装置、  ２    本体フレーム、  ３    給紙トレイ、
４    給紙ローラ、  ５    定着装置、  ６    排出ローラ装置、
７    排出トレイ、  ９    制御装置、  １０    モノクロ画像形成部、
１０ａ    転写部、  １１    感光体、  １２    帯電器、
１３    書込み装置、  １４    クリーナ、  １５    現像ローラ、
１６    トナーカートリッジ、  １７    アジテータ、
１８    転写ローラ、  ２０    カラー画像形成部、
２１    ベルト式中間転写体、  ２２    転写部ローラ、
２３    駆動ローラ、  ２４    テンショナー、  ２５    クリーナ、
２６    転写ローラ、  ３０    画像形成手段、  ３１    感光体、
３２    帯電器、  ３４    クリーナ、  ３５    現像ローラ、
３６    トナーホッパ、  ３７    アジテータ、  ３８    転写ローラ、
４０    電圧印加装置、  ４１・４５    電源、  ４２・４６    スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004211171.tif 000004
【図４】
0004211171.tif 000005