(57)【要約】【課題】記録材の表面粗さの風合いを生かして、表面粗さが大きくても良好な転写を実現でき、表面粗さに沿った色相ムラが形成されにくい画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写ベルト９にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を重ねて担持させて記録材に一括二次転写する第１モードを有する。単色のトナー像を二次転写、定着した後に二次転写部Ｔ２へ再給送して別の単色のトナー像を二次転写する操作を繰り返してフルカラー画像を形成する第２モードとを有する。制御部１１０は、記録材Ｐの表面粗さが大きい場合に第２モードの画像形成を実行する。【選択図】図５
2009080148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写体と、
トナー像を形成して前記中間転写体に担持させるトナー像形成手段と、
前記中間転写体に圧接して記録材に対するトナー像の転写部を形成する転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加して、前記中間転写体に担持されたトナー像を記録材へ転写させる電源手段と、を備えた画像形成装置において、
トナー像が転写された面へ別のトナー像を重ねて転写可能に、トナー像が転写された記録材を前記転写部へ再給送する再給送手段と、
複数色のトナー像を前記中間転写体に担持させて前記転写部にて記録材へ一括転写させる第１モードと、
単色のトナー像を前記中間転写体に担持させて前記転写部にて記録材へ転写した後に前記再給送手段によって記録材を再給送して、トナー像を記録材へ順次重ねて転写させる第２モードと、を切り替えて実行させる制御手段と、を備え、
前記転写部にて放電し易い記録材に対して前記第１モードに代えて前記第２モードを適用可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー像が転写された記録材を前記転写部から受け渡されてトナー像を定着させる定着手段を備え、
前記再給送手段は、前記定着手段で定着された記録材を前記転写部へ再給送することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２モードは、最終色のトナー像の定着で前記定着手段に設定される加熱温度を、１色目のトナー像の定着で設定される加熱温度よりも高くすることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電源手段は、前記転写部材に定電圧を印加し、
前記第２モードは、最終色の転写における前記定電圧を、１色目の転写における前記定電圧よりも高くすることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２モードは、前記トナー像形成手段のトナー像の形成順序を、前記第１モードとは逆の順序にすることを特徴とする請求項２乃至４いずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間転写体に複数色のトナー像を担持させて記録材に一括二次転写する画像形成装置、詳しくは、表面粗さの大きな記録材にトナー像を転写した際の転写ムラを軽減する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
中間転写ドラム、中間転写ベルトと言った中間転写体に複数色のトナー像を担持させて記録材へ一括転写させる画像形成装置が実用化されている。また、記録材搬送ドラム、記録材搬送ベルトと言った記録材搬送体に記録材を担持させて、記録材へ複数色のトナー像を１色づつ順番に転写して重ね合わせる画像形成装置が実用化されている。
【０００３】
中間転写体を用いる画像形成装置は、記録材搬送体を用いる画像形成装置に比較して、１回の転写で移動させるトナー量が多い分、１回の転写に必要な転写電流が大きくなるので、転写部に印加される電圧がかなり高くなる。
【０００４】
このため、和紙、織布、ボール紙と言った表面粗さが大きい記録材に関して、中間転写体を用いる画像形成装置は、記録材搬送体を用いる画像形成装置に比較して不利とされている。表面粗さが大きい記録材では、記録材の表面とトナー像との間にランダムな隙間が生じているので、転写部に印加される電圧が高いと、隙間で放電を生じ易くなる。隙間で放電を生じると、隙間を介してトナーが電荷注入されて帯電極性が反転し、転写部に印加される転写電圧によって記録材への転写を妨げられて、転写効率が低下するからである。
【０００５】
そこで、近年では、中間転写体の表面に柔軟な弾性層を形成して、記録材の表面粗さに追従して表面変形させ、これにより、中間転写体に担持したトナー像と記録材の表面との間に大きな隙間が生じないようにしている。
【０００６】
特許文献１には、記録材搬送ベルトに沿って各色の画像形成部を配列したタンデム型フルカラー画像形成装置が示される。ここでは、操作パネルを通じて記録材の種類を設定すると、通常の第１モードとは異なる第２モードの画像形成が実行される。第２モードでは、感光ドラムに担持される各色のトナー像のトナー載り量をそれぞれ減少させて、記録材に対する転写性を高めている。
【０００７】
特許文献２には、ロータリ現像装置を用いて１個の感光ドラムに複数色のトナー像を順次形成し、中間転写ベルトに順次転写して重ね合わせる１ドラム型フルカラー画像形成装置が示される。ここでは、表面粗さの大きな記録材にフルカラー画像を形成する際には、通常の第１モードとは異なる第２モードの画像形成が実行される。第２モードでは、転写部を通過して白色又は透明トナーを転写・定着して表面粗さを平坦化した記録材を転写部へ再給送して、平坦化された記録材へ複数色のトナー像を一括転写する。表面に弾性層を形成した中間転写ベルトを用いることと、通常より高い定着温度で定着することとにより、白色又は透明トナーは、記録材の起伏の凹所へ効率的に集められる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２２９２８２号公報
【特許文献２】特開２００６−７８８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
表面に型押し加工が施された厚紙では、弾性層を形成した中間転写ベルトでも追従できないほど表面粗さが大きい場合がある。書籍の表紙やブックカバー等に多用されるなめし皮風の表面性を持たせた紙では、１０点平均の表面粗さＲｚで見た表面凹凸の振幅が１００μｍを越える場合がある。粗く梳かれた和紙、太い繊維束の織物、線材を編んだ編み物等も表面粗さが１００μｍを越える場合がある。
【００１０】
このような粗い記録材に対して、中間転写ベルトに担持させた複数色のトナー像を一括転写すると、トナー像と記録材の凹部との間に大きな隙間が形成されて転写効率が大きく低下する。
【００１１】
このため、記録材の表面粗さに対応して画像の濃度ムラが形成される。また、転写効率の低下は、複数色のトナー像のうちで中間転写ベルトに近い側に担持されたトナー像ほど著しくなるため、表面粗さに対応してフルカラー画像の混色比率が変化して色相ムラが形成される（図１１参照）。濃度ムラ、色相ムラは、出力画像の品質を確実に低下させて、表面粗さの大きな記録材への画像形成を実質的に不可能にしていた。
【００１２】
特許文献１に示されるように、中間転写ベルト方式に比較して転写電圧が低くて済む記録材搬送ベルト方式でも、表面粗さの大きな記録材に対しては、さらに転写電圧を低下させる必要がある。そして、中間転写ベルト方式でも、複数色のトナー像の合計のトナー載り量を減少させれば、低い電圧で一括転写できるので、放電を減らして転写効率を少し高めることができる。
【００１３】
しかし、トナー載り量を減らすと、転写効率が低下した場合と同様に画像濃度が低下して画像品質が低下する。中間転写ベルトを用いる限り、複数色のトナー像を一括転写することには変わりが無いので、表面粗さに応じてフルカラー画像の混色比率が変化して色相ムラが形成されることは解決されない。
【００１４】
特許文献２に示される画像形成装置では、記録材の表面粗さをトナーで平坦化するので、表面粗さの無い記録材と同様に高品質なフルカラー画像を形成できる。
【００１５】
しかし、型押し加工を施してまでわざわざ形成してある表面粗さが埋められると、そのような記録材を使用する意味が失われる。なめし皮風の表面性を持たせた記録材の手触り、風合いを楽しめなくなる。また、表面粗さＲｚが１００μｍの表面粗さを埋めるためには、大量の白色又は透明トナーを必要とするので、画像形成コストが高くなる。
【００１６】
本発明は、記録材の表面粗さの風合いを生かして、表面粗さが大きくても良好な転写を実現でき、表面粗さに沿った色相ムラが形成されにくい画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の画像形成装置は、中間転写体と、トナー像を形成して前記中間転写体に担持させるトナー像形成手段と、前記中間転写体に圧接して記録材に対するトナー像の転写部を形成する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加して、前記中間転写体に担持されたトナー像を記録材へ転写させる電源手段とを備えたものである。そして、トナー像が転写された面へ別のトナー像を重ねて転写可能に、トナー像が転写された記録材を前記転写部へ再給送する再給送手段と、複数色のトナー像を前記中間転写体に担持させて前記転写部にて記録材へ一括転写させる第１モードと、単色のトナー像を前記中間転写体に担持させて前記転写部にて記録材へ転写した後に前記再給送手段によって記録材を再給送して、トナー像を記録材へ順次重ねて転写させる第２モードと、を切り替えて実行させる制御手段とを備える。これにより、前記転写部にて放電し易い記録材に対しては、前記第１モードに代えて前記第２モードを適用可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の画像形成装置では、表面粗さが大きい等の理由によって転写部にて放電し易い記録材に対しては、第１モードの代わりに第２モードを適用可能である。第２モードでは、単色のトナー像を記録材上に順番に転写して重ねるので、複数色のトナー像のすべてで、記録材搬送ベルトを用いた場合並みの高い転写効率を確保できる。
【００１９】
第２モードは、一括転写の第１モードよりも低い転写電圧で済むので、第１モードよりも隙間での放電を減らして転写効率を高められ、出力画像の濃度ムラを抑制できる。第２モードは、第１モードよりも複数色のトナー像における転写効率のばらつきが減るので、出力画像の色相ムラを抑制できる。
【００２０】
通常の記録材に第１モードを適用して中間転写方式による高品質、高生産性の画像形成を実現しつつ、同じ転写部を用いて、表面粗さが大きい記録材へ第２モードによる高品質の画像形成を実現する。
【００２１】
従って、記録材の表面粗さの風合いを生かして、表面粗さが大きくても良好な転写を実現でき、表面粗さに沿った色相ムラが形成されにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、共通の二次転写部で、複数色のトナー像の一括転写と単色トナー像の多重転写とを切り替え実施する限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００２３】
従って、タンデム型の画像形成装置に限らず、１個の感光ドラムに複数色の現像装置を付設したいわゆる１ドラム型フルカラー画像形成装置でも実施できる。
【００２４】
実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００２５】
なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図２は画像形成部及び二次転写部の構成の説明図である。
【００２７】
図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト９に沿って４個の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを配置したタンデム型フルカラー複写機である。
【００２８】
第１モードが設定された第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト９に担持させた４色のフルカラートナー像を、二次転写部Ｔ２にて、記録材へ一括二次転写する。画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト９に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト９のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、同様に、中間転写ベルト９に順次重ねて一次転写される。
【００２９】
中間転写ベルト９に担持された複数色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて、記録材Ｐへ一括転写される。二次転写部Ｔ２で複数色のトナー像を一括転写された記録材Ｐは、定着装置５０で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、搬送ローラ２４から排出ローラ２６へ受け渡して外部へ排出される。
【００３０】
分離装置２２は、給紙カセット２０からピックアップローラ２１によって引き出された記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ２３へ送り出す。レジストローラ２３は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト９のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ給送する。
【００３１】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、付設された現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、説明中の符号末尾のａを、ｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００３２】
図２に示すように、トナー像形成手段の一例である画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａの周囲に、帯電装置２ａ、露光装置３ａ、現像装置４ａ、一次転写ローラ５ａ、クリーニング装置６ａを配置する。
【００３３】
感光ドラム１ａは、外径３０ｍｍのアルミニウム製シリンダの外周面に、有機光半導体材料を用いた帯電極性が負極性の感光層を形成してある。感光ドラム１ａは、両端部を回転自在に支持され、不図示の駆動モータに駆動されてプロセス速度１３０ｍｍ／ｓｅｃで矢印Ｒ１方向に回転する。
【００３４】
帯電装置２ａは、感光ドラム１ａに帯電ローラを圧接して従動回転させる。電源Ｄ３は、帯電ローラに直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加して、感光ドラム１ａの表面を一様な負極性の電位に帯電する。
【００３５】
露光装置３ａは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１ａの表面に画像の静電像を書き込む。
【００３６】
現像装置４ａは、現像スリーブ４ｓを固定磁極４ｊの周囲で感光ドラム１ａとカウンタ方向に回転させる。現像スリーブ４ｓは、帯電したトナーを表面に穂立ち状態で担持して感光ドラム１ａを摺擦させる。
【００３７】
電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を、現像スリーブ４ｓに印加して、現像スリーブ４ｓよりも相対的に正極性となった感光ドラム１ａの静電像へトナーを付着させて静電像を反転現像する。感光ドラム１ａに担持されたトナー像のトナー載り量は、ベタ画像で０．５５〜０．６５ｍｇ／ｃｍ２程度である。
【００３８】
一次転写ローラ５ａは、両端部を不図示のバネ部材で付勢されて感光ドラム１ａとの間に中間転写ベルト９を挟み込み、感光ドラム１ａと中間転写ベルト９との間に一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ５ａの回転中心は、感光ドラム１ａの回転中心よりも２〜３ｍｍだけ下流側へ配置されている。
【００３９】
一次転写ローラ５ａは、直径が８〜１０ｍｍの金属軸の外側に、抵抗値が１×１０５〜１×１０８Ωに調整されたスポンジ組織合成ゴム材料の弾性層を形成しており、直径１８〜２０ｍｍである。
【００４０】
電源Ｄ１は、一次転写ローラ５ａの金属軸に正極性の直流電圧を印加して、負極性に帯電して感光ドラム１ａに担持されたトナー像を、一次転写部Ｔ１を通過する中間転写ベルト９へ一次転写させる。
【００４１】
クリーニング装置６ａは、クリーニングブレードを感光ドラム１ａに摺擦して、一次転写部Ｔ１を通過して感光ドラム１ａの表面に残留した転写残トナーを除去する。
【００４２】
図１に示すように、中間転写体の一例である中間転写ベルト９は、テンションローラ１２、駆動ローラ１３、及びバックアップローラ１０に掛け渡して支持される。中間転写ベルト９は、テンションローラ１２によって張架力を付与され、駆動ローラ１３によって駆動されて、矢印Ｒ２方向に回転する。
【００４３】
中間転写ベルト９は、幅３７０ｍｍ、周長９００ｍｍ、厚み１００μｍの無端状に形成され、一次転写部Ｔ１で一次転写されたトナー像を担持して、二次転写部Ｔ２へ搬送する。中間転写ベルト９は、表面抵抗率を１×１０１０〜１×１０１２Ω／□に調整した樹脂ベルトであって、プロセス速度１３０ｍｍ／ｓｅｃで矢印Ｒ２方向に回転する。
【００４４】
転写部材の一例であるバックアップローラ１０は、ステンレス製の直径２１ｍｍの円筒材料で形成されて接地電位に接続されている。
【００４５】
転写部材の一例である二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト９を介してバックアップローラ１０に圧接して、中間転写ベルト９と二次転写ローラ１１との間に二次転写部Ｔ２を形成する。
【００４６】
クリーニング装置１９は、クリーニングブレードを中間転写ベルト９に摺擦させて、二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト９に残留した転写残トナーを除去する。
【００４７】
図２に示すように、二次転写ローラ１１は、金属軸１１ａの外周に、ソリッド又は発泡性のＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＢＲ等を用いて抵抗を１０５〜１０７Ω・ｃｍに調整した弾性層１１ｂを配置して、直径２４ｍｍに形成されている。二次転写ローラ１１の表面硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度値で３５度である。
【００４８】
電源手段の一例である電源Ｄ２は、正極性の定電圧を、転写電圧として二次転写ローラ１１のローラ軸１１ａへ印加して、バックアップローラ１０と中間転写ベルト９と記録材Ｐと二次転写ローラ１１との直列回路に転写電流を流す。これにより、中間転写ベルト９のトナー像に重ね合わせて記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過する過程で、中間転写ベルト９から記録材Ｐへトナー像が二次転写される。
【００４９】
＜記録材の種類の設定＞
制御部１１０は、タッチパネルで構成される操作パネル１０８を通じて操作及び設定がなされて画像形成装置１００を制御する。
【００５０】
制御部１１０は、画像の種類、画像データ、記録材の種類、環境温度、湿度に応じて画像形成部（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ：図１）におけるトナー像の形成条件、転写電圧、定着温度を調整する。
【００５１】
操作パネル１０８は、複数種類の記録材を表示して、その中から操作者が１つを選択することにより、記録材の種類を設定可能である。
【００５２】
外部の操作端末の一例であるパソコン１０７は、印刷画面のプルダウンメニューに列挙された複数種類の記録材から操作者が１つを選択することにより、記録材の種類を設定可能である。
【００５３】
制御部１１０は、設定された記録材が、記憶装置１０９のデータテーブルに登録された表面粗さが大きい記録材に該当していなければ、既に説明した第１モードの画像形成を実行する。
【００５４】
制御部１１０は、設定された記録材が、記憶装置１０９のデータテーブルに登録された表面粗さが大きい記録材に該当する場合、記録材を二次転写部Ｔ２へ循環させて単色のトナー像を順番に二次転写する第２モードを実行する。
【００５５】
＜再給送手段＞
図３は再給送搬送経路の説明図である。画像形成装置１００は、特開平８−２２７１９４号公報、特開平３−２２８０８０号公報に記載されるような、定着された記録材を転写部へ再給送する搬送機構を採用している。
【００５６】
図１に示すように、再給送手段の一例である再給送搬送経路３０は、単色のトナー像を二次転写部Ｔ２で二次転写されて定着装置５０で定着した記録材Ｐを、二次転写部Ｔ２へ画像面へ次のトナー像を重ねて転写可能に再給送する。
【００５７】
切り替え装置２５は、搬送ローラ２４が定着装置５０から送り出した記録材の進行方向を、排出ローラ２６側と再給送ローラ２７側とへ切り替える。切り替え装置２５によって再給送ローラ２７へ受け渡された記録材Ｐは、搬送ローラ２８を経てレジストローラ２３へ受け渡され、レジストローラ２３によって二次転写部Ｔ２へ再給送される。
【００５８】
図２に示すように、制御部１１０は、ソレノイド２９を制御して切り替え装置２５を作動させ、図１に示すように、記録材の進行方向を、第１モードでは排出ローラ２６側、第２モードでは再給送ローラ２７側へそれぞれ切り替える。
【００５９】
図３に示すように、切り替え装置２５は、回動軸６２を中心にして上流側フラッパ７０を矢印Ｅ方向に回動して、下向き搬送経路６７を形成し、記録材Ｐの進行方向を再給送ローラ２７側へ案内する。
【００６０】
切り替え装置２５は、上流側フラッパ７０を矢印Ｅの反対方向に回動して、回動軸６８を中心にして回動する下流側フラッパ６９との間に水平搬送経路６４を形成し、記録材Ｐの進行方向を排出ローラ２６へ案内する。
【００６１】
第２モードでは、トナー像を定着して一体化した記録材の印刷面に次色のトナー像を転写するので、記録材搬送ベルトを用いてマイナス帯電したトナー像の上にマイナストナー像を転写する場合に比較して転写電圧を低く設定できる。このため、特許文献１に示されるように、トナー載り量を低下させなくても、低い定電圧を用いて、放電を避けた高い転写効率の転写が可能である。
【００６２】
また、トナー像を定着して記録材に一体化した後に二次転写部Ｔ２へ再給送するので、再給送経路３０でニップしたり、レジストローラ２３で二次転写部Ｔ２へ給送したりしても、印刷面の画像が崩れない。このため、レジストローラ２３を用いた第１モードと同じ記録材の給送機構がそのまま利用できる。
【００６３】
＜第１モード＞
図４は第１モードの説明図である。
【００６４】
図４に示すように、第１モードでは、最初に、感光ドラム１ａに形成したイエロートナー像が中間転写ベルト９に一次転写される。続いて、感光ドラム１ｂに形成したマゼンタトナー像が中間転写ベルト９のイエロートナー像に重ねて一次転写される。さらに続いて、感光ドラム１ｃに形成したシアントナー像が中間転写ベルト９のマゼンタトナー像に重ねて一次転写され、感光ドラム１ｄに形成したブラックトナー像が中間転写ベルト９のシアントナー像に重ねて一次転写される。
【００６５】
中間転写ベルト９に担持された４色のトナー像ＧＴは、バックアップローラ１０にバックアップされた中間転写ベルト９と二次転写ローラ１１とによって挟持搬送される記録材Ｐへ一括二次転写される。
【００６６】
＜第２モード＞
図５は第２モードの説明図である。第２モードでは、第１モードと同じ順番のトナー像の重なりが記録材Ｐ上に形成されるように、各色のトナー像の形成順序を、第１モードとは逆の順序にしている。
【００６７】
図５に示すように、第２モードでは、最初に、感光ドラム１ｄに形成したブラックトナー像が、中間転写ベルト９に一次転写されて二次転写部Ｔ２へ搬送され、記録材Ｐへ、第１色目として二次転写される。
【００６８】
続いて、感光ドラム１ｃに形成したシアントナー像が、中間転写ベルト９に一次転写されて二次転写部Ｔ２へ搬送される。そして、中間転写ベルト９に担持されたシアントナー像は、二次転写部Ｔ２へ再給送された記録材Ｐのブラックトナー像が転写・定着された印刷面へ、第２色目として二次転写される。
【００６９】
続いて、感光ドラム１ｂに形成したマゼンタトナー像が、中間転写ベルト９に一次転写されて二次転写部Ｔ２へ搬送される。そして、中間転写ベルト９に担持されたマゼンタトナー像は、二次転写部Ｔ２へ再給送された記録材Ｐのシアントナー像を転写・定着した印刷面へ、第３色目として二次転写される。
【００７０】
最後に、感光ドラム１ａに形成したイエロートナー像が、中間転写ベルト９に一次転写されて二次転写部Ｔ２へ搬送される。そして、中間転写ベルト９に担持されたイエロートナー像は、二次転写部Ｔ２へ再給送された記録材Ｐのマゼンタトナー像を転写・定着した印刷面へ、最終４色目として二次転写される。
【００７１】
＜切り替え手段＞
図６は第１モードと第２モードとの切り替え制御のフローチャート、図７は第１モードにおける転写電圧のタイムチャート、図８は第２モードにおける転写電圧のタイムチャートである。
【００７２】
図２を参照して図６に示すように、画像形成ジョブがパソコン１０７から送信されると、切り替え手段の一例である制御部１１０は、画像データを取得する（Ｓ１１）。
【００７３】
制御部１１０は、画像データが単色画像、つまり、印刷画像が白黒画像のようなモノクロである場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、通常の画像形成を適用して第１モードを実行する（Ｓ１５）。
【００７４】
制御部１１０は、印刷画像がフルカラー画像であっても（Ｓ１２のＮＯ）、記録材Ｐが予め登録された表面粗さの大きな記録材に該当しない場合（Ｓ１４のＮＯ）、通常の画像形成を適用して第１モードを実行する（Ｓ１５）。印刷対象の記録材Ｐがオフィス紙のような表面粗さＲｚが小さい紙である場合、第１モードが実行される。
【００７５】
図２を参照して図７に示すように、第１モードでは、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの間隔に相当する時間差で一次転写が実行され、最後の一次転写部Ｔ１と二次転写部Ｔ２との距離に相当する時間差で二次転写が実行される。
【００７６】
制御部１１０は、画像データがフルカラー画像であって（Ｓ１２のＮＯ）、記録材Ｐが予め登録された表面粗さの大きな記録材に該当する場合（Ｓ１４のＹＥＳ）、第２モードを実行する（Ｓ２１〜Ｓ２７）。印刷対象の記録材Ｐがエンボス紙のような表面粗さが大きい紙である場合、第２モードが実行される。
【００７７】
制御部１１０は、第１色目〜第３色目の二次転写では（Ｓ２１のＮＯ）、切り替え装置２５を再給送側へ切り替える（Ｓ２２）が、最終色の二次転写では（Ｓ２１のＹＥＳ）、排出側へ切り替える（Ｓ２６）。
【００７８】
図２を参照して図８に示すように、第２モードでは、各色トナー像の一次転写後、記録材Ｐが二次転写、定着を経て二次転写部Ｔ２へ再給送される時間差で後続の各色の一次転写が実行される。そして、各色の一次転写部Ｔ１と二次転写部Ｔ２との距離に相当する時間差で、各色の一次転写ごとに二次転写が実行される。
【００７９】
制御部１１０は、第１色目の二次転写に際して電源Ｄ２から出力させる定電圧を、最終色の二次転写時よりも高くする（Ｓ２３）。定着を重ねるごとに記録材の水分が失われて記録材Ｐの抵抗値が増加するので、等しい転写電流を確保するために必要な定電圧が高くなるからである。
【００８０】
図８に示すように、第１色目の単色トナー像を二次転写させるときは、２ｋＶの定電圧を印加させ、第２色目、第３色目、最終色の単色トナー像を二次転写させるときは、それぞれ２．５ｋＶの定電圧を印加させる。
【００８１】
制御部１１０は、第１色目〜第３色目では、定着装置５０の加熱温度の温度設定を少し下げて仮定着とし、最終色では定着装置５０の加熱温度の温度設定を通常の値とする（Ｓ２３）。最終色の定着を行った状態で、各色の光沢度（グロス）を揃えるためである。定着を繰り返すことで記録材Ｐの温度が上昇して、定着の加熱温度は次第に高まるが、それ以上に加熱温度の温度設定を高めて、積極的に光沢度を制御している。
【００８２】
制御部１１０は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順番に、単色トナー像を形成して、中間転写ベルト９に単色トナー像を担持させる（Ｓ２４）。
【００８３】
制御部１１０は、中間転写ベルト９に担持させた単色トナー像を、二次転写部Ｔ２へ搬送して記録材へ二次転写する。第１色目〜第３色目の単色トナー像を二次転写された記録材（Ｓ２７のＮＯ）は、定着装置５０で単色トナー像を定着された後に、切り替え装置２５によって二次転写部Ｔ２へ再給送される。
【００８４】
最終色のトナー像を二次転写された記録材（Ｓ２７のＹＥＳ）は、予め切り替えられた（Ｓ２６）切り替え装置２５によって、画像形成装置１００の外部へ排出される。
【００８５】
このように、制御部１１０は、記録材Ｐがエンボス紙のような表面粗さが大きい紙の場合、二次転写部Ｔ２で、単色トナー像ごとに記録材Ｐへ転写していく擬似的な一括転写を行っていく。
【００８６】
第２モードでは、単色トナー像ごとに転写していくため、複数色のトナー像を一括転写する第１モードに比べて、トナー像を記録材に動かすのに二次転写ローラ１１へ供給する電圧を抑えることができる。中間転写ベルト９と記録材との隙間で放電による転写効率低下が起こらない範囲の電圧で転写を行うことが可能になる。このため、１枚のフルカラー画像を形成する時間はかかるけれども、各色で十分な転写効率を確保した再現性の高い高品質なフルカラー画像を形成できる。
【００８７】
第１実施形態の画像形成装置１００は、記録材の種類に応じて、複数色のトナー像を一括転写する通常の第１モードと、中間転写ベルト９に担持した単色トナー像を順番に記録材へ転写・定着する第２モードとを切り替える。転写部にて放電し易い記録材に対して第１モードに代えて第２モードを適用可能である。第２モードを実行することにより、中間転写方式においても、エンボス紙のような凹凸の大きい紙に対して転写性の良好な画像を得ることができる。
【００８８】
＜実施例１＞
図９は表面粗さの大きい記録材における表面粗さの説明図、図１０は中間転写ベルトと記録材との隙間量と転写効率との関係の説明図、図１１は第１モードと第２モードとの比較結果の説明図である。図１１中、（ａ）は第１モード、（ｂ）は第２モードである。
【００８９】
中間転写方式のフルカラー画像形成装置は、種々の記録材への対応が容易なこと、トナー像の位置合わせ精度が高いこと、生産性が高いこと、定着装置や二次転写部の配置が自由なこと等により、オフィスや家庭で広く使用されている。
【００９０】
中間転写方式のフルカラー画像形成装置は、近年、紙加工工場、書籍の印刷現場、グラフィックアート系の工房等でも使用され、普通紙、葉書、ＯＨＰシート程度の常識では通用しない多品種の記録材（記録媒体）への対応が望まれている。
【００９１】
しかし、特徴的な表面性状を型押して特殊な風合いを形成したエンボス紙を二次転写部に通過させた場合、エンボス紙の粗い表面性状に沿って、中間転写ベルトの表面との隙間が大きい部分が形成される。そして、隙間が大きい部分で転写効率が極端に低下して濃度ムラ、色調ムラが形成されて画像品質が低下する。
【００９２】
図９に示すように、なめし皮風の表面性状を型押ししたエンボス紙である坪量２０４ｇ／ｍ２のレザック６６（登録商標）では、表面粗さの凹凸の振幅は１００μｍを越えていることが確認された。図９は、レザック６６（登録商標）において、凹凸が一番大きな部分の表面形状を、小坂研究所製の表面粗さ測定器で測定した結果である。
【００９３】
図１０に示すように、中間転写ベルトの表面と記録材の表面との隙間が大きくなると転写効率は低下する。図１０は、トナー載り量が１．２ｍｇ／ｃｍ２、帯電量３０μＣ／ｇのトナー像を中間転写ベルトに担持させて、中間転写ベルトと記録材との隙間量を振って最大転写効率を測定した結果である。
【００９４】
中間転写ベルトと記録材の隙間が数１０μｍを越えると、高い転写電圧を印加すると、隙間で放電が起きてトナーの電荷が失われたり、トナーが電荷注入されて逆極性に帯電したりして、記録材の表面へ転写しにくくなる。
【００９５】
転写効率αは、以下の式で求められる。
α（％）＝（記録材に転写したトナー量）／（記録材に転写したトナー量＋中間転写ベルトに残ったトナー量）×１００
【００９６】
そして、人間の目で見て十分に転写していると感じることのできる転写効率は、９０％以上が必要である。
【００９７】
中間転写ベルトと記録材との隙間が小さいほど、転写効率αは高いので、中間転写ベルトにゴム材料の弾性層を設けて、二次転写部の加圧力で弾性層を表面粗さに倣わせて隙間を解消すれば、転写効率αを高めることができる。
【００９８】
しかし、図９に示す記録材の例では、表面粗さの凹凸差は、一番大きなところで１１０μｍ以上もあるため、中間転写ベルトと記録材の凹凸の底との隙間も１１０μｍ以上ある。
【００９９】
このような記録材に対しては、弾性層（ゴム層）の厚さが２５０μｍ、硬度が数ＭＰａ（引っ張り試験で測定されるヤング率）で数ＭＰａの中間転写ベルトでは、十分な転写効率を確保できなかった。二次転写部の圧力を０．１４Ｎ／ｍｍ（幅３１８ｍｍの二次転写ローラに対して、４．５ｋｇの荷重をかけたときの圧力）に設定した場合、１１０μｍの隙間を３０μｍ程度しか縮めることができず、転写効率は８０％以下にとどまった。
【０１００】
ここで、弾性層（ゴム層）の厚さ、硬度、二次転写部の圧力を変更して隙間を縮めることも検討されたが、実用的な解決策とはならなかった。例えば、転写効率を９０％程度まで引き上げるのに、圧力を上げていくと、二次転写部の圧力総荷重を４００Ｎ（４０ｋｇｆ）以上にする必要があるが、部品寿命の低下、本体コストの上昇といった弊害が大きくて実現は難しい。これは、弾性層（ゴム層）の厚さ、硬度を変更した場合も画像品質等の弊害が大きくなって実現は難しい。
【０１０１】
また、実際には、中間転写ベルトは、総厚が１００μｍ程度で弾性層の厚みは７０μｍくらいが一般的なので、このような大きな起伏への追従を弾性層だけに頼ることはできない。
【０１０２】
図１１の（ａ）に示すように、上述したエンボス紙で第１モードの画像形成を行った場合、型押しされた表面形状の溝に沿って転写ムラ（濃度低下）が形成される。濃度低下は記録材の表面から遠い側に位置する色の画像で著しいので、表面形状の溝部分では、記録材の表面に近い側に位置する画像の濃度が相対的に高くなって、大きな色調ムラも形成されている。
【０１０３】
図１１の（ｂ）に示すように、同じエンボス紙で第２モードの画像形成を行った場合、型押しされた表面形状の溝の底までトナーが十分に転写されて、転写ムラ（濃度低下）は目立たなかった。また、記録材の表面から近い側に位置するトナー像と遠い側に位置するトナー像とで転写効率が等しくなるため、色調ムラも目立たない、画質が良いものになっている。
【０１０４】
＜第２実施形態＞
図１２は第２実施形態に用いる表面形状測定装置の説明図、図１３は第２実施形態の制御のフローチャートである。
【０１０５】
第２実施形態は、給紙カセット（紙デッキ）２０に設けた表面形状測定装置が記録材の表面粗さを検知する以外は第１実施形態と同一に構成される。従って、図１２中、第１実施形態と共通する構成には図１〜図８と共通の符号を付して重複する説明を省略する。また、図１３中、図６のフローチャートと共通の符号を付した部分についても重複する説明を省略する。
【０１０６】
図１２に示すように、給紙カセット（紙デッキ）２０の内部には、格納されている記録材Ｐの表面粗さを計測する表面形状測定装置３２が備え付けられている。
【０１０７】
表面形状測定装置３２は、光照射手段としての光源ＬＥＤ３３、読取手段としてのＣＭＯＳセンサ３４、結像手段としてのレンズ３５、３６等により構成される。光源ＬＥＤ３３は、給紙カセット（紙デッキ）２０に格納されている記録材Ｐの表面に光を照射し、ＣＭＯＳセンサ３４は、その反射光を集光して結像させて、記録材Ｐの表面状態を読み取る。
【０１０８】
光源ＬＥＤ３３からの射出光は、記録材Ｐの表面に対して所定の角度をもって斜め方向から照射され、レンズ３５を介して記録材Ｐの表面を照射する。記録材Ｐからの反射光は、レンズ３６を介して集光されてＣＭＯＳセンサ３４にて結像される。結像された光スポットの位置をＣＭＯＳセンサ３４が検出することで、記録材Ｐの表面が読み取られる。
【０１０９】
表面形状測定装置３２は、ＣＭＯＳセンサ３４によって記録材Ｐの表面を読み取り、ＣＭＯＳセンサ３４からの光信号を濃度情報に変換する。このとき、表面が平坦で光の反射が十分に帰ってくる部分の濃度は高くなり、一方、表面の凹凸が大きくて光の反射が不十分である部分の濃度は低くなる。
【０１１０】
画像形成装置１００は、表面形状測定装置３２を、給紙カセット（紙デッキ）２０に複数個備え付けている。そして、制御部（１１０：図２）は、同じ記録材Ｐの表面の数ヶ所の領域を読み込んだ結果から、最高濃度のピクセルＤｍａｘと最低濃度のピクセルＤｍｉｎを導く。
【０１１１】
表面の凹凸が大きい紙では、濃度が高い個所と濃度が低い個所との差が大きく出るので、最大濃度Ｄｍａｘと最低濃度Ｄｍｉｎの差、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎは大きくなる。
【０１１２】
逆に、表面の凹凸が小さい紙では、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎは小さくなる。このように比較演算を行って、記録材Ｐの表面粗さを判定する。
【０１１３】
このとき、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎの値があるしきい値Ｘより大きく、  Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ＞Ｘ  であれば、その記録材Ｐは、表面粗さが大きいラフ紙と識別される。
【０１１４】
一方、  Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ＜Ｘ  であれば、その記録材Ｐは、表面粗さが大きいラフ紙ではないと識別される。
【０１１５】
図１０に示すように、記録材の凹凸が２０μｍを越えて、中間転写ベルトと転写材との隙間が２０μｍを越えると、二次転写されたトナー像の転写効率は、目標の９０％を割ってくる。そこで、第２実施形態の制御では、しきい値Ｘは、表面の凹凸の振幅が２０μｍに相当するような表面粗さの面における濃度差Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎとした。
【０１１６】
制御部（１１０：図２）は、表面形状測定装置３２を用いた識別結果から、凹凸２０μｍ以下となる表面粗さであれば第１モードを実行し、凹凸２０μｍを越える表面粗さであれば第２モードを実行する。
【０１１７】
図１２を参照して図１３に示すように、切り替え手段の一例である制御部１１０は、画像の種類、記録材Ｐの表面粗さに応じて第１モードと第２モードとを切り替える。
【０１１８】
制御部１１０は、表面形状測定装置３２の出力を取り込んで記録材の表面粗さを測定する（Ｓ３３）。
【０１１９】
制御部１１０は、印刷画像がモノクロである場合（Ｓ１２のＹＥＳ）は、第１モードを実行する（Ｓ１５）。また、印刷画像がフルカラー画像であっても（Ｓ１２のＮＯ）、オフィス紙のような表面の凹凸が小さい紙で表面粗さが２０μを越えない場合（Ｓ３４のＮＯ）、第１モードを実行する（Ｓ１５）。
【０１２０】
しかし、制御部１１０は、画像データがフルカラー画像で（Ｓ１２のＮＯ）、表面の凹凸が２０μｍを越えるような表面粗さを識別した場合（Ｓ３４のＹＥＳ）には、第２モードを実行する（Ｓ２１〜Ｓ２７）。
【０１２１】
第２実施形態では、記録材Ｐの印字面側に光源ＬＥＤ（発光素子）３３およびＣＭＯＳセンサ（受光素子）３４を共に配置し、反射光を読み取って反射光の光情報から表面形状を読み取る非接触式の表面形状測定装置３２を採用した。しかし、表面形状測定装置３２は、記録材Ｐの表面粗さを短時間で計測可能なものであれば特に限定されない。
【０１２２】
例えば、単純に接触式のセンサをおいておき、センサの高さ方向の変位を読み取る接触式の表面形状測定装置がある。また、圧電素子による振動センサを用い、振動センサを搬送中の紙表面に接触させ、そのときに生じる振動による電気信号と比較することで表面形状を読み取る接触式の表面形状測定装置がある。また、ＣＣＤ撮像素子を用いて記録材の表面の拡大画像を撮影し、拡大画像を画像処理して表面粗さの状態を把握する非接触式の表面形状測定装置もある。
【０１２３】
＜第３実施形態＞
図１４は第３実施形態に用いる給紙カセットの説明図である。
【０１２４】
第３実施形態は、操作者による記録材の種類の設定方法が異なる以外は第１実施形態と同一に構成される。従って、図１４中、第１実施形態と共通する構成には共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１２５】
図２に示すように、画像形成装置１００には、記録材Ｐの種類を識別する紙種識別機構として、給紙カセット（紙デッキ）２０にダイヤル８０が設けられている。
【０１２６】
図１４に示すように、記録材Ｐを格納している給紙カセット（紙デッキ）２０の表面に、回転可能なダイヤル８０が付いている。ダイヤル８０には、「Ｒ」と「Ｎ」の表示が付いていて、オペレーターが記録材Ｐを格納する際に、この表示をダイヤル針８１に合わせる。
【０１２７】
制御部１１０は、ダイヤル８０の出力を検知して、給紙カセット（紙デッキ）２０に格納される紙の表面が粗いか、粗くないものかを識別する。
【０１２８】
制御部１１０は、ダイヤル針８１が表示「Ｎ」に合わせられているとき、給紙カセット（紙デッキ）２０に格納されている記録材Ｐはオフィス紙のように表面が粗くないものと識別して、第１モードの画像形成を実行する。
【０１２９】
制御部１１０は、ダイヤル針８１が表示「Ｒ」に合わせられているとき、給紙カセット（紙デッキ）２０に格納されている記録材Ｐはエンボス紙のように表面が粗いものであると識別して、第２モードの画像形成を実行する。エンボス紙のような表面の凹凸が大きい紙に対しては、二次転写部Ｔ２で、単色トナー像ごとに記録材Ｐへ転写していく擬似的な一括転写を行う。
【０１３０】
単色トナー像ごとに二次転写する第２モードは、多色トナー像を一括二次転写する第１モードに比べて、トナー像を記録材Ｐへ二次転写させるために二次転写部Ｔ２で供給するバイアスを抑えることができる。これによって、中間転写ベルト９と記録材Ｐとの空隙で放電が発生しにくくなり、放電に起因する転写効率の低下を抑制できる。第２モードでは、低いバイアスで二次転写を行うことが可能になるため、画像形成プロセスの時間はかかるけれども、十分な転写効率があるカラー画像を形成することが可能になる。
【０１３１】
＜第４実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００では、中間転写ベルト９が弾性層を持たない樹脂ベルト（樹脂ＩＴＢ）であるため、記録材Ｐの表面の凹凸の大きさが、そのまま中間転写ベルト９と記録材Ｐとの隙間になっていた。
【０１３２】
第４実施形態の画像形成装置では、中間転写ベルト９に弾性層を設けて弾性ベルト（弾性ＩＴＢ）としたので、記録材Ｐの表面の凹凸の大きさから弾性層の変形量を差し引いた距離が中間転写ベルト９と記録材Ｐとの隙間になる。
【０１３３】
中間転写ベルト９を、中間層として弾性層を持つ弾性ＩＴＢにすると、弾性層の弾性変形によって、中間転写ベルト９と記録材Ｐとの隙間が小さくなる。弾性層の変形量が大きいほど、記録材Ｐの表面形状の凹凸が大きくても、隙間を小さく押し潰した二次転写が可能となる。このため、画像形成装置１００の設計段階で、弾性ＩＴＢの変形量を調べておき、それに応じて、第１モードと第２モードとを切り替える表面粗さのしきい値を設定している。
【０１３４】
一例として、中間転写ベルト９の基層を引っ張り試験で２ＧＰａ以上のヤング率を持つＰＩ層８５μｍとし、弾性層を引っ張り試験で２〜４ＭＰａ程度のヤング率を持つウレタンゴム層２５０μｍとする。そして、弾性層の表面にフッ素樹脂を含む表層としてＰＦＡ５〜１０μｍ程度を形成したベルトとする。
【０１３５】
このような中間転写ベルト９が、０．１４Ｎ／ｍｍ程度の圧力をかけられたとき、中間転写ベルト９と記録材Ｐの表面の凹凸との隙間は、最大で３０μｍ程度縮めることができる。
【０１３６】
従って、第２実施形態で説明したように、隙間２０μｍに相当する表面粗さをしきい値とする場合、２０＋３０＝５０μｍに相当する表面粗さをしきい値とすることができる。言い換えれば、記録材Ｐの表面形状の凹凸差が５０μｍまでなら、第１モードの画像形成を実行して、第２モードを実行した場合よりも処理速度を高めることができる。
【０１３７】
第４実施形態では、図１３のステップＳ３４において、凹凸５０μｍを越える表面粗さの場合（Ｓ３４のＹＥＳ）第２モードを実行する（Ｓ２１〜Ｓ２７）。
【０１３８】
以上のように、第１〜第４実施形態の画像形成装置１００は、記録材Ｐの種類、表面粗さに応じて第１モードと第２モードとを切り替えて画像形成を行う。このため、中間転写方式においても、エンボス紙のような凹凸の大きい紙に対して転写性の良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】画像形成部及び二次転写部の構成の説明図である。
【図３】再給送搬送経路の説明図である。
【図４】第１モードの説明図である。
【図５】第２モードの説明図である。
【図６】第１モードと第２モードとの切り替え制御のフローチャートである。
【図７】第１モードにおける転写電圧のタイムチャートである。
【図８】第２モードにおける転写電圧のタイムチャートである。
【図９】表面粗さの大きい記録材における表面粗さの説明図である。
【図１０】中間転写ベルトと記録材との隙間量と転写効率との関係の説明図である。
【図１１】第１モードと第２モードとの比較結果の説明図である。
【図１２】第２実施形態に用いる表面形状測定装置の説明図である。
【図１３】第２実施形態の制御のフローチャートである。
【図１４】第３実施形態に用いる給紙カセットの説明図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  トナー像形成手段（感光ドラム）
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  露光装置
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  現像装置
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  一次転写ローラ
９  中間転写体（中間転写ベルト）
１０、１１  転写部材（バックアップローラ、二次転写ローラ）
３０  再給送手段（再給送搬送経路）
５０  定着手段（定着装置）
８０  （切り替え手段）ダイヤル
８１  ダイヤル針
１００  画像形成装置
１１０  切り替え手段、第１モード、第２モード（制御部）
Ｄ２  電源手段（電源）
Ｐ  記録材
Ｔ１  一次転写部
Ｔ２  転写部（二次転写部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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