JP4157611B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置に関し、特に、感光体や中間転写体等のトナー像担持体上に形成されたトナー像を次の記録材へ転写する転写工程時の転写性能を改善した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置、例えば、電子写真方式の画像形成装置において、像担持体、例えば感光体上に形成されたトナー顕像を記録材である転写紙に転写する方式は良く知られている。さらに、この感光体から転写紙に転写する工程内に、もう一つの転写工程を入れて、感光体から中間転写体へ一次転写した後、中間転写体上の一次転写像を転写紙へ二次転写することで最終画像を得る中間転写方式も既に知られている。とりわけ中間転写方式は、色分解された原稿をブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナーによる減色混合を用いて再現するフルカラー画像形成装置における各色トナー像の重ね合わせ転写方式として採用されている。
【０００３】
ところで、電子写真方式の画像形成装置における転写工程にて発生する「異常画像」の一つに、トナー像の一部が転写されないという「中抜け現象」がある。この現象はトナーの総付着量が多いフルカラー画像形成装置で、一般的なコロナ放電による非接触の転写方式でも発生するが、バイアスローラ等による接触の転写方式にて発生し易い傾向がある。
【０００４】
この「中抜け現象」発生の原因は、フルカラー画像の場合、トナー層厚が厚くなること、バイアスローラでは接触圧力により中間転写体の表面とトナー間の非クーロン力である機械的な付着力が強力に発生すること、さらに、画像形成プロセスを繰り返し実行する工程において、トナー像担持体表面にトナーがフィルム状に付着するフィルミング現象を起こし、該表面とトナーとの間に強い付着力が発生することによると考えられる。
【０００５】
かかる「中抜け現象」を回避する手段として既に以下の二つの技術が開示されている。
第１の技術：米国特許 第５０５３８２７号 (METHODO AND APPARATUS FOR A TRANSFER BELT)。
【０００６】
この米国特許には、中間転写体としての中間転写ベルトの表面エネルギーよりも小さい表面エネルギーを有するフッ素系の材料からなる部材で構成されているローラ (conditioning mean)を中間転写ベルト表面に当て、中間転写ベルト上の表面エネルギーを減じるコンディショニングプロセスを有する技術が開示されている。
【０００７】
これに類する技術として特開平２〜１９８４７６号公報も開示されている。この公開特許公報には、中間転写体に濡れ性を小さくする（つまり表面エネルギーを小さくする）物質を加えることで、中間転写体そのものの表面エネルギーを小さくする、技術が開示されている。
【０００８】
第２の技術：特開昭６３−５８３８７号公報。
この公開特許公報には、トナー像支持体と転写紙の線速度を異ならせることで、転写時の「中抜け現象」を低減する、技術が開示されている。
【０００９】
また、これに類する技術としては、以下の公開特許公報にも開示されている。特開平３−１４８６８０号公報、特開平６−８３２１２号公報、特開平６−３１７９９２号公報。
【００１０】
上記第１の技術、第２の技術は画像形成装置の転写工程時に発生する「中抜け現象」を回避する技術であるが、これらの技術では不十分であり、十分な効果が得られない場合がある。以下、本発明が解決しようとする課題について述べる。
【００１１】
本発明者が後述の実施の形態に示す構成の中間転写ベルト方式を用いたカラー画像形成装置（図１、２）にて行った実験結果から以下のことが判明した。
１．トナー像担持体表面（図１、２の例では中間転写ベルト１９表面）の表面エネルギーを記録材（図１、２の例では転写紙２４）よりも同等以下とし（例えば、中間転写ベルト１９の表面に潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を塗布する）、トナーがトナー像担持体から離型し易くすると「中抜け現象」は改善するが、トナー像担持体と記録材の線速度差状態によりその効果が異なる。具体的に示すと、トナー像担持体と転写紙の線速度差が無い状態では本技術だけでは「中抜け現象」を完全に無くすことは難しい。ここで、図３に転写紙と中間転写ベルトの線速比と中抜けランクの関係を示すが、図３の△：中間転写ベルトにステアリン酸亜鉛を塗布した場合と、○：塗布しない場合の比較より明らかなように、線速比が無い場合は中間転写ベルトにステアリン酸亜鉛を塗布した方が「中抜け現象」が改善されているが、線速比が０の場合は完全に無くすことはできない。尚、図３の中抜けランクとは、図１、２の装置で転写紙上に画像形成を行った場合に、目視観察で「中抜け」部が発見されない状態をランク５、目視観察で「中抜け」部と判断することが難しいくらいに辛うじて「中抜け」部を発見できる状態をランク４、目視観察で「中抜け」部を辛うじて発見でき、その「中抜け」部が画像品質を損ねない状態をランク３、目視観察で「中抜け」部を比較的容易に発見できる状態をランク２、誰が観察しても「中抜け」部をすぐに発見できる状態をランク１としたものであり、画像品質を損ねないためには、ランク３以上が必要である。
【００１２】
２．トナー像担持体と転写紙の線速度差を持たせた場合でも、トナー像担持体表面と記録材表面の表面エネルギー状態により効果が異なる。具体的に示すと、記録材の表面エネルギーをトナー像担持体よりも小さくする（例えば、記録材に潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を塗布する）と、トナー像担持体と転写紙の線速度差に係わらず「中抜け現象」はまったく改善されない。すなわち、図３の△：中間転写ベルトにステアリン酸亜鉛を塗布した場合と、□：転写紙にステアリン酸亜鉛を塗布した場合の比較より明らかなように、転写紙にステアリン酸亜鉛を塗布した場合は、誰が観察しても「中抜け」部をすぐに発見できる状態となり、画像品質が大幅に低下する。
【００１３】
３．ローラあるいはベルトを用いた転写手段を有する画像形成装置では、転写紙は上記転写手段との摩擦力により搬送されるが、ローラ径やベルト周長を含む駆動径のばらつきにより最終的な転写紙の線速度が異なってしまうことが発生する。さらに、転写紙の種類により発生する摩擦力が異なるため、同一の転写手段の駆動条件ではそれぞれの転写紙にて同一の線速度が得られず、転写紙により「中抜け現象」が異なることがある。
【００１４】
以上の１〜３の結果から、とりわけ「中抜け現象」に対して本発明者が考察したことを以下に述べる。
電子写真方式におけるトナー像の転写は、記録材裏面に配置されたコロナチャージャ、バイアスローラ、バイアスベルト等の転写手段にて転写電界を形成し、トナー像担持体上のトナーを静電力により記録材側に移動させることが基本的な原理であるが、実際の転写工程においては、トナー像担持体とトナー間の力（以下Ｆ１）、トナーとトナー間の力（以下Ｆ２）、トナーと記録材間の力（以下Ｆ３）である機械的付着力が大きく影響している。
【００１５】
すなわち、Ｆ１が大きいと転写電界の作用に係わらずトナー像担持体に接触しているトナーは記録材側へ移動することができない。さらに、転写圧によりトナー層間に布均一に発生するＦ２に影響され、トナー層内にてＦ２の弱い部分にて分離する。しかしながら、トナー像担持体の表面エネルギーを記録材表面エネルギーに対して同等以下とする（トナー像担持体表面のトナーに対する離型性を記録材表面のトナーに対する離型性に対して高くする）と上記Ｆ１の影響が小さくなるため、トナーは転写電界にて容易に記録材へ移動できるようになる。
【００１６】
ここで、図４のトナー像担持体と記録材の線速度差が無い場合の「中抜け現象」のモデルに示すように、トナー像担持体１９の記録材２４の線速度差が無い場合は、トナー像担持体１９と記録材２４間の垂直方向の力である上記Ｆ１〜Ｆ３が主であり、Ｆ１を十分小さくしなければ、トナー像担持体１９の表面エネルギーを記録材表面エネメギーに対して同等以下としても（図４（ｂ２））、トナー層４４中の一部のトナー３９がトナー像担持体１９側に残り、十分な効果が得られない。
【００１７】
また、図５のトナー像担持体と記録材の線速度差が有る場合の「中抜け現象」のモデルに示すように、トナー像担持体１９の記録材２４の線速度を異ならせた場合、（ｂ１）のようにトナー像担持体１９の表面エネルギーを記録材２４の表面エネルギーに対して小さくする（トナー像担持体表面のトナー層４４に対する離型性を記録材表面のトナー層４４に対する離型性に対して高くする）と、Ｆ１が小さいことにより速度差により生じる剪断歪による剪断力がトナー像担持体１９とトナー４４間に発生し「中抜け現象」の無い均一な転写が得られる。しかしながら、（ｂ２）のように、上記表面エネルギー（トナーに対する離型性）の関係が逆であると、速度差により生じる剪断歪による剪断力はトナー３９と記録材２４間に発生し「中抜け現象」を含め均一な転写が得られないばかりか、トナー像乱れが発生した。
【００１８】
以上のことより、前述の従来技術は必要条件ではあるが、それだけでは十分な効果は得られず、条件によって逆効果となってしまうことが理解できた。
かかる問題を解消するため、本発明者はトナー像担持体の表面エネルギーを記録材表面エネルギーに対して同等以下とすると共に、少なくとも上記転写工程時のトナー像担持体と記録材の線速度を異ならせるようにすることを提案しており、その出願が特開平９−１０６１９４号として公開された。
【００１９】
この公開特許公報に記載された発明によれば、トナー像担持体の表面エネルギーの経時的な上昇を防止し、記録材の表面エネルギーよりも小さい値を保つために、定期的に潤滑剤を塗布する塗布装置を設け、且つ、トナー像担持体と記録材の線速度比を±１〜３％になるようにすることで、図３（転写紙と中間転写ベルトの速度比と中抜けランクの関係を示す図）の”△”で示すように、中抜けランク５が常に得られるようになり、「中抜け現象」の発生を略完全に防止することができるものである。
【００２０】
すなわち、トナー像担持体の表面エネルギーを記録材の表面エネルギーに対して小さくし、且つ速度差により生じる剪断歪による剪断力がトナー像担持体とトナー間に発生するため、「中抜け現象」の無い均一な転写が得られるようになったものである。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複写機、プリンターなどの画像形成装置において、１枚の記録材が２度以上の転写工程を経るような両面あるいは合成機能を具備するものが良く知られている。この種の装置においても特開平９−１０６１９４号公報の技術が適用されるのであるが、このとき記録材が転写紙の場合、第１回目の転写工程で転写されたトナー像は「中抜け現象」の無い良好なものであるのに対し、第２回目の転写工程で転写されたトナー像に「中抜け現象」が発生することがあった。すなわち、第１回目及び第２回目が同一条件で、且つ同一転写紙に転写を行ったにも拘らず、第１回目が正常で、第２回目が中抜けするという問題が発生した。
【００２２】
そこで、本発明者はその原因を調べるべく種々の実験を行ったところ、第１回目の転写工程を経た転写紙はそのトナー像を定着すべく定着工程を経ることであることが判った。すなわち、転写紙は定着工程を終えると、表面性、特に摩擦係数が変化し、その変化に起因して第２回目の転写工程で転写されたトナー像に中抜けが発生することが判明した。
【００２３】
転写紙の表面性が変化する要因としては、まず離型剤であるオイルが付着することが挙げられる。一般に、定着装置では定着ローラの離型性を確保するため、離型剤としてのシリコーンオイル等を塗布しており、このオイルは定着装置を通過した転写紙にも付着する。そして、オイルが付着した転写紙は転写バイアスローラと摩擦力が低下してスリップ率が大きくなるため、転写紙の表面性が変化することである。また、他の要因としては、転写紙が定着ローラ対に挾持搬送される際に加圧され、表面の凹凸が均されるため、転写紙の表面性が変化することである。さらに、他の要因としてはトナーが加熱融着されるとトナー表面が鏡面化されるため、転写紙の表面性が変化することである。なお、フルカラーの画像形成装置において使用される定着装置は、単色の装置と比べて表面がつるつるな定着ローラを使用するため、加圧による表面の凹凸がより均される。さらに、フルカラーの画像形成装置は単色のものと比べてトナー量が多く、その表面を鏡面化させるようにしており、転写紙の表面性がより変化し易い傾向にある。よって、第１回目の転写は正常で、第２回目の転写が中抜けするという問題は単色の画像形成装置でも問題になるのだが、特にフルカラーの画像形成装置では問題が大きかった。
【００２４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、１枚の記録材が２度以上の転写工程を経ても、「中抜け現象」等の転写不良の問題を解消し得る画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体とで挟持した記録材にトナー像を転写するための転写部材と、前記記録材上に形成されたトナー像を該記録材に定着する定着手段とを有し、前記像担持体と前記転写部材のそれぞれが回転駆動されるとともに、前記転写部材の回転速度が変更可能に構成された画像形成装置において、前記記録材が普通紙の場合、１回目の転写工程の後、前記定着手段による定着工程を経て２回目の転写工程を施す際、１回目の転写工程では前記像担持体の線速と前記転写部材の線速をそれぞれ前記転写部材の線速を前記像担持体の線速より高速となる設計された速度とし、２回目の転写工程では前記像担持体の線速を変更せずに前記転写部材の線速を高速にし、前記記録材がＯＨＰシートの場合、１回目の転写工程の後、前記定着手段による定着工程を経て２回目の転写工程を施す際、１回目の転写工程では前記像担持体の線速と前記転写部材の線速をそれぞれ設計された速度とし、２回目の転写工程では前記像担持体の線速と前記転写部材の線速を変更しないことを特徴とする画像形成装置を提案する。
【００２６】
なお、本発明は、前記記録材が普通紙の場合よりもＯＨＰシートの場合の方が、前記１回目の転写工程時の前記転写部材の線速を高速とすると、効果的である。
【００２７】
さらに、本発明は、前記記録材が普通紙である場合、前記記録材における前記２回目の転写工程で、前記転写部材の線速を前記１回目の転写工程時より０．５％以上高速としたことであると、効果的である。
【００２８】
さらにまた、本発明は、前記記録材が普通紙である場合、前記記録材における前記２回目の転写工程で、前記転写部材の線速を前記１回目の転写工程時より０．６％以下高速としたことであると、効果的である。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る中間転写ベルト方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図、また、図２は上記カラー画像形成装置の感光体及び中間転写ベルト周りの拡大図である。以下、図１、２を参照して中間転写ベルト方式を用いたカラー画像形成装置の構成・動作を説明する。
【００４０】
カラー画像読み取り装置（以下、カラースキャナーと記す）１は、原稿３の画像を照射ランプ４、ミラー群５（−１、２、３）、及びレンズ６を介してカラーセンサー７に結像して、原稿３のカラー情報を、例えば、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄ（以下、Ｂ、Ｇ、Ｒと略記する）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。
【００４１】
カラーセンサー７はこの例ではＢ、Ｇ、Ｒの色分解手段とＣＣＤの様な光電変換素子で構成されており、３色同時読み取りを行う。そして、このカラースキャナー１で得たＢ、Ｇ、Ｒの色分解画像信号の強度レベルを基にして画像処理部（図示せず）で色変換処理を行い、Ｂｌａｃｋ、Ｃｙａｎ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｙｅｌｌｏｗ（以下、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙと略記する）のカラー画像データを得る。これを次に述べるカラー画像形成装置（以下、カラープリンターと記す）２によって、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色のトナーによりトナー像担持体である感光体９上に顕像を形成し、最終的なカラー画像を得る。尚、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの画像データを得るためのカラースキャナー１の動作方式は、カラープリンター２の動作とタイミングを取ったスキャナースタート信号にて、図１において照明・ミラー光学系が左向き矢印方向へ原稿走査し、１回走査毎に１色の画像データを得る。
【００４２】
次にカラープリンター２の概要を説明する。
書き込み光学ユニット８は、カラースキャナー１からのカラー画像データを光信号に変換し、原稿画像に対応した光書き込みを行い感光体ドラム９に静電潜像を形成する。該書き込み光学ユニット８は、レーザー光源（ＬＤ）８−１とその発光駆動制御部（図示を省略）、ポリゴンミラー８−２とその回転用モーター８−３、ｆ／θレンズ８−４や反射ミラー８−５等で構成されている。
【００４３】
感光体ドラム９は、図中に矢印で示す如く反時計方向に回転するが、その周囲には感光体クリーニングユニット（クリーニング前除電器を含む）１０、除電ランプ１１、帯電器１２、電位センサー１３、Ｂｋ現像器１４、Ｃ現像器１５、Ｍ現像器１６、Ｙ現像器１７、現像濃度パターン検知器１８、中間転写ベルト１９などが配置されている。
【００４４】
各現像器１４、１５、１６、１７は静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム９の表面に接触させて回転する現像スリーブ１４−１、１５−１、１６−１、１７−１と、現像剤を汲み上げ撹拌するために回転する現像パドル１４−２、１５−２、１６−２、１７−２、及び現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサー１４−３、１５−３、１６−３、１７−３などで構成されている。
【００４５】
さて、待機状態では４個の現像器１４、１５、１６、１７の全てが現像スリーブ上の剤は穂切り状態（現像不動作状態）となっているが、以下の説明では、現像動作の順序（カラー画像形成順序）が、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの例で説明する（但し、画像形成順序はこれに限定されるものではない）。
【００４６】
コピー動作が開始されると、カラースキャナー１で所定のタイミングからＢｋ現像データの読み取りがスタートし、この画像データに基づき書き込み光学ユニット８からのレーザー光による光書き込み・潜像形成が始まり、感光体ドラム９上にＢｋ画像データによる静電潜像が形成される（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像と記す。また、Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様にＣ潜像、Ｍ潜像、Ｙ潜像と記す）。
【００４７】
このＢｋ潜像の先端部から現像可能とすべく、Ｂｋ現像器１４の現像位置に潜像先端部が到達する前に現像スリーブ１４−１を回転して剤の穂立ちを行い、Ｂｋ潜像をＢｋトナーにて現像する。そして以後、Ｂｋ潜像領域の現像動作を続けるが潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で速やかにＢｋ現像スリーブ１４−１上の剤穂切りを行い、現像不動作状態とする。これは少なくとも次のＣ画像データによるＣ潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００４８】
尚、穂切り現像スリーブ１４−１の回転方向を現像動作中とは逆方向に切り替えることで行う。
さて、感光体ドラム９に形成されたＢｋトナー像は感光体ドラム９と同方向に駆動されているトナー像担持体としての中間転写体である中間転写ベルト１９の表面に静電力にて転写される（以下、感光体ドラム９から中間転写ベルト１９へのトナー像転写をベルト転写と称す）。
【００４９】
このベルト転写は、感光体ドラム９と中間転写ベルト１９が接触する状態において転写バイアスローラ２０に所定のバイアス電力を印加することで行う。
尚、中間転写ベルト１９には、感光体ドラム９に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を同一面に順次位置合わせして、４色重ねのベルト転写画像を形成し、その後、転写紙に一括転写を行う。
【００５０】
この転写ベルトユニットの構成・動作については後述する。
ところで、感光体ドラム９側では上記Ｂｋ行程で形成されたＢｋトナー像を中間転写ベルト１９に転写後、クリーニング及び除電が行われ、次のＣ行程へ進むが、所定のタイミングからカラースキャナー１によるＣ画像データの読み取りが始まり、その画像データによる書き込み光学ユニット９のレーザー光書き込みで、感光体ドラム９上にＣ潜像形成を行う。
【００５１】
Ｃ現像器１５はその現像位置に対して、先のＢｋ潜像後端部が通過した後で且つＣ潜像先端が到達する前に現像スリーブ１５−１を回転開始して剤の穂達てを行い、Ｃ潜像をＣトナーで現像する。以後、Ｃ潜像領域の現像を続けるが、潜像後端部が通過した時点で先のＢｋ現像器の場合と同様にＣ現像スリーブ１５−１上の穂切りを行う。これもやはり次のＭ潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００５２】
尚、Ｍ及びＹの行程については、それぞれの画像データ読み取り・潜像形成・現像の動作が上述のＢｋ、Ｃと同様であるので説明を省略する。
次に、中間ベルトユニットについて説明する。
【００５３】
中間転写ベルト１９は、駆動ローラ２１、ベルト転写バイアスローラ２０、及び従動ローラ群に張架されており、図示していない駆動モータにより後述の如く駆動制御される。ベルトクリーニングユニット２２は、入口シール２２−１、ゴムブレード１１−２、及びベルトから接離機構２２−３などで構成されており、１色目のＢｋ画像をベルト転写した後の２、３、４色目をベルト転写している間は接離機構２２−３によりベルト面から離間させておく。
【００５４】
中間転写ベルト１９の駆動ローラ２１に対向する位置には、中間転写ベルト１９上の画像を転写紙２４に転写するための転写ユニット２３が配置されており、この転写ユニット２３は、電荷付与手段としての接触転写部材である転写バイアスローラ２３−１、ローラクリーニングブレード２３−２及び中間転写ベルト１９からの接離機構２３−３などで構成されている。この転写ユニット２３の転写バイアスローラ２３−１は接離機構２３−３により通常は中間転写ベルト１９面から離間しているが、中間転写ベルト１９面に形成された４色の重ね画像を転写紙２４に一括転写する時にタイミングを取って接離機構２３−３で押圧され、該ローラ２３−１に所定のバイアス電圧を印加して転写紙２４への転写を行う。
【００５５】
尚、転写紙２４は、複数の転写紙カセット３０、３１、３３の中から選択された転写紙カセット（例えば、転写紙カセット（Ａ）３０）から給紙ローラ（２５）により給紙され、レジストローラ２６によって、中間転写ベルト１９面の４色重ね画像の先端部が転写位置に到達するタイミングに合わせて転写位置に給紙される。
【００５６】
さて、上記中間転写ベルト１９の動き方は作像モードにより以下の方式がとられる。
（１）一定速往動方式．
Ｂｋトナー等、均一色のみの作像モード時に実施される動作であり、第一のトナー像のベルト転写後も、そのまま一定速で往動を続ける。
【００５７】
転写バイアスローラ２３−１は第一のトナー像の先端部にタイミングを合わせて給紙される転写紙２４にタイミングを合わせて接離機構２３−３により中間転写ベルト１９に当接され、トナー像を転写紙２４へ転写する。
【００５８】
以後、リピート枚数に従って形成され中間転写ベルト１９上に転写されるトナー像をそれぞれ転写紙２４に転写する。
（２）往復動（クイックリターン）方式．
２色以上のトナーにより画像を形成する作像モード時に実行される動作であり、Ｂｋトナー像のベルト転写が終了したら、感光体ドラム９面から中間転写ベルト１９を離間させ、そして往動運動を終了させると同時に逆方向へ高速リターンさせる。リターンは、中間転写ベルト１９面上の画像先端位置がベルト転写相当位置を逆方向に通過し、さらに、予め設定された距離分を移動した後に停止させて待機状態にする。
【００５９】
次に感光体ドラム９面のＣトナー像の先端部がベルト転写位置より手前の所定位置に到達した時点に、中間転写ベルト１９を再び往動方向にスタートさせる。また、中間転写ベルト１９を再び感光体ドラム９面に接触させる。この場合もＣ画像が中間転写ベルト１９面上でＢｋ画像に正確に重なるような条件に制御されてベルト転写される。
【００６０】
その後も同様の動作によりＭ，Ｙ画像行程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。
そして、４色目のＹ画像のベルト転写行程に引き続き、リターンせずにそのままの速度で往動し、中間転写ベルト１９面上の４色重ね合わせトナー像を転写紙２４へ一括転写するべく転写バイアスローラ２３−１はトナー像の先端部にタイミングを合わせて給紙される転写紙２４にタイミングを合わせて接離機構２３−３により中間転写ベルト１９に当接され、トナー像が転写紙２４へ転写される。
【００６１】
さて、中間転写ベルト１９面からトナー像を転写された転写紙２４は、紙搬送ユニット２７で定着器２８へ搬送され、所定温度にコントロールされ、離型剤としてのシリコンオイルが塗布された定着ローラ２８−１と加圧ローラ２８−２によりトナー像が転写紙上に溶融定着される。そして、定着後の転写紙はコピートレイ２９へ排出され最終コピー画像が得られる。
【００６２】
尚、感光体ドラム９への各色の画像形成毎に、トナー像のベルト転写後の感光体ドラム９は、感光体クリーニングユニット１０（クリーニング前除電器１０−１、ブラシローラ１０−２、ゴムブレード１０−３）で表面をクリーニングされ、除電ランプ１１で均一に除電される。また、転写紙２４にトナー像を転写した後の中間転写ベルト１９には、クリーニングユニット２２が接離機構２２−３で押圧され、ベルト表面がクリーニングされる。
【００６３】
また、リピートコピー時は、カラースキャナー１の動作及び感光体ドラム９への画像形成は、１枚目のＹ（４色目）画像行程に引き続き所定のタイミングで２枚目のＢｋ（１色目）画像行程に進む。また、中間転写ベルト１９の方は、１枚目の４色画像の転写紙２４への一括転写工程に引き続き、表面をクリーニングユニット２２でクリーニングされた領域に２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様の動作となる。
【００６４】
尚、転写紙カセット３０，３１，３３には、各種サイズの転写紙が収納されており、操作パネル（図示せず）で指定されたサイズ紙の収納カセットからタイミングを取ってレジストローラ２６方向に給紙・搬送される。また、３４はオーバーヘッドプロジェクター（ＯＨＰ）用紙や厚紙などの給紙に用いられる手差し給紙トレイである。さらに、３２は両面コピー用の両面転写紙カセットであり、操作部にて両面モードが選択されると、定着後の転写紙は図示していない反転手段により反転され、両面転写紙カセット３２へ格納される。そして、両面のための画像形成に合わせて片面と同様のシーケンスにて転写・定着が行われる。
【００６５】
さて、以上までは４色フルカラー画像を得るコピーモードの説明であったが、３色コピーモードや２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記と同様の動作を行うことになる。
【００６６】
また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、その色の現像器のみを現像動作（穂立て）の状態にして、中間転写ベルト１９は感光体ドラム９面に接触したまま往動方向に一定速駆動し、更にベルトクリーニングユニット２２も中間転写ベルト１９に接触したままの状態でコピー動作を行う。
【００６７】
また、
ここで、本実施例における画像形成装置の主な構成・作像条件の具体例を以下に示す。
・感光体ドラム：ＯＰＣ。
・中間転写ベルト：
カーボン分散のフッ素系樹脂ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフロロ・エチレン）、
体積抵抗率 １０10Ωｃｍ、
表面抵抗率 １０9Ωｃｍ2。
・転写バイアスローラ：
ヒドリンゴムローラにＰＦＥチューブを被膜、
体積抵抗率 １０9Ωｃｍ。
・トナー ：
ポリオールをメイン樹脂に、ブラック（Ｂｋ）はカーボン、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）は各顔料にて着色。
【００６８】
流動性付与材としてシリカを外添。
・現像剤特性：
トナー濃度；各色４〜６（ｗｔ％）、
トナー帯電量；各色−１５〜−２５（Ｃ／ｇ）。
・感光体電位：
画像部（ＬＤデータ「２５５」部）−８０〜−１３０（Ｖ）、
非画像部（ＬＤデータ「０」部）−５００〜−７００（Ｖ）、
・プロセススピード；１８０ｍｍ／sec、
・ベルト転写バイアス電圧：
１Ｃ：１２００（ｖ）、２Ｃ：１３００（ｖ）、
３Ｃ：１４００（ｖ）、４Ｃ：１５００（ｖ）、
・転写バイアス電圧；１３００（ｖ）。
【００６９】
以上、本発明に係る画像形成装置の構成・動作について説明した。
本実施の形態では、転写時にトナー像担持体と記録材の間で剪断力が生ずるような搬送条件で記録材を搬送している。具体的には、中間転写ベルト１９を駆動する駆動ローラ２１は中間転写ベルト１９の線速度がＶｂとなるように駆動され、転写紙２４を発生する摩擦力にて搬送する転写バイアスローラ２３−１は転写紙２４の線速度がＶｐとなるように駆動される。そしてこのとき、ＶｂとＶｐは、Ｖｐ＞Ｖｂとなるようにそれぞれの速度が基本的に設計されている。
【００７０】
さらに、中間転写ベルト１９のベルト表面エネルギーの経時的な上昇を防止し、転写紙２４の表面エネルギーよりも小さい値を保つために、定期的に潤滑剤を塗布する塗布装置３６を設けることで、中抜けランク５が常に得られることが可能になり、「中抜け現象」の発生を略完全に防止するように設定することができる。
【００７１】
ところで、上記の如く「中抜け現象」の発生を防止できるように、転写紙の搬送速度を設定しても、その転写紙に再度転写を行う、所謂両面・合成時には転写紙の搬送速度がずれてしまうことを発見した。そして、この転写紙の搬送速度のずれが、第２回以降の転写工程において「中抜け現象」を発生させてしまうことが判明した。
【００７２】
かかる「中抜け現象」の発生を防止するため、本発明は次のように構成している。
両面あるいは合成機能が選択されたとき、第１回目の転写工程時では片面コピー時と同様に、中間転写ベルト１９の線速を比べて転写バイアスローラ２３−１の線速を高速にして線速差を設けて、図６の○で示すように中抜けのランクを「５」と非常に良好な状態にしている。ここで、転写紙が第２回目の転写工程になると、定着工程を経た転写紙速度はその表面性が変化、より詳しくは転写紙の摩擦力が低下してスリップ率が大きくなるため「遅い」方向にずれる。このため、中抜けランクは非常に良好な「５」からランク「３」と劣化してしまう。
【００７３】
そこで、このずれを補正するため、転写バイアスローラ２３−１にその搬送力を可変できるように調整手段を持たせる。この速度調整方法は、転写バイアスローラ２３−１を駆動する駆動モータが例えばブラシレスモータであればその基本周波数を変えることで行うことができる。
【００７４】
かくして、両面あるいは合成において第２回目転写工程時の転写バイアスローラの速度を「速く」する方向へシフトすると、その量に応じて「中抜け現象」は良好となる方向へシフトする。本発明者の図１に示す装置を用いた実験によれば、図６に示すように、第１回目転写工程時に対して「＋０．５〜０．６％」速めると、第１回目転写工程時と同じ中抜けランク「５」となり、その効果が確認された。また、このときの第２回目転写工程における転写紙自体の線速は第１回目転写工程時のそれとほぼ同速であった。
【００７５】
次に、本実施の形態の画像形成装置においては、記録材の種類を主に普通紙である転写紙と、ＯＨＰシートとを選択することができる。そして、ＯＨＰシートを選択したときには、画像形成装置にＯＨＰを認識させる必要がある。これは普通紙に対してＯＨＰシートがその形成材料（ＯＨＰはＰＥＴが主材料）から定着性を満足させるためにその定着条件を普通紙とは異なったものとするためである。そして、装置にＯＨＰシートを用いることを認識させる方法としては、操作部（図示せず）にＯＨＰモードとする選択キーを設けたり、あるいはＯＨＰシートに特別なマークを設け、それを装置が有しているセンサーにて検出する等がある。
【００７６】
ところで、ＯＨＰシートは元来、表面平滑性を備え持つものであり、定着工程を経てもその表面性がほとんど変化しないものである。また、ＯＨＰシートを選択し、かつ両面あるいは合成機能を選択する場合も当然あり得る。このとき、上記した方法のように、第２回目転写工程時で転写バイアスローラ２３−１の速度を速めても、「中抜け現象」のランクがほぼ変わらなかった。
【００７７】
そこで、普通紙による両面あるいは合成機能を選択されたときには、第２回目転写工程時の転写バイアスローラの速度を、第１回目転写工程時と高速にするが、ＯＨＰシートによる両面あるいは合成機能を選択されたときには、第２回目転写工程時の転写バイアスローラの速度を、第１回目転写工程時と同速にするように制御している。
【００７８】
このように制御することで、記録材が普通紙であってもＯＨＰシートであっても第２回目転写工程のトナー像に「中抜け現象」のない転写が得られる。
図７は、上記した制御の流れを示すフローチャートであり、まず両面あるいは合成機能を選択されたが判断される（ステップ１）。次に、ユーザーがＯＨＰモードの選択キーをＯＮしたかが判断される（ステップ２）。ユーザーがＯＨＰモードの選択キーを押さないときには、ＯＨＰシートが使用できる手差しトレイ３４が使用されるかが判断され（ステップ３）、手差しトレイ３４が使用される場合にはその手差しトレイ３４に載置した記録材がＯＨＰシートかが判断される（ステップ４）。このステップ４において、ＯＨＰシートが使用されるとき、及び上記ステップ２でＯＨＰモードが選択されたときには第２回目転写工程時の転写バイアスローラの速度を、第１回目転写工程時と同速にする（ステップ５）。
【００７９】
また、ステップ３で手差しトレイ３４が使用されないとき、及びステップ４で手差しトレイ３４に載置した記録材がＯＨＰシートでないときは共に転写紙が使用されるものであるから、第２回目転写工程時の転写バイアスローラの速度をアップする（ステップ６）。
【００８０】
ところで、ＯＨＰシートは普通紙よりも摩擦力が小さいが、記録材の種類に関係なく転写バイアスローラ２３−１の線速度が一定であると、それにより記録材の速度が異なってしまうので、普通紙の中抜けランクが良好であってもＯＨＰシートのランクは劣化してしまうことが起り得る。
【００８１】
そこで、ＯＨＰシートを選択した場合には、上記した速度調整できる転写バイアスローラ２３−１を利用して転写工程時の速度を普通紙のときよりも「速く」する方向へシフトさせる。それによって、ＯＨＰシートの「中抜け現象」をも良好となる方向へシフトすることができる。従って、ＯＨＰシートを選択し、かつ両面あるいは合成機能を選択したときには上記したように、第１回目転写工程時の転写バイアスローラの速度を速め、第２回目転写工程時は第１回目と同速にすればよい。
【００８２】
次に、両面・合成等の機能が画像形成装置に「自動」として設けられている場合には、図８のブロック図に示す如く、一連の画像形成シーケンスとして第１回目転写工程時と第２回目転写工程時をＣＰＵ４１が自動的に判定し、予め設定してある記憶媒体としてのＲＯＭあるいはＲＡＭ（メモリ）４２に格納してあるそれぞれの速度値データをモータ制御回路４５へ送り、そのデータに従ってモータ４０を回転させ、転写バイアスローラ２３−１を駆動する。
【００８３】
また、両面・合成等の機能が画像形成装置に「手動」として設けられている場合には、操作部４３に用意されている「両面」あるいは「合成」を選択するボタン等によりユーザーが装置に入力する情報に従いＣＰＵ４１が予め設定してあるＲＯＭあるいはＲＡＭ４２に格納してあるそれぞれの速度値データをモータ制御回路４５へ送り、そのデータに従ってモータ４０を回転させ、転写バイアスローラ２３−１を駆動する。なお、モータ制御回路４５へ送る速度値データは駆動モータ４０がブラシレスモータであれば、例えばＰＷＭ値で送る。
【００８４】
これにより両面・合成時や記録材の種類に応じてそれぞれの場合に対し転写バイアスローラ２３−１の速度制御を実現することができる。
また、ＲＯＭあるいはＲＡＭ４２には転写紙による両面あるいは合成が選択された際、転写バイアスローラ２３−１の線速を１回目転写工程より２回目転写工程で高速にするように制御するためのプログラムを格納し、それを既存の画像形成装置に取り付けることで、既存の装置が上記した制御を行うようにすることができる。
【００８５】
さらにまた、ＲＯＭあるいはＲＡＭ４２は転写紙による両面あるいは合成が選択された際、転写バイアスローラ２３−１の線速を１回目転写工程より２回目転写工程で高速に、ＯＨＰシートによる両面あるいは合成が選択された際、転写バイアスローラ２３−１の線速を１回目転写工程と２回目転写工程とを同速にするように制御するためのプログラムを格納させる。
【００８６】
このように構成すれば、このＲＯＭあるいはＲＡＭ４２を既存の画像形成装置に取り付けることで、既存の装置が上記した制御を行うようにすることができる。
【００８７】
図９は、本発明の他の実施の形態を示す説明図であって、本例ではトナー像担持体を中間転写ローラ５１とし、電荷付与手段がベルト車５３，５４に巻き掛けられた転写バイアスベルト５２で構成している。この場合、ベルト車５３が駆動側であり、ベルト車５３の回転を制御することで、転写バイアスベルト５２の線速を上記した転写バイアスローラ２３−１の場合と同様に制御することができる。 なお、本発明はトナー像担持体が中間転写ドラムであっても良い。また、本発明は中間転写体を具備しない画像形成装置にも適用でき、この場合、トナー像担持体が中間転写体でなく感光体である。
【００８８】
さらに、トナー像担持体である中間転写ベルト１９の表面エネルギーを下げる手段としてステアリン酸亜鉛を定期的に塗布することを実施例では示したが、従来例にて述べられているようにフッ素系部材を塗布したり、ベルトをシリコンあるいはフッ素系の材料にて形成する手段もあることは周知である。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２度以上の転写工程を経る記録材に対し、２回目以降の転写工程時における記録材の搬送条件を設定して「中抜け現象」の発生を防止することができる。
【００９０】
さらに、本発明によれば、２度以上の転写工程を経る記録材に対し、２回目以降の転写工程時における記録材の搬送条件を、記録材の種類に応じた設定をし、記録材の種類を問うことなく「中抜け現象」の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる中間転写ベルト方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すカラー画像形成装置の感光体及び中間転写ベルト周りの拡大図である。
【図３】転写紙と中間転写ベルトの線速比と中抜けランクの関係を示す図である。
【図４】トナー像担持体と転写材に速度差が無い場合の「中抜け現象」のモデルの説明図である。
【図５】トナー像担持体と転写材に速度差が有る場合の「中抜け現象」のモデルの説明図である。
【図６】第２回目の転写工程時における転写バイアスローラの速度アップ率と中抜けランクの関係を示す図である。
【図７】本発明の一制御例を示すフローチャート図である。
【図８】転写バイアスローラの駆動制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図９】本発明が適用される画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
１ カラー画像読み取り装置（カラースキャナー）
２ カラー画像記録装置（カラープリンター）
３ 原稿
４ 照明ランプ
５ ミラー群
６ レンズ
７ 光電変換素子（ＣＣＤ）
８ 書き込み光学ユニット
８−１ レーザー光源（ＬＤ）
８−２ ポリゴンミラー
８−３ ポリゴンモーター
８−４ ｆ／θレンズ
８−５ 反射ミラー
９ 感光体ドラム
１０ 感光体クリーニングユニット
１０−１ クリーニング前除電器
１０−２ ブラシローラ
１０−３ ゴムブレード
１１ 除電ランプ
１２ 帯電器
１３ 電位センサー
１４ Ｂｌａｃｋ（Ｂｋ）現像器
１４−１ Ｂｋ用現像スリーブ
１４−２ Ｂｋ用現像パドル
１４−３ Ｂｋ用トナー濃度センサー
１５ Ｃｙａｎ（Ｃ）現像器
１５−１ Ｃ用現像スリーブ
１５−２ Ｃ用現像パドル
１５−３ Ｃ用トナー濃度センサー
１６ Ｍａｇｅｎｔａ（Ｍ）現像器
１６−１ Ｍ用現像スリーブ
１６−２ Ｍ用現像パドル
１６−３ Ｍ用トナー濃度センサー
１７ Ｙｅｌｌｏｗ（Ｙ）現像器
１７−１ Ｙ用現像スリーブ
１７−２ Ｙ用現像パドル
１７−３ Ｙ用トナー濃度センサー
１８ 現像濃度パターン検出器
１９ 中間転写ベルト
２０ ベルト転写バイアスローラ
２１ ベルト駆動ローラ
２２ ベルトクリーニングユニット
２２−１ ブラシローラ
２２−２ ゴムブレード
２２−３ 接離機構
２３ 転写ユニット
２３−１ 転写バイアスローラ
２３−２ ゴムブレード
２３−３ 接離機構
２４ 転写紙
２５ 給紙ローラ
２６ レジストローラ
２７ 紙搬送ユニット
２８ 定着器
２８−１ 定着ローラ
２８−２ 加圧ローラ
２９ コピートレイ
３０ 転写紙カセット（Ａ）
３１ 転写紙カセット（Ｂ）
３２ 転写紙両面カセット（Ｃ）
３３ 転写紙カセット（Ｄ）
３４ 手差しトレイ
３５ ローラ
３６ 塗布装置
３７ 潤滑剤
３８ ブラシ
３９ トナー
４０ モーター
４１ 制御部（ＣＰＵ）
４２ メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）
４３ 操作部
４４ トナー層
４５ モーター駆動回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置に関し、特に、感光体や中間転写体等のトナー像担持体上に形成されたトナー像を次の記録材へ転写する転写工程時の転写性能を改善した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置、例えば、電子写真方式の画像形成装置において、像担持体、例えば感光体上に形成されたトナー顕像を記録材である転写紙に転写する方式は良く知られている。さらに、この感光体から転写紙に転写する工程内に、もう一つの転写工程を入れて、感光体から中間転写体へ一次転写した後、中間転写体上の一次転写像を転写紙へ二次転写することで最終画像を得る中間転写方式も既に知られている。とりわけ中間転写方式は、色分解された原稿をブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナーによる減色混合を用いて再現するフルカラー画像形成装置における各色トナー像の重ね合わせ転写方式として採用されている。
【０００３】
ところで、電子写真方式の画像形成装置における転写工程にて発生する「異常画像」の一つに、トナー像の一部が転写されないという「中抜け現象」がある。この現象はトナーの総付着量が多いフルカラー画像形成装置で、一般的なコロナ放電による非接触の転写方式でも発生するが、バイアスローラ等による接触の転写方式にて発生し易い傾向がある。
【０００４】
この「中抜け現象」発生の原因は、フルカラー画像の場合、トナー層厚が厚くなること、バイアスローラでは接触圧力により中間転写体の表面とトナー間の非クーロン力である機械的な付着力が強力に発生すること、さらに、画像形成プロセスを繰り返し実行する工程において、トナー像担持体表面にトナーがフィルム状に付着するフィルミング現象を起こし、該表面とトナーとの間に強い付着力が発生することによると考えられる。
【０００５】
かかる「中抜け現象」を回避する手段として既に以下の二つの技術が開示されている。
第１の技術：米国特許 第５０５３８２７号 (METHODO AND APPARATUS FOR A TRANSFER BELT)。
【０００６】
この米国特許には、中間転写体としての中間転写ベルトの表面エネルギーよりも小さい表面エネルギーを有するフッ素系の材料からなる部材で構成されているローラ (conditioning mean)を中間転写ベルト表面に当て、中間転写ベルト上の表面エネルギーを減じるコンディショニングプロセスを有する技術が開示されている。
【０００７】
これに類する技術として特開平２〜１９８４７６号公報も開示されている。この公開特許公報には、中間転写体に濡れ性を小さくする（つまり表面エネルギーを小さくする）物質を加えることで、中間転写体そのものの表面エネルギーを小さくする、技術が開示されている。
【０００８】
第２の技術：特開昭６３−５８３８７号公報。
この公開特許公報には、トナー像支持体と転写紙の線速度を異ならせることで、転写時の「中抜け現象」を低減する、技術が開示されている。
【０００９】
また、これに類する技術としては、以下の公開特許公報にも開示されている。特開平３−１４８６８０号公報、特開平６−８３２１２号公報、特開平６−３１７９９２号公報。
【００１０】
上記第１の技術、第２の技術は画像形成装置の転写工程時に発生する「中抜け現象」を回避する技術であるが、これらの技術では不十分であり、十分な効果が得られない場合がある。以下、本発明が解決しようとする課題について述べる。
【００１１】
本発明者が後述の実施の形態に示す構成の中間転写ベルト方式を用いたカラー画像形成装置（図１、２）にて行った実験結果から以下のことが判明した。
１．トナー像担持体表面（図１、２の例では中間転写ベルト１９表面）の表面エネルギーを記録材（図１、２の例では転写紙２４）よりも同等以下とし（例えば、中間転写ベルト１９の表面に潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を塗布する）、トナーがトナー像担持体から離型し易くすると「中抜け現象」は改善するが、トナー像担持体と記録材の線速度差状態によりその効果が異なる。具体的に示すと、トナー像担持体と転写紙の線速度差が無い状態では本技術だけでは「中抜け現象」を完全に無くすことは難しい。ここで、図３に転写紙と中間転写ベルトの線速比と中抜けランクの関係を示すが、図３の△：中間転写ベルトにステアリン酸亜鉛を塗布した場合と、○：塗布しない場合の比較より明らかなように、線速比が無い場合は中間転写ベルトにステアリン酸亜鉛を塗布した方が「中抜け現象」が改善されているが、線速比が０の場合は完全に無くすことはできない。尚、図３の中抜けランクとは、図１、２の装置で転写紙上に画像形成を行った場合に、目視観察で「中抜け」部が発見されない状態をランク５、目視観察で「中抜け」部と判断することが難しいくらいに辛うじて「中抜け」部を発見できる状態をランク４、目視観察で「中抜け」部を辛うじて発見でき、その「中抜け」部が画像品質を損ねない状態をランク３、目視観察で「中抜け」部を比較的容易に発見できる状態をランク２、誰が観察しても「中抜け」部をすぐに発見できる状態をランク１としたものであり、画像品質を損ねないためには、ランク３以上が必要である。
【００１２】
２．トナー像担持体と転写紙の線速度差を持たせた場合でも、トナー像担持体表面と記録材表面の表面エネルギー状態により効果が異なる。具体的に示すと、記録材の表面エネルギーをトナー像担持体よりも小さくする（例えば、記録材に潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を塗布する）と、トナー像担持体と転写紙の線速度差に係わらず「中抜け現象」はまったく改善されない。すなわち、図３の△：中間転写ベルトにステアリン酸亜鉛を塗布した場合と、□：転写紙にステアリン酸亜鉛を塗布した場合の比較より明らかなように、転写紙にステアリン酸亜鉛を塗布した場合は、誰が観察しても「中抜け」部をすぐに発見できる状態となり、画像品質が大幅に低下する。
【００１３】
３．ローラあるいはベルトを用いた転写手段を有する画像形成装置では、転写紙は上記転写手段との摩擦力により搬送されるが、ローラ径やベルト周長を含む駆動径のばらつきにより最終的な転写紙の線速度が異なってしまうことが発生する。さらに、転写紙の種類により発生する摩擦力が異なるため、同一の転写手段の駆動条件ではそれぞれの転写紙にて同一の線速度が得られず、転写紙により「中抜け現象」が異なることがある。
【００１４】
以上の１〜３の結果から、とりわけ「中抜け現象」に対して本発明者が考察したことを以下に述べる。
電子写真方式におけるトナー像の転写は、記録材裏面に配置されたコロナチャージャ、バイアスローラ、バイアスベルト等の転写手段にて転写電界を形成し、トナー像担持体上のトナーを静電力により記録材側に移動させることが基本的な原理であるが、実際の転写工程においては、トナー像担持体とトナー間の力（以下Ｆ１）、トナーとトナー間の力（以下Ｆ２）、トナーと記録材間の力（以下Ｆ３）である機械的付着力が大きく影響している。
【００１５】
すなわち、Ｆ１が大きいと転写電界の作用に係わらずトナー像担持体に接触しているトナーは記録材側へ移動することができない。さらに、転写圧によりトナー層間に布均一に発生するＦ２に影響され、トナー層内にてＦ２の弱い部分にて分離する。しかしながら、トナー像担持体の表面エネルギーを記録材表面エネルギーに対して同等以下とする（トナー像担持体表面のトナーに対する離型性を記録材表面のトナーに対する離型性に対して高くする）と上記Ｆ１の影響が小さくなるため、トナーは転写電界にて容易に記録材へ移動できるようになる。
【００１６】
ここで、図４のトナー像担持体と記録材の線速度差が無い場合の「中抜け現象」のモデルに示すように、トナー像担持体１９の記録材２４の線速度差が無い場合は、トナー像担持体１９と記録材２４間の垂直方向の力である上記Ｆ１〜Ｆ３が主であり、Ｆ１を十分小さくしなければ、トナー像担持体１９の表面エネルギーを記録材表面エネメギーに対して同等以下としても（図４（ｂ２））、トナー層４４中の一部のトナー３９がトナー像担持体１９側に残り、十分な効果が得られない。
【００１７】
また、図５のトナー像担持体と記録材の線速度差が有る場合の「中抜け現象」のモデルに示すように、トナー像担持体１９の記録材２４の線速度を異ならせた場合、（ｂ１）のようにトナー像担持体１９の表面エネルギーを記録材２４の表面エネルギーに対して小さくする（トナー像担持体表面のトナー層４４に対する離型性を記録材表面のトナー層４４に対する離型性に対して高くする）と、Ｆ１が小さいことにより速度差により生じる剪断歪による剪断力がトナー像担持体１９とトナー４４間に発生し「中抜け現象」の無い均一な転写が得られる。しかしながら、（ｂ２）のように、上記表面エネルギー（トナーに対する離型性）の関係が逆であると、速度差により生じる剪断歪による剪断力はトナー３９と記録材２４間に発生し「中抜け現象」を含め均一な転写が得られないばかりか、トナー像乱れが発生した。
【００１８】
以上のことより、前述の従来技術は必要条件ではあるが、それだけでは十分な効果は得られず、条件によって逆効果となってしまうことが理解できた。
かかる問題を解消するため、本発明者はトナー像担持体の表面エネルギーを記録材表面エネルギーに対して同等以下とすると共に、少なくとも上記転写工程時のトナー像担持体と記録材の線速度を異ならせるようにすることを提案しており、その出願が特開平９−１０６１９４号として公開された。
【００１９】
この公開特許公報に記載された発明によれば、トナー像担持体の表面エネルギーの経時的な上昇を防止し、記録材の表面エネルギーよりも小さい値を保つために、定期的に潤滑剤を塗布する塗布装置を設け、且つ、トナー像担持体と記録材の線速度比を±１〜３％になるようにすることで、図３（転写紙と中間転写ベルトの速度比と中抜けランクの関係を示す図）の”△”で示すように、中抜けランク５が常に得られるようになり、「中抜け現象」の発生を略完全に防止することができるものである。
【００２０】
すなわち、トナー像担持体の表面エネルギーを記録材の表面エネルギーに対して小さくし、且つ速度差により生じる剪断歪による剪断力がトナー像担持体とトナー間に発生するため、「中抜け現象」の無い均一な転写が得られるようになったものである。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複写機、プリンターなどの画像形成装置において、１枚の記録材が２度以上の転写工程を経るような両面あるいは合成機能を具備するものが良く知られている。この種の装置においても特開平９−１０６１９４号公報の技術が適用されるのであるが、このとき記録材が転写紙の場合、第１回目の転写工程で転写されたトナー像は「中抜け現象」の無い良好なものであるのに対し、第２回目の転写工程で転写されたトナー像に「中抜け現象」が発生することがあった。すなわち、第１回目及び第２回目が同一条件で、且つ同一転写紙に転写を行ったにも拘らず、第１回目が正常で、第２回目が中抜けするという問題が発生した。
【００２２】
そこで、本発明者はその原因を調べるべく種々の実験を行ったところ、第１回目の転写工程を経た転写紙はそのトナー像を定着すべく定着工程を経ることであることが判った。すなわち、転写紙は定着工程を終えると、表面性、特に摩擦係数が変化し、その変化に起因して第２回目の転写工程で転写されたトナー像に中抜けが発生することが判明した。
【００２３】
転写紙の表面性が変化する要因としては、まず離型剤であるオイルが付着することが挙げられる。一般に、定着装置では定着ローラの離型性を確保するため、離型剤としてのシリコーンオイル等を塗布しており、このオイルは定着装置を通過した転写紙にも付着する。そして、オイルが付着した転写紙は転写バイアスローラと摩擦力が低下してスリップ率が大きくなるため、転写紙の表面性が変化することである。また、他の要因としては、転写紙が定着ローラ対に挾持搬送される際に加圧され、表面の凹凸が均されるため、転写紙の表面性が変化することである。さらに、他の要因としてはトナーが加熱融着されるとトナー表面が鏡面化されるため、転写紙の表面性が変化することである。なお、フルカラーの画像形成装置において使用される定着装置は、単色の装置と比べて表面がつるつるな定着ローラを使用するため、加圧による表面の凹凸がより均される。さらに、フルカラーの画像形成装置は単色のものと比べてトナー量が多く、その表面を鏡面化させるようにしており、転写紙の表面性がより変化し易い傾向にある。よって、第１回目の転写は正常で、第２回目の転写が中抜けするという問題は単色の画像形成装置でも問題になるのだが、特にフルカラーの画像形成装置では問題が大きかった。
【００２４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、１枚の記録材が２度以上の転写工程を経ても、「中抜け現象」等の転写不良の問題を解消し得る画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体とで挟持した記録材にトナー像を転写するための転写部材と、前記記録材上に形成されたトナー像を該記録材に定着する定着手段とを有し、前記像担持体と前記転写部材のそれぞれが回転駆動されるとともに、前記転写部材の回転速度が変更可能に構成された画像形成装置において、前記記録材が普通紙の場合、１回目の転写工程の後、前記定着手段による定着工程を経て２回目の転写工程を施す際、１回目の転写工程では前記像担持体の線速と前記転写部材の線速をそれぞれ前記転写部材の線速を前記像担持体の線速より高速となる設計された速度とし、２回目の転写工程では前記像担持体の線速を変更せずに前記転写部材の線速を高速にし、前記記録材がＯＨＰシートの場合、１回目の転写工程の後、前記定着手段による定着工程を経て２回目の転写工程を施す際、１回目の転写工程では前記像担持体の線速と前記転写部材の線速をそれぞれ設計された速度とし、２回目の転写工程では前記像担持体の線速と前記転写部材の線速を変更しないことを特徴とする画像形成装置を提案する。
【００２６】
なお、本発明は、前記記録材が普通紙の場合よりもＯＨＰシートの場合の方が、前記１回目の転写工程時の前記転写部材の線速を高速とすると、効果的である。
【００２７】
さらに、本発明は、前記記録材が普通紙である場合、前記記録材における前記２回目の転写工程で、前記転写部材の線速を前記１回目の転写工程時より０．５％以上高速としたことであると、効果的である。
【００２８】
さらにまた、本発明は、前記記録材が普通紙である場合、前記記録材における前記２回目の転写工程で、前記転写部材の線速を前記１回目の転写工程時より０．６％以下高速としたことであると、効果的である。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る中間転写ベルト方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図、また、図２は上記カラー画像形成装置の感光体及び中間転写ベルト周りの拡大図である。以下、図１、２を参照して中間転写ベルト方式を用いたカラー画像形成装置の構成・動作を説明する。
【００４０】
カラー画像読み取り装置（以下、カラースキャナーと記す）１は、原稿３の画像を照射ランプ４、ミラー群５（−１、２、３）、及びレンズ６を介してカラーセンサー７に結像して、原稿３のカラー情報を、例えば、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄ（以下、Ｂ、Ｇ、Ｒと略記する）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。
【００４１】
カラーセンサー７はこの例ではＢ、Ｇ、Ｒの色分解手段とＣＣＤの様な光電変換素子で構成されており、３色同時読み取りを行う。そして、このカラースキャナー１で得たＢ、Ｇ、Ｒの色分解画像信号の強度レベルを基にして画像処理部（図示せず）で色変換処理を行い、Ｂｌａｃｋ、Ｃｙａｎ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｙｅｌｌｏｗ（以下、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙと略記する）のカラー画像データを得る。これを次に述べるカラー画像形成装置（以下、カラープリンターと記す）２によって、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色のトナーによりトナー像担持体である感光体９上に顕像を形成し、最終的なカラー画像を得る。尚、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの画像データを得るためのカラースキャナー１の動作方式は、カラープリンター２の動作とタイミングを取ったスキャナースタート信号にて、図１において照明・ミラー光学系が左向き矢印方向へ原稿走査し、１回走査毎に１色の画像データを得る。
【００４２】
次にカラープリンター２の概要を説明する。
書き込み光学ユニット８は、カラースキャナー１からのカラー画像データを光信号に変換し、原稿画像に対応した光書き込みを行い感光体ドラム９に静電潜像を形成する。該書き込み光学ユニット８は、レーザー光源（ＬＤ）８−１とその発光駆動制御部（図示を省略）、ポリゴンミラー８−２とその回転用モーター８−３、ｆ／θレンズ８−４や反射ミラー８−５等で構成されている。
【００４３】
感光体ドラム９は、図中に矢印で示す如く反時計方向に回転するが、その周囲には感光体クリーニングユニット（クリーニング前除電器を含む）１０、除電ランプ１１、帯電器１２、電位センサー１３、Ｂｋ現像器１４、Ｃ現像器１５、Ｍ現像器１６、Ｙ現像器１７、現像濃度パターン検知器１８、中間転写ベルト１９などが配置されている。
【００４４】
各現像器１４、１５、１６、１７は静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム９の表面に接触させて回転する現像スリーブ１４−１、１５−１、１６−１、１７−１と、現像剤を汲み上げ撹拌するために回転する現像パドル１４−２、１５−２、１６−２、１７−２、及び現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサー１４−３、１５−３、１６−３、１７−３などで構成されている。
【００４５】
さて、待機状態では４個の現像器１４、１５、１６、１７の全てが現像スリーブ上の剤は穂切り状態（現像不動作状態）となっているが、以下の説明では、現像動作の順序（カラー画像形成順序）が、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの例で説明する（但し、画像形成順序はこれに限定されるものではない）。
【００４６】
コピー動作が開始されると、カラースキャナー１で所定のタイミングからＢｋ現像データの読み取りがスタートし、この画像データに基づき書き込み光学ユニット８からのレーザー光による光書き込み・潜像形成が始まり、感光体ドラム９上にＢｋ画像データによる静電潜像が形成される（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像と記す。また、Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様にＣ潜像、Ｍ潜像、Ｙ潜像と記す）。
【００４７】
このＢｋ潜像の先端部から現像可能とすべく、Ｂｋ現像器１４の現像位置に潜像先端部が到達する前に現像スリーブ１４−１を回転して剤の穂立ちを行い、Ｂｋ潜像をＢｋトナーにて現像する。そして以後、Ｂｋ潜像領域の現像動作を続けるが潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で速やかにＢｋ現像スリーブ１４−１上の剤穂切りを行い、現像不動作状態とする。これは少なくとも次のＣ画像データによるＣ潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００４８】
尚、穂切り現像スリーブ１４−１の回転方向を現像動作中とは逆方向に切り替えることで行う。
さて、感光体ドラム９に形成されたＢｋトナー像は感光体ドラム９と同方向に駆動されているトナー像担持体としての中間転写体である中間転写ベルト１９の表面に静電力にて転写される（以下、感光体ドラム９から中間転写ベルト１９へのトナー像転写をベルト転写と称す）。
【００４９】
このベルト転写は、感光体ドラム９と中間転写ベルト１９が接触する状態において転写バイアスローラ２０に所定のバイアス電力を印加することで行う。
尚、中間転写ベルト１９には、感光体ドラム９に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を同一面に順次位置合わせして、４色重ねのベルト転写画像を形成し、その後、転写紙に一括転写を行う。
【００５０】
この転写ベルトユニットの構成・動作については後述する。
ところで、感光体ドラム９側では上記Ｂｋ行程で形成されたＢｋトナー像を中間転写ベルト１９に転写後、クリーニング及び除電が行われ、次のＣ行程へ進むが、所定のタイミングからカラースキャナー１によるＣ画像データの読み取りが始まり、その画像データによる書き込み光学ユニット９のレーザー光書き込みで、感光体ドラム９上にＣ潜像形成を行う。
【００５１】
Ｃ現像器１５はその現像位置に対して、先のＢｋ潜像後端部が通過した後で且つＣ潜像先端が到達する前に現像スリーブ１５−１を回転開始して剤の穂達てを行い、Ｃ潜像をＣトナーで現像する。以後、Ｃ潜像領域の現像を続けるが、潜像後端部が通過した時点で先のＢｋ現像器の場合と同様にＣ現像スリーブ１５−１上の穂切りを行う。これもやはり次のＭ潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００５２】
尚、Ｍ及びＹの行程については、それぞれの画像データ読み取り・潜像形成・現像の動作が上述のＢｋ、Ｃと同様であるので説明を省略する。
次に、中間ベルトユニットについて説明する。
【００５３】
中間転写ベルト１９は、駆動ローラ２１、ベルト転写バイアスローラ２０、及び従動ローラ群に張架されており、図示していない駆動モータにより後述の如く駆動制御される。ベルトクリーニングユニット２２は、入口シール２２−１、ゴムブレード１１−２、及びベルトから接離機構２２−３などで構成されており、１色目のＢｋ画像をベルト転写した後の２、３、４色目をベルト転写している間は接離機構２２−３によりベルト面から離間させておく。
【００５４】
中間転写ベルト１９の駆動ローラ２１に対向する位置には、中間転写ベルト１９上の画像を転写紙２４に転写するための転写ユニット２３が配置されており、この転写ユニット２３は、電荷付与手段としての接触転写部材である転写バイアスローラ２３−１、ローラクリーニングブレード２３−２及び中間転写ベルト１９からの接離機構２３−３などで構成されている。この転写ユニット２３の転写バイアスローラ２３−１は接離機構２３−３により通常は中間転写ベルト１９面から離間しているが、中間転写ベルト１９面に形成された４色の重ね画像を転写紙２４に一括転写する時にタイミングを取って接離機構２３−３で押圧され、該ローラ２３−１に所定のバイアス電圧を印加して転写紙２４への転写を行う。
【００５５】
尚、転写紙２４は、複数の転写紙カセット３０、３１、３３の中から選択された転写紙カセット（例えば、転写紙カセット（Ａ）３０）から給紙ローラ（２５）により給紙され、レジストローラ２６によって、中間転写ベルト１９面の４色重ね画像の先端部が転写位置に到達するタイミングに合わせて転写位置に給紙される。
【００５６】
さて、上記中間転写ベルト１９の動き方は作像モードにより以下の方式がとられる。
（１）一定速往動方式．
Ｂｋトナー等、均一色のみの作像モード時に実施される動作であり、第一のトナー像のベルト転写後も、そのまま一定速で往動を続ける。
【００５７】
転写バイアスローラ２３−１は第一のトナー像の先端部にタイミングを合わせて給紙される転写紙２４にタイミングを合わせて接離機構２３−３により中間転写ベルト１９に当接され、トナー像を転写紙２４へ転写する。
【００５８】
以後、リピート枚数に従って形成され中間転写ベルト１９上に転写されるトナー像をそれぞれ転写紙２４に転写する。
（２）往復動（クイックリターン）方式．
２色以上のトナーにより画像を形成する作像モード時に実行される動作であり、Ｂｋトナー像のベルト転写が終了したら、感光体ドラム９面から中間転写ベルト１９を離間させ、そして往動運動を終了させると同時に逆方向へ高速リターンさせる。リターンは、中間転写ベルト１９面上の画像先端位置がベルト転写相当位置を逆方向に通過し、さらに、予め設定された距離分を移動した後に停止させて待機状態にする。
【００５９】
次に感光体ドラム９面のＣトナー像の先端部がベルト転写位置より手前の所定位置に到達した時点に、中間転写ベルト１９を再び往動方向にスタートさせる。また、中間転写ベルト１９を再び感光体ドラム９面に接触させる。この場合もＣ画像が中間転写ベルト１９面上でＢｋ画像に正確に重なるような条件に制御されてベルト転写される。
【００６０】
その後も同様の動作によりＭ，Ｙ画像行程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。
そして、４色目のＹ画像のベルト転写行程に引き続き、リターンせずにそのままの速度で往動し、中間転写ベルト１９面上の４色重ね合わせトナー像を転写紙２４へ一括転写するべく転写バイアスローラ２３−１はトナー像の先端部にタイミングを合わせて給紙される転写紙２４にタイミングを合わせて接離機構２３−３により中間転写ベルト１９に当接され、トナー像が転写紙２４へ転写される。
【００６１】
さて、中間転写ベルト１９面からトナー像を転写された転写紙２４は、紙搬送ユニット２７で定着器２８へ搬送され、所定温度にコントロールされ、離型剤としてのシリコンオイルが塗布された定着ローラ２８−１と加圧ローラ２８−２によりトナー像が転写紙上に溶融定着される。そして、定着後の転写紙はコピートレイ２９へ排出され最終コピー画像が得られる。
【００６２】
尚、感光体ドラム９への各色の画像形成毎に、トナー像のベルト転写後の感光体ドラム９は、感光体クリーニングユニット１０（クリーニング前除電器１０−１、ブラシローラ１０−２、ゴムブレード１０−３）で表面をクリーニングされ、除電ランプ１１で均一に除電される。また、転写紙２４にトナー像を転写した後の中間転写ベルト１９には、クリーニングユニット２２が接離機構２２−３で押圧され、ベルト表面がクリーニングされる。
【００６３】
また、リピートコピー時は、カラースキャナー１の動作及び感光体ドラム９への画像形成は、１枚目のＹ（４色目）画像行程に引き続き所定のタイミングで２枚目のＢｋ（１色目）画像行程に進む。また、中間転写ベルト１９の方は、１枚目の４色画像の転写紙２４への一括転写工程に引き続き、表面をクリーニングユニット２２でクリーニングされた領域に２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様の動作となる。
【００６４】
尚、転写紙カセット３０，３１，３３には、各種サイズの転写紙が収納されており、操作パネル（図示せず）で指定されたサイズ紙の収納カセットからタイミングを取ってレジストローラ２６方向に給紙・搬送される。また、３４はオーバーヘッドプロジェクター（ＯＨＰ）用紙や厚紙などの給紙に用いられる手差し給紙トレイである。さらに、３２は両面コピー用の両面転写紙カセットであり、操作部にて両面モードが選択されると、定着後の転写紙は図示していない反転手段により反転され、両面転写紙カセット３２へ格納される。そして、両面のための画像形成に合わせて片面と同様のシーケンスにて転写・定着が行われる。
【００６５】
さて、以上までは４色フルカラー画像を得るコピーモードの説明であったが、３色コピーモードや２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記と同様の動作を行うことになる。
【００６６】
また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、その色の現像器のみを現像動作（穂立て）の状態にして、中間転写ベルト１９は感光体ドラム９面に接触したまま往動方向に一定速駆動し、更にベルトクリーニングユニット２２も中間転写ベルト１９に接触したままの状態でコピー動作を行う。
【００６７】
また、
ここで、本実施例における画像形成装置の主な構成・作像条件の具体例を以下に示す。
・感光体ドラム：ＯＰＣ。
・中間転写ベルト：
カーボン分散のフッ素系樹脂ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフロロ・エチレン）、
体積抵抗率 １０10Ωｃｍ、
表面抵抗率 １０9Ωｃｍ2。
・転写バイアスローラ：
ヒドリンゴムローラにＰＦＥチューブを被膜、
体積抵抗率 １０9Ωｃｍ。
・トナー ：
ポリオールをメイン樹脂に、ブラック（Ｂｋ）はカーボン、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）は各顔料にて着色。
【００６８】
流動性付与材としてシリカを外添。
・現像剤特性：
トナー濃度；各色４〜６（ｗｔ％）、
トナー帯電量；各色−１５〜−２５（Ｃ／ｇ）。
・感光体電位：
画像部（ＬＤデータ「２５５」部）−８０〜−１３０（Ｖ）、
非画像部（ＬＤデータ「０」部）−５００〜−７００（Ｖ）、
・プロセススピード；１８０ｍｍ／sec、
・ベルト転写バイアス電圧：
１Ｃ：１２００（ｖ）、２Ｃ：１３００（ｖ）、
３Ｃ：１４００（ｖ）、４Ｃ：１５００（ｖ）、
・転写バイアス電圧；１３００（ｖ）。
【００６９】
以上、本発明に係る画像形成装置の構成・動作について説明した。
本実施の形態では、転写時にトナー像担持体と記録材の間で剪断力が生ずるような搬送条件で記録材を搬送している。具体的には、中間転写ベルト１９を駆動する駆動ローラ２１は中間転写ベルト１９の線速度がＶｂとなるように駆動され、転写紙２４を発生する摩擦力にて搬送する転写バイアスローラ２３−１は転写紙２４の線速度がＶｐとなるように駆動される。そしてこのとき、ＶｂとＶｐは、Ｖｐ＞Ｖｂとなるようにそれぞれの速度が基本的に設計されている。
【００７０】
さらに、中間転写ベルト１９のベルト表面エネルギーの経時的な上昇を防止し、転写紙２４の表面エネルギーよりも小さい値を保つために、定期的に潤滑剤を塗布する塗布装置３６を設けることで、中抜けランク５が常に得られることが可能になり、「中抜け現象」の発生を略完全に防止するように設定することができる。
【００７１】
ところで、上記の如く「中抜け現象」の発生を防止できるように、転写紙の搬送速度を設定しても、その転写紙に再度転写を行う、所謂両面・合成時には転写紙の搬送速度がずれてしまうことを発見した。そして、この転写紙の搬送速度のずれが、第２回以降の転写工程において「中抜け現象」を発生させてしまうことが判明した。
【００７２】
かかる「中抜け現象」の発生を防止するため、本発明は次のように構成している。
両面あるいは合成機能が選択されたとき、第１回目の転写工程時では片面コピー時と同様に、中間転写ベルト１９の線速を比べて転写バイアスローラ２３−１の線速を高速にして線速差を設けて、図６の○で示すように中抜けのランクを「５」と非常に良好な状態にしている。ここで、転写紙が第２回目の転写工程になると、定着工程を経た転写紙速度はその表面性が変化、より詳しくは転写紙の摩擦力が低下してスリップ率が大きくなるため「遅い」方向にずれる。このため、中抜けランクは非常に良好な「５」からランク「３」と劣化してしまう。
【００７３】
そこで、このずれを補正するため、転写バイアスローラ２３−１にその搬送力を可変できるように調整手段を持たせる。この速度調整方法は、転写バイアスローラ２３−１を駆動する駆動モータが例えばブラシレスモータであればその基本周波数を変えることで行うことができる。
【００７４】
かくして、両面あるいは合成において第２回目転写工程時の転写バイアスローラの速度を「速く」する方向へシフトすると、その量に応じて「中抜け現象」は良好となる方向へシフトする。本発明者の図１に示す装置を用いた実験によれば、図６に示すように、第１回目転写工程時に対して「＋０．５〜０．６％」速めると、第１回目転写工程時と同じ中抜けランク「５」となり、その効果が確認された。また、このときの第２回目転写工程における転写紙自体の線速は第１回目転写工程時のそれとほぼ同速であった。
【００７５】
次に、本実施の形態の画像形成装置においては、記録材の種類を主に普通紙である転写紙と、ＯＨＰシートとを選択することができる。そして、ＯＨＰシートを選択したときには、画像形成装置にＯＨＰを認識させる必要がある。これは普通紙に対してＯＨＰシートがその形成材料（ＯＨＰはＰＥＴが主材料）から定着性を満足させるためにその定着条件を普通紙とは異なったものとするためである。そして、装置にＯＨＰシートを用いることを認識させる方法としては、操作部（図示せず）にＯＨＰモードとする選択キーを設けたり、あるいはＯＨＰシートに特別なマークを設け、それを装置が有しているセンサーにて検出する等がある。
【００７６】
ところで、ＯＨＰシートは元来、表面平滑性を備え持つものであり、定着工程を経てもその表面性がほとんど変化しないものである。また、ＯＨＰシートを選択し、かつ両面あるいは合成機能を選択する場合も当然あり得る。このとき、上記した方法のように、第２回目転写工程時で転写バイアスローラ２３−１の速度を速めても、「中抜け現象」のランクがほぼ変わらなかった。
【００７７】
そこで、普通紙による両面あるいは合成機能を選択されたときには、第２回目転写工程時の転写バイアスローラの速度を、第１回目転写工程時と高速にするが、ＯＨＰシートによる両面あるいは合成機能を選択されたときには、第２回目転写工程時の転写バイアスローラの速度を、第１回目転写工程時と同速にするように制御している。
【００７８】
このように制御することで、記録材が普通紙であってもＯＨＰシートであっても第２回目転写工程のトナー像に「中抜け現象」のない転写が得られる。
図７は、上記した制御の流れを示すフローチャートであり、まず両面あるいは合成機能を選択されたが判断される（ステップ１）。次に、ユーザーがＯＨＰモードの選択キーをＯＮしたかが判断される（ステップ２）。ユーザーがＯＨＰモードの選択キーを押さないときには、ＯＨＰシートが使用できる手差しトレイ３４が使用されるかが判断され（ステップ３）、手差しトレイ３４が使用される場合にはその手差しトレイ３４に載置した記録材がＯＨＰシートかが判断される（ステップ４）。このステップ４において、ＯＨＰシートが使用されるとき、及び上記ステップ２でＯＨＰモードが選択されたときには第２回目転写工程時の転写バイアスローラの速度を、第１回目転写工程時と同速にする（ステップ５）。
【００７９】
また、ステップ３で手差しトレイ３４が使用されないとき、及びステップ４で手差しトレイ３４に載置した記録材がＯＨＰシートでないときは共に転写紙が使用されるものであるから、第２回目転写工程時の転写バイアスローラの速度をアップする（ステップ６）。
【００８０】
ところで、ＯＨＰシートは普通紙よりも摩擦力が小さいが、記録材の種類に関係なく転写バイアスローラ２３−１の線速度が一定であると、それにより記録材の速度が異なってしまうので、普通紙の中抜けランクが良好であってもＯＨＰシートのランクは劣化してしまうことが起り得る。
【００８１】
そこで、ＯＨＰシートを選択した場合には、上記した速度調整できる転写バイアスローラ２３−１を利用して転写工程時の速度を普通紙のときよりも「速く」する方向へシフトさせる。それによって、ＯＨＰシートの「中抜け現象」をも良好となる方向へシフトすることができる。従って、ＯＨＰシートを選択し、かつ両面あるいは合成機能を選択したときには上記したように、第１回目転写工程時の転写バイアスローラの速度を速め、第２回目転写工程時は第１回目と同速にすればよい。
【００８２】
次に、両面・合成等の機能が画像形成装置に「自動」として設けられている場合には、図８のブロック図に示す如く、一連の画像形成シーケンスとして第１回目転写工程時と第２回目転写工程時をＣＰＵ４１が自動的に判定し、予め設定してある記憶媒体としてのＲＯＭあるいはＲＡＭ（メモリ）４２に格納してあるそれぞれの速度値データをモータ制御回路４５へ送り、そのデータに従ってモータ４０を回転させ、転写バイアスローラ２３−１を駆動する。
【００８３】
また、両面・合成等の機能が画像形成装置に「手動」として設けられている場合には、操作部４３に用意されている「両面」あるいは「合成」を選択するボタン等によりユーザーが装置に入力する情報に従いＣＰＵ４１が予め設定してあるＲＯＭあるいはＲＡＭ４２に格納してあるそれぞれの速度値データをモータ制御回路４５へ送り、そのデータに従ってモータ４０を回転させ、転写バイアスローラ２３−１を駆動する。なお、モータ制御回路４５へ送る速度値データは駆動モータ４０がブラシレスモータであれば、例えばＰＷＭ値で送る。
【００８４】
これにより両面・合成時や記録材の種類に応じてそれぞれの場合に対し転写バイアスローラ２３−１の速度制御を実現することができる。
また、ＲＯＭあるいはＲＡＭ４２には転写紙による両面あるいは合成が選択された際、転写バイアスローラ２３−１の線速を１回目転写工程より２回目転写工程で高速にするように制御するためのプログラムを格納し、それを既存の画像形成装置に取り付けることで、既存の装置が上記した制御を行うようにすることができる。
【００８５】
さらにまた、ＲＯＭあるいはＲＡＭ４２は転写紙による両面あるいは合成が選択された際、転写バイアスローラ２３−１の線速を１回目転写工程より２回目転写工程で高速に、ＯＨＰシートによる両面あるいは合成が選択された際、転写バイアスローラ２３−１の線速を１回目転写工程と２回目転写工程とを同速にするように制御するためのプログラムを格納させる。
【００８６】
このように構成すれば、このＲＯＭあるいはＲＡＭ４２を既存の画像形成装置に取り付けることで、既存の装置が上記した制御を行うようにすることができる。
【００８７】
図９は、本発明の他の実施の形態を示す説明図であって、本例ではトナー像担持体を中間転写ローラ５１とし、電荷付与手段がベルト車５３，５４に巻き掛けられた転写バイアスベルト５２で構成している。この場合、ベルト車５３が駆動側であり、ベルト車５３の回転を制御することで、転写バイアスベルト５２の線速を上記した転写バイアスローラ２３−１の場合と同様に制御することができる。 なお、本発明はトナー像担持体が中間転写ドラムであっても良い。また、本発明は中間転写体を具備しない画像形成装置にも適用でき、この場合、トナー像担持体が中間転写体でなく感光体である。
【００８８】
さらに、トナー像担持体である中間転写ベルト１９の表面エネルギーを下げる手段としてステアリン酸亜鉛を定期的に塗布することを実施例では示したが、従来例にて述べられているようにフッ素系部材を塗布したり、ベルトをシリコンあるいはフッ素系の材料にて形成する手段もあることは周知である。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２度以上の転写工程を経る記録材に対し、２回目以降の転写工程時における記録材の搬送条件を設定して「中抜け現象」の発生を防止することができる。
【００９０】
さらに、本発明によれば、２度以上の転写工程を経る記録材に対し、２回目以降の転写工程時における記録材の搬送条件を、記録材の種類に応じた設定をし、記録材の種類を問うことなく「中抜け現象」の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる中間転写ベルト方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すカラー画像形成装置の感光体及び中間転写ベルト周りの拡大図である。
【図３】転写紙と中間転写ベルトの線速比と中抜けランクの関係を示す図である。
【図４】トナー像担持体と転写材に速度差が無い場合の「中抜け現象」のモデルの説明図である。
【図５】トナー像担持体と転写材に速度差が有る場合の「中抜け現象」のモデルの説明図である。
【図６】第２回目の転写工程時における転写バイアスローラの速度アップ率と中抜けランクの関係を示す図である。
【図７】本発明の一制御例を示すフローチャート図である。
【図８】転写バイアスローラの駆動制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図９】本発明が適用される画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
１ カラー画像読み取り装置（カラースキャナー）
２ カラー画像記録装置（カラープリンター）
３ 原稿
４ 照明ランプ
５ ミラー群
６ レンズ
７ 光電変換素子（ＣＣＤ）
８ 書き込み光学ユニット
８−１ レーザー光源（ＬＤ）
８−２ ポリゴンミラー
８−３ ポリゴンモーター
８−４ ｆ／θレンズ
８−５ 反射ミラー
９ 感光体ドラム
１０ 感光体クリーニングユニット
１０−１ クリーニング前除電器
１０−２ ブラシローラ
１０−３ ゴムブレード
１１ 除電ランプ
１２ 帯電器
１３ 電位センサー
１４ Ｂｌａｃｋ（Ｂｋ）現像器
１４−１ Ｂｋ用現像スリーブ
１４−２ Ｂｋ用現像パドル
１４−３ Ｂｋ用トナー濃度センサー
１５ Ｃｙａｎ（Ｃ）現像器
１５−１ Ｃ用現像スリーブ
１５−２ Ｃ用現像パドル
１５−３ Ｃ用トナー濃度センサー
１６ Ｍａｇｅｎｔａ（Ｍ）現像器
１６−１ Ｍ用現像スリーブ
１６−２ Ｍ用現像パドル
１６−３ Ｍ用トナー濃度センサー
１７ Ｙｅｌｌｏｗ（Ｙ）現像器
１７−１ Ｙ用現像スリーブ
１７−２ Ｙ用現像パドル
１７−３ Ｙ用トナー濃度センサー
１８ 現像濃度パターン検出器
１９ 中間転写ベルト
２０ ベルト転写バイアスローラ
２１ ベルト駆動ローラ
２２ ベルトクリーニングユニット
２２−１ ブラシローラ
２２−２ ゴムブレード
２２−３ 接離機構
２３ 転写ユニット
２３−１ 転写バイアスローラ
２３−２ ゴムブレード
２３−３ 接離機構
２４ 転写紙
２５ 給紙ローラ
２６ レジストローラ
２７ 紙搬送ユニット
２８ 定着器
２８−１ 定着ローラ
２８−２ 加圧ローラ
２９ コピートレイ
３０ 転写紙カセット（Ａ）
３１ 転写紙カセット（Ｂ）
３２ 転写紙両面カセット（Ｃ）
３３ 転写紙カセット（Ｄ）
３４ 手差しトレイ
３５ ローラ
３６ 塗布装置
３７ 潤滑剤
３８ ブラシ
３９ トナー
４０ モーター
４１ 制御部（ＣＰＵ）
４２ メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）
４３ 操作部
４４ トナー層
４５ モーター駆動回路
Claims (4)
- トナー像を担持する像担持体と、該像担持体とで挟持した記録材にトナー像を転写するための転写部材と、前記記録材上に形成されたトナー像を該記録材に定着する定着手段とを有し、
前記像担持体と前記転写部材のそれぞれが回転駆動されるとともに、前記転写部材の回転速度が変更可能に構成された画像形成装置において、
前記記録材が普通紙の場合、１回目の転写工程の後、前記定着手段による定着工程を経て２回目の転写工程を施す際、１回目の転写工程では前記像担持体の線速と前記転写部材の線速をそれぞれ前記転写部材の線速を前記像担持体の線速より高速となる設計された速度とし、２回目の転写工程では前記像担持体の線速を変更せずに前記転写部材の線速を高速にし、
前記記録材がＯＨＰシートの場合、１回目の転写工程の後、前記定着手段による定着工程を経て２回目の転写工程を施す際、１回目の転写工程では前記像担持体の線速と前記転写部材の線速をそれぞれ設計された速度とし、２回目の転写工程では前記像担持体の線速と前記転写部材の線速を変更しないことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１に記載の画像形成装置において、
前記記録材が普通紙の場合よりもＯＨＰシートの場合の方が、前記１回目の転写工程時の前記転写部材の線速を高速とすることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記記録材が普通紙である場合、前記記録材における前記２回目の転写工程で、前記転写部材の線速を前記１回目の転写工程時より０．５％以上高速としたことであることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１ないし３の何れかに記載の画像形成装置において、前記記録材が普通紙である場合、前記記録材における前記２回目の転写工程で、前記転写部材の線速を前記１回目の転写工程時より０．６％以下高速としたことであることを特徴とする画像形成装置。
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| JP17452697A JP4157611B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 画像形成装置 |
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-
1997
- 1997-06-30 JP JP17452697A patent/JP4157611B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH1124339A (ja) | 1999-01-29 |
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