(57)【要約】      （修正有）【課題】表面凹凸が大きい転写材に対する転写起因の濃度ムラや、現像剤劣化起因による転写不良による濃度ムラの発生を低減することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体上に静電潜像に対応した有色トナー像を形成する有色トナー像形成手段と、像担持体上に静電潜像に対応した透明トナー像を形成する透明トナー像形成手段と、透明トナー像と、有色トナー像を、中間転写体上に順次重ね合わせて転写して、中間転写体上にトナー像を形成する第一の転写手段と、中間転写体上の前記トナー像を転写材上に一括転写する第二の転写手段と、を備える画像形成装置において、透明トナー像を形成するための透明画像情報は、有色トナー像を形成するための有色画像情報を参照して決定し、かつ中間転写体上に形成した有色トナー像の最大高さをt、透明トナーの個数平均粒径をDとしたとき、D＞0.8tを満たすことを特徴とする。【選択図】図１
2015125305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に静電潜像を形成し、前記像担持体上に前記静電潜像に対応した有色トナー像を形成する現像手段とを有する有色トナー像形成手段と、
像担持体上に静電潜像を形成し、前記像担持体上に前記静電潜像に対応した透明トナー像を形成する現像手段とを有する透明トナー像形成手段と、
前記透明トナー像と、前記有色トナー像を、中間転写体上に順次重ね合わせて転写して、前記中間転写体上にトナー像を形成する第一の転写手段と、
前記中間転写体上の前記トナー像を転写材上に一括転写する第二の転写手段と、
を備える画像形成装置において、
前記透明トナー像を形成するための透明画像情報は、前記有色トナー像を形成するための有色画像情報を参照して決定し、かつ前記中間転写体上に形成した前記有色トナー像の最大高さをt、前記透明トナーの個数平均粒径をDとしたとき、D＞0.8tを満たすことを特徴とする。
【請求項２】
前記透明トナー像の一部が離散したドットパターンで形成され、前記中間転写体上の前記有色トナー像の高さに応じて、前記ドットパターンを変更することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記透明トナー像の一部を構成するドットの最大径が80μm以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記透明画像情報が、前記有色画像情報を参照して決定される画像形成動作モードと、前記透明画像情報が、前記有色画像情報を参照しないで決定される画像形成動作モードの、少なくとも二つの画像形成モードを持ち、画像形成動作時にどちらかを選択可能であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか１項に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、トナー像担持体からトナー像を記録材に転写する方式の画像形成装置、特に、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電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録材搬送ドラム、記録材搬送ベルト等の記録材搬送体に記録材を担持して、記録材へ複数色のトナー像を順次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。さらに中間転写ベルトといった中間転写体に複数色のトナー像を重ねて転写した後に、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。
【０００３】
中間転写体を用いた画像形成装置は、複数色のトナー像を重ねて転写する際の転写条件が記録材の特性に左右されないことや、転写材を搬送部材に保持する必要がないので、様々な転写材に対応可能となる利点がある。これは、近年の電子写真方式の画像形成装置の印刷分野への展開において重要な性能の一つである。
【０００４】
一方、転写材へのトナー像の転写においては、特に表面に凹凸がある場合に均一に転写することが難しい。この傾向はトナー量が多い高濃度部において顕著であるため濃度ムラとして目につきやすく、画像品位を低下させる大きな要因となっている。この現象の原因は転写材の凹部、すなわち転写材から中間転写体の距離が大きい箇所では転写電界が弱まり、トナーを引き剥がせなくなるためと考えられている。これに対し転写電界をむやみに高めてもトナーが引きはがれる前に放電が起き、結果として転写電界が弱まるので転写性が改善しない場合が多い。これに対処するために様々な構成が提案されている。
【０００５】
特許文献1には、中間転写体の硬度を下げる事によって転写材との密着度を上げることによって凹部の転写効率を高めて濃度ムラを抑制する構成が開示されている。
【０００６】
特許文献2には、中間転写体に対向して転写材を挟み込みバイアスを印加して転写を行う転写ローラーの表面硬度を高めて転写材を押さえつけることによって密着度を高めて濃度ムラを抑制する、凹部の転写効率を高める構成が開示されている。
【０００７】
特許文献3には転写領域に振動を加えることによって、中間転写体とトナーの付着力を減じ、凹部の転写効率を高めて濃度ムラを抑制する構成が開示されている。
【０００８】
特許文献4には透明トナーからなるトナー層の上に有色トナー像を重ねて形成することによって、有色トナーの転写効率を高める方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平10-198182号公報
【特許文献２】特開平10-240027号公報
【特許文献３】特開平07-217283号公報
【特許文献４】特開平01-134485号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献1は、中間転写体硬度を下げると、同時に部材の伸び縮みが生じて、多色を多重転写する場合に色間のレジがずれ易いという課題がある。また、転写後に中間転写材上に残留したトナーを除去するのに、一般の弾性ブレードクリーニングでは中間転写体との圧力が上がらず、クリーニング性が不十分になり、ファーブラシを用いてもコストアップや構成が複雑になる上、中間転写体に傷をつけやすい。
【００１１】
特許文献2は、転写材によっては、表面の凹凸が大きく押さえつけただけでは転写に十分な密着度を得られない。また条件によっては像担持体の付着力が増し、特許文献3は、転写部に十分な振動を与える為には、振動源、振動を伝える振動子などが高価で大掛かりであるうえ、振動によってトナー像が乱れる課題がある。
【００１２】
特許文献4は、転写性向上が必要とされる画像の全面に透明トナーを配置する必要があるため、透明トナーが大量に消費されるという問題がある。
【００１３】
このように、転写材の凹凸に起因して発生する濃度ムラを、課題なく改善する手段は未だ開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題は本発明に係る画像形成装置にて解決される。
（１）像担持体上に静電潜像を形成し、前記像担持体上に前記静電潜像に対応した有色トナー像を形成する現像手段とを有する有色トナー像形成手段と、
像担持体上に静電潜像を形成し、前記像担持体上に前記静電潜像に対応した透明トナー像を形成する現像手段とを有する透明トナー像形成手段と、
前記透明トナー像と、前記有色トナー像を、中間転写体上に順次重ね合わせて転写して、前記中間転写体上にトナー像を形成する第一の転写手段と、
前記中間転写体上の前記トナー像を転写材上に一括転写する第二の転写手段と、
を備える画像形成装置において、
前記透明トナー像を形成するための透明画像情報は、前記有色トナー像を形成するための有色画像情報を参照して決定し、かつ前記中間転写体上に形成した前記有色トナー像の最大高さをt、前記透明トナーの個数平均粒径をDとしたとき、D＞0.8tを満たすことを特徴とする。
（２）前記透明トナー像の一部が離散したドットパターンで形成され、前記中間転写体上の前記有色トナー像の高さに応じて、前記ドットパターンを変更することを特徴とする（１）記載の画像形成装置。
（３）前記透明トナー像の一部を構成するドットの最大径が80μm以下であることを特徴とする（１）、（２）記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１５】
上記（１）に記載の発明によれば、本発明を用いない場合に比べて、転写材表面の凹凸に起因する濃度ムラが抑制された画像を得られる画像形成装置を提供することができる。
【００１６】
上記（２）に記載の発明によれば、上記（１）記載の発明に比べて、必要に応じて透明トナーを配置するので、透明トナーを無駄に消費することなく効率的に使用できる画像形成装置を提供することができる。
【００１７】
上記（３）の発明によれば、上記（１）記載の発明に比べて、透明トナーが目につくことなく、転写材表面の凹凸に起因する濃度ムラが抑制された画像を得られる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１、２本発明における画像形成装置の概略側面図
【図２】実施例１、２二次転写ニップ中の中間転写ベルト、トナー、記録材の様態を示す概略側面図
【図３】実施例１、２加圧によるトナーの付着力分布の変化を示すグラフ
【図４】実施例１、２超音波式の付着力測定器の説明図
【図５】実施例１、２で用いた転写材の表面形状を表すグラフ
【図６】実施例１における透明トナーのスペーサー粒子としての配置位置を表す概略図
【図７】実施例１、２におけスペーサードットを形成する透明トナーのスペーサー粒子としての様態を示す概略図
【図８】実施例１、２中間転写ベルト上の転写された有色トナーと透明トナーの様態を示す概略図
【図９】実施例１、２載り量１．１ｍｇ/ｃｍ2における、スペーサー粒子粒径と転写ムラ評価の関係をあらわすグラフ
【図１０】実施例１、２載り量０．９ｍｇ/ｃｍ2における、スペーサー粒子粒径と転写ムラ評価の関係をあらわすグラフ
【図１１】実施例１、２載り量１．４ｍｇ/ｃｍ2における、スペーサー粒子粒径と転写ムラ評価の関係をあらわすグラフ
【図１２】実施例１、２載り量１．６ｍｇ/ｃｍ2における、スペーサー粒子粒径と転写ムラ評価の関係をあらわすグラフ
【図１３】実施例１、２における制御部を表すブロック図
【図１４】実施例１、２において実行するプログラムのフローを表す説明図
【図１５】実施例１の動作工程を表すフローチャート
【図１６】実施例２における透明トナーのスペーサー粒子としての配置位置を表す概略図
【図１７】実施例２の動作工程を表すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。これらの実施形態は一例であり、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。
【００２０】
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。
【００２１】
＜第１実施例＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【００２２】
図１に示すように、第１実施例の画像形成装置１００は、中間転写ベルト7に沿って5個の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅを配置したタンデム型フルカラー複写機であり、画像形成動作の概略は以下のようになる。
【００２３】
画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅにおいて、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ上に形成され、中間転写ベルト７上に順次重ねて転写されて、複数色のトナー像を形成する。画像形成部Ｐａでは透明トナー像が感光ドラム１ａ上に形成され、中間転写ベルト状に転写された後に複数色のトナー像が重ねられる。
【００２４】
中間転写ベルト７に転写され担持された複数色および透明のトナー像は、二次転写部へ搬送され、記録材Ｓ上に一括転写される。記録材Ｓは給紙トレイ１０より搬送ローラー１１によって搬送され、レジローラー１２でトナー像の搬送にタイミングを合わせて二次転写部に搬送されて、記録材Ｓの所望の位置にトナー像が転写される。その後転写材Ｓは搬送ベルト１３によって定着装置９へと送られ、加熱した定着ローラ９１ならびに加圧ローラー９２によってトナー像は記録材Ｓ上に固着して定着画像となる。
【００２５】
定着後、記録材Ｓは排紙トレイ１４に排出される。それぞれの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅでは帯電手段２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅにより所望の電位に帯電された感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ上に各色の画像データに基づきレーザー３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅによる露光が行われ、静電潜像が形成される。現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅはそれぞれ透明、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーからなる現像剤を収容しており、静電潜像に対応したトナー像を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ上に形成する。トナー像は一次転写ローラー６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅによって中間転写ベルト７上に転写される。転写されずに感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅに残ったトナーや再転写したトナーはクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅによって回収される。
【００２６】
[潜像形成]
本実施例の画像形成装置の露光装置はレーザーとポリゴンミラーを用いた周知の走査光学系を用いたもので、画像データに基づいてレーザーをＰＷＭ変調することによって露光を行い、静電潜像を形成する。レーザーは波長６８０ｎｍの赤色レーザーであり、各感光ドラム上におけるスポット径は約６０μｍである。また主走査および副走査方向の基本解像度は６００ｄｐｉである。またレーザー光量を変更することで、潜像コントラストの調整が可能である。帯電ローラー２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅは導電性のゴムローラーを用いた周知の接触ローラー帯電方式を用いる帯電器であり、図示せぬ電源を制御することにより、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの表面を−２００〜-８００Ｖまで、所望の値に均一帯電することが可能である。
【００２７】
[現像器]
現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅは樹脂粒子であるトナーと磁性粒子であるキャリアを混合した現像剤を収容した、周知の二成分現像器である。トナーの帯電極性は感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの帯電極性と同極であり、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ上の静電潜像に対し所謂反転現像を行いトナー像を形成する。本例ではトナーとして乳化凝集法を用いて作成したものを用いており、現像器４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅに収容されている有色現像剤のトナーの個数平均粒径は５．５μｍ、平均円形度は0.975、現像器４ａに収容される透明現像剤のトナーの個数平均粒径は１５．５μｍ、平均円形度は0.990である。各トナーの粒径および円形度の適正値はこれに限ったものではなく、その範囲の詳細については後述する。
【００２８】
なお、粒径測定にはベックマンコールター社製のコールターカウンターMultisizer3を、平均円形度の測定にはシスメックス社のFPIA3000を用いた。
【００２９】
有色トナーおよび無色トナーには外添剤として一次粒径１０ｎｍのシリカ微粒子が外添してあり、添加量はいずれも１.0重量％である。シリカ微粒子はシランカップリング処理によって疎水化されており、トナー帯電量の環境安定性を高めてある。
【００３０】
[一次転写構成]
一次転写部材である一次転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅは、直径φ８ｍｍのステンレス製のローラ軸の外周に、厚さ４ｍｍの導電性ゴムスポンジの弾性層を形成して外径１６ｍｍ±０．２ｍｍに仕上げてある。導電性ゴムスポンジにはニトリルブタジエンゴムにイオン性導電剤を混入したものを用いた。導電性ゴムスポンジとしてはこの他に、エチレンプロピレンジエンゴム、ウレタン等を用いることができる。一次転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅの抵抗値は、１×１０５〜１×１０７Ωに調整されている。抵抗値は、一次転写ローラに１ｋｇｆをかけて導電性の円筒に圧接し、導電性の円筒の回転によって一次転写ローラを従動回転させながらローラ軸に２ｋＶを印加したときに流れる電流から求めた。一次転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅの表面硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度値で２２度±５度である。
【００３１】
さらに、一次転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅは、両端部を不図示のバネ部材で１．０ｋｇｆの付勢によって中間転写ベルト７を介して感光体１ａを圧している。この構成により、感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅと中間転写ベルトＴとの間に一次転写部が形成される。不図示の、一次転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅのローラ軸に正極性の直流電圧を印加して、感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅに担持された負極性のトナー像を、一次転写部を通過する中間転写ベルト７へ一次転写する。
【００３２】
[二次転写構成]
二次転写部材である二次転写外ローラ６０は、両端部を不図示のバネ部材で付勢されて二次転写内ローラ８３との間に中間転写ベルト７を挟み込み、二次転写外ローラ６０と中間転写ベルト８３との間に二次転写部を形成する。 
【００３３】
不図示の電源より、二次転写外ローラ６０のローラ軸に正極性の直流電圧を印加して、中間転写ベルト７に担持された負極性のトナー像を、二次転写部を通過する記録材Ｓへ二次転写する。
【００３４】
[中間転写ベルト]
ベルト部材である中間転写ベルト７は、ポリイミドの誘電体樹脂にカーボンブラックを含有させた厚さ９０μｍのフィルム材料を用いて、幅３５０ｍｍ、周長２７５０ｍｍの無端状に形成されており、ヤング率が３３００ＭＰa、表面硬度が３４ｍｎ/μｍ2、表面粗さがＲｚが１．２μｍ、体積抵抗率が１×１０９Ω・ｃｍに調整されている。
【００３５】
[転写ムラによる濃度ムラについて]
本実施例の画像形成装置は、普通紙モードと転写による濃度ムラが起きやすい表面凹凸の大きい転写材（以下、ラフ紙という）に対応したラフ紙モードの二つのモードを、使用する記録材Ｓの性質に応じて切り替えられるようになっている。ラフ紙モードでは、表面の凹凸の大きい記録材であっても均一に転写が行える工程で、画像出力を行う。
【００３６】
ラフ紙における転写の様態を、二次転写ニップ部を模式的に表現した断面図である図２を用いて説明する。図２は二次転写ニップにおける中間転写ベルト、トナー、記録材の状況（トナーは転写する前）を示している。二次転写は図示しない二次転写ローラーにプラスの転写電圧Vtをかけることによって、記録材表面４０１に転写電荷４０２を誘起させ、転写ギャップに生じる電界によって、トナー６０４を中間電写ベルト７表面から引き剥がし、記録材に移行させるものである。
【００３７】
従って、トナー６０４が転写可能となるおおよその条件は、トナー６０４と中間転写ベルト７との付着力をFtb、トナー一つが持つ電荷量をq、転写ギャップにおける電界をEとすると、
qE＞Ftb・・・（式１）
で表すことができる。
【００３８】
記録材表面の電位が転写電圧Vtと等しいと仮定すると、転写電界はおおよそ転写電圧Vtを転写ギャップｄで割った値となる。転写材の凸部、たとえば図２における転写ギャップd1の部分では、転写材の凹部にあたる転写ギャップd2、d3、d4の部分に比べて電界が強くなる。したがって、表面凹凸のラフ紙転写材の凸部では転写が容易に行えるが、凹部では相対的に転写が難しいことが分かる。この結果、中間転写ベルト７上ではトナーが均一に存在していても、記録材上ではトナー６０４の存在にムラが生じ濃度ムラとなり、ユーザーが満足する成果物にはならない。
【００３９】
この濃度ムラは、トナー６０４の単位面積当たりの重量（以下、トナー載り量という）が大きいほど酷くなる傾向がある。この理由としては、トナー層の高さが高い方が凹部のギャップが大きくなることや、トナー６０４の持つ電荷によって、転写ベルト７上にあるトナー６０４にかかる電界が弱まることなどが考えられる。ラフ紙における濃度ムラは、高濃度部や二次色において特に発生しやすい。
【００４０】
この濃度ムラを解消するために転写電圧Vtを大きくし、凹部での転写電界を強めても、今度は逆に凸部で放電が起きて転写できなかったり、中間転写ベルトと記録材の剥離時に大きな放電が起きて、転写効率が低下したり画像不良となる要因になる。これらのことから、転写電圧条件を変えるだけで、ラフ紙に対する転写均一性を高めることは難しい。
【００４１】
式１により、トナーと中間転写ベルトの付着力Ftbを小さくするのも、転写均一性を高める方法であることが分かる。Ftbが小さければ、より弱い電界でも転写できるようになるので、凹部に対応するトナーであっても転写が可能になる。
【００４２】
本発明者は鋭意検討の結果、この付着力が一次転写部の付勢した一次転写ローラーにより受ける圧力によって増加していることを見出した。つまり、転写されるときに一次転写ニップにおいてトナーが受ける圧力、またはイエロー、マゼンタ、シアントナーについては下流側の画像形成部の一次転写ニップにおいて受ける圧力によっても、トナーの中間転写ベルトに対する付着力が増加する。
【００４３】
図３に、トナーに作用する圧力による、中間転写ベルトに対する付着力の変化を測定したグラフを示す。
【００４４】
付着力の測定は超音波法付着力測定器を用いた。この装置の構成の概略図を図４に示す。ランジュバン型のピエゾ振動子６０１に振動増幅のホーン６０２が接続されており、その先端に中間転写ベルトの切片６０３が接着してある。中間転写ベルト６０３の表面に図示せぬ現像器を使ってトナー６０４を重なりなく付着させる。トナー６０４に重なりがあると、トナー６０４と中間ベルト間６０３の付着力を正確に測定することができない。
【００４５】
発信器Ｓ１によってピエゾ振動子６０１を駆動し、ホーン６０２先端を振動させることによってトナー６０４に加速度を作用させ、加速度によって生じる慣性力によってトナー６０４を脱離させる。測定は、振動振幅を段階的に漸次増加させていき、トナー６０４が脱離した時の加速度と、トナー粒径から算出した重量によって慣性力を算出し、それを、そのトナーの付着力とする。脱離したトナーの粒径は、段階的に振動を与えるごとに図示せぬ顕微ＣＣＤカメラによって振動面を撮影し、図示せぬＰＣにて振動前後の差分画像から求めた。それぞれの振幅時に脱離したトナーの付着力を積算することで、図３に示すようなトナーの付着力分布を得ることができる。
【００４６】
また、圧力による付着力の変化を測定するために、図４に示すようにゴム６０５にて中間転写ベルト面６０３に対して垂直方向の力を作用させた。この方法により、中間転写ベルト６０３面上のトナー６０４それぞれにおおよそ均一な力を作用させることができる。押し圧力の大きさは、ゴムにフォースゲージ６０６を接続して測定した。
【００４７】
実験は、本実施例で用いたシアントナーを使用し、一次転写ニップ部で生じる圧力のピーク値（計算値）である120gf/cm2の圧力と、その半分である60gf/cm2を作用させた場合と、さらに圧力を作用させない場合それぞれにおいて、付着力の測定を行った。図３のグラフから分かるように、一次転写ニップ部で生じる圧力相当の圧力によってトナーの付着力が全体的に上昇していることが分かる。
【００４８】
以上のことから、一次転写ニップでトナーに作用する圧力を極力小さくすることによって、二次転写部における転写効率を向上させ、ラフ紙への転写均一性を改善することができる。
【００４９】
このための手段として一次転写ローラーの付勢力をさげると、ローラーの長手方向や周方向での濃度ムラが生じる。これは、ローラーの長手方向や周方向の寸法や、ローラーと感光ドラの回転軸の平衡度にそもそも誤差があり、この誤差や、誤差に伴う回転時の振動を吸収して均一な転写ニップを得るために、そもそもローラー付勢が必要とされるためである。これらの誤差を小さくしてローラーの付勢を弱めることも可能ではあるが、精度的な限界とともにコストが高くなる。
【００５０】
本発明者は鋭意検討の結果、一次転写時前に、適当な大きさのスペーサー粒子を適宜配置することによって、一次転写時にトナーにかかる圧力を減じ、ラフ紙に対する転写均一性を高められることを見出した。
【００５１】
本実施例では、スペーサー粒子は画像形成部Ｐａから供給する。つまり画像形成部Ｐａで形成する透明トナー像に用いる現像剤としてのトナーの粒径を、スペーサーとして機能するように設定する。粒径の詳細条件については後述するが、スペーサーとして機能させるには、透明トナーの粒径は有色トナーの粒径よりも大きくなる。トナーの粒径が大きくなると、一般的に画質が低下して、解像度が劣ったり、ノイズが増したりするが、透明トナーはもともと目につきにくく、トナーの載り様として解像度が落ちたりノイズが増しても、画質に影響することはほとんどない。したがって、透明トナーをスペーサー粒子として用いることと、画像構成要素として用いることを兼ねても、問題は生じない。
【００５２】
また、本実施例における画像形成装置は使用する記録材の種類によってスペーサー粒子を機能させるモード（ラフ紙モード）と機能させないモード（通常モード）を切り替え可能であることを特徴とする。
【００５３】
[スペーサー粒子の粒径]
ここで、スペーサー粒子としての透明トナーの条件について述べる。粒径の条件を調べるために、画像形成部Ｐａの現像器４ａに収容する現像剤を構成する透明トナーの粒径を振りながら、有色トナーのラフ紙に対する転写性を評価した。
【００５４】
透明トナーとして表  に示すような、８種の透明トナーを作製した（トナーＡ〜Ｈ）。粒径としては個数平均粒径で８．５μｍ、１０．２μｍ、１３．２μｍ、１５．５μｍ、１７．３μｍ、２０．４μｍ、２３．１μｍ、２５．０μｍ、粒径分布を示す変動係数（ＣＶ）はいずれのトナーにおいても１２％程度であった。また円形度としては０．９９前後でありほぼ球形といえるものであった。
【００５５】
これらのトナーを、体積平均粒径６５μｍのキャリアと、現像剤に対するトナー重量％が６．０％になるように混合し、現像剤とした。このときの帯電量を表  に合わせて示す。
【００５６】
ラフ紙に対する転写均一性は、トナー載り量が多いほど劣る。本実施例の画像形成装置では載り量の最大値は２次色形成時で１．１ｍｇ/cm2であるので、この画像に対して透明トナーのスペーサー粒子を配置し、ラフ紙に対する転写性を評価することとした。
【００５７】
ラフ紙としてはレザック66の坪量１５１ｇ/ｍ2を用いた。これはいわゆるエンボス加工したものであり、その断面形状の一例を図５に示す。凹凸の最大段差はおおよそ１００μｍほどである。
【００５８】
スペーサー粒子は中間転写ベルト状にドット状に均等間隔に離散的に配置した。具体的には図６に示すように、ベルト進行方向に対して角度が４５°の斜め格子点上にスペーサー粒子を配置するようにし、格子点の最小間隔は１ｍｍとした。格子点は画像データ上では６００ｄｐｉの１ドットとし、潜像コントラストを調整することによって、一つの格子点に１〜５個程度の透明トナーのドットをほぼ均等に中間転写ベルト上に配置することができた。この透明トナードットの様態の概略平面図の一例を図７(ｉ)〜（iv）に示す。
【００５９】
画像形成部Ｐａで、中間転写ベルト上にスペーサー粒子を形成した後、画像形成部Ｐｂならびに画像形成部Ｐｃでイエロートナー、マゼンタトナーをスペーサー粒子を形成した領域に対して多重転写する。この時、前述したようにイエローとマゼンタの二次色の最大のトナー載り量は１．１ｍｇ/ｃｍ２であるが、このときのトナー高さを測定したところ、平均で１４μｍであった。トナー高さはレーザー顕微鏡、キーエンス社製、ＶＫ８５００を用いて測定した。
【００６０】
以上のように、中間転写ベルト上にスペーサー粒子を離散的に配置し、その領域に有色トナーを多重転写した状態を、顕微で観察した結果、概略断面図において、図８に示すような様態になっていた。すなわち、有色トナーはスペーサー粒子上にはほとんど転写しておらずスペーサー粒子が存在していない領域に選択的に転写性していた。この理由はスペーサー粒子が有色トナーと同極性に帯電しているため静電的な反発力が生じ有色トナーが転写されなかったためと思われる。また、少数のスペーサー粒子が離散的に存在しているので、スペーサー粒子の上に重なって有色トナーが転写される確率が少ないことも一因である。
【００６１】
中間転写ベルト上に形成したトナー像は二次転写部において記録材上に一括転写され、定着器によって記録材に定着される。
【００６２】
このような手順で、スペーサー粒子としてのトナーＡからトナーＨそれぞれについて、二次色ベタ画像の画だしを行い、転写の均一性を目視で１０段階評価した。評価軸としてはランク１０が最良で転写ムラがない画質で、段階が下がる方が転写ムラが増し、画質が低下する方向である。大まかな評価基準としては、ランク８が注意してみればムラが分かるレベルであり、この目視評価の良レベル。これランク７以下を画像不良と感じられる不可レベルとしている。
【００６３】
この結果をグラフにしたものを図９に示す。スペーサー粒子を用いない通常モードでのランクは４である。トナーＡでは転写性に殆ど変化がないがトナーＢで若干の転写均一性の改善がみられ、トナーＣで転写のムラは目につかないレベルとなった。その他トナーＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈではいずれも転写ムラは目につかない良好なレベルであった。これは一次転写部において、一次転写ローラーの付勢があっても圧力のほとんどはスペーサー粒子にかかり、イエローとマゼンタトナーには圧力がかからないため、中間転写ベルトとの付着力が増加しなかったためである。また一次転写においてトナーに掛かる電界はスペーサー粒子の有無で転写ギャップはあまり変わらないので、転写に必要な電界を十分与えることができる。
【００６４】
一次転写ローラーによる付勢も必要なだけ与えられるので、ローラーや感光ドラムの軸平衡度の誤差によって転写ニップの形成が不安定になることもない。
【００６５】
ただしスペーサー粒子が大きすぎると当然のことながら一次転写に必要な電界が与えられなくなる。必要な転写電界はトナーや感光ドラム、中間転写ベルトの特性や一次転写構成によって複雑に変化するので一意には定められないが、それぞれの条件において、適切な上限粒径のスペーサー粒子を選択することが好ましい。本実施例でもトナーＨでは一次転写における転写性の低下がみられた。
【００６６】
次に、スペーサー粒子の粒径の下限について調べるために有色トナーの載り量を変えて同様の検討を行った。載り量は０．９０ｍｇ/ｃｍ2、１．４ｍｇ/ｃｍ2、１．６ｍｇ/ｃｍ2の３パターンとした。この結果をそれぞれ、図１０、図１１、図１２に示す。
【００６７】
図１０より、載り量０．９０ｍｇ/ｃｍ2は、通常モードでの転写均一性が目視評価でランク６であり、トナーＢ〜トナーＨで良好な転写性が得られた。なお、中間転写ベルト上でのトナー高さは１１．５μｍであった。
【００６８】
図１１より、載り量１．４ｍｇ/ｃｍ2は、通常モードでの転写均一性が目視評価でランク４であり、トナーＤ〜トナーＨで良好な転写性が得られた。なお、中間転写ベルト上でのトナー高さは１７．８μｍであった。
【００６９】
図１２より、載り量１．６ｍｇ/ｃｍ2は、通常モードでの転写均一性が目視評価でランク３であり、トナーＥ〜トナーＨで良好な転写性が得られた。なお、中間転写ベルト上でのトナー高さは１７．８μｍであった。
【００７０】
以上の結果から、中間転写ベルト上のトナー高さをＴ、スペーサー粒子の個数平均粒径をＤとしたとき、転写性の改善に必要なスペーサー粒子の下限条件は、次式を満たすものである。
Ｄ＞０．８Ｔ  ・・・（式１）
スペーサー粒子の粒径分布は、ブロードでありすぎると、その効果にバラツキが生じるので極力シャープな方が好ましく、変動係数（ＣＶ）が１５％以下が好適に用いることができる。円形度に関しても、あまり低いとスペーサー効果にバラツキが生じるので、円形度が０．９５０〜１．０００であることが好ましい。
【００７１】
[スペーサー（透明トナー）ドットの大きさ]
スペーサーとして機能させるスペーサー粒子のドットが画像上で目につくことは好ましくない。有色トナー中でスペーサー粒子が形成するドットは白い点となるが、これが８０μｍ以上であると肉眼で認識できるために、その大きさ以下であることが必要がある。
【００７２】
本実施例では画像形成部Ｐａでの潜像コントラストを制御することでこの条件を満たすスペーサー粒子のドットを均一に形成することができた。
【００７３】
[画像処理シーケンスの説明]
図１３は本実施例における画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。図１３において、コントローラ部２００は、全体制御を司るＣＰＵ２０２、予め制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ２０３、処理中データのワークエリアとして利用されるＲＡＭ２０４、から構成されている。ＣＰＵ２０２はＲＯＭ２０３に格納されたプログラムに応じて、あらかじめ定められた処理を実行し、エンジン部２１０を制御する。コントローラ部２００はまた、外部装置である不図示のホスト装置から入力された画像データを入力部２０１に格納し、各色の有色画像および透明画像の画像データをＲＡＭ２０４上に展開し、エンジン部２１０に対して該画像データの送信のほか、制御命令や情報の送受信を行う。
【００７４】
エンジン部２１０は、プリンタエンジン制御部２１１を有し、該プリンタエンジン制御部２１１が、本実施形態のプリンタエンジンにおける各モータ２１２、各デバイス２１３、各センサ２１４を制御する。ここで、各モータ２１２は、感光ドラムや記録材搬送系の駆動に用いるモータ等である。また、各デバイス１１３は、レーザスキャナや感光ドラム、記録搬送系、現像装置、定着装置等である。また、各センサ２１４は、ＣＣＤイメージセンサや濃度センサ、温度センサ、湿度センサ等である。プリンタエンジン制御部２１１は、コントローラ部２００からの入力や各センサ２１４からの情報に応じて、各モータ２１２や各デバイス２１３の制御を行う。   操作部２２０は、不図示のハードディスクドライブやコンピュータ、サーバ、ネットワーク等の各種リソースとのインタフェースを有しており、コントローラ部２００に対して、該リソースからの印刷画像データの入力を行う。
【００７５】
操作部２２０においてラフ紙モードが選択されると、コントローラー部ではスペーサー粒子配置プログラムが実行される。本実施例では中間転写ベルト上の載り量が０．６ｍｇ／ｃｍ2を超える領域でスペーサー粒子を配置するよう画像形成部Ｐａを制御する。
【００７６】
図１４は、その制御をおこなうためのプログラム構成図である。画像形成信号取得部３００は入力部２０１を介して画像データを取得し、画像展開部３０２に対して出力を行う。画像展開部３０１は画像形成信号取得部３００から画像データを受け入れると、画像データをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの有色画像に対応する画像データと透明トナーの透明画像領域に対応する画像データを展開しトナー層厚計算部３０２に対して出力する。トナー層厚計算部３０２では、ＲＯＭ２０３に格納された各色の画像データとその中間転写ベルト上のトナー載り量を対応させた参照テーブル（ＬＵＴ３０５）を参照して各色の中間転写ベルト上のトナー載り量を算出し、有色のトナー像を重ね合わせた時のトナー載り量が基準（０．６ｍｇ/ｃｍ２）を超えるか否かを判定し、基準を超える画像データをスペーサー粒子形成領域算出部３０３に出力する。またトナー層厚計算部では透明トナー画像データがある領域に関しては載り量の算出は行わない。スペーサー粒子形成領域算出部３０３ではスペーサーを配する領域を算出し、その画像領域情報を露光制御部３０４に送り、そこで生成した画像露光制御信号をプリンタエンジン制御部２１１に出力する。画像データは画像展開部３０２から直接に露光制御部３０４にも送られ画像露光制御信号をプリンタエンジン制御部２１１に出力する。
【００７７】
トナー層厚計算部３０２では、スペーサー粒子配置パターンの最小単位の領域ごとに各色を重ね合わせた時の合計ののり量を計算している。図６を用いて説明すると、スペーサー粒子配置パターンの最小単位は図中abcdによって囲まれた領域であり、この領域にかかる全ての画素において、濃度情報から得られる各色合計の載り量が０．６ｍｇ/ｃｍ２を超える場合、abcdに対応する位置にスペーサー粒子でドットを形成する。
【００７８】
また、トナー層厚計算部では透明画像データがある領域では載り量の算出を行わない、すなわちスペーサー粒子は適用しないが、スペーサー粒子は粒径が大きく転写効率が高く、ラフ紙においても転写均一性が高い。また有色トナーを巻き込んで転写するので、有色トナーの転写均一性を高める効果もあり、画質としては問題にならない。
【００７９】
図１５はコントローラー部において本実施例におけるスペーサー粒子配置プログラムを実行する場合に行う処理を示すフローチャートである。
【００８０】
ステップ４０１（Ｓ４０１）において、入力部２０１において画像データを取得する。ステップ４０２（Ｓ４０２）においてトナー層厚計算部３０２では、透明トナー画像領域とそれ以外の領域を識別し、透明トナー画像領域にはスペーサー粒子ドットを形成しないので、その領域の画像データは露光制御部３０４に出力しステップ４０６（Ｓ４０６）の処理に進む。透明トナー画像領域以外の画像データについてはステップ４０３（Ｓ４０３）に進み、スペーサー粒子配置パターンの最小単位にかかる画素ごとのトナー載り量を計算 する。そしてステップ４０４（Ｓ４０４）に進み、その画素ごとの載り量が全ての画素において基準以上であるが否かを判断する。そして基準以上であればステップ４０５（Ｓ４０５）に進み、以下であれば画像データは露光制御部３０４に出力され、ステップ４０６に進む。ステップ４０６では基準以上の載り量の領域にスペーサー粒子ドットを形成すべくその領域を決定し、有色トナーの画像データも含めて、全体の画像データを露光制御部３０４に出力する。そしてステップ４０７（Ｓ４０７）にて画像露光を行う。
【００８１】
[ラフ紙モードの応用]
本実施例におけるラフ紙モードはトナーと中間転写体との付着力の上昇を抑制するものであるので、ラフ紙の転写に対応する以外にも、中間転写体とトナーの付着力の増大に起因する画像不良であれば、対策として適用することができる。
【００８２】
一例として、現像剤が現像器の中で長時間攪拌された場合に生じる、転写不良である。この原因は、現像器の中で現像剤が攪拌される中でトナーが圧力を受け、トナーに添加してあるシリカ粒子がトナー樹脂中に埋没することによって生じる付着力の上昇である。シリカ粒子が埋没したトナーも、一次転写ニップの圧力によって中間転写体とトナーの付着力がさらに増大し、画像不良が生じる。つまり現像剤が現像機中で長時間攪拌されることで、転写不良による濃度ムラはさらに置き易くなり、初期は転写が良好であった転写材でも転写不良が生じる場合がある。この場合においても、ラフ紙モードを適用することで、転写不良を改善することができる。
【００８３】
[ラフ紙モードと普通紙モードの切り替え]
ラフ紙モードと普通紙モードの切り替えは操作部２２０からユーザーが適宜行う。切り替え手段はこれに限ったものではなく、例えば転写材の表面凹凸や厚みを検知するセンサーを設けて、自動的に行ってもよい。また、画像出力履歴からトナーの付着力を予想して、その結果に基づき自動的に切り替えてもよい。
【００８４】
＜第２実施例＞
本実施例では、有色トナーの載り量によって、スペーサー粒子ドット間隔を変えることを特徴とする。本実施例により、スペーサー粒子の必要度に応じて、スペーサー粒子の存在密度を変えられるので、スペーサー粒子を効率的に使用することができる。転写ローラーによって付勢された転写ニップ中ではスペーサー粒子の間ではたわみが生じるので、有色トナーに圧が掛からないようにするためのスペーサー間隔は、有色トナーの載り量（トナー高さ）によって異なる。したがって、載り量によってスペーサー間隔を変えられるようにすれば、必要以上にスペーサーを配置することがなくなるので、粒子の消費を抑制することができる。
【００８５】
本実施例では図１６に示すように、スペーサー粒子配置パターンの最小単位を基準に３つの領域、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３について、その領域にかかる画素ごとの載り量を計算する。領域のサイズとしてはＲ1は最小単位の３×３の領域、Ｒ２は２×２の領域、Ｒ３は最小単位である。そして、各領域サイズそれぞれについて、その領域にかかる画素について載り量を算出し、Ｒ１においては全ての画素において中間転写ベルト上のトナー載り量が０．６ｍｇ/ｃｍ２以上ならスペーサーを配置、さらにＲ２、Ｒ３ではそれぞれ、１．０ｍｇ/ｃｍ２、１．５ｍｇ/ｃｍ２以上ならスペーサーを配置することとした。図１６におけるスペーサー配置パターンは本実施例の一例である。
【００８６】
図１７はコントローラー部２００において本実施例におけるスペーサー粒子配置プログラムを実行する場合に行う処理を示すフローチャートである。
【００８７】
ステップ５０１（Ｓ５０１）において、入力部２０１において画像データを取得する。ステップ５０２（Ｓ５０２）においてトナー層厚計算部３０２では、透明トナー画像領域とそれ以外の領域を識別し、透明トナー画像領域にはスペーサー粒子ドットを形成しないので、その領域の画像データは露光制御部３０４に出力しステップ５１２（Ｓ５１２）の処理に進む。透明トナー画像領域以外の画像データについてはステップ５０３（Ｓ５０３）に進み、領域Ｒ１におけるスペーサー粒子配置パターンの最小単位にかかる画素ごとのトナー載り量を計算 する。そしてステップ５０４（Ｓ５０４）に進み、その画素ごとの載り量が全ての画素において領域Ｒ１基準以上であるが否かを判断する。
【００８８】
そして基準以上であればステップ５０５（Ｓ５０５）に進み、以下であればステップ５０６（Ｓ５０６）に進む。ステップ５０５では基準以上の載り量の領域にスペーサー粒子ドットを形成すべくその領域を決定する。そしてステップ５０６に進む。ステップ５０６では領域Ｒ２におけるスペーサー粒子配置パターンの最小単位にかかる画素ごとのトナー載り量を計算 する。そしてステップ５０７（Ｓ５０７）に進み、その画素ごとの載り量が全ての画素において領域Ｒ２基準以上であるが否かを判断する。
【００８９】
そして基準以上であればステップ５０８（Ｓ５０８）に進み、以下であればステップ５０９（Ｓ５０９）に進む。ステップ５０８では基準以上の載り量の領域にスペーサー粒子ドットを形成すべくその領域を決定する。ステップ５０９（Ｓ５０９）では領域Ｒ３におけるスペーサー粒子配置パターンの最小単位にかかる画素ごとのトナー載り量を計算 する。そしてステップ５１０（Ｓ５１０）に進み、その画素ごとの載り量が全ての画素において領域Ｒ３基準以上であるが否かを判断する。そして基準以上であればステップ５１１（Ｓ５１１）に進み、以下であればステップ５１２（Ｓ５１２）に進む。ステップ５１１では基準以上の載り量の領域にスペーサー粒子ドットを形成すべくその領域を決定する。ステップ５１２では基準以上の載り量の領域にスペーサー粒子ドットを形成すべくその領域を決定し、有色トナーの画像データも含めて、全体の画像データを露光制御部３０４に出力する。そしてステップ５１３（Ｓ５１３）にて画像露光を行う。
【００９０】
【表１】
2015125305.tif 000003
【符号の説明】
【００９１】
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅ        画像形成ユニット  
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ        感光ドラム
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ        帯電器
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ        露光
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ        現像器
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ        クリーニング装置
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ        転写ローラー
７      中間転写ベルト
８１    テンションローラー
８２    駆動ローラー
８３    二次転写対向ローラー
９１    定着ローラー
９２    加圧ローラー
１０    給紙カセット
１１    給紙ローラー
１２    レジローラー
１３    定着搬送ベルト
１４    排紙トレイ
１００    画像形成装置
２００    コントローラー部
２０１    入力部
２０２    ＣＰＵ
２０３    ＲＯＭ
２０４    ＲＡＭ
２１０    エンジン部
２１１    プリンタエンジン制御部
２１２    各モーター
２１３    各デバイス
２１４    各センサ
４０１    転写材表面
４０２    転写電荷
６０１    振動子
６０２    ホーン
６０３    中間転写ベルトの切片
６０４    トナー
６０７    透明トナー（スペーサー粒子）
【図３】
2015125305.tif 000004
【図１】
2015125305.tif 000005
【図２】
2015125305.tif 000006
【図４】
2015125305.tif 000007
【図５】
2015125305.tif 000008
【図６】
2015125305.tif 000009
【図７】
2015125305.tif 000010
【図８】
2015125305.tif 000011
【図９】
2015125305.tif 000012
【図１０】
2015125305.tif 000013
【図１１】
2015125305.tif 000014
【図１２】
2015125305.tif 000015
【図１３】
2015125305.tif 000016
【図１４】
2015125305.tif 000017
【図１５】
2015125305.tif 000018
【図１６】
2015125305.tif 000019
【図１７】
2015125305.tif 000020