(57)【要約】【課題】中抜け現象の生じない良好な画像が形成される画像形成装置を提供する。【解決手段】使用トナーの個数平均粒径が３〜９μｍの間のＤμｍであるとき、制御手段は前記トナー像部分がそれぞれに所定のトナー付着量となる露光手段の露光量で露光されるパターンに対して、パターン外縁部に沿った８Ｄ〜１５Ｄμｍの範囲Ｈに対しては１００％、その内側の範囲Ｌに対しては５０〜８０％のトナー付着量の露光量となる露光がなされるよう制御を行う。【選択図】        図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、該感光体近傍に設けた感光体表面の一様帯電を行う帯電手段と、該感光体上を露光して潜像形成を行う像露光手段と、トナーとキャリアとから成る２成分現像剤を用いて潜像部分を現像してトナー像とする現像手段と一次転写手段、二次転写手段、中間転写体を有し、前記感光体上に形成されたトナー像を一次転写手段により一旦中間転写体上に転写したのち、二次転写手段により中間転写体より転写紙上にトナー像の転写を行う制御手段を有した画像形成装置において、
使用トナーの個数平均粒径がＤμｍであるとき、前記制御手段は前記トナー像部分がそれぞれに所定のトナー付着量となる露光手段の露光量で露光されるパターンに対して、パターン外縁部に沿った８Ｄ〜１５Ｄμｍの範囲に対しては１００％、その内側の範囲に対しては５０〜８０％のトナー付着量の露光量となる露光がなされるよう前記制御手段で制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記のトナーは１．２〜１．６の形状係数を有し、個数平均粒径が３〜９μｍであ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】
前記トナーが角がないトナー粒子を５０個数％以上含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナーがトナー粒子の粒径をＤ０（μｍ）とするとき、自然対数ＩｎＤ０を横軸にとり、この横軸を０．２３間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおける最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ１）と、前記最頻度階級の次に高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ２）との和（Ｍ）が７０％以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体は体積抵抗率１×１０４〜１×１０１２Ωｃｍのポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネートの何れかの材料から成る半導電樹脂であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記感光体はドラム形状の感光体であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記一次転写手段は芯金にスポンジ状ゴムを付したローラを用いたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記一次転写手段の位置は中間転写体と感光体との接触開始点よりも中間転写体の進行方向下流側に位置するとを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
感光体から中間転写体へトナー像転写を行う前記一次転写手段の相対的位置は、感光体と中間転写体との接触領域の中心点よりも回転方向上流側１０ｍｍ、下流側１０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記二次転写手段は、中間転写体とそれを挟み込むようにバックアップローラと二次転写部材とから成り、バックアップローラの抵抗値が１×１０５〜１×１０７Ωであり、二次転写部材の体積抵抗率が１×１０５〜１×１０７Ω・ｃｍであり定電流制御がなされることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
中間転写体から転写紙へのトナー像転写を行う二次転写手段の相対的位置は、中間転写体と転写紙との接触領域の中心点よりも回転方向上流側２０ｍｍ、下流側２０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
転写領域を形成するために設けるニップ形成ロールは可動式であり、画像形成動作以外は接触を解除することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
転写領域を形成するために設けるニップ形成ロールは金属で形成され、回転するための回転駆動手段を有していないことを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
複数の感光体と現像手段とを有し、複数の感光体から１つの中間転写体へトナーを転写し、中間転写体上のトナー像を転写紙に一括して転写することを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転写方式の画像形成装置に係わり、電子写真感光体上に形成したトナー像を中間転写体上に転写し、更にそのトナー像を転写紙上に転写してプリント画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置には、感光体上にトナー像を形成し、一旦中間転写体上に転写したのち、更にそのトナー像を転写紙上に転写してプリント画像を形成する画像形成装置がある。かかる方式の画像形成装置は、複数の感光体上にトナー像をそれぞれ形成し、これを中間転写体上に重ね合わせて形成するようにしたカラー画像形成装置に多く適用されている。
【０００３】
かかる方式の画像形成装置では、感光体と中間転写体とが圧着してトナー像の転写を行う一次転写部、中間転写体と転写紙とが圧着してトナー像の転写を行う二次転写部において、トナー像は押圧された状態でトナーとは逆極性の転写バイアスが印加されて転写が行われる。この際、ある程度の層厚をもったトナー像の場合にはトナーの圧縮凝集が生じ、トナー像の一部が転写されないという現象が生じる。この現象はトナー像の周縁部よりも中央部近くで顕著に発生する傾向にある。この現象を中抜け現象といい中抜け現象が生じたときはプリント画像の画質が著しく低下する。
【０００４】
この中抜けに現象に対する対策として、▲１▼トナー像部分へのトナー付着量を少なくしてトナー凝集が起きにくくする。▲２▼表面エネルギーの関係を、感光体＜中間転写体＜転写紙として転写しやすい条件設定を行う（例えば特許文献１参照）。▲３▼感光体と中間転写体、中間転写体と転写紙との間でそれぞれ速度差を設けてトナー凝集が起きにくくする（例えば特許文献１参照）、等の対策がとられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２１１７５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の中抜け現象を解消させようとする提案も問題点を有している。▲１▼の解消策は、画像に対するトナー量が減ることで画像濃度が不足し、画像もボンヤリした印象を与えるような画像となる。▲２▼の解消策は、感光体や中間転写体に適合した材料を選択することによって達成でき、初期においては性能が確保できるものの通紙枚数が増えるに従ってその効果はなくなってくる。また、感光体や中間転写体に潤滑材を塗布する方法もあるが、この方法では塗布機構を設けるためスペースが必要となり、コストアップともなる。▲３▼の解消策は、速度差を大きくとるとるきは画質の劣化が認められるようになり、速度差を小さくするときは中抜け現象を若干低減する程度の効果に止まっている。
【０００７】
本発明は、中抜け現象を解消して、常に良質の転写画像が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために本発明は以下のように構成している。
【０００９】
請求項１記載の発明は、「感光体と、該感光体近傍に設けた感光体表面の一様帯電を行う帯電手段と、該感光体上を露光して潜像形成を行う像露光手段と、トナーとキャリアとから成る２成分現像剤を用いて潜像部分を現像してトナー像とする現像手段と一次転写手段、二次転写手段、中間転写体を有し、前記感光体上に形成されたトナー像を一次転写手段により一旦中間転写体上に転写したのち、二次転写手段により中間転写体より転写紙上にトナー像の転写を行う制御手段を有した画像形成装置において、
使用トナーの個数平均粒径がＤμｍであるとき、前記制御手段は前記トナー像部分がそれぞれに所定のトナー付着量となる露光手段の露光量で露光されるパターンに対して、パターン外縁部に沿った８Ｄ〜１５Ｄμｍの範囲に対しては１００％、その内側の範囲に対しては５０〜８０％のトナー付着量の露光量となる露光がなされるよう前記制御手段で制御を行うことを特徴とする画像形成装置。」である。
【００１０】
この請求項１記載の発明によれば、多数枚プリントを行っても中抜け現象が生じることがなく、文字画像についてもシマリのある良好な画質の画像記録がなされることとなる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、「前記のトナーは１．２〜１．６の形状係数を有し、個数平均粒径が３〜９μｍであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。」である。
【００１２】
この請求項２記載の発明によれば、かぶりの発生やトナー飛散が生じることなく、高画質の中抜け現象のない画像記録がなされることとなる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、「前記トナーが角がないトナー粒子を５０個数％以上含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。」である。
【００１４】
この請求項３記載の発明によれば、トナーの帯電性が安定し、中抜け現象の生じることのない階調性にも優れた良質の画像を長期にわたって安定して得られることとなる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、「前記トナーがトナー粒子の粒径をＤ０（μｍ）とするとき、自然対数ＩｎＤ０を横軸にとり、この横軸を０．２３間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおける最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ１）と、前記最頻度階級の次に高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ２）との和（Ｍ）が７０％以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。」である。
【００１６】
この請求項４記載の発明によれば、トナー粒度分布の分散が狭くなるので、選択現像の発生を抑制し、中抜け現象のない安定して忠実性の高い高画質の画像が得られるとこことなる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、「前記中間転写体は体積抵抗率１×１０４〜１×１０１２Ωｃｍのポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネートの何れかの材料から成る半導電樹脂であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。」である。
【００１８】
この請求項５記載の発明によれば、中間転写体は耐久性に優れていて、従来にあっては、かかる弾性においてやや欠ける中間転写体を用いるときは中抜け現象が生じ易い傾向にあるが、本発明によるときは中間転写体が耐久性において優れていると共に、中抜け現象も生じない現像記録がなされることとなる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、「前記感光体はドラム形状の感光体であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。」である。
【００２０】
この請求項６記載の発明によれば、感光体は極めて安定した姿勢で回転がなされるので、良質の画像が形成され、中抜け現象の生じない画像記録がなされることとなる。
【００２１】
請求項７記載の発明は、「前記一次転写手段は芯金にスポンジ状ゴムを付したローラを用いたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。」である。
【００２２】
請求項８記載の発明は、「前記一次転写手段の位置は中間転写体と感光体との接触開始点よりも中間転写体の進行方向下流側に位置するとを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。」である。
【００２３】
請求項９記載の発明は、「感光体から中間転写体へトナー像転写を行う前記一次転写手段の相対的位置は、感光体と中間転写体との接触領域の中心点よりも回転方向上流側１０ｍｍ、下流側１０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。」である。
【００２４】
この請求項７〜９記載の発明によれば、感光体から中間転写体への一次転写は良好に行われて、中抜け現象のり生じない良質の画像記録がなされることとなる。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、「前記二次転写手段は、中間転写体とそれを挟み込むようにバックアップローラと二次転写部材とから成り、バックアップローラの抵抗値が１×１０５〜１×１０７Ωであり、二次転写部材の体積抵抗率が１×１０５〜１×１０７Ω・ｃｍであり定電流制御がなされることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の画像形成装置。」である。
【００２６】
請求項１１記載の発明は、「中間転写体から転写紙へのトナー像転写を行う二次転写手段の相対的位置は、中間転写体と転写紙との接触領域の中心点よりも回転方向上流側２０ｍｍ、下流側２０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の画像形成装置。」である。
【００２７】
この請求項１０、１１記載の発明によれば、中間転写体から転写紙への二次転写は良好に行われて、中抜け現象の生じない良質の画像記録がなされることとなる。
【００２８】
請求項１２記載の発明は、「転写領域を形成するために設けるニップ形成ロールは可動式であり、画像形成動作以外は接触を解除することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像形成装置。」である。
【００２９】
請求項１３記載の発明は、「転写領域を形成するために設けるニップ形成ロールは金属で形成され、回転するための回転駆動手段を有していないことを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の画像形成装置。」である。
【００３０】
この請求項１２、１３記載の発明によれば、ニップ形成ロールを設けることによって安定した転写領域が形成され、良好な転写が行われて中抜け現象の生じない良質の画像記録がなされることとなる。
【００３１】
請求項１４記載の発明は、「複数の感光体と現像手段とを有し、複数の感光体から１つの中間転写体へトナーを転写し、中間転写体上のトナー像を転写紙に一括して転写することを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の画像形成装置。」である。
【００３２】
この請求項１４記載の発明によれば、従来はトナー像が重なりトナー層厚が厚くなることから中抜け現象がしばしば発生する傾向にあったのが改善されて、中抜け現象の生じない良質の画像記録がなされることとなる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（１）本発明が適用される画像形成装置について説明する。
【００３４】
本発明の一実施形態として示すカラー画像形成装置は、複数の像担持体である感光体上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）トナーから成るトナー像をそれぞれ形成し、複数の感光体上に形成されたトナー像を、中間転写体を介して転写材上に重ね合わせて形成されるタンデム型のカラー画像形成装置である。
【００３５】
図１の断面図に示すカラー画像形成装置は、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、中間転写ユニット７と、給紙搬送手段及び定着装置２４とから成っている。
【００３６】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、ドラム形状をした感光体である感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。図２は１組の画像形成部１０を取り出して示した断面図である。
【００３７】
各画像形成部１０を構成する感光体ドラム１は、有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散したものを接地された金属製のシリンダ状の基板上に塗布してあり、電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚２５μｍであって、ドラム径φ６０ｍｍで矢示方向に１８０ｍｍ／ｓの周速で駆動回転される。
【００３８】
２は回転する感光体ドラム１の周囲を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電手段である。
【００３９】
３はレーザ走査方式をとった像露光手段で、半導体レーザ（ＬＤ）を用い、その出力パワーは３００μＷである。像露光手段３はレーザビームを出射して感光体ドラム１の一様に帯電した表面を走査露光し、静電潜像を形成する。
【００４０】
像露光手段３の下流側で現像装置４の上流には感光体表面の電位を測定する電位センサＳＰが設けられていて、感光体の非画像部の電位は電位センサＳＰの検出電位に基づいてフィードバック制御（本実施例では制御可能範囲は−５００Ｖ〜−９００Ｖ）がなされ、全露光電位は−５０〜０Ｖとなる。
【００４１】
現像装置４は、感光体ドラム１上の静電潜像をトナー像として現像する。接触或いは非接触による現像が、イメージ露光と反転現像との組み合わせで現像が行われる。２成分現像剤が用いられ、現像器内でのトナー濃度は４質量％に維持される。
【００４２】
本実施の形態に係る画像形成装置の現像装置４はトナーとキャリアを含有する２成分現像剤を用いて現像を行う。
【００４３】
非磁性トナーと磁性キャリアを含有する２成分現像剤のトナーとしては重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定しかぶりの発生が極めて少ない画像形成装置が可能となる。
【００４４】
重合トナーは次のような製造方法により製造される。
トナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状とがバインダー樹脂の原料モノマー又はプレポリマーの重合及びその後の化学的処理により形成されて得られる。より具体的には、懸濁重合又は乳化重合等の重合反応と必要によりその後に行われる粒子同士の融着工程を経て得られ、重合トナーでは、原料モノマー又はプレポリマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布及び形状の均一な球形トナーが得られる。
【００４５】
本発明において用いるトナーの粒径は個数平均粒径で３〜９μｍであることが望ましい。更に好ましくは４〜８μｍがよい。これにより、解像力が高い画像が安定的に得ることが出来、かつトナー飛散やクリーニング不良も適正な対策を採れば防止できる。なお、体積平均粒径２μｍ未満ではトナー飛散等で実用性がない。
【００４６】
トナー粒径（樹脂粒子も同じ）の個数平均粒径は、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ、コルターマルチサイザー、ＳＬＡＤ１１００（島津製作所社製  レーザー回折式粒径測定装置）等を用いて測定することができ、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ及びコールターマルチサイザーを用いる場合にはアパーチャー径＝１００μｍのアパーチャーを用いて２．０〜４０μｍの範囲における粒径分布を用いて測定されたものを示す。
【００４７】
本発明に用いるトナーの粒径は、重合法によりトナー粒子を形成させる場合には、前に詳述したトナーの製造方法において、凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、または融着時間、さらには重合体自体の組成によって制御することができる。
【００４８】
本発明に用いるトナーは、トナーの形状係数が１．２〜１．６の範囲にあるトナー粒子の割合を６５個数％以上とすることが好ましい。
【００４９】
トナーの形状係数は、下記式により示されるものであり、トナー粒子の丸さの度合いを示す。
【００５０】
形状係数＝（（最大径／２）２×π）／投影面積
ここに、最大径とは、トナー粒子の平面上への投影像を２本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。また、投影面積とは、トナー粒子の平面上への投影像の面積をいう。
【００５１】
この形状係数は、走査型電子顕微鏡により２０００倍にトナー粒子を拡大した写真を撮影し、ついでこの写真に基づいて「ＳＣＡＮＮＩＮＧ  ＩＭＡＧＥ  ＡＮＡＬＹＺＥＲ」（日本電子社製）を使用して写真画像の解析を行うことにより測定した。この際、１００個のトナー粒子を使用して本発明の形状係数を上記算出式にて測定したものである。
【００５２】
この形状係数が１．２〜１．６の範囲にあるトナー粒子の割合が６５個数％以上であることにより、転写材に転写されたトナー層におけるトナー粒子の充填密度が高くなって定着性が向上し、オフセットが発生しにくくなる。また、トナー粒子が破砕しにくくなって帯電付与部材の汚染が減少し、トナーの帯電性が安定する。
【００５３】
トナーは体積平均粒径をＤｖ、個数平均粒径Ｄｐとしたときに１．３＞（Ｄｖ／Ｄｐ）＞１．０の関係にあることが好ましい。
【００５４】
本発明で使用するトナーを構成するトナー粒子中、角がないトナー粒子の割合は５０個数％以上であることが好ましく、この割合が７０個数％以上であることがより好ましい。
【００５５】
角がないトナー粒子の割合が５０個数％以上であることにより、摩耗、破断しやすいトナー粒子および電荷の集中する部分を有するトナー粒子が減少することとなり、帯電量分布がシャープとなって、帯電性も安定し、良好な画質を長期にわたって形成できる。
【００５６】
ここに、角がないトナー粒子とは、電荷の集中するような突部またはストレスにより摩耗しやすいような突部を実質的に有しないトナー粒子を言い、具体的には以下のトナー粒子を角がないトナー粒子という。すなわち、図３（ａ）に示すように、トナー粒子の長径をＬとするときに、半径（Ｌ／１０）の円で、トナー粒子の周囲線に対し１点で内側に接しつつ内側をころがした場合に、当該円がトナーの外側に実質的にはみださない場合を「角がないトナー粒子」という。「実質的にはみ出さない場合」とは、はみ出す円が存在する突起が１箇所以下である場合をいう。また、「トナー粒子の長径」とは、当該トナー粒子の平面上への投影像を２本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。なお、図３（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ角のあるトナー粒子の投影像を示している。
【００５７】
角がないトナー粒子の割合の測定は次のようにして行った。先ず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して１５，０００倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の角の有無を測定する。この測定を１００個のトナー粒子について行った。
【００５８】
角がないトナーを得る方法は特に限定されるものではない。例えば、形状係数を制御する方法として前述したように、トナー粒子を熱気流中に噴霧する方法、またはトナー粒子を気相中において衝撃力による機械的エネルギーを繰り返して付与する方法、あるいはトナーを溶解しない溶媒中に添加し、旋回流を付与することによって得ることができる。
【００５９】
また、樹脂粒子を会合あるいは融着させることで形成する重合法トナーにおいては、融着停止段階では融着粒子表面には多くの凹凸があり、表面は平滑でないが、形状制御工程での温度、攪拌翼の回転数および攪拌時間等の条件を適当なものとすることによって、角がないトナーが得られる。これらの条件は、樹脂粒子の物性により変わるものであるが、例えば、樹脂粒子のガラス転移点温度以上で、より高回転数とすることにより、表面は滑らかとなり、角がないトナーが形成できる。
【００６０】
また、本発明に用いるトナーとしては、トナー粒子の粒径をＤ０（μｍ）とするとき、自然対数ｌｎＤ０を横軸にとり、この横軸を０．２３間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ１）と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ２）との和（Ｍ）が７０％以上であるトナーであることが好ましい。
【００６１】
相対度数（ｍ１）と相対度数（ｍ２）との和（Ｍ）が７０％以上であることにより、トナー粒子の粒度分布の分散が狭くなるので、当該トナーを画像形成工程に用いることにより選択現像の発生を確実に抑制することができる。
【００６２】
本発明において、前記の体積基準の粒度分布を示すヒストグラムは、自然対数ｌｎＤ（Ｄ：個々のトナー粒子の粒径）を０．２３間隔で複数の階級（０〜０．２３：０．２３〜０．４６：０．４６〜０．６９：０．６９〜０．９２：０．９２〜１．１５：１．１５〜１．３８：１．３８〜１．６１：１．６１〜１．８４：１．８４〜２．０７：２．０７〜２．３０：２．３０〜２．５３：２．５３〜２．７６・・・）に分けた体積基準の粒度分布を示すヒストグラムであり、このヒストグラムは、下記の条件に従って、コールターマルチサイザーにより測定されたサンプルの粒径データを、Ｉ／Ｏユニットを介してコンピュータに転送し、当該コンピュータにおいて、粒度分布分析プログラムにより作成されたものである。
【００６３】
本発明に使用するトナーには、シリカ、チタニア、硫酸バリウム、高分子微粒子、滑剤のうち前記５材料全て、或いは５材料のうち高分子微粒子を含まないもの、或いは５材料のうち硫酸バリウムを含まないものを表面に添加し、添加した外添剤を表面に固定化する手段をとったトナーを用いることが好ましい。
【００６４】
トナーにシリカを添加する場合には、添加するシリカは粒径の異なる２種類のシリカであることが好ましい。またトナーにチタニアを添加する場合には、添加するチタニアは粒径の異なる２種類のチタニアであることが好ましい。
【００６５】
トナーに添加する２種類のシリカの粒径は１０〜３０ｎｍのもの（Ａシリカ）と２０〜１００ｎｍのもの（Ｂシリカ）であり、Ａシリカの添加量は０．１〜０．３質量％、Ｂシリカの添加量は０．５〜１．５質量％であり、トナーに添加する２種類のチタニアの粒径は１０〜３０ｎｍのもの（ａチタニア）と２０〜１００ｎｍのもの（ｂチタニア）であり、添加量はそれぞれ０．１〜０．５質量％であり、硫酸バリウムの添加量は０．１〜１質量％であり、高分子微粒子の添加量は０．１〜０．５質量％であり、滑材の添加量は０〜０．４質量％であることが好ましい。
【００６６】
キャリアとしては、体積平均粒径が３０〜６５μｍで磁化量が２０〜７０ｅｍｕ／ｇの磁性粒子からなるフェライトコアのキャリアが好ましい。３０μｍよりも粒径の小さなキャリアではキャリア付着が生じやすくなる。また、６５μｍよりも粒径の大きなキャリアでは、均一な濃度の画像が形成されない場合が生じうる。
【００６７】
上記現像剤を用いて現像装置４によって現像された感光体ドラム１上のトナー像は、一次転写手段によって中間転写体３１上に転写が行われる。
【００６８】
３５は弾性層を有する回転体形状の接触帯電部材としての一次転写ローラであって、本実施例ではローラ径φ２０ｍｍ、抵抗１×１０６Ωの発泡ゴムローラで、材質にはエピクロルヒドリンを使用し、硬度３０度（アスカーＣ）、感光体へ中間転写体３１を介して０．５Ｎをもって押圧し、感光体ドラム１と中間転写体３１との間で一次転写ニップ部（転写位置）Ｎ１を形成している。
【００６９】
中間転写体３１はシームレスの無端状の転写ベルトであって、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネートの何れかの材料から成る半導電樹脂製のベルトで、体積抵抗率が１×１０４〜１×１０１２Ω・ｃｍ、本実施例では１×１０８Ω・ｃｍのものが用いられ、テンション５Ｎをもって張架されている。
【００７０】
感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ニップ部Ｎ１において２０μＡの定電流制御が行われＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に重ね合わせて中間転写体３１上に一次転写が行われる。
【００７１】
トナー像の中間転写体３１への転写後の感光体ドラム１の表面はクリーニング装置６により転写残トナーの清掃が行われる。本実施例においてはクリーニング手段としてウレタンゴム製のブレードが用いられ、クリーニングブレードはカウンタタイプに感光体ドラム１周面に摺接して清掃を行っている。クリーニング装置６を通過して表面が清掃された感光体ドラム１周面は、帯電前露光（ＰＣＬ）手段７によって照射がなされ、残留電位を低下して次の画像形成サイクルへと移行する。
【００７２】
中間転写体３１上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの一次転写位置Ｎ１間の間隔は９５ｍｍに保持されていて、中間転写体３１には、外径３１．６ｍｍ（９５ｍｍ／３）の駆動ローラ３２、バックアップローラ３３、テンションローラ３４が内接し、テンション５Ｎで張架して矢示方向に回転する。
【００７３】
図４（ａ）は、一次転写部の部分図を示したもので、中間転写体３１の内側に設けられたニップ形成ローラ３６が画像形成動作時には感光体ドラム１側へと押圧し、感光体ベルト１と中間転写体３１との間で接触領域を形成している。ニップ形成ローラ３６は金属をもって形成され、回動するための駆動を有さないで従動回転し、画像形成動作時以外では退避している。
【００７４】
一次転写ローラ３５の当接・転写位置は、感光体ドラム１と中間転写体３１との接触領域の中心点より上流側、下流側に１０ｍｍ以内に位置している。
【００７５】
本実施例においては、感光体ドラム１上の一次転写位置Ｎ１より下流側で、帯電手段２による帯電位置より上流側に、感光体上の電荷を接触して除去する電荷除去手段８が設けられていて、感光体上の電荷を除去し、感光体上で形成される次画像で、メモリに基づく画像不具合を解消することがなされている。
【００７６】
二次転写ローラ４５は半導電ローラで、紙背面から中間転写体３１を挟み込むようにしたバックアップローラ３３によって狭持している。接地されたバックアップローラ３３の抵抗値は１×１０５〜１×１０７Ω、本実施例においては、１×１０６Ωであり、二次転写ローラ４５の体積抵抗率は１×１０５〜１×１０７Ω・ｃｍ、本実施例においては１×１０６Ω・ｃｍで、転写時には二次転写バイアスの定電流制御がなされる。
【００７７】
図４（ｂ）は、二次転写部の部分図を示したもので、中間転写体３１の外側に設けられたニップ形成ローラ４６が画像形成動作時には記録材Ｐを中間転写体３１側へと押圧し、記録材Ｐと中間転写体３１との間で接触領域を形成している。ニップ形成ローラ４６は金属をもって形成され、回動するための駆動を有さないで従動回転し、画像形成動作時以外では退避している。
【００７８】
二次転写ローラ４５の当接・転写位置は、記録材Ｐと中間転写体３１との接触領域の中心点より上流側、下流側に２０ｍｍ以内に位置している。
【００７９】
本実施例においては、中間転写体３１上の二次転写位置Ｎ２より下流側で、最も近い一次転写位置Ｎ１より上流側に、中間転写体３１上の電荷を接触して除去する電荷除去手段３８が設けられていて、中間転写体上の電荷を除去し、中間転写体上に転写して形成される次画像で、メモリに基づく画像不具合を解消することがなされている。
【００８０】
給紙部より給紙された記録材Ｐは、レジストローラ２１によって中間転写体３１上に形成されたトナー像と同期して給紙がなされ、二次転写ニップ部（転写位置）Ｎ２においてトナー像の一括転写を受ける。二次転写ニップ部Ｎ２を通過した記録材Ｐは、中間転写体３１の面から分離され、定着装置２３へ搬送される。
【００８１】
定着装置２３は内部にヒータを配置した加熱ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂとより成り、トナー像を保持した記録材Ｐは加熱ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂとの間で加熱・加圧がなされて定着し、トナー像が定着された記録材Ｐは排紙ローラ２４によって機外の排紙トレイ上に排出される。
（２）本発明の中抜け現象の発生を無くす発明は、多くの転写時に発生した中抜け現象を解析した結果なされた発明であって、次の▲１▼，▲２▼のデータに基づく認識の下になされている。
【００８２】
▲１▼中抜け現象はある程度の広さをもった画像パターンの周縁部よりは中央部に近いトナー層厚の厚い（トナー付着量の多い）箇所に発生する。
【００８３】
▲２▼転写時において同じトナー層厚（トナー付着量）のときは、小粒径トナーを用いて現像を行った場合の方が大粒径トナーを用いて現像を行った場合と較べて中抜け現象が生じ易い。
【００８４】
例えば文字画像についてみると文字のライン幅が狭い（細い）場合には、当該箇所へのトナー付着量が多い場合にも中抜け現象は発生しない。文字のライン幅が広い（太い）場合には同じトナー付着量の場合に中抜け現象は発生し易くなる。図５（ａ）はライン幅が広い場合に生じる中抜け現象を断面図をもって示している。
【００８５】
本発明は使用トナーの個数平均粒径がＤμｍであるとき、パターン外縁部に沿った８Ｄ〜１５Ｄμｍの範囲Ｈに対して１００％、少なくとも９６％以上１００％、その内側の範囲Ｌに対しては５０〜８０％のトナー付着量となるよう露光を行うもので、図５（ｂ）には、図５（ａ）で示したと同じにトナー付着量が多くライン幅が広い画像に対して本発明による露光制御部を行ったときのトナーの付着状態の断面図を模式的に示している。このようなトナーの付着状態とするこによって、転写時における中抜け現象は発生しなくなる。また、露光量１００％の範囲Ｈに挟まれた露光量５０〜８０％の範囲Ｌが０となった場合（図５（ｃ））においても転写時における中抜け現象は発生しない。
【００８６】
なお、上記説明はモノクロ画像についてであって、カラー画像の場合には注目するトナー像は他色のトナーと重なり複雑なトナー付着状態で転写がなされるので、総てのトナー画像について適用することはできない。しかし、本発明者らのテストによってトナー像を重ね合わせて転写を行うカラー画像形成装置に対しても中抜け現象を解消するうえで極めて有効であることを確認している。テスト結果によれば、露光１００％の範囲Ｈを８Ｄμｍ未満に設定したときは画像濃度が不足していることが目立つようになる。また露光量１００％の範囲Ｈを１５Ｄμｍを超えるよう設定したときは中抜け現象が生じ易くなる。
【００８７】
図６には電気制御系の概要を示している。１０１は演算制御処理を行うＣＰＵで、演算基礎データを蓄積したＲＯＭ１０１、画像形成プログラムを記憶したＲＯＭ１０２、画像データ処理プログラムを記憶したＲＯＭ１０３等が接続されていて、ＣＰＵ１０１はインターフェース１１０を介して外部機器に接続されている。インターフェース１１０の入力側には読み取り画像データを出力する画像読み取り系１１１、電位センサＳＰ、光学センサ等の画像記録センサ１１２が接続され、インターフェース１１０の出力側には帯電制御駆動部、レーザ発光駆動部、現像バイアス駆動部、一次転写バイアス駆動部、二次転写バイアス駆動部等から成る画像形成手段駆動部１１３の各々が接続されている。
【００８８】
画像形成時には、ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０２に記録された画像形成プログラムを呼び出してインターフェース１１０を介して画像形成手段駆動部１１３の各駆動部に対して駆動制御を行って転写紙上に画像記録がなされる。
【００８９】
転写紙上に記録される画像は、インターフェース１１０を介して入力される画像読み取り系１１１からの画像データを、ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０３に記録された画像データ処理プログラムを呼び出して画像データ処理を行い、処理された画像データをインターフェース１１０を介して露光手段３のレーザ発光駆動部に出力することによって行われる。
【００９０】
図７には画像データ処理部の機能構成を示している。
画像読み取り系１１１からは走査によって読み取られた画像データを１画素の色情報をＢ、Ｇ、Ｒ色信号として出力する。画像メモリ２０１は印字する画像データ１ページ分の各色信号を記憶するメモリである。色変換部２０２てせはＢ、Ｇ、Ｒで表現された画像情報をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色信号に変換する。この変換はＲＯＭ１０１内に記憶された変換テーブルを用いて実現される。ガンマ補正部２０３ではＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色信号を実際の記録時の色材の色に合わせるための補正として行われる。
【００９１】
画像変調部２０４においては、本発明に基づく画像変調が行われる。ガンマ変換処理を終えた画像データから画像パターン形状の検知を行い、検知されたそれぞれのパターンのパターン外縁部に沿った８Ｄ〜１５Ｄμｍの範囲Ｈに対しては１００％、範囲Ｈによって囲まれた内側の範囲Ｌに対しては５０〜８０％のトナー付着量の露光量となるよう変調がなされる。ここで範囲Ｈを設定するのに必要とするトナー平均粒径Ｄは、使用する現像剤のトナー平均粒径で、使用状況に応じて予め入力される。また新規のトナーに変換するときは、その際にＤの値の変更が行われる。露光量１００％の範囲Ｈについては８Ｄ〜１５Ｄμｍの範囲内である例えば１０Ｄμｍ、範囲Ｈによって囲まれた内側の範囲Ｌに対しては５０〜８０％の範囲内である例えば７０％のトナー付着量の露光量となるような変調が行われ、それぞれ像露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋのレーザ発光駆動部に出力される。
【００９２】
図８には露光光量とトナー付着量（トナー層厚）との関係を示している。また、図９には一例としてＡ形状をしたパターンと、パターンの外縁部に沿って露光量１００％で露光を行う範囲Ｈの状態を示している。
【００９３】
本発明はパターンのトナー付着予定量に対しては外縁部周囲Ｈに対しては１００％、その内側範囲Ｌに対しては５０〜８０％のトナー付着量となるよう露光を行うものであるので、パターンのトナー付着予定量が所定のトナー付着予定量以上のパターンに対してのみ本発明を実施しトナー付着予定量が所定値以下では実施しないことによってもかなりの効果を得ることができる。
（３）図１によって説明したカラー画像形成装置を用いてテストを行っている。
何れも階調画像、線画像の混在した画像についてプリント枚数５０００枚のテストを行い、目視をもって中抜け現象の有無の評価を行い、中抜け現象を認めたプリント枚数を記録している。なお領域Ｈの範囲（全面）とあるのは、本発明を適用しないで画像形成を行った場合の状態を示している。なお、領域Ｈの範囲を６Ｄ以下に設定したときは、画像濃度の低下が認められるのでテストは実施していない。
【００９４】
使用している現像剤については、先に説明した小粒径の球形トナーで、形状係数は１．４で、粒子の相対度数の和は７５％、個数平均粒径４μｍ及び８μｍのトナーを用いている。
【００９５】
【表１】
2004258081.tif 000003
【００９６】
上記のテスト結果から、本発明によるときは如何なる画像に対しても完全に中抜け現象を解消してはいないが、実用上には極めて有効で、本発明の効果は充分に認められる。
【００９７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、多数枚プリントを行っても中抜け現象が生じることがなく、文字画像についてもシマリのある良好な画質の画像記録がなされることとなる。
【００９８】
請求項２記載の発明によれば、かぶりの発生やトナー飛散が生じることなく、中抜け現象のない高画質の記録がなされることとなる。
【００９９】
請求項３記載の発明によれば、トナーの帯電性が安定し、中抜け現象の生じることのない階調性にも優れた良質の画像を長期にわたって安定して得られることとなる。
【０１００】
請求項４記載の発明によれば、トナー粒度分布の分散が狭くなるので、選択現像の発生を抑制し、中抜け現象の生じない安定して忠実性の高い高画質の画像が得られることとなる。
【０１０１】
請求項５記載の発明によれば、中間転写体は耐久性に優れていて、しかも中抜け現象も生じることのない画像記録がなされることとなる。
【０１０２】
請求項６記載の発明によれば、感光体は極めて安定した姿勢で回転がなされるので、良質の画像が形成され、中抜け現象の生じない画像記録がなされることとなる。
【０１０３】
請求項７〜９記載の発明によれば、感光体から中間転写体への一次転写は良好に行われて、中抜け現象の生じない良質の画像記録がなされることとなる。
【０１０４】
請求項１０、１１記載の発明によれば、中間転写体から転写紙への二次転写は良好に行われて、中抜け現象の生じない良質の画像記録がなされることとなる。
【０１０５】
請求項１２、１３記載の発明によれば、ニップ形成ロールを設けることによって安定した転写領域が形成され、良好な転写が行われて中抜け現象への生じない良質の画像記録がなされることとなる。
【０１０６】
請求項１４記載の発明によれば、従来は中抜け現象がしばしば発生する傾向にあったのが改善されて中抜け現象の生じない良質の画像記録がなされることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー画像形成装置の断面図。
【図２】図像形成部の断面図。
【図３】角のないトナー粒子の説明図。
【図４】一次転写部、二次転写部の部分図。
【図５】トナーの付着状態を示す断面図。
【図６】電気制御系の概要を示すブロック図。
【図７】画像データ処理部の機能構成図。
【図８】露光光量とトナー層厚の関係を示すグラフ。
【図９】パターンと範囲Ｈの状態を示す説明図。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
２  帯電手段
３  像露光手段
４  現像装置
５  転写ローラ
８、３８  電荷除去手段
１０  画像形成部
３１  中間転写体
３５  一次転写ローラ
４５  二次転写ローラ
【図１】
2004258081.tif 000004
【図２】
2004258081.tif 000005
【図３】
2004258081.tif 000006
【図４】
2004258081.tif 000007
【図５】
2004258081.tif 000008
【図６】
2004258081.tif 000009
【図７】
2004258081.tif 000010
【図８】
2004258081.tif 000011
【図９】
2004258081.tif 000012