(57)【要約】【課題】  小型、低コストかつ、高速プリントが可能で、長期に渡り安定して高画質が得られるフルカラー画像形成装置を提供する。【解決手段】  感光体１の帯電電位の絶対値を３５０〜５５０Ｖなる低めの条件に設定し、転写後の転写材上でのトナー量が定着後に必要な画像濃度が確保できるように０．３〜０．７ｍｇ/ｃｍ2 なる高着色力を有するトナーを用いることで、感光体１の静電疲労が起こりにくくなり、かつ、プリント１枚当たりのトナー使用量が少なくなり、低コストで小型のフルカラー画像形成装置となる。【選択図】        図１
2004295144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、この感光体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、一様に帯電された前記感光体表面をドット状に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写材上に転写する転写手段と、前記転写材上のトナー像を定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
前記帯電手段による前記感光体の帯電電位の絶対値を３５０〜５５０Ｖなる条件に設定し、転写後の前記転写材上でのトナー量が０．３〜０．７ｍｇ/ｃｍ2 なる着色力を有するトナーを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナーは、その重量平均粒径が４．５〜８．５μｍであり、定着後の前記転写材上に形成された孤立ドットの平均直径が２５〜５０μｍであ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】
前記感光体の帯電電位を１／２に減衰させる露光量Ｉ0 、前記露光手段の露光量Ｉ、前記露光手段内の光源を変調するパルス幅をΔｔ、ドットピッチ間を走査する時間をＴとしたときにＤ＝Δｔ／Ｔで表される１画素に対する露光デューティＤとが、
４Ｉ0 ≦Ｉ  、かつ、  ０．２５≦Ｄ≦０．７５
なる関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体の帯電電位を１／２に減衰させる露光量Ｉ0 、前記露光手段の露光量Ｉ、前記露光手段内の光源を変調するパルス幅をΔｔ、ドットピッチ間を走査する時間をＴとしたときにＤ＝Δｔ／Ｔで表される１画素に対する露光デューティＤとが、
３Ｉ0 ＜Ｉ×Ｄ＜５Ｉ0 
なる関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
複数色のトナーと、各色毎に現像手段を備えたフルカラー画像形成装置であり、同一の前記転写材上に各色のトナー像を順次重ね合わせた後に前記定着手段により一括して定着し、フルカラー画像を形成することを特徴とする請求項１ないし４の何れか一に記載の画像形成装置。
【請求項６】
中間転写体と、前記感光体上のトナー像を前記中間転写体上に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材上に転写する第２の転写手段を備えた中間転写方式のフルカラー画像形成装置であり、前記中間転写体上に各色のトナー像を順次重ね合わせた後に前記第２の転写手段により一括して前記転写材上に転写して、フルカラー画像を形成することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
複数の感光体と、転写材坦持体と、前記感光体毎の転写手段とを備え、前記転写材坦持体上に坦持された前記転写材に各色のトナー像を順次転写してフルカラー画像を形成するタンデム方式のフルカラー画像形成装置であり、直径１５〜３５ｍｍの前記感光体が垂直方向に配設されていることを特徴とする請求項５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、電子写真法を利用した画像形成装置、特にフルカラーデジタル複写機やフルカラープリンタ等のフルカラー画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体を用いたデジタル複写機、プリンタ等の画像形成装置では、ＬＤ（レーザダイオード）やＬＥＤ（発光ダイオード）アレイを光源として画像情報に応じて感光体表面をドット状に露光して静電潜像を形成する。このような画像形成装置で高画質の画像を得る方法として、現在では記録密度４００dpi、１ドットに８ビットの情報量を持たせて、パルス幅変調とパワー変調を組み合わせて２５６階調の多値露光を行い、アナログ的な中間電位を持つ静電潜像を形成し、単位面積当たりのトナー付着量を変化させて階調表現を行う濃度階調方式が一般に使われている。
【０００３】
しかし、この方法では中間電位を用いているために、環境や経時による感光体や現像剤の変動の影響を受けやすく、特にハイライト部が不安定になりやすいという問題がある。また、１ドットに８ビットもの階調情報を持たせるということは、それだけ情報量が増えることになり、装置の高速化や高記録密度化を図る上で大きなコストアップの要因となる。
【０００４】
一方、別の階調表現方式としてディザ法、誤差拡散法等の面積階調法がある。面積階調法を用いた場合には濃度階調法に比べ１ドット当たりの情報量が少なくて済み、また、中間電位を使用しないため感光体や現像剤の変動の影響を受けにくい、という利点があるが、現状の４００dpiの記録密度ではドットの粗い低品質の画像しか得られない。逆に言えば、露光の記録密度を高くして解像度を向上させるとともに、形成された静電潜像を忠実に再現することができれば、面積階調法を用いることで安定して高画質を得ることができるといえる。そのためには、記録密度を高くして解像度の高い静電潜像を形成するとともに、現像工程や転写工程でのノイズを小さくして静電潜像を忠実に再現することが必要となる。
【０００５】
ところで、感光体表面をドット状に露光して静電潜像を形成する画像形成装置において高画質を得る方法として、例えば、特許文献１によれば、感光体上露光長さと解像度の関係について記載されている。ただし、この公報例に示される技術は、高感度感光体を使用することが前提となっており、高感度の感光体と組合せて使用しないと効果が得られないという問題点がある。高感度感光体はコスト高となりやすく、また、感度が高いため感光体交換時やジャム処理の際に室内光に暴露されただけでも感度劣化が起こる場合があり、取り扱いに細心の注意を要するという難点がある。
【０００６】
これに対して、本出願人が提案した特許文献２によれば、感光体感度と露光量及び露光時間の関係を適正化することで安定した高画質画像を得ることが示されている。この公報例によれば、高感度感光体は必須条件ではないため、高感度感光体を用いた場合だけでなく通常感度の感光体を用いた場合でも高画質を得ることができる。
【０００７】
このように、上述の２つの公報例によれば、安定したドット画像を得るための静電潜像の形成方法が示されている。しかし、何れも使用するトナーの粒径や着色力等の特性には全く言及されていない。たとえ高解像度の静電潜像を形成したとしても使用するトナーの粒径が大きいと潜像を忠実に再現することができずに、得られる画像は解像度の低いざらついた画像となってしまう。また、トナーの着色力が低く、必要となる画像濃度を得るために大量のトナーを必要とする場合には転写工程等でトナーの飛び散りが発生しやすく、画像品質を低下させてしまう。特にフルカラー画像形成装置のように複数色のトナーを多重転写する必要がある画像形成装置では、なおさらトナーの飛び散りが発生しやすい。ちなみに、フルカラー画像の形成に適したトナーの例としては、特許文献３によれば、高画質なフルカラー画像を得るためにトナーの粒径分布と、転写材上のトナー量が０．５ｍｇ/ｃｍ2 のときの定着後の画像濃度の関係について示されている。また、特許文献４によれば、所望の画像濃度を得るためのトナーの現像重量をイエロー、マゼンタ、シアンは０．５〜０．７ｍｇ/ｃｍ2、ブラックは０．７〜１．０ｍｇ/ｃｍ2に設定することでカラーバランスと色再現性が良好なフルカラー画像が得られるとされている。
【０００８】
感光体は帯電・露光のサイクルを繰返すにつれて静電特性が次第に劣化していくが、この静電特性の劣化を最小限にとどめるためには帯電電位をできるだけ低く抑えることが有効である。これは帯電電位が高いほど感光層にかかる電界強度が強くなり、感光層の劣化が起こりやすくなるためである。しかし、帯電電位が低すぎると電位コントラストが十分にとれずに、画像濃度が不足したり、地肌汚れが発生しやすくなってしまう。特許文献５によれば、電位コントラストが低い場合でも良好な画像が得られる画像形成方法、それに適した現像剤について詳しく示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−０３９５８６号公報
【特許文献２】特開平１０−１３８５６６号公報
【特許文献３】特開平０７−１４６５８９号公報
【特許文献４】特開平０９−０５４４７２号公報
【特許文献５】特開平１０−０８３１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような状況下に、最近では情報のネットワーク化が進み、デジタルカメラ等も普及してきたため、ネットワークに対応したフルカラープリンタが望まれている。しかしながら、現状ではフルカラープリンタは白黒プリンタと比較して、プリントスピードが遅い、装置コスト及びランニングコストが高い、装置が大型である等の問題があり、白黒プリンタほどには一般化していない。
【００１１】
そこで、本発明は、このような状況を踏まえ、小型、低コストかつ、高速プリントが可能で、長期に渡り安定して高画質を得ることができるフルカラー画像形成装置等の画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明は、感光体と、この感光体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、一様に帯電された前記感光体表面をドット状に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写材上に転写する転写手段と、前記転写材上のトナー像を定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、前記帯電手段による前記感光体の帯電電位の絶対値を３５０〜５５０Ｖなる条件に設定し、転写後の前記転写材上でのトナー量が０．３〜０．７ｍｇ/ｃｍ2 なる着色力を有す
るトナーを用いる。
【００１３】
従って、感光体の帯電電位を低く設定し、高着色力のトナーと組み合わせて定着後に必要な画像濃度が確保できるようにすることで、感光体の静電疲労が起こりにくくなり、かつ、プリント１枚当たりのトナー使用量が少なくなるので、低コストで小型の画像形成装置を提供できる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記トナーは、その重量平均粒径が４．５〜８．５μｍであり、定着後の前記転写材上に形成された孤立ドットの平均直径が２５〜５０μｍである。ここに、「孤立ドット」とは、或る１画素が露光され、その画素に隣接する画素は何れも露光されていない静電潜像が現像されることにより形成されるドットを意味する。
【００１５】
従って、トナーの平均重量粒径と、定着後の転写材上の孤立ドットの平均直径の関係を適正にすることで、ドットのざらつきのない高画質の画像を安定して形成できる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記感光体の帯電電位を１／２に減衰させる露光量Ｉ0 、前記露光手段の露光量Ｉ、前記露光手段内の光源を変調するパルス幅をΔｔ、ドットピッチ間を走査する時間をＴとしたときにＤ＝Δｔ／Ｔで表される１画素に対する露光デューティＤとが、
４Ｉ0 ≦Ｉ  、かつ、  ０．２５≦Ｄ≦０．７５
なる関係を満たす。従って、安定した孤立ドットを形成できると同時に十分な画像濃度が得られる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記感光体の帯電電位を１／２に減衰させる露光量Ｉ0 、前記露光手段の露光量Ｉ、前記露光手段内の光源を変調するパルス幅をΔｔ、ドットピッチ間を走査する時間をＴとしたときにＤ＝Δｔ／Ｔで表される１画素に対する露光デューティＤとが、
３Ｉ0 ＜Ｉ×Ｄ＜５Ｉ0 
なる関係を満たす。従って、さらに安定して孤立ドットを形成できると同時に十分な画像濃度が得られるようになる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一に記載の画像形成装置において、複数色のトナーと、各色毎に現像手段を備えたフルカラー画像形成装置であり、同一の前記転写材上に各色のトナー像を順次重ね合わせた後に前記定着手段により一括して定着し、フルカラー画像を形成する。
【００１９】
従って、フルカラー画像形成装置に適用することで、複数色のトナーを重ね合わせた場合でもトナーの飛び散りが発生しにくくなり、高画質のフルカラー画像を安定して形成することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、中間転写体と、前記感光体上のトナー像を前記中間転写体上に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材上に転写する第２の転写手段を備えた中間転写方式のフルカラー画像形成装置であり、前記中間転写体上に各色のトナー像を順次重ね合わせた後に前記第２の転写手段により一括して前記転写材上に転写して、フルカラー画像を形成する。
【００２１】
従って、中間転写方式のフルカラー画像形成装置に適用することで、様々な種類の転写材に高画質のフルカラー画像を安定して形成することができる。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、複数の感光体と、転写材坦持体と、前記感光体毎の転写手段とを備え、前記転写材坦持体上に坦持された前記転写材に各色のトナー像を順次転写してフルカラー画像を形成するタンデム方式のフルカラー画像形成装置であり、直径１５〜３５ｍｍの前記感光体が垂直方向に配設されている。
【００２３】
従って、タンデム方式のフルカラー画像形成装置に適用し、かつ、直径が１５〜３５ｍｍの感光体を垂直方向に配列することで、装置の小型化、省スペース化が可能となる上に、高画質のフルカラー画像を生産性高く安定して形成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の発明によれば、帯電手段による感光体の帯電電位を低く設定し、高着色力のトナーと組合せて定着後に必要な画像濃度が確保できるようにしたので、感光体の静電疲労を起こりにくくすることができ、かつ、プリント１枚当たりのトナー使用量を少なくでき、低コストで小型の画像形成装置を提供することができる。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、トナーの平均重量粒径と、定着後の転写材上の孤立ドットの平均直径の関係を適正化したので、ドットのざらつきのない高画質の画像を安定して形成できる画像形成装置を提供することができる。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、帯電電位を１／２に減衰させる露光量Ｉ0 、露光手段の露光量Ｉ、１画素に対する露光デューティＤとの関係を適正に設定したので、安定した孤立ドットを形成できると同時に十分な画像濃度を得ることができる。
【００２７】
請求項４記載の発明によれば、帯電電位を１／２に減衰させる露光量Ｉ0 、露光手段の露光量Ｉ、１画素に対する露光デューティＤとの関係をさらに適正に設定したので、さらに安定して孤立ドットを形成できると同時に十分な画像濃度を得ることができる。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、フルカラー画像形成装置に適用することで、複数色のトナーを重ね合わせた場合でもトナーの飛び散りを発生しにくくし、高画質のフルカラー画像を安定して形成することができる。
【００２９】
請求項６記載の発明によれば、中間転写方式のフルカラー画像形成装置に適用することで、様々な種類の転写材に高画質のフルカラー画像を安定して形成することができる。
【００３０】
請求項７記載の発明によれば、タンデム方式のフルカラー画像形成装置に適用し、直径が１５〜３５ｍｍの感光体を垂直方向に配列したので、装置の小型化、省スペース化が可能となる上に、高画質のフルカラー画像を生産性高く安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の一実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。本実施の形態は、タンデム方式のフルカラープリンタに適用されている。図１はフルカラー画像形成時、図２は白黒画像形成時の状態を示す概略正面図である。
【００３２】
このフルカラープリンタは、トナーとしてイエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｂｋ)の４色を用いるタイプとされ、各色毎の画像形成部が垂直方向に配設されている。まず、各色毎の４個のドラム状の感光体１Y，１M，１C，１Bkが設けられている。各感光体１Y，１M，１C，１Bkの周りには、電子写真プロセスに従い、帯電手段２、露光手段３による露光位置、現像手段４、クリーニング装置５等が配設されている。なお、図中に示す添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋはトナーに対応するものであり、本明細書中では、必要に応じて添字を付けたり適宜省略するものとする。また、垂直方向に１直線上に配設された各感光体１Y，１M，１C，１Bkの各転写位置に接離する転写材担持体としての搬送転写ベルト６が駆動ローラ７・従動ローラ８間にて垂直方向に掛け渡されている。この搬送転写ベルト６を挟んで各感光体１Y，１M，１C，１Bkに対向する転写位置には転写手段９が配設されている。
【００３３】
また、搬送転写ベルト６に対しては、その下部側に給紙カセット１０から給紙される転写材（図示せず）を制御するレジストローラ１１や、吸着させるための吸着手段１２が設けられている。１３は除電手段、１４はクリーニング手段である。さらに、搬送転写ベルト６に対してその上部排出側には定着手段１５、排紙ローラ１６、排紙トレイ１７が順に設けられている。
【００３４】
このような概略構成の下、フルカラー画像形成時の動作について、簡単に説明する。各色用の感光体１は帯電手段２により表面が一様に帯電され、各色毎に用意された露光手段３により画像信号に応じたドット状の光が露光照射されることで静電潜像が形成され、さらに、各色用の静電潜像毎に対応するトナー色の現像手段４で現像することにより各感光体１上にトナー像が形成される。一方、搬送転写ベルト６は駆動ローラ７の回転駆動に合せて回転移動するが、給紙カセット１０から給紙された転写材はレジストローラ１１により画像形成部側の動作とタイミングを合わせてこの搬送転写ベルト６に向けて送り出されており、吸着手段１２により搬送転写ベルト６に静電吸着されて搬送される。よって、各感光体１上に形成されたトナー像は、搬送転写ベルト６の転写材が静電吸着されている面とは反対側の面に接触している転写手段９により転写材上に転写される。各色毎に設けられた転写手段９により、各色の感光体１上に形成されたトナー像が同一の転写材上に順次転写される。全ての色のトナー像が転写された後、図示しない分離手段、あるいは曲率分離により転写材は搬送転写ベルト６より分離され、定着手段１５により一括して溶融加圧定着されてフルカラー画像が完成し、排紙トレイ１７上に排紙される。搬送転写ベルト６は転写材が分離された後、除電手段１３により除電され、クリーニング手段１４により搬送転写ベルト６の表面に付着した紙粉やトナーが除去され次の画像形成に備える。
【００３５】
一方、白黒画像形成時の動作を図２を参照して説明する。白黒画像出力時には図示しないモード切換手段により搬送転写ベルト６をブラックＢｋ用以外の感光体１Y，１M，１C から離間させ、ブラックＢｋ以外の画像形成部は動作させない。使用しないカラー用の画像形成部は動作させないので、白黒出力中にカラー用の感光体１Y，１M，１C や現像剤等が劣化してしまうことはない。転写材はレジストローラ１１に送られた後、吸着手段１２により搬送転写ベルト６に静電吸着されるので、搬送転写ベルト６がカラー用の感光体１Y，１M，１C から離間していても転写材をＢｋ用の感光体１Bkの転写位置まで確実に搬送することができる。
【００３６】
モード切換えを行ってカラー用の感光体１Y，１M，１C と搬送転写ベルト６とを離間させた場合でも確実に転写材の搬送を行うためには、転写材が吸着開始部分からブラックＢｋ用の感光体１Bkの転写位置に到達するまでの時間より長い時間に渡って十分な静電吸着力を維持する必要があり、そのため搬送転写ベルト６は高抵抗材料である必要がある。もっとも、抵抗が高すぎると十分な転写性能を得るために非常に高い電圧が必要となる上、異常放電を起こして画像不良が発生する場合がある。このため、搬送転写ベルト６に用いる材料の抵抗としては１０12〜１０16Ω・ｃｍなる範囲内が望ましく、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂や、これらの樹脂にカーボンなどを分散させて抵抗を調整した材料を用いることができる。これらの樹脂のフィルムを継ぎ合わせてベルト形状としたり、シームレスベルトに成形することで搬送転写ベルト６を作製する。搬送転写ベルト６の厚さは薄すぎると強度の面で問題があり、厚すぎると転写性能を得るためにより高電圧が必要となるため、５０〜２００μｍが望ましい。
【００３７】
本実施の形態のように、各色毎に感光体１Y，１M，１C，１Bkを持ち、各色のトナー像を搬送転写ベルト６に保持された転写材に順次転写することによりフルカラー画像を形成するタンデム方式のフルカラープリンタは、感光体を一つしか持たないフルカラー画像形成装置に比べ、はるかに高速のフルカラー画像の出力が可能である。また、感光体を水平方向に配列したタンデム方式のフルカラープリンタではファーストプリントを早くするために搬送経路を短くしようとすると給紙トレイ、排紙トレイが装置の側面に突き出して装置の占有面積が大きくなってしまい、かといって、占有面積を小さくしようとすると図４（符号は図１と同一符号を用いて示す）に示すように装置下部の給紙トレイ１０から装置上部の排紙トレイ１７まで転写材をＳ字形に搬送しなければならないため搬送経路が長くなりファーストプリントが遅くなってしまうという問題点がある。この点、本実施の形態のように、タンデム方式のフルカラープリンタで感光体１Y，１M，１C，１Bkを垂直方向に１列に配列することで省スペースと高速のファーストプリントの両方を容易に両立することができる。さらに、感光体１Y，１M，１C，１Bkを小径化することで装置を小型化することが可能となる。感光体１Y，１M，１C，１Bkの直径としては、１５〜３５ｍｍの範囲が望ましい。感光体１Y，１M，１C，１Bkの直径が３５ｍｍより大きい場合にはプリンタを十分に小型化することができず、１５ｍｍより小さい場合には各感光体１Y，１M，１C，１Bkの周囲に帯電手段２、現像手段４、転写手段９等を配置することが困難となる。
【００３８】
感光体１Y，１M，１C，１Bkとしては公知の有機感光体（ＯＰＣ）を用いることができる。感光体１Y，１M，１C，１Bkの帯電電位の絶対値は極力低い方が感光体１Y，１M，１C，１Bkの経時劣化が起こりにくくなるが、従来は帯電電位が低いと電位コントラストが十分でないために、必要な画像濃度が得られなかったり、地肌汚れが発生しやすい等の不具合がある。
【００３９】
この点、本実施の形態では、従来に比べ少ないトナー量で必要な画像濃度が確保できる着色力の高いトナーと組合せることで、絶対値が３５０〜５５０Ｖのように低い帯電電位であっても必要な画像濃度が得られるようになり、感光体１Y，１M，１C，１Bkの経時劣化が起こりにくく長期に渡り高画質を維持することができる。理由は後述するが、使用できるトナーの着色力には上限があるため、帯電電位の絶対値が３５０Ｖ以下では必要な画像濃度が得られなくなってしまう。
また、帯電電位の絶対値が５５０Ｖ以上になると感光体の経時劣化が起こりやすくなってくる。
【００４０】
また、従来のトナーでは必要な画像濃度を得るために１．０ｍｇ/ｃｍ2以上のトナー量が必要であるのに対し、本実施の形態のように、トナーの着色力を上げると少ないトナー量で必要な画像濃度が得られるため、帯電電位を低く設定しても画像濃度不足が起こりにくくなる。また、感光体１Y，１M，１C，１Bk上や転写材上のトナー量が多くなりトナー層が厚くなると、上層のトナーは感光体１Y，１M，１C，１Bkや転写材の電荷による束縛力が弱くなるため、トナーの持つ電荷同士の反発で飛び散ってしまい、画像品質を大きく低下させてしまう。この点でも、上述のように、トナー量を低減させることはトナー飛び散りの防止にも有効であり、特に本実施の形態のように複数色のトナーを多重転写する必要があるフルカラープリンタでは効果がある。さらに、トナーの着色力を高くするとプリント１枚当たりに必要なトナー量が少なくて済むため、従来の着色力のトナーに比べトナー容器の容量が同じであればより多数枚のプリントが可能となり、或いは、１つのトナー容器に要求されるプリント枚数が同じであればトナー容器を小型化することができるので、低コスト化、装置の小型化の点でも有利である。もっとも、トナーの着色力をあまり高くすると、僅かの地肌汚れでも目立ちやすくなるという不具合がある。また、フルカラートナーの場合では各色毎に異なる着色剤の割合が多くなりすぎると、トナー帯電量の色間のばらつきが大きくなってしまうため、プロセスコントロールが複雑になってしまうデメリットもある。従って、転写材上のトナー量が０．３〜０．７ｍｇ/ｃｍ2の範囲で定着後に必要な画像濃度が確保できる着色力を持つトナーを用いるのが適切といえる。ここで、必要な画像濃度は色によって異なり、反射濃度計で測定した定着後のベタ部の画像濃度が、ブラックＢｋは１.４以上、シアンＣ，マゼンタＭは１.２以上、イエローＹは１.０以上の画像濃度が得られれば、画像濃度不足がない良好なフルカラー画像が得られる。
【００４１】
実例として、転写材上のトナー量が上記条件の中間値である０．５ｍｇ/ｃｍ2で定着後に必要な画像濃度が確保できる着色力を持つトナーを用いてフルカラー画像の出力を行ったところ、従来の１／２のトナー量で必要な画像濃度を得ることができたものである。よって、トナー飛び散りの発生しやすい多色重ねのライン画像の場合でも、トナー飛び散りが殆ど目立たない良好な画像が得られた。これは、前述した特許文献４の例では、感光体上に多重現像を行うフルカラー画像形成装置において、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣのカラートナーとブラックＢｋトナーとで着色力を変えることにより良好なカラーバランスと色再現性が得られるとされているが、本実施の形態のようなタンデム方式のフルカラープリンタでは露光、現像で他の色の影響を受けることはないので、カラートナーとブラックＢｋトナーとで着色力の設定を変える必要もない。
【００４２】
また、用いるトナーの粒径も画質や寿命に大きな影響を与える。トナーの粒径が大きすぎると潜像を忠実に再現できずにざらつきの目立つ画像となってしまい、逆に、トナーの粒径が小さすぎると単位質量当たりの帯電量が高くなりすぎる傾向があるため、現像されにくくなり画像濃度が不足しやすい。また、現像ローラや感光体１Y，１M，１C，１Bkにフィルミングが発生しやすくなる。これらを考え合わせるとトナーの重量平均粒径を４．５〜８．５μｍの間に設定することが望ましいといえる。このような着色力、及び、粒径の範囲を満たすトナーを用いるものであれば、現像手段４における現像方式は一成分現像、二成分現像のいずれであってもよい。例えば、特許文献５では低い電位コントラストで良好な画像濃度の得られる画像形成方法、及び、その方法に適した現像剤について詳細に開示されているが、この公報に開示されている現像剤の処方を調整して、着色力と粒径を上記のような本実施の形態の条件範囲内に設定すれば、同公報方式を本実施の形態に適用することもできる。
【００４３】
一方、誤差拡散法やディザ法等の面積階調法を用いて階調表現を行う場合には転写材上に形成された孤立ドットが大きいとドットの目立つ低品質の画像になってしまう。実験の結果では、孤立ドットの直径が５０μｍ以下になるとドットが気にならない高画質の画像が得られることが判明した。理論的には孤立ドットの直径が小さくなるほど高画質の画像が得られることになるが、実際にはトナー粒子が数μｍのオーダーの大きさを持っているため、重量平均粒径が７．５μｍのトナーを用いた実験では３０μｍ以下の小さいドットは安定に形成することができなかったものである。トナー粒径が小さくなれば安定して形成できるドットも小さくなると予想される。従って、前述したような理由から重量平均粒径が４．５〜８．５μｍのトナーを使うので、定着後の孤立ドットの直径が２５〜５０μｍになるように設定すれば良好な孤立ドットを安定して得ることができる。
【００４４】
さらに、本発明者らは、特許文献２により、帯電電位を１／２に減衰させる露光量Ｉ0 、露光手段の露光量Ｉ、１画素に対する露光デューティＤ、との間に
４Ｉ0 ≦Ｉ、  かつ  ０．２５≦Ｄ≦０．７５
より望ましくは
３Ｉ0 ＜Ｉ×Ｄ＜５Ｉ0 
なる関係を満たす値に設定すれば、安定した孤立ドットを形成できると同時に十分な画像濃度が得られることを示したが、本実施の形態でも、この条件を満たすとともに、使用するトナーの着色力、粒径を上述のように適正化することで、より一層安定した高画質の画像を得られることとなる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、図１等に示したタンデム方式のフルカラープリンタへの適用例として説明したが、これに限らず、例えば、図３に示すような中間転写方式のフルカラープリンタ等にも同様に適用し得る。このようなプリンタにおいて、帯電電位、トナー特性等を前述した条件を満たすようにすればよい。
【００４６】
このフルカラープリンタでは、１つのドラム状の感光体２１の周囲に電子写真プロセスに従い、帯電手段２２、ドット状の光書込みを行なう露光手段２３の露光位置、各色トナー毎の現像手段２４Bk，２４C，２４M，２４Y、中間転写体で
ある中間転写ベルト２５、クリーニング手段２６が順に配置されている。各色の現像手段２４Bk，２４C，２４M，２４Yは各々独立に制御可能となっており、画像形成を行う色の現像手段のみが駆動される。感光体２１上に形成されたトナー像は中間転写ベルト２５の内側に配置された第１の転写手段２７により、中間転写ベルト２５上に転写される。第１の転写手段２７は感光体２１に対して接離可能に配置されており、転写動作時のみ中間転写ベルト２５を感光体２１に当接させる。各色の画像形成を順次行い、中間転写ベルト２５上で重ね合わされたトナー像は第２の転写手段２８により、給紙カセット２９、レジストローラ３０により所定タイミングで給紙された転写材に一括転写された後、定着手段３１により定着されてフルカラー画像が完成し、排紙トレイ３２上に排紙される。第２の転写手段２８も中間転写ベルト２５に対して接離可能に配置され、転写動作時のみ中間転写ベルト２５に当接する。
【００４７】
転写ドラム方式のフルカラープリンタでは、転写ドラムに静電吸着させた転写材に各色のトナー像を順次転写するため、厚紙にはプリントできないという転写材の制限があるのに対し、図３に示すような中間転写方式のフルカラープリンタでは中間転写体２５上で各色のトナー像を重ね合わせるため、転写材の制限を受けないという特長がある。もっとも、前述したタンデム方式も感光体に沿って直線的に転写材を搬送するので様々な転写材に対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態のタンデム方式のフルカラープリンタのフルカラー画像形成時の状態を示す概略正面図である。
【図２】その白黒画像形成時の状態を示す概略正面図である。
【図３】変形例として中間転写方式のフルカラープリンタを示す概略正面図である。
【図４】従来例としてタンデム方式のフルカラープリンタを示す概略正面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      感光体
２      帯電手段
３      露光手段
４      現像手段
６      転写材担持体
９      転写手段
１５      定着手段
２１      感光体
２２      帯電手段
２３      露光手段
２４      現像手段
２５      中間転写体
２７      第１の転写手段
２８      第２の転写手段
３１      定着手段
【図１】
2004295144.tif 000003
【図２】
2004295144.tif 000004
【図３】
2004295144.tif 000005
【図４】
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