(57)【要約】【課題】転写ぶれおよび転写チリを両方とも目立たないレベルに留めることができ、高画質な画像を得ること。【解決手段】転写ローラは０．２〜２［Ｎ／ｍｍ２］の転写圧で感光体に押し圧されている。転写ローラを感光体に高圧力で圧接させることで、転写ローラと感光体との摩擦力が高まり、転写ローラと感光体とがとも回りし、同じ速度で回転することができる。これにより、感光体と転写ローラとの間のトナー層に剪断力がかかることがなくなり、転写ぶれを抑えることができる。また、転写ローラが高圧力で感光体に接触するので、転写ニップ部でトナーの凝集力を高めることができ、転写チリの発生を抑えることができる。【選択図】  図３
2005024734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段によって回転させられる像担持体と、該像担持体上に形成されたトナー像が静電的に転写される転写体と、該像担持体に該転写体を介して押圧されるローラ部材とを有する画像形成装置において、該ローラ部材は、該像担持体に向けて０．２０４［Ｎ／ｍｍ２］以上２［Ｎ／ｍｍ２］以下の圧力で押圧されるとともに、該ローラ部材を該駆動手段によって回転している該現像剤担持体につれ回らせて回転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、前記ローラ部材の表層が硬度３０［度］以上６０［度］以下（ＡｓｋｅｒＣ／１Ｋｇ荷重時）の弾性部材とし、該表層が１ｍｍ以上の厚みで形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、凝集度が２％以下のトナーを使用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、平均粒径度が０．９６以上であるトナーであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体上に形成されたトナー像を静電的に転写する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の転写装置として、像担持体である感光体上に形成されたトナー像を、転写体でかつローラ部材である中間転写ローラに静電転写するものが知られている。また、ローラ部材である転写ローラと、像担持体である感光体との間に転写体である転写紙等の記録体を挟み込みながら、感光体上のトナー像をその記録体上に静電転写するものも知られている。
【０００３】
一方、近年においては、更なる高画質化の要望に応え得る優れたドット再現性を実現すべく、トナーの小粒径化・球形化・形状均一化・帯電量均一化が進んでいる。そして、このような特性が得られやすい重合トナーが広く用いられている。このような、球形に近いトナーは、凝集度が低いため現像量のむらが低減され滑らかなハーフトーン画像が得られる。これは、トナー同士の非静電的な付着力が小さいため、転写電界に応じてトナーが転写紙にスムーズに移動することができるためである。ところが、前記重合トナーのような凝集度の低いトナーを使用した場合、転写チリが多く発生することがあった。
転写チリとは、トナー像を転写元（感光体や中間転写ローラ）から転写先（記録体や中間転写ローラ）に静電転写する際、転写先の画像部の周囲にトナー粒子を飛び散らせる現象である。
【０００４】
転写チリを発生させる原因の１つとして、転写体と感光体との当接によって形成される転写ニップの出入口付近で起こる電界の急激な変化や、剥離放電現象が挙げられる。
これらについて詳述する。図１は、感光体１から、転写ローラ４上の転写紙Ｐにトナー像を転写するための転写ニップを拡大して示す模式図である。同図において、複数のトナー粒子からなるトナー像Ｉを担持した感光体１は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動されている。また、転写ローラ４は、転写ニップにて感光体１に当接している。転写ローラ４には図示しない電源によって転写バイアス印加されており、これによって感光体１表面と転写ローラ４表面との間に転写電界が形成されている。
【０００５】
転写ニップにおいて、ニップ中心線Ｌｍやこの近傍では、感光体１表面と転写紙Ｐ表面とが最も近づいており、両者間にほぼ隙間なくトナー粒子が介在する。このように隙間なく介在した各トナー粒子は、ここで強く押圧されるため、周囲に移動することなくニップ中心線Ｌｍ付近に拘束され続ける。これに対し、ニップ出入口付近では、感光体１表面の曲率に起因して両表面の距離が遠ざかっている。このため、トナー粒子の存在しない微少なエアーギャップ（以下、ニップ入口ギャップ又はニップ出口ギャップという）が形成され、各トナー粒子に対する圧力が弱まっている。そして、このニップ入口ギャップやニップ出口ギャップで放電が起こってトナー粒子に衝撃が加わる。
【０００６】
一方、転写ローラと感光体との間に存在するトナー粒子に作用する静電力Ｆは次式によって表される。
【数１】
Ｆ＝ｑＥ
※但し、ｑ：トナーの帯電量、Ｅ：トナー粒子周囲の電界強度
また、トナー粒子周囲の電界強度Ｅは、次式によって表される。
【数２】
2005024734.tif 000003
【０００７】
数２で示した式より、転写ローラと感光体との間においては、エアーギャップのニップ厚み方向の大きさに応じて、トナー粒子周囲の電界強度Ｅが変化することがわかる。上記トナー像Ｉの先端部分が転写ニップ入口Ａに進入する際、その先端部分の各トナー粒子はニップ入口ギャップでの放電による衝撃を受けるが、その後方には他のトナー粒子が隣接している。また、その前方には、より狭い空間が控えている。このため、放電による衝撃を受けても、その位置に拘束され続ける。これに対し、トナー像Ｉの後端部分の各トナー粒子は、その後方が他のトナー粒子の存在しないより広い空間となっているため、放電時の衝撃によって僅かながら後方に移動する。すると、トナー粒子に作用する電界強度Ｅが、それまでのニップ入口ギャップに基づく値から、より大きなエアーギャップに基づく値へと急激に変化する。そして、トナー粒子に作用する静電力Ｆが急激に変化する。このような静電力Ｆの急激な変化と、放電時の衝撃による慣性力とが相まって、トナー像Ｉの後端部分のトナー粒子は図１に示されるように転写ニップ入口で更に後方に飛び散り易くなる。一方、転写ニップ出口においては、トナー像Ｉの先端部分のトナー粒子が、転写ニップ入口での飛び散りと同様の作用によって前方に飛び散り易くなる。更に、ニップ出口ギャップでの放電に加えて、トナー像と転写元（転写体や像担持体など）が離間する際に、転写ローラと感光体との間でいわゆる剥離放電が起こり、先端部分のトナー粒子の飛び散りに拍車が掛けられる。
【０００８】
このようにして、転写チリが発生する。このような問題に対し、種々の提案がなされている。特許文献１には、感光体ドラムと転写ベルトとの接触ニップ部で、中間転写ベルトをベルト内周面側から感光ドラムに向けて押圧する押圧ローラ設けて、トナーの凝集度を高めることで、転写チリを防止することが提案されている。また、特許文献２には、転写先の体積固有抵抗値、転写先と転写元との線速比、ニップ圧を、それぞれ１０８〜１０１４［Ω・ｃｍ］、０．８５〜１．１０（線速比）、１５［ｇ／ｃｍ］以上、トナーの凝集度、嵩密度を、それぞれ３〜１５［％］、０．３５〜０．５０［ｇ／ｃｍ３］に規定することで、転写チリを抑えることが提案されている。さらに、特許文献３には、現像担持体のトナーコート量を０．５〜１．５［ｍｇ／ｃｍ２］とすることで、転写チリを抑えることが提案されている。
【０００９】
また、感光体と転写ローラとの回転速度に差が生じた場合、感光体と転写紙との間に剪断力が発生する。トナーの凝集度が低い場合、トナー層でこの剪断力を吸収することができずトナー層が崩れてしまういわゆる転写ぶれと呼ばれる現象を引き起こしやすい。特に、画像面積率が大きいほど、転写ぶれが発生しやすい。この問題を解決するためには、感光体と転写ローラとが完全に等速で回転することが望まれる。そこで、特許文献３では、感光体の駆動源からギアを介して転写ローラを感光体と等速で回転させるものが記載されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−２２１８００号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０９２５５号公報
【特許文献３】
特開平９−０６２０２８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、感光体の駆動源からギアやベルトを介して、転写ローラを駆動する場合、ギアの歯車の噛み合いによるトルクの変化や、ベルトの撓み、ぶれ等により、転写ローラを感光体と完全に等速回転させることができず、転写ぶれが発生する場合があった。
【００１２】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、転写ぶれおよび転写チリを両方とも目立たないレベルに留めることができ、高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の画像形成装置は、駆動手段によって回転させられる像担持体と、該像担持体上に形成されたトナー像が静電的に転写される転写体と、該像担持体に該転写体を介して押圧されるローラ部材とを有する画像形成装置において、該ローラ部材は、該像担持体に向けて０．２０４〜２［Ｎ／ｍｍ２］の圧力で押圧されるとともに、該ローラ部材を該駆動手段によって回転している該現像剤担持体につれ回らせて回転させることを特徴としたものである。
また、請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、前記ローラ部材の表層が硬度３０〜６０［度］（ＡｓｋｅｒＣ／１Ｋｇ荷重時）の弾性部材からなる弾性層とし、該弾性層が１ｍｍ以上の厚みで形成されていることを特徴としたものである。
また、請求項３の画像系装置は、請求項１または２の画像形成装置において、凝集度が２％以下のトナーを使用することを特徴としたものである。
また、請求項４の画像形成装置は、請求項３の画像形成装置において、平均粒径度が０．９６以上であるトナーを使用することを特徴としたものである。
【００１４】
請求項１乃至４の画像形成装置においては、ローラ部材を転写体を介して像担持体に高圧力で圧接させることで、ローラ部材と像担持体との摩擦力が高まり、ローラ部材と像担持体とがとも回りし、同じ速度で回転することができる。これにより、像担持体と転写体との間のトナー層に剪断力がかかることがなくなり、転写ぶれを抑えることができる。また、ローラ部材が弾性体で形成され高圧力で像担持体に接触するので、像担持体と転写体との密着性が高まり、像担持体と転写体とのエアギャップを低減でき、転写チリの発生を抑えることができる。また、転写ニップ部でトナーの凝集力を高めることができ、転写ニップ出口での転写チリの発生を抑えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置であるカラー電子写真プリンタ（以下、プリンタという）に適用した一実施形態について説明する。
まず、このプリンタの基本的な構成について説明する。図２は本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図２において、潜像を担持する潜像担持体であるドラム状の感光体１は、有機感光体、アモルファス等、既存の感光体を用いることがき、本実施形態では、アモルファスシリコンを用いている。該感光体１の表面は、図中反時計回りに回転駆動されながら、帯電チャージャ２によって一様に帯電させられる。そして、レーザ光学装置１６によって画像情報に基づいた走査露光処理がなされて静電潜像が形成される。この画像情報は、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られている。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置２０によって現像されてトナー像となった後、後述の転写ニップにて転写紙Ｐ上に静電転写される。なお、現像装置２０は、図示しないトナーと磁性キャリアとを含有するいわゆる二成分現像剤を内部に収容しており、現像ロール２０ａ上に担持したこの二成分現像剤を感光体１との対向位置に搬送して静電潜像を現像するものである。
【００１６】
上記転写装置の下方には、記録体たる転写紙Ｐを複数枚重ねて収容する複数の給紙カセット１０が互いに鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット１０は、一番上の転写紙Ｐに押し当てている給紙ローラ１０ａを所定のタイミングで回転駆動させて、その転写紙Ｐを給紙搬送路に給紙する。給紙搬送路内では、送り出された転写紙Ｐが複数の搬送ローラ対１１を経た後、レジストローラ対１２のローラ間に挟まれて止まる。レジストローラ対１２は、挟み込んだ転写紙Ｐを、上述のようにして感光体１上に形成されたトナー像に重ね合わせ得るタイミングで上記転写ニップに向けて送り出す。これにより、感光体１上のトナー像と、レジストローラ対１２によって送り出された転写紙Ｐとが転写ニップで同期して密着される。そして、上述の転写電界やニップ圧（転写圧）の影響によって転写紙Ｐ上に静電転写される。
【００１７】
上記転写ローラの図中左側方には、２本のローラに張架した紙搬送ベルト１３ａを図中反時計回りに無端移動される紙搬送ユニット１３が配設されている。また、この紙搬送ユニット１３の更に左側方には、定着装置１４、排紙ローラ対１５が順次配設されている。上述のトナー像が静電転写された転写紙Ｐは、感光体１や転写ローラ４の回転に伴って転写ニップから紙搬送ユニット１３の紙搬送ベルト１３ａ上に送られた後、定着装置１４内に入る。この定着装置１４は、内部にハロゲンランプ等の熱源を有し且つ互いに当接しながら等速で回転する定着ローラ１４ａ対によって定着ニップを形成している。定着装置１４内に入った転写紙Ｐは、この定着ニップに挟まれて加熱処理及び加圧処理が施されることで、その表面にトナー像が定着せしめられる。そして、定着装置１４内から排紙ローラ対１５を経て機外へと排出される。なお、この定着装置１４は、幅（搬送方向長さ）１０［ｍｍ］、圧９．３［Ｎ／ｃｍ２］の定着ニップを形成しながら、定着ローラ対１４ａの表面温度を１６５〜１８５［℃］に維持して定着処理を行なうものである。
【００１８】
上記転写ニップで転写紙Ｐ上に静電転写されずに感光体１表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーナー１７によって感光体１から除去される。このようにしてクリーニングされた感光体１表面は、図示しない除電手段によって除電された後、上記帯電チャージャによって一様帯電される。また、上記転写ニップで感光体１上から紙搬送ベルト１３ａ上に転移してしまったトナーは、紙搬送ユニット１３のベルトクリーニング装置１３ｂによって紙搬送ベルト１３ａ上から除去される。なお、感光体クリーナー１７は、ステアリン酸亜鉛棒を引っ掻いて得たステアリン酸亜鉛粉末を感光体１表面に塗布するステアリン酸亜鉛塗布手段を有している。クリーニング後の感光体１表面にステアリン酸亜鉛粉末を塗布することで、感光体１の表面摩擦係数を低下させて転写性を向上させることができる。
【００１９】
次に、本発明の転写機構について詳しく説明する。
図３は、上記転写ニップとその周囲とを示す側面図である。感光体１に向けて押圧される転写ローラ４は、ステンレス、鉄等の剛性部材からなる直径２０〜３０［ｍｍ］の図示しない芯金ローラと、これに被覆されたＥＰＤＭ、シリコン、ＮＢＲ、ウレタン等からなるソリッド状の第１弾性層４ａと、この第１弾性層４ａの上に被覆された第２弾性層４ｂを有している。上記第２弾性層４ｂは、厚み、硬度（ＡｓｋｅｒＣ／１ｋｇ荷重時）、体積固有抵抗が、それぞれ１．０［ｍｍ］以上、３０〜６０［度］、１×１０９〜１×１０１１［Ω・ｃｍ］に調整されている。また、上記芯金ローラの両端面に突設せしめられた軸４ｃを有している。両端の軸４ｃは、それぞれ軸受１８によって回動可能に支持されており、これら軸受１８はバネ１９によって感光体１に向けて付勢されている。この付勢により、転写ローラ４が感光体１に向けて０．２０４〜２［Ｎ／ｍｍ２］の高圧力で押圧される。これにより、転写ローラに駆動手段を設けなくても、転写ローラは、感光体の回転駆動に伴って回ることができる。この結果、転写ローラと感光体とが同速度で回転することができ、感光体１と転写紙Ｐとの間のトナー層に剪断力が働かなくなり、転写ぶれの発生を抑えることができる。
【００２０】
図４は、感光体１と、これに向けて十分な圧力で押圧される転写ローラ４とによって形成される転写ニップを示す拡大模式図である。同図に示すように、転写ローラ４が感光体１に向けて十分な圧力で押圧されてなる転写ニップでは、転写ローラ４の第１弾性層４ａや第２弾性層４ｂが柔軟に弾性変形する。この弾性変形により転写紙Ｐが、感光体１表面に担持されているトナー像Ｉの表層に接触するだけでなく、互いに隣り合っているトナー像Ｉの間の凹部に食い込むように押圧されて、感光体１表面やトナー像Ｉとの密着性が高められる。なお、転写ニップで転写紙Ｐと感光体との十分な密着性を得るためには、少なくとも弾性層４ｂを、上述の条件、硬度３０〜６０［度］、厚さ１ｍｍ以上に設定する必要がある。
このことにより、感光体１と転写紙Ｐとの間に形成されるエアーギャップが低減されて、転写ニップ内やニップ前後における転写チリが抑えられる。また、これにより、転写紙Ｐの搬送を安定的に行うことができる。
【００２１】
なお、図４では、転写ローラ４を感光体１に向けて０．５［Ｎ／ｍｍ２］の圧力で押圧している。転写紙Ｐとして株式会社リコー社製のＴｙｐｅ６２００を用いている。圧力を０．１［Ｎ／ｍｍ２］にした場合、エアーギャップの最大高さの値が２０［μｍ］も増加した。十分な転写圧（押圧力）によって、エアーギャップを適切な値まで低減すれば、転写チリを有効に抑えることができることがわかる。なお、本実施形態において、転写ローラを芯金と２層の弾性層で構成しているが、これに限定されず、芯金と弾性層の２層構造としてもよく、また、弾弾性層を３層としても良い。
【００２２】
＜実施例＞
次に、本発明の特徴点を実施例に基づき説明する。まず、実施例に使用するトナーについて説明する。
【００２３】
＜トナー１＞
始めに、トナーバインダーの合成について説明する。冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４重量部、イソフタル酸２７６重量部およびジブチルチンオキサイド２重量部を入れた。そして、常圧、２３０［℃］の環境下で８時間反応させた後、１０〜１５［ｍｍＨｇ］まで減圧して、５時間反応させてから、１６０℃まで冷却した。得られた反応物に３２重量部の無水フタル酸を加えて２時間反応させた後、８０［℃］まで冷却た。そして、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート１８８重量部を加えて２時間反応させて、イソシアネート含有プレポリマーを得た。次いでこのイソシアネート含有プレポリマー２６７重量部と、イソホロンジアミン１４重量部とを、５０［℃］で２時間反応させ、重量平均分子量６４０００のウレア変性ポリエステルを得た。
一方、上記と同様にして、冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４重量部と、テレフタル酸２７６重量部とを入れ、常圧且つ、２３０［℃］で８時間重縮合し、次いで１０〜１５［ｍｍＨｇ］の減圧で５時間反応させた。そして、ピーク分子量５０００の変性されていないポリエステルを得た。
次に、前記ウレア変性ポリエステル２００重量部と前記の変性されていないポリエステル８００重量部とを酢酸エチルとメチルエチルケトン（ＭＥＫ）との１：１混合溶剤２０００重量部に溶解、混合してトナーバインダーを得た。そして、得られたトナーバインダーの一部を減圧乾燥して、ガラス転移温度（以下、Ｔｇという）６２［℃］で酸価１０のトナーバインダーを単離した。
次にトナーの作成方法について説明する。ビーカー内に上述のトナーバインダー溶液２４０重量部と、ペンタエリスリトールテトラベヘネート（融点８１℃、溶融粘度２５ｃｐｓ）２０重量部と、カーボンブラック１０重量部とを入れ、６０［℃］にてＴＫ式ホモミキサーを用いて１２０００［ｒｐｍ］の速度で攪拌し、均一に溶解、分散させてトナー材料溶液とした。
一方、ビーカー内にイオン交換水７０６重量部、ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液（日本化学工業（株）製スーパタイト１０）２９４重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２重量部を入れ均一に溶解した。ついで６０［℃］に昇温した後、ＴＫ式ホモミキサーで１２０００［ｒｐｍ］の速度で攪拌しながら、上述のトナー材料溶液を投入して更に１０分間攪拌した。次に、得られた混合液を攪拌棒が設けられた温度計付コルベンに移し、９８［℃］まで昇温して一部溶剤を除去した。そして、室温に戻してから同ホモミキサーで１２０００［ｒｐｍ］での速度で攪拌を行い、トナーの形状を球形から変形させた後、溶剤を完全に除去した。その後、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、母体トナー粒子を得た。そして、トナー粒子１００重量部に疎水性シリカ０．５重量部をヘンシェルミキサーにて混合して、トナー１を得た。
【００２４】
＜トナー２＞
トナー２の作成に用いるトナーバインダーの合成方法は、トナー１と同様の方法で行った。ただし、ウレア変性ポリエステルを２００重量部から、２５０重量部に変更し、変性されていないポリエステルを８００重量部から、７５０重量部に変更した。トナーの作成方法においても、トナー１と同様な方法で行った。
【００２５】
＜トナー３＞
トナー３は、次のように作成する。重量平均分子量が１８２５００、Ｔｇが７１℃のポリエステル樹脂６０重量部と、重量平均分子量が１０５０００、Ｔｇが５８℃のスチレン−ブチルアクリレート共重合体２７重量部と、カルナウバワックス５重量部と、三菱化成社製カーボンブラック＃４４を７重量部とを、２軸エクストルーダーを用いて１３０℃で混練する。その後、機械式粉砕機により粉砕し、分級する。次に、シリカ（Ｒ−９７２  日本アエロジル）１．５０重量％を、ヘンシェルミキサーを用いて混合しトナー３を得た。
【００２６】
以上のトナー１、２、３の各トナーに、トナー濃度が５．０重量％となるように、膜厚０．５［μｍ］のメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）がコーティングされた平均粒径５０［μｍ］のマグネタイト粒子からなるキャリアを混合したトナーを以下の実施例に使用した。
【００２７】
次に上述の各トナーの特性値を測定した。各測定方法を以下に示す。
【００２８】
＜凝集度の測定＞
測定装置は、パウダテスタ  ＰＴ−Ｎ型  ホソカワミクロン株式会社製を用いた。測定方法は、基本的には「パウダテスタ  ＰＴ−Ｎ型」の取り扱い説明書に従うが、以下の点は変更している。
１．使用ふるい    ７５［μｍ］、４５［μｍ］、２２［μｍ］
２．振動時間      ３０秒
【００２９】
＜平均円形度の測定＞
平均円形度の測定装置は、株式会社ＳＹＳＭＥＸ製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いた。まず、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液に調整した後０．４５［μｍ］のフィルターでろ過した液５０〜１００［ｍｌ］に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５［ｍｌ］加えた後、さらに試料（トナー）を１〜１０［ｍｇ］加える。これを、超音波分散機で１分間の分散処理を行い、粒子濃度を５０００〜１５０００個／μｌのトナー濃度の被検材料を得た。この被検材料中のトナーをＣＣＤカメラで撮像した２次元のトナー粒子面積と同一の面積を有する円の直径を円相当径として求める。そして、この円相当径で０．６［μｍ］以上のトナー粒子をＣＣＤカメラの画素の精度に基づく有効被検粒子として平均円形度の算出に用いた。平均円形度の算出は、まず、ＣＣＤカメラによる２次元のトナー粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を投影像の周囲長で除算することで各粒子の円形度の算出を行う。次に全粒子の円形度の累積値を、全トナー粒子数で除算算することによって得られる。
【００３０】
＜トナー粒径の測定＞
トナー粒径の測定は、Ｃｏｕｌｔｅｒ    ＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ    ２ｅを使用した。アパーチャー径を１００［μｍ］とした。
【００３１】
これらの結果を以下に示す。
【表１】
2005024734.tif 000004
【００３２】
次に、本実施例に使用する装置を説明する。
【００３３】
＜評価機＞株式会社リコー社製のカラーレーザープリンタ（ＩｍａｇｉｏＭＦ７０７０）を改造して、先に図２に示したプリンタと同様の構成にした。なお、転写ローラ４の第１弾性層４ｂ（図４参照）としては、硬度５０［度］（アスカーＣ／１ｋｇ荷重時）、厚み１．５［ｍｍ］、体積固有抵抗値９．１×１０１０のものを設けた。また、転写圧は、１．０４［Ｎ／ｍｍ２］とした。また、現像条件については、現像ポテンシャル４００［Ｖ］、地肌ポテンシャル２００［Ｖ］とした。また、定着装置の定着条件は、面圧９．３［Ｎ／ｃｍ２］、温度１８５度とした。
【００３４】
＜比較機＞上述の株式会社リコー社製のカラーレーザープリンタ（ＩｍａｇｉｏＭＦ７０７０）を改造機の転写部をベルト転写方式とし、転写と感光体の駆動源を別々とし、転写部と感光体とに速度差が生じるようにした。上記転写の構成以外は、上述のプリンタと同一である。なお、転写圧は、０．２０４［Ｎ／ｍｍ２］とした。
【００３５】
各トナーにおける各試験機の転写バイアスは、転写バイアスを１０Ｖ刻みで、転写率を調べ、転写率が最大となる条件に設定した。転写率は、以下の方法で求めた。まず、６００ｄｐｉで６００ドット四方の黒の正方形パターンチャートをプリンタに出力する。そして、現像された感光体上のパターンチャートが転写紙に転写され、転写紙が転写搬送ベルト上にある時、すなわち、トナーが転写紙上に定着される前に試験機を停止する。次に、転写紙に転写されずに感光体上に残った残りトナーの内、パターンチャートの黒ベタ部にあたる部分だけ粘着テープなどを使って感光体から除去して、除去したトナー量を測定して残トナー量とした。一方、感光体から転写紙に転写された転写トナーの量は、転写紙の黒ベタ部にあたる部分を切り取り、その重量を測定する。次に、圧縮エアでトナーを吹き飛ばし、吹き飛ばしたあとの転写紙の重量を測定し、前者の重量から後者の重量を差し引いた値を転写トナー量とした。このようにして求めた残トナー量と転写トナー量とを加算した値を、全トナー量とした。これらトナー量と次の関係式とに基づいて、転写率を求めた。
【数３】
転写率  ＝（転写トナー量／全トナー量）×１００
【００３６】
次に、上述した試験機、およびトナーを使用して、各評価を行った。
【００３７】
＜転写チリの評価＞
転写チリの比率を次に示す方法で求めた。６００ｄｐｉ、主走査方向に６００ドット、副走査方向に２ドットの黒の長方形パターンチャートの画像をプリントアウトする。次にプリントアウトしたパターンチャートをＨｉｄｅｒｂｅｒｇ社製ＮＥＸ  ＳＣＡＮ  Ｆ４１００スキャナを用いてグレイ２５６階調、５０００ｄｐｉで読み込む。次に、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８濃度計を用いて濃度０．５を基準に２値化する。そして、黒の長方形パターンから遊離した黒ドットの合計面積を求め、これをＳ１とする。また、すべての黒ドットの合計面積をＳ２とした。これらの面積と、次の関係式とに基づいて、転写チリ率とした。
【数４】
チリ比率  ＝  （Ｓ１／Ｓ２）×１００
【００３８】
その結果を以下に示す。
【表２】
2005024734.tif 000005
【００３９】
以上の表から、比較機に比べ、本発明を適用した評価機は、転写チリの発生が低いことがわかる。特に、凝集度の低いトナーにおいて、格段の効果があることがわかる。これは、本発明の評価機は、転写ローラが高圧力で感光体に接触するので、転写ニップ部でトナーの凝集力を高めることができ、転写チリの発生を抑えることができたと考えられる。一方、比較機の場合は、転写圧が低いため、凝集度の低いトナーである１、２を用いた場合、転写チリが多く発生したと考えられる。
【００４０】
＜転写白抜けの評価＞
転写白抜け比率を以下の方法で求めた。６００ｄｐｉ、主走査方向に６００ドット、副走査方向に４０ドットの黒の長方形パターンチャートをプリントアウトする。次にプリントアウトしたパターンチャートを上述した方法で２値化する。２値化画像から、黒の長方形パターン内に存在する、白ドットの面積を求め、これをＳ３とする。そして、すべての黒ドットの合計面積をＳ２とし、これらの面積と、次の関係式とに基づいて、転写白抜け率とした。
【数５】
転写白抜け比率  ＝  （Ｓ３／Ｓ２）×１００
【００４１】
その結果を以下に示す。
【表３】
2005024734.tif 000006
【００４２】
以上の結果から、転写圧が高くても、凝集度の低いトナーを使用することで、白抜け率がほとんど発生しないことがわかる。特に、凝集度が２％以下のトナー１を用いることで、白抜けが防止されることがわかる。
【００４３】
＜転写ぶれの評価＞
転写ぶれの比率を以下の方法で求めた。基本的に転写チリの評価の時に用いたものと同一のパターンチャート使用した。ただし、転写ぶれを起こりやすくするため、長方形パターンの端部から、主走査線方向に６００ドット以上離れた部分をすべて黒く塗りつぶしたパターンチャートとした。前記パターンチャートをプリントアウトし、上述と同様な方法で２値化する。そして、黒の長方形パターンを主走査方向に二等分する分岐線を引き、前記分岐線より前に転写部材を通過する部分を先端側、前記分岐線より後に転写部材を通過する部分を後端側とする。
前記分岐線より先端側の領域に存在する長方形パターンから遊離した黒ドットの合計面積Ｓ４とし、後端側の領域に存在する長方形パターンから遊離した黒ドットの合計面積をＳ５とした。転写ぶれが発生した場合、トナー像は感光体に対し径方向に崩れるため、転写時に分岐線を境にして先端側または、後端側のいずれか一方側の領域の転写チリが増加する。そこで、本パターンチャートを１０回プリントアウトし、Ｓ４、Ｓ５いずれかで最大値と最小値の間で３０％以上の増減があった場合、転写ぶれが発生したとみなすこととした。
【００４４】
その結果を以下に示す。
【表４】
2005024734.tif 000007
【００４５】
以上のことから、凝集度の低いトナーを使用しても、本発明を用いた評価機は、転写ぶれが発生してないことがわかる。これは、本発明の評価機は、転写ローラを感光体とともまわりさせ、感光体と転写ローラとを等速で回転させているので、凝集度の低いトナーを使用しても転写ぶれを起こさなかったと考えられる。
一方、比較機の場合は、感光体と転写部材の回転速度を同一の設定してもギアのトルク等によって必ずしも感光体と転写部材が等速に回転しなかったと考えらる。その結果、転写ぶれが発生したと考えらる。
【００４６】
次に、トナー１を使い、評価機を使用して、転写圧を変化させ、上述と同じ方法で、転写チリ率、白抜け率、転写ぶれについて評価を行った。その結果を以下に示す。
【００４７】
【表５】
2005024734.tif 000008
【００４８】
上記の結果から、転写圧が０．２０４［Ｎ／ｍｍ２］より低いと、転写チリ、転写ぶれが発生することがわかる。また、転写圧が２［Ｎ／ｍｍ２］を越えると、白抜け率が高くなる事がわかる。
【００４９】
本実施形態によれば、転写ローラは０．２０４〜２［Ｎ／ｍｍ２］の転写圧で感光体に押し圧されている。転写ローラを感光体に高圧力で圧接させることで、転写ローラと感光体との摩擦力が高まり、転写ローラと感光体とがとも回りし、同じ速度で回転することができる。これにより、感光体と転写ローラとの間のトナー層に剪断力がかかることがなくなり、転写ぶれを抑えることができる。また、転写ローラが高圧力で感光体に接触するので、転写ニップ部でトナーの凝集力を高めることができ、転写チリの発生を抑えることができる。
また、本実施形態によれば、転写ローラの表層を厚さ１ｍｍ以上、硬度３０〜６０度の弾性層としている。これにより、感光体と転写ローラとの密着性が高まり、転写ローラがつれ回りしやすくなる。また、感光体と転写ローラとに挟まれ、感光体のトナー像が転写される転写紙と感光体との密着性も高まるので、感光体と転写紙との間に形成されるエアーギャップが低減される。この結果、転写チリの発生が抑えられる。また、転写紙を安定的に搬送することができるようになる。
また、本実施形態によれば、転写ローラを感光体に高圧力で圧接させているので、凝集度が２％以下と凝集度の低いトナーを使用しても、転写チリや転写ぶれの発生が抑えられる。これにより、高画質で滑らかなハーフトーン画像を得ることができる。
また、本実施形態によれば、平均円形度０．９６以上のトナーを使用している。これにより、転写ローラと感光体とが等速回転する場合に発生しやすい白抜け現象の発生が抑えられ、高画質な画像を得ることができる。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１乃至４の発明によれば、像担持体を押圧するローラ部材を０．２０４〜２［Ｎ／ｍｍ２］で感光体に押圧して、ローラ部材を感光体ととも回りさせることで、転写チリ、転写ぶれが目立たないレベルに留めることができる。特に、本発明の画像形成装置は、凝集度の低いトナーにおいて、有効的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドラム状感光体から転写紙Ｐにトナー像を転写するための転写ニップを拡大して示す模式図。
【図２】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図３】同プリンタの転写ニップとその周囲とを示す側面図。
【図４】感光体と、これに向けて十分な圧力で押圧される転写ローラとによって形成される同転写ニップの一例を示す拡大模式図。
【符号の説明】
１    感光体
４    転写ローラ
４ａ  第一弾性層
４ｂ  第二弾性層
４ｄ  芯金ローラ
Ｐ    転写紙
【図１】
2005024734.tif 000009
【図２】
2005024734.tif 000010
【図３】
2005024734.tif 000011
【図４】
2005024734.tif 000012