(57)【要約】【課題】  転写体上に複数色のトナー像を形成する画像形成装置で、より簡易な構造によって、トナー像を像担持体から転写体へ転写する際の転写チリを低減し、良好な画像を得ることが出来る画像形成装置を提供する。【解決手段】  ４色それぞれの一次転写ニップで各色のトナー像に圧力と転写電界とを作用させることでトナー像を転写体である中間転写ベルト５に転写し４色のフルカラートナー像を形成する画像形成装置において、４色のトナー像が一次転写ニップ通過前であるそれぞれの潜像担持体としての各感光体ドラムドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上と二次転写ニップ通過後である中間転写ベルト５上とで、トナー像を形成するトナーのトナー間非静電付着力が３［ｎＮ］以上増加するように、二次転写ニップにかかる荷重Ｆが調整する。【選択図】  図１
2007127889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、
各像担持体上に互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成手段を有し、
各像担持体と対向するそれぞれの転写ニップで各色のトナー像に圧力と転写電界とを作用させることで該トナー像を転写体に転写して該転写体上に複数色のトナー像を形成する画像形成装置において、
複数の該転写ニップすべてについて、該転写ニップを通過する前の該像担持体部分に担持された該トナー像を構成するトナーのトナー間非静電付着力よりも、
該転写ニップを通過した後の該転写体部分に担持された該トナー像を構成するトナーのトナー間非静電付着力の方が、
３［ｎＮ］以上大きくなるように、該転写ニップにかかる荷重が調整されてい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、
上記転写ニップのいずれを通過した後であっても、各色の上記トナーの上記トナー間非静電付着力が２０［ｎＮ］以下となるように該転写ニップにかかる荷重が調整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、
上記転写体の表面移動方向下流側の該転写ニップで転写される上記トナーほど、該転写ニップ通過後の上記トナー間非静電付着力が大きくなるように、該転写ニップのそれぞれにかかる荷重が調節されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の画像形成装置において、
上記複数の像担持体のうちの少なくとも一つの像担持体の線速と上記転写体の線速とに速度差を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の画像形成装置において、
複数の上記画像形成手段のうち少なくとも一つは、真円度が１．３未満の上記トナーを使用するものであって、
この画像形成手段によって表面にトナー像が形成される上記像担持体の表面の摩擦係数μ０と、上記転写体の表面の摩擦係数μｔとの間に、
０．２５≧μｔ＞μ０
の関係が成り立つように該像担持体を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、
複数の上記画像形成手段のうち少なくとも一つは、真円度が１．３以上の上記トナーを使用するものであって、
この画像形成手段によって表面にトナー像が形成される上記像担持体の表面の摩擦係数μ０と、上記転写体の表面の摩擦係数μｔとの間に、
μｔ−μ０＞０．２
の関係が成り立つように該像担持体を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、
上記転写体が中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、
上記転写体が記録媒体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の画像形成装置において、
上記転写ニップの面積をＳｎ、該転写ニップに掛かる荷重をＦとした場合に、ＰＣ＝Ｉ×Ｆ／Ｓｎ（Ｉは１以上の任意の実数）によって、転写ニップ圧ＰのＩ倍の圧力ＰＣを求め、該圧力ＰＣに相当する圧縮圧をトナーに印加後に測定されるトナーの破断応力をＳｔとして、トナー粒径をＤ、トナー層空隙率をεとしたときに、
Ｒｕｍｐｆの式：Ｆｔ＝Ｓｔ×Ｄ２×ε／（１−ε）
によって算出されるＦｔを上記トナー間非静電付着力として用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
上記Ｉは、画像面積率をｖとした時に、Ｉ＝１００／ｖであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、
上記画像面積率ｖ＝５［％］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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に関するものであり、詳しくは、複数の像担持体上の画像を転写体に転写して、この転写体上で複数色のトナー像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような画像形成装置として、中間転写体である中間転写ベルトを用いた画像形成装置が知られている。中間転写ベルトを使用する電子写真方式の画像形成装置では、像担持体としての潜像担持体上に形成されたトナー像を、潜像担持体と中間転写ベルトで形成される一次転写ニップでトナーに圧力と転写電界を作用させることにより中間転写ベルト上に転写を行う。そして、紙等の記録媒体上に二次転写を行い、加圧及び加熱による定着工程を経た後、最終画像を得る。
カラー画像を得る際には、一つまたは複数の静電潜像担持体上に形成された複数色トナー画像を中間転写ベルト上に順次重ね合わせることにより、カラー画像を形成した後、記録媒体への二次転写、定着工程を経て最終画像を得る。そして、高品位画像を得るためには、潜像担持体上に形成されたトナー画像を過不足なく、潜像担持体上の潜像に忠実に、正確に重ね合わせて中間転写ベルト上へ転写し、この状態を保持したまま定着工程を終わらせる必要がある。
【０００３】
静電潜像担持体上のトナーは、前述したように、静電潜像担持体と中間転写ベルトで形成される一次転写ニップ近傍での転写電界と圧力とで中間転写ベルト上に移動する。そして、一次転写ニップの転写バイアスによって、中間転写ベルト上に転写されたトナーが受ける静電気力は、一次転写ニップ通過後は速やかに減少する。このためトナーを中間転写ベルト側に抑え付ける力が弱まりトナー間の静電反発力によりトナーが飛散し、チリ画像となり画質を損なうおそれがあった。
この一次転写ニップ通過後に発生するチリ画像は、特に中間転写ベルト上で複数色のトナー像が重ねられ、画像を形成するトナー量が増えた場合に顕著となる。良好な最終画像を得るためには、この一次転写ニップ通過後に発生するチリ画像を抑制することが必要である。
【０００４】
このような、一次転写ニップ通過前後のチリを抑制するために、一次転写ニップの電界を制御する方法がある。
一次転写ニップの電界を制御する方法として、特許文献１では、一次転写ニップ下流側でトナーと同極性の電位を中間転写ベルトに与え、中間転写ベルトと像担持体とが離れる箇所で生じる剥離放電によるトナーのチャージアップを防いでいる。また特許文献２では、一次転写ニップ下流側に二つの電極を設け、トナーとは逆極性の電位を中間転写ベルト裏面に与えることにより転写チリを抑制している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７７８６１号公報
【特許文献２】特開２０００−８９５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、一次転写ニップの電界を制御する方法は、電界制御のため電極を付加し制御する必要があり、構造が複雑になる他、製造コストが上昇することが問題となる。
【０００７】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、転写体上に複数色のトナー像を形成する画像形成装置で、より簡易な構造によって、トナー像を像担持体から転写体へ転写する際の転写チリを低減し、良好な画像を得ることが出来る画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の像担持体と、各像担持体上に互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成手段を有し、各像担持体と対向するそれぞれの転写ニップで各色のトナー像に圧力と転写電界とを作用させることで該トナー像を転写体に転写して該転写体上に複数色のトナー像を形成する画像形成装置において、複数の該転写ニップすべてについて、該転写ニップを通過する前の該像担持体部分に担持された該トナー像を構成するトナーのトナー間非静電付着力よりも、該転写ニップを通過した後の該転写体部分に担持された該トナー像を構成するトナーのトナー間非静電付着力の方が、３［ｎＮ］以上大きくなるように、該転写ニップにかかる荷重が調整されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記転写ニップのいずれを通過した後であっても、各色の上記トナーの上記トナー間非静電付着力が２０［ｎＮ］以下となるように該転写ニップにかかる荷重が調整されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記転写体の表面移動方向下流側の該転写ニップで転写される上記トナーほど、該転写ニップ通過後の上記トナー間非静電付着力が大きくなるように、該転写ニップのそれぞれにかかる荷重が調節されていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の画像形成装置において、上記複数の像担持体のうちの少なくとも一つの像担持体の線速と上記転写体の線速とに速度差を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、複数の上記画像形成手段のうち少なくとも一つは、真円度が１．３未満の上記トナーを使用するものであって、この画像形成手段によって表面にトナー像が形成される上記像担持体の表面の摩擦係数μ０と、上記転写体の表面の摩擦係数μｔとの間に、０．２５≧μｔ＞μ０の関係が成り立つように該像担持体を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、複数の上記画像形成手段のうち少なくとも一つは、真円度が１．３以上の上記トナーを使用するものであって、この画像形成手段によって表面にトナー像が形成される上記像担持体の表面の摩擦係数μ０と、上記転写体の表面の摩擦係数μｔとの間に、μｔ−μ０＞０．２の関係が成り立つように該像担持体を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、上記転写体が中間転写体であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、上記転写体が記録媒体であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の画像形成装置において、上記転写ニップの面積をＳｎ、該転写ニップに掛かる荷重をＦとした場合に、ＰＣ＝Ｉ×Ｆ／Ｓｎ（Ｉは１以上の任意の実数）によって、転写ニップ圧ＰのＩ倍の圧力ＰＣを求め、該圧力ＰＣに相当する圧縮圧をトナーに印加後に測定されるトナーの破断応力をＳｔとして、トナー粒径をＤ、トナー層空隙率をεとしたときに、Ｒｕｍｐｆの式：Ｆｔ＝Ｓｔ×Ｄ２×ε／（１−ε）によって算出されるＦｔを上記トナー間非静電付着力として用いることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記Ｉは、画像面積率をｖとした時に、Ｉ＝１００／ｖであることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、上記画像面積率ｖ＝５［％］であることを特徴とするものである。
【０００９】
上記請求項１乃至１１の画像形成装置においては、トナー像が転写ニップ通過通過する前よりも、転写ニップ通過通過した後の方が、トナー間非静電付着力が３［ｎＮ］以上大きくなるように、転写ニップにかかる荷重が調整されている。このように転写ニップにかかる荷重を調節することにより、トナー間付着力が転写チリの原因となるトナー間の静電反発力を上回り、転写チリを低減することができることが、後述する実験によって明らかになった。また、転写チリを軽減するために転写ニップの荷重を調節するものであるので、電界制御のため電極を付加し制御する構造に比べてより簡易な構造とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１乃至１１の発明によれば、簡易な構造によってトナー像を像担持体から転写体へ転写する際の転写チリを低減し、良好な画像を得ることができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［実施形態１］
以下、本発明を、カラー画像形成装置に適用した実施形態１について説明する。
図１は、実施形態１に係るカラー画像形成装置としてのプリンタ１００の装置全体の概略構成図である。図１においてプリンタ１００は、互いに異なる４色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）のトナーを用いる４組の画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが、中間転写体としての中間転写ベルト５の移動方向に沿って並設されたタンデム型の画像形成装置である。
各画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、各感光体ドラムの表面をコロナ放電によって帯電する帯電装置３Ｋ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｙとを備えている。また、画像情報に基づいて、各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの帯電された表面を、露光することにより表面に潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤアレイヘッド８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋが備えられている。また、各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上の潜像をトナー像化する画像形成手段としての現像装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面をクリーニングする感光体クリーニング装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとを備えている。さらに、感光体クリーニング装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの下流側で、感光体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを備えた潤滑剤塗布装置を有している。
【００１２】
上記４組の画像形成ユニットの感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、不図示の感光体ドラム駆動装置によって回転駆動される。また、ブラック用の感光体ドラム２Ｋと、カラー用の感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃとを独立に回転駆動できるようにしても良い。これにより、例えば、モノクロ画像を形成するときにはブラック用の感光体ドラム２Ｋのみを回転駆動し、またカラー画像を形成するときには４つの感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを同時に回転駆動することができる。ここで、モノクロ画像を形成するときは、カラー用の感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃから離間するように中間転写ベルト５を有する中間転写ユニットが部分的に揺動させられる。
【００１３】
中間転写ベルト５は例えば中抵抗の無端状のベルト材で構成され、二次転写ローラ７及び支持ローラ５１、５２といった複数の支持ローラに掛け回されている。この支持ローラの一つを回転駆動することにより、中間転写ベルト５を図中矢印方向に無端移動させることができる。
【００１４】
また、各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋから中間転写ベルト５にトナー像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト５を間に挟んで各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに対向するように一次転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが設けられている。転写体としての中間転写ベルト５は、一次転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって押圧されることにより、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに対して圧接し、それぞれの感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとの対抗部で一次転写ニップを形成している。
【００１５】
上述の構成のプリンタ１００で、カラー画像を形成するときは、各感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに形成された各色のトナー像が、各一次転写ニップで圧力と転写電界の作用により中間転写ベルト５上に順次重ね合わせて転写される。これにより、中間転写ベルト５上に４色のトナー像からなるフルカラートナー像が形成される。この中間転写ベルト５上に重ね合わされたフルカラートナー像は、二次転写装置６と二次転写ローラ７との間に形成された二次転写ニップで記録媒体としての転写紙Ｐ上に転写され、定着装置９で定着される。
【００１６】
次に、実施形態１の特徴部について説明する。但し、以下の各実施例に用いられている構成部品の種類等は本発明の範囲を限定するものではない。
特に実施例では、既存の画像形成装置を用いて評価用画像の形成を行うが、本発明の本質は一次転写ニップ通過後のトナー間相互作用の変化と絶対値の規定であり、一次転写ニップ部への荷重の掛け方は任意で良い。
【００１７】
［実施例１］
次に、実施例１で使用されるトナーとトナー間非静電付着力の測定方法について説明する。
本実施例で用いたトナーの製法を以下に示す。
樹脂としてスチレンモノマーを９０［重量部］、メタクリル酸ｎ−ブチルを５５［重量部］を、帯電制御剤としてサリチル酸亜鉛塩を３．５［重量部］（ボントロンＥ８４、オリエント化学社製）を用いる。着色剤として、ブラックトナーはカーボンブラックを７．５［重量部］（カーボンブラック＃４４、三菱化学社製）を用いる。イエロートナーはＣ．Ｉ.ピグメントイエロー１８０を５［重量部］（ＰＶ  Ｆａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＨＧ（クラリアント））を用いる。マゼンタ-トナーはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を４［重量部］（Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｐｉｎｋ  Ｅ（クラリアント））を用いる。そして、シアントナーはＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を２．５［重量部］（Ｌｉｏｎｏｌ  Ｂｌｕｅ  ＦＧ−７３５１（東洋インキ））を用いる。
上述の材料をそれぞれ配合後、重合開始剤（２，２−アゾビスイソブチロニトリル）を用いて重合を行い、粒径６．７［μｍ］のところで重合を停止して、得られた粒子を水洗した後乾燥して、ブラック、イエロー、マゼンタ、重合トナー粒子を得る。
【００１８】
このトナー粒子を電子顕微鏡で観察し、真円度を求めた結果、各色トナーとも１．２であった。これら各色トナーを１００［重量部］に対して、シリカ微粉体Ｒ９７２（日本アエロジル社製）を０．５［重量部］の割合で混合して負帯電性の現像用トナーを作製した。
尚、真円度は、
真円度＝（トナーの周囲長）２／（４π×投影面積）
より求めた値を使っている。
【００１９】
実施例１で用いるキャリアは次のようにして作製することができる。
シリコン樹脂ＳＲ２４１１（トーレダウコーニング社製）を３００［重量部］とトルエンを１２００［重量部］を混合しコーテング液を調合後、前記コーティング液と平均粒径３５［μｍ］のフェライトキャリア５［ｋｇ］を混合してキャリアを被覆する。更に、被覆済みキャリアを２５０［℃］で１２０［分］加熱して被覆膜熟成を行う。
【００２０】
評価用画像出力機に投入する現像剤は、トナー濃度が５［％］でトナーと被覆済みキャリアの総重量が１０００［ｇ］になるように調合、作成した。
トナー間非静電付着力をＦｔとし、粉体層圧縮・引張強度自動計測システム、アグロボット（ホソカワミクロン製）を用いて所定の圧縮圧ＰＣを印加して測定された破断応力をＳｔ、トナー粒径をＤ、トナー層空隙率をεとしたときに、
Ｒｕｍｐｆの式：Ｆｔ＝Ｓｔ×Ｄ２×ε／（１−ε）
を用いて算出することができる。
【００２１】
次に、実施例１で用いるシアントナーを用いて、粉体層圧縮・引張強度自動計測システム、アグロボットで、圧縮圧ＰＣの値を変えて、複数の圧縮圧ＰＣの値に対する破断応力Ｓｔを測定した。そして、この破断応力Ｓｔを用いてトナー間非静電付着力Ｆｔを求めたところ、トナー間非静電付着力Ｆｔとトナー層への圧縮圧ＰＣは図２中の丸印のように求められた。なお、ブラック、マゼンタ、イエローについても同様な実験結果が得られた（各色で有意差は認められなかった）。
【００２２】
図２に示すように、圧縮圧ＰＣの値を変化させた時のトナー間非静電付着力Ｆｔの値のプロットは直線的になるため、破断応力Ｓｔを計測していない圧縮圧ＰＣについても、この回帰直線よりトナー間非静電付着力Ｆｔを求めることができる。そして、圧縮圧が印加されない場合である未圧縮時のトナー間非静電付着力Ｆｔは、図１中記された回帰直線より圧縮圧ＰＣが零の時の縦軸の値として求める。また、回帰直線から測定データのない圧縮圧ＰＣに対するトナー間非静電付着力Ｆｔを求めて、圧縮圧ＰＣが零の場合のトナー間非静電付着力Ｆｔとの差を検討しても良い。本実施例では、測定データを直線回帰して非圧縮時のトナー間非静電付着力を求めたが、測定データの補間には回帰直線に限らず任意の関数を用いて良い。
なお、上述の方法で実施例１で用いる各色の未圧縮時のトナー間非静電付着力Ｆｔを求めたところイエロー、シアン及びマゼンタは４．９［ｎＮ］となり、ブラックは４．７［ｎＮ］となった。
【００２３】
一次転写ニップ面積Ｓｎは所定の荷重Ｆを一次転写部材（本実施例では発泡ゴムを用いた一次転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）に掛けた状態で、圧力分布測定システム  Ｉ−ＳＣＡＮ（ニッタ株式会社製）を用いて行う。ここで一次転写ニップに掛かる荷重Ｆは一次転写部材押圧手段から与えられる荷重の他、自重を含んでいることに注意する。
【００２４】
次に、評価用画像出力機としてＩＰＳｉｏ  ＣＸ４００を用いた。この評価用画像出力機での荷重Ｆに対する一次転写ニップ幅Ｎを測定したところ、表１に示すような値となった。
【００２５】
【表１】
2007127889.tif 000003
【００２６】
表１より、荷重Ｆ［Ｎ］に対する一次転写ニップ幅Ｎ［ｍｍ］が求めることができ、これに一次転写ローラ軸方向の接触長さ（上述の評価用画像出力機では２４０［ｍｍ］）をかけることで一次転写ニップ面積Ｓ［ｍｍ２］が求まる。そして、荷重Ｆ［Ｎ］を一次転写ニップ面積Ｓ［ｍｍ２］で割ることで、荷重印加状態での一次転写ニップ圧Ｐ［Ｎ／ｍｍ２］を求めることが出来る。
さらに、この一次転写ニップ圧Ｐに任意の値Ｉをかけることで、圧縮圧ＰＣ［Ｎ］を求めることができる。ここで、任意の値Ｉについて、ニップ部では、トナー像がある箇所のみが接触して非画像部は浮いた状態であり、トナー像に圧力が集中すると考えることができる。よって、トナーに掛かる圧力は概ね、トナーの面積率に依存する。ニップ内がトナーで満たされていルトすれば、Ｉ＝１でトナーにかかる圧力を求めることができる。
そこで、実施例１では、画像面積率をｖとした時に、Ｉ＝１００／ｖで求まる値を採用した。そして、標準的な画像評価では面積率は５［％］であるので、実施例１では、ｖ＝５とし、Ｉ＝２０として、圧縮圧ＰＣ［Ｎ］＝一次転写ニップ圧Ｐ×２０として検討した。
なお、Ｉの値としては、一般に画像形成装置で使用される画像面積率ｖに対応した値が望ましく、通常は画像面積率ｖ＝１〜１０［％］であるのでＩ＝１００〜１０、望ましくは２０である。
【００２７】
そして、この一次転写ニップ圧Ｐを２０倍した圧縮圧ＰＣ印加時のトナー間非静電付着力を図２に示した回帰直線から各色トナーについて求め、各色トナーのトナー間非静電付着力Ｆｔが８［ｎＮ］となる荷重Ｆ［Ｎ］を求めたところ、各一次転写ニップにおいて、荷重Ｆを８［Ｎ］と設定すれば良いことが分かった。
ここで、未圧縮時のトナー間非静電付着力Ｆｔは、イエロー、シアン及びマゼンタは４．９［ｎＮ］、ブラックは４．７［ｎＮ］であるので、荷重Ｆを８［Ｎ］と設定し、トナー間非静電付着力Ｆｔを８［ｎＮ］とすることで、トナー間非静電付着力Ｆｔの増加量を３［ｎＮ］以上とすることができる。
【００２８】
［実験１］
次に、実施例１と比較例１とで転写チリの発生状態を比較した実験１について説明する。
比較例１として、上述の評価用画像出力機で一次転写ニップ部に掛ける荷重Ｆを各色ともに２［Ｎ］とした場合の画像評価も併せて行った。この場合には、トナー間非静電付着力の増加は各色トナーとも約１．５［ｎＮ］となった。
評価用画像出力機での画像形成条件は、実施例１、比較例１の一次転写ニップ荷重で同等のトナー転写効率が得られるように調整を行い、中間転写ベルト上のトナー量が同等となるようにしてある。また、評価用画像出力機では、中間転写ベルト搬送速度と各静電潜像担持体の回転速度（線速）を等しくしてある。更に、オイラーベルト法を用いて測定された、潜像担持体である感光体ドラム２と中間転写ベルト５との摩擦係数はそれぞれ、０．２０と０．３５とであった。
【００２９】
評価用画像として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、レッド（イエロー＋マゼンタ）、グリーン（イエロー＋シアン）、ブルー（マゼンタ＋シアン）、三色ブラック（イエロー＋マゼンタ＋シアン）を採用した。この各色で中間転写ベルト搬送方向に幅４ドット（６００［ｄｐｉ］）のライン（長さは中間転写ベルト幅方向に最大）を各１０本づつの画像面積率が５［％］程度の画像を印画し、定着終了後の最終画像１００枚について画像のチリ出現状況を各ランクのサンプル画像と見合わせて５段階でランク付けした。
なお、ランク５は「チリのない状況」、ランク４は「チリは存在するが、ほとんど目視では確認出来ず、画質的には問題のない状況」、ランク３は「目視で若干のチリが確認される程度で画質的にやや問題があると考えられる状況」、ランク２は「目視で確認されるチリが多く画質として問題のある状況」であり、ランク１は「画像として成立しない状況」として目視で評価した。そして、最終画像１００枚のランクの平均を評価値とした。
実験１の結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
2007127889.tif 000004
【００３１】
表２に示すように、実施例１では、何れの評価画像においてもランクが４．５以上となり、転写チリの殆どない良好な画像が得ることができた。一方比較例１では、単色ラインについては実施例１とほぼ同等の良好な画像が得られたものの、複数色のトナーを重ねたラインについては、いづれもランク３前後と、急激にチリ発生量が増え、十分な画質は得られなかった。
このように、トナー間非静電付着力の増加量が３［ｎＮ］以上である実施例１では、複数色のトナー像からなるカラー画像であっても転写チリを低減し、良好な画像を得ることができた。一方、トナー間非静電付着力の増加量が約１．５［ｎＮ］の比較例１では、複数色のトナー像からなるカラー画像では転写チリが多く発生した。これにより、トナー間非静電付着力の増加量が３［ｎＮ］以上となるように、荷重Ｆを調節するこことにより、トナー間付着力が転写チリの原因となるトナー間の静電反発力を上回り、転写チリを低減することができることが明らかになった。
【００３２】
次に、荷重Ｆの調節について説明する。
まず、粉体層圧縮・引張強度自動計測システム、アグロボット（ホソカワミクロン製）を用いて、使用するトナーに掛かる圧縮圧とその時のトナー間非静電付着力を圧縮圧を変えて何点か測定し、図２に示すような回帰直線を求める。なお、測定データの補間には回帰直線に限らず、任意の関数を用いてよい。ここで、この回帰直線を荷重０の点に外挿した時のトナー間非静電付着力をそのトナーに荷重を掛けない場合の非静電付着力をＦｔ０とする。
次に一次転写ローラに付属のバネを調節することで一次転写ニップに掛かる荷重Ｆを調整する。そして、Ｉ−ＳＣＡＮを用いて荷重Ｆを加えた時のニップ内の平均圧力Ｐとニップ幅を測定する。測定されたニップ幅に一次転写部材の軸方向接触長さを掛けたものがニップ面積Ｓｎになり、荷重Ｆの値がＦ＝Ｐ×Ｓｎによって求められる。
そして、先に求めた回帰直線を用いることで、荷重Ｆ時の圧力ＰのＩ倍の圧縮圧を掛けた場合のトナー間非静電付着力を求めることが出来る。この値をＦｔとしてＦｔ−Ｆｔ０≧３［ｎＮ］になるように一次転写ローラのバネを調整することで、画像形成に適した荷重Ｆとすることができる。
【００３３】
［実施例２］
次に、実施例２で使用されるトナーとトナー間非静電付着力の測定方法について説明する。
本実施例で用いたトナーの製法を以下に示す。
樹脂としてポリエステル樹脂を１００［重量部］、を帯電制御剤としてサリチル酸亜鉛塩を２［重量部］（ボントロンＥ８４、オリエント化学社製）を、着色剤として、ブラックトナーはカーボンブラックを７．５［重量部］（カーボンブラック＃４４、三菱化学社製）を用いる。イエロートナーはＣ．Ｉ.ピグメントイエロー１８０を５［重量部］（ＰＶ  Ｆａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＨＧ（クラリアント））を用いる。マゼンタ-トナーはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を４［重量部］（Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｐｉｎｋ  Ｅ（クラリアント））を用いる。そして、シアントナーはＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５:３を２［重量部］（Ｌｉｏｎｏｌ  Ｂｌｕｅ  ＦＧ−７３５１（東洋インキ））を用いる。
上述の各処方量の剤を作成後、ミキサーで予備混練を行ない、次いで３本ロールミルで溶融混練を実施した。次に混練物を冷却し、約０．５〜３［ｍｍ］に粗粉砕した後ＩＤＳ２型ジェット粉砕機で粉砕した。そして、分級して平均粒径７．７５［μｍ］、５［μｍ］以下の個数［％］が１２．８５、１６［μｍ］以上の体積［％］が０．０７のトナーを得た。
得られたトナーの真円度は各色トナーとも１.５であった。
上述のようにして得られたトナーは、実施例１の球形トナーに対して、不定形（粉砕）トナーである。
【００３４】
実施例２で用いるキャリアは次のようにして作成することができる。
２ヒドロキシエチルメタルリレ−ト／メチルメタクリレ−ト／スチレンの共重合体とビニリデンフルオロライド／テトラフルオロエチレンの共重合体を７５／２５の重量比の樹脂を平均粒径３５［μｍ］のフェライト芯材に０．７５［重量％］（芯材基準）をコ−テイングして得られる被覆キャリアを用いる。
【００３５】
現像剤としては、トナー濃度が５［％］になるように、また、トナーとキャリアの合計量が１０００［ｇ］になるように計量して現像剤を作製する。
なお、実施例２においてもトナー間非静電付着力Ｆｔの測定は実施例１と同様な方法で行った。
次に、実施例１で用いるシアントナーを用いて、粉体層圧縮・引張強度自動計測システム、アグロボットで、圧縮圧ＰＣの値を変えて、複数の圧縮圧ＰＣの値に対する破断応力Ｓｔを測定した。そして、この破断応力Ｓｔを用いてトナー間非静電付着力Ｆｔを求めたところ、トナー間非静電付着力Ｆｔとトナー層への圧縮圧ＰＣは図３中の丸印のように求められた。なお、ブラック、マゼンタ、イエローについても同様な実験結果が得られた（各色で有意差は認められなかった）。
さらに、実施例１と同様の方法で、実施例２で用いる各色の未圧縮時のトナー間非静電付着力Ｆｔを求めたところイエロー、及びシアンは、１１．３［ｎＮ］となり、マゼンタは１０．９［ｎＮ］となり、ブラックは１０．７［ｎＮ］となった。
【００３６】
次に、評価用画像出力機として実施例１と同様にＩＰＳｉｏ  ＣＸ４００を用い、同様の方法で一次転写ニップへの荷重を設定した。また、評価用画像出力機では、中間転写ベルト搬送速度と各静電潜像担持体の回転速度（線速）を等しくしてある。更に、オイラーベルト法を用いて測定された、感光体ドラム２と中間転写ベルト５との摩擦係数も実施例１と同様にそれぞれ０.２０と０.３５とであった。
【００３７】
［実験２］
次に、実施例２と比較例２とで転写チリの発生状態を比較した実験２について説明する。
実施例２では、各一次転写ニップにおいて、荷重Ｆを３［Ｎ］に設定した。この時の、各色トナーのトナー間非静電付着力は約１８［ｎＮ］となった。
一方、比較例２として、評価用画像出力機で一次転写ニップに掛ける荷重Ｆを各色８［Ｎ］とした場合の画像評価も併せて行った。この場合には、トナー間非静電付着力は各色トナーとも約２２［ｎＮ］となる。
評価用画像出力機での画像形成条件は、実施例２と比較例２とのそれぞれの一次転写ニップ荷重で同等のトナー転写効率が得られるように調整を行い、中間転写ベルト上のトナー量が同等となるようにしてある。
なお、評価用画像として実験１と同様のパターンを用いた。
実験２の結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
2007127889.tif 000005
【００３９】
表３が示すように、実施例２、比較例２とも転写チリの発生は殆どない画像を得ることが出来たが、比較例２では、中抜け画像が発生し、総合的な画像としては低品質なものとなってしまった。一方、実施例２では中抜け画像の発生もなく高品質の画像を得ることが出来た。
【００４０】
［実施例３］
実施形態１のプリンタ１００で複数の一次転写ニップに掛ける荷重Ｆを、中間転写ベルト５の表面移動方向下流側ほど大きくなるように変化させた実施例３について説明する。
実施例３では最上流部から、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で中間転写ベルト５上に画像形成を行う図１に示すプリンタ１００について、一次転写ニップに掛ける荷重をそれぞれ異ならせている。具体的には、イエローの一次転写ニップの荷重は８［Ｎ］、マゼンタの一次転写ニップの荷重は８．５［Ｎ］、シアンの一次転写ニップの荷重は８．９［Ｎ］、そして、ブラックの一次転写ニップの荷重は９．０［Ｎ］としている。この構成では、ニップを通過するたびにトナー間非静電付着力は増していく。
実施例１と同様の転写チリの評価を行った結果を表４に示す。
【００４１】
【表４】
2007127889.tif 000006
【００４２】
表４に示すように、二色以上のトナーを重ねた画像において、実施例１よりも更に良質な画像を得ることが出来た。
【００４３】
［実施例４］
実験２で用いた比較例２で中間転写ベルト５の搬送速度を、各色共通に設定された潜像担持体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの回転速度（線速）より１［％］速くしたものを実施例４とし、実験２の項と同様な評価を行った。
実験２と同様に中抜け画像の有無の評価を行った結果を表５に示す。
【００４４】
【表５】
2007127889.tif 000007
【００４５】
表４に示すように、実施例４では、トナー間静電付着力が２０［ｎＮ］以上になることで発生した中抜け画像を抑えることが出来た。また、実施例１で述べたトナー間非静電付着力の算出方法は多数のトナー間非静電付着力の平均値であるため、形状にバラツキの大きい真円度の大きいトナー（不定形トナー）では、一部のトナー間非静電付着力が計算により求めた値を大きく超えてしまう可能性が存在するおそれがある。このような場合に実施例４のように中間転写ベルト５の線速を感光体ドラム２の線速よりも早めることが有効な対策となる。
本実施形態では、重ねチリを防ぐために、結果として画像に付着するトナー量が増えることに成る。すると、ニップ内でトナーに掛かる応力が大きなり、中抜け画像が発生する場合が考えられる。そこで、中間転写ベルト５の線速を感光体ドラム２の線速よりも早めることにより、重ねチリと中抜けとを同時に防ぐことができるようになる。
【００４６】
［実施例５］
実施例１と同様の構成で、中間転写ベルト５へ潤滑剤を供給する装置を付加し、中間転写ベルト５の摩擦係数を０.２５にした場合を実施例５とする。実施例１の構成と本実施例の構成で、それぞれ、評価用画像を１００００枚出力した後、中間転写ベルト５のクリーニング状況を確認した。
出力された画像は実施例１及び実施例５とも転写チリ、中抜け画像のない良好なものだった。一方印字後の中間転写ベルト５上は実施例１の場合には若干のフィルミング現象等の汚れがあったが、実施例５の構成を採った場合、汚れが大幅に減少することが確認された。
実施例１のように、球形トナーを用いる場合は、中抜けが発生し難いため、中間転写ベルトの静止摩擦係数を大きくする必要がなく、重ねチリ、中抜けの発生を抑えると共に、ベルトクリーニングも容易となる。
【００４７】
［実施例６］
比較例２で中間転写ベルト５の摩擦係数が０.４５、各潜像担持体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの摩擦係数が０.２０となるように感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに供給される潤滑剤の量を調整したものを実施例６とし、実験２と同様な評価を行った。評価の結果、転写チリは比較例２と同等で中抜け画像のない良好な画像を得ることが出来た。
【００４８】
また、実施形態１では、一次転写ニップ通過後に発生するチリを抑制するためにトナー間非静電付着力が一定レベルの値になるように一次転写ニップに付加する荷重を制御する。荷重はあくまでも一次転写ニップ圧Ｐを決めるもので、画像面積により実際のトナーが受ける圧力は、この一次転写ニップ圧を下限とし、さまざまな値を取り得る。実際には出力される画像の画像面積率に基づいた圧縮圧をトナーが受けた際にトナー間非静電付着力が一定値以上上昇するように荷重設定をすることが望ましい。しかし、転写チリ画像は比較的画像面積率の低い、特に文字を多く含む画像で問題になることが多い。
本発明者らの検討によると、画像面積率５［％］とした場合、つまり、一次転写ニップ圧Ｐに比べ一次転写ニップ内トナーの受ける力が２０倍の場合に一次転写ニップ内で起こるトナー間非静電付着力の変化と一次転写ニップ通過後のトナー間非静電付着力が転写チリを評価するのに好ましいパラメータであることが分かった。そこで、一次転写ニップ圧Ｐの２０倍の圧縮圧ＰＣ下でのトナー間非静電付着力及びその変化量を規定することが特に重要となる。
【００４９】
以上、実施形態１によれば、４色それぞれの一次転写ニップで各色のトナー像に圧力と転写電界とを作用させることでトナー像を転写体である中間転写ベルト５に転写し４色のフルカラートナー像を形成する画像形成装置において、４色のトナー像が一次転写ニップ通過前であるそれぞれの潜像担持体としての各感光体ドラムドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上と二次転写ニップ通過後である中間転写ベルト５上とで、トナー像を形成するトナーのトナー間非静電付着力が３［ｎＮ］以上増加するように、二次転写ニップにかかる荷重Ｆが調整されている。これにより、トナー間付着力が転写チリの原因となるトナー間の静電反発力を上回り、転写チリを低減することができる。また、転写チリを軽減するために転写ニップの荷重を調節するものであるので、電界制御のため電極を付加し制御する構造に比べてより簡易な構造とすることができる。よって、簡易な構造によってトナー像を像担持体から転写体へ転写する際の転写チリを低減し、良好な画像を得ることができる。
また、転写ニップ圧Ｐに対して、ＰＣ＝Ｐ×Ｉであらわすことができる圧縮圧ＰＣについて、Ｉ＝２０とすることによって、転写チリが特に目立つ可能性の高い画像について転写チリの発生を抑え、良好な画像を得ることが可能となる。
また、トナー間非静電付着力を２０［ｎＮ］以下とすることにより、感光体ドラム２上トナーの一部が中間転写ベルト５上に転写出来ず、画像内部に抜けが発生する、所謂中抜け画像の低減が出来る。
また、中間転写ベルト５の表面移動方向下流側の一次転写ニップほど荷重をおおきくして、トナー間非静電付着力が下流部で転写されるトナーほど大きくなるように各々の一次転写ニップに掛かる荷重Ｆを調整することによって、二色目以降のトナーを中間転写ベルト５に転写する際に、中間転写ベルト５上のトナーのトナー間付着力がより大きくなり、二色目以降のトナーを一色目のトナー上に重畳した際により顕著に発生する転写チリを効率的に抑制出来る。これにより、さらに転写チリのない良好な画像を得ることができる。
また、少なくとも一つの感光体ドラム２の回転速度（線速）と中間転写ベルト５の表面移動速度とに速度差を持たせることにより、転写チリと中抜け画像のない良好な画像を得ることができる。
また、画像形成に用いるトナーの真円度が１．３未満の場合に少なくとも一つの感光体ドラム２の摩擦係数μｏｐｃと中間転写ベルト５の摩擦係数μｂとについて、感光体ドラム２の摩擦係数を０．２０に調節し、中間転写ベルト５の摩擦係数を０．２５に調節して、０.２５≧μｂ＞μｏｐｃの関係を満たすようにしている。これにより、転写チリ、中抜け画像の抑制に加え、感光体ドラム２上に残留したトナーのクリーニングが良好行えるため、転写チリ、中抜け、地汚れのない良好な画像を得ることが可能となる。
また、画像形成に用いるトナーの真円度が１．３以上の場合に少なくとも一つの感光体ドラム２の摩擦係数μｏｐｃと中間転写ベルト５との摩擦係数μｂとについて、中間転写ベルト５の摩擦係数を０．４５に調節し、感光体ドラム２の摩擦係数を０．２０に調節して、μｂ−μｏｐｃ＞０．２の関係を満たすようにしている。これにより、中間転写ベルト５と感光体ドラム２との摩擦係数差により中間転写ベルト５のトナー剥ぎ取り効果が発生し、転写チリに加えて、中抜け画像の発生を抑えることが出来、転写チリ、中抜けの無い良好な画像を得ることが可能となる。
【００５０】
［実施形態２］
実施形態１では、像担持体としての感光体ドラム２からトナー像を転写される転写材が中間転写ベルト５であるものについて説明した。次に、感光体ドラム２から転写される転写材が記録媒体である転写紙Ｐとする実施形態２について説明する。
図４は、実施形態２にかかるカラー画像形成装置としてのプリンタ１００の装置全体の概略構成図である。図２においてプリンタ１００は、互いに異なる４色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）のトナーを用いる４組の画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが、転写材としての転写紙Ｐの搬送経路に沿って並設された画像形成装置である。すなわち、転写紙Ｐが記録体搬送ベルト５０によって搬送されながら、各感光体ドラム１と各一次転写ローラ４との各一次転写ニップを通過することで、順次画像が重ね合わされ、転写紙Ｐ上でカラー画像が形成される。
図１とは、中間転写ベルトの有無についてのみ相違し、他の点は共通であるので説明は省略する。
実施形態２にかかるプリンタ１００は図４に示すように、実施形態１と異なり中間転写体を備えていないため、より簡易なプリンタとすることができ、省スペース化、省コスト化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態１にかかるプリンタの概略構成図。
【図２】実施例１のトナー間非静電付着力と圧縮圧との関係を示す説明図。
【図３】実施例２のトナー間非静電付着力と圧縮圧との関係を示す説明図。
【図４】実施形態２にかかるプリンタの概略構成図。
【符号の説明】
【００５２】
１      現像装置
２      感光体ドラム
３      帯電装置
４      一次転写ローラ
５      中間転写ベルト
６      二次転写装置
７      二次転写ローラ
８      ＬＥＤアレイヘッド
９      定着装置
１０    感光体クリーニング装置
１１    潤滑剤供給ローラ
２０    画像形成ユニット
５０    記録体搬送ベルト
１００  プリンタ
【図１】
2007127889.tif 000008
【図２】
2007127889.tif 000009
【図３】
2007127889.tif 000010
【図４】
2007127889.tif 000011