JP2004287241A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】濃度階調のある画像であって、低画質感を与えることのない画像を確実に形成することができる電子写真方式の画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像後で且つ静電転写前のトナー像の中間調部平均粒状度推定値が０．１５以下になり、且つ定着後のトナー像の中間調部平均粒状度が０．２５以下になるようにした。中間調部平均粒状度は、トナー像の平均明度４０〜８０の箇所について、本発明者らが独自に発案した公式によってトナー像の粒状度を異なる平均明度の箇所で測定し、そのうち、平均明度４０〜８０の測定値を平均して求めたものである。中間調部平均粒状度推定値は、感光体１上におけるトナー像の中間調部平均粒状度を、本発明者らが独自に発案した方法によって推定したものである。
【選択図】 図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式によって画像を形成する画像形成方法及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式によって画像を形成する画像形成方法としては、特許文献１や特許文献２などに記載のものが知られており、例えば次のようなプロセスで画像を形成する。即ち、まず、感光体等の潜像担持体上に対して露光処理等を施して静電潜像を担持させた後、トナーの静電的な付着によってこの静電潜像を現像する。次いで、現像によって得られたトナー像を転写紙等の記録体に静電転写した後、定着ローラ等の加熱部材との密着によってそのトナー像を加熱して記録体に定着せしめる。
【０００３】
かかる電子写真方式の画像形成方法においては、電子化された画像情報に基づいて画像を容易に形成し得るというメリットがある反面、オフセット印刷法に比べてどうしても画質が悪くなるというデメリットがあった。特に、写真や絵などといった濃度階調のある画像では、オフセット印刷法によるものに比べてザラツキ感が目立って、見た人に低画質であるという印象を与え易くなる。このため、電子写真方式では、如何にしてこの低画質感を抑えるかが、重要な課題となっている。
【０００４】
画像のザラツキ感を表す指標としては、「ＡＮＳＩ ＰＨ−２．４０−１９８５」で標準化されているＲＭＳ粒状度が知られており、これは次式に基づいて求められる。
【数１】
ＲＭＳ粒状度σＤ＝［（１／Ｎ）×Σ（Ｄｉ−Ｄ）^２］^１／２
※但し、Ｎ：データ数、Ｄｉ：濃度分布、Ｄ：平均濃度（Ｄ＝１／ＮΣＤｉ）
【０００５】
また、ザラツキ感を示す指標として、Ｘｅｒｏｘ社のＤｏｏｌｅｙ及びＳｈａｗによって定義された粒状度ＧＳも知られている。これは、「Ｗｉｎｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ（以下、ＷＳ（ｆ）という）」と、視覚の空間周波数特性（ＶＴＦ：Ｖｉｓｕａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）とのカスケード値が積分された数値である。また、ＷＳ（ｆ）は、画像をミクロ濃度計で走査して得られた平均濃度からの濃度変動を、フーリエ変換して得られたフーリエスペクトルの二乗の集合平均である。粒状度ＧＳは、次式によって求められる（詳細は「Ｄｏｏｌｅｙ，Ｒｓｈａｗ Ｎｏｉｓｅ Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｏｔｏｇｒ．Ｅｎｇ．５，４（１９７９），ｐｐ１９０−１９６」に記載されている）。
【数２】
粒状度ＧＳ＝ｅｘｐ（−１．８Ｄ）∫（ＷＳ（ｆ））^１／２ＶＴＦ（ｆ）ｄｆ
※但し、Ｄ：平均濃度、ｆ：空間周波数［ｃ／ｍｍ］、ＶＴＦ（ｆ）：視覚の空間周波数特性
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２０２６３８号公報
【特許文献２】
特開２００２−２８７５４５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、同じ画像形成装置によってプリントアウトされた画像であっても、これらＲＭＳ粒状度σＤや粒状度ＧＳが比較的良好なものと、そうでないものとが発生してしまう。このため、プリントアウトされた画像のＲＭＳ粒状度σＤや粒状度ＧＳに基づいてその画像形成装置の性能を評価することが困難であった。また、どのような画像であれば低画質感を与えないかという点について、十分な検討がなされていなかった。更に、現時点で市販されている電子写真方式の画像形成装置において、低画質感を与えることのない画像を確実に形成し得るものはない。
【０００８】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、濃度階調のある画像であって、低画質感を与えることのない画像を確実に形成することができる電子写真方式の画像形成方法を提供することである。また、かかる画像を確実に形成することができる電子写真方式の画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体に潜像を担持させる工程と、トナーを用いて該潜像担持体上の潜像を現像する工程と、該潜像担持体上のトナー像を記録体に静電転写する工程と、該記録体上に静電転写されたトナー像に加熱部材を密着させて該トナー像を該記録体上に定着せしめる工程とを実施して、該記録体上にトナー像を形成する画像形成方法であって、現像後で且つ静電転写前の上記トナー像の中間調部平均粒状度推定値が０．１５以下であり、且つ、定着後の上記トナー像の中間調部平均粒状度が０．２５以下であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、トナーを用いて該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を記録体に静電転写する転写手段と、該記録体上に静電転写されたトナー像に加熱部材を密着させて該トナー像を該記録体上に定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、現像後で且つ静電転写前の上記トナー像の中間調部平均粒状度推定値が０．１５以下であり、且つ、定着後の上記トナー像の中間調部平均粒状度が０．２５以下であ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２の画像形成装置であって、上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１２５以下、平均円形度０．９６以上、且つ分散度１．３５以下という条件を具備するものが指定されており、上記転写手段は、上記潜像担持体と、これに向けて上記記録体を押圧する押圧部材との間に２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］の転写電流を流しつつ、該記録体を該潜像担持体に向けて０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］の圧力で押圧しながら、該潜像担持体上のトナー像を該記録体に静電転写せしめるものであり、且つ、上記定着手段は、上記加圧部材として、表面にシリコンゴムが被覆されたものを用いるものであ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２の画像形成装置であって、上記潜像担持体上の潜像の現像に用いられるトナーを収容するトナー収容手段を有し、上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１２５以下、平均円形度０．９６以上、且つ分散度１．３５以下という条件を具備するものを該トナー収容手段に収容しており、上記転写手段は、上記潜像担持体と、これに向けて上記記録体を押圧する押圧部材との間に２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］の転写電流を流しつつ、該記録体を該潜像担持体に向けて０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］の圧力で押圧しながら、該潜像担持体上のトナー像を該記録体に静電転写せしめるものであり、且つ、上記定着手段は、上記加圧部材として、表面にシリコンゴムが被覆されたものを用いるものである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２の画像形成装置であって、上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１２０以下、平均円形度０９７以上、且つ分散度１．２１以下という条件を具備するものが指定されており、上記転写手段は、上記潜像担持体と、これに向けて上記記録体を押圧する押圧部材との間に２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］の転写電流を流しつつ、該記録体を該潜像担持体に向けて０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］の圧力で押圧しながら、該潜像担持体上のトナー像を該記録体に静電転写せしめるものであり、且つ、上記定着手段は、上記加圧部材として、表面にシリコンゴムが被覆されたものを用いるものである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２の画像形成装置であって、上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１１５以下、平均円形度０９７以上、且つ分散度１．２０以下という条件を具備するものが指定されており、上記転写手段は、上記潜像担持体と、これに向けて上記記録体を押圧する押圧部材との間に２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］の転写電流を流しつつ、該記録体を該潜像担持体に向けて０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］の圧力で押圧しながら、該潜像担持体上のトナー像を該記録体に静電転写せしめるものであり、且つ、上記定着手段は、上記加圧部材として、表面にシリコンゴムが被覆されたもの、あるいは弾性層の上に四フッ化エチレン樹脂（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）からなる表面層が被覆されたものを用いるものであることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明者らは、以下に説明するような鋭意研究を行って、これらの発明を完成させるに至った。即ち、まず、図１に示す６００［ｄｐｉ］、１０６線のスクリーン線にディザ処理を施した１５の面積率階調のあるグレースケールの電子データを用意した。この１５の面積率階調は、３、６、９、１２．５、１６、２０、２５、３０、４１、５０、５９、７０、８０、９１、１００［％］の面積率から構成されている。かかる電子データに基づいてパーソナルコンピュータのディスプレイにグレースケール映像における面積率階調中心付近箇所（面積率＝４１％）を拡大すると、図２のようになる。更に、この面積率階調中心付近箇所におけるスケール像を拡大すると図３に示すようになる。
【００１１】
次に、本発明者らは、電子写真方式のプリンタの１号試験機を用いて、上記電子データに基づいたグレースケール画像をプリントアウトし、面積率毎にその平均明度ＬとＲＭＳ粒状度σＤとを測定してみた。また、電子写真方式のプリンタの２号試験機を用いて、同様にしてグレースケール画像をプリントアウトし、面積率毎（ディスプレイ上の階調）に平均明度ＬとＲＭＳ粒状度σＤとを測定してみた。なお、この２号試験機の解像度は１号試験機と同じ６００［ｄｐｉ］であるが、そのプリントアウト画像のザラツキ感を１号試験機によるものよりも大きくすることが事前の調査によってわかっている。また、平均明度Ｌは、各読み取り値Ｌ＊の平均値である。
【００１２】
図４は、上記１号試験機や２号試験機によってプリントアウトされたグレースケール画像の各階調における平均明度ＬとＲＭＳ粒状度σＤとの関係を示すグラフである。図示のように、２つのグレースケール画像において、平均明度Ｌが２０未満の箇所では互いのＲＭＳ粒状度σＤに目立った差を生じないことがわかる。また、平均明度Ｌが８０を超えた箇所でも、互いのＲＭＳ粒状度σＤに目立った差を生じないことがわかる。これらは、次に説明する理由による。即ち、画像内における繰り返しパターンの密度の違いによって濃度階調を表現するデジタルプリントアウト画像では、画像のザラツキ感を左右する要因の一つとして、少量のトナー粒子を画像部周囲に不規則に付着させてしまうことが挙げられる。このトナー粒子の不規則な付着は、繰り返しパターンの密度が中程度である場合に起こり易い。繰り返しパターンの密度が所定の上限値を超えると、人間の目にはベタ部として見えてくるようになり、そのベタ部内の画像部（パターン１つ）と非画像部（パターン間）との識別が困難になってくる。このため、画像部周囲へのトナー粒子の不規則な付着がザラツキとして視認され難くなる。また、この逆に、繰り返しパターンの密度が所定の下限値を下回ると、パターン間の距離がかなり大きくなり、トナー粒子の不規則な付着がパターン間の汚れではなくパターン内に取り込まれて見えてくるため、ザラツキ感として視認され難くなる。よって、デジタルプリントアウト画像においては、その内部の画像部周囲にトナー粒子が不規則に付着しているか否かにかかわらず、平均明度Ｌが２０未満の階調箇所や、平均明度Ｌが８０を超える階調箇所がザラツキ感を与え難くなるのである。換言すれば、電子写真方式の画像形成装置では、その性能にかかわらず、平均明度Ｌが２０未満の階調箇所や、平均明度Ｌが８０を超える階調箇所を、ザラツキ感のない良好な画質にすることができる。
【００１３】
一方、２つの上記グレースケール画像において、平均明度Ｌが２０〜８０の階調箇所（以下、中間調部という）では、互いのＲＭＳ粒状度σＤに大きな差が生じている。１号試験機の方が明らかにザラツキ感の少ない良好なパターン（ＲＭＳ粒状度σＤの小さいパターン）を出力していることがわかる。このように、ザラツキ感は、平均明度Ｌが２０〜８０の中間調部で主に発生している。よって、同じ画像形成装置によってプリントアウトされた画像であっても、中間調部の面積率の比較的小さいものは良好な画質となるが、その面積率の比較的大きいものはザラツキ感の目立つ低画質となってしまう。なお、ＲＭＳ粒状度σＤの代わりに粒状度ＧＳを求めてみても、同様の結果となった。同じ画像形成装置によってプリントアウトされた画像であっても、ＲＭＳ粒状度σＤや粒状度ＧＳが比較的良好なものと、そうでないものとが発生してしまう理由は、このように、中間調部の面積率の違いによるものであることがわかった。
【００１４】
これらのことから、電子写真方式の画像形成装置の性能を的確に知るためには、プリントアウトされた画像の全体でザラツキ感を評価するのではなく、その中間調部（平均明度Ｌ２０〜８０）だけでザラツキ感を評価する必要があると言える。
【００１５】
次に、本発明者らは、上記ＲＭＳ粒状度σＤや粒状度ＧＳとは異なった指標で、上記グレースケール画像のザラツキ感を評価してみることにした。具体的には、まず、出力されたグレースケール画像をスキャナー（ハイデンベルグ社製Ｎｅｘｓｃａｎ４１００）にて１２００［ｄｐｉ］の解像度で読み込んだ。そして、各面積率における平均明度Ｌと、粒状度とを調べてみた。粒状度については、上述のＲＭＳ粒状度σＤや粒状度ＧＳではなく、次に基づいて算出した。また、平均明度Ｌは、各読み取り値Ｌ＊の平均値である。
【数３】
粒状度＝ｅｘｐ（ａＬ＋ｂ）∫（ＷＳ_Ｌ（ｆ））^１／２ＶＴＦ（ｆ）ｄｆ＋ｃ
※但し、Ｌ：平均明度、ｆ：空間周波数［ｃ／ｍｍ］、ＷＳ_Ｌ（ｆ）：明度変動のパワースペクロトラム、ＶＴＦ（ｆ）：視覚の空間周波数特性、ａ：係数（＝０．１０４４）、ｂ：係数（＝０．８９４４）、ｃ：係数（＝−０．２６２）
【００１６】
濃度Ｄの代わりに平均明度Ｌを用い、２次元でＮＷＳを求めた後、１次元化してザラツキ感を評価するのである。この式によれば、濃度Ｄを用いた上述のＲＭＳ粒状度σＤや粒状度ＧＳよりも色空間のリニアリティーやカラー画像への適応性に優れたザラツキ感指標を求めることができた。なお、この粒状度の詳細は、「ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ‘９６”論文集ｐ１８９「ハーフトーンカラー画像のノイズ評価方法」に記載されている。
【００１７】
画像部の面積率と、平均明度Ｌと、上記数３の式による粒状度との関係の一例を次の表１に示す。
【表１】

【００１８】
表１においても、平均明度４０〜８０の箇所の粒状度が他の箇所の粒状度よりも大きくなっていることがわかる。表１において、粒状度の平均値は０．３２になる。これに対し、平均明度Ｌが４０〜８０の範囲になる６つのデータ（太字で示したもの）だけの平均を算出すると０．４３になる。０．１以上もの差が出てしまうのである。
【００１９】
次に、画像形成装置の様々な試験機によってプリントアウトされた上記グレースケール画像について、同様にして平均明度Ｌと、上記数３の式による粒状度とを測定した。そして、１５の面積率階調の全てについて粒状度を平均した結果と、平均明度が４０〜８０になる箇所（以下、中間調部という）だけの粒状度を平均した結果との関係を調べてみた。更に、各グレースケール画像について、複数の試験者によるザラツキ感の主観評価を行った。この結果を図５に示す。なお、この図においては、ザラツキ感のランク（１〜５）の数値が大きくなるほど、ザラツキ感のない良好な画像であることを示している。図示のように、１５の面積率階調の全てについて粒状度を平均した評価法では、ザラツキ感のランクとその平均値との相関が悪く（相関係数＝０．７５２７）、ザラツキ感の指標として適さないことがわかる。これに対し、中間調部だけについて粒状度を平均した評価法では、ザラツキ感のランクとその平均値との相関が極めて良好であり（相関係数＝０．９１２４）、ザラツキ感の指標として優れていることがわかる。本明細書では、この平均値を中間調部平均粒状度として定義することにする。本発明者らの鋭意研究により、この中間調部平均粒状度が０．２５以下になると、ザラツキ感を与えなくなることが判明した。よって、転写紙等の記録体上に定着された後における中間調部平均粒状度が０．２５以下である画像であれば、人に低画質感を与えることがなくなる。
【００２０】
一方、一般に、電子写真方式の画像形成装置において、現像直後のトナー像は、転写紙等の記録体に転写される際に少量のトナー粒子を記録体の画像部周囲に不規則に付着させて、画質を劣化させる。また、記録体上に転写されたトナー像も、加熱部材との密着によってそこに定着せしめられる際に、トナー粒子のつぶれ、光沢、付着領域の広がりなどといった現象を起こして画質を劣化させる。従って、人に低画質感を与えることのない定着済みのトナー像を得るためには、基本的には、現像した時点で中間調部平均粒状度が０．２５以下であるトナー像を得る必要がある。
【００２１】
現像直後のトナー像について、かかるものであるか否かを評価するためには、その中間調部平均粒状度を求める必要がある。そして、そのためには、感光体等の潜像担持体上でそのトナー像をスキャナー等の読み取り手段で読み取ってその画像情報を電子化しなければならない。しかし、潜像担持体上のトナー像を読み取るのは非常に困難である。潜像担持体の表面の湾曲によって所望の読み取り精度が得られなかったり、未定着のトナー像を擦って乱してしまったりするからである。そこで、本発明者らは、次のようにして、現像直後のトナー像の中間調部平均粒状度を推定してみることにした。即ち、まず、図６に示す２×２（＝４）のドットからなるパターンがマトリクス状に７０個並べられたパターン画像を電子写真方式のプリンタの試験機によって転写紙上にプリントアウト（転写及び定着）した。そして、得られたプリントアウト紙を上述のスキャナーで読み取った後、その電子データに基づいて上述の中間調部平均粒状度を測定した。次いで、電子データ上のマトリクスを図６に示したように格子状に等間隔に分割し、それぞれの分割区域データ（７０個）について、図７に示すように２値化してからトナー付着部の面積を解析して、画像部面積の標準偏差σを算出した。かかる算出を、様々な種類の試験機によるプリントアウト紙についてそれぞれ実施して、標準偏差σと中間調部平均粒状度との関係を調べた。次に、同じパターン画像をそれぞれの試験機で現像した後、感光体から転写紙上に転写する前に機械を止めて数時間放置してから、感光体を試験機本体から取り外した。この転写紙の未定着像を乱さないように、スキャナーのコンタクトガラス上に読み取り箇所に対応する穴の空いた０．１［ｍｍ］厚のフィルムを置き、未定着像とコンタクトガラスとを接触させないように、そのフィルムの上に転写紙を置いてスキャナー読込した。そして、その画像部面積の標準偏差σと中間調部平均粒状度とを調べた後に、先に調べた定着後のデータとともに、全てのデータにおける上記標準偏差σと、中間調部平均粒状度とを２次元平面上にプロットして両者の近似直線を得た。
【００２２】
なお、現像直後のパターン画像を感光体上で数時間放置してからそのσや平均粒状度を測定するのは、次の理由からである。即ち、潜像担持体として感光体を用いる場合には、現像直後のトナー像を担持している感光体を機械内部から外部の明るい場所に移してしまうと、感光体の地肌部（非露光部）の急激な電位変化に伴ってトナーを散らせてしまうことがある。そこで、数時間放置して地肌部の電荷を十分に減衰させてから、感光体を明るい外部に取り出すのである。
【００２３】
上述の近似直線を図８に示す。同図に示すように、定着後の画像に基づく画像部面積の標準偏差σから推定される粒状度と、未定着の画像に基づく画像部面積の標準偏差σから推定される粒状度とは、良好に相関することがわかる。よって、感光体上の現像画像を顕微鏡撮影してその画像部面積の標準偏差σを算出し、算出結果を同図に示したグラフにあてはめることで、感光体上における現像後且つ転写前の画像における中間調部平均粒状度を推定することができる。本明細書では、この推定値を、現像後且つ転写前の画像における中間調部平均粒状度推定値と定義する。
【００２４】
従って、現像後で且つ転写前のトナー像における中間調部平均粒状度推定値を０．１５以下にし、且つ定着後のトナー像における中間調部平均粒状度推定値を０．２５以下にする請求項１乃至６の発明では、定着後の濃度階調のある画像として、低画質感を与えることのない高画質のものを確実に形成することができる。
【００２５】
【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９は本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図において、潜像を担持する潜像担持体たる感光体１は、アモルファス等からなる有機感光層を表面に有する直径１００［ｍｍ］のドラム状のもので、３３０［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速で図中時計回りに回転駆動せしめられる。そして、その表面が帯電チャージャ２によって一様に帯電せしめられた後、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によって静電潜像を担持する。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、現像手段たる現像装置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記録体たる転写紙Ｐ上に静電転写される。
【００２６】
図１０は、感光体１と現像装置２０とを示す拡大構成図である。同図において、感光体１の側方に配設された現像装置２０は、互いに着脱可能に構成されたトナー補給器２１と現像器２５とを備えている。トナー補給器２１は、内部にトナーを収容するトナー収容手段として機能しており、アジテータ２２、歯車状のトナー補給ローラ２３、補給規制板２４等を有している。そして、内部に収容しているトナーをアジテータ２２の回転駆動によってほぐしながら、トナー補給ローラ２３に送る。送られたトナーは、図示しない駆動系によって回転せしめられるトナー補給ローラ２３に連れ回りながら補給規制板２４によってローラ上での厚みが規制された後、現像器２５内に補給される。
【００２７】
上記現像器２５は、現像ロール２６、攪拌パドル２７、攪拌ローラ２８、規制ブレード２９、搬送スクリュー３０、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）３１等を有している。また、現像ロール２６の側方に配設されたセパレータ３２も有している。現像器２５内には、トナーと、直径５０［μｍ］の球形フェライトからなる磁性キャリアとを含有する二成分現像剤が収容されている。上記トナー補給器２１から現像器２５内に補給されたトナーは、図示しない駆動系によって回転駆動される攪拌ローラ２８上に落下する。攪拌ローラ２８は、落下してくるトナーを二成分現像剤と混合攪拌しながら、攪拌パドル２７に向けて送る。この際、新たに補給されたトナーが磁性キャリアや攪拌ローラ２８などとの摺擦によって摩擦帯電せしめられる。図示しない駆動系によって回転駆動される攪拌パドル２７は、器内の二成分現像剤を攪拌しながら、現像ロール２６に向けて送る。現像ロール２６は、その表面を上記対向位置にてドラム表面と同方向に６６０［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速で移動させるように図示しない駆動系によって回転駆動される直径２５［ｍｍ］の非磁性パイプ２６ａを有している。また、これに連れ回らないようにパイプ内部に固定され、且つ周方向に別れる複数の磁極が形成されたマグネットローラ２６ｂも有している。これら複数の磁極のうち、後述の現像領域との対向位置に存在する現像主磁極のピーク磁力は１２０［ｍＴ］に調整されている。
【００２８】
現像部材たる上記現像ロール２６は、そのケーシングに設けられた開口から周面の一部を露出させて感光体１に対面させるように配設されている。そして、攪拌パドル２７から送られてくる二成分現像剤を、マグネットローラ２６ｂの発する磁力の影響によって非磁性パイプ２６ａの表面に担持する。担持された二成分現像剤は、非磁性パイプ２６ａとともに連れ回りながら、現像ロール２６と所定の間隙を保持するように配設された規制ブレード２９によってパイプ上の層厚が規制される。そして、感光体１との対面位置にである現像領域まで搬送される。非磁性パイプ２６ａには図示しない電源によって現像バイアスが印加されている。この印加により、現像領域では、非磁性パイプ２６ａと感光体１の静電潜像との間において、トナーをパイプ側からドラム側に静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、非磁性パイプ２６ａと感光体１の非画像部（非潜像部分）との間において、トナーをドラム側からパイプ側に静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。よって、現像領域まで搬送された二成分現像剤は、トナーを感光体１の静電潜像だけに付着させて、静電潜像をトナー像に現像する。現像ロール２６の非磁性パイプ２６ａとの連れ回りに伴って現像領域を通過した二成分現像剤は、非磁性パイプ２６ａとの連れ回りに伴って現像器１０１内に回収される。
【００２９】
上述のように、現像ロール２６の非磁性パイプ２６ａに担持された二成分現像剤は、規制ブレード２９によってパイプ上の層厚が規制される。この規制により、規制ブレード２９よりもパイプ回転方向上流側には、非磁性パイプ２６ａとの連れ回りを阻止された二成分現像剤が滞留する。そして、後続の二成分現像剤に押されることで、現像ロール２６の側方に配設されたセパレータ３２の上に溢れる。溢れた二成分現像剤は、セパレータ３２上面の傾斜に沿って移動することで、搬送スクリュー３０に向けて案内される。搬送スクリュー３０は、案内されてくる二成分現像剤をその軸線方向（図中奥行き方向）に向けて攪拌搬送する。これにより、二成分現像剤のいわゆる横攪拌が行われる。この横攪拌に対し、攪拌ロール２６や、攪拌パドル２７は、二成分現像剤をその回転周方向に搬送しながらかき回すいわゆる縦攪拌を行う。搬送スクリュー３０は、二成分現像剤を横攪拌しながら、攪拌ローラ２８上に落下させる。この落下により、現像器内における二成分現像剤の縦循環が実現している。
【００３０】
上記攪拌ローラ２８の下側には、Ｔセンサ３１が配設されており、攪拌ローラ２８によって攪拌搬送される二成分現像剤の透磁率に応じた信号を図示しない制御部に出力する。二成分現像剤のトナー濃度は、透磁率と相関するため、Ｔセンサ３１は結果として二成分現像剤のトナー濃度を検知していることになる。上記制御部は、Ｔセンサ３１からの出力信号を、所定の目標値に近づけるようにトナー補給器２１を適宜動作させることで、現像に伴ってトナー濃度を低下させた二成分現像剤のトナー濃度を回復させる。但し、二成分現像剤の透磁率が湿度等の環境変化や二成分現像剤の嵩変化などによって変動するため、制御部は上記目標値を適宜補正する。具体的には、所定のタイミングで感光体１上に形成せしめた基準トナー像の画像濃度に応じて、上記目標値を補正する。この画像濃度については、例えば基準トナー像の光反射率を検知する反射型フォトセンサからの出力などによって把握される。
【００３１】
上記感光体１の図中下方には、転写ローラ４等を有する転写手段が配設されている。この転写手段は、図示されている転写ローラ４の他、これを回転駆動させる駆動手段や、転写ローラ４に転写バイアスを印加する図示しない電源などを有している。転写ローラ４は、感光体１に所定の圧力で当接して転写ニップを形成しながら、当接部にてその表面を感光体１表面と同方向に移動させるように回転駆動される。この転写ニップにおいては、上記転写バイアスの影響によって転写電界が形成される。感光体１上で現像されたトナー像は、感光体１の回転に伴って転写ニップに進入する。
【００３２】
上記転写手段の下方には、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せしめられる。そして、上述の転写電界やニップ圧（転写圧）の影響によって被押圧体たる転写紙Ｐ上に静電転写される。
【００３３】
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せしめる紙搬送ユニット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、定着手段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せしめられた転写紙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、定着手段１４内に入る。この定着手段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。これら定着ローラ１４ａは、それぞれ図示しない表面温度センサによる検知結果に基づいて熱源への電源供給がＯＮ／ＯＦＦ制御されることで、その表面温度が所定値（例えば１６５〜１８５［℃］）に維持される。定着手段１４内に入った転写紙Ｐは、上記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、定着手段１４内から排紙ローラ対１５を経て機外へと排出される。
【００３４】
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せしめられる。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。
【００３５】
図１１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、シリコーン、ＮＢＲ、ウレタン等からなるソリッド状の第１弾性層４ａとを有している。また、この第１弾性層４ａの上に被覆された第２弾性層４ｂ（第１弾性層よりも柔らかい）や、上記芯金ローラの両端面に突設せしめられた軸４ｃなども有している。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に向けて押圧される。
【００３６】
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０．１［ｍｍ］、２５［度］、１×１０^９〜１×１０^１１［Ωｃｍ］に調整されている。また、上記第１弾性層４ａは、厚み、硬度（ＡｓｋｅｒＣ／１ｋｇ荷重時）、体積固有抵抗が、それぞれ２．０［ｍｍ］、７０［度］、第２弾性層４ｂよりも一桁小さい値に調整されている。第２弾性層４ｂの硬度が１５［度］未満になると、永久変形を引き起こし易くなってしまう。また、第２弾性層４ｂの硬度が４０［度］を超えると、弾性変形による上記エアーギャップの低減効果が急激に得られ難くなってくる。また、第１弾性層４ａの硬度が６０［度］未満で且つその厚みが０．５［ｍｍ］未満になると、転写ニップで転写紙Ｐと感光体１との密着性を向上させる効果が急激に弱まり始める。
【００３７】
本プリンタに用いられるトナーとしては、従来から公知の製造法によって製造されたものを用いることができる。例えば、粉砕法によるものを用いることができる。即ち、結着樹脂、磁性体、離型剤、着色剤、必要に応じて帯電制御剤等をミキサー等を用いて混合し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用い混練する。そして、冷却固化し、これをジェットミル、ターボジェット、クリプトロン等の粉砕で粉砕した後、分級して得られたトナーである。また例えば、重合法によって製造されたトナーでもよい。なかでも、変性ポリエステル樹脂を基材として用いた重合法によって製造されたトナーが好適である。
【００３８】
図１２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。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。
【００３９】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
本発明者らは、以下に説明する実験例の実験結果に基づいて、本プリンタの特徴的な構成を創作するに至った。即ち、まず、Ａ〜Ｆという６種類のトナーを製造した。
【００４０】
トナーＡについては、次のようにして製造した。
［トナーバインダーの合成］
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重量部及びジブチルチンオキサイド２重量部を入れた。そして、常圧且つ２３０［℃］の条件下で８時間重縮合反応させた後、更に１０〜１５［ｍｍＨｇ］まで減圧して５時間反応させた。次いで、１６０［℃］まで冷却した後、３２重量部の無水フタル酸を加えて２時間反応させた。そして、更に８０［℃］まで冷却した後、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート１８８重量部と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。次に、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時間反応させて、重量平均分子量６４０００のウレア変性ポリエステル（１）を得た。一方、既に述べた手法と同様にして、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重量部とを常圧且つ２３０［℃］の条件下で８時間重縮合反応させた。そして、１０〜１５［ｍｍＨｇ］まで減圧して５時間反応させて、ピーク分子量５０００の変性されていないポリエステル（ａ）を得た。次いで、酢酸エチルとメチルエチルケトン（以下、ＭＥＫという）との１：１混合溶剤を用意した。そして、上述のウレア変性ポリエステル（１）２００重量部と、上述の変性されていないポリエステル（ａ）８００重量部とを、この混合溶剤に溶解、混合して、トナーバインダー（Ａ）の溶液を得た。次に、これを一部減圧乾燥して、トナーバインダー（Ａ）を単離した。そのガラス転移温度（以下、Ｔｇという）、酸化は、それぞれ６２［℃］、１０であった。
【００４１】
［トナーの合成］
ビーカー内に上述のトナーバインダー（Ａ）の溶液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重量部とを入れた。そして、６０［℃］の温度環境下にてＴＫ式ホモミキサーを用いて１２０００［ｒｐｍ］の速度で攪拌して、それらを均一に溶解、分散させた。これをトナー材料溶液とした。次いで、他のビーカー内にイオン交換水７０６重量部と、ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液（日本化学工業社製のスーパタイト１０）２９４重量部と、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２重量部とを入れて均一に溶解した。そして、これを６０［℃］まで昇温せしめた後、ＴＫ式ホモミキサーにて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１０分間攪拌した。次に、この混合液を攪拌棒及び温度計の付設されたコルベンに移し、９８［℃］まで昇温せしめて一部溶剤を除去した。そして、室温に戻してから上記ＴＫ式ホモミキサーにて１２０００［ｒｐｍ］の速度で攪拌して、トナーの形状を整えた後、更に溶剤を完全に除去した。その後、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級して、母体トナー粒子を得た。更に、この母体トナー粒子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Ａを得た。このトナーＡの形状係数ＳＦ−１は１４０、平均円形度は０．９２、分散度は１．３９、凝集度は２５［％］であった。
【００４２】
なお、形状係数ＳＦ−１は、粒子の丸さの度合いを示す指標であり、次のようにして求めることができる。即ち、例えば日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）などの顕微装置を用いて１０００倍の拡大観察エリアを得る。そして、この拡大観察エリアにて、トナー粒子を無作為に１００個サンプリングしながらその画像を順次撮影していく。そして、得られた撮影画像の電子データを、インターフェース経由で例えばニコレ社製ＬｕｚｅｘＩＩＩなどの画像解析装置に転送して、各粒子について径の絶対最大長ＭＸＬＮＧと投影面積ＡＲＥＡとを解析してそれらの平均値を算出する。この絶対最大長ＭＸＬＮＧとは、図１３に示すように、トナー粒子の２次元投影画像において径が最大となる箇所の長さのことである。真の楕円であれば、長径の長さとなる。解析された絶対最大長ＭＸＬＮＧと投影面積ＡＲＥＡとを次に示す式に代入して、トナー粒子１００個あたりの平均を算出すれば、形状係数ＳＦ−１を求めることができる。真球の形状係数ＳＦ−１は１００である。
【数４】
ＳＦ−１＝（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ×（π／４）×１００
【００４３】
また、トナーの平均円形度については、株式会社ＳＹＳＭＥＸ製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて、次のようにして測定した。即ち、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調整した後、これを０．４５［μｍ］のフィルターで濾過する。得られた濾液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０．１〜５ｍｌ加えた後、これに試料（トナー粉体）を１〜１０［ｍｇ］加える。更に、超音波分散機にてトナー分散処理を１分間施して、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カメラで撮像して得た２次元画像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の撮影精度に鑑みた有効被検粒子としてその円形度を算出した。具体的には、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によって円形度を算出した。そして、各トナー粒子の円形度の累積値を全トナー粒子数で除算することで平均円形度を求めた。
【００４４】
また、トナーの分散度については、トナーの重量平均径を個数平均径で除算することで求めた。これらの径については、Ｃｏｕｌｔｅｒ ＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ ２ｅを用い、これに１００［μｍ］の径のアパーチャーをセットして測定した。
【００４５】
また、トナーの凝集度については、パウダテスター（ホソカワミクロン株式会社製ＰＴ−Ｎ型）を用いて測定した。この測定における操作方法については基本的にテスターの取り扱い説明書に従ったが、次に列記する点については変更した。
・使用ふるい：７５μｍ、４５μｍ、２２μｍの３通りについて試験した
・振動時間：３０秒
【００４６】
トナーＢについては、次のようにして製造した。
［トナーバインダーの合成］
ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物３３４重量部と、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物３３４重量部と、イソフタル酸２７４重量部と、無水トリメリット酸２０重量部とを混ぜ合わせた。そして、トナーＡと同様にして、重縮合反応させた後、更にイソホロンジイソシアネート１５４重量部を反応させてプレポリマーを得た。そして、このプレポリマー２１３重量部と、イソホロンジアミン９．５重量部と、ジブチルアミン０．５重量部とをトナーＡと同様に反応させて、重量平均分子量７９０００のウレア変性ポリエステル（２）を得た。次いで、このウレア変性ポリエステル（２）２００重量部と、上述の変性されていないポリエステル（ａ）８００重量部とを、酢酸エチルと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（Ｂ）の溶液を得た。そして、これを一部減圧乾燥して、トナーバインダー（Ｂ）を単離した。そのピーク分子量は５０００、Ｔｇは６２℃、酸価は１０であった。
【００４７】
［トナーの合成］
溶解温度や分散温度を５０［℃］に変えた点の他は、トナーＡと同様にして、母体トナー粒子を得た。そして、この母体トナー粒子１００重量部に、サリチル酸誘導体の亜鉛塩からなる帯電制御剤１．０重量部を混合し、加温雰囲気中で攪拌て粒子表面に帯電制御剤を固着させた。次に、このトナー粒子１００重量部に疎水性シリカ１．０重量部と疎水性酸化チタン０．５重量部とをヘンシェルミキサーにて混合して、トナーＢを得た。このトナーＢの形状係数ＳＦ−１は１３０、平均円形度は０．９２、分散度は１．３７、凝集度は２４［％］であった。
【００４８】
トナーＣについては、次のようにして製造した。
［トナーバインダーの合成］
上述のウレア変性ポリエステル（１）３０重量部と、上述の変性されていないポリエステル（ａ）９７０重量部とを、酢酸エチルとＭＥＫとの１：１混合溶剤２０００重量部に溶解、混合した。これによって得たトナーバインダー（Ｂ）の溶液を一部減圧乾燥して、トナーバインダー（Ｃ）を単離した。そのピーク分子量は５０００、Ｔｇは６２℃、酸価は１０であった。
【００４９】
［トナーの合成］
トナーバインダー（Ｃ）を用い、且つ、着色剤としてカーボンブラック８重量部を用いた点の他は、トナーＢと同様にしてトナーＣを得た。このトナーＣの形状係数ＳＦ−１は１２５、平均円形度は０．９６、分散度は１．３５、凝集度は２２％であった。
【００５０】
トナーＤについては、次のようにして製造した。
［トナーバインダーの合成］
上述のウレア変性ポリエステル（１）５００重量部と、上述の変性されていないポリエステル（ａ）５００重量部とを、酢酸エチルとＭＥＫとの１：１混合溶剤２０００重量部に溶解、混合した。これによって得たトナーバインダー（Ｄ）の溶液を一部減圧乾燥して、トナーバインダー（Ｄ）を単離した。そのピーク分子量は５０００、Ｔｇは６２［℃］、酸価は１０であった。
【００５１】
［トナーの合成］
トナーバインダー（Ｄ）を用い、且つ、着色剤としてカーボンブラック８重量部を用いた点の他は、トナーＡと同様にしてトナーＤを得た。このトナーＤの形状係数ＳＦ−１は１２０、平均円形度は０．９７、分散度は１．２１、凝集度は２２［％］であった。
【００５２】
トナーＥについては、次のようにして製造した。
［トナーバインダーの合成］
上述のウレア変性ポリエステル（１）７５０重量部と、上述の変性されていないポリエステル（ａ）２５０重量部とを、酢酸エチルとＭＥＫとの１：１混合溶剤２０００重量部に溶解、混合した。これによって得たトナーバインダー（Ｅ）の溶液を一部減圧乾燥して、トナーバインダー（Ｅ）を単離した。そのピーク分子量は５０００、Ｔｇは６２［℃］、酸価は１０であった。
【００５３】
［トナーの合成］
トナーバインダー（Ｅ）を用いた点の他は、トナーＡと同様にしてトナーＥを得た。このトナーＥの形状係数ＳＦ−１は１１５、平均円形度は０．９７、分散度は１．２０、凝集度は１８［％］であった。
【００５４】
トナーＦについては、次のようにして製造した。
［トナーの合成］
上記トナーバインダー（Ｅ）の母体トナー粒子１００重量部に対し、疎水性シリカ１．５重量部をヘンシェルミキサーにて混合して、トナーＦを得た。このトナーＦの形状係数ＳＦ−１は１１５、平均円形度は０．９７、分散度は１．２０、凝集度は７［％］であった。
【００５５】
重量平均粒径５０［μｍ］の球形フェライトの表面に、シリコーン樹脂をコートした後、熱乾燥して磁性キャリアを得た。そして、上述の６種類のトナーを、それぞれこの磁性キャリアと混合して６種類の二成分現像剤を得た。なお、トナーと磁性キャリアとの混合比率については、３．０〜５．０［ｗ％］に調整した。
【００５６】
株式会社リコー社製の電子写真プリンタ（Ｉｍａｇｉｏ ＮＥＯ７５０）を改造して、図９に示した構成と同様のプリンタ試験機を製造した。そして、上述の６種類の二成分現像剤をそれぞれ用いて、このプリンタ試験機でグレースケール画像（図１参照）を現像した。そして、それが転写紙Ｐ上に静電転写される前にプリント動作を中断させて、感光体１上における中間調部平均粒状度推定値を先に述べた方法と同様にして求めた。
【００５７】
次に、上述の６種類の二成分現像剤をそれぞれ用いて同様にしてグレースケール画像を現像した後、転写紙Ｐ上に静電転写した。但し、その転写紙Ｐを上記定着手段１４に進入させる前に試験機のプリント動作を停止させて、未定着のグレースケール画像を担持した転写紙Ｐ（以下、未定着転写紙という）を得た。同様の実験を、４段階の転写ニップ圧条件について、それぞれ転写電流条件を４段階に変化させて行って、合計で９６枚の未定着転写紙を得た（トナー６種類×転写ニップ圧条件４段階×転写電流条件４段階）。なお、転写ニップ圧条件は、０．０４、０．２０、１．００、２．００［Ｎ／ｍｍ^２］の４段階である。また、転写電流条件は、１０、２０、２００、４００［ｎＡ／ｍｍ^２］の４段階である。
【００５８】
得られた９６枚の未定着転写紙について、それぞれグレースケール画像の中間調部平均粒状度を測定した。このとき、グレースケール画像が未定着であるため、そのままではスキャナーで読み取らせる際に擦って画質を乱してしまうおそれがある。そこで、まず、測定用の穴のあいた約０．１［ｍｍ］厚のフィルムを用意して、これを未定着転写紙の画像担持面に密着させた後、フィルム密着面をスキャナー（ハイデンベルグ社製Ｎｅｘｓｃａｎ４１００）の原稿載置面に密着させた。このように、フィルムをスペーサとして機能させてグレースケール画像の測定対象領域を原稿載置面に接触させないようにして、１２００［ｄｐｉ］の解像度で読み込んだ。そして、得られた電子データに基づいて、転写後且つ定着前のグレースケール画像の中間調部平均粒状度を求めた。
【００５９】
また、次のようにして、転写後且つ定着前のグレースケール画像の転写率も求めた。即ち、まず、感光体１から転写紙Ｐにグレースケール画像が静電転写された時点でプリント動作を停止させ、それまでそのグレースケール画像が担持されていた感光体１領域に残留しているトナーを粘着テープで収集した。そして、この粘着テープの重量を測定し、この測定値から、トナー収集前に予め測定しておいた粘着テープだけの重量を差し引いた値を転写残トナー量とした。次に、トナー像が転写された転写紙Ｐを画像のある箇所で切り抜いて紙片とした後、その重量を測定した。そして、その紙片のグレースケール画像に圧縮エアーを吹きかけてトナーをほぼ全量吹き飛ばした後、再び紙片の重量を測定し、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転写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。そして、次式とに基づいて転写率を求めた。
【数５】
転写率＝転写トナー量／全トナー量×１００［％］
【００６０】
次いで、上述の９６枚の未定着転写紙をそれぞれ上記定着手段１４に通して、プリントアウト紙を得た。更に、定着条件を変化させながら同様のプリントアウト紙を得た。先のプリントアウト紙のときと合わせると、合計で３段階の定着条件についてテストして、２８８枚のプリントアウト紙を得たのである。なお、これら定着条件については、定着ローラ１４ａ対のうち、トナー像に密着する方（請求項に記載した加熱部材として機能する方）として、次に列記するものに順次変更することで、３段階に変化させた。
▲１▼芯金ローラ上に厚み１ｍｍ、硬度２５［度］（アスカーＣ／１ｋｇ荷重時）のシリコーンゴムからなる表面層を設けたもの（以下、シリコーン表面ローラという）。
▲２▼芯金ローラ上に厚み２００［μｍ］のシリコーンゴムからなる中間層を設け、その上に厚み２０［μｍ］の四フッ化エチレン樹脂（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）からなる表面層を設けたもの。以下、これをテフ（商標名テフロンの略）表面弾性ローラという。また、このローラの芯金ローラ上における２層合成硬度は、７０［度］（アスカーＣ／１ｋｇ荷重時）であった。
▲３▼芯金ローラ上に四フッ化エチレン樹脂からなる表面層を設けたもの（以下、テフ表面剛性ローラという）。そして、得られたプリントアウト紙に基づいて、定着後のグレースケール画像における中間調部平均粒状度を測定した。
【００６１】
次に示す表１は、トナーＡの性状と、このトナーＡを用いて得たグレースケール画像の現像後（転写前）における中間調部平均粒状度推定値とを示すものである。また、次に示す表２、表３、表４、表５、表６は、それぞれトナーＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆについて、その性状と、グレースケール画像の現像後（転写前）における中間調部平均粒状度推定値との関係を示すものである。但し、これらには、転写率、転写後且つ定着前における中間調部平均粒状度、定着後における中間調部平均粒状度も関連付けて示している。
【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

【表７】

【００６２】
表２〜表７の間で、形状係数ＳＦ−１、平均円形度及び分散度と、感光体１上の現像後且つ転写前のグレースケール画像における中間調部平均粒状度推定値とを比較してみると、次のようなことがわかる。即ち、トナーとして、形状係数ＳＦ−１の小さなものを用いるほど、トナー像をザラツキ感のないものとして現像することができる。また、平均円形度が高いものを用いるほど、トナー像をザラツキ感のないものとして現像することができる。また、分散度の小さいものを用いるほど、トナー像をザラツキ感のないものとして現像することができる。よって、現像後且つ転写前のトナー像におけるザラツキ感をできるだけ抑えるためには、できるだけ形状係数ＳＦ−１が小さく、平均円形度が高く且つ分散度が小さいトナーを用いることが望ましい。
【００６３】
表２に示したように、最も条件の悪いトナーＡでも、現像後且つ転写前のトナー像（グレースケール画像）として、中間調部平均粒状度推定値が０．２５を大きく下回る０．１８のものを得ることができる。しかし、表２には示していないが、トナーＡを用いた場合、最終的な定着後のグレースケール画像として、中間調部平均粒状度０．２５以下のものを得ることはできなかった。また、表２に示したように、トナーＢを用いた場合、現像後且つ転写前の画像として中間調部平均粒状度推定値０．１７以下のものを得ることができる。しかし、これでも最終的な定着後の画像として、中間調部平均粒状度０．２５以下のものを得ることはできなかった。最終的な定着後の画像として、中間調部平均粒状度０．２５以下のものを得るためには、表４〜表７に示したように、現像後且つ転写前の画像として、中間調部平均粒状度推定値０．１５以下のものを得なければならないことがわかる。
【００６４】
表２〜表７で、静電転写による粒状度劣化値を比較してみると、次のようなことがわかる。即ち、静電転写だけに着目すれば、トナーの形状係数ＳＦ−１は転写後且つ定着前のトナー像における中間調部平均粒状度にそれほど影響を与えないことがわかる。また、平均円形度や分散度と、静電転写による粒状度劣化値とを比較してみても、静電転写だけに着目すれば、平均円形度や分散度は中間調部平均粒状度にそれほど影響を与えないことがわかる。静電転写の前段階の現像工程で形状係数ＳＦ−１、平均円形度、分散度がそれぞれ大きく影響しているので、結果として転写後且つ転写前の画像の中間調部平均粒状度が大きく異なってくるだけである。よって、静電転写だけに着目すれば、トナーの形状係数ＳＦ−１、平均円形度及び分散度はそれほど重要ではない。
【００６５】
これに対し、表３〜表７で転写ニップ圧や転写電流と、静電転写による粒状度劣化値とを比較してみると、前者が後者に大きな影響を与えることがわかる。具体的には、転写ニップ圧、転写電流の何れも、低すぎたり高すぎたりすると、転写後のグレースケール画像の中間調部平均粒状度を大きく悪化させてしまう。
【００６６】
転写ニップ圧が低すぎると転写後のグレースケール画像の中間調部平均粒状度が大きく悪化する理由は、次のように考えられる。即ち、既に述べたように、静電転写時においては、転写紙Ｐの画像部の周囲に少量のトナー粒子が付着して画像を乱す現象（以下、転写チリという）が少なからず起こる。従来、この転写チリは転写紙Ｐが転写ニップに挟まれていない状態において、転写ニップの前後で感光体１上のトナー像から少量のトナーが飛散して転写ニップに挟まれていない転写紙Ｐに付着することによるものと考えられていた。ところが、本発明者らは鋭意研究により、転写ニップの前後にて感光体１上のトナー像からトナーが飛散していないにもかかわらず、転写工程を経た後の転写紙Ｐ上に転写チリを引き起こしている現象を認めた。このことは、転写ニップ内においても転写チリの発生があることを示唆している。その理由は、転写ニップ内で微小ギャップが形成されることによるものと考えられる。具体的には、転写ニップ内において、感光体１表面のトナー担持領域が転写紙Ｐと密着していても、トナー担持領域の間のトナー非担持領域が転写紙Ｐに密着していないことがある。そして、このトナー非担持領域と転写紙Ｐとの間に微小ギャップが形成され、ここで転写チリが起こっていると考えられる。そこで、本プリンタでは、上記転写ローラ４として弾性層（第１弾性層４ａ、第２弾性層４ｂ）を設けたものを用いている。そして、転写ニップにて、上記トナー担持領域とトナー非担持領域とによって形成される微妙な凹凸に追従させて弾性層を柔軟に変形させることで、上述の微小ギャップの形成を抑えるようにしている。しかしながら、せっかく上記弾性層を設けていても、転写ニップ圧を低く設定し過ぎると、それを柔軟に変形させることができず、上述の微小ギャップにて相当量の転写チリが発生してしまう。このことが転写ニップ圧を低く設定し過ぎると、転写後のグレースケール画像の中間調部平均粒状度を大きく悪化させる原因であると考えられるのである。
【００６７】
また、転写ニップ圧が高すぎても転写後のグレースケール画像の中間調部平均粒状度が大きく悪化する理由は、次の通りである。即ち、転写ニップにおいては、トナー像の表面で感光体１に接触しているトナー粒子のうち、その下のトナー粒子とともに転写紙Ｐ側に転移しないで感光体１上に残ってしまうものが少なからず発生する。このトナー粒子の発生量は、転写ニップ圧が高まるほど多くなる傾向にあり、多くなり過ぎると転写後のトナー像中に白抜け部分を発生させるいわゆる版画という現象を引き起こしてしまう。転写ニップ圧が高すぎると、この版画がザラツキ感を視認させる程度まで悪化させてしまうのである。
【００６８】
また、転写電流が低すぎると転写後のグレースケール画像の中間調部平均粒状度が大きく悪化する理由は、次の通りである。即ち、転写率は転写電流が大きくなるほど高くなる。そして、転写電流が低すぎると、ザラツキ感を与えない程度の量のトナー転写量が得られなくなり、中間調部平均粒状度を大きく悪化させてしまうのである。
【００６９】
また、転写電流が高すぎても転写後のグレースケール画像の中間調部平均粒状度が大きく悪化する理由は、次の通りである。即ち、転写電流と、上述の転写チリの量とにも相関関係があり、前者が高くなるほど後者が多くなってくる。そして、転写電流が高すぎると、ザラツキ感を大きく与える程度の転写チリ量を発生させてしまうのである。
【００７０】
よって、転写後且つ定着前のトナー像にて、ザラツキ感を与えることのない中間調部平均粒状度０．２５以下の画質を得るためには、次のようにしなければならない。即ち、トナーとして適切な性状のものを用いて、現像後の中間調部平均粒状度推定値をできるだけ良好な現像を行うとともに、適切な転写ニップ圧及び転写電流で静電転写を行う必要がある。
【００７１】
また、表３〜表７に示したように、転写後且つ定着前のトナー像は、転写紙Ｐに定着されるときにも、中間調部平均粒状度を劣化させることがわかる。定着に伴ってトナー像がつぶれたり、光沢を帯びたりすることによるものと考えられる。トナー像に密着させる方の定着ローラとしては、上記▲１▼のものがその劣化を最も抑え、上記▲３▼のものが最も劣化を大きくすることがわかる。これらのことを検討すると、最終的に（定着後に）中間調部平均粒状度０．２５以下のトナー像を得るためには、次に掲げる条件１〜３の何れかを具備させなければならないことがわかる。
［条件１］
・トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１２５以下、平均円形度０．９６以上、及び分散度１．３５以下という条件を具備するものを用いる。
・転写電流を２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］に設定する。
・転写ニップ圧を０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］に設定する。
・定着ローラ対１４ａのうち、トナー像に密着させる方として、上記▲１▼のものを用いる。
［条件２］
・トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１２０以下、平均円形度０９７以上、及び分散度１．２１以下という条件を具備するものを用いる。
・転写電流を２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］に設定する。
・転写ニップ圧を０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］に設定する。
・定着ローラ対１４ａのうち、トナー像に密着させる方として、上記▲１▼のものを用いる。
［条件３］
・トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１１５以下、平均円形度０９７以上、及び分散度１．２０以下という条件を具備するものを用いる。
・転写電流を２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］に設定する。
・転写ニップ圧を０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］に設定する。
・定着ローラ対１４ａのうち、トナー像に密着させる方として、上記▲１▼又は▲２▼のものを用いる。
【００７２】
そこで、本プリンタにおいては、トナーとして、条件１〜条件３の何れかに記載されたものを用いるようにユーザーに対して指定している。また、転写電流の値を２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］に設定するとともに、転写ニップ圧を０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］に設定している。更に、条件１又は２に記載されたトナーを用いるように指定した場合には、定着ローラ対１４ａのうちトナー像に密着させる方として上記▲１▼のものを設けている。一方、条件３に記載されたトナーを用いるように指定した場合には、かかるローラとして、上記▲１▼又は▲２▼のものを設けている。よって、指定したトナーが用いられる限り、濃度階調のある画像として、定着後の状態で低画質感を与えることのない高画質のものを確実に形成することができる。なお、トナーの指定については、例えば、条件１〜３の何れかに記載されたトナーをプリンタ（画像形成装置）とともに梱包して出荷することによって行えばよい。また例えば、かかるトナーの製品番号や商品名などを、プリンタ本体やこの取扱説明書などに明記することによって行ってもよい。また例えば、ユーザーに対して書面や電子データ等をもって上記製品番号や商品名などを通知することによって行ってもよい。また例えば、かかるトナーを内部のトナー収容手段にセットした状態でプリンタ本体を出荷することによって行ってもよい。
【００７３】
参考までに、重量平均粒径４．２、６．８、９．０［μｍ］のトナーによる転写後且つ定着前で、それぞれ中間調部平均粒状度が０．２０、０．４９、０．９０となったグレースケール画像の拡大模式図を、それぞれ図１４、図１５、図１６に示す。また、定着時における粒状度劣化値が０．０４、０．１０、０．１５となったグレースケール画像の画像部の拡大模式図を、それぞれ図１７、図１８、図１９に示す。
【００７４】
以上、実施形態に係るプリンタにおいては、現像後且つ転写前のトナー像の中間調部平均粒状度推定値が０．１５以下であり、且つ、定着後のトナー像の中間調部平均粒状度が０．２５以下であるので、定着後の濃度階調のある画像として、低画質感を与えることのない高画質のものを確実に形成することができる。
更に、上記条件１〜３の何れかを具備させるようにしている。よって、それぞれの条件で指定したトナーが用いられる限り、低画質感を与えることのない高画質のものを確実に形成することができる。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１乃至６の発明によれば、定着後の濃度階調のある画像であって、低画質感を与えることのない画像を確実に形成することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明者らの実験に用いられたグレースケール画像のディスプレイ上における映像を示す模式図。
【図２】同映像における面積率階調中心付近箇所の拡大図。
【図３】同面積率階調中心付近箇所におけるスケール像の拡大図。
【図４】グレースケール画像の各階調における平均明度ＬとＲＭＳ粒状度σＤとの関係を示すグラフ。
【図５】テストプリントされたグレースケール画像に対するザラツキ感の主観的評価と、中間調部平均粒状度と、全階調の粒状度の平均値との関係を示すグラフ。
【図６】２×２のドットからなるパターンがマトリクス状に７０個並べられたパターン画像を示す模式図。
【図７】同パターン画像をパターン毎に等間隔で分割する操作を説明する模式図。
【図８】画像の画像部面積の標準偏差σと、中間調部平均粒状度との関係を示すグラフ。
【図９】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図１０】同プリンタの感光体と現像装置とを示す拡大構成図。
【図１１】同プリンタの転写ニップとその周囲とを示す側面図。
【図１２】同プリンタの感光体と、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転写ニップを示す拡大模式図。
【図１３】形状係数ＳＦ−１の算出方法を説明するための模式図。
【図１４】重量平均粒径４．２［μｍ］のトナーによる転写後且つ定着前のグレースケール画像を示す拡大模式図。
【図１５】重量平均粒径６．８［μｍ］のトナーによる転写後且つ定着前のグレースケール画像を示す拡大模式図。
【図１６】重量平均粒径９．０［μｍ］のトナーによる転写後且つ定着前のグレースケール画像を示す拡大模式図。
【図１７】定着時における粒状度劣化値が０．０４グレースケール画像の画像部の拡大模式図。
【図１８】定着時における粒状度劣化値が０．１０グレースケール画像の画像部の拡大模式図。
【図１９】定着時における粒状度劣化値が０．１５グレースケール画像の画像部の拡大模式図。
【符号の説明】
１ 感光体（潜像担持体）
４ 転写ローラ（転写手段の一部）
１４ 定着手段
１４ａ 定着ローラ対
２０ 現像装置（現像手段）

Claims (6)

1. 潜像担持体に潜像を担持させる工程と、トナーを用いて該潜像担持体上の潜像を現像する工程と、該潜像担持体上のトナー像を記録体に静電転写する工程と、該記録体上に静電転写されたトナー像に加熱部材を密着させて該トナー像を該記録体上に定着せしめる工程とを実施して、該記録体上にトナー像を形成する画像形成方法であって、
   現像後で且つ静電転写前の上記トナー像の中間調部平均粒状度推定値が０．１５以下であり、且つ、定着後の上記トナー像の中間調部平均粒状度が０．２５以下であることを特徴とする画像形成方法。
2. 潜像を担持する潜像担持体と、トナーを用いて該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を記録体に静電転写する転写手段と、該記録体上に静電転写されたトナー像に加熱部材を密着させて該トナー像を該記録体上に定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、
   現像後で且つ静電転写前の上記トナー像の中間調部平均粒状度推定値が０．１５以下であり、且つ、定着後の上記トナー像の中間調部平均粒状度が０．２５以下であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２の画像形成装置であって、
   上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１２５以下、平均円形度０．９６以上、且つ分散度１．３５以下という条件を具備するものが指定されており、
   上記転写手段は、上記潜像担持体と、これに向けて上記記録体を押圧する押圧部材との間に２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］の転写電流を流しつつ、該記録体を該潜像担持体に向けて０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］の圧力で押圧しながら、該潜像担持体上のトナー像を該記録体に静電転写せしめるものであり、
   且つ、上記定着手段は、上記加圧部材として、表面にシリコンゴムが被覆されたものを用いるものであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２の画像形成装置であって、
   上記潜像担持体上の潜像の現像に用いられるトナーを収容するトナー収容手段を有し、
   上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１２５以下、平均円形度０．９６以上、且つ分散度１．３５以下という条件を具備するものを該トナー収容手段に収容しており、
   上記転写手段は、上記潜像担持体と、これに向けて上記記録体を押圧する押圧部材との間に２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］の転写電流を流しつつ、該記録体を該潜像担持体に向けて０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］の圧力で押圧しながら、該潜像担持体上のトナー像を該記録体に静電転写せしめるものであり、
   且つ、上記定着手段は、上記加圧部材として、表面にシリコンゴムが被覆されたものを用いるものであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２の画像形成装置であって、
   上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１２０以下、平均円形度０９７以上、且つ分散度１．２１以下という条件を具備するものが指定されており、
   上記転写手段は、上記潜像担持体と、これに向けて上記記録体を押圧する押圧部材との間に２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］の転写電流を流しつつ、該記録体を該潜像担持体に向けて０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］の圧力で押圧しながら、該潜像担持体上のトナー像を該記録体に静電転写せしめるものであり、
   且つ、上記定着手段は、上記加圧部材として、表面にシリコンゴムが被覆されたものを用いるものであることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項２の画像形成装置であって、
   上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１１５以下、平均円形度０９７以上、且つ分散度１．２０以下という条件を具備するものが指定されており、
   上記転写手段は、上記潜像担持体と、これに向けて上記記録体を押圧する押圧部材との間に２０〜２００［ｎＡ／ｍｍ^２］の転写電流を流しつつ、該記録体を該潜像担持体に向けて０．２０〜１．００［Ｎ／ｍｍ^２］の圧力で押圧しながら、該潜像担持体上のトナー像を該記録体に静電転写せしめるものであり、
   且つ、上記定着手段は、上記加圧部材として、表面にシリコンゴムが被覆されたもの、あるいは弾性層の上に四フッ化エチレン樹脂（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）からなる表面層が被覆されたものを用いるものであることを特徴とする画像形成装置。

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