JPH03179478A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば感光ドラム上の静電潜像を着色小粒
径トナーにより顕像化し、その画像を転写ローラもしく
は転写ベルトなどにより用紙に転写する画像形成装置に
関する。

（従来の技術） 近来、複写機やプリンタにおける画像形成方法の１つと
して電子写真方式の高１！！！ｉ質化が進められており
、高画質化の１つの方向として、トナーの小粒径化があ
げられる。

ところで、第７図に示すような感光ドラム（像担持体）
２上に形成されたトナー像を用紙（被転写材）Ｐに転写
する方式としては、コロナイオンを用紙Ｐの裏側からあ
てることによりトナーを象を用紙Ｐに転写するコロナ転
写ｈ°式が通常用いられている。

この第８図に示す電子複写機により、画像を形成する場
合には、まず、帯電チャージャ３により感光体ドラム２
の表面が一様に＋７５０Ｖに帯電される。次に、この４
ｙＦ　Ｍされた感光ドラム２の表面に露光手段８により
静電潜像が形成される。この静電潜像は、２成分現像器
４により現像され顕像化される（ここで使用される現像
剤としてのトナーは粉砕法により製造された（−）極性
のものである）。このトナー像は感光体ドラム２の矢印
へ方向への回転に伴い転写領域へと運ばれる。披転写月
である用紙Ｐは、給紙カセット１１にストックされてお
り、帯電、露光、現像の各プロセスのタイミングに会わ
せて給紙され、アライニングローラ１４により転写領域
へと搬送される。転写６ｒＩ域において、用紙Ｐの裏側
より、コロナチャージャ５ａによりコロナ電荷（＋極性
）が付与され、トナー像は用紙Ｐに転写される。そして
、この用紙ＰはＡＣ剥離チャージャ５ｂにより感光体ド
ラムより剥離され定着器１５により定着が行われ、排出
される。一方、転写されずに感光体ドラム２に残／ｆニ
ジた未転写トナーはクリーニング装置６によりクリーニ
ングされる。その後感光体ドラム２の表面電荷は、除電
ランプ７により全面ｌ肖表され、１サイクルのプロセス
が終了する。

ところで、トナー平均粒径を５μｍ、７μｍ。

９μ−９１１μ■と変化させ、原稿濃度に対する画像濃
度の関係（ＩＤ−ＯＤカーブ）を測定した結果を第８図
に示す。この図よりトナー粒径の小さい方が階調再現性
が良好であることがわかる。

図示されていないが、１０μｍトナーはあまり１１μｍ
のものと変化がなく、９μ−以下のトナーにおいて、階
調性の改善が見られる。

次に、同様にトナーの平均粒径をパラメータとし、解像
力の測定を行った。Ｈ像力チャートのどこまで細かいも
のをＭ像しているかをルーペ（１５倍）により蜆察し判
定した。↑り定は、転写前の感光ドラム２上の画像と、
転写後定着前の用紙Ｐ上の画像において判定した。その
結果を下表に示す。

叉、各トナー平均粒径における転写幼牛（画像濃度が０
．８付近の画像で測定）を測定した。

下表から明らかなように、トナー粒径が小さい程、 現像された感光ドラム２上の画像のＭ像度は良好である
ことがわかる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、転写による解像度の劣化が小粒径トナー
程著しい。これはトナー径が小さい程転写におけるトナ
ーの飛び散りが多くさらに転写効率が低いためである。

転写効率が小径トナー程良くないのは、ソリッドの転写
効率を比較しても明らかである。

以上のように小粒径トナーを用いることにより現像にお
いて画質の向上が図れるのであるが、コロナ転写を行う
ことにより、著しい画質の劣化がひき起こされている。

そこで、本発明は、接触式の転写手段を用いることによ
り、転写プロセスにおける画質の劣化を改善できるよう
にした画像形成装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するため、像を担持する像担持
体と、この像担持体上に静電潜像を形成する静？ＴＳ潜
像形成手４段と、上記静電潜像に重合法により製造され
た小粒径の現像剤を付着させることによりｋＭ像化する
現像手段と、この現ｆｍ　手段により顕像化された画像
に被転写キイを押し付けて圧接させ画像を転写させる接
触式転写手段とを具備してなることを特徴とし、また重
Ｄ　Ｉ去により製造された小粒径の現像剤の体積・ｌｉ
均拉径を１０μｍ以Ｆとしたことを特徴とするものであ
る。

（作用） 小粒径現像剤により像担持体上に形成した高山質ｔよ両
像に接触式転写手段により被転写材を圧接させて物理的
に転写させることにより転写残りが少なく画像の飛び散
りも少ない思丈７ｒ転写ができるようにした。

また、重合法により製造した小粒径の現像剤を用いるこ
とにより、現像剤の流動性を高め、文字やラインの中抜
けを防止できるようにした。

さらに、重合現像剤の平均粒子径を１０μｍ以ドとする
ことにより、階調再現性を向上する。

（丈施例） 以ド、本発明を第１図乃至第６図に示す一実施例を参照
して説明する。

なお、第７図で示した部分とＩ、ｉｌ一部分については
同一番号を付す。第２図は電子複写機を示すもので、図
中１は複写機本体である。この複写機本体１内の略中央
部には矢印Ａ方向に同転自（Ｅな像担持体としての感光
ドラム２が設けられている。

上記感光ドラム２の周囲部にはその同転方向に沿って順
次、帯電チャージャ３、現像器４、接触式の転写手段と
しての転写ローラ２１、クリーニング装置６および除電
器７が配設されている。

また、上記複写機本体１内の上部側には静電潜像形成手
段としての露光手段８が設けられている。

上記露光手段８は露光ランプ９および光集束性素子１０
によって構成されている。

また、上記複写機本体１の一側ド部には給紙カセット１
１が着脱自在に装着されている。この給紙カセット１１
内には被転写材としての用紙Ｐが収納されている。この
用紙Ｐは取出ローラ１２によって取出され搬送路１３に
沿って搬送されるようになっている。

上記搬送路１３には用紙Ｐの搬送方向に沿ってレジスト
ローラ１４、転写ローラ５、定着ローラ１５およびＤ「
紙ローラ１６が配設されている。

１７は上記複写機本体１の他側部に設けられた排紙トレ
イである。

しかして、画像形成■：ｊには帯電チャージャ３により
感光体ドラム２の表面が一様に＋７５０Ｖに帯電される
。次に、この帯電された感光ドラム２の表面に露光手段
８により静電潜像が形成される。

この静電／ｌ像は、２戊分現像器４により現像されＲ像
化される（ここで使用される現像剤としてのトナーは（
〜）極性のものである）。このトナ像は感光体ドラム２
の矢印Ａ方向への回転に１＋い転写領域へと運ばれる。

被転写材である用紙Ｐは、給紙カセット１１にストック
されており、帯電、露光、現像の各プロセスのタイミン
グに合わせて給紙され、アライニングローラ１４により
転写領域へと搬送される。転写６／を域において、用紙
Ｐはその裏側より転写ローラ２２により押止されてトナ
ー像に圧接され、トナー像が用紙Ｐに転写される。そし
て、この用紙Ｐは定着器１５により定着が行われ、排出
される。一方、転写されずに感光体ドラム２に残／ｊ　
した未転写トナーはクリーニング装置６によりクリーニ
ングされる。その後感光体ドラム２の表面電荷は、除電
ランプ７により全面消去され、１サイクルのプロセスが
終了する。

つぎに、上記接触式の転写手段を第１図に基いて詳述す
る。用紙Ｐは、アライニングローラ１４の搬送力により
、感光体ドラム２及び転写ローラ２１の間に投入される
。転写ローラ２１のシャフト２２には、（＋）極性の転
写バイアスが印加されており、感光体ドラム２上のトナ
ー像が用紙Ｐに転写される。転写ローラ２１は転写材搬
送ローラも兼ねており、転写ローラ２１を用いると、用
紙Ｐの感光体ドラム２への密着性が向上し、転写ブレが
著しく軽減される。転写ローラ２１は、転写ローラ支持
部材２３により支持されており、その支持部材２３には
、その他、転写ローラクリーニングブレード２４、転写
ローラ排トナーボックス２５が取付けられている。転写
ローラ２１の感光体ドラム２への押圧力は、バネ２６に
より付与されている。バネ２６は、転写ローラ支持部材
２３の下端部２３と、バネ支持部材２７の間に張られて
いる。転写ローラ支持部材２３は、転写ローラユニット
フレーム２８に、支点２つを介して回転自在に支持され
ている。

本実施例においては、転写ローラ２１は、駆動系を持た
ず、感光体ドラム２の回転に伴って回転している。良好
な転写を行える転写バイアスの条件は、１２００Ｖ　〜
２２００Ｖ（７）範囲テアル。

１２００Ｖ以下では、転写不良が生じ、２２００Ｖ以上
ではリークが売上した。これらの適正バイアスは反転現
像を用いたプロセスでは低い方にシフトする。又、ロー
ラ転写においては、転写ローラ２１の感光体ドラム２へ
の押圧力が重要なファクタとなる。同様な意味で、転写
ローラ２１の硬度も重便なファクタである。適正な押圧
力及びローラの押圧力は６０　ｇ　／　ｃｄ　〜２８０
　ｇ　／　ｃｄ　（全圧をニップ面積で割ったもの）、
ゴム硬度は１０〜６０度であり、これらの条件で転写の
ニップ巾は、０．４〜３開程度である。本実施例におい
て採用している条件は以下のとおりである。

転写バイアス　１８００Ｖ ローラ押圧力　１００　ｇ　／　ｃｄ クローラ度　　３０度 以上のような装置で、コロナ転写の場合と同様に、感光
体ドラム２上、用紙Ｐ上の解像力及びソ」ラドの転写効
率のみ一１定を行った。測定結果は下表に示す。転写ロ
ーラ２１を用いることにより、飛び散りによる解像力の
低下、転写効率専画質の劣化が著しく軽減されているこ
とがわかる。

ところで、トナーの小粒径化を行うことにより、トナー
の流動性が低下するため、文字やラインにおいて中抜け
が発生した。この中抜けは、太さ２００μｍ〜５００μ
鵡のラインにおいて目立った。

トナーの粒径によるトナー流動性の変化を第３図に示す
。トナー粒径が小さくなるにつれ、トナー流動性が低下
していることがわかる。流動性が悪くなるにつれ、ライ
ンの中扱けも穎徴になる。

中抜は串がほぼ５％を越えると、肉眼においても画像欠
陥として認知される。

本実施例で使用したトナー材質では、９μｍ以下のトナ
ーにおいては、第５図に示すように流動度が３ｇを越え
、中抜は串が５９６を越えてしまう（グラフは３００μ
廁のラインの中抜は弔）。せっかく小粒径トナーを用い
て、転写ローラにより転写を行うことにより、文字のシ
ャープネス、ソリッド部の転写効率の改善が成されたが
、文字、ラインの中抜けという問題が発生してしまった
。

現在、トナー製造法の主流である粉砕法においては、ト
ナーの形が不定形であるため、トナーの小粒径化を行っ
た時の流動性の低下が著しい。

そこで、上記問題を解決するため、本発明では、重合法
により製造されたトナー（重合トナー）を用いている。

粉砕法によるトナーと、重合法により作成されたトナー
におけるトナ一体積平均粒径と流動性の関係を第４図に
示した。明らかに、重合法により製造されたトナーの方
が流動性が良好であることがわかる。これは、重合トナ
ーの方が粉砕トナーに比べて粒径がそろっており、形も
球形に近いためである。

本実施例においては、トナー流動度３ｇ以下であれば、
ライン、文字の中扱けは発生しないことから、６μｍ程
度の小粒径トナーにおいても良好な転写画像を得ること
が出来る。さらに、シリカ、ＴｉＯ、アルミナ、樹脂系
添加剤の添加を行うことにより、３μ謂程度の重合トナ
ーにおいても、中抜けのない良好な転写を行うことが出
来る。

ここでで、流動度及びライン、文字中抜けの１ｌＦ１走
方法について述べる。

（流動度の測定） 装置として、パウダーテスター（ホソカワミクロン（株
）製）を用いる。

■トナーをポリビンに入れ、２０四手で振動させる。

■ふるいを下から２００メツシユ、１００メツシユ、６
０メツシユの順に重ねる。

■トナーを２００ｇ：秤量し、６０メツシユのふるいの
ψに静かに入れる。

■モードを振動モードにセットし、３０ｓｅｃ振動させ
る。

■６０メツシュ及び１００メツシユのふるい上に残存し
たトナー豆の合計を流動度とする。

（文字・ライン中抜けの測定） 画像処理装置としてＴＯ３ＰＩＸ−ＩＩ　［（株）東芝
製］人力装置として突体顕微ｍｓＭＺ−１０［ＩＪ本光
学製］ＩＴＶカメラＣＴＣ−２６００［地上通信機（株
）製コを、照明装置としては、ＬＡ−１５０８ＡＥ　　
［ＷＡＴＣＩＩ　ＷＯ１？ＫＳ社製］を使用した。対物
レンズ使用倍率２倍、ライン巾が約３００μ−のライン
についてＭ１定を行つた。

■ライン画像をＴＯ３Ｐ＋）’−ｎにとり込む。

■濃度０．５付近をスレッシュホールドとして、とり込
んだ画像を２値化する。

■ライン内側の抜は部分を埋め、とり込んだ画市内にあ
る、ラインの面積Ｓ１を測定する。

■ライン内部の抜けの部分の山積Ｓ２を４ｐｊ定する。

■中抜は率−８２／Ｓｌ×１００（％）次に、本実施例
に使用した転写ローラ２１の構成を第６図に示す。

３０は抵抗性層、２１は導電層、３２は仰力的に変形可
能な弾性１鰻、２２は金属シャフトである。

抵抗性層３０はポリエステル、ポリエチレン、塩ビなど
の樹脂、あるいはゴムに導電性カーボン、銅、ニッケル
などの微細金属粒子など導電性微粒子を分散させたもの
、あるいは導電性高分子樹脂など可撓性にすぐれた抵抗
性シートを用いることができる。体積抵抗値は、後述す
るように１０６〜１０２５Ω・（１）の範囲が望ましく
、特に１０３〜１０２３Ω・印の範囲が好適に用いられ
る。このような体積抵抗値の制御は、樹脂あるいはゴム
への導電性微粒子の混合早を換えることにより容易にな
される。また、抵抗性層３０の体積抵抗値は外部からの
圧力および／あるいは温度・湿度などの環境条件の変化
に対して疫らないか、あるいはその表化が小さいことが
望ましい。樹脂シート構造は内部に空気室を持たないの
で発泡構造と比較して、湿疫に対して抵抗値は安定して
いる。このような特性を持つことにより、紙、封書、葉
書など、厚みの異なる転写材が正接状態にあるトナー像
↑Ｕ持体２と転写ローラ２１の間に入って来ても、ある
いはｌユ温度にかかわらず、ホス的トナー転写条件を同
じに維持することができる。また、抵抗性層３０の表向
は、Ｉ’滑である方が望ましい。不要なトナーが抵抗性
層３０表面に累積すると、用紙Ｐの′Ｐ！面を汚すこと
になるが、このトナー除夫は抵抗性層３０の表面が平滑
であるほど容易となる。

抵抗性層３０の厚みは、弾性層３２の柔軟性を損わぬた
めにできるだけ薄い方が良＜　、０．０２〜２　ｍ＋＊
の範囲が良い。導電層３１は、ポリエステルなどに導電
性カーボンなど導電性微粒子を分散させた導電性樹脂、
金属の薄いシートあるいは導電性接着剤などを用いるこ
とができ、導電性と可撓性が必要である。体積抵抗値は
抵抗性層３０のそれより低くなければならず、１０５Ω
・印以下である。

また、導電層３１と抵抗性層３０は電気的な接続が確保
されなければならない導電層３１の厚みも弾性層３２の
柔軟性を損わぬためにできるだけ薄い方が良い。抵抗性
層３０と導電層３１の厚みの和を弾性層３２の厚みの１
ノ１０以下にすることによりゃｎ他層３２の機能は維持
される。押力的に変形ｎ■能な弾性層３２は発泡ゴムス
ポンジ、発泡ポリエチレン、発泡ウレタンなど、厘縮変
形０■能な弥性体を利用できる。転写ローラ２１はトナ
ー像ｊＬＪ持体２に一部を圧接して用いられるので、弾
性層３２は圧接ｎ！ｊに、柔軟に変形し、圧接開放１＋
１には、すみやかに原形に復元することが必要であり、
かつこの繰り返しに対して、安定に動作することが必要
である。すなわち耐クリープ、耐叩性変形に優れたキイ
ｔ１が望ましい。発泡構造としては、連続発泡（連泡）
構造、独立気泡構造などいずれの１８遣も用いることが
できるが、連泡構造はＬ’ｄ囲ｌ農度にかかわらず、形
状が安定しているので、好適に使用することができる。

６１Ｆ性層３２の柔軟性は構成林料、発泡構造、発泡の
程度などを変えることにより作意のものを得ることが可
能であり、独立気泡１．３Ｓ　ｉ５のスポンジゴム硬度
３０と同等以下の硬度が好適に用いられる。

シャフト２２と導電層３１の導通は、ローラ両端に導電
性物質３３を得ることにより行なう。

なお、本丈施例に用いた重合トナーは、−膜内な重音ト
ナーで良い。飼えば、特許出願公開６３１８６２５３に
示されているようなものである。

−膜内に重合トナーは、粒子径が均一である。

又、粒子径を小さくしてもコストが上昇せず粒子のｌ）
５のコントロールが容易であり、球形化や、その他流動
性が良好となる形状を作りやすい等の特徴がある。

そのため、トナーの小径化を図っても、良好な流動性を
有しており、画像中抜けが発生しない。

以上のことから、平均粒子径３〜１０μｍの小粒径重合
トナーを用いてローラ転写を行うことにより、高画質な
転写画像を得ることが出来る。

このときのトナーの流動度は５ｇ以ド、望ましくは３ｇ
以下であれば良く、流動性を向上させるために、シリカ
、Ｔ　ｔ　Ｏｓアルミナ、微細レジン等を添加すること
は効果的である。実施例においては、２成分現像ｌ去を
例に掲げたが、現像方法は、−成分現像やその他の電子
写真現像、さらには、磁気現像でも良い。

又、実施例においては、弾性転写ローラを用いて説明を
行ったが、転写ドラム、転写ベルトなど、転写部材と転
写材がコンタクトして転写を行う。

接触式の転写方式に、−膜内に適用することが出来る。

［光明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、像担持体上に高画
質の画像を形成できることは勿論のこと、転写プロセス
において画質を劣化させることがなく、また、小粒径現
像剤の流動性を高め、文字、ラインの中抜けのない良好
な画質を提供できるという効果を奏する。

第１図乃至第ネ図は本発明の一丈施例を示すもので、第
１図は転写ローラによる画像の転写状態を示す説明図、
第２図は電子複写機を示す概略的トナーの流動痕とライ
ン中佐は率の関係を示すグラフ図、第６図は転写ローラ
を示す縦断面図、第７図は従来例を示す概略的構成図、
第８図は各種粒径のトナーのガンマ−カーブを示すグラ
フ図である。

２・・・感光体ドラム（像担持体）、８・・・露光手段
（静電潜像形成手段）、ｔ・・トナー（現像剤）、４・
・・現像器（現像手段）　Ｐ・・・用紙（被転写材）、
２１・・・転写ローラ（接触式転写手段）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像を担持する像担持体と、この像担持体上に静電
   潜像を形成する静電潜像形成手段と、上記静電潜像に重
   合法により製造された小粒径の現像剤を付着させること
   により顕像化する現像手段と、この現像手段により顕像
   化された画像に被転写材を押し付けて圧接させ画像を転
   写させる接触式転写手段とを具備してなることを特徴と
   する画像形成装置。
2. （２）像を担持する像担持体と、この像担持体上に静電
   潜像を形成する静電潜像形成手段と、上記静電潜像に重
   合法により製造された体積平坦粒径が１０μｍ以下の小
   粒径の現像剤を付着させることにより顕像化する現像手
   段と、この現像手段により顕像化された画像に被転写材
   を押し付けて圧接させ画像を転写させる接触式転写手段
   とを具備してなることを特徴とする画像形成装置。