JP2001281905A

JP2001281905A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001281905A
Application number: JP2000093570A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Oda; 康弘織田; Yasuo Yamamoto; 保夫山本; Takayuki Yamashita; 孝幸山下; Yutaka Kiuchi; 豊木内; Yuka Nakayama; 由香中山; Yuichi Fukuda; 雄一福田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体上のトナー像を記録媒体上に転写す
ると同時に定着する画像形成装置において、剥離ブリス
ターがなく、また、中濃度むらの発生もない、定着強度
に優れた高画質の画像を得る。【解決手段】中間転写ベルト５上のトナー像を、加熱
ロール８及び加圧ロール９により用紙Ｐに転写すると同
時に定着する画像形成装置において、トナーとして、ト
ナー溶融温度Ｔｍからトナー溶融温度Ｔｍ＋２５℃まで
の間のトナー接触角の最小値が７７゜以上であり、か
つ、トナー溶融温度Ｔｍが１３０℃以下のものを用い
る。これにより、剥離ブリスターの発生が抑制できる程
度の転写定着エネルギーを用い、所望の定着強度を得る
ことができるとともに、中濃度むらの発生を抑制でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体や中間転写
体などのトナー像担持体上のトナー像を記録媒体上に転
写するとともに、その転写の際にトナー像を記録媒体上
に定着する転写定着同時方式を採用した、プリンタおよ
び複写機などの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、広く用いられている画像形成装置
では、たとえば、感光体上に静電潜像を形成し、それを
乾式トナーで現像してトナー像とした後、静電的にその
トナー像を記録媒体に転写し、これを加圧、加熱により
記録媒体に定着して画像を形成する。このような画像形
成技術においては、画像に濃度むらを生じたり、あるい
は、転写部において粉体トナーの飛散を生じ、解像力や
ドット再現性に劣るという問題がある。

【０００３】この原因は主に、感光体上のトナー像を記
録媒体に静電的に移行させる転写プロセスに起因すると
ころが大きい。すなわち、静電転写方式を用いた転写方
式は、感光体上に形成されたトナー像を均一にかつ効率
よく転写することができない。トナー転写効率はトナー
層に印加される電界（以降Ｅｔと表す）に比例して上昇
するが、ある程度の電界になるといわゆるパッシェン放
電が生じ、Ｅｔが低下して転写効率が低下に転ずる。つ
まり、転写効率はあるＥｔ値でピークを持つ。この転写
効率のピーク値も１００％ではなく、最大で９５％程度
と言われている（トナー像の静電転写、電子写真学会
誌、第１９号、第１巻、２５〜３２ページ、（１９８
１）参照）。トナー層の転写効率はＥｔに依存するか
ら、トナー層厚や、紙で代表される記録媒体の凹凸，電
気物性ムラに依らずＥｔを一定にしないと、転写効率が
トナー層厚や記録媒体上の各転写位置で異なることにな
る。感光体上に形成されたトナー像が単色で層厚が薄い
場合は、主に記録媒体の凹凸，電気物性ムラによって画
像ムラが生じる。これは、感光体上にそれぞれ独立に形
成された単色のトナー像を記録媒体上に重ね転写すると
きも同様であり、記録媒体の凹凸，電気物性ムラによっ
て画像ムラが生じる。つまり、重ね転写する部分と重ね
転写せずに単色の転写をする部分の差は静電的に抑える
ことができるが、記録媒体の凹凸，電気物性ムラを補償
することは困難である。

【０００４】一方、感光体上にそれぞれ独立に形成され
た単色のトナー像を、凹凸なく物性の管理された中間媒
体上に重ね転写するいわゆる中間体転写においては、中
間媒体上にはムラがなく、均一な画像が得られる。この
中間媒体上のトナー像は多色であって、多いところでは
各単色のトナーが３層以上重なり、少ないところでは１
層以下となる。これらのトナー層を紙で代表される記録
媒体に静電的に一括して均一に転写しようとしてもトナ
ー像の全領域にわたって一定の電界を印加することは困
難であり、Ｅｔはトナー像の各部分毎に不均一となる。
従って、静電転写方式では、中間媒体上で色重ねしたカ
ラー画像すべては記録媒体に転写されず、一部中間媒体
上に残留する。また、残留量は中間媒体上に形成された
トナー層厚で異なる。このため記録媒体上に形成される
カラー画像の色バランスがずれ、所望のカラー画像が得
られない。また、記録媒体である紙表面の凹凸のため
に、紙と中間媒体とが完全には密着せずに不均一なギャ
ップが生じ、転写電界が乱れたり、粉体トナー同士のク
ーロン反発力を招きトナーが飛散するために、画像の品
質が劣化する。

【０００５】この問題に対して、特公昭４６−４１６７
９号公報には、感光体に形成したトナー像を中間媒体に
粘着転写し、次いで、中間媒体から記録媒体にトナーを
溶融熱転写する方法が開示されている。この方法は、記
録媒体へのトナー像の転写を非静電的に行うので、上記
のような転写工程での画像品質の劣化が生じにくくなっ
ている。

【０００６】また、例えば、特開平２−１０８０７２号
公報には、中間媒体に色の異なるトナー像を静電的に重
ね転写し、さらに中間媒体上で多色の多重トナー像を溶
融した後、記録媒体に、その溶融した多重トナー像を転
写するとともに定着してカラー画像を得るようにした技
術が開示されている。この方法によっても、記録媒体へ
のトナー像の転写を非静電的に行うので、前述したよう
な、画像品質の劣化が生じにくい。この方式を転写定着
同時方式と呼ぶことにする。

【０００７】この転写定着同時方式を用いた画像形成装
置については、ＵＳＰ２９９０２７８号公報，特開平５
−１９６４２号公報，特開平５−１０７９５０号公報，
特開平５−２４９７９８号公報に、中間媒体から記録媒
体へのトナー像の移行が完全に行われるように中間媒体
と記録媒体を密着加熱および加圧し、その後トナー間の
凝集力がトナーと中間媒体との接着力より大きくなるま
で冷却し、その冷却の後、記録媒体を中間媒体から剥離
する技術が開示されている。これによると、トナーの転
写効率が高く色バランスが良好で、高光沢度かつトナー
の透明性に優れた高画質の画像を得ることができる。

【０００８】ところが、このような高画質な画像を得る
ためには、転写定着後の中間転写体又は感光体（中間媒
体）および記録媒体を密着状態に維持したまま冷却しな
ければならない。もし、トナーが冷却固化する前に中間
転写体とトナーが剥離してしまうと、トナーが中間転写
体または感光体の表面に沿って固化せずにその表面は凸
凹となり、光沢が低くなる。そのため、剥離した部分と
剥離しなかった部分とに光沢の差を生じ、画像全体とし
て光沢むらができるため画質が著しく悪化する。

【０００９】特に、記録媒体が印刷用両面塗工紙のよう
に通気性が低い、すなわち透気度が高い場合に剥離が発
生する。それは、塗工紙中の水分が加熱によって気化膨
張し、塗工層を通って塗工紙外部に抜け出るが、そのう
ち中間転写体側に抜けた出たものが中間転写体と塗工紙
の中間転写体側塗工層との間にたまり、この水蒸気圧に
より中間転写体から塗工紙が剥離してしまうことによ
る。以下、この問題を剥離ブリスターと称することとす
る。

【００１０】図１３に剥離ブリスターの発生状況を簡単
に説明する。図１３（ａ）は、剥離ブリスターが顕著に
発生する事例である。すなわち、剥離ブリスター１０１
はトナー画像１０２で囲まれたような非画像部（用紙
部）を中心に発生する。その発生メカニズムは、以下の
ようなものである。まず、用紙１０６は転写定着部にお
いて、トナー画像１０２を保持した中間転写体１０５と
ニップされ、加熱される。このとき、用紙１０６は加熱
され、用紙内部に含有される水分１０７は気化する（図
１３（ｂ））。次に、気化した水分（水蒸気）１０７
は、用紙１０６の内部から外部に抜けようとする。この
とき、透気度が小さい、すなわち、空気を通しやすい用
紙であれば、水蒸気１０７は用紙１０６の裏面より抜け
てしまうが、透気度が高い、たとえば印刷用両面塗工紙
の場合、水蒸気１０７は用紙の両面より比較的緩やかに
抜ける。このとき、中間転写体側に抜けた水蒸気１０７
は、特に、中間転写体との間のトナー画像１０２がない
領域を中心に溜まり、この水蒸気圧が大きくなると中間
転写体１０５から用紙１０６が剥離し、剥離ブリスター
となる（図１３（ｃ））。

【００１１】類似した問題として、塗工紙からの水蒸気
が原因となる現象は、印刷や従来の定着方式においても
みられ、ペーパーブリスターと呼ばれている。それは塗
工層によって閉じ込められた水蒸気が塗工紙中にたま
り、用紙内部がふくれるために紙繊維が破壊されるもの
である。

【００１２】この問題に対しては、特開昭６２−１９８
８７６号公報、特公平５−８２９４０号公報に記載され
るように、塗工層表面の中心線平均粗さを２０μｍ以下
に調整し、かつ透気度を４０００秒以下に調整したり、
また、特開平１−２４５２６５号公報に記載されるよう
に、特定の透気度を有する原紙の両面に、透湿度を５０
〜５００（ｇ／ｍ²×２４時間）の範囲に調整した水蒸
気透過性の良好な塗工層を２〜５ｇ／ｍ²の範囲の塗工
量で設けるなど、用紙自体の透気度を調整することが提
案されている。

【００１３】しかしながら、近年、電子写真方式の画像
形成装置に対して用紙の種類に依存しない適性が求めら
れており、特にオンデマンドパブリッシングをはじめと
する軽印刷分野への対応から、印刷用両面塗工紙への適
性が求められているため、上記手段を用いて問題解決の
手段とすることは適切な方策とはならない。

【００１４】上述した問題に対して本発明者らは、中間
転写体上にてトナーを溶融状態にさせるための加熱手段
に投入するエネルギーを低減させ、記録媒体、すなわ
ち、印刷用両面塗工紙に与える熱を減らすことによっ
て、塗工紙内部から発生する水蒸気を低減させ、剥離ブ
リスターの発生を抑制することを検討した。しかし、加
熱手段に投入するエネルギーを低減させるに従い剥離ブ
リスターの程度は軽減されるものの、剥離ブリスターの
発生を完全に防止する前に、加熱エネルギー不足に伴う
画像の定着強度の低下が顕著となり、問題解決には至ら
なかった。

【００１５】さらに、本発明者らは、上述した問題に対
して、溶融温度の低いトナーを用いることにより、中間
転写体上にてトナーを溶融状態にさせるための加熱手段
に投入するエネルギーを低減させ、印刷用両面塗工紙に
与える熱を減らすことによって、塗工紙内部から発生す
る水蒸気を低減させ、剥離ブリスターの発生を抑制する
ことを検討した。しかし、溶融温度の低いトナーを用い
ることにより、剥離ブリスターの程度は軽減されるもの
の、画像の中濃度部領域に画像むらが顕著になる画像欠
陥が発生した。この画像欠陥は、加熱溶融されたトナー
が冷却固化に至るまでの間に、中間転写体と記録媒体と
の間の微小間隙を不均一に流動することによってトナー
像の乱れが発生すると考えられており、特開平９−３０
５０３３号公報に問題の詳細および解決策が示されてい
る。

【００１６】この問題は、画像をディジタル信号として
扱い、網点構造や万線構造を用いた面積変調法によって
画像を形成する画像形成装置において、転写定着同時方
式を用いて画像形成したときに、中濃度部領域に発生す
る画像むらである。つまり、中濃度部領域の場所によっ
て、意図する画像構造からはかなり崩れたトナー像とな
り、およそ０．３ｍｍ〜２ｍｍピッチの画像ムラとして
認識される。この問題の原因は、加熱領域通過後の中間
転写体と紙との間の微小な隙間を、まだ溶融状態にある
トナーが毛細管力で流動するためと考えられ、溶融時の
トナーの粘度が影響することが知られている。以下この
問題を中濃度むらと呼ぶこととする。

【００１７】一方、特開平９−３３０００６号公報に
は、転写定着部で密着加熱および加圧した後、中間転写
体とトナーおよび記録媒体を重ね合わせたまま、表面が
凸状に湾曲した冷却部材に中間転写体が摺接し、該冷却
部材に対向して配備された押し付け部材により中間転写
体とトナーおよび記録媒体を押し付けるようにした装置
が提案されている。つまり、中間転写体とトナーおよび
記録媒体を密着状態のまま冷却固化することで剥離を防
止することができる。この方法で剥離をおさえるために
は、中間転写体と記録媒体との間に抜き出た水蒸気を押
し付け、中間転写体と記録媒体とを密着状態に維持する
のに十分な圧力が必要であるが、中間転写体の循環移動
は冷却部材への摺接によるものであるため、負荷により
駆動制御ができなくなったり、また、中間転写体の摩耗
を発生させ長寿命化を妨げてしまう、などの問題が発生
する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、像担
持体上のトナー像を記録媒体上に転写するとともに、そ
の転写の際にトナー像を記録媒体上に定着する転写定着
同時方式を採用した画像形成装置であって、剥離ブリス
ターがなく、また、中濃度むらの発生もない、定着強度
に優れた高画質の画像を得ることができるプリンタ及び
複写機等の画像形成装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、ディジタル信号に基
づいて網点構造や万線構造のトナー像を形成するトナー
像形成手段と、無端状の周面上に前記トナー像を担持
して一定方向に周回移動するトナー像担持体と、前記
トナー像担持体と記録媒体とを、前記トナー像を間に挟
んで重ね合わせ、加熱及び加圧することにより、前記ト
ナー像を前記記録媒体に転写するとともに定着する転写
定着部と、前記トナー像担持体と前記記録媒体とを接
触させた状態で冷却する冷却部と、冷却後に前記トナ
ー像担持体から前記記録媒体を前記トナー像とともに剥
離する剥離部と、を有する画像形成装置において、
前記トナーは、トナー溶融温度をＴｍ（℃）としたとき
に、Ｔｍ（℃）からＴｍ＋２５（℃）までの間のトナー
像担持体に対するトナー接触角の最小値が７７°以上で
あり、かつ、Ｔｍが１３０℃以下となっていること特徴
とする画像形成装置を提供する。

【００２０】請求項２に記載の発明は、ディジタル信号
に基づいて網点構造や万線構造のトナー像を形成するト
ナー像形成手段と、無端状の周面上に前記トナー像を
担持して一定方向に周回移動するトナー像担持体と、
前記トナー像担持体と記録媒体とを、前記トナー像を間
に挟んで重ね合わせ、加熱及び加圧することにより、前
記トナー像を前記記録媒体に転写するとともに定着する
転写定着部と、前記トナー像担持体と前記記録媒体と
を接触させた状態で冷却する冷却部と、冷却後に前記
トナー像担持体から前記記録媒体を前記トナー像ととも
に剥離する剥離部と、を有する画像形成装置において、
前記トナーは、トナー溶融温度をＴｍ（℃）、動的
粘弾性特性である複素弾性率をＧ＝Ｇ’＋ｉＧ”とした
ときに、Ｔｍ（℃）からＴｍ＋５０（℃）までの間の正
接損失ｔａｎδ（＝Ｇ”／Ｇ’）の最大値が４以下であ
り、かつ、Ｔｍが１３０℃以下となっていること特徴と
する画像形成装置を提供する。

【００２１】請求項３に記載の発明は、ディジタル信号
に基づいて網点構造や万線構造のトナー像を形成するト
ナー像形成手段と、無端状の周面上に前記トナー像を
担持して一定方向に周回移動するトナー像担持体と、
前記トナー像担持体と記録媒体とを、前記トナー像を間
に挟んで重ね合わせ、加熱及び加圧することにより、前
記トナー像を前記記録媒体に転写するとともに定着する
転写定着部と、前記トナー像担持体と前記記録媒体と
を接触させた状態で冷却する冷却部と、冷却後に前記
トナー像担持体から前記記録媒体を前記トナー像ととも
に剥離する剥離部と、を有する画像形成装置において、
前記トナーは、トナー溶融温度をＴｍ（℃）、動的
粘弾性特性である複素弾性率をＧ＝Ｇ’＋ｉＧ”とした
ときに、Ｔｍ（℃）からＴｍ＋５０（℃）までの間の正
接損失ｔａｎδ（＝Ｇ”／Ｇ’）の最大値が４以下であ
り、前記ベルト像担持体の熱容量Ｘ（Ｊ）と前記Ｔｍ
とが、Ｔｍ ≦ １６０−１０００Ｘの関係を満たし、かつ、Ｘ（Ｊ）が０．０３以下となっ
ていることを特徴とする画像形成装置を提供する。

【００２２】図１１は、本願発明の作用を説明するため
の転写定着装置の一例を示す図である。図１１に示すよ
うに、トナー像担持体である中間転写体５１は、無端状
に構成され、張力ロール５４により一定の張力に張られ
ている。この中間転写体５１は、感光体５７上のトナー
を中間転写体上に転写する転写部Ｔ、中間転写体の裏面
に設置された加熱板５６によりトナーを溶融する加熱部
Ａ、中間転写体上のトナーを記録媒体である用紙Ｐに転
写すると同時に定着する転写定着部Ｂ、トナーを冷却固
化する冷却部Ｃ、用紙Ｐを中間転写体から剥離する剥離
部Ｄを循環する。

【００２３】転写定着部Ｂは、加熱ロール５２および加
圧ロール５３からなり、この２本のロールを接触させ、
その間に中間転写体５１と用紙Ｐを狭持することによ
り、加圧および加熱する。

【００２４】転写定着部Ｂにおいては、中間転写体とト
ナー像と記録媒体である用紙とは一体となって密着され
るとともに加熱され、粉体トナーが溶融状態となり個々
のトナーが融着して一つのフィルム状となる。このと
き、トナー像への効率的な熱伝達のために中間転写体と
用紙との密着が必要であり、これが実現できずにところ
どころに空気が入った場合には、空気のあるところとな
いところで熱容量が変わり、トナー像が均一に溶融しな
い。このため、転写定着ムラやいわゆるオフセット現象
が起こり、画像品質が劣化する。トナー像を挟んで中間
転写体と用紙の密着をよくするために、中間転写体の表
面には弾性体層が設けられる。また、加熱ロールおよび
加圧ロールも均一な圧力を印加するするために、ロール
の表面に弾性体層が設けられる。

【００２５】転写定着部Ｂにて記録媒体に転写定着され
たトナー像は、剥離部Ｄに搬送される間に冷却され、凝
集固化し、記録媒体との間に強い接着力が生じる。図示
していないが、転写定着部Ｂと剥離部Ｄの間に中間転写
体に沿って冷却装置を設けてもよい。冷却部Ｃにより冷
却された中間転写体５１および用紙は、曲率半径の小さ
な剥離ロール５５からなる剥離部Ｄに搬送され、用紙自
体の腰の強さにより用紙は中間転写体５１からトナーと
ともに剥離されて出力画像が完成する。用紙に転写定着
されたトナー画像の表面は、中間転写体の表面にならい
平滑化され高光沢となる。

【００２６】このとき、用紙Ｐが透気度の高い両面塗工
紙の場合に、転写定着部Ｂにて加熱された用紙中の水分
が気化膨張し、塗工層を通って用紙外部に抜け出るが、
そのうち中間転写体側に抜け出たものが中間転写体と用
紙の中間転写体側塗工層との間にたまり、この水蒸気圧
により中間転写体から用紙が剥離してしまい、画像に光
沢むらが発生する。この現象を防ぐためには、用紙中の
水分が気化膨張することを防いだり、もしくは、抑制す
ることが重要となる。すなわち、転写定着部Ｂにおい
て、用紙に与える熱量を低減することが重要となる。ま
た、これとともに、中濃度むらを発生させずに画像の定
着強度も満足させる必要がある。

【００２７】そこで、本発明者らは、画像形成に用いる
トナーの溶融粘弾特性と、剥離ブリスターの発生度合
い、中濃度むらの発生度合いとの関係について鋭意検討
を重ねた結果、トナーの溶融温度Ｔｍと、トナー接触角
との関係が重要な因子であることがわかった。

【００２８】請求項１に記載の発明におけるトナー接触
角は、トナーが、トナー像担持体上で溶融したときの、
溶融トナー表面とトナー像担持体表面とのなす角であ
り、溶融トナーの内部にある角をいう。つまり、トナー
接触角は、中間転写体上で溶融状態のトナーと、接触す
る中間転写体との濡れ性であり、トナー接触角が小さい
と中間転写体表面に対して該溶融トナーが濡れやすく、
中間転写体表面上で広がりやすく、また、トナー接触角
が大きいと中間転写体表面に対して濡れにくく、該溶融
トナーが広がりにくいという特性がある。

【００２９】従来からある一般的な電子写真装置では、
トナー画像は用紙に静電転写された後、ヒートロール、
プレッシャーロールからなるロール定着装置にて、トナ
ー画像の定着を行っている。このロール定着装置を用い
て、定着の要求機能である、トナーの溶融、用紙への投
錨、所望のグロスを得るトナー画像表面形成を満たすた
めには、トナーとして、短い時間に溶融し、流動変形す
る特性が要求される。すなわち、ポリマーの粘性成分を
重視した設計がなされる。この要求をポリマーの分子構
造に展開すると、たとえば、直鎖状の分子構造を有し、
分子量が小さく（短いセグメント長）、狭い分子量分布
を持つことが要求される。このようなポリマーを用いた
トナーは、セグメントが線状かつ短いため、セグメント
間で絡み合いがなく、ある温度を超えると、外部応力に
よりマクロ流動が加速的に起こる。

【００３０】一方、図１１に示す本願発明に係る画像形
成装置、すなわち、あらかじめトナー画像を中間転写体
上で加熱溶融させた後、用紙に転写定着を行い、冷却後
に中間転写体より用紙を剥離する画像形成装置において
は、トナー画像表面は、中間転写体表面により決まるた
め、トナーの流動性はそれほど重要ではないが、剥離ブ
リスターを抑制するためには、ある程度（用紙中の水分
の気化膨張を抑制できる）低い温度で粘性成分が現れる
こと、すなわち、溶融状態になることが重要である。ま
た、転写定着後に発生する中濃度むらに対しては、トナ
ーの流動を防止するためトナーの弾性成分が重要とな
る。すなわち、ポリマーとして粘性が低下しても、外部
応力に対して流動抑制の効く、弾性成分を重視した設計
がなされる。この要求をポリマーの分子構造に展開する
と、たとえば、分岐（架橋）構造を有し、分子量が比較
的大きく（長いセグメント長）、小さい分子量成分も含
んだ上で広い分子量分布を持つことが要求される。この
ようなポリマーを用いたトナーは、溶融温度が低いが、
分岐・架橋構造およびセグメントに起因する絡み合い作
用があるため、外部応力による流動が加速度的には起こ
らない。

【００３１】なお、本願発明に言うトナーの溶融温度Ｔ
ｍとは、溶融状態にあるトナーの粘度が１×１０４ポイ
ズになる温度と定義する。要求される画像の定着強度を
得るためには、転写定着部で十分にトナーを溶融状態に
する必要があり、そのために与える熱量は、トナーの溶
融温度Ｔｍが低いほうが熱量を低減することができる。

【００３２】トナーの溶融温度Ｔｍを下げるには、一般
的には、トナーを構成する樹脂の分子量を単純に下げて
いく方法があるが、分子量分布が低分子量成分に偏りす
ぎると、前述したように、ある温度を境にして、急激に
粘度が低下してしまう。このようなトナーを使用する
と、前述した中濃度むらの発生を引き起こす。この特性
は、トナー接触角として捕らえることができ、急激な粘
度低下のあるトナーでは、トナー接触角の値は小さくな
る。

【００３３】請求項１に記載の発明では、トナー接触角
の値をトナーの溶融温度ＴｍとＴｍ＋２５℃との間で規
定しているが、これはトナーの予備加熱から加熱溶融時
に、トナーが熱を受けて上昇する温度の範囲を意味して
いる。これについては、特開平１１−２３１６９０号公
報に示されているように、複数層からなるトナー層を溶
融一体化させるにはトナーの溶融温度以上に加熱する必
要があり、トナー溶融温度よりも１０〜２５℃高い温度
にまで加熱するのが通常である。よって、この温度の範
囲のなかで、トナー接触角の値が規定値よりも大きいこ
と（７７°以上であること）が肝要となる。

【００３４】すなわち、請求項１に記載の発明の意図す
るところは、転写定着後の中間転写体および記録媒体を
密着状態に維持したまま冷却し、トナーが凝集固化した
状態で剥離する画像形成装置において、剥離ブリスター
の発生が抑制される程度の転写定着エネルギーで、トナ
ー画像の定着強度が得られるようにトナーの溶融温度Ｔ
ｍを下げ、かつ、中濃度むらを抑制するようにトナー接
触角が小さくならないトナーを用いることによって達成
される。

【００３５】また、本発明者らは、画像形成に用いるト
ナーの溶融粘弾特性と、剥離ブリスターの発生度合い、
中濃度むらの発生度合いとの関係については、トナーの
溶融温度Ｔｍと、ｔａｎδとの関係が重要な因子である
ことがわかった。

【００３６】ｔａｎδは、粘弾性体の損失弾性率Ｇ”と
貯蔵弾性率Ｇ’の比であり、粘弾性体の性質を特徴づ
ける指標である。粘弾性体が完全弾性体ある場合、ｔａ
ｎδは０となり、また、粘弾性体が完全粘性体である場
合、ｔａｎδは無限大となる。すなわち、ｔａｎδの値
が大きくなると粘性体としての振る舞いが顕著になり、
逆に、ｔａｎδの値が小さくなると弾性体としての振る
舞いが顕著となる。

【００３７】前述したように、トナーの溶融温度Ｔｍを
下げるには、トナーを構成する樹脂の分子量を単純に下
げていく方法が一般的であるが、分子量分布が低分子量
成分に偏りすぎると、ある温度を境にして、急激に粘度
が低下してしまい、中濃度むらの発生を引き起こす。こ
の特性は、ｔａｎδとして捕らえることができ、ｔａｎ
δの値が大きいほど、急激な粘度低下が顕著となる。

【００３８】請求項２に記載の発明では、ｔａｎδの値
をトナーの溶融温度ＴｍとＴｍ＋５０℃との間で規定し
ているが、これはトナーの加熱溶融時、特に加熱部出口
で、トナーが熱を受けて上昇する温度の範囲を意味す
る。この温度の範囲のなかで、ｔａｎδの値が規定値よ
りも小さいことが肝要である。

【００３９】すなわち、請求項２に記載の発明の意図す
るところは、転写定着後の中間転写体および記録媒体を
密着状態に維持したまま冷却し、トナーが凝集固化した
状態で剥離する画像形成装置において、剥離ブリスター
の発生が抑制される程度の転写定着エネルギーで、トナ
ー画像の定着強度が得られるようにトナーの溶融温度Ｔ
ｍを下げ、かつ、中濃度むらを抑制するようにｔａｎδ
が大きくならないトナーを用いることによって達成され
る。

【００４０】また、画像形成に用いるトナーの溶融粘弾
特性に加え、中間転写体の熱容量についても鋭意検討を
重ねた結果、トナーの溶融温度Ｔｍと中間転写体の熱容
量との関係が、剥離ブリスターの発生度合いの重要な因
子であることがわかった。すなわち、中間転写体の熱容
量が小さければ、転写定着時に投入する熱量を低減する
ことができ、これによって用紙にかかる熱量が低減さ
れ、剥離ブリスター発生が抑制されることとなる。一
方、中間転写体の熱容量が大きければ、転写定着時に投
入する熱量が多く必要とされ、これによって用紙にかか
る熱量が多くなり、さらに、転写定着部を通過した後も
用紙は中間転写体に蓄積された熱を多く受けることによ
り剥離ブリスターの発生が顕著になる。

【００４１】よって、請求項３に記載の発明の意図する
ところは、転写定着後の中間転写体および記録媒体を密
着状態に維持したまま冷却し、トナーが凝集固化した状
態で剥離する画像形成装置において、中濃度むらを抑制
するようにｔａｎδが大きくならないトナーを用いつ
つ、ブリスターの発生を抑制するために、中間転写体の
熱容量とトナーの溶融温度Ｔｍとの関係を規定し、用紙
にかかる熱量を制限することによって達成される。

【００４２】また、本願発明は、画像をディジタル信号
として扱い、網点構造や万線構造のトナー画像を形成す
る際に、画像の中濃度域における画像むらを効果的に低
減することができる。以下、このようなトナー画像形成
手段について説明をおこなう。たとえば、プリンタや複
写機においては、高速かつ高品質画像を提供できる方式
として、ディジタル電子写真方式が広く採用されてい
る。この方式においては、結像光学系で所定サイズのス
ポット径に調整された光ビームを用いて感光体上に光走
査を行い、パルス幅変調手段で決定された画像信号に応
じた光ビームのオンオフ時間によって感光体上に画像信
号に対応した面積変調の静電潜像が形成される。この静
電潜像はトナーにより顕像化され、画像形成が行われ
る。なお、本願発明において、トナー像を形成する画像
形成工程は、上記の電子写真方式に限るものではなく、
たとえば、所定のトナー像保持体上に、ディジタル処理
された画像データに基づいてトナーを直接飛翔させるこ
とにより、トナー像保持体上にトナー像を形成する工程
であってもよい。また、画像形成工程が、所定のトナー
像保持体上に、ディジタル処理された画像データに基づ
いて磁気潜像を形成し、その磁気潜像に基づいてトナー
像がトナー像保持体上に形成される工程であってもよ
い。さらにまた、画像形成工程が、所定のトナー像保持
体上に、ディジタル処理された画像データに基づいて電
荷像を直接書き込むことによって静電潜像を形成し、そ
の静電潜像に基づいてトナー像がトナー像保持体上に形
成される工程であってもよい。

【００４３】本願発明においては、網点構造や万線構造
のスクリーン線数に関しては、視覚に認識されないため
には図１２に示した視覚関数（ＶＴＦ）の図より、少な
くとも１５０線／インチ［ｌｐｉ］（５．９線／ｍｍ）
以上が必要とされる。ここでは、その線数を維持した状
態で、少なくとも５０階調以上の階調を再現する画像の
形成を目標とし、ここでは、この条件を満足する画像を
中間調画像と称する。また、上記トナー像保持体上のト
ナー像は、画像面積率１００％でのトナー部反射率と非
トナー部反射率のコントラストを１としたときに、画像
面積率５０％でのトナー部反射率と非トナー部反射率の
コントラストが０．５以上となる画像形成条件で形成さ
れたものであることが好ましく、この場合、ハイライト
領域においてもトナーが集合した画素をつくり、中間濃
度領域の各画素もトナー飛散がなく鮮鋭な画像となって
いる。

【００４４】このようにして形成された鮮鋭なトナー像
は、一旦、中間転写体上に一次転写した後、記録媒体上
に、転写と同時に定着を行ってもよい。その場合、その
中間転写体が本願発明にいうトナー像担持体に相当す
る。以下に、電子写真方式に基づいて、トナー像を中間
転写体上に静電転写した後、記録媒体上に、転写と同時
に定着を行う方式について説明する。

【００４５】中間転写体は、紙のように、環境（温湿
度）の影響を受けにくく、表面性、抵抗値など物性的に
安定している材料で構成することができるので、感光体
と中間転写体とを密着させて静電転写を行うことがで
き、したがって、適切な物性値を与えてやれば、前述し
たような転写電界の乱れなどによるトナー像の乱れやム
ラはほとんど生じない。静電転写時において中間転写体
に要求される重要な因子は、その表面抵抗率Ｒｓ（Ω／
□）と体積抵抗率Ｒｖ（Ω・ｃｍ）であり、Ｒｓは１０
⁸＜Ｒｓ＜１０¹⁶の範囲にあることが望ましく、また、
Ｒｖは１０⁷＜Ｒｖ＜１０¹⁵の範囲にあることが望まし
い。Ｒｓ，Ｒｖがこれらの範囲より小さいと電荷が広が
ってしまい、これらの範囲よりも大きいと電荷がたまり
過ぎてしまう結果となるからである。

【００４６】中間転写体上に静電転写されたトナー像
は、トナーが集合された画素である網点や万線構造によ
り形成されており、その面積率によって画像濃度を得る
ようにしている。図１１に示す装置では、このトナー像
が転写定着部にて記録媒体に転写定着される。転写定着
部においては、中間転写体と、トナー像と、記録媒体で
ある紙とが一体となって密着されるとともに加熱され、
粉体トナーが溶融状態となり個々のトナーが融着して一
枚のフィルム状となる。このとき、トナー像への効率的
な熱伝達のために中間転写体と紙の密着が必要であり、
これが実現できずところどころに空気が入ったりする
と、空気のあるところとないところで熱容量が変わりト
ナー像が均一に溶融せず、転写定着ムラやいわゆるオフ
セット現象が起こり画像品質が劣化する。トナー像を挟
み中間転写体と紙の密着をよくするために、中間転写体
の表面には弾性体層が設けられるのが一般的で、その硬
度はゴム硬度１０度〜７０度、厚さは３０μｍ〜１００
μｍが望ましい。また、通常、転写定着部は、内部にハ
ロゲンランプ等の熱源を有する加熱ロールと、その加熱
ロールに対向して中間転写体，トナー像および紙を挟み
圧接する加圧ロールとで構成され、そのニップ圧は１×
１０⁵ Ｐａ〜１×１０⁶Ｐａの範囲が望ましい。この範
囲より低い圧力では中間転写体，トナー像および紙の密
着が不十分で上記のような不具合が発生しやすく、この
範囲より高い圧力では中間転写体，紙への応力が強くな
って、しわが発生したり、高圧力を支えるための機構，
装置が複雑になるという障害が起こる。上記の加熱ロー
ルに代えて、耐熱性支持体の上に通電発熱体を設け表面
に耐熱，耐磨耗性層を被覆した固定の発熱部材を用いて
もよい。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。図１は、請求項１に記載の発明の
一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図であ
る。この画像形成装置は、周面が周回可能に支持された
無端ベルト状の中間転写体５を備えており、この中間転
写体５と対向する位置に、ブラック、イエロー、マゼン
タ、シアンのトナー像を形成する４つの画像形成ユニッ
ト１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが配設されている。
各画像形成ユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ
は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム１を有し
ており、各感光体ドラム１の周囲に、該感光体ドラムの
表面をほぼ一様に帯電する帯電装置２と、感光体ドラム
表面にレーザー光を走査して静電潜像を書き込む光走査
装置３と、感光体ドラム上に形成された潜像にトナーを
選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置４と、
感光体ドラム１上のトナー像を中間転写体５上に一次転
写する転写帯電器６とを備えている。

【００４８】上記中間転写体５の内側には、駆動ロール
２１と、支持ロール２２と、剥離ロール２４と、位置制
御ロール１２と、中間転写体５上のトナー像を加熱溶融
するとともに記録紙Ｐに二次転写する加熱ロール８とが
配置され、中間転写体５はこれらに張架されることによ
って、図中に示す矢印方向に周回移動するようになって
いる。加熱ロール８と中間転写体５を介して対向する位
置には、記録紙Ｐを加熱ロール８側に押圧する加圧ロー
ル９が配置されている。また中間転写体５の外周面側に
は、中間転写体５を所定の張力で張架するテンションロ
ール２３が配置されている。さらに、中間転写体５の周
回方向における加熱ロール８の上流側には、中間転写体
上のトナー像を加熱する加熱板７が、該中間転写体５の
裏面側に沿って湾曲して設けられている。

【００４９】さらに装置内には、記録紙Ｐを収容するト
レイ１３と、このトレイ１３から記録紙Ｐを一枚ずつ送
り出すフィードローラ１４と、記録紙Ｐを加熱ロール８
と加圧ロール９との間に搬送する搬送ロール１５と、中
間転写体５から剥離された記録紙Ｐを搬送する搬送ベル
ト１６とを備えている。

【００５０】上記感光体ドラム１は、ドラム表面にＳ
ｅ、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ＣｄＳ等の各種無機感光体
層を有するものの他、各種有機感光体層を有するものを
用いることができる。

【００５１】光走査装置３で用いる光ビームの径は、４
５μｍとし、スクリーンは垂直万線を用い、線数は２０
０線／インチ（約７．９線／ｍｍ）でおこなった。ここ
でいう光ビームの径とは、光ビーム最大エネルギーの１
／ｅ²となる光ビームエネルギーでの直径を指す。

【００５２】上記中間転写体５は、ベース層と表面層の
２層構造のものを用いている。ベース層には、カーボン
ブラックを添加した厚さ７０μmのポリイミドフィルム
を用いている。本実施形態では、トナー像を感光体ドラ
ム１から中間転写体５へ静電的に画像乱れなく転写する
ために、ベース層の体積抵抗率はカーボンブラックの添
加量を変化させて１０¹⁰Ωcmに調整した。なお、ベース
層としては、例えば、厚さが１０〜３００μmの耐熱性
の高いシートを使用することが可能であり、ポリエステ
ル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフ
ォン、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリイミ
ド、ポリイミドアミド、ポリアミドなどのポリマーシー
ト等を用いることが可能である。

【００５３】また、表面層は、トナー像を感光体ドラム
１から中間転写体５に、静電的に画像乱れなく転写する
ために、その体積抵抗率を１０¹⁴Ωcmに調整する。ま
た、トナー像を中間転写体５から記録紙Ｐへ転写すると
同時に定着させるときに、トナー像を挟んで中間転写体
と記録紙とを良好に密着させるために、シリコーン共重
合体を用いている。シリコーン共重合体は、弾性を持ち
その表面が常温でトナーに対して粘着性を示し、さら
に、記録紙へトナーを効率的に転移させるために、溶融
して流動化したトナーを離しやすくする特性を有してい
るため、表面層には最適である。本実施形態では、表面
層としてゴム硬度３０度、厚さ５０μmの東レダウシリ
コーン製、ＤＸ３５−５４７Ａ／Ｂシリコーン共重合体
を用いた。

【００５４】上記加熱板７としては、厚さが２mmで、中
間転写体５の循環方向における長さが２２０mmのアルミ
ニウム板の裏に、シリコンラバーヒーターをつけたもの
を用いている。加熱温度は、中間転写体５が記録紙と接
する領域で、トナー温度がトナー溶融温度(Tm)以上とな
るように設定、制御されている。加熱板７としては、こ
の他に、セラミックヒーターなども用いることができ
る。

【００５５】上記加熱ロール８および加圧ロール９とし
ては、金属ロール、または、金属ロール上にシリコーン
ゴム等の耐熱弾性層を設けたものを用いることができ
る。加熱ロール８の内部には熱源が配置され、その加熱
温度は、加熱領域でのトナー温度がトナー溶融温度(Tm)
以上となるように設定、制御されている。本実施形態に
おいては、加熱ロール８および加圧ロール９として、ア
ルミニウムの中空ロール上に硬度３０度のシリコーンゴ
ムを厚さ２ｍｍで積層した、外径５０ｍｍのロールを用
いた。また、加熱ロール８内部の熱源にはハロゲンラン
プを使用した。また、加熱ロール８と加圧ロール９とに
よる挟持幅は、７．５ｍｍになるように、加圧ロールの
押し付け力を変化させて調節した。なお、上記構成で
は、加熱ロール８に加圧ロール９が対向して配置されて
いるが、加熱ロール８と加圧ロール９とは逆の配置とす
ることもでき、また、加圧ロール９を内部に熱源を持つ
加熱ロールとしてもよい。

【００５６】上記転写帯電器６は、感光体ドラム１上の
トナーが効率よく中間転写体５へ転写されるように、中
間転写体５の裏面に電荷を与えるように調節されてい
る。本実施形態では、コロトロンを用い、３１５μＣ/
ｍ^２の電荷密度を与えるようにコロトロンワイアーへの
印可電圧を調整した。

【００５７】次に、上記画像形成装置の動作について説
明する。中間転写体５の周辺には４つの画像形成ユニッ
ト１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが配置されており、
各画像形成ユニット内で、感光体ドラム１がそれぞれ帯
電装置２によりほぼ一様に帯電された後、濃度信号に基
づき光ビームパルス幅変調装置によってオンオフされる
光走査装置３によって露光され、静電潜像が形成され
る。各感光体ドラム１上の静電潜像は、それぞれ、黒、
イエロー、マゼンタ、シアン色のトナーが入った現像装
置４により現像され、面積変調により濃度を表す、いわ
ゆるディジタル画像の各色トナー像が各感光体ドラム１
上に形成される。この各色トナー像は、順次、転写帯電
器６により中間転写体５上へ重ね合わせて転写され、中
間転写体５上に複数色のトナー像が形成される。中間転
写体５上に形成された複数色のトナー像は、中間転写体
５が加熱板７と接触する位置を通過する際に加熱されて
溶融する。

【００５８】一方、トレイ１３から記録紙Ｐが一枚ずつ
取り出され、搬送ロール１５によって搬送される。この
記録紙Ｐの送紙に伴い、加圧ロール９が加熱ロール８に
圧接される。その後、前記複数色のトナー像を保持した
中間転写体５と記録紙Ｐとが、タイミングを合わせて加
熱ロール８と加圧ロール９との間を移動し、加圧及び加
熱される。溶融温度以上に加熱されたトナーは軟化、溶
融し、記録紙Ｐに浸透する。このトナー像は、中間転写
体５により搬送される間に沸点以下の温度に冷却される
ため、水蒸気の発生は抑えられ、中間転写体５とトナー
像および記録紙Ｐの密着状態は維持される。

【００５９】また、これと同時にトナーは、溶融温度以
下に冷却されることで凝集固化し、記録紙Ｐとの間に強
い接着力が生じる。そのため、曲率半径の小さな剥離ロ
ール２４が配置された位置において、記録紙Ｐが記録紙
自体の腰の強さによって中間転写体５からトナーととも
に分離され、カラー画像が形成される。記録紙Ｐに転
写、定着されたトナー像の表面は、中間転写体５の表面
にならい平滑化され、高光沢となる。

【００６０】次に、上記画像形成装置による転写定着時
の画質劣化を確認するため、カラー画像を出力する実験
を行った結果について説明する。記録紙Ｐは、印刷用両
面塗工紙としてＳＤＷａｒｒｅｎ製社Ｌｕｓｔｒｏ
Ｇｌｏｓｓ、王子製紙社製ＯＫトップコート、Ｄｏｎｓ
ｉｄｅＰａｐｅｒ社製ＣｏｎｓｏｒｔＲｏｙａｌ
Ｓｉｌｋを用いた。ＬｕｓｔｒｏＧｌｏｓｓの十点平
均厚さの測定値はおおよそ１００μｍ、透気度は１５２
６０秒、坪量は１２２ｇ／ｍ²であった。ＯＫトップコ
ートの十点平均厚さの測定値はおおよそ１３６μｍ、透
気度は４４０７０秒、坪量は１５７ｇ／ｍ² であった。
ＣｏｎｓｏｒｔＲｏｙａｌＳｉｌｋの十点平均厚さ
の測定値はおおよそ１５９μｍ、透気度は１３９１０
秒、坪量は１７０ｇ／ｍ²であった。

【００６１】また、普通紙として富士ゼロックス（株）
製Ｊ紙を用い、表面平滑紙としては富士ゼロックス
（株）製Ｊコート紙を用いた。Ｊ紙の十点平均厚さの測
定値はおおよそ９６μｍ、透気度は９秒、坪量は８２ｇ
／ｍ²であった。Ｊコート紙の十点平均厚さの測定値は
おおよそ１０２μｍ、透気度は３６７秒、坪量は９５ｇ
／ｍ²であった。

【００６２】トナーはイエロー、マゼンタ、シアン等の
色素を含有した熱可塑性のバインダで構成され、公知の
材料を用いることができる。ここでは、実験評価を行な
うにあたり、図２に対温度粘度特性を示す４種のポリエ
ステルトナーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを用いた。

【００６３】なお、図２に示すトナーの粘度は、島津製
作所（株）製フローテスターＣＦＴ５００Ｃを用い、開
始温度８０℃、最高温度１７０℃、昇温速度３℃／ｍｉ
ｎ，予熱時間３００ｓｅｃ、シリンダー圧力１０ｋｇｆ
／ｃｍ²、ダイ寸法＝１．０ｍｍ×１．０ｍｍの条件で
測定した値である。

【００６４】表１に、トナーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの溶融温度
Ｔｍと溶融温度ＴｍとＴｍ＋２５℃の範囲でのトナー接
触角の最小値を示す。図３に、４種のポリエステルトナ
ーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの加熱温度とトナー接触角との関係を
示す。なお、図３に示すトナー接触角は、（株）協和界
面科学製ＦＡＣＥ自動表面張力計ＣＢＶＰ−Ｖを用い、
平均粒径７μｍのトナーをおよそφ１.６ｍｍ、深さ３
ｍｍの円筒形の型に充填し、加圧して高さ０．７ｍｍ程
度まで圧縮した円柱状トナー塊を、ベルト上に置き、所
定温度で３分間加熱して十分溶融させ、その状態を保持
するように冷却固化させたものを測定した値である。

【００６５】

【表１】

【００６６】なお、トナーは、平均粒径は７μｍのもの
を用い、また、記録紙上の各色のトナー量は、その色素
の含有量によりおよそ０．４ｍｇ／ｃｍ²〜０．７ｍｇ
／ｃｍ²になるように露光条件または現像条件が設定さ
れる。ここでは、各色０．６５ｍｇ／ｃｍ²に設定し
た。

【００６７】ここで、表２を参照にして、上述のトナー
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの製造方法を説明する。

【表２】

【００６８】表２に示した原料組成の多価アルコール
と、多価カルボン酸をステンレススチール製攪拌機、ガ
ラス製窒素ガス導入管及び硫化式コンデンサをもつ１リ
ットル容量の４つ口丸底フラスコ中に入れ、このフラス
コをマントルヒータにセットした。次いで、ガス導入管
から窒素ガスを導入し、フラスコ内を不活性ガス雰囲気
に保ちながら昇温した。その後、０．０５のジブチルス
ズオキシドを加えて、反応物の温度を２００℃に保ち、
所定の時間反応させてトナーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに用いるポ
リエステル樹脂Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを得た。ポリエステル
Ｂ，Ｃ，Ｄは、反応時間を変えることによって分子量の
異なる樹脂とした。

【００６９】得られたポリエステル樹脂Ａの重量平均分
子量（Ｍｗ）は１００００、ポリエステル樹脂Ｂの重量
平均分子量（Ｍｗ）は３９０００、ポリエステル樹脂Ｃ
の重量平均分子量（Ｍｗ）は４６０００、ポリエステル
樹脂Ｄの重量平均分子量（Ｍｗ）は９２０００であっ
た。

【００７０】得られたポリエステル樹脂Ａ、１００重量
部に対して、イエロー顔料６重量部を、ポリエステル樹
脂Ａ、１００重量部に対してマゼンタ顔料４．５重量部
を、ポリエステル樹脂Ａ、１００重量部に対してシアン
顔料４．５重量部を、ポリエステル樹脂Ａ、１００重量
部に対してカーボンブラック４重量部をそれぞれ混合
し、エクストリューダーにより溶融し、混練した後、冷
却して、ジェットミルにより粉砕し、粉砕物を分級して
体積平均直径７μｍのイエロー、マゼンタ、シアン、黒
のトナーセットＡ（トナーＡと称する。）を得た。同様
の方法により、ポリエステル樹脂Ｂを用いて、トナーセ
ットＢ（トナーＢと称する。）、ポリエステル樹脂Ｃを
用いて、トナーセットＣ（トナーＣと称する。）、ポリ
エステル樹脂Ｄを用いて、トナーセットＤ（トナーＤと
称する。）を得た。

【００７１】上記構成で、中間転写体５のトナー画像の
搬送速度(転写定着速度)が２６０ｍｍ／ｓで、加熱ロー
ル８と加圧ロール９とが対向する加熱領域でのトナー温
度をトナー溶融温度＋２５℃まで加熱し、上述の４種類
のトナーを用い、ＬｕｓｔｒｏＧｌｏｓｓ、ＯＫトッ
プコート、ＣｏｎｓｏｒｔＲｏｙａｌＳｉｌｋ、普
通紙（Ｊ紙）および表面平滑紙（Ｊコート紙）に画像を
出力し、剥離ブリスター、中濃度むらの評価を行った。
その結果を図４および図５に示す。

【００７２】図４で示したように、透気度が１００００
以上の印刷用両面塗工紙を用いた場合、Ｔｍが１３０℃
以下であり、かつ、ＴｍからＴｍ＋２５℃の範囲でのト
ナー接触角が７７°以上である場合に限り、剥離ブリス
ター、中濃度むらの発生が抑制され、良好な画像が得ら
れた。

【００７３】一方、図５で示すように、用紙として透気
度の小さい普通紙、表面平滑紙を用いた場合は、Ｔｍが
高くても剥離ブリスターは発生しなかった。ただし、ト
ナー接触角が７５°以下のトナーを用いると中濃度むら
が発生した。

【００７４】次に、請求項２に記載の発明の一実施形態
である画像形成装置について説明する。この画像形成装
置は、図１に示す画像形成装置とほぼ同じ構成である
が、各現像装置４内に収容するトナーとして、以下のも
のを用いている。トナーはイエロー、マゼンタ、シアン
等の色素を含有した熱可塑性のバインダで構成されてお
り、ここでは、実験評価を行なうにあたり、図６に対温
度粘度特性を示す５種のポリエステルトナーＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅを用いた。

【００７５】表３に、トナーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの溶融
温度Ｔｍと、溶融温度ＴｍとＴｍ＋５０℃の範囲でのｔ
ａｎδの最大値を示す。図７に５種のポリエステルトナ
ーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの対温度ｔａｎδ特性を示す。な
お、図７に示すトナーのｔａｎδは、（株）ユービーエ
ム社製スリットせん断式粘弾性測定装置Ｒｈｅｏｌｏｇ
ｅｌ−Ｅ４０００を用い、開始温度５０℃、最高温度１
７０℃、昇温速度３℃／ｍｉｎ、加振周波数１Ｈｚ、歪
み２〜１０μｍ（自動調整）、試料形状は、幅１３ｍ
ｍ、深さ間１０ｍｍ、間隔０．２５ｍｍ（スリット板
０．３ｍｍ）の条件で測定した値である。

【００７６】

【表３】

【００７７】なお、トナーは、平均粒径は７μｍのもの
用い、また、記録紙上の各色のトナー量は、その色素の
含有量によりおよそ０．４ｍｇ／ｃｍ²〜０．７ｍｇ／
ｃｍ²になるように露光条件または現像条件が設定され
る。ここでは、各色０．６５ｍｇ／ｃｍ² に設定した。

【００７８】ここで、表４を参照にして、上述のトナー
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの製造方法を説明する。

【表４】

【００７９】表４に示した原料組成の多価アルコール
と、多価カルボン酸をステンレススチール製攪拌機、ガ
ラス製窒素ガス導入管及び硫化式コンデンサをもつ１リ
ットル容量の４つ口丸底フラスコ中に入れ、このフラス
コをマントルヒータにセットした。次いで、ガス導入管
から窒素ガスを導入し、フラスコ内を不活性ガス雰囲気
に保ちながら昇温した。その後、０．０５のジブチルス
ズオキシドを加えて、反応物の温度を２００℃に保ち、
所定の時間反応させてトナーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに用い
るポリエステル樹脂Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅを得た。ポリエ
ステルＢ，Ｃ，Ｄは、反応時間を変えることによって分
子量の異なる樹脂とした。

【００８０】得られたポリエステル樹脂Ａの重量平均分
子量（Ｍｗ）は１００００、ポリエステル樹脂Ｂの重量
平均分子量（Ｍｗ）は３９０００、ポリエステル樹脂Ｃ
の重量平均分子量（Ｍｗ）は４６０００、ポリエステル
樹脂Ｄの重量平均分子量（Ｍｗ）は９２０００、ポリエ
ステル樹脂Ｅの重量平均分子量（Ｍｗ）は１１００００
であった。

【００８１】得られたポリエステル樹脂Ａ、１００重量
部に対して、イエロー顔料６重量部を、ポリエステル樹
脂Ａ、１００重量部に対してマゼンタ顔料４．５重量部
を、ポリエステル樹脂Ａ、１００重量部に対してシアン
顔料４．５重量部を、ポリエステル樹脂Ａ、１００重量
部に対してカーボンブラック４重量部をそれぞれ混合
し、エクストリューダーにより溶融し、混練した後、冷
却して、ジェットミルにより粉砕し、粉砕物を分級して
体積平均直径７μｍのイエロー、マゼンタ、シアン、黒
のトナーセットＡ（トナーＡと称する。）を得た。同様
の方法により、ポリエステル樹脂Ｂを用いて、トナーセ
ットＢ（トナーＢと称する。）、ポリエステル樹脂Ｃを
用いて、トナーセットＣ（トナーＣと称する。）、ポリ
エステル樹脂Ｄを用いて、トナーセットＤ（トナーＤと
称する。）、ポリエステル樹脂Ｅを用いて、トナーセッ
トＥ（トナーＥと称する。）を得た。

【００８２】上記構成で、中間転写体のトナー画像の搬
送速度(転写定着速度)が２６０ｍｍ／ｓで、加熱ロール
と加圧ロールとが対向する加熱領域でのトナー温度をト
ナー溶融温度まで加熱し、上述の５種類のトナーを用
い、ＬｕｓｔｒｏＧｌｏｓｓ、ＯＫトップコート、Ｃ
ｏｎｓｏｒｔＲｏｙａｌＳｉｌｋ、普通紙（Ｊ紙）
および表面平滑紙（Ｊコート紙）に画像を出力し、剥離
ブリスター、中濃度むらの評価を行った。結果を図８お
よび図９に示す。

【００８３】図８で示したように、透気度が１００００
以上の印刷用両面塗工紙を用いた場合、Ｔｍが１３０℃
以下であり、かつ、ＴｍからＴｍ＋５０℃の範囲でのｔ
ａｎδの最大値が４以下である場合に限り、剥離ブリス
ター、中濃度むらの発生が抑制され、良好な画像が得ら
れた。

【００８４】一方、図９で示すように、用紙として透気
度の小さい普通紙、表面平滑紙を用いた場合は、Ｔｍが
高くても剥離ブリスターは発生しなかった。ただし、ｔ
ａｎδが４より大きいトナーを用いると中濃度むらが発
生した。

【００８５】次に、請求項３に記載の発明の一実施形態
である画像形成装置について説明する。この画像形成装
置は、図１に示す画像形成装置とほぼ同じ構成である
が、各現像装置４内に収容するトナーとして、前述した
トナーＢ，Ｃ，Ｄを用い、中間転写体として、ベース層
厚さ、表面層厚さを適宜変えた中間転写体ベルトを用
い、画像形成を実施した。使用した中間転写体ベルトの
条件および、１ｃｍ²あたりの熱容量について表５にま
とめる。

【００８６】

【表５】

【００８７】なお、使用した中間転写体ベルトのベース
層は、カーボンブラックを添加したポリイミドフィルム
を用いた。本実施形態では、トナー像を感光体ドラムか
ら中間転写体に静電的に、画像乱れなく転写するため
に、ベース層の体積抵抗率はカーボンブラックの添加量
を変化させ、１０¹⁰Ω・ｃｍに調整した。また、表面層
は、トナー像を感光体ドラムから中間転写体に静電的に
画像乱れなく転写するために、その体積抵抗率を１０¹⁴
Ω・ｃｍに調整し、また、中間転写体から用紙へ転写と
同時に定着を行うときに、トナー像を挟み中間転写体と
用紙の密着をよくするために、シリコーン共重合体を用
いた。本実施形態では、ゴム硬度３０度の東レダウシリ
コーン製、ＤＸ３５−５４７Ａ／Ｂシリコーン共重合体
を用いた。なお、この画像形成装置の他の構成は図１に
示す画像形成装置と同じである。

【００８８】上記構成で、中間転写体のトナー画像の搬
送速度(転写定着速度)が２６０ｍｍ／ｓで、加熱ロール
と加圧ロールとが対向する加熱領域でのトナー温度をト
ナー溶融温度まで加熱し、上述の３種類のトナーを用
い、ＬｕｓｔｒｏＧｌｏｓｓ、ＯＫトップコートおよ
びＣｏｎｓｏｒｔＲｏｙａｌＳｉｌｋに画像を出力
し、ブリスター、中濃度むらの評価を行った。その結果
を図１０示す。

【００８９】図１０に示すように、中間転写体ベルトの
１ｃｍ²あたりの熱容量Ｘ（Ｊ）が０．０３以下であ
り、使用したトナーの溶融温度Ｔｍが（１６０−１００
０Ｘ）以下である場合に限り、剥離ブリスター、中濃度
むらの発生が抑制され、良好な画像が得られた。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係る画
像形成装置によれば、転写定着時に塗工紙内部から発生
する水蒸気に起因する画像の光沢むらや、加熱領域を通
過した後のトナー流動に起因する中濃度部の画像構造の
乱れが防止され、高画質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態である画像形成装置を示
す概略構成図である。

【図２】本願発明の一実施形態である画像形成装置に使
用されるトナーの加熱温度とトナー粘度との関係を示す
図である。

【図３】図２に示すトナーの加熱温度とトナー接触角と
の関係を示す図である。

【図４】図３に示すトナーを使用した場合のトナー溶融
温度とトナー接触角との関係を示す図である。

【図５】図３に示すトナーを使用した場合のトナー溶融
温度とトナー接触角との関係を示す図である。

【図６】本願発明の他の実施形態である画像形成装置に
使用されるトナーの加熱温度とトナー粘度との関係を示
す図である。

【図７】図６に示すトナーの加熱温度とトナーｔａｎδ
との関係を示す図である。

【図８】図７に示すトナーを使用した場合のトナー溶融
温度とトナーｔａｎδとの関係を示す図である。

【図９】図７に示すトナーを使用した場合のトナー溶融
温度とトナーｔａｎδとの関係を示す図である。

【図１０】図７に示すトナーを使用した場合のトナーの
熱容量とトナー溶融温度との関係を示す図である。

【図１１】本願発明の一実施形態である画像形成装置の
作用を説明するための図である。

【図１２】空間周波数に対する、人間の視覚の視認度合
いを表す図である。

【図１３】従来の画像形成装置における問題点を説明す
る図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電装置３光走査装置４現像装置５中間転写体６転写帯電器７加熱ロール８加圧ロール９ベルト加熱板１０画像形成ユニット１２位置制御ロール１３トレイ１４フィードローラ１５搬送ロール１６搬送ベルト２１駆動ロール２２支持ロール２３テンションロール２４剥離ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下孝幸神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者木内豊神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者中山由香神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者福田雄一神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 EA03 EA10 FB01 FB06 2H032 AA14 BA09 BA21 DA11 DA30 2H033 AA09 AA21 BA11 BA15 BA20 BA29 BA58 BB34 BE09 CA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル信号に基づいて網点構造や
万線構造のトナー像を形成するトナー像形成手段と、無端状の周面上に前記トナー像を担持して一定方向に周
回移動するトナー像担持体と、前記トナー像担持体と記録媒体とを、前記トナー像を間
に挟んで重ね合わせ、加熱及び加圧することにより、前
記トナー像を前記記録媒体に転写するとともに定着する
転写定着部と、前記トナー像担持体と前記記録媒体とを接触させた状態
で冷却する冷却部と、冷却後に前記トナー像担持体から
前記記録媒体を前記トナー像とともに剥離する剥離部
と、を有する画像形成装置において、前記トナーは、トナー溶融温度をＴｍ（℃）としたとき
に、Ｔｍ（℃）からＴｍ＋２５（℃）までの間のトナー
像担持体に対するトナー接触角の最小値が７７°以上で
あり、かつ、Ｔｍが１３０℃以下となっていること特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】ディジタル信号に基づいて網点構造や
万線構造のトナー像を形成するトナー像形成手段と、無端状の周面上に前記トナー像を担持して一定方向に周
回移動するトナー像担持体と、前記トナー像担持体と記録媒体とを、前記トナー像を間
に挟んで重ね合わせ、加熱及び加圧することにより、前
記トナー像を前記記録媒体に転写するとともに定着する
転写定着部と、前記トナー像担持体と前記記録媒体とを接触させた状態
で冷却する冷却部と、冷却後に前記トナー像担持体から前記記録媒体を前記ト
ナー像とともに剥離する剥離部と、を有する画像形成装
置において、前記トナーは、トナー溶融温度をＴｍ（℃）、動的粘弾
性特性である複素弾性率をＧ＝Ｇ’＋ｉＧ”としたとき
に、Ｔｍ（℃）からＴｍ＋５０（℃）までの間の正接損
失ｔａｎδ（＝Ｇ”／Ｇ’）の最大値が４以下であり、
かつ、Ｔｍが１３０℃以下となっていること特徴とする
画像形成装置。
【請求項３】ディジタル信号に基づいて網点構造や
万線構造のトナー像を形成するトナー像形成手段と、無端状の周面上に前記トナー像を担持して一定方向に周
回移動するトナー像担持体と、前記トナー像担持体と記録媒体とを、前記トナー像を間
に挟んで重ね合わせ、加熱及び加圧することにより、前
記トナー像を前記記録媒体に転写するとともに定着する
転写定着部と、前記トナー像担持体と前記記録媒体とを接触させた状態
で冷却する冷却部と、冷却後に前記トナー像担持体から前記記録媒体を前記ト
ナー像とともに剥離する剥離部と、を有する画像形成装
置において、前記トナーは、トナー溶融温度をＴｍ（℃）、動的粘弾
性特性である複素弾性率をＧ＝Ｇ’＋ｉＧ”としたとき
に、Ｔｍ（℃）からＴｍ＋５０（℃）までの間の正接損
失ｔａｎδ（＝Ｇ”／Ｇ’）の最大値が４以下であり、前記ベルト像担持体の熱容量Ｘ（Ｊ）と前記Ｔｍとが、Ｔｍ ≦ １６０−１０００Ｘの関係を満たし、かつ、Ｘ（Ｊ）が０．０３以下となっ
ていることを特徴とする画像形成装置。