JP2003162085A

JP2003162085A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003162085A
Application number: JP2001363041A
Authority: JP
Inventors: Manabu Furuki; 学古木; Koji Fukushima; 浩次福島; Yoshihiro Maekawa; 佳洋前川; Eiji Funabashi; 栄二船橋; Kazuo Sueyoshi; 和夫末吉; Hiroyuki Miura; 宏之三浦; Masahito Ono; 雅人小野; Hiroshi Takayama; 拓高山; Naoki Onishi; 直樹大西; Hitoshi Kazono; 仁加園
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-06-06
Also published as: TWI231413B; KR20030043582A; CN1421750A; US20030099487A1; US6587659B2; KR100783475B1; CN1310098C

Abstract

(57)【要約】【課題】トナーフィルミングの発生を防止し、長期間
にわたり欠陥のない安定した画質が得られ、環境にも優
しい画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋと、接触
型帯電手段２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋと、露光手段Ｌｙ、
Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋと、現像手段３ｙ、３ｍ、３ｃ、３ｋ
と、転写手段４ｙｍ、４ｃｋ、５と、を有し、且つ、球
形状トナーを用いて画像形成をおこなう画像形成装置８
であって、像担持体１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋと、接触帯
電器２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋと、の当接部を通過した変
形トナー粒子のトナー形状変化率（Ｔｔ）が、５０％〜
１００％の範囲内であることを特徴とする画像形成装置
８。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した小型の複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装
置に関するものであり、さらに詳しくは、トナーとして
ほぼ球形状のトナーを使用した場合の不具合を解消する
ための改良が施された画像形成装置に関するものであ
る。

【従来の技術】電子写真方式を利用した画像形成装置で
は、ドラム又はベルト形状の有機感光体等からなる像担
持体の表面に、公知の電子写真プロセスにより静電潜像
を形成した後、その静電潜像をトナーを用いて現像して
トナー像とし、次いで、このトナー像を直接又は中間転
写体を介して記録用紙に静電的に転写した後、加熱等に
よりトナーを該記録用紙表面に融着させることにより画
像形成が行われている。

【０００２】このトナーとしては、主成分である樹脂中
に着色剤や帯電制御剤等を必要に応じて分散させて粒子
形状にした乾式トナーが主に使用されている。かかる乾
式トナーは、一成分現像剤又は二成分現像剤という仕様
形態にかかわらず、そのほとんどが、主成分である樹脂
中に着色剤等を混練して均一に分散させてから機械的に
粉砕した後、所望の粒子径及び粒度分布が得られるよう
に分級する、いわゆる機械粉砕法にて製造されている。

【０００３】ところで、このような画像形成装置におい
ては、近年の高画質化の要求から、トナーの小粒子径化
が図られており、このようなトナーの粒度分布は狭いこ
とが必要とされている。この粒度分布が広い場合には、
相対的に粒子径の小さなトナー及び粒子径の大きなトナ
ーの割合が増加し、次のような不具合の発生を招く場合
がある。すなわち、粒子径の小さいトナーが多い場合に
は、このトナーが現像器から飛散しやすくなるため画像
形成装置内の汚染等を発生させたり、また、二成分現像
剤では前記トナーがキャリアへ付着しやすくなるためト
ナーの帯電性を低下させてしまう。一方、粒子径の大き
いトナーが多い場合には、画質の低下を招きやすくなる
等の不具合が発生する。

【０００４】しかし、このような粒度分布の狭い小粒径
のトナーを上記した機械粉砕法により製造する場合に
は、生産能力や収率が大幅に低下し、コストが高くなっ
てしまう。このため、かかるトナーを製造する方法とし
て重合法あるいは溶解法等の湿式法が提案されている。

【０００５】重合法は、モノマー材料に着色剤等を混合
した状態で重合反応させて造粒させることによりトナー
粒子を得るものであり、その反応時間等を調整すること
により粒径をコントロールすることが可能であることか
ら、原理上、粒度分布を非常に狭くすることが可能であ
るとされている。また、溶解法は、結着樹脂と着色剤等
とを有機溶剤中に溶解または分散させて油相を調製し、
該油相成分を水相中で懸濁造粒することによりトナー粒
子を得る製法であり、小粒径化や粒度分布の制御が可能
である。

【０００６】これら重合法あるいは溶解法のような湿式
法により得られるトナーは、その粒子形状がほぼ球形で
ある点が特徴があるのに対し、上記した機械粉砕法によ
り得られるトナーの粒子形状は一般に不定形である。こ
のため、機械粉砕法により得られる不定形状のトナーと
比較して、湿式法により得られるほぼ球形状のトナー
は、小粒径且つ球形状であるために、該トナーと像担持
体表面との接触面積が小さいために、前記トナーの像担
持体表面に対する付着力が小さくなり、転写効率が非常
に良くなるというメリットがあることが知られている。
このような良好な転写効率は、画像を形成するために利
用されることなく廃棄されるトナーが少なくなるため、
従来のトナーと比較すると、トナーの使用量が節約で
き、経済的で環境にも優しい。

【０００７】しかしながら、この湿式法によるトナー
は、その粒子形状がほぼ球形であるため、次のようなデ
メリットがあることが知られている。すなわち、転写後
に、クリーナーレスの画像形成装置において像担持体表
面に残留しているトナー、あるいは、クリーニング工程
を有する画像形成装置においてクリーニング工程を通過
後にも像担持体表面に残留しているトナーが、接触帯電
器と像担持体との当接部を通過した際に、このトナーが
変形して像担持体表面に付着する。この際、このような
付着が繰り返されることにより、像担持体表面にトナー
が異物として固着するトナーフィルミングが発生する。

【０００８】このトナーフィルミングが発生した状態で
画像形成が行われた場合には、得られた画像に残像や筋
が発生して画質低下を招くことになる。また小型の画像
形成装置を構成する上で小径の帯電ロールのような接触
帯電器を用いた場合、帯電不良と上記トナーフィルミン
グとの改善を両立させることができなかった。特に、湿
式法で得られたような小粒径且つ球形状のトナーを用い
た場合、従来の、ブレードクリーニング等のクリーニン
グ装置を有する画像形成装置、あるいは、現像器により
残留トナーを回収するクリーナーレスの構成を有する画
像形成装置では、トナーフィルミングの発生を防止する
ことは非常に困難であった。

【０００９】例えば、ブレードクリーニングのようなク
リーニング装置を有する画像形成装置では、小粒径の球
形状トナーを充分にクリーニングすることができないた
め、該トナーがブレードを通り抜けてしまう。このた
め、前記トナーは、像担持体と、接触帯電器と、の当接
部を通過し、この際、この接触帯電器によって前記トナ
ーが変形して像担持体表面に付着する。従って、この付
着が繰り返されることで、像担持体表面にトナーが固着
し、いわゆるトナーフィルミングが発生して画質に悪い
影響を及ぼす。

【００１０】また、現像器により残留トナーを回収する
クリーナーレスの画像形成装置では、転写後に像担持体
表面に残留しているトナーは、像担持体表面と、接触帯
電器と、の当接部を通過し、この際、この接触帯電器に
よって前記トナーが変形して像担持体表面に付着する。
従って、この付着が繰り返されることで、像担持体表面
にトナーが固着し、いわゆるトナーフィルミングが発生
して画質に悪い影響を及ぼす。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決することを課題とする。すなわち、球形状トナー
を用いて画像形成する場合において、転写後に像担持体
表面に残留している球形状トナーが、該像担持体と、接
触帯電器と、の当接部を通過した際に、その変形量を抑
えることにより、トナーフィルミングの発生を防止し、
長期間にわたり欠陥のない安定した画質が得られ、環境
にも優しい画像形成装置を提供することを課題とする。

【００１２】

〔式（１）において、ｘは、変形トナー粒子投影像の最大長さ（μｍ）を表し、ｈは、該変形トナー粒子投影像の最大長さ方向の軸と垂直な面に形成される変形トナー粒子投影像の最大長さ（μｍ）を表し、ｘ≧ｈである。〕

【００１３】＜２＞前記球形状トナーの下式（２）で
表される形状指数（ＳＦ）が、１３５以下であることを
特徴とする＜１＞に記載の画像形成装置である。式（２）ＳＦ＝（２πＬ²／４Ａ）×１００〔式（２）において、Ｌは、球形状トナー粒子投影像の
最大長さ（μｍ）を表し、Ａは、該球形状トナー粒子投
影像の面積（μｍ²）を表す。〕

【００１４】＜３＞前記球形状トナーの体積平均粒径
が、２μｍ〜９μｍであることを特徴とする請求項１又
は２に記載の画像形成装置である。

【００１５】＜４＞前記接触帯電器として、回転体表
面に少なくとも１層以上からなる中間層と、さらにその
表面に弾性体からなる表面層が形成されてなる帯電ロー
ルを有する画像形成装置であって、該帯電ロールの直径
が、６ｍｍ〜１３ｍｍの範囲内であることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１に記載の画像形成装置であ
る。

【００１６】

【００１７】トナー形状変化率（Ｔｔ）が上記範囲内に
ある場合、転写後に像担持体表面に残留している球形状
トナーが、該像担持体と、接触帯電器と、の当接部を通
過した際に、その変形量が小さいため、トナーフィルミ
ングの発生を防止し、長期間にわたり欠陥のない安定し
た画質を得ることができ、また、球形状トナーを用いて
いるため、廃棄トナーの発生が少なく環境にも優しい。
一方、トナー形状変化率（Ｔｔ）が、５０％未満である
場合は、前記変形量が大きいために、トナーフィルミン
グが早期に発生し、長期にわたり欠陥のない安定した画
質を得ることができない。

【００１８】なお、上記の本発明の説明において、「球
形状トナー」、「変形トナー」、「トナー形状変化率
（Ｔｔ）」、「トナー粒子投影像」および「転写材」、
という用語は、具体的かつ正確には下記に説明される意
味を持つ。すなわち、「球形状トナー」とは、本発明に
おいては、完全な真球及び真球に近い形状を有するもの
の両方を意味する。なお、「球形状」が意味する定量性
については後述する。また、前記球形状トナーは、通常
は重合法あるいは溶解法等の湿式法により製造されるも
のであるが、ほぼ球形状のトナーが得られるのであれ
ば、その製造方法は特に限定されず、例えば、機械粉砕
法等の他の製法により製造されるものであってもよい。

【００１９】一方、「変形トナー」とは、本発明におい
ては、転写後に像担持体表面に残留して付着している球
形状トナーが、像担持体と、接触帯電器と、の当接部を
通過した後のトナーを意味する。一般的に、このトナー
は該当接部を通過する際に加わる圧力等に応じて元の形
状から大なり小なり変形する傾向にある。

【００２０】「トナー形状変化率（Ｔｔ）」とは、像担
持体と、接触帯電器と、の当接部を通過した変形トナー
粒子を、少なくとも５０個以上サンプリングし、これら
個々の変形トナー粒子の、投影像の最大長さｘ（μ
ｍ）、および、該変形トナー粒子投影像の最大長さ方向
の軸と垂直な面に形成される変形トナー粒子投影像の最
大長さｈ（μｍ）、を上記の式（１）に代入して得られ
た個々の値を平均して求めたものである。なお、サンプ
リングされた個々の変形トナー粒子のｘ値およびｈ値
は、画像解析装置（株式会社ネクサス製：ＮＥＸＵＳ）
を用いて計測した。また、ｘ値およびｈ値の定義におい
て、「トナー粒子投影像」とは、平面スクリーンと、こ
れに対して光を実質的に垂直に照射する光源と、の間に
球形状トナーや変形トナー等のトナー粒子を設置した時
に、前記平面スクリーン表面に形成される前記トナー粒
子の投影像のことを意味する。これは以下の説明におい
ても同様である。

【００２１】なお、「トナー形状変化率（Ｔｔ）」は、
使用する球形状トナー、接触帯電器、像担持体等の様々
な要素を制御することにより所望の値を得ることが可能
である。このような要素としては、特に限定されるもの
ではないが、例えば、球形状トナーの硬度、また、接触
帯電器が帯電ロールである場合において、その表面硬度
などを考慮することが望ましい。前者は、球形状トナー
の製法や製造条件等を適切に選択することにより制御可
能であり、後者は、帯電ロールを構成する層の構成、こ
れらの層の材料や厚み等を適切に選択することにより制
御可能である。

【００２２】「転写材」とは、像担持体表面のトナー像
を、記録用紙やＯＨＰシート等の記録材に間接的に転写
する際に用いる中間転写体、あるいは、直接的に転写す
る場合に用いる前記記録材の両方を意味する。

【００２３】本発明に用いられる球形状トナーの、「球
形状」の程度は下式（２）で表される形状指数（ＳＦ）
によって定量的に表現され、この値が、１００である場
合は真球を意味し、１００に近いほど、その形状が真球
に近いことを意味する。本発明において、この形状指数
（ＳＦ）は、１３５以下であることが好ましく、１２５
以下がより好ましい。式（２）ＳＦ＝（２πＬ²／４Ａ）×１００〔式（２）において、Ｌは、球形状トナー粒子投影像の
最大長さ（μｍ）を表し、Ａは、該球形状トナー粒子投
影像の面積（μｍ²）を表す。〕

【００２４】形状指数（ＳＦ）が、１３５を超える場合
は、球形状トナーの像担持体表面に対する接触面積が大
きくなるために、この球形状トナーの像担持体表面に対
する付着力が大きくなり、転写効率が低下する場合があ
る。従って、このような場合には、画像を形成するため
に利用されることなく廃棄されるトナーが増加し、経済
的にも、環境上も好ましくない。

【００２５】なお、形状係数（ＳＦ）は、上記の画像解
析装置（株式会社ネクサス製：ＮＥＸＵＳ）を用いて、
重合法等により得られた球形状トナー粒子１００個の各
々について、その投影像の最大長さＬ（μｍ）及び該球
形状トナー粒子投影像の面積Ａ（μｍ²）を計測し、こ
れらの値を上記の式（２）に代入して得られた個々の値
を平均して求めたものである。

【００２６】本発明に用いられる球形状トナーの体積平
均粒径は、２μｍ〜９μｍの範囲内であることが好まし
く、５μｍ〜８μｍの範囲内であることがより好まし
い。体積平均粒径が２μｍ未満の場合では、球形状トナ
ーが現像器から飛散しやすくなるため画像形成装置内の
汚染等を発生させたり、また、二成分現像剤では前記ト
ナーがキャリアへ付着しやすくなるためトナーの帯電性
を低下させてしまう場合がある。一方、体積平均粒径が
９μｍを超えた場合では、画質の低下を招きやすくなる
等の不具合が発生する。

【００２７】本発明に用いられる接触帯電器が、回転体
の表面に少なくとも１層以上からなる中間層と、さらに
その表面に弾性体からなる表面層が形成されてなる帯電
ロールである場合、該帯電ロールの直径が、６ｍｍ〜１
３ｍｍの範囲内であることが好ましく、７．５ｍｍ〜１
０．５ｍｍの範囲内であることがより好ましい。

【００２８】帯電ロールの直径が６ｍｍ未満の場合は、
像担持体と、帯電ロールと、のニップ（当接部）におい
て、前者と後者とが均一に接触できなくなる傾向にある
ために、局所的な帯電不良が発生する場合がある。一
方、帯電ロールの直径が１３ｍｍを超えた場合は、小型
の画像形成装置を作製することが困難になる場合があ
る。

【００２９】以下、本発明の画像形成装置の実施形態の
一例を、図面を参照して説明するが、本発明は、図面に
示される例に限定されるものではない。図１は、本発明
の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図１に
おいて、画像形成装置８は、４つの像担持体１ｙ、１
ｍ、１ｃ、１ｋ、４つの接触帯電器２ｙ、２ｍ、２ｃ、
２ｋ、４つの現像器３ｙ、３ｍ、３ｃ、３ｋ、２つの１
次転写ロール４ｙｍ、４ｃｋ、２次転写ロール５、加圧
ロール６からなるクリーナーレス電子写真方式、レーザ
ービーム走査露光方式のフルカラー画像形成装置であ
り、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、
Ｋ（黒）の４色のトナー像を形成する個々の像担持体１
ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋを有する。これら４色の像担持体
としては負極帯電性の有機感光体を使用している。

【００３０】また、図１において示された矢印Ｌｙ、Ｌ
ｍ、Ｌｃ、Ｌｋは、この矢印の方向にレーザービームが
不図示の光源より照射されることを意味する。なお、各
符号の小文字のアルファベット、すなわち、ｙ、ｍ、ｃ
及びｋはカラー画像を記録材７表面に形成する過程にお
いて、画像形成装置８を構成する個々の部材が関与する
色を表すものであり、ｙはイエロー、ｍはマゼンタ、ｃ
はシアン及びｋは黒を意味する。

【００３１】個々の像担持体１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋの
周囲には、その回転方向（図１中の個々の像担持体１
ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋに示された矢印方向）に沿って、
接触帯電器２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋ、現像器３ｙ、３
ｍ、３ｃ、３ｋ、１次転写ロール４ｙｍ、４ｃｋが順次
配設されている。各々の像担持体、接触帯電器及び現像
器は各色毎にペアをなしており、例えば、イエローの場
合は、像担持体１ｙの周囲に接触帯電器２ｙと現像器３
ｙとが配設されている。なお、回転する像担持体１ｙ表
面には、イエローの画像情報を静電潜像として形成する
レーザービームＬｙが、前記表面が接触帯電器２ｙと接
触した後、現像器３ｙと隣接して向き合うまでの間に、
照射される。これらは、他の３色についても同様であ
る。

【００３２】１次転写ロール４ｙｍは、回転する像担持
体１ｙ及び１ｍと連動して回転するように接触して配置
されており、１次転写ロール４ｃｋは、回転する像担持
体１ｃ及び１ｋと連動して回転するように接触して配置
されている。また、２次転写ロール５は、１次転写ロー
ル４ｙｍ及び４ｃｋに連動して回転するように接触して
配置されている。さらに、２次転写ロール５と、加圧ロ
ール６とが接しており、この当接部を記録材７が通過し
た際に、２転写ロール５側の記録材７表面に画像が形成
される。

【００３３】各像担持体１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋはそれ
ぞれの接触型帯電器２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋにより一様
に帯電されたあと、変調されたレーザビームＬｙ、Ｌ
ｍ、Ｌｃ、Ｌｋにより、その表面に静電潜像が形成され
る。像担持体１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ表面の静電潜像
は、現像器３ｙ、３ｍ、３ｃ、３ｋによりトナー像に現
像される。その現像されたトナー像は、１次転写ロール
４ｙｍにイエロー及びマゼンタが、１次転写ロール４ｃ
ｋにシアン及び黒が二色づつ転写される。１次転写ロー
ル４ｙｍ、４ｃｋにより転写されたトナー像は、２次転
写ロール５に転写される。２次転写ロール５に転写され
たカラートナー像は、２次転写ロール５と、加圧ロール
６と、の当接部を記録材７が挿通する際に、その表面に
一括して転写される。尚、１次転写ロール４ｙｍ、４ｃ
ｋ、２次転写ロール５および加圧ロール６には図示しな
い電源により正極性のバイアスが印加されるようになっ
ており、負極性のトナーを静電転写できるようになって
いる。

【００３４】上記のような構成からなる画像形成装置８
において、接触型帯電器２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋが、導
電性又は半導電性のローラ（以下、「帯電ロール」と略
す）からなる場合は、像担持体１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ
に対し、通常、直流電流を印加するが、交流電流をさら
に重畳させて印加してもよい。像担持体１ｙ、１ｍ、１
ｃ、１ｋは、上記したような帯電手段により、通常−３
００〜−１０００Ｖに帯電される。なお、接触型帯電器
２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋが帯電ロールからなる場合は、
本発明においては、回転体の表面に少なくとも１層以上
からなる中間層と、さらにその表面に少なくとも弾性体
からなる表面層が形成されてなるものである。しかし、
回転体の表面に少なくとも弾性体からなる表面層のみを
形成した構成であってもよい。

【００３５】図２は、本発明の画像形成装置に用いられ
る接触帯電器が帯電ロールである場合において、該帯電
ロールの層構成の一例を示す模式断面図である。図２に
おいて、帯電ロール１４は、金属等の剛性を有する材料
からなるシャフト等の回転体１１表面に、少なくとも１
層以上からなる中間層１２が形成され、さらにその表面
に弾性体からなる表面層１３が形成されてなる。

【００３６】表面層１３を形成する弾性体は、半導電性
であり、また、この弾性体のバインダー材料としては、
例えば、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＢＲ（ポ
リブタジエンゴム）、ハイスチレンゴム（ＨｉＳｔｙ
ｒｅｎｅｒｅｓｉｎｍａｓｔｅｒｂａｔｃｈ）、Ｉ
Ｒ（イソプレンゴム）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ハロゲ
ン化ブチルゴム（Ｈａｌｏｇｅｎａｔｅｄｂｕｔｙｌ
ｒｕｂｂｅｒ）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、
水素化ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）、ＥＰＤＭ（エチレン−プ
ロピレン−ジエン３元共重合ゴム）、ＥＰＭ（エチレン
プロピレンゴム）、ＮＢＲとＥＰＤＭとをブレンドした
ゴム、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＡＣＭ（アクリルゴ
ム）、ＣＯ（ヒドリンゴム）、ＥＣＯ（エピクロルヒド
リンゴム）、塩素化ポリエチレン（Ｃｈｌｏｒｉｎａｔ
ｅｄ−ＰＥ）、ＶＡＭＡＣ（エチレン・アクリルゴ
ム）、ＶＭＱ（シリコーンゴム）、ＡＵ（ウレタンゴ
ム）、ＦＫＭ（ふっ素ゴム）、ＮＲ（天然ゴム）、ＣＳ
Ｍ（クロロスルフォン化ポリエチレンゴム）等のゴム材
料が挙げられるが、上記に列挙したもの以外であっても
ゴム材料であれば特に限定されるものではない。

【００３７】中間層１２は、導電性あるいは半導電性で
あり、また、中間層１２を構成するバインダー材料とし
ては、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＢＲ（ポリ
ブタジエンゴム）、ハイスチレンゴム（ＨｉＳｔｙｒ
ｅｎｅｒｅｓｉｎｍａｓｔｅｒｂａｔｃｈ）、ＩＲ
（イソプレンゴム）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ハロゲン
化ブチルゴム（Ｈａｌｏｇｅｎａｔｅｄｂｕｔｙｌｒ
ｕｂｂｅｒ）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、水
素化ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）、ＥＰＤＭ（エチレン−プロ
ピレン−ジエン３元共重合ゴム）、ＥＰＭ（エチレンプ
ロピレンゴム）、ＮＢＲとＥＰＤＭとをブレンドしたゴ
ム、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＡＣＭ（アクリルゴ
ム）、ＣＯ（ヒドリンゴム）、ＥＣＯ（エピクロルヒド
リンゴム）、塩素化ポリエチレン（Ｃｈｌｏｒｉｎａｔ
ｅｄ−ＰＥ）、ＶＡＭＡＣ（エチレン・アクリルゴ
ム）、ＶＭＱ（シリコーンゴム）、ＡＵ（ウレタンゴ
ム）、ＦＫＭ（ふっ素ゴム）、ＮＲ（天然ゴム）、ＣＳ
Ｍ（クロロスルフォン化ポリエチレンゴム）等のゴム材
料が挙げられる。上記のゴム材料に加えて、更に、ＰＶ
Ｃ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ
リエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、
ナイロン、エチレン酢酸ビニル、エチレンエチルアクリ
レート、エチレンアクリル酸メチル、スチレンブタジエ
ン、ポリアリレート、ポリカーボネート、テフロン
（Ｒ）、シリコンなどの樹脂材料、加えて例えば、ポリ
スチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置
換体の単重合体；スチレン−プロピレン共重合体、スチ
レン−ビニルトルエン共重合体、スチレンビニルナフタ
リン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、
スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アク
リル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル
共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル
共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、ス
チレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタ
クリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメ
チルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエ
ーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重
合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレ
ン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合
体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイ
ン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリメ
タクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチ
ラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テ
ルペン樹脂、フェノール樹脂、及び肪族又は脂環族炭化
水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワックス、カ
ルナバワックス等の各樹脂、上記に列挙した、共重合
体、変性体、又は、これらの混合物から選ばれるもので
もよいが、これら上記に列挙したもの以外であっても、
ゴム材料、樹脂材料、共重合体材料、又は、これらの混
合物であれば特に限定されるものではない。

【００３８】像担持体１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋは、少な
くとも潜像が形成される機能を有するものであれば限定
されないが、電子写真用感光体が好ましく用いられる。
該電子写真用感光体は、電荷発生物質の蒸着膜等による
単層型電子写真用感光体であってもよいが、本発明で
は、機能分離型の積層型電子写真用感光体を好適に用い
ることができる。

【００３９】露光手段としては、図１に示した画像形成
装置８においては、レーザービームを用いたが、これに
限定されるものではなく、例えば、像担持体１ｙ、１
ｍ、１ｃ、１ｋ表面に、半導体レーザ光、ＬＥＤ光、液
晶シャッタ光等の光源を、所望の像様に露光できる光学
系機器等が挙げられる。

【００４０】現像器３ｙ、３ｍ、３ｃ、３ｋは、像担持
体１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ表面に形成された静電潜像
を、球形状トナーにより現像してトナー画像を形成する
機能を有するものであれば特に限定されないが、例え
ば、球形状トナーをブラシ、ローラー等を用いて像担持
体１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋに付着させる機能を有する公
知の現像器等が挙げられる。

【００４１】像担持体１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋから１次
転写ロール４ｙｍ、４ｃｋ、および、１次転写ロール４
ｙｍ、４ｃｋから２次転写ロール５に付与される転写電
流には、通常直流電流が使用されるが、本発明において
は更に交流電流を重畳させて使用してもよい。１次転写
ロール４ｙｍ、４ｃｋおよび２次転写ロール５の設定条
件としては、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形
状、開口幅、プロセススピード（周速）等により、任意
に設定することができる。

【００４２】加圧ロール６から記録材７に付与される転
写電流には、通常直流電流が使用されるが、本発明にお
いては更に交流電流を重畳させて使用してもよい。加圧
ロール６における設定条件としては、帯電すべき画像領
域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロセススピード
（周速）等により、任意に設定することができる。

【実施例】

【００４３】以下に本発明を実施例を挙げてより具体的
に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定される
ものではない。各々の実施例および比較例においては、
図１に示す本発明の画像形成装置８を用いて、トナーフ
ィルミングが発生するまで連続して画像形成を行った。
なお、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シア
ン）、Ｋ（黒）の４色のトナーは、溶解法により作製さ
れた体積平均粒径が７μｍ〜８μｍ、形状指数（ＳＦ）
＝１１０の球形状トナーであり、負極帯電性の２成分現
像剤として使用した。接触帯電器２ｙ、２ｍ、２ｃ、２
ｋとしては、直径５ｍｍ、幅３００ｍｍの金属製のシャ
フトからなる回転体１１表面に、１層からなる中間層１
２と、表面層１３とが順次形成された半導電性で直径が
８ｍｍの帯電ロール１４を用いた。

【００４４】なお、各々の実施例および比較例におい
て、帯電ロール１４の、中間層１２及び表面層１３の材
料や厚み等を変えることにより、トナー形状変化率（Ｔ
ｔ）を変えてテストを実施した。

【００４５】（実施例１）実施例１の画像形成装置８に
は、中間層１２は厚みが１０００μｍの発泡ウレタンか
らなり、表面層１３は厚みが５００μｍのエピクロルヒ
ドリンゴムからなる帯電ロール１４を有するものを用い
た。この実施例１の画像形成装置８のトナー形状変化率
（Ｔｔ）は９９％であった。次に、実施例１の画像形成
装置８により、記録材７としてＡ４サイズのＰ紙（富士
ゼロックス製）を用いて、文字、ハーフトーン、写真画
像等の１４パターンのフルカラー画像を、トナーフィル
ミングの発生が確認されるまで連続して画像形成するテ
ストを実施した。

【００４６】（実施例２）実施例２の画像形成装置８に
は、中間層１２は厚みが５００μｍの発泡ウレタンから
なり、表面層１３は厚みが１０００μｍのエピクロルヒ
ドリンゴムからなる帯電ロール１４を有するものを用い
た。この実施例２の画像形成装置８のトナー形状変化率
（Ｔｔ）は９２％であった。次に、実施例２の画像形成
装置８により、実施例１と同様のテストを実施した。

【００４７】（実施例３）実施例３の画像形成装置８に
は、中間層１２は厚みが１０００μｍの発泡シリコーン
からなり、表面層１３は厚みが５００μｍのシリコーン
ゴムからなる帯電ロール１４を有するものを用いた。こ
の実施例３の画像形成装置８のトナー形状変化率（Ｔ
ｔ）は８６％であった。次に、実施例３の画像形成装置
８により、実施例１と同様のテストを実施した。

【００４８】（実施例４）実施例４の画像形成装置８に
は、中間層１２は厚みが７００μｍの発泡ウレタンから
なり、表面層１３は厚みが８００μｍのエピクロルヒド
リンゴムからなる帯電ロール１４を有するものを用い
た。この実施例４の画像形成装置８のトナー形状変化率
（Ｔｔ）は７８％であった。次に、実施例４の画像形成
装置８により、実施例１と同様のテストを実施した。

【００４９】（実施例５）実施例５の画像形成装置８に
は、中間層１２は厚みが１０００μｍの発泡ＥＰＤＭか
らなり、表面層１３は厚みが５００μｍのエピクロルヒ
ドリンからなる帯電ロール１４を有するものを用いた。
この実施例５の画像形成装置８のトナー形状変化率（Ｔ
ｔ）は６５％であった。次に、実施例５の画像形成装置
８により、実施例１と同様のテストを実施した。

【００５０】（実施例６）実施例６の画像形成装置８に
は、中間層１２は厚みが８００μｍの発泡ＥＰＤＭから
なり、表面層１３は厚みが７００μｍのエピクロルヒド
リンからなる帯電ロール１４を有するものを用いた。こ
の実施例６の画像形成装置８のトナー形状変化率（Ｔ
ｔ）は５８％であった。次に、実施例６の画像形成装置
８により、実施例１と同様のテストを実施した。

【００５１】（比較例１）比較例１の画像形成装置８に
は、中間層１２は厚みが１４３０μｍの発泡ウレタンか
らなり、表面層１３は厚みが７０μｍのＰＶＤＦ（ポリ
フッ化ビニリデン）からなる帯電ロール１４を有するも
のを用いた。この比較例１の画像形成装置８のトナー形
状変化率（Ｔｔ）は１５％であった。次に、比較例１の
画像形成装置８により、実施例１と同様のテストを実施
した。

【００５２】（比較例２）比較例２の画像形成装置８に
は、中間層１２は厚みが１４５０μｍの発泡ウレタンか
らなり、表面層１３は厚みが５０μｍのＰＶＤＦからな
る帯電ロール１４を有するものを用いた。この比較例２
の画像形成装置８のトナー形状変化率（Ｔｔ）は３５％
であった。次に、比較例２の画像形成装置８により、実
施例１と同様のテストを実施した。

【００５３】（比較例３）比較例３の画像形成装置８に
は、中間層１２は厚みが１４００μｍのエピクロルヒド
リンゴムからなり、表面層１３は厚みが１００μｍのポ
リエステルからなる帯電ロール１４を有するものを用い
た。この比較例３の画像形成装置８のトナー形状変化率
（Ｔｔ）は４８％であった。次に、比較例３の画像形成
装置８により、実施例１と同様のテストを実施した。

【００５４】（フィルミングライフの評価方法）上記の
実施例及び比較例において、トナーフィルミングの評価
は、記録材７表面に形成されたカラー画像の欠陥の有無
を目視により評価し、画像欠陥が発生し始めた画像形成
枚数をフィルミングライフとした。このフィルミングラ
イフを上記の実施例及び比較例で用いた帯電ロールのト
ナー形状変化率（Ｔｔ）に対してグラフ化した結果を図
３に示す。

【００５５】（評価）図３の結果から、本発明の画像形
成装置（実施例１〜６）のフィルミングライフは２０Ｋ
枚以上であるのに対し、従来技術の画像形成装置（比較
例１〜３）のフィルミングライフは約１０Ｋ前後である
ことが判る。また、フィルミングライフはトナー形状変
化率（Ｔｔ）が５０％に達すると約１３Ｋ枚となり、比
較例１及び２と比較すると１．３倍に改善されている。
さらに、トナー形状変化率Ｔｔが５０％以上においてフ
ィルミングライフが急激に大きくなり、トナーフィルミ
ングが長期にわたり発生しないことがわかる。

【００５６】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
トナーフィルミングの発生を防止し、長期間にわたり欠
陥のない安定した画質が得られ、環境にも優しい画像形
成装置を提供することができ、実用上、極めて有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成
図である。

【図２】本発明の画像形成装置に用いられる接触帯電
器が帯電ロールである場合において、該帯電ロールの層
構成の一例を示す模式断面図である。

【図３】本発明の画像形成装置（実施例）と、従来技
術の画像形成装置（比較例）と、のフィルミングライフ
をトナー形状変化率に対してグラフ化した図である。

【符号の説明】

１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ像担持体２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ接触帯電器（帯電ロール）３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋ現像器４ｙｍ，４ｃｋ１次転写ロール５２次転写ロール６加圧ロール７記録材８画像形成装置Ｌｙ，Ｌｍ，Ｌｃ，Ｌｋレーザービーム１１回転体１２中間層１３表面層１４帯電ロール

フロントページの続き (72)発明者前川佳洋神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者船橋栄二神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者末吉和夫神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者三浦宏之神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者小野雅人神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者高山拓神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者大西直樹神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者加園仁神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA15 EA05 2H200 FA02 FA16 GA12 GA14 GA16 GA23 GA34 GA45 GA46 GA47 GB37 HA03 HB12 HB22 HB45 HB46 HB48 JC02 MA03 MA08 MA11 MA20 MB01 MB02 NA02 NA06 3J103 AA02 AA85 BA41 FA09 FA12 FA18 GA57 GA58 GA66 HA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、この像担持体の表面に接触
して該表面を帯電させる接触型帯電手段と、この接触型
帯電手段により帯電させられた前記像担持体の表面に、
画像情報に応じて露光することにより静電潜像を形成す
る露光手段と、この静電潜像を球形状トナーにより現像
してトナー像とする現像手段と、このトナー像を前記像
担持体の表面から転写材に静電的に転写させる転写手段
と、を有する画像形成装置であって、前記像担持体と、前記接触帯電器と、の当接部を通過し
た変形トナー粒子の下式（１）で表されるトナー形状変
化率（Ｔｔ）が、５０％〜１００％の範囲内であること
を特徴とする画像形成装置。式（１）Ｔｔ（％）＝（ｈ／ｘ）×１００〔式（１）において、ｘは、変形トナー粒子投影像の最
大長さ（μｍ）を表し、ｈは、該変形トナー粒子投影像
の最大長さ方向の軸と垂直な面に形成される変形トナー
粒子投影像の最大長さ（μｍ）を表し、ｘ≧ｈであ
る。〕
【請求項２】前記球形状トナーの下式（２）で表され
る形状指数（ＳＦ）が、１３５以下であることを特徴と
する請求項１に記載の画像形成装置。式（２）ＳＦ＝（２πＬ²／４Ａ）×１００〔式（２）において、Ｌは、球形状トナー粒子投影像の
最大長さ（μｍ）を表し、Ａは、該球形状トナー粒子投
影像の面積（μｍ²）を表す。〕
【請求項３】前記球形状トナーの体積平均粒径が、２
μｍ〜９μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１
又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記接触帯電器として、回転体の表面に
少なくとも１層以上からなる中間層と、さらにその表面
に弾性体からなる表面層が形成されてなる帯電ロールを
有する画像形成装置であって、該帯電ロールの直径が、６ｍｍ〜１３ｍｍの範囲内であ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の
画像形成装置。