JP2004151269A

JP2004151269A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004151269A
Application number: JP2002315026A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Sugawara; 勝彦菅原; Shinichi Uchiumi; 慎一内海
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【解決課題】透明トナーを用いた画像形成装置において、画像のレリーフ感を低減し、且つ、有色トナー近傍の気泡状の画質欠陥を低減し、高画質のカラー画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】記録媒体上に有色トナー像を下層に、透明トナー像を上層にして形成し、前記有色トナー像及び透明トナー像が形成された記録媒体を、ベルト定着装置により定着して画像を形成する画像形成装置において、前記透明トナー像の単位面積あたりの質量を、前記有色トナー像単色の単位面積あたりの最大質量の２〜１０倍に設定し、前記ベルト定着装置の定着ニップに加わる圧力を０．５ＭＰａ以上であって、かつ当該定着ニップにおける透明トナーの最小溶融粘度を１０^３Ｐａ・ｓ以下に設定して課題を解決した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式や静電記録方式等を採用した複写機やファクシミリ、あるいはプリンターなどの画像形成装置に関し、特に高品位なカラー画像を形成することが可能な画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【特許文献１】特開平３−１３０７９１号公報
【特許文献２】特開平４−２７８９６７号公報
【０００３】
【従来の技術】
近年、上記複写機やファクシミリ、あるいはプリンターなどの画像形成装置においては、デジタル式の電子写真方式を採用してカラー画像を作成する方法が広く利用されている。一般的に、この電子写真方式を採用したカラー画像形成装置は、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線を像担持体上に照射して所定の色に対応した静電潜像を形成し、当該像担持体上に形成された静電潜像に、熱可塑性のバインダーに顔料を混合したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーを付着させて現像することでトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体上に順次転写させた後、加熱ロール等で溶融固着させて定着させることによって、カラー画像を形成するように構成されている。
【０００４】
上記記録媒体上にトナー像を定着する定着装置としては、加熱ロール方式が広く採用されている。この加熱ロール方式の定着装置は、円筒状芯金の内部に加熱源を備え、その円筒状芯金の外周に耐熱性ゴム層や耐熱性保護層を被覆した定着ロールと、当該定着ロールに圧接され、定着ロールとほぼ同様に構成される加圧ロールとの間に、未定着のトナー像を表面に担持した記録媒体を挟持搬送させることにより、未定着トナー像を加熱加圧して記録媒体上に定着させるように構成されている。
【０００５】
かかる定着装置において、定着後の画像の光沢を高くし、カラー画像の見栄えを良くするためには、トナー中の熱可塑性バインダーの分子量を低くし、加熱溶融時のトナー粘度が低くなるように材料設計することで、定着後の画像の平滑性を向上させ、光沢度を高くする方法が採用される。
【０００６】
一方、上記電子写真方式を採用したフルカラーのプリンターは、近年市場導入が盛んに行われているデジタルスチルカメラの画像出力用として、使用される例が増加しつつあるが、上述した加熱ロール方式の定着装置で得られる高光沢画像であっても、銀塩写真方式の印画紙画像と比較すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色トナーのうち、１色のトナーから３色のトナーまでを重ね合わせたトナー像とで、トナー層の厚みに起因する凹凸が残り、違和感のある画像となるという問題点を有していた。
【０００７】
そこで、かかる問題点を解決し得る技術として、特開平４−２７８９６７号公報には、像担持体上に有色トナー像の他に透明トナー粒子層を形成し、有色トナーと透明トナー粒子層を記録媒体に転写した後、上述した加熱ロール定着器で定着することで、色調に優れた画像を出力する方法が開示されている。さらに、上記特開平４−２７８９６７号公報に開示の方式で形成された画像は、図２９に示すように、有色トナー像の上面が全面透明トナーで覆われており、画像光沢も記録媒体全面で均一となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平４−２７８９６７号公報に開示された技術でプリントした場合には、図２９に示すように、全面が透明トナーで覆われるものの、トナーの重ね合わせによる嵩高さがそのまま残ってしまうという問題点を有していた。特に、２色や３色のトナーを重ね合わせて発色させる２次色や３次色のベタ画像部などのように、トナーの重なりが多い部分と、記録媒体の白地部の間では、いわゆる画像の輪郭が浮き出るレリーフ感が目立ち、銀塩写真とは異なり違和感のある画像となるという問題点を有していた。
【０００９】
そこで、この画像のレリーフ感を防止するために、特開平３−１３０７９１号公報には、ＰＥＴなどの絶縁性の高い剥離性の優れたシートに、透明トナーを静電的に均一に吸着させた後、画像の形成された記録媒体上に透明トナーを転写定着し、シートを剥離することで均一に透明樹脂層を形成する方法が開示されている。
【００１０】
しかしながら、上記特開平３−１３０７９１号公報に開示された技術の場合でも、通常の定着条件では不十分であって、図３０に示すように、前述の画像のレリーフ感を減少させるに至らず、しかも有色トナー像近傍の気泡発生という課題も誘発するという問題点があることが、本発明者らの研究によって明らかとなった。この気泡が生ずる原因は、定着ニップにおいてトナー粒子自体が持つ気泡や、トナー間に存在する空気などが、有色トナーのトナー高さが障壁となり、有色トナーのトナー層厚が厚くなると、気泡が抜けきれないまま定着ニップを通過し溶融固化するために発生すると考えられる。
【００１１】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とすることろは、透明トナーを用いた画像形成装置において、画像のレリーフ感を低減し、且つ、有色トナー近傍の気泡状の画質欠陥を低減し、高画質のカラー画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、記録媒体上に有色トナー像を下層に、透明トナー像を上層にして形成し、前記有色トナー像及び透明トナー像が形成された記録媒体を、ベルト定着装置により定着して画像を形成する画像形成装置において、前記透明トナー像の単位面積あたりの質量を、前記有色トナー像単色の単位面積あたりの最大質量の２〜１０倍に設定し、前記ベルト定着装置の定着ニップに加わる圧力を０．５ＭＰａ以上であって、かつ当該定着ニップにおける透明トナーの最小溶融粘度を１０^３Ｐａ・ｓ以下に設定したことを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
また、請求項２の発明では、有色トナー像が形成された記録媒体に、ベルト定着装置の定着ニップの上流側で定着ベルト上に形成された透明トナー像を、前記定着ニップで転写定着することにより画像を形成する画像形成装置において、前記透明トナー像の単位面積あたりの質量を、前記有色トナー像単色の単位面積あたりの最大質量の２〜１０倍に設定し、前記ベルト定着装置の定着ニップに加わる圧力を０．５ＭＰａ以上であって、かつ当該定着ニップにおける透明トナーの最小溶融粘度を１０^３Ｐａ・ｓ以下に設定したことを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
これらのように、定着ニップにかかる圧力と、定着ニップでの透明トナーの溶融粘度を規定することにより、該透明トナーは記録媒体上の有色トナーの上層を必要にして十分に包み込むことができ、ベルト定着装置から加わる熱により透明トナーは十分に溶融した状態となり、記録媒体上の有色トナー像と非画像部の画像のレリーフ部に流動することによってレリーフ感を軽減することが可能となるとともに、有色トナー近傍の気泡状の画質欠陥を低減することができる。
【００１５】
また、請求項３の発明では、請求項１又は２に記載の画像形成装置に係るベルト定着器の構成を規定している。このベルト定着装置は、加熱ロールと該加熱ロールに圧接する定着ベルトと該定着ベルトを介して該加熱ロールを加圧する加圧ロールとを有し、記録媒体を該定着ベルトと該加圧ロールの間で挟持搬送しつつ該加熱ロールと加圧ロールからの熱によってトナー像を溶融し、その後トナー像が冷却固化した後に該定着ベルトから該記録媒体を剥離することを特徴としている。
【００１６】
このように、定着ニップを通過した記録媒体を冷却固化して得られる記録媒体は、前述のように画像のレリーフ感を低減し、前述した有色トナー像近傍に発生する気泡の画質欠陥を低減することができる上、記録媒体上の透明トナー像は冷却固化されることで均一な面質となり銀塩写真で得られる光沢感に近い光沢度を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
実施の形態１
図１はこの発明の実施の形態１に係る電子写真方式によってカラートナー像と共に透明トナー像を形成する画像形成装置を示す構成図である。
【００１９】
図１において、１は画像形成装置の本体を示すものであり、この画像形成装置本体１の上部には、原稿の画像を読み取る画像読取装置２が配設されている。また、上記画像形成装置本体１の内部には、像担持体としての感光体ドラム３が、図示しない駆動装置により矢印ａ方向に沿って所定の速度で回転可能に設けられている。感光体ドラム３の表面は、スコロトロン等からなる帯電装置４によって、所定の電位に均一帯電された後、ＲＯＳ等からなる露光装置５によって画像露光が施され、透明トナーを形成する画像情報に応じた静電潜像が形成される。また、上記感光体ドラム３上に形成された静電潜像は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、及び透明の各色に対応した現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、６Ｔを、周方向に沿って配設した回転可能な現像装置６のうち、透明トナーの現像器６Ｔによって現像され、透明トナー像が形成される。
【００２０】
上記感光体ドラム３上に形成された透明トナー像は、中間転写体としての中間転写体ベルト７上に、第１次転写手段としての第１次転写ロール８によって転写される。
【００２１】
その際、上記透明トナー現像器６Ｔによる透明トナー像の形成方法としては、透明トナーを記録媒体の非画像部にのみ選択的に付着させる方法や、カラートナーと透明トナーの総量が記録媒体９上の領域で一定範囲内となるように制御して形成する方法や、有色トナー像の量に関係なく、記録媒体９の表面に均一に形成する方法などが挙げられ、何れの方法を採用しても良い。なお、この実施の形態では、図１６に示すように、有色トナー像５１の量に関係なく、記録媒体９の表面に均一に透明トナー像５０を形成する方法を採用している。
【００２２】
その後、上記感光体ドラム３上に形成された透明トナー像５０は、当該感光体ドラム３と第１次転写ロール８によって挟持搬送される中間転写体ベルト７上に、感光体ドラム３と中間転写体ベルト７によって形成される第１次転写ニップにて必要な電界と圧力を印加した状態で転写される。
【００２３】
次に、透明トナー像の転写工程が終了した感光体ドラム３は、クリーニング装置１２による残留トナーのクリーニング工程や、除電装置１３による除電工程を経て、再び帯電装置４によって均一帯電された後、当該感光体ドラム３上には、露光装置５によってイエロー色の画像に対応した静電潜像が形成され、イエロートナー現像器６Ｙによって顕像化されたイエロートナー像が形成される。その後、上記感光体ドラム３上に形成されたイエロートナー像は、既に透明トナー像が転写された中間転写体ベルト７上に、当該感光体ドラム３と第１次転写ロール８によって形成される第１次転写ニップにて転写される。以降、同様にしてマゼンタ、シアン、ブラックの他の有色トナーについても、同様に画像形成工程を繰り返し、透明トナー像が転写された中間転写体ベルト７上に次々と多重に転写される。
【００２４】
図１に示した実施の形態では、トナー現像器の個数が、透明トナー現像器６Ｔが１つに、有色トナー現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが４個の構成であるが、該透明トナー現像器および有色トナー現像器の個数はこの限りではない。また、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色の刷り順もこれに限定されるものではない。
【００２５】
また、図１に説明した例では、１つの像担持体を使用してカラー画像を得る画像形成装置であるが、各色ごとに像担持体を備える所謂タンデム型の画像形成装置、又、中間転写体を使用せずに像担持体から記録媒体に直接トナー像を転写させる方式の画像形成装置であっても良いことは勿論である。
【００２６】
上記画像形成装置に使用される有色トナーとしては、特に限定されないが、画質向上のために５〜７μｍ程度の平均粒径であることが望ましく、画像濃度を向上させるため、記録媒体９上の単色最大トナー量が３〜６ｇ／ｍ^２となるように現像条件及び転写条件をコントロールさせることが必要である。
【００２７】
また、上記画像形成装置に使用される透明トナーとしては、前述した有色トナーの着色成分を除いたものでも良いし、異なる種類の樹脂を用いてもよい。また、現像質量を大きくする際、有色トナー像と同径の粒子を用いて現像させることが困難である場合には、透明トナーの平均粒径を有色トナーの粒径より大きく設定して、現像質量を大きくしても構わない。
【００２８】
中間転写体ベルト７上に転写された透明トナー像及び有色トナー像は、第２次転写ニップにおいて、記録媒体９上に第２次転写される。上記中間転写体ベルト７は、４つの中間転写体張架ロール１４〜１７によって張架されており、これらの４つの中間転写体張架ロール１４〜１７のうち、中間転写体張架ロール１６は、第２次転写ニップにおいて、バックアップロールとして機能しており、当該中間転写体張架ロール１６には、中間転写体ベルト７を介して、第２次転写装置としての２次転写ロール１８が圧接されている。そして、中間転写体ベルト７上に転写された透明トナー像及び有色トナー像は、第２次転写ニップにおいて、第２次転写ロール１８によって必要な電界と圧力が印加された状態で記録媒体９上に一括して転写される。この記録媒体９は、画像形成装置本体１の下部に配設された複数の用紙格納トレイ１９、２０、２１のうち、所定のサイズの記録媒体９が収容された用紙格納トレイから給紙され、用紙搬送経路２２を介して第２次転写ニップへと搬送される。
【００２９】
ここで、記録媒体９としては、印刷用コート紙やアート紙のような表面平滑性の高い紙、又は写真で用いられる印画紙の如く、記録媒体９の表層に熱可塑性樹脂層を設けた記録媒体を用いても良い。第２次転写ニップを通過した記録媒体９上には、中間転写体ベルト７上とは逆に、下層に有色トナー像が形成されて、最上層に透明トナー像が形成される。
【００３０】
これらのトナー像が形成された記録媒体９は、搬送ベルト３１によって、ベルト定着装置２５へ搬送され、当該ベルト定着装置２５による定着工程を経て、最終的に高光沢なカラー画像が得られ、排出ロール２３によって排出トレイ２４上に排出されて、カラー画像の形成工程が終了する。図２に示す定着装置２５は、定着ベルト２６を用いたベルト方式の定着装置であり、冷却固化工程を含んだ構成となっている。
【００３１】
図２は上記ベルト定着装置を示す構成図である。
【００３２】
このベルト定着装置２５は、図２に示すように、加熱ロール２７と、該加熱ロール２７と剥離ロール３０と操舵ロール３２との間に所定のテンションで掛け回された定着ベルト２６と、該定着ベルト２６を介して加熱ロール２７に圧接する加圧ロール２８とを備えている。そして、上記ベルト定着装置２５では、加熱ロール２７と、定着ベルト２６と、加圧ロール２８とによって定着ニップＡが形成されている。
【００３３】
上記加熱ロール２７は、図３に示すように、内部にハロゲンランプ等の熱源３３を有し、該加熱ロール２７と加圧ロール２８との間にかかる荷重によって撓みや潰れを少なくした中空構成であることが望ましい。加熱ロール２７の金属コア２７ａとしては、アルミニウムやＳＵＳなどが用いられ、ある程度の肉厚を持たせることが必要である。また、加熱ロール２７は、定着ニップの形状を設計する上で、耐熱性シリコンゴムなどの耐熱性ゴムを接着層２７ｂを介して被覆し、弾性層２７ｃを設けた構成としても良い。さらに、加熱ロール２７の表面には、必要に応じて表面保護層２７ｄが設けられる。なお、上記加熱ロール２７としては、図４に示すように、弾性層２７ｃを有しないものを用いても良い。
【００３４】
同様に、加圧ロール２８は、図５に示すように、内部にハロゲンランプ等の熱源３４を有し、該加熱ロール２７と加圧ロール２８との間にかかる荷重による撓みや潰れを少なくした中空構成であることが望ましい。加圧ロール２８の金属コア２８ａとしては、アルミニウムやＳＵＳなどが用いられ、ある程度の肉厚を持たせることが必要である。また、加圧ロール２８は、必要に応じて、定着ニップの形状を設計する上で、耐熱性シリコンゴムなどの耐熱性ゴムを接着層２８ｂを介して被覆し、弾性層２８ｃを設けた構成としても良い。なお、上記加圧ロール２８としては、図６に示すように、弾性層２８ｃを有しないものを用いても良い。
【００３５】
加熱ロール２７及び加圧ロール２８の層構成は、図３乃至図６に示すように、必ずしも同一である必要はなく、定着ニップの設計によって、加熱ロール２７及び加圧ロール２８の層構成を異にすることもできる。
【００３６】
上記定着ベルト２６は、図７に示すように、ベース層２６ａと表面層２６ｂとから構成されている。また、ベース層２６ａと表面層２６ｂの接着強度を上げるために、図８に示すように、接着層２６ｃを設けてもよい。ベース層２６ａには、耐熱性と機械的強度が要求され、ニッケル、アルミニウム、ステンレス製の金属シートや、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ポリエステル、ポリイミド、ポリイミドアミド等の耐熱樹脂からなるベルトを用いてもよい。ベース層２６ａには、カーボンブラックや酸化チタン等を添加、分散することによって体積抵抗率を制御しても良い。また、ベース層２６ａの厚みについては、機械的強度や熱膨張などを考慮に入れた厚みでなければならず、２０〜３００μｍの範囲が望ましい。また、表面層７ｂとしては、耐久性、耐熱性、トナーや記録媒体との剥離容易性が求められ、シリコンゴム、フッ素ゴム、フッ素系樹脂などが考えられる。表面層の厚みとしては、機械的強度、画質安定性、熱膨張の観点からある程度の厚みがあることが望ましく、１０〜３００μｍの範囲であることが望ましい。
【００３７】
上記の如く構成されるベルト定着装置２５では、透明トナー像及び有色トナー像を転写した記録媒体９が、加熱ロール２７が定着ベルト２６を介して加圧ロール２８に圧接する定着ニップＡに送り込まれると、この記録媒体９は、定着ベルト２６と加圧ロール２８との間で挟持されつつ搬送され、加熱ロール２７と加圧ロール２８からの熱及び圧力によって、トナーが溶融されるとともに、記録媒体９上に透明トナー像５０及び有色トナー像５１が定着される。
【００３８】
ところで、本発明者らは、透明トナーを用いた画像形成装置において、画像のレリーフ感を低減し、且つ、有色トナー近傍の気泡状の画質欠陥を低減し、高画質のカラー画像を形成することを可能とするため、透明トナー像及び有色トナー像が転写された記録媒体を定着する際の定着条件について、種々研究を行なってきた。
【００３９】
その結果、画像のレリーフ感を低減し、且つ、有色トナー近傍の気泡状の画質欠陥を低減し、高画質のカラー画像を形成することを可能とするためには、定着装置２５の定着ニップＡにおける圧力、定着ニップＡにおける透明トナーの溶融粘度、及び有色トナー像単層の単位面積あたりの最大質量に対する透明トナー像の単位面積あたりの質量の割合が重要であることを見出した。
【００４０】
具体的には、上記の如く構成されるベルト定着装置２５では、加熱ロール２７と、定着ベルト２６と、加圧ロール２８の構成、及び加圧ロール２８の押し付け荷重によって、図９に示すように、記録媒体９表面と定着ベルト２５表面が接触する定着ニップＡの形状が定まる。尚、定着ニップＡの形状は、図９に示すものに限らず、矩形状になる場合もある。また、定着ニップＡでの記録媒体９と定着ベルト２５の接触面積Ｓと、加圧ロール２８に印加する押し付け荷重Ｐから定着ニップＡ内の圧力が求められる。これにより、加熱ロール２７と加圧ロール２８の弾性層２７ｃ、２８ｃの構成によって、加圧ロール２８に同量の荷重Ｐをかけても定着ニップ形状が変化し、圧力が変化するのは自明である。目的とする圧力を得るには、加熱ロール２７、加圧ロール２８、定着ベルト２６の層構成に応じて、加圧ロール２８に印加する押し付け荷重Ｐを変更しなければならないのもまた自明である。このとき、定着ニップＡにかかる圧力は、０．５ＭＰａ以上であることが求められる。ここで、定着ニップＡにかかる圧力は、加圧ロール２８を加熱ロール２７に圧接する荷重Ｐを、定着ニップＡの面積Ｓで除算して求められるが、荷重Ｐの単位系はｋｇｆであり、面積Ｓの単位系はｍ^２であるので、圧力の単位系は、ｋｇｆ／ｍ^２となる。また、１ｋｇｆ／ｍ^２＝９．８０６６５Ｐａより換算して、定着ニップＡにかかる圧力が求められる。尚、１ＭＰａは、１０^６Ｐａである。
【００４１】
なお、従来の定着装置において、定着ニップＡにかかる圧力は、一般的に、０．１〜０．４ＭＰａ程度である。
【００４２】
上記定着ニップＡにかかる圧力を変化させた場合には、図１０に示すように、透明トナー像５０及び有色トナー像５１を記録媒体９上に定着させる際に、当該透明トナー像５０及び有色トナー像５１の溶融状態及び加圧状態が変化する。定着ニップＡにかかる圧力が所定の値よりも低いと、特に、２層から３層の複数層の有色トナー像５１からなる画像部と、透明トナー像５０のみからなる背景部との境界において、複数層の有色トナー像５１に含まれる空気が、透明トナー像５０及び有色トナー像５１の溶融時及び加圧時に逃げ出すことができず、図１１に示すように、有色トナー像５１のエッジ部に閉じ込められてしまい、微細な気泡が発生し、画質が劣化する。また、定着ニップＡにかかる圧力が所定の値よりも低いと、特に、２層から３層の複数層の有色トナー像５１からなる画像部と、透明トナー像５０のみからなる背景部との境界において、段差が発生してレリーフ感が生じる。
【００４３】
これに対して、本発明者らの研究によれば、後述するように、画像のレリーフ感を低減し、且つ、有色トナー近傍の気泡状の画質欠陥を低減し、高画質のカラー画像を形成することを可能とするためには、定着ニップＡにかかる圧力が、０．５ＭＰａ以上であることが必要となることがわかった。これにより記録媒体９上の透明トナーが流動し、有色トナーによって形成された凹凸を低減させ、画像のレリーフ感の少ない画像を得ることができる。
【００４４】
また、定着ニップＡにおいて、画像のレリーフ感を低減し、且つ、有色トナー近傍の気泡状の画質欠陥を低減し、高画質のカラー画像を形成することを可能とするためには、定着ニップにおける透明トナーの溶融粘度が、所定の条件を満たす必要がある。
【００４５】
記録媒体上に転写された透明トナー像及び有色トナー像は、ベルト定着装置の定着ニップにおいて、加熱加圧されて溶融され、記録媒体上に定着される。その際、上記透明トナー像及び有色トナー像、特に透明トナー像が溶融した状態での粘度は、流動性の向上に伴う画像のレリーフ感を低減させたり、有色トナー像の近傍に空気が微細な気泡として残留するか、流動性の向上によって空気の排除を可能とするかの条件を決定するパラメータである。
【００４６】
ここで、定着ニップにおける透明トナー像の粘度は、図１２及び図１３に示すように、当該定着ニップＡの温度に依存し、透明トナー像５０が転写された記録媒体９が、定着ニップＡに進入して、加熱ロール２７及び加圧ロール２８によって加熱されて、室温から急激に温度が上昇し、定着ニップの出口において最高温度に達して最低溶融粘度となる。そこで、本発明では、透明トナー像５０の粘度として、定着ニップＡの出口における最低溶融粘度を使用している。上記透明トナー像の粘度は、図１３に示すように、透明トナーの材質によって異なるが、定着ニップの圧力には、ほとんど依存しない。
【００４７】
本発明者らの研究によれば、画像のレリーフ感を低減し、且つ、有色トナー近傍の気泡状の画質欠陥を低減し、高画質のカラー画像を形成することを可能とするためには、透明トナー像の最低溶融粘度を１０^３Ｐａ・ｓ以下にすることが求められる。これは、透明トナー溶融粘度がこれ以上高いと透明トナーが十分に流動せず、有色トナー像によってできた画像レリーフ感を十分低減させることができない。
【００４８】
第２次転写ニップを通過した後の記録媒体９および有色トナー像および透明トナー像は、該両トナー像が記録媒体９上に溶融固着するために定着ニップＡで必要な熱をかけることが要求される。定着ニップＡで与えられる熱量は、加熱ロール２７および加圧ロール２８の表面設定温度、定着ベルト２６の熱伝達率、定着ニップＡを通過する時間（定着スピード）、トナーおよび記録媒体９の熱伝達率などによって決まる。これら定着条件を掛け合わせたとき、該トナーおよび該記録媒体９にかかる熱量が決定される。定着ニップＡを通過する記録媒体９上の有色トナー像は、加熱溶融され発色する。また定着ニップＡを通過する記録媒体９上の透明トナーは、加熱溶融されトナーの溶融粘度が低下する。定着ニップＡを通過するときに透明トナーの最小溶融粘度が一定条件以下となる定着条件にすることによって、有色トナー像によってできた凹凸部を包み込むように流動し、画像のレリーフ感を軽減することができる。
【００４９】
定着ニップＡを通過した記録媒体９は、定着ベルト２６に密着したまま、冷却装置２９もしくはそれに準ずる冷却工程を経て冷却設定温度まで冷却したのち、剥離ロール３０近傍で定着ベルト２６と記録媒体９が剥離され、トナー記録画像を得ることができる。冷却装置２９としては、該定着ベルト２６に密着接触するヒートシンクや送風ファンなどが用いられる。また、記録媒体９側からのファンによる送風による冷却でもよい。また剥離する際の記録媒体９と定着ベルト２６界面の温度は、定着ベルト２６の付着力が最も小さくなる温度域で剥離するのが望ましい。尚、記録媒体９は、補助的に剥離爪３５によって剥離される。
【００５０】
こうして得られた画像は、有色トナーによる凹凸感が少ない画像となる。またこのことから、有色トナー近傍で発生していた気泡状の画質欠陥も少なくなる。また画像面が平面になり、かつ表面が同じ材質のトナーによって覆われていることから、銀塩写真同等の表面性を得ることが可能となる。
【００５１】
さらに、本発明者らの研究によれば、定着ニップＡにおける圧力、及び定着ニップＡにおける透明トナーの最低溶融粘度が、上記の条件を満たしたとしても、有色トナー像単層の単位面積あたりの最大質量に対する透明トナー像の単位面積あたりの質量の割合が低いと、定着ニップにおける透明トナー像の流動性などを向上させたとしても、物理的に２層から３層の複数層からなる有色トナー像と、１層の透明トナー像との段差を均すことができず、結果的に、レリーフ感や気泡が残留してしまうことがわかった。
【００５２】
図１４、図１５、図１６では本発明に係る透明トナー像の単位面積あたり重量について示したものである。
【００５３】
図１４、図１５では、有色トナー５１のトナー量に応じた透明トナー５０作像の例について示している。透明トナーは、有色トナー量の多いところでは少なく、有色トナーがない非画像部などにおいては多く形成されるように作像する。透明トナーの量は、画像のレリーフ感の低減や、有色トナー近傍で発生する気泡状の画質欠陥を低減する意味で、後述するように、該有色トナー像単色の単位面積あたり最大質量の２〜１０倍の範囲であることが望ましい。
【００５４】
図１６では、有色トナー５１のトナー量に依らず、一定量の透明トナー５０作像の例について示している。このときも、透明トナーの量は、画像のレリーフ感の低減や、有色トナー近傍で発生する気泡状の画質欠陥を低減する意味で、該有色トナー像単色の単位面積あたり最大質量の２〜１０倍の範囲であることが望ましい。
【００５５】
実施の形態２
図１７はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部材には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、透明トナー像を有色トナー像と同時に形成するのではなく、有色トナー像が転写された記録媒体９上に、当該有色トナー像を定着する際に、同時に、透明トナー像を有色トナー像が転写された記録媒体９上に転写定着するように構成されている。
【００５６】
図１７はこの発明の実施の形態２に係る電子写真方式によってカラートナー像と透明トナー像を形成する画像形成装置を示す構成図である。
【００５７】
図１７において、１は画像形成装置の本体を示すものであり、この画像形成装置本体１の上部には、原稿の画像を読み取る画像読取装置２が配設されている。また、上記画像形成装置本体１の内部には、像担持体としての感光体ドラム３が、図示しない駆動装置により矢印ａ方向に沿って所定の速度で回転可能に設けられている。感光体ドラム３の表面は、スコロトロン等からなる帯電装置４によって、所定の電位に均一帯電された後、ＲＯＳ等からなる露光装置５によって画像露光が施され、イエロー色の画像に対応した静電潜像が形成され、イエロートナー現像器６Ｙによって顕像化したイエロートナー像が形成される。その後、イエロートナー像は、感光体ドラム３と第１次転写ロール８によって挟持搬送される中間転写体ベルト７上に、該感光体ドラム３と中間転写体ベルト７によって形成される第１次転写ニップにて必要な電界と圧力をかけた上で転写される。そして、次に、感光体ドラム３のクリーニング装置１２による残留トナーのクリーニング工程、及び除電装置１３による除電工程を経て、再び帯電装置４によって均一帯電された感光体ドラム３上に露光装置５によって静電潜像を記録し、マゼンタトナー現像器６Ｍによって顕像化されたマゼンタトナー像が形成される。その後、既にイエロートナー像が転写された中間転写体ベルト７上に、感光体ドラム３と第１次転写ロール８によって形成される第１次転写ニップで該マゼンタートナー像が転写される。以降、同様にしてシアン及びブラックの他の色トナーについても同様に画像が形成され、トナー像が転写された中間転写体ベルト７上に次々と多重に転写される。
【００５８】
図１７に示した実施の形態２では、トナー現像器の個数は有色トナー現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが４個の構成であるが、該有色トナー現像器の個数はこの限りではない。また、色の刷り順もこの限りではない。
【００５９】
図１７に説明した実施の形態２では、１つの像担持体を使用してカラー画像を得る画像形成装置であるが、各色ごとに像担持体を備える画像形成装置、中間転写体を使用せずに像担持体から直接トナー像を記録媒体に転写させる方式であっても可能である。
【００６０】
ここで、図１７に記載した画像形成装置に使用される有色トナーであるが、特に限定されないが画質向上のために５〜７μｍ程度の平均粒径であることが望ましく、画像濃度を向上させるため、記録媒体９上の単色最大トナー量が３〜６ｇ／ｍ^２となるように現像条件、転写条件をコントロールさせることが必要である。
【００６１】
中間転写体ベルト７に転写された有色トナー像は、中間転写体ベルト７が張架される張架ロール１６と中間転写体ベルト７を介して対向位置にある第２次転写ロール１８によって形成される第２次転写ニップにて必要な電界と圧力をかけた上で記録媒体９上へ一括転写される。記録媒体９は、用紙格納トレイ１９、２０、２１から必要な大きさの記録媒体９が選択され、用紙搬送経路２２を経て第２次転写ニップヘ搬送される。ここで、記録媒体９としては、印刷用コート紙、アート紙のような表面平滑性の高い紙、また写真で用いられる印画紙の如く、記録媒体表層に熱可塑性樹脂を設けた記録媒体を用いても構わない。第２次転写ニップを通過した記録媒体９上には、記録媒体９表面側に有色トナー像が形成される。
【００６２】
有色トナー像が形成された記録媒体９は、第２次転写ニップの近傍に配設された定着装置２５による定着工程で、定着ベルト２６上に形成された透明トナー像を転写定着して高光沢の画像が得られる。図１８に示す定着装置２５は、ベルト定着装置あり、透明トナー像形成装置４０、及び冷却固化手段２９を含んだ構成となっている。ここで、記録媒体上の有色トナー像は、図示しない２次転写ニップの上流に設けられた２ロール定着器を通過した後、定着装置２５によって定着するように構成しても良い。
【００６３】
図１８は上記ベルト定着装置を示す構成図である。
【００６４】
図１８に示すベルト定着装置２５は、加熱ロール２７と、該加熱ロール２７に接する定着ベルト２６と、該定着ベルト２６を介して上記加熱ロール２７を加圧する加圧ロール２８と、透明トナー像形成装置４０とを備えている。また、透明トナー像形成装置４０は、透明トナー像を形成する透明トナー像担持体４１と、帯電装置４２と、画像露光４３と、透明トナー現像器４４と、クリーニングブレード４５と、除電器４６と、転写ロール４７とより成る。
【００６５】
コロトロンやスコロトロン等からなる帯電装置４２によって均一帯電された像担持体としての感光体ドラム４１上には、露光装置（図示しない）からの画像露光４３によって透明トナー像に対応した静電潜像が形成され、透明トナー現像器４４によって顕像化され、透明トナー像が形成される。
【００６６】
ここで、透明トナー像の形成方法であるが、透明トナーを非画像部のみ選択的に付着させる方法や、カラートナーと透明トナーの総量が記録媒体領域で一定範囲内になるように制御して形成する方法や、有色トナー像の量に関係なく、均一に形成する方法などが挙げられ、いずれを採用しても良い。
【００６７】
また、上記画像形成装置に使用される透明トナーとしては、前述した有色トナーの着色成分を除いたものでもよいし、異なる種類の樹脂を用いてもよい。また、現像質量を大きくする際、有色トナー像と同径の粒子を用いて現像させることは困難なので、透明トナー平均粒径を有色トナー粒径より大きくして、現像質量を大きくしても構わない。
【００６８】
その後、透明トナー像は、定着ベルト２６を介して対向する感光体ドラム４１と転写ロール４７によって形成される転写ニップにて必要な電界と圧力をかけた上で定着ベルト２６上へ転写される。そして、感光体ドラム４１上のブレード４１による残トナーのクリーニング工程、除電器４６による除電工程を経て、次工程の透明トナー像の作像へと進む。
【００６９】
加熱ロール２７は、図３に示すように、ハロゲンランプ等の熱源３３を有し、該加熱ロール２７と該加圧ロール２８との間にかかる荷重による撓みや潰れを少なくした中空構成であることが望ましい。加熱ロール２７の金属コアとしては、アルミニウム、ＳＵＳなどを用い、ある程度の厚みを持たせることが必要である。また、定着ニップ形状を設計する上で、耐熱性シリコンゴムなどの耐熱性ゴムを被覆し、弾性層２７ｃを設けた構成であることも考えられる。
【００７０】
同様に、加圧ロール２８は、図４に示すように、ハロゲンランプ等の熱源３４を有し、該加熱ロール２７と該加圧ロール２８との間にかかる荷重による撓みや潰れを少なくした中空構成であることが望ましい。加圧ロール２８の金属コア２８ａとしてアルミニウム、ＳＵＳなどを用い、ある程度の厚みを持たせることが必要である。また、定着ニップ形状を設計する上で、耐熱性シリコンゴムなどの耐熱性ゴムを被覆し、弾性層２８ｂを設けた構成であることも考えられる。
【００７１】
定着ベルト２６は、図７に示すように、べース層２６ａと表面層２６ｂから成る。また、ベース層２６ａと表面層２６ｂの接着強度を上げるための接着層２６ｃを設けてもよい。該ベース層２６ａは、耐熱性および機械的強度が要求され、ニッケル、アルミニウム、ステンレス製の金属シートや、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ポリエステル、ポリイミド、ポリイミドアミド等の樹脂ベルトを用いてもよい。これらベース層２６ａに対し、カーボンブラックや酸化チタンを添加、分散することによって体積抵抗率を制御しても良い。また厚みについては、機械的強度や熱膨張などを考慮に入れた厚みでなければならず、２０〜３００μｍの範囲が望ましい。また表面層は、耐久性、耐熱性、トナーや記録媒体との剥離容易性が求められ、シリコンゴム、フッ素ゴム、フッ素系樹脂などが考えられる。表面層の厚みとしては、機械的強度、画質安定性、熱膨張の観点からある程度の厚みがあることが望ましく、２０〜３００μｍの範囲であることが望ましい。
【００７２】
記録媒体９を該定着ベルト２６と該加圧ロール２８の間で挟持搬送し、かつ定着ニップ上流側で該定着ベルト２６上に形成された透明トナー像を、該記録媒体９上に同時転写定着させる。加熱ロール２７と加圧ロール２８からの熱で定着ニップを通過することで記録媒体９上の有色トナー像と、定着ベルト２６上の透明トナー像を記録媒体９上に溶融転写しつつ同時熱定着する。
【００７３】
上述した加熱ロール２７、定着ベルト２６、加圧ロール２８の構成、また加圧ロール２８が加熱ロール２７に押圧する荷重によって定着ニップＡの形状が定まる。定着ニップＡでの記録媒体９と定着ベルト２６表面の接触面積と、加圧ロール２７に印加する荷重から定着ニップ内の圧力が求められる。これにより、加熱ロール２７、加圧ロール２８の弾性層の構成によって加圧ロール２８に同量の印加荷重をかけても定着ニップ形状が変化し、圧力が変化するのは自明である。目的とする圧力を得るには、加熱ロール２７、加圧ロール２８、定着ベルト２６の構成に応じて加圧ロール２８に印加する荷重を変更せねばならないのも自明である。
【００７４】
このとき、定着ニップＡ内にかかる圧力は、０．５ＭＰａ以上であることが求められる。これにより記録媒体９上の透明トナーが有色トナーによって形成された凹凸部に流動し、画像のレリーフ感の少ない画像を得ることができる。
【００７５】
また、定着ニップＡにおいて、透明トナー像の最低溶融粘度を１０^３Ｐａ・ｓ以下にすることが求められる。これは透明トナーが前述の有色トナー像の凹凸部への流動を更に促進するためである。第２次転写ニップを通過した後の記録媒体９および有色トナー像、および定着ベルト２６上に形成した透明トナー像は、両トナー像が記録媒体９上に溶融固着するために定着ニップで必要な熱をかけることが要求される。定着ニップＡで与えられる熱量は、加熱ロール２７および加圧ロール２８の表面設定温度、定着ベルト２６の熱伝達率、定着ニップＡを通過する時間、トナーおよび記録媒体９の熱伝達率などによって決まる。これら定着条件を掛け合わせたとき、該トナーおよび記録媒体９にかかる熱量が決定される。定着ニップＡを通過する記録媒体９上の有色トナー像は、加熱溶融され発色する。また、定着ニップＡを通過する定着ベルト２６上で形成され、記録媒体Ａ上に同時転写定着された透明トナー像は、加熱溶融されトナーの溶融粘度が低下する。定着ニップを通過するときに透明トナーの最小溶融粘度を一定条件以下となる定着条件にすることによって、有色トナー像によってできた凹凸部を包み込むように流動し、画像のレリーフ感を軽減することができる。
【００７６】
定着ニップＡを通過した記録媒体９は、定着ベルト２６に密着したまま、冷却装置２９もしくはそれに準ずる冷却工程を経て冷却設定温度まで冷却した後、剥離ロール３０近傍で定着ベルト２６と記録媒体９が剥離され、トナー記録画像を得ることができる。また剥離する際の記録媒体９と定着ベルト２６界面の温度は、定着ベルト２６の表面エネルギーが最も小さくなる温度域で剥離するのが望ましい。
【００７７】
ここで冷却装置２９としては、該定着ベルト２６に密着接触するヒートシンクや送風ファンなどが用いられる。また、記録媒体９側からのファンによる送風による冷却でもよい。こうして得られた画像は、有色トナーによる凹凸感が少ない画像となる。またこのことにより、有色トナー近傍で発生していた気泡状の画質欠陥も少なくなる。また画像面が平面になり、かつ表面が同じ材質のトナーによって覆われていることから、銀塩写真同等の表面性を得ることが可能となる。
【００７８】
【実施例】
以下に、この発明の具体的な実施例について図面を参照して説明する。
【００７９】
実施例１
図１はこの発明の実施例１に係る電子写真方式によって有色トナー像と共に透明トナー像を形成する画像形成装置をも示す構成図である。
【００８０】
この実施例では、有色トナーとして、縣濁重合法により得られたスチレン−アクリルトナーを用いている。この有色トナーの平均粒径は５．７μｍであった。また、有色トナー単色の最大形成質量は４ｇ／ｍ^２とし、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色とも同量とした。
【００８１】
また、透明トナーとしては、粉砕法により得られたポリエステルトナーを用いた。この透明トナーの平均粒径は１４μｍであった。透明トナー像の形成量は、有色トナー単色の最大形成質量の５倍である２０ｇ／ｍ^２とし、有色トナー像のトナー量によらず均一面となるように形成した。
【００８２】
透明トナーの粘弾性測定は、レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー社製の回転平板型レオメーター（ＲＤＡ２ＲＨＩＯＳシステムＶｅｒ．４．３．２）を用いて行った。測定は、試料をサンプルホルダーにセットし、昇温温度１℃／ｍｉｎ、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃ、歪み２０％以下、検出トルクを測定保証値の範囲内で行った。この結果から、必要な熱量を算出し、必要な加熱ロール２７及び加圧ロール２８の表面温度を割り当てた。
【００８３】
定着ベルト２６の基材層２６ａはポリイミドで、表面層２６ｂはシリコンゴムからなるものを用いた。全ての実験について同一の定着ベルトを用いている。定着ニップＡにかかる圧力は、図３乃至図６に示すように、加熱ロール２７と加圧ロール２８の弾性層の厚みを０〜３ｍｍの間で変化させ、それぞれについて所望の圧力となるように加圧ロール２８にかける押し付け荷重Ｐを変化させて行った。定着ニップＡを通過した記録媒体９は、冷却固化させた後、剥離させた。なお、剥離地点での記録媒体９の裏面側温度が常に７０℃近傍となるような冷却条件を用いた。また、ベルト定着器２５以外の構成要素は条件を固定して行った。
【００８４】
記録媒体９としては、用紙坪量２０９ｇｓｍの片面コート紙を用い、コート面に対して画像形成を行った。
【００８５】
また、画像評価については以下の２つの観点で行った。
【００８６】
１つ目は、画像のレリーフ感である。評価画像は、図１９に示すように、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーの３色のトナーを混色して得られる３次色プロセスブラックの２０ｍｍ×２０ｍｍのサイズより成るパッチ画像の上に、透明トナー像を全面に均一に形成したものを用いた。このパッチ画像のエッジ部の画像レリーフ感を官能評価によるグレード付けを行い、分類分けを行った。グレード付けは５段階で、画像のレリーフ感が全くわからないものをＧ１、画像のレリーフ感が僅かにわかるが、全く気にならないものをＧ２、画像のレリーフ感がわかるが、気にならないレベルをＧ３、画像のレリーフ感がやや目に付き、気になるレベルをＧ４、画像のレリーフ感が明らかであり、気になるレベルをＧ５として評価した。画像のレリーフ感を観察する条件はすべて同一の照明環境で行うこととした。また、画像のレリーフ感を官能的に許容できるグレードをＧ３として評価を行った。
【００８７】
２つ目は、有色トナー近傍にある気泡状画質欠陥である。評価画像は、図１９に示すように、ライン幅０．５ｍｍで縦１８ｍｍ、横２ｍｍの仮想矩形内に設けたＸ（エックス）マークとし、記録媒体９上に用紙の搬送方向と直交する方向に沿って、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーの３色のトナーを混色して得らる３次色プロセスブラックの画像と、２次色のレッドの画像と、ブラックの単色の画像とを交互に連続して複数個設けた。
【００８８】
そして、図２０に示すように、各色のＸマークの谷間に存在する気泡状の画質欠陥の累積高さｈに応じ、谷間の０以上１／４未満の高さで気泡に覆われているものをＧ１、以下１／４以上１／２未満の高さで覆われているものをＧ２、１／２以上３／４未満の高さで覆われているものをＧ３、３／４以上１／１未満の高さで覆われているものをＧ４、気泡状画質欠陥が谷間全体に充填しているものをＧ５として、Ｇ１からＧ５までの５段階のグレードとした。記録媒体９上の各色のＸマーク上にある気泡状画質欠陥それぞれについて、最も程度の良いもの、最も程度の悪いもののグレード付けを行い、その平均値をその記録媒体９の有色トナー像近傍の気泡画質欠陥グレードとした。また、気泡状の画質欠陥を官能的に許容できるグレードをＧ３として評価を行った。
【００８９】
【実施例１】
この実施例１では、図１８に示すように冷却固化機構を備えたベルト定着器を、ベルト定着装置として用い、記録媒体９上に有色トナー像を形成し、図１８に示すように定着ベルト２６上に透明トナー像を形成して、透明トナー像を定着ニップＡにおいて同時転写定着した画像形成装置から出力されたトナー画像において、透明トナー画像の形成量による画像のレリーフ感と有色トナー像近傍に発生する気泡状の画質欠陥グレードの比較を行った結果を図２１、図２２に示す。なお、この実験において、透明トナー像は有色トナー像の量に関係なく、均一に形成することとした。また、このときの定着ニップＡ内圧力は１．５ＭＰａで一定であり、該ベルト定着器による定着速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとして実験を行った。
【００９０】
図２１は、画像レリーフ感グレードとトナー重量比の関係を表す。図２１において横軸のＴｔ／Ｔｃは有色トナー単色最大トナー量４ｇ／ｍ^２に対する透明トナー量の比を示しており、縦軸は画像レリーフ感グレードを示している。
【００９１】
この図２１から明らかなように、透明トナー量Ｔｔが多くなるに従って、Ｔｔ／Ｔｃが２のとき、画像レリーフ感のグレードがＧ４と悪かったのに対し、Ｔｔ／Ｔｃが２になると、画像レリーフ感のグレードがＧ２と良くなることがわかる。これは、図１０に示すように、形成された透明トナー量が多いほうが、有色トナーによってできた凹凸によるレリーフ感を透明トナー像の流動によって低くすることができるからである。
【００９２】
図２２は、有色トナー近傍に発生する気泡状の画質欠陥グレードとトナー重量比の関係を表すグラフである。図２２において、横軸のＴｔ／Ｔｃは有色トナー単色最大トナー量４ｇ／ｍ^２に対する透明トナー量の比を示しており、縦軸は有色トナー近傍に発生する気泡状の画質欠陥グレードを示している。
【００９３】
図２２から明らかなように、透明トナー量が多くなるに従って気泡欠陥グレードが良くなることがわかる。これは図１５で説明したように、画像の凹凸量が少なくなることからトナーが持つ気泡およびトナー粒子間に存在する空気の逃げが促進されたためである。
【００９４】
これらのことから、画像レリーフ感および有色トナー近傍に発生する気泡状の画質欠陥の許容値の両方を満たすためには、最大有色トナー量の２倍以上の透明トナー量が必要であることが本発明によりわかった。だが、記録媒体９に形成される透明トナー量が多くなればコスト的に負担がかかり、また透明トナー樹脂が冷却した後、ヒビ割れなどの２次障害を起こすことが考えられ、透明トナー量は、最大有色トナー単色の量の２〜１０倍とするのが望ましい。
【００９５】
【実施例２】
次に、この実施例２では、図１８に示すように冷却固化機構を備えたベルト定着器を、ベルト定着装置として用い、記録媒体９上に有色トナー像と透明トナー像を形成し、該ベルト定着器によって定着した、図１７に示す画像形成装置から出力されたトナー画像と、同じく冷却固化機構を備えた請求項３に記載のベルト定着器を用い、記録媒体上に有色トナーを形成し、定着ベルト２６上に透明トナーを形成して、透明トナー像を定着ニップにおいて同時転写定着した請求項２に記載の画像形成装置から出力されたトナー画像を、画像のレリーフ感と有色トナー像近傍に発生する気泡状の画質欠陥グレードの比較を行った結果を図２３、図２４に示す。またこのときの定着ニップ内圧力は１．５ＭＰａで一定であり、該ベルト定着器による定着速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとして実験を行った。
【００９６】
図２３、図２４に記載の第一条件とは、図１に示す画像形成装置において記録媒体上に有色トナー像と透明トナー像を形成した場合の結果であり、第二条件とは、図１７に示す画像形成装置において記録媒体上に有色トナーを形成した後、定着ベルト上に透明トナーを形成した場合の結果である。
【００９７】
図２３より、透明トナー像の作像位置が異なるサンプルであっても、透明トナーの最低溶融粘度が低いほうが、画像のレリーフ感グレードが略同様に良くなるという同一の傾向をもつことがわかり、透明トナーの定着ニップ内における最低溶融粘度が１０^３Ｐａ・ｓ以下で官能的にほとんど気にならないグレードＧ２以下になることが本発明により明らかになった。
【００９８】
また、図２４より、透明トナー像の作像位置が異なるサンプルであっても、透明トナーの溶融粘度が低いほうが有色トナー近傍に発生する気泡状の画質欠陥グレードが良くなるという同一の傾向をもつことがわかり、透明トナーの定着ニップ内における最低溶融粘度が１０^３Ｐａ・ｓ以下で官能的にほとんど気にならない程度になることが本発明により明らかになった。
【００９９】
【実施例３】
次に、冷却固化機構を備えた請求項３に記載のベルト定着器を用い、記録媒体上に有色トナーを形成し、定着ベルト上に透明トナーを形成して、透明トナー像を定着ニップにおいて記録媒体上に同時転写定着した請求項２に記載の画像形成装置から出力されたトナー画像において、透明トナー溶融粘度と定着ニップ圧力をいくつかの水準で出力し、画像のレリーフ感と有色トナー像近傍に発生する気泡状の画質欠陥グレードの比較を行った結果を図２５、図２６に示す。
【０１００】
図２５、図２６により、０．５ＭＰａ以下の定着ニップ内圧力域では、官能的に許容できる画像のレリーフ感グレードおよび有色トナー像近傍に発生する気泡状の画質欠陥グレードが存在しない。また１０^３Ｐａ・ｓ以下の透明トナーの最小溶融粘度では、官能的に許容できる画像のレリーフ感グレードおよび有色トナー像近傍に発生する気泡状の画質欠陥グレードが存在しない。これらを掛け合わせた、定着ニップ内圧力が０．５ＭＰａ以上、かつ透明トナーの最小溶融粘度が１０^３Ｐａ・ｓの領域で官能的に許容できる画像のレリーフ感グレードおよび有色トナー像近傍に発生する気泡状の画質欠陥グレードが存在することがわかった。
【０１０１】
また、定着速度を３０ｍｍ／ｓｅｃから６０ｍｍ／ｓｅｃにして透明トナーの最小溶融粘度とニップ内圧力の関係について実験したところ、６０ｍｍ／ｓｅｃの定着速度であっても同じ定着ニップ内の透明トナーの最小溶融粘度かつ定着ニップ内圧力にすることで、画像のレリーフ感および有色トナー像近傍に発生する気泡状の画質欠陥を低減させることができることから、速度を変えてもニップ内透明トナー最小溶融粘度および定着ニップ内圧力を本発明の通り低減させることができる。
【０１０２】
【実施例４】
次に、冷却固化機構を備えた請求項３に記載のベルト定着器を用い、記録媒体上に有色トナーを形成し、定着ベルト上に透明トナーを形成して、透明トナー像を定着ニップにおいて記録媒体上に同時転写定着した請求項２に記載の画像形成装置から出力されたトナー画像において、定着ベルトの移動速度を変化させ、定着ニップの通過時間を、０．０９ｓｅｃと、０．１９ｓｅｃと、０．３７ｓｅｃと変えた場合に、透明トナーの定着ニップ内における最低溶融粘度によって、有色トナー像近傍に発生する気泡状の画質欠陥を確認する実験を行なった。
【０１０３】
図２７及び図２８は上記実験の結果を示すものである。
【０１０４】
これらの図２７及び図２８から明らかなように、透明トナーの定着ニップ内における最低溶融粘度が１０^３Ｐａ・ｓ以下であれば、有色トナー像近傍に発生する気泡状の画質欠陥を低減させることができることがわかる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、透明トナーを用いた画像形成装置において、画像のレリーフ感を低減し、且つ、有色トナー近傍の気泡状の画質欠陥を低減し、高画質のカラー画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置のベルト定着装置を示す構成図である。
【図３】図３は加熱ロールの一例を示す断面構成図である。
【図４】図４は加熱ロールの他の例を示す断面構成図である。
【図５】図５は加圧ロールの一例を示す断面構成図である。
【図６】図６は加圧ロールの他の例を示す断面構成図である。
【図７】図７は定着ベルトの一例を示す断面構成図である。
【図８】図８は定着ベルトの他の例を示す断面構成図である。
【図９】図９は加熱ロールと加圧ロールの定着ニップを示す説明図である。
【図１０】図１０は加熱ロールと加圧ロールの定着ニップにおける記録媒体の定着状態を示す説明図である。
【図１１】図１１は加熱ロールと加圧ロールの定着ニップにおける記録媒体の定着状態を示す説明図である。
【図１２】図１２は加熱ロールと加圧ロールの定着ニップにおける温度変化を示すグラフである。
【図１３】図１３は透明トナーの粘度変化を示すグラフである。
【図１４】図１４は記録媒体上への有色トナー像と透明トナー像の形成状態を示す模式図である。
【図１５】図１５は記録媒体上への有色トナー像と透明トナー像の形成状態を示す模式図である。
【図１６】図１６は記録媒体上への有色トナー像と透明トナー像の形成状態を示す模式図である。
【図１７】図１７はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図１８】図１８はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置のベルト定着装置を示す構成図である。
【図１９】図１９はテストチャートを示す平面図である。
【図２０】図２０はテストチャートの評価方法を示す説明図である。
【図２１】図２１は画像レリーフ感グレードとトナー重量比の関係を示すグラフである。
【図２２】図２２は有色トナー近傍の気泡グレードとトナー重量比の関係を示すグラフである。
【図２３】図２３は画像レリーフ感グレードとトナー粘度の関係を示すグラフである。
【図２４】図２４は有色トナー近傍の気泡グレードとトナー粘度の関係を示すグラフである。
【図２５】図２５は画像レリーフ感グレードと圧力・粘度の関係を示すグラフである。
【図２６】図２６は有色トナー近傍の気泡グレードと圧力・粘度の関係を示すグラフである。
【図２７】図２７は有色トナー近傍の気泡グレードと定着速度の関係を示すグラフである。
【図２８】図２８は有色トナー近傍の気泡グレードと定着速度の関係を示すグラフである。
【図２９】図２９は従来技術における記録媒体上への有色トナー像と透明トナー像の形成状態を示す模式図である。
【図３０】図３０は従来技術における記録媒体上への有色トナー像と透明トナー像の形成状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１．画像形成装置本体
２．画像読取装置
３．感光体ドラム
４．帯電装置
５．露光装置
６．回転可能な現像装置
６Ｔ．透明トナーの現像器
７．中間転写体ベルト
８．第１次転写ロール
９．記録媒体
１２．クリーニング装置
１３．除電装置
１４〜１７．中間転写体張架ロール
１８．第２次転写ロール
１９．用紙格納トレイ
２０．用紙格納トレイ
２１．用紙格納トレイ
２３．排出ロール
２４．排出トレイ
２５．ベルト定着装置
２６．定着ベルト
２７．加熱ロール
２８．加圧ロール
３０．剥離ロール
３２．操舵ロール
３１．搬送ベルト
Ａ．定着ニップ

Claims

記録媒体上に有色トナー像を下層に、透明トナー像を上層にして形成し、前記有色トナー像及び透明トナー像が形成された記録媒体を、ベルト定着装置により定着して画像を形成する画像形成装置において、前記透明トナー像の単位面積あたりの質量を、前記有色トナー像単色の単位面積あたりの最大質量の２〜１０倍に設定し、前記ベルト定着装置の定着ニップに加わる圧力を０．５ＭＰａ以上であって、かつ当該定着ニップにおける透明トナーの最小溶融粘度を１０^３Ｐａ・ｓ以下に設定したことを特徴とする画像形成装置。
有色トナー像が形成された記録媒体に、ベルト定着装置の定着ニップの上流側で定着ベルト上に形成された透明トナー像を、前記定着ニップで転写定着することにより画像を形成する画像形成装置において、前記透明トナー像の単位面積あたりの質量を、前記有色トナー像単色の単位面積あたりの最大質量の２〜１０倍に設定し、前記ベルト定着装置の定着ニップに加わる圧力を０．５ＭＰａ以上であって、かつ当該定着ニップにおける透明トナーの最小溶融粘度を１０^３Ｐａ・ｓ以下に設定したことを特徴とする画像形成装置。
前記ベルト定着装置は、加熱ロールと該加熱ロールに圧接する定着ベルトと該定着ベルトを介して該加熱ロールを加圧する加圧ロールとを有し、記録媒体を該定着ベルトと該加圧ロールの間で挟持搬送しつつ該加熱ロールと加圧ロールからの熱によってトナー像を溶融し、その後トナー像が冷却固化した後に該定着ベルトから該記録媒体を剥離す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。