JP2009294248A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写方式の画像形成装置において、像担持体と中間転写体との間における適正な摩擦レベルの関係を維持でき、濃度低下や細線の再現性の悪化を抑制できるようにする。
【解決手段】像担持体駆動モータの駆動負荷、中間転写体駆動モータの駆動負荷をそれぞれ例えば電流値として検出し、像担持体駆動モータの電流値に応じて像担持体に潤滑剤を塗布するブラシローラの回転数の切り換えが可能であり、且つ、中間転写体駆動モータの電流値に応じて中間転写体に潤滑剤を塗布するブラシローラの回転数の切り換えが可能であり、中間転写体に潤滑剤を塗布するブラシローラの回転数を切り換える閾値（Ａ、Ｂ）を像担持体駆動モータの電流値の程度に応じて変更する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関し、詳しくは、像担持体及び中間転写体の表面に潤滑剤を塗布する中間転写方式の画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式を利用した画像形成装置においては、トナー像の一次転写及び二次転写時の転写不良を防止する為、または、転写残トナーのクリーニング性を向上させるために、像担持体（中間転写体も含む）の表面に潤滑剤を塗布してトナーとの付着力を低減させる技術が知られている。
特に、特許文献１や特許文献２等で提案されているような、潤滑剤塗布手段の前後にクリーニングブレードを配置してある構成では、印刷する画像比率によって潤滑剤の塗布量に差を生じさせない、像担持体に対して潤滑剤の均一な層形成が行える等の利点がある。

特開２００１−３０５９０７号公報 特開２００５−７０２７６号公報

ところで、潤滑剤は像担持体に対してやみくもに塗布すれば良いのではなく、適正量塗布することが必要である。例えば、像担持体が感光体の場合、潤滑剤の塗布量が多く感光体表面の摩擦係数が小さくなり過ぎると現像されるトナーが付着しにくくなり、濃度低下、特に細線の再現性が悪化する等の不具合が生じる。
また、像担持体が中間転写体の場合、中間転写体表面の摩擦係数が感光体表面の摩擦係数より小さくなると、感光体から中間転写体へのトナーの転写がされにくくなり、特に細線の虫喰い（中抜け状転写抜け）等が発生する。つまり、感光体表面の摩擦係数はある値以上とする必要があり、更に、中間転写体表面の摩擦係数は感光体表面の摩擦係数より少し大きめにするのが理想的な関係である。

本発明は、中間転写方式の画像形成装置において、像担持体と中間転写体との間における適正な摩擦レベルの関係を維持でき、濃度低下や細線の再現性の悪化を抑制できるようにすることを、その目的とする。
また、本発明は、トナー自体の形状等に起因する問題を極力少なくして画質向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、像担持体と、中間転写体と、前記像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写体に転写するための一次転写手段と、前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に転写するための二次転写手段と、前記像担持体上の一次転写後の残トナーを除去する像担持体クリーニング手段と、前記像担持体に潤滑剤を回転部材により塗布する第一潤滑剤塗布手段と、二次転写後の前記中間転写体上の残トナーを除去する中間転写体クリーニング手段と、前記中間転写体に潤滑剤を回転部材により塗布する第二潤滑剤塗布手段と、前記像担持体を駆動する像担持体駆動モータと、前記中間転写体を駆動する中間転写体駆動モータと、を備えた画像形成装置において、前記像担持体駆動モータの駆動負荷を検知する第一駆動負荷検知手段と、前記中間転写体駆動モータの駆動負荷を検知する第二駆動負荷検知手段とを有し、前記像担持体駆動モータの駆動負荷の大きさに応じて前記第一潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数の切り換えが可能であり、且つ、前記中間転写体駆動モータの駆動負荷の大きさに応じて前記第二潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数の切り換えが可能であり、前記第二潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数を切り換える閾値を前記像担持体駆動モータの駆動負荷のレベルに応じて変更することを特徴とする。

請求項２載の発明では、像担持体と、中間転写体と、前記像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写体に転写するための一次転写手段と、前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に転写するための二次転写手段と、前記像担持体上の一次転写後の残トナーを除去する像担持体クリーニング手段と、前記像担持体に潤滑剤を回転部材により塗布する第一潤滑剤塗布手段と、二次転写後の前記中間転写体上の残トナーを除去する中間転写体クリーニング手段と、前記中間転写体に潤滑剤を回転部材により塗布する第二潤滑剤塗布手段と、前記像担持体を駆動する像担持体駆動モータと、前記中間転写体を駆動する中間転写体駆動モータと、を備えた画像形成装置において、前記像担持体駆動モータの駆動負荷を検知する第一駆動負荷検知手段と、前記中間転写体駆動モータの駆動負荷を検知する第二駆動負荷検知手段とを有し、前記像担持体駆動モータの駆動負荷の大きさに応じて前記第一潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数の切り換えが可能であり、且つ、前記中間転写体駆動モータの駆動負荷の大きさに応じて前記第二潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数の切り換えが可能であり、前記第一潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数を切り換える閾値を前記中間転写体駆動源の駆動負荷のレベルに応じて変更することを特徴とする。

請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記駆動負荷を電流値として検知することを特徴とする。
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第一潤滑剤塗布手段の回転部材及び前記第二潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数の切り換えを、画像形成中には行わないことを特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第一潤滑剤塗布手段の回転部材及び前記第二潤滑剤塗布手段の回転部材が繊維状回転体であることを特徴とする。

請求項６記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記潤滑剤は脂肪酸金属塩であって、脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガンの中から選択される金属であって、脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミステリン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも一つ以上の脂肪酸であることを特徴とする。

請求項７記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする。
請求項８記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、使用するトナーの形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であることを特徴とする。
請求項９記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、体積平均粒径（μｍ）をＤｖ、個数平均粒径（μｍ）をＤｎとしたとき、使用するトナーのＤｖ／Ｄｎが１．０５〜１．３０であることを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の摩擦係数＜中間転写体の摩擦係数という関係が成り立つように像担持体及び中間転写体への潤滑剤塗布を行うことができ、濃度低下や細線再現不良、虫喰い等の不具合の発生を防止することができる。
また、画像形成中に像担持体や中間転写体の速度変動を生じさせることが無く、速度変動による色ズレや画像の伸び縮みの発生を抑制することができる。
また、潤滑剤の削り取り機能を高めることができるとともに、潤滑剤を像担持体（中間転写体）に均一に塗布することができる。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１は本実施形態に係るタンデム型中間転写式の画像形成装置の一例を示す図である。同図において符号１００は画像形成装置本体（以下「装置本体」と略す）、２００は該装置本体を載せる給紙テーブルをそれぞれ示している。添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の各色をそれぞれ示す。その他の符号は以下の説明中で直接参照する。
装置本体１００には、中央付近に、無端ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト１０が設けられている。中間転写ベルト１０は、複数の支持ローラ１４、１５、１６等に掛け回されて図中時計回り方向に回転可能となっている。

図中、支持ローラ１６の左側には、中間転写体クリーニング手段としてのクリーニング装置１７が設けられている。クリーニング装置１７は画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する。
支持ローラ１４と支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの画像形成手段１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ（以下１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのように略記する。）が横に並べて配置され、タンデム型の画像形成部２０が構成されている。
画像形成部２０の上には、露光装置２１が設けられている。画像形成部２０の各画像形成手段１８は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム（以下、単に「感光体」ともいう）４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋを有している。
感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋから中間転写ベルト１０にトナー像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋに対向するように一次転写手段の構成要素としての一次転写ローラ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋが設けられている。

支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラである。ブラック単色画像を中間転写ベルト１０上に形成する場合には、駆動ローラ１４以外の支持ローラ１５、１５’を移動させて、イエロー、マゼンタ、シアンの感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃを中間転写ベルト１０から離間させることも可能である。
なお、本発明の実施は、本実施形態のようなタンデム型ではなく、感光体が一つしかない画像形成装置においても可能である。
中間転写ベルト１０を挟んで画像形成部２０の反対側には、二次転写手段としての２次転写装置２２が備えられている。２次転写装置２２は、図示例では、２次転写対向ローラ１６に２次転写ローラ１６’を押し当て転写電界を印加することで中間転写ベルト１０上の画像を記録媒体としてのシートＳに転写する。
２次転写装置２２の横には、シートＳ上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成されている。
画像転写後のシートＳは、搬送ベルト２４により定着装置２５へと搬送される。搬送ベルト２４は固定されたガイド部材でも良い。
２次転写装置２２および定着装置２５の下側には、上述した画像形成部２０と略平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートＳを反転するシート反転装置２８が備えられている。

装置本体１００に画像データが送られ、作像開始の信号を受けると、中間転写体駆動モータ１２０で支持ローラ１４が回転駆動され、他の複数の支持ローラが従動回転して、中間転写ベルト１０が回転する。同時に、個々の画像形成手段１８で各感光体４０上にそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。
中間転写ベルト１０の回転搬送とともに、それらの単色画像を一次転写位置６２で順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
また、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つが選択回転され、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートＳが繰り出され、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて給紙路４６に入れられ、搬送ローラ対４７で搬送されて装置本体１００内の給紙路４８に導かれ、レジストローラ対４９に突き当てて止められる。
または、給紙ローラ５０が回転して手差しトレイ５１上のシートが繰り出され、分離ローラ５２で１枚ずつ分離されて手差し給紙路５３に入れられ、同じくレジストローラ対４９に突き当てて止められる。

中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ対４９が回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートＳを送り込み、２次転写装置２２で転写してシートＳ上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートＳは、２次転写装置２２で搬送されて定着装置２５へと送り込まれ、定着装置２５で熱と圧力とを加えられて転写画像を定着されて後、不図示の切換爪で切り換えられて排出ローラ対５６で排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。
または、不図示の切換爪で切り換えられてシート反転装置２８に入れられ、そこで反転して再び２次転写位置へと導かれ、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ対５６で排紙トレイ５７上に排出される。
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７で中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去され、また、感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋは、像担持体クリーニング手段としてのクリーニング装置１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋで感光体上に残留するトナーをそれぞれ除去され、再度の画像形成に備える。

中間転写ベルト用のクリーニング装置１７の構成を図２にて詳細に説明する。
クリーニング装置１７は、中間転写ベルト１０を懸架しているローラの一つである２次転写対向ローラ１６の下流側に中間転写ベルト１０に対向して配置されている。
中間転写ベルト１０の回転方向上流側から、クリーニング装置１７からのトナー飛散を防止するための入口シール１０１、中間転写ベルト１０の回転方向とはカウンター方向に回転する第１ブラシローラ１０２、中間転写ベルト１０上の転写残トナーを除去する第１クリーニングブレード１０３、中間転写ベルト１０に潤滑剤１０７を塗布するための回転部材としての第２ブラシローラ１０４、中間転写ベルト１０に塗布された潤滑剤を薄層化するための第２クリーニングブレード１０５が配置されている。
クリーニング装置１７の最下部には廃トナーをクリーニング装置外に排出するための廃トナー搬送コイル１０６が設けられている。第１のクリーニングブレード１０３及び第２のクリーニングブレード１０５の中間転写ベルト１０を介した対向位置にはクリーニング対向ローラ１１１、１１２が設けられている。

第１のクリーニングブレード１０３は、クリーニングフレーム１１４に軸支されて回動可能に支持された支持部材１１５に基端部を支持されている。第１のクリーニングブレード１０３は、支持部材１１５と、クリーニングフレーム１１４に一体に又は固定された係止片１１６との間に掛けられたバネ１０９により、中間転写ベルト１０に対して付勢されている。
第２クリーニングブレード１０５は、クリーニングフレーム１１４に軸支されて回動可能に支持された支持部材１１７に基端部を支持されている。第２クリーニングブレード１０５は、支持部材１１７と、クリーニングフレーム１１４に一体に又は固定された係止片１１８との間に掛けられたバネ１１０により、中間転写ベルト１０に対して付勢されている。
潤滑剤１０７はスプリング１０８により第２ブラシローラ１０４に適正圧で加圧される。
潤滑剤１０７、スプリング１０８、第２ブラシローラ１０４、第２クリーニングブレード１０５等は、クリーニング装置１７内でサブユニット化されて、中間転写ベルト１０に潤滑剤を塗布する第二潤滑剤塗布手段としての第二潤滑剤塗布装置１７’を構成している。
なお、第１のクリーニングブレード１０３、第２のクリーニングブレード１０５の対向部材への食い込み量は、見かけ上の食い込み量を表示している。

潤滑剤１０７の材料は脂肪酸金属塩であって、脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガンの中から選択される金属であって、脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミステリン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも一つ以上の脂肪酸である。
特に、像担持体（中間転写体）の摩擦を低減する効果の大きいステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムが一層好ましい。

図１に示すように、中間転写体駆動モータ１２０には、中間転写体駆動モータ１２０の駆動負荷の大きさ（大きさ）を電流値として間接的に検知する第二駆動負荷検知手段としての電流計１５０が接続されており、電流計１５０は図示しないＡ／Ｄコンバータを介して制御手段１５２に接続されている。

図５に基づいて感光体ドラム４０をクリーニングするためのクリーニング装置１９の構成等を詳細に説明する。
クリーニング装置１９は、感光体ドラム４０の回転方向上流側から、クリーニング装置１９からのトナー飛散を防止するための入口シール１２１、感光体ドラム４０の回転方向とはカウンター方向に回転する第１ブラシローラ１２２、感光体ドラム４０上の転写残トナーを除去する第１クリーニングブレード１２３、感光体ドラム４０に潤滑剤１２７を塗布するための回転部材としての第２ブラシローラ１２４、感光体ドラム４０に塗布された潤滑剤を薄層化するための第２クリーニングブレード１２５が配置されている。
クリーニング装置１９の最下部には廃トナーをクリーニング装置外に排出するための廃トナー搬送コイル１２６が設けられている。
潤滑剤１２７はスプリング１２８により第２ブラシローラ１２４に適正圧で加圧される。
図５において、符号２は感光体ドラム４０を帯電する帯電手段を、Ｌｂは露光光を示している。

潤滑剤１２７、スプリング１２８、第２ブラシローラ１２４、第２クリーニングブレード１２５等は、クリーニング装置１９内でサブユニット化されて、感光体ドラム４０に潤滑剤を塗布する第一潤滑剤塗布手段としての第一潤滑剤塗布装置１９’を構成し、不図示の接離手段によって感光体ドラム４０に対して接離可能となっている。
感光体ドラム４０は像担持体駆動モータ１３０で回転駆動され、像担持体駆動モータ１３０には、像担持体駆動モータ１３０の駆動負荷の大きさ（大きさ）を電流値として間接的に検知する第二駆動負荷検知手段としての電流計１５４が接続されており、電流計１５４は図示しないＡ／Ｄコンバータを介して制御手段１５２に接続されている。

次に、本実施形態の制御動作を説明する。
まず、中間転写ベルト１０の摩擦係数制御について説明する。
プリント信号が入り、中間転写ベルト１０の駆動ローラ１４を駆動モータ１２０により回転させると同時にモータの電流値を検知する。その時検知した電流値が予め設定した規定値Ａ〜Ｂ（Ａ＜Ｂ）の範囲内であれば、図３に示すように、第２ブラシローラ１０４を初期設定値Ｃの回転数で駆動する。
モータ電流値が規定値Ａを下回った場合、すなわち、中間転写ベルト１０の摩擦係数が低い場合は、第２ブラシローラ１０４を初期設定値Ｃの５０％の回転数で駆動する。
これにより、中間転写ベルト１０への潤滑剤供給量が減るので摩擦係数は上昇し、やがて規定値Ａ〜Ｂの範囲内入ると回転数を初期設定値Ｃに戻す。
逆にモータ電流値がＢを超えた場合、すなわち、中間転写ベルト１０の摩擦係数が高い場合には、第２ブラシローラ１０４を初期設定値Ｃの１５０％の回転数で駆動する。
これにより、中間転写ベルト１０への潤滑剤供給量が増えるので摩擦係数は低下し、やがて規定値Ａ〜Ｂの範囲内入ると回転数を初期設定値Ｃに戻す。

以上のように、中間転写ベルト１０の摩擦係数に応じて第二潤滑剤塗布部材（第二潤滑剤塗布手段の回転部材）である第２ブラシローラ１０４の回転数を変えて潤滑剤１０７の塗布量をコントロールするので、中間転写ベルト１０の摩擦係数を安定して制御することができる。

次に、感光体ドラム４０の摩擦係数制御について説明する。
プリント信号が入り、感光体ドラム４０を像担持体駆動モータ１３０により回転させると同時にモータの電流値を検知する。その時検知した電流値が予め設定した規定値Ｘ〜Ｙ（Ｘ＜Ｙ）の範囲内であれば、図４に示すように、第２ブラシローラ１２４を初期設定値Ｚの回転数で駆動する。
モータ電流値が規定値Ｘを下回った場合、すなわち、感光体ドラム４０の摩擦係数が低い場合は、第２ブラシローラ１２４を初期設定値Ｚの５０％の回転数で駆動する。
これにより、感光体ドラム４０への潤滑剤供給量が減るので摩擦係数は上昇し、やがて規定値Ｘ〜Ｙの範囲内入ると回転数を初期設定値Ｚに戻す。逆にモータ電流値がＹを超えた場合、すなわち、感光体ドラム４０の摩擦係数が高い場合には、第２ブラシローラ１２４を初期設定値Ｚの１５０％の回転数で駆動する。
これにより、感光体ドラム４０への潤滑剤供給量が増えるので摩擦係数は低下し、やがて規定値Ｘ〜Ｙの範囲内入ると回転数を初期設定値Ｚに戻す。

以上のように、感光体ドラム４０の摩擦係数に応じて第一潤滑剤塗布部材（第一潤滑剤塗布手段の回転部材）である第２ブラシローラ１２４の回転数を変えて潤滑剤１２７の塗布量をコントロールするので、感光体ドラム４０の摩擦係数を安定して制御することができる。

本実施形態では更に、感光体駆動モータ１３０の電流値が例えばＹを超えた場合、すなわち感光体の摩擦係数が高くなった場合には、第二潤滑剤塗布装置１７'の第２ブラシローラ１０４の回転数を変更するＡ、Ｂの値（閾値）を大きい値に変更する。すなわち図３の右方向にシフトする。
そうすることで中間転写ベルト１０、感光体ドラム４０の摩擦係数をそれぞれ制御するとともに中間転写ベルトの摩擦係数＞感光体の摩擦係数という関係を確実に保つことができる。
一方、中間転写ベルト駆動モータ１２０の電流値が例えばＡを下回った場合、すなわち中間転写ベルト１０の摩擦係数が低い場合には、第一潤滑剤塗布装置１９'の第２ブラシローラ１２４の回転数を変更するＸ、Ｙの値（閾値）を小さい値に変更する。すなわち、図４の左方向にシフトする。
それにより中間転写ベルト１０、感光体ドラム４０の摩擦係数をそれぞれ制御するとともに中間転写ベルトの摩擦係数＞感光体の摩擦係数という関係を確実に保つことができる。

上記例では、回転数の変更値を初期設定値Ｃ及びＺの５０％、１５０％としたが、この値に限定される趣旨ではない。また、モータ電流値の閾値をそれぞれ２種類だけとしたが、これを増やしてより細かく制御する程、摩擦係数をより安定して制御することが可能である。
本実施形態では、第一潤滑剤塗布装置１９'の第２ブラシローラ１２４及び第二潤滑剤塗布装置１７'の第２ブラシローラ１０４の回転数の切り換えは、画像形成中には行わないようにしている。
これにより、画像形成中に感光体４０や中間転写ベルト１０の速度変動を生じさせることが無く、速度変動による色ズレや画像の伸び縮みの発生を抑制することができる。
第一潤滑剤塗布装置１９'の第２ブラシローラ１２４及び第二潤滑剤塗布装置１７'の第２ブラシローラ１０４は繊維状回転体であるので、潤滑剤の削り取り効果が高く、また、その潤滑剤を像担持体（中間転写体）に均一塗布するのに有効である。

上記実施形態では、像担持体、中間転写体の摩擦レベルを、像担持体駆動モータ１３０、中間転写体駆動モータ１２０の電流値を検出して、駆動負荷を間接的に判断することとしたが、モータのトルクを検出して直接的に判断するようにしてもよい。

以下に、本発明に好適に用いられるトナーについて説明する。
（円形度および円形度分布）
本発明におけるトナーは特定の形状と形状の分布を有することが重要であり、平均円形度が０．９０未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。
なお形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が０．９０〜０．９９のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることが判明した。

より好ましくは、平均円形度が０．９３〜０．９７で円形度が０．９４未満の粒子が１０％以下である。また、平均円形度が０．９９を越えた場合、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体上および転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こす。
例えば、画像面積率の低い画像を出力する場合、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはないが、カラー写真画像など画像面積率の高い画像を出力する場合、さらには、給紙不良等で未転写の大きさの画像が感光体上に残ってしまった場合、クリーニング不良が発生しやすい。上述したクリーニング不良を頻発するようになると、更には、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。

（円形度の測定方法）
フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中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フォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。

（形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２）
ここでいう形状係数ＳＦ−１とは、図６に示すように、球形物質の形状の丸さの割合を示す値であり、球形物質を２次元平面上に投影して出来る楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−１は、次式、
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
で定義されるものである。
このＳＦ−１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。

また、形状係数ＳＦ−２は、図７に示すように、物質の形状の凹凸の割合を示す数値であり、物質を２次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００／４πを乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−２は、次式、
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）で定義されるものである。
ＳＦ−２の値が１００の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、ＳＦ−２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。

なお、本発明の実施の形態では、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報は、ニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入して解析を行い、上式より算出したものである。
トナーの形状が球形に限りなく近づく（ＳＦ−１、ＳＦ−２ともに１００に近づく）と、転写効率が高くなることが本発明者の検討により明らかになった。これは、形状効果によりトナー粒子と該トナー粒子と接触するモノ（トナー粒子同士、像担持体等）との間では点接触しかしないために、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まって、転写電界の影響を受けやすくなるためと考えられる。
一方、トナーの形状が球形に近づくと、メカ的なクリーニング（ブレードクリーニング等）に対して不利に働く。
このことは上述したように、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まって、クリーニング部材と像担持体との僅かな間隙を容易にトナーが通過してしまう。よってクリーニング性の面からは、トナーの形状としては、ある程度異形化（ＳＦ−１の値が１００より大きくなる方向）していたり、ある程度凸凹（ＳＦ−２の値が１００より大きくなる方向）していた方が好ましい。
以上の観点から、本発明では、ＳＦ−１を１２０〜１８０、ＳＦ−２を１２０〜１９０と規定している。

（Ｄｖ／Ｄｎ（体積平均粒径／個数平均粒径の比））
Ｄｖ／Ｄｎとは、トナーの粒度分布を表すパラメータの一つである。
トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が４〜８μｍであり、個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．０５〜１．３０、好ましくは１．１０〜１．２５である乾式トナーによると、トナーの粒度分布が狭くなるため、以下のメリットが発生する。
トナー粒径面での選択現像（画像パターンに応じた（適した）トナー粒径を持つトナー粒子が選択的に現像される）といった現象が発生しにくいため、常時、安定した画像を形成することができる。
トナーリサイクルシステムを塔載している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされることになるが、もともとトナーの粒度分布が狭いため、上述した作用を受けにくく、このことからも常時、安定した画像を形成することができる。

二成分現像剤においては、長期に亘るトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用（攪拌）においても、良好で安定した現像性及び画像が得られた。

一般的には、トナーの粒子径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得る為に有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、本発明の範囲よりも体積平均粒子径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させたり、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。
また、これらの現象は微粉の含有率が本発明の範囲より多いトナーにおいても同様である。

逆に、トナーの粒子径が本発明の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。また、体積平均粒子径／個数平均粒子径が１．３０よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。
また、体積平均粒子径／個数平均粒子径が１．０５より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい面もあるが、細線部分を小サイズ粒子で現像、一方、ベタ画像を大サイズ粒子を中心に現像するといったトナー粒径による機能分離ができにくくなるため、かえって好ましくない。

（トナー粒径に関わる測定方法）
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中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加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。
ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。
得られた分布から、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。 中間転写体クリーニング手段及び第二潤滑剤塗布手段を示す図である。 中間転写体駆動モータの電流値、中間転写体の摩擦係数、及びブラシ回転数との関係を示すグラフである。 像担持体駆動モータの電流値、感光体の摩擦係数、及びブラシ回転数との関係を示すグラフである。 像担持体クリーニング手段及び第一潤滑剤塗布手段を示す図である。 形状係数ＳＦ−１を説明するためのトナー形状の模式図である。 形状係数ＳＦ−２を説明するためのトナー形状の模式図である。

符号の説明

１０ 中間転写体としての中間転写ベルト
１７ 中間転写体クリーニング手段
１７’ 第二潤滑剤塗布手段としての第二潤滑剤塗布装置
１９ 像担持体クリーニング手段
１９’ 第一潤滑剤塗布手段としての第一潤滑剤塗布装置
２２ 二次転写手段としての二次転写装置
４０ 像担持体としての感光体ドラム
６２ 一次転写手段としての一次転写ローラ
１０４ 回転部材としての第２ブラシローラ１０４
１０７、１２７ 潤滑剤
１２０ 中間転写体駆動モータ
１２４ 回転部材としての第２ブラシローラ１２４
１３０ 像担持体駆動モータ
１５０ 第二駆動負荷検知手段としての電流計
１５２ 制御手段
１５４ 第一駆動負荷検知手段としての電流計

Claims (9)

1. 像担持体と、中間転写体と、前記像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写体に転写するための一次転写手段と、前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に転写するための二次転写手段と、前記像担持体上の一次転写後の残トナーを除去する像担持体クリーニング手段と、前記像担持体に潤滑剤を回転部材により塗布する第一潤滑剤塗布手段と、二次転写後の前記中間転写体上の残トナーを除去する中間転写体クリーニング手段と、前記中間転写体に潤滑剤を回転部材により塗布する第二潤滑剤塗布手段と、前記像担持体を駆動する像担持体駆動モータと、前記中間転写体を駆動する中間転写体駆動モータと、を備えた画像形成装置において、
   前記像担持体駆動モータの駆動負荷を検知する第一駆動負荷検知手段と、前記中間転写体駆動モータの駆動負荷を検知する第二駆動負荷検知手段とを有し、前記像担持体駆動モータの駆動負荷の大きさに応じて前記第一潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数の切り換えが可能であり、且つ、前記中間転写体駆動モータの駆動負荷の大きさに応じて前記第二潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数の切り換えが可能であり、前記第二潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数を切り換える閾値を前記像担持体駆動モータの駆動負荷のレベルに応じて変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体と、中間転写体と、前記像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写体に転写するための一次転写手段と、前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に転写するための二次転写手段と、前記像担持体上の一次転写後の残トナーを除去する像担持体クリーニング手段と、前記像担持体に潤滑剤を回転部材により塗布する第一潤滑剤塗布手段と、二次転写後の前記中間転写体上の残トナーを除去する中間転写体クリーニング手段と、前記中間転写体に潤滑剤を回転部材により塗布する第二潤滑剤塗布手段と、前記像担持体を駆動する像担持体駆動モータと、前記中間転写体を駆動する中間転写体駆動モータと、を備えた画像形成装置において、
   前記像担持体駆動モータの駆動負荷を検知する第一駆動負荷検知手段と、前記中間転写体駆動モータの駆動負荷を検知する第二駆動負荷検知手段とを有し、前記像担持体駆動モータの駆動負荷の大きさに応じて前記第一潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数の切り換えが可能であり、且つ、前記中間転写体駆動モータの駆動負荷の大きさに応じて前記第二潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数の切り換えが可能であり、前記第一潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数を切り換える閾値を前記中間転写体駆動源の駆動負荷のレベルに応じて変更することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   前記駆動負荷を電流値として検知することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記第一潤滑剤塗布手段の回転部材及び前記第二潤滑剤塗布手段の回転部材の回転数の切り換えを、画像形成中には行わないことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記第一潤滑剤塗布手段の回転部材及び前記第二潤滑剤塗布手段の回転部材が繊維状回転体であることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記潤滑剤は脂肪酸金属塩であって、脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガンの中から選択される金属であって、脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミステリン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも一つ以上の脂肪酸であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、
   使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、
   使用するトナーの形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、
   体積平均粒径（μｍ）をＤｖ、個数平均粒径（μｍ）をＤｎとしたとき、使用するトナーのＤｖ／Ｄｎが１．０５〜１．３０であることを特徴とする画像形成装置。

Images