JP2020073955A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】第一画像が形成部から媒体へ転写される際の転写率の低下を抑制する。【解決手段】画像形成装置は、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含む第一トナーで第一画像を形成し、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含まず且つ前記第一トナーの最大長よりも最大長が小さい第二トナーで第二画像を形成し、前記扁平顔料を含まず且つ前記第二トナーの最大長よりも最大長が小さい第三トナーで第三画像を形成する形成部と、前記第三画像、前記第二画像、前記第一画像の順で媒体に転写する転写部と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
特許文献1には、金色トナーで形成されたトナー像を中間転写体へ転写した後に、金色トナー以外の色のトナーの少なくとも一色から形成されたトナー像を金色トナー像上に重ねて転写し、重ねられたトナー画像を用紙へ転写する画像形成装置が開示されている。
特開2006−317633号公報
画像形成装置としては、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含む第一トナーで第一画像を形成し、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含まず且つ第一トナーの最大長よりも最大長が小さい第二トナーで第二画像を形成する装置がある。
この装置では、扁平顔料が導電性を有するため、第一画像が、感光体等を含む形成部から中間転写体等の媒体に転写された際に、扁平顔料に電荷注入が生じる場合がある。顔料に電荷注入が生じると、扁平トナーが逆極性化し、形成部に再転写される場合がある。この場合では、第一画像が形成部から媒体へ転写される際の転写率が低下する。
特に、第一画像及び第二画像をこの順で媒体に転写する画像形成装置では、第一画像の転写の際と第二画像の転写の際に、扁平顔料に電荷注入が生じる場合があるため、第一画像が形成部から媒体へ転写される際の転写率がさらに低下しうる。
本発明は、第一画像及び第二画像をこの順で媒体に転写する場合に比べ、第一画像が形成部から媒体へ転写される際の転写率の低下を抑制することを目的とする。
請求項1の発明は、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含む第一トナーで第一画像を形成し、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含まず且つ前記第一トナーの最大長よりも最大長が小さい第二トナーで第二画像を形成し、前記扁平顔料を含まず且つ前記第二トナーの最大長よりも最大長が小さい第三トナーで第三画像を形成する形成部と、前記第三画像、前記第二画像、前記第一画像の順で媒体に転写する転写部と、を備える画像形成装置である。
請求項2の発明は、前記形成部が、金属又は金属酸化物で形成された球形顔料を含む前記第二トナーで前記第二画像を形成する請求項1に記載の画像形成装置である。
請求項3の発明は、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含む第一トナーで第一画像を形成し、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含まず且つ前記第一トナーの扁平顔料の体積平均粒径よりも体積平均粒径が小さい第一の顔料を含む第二トナーで第二画像を形成し、前記扁平顔料及び前記第一の顔料を含まず且つ前記第二トナーの第一の顔料の体積平均粒径よりも体積平均粒径が小さい第二の顔料を含む第三トナーで第三画像を形成する形成部と、前記第三画像、前記第二画像、前記第一画像の順で媒体に転写する転写部と、を備える画像形成装置である。
請求項4の発明は、前記形成部が、金属又は金属酸化物で形成された前記第一の顔料としての球形顔料を含む前記第二トナーで前記第二画像を形成する請求項3に記載の画像形成装置である。
第1態様は、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含む第一トナーで第一画像を形成し、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含まず且つ前記第一トナーの最大長よりも最大長が小さい第二トナーで第二画像を形成する形成部と、前記第二画像、前記第一画像の順で媒体に転写する転写部と、を備える画像形成装置である。
第2態様は、前記形成部が、金属又は金属酸化物で形成された球形顔料を含む前記第二トナーで前記第二画像を形成する第1態様に係る画像形成装置である。
第3態様は、前記形成部が、前記扁平顔料及び前記球形顔料を含まず且つ前記第二トナーの最大長よりも最大長が小さい第三トナーで第三画像を形成し、前記転写部は、前記第三画像、前記第二画像、前記第一画像の順で媒体に転写する第2態様に係る画像形成装置である。
第4態様は、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含む第一トナーで第一画像を形成し、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含まず且つ前記第一トナーの扁平顔料の体積平均粒径よりも体積平均粒径が小さい顔料を含む第二トナーで第二画像を形成する形成部と、前記第二画像、前記第一画像の順で媒体に転写する転写部と、を備える画像形成装置である。
第5態様は、前記形成部が、金属又は金属酸化物で形成された前記顔料としての球形顔料を含む前記第二トナーで前記第二画像を形成する第4態様に係る画像形成装置である。
第6態様は、前記形成部が、前記扁平顔料及び前記球形顔料を含まず且つ前記第二トナーの球形顔料の体積平均粒径よりも体積平均粒径が小さい顔料を含む第三トナーで第三画像を形成し、前記転写部は、前記第三画像、前記第二画像、前記第一画像の順で媒体に転写する第5態様に係る画像形成装置である。
本発明の請求項1及び請求項3の構成によれば、第一画像及び第二画像をこの順で媒体に転写する場合に比べ、第一画像が形成部から媒体へ転写される際の転写率の低下を抑制できる。また、本発明の請求項1及び請求項3の構成によれば、第三画像よりも先に第二画像を媒体に転写する場合に比べ、第二画像が形成部から媒体へ転写される際の転写率の低下を抑制できる。
本発明の請求項2及び請求項4の構成によれば、金属又は金属酸化物で形成された球形顔料による色を組み合わせて表現された画像を形成できると共に、第一画像及び第二画像をこの順で媒体に転写する場合に比べ、第一画像が形成部から媒体へ転写される際の転写率の低下を抑制できる。
本実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。 本実施形態に係る画像形成ユニットを示す概略図である。 銀色トナーに含まれる扁平顔料の平面図及び側面図である。 銀色トナーの平面図及び側面図である。 白色トナーに含まれる球形顔料の平面図及び側面図である。 白色トナーの平面図及び側面図である。 カラー色トナーに含まれる顔料の平面図及び側面図である。 カラー色トナーの平面図及び側面図である。 銀色トナー、白色トナー及びカラー色トナーを示す側面図である。 比較例に係る画像形成装置を示す概略図である。 銀色トナーの挙動を示す側面図である。 一次転写位置での銀色トナーの挙動を示す概略図である。 転写率の測定について説明するための図である。 転写率の測定結果を示すグラフである。 評価結果を示す表である。 ロータリ現像装置を備える第一変形例に係る画像形成装置を示す概略図である。 直接転写型の第二変形例に係る画像形成装置を示す概略図である。
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。なお、各図に示す矢印Hは鉛直方向を示し、矢印Wは水平方向であって装置幅方向を示す。
(画像形成装置10)
まず、画像形成装置10の構成を説明する。図1は、画像形成装置10を正面側から見た構成を示す概略図である。
画像形成装置10は、電子写真方式により用紙等の記録媒体Pに画像を形成する装置であり、タンデム方式の画像形成装置とされている。具体的には、画像形成装置10は、図1に示されるように、トナー画像を形成するトナー画像形成部12(形成部の一例)と、トナー画像形成部12で形成されたトナー画像を記録媒体Pに転写する転写装置30と、を備えている。さらに、画像形成装置10は、記録媒体Pに転写されたトナー画像を加熱及び加圧して記録媒体Pに定着する定着装置40と、記録媒体Pを搬送する搬送装置50と、を備えている。以下、搬送装置50、トナー画像形成部12、転写装置30及び定着装置40の具体的な構成について説明する。
(搬送装置50)
図1に示されるように、搬送装置50は、記録媒体Pが収容される収容器51と、収容器51から二次転写位置NTへ記録媒体Pを搬送する複数の搬送ロール52と、を有している。さらに、搬送装置50は、二次転写位置NTから定着装置40へ記録媒体Pを搬送する複数の搬送ベルト58と、定着装置40から記録媒体Pの排出部(図示省略)へ向けて記録媒体Pを搬送する搬送ベルト54と、を有している。
(トナー画像形成部12)
トナー画像形成部12は、図1に示されるように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、白色(W)、銀色(V)の各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット20Y、20M、20C、20K、20W、20V(画像形成部)を有している。画像形成ユニット20Y、20M、20C、20K、20W、20V(以下、20Y〜20Vと称する)は、この順で、後述の転写ベルト31の搬送方向の上流側から下流側に向けて配置されている。
図1に示す(Y)、(M)、(C)、(K)、(W)、(V)は、上記各色に対応する構成部分を示している。なお、本明細書の説明では、色を区別して説明する場合に、(Y)、(M)、(C)、(K)、(W)、(V)を符号に付す。また、(Y)、(M)、(C)、(K)、(W)、(V)を符号に付す際には、括弧を省略して、Y、M、C、K、W、Vと記載する場合がある。また、以下では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及びブラック(K)をまとめて「カラー色」と称する。
(画像形成ユニット20)
各色の画像形成ユニット20は、用いるトナーを除き基本的に同様に構成されている。具体的には、各色の画像形成ユニット20は、図2に示されるように、図2における時計周り方向に回転する感光体ドラム21と、感光体ドラム21を帯電させる帯電器22と、を有している。さらに、各色の画像形成ユニット20は、帯電器22によって帯電された感光体ドラム21を露光して感光体ドラム21に静電潜像を形成する露光装置23と、露光装置23によって感光体ドラム21に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置24と、を有している。
具体的には、露光装置36は、画像データに応じて変調された露光光を感光体ドラム21に照射して、感光体ドラム21に静電潜像を形成するようになっている。この静電潜像が、現像装置24によって現像されることで、画像データに基づくトナー画像が形成される。画像データとしては、例えば、外部装置(図示省略)で生成され該外部装置から画像形成装置10が取得した画像データなどがある。
そして、画像形成ユニット20Vでは、第一トナーの一例として銀色トナー100(図4参照)を用いて、トナー画像(第一画像の一例)を形成する。なお、以下、説明の便宜上、銀色トナーで形成されたトナー画像を「銀色画像」と称する。
また、画像形成ユニット20Wでは、第二トナーの一例としての白色トナー200(図6参照)を用いて、トナー画像(第二画像の一例)を形成する。なお、以下、説明の便宜上、白色トナーで形成されたトナー画像を「白色画像」と称する。
画像形成ユニット20Y、20M、20C、20K(以下、20Y〜20Kと示す)では、第三トナーの一例としてのカラー色トナー300(図8参照)を用いて、トナー画像(第三画像の一例)を形成する。なお、以下、説明の便宜上、カラー色トナー300で形成されたトナー画像を「カラー色画像」と称する。また、銀色トナー100、白色トナー200、及びカラー色トナー300の具体的な構成については、後述する。
(転写装置30)
転写装置30は、各色の感光体ドラム21のトナー画像を、転写ベルト31(中間転写体)に重畳して一次転写し、該重畳されたトナー画像を二次転写位置NTで記録媒体Pに二次転写するようになっている。具体的には、転写装置30は、図1に示されるように、トナー画像が転写され該トナー画像を記録媒体Pに転写する転写ベルト31(媒体の一例)と、一次転写ロール33(転写部の一例)と、二次転写ロール34と、を備えている。
(転写ベルト31)
転写ベルト31は、図1に示されるように、無端状を成し、複数のロール32に巻き掛けられて姿勢が決められている。この実施形態では、転写ベルト31は、正面視で装置幅方向に長い逆鈍角三角形状の姿勢とされている。複数のロール32のうち、図1に示すロール32Dは、図示しないモータの動力により転写ベルト31を矢印A方向に周回させる駆動ロールとして機能する。転写ベルト31は、矢印A方向に周回することで、一次転写された各色のトナー画像を、各色の一次転写位置Tから二次転写位置NTへ搬送するようになっている。
また、複数のロール32のうち、図1に示すロール32Tは、転写ベルト31に張力を付与する張力付与ロールとして機能する。複数のロール32のうち、図1に示すロール32Bは、二次転写ロール34の対向ロール32Bとして機能する。対向ロール32Bには、前述の通り逆さ鈍角三角形状の姿勢とされた転写ベルト31の鈍角を成す下端側の頂部が巻き掛けられている。この転写ベルト31は、前述した姿勢で装置幅方向に延びる上辺部において、各色の感光体ドラム21に下方から接触している。
(一次転写ロール33)
一次転写ロール33は、各感光体ドラム21のトナー画像を転写ベルト31に転写するロールであり、転写ベルト31の内側に配置されている。各一次転写ロール33は、転写ベルト31を挟んで、対応する色の感光体ドラム21に対して対向配置されている。また、一次転写ロール33には、給電部37(図2参照)によって、トナー極性とは逆極性の一次転写電圧(一次転写電流)が印加されるようになっている。これにより、画像形成ユニット20の感光体ドラム21と一次転写ロール33との間に転写電界が形成されて、感光体ドラム21に形成されたトナー画像に対して静電力が作用し、当該トナー画像が一次転写位置Tで転写ベルト31に転写される。
本実施形態では、各色の一次転写ロール33によって、画像形成ユニット20Y〜20Vで形成された各色のトナー画像が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、白色、銀色の順で、転写ベルト31に転写される。
(二次転写ロール34)
二次転写ロール34は、転写ベルト31に重畳されたトナー画像を記録媒体Pに転写するロールである。二次転写ロール34は、図1に示されるように、対向ロール32Bとの間に転写ベルト31を挟むように配置されており、二次転写ロール34と転写ベルト31とは予め定められた荷重にて接触している。このように接触している二次転写ロール34と転写ベルト31の間が二次転写位置NTとされる。この二次転写位置NTには、収容器51から適時に記録媒体Pが供給されるようになっている。二次転写ロール34は、図1における時計周り方向へ回転駆動される。
また、二次転写ロール34には、給電部80によって、対向ロール32Bに負極性の電圧が印加され、対向ロール32Bと二次転写ロール34との間に電位差が生じる。すなわち、対向ロール32Bに負極性の電圧が印加されることで、対向ロール32Bの対向電極をなす二次転写ロール34にトナー極性と逆極性の二次転写電圧(正極性の電圧)が間接的に印加される。これにより、対向ロール32Bと二次転写ロール34との間に転写電界が形成されて、転写ベルト31のトナー画像に対して静電力が作用し、二次転写位置NTを通過する記録媒体Pに、転写ベルト31からトナー画像が転写される。
(定着装置40)
定着装置40は、定着ロール41と加圧ロール42とで形成される定着ニップNFにおいてトナー画像を加熱しつつ加圧することで、トナー画像を記録媒体Pに定着する構成とされている。
(銀色トナー100)
銀色トナー100(扁平トナー)は、図9(A)に示されるように、扁平顔料110と結着樹脂120とを含んで構成されている。扁平顔料110は、アルミニウム(金属の一例)で構成されている。結着樹脂120には、公知の樹脂材料が用いられ、結着樹脂120は扁平顔料110よりも導電性が低くなっている。
図3(B)に示されるように、扁平顔料110を平面500上に置いた状態において、扁平顔料110を側方から見ると、扁平顔料110は、左右方向の寸法X1が上下方向の寸法Y1に対して長くなる形状とされている。
また、図3(B)に示す扁平顔料110を上方から見ると、扁平顔料110は、図3(A)に示されるように、側方から見た形状に対して広がった形状とされ、扁平顔料110は、扁平顔料110を平面500上に置いた状態(図3(B)参照)で、上方及び下方を向く一対の反射面110Aを有している。このように、扁平顔料110は、扁平形状とされている。
扁平顔料110が扁平形状とされることで、扁平顔料110を含む銀色トナー100も、扁平顔料110に倣った扁平形状とされている。したがって、銀色トナー100を平面500上に置いた状態で、銀色トナー100を側方から見ると、銀色トナー100は、図4(B)に示されるように、左右方向の寸法(A1)が上下方向の寸法(C1)に対して長くなる形状とされている。
また、図4(B)に示す銀色トナー100を上方から見ると、銀色トナー100は、図4(A)に示されるように、側方から見た形状に対して広がった形状とされ、略円形状(略楕円形状)をしている。
銀色トナー100を上方から見た場合の最大長A1(最長径)と、最大長A1に直交する直交長さB1と、銀色トナー100を上方から見た場合の厚みC1(上下方向の寸法)の関係は、A1≧B1>C1となる。
最大長A1は、カラーレーザ顕微鏡「VK−9700」(キーエンス社製)を用いて拡大観察し、画像処理ソフトでトナー平面の最大長を算出することで得られる。
銀色トナー100の最大長は、例えば、6μm以上16μm以下とされている。
なお、「厚さC1/直交長さB1」の値が、0.001以上0.500以下の範囲であることが望ましい。「厚さC1/直交長さB1」の値が、0.001以上であることにより、トナーの強度が確保され、画像形成の際における応力による破断が抑制され、顔料が露出することによる帯電の低下、その結果発生するカブリが抑制される。一方、「厚さC1/直交長さB1」の値が、0.500以下であることにより、優れた金属光沢感が得られる。
(白色トナー200)
白色トナー200は、図9(B)に示されるように、球形顔料210と結着樹脂220とを含んで構成されている。球形顔料210は、酸化チタン(金属酸化物の一例)で構成されている。結着樹脂220には、公知の樹脂材料が用いられ、結着樹脂220は球形顔料210よりも導電性が低くなっている。
球形顔料210を平面500上に置いた状態において、球形顔料210は、図5(A)に示される上方から見た場合の左右方向の寸法X2及び前後方向の寸法Z2と、図5(B)に示される側方から見た場合の左右方向の寸法X2及び上下方向の寸法Y2と、が同等とされている。
したがって、球形顔料210は、図5(B)に示される側方から見た場合の左右方向の寸法X2と上下方向の寸法Y2との寸法比が、扁平顔料110における寸法比よりも小さくされている。すなわち、球形顔料210は、扁平顔料110よりも球形に近い形状をしている。
球形顔料210を含む白色トナー200も、球形顔料210と同様に球形形状とされている。したがって、白色トナー200を平面500上に置いた状態において、白色トナー200は、図6(A)に示される上方から見た場合の左右方向の寸法A2及び前後方向の寸法B2と、図6(B)に示される側方から見た場合の左右方向の寸法A2及び上下方向の寸法C2と、が同等とされている。
白色トナー200の最大長は、銀色トナー100の最大長A1よりも短くされている。白色トナー200の最大長は、白色トナー200を球形状とみなし、白色トナー200の体積平均粒径を最大長とする。
体積平均粒径は、例えば、コールターカウンターTAII(日科機社製)、マルチサイザーII(日科機社製)等の測定器を用いて測定される。具体的には、当該測定器で測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対し、体積基準で小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径(D50v)を、体積平均粒径とした。なお、以下の体積平均粒径についても同様に測定される。
球形顔料210の体積平均粒径は、おおよそ200〜300nm程度である。これは、カラー色トナー300における顔料310より大きいものの、前述の扁平顔料110よりはるかに小さい。
白色トナー200の体積平均粒径は4μm以上14μm以下とされ、より望ましくは、5μm以上12μm以下とされ、さらに望ましくは、6μm以上10μm以下とされる。この体積平均粒径が14μmを超えると、良好な帯電性(電荷量や電荷分布)や、その適切な帯電性を長期にわたって維持し得ることができなくなり、微細なドットの再現性、階調性、粒状性の改善効果が乏しくなる。一方、体積平均粒径が4μm未満では、トナーの流動性が悪化するばかりでなく、キャリアから十分な帯電能を付与されにくくなるため、背景部へのカブリが生じたり、濃度再現性が低下しやすくなることがある。
なお、白色トナー200に対する球形顔料210の濃度(含有量)は、例えば、20質量%以上50質量%以下とされている。
(カラー色トナー300)
カラー色トナー300は、図9(C)に示されるように、扁平顔料110及び球形顔料210を含まず、扁平顔料110及び球形顔料210以外の顔料310と結着樹脂320とを含んで構成されている。顔料310には、例えば、非金属及び非金属酸化物である顔料(例えば、有機顔料など)が用いられる。すなわち、カラー色トナー300は、扁平顔料110及び球形顔料210よりも導電性が低い顔料を有している。結着樹脂320には、公知の樹脂材料が用いられる。
顔料310を平面500上に置いた状態において、顔料310は、図7(A)に示される上方から見た場合の左右方向の寸法X3及び前後方向の寸法Z3と、図7(B)に示される側方から見た場合の左右方向の寸法X3及び上下方向の寸法Y3と、が同等とされている。
したがって、顔料310は、図7(B)に示される側方から見た場合の左右方向の寸法X3と上下方向の寸法Y3との寸法比が、扁平顔料110における寸法比よりも小さくされている。すなわち、顔料310は、扁平顔料110よりも球形に近い形状をしている。
顔料310を含むカラー色トナー300も、顔料310と同様に球形形状とされている。したがって、カラー色トナー300を平面500上に置いた状態において、カラー色トナー300は、図8(A)に示される上方から見た場合の左右方向の寸法A3及び前後方向の寸法B3と、図8(B)に示される側方から見た場合の左右方向の寸法A3及び上下方向の寸法C3と、が同等とされている。
顔料310の体積平均粒径は、おおよそ50〜150nm程度であり、前述の扁平顔料110や球形顔料210よりに小さい。
カラー色トナー300の最大長は、白色トナー200の最大長(体積平均粒径)よりも短くされている。カラー色トナー300の最大長は、カラー色トナー300を球形状とみなし、カラー色トナー300の体積平均粒径を最大長とする。なお、体積平均粒径の測定方法は、前述のとおりである。
カラー色トナー300の体積平均粒径は、3μm以上9μm以下が望ましく、3μm以上8μm以下がより望ましい。当該粒径が3μm未満だと帯電性が不十分になり、現像性が低下する場合があり、9μmを超えると画像の解像性が低下する場合がある。
なお、カラートナー300に対する顔料310の濃度(含有量)は、例えば、5質量%以上20質量%以下とされている。
なお、カラー色トナー300は、2価以上の金属元素からなる化合物が添加されていてもよい。当該化合物は、例えば、カラー色トナー300を乳化重合凝集法により作製する場合の凝集剤として添加される。カラー色トナー300における当該化合物の含有量は、例えば、0.05質量%以上2質量%以下とされる。
このように、カラー色トナー300は、金属又は金属酸化物を含んでいてもよいが、その含有量(質量%)は、銀色トナー100及び白色トナー200よりも少なく、銀色トナー100及び白色トナー200よりもトナーとしての導電性が低い。
なお、カラー色トナー300は、乳化重合凝集法等の重合法で得られる重合トナー(ケミカルトナー)であってもよいし、粉砕法で得られる粉砕トナーであってもよい。なお、銀色トナー100及び白色トナー200も、同様に、重合トナー(ケミカルトナー)であってもよいし、粉砕法で得られる粉砕トナーであってもよい。
(本実施形態に係る作用)
次に、本実施形態に係る作用を説明する。
本実施形態に係る画像形成装置において、銀色、白色及びカラー色による画像を記録媒体Pに形成する場合には、各色の画像形成ユニット20、転写装置30及び定着装置40が作動される。これにより、各色の画像形成ユニット20において、トナー画像が形成される。具体的には、各色の画像形成ユニット20において、以下の画像形成工程(プロセス)にてトナー画像が形成される。
すなわち、各色の感光体ドラム21は、回転されながら帯電器22によって帯電される。また、各露光装置23は、画像データに応じて各露光光Lを出射して、帯電した各感光体ドラム21に露光する。すると、各感光体ドラム21の表面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム21に形成された静電潜像は、現像装置24から供給される現像剤によって現像される。これにより、各色の感光体ドラム21には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、白色(W)及び銀色(V)、のトナー画像が形成される。
各色の感光体ドラム21に形成された各色のトナー画像は、各色の感光体ドラム21と各色の一次転写ロール33との間に形成された転写電界において、周回する転写ベルト31に順次転写される。これにより、転写ベルト31には、各色のトナー画像が重畳されたトナー画像が形成される。この重畳されたトナー画像は、転写ベルト31の周回によって二次転写位置NTに搬送される。
この二次転写位置NTにおいて、収容器51から搬送された記録媒体Pに、転写ベルト31に重畳されたトナー画像が転写される。記録媒体Pに転写されたトナー画像は、定着装置40で記録媒体Pに定着される。
このように、本実施形態では、各色のトナー画像が記録媒体Pに転写されるので、銀色トナー100、白色トナー200及びカラー色トナー300による色を組み合わせて表現された画像が形成される。
ここで、各色の感光体ドラム21と各色の一次転写ロール33との間に形成された転写電界において、トナーへの正極性の電荷の注入が生じる場合がある。正極性の電荷の注入を受けてトナーが正極性に帯電した場合では、静電的な吸引力を受けて感光体ドラム21に再転写される場合がある。トナーが感光体ドラム21に再転写されると、トナー画像が感光体ドラム21から転写ベルト31へ転写される際の転写率が低下する。
なお、ここでの再転写には、感光体ドラム21から転写ベルト31に転写されたトナーが、当該感光体ドラム21に再び転写される場合と、下流側の感光体ドラム21に転写される場合とが含まれる。
そして、銀色トナー100の扁平顔料110は、金属であるため導電性を有すると共に、扁平形状とされている。このように、扁平顔料110が扁平形状とされるため、分極化することで、図9(A)に示されるように、銀色トナー100は、扁平顔料110の長手方向(銀色トナー100の長手方向)が、転写ベルト31に対する直交方向に沿って立ち上がった状態(以下、穂立状態という)となりやすい。
銀色トナー100の長手方向に扁平顔料110の長手方向が沿った状態で扁平顔料110が銀色トナー100内に存在するため、銀色トナー100が穂立状態になると、感光体ドラム21と転写ベルト31との間で、扁平顔料110伝いに導電経路(矢印E参照)が確保される。これにより、銀色トナー100は、球形状である顔料を含む場合に比べ、正極性の電荷の注入が生じやすい。
一方、白色トナー200の球形顔料210は、金属酸化物であるため導電性を有しているが、扁平形状ではなく、球形状とされている(図9(B)参照)。このため、球形顔料210は、銀色トナー100における扁平顔料110とは異なり、白色トナー200内に均一的に分散され、特定の方向に配置されにくい。このため、球形顔料210間には、球形顔料210よりも導電性が低い結着樹脂220が存在し、銀色トナー100に比べ、感光体ドラム21と転写ベルト31との間に導電経路(矢印E参照)が確保されにくい。これにより、白色トナー200は、銀色トナー100に比べ、正極性の電荷の注入が生じにくい。
さらに、カラー色トナー300の顔料310は、扁平顔料110及び球形顔料210よりも導電性が低い。このため、銀色トナー100及び白色トナー200に比べ、感光体ドラム21と転写ベルト31との間に、導電経路(矢印E参照)が確保されにくい(図9(C)参照)。これにより、カラー色トナー300は、白色トナー200に比べ、正極性の電荷の注入が生じにくい。
また、例えば、画像形成ユニット20V、20W、20Y〜20Kの順で上流側から配置された図10に示す比較例では、画像形成ユニット20Vから転写ベルト31へ転写された銀色画像の銀色トナー100が、画像形成ユニット20W及び画像形成ユニット20Y〜20Kの一次転写位置Tも通過する。銀色トナー100は、前述のように、電荷の注入が生じやすいため、各一次転写位置Tの転写電界において電荷注入が生じると、転写率の低下が顕著となる。
また、前述の比較例では、転写ベルト31に転写された銀色画像上にカラー色画像及び白色画像が重畳されるため、図11(A)に示されるように、白色トナー200及びカラー色トナー300が銀色トナー100の少なくとも一部を覆う。しかしながら、銀色トナー100の最大長Aが、白色トナー200の最大長(体積平均粒径)及びカラー色トナー300の最大長(体積平均粒径)よりも長いため、覆われた銀色トナー100が、前述のように、転写ベルト31上で穂立状態となると、一次転写位置TW、TY、TM、TC、TKにおいて、図11(B)に示されるように、銀色トナー100の上部(二点鎖線部分参照)が露出しやすい。このため、図12に示されるように、銀色トナー100が感光体ドラム21と接触し、感光体ドラム21と転写ベルト31との間で、扁平顔料110伝いに導電経路(矢印E参照)が確保される。これにより、銀色トナー100は、正極性の電荷の注入が生じて、転写率が低下しやすい。
さらに、銀色トナー100に含まれる扁平顔料110の体積平均粒径は、白色トナー200の球形顔料210の体積平均粒径及びカラー色トナー300の顔料310の体積平均粒径よりも大きい。このため、白色トナー200及びカラー色トナー300に比べ、扁平顔料110が銀色トナー100内で連なりやすく、感光体ドラム21と転写ベルト31との間で、扁平顔料110伝いに導電経路(矢印E参照)が確保されやすい。この点からも、銀色トナー100は、正極性の電荷の注入が生じて、転写率が低下しやすい。
また、図10に示す比較例では、転写ベルト31に転写された白色画像上にカラー色画像が重畳されるため、カラー色トナー300が白色トナー200の少なくとも一部を覆う。しかしながら、白色トナー200の最大長(体積平均粒径)がカラー色トナー300の最大長(体積平均粒径)よりも長いため、銀色トナー100の場合と同様に、覆われた白色トナー200の上部が露出する。このため、一次転写位置TY、TM、TC、TKにおいて、白色トナー200が感光体ドラム21と接触し、感光体ドラム21と転写ベルト31との間で、球形顔料210伝いに導電経路が確保される。これにより、白色トナー200は、カラー色トナー300に比べ、正極性の電荷の注入が生じて、転写率が低下しやすい。
さらに、白色トナー200の球形顔料210の体積平均粒径は、カラー色トナー300の顔料310の体積平均粒径よりも大きい。このため、カラー色トナー300に比べ、球形顔料210が白色トナー200内で連なりやすく、感光体ドラム21と転写ベルト31との間で、球形顔料210伝いに導電経路(矢印E参照)が確保されやすい。この点からも、白色トナー200は、カラー色トナー300に比べ、正極性の電荷の注入が生じて、転写率が低下しやすい。
これに対して、本実施形態では、銀色トナー100、白色トナー200及びカラー色トナー300のうちで、最も正極性の電荷注入が生じやすい銀色トナー100を用いる画像形成ユニット20Vが、画像形成ユニット20のうちで最下流側に配置されている。
このため、銀色トナー100は、画像形成ユニット20W及び画像形成ユニット20Y〜20Kの一次転写位置Tを通過しないので、図10に示す比較例に比べ、銀色トナー100へ正極性の電荷の注入が生じにくい。したがって、図10に示す比較例に比べ、銀色トナー100で形成された銀色画像が画像形成ユニット20Vから転写ベルト31へ転写される際の転写率の低下が抑制される。
また、本実施形態では、銀色トナー100、白色トナー200及びカラー色トナー300のうちで、2番目に正極性の電荷注入が生じやすい白色トナー200を用いる画像形成ユニット20Wは、画像形成ユニット20Vの上流側ではあるが、画像形成ユニット20Y〜20Kの下流側に配置されている。
このため、白色トナー200は、画像形成ユニット20Vの一次転写位置Tを通過するものの、画像形成ユニット20Y〜20Kの一次転写位置Tを通過しない。このため、図10に示す比較例に比べ、白色トナー200へ正極性の電荷の注入が生じにくい。したがって、図10に示す比較例に比べ、白色トナー200で形成された白色画像が画像形成ユニット20Wから転写ベルト31へ転写される際の転写率の低下が抑制される。
(転写率の測定)
ここで、6つの画像形成ユニット20において、画像形成ユニット20V、20W、20Cのそれぞれを、最上流側(図13の符号20(1)の位置)と、最下流側(図13の符号20(6)の位置)とに配置した場合の画像の転写率について測定した。この測定では、画像形成装置10として、Color1000Press改造6色機(富士ゼロックス株式会社製)を用いた。また、当該測定は、温度10℃、湿度15%の環境下で行った。
最上流側に配置した画像形成ユニット20(1)における転写率の測定では、予め定められた大きさのベタ画像(パッチ)を感光体ドラム21(1)に形成し、当該ベタ画像を転写ベルト31に転写する。そして、測定対象とならない画像形成ユニット20(2)、20(3)20(4)20(5)20(6)では、一次転写ロール33による転写動作のみを行った。当該転写率は、感光体ドラム21(1)での当該ベタ画像のトナー量(図13における90Aでのトナー量)を100としたときにおける、6つの一次転写位置Tを通過した後における転写ベルト31上の当該ベタ画像のトナー量(図13における90Bでのトナー量)から求める。トナー量は、例えば、感光体ドラム21(1)及び転写ベルト31のベタ画像のトナーを吸引器で吸引し、吸引したトナーの重量を電子天秤で測定することで求める。なお、転写ベルト31上のベタ画像のトナー量は、図13における90Aでのトナー量から、各一次転写位置Tを通過した後に各感光体ドラム21(1)、21(2)、21(3)、21(4)、21(5)、21(6)に付着したトナー量の合計(図13における90C、90Eでのトナー量の合計)を減算した値としてもよい。
最下流側に配置した画像形成ユニット20(6)における転写率の測定では、予め定められた大きさのベタ画像(パッチ)を感光体ドラム21(6)に形成し、当該ベタ画像を転写ベルト31に転写する。当該転写率は、感光体ドラム21(6)での当該ベタ画像のトナー量(図13における90Dでのトナー量)を100としたときにおける、転写ベルト31上の当該ベタ画像のトナー量(図13における90Bでのトナー量)から求める。トナー量は、例えば、感光体ドラム21(6)及び転写ベルト31のベタ画像のトナーを吸引器で吸引し、吸引したトナーの重量を電子天秤で測定することで求める。なお、転写ベルト31上のベタ画像のトナー量は、図13における90Dでのトナー量から、一次転写位置Tを通過した後に感光体ドラム21(6)に付着したトナー量(図13における90Eでのトナー量)を減算した値としてもよい。
前述の測定の結果を示すグラフが図14に示されている。図14では、最上流側(図13の符号20(1)の位置)に配置した場合の転写率を、斜線付きのバーにて示し、最下流側(図13の符号20(6)の位置)に配置した場合の転写率を白抜きのバーにて示している。図14のグラフに示されるように、銀色画像を形成する画像形成ユニット20Vを最上流側に配置した場合において、転写率の低下が最も大きい。その次に転写率の低下が大きいのが、白色画像を形成する画像形成ユニット20Wを最上流側に配置した場合である。
したがって、画像形成ユニット20Vを最下流側に配置することが、転写率の低下を抑制する効果が高い。また、画像形成ユニット20Wは、画像形成ユニット20Vを最下流側に配置する場合よりも、転写率の低下を抑制する効果が低いものの、画像形成ユニット20Y〜20Kを最下流側に配置する場合よりも、転写率の低下を抑制する効果が高い。よって、本実施形態のように、画像形成ユニット20Y〜20K、20W、20V、の順で上流側から配置することが、転写率の低下を抑制するのに、最適な配置だと考えられる。
[評価]
本評価では、本実施形態の画像形成装置10と図10に示す比較例とにおける銀色画像(銀色トナー100)、白色画像(白色トナー200)及びシアンのトナー画像(シアンのトナー)の転写率を評価した。
この評価でも、前述した転写率の測定と同様に、Color1000Press改造6色機(富士ゼロックス株式会社製)を用いた。また、当該評価は、温度10℃、湿度15%の環境下で行った。
実施形態と比較例の転写率を、目視による画像の観察にて以下のように、A、B、Cにて評価した。
A:殆ど濃度低下が見られない程度に転写率が良好
B:明らかな濃度低下が見られない程度に転写性が良好
C:濃度低下が確認できる程度に転写性が悪い
評価の結果、本実施形態の構成では、図15に示されるように、銀色トナー100、白色トナー200及びシアンのトナーの転写率において、A評価となった。比較例では、銀色トナー100、白色トナー200及びシアンのトナーの転写率において、それぞれ、C、B、Aの評価となった。このように、本実施形態の構成では、比較例の構成に比べ、銀色トナー100、白色トナー200の転写率が優れている結果が得られた。
(第一変形例)
本実施形態に係る画像形成装置10は、タンデム方式の画像形成装置とされていたが、これに限られない。例えば、ロータリ型現像装置を備えた図16に示す画像形成装置600であってもよい。
画像形成装置600は、図16に示されるように、トナー画像を形成するトナー画像形成部612(形成部の一例)と、トナー画像形成部612で形成されたトナー画像を記録媒体Pに転写する転写装置630と、を備えている。
トナー画像形成部612は、矢印−R方向に回転する感光体ドラム621と、感光体ドラム621を帯電させる帯電器622と、を有している。さらに、トナー画像形成部612は、帯電器622によって帯電された感光体ドラム621を露光して感光体ドラム621に静電潜像を形成する露光装置623と、露光装置623によって感光体ドラム621に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成するロータリ現像装置640と、を有している。
転写装置630は、複数のロール632に巻き掛けられた転写ベルト631(媒体の一例)と、感光体ドラム621のトナー画像を一次転写位置Tで転写ベルト631に転写する一次転写ロール633(転写部の一例)と、転写ベルト631に重畳されたトナー画像を二次転写位置NTで記録媒体Pに転写する二次転写ロール634と、有している。
ロータリ現像装置640は、回転軸649と、回転軸649の周囲に配置されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、白色(W)、銀色(V)の現像器64Y、64M、64C、64K、64W、64Vと、を備えている。現像器64Y、64M、64C、64K、64W、64Vには、各色のトナーが収容されると共に、該トナーを感光体ドラム621に付着されるための現像ロール648を有している。
ロータリ現像装置640は、中心角で60°ずつ矢印+R方向に回転されることで、感光体62の外周面と対向する現像位置で現像処理を行う現像器64Y、64M、64C、64K、64W、64Vが切り替えられる。画像形成装置600では、現像器64Y、64M、64C、64K、64W、64Vの順で現像処理を行う。したがって、画像形成装置600では、帯電、露光、現像、一次転写の工程が行われることで、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、白色(W)、銀色(V)の順で、トナー画像が感光体ドラム621に形成され、当該トナー画像が、転写ベルト631に順次転写される。
画像形成装置600では、銀色トナー100を用いる現像器64Vが最後に現像処理を行う。このため、銀色画像の銀色トナー100は、一次転写位置Tを1回のみ通過するので、銀色トナー100が一次転写位置Tを複数回通過する場合(比較例)に比べ、銀色トナー100へ正極性の電荷の注入が生じにくい。したがって、銀色トナー100で形成された銀色画像が転写ベルト31へ転写される際の転写率の低下が抑制される。
また、白色トナー200を用いる現像器64Wは、現像器64Y、64M、64C、64Kの後であって、現像器64Vの前に現像処理を行う。これにより、白色画像の白色トナー200は、一次転写位置Tを2回通過するので、白色トナー200が一次転写位置Tを3回以上通過する場合(比較例)に比べ、白色トナー200へ正極性の電荷の注入が生じにくい。したがって、白色トナー200で形成された銀色画像が転写ベルト631へ転写される際の転写率の低下が抑制される。
(第二変形例)
本実施形態に係る画像形成装置10は、タンデム方式の画像形成装置とされていたが、これに限られず、例えば、図17に示す直接転写型の画像形成装置700を用いてもよい。
画像形成装置700は、図17に示されるように、トナー画像を形成するトナー画像形成部712(形成部の一例)と、トナー画像形成部712で形成されたトナー画像を記録媒体P(媒体の一例)に転写する転写ロール733(転写部の一例)と、を備えている。
このように、画像形成装置700では、記録媒体Pが媒体の一例として機能する。なお、前述のように、画像形成装置10、600では、転写ベルト31、631が媒体の一例として機能する。したがって、画像を保持する保持体(感光体ドラム21、621)で潜像が現像されることで形成されたトナー画像が、当該保持体から最初に転写される対象が、本実施形態における媒体に該当する。
画像形成装置700では、環状の搬送ベルト750によって記録媒体Pが搬送される。転写ロール733は、搬送ベルト750の内周側に配置されている。
トナー画像形成部712は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、白色(W)、銀色(V)の各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット20Y、20M、20C、20K、20W、20V(画像形成部)を有している。
画像形成ユニット20Y、20M、20C、20K、20W、20V(以下、20Y〜20Vと称する)は、この順で、記録媒体Pの搬送方向の上流側から下流側に向けて配置されている。なお、画像形成ユニット20Y〜20Vの各構成は、前述の通りである。
画像形成装置700では、銀色トナー100、白色トナー200及びカラー色トナー300のうちで、最も正極性の電荷注入が生じやすい銀色トナー100を用いる画像形成ユニット20Vが、画像形成ユニット20のうちで最下流側に配置されている。
このため、銀色トナー100は、画像形成ユニット20W及び画像形成ユニット20Y〜20Kの一次転写位置Tを通過しないので、図10に示す比較例に比べ、銀色トナー100へ正極性の電荷の注入が生じにくい。したがって、図10に示す比較例に比べ、銀色トナー100で形成された銀色画像が画像形成ユニット20Vから記録媒体Pへ転写される際の転写率の低下が抑制される。
また、画像形成装置700では、銀色トナー100、白色トナー200及びカラー色トナー300のうちで、2番目に正極性の電荷注入が生じやすい白色トナー200を用いる画像形成ユニット20Wは、画像形成ユニット20Vの上流側ではあるが、画像形成ユニット20Y〜20Kの下流側に配置されている。
このため、白色トナー200は、画像形成ユニット20Vの一次転写位置Tを通過するものの、画像形成ユニット20Y〜20Kの一次転写位置Tを通過しない。このため、図10に示す比較例に比べ、白色トナー200へ正極性の電荷の注入が生じにくい。したがって、図10に示す比較例に比べ、白色トナー200で形成された白色画像が画像形成ユニット20Wから記録媒体Pへ転写される際の転写率の低下が抑制される。
(他の変形例)
本実施形態では、第3トナーとして、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナーを用いたが、これに限られない。第3トナーとしては、透明なトナーや、レッド、ブルー、グリーン、オレンジ、バイオレットなどの色のトナーを用いてもよい。なお、透明なトナーとしては、顔料を含まないトナーを用いてもよい。
また、本実施形態では、画像形成ユニット20Vは、銀色トナー100を用いたが、これに限られず、例えば、金色等の他の金属色を用いてもよい。
また、本実施形態では、第一トナーの一例としての銀色トナー100は、アルミニウム(金属の一例)で構成された扁平顔料110を有していたが、これに限られない。第一トナーとしては、例えば、黄銅、青銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛などの金属で構成された扁平顔料や、酸化チタン等の金属酸化物で形成された扁平顔料を有していてもよい。
また、本実施形態では、第二トナーの一例としての白色トナー200は、酸化チタン(金属酸化物の一例)で構成された球形顔料210を有していたが、これに限られない。第二トナーとしては、例えば、アルミニウム、黄銅、青銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛などの金属で構成された球形顔料や、酸化チタン以外の金属酸化物で形成された球形顔料を有していてもよい。
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更、改良が可能である。例えば、上記に示した変形例は、適宜、複数を組み合わせて構成してもよい。
10 画像形成装置
12 トナー画像形成部(形成部の一例)
31 転写ベルト(媒体の一例)
33 一次転写ロール(転写部の一例)
100 銀色トナー(第一トナーの一例)
110 扁平顔料
200 白色トナー(第二トナーの一例)
210 球形顔料(第一の顔料の一例)
300 カラー色トナー(第三トナーの一例)
310 顔料(第二の顔料の一例)
600 画像形成装置
612 トナー画像形成部(形成部の一例)
631 転写ベルト(媒体の一例)
633 一次転写ロール(転写部の一例)
700 画像形成装置
712 トナー画像形成部(形成部の一例)
733 転写ロール(転写部の一例)
P 記録媒体(媒体の一例)

Claims (4)

  1. 金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含む第一トナーで第一画像を形成し、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含まず且つ前記第一トナーの最大長よりも最大長が小さい第二トナーで第二画像を形成し、前記扁平顔料を含まず且つ前記第二トナーの最大長よりも最大長が小さい第三トナーで第三画像を形成する形成部と、
    前記第三画像、前記第二画像、前記第一画像の順で媒体に転写する転写部と、
    を備える画像形成装置。
  2. 前記形成部は、金属又は金属酸化物で形成された球形顔料を含む前記第二トナーで前記第二画像を形成する
    請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含む第一トナーで第一画像を形成し、金属又は金属酸化物で形成された扁平顔料を含まず且つ前記第一トナーの扁平顔料の体積平均粒径よりも体積平均粒径が小さい第一の顔料を含む第二トナーで第二画像を形成し、前記扁平顔料及び前記第一の顔料を含まず且つ前記第二トナーの第一の顔料の体積平均粒径よりも体積平均粒径が小さい第二の顔料を含む第三トナーで第三画像を形成する形成部と、
    前記第三画像、前記第二画像、前記第一画像の順で媒体に転写する転写部と、
    を備える画像形成装置。
  4. 前記形成部は、金属又は金属酸化物で形成された前記第一の顔料としての球形顔料を含む前記第二トナーで前記第二画像を形成する
    請求項3に記載の画像形成装置。
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