JP2003107829A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重合トナーと粉砕トナーを使っている場合に
おいて定着装置に定着バイアスを印加する場合に良好な
画像が得られ、定着部材の汚れと定着部品の電気的な劣
化を防ぐことができる画像形成装置を提供すること。 【構成】 画像形成装置において、トナーを、少なくと
も結着樹脂とワックスを内包し重合トナーと、少なくと
も結着樹脂とワックスを混練して熱溶融固化した後に粉
砕することにより得られた粉砕トナーの２種類で構成
し、定着手段を、定着部材と、該定着部材に圧接して回
転する加圧部材とで構成し、前記トナーが定着部材及び
加圧部材に付着するのを防止するために、少なくとも定
着部材又は加圧部材の一方に直流電圧を印加し、前記粉
砕トナーのみが載った用紙が定着手段を通過する際に
は、前記直流電圧を印加し、前記重合トナーのみ或は重
合トナーと粉砕トナーの両方が載った用紙が定着手段を
通過する際には前記直流電圧を印加しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式のカラー複写機の製
品開発は活発に行われている。一般にカラートナーは、
混色性及びＯＨＴの透過性を高めるためにモノクロトナ
ーに比べ低融点、低溶融粘度のシャープメルト性の材料
で構成した非磁性トナーを用いている。このため、用紙
上に形成したカラートナー像の定着時に、トナーが定着
手段の定着ローラ表面に融着する所謂オフセットを発生
し易い傾向にある。このため、カラーの定着では、離型
剤として耐熱性のシリコーンオイルを定着ローラ表面に
塗布し、トナーのオフセットを防止する方式が採用され
ている。

【０００３】一方、定着ローラは、多色重ねの画像に対
する追従性と定着性そのものの向上のために適度の弾性
を備えることが必要であり、ＨＴＶゴム等の弾性層上
に、ＬＴＶ、ＲＴＶ等の離型性が高いシリコーンゴムで
表面層を形成している。このシリコーンゴムは、シリコ
ーンオイルと同種の材料であるために両者の親和性が高
く、オイルがゴム表面だけでなく内部にも浸透し、高い
離型性をもたらし、オフセット防止効果を発揮する。

【０００４】しかしながら、従来の画像形成装置のカラ
ーの定着には以下のような問題があった。

【０００５】定着手段の定着ローラには直接オイルを塗
布するが、定着ローラに圧接した下側の加圧ローラに
は、定着ローラからニップ（定着ニップ）を介して間接
的にオイルが供給されるようにしているため、連続プリ
ント時に加圧ローラにオイルを紙間でしか塗布できな
い。このため、加圧ローラのオイル塗布が途絶え勝ちに
なり易く、加圧ローラのオフセット防止が不利なため
に、カラーＤＴＰのための両面画像への対応が非常に困
難であった。

【０００６】加圧ローラのオフセットを防止するために
は、加圧ローラにもオイルを直接塗布すれば良いが、そ
のための塗布機構を必要とすることから、装置が大型
化、複雑化する問題がある。定着ローラに塗布するオイ
ル量を多めにすることも考えられるが、用紙のオイル染
みが発生し易く、画像の品質、定着の信頼性等が低下す
る。

【０００７】又、定着ローラのオイルによる膨潤でロー
ラ径の変化やゴムの剥れが生じ易くなり、これを防止す
るためにはオイルバリヤーの働きを持たせた中間層を必
要とする等、定着ローラの構成が複雑化し、コストアッ
プする。通紙中に加圧ローラ表面にオイル付着量を確保
できるように、加圧ローラヘのクリーニングブレードの
侵入量を小さくする等により、クリーニングブレードの
当接圧を小さく設定すると、今度はオイルの擦り抜けが
起こり易くなり、同様に用紙へのオイル染みが発生す
る。

【０００８】そこで、オイルレス方式のカラー定着装置
を実現させるために、パラフィン若しくはポレオレフィ
ンから成るワックスを内包したタイプのトナーを用いる
ことによって、従来のように定着ローラにシリコンオイ
ルを塗布しないでもカラー画像の良好な定着ができるこ
とが昨今分かってきた。

【０００９】一方、カラー複写機は、カラーを複写或は
プリントアウトするための機械であり、一般のオフィス
で使われる書類等を複写或はプリントアウトする機械と
しては白黒専用の複写機が使われることが多かった。

【００１０】しかし、昨今において、カラー複写機が一
般オフィスにも普及するに連れて白黒複写機として主に
使用するが、必要に応じてはカラー複写機として使うこ
とのできるものが、一般オフィスにおいても望まれるよ
うになってきた。そのように一般オフィスで使われるカ
ラー複写機は、主流はあくまでも白黒機として使われる
ため、白黒機として使用した場合には、ランニングコス
トの低減が望まれる。

【００１１】前述のようにカラートナーとしてオイルを
内包した重合トナーを使用することによって、定着ロー
ラにオイル塗布の必要がなくなるために、オイルそのも
ののコスト及びオイルを塗布するローラ等の消耗品がな
くなり、ランニングコストを下げることが可能である。

【００１２】しかし、白黒トナーとしては、従来から用
いられている結着樹脂やワックスを含む材料を熱溶融混
練し、冷却固化後、粉砕し分級し得られる所謂粉砕トナ
ーを用いることによって、黒の重合トナーを用いた場合
よりもトナーの製造コストを下げることができ、白黒画
像の複写、プリントアウトの際のランニングコストを下
げることができる。実際に白黒用トナーとして粉砕トナ
ー、カラートナーとして重合トナーを用いた一般オフィ
ス向けのカラー複写機が昨今において提案されている。

【００１３】ところで、一般的な電子写真方式の複写
機、プリンタ等においては、未定着のトナー画像を記録
材面に永久固着画像として、加熱定着する装置として熱
ローラ方式が知られている。

【００１４】熱ローラ方式は、熱源としてハロゲンラン
プ（ハロゲンヒータ）を内蔵させ、該ハロゲンランプの
発熱で所定の温度に加熱、温調させる定着ローラ（熱ロ
ーラ）と、加圧ローラとを圧接させて定着ニップ部を形
成し、該ローラ対を回転させ、定着ニップ部に被加熱材
としての未定着トナー画像を担持させた記録材を導入し
て挟持搬送させることによって、定着ニップ部において
記録材を定着ローラの熱で加熱して画像の熱定着を行わ
せるものである。

【００１５】図１に従来の定着装置の概略図を示す。

【００１６】定着ローラ２は、芯金２１上にＰＦＡ等の
フッ素樹脂から成る離型層２２を設けたもので、矢印方
向に回転する。加圧ローラ１は、芯全１１上にシリコン
ゴム等の弾性層１２及びＰＦＡ等のフッ素樹脂に等より
成る離型層１３を設けたもので、定着ローラ２に従動し
て矢印方向に回転する。定着ローラ２の芯金内にはヒー
タ３が設けられ内部より定着ローラ２を加熱する。定着
ローラ２の表面温度は温度センサー４により測定され、
不図示の温度制御回路に入力される。ヒータは温度制御
回路により通電をＯＮ／ＯＦＦされて定着ローラ２の表
面温度をほぼ一定に保っている。加圧ローラ１は不図示
の加圧手段により定着ローラ２に或る圧をもって加圧さ
れ、 定着ニップＮを形成している。

【００１７】記録材５上には周知の電子写真プロセスに
より形成された未定着トナー６によって画像が形成され
ている。記録材５は不図示の定着入口ガイドにより定着
ニップ部へ導かれ、未定着トナーは加熱・加圧されて記
録材５上に永久画像として定着される。ここで、トナー
が熱的に十分に溶けていたとしても、トナーが静電的に
定着ローラ２に転移してしまい、オフセットする現象が
見られる場合があるが、これを静電オフセットと呼ぶ。

【００１８】ここで、静電オフセットの実際の画像への
現れ方について図５を用いて説明する。

【００１９】図５（ａ）に示す状態では、転写紙Ｔ１上
に幅ａだけ未定着のトナー層１が載っている。トナー層
１は、定着後画像がハーフトーン画像となる程度載せら
れている。これは、発明者等の検討から、ハーフトーン
画像において、静電オフセットが最も顕著に見られるこ
とが分かっているからである。この状態から、転写紙Ｔ
１を定着ローラ３と加圧ローラ４の間を通してトナー１
を定着させると状態（ｂ）となる。元々あったトナー１
は定着されてトナー１’となっているが、トナー１の一
部が一度定着ローラ３にオフセットし、定着後の転写紙
Ｔ１上の距離ｌ（ｌは定着ローラ３の周長）だけ離れた
所に再び定着ローラ３から転写紙Ｔ１にトナーが転移
し、１’よりも薄いハーフトーン部２’を作り出してし
まう。当然、１回定着ローラ３にオフセットしたトナー
は、全て転写紙Ｔ１上に再び移される訳ではなく、定着
ローラ３に付着したまま、或は加圧ローラ４側に転移
し、再び何らかの原因で転写紙Ｔ１上に移され、転写紙
Ｔ１の裏汚れや表汚れとなって現れ、コピー画質を悪化
させる。

【００２０】そこで、図１に示すように、定着ローラ２
の芯金２１にはバイアス電源７が繋がれており、トナー
の固有電荷と同極性の定着バイアスが印加され、トナー
を定着ローラ２の表面から静電的に反発するよう電界を
形成し、定着ローラ２の表面にトナーが転移して後続の
画像を乱すオフセット現象を防いでいる。ここで、各ロ
ーラ１，２の離型層は絶縁性として定着バイアスのリー
クを防いでいる。

【００２１】しかしながら、 定着ニップから記録材５が
排出され、該記録材５が定着ローラ２から離れるとき
に、記録材５と離型層の間で剥離帯電を生じて定着ロー
ラ２表面の電位が部分的に低下することが分かってい
る。その結果、オフセット現象を抑える目的で定着バイ
アスを印加しているにも拘わらずオフセット現象が発生
してしまう。

【００２２】図４は定着バイアスとして−７００Ｖを印
加し（ここで使用されているトナーは電気的に負に帯電
するネガトナーとする）転写紙を１枚通紙した場合の定
着ローラ表面電位の変化の様子を示した図である。

【００２３】紙の後端に合わせて、定着ローラの表面電
位は−７００Ｖから一時的に上がってしまい、定着ロー
ラ数周分に亘ってそれが現れていることが分かる。図４
の電位が下がってしまっている部分はその間隔が丁度定
着ローラ１周分に対応している。この現象は、剥離帯電
によって引き起こされるオフセットであるため、剥離オ
フセットと呼ぶことにする。

【００２４】図６に先行する記録材Ｔ０の後端部で生じ
た剥離帯電により、後続の記録材Ｔ１上の画像を剥ぎ取
り、定着ローラ１周後に剥離オフセットとして画像に残
される様子を示した。

【００２５】図５及び図６から定着ローラにオフセット
するトナーの量は、静電オフセットによりトナーが付い
た場合の方が、剥離オフセットで付いた場合よりも多い
ことが分かる。静電オフセットは、転写紙上に載ってい
たトナー像がそのまま定着ローラにオフセットしてしま
うが、剥離オフセットはあくまでも線状にトナーがオフ
セットするからである。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】以上のような、剥離オ
フセット、静電オフセットは、重合トナーよりも粉砕ト
ナーにおいて顕著に見られることが分かっている。これ
は、重合トナーと粉砕トナーの粘弾性の違い等によると
考えられる。従って、粉砕トナーが多く載った画像にお
いては、定着バイアスを印加することは定着ローラ汚れ
や転写紙汚れに有効であるが、重合トナーが多く載った
画像は定着バイアスを印加することによってオフセット
トナーを減らせる効果が小さく、更には、ハーフトーン
画像を多く取る場合、例えばカラーコピーの場合等は、
却って線状に現れる剥離オフセットを目立たせることと
なる。

【００２７】又、定着ローラや加圧ローラに設けられて
いる弾性層であるゴム層も、定着バイアスを印加するこ
とによって劣化してしまうことがあり、可能ならば定着
バイアスを印加する時間を短くすることが望ましい。

【００２８】ところが、従来の技術においては、粉砕ト
ナーと重合トナーを使っている複写機において定着バイ
アスは、画像に関係なく常にに印加し続け、或は全く印
加しない構成となっており、定着バイアスの印加と粉
砕、重合トナーの関係が明確となっていなかった。

【００２９】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、重合トナーと粉砕トナーを使
っている場合において定着装置に定着バイアスを印加す
る場合に良好な画像が得られ、定着部材の汚れと定着部
品の電気的な劣化を防ぐことができる画像形成装置を提
供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、像担持体上に形成した潜像をトナーを用
いて現像して各色のトナー像を形成し、その各色のトナ
ー像を中間転写体を介し、又は介さないで用紙上に転写
して用紙上に各色のトナー像が重ね合わされたカラー画
像を形成した後、用紙を定着手段により加熱及び加圧し
て前記カラー画像を用紙に定着する画像定着装置におい
て、前記トナーを、少なくとも結着樹脂とワックスを内
包し重合法により製造された重合トナーと、少なくとも
結着樹脂とワックスを混練して熱溶融固化した後に粉砕
することにより得られた粉砕法により製造された粉砕ト
ナーの２種類で構成し、前記定着手段を、熱源を有し回
転する定着部材と、該定着部材に圧接して回転するとと
もに定着部材との間に前記用紙が挿入される定着ニップ
を構成する加圧部材とで構成し、前記トナーが定着部材
及び加圧部材に付着するのを防止するために、少なくと
も定着部材又は加圧部材の一方に直流電圧を印加し、前
記粉砕トナーのみが載った用紙が定着手段を通過する際
には、前記直流電圧を印加し、前記重合トナーのみ或は
重合トナーと粉砕トナーの両方が載った用紙が定着手段
を通過する際には前記直流電圧を印加しないことを特徴
とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００３２】＜実施の形態１＞粉砕トナー、重合トナー
について以下に説明する。

【００３３】重合トナーの概略構成を図３に示すが、重
合トナーはその製法上、球形となる。重合トナーは、コ
ア９３、その上の樹脂層９２及びその上の表層９１から
構成されており、コア９３にはエステル系ワックスが内
蔵され、樹脂層９２はスチレン−ブチルアクリレート樹
脂から成り、表層９１はスチレン−ポリエステル樹脂か
ら成っている。この重合トナーの比重は約１．０５であ
る。重合トナーが３層構造となっている理由は、コア９
３にワックスを内包することにより、定着工程でのオフ
セット防止効果を得、樹脂層の表層９１を設けることに
より、トナーの帯電効率の向上を図るためである。この
重合トナーを使用するに際しては、摩擦帯電電荷の安定
化のためにオイル処理したシリカを外添する。

【００３４】一般に、球形トナーの製造法としては、樹
脂、低軟化点物質（ワックス）から成る離型剤、着色
剤、荷電制御剤等を加圧ニーダーやエクスクルーダー又
はメディア分散機を用いて均一に分散した後、機械的又
はジェット気流下でターゲットに衝突させ、所望のトナ
ー粒径に微粉砕化した後、更に分級工程を経て粒度分布
をシャープにしてトナー化する所謂粉砕方法；特公昭５
６−１３９５４号公報等に記載のディスク又は多流体ノ
ズルを用いた溶融混合物を空気中に霧化し、球状トナー
を得る方法；特公昭３６−１０２３１号公報、特開昭５
９−５３８５６号公報及び特開昭５９−６１８４２号公
報に記載されている懸濁重合によりトナーを直接生成す
る重合法；単量体は可溶で、得られる重合体は不溶な水
系有機溶剤を用いてトナーを直接生成する、ソープフリ
ー重合法に代表される乳化重合法等が挙げられる。

【００３５】本実施の形態においては、粒度分布がシャ
ープで粒径４〜８μｍの微粒子が比較的容易に得られる
常圧下又は加圧下での懸濁重合法を用いてシャープメル
トトナーを製造した。モノマーにはスチレンとｎ−ブチ
ルアクリレートを用い、荷電制御剤にはサリチル酸金属
化合物を、極性レジンには飽和ポリエステルを用い、こ
れに着色剤を加え、重量平均粒径７μｍの着色懸濁粒
子、つまりシャープメルトトナーを得た。

【００３６】トナーの粒度分布の制御や粒径の制御は、
難水溶性の無機塩や保護コロイド作用を有する分散剤の
種類、添加量を変える方法や、装置の機械的条件、例え
ばローラの周速、パス回数、撹拌羽根の形状等の撹拌条
件、容器形状或は水溶液中での固形分濃度等を制御する
ことにより実施でき、本実施の形態における所定のトナ
ーを得ることができる。

【００３７】トナーに用いられる粘着樹脂としては、一
般に使用されているスチレン−（メタ）アクリル共重合
体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタ
ジエン共重合体を利用することができる。

【００３８】トナーを直接生成する重合法においては、
上記樹脂の単量体が好ましく用いられる。具体的には、
ｏ−、ｍ−又はｐ−メチルスチレン、ｍ−又はｐ−エチ
ルスチレン等のスチレン系単量体；（メタ）アクリル酸
メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル
酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アク
リル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メ
タ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸ベヘニ
ル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）
アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸
ジエチルアミノエチル等の（メタ）アクリル酸エステル
系単量体; ブタジエン、イソプレン、シクロヘキセン、
（メタ）アクリロニトリル、アクリル酸アミド等のエス
テル系単量体が好ましく用いられる。

【００３９】これらの単量体は単独で用いるか、又は一
般的には、「ポリマーハンドブック第２版III 、１３９
頁〜１９２頁（John Wiley＆Sons社）」に記載の理論ガ
ラス転位温度（Ｔｇ）が４０〜７５℃を示すように、単
量体を適宜混合して用いる。単量体混合物の理論ガラス
転位温度が４０℃未満の場合には、トナーの保存安定性
や耐久安定性の面で問題が生じ、一方、７５℃を超える
場合は、定着温度の上昇をもたらし、特にフルカラート
ナーにあっては、各色トナーの混色が不十分となって色
の再現性に乏しく、更にトランスペアレント画像の透明
性が著しく低下し、高画質のカラー画像が得られない。

【００４０】粘着樹脂の分子量は、ＧＰＣ（ゲル・パー
ミエーション・クロマトグラフィー）により測定する。
測定に際して、ソックスレー抽出器を用いてトナーを溶
剤のトルエンで２０時間抽出し、次いでロータリーエバ
ポレーターでトルエンを留去し、その残留物にエステル
系ワックスは溶解するが、粘着樹脂は溶解しない有機溶
剤、例えばクロロホルム等を加えて十分洗浄した後、残
留物をＴＨＦ（テトラヒドロフラン）に溶解し、次いで
ボア径０．３μｍの耐溶剤性メンブランフィルターで濾
過して試料（溶液）を調製する。ウォーターズ社製ＧＰ
Ｃ（モデル１５０Ｃ）に昭和電工製のカラムＡ−８０
１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０６，８０７
を連結し、これに得られた試料溶液を注入して、標準ポ
リスチレン樹脂の検量線により粘着樹脂の分子量を測定
して分子量分布を求めた。

【００４１】結着樹脂の数平均分子量Ｍｎは５，０００
〜１，０００，０００、重量平均分子量Ｍｗと数平均分
子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎは２〜１００であることが本実
施の形態のトナーの結着樹脂に好ましい。ワックスの分
子量は粘着樹脂の分子量より小さく、数平均分子量で数
千〜数万程度が良い。

【００４２】トナーに用いられる着色剤は次の通りであ
る。

【００４３】黒色着色剤は、カーボンブラック、磁性体
が使用され、その他イエロー、マゼンタ、シアンの着色
剤を混合して黒色に調製したものも使用される。

【００４４】イエロー着色剤は、縮合アゾ化合物、イオ
インドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属
錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される
化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメント
イエロー１２，１３，１４，１５，１７，６２，７４，
８３，９３，９４，９５，９７，１０９，１１０，１１
１，１２０，１２７，１２８，１２９，１４７，１６
８，１７４，１７６，１８０，１８１，１９１等が好適
に用いられる。

【００４５】マゼンタ着色剤は、縮合アゾ化合物、ジケ
トピロロピロール化合物、アンスラキノン化合物、キナ
クリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化
合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合
物、ペリレン化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド２，３，５，６，７，２３，４
８；２，４８；３，４８；４，５７；１，８１；１，１
４４，１４６，１６６，１６９，１７７，１８４，１８
５，２０２，２２０、シアン着色剤は、銅フタロシアニ
ン化合物及びその誘導体、アンスラキノン化合物、塩基
染料レーキ化合物等が利用できる。Ｃ．Ｉ．ピグメント
ブルー１，７，１５，１５；１，１５；２，１５；３，
１５；４，６０，６２，６６等が特に好適に利用でき
る。

【００４６】これらの着色剤は、単独又は混合して用い
られ、更には固溶体の状態で用いることができる。着色
剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、トラペン透過性、
トナー中への分散性を考慮して選択される。着色剤の添
加量は、１００重量部の樹脂に対し１〜２０重量部であ
る。黒色着色剤として磁性体を用いた場合は、他の着色
剤と異なり、１００重量部の樹脂に対し４０〜１５０重
量部添加して用いられる。

【００４７】次に、粉砕トナーについて説明する。

【００４８】ここでは、磁性トナーについて記す。トナ
ーのバインダー（結着樹脂）は一般的にはスチレン系の
スチレンアクリル共重合体、スチレンブタジエン共重合
体等や、フェノール樹脂、ポリエステル等が挙げられ
る。

【００４９】電荷制御剤（通常はトナーに内添されてい
るが外添も可能）にはニグロシン、４級アンモニウム
塩、トリフェニルメタン、イミダゾール等がポジトナー
用に、サリチル酸系金属錯体又は塩、Ｃｒ錯体やＦｅ錯
体等がネガトナー用に用いられる。又、加熱定着用トナ
ーの場合、所謂ワックスを内添分散させるが、例えばポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、パラフィ
ン等が挙げられる。

【００５０】磁性トナーであるため、マグネタイト、フ
ェライト等の酸化鉄を分散させるが、量は６０〜１００
部程度が一般的であり、現像のかぶりや濃度の観点から
量を適正化する。このようなトナーは真比重で１．４〜
１．７ｇ／ｃｍ³ 程度であるが、これは主に前記磁性体
の含有量により決まる。比重が軽いものは現像され易い
ためにかぶりの問題が発生し易く、比重の大きいものは
濃度薄になり易いが、それぞれの現像系で最適化を行
う。

【００５１】トナーに対する外添剤は主には、流動性付
与のためのシリカで０．１〜５重量部程度外添する。こ
のシリカは、トナー粒子とスリーブの間に介在し、スリ
ーブの摩耗を軽減する働きも持つ。又、トナー同士の凝
集を防ぎ、スリーブに接しているトナーと接していない
トナーの入れ替わりを促進する役割もある。

【００５２】更に、トナーにはポリフッ化ビニリデン等
のフッ素含有重合体を外添する場合もある。これらは理
由は明確でないが、トナーに付着したシリカのトナーか
らの遊離を減少させる働き等があり、結果として、帯電
安定性を増す効果がある。トナーを製造するに当たって
は、上記のような構成材料をヘンシェルミキサー、ボー
ルミル、Ｖ型ミキサー他の混合器を用いた混合工程、熱
ロールニーダー、エクストルーダー等の熱混練機を用い
た混練工程、混練物を冷却固化後、ジェットミル等の粉
砕機を用いた粉砕工程、上記工程を少なくとも有する製
造工程を経て製造されることが好ましい。更に必要によ
り、粉砕物の分級工程を経ることも好ましい。その後、
外添剤が加えられる。

【００５３】次に本実施の形態に係る画像形成装置につ
いて説明する。

【００５４】図２は本実施の形態に係る画像形成装置の
構成を説明する縦断面図であり、図示の画像形成装置
は、プリンタ部Ｐとリーダ部Ｒ等から構成され、プリン
タ部Ｐはリーダ部Ｒが読み取ったカラー原稿情報に基づ
いてフルカラー画像を形成可能に構成されている。尚、
図示のように、４つの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐ
ｄから構成され、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラッ
クの現像剤を順次重ね転写してフルカラー画像を得る画
像形成装置に対応している。

【００５５】ここで、シアン、マゼンタ、イエロートナ
ーは重合トナー、ブラックトナーは粉砕トナーであり、
全て電気的には負に帯電するネガトナーである。

【００５６】リーダ部Ｒには、読取り部１４０が矢印Ｅ
方向に移動し、原稿台ガラス１１３上の原稿Ｏを読み取
る。読取り部１４０は、照明ランプ１４３、反射ミラー
１４２、光学素子１４１、ＣＣＤ等の受光素子１４４等
から構成され、ステッピングモータ１４９よりタイミン
グベルト１４８、プーリ１４７を介して原稿Ｏに沿って
走査される。

【００５７】プリンタ部Ｐのイエロー画像形成部Ｐａ
は、感光ドラム１ａ、帯電器１５ａ、レーザスキャナ１
６ａ、現像器３ａ、クリーニング器５ａが設けられ、周
知の電子写真プロセスによりイエロートナー像が形成さ
れる。記録材６は、搬送ベルト８に支持され、矢印Ａ方
向に搬送され、転写帯電器４ａにより転写された後、次
のマゼンタ画像形成部Ｐｂに搬送される。

【００５８】プリンタ部Ｐのマゼンタ画像形成部Ｐｂ
は、感光ドラムｌｂ、帯電器１５ｂ、レーザスキャナ１
６ｂ、現像器３ｂ、クリーニング器５ｂが設けられ、周
知の電子写真プロセスによりマゼンタトナー像が形成さ
れる。記録材６は、搬送ベルト８に支持され、矢印Ａ方
向に搬送され、転写帯電器４ｂにより転写された後、次
のシアン画像形成部Ｐｃに搬送される。

【００５９】プリンタ部Ｐのシアン画像形成部Ｐｃは、
感光ドラムｌｃ、帯電器１５ｃ、レーザスキャナ１６
ｃ、現像器３ｃ、クリーニング器５ｃが設けられ、周知
の電子写真プロセスによりシアントナー像が形成され
る。記録材６は、搬送ベルト８に支持され、矢印Ａ方向
に搬送される。

【００６０】プリンタ部Ｐのブラック画像形成部Ｐｄ
は、感光ドラムｌｄ、帯電器１５ｄ、レーザスキャナ１
６ｄ、現像器３ｄ、クリーニング器５ｄが設けられ、周
知の電子写真プロセスによりブラックトナー像が形成さ
れる。記録材６は、搬送ベルト８に支持され、 矢印Ａ方
向に搬送され、転写帯電器４ｄにより転写された後、定
着器７により定着され、排紙トレー２７に排出される。

【００６１】以上の説明から分かるように、定着前の紙
上のトナーの載り順は、下からイエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックの順になっている。これは、それぞれの
トナーの転写過程において、既に記録材上に載っている
定着前のトナーがドラム側に反対に転写されて現像器ま
で戻ってしまった場合にも、そのことが余り目立たない
ように、黒等の濃い色ほど、後で転写されるようになっ
ている。

【００６２】ここで定着装置について図７を用いて詳述
する。

【００６３】定着ローラ２として、外径４０ｍｍ、肉厚
１ｍｍのアルミニウム芯金２１上に、厚さ２ｍｍのシリ
コンゴム２３を被せ、最外層に離型層として厚さ５０μ
ｍのＰＦＡチューブ層を設けてあり、周速１１９ｍｍ／
ｓで回転駆動し、表面温度が１９０℃になるように温調
制御した。

【００６４】定着ローラ２の硬度は６０°（ｌｋｇ荷重
でＡｓｋｅｒ−Ｃにて測定）、加圧ローラ１は、直径２
０ｍｍの鉄芯金１１上に厚さ８ｍｍの弾性層としてシリ
コンゴムに、離型層としてＰＦＡチューブ５０μｍを被
覆している。

【００６５】上記加圧ローラ１を前記定着ローラ２に加
圧力２１．５Ｎ（ニュートン）で押し当てて約６ｍｍの
定着ニップＮを得た。定着ローラ芯金２１には、定着ロ
ーラバイアスとして高圧電源より−８００Ｖを印加でき
るようにした。

【００６６】以上の構成の定着装置を用いて、白黒画像
としてはＡ４サイズの文字画像、カラー画像としてはＡ
４サイズの４色のトナーが均等に載せられたカラー写真
画像をそれぞれ１００枚毎に交互に複写する耐久試験を
行い、初期、１０万枚、２０万枚通紙時点の定着部材の
汚れ（白い紙を通したときの紙の汚れ具合を見る）、剥
離オフセットによるカラー画像の乱れ、定着ローラのゴ
ムの電気的な劣化（定着ローラのゴム硬度の変化）を確
認し、表１にまとめた。

【００６７】本実施の形態においては、白黒画像を複写
するとき（紙上のトナーは粉砕トナーのみ）は、定着バ
イアスを印加し、カラー画像を複写するとき（紙上のト
ナーは粉砕トナーと重合トナー）は、定着バイアスを印
加しなかった。又、比較例１においては、定着バイアス
を、画像に拘らず常に定着バイアスを印加することに
し、比較例２においては、画像に拘らず常に定着バイア
スは印加しなかった。

【００６８】定着部材汚れは、通紙した白紙が全く汚れ
ない場合は○、汚れるが許容レベルである場合は△、汚
れが複写機の画像として許容外である場合を×とした。

【００６９】剥離オフセットによる画像の乱れも同様に
通紙したカラー画像に全く剥離オフセットによる乱れが
見られなければ○、乱れが見られるが許容範囲内である
場合は△、画像の乱れが複写機の画像として許容外であ
る場合を×とした。

【００７０】表１ 先ず、定着部材の汚れに関して説明する。

【００７１】基本的に静電オフセットも剥離オフセット
も粉砕トナーの方が重合トナーと比べて出易く、又、定
着部材の汚れとしては、静電オフセットの方が剥離オフ
セットよりも定着部材を汚し易いことは、先に説明した
通りである。従って、白黒画像（粉砕トナー）において
定着バイアスを印加していない比較例２は、本実施例及
び比較例１と比べて定着部材汚れが耐久を増すに連れて
悪くなっている。

【００７２】一方、カラー画像においても、未定着画像
の一番上には、白黒トナーが載っているために定着バイ
アスを印加しないと、白黒画像と同様の静電オフセット
が生じるように思えるが、理由は確かではないが、以下
のような理由で、カラー画像はオフセットが出ずらいと
考えられる。

【００７３】即ち、白黒トナー（粉砕トナー）が定着ロ
ーラの熱で溶ける際に、白黒画像では、白黒トナーと紙
との付着力が定着ローラとの付着力より小さくなり、オ
フセットが起こり易いが、カラー画像では、白黒トナー
とその下にあるカラートナー（重合トナー）との付着力
の方が定着ローラとの付着力よりも大きくなり、トナー
のオフセットが少なくなる。従って、カラー画像におい
ては、定着バイアスを印加しない場合でも、オフセット
トナーの量は、定着バイアスを印加した場合と大差な
く、よって本実施例と比較例１において耐久後において
も定着部材の汚れに差がでないことになった。

【００７４】次に、剥離オフセットによる画像の乱れに
ついて説明する。

【００７５】先に説明したように、剥離オフセットは定
着バイアスを印加するために起こる現象であるため、定
着バイアスを印加していない比較例２では、画像の乱れ
は発生していない。

【００７６】一方、定着バイアスを印加した場合、カラ
ー画像において、初期においては、剥離オフセットによ
る画像の乱れは生じないが、耐久が進み、定着ローラの
表面が荒れることによって、トナーの離型性が悪くな
り、画像の乱れが生じると考えられる。又、カラー画像
は、ハーフトーン画像が複写機において取られることが
多いため、本実験においても、カラー画像はハーフトー
ンの多い写真画像を選んだが、このことも線状に現れる
剥離オフセットによる画像の乱れを見え易くしてしまっ
ている。

【００７７】最後に定着ローラの硬度について説明す
る。

【００７８】定着バイアスを定着ローラに長期に亘って
印加した場合、定着ローラのゴムが電気的に劣化してゴ
ム硬度が落ちてしまう。そこで、常に定着バイアスを印
加している比較例１においては、耐久によって定着ロー
ラの硬度が本実施例に比べて落ちてしまっている。何れ
にしても、比較例１程度のゴム硬度の低下は、複写機の
製品として支障をきたすものではないが、ゴム硬度の変
化が少ないに越したことはない。

【００７９】以上の結果から、本実施例のように、白黒
画像（粉砕トナー）において定着バイアスを印加し、カ
ラー画像（重合トナー）において定着バイアスを印加し
ないことによって、定着部材の汚れが少なく、剥離オフ
セットによる画像の乱れもなく、ゴム硬度の低下も少な
い定着装置を備えた画像形成装置を提供することができ
る。

【００８０】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２について説明する。

【００８１】図８は本実施の形態に係る画像形成装置
（本実施の形態では４色フルカラーのレーザビームプリ
ンタ）を示す概略構成図である。

【００８２】本画像形成装置は、像担持体としての感光
ドラム１を備えており、この感光ドラム１の周囲には、
帯電ローラ２、露光装置（レーザ走査ユニット）３、現
像装置４、クリーニング装置５、中間転写体である中間
転写ドラム６が配設されている。又、用紙等の転写材Ｐ
の搬送方向の上流側から順に、レジストローラ７、搬送
ガイド８、二次転写ベルト９、定着装置１０が配設され
ている。

【００８３】感光ドラム１は、ＯＰＣ（有機光半導体）
等による感光層をアルミニウムやニッケル等から成るシ
リンダ状の基体上に形成して構成されており、所定のプ
ロセススピードで矢印方向（反時計方向）に回転駆動さ
れる。

【００８４】帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に接触
配置されて回転駆動され、帯電バイアス電源（不図示）
から帯電ローラ２に対して所定の帯電バイアスを印加
し、感光ドラム１を所定の極性、電位に帯電処理する。

【００８５】露光装置３は、入力される画像情報に応じ
てレーザー光による露光を帯電処理された感光ドラム１
上に行って静電潜像を形成する。

【００８６】現像装置４は、イエロー（Ｙ）現像器４
Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器４Ｍ、シアン（Ｃ）現像器４
Ｃ及びブラック（Ｂｋ）現像器４Ｂｋを備えている。イ
エロー（Ｙ）現像器４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器４Ｍ及
びシアン（Ｃ）現像器４Ｃは回転体４Ａに搭載されてお
り、回転駆動装置（不図示）による回転体４Ａの矢印方
向（時計方向）の回転によって、イエロー（Ｙ）現像器
４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器４Ｍ及びシアン（Ｃ）現像
器４Ｃが現像過程で感光ドラム１と対向する位置に配置
される。ブラック（Ｂｋ）現像器４Ｂｋは固定配置され
ている。これら現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋによっ
て感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させてトナ
ー像として現像する。ここで、トナーは、ブラックは粉
砕トナー、その他のカラートナーは重合トナーとする。

【００８７】クリーニング装置５は、感光ドラム１表面
に接触配置したクリーニングブレード（不図示）を有
し、中間転写ドラム６に一次転写されないで感光ドラム
１上に残った一次転写残トナーを除去する。

【００８８】中間転写ドラム６は、一次転写ニップ部Ｎ
で感光ドラム１表面に当接し、更にに二次転写ニップ部
Ｍで二次転写ベルト９表面に当接しており、矢印方向
（時計方向）に回転する。中間転写ドラム６には一次転
写バイアス電源１１が接続されており、中間転写ドラム
６に所定の一次転写バイアスが印加され、これにより感
光ドラム１上のトナー像が中間転写ドラム６上に一次転
写される。

【００８９】中間転写ドラム６の外周近傍には、中間転
写ドラムクリーニングローラ１２と、バイアス電源１４
が接続されたコロナ帯電器１３が設置されている。中間
転写体クリーニングローラ１２にはバイアス電源（不図
示）が接続されており、転写材Ｐに転写されないで中間
転写ドラム６の表面に残った二次転写残トナーを除去す
る。尚、中間転写ドラムクリーニングローラ１２は、中
間転写ドラム６上の二次転写残トナーを逆極性に帯電す
るものであり、この逆極性に帯電された二次転写残トナ
ーは、感光ドラム１上のトナー像の中間転写ドラム６上
への一次転写と同時に、逆に中間転写ドラム６から感光
ドラム１に移送されてクリーニング装置５によって除去
される。

【００９０】又、中間転写ドラム６の表面に対向するよ
うにして濃度検知用の濃度検知センサー１５が配設され
ている。この濃度検知センサー１５は、不図示の発光部
と受光部とを備えており、図２に示すように中間転写ド
ラム６の表面上に形成されたパッチパターン２０に対し
て、濃度検知センサー１５の発光部（不図示）からスポ
ット光を照射してその反射光を受光部（不図示）で受光
し、受光した光量によって濃度を検知するものである。
濃度検知センサー１５には制御装置１６が接続されてお
り、制御装置１６は濃度検知センサー１５から入力され
る受光光量情報に基づいて感光ドラム１のドラム電位、
露光装置３の露光量、現像装置４の現像バイアス等の画
像形成条件を変更して、画像濃度が適切になるように制
御する（詳細は後述する）。

【００９１】二次転写ベルト９は、転写ローラ９ａと駆
動ローラ９ｂによって伸張懸架されており、駆動ローラ
９ｂの回転駆動によってベルト上面が矢印方向に回転す
る。二次転写ベルト９は中間転写ドラム６に対して当接
離間自在に設置されている。又、転写ローラ９ａには二
次転写バイアス電源（不図示）が接続されており、転写
ローラ９ａに所定の二次転写バイアスを印加する。

【００９２】定着装置１０は、定着ローラ１０ａと加圧
ローラ１０ｂを有しており、定着ローラ１０ａと加圧ロ
ーラ１０ｂとの間の定着ニップ部に未定着トナー像が転
写されている転写材Ｐを挟持搬送しながら、転写材Ｐを
加熱及び加圧してトナー像を定着する。

【００９３】次に、上述した画像形成装置の画像形成動
作について説明する。

【００９４】画像形成時には、感光ドラム１は所定の周
速度（プロセススピード）で矢印方向に回転駆動され、
所定の帯電バイアスが印加された帯電ローラ２により所
定の極性及び電位に帯電される。

【００９５】そして、帯電された感光ドラム１上に露光
装置３によりレーザ光による画像露光が与えられて、目
的のカラー画像の第１の色成分像（例えば、イエロー成
分像）に対応した静電潜像が形成される。次いで、その
静電潜像がイエロー（Ｙ）現像器４Ｙにより第１色であ
るイエロートナーにより現像される。

【００９６】感光ドラム１上に形成担持された前記第１
色のイエロートナー像は、感光ドラム１と中間転写ドラ
ム６との間の一次転写ニップ部Ｎを通過する過程で、こ
の一次転写ニップ部Ｎでの圧力と一次転写バイアス電源
１１より中間転写ドラム６に印加される一次転写バイア
スにより形成される電界とによって、中間転写ドラム６
の外周面に一次転写（中間転写）されていく。

【００９７】イエロートナー像が一次転写された後の感
光ドラム１上に残留した一次転写残トナーは、クリーニ
ング装置５によって除去され、次の色のトナー像の形成
に供される。

【００９８】以下、同様にしてマゼンタ（Ｍ）現像器４
Ｍ、シアン（Ｃ）現像器４Ｃ及びブラック（Ｂｋ）現像
器４Ｂｋにより感光ドラム１上にそれぞれ形成担持され
た第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー
像、第４色のブラックトナー像が順次中間転写ドラム６
上に重畳され、目的のカラー画像に対応した合成カラー
トナー像が形成される。

【００９９】この際、感光ドラム１から中間転写ドラム
６への第１〜第４色のトナー像の順次重畳転写のための
一次転写バイアス電源１１から印加される一次転写バイ
アスは、トナーと逆極性である。尚、感光ドラム１から
中間転写ドラム６への第１〜第４色のトナー像の順次重
畳転写工程において、二次転写ベルト９及び中間転写体
クリーニングローラ１２は中間転写ドラム６から離間し
ている。そして、中間転写ドラム６上の合成カラートナ
ー画像の先端に合わせて、所定のタイミングで給送され
た用紙等の転写材Ｐがレジストローラ７を通して搬送ガ
イド８でガイドされて搬送される。

【０１００】又、レジストローラ７から二次転写ニップ
部Ｍに至る給紙経路を転写材Ｐが通過するタイミング
で、二次転写ベルト９が中間転写ドラム６に当接するよ
うに揺動し、二次転写バイアス電源（不図示）により所
定の二次転写バイアスが転写ローラ９ａに印加され、転
写材Ｐ上に合成カラートナー像が中間転写ドラム６から
一括で二次転写される。そして、合成カラートナー像が
転写された転写材Ｐは、二次転写ベルト９の搬送方向下
流側で曲率分離されて定着装置１０の定着ローラ１０ａ
と加圧ローラ１０ｂとの間に挟持搬送されて加熱及び加
圧され、表面に合成カラートナー像が定着されて出力さ
れる。

【０１０１】又、中間転写ドラム６上に二次転写されな
いで残った二次転写残トナーは、バイアスが印加された
中間転写体クリーニングローラ１２によって本来とは逆
極性に転換されて感光ドラム１に静電的に吸着され、中
間転写ドラム６上が清掃される。感光ドラム１上に吸着
した２次転写残トナーは、その後、クリーニング装置５
によって回収される。

【０１０２】ここで、中間転写ドラム上の転写されずに
残ったトナーのうち、どうしても感光ドラム上に戻らな
い中間転写ドラムのクリーニング不良が出てくる可能性
もある。中間転写ドラムクリーニング不良で残ったトナ
ーがあると、次の画像形成時に転写材に転写され、画像
が乱れるという不都合が生じる。

【０１０３】そこで、転写ドラム上のトナーは、下側の
トナーほど色が薄いものにして、中間転写ドラムのクリ
ーニング不良が生じた場合にも、次の複写画像に見えづ
らくするのが良い。このため、中間転写材上のトナーの
載り順は、上からブラック、シアン、マゼンタ、イエロ
ーとなっている。すると、結果的に最終的な転写材上の
トナーの載り順は、ブラックが一番下になる。

【０１０４】本実施の形態の前記実施の形態１との差異
は、紙上の黒トナーの載り順であり、本実施の形態のよ
うに、黒トナー（粉砕トナー）が転写材上で重合トナー
の下にある場合は、カラー画像をコピーした場合、定着
ローラに黒トナー（粉砕トナー）が接触する可能性が減
るため、黒トナーのオフセットを減らすことができ、定
着部材の汚れに関して更なる改善が期待できる。

【０１０５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、像担持体上に形成した潜像をトナーを用いて現
像して各色のトナー像を形成し、その各色のトナー像を
中間転写体を介し又は介さないで用紙上に転写して用紙
上に各色のトナー像が重ね合わされたカラー画像を得、
次いで用紙を定着手段により加熱及び加圧して前記カラ
ー画像を用紙に定着する画像定着装置において、

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の定着装置の断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断
面図である。

【図３】重合トナーの断面構成図である。

【図４】剥離放電による定着ローラ表面電位の変化の様
子を示した図である。

【図５】静電オフセットの画像への影響を示す図であ
る。

【図６】剥離オフセットの画像への影響を示す図であ
る。

【図７】本発明の実施の形態１に係る定着装置の断面図
である。

【図８】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の断
面図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ 感光ドラム（像担持体） ３ａ〜３ｄ 現像器 ４ａ〜４ｄ 転写帯電器 ５ａ〜５ｄ クリーニング器 ６ 記録材 ８ 搬送ベルト １５ａ〜１５ｄ 帯電器 １６ａ〜１６ｄ レーザスキャナ １４０ 読取り部 １４１ 光学素子 １４２ 反射ミラー Ｐ プリンタ部 Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部 Ｒ リーダ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 9/087 Ｇ０３Ｇ 15/16 9/09 21/00 ３８４ 15/16 9/08 ３６１ 21/00 ３８４ ３８４ ３８１ Ｆターム(参考） 2H005 AA02 AA06 AA21 AB04 AB06 CA14 CB18 FB01 FC00 2H027 EA18 ED25 FA28 FA35 2H030 AB02 AD01 AD04 AD08 BB22 BB24 BB42 BB43 BB52 BB63 2H200 FA02 FA08 GA12 GA16 GA23 GA29 GA34 GA44 GA47 GA49 GA56 GB12 GB22 GB25 GB30 GB36 HA02 HA12 HA28 HB03 HB12 JA02 JB06 JB16 JB18 JB20 JC02 JC12 JC20 LA24 LB03 LB15 LB18 PA02 PA05 PA10 PA26 PB17 PB39

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に形成した潜像をトナーを用
   いて現像して各色のトナー像を形成し、その各色のトナ
   ー像を中間転写体を介し、又は介さないで用紙上に転写
   して用紙上に各色のトナー像が重ね合わされたカラー画
   像を形成した後、用紙を定着手段により加熱及び加圧し
   て前記カラー画像を用紙に定着する画像定着装置におい
   て、 前記トナーを、少なくとも結着樹脂とワックスを内包し
   重合法により製造された重合トナーと、少なくとも結着
   樹脂とワックスを混練して熱溶融固化した後に粉砕する
   ことにより得られた粉砕法により製造された粉砕トナー
   の２種類で構成し、前記定着手段を、熱源を有し回転す
   る定着部材と、該定着部材に圧接して回転するとともに
   定着部材との間に前記用紙が挿入される定着ニップを構
   成する加圧部材とで構成し、前記トナーが定着部材及び
   加圧部材に付着するのを防止するために、少なくとも定
   着部材又は加圧部材の一方に直流電圧を印加し、前記粉
   砕トナーのみが載った用紙が定着手段を通過する際に
   は、前記直流電圧を印加し、前記重合トナーのみ或は重
   合トナーと粉砕トナーの両方が載った用紙が定着手段を
   通過する際には前記直流電圧を印加しないことを特徴と
   する画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記粉砕トナーは、カーボン或は磁性体
   を含む黒色トナーであり、前記重合トナーは顔料を含む
   カラー用トナーであることを特徴とする請求項１記載の
   画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記用紙上のトナーが粉砕トナーよりも
   重合トナーの方が上にくるように転写することを特徴と
   する請求項１又は２記載の画像形成装置。