JP2005316308A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間安定して品位の高いカラー画像を形成することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 カラー画像を形成することのできる画像形成装置１には、感光体２７に現像剤であるトナーを供給して静電潜像を現像する現像装置２９が、各色のカラートナー（シアン、マゼンタ、イエロー）ごとに複数設けられる。複数の現像装置２９それぞれに用いられる現像剤中のカラートナーのガラス転移点が、定着装置４５と現像装置２９との離反距離が短くなるのに伴って、高くなるように設定される
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いるたとえばカラー複写機、カラープリンタなどの画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用する画像形成装置では、一様に帯電された像担持体を画像情報に応じた光で露光することによって静電潜像を形成し、像担持体に現像剤であるトナーを供給して静電潜像を現像し、現像されて形成されるトナー画像を転写材に転写し、転写材上のトナー画像を加熱して定着することによって記録画像が形成される。

加熱圧着による定着方式を採る画像形成装置に用いられる現像剤であるトナーは、主として、トナーを構成する各材料を一体化すると共に転写材上に定着させるための樹脂と、トナーに色彩を付与するための着色剤と、トナーに帯電性を付与するための帯電制御剤とを含んで構成される。トナーは、これらの材料を同時に混合し、溶融混練し、得られた混練物を粉砕し、その後分級することによって所定粒径を有するように作製される。

フルカラー複写機、カラープリンターなどに使用されるトナーは、イエロー、マゼンタ、シアンの各カラートナーとブラックトナーとによって構成され、それぞれ使用する着色剤ごとに上記にようにして作成される。

フルカラー複写機、カラープリンターなどでは、カラートナーとブラックトナーとによって像担持体である感光体表面に各色のトナー画像を形成し、１枚の転写材であるたとえば記録紙上にトナー画像を多重転写する。多重転写されたトナー画像を担持する記録紙は、定着装置に搬送され、定着装置によって加熱される。定着装置で加熱されることによって、トナー画像を形成するトナーが溶融し、各色のトナーが混ざり合って特定の色を発色した状態で記録紙上に定着される。

フルカラートナーによる現像の場合、現像装置によって各色のトナー画像を感光体表面に形成するけれども、それぞれの色のトナーによる現像位置が異なるので、画像情報に応じて各色のトナーの層を積層する形でカラー画像が形成される。このため、積層されるトナー層によって、たとえば第１層のトナーと、その上層に形成される第２層のトナーとで熱の加わり方が違うので、第２層のトナーには熱が充分に伝わるけれども第１層のトナーには熱が充分に伝わらず、各色のトナーが充分に混ざり合わないことがある。この結果、所望の色が得られないばかりでなく、オフセットおよび定着不良が起こりやすいという問題がある。

このような問題に対処する従来技術に、第１の現像剤の軟化点温度よりもその後に現像される第２の現像剤の軟化点温度の方を低くするというものがある（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示される技術には以下のような問題がある。第１の現像剤の軟化点温度よりも後の現像に用いられる第２の現像剤の軟化点温度を低く設定するということは、画像形成装置における熱源である定着装置との関係で見ると、軟化点温度の低い第２の現像剤の方が、定着装置により近い位置にある現像装置で用いられることを意味する。画像形成装置においては、定着装置からの放射熱等によって機体内部の温度が上昇し、現像剤が収容される現像装置の温度も上昇する。このとき、定着装置に近い位置に設けられる現像装置の方が、定着装置に遠い位置に設けられる現像装置よりも高い温度に上昇する。したがって、特許文献１に開示される技術では、軟化点の低い方の現像剤が、より高い温度まで上昇する現像装置で用いられることになる。

近年高画質化の要求に伴い現像剤成分であるトナーが小粒径化する傾向にあり、小粒径トナーは、比表面積が大きいので、熱の影響を受けやすい。したがって、特許文献１のごとく、軟化点の低い現像剤をより温度が高くなる定着装置の近くに配する構成では、現像剤中のトナーが容易に加熱昇温され、凝集等による大粒径化が生じやすくなる。

このようなトナー粒子の凝集が発生し、大粒径化したトナーによって感光体上に形成された画像を記録紙上に転写した場合、転写後の画像にかすれ、または画像の粒状感の悪化などが発生して画質が低下するという問題がある。また、最悪の場合、トナーの凝集のみならず現像装置の内部でトナー融着などが発生し、現像装置内部の回転稼動部品等の回転駆動トルク上昇が生じ、また現像装置の現像剤収容部である現像槽ロッキング等の問題が発生する。また２成分現像剤の場合、キャリア表面に対するトナー融着いわゆるスペント等が発生することにより、現像時に安定したトナー供給をすることができなくなるという問題がある。

特開平１０−１８６７０９号公報

本発明の目的は、長期間安定して品位の高いカラー画像を形成することのできる画像形成装置を提供することである。

また本発明のもう一つの目的は、画像形成条件によって画像形成のプロセススピードが変化した場合においても、品位の高い画像を安定して形成することのできる画像形成装置を提供することである。

本発明は、画像情報に応じた光で露光されることによって静電潜像が形成される像担持体と、像担持体に現像剤であるトナーを供給して静電潜像を現像する現像装置と、現像されて形成されるトナー画像を転写材に転写させる転写装置と、転写材上のトナー画像を加熱して定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
現像装置が複数設けられ、
複数の現像装置それぞれに用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点が、現像装置ごとにそれぞれ異なることを特徴とする画像形成装置である。

また本発明は、複数の現像装置それぞれに用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点が、定着装置と現像装置との離反距離に応じて定められることを特徴とする。

また本発明は、定着装置と現像装置との離反距離が短くなるのに伴って、現像剤中のトナーのガラス転移点が、高くなるように設定されることを特徴とする。

また本発明は、定着装置と現像装置との離反距離が最も短い現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点と、定着装置と現像装置との離反距離が最も長い現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点との差が、１５℃以内であることを特徴とする。
また本発明は、トナーが、有彩色を有するフルカラートナーであることを特徴とする。

本発明は、画像情報に応じた光で露光されることによって静電潜像が形成される像担持体と、像担持体に現像剤であるトナーを供給して静電潜像を現像する現像装置と、現像されて形成されるトナー画像を転写材に転写させる転写装置と、転写材上のトナー画像を加熱して定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
現像装置が複数設けられ、
画像形成条件によって画像形成のプロセススピードが変化するとき、変化したプロセススピードで形成される画像を現像する現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点が、残余の現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点よりも高くなるように設定されることを特徴とする画像形成装置である。

また本発明は、変化したプロセススピードで形成される画像を現像する現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点と、残余の現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点のうち最も低いガラス転移点との差が、２０℃以内に設定されることを特徴とする。

また本発明は、変化したプロセススピードで形成される画像を現像する現像装置に用いられる現像剤中のトナーが、ブラックトナーであることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置には、現像装置が複数設けられ、複数の現像装置それぞれに用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点が、現像装置ごとにそれぞれ異なるように設定され、特に、定着装置の近くに配される現像装置ほど、その現像剤中のトナーのガラス転移点が、高くなるように設定される。このことによって、熱源である定着装置に近く、温度上昇の顕著な現像装置において、ガラス転移点が高く軟化しにくいトナーが用いられるので、現像装置内での凝集が防止され、また２成分現像剤ではスペント等の発生が防止される。したがって、長期間の使用においても、いずれの現像装置も常に安定して現像にトナーを供給することが可能になり、各色のトナーをそれぞれの現像装置で用いて高品位のカラー画像形成を実現することができる。

また本発明によれば、最も高いトナーのガラス転移点と、最も低いトナーのガラス転移点との差が、１５℃以内になるように設定される。このことによって、たとえば記録紙上に形成されたカラートナー画像を定着するとき、各カラートナーが、良好に混合されて所望の色に発色されたカラー画像として定着される。

本発明によれば、画像形成装置には、現像装置が複数設けられ、画像形成条件によって画像形成のプロセススピードが変化するとき、変化したプロセススピードで形成される画像を現像する現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点が、残余の現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点よりも高くなるように設定される。

たとえばフルカラー複写機またはカラープリンタなどにおいても、常にフルカラー画像が形成されるのではなく、モノクロ画像が形成される場合もある。モノクロ画像形成のプロセススピードは、フルカラー画像形成のプロセススピードに比べて速いので、ブラックトナーが用いられる現像装置の動作速度もモノクロ画像形成時には速くなり、トナー凝集またはスペント等が発生しやすい条件下におかれる。しかしながら本発明では、ブラックトナーのガラス転移温度を、カラートナーのガラス転移温度よりも高くなるように設定しているので、速いプロセススピードに追随して現像装置が動作する場合であっても、トナー凝集またはスペント等の発生が防止される。

また本発明によれば、ブラックトナーのガラス転移点を、カラートナーのうちで最も低いガラス転移点との差が２０℃以内になるように設定するので、フルカラー画像形成時の定着におけるブラックトナーとカラートナーとの混合が良好に行われ、所望の色に発色されたフルカラー画像として定着される。

図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を簡略化して示す側面図である。本実施の形態では、画像形成装置１としてタンデム方式のカラー複写機を例示する。カラー複写機１は、大略、原稿台２、両面自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ；Reversing
Automatic Document Feeder）３、画像読取部４、画像形成部５、給紙部６が設けられる構成である。

原稿台２は、形成されるべき画像の元情報となる原稿が送り込まれて載置される台である。ＲＡＤＦ３は、原稿台２の上に原稿台２に対して開閉可能な状態で支持され、原稿台２の原稿載置面に対して所定の位置関係をもって装着される。ＲＡＤＦ３は、まず、原稿の一方の面が原稿台２の所定位置において画像読取部４に対向するよう原稿を搬送し、この一方の面についての画像読取りが終了した後、他方の面が原稿台２の所定位置において画像読取部４に対向するよう原稿を反転して原稿台２に向かって搬送する。さらにＲＡＤＦ３は、１枚の原稿について両面の画像読取りが終了した後、該原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。以上のＲＡＤＦ３による原稿搬送および表裏反転動作は、カラー複写機１全体の動作に関連して制御される。

画像読取部４は、ＲＡＤＦ３によって原稿台２上に搬送されてきた原稿の画像を読取るために、原稿台２の下方に配置される。画像読取部４は原稿台２の下面に沿って平行に往復移動する第１および第２走査ユニット７，８と、光学レンズ９と、電荷結合素子（ＣＣＤ）ラインセンサ１０とを備える。

第１走査ユニット７は、原稿の画像表面を露光する露光ランプ１１と、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラー１２とを有し、原稿台２の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動する。第２走査ユニット８は、第１走査ユニット７の第１ミラー１２により偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第２および第３ミラー１３，１４を有し、第１走査ユニット７と一定の速度関係を保って平行に往復移動する。光学レンズ９は、第２走査ユニット８の第３ミラー１４によって偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１０上の所定位置に結像させる。ＣＣＤラインセンサ１０は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力する。ＣＣＤラインセンサ１０は、白黒画像あるいはカラー画像を読取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤである。このＣＣＤラインセンサ１０によって電気信号に変換された原稿画像情報は、画像処理部に転送されて所定の画像データ処理が施される。

給紙部６は、画像形成部５の下方に配置され、用紙トレイ１５内に積載収容されている記録媒体である記録紙Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部５に向かって供給する。給紙部６によって１枚ずつ分離供給された記録紙Ｐは、その先端部分がセンサ（図示せず）によって検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ１６によって一旦停止され、さらに画像形成部５とのタイミングがレジストローラ１６によって制御されて矢符３９方向に回転する転写搬送ベルト４０上に送られる。このとき転写搬送ベルト４０には、吸着用帯電器４１によって所定の帯電が施されているので、記録紙Ｐは、画像形成部５を通過する間、転写搬送ベルト４０によって、安定して搬送供給される。転写搬送ベルト４０は、駆動ローラ４２と従動ローラ４３との間に張架される無端状ベルトであり、駆動ローラ４２によって、矢符３９で示す方向に摩擦駆動され、記録紙Ｐを担持し、画像形成部５へと順次搬送する。

画像形成部５には、黒色、シアン色、マゼンタ色およびイエロー色の各色に対応して４つの第１〜第４画像形成ステーション２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙが設けられる。第１〜第４画像形成ステーション２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙは、給紙部６から供給されて画像形成部５を搬送される記録紙Ｐの矢符３９で示す搬送方向の上流側から下流側に向けてこの順序で設けられる。記録紙Ｐの搬送方向のさらに下流側には、定着装置４５が設けられる。

本実施の形態のカラー複写機１では、第１画像形成ステーション２１ｂは、ブラックトナーによる画像形成を行い、第２画像形成ステーション２１ｃは、シアントナーによる画像形成を行い、第３画像形成ステーション２１ｍは、マゼンタトナーによる画像形成を行い、第４画像形成ステーション２１ｙは、イエロートナーによる画像形成を行う。

第１〜第４画像形成ステーション２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙは、実質的に同一の構成を有しているので、第１画像形成ステーション２１ｂで代表して構成を説明し、残余の画像形成ステーションについては、第１画像形成ステーション２１ｂと同一の参照符号を付し、参照符号の後に添付するトナーを表すアルファベット（シアン；ｃ、マゼンタ；ｍ、イエロー；ｙ）のみを変えて、その説明を省略する。

画像形成ステーション２１ｂには、レーザビームスキャナユニット２２ｂと画像形成ユニット２３ｂとが備わる。レーザービームスキャナユニット２２ｂは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子(図示せず)、半導体レーザ素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー（偏向装置）２４ｂと、ポリゴンミラー２４ｂによって偏向されたレーザビームを後述の感光体２７ｂの表面に結像させるためのｆθレンズ２５ｂ１，２５ｂ２、ミラー２６ｂ１，２６ｂ２，２６ｂ３などから構成される。レーザービームスキャナユニット２２ｂには、カラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が入力される。このレーザビームスキャナユニット２２ｂは、感光体２７ｂ表面に露光用の光を照射する露光手段を構成する。

画像形成ユニット２３ｂは、軸線まわりに矢符Ｆ方向に回転自在に支持される像担持体である感光体２７ｂと、感光体２７ｂの円周面に沿って配置される以下の機器、すなわち前述のレーザビームスキャナユニット２２ｂで露光される前に感光体２７ｂの表面を一様に帯電させる帯電器２８ｂと、レーザビームスキャナユニット２２ｂから出力されるレーザビームの露光によって感光体２７ｂの表面に形成される静電潜像を現像して可視化する現像装置２９ｂと、転写搬送ベルト４０介して感光体２７ｂに対向して設けられ現像された画像を転写搬送ベルト４０上の記録紙Ｐに転写させる転写装置３０ｂと、静電潜像の現像処理後に感光体２７ｂの表面に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置３１ｂとを備える。帯電器２８ｂ、現像装置２９ｂ、転写装置３０ｂおよびクリーニング装置３１ｂは、矢符Ｆで示す回転方向の上流側から下流側に向ってこの順序で設けられる。

帯電器２８ｂは、感光体２７ｂの表面を一様に帯電させる。一様に帯電された感光体２７ｂの表面が、原稿画像情報のうち黒色の画像情報に応じたレーザビームスキャナユニット２２ｂからのレーザビームによって露光され、露光された部位の帯電量と露光されなかった部位の帯電量とに差異が生じて静電潜像が形成される。

現像装置２９ｂは、感光体２７ｂに対向して設けられる現像ローラ３２ｂと、現像ローラ３２ｂに現像剤を供給する供給ローラ３３ｂと、現像ローラ３２ｂおよび供給ローラ３３ｂを回転自在に支持するとともに、その内部空間にブラックトナーを含む現像剤を収容するケーシング３４ｂとを備える。現像装置２９ｂの現像ローラ３２ｂから、静電潜像の形成された感光体２７ｂの表面にトナーが供給されることによって静電潜像が現像されて可視化される。可視化された黒色のトナー画像は、前述のように転写装置３０ｂによって転写搬送ベルト４０上の記録紙Ｐに転写される。

本実施形態のカラー複写機１では、４つの第１〜第４画像形成ステーション２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙが、記録紙Ｐの搬送方向上流側から下流側に向ってこの順序で設けられ、第１画像形成ステーション２１ｂでは、現像装置２９ｂに備わるブラックトナーを用いて黒色画像が形成され、第２画像形成ステーション２１ｃでは、現像装置２９ｃに備わるシアントナーを用いてシアン色画像が形成され、第３画像形成ステーション２１ｍでは、現像装置２９ｍに備わるマゼンタトナーを用いてマゼンタ色画像が形成され、第４画像形成ステーション２１ｙでは、イエロートナーを用いてイエロー色画像が形成され、フルカラーの原稿画像情報が記録紙Ｐ上にフルカラーのトナー画像として再現される。記録紙Ｐ上のフルカラーのトナー画像は、搬送方向下流側に配される定着装置４５にて加熱定着される。

本実施の形態のカラー複写機１では、カラートナー（シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー）をそれぞれ備える第２〜第４画像形成ステーション２１ｃ，２１ｍ，２１ｙは、第４画像形成ステーション２１ｙが定着装置４５との離反距離の最も短い位置に配置され、次いで第３画像形成ステーション２１ｍ、第２画像形成ステーション２１ｃの順に配置される。

本発明の一つは、カラートナー（シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー）をそれぞれ備える第２〜第４画像形成ステーション２１ｃ，２１ｍ，２１ｙにおいて、定着装置４５に対する離反距離が最も短い第４画像形成ステーション２１ｙに備えられるイエロートナーのガラス転移点（Ｔｇｙ）が最も高く、次いで第３画像形成ステーション２１ｍに備えられるマゼンタトナーのガラス転移点（Ｔｇｍ）、定着装置４５に対する離反距離が最も長い第２画像形成ステーション２１ｃに備えられるシアントナーのガラス転移点（Ｔｇｃ）が最も低くなるように、すなわち定着装置４５と現像装置との離反距離が短くなるのに伴って、備えられるカラートナーのガラス転移点が高くなるように設定されることを特徴とする。

ただし、イエロートナーのガラス転移点（Ｔｇｙ）を他のマゼンタおよびシアントナーのガラス転移点（Ｔｇｍ，Ｔｇｃ）よりも余り高くすることは好ましくない。その理由は、カラートナー間のガラス転移点に差があり過ぎると、定着時に各カラートナー同士の溶融混合が不充分となり、グロス・色相などのコントロールが不可能になり、良好な発色の定着画像が得られないからである。したがって、最も高いイエロートナーのガラス転移点（Ｔｇｙ）と、最も低いシアントナーのガラス転移点（Ｔｇｃ）との差（＝Ｔｇｙ−Ｔｇｃ）を、１５℃以内好ましくは１０℃以内に設定する。

本実施の形態では、最も低いガラス転移点を有するカラートナーはシアントナーであり、そのガラス転移点（Ｔｇｃ）は６０℃以上であることが好ましい。トナーを供給ボトル等に詰めて保存する場合などを考慮すると、保存環境温度における軟化凝集を防止するためには、ガラス転移点が６０℃以上であることが好ましいからである。したがって、最も高い温度に設定されるイエロートナーのガラス転移点（Ｔｇｙ）は、７５℃以下、好ましくは７０℃以下に設定される。シアントナーのガラス転移点（Ｔｇｃ）を６０℃よりも高くすることはできるけれども、シアントナーのガラス転移点（Ｔｇｃ）を高く設定してしまうと、カラートナー全体のガラス転移点が上昇するので、定着装置４５の定着設定温度の上昇につながり、カラー複写機１の機内温度上昇を誘引する。したがって、カラートナーのうち最も低い温度のガラス転移点は、６０℃以上であって可能な範囲で低めに設定することが好ましい。

また本発明のもう一つは、第１画像形成ステーション２１ｂに備えられるブラックトナーのガラス転移点（Ｔｇｂ）と、カラートナーのガラス転移点（Ｔｇｃ，Ｔｇｍ，Ｔｇｃ）との関係を規定することである。フルカラー画像ではなくモノクロ画像を形成する場合、画像形成のプロセススピードが速くなるので、第１画像形成ステーション２１ｂに備わるブラックトナーに対する負荷が大きくなる。トナーに対する負荷が大きくなると、トナー融着などのトラブルが発生し安いので、カラートナーよりも高いガラス転移点を設定することが好ましい。本実施の形態では、ブラックトナーのガラス転移点（Ｔｇｂ）と、カラートナーのうち最も低いシアントナーのガラス転移点（Ｔｇｃ）との差（＝Ｔｇｂ−Ｔｇｃ）を、２０℃以内好ましく１５℃以内に設定する。

ブラックトナーのガラス転移点（Ｔｇｂ）を高くするほど、プロセススピードの高速化に対する耐久性が増すけれども、ブラックトナーとカラートナーとのガラス転移点の差が２０℃を超えると、フルカラートナー画像の定着時、カラートナーとブラックトナーとの溶融混合が不充分になり、良好な発色のフルカラー画像が得られないので、前記差を２０℃以内とした。
このようなガラス転移点を実現する各色トナーの構成については、後述する。

第１〜第４画像形成ステーション２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｃを経て、各色のトナー画像がそれぞれ形成された記録紙Ｐは、転写搬送ベルト４０に静電吸着されて矢符３９方向にさらに搬送される。記録紙Ｐは、第４画像形成ステーション２１ｙと定着装置４５との間に設けられる除電用放電器４４によって、転写搬送ベルト４０から剥離されて定着装置４５へと送られる。

定着装置４５の一対の定着ローラ間に形成されるニップ部を通過した記録紙Ｐは、トナー画像が加熱定着されて搬送方向切換ゲート４６に達する。搬送方向切換ゲート４６は、加熱定着された記録紙Ｐを、機体外へ排出する経路と、画像形成部５に向かって再供給する経路との間で選択的に切換えるものである。搬送方向切換ゲート４６によって、再び画像形成部５に向かって搬送された記録紙Ｐは、スイッチバック搬送経路４７を介して表裏反転された後、画像形成部５へと再度供給され、先に画像形成された面の反対側の面である裏面側に前述の工程を繰返して画像形成される。一方、画像形成部５へ再供給しない場合、記録紙Ｐは、搬送方向切換ゲート４６によって、排出ローラ４８へ送られ排出ローラ４８によって機体の外壁に取付けられている排紙トレイ４９に排出される。

以下本発明のトナーについて説明する。トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、帯電制御剤を含んで構成される。

（結着樹脂）
本発明のトナーに用いられる結着樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば特に限定されないが、好ましくはポリエステル樹脂である。ポリエステル樹脂は、高い帯電性能を有しているので、カブリなどの無い良好な画質が得られる。ポリエステル樹脂は、帯電制御剤と組合わせることによって高い帯電性能を維持できるので、長期連続複写時にも画像劣化の無い画像を継続して得ることができ、また透明性にも優れているのでカラートナーに用いる場合でも彩度および二次色再現性などに大きな影響を及ぼすことが無いという利点を有する。

ポリエステル樹脂は、たとえば以下の多価アルコール成分および多価カルボン酸成分から合成することができるが、その製造方法はこれらに限定されることはない。多価アルコール成分としては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物のような２価アルコールを挙げることができる。また、テトラヒドロフラン不溶分が発生しない程度にポリマーを非線状化するため、３価以上の多価アルコールを使用することもできる。３価以上のアルコール成分としては、グリセリン、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトラオール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。

多価カルボン酸成分としては、たとえばマレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸等のアルキルコハク酸等の２塩基性カルボン酸、それらの酸無水物およびアルキルエステルが挙げられる。

本発明におけるカラートナーおよびブラックトナーのガラス転移点の調整は、次のようにして実現される。結着樹脂としてたとえばポリエステル樹脂を用いる場合には、ポリエステル樹脂の分子量成分の選択と調整、また結着樹脂としてポリエステル樹脂とその他の熱可塑性樹脂とを複合、またはその他の熱可塑性樹脂同士を複合して用いる場合には、用いる樹脂の種類および配合比を調整することによって、各カラートナーおよびブラックトナーのガラス転移点ならびに各トナー間のガラス転移点の差を所望の値に設定することができる。

（着色剤）
本発明に使用される着色剤として、以下のものを用いることができる。イエロートナー用着色剤としては、たとえばカラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７等のアゾ系顔料、黄色酸化鉄、黄土等の無機系顔料が挙げられる。また、たとえばＣ．Ｉ．アシッドイエロー１等のニトロ系染料や、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２１等の油溶性染料が挙げられる。これらの着色剤の中でも、特にＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１７等のベンジジン系のアゾ系顔料がイエロー系着色剤としての色味の点で好適に使用される。

マゼンタトナー用着色剤としては、たとえばＣ．Ｉ．ピグメントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０、Ｃ．Ｉ．ディスパーズレッド１５等が挙げられる。中でも特にＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２等のキナクリドン系顔料がマゼンダ系着色剤としての色味の点で好適に使用される。

シアントナー用着色剤としては、たとえばＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー ２５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６等が挙げられる。中でも特にＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５等の銅フタロシアニン顔料がシアン系着色剤としての色味の点で好適に使用される。

ブラックトナー用着色剤としては、カーボンブラックが好適に使用される。カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等を挙げることができ、これら公知のカーボンブラックの中から適宜選択すれば良い。

（帯電制御剤）
トナーの帯電制御剤としては、サリチル酸の金属錯体が用いられる。サリチル酸の金属錯体は、化合物として安定かつトナーの帯電安定性が良好であり、また単色あるいは無色であり色彩に与える影響が少ないので、カラートナーに用いることができる。さらに環境安全性、帯電付与効果の不足、トナーの逆帯電化、また分散性および化合物そのものの安定性の観点から、国際公開番号ＷＯ９９／１２９４１記載のサリチル酸ジルコニウム化合物が好適に用いられる。

帯電制御剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．５〜３重量部であることが好ましい。０．５重量部未満では、充分な帯電安定性が得られない。一方、３重量部を超えると、分散性が悪くなり、長期ランニングにおける帯電安定性に欠けるので、安定した品質の画像が得られない。さらに、トナー表面に帯電制御剤の存在する確率が増加するので、高湿環境下において帯電不良が生じ、地肌かぶりなどが生じる。また、カラートナー用として用いられる場合、分散型の帯電制御剤を用いると、トナーの透明性が低下するので、彩度が低下し、二次色、三次色などの発色が低下する。

（離型剤）
本発明のトナーには、離型剤としてワックスが含有されてもよい。ワックスには、天然ワックスとして、動物由来の蜜蝋、鯨蝋、セラック蝋、植物由来のカルナバ蝋、木蝋、米糠蝋（ライスワックス）、キャンデリラワックス、石油由来のパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、鉱物由来のモンタンワックス、オゾケライトなどが挙げられ、また合成ワックスとして、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、油脂系合成ワック（エステル、ケトン類、アミド）、水素化ワックスなどが挙げられる。離型剤として用いられるワックスは、特にその種類が限定されるものではない。

本発明のトナーは、その製造方法を特に限定されるものではないが、好ましくは帯電制御剤などトナーに含有される添加剤の分散が比較的容易である粉砕法を用いて作製される。粉砕法とは、上記の結着樹脂、着色剤、電荷制御剤また離型剤などの添加剤を乾式ブレンダ、ヘンシェルミキサーまたはボールミル等によって均質になるように予備混合し、次いでその混合物を均一に溶融混練し、次いでその混練物を冷却して粉砕し、必要に応じて分級することによってトナー粒子を製造する方法である。

なお溶融混練は、オープンロール型混練機によって行われることが好ましい。オープンロール型混練機は、互いに向かい合って配置される両ロール間のギャップ幅が、原料混合物の供給側から排出側に向かって徐々に狭くなるように形成されている。このようにギャップを形成することによって、原料混合物に作用するロールの圧縮力が、供給側から排出側に向かって大きくなるので、得られる混練物における添加剤の分散性を向上することができる。

本発明のトナーは、粉砕もしくは粉砕後分級して得られるトナー粒子が、平均粒径３μｍ〜１５μｍであることが好ましい。特に高画質画像を得るためには、平均粒径が９μｍ以下、好ましくは５μｍ〜８μｍの小粒径トナーが用いられる。

本発明のトナーはキャリアと組合わせることにより２成分現像剤として用いることができる。２成分現像剤として用いるとき、トナーのキャリアに対する攪拌性、搬送性、帯電性を安定させるために、トナー粒子が、疎水性無機微粒子で表面処理されてもよい。疎水性無機微粒子としては、たとえば酸化アルミ粉末、酸化チタン粉末、微粉末シリカなどの疎水化処理された無機微粒子が挙げられ、これらはそれぞれ単独であるいは組合わせて用いることができる。また、疎水性無機微粒子は、たとえばフッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末、脂肪酸金属塩、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の外添剤と併用することができる。トナーは、これらの無機微粒子および／または樹脂微粒子を外添剤として添加した後、篩等によって凝集物および異物を除去して製品化される。

（キャリア）
キャリアの芯材としては、鉄、ニッケル、コバルトなどの磁性金属、フェライト、マグネタイトなどの磁性金属酸化物、ガラスビーズなどが挙げられる。また、芯材の粒径は一般的に、１０〜５００μｍ、好ましくは３０〜１００μｍの球形のものが用いられる。

キャリアは、上記の芯材上に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリアであることが望ましい。また樹脂被覆層には導電材料が分散されていても良い。樹脂被覆層の形成に用いられる樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレンアクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変性物、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、フェノール樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。樹脂被覆層に含まれる導電材料としては、金、銀、銅などの金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛などの無機微粒子が例示されるが、これらに限定されるものではない。

以上に述べたように本実施の形態の画像形成装置１においては、画像形成ステーションにおける感光体の露光は、レーザービームを走査して行われるけれども、これに限定されることなく、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイとからなる書込み光学系（ＬＥＤヘッド）が用いられる構成であっても良い。ＬＥＤヘッドは、レーザービームスキャナーユニットに比べてサイズが小さく、また可動部分がなく無音である。したがって、複数個の光書込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置では、好適に用いることができる。

本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を簡略化して示す側面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 原稿台
３ ＲＡＤＦ
４ 画像読取部
５ 画像形成部
６ 給紙部
２１ 画像形成ステーション
２２ レーザビームスキャナユニット
２３ 画像形成ユニット
２７ 感光体
２９ 現像装置

Claims (8)

1. 画像情報に応じた光で露光されることによって静電潜像が形成される像担持体と、像担持体に現像剤であるトナーを供給して静電潜像を現像する現像装置と、現像されて形成されるトナー画像を転写材に転写させる転写装置と、転写材上のトナー画像を加熱して定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
   現像装置が複数設けられ、
   複数の現像装置それぞれに用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点が、現像装置ごとにそれぞれ異なることを特徴とする画像形成装置。
2. 複数の現像装置それぞれに用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点が、
   定着装置と現像装置との離反距離に応じて定められることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 定着装置と現像装置との離反距離が短くなるのに伴って、現像剤中のトナーのガラス転移点が、高くなるように設定されることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 定着装置と現像装置との離反距離が最も短い現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点と、定着装置と現像装置との離反距離が最も長い現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点との差が、１５℃以内であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. トナーが、
   有彩色を有するフルカラートナーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
6. 画像情報に応じた光で露光されることによって静電潜像が形成される像担持体と、像担持体に現像剤であるトナーを供給して静電潜像を現像する現像装置と、現像されて形成されるトナー画像を転写材に転写させる転写装置と、転写材上のトナー画像を加熱して定着 させる定着装置とを備える画像形成装置において、
   現像装置が複数設けられ、
   画像形成条件によって画像形成のプロセススピードが変化するとき、変化したプロセススピードで形成される画像を現像する現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点が、残余の現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点よりも高くなるように設定されることを特徴とする画像形成装置。
7. 変化したプロセススピードで形成される画像を現像する現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点と、残余の現像装置に用いられる現像剤中のトナーのガラス転移点のうち最も低いガラス転移点との差が、２０℃以内に設定されることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 変化したプロセススピードで形成される画像を現像する現像装置に用いられる現像剤中のトナーが、ブラックトナーであることを特徴とする請求項６または７記載の画像形成装置。

Images