JP3960318B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙等の記録材にカラー画像を形成するカラー画像形成装置、特に、電子写真方式によりカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関する。

電子写真方式のカラー画像形成装置では、紙等の記録材上に複数の単色画像、例えば、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像及び黒画像を重ねて形成することによりカラー画像が形成される。

カラー画像形成装置には、単色画像を形成する工程を複数回繰り返すことにより複数の画像を形成する型と、１工程において複数の画像を形成する型があるが、後者の型が、カラー画像形成を白黒画像形成と変わらない時間で形成することが出来ることから、高速のカラー画像形成装置として多く採用されている。

また、後者の型のカラー画像形成装置には、複数の像形成体の各々に単色画像を形成し、像形成体から記録材に単色画像を転写することにより、記録材上で単色画像を重ね、カラーを画像を形成する型と、複数の像形成体の各々に単色画像を形成し、形成した単色画像を、一旦、中間転写体に転写して中間転写体上で単色画像を重ねてカラー画像を形成し、中間転写体から記録材にカラー画像を形成する型がある。

一方、電子写真画像形成プロセスでは、熱ローラ定着等のように、接触加熱方式による定着が一般的に用いられるが、接触加熱方式では、画像を形成しているトナーの一部が記録材から定着部材に転移するオフセットが起こりやすく、また、定着部材への記録材の巻き付きが起きやすくなるために、これらの現象を防止することを目的として、トナーに離型剤を含有させることが行われている。

次のような離型剤による問題が知られている。例えば、現像装置内でトナーのガラス転移点以上の温度や、攪拌などの機械的なストレスに、晒されることにより、離型剤がトナー粒子表面にしみ出して、トナーが固まり易くなったり、キャリア表面に離型剤が移行して帯電性が劣化したりする原因となる等である（例、特許文献１）。
特開平５−３４９７９号公報

本発明は離型剤の主な作用、すなわち、オフセット防止や巻き付き防止を維持しながら、離型剤の使用による弊害を防止し、長期間にわたって高い画質の画像を形成するカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

前記の本発明の目的は、下記の発明により達成される。
１．
黒トナーを用いて黒画像を形成する現像手段、
イエロートナーを用いてイエロー画像を形成する現像手段、
マゼンタトナーを用いてマゼンタ画像を形成する現像手段、
シアントナーを用いてシアン画像を形成する現像手段及び、
黒画像、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像を記録材上に重ね合わせる手段及び、
トナーを担持した記録材に接触して加熱加圧する定着手段
を有し、記録材上に複数の前記画像が重なったカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
トナーが離型剤を含有するトナーであり、
前記定着手段に遠い前記現像手段ほど離型剤の含有率の大きいトナーを収納するように複数の前記現像手段を配置するとともに、
記録材上で重なった複数の前記画像の上層画像ほど離型剤の含有率の大きいトナーで形成されるように前記現像手段が配置されたことを特徴とするカラー画像形成装置。
２．
記録材上で最上層が透明トナー層となるように、透明トナー層を形成する透明トナー層形成部を有し、該透明トナー層形成部は、前記黒トナー、前記イエロートナー、前記マゼンタトナー及び前記シアントナーのいずれよりも離型剤の含有率の大きい透明トナーを用いて前記透明トナー層を形成することを特徴とする前記１に記載のカラー画像形成装置。
３．
記録材上で最下層が白色トナー層となるように、白色トナー層を形成する白色トナー層形成部を有し、該白色トナー層形成部は、前記黒トナー、前記イエロートナー、前記マゼンタトナー及び前記シアントナーのいずれよりも離型剤の含有率の小さい白色トナーを用いて前記白色トナー層を形成することを特徴とする前記１又は前記２に記載のカラー画像形成装置。
４．
前記白色トナーは他の前記トナーよりも低い軟化点を有することを特徴とする前記３に記載のカラー画像形成装置。

請求項１〜３のいずれかの発明により、白黒画像を高い効率で形成することができるとともに、不要なぎらつのない文字画像等の白黒画像が形成され、且つ適度な光沢を持ったカラー画像が形成され、全てのモードにおいて高い画質の画像が形成される。

請求項４〜７のいずれかの発明により、離型剤を含有するトナーにおいて、生ずる傾向があるトナーやキャリアの劣化、転写率の低下等を良好に防止しながら、定着におけるオフセッットや記録材の巻き付きを良好に防止することができる。

請求項５の発明により、高光沢を持った高画質なカラー画像を形成することができる。

請求項６の発明により、白色度などの紙質に依らない高画質のカラー画像形成や、加えて高光沢画像を形成する場合にも均一で十分な定着を行うことができる。

＜トナー＞
最初に本発明において使用されるトナーについて説明する。

本発明においては、望ましくは、トナーとキャリアを含む二成分現像剤が使用される。

本発明において用いられるトナーは、バインダー、着色剤及び離型剤を含有する。

バインダーとしては、従来周知のものが用いられるが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等からなるスチレン系樹脂、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等からなるアクリル系樹脂、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン系単量体と、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアクリル系単量体との共重合体であるスチレン・アクリル系共重合体、ジメチルアミノメタクリレート、ジエチルアミノメタクリレート、ビニルピリジン等を含有する含窒素樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂等が挙げられる。

着色剤としては、従来周知のものが用いられ、例えば、次のような具体例が挙げられる。

黒色トナーの着色剤としては、チャネルブラック・ファーネスブラック・アセチレンブラック・サーマルブラック・ランプブラック等のカーボンブラック、磁性体、チタンブラック等の黒色顔料、ニグロシン等の染料等が使用可能である。

イエロートナーの着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、同４４、同７７、同７９、同８１、同８２、同９３、同９８、同１０３、同１０４、同１１２、同１６２等の染料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、同１７、同９３、同９４、同１３８等の顔料等を上げることができる。

マゼンタトナーの着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１、同４９、同５２、同５８、同６３、同１１１、同１２２等の染料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、同４８：１、同５３：１、同５７：１、同１２２、同１３９、同１４４、同１４９、同１６６、同１７７、同１７８、同２２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、同４３等の顔料等を用いることができる。

シアントナーの着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２５、同３６、同６０、同７０、同９３、同９５等の染料、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、同６０等の顔料等を用いることができる。

また、特別色のトナーの着色剤としては、上記着色剤の混合物を用いることも可能である。染料、顔料の数平均一次粒子径は種類により多様であるが、概ね数平均粒径が１０〜２００ｎｍ程度が好ましい。

本発明のトナーは、接触加熱定着において、オフセットを防止し、また、記録材の巻き付きを防止する離型剤を含有する。

好ましく用いられる離型剤としては次のようなものが挙げられる。

すなわち、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類；加熱により軟化点を示すシリコーン類；オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類；カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス；ミツロウ等の動物系ワックス；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス；ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル、ミリスチン酸ミリスチリル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類；ステアリン酸ブチル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と単価又は多価低級アルコールとのエステルワックス類；ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド等の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステルワックス類；ソルビタンモノステアレート等のソルビタン高級脂肪酸エステルワックス類；コレステリルステアレート等のコレステロール高級脂肪酸エステルワックス類などを挙げることができる。これらの離型剤は１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用して用いても良い。

これらの離型剤の添加量としては、トナーに対して０．５〜５０質量％の範囲が適当である。好ましくは１〜３０質量％の範囲、より好ましくは４〜１５質量％の範囲が適当である。離型剤の添加量をこの様な範囲とすることで定着時の画像表面への浸み出しが十分に発現されて良好な離型性能が発現される。

離型剤には、良好な離型性能を有するという点で、融点５５〜１１０℃の範囲のものが好ましく、６３〜８５℃のものが特に好ましい。ここで、ワックスの融点とは、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）に於ける昇温時のＤＳＣカーブにおいて、最大の吸熱を示すピークの頂点の温度をいう。融点が高すぎると、離型剤が十分しみ出さないため離型性能が低下し、オフセットや巻き付きが発生しやすくなり、融点が低すぎると、離型剤によってトナーが固まり易くなってしまい画像に不具合が生じる。

トナーには更に必要に応じて電荷制御剤等の添加剤が含まれる。

本発明のトナーには、定着エネルギーを少なくし、且つ、塊状化防止の観点から軟化点９５〜１４０℃のものが好ましく、１００℃〜１２０℃のものが特に好ましい。軟化点が低すぎると、高温環境下でのトナー保存性が問題となり、軟化点が高すぎると、定着に必要な熱量を増大しなければならなくなってしまう。

本発明のトナーには、後に説明するように、黒トナーと他の単色トナーが異なる軟化点を有するものが用いられるが、軟化点は、次の測定方により測定され、その高低が比較される。

高架式フローテスター「ＣＦＴ−５００」（島津製作所製）を使用し、ダイの細孔の径１ｍｍ、長さ１ｍｍ、荷重２０ｋｇ／ｃｍ²、昇温速度６℃／ｍｉｎ．の条件下で１ｃｍ³の試料を溶融流出させたときの流出開始点から流出終了点の高さの１／２に相当する温度を軟化温度とする。

本発明のトナーには、重合トナーが好ましく用いられる。

重合トナーは、懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合粒子を作製し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加して会合する方法で作製することが出来る。会合の際にトナーの構成に必要な離型剤や着色剤等の分散液と混合して会合させて調製する方法や、単量体中に離型剤や着色剤等のトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方法等があげられる。ここで会合とは樹脂粒子及び着色剤粒子が複数個融着することを示す。

即ち、重合性単量体中に着色剤や必要に応じて離型剤、荷電制御剤、さらに重合開始剤等の各種構成材料を添加し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダー、超音波分散機等で重合性単量体に各種構成材料を溶解或いは分散させる。この各種構成材料が溶解或いは分散された重合性単量体を分散安定剤を含有した水系媒体中にホモミキサーやホモジナイザー等を使用しトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させる。その後、撹拌機構が後述の撹拌翼である反応装置へ移し、加熱することで重合反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することで本発明のトナーを調製する。

尚、本発明に於ける水系媒体とは、少なくとも水が５０質量％以上含有されたものを示す。

重合トナーは例えば、特開２００１−２７２８１５号公報、特開２００１−２８１９０７号公報、特開２００２−３５１１４２号公報、特開２００３−６６６４８号公報等に記載された方法で製造される。
＜カラー画像形成装置＞
図１は本願明細書に記載した他の発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第１例を示す。

図示の例は、イエロー画像形成部１０Ｙ、マゼンタ画像形成部１０Ｍ、シアン画像形成部１０Ｃ及び黒画像形成部１０Ｋにより、各色の画像を中間転写体２０上に重ねて形成することにより、中間転写体２０上にカラー画像を形成し、形成されたカラー画像を中間転写体２０から紙等の記録材Ｐに転写し、定着手段３０により定着するカラー画像形成装置である。

各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋはそれぞれ図２に示すように、感光体１１、帯電手段１２、露光手段１３、現像手段１４、一次転写手段１５及びクリーニング手段１６を有する。

中間転写体２０上には、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像及び黒画像が重なったカラー画像が形成され、形成されたカラー画像は、転写ローラ２２及びバックアップローラ２１からなる二次転写手段により記録材Ｐに転写される。中間転写手段２０はバックアップローラ２１及び支持ローラ２３、２４により支持されて矢印のように循環移動する。

記録材Ｐに転写されたカラー画像は定着手段３０により定着される。定着手段３０は、熱源３１、加熱ローラ３２及び加圧ローラ３３を有し、カラー画像に接触して、カラー画像を加熱し定着を行う。

図示のカラー画像形成装置では、モータ４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋにより各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体１１をそれぞれ駆動し、モータ４１により中間転写体２０を駆動し、加熱ローラ３２をモータ４２で駆動することにより、前記したカラー画像形成プロセスが実行される。

モータ４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ、４１及び４２は制御手段５０により制御されて作動する。

図示のカラー画像形成装置は、前記したカラー画像形成プロセスによりカラー画像を形成するカラーモードと白黒画像を形成する白黒モードを有する。

カラーモードでは、前記したプロセスでカラー画像が形成されるが、白黒モードでは、黒画像形成部１０Ｋのみが作動し、イエロー画像形成部１０Ｙ、マゼンタ画像形成部１０Ｍ及びシアン画像形成部１０Ｃは作動しない。

なお、白黒モードでは、一次転写手段１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃは、中間転写体２０から離れた位置に退避している。画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃを中間転写体２０から離しても良い。

黒画像形成部１０Ｋの現像手段１４に収容されている黒トナーの軟化点をＫＳＰ、イエロー画像形成部にの現像手段１４に収容されているイエロートナーの軟化点をＹＳＰ、マゼンタ画像形成部１０Ｍの現像手段１４に収容されているマゼンタトナーの軟化点をＭＳＰ、シアン画像形成部１０Ｃの現像手段１４に収容されているシアントナーの軟化点をＣＳＰとすると、ＫＳＰ＞（ＹＳＰ、ＭＳＰ ｏｒ ＣＳＰ）となるように、各トナーが調製される。このようなトナーはバインダー樹脂の種類の選択、バインダー樹脂の分子量の調節により調製される。ＫＳＰと（ＹＳＰ、ＭＳＰ ｏｒ ＣＳＰ）の差は、４℃以上１０℃以下であることが望ましい。差が小さすぎると、白黒画像の光沢が上がりすぎ、差が大きすぎると、カラー画像と白黒画像の光沢差が目立ちすぎるようになってしまう。

前記黒トナーは、また、他のトナーよりも高い含有率の離型剤を含有する。すなわち、黒トナー中の離型剤の含有率をＫＲＭ、イエロートナー中の離型剤含有率をＹＲＭ、マゼンタトナー中の離型剤含有率をＭＲＭ、シアントナー中の離型剤含有率をＣＲＭとするとき、ＫＲＭ＞（ＹＲＭ、ＭＲＭ ｏｒ ＣＲＭ）となるように、各トナーが調製される。ＫＲＭと（ＹＲＭ、ＭＲＭ ｏｒ ＣＲＭ）の差は、２質量％以上６質量％以下であることが望ましい。差が小さすぎると、白黒画像作成時のワックスのしみ出し量がカラー画像作製時に比べてあまり多くならず、ワックスのしみ出しに必要な熱量が、カラー画像形成時と変わらなくなってしまう。差が大きすぎると、白黒画像のワックスのしみ出し量が多くなりすぎて光沢が上がりすぎてしまう。

なお、前記離型剤含有率は質量含有率である。

制御手段５０は白黒モードでは、プロセス速度ＫＶ、すなわち、感光体１１Ｋ、中間転写体２０の線速度及び定着手段３０の紙搬送速度ＫＶが、カラーモードにおけるプロセス速度ＣＶよりも速くなるように（ＣＶ＜ＫＶ）、モータ４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ、４１及び４２を制御する。

このような制御により、カラーモードにおいては、高画質の画像が形成されるとともに、適切に定着され、十分な光沢を持ったカラー画像が形成される。

また、白黒モードにおいては、カラーモードに対してプロセス速度を速く出来るから単位時間当たりの画像形成枚数を多く出来るため、画像形成作業が高効率で実行されるとともに、画像のギラツキが抑制された見やすい画像が形成される。

たとえば、カラー画像形成におけるプロセス線速度ＣＶを１６０〜３００ｍｍ／ｓｅｃ、白黒モードにおけるプロセス速度ＫＶをＣＶに対して、１．２５〜２．００倍として、それぞれのモードにおいて、高品質の画像を形成することができる。

また、白黒モードにおける定着温度ＫＴは、カラーモードにおける定着温度ＣＴに等しいか又は白黒モードにおける定着温度をカラーモードにおけるよりも高く設定される（ＫＴ≧ＣＴ）が、定着圧力を変更することなく定着手段３０がカラーモード及び白黒モードに使用される。白黒モードにおける定着温度ＫＴはカラーモードにおける定着温度ＣＴに等しいことがモード切替時の待ち時間がないため最も望ましく、白黒モードでの設定温度を高くした場合には、その差は１０℃以内であり、定着装置の未定着トナーに接する加熱ローラを低熱容量のベルトに置き換えた図５（ｅ）のような定着装置であることが望ましい。

図３は本願明細書に記載した他の発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第２例を示す。

図３では、１個の画像形成部１０を有し、画像形成部１０は、ドラム状の感光体１１、帯電手段、露光手段、現像手段１４、転写手段１５及びクリーニング手段を有する。１７は帯電手段、露光手段及びクリーニング手段を有するプロセス手段を示す。

現像手段１４は、イエロー現像部１４ｙ、マゼンタ現像部１４ｍ、シアン現像部１５ｃ及び黒現像部１４ｋで構成される。イエロー現像部１５ｙにはイエロートナーが収容され、マゼンタ現像部１５ｍにはマゼンタトナーが収容され、シアン現像部１５ｃにはシアントナーが収容され、黒現像部１５ｋには、黒トナーが収容される。

本例でも、軟化点及び離型剤含有率に関して次の関係を満たすトナーが用いられる。

ＫＳＰ＞（ＹＳＰ、ＭＳＰ ｏｒ ＣＳＰ）
ＫＲＭ＞（ＹＲＭ、ＭＲＭ ｏｒ ＣＲＭ）
ＫＳＰと（ＹＳＰ、ＭＳＰ ｏｒ ＣＳＰ）の差、ＫＲＭと（ＹＲＭ、ＭＲＭ ｏｒ ＣＲＭ）の差に関する望ましい値は、例１と同じである。
４３は現像手段１４の駆動による現像プロセスの実行及び各現像部１４ｙ、１４ｍ、１４ｃ、１４ｋの切替を行うモータである。

カラーモードにおいては、中間転写体２０の１回目の循環で、イエロー画像の形成が行われ、２回目の循環でマゼンタ画像の形成が行われ、３回目の循環でシアン画像の形成が行われ、４回目の循環で黒画像の形成が行われる。各単色トナーは重なるように形成されて、中間転写体２０上にはカラー画像が形成される。

黒画像の形成の後に、二次転写手段が作動してカラー画像が記録材Ｐに転写される。記録材Ｐに転写されたカラー画像は定着手段３０により定着される。

白黒モードにおいては、黒現像部１４ｋのみが作動して中間転写体２０上に黒画像を形成し、形成された黒画像は二次転写手段により記録材Ｐに転写されるが、白黒モードにおいては、黒画像が中間転写体２０上に連続的に形成される。すなわち、記録材Ｐを連続供給して画像形成を行う場合に、前後して搬送される記録材間の間を圧縮することが可能な画像間隔で、中間転写体上２０に画像を形成し、記録材Ｐに転写する画像形成工程が実行される。従って、白黒モードでは、カラーモードにおける画像形成効率の約４倍の画像形成効率で画像が形成される。この時、定着手段３０の加熱ローラ３２の表面温度低下は、カラーモード時よりも大きくなるが、本発明では黒トナーのワックス含有量を多くしているため、オフセットや巻き付きを防止することが出来る。

更に、制御手段５０は、プロセス速度、すなわち、感光体１０、中間転写体２０及び定着手段３０の線速度を、白黒モードにおいて、カラーモード時よりも高くして画像形成を行う（ＫＶ＞ＣＶ）。この制御により、白黒モードにおける画像形成効率が更にアップされる。

図４は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第１例を示す図である。

装置の構成は図１に示す第１例と同じであるが、本例では、含有される離型剤の含有率を次のようにしたトナーが用いられる。

ＹＲＭ≧ＭＲＭ≧ＣＲＭ≧ＫＲＭ、ただし、ＹＲＭ＞ＫＲＭ
ＹＲＭ、ＭＲＭ、ＣＲＭ、ＫＲＭの値は、各々が４〜１５質量％を満たす範囲内に設定される。

更に、図から明らかなように、図４の構成は、現像手段１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋの配置に関して、次の条件を満足する。

ＤＹ＞ＤＭ＞ＤＣ＞ＤＫ
ＤＹ：現像手段１４Ｙと熱源３１間の距離
ＤＭ：現像手段１４Ｍと熱源３１間の距離
ＤＣ：現像手段１４Ｃと熱源３１間の距離
ＤＫ：現像手段１４Ｋと熱源３１間の距離
そして、記録材Ｐ上に形成されるカラー画像は、図４（ｂ）に示すように、記録材Ｐ上に下から黒画像Ｋ、シアン画像Ｃ、マゼンタ画像Ｍ、イエロー画像Ｙの順に形成される。

このようなカラー画像は、定着手段３０において、加熱部材である加熱ローラ３２に対してイエロー画像Ｙの層が接触し、マゼンタ画像Ｍの層、シアン画像Ｃの層、黒画像Ｋの層の順に熱ローラ３２に近い層構成をとることになる。

カラー画像は常にこのような４層の重ね合わせにより形成されるのではなく、例えば、イエロー画像、赤色画像、黒色画像のように、１〜３層の単色像の重ね合わせにより形成される画像部分を含んでいる。本発明によれば、カラー画像各部の層構成の違いに関わりなく、オフセットや巻き付きが良好に防止される。

すなわち、４層構成の画像ではイエロー画像Ｙが、３層構成の像ではイエロー画像Ｙかマゼンタ画像Ｍが、２層構成の像ではイエロー画像Ｙかマゼンタ画像Ｍかシアン画像Ｃが、１層構成の像でははイエロー画像Ｙかマゼンタ画像Ｍかシアン画像Ｃか黒画像Ｋが、記録材上の最上層に来ることになる。そして、オフセット性、巻き付きについては、トナー総量が多いほど不利になるが、トナー中の離型剤量を上記のようにすることにより、より多いトナー総量の条件で記録材上の最上層になり易いトナーほど離型剤の含有量を多くすることになるため、どのような画像条件でも定着におけるオフセット発生や巻き付き発生を有効に防止することができる。

しかも、離型剤を多く含有するイエロートナーを収容する現像手段１４Ｙは定着手段３０の熱源３１から最も遠い位置に配置されるので、イエロートナーが定着手段３０の熱による影響を最も受け難い位置に配置されており、離型剤を多く含んだトナーほど熱劣化し易い欠点を補うことが出来るため、現像剤の劣化が防止される。図４に記載されているように、より離型剤の含有量の多いトナーを収容する現像手段ほど熱源３１から離した構成にしているため、各色トナーとも現像剤の劣化が防止出来る。

定着手段３０には種々の種類があり、各種類により熱源の数、位置が異なるが、代表的な例を図５に示す。

図５（ａ）は最も一般的なものであり、加熱ローラ３２と加圧ローラ３３間に記録材Ｐを導入して定着を行う。熱源３１は加熱ローラ３２内に設けられ、加熱ローラ３２はトナーＴに接触してトナーＴを加熱溶融して定着を行う。

図５（ｂ）の例では、加熱ローラ３２内に熱源３１ａが設けられるとともに、加圧ローラ３３内に熱源３１ｂが設けられ、両熱源で記録材Ｐ及びトナーＴを加熱して定着を行う。

図５（ｃ）の例では、図５（ｂ）の例に更に、熱源３１ｃが設けられた加熱ローラ３２の表面を加熱する。

図５（ｄ）の例では、加熱ローラ３２とベルト３４が用いられ、加熱ローラ３１の内側に熱源３１ａが外側に熱源３１ｂがそれぞれ設けられるとともに、ベルト３４の内側に熱源３１ｃが設けられる。

図５（ｅ）の例では、加熱ベルト３４が設けられ、加熱ベルト３４の内側に熱源３１ａが及び加圧ローラ３３の内側に熱源３１ｂがそれぞれ設けられる。

図５のような各種の定着装置においては、各画像形成部の現像手段と熱源間の距離に関して次のように定義することができる。

複数ある熱源の内の１個が主要熱源として用いられる場合が一般的であり、前記した熱源と各画像形成部間の距離は、発熱量の最も大きな主要熱源と各画像形成部の現像手段間の距離とする。このように定義し、前記距離ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ及びＤＫを前記のように設定することにより、現像剤の劣化を防止するという本願発明の目的を達成することができる。

多くの場合、主要熱源は、記録材Ｐに対してそのトナー像Ｔを担持する面側に配置された熱源である。

図６は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第２例を示す図である。

第２例では、黒画像形成部１０Ｋ、イエロー画像形成部１０Ｙ、マゼンタ画像形成部１０Ｍ及びシアン画像形成部１０Ｃが中間転写対２０の移動方向にこの順に配置され、各単色画像を形成する。

軟化点及び離型剤に関して次のような関係にあるトナーが用いられる。
ＫＳＰ＞（ＹＳＰ、ＭＳＰ ｏｒ ＣＳＰ）
ＫＲＭ≧ＹＲＭ≧ＭＲＭ≧ＣＲＭ、ただし、ＫＲＭ＞ＣＲＭ
そして、各画像形成部１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃと定着手段の熱源間の距離は図から明らかなように、ＤＫ＞ＤＹ＞ＤＭ＞ＤＣである。

ＫＳＰと（ＹＳＰ、ＭＳＰ ｏｒ ＣＳＰ）の差、ＫＲＭと（ＹＲＭ、ＭＲＭ ｏｒ ＣＲＭ）の差に関する望ましい値は、例１と同じである。

更に、制御手段５０は白黒モード及びカラーモードでの画像形成を次の関係にあるプロセス速度で実行する。

ＣＶ＜ＫＶ
すなわち、図６の第４例は、白黒モードにおける生産性の向上と現像剤の劣化防止という二つの目的を達成した例である。

図７は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第３例を示す。

記録材Ｐは搬送ベルト６０により水平に搬送され、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋにより、それぞれイエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像及び黒画像が記録材Ｐ上に重ねて形成され、記録材Ｐ上にカラー画像が形成される。形成されたカラー画像を定着手段３０により定着される。

本例でも、軟化点及び離型材含有率に関して次の関係を満たすトナーが用いられ、制御手段５０は、プロセス速度ＫＶがプロセス速度ＣＶに対して、ＫＶ＞ＣＶであるように制御して白黒モードとカラーモードの画像形成を実行する。

ＫＳＰ＞（ＹＳＰ、ＭＳＰ ｏｒ ＣＳＰ）
ＫＲＭ＞（ＹＲＭ、ＭＲＭ ｏｒ ＣＲＭ）
ＫＳＰと（ＹＳＰ、ＭＳＰ ｏｒ ＣＳＰ）の差、ＫＲＭと（ＹＲＭ、ＭＲＭ ｏｒ ＣＲＭ）の差に関する望ましい値は、例１と同じである。

図８は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第４例を示す。

本例では、像形成体として１本のベルト感光体１１が用いられる。

ベルト感光体１１に対向して、帯電手段１２Ｙ、露光手段１３Ｙ及び現像手段１４Ｙからなるイエロー画像形成部１０Ｙ、帯電手段１２Ｍ、露光手段１３Ｍ及び現像手段１４Ｍからなるマゼンタ画像形成部１０Ｍ、帯電手段１２Ｃ、露光手段１３Ｃ及び現像手段１４Ｃからなるシアン画像形成部１０Ｃ並びに帯電手段１２Ｋ、露光手段１３Ｋ及び現像手段１４Ｋからなる黒画像形成部１０Ｋが設けられる。

感光体１１の矢印で示す循環移動に従って、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像及び黒画像が感光体１１上に重ねて形成され、カラー画像が形成される。

形成されたカラー画像は転写手段１５により記録材Ｐに転写され、定着手段３０により定着される。

本例でも、軟化点及び離型材含有率に関して次の関係を満たすトナーが用いられ、制御手段５０は、プロセス速度ＫＶがプロセス速度ＣＶに対して、ＫＶ＞ＣＶであるように制御して白黒モードとカラーモードの画像形成を実行する。

ＫＳＰ＞（ＹＳＰ、ＭＳＰ ｏｒ ＣＳＰ）
ＫＲＭ≧ＹＲＭ≧ＭＲＭ≧ＣＲＭ、ただし、ＫＲＭ＞ＣＲＭ
そして、各画像形成部１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃと定着手段の熱源間の距離は図から明らかなように、ＤＫ＞ＤＹ＞ＤＭ＞ＤＣである。
ＫＳＰと（ＹＳＰ、ＭＳＰ ｏｒ ＣＳＰ）の差、ＫＲＭと（ＹＲＭ、ＭＲＭ ｏｒ ＣＲＭ）の差に関する望ましい値は、例１と同じである。

すなわち、図８の第４例は、白黒モードにおける生産性の向上と現像剤の劣化防止という二つの目的を達成した例である。

図９は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第５例を示す。

本例は、透明トナーを用いて画像に光沢のある画像を形成するものである。

図示のように、中間転写体２０の矢印で示す移動方向に沿って、透明トナー層を形成する透明トナー層形成部１０Ｔ、イエロー画像成部１０Ｙ、マゼンタ画像形成部１０Ｍ、シアン画像形成部１０Ｃ及び黒画像形成部１０Ｋがこの順に配置される。

透明トナー層形成部１０Ｔは図２に示す構造のものであり、感光体１１、帯電手段１２、感光体１３、露光手段１４及び一次転写手段１５を有する。

透明トナー層は周知のような画像に光沢を持たせて画像を形成し、特に、カラー画像の品質を上げるものであるが、その形態は、周知のように、記録材Ｐの全面に形成するものや、画像部分に形成するもの等があるが、紙の白地部の質感を変えないことが望ましい場合は、画像形成部分のみに形成する。

画像部分に透明トナー層を形成する場合は、露光手段１３は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ画像データのオアをとった画像データに基づいて露光を行い、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像及び黒画像を全て覆う透明トナー層が形成される。

透明トナーを含むトナーには次の条件を満足するものが使用され、画像形成部１０Ｔ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋは次の条件を満足するように配置される。

ＴＲＭ≧ＹＲＭ≧ＭＲＭ≧ＣＲＭ≧ＫＲＭ、ただし、ＴＲＭ＞ＫＲＭ
ＤＴ＞ＤＹ＞ＤＭ＞ＤＣ＞ＤＫ
ただし、ＴＲＭは透明トナーの質量離型剤含有率、ＤＴは透明トナー層形成部１０Ｔの現像手段と熱源３１間の距離である。
ＴＲＭ、ＹＲＭ、ＭＲＭ、ＣＲＭ、ＫＲＭの値は、各々が４〜１５質量％を満たす範囲内に設定される。

このような条件を満たすトナーを用いてカラー画像を形成することにより、透明トナーにより光沢に富んだ高品質のカラー画像が形成しつつ、オフセット発生や巻き付き発生を有効に防止することができる。しかも、離型剤を多く含有する透明トナーを収容する現像手段は定着手段３０の熱源３１から最も遠い位置に配置されるので、透明トナーが定着手段３０の熱による影響を最も受け難い位置に配置されており、離型剤を多く含んだトナーほど熱劣化し易い欠点を補うことが出来るため、現像剤の劣化が防止される。図９に記載されているように、より離型剤の含有量の多いトナーを収容する現像手段ほど熱源３１から離した構成にしているため、各色トナーとも現像剤の劣化が防止出来る。

図１０は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第６例を示す。

本例は、白色トナーを用いることにより、白色度などの紙質に依らない高画質のカラー画像を形成するものである。

図示のように、中間転写体２０の矢印で示す移動方向に沿って、イエロー画像成部１０Ｙ、マゼンタ画像形成部１０Ｍ、シアン画像形成部１０Ｃ、黒画像形成部１０Ｋ及び白色トナー層を形成する層形成部１０Ｗがこの順に配置される。

白色トナー層形成部１０Ｗは周知のように、記録材Ｐの全面に形成するものや、画像部分に形成するもの等があるが、紙の白地部の質感を変えないことが望ましい場合は、画像形成部分のみに形成する。

画像部分に白色トナー層を形成する場合は、露光手段１３は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ画像データのオアをとった画像データに基づいて露光を行い、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像及び黒画像の全ての下層として白色トナー層が形成される。

白色トナーを含むトナーには次の条件を満足するものが使用され、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ及び白色層形成部１０Ｗは次の条件を満足するように配置される。

ＹＲＭ≧ＭＲＭ≧ＣＲＭ≧ＫＲＭ≧ＷＲＭ、ただし、ＹＲＭ＞ＷＲＭ
ＤＹ＞ＤＭ＞ＤＣ＞ＤＫ＞ＤＷ
ただし、ＷＲＭは白色トナーの質量離型剤含有率、ＤＷは白色トナー層形成部１０Ｗの現像手段１４と熱源３１間の距離である。
ＹＲＭ、ＭＲＭ、ＣＲＭ、ＫＲＭ、ＴＲＭの値は、各々が４〜１５質量％を満たす範囲内に設定される。

このような条件を満たすトナーを用いてカラー画像を形成することにより、定着性を確保しつつ白色度などの紙質に依らない高画質のカラー画像を形成することができる。白色トナーは記録材上の画像形成部のトナーの最下層に必ず存在するが、本例では白色トナーのワックス量を抑えているため、トナーからしみ出したワックスがトナーバインダ樹脂と記録材との接着を阻害するのを防止出来る。また、トナー中の離型剤量を上記のようにすることにより、より多いトナー総量の条件で記録材上の最上層になり易いトナーほど離型剤の含有量を多くすることになるため、どのような画像条件でも定着におけるオフセット防止や巻き付き防止を有効に防止することができる。しかも、離型剤を多く含有するイエロートナーを収容する現像手段は定着手段３０の熱源３１から最も遠い位置に配置されるので、イエロートナーが定着手段３０の熱による影響を最も受け難い位置に配置されており、離型剤を多く含んだトナーほど熱劣化し易い欠点を補うことが出来るため、現像剤の劣化が防止される。図１０に記載されているように、より離型剤の含有量の多いトナーを収容する現像手段ほど熱源３１から離した構成にしているため、各色トナーとも現像剤の劣化が防止出来る。

なお、白色トナーとしてその軟化点ＷＳＰが、ＷＳＰ＜（ＹＳＰ、ＭＳＰ、ＣＳＰ、ＫＳＰ）を満足するトナーを用いることが好ましく、これにより、画像の記録材への接着が強化され、より良好な定着が可能となる。

本願明細書に記載した他の発明に係るカラー画像形成装置の第１例を示す図である。 画像形成部を示す図である。 本願明細書に記載した他の発明に係るカラー画像形成装置の第２例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第１例を示す図である。 定着手段の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第２例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第３例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第４例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第５例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の第６例を示す図である。

符号の説明

１０Ｙ イエロー画像形成部
１０Ｍ マゼンタ画像形成部
１０Ｃ シアン画像形成部
１０Ｋ 黒画像形成部
１０Ｔ 透明トナー層形成部
１０Ｗ 白色トナー層形成部
ＹＳＰ、ＭＳＰ、ＣＳＰ、ＫＳＰ 軟化点
ＣＲＭ、ＭＲＭ、ＫＲＭ、ＹＲＭ、ＴＲＭ、ＷＲＭ 離型剤含有率
ＣＶ、ＫＶ プロセス速度
ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫ 現像手段と熱源間の距離

Claims (4)

1. 黒トナーを用いて黒画像を形成する現像手段、
   イエロートナーを用いてイエロー画像を形成する現像手段、
   マゼンタトナーを用いてマゼンタ画像を形成する現像手段、
   シアントナーを用いてシアン画像を形成する現像手段及び、
   黒画像、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像を記録材上に重ね合わせる手段及び、
   トナーを担持した記録材に接触して加熱加圧する定着手段
   を有し、記録材上に複数の前記画像が重なったカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
   トナーが離型剤を含有するトナーであり、
   前記定着手段に遠い前記現像手段ほど離型剤の含有率の大きいトナーを収納するように複数の前記現像手段を配置するとともに、
   記録材上で重なった複数の前記画像の上層画像ほど離型剤の含有率の大きいトナーで形成されるように前記現像手段が配置されたことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 記録材上で最上層が透明トナー層となるように、透明トナー層を形成する透明トナー層形成部を有し、該透明トナー層形成部は、前記黒トナー、前記イエロートナー、前記マゼンタトナー及び前記シアントナーのいずれよりも離型剤の含有率の大きい透明トナーを用いて前記透明トナー層を形成することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 記録材上で最下層が白色トナー層となるように、白色トナー層を形成する白色トナー層形成部を有し、該白色トナー層形成部は、前記黒トナー、前記イエロートナー、前記マゼンタトナー及び前記シアントナーのいずれよりも離型剤の含有率の小さい白色トナーを用いて前記白色トナー層を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記白色トナーは他の前記トナーよりも低い軟化点を有することを特徴とする請求項３に記載のカラー画像形成装置。

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