JP4678162B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、潜像担持体上に形成した潜像を現像して画像形成する画像形成装置に関するものであって、とくに複数色のトナーを用いてカラー画像を形成する画像形成装置に関するものである。

潜像担持体上に形成した画像を現像して定着する画像形成装置として、感光体ドラムや感光体ベルトからなる潜像担持体を有し、画像形成動作時には感光体の感光層に静電潜像を形成した後、形成した潜像を現像装置の現像剤によって可視像化し、次いでコロナ転写、転写ローラ、転写ドラムまたは転写ベルトを用いて紙等の記録材上に画像を転写をすることが知られている。
また、フルカラー画像形成装置では複数の現像機構を用い、転写ベルトや転写ドラム上の記録材、例えば紙上に複数の色画像を順次重ね合わせて転写後、定着する方式がタンデム機として知られている。また、中間転写媒体上に色画像を順次一次転写しその一次転写画像を一括して記録材に二次転写する４サイクルの中間転写方式やロータリー現像方式のプリンタが知られている。

一方、カラー画像形成装置においては、文字や線画像のみからなる白黒画像の場合には、形成される画像の光沢を抑制した画像を形成するために、黒色トナーすなわち無彩色トナーを充分には溶融せずに定着することにより光沢を抑さえた画像とし、有彩色トナーについては、よく混色された光沢のある画像を形成するために、有彩色トナーを離型剤含有トナーとし、無彩色トナーを離型剤を含有しないトナー又は有彩色トナーに比べ、バインダー樹脂の単位質量当たりの離型剤の含有量が少ないトナーとすることにより、無彩色の画像、有彩色の画像のいずれもが特性の優れた画像を形成することが提案されている（例えば、特許文献１）。

しかしながら、黒色トナーと有彩色トナーとをそれぞれの特性に応じたものとした場合にあっても、３色の有彩色トナー間には特性に差が生じることが明かとなり、有彩色トナーをそれぞれの特性に応じて離型剤量等を適正なものとすることが必要であることを見出したものである。

画像形成装置の画像形成速度の高速化によって、各構成装置の運転速度が高速化されており、定着装置においては、紙等への転写材への受熱時間すなわち定着ローラにより形成されるニップを紙が通過する時間は短くなり、離型剤の効果を十分発揮するためには、定着温度、定着速度に対応した離型剤の選択、離型剤の添加量の増量によって定着時の剥離特性、高温オフセットへの対応が必要となる。

しかしながら、これらは、トナーの加熱に対して離型剤の添加の効果を高めているものであって、トナー保存容器、あるいはトナーカートリッジの高温放置時の保存性の悪化、現像装置におけるフィルミングの危険性が増大することになる。
画像形成装置の現像装置として一般に用いられているものは、現像ローラを用いたものである。現像ローラには、供給ローラによってトナーが供給され、現像ローラと極短い距離で配置された規制ブレードによって現像ローラ上のトナー量は所定の量とされる。
また、現像ローラの周囲の空間からトナーが脱落することを防止するために、現像ローラの表面には、シール材が配置されている。

各有彩色のトナーの現像装置について、シール材、規制ブレード、現像ローラへのそれぞれの表面にトナーあるいはトナー中の特定の成分が付着するフィルミング現象を、これらの部材への付着物の分析によって行ったところ、各有彩色毎に相違していることが明かとなった。

また、現像機におけるフィルミング現象が生じると、感光体面に正常なトナー像が形成されなくなる結果、画像面には画像の抜けやスジ等が生じたり、あるいはトナー漏れが生じることがあり、異常が生じた現像装置の部材を交換したり、現像装置が感光体等と一体化したトナーカートリッジにあってはトナーカートリッジを交換することが必要であった。
一方、フィルミング現象はトナーが含有している離型剤と大きな関係があるために、有彩色トナーについても離型剤量を減少する方法が考えられるが、離型剤量の減少によりトナーの軟化温度が上昇し、各有彩色トナーの混色が十分に進んだトナー画像を形成するためには、高温度での定着が必要となる。また、その結果高温オフセットが発生したり、転写時の剥離性が悪化する等の問題点があった。
更には、高温度での定着のためには、定着ローラをはじめとする定着装置として使用可能な材料が限られたり、あるいは定着装置の寿命が短くなり、消費電力量が大きくなる等の問題点があった。

特許第３３４２１９８号公報

本発明は、離型剤を添加したトナーを使用した画像形成装置において、離型剤含有量の増加による現像装置におけるフィルミング現象、および定着装置における高温オフセット現象を抑制するとともに、有彩色トナーの混色が十分に進み品質の優れ、長期に画像形成が可能で、簡便な定着器構造でありながらオフセットのない良好な画像形成可能な画像形成装置を提供することを課題とするものである。

本発明の課題は、複数色のカラートナーを用いる画像形成装置において、カラートナーは離型剤を含有し、離型剤の分散径が最大のトナーは、複数色のカラートナーのうち現像ローラへのトナー搬送量が最大である画像形成装置によって解決することができる。
カラートナーは有彩色トナーである前記の画像形成装置である。
離型剤の分散径が最大のトナーの現像ローラの表面粗さを最も粗くする前記の画像形成装置である。
離型剤の分散径の最大のトナー中の所定の粒径よりも小さな微粉トナーの割合が、他のトナー中の所定の粒径よりも小さな微粉トナーの割合よりも小さい前記の画像形成装置である。
離型剤の分散径が最大のトナーの現像ローラに当接する規制ブレードの突出量が最大である前記の画像形成装置である。

本発明の画像形成装置は、カラー画像の形成に使用する離型剤を含有したカラートナーとして、トナー色によって離型剤の分散径を変化させて、離型剤の分散径が最も大きいトナーは、複数色のトナーのうち、現像ローラへのトナー搬送量が最も大きいトナー色のトナーとしたので、離型剤の分散径が大きい場合には生じる現像装置の構成部材へのフィルミング現象を、トナーの搬送量を大きくすることによって防止し、更に高温オフセット性能も十分なものとすることが可能となり、いずれのトナー色のカラートナーのフィルミングを防止するとともに、高温オフセットが生じず、良好な画像の形成が可能な画像形成装置を供することができる。

本発明は、カラー画像を形成する画像形成装置において、有彩色トナーのフィルミング現象による画像の品質の低下を、各有彩色トナーが含有する離型剤の分散径を所定の範囲とし、また定着温度を上昇させることなく実現することが可能であることを見出したものである。
すなわち、離型剤の分散径が最も大きいトナーは、トナー中の離型剤の含有量が最も少ないトナー色のトナーとした画像形成装置によって定着温度を上昇させることなく実現することが可能であることを見出したものである。

一般に、トナー粒子に含有した離型剤としては、樹脂成分とは相溶しない成分が選ばれており、離型剤は樹脂成分中に粒子状に分散して存在している。
特に、粉砕法によって製造したトナーでは、離型剤を樹脂中に溶融混練した後、粉砕して微粒子化するため、トナー表面に離型剤が存在するものが生じるので、離型剤の添加量の増加による保存性悪化や、フィルミングの現象がより発生し易いものとなった。
また、トナー中の離型剤の分散径、すなわちトナー中に分散して存在する離型剤の径が大きくなると、離型剤の分散径が小さな場合に比べて離型剤の添加の効果が高まり定着時の剥離性が向上することが知られている。

有彩色トナーの製造においては、着色剤以外の材料を同一のものを用いて同様の製造条件で製造した場合であっても、使用する着色剤の物性が異なるために混練条件等が相違し、色に応じて離型剤分散径が変化することが起こる。
このため、複数の有彩色トナーを用いるフルカラーの画像形成装置においては、離型剤分散径が異なる有彩色トナーを用いて定着を行うこととなり、また、各有彩色トナー毎に定着温度良好域が異なるトナーを用いることとなる。

各トナー毎に、離型剤分散径を調整して定着特性等が一定したトナーを製造する方法も考えられるが、トナーの大量生産においては、すべての色のトナーについて同様の製造条件で製造することが好ましいので、離型剤分散径が異なるトナーの使用を前提とした画像形成装置が求められる。
そこで、本発明は、離型剤分散径が相違する有彩色トナーであっても、現像装置でのフィルミング現象が生ぜず、また定着装置での高温オフセットが生ぜず、同一の定着特性を発揮するトナーを使用した画像形成装置を提供するものである。

すなわち、離型剤分散径が大きく、少量でも高温オフセット等に大きな効果を奏するトナーは、トナー表面に存在する離型剤の量も多いものであるので、離型剤分散径が小さなトナーに比べて現像ローラをはじめとする現像装置のトナーとの接触部分にフィルミングが現象が起きやすい。
フィルミング現象は、現像ローラ、規制ブレード、現像ローラに当接するシール部材へのトナー融着、固着等の現象であるが、何れも現像ローラ上のトナーが当接部材等により擦過されることによって発生することに着目し、トナーとの摺擦回数を減らし、当接部材の当接部分に対するトナー量を増やし、また現像ローラ上に滞留するトナーをなくすことによってフィルミングを低減することが可能であることを見出したものである。

すなわち、フィルミング現象は、トナー中に含まれた離型剤を中心とした成分、特に離型剤がトナーから剥がれて現像ローラ等の部材に付着することによって生じるので、当接部材に同時に接触するトナー量を増やすことによって、個々のトナーが各当接部材から受ける衝撃等を多くのトナーに配分することになるので、各トナーから剥がれる割合をトナー量が少ないときより緩和することができるので、フィルミング現象が生じやすい部材と直接接触するトナーの割合を小さくすることができ、フィルミング現象の発生を抑制することが可能となるものと考えられる。

その結果、複数色のトナーを用いるカラー画像形成装置において、離型剤分散径の最も大きな色の現像ローラのトナー搬送量を複数色中最大にすることにより、離型剤分散径が大きく、トナー表面に存在する離型剤の割合が多くてフィルミング性能の劣ったトナー色のフィルミング現象の発生を防止することができる。
複数色のトナーを充填したトナーカートリッジにあっては、複数色のトナーのうち最も寿命の短いのトナーによって使用する寿命が決定されるので、複数色のトナーのうち最も寿命の短いのトナーの使用寿命を延長することによって、複数のトナー色についての使用可能寿命を一定の値に近づけ、もって複数色のトナーを充填したトナーカートリッジの寿命を向上させることが可能となる。

現像ローラのトナー搬送量を大きくする方法には各種の方法が考えられるが、現像ローラの表面粗さを大きくすることによって実現することが好ましい。
すなわち、現像ローラに非磁性トナーを担持する力は、静電気力と、表面の凹凸に大きく依存するものであるが、現像ローラ表面粗さを大きくすると表面の凹凸に保持するトナー量を容易に増加することができ搬送量を増加させることが可能となる。

なお、本発明でいう表面粗さは１０点平均粗さＲｚによるものである。すなわち、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均値から縦倍率の方向に測定した最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値の平均で表したのものである。

また、トナー原料を溶融混練した後に粉砕してトナーを製造し、所定の粒径のものに分級した場合でも、トナー中には微粉が含まれる。トナーの帯電量は摩擦帯電の場合には、表面積に依存するので、微粉ほど大きさあたりの帯電量は大きくなる。
このため、微粉が多いと微粉が優先的に現像ローラ上でのトナー層を形成をしてしまい、実質的にトナー搬送量が少なくなるので、トナーの粉砕・分級工程を通じて微粉の割合を少なくすることで搬送量を増やすことができる。

また、現像ローラに当接する規制ブレードの当接部からの突出量を大きくすることによっても搬送量を増やすことも可能である。すなわち、トナーカートリッジにおける規制ブレードとしては、板バネを固定端が現像ローラ回転方向下流側に位置させて対向当接する方法が用いられているが、その際の規制突出量を大きくすることで搬送量は増える。なお、規制突出量とは、図５に示すように、規制ブレードの現像ローラとの当接部から規制ブレードの開放端までの距離で定義することができる。規制突出量が大きくするとそれに応じて搬送量を大きくすることが可能となる。

以下に図面を参照して本発明を説明する。
図１は本発明の画像形成装置の一例を説明する図であり、４サイクル式の現像装置を有する画像形成装置を説明する図である。
画像形成装置１は、感光体２の周囲に、帯電装置３、感光体上に所望の静電潜像を形成する露光装置４、および感光体上に残留したトナーを除去するクリーナ５が配置されており、感光体１は、図示しない駆動手段によって回転駆動される。
また、感光体に対向して、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色の現像手段を備えた現像装置６が配置されており、現像装置６は、回転可能に構成されており、４色のうちの１色の現像ローラから順次、感光体２にトナーを付与して感光体２上の静電潜像を現像する。

現像されたトナー像は、中間転写装置７の中間転写ベルト７１上に転写される。中間転写装置７は、駆動ローラと従動ローラと、これら各ローラの周りに張架された無端状の中間転写ベルト７１とを有しており、中間転写ベルト７１が感光体２とほぼ同一の周速で循環駆動される。

中間転写ベルト７１が循環駆動される過程で、感光体２上の４色のトナー像が順次中間転写ベルト７１上に転写される。中間転写ベルト７１上に転写されたトナー像は、二次転写部において、二次転写ローラとの間に供給される用紙等の記録材に転写される。
次いで、定着装置８でトナー像が定着され、排紙経路を通って装置本体の筐体上に形成されたシート受け部上に排出される。

図２は、図１に示した画像形成装置における現像装置を拡大して説明する図である。
現像器６の現像ローラ６１が感光体に対向して配置されており、現像ローラ６１には、供給ローラ６２によて、トナーが現像ローラ６１に供給される。現像ローラ６１上には、規制ブレード６３が配置されており、現像ローラ６１上に形成されるトナーの厚みを規制し、トナーの厚みを所定の厚みとしている。
また、現像ローラ６１は反時計方向に回転し、トナー供給ローラ６２により搬送されたトナーをその表面に保持した状態で感光体と対向する部分に搬送し、非接触状態でトナーが感光体上の静電潜像を可視像化する。一方、現像ローラには、シール６４が接触して、トナーの現像ローラ６１の周囲からの漏れを防止している。

図３は、図１に示した転写装置の拡大図を示す図である。
中間転写ベルト７１は、感光体２の周速とほぼ同一の速度で、感光体２の回転方向へ支持ローラ７６、テンションローラ７７によって保持されながら駆動ローラ７４によって駆動されている。感光体２には、第１色目のトナー、例えばイエロー用の現像器の現像ローラ上のトナーによって静電潜像が現像され、第１色目のイエローのトナー像が感光体２上に形成される。感光体２上に形成されたトナー像が第１転写ローラ７３によって中間転写ベルト７１上に転写される。このとき、二次転写ローラ７９は中間転写ベルト７１から離間している。

第１色目のトナー像が中間転写媒体７１に転写されると、次いで、第２色目、第３色目、第４色目とトナー像の転写が繰り返され、トナー像が中間転写ベルト７１上において重ね合わされて形成される。
第４色目までのトナー像が転写されると、所定のタイミングで給紙装置から記録材Ｓが給送され、中間転写ベルト７１上のトナー像が転写されるタイミングで、二次転写ローラ７９が中間転写ベルト７１上のトナー像、すなわち４色のトナー像が重ね合わせられたフルカラー画像が記録材Ｓ上に転写されて、記録材Ｓは二次転写ガイド７８に沿って定着装置へ送られる。
次いで、ベルトクリーナ７２が転写クリーナロール７５上の中間転写ベルト７１に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１上に残留しているトナーが除去される。

図４は、図１に示した画像形成装置の定着装置を拡大して説明する図である。
中間転写ベルトからトナー像が形成された用紙Ｓは、定着紙ガイド８４によって、ハロゲンランプ８２によって所定の温度に加熱された加熱ローラ８１と加圧ローラ８３との間に送られて定着された後に、用紙Ｓは、加圧ローラ剥離板８５および加熱ローラ剥離板８６の間を通じて、外部へ排出される。

次に、本発明に画像形成装置に用いるトナーについて説明する。
トナー母粒子としては、溶融混練粉砕法（以下、粉砕法とも称す）で得た粒子状の混合物、あるいは重合法により直接合成して得た粒子状の合成物、あるいは溶剤分散法により微粒子化した粒子状の混合物を用いることができる。特に、本発明にあっては、粉砕法によるトナーにおいて大きな効果を得ることができる。

粉砕法によるトナー母粒子は、結着樹脂、着色剤、帯電制御剤、離型剤等からなる原料を予備混合の後に溶融混練、粉砕、分級などの工程を経て得られる粒子状の混合物であり、体積平均粒径で１〜１５μｍ、好ましくは３〜１０μｍのものである。結着樹脂としては、ポリスチレンまたはその共重合体、水素添加スチレン樹脂、スチレン−イソブチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン架橋ポリマー、スチレン−ブタジエン−水素化パラフィン共重合体、スチレン−ブタジエンゴムエマルジョン、スチレン−マレイン酸エステル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル系樹脂およびその共重合体、例えば、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−ジエチルアミノエチルメタクリレート共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メチルメタクリレート共重合体、スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体、スチレン−メチルメタクリレート−ｎ−ブチルアクリレート共重合体、スチレン−メチルメタクリレート−ブチルアクリレート−Ｎ−（エトキシメチル）アクリルアミド共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−マレイン酸エステル共重合体、スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート−アクリル酸共重合体、ポリエステルまたはその共重合体、ポリエチレンまたはその共重合体、ポリプロピレンまたはその共重合体、環状ポリオレフィン、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリビニルブチラール等であり、これらを１種類あるいは２種類以上を混合して用いことができる。

重合法によるトナー母粒子は、重合性単量体に着色剤、帯電制御剤、離型剤、重合開始剤、あるいは分散剤や架橋剤を加えて均一分散、あるいは溶解せしめて単量体組成物とした後に、連続した液相からなる媒体（例えば水相媒体）中に滴下して分散機により前記単量体組成物を微細な液滴状に懸濁させて、重合を進行させることによって得られる体積平均粒径で１〜１５μｍ、好ましくは３〜１０μｍの粒子状の合成物である。重合性単量体としては、スチレン、ｏ（ｍ、ｐ）−メチルスチレンなど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等のアクリル酸、または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、シクロヘキサン、アクリロニトリル、アクリル酸アミド等のエン系単量体を用いることができる。

着色剤としては、黒色系着色剤としては、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化チタン、四三酸化鉄、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、スピリットブラック、ニグロシンなどの黒色系顔料または染料を用いることができる。黄色系着色剤としては、ハンザイエロー、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントイエローＮＣＧ、黄鉛、亜鉛華、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエローなどの黄色系顔料または染料を用いることができる。赤色系着色剤としては、ウオッチングレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ブリリアンカーミン３Ｂ、ブリリアンカーミン６Ｂ、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ、ベンガラ、カドミウムレッドなどの赤色顔料または染料を用いることができる。青色系着色剤としては、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、紺青、コバルトブルー、メチレンブルーなどの青色顔料または染料を用いることができる。

また、上記の着色剤は単独、または２種類以上を混合して用いることができる。さらに、上記に示した着色剤の他に橙色系着色剤、紫色系着色剤、緑色系着色剤、白色系着色剤を単独、または２種類以上を混合して用いることができる。これらは、結着樹脂あるいは重合性単量体に対して１〜１０質量％添加することが好ましい。

離型剤としては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス、あるいはそれらのブロック共重合体を用いることができる。また、カルナウバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステル系ワックスを用いることができる。また、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に長鎖アルキル基を有する飽和直鎖脂肪酸類、ブランジン酸、エレオステアリン酸、バナリン酸などの不飽和脂肪酸類、ステアリンアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、あるいは更に長鎖アルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類のような飽和アルコール類、ソルビトールのような多価アルコール類、リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドのような脂肪酸アミド類、ステリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムのような脂肪酸金属塩を用いることができる。これらは単独、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。これらは結着樹脂あるいは重合性単量体に対して１〜１０質量％、好ましくは３〜８質量％添加される。

帯電制御剤としては、Ｃｒ錯体、Ｚｎ錯体、Ｆｅ錯体、Ａｌ錯体等の金属錯体系染料、第四級アンモニウム塩化合物やニグロシン系化合物、トリフェニルメタン系顔料等を用いることができ、単独、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。帯電制御剤は、結着樹脂あるいは重合性単量体に対して０．５〜５質量％添加することが好ましい。

次に、本発明の画像形成方法の一例について、図１〜図４の画像形成装置に基づき説明する。
外径４０ｍｍのアルミニウム管に有機感光層を形成した感光体１に、スコトロン式の帯電器３により−６００Ｖに帯電し、レーザー走査式露光装置４から発せられるレーザー光で潜像を形成し、トナー層を保持した現像ローラ６１を前記感光体２に近接するように現像装置６を移動させ、現像ローラ６１に所定の現像バイアスを印加して感光体２の潜像を反転現像する。現像装置６は、ロータリー式の枠体に支持されながらロータリー回転動作によって移動し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの所定の現像装置６が現像位置にて感光体２上にトナー像を形成する。
次に、感光体２上のトナー像を中間転写ベルト７１からなる転写装置７を介して用紙Ｓ上に接触転写した後、加熱ローラ８１と加圧ローラ８３とを有する定着装置８で熱圧力定着される。

図２に示す現像装置６は、外径１８ｍｍの鉄製管にサンドブラスト処理後にＮｉ−Ｐメッキを施した現像ローラ６１に外径１９ｍｍのウレタンスポンジ製供給ローラ６２を圧接対向配置し、現像ローラ６１との対向配置において周速比（供給ローラ／現像ローラ）１．５で同方向回転させる。また、現像ローラ６１は感光ドラム２との対向位置において周速比（現像ローラ／感光ドラム）１．６で同方向回転させる。現像ローラ６１にはりん青銅の板バネの先端に中抵抗ゴム層を有する規制ブレード６３を０．２〜２Ｎ／ｃｍの荷重で圧接配置し、供給ローラ６２により現像ローラ６１上に供給したトナーを薄層規制して現像ローラ６１上に所望の極性に摩擦帯電したトナー層を保持する。本発明における構成では、トナーを負極性に摩擦帯電させており、その平均帯電量は−１０〜−２０μＣ／ｇである。

現像条件としては、感光ドラムと現像ローラ間には１５０〜２００μｍ程度の現像ギャップを形成し、このギャップ間に直流バイアス−１５０〜−２５０Ｖ、周波数１．０〜３．０ｋＨｚの交流バイアスをＰーＰ値で１１００〜１３００Ｖを同時に印加する。このとき交流バイアス成分の時間デューティは、現像方向への成分を５０〜４０％程度、すなわち剥離方向への成分を少し大きく設定するのが好ましい。現像ローラに対して、供給ローラと規制ブレードと同電位に設定する。

本発明においては、現像ローラ６１上にトナー層を１層〜３層、好ましくは１．５層〜２．５層担持させることにより、現像装置６における規制ブレード６３／供給ローラ６２／シール６４の当接部材から受けるストレスを緩和することを可能とする。

図３に示す転写装置６は、周長６００ｍｍ程度の無端ベルト表面に転写機能層を設けた中間転写ベルト７１に複数のローラ７３〜７７を掛け渡し、中間転写ベルトの一面を感光体２と対向配置して一次転写バックアップローラ７３との圧接により一次転写部を形成し、また、他面を用紙搬送経路において用紙背面から押し当てる二次転写ローラ７９に対向配置して駆動ローラ７４との圧接により二次転写部を形成する。中間転写ベルト７１は、回転する感光ドラム２の移動速度と略同等となるように駆動され、一次転写部で感光ドラム上のトナー像を転写してベルト表面に保持した後、二次転写部でベルト表面のトナー像を用紙Ｓ上に転写して保持させる。特に、多色画像形成時には、中間転写ベルト７１上に複数回の現像で形成した複数のトナー像を順次積層させ、二次転写部において積層したトナー像を一括転写して用紙Ｓ上に多色画像を形成する。

中間転写ベルト７１表面の転写機能層は、少なくとも最外層となる抵抗層Ａと中間層となる導電層Ｂとからなる。抵抗層Ａは、ウレタン樹脂等の結着樹脂に酸化錫等の導電性粒子とポリテトラフルオロエチレン等の滑材からなり２０μｍ程度の厚さに層形成されるもので、導電性粒子は、抵抗層Ａの電気抵抗を１０⁸ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍ程度に調整することを目的として添加されるものであり、また、滑剤は抵抗体層Ａの摩擦係数（μ）を０．１〜０．２程度に調整することを目的として添加されるものである。導電層Ｂは、金属の蒸着膜であり、例えば１μｍ未満の薄膜アルミニウムであり、ベルト基体となる樹脂膜、例えば、１００μｍ程度の膜厚のＰＥＴフィルムの上に形成したものである。

感光ドラム２と中間転写ベルト７１とが対向する一次転写部は、感光ドラムに対して中間転写ベルトを一次転写バックアップローラ７３により所定の荷重で押圧する構成とし、中間転写ベルト、さらに詳しくは導電層Ｂに５０〜４００Ｖ程度の一次転写バイアスを印加することで、感光ドラム上のトナー像を中間転写ベルト上に接触転写する。用紙Ｓを介して二次転写ローラが対向する二次転写部は、駆動ローラ７４と二次転写ローラ７９により中間転写ベルトと用紙を所定の荷重で押圧する構成とし、二次転写ローラに１〜１００μＡ程度の二次転写バイアスを印加することで中間転写ベルト上のトナー像を用紙上に接触転写する。また、二次転写ローラは離接クラッチにより用紙を介した中間転写ベルトへの当接状態と、中間転写ベルトへの離間状態とに所定のタイミングで切り替えることができる。

感光ドラム／中間転写ベルトには、一次転写／二次転写残トナーをそれぞれ除去するためにウレタンゴム板で形成したクリーニングブレードを圧接するクリーニング装置をそれぞれ備える。図１に示す感光体用クリーナ４は、感光ドラムに対して０．１〜０．３Ｎ／ｃｍ程度の荷重で圧接するように定荷重で配置され、感光ドラム上の一次転写残トナーを順次掻き落とす。図３に示す中間転写ベルト用クリーニング装置６２は、離接クラッチにより中間転写ベルトへの当接状態と、中間転写ベルトへの離間状態とに所定のタイミングで切替えることができる。さらに、中間転写ベルトに対して０．１〜０．３Ｎ／ｃｍ程度の荷重で圧接するように定荷重で配置し、中間転写ベルト上の二次転写残トナーを順次掻き落とす。

図４に示す定着装置８は、ハロゲンランプ８２を熱源として内蔵した外径３０ｍｍの加熱ローラ８１と外径３５ｍｍの加圧ローラ８３を備える。加熱ローラと加圧ローラは略平行に配置され、付勢手段によって５〜３０×１０⁴Ｐａ程度の押圧力で互いに接触させる。また、加熱ローラと加圧ローラは芯金の周囲にシリコンゴム等より成る弾性層とフッ素ゴムやフッ素樹脂（ＰＦＡ：パーフルオロアルコキシフッ素樹脂、ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン等）より成る表面層より構成する。加熱ローラ及び加圧ローラの近傍には定着直後の用紙を剥離するための剥離板８５、８６がそれぞれ配置される。

定着に際しては、加圧ローラ８１と加圧ローラ８３との間に、両ローラの接触面によりニップ部が形成される。ニップ部はニップ幅が両端部で広く、中央部で狭い、所謂逆クラウン形状をなしていることが好ましい。本実施例では、両端ニップ幅８ｍｍ、中央ニップ幅７ｍｍの構成とした。加熱ローラと加圧ローラは、用紙の搬送速度がプロセス速度と同等となるように所定の回転数で回転させる。また、加熱ローラは、その表面温度が１４０〜２００℃、好ましくは１５０〜１９０℃の範囲になるように、ハロゲンランプ８２の出力を制御して所定の定着温度に維持される。

本発明における離型剤分散径、軟化点（Ｔｍ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）は以下の測定方法によって測定したものである。
１．離型剤分散径
トナー粒子を１００ｎｍに超薄切片化し、四酸化ルテニウムにより染色した後、透過型電子顕微鏡により倍率１万倍で観察を行ない写真撮影した。
視野内の任意の離型剤粒子１００個について長径方向を離型剤径として測定し、計測した１００個の離型剤径１００個を加重平均して測定したトナーの離型剤分散径とした
２．軟化点（Ｔｍ）
軟化点Ｔｍは、流動特性評価装置（島津製作所製 フローテスタＣＴＦ−５００）を用い、ダイス細孔の径１ｍｍ、長さ１ｍｍ、加圧力１．９６ＭＰａ、昇温速度６℃／ｍｉｎの条件で１ｃｍ³ の試料を軟化流出させたときの流出開始点から流出終了点の高さ１／２に相当する温度をＴｍとした。
３．ガラス転移温度（Ｔｇ）
ガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差熱分析測定装置ＤＳＣ−７（パーキンエルマー製）を用い、試料１０ｍｇを窒素雰囲気下で室温から２００℃まで１０℃／ｍｉｎで昇温させ、２００℃で１０分間保持し、その後、１００℃／ｍｉｎで急冷し、１０℃まで温度を下げ、１０℃で１０分間保持し、その後、昇温速度１０℃／ｍｉｎで２００℃まで昇温する。
この昇温過程で、温度４０〜１００℃の範囲におけるメインピークの吸熱ピークが得られるので、吸熱ピークが出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点をガラス転移点Ｔｇとした。
４．粒径分布
コールター社製コールターマルチサイザーIIIによって測定した。
以下に、実施例を示し本発明を説明する。

トナーの製造例１
（マゼンタトナーの製造）
結着樹脂：ポリエステル樹脂 １００重量部
（軟化温度Ｔｍ：１２６℃、ガラス転移温度Ｔｇ：６０℃）
着色剤：カーミン６Ｂ ６重量部
離型剤：カルナウバワックス（融点８０℃） １２重量部
帯電制御剤：（ボントロンＥ−８１ オリエント化学工業製） ２重量部
をヘンシェルミキサーに投入し、２分間混合攪拌して原料混合物を得た。得られた原料混合物を２軸押出機にて１００℃で熱溶融混練した。
混練物は２軸押出機から取り出し直後にドラムフレーカーで急冷して粗粉砕した。粗粉砕物をさらにジェットミル気流粉砕機で微粉砕後、風力分級機で粒度分布を調整し、体積平均粒径８．５μｍ、比重１．２のマゼンタトナー母粒子を得た。

次いで、先に得られたマゼンタトナー母粒子１００重量部と、疎水性シリカ（ＴＧ−８１１Ｆキャボット製、一次粒子の体積平均粒径０．００８μｍ）１．０重量部、疎水性シリカ（ＲＸ−８０ 日本アエロジル製、一次粒子の体積平均粒径０．０４μｍ）１．５重量部、疎水性酸化チタン（ＮＫＴ９０ 日本アエロジル製、一次粒子の体積平均粒径０．０１４μｍ）１．０重量部からなる混合物をヘンシェルミキサーで混合し、体積平均粒径８．５μｍのマゼンタトナーを得た。
得られたマゼンタトナーの離型剤分散径は、０．５μｍであった。

（シアントナーの製造）
結着樹脂：ポリエステル樹脂 １００重量部
（軟化温度Ｔｍ：１２６℃、ガラス転移温度Ｔｇ：６０℃）
着色剤：銅フタロシアニン ３．５重量部
離型剤：カルナウバワックス（融点８０℃） １２重量部
帯電制御剤：（ボントロンＥ−８１ オリエント化学工業製） ２重量部
からなる混合物をヘンシェルミキサーに投入し、２分間混合攪拌して原料混合物を得た。得られた原料混合物を２軸押出機にて１００℃にて熱溶融混練した。混練物は２軸押出機から取り出し直後にドラムフレーカーで急冷して粗粉砕した。粗粉砕物をさらにジェットミル気流粉砕機で微粉砕後、風力分級機で粒度分布を調整し、体積平均粒径８．５μｍ、比重１．２のシアントナー母粒子を得た。
得られたシアントナー母粒子を用い、上記マゼンタと同様の外添を施し、体積平均粒径８．５μｍのシアントナーを得た。

（イエロートナーの製造）
結着樹脂：ポリエステル樹脂 １００重量部
（軟化温度Ｔｍ：１２６℃、ガラス転移温度Ｔｇ：６０℃）
着色剤：ベンジジンイエロー ３．５重量部
離型剤：カルナウバワックス（融点８０℃） ９重量部
帯電制御剤：（ボントロンＥ−８１ オリエント化学工業製） ２重量部
からなる混合物をヘンシェルミキサーに投入し、２分間混合攪拌して原料混合物を得た。得られた原料混合物を２軸押出機にて熱溶融混練した。混練物は２軸押出機から取り出し直後にドラムフレーカーで急冷して粗粉砕した。粗粉砕物をさらにジェットミル気流粉砕機で微粉砕後、風力分級機で粒度分布を調整し、体積平均粒径８．５μｍ、比重１．２のイエロートナー母粒子を得た。
得られたイエロートナー母粒子を用い、上記マゼンタと同様の外添を施し、体積平均粒径８．５μｍのイエロートナーを得た。

実施例１
トナーの製造例１によって製造した表１に示す組合せ１の組成の有彩色トナーを、図２に示すものと同様の４サイクル中間転写媒体方式のプリンタ（セイコーエプソン製 ＬＰ−９０００Ｃ）のトナーカートリッジに充填して画像形成試験を行った。
画像形成試験は、レーザープリンタ用普通紙（富士ゼロックス製Ｐ紙）を使用し、紙に対する画像占有率５％の文字画像を出力するとともに、１０００枚毎にレーザープリンタ用上質紙（富士ゼロックス製Ｊ紙）を１枚差し入れてハーフトーン画像、べた画像、写真画像を出力した。形成された画像は、すじ、むら等のない均一で十分な濃度の良好な画像が得られた。
また、イエローが９９９４枚、マゼンタが１０１５０枚、シアンが１００４４枚でトナーカートリッジ中のトナーを使い切ったが、トナー終了直前まで各色とも初期画像に比べほぼ遜色のない良好な画像が得られた。
また、高温オフセット、剥離性も良好であった。

表１
トナー色 離型剤分散径（μｍ） 搬送量（ｍｇ／ｃｍ ² ） 軟化温度Ｔｍ（℃）
イエロー １．２ ０．７０ １２６
マゼンタ ０．５ ０．６０ １２６
シアン ０．５ ０．６０ １２６

比較例１
搬送量をイエロー、マゼンタ、シアンともに０．６０ｍｇ／ｃｍ² としたことを除いては、実施例１と同様に画像形成した。イエローについては、６０００枚で画像にすじ、むらが発生し、トナーカートリッジを分解して確認したところ、現像ローラシール部分にフィルミングが認められた。

トナーの製造例２
表２に示す離型剤分散径のトナーをトナーの製造例１と同様にして調製し、それぞれ組合せ２、３および４とした。
表２
離型剤分散径（μｍ）
イエロー マゼンタ シアン
組合せ２ １．５ １．０ １．０
組合せ３ １．８ ０．５ ０．３
組合せ４ １．３ ０．７ ０．４

実施例２
トナーの製造例２の組合せで、イエロートナーの現像ローラの表面粗さをＲｚ７μｍ、マゼンタトナー、シアントナーの現像ローラのＲｚをそれぞれ６μｍとし、イエロートナーの搬送量を０．８ｍｇ／ｃｍ²、マゼンタトナー、およびシアントナーの搬送量は０．６５ｍｇ／ｃｍ² としたことを除いては、実施例1と同様にトナーカートリッジに充填して画像形成試験を行った。
形成された画像は、すじ、むら等のない均一で十分な濃度の良好な画像が得られた。
また、イエローが１００５３枚、マゼンタが１００３７枚、シアンが９９９８枚でトナーカートリッジ中のトナーを使い切ったが、トナー終了直前まで各色とも初期画像に比べほぼ遜色のない良好な画像が得られた。
また、高温オフセット、剥離性も良好であった。

比較例２
表２の組合せ２のトナーを充填したトナーカートリッジのすべての現像ローラの表面粗さをＲｚ６μｍとし、実施例１と同様に画像形成試験を行った。
トナーの搬送量はいずれの色のトナーも０．６５ｍｇ／ｃｍ² であった。イエロートナーは、６０３４枚で画像にすじ、むらが発生し、トナーカートリッジを分解して確認したところ、現像ローラシール部分にフィルミング現象が認められた。
また、マゼンタは１０１２２枚、シアンは１００３５枚でトナーを使い切ったが、トナーがなくなる直前まで初期画像に比べほぼ遜色のない良好な画像が得られた。

実施例３
溶融混練した混練物を冷却後、フェザーミルで粗粉砕し、次いでジェット粉砕機（ホソカワミクロン製 ２００ＡＰＧ）を使用して微粉砕した後、風力分級装置（ホソカワミクロン製 １００ＡＴＰ）を用い、ローター回転数、投入量を変更することで各トナーの体積平均粒径、５μｍ以下の微粉量の割合を調整した。
表２の組合せ３で、トナーの粒径分布の微粉量を５μｍ以下の割合を、イエローを１容量％以下、マゼンタトナーを１．５容量％、シアントナー３を１．７容量％とし、また、搬送量はイエロートナーが０．８５ｍｇ／ｃｍ²、マゼンタトナー２は０．６３ｍｇ／ｃｍ²、シアントナーは０．６０ｍｇ／ｃｍ²としたことを除いては、実施例1と同様にトナーカートリッジに充填して画像形成試験を行った。

形成された画像は、すじ、むら等のない均一で十分な濃度の良好な画像が得られた。
また、イエローが９９５４枚、マゼンタが９９８８枚、シアンが１００２８枚でトナーカートリッジ中のトナーを使い切ったが、トナー終了直前まで各色とも初期画像に比べほぼ遜色のない良好な画像が得られた。
また、高温オフセット、剥離性も良好であった。

比較例３
実施例３と同様の方法で、表２の組合せ３で、トナーの粒径分布の微粉量を５μｍ以下の割合を、イエローを１．７容量％以下、マゼンタトナーを１．５容量％、シアントナー３を１容量％とし、また、搬送量はイエロートナーが０．６０ｍｇ／ｃｍ² 、マゼンタトナー２は０．６３ｍｇ／ｃｍ² 、シアントナーは０．８５ｍｇ／ｃｍ² としたことを除いては、実施例１と同様にトナーカートリッジに充填して画像形成試験を行った。
イエロートナーは、２０００枚で画像にすじ、むらが発生し、トナーカートリッジを分解して確認したところ、現像ローラシール部分、すなわち図２の６４の部分に現像ローラとの当接部分に離型剤と外添剤といったトナーの構成物が固着するフィルミング現象が認められた。
また、マゼンタは１００１５枚、シアンは、１００４０枚でトナーを使い切ったが、トナーがなくなる直前まで初期画像に比べほぼ遜色のない良好な画像が得られた。

実施例４
実施例３と同様の方法で、微粉量を調整し、表２の組合せ４で、大きさ３２０ｍｍ×２０ｍｍの規制ブレードの図５で示す規制突出量を、イエロートナーは１．０ｍｍ、マゼンタトナーは０．７ｍｍ、シアントナーは０．４ｍｍとし、それぞれのトナーの搬送量を、イエロートナーを０．７０ｍｇ／ｃｍ² 、マゼンタトナーを０．６０ｍｇ／ｃｍ² 、シアントナーを０．４０ｍｇ／ｃｍ² としたことを除いては、実施例１と同様にトナーカートリッジに充填して画像形成試験を行った。
形成された画像は、すじ、むら等のない均一で十分な濃度の良好な画像が得られた。
また、イエローが１００６９枚、マゼンタが１０００８枚、シアンが１０１００枚でトナーカートリッジ中のトナーを使い切ったが、トナー終了直前まで各色とも初期画像に比べほぼ遜色のない良好な画像が得られた。また、高温オフセット、剥離性も良好であった。

比較例４
表２の組合せ４で、実施例４の規制ブレードの図５で示す規制突出量を、イエロートナーは０．４ｍｍ、マゼンタトナーは０．７ｍｍ、シアントナーは１．０ｍｍとし、それぞれのトナーの搬送量を、イエロートナーを０．４０ｍｇ／ｃｍ² 、マゼンタトナーを０．６０ｍｇ／ｃｍ² 、シアントナーを０．７０ｍｇ／ｃｍ² としたことを除いては、実施例４と同様にトナーカートリッジに充填して画像形成試験を行った。
イエロートナーは、５００枚で画像にすじ、むらが発生し、トナーカートリッジを分解して確認したところ、現像ローラシール部分にフィルミング現象が認められた。
また、マゼンタは１００４３枚、シアンは１００１８枚でトナーを使い切ったが、トナーがなくなる直前まで初期画像に比べほぼ遜色のない良好な画像が得られた。

本発明の画像形成装置は、カラー画像の形成に使用する離型剤を含有したカラートナーとして、トナー色によって離型剤の分散径を変化させるとともに、離型剤の分散径が最も大きいトナーは、複数色のトナーのうち、現像ローラへのトナー搬送量が最も大きいトナー色のトナーとしたので、離型剤の分散径が大きい場合には生じ易い現像装置の構成部材へのフィルミング現象を、トナーの搬送量を大きくすることによって防止し、更に高温オフセット性能も十分なものとすることが可能となり、いずれのトナー色のカラートナーのフィルミングを防止するとともに、高温オフセットが生じず、良好な画像の形成が可能な画像形成装置を提供可能である。

図１は本発明の画像形成装置の一例を説明する図であり、４サイクル式の現像装置を有する画像形成装置を説明する図である。 図２は、図１に示した画像形成装置における現像装置を拡大して説明する図である。 図３は、図１に示した転写装置の拡大図を示す図である。 図４は、図１に示した画像形成装置の定着装置を拡大して説明する図である。 図５は、現像ローラと規制ブレードの規制突出量を説明する図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…感光体、３…帯電装置、４…露光装置、５…クリーナ、６…現像装置、６１…現像ローラ、６２…供給ローラ、６３…規制ブレード、６４…シール、７…中間転写装置、７１…中間転写ベルト、７２…ベルトクリーナ、７３…第１転写ローラ、７４…駆動ローラ、７５…転写クリーナロール、７６…支持ローラ、７７…テンションローラ、７８…二次転写ガイド、７９…二次転写ローラ、８…定着装置、８１…加熱ローラ、８２…ハロゲンランプ、８３…加圧ローラ、８４…定着紙ガイド、８５…加圧ローラ剥離板、８６…加熱ローラ剥離板

Claims (3)

1. 複数色のトナーをそれぞれ搬送する複数の現像ローラを備える画像形成装置において、
   複数色のトナーのうち、少なくとも１つのトナーは、他のトナーが含有する離型剤の分散径よりも大きい分散径を有する離型剤を含有しており、
   複数の現像ローラのうち、少なくとも１つの現像ローラは、他の現像ローラのトナー搬送量よりも大きいトナー搬送量に設定されており、
   前記少なくとも1つのトナーを担持する現像ローラのトナー搬送量は、前記他の現像ローラのトナー搬送量よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記分散径が大きいトナーほど、前記現像ローラによる前記トナー搬送量が大きいことを特徴とする請求項１に画像形成装置。
3. 前記少なくとも1つのトナーの前記離型剤の含有量が、前記他のトナーの前記離型剤の含有量よりも少ないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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