(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟化点が互いに異なる２種類以上のトナーが混合されて形成されている現像剤トナーを用いた現像器と、定着温度が変更可能な定着器とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記各トナーの軟化点の差が互いに少なくとも５℃以上の差を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
軟化点が互いに異なる２種類以上のトナーが混合されて形成されている現像剤トナーを用いた現像器と、定着温度が一定に設定される定着器とを備え、
前記現像剤トナーは、混合する２種類以上のトナーの混合比率が互いに異なる複数種類用意されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潜像担持体上の静電潜像を現像するためのトナーにより潜像担持体上の静電潜像を現像した現像画像を転写材に転写し、その後定着して印字画像を得るようになっている画像形成装置の技術分野に属し、特に、定着後の印字画像の光沢度を調整可能にするトナーを用いて所望の光沢度の印字画像を得ることのできる画像形成装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばプリンタや複写機等の画像形成装置においては、トナーにより潜像担持体上の静電潜像を現像するとともに、その現像した印字画像を紙等の転写材に転写して、その後転写材上の転写印字画像を定着することにより、この転写材上に、潜像担持体上に露光された静電潜像の印字画像を得るようになっている。
【０００３】
図７は、従来のこのような画像形成装置の一例であるフルカラ−の中間転写型の画像形成装置を模式的に示す図である。
図７に示すように、この画像形成装置１においては、画像が潜像担持体（以下、ＯＰＣともいう）２上に静電潜像として露光されるとともに、このＯＰＣ２上の静電潜像がイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の各現像器３,４,５,６で順に（各色の順序は任意）像されて可視像化され、更に、ＯＰＣ２上の現像画像が転写器７で色合わせを行い転写材８に転写された後、定着器９で定着することにより、転写材８上に所望の印字画像が得られるようになっている。
【０００４】
ところで、このような従来の画像形成装置１では、定着後に得られる印字画像の光沢度が画像形成装置１の機種により決まっていて、１つの機種ではその機種に対して予め設定された画像光沢度のみの印字画像が得られるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように画像形成装置１の機種によって画像光沢度が決まっていると、ある機種を用いて得ようとする印字画像に、その機種で決まる画像光沢度以外の所望の光沢度を出したい場合、その機種ではできないという問題がある。
このため、例えば光沢度が高く設定されている機種では、得られる絵等の画像は光沢があるので見栄えがよいが、この機種で得られる印字は光沢があるため、逆に照かって見にくくなってしまう。また、絵等の画像と印字とが混在している印字画像において、絵等の画像部分は光沢を持たせ、印字部分は逆に光沢を持たせない（いわゆる、つや消し）ようにすることは従来の画像形成装置ではできなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、画像形成装置の１つの機種で得られる画像の光沢度を調整可能にして、所望の光沢度を出すことが可能なトナーを用いた画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１の発明は、軟化点が互いに異なる２種類以上のトナーが混合されて形成されている現像剤トナーを用いた現像器と、定着温度が変更可能な定着器とを備えることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、前記各トナーの軟化点の差が互いに少なくとも５℃以上の差を有することを特徴とする。
【０００９】
更に、請求項３の発明は、軟化点が互いに異なる２種類以上のトナーが混合されて形成されている現像剤トナーを用いた現像器と、定着温度が一定に設定される定着器とを備え、
前記現像剤トナーは、混合する２種類以上のトナーの混合比率が互いに異なる複数種類用意されていることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
このように構成された請求項１の発明においては、軟化点が互いに異なる２種類以上のトナーが混合されて画像を形成するための現像剤トナーが形成される。この現像剤トナーが用いられ、かつ画像形成装置の定着温度が調整されることにより、画像の光沢度を種々変えることが可能となる。そして、ユーザーが予め用意された現像剤トナーを使用するとともに、画像形成時に画像形成装置の定着温度が調整されることで、ユーザーが所望する画像の光沢度が得られるようになる。したがって、ユーザーは１台の画像形成装置で所望する画像光沢を持った画像形成物を簡単に得ることができる。
また、請求項２の発明においては、軟化点の異なるトナー間の軟化点の差が少なくとも５℃以上の差を有するようになる。したがって、トナーのバインダー樹脂の軟化点にある±２〜３℃のばらつきの影響が回避され、光沢度がより一層明確に出るようになる。
【００１１】
更に、請求項３の発明においては、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２１００：Flow Particle Image Analysis ；シスメックス株式会社製）で測定したデータに基づいて各トナー内に粒径が４μｍ以下のトナー粒子の個数累積が１０％以下であるように個々のトナー毎に設定される。これにより、トナーの微粉が少なくなり、トナーの凝集が発生し難くなる。
更に、請求項４の発明においては、外添剤として、少なくとも１次粒径が１６ｎｍ以上のものを０.５ｗｔ％以上添加しているので、大きな粒径の外添剤を多く用いられるようになる。これにより、トナー母粒子の接触面積が減少し、ブロッキングが効果的に防止される。
【００１３】
更に、請求項３の発明においては、軟化点が互いに異なる２種類以上のトナーが混合されて形成されている現像剤トナーが複数種類用意される。これらの現像剤トナーは、一定の定着温度に対する光沢度が種々異なる。そして、ユーザーが複数種類の現像剤トナーのうち、所望の光沢度の現像剤トナーを用いた現像器で画像形成装置の画像形成操作を行うことにより、一定の定着温度で画像の所望の光沢度が得られるようになる。したがって、ユーザーは１台の画像形成装置で所望する画像光沢を持った画像形成物を簡単に得ることができるようになる。また、この画像形成装置では、定着温度を制御する必要がないので、その分、マシンの構造が簡単になり、マシンのコストが低減する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明者は、画像の光沢度を自由に調整可能にするために、まずトナーについて種々実験研究を行った。その結果、画像の光沢度は現像剤トナーの特性の１つであるトナーの軟化点（Ｔｍ値）によって決まり、特に、トナーに使用されている熱可塑性樹脂からなるメインバインダーの軟化点によって決まることが分かった。すなわち、トナーの軟化点が低いと、定着時の加熱でトナーの粘度が下がり、印字画像面が比較的平らになって反射し易くなるため、印字画像に光沢が出る。また、トナーの軟化点が高いと、定着時の加熱の際トナーの粘度があまり下がらず、印字画像面が凹凸面となって反射し難くなるため、印字画像に光沢が出なく、つや消し状態となる。
なお、印刷紙等の転写材によっても画像の光沢度が影響される。しかし、転写材の凹凸の周期とトナーの凹凸の周期とが異なることから、光沢度はトナーの凹凸の影響が大きく、このトナーの凹凸によって左右される。
【００１５】
そして、軟化点の低い１種類のトナーおよび軟化点の高い１種類のトナーをそれぞれ用い、定着温度を変えて画像の光沢度の実験を行ったが、定着温度を変えても光沢度にほとんど変化はなく、光沢度のグラデュエーションは現れなかった。そこで、更に軟化点の低いトナーＡと軟化点の高いトナーＢとを混合させたトナーを作製し、このトナーを用い、定着温度を変えて画像の光沢度の実験を行った。実験は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーに対して、定着温度と定着速度をパラメータとして行った。その場合、定着温度は１６５℃〜１９０℃に変化させ、また、定着速度は通常速度である１倍速（例、１８０mm／sec）、この通常速度の１／２倍速度、１／３倍速度および１／４倍速度に変化させて実験を行った。その結果を、表１および図１ないし図４に示す。ここで、表１および図１ないし図４に記載されているグロス値は画像の光沢度を表しており、グロス値が大きいと光沢度が高いつまり画像に光沢が大きく出ており、また、グロス値が小さいと光沢度が低いつまり画像に光沢があまり出ていないことになる。
【００１６】
【表１】
0003664226.tif 000002
【００１７】
表１および図１ないし図４から、定着温度の約１６５℃〜１８５℃の範囲で、グロス値はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックとも定着速度にほとんど関係することなく、全体的に定着温度の増減に対し概略直線状に増減することがわかる。特に、従来からの通常の定着速度ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックともグロス値が定着温度の増減に対し概略直線状に増減することが顕著に現れている。なお、実験結果においてグロス値の一部が概略直線状に変化しないのは、主にトナーのバインダー樹脂の軟化点に±２〜３℃のばらつきがあることに起因していると考えられる。
【００１８】
この実験結果に基づいて、本発明のトナーは、軟化点が互いに異なる２種類以上のトナーを混合して形成されており、トナーの組成は、トナー母粒子であるバインダー樹脂、帯電制御剤（５ｗｔ％以下）、離型剤（５ｗｔ％以下）、着色剤（各色毎１０ｗｔ％以下）、外添剤（１〜２ｗｔ％）からなっている。バインダー樹脂としてはポリエステル樹脂、スチレン・アクリル樹脂、エポキシ樹脂を用いることができ、また、帯電制御剤としてはサルチル酸類金属錯体、有機ホウ素塩類、４級アンモニウム塩類等を用いることができ、更に、離型剤としてはポリプロピレン、ポリエチレン等のワックス類を用いることができ、着色剤としてはイエローにジスアゾイエロー等の顔料、マゼンタにカーミン６Ｂ、キナクリドン等の顔料、シアンに銅フタロシアニン等の顔料、ブラックにカーボンブラックを用いることができ、外添剤にシリカ、チタニア、アルミナ等の無機微粒子、樹脂微粒子を用いることができる。そして、この第１例のトナーはトナーカートリッジに収容されるようになっている。
【００１９】
このトナーの定着温度に対する光沢度を表すグロス値の特性は、図５に示すように直線の特性を有している。なお、前述の実験結果に示すようにトナーの定着温度に対するグロス値は概略直線状を呈しているので、本発明のトナーも実際には概略直線の特性となるが、例えば、最小自乗法等により図５に示すような直線に近似させることが可能である。
【００２０】
また、この本発明のトナーにおいては、２種類以上のそれぞれのトナーの混合比率を種々変えることで、定着温度に対するグロス値の特性が種々異なるトナーが可能となる。これらのトナーは、それぞれ定着温度に対するグロス値の同じ特性のトナー毎にトナーカートリッジに収容され、したがって定着温度に対するグロス値の特性が種々異なる複数種類のトナーカートリッジが形成されるようになっている。その場合、軟化点が低いトナーを軟化点が高いトナーより多く混合する、つまり、（軟化点が高いトナー量／軟化点が低いトナー量）＜１であると、グロス方向（光沢が出る方向）となって図１ないし図４の概略直線の勾配が大きくなる。また、軟化点が高いトナーを軟化点が低いトナーより多く混合する、つまり、（軟化点が高いトナー量／軟化点が低いトナー量）＞１であると、マット方向（光沢が出ない方向）となって図１ないし図４の概略直線の勾配が小さくなる。
【００２１】
更に、前述のようにトナーのバインダー樹脂の軟化点に±２〜３℃のばらつきがあることから、軟化点の異なるトナー間の軟化点の差は、少なくとも５℃以上の差を有することが望ましい。
【００２２】
更に、トナーの微粉が多くなるとトナーの凝集が発生しやすくなるため、混合する前の個々のトナーをフロー式粒子像分析装置（前述のＦＰＩＡー２１００：Flow Particle Image Analysis ）で測定し、その測定データに基づいて各トナー内に粒径が４μｍ以下のトナー粒子の個数累積が１０％以下であるように個々のトナー毎に設定することが望ましい。このように設定することで、トナーの凝集が発生し難くなる。
【００２３】
更に、トナーの軟化点はトナーの分子量分布によっても変化する。例えば、ポリエステル樹脂において同じ組成でも分子量分布を変えると、軟化点も変わるようになる。分子量分布を下げると軟化点も下がるが、軟化点が下がってトナーが軟らか過ぎるとブロッキング性が悪くなり、トナーが現像ローラ、感光体に付着し、更には定着ローラにも付着するようになる。そこで、ある程度分子量分布を下げた場合には、トナーの組成を変えることで、適正な軟化点に調整するようにする。
【００２４】
更に、外添剤が付着したトナー母粒子の接触面積が大きくなると、トナー母粒子どうしが付着してブロッキングを起こしてしまうおそれがある。特に、軟化点が低いトナーでは定着温度でトナー母粒子が大きく軟化するため、母粒子どうしがより一層付着し易くなる。そこで、外添剤として、少なくとも１次粒径（外添剤の粒子１個の粒径：外添剤の粒子が２個以上付着したものは除く）が１６ｎｍ以上のものを０.５ｗｔ％以上添加することが望ましい。これにより、大きな粒径の外添剤を多く用いることにより、トナー母粒子の接触面積を減少させ、ブロッキングが効果的に防止されるようになる。
【００２５】
更に、軟化点の低いトナーは、トナー母粒子と外添剤との同期率（外添剤が付着したトナー母粒子の個数／トナー母粒子と外添剤粒子との全体の個数）が可能な限り高い方が望ましい。これは、トナー母粒子と外添剤との同期率が高いと、外添剤が均一に付着しているトナー母粒子が多くなるが、このように外添剤がトナー母粒子に均一に付着することで、定着温度で柔らかくなっているトナー母粒子が硬い外添剤から外に出難くなる。したがって、トナー母粒子どうしが互いに付着し難くなり、ブロッキングが効果的に防止できるようになる。また、柔らかくなったトナー母粒子が硬い外添剤から外に出難くなることで、トナーのベタつきが抑制されるようになる。
【００２６】
なお、同期率を測定するために、トナー母粒子と外添剤との付着状態を分析する必要があるが、このトナー分析方法としては、電子写真学会年次大会（通算９５回）、“ Japan Hardcopy'97 ”論文集、「新しい外添評価方法−パーティクルアナライザによるトナー分析−」、鈴木俊之、高原寿雄、電子写真学会主催、１９９７年７月９〜１１日、に開示されているトナー分析方法を採用することができる。このトナー分析方法は、樹脂からなる母粒子の表面にシリカ（ＳｉＯ2）からなる外添剤を付着させて形成されたトナーの粒子をプラズマ中に導入することにより、トナー粒子を励起させ、この励起に伴う発光スペクトルを得ることにより、元素分析を行う方法である。他のトナー分析方法で同期率を測定することができることはもちろんである。
【００２７】
次に、このように構成された本発明のトナーを使用して、所望の光沢度を有する画像を形成するための本発明の画像形成装置について説明する。
本発明の実施の形態の第１例の画像形成装置は、ユーザーが定着温度を種々変えることができるようにされており、これによりユーザーの所望する光沢度に調整可能となっている。その場合、図示しないが画像形成装置の操作パネルに、画像光沢度を調整して所望のグロス値に設定するための操作ボタンや操作キー等の光沢度設定操作手段を設けて、ユーザが光沢度設定操作手段を操作することにより所望の画像光沢度を得ることができるようにしてもよいし、また、ワープロやパソコン等の画像信号を画像形成装置に送信する装置側で光沢度の設定操作を行うことで所望の画像光沢度を得られるようにしてもよい。
【００２８】
また、第１例の画像形成装置では、軟化点の異なる２種類以上のトナーを所定の混合比率で混合して前述のように定着温度で光沢度が変化するトナーを収容したトナーカートリッジがイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色毎に予め１種類用意されている。
【００２９】
そして、この第１例の画像形成装置では、光沢度の可変許容範囲が図５に示すように定着温度ｔ0〜ｔ5℃の範囲でグロス値が１０〜６０％の範囲に設定されている。これは、グロス値が１０％を下回ると肉眼では光沢度の変化が認識できないとともに、グロス値が６０％を上回ると照かり過ぎてしまい、逆に見にくくなってしまうためである。
【００３０】
このように構成された第１例の画像形成装置によれば、ユーザーが予め用意された１種類のトナーカートリッジを購入してそのトナーカートリッジを画像形成装置にセットし、画像形成時に光沢度設定操作手段を操作することにより、画像形成装置の定着温度が調整されて画像の所望の光沢度が得られるようになる。したがって、ユーザーは１台の画像形成装置で所望する画像光沢を持った画像形成物を簡単に得ることができるようになる。
【００３１】
また、本発明の実施の形態の第２例の画像形成装置は、前述の第１例とは異なり、定着温度は一定に設定されている。また、軟化点の異なる２種類以上のトナーの混合比率を種々変えて前述のように一定の定着温度で光沢度が異なるトナーをそれぞれ収容したトナーカートリッジをトナーの各色毎に予め複数種類用意しておく。その場合、図６に示すようにこれらの複数種類のトナーカートリッジには、それぞれ、例えば１０、２０、３０、４０、５０、６０％のグロス値が得られるようにそれぞれトナーの混合比率が設定されたトナーが収容されている。
【００３２】
このように構成された第２例の画像形成装置によれば、ユーザーが複数種類のトナーカートリッジの中から所望の光沢度のトナーカートリッジを購入し、そのトナーカートリッジを画像形成装置にセットし、画像形成装置の画像形成操作を行うことにより、一定の定着温度で画像の所望の光沢度が得られるようになる。したがって、ユーザーは１台の画像形成装置で所望する画像光沢を持った画像形成物を簡単に得ることができるようになる。また、この第２例の画像形成装置では、定着温度を制御する必要がないので、その分、マシンの構造が簡単になり、マシンのコストが低減する。
【００３３】
なお、複数種類のトナーカートリッジは前述のグロス値以外の種々のグロス値のための種々のトナーカートリッジを用意してもよいことは言うまでもない。また、定着速度を速くした場合あるいは定着速度を遅くした場合にも前述の各例と同様な効果を得ることができることも言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１ないし５の発明の画像形成装置によれば、軟化点が互いに異なる２種類以上のトナーを混合して、画像を形成するための現像剤トナーを形成しているので、画像形成装置の定着温度を調整することにより、画像の光沢度を種々変えることが可能となる。そして、ユーザーが予め用意された現像剤トナーを使用するとともに、画像形成時に画像形成装置の定着温度を調整することで画像の所望の光沢度を得ることができるようになる。したがって、ユーザーは１台の画像形成装置で所望する画像光沢を持った画像形成物を簡単に得ることができる。
特に、請求項２の発明によれば、軟化点の異なるトナー間の軟化点の差が少なくとも５℃以上の差を有するようにしているので、トナーのバインダー樹脂の軟化点にある±２〜３℃のばらつきの影響を抑制することができ、光沢度をより一層明確に出すことができる。
【００３５】
更に、請求項３の発明によれば、フロー式粒子像分析装置（前述のＦＰＩＡ−２１００：Flow Particle Image Analysis ）で測定したデータに基づいて各トナー内に粒径が４μｍ以下のトナー粒子の個数累積を１０％以下に設定しているので、トナーの微粉を少なくでき、トナーの凝集を抑制することができる。
更に、請求項４の発明によれば、外添剤として、少なくとも１次粒径が１６ｎｍ以上のものを０.５ｗｔ％以上添加しているので、大きな粒径の外添剤を多く用いるようになり、トナー母粒子の接触面積を減少でき、ブロッキングをより効果的に防止できる。
【００３７】
更に、請求項３の発明の画像形成装置によれば、軟化点が互いに異なる２種類以上のトナーが混合されて形成されている現像剤トナーを複数種類用意しているので、一定の定着温度に対する光沢度が種々異なる現像剤トナーを複数種類用意することができる。そして、ユーザーが複数種類の現像剤トナーのうち、所望の光沢度の現像剤トナーを用いた現像器で画像形成装置の画像形成操作を行うことにより、一定の定着温度で画像の所望の光沢度を得ることができるようになる。したがって、ユーザーは１台の画像形成装置で所望する画像光沢を持った画像形成物を簡単に得ることができる。しかも、この画像形成装置によれば、定着温度を制御する必要がないので、その分、マシンの構造を簡単にできるとともに、マシンのコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  軟化点の異なる２種類のトナーを混合して形成されたイエローのトナーを用いて定着温度と定着速度とをパラメータとして光沢度を測定した実験結果を示す図である。
【図２】  軟化点の異なる２種類のトナーを混合して形成されたマゼンタのトナーを用いて定着温度と定着速度とをパラメータとして光沢度を測定した実験結果を示す図である。
【図３】  軟化点の異なる２種類のトナーを混合して形成されたシアンのトナーを用いて定着温度と定着速度とをパラメータとして光沢度を測定した実験結果を示す図である。
【図４】  軟化点の異なる２種類のトナーを混合して形成されたブラックのトナーを用いて定着温度と定着速度とをパラメータとして光沢度を測定した実験結果を示す図である。
【図５】  本発明の実施の形態の一例のトナーにおける、定着温度に対する光沢度の特性を示す図である。
【図６】  本発明の実施の形態の他の例のトナーにおける、一定の定着温度に対する光沢度の特性を示す図である。
【図７】  従来の画像形成装置の一例であるフルカラ−の中間転写型の画像形成装置を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…潜像担持体（ＯＰＣ）、３,４,５,６…現像器、７…転写器、８…転写材、９…定着器
【図１】
0003664226.tif 000003
【図２】
0003664226.tif 000004
【図３】
0003664226.tif 000005
【図４】
0003664226.tif 000006
【図５】
0003664226.tif 000007
【図６】
0003664226.tif 000008
【図７】
0003664226.tif 000009