(57)【要約】【課題】  トナー搬送経路を温度の高い場所に配置する場合は、耐ブロッキング性に優れたトナーを選択することでトナー凝集塊の発生を防ぎ、現像剤搬送量を安定させる。【解決手段】  潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像し可視像化する５つ以上の現像装置と、５つ以上の現像装置のうち少なくとも４つは各々イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの画像形成を行うトナーを収容し、各現像装置に対して補給される現像剤が通過する現像剤補給経路のうち定着器近傍の補給経路を通過する現像剤は、耐ブロッキング性に優れたトナーを選択する。【選択図】  図１
2008046232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像し可視像化する５つ以上の現像装置と、５つ以上の現像装置のうち少なくとも４つは各々イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの画像形成を行うトナーを収容し、各現像装置に対して補給される現像剤が通過する現像剤補給経路のうち定着器近傍の補給経路を通過する現像剤は、耐ブロッキング性に優れたトナーを選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像ユニットがロータリー現像ユニットであることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤搬送経路はトナーカートリッジ及びホッパ部を含まないことを特徴とする請求項１、２の画像形成装置。
【請求項４】
該トナーは、ＤＳＣ測定における吸熱曲線に基づくガラス転移点（Ｔｇ）が５０℃乃至７０℃であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
該トナーの体積平均径Ｘ（μｍ）が、下記条件（２）
５．０≦Ｘ≦８．０                        （２）
を満たすことを特徴とする請求項１乃至4に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機やプリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置としては、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー像を順次記録シートに転写し、これらトナー像を該記録シート上で重ね合わせてフルカラー画像を形成する所謂多重転写方式を採用したものが周知である。
【０００３】
この多重転写方式においては感光体ドラム等の像担持体上に各色トナー像を順次形成する必要があることから、各色トナーを個々に内蔵した複数の現像装置はいずれか一色の現像装置が選択的に上記像担持体と対向する現像位置に設定され、その他の現像装置は像担持体と離間した退避位置に設定されなければならない。
【０００４】
このため、従来のカラー画像形成装置においては、上記現像位置に対して４色の現像装置を選択的に設定する手段として、円筒状回転体（以下、回動型現像体）の円周上に複数の現像装置を等分に配置し、かかる回動型現像体の回転によって任意の現像装置を上記現像位置に設定する一方、他の現像装置を上記像担持体との近接位置から退避させる所謂ロータリ現像ユニットが用いられている。
【０００５】
従来例としては、例えば特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平１１−１１９５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、高画質化の追求により５色以上の上記画像形成装置の開発がなされている。色数が増えることでスペースの関係上、製品の幅全体にトナーカートリッジ(以下、トナーＣＲＧ)を配置する必要が出てきた。そのトナーCRG配置位置により、現像剤搬送経路が長くなってしまう場合が生じる。長く配置された現像剤搬送経路において、定着器等、温度の高い場所に近接する場合は熱によるブロッキングでトナー凝集塊の発生や現像剤搬送量の変動が生じることが懸念される。
【０００７】
そこで本発明が解決しようとする課題は、現像剤補給経路長くなり、定着器付近など温度の高い場所に設置する場合は、耐ブロッキング性に優れたトナーを選択することによりトナー凝集塊の発生を防ぎ、現像剤搬送量の安定した画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に関しては、本発明に従って、潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像して可視像化する５つ以上の現像装置と、５つ以上の現像装置のうち少なくとも４つは各々イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの画像形成を行うトナーを収容し、各現像装置に対して補給される現像剤が通過する現像剤補給経路が定着器付近など温度の高い場所に設置する場合は、耐ブロッキング性に優れたトナーを選択することで解決される。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べてきたように本発明のように、現像剤補給経路長くなりそれが定着器付近など温度の高い場所に設置する場合は、耐ブロッキング性に優れたトナーを選択することによりトナー凝集塊の発生を防ぎ、高品質の画像や現像剤搬送量の安定した画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。尚、画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１１】
本実施例では一つの感光体に対して、回転体に保持される複数の現像装置で有彩色の画像形成を行う画像形成装置について説明する。
【００１２】
図１は本実施例の画像形成装置を説明する図である。まず、回動型現像体を用いた画像形成装置について説明する。図１において、回動型現像体１８はブラック用現像装置１Ｋ、イエロー用現像装置１Ｙ，マゼンタ用現像装置１Ｍ，シアン用現像装置１Ｃ、ライトマゼンタ用現像装置１ＬＭ、ライトシアン用現像装置１ＬＣを有し、回動型現像体１８の回転軸１８ａは図示しないモータにより自在に回転可能である。感光ドラム２１上にブラックのトナー像を形成する時は、感光ドラム２１と近接する現像位置Ｐ１でライトマゼンタ用現像装置１ＬＭによりトナー現像を行い、同様にライトシアンのトナー像を形成する時は、回転体１８を６０°回転して、現像位置Ｐ１にライトシアン用現像装置１ＬＣを配置させ、トナー現像を行なう。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像形成も同様にして行なう。
【００１３】
次に、本実施例の特徴的な部分である画像形成装置全体の動作について説明する。但し、以下における現像装置１とはブラック用現像装置１Ｋ、イエロー用現像１Ｙ，マゼンタ用現像装置１Ｍおよびシアン用現像装置１Ｃ、ライトマゼンタ用現像装置１ＬＭ、ライトシアン用現像装置１ＬＣの総称である。図１において、一次帯電器２２によって帯電された感光ドラム２１表面をレーザー２８によって露光することで感光ドラム２１上に静電潜像を形成し、この静電潜像を所望のトナーを収容する現像装置１によって、感光ドラム２１上にトナー像を形成し、このトナー像は第一転写帯電器２３ａによる第一転写バイアスによって、中間転写ベルト２４上に転写される。フルカラーの画像形成を行なう場合、まず、ライトマゼンタ用現像装置１ＬＭにより感光ドラム２１上にライトマゼンタのトナー像を形成し、中間転写ベルト２４上にライトマゼンタのトナー像を一次転写する。次に、回転体１８を６０°回転させて、ライトシアン用現像装置１ＬＣを現像位置Ｐ１に配置し、感光ドラム２１上にライトシアンのトナー像を形成し、先程の中間転写ベルト２４上のライトマゼンタのトナー像上にライトシアンのトナー像を一次転写し、重ね合わせる。この動作をイエロー用現像装置１Ｙ、マゼンタ用現像装置１Ｍ，シアン用現像装置１Ｃ、ブラック用現像装置１Ｋにおいても順次行ない、中間転写ベルト２４上に有色トナーによるフルカラー画像を形成する。その後、第二転写帯電器２３ｂによる第二転写バイアスによって、中間転写体２４上の画像を一括して転写紙搬送ベルト２５上の記録紙２７上に二次転写し、記録紙２７は転写紙搬送ベルト２５から剥離され、定着装置２６によって加圧／加熱され、永久画像を得る。また、一次転写後に感光ドラム２１上に残った残トナーは第一クリーナー２９ａにより除去され、さらに、二次転写後に中間転写ベルト２４上に残った残トナーは第二クリーナー２９ｂにより除去され、次の画像形成に備える。
【００１４】
次に、本実施例にて用いられる２成分現像剤について説明する。
【００１５】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。そして、トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μm以上、８μm以下が好ましい。本実施例ではY、M、C、BKは5．5μmで、LM、LCは7．5μmである。また、ＤＳＣ測定における吸熱曲線においてガラス転移点（Ｔｇ）が５０℃乃至７０℃（好ましくは５０℃乃至６０℃）に有することが好ましい。Ｔｇが５０℃より小さいと本発明の装置における現像機内でブロッキングを起こす。また、Ｔｇが７０℃より大きいとトナー製造時に原材料の混合が不十分になる等の製造上の問題が生じる。
【００１６】
又キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用化能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、体積平均粒径が２０〜５０μm、好ましくは３０〜４０μmであり、抵抗率が１０7Ωcm以上、好ましくは１０8Ωcm以上である。本実施例では体積平均粒径が４０μｍ、抵抗率が５×１０7Ωcm、磁化量が２６０ｅｍｕ/ｃｃのキャリアを用いた。
【００１７】
尚、本実施例にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。
【００１８】
測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−II型（コールター社製）、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及びＣＸ−Iパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を使用し、電界水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。
【００１９】
測定方法は以下に示す通りである。即ち、上記の電界水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。
【００２０】
試料を懸濁した電界水溶液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、上記のコールターカウンターＴＡ−II型により、アパーチャーとして１００μmアパーチャーを用いて２〜４０μmの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。
【００２１】
又、本実施例にて用いられるキャリアの抵抗率は、測定電極面積４cm、電極間間隔０．４cmのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／cm）を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。
【００２２】
図２は本実施例の画像形成装置に於いて、補給経路の模式図である。図２において５１はトナーカートリッジを示し、ここに補給剤であるトナーが充填されている。５３はホッパーであり、ホッパー内に設けられたピエゾ５２によりトナーが検知されなくなるとカートリッジからトナーが供給される。５４はホッパーから供給されるトナーを回動式現像体内に供給するためのトナー搬送スクリュー（以下ではホッパー補給スクリューと称す）であり、自動トナー補給装置（ＡＴＲ）の制御のもとで、所望の回転数回すことにより、補給動作を行う。ホッパー補給スクリューから搬送されてきたトナーは回動式現像体内に設けられた第二のスクリュー５５(以下ではロータリー補給スクリューと称す)へ供給される。ここに送られたトナーはロータリー補給スクリューにより、全て現像装置１内に搬送される。以上の動作を行うことで現像装置内にトナーを補給している。
【００２３】
図３は本実施例の画像形成装置に於いて、各色トナー補給経路の配置図である。
【００２４】
回転体１８が中央に位置し、ホッパー補給スクリュー５４を３色ごと均等に配置している。定着装置２６の周囲は断熱材５６が配置されているものの、その近傍の雰囲気温度が高いことは想像できる。数千枚の通紙耐久後に温度測定した処、約５０℃となっていた。今回の実施例ではその上部にＬＭ、ＬＣのホッパー補給スクリュー５４を配置している。
【００２５】
図４、図５は、該トナーの耐ブロッキング性や画像について評価した結果である。
【００２６】
（１）耐ブロッキング性
約１０ｇのトナーを１００ｃｃポリコップに入れ、５０℃で３日放置した後、
目視で判定する。
【００２７】
◎：凝集物  なし                      ○：凝集物は見られるが容易に崩れる
△：凝集物は見られるが振れば崩れる    ×：凝集物をつかむことができ容易に崩れない
（２）ブロッキングによる画像不良の有無
ブロッキングトナーによる画像不良は、６万枚後の画像の目視で評価した。
【００２８】
○：画像上に現れない
△：画像上のごく一部にかすかに現れる    ×：画像上に著しく現れる
（３）画像定着特性
画像での定着特性として、定着オフセットを目視で評価した。
【００２９】
○：オフセットは無い
△：かすかにオフセット有り              ×：著しくオフセット有り
ブロッキングを懸念して色ごとにＴｇを変化させようとした場合、図４の画像定着特性の結果より、定着において必要な熱量が色によって違うことで定着オフセットを引き起こしてしまう懸念がある。したがってＴｇは全ての色において５０℃乃至６０℃にすることが望ましい。
【００３０】
そこで本実施例では、図５のトナー粒径に対する耐ブロッキング特性の結果に着目した。
【００３１】
同じＴｇのトナーでも粒径によって耐ブロッキング特性に差異が見られる。これは、粒径が小さい程に、
１．比表面積が大きくなることで最密充填し易くなっている
２．同様に比表面積が大きくなることで粒子同士の熱伝導性が上がり、ブロッキングし易くなっている
と云った２点の現象が影響を及ぼしているものと考えられる。しかし過度にトナー粒径を大きくすると、画像の粒状性が悪化してしまうことより５μｍ乃至8μｍにすることが望ましい。
【００３２】
画質向上を考慮して粒径を比較的小さくしているＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋは、ブロッキングし易い為に定着器から遠ざけた位置に配置する。そしてＬＭ・ＬＣは前述４色よりも使用量が少なく、粒径を大きくしても画像粒状性に比較的影響が少ない。そこでこの２色のトナー粒径を大きくすることで温度の高い定着器上部近傍に配置することができ、ブロッキングによる影響を低度に抑えた画像形成装置を提供することが可能となる。
【００３３】
（比較例）
図６は、該トナー粒径５.５μｍに対してブロッキングによる画像不良の有無を評価した結果である。粒径５.５μｍのＣトナーをＣポジション、ＬＣポジションに設置して実施例・（２）と同様の画像評価を行った。結果はＣポジションでは画像不良の発生は無く、ＬＣポジションではホッパー補給スクリュー内のトナーが高温によりブロッキングが起こりトナーの凝集塊が発生した。それが現像されることでダマ状に尾引いた画像が発生してしまった。
【００３４】
以上、本発明を具体的な実施例、比較例に即して説明したが、本実施例の画像形成装置で用いた現像剤および画像形成装置の構成等はこれらに限ったものではなく、本発明が様々な現像剤および画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。具体的には各色のトナー現像を行う順序や現像装置の個数、トナーの色等は本実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施例の画像形成装置を説明する図。
【図２】本発明の補給経路を表す模式図。
【図３】本発明の各色トナー補給経路の配置図。
【図４】トナーの耐ブロッキング性や画像について評価した結果を示す図。
【図５】トナーの耐ブロッキング性や画像について評価した結果を示す図。
【図６】ブロッキングによる画像不良の有無を評価した結果を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
１  現像装置
１８  回転体
２１  感光ドラム
２２  帯電器
２３  転写帯電器
２４  転写ベルト
２５  記録紙搬送ベルト
２６  定着装置
２７  記録紙
２８  レーザー
２９  クリーナー
５１  カートリッジ
５２  ピエゾ
５３  ホッパー
５４  ホッパー補給スクリュー
５５  ロータリー補給スクリュー
５６  断熱部材
【図１】
2008046232.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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