JP2004029603A

JP2004029603A - 重合法トナーを用いたフルカラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2004029603A
Application number: JP2002189004A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tsunohashi; 角橋　高史; Masahiko Saito; 斎藤　雅彦; Akira Shimada; 島田　　昭; Akinori Kaneko; 金子　哲憲
Original assignee: Hitachi Home and Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】重合法トナーを用いたフルカラー画像形成装置で、各色の現像ローラ上のトナー層を、目的の厚さに制御すること。
【解決手段】本発明のフルカラー画像形成装置は、重合法により製造されたトナーと、静電潜像担持体に接触する位置に設けられた現像ローラと、現像ローラ上のトナーを薄層に規制する規制部材を備えた現像装置を複数個備え、現像ロールの表面粗さ（Ｒａ）が各色の現像装置毎に異なっており、該現像ロールが金属ロール表面をブラスト処理したものである。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電潜像担持体の静電潜像を重合法トナーで現像する現像装置を複数備え、フルカラー画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、電子写真プリンタや複写機に使用されているトナーの多くは、いわゆる粉砕法により製造されている。しかしながら、粉砕法によるトナーは粒子径の微細化，低温定着性，高速印字時における耐久性等の機能付与などが限界に近づいている。
【０００３】
一方、粒子径を自在にコントロールでき、かつ耐久性と低温定着性を両立できる重合法トナーが脚光を浴びている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記重合法トナーは、球形に近い形状によるために、ブレードによるトナー規制が困難なことと、トナーの帯電性および流動性が高くトナー粒子の凝集性が低いことから、現像ロール上のトナー層を目的の厚さに制御することが非常に困難であり、特に複数の現像装置を使用し、各々が異なる色の画像を現像するフルカラー画像形成装置では、トナー層の厚さが変わると目的とする色相を表現できないために、重合法トナーは単色印字用の画像形成装置に限られている。
【０００５】
本発明は、重合法トナーを用い、かつ各々異なった色味のトナーが内蔵された複数の現像装置を使用するフルカラー画像形成装置において、各々の現像ローラ上トナー層を、目的の厚さに制御することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、重合法により製造されたトナーと、静電潜像担持体に接触する位置に設けられた現像ローラと、現像ローラ上のトナーを薄層に規制する規制部材を有する現像装置が、複数配置された画像形成装置において、現像ロールの表面粗さが異なる現像装置を複数使用する。
【０００７】
また、乳化重合法を用いてトナーを製造し、トナーの円形度を下げることにより、規制ブレードによるトナー量の規制効果を向上させる。
【０００８】
また、現像ロールの材質を金属製にして、表面にブラスト処理を施すことにより、容易に所定の表面粗さとする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を用いて詳しく説明する。図１は本実施例のフルカラー電子写真装置の概略断面図である。この電子写真装置には、潜像保持手段である感光体（感光ベルト１０２）と、感光ベルト１０２の図１中右側にイエロー，マゼンタ，シアン，黒の４色の異なる色の重合法トナーを充填した現像装置１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが配置されており、現像装置１Ｃの下部には感光ベルト１０２に潜像を形成するための露光装置１０４が配置され、感光ベルト１０２の下部には帯電装置１０５が配置されている。露光装置１０４の下側には記録媒体であるカット紙を溜めておく給紙カセット１０６が配置される。感光ベルト１０２の図１中左側には、中間転写体（転写ドラム１０７）が配置され、その上部に定着装置１０１が配置される。また、現像装置１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋには、図示しない識別形状部がある。
【００１０】
潜像保持手段である感光ベルト１０２が、矢印１０２ａの方向に駆動される。駆動される感光ベルト表面の感光層が帯電装置１０５によって一様に帯電される。次に、パソコン，イメージスキャナなどによる画像，文字情報を、露光装置
１０４によってドット単位で露光し、感光ベルト１０２上に静電潜像を形成する。感光ベルト１０２上に形成された静電潜像は、現像装置１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのいずれかによって、対応する色のトナー像に現像される。感光ベルト１０２上に形成されたトナー像は矢印１０７ａの方向に回転する転写ドラム１０７上に転写される。
【００１１】
上述したサイクルを、現像装置１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対し順次行うことにより、４色のトナーを重ね合わせたカラートナー像が転写ドラム１０７上に形成される。それに合わせ、給紙カセット１０６から用紙，ＯＨＰ等の記録媒体がタイミングを合わせ送られてくることにより、記録媒体上にトナー画像が転写される。トナー画像が転写された記録媒体が定着装置１０１を通り、熱と圧力が加わることにより、トナーが溶融し記録媒体に定着され、電子写真装置の上部に排出される。
【００１２】
次に、本実施例のフルカラー電子写真装置の現像装置について詳しく説明する。図２は前記現像装置１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの概略図である。トナー格納室１には現像に用いる重合法トナー２が格納されている。トナー格納室１内には搬送羽根３が配置しており、それらの回転によって現像ロール５側に重合法トナー２を搬送するように構成されている。トナー格納室１前部には導電性弾性発泡ロールからなる供給ロール４が配置されており、トナー格納室１前部に搬送された重合法トナー２を現像ロール５に供給する。現像ロール５上に供給された重合法トナー２は、規制ブレード６によって現像に適正なトナー層厚に規制され、かつ規制ブレード６との摺擦により重合法トナーが摩擦帯電する。
【００１３】
本実施例では現像ロール５は金属製であって、ガラスビーズによるブラスト処理を施して、所定の表面粗さにを形成している。特に現像ロール５がアルミ材の場合は加工が容易なことから、好ましい。また、このアルミ材の現像ロール５は、ガラスビーズを吹き付ける圧力を調整することによって、容易に所定の表面粗さに形成できる。
【００１４】
次に、実施例に用いた重合法トナー２について説明する。重合法トナーの製造法は公知の方法から任意の方法を用いることができ、例えば重合法トナーの製造法として、懸濁重合法，乳化重合法，分散重合法，界面重合法などがある。
【００１５】
従来技術の粉砕法によるトナーの製造では、樹脂重合工程，原料混合工程，溶融混練工程，粉砕工程，分級工程，外添工程の６工程に及ぶが、本実施例に用いた重合法トナーは、ワックス微粒子が存在する分散液にモノマー混合物を添加してシード乳化重合を行う第１工程と、得られた重合体分散液と着色剤分散液を混合し、該分散液の粒子を凝集・加熱することにより凝集粒子を作成する第２工程と、得られた凝集粒子を洗浄・乾燥し微粒子外添処理を行う第３工程との、３工程で製造を行う。本実施例に用いた重合法トナーの製造においては、工程数を大幅に削減でき、特に製造エネルギー消費が大きい溶融混練工程と粉砕工程を削減できることから、製造エネルギー及び製造コストの大幅な低減ができる。
【００１６】
また、本実施例で用いた重合法トナーでは、低融点ワックスを用い、かつ該ワックス粒子存在下で乳化重合することによって、低温定着性と耐久性が両立するトナーの製造を行った。該ワックスは、低融点物質として公知のワックス類の中から任意のものを用いることができる。このようなワックスの具体例としては、低分子量ポリエチレン，低分子量ポリプロピレン，共重合ポリエチレン，グラフト化ポリエチレン，グラフト化ポリプロピレン、等のオレフィン系ワックス，ベヘン酸ベヘニル，モンタン酸エステル，ステアリン酸ステアリル、等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス，水添ひまし油，カルナバワックス等の植物系ワックス，ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン，アルキル基，フェニル基を有するシリコーン系ワックス，ステアリン酸等の高級脂肪酸，オレイン酸アミド，ステアリン酸アミド、等の高級脂肪酸アミド，長鎖脂肪酸アルコール，ペンタエリスリトール等の長鎖脂肪酸多価アルコール、及びその部分エステル体，パラフィン系ワックス，フィッシャートロプシュワックス、等が例示される。
【００１７】
これらのワックスの中で定着性を改善するためにより好ましいのは、融点が
１００℃以下のワックスであり、さらに好ましいワックスの融点は４０〜９０℃の範囲、特に好ましいワックスの融点は５０〜８０℃の範囲である。融点が１００℃を越えると定着温度低減の効果が乏しくなる。
【００１８】
また、本実施例で用いた重合法トナーは、凝集・加熱工程の条件を制御することにより、不定形から球形まで広範囲の形状制御が可能である。図３に、図２に示した現像装置を用いた場合の、重合法トナーの投影像円形度に対する、現像ロール上に付着したトナーの量を測定結果を示す。なお、投影像円形度の測定には、シスメックス（株）製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いた。図３から、重合法トナーの投影像円形度と、現像ロール上付着量とがほぼ一対一で対応し、重合法トナーの投影像円形度が１に近づく、すなわち形状が球形に近づくにつれて、規制ブレードのトナー規制効果が低下することが分かる。図３に示した結果から、現像ロール上の重合トナー付着量の目標値を０．４５ｍｇ／ｃｍ^２とした場合、重合トナーの投影像円形度は０．９４〜０．９８の範囲内が望ましく、さらに好ましくは０．９５〜０．９７の範囲であり、この範囲であればトナー層の厚みの制御が容易になる。
【００１９】
図４は、図２に示した現像装置を用いて、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色の重合法トナーの現像ロール表面の平均粗さに対する、現像ロール上に付着したトナーの量を測定した結果である。現像ロール表面粗さ（Ｒａ）は現像ロールの軸方向に沿って測定した。現像ロール表面粗さ（Ｒａ）は０．２〜０．５μｍの範囲であれば充分である。図４から、現像ロールの表面粗さに対して、各色重合法トナーの付着量がほぼ一対一で対応することが分かる。図４を詳しく見ると、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色間で付着量の差異が見られる。これらのことから、同じ表面粗さを持つ現像ロールを用いても、付着量は色により同一にはならないので、現像ロール表面粗さを重合法トナーの色ごとに設定するとより正確にフルカラー画像を再現できる。図４の結果から、現像ロール上の重合トナー付着量の目標値を０．４５ｍｇ／ｃｍ^２　を中心とした図４の網掛け部分とした場合、各色の現像装置に用いる現像ロールの表面粗さ（Ｒａ）はイエロー（Ｙ）は０．３５〜０．４２μｍ、マゼンタ
（Ｍ）は０．２７〜０．３８μｍ、シアン（Ｃ）は０．３５〜０．４６μｍ、黒（Ｋ）は０．２９〜０．４１μｍとなる。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による画像形成装置では、乳化重合法により製造を行った重合法トナーを用い、重合法トナーの粒子投影像円形度と、現像ロールの表面粗さを調整することにより、現像ロール上のトナー付着量を各色均一にすることができ、色相を正確に再現できるフルカラー画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の電子写真装置の概略側面図である。
【図２】実施例の電子写真装置の現像装置の概略側面図である。
【図３】実施例の電子写真装置に用いた重合法トナーの現像ローラ上トナー付着量とトナー形状との関係の説明図である。
【図４】実施例の電子写真装置に用いた重合法トナーの現像ローラ上トナー付着量と現像ロール表面粗さの関係の説明図である。
【符号の説明】
１…トナー格納室、２…重合法トナー、３…搬送羽根、４…供給ロール、５…現像ロール、６…規制ブレード、１０１…定着装置、１０２…感光ベルト、１０４…露光装置、１０５…帯電装置、１０６…給紙カセット、１０７…転写ドラム。

Claims

重合法で製造されたトナーと、静電潜像担持体に接触する位置に設けられた現像ローラと、前記現像ローラ上のトナーを薄層に規制する規制部材とを備えた現像装置をイエロー，マゼンタ，シアン，黒の各色備えたフルカラー画像形成装置において、
前記複数の現像装置に現像ロールの表面粗さ（Ｒａ）が異なる現像装置があることを特徴とするフルカラー画像形成装置。
請求項１において、前記トナーが乳化重合法によって製造されたトナーであることを特徴とするフルカラー画像形成装置。
請求項１において、前記トナーの粒子投影像円形度が０．９４〜０．９８であることを特徴とするフルカラー画像形成装置。
請求項１において、前記各色の現像器の現像ローラの表面粗さ（Ｒａ）が、
０．２〜０．５μｍであることを特徴とするフルカラー画像形成装置。
請求項１において、前記現像ローラが、金属製ロールにブラスト処理よって形成されていることを特徴とするフルカラー画像形成装置。