JP2001080106A

JP2001080106A - 画像形成方法

Info

Publication number: JP2001080106A
Application number: JP26181199A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Moriya; 祐一守屋
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2001-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、直接飛翔方式の画像形成方法にお
いて、トナーの飛び散りを抑制して画質を向上させるこ
とを目的とする。【解決手段】本発明は、トナー担持体上に規制部材に
よってトナーの薄層を形成し、該トナー担持体とそれに
対向して設けられた対向電極との間に直流電界を形成
し、該トナー担持体と該対向電極との間にトナーの通過
を制御する制御電極を設置することによってトナー担持
体上のトナーを画像パターンに応じて飛翔させ、対向電
極と制御電極との間に設置された転写媒体にトナー像を
形成した後、転写媒体上のトナー像を記録媒体に転写、
定着して記録画像を得る画像形成方法であって、該転写
媒体に飛散抑制液が塗布されている画像形成方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電界によって
トナーを転写媒体に飛翔させ、転写媒体上のトナーを記
録媒体に転写、定着することにより画像を形成する画像
形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来利用されている電子写真法では、光
導電性を有する感光体に一様に電荷を保持させ、画像部
(あるいは非画像部)を露光して潜像を形成し、その潜像
を現像手段で現像し、それを記録媒体に転写し、定着手
段で定着して画像を得ている。このように画像を得るま
での工程数が多いため、それに伴って部品数も多くな
り、装置が複雑化、大型化するという問題があった。

【０００３】それに対し、スウェーデン特許第８７０４
８８３号に代表されるように、トナー担持体とそれに対
向して設けられた対向電極との間に直流電界を形成し、
該トナー担持体と該対向電極に沿って設置された記録媒
体との間にトナーの通過を制御する電気的手段（制御電
極）を設けてトナー担持体上のトナーを画像パターンに
応じて直接飛翔させる画像形成方法が提案されている。

【０００４】この画像形成方法について、図２を参照し
つつ説明する。図２において、１はアルミニウム等のス
リーブよりなるトナー担持体である。このトナー担持体
の上部には非磁性トナーを供給するホッパー７が設けら
れ、ホッパー７内にはトナー粒子３が供給されて、ホッ
パーの内部に設けた攪拌羽根８で攪拌されるようになっ
ている。トナー粒子３は、攪拌羽根８によって攪拌され
ながらホッパー７からトナー担持体１の上にウレタンゴ
ム等の規制部材２によりトナーの厚さを制御しながら電
荷を帯びて付着する。トナー粒子がトナー担持体１の下
面に至ったときに、該トナー担持体１とそれに対向して
設けられた対向電極４との間に直流電界を形成し、該ト
ナー担持体１と該対向電極４に沿って設置された紙等の
記録媒体５との間にトナー粒子３の通過を制御する制御
電極６を設けてトナー担持体１の周面上のトナー粒子３
を画像パターンに応じて直接記録媒体５に飛翔させ画像
を形成するものである。この方法では電子写真法におけ
る感光体が不必要であり、それに伴う帯電・転写・剥離
・感光体クリーニングなどの工程を省くことができるな
どの利点がある。

【０００５】また、イエロー、マゼンタ、シアンの各色
トナーを順次記録媒体上に飛翔させることによって容易
にフルカラー画像を形成することが可能である。ここ
で、フルカラー画像を得る画像形成方法について図３を
参照しつつ説明する。図３において、３１、３２、３３
及び３４は現像器であり、該各現像器は上記図２で説明
したトナー担持体１、規制部材２、撹拌羽根８及びホッ
パー７で構成されている。現像器３１のホッパー内には
イエロートナーが収容され、また現像器３２のホッパー
内にはマゼンタトナー、現像器３３のホッパー内にはシ
アントナー及び現像器３４のホッパー内にはブラックト
ナーが収容されている。そして、給紙カセット３５から
給紙された記録媒体５（紙等）は、ローラー３６及び３
７を経て、現像器３１において、現像器３１内のトナー
担持体から対向電極４により飛翔されたイエロートナー
が、制御電極６により制御されて該記録媒体上に画像パ
ターンを形成する。次に記録媒体は順次、現像器３２、
３３及び３４へと移動して、マゼンタトナー、シアント
ナー及び必要に応じてブラックトナーが各々の現像器か
ら飛翔してフルカラーの画像パターンを形成する。画像
パターンが形成された記録媒体は、ヒータランプ３８を
内蔵する定着ローラ３９と加圧ローラ４０によってトナ
ー粒子からなる画像パターンが定着され、記録媒体には
フルカラー画像が形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように上記の方式
(以後直接飛翔方式)には種々の利点があるが、この直接
飛翔方式にはいくつか問題点がある。直接飛翔方式で
は、制御電極と対向電極の間に記録媒体が搬送される
が、トナーの飛翔状態がこの記録媒体の特性(主に電気
抵抗)に大きく影響されることがわかっている。記録媒
体としては主に紙が用いられるが、一般的に紙は保管あ
るいは使用環境の影響を受けやすく、その吸湿量によっ
て電気抵抗値が大きく変動する。記録媒体の電気抵抗値
が変動することによってトナー担持体と記録媒体間の電
位差も変動するため、トナーの飛翔状態が変動すること
になる。特に吸湿量が大きく紙の抵抗値が低くなってい
る状況では十分な電界が確保できず、画像が薄くなって
しまう傾向がある。また、記録媒体によってはカールし
やすいものもあり、こうした記録媒体は電極間を通過す
る時に制御電極に接触してしまい、画像汚れの要因とな
りやすいことが確認されている。

【０００７】これらの問題を解決するため、トナー担持
体に対向して設けられた対向電極と制御電極の間に転写
媒体を設置し、この転写媒体に一旦トナーを飛翔させた
後、転写媒体上のトナーを記録媒体に転写する方式が提
案されている。この方式では、転写媒体の抵抗値が環境
等の要因によってあまり変化しないように設定できるた
め、安定した画像を得ることができる。しかしながら、
直接飛翔方式には、その他にも飛翔時の画像乱れという
根本的な問題がある。この画像乱れは、転写媒体にトナ
ーが飛翔し、該媒体上に到達した際のショックで周囲に
トナーが飛び散ることによって生じることが分かってい
る。そのため直接飛翔方式では、通常の電子写真方式の
画像よりも文字周辺部の飛び散りが目立ち、画質が劣る
傾向がある。したがって、本発明は、文字周辺部の飛び
散りが少なく、画質が優れた直接飛翔方式の画像形成方
法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、トナー担持体
上に規制部材によってトナーの薄層を形成し、該トナー
担持体とそれに対向して設けられた対向電極との間に直
流電界を形成し、該トナー担持体と該対向電極との間に
トナーの通過を制御する制御電極を設置することによっ
てトナー担持体上のトナーを画像パターンに応じて飛翔
させ、対向電極と制御電極との間に設置された転写媒体
にトナー像を形成した後、転写媒体上のトナー像を記録
媒体に転写、定着して記録画像を得る画像形成方法であ
って、該転写媒体に飛散抑制液が塗布されていることを
特徴とする画像形成方法である。

【０００９】本発明の画像形成方法の例を図１を参照し
つつ説明する。図１において、１１、１２、１３及び１
４は現像器であり、各現像器は前記図２で説明したトナ
ー担持体１、規制部材２、撹拌羽根８及びホッパー７で
構成されている。現像器１１のホッパー内にはイエロー
トナーが収容され、また現像器１２のホッパー内にはマ
ゼンタトナー、現像器１３のホッパー内にはシアントナ
ー及び現像器１４のホッパー内にはブラックトナーが収
容されている。一方、現像器１１、１２、１３及び１４
の近傍には、各現像器内のトナー粒子を飛翔させて制御
するために各々対向電極４及び制御電極６が構成されて
いる。また、対向電極４と制御電極６との間には、無端
ベルトからなる転写媒体１５が構成され、転写媒体１５
は加圧搬送ローラ１６とテンションローラ１７によって
支持されている。本発明においては、転写媒体１５表面
上に塗布ローラ１８から飛散抑制液が塗布される。塗布
ローラ１８へ飛散抑制液を供給するため、飛散抑制液タ
ンク１９が構成され、飛散抑制液タンク１９には塗布ロ
ーラ１８へ飛散抑制液を供給するための補助ローラと転
写媒体１５に塗布された余剰の飛散抑制液をかき落とす
ためのブレードが構成されている。

【００１０】本発明においては、まず、転写媒体１５表
面上に塗布ローラ１８から飛散抑制液が塗布される。そ
して、該飛散抑制液が塗布された転写媒体１５は、現像
器１１において、現像器１１内のトナー担持体１から対
向電極４により飛翔されたイエロートナーが、制御電極
６により制御されて該転写媒体１５上に画像パターンを
形成する。次に転写媒体１５は順次、現像器１２、１３
及び１４へと移動して、マゼンタトナー、シアントナー
及び必要に応じてブラックトナーが各々の現像器から飛
翔して画像パターンを形成する。このように転写媒体１
５表面上に形成された各色が重なり合ったフルカラーの
画像パターンは、加圧搬送ローラ１６によって、給紙カ
セット２０から給紙された記録媒体２１（紙等）に転写
され、更に同時にヒータランプ２２を内蔵する定着バッ
クアップローラ２３の熱及び圧力によって定着されて記
録媒体２１にフルカラー画像が形成される。また、画像
パターンが記録媒体に転写された後の転写媒体１５は、
クリーニングローラ２４によって転写されなかったトナ
ー粒子をクリーニングして再度塗布ローラ１８によって
飛散抑制液が塗布される。

【００１１】本発明に使用される転写媒体としては、温
度湿度環境に対して電気抵抗の変化が少ない誘電体、例
えばポリイミド樹脂などを電気抵抗率が１０¹⁰〜１０¹²
Ω・ｃｍ程度になるよう調節し、ベルト状に加工した部
材が用いられる。あるいは転写同時定着方式を採用する
のであれば、金属性のベルトにシリコーンゴムの薄層を
形成し、同様に電気抵抗を調整した転写・定着ベルトな
どが好適に使用できる。ただし、本特許に使用される転
写媒体はこれらに限定されるものではない。

【００１２】本発明においては、上記転写媒体に飛散抑
制液を塗布することによって、トナー到達時のショック
による飛び散りを抑えることができ、画質が向上する。
飛散抑制液は、図１に示すようにローラによって塗布さ
れたり、フェルト等の不織布に含浸させて転写媒体に塗
布することができる。この場合の飛散抑制液とは、有機
ポリシロキサン類を挙げることができ、特に、次式で示
されるシリコーンオイルであることが好ましい。

【００１３】

【化１】（但し、Ｒ₁〜Ｒ₈はメチル基、フェニル基又は水素を示
す。）

【００１４】シリコーンオイルの中でも特にジメチルシ
リコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルが特
性的に安定しており、転写媒体へのトナー到達時のショ
ックによる飛び散りを抑えることができるので好まし
い。また、飛散抑制液としてシリコーンオイルを用いれ
ば、転写媒体とトナーとの離型性が向上し、記録媒体へ
のトナーの転写性が良好になる。さらに、シリコーンオ
イルは定着オフセット現象の防止にも効果的であるた
め、溶融粘度が低く定着オフセット現象が発生しやすい
フルカラートナーを使用した場合にも、定着オフセット
現象を防止することができる。そのため、記録媒体への
転写と同時に、熱と圧力によりカラートナーを定着させ
るような構成を採用することが可能となる。このような
転写同時定着方式を採用すれば、機構が簡単になり、装
置の小型化が可能である。

【００１５】以下本発明で使用されるトナーについて説
明する。トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤からな
り、これらを熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等
の熱混練機によって混練した後、機械的な粉砕、分級に
よって得ることができる。また、懸濁重合法や乳化重合
法等の重合法によって得ることもできる。

【００１６】トナーに使用される結着樹脂としては、ポ
リスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニル系
樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、スチレ
ン−アクリル酸エステル系共重合体、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリアクリロニトリル、ポリエーテル、ポリカーボ
ネート、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、セルロース
系樹脂などが好適に使用される。

【００１７】上記着色剤としては、ブラック系として、
例えばカーボンブラック、アニリンブラック、ランプブ
ラック、ファーネスブラック等が使用できる。シアン系
の着色剤としては、フタロシアニンブルーが好適に使用
できる。マゼンタ系の着色剤としては、例えばカーミン
６Ｂ、キナクリドン顔料、ナフトール顔料等が使用でき
る。イエロー系の着色剤としては、例えばベンジンイエ
ロー、ナフトールイエロー等が使用できる。また、トナ
ーには帯電制御剤等を含有してもよい。帯電制御剤とし
ては、正極性では第４級アンモニウム塩、負極性として
はサリチル酸金属塩やホウ素化合物等が使用できる。

【００１８】トナーには疎水性シリカ微粉末を添加し付
着させてもよく、付着させる方法としては、攪拌羽根を
有する三井三池工業社製のヘンシェルミキサー等の高速
攪拌機など一般的に使用されている方法が好適に使用で
きる。

【００１９】

【実施例】＜実施例＞・ポリエステル樹脂１００重量部（Ｍｗ：２０,０００Ｍｎ：５,０００）・C.I.Pigment Yellow 17 ６重量部・サリチル酸金属化合物１重量部（オリエント化学工業社製商品名：ボントロンＥ−８
４）上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、加圧ニーダーで１２０℃で熱溶融混練後、ジェット
ミルで粉砕し、その後乾式気流分級機で分級し、分級品
１００重量部に対し疎水性シリカ微粉末を１．５重量部
ヘンシェルミキサーで混合して体積平均粒子径が９μｍ
の負帯電性非磁性イエロートナーを得た。また、上記イ
エロートナーの配合において、C.I.Pigment Yellow 17
の代わりにC.I.Pigment Red122 ７重量部を用いそれ以
外は同様にして負帯電性非磁性マゼンタトナーを得た。
また、上記イエロートナーの配合において、C.I.Pigmen
t Yellow 17の代わりにC.I.Pigment Blue15-3 ６重量
部を用いそれ以外は同様にして負帯電性非磁性シアント
ナーを得た。また、上記イエロートナーの配合におい
て、C.I.Pigment Yellow 17の代わりにカーボンブラッ
ク６重量部を用いそれ以外は同様にして負帯電性非磁
性ブラックトナーを得た。

【００２０】次に、上記負帯電性非磁性イエロートナ
ー、負帯電性非磁性マゼンタトナー、負帯電性非磁性シ
アントナー及び負帯電性非磁性ブラックトナーを用いて
図１の本発明の画像形成方法において、下記条件にて印
字テストを実施した。トナー担持体印加電圧：＋１００Ｖ制御電極印加電圧：０または＋２５０Ｖ対向電極印加電圧：＋１５００Ｖ飛散抑制液：ジメチルシリコーンオイル転写媒体：ニッケル合金のベルト表面にシリコーンゴム
層を形成した部材

【００２１】＜比較例＞一方、図３の従来の画像形成方
法において、前記負帯電性非磁性イエロートナー、負帯
電性非磁性マゼンタトナー、負帯電性非磁性シアントナ
ー及び負帯電性非磁性ブラックトナーを用いて下記条件
にて印字テストを実施した。トナー担持体印加電圧：＋１００Ｖ制御電極印加電圧：０または＋２５０Ｖ対向電極印加電圧：＋１５００Ｖ

【００２２】なお、実施例及び比較例共通のテスト条件
は下記の通りである。印字環境：常温常湿(２５℃/６５％ＲＨ) 低温低湿(１５℃/２０％ＲＨ) 高温高湿(３０℃/８０％ＲＨ) 記録媒体：シャープ社ＣｏｐｙＢｏｎｄ紙(７５ｇ/ｍ²)

【００２３】＜印字テストの結果＞本発明の実施例で
は、各環境においてトナー着弾時の飛び散りが抑制さ
れ、優れた画質の画像を得ることができた。一方、比較
例では高温高湿環境下で画像濃度が低下し、用紙のカー
ルによる用紙端汚れが発生した。また、文字周辺に飛び
散りが認められ、実施例の画像よりも画質が劣ってい
た。

【００２４】

【発明の効果】このように本発明の画像形成方法では、
転写媒体に飛散抑制液を塗布することにより、記録媒体
の種類や吸湿性によって現像性が変化しないで画像差が
生じにくく、更に転写媒体へのトナー到達時の飛び散り
を抑制し、良好な画像を得ることができる。また、その
飛散抑制液としてシリコーンオイルを使用することによ
り、転写媒体からのトナーの離型性が向上し、記録媒体
への転写性が向上する。さらに、転写同時定着方式の採
用が可能となり、装置の小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成方法の模
式図である。

【図２】直接飛翔方式の画像形成方法を説明する図であ
る。

【図３】従来の画像形成方法の模式図である。

【符号の説明】

１トナー担持体２規制部材３トナー粒子４対向電極６制御電極７ホッパー８撹拌羽根１５転写媒体１８塗布ローラ２１記録媒体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー担持体上に規制部材によってトナ
ーの薄層を形成し、該トナー担持体とそれに対向して設
けられた対向電極との間に直流電界を形成し、該トナー
担持体と該対向電極との間にトナーの通過を制御する制
御電極を設置することによってトナー担持体上のトナー
を画像パターンに応じて飛翔させ、対向電極と制御電極
との間に設置された転写媒体にトナー像を形成した後、
転写媒体上のトナー像を記録媒体に転写、定着して記録
画像を得る画像形成方法であって、該転写媒体に飛散抑
制液が塗布されていることを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】トナーがカラートナーであることを特徴
とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】飛散抑制液がシリコーンオイルであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項４】転写媒体上に形成されたトナー像を熱及
び圧力によって記録媒体に転写すると同時に定着するこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。