JP2004045658A

JP2004045658A - Image forming method and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004045658A
Application number: JP2002201838A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Iwata; 岩田　尚貴; Kunihiko Tomita; 富田　邦彦
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-02-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly durable image forming method whereby energy saving is accomplished, using low-temperature fixing toner, satisfactory fixing performance can be exhibited without causing offset even in a general fixing device, and a smooth, high quality image free from a density variation is continually obtained, and also to provide an image forming apparatus used in the method. <P>SOLUTION: The image forming method uses toner in which the main constituent of binder is a resin and wax is phase-solved in the resin constituent, and which softens at a temperature equal to or lower than the fusing point of the resin. When a toner image on an electrostatic latent image carrier is transferred to a transfer body and conveyed to a fixing unit, the transfer body is pressed to the electrostatic latent image carrier. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写やファクシミリ、プリンター等に用いられる画像形成装置に関し、詳しくは省エネルギー性に優れ、高画質で、経時や環境の変化に対して品質安定性に優れた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境を保全するために省資源及び省エネルギーの要求が高まっている。
電子写真法における定着の分野においても省エネルギーのために消費電力を押さえる動きが活発化しており、特に電力消費の激しい定着の分野で低温度定着化が研究されている。
【０００３】
具体的には、現状では一般的な定着温度が２００℃〜１５０℃程度であり、定着装置を室温から定着温度まで立ち上げる時間も１分〜５分程度かかっている。これを定着温度１５０℃以下、好ましくは１００℃近辺で定着できるようにすることが省エネルギー化と定着立ち上げ時間低減のため望まれる。
【０００４】
このような低温度定着を実現するためには当然トナーを構成する結着剤の主成分をなす樹脂（有機高分子物質）の軟化点あるいは融点を下げざるをえない。しかし、一般に一種類のみからなる樹脂（有機高分子物質）は、融点が下がると溶融粘度の低下が避けられない。これは樹脂の融点が分子量に依存していることにあり、当然分子量が低ければ分子鎖のからみ合いが緩くなり、相互作用が弱くなることにより溶融粘度は下がると考えられる。
【０００５】
従って超低融点トナーを使って定着を行った場合、融点より温度が高くなると急激な粘度の低下が起こる。このためトナーの定着に有効なゴム域幅が狭くなり、紙上のトナーを定着加熱体側にオフセットしないようにし、なおかつ紙に定着させるためには定着加熱体の温度を常に狭い範囲に保たねばならなくなる。
【０００６】
またこのような低融点トナー特有の課題として、トナー自体が柔らかく、表面に粘着性を持ちやすいために、トナーを搬送する際に補給ボトル内部でトナー同士がブロッキングしたり、感光体へのトナー固着、２成分現像にトナーを用いた場合のキャリアスペント、１成分現像にトナーを用いた場合の現像ローラーフィルミング、トナーのブレード固着などの問題を起こしやすいという問題がある。また樹脂が柔らかいため粉砕工程で微粉に粉砕するまでに時間がかかり、また粉砕室壁面などにトナーが付着したり、ブロッキングしたりして収率が落ち、生産性が悪いという問題もある。
【０００７】
特開平９−２５８４８０号公報では、トナー表面のみを熱的に安定化させてオフセットを防止しながら低温定着を行うために、低温定着用トナーとして低溶融粘度の樹脂表面中に熱的に安定な層、及びガラス転移点が６５℃以上の熱可塑性樹脂からなり厚さが０．１〜１．０μｍの被覆を順次積層することが開示されている。
【０００８】
しかしながら、トナー粒子に皮膜を形成するためには当然通常の混練、粉砕、分級の工程ではなし得ず、水溶液中で重合し、マイクロカプセル化する必要がある。かかる工程はトナー製造工程の複雑化を招き、低コスト化、安定供給の面で解決すべき課題が多い。
【０００９】
また特開平８−１２３０７４号公報では、トナーの剥離性を維持して低温定着を達成するために、トナーの樹脂として特定のジオール成分を含有し、分子量、軟化点が特定範囲であり、さらに定着ローラーへの離型剤オイル塗布量が特定範囲となるように離型剤オイルを供給することが開示されている。
【００１０】
しかしながら、離型剤オイルを塗布するためには定着器がオイル塗布、循環装置を備えなければならないので装置が複雑化し、消耗品として定着オイルを備える必要がある。更に、ユーザーがオイル補給を行うには装置内や衣服や手などを汚染することがあるため好ましくなく、小型化、メンテフリー化が難しいという問題もある。
【００１１】
特開平７−２６１５８７号公報では、定着加圧体をベルト構成にし、ニップ幅を広げることで低温定着を実現し、ベルト支持体の一方を可動にしてベルトにしわや偏りが出るのを防止し、ニップ部での押圧力を均一化することが開示されている。
【００１２】
しかし、このようなベルト構成でニップ幅を広げただけでは、定着温度は低くなるものの、トナーのオフセット余裕度が低いため定着ニップ部内で常に定着温度を一定に管理することが必要になる。その結果、使用するプリント紙のサイズや厚みを変えた場合、画像面積率、連続プリント時や１枚毎プリント時、電源投入から立ち上げた場合などに、加熱部の温度変動が排熱時、加熱時において激しくなり、狭い範囲で温度管理することが難しいという問題がある。
【００１３】
また特開平９−１３８５２５号公報では、通常の２本ローラ定着器により低温定着を実現するために定着ローラー厚み１ｍｍ以下で定着ローラ間面圧を一定以下にし、トナーとして２種のポリエステル樹脂で構成され不連続相を形成することが開示されている。このような薄肉ローラを用いた低荷重の定着システムは、定着立ち上げ時間は短いものの、やはり装置の使用状態によって温度のふれがあり温度の一定化が難しいという問題がある。また長手方向中央部の蓄熱されやすい場所と端部の排熱されやすい場所での温度差も発生しやすく、低温定着トナーによりホットオフセットやコールドオフセットの発生を抑えるのが難しいという問題もある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低温度定着トナーを用いて省エネルギーを達成し、更に一般的な定着装置においてもオフセットを起こさずに良好な定着性が得られ、濃度ムラのない滑らかな高品質の画像が継続して得られる高耐久の画像形成装置を提供することを目的する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、次の画像形成方法及び画像形成装置が提供される。
（１）結着剤の主成分が樹脂であり、該樹脂成分中にワックスが相溶しており、該樹脂の融点以下の温度で軟化するトナーを用い、静電潜像担持体上のトナー像を転写体に転写させて定着器へ搬送する際に、該転写体を前記静電潜像担持体へ押圧することを特徴とする画像形成方法。
（２）前記トナー像が転写した転写体を無端走行するゴムベルトに吸着させて定着器へ搬送し、該ゴムベルトのテンションで該転写体を潜像担持体に押圧することを特徴とする前記（１）記載の画像形成方法。
（３）前記ゴムベルトの表面速度と潜像担持体の周速度との速度差が１％以内となるように、該ゴムベルトを無端走行させることを特徴とする前記（２）に記載の画像形成方法。
（４）静電潜像担持体と弾性体のゴムローラーとの間に転写体を挟み、ゴムローラーを静電潜像担持体に食い込ませて回転させることにより、転写体を潜像担持体に押圧することを特徴とする前記（１）記載の画像形成方法。
（５）前記ゴムローラーの表面の周速度と潜像担持体の周速度との速度差が０．１〜１．０％となるように、ゴムローラーを回転させることを特徴とする前記（４）記載の画像形成方法。
（６）回転する静電潜像担持体の周縁近傍に、静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラムの表面に潜像を形成する半導体レーザー発光装置と、潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、トナー像を転写体に転写する転写装置とが少なくとも設けられた画像形成装置において、転写体を静電潜像担持体に押圧する機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
（７）無端走行するゴムベルトのテンションで転写体を搬送すると共に静電潜像担持体に押圧する機構であることを特徴とする前記（６）記載の画像形成装置。
（８）前記ゴムベルトの体積抵抗値が１０^６〜１０^１２Ωｃｍであることを特徴とする前記（２）に記載の画像形成装置。
（９）前記ゴムベルトの表面粗さがＲｚ１０μｍ以下であることを特徴とする前記（７）又は（８）に記載の画像形成装置。
（１０）ゴムローラーが静電潜像担持体に食い込んで回転することにより、転写体を搬送すると共に押圧する機構であることを特徴とする前記（６）記載の画像形成装置。
（１１）前記ゴムローラーの体積抵抗値が１０^５〜１０^１１Ωｃｍであることを特徴とする前記（１０）に記載の画像形成装置。
（１２）前記ゴムローラーが空隙率１０〜５０％の発泡体であることを特徴とする前記（１０）又は（１１）に記載の請求項画像形成装置。
【００１６】
本発明の画像形成方法においては、結着剤の主成分が樹脂であり、該樹脂成分中にワックスが相溶しており、該樹脂の融点以下の温度で軟化するトナーを用いる。このような構成のトナーは、軟化点以下の温度では高い粘弾性が保たれるので、トナー表面が粘着性になることがない。このため低融点トナーであっても搬送や現像、転写工程において特別な処置をせずに使うことができる。そして軟化点、更に樹脂の融点を越えた温度になると、ワックス成分が急激に溶解するので粘度が低下して紙に定着するので、１００℃近辺での低温度定着が可能になる。
【００１７】
尚、樹脂成分中にワックスを相溶させて、該樹脂の融点以下の温度で軟化させるには、例えば、融点１３０℃の環化イソプレンと融点７０℃のカルナウバワックスを混合し相溶させてトナーとした場合に、融点が１００℃以下のトナーとなる。
【００１８】
本発明方法におけるトナーを構成する結着剤の主成分の樹脂に制限はなく、ワックスとの相溶性が良く１００℃程度で定着することさえできればいかなる樹脂でも使用することができ、例えば、ポリオレフィン樹脂、テルペン樹脂、エチルセルローズ、環化イソプレン、環状ポリオレフィン等を使用することができる。これらの中でも環化イソプレンが好ましく使用される。
【００１９】
前記結着剤を構成する樹脂に相溶しているワックスに制限はなく、例えば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等が使用できるが、カルナウバワックスを使用することが好ましい。
【００２０】
本発明方法におけるワックスのトナー中への添加量は、樹脂１００重量部に対して１０〜５０重量部、好ましくは２０〜４０重量部である。
ワックスの添加量が１０重量部未満の場合は、樹脂の融点以下の温度で軟化しない虞があり、５０重量部を超える場合は、粘度が低下しすぎる虞がある。
【００２１】
本発明方法で用いるトナーにおいては、樹脂成分中にワックスが相溶している。ここで、ワックスが樹脂と相溶しているとは、ワックス成分が分子レベルにおいてまで樹脂とからみあっていることを意味する。ワックスと樹脂を相溶させるには、ワックスと相溶性に優れる樹脂、例えば前記ポリオレフィン樹脂、テルペン樹脂、エチルセルローズ、環化イソプレン、環状ポリオレフィン等を用いればよい。これに対しワックスは、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、スチレンブタジエン樹脂、ポリオール樹脂等とは相溶しないので、ワックスが粒子として樹脂中に分散された構造となる。
【００２２】
本発明方法においては前記トナーを用いることにより、１００℃近辺での低温度定着が可能である。しかし、このような構成のトナーであっても１５０℃を超える温度で定着するタイプのトナーと比較すると、定着時にトナーの粘度が低下しすぎる傾向があり、定着加熱体の温度のフレや、紙等の転写体に付着するトナー量にムラがあり過剰に付着する部分が発生することを避けることはできない。
【００２３】
トナーが転写体に過剰に付着すると、付着量が高く過剰に付着した部分において静電潜像担持体側へオフセットを起こしてしまいやすい。また、転写体２４上の未定着トナー３３が定着装置に搬送されると、図４に示すように、定着ローラー３１との接触部を通過して定着されたトナー３４になるが、この時トナー過剰付着部分Ａが定着ローラー３１側へのオフセットＢとなりやすい。そしてこのようなトナー付着ムラは連続プリントを行うと微量オフセットとして定着ローラー３１に蓄積されやすく、画像上の汚れとして現れたり、定着ローラーの寿命を著しく低下させてしまうことになる。
【００２４】
トナーのオフセットを防止する一般的な離型性改善方法としては、樹脂中にワックス粒子を分散させ、定着時にワックス成分をしみださせるという方法が知られている。しかし、本発明方法で用いるトナーは、ワックス成分がトナー樹脂と相溶化しており、ワックス成分が分子レベルにおいてまで樹脂とからみあっているため、定着時にワックス成分がしみだして離型性をもたらすという効果が弱まっている。従って、本発明方法においては、ワックスを結着剤に添加しているが、このワックスに離型性を向上させることによりオフセットを防止する効果を期待することができない。よって、本発明方法においては、オフセットを防止するための手段を講じる必要がある。
【００２５】
本発明者らは、前記トナーを用いた画像形成方法において、転写体上にムラなくトナーを均一にのせて定着域に搬送することで定着ローラー側へのオフセットが防止されることを見出した。これはワックス相溶型トナーにおいては母体樹脂の紙にたいする粘着性と定着ローラーに対する粘着性の差でオフセットを防止するためであり、未定着トナーが紙繊維と接触率が高いほど定着ローラーへのオフセットが発生しづらくなるためであると考えられる。
【００２６】
本発明方法では、ワックス相溶型のトナーを静電潜像担持体上に現像し、紙などの転写体に転写する際に該転写体を静電潜像担持体へ押圧する。このようにすると静電潜像担持体上に凹凸を持って付着しているトナー像を転写体へ電界によって移動させた時に、転写体と静電潜像担持体の間で機械的圧力によってトナー像の凹凸がならされ、均一なトナー像となって定着装置に搬送されることになる。特に現像においてはベタエッジ部やライン部での過剰トナー付着が発生しやすいが、押圧力とともに転写することで転写紙上においては紙繊維に対して接触率が高く均一に充填された状態の未定着トナー像を形成して定着装置に搬送されることになる。このため定着ローラーとしてテフロン（Ｒ）コートローラーを用いても定着ローラー側へのオフセットするトナーがほとんどなくオフセット余裕度が大幅に向上することになる。
【００２７】
本発明方法においては、このように、結着剤の主成分が樹脂であり、該樹脂成分中にワックスが相溶しており、該樹脂の融点以下の温度で軟化するトナーを用いと共に、静電潜像担持体上のトナー像を転写体に転写させて定着器へ搬送する際に、該転写体を前記静電潜像担持体へ押圧することにより、オフセット余裕度が大幅に向上するので、トナーの低温度定着を容易に実現できる。
【００２８】
本発明方法において、転写体を前記静電潜像担持体へ押圧する第一の手段としては、トナー像が転写した転写体を無端走行するゴムベルトに吸着させて定着器へ搬送し、該ゴムベルトのテンションで該転写体を潜像担持体に押圧することが好ましい。このようにすると転写ベルトのゴム弾性によって均一な押圧力が発生し、静電潜像担持体上に凹凸を持って付着しているトナー像を転写した際に、転写体に対して接触率が高く均一に充填された状態の未定着トナー像を形成して定着域に搬送することができる。このためワックス相溶型の低温度定着トナーを用いて良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。
【００２９】
尚、ゴムベルトのテンションで転写体を潜像担持体に押圧する場合、面圧が０．５〜５０Ｎ／ｃｍ^２となるように押圧することが好ましく、１〜２０Ｎ／ｃｍ^２となるように押圧することがより好ましい。
【００３０】
上記ゴムベルトの表面速度と潜像担持体の周速度との速度差は、０．１〜１．０％となるように、該ゴムベルトを無端走行させることが好ましい。これは潜像担持体上に凹凸を持って付着しているトナー像を該ゴムベルトで押圧しながら転写する際、潜像担持体表面の周速とベルト及び転写紙の表面線速度が０．１％未満の場合、潜像担持体上のトナーの凹凸が崩されずに、そのまま転写体に転写してしまいやすい。この時潜像担持体周速度に対してわずかに速いか、わずかに遅い速度でベルト駆動を行うことで潜像担持体上のトナー付着の凹凸が転写体表面と擦られて転写体に対して接触率が高く均一に充填された状態の未定着トナー像を形成することができる。このためワックス相溶型の低温度定着トナーを用いて良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。この時該速度差が１％を超えて大きくなると横細線や微細ドット部で画像のブレが発生してしまうので該速度差は１．０％以下にするのが良い。
【００３１】
本発明方法において、転写体を前記静電潜像担持体へ押圧する第二の手段としては、静電潜像担持体と弾性体のゴムローラーとの間に転写体を挟み、ゴムローラーを静電潜像担持体に食い込ませて回転させることにより、転写体を潜像担持体に押圧することが好ましい。このようにするとゴムローラーのゴム弾性によって均一な押圧力が発生し、静電潜像担持体上に凹凸を持って付着しているトナー像を転写した際に転写体に対して接触率が高く均一に充填された状態の未定着トナー像を形成して定着域に搬送されることになる。このためワックス相溶型の低温度定着トナーを用いて良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。
【００３２】
尚、ゴムローラーで転写体を潜像担持体に押圧する場合、面圧が０．５〜５０Ｎ／ｃｍ^２となるように押圧することが好ましく、１〜２０Ｎ／ｃｍ^２となるように押圧することがより好ましい。
【００３３】
上記ゴムローラーの表面の周速度と潜像担持体の周速度との速度差は、前記ゴムベルトの場合と同様に、０．１〜１．０％となるように、ゴムローラーを回転させることが好ましい。
【００３４】
本発明の画像形成装置は、前述した本発明方法において好適に使用できるものである。該画像形成装置は、回転する静電潜像担持体の周縁近傍に、静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラムの表面に潜像を形成する半導体レーザー発光装置と、潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、トナー像を転写体に転写する転写装置とが少なくとも設けられている。該装置には、転写体を静電潜像担持体に押圧する機構（以下、単に押圧機構という。）が設けられており、この押圧機構が本発明の特徴的な部分である。
【００３５】
図１〜図３を用いて、本発明方法で用いる画像形成装置の好ましい態様、即ち、好ましい押圧機構が設けられている装置について詳細に説明する。
好ましい第一の態様の押圧機構が設けられている画像形成装置は、図１にしめすように、静電潜像担持体としての感光体ドラム１と、帯電装置２と、半導体レーザー発光装置３と、現像装置４と、ベルト転写装置６と、転写体供給装置５と、クリーニング装置７と、定着装置８を備え、ベルト転写装置６が第一の態様の押圧機構である。
【００３６】
帯電装置２は、回転する感光体ドラム１の表面を帯電装置２により均一に帯電させる機能を有する。半導体レーザー発光装置３は、画像データに応じて感光体ドラム１の表面を、レーザー光により露光し潜像を形成する機能を有する。現像装置４は、その内部に設けられた現像ローラー４−２を回転させながら現像ローラー４−２上にトナーの層を形成し、該トナーにより感光体ドラム１上に形成された潜像を現像する機能を有する。
【００３７】
ベルト転写装置６は、図２に示すように、無端走行するゴムベルト２５を有し、ベルト２５に転写体２４を吸着させて搬送し、該転写搬送ベルト２５と感光体ドラム１との間に、転写体供給装置５５より搬送されてきた転写体２４を挟んで、ベルト２５のテンションで押圧することにより、感光体ドラム１上に現像されているトナーを転写体２４に転写する機能を有する。定着器８は、定着ローラーとしてのテフロンコートローラー８−２により、紙に転写されたトナーを紙に定着させる機能を有する。
【００３８】
ベルト転写装置６においては、ベルト２５のゴム弾性によって均一な押圧力が発生し、感光体ドラム１上に凹凸を持って付着しているトナー像２２を転写した際に、転写体に対して接触率が高く均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成されて定着域に搬送されることになる。このため前記ワックス相溶型の低温度定着トナーに対して良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。
【００３９】
上記ゴムベルト２５の体積抵抗値は、１０^６〜１０^１２Ωｃｍであることが好ましい。このような範囲の抵抗値であるとベルト背面の電極２６から電界を印加し、感光体ドラム１上のトナー像２２を転写体２４に移動させ、ベルト２５の押圧力とともに、転写体２４上においてより均一に充填された状態の未定着トナー像２３を形成することができる。このため前記ワックス相溶型の低温度定着トナーに体してより良好な耐オフセット性が得られ、またより滑らかで均一性の高い高品質の画像とを得ることができる。
【００４０】
ベルト２５の体積抵抗が１０^６以下であると抵抗値が低すぎ、電極からの電流がリークしてしまい、均一な転写電界がかからず転写ムラが起きる。また１０^１ ^２以上であると抵抗値が高すぎ、電界が弱まって安定した転写性能が得られなくなり、やはり転写ムラになる。
【００４１】
尚、この体積抵抗値は、ＡＳＴＭ　Ｄ２５７に規定の１００Ｖ印加時の体積抵抗である。
【００４２】
ゴムベルト２５の表面粗さはＲｚ１０μｍ以下であることが好ましい。このような平滑なベルト２５で転写紙を吸着して転写部で感光体に押圧して転写を行うと押圧力および転写電界が均一にかかり、感光体ドラム上のトナー付着の凹凸が良好にならされ、均一に充填された状態の未定着トナー像を形成することができる。このためワックス相溶型の低温度定着トナーに対してより良好な耐オフセット性が得られ、またより滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。ベルト２５の表面粗さがＲｚ１０μｍ以上の場合、該ベルト２５に吸着された転写体２４とベルト２５の表面の空隙が大きくなり押圧力および転写電界が不均一な場所が発生しトナー付着の凹凸が十分にならされない虞がある。
【００４３】
本発明の第一の態様の装置を用いて画像形成を行う場合、ゴムベルト２５の表面速度と感光体ドラム１の周速度との速度差が０．１〜１．０％となるように、ゴムベルト２５を無端走行させることが好ましい。感光体ドラム１上に凹凸を持って付着しているトナー像２２を、ベルト２５で押圧しながら転写する際、感光体ドラム１表面の周速とベルト２５及び転写体２４の表面線速度が０．１％未満になると、感光体ドラム１上のトナー像２２の凹凸が崩されずに、そのまま転写体２４に転写する虞がある。速度差が０．１〜１．０％の場合、即ち、ゴムベルト２５の表面速度が感光体ドラム１の周速度に対してわずかに速いか、わずかに遅い速度でベルト２５を駆動させると、感光体ドラム１上のトナー像２２の凹凸が転写体２４の表面と擦られて均一に充填された状態の未定着トナー像を形成することができ、転写体２４に対して接触率が高くなり、均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成される。このためワックス相溶型の低温度定着トナーに対して良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。該速度差が１％以上に大きくなると横細線や微細ドット部で画像のブレが発生してしまうので該速度差は１．０％以下にするのが良い。
【００４４】
速度差が０．１〜１．０％となるように構成する具体的な構成、手段についての説明。
【００４５】
本発明の好ましい第二の態様の押圧機構は、図３に示すように、ゴムローラー４１が静電潜像担持体、即ち感光体ドラム１に食い込んで回転することにより、転写体２４を搬送すると共に押圧する機構である。具体的には、ゴムローラー４１が感光体ドラム１に食い込ませ、該ゴムローラー４１と感光体ドラム１のニップ部で転写体２４を感光体ドラム１に押圧することで転写を行う。このようにするとゴムローラー４１のゴム弾性によって均一な押圧力が発生し感光体ドラム１上に凹凸を持って付着しているトナー像２２を転写した際に転写体２４上において均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成され定着装置８に搬送されることになる。転写体２４が転写紙の場合、特に紙繊維に対して接触率が高くなり、均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成される。このため前記ワックス相溶型の低温度定着トナーに対して良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。
【００４６】
上記ゴムローラー４１の体積抵抗値は、１０^５〜１０^１１Ωｃｍであることが好ましい。この体積抵抗値もＡＳＴＭ　Ｄ２５７に規定の１００Ｖ印加時の体積抵抗である。ゴムローラー４１の体積抵抗値がこのような範囲の場合、ゴムローラー４１の芯金から電界を印加し、感光体ドラム１上のトナー像２２を転写体２４に移動させ、ゴムローラー４１の押圧力とともに転写体２４上においてより均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成され定着装置８に搬送されることになる。転写体２４が転写紙の場合、特に紙繊維に対して接触率が高くなり、より均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成される。このため前記ワックス相溶型の低温度定着トナーに対して良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。
【００４７】
ゴムローラー４１は、空隙率１０〜５０％の発泡体であることが好ましい。このような発泡体にすることで感光体ドラム１への食い込み量を大きくとることができ、ニップ幅が広がることから押圧力がかる時間が長くなり、より均一な転写性能が得られ転写ムラが防止される。そして感光体ドラム１上に凹凸を持って付着しているトナー像２２を転写体２４へ電界によって移動させながら、転写体２４と感光体ドラム１との間で機械的圧力によってトナー像２２の凹凸がならされ、均一なトナー像２３となって定着装置８に搬送されることになる。特に現像においてはベタエッジ部やライン部での過剰トナー付着が発生しやすいが、押圧力とともに転写することで、転写体２４上においてより均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成され、転写体２４に対して接触率が高くなり、より均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成される。このため定着ローラーとしてテフロンコートローラーを用いても定着ローラー側へのオフセットするトナーがほとんどなくオフセット余裕度が大幅に向上することになる。該発泡体の空隙率が１０％未満であると発泡体としての硬度が高くなり食い込み量をあまりとれず、駆動時のニップ幅が不安定になる。また該発泡体の空隙率が５０％以上であるとニップ内での空隙個所が大きくなり、押圧力および転写電界が不均一な場所が発生しトナー付着の凹凸が十分ならされない。
【００４８】
尚、上記空隙率は、（ゴムローラーの単位体積当たりの質量）／（ゴム材料の密度）で定まる値である。
【００４９】
本発明の第二の態様の装置を用いて画像形成を行う場合、前記ゴムベルト２５を用いて押圧する場合と同様に、ゴムローラー４１の表面速度と感光体ドラム１の周速度との速度差が０．１〜１．０％となるように、ゴムローラー４１を回転させることが好ましい。感光体ドラム１上に凹凸を持って付着しているトナー像２２を、ゴムローラー４１で押圧しながら転写する際、感光体ドラム１表面の周速とゴムローラー４１び転写体２４の表面線速度が０．１％未満になると、感光体ドラム１上のトナー像２２の凹凸が崩されずに、そのまま転写体２４に転写する虞がある。速度差が０．１〜１．０％の場合、即ち、ゴムローラー４１の表面速度が感光体ドラム１の周速度に対してわずかに速いか、わずかに遅い速度でゴムローラー４１を回転させると、感光体ドラム１上のトナー像２２の凹凸が転写体２４の表面と擦られて、転写体２４に対して接触率が高くなり、均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成される。このためワックス相溶型の低温度定着トナーに対して良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。該速度差が１％以上に大きくなると横細線や微細ドット部で画像のブレが発生してしまうので該速度差は１．０％以下にするのが良い。
【００５０】
【実施例】
以下本発明について実施例に基づき詳細に説明する。
【００５１】
実施例１
トナー用の結着剤を構成する母体樹脂として次の樹脂構成のものを試作した。
環化イソプレン（川口薬品工業製　アールライトＫ）　　７５ｗｔ％
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　２５ｗｔ％
該母体樹脂に対して着色剤としてカーボンブラックを１０重量部と、負帯電性の荷電制御剤とを１重量部加え、粉砕、分級を行い、体積平均粒径が７．５μｍのトナーを作製した。
【００５２】
上記トナーの軟化点は８２℃であり、定着下限温度は８６℃であり、ほぼカルナウバワックスの溶解温度近辺が定着下限となっている。
【００５３】
上記トナーを用いて、図１にその概略図を示す画像形成により画像を形成した。
まず、感光体ドラム１の表面を帯電装置２により均一に帯電させ、画像データに応じて半導体レーザー発光装置３からのレーザー光により感光体ドラム１を露光し潜像を形成した。非画像部は−８００Ｖ、画像部は−１００Ｖとしてマイナス帯電性のトナーによりネガ−ポジ現像を行った。現像装置４内ではトナーを現像ローラー４−２上に層状に形成し現像を行った。給紙装置５より搬送されてきた転写体としの転写紙に、次に詳述するように、ゴムベルト６上で感光体ドラム１よりトナー像２２を転写し、定着装置８へ搬送した。この装置のプロセス線速は２００ｍｍ／ｓｅｃとし、定着ローラーとしてテフロンコートローラーを用いた。
【００５４】
感光体ドラム１より転写紙へのトナー像２２の転写に際しては、図２に概略図を示すベルト転写装置を用い、半導電処理をされた厚み０．５ｍｍのゴムベルトが感光体ドラム１に約１ｍｍ食い込むようにセットした。感光体ドラム１上にはトナー像２２が凹凸を持って付着しており、給紙された転写紙を転写ニップ部においてベルト６と感光体ドラム１に挟み、ベルト６背面の電極２６より電流値を一定にした制御でプラス電圧を印加し、転写紙を帯電、吸着するとともにマイナス帯電の現像トナー像を転写紙上に転写した。
【００５５】
このように、前記ワックス相溶型のトナーにより連続プリント３万枚をおこなったところ、定着ローラーに対してトナーのオフセットの発生が無く、良好な画像を維持して通紙をすることができた。
【００５６】
実施例１におけるゴムベルトの体積抵抗値、ゴムベルトの表面速度と潜像担持体の周速度との速度差（表中では単に、表面速度差という。）、表面粗さ、耐オフセット性、画質の評価を表１に示す。
【００５７】
【表１】

【００５８】
実施例、比較例における、耐オフセット性の評価は次の基準で行った。
◎・・・・・良好に使用できる。
○・・・・・十分使用できる。
△・・・・・我慢すれば使用できる。
×・・・・・使用に耐えない。
【００５９】
実施例、比較例における、画質の評価は次の基準で行った。
◎・・・・・良好である。
○・・・・・十分使用できる。
△・・・・・我慢すれば使用できる。
×・・・・・使用に耐えない。
【００６０】
実施例２
実施例１と同様な装置を用い、ゴムベルトのカーボン分散量を変えることで体積抵抗値を変化させたこと以外は、実施例１と同様に連続プリントを行い、耐オフセット性と画質を調べた。結果を表２に示す。表２より、ゴムベルトの体積抵抗値は１０^６〜１０^１２Ωｃｍの範囲がよいことがわかる。
【００６１】
【表２】

【００６２】
実施例３
実施例１と同様な装置を用い、ゴムベルト表面速度を感光体ドラムの周速に対して変えること以外は、実施例１と同様に連続プリントを、耐オフセット性と画質を調べた。結果を表３に示す。表３より速度差は０．１〜１％がよいことがわかる。
【００６３】
【表３】

【００６４】
実施例４
実施例１と同様な装置を用い、ゴムベルト表面の研磨状態を変えてで表面粗さを変えたこと以外は、実施例１と同様に連続プリントを行い、耐オフセット性と画質を調べた。結果を表４に示す。表４より表面粗さは１０μｍ以下がよいことがわかる。
【００６５】
【表４】

【００６６】
実施例５
転写装置として、図３に示すように１５ｍｍ径の半導電ゴムローラーを用い、該ゴムローラーを０．３ｍｍ感光体ドラムに食い込ませてセットしたこと以外は、実施例１と同様の画像形成装置を用いた。このように該ワックス相溶型のトナーにより連続プリント３万枚をおこなったところ、定着ローラーに対してトナーのオフセットの発生が無く、良好な画像が維持された通紙が可能であった。
【００６７】
実施例５におけるゴムローラーの体積抵抗値、ゴムローラーの表面速度と潜像担持体の周速度との速度差（表中では単に、速度差という。）、表面粗さ、耐オフセット性、画質の評価を表５に示す。
【００６８】
【表５】

【００６９】
実施例６
ゴムローラーのカーボン分散量を変えることで体積抵抗値を変化させたこと以外は、実施例５と同様な画像形成装置を用い、実施例１と同様の操作で、連続プリントにより耐オフセット性と画質を調べた。結果を表６に示す。表６より、ゴムローラーの体積抵抗値は１０^５〜１０^１１Ωｃｍの範囲がよいことがわかる。
【００７０】
【表６】

【００７１】
実施例７
ゴムローラー表面速度を感光体ドラム周速に対して変えたこと以外は、実施例５と同様の装置を用い、実施例１と同様の操作で連続プリントにより耐オフセット性と画質を調べた。結果を表７に示す。表７より、速度差は０．１〜１．０％がよいことがわかる。
【００７２】
【表７】

【００７３】
実施例８
転写装置としては図３に示すように１５ｍｍ径の半導電発泡体ローラーを１ｍｍ感光体に食い込ませてセットしたこと以外は、実施例１と同様の装置を用い、実施例１と同様の操作で連続プリントにより耐オフセット性と画質を調べた。このようにして、ワックス相溶型のトナーにより連続プリント５万枚をおこなったところ、定着ローラーにたいしてトナーのオフセットの発生が無く、良好な画像が維持されて通紙が可能であった。
【００７４】
実施例８におけるゴムローラーの空隙率フセット性、画質の評価を表１に示す。
【００７５】
【表８】

【００７６】
比較例１
転写装置５１として図５に示すようなチャージワイヤ５２に高電圧を印加しこと以外は、実施例１と同様の装置を用い、実施例１と同様の操作で連続プリントにより耐オフセット性と画質を調べた。尚、感光体ドラムに吸着した転写紙は、分離チャージャー５３に印加されたＡＣ電界で分離するようにした。
【００７７】
このような装置で該ワックス相溶型のトナーにより連続をおこなったところ、転写トナー像に付着量ムラがあり、高付着量部分で定着ローラーに対してトナーのオフセットが発生し、画像が著しく汚れた。
【００７８】
比較例１における耐オフセット性、画質の評価を表９に示す。
【００７９】
【表９】

【００８０】
【発明の効果】
本発明においては、低融点のトナーを用い、静電潜像担持体上のトナー像を転写体に転写させて定着器へ搬送する際に、転写体を静電潜像担持体へ押圧するので、定着温度を１００℃近辺まで下げることができる低温定着システムが可能になり、通常の定着装置を改良するだけで高信頼、高耐久性を実現し良好な画像品質が維持できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いた画像形成装置の概略図
【図２】本発明に用いた転写装置の概略図
【図３】本発明に用いた転写装置の概略図
【図４】定着ニップ部に本発明のトナーが進入した時の概念図
【図５】転写装置の比較例
【符号の説明】
１　感光体ドラム
２　帯電装置
３　半導体レーザー発光装置
４　現像装置
６、２５　ゴムベルト
２２　トナー像
２４　転写体
４１　ゴムローラー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus used for copying, facsimile, printer, and the like, and more particularly, to an image forming apparatus having excellent energy saving, high image quality, and excellent quality stability over time and environmental changes.
[0002]
[Prior art]
In recent years, demands for resource saving and energy saving have been increasing in order to preserve the global environment.
In the field of fixing in electrophotography, movement to suppress power consumption for energy saving has been active, and low temperature fixing has been studied particularly in the field of fixing where power consumption is severe.
[0003]
Specifically, at present, the general fixing temperature is about 200 ° C. to 150 ° C., and it takes about 1 minute to 5 minutes to start up the fixing device from room temperature to the fixing temperature. It is desired that the toner can be fixed at a fixing temperature of 150 ° C. or lower, and preferably around 100 ° C., in order to save energy and reduce the time required for starting fixing.
[0004]
In order to realize such low-temperature fixing, the softening point or melting point of the resin (organic high-molecular substance), which is the main component of the binder constituting the toner, must be lowered. However, in general, a resin (organic polymer substance) composed of only one kind cannot avoid a decrease in melt viscosity when the melting point is lowered. This is because the melting point of the resin depends on the molecular weight. It is considered that the lower the molecular weight, the less entanglement of the molecular chains becomes, and the weaker the interaction, the lower the melt viscosity.
[0005]
Therefore, when fixing is performed using an ultra-low melting point toner, if the temperature is higher than the melting point, a sharp decrease in viscosity occurs. For this reason, the effective rubber area width for fixing the toner becomes narrower, so that the toner on the paper is not offset toward the fixing heater, and the temperature of the fixing heater must always be kept in a narrow range in order to fix the toner on the paper. Disappears.
[0006]
Another problem unique to such a low-melting toner is that the toner itself is soft and easily adheres to the surface. There is a problem that carrier spent when toner is used for two-component development, developing roller filming when toner is used for one-component development, toner sticking to the blade, and the like. In addition, since the resin is soft, it takes a long time to pulverize it into fine powder in the pulverization step, and there is also a problem that the toner adheres to the wall of the pulverizing chamber or is blocked, thereby lowering the yield and lowering the productivity.
[0007]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-258480, in order to perform low-temperature fixing while preventing only offset by thermally stabilizing only the toner surface, a thermally stable resin having a low melt viscosity is used as a low-temperature fixing toner. It is disclosed that layers and a coating made of a thermoplastic resin having a glass transition point of 65 ° C. or more and having a thickness of 0.1 to 1.0 μm are sequentially laminated.
[0008]
However, in order to form a film on the toner particles, it is of course impossible to carry out the usual kneading, pulverizing and classifying steps, and it is necessary to polymerize in an aqueous solution and microencapsulate. This process complicates the toner manufacturing process, and has many problems to be solved in terms of cost reduction and stable supply.
[0009]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-123074, in order to achieve low-temperature fixing while maintaining the releasability of the toner, a specific diol component is contained as a resin of the toner, and the molecular weight and softening point are in specific ranges. It is disclosed that the release agent oil is supplied such that the amount of the release agent oil applied to the roller is within a specific range.
[0010]
However, in order to apply the release agent oil, the fixing device must be provided with an oil application and circulation device, so that the device is complicated, and it is necessary to provide the fixing oil as a consumable. Furthermore, it is not preferable for the user to replenish the oil because the inside of the apparatus, clothes, hands, and the like may be contaminated, and there is a problem that miniaturization and maintenance-free operation are difficult.
[0011]
In JP-A-7-261587, a low-pressure fixing is realized by forming a fixing pressurizing member in a belt structure and widening a nip width, and moving one of the belt supporting members to prevent wrinkles and deviations from appearing on the belt. It discloses that the pressing force at the nip portion is made uniform.
[0012]
However, simply increasing the nip width with such a belt configuration lowers the fixing temperature, but the toner offset margin is low, so that it is necessary to constantly maintain the fixing temperature in the fixing nip. As a result, when the size or thickness of the printing paper used is changed, the image area ratio, continuous printing or individual printing, when the power is turned on, and the like, when the temperature fluctuation of the heating unit is exhausted, There is a problem in that the temperature increases during heating and it is difficult to control the temperature in a narrow range.
[0013]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-138525, in order to realize low-temperature fixing by a normal two-roller fixing device, the fixing roller has a thickness of 1 mm or less, the surface pressure between the fixing rollers is constant or less, and the toner is composed of two kinds of polyester resins. To form a discontinuous phase. Such a low-load fixing system using a thin roller has a problem in that although the fixing start-up time is short, the temperature varies depending on the use state of the apparatus, and it is difficult to stabilize the temperature. Further, a temperature difference is likely to occur between a place where heat is easily stored at the center in the longitudinal direction and a place where heat is easily discharged at the end, and there is a problem that it is difficult to suppress the occurrence of hot offset and cold offset by low-temperature fixing toner.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention achieves energy saving by using a low-temperature fixing toner, obtains a good fixing property without causing offset even in a general fixing device, and continues a smooth high-quality image without density unevenness. It is an object of the present invention to provide a highly durable image forming apparatus obtained by the above.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the following image forming method and image forming apparatus are provided.
(1) The binder is mainly composed of a resin, and a wax is compatible with the resin component. The toner softens at a temperature equal to or lower than the melting point of the resin. When transferring an image to a transfer member and transporting the image to a fixing device, the transfer member is pressed against the electrostatic latent image carrier.
(2) The transfer member onto which the toner image has been transferred is adsorbed on a rubber belt running endlessly and conveyed to a fixing device, and the transfer member is pressed against the latent image carrier by the tension of the rubber belt. )).
(3) The image forming method according to (2), wherein the rubber belt is run endlessly such that a speed difference between a surface speed of the rubber belt and a peripheral speed of the latent image carrier is within 1%. .
(4) The transfer body is sandwiched between the electrostatic latent image carrier and the elastic rubber roller, and the rubber roller bites into the electrostatic latent image carrier and is rotated to thereby transfer the transfer body to the latent image carrier. The image forming method according to the above (1), wherein pressing is performed.
(5) The rubber roller is rotated so that a speed difference between the peripheral speed of the surface of the rubber roller and the peripheral speed of the latent image carrier is 0.1 to 1.0%. )).
(6) A charging device for charging the surface of the electrostatic latent image carrier near the periphery of the rotating electrostatic latent image carrier, a semiconductor laser light emitting device for forming a latent image on the surface of the photosensitive drum, and a latent image An image forming apparatus provided with at least a developing device for developing the toner image to form a toner image and a transfer device for transferring the toner image to the transfer member, wherein a mechanism for pressing the transfer member against the electrostatic latent image carrier is provided. An image forming apparatus comprising:
(7) The image forming apparatus according to (6), wherein the image forming apparatus is a mechanism that conveys the transfer member with the tension of a rubber belt that runs endlessly and presses the transfer member against the electrostatic latent image carrier.
(8) The rubber belt has a volume resistance of 10⁶-10¹²The image forming apparatus according to the above (2), wherein the value is Ωcm.
(9) The image forming apparatus according to the above (7) or (8), wherein the surface roughness of the rubber belt is Rz 10 μm or less.
(10) The image forming apparatus according to (6), wherein the rubber roller is a mechanism for feeding and transferring the transfer body by rotating while biting into the electrostatic latent image carrier.
(11) The rubber roller has a volume resistance of 10⁵-10¹¹The image forming apparatus according to the above (10), wherein the resistance is Ωcm.
(12) The image forming apparatus according to (10) or (11), wherein the rubber roller is a foam having a porosity of 10 to 50%.
[0016]
In the image forming method of the present invention, a toner is used in which the main component of the binder is a resin, the wax is compatible with the resin component, and the resin softens at a temperature equal to or lower than the melting point of the resin. Since the toner having such a configuration maintains high viscoelasticity at a temperature lower than the softening point, the toner surface does not become tacky. Therefore, even a low melting point toner can be used without any special treatment in the transport, development and transfer steps. When the temperature exceeds the softening point and the melting point of the resin, the wax component rapidly dissolves, lowering the viscosity and fixing on the paper. Therefore, low-temperature fixing at around 100 ° C. becomes possible.
[0017]
In order to dissolve wax in the resin component and soften the resin at a temperature lower than the melting point of the resin, for example, cyclized isoprene having a melting point of 130 ° C. and carnauba wax having a melting point of 70 ° C. are mixed and dissolved. When used as a toner, the toner has a melting point of 100 ° C. or less.
[0018]
There is no limitation on the resin as the main component of the binder constituting the toner in the method of the present invention, and any resin can be used as long as it has good compatibility with wax and can be fixed at about 100 ° C. , Terpene resin, ethyl cellulose, cyclized isoprene, cyclic polyolefin, and the like. Of these, cyclized isoprene is preferably used.
[0019]
There is no limitation on the wax compatible with the resin constituting the binder, for example, natural waxes such as candelilla wax, carnauba wax, rice wax, montan wax, paraffin wax, sasol wax, low molecular weight polyethylene , Low molecular weight polypropylene, alkyl phosphate ester and the like can be used, but it is preferable to use carnauba wax.
[0020]
The amount of the wax added to the toner in the method of the present invention is 10 to 50 parts by weight, preferably 20 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin.
If the amount of the wax is less than 10 parts by weight, the resin may not be softened at a temperature lower than the melting point of the resin, and if it exceeds 50 parts by weight, the viscosity may be too low.
[0021]
In the toner used in the method of the present invention, wax is compatible with the resin component. Here, that the wax is compatible with the resin means that the wax component is entangled with the resin even at the molecular level. To make the wax compatible with the resin, a resin having excellent compatibility with the wax, such as the polyolefin resin, terpene resin, ethyl cellulose, cyclized isoprene, and cyclic polyolefin, may be used. On the other hand, the wax is incompatible with the polyester resin, the vinyl resin, the styrene-butadiene resin, the polyol resin, and the like, and thus has a structure in which the wax is dispersed as particles in the resin.
[0022]
In the method of the present invention, low-temperature fixing at around 100 ° C. is possible by using the toner. However, even when the toner has such a configuration, the viscosity of the toner tends to be too low at the time of fixing as compared with a toner of a type fixing at a temperature exceeding 150 ° C. It is unavoidable that the amount of toner adhering to the transfer member is uneven and an excessively adhering portion is generated.
[0023]
If the toner excessively adheres to the transfer member, an excessive amount of the toner is likely to cause an offset toward the electrostatic latent image carrier in a portion where the toner excessively adheres. When the unfixed toner 33 on the transfer body 24 is conveyed to the fixing device, as shown in FIG. 4, the unfixed toner 33 passes through the contact portion with the fixing roller 31 and becomes the fixed toner 34. The excessively attached portion A tends to be offset B toward the fixing roller 31 side. Such toner unevenness tends to accumulate on the fixing roller 31 as a slight offset when continuous printing is performed, and appears as a stain on an image or significantly shortens the life of the fixing roller.
[0024]
As a general method of improving releasability to prevent toner offset, a method of dispersing wax particles in a resin and exuding a wax component at the time of fixing is known. However, in the toner used in the method of the present invention, the wax component is compatible with the toner resin, and the wax component is entangled with the resin up to the molecular level. The effect is weakening. Therefore, in the method of the present invention, although the wax is added to the binder, the effect of preventing offset by improving the releasability of the wax cannot be expected. Therefore, in the method of the present invention, it is necessary to take measures for preventing the offset.
[0025]
The present inventors have found that, in the image forming method using the toner, the toner is uniformly applied on the transfer body without unevenness, and the toner is conveyed to the fixing area, whereby the offset to the fixing roller side is prevented. This is to prevent offset in the wax-compatible toner due to the difference between the adhesiveness of the base resin to the paper and the adhesiveness to the fixing roller. It is considered that this is because it is difficult to generate the image.
[0026]
In the method of the present invention, a wax-compatible toner is developed on an electrostatic latent image carrier, and when the toner is transferred to a transfer body such as paper, the transfer body is pressed against the electrostatic latent image carrier. In this way, when the toner image adhered with irregularities on the electrostatic latent image carrier is moved to the transfer body by an electric field, the toner is moved by mechanical pressure between the transfer body and the electrostatic latent image carrier. The unevenness of the image is smoothed, and a uniform toner image is conveyed to the fixing device. In particular, excessive toner is likely to adhere to solid edges and lines in development, but unfixed toner in a state of high contact ratio with paper fibers and uniform filling on transfer paper by transferring with pressing force An image is formed and transported to the fixing device. Therefore, even if a Teflon (R) coat roller is used as the fixing roller, there is almost no toner to be offset to the fixing roller side, and the offset margin is greatly improved.
[0027]
In the method of the present invention, as described above, the main component of the binder is a resin, the wax is compatible with the resin component, and the toner that softens at a temperature equal to or lower than the melting point of the resin is used. When transferring the toner image on the electrostatic latent image carrier to the transfer body and transporting the toner image to the fixing device, pressing the transfer body against the electrostatic latent image carrier greatly improves the offset margin. In addition, low-temperature fixing of toner can be easily realized.
[0028]
In the method of the present invention, as the first means for pressing the transfer body against the electrostatic latent image carrier, the transfer body on which the toner image has been transferred is adsorbed on a rubber belt running endlessly and conveyed to a fixing device. Preferably, the transfer member is pressed against the latent image carrier by tension. In this case, a uniform pressing force is generated due to the rubber elasticity of the transfer belt, and when a toner image adhered with irregularities on the electrostatic latent image carrier is transferred, the contact ratio with the transfer body is reduced. An unfixed toner image in a highly uniformly filled state can be formed and conveyed to a fixing area. Therefore, good offset resistance can be obtained by using a wax-compatible low-temperature fixing toner, and a smooth, high-quality image with high uniformity can be obtained.
[0029]
When the transfer member is pressed against the latent image carrier by the tension of the rubber belt, the surface pressure is 0.5 to 50 N / cm.²It is preferable to press so as to be 1 to 20 N / cm²It is more preferable to press so that
[0030]
It is preferable that the rubber belt be run endlessly so that the speed difference between the surface speed of the rubber belt and the peripheral speed of the latent image carrier is 0.1 to 1.0%. This is because when the toner image adhered unevenly on the latent image carrier is transferred while being pressed by the rubber belt, the peripheral speed of the surface of the latent image carrier and the linear velocity of the surface of the belt and the transfer paper are 0.1%. %, The toner is likely to be transferred directly to the transfer member without breaking the unevenness of the toner on the latent image carrier. At this time, when the belt is driven at a speed slightly higher or slightly lower than the peripheral speed of the latent image carrier, irregularities of toner adhesion on the latent image carrier are rubbed against the surface of the transfer member, and the transfer member It is possible to form an unfixed toner image with a high contact ratio and a uniform filling state. Therefore, good offset resistance can be obtained by using a wax-compatible low-temperature fixing toner, and a smooth, high-quality image with high uniformity can be obtained. At this time, if the speed difference exceeds 1% and becomes large, image blurring occurs in horizontal thin lines and fine dot portions. Therefore, the speed difference is preferably set to 1.0% or less.
[0031]
In the method of the present invention, as a second means for pressing the transfer body against the electrostatic latent image carrier, a transfer body is sandwiched between the electrostatic latent image carrier and an elastic rubber roller, and the rubber roller is statically moved. It is preferable that the transfer body be pressed against the latent image carrier by rotating the electrophotographic latent image carrier. In this case, a uniform pressing force is generated due to the rubber elasticity of the rubber roller, and when the toner image adhered with irregularities on the electrostatic latent image carrier is transferred, the contact ratio with the transfer body is increased. An unfixed toner image in a uniformly filled state is formed and conveyed to the fixing area. Therefore, good offset resistance can be obtained by using a wax-compatible low-temperature fixing toner, and a smooth, high-quality image with high uniformity can be obtained.
[0032]
When the transfer body is pressed against the latent image carrier with a rubber roller, the surface pressure is 0.5 to 50 N / cm.²It is preferable to press so as to be 1 to 20 N / cm²It is more preferable to press so that
[0033]
The rubber roller may be rotated so that the speed difference between the peripheral speed of the surface of the rubber roller and the peripheral speed of the latent image carrier is 0.1 to 1.0% as in the case of the rubber belt. preferable.
[0034]
The image forming apparatus of the present invention can be suitably used in the above-described method of the present invention. The image forming apparatus includes a charging device that charges the surface of the electrostatic latent image carrier near the periphery of the rotating electrostatic latent image carrier, and a semiconductor laser light emitting device that forms a latent image on the surface of the photosensitive drum. At least a developing device for developing a latent image to form a toner image and a transfer device for transferring the toner image to a transfer member are provided. The apparatus is provided with a mechanism (hereinafter simply referred to as a pressing mechanism) for pressing the transfer body against the electrostatic latent image carrier, and this pressing mechanism is a characteristic part of the present invention.
[0035]
A preferred embodiment of the image forming apparatus used in the method of the present invention, that is, an apparatus provided with a preferred pressing mechanism will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus provided with the pressing mechanism according to the first preferred embodiment includes a photosensitive drum 1 as an electrostatic latent image carrier, a charging device 2, a semiconductor laser light emitting device 3, , A developing device 4, a belt transfer device 6, a transfer body supply device 5, a cleaning device 7, and a fixing device 8, and the belt transfer device 6 is a pressing mechanism of the first embodiment.
[0036]
The charging device 2 has a function of uniformly charging the surface of the rotating photosensitive drum 1 by the charging device 2. The semiconductor laser light emitting device 3 has a function of exposing the surface of the photosensitive drum 1 with laser light according to image data to form a latent image. The developing device 4 forms a toner layer on the developing roller 4-2 while rotating the developing roller 4-2 provided therein, and develops the latent image formed on the photosensitive drum 1 with the toner. It has a function to do.
[0037]
As shown in FIG. 2, the belt transfer device 6 has a rubber belt 25 that runs endlessly. The transfer member 24 is attracted to and conveyed by the belt 25, and between the transfer and conveyance belt 25 and the photosensitive drum 1. It has a function of transferring the toner developed on the photosensitive drum 1 to the transfer member 24 by pressing the transfer member 24 conveyed from the transfer member supply device 55 with the tension of the belt 25. The fixing device 8 has a function of fixing the toner transferred to the paper to the paper by a Teflon coat roller 8-2 as a fixing roller.
[0038]
In the belt transfer device 6, when a uniform pressing force is generated due to the rubber elasticity of the belt 25, and the toner image 22 adhered with irregularities on the photosensitive drum 1 is transferred, the belt transfer device 6 comes into contact with the transfer member. An unfixed toner image 23 in a state of high filling and uniform filling is formed and conveyed to the fixing area. Therefore, good offset resistance can be obtained with respect to the wax-compatible low-temperature fixing toner, and a smooth, high-quality image with high uniformity can be obtained.
[0039]
The volume resistance value of the rubber belt 25 is 10⁶-10¹²It is preferably Ωcm. When the resistance value falls within such a range, an electric field is applied from the electrode 26 on the back surface of the belt, and the toner image 22 on the photosensitive drum 1 is moved to the transfer member 24. The unfixed toner image 23 in a more uniformly filled state can be formed. For this reason, better offset resistance can be obtained with the wax-compatible low-temperature fixing toner, and a smoother, more uniform, high-quality image can be obtained.
[0040]
The volume resistance of the belt 25 is 10⁶Below this, the resistance value is too low, the current leaks from the electrodes, and a uniform transfer electric field is not applied, resulting in transfer unevenness. Also 10¹ ²If it is more than the above, the resistance value is too high, the electric field is weakened, and stable transfer performance cannot be obtained.
[0041]
Note that this volume resistance value is a volume resistance when a voltage of 100 V specified in ASTM D257 is applied.
[0042]
The surface roughness of the rubber belt 25 is preferably Rz 10 μm or less. When the transfer paper is attracted by such a smooth belt 25 and pressed against the photoreceptor at the transfer portion to perform the transfer, the pressing force and the transfer electric field are uniformly applied, and if the unevenness of the toner adhesion on the photoreceptor drum is good. As a result, an unfixed toner image in a uniformly filled state can be formed. For this reason, better offset resistance can be obtained with respect to the wax-compatible low-temperature fixing toner, and a smoother, higher-quality image with higher uniformity can be obtained. When the surface roughness of the belt 25 is equal to or more than Rz 10 μm, a gap between the surface of the transfer body 24 and the surface of the belt 25 attracted by the belt 25 becomes large, and a place where the pressing force and the transfer electric field are non-uniform is generated. There is a risk that it will not be sufficient.
[0043]
When an image is formed using the apparatus according to the first aspect of the present invention, the rubber belt is adjusted so that the speed difference between the surface speed of the rubber belt 25 and the peripheral speed of the photosensitive drum 1 is 0.1 to 1.0%. It is preferable that 25 is run endlessly. When transferring the toner image 22 adhered unevenly on the photosensitive drum 1 while pressing it with the belt 25, the peripheral velocity of the surface of the photosensitive drum 1 and the linear velocity of the surface of the belt 25 and the transfer body 24 become zero. If it is less than 0.1%, there is a possibility that the toner image 22 on the photosensitive drum 1 is transferred to the transfer body 24 without being deformed. If the speed difference is 0.1 to 1.0%, that is, if the surface speed of the rubber belt 25 is slightly higher or slightly lower than the peripheral speed of the photosensitive drum 1, the belt 25 The unevenness of the toner image 22 on the body drum 1 is rubbed against the surface of the transfer body 24 to form an unfixed toner image in a state of being uniformly filled, and the contact rate with the transfer body 24 increases, An unfixed toner image 23 that is uniformly filled is formed. Therefore, good offset resistance can be obtained with respect to the wax-compatible low-temperature fixing toner, and a high-quality image with high smoothness and uniformity can be obtained. If the speed difference is greater than 1%, image blurring occurs at horizontal thin lines and fine dot portions. Therefore, the speed difference is preferably set to 1.0% or less.
[0044]
Description of a specific configuration and means for configuring the speed difference to be 0.1 to 1.0%.
[0045]
As shown in FIG. 3, the pressing mechanism according to the second preferred embodiment of the present invention conveys the transfer body 24 by rotating the rubber roller 41 by biting into the electrostatic latent image carrier, that is, the photosensitive drum 1. It is a mechanism that presses together. Specifically, the transfer is performed by pressing the transfer member 24 against the photosensitive drum 1 at the nip portion between the rubber roller 41 and the photosensitive drum 1 and the nip portion between the rubber roller 41 and the photosensitive drum 1. In this way, a uniform pressing force is generated by the rubber elasticity of the rubber roller 41, and the toner image 22 adhered with irregularities on the photosensitive drum 1 is transferred onto the transfer body 24 when the toner image 22 is transferred. The unfixed toner image 23 in the state is formed and conveyed to the fixing device 8. When the transfer body 24 is a transfer paper, the contact ratio is particularly high with respect to paper fibers, and the unfixed toner image 23 in a uniformly filled state is formed. Therefore, good offset resistance can be obtained with respect to the wax-compatible low-temperature fixing toner, and a smooth, high-quality image with high uniformity can be obtained.
[0046]
The volume resistance value of the rubber roller 41 is 10⁵-10¹¹It is preferably Ωcm. This volume resistance value is also a volume resistance at the time of application of 100 V specified in ASTM D257. When the volume resistance value of the rubber roller 41 is in such a range, an electric field is applied from the metal core of the rubber roller 41 to move the toner image 22 on the photosensitive drum 1 to the transfer body 24, and the pressing force of the rubber roller 41 At the same time, the unfixed toner image 23 in a more uniformly filled state is formed on the transfer body 24 and is conveyed to the fixing device 8. When the transfer body 24 is a transfer paper, the contact ratio is particularly high with respect to paper fibers, and the unfixed toner image 23 in a more uniformly filled state is formed. Therefore, good offset resistance can be obtained with respect to the wax-compatible low-temperature fixing toner, and a smooth, high-quality image with high uniformity can be obtained.
[0047]
The rubber roller 41 is preferably a foam having a porosity of 10 to 50%. By using such a foam, the amount of biting into the photosensitive drum 1 can be increased, and the nip width is increased, so that the pressing force is applied for a longer time, and more uniform transfer performance is obtained and transfer unevenness is prevented. Is done. Then, while moving the toner image 22 having irregularities adhered on the photosensitive drum 1 to the transfer body 24 by an electric field, the unevenness of the toner image 22 is caused by mechanical pressure between the transfer body 24 and the photosensitive drum 1. And the toner image is conveyed to the fixing device 8 as a uniform toner image 23. In particular, during development, excessive toner adhesion is likely to occur at a solid edge portion or a line portion, but by transferring with pressing force, an unfixed toner image 23 in a more uniformly filled state is formed on the transfer body 24, The contact ratio with the transfer member 24 is increased, and the unfixed toner image 23 is more uniformly filled. Therefore, even if a Teflon coat roller is used as the fixing roller, there is almost no toner offset to the fixing roller side, and the offset margin is greatly improved. If the porosity of the foam is less than 10%, the hardness of the foam becomes high, the bite amount cannot be sufficiently obtained, and the nip width during driving becomes unstable. On the other hand, if the porosity of the foam is 50% or more, the porosity in the nip becomes large, and places where the pressing force and the transfer electric field are non-uniform are generated, so that the unevenness of toner adhesion is not sufficient.
[0048]
The porosity is a value determined by (mass per unit volume of rubber roller) / (density of rubber material).
[0049]
When an image is formed using the apparatus according to the second aspect of the present invention, the speed difference between the surface speed of the rubber roller 41 and the peripheral speed of the photosensitive drum 1 is the same as in the case of pressing using the rubber belt 25. It is preferable to rotate the rubber roller 41 so as to be 0.1 to 1.0%. When the toner image 22 adhered unevenly on the photosensitive drum 1 is transferred while being pressed by the rubber roller 41, the peripheral speed of the surface of the photosensitive drum 1 and the linear velocity of the surface of the rubber roller 41 and the transfer body 24 Is less than 0.1%, the unevenness of the toner image 22 on the photosensitive drum 1 may be transferred to the transfer body 24 without being destroyed. When the speed difference is 0.1 to 1.0%, that is, when the surface speed of the rubber roller 41 is slightly higher than the peripheral speed of the photosensitive drum 1 or the rubber roller 41 is rotated at a slightly lower speed. Then, the unevenness of the toner image 22 on the photosensitive drum 1 is rubbed against the surface of the transfer body 24, so that the contact ratio with the transfer body 24 is increased, and the unfixed toner image 23 that is uniformly filled is formed. You. Therefore, good offset resistance can be obtained with respect to the wax-compatible low-temperature fixing toner, and a high-quality image with high smoothness and uniformity can be obtained. If the speed difference is greater than 1%, image blurring occurs at horizontal thin lines and fine dot portions. Therefore, the speed difference is preferably set to 1.0% or less.
[0050]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.
[0051]
Example 1
As the base resin constituting the binder for the toner, a resin having the following resin composition was experimentally produced.
Cyclized isoprene (R-Lite K manufactured by Kawaguchi Pharmaceutical) 75% by weight
Carnauba wax @ 25 wt%
10 parts by weight of carbon black as a coloring agent and 1 part by weight of a negatively chargeable charge control agent were added to the base resin, and pulverized and classified to prepare a toner having a volume average particle diameter of 7.5 μm. .
[0052]
The softening point of the toner is 82 ° C., the lower limit of fixing temperature is 86 ° C., and the lower limit of fixing is almost around the melting temperature of carnauba wax.
[0053]
Using the toner, an image was formed by image formation whose schematic diagram is shown in FIG.
First, the surface of the photosensitive drum 1 was uniformly charged by the charging device 2, and the photosensitive drum 1 was exposed to laser light from the semiconductor laser light emitting device 3 according to image data to form a latent image. Negative-positive development was performed with a negatively charged toner by setting the non-image portion to -800 V and the image portion to -100 V. In the developing device 4, the toner is formed in a layer on the developing roller 4-2 and development is performed. The toner image 22 was transferred from the photosensitive drum 1 on the rubber belt 6 to the transfer paper as a transfer body conveyed from the paper feeding device 5 and conveyed to the fixing device 8 as described in detail below. The process linear speed of this apparatus was 200 mm / sec, and a Teflon coat roller was used as a fixing roller.
[0054]
In transferring the toner image 22 from the photosensitive drum 1 to the transfer paper, a 0.5 mm thick rubber belt that has been subjected to semi-conductive processing is applied to the photosensitive drum 1 by about 1 mm using a belt transfer device schematically shown in FIG. I set it to bite. A toner image 22 is attached on the photosensitive drum 1 with irregularities. The fed transfer paper is sandwiched between the belt 6 and the photosensitive drum 1 at a transfer nip portion, and a current value is supplied from an electrode 26 on the back of the belt 6. A positive voltage was applied under the control of keeping the constant, and the transfer paper was charged and attracted, and the negatively charged developing toner image was transferred onto the transfer paper.
[0055]
As described above, when 30,000 sheets of continuous printing were performed using the wax-compatible toner, no toner offset occurred with respect to the fixing roller, and the paper could be passed while maintaining a good image. .
[0056]
Evaluation of the volume resistance value of the rubber belt, the speed difference between the surface speed of the rubber belt and the peripheral speed of the latent image carrier (simply referred to as the surface speed difference in the table), surface roughness, anti-offset property, and image quality in Example 1. Are shown in Table 1.
[0057]
[Table 1]

[0058]
The evaluation of the offset resistance in Examples and Comparative Examples was performed according to the following criteria.
◎ ・・・・・ Can be used well.
○ ・・・・・・・ Can be used.
△ ・・・・・・・ Can be used if you put up with it.
× ・・・・・ Does not endure use.
[0059]
The evaluation of the image quality in the examples and comparative examples was performed according to the following criteria.
・: Good.
○ ・・・・・・・ Can be used.
△ ・・・・・・・ Can be used if you put up with it.
× ・・・・・ Does not endure use.
[0060]
Example 2
Continuous printing was performed in the same manner as in Example 1 except that the volume resistance was changed by changing the carbon dispersion amount of the rubber belt using the same apparatus as in Example 1, and the offset resistance and image quality were examined. Table 2 shows the results. From Table 2, the volume resistance value of the rubber belt is 10⁶-10¹²It is understood that the range of Ωcm is good.
[0061]
[Table 2]

[0062]
Example 3
Continuous printing was performed in the same manner as in Example 1 except that the surface speed of the rubber belt was changed with respect to the peripheral speed of the photosensitive drum, and the offset resistance and the image quality were examined. Table 3 shows the results. Table 3 shows that the speed difference is preferably 0.1 to 1%.
[0063]
[Table 3]

[0064]
Example 4
Continuous printing was performed in the same manner as in Example 1 except that the surface roughness was changed by changing the polishing state of the rubber belt surface using the same apparatus as in Example 1, and the offset resistance and image quality were examined. Table 4 shows the results. Table 4 shows that the surface roughness is preferably 10 μm or less.
[0065]
[Table 4]

[0066]
Example 5
An image forming apparatus similar to that of Example 1 was used, except that a semiconductive rubber roller having a diameter of 15 mm was used as a transfer device as shown in FIG. Using. As described above, when 30,000 sheets of continuous printing were performed using the wax-compatible toner, no toner offset occurred with respect to the fixing roller, and it was possible to pass a sheet while maintaining a good image.
[0067]
In Example 5, the volume resistance value of the rubber roller, the speed difference between the surface speed of the rubber roller and the peripheral speed of the latent image carrier (hereinafter simply referred to as speed difference), surface roughness, anti-offset property, and image quality were evaluated. The evaluation is shown in Table 5.
[0068]
[Table 5]

[0069]
Example 6
The same image forming apparatus as in Example 5 was used, except that the volume resistance value was changed by changing the amount of carbon dispersion of the rubber roller. Was examined. Table 6 shows the results. From Table 6, the volume resistance value of the rubber roller is 10⁵-10¹¹It is understood that the range of Ωcm is good.
[0070]
[Table 6]

[0071]
Example 7
Using the same apparatus as in Example 5, except that the surface speed of the rubber roller was changed with respect to the peripheral speed of the photosensitive drum, the anti-offset property and image quality were examined by continuous printing by the same operation as in Example 1. Table 7 shows the results. From Table 7, it is understood that the speed difference is preferably 0.1 to 1.0%.
[0072]
[Table 7]

[0073]
Example 8
As a transfer device, a device similar to that of Example 1 was used, except that a semiconductive foam roller having a diameter of 15 mm was cut into a 1 mm photoconductor as shown in FIG. The offset resistance and image quality were examined by continuous printing. As described above, when 50,000 sheets of continuous printing were performed using the wax-compatible toner, no toner offset was generated on the fixing roller, and a good image was maintained and the paper could be passed.
[0074]
Table 1 shows the evaluation of the porosity fset property and the image quality of the rubber roller in Example 8.
[0075]
[Table 8]

[0076]
Comparative Example 1
Except that a high voltage is applied to the charge wire 52 as shown in FIG. 5 as the transfer device 51, an apparatus similar to that of the first embodiment is used. Examined. The transfer paper adsorbed on the photosensitive drum was separated by an AC electric field applied to the separation charger 53.
[0077]
When continuation was performed with the wax-compatible toner using such an apparatus, the transferred toner image had a non-uniform amount of adhesion, and the toner was offset with respect to the fixing roller in a high adhesion amount portion, and the image was significantly contaminated. Was.
[0078]
Table 9 shows the evaluation of the offset resistance and the image quality in Comparative Example 1.
[0079]
[Table 9]

[0080]
【The invention's effect】
In the present invention, when the toner image on the electrostatic latent image carrier is transferred to the transfer member and transported to the fixing device using the toner having a low melting point, the transfer member is pressed against the electrostatic latent image carrier. Thus, a low-temperature fixing system capable of lowering the fixing temperature to around 100 ° C. has become possible, and high reliability and high durability have been realized and good image quality can be maintained by simply improving a normal fixing device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus used in the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a transfer device used in the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram of a transfer device used in the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram when the toner of the present invention enters a fixing nip portion.
FIG. 5 is a comparative example of a transfer device.
[Explanation of symbols]
1 photoconductor drum
2 Charging device
3 Semiconductor laser light emitting device
4 developing device
6, 25mm rubber belt
22 toner image
24 transcript
41 rubber roller

Claims

The main component of the binder is a resin, the wax is compatible with the resin component, and the toner image on the electrostatic latent image carrier is transferred by using a toner that softens at a temperature equal to or lower than the melting point of the resin. An image forming method, wherein the transfer member is pressed against the electrostatic latent image carrier when the transfer member is transferred to a fixing device and transferred to a fixing device.

2. The image according to claim 1, wherein the transfer member onto which the toner image has been transferred is attracted to a rubber belt running endlessly and conveyed to a fixing device, and the transfer member is pressed against the latent image carrier by the tension of the rubber belt. Forming method.

3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the rubber belt is run endlessly such that a speed difference between a surface speed of the rubber belt and a peripheral speed of the latent image carrier is 0.1 to 1.0%. Method.

Pressing the transfer body against the latent image carrier by sandwiching the transfer body between the electrostatic latent image carrier and the elastic rubber roller, rotating the rubber roller into the electrostatic latent image carrier and rotating the rubber roller The image forming method according to claim 1, wherein:

The image according to claim 4, wherein the rubber roller is rotated such that a difference between the peripheral speed of the surface of the rubber roller and the peripheral speed of the latent image carrier is 0.1 to 1.0%. Forming method.

In the vicinity of the periphery of the rotating electrostatic latent image carrier, a charging device that charges the surface of the electrostatic latent image carrier, a semiconductor laser light emitting device that forms a latent image on the surface of the photosensitive drum, and a device that develops the latent image An image forming apparatus provided with at least a developing device for forming a toner image on a transfer member and a transfer device for transferring the toner image to a transfer member, wherein a mechanism for pressing the transfer member against the electrostatic latent image carrier is provided. An image forming apparatus comprising:

7. The image forming apparatus according to claim 6, wherein the image forming apparatus is a mechanism that conveys the transfer member with the tension of a rubber belt running endlessly and presses the transfer member against the electrostatic latent image carrier.

The image forming apparatus according to claim 2, wherein the rubber belt has a volume resistance of 10 ⁶ to 10 ¹² Ωcm.

9. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the surface roughness of the rubber belt is not more than Rz10 [mu] m.

7. The image forming apparatus according to claim 6, wherein the image forming apparatus is a mechanism for conveying and pressing the transfer body by rotating the rubber roller while biting into the electrostatic latent image carrier.

The image forming apparatus according to claim 10, wherein the rubber roller has a volume resistance of 10 ⁵ to 10 ¹¹ Ωcm.

The image forming apparatus according to claim 10, wherein the rubber roller is a foam having a porosity of 10 to 50%.