JP2005031401A

JP2005031401A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2005031401A
Application number: JP2003196307A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hamada; 敏行浜田; Yuzuru Nanjo; 譲南條
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2005-02-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent filming caused on a photoreceptor surface or image flow and to prevent offset in a fixing apparatus even when a toner with a large amount of an abrasive externally added is used. <P>SOLUTION: The image forming apparatus is equipped with a developing device 54 to supply toner to an electrostatic latent image formed on the surface of a photoreceptor 51 and to develop the image; a transfer roller 55 to transfer the toner image on the surface of the photoreceptor 51 developed by the developing device 54 onto a paper sheet P; and a fixing apparatus 6 to melt and fix the transferred toner image onto the paper sheet P. The fixing apparatus 6 is equipped with a fixing roller 61 with a built-in heat generator H and with a pressurizing roller 62 to be in contact with the fixing roller 61 under pressure. The root mean square average roughness of the surface of the fixing roller measured by a three-dimensional surface roughness meter is ≤1.5 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着手段として熱ローラ方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置において、ヒータを内蔵した定着ローラと加圧ローラとを圧接させ、未定着トナー画像を担持した用紙をこのローラ間に通過させて、トナーを用紙に定着させる熱ローラ方式の定着装置がこれまでから広く用いられている。
【０００３】
また、画像ムラの発生を防止すること等を目的として、定着ローラの表面粗さを所定範囲とすることが種々提案されている。例えば特許文献１では定着ローラの表面粗さを０〜５μｍとすることが提案されている。、
【０００４】
【特許文献１】

【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、感光体表面にトナー成分が付着するフィルミング現象、また感光体として非晶質シリコン感光体を用いた場合に、感光体の吸着水分が放電生成物に吸着して静電潜像を感光体の軸方向などに漏出させる、いわゆる画像流れ現象が生ずることがある。そこでフィルミング現象や画像流れ現象を防止するため、トナー表面に研磨剤として例えば酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、シリカ等を外添し、前記不具合の発生原因である感光体表面の付着物やオゾン劣化層を初期段階で研磨除去することが行われている。
【０００６】
上記研磨剤の中でも酸化チタンが好適に使用され、確かに、酸化チタンのトナーへの外添によって前記不具合は防止され得る。しかし、酸化チタンが添加されたトナーを使用すると、前記熱ローラ式の定着装置においていわゆるオフセットが発生しやすいことが本発明者等の種々の実験によって新たに発見された。
【０００７】
本発明はこの新たに発見された問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、感光体表面の生じるフィルミング現象や画像流れ現象を防止する同時に、定着装置におけるオフセットをも防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、オフセットが頻発する装置について、その原因を調査していたところ、定着ローラの外周面に白色薄層が形成されていることに気づき、その白色薄層の成分を分析した。その結果、タルクと酸化チタンであることが判明した。タルクは用紙（被転写部材）に含まれる成分であり、酸化チタンはトナーの外添剤として使用されているものであった。オフセットが頻発する装置とそうでない装置とで使用していた用紙に違いはなかった。一方、オフセットの発生の有無で、使用したトナーを調べたところ、オフセットの発生する装置では研磨剤として酸化チタンを多く外添していた。
【０００９】
そこで本発明者等は、オフセットが生じやすいのは次のような理由からであると推測した。トナーに外添されている酸化チタンが、転写部においてトナーと共に又はトナーから脱離して単独で用紙に移動し、そして定着装置においてトナーから脱離して又は単独で定着ローラの表面に付着する。そしてこの定着ローラ表面に付着した酸化チタンが接着剤的な役割を果たして、次々に搬送されてくる用紙上のタルクを定着ローラ表面に付着させる。やがて定着ローラ表面に酸化チタンとタルクの混合物が大量に付着して定着ローラの離型性を悪化させ、さらにはオフセットを発生させる。
【００１０】
また、前記のように定着ローラ表面に酸化チタンとタルクの混合物が多量に付着する詳細な理由については次のように考えられる。一般的にアモルファスシリコン感光体はプラスに帯電するので、反転現像方式の場合はプラス帯電のトナーを用いる。研磨剤としてトナーに外添させる酸化チタンは、プラスに帯電しやすい性質を有している。アモルファスシリコン感光体表面に形成されたトナー像（正帯電）は、転写部においてマイナスの転写電流を印加されて用紙上に転写する。研磨剤として用いる酸化チタンは粒径が大きく外添量も多いためトナーから脱離しやすい。トナーの帯電量が低い一成分現像の場合、転写電流の絶対値を大きくする必要がある。この際、トナー像だけでなくトナーから脱離した酸化チタンも用紙に転写され、用紙に付着した状態で定着部まで移動し、定着ローラ表面の微小な凹凸に補足され付着する。一方、用紙表面から脱離したタルクはマイナスに帯電しやすい性質を有しているために、定着ローラ表面に付着したプラスに帯電しやすい酸化チタンに付着し、定着ローラ表面に酸化チタンとタルクの混合物が多量に付着する。
【００１１】
かかる推測に基づき本発明者等は、定着ローラ表面に酸化チタンが付着するのを防止すべく、定着ローラの表面粗さを平滑して実験を重ねた。しかし、表面粗さと酸化チタンの付着との間に予想していた関係が見られなかった。つまり、表面粗さに優位差のない２本の定着ローラであっても、一方は酸化チタンが付着し、他方は酸化チタンが付着しないことがあり、表面粗さでは酸化チタンの付着を説明できなかった。そこで、表面粗さの測定方法を、これまで一般に測定されていたＪＩＳＢ０６０１に準拠した十点平均粗さＲ_Ｚから３次元表面形状粗さ計によるものに変更したところ、３次元表面形状粗さ計による表面粗さと定着ローラへの酸化チタンの付着との間で良好な相関関係のあること、すなわち定着ローラ表面が平滑であると酸化チタンの付着が少ないことが明確になり、本発明をなすに至った。
【００１２】
本発明の画像形成装置は、感光体表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する現像手段と、該現像手段により現像された感光体表面のトナー画像を被転写部材に転写させる転写手段と、転写されたトナー像を被転写部材上に溶融定着させる定着手段とを有し、前記トナーが感光体表面を研磨する研磨剤を外添したものであり、前記定着手段が、発熱体を内蔵する定着ローラと、この定着ローラに圧接する加圧ローラとを備え、３次元表面形状粗さ計による前記定着ローラ表面の２乗平均粗さ（Ｒｑ）が１．５μｍ以下であることを特徴とする。なお、本発明における定着ローラの２乗平均粗さ（Ｒｑ）はＶｅｅｃｏ社製３次元表面形状粗さ計「ＷＹＫＯＮＴ１１００」を用いて測定したものである。前記２乗平均粗さＲｑは、測定サンプルの評価長や評価領域全域の各々の値を２乗した後、その平均の２乗根を求めることで算出される。ここで、Ｒｑは計算上、高さの値が２乗されているため、Ｒｚ（十点平均粗さ）に比べてサンプル表面のピークや谷に対して敏感である。すなわち、Ｒｑは、Ｒｚの測定では検出することができなかったサンプル表面のピークや谷を検出し、Ｒｑの測定値に反映していると考えられる。
【００１３】
定着ローラへの研磨剤の付着を一層効果的に防止する観点からは、前記定着ローラとして、定着ローラ本体の表面にフッ素樹脂層を形成したものを使用することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置について図に基づいて以下説明する。図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態である複写機の概略構成図である。本体ハウジング１は、上ハウジング１１と、下ハウジング１３と、その間に位置する連結ハウジング１２とを有する。そして上ハウジング１１の上には開閉自在に載置された原稿搬送部２が取り付けられている。
【００１５】
原稿搬送部２は、原稿給紙トレイ２１と原稿搬送部本体２２、原稿排紙トレイ２３、原稿カバー２４とを備える。原稿排紙トレイ２３は、原稿カバー２４上面の一部として一体に形成されている。原稿搬送路ｄの延長上の上流端に原稿給紙トレイ２１が配設され、下流端に原稿排出トレイ２３が配設されている。原稿搬送部本体２２内の原稿搬送路ｄには、原稿搬送方向上流側から順にピックアップローラ２２ａ、搬送ローラ対２２ｂ、レジストローラ対２２ｃ、排出ローラ対２２ｄが設けられている。そして、レジストローラ対２２ｃと排出ローラ対２２ｄの間に画像読取り部２５が設けられている。原稿給紙トレイ２１に画像面を上向きにセットされた画像原稿（不図示）は、コピー開始ボタン（不図示）がオンされると、前記各ローラによって搬送路ｄを搬送され、途中画像読取り部２５で露光部３によって画像が読みとられる。
【００１６】
露光部３は上ハウジング１１に内蔵されている。露光部３は、露光ランプ３１と反射板３２、第１ミラー３３、第２ミラー３４、第３ミラー３５、集光レンズ３６、イメージセンサ（例えばライン型のＣＣＤ）３７を備える。露光ランプ３１と第１ミラー３３は第１キャリッジ（不図示）上に搭載され、第２ミラー３４、第３ミラー３５は第２キャリッジ（不図示）上に搭載されている。いわゆるシートスルー方式で原稿画像を読み取る場合には、第１キャリッジが画像読取り部２５の直下に移動し、露光ランプ３１からの光照射光が移動中の原稿を露光する。照射光は第１ミラー３３、第２ミラー３４、第３ミラー３５、集光レンズ３６を通じてＣＣＤ３７に到達して光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。他方、原稿固定方式で原稿画像を読み取る場合には、原稿載置板２６上の載置された原稿画像は露光部３による読取走査を受けることにより、ＣＣＤ３７上に縮小結像され、光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。
【００１７】
下ハウジング１３内には、給紙部４と画像形成部５、定着装置６とが内蔵さている。給紙部４についてまず説明すると、下ハウジング１３の下部には用紙Ｐが収容された給紙カセット４１が配設され、用紙Ｐはここからコロ４２により１枚ずつ搬送路へ送り出される。また、下ハウジング１３の左側下部には開閉可態な給紙トレイ４３が備えられており、ここに用紙Ｐを載置しておくことにより、前記と同様に用紙はコロ４４により１枚ずつ搬送路へ送り出される。
【００１８】
次に画像形成部について説明する。画像形成部５は、感光体ドラム（感光体）５１と、その周囲に配設された帯電器５２、光走査ユニット５３、現像器（現像手段）５４、転写ローラ（転写手段）５５、クリーニング器５６とを備える。感光体ドラム５１は時計回りに回転し、まず帯電器５２により感光体ドラム５１の表面は均一に帯電される。次に、光走査ユニット５３から感光体ドラム５１の表面にレーザ光が照射されて、画像部分又は背景部分に相当する電荷が消去され、感光体ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。そして現像器５４によって感光体ドラム５１上の静電潜像にトナーが供給され静電潜像が顕像化する。
【００１９】
ここで、静電潜像の現像に使用するトナーとして、トナー粒子の表面に研磨剤を外添したものを使用することが本発明では重要である。これにより、感光体ドラム５１表面の付着物や放電生成物、付着水分を研磨除去し、フィルミング現象や画像流れ現象を効果的に防止する。外添する研磨剤としては、特に酸化チタンが好適に用いられ、例えばアナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、アモルファス酸化チタン等のいずれであってもよい。また研磨剤の粒径は一次平均粒子径が０．１〜０．３μｍの範囲のものが好ましい。研磨剤は疎水化処理されていてもよい。環境安定性が向上するからである。疎水化処理剤としては例えばシランカップリング剤やチタネートカップリング剤、シリコンオイル、シリコーンワニスなどが挙げられる。疎水化度はメタノールウェッタビリティ法で５０％以上であることが望ましい。また、研磨剤は、研磨剤以外の外添剤（一次平均粒子径が０．１μｍ未満）と併用することが好ましい。
【００２０】
研磨剤または研磨剤以外の外添剤をトナー粒子に外添する方法としては従来公知の処理を用いることができ、例えば高速流動型攪拌機やＶ型混合機に酸化チタンとトナー粒子を投入し撹拌混合する方法が挙げられる。混合時間を長く及び撹拌速度を速くするほど、酸化チタンをトナー粒子表面に均一に分散できる。
【００２１】
研磨剤の外添量は、研磨効果を得るためにはトナーの１ｗｔ％以上が好ましい。一方、研磨剤の外添量が多すぎると、トナーの流動性が悪くなり初期から画像濃度不足となるおそれがあるから、外添量の好ましい上限値は５ｗｔ％である。
【００２２】
一方、本発明で用いるトナー粒子としては特に限定はなく、従来公知のものを用いることができる。例えば、結着樹脂に着色剤を分散混合し、必要により帯電制御剤やワックス、磁性粉などを添加したトナー粒子が挙げられる。
【００２３】
ここで用いる結着樹脂としては、例えば熱可塑性樹脂や、未効果乃至は初期縮合物の熱硬化性樹脂が挙げられる。具体的には、ポリスチレン等のビニル芳香族樹脂、スチレン−アクリル共重合体、アクリル系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
【００２４】
結着樹脂中に含有させる着色剤としては、例えば、黒色顔料として、アセチレンブラック、ランプブラック、アニリンブラック等のカーボンブラック；黄色顔料として、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマンネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ；橙色顔料として、赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ；赤色顔料として、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ；紫色顔料として、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ；青色顔料として、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ；緑色顔料として、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンＧ；白色顔料として、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等を使用できる。このような着色剤は結着樹脂１００重量部当り２〜２０重量部、特に５〜１５重量部の量で使用するのが好ましい。
【００２５】
帯電制御剤としては特に限定はなく、これまで公知の帯電制御剤を使用でき、例えば正帯電性帯電制御剤としては、ニグロシン染料、脂肪酸変性ニグロシン染料、カルボキシル基含有脂肪酸変性ニグロシン染料、四級アンモニウム塩、アミン系化合物、有機金属化合物等を使用でき、負帯電性帯電制御剤としては、オキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、金属錯塩染料やサリチル酸誘導体等を使用できる。帯電制御剤の添加量としては、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲が好ましい。
【００２６】
上記結着樹脂中に含有させるワックスとしては従来公知のものが使用でき、例えば脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸の高級アルコールエステル、アルキレンビス脂肪酸アミド化合物、天然ワックスや、数平均分子量が１，０００〜１０，０００、特に２，０００〜６，０００の範囲にあるポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体など挙げられる。ワックスの添加量は結着樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲が好ましい。
【００２７】
本発明のトナーは、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、懸濁・乳化重合法等のそれ自体公知の方法で製造し得るが、製造設備や生産性などの点から粉砕分級法が好適に使用できる。かかる粉砕分級法では、結着樹脂及び第１磁性粉、必要により電荷制御剤、離型剤などのトナー組成物をヘンシェルミキサーやＶ型混合機などで前混合した後、二軸押出機などの融混練装置を用いて溶融混練する。この溶融混練物を冷却した後、粗粉砕・微粉砕し、必要によりその後分級して、所定の粒度分布を有するトナー粒子とする。そして前記の通り、このトナー粒子の表面に酸化チタンを外添してトナーとする。なお、本発明のトナーはそのまま一成分系現像剤として用いてもよいし、キャリアと混合して二成分系現像剤として用いてもよい。
【００２８】
本発明のトナーを二成分系現像剤として用いる場合、使用するキャリアに限定はなく、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体金属及びそれらの合金、あるいは希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライトなどのソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライト等の鉄系酸化物及びそれらの混合物等の磁性体材料を焼結及びアトマイズ等を行うことによって製造した磁性体粒子、及び当該磁性体粒子の表面を樹脂被覆したものを使用することができる。また、上記キャリアとして磁性体分散型樹脂を使用することもできる。この場合、用いる磁性体としては上記磁性体材料が使用でき、結着樹脂としては、例えばビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂あるいはこれらの混合物を挙げることができる。
【００２９】
キャリアの粒子径は、一般に電子顕微鏡法による粒径で表して２０〜２００μｍ、特に３０〜１５０μｍのものが好ましい。またキャリアの見掛け密度は、磁性材料を主体とする場合は磁性体の組成や表面構造等によっても相違するが、一般に２．４〜３．０ｇ／ｃｍ^３の範囲が好ましい。
【００３０】
前記トナーとキャリアからなる二成分系現像剤中のトナー濃度は１〜２０重量％、好ましくは３〜１５重量％である。トナー濃度が１重量％未満の場合、画像濃度が薄くなりすぎ、他方トナー濃度が２０重量％を超える場合、現像装置内でトナー飛散が発生し機内汚れや用紙などの背景部分にトナーが付着する不具合が生じるおそれがあるからである。
【００３１】
図１の画像形成装置において、感光体ドラム５１がさらに回転し、トナー画像が転写ローラ５５と対向する位置に来たときに、それに合わせて、感光体ドラム５１と転写ローラ５５との間に用紙Ｐが搬送され来る。このとき転写ローラ５５に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されることにより、感光体ドラム５１上のトナー画像が用紙Ｐ上に転写される。２成分現像の場合の転写電流は通常は５０μＡ未満であるが、本発明は、転写電流が５０μＡ以上必要とされる、トナーの帯電量が低い一成分現像である場合に優れた効果を奏する。なぜならば、転写電流が高いほど、感光体ドラム５１の表面に付着している酸化チタンが用紙Ｐ上に移動しやすいからである。また制御上、転写電流の上限値は１５０μＡである。
【００３２】
感光体ドラム５１上の転写されなかった残留トナーはクリーニング器５６によって感光体ドラム５１上から除去される。一方、トナー画像が転写された用紙Ｐは前述した定着装置６に搬送され、ここで後述するように、トナー画像は加熱・加圧されて用紙Ｐに定着する。そして、トナー画像が定着した用紙Ｐは排紙経路を通って排紙トレイ７ａ，７ｂに排出される。
【００３３】
図１の画像形成装置では感光体としてドラム形状のものを使用しているが、これに限定されるものではなく、シート状、ベルト状、ウェブ状などの形状であってももちろん構わない。また本発明で使用できる感光体の材料に限定はなく、従来公知のものが使用できる。例えば非晶質シリコン系感光体、有機系感光体、Ｓｅ系感光体、ＺｎＯ感光体、ＣｄＳ系感光体などの感光体が挙げられる。この中でも、画像流れが起こりやすい非晶質シリコン感光体を使用する場合に、本発明の効果が特に有効に奏される。また耐久性の観点からも非晶質シリコン感光体が好ましい。加えて、感光体の感度を上げる観点からは、非晶質シリコン感光体の感光層の層厚を２０μｍ以下とすることが推奨される。
【００３４】
次に、定着装置について説明する。図２に、本発明の定着装置の一例を示す側断面図を示す。定着装置６は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２とが圧接してなる。定着ローラ６１は、定着ローラ本体６１ａとその外周に形成されたフッ素樹脂層６１ｂとを有する。そして定着ローラ６１の軸芯部にはヒータＨ（発熱体）が定着ローラ６１の軸方向に挿通され、定着ローラ表面温度が所定温度を維持するようにヒータＨは入切制御される。一方、加圧ローラは、芯金６２ａと、その外周に形成された弾性層６２ｂ、そしてそのまた外周に形成された離型性層６２ｃとを有する。用紙Ｐは定着ローラ６１と加圧ローラ６２との間で挟持搬送され、この時定着ローラ６１からの熱と、定着ローラ６１と加圧ローラ６２とによる圧力とを受けて用紙Ｐ上の未定着トナーは用紙Ｐ上に溶融定着する。
【００３５】
ここで重要なことは、定着ローラ６１の表面、すなわち図２の定着装置ではフッ素樹脂層６１ｂの３次元表面形状粗さ計による平均２乗粗さを１．５μｍ以下とすることである。平均２乗粗さが１．５μｍよりも大きいと、フッ素樹脂層６１ｂの表面に形成された凸凹部に研磨剤が捕捉され、用紙Ｐに存在するタルクがこの酸化チタンを介して定着ローラ表面に付着するからである。前記平均２乗粗さのより好ましい範囲は１．０μｍ以下である。
【００３６】
ここで定着ローラ本体６１ａとしては、アルミニウムや鉄、銅、ニッケル、ステンレス鋼などの金属材料を使用できる。また、定着ローラ本体６１ａの肉厚としては特に限定はないが０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲が好ましい。一方、フッ素樹脂層６１ｂに用いるフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル共重合体（ＰＦＡ）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＥＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体）、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などを使用できる。フッ素樹脂層６１ｂの層厚としては１０〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００３７】
フッ素樹脂層６１ｂの２乗平均粗さを前記範囲とするには、例えば定着ローラ本体６１ａの表面にフッ素樹脂層６１ｂを形成した後、これを平滑化処理することが推奨される。平滑化処理として具体的には、定着ローラ本体６１ａの表面にフッ素樹脂層６１ｂを形成した後、鏡面化した金属製ローラで１〜２０ｋｇ程度の圧力をかけてフッ素樹脂層６１ｂの表面を押し潰して表面を鏡面状に平滑化することが例示される。そして、その後３６０〜４００℃の温度で１０〜６０分間加熱焼成させる。
【００３８】
図２の定着装置では、定着ローラ６１として定着ローラ本体６１ａの外周にフッ素樹脂層６１ｂを形成したものを使用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、フッ素樹脂層の代わりに他の離型性材料からなる層を形成してもよいし、あるいは離型性層などを設けず定着ローラ本体のみからなるものとしてももちろん構わない。なお、定着ローラが定着ローラ本体のみからなる場合、前記２乗平均粗さを前記範囲とするには、例えば研磨処理することが挙げられる。
【００３９】
一方、本発明で使用する加圧ローラ６２としては、芯金６２ａの表面に弾性層６２ｂを設けたものが好ましく、弾性層６２ｂの厚さとしては２〜１５ｍｍの範囲が好ましい。弾性層６２ｂはアスカＣ硬度が５〜９０度の弾性ゴムが好適である。弾性層６２ｂの表面に離型性層６２ｃを設ける場合には、ＰＴＦＥの他、ＰＶＦやＥＣＴＦＥなどのフッ素樹脂などを用いることができる。また、この離型性層６２ｃの肉厚としては２０〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００４０】
また定着ローラ６１に内蔵させる発熱体としては従来公知のものを使用できるが、中でも瞬暖性が得られることからハロゲンヒータが好ましい。
【００４１】
【実施例】
（トナーの作製）
結着樹脂を１００重量部、磁性粉を８０重量部、帯電制御剤（「ＢＯＮＴＲＯＮＮ−０１」オリエント化学社製）５重量部、ワックス（「ユーメックス１００ＴＳ」三洋化成社製）３重量部をヘンシェルミキサーで（２，５００ｒｐｍの羽根速度）５分混合した後、二軸押出機（「ＰＣＭ３０」池貝社製）で投入量１２０ｋｇ／ｈ、シリンダ温度１２０℃、軸回転数２００ｒｐｍで溶融混練して得たトナー用樹脂組成物を、気流式粉砕機（「ＩＤＳ−２」日本ニューマチック社製）で微粉砕し、風力分級機で分級処理して、平均粒径８μｍ、残留磁化３．６０Ａｍ^２／ｋｇのトナー粒子を得た。このトナー粒子１００重量部に対して、一次平均粒子径が０．１５μｍの酸化チタン１．０重量部をへンシェルミキサーで混合添加して、一成分正帯電磁性トナーを得た。
【００４２】
（定着ローラの作製）
厚さ１ｍｍのアルミニウム製の定着ローラ本体に、層厚２５μｍのＰＦＡ層を形成した後、鏡面化した金属製ローラをＰＦＡ層に１〜２０ｋｇ程度の圧力で押し付け、２乗平均粗さの異なる４本の定着ローラを作製した。各定着ローラのＰＦＡ層の２乗平均粗さは表１の通りである。
【００４３】
（耐刷試験）
前記作製したトナーを用いて、図１の構成を有する「ＫＭ−３５３０」京セラミタ社製で常温常湿下で５０万枚の耐刷試験を行い、オフセットの発生具合を調べた。結果を表１に示す。なお、感光体ドラムとして非晶質シリコン感光体を用い、感光体ドラム周速は１７８ｍ／ｓｅｃであり、バイアス電源として周波数２．５ｋＨｚ、ピーク・ピーク電圧１．９ｋＶの交流電圧に１６０Ｖの直流を重畳させたものを用い、感光ドラム上の潜像の表面電位を明部１０Ｖ、暗部２４０Ｖにし、現像スリーブと感光ドラムの間隙を３２０μｍに設定してジャンピング現像を行った。また、転写ローラの転写電流は−１００μＡであった。加圧ローラは外径２０ｍｍの鉄製の芯金の外周に、厚さ５ｍｍのシリコンゴムからなるアスカＣ硬度が５５度の弾性層を形成し、さらにその表面に層厚５０μｍのＰＦＡ層を形成したものを用いた。
【００４４】
【表１】

【００４５】
２乗平均粗さが本発明の規定範囲内の定着ローラを用いた実施例１及び実施例２の画像形成装置では、５０万枚の耐刷試験中にオフセットは発生しなかった。これに対して、２乗平均粗さが３．５８μｍの定着ローラを用いた比較例１の画像形成装置では、わずか１万枚の耐刷した時点でオフセットが発生した。また２乗平均粗さが２．１４μｍの定着ローラを用いた比較例２の画像形成装置では、１０万枚耐刷した時にオフセットが発生した。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置では、研磨剤が外添されたトナーを用いるので、感光体表面の付着物や放電生成物または付着水分が初期段階で研磨除去され、感光体表面の生じるフィルミング現象や画像流れ現象が効果的に防止される。加えて、定着手段として、発熱体を内蔵する定着ローラと、この定着ローラに圧接する加圧ローラとを備え、３次元表面形状粗さ計による定着ローラ表面の２乗平均粗さが１．５μｍ以下であるものを用いるので、研磨剤が多く外添されたトナーを用いた場合であっても、定着装置における研磨剤に起因するオフセットを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の定着装置の拡大側断面図である。
【符号の説明】
Ｈヒータ（発熱体）
Ｐ用紙（被転写部材）
５画像形成部
６定着装置（定着手段）
５１感光体ドラム（感光体）
５２帯電器
５３光走査ユニット
５４現像器（現像手段）
５５転写ローラ（転写手段）
６１定着ローラ
６２加圧ローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using a heat roller system as a fixing unit.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus using an electrophotographic system, a fixing roller having a heater and a pressure roller are pressed against each other, and a sheet carrying an unfixed toner image is passed between the rollers to fix the toner onto the sheet. A roller type fixing device has been widely used.
[0003]
Various proposals have been made to keep the surface roughness of the fixing roller within a predetermined range in order to prevent the occurrence of image unevenness. For example, Patent Document 1 proposes that the surface roughness of the fixing roller be 0 to 5 μm. ,
[0004]
[Patent Document 1]

[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a filming phenomenon in which a toner component adheres to the surface of the photoconductor, and when an amorphous silicon photoconductor is used as the photoconductor, the adsorbed moisture of the photoconductor is adsorbed on the discharge product to sensitize the electrostatic latent image. A so-called image flow phenomenon that leaks in the axial direction of the body may occur. Therefore, in order to prevent filming phenomenon and image flow phenomenon, for example, titanium oxide, alumina, zirconia, silica, etc. are externally added to the toner surface as an abrasive, and the adherence or ozone deterioration on the surface of the photoreceptor, which is the cause of the above-mentioned troubles. The layer is polished and removed at an initial stage.
[0006]
Of the above-mentioned abrasives, titanium oxide is preferably used. Certainly, the above problem can be prevented by externally adding titanium oxide to the toner. However, it has been newly found by various experiments by the present inventors that when the toner to which titanium oxide is added is used, a so-called offset is likely to occur in the heat roller type fixing device.
[0007]
The present invention has been made in view of this newly discovered problem. The object of the present invention is to prevent filming phenomenon and image flow phenomenon that occur on the surface of the photoreceptor, and at the same time, prevent offset in the fixing device. There is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have investigated the cause of an apparatus in which offset frequently occurs, and noticed that a white thin layer is formed on the outer peripheral surface of the fixing roller, and analyzed the components of the white thin layer. As a result, it became clear that they were talc and titanium oxide. Talc is a component contained in paper (transfer member), and titanium oxide is used as an external additive for toner. There was no difference in the paper used between the devices with frequent offsets and those that did not. On the other hand, when the toner used was examined for the presence or absence of the occurrence of offset, a large amount of titanium oxide was externally added as an abrasive in the apparatus where the offset occurred.
[0009]
Therefore, the present inventors have speculated that the offset is likely to occur for the following reason. Titanium oxide externally added to the toner moves to the paper alone with the toner or detached from the toner in the transfer portion, and moves to the paper alone and adheres to the surface of the fixing roller alone in the fixing device. The titanium oxide attached to the surface of the fixing roller plays a role of an adhesive, and talc on the sheet conveyed one after another is attached to the surface of the fixing roller. Eventually, a large amount of a mixture of titanium oxide and talc adheres to the surface of the fixing roller, thereby deteriorating the releasability of the fixing roller and further generating an offset.
[0010]
The detailed reason why a large amount of the mixture of titanium oxide and talc adheres to the surface of the fixing roller as described above can be considered as follows. In general, since an amorphous silicon photoreceptor is positively charged, a positively charged toner is used in the case of the reversal development method. Titanium oxide, which is externally added to the toner as an abrasive, has the property of being easily charged positively. The toner image (positively charged) formed on the surface of the amorphous silicon photosensitive member is transferred onto the paper by applying a negative transfer current at the transfer portion. Since titanium oxide used as an abrasive has a large particle size and a large amount of external addition, it is easily detached from the toner. In the case of one-component development with a low toner charge amount, it is necessary to increase the absolute value of the transfer current. At this time, not only the toner image but also the titanium oxide detached from the toner is transferred to the sheet, moves to the fixing unit while adhering to the sheet, and is supplemented and adhered to minute irregularities on the surface of the fixing roller. On the other hand, since talc detached from the paper surface has a property of being easily charged negatively, it adheres to positively charged titanium oxide attached to the surface of the fixing roller, and titanium oxide and talc are adhered to the surface of the fixing roller. A large amount of the mixture adheres.
[0011]
Based on this assumption, the present inventors conducted experiments by smoothing the surface roughness of the fixing roller in order to prevent titanium oxide from adhering to the surface of the fixing roller. However, the expected relationship between surface roughness and titanium oxide adhesion was not found. In other words, even with two fixing rollers having no significant difference in surface roughness, titanium oxide may adhere to one, and titanium oxide may not adhere to the other. Surface roughness can explain the adhesion of titanium oxide. There wasn't. Therefore, when the method of measuring the surface roughness was changed so far from commonly measured ten-point average roughness in compliance with JIS B 0601 was R _Z in by three-dimensional surface shape roughness meter, three-dimensional surface shape roughness It is clear that there is a good correlation between the surface roughness measured by the gage and the adhesion of titanium oxide to the fixing roller, that is, the adhesion of titanium oxide is less when the surface of the fixing roller is smooth. It came to an eggplant.
[0012]
An image forming apparatus according to the present invention includes a developing unit that supplies toner to an electrostatic latent image formed on a surface of a photosensitive member and develops the toner image on the surface of the photosensitive member developed by the developing unit, and transfers the toner image to a member to be transferred. Transfer means, and fixing means for fusing and fixing the transferred toner image on the transfer member, wherein the toner is externally added with an abrasive for polishing the surface of the photoreceptor, and the fixing means A fixing roller having a built-in heating element and a pressure roller in pressure contact with the fixing roller are provided, and the root mean square roughness (Rq) of the fixing roller surface by a three-dimensional surface shape roughness meter is 1.5 μm or less. It is characterized by that. The root mean square roughness (Rq) of the fixing roller in the present invention is measured using a three-dimensional surface shape roughness meter “WYKO NT1100” manufactured by Veeco. The root mean square roughness Rq is calculated by squaring each value of the evaluation length of the measurement sample and the entire evaluation area, and then calculating the square root of the average. Here, Rq is more sensitive to peaks and valleys on the sample surface than Rz (ten-point average roughness) since the height value is squared in calculation. That is, it is considered that Rq detects peaks and valleys on the sample surface that could not be detected by measuring Rz and reflects them in the measured value of Rq.
[0013]
From the viewpoint of more effectively preventing the abrasive from adhering to the fixing roller, it is preferable to use the fixing roller having a fluororesin layer formed on the surface of the fixing roller body.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The image forming apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a copying machine which is an embodiment of an image forming apparatus of the present invention. The main body housing 1 includes an upper housing 11, a lower housing 13, and a connection housing 12 positioned therebetween. On the upper housing 11, the document conveying unit 2 placed so as to be freely opened and closed is attached.
[0015]
The document transport unit 2 includes a document feed tray 21, a document transport unit body 22, a document discharge tray 23, and a document cover 24. The document discharge tray 23 is integrally formed as a part of the upper surface of the document cover 24. A document feed tray 21 is disposed at the upstream end on the extension of the document transport path d, and a document discharge tray 23 is disposed at the downstream end. A pickup roller 22a, a conveyance roller pair 22b, a registration roller pair 22c, and a discharge roller pair 22d are provided in order from the upstream side in the document conveyance direction in the document conveyance path d in the document conveyance unit main body 22. An image reading unit 25 is provided between the registration roller pair 22c and the discharge roller pair 22d. An image document (not shown) set on the document feed tray 21 with its image surface facing upward is conveyed along the conveyance path d by the rollers when a copy start button (not shown) is turned on, and an intermediate image reading unit. At 25, an image is read by the exposure unit 3.
[0016]
The exposure unit 3 is built in the upper housing 11. The exposure unit 3 includes an exposure lamp 31 and a reflecting plate 32, a first mirror 33, a second mirror 34, a third mirror 35, a condenser lens 36, and an image sensor (for example, a line type CCD) 37. The exposure lamp 31 and the first mirror 33 are mounted on a first carriage (not shown), and the second mirror 34 and the third mirror 35 are mounted on a second carriage (not shown). When reading a document image by a so-called sheet-through method, the first carriage moves directly below the image reading unit 25, and the light irradiation light from the exposure lamp 31 exposes the moving document. Irradiation light reaches the CCD 37 through the first mirror 33, the second mirror 34, the third mirror 35, and the condenser lens 36, and is read out as an electric signal through a photoelectric conversion process. On the other hand, when the original image is read by the original fixing method, the original image placed on the original placement plate 26 is subjected to reading scanning by the exposure unit 3 to be reduced and imaged on the CCD 37 and subjected to photoelectric conversion processing. After that, it is read to become an electric signal.
[0017]
In the lower housing 13, the paper feeding unit 4, the image forming unit 5, and the fixing device 6 are built. The paper feed unit 4 will be described first. A paper feed cassette 41 containing paper P is disposed below the lower housing 13, and the paper P is sent out one by one by a roller 42 to the conveyance path. Further, an openable / closable paper feed tray 43 is provided at the lower left portion of the lower housing 13, and the paper P is placed on the lower tray 13 so that the paper is transported one by one by the rollers 44 in the same manner as described above. Sent to the road.
[0018]
Next, the image forming unit will be described. The image forming unit 5 includes a photosensitive drum (photosensitive member) 51, a charger 52, a light scanning unit 53, a developing unit (developing unit) 54, a transfer roller (transfer unit) 55, and a cleaning unit disposed around the photosensitive drum 51. 56. The photosensitive drum 51 rotates clockwise. First, the surface of the photosensitive drum 51 is uniformly charged by the charger 52. Next, the surface of the photosensitive drum 51 is irradiated with laser light from the optical scanning unit 53, the charge corresponding to the image portion or the background portion is erased, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 51. . Then, the developing device 54 supplies toner to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 51, and the electrostatic latent image is visualized.
[0019]
Here, it is important in the present invention that the toner used for developing the electrostatic latent image is a toner particle whose surface is externally added with an abrasive. As a result, the deposits, discharge products and adhering moisture on the surface of the photosensitive drum 51 are polished and removed, and the filming phenomenon and the image flow phenomenon are effectively prevented. As the abrasive to be externally added, titanium oxide is particularly preferably used, and may be any of anatase type titanium oxide, rutile type titanium oxide, amorphous titanium oxide and the like. Further, the abrasive preferably has a primary average particle diameter in the range of 0.1 to 0.3 μm. The abrasive may be hydrophobized. This is because environmental stability is improved. Examples of the hydrophobizing agent include silane coupling agents, titanate coupling agents, silicone oil, and silicone varnish. The degree of hydrophobicity is desirably 50% or more by the methanol wettability method. The abrasive is preferably used in combination with an external additive other than the abrasive (primary average particle diameter is less than 0.1 μm).
[0020]
As a method for externally adding an abrasive or an external additive other than an abrasive to the toner particles, a conventionally known treatment can be used. For example, titanium oxide and toner particles are charged into a high-speed fluidized stirrer or a V-type mixer and stirred. The method of mixing is mentioned. The longer the mixing time and the higher the stirring speed, the more uniformly titanium oxide can be dispersed on the toner particle surface.
[0021]
The external additive amount of the abrasive is preferably 1 wt% or more of the toner in order to obtain a polishing effect. On the other hand, if the amount of the external additive of the abrasive is too large, the fluidity of the toner is deteriorated and the image density may be insufficient from the beginning. Therefore, the preferable upper limit of the external additive amount is 5 wt%.
[0022]
On the other hand, the toner particles used in the present invention are not particularly limited, and conventionally known toner particles can be used. For example, toner particles in which a colorant is dispersed and mixed in a binder resin, and a charge control agent, wax, magnetic powder, or the like is added as necessary.
[0023]
Examples of the binder resin used here include a thermoplastic resin and a thermosetting resin which is not effective or is an initial condensate. Specific examples include vinyl aromatic resins such as polystyrene, styrene-acrylic copolymers, acrylic resins, polyvinyl acetal resins, polyester resins, epoxy resins, and phenol resins.
[0024]
Examples of the colorant contained in the binder resin include carbon blacks such as acetylene black, lamp black, and aniline black as black pigments; yellow lead, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, and mineral fast. Yellow, Nickel Titanium Yellow, Navels Yellow, Naphthol Yellow S, Hansa Yellow G, Hansa Yellow 10G, Benzidine Yellow G, Benzidine Yellow GR, Quinoline Yellow Lake, Permanent Yellow NCG, Tartrazine Lake; , Molybden orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, indanthrene brilliant orange GK; red face As bengara, cadmium red, red lead, mercury cadmium sulfide, permanent red 4R, risor red, pyrazolone red, watching red calcium salt, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, alizarin lake, brilliant carmine 3B: As a purple pigment, manganese purple, fast violet B, methyl violet lake; As a blue pigment, bitumen, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, fast sky Blue, Indanthrene Blue BC: Green pigments such as chrome green, chrome oxide, pigment green B, malachite green lake, Le Yellow Green G; as a white pigment include zinc white, titanium oxide, antimony white, zinc sulfide, barite powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, alumina white can be used. Such a colorant is preferably used in an amount of 2 to 20 parts by weight, particularly 5 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the binder resin.
[0025]
The charge control agent is not particularly limited, and a known charge control agent can be used. For example, as a positively chargeable charge control agent, nigrosine dye, fatty acid-modified nigrosine dye, carboxyl group-containing fatty acid-modified nigrosine dye, quaternary ammonium A salt, an amine compound, an organometallic compound, and the like can be used. As the negatively chargeable charge control agent, a metal complex of an oxycarboxylic acid, a metal complex of an azo compound, a metal complex dye, a salicylic acid derivative, or the like can be used. The addition amount of the charge control agent is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0026]
As the wax to be contained in the binder resin, conventionally known waxes can be used, for example, polyhydric alcohol esters of fatty acids, higher alcohol esters of fatty acids, alkylene bis fatty acid amide compounds, natural waxes, and number average molecular weights of 1,000. Polypropylene, polyethylene, propylene-ethylene copolymer and the like in the range of ˜10,000, particularly 2,000˜6,000. The addition amount of the wax is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0027]
The toner of the present invention can be produced by a per se known method such as a pulverization classification method, a melt granulation method, a spray granulation method, a suspension / emulsion polymerization method or the like. The method can be suitably used. In this pulverization classification method, a binder resin and a first magnetic powder, and if necessary, a toner composition such as a charge control agent and a release agent are premixed with a Henschel mixer or a V-type mixer, and then a twin screw extruder or the like. Melt-knead using a melt-kneader. The melt-kneaded product is cooled, then coarsely pulverized and finely pulverized, and then classified as necessary to obtain toner particles having a predetermined particle size distribution. As described above, titanium oxide is externally added to the surface of the toner particles to obtain a toner. The toner of the present invention may be used as it is as a one-component developer, or may be mixed with a carrier and used as a two-component developer.
[0028]
When the toner of the present invention is used as a two-component developer, the carrier to be used is not limited, and examples thereof include magnetic metals such as iron, nickel, cobalt, and alloys thereof, or alloys containing rare earths, hematite, magnetite. Sintering magnetic materials such as iron-oxide such as manganese-zinc ferrite, nickel-zinc ferrite, manganese-magnesium ferrite, lithium ferrite, etc., iron-oxide such as copper-zinc ferrite, and mixtures thereof In addition, magnetic particles produced by performing atomization and the like, and those obtained by coating the surfaces of the magnetic particles with a resin can be used. In addition, a magnetic material dispersed resin can be used as the carrier. In this case, the above magnetic material can be used as the magnetic material, and examples of the binder resin include vinyl resins, polyester resins, epoxy resins, phenol resins, urea resins, polyurethane resins, polyimide resins, cellulose resins, and polyethers. Resins or mixtures thereof can be mentioned.
[0029]
The particle diameter of the carrier is generally 20 to 200 [mu] m, particularly preferably 30 to 150 [mu] m, expressed in terms of particle diameter by electron microscopy. Further, the apparent density of the carrier is preferably in the range of 2.4 to 3.0 g / cm ³ , although it varies depending on the composition of the magnetic material, the surface structure and the like when the magnetic material is mainly used.
[0030]
The toner concentration in the two-component developer composed of the toner and the carrier is 1 to 20% by weight, preferably 3 to 15% by weight. When the toner density is less than 1% by weight, the image density becomes too low, and when the toner density exceeds 20% by weight, toner scattering occurs in the developing device, and the toner adheres to the background portion of the machine and the paper. This is because there is a risk of malfunction.
[0031]
In the image forming apparatus of FIG. 1, when the photosensitive drum 51 further rotates and the toner image comes to a position facing the transfer roller 55, a sheet is placed between the photosensitive drum 51 and the transfer roller 55 accordingly. P is transported. At this time, the toner image on the photosensitive drum 51 is transferred onto the paper P by applying a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner to the transfer roller 55. The transfer current in the case of two-component development is usually less than 50 μA, but the present invention has an excellent effect in the case of one-component development in which the transfer current is required to be 50 μA or more and the toner charge amount is low. This is because the higher the transfer current, the easier the titanium oxide adhering to the surface of the photosensitive drum 51 moves onto the paper P. For control purposes, the upper limit of the transfer current is 150 μA.
[0032]
Residual toner that has not been transferred onto the photosensitive drum 51 is removed from the photosensitive drum 51 by the cleaning device 56. On the other hand, the paper P on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 6 described above, and the toner image is heated and pressurized and fixed on the paper P as described later. The paper P on which the toner image is fixed is discharged to the

paper discharge trays

7a and 7b through the paper discharge path.
[0033]
In the image forming apparatus of FIG. 1, a drum-shaped photosensitive member is used, but the photosensitive member is not limited to this, and may be of a sheet shape, a belt shape, a web shape, or the like. There is no limitation on the material of the photoreceptor that can be used in the present invention, and conventionally known materials can be used. Examples thereof include photoreceptors such as amorphous silicon photoreceptors, organic photoreceptors, Se photoreceptors, ZnO photoreceptors, and CdS photoreceptors. Among these, the effect of the present invention is particularly effective when using an amorphous silicon photoconductor that is liable to cause image flow. From the viewpoint of durability, an amorphous silicon photoreceptor is preferable. In addition, from the viewpoint of increasing the sensitivity of the photoreceptor, it is recommended that the layer thickness of the photosensitive layer of the amorphous silicon photoreceptor is 20 μm or less.
[0034]
Next, the fixing device will be described. FIG. 2 is a side sectional view showing an example of the fixing device of the present invention. The fixing device 6 includes a fixing roller 61 and a pressure roller 62 that are in pressure contact with each other. The fixing roller 61 includes a fixing roller main body 61a and a fluororesin layer 61b formed on the outer periphery thereof. A heater H (heating element) is inserted through the shaft core of the fixing roller 61 in the axial direction of the fixing roller 61, and the heater H is controlled so as to maintain the fixing roller surface temperature at a predetermined temperature. On the other hand, the pressure roller has a metal core 62a, an elastic layer 62b formed on the outer periphery thereof, and a releasable layer 62c formed on the outer periphery thereof. The sheet P is nipped and conveyed between the fixing roller 61 and the pressure roller 62. At this time, the sheet P is unfixed on the sheet P by receiving heat from the fixing roller 61 and pressure from the fixing roller 61 and the pressure roller 62. The toner is melted and fixed on the paper P.
[0035]
What is important here is that the average square roughness of the surface of the fixing roller 61, that is, the fluororesin layer 61b in the fixing device of FIG. When the mean square roughness is larger than 1.5 μm, the abrasive is captured by the convex and concave portions formed on the surface of the fluororesin layer 61b, and talc present on the paper P is transferred to the surface of the fixing roller through the titanium oxide. It is because it adheres. A more preferable range of the mean square roughness is 1.0 μm or less.
[0036]
Here, a metal material such as aluminum, iron, copper, nickel, and stainless steel can be used as the fixing roller main body 61a. The thickness of the fixing roller main body 61a is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 mm to 3 mm. On the other hand, as the fluororesin used for the fluororesin layer 61b, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl copolymer (PFA), PVF (polyvinyl fluoride), ECTFE (ethylene-chlorotrifluoro). Ethylene copolymer), polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, and the like. The layer thickness of the fluororesin layer 61b is preferably in the range of 10 to 100 μm.
[0037]
In order to set the root mean square roughness of the fluororesin layer 61b within the above range, for example, it is recommended that the fluororesin layer 61b be formed on the surface of the fixing roller body 61a and then smoothed. Specifically, as the smoothing process, after the fluororesin layer 61b is formed on the surface of the fixing roller body 61a, the surface of the fluororesin layer 61b is crushed by applying a pressure of about 1 to 20 kg with a mirrored metal roller. Then, the surface is smoothed into a mirror surface. And it heat-fires for 10 to 60 minutes at the temperature of 360-400 degreeC after that.
[0038]
In the fixing device of FIG. 2, a fixing roller 61 having a fluororesin layer 61b formed on the outer periphery of the fixing roller main body 61a is used. However, the present invention is not limited to this. For example, instead of the fluororesin layer, a layer made of another release material may be formed, or it is a matter of course that only the fixing roller main body is provided without providing the release layer. In the case where the fixing roller is composed only of the fixing roller main body, for example, a polishing process may be used to make the root mean square roughness within the above range.
[0039]
On the other hand, the pressure roller 62 used in the present invention is preferably one in which an elastic layer 62b is provided on the surface of a core metal 62a, and the thickness of the elastic layer 62b is preferably in the range of 2 to 15 mm. The elastic layer 62b is preferably an elastic rubber having an Asuka C hardness of 5 to 90 degrees. When the release layer 62c is provided on the surface of the elastic layer 62b, a fluororesin such as PVF or ECTFE can be used in addition to PTFE. The thickness of the releasable layer 62c is preferably in the range of 20 to 100 μm.
[0040]
As the heating element incorporated in the fixing roller 61, a conventionally known heating element can be used. Among them, a halogen heater is preferable since instantaneous warming can be obtained.
[0041]
【Example】
(Production of toner)
Henschel 100 parts by weight of binder resin, 80 parts by weight of magnetic powder, 5 parts by weight of charge control agent (“BONTRON N-01” manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), 3 parts by weight of wax (“Yumex 100TS” manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) After mixing for 5 minutes with a mixer (blade speed of 2500 rpm), obtained by melt-kneading with a twin screw extruder ("PCM30" manufactured by Ikegai Co., Ltd.) at an input rate of 120 kg / h, a cylinder temperature of 120 ° C, and a shaft rotation speed of 200 rpm. The toner resin composition was finely pulverized with an airflow pulverizer (“IDS-2” manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) and classified with an air classifier to obtain an average particle size of 8 μm and a residual magnetization of 3.60 Am ² / kg toner particles were obtained. To 100 parts by weight of the toner particles, 1.0 part by weight of titanium oxide having a primary average particle size of 0.15 μm was mixed and added with a Henschel mixer to obtain a one-component positively charged magnetic toner.
[0042]
(Fixing roller production)
After forming a PFA layer with a layer thickness of 25 μm on the aluminum fixing roller body with a thickness of 1 mm, a mirror-finished metal roller is pressed against the PFA layer with a pressure of about 1 to 20 kg. A book fixing roller was prepared. Table 1 shows the mean square roughness of the PFA layer of each fixing roller.
[0043]
(Print life test)
Using the produced toner, a printing durability test of 500,000 sheets was performed at room temperature and humidity with “KM-3530” manufactured by Kyocera Mita Co., Ltd. having the configuration shown in FIG. 1 to examine the occurrence of offset. The results are shown in Table 1. Note that an amorphous silicon photoconductor is used as the photoconductor drum, and the peripheral speed of the photoconductor drum is 178 m / sec. Using the superposed ones, the surface potential of the latent image on the photosensitive drum was set to a bright portion of 10 V and a dark portion of 240 V, and the gap between the developing sleeve and the photosensitive drum was set to 320 μm to perform jumping development. The transfer current of the transfer roller was −100 μA. In the pressure roller, an elastic layer having an Asuka C hardness of 55 degrees made of silicon rubber having a thickness of 5 mm was formed on the outer periphery of an iron core bar having an outer diameter of 20 mm, and a PFA layer having a layer thickness of 50 μm was further formed on the surface. A thing was used.
[0044]
[Table 1]

[0045]
In the image forming apparatuses of Example 1 and Example 2 using the fixing roller having a mean square roughness within the specified range of the present invention, no offset occurred during the printing durability test of 500,000 sheets. In contrast, in the image forming apparatus of Comparative Example 1 using the fixing roller having a mean square roughness of 3.58 μm, an offset occurred at the time when only 10,000 sheets were printed. Further, in the image forming apparatus of Comparative Example 2 using a fixing roller having a mean square roughness of 2.14 μm, an offset was generated when 100,000 sheets were printed.
[0046]
【The invention's effect】
In the image forming apparatus of the present invention, since the toner to which the abrasive is externally added is used, the deposits, discharge products or adhering moisture on the surface of the photoreceptor are polished and removed in the initial stage, and the filming phenomenon generated on the surface of the photoreceptor The image flow phenomenon is effectively prevented. In addition, as a fixing means, a fixing roller incorporating a heating element and a pressure roller pressed against the fixing roller are provided, and the mean square roughness of the fixing roller surface by a three-dimensional surface shape roughness meter is 1.5 μm. Since the following toner is used, offset caused by the abrasive in the fixing device can be effectively prevented even when a toner externally added with a large amount of abrasive is used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged side sectional view of the fixing device of FIG.
[Explanation of symbols]
H heater (heating element)
P paper (transferred member)
5 Image forming unit 6 Fixing device (fixing means)
51 Photosensitive drum (photosensitive member)
52 Charging Device 53 Optical Scanning Unit 54 Developing Device (Developing Means)
55 Transfer roller (transfer means)
61 Fixing roller 62 Pressure roller

Claims

A developing unit that supplies toner to the electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor for development, a transfer unit that transfers the toner image on the surface of the photoconductor developed by the developing unit to a transfer member, and the transferred image In an image forming apparatus having a fixing unit that melts and fixes a toner image on a transfer member,
The toner is externally added with an abrasive that polishes the surface of the photoreceptor.
The fixing unit includes a fixing roller having a built-in heating element and a pressure roller in pressure contact with the fixing roller, and a root mean square roughness (Rq) of the fixing roller surface by a three-dimensional surface shape roughness meter is 1. An image forming apparatus having a thickness of 5 μm or less.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing roller has a fluororesin layer formed on a surface of a fixing roller body.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photoconductor is an amorphous silicon photoconductor.

The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the abrasive is titanium oxide, and the amount of external addition is in the range of 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner.

2. The transfer means applies a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of toner from the back surface of the transfer member as viewed from the photoreceptor, and the applied current is in the range of 50 to 150 μA in absolute value. The image forming apparatus according to any one of?