JPH04353886A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は普通紙複写機やレーザプ
リンタ及び普通紙ファクシミリ等に用いられる画像形成
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やレーザビームプリンタ等
において画像を形成する場合、一般にカールソン方式が
用いられている（米国特許明細書２，２２１，７７６　
、　２，２９７，６９１及び２，３５７，８０９　号、
”Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ：ｐ２２−ｐ
４１，Ｒ．Ｍ．Ｓｈａｆｆｅｒｔ　１９６５，Ｔｈｅ　
Ｆｏｃａｌ　Ｐｒｅｓｓ　）。図２に従来の画像形成方
法の概念図を示すが、従来の方法においては光学的手段
によって感光体上に形成された静電潜像は先ず現像工程
で現像された後、転写工程で記録紙等の記録媒体に転写
され、次いで定着工程で一般に熱と圧力で定着され画像
が形成される。そして、上記感光体は繰り返し使用する
為、その回転に伴って転写後の残存トナーを清掃するク
リーニング装置が設置されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像形成方法においては、静電潜像を形成してから記録
媒体に定着させる迄の工程が長く装置が煩雑になるばか
りでなく大型になり、また転写工程でのトナーの転写効
率が悪いため残存トナーの清掃により回収した回収トナ
ーの廃棄の手間や、装置内外へのトナーの飛散による汚
染等の問題があった。

【０００４】そこで、転写と定着を同時に行う方法が提
供されている（米国特許明細書４，４４８，８７２）。 この方法においては、誘電体ドラム上に現像されたトナ
ー像を記録媒体に圧力により転写と定着を同時に行うよ
うになっているため、確かに装置の簡素化を図ることは
できるが、定着時に圧力のみしかかけられないため定着
性が悪く、転写効率が改善されないという問題が残され
ている。トナーの定着は一般にトナーの溶融温度が高い
ため高温下で行うことが必要であり、そのため熱効率の
良い装置が必要となる。定着工程は通常単独で存在し、
２００℃前後の高い温度で定着を行っているのが実情で
ある。そのために定着器周辺には高価な耐熱性樹脂、耐
熱性ゴム等を使用した耐熱性部材が必要とされている。 また、このように定着を高温下で行うと紙のカール、ジ
ャムり等のトラブルが発生し易く不具合が発生するので
、装置的にも放熱を考慮し、最適放熱装置が必要とされ
ているのが実情である。

【０００５】一方、このような課題を解決する方法とし
て、感光体ドラム上に一部が密接して移動する転写フィ
ルム上にトナーを付着させてトナー像を形成させ、感光
体ドラムと離れたところで転写フィルムと記録紙が加圧
ロールと発熱ロールにより挟持されることにより転写・
定着工程を同時に行う画像形成方法が提案されている（
特開平２−１９７８８４号公報）。しかしながら、この
方法によると転写フィルムを取り入れた分だけ複雑にな
り更に大型化する。更に転写フィルムを通す事により露
光量の低下、感光体ドラム上に形成された静電潜像に対
応した電気力線が弱まりトナー吸引力が低下し現像時の
解像度を悪化させてしまうという問題点が指摘される。 従って、これらの観点からも新しい画像形成のシステム
とそれに適応したトナーの開発が期待されているが、未
だ満足できるものは得られていないのが実情である。

【０００６】本発明の目的は、前記の種々の課題を解決
する即ち、転写効率が良く廃棄トナーが出ず、また画像
形成装置の小型化を図ることができる新規な画像形成方
法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成方法は
、前記の課題を解決するために、感光体を帯電させる帯
電工程と、前記感光体を露光する露光工程と、前記感光
体上にトナーを付着させてトナー像を形成する現像工程
と、形成されたトナー像を記録紙等の記録媒体に転写す
る転写工程、および転写されたトナー像を記録媒体に定
着する定着工程とからなる画像形成方法において、前記
トナーがカプセルトナーであり、予熱した記録媒体を用
いて転写工程と定着工程を感光体面上で同時に行うこと
からなる。また、記録媒体への予熱温度が、５０℃以上
１６０℃以下で行われることからなる。

【０００８】

【作用】本発明によれば、現像工程において感光体面上
に形成されたトナー像が、予熱により表面が加熱されて
いる記録媒体に同時に転写・定着されるため、転写・定
着工程が大幅に簡略化される。また低温定着されるため
放熱装置が大幅に簡略化、小型化されることになる。ま
た独立した転写工程が不要な為、記録紙等の記録媒体の
抵抗調整も不要となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の画像形成方法の
概念図である。１は導電性支持体上に感光層を設けたア
モルファスシリコン又は有機感光体等の感光体ドラムで
ある。感光体にはセレン系、シリコン系、有機系等が実
用化されており、何れを使用しても差し支えないが、後
述の如く感光体は予熱された記録媒体からかなりの熱を
受けるためシリコン感光体もしくは耐熱性を考慮した有
機感光体が好ましい。また、感光体面上で転写・定着が
行われるため感光体が堅牢性と耐摩耗性も兼ね備えてい
るものを用いるのが好ましい。

【００１０】７は帯電装置であり、感光体に対向して設
けられている。帯電手段としては特に制限されるもので
はなく、例えばコロナ帯電器やブラシ帯電器等を利用す
ることが出来る。

【００１１】２は露光装置であり、感光体１に対向して
設置され、感光体面上に静電潜像を形成する装置である
。露光装置２としてはレーザ、ＬＥＤ又はＥＬアレイ等
の光源を作像光学系と組み合わせて使用される。もしく
は一般に複写機に使用されている原稿の反射光を投影す
る光学系等の装置を用いる事が出来る。

【００１２】３は現像器であり、感光体１に対向して設
置され感光体面上に形成した静電潜像をトナーで可視化
せしめる為の現像装置である。現像装置としては通常使
用されている２成分磁気ブラシ現像器、１成分磁気ブラ
シ現像器、１成分非磁性現像器等いずれの現像器も使用
する事が出来る。

【００１３】トナーは絶縁性カプセルトナーのみならず
、転写工程が帯電を用いないことから、導電性カプセル
トナーも使用する事が出来る。本発明で用いるカプセル
トナーはその原料、製造方法により多種存在するが、熱
特性が所定の要求される範囲に入っているものであれば
特にその製造工程、材料は限定されるものではない。 即ち、トナーが５０℃〜１６０℃の範囲で予熱された記
録媒体上で溶融し、圧力ローラからの圧力により定着で
きるような熱特性を有するものが選ばれる。

【００１４】カプセルトナーの製造方法としては主とし
て次のようなものが挙げられる。 （１）スプレ−ドライ法（噴霧乾燥法）芯物質をポリマ
−非水溶液またはポリマ−エマルジョン中に分散させた
後この分散液を噴霧乾燥する。 （２）相分離法（コアセルベ−ション法）イオン性ポリ
マ−コロイドの混合水溶液中から芯物質の周囲に相分離
をおこさせ、単純エマルジョンから複合エマルジョンを
経てマイクロカプセルを作る相分離法。 （３）界面重合法 芯物質溶液または分散液をＷ／ＯまたはＯ／Ｗ型乳化系
に分散し、同時に界面にモノマ−（Ａ）を集める。次の
工程で界面にてモノマ−（Ｂ）とモノマー（Ａ）が反応
する。 （４）その他、ｉｎ　　ｓｉｔｕ重合法、液中硬化被覆
法、気中懸濁被覆法、静電合体法、真空蒸着被覆法等が
挙げられる。

【００１５】本発明で用いるカプセルトナーは、なかで
もスプレードライ法または界面重合法により得られるも
のが特に好ましい。スプレードライ法は芯材と殻材の機
能分離が容易であり殻材の選択範囲が広く、又界面重合
法は芯材と殻材の機能分離が容易であるばかりでなく、
水系で均一なトナーが製造でき、且つ芯材に低軟化点の
物質を使用できる為、トナーの定着性の面で好ましいト
ナーである。

【００１６】殻材としてはスチレン系樹脂（特開昭４８
ー８０４０７号公報）、ポリアミド系樹脂（特開昭５８
ー６６９４８号公報）、エポキシ系樹脂（特開昭５９ー
１４８０６６号公報）、ポリウレタン系樹脂（特開昭５
７ー１７９８６０号公報）、ポリウレア系樹脂（特開昭
６２ー１５０２６２号公報）等多数のものが考案されて
いる。また、芯材に含有される熱圧力定着性物質として
は、ガラス転移点（Ｔｇ）が１０℃以上５０℃以下のポ
リエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステルポリア
ミド樹脂、ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。

【００１７】芯材の熱特性に対して、殻材の構造及び熱
特性がトナー全体の定着性に著しく関与するが、前記の
殻材に使用できる樹脂群のうち特定のポリウレタンは熱
解離性であり、貯蔵安定性、低温定着性の両面を兼ね備
えていることから、本発明の画像形成方法においては非
常に好ましい材料である。このような殻材の主成分とし
ては、例えばイソシアネート化合物及び／又はイソチオ
シアネート化合物とフェノール性ヒドロキシル基及び／
又はチオール基等を有する化合物との反応により得られ
る樹脂が好ましく用いられる（特願平３−１４２３１号
）。

【００１８】４は加熱用ヒータ、５ａは圧力ローラであ
り、加熱用ヒータ４は予熱した記録媒体６を圧力ローラ
に送紙できるように上記感光体１と圧力ローラ５ａの接
触する手前に設けられる。加熱用ヒータ４はトナーを定
着させるために、記録紙等の記録媒体６のトナーと接触
する面を予め加熱する装置であり、記録媒体面を高々１
６０℃迄熱する事が出来る装置であれば方式を問わない
。例えば、加熱用ヒータ４の発熱体としては、ホットプ
レート、石英ヒータランプ、フラッシュ、発熱ベルト、
発熱素子等の熱源を使用する事が出来る。圧力ローラ５
ａは予熱された記録媒体６を感光体面上に圧接させるた
めの手段であり、通常の定着装置では高温で定着せしめ
るため、耐熱性シリコーンゴムなどを使用することが必
要であるが、本発明では予熱された記録媒体の背面と接
し、直接予熱された熱が伝わらないため特に高い耐熱性
は要求されない。従って、高々１５０℃以上の耐熱性を
有する弾性体であれば、その材料は特に制限されるもの
ではなく、通常の安価な弾性材料を使用することができ
る。また、耐用寿命も長くなる。尚、本発明においては
圧力ローラの代わりに同様の手段としてベルトを用いて
もよい。

【００１９】転写・定着工程後、感光体上に残存する微
量なトナーを除去する為のクリーニングウェブ等のクリ
ーニング装置８が感光体１に対向して設置されている。 感光体１及び圧力ローラ５ａは図示していない所定の駆
動手段により図１に示す方向に一定の周速で回転する。 一方、記録媒体である記録紙６は図１に示す如く搬送さ
れ、圧力ローラ５ａを通過した後、排紙手段により装置
外へ排出される。

【００２０】次に、前記構成からなる本発明の画像形成
方法の各工程について説明する。図３は帯電工程、図４
は露光工程、図５は現像工程、図６は転写・定着工程を
示す。帯電工程においては図３に示すように例えばコロ
ナ帯電器７により所定の電荷が感光体面上に均一に与え
られる。ここでは、正電荷に感度のある感光体を例とし
、導電性支持体１ｂ面上に感光層１ａが被覆され感光体
１を形成している。この感光層１ａにコロナ帯電器７に
より高電圧が印加され、感光層１ａの表面上にプラスの
極性の帯電が行われる。

【００２１】露光工程においては、図４に示すように該
感光体面に露光装置２から出た光が照射され、露光され
た部分のみ電荷がリークし感光層１ａに静電潜像が形成
される。

【００２２】現像工程においては、図５に示すように現
像器内で摩擦帯電されたトナーが回転スリーブ３ａを通
して運ばれ、感光体面上の電荷に応じて感光体面上に付
着し現像する。現像工程には電荷のある所にその電荷と
逆の極性のトナーがクーロン力で付着する正規現像と光
が照射され電荷が消された場所に付着せしめる反転現像
がある。本発明の現像工程ではその何れにも使用できる
が、図５では正規現像の例を図示した。

【００２３】転写・定着工程においては、図６に示すよ
うに感光体面上に付着したトナーによって現像されたト
ナー像が搬送され、該トナー像の始端に同期するように
同時に加熱用ヒーター４によって加熱された記録紙等の
記録媒体６が圧力ローラ５ａによって記録媒体の背面か
ら圧力を受ける事により感光体面上に圧接され、記録媒
体６にトナーが転写されると同時に記録媒体面上にトナ
ー像が定着される。加熱用ヒーター４によって記録媒体
の面上に与える熱は高すぎると記録紙がカールし、低す
ぎるとトナーの定着が不十分になり記録の保存が出来に
くくなる為、記録媒体面の温度は通常５０℃〜１６０℃
であり、好ましくは５０℃〜１２０℃である。

【００２４】本発明においては、トナーはその殆ど全て
が記録媒体に転写されるため回収トナーの装置は必要で
はない。尚、記録媒体６へ転写後わずかのトナーが感光
体一面上に残留する事があるが、これは感光体に対向し
て設けられたクリーニングウェブなどの感光体への圧接
により擦消する事ができ、感光体は繰り返し使用する事
ができる。一方、感光体１は転写、定着工程が終了する
と、感光体１に対向して配設されている除電ランプ９に
よって感光体上の残存の電荷が中和され、再び帯電工程
に戻り再使用される。尚、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の原理に基づいて各装置の種
類、工程等の仕様変更は可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明の画像形成方法によると、（１）
定着性の良いトナーを使用し記録媒体の予熱のみで低温
で定着する為、圧力ローラのみで定着が行え、装置が非
常にコンパクトになる。 （２）加熱温度が低く、且つ圧力ローラに直接記録媒体
表面の熱があたらない事から圧力ローラに耐熱性が要求
されない。従って、圧力ローラの材質として安価な弾性
体が使用でき、かつ圧力ローラの寿命が長くなる。 （３）定着工程で殆どのトナーが記録媒体に転写される
為、トナーのロスが少なく、廃トナーが出ない。従って
、廃トナーボックス、クリーニング工程が簡略される。 これにより低価格化と小型化を達成できる。 （４）低温定着のトナーを使用する為、定着用装置内の
発熱体の温度を低く設定でき、機内の温度上昇が小さく
、機内の強制放熱装置を小型化出来る。 （５）予熱工程で記録媒体表面を加熱するため、厚紙対
応が可能となる。 （６）静電プロセスを経ないで直接定着するため、導電
性トナーも利用出来、低電圧の印荷により現像できる静
電誘起型現像が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成方法の概念図を示す。

【図２】従来の画像形成方法の概念図を示す。

【図３】本発明の画像形成方法における帯電工程を示す
概念図である。

【図４】本発明の画像形成方法における露光工程を示す
概念図である。

【図５】本発明の画像形成方法における現像工程を示す
概念図である。

【図６】本発明の画像形成方法における転写・定着工程
を示す概念図である。

【符号の説明】

１　　感光体 １ａ　　感光層 １ｂ　　導電性支持体 ２　　露光装置 ３　　現像器 ３ａ　　回転スリーブ ４　　加熱用ヒータ ５ａ　　圧力ローラ ５ｂ　　転写装置 ６　　記録媒体（記録紙など） ７　　帯電装置 ８　　クリーニング装置 ８ａ　　回収トナーボックス ９　　除電装置 １０　　トナー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ａ　　感光体を帯電させる帯電工程と、Ｂ
   　　前記感光体を露光する露光工程と、Ｃ　　前記感光
   体上にトナーを付着させてトナー像を形成する現像工程
   と、Ｄ　　形成されたトナー像を記録紙等の記録媒体に
   転写する転写工程、およびＥ　　転写されたトナー像を
   記録媒体に定着する定着工程とからなる画像形成方法に
   おいて、前記トナーがカプセルトナーであり、予熱した
   記録媒体を用いて転写工程と定着工程を感光体面上で同
   時に行うことを特徴とする画像形成方法。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の記録媒体への予熱温度
   が、５０℃以上１６０℃以下である請求項１記載の画像
   形成方法。