JPH06295091A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】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、前記感光体上に形成された静電潜
像にトナーを付着させてトナー像を形成させる現像工程
と、形成されたトナー像を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、該トナーが界面重
合型カプセルトナーであり、定着工程を４０℃以上、１
２０℃以下の温度で行う画像形成方法に関する。 【効果】定着温度を非常に低く設定できる為、強制放熱
の必要性が小さい。従って、放熱装置が非常に小型化さ
れ騒音が大幅に低減される。又、定着温度が非常に低い
為、紙のカール、ジャムり等のトラブルが発生しにくく
なる。さらに、クイック印字ができる。

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 、 2,297,6
91及び2,357,809 号、"Electrophotography:p22-p41,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の中で定着装置の発熱体の温
度が非常に高温であり、且つ大きな圧力を必要とした。
一方、感光体および現像装置は室温に保持される必要が
ある為、定着部と感光体および現像装置とはかなりの距
離を置く必要があり、そのため装置が大型化する原因と
なっていた。さらに発生する熱を強制的に系外に排除す
る事が必要であったが、強制放熱装置により発生する音
はオフィス等では無視できない騒音である。

【０００４】また、定着工程は単独で存在し２００℃前
後の高い温度である為、定着器周辺には高価な耐熱性樹
脂、耐熱性ゴム等の耐熱性部材が必要であった。一方、
高温で定着すると紙のカール、ジャムり等のトラブルが
発生し易く、紙の厚みによっては紙が熱を吸収する為、
定着不良を起こす事も指摘されている。また、定着温度
が高いと、設定温度になるまでに時間がかかりクイック
印字ができない為、ファクシミリの様なクイック印字が
要求される装置には不向きであった。これらの観点から
新しい画像形成方法とそれに適応したトナーの開発が要
望されている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは前
記課題を解決するために、低温溶融性のトナー殻材につ
いて検討した。その結果、界面重合法にて製造した界面
重合型カプセルトナーが１２０℃未満で溶融することを
見出し、さらにこのカプセルトナーを利用した画像形成
方法について検討し、本発明に至った。

【０００６】即ち、本発明の画像形成方法は、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、前記感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着
させてトナー像を形成させる現像工程と、形成されたト
ナー像を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、該トナーが界面重合型カプセルトナ
ーであり、定着工程を４０℃以上、１２０℃以下の温度
で行うことを特徴とする画像形成方法である。また、定
着工程における線圧は４ｋｇ／ｃｍ未満とすることが可
能である。また、定着装置の熱源は無端型フィルムを介
した発熱体またはヒートローラが用いられる。更に、定
着装置にハニカム型の放冷器を用いて放熱することによ
りなされる。

【０００７】

【作用】本発明によれば、界面重合型カプセルトナーを
用い定着温度を非常に低く設定できる為、強制放熱の必
要性が小さい。従って、放熱装置が非常に小型化され騒
音が大幅に低減される。又、定着温度が非常に低い為、
紙のカール、ジャムり等のトラブルが発生しにくくな
る。又、定着温度が低い為、設定温度になるまでに時間
がかからずクイック印字ができる。

【０００８】

【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。

【０００９】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、有機系等の実用
化された感光体が例示され、何れを使用しても差し支え
ない。

【００１０】７は帯電装置であり、感光体１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、ブラシ帯電器又はロー
ラ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】本発明で用いるトナーは界面重合型カプセ
ルトナーであり、これは界面重合法により製造されたカ
プセルトナーである。界面重合法とは、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、次の工程で界面にてモ
ノマ−（Ｂ）とモノマー（Ａ）を反応させる方法であ
る。界面重合法で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等、トナーの定着性の
面で好ましい性質を有するトナーを得ることができる。

【００１４】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。

【００１５】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）。

【００１６】感光体上に形成された静電潜像に付着した
トナーは転写装置５ｂにて記録媒体６に転写される。転
写方法としては記録媒体の裏側にコロナイオンを与える
コロナ転写法、記録媒体の裏面に電圧を印加した導電性
ローラを押し当て、電圧により転写電解を形成するロー
ラ転写法、さらに記録媒体の搬送を兼ねた誘電ベルト転
写法等があるが、何れも本発明の方法に適用される。

【００１７】転写工程後、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などのクリーニ
ング装置８が感光体１に対向して設置されている。定着
部には４の加熱用ヒータ、１２の定着ローラおよび１１
の無端型フィルムを備えている。あるいは１４のヒート
ローラと定着ローラ５を備えている。

【００１８】無端型フィルムを用いる場合には、加熱用
ヒータ４はトナーを定着させる為に無端型フィルムを介
して記録媒体の表面を予め加熱することができるように
配置され、フィルム面を高々１２０℃迄熱する事が出来
る装置で有ればその方式を問わない。また、無端型フィ
ルムそのものが通電によって発熱する形式のものであっ
ても良く、その場合は加熱用ヒータは不要である。加熱
用ヒータの発熱体としては、例えば、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。

【００１９】無端型フィルムはフッ素樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂といった耐熱
性フィルムに限らず、加熱温度を低く設定できるため、
ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、セロ
ファン等も使用できる。無端型フィルムは支持ローラ１
６により張架されている。

【００２０】定着ローラ１２は転写されたトナー画像を
有する記録媒体を無端型フィルム面上に圧接させて定着
するための手段である。通常の定着装置では高温で定着
せしめるため、定着ローラに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、本発明では定着ローラ
は記録媒体の背面と接し、直接に熱が伝わらないため特
に耐熱性は要求されない。従って、１２０℃以上の軟化
点を持つ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、線圧も４Ｋｇ／ｃｍ未満と小さくてすむため
耐用寿命も長くなる。

【００２１】定着にヒートローラを用いる場合、ヒート
ローラ部には従来はフッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ
アミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の耐熱性フィルム
が使用されているが、本発明においては定着温度が低い
ため、従来の耐熱性フィルムを使用する場合その使用寿
命は長くなり、又ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹
脂、ポリエチレン樹脂等のフィルムやセロファン等も使
用できる。定着ローラ１２は前記の無端型フィルムを用
いる場合と同様である。

【００２２】記録媒体である記録紙６は例えば図７に示
す如く、搬送ベルト１５により無端型フィルム１１面に
沿って搬送され、転写されたトナー像を有する記録媒体
の表面に加熱用ヒータ４からの熱を無端型フィルムを介
して受けながら通過し、定着ローラ１２および無端型フ
ィルム１１間でトナー画像が定着され、次いで排紙手段
により装置外へ排出される。あるいは、図８に示す如
く、搬送ベルト１５により搬送されヒートローラ１４と
定着ローラ１２の間で定着され、排紙される。

【００２３】１３は放熱器であり、従来から使用されて
いる電動ファン等の強制放熱装置に代えて本発明の方法
においてはハニカム型のものを用いることができる。断
面の形状は正方形、長方形、平行四辺形、正六角形等、
特に限定されない。放熱器１３は定着部で発生する熱を
放出するためのものであり、放熱しやすくする為に気流
がほぼ垂直方向下方から上方方向へ流れる様に設置す
る。又、材料はアルミニウム板、ステンレス板等の金属
板、またはアクリル板、ベークライト板等のプラスティ
ック板でも良い。本発明においては、定着温度が低いた
め、前記のようなハニカム型放熱器を備えることで充分
な放熱を行うことができる。

【００２４】感光体１、無端型フィルム１１、ヒートロ
ーラ１４および定着ローラ１２は、図示されていない所
定の駆動手段により、各図において示す方向に一定の周
速で回転する。

【００２５】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は転写工程、図７及
び図８は定着工程を示す。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１
ａ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により均一な電荷が印加され、感光層
１ａの表面上にプラスの極性の帯電が行われる。

【００２６】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。

【００２７】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有る所にその電荷と
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
が有る。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。

【００２８】転写工程においては、図６に示すように感
光体面上のトナー画像は転写コロトロン、転写ローラ等
により、記録紙等の記録媒体６の背面から電荷を受け記
録媒体６に転写される。感光体面上に一部未転写のトナ
ーが残るが、図１に記載されている如く感光体に対向し
て設けられたクリーニングウエブなどのクリーニング装
置８により除去される。

【００２９】定着工程においては、図７で示すような無
端型フィルムを用いる場合、記録媒体６の表面に転写さ
れたトナー画像は加熱用ヒータ４によって透明な無端型
フィルム１１を介して非接触で予め加熱された後、定着
ローラ１２と無端型フィルム１１間を通過して圧力を受
ける事により、より強力に記録媒体６に定着される。ま
た、図８で示すようにヒートローラを用いる場合、ヒー
トローラ１４と定着ローラ１２の間を通過することによ
り、前記と同様に圧力を受けることにより記録媒体６に
定着される。

【００３０】無端型フィルムを用いる場合も、ヒートロ
ーラを用いる場合も記録紙等の記録媒体に転写されたト
ナーを溶融させるために、本発明においては、通常４０
〜１２０℃の温度範囲で加熱される。４０℃よりも低い
とトナーの溶融が充分でなくなるので好ましくない。ま
た、１２０℃を超えると定着温度が高くなり、前記のよ
うな従来法での問題点が生じてくる。また、定着時の線
圧は、一般に定着温度が低い程、高くする必要があり、
従来法では通常４ｋｇ／ｃｍ以上の線圧が必要とされて
いる。しかし、本発明によれば定着温度が高々１２０℃
であるにも拘らず、線圧は４ｋｇ／ｃｍ未満、多くは２
ｋｇ／ｃｍ未満で充分な定着強度が得られる。また、記
録媒体の面上に与える熱は一般に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が、本発明においては前記のよう
に４０℃〜１２０℃で定着出来るため、そのような問題
は発生しにくい。

【００３１】一方、感光体１は現像、転写工程が終了す
ると、除電ランプなどの除電装置９によって残存の電荷
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。

【００３２】

【発明の効果】本発明の画像形成方法によると、 (1) １２０℃以下の定着温度で定着を行う為、定着装置
が簡素になり小型化・低価格化が可能となる。 (2) １２０℃以下の定着温度で定着を行う為、定着装置
及びその周辺には耐熱仕様の部材が不要となり安価な材
料が使用でき、低価格な印字装置となる。 (3) １２０℃以下の定着温度で定着を行い、線圧も低く
出来る為、紙のカールが発生し難く, 紙つまりも発生し
難くなり省メンテナンスとなる。 (4) １２０℃以下の定着温度と低線圧で定着を行う為、
定着装置及びその周辺の部材の寿命が長くなり省メンテ
ナンスとなる。 (5) 低温定着のトナーを使用する為、定着用装置内の発
熱体の温度が低く設定でき、温度上昇が小さい。従っ
て、機内に電動ファン等の強制放熱装置が小さくなるか
又は本発明におけるハニカム型の放冷器で放熱すること
で足りるため騒音の問題が解消する。 (6)定着装置の昇温に必要な待ち時間が短く出来るた
め、クイック印字が出来る。

【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工程を示す
概念図である。

【図７】本発明の画像形成方法における定着工程におい
て、熱源として無端型フィルムを介した加熱用ヒータを
使用した場合を示す概念図である。

【図８】本発明の画像形成方法における定着工程におい
て、熱源としてヒートローラを使用した場合を示す概念
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−タ ５ｂ 転写装置 ６ 記録媒体（記録紙） 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 １１ 無端型フィルム １２ 定着ローラ １３ 放熱器 １４ ヒートローラ １５ 搬送ベルト １６ 支持ローラ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年６月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】 殻材としてはスチレン系樹脂（特開昭５
８−２０５１６２号公報）、ポリアミド系樹脂（特開昭
５８−６６９４８号公報）、エポキシ系樹脂（特開昭５
９−１４８０６６号公報）、ポリウレタン系樹脂（特開
昭５７−１７９８６０号公報）、ポリウレア系樹脂（特
開昭６２−１５０２６２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。

Claims (4)

【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 前記感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着
   させてトナー像を形成させる現像工程と、 Ｄ 形成されたトナー像を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、該トナーが界面重合
   型カプセルトナーであり、定着工程を４０℃以上、１２
   ０℃以下の温度で行うことを特徴とする画像形成方法。
2. 【請求項２】 定着工程における線圧が４ｋｇ／ｃｍ未
   満である請求項１記載の画像形成方法。
3. 【請求項３】 定着装置の熱源が無端型フィルムを介し
   た発熱体であるか、またはヒートローラである請求項１
   または２記載の画像形成方法。
4. 【請求項４】 ハニカム型の放冷器を用いて放熱するこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。