JPH08272236A

JPH08272236A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08272236A
Application number: JP7072579A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Yamamoto; 光雄山本; Masaru Mitsumizo; 賢三溝; Kaoru Yoshida; 薫吉田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】定着時にマイクロカプセルトナーに封入され
た溶剤の揮発を促進して定着時間を短縮させるだけでな
く、消費エネルギーをより少なくして充分な定着強度を
確保することが可能な画像形成装置を提供する。【構成】本発明の画像形成装置(Ｕ)は、現像剤として
少なくともポリマーおよび溶剤を含有する芯材を外殻に
封入したマイクロカプセルトナー(Ｔ)を使用して、未定
着トナー像(Ｙ)を加圧して像支持体(Ｓ)上に定着する圧
力定着装置(１３)と、該圧力定着装置に関して像支持体
の搬送方向下流側にマイクロカプセルトナーを加熱する
加熱手段(１５)とを備えている。そして、定着時には、
マイクロカプセルトナーに封入された溶剤の飽和蒸気圧
１〜１００ｋＰａに対応する温度で、上記加熱手段によ
りマイクロカプセルトナーを加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力のみで定着可能な
ポリマーおよび溶剤を封入したマイクロカプセルトナー
を現像剤として使用する電子写真複写機、プリンター、
ファクシミリ等の画像形成装置に関する。特に、定着装
置として、圧力定着装置と、マイクロカプセルトナーに
適切な熱量を付与することが可能な加熱手段とを備えた
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンター、ファクシミリ等の
電子写真方式を利用した画像形成装置においては、記録
シート（像支持体）上に形成された未定着の画像を定着
して永久画像にする必要がある。このような定着方法と
しては、画質と定着特性が良好であることから、熱融着
型現像剤を用いる加熱定着法が最も一般的に採用されて
いる。一方、省エネルギーの観点から、定着工程で加熱
する必要のない圧力定着法も知られている。しかし、こ
の圧力定着法は、トナーとして非常に柔らかいワックス
を使用し、単にトナーを押し潰した時の投錨効果だけで
定着しようとするものである。それ故に、熱定着法と比
べて定着強度が劣り、高光沢の画像が形成されるため、
広く普及するに至っていない。

【０００３】これらの欠点を解決するものとして、結着
剤、沸点１８０℃以上の溶媒、着色剤、離型剤等を含有
する芯材を外殻に封入したマイクロカプセルトナーが、
例えば特開昭５９−６５８５４号公報に提案されてい
る。これらの成分のうち、結着剤は定着時に着色剤を記
録シートに凝集させて固着させるものであり、溶媒は結
着剤を記録シートに浸透しやすくするためものであり、
離型剤は外殻が定着ロールに押し潰された時に芯材が定
着ロールに付着するのを防止するものである。また、カ
プセルトナーの帯電性、導電性、粉体流動性、潤滑性を
改善するために外添剤を添加することがある。そして、
このようなカプセルトナーが記録シートに付着した後、
圧力定着ロールによりカプセル殻が破壊され、結着剤お
よび着色剤が記録シート上に定着される。すなわち、芯
材の中でも画像形成に必須のカプセルトナー成分はポリ
マーおよび着色剤であって、これらが一旦記録シートに
浸透した後には、溶剤は直ちに揮発することが望まし
い。しかし、上記したようなカプセルトナーにあって
は、カプセル殻が破壊されても芯材成分の比較的高沸点
の溶媒が短時間に揮発せず、定着が完了するまでに例え
ば２０分程度の長時間を要する。一方、特開平６−１９
１８２号公報および特開平６−１７５３８７号公報に記
載のマイクロカプセルトナーは、圧力定着に限らず、熱
と圧力の同時定着や熱定着に用いても有効である旨が示
されている。しかし、上記公報には加熱条件が具体的に
開示されておらず、単に提案に留まっているのが現状で
あった。

【０００４】ところで、従来の圧力定着法における高光
沢画像の光沢を下げる手段として、特開昭５２−７８４
４１号公報、実開昭５８−２１１６８号公報および特開
昭５６−１２８９７９号公報に開示された技術が知られ
ている。特開昭５２−７８４４１号公報によれば、比較
的柔らかいワックスを使用して圧力定着した後に加熱す
るものであり、付与される熱エネルギーは光沢解消を目
的としている。そのため、熱量が軽微であっても高光沢
の解消が可能で、赤外線照射のみに依存している加熱定
着法に必要なエネルギーの１／１０以下でも、あるいは
トナーの軟化点温度以下の加熱温度であってもよいとし
ている。また、実開昭５８−２１１６８号公報によれ
ば、圧力定着した後、定着画像が溶融する加熱量より少
ない加熱量を与えて高光沢を防止するものである。しか
し、前述したマイクロカプセルトナーの場合は、ポリマ
ーの浸透を促進する溶媒の漏れを定着以外のプロセスで
防止するために、カプセル殻を緻密な構造として高硬度
を保持している。このカプセル殻を圧力定着装置によっ
て破壊した後の圧力定着像をミクロ的に見ると、破壊さ
れたカプセル殻の表面が凹凸状態になっており、高光沢
の問題は生じない。また、軟化点も熱融着型現像剤に比
べて高く、加熱によっても容易に溶融しない。さらに、
特開昭５６−１２８９７９号公報には、低圧力定着装置
とその下流側に熱定着装置を配置し、低エネルギーで確
実に高光沢を解消する定着器を提案している。しかし、
カプセルトナーの場合は、原理上、圧力定着時にカプセ
ル殻を破壊するに必要な定着圧力を負荷しなければ、充
分な定着強度を確保することは困難である。また、前述
したように、カプセルトナーの軟化点は熱融着型現像剤
に比べて高いため、加熱によって充分な定着強度を得る
ためには、熱融着型現像剤を加熱定着する場合に比べて
より大きい熱エネルギーが必要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、単に熱と
圧力をマイクロカプセルトナーに付与する定着法が既に
提案されているものの、現像剤としてマイクロカプセル
トナーを用いた従来の圧力定着装置では通常定着が完了
するまでに長時間を要す。また一方で、高光沢画像が形
成される恐れのないマイクロカプセルトナーを用いよう
として、従来の熱融着型現像剤用圧力定着装置で未定着
トナー像を定着する場合は、充分な定着強度が得られ
ず、かえってより大きな熱エネルギーを必要とするとい
う問題点があった。そこで、本発明は、上述の問題点を
解決しようとするものであって、カプセルトナーに封入
された溶剤の揮発を促進して、像支持体上に形成される
画像を速やかに定着させるだけでなく、消費エネルギー
をより少なくして充分な定着強度を確保することが可能
な画像形成装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、圧力定着
型現像剤として使用されるマイクロカプセルトナーの定
着強度と定着時間の改善を目的として、鋭意研究・検討
を重ねてきたところ、充分な定着強度に達するまでの時
間が専らマイクロカプセルトナーに封入された溶剤の飽
和蒸気圧に依存していて、該飽和蒸気圧を所定の範囲に
まで高めることによって上記目的が達成されることを見
い出して、本発明を完成するに至ったものである。すな
わち、本発明の画像形成装置は、現像剤として少なくと
もポリマーおよび溶剤を含有する芯材を外殻に封入した
構造のマイクロカプセルトナーを使用して、未定着トナ
ー像を加圧して像支持体上に定着する圧力定着装置と、
マイクロカプセルトナーを加熱する加熱手段とを備え、
マイクロカプセルトナーに封入した溶剤の飽和蒸気圧１
〜１００ｋＰａに対応する温度で、上記加熱手段により
マイクロカプセルトナーを加熱することを特徴とする。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
画像形成装置において使用されるマイクロカプセルトナ
ーは、少なくともポリマーおよび溶剤を含有する芯材と
これを覆う外殻とからなり、着色剤を芯材および外殻の
一方または双方に含有する。ポリマーとしては公知の結
着剤が用いられる。例えば、ポリアクリル酸エステル、
ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステルま
たはポリメタクリル酸エステルとアクリル酸またはメタ
クリル酸との共重合体、スチレン系重合体、スチレン−
アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸
エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポ
リエステル、ポリエステルをベースとしたウレタン樹
脂、ポリアミド、ポリウレア、ポリウレタン、エポキシ
樹脂、エポキシ化フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、
メラミン樹脂等のアミノ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩
化ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル
−無水マレイン酸共重合体、クマロン−インデン共重合
体、ゴム類などを挙げることができる。これらの結着剤
の中でも、定着性さらには発色性の点でポリアクリル酸
エステル、ポリメタクリル酸エステル、これらエステル
とスチレンとの共重合体、ポリエステルが特に好まし
い。また、ポリマーは単独でもあるいは２種以上を混合
して用いることができる。

【０００８】溶剤としては、上記ポリマーを溶解または
膨潤する沸点１４０℃以上、好ましくは１６０℃以上の
高沸点溶剤が用いられる。具体的には、アイソパー（Is
opar）Ｇ，Ｈ，Ｌ，Ｍ，Ｖ、さらにエクソール（EXXSO
L）Ｄ４０，Ｄ８０，Ｄ１１０（以上エクソン化学社
製）等の直鎖状または分枝状の飽和脂肪族炭化水素、こ
れらと同程度の沸点範囲にある直鎖状または分枝状の不
飽和脂肪族炭化水素、メチルナフタレン，モノイソプロ
ピルナフタレン，ジイソプロピルナフタレン等のアルキ
ルナフタレン類、キシリルフェニルメタン等のジアリー
ルメタン類、α−トリル−α−フェニルエタン，α−キ
シリル−α−フェニルエタン，α−エチルフェニル−α
−フェニルエタン等のジアリールエタン類、塩素化パラ
フィン、ｏ−，ｍ−，ｐ−メチルジフェニルエーテル等
のアルキルジフェニルエーテル類、ヘキサデシルミリス
テート等の高級脂肪酸エステル類、ジメチルオキサレー
ト，ジエチルマロネート，ジオクチルアジペート等の脂
肪族多塩基酸エステル類、トリブチルシトレート，トリ
エチルＯ−アセチルシトレート等のクエン酸エステル
類、ブチルベンゾエート，ヘキシルベンゾエート等の安
息香酸エステル類、ジエチルフタレート，ジブチルフタ
レート等のフタル酸エステル類、トリオクチルトリメリ
テート等のトリメリット酸エステル類、トリクレジルホ
スフェート，トリキシリルホスフェート等のリン酸エス
テル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルラウロアミド等の高級脂肪酸
アミド類、Ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド等の芳香
族スルホン酸アミド類などが挙げられる。これらの溶剤
は、前記ポリマーを像支持体に浸透しやすくするために
ポリマーと可溶性であるものが好ましく、単独でもある
いは２種以上を混合して用いることができる。

【０００９】着色剤は、前述したように、芯材または外
殻あるいはその双方に含まれていてもよい。具体的に
は、カーボンブラック，ベンガラ，紺青，酸化チタン等
の無機顔料、ファストイエロー，ジスアゾイエロー，ピ
ラゾロンレッド，キレートレッド，ブリリアントカーミ
ン，パラブラウン等のアゾ顔料、銅フタロシアニン，無
金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、フラバン
トロンイエロー，ジブロモアントロンオレンジ，ペリレ
ンレッド，キナクリドンレッド，ジオキサジンバイオレ
ット等の縮合多環系顔料などが挙げられる。また、分散
染料、油溶性染料等を用いることもできる。さらにま
た、マイクロカプセルトナーを磁性一成分トナーとして
使用する場合には、黒色系着色剤の全部または一部を磁
性粉で置き換えることができる。磁性粉としては、マグ
ネタイト，フェライトあるいはコバルト，鉄，ニッケル
等の金属単体またはその合金を用いることができる。本
発明で使用するマイクロカプセルトナーは、必要に応じ
てオフセットの発生を防止ために、芯材の一成分として
シリコーンオイルまたはワックス類を含有させてもよ
い。

【００１０】マイクロカプセルトナーの外殻を構成する
樹脂としては、ポリウレア，ポリウレタン，ポリアミ
ド，ポリエステル，エポキシ樹脂，ポリスルホンアミ
ド，ポリカーボネート等が用いられる。これらの樹脂
は、ホモポリマーあるいは各樹脂成分とのランダムまた
はブロック共重合体であってもよい。中でも、ポリウレ
ア，ポリウレタンまたはポリ（ウレア−ウレタン）共重
合体が好ましい。

【００１１】本発明で使用するマイクロカプセルトナー
はこれに正または負の摩擦帯電性を付与するか、あるい
はカプセルトナーを導電化することもできる。さらに、
帯電性，粉体流動性，潤滑性等の改善のために、金属，
金属塩，金属酸化物，シリカ，カーボンブラック，セラ
ミック等の無機物質、ポリメタクリル酸メチル，フッ素
系樹脂等の樹脂，ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩な
どの外添剤微粒子を添加してもよい。また、帯電性を付
与するために、界面重合法等により形成された外殻上に
グラフト重合法により帯電制御重合体を形成させる方法
（特開平６−１９１８２号公報）を利用することもでき
る。以上のようなマイクロカプセルトナーは、キャリア
を用いない磁性一成分トナーであってもよく、あるいは
キャリアを用いる二成分カプセルトナーであってもよ
い。キャリアを用いる場合は、公知のキャリアであれば
特に制限されるものではないが、鉄粉系キャリア，フェ
ライト系キャリア，表面コートフェライト系キャリア，
磁性粉末分散型キャリア等が挙げられる。また、マイク
ロカプセルトナーが永久画像として記録される像支持体
は、用紙のみならず、第二原図やＯＨＰ用シート等が使
用できる。

【００１２】次に、本発明の画像形成装置について説明
する。画像形成装置は、圧力定着装置および加熱手段を
備えた定着装置以外には公知の電子写真方式と同様の機
器から構成される。すなわち、露光装置の他に、帯電
器、前記マイクロカプセルトナーを収容した現像器、転
写器、クリーニング装置、除電器等が感光体の周囲に配
置されている。また、シート供給（給紙）トレイからシ
ート排出（排紙）トレイに至る像支持体の搬送経路に
は、給紙ローラ、上記の感光体と転写器とが像支持体を
介して圧接する転写部、上記定着装置、排出ローラ等が
順次配置されている。上記圧力定着装置は圧接する一対
の駆動定着ロールと従動定着ロールとからなる。各定着
ロールのサイズは像支持体のサイズに応じて任意でよい
が、例えば有効長さが１９０〜３００ｍｍの範囲にあ
り、外径が２０〜４０ｍｍの範囲にある。像支持体通過
時の定着ロール間の圧接圧は、１０〜２５ＭＰａ（約１
００〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ² ）の範囲にあり、より好ま
しくは１５〜２０ＭＰａ（約１５０〜２００ｋｇｆ／ｃ
ｍ² ）である。一対の定着ロールは、その軸方向の圧力
分布を均一にするために、互いに１〜５°の角度で交差
している。また、定着ロールの表面にはオフセットの発
生を防止する目的で離型剤を塗布することができる。離
型剤としては、シリコーンオイル，フッ素系樹脂，ワッ
クス類等が用いられる。

【００１３】さらに、圧力定着装置に関して像支持体の
搬送方向下流側に加熱手段が配置されている。なお、上
記圧力定着装置の内部にヒータを埋め込んで加熱手段を
該圧力定着装置と一体的に構成してもよい。本発明にお
いては、上記加熱手段を作動させて、前記溶剤の飽和蒸
気圧を１〜１００ｋＰａに対応する温度でマイクロカプ
セルトナーを加熱するものである。加熱手段の形態は、
トナー像が圧力定着された像支持体と接触または非接触
のいずれであってもよく、例えば熱ロール、赤外線照
射、高周波照射等がある。例えば、熱ロールの場合に
は、その内部にヒータを埋め込むかあるいはロール表面
またはその近傍に面状ヒータを形成したものが使用さ
れ、表面が上記温度に保持された一対の熱ロール間を像
支持体が通過するように構成される。赤外線照射の場合
には、赤外線ヒータの周囲を反射板で覆った下部開口の
加熱室を設け、像支持体がその下方を通過するように構
成される。また、赤外線ヒータに代えて反射板の表面ま
たはその近傍に面状発熱体を取り付けることもできる。
これらの加熱方式において、取付スペース等の都合で、
上記加熱室を上部開口として像支持体の裏面からマイク
ロカプセルトナーを加熱してもよい。高周波照射の場合
には、反射板に代えて導波管を用いる以外は赤外線照射
と同様に構成される。いずれの場合でも、少なくとも像
支持体の幅方向の領域が前記飽和蒸気圧に対応する温度
に保持されるよう、サーミスタ等の温度制御部材で熱源
の発熱が制御される。

【００１４】本発明は次のようにして実施される。すな
わち、常法により帯電工程および露光工程を経て感光体
表面に形成された静電潜像に、現像器からマイクロカプ
セルトナーが付着して顕像化されたトナー像が形成され
る。次いで、転写工程において、給紙ローラまたはレジ
ストローラにより転写のタイミングを調整しながら、給
紙トレイから搬送された像支持体上にトナー像が転写さ
れる。その後、未定着のトナー像を付着した像支持体
は、定着工程を経て排出ローラの回転力を受けながら排
紙トレイに排出される。ここで、上記定着工程におい
て、未定着トナー像を付着した像支持体が圧力定着装置
を構成する一対の定着ロール間を通過する際に、像支持
体上の比較的硬いカプセル殻が破壊される。これによ
り、ポリマーを溶解または膨潤した溶剤が流れ出て、前
記加熱手段により溶剤の揮発が促進され、カプセルトナ
ー中のポリマーおよび着色剤が像支持体上に定着され
る。一般に溶剤の蒸発速度が速ければ速いほど定着速度
が速まるところから、本発明では、圧力定着装置と加熱
手段とを併設したことにより、充分な定着強度に達する
までの時間を大幅に短縮することができる。

【００１５】かかる定着時間はマイクロカプセルトナー
に封入された溶剤の種類にかかわらず専ら飽和蒸気圧に
依存している。勿論、定着時間は溶剤が所定の飽和蒸気
圧にあれば全ての溶剤について一定である訳ではなく、
個々の溶剤によっては定着時間と飽和蒸気圧との関係に
多少のブレがある。しかし、圧力定着方式を採用する本
発明では、前述したように、圧力定着されたカプセルト
ナーに上記溶剤の飽和蒸気圧を１〜１００ｋＰａに対応
する温度で熱量を付与することによって、定着時間を飛
躍的に改善することができる。ここで、飽和蒸気圧が１
ｋＰａ未満であると、溶剤の揮発が緩慢であって、定着
時間が長くなり例えば１００秒以上を要する。一方飽和
蒸気圧が１００ｋＰａより高いと、溶剤が瞬時に揮発す
るため定着時間は殆ど改善されず、付与する熱量が多く
なるだけである。本発明において、使用する溶剤の飽和
蒸気圧と定着時間との対応関係に従い、適切な熱量がマ
イクロカプセルトナーに付与されるよう、加熱手段を構
成するヒータへの通電を前記温度制御部材によって制御
すれば、充分な定着強度に達するまでの時間を予め調整
することができる。

【００１６】

【作用】本発明の画像形成装置によれば、像支持体上の
未定着トナー像を圧力定着装置で加圧すると、カプセル
殻がまず破壊される。この破壊に伴って、マイクロカプ
セルトナーに封入されていた芯材成分のポリマーを溶解
または膨潤した溶剤が流れ出て、着色剤を含む上記ポリ
マーが像支持体表面に固着さらには浸透し、未定着状態
にあったトナー像が像支持体上に定着される。そして、
カプセル殻から流れ出た溶剤は、加熱手段により、その
飽和蒸気圧１〜１００ｋＰａに対応する温度で熱量が付
与されるので、溶剤の揮発が促進される。その結果、像
支持体上に形成された画像を速やかに定着させることが
できる。また、マイクロカプセルトナーに封入された溶
剤の飽和蒸気圧に基づいて、加熱手段によりマイクロカ
プセルトナーに付与する熱量を適切に決定できるばかり
でなく、溶剤の揮発を促進するだけなので比較的少量の
熱量で充分な定着強度を確保することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。実施例１図１は本発明を実施するための画像形成装置の概略図で
あって、電子写真複写機（Ｖｉｖａｃｅ１２０：富士ゼ
ロックス社製）を改造したものである。図１において、
画像形成装置Ｕ本体内部には、矢印方向に回転する円筒
状の感光体１が配置されていて、静電潜像担持体として
機能する。画像形成装置Ｕ本体上面には原稿を載せるプ
ラテンガラス２が嵌合されている。このプラテンガラス
２の下方には、光源から照射された原稿の反射光Ｌを感
光体１表面に露光して静電潜像を形成する露光装置３が
配置されている。感光体１の周囲には、その回転方向に
沿って順次、感光体１表面を一様に帯電する帯電器４、
マイクロカプセルトナーＴが収容され上記静電潜像を顕
像化する現像器５、顕像化されたトナー像Ｘを像支持体
Ｓに転写させる転写器６、感光体１上の残留トナーを除
去するクリーニング装置７、および感光体１表面の残留
電荷を除去する除電器８が、それぞれ配置されている。

【００１８】さらに、画像形成装置Ｕ本体下部には、用
紙（像支持体）Ｓを収容する抽出式の給紙トレイ９が配
置されている。用紙Ｓは、給紙ローラ１０により搬出さ
れ、前記露光装置３の作動とタイミングを合わせて、上
下一対のガイドプレート１１を経由して前記感光体１と
転写器６とが対向する転写部に搬送される。この転写部
に関して用紙Ｓの搬送方向下流側には、第一のガイド板
１２、圧力定着装置１３、第二のガイド板１４、内部発
熱ロール１５および一対の排出ローラ１６が順次配置さ
れている。また、画像形成装置Ｕ本体側部の外側には排
紙トレイ１７が取り付けられている。上記転写部で未定
着トナー像Ｙが転写された用紙Ｓは、ガイド板１２，１
４に沿って搬送され、圧力定着装置１３および内部発熱
ロール１５において永久画像に定着された後、排出ロー
ラ１６から排紙トレイ１７に排出される。

【００１９】上記圧力定着装置１３では、未定着トナー
像Ｙのカプセル殻を一対の圧力定着ロール（１３ａ，１
３ｂ）で破壊して、定着画像Ｚが用紙Ｓ上に定着され
る。圧力定着ロールは、有効長さ２７０ｍｍおよび外径
φ３５ｍｍのロールからなり、一般構造用炭素鋼（Ｓ４
５Ｃ）の表面を焼き入れした後硬質クロムメッキ処理を
施し、鏡面仕上げされている。上記定着ロールは軸方向
に均一なニップ圧が得られるよう中央部で交差角２°ほ
ど交差させ、約４０００Ｎ（４００ｋｇｆ）の荷重を定
着ロール間に負荷している。また、一対の圧力定着ロー
ル（１３ａ，１３ｂ）表面には先端が鋭利なフィンガ１
８ａ，１８ｂが当接していて、用紙Ｓの先端がフィンガ
(１８ａ，１８ｂ)に当接した時、ロールから用紙Ｓを強
制的に剥離するようになっている。前記内部発熱ロール
１５（前述の加熱手段）は、圧力定着装置１３で破壊さ
れたカプセル殻から流れ出た溶剤の揮発を促進するもの
である。この内部発熱ロール１５は、長さ２７０ｍｍお
よび外径φ２５ｍｍの一対のロールからなり、その表面
層１５ａがシリコーンゴムから構成されていて、熱良導
性芯金１５ｂの内部にシーズヒータ１５ｃが埋設されて
いる。また、一方の表面層１５ａ内にはサーミスタ（図
示せず）が埋設されていて、ロール１５の表面が所定の
温度に保持されるようになっている。なお、本実施例に
おける画像形成装置Ｕの作用は、定着工程を除いて周知
であり、前述の繰り返しとなるので省略する。

【００２０】実施例２本実施例は実施例１とは別の加熱手段を組み込んだ画像
形成装置(Ｕ)に関し、図２Ａは面状発熱ロールの概略
図、図２Ｂは赤外線加熱器の概略図をそれぞれ示す。（面状発熱ロール）図２Ａにおいて、２１は一対の面状
発熱ロール（２１ａ，２１ｂ）であって、両端部が支承
された円筒状の芯金２２から表面側に向かって、結合材
層２３、絶縁材層で挟着された導電性カーボン含有の発
熱体層２４および離型性のフッ素系樹脂層２５が順次積
層されたロールから構成される。この面状発熱ロール２
１の作動時には、一対のロール（２１ａ，２１ｂ）間を
用紙Ｓが通過する際に、発熱体層２４からの熱伝導によ
り、前記実施例１の圧力定着装置１３で用紙Ｓ上に定着
された定着画像Ｚが加熱される。そのため、実施例１に
おける内部発熱ロール１５と同様に、用紙Ｓが面状発熱
ロール２１を通過すると直ちに、圧力定着装置１３によ
って破壊されたマイクロカプセルトナーＴから流出する
溶剤が蒸発する。しがって、充分な定着強度が得られる
までの時間を著しく短縮することができる。しかも、前
記内部発熱ロール１５と比較して、立上り時間が短く、
熱効率がよいという利点がある。

【００２１】（赤外線加熱器）図２Ｂにおいて、３１は
赤外線加熱器であって、棒状の赤外線ヒータ３２が下部
開口の加熱室３３内に架設されている。赤外線ヒータ３
２の周囲は加熱室３３の内壁に沿って取り付けられた反
射板３４で覆われている。反射板３４は湾曲していて、
定着時に加熱室３３の下方を前記第二の搬送ガイド１３
に沿って通過する用紙Ｓの幅方向の所定領域にわたっ
て、ヒータ３２からの赤外線が均一に照射されるように
なっている。この赤外線加熱器３１によれば、赤外線ヒ
ータ３２の輻射熱により、用紙Ｓ上の前記定着画像Ｚを
加熱する構成となっているため、圧力定着装置１３によ
って破壊されたマイクロカプセルトナーＴから流出する
溶剤が速やかに蒸発する。したがって、充分な定着強度
が得られるまでの時間を著しく短縮することができる。
しかも、赤外線加熱器３１の立上り時間が極めて短いと
いう利点がある。

【００２２】（マイクロカプセルトナー）前記画像形成
装置(Ｕ)の現像器(５)に収容されるマイクロカプセルト
ナー(Ｔ)は、その平均粒径が１５μｍの正帯電トナーで
あり、下記の芯材成分および外殻成分と外添剤とからな
る。芯材成分ラウリルメタクリレート−スチレン共重合体２５重量％溶剤（イソパラフィン）１５〃外殻成分ポリウレア１５重量％磁性粉４３〃シリコーンオイル１〃帯電ポリマー制御剤０．９〃外添剤（カーボンブラック）０．１重量％上記マイクロカプセルトナーについては、溶剤の組成が
異なる２種類のものを用意した。そのうち、トナーＡの
溶剤は室温（２５℃）での飽和蒸気圧が約２０Ｐａのイ
ソパラフィン（前記アイソパーＭ；ＡＳＴＭＤ８６の
試験法による沸点範囲２０５〜２５５℃）を使用し、ト
ナーＢの溶剤は室温（２５℃）での飽和蒸気圧が約２０
０Ｐａのイソパラフィン（前記アイソパーＨ；上記試験
法による沸点範囲１７９〜１９１℃）を使用した。

【００２３】（定着試験）画像形成装置(Ｕ)は前記内部
発熱ロール(１５)の温度設定および回転速度を自由に変
更できるようにして、マイクロカプセルトナーＡ，Ｂを
別々に現像器(５)に収容し、下記の定着試験を行った。
ただし、マイクロカプセルトナー(Ｔ)を加熱する温度が
１００℃までは、加熱手段として内部発熱ロール(１５)
に代えて図２Ｂに示す赤外線加熱器(３１)を組み込んだ
画像形成装置(Ｕ)を用いた。すなわち、圧力定着装置
(１３)でマイクロカプセルトナーを破壊した後、定着後
の周囲温度を変化させて充分な定着強度に達するまでの
時間を調べた。この時、破壊後のトナー周囲の温度が１
００℃までは前記加熱室(３３)内に架設された赤外線ヒ
ータ(３２)の照射量を変化させ、用紙(Ｓ)を定期的に取
り出して充分な定着強度に達するまでの時間を求めた。
一方、破壊後のマイクロカプセルトナーの温度を１００
℃以上に加熱する場合は、内部発熱ロール(１５)のロー
ル表面温度および回転速度を調整して、充分な定着強度
に達するまでの時間を求めた。その結果、室温での上記
時間は、トナーＡで約３０分、トナーＢで約３分であっ
た。また、７５℃では、トナーＡで約３分、トナーＢで
約３０秒であった。つまり、７５℃でトナーＡが充分な
定着強度に達するまでの時間と室温でのトナーＢの上記
時間は、共に約３分で等しい。この時、７５℃でのトナ
ーＡにおける溶剤の飽和蒸気圧と室温でのトナーＢにお
ける溶剤の飽和蒸気圧は、図３の飽和蒸気圧(Ｐ)と定着
温度(Ｔ)との関係図に示すように、共に約２００Ｐａで
ほぼ等しかった。ここで、「充分な定着強度」とは、白
紙で定着像を擦った際のバックグランド部および白紙に
汚れがない定着像の状態をいう。また、定着時に圧力定
着装置(１３)および内部発熱ロール(１５)にオフセット
が発生するようなことはなかった。

【００２４】温度を変化させてマイクロカプセルトナー
Ａ，Ｂが充分な定着強度に達するまでの時間を更に求
め、その温度でのトナーＡ，Ｂに含まれるイソパラフィ
ンの飽和蒸気圧を調べた。その結果、図４の溶剤の飽和
蒸気圧(Ｐ)と定着に必要な時間(ｔ)との関係図に示すよ
うに、飽和蒸気圧と上記時間との関係は大略一致してい
ることが分かった。例えば、飽和蒸気圧が１ｋＰａの
時、定着に要する時間がおよそ１分となる。定着時間が
１分以下となるように、すなわちマイクロカプセルトナ
ーＡ，Ｂの飽和蒸気圧が共に１ｋＰａ以上となるよう
に、マイクロカプセルトナーないし溶剤に付与すべき熱
量を設定すれば、実用に耐え得る定着強度および速度を
達成できることが判明した。また、マイクロカプセルト
ナーＡ，Ｂの飽和蒸気圧が共に１０ｋＰａ以上となるよ
うに、マイクロカプセルトナーに付与すべき熱量を設定
した時は、実用上全く問題が生じなかった。さらに、飽
和蒸気圧を１００ｋＰａより高くした場合には、これよ
りいくら高くしても定着強度および定着速度にさほどの
差異が生じなかった。したがって、加熱手段(１５，３
１)によって、圧力定着装置(１３)で破壊された後のマ
イクロカプセルトナー(Ｔ)に封入されていた溶剤を加熱
し、その飽和蒸気圧が１〜１００ｋＰａの範囲となるよ
うに、加熱温度を適切に設定しておけば、無駄にエネル
ギーを消費することがなくなる。

【００２５】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載された範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、マイクロカプセルトナー(Ｔ)として、実施例に
おいて磁性一成分トナーを使用したが、非磁性一成分ト
ナーを使用しても、あるいは二成分系現像方式を採用す
ることも可能である。また、加熱手段として、実施例で
は一対の熱ロール(１５，２１)が発熱する方式を採用し
たが、いずれか一方のみの熱ロールが発熱するように構
成してもよい。さらに、実施例２における加熱室(３３)
の下面をガラスやポリメチルメタクリレート等の赤外線
透過性部材で覆ってもよく、該透過性部材で覆う場合は
像支持部材の幅方向の所定領域を開口してもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、マイク
ロカプセルトナーに封入された溶剤の飽和蒸気圧が１〜
１００ｋＰａとなる温度でマイクロカプセルトナーに熱
を付与することによって、溶剤の揮発を確実に促進して
像支持体上に形成された未定着トナー像を速やかに永久
画像に定着させることができる。また、上記飽和蒸気圧
に基づいて、加熱手段によりマイクロカプセルトナーに
付与する熱量、換言すれば充分な定着強度を確保できる
までの時間を適切に決定することができる。そのため、
付与すべき熱量が不充分であったりあるいは必要以上に
無駄にエネルギーを消費することがなくなる。しかも、
マイクロカプセルトナーに封入される個々の溶剤に対応
して、適切な定着時間が決定できるため、溶剤ひいては
ポリマー等の芯材成分の選択の自由度が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略
図である。

【図２】上記画像形成装置において別の加熱手段を示
す概略図であって、図２Ａは面状発熱ロールを示し、図
２Ｂは赤外線加熱器を示す。

【図３】マイクロカプセルトナーに封入された溶剤の
飽和蒸気圧と定着温度との関係を示すグラフ図である。

【図４】マイクロカプセルトナーに封入された溶剤の
飽和蒸気圧と定着に必要な時間との関係を示すグラフ図
である。

【符号の説明】

Ｔ…マイクロカプセルトナー、Ｓ…用紙（像支持体）、
Ｙ…未定着トナー像、Ｚ…定着画像、１３…圧力定着装
置、１５，２１，３１…加熱手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤として少なくともポリマーおよび
溶剤を含有する芯材を外殻に封入した構造のマイクロカ
プセルトナーを使用して、未定着トナー像を加圧して像
支持体上に定着する圧力定着装置と、マイクロカプセル
トナーを加熱する加熱手段とを備え、マイクロカプセル
トナーに封入した溶剤の飽和蒸気圧１〜１００ｋＰａに
対応する温度で、上記加熱手段によりマイクロカプセル
トナーを加熱することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記圧力定着装置に関して像支持体の搬
送方向下流側に前記加熱手段を備えたことを特徴とする
請求項１記載の画像形成装置。