JPS61260252A - 画像形成装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、プリンター、複写機、カラー記録器装置に関
する。

（従来の技術） 従来、上記複写機等の画像形成装置に用いられる定着装
置としては、熱ローラ方式、輻射方式、熱風方式、閃光
方式、マイクロ波等の高周波加熱方式などがあるが、消
費電力、速時性、小型軽量、安全性、オフセットの有無
１画質等すべてを満足し得る点で、高周波定着及び閃光
定着装置が優れている。この閃光定着装置は、閃光によ
る非接触瞬間加熱によってトナーを溶融させ、記録紙上
に定着させるもので、トナーの融点が低ければ低い程定
着に要するエネルギーが少なく、装置の構成も小型、軽
量化が可能である。しかし、トナーの融点を低くするこ
とは、トナーの軟化温度をも低下させることになるため
、記録紙上に未定着のトナー画像を形成するまでの工程
で、他の部材の熱によりトナーが軟化して装置を汚損し
たり、記録紙上に定着されたトナー画像が何らかの熱に
よって軟化しオフセットするという不都合があった。従
って、画像形成部における環境温度、及びそのトナーが
輸送中あるいはトナー画像が定着された記録紙がさらさ
れる温度において、軟化しないトナーである必要があり
、トナーの融点を下げることに自ずと限界がある。

以上のような背景から、前記高周波定着及び閃光定着装
置としては、使用されるトナーを溶融するためある程度
の大きなエネルギーを確保した上で、定着時にトナーが
そのエネルギーにより飛散するのを防止するための手段
あるいは方法に関する提案や、閃光のエネルギーを効率
よく用いることで、装置の小型化を図るような提案がす
でになされている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、いずれの場合も装置の複雑化を招いたり、ある
いは満足のいく画像品質を得るには至らないという問題
点があった。

そこで１本発明は、上記従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、特殊なトナーを用いることにより
、定着装置の小型軽量化かつ省電力低コスト化が可能な
画像形成装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するため、形成されたトナ
ー像に対して短時間のうちに高出力エネルギーを与える
定着手段と、 該トナー像を、現像時弾性率のある弾性体であって且つ
該定着手段からのエルネギ−を受けて低温度の溶融温度
で弾性体から低粘度の液体に変化するトナー核と、該ト
ナー核の溶融温度より高′　い温度が軟化温度であって
該定着手段からのエネルルギーの吸収がトナー核に比べ
て劣っているトナー核表面部と、を有する現像剤で形成
する手段と。

を有するように構成されている。

（実　施　例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。第４
図は画像形成装置の概略を示すものである０図において
、ｌは感光体ドラムであり、該感光体ドラムｌは原稿（
図示せず）を照明することにより得られた画像光２を、
光学系（図示せず）を介して照射することによって露光
される。この感光体ドラムｌの周辺には、感光体ドラム
１を一様に帯電する帯電器３と、感光体ドラム１上に画
像露光２によって形成された静電潜像をトナー剤４によ
り現像する現像装置５と、現像されたトナー画像を記録
紙６に転写する転写電極７と、転写後の記録紙を分離す
る分離電極８と、感光体ドラムｌ上に残留するトナーを
除去するクリーニング装置９とが配置されている。しか
して、感光体ドラムｌ上の静電潜像にトナーが付着する
現象によって、可視像とした後、画像領域に同期・して
給紙された記録紙６に転写電極７により、感光体ドラム
ｌ上のトナー画像が転写される。転写後、記録紙６は分
離電極８により分離され、定着される。

本実施例では、定着装置として閃光定着装置を用いてい
る。第１図はこの閃光定着装置９を示すもので、未定着
トナー剤４を相持した記録紙６は搬送ベル）１０、によ
って搬送され、該搬送ベルトｌＯのと方には搬送方向と
直交するよう複数（図示例では２本）のＸｅランプ１１
．１１’が配置されている。１２はＸｅランプ１１．１
１’の閃光エネルギーを記録紙６上へ反射させるための
反射笠である。

上記Ｘｅランプ１１．１１’は、第２図に示すように、
電源１３と並列に接続されたコンデンサ１４を介して、
７ノード１５、カソード１６間に２００〜１００ＯＫＶ
の高電圧が印加されており。

記録紙６がＸｅランプ１１あるいは１１’の照射領域に
達したことをセンサ（図示せず）により検知し、トリガ
電極１７に２〜５ＫＶ程度の電圧を印加することにより
閃光を発し、そのエネルギーでトナー剤４を溶融定着す
る。

瞬時定着が可能な高周波誘電、誘導加熱や閃光定着に対
して閃光定着装置を用い、最適なトナーとしての熱的性
質を検討するため１種々の熱的性質を持つトナーを用い
て、定着に要するエネルギーの測定及び定着性の検討を
行なった。その結果、トナー像を形成する現像剤として
は、現像時弾性率のある弾性体であって且つ定着手段か
らのエネルギーを受けて低温度の溶融温度で弾性体から
低粘度の液体に変化するトナー核と、該トナー核の溶融
温度より高い温度が軟化温度であって定着手段からのエ
ネルギーの吸収がトナー核に比べて劣っているトナー核
表面部とを有するものが、現像条件、定着条件、画質を
考慮すると適していることがわかった。なお、２１０Ｘ
２９７層腸のサイズの記録紙を５０腸ｍ／ｓｅｃの速度
で搬送する閃光定着装置において、管径５腸■、長さ４
０腸−のＸｓランプを６木並べ、発光周波数１．５　Ｋ
Ｈｚ　。

印加電圧２８０　ＫＶ、コンデンサ容量２７００ＪＬＦ
のものを用いた。現像剤４としては、後に第３図に基づ
いて詳述するように、トナー核４１にワ。

クスを主性分とするワックス系トナーで、現像時弾性体
としてのヤング率が約１０００〜１５００Ｋｇ／ｃｍ２
　、温度７５℃程度で急激に溶融して数十センチポアズ
程度の液体となるワックス系樹脂とこれにマグネタイト
、色素が添加されており、そのトナー核表面部４２とし
て透光性の軟化点１２０〜１３０℃の樹脂層をもつもの
を用いた。

この現像剤は、通常の形状をトナー核が弾性体として維
持せしめ、トナー核が瞬時に固体が液体に高エネルギー
を受けて変化し、そのエネルギーが短時間であるため断
たれると、液体から固体に瞬時に変化する。つまり、閃
光定着における利点を高め、相開的に多くの優れた効果
を生む。

第１表は上記の結果を示すものである。

第　　１　　表 すなわち、第１表に示すように、融点（トナーが充分定
着に適するまでに軟化する温度）と４１１粘度によって
、定着エネルギーが異なることがわかる。その中で、定
着エネルギーが最も小さい第１表Ａのトナーが望ましく
、その後検討の結果、トナーが１００℃程度になるよう
に、定着手段からエネルギーを与えられた時１紙への適
度な浸透性を得るには、トナーとしては１００℃の溶融
粘度が５０００センチポアズ以下のものであれば良いこ
とがわかった。なお、Ｂのトナーは融点１２０℃であり
、１４０℃で１０００センチポアズ程度である。

そこで１本発明者は上記トナーを画像形成上支障なくす
るため、トナー剤４の粒子として第３図に示すように、
トナー核４１の外側を、透光性を有し且つ融点及び溶融
粘度がトナー核４１に比べはるかに大きい樹脂層４２で
被覆したものを用いれば良いことを見い出した。このト
ナー剤４としては、直径１５ｇｍ以下のトナー核４１の
表面に０．３　ｇｍ以下の樹脂層４２を被覆したものが
好ましく、樹脂層４２の溶融粘度は内部トナ一層が溶け
る前に溶融することのないように５０００センチポアズ
以上、好ましくは１０，０００センチポアズ以上である
必要がある。上記トナー剤４の基本的な製法に関しては
、特開昭５４−１１８２４９等に記載されている。

以上の構成において１本発明に係る画像形成装置では次
のようにして定着が行なわれる。すなわち、第１図に示
すように未定着トナー剤３を桐持した記録紙６を搬送ベ
ルトｌｏによって搬送する間に、Ｘｅランプ１１．１１
’を発光させる。しかして、このＸｅランプ１１．１１
’からの閃光は、トナー剤４の透光性樹脂層４２を透過
してトナー核４１に照射され、該トナー核４１は溶融五
度が低いため閃光によって瞬時に溶融すると共に樹脂層
４２が破れてトナー核４１どうじが凝集して記録紙６上
に定着される。

さらに１本発明者は上記トナー剤を用いて、本実施例の
閃光定着装置と他の熱ローラ方式、輻射方式、熱風方式
の定着装置とで定着性を比較したが、このトナー剤が閃
光定着に適したものであることがわかった。

すなわち、透光性の外層を有するトナーの効果が閃光定
着によりいかんなく発揮される。ものであり、他の方式
においては、トナーの溶融粘度が低いために記録紙の繊
維の中にトナーが定着時に浸み込んでしまうため、トナ
ーが記録紙の裏から見えてしまったり、さらにはにじん
でしまい文字がぼやけてしまうような結果にもなった。

上記トナー核の融点としては、記録材の使用環境温度を
考慮して、５０℃以上ｌＯＯ℃以下であることが好まし
い。

上記実施例は閃光定着について説明したが、高周波誘電
定着のように瞬時定着エネルギーが付与できる装置を用
いた場合は、トナー核の誘電率や熱変換率がトナー核表
面部よりも高いものとし。

トナー核の高周波吸収特性が高い周波数を定着手段が与
えるようにすればよい。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用よりなるもので。

形成されたトナー像に対して短時間のうちに高出力エネ
ルギーを与える定着手段と、該トナー像を互いに物性の
異なるトナー核とトナー核表面部とを有する現像剤で形
成する手段とを組み合わせることにより、著しく品質の
高い画像が得られ、しかもトナー核は溶融温度が低いの
で定着に用するエネルギーが少なくて済むため、定着手
段を小型軽量化かつ省電力化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像形成装置に用いられる閃光定
着装置を示す概略図、第２図は同閃光装置の接続を示す
回路図、第３図は本発明に係る画像形成装置に用いられ
る現像剤の粒子を示す拡大断面図、第４図は本発明に係
る画像形成装置を示す概略図である。 符号の説明

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）形成されたトナー像に対して短時間のうちに高出
   力エネルギーを与える定着手段と、 該トナー像を、現像時弾性率のある弾性体であって且つ
   該定着手段からのエネルギーを受けて低温度の溶融温度
   で弾性体から低粘度の液体に変化するトナー核と、該ト
   ナー核の溶融温度より高い温度が軟化温度であって該定
   着手段からのエネルギーの吸収がトナー核に比べて劣っ
   ているトナー核表面部と、を有する現像剤で形成する手
   段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
2. （２）上記定着手段は、閃光定着手段であり、上記トナ
   ー核表面部は透光性樹脂層であり、上記溶融温度は１０
   ０℃以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の画像形成装置。