JPH0310108B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は潜像を現像し、生成する未定着画像を
熱や圧力等の定着方式により定着せしめて画像を
得るための新規な画像形成装置に関する。 従来電子写真複写機等の定着装置において、ト
ナー像を紙などに定着する工程に関しては種々の
方法や装置が開発されている。現在最も一般的な
方法は熱と圧力を同時に適用するいわゆる熱ロー
ル定着方式であり、これはトナー像を担持してい
る受像シートを加熱されたローラーと接触させて
トナー像を受像シートに定着させる方法である。
しかしながら、このような定着方式を利用すると
いわゆるオフセツト等のトラブルを生じ易い。オ
フセツトは受像シートに担持されたトナー像の一
部がローラー表面に転移するという好ましくない
現象であり、熱ロール定着方式を開発する上での
大きな問題である。現在一般に用いられている熱
ロール定着器ではトナー像と接触するローラーは
通常、離型性のよいシリコンゴムもしくはフツ素
系樹脂によつて少なくとも表面層が形成されてい
るが、その表面にオフセツト防止のため及びロー
ラー表面の疲労を防止するためにシリコンオイル
のような離型性の油を塗布する方式が多い。しか
しながら油を塗布する方式では、油塗布系を設け
ることにより定着装置が複雑になること及び油の
蒸発により使用者に不快感を与えること等の問題
がある。それゆえ、油塗布によつてオフセツトを
防止せんとする方向は好ましくなく、むしろ定着
温度領域の広い耐オフセツト性の良好なトナーの
開発が望まれているのが現状である。 確かに熱ロール定着方式の開発において、材料
的に限定されたロール材質及び離型性油に過度の
離型性を求めることは定着システム設計上適当で
はなく、むしろ現像特性とのバランスを保ちつつ
オフセツトフリーのトナーを開発するることの方
が、安価でコンパクトな定着装置を作る上では重
要である。 従来より、オフセツトフリーのトナーを開発す
るための重要なポイントとして、トナー溶融時の
粘性・離型性があげられる。 すなわち、トナーが溶融時温度変化に対して粘
度の変化が少なくかつ適当な粘度を有しており、
さらに熱ロールに対して離型性を有するようにト
ナー組成を設計することが重要である。 これらは一言で言えば、トナーの熱的物理的性
質の問題である。しかしながら本発明者は、トナ
ーの熱的物理的性質のみでは説明できない次のよ
うな現象を見い出した。 スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体100重
量部、低分子量ポリプロピレン10重量部、カーボ
ンブラツク６重量部から成るトナーを作成する。
このトナーをキヤリア−鉄粉と混合して負荷電性
トナーとし、正性潜像を現像して普通紙に転写す
る。得られる未定着画像をＮとする。また、同一
のトナーを表面コートしたキヤリア−鉄粉と混合
して正荷電性トナーとし、負性潜像を現像して普
通紙に転写する。得られる未定着画像をＰとす
る。次いで、表面がポリテトラフルオロエチレン
で被覆され、内部にハロゲンランプを有する定着
ローラーと表面がシリコンゴムで被覆された加圧
ローラーとを有する定着器を用いて、画像Ｎ，Ｐ
の定着テストを行なつた。結果は以下表−１の通
りであつた。

【表】 ○：良 △：やや良 ×：不良
また定着テストに用いた普通紙を定着器に通す
と普通紙は正に帯電し、普通紙に対して２本のロ
ーラー共負に帯電する。この事実と上記の定着テ
ストの結果とを考え合わせて、本発明者は次のよ
うに推擦している。すなわち、帯電実験の結果定
着時転写紙は正に帯電しているのであるから、画
像上のトナーが正に帯電したトナーであると、ト
ナーは紙から離れて定着ローラーへ転移する方向
の電気的な力を受け、紙とは密着しずらくなりロ
ーラーへオフセツトし易くなる。逆に画像上のト
ナーが負に帯電したトナーであると紙と密着し易
くなりオフセツトしずらくなる。 それゆえに、画像Ｎは定着性、耐オフセツト性
双方に秀れているが、画像Ｐは同じトナーを用い
るにもかかわらず定着性、耐オフセツト性が劣つ
ているのである。表−１において、画像Ｐは低い
温度（150〜170℃）においてオフセツト性が劣る
ことに注意さたい。定着ローラの温度が高ければ
（190℃〜200℃）トナーは十分に溶融して紙と密
着するので、電気力の影響が殆んどなくなると考
えられる。 このような状況下において、負性潜像等を現像
し、トナー像を熱ロール定着方式等を用いて定着
する画像形成法を開発するべくなされたものであ
る。 すなわち、本発明は、上記問題点を解決すべく
なされたもので、第１の回転体と、この第１の回
転体と圧接する第２の回転体と、この第１と第２
の回転体の圧接部の直前に設けられ、未定着画像
を支持する支持材の圧接部への進入を案内する案
内部材と、を有する定着装置において、上記案内
部材には、未定着画像と逆極性の電圧が印加され
ていることを特徴とするものである。 以上の説明において、電気的負性潜像とは現像
電極に対して電位的に負である潜像を意味し、負
電荷を有する潜像はもちろん、正電荷を有する潜
像であつても反転現像を行なう場合には本発明に
包含される。 上記電気的負性潜像等を形成する工程として
は、例えば、酸化亜鉛感光体、各種有機光導電体
等のＮ型光導電体に負電荷を付与し像露光して形
成するカールソン法、絶縁層−Ｐ型光導電体−導
電性基板の３層を有する感光体を負帯電し、像露
光と同時に正帯電もしくはAC除電、さらに全面
露光を行なつて形成するNP法など周知の方法が
ある。 電気的負性潜像を現像する方法としては、例え
ば、米国特許第2874063号明細書に記載されてい
る磁気ブラシ法、同第2221776号明細書に記載さ
れているカスケード現像法、特開昭54−42141号、
特開昭に記載されている絶縁性磁性トナーを用い
る方法、パウダークラウド法、インプレツシヨン
法、高抵抗の磁性トナーを用いる方法などがあ
る。 以下の実施例では使用する加熱された少なくと
も１対のローラー間を通過せしめて、トナー像を
トナー支持体に定着するものとしては、例えば、
内部に熱源を有する表面がフツ素系樹脂ないしシ
リコーンゴムで被覆された定着ローラーと必要に
応じて内部に熱源を有するフツ素系樹脂ないしシ
リコーンゴムで被覆された加圧ローラーとをほぼ
互いに平行に設けて配置し、両ローラー間におよ
そ0.01〜10Kg／cm程度の線圧を印加して、両ロー
ラー間を通過する画像を熱定着する方法がある。
この工程においては、必要に応じて熱エネルギー
を供給するためにローラー、オフセツトしたトナ
ーを除くためのクリーナー、オイルを塗布するた
めの手段等を設けても良い。また、必要に応じて
潜像保持体上の現像画像を転写部材上に転写する
工程を有するが、そのためにコロナ転写方式、バ
イアスロール転写方式、磁気転写方式などを用い
ることができる。この場合、通常潜像保持体上の
残余のトナーをクリーニングする必要があるが、
そのためにはブレードクリーニング方式、フアー
ブラシクリーニング方式、磁気ブラシクリーニン
グ方式などを用いることができる。上記電気的負
性潜像を現像するためのトナーとしては、熱ロー
ル定着に適した比較的分子量分布の広いスチレン
系重合体、アクリル系重合体、ポリエステル、エ
ポキシ樹脂、ポリアミドなどの重合体を結着樹脂
とし、着色剤として、カーボンブラツク、鉄黒、
グラフアイト、ニグロシン、群青フタロシアニン
ブルー、ペンジジンイエロー、ハンザイエロー、
キナクリドン金属錯塩染料、各種レーキ顔料など
を用いれば良い。さらに必要に応じて正荷電制
御・凝集防止・離型性向上等の目的のために、ニ
グロシン置換された４級アンモニウム塩、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート重合体、ビニルピ
リジン重合体、アクリルアミド重合体、塩基性染
料及びそのレーキ、コロイド状シリカ、低分子量
ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ビスア
マイド、高級脂肪酸及びその金属塩などを添加し
ても良い。 また、上記説明したトナーを磁性トナーとする
には、強磁性の元素及びこれらを含む合金、化合
物などであり、マグネタイト、ヘマタイト、フエ
ライトなどの鉄、コバルト、ニツケル、マンガン
などの合金や化合物、その他の強磁性合金など従
来より磁性材料として知られている物質などを添
加すれば良い。さらに必要に応じて鉄粉、ガラス
ビーズ、ニツケル粉、フエライド粉などのキヤリ
アー粒子と混合されて、電気的潜像の現像剤とし
て用いても良く、また粉体の自由流動性改良等の
目的でコロイド状シリカ微粉末やトナー固着防止
のために酸化セリウムなどの研摩剤を添加しても
良い。 以下実施例を以つて本発明を詳述するが、もち
ろん本発明がこれに限定されるものではない。 第１図は本発明に係る画像形成方法が適用可能
な複写装置又は記録装置の一実施形態を示す。 １は酸化亜鉛感光体であり、酸化亜鉛−バイン
ダー層とアースされた導電性基体とから成り、矢
印の方向に定速回転する。（ここでは線速100mm／
sec）２は周知の帯電装置であり、−7KVの負極
性コロナを放電し、感光体１上に負電荷を付与す
る。３は原稿像、又は光像、あるいは画像信号に
より変調された光ビーム等を投影する光像照射装
置であり、これにより感光体１上に負性潜像を形
成する。形成された負性潜像は現像装置４を用い
て現像される。現像装置中のトナー４ａは、スチ
レン−メタクリル酸ブチル共重合体100重量部、
140℃における溶融粘度が280psのポリプロピレ
ン、ニグロシン染料２重量部、磁性粉60重量部、
コロイダルシリカ２重量部から成る正荷電性磁性
トナーであり、内部に固定された磁石４ｃを有す
るSUS製の現像スリーブ４ｂが矢印の方向に感
光体１とほぼ同じ線速で回転することによつて、
250μに設定された鉄製ブレード４ｄとスリーブ
４ｂの間隙を通過してスリーブ４ｂ上にコートさ
れる。 コートされたトナーは感光体１とスリーブ４ｂ
との最小間隙部において潜像のパターンに応じて
スリーブ４ｂから感光体１へと転移する。ここ
で、スリーブ４ｂと感光体１との間隙は250μに
設定されており、スリーブ４ｂには−150Vの直
流バイアス、1.2KV1.5KVの交流バイアスが印加
されている。続いて、感光体１上の正帯電したト
ナー像は−7KVの帯電装置６によつて転写紙７
上に転写される。 次いで定着装置９によつて定着される。 一方、感光体１上の転写されなかつた残余のト
ナーはクリーナー８によつて感光体１上より除去
される。 第２図は本発明の一実施例の要部断面図であ
り、使用する定着装置の概略を示している。転写
紙７の画像面に接触する鉄製ローラー９ａは内部
にハロゲンランプ９ｂを有し、表面にポリテトラ
フルオロエチレンの被覆層９ｃを有する。又、画
像面の裏面に接触する鉄製ローラー９ｄは、内部
が中空で表面にシリコンゴムローラーの被覆層９
ｅを有する。転写紙７が１対の定着ローラー間に
進入する直前のトナー像保持シートの裏面と接触
する位置に位置し、転写紙の定着ローラー間の圧
接部への進入を案内するアルミニウム製の対向電
極９ｆを設け、定着ローラー９ａと対向電極９ｆ
との間に対向電極９ｆが定着ローラー９ａに対し
て負であり、未定着トナー像と逆極性のおよそマ
イナス0.5〜5KVのバイアス電圧９ｇを印加して
ある。 得られた画像は鮮明で、又オフセツトは観察さ
れなかつた。これに対してバイアス電圧９ｇを印
加しないことを除いては上記と同様に行なつたと
ころ、オフセツトが見られた。 以上本発明によれば、定着ローラ対間の圧接部
直前に設けられた未定着画像支持材の進入を案内
するガイドに、未定着画像と逆極性の電圧を印加
しているので鮮明な画像が得られ、従来生じてい
た画像の飛散やオフセツト等の種々の問題点を解
決し、高度の分離性を有し、オフセツト防止効果
が極めて優れたものである。 又、上記実施例は、負性潜像と正電荷トナーを
用いた例を示したが、本発明は、これに限定する
ものではなく、潜像が正極性で負電荷トナーを用
いた場合は、圧接部直前の案内部材に正の電圧を
印加すればよく、回転体等の部材の材質にとらわ
れることなく、優れたオフセツト防止効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が実施適用可能な複写装置の
一実施例の概略図、第２図は本発明の一実施例の
要部断面図である。 １は感光体、２，６は帯電装置、４は現像装
置、４ａはトナー、５はトナー像、７は転写紙、
９は定着装置、９ａ，９ｄは鉄製ローラー、９ｆ
は対向電極、９ｇはバイアス電位。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の回転体と、この第１の回転体と圧接す
   る第２の回転体と、この第１と第２の回転体対の
   圧接部の直前に設けられ、未定着画像を支持する
   支持材の圧接部への侵入を案内する案内部材と、
   を有し、この案内部材上の摺動した支持材が圧接
   部に侵入して未定着画像が定着される定着装置に
   おいて、 上記案内部材には、未定着画像と逆極性の電圧
   が印加されていることを特徴とする定着装置。 ２ 上記電圧は0.3〜5KVのバイアス電圧である
   特許請求の範囲第１項記載の定着装置。