JPH0922142A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱ローラ表面に供給される変性シリコーン
オイルの付着性が良好であり、トナーの付着を防止する
と共に装置のウォーミングアップ時間を短縮できる画像
形成方法及び画像形成装置を提供する。 【構成】 像担持体上への静電潜像形成工程、該潜像か
ら現像剤を用いるトナー像形成工程、該トナー像を転写
する転写工程及び転写体上にトナー像を加熱定着させる
工程を有する画像形成方法であって、該現像剤として、
体積平均粒子径が６〜１０μｍであり、個数粒度分布に
おける１０μｍより大きい粒子が１５％以下、かつ５μ
ｍより小さい粒子が２５％以下の粒度分布を有するトナ
ー組成物を用い、該定着工程において、金属酸化物の層
で被覆された平滑な表面を有し、加熱源を設けた加熱ロ
ーラと、加圧ローラとを対向して設け、該加熱ローラの
表面に変性シリコーンオイルを塗布する手段を有する装
置を用いて定着する画像形成方法及びそれに用いる画像
形成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法等における静電潜像を現像して画像を形成する画像形
成方法およびそれに用いる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機やレーザー・プリンター等の
電子写真方式を用いる画像形成装置においては、感光体
ドラム等の像担持体に形成したトナー像を用紙に転写
し、定着装置を通して定着してコピーを作製する方式を
採用するものが用いられている。これらの定着装置とし
ては、一般に加熱ローラ方式の装置が用いられており、
その加熱ローラ方式の定着装置は、内部に加熱源を設け
てた加熱ローラと、加圧ローラとから構成され、そし
て、加熱ローラの表面温度を一定の値に維持する手段
と、両ローラの間に大きなニップ圧力を設定する機構と
から構成されている。

【０００３】一般に、加熱ローラは、その表面が用紙の
トナー像担持面に直接接触するものであるために、溶融
したトナーが加熱ローラ表面に付着することを防止する
手段を設ける必要がある。そのため、従来の定着装置に
おいては、例えば、特開昭６１−２０５９６８号公報等
に示されるように、加熱ローラの表面にフッ素樹脂によ
る被膜を形成すること、そして、加熱ローラの表面に対
してシリコーンオイル等を塗布する手段を設けて、加熱
ローラの表面に溶融したトナーが付着するのを防止する
ことが行われている。また、前記加熱ローラに対向して
配置される加圧ローラにおいては、金属コアの表面に比
較的厚い弾性体を被覆したものが用いられている。

【０００４】そして、この定着装置において、前記加熱
ローラを用紙の搬送速度、または、感光体ドラムの回転
速度等に対応させて駆動することにより、両ローラの接
触により加圧ローラを回転させ、両ローラの間にニップ
される用紙のトナー像を溶融させ、用紙に押圧すること
によって、定着の作用を発揮させるようにする。前記ト
ナーを溶融させる際に、加熱ローラの表面は、フッ素樹
脂の被膜が形成されており、またシリコーンオイル等が
塗布されているために、トナーが付着しにくい状態とな
っているので、溶融したトナーは、加熱ローラの表面に
付着したり、コピーを汚したりすることが防止される。

【０００５】また、定着装置においては、用紙が両ロー
ラの間で押圧され、湾曲される作用が加えられるため
に、その用紙が加熱ローラや加圧ローラに付着するとい
う問題がある。そこで、従来の定着装置では、用紙をロ
ーラから剥離するために、両ローラに対してそれぞれ剥
離爪を配置し、用紙の先端部を剥離爪により剥離する方
法が採用されている。そして、この剥離爪は、常時ロー
ラに接触させるか、または用紙の先端部を剥離する場合
に限り、爪部材をローラ表面に接触させる方法等を用い
て、用紙がローラに巻き付いた状態が発生するのを防止
している。ところが、従来のトナーでは、前記定着装置
を使用した場合には、定着時の熱が全体に均一にかかる
が、粒度分布が広いために、大径トナー粒子により定着
トナーの厚さが不均一になり、加熱ローラ側に溶融付着
（ホットオフセット）するという問題を生じていた。

【０００６】さらに、従来、電子写真法による画像形成
方法に供されるトナーにおいては、初期画像の画質は良
好であっても、多数枚のプリントを行うにつれてトナー
の粒度分布が変化して、現像に適しないトナーが多く残
存し、画質の維持が困難になるという問題があった。こ
れは次のような理由によるものである。すなわち、多数
枚のプリントを行う場合には、現像されやすいトナー、
すなわち粒径の大きいトナー粒子が先に現像に使用され
るのに対し、現像されにくいトナー、すなわち粒径の小
さいトナー粒子は、現像機に滞留することになる。この
小粒径のトナー粒子が多量に蓄積されると、後からトナ
ーを追加しても全体として現像されやすいトナー量が不
足しているため、画像濃度が低下し、画質の荒れが生
じ、線画の鮮明性が悪くなるのである。一方、近年画像
形成装置においては高画質化の要請が顕著になり、それ
に伴ってトナーの粒径は小粒径化の傾向がある。しか
し、上述したように、小粒径トナーは現像されにくいた
め、多数枚のプリント後、初期の粒径分布よりさらに小
粒径化し、画質の荒れ、線画の鮮明性が悪化するという
問題があった。さらに、長期にわたって使用すると、ト
ナー粒子の選択現像が発生し、徐々に画像が変化すると
いう問題もあった。また、低コントラストの電位の潜像
を現像した場合には、個々のトナーの帯電量の差によ
り、カブリが発生したり、徐々に画像が変化するという
問題もあった。

【０００７】最近、２色原稿を２色の正極性トナーおよ
び負極性トナーを用い、同時に感光体上に現像し、１回
の転写、定着工程により２色の画像を得る方法が開発さ
れているが、この２色画像形成方法においては、各色を
同時に現像するため、それぞれの現像コントラスト電位
が大きく取れず、狭いコントラスト電位で使用されるた
め、現像されやすいやや大きめの粒径のトナーが選択的
に現像され、画質の維持性の点で満足すべき結果が得ら
れていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した従
来の定着装置において、加熱ローラの表面をフッ素樹脂
により被覆した場合には、該ローラから用紙を剥離する
部分で剥離爪が接触すると、その加熱ローラの表面に傷
を付けるという問題が発生する。そして、加熱ローラの
表面に傷があると、コピーにすじ状の汚れが発生した
り、定着不良等が発生する場合がある。また、加熱ロー
ラの表面にフッ素樹脂を被覆する場合でも、ローラコア
の表面には薄い弾性体層を設ける場合が多く、そのよう
な被覆が設けられている場合には、被覆層の熱伝導率が
悪く、加熱源の熱がローラ表面に達するまでに多くの時
間を必要とし、装置のスイッチをオンにしてから、定着
装置を使用可能な状態に達するまでに長い待機時間を要
するという問題がある。

【０００９】そこで、前記待機時間を短縮させるため
に、特開昭６１−７３９８０号公報等に示されるよう
に、加熱ローラをセラミックコアにより構成し、そのコ
アの表面に発熱体の層を形成し、さらに、その発熱体の
表面を薄いフッ素樹脂により被覆することが提案されて
おり、この加熱ローラでは、定着装置に通電を開始した
後、非常に短い待機時間で、定着でき得る温度にまで上
昇するという効果を奏することができる。ところが、前
記セラミック製のローラ部材は、セラミックを円筒状に
成形し、それを高温で焼成するために、製造に多くの手
間を必要とし、焼成後に加工することが困難である等の
問題を有している。

【００１０】また、このような問題に加えて、加熱ロー
ラの表面にフッ素樹脂を被覆し、シリコーンオイルを塗
布した場合でも、溶融されたトナーは、オイルを押しの
けてローラの表面に付着しようとすることから、比較的
離型性の良好なフッ素樹脂でも、トナーが付着すること
を完全に防止できないという問題がある。さらに、加熱
ローラの表面被膜が剥離爪により損傷されるのを防止す
るために、剥離爪部材をリトラクトさせる機構を設け、
用紙の先端部を剥離するときに限り、爪が加熱ローラに
接するような機構を設けること等の手段も用いられてい
るが、前記した問題を十分に解消させることはできない
のが現状である。

【００１１】本発明は、従来の技術における上記した問
題点を解決するためになされたものである。すなわち、
本発明の目的は、加熱ローラ表面に供給される変性シリ
コーンオイルの付着性が良好であり、トナーの付着を防
止すると共に、装置のウォーミングアップ時間を短縮で
きる画像形成装置を提供することにある。本発明の他の
目的は、長期にわたって使用した際に発生するトナーの
選択現像および画像の変化を防止すると共に、正極性ト
ナーを含有する現像剤と負極性トナーを含有する現像剤
を用いた場合に混色が発生しない画像形成方法を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、高画質で画質維持
性に優れた画像が形成可能な多色画像形成方法及び多色
画像形成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解消するための手段】本発明の画像形成方法
は、像担持体上に静電潜像を形成する工程、該静電潜像
を現像剤担持体上の現像剤を用いてトナー像を形成する
工程、該像担持体上に形成されたトナー像を転写体上に
転写する工程および転写体上にトナー像を加熱定着する
定着工程を有する画像形成方法であって、該現像剤とし
て、体積平均粒子径が６ないし１０μｍであり、個数粒
度分布における１０μｍより大きい粒子が１５％以下、
かつ５μｍより小さい粒子が２５％以下の粒度分布を有
するトナー組成物を用い、該定着工程において、金属酸
化物の層で被覆された平滑な表面を有し、加熱源を設け
た加熱ローラと、加圧ローラとを対向して設け、該加熱
ローラの表面に変性シリコーンオイルを塗布する手段を
有する装置を用いて定着することを特徴としている。ま
た、本発明の多色画像形成方法は、像担持体上に静電潜
像を形成する工程及び該静電潜像を現像剤担持体上の現
像剤を用いてトナー像を形成する工程を繰り返し行う工
程、該像担持体上に形成されたトナー像を転写体上に転
写する工程及び転写体上にトナー像を加熱定着する定着
工程を有する多色画像形成方法であって、該現像剤とし
て、体積平均粒子径が６ないし１０μｍであり、個数粒
度分布における１０μｍより大きい粒子が１５％以下、
かつ５μｍより小さい粒子が２５％以下の粒度分布を有
する正極性トナー組成物を含有する現像剤と、体積平均
粒子径が６ないし１０μｍであり、個数粒度分布におけ
る１０μｍより大きい粒子が１５％以下、かつ５μｍよ
り小さい粒子が２５％以下の粒度分布を有する負極性ト
ナー組成物を含有する現像剤とを用い、該定着工程にお
いて、金属酸化物の層で被覆された平滑な表面を有し、
加熱源を設けた加熱ローラと、加圧ローラとを対向して
設け、該加熱ローラの表面に変性シリコーンオイルを塗
布する手段を有する装置を用いて定着することを特徴と
している。

【００１３】本発明の画像形成装置は、像担持体上に静
電潜像を形成する潜像形成手段、該静電潜像を現像剤担
持体上の現像剤を用いて現像する現像手段、該像担持体
上に形成されたトナー像を転写体上に転写する転写手段
および転写体上にトナー像を加熱定着する定着手段を有
し、該現像剤として、体積平均粒子径が６ないし１０μ
ｍであり、個数粒度分布における１０μｍより大きい粒
子が１５％以下、５μｍより小さい粒子が２５％以下の
粒度分布を有するトナー組成物を用いる画像形成装置で
あって、該定着手段が、金属酸化物の層で被覆された平
滑な表面を有し、加熱源を設けた加熱ローラと、加圧ロ
ーラとを対向して設け、該加熱ローラの表面に変性シリ
コーンオイルを塗布する手段を有する装置であることを
特徴としている。また、本発明の多色画像形成装置は、
像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段、該静電
潜像を現像剤担持体上の現像剤を用いて現像する複数の
現像手段、該像担持体上に形成されたトナー像を転写体
上に転写する転写手段および転写体上にトナー像を加熱
定着する定着手段を有し、該現像剤として、体積平均粒
子径が６ないし１０μｍであり、個数粒度分布における
１０μｍより大きい粒子が１５％以下、５μｍより小さ
い粒子が２５％以下の粒度分布を有する正極性トナー組
成物を含有する現像剤と、体積平均粒子径が６ないし１
０μｍであり、個数粒度分布における１０μｍより大き
い粒子が１５％以下、５μｍより小さい粒子が２５％以
下の粒度分布を有する負極性トナー組成物を含有するト
ナー組成物を用いる多色画像形成装置において、該定着
手段が、金属酸化物の層で被覆された平滑な表面を有
し、加熱源を設けた加熱ローラと、加圧ローラとを対向
して設け、該加熱ローラの表面に変性シリコーンオイル
を塗布する手段を有する装置であることを特徴としてい
る。

【００１４】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の画像形成方法に供されるトナーは、結着樹脂と着
色剤を主成分として構成されるが、その体積平均粒子径
は６ないし１０μｍであり、その個数粒度分布における
１０μｍより大きい粒子が１５％以下、５μｍより小さ
い粒子が２５％以下の粒度分布を有するものであること
が必要である。特に、体積平均粒子径が７．５〜９．５
μｍの範囲であると共に、個数粒度分布において１０μ
ｍより大きい粒子が１２％以下であり、また、５μｍよ
り小さい粒子が２０％以下であることが好ましい。体積
平均粒子径が６μｍより小さい場合には、普通紙の紙の
繊維中にトナー粒子が入り込んでソリッド像の表面が紙
の繊維模様になり、良好な画質が得られない。また、ト
ナー粒子１個あたりの着色力が小さくなり、着色剤の添
加量を多くしなければならず、その結果、着色剤の分散
が不均一となり、帯電性も不均一となって画質が悪くな
るという問題が生じる。一方、体積平均粒子径が１０μ
ｍより大きい場合には、線画の鮮明性が悪くなる。ま
た、個数粒度分布において１０μｍより大きい粒子が１
５％以上になると、未定着トナー像の凹凸が大きくな
り、熱の伝達が不均一となり、特に本定着装置の如く熱
伝導率が高い場合、凸部に熱が集中しオフセットが発生
する。５μｍより小さい粒子が２５％以上になると、微
粉の蓄積によるブラー等により、線画の鮮明性が悪くな
る。本発明で特定している範囲を採用することにより、
トナー間の空隙率を低くでき、ヒートロールの熱効率が
高められ、低温定着が可能となるものである。

【００１５】本発明のトナーに使用される結着樹脂とし
ては、例えば、スチレン、クロロスチレン等のスチレン
類；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等
のモノオレフィン類、；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル
類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、ア
クリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等
のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸のエステル類；ビ
ニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブ
チルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケト
ン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケト
ン等のビニルケトン類等のモノマーの単独重合体あるい
は共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹
脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アル
キル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合
体、ポリエチレン、ポリプロピレン等をあげることがで
きる。さらにポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹
脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン等も使用
できる。

【００１６】本発明の着色剤としては、公知の着色剤な
らば如何なるものでも使用することができる。例えば、
カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブル
ー、クロームイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポ
ンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルーク
ロライド、フタロアシニンブルー、マラカイトグリーン
オキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．
Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント
・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２
２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグ
メント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー
９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．
ピグメント・ブルー１５：３等を代表的なものとしてあ
げることができる。

【００１７】また、本発明のトナーを磁性トナーとして
使用する場合には、着色剤の一部または全部を磁性粉に
置換することができる。磁性粉としては、公知の磁性
体、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の金属およびこ
れらの合金、Ｆｅ₃ Ｏ₄ 、γ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、コバルト添
加酸化鉄等の金属酸化物、ＭｎＺｎフェライト、マグネ
タイト、ヘマタイト等が使用でき、さらにこれをシラン
カップリン剤やチタンカップリング剤等で処理したもの
も使用できる。これらの着色剤は、一般に、トナー中に
２〜５０重量％の範囲で含有させればよい。

【００１８】本発明に用いるトナーには、荷電制御、電
気抵抗制御等の目的で、種々の物質を添加することがで
きる。例えば、フッ素系界面活性剤、サリチル酸、クロ
ム錯体のようなクロム系染料、マレイン酸や、アミノ基
含有ビニルモノマーを単量体成分として含む共重合体の
如き荷電制御用樹脂、第４級アウンモニウム塩、ニグロ
シン等のアジン系染料等を添加することができる。さら
にまた、耐オフセット性をより完全にするために離型剤
を添加してもよく、低分子量ポリエチレン、低分子量ポ
リプロピレンに代表されるポリオレフィンやパラフィン
ワックス、キャンデリラワックス、カルナバワックス、
モンタンワックス等の天然ワックスおよびその誘導体等
が使用できる。

【００１９】本発明において、トナー粒子に少なくと
も、１種以上の外添される無機化合物微粒子としては、
ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＣｕＯ、ＺｎＯ、Ｓ
ｎＯ₂、ＣｅＯ₂ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ、ＢａＯ、Ｃａ
Ｏ、Ｋ₂ Ｏ、Ｎａ₂ Ｏ、ＺｒＯ₂ 、ＣａＯ・ＳｉＯ₂ 、
Ｋ₂ Ｏ・（ＴｉＯ₂ ）_n 、Ａｌ₂ Ｏ₃ ・２ＳｉＯ₂ 、Ｃ
ａＣＯ₃ 、ＭｇＣＯ₃ 、ＢａＳＯ₄ 、ＭｇＳＯ₄ 等およ
びそれらの表面を樹脂や種々のカップリング剤で処理し
たもの等が挙げられるが、特に流動性・凝集性を向上さ
せるためにはＳｉＯ₂ が優れており、特に１６ｎｍ以下
の粒径のものが好ましい。前記無機化合物微粒子は、シ
リコーンオイルで処理された金属酸化物微粒子であれ
ば、さらにオフセット性が改善されることから好まし
い。トナーに対する添加量は、好ましくは０．０５〜
２．５重量％、より好ましくは０．２〜１．０重量％、
さらに好ましくは０．３〜０．８重量％である。０．０
５重量％以下では耐オフセット性の効果が少なく、２．
５重量％以上では潜像担持体へのフィルミング等の不具
合が発生する。また、少なくとも１種以上の微粒子がシ
リコーンオイルで処理されたものであればよい。

【００２０】本発明の画像形成方法においては、上記し
たトナー組成物を用い、かつ、該定着工程において、金
属酸化物の層で被覆された平滑な表面を有し、加熱源を
設けた加熱ローラと、加圧ローラとを対向して設け、該
加熱ローラの表面に変性シリコーンオイルを塗布する手
段を有する装置を用いて定着させる。そこで、以下、こ
のような定着装置を有する本発明の画像形成装置につい
て説明する。本発明の画像形成方法は、像担持体上に静
電潜像を形成する工程、該静電潜像を現像剤担持体上の
現像剤を用いてトナー像を形成する工程、該像担持体上
に形成されたトナー像を転写体上に転写する工程および
転写体上にトナー像を加熱定着する定着工程よりなる。

【００２１】図１は、本発明の画像形成方法を実施する
ための２色画像形成装置の概略の構成図であり、図２
は、図１の２色画像形成装置を用いて画像形成を行う際
の電位の状態を説明する図である。図１において、１は
表面に感光層を有する感光体ドラム、２は帯電器、３は
第１露光器、４は第１現像器、５は第２露光器、６は第
２現像器、７は転写帯電器、８は除電器、９はクリーナ
ー、１０は除電ランプ、１１は記録紙である。まず、感
光体ドラム１の感光層に帯電器２で一様帯電を行い、電
位Ｖ₁ の電位を得る（図２（ａ））。次に、第１露光器
３で文字等の画像部の露光を行い、感光層の露光部の電
位がＶ_L1に低下した潜像を形成する（図２（ｂ））。次
に感光層の表面電荷と同じ極性をもつ現像剤で反転現像
を行う。この際、第１現像器４にバイアス電圧を印加す
る。バイアス電圧Ｖ_B1をＶ_L1より大きい電位とすること
により潜像部にトナーが付着する（このＶ_L1とＶ_B1の差
の絶対値を第１現像部のコントラスト電位と呼ぶ。）
（図２（ｃ））。次に第２露光器５により２色目の潜像
を形成するが、この際、背景部に相当する部分に露光を
行う（露光部電位はＶ_L2）（図２（ｄ））。次いで、感
光体表面電荷と異なる極性を持つトナーで正転現像を行
う。この際、第２現像機６にバイアス電圧を印加する。
バイアス電圧Ｖ_B2をＶ₁ より小さい電位とすることによ
り、現像剤での現像が行われる（Ｖ_B2とＶ₁ の差を第２
現像部のコントラスト電位と呼ぶ。）。これにより感光
層上に極性の異なる２色のトナー像が形成される（図２
（ｅ））。その後、帯電器でトナーの極性を正または負
に揃え、さらに転写帯電器７で記録紙１１にトナー像を
転写し、定着工程において定着器によってトナー像が定
着される。

【００２２】次に、本発明の画像形成方法における加熱
ローラ定着装置について説明する。図３〜図７は、定着
工程において使用するための加熱ローラ定着装置の概略
の構成を示す図である。図３は、本発明の画像形成装置
に使用される定着装置の一実施例の構造を示すものであ
る。定着装置１２は、従来の加熱ローラ方式の装置の場
合と同様に、ハロゲンランプ等の加熱源２９を収容する
加熱ローラ２６と、加圧ローラ２１とを対向させて配置
して構成している。前記２つの定着ローラ部材のうち、
加圧ローラ２１は、金属製のコア部材の表面に、弾性部
材の被覆を数ｍｍの厚さで被覆したものを用い、該加圧
ローラを加熱ローラに向けて所定のニップ圧力で押圧す
るように設けている。また、この２つの定着ローラに
は、用紙を剥離するための剥離爪１５を配置して、定着
が終了した用紙を剥離する作用を行なわせる。

【００２３】図３に示す定着装置において、加熱ローラ
２６は、金属製のローラコア２７の表面に金属酸化物の
表面被覆２８を形成しているもので、このローラコア２
７は数ｍｍのパイプ状の部材を用いて、その表面に数μ
ｍ〜数１０μｍの厚さで表面被覆２８を設けている。そ
の表面被覆２８としては、ローラコアを構成する金属を
酸化処理することによって形成することが可能であり、
例えば、ローラコア２７を鉄で構成した場合には、表面
被覆として酸化鉄の被膜を形成することができる。ま
た、表面被覆は、ローラコアを構成する金属とは別の金
属酸化物を被覆することによっても、加熱ローラを構成
することができる。さらに、ローラコアは、プラスチッ
ク材料等を用いて構成されたものでもよく、そのプラス
チック製のローラコアの表面に、金属酸化物を薄く被覆
する手段を用いて、表面被覆を構成することができる。

【００２４】本発明においては、加熱ローラ２６にオイ
ル塗布装置１３を配置し、該オイル塗布装置のウエブ１
４を加熱ローラ２６の表面に押圧することにより、ロー
ラ表面にオイルを供給できるようにしている。オイル塗
布装置１３には、変性シリコーンオイルを収容して、該
変性シリコーンオイルを加熱ローラ２６の表面に塗布す
る手段を用いている。このオイル塗布に用いる変性シリ
コーンオイルとしては、例えば、メルカプト変性シリコ
ーンオイルや、アミノ変性シリコーンオイル等のような
市販のシリコーンオイルを挙げられる。そして、それら
の変性シリコーンオイルが、金属酸化物に保持される性
質を利用して、加熱ローラに対するトナーの付着を防止
することができる。

【００２５】図４に示すように、ローラコアをアルミニ
ウムで構成する場合には、加熱ローラ３０は、金属アル
ミニウムにより構成したローラコア３２の表面に、表面
被覆として酸化アルミニウム被膜３１を形成することが
できる。この酸化アルミニウム被膜３１は、アルマイト
処理を行うことにより、容易に形成することができる。
そして、その酸化アルミニウムの硬度は非常に大きいた
め、剥離爪がローラの表面に接触しても、そのローラの
表面被膜が削られることがないから、フッ素樹脂の場合
のような問題は発生しない。さらに、剥離爪をプラスチ
ック等により構成する場合には、該剥離爪が磨耗するの
みであり、加熱ローラ本体には傷を付けたりすることが
防止される。

【００２６】また、ローラコアをアルミニウム以外の他
の金属材料で構成し、そのローラの表面を金属酸化物で
被覆する場合には、図５に示すように、その加熱ローラ
３５の断面は、金属のローラコア３６の表面に金属酸化
物被膜３７を所定の厚さで形成する。ところが、その酸
化物被膜の表面には、凹凸が発生して非常に小さな凹部
３８が多数形成されることから、これを研磨により除去
しようとすると、前記金属酸化物は非常に硬いために、
その研磨には非常にコストが高いものとなる。そのた
め、本発明においては、金属酸化物被膜３７の凹部３８
に、硫化モリブデンやフッ素樹脂等の充填物３９を充填
して、ローラ表面に凹凸が形成されないように処理する
ことができる。なお、凹部３８に硫化モリブデンを充填
する場合には、フッ素樹脂の場合のように、ローラの表
面温度を２００℃以下に維持させる必要がなく、ローラ
部材の加熱温度管理が良好に行うことができる。また、
硫化モリブデンは、潤滑材としても使用されるものであ
るから、そのローラの表面に接する部材に対して、摩擦
を軽減することが可能であり、例えば、剥離爪を押圧す
る場合でも、その爪部材に対する磨耗を軽減することが
可能となり、両部材の耐久性を向上させることができ
る。

【００２７】本発明においては、ローラコアの表面に金
属酸化物の被膜を形成するほか、ローラコアの表面にセ
ラミックの被覆を形成することもできる。例えば、ロー
ラコアをプラスチックにより構成した場合でも、その表
面にセラミックを主体とする塗布材料（例えば「セラミ
カ」、（株）日板研究所製）を用い、その材料を薄く塗
布した後、加熱処理を行うことにより、ローラコアの表
面にセラミックの被膜を形成することができる。また、
図３に示されるようなローラ部材においても、酸化アル
ミニウムの凹部に硫化モリブデン等の充填剤を適用した
後で、さらに、その表面に塗布材料を薄く塗布して焼成
することにより、セラミックの被膜を形成することがで
きる。

【００２８】前記塗布材料としては、アルミナ・シリカ
系材料を用いることができ、また、該材料を主材とし、
各種金属酸化物のフィラーを混合したものを用いること
もできる。このようなフィラーとしては、例えば、Ｎｉ
Ｏ、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＳｎＯ
₂ 、ＺｎＯを用いることができる。これらの塗布材料を
用いる場合には、ローラコアをその塗布材料の溶液中に
浸漬し、それに３００℃程度の熱を加えて焼成すること
により、数μｍ〜数１０μｍの厚さのセラミック被膜を
形成することができる。したがって、ローラ部材の表面
にセラミックの表面被膜を形成する手段を用いる場合に
は、ローラコアを金属やプラスチック等の加工性の良好
な任意の材料で構成し、その表面に硬度の大きな酸化物
被膜を形成することが可能になる。

【００２９】また、ローラコアの表面に形成する酸化物
被膜は、ローラコアと同じ材料の酸化物により形成でき
るほか、金属酸化物を溶射することによっても形成する
ことができる。金属酸化物を溶射する場合には、酸化ア
ルミニウムの他に、鉄やチタン、マグネシウム、カルシ
ウム、ニッケル、銅等の酸化物またはガラス等を用いる
こともできる。さらに、ローラコアをアルミニウムや鉄
等で構成する場合には、その酸化物で表面被覆を形成す
ることが可能であるが、その他、チタン、マグネシウ
ム、セラミック、ニッケル、銅等により構成する場合で
も、そのローラコアを構成する材料の酸化物により、表
面被覆を形成することができる。

【００３０】上記材料を用いてローラコアを構成する場
合には、その加熱ローラの表面は非常に硬く、また、熱
伝導性が良好なものとなる。図６に示すように、本発明
の加熱ローラでは、ローラコアの内部に加熱源を配置
し、さらに、外部加熱源４０を加熱ローラの外側に配置
して、該加熱ローラの加熱を高めるように構成すること
もできる。また、加熱ローラの表面が非常に硬いもので
あるから、剥離爪をプラスチック製ではなく、図７に示
されるように、金属性の針状の剥離爪４１を配置し、該
剥離爪４１の先端部を常時ローラの表面に押圧するよう
な剥離手段を用いることもできる。なお、図６および図
７における他の符号は、前記したものと同意義を有す
る。

【００３１】また、加熱ローラに、変性シリコーンオイ
ルを塗布する手段としては、図３に示されるように、ウ
エブを用いたオイル塗布装置の他に、ローラを用いた塗
布装置等の他の任意の構成を有するオイル塗布装置を用
いることが可能である。さらに、ローラ表面に塗布する
変性シリコーンオイルとしても、上記したシリコーンオ
イルの他に、金属酸化物と化学的に結合し、ローラ表面
にトナーを付着させない作用を発揮できるものであれ
ば、任意の変性シリコーンオイルを使用することができ
る。

【００３２】

【作用】本発明におけるトナーは、薄層化させたトナー
を潜像担持体に供給して潜像を現像する一成分現像方式
に用いることができるし、また、キャリアと混合して二
成分現像剤とし、磁気ブラシ等により潜像を現像する二
成分現像方式に用いることもできる。また、本発明によ
れば、１回の帯電、転写を行うことにより２色の画像を
得ることができるが、カブリのない良好な画質を得るた
めには、Ｖ₁ とＶ_B1の電圧差およびＶ_L2とＶ_B2の電圧差
を大きくとる必要がある。通常、Ｖ₁ が１０００Ｖ前後
であるため、コントラスト電位は５００Ｖ以下であるこ
とが好ましい。通常の感光体を用いて従来使用されてい
るトナーを用いた場合、コントラスト電位が５００Ｖ以
下の状態で現像すると、トナーの選択現像性が大きくな
り、画質の維持性は劣るものであるが、本発明において
用いるトナーは、上記した体積平均粒子径および粒度分
布を有するものであるから、良好な画質の複写画像を得
ることができるものであり、特に、２色画像形成装置を
用いて２色カラー画像を形成する場合に好ましいもので
ある。

【００３３】本発明は、上記した構成の画像形成装置を
用いて上記画像形成方法を採用することにより、従来の
樹脂で表面を被覆した加熱ローラを用いた定着装置を備
えたものを使用する場合の欠点を解消することができ
る。すなわち、加熱ローラの表面に樹脂等の被覆がない
ために、ローラ内部の加熱源からの熱が直ちに表面に到
達することから、加熱ローラ表面を一定の温度に加熱す
るための時間が短縮され、ウォーミングアップに要する
待機時間を短くすることを可能にする。また、本発明に
おいて、加熱ローラ表面に非常に硬い金属酸化物の層が
形成されているため、剥離爪が常時接触した場合でも、
その表面を傷付けることがなく、ローラ表面の傷により
コピーが汚れたりする問題を防止する作用を示す。さら
に、金属酸化物の層は変性シリコーンオイルを保持する
性質に優れているため、溶融したトナーがシリコーンオ
イルを押しのけて加熱ローラの表面に付着することを防
止することができ、加熱ローラ表面の汚染を防止する作
用を示す。さらに、本発明で特定しているトナーの粒度
分布のものと組合せることにより、低温定着が可能とな
り、かつ、オフセットが有効に防止でき、多数枚にわた
って高解像度の鮮明な画像を得ることができる。また、
トナー表面にシリコーンオイル処理金属酸化物を含有せ
しめることにより、トナー側からも離型性が付与でき、
ローラ表面の汚れを防止することができる。

【００３４】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、これにより本発明が限定されるものではない。な
お、実施例において「部」は重量部を意味する。 実施例１ （第１現像用現像剤作製） スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート（７０／３０） ８３重量部 共重合体（Ｍｗ＝１．８×１０⁵ ） カーボンブラック １０重量部 低分子量ポリプロピレン ６重量部 低分子量ポリエチレン １重量部 上記組成の原料を予備混合し、ニーダーで加熱溶融した
後、冷却し、その後ハンマーミル等で粗粉砕し、さらに
ジェットミルで微粉砕して、風力分級機で微粉および粗
粉を除去することにより、体積平均粒子径９．３μｍ、
個数粒度分布で１０μｍより大きい粒子が１０．２％、
５μｍより小さい粒子が１３．３％のトナーを作製し
た。なお、得られたトナーの粒度測定は、コールターカ
ウンターＴＡ−II型（アパーチャー径１００μｍ）を用
いて行った。このトナー１００部に、シリコーン処理し
たシリカ（ＴＳ７２０、キャボット社製）０．５部を添
加した混合物をヘンシェルミキサーで混合して、表面に
シリカ微粒子が付着したトナーを得た。得られたトナー
４部とスチレン−メチルメタクリレート共重合体をコー
ト（コート率１．５％）したフェライトキャリヤ（粒径
８５μ）９６部とを混合し、第１現像器用黒色現像剤を
得た。

【００３５】（第２現像用現像剤作製） スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート（７０／３０） ８１重量部 共重合体（Ｍｗ＝２．６×１０⁵ ） Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２ １０重量部 低分子量ポリプロピレン ６重量部 低分子量ポリエチレン １重量部 第４級アンモニウム塩 ２重量部 上記組成の原料を予備混合し、ニーダーで加熱溶融した
後、冷却し、その後ハンマーミル等で粗粉砕し、さらに
ジェットミルで微粉砕して、風力分級機で微粉および粗
粉を除去することにより、体積平均粒子径９．６μｍ、
個数粒度分布で１０μｍより大きい粒子が１２．５％、
５μｍより小さい粒子が１２％のトナーを作製した。こ
のトナー１００部と酸化チタン（平均一次粒径３０ｎ
ｍ）２．０部、シリコーン処理したシリカ（ＴＳ７２
０、キャボット社製）０．２部を添加し、ヘンシェルミ
キサーで混合してトナーを得た。一方、キャリヤは次の
ようにして作製した。 スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート（８０／２０） ２１重量部 共重合体（Ｍｗ＝２．３×１０⁵ ） ポリフッ化ビニリデン ９重量部 マグネタイト ７０重量部 上記組成の原料を予備混合し、ニーダーで加熱溶融した
後、粉砕し、分級することにより平均粒径５０μｍのキ
ャリヤを得た。上記のトナー１０部と上記のキャリヤ９
０部を混合し、第２現像器用赤色現像剤を得た。

【００３６】（画像形成）複写機（ＡＢＬＥ１３０１
α：富士ゼロックス社製）の第１現像器には黒色現像剤
を使用し、その第２現像器には赤色現像剤を使用した。
また、定着装置は、図３に示す構造のものに改造し、ロ
ーラコアとしてアルミニウムコア、表面被覆として、酸
化アルミニウム層を設けたものを用いた。さらに、オイ
ルは、アミン変性シリコーンオイルを使用した。このと
きのＶ₁ ＝−７５０Ｖ、Ｖ_B1＝−５３０Ｖ、Ｖ_L1＝−１
００Ｖ（第１現像部のコントラスト電位：４３０Ｖ）、
Ｖ_L2＝−３５０ＶおよびＶ_B2＝−５７５Ｖであった（第
２現像部のコントラスト電位：２２５Ｖ）。この条件に
おいて、１０万枚のプリントテストを行った。その結果
を表１に示す。

【００３７】実施例２ 実施例１の第１現像用トナーと同様にしてトナー粒子を
得た。このトナー粒子１００部に、シリコーンオイル処
理しないシリカ（日本アエロジル社製、Ｒ９７２）０．
７部を添加して、第１現像器用現像剤とした。また、実
施例１の第２現像用トナーと同様にしてトナー粒子を得
た。このトナー粒子１００部に、酸化チタン（平均一次
粒径３０ｎｍ）２．０部およびシリコーンオイル処理し
ないシリカ（日本アエロジル社製、Ｒ９７２）０．２部
を添加した以外は、実施例１と同様にして第２現像器用
現像剤とした。これらの現像剤を用いて実施例１と同様
にテストを行った。その結果を表１に示す。

【００３８】比較例１ 実施例１の第１現像器用現像剤および第２現像器用現像
剤の組成で、体積平均粒子径９．５μｍ、９．７μｍの
トナー粒子（個数粒度分布において１０μｍより大きい
粒子が、それぞれ１７．８％および１７．２％、５μｍ
より小さい粒子が、それぞれ２２．４％および２０．１
％）を使用した以外は、同様にしてテストを行った。そ
の結果を表１に示す。 比較例２ 実施例１の加熱ローラの代わりに、アルミニウムコアに
フッ素樹脂コート（テフロンコート）を施した加熱ロー
ラを使用した以外は、実施例１と同様にテストを行っ
た。その結果を表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明の画像形成装置は、上記の構成を
有するから、定着装置における加熱ローラ表面に供給さ
れる変性シリコーンオイルの付着性が良好であり、トナ
ーの付着を防止すると共に装置のウォーミングアップ時
間を短縮できるという効果を奏する。また、本発明の画
像形成方法においては、特定の粒子径および特定の粒度
分布を有するトナーを用いて上記の画像形成装置により
複写像を形成するから、複写像の形成に際して、表１の
結果から明らかなように、定着度が良好であり、長期に
わたってオフセットを発生することなく、またローラに
傷を発生せず、複写汚れを防止して高画質を維持するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成方法を実施するための２色
画像形成装置の概略構成図である。

【図２】 図１の２色画像形成装置を用いて画像形成を
行う際の電位の状態を説明する図である。

【図３】 本発明の定着装置の構成を示す側面図であ
る。

【図４】 加熱ローラをアルミニウムで構成する場合の
説明図である。

【図５】 金属製のローラコアの表面に酸化物被膜を形
成する場合の拡大説明図である。

【図６】 加熱源を外部に配置する場合の説明図であ
る。

【図７】 本発明の定着装置に用いる剥離爪の他の実施
例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、２…帯電器、３…第１露光器、４…
第１現像器、５…第２露光器、６…第２現像器、７…転
写帯電器、８…除電器、９…クリーナー、１０…除電ラ
ンプ、１１…記録紙、１２…定着装置、１３…オイル塗
布装置、１４…ウエブ、１５…剥離爪、２１…加圧ロー
ラ、２６…加熱ローラ、２７…ローラコア、２８…表面
被覆、２９…加熱源、３０…加熱ローラ、３１…酸化ア
ルミニウム被膜、３２…アルミニウムロールコア、３５
…加熱ローラ、３６…ローラコア、３７…酸化物被膜、
３８…凹部、３９…充填物、４０…外部加熱源、４１…
針状の剥離爪。

フロントページの続き (72)発明者 濱野 弘一 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 山室 隆 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に静電潜像を形成する工程、
   該静電潜像を現像剤担持体上の現像剤を用いてトナー像
   を形成する工程、該像担持体上に形成されたトナー像を
   転写体上に転写する工程および転写体上にトナー像を加
   熱定着する定着工程を有する画像形成方法において、該
   現像剤として、体積平均粒子径が６ないし１０μｍであ
   り、個数粒度分布における１０μｍより大きい粒子が１
   ５％以下、かつ５μｍより小さい粒子が２５％以下の粒
   度分布を有するトナー組成物を用い、該定着工程におい
   て、金属酸化物の層で被覆された平滑な表面を有し、加
   熱源を設けた加熱ローラと、加圧ローラとを対向して設
   け、該加熱ローラの表面に変性シリコーンオイルを塗布
   する手段を有する装置を用いて定着することを特徴とす
   る画像形成方法。
2. 【請求項２】 像担持体上に静電潜像を形成する工程及
   び該静電潜像を現像剤担持体上の現像剤を用いてトナー
   像を形成する工程を繰り返し行う工程、該像担持体上に
   形成されたトナー像を転写体上に転写する工程及び転写
   体上にトナー像を加熱定着する定着工程を有する多色画
   像形成方法において、該現像剤として、体積平均粒子径
   が６ないし１０μｍであり、個数粒度分布における１０
   μｍより大きい粒子が１５％以下、かつ５μｍより小さ
   い粒子が２５％以下の粒度分布を有する正極性トナー組
   成物を含有する現像剤と、体積平均粒子径が６ないし１
   ０μｍであり、個数粒度分布における１０μｍより大き
   い粒子が１５％以下、かつ５μｍより小さい粒子が２５
   ％以下の粒度分布を有する負極性トナー組成物を含有す
   る現像剤とを用い、該定着工程において、金属酸化物の
   層で被覆された平滑な表面を有し、加熱源を設けた加熱
   ローラと、加圧ローラとを対向して設け、該加熱ローラ
   の表面に変性シリコーンオイルを塗布する手段を有する
   装置を用いて定着することを特徴とする多色画像形成方
   法。
3. 【請求項３】 像担持体上に静電潜像を形成する潜像形
   成手段、該静電潜像を現像剤担持体上の現像剤を用いて
   現像する現像手段、該像担持体上に形成されたトナー像
   を転写体上に転写する転写手段および転写体上にトナー
   像を加熱定着する定着手段を有し、該現像剤として、体
   積平均粒子径が６ないし１０μｍであり、個数粒度分布
   における１０μｍより大きい粒子が１５％以下、５μｍ
   より小さい粒子が２５％以下の粒度分布を有するトナー
   組成物を用いる画像形成装置において、該定着手段が、
   金属酸化物の層で被覆された平滑な表面を有し、加熱源
   を設けた加熱ローラと、加圧ローラとを対向して設け、
   該加熱ローラの表面に変性シリコーンオイルを塗布する
   手段を有する装置であることを特徴とする画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 像担持体上に静電潜像を形成する潜像形
   成手段、該静電潜像を現像剤担持体上の現像剤を用いて
   現像する複数の現像手段、該像担持体上に形成されたト
   ナー像を転写体上に転写する転写手段および転写体上に
   トナー像を加熱定着する定着手段を有し、該現像剤とし
   て、体積平均粒子径が６ないし１０μｍであり、個数粒
   度分布における１０μｍより大きい粒子が１５％以下、
   ５μｍより小さい粒子が２５％以下の粒度分布を有する
   正極性トナー組成物を含有する現像剤と、体積平均粒子
   径が６ないし１０μｍであり、個数粒度分布における１
   ０μｍより大きい粒子が１５％以下、５μｍより小さい
   粒子が２５％以下の粒度分布を有する負極性トナー組成
   物を含有するトナー組成物を用いる多色画像形成装置に
   おいて、該定着手段が、金属酸化物の層で被覆された平
   滑な表面を有し、加熱源を設けた加熱ローラと、加圧ロ
   ーラとを対向して設け、該加熱ローラの表面に変性シリ
   コーンオイルを塗布する手段を有する装置であることを
   特徴とする多色画像形成装置。