(57)【要約】【課題】本発明は、低温度定着トナーを用いて省エネルギーを達成し、更に一般的な定着装置においてもオフセットを起こさずに良好な定着性が得られ、濃度ムラのない滑らかな高品質の画像が継続して得られる高耐久の画像形成方法、及び該方法に用いる画像形成装置を提供することを目的する。【解決手段】本発明の画像形成方法は、結着剤の主成分が樹脂であり、該樹脂成分中にワックスが相溶しており、該樹脂の融点以下の温度で軟化するトナーを用い、静電潜像担持体上のトナー像を転写体に転写させて定着器へ搬送する際に、該転写体を前記静電潜像担持体へ押圧する。【選択図】　　　図１
2004045658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結着剤の主成分が樹脂であり、該樹脂成分中にワックスが相溶しており、該樹脂の融点以下の温度で軟化するトナーを用い、静電潜像担持体上のトナー像を転写体に転写させて定着器へ搬送する際に、該転写体を前記静電潜像担持体へ押圧することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
該トナー像が転写した転写体を無端走行するゴムベルトに吸着させて定着器へ搬送し、該ゴムベルトのテンションで該転写体を潜像担持体に押圧することを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】
該ゴムベルトの表面速度と潜像担持体の周速度との速度差が０．１〜１．０％となるように、該ゴムベルトを無端走行させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
静電潜像担持体と弾性体のゴムローラーとの間に転写体を挟み、ゴムローラーを静電潜像担持体に食い込ませて回転させることにより、転写体を潜像担持体に押圧することを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項５】
該ゴムローラーの表面の周速度と潜像担持体の周速度との速度差が０．１〜１．０％となるように、ゴムローラーを回転させることを特徴とする請求項４記載の画像形成方法。
【請求項６】
回転する静電潜像担持体の周縁近傍に、静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラムの表面に潜像を形成する半導体レーザー発光装置と、潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、トナー像を転写体に転写する転写装置とが少なくとも設けられた画像形成装置において、転写体を静電潜像担持体に押圧する機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
無端走行するゴムベルトのテンションで転写体を搬送すると共に静電潜像担持体に押圧する機構であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
該ゴムベルトの体積抵抗値が１０６〜１０１２Ωｃｍであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項９】
該ゴムベルトの表面粗さがＲｚ１０μｍ以下であることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
ゴムローラーが静電潜像担持体に食い込んで回転することにより、転写体を搬送すると共に押圧する機構であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項１１】
該ゴムローラーの体積抵抗値が１０５〜１０１１Ωｃｍであることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
該ゴムローラーが空隙率１０〜５０％の発泡体であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の請求項画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写やファクシミリ、プリンター等に用いられる画像形成装置に関し、詳しくは省エネルギー性に優れ、高画質で、経時や環境の変化に対して品質安定性に優れた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境を保全するために省資源及び省エネルギーの要求が高まっている。
電子写真法における定着の分野においても省エネルギーのために消費電力を押さえる動きが活発化しており、特に電力消費の激しい定着の分野で低温度定着化が研究されている。
【０００３】
具体的には、現状では一般的な定着温度が２００℃〜１５０℃程度であり、定着装置を室温から定着温度まで立ち上げる時間も１分〜５分程度かかっている。これを定着温度１５０℃以下、好ましくは１００℃近辺で定着できるようにすることが省エネルギー化と定着立ち上げ時間低減のため望まれる。
【０００４】
このような低温度定着を実現するためには当然トナーを構成する結着剤の主成分をなす樹脂（有機高分子物質）の軟化点あるいは融点を下げざるをえない。しかし、一般に一種類のみからなる樹脂（有機高分子物質）は、融点が下がると溶融粘度の低下が避けられない。これは樹脂の融点が分子量に依存していることにあり、当然分子量が低ければ分子鎖のからみ合いが緩くなり、相互作用が弱くなることにより溶融粘度は下がると考えられる。
【０００５】
従って超低融点トナーを使って定着を行った場合、融点より温度が高くなると急激な粘度の低下が起こる。このためトナーの定着に有効なゴム域幅が狭くなり、紙上のトナーを定着加熱体側にオフセットしないようにし、なおかつ紙に定着させるためには定着加熱体の温度を常に狭い範囲に保たねばならなくなる。
【０００６】
またこのような低融点トナー特有の課題として、トナー自体が柔らかく、表面に粘着性を持ちやすいために、トナーを搬送する際に補給ボトル内部でトナー同士がブロッキングしたり、感光体へのトナー固着、２成分現像にトナーを用いた場合のキャリアスペント、１成分現像にトナーを用いた場合の現像ローラーフィルミング、トナーのブレード固着などの問題を起こしやすいという問題がある。また樹脂が柔らかいため粉砕工程で微粉に粉砕するまでに時間がかかり、また粉砕室壁面などにトナーが付着したり、ブロッキングしたりして収率が落ち、生産性が悪いという問題もある。
【０００７】
特開平９−２５８４８０号公報では、トナー表面のみを熱的に安定化させてオフセットを防止しながら低温定着を行うために、低温定着用トナーとして低溶融粘度の樹脂表面中に熱的に安定な層、及びガラス転移点が６５℃以上の熱可塑性樹脂からなり厚さが０．１〜１．０μｍの被覆を順次積層することが開示されている。
【０００８】
しかしながら、トナー粒子に皮膜を形成するためには当然通常の混練、粉砕、分級の工程ではなし得ず、水溶液中で重合し、マイクロカプセル化する必要がある。かかる工程はトナー製造工程の複雑化を招き、低コスト化、安定供給の面で解決すべき課題が多い。
【０００９】
また特開平８−１２３０７４号公報では、トナーの剥離性を維持して低温定着を達成するために、トナーの樹脂として特定のジオール成分を含有し、分子量、軟化点が特定範囲であり、さらに定着ローラーへの離型剤オイル塗布量が特定範囲となるように離型剤オイルを供給することが開示されている。
【００１０】
しかしながら、離型剤オイルを塗布するためには定着器がオイル塗布、循環装置を備えなければならないので装置が複雑化し、消耗品として定着オイルを備える必要がある。更に、ユーザーがオイル補給を行うには装置内や衣服や手などを汚染することがあるため好ましくなく、小型化、メンテフリー化が難しいという問題もある。
【００１１】
特開平７−２６１５８７号公報では、定着加圧体をベルト構成にし、ニップ幅を広げることで低温定着を実現し、ベルト支持体の一方を可動にしてベルトにしわや偏りが出るのを防止し、ニップ部での押圧力を均一化することが開示されている。
【００１２】
しかし、このようなベルト構成でニップ幅を広げただけでは、定着温度は低くなるものの、トナーのオフセット余裕度が低いため定着ニップ部内で常に定着温度を一定に管理することが必要になる。その結果、使用するプリント紙のサイズや厚みを変えた場合、画像面積率、連続プリント時や１枚毎プリント時、電源投入から立ち上げた場合などに、加熱部の温度変動が排熱時、加熱時において激しくなり、狭い範囲で温度管理することが難しいという問題がある。
【００１３】
また特開平９−１３８５２５号公報では、通常の２本ローラ定着器により低温定着を実現するために定着ローラー厚み１ｍｍ以下で定着ローラ間面圧を一定以下にし、トナーとして２種のポリエステル樹脂で構成され不連続相を形成することが開示されている。このような薄肉ローラを用いた低荷重の定着システムは、定着立ち上げ時間は短いものの、やはり装置の使用状態によって温度のふれがあり温度の一定化が難しいという問題がある。また長手方向中央部の蓄熱されやすい場所と端部の排熱されやすい場所での温度差も発生しやすく、低温定着トナーによりホットオフセットやコールドオフセットの発生を抑えるのが難しいという問題もある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低温度定着トナーを用いて省エネルギーを達成し、更に一般的な定着装置においてもオフセットを起こさずに良好な定着性が得られ、濃度ムラのない滑らかな高品質の画像が継続して得られる高耐久の画像形成装置を提供することを目的する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、次の画像形成方法及び画像形成装置が提供される。
（１）結着剤の主成分が樹脂であり、該樹脂成分中にワックスが相溶しており、該樹脂の融点以下の温度で軟化するトナーを用い、静電潜像担持体上のトナー像を転写体に転写させて定着器へ搬送する際に、該転写体を前記静電潜像担持体へ押圧することを特徴とする画像形成方法。
（２）前記トナー像が転写した転写体を無端走行するゴムベルトに吸着させて定着器へ搬送し、該ゴムベルトのテンションで該転写体を潜像担持体に押圧することを特徴とする前記（１）記載の画像形成方法。
（３）前記ゴムベルトの表面速度と潜像担持体の周速度との速度差が１％以内となるように、該ゴムベルトを無端走行させることを特徴とする前記（２）に記載の画像形成方法。
（４）静電潜像担持体と弾性体のゴムローラーとの間に転写体を挟み、ゴムローラーを静電潜像担持体に食い込ませて回転させることにより、転写体を潜像担持体に押圧することを特徴とする前記（１）記載の画像形成方法。
（５）前記ゴムローラーの表面の周速度と潜像担持体の周速度との速度差が０．１〜１．０％となるように、ゴムローラーを回転させることを特徴とする前記（４）記載の画像形成方法。
（６）回転する静電潜像担持体の周縁近傍に、静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラムの表面に潜像を形成する半導体レーザー発光装置と、潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、トナー像を転写体に転写する転写装置とが少なくとも設けられた画像形成装置において、転写体を静電潜像担持体に押圧する機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
（７）無端走行するゴムベルトのテンションで転写体を搬送すると共に静電潜像担持体に押圧する機構であることを特徴とする前記（６）記載の画像形成装置。
（８）前記ゴムベルトの体積抵抗値が１０６〜１０１２Ωｃｍであることを特徴とする前記（２）に記載の画像形成装置。
（９）前記ゴムベルトの表面粗さがＲｚ１０μｍ以下であることを特徴とする前記（７）又は（８）に記載の画像形成装置。
（１０）ゴムローラーが静電潜像担持体に食い込んで回転することにより、転写体を搬送すると共に押圧する機構であることを特徴とする前記（６）記載の画像形成装置。
（１１）前記ゴムローラーの体積抵抗値が１０５〜１０１１Ωｃｍであることを特徴とする前記（１０）に記載の画像形成装置。
（１２）前記ゴムローラーが空隙率１０〜５０％の発泡体であることを特徴とする前記（１０）又は（１１）に記載の請求項画像形成装置。
【００１６】
本発明の画像形成方法においては、結着剤の主成分が樹脂であり、該樹脂成分中にワックスが相溶しており、該樹脂の融点以下の温度で軟化するトナーを用いる。このような構成のトナーは、軟化点以下の温度では高い粘弾性が保たれるので、トナー表面が粘着性になることがない。このため低融点トナーであっても搬送や現像、転写工程において特別な処置をせずに使うことができる。そして軟化点、更に樹脂の融点を越えた温度になると、ワックス成分が急激に溶解するので粘度が低下して紙に定着するので、１００℃近辺での低温度定着が可能になる。
【００１７】
尚、樹脂成分中にワックスを相溶させて、該樹脂の融点以下の温度で軟化させるには、例えば、融点１３０℃の環化イソプレンと融点７０℃のカルナウバワックスを混合し相溶させてトナーとした場合に、融点が１００℃以下のトナーとなる。
【００１８】
本発明方法におけるトナーを構成する結着剤の主成分の樹脂に制限はなく、ワックスとの相溶性が良く１００℃程度で定着することさえできればいかなる樹脂でも使用することができ、例えば、ポリオレフィン樹脂、テルペン樹脂、エチルセルローズ、環化イソプレン、環状ポリオレフィン等を使用することができる。これらの中でも環化イソプレンが好ましく使用される。
【００１９】
前記結着剤を構成する樹脂に相溶しているワックスに制限はなく、例えば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等が使用できるが、カルナウバワックスを使用することが好ましい。
【００２０】
本発明方法におけるワックスのトナー中への添加量は、樹脂１００重量部に対して１０〜５０重量部、好ましくは２０〜４０重量部である。
ワックスの添加量が１０重量部未満の場合は、樹脂の融点以下の温度で軟化しない虞があり、５０重量部を超える場合は、粘度が低下しすぎる虞がある。
【００２１】
本発明方法で用いるトナーにおいては、樹脂成分中にワックスが相溶している。ここで、ワックスが樹脂と相溶しているとは、ワックス成分が分子レベルにおいてまで樹脂とからみあっていることを意味する。ワックスと樹脂を相溶させるには、ワックスと相溶性に優れる樹脂、例えば前記ポリオレフィン樹脂、テルペン樹脂、エチルセルローズ、環化イソプレン、環状ポリオレフィン等を用いればよい。これに対しワックスは、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、スチレンブタジエン樹脂、ポリオール樹脂等とは相溶しないので、ワックスが粒子として樹脂中に分散された構造となる。
【００２２】
本発明方法においては前記トナーを用いることにより、１００℃近辺での低温度定着が可能である。しかし、このような構成のトナーであっても１５０℃を超える温度で定着するタイプのトナーと比較すると、定着時にトナーの粘度が低下しすぎる傾向があり、定着加熱体の温度のフレや、紙等の転写体に付着するトナー量にムラがあり過剰に付着する部分が発生することを避けることはできない。
【００２３】
トナーが転写体に過剰に付着すると、付着量が高く過剰に付着した部分において静電潜像担持体側へオフセットを起こしてしまいやすい。また、転写体２４上の未定着トナー３３が定着装置に搬送されると、図４に示すように、定着ローラー３１との接触部を通過して定着されたトナー３４になるが、この時トナー過剰付着部分Ａが定着ローラー３１側へのオフセットＢとなりやすい。そしてこのようなトナー付着ムラは連続プリントを行うと微量オフセットとして定着ローラー３１に蓄積されやすく、画像上の汚れとして現れたり、定着ローラーの寿命を著しく低下させてしまうことになる。
【００２４】
トナーのオフセットを防止する一般的な離型性改善方法としては、樹脂中にワックス粒子を分散させ、定着時にワックス成分をしみださせるという方法が知られている。しかし、本発明方法で用いるトナーは、ワックス成分がトナー樹脂と相溶化しており、ワックス成分が分子レベルにおいてまで樹脂とからみあっているため、定着時にワックス成分がしみだして離型性をもたらすという効果が弱まっている。従って、本発明方法においては、ワックスを結着剤に添加しているが、このワックスに離型性を向上させることによりオフセットを防止する効果を期待することができない。よって、本発明方法においては、オフセットを防止するための手段を講じる必要がある。
【００２５】
本発明者らは、前記トナーを用いた画像形成方法において、転写体上にムラなくトナーを均一にのせて定着域に搬送することで定着ローラー側へのオフセットが防止されることを見出した。これはワックス相溶型トナーにおいては母体樹脂の紙にたいする粘着性と定着ローラーに対する粘着性の差でオフセットを防止するためであり、未定着トナーが紙繊維と接触率が高いほど定着ローラーへのオフセットが発生しづらくなるためであると考えられる。
【００２６】
本発明方法では、ワックス相溶型のトナーを静電潜像担持体上に現像し、紙などの転写体に転写する際に該転写体を静電潜像担持体へ押圧する。このようにすると静電潜像担持体上に凹凸を持って付着しているトナー像を転写体へ電界によって移動させた時に、転写体と静電潜像担持体の間で機械的圧力によってトナー像の凹凸がならされ、均一なトナー像となって定着装置に搬送されることになる。特に現像においてはベタエッジ部やライン部での過剰トナー付着が発生しやすいが、押圧力とともに転写することで転写紙上においては紙繊維に対して接触率が高く均一に充填された状態の未定着トナー像を形成して定着装置に搬送されることになる。このため定着ローラーとしてテフロン（Ｒ）コートローラーを用いても定着ローラー側へのオフセットするトナーがほとんどなくオフセット余裕度が大幅に向上することになる。
【００２７】
本発明方法においては、このように、結着剤の主成分が樹脂であり、該樹脂成分中にワックスが相溶しており、該樹脂の融点以下の温度で軟化するトナーを用いと共に、静電潜像担持体上のトナー像を転写体に転写させて定着器へ搬送する際に、該転写体を前記静電潜像担持体へ押圧することにより、オフセット余裕度が大幅に向上するので、トナーの低温度定着を容易に実現できる。
【００２８】
本発明方法において、転写体を前記静電潜像担持体へ押圧する第一の手段としては、トナー像が転写した転写体を無端走行するゴムベルトに吸着させて定着器へ搬送し、該ゴムベルトのテンションで該転写体を潜像担持体に押圧することが好ましい。このようにすると転写ベルトのゴム弾性によって均一な押圧力が発生し、静電潜像担持体上に凹凸を持って付着しているトナー像を転写した際に、転写体に対して接触率が高く均一に充填された状態の未定着トナー像を形成して定着域に搬送することができる。このためワックス相溶型の低温度定着トナーを用いて良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。
【００２９】
尚、ゴムベルトのテンションで転写体を潜像担持体に押圧する場合、面圧が０．５〜５０Ｎ／ｃｍ２となるように押圧することが好ましく、１〜２０Ｎ／ｃｍ２となるように押圧することがより好ましい。
【００３０】
上記ゴムベルトの表面速度と潜像担持体の周速度との速度差は、０．１〜１．０％となるように、該ゴムベルトを無端走行させることが好ましい。これは潜像担持体上に凹凸を持って付着しているトナー像を該ゴムベルトで押圧しながら転写する際、潜像担持体表面の周速とベルト及び転写紙の表面線速度が０．１％未満の場合、潜像担持体上のトナーの凹凸が崩されずに、そのまま転写体に転写してしまいやすい。この時潜像担持体周速度に対してわずかに速いか、わずかに遅い速度でベルト駆動を行うことで潜像担持体上のトナー付着の凹凸が転写体表面と擦られて転写体に対して接触率が高く均一に充填された状態の未定着トナー像を形成することができる。このためワックス相溶型の低温度定着トナーを用いて良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。この時該速度差が１％を超えて大きくなると横細線や微細ドット部で画像のブレが発生してしまうので該速度差は１．０％以下にするのが良い。
【００３１】
本発明方法において、転写体を前記静電潜像担持体へ押圧する第二の手段としては、静電潜像担持体と弾性体のゴムローラーとの間に転写体を挟み、ゴムローラーを静電潜像担持体に食い込ませて回転させることにより、転写体を潜像担持体に押圧することが好ましい。このようにするとゴムローラーのゴム弾性によって均一な押圧力が発生し、静電潜像担持体上に凹凸を持って付着しているトナー像を転写した際に転写体に対して接触率が高く均一に充填された状態の未定着トナー像を形成して定着域に搬送されることになる。このためワックス相溶型の低温度定着トナーを用いて良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。
【００３２】
尚、ゴムローラーで転写体を潜像担持体に押圧する場合、面圧が０．５〜５０Ｎ／ｃｍ２となるように押圧することが好ましく、１〜２０Ｎ／ｃｍ２となるように押圧することがより好ましい。
【００３３】
上記ゴムローラーの表面の周速度と潜像担持体の周速度との速度差は、前記ゴムベルトの場合と同様に、０．１〜１．０％となるように、ゴムローラーを回転させることが好ましい。
【００３４】
本発明の画像形成装置は、前述した本発明方法において好適に使用できるものである。該画像形成装置は、回転する静電潜像担持体の周縁近傍に、静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラムの表面に潜像を形成する半導体レーザー発光装置と、潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、トナー像を転写体に転写する転写装置とが少なくとも設けられている。該装置には、転写体を静電潜像担持体に押圧する機構（以下、単に押圧機構という。）が設けられており、この押圧機構が本発明の特徴的な部分である。
【００３５】
図１〜図３を用いて、本発明方法で用いる画像形成装置の好ましい態様、即ち、好ましい押圧機構が設けられている装置について詳細に説明する。
好ましい第一の態様の押圧機構が設けられている画像形成装置は、図１にしめすように、静電潜像担持体としての感光体ドラム１と、帯電装置２と、半導体レーザー発光装置３と、現像装置４と、ベルト転写装置６と、転写体供給装置５と、クリーニング装置７と、定着装置８を備え、ベルト転写装置６が第一の態様の押圧機構である。
【００３６】
帯電装置２は、回転する感光体ドラム１の表面を帯電装置２により均一に帯電させる機能を有する。半導体レーザー発光装置３は、画像データに応じて感光体ドラム１の表面を、レーザー光により露光し潜像を形成する機能を有する。現像装置４は、その内部に設けられた現像ローラー４−２を回転させながら現像ローラー４−２上にトナーの層を形成し、該トナーにより感光体ドラム１上に形成された潜像を現像する機能を有する。
【００３７】
ベルト転写装置６は、図２に示すように、無端走行するゴムベルト２５を有し、ベルト２５に転写体２４を吸着させて搬送し、該転写搬送ベルト２５と感光体ドラム１との間に、転写体供給装置５５より搬送されてきた転写体２４を挟んで、ベルト２５のテンションで押圧することにより、感光体ドラム１上に現像されているトナーを転写体２４に転写する機能を有する。定着器８は、定着ローラーとしてのテフロンコートローラー８−２により、紙に転写されたトナーを紙に定着させる機能を有する。
【００３８】
ベルト転写装置６においては、ベルト２５のゴム弾性によって均一な押圧力が発生し、感光体ドラム１上に凹凸を持って付着しているトナー像２２を転写した際に、転写体に対して接触率が高く均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成されて定着域に搬送されることになる。このため前記ワックス相溶型の低温度定着トナーに対して良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。
【００３９】
上記ゴムベルト２５の体積抵抗値は、１０６〜１０１２Ωｃｍであることが好ましい。このような範囲の抵抗値であるとベルト背面の電極２６から電界を印加し、感光体ドラム１上のトナー像２２を転写体２４に移動させ、ベルト２５の押圧力とともに、転写体２４上においてより均一に充填された状態の未定着トナー像２３を形成することができる。このため前記ワックス相溶型の低温度定着トナーに体してより良好な耐オフセット性が得られ、またより滑らかで均一性の高い高品質の画像とを得ることができる。
【００４０】
ベルト２５の体積抵抗が１０６以下であると抵抗値が低すぎ、電極からの電流がリークしてしまい、均一な転写電界がかからず転写ムラが起きる。また１０１２以上であると抵抗値が高すぎ、電界が弱まって安定した転写性能が得られなくなり、やはり転写ムラになる。
【００４１】
尚、この体積抵抗値は、ＡＳＴＭ　Ｄ２５７に規定の１００Ｖ印加時の体積抵抗である。
【００４２】
ゴムベルト２５の表面粗さはＲｚ１０μｍ以下であることが好ましい。このような平滑なベルト２５で転写紙を吸着して転写部で感光体に押圧して転写を行うと押圧力および転写電界が均一にかかり、感光体ドラム上のトナー付着の凹凸が良好にならされ、均一に充填された状態の未定着トナー像を形成することができる。このためワックス相溶型の低温度定着トナーに対してより良好な耐オフセット性が得られ、またより滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。ベルト２５の表面粗さがＲｚ１０μｍ以上の場合、該ベルト２５に吸着された転写体２４とベルト２５の表面の空隙が大きくなり押圧力および転写電界が不均一な場所が発生しトナー付着の凹凸が十分にならされない虞がある。
【００４３】
本発明の第一の態様の装置を用いて画像形成を行う場合、ゴムベルト２５の表面速度と感光体ドラム１の周速度との速度差が０．１〜１．０％となるように、ゴムベルト２５を無端走行させることが好ましい。感光体ドラム１上に凹凸を持って付着しているトナー像２２を、ベルト２５で押圧しながら転写する際、感光体ドラム１表面の周速とベルト２５及び転写体２４の表面線速度が０．１％未満になると、感光体ドラム１上のトナー像２２の凹凸が崩されずに、そのまま転写体２４に転写する虞がある。速度差が０．１〜１．０％の場合、即ち、ゴムベルト２５の表面速度が感光体ドラム１の周速度に対してわずかに速いか、わずかに遅い速度でベルト２５を駆動させると、感光体ドラム１上のトナー像２２の凹凸が転写体２４の表面と擦られて均一に充填された状態の未定着トナー像を形成することができ、転写体２４に対して接触率が高くなり、均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成される。このためワックス相溶型の低温度定着トナーに対して良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。該速度差が１％以上に大きくなると横細線や微細ドット部で画像のブレが発生してしまうので該速度差は１．０％以下にするのが良い。
【００４４】
速度差が０．１〜１．０％となるように構成する具体的な構成、手段についての説明。
【００４５】
本発明の好ましい第二の態様の押圧機構は、図３に示すように、ゴムローラー４１が静電潜像担持体、即ち感光体ドラム１に食い込んで回転することにより、転写体２４を搬送すると共に押圧する機構である。具体的には、ゴムローラー４１が感光体ドラム１に食い込ませ、該ゴムローラー４１と感光体ドラム１のニップ部で転写体２４を感光体ドラム１に押圧することで転写を行う。このようにするとゴムローラー４１のゴム弾性によって均一な押圧力が発生し感光体ドラム１上に凹凸を持って付着しているトナー像２２を転写した際に転写体２４上において均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成され定着装置８に搬送されることになる。転写体２４が転写紙の場合、特に紙繊維に対して接触率が高くなり、均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成される。このため前記ワックス相溶型の低温度定着トナーに対して良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。
【００４６】
上記ゴムローラー４１の体積抵抗値は、１０５〜１０１１Ωｃｍであることが好ましい。この体積抵抗値もＡＳＴＭ　Ｄ２５７に規定の１００Ｖ印加時の体積抵抗である。ゴムローラー４１の体積抵抗値がこのような範囲の場合、ゴムローラー４１の芯金から電界を印加し、感光体ドラム１上のトナー像２２を転写体２４に移動させ、ゴムローラー４１の押圧力とともに転写体２４上においてより均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成され定着装置８に搬送されることになる。転写体２４が転写紙の場合、特に紙繊維に対して接触率が高くなり、より均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成される。このため前記ワックス相溶型の低温度定着トナーに対して良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。
【００４７】
ゴムローラー４１は、空隙率１０〜５０％の発泡体であることが好ましい。このような発泡体にすることで感光体ドラム１への食い込み量を大きくとることができ、ニップ幅が広がることから押圧力がかる時間が長くなり、より均一な転写性能が得られ転写ムラが防止される。そして感光体ドラム１上に凹凸を持って付着しているトナー像２２を転写体２４へ電界によって移動させながら、転写体２４と感光体ドラム１との間で機械的圧力によってトナー像２２の凹凸がならされ、均一なトナー像２３となって定着装置８に搬送されることになる。特に現像においてはベタエッジ部やライン部での過剰トナー付着が発生しやすいが、押圧力とともに転写することで、転写体２４上においてより均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成され、転写体２４に対して接触率が高くなり、より均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成される。このため定着ローラーとしてテフロンコートローラーを用いても定着ローラー側へのオフセットするトナーがほとんどなくオフセット余裕度が大幅に向上することになる。該発泡体の空隙率が１０％未満であると発泡体としての硬度が高くなり食い込み量をあまりとれず、駆動時のニップ幅が不安定になる。また該発泡体の空隙率が５０％以上であるとニップ内での空隙個所が大きくなり、押圧力および転写電界が不均一な場所が発生しトナー付着の凹凸が十分ならされない。
【００４８】
尚、上記空隙率は、（ゴムローラーの単位体積当たりの質量）／（ゴム材料の密度）で定まる値である。
【００４９】
本発明の第二の態様の装置を用いて画像形成を行う場合、前記ゴムベルト２５を用いて押圧する場合と同様に、ゴムローラー４１の表面速度と感光体ドラム１の周速度との速度差が０．１〜１．０％となるように、ゴムローラー４１を回転させることが好ましい。感光体ドラム１上に凹凸を持って付着しているトナー像２２を、ゴムローラー４１で押圧しながら転写する際、感光体ドラム１表面の周速とゴムローラー４１び転写体２４の表面線速度が０．１％未満になると、感光体ドラム１上のトナー像２２の凹凸が崩されずに、そのまま転写体２４に転写する虞がある。速度差が０．１〜１．０％の場合、即ち、ゴムローラー４１の表面速度が感光体ドラム１の周速度に対してわずかに速いか、わずかに遅い速度でゴムローラー４１を回転させると、感光体ドラム１上のトナー像２２の凹凸が転写体２４の表面と擦られて、転写体２４に対して接触率が高くなり、均一に充填された状態の未定着トナー像２３が形成される。このためワックス相溶型の低温度定着トナーに対して良好な耐オフセット性が得られ、また滑らかで均一性の高い高品質の画像を得ることができる。該速度差が１％以上に大きくなると横細線や微細ドット部で画像のブレが発生してしまうので該速度差は１．０％以下にするのが良い。
【００５０】
【実施例】
以下本発明について実施例に基づき詳細に説明する。
【００５１】
実施例１
トナー用の結着剤を構成する母体樹脂として次の樹脂構成のものを試作した。
環化イソプレン（川口薬品工業製　アールライトＫ）　　７５ｗｔ％
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　２５ｗｔ％
該母体樹脂に対して着色剤としてカーボンブラックを１０重量部と、負帯電性の荷電制御剤とを１重量部加え、粉砕、分級を行い、体積平均粒径が７．５μｍのトナーを作製した。
【００５２】
上記トナーの軟化点は８２℃であり、定着下限温度は８６℃であり、ほぼカルナウバワックスの溶解温度近辺が定着下限となっている。
【００５３】
上記トナーを用いて、図１にその概略図を示す画像形成により画像を形成した。
まず、感光体ドラム１の表面を帯電装置２により均一に帯電させ、画像データに応じて半導体レーザー発光装置３からのレーザー光により感光体ドラム１を露光し潜像を形成した。非画像部は−８００Ｖ、画像部は−１００Ｖとしてマイナス帯電性のトナーによりネガ−ポジ現像を行った。現像装置４内ではトナーを現像ローラー４−２上に層状に形成し現像を行った。給紙装置５より搬送されてきた転写体としの転写紙に、次に詳述するように、ゴムベルト６上で感光体ドラム１よりトナー像２２を転写し、定着装置８へ搬送した。この装置のプロセス線速は２００ｍｍ／ｓｅｃとし、定着ローラーとしてテフロンコートローラーを用いた。
【００５４】
感光体ドラム１より転写紙へのトナー像２２の転写に際しては、図２に概略図を示すベルト転写装置を用い、半導電処理をされた厚み０．５ｍｍのゴムベルトが感光体ドラム１に約１ｍｍ食い込むようにセットした。感光体ドラム１上にはトナー像２２が凹凸を持って付着しており、給紙された転写紙を転写ニップ部においてベルト６と感光体ドラム１に挟み、ベルト６背面の電極２６より電流値を一定にした制御でプラス電圧を印加し、転写紙を帯電、吸着するとともにマイナス帯電の現像トナー像を転写紙上に転写した。
【００５５】
このように、前記ワックス相溶型のトナーにより連続プリント３万枚をおこなったところ、定着ローラーに対してトナーのオフセットの発生が無く、良好な画像を維持して通紙をすることができた。
【００５６】
実施例１におけるゴムベルトの体積抵抗値、ゴムベルトの表面速度と潜像担持体の周速度との速度差（表中では単に、表面速度差という。）、表面粗さ、耐オフセット性、画質の評価を表１に示す。
【００５７】
【表１】
2004045658.tif 000003
【００５８】
実施例、比較例における、耐オフセット性の評価は次の基準で行った。
◎・・・・・良好に使用できる。
○・・・・・十分使用できる。
△・・・・・我慢すれば使用できる。
×・・・・・使用に耐えない。
【００５９】
実施例、比較例における、画質の評価は次の基準で行った。
◎・・・・・良好である。
○・・・・・十分使用できる。
△・・・・・我慢すれば使用できる。
×・・・・・使用に耐えない。
【００６０】
実施例２
実施例１と同様な装置を用い、ゴムベルトのカーボン分散量を変えることで体積抵抗値を変化させたこと以外は、実施例１と同様に連続プリントを行い、耐オフセット性と画質を調べた。結果を表２に示す。表２より、ゴムベルトの体積抵抗値は１０６〜１０１２Ωｃｍの範囲がよいことがわかる。
【００６１】
【表２】
2004045658.tif 000004
【００６２】
実施例３
実施例１と同様な装置を用い、ゴムベルト表面速度を感光体ドラムの周速に対して変えること以外は、実施例１と同様に連続プリントを、耐オフセット性と画質を調べた。結果を表３に示す。表３より速度差は０．１〜１％がよいことがわかる。
【００６３】
【表３】
2004045658.tif 000005
【００６４】
実施例４
実施例１と同様な装置を用い、ゴムベルト表面の研磨状態を変えてで表面粗さを変えたこと以外は、実施例１と同様に連続プリントを行い、耐オフセット性と画質を調べた。結果を表４に示す。表４より表面粗さは１０μｍ以下がよいことがわかる。
【００６５】
【表４】
2004045658.tif 000006
【００６６】
実施例５
転写装置として、図３に示すように１５ｍｍ径の半導電ゴムローラーを用い、該ゴムローラーを０．３ｍｍ感光体ドラムに食い込ませてセットしたこと以外は、実施例１と同様の画像形成装置を用いた。このように該ワックス相溶型のトナーにより連続プリント３万枚をおこなったところ、定着ローラーに対してトナーのオフセットの発生が無く、良好な画像が維持された通紙が可能であった。
【００６７】
実施例５におけるゴムローラーの体積抵抗値、ゴムローラーの表面速度と潜像担持体の周速度との速度差（表中では単に、速度差という。）、表面粗さ、耐オフセット性、画質の評価を表５に示す。
【００６８】
【表５】
2004045658.tif 000007
【００６９】
実施例６
ゴムローラーのカーボン分散量を変えることで体積抵抗値を変化させたこと以外は、実施例５と同様な画像形成装置を用い、実施例１と同様の操作で、連続プリントにより耐オフセット性と画質を調べた。結果を表６に示す。表６より、ゴムローラーの体積抵抗値は１０５〜１０１１Ωｃｍの範囲がよいことがわかる。
【００７０】
【表６】
2004045658.tif 000008
【００７１】
実施例７
ゴムローラー表面速度を感光体ドラム周速に対して変えたこと以外は、実施例５と同様の装置を用い、実施例１と同様の操作で連続プリントにより耐オフセット性と画質を調べた。結果を表７に示す。表７より、速度差は０．１〜１．０％がよいことがわかる。
【００７２】
【表７】
2004045658.tif 000009
【００７３】
実施例８
転写装置としては図３に示すように１５ｍｍ径の半導電発泡体ローラーを１ｍｍ感光体に食い込ませてセットしたこと以外は、実施例１と同様の装置を用い、実施例１と同様の操作で連続プリントにより耐オフセット性と画質を調べた。このようにして、ワックス相溶型のトナーにより連続プリント５万枚をおこなったところ、定着ローラーにたいしてトナーのオフセットの発生が無く、良好な画像が維持されて通紙が可能であった。
【００７４】
実施例８におけるゴムローラーの空隙率フセット性、画質の評価を表１に示す。
【００７５】
【表８】
2004045658.tif 000010
【００７６】
比較例１
転写装置５１として図５に示すようなチャージワイヤ５２に高電圧を印加しこと以外は、実施例１と同様の装置を用い、実施例１と同様の操作で連続プリントにより耐オフセット性と画質を調べた。尚、感光体ドラムに吸着した転写紙は、分離チャージャー５３に印加されたＡＣ電界で分離するようにした。
【００７７】
このような装置で該ワックス相溶型のトナーにより連続をおこなったところ、転写トナー像に付着量ムラがあり、高付着量部分で定着ローラーに対してトナーのオフセットが発生し、画像が著しく汚れた。
【００７８】
比較例１における耐オフセット性、画質の評価を表９に示す。
【００７９】
【表９】
2004045658.tif 000011
【００８０】
【発明の効果】
本発明においては、低融点のトナーを用い、静電潜像担持体上のトナー像を転写体に転写させて定着器へ搬送する際に、転写体を静電潜像担持体へ押圧するので、定着温度を１００℃近辺まで下げることができる低温定着システムが可能になり、通常の定着装置を改良するだけで高信頼、高耐久性を実現し良好な画像品質が維持できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いた画像形成装置の概略図
【図２】本発明に用いた転写装置の概略図
【図３】本発明に用いた転写装置の概略図
【図４】定着ニップ部に本発明のトナーが進入した時の概念図
【図５】転写装置の比較例
【符号の説明】
１　感光体ドラム
２　帯電装置
３　半導体レーザー発光装置
４　現像装置
６、２５　ゴムベルト
２２　トナー像
２４　転写体
４１　ゴムローラー
【図１】
2004045658.tif 000012
【図２】
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【図３】
2004045658.tif 000014
【図４】
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【図５】
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