JP2003208012A

JP2003208012A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003208012A
Application number: JP2002005129A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Iwata; 尚貴岩田; Kunihiko Tomita; 邦彦富田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】低温度定着トナーを用いて省エネルギーを達
成し、なおかつ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、なおかつ濃度ムラ
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。【解決手段】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、樹脂の融点以下の温度
で軟化するトナーを用い、該現像方式として現像ローラ
上にトナー層を形成し、感光体面と対向させて現像を行
なうための画像形成装置であって、該トナー層と感光体
面は接触し、現像ローラの周速が感光体面に対し１．５
〜４倍速の範囲であることを特徴とする画像形成装置。

Description

【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ている電子写真を用いた画
像形成方法及び画像形成装置に関するものであり、特に
省エネルギーと高画質化、経時、環境品質安定化のため
の技術に関するものある。

【０００２】

【従来の技術】従来から地球環境の保全のために省資源
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。現状では２００℃〜１５
０℃程度の定着温度が一般的であり、定着装置の室温か
らの立ち上げ時間も１分〜５分程度かかっている。これ
を１５０℃以下、好ましくは１００℃近辺で定着できる
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。

【０００３】このような低温度定着を実現するためには
当然トナーの軟化点あるいは融点を下げざるを得ない
が、一般に同一種有機高分子物質は、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
にもよって溶融粘度は下がると考えられる。従って超低
融点トナーを使って定着を行なった場合、融点以降急激
な粘度の低下が起こる。このため有効なゴム域幅が狭
く、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い。

【０００４】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、トナー搬送、補給ボトル内部でトナー同士
でブロッキングしたり、感光体へのトナー固着、２成分
現像に用いた場合のキャリアスペント、１成分現像に用
いた場合の現像ローラフィルミング、ブレード固着など
の問題を起こしやすい。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、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がある。

【０００５】特開平９−２５８４８０号公報には、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
積層したものが記載されている。このようにしてトナー
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
ら低温定着を行なうとしている。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。これ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。

【０００６】また、特開平８−１２３０７４号公報に
は、トナーの樹脂として特定のジオール成分を持ち、分
子量、軟化点を規定し、さらに定着ローラへの離型剤オ
イル塗布量を規定することが記載されている。このよう
にしてトナーの剥離性を維持して低温定着を達成する
が、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、消耗品として定着オイルを備える
必要がある。しかし、ユーザーがオイル補給を行なうに
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
がある。

【０００７】また、特開平７−２６１５８７号公報に
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、またニップ部
での押圧力を均一化することが記載されている。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であるが、使用するプリント紙のサ
イズや厚み、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時など、加熱部は排熱
時、加熱時で温度が変動しており、狭い範囲で温度管理
することが難しい。

【０００８】また、特開平９−１３８５２５号公報に
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記載されている。こ
のような薄肉ローラ、低荷重の定着システムでは定着立
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
温度のフレがあり、温度一定化が難しく、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がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記従来技術に鑑みて、低温度定着トナーを用いて
省エネルギーを達成し、なおかつ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、
なおかつ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にあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明の
（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、樹脂の融点以下の温度で軟化
するトナーを用い、該現像方式として現像ローラ上にト
ナー層を形成し、感光体面と対向させて現像を行なうた
めの画像形成装置であって、該トナー層と感光体面は接
触し、現像ローラの周速が感光体面に対し１．５〜４倍
速の範囲であることを特徴とする画像形成装置」、
（２）「該現像ローラはゴム弾性をもって感光体に対し
接触していることを特徴とする前記第（１）項に記載の
画像形成装置」、（３）「該現像器内にトナー層を規制
して層状化する薄層化ブレードを備えており、該ブレー
ドエッジ面と現像ローラが当接しトナー薄層化を行なう
ことを特徴とする前記第（１）項に記載の画像形成装
置」、（４）「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、樹脂の融点以下の温度
で軟化するトナーを用い、現像方式として現像ローラ上
にトナー層を形成し、感光体面と対向させて現像を行な
うための画像形成装置であって、該トナー層と感光体面
は非接触とし、該現像ローラに対して交流電界が印加さ
れることを特徴とする画像形成装置」、（５）「該現像
ローラはＲｚ１．５〜１０μｍの表面粗さのブラスト処
理がなされていることを特徴とする前記第（４）項に記
載の画像形成装置」、（６）「該現像ローラはアヤメ状
ローレット溝が切られており、該溝深さは５μｍ以上３
０μｍ以下であることを特徴とする前記第（４）項に記
載の画像形成装置」、（７）「該現像器内にトナー層を
規制して層状化する薄層化ブレードを備えており、該ブ
レード面と現像ローラが面接触しトナー薄層化を行なう
ことを特徴とする前記第（４）項に記載の画像形成装
置」、（８）「該現像器内には現像ローラ上にトナーを
接触させて供給する補給ローラを備えており、該補給ロ
ーラは現像ローラ上トナーを掻き落とし、かつトナー供
給を行なうことを特徴とする前記第（１）項又は第
（４）項に記載の画像形成装置」、（９）「該現像器内
の補給ローラと現像ローラ間では電位差を持ってトナー
供給を行なうことを特徴とする前記第（１）、第（４）
又は第（８）のいずれか１に記載の画像形成装置」によ
り達成される。

【００１１】本発明では、電子写真法に用いられ、結着
剤の主成分が樹脂であるトナーで、該樹脂成分中にワッ
クスが相溶しており、樹脂の融点以下の温度で軟化する
トナーを用いた装置を提案している。このような構成の
トナーにおいては軟化点以下の温度では高い粘弾性を保
っており、トナー表面に粘着性を持つことがない。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
点あるいは融点を越えた温度で急激にワックス成分が溶
解すること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。

【００１２】しかし、このようなトナーにおいてもやは
り定着時にトナーの粘度が低下しすぎる傾向があり、定
着過熱体の温度のフレや、紙上トナー付着量にムラがあ
り、過剰に付着量が高い部分において定着ローラ（３
１）側へオフセットを起こしてしまいやすい。このとき
の状態を図３に示す。紙（３２）上未定着トナー（３３
３）が搬送されて定着ローラ（１）との接触部を通過し
て定着された状態（３４）になるが、このとき、トナー
過剰付着部分（Ａ）は定着ローラ側へのオフセット
（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なうと微量オフセットとして定着
ローラに蓄積されやすく、画像上の汚れとして現れた
り、定着ローラ寿命を著しく低下させてしまうことにな
る。

【００１３】トナーの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て耐オフセット性を発揮するという
方法が知られている。しかし、ワックス成分がトナー樹
脂と相溶化している本発明に用いているトナーにおいて
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。

【００１４】本発明者らは、該トナーを用いた画像形成
装置において、紙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対する粘着性と定着ローラに
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。

【００１５】本発明の第（１）は、ワックス相溶型のト
ナーを感光体上に現像する際にトナーを現像ローラ上に
トナー層を形成し、感光体面と接触させて現像を行なう
ようにする。このときローラ上のトナー層としてはトナ
ー１層〜１．５層の範囲の薄層とし、感光体との周速比
を１．５〜４倍速の範囲にする。このようにすると現像
ローラと感光体の間でスキャベンジング力が適切に働
き、ベタエッジの過剰トナー付着やライン部の付着ムラ
を防止し、均一な感光体上トナー像が得られる。そして
感光体上のトナー付着を均一化すると、該トナーが紙に
転写されるときも各トナーに転写電界が一様にかかり、
紙繊維に対して接触率が高く充填された状態の未定着像
を形成して定着域に搬送されることになる。このため定
着ローラとしてポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂
コートローラを用いても定着ローラ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
されることになった。

【００１６】このとき、該現像ローラ周速比が１．５倍
以下であるとであると現像ローラのスキャベンジにムラ
が起き、ハーフトーン部などで付着ムラができやすく、
過剰付着部分がオフセットしやすくなってしまう。また
地肌汚れが多くなり、文字太りが出てシャープネスが低
下するという画像上の不具合が出る。また、該現像ロー
ラ周速比が４倍以下であるとベタエッジ部に“後端寄
り”という現象が現れる。これは現像周速比が高い場合
にベタの後端部が現像ニップ通過時に余分な現像ローラ
上トナーが周速比によって付着してしまう現象であり、
このような現象は横ライン部にも同様に発生する。この
ため、ベタエッジ、横ライン等の過剰付着部分がオフセ
ットしやすい。このため現像ローラ周速比は１．５倍以
上４倍以下、好ましくは２倍以上３倍以下の範囲とする
ことでワックス相溶型の低温度定着トナーを用いて良好
な定着性と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。本発明のワックス相溶型の低温度定着トナ
ーにおける樹脂に対するワックスの混合範囲としては、
定着条件にもよるが一般的には３〜５０％程度であるこ
とが好ましい。本発明においては、樹脂とワックスの相
溶体とするため、ワックス量が多くても粒子での存在は
ない。また、そのための樹脂としては環化イソプレン、
環状オレフィンなどが好適に用いられ、これらはワック
スとよく相溶する。

【００１７】本発明の第（２）は、本発明の第（１）に
記載の画像形成装置であり、現像ローラはゴム弾性をも
って感光体に対し接触して現像を行なうようにしてい
る。このように現像ローラに弾性を持たせて感光体ドラ
ムを押圧しながら周速比を持って現像を行なうことで、
スキャベンジング力が適切に働き、ベタエッジの過剰ト
ナー付着やライン部の付着ムラを防止し、均一な感光体
上トナー像が得られる。そして紙に転写されるときも各
トナーに転写電界が一様にかかり、紙繊維に対して接触
率が高く充填された状態の未定着像を形成して定着域に
搬送される。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。

【００１８】本発明の第（３）は、本発明の第（１）に
記載の画像形成装置であり、該現像器内にトナー層を規
制して層状化するゴム製もしくは金属製の薄層化ブレー
ドを備えており、該ブレードエッジ面と現像ローラが当
接させてトナー薄層化を行なうようにしている。このよ
うにすると現像ローラ上に１層程度のトナーの均一層が
でき、それぞれのトナーが現像ローラと接触してトナー
帯電の迅速な立ち上げと帯電量分布の均一化を可能にし
やすい。このため現像時にトナー付着ムラになりにく
く、均一な感光体上トナー像が得られることになる。そ
して紙に転写されるときも各トナーに転写電界が一様に
かかり、紙繊維に対して接触率が高く充填された状態の
未定着像を形成して定着域に搬送される。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。

【００１９】本発明の第（４）は、ワックス相溶型のト
ナーを感光体上に現像する際にトナーを現像ローラ上に
トナー層を形成し、感光体面と非接触に対向させて交流
電界を印加して現像を行なうようにする。このときロー
ラ上のトナー層としてはトナー２層〜３層の範囲の層を
形成し、感光体との周速比を０．９〜１．５倍速の範囲
にする。このようにすると交流電界が印加されることで
現像ローラ上トナー層と感光体の間トナーが往復運動を
行ない、現像ニップ内ではトナーがクラウド状になって
電界に対して忠実な現像が行なわれる。また現像線速比
も等倍に近いことからベタエッジ部の“後端寄り”も防
止される。このためベタエッジの過剰トナー付着やライ
ン部の付着ムラを防止し、均一な感光体上トナー像が得
られる。このように感光体上のトナー付着を均一化する
と、該トナーが紙に転写されるときも各トナーに転写電
界が一様にかかり、紙上の未定着トナーは紙繊維に対し
て接触率が高く充填された状態で定着域に搬送されてく
る。このため定着ローラとしてポリテトラフロロエチレ
ン系フッ素樹脂コートローラを用いても定着ローラ側へ
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
度が大幅に向上されることになる。

【００２０】本発明の第（５）は、本発明の第（４）に
記載の画像形成装置であり、現像ローラの表面粗さをＲ
ｚ１．５〜１０μｍの範囲でブラスト処理を行なうよう
にしている。このような表面粗し処理を行なうとトナー
層形成時に薄層化ブレードとローラの間を通過するとき
にトナー凝集体がほぐされてローラ上に均一に広がり、
２〜３層の良好な薄層が形成されるので現像時に均一な
感光体上トナー像を得ることができる。このように感光
体上のトナー付着を均一化すると、該トナーが紙に転写
されるときも各トナーに転写電界が一様にかかり、紙上
の未定着トナーは紙繊維に対して接触率が高く充填され
た状態で定着域に搬送されてくる。このため定着ローラ
としてポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂コートロ
ーラを用いても定着ローラ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されるこ
とになる。

【００２１】このとき、表面粗さがＲｚ１．５μｍ未満
であると、凝集体が良好にほぐされずローラ上トナー層
がムラになったり、凝集体がブレード部に詰まってトナ
ー層に縦スジが入ったりしてしまう。また表面粗さがＲ
ｚ１０μｍより大きくなるとローラ凹部に詰まったトナ
ーが出てこなくなり、そのままローラ上に固着してしま
い、ローラ表面が平滑になってしまうという問題が出
る。このためブラスト粗し処理の範囲としてはＲｚ１．
５〜１０μｍの範囲、好ましくは２〜６μｍの範囲が良
い。

【００２２】本発明の第（６）は、本発明の第（４）に
記載の画像形成装置であり、現像ローラ上にはアヤメ状
ローレット溝が切られており、該溝深さ５〜３０μｍの
範囲としている。このローレットローラの概念図を図４
に示す。このような溝があるとトナー層形成時に薄層化
ブレードとローラの間を通過するときにトナー凝集体が
ほぐされてローラ上に均一に広がる。ローレットピッチ
（Ｐ）を１５０〜５００μｍの範囲に、溝幅（Ｌ）を１
０〜１００μｍの範囲に設定すると、ローラ凸部に２〜
３層の良好な薄層が形成され、現像時に均一な感光体上
トナー像を得ることができる。このように感光体上のト
ナー付着を均一化すると、該トナーが紙に転写されると
きも各トナーに転写電界が一様にかかり、紙上の未定着
トナーは紙繊維に対して接触率が高く充填された状態で
定着域に搬送されてくる。このため定着ローラとしてポ
リテトラフロロエチレン系フッ素樹脂コートローラを用
いても定着ローラ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されることにな
る。

【００２３】このとき、溝深さが５μｍ未満であると、
凝集体が良好にほぐされずローラ上トナー層がムラにな
ったり、凝集体がブレード部に詰まってトナー層に縦ス
ジが入ったりしてしまう。また溝深さが３０μｍより大
きくなるとローラ上凹凸が大きくなり、現像時の電界強
度差ができて、画像にローレット跡が出てしまう。この
ため溝深さとしては５〜３０μｍの範囲、好ましくは１
０〜１５μｍの範囲が良い。

【００２４】本発明の第（７）は、本発明の第（４）に
記載の画像形成装置であり、該現像器内に備えている薄
層化ブレードをローラ面に対して面接触であたるように
している。このようにすると２〜３層のトナー層をブレ
ード押圧力のみを制御して形成でき、またトナー層の高
さもほぼ均一にすることができる。このようなトナー層
で現像を行なうことで均一な感光体上トナー像を得るこ
とができる。このように感光体上のトナー付着を均一化
すると、該トナーが紙に転写されるときも各トナーに転
写電界が一様にかかり、紙上の未定着トナーは紙繊維に
対して接触率が高く充填された状態で定着域に搬送され
てくる。このため定着ローラとしてポリテトラフロロエ
チレン系フッ素樹脂コートローラを用いても定着ローラ
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されることになる。

【００２５】本発明の第（８）は、本発明の第（１）と
第（４）記載の画像形成装置であり、該現像器内に現像
ローラ上トナー層をいったん掻き落とし、その後補給す
る部材を設けている。このような部材があることで現像
ローラ上のトナーが消費された部分と未消費の部分の差
がいったんリセットされ、常に新たに供給されたトナー
により薄層形成を行ない均一なトナー層を維持できる。
このようなトナー層で現像を行なうことで均一な感光体
上トナー像を得ることができる。このように感光体上の
トナー付着を均一化すると、該トナーが紙に転写される
ときも各トナーに転写電界が一様にかかり、紙上の未定
着トナーは紙繊維に対して接触率が高く充填された状態
で定着域に搬送されてくる。このため定着ローラとして
ポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂コートローラを
用いても定着ローラ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されることにな
る。

【００２６】本発明の第（９）は、本発明の第（１）と
第（４）に記載の画像形成装置であり、該現像器内の補
給ローラと現像ローラ間では電位差をもってトナー供給
を行なうようにしている。これは現像ローラ上のトナー
消費部分に対し、補給ローラから現像ローラに対してト
ナーが移動する向きの電界を印加することで常に消費部
を埋め合わせるのに充分なトナーが供給でき残像などの
発生を抑えることができる。また同時に、直流に重畳し
た交流電界がかかっていれば、補給ローラと現像ローラ
の間でトナーが往復運動して現像ローラ上の履歴をクリ
アし、常に新たに供給されたトナーにより薄層形成を行
ない均一なトナー層を維持できる。このようなトナー層
で現像を行なうことで均一な感光体上トナー像を得るこ
とができる。このように感光体上のトナー付着を均一化
すると、該トナーが紙に転写されるときも各トナーに転
写電界が一様にかかり、紙上の未定着トナーは紙繊維に
対して接触率が高く充填された状態で定着域に搬送され
てくる。このため定着ローラとしてポリテトラフロロエ
チレン系フッ素樹脂コートローラを用いても定着ローラ
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されることになる。

【００２７】

【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。（実施例１）トナーとして次の樹脂構成のものを試作し
た。環化イソプレン７５ｗｔ％カルナウバワックス２５ｗｔ％母体樹脂に対して着色剤としてカーボンブラックを１０
重量部および負帯電性の荷電制御剤を１重量部加え、粉
砕、分級を行ない、体積平均粒径が７．５μｍのトナー
を作製した。このトナーの軟化点は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。

【００２８】図１には、このトナーを用いて画像形成を
行なった装置の概略構成図を示す。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表面を露光し潜像を形成する。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−ポジ現像を行なった。現像
装置（４）内ではトナーを現像ローラ（４−２）上に層
状に形成し現像を行なった。給紙部（５）より搬送され
てきた紙は転写搬送ベルト（６）上で感光体（１）より
トナーが転写され、定着器（８）へ搬送される。この装
置のプロセス線速２００ｍｍ／ｓｅｃで、定着ローラと
してポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂コートロー
ラを用いている。

【００２９】図２には、このとき用いた現像器の概略図
を示す。トナーホッパー（２４−７）内にはトナーが詰
まっており、アジテーター（２４−５）の回転により補
給部にトナーが搬送される。補給ローラ（２４−４）は
半導電性の発泡ポリウレタンよりなり、現像ローラに対
し１ｍｍ食い込んでカウンター回転することで現像域を
通過してきた現像ローラ上トナーを掻き落とす。補給ロ
ーラ（２４−４）上に付着しているトナーは現像ローラ
（２４−２）に擦りつけられて摩擦帯電し、現像ローラ
に付着する。このとき現像ローラの電位は−５００Ｖ、
補給ローラの電位は−７００Ｖとして、２００Ｖの補給
電界をかけて充分な補給を行なうようにした。そして現
像ローラに付着したトナーは規制ブレード（４−３）に
よりトナー１層に規制され、現像域に搬送される。この
層厚規制ブレードはゴムブレードのエッジをローラに当
てこんでいる。

【００３０】このとき、感光体（２１）の周速に対し現
像ローラの周速を２．５倍速に設定して接触現像を行な
った。現像ローラ（２４−２）としては導電処理を施し
たウレタンゴム層をもったローラを用い、感光体に対し
て０．１ｍｍくいこませて当接させた。このようにした
ところ該ワックス相溶型のトナーにより連続プリント３
万枚を行なったところ、定着ローラ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て通紙が
可能であった。

【００３１】（比較例１）実施例１と同様な装置を用い
るが、現像線速比を表１のようにふって連続プリントに
より耐オフセット性と画質を調べた。

【００３２】

【表１】これより接触現像の場合の現像線速比は１．５〜４倍速
の範囲がよいことがわかる。

【００３３】（比較例２）実施例１と同様な装置を用い
るが、現像ローラとしてアルミ素管にエポキシ樹脂をコ
ートした非弾性体ローラを用いたところベタ部などで付
着ムラが多く、また地肌汚れも多かった。そして連続プ
リントを行なうと定着ローラオフセットが発生してしま
った。

【００３４】（比較例３）実施例１と同様な装置を用い
るが、トナー規制ブレードとして金属板を面接触に当接
させたところ多層のトナーが不均一にローラ上に付着
し、ベタ部などで付着ムラが多く、また地肌汚れも多か
った。そして連続プリントを行なうと定着ローラオフセ
ットが発生してしまった。

【００３５】（比較例４）実施例１と同様な装置を用い
るが、該補給ローラ径を小さくして現像ローラに対して
食い込みをほぼなくして線接触させたところ、現像後の
現像ローラ上トナー層が掻き落とされずに履歴として残
ってしまい、現像トナー層でムラが多く、連続プリント
を行なうと定着ローラオフセットが発生してしまった。

【００３６】（実施例２）実施例１と同様な装置を用い
るが、現像ローラ（４−２）としてはアルミ素管に粗さ
としてＲｚ＝３μｍのサンドブラスト処理を施したもの
を用い、感光体１と２００μｍのギャップを持つように
した。また規制ブレード（４−３）は面接触となるよう
に突き出し量を伸ばした。このようにして現像ローラ上
にトナー２〜３層、付着量として１．０ｍｇ／ｃｍ^２の
トナー層を形成し、現像ローラに対し振幅１５００Ｖ、
周波数２ＫＨｚ、直流−３００Ｖの重畳された交流電界
を印加し、補給ローラには直流−３００Ｖのみを印加し
て現像を行なった。このようにして該ワックス相溶型の
トナーにより連続プリント３万枚を行なったところ、定
着ローラに対してトナーのオフセットの発生がなく、良
好な画像が維持されて通紙が可能であった。

【００３７】（実施例３）実施例２と同様な装置を用い
るが、現像ローラ（４−２）としては図４に示すような
アルミローラにアヤメローレット加工を施したものを用
い、溝深さは２０μｍ、溝幅（Ｌ）を１００μｍ、ロー
レットピッチ（Ｐ）を３００μｍとした。このようにし
て該ワックス相溶型のトナーによりトナー層を形成して
連続プリント３万枚を行なったところ、定着ローラに対
してトナーのオフセットの発生がなく、良好な画像が維
持されて通紙が可能であった。

【００３８】（比較例５）実施例２と同様な装置を用い
るが、該現像バイアスとして直流−６００Ｖとして交流
電界をかけずに非接触現像を行なった。このようにした
ところ、現像での付着量ムラが大きく連続プリントを行
なうと定着ローラオフセットが発生してしまった。

【００３９】（比較例６）実施例２と同様な装置を用い
るが、該現像ローラ粗さを表２のようにふって連続プリ
ントにより耐オフセット性と画質を調べた。

【００４０】

【表２】これよりローラ表面粗さは１．５〜１０μｍの範囲がよ
いことがわかる。

【００４１】（比較例７）実施例３と同様な装置を用い
るが、該現像ローラのローレット溝深さを下表のように
ふって連続プリントにより耐オフセット性と画質を調べ
た。

【００４２】

【表３】これより該現像ローラのローレット溝深さは５〜３０μ
ｍの範囲がよいことがわかる。

【００４３】（比較例８）実施例２と同様な装置を用い
るが、ゴムブレードのエッジ部を当接させてブレード押
圧力を弱めることで１．０ｍｇ／ｃｍ^２のトナー層をロ
ーラ上に形成したがブレードエッジの磨耗状態により
０．８〜１．５ｍｇ／ｃｍ^２の間で付着量が安定せず、
現像での付着量ムラが大きく連続プリントを行なうと定
着ローラオフセットが発生してしまった。

【００４４】（比較例９）実施例２と同様な装置を用い
るが、該補給ローラと現像ローラを同電位とし、同じ交
流バイアスが印加されるようにした。このようにしたと
ころ補給ローラでのトナーの掻き落とし、補給にバイア
スがはいらず現像ローラ上に補給部通過後も現像ローラ
上に履歴が残ってトナー層にムラが発生してしまい、連
続プリントを行なうと定着ローラオフセットが発生して
しまった。

【００４５】

【発明の効果】以上、詳細かつ具体的な説明から明らか
なように、本発明においては低融点のトナーを用いて定
着温度を１００℃近辺にまで下げられる低温定着システ
ムが可能になり、通常の定着装置を使いながら高信頼、
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
るという極めて優れた効果を奏するものである。

【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である。

【図２】本発明に用いた現像装置の概略図である。

【図３】定着ニップ部に本発明のトナーが進入したとき
の概念図である。

【図４】本発明に用いたアヤメローレット加工ローラの
概念図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電装置３レーザー発光装置４現像装置４−２現像ローラ５給紙部６転写搬送ベルト７クリーニングユニット８定着器９トレイ２１感光体２４−２現像ローラ２４−３規制ブレード２４−４補給ローラ２４−５アジテーター２４−６トナー２４−７トナーホッパー３１定着ローラ３２紙３３未定着トナー３４トナーが定着した状態４４−２現像ローラＡ過剰付着部分ＢオフセットＬ溝幅Ｐローレットピッチ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｆ１６Ｃ 13/00 ＥＧ０３Ｇ 9/08 ３６５Ｇ０３Ｇ 9/08 ３６５ 15/06 １０１ 15/06 １０１Ｆターム(参考） 2H005 AA01 AA06 CA01 CA14 EA03 2H073 AA02 BA03 BA13 BA43 CA02 2H077 AC04 AD02 AD06 AD13 AD17 AD36 BA03 DB08 DB14 EA15 EA16 FA01 FA03 FA12 FA21 GA03 3J103 AA02 AA61 BA41 EA20 FA18 GA57 GA58 GA60 HA03 HA53

Claims

【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、樹脂の融点以下の温度
で軟化するトナーを用い、該現像方式として現像ローラ
上にトナー層を形成し、感光体面と対向させて現像を行
なうための画像形成装置であって、該トナー層と感光体
面は接触し、現像ローラの周速が感光体面に対し１．５
〜４倍速の範囲であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】該現像ローラはゴム弾性をもって感光体
に対し接触していることを特徴とする請求項１に記載の
画像形成装置。
【請求項３】該現像器内にトナー層を規制して層状化
する薄層化ブレードを備えており、該ブレードエッジ面
と現像ローラが当接しトナー薄層化を行なうことを特徴
とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】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、樹脂の融点以下の温度
で軟化するトナーを用い、現像方式として現像ローラ上
にトナー層を形成し、感光体面と対向させて現像を行な
うための画像形成装置であって、該トナー層と感光体面
は非接触とし、該現像ローラに対して交流電界が印加さ
れることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】該現像ローラはＲｚ１．５〜１０μｍの
表面粗さのブラスト処理がなされていることを特徴とす
る請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】該現像ローラはアヤメ状ローレット溝が
切られており、該溝深さは５μｍ以上３０μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】該現像器内にトナー層を規制して層状化
する薄層化ブレードを備えており、該ブレード面と現像
ローラが面接触しトナー薄層化を行なうことを特徴とす
る請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項８】該現像器内には現像ローラ上にトナーを
接触させて供給する補給ローラを備えており、該補給ロ
ーラは現像ローラ上トナーを掻き落とし、かつトナー供
給を行なうことを特徴とする請求項１又は４に記載の画
像形成装置。
【請求項９】該現像器内の補給ローラと現像ローラ間
では電位差を持ってトナー供給を行なうことを特徴とす
る請求項１、４又は８の何れか１に記載の画像形成装
置。