JP2003280418A

JP2003280418A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003280418A
Application number: JP2002078288A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kasai; 正葛西; Mitsuo Aoki; 三夫青木; Toshiaki Hinokigaya; 敏明桧ヶ谷; Hisami Hasegawa; 久美長谷川; Yutaka Takahashi; 裕高橋; Yasushi Furuichi; 泰古市
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ざらつきがなく、ハーフトーンの濃度再現性
の良好な画像を供給できる画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の画像形成装置は、未定着のトナ
ー像を転写材に転写する転写装置と、少なくとも一方の
内部に発熱手段を設けた回転自在な定着回転体及び加圧
回転体を有し、二つの回転体の間に形成されるニップ
に、前記未定着のトナー像が転写された転写材が搬送さ
れ、前記発熱手段により前記未定着のトナー像を前記転
写材に熱定着する定着装置とを備える。そしてこの装置
においてさらに、転写装置と定着装置との間に別の定着
回転体及び加圧回転体からなるプレ定着装置を備え、か
つ、前記ニップに入る直前の未定着のトナー像の下記表
面粗さＲａが２．０μｍ以下であることを特徴とする。Ｒａ＝（１／Ｌ）∫_０ ^Ｌｆ（ｘ）ｄｘ上記式中、Ｌは長さの基準値でありＬ＝０．８ｍｍ、ｆ
（ｘ）は粗さ曲線を表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真等に用い
られる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真等を作成するための画像形成装
置では、一般にトナーを紙等の転写材に定着させる方法
には様々な種類があり、その中から適当に選択されて装
置が構成される。トナー像を転写材上に加熱定着する方
法としては、大別して接触定着法と非接触定着法があ
り、前者は加熱ローラ定着、ベルト定着、後者はフラッ
シュ定着、オーブン（雰囲気）定着が挙げられる。

【０００３】加熱ローラ定着方式はトナー像と加熱ロー
ラが直接接触するため、極めて熱効率のよい定着方式で
あり、装置も小型化できるため、広く一般に用いられて
いる。しかしながら、加熱ローラ定着方式はトナー像及
び転写紙が直接接触するため、転写紙上に形成されたト
ナー像の状態により、定着後の画像品質が大きく左右さ
れるという欠点を有している。すなわち、転写紙上に均
一で密なトナー像が形成された場合、加熱ローラと接
触、加熱されても画像品質を大きく損なうことはない
が、不均一で疎なトナー像が形成された場合、定着後に
トナー像が広くなったり、光沢にムラが発生したりし
て、画像品質を損なう場合がある。

【０００４】この問題を解決する技術として、従来いく
つかの提案がなされている。例えば定着前後のトナー高
さの比率を特定の範囲にするトナーや特定の空隙率を持
つトナーに関するものである。特開平６−２３０６０２
号公報では定着後画像同士のこすれによる汚れ防止の目
的でトナー像の高さの変化量を規定している。

【０００５】その他に特開平８−１１０７２２号公報に
示されているようなプレ定着手段を用いる手法も示され
ている。転写プロセスと定着プロセスの間にプレ定着手
段を設ける手法で、未定着トナーが転写された転写紙を
定着装置に導入されるまでの間にプレ定着装置によりプ
レ定着を行うことで転写紙の振動に伴うトナー像の乱れ
やチリを効果的に防止できることが知られている。次い
で定着装置によって本定着されることで良好な品質の画
像が安定的に形成される。さらに、プレ定着する分、本
定着の負担を軽減させることができる上に、プレ定着装
置が発する熱によって感光体の表面温度を適度に保温で
きるので、特にヒータを用いなくとも感光体を一定温度
に保つことができる。但しプレ定着装置が転写装置の後
に配置されているため転写ベルトから転写紙が分離する
ときに発生する剥離放電によるトナー像の乱れやチリを
防ぐことはできない。

【０００６】そこで特開平５−２３２８２７号公報に見
られるような転写ベルト出口にプレ定着装置を設ける手
法等が提案されている。この方式だと転写紙が転写ベル
トから剥離する前にプレ定着してしまうのでトナー像の
乱れやチリ防止に高い効果が期待できる。

【０００７】ところで、近年ますます高画質化が進み、
これを実現するためにトナー粒径は小さくなる傾向にあ
る。トナー粒径が小さい場合には、定着ローラ間で加圧
しても、トナー粒子に圧力が加わり難いため、トナー像
を均一に定着することが難しくなる。特に面圧を低くし
た定着装置の場合にこの傾向が顕著となる。さらに、転
写紙として薄紙を使用した場合はさらに低面圧となり、
トナー像表面性が悪化し、画像品質を悪化させる。一
方、厚紙を用いた場合は高面圧となるため、トナーが押
しつぶされ不均一性が強調され、画像品質が悪化する。
この現象はデジタル現像の場合が特に顕著であり独立し
たドットの再現性が大きく影響をうける。特に、ハーフ
トーンの濃度は一様であるべきだが、ミクロな濃度むら
が生じていると、肉眼で見たときにざらついた印象を与
える。

【０００８】ここで、ざらつきの物理的評価値は一般に
粒状度（granularity）で表される。まず、ノイズは濃
度変動の周波数特性であるウィナースペクトラム（Wien
er Spectrum）によって測定できる。平均値が０である
濃度変動成分をｇ（ｘ）とすると、Ｇ（ｕ）＝∫ｇ（ｘ）ｅｘｐ（−２πｉｕｘ）ｄｘ式１ＷＳ（ｕ）＝Ｇ（ｕ）^２式２ここでｕは空間周波数である。

【０００９】粒状度（ＧＳ）は、ＷＳと視覚の周波数特
性（Visual Transfer Function：ＶＴＦ）の積を積分し
た値で、以下の式３で表される。ＧＳ＝ｅｘｐ（−１．８＜Ｄ＞）∫ＷＳ（ｕ）^１／２ＶＴＦ（ｕ）ｄｕ式３ｅｘｐ（−１．８＜Ｄ＞）は濃度と人の知覚する明るさ
の差を補正するための係数である。＜Ｄ＞は濃度の平均
値を表す。粒状度は画像のなめらかさの主観評価と高い
相関がある。粒状度の値が小さいほど滑らかな高画質と
なり逆に大きいとざらついたプアな画像品質となる。一
般的に粒状度は０．７以下が望ましいとされており１を
越えると印象の悪い画像といわれている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の粒状度が望まし
い値を示すような高画質を達成するためには、課題とし
て、定着装置に入る前の転写紙上のトナーの付着状態が
垂直方向に均一に付着していることが必要となる。しか
し、前述した従来技術では、この点に注目したものがな
く、その上粒状度はトナーや現像剤の特性によっても大
きく変化してしまうため、均一な高画質の画像を提供で
きる装置が要望されている。そこで、本発明の目的は、
形成した画像が好ましい粒状度を示すような、高画質の
画像を常に提供できる画像形成装置を供給することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、下記の（１）〜（８）により、本発明の目的を
達成できることを見出した。すなわち、本発明は以下の
（１）〜（８）からなる。

【００１２】（１）未定着のトナー像を転写材に転写
する転写装置と、少なくとも一方の内部に発熱手段を設
けた回転自在な定着回転体及び加圧回転体を有し、前記
定着回転体と前記加圧回転体との間に形成されるニップ
に、前記未定着のトナー像が転写された転写材が搬送さ
れ、前記発熱手段により前記未定着のトナー像を前記転
写材に熱定着する定着装置とを備える画像形成装置にお
いて、さらに、転写装置と定着装置との間に別の定着回
転体及び加圧回転体からなるプレ定着装置を備え、か
つ、前記ニップに入る直前の未定着のトナー像の下記表
面粗さＲａが２．０μｍ以下であることを特徴とする画
像形成装置。Ｒａ＝（１／Ｌ）∫_０ ^Ｌｆ（ｘ）ｄｘ上記式中、Ｌは長さの基準値でありＬ＝０．８ｍｍ、ｆ
（ｘ）は粗さ曲線を表す。

【００１３】（２）上記トナー像を形成するための現
像剤の帯電量が−２０〜−４０μＣ／ｇであることを特
徴とする（１）に記載の画像形成装置。

【００１４】（３）上記トナー像を形成するトナーの
平均円形度が０．９２〜０．９８であることを特徴とす
る（１）又は（２）に記載の画像形成装置

【００１５】（４）上記トナー像を形成するトナーの
嵩密度が０．３０以上（ｇ／ｃｍ^３）であることを特徴
とする（１）〜（３）のいずれか一項に記載の画像形成
装置。

【００１６】（５）上記トナー像を形成するトナーが
外部添加剤として無機微粉末を１．０〜３．０重量％含
有することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか一項
に記載の画像形成装置。

【００１７】（６）上記トナー像を形成するトナーの
重量平均粒径Ｘｗと個数平均粒径Ｘｎの比、Ｘｗ／Ｘｎ
が１．３以下であることを特徴とする（１）〜（５）の
いずれか一項に記載の画像形成装置。

【００１８】（７）上記トナー像を形成するトナーの
重量平均粒径が４〜１０μｍであることを特徴とする
（１）〜（６）のいずれか一項に記載の画像形成装置。

【００１９】（８）上記転写装置の転写方法が接触転
写であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれか一
項に記載の画像形成装置。

【００２０】本発明の画像形成装置はプレ定着装置を備
えることが第一の特徴であり、トナー像が紙等の転写材
の上に転写装置によって形成された後、加熱定着方式の
定着装置に搬送されてトナー像が定着される直前に、こ
のプレ定着装置を通過する。以下に、本発明の画像形成
装置全体の概略及びプレ定着装置を図面を用いて説明す
る。また、定着装置については後述する。

【００２１】図１のデジタル複写機は、本発明の画像形
成装置の一例であり、周知の電子写真方式を用い内部に
ドラム状感光体１を備えている。感光体１の周囲には矢
印Ａで示す回転方向に沿って、電子写真複写行程を実施
する帯電器２、露光手段３、現像手段４、転写手段５、
クリーニング手段６及び定着手段１０が配置されてい
る。転写手段５には、後述するプレ定着装置が組み込ま
れている。

【００２２】まず、露光手段３は、複写機上面の原稿載
置台７に置かれた原稿を読み取り手段８によって読み取
られた画像信号を基に感光体１上に静電潜像を形成す
る。感光体１上に形成された静電潜像は、現像手段４に
よってトナー像化され、そのトナー像が給紙装置９から
給送されてくる転写紙に転写手段５によって静電転写さ
れる。トナー像が載った転写紙は、定着手段１０に搬
送、定着された後に、機外へ排出される。一方、未転写
部や汚れの付着した感光体１はクリーニング手段６によ
りクリーニングされ次の作像ステップに入る。

【００２３】図４は転写ユニットに組み込まれたプレ定
着装置を模式的に示した断面図である。感光体５１から
転写紙上に転写されたトナー像５４は転写出口に設けら
れた定着ローラ５３と対向する押付ローラ５６からなる
プレ定着装置を通る。定着ローラはアルミ芯金上にシリ
コンゴム等の弾性層が設けられ、ローラ内部のヒータ
（図には示していない）によりローラ表面は１２０℃〜
１３０℃に保たれている。未定着トナーのオフセットを
防止するために、シリコンオイル塗布ローラ５７とシリ
コンオイル供給手段（図には示していない）により定着
ローラ表面には常にシリコンオイルが塗布されている。
またアルミ芯金に負極性の電圧を印可することによりオ
フセットが更に発生しにくくなっている。

【００２４】また、本発明の画像形成装置では、定着装
置に搬送される直前の未定着トナー像の表面粗さＲａが
２.０μｍ以下であることが今ひとつの特徴である。そ
こで、表面粗さＲａについて以下に説明する。

【００２５】本発明における表面粗さＲａの定義及び測
定方法は、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１記載の表面粗さの定義
及び表示に従う。ここで表面粗さＲａとは、対象物の表
面（以下、対象面という）からランダムに抜き取った各
部分における表面粗さをあらわすパラメーターである算
術平均粗さ（Ｒａ）、最大高さ（Ｒｙ）、十点平均粗さ
（Ｒｚ）、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）、局部山頂の平均間
隔（Ｓ）及び負荷長さ率（ｔｐ）のそれぞれの算術平均
値と定義される。求め方は、粗さ曲線からその平均値の
方向に基準値だけ抜き取り、この抜き取り部分の平均値
の方向にＸ軸を、縦倍率の方向にＹ軸をとり、粗さ曲線
をＹ＝ｆ（ｘ）で表したときに以下の式によって求めら
れる値をマイクロメートルで表したものをいう。Ｒａ＝（１／Ｌ）∫_０ ^Ｌｆ（ｘ）ｄｘここで、Ｌ＝０．８ｍｍとする。測定例を示すと、超深
度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５００型（キーエンス製）を
使用して測定することができる。

【００２６】加熱ローラ定着装置に入る直前のトナー像
の表面粗さＲａは、つまりトナー像の均一性をあらわ
し、Ｒａが小さいほど均一性が高いことを示す。トナー
像の表面粗さＲａが２．０以上の場合、定着後のトナー
像の表面が不均一となり、定着性や画像濃度のバラツキ
や光沢、粒状の不均一性を招き、画像品質が低下する。

【００２７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の画像形成装置に用
いる定着装置の例を説明する。図２は、熱ローラ方式の
定着装置の一例を示すもので、基本構成としてはハロゲ
ンランプ等の加熱手段２４（以下「ヒータ」という。）
を有する定着ローラ２１と、芯金２６上に発泡シリコー
ンゴム等の弾性層２７を有し、定着ローラ２１に圧接さ
れる加圧ローラ２５とを備えている。加圧ローラ２５の
弾性層２７上にはＰＦＡチューブ等からなる離型層２８
が設けられている。定着ローラ２１は、芯金（図示せ
ず）の上にシリコーンゴム等の弾性層２２を設け、更に
トナーの粘性による付着を防止する目的で、フッ素樹脂
等の離型性のよい樹脂表層２３が形成されている。弾性
層２２の層厚は画像品質と定着時の熱伝達効率を考慮し
て通常は１００〜５００μｍ程度の厚さが好ましい。ま
た樹脂表層２３は、加圧ローラ２５と同様にＰＦＡチュ
ーブ等で構成され、その厚みは機械的劣化を考慮して１
０〜５０μｍ程度の厚みが好ましい。定着ローラ２１の
外周面には、温度検知手段２９が設けられ、定着ローラ
２１の表面温度を検知することで、その温度をほぼ一定
に保つようにヒータ２４を制御している。

【００２８】このような構成の定着器において、定着ロ
ーラ２１と加圧ローラ２５とが、所定の加圧力で圧接さ
れて定着ニップ部Ｎを構成し、駆動手段（図示せず）に
より駆動を受けてそれぞれ矢印Ｒ１方向、矢印Ｒ５方向
に回転することによって、上述の定着ニップ部Ｎにて転
写材Ｐを挟持搬送する。この際、定着ローラ１はヒータ
４によって所定の温度に制御されており、転写材Ｐ上の
トナー像Ｔは、両ローラ間を通過するときに、圧力を受
けながら熱溶融し、ローラ対を出て冷却されることによ
って永久像として転写材Ｐに定着される。

【００２９】加圧ローラの構成は外径３０ｍｍ、肉厚６
ｍｍで表面に導電性のＰＦＡチューブが被されており軸
上のゴム硬度は４２ＨＳ（アスカＣ）で構成されてい
る。又、定着ローラはアルミの芯金から構成されており
肉厚は０．４ｍｍである。本構成に於いてニップＮを得
るためにローラの両端に片側８８Ｎの圧力がかけられて
おりその時の面圧は９．３Ｎ／ｃｍ^２になっている。

【００３０】本発明に用いられる定着装置の別の一例は
図３に示されるものである。４１は定着ローラ、４２は
加圧ローラをそれぞれ表している。定着ローラ４１はア
ルミニウム、鉄、ステンレス又は真鍮のような、高熱伝
導体から構成された金属シリンダー４３の表面にＲＴ
Ｖ、シリコンゴム、テトラフルオロエチレン-パーフル
オロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなオフセット防止層
４４が被覆されている。定着ローラ４１の内部には、加
熱ランプ４５が配置されている。加圧ローラ４２の金属
シリンダー４６は定着ローラ４１と同じ材質が用いられ
る場合が多く、その表面にはＰＦＡ、ＰＴＦＡ等のオフ
セット防止層４７が被覆されている。また、必ずしも必
要ではないが、加圧ローラ４２の内部には加熱ランプ４
８が配置されている。定着ローラと加圧ローラは図示し
てはいないが、両端のバネにより圧接され回転する。こ
の定着ローラ４１と加圧ローラ４２の間にトナー像Ｔの
転写材Ｓ（紙等）を通過させ定着を行う。

【００３１】次に、本発明の画像形成装置に用いるトナ
ーについて説明する。トナー像を形成するための現像剤
の帯電量は−２０〜−４０μＣ／ｇが望ましい。帯電量
不足だとキャリアとの結合力が弱すぎるためトナー飛散
や地肌汚れの原因となる。帯電量過多だとキャリアとの
結合力が強すぎるため現像に強電界が必要となる。

【００３２】また、本発明に用いるトナーは平均円形度
が０．９２〜０.９８であることが好ましく、さらに好
ましくは０．９５〜０.９８である。トナーの平均円形
度が０．９２以上になることで、加熱ローラ定着装置に
入る直前のトナー像の表面粗さＲａがさらに良好とな
り、これにより定着後のトナー像の表面の均一性がさら
に高まる。その結果、定着性や画像濃度のバラツキや光
沢、粒状の均一性がさらに高まる。平均円形度が０．９
２以上のトナーは、機械的な衝撃による粉砕や、熱処理
による方法等で作ることができる。

【００３３】平均円形度の測定は、例えばＳＹＳＭＥＸ
製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて
測定することができる。測定は、１級塩化ナトリウムを
用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調整した後、この水溶液を
０．４５μｍのフィルターを通し、この水溶液５０〜１
００ｍｌに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキ
ルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、試料
を１〜１０ｍｇ加える。これを、超音波分散機で１分間
の分散処理を行い、粒子濃度を５０００〜１５０００個
／μｌに調整した分散液を用いて測定を行なった。ＣＣ
Ｄカメラで撮像した２次元の画像面積と、同一の面積を
有する円の直径を円相当径として、円相当径で０．６μ
ｍ以上をＣＣＤの画素の精度から有効とし平均円形度の
算出に用いた。平均円形度は、各粒子の円形度の算出を
行い、この各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数で割
り算することによって得ることができる。各粒子の平均
円形度は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を粒
子投影像の周囲長で割ることにより算出することができ
る。

【００３４】また、本発明に用いるトナーは嵩密度が
０．３０以上であることが好ましい。トナーの嵩密度が
０．３０以上になることで、加熱ローラ定着装置に入る
直前のトナー像の表面粗さＲａがさらに良好となり、こ
れにより定着後のトナー像の表面の均一性がさらに高ま
る。その結果、定着性や画像濃度のバラツキや光沢、粒
状の均一性がさらに高まる。トナーの嵩密度は、例えば
パウダテスタ（ＰＴＮ型：ホソカワミクロン製）を用い
て測定する。

【００３５】また、本発明に用いるトナーは外部添加剤
として無機微粉末を１．０〜３．０重量％含有すること
が好ましい。無機微粉末の添加量が１．０重量％未満の
場合は、トナーに十分な流動性が得られず凝集しやすく
なり帯電量分布がブロードになりやすい。一方、３．０
重量％を超えて添加した場合には、加熱ローラ定着装置
に入る直前のトナー像の表面粗さＲａは問題ないが、転
写紙との接着性が悪化するため定着性が悪化する。その
ため外部添加剤として無機微粉末を１．０〜３．０重量
％含有することで、加熱ローラ定着装置に入る直前のト
ナー像の表面粗さＲａがさらに良好となり、これにより
定着後のトナー像の表面の均一性がさらに高まる。その
結果、定着性や画像濃度のバラツキや光沢、粒状の均一
性がさらに高まる。

【００３６】また、本発明に用いるトナーの重量平均粒
径Ｘｗと個数平均粒径Ｘｎの比、Ｘｗ／Ｘｎは１．３以
下が好ましい。トナーのＸｗ／Ｘｎが１．３以下になる
ことで、加熱ローラ定着装置に入る直前のトナー像の表
面粗さＲａがさらに良好となり、これにより定着後のト
ナー像の表面の均一性がさらに高まる。その結果、定着
性や画像濃度のバラツキや光沢、粒状の均一性がさらに
高まる。

【００３７】また、本発明に用いるトナーの重量平均粒
径は４〜１０μｍであることが好ましい。さらに好まし
くは４〜８μｍ、最も好ましくは４〜６μｍである。ト
ナーの重量平均粒径が４μｍを下回る場合には、加熱ロ
ーラ定着装置に入る直前のトナー像の表面粗さＲａは問
題ないが、定着ローラ間で加圧しても、トナー粒子に圧
が加わり難いため、トナー像を均一に定着することが難
しくなる。特に面圧を低くした定着装置の場合、この傾
向が顕著となるため好ましくない。逆に１０μｍを超え
る場合には、定着性に特に問題はないが、解像力が劣る
ため好ましくない。トナー粒径の測定は、例えばＣｏｕ
ｌｔｅｒＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲＩＩｅを使用して実
施できる。このときのアパーチャー径は１００μｍであ
る。

【００３８】また本発明は、感光体上のトナー像を転写
紙に転写するための転写装置が、接触転写方式を用いて
いることが好ましい。一般に、トナー像を感光体から転
写材に転写する方法としては、コロナチャージを利用す
る非接触法と、弾性導電性ローラを用いる接触転写法等
が用いられている。本発明においては、転写時にトナー
像に圧力が加わり、加熱ローラ定着装置に入る直前のト
ナー像の表面粗さＲａが小さくなる、接触転写法がより
好ましい。

【００３９】本発明に用いるトナーを構成する樹脂とし
ては、従来公知の樹脂が全て使用される。例えば、スチ
レン、ポリ−α−スチルスチレン、スチレン−クロロス
チレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチ
レン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重
合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレ
イン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合
体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレ
ン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−
アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のス
チレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単
重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ
樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フ
ェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹
脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレ
ン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリ
ビニルブチラート樹脂等が挙げられるが、特にポリエス
テル樹脂を用いることが好ましい。

【００４０】上記の樹脂のうち、ポリエステル樹脂は、
アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られる。
使用されるアルコールとしては、例えばエチレングリコ
ール、ジエングリコール、トリエチレングリコール、プ
ロピレングリコール等のグリコール類、１，４−ビス
（ヒドロキシメタ）シクロヘキサン、及びビスフェノー
ルＡ等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価のア
ルコール単量体、三価以上の多価アルコール単量体を挙
げることができる。また、カルボン酸としては、例えば
マレイン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テ
レフタル酸、コハク酸、マロン酸等の二価の有機酸単量
体、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５
−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサ
ントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボ
ン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−
ジカルボキシル−２−メチレンカルボキシプロパン、
１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸等の三価以
上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。ポリ
エステル樹脂のＴｇは５８〜７５℃が好ましい。

【００４１】以上の樹脂は単独使用も可能であるが二種
類以上併用してもよい。また、これら樹脂の製造方法も
特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳
化重合、懸濁重合いずれも使用できる。

【００４２】本発明では、定着時の離型性を向上させる
ためトナーにワックス成分も使用可能である。例えば、
ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス等のよ
うなポリオレフィンワックスや、キャンデリラワック
ス、ライスワックス、カルナウバワックス等の天然ワッ
クスが使用可能である。ワックス成分の添加量は０．５
〜１０重量部が好ましい。

【００４３】本発明に用いるトナーにおいては、極性を
制御するために、極性制御を配合することが可能であ
る。この場合の極性制御剤としては、例えばニグロシン
系染料、四級アンモニウム塩、アミノ基含有のポリマ
ー、含金属アゾ染料、サリチル酸の錯化合物、フェノー
ル化合物等が挙げられる。

【００４４】本発明においてトナーに使用される着色剤
としては、従来トナー用着色剤として使用されてきた顔
料及び染料の全てが適用される。具体的には、カーボン
ブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染
料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、オイルブラ
ック、アゾオイルブラック等特に限定されない。着色剤
の使用量は１〜１０重量部、好ましくは３〜７重量部で
ある。

【００４５】本発明に用いるトナーの製造方法は、従来
公知の方法でよく、結着樹脂、着色剤、ワックス成分、
その他場合によつては荷電制御剤等をミキサー等を用い
て混合し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用
い混練した後、冷却固化し、これをジェットミル等の粉
砕で粉砕し、その後分級し得られる。

【００４６】上記トナーには必要に応じてその他、添加
剤を添加することも可能である。添加剤としては、シリ
カ、酸化アルミニウム類、酸化チタン類を例示すること
ができる。高流動性を付与することを主目的する場合に
は疎水化処理シリカあるいはルチル型微粒子酸化チタン
として平均一次粒径が０．００１〜１μｍ、好ましくは
０．００５〜０．１μｍの範囲ものから適宜選択でき、
特に有機シラン表面処理シリカあるいはチタニアが好ま
しく、通常０．１〜５重量％、好ましくは０．２〜２重
量％の割合で使用される。

【００４７】また、例えば上記トナーを二成分系乾式ト
ナーとして使用する場合に混合して使用するキャリアと
しては、ガラス、鉄、フェライト、ニッケル、ジルコ
ン、シリカ等を主成分とする、粒径３０〜１０００μｍ
程度の粉末、又は、該粉末を芯材としてスチレン−アク
リル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ
フッ化ビニリデン系樹脂等をコーティングしたものから
適宜選択して使用可能である。

【００４８】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例を用いて具
体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定
されない。まず、実施例に先立って、用いたトナーの製
造方法について記載する。（トナー処方）スチレン−ｎブチルアクリレート共重合体８５重量部カーボンブラック（三菱化成製＃４４）１０重量部荷電制御剤（保土ヶ谷化学製スピロンブラックＴＲ−Ｈ）２重量部カルナウバワックス４重量部以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて混練し、粉
砕、分級し、表１に記載した重量平均粒径とした。その
後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末（クライア
ントジャパン製Ｒ−９７２）を表１に記載した処方に
て混合し、トナー１〜６を得た。トナー１〜６それぞれ
と、表１記載の平均粒径の球形フェライト粒子にシリコ
ーン樹脂コートしたキャリアで、表１記載のトナー濃度
の現像剤を調製した。

【００４９】

【表１】

【００５０】（実施例１〜６）実施例１〜６では、上記
のトナー１〜６をそれぞれ用い、本発明の画像形成装置
を用いて画像を印刷した。装置は、ｉｍａｇｉｏＭＦ６
５５０（リコー製）改造機を使用した。この装置は図４
に示すプレ定着装置を有する転写装置を取り付けてお
り、転写装置ごと交換可能となっている。後述する比較
例でプレ定着装置有無の差を確認するときには転写装置
ごと交換して実験を行った。得られた画像は、以下の方
法で評価した。

【００５１】◎ 定着性の評価方法上記のｉｍａｇｉｏＭＦ６５５０（リコー製）改造機の
定着装置のヒーター温度を振ってリコー標準プリンタテ
ストチャートを複写し、定着画像を得た。定着後の画像
にメンディングテープ（３Ｍ製）を貼り、一定の圧力を
掛けた後、ゆっくり引き剥がす。その前後の画像濃度を
マクベス濃度計により測定し、次式にて定着率を算出し
た。定着ローラの温度を段階的に下げて、下記式で示す
定着率が８０％以下となるときの温度を定着温度とし
た。得られた結果は後掲の表２に示す。定着率（％）＝テープ付着画像濃度／画像濃度×１００

【００５２】◎ 粒状度の測定方法上記のｉｍａｇｉｏＭＦ６５５０（リコー製）改造機に
て、リコー標準プリンタテストチャートを印刷したサン
プルを得た。次にプリント画像のドットで作られたグレ
ースケール（ハーフトーン部）を、大日本スクリーン社
のＧｅｎａＳｃａｎ５０００スキャナで１０００ｄｐｉ
にて読み込み、画像データを得た。画像データから、濃
度分布に変換し、上記式３にて粒状度を算出した。判定
は粒状度が０．７以下を○、０．７より大きく１より小
さいのを△、１より上を×とした。得られた結果は下記
表２に示す。

【００５３】（比較例１〜６）比較例１〜６として、プ
レ定着装置を用いない以外は実施例と同様の画像形成装
置を用い、それぞれトナー１〜６を使用して実施例と同
様のテストチャートを印刷した。得られた画像は実施例
と同様に評価し、評価結果は下記の表２に示す。

【００５４】

【表２】

【００５５】

【発明の効果】（請求項１）本発明は熱定着される直前
の転写材上のトナー像を均一にすることで、トナー像の
表面粗さを小さく抑えることができ、トナー粒径や転写
材の種類が変わっても定着後のトナー像の表面性が均一
になり、安定した定着性、ざらつき感のない均一な画像
品質が得られる。

【００５６】（請求項２）現像ユニット中の現像剤帯電
量が−２０〜−４０μＣ／ｇになることで良好な転写品
質を得ることができ、良好な未定着画像が得られる。

【００５７】（請求項３）定着装置に入る直前の未定着
トナーの平均円形度が０．９２以上になることで定着装
置に入る直前のトナー像の表面粗さＲａが更に良好とな
り、これにより定着後のトナー像の表面均一性が更に高
まる。

【００５８】（請求項４）定着装置に入る直前のトナー
像の表面粗さＲａが更に良好となり、これにより定着後
のトナー像の表面均一性が更に高まる。その結果、定着
性や画像濃度のばらつきや光沢、粒状の均一性が更に高
まる。

【００５９】（請求項５）外部添加剤として無機微粉末
を１．０〜３．０重量％含有することで、定着装置に入
る直前のトナー像の表面粗さＲａが更に良好となり、こ
れにより定着後のトナー像の表面均一性が更に高まる。
その結果、定着性やミクロな濃度むらや光沢の均一性が
更に高まる。

【００６０】（請求項６）トナーの重量平均粒径Ｘｗ／
個数平均粒径Ｘｎが１．３以下になることで、定着装置
に入る直前のトナー像の表面粗さＲａが更に良好とな
り、これにより定着後のトナー像の表面の均一性が更に
高まる。その結果、定着性やミクロな濃度むらや光沢の
均一性が更に高まる。

【００６１】（請求項７）トナーの重量平均粒径を４〜
１０μｍにすることによって、定着装置に入る直前のト
ナー像の表面粗さＲａを低く抑えることができ、定着ロ
ーラ間で加圧しても、トナー粒子に圧がかかりやすく、
トナー像を均一に定着することができる。

【００６２】（請求項８）接触転写方式をとることで、
転写時に押圧がかかり、定着装置に入る直前のトナー像
の表面粗さＲａが更に良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一例の概略断面図で
ある。

【図２】本発明の画像形成装置に用いる定着装置の一
例を模式的に示した断面図である。

【図３】本発明の画像形成装置に用いる定着装置の別
の例を模式的に示した断面図である。

【図４】本発明の画像形成装置に用いるプレ定着装置
を模式的に示した断面図である。

【符号の説明】

１、５１感光体２帯電器３露光手段４現像手段５転写手段６クリーニング手段７原稿載置台８読み取り手段９給紙装置１０定着手段２１、４１定着ローラ２２、２７弾性層２３樹脂表層２４ヒータ２５、４２加圧ローラ２６芯金２８離型層２９温度検知手段４３、４６金属シリンダー４４、４７オフセット防止層４５、４８加熱ランプ５３定着ローラ５４トナー像５６押付ローラ５７シリコンオイル塗布ローラＴトナー像ＮニップＳ、Ｐ転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桧ヶ谷敏明東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者長谷川久美東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者高橋裕東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者古市泰東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H005 AA08 AA15 CB13 EA01 EA05 EA07 EA10 2H033 AA01 BA01 BA08 BA24 BA58 BB00 2H200 GA23 GA34 GA41 GA44 GB12 GB15 GB25 GB40 GB41 HA12 HA28 HB03 HB26 JA03 JB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未定着のトナー像を転写材に転写する転
写装置と、少なくとも一方の内部に発熱手段を設けた回
転自在な定着回転体及び加圧回転体を有し、前記定着回
転体と前記加圧回転体との間に形成されるニップに、前
記未定着のトナー像が転写された転写材が搬送され、前
記発熱手段により前記未定着のトナー像を前記転写材に
熱定着する定着装置とを備える画像形成装置において、
さらに、転写装置と定着装置との間に別の定着回転体及
び加圧回転体からなるプレ定着装置を備え、かつ、前記
ニップに入る直前の未定着のトナー像の下記表面粗さＲ
ａが２．０μｍ以下であることを特徴とする画像形成装
置。Ｒａ＝（１／Ｌ）∫_０ ^Ｌｆ（ｘ）ｄｘ（上記式中、Ｌは長さの基準値でありＬ＝０．８ｍｍ、
ｆ（ｘ）は粗さ曲線を表す。）
【請求項２】上記トナー像を形成するための現像剤の
帯電量が−２０〜−４０μＣ／ｇであることを特徴とす
る請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】上記トナー像を形成するトナーの平均円
形度が０．９２〜０．９８であることを特徴とする請求
項１又は２に記載の画像形成装置
【請求項４】上記トナー像を形成するトナーの嵩密度
が０．３０以上（ｇ／ｃｍ^３）であることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】上記トナー像を形成するトナーが外部添
加剤として無機微粉末を１．０〜３．０重量％含有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の
画像形成装置。
【請求項６】上記トナー像を形成するトナーの重量平
均粒径Ｘｗと個数平均粒径Ｘｎの比、Ｘｗ／Ｘｎが１．
３以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】上記トナー像を形成するトナーの重量平
均粒径が４〜１０μｍであることを特徴とする請求項１
〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】上記転写装置の転写方法が接触転写であ
ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載
の画像形成装置。