JP3618015B2

JP3618015B2 - Image forming apparatus and image forming method

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Publication number: JP3618015B2
Application number: JP21436195A
Authority: JP
Inventors: 由香中村; 貴雄泉; 弘村田; 悦子宮本
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1995-08-23
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2015-08-23
Also published as: JPH0962032A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる乾式現像剤により画像を形成する画像形成技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、記録済用紙のリサイクル化のために、記録済用紙から現像剤即ちトナーを除去する技術として種々のものが知られている。例えば特開平４−３４０９７３号公報には、トナー像の定着率を８０〜９４％とすることにより、記録した像を消しゴムで消去できるようにした技術が記載されている。
【０００３】
しかしながら、このように定着率を小さくしても、定着されたトナーは溶融し紙の繊維の間に浸透している。このように紙の繊維の間に一旦浸透したトナーを、短時間で完全に除去することは難しい。
【０００４】
また定着率を小さくするといっても、実用に耐え得る程度の強さでトナーは用紙状に定着されていなければならない。つまり実用に耐え得る程度の強さでトナーを用紙上に定着させ、かつ、このトナーを用紙から短時間で完全に除去するには定着強度を厳密に制御する必要がある。しかしこのように定着強度を制御するための具体的方法については未だ満足なものが得られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した通り、従来用いられていた記録用紙のリサイクル化技術においては、トナーを短時間で完全に除去することは難しい。
また、トナーを実用に耐え得る程度の強さで用紙上に定着させることと、トナーを記録済用紙から容易に除去することを両立させることが難しいという欠点があった。
【０００７】
このため本発明は上記欠点を除去し、トナーを実用に耐え得る程度の強さで用紙上に定着することと、トナーを容易に記録済用紙から除去することとを両立させた画像形成装置並びに画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、着色剤と、軟化点が第１の温度である第１の熱可塑性樹脂と、軟化点が第１の温度よりも高い第２の温度である第２の熱可塑性樹脂とを有する現像剤により被画像形成媒体上に、現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、前記現像剤像形成手段により形成された現像剤像を、所定の温度に加熱することにより、前記現像剤像を被画像形成媒体上に定着する定着手段と、前記定着手段による定着状態を、第１の大きさの定着強度で定着する第１の定着状態と、前記第１の定着強度よりも大きい第２の定着強度で定着する第２の定着状態とのいずれかに設定する設定手段と、前記設定手段の設定結果に基づいて、前記第１の定着状態が設定された場合には、前記現像剤像を前記定着手段により前記第１の温度と第２の温度との間の第３の温度で加熱するように制御するとともに、前記第２の定着状態が選択された場合には、前記現像剤像を前記定着手段により第２の温度以上で加熱するように制御する制御手段とを有する。
【０００９】
現像剤が、軟化点の異なる少なくとも２種類の熱可塑性樹脂により構成され、かつこの現像剤により形成された像は、熱可塑性樹脂の最も高い軟化点温度と最も低い軟化点温度の間の温度で定着される。従って軟化点が現像剤像定着温度よりも低い熱可塑性樹脂は、定着により被画像形成媒体上で溶融し、被画像形成媒体上に十分に定着されるが、軟化点が現像剤像定着温度よりも高い熱可塑性樹脂は被画像形成媒体上で溶融しない。
【００１０】
従って、本発明の画像形成装置並びにこの装置により行われる画像形成方法においては、現像剤を構成する熱可塑性樹脂をすべて一様に溶融させるのではなく、熱可塑性樹脂を溶融させる部分と溶融させない部分とに分けることができる。溶融する熱可塑性樹脂は、現像剤を実用に耐え得る程度に被画像形成媒体上に定着させる。また溶融しない熱可塑性樹脂は現像剤の定着強度を部分的に弱くする。このように定着強度の弱い箇所が部分的に存在する現像剤を用紙から除去する場合には、この定着強度の弱いところからトナーが除去されやすくなる。このため、記録済みの媒体から現像剤を除去すのが容易になるとともに、現像剤を実用レベルの強さで定着させることが、定着強度を厳密に制御することなく容易に行える。
【００１２】
また、現像剤により形成された像は、熱可塑性樹脂の最も高い軟化点と最も低い軟化点温度との間の温度で定着されるか、あるいは最も高い軟化点温度以上の温度で定着される。これにより、熱可塑性樹脂の最も高い軟化点と最も低い軟化点との間の温度で定着した場合には、定着温度以下の温度で軟化する熱可塑性樹脂のみ溶解する。一方熱可塑性樹脂の最も高い軟化点以上の温度で定着した場合には全ての熱可塑性樹脂が溶融する。
【００１３】
また、定着手段による定着状態を、第１の大きさの定着強度で定着する第１の定着状態と、前記第１の定着強度よりも大きい第２の定着強度で定着する第２の定着状態とのいずれかに設定する設定手段を有するので、記録済用紙のリサイクルと、長期的に保存する必要がある書類等への充分な定着とを両立させることができる。
【００１４】
さらにまた本発明の画像形成装置は、着色剤と、軟化点が第１の温度である第１の熱可塑性樹脂と、軟化点が第１の温度よりも高い第２の温度である第２の熱可塑性樹脂とを有する第１の現像剤により、被画像形成媒体上に、第１の現像剤像を形成する第１の現像剤像形成手段と、着色剤と、軟化点が第２の温度よりも低い温度である第３の熱可塑性樹脂とを有する第２の現像剤により、被画像形成媒体上に、第２の現像剤像を形成する第２の現像剤像形成手段と、前記第１の現像剤像形成手段および第２の現像剤像形成手段により形成された現像剤像を、前記第１の温度以上で第２の温度よりも低くかつ、前記第３の熱可塑性樹脂の軟化点の温度以上の温度で加熱することにより、被画像形成媒体上に定着する定着手段と、前記定着手段による定着状態を、第１の大きさの定着強度で定着する第１の定着状態と、前記第１の定着強度よりも大きい第２の定着強度で定着する第２の定着状態とのいずれかに設定する設定手段と、前記設定手段の設定結果に基づいて、前記第１の定着状態が設定された場合には、前記第１の現像剤像形成手段により第１の現像剤像を形成し、前記定着手段により第１の現像剤像を前記被画像形成媒体上に定着するように制御するとともに、前記第２の定着状態が設定された場合には、前記第２の現像剤像形成手段により第２の現像剤像を形成し、前記定着手段により第２の現像剤像を前記被画像形成媒体上に定着するように制御する制御手段とを有する。
【００１５】
上記構成では、第１、第２の現像剤からなる複数の現像剤を使用し、これらの現像剤により形成された像を一定の定着温度で定着する。
第１の現像剤は軟化点の異なる第１、第２の熱可塑性樹脂から構成されており、上記一定温度で定着された場合には、第１の熱可塑性樹脂のみが溶融する。
【００１６】
第２の現像剤は第３の熱可塑性樹脂から構成され、上記一定温度で定着された場合に完全に溶融する。
従って、定着温度を切り換えず、現像剤を切り換えることにより、現像剤の定着強度を変化させることができる。
【００１７】
また第１の現像剤により形成された現像剤像を定着した場合には、熱可塑性樹脂を溶融させる部分と溶融させない部分とに分けることができる。従って記録済の媒体から現像剤を除去するのが容易になるとともに現像剤を実用レベルの強さで定着させることが定着強度を厳密に制御することなく容易に行える。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態である画像形成装置１の断面図である。
図１において像担持体としての感光体ドラム３は直径４０の円筒状であり、図示矢印ａ方向へ回転可能に設けられている。
【００２３】
感光体ドラム３の周囲には回転方向に沿って以下のものが配置されている。まず感光体ドラム３を一様に帯電させる帯電チャージャ５が設けられている。この帯電チャージャ５の下流側には帯電した感光体ドラム３に露光して静電潜像を形成する露光部７が設けられている。また露光部７の下流には現像剤である黒色のトナーＴ_１を収容し、このトナーＴ_１で露光部７により形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器９が設けられている。現像器９の下流には、感光体ドラム３に対して供給される、被画像形成媒体である用紙Ｐ上に、感光体ドラム３上の現像剤像を転写する転写チャージャ１３が設け設けられている。転写チャージャ１３はトナーＴ_１の帯電極性と反対極性の電荷を用紙Ｐの背面に与えることにより、トナー像を用紙Ｐ上に転写する。
【００２４】
帯電チャージャ５、露光部７、現像器９、転写チャージャ１３により現像剤剤形成手段が構成されている。
転写チャージャ１３の隣には、転写時に感光体ドラム３に静電的に付着した用紙Ｐを剥離するための剥離チャージャ１５が設けられている。
【００２５】
さらに剥離チャージャ１５の下流には、転写後も感光体ドラム３上に残留しているトナーＴ_１を除去するためのクリーニングブレード１７を有したクリーニング装置１９が設けられている。このクリーニング装置１９の下流には、感光体ドラム３の帯電電荷を除去する除電器２１が設けられており、除電器２１により除電された感光体ドラム３は画像形成プロセスの１サイクルを完了し、次の画像形成プロセスにおいて再び帯電チャージャ５により帯電される。
【００２６】
図１において感光体ドラム３の正面左手には、用紙Ｐを収容する給紙カセット２１が配置されている。給紙カセット２１中の用紙Ｐは、用紙Ｐの表面に接触して、図示矢印ｂ方向に回転するピックアップローラ２３により１枚ずつ取り出され、感光体ドラム３ａへ向けて搬送される。用紙Ｐの搬送方向に沿って転写チャージャ１３の上流には、アライニングローラ対２３が設けられ、用紙Ｐはこのアライニングローラ対２３から所定のタイミングで感光体ドラム３と転写チャージャ１３との間に供給される。
【００２７】
この供給された用紙Ｐ上には上述したようにトナー像が転写され、転写されたトナー像を担持した用紙Ｐは感光体ドラム３ａから剥離される。剥離後用紙Ｐを搬送する搬送ベルト２５により用紙Ｐは定着器２７へ向けて搬送される。
【００２８】
用紙Ｐの搬送方向に沿って搬送ベルト２５の下流には、トナー像を用紙Ｐ上に溶融定着する定着器２７が設置されている。この定着器２７については後で詳述する。
【００２９】
トナー像が定着された用紙Ｐは、定着器２７の下流にある排紙ローラ対２９の回転により排紙トレイ３１へ排出される。
ここで、現像器９中のトナーＴ_１について説明する。
【００３０】
トナーＴ_１は、熱可塑性樹脂、この熱可塑性樹脂中に混合される着色剤、ワックス等の材料により製造される。
本実施形態においては、トナーＴ_１は第１の軟化点を有する第１の熱可塑性樹脂、第１の軟化点よりも高い第２の軟化点を有する第２の熱可塑性樹脂とを有している。
【００３１】
以下に現像剤Ｔ_１の製造方法について図２に基づいて説明する。
まず、材料準備工程Ｓ_１として第１の熱可塑性樹脂として軟化点ｔ_１が１３０℃であるポリエステル樹脂９０重量部、着色材としてカーボンブラック５重量部、ワックス４．５重量部、帯電制御剤０．５重量部を用意する。次に溶融混練工程Ｓ_２として、これらの準備した材料を溶融混練する。次いで冷却工程Ｓ_３、粉砕工程Ｓ_４において溶融混練工程Ｓ_２で得られた混練物を冷却、粉砕する。さらに分級工程Ｓ_５として粉砕物を分級し、平均粒径約８μｍ、ガラス転移点５５℃、軟化点１３０℃の粒子Ｔ_２を得る。
【００３２】
また、軟化点ｔ_２が１７０℃である平均粒径０．１５μｍのＰＭＭＡ樹脂粒子５重量部を用意し、これを粒子Ｔ_３とする。
混合工程Ｓ_７として、粒子Ｔ_２９５重量部と粒子Ｔ_３５重量部とをハイブリタイゼーションシステムを用いて混合する。この混合により粒子Ｔ_２の表面に粒子Ｔ_３が付着し、トナーＴ_１が得られる。このトナーＴ_１を図３に示す。図３においては、粒子Ｔ_２が母粒子として存在し、この母粒子Ｔ_２表面に粒子Ｔ_３が付着している状態が示されている。粒子Ｔ_３の一部は粒子Ｔ_２の内部に埋没している。ここで定着器２７について詳細に説明する。図４は定着器２７の詳細断面図である。定着器２７は加熱ローラ３３とこの加熱ローラ３３に接触して設けられた加圧ローラ３５とから構成されている。
【００３３】
加熱ローラ３３はアルミニウム製の金属筒３７と、この金属筒３７の中心部に固設されたヒータランプ３９とからなる。また加圧ローラ３５はシリコンゴムを金属製の筐体に被覆したゴムローラにより構成されている。そして、定着器２７の動作時にはヒータランプ３９が発熱し、加熱ローラ３３、加圧ローラ３５が図示矢印ｃ方向、ｄ方向に用紙Ｐを挟持しつつそれぞれ回転することにより、用紙Ｐ_１上のトナー像が用紙Ｐに溶融定着される。また、加熱ローラ３３の外周面には温度センサ４１が摺接して設けられている。加熱ローラ３３の表面温度は温度センサ４１により検知され、フィードバック制御されることにより加熱ローラ３３の表面温度は所望の温度に保持される。
【００３４】
ここで本実施形態の画像形成装置１は、リサイクルモードと保持モードとに択一的に設定され得る。リサイクルモード時には、画像形成装置１は記録済用紙Ｐ’ からトナーＴ_１を除去して再び用紙Ｐを使用可能とする。又、保存モード時には、画像形成装置１は、用紙ＰからトナーＴ_１を除去することが困難なため、用紙Ｐのリサイクルは行うことはできないが、用紙Ｐに記録した内容を長期に渡って保存するのに適した記録を行う。つまり保存モードではリサイクルモードよりもトナーの定着強度が大きくなるように構成されている。
【００３５】
図５は、リサイクルモードと保存モードとを切換えるための切換制御部の説明図である。図示しない操作部に設けられた設定手段としての切換用押し釦スイッチ４３をオン、オフすることにより、所望のモードをユーザーが選択することができ、これにより定着器２７の定着強度が変更されるようになっている。図５において切換回路４５は、スイッチ４３の操作に応じて、非反転出力、反転出力を交互にＨレベルとＬレベルに切換える。
【００３６】
制御回路４７は、制御手段として、切換回路４５の出力に基づき、定着条件の設定を行う。つまり図６に示すように、制御回路４７は入力端子４９がＨレベルで入力端子５１がＬレベルの時に保存モードでの定着条件の設定を行う。また入力端子４９がＬレベルで入力端子５１がＨレベルの時、制御回路４７はリサイクルモードでの定着条件を設定する。
【００３７】
定着条件に関し、リサイクルモード用の第１の定着温度ｔ_３と保存モード用の第２の定着温度ｔ_４とが予め決められている。第１の定着温度ｔ_３は、第１の熱可塑性樹脂の軟化点ｔ_１と第２の熱可塑性樹脂の軟化点ｔ２との間にあり（ｔ_１＜ｔ_３＜ｔ_２）、第２の定着温度ｔ_４は第２の熱可塑性樹脂の軟化点ｔ_２以上の温度である（ｔ _４≧ｔ_２）。本実施形態においてはｔ_３＝１５０℃、ｔ_２＝２００℃に設定されている。制御回路４７は選択されたモードに応じて、いずれかの定着温度に基づく駆動信号を駆動回路５３に送信し、駆動回路５３によりヒータランプ３９は通電される。
【００３８】
このヒータランプ３９の通電により発熱する加熱ローラ３３の温度は、温度センサ４１により検知されて制御回路４７にフィードバックされる。このフィードバック制御により加熱ローラ３３の温度が、モードに応じた設定温度となるように制御される。
【００３９】
次に本実施形態の画像形成装置における画像形成方法について述べる。感光体ドラム３が回転し、帯電チャージャ５がこの感光体ドラム３表面を一様に約−５００Ｖに帯電する。
【００４０】
帯電チャージャ５によって一様に帯電されたこの感光体ドラム３は露光部７から例えば画像信号に応じたレーザ・ビームが照射され静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器９によりあらかじめ約−２０μｃ／に帯電した上述のトナーＴ_１により現像が行われて黒色のトナー像が形成される。
【００４１】
用紙Ｐは給紙カセット２１からピックアップローラ２２により取り出され、レジストローラ対２３により、感光体ドラム３と転写チャージャ１３との間に送られる。
【００４２】
供給された用紙Ｐの背面には転写チャージャ１３から負の電荷が与えられる。これにより感光体ドラム３と用紙Ｐとの間には転写電界が形成される。従って感光体ドラム３上の黒色のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。転写が行われた用紙Ｐは剥離チャージャ１５により感光体ドラム３から剥離される。
【００４３】
トナー像を担持した用紙Ｐは、搬送ベルト２５上を搬送されて定着器２７へ送られ、トナー像は用紙Ｐ上に定着される。その後用紙Ｐは排紙トレイ３１上に排出される。一方感光体ドラム３はクリーニング装置１９により転写後に残留したトナーＴ_１を除去された後、除電器２１により除電される。
【００４４】
以下定着について図７乃至図９を参照して更に詳細に説明する。
通常、加熱加圧によってトナー像を定着した場合、熱により溶融したトナーＴは加圧ローラーで加圧されることにより、用紙Ｐの繊維の中に適度に浸透し、冷却されて固化する。図７に示すように、乾式トナーの定着性は、溶融固化したトナーが用紙Ｐ表面の凹部に食い込んでトナーが用紙Ｐ上に強固に付着するというアンカー効果によって保たれている。
【００４５】
上述したように、本実施形態のトナーＴ_１は、軟化点がｔ_１，ｔ_２（ｔ_１＜ｔ_２）である２種類の熱可塑性樹脂を有している。
図８に示すようにまずＳＴＡＮＤ−ＢＹの状態においてスイッチ４３のオン・オフが検出される。このスイッチ４３のオン・オフの検出結果に基づいて画像形成モード選択工程Ｓ_９において所望の画像形成モードが選択される。保存モードが選択された場合には、図８の定着温度切換工程Ｓ_１０により加熱ローラ３３の表面温度ｔ_４が上述のｔ_４ ≧ｔ_２の関係を満たすように設定される。このように定着温度が設定された加熱ローラ３３と加圧ローラ３５とにより、トナー像が加熱加圧された場合の定着状態は図７に示すような状態となる。すなわちｔ_４ ≧ｔ_２の関係を満たす温度ｔ_４でトナーＴ_１が加熱されると、第１及び第２の熱可塑性樹脂の軟化点ｔ_１，ｔ_２はいずれも加熱ローラ３３の発熱温度よりも低いので、熱可塑性樹脂はすべて溶融し、溶融した樹脂は用紙Ｐ中に浸透する。従って保存モードの場合には、トナーの定着状態は図７に示すような状態となり、用紙Ｐに対してトナーＴ_１は充分な強度で付着する。
【００４６】
図８に示すようにリサイクルモード時には、定着温度切換工程Ｓ_１２により、加熱ローラ３３の表面温度ｔ_３がｔ_１＜ｔ_３＜ｔ_２の関係を満たすように設定される。このように定着温度が設定されて定着が行われた場合、第１の熱可塑性樹脂はその軟化点が定着温度よりも低いので溶融するが、第２の熱可塑性樹脂はその軟化点が定着温度よりも高いので溶融しない。
【００４７】
従ってリサイクルモードの場合には、図９に示すようにトナーＴ_１を構成する粒子ｔ_２のみが溶融し、トナーＴ_１全体の溶融状態は不完全となる。このとき、溶融した第１の熱可塑性樹脂は、用紙Ｐ上にトナーＴ_１を実用に耐え得る程度の強さで定着させる。一方溶融しない第２の熱可塑性樹脂は、トナーＴ_１が用紙Ｐに一様に溶融定着されるのを妨げ、この第２の熱可塑性樹脂が存在している部分において、用紙ＰとトナーＴ_１との付着力を弱める。
【００４８】
このようにリサイクルモードの場合には、トナーＴ_１が一様に溶融定着されない。このように部分的に定着強度が変化することにより第１の熱可塑性樹脂により、実用レベルの定着強度が得られると同時に、第２の熱可塑性樹脂によりトナーＴ_１の剥離除去性を向上させることができる。
【００４９】
このように、リサイクルモードと、保存モードとでは、トナーＴ_１の定着強度は異なり、保存モードでの定着強度はリサイクルモードでの定着強度よりも強い。従って重要な内容を記載した書類等を長期的に保存したい場合には、保存モードを選択して記録するとよい。一方、リサイクルモードでは、トナーＴ_１の定着強度が保存モードに比べて弱いので、記録済用紙Ｐ’ からトナーＴ_１を除去して用紙Ｐ’ を再利用したい場合に適している。
【００５０】
ただしリサイクルモードでトナーＴ_１を定着した場合にも、その定着強度は、書類を短期的に保存するのであれば問題ない程度に保つことができる。
定着強度は、摩擦堅牢試験機で、用紙Ｐ上に形成された画像等をパット状の綿で直接擦った後の画像濃度により求めることができる。そしてこの測定結果に基づいてモード毎の定着率を設定する。
【００５１】
定着率は下記式で求められる。
定着率（％）＝（摩擦後の画像濃度／摩擦前の画像濃度）×１００
保存モードで記録する場合には定着率を８５％以上になるようにし、リサイクルモードでは定着率を７０〜８５％にするとよい。
【００５２】
このように本実施形態においては、リサイクルモードと保存モードとを選択して使用するようにしたので、記録済用紙のリサイクルと、長期的に保存する必要がある書類等への充分な定着とを両立させることができる。そしてリサイクルモード時には、定着時に、熱可塑性樹脂が溶融する部分と溶融しない部分とが生じるようにしたので、実用レベルの定着強度を得ることができるとともに、トナーＴ_１の用紙Ｐからの剥離除去性も向上させることができる。
【００５３】
尚本実施形態においては、トナーＴ_１を軟化点の低い熱可塑性樹脂からなる母粒子Ｔ_２の表面に、軟化点の高い熱可塑性樹脂からなる微粒子Ｔ_３を付着させているが、トナーを図１０もしくは図１１に示すように構成してもよい。
【００５４】
すなわち、図１０に示されるトナーＴ_４においては、軟化点の低い第１の熱可塑性樹脂からなる母粒子Ｔ_５の内側に軟化点の高い第２の熱可塑性樹脂からなる微粒子Ｔ_６を実質的に全て含有させている。微粒子Ｔ_６を母粒子Ｔ_５に内添するには、第２の熱可塑性樹脂からなる微粒子Ｔ_６を予め製造しておき母粒子Ｔ_５を形成するための材料とともに溶融混練してやればよい。得られた混練物を粉砕、分級することにより所望のトナーＴ_４が得られる。
【００５５】
図１０に示されるトナーをリサイクルモードで定着した場合にも母粒子Ｔ_５を構成している第２の熱可塑性樹脂のみが溶融するので図９に示される定着状態が得られる。
【００５６】
尚、図３に示したトナーＴ_１においては、母粒子Ｔ_２を構成している第１の熱可塑性樹脂中に着色剤等を含有させるようにした。しかし、着色剤などはトナーＴ_１に必要な特性を与えることができれば粒子Ｔ_３を構成する第２の熱可塑性樹脂中に含有させても構わない。
【００５７】
図１０に示したトナーＴ_４についても同様に、着色剤等は粒子Ｔ_５中に含ませてもよいし、粒子Ｔ_６中に含ませてもよい。
また、図１１には高軟化点を有する第２の熱可塑性樹脂、着色剤、ワックス等からなる母粒子Ｔ_８の表面に、低軟化点を有する第１の熱可塑性樹脂からなる微粒子Ｔ_９を添加したトナーＴ_７が示されている。このようなトナーＴ_７は図２に示した製造法と同様の方法で製造される。
【００５８】
ただし図１１に示されるトナーＴ_７をリサイクルモードで用紙Ｐ上に定着する場合には、表面の微粒子Ｔ_９を溶融させて速やかに用紙Ｐの繊維に浸透させる必要がある。このため微粒子Ｔ_９には着色剤等を含ませずに熱可塑性樹脂のみから構成する方がトナーＴ_７の用紙Ｐへの浸透速度を高めることができる。
【００５９】
図１２に図１１に示されるトナーＴ_７をリサイクルモードで定着した状態を示す。
図１０及び図１１に示されるトナーＴ_７を用いて、このトナーＴ_７をリサイクルモード又は保存モードで定着するように構成しても、トナーＴ_１を使用した時と同様の効果が得られる。
【００６０】
本実施形態においてはトナーの定着強度を加熱ローラ３３の表面温度により変更するように構成したが、定着強度は、トナーの加熱時間、用紙の搬送速度等によって変更するようにしてもよい。
【００６１】
また本実施形態の画像形成装置は、待機状態の時は省エネルギーのために定着器を余熱状態としておくとともに、定着温度はリサイクルモード時の定着温度に設定されている。
【００６２】
さらに本実施形態においてはトナーＴ_１、トナーＴ_４及びトナーＴ_７から選択される１種類のトナーを現像器９中に収容し、トナーの定着温度を切換えるようにしたが、これを図１３に示すように軟化点の異なる２種類のトナーを使用し、単一の定着温度で定着するようにしてもよい。
【００６３】
図１３には図１と同様の画像形成装置６１が示されている。感光体ドラム６３の周囲に帯電チャージャ６５、露光部６７、現像器６９、転写チャージャ７３、剥離チャージャ７５、クリーニング装置７９及び除電器８１を配置してトナー像を形成するようにした構成や、給紙カセット８２から用紙Ｐを取り出し、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を加熱ローラ８６を有した定着器８７で定着するようにした点は図１と同様である。
【００６４】
図１と異なるのは現像器６９が第１現像器９３と第２現像器９５とから構成され、第１現像器９３、第２現像器９５にはそれぞれ現像剤としてトナーＴ_１０、トナーＴ_１１が収容されている点である。また現像器９３、現像器９５は一方の現像器のみが現像時に感光体６３に近接するようにそれぞれ感光体６３に対して接離可能構成されている。
【００６５】
現像器９３には図１に示される画像形成装置に用いられたトナーＴ_１と同じ構成のトナーＴ_１０が収容されている。即ちトナーＴ１０は、第１の熱可塑性樹脂として軟化点が１３０℃であるポリエステル樹脂とカーボンブラック等からなる母粒子と、この母粒子の周囲に付着する第２の熱可塑性樹脂粒子としての軟化点１７０℃のＰＭＭＡ粒子とから構成されている。このトナーＴ_１０の製造法は既に述べたので省略する。
【００６６】
一方、現像器９５にはトナーＴ_１０を構成する母粒子のみからなるトナーＴ_１１が収容されている。
尚、本実施形態においても図１に示す画像形成装置と同様に、リサイクルモードと保存モードとを切換可能に構成されている。ただし、本実施形態においては、モードが切換えられた場合にも、加熱ローラ８６の温度は変化せず、加熱ローラ８６は常に一定の温度１５０℃でトナー像を定着するように構成されている。
【００６７】
このように構成されている本実施形態の画像形成装置６１における画像形成方法について図１４を参照して説明する。
ＳＴＡＮＤ−ＢＹ状態においてリサイクルモードと保存モードとを切り換えるためのスイッチ８８が押されたかどうかが検出される。このスイッチ８８の状態を検出した結果に基づいてモード選択工程Ｓ_１６において所望のモードが選択される。そしてリサイクルモード時には、現像器切換工程Ｓ_１７において現像器９３のみが現像可能な位置まで感光体ドラム６３に近接する。そして現像工程Ｓ_１８において現像器９３中に収容されているトナーＴ_１０により現像が行われる。
【００６８】
トナーＴ_１０は定着温度以下の温度で軟化する第１の熱可塑性樹脂と、定着温度以下の温度では軟化しない第２の熱可塑性樹脂とから構成されているから、トナーＴ_１０を定着工程Ｓ_２１で定着した場合には図９に示すように、第１の熱可塑性樹脂のみが軟化した状態となる。従ってリサイクルモードでのトナーの定着は不完全である。
【００６９】
一方、モード選択工程Ｓ_１６で保存モ−ドが選択されると、現像器切換工程Ｓ_１９により現像器９５のみが現像可能な位置まで移動する。そして現像器９５中に収容されているトナーＴ_１１が現像工程Ｓ_２０において現像に用いられる。そしてこのトナーＴ_１１により形成されたトナー像を定着工程Ｓ_２１で定着した場合、トナーＴ_１１を構成している樹脂は定着温度以下の温度で全て軟化するものであるから、トナーＴ_１１は完全に溶融して用紙Ｐ上に定着される。
【００７０】
リサイクルモードでも、保存モードでも定着済の用紙Ｐは用紙排出工程Ｓ_２２により排出され、画像形成プロセスを完了する。
リサイクルモードと保存モードとで定着温度を切換えるようにすると、加熱ローラの表面温度を選択されたモードに応じた温度に上昇あるいは下降させたりするためのウォームアップに時間を要するという問題がある。しかし本実施形態の画像形成装置によれば使用する現像器を切り換えることにより定着強度を変えるようにしているので、このような問題を解決して、速やかにモードに合わせた画像形成が行えるという利点がある。
【００７１】
尚、本実施形態においてはトナーＴ_１０の母粒子を構成する熱可塑性樹脂と、トナーＴ_１１を構成する熱可塑性樹脂とは同じものを使用したが同じ熱可塑性樹脂を用いる必要はない。リサイクルモードで使用されるトナーＴ_１０が第１、第２の熱可塑性樹脂を有し、保存モードで使用されるトナーＴ_１１が第３の熱可塑性樹脂を有するとした場合、下記式を満足させてやればよい。
【００７２】
ｔ_１ ≦ｔ＜ｔ_２かつｔ_５ ≦ｔ
ｔ_１：第１の熱可塑性樹脂の軟化点
ｔ_２：第２の熱可塑性樹脂の軟化点
ｔ_５：第３の熱可塑性樹脂の軟化点
ｔ：定着温度
一連の画像形成プロセスについてはＲＯＭなどに記憶された内容を読み出し、ＣＰＵにて制御するようにすればよい。
【００７３】
次に記録済用紙Ｐ’ からトナーを回収し、用紙Ｐをリサイクルするための装置及びリサイクル方法について説明する。
図１５は記録済用紙からトナーを除去する装置９２の断面図である。
【００７４】
図１５中において、収納カセット９３には図１に示した画像形成装置のリサイクルモードでトナー像が付着形成された記録済用紙Ｐ’ が収容される。この収納カセット９３近傍にはこの記録済用紙Ｐ’ を巻きつけて担持するドラム９５が図示矢印ｅ方向に回転可能に設けらけれている。
【００７５】
また図１５においてドラム９５の正面上方には、記録済用紙Ｐ’ 上のトナーＴ_１２を構成しかつ記録済用紙Ｐ’ に浸透している熱可塑性樹脂、即ちポリエステル樹脂を膨潤させるためのシクロヘキサン液体９６を収容するタンク９７が設けられている。ここで膨潤とは、ある物体が液体を吸収して体積を増加させる現象をいう。また、図示矢印ｅ方向及びｇ方向に回転可能に設けられたローラ１０１及びローラ１０３にテープ１０５が、かけ渡されている。テープ１０５はローラ１０１及びローラ１０３の回転により、ローラ１０１から繰り出されて図示矢印ｈ方向へ移動し、ローラ１０３に巻き取られるか、あるいはローラ１０３から繰り出されて図示矢印ｉ方向へ移動しローラ１０１に巻き取られるようになっている。このテープ１０５表面にはタンク９７からシクロヘキサン液体９６が滴下され、シクロヘキサン液体９６を含有した状態でテープ１０５は移動する。そしてドラム９５上に担持された記録済用紙Ｐ’ とテープ１０５とは摺接し、記録済用紙上のトナーＴ_１２にシクロヘキサン液体９６を塗付し、トナーＴ_１２を除去するようになっている。
【００７６】
ドラム９５近傍にはトナーＴ_１２が除去された用紙Ｐ’ を搬送するための搬送ベルト１０７及び用紙Ｐ’ を乾燥させるための乾燥ローラ対１０９が配置されている。乾燥ローラ対１０９はヒータ１１１及びヒータ１１３を内蔵したローラ１１５及びローラ１１７とから構成されている。
【００７７】
上述のように構成されたトナー除去装置におけるトナー除去方法について以下に述べる。まず収納カセット９３からピックアップローラ９４の回転により記録済用紙Ｐ’ が１枚ずつ取り出され、トナーＴ_１２を除去する面を下側にしてドラム９５に向けて供給される。供給された記録済用紙Ｐ’ はドラム９５に巻き付けられ、図示しない固定具によりドラム９５上に固定される。
【００７８】
一方、テープ１０５はローラ１０３及びローラ１０５がともに図示矢印ｅ方向へ回転することにより図示矢印ｈ方向へ移動する。テープ１０５上にはタンク９７から液体９６が滴下され、テープ１０５は液体９６を含有した状態で記録済用紙Ｐ’ と摺接する。この時、ドラム９５とテープ１０５とは等速で移動するようになっている。これにより記録済用紙Ｐ’ 全面に液体９６が塗付されトナーＴ_１２は膨潤する。トナーＴ_１２を膨潤させることによりトナーＴ_１２と記録済用紙Ｐ’ との界面における接着力は小さくなる。
【００７９】
このようにして記録済用紙Ｐ’ の全面に液体９６が塗付された後、ローラ１０３及びローラ１０５は図示矢印ｇ方向に回転方向が切換わる。そしてドラム９５と速度差を持ってテープ１０５が図示矢印ｈ方向に回転することにより膨潤したトナーは機械的にテープ１０５でかきとられて除去される。
【００８０】
トナーが除去された記録済用紙Ｐ’ は塗布された溶液を乾燥させるために乾燥ローラ対１０９に送られる。この乾燥ローラ対１０９により乾燥された記録済用紙Ｐ’ は再び用紙Ｐとして使用可能となる。
【００８１】
ここで本実施形態において使用した液体９６について説明を加える。本実施形態において用いられたシクロヘキサンは沸点が８１℃である。液体９６の沸点が高いとこの液体が浸透した記録済用紙Ｐ’ を乾燥するために用紙Ｐ’ を高温に加熱しなければならない。しかし沸点が低すぎると常温で揮発してしまい、実用に耐えない。
【００８２】
本実施例に用いたシクロヘキサンは用紙Ｐ’ を高温に加熱することなく溶液６９を除去することができ、高温加熱により用紙にシワが発生することを防止できる。
【００８３】
また液体６９はトナーを構成する樹脂との溶解度パラメータ（以下ＳＰ値とする）が１．０以上あるものを選択するとよい。ＳＰ値とは物質の溶解性、相溶性、接着性などを示す指針となるものであり、ＳＰ値が近い値の物質同士程よく溶け合う。
【００８４】
溶液６９とトナーを構成する熱可塑性樹脂とのＳＰ値の差があまりに大きいと、熱可塑性樹脂を溶液６９によって膨潤させることができない。ただしＳＰ値に差がないと熱可塑性樹脂は溶液６９中に溶解し、記録済用紙Ｐ’ 中に浸透してしまい、熱可塑性樹脂を膨潤させることができなくなる。
【００８５】
なお、溶液６９のＳＰ値は溶媒を混合することによっても調整可能である。
以上説明した通り、図１５に示すトナー除去装置は、異なる軟化点を有した複数の熱可塑性樹脂から構成されたトナーを、それぞれの軟化点の間にある温度で定着し、部分的にトナーの定着力を弱めてからトナーを除去するようにしている。従って容易かつ迅速に記録済用紙からトナーを除去できる。
【００８６】
尚、本実施形態の現像剤除去装置では記録済用紙Ｐ’ 上のトナーＴ_２１シクロヘキサン液体６９により膨潤させて除去するようにしたが、このように液体によりトナーを除去する方法では液体を用紙Ｐ’ に浸透させたり、用紙Ｐを乾燥させたりするのに時間がかかる。
【００８７】
このため、液体を用いずに乾式の方法で現像剤を除去できるように、現像剤除去装置を図１６のように構成してもよい。
即ち図１６においては、トナー除去装置１２０は、摺接手段としてのトナー摺接装置１２１と除去手段としてのトナー除去回収装置１２３とにより構成されている。
【００８８】
記録済用紙Ｐ’ には、図３に示すトナーＴ_１を図１の画像形成装置のリサイクルモードで定着することにより画像が形成されている。トナーの定着率は８０％である。
【００８９】
トナー摺接装置１２１は図示しない駆動部に接続された摩擦子１２５とこの摩擦子１２５に保持された繊維性材料１２７とから構成されている。繊維性材料１２７として本実施形態においてはナイロンを使用した。この繊維性材料１２７を用紙Ｐ全面に摺接させるように摩擦子は動く。
【００９０】
トナー除去回収装置１２３は、記録済用紙Ｐ’ の進行方向に沿ってトナー摺接装置１２１の下流に設けられている。トナー除去回収装置１２３は第１の回収ローラ１２９、この第１の回収ローラ１２９にバイアス電圧を印加するための第１の電源１３１及び回収ローラ１２９からトナーを除去するトナー回収ボックス１３３とから構成されている。
【００９１】
第１の回収ローラ１２９は図示矢印ｊ方向に回転可能に軸１３５により軸支されているとともに、導電性ゴムから形成され、軸１３５を介して第１の電源１３１から正のバイアス電圧が印加される。またトナー回収ボックス１３３は、回収ローラ１２９と同方向に回転する第２の回収ローラ１３５を有しており、この第２の回収ローラ１３５は第２の電源１３７に接続されている。第１の回収ローラ１２９と第２の回収ローラには適当な電位差を生じるように第２の回収ローラ１３５にもバイアス電圧が印加される。
【００９２】
このように構成されたトナー除去装置１２１のトナー除去方法について説明する。
まず図示しない収納カセットに収納されている記録済用紙Ｐ’ は１枚ずつ取り出され、図示矢印ｌ方向に向かって搬送される。記録済用紙Ｐ’ がトナー摺接装置１２１のところへ達すると、用紙Ｐ’ の全面は繊維性材料１２７により摺接され用紙Ｐ’ とトナーＴ_１との付着力は弱められる。
【００９３】
次にトナーＴ_１の付着力が弱められた用紙Ｐ’ がトナー回収装置１２９に達すると、正のバイアス電圧が印加された第１の回収ローラ１２９が用紙Ｐ’ に接触あるいは近接して回転することにより用紙Ｐ’ 上のトナーは第１の回収ローラ１２９表面に静電的に付着して回収される。この回収ローラ１２９に付着したトナーは、第１の回収ローラ１２９と電位差を持って摺接回転する第２の回収ローラ１３５に付着し、ブレード１３９により第２の回収ローラ１３５からかき落とされて回収ボックス中に回収される
このように記録済用紙上のトナーＴ_１を機械的に攪乱することにより、トナーＴ_１の用紙Ｐ’ への付着力が弱められトナーＴ_１の回収が容易かつ迅速に行える。繊維性材料１２７としては、綿、麻、木綿、ナイロン、ポリエステル等の一般の天然繊維や合繊繊維がある。繊維性材料１２７の他に砂消しゴムのような固形状の材料を接触させ、トナ−Ｔ_１を除去することも可能であるが、用紙などの記録材料を磨耗させてしまい、記録材料の再利用が困難になる場合がある。
【００９４】
摩擦子１２５は自重でトナ−に圧力を加えながら動くものや、摩擦子１２５がバネで加圧され摩擦の効果を出すものがある。
第一の回収ロ−ラ１２９はシリコンゴム、ウレタンゴム等からなり、表面はフッ素系の樹脂からなる。または表面が繊維性の材料で覆われたロ−ラを用いることができ、このような繊維性材料を用いることでトナ−の除去効果をさらに高めることができる。繊維性の材料としては、ナイロン、ポリエステル等が用いられる。
【００９５】
第一の回収ロ−ラ１２９に印加する電圧は直流成分のみのもの、または直流成分に交流成分を畳重させたものが使われる。
第一の回収ロ−ラ１２９などのトナ−が転移するものとしては、ロ−ラ形状でなくとも、ベルト形状やブラシ形状であってもよい。
【００９６】
また記録材料としては、記録材料表面の平滑度が高いものを用いることで、トナ−の除去効率を高めることができる。記録材料の平滑度はＪＩＳ−Ｐ８１１９に定められているベック試験器による方法で求められる。記録材料の平滑度はおよそ１００ｓｅｃ以上となる場合にトナ−の除去速度を大きくすることができる。このような材料の一例としてオ−バ−ヘッドプロジェクタ−用シ−トを用いることができる。
【００９７】
尚、本実施形態においては、トナー回収装置１２３により静電的に回収させるように構成したが、トナーが磁性を有する場合にはこれを図１７に示すように構成してもよい。
【００９８】
図１７においては、図１６と同様トナー除去装置１３８はトナー摺接装置１３９とトナー除去回収装置１４１とから構成されている。
トナー回収装置１４１は、磁石１４５を内蔵した第１の回収ローラ１４３を有しており、用紙Ｐ’ と第１の回収ローラとが接触回転することにより、磁力によりトナーが回収される。
【００９９】
また図１８は風力を利用してトナーを吸引回収するように構成したものである。図１８のトナー除去回収装置１５３は、トナー回収装置１５７を有し、トナー摺接装置１５５により摺接されたトナーを、図示矢印ｍ方向に吸引することにより、トナーを回収する。
【０１００】
このような実施形態のトナー除去装置によっても、トナーを容易かつ迅速に回収し、用紙のリサイクル化を向上させることができる。
尚、図１６乃至図１８のトナー除去装置においては図３に示すトナーＴ_１が図１に示した画像形成装置のリサイクルモードで定着された記録済用紙Ｐ’ からトナーＴ_１を除去するようにした。しかし、特にこのようなトナーＴ_１に限定されることなく、定着率が７０〜８５％にあるトナー像であれば、図１６乃至図１８に示すトナー除去装置により容易にトナーを除去することが可能である。
【０１０１】
以上本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は本発明の要旨を変えない範囲で種々実施可能なことは勿論である。
現像剤に用いられる熱可塑性樹脂みとしては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、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、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリアミド、パラフィン等の中から選択して用いればよい。
【０１０２】
着色剤としては、カーボンブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、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リド、フタロシアニンブルー、マラカイドグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガルなどの中から選択して用いればよい。
【０１０３】
現像剤に含まれるワックスとしては例えば、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、エチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピレンワックスなど従来公知のものが使用できる。
【０１０４】
現像剤に含まれる帯電制御剤としては例えば、酸化デンプン、含金属染料、サリチル酸金属錯体、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系染料、ローダミン系染料、フタロシアニン系染料など従来公知のものが使用できる。
【０１０５】
現像剤が磁性トナーの場合にはマグネタイト、フェライト、鉄、ニッケルなどの磁性材料が含まれる。
現像剤の製造方法としては、混練粉砕法、重合法、スプレードライ法などを用いることができる。
他に必要に応じ無機あるいは有機の外添剤等を添加してもよい。画像形成装置、現像剤除去装置の構成も本発明の趣旨を変えない範囲で種々変形可能である。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば記録済用紙から短時間で完全に現像剤を除去することができる。
また、本発明によればトナーの記録用紙への定着と記録済用紙からの現像剤の剥離除去という２つの機能を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置の概略的断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いられる現像剤の製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】本発明に用いられる現像剤の一実施形態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に用いられる定着器の概略的断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に用いられる定着器の定着温度を切り換えるための切り換え部のブロック図である。
【図６】画像形成モードの切り換えを説明する図である。
【図７】現像剤の定着状態を表す図である。
【図８】図１に係る画像形成装置の画像形成方法を説明するフローチャートである。
【図９】図３に係る現像剤の定着状態を表す図である。
【図１０】本発明に用いられる現像剤の他の一実施形態を示す図である。
【図１１】本発明に用いられる現像剤の他の一実施形態を示す図である。
【図１２】図１１に係る現像剤の定着状態を表す図である。
【図１３】本発明の他の一実施形態である画像形成装置の概略的断面図である。
【図１４】図１３に係る画像形成装置の画像形成方法を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態である現像剤除去装置の概略的断面図である。
【図１６】本発明の他の実施形態である現像剤除去装置の概略的断面図である。
【図１７】本発明の更に他の実施形態である現像剤除去装置の概略的断面図である
【図１８】本発明の更に他の実施形態である現像剤除去装置の概略的断面図である
【符号の説明】
１、６１画像形成装置
Ｔ_１、Ｔ_４、Ｔ_７現像剤
２７、８７定着器
４３切換手段
４７制御手段
９２、１２０、１３８、１５３現像剤除去装置
１２１、１３９、１５５摺接装置
１２３、１４１、１５７トナー除去回収装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dry developer used for a copying machine, a facsimile, a printer, and the like.InThe present invention relates to an image forming technique for forming an image.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to recycle recorded paper, various techniques for removing developer, that is, toner from the recorded paper are known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-340973 describes a technique in which a recorded image can be erased with an eraser by setting a toner image fixing rate to 80 to 94%.
[0003]
However, even if the fixing rate is reduced in this way, the fixed toner melts and penetrates between the fibers of the paper. As described above, it is difficult to completely remove the toner once permeated between the paper fibers in a short time.
[0004]
Even if the fixing rate is reduced, the toner must be fixed on a sheet with a strength that can withstand practical use. That is, it is necessary to strictly control the fixing strength in order to fix the toner on the paper with such a strength that can be practically used and to completely remove the toner from the paper in a short time. However, a specific method for controlling the fixing strength is not yet satisfactory.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, it is difficult to completely remove the toner in a short time in the conventionally used recording paper recycling technology.
In addition, there is a drawback in that it is difficult to achieve both the fixing of toner on paper with a strength that can withstand practical use and the easy removal of toner from recorded paper.
[0007]
Therefore, the present invention eliminates the above disadvantages,An image forming apparatus in which toner is fixed on a sheet with a strength that can withstand practical use and toner can be easily removed from a recorded sheet.Image forming methodThe purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention includes a colorant, a first thermoplastic resin whose softening point is the first temperature, and a second softening point higher than the first temperature. A developer image forming means for forming a developer image on an image forming medium with a developer having a second thermoplastic resin having a temperature; and a developer image formed by the developer image forming means.A fixing unit that fixes the developer image on the image forming medium by heating to a predetermined temperature, and a fixing state by the fixing unit is fixed at a fixing strength of a first magnitude. And a second fixing state in which fixing is performed at a second fixing strength greater than the first fixing strength, and the first fixing based on a setting result of the setting device. When the state is set, the developer image is controlled to be heated by the fixing unit at a third temperature between the first temperature and the second temperature, and the second fixing is performed. And a control unit that controls the developer image to be heated at a second temperature or higher by the fixing unit when the state is selected.
[0009]
The developer is composed of at least two types of thermoplastic resins having different softening points, and an image formed by the developer has a temperature between the highest softening point temperature and the lowest softening point temperature of the thermoplastic resin. It is fixed. Accordingly, the thermoplastic resin having a softening point lower than the developer image fixing temperature is melted on the image forming medium by fixing and is sufficiently fixed on the image forming medium, but the softening point is higher than the developer image fixing temperature. Higher thermoplastic resins do not melt on the image forming medium.
[0010]
Therefore, in the image forming apparatus of the present invention and the image forming method performed by this apparatus, the thermoplastic resin constituting the developer is not uniformly melted, but the thermoplastic resin and the non-melted part. And can be divided into The molten thermoplastic resin is fixed on the image forming medium to such an extent that the developer can withstand practical use. Further, the thermoplastic resin that does not melt partially weakens the fixing strength of the developer. In this way, when the developer having a portion where the fixing strength is weak is partially removed from the paper, the toner is easily removed from the portion where the fixing strength is weak. For this reason, it is easy to remove the developer from the recorded medium, and it is possible to easily fix the developer at a practical level without strictly controlling the fixing strength.
[0012]
Also,The image formed by the developer is fixed at a temperature between the highest softening point and the lowest softening point temperature of the thermoplastic resin, or fixed at a temperature equal to or higher than the highest softening point temperature.ThisWhen fixing at a temperature between the highest softening point and the lowest softening point of the thermoplastic resin, only the thermoplastic resin that softens at a temperature lower than the fixing temperature is dissolved. On the other hand, when fixing is performed at a temperature equal to or higher than the highest softening point of the thermoplastic resin, all the thermoplastic resins are melted.
[0013]
AlsoThe fixing state by the fixing means includes a first fixing state in which fixing is performed at a fixing strength of a first magnitude, and a second fixing state in which fixing is performed at a second fixing strength that is greater than the first fixing strength. Since the setting unit is set to any one of them, it is possible to achieve both the recycling of the recorded paper and the sufficient fixing to a document or the like that needs to be stored for a long time.
[0014]
Furthermore, the image forming apparatus of the present invention includes a colorant, a first thermoplastic resin whose softening point is a first temperature, and a second temperature whose softening point is a second temperature higher than the first temperature. A first developer image forming means for forming a first developer image on an image forming medium by using a first developer having a thermoplastic resin, a colorant, and a softening point at a second temperature. thanLowA third thermoplastic resin that is at a temperatureSecondFormed by a developer by a second developer image forming means for forming a second developer image on the image forming medium, and the first developer image forming means and the second developer image forming means. The developed developer image isFirstAbove the second temperature and above the temperatureLower than the temperature of the softening point of the third thermoplastic resinA fixing unit that fixes on an image forming medium by heating at a temperature, a fixing state by the fixing unit, a first fixing state that fixes at a fixing strength of a first magnitude, and the first fixing. A setting unit for setting to any one of a second fixing state in which fixing is performed at a second fixing strength greater than the strength, and when the first fixing state is set based on a setting result of the setting unit. Controls the first developer image forming unit to form a first developer image, the fixing unit to fix the first developer image on the image forming medium, and the first developer image forming unit to fix the first developer image on the image forming medium. 2 is set, a second developer image is formed by the second developer image forming unit, and the second developer image is formed on the image forming medium by the fixing unit. Control means for controlling to fix.
[0015]
In the above configuration, a plurality of developers including the first and second developers are used, and an image formed by these developers is fixed at a fixed fixing temperature.
The first developer is composed of first and second thermoplastic resins having different softening points. When the first developer is fixed at the constant temperature, only the first thermoplastic resin is melted.
[0016]
The second developer is composed of a third thermoplastic resin and completely melts when fixed at the above-mentioned constant temperature.
Therefore, the fixing strength of the developer can be changed by switching the developer without switching the fixing temperature.
[0017]
Further, when the developer image formed by the first developer is fixed, it can be divided into a portion where the thermoplastic resin is melted and a portion where the thermoplastic resin is not melted. Accordingly, it becomes easy to remove the developer from the recorded medium, and the developer can be easily fixed at a practical level without strictly controlling the fixing strength.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a photosensitive drum 3 as an image carrier has a cylindrical shape with a diameter of 40 and is provided so as to be rotatable in the direction of arrow a.
[0023]
The following are arranged around the photosensitive drum 3 along the rotation direction. First, a charging charger 5 for uniformly charging the photosensitive drum 3 is provided. An exposure unit 7 is provided on the downstream side of the charging charger 5 for exposing the charged photosensitive drum 3 to form an electrostatic latent image. Further, a black toner T as a developer is provided downstream of the exposure unit 7.₁  This toner T₁  A developing unit 9 is provided for developing the electrostatic latent image formed by the exposure unit 7 to form a toner image. A transfer charger 13 is provided downstream of the developing unit 9 to transfer the developer image on the photosensitive drum 3 onto a sheet P that is an image forming medium supplied to the photosensitive drum 3. Yes. Transfer charger 13 is toner T₁  The toner image is transferred onto the paper P by applying a charge of the opposite polarity to the back surface of the paper P.
[0024]
The charging charger 5, the exposure unit 7, the developing device 9, and the transfer charger 13 constitute a developer forming means.
Next to the transfer charger 13, a peeling charger 15 is provided for peeling the paper P that is electrostatically attached to the photosensitive drum 3 during transfer.
[0025]
Further, the toner T remaining on the photosensitive drum 3 after the transfer is located downstream of the peeling charger 15.₁  A cleaning device 19 having a cleaning blade 17 for removing water is provided. A neutralizer 21 for removing the charged charges of the photosensitive drum 3 is provided downstream of the cleaning device 19, and the photosensitive drum 3 neutralized by the neutralizer 21 completes one cycle of the image forming process. In the next image forming process, it is charged again by the charging charger 5.
[0026]
In FIG. 1, a paper feed cassette 21 that stores paper P is disposed on the front left side of the photosensitive drum 3. The paper P in the paper feed cassette 21 comes into contact with the surface of the paper P, is picked up one by one by a pickup roller 23 rotating in the direction of the arrow b in the figure, and is conveyed toward the photosensitive drum 3a. An aligning roller pair 23 is provided upstream of the transfer charger 13 along the conveyance direction of the paper P, and the paper P passes between the photosensitive drum 3 and the transfer charger 13 at a predetermined timing from the aligning roller pair 23. To be supplied.
[0027]
As described above, the toner image is transferred onto the supplied paper P, and the paper P carrying the transferred toner image is peeled off from the photosensitive drum 3a. The paper P is transported toward the fixing device 27 by the transport belt 25 that transports the paper P after peeling.
[0028]
A fixing device 27 that melts and fixes the toner image on the paper P is installed downstream of the transport belt 25 along the transport direction of the paper P. The fixing device 27 will be described in detail later.
[0029]
The paper P on which the toner image is fixed is discharged to the paper discharge tray 31 by the rotation of the paper discharge roller pair 29 downstream of the fixing device 27.
Here, the toner T in the developing device 9₁  Will be described.
[0030]
Toner T₁  Is produced from a material such as a thermoplastic resin, a colorant mixed in the thermoplastic resin, and a wax.
In this embodiment, the toner T₁  Has a first thermoplastic resin having a first softening point and a second thermoplastic resin having a second softening point higher than the first softening point.
[0031]
Developer T₁  The manufacturing method will be described with reference to FIG.
First, material preparation process S₁  As the first thermoplastic resin, the softening point t₁  Prepared is 90 parts by weight of a polyester resin having a temperature of 130 ° C., 5 parts by weight of carbon black, 4.5 parts by weight of wax, and 0.5 parts by weight of a charge control agent. Next, melt kneading step S₂  These prepared materials are melt-kneaded. Next, cooling step S₃  , Crushing step S₄  Melt kneading step S₂  Cool and pulverize the kneaded product obtained in 1. Further classification process S₅  The pulverized product is classified as follows: particles T having an average particle diameter of about 8 μm, a glass transition point of 55 ° C., and a softening point of 130 °₂  Get.
[0032]
Also, the softening point t₂  5 parts by weight of PMMA resin particles having an average particle diameter of 0.15 μm with a temperature of 170 ° C. are prepared.₃  And
Mixing step S₇  As particle T₂  95 parts by weight and particle T₃  5 parts by weight are mixed using a hybridization system. By this mixing, the particle T₂  Particle T on the surface of₃  Toner T₁  Is obtained. This toner T₁  Is shown in FIG. In FIG. 3, the particle T₂  Exist as mother particles, and this mother particle T₂  Particle T on the surface₃  A state in which is attached is shown. Particle T₃  Part of the particle T₂  Buried inside. Here, the fixing device 27 will be described in detail. FIG. 4 is a detailed sectional view of the fixing device 27. The fixing device 27 includes a heating roller 33 and a pressure roller 35 provided in contact with the heating roller 33.
[0033]
The heating roller 33 includes an aluminum metal cylinder 37 and a heater lamp 39 fixed at the center of the metal cylinder 37. The pressure roller 35 is constituted by a rubber roller in which silicon rubber is coated on a metal casing. During operation of the fixing device 27, the heater lamp 39 generates heat, and the heating roller 33 and the pressure roller 35 rotate while pinching the paper P in the directions indicated by arrows c and d, respectively.₁  The upper toner image is melted and fixed on the paper P. A temperature sensor 41 is provided in sliding contact with the outer peripheral surface of the heating roller 33. The surface temperature of the heating roller 33 is detected by the temperature sensor 41, and the surface temperature of the heating roller 33 is maintained at a desired temperature by feedback control.
[0034]
Here, the image forming apparatus 1 of the present embodiment can be set alternatively to the recycle mode and the hold mode. In the recycle mode, the image forming apparatus 1 uses the recorded paper P ′ to the toner T.₁  The paper P can be used again. In the storage mode, the image forming apparatus 1 uses the toner P from the paper P.₁  Since it is difficult to remove the paper P, the paper P cannot be recycled, but recording suitable for storing the contents recorded on the paper P over a long period of time is performed. That is, the toner fixing strength is greater in the storage mode than in the recycling mode.
[0035]
FIG. 5 is an explanatory diagram of a switching control unit for switching between the recycle mode and the storage mode. A user can select a desired mode by turning on / off a switching push button switch 43 as a setting means provided in an operation unit (not shown), thereby changing the fixing strength of the fixing device 27. It is like that. In FIG. 5, the switching circuit 45 switches the non-inverted output and the inverted output alternately between the H level and the L level according to the operation of the switch 43.
[0036]
The control circuit 47 sets fixing conditions based on the output of the switching circuit 45 as control means. That is, as shown in FIG. 6, the control circuit 47 sets the fixing condition in the storage mode when the input terminal 49 is at the H level and the input terminal 51 is at the L level. When the input terminal 49 is at the L level and the input terminal 51 is at the H level, the control circuit 47 sets the fixing condition in the recycle mode.
[0037]
The first fixing temperature t for the recycling mode with respect to the fixing conditions₃  And a second fixing temperature t for the storage mode₄  Are determined in advance. First fixing temperature t₃  Is the softening point t of the first thermoplastic resin₁  And the softening point t2 of the second thermoplastic resin (t₁  <T₃  <T₂  ), Second fixing temperature t₄  Is the softening point t of the second thermoplastic resin₂  (T₄≧ t₂  ). In this embodiment, t₃  = 150 ° C, t₂  = 200 ° C. The control circuit 47 transmits a drive signal based on any fixing temperature to the drive circuit 53 according to the selected mode, and the heater lamp 39 is energized by the drive circuit 53.
[0038]
The temperature of the heating roller 33 that generates heat when the heater lamp 39 is energized is detected by the temperature sensor 41 and fed back to the control circuit 47. By this feedback control, the temperature of the heating roller 33 is controlled to be a set temperature corresponding to the mode.
[0039]
Next, an image forming method in the image forming apparatus of this embodiment will be described. The photosensitive drum 3 rotates, and the charging charger 5 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 3 to about −500V.
[0040]
The photosensitive drum 3 uniformly charged by the charging charger 5 is irradiated with, for example, a laser beam corresponding to an image signal from the exposure unit 7 to form an electrostatic latent image. This electrostatic latent image is stored in the toner T previously charged to about -20 μc / by the developing unit 9.₁  Is developed to form a black toner image.
[0041]
The paper P is taken out from the paper feed cassette 21 by the pickup roller 22 and is sent between the photosensitive drum 3 and the transfer charger 13 by the registration roller pair 23.
[0042]
A negative charge is applied to the back surface of the supplied paper P from the transfer charger 13. As a result, a transfer electric field is formed between the photosensitive drum 3 and the paper P. Accordingly, the black toner image on the photosensitive drum 3 is transferred onto the paper P. The sheet P on which the transfer has been performed is peeled off from the photosensitive drum 3 by the peeling charger 15.
[0043]
The paper P carrying the toner image is transported on the transport belt 25 and sent to the fixing device 27, and the toner image is fixed on the paper P. Thereafter, the paper P is discharged onto the paper discharge tray 31. On the other hand, the photosensitive drum 3 has a toner T remaining after transfer by the cleaning device 19.₁  After being removed, the charge is removed by the charge eliminator 21.
[0044]
Hereinafter, the fixing will be described in more detail with reference to FIGS.
Normally, when a toner image is fixed by heat and pressure, the toner T melted by heat is pressed by a pressure roller so as to appropriately penetrate into the fibers of the paper P, and is cooled and solidified. As shown in FIG. 7, the fixability of the dry toner is maintained by the anchor effect that the melted and solidified toner bites into the recesses on the surface of the paper P and the toner adheres firmly on the paper P.
[0045]
As described above, the toner T of the present embodiment.₁  Has a softening point of t₁  , T₂  (T₁  <T₂  2 types of thermoplastic resins.
As shown in FIG. 8, first, the ON / OFF state of the switch 43 is detected in the STAND-BY state. Based on the on / off detection result of the switch 43, an image forming mode selection step S is performed.₉  A desired image forming mode is selected in. When the storage mode is selected, the fixing temperature switching step S in FIG.₁₀The surface temperature t of the heating roller 33₄  Is the above-mentioned t₄  ≧ t₂  Is set to satisfy the relationship. The fixing state when the toner image is heated and pressed by the heating roller 33 and the pressure roller 35 having the fixing temperature set as described above is as shown in FIG. That is, t₄  ≧ t₂  The temperature t satisfying the relationship₄  In Toner T₁  Is heated, the softening point t of the first and second thermoplastic resins₁  , T₂  Are both lower than the heat generation temperature of the heating roller 33, all the thermoplastic resin is melted, and the melted resin penetrates into the paper P. Therefore, in the storage mode, the toner fixing state is as shown in FIG.₁  Adheres with sufficient strength.
[0046]
As shown in FIG. 8, in the recycle mode, the fixing temperature switching step S is performed.₁₂The surface temperature t of the heating roller 33₃  Is t₁  <T₃  <T₂  Is set to satisfy the relationship. When the fixing temperature is set as described above, the first thermoplastic resin melts because its softening point is lower than the fixing temperature, whereas the second thermoplastic resin has its softening point at the fixing temperature. It will not melt because it is higher.
[0047]
Accordingly, in the recycle mode, as shown in FIG.₁  Particles t constituting₂  Only the toner T melts₁  The entire molten state is incomplete. At this time, the melted first thermoplastic resin is applied to the toner T on the paper P.₁  To the extent that it can withstand practical use. On the other hand, the second thermoplastic resin that does not melt is the toner T.₁  Is prevented from being uniformly melted and fixed on the sheet P, and the sheet P and the toner T are formed in the portion where the second thermoplastic resin exists.₁  And weaken the adhesion.
[0048]
In this way, in the recycle mode, the toner T₁  Is not uniformly melt-fixed. As a result of the partial change in fixing strength, a practical level of fixing strength can be obtained by the first thermoplastic resin, and at the same time, the toner T can be obtained by the second thermoplastic resin.₁  It is possible to improve the removability of peeling.
[0049]
Thus, in the recycle mode and the storage mode, the toner T₁  The fixing strength in the storage mode is different, and the fixing strength in the storage mode is stronger than the fixing strength in the recycle mode. Therefore, when it is desired to save a document or the like describing important contents for a long period of time, it is preferable to select and save a save mode. On the other hand, in the recycle mode, the toner T₁  Since the fixing strength of the toner is lower than that in the storage mode, the toner T is recorded from the recorded paper P ′.₁  This is suitable for the case where it is desired to reuse the paper P 'after removing the paper.
[0050]
However, Toner T in Recycle Mode₁  Even if the document is fixed, the fixing strength can be maintained at a level where there is no problem if the document is stored in the short term.
The fixing strength can be obtained from the image density after the image formed on the paper P is directly rubbed with pad-like cotton using a friction fastness tester. Based on the measurement result, the fixing rate for each mode is set.
[0051]
The fixing rate is obtained by the following formula.
Fixing rate (%) = (image density after friction / image density before friction) × 100
When recording in the storage mode, the fixing rate should be 85% or more, and in the recycling mode, the fixing rate should be 70 to 85%.
[0052]
As described above, in this embodiment, since the recycling mode and the storage mode are selected and used, recycling of the recorded paper and sufficient fixing to a document or the like that needs to be stored for a long time are performed. Both can be achieved. In the recycle mode, a portion where the thermoplastic resin melts and a portion where the thermoplastic resin does not melt are generated at the time of fixing, so that a fixing strength at a practical level can be obtained and the toner T₁  The removability of the paper P from the paper P can also be improved.
[0053]
In this embodiment, the toner T₁  Mother particles T made of a thermoplastic resin having a low softening point₂  Fine particles T made of a thermoplastic resin having a high softening point on the surface of₃  However, the toner may be configured as shown in FIG. 10 or FIG.
[0054]
That is, the toner T shown in FIG.₄  In the above, mother particles T made of the first thermoplastic resin having a low softening point are used.₅  Fine particles T made of a second thermoplastic resin having a high softening point inside₆  Is contained substantially entirely. Fine particle T₆  Mother particle T₅  In order to internally add, fine particles T made of the second thermoplastic resin₆  Is produced in advance and the mother particle T₅  What is necessary is just to melt-knead with the material for forming. The desired toner T is obtained by pulverizing and classifying the obtained kneaded product.₄  Is obtained.
[0055]
Even when the toner shown in FIG. 10 is fixed in the recycle mode, the mother particle T₅  Since only the second thermoplastic resin constituting the material melts, the fixing state shown in FIG. 9 is obtained.
[0056]
The toner T shown in FIG.₁  The mother particle T₂  A colorant or the like is contained in the first thermoplastic resin constituting the. However, the colorant etc.₁  If the necessary characteristics can be given to the particle T₃  You may make it contain in the 2nd thermoplastic resin which comprises.
[0057]
Toner T shown in FIG.₄  Similarly, the colorant and the like are particles T₅  May be included in the particle T₆  It may be included.
FIG. 11 shows mother particles T made of a second thermoplastic resin having a high softening point, a colorant, wax, and the like.₈  Fine particles T made of the first thermoplastic resin having a low softening point on the surface of₉  Toner T added with₇  It is shown. Such toner T₇  Is manufactured by a method similar to the manufacturing method shown in FIG.
[0058]
However, the toner T shown in FIG.₇  Is fixed on the paper P in the recycle mode, the fine particles T on the surface₉  Needs to be melted and quickly penetrated into the fibers of the paper P. For this reason, the fine particles T₉  The toner T is composed only of a thermoplastic resin without containing a colorant or the like.₇  The penetration speed into the paper P can be increased.
[0059]
Toner T shown in FIG. 11 in FIG.₇  Shows the state of fixing in the recycle mode.
Toner T shown in FIGS. 10 and 11₇  Using this toner T₇  Even if the toner T is fixed in the recycle mode or the storage mode, the toner T₁  The same effect as when using is obtained.
[0060]
In this embodiment, the toner fixing strength is changed according to the surface temperature of the heating roller 33. However, the fixing strength may be changed depending on the heating time of the toner, the conveyance speed of the paper, and the like.
[0061]
Further, in the image forming apparatus of the present embodiment, in the standby state, the fixing device is kept in the residual heat state for energy saving, and the fixing temperature is set to the fixing temperature in the recycle mode.
[0062]
Further, in this embodiment, the toner T₁  , Toner T₄  And toner T₇  One type of toner selected from the above is accommodated in the developing device 9 and the fixing temperature of the toner is switched. As shown in FIG. 13, two types of toners having different softening points are used. Fixing may be performed at a fixing temperature of.
[0063]
FIG. 13 shows an image forming apparatus 61 similar to FIG. Around the photosensitive drum 63, a charging charger 65, an exposure unit 67, a developing device 69, a transfer charger 73, a peeling charger 75, a cleaning device 79, and a static eliminator 81 are arranged to form a toner image. The point that the paper P is taken out from the paper cassette 82 and the toner image transferred onto the paper P is fixed by the fixing device 87 having the heating roller 86 is the same as in FIG.
[0064]
1 differs from FIG. 1 in that a developing device 69 is composed of a first developing device 93 and a second developing device 95, and each of the first developing device 93 and the second developing device 95 has toner T as a developer.₁₀, Toner T₁₁Is the point that is housed. The developing unit 93 and the developing unit 95 are configured to be able to contact and separate from the photosensitive member 63 so that only one of the developing units is close to the photosensitive member 63 during development.
[0065]
The developing device 93 includes a toner T used in the image forming apparatus shown in FIG.₁  Toner T with the same structure as₁₀Is housed. That is, the toner T10 is a first thermoplastic resin having a softening point of 130 ° C. as a base particle made of a polyester resin and carbon black, and a softening point as a second thermoplastic resin particle attached around the base particle. It is comprised from 170 degreeC PMMA particle | grains. This toner T₁₀Since the manufacturing method is already described, it is omitted.
[0066]
On the other hand, the developing device 95 has a toner T.₁₀Toner T consisting only of mother particles constituting₁₁Is housed.
In the present embodiment, as in the image forming apparatus shown in FIG. 1, the recycle mode and the storage mode can be switched. However, in this embodiment, even when the mode is switched, the temperature of the heating roller 86 does not change, and the heating roller 86 is configured to always fix the toner image at a constant temperature of 150 ° C.
[0067]
An image forming method in the image forming apparatus 61 of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
It is detected whether or not the switch 88 for switching between the recycle mode and the storage mode is pressed in the STAND-BY state. Based on the result of detecting the state of the switch 88, the mode selection step S₁₆A desired mode is selected at. In the recycle mode, the developer switching step S₁₇In FIG. 3, the developing unit 93 is close to the photosensitive drum 63 until it can be developed. And development process S₁₈The toner T accommodated in the developing device 93 in FIG.₁₀Development is performed by the above.
[0068]
Toner T₁₀Is composed of a first thermoplastic resin that softens at a temperature lower than the fixing temperature and a second thermoplastic resin that does not soften at a temperature lower than the fixing temperature.₁₀Fixing process S₂₁In the case where the fixing is carried out, only the first thermoplastic resin is softened as shown in FIG. Therefore, toner fixing in the recycle mode is incomplete.
[0069]
On the other hand, mode selection process S₁₆When the storage mode is selected in, the developing device switching step S₁₉As a result, only the developing device 95 moves to a position where development is possible. Then, the toner T accommodated in the developing device 95₁₁Development process S₂₀Used for development. And this toner T₁₁The toner image formed by the fixing step S₂₁Toner T when fixed with₁₁Are all softened at a temperature equal to or lower than the fixing temperature.₁₁Is completely melted and fixed on the paper P.
[0070]
The paper P that has been fixed in both the recycle mode and the storage mode is the paper discharge process S.₂₂To complete the image forming process.
When the fixing temperature is switched between the recycle mode and the storage mode, there is a problem that it takes time to warm up to raise or lower the surface temperature of the heating roller to a temperature corresponding to the selected mode. However, according to the image forming apparatus of the present embodiment, the fixing strength is changed by switching the developing device to be used. Therefore, it is possible to solve such a problem and perform image formation according to the mode quickly. There is.
[0071]
In this embodiment, the toner T₁₀A thermoplastic resin constituting the mother particles of the toner and toner T₁₁Although the same thing as the thermoplastic resin which comprises is used, it is not necessary to use the same thermoplastic resin. Toner T used in recycle mode₁₀Has the first and second thermoplastic resins and is used in the storage mode.₁₁If it has the third thermoplastic resin, the following formula should be satisfied.
[0072]
t₁  ≦ t <t₂    And t₅  ≦ t
t₁  : Softening point of the first thermoplastic resin
t₂  : Softening point of the second thermoplastic resin
t₅  : Softening point of the third thermoplastic resin
t: fixing temperature
Regarding a series of image forming processes, the contents stored in the ROM or the like may be read out and controlled by the CPU.
[0073]
Next, an apparatus and a recycling method for collecting toner from the recorded paper P ′ and recycling the paper P will be described.
FIG. 15 is a cross-sectional view of an apparatus 92 for removing toner from recorded paper.
[0074]
In FIG. 15, the storage cassette 93 stores a recorded sheet P ′ on which a toner image is adhered and formed in the recycle mode of the image forming apparatus shown in FIG. A drum 95 around which the recorded paper P ′ is wound and supported is provided in the vicinity of the storage cassette 93 so as to be rotatable in the direction of arrow e.
[0075]
In FIG. 15, the toner T on the recorded paper P ′ is located above the front of the drum 95.₁₂And a tank 97 for containing a cyclohexane liquid 96 for swelling a thermoplastic resin, that is, a polyester resin, which penetrates the recorded paper P '. Here, swelling refers to a phenomenon in which a certain object absorbs liquid and increases its volume. Further, a tape 105 is stretched over a roller 101 and a roller 103 which are provided so as to be rotatable in the directions indicated by arrows e and g. The tape 105 is unwound from the roller 101 and moved in the direction of the arrow h by the rotation of the roller 101 and the roller 103, and is wound around the roller 103, or is unwound from the roller 103 and moved in the direction of the arrow i. It is designed to be wound up by The cyclohexane liquid 96 is dropped from the tank 97 on the surface of the tape 105, and the tape 105 moves in a state containing the cyclohexane liquid 96. The recorded sheet P ′ carried on the drum 95 and the tape 105 are in sliding contact with each other, and the toner T on the recorded sheet is recorded.₁₂Apply cyclohexane liquid 96 to toner T₁₂Is supposed to be removed.
[0076]
In the vicinity of the drum 95, the toner T₁₂A transport belt 107 for transporting the paper P ′ from which the toner has been removed and a drying roller pair 109 for drying the paper P ′ are disposed. The drying roller pair 109 is composed of a roller 115 and a roller 117 each including a heater 111 and a heater 113.
[0077]
A toner removal method in the toner removing apparatus configured as described above will be described below. First, the recorded paper P ′ is taken out one by one from the storage cassette 93 by the rotation of the pickup roller 94, and the toner T₁₂Is supplied toward the drum 95 with the surface from which the toner is removed facing down. The supplied recorded paper P ′ is wound around the drum 95 and fixed on the drum 95 by a fixing tool (not shown).
[0078]
On the other hand, the tape 105 moves in the illustrated arrow h direction when both the roller 103 and the roller 105 rotate in the illustrated arrow e direction. The liquid 96 is dropped from the tank 97 onto the tape 105, and the tape 105 is in sliding contact with the recorded paper P 'while containing the liquid 96. At this time, the drum 95 and the tape 105 move at a constant speed. As a result, the liquid 96 is applied to the entire surface of the recorded paper P ′, and the toner T₁₂Swells. Toner T₁₂Toner T₁₂And the adhesive force at the interface between the recorded paper P ′ and the recording paper P ′.
[0079]
After the liquid 96 is applied to the entire surface of the recorded paper P ′ in this way, the rotation direction of the rollers 103 and 105 is switched in the direction indicated by the arrow g in the drawing. Then, the toner swollen when the tape 105 rotates in the direction of the arrow h with a speed difference from the drum 95 is mechanically scraped off by the tape 105 and removed.
[0080]
The recorded paper P ′ from which the toner has been removed is sent to the drying roller pair 109 in order to dry the applied solution. The recorded paper P ′ dried by the drying roller pair 109 can be used again as the paper P.
[0081]
Here, the liquid 96 used in the present embodiment will be described. The cyclohexane used in this embodiment has a boiling point of 81 ° C. If the boiling point of the liquid 96 is high, the sheet P 'must be heated to a high temperature in order to dry the recorded sheet P' that has penetrated the liquid. However, if the boiling point is too low, it will volatilize at room temperature and will not be practical.
[0082]
The cyclohexane used in this embodiment can remove the solution 69 without heating the paper P 'to a high temperature, and can prevent the paper from wrinkling due to the high temperature heating.
[0083]
The liquid 69 may be selected from those having a solubility parameter (hereinafter referred to as SP value) of 1.0 or more with the resin constituting the toner. The SP value serves as a guideline indicating the solubility, compatibility, adhesiveness, etc. of the substances, and the substances having close SP values are better dissolved.
[0084]
If the difference in SP value between the solution 69 and the thermoplastic resin constituting the toner is too large, the thermoplastic resin cannot be swollen by the solution 69. However, if there is no difference in SP value, the thermoplastic resin dissolves in the solution 69 and penetrates into the recorded paper P ′, and the thermoplastic resin cannot be swollen.
[0085]
The SP value of the solution 69 can be adjusted by mixing a solvent.
As described above, the toner removing device shown in FIG. 15 fixes toner composed of a plurality of thermoplastic resins having different softening points at a temperature between the softening points, and partially removes the toner. The toner is removed after the fixing power is weakened. Accordingly, the toner can be easily and quickly removed from the recorded paper.
[0086]
In the developer removing apparatus of this embodiment, the toner T on the recorded paper P ′ is used.₂₁  Although the liquid is swollen and removed by the cyclohexane liquid 69, it takes time for the liquid to permeate the paper P 'and dry the paper P in the method of removing the toner by the liquid.
[0087]
Therefore, the developer removing apparatus may be configured as shown in FIG. 16 so that the developer can be removed by a dry method without using a liquid.
That is, in FIG. 16, the toner removing device 120 includes a toner sliding contact device 121 serving as a sliding contact unit and a toner removal collecting device 123 serving as a removing unit.
[0088]
The recorded paper P ′ has toner T shown in FIG.₁  Is fixed in the recycle mode of the image forming apparatus of FIG. 1 to form an image. The toner fixing rate is 80%.
[0089]
The toner sliding contact device 121 includes a friction element 125 connected to a driving unit (not shown) and a fibrous material 127 held by the friction element 125. In this embodiment, nylon is used as the fibrous material 127. The friction element moves so that the fibrous material 127 is brought into sliding contact with the entire surface of the paper P.
[0090]
The toner removal and collection device 123 is provided downstream of the toner sliding contact device 121 along the traveling direction of the recorded paper P ′. The toner removal and collection device 123 includes a first collection roller 129, a first power supply 131 for applying a bias voltage to the first collection roller 129, and a toner collection box 133 that removes toner from the collection roller 129. ing.
[0091]
The first recovery roller 129 is supported by a shaft 135 so as to be rotatable in the direction of the arrow j in the figure, and is formed of conductive rubber. A positive bias voltage is applied from the first power supply 131 via the shaft 135. The The toner collection box 133 has a second collection roller 135 that rotates in the same direction as the collection roller 129, and the second collection roller 135 is connected to a second power source 137. A bias voltage is also applied to the second collection roller 135 so that an appropriate potential difference is generated between the first collection roller 129 and the second collection roller.
[0092]
A toner removing method of the toner removing device 121 configured as described above will be described.
First, the recorded paper P ′ stored in a storage cassette (not shown) is taken out one by one and conveyed in the direction of the arrow l in the drawing. When the recorded paper P ′ reaches the toner sliding contact device 121, the entire surface of the paper P ′ is slid by the fibrous material 127 and the paper P ′ and the toner T₁  Adhesion with is weakened.
[0093]
Next, toner T₁  When the sheet P ′ having a reduced adhesion force reaches the toner collecting device 129, the first collecting roller 129 to which a positive bias voltage is applied rotates in contact with or close to the sheet P ′, thereby causing the sheet P ′. The toner on the top is electrostatically attached to the surface of the first collection roller 129 and collected. The toner adhering to the collecting roller 129 adheres to the second collecting roller 135 that rotates in sliding contact with the first collecting roller 129 with a potential difference, and is scraped off from the second collecting roller 135 by the blade 139 and collected. Collected in a box
Thus, toner T on the recorded paper₁  By mechanically disturbing the toner T₁  Toner T is weakened and the toner T₁  Can be collected easily and quickly. Examples of the fibrous material 127 include general natural fibers such as cotton, hemp, cotton, nylon, and polyester, and synthetic fibers. In addition to the fibrous material 127, a solid material such as sand eraser is brought into contact with the toner T.₁  However, it may be difficult to reuse the recording material due to wear of the recording material such as paper.
[0094]
The friction element 125 may move while applying pressure to the toner by its own weight, or the friction element 125 may be pressurized by a spring to produce a friction effect.
The first recovery roller 129 is made of silicon rubber, urethane rubber or the like, and the surface is made of a fluorine-based resin. Alternatively, a roller whose surface is covered with a fibrous material can be used, and the toner removing effect can be further enhanced by using such a fibrous material. As the fibrous material, nylon, polyester, or the like is used.
[0095]
The voltage applied to the first recovery roller 129 is a DC component only, or a DC component in which an AC component is superimposed.
The toner such as the first recovery roller 129 may be transferred to a belt shape or a brush shape instead of the roller shape.
[0096]
Further, by using a recording material having a high smoothness on the surface of the recording material, the toner removal efficiency can be increased. The smoothness of the recording material can be obtained by a method using a Beck tester defined in JIS-P8119. When the smoothness of the recording material is about 100 sec or more, the toner removal rate can be increased. As an example of such a material, an overhead projector sheet can be used.
[0097]
In the present embodiment, the toner is collected electrostatically by the toner collecting device 123. However, when the toner has magnetism, it may be configured as shown in FIG.
[0098]
In FIG. 17, the toner removing device 138 includes a toner sliding contact device 139 and a toner removing / collecting device 141 as in FIG.
The toner recovery device 141 has a first recovery roller 143 with a built-in magnet 145, and the toner is recovered by a magnetic force when the paper P 'and the first recovery roller rotate in contact with each other.
[0099]
FIG. 18 shows a configuration in which toner is sucked and collected using wind power. The toner removal / collection device 153 of FIG. 18 has a toner recovery device 157, and collects toner by sucking the toner slidably contacted by the toner slidable contact device 155 in the direction of the arrow m in the drawing.
[0100]
Also with the toner removing device of such an embodiment, the toner can be easily and quickly collected, and the recycling of the paper can be improved.
In the toner removing apparatus shown in FIGS. 16 to 18, the toner T shown in FIG.₁  From the recorded paper P 'fixed in the recycle mode of the image forming apparatus shown in FIG.₁  Was to be removed. However, especially such toner T₁  Without being limited thereto, if the toner image has a fixing rate of 70 to 85%, the toner can be easily removed by the toner removing device shown in FIGS.
[0101]
Although several embodiments of the present invention have been described above, it is needless to say that the present invention can be implemented in various ways without changing the gist of the present invention.
Examples of the thermoplastic resin used in the developer include polystyrene, styrene-acrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, polyester, polyethylene, polypropylene, What is necessary is just to select and use from polyurethane, an epoxy resin, a silicone resin, polyamide, paraffin, etc.
[0102]
Coloring agents include carbon black, nigrosine dye, aniline blue, calcoil blue, chrome yellow, ultramarine blue, DuPont oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, phthalocyanine blue, malakide green oxalate, lamp black, rose bengal, etc. It is sufficient to select from among these.
[0103]
As the wax contained in the developer, conventionally known waxes such as paraffin wax, polyethylene wax, ethylene-propylene copolymer, and polypropylene wax can be used.
[0104]
As the charge control agent contained in the developer, conventionally known ones such as starch oxide, metal-containing dyes, salicylic acid metal complexes, nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, rhodamine dyes, phthalocyanine dyes can be used.
[0105]
When the developer is a magnetic toner, magnetic materials such as magnetite, ferrite, iron and nickel are included.
As a method for producing the developer, a kneading and pulverizing method, a polymerization method, a spray drying method, or the like can be used.
In addition, inorganic or organic external additives may be added as necessary. The configurations of the image forming apparatus and the developer removing apparatus can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
[0106]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the developer can be completely removed from the recorded paper in a short time.
Further, according to the present invention, it is possible to satisfy both of the functions of fixing the toner onto the recording paper and removing the developer from the recorded paper.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for producing a developer used in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a developer used in the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a fixing device used in an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of a switching unit for switching the fixing temperature of the fixing device used in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating switching of image forming modes.
FIG. 7 is a diagram illustrating a fixing state of a developer.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an image forming method of the image forming apparatus according to FIG.
9 is a diagram illustrating a fixing state of the developer according to FIG. 3. FIG.
FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of a developer used in the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of a developer used in the present invention.
12 is a diagram illustrating a fixing state of the developer according to FIG.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
14 is a flowchart for explaining an image forming method of the image forming apparatus according to FIG. 13;
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a developer removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a developer removing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a schematic sectional view of a developer removing apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of a developer removing apparatus according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 61 Image forming apparatus
T₁  , T₄  , T₇      Developer
27, 87 Fixing device
43 Switching means
47 Control means
92, 120, 138, 153 Developer removal device
121, 139, 155 Sliding device
123, 141, 157 Toner removal and collection device

Claims

着色剤と、軟化点が第１の温度である第1の熱可塑性樹脂と、軟化点が第１の温度よりも高い第２の温度である第２の熱可塑性樹脂とを有する現像剤により被画像形成媒体上に、現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
前記現像剤像形成手段により形成された現像剤像を、所定の温度に加熱することにより、前記現像剤像を被画像形成媒体上に定着する定着手段と、
前記定着手段による定着状態を、第１の大きさの定着強度で定着する第１の定着状態と、前記第１の定着強度よりも大きい第２の定着強度で定着する第２の定着状態とのいずれかに設定する設定手段と、
前記設定手段の設定結果に基づいて、前記第１の定着状態が設定された場合には、前記現像剤像を前記定着手段により前記第１の温度と第２の温度との間の第３の温度で加熱するように制御するとともに、前記第２の定着状態が選択された場合には、前記現像剤像を前記定着手段により第２の温度以上で加熱するように制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。A developer having a colorant, a first thermoplastic resin whose softening point is a first temperature, and a second thermoplastic resin whose softening point is a second temperature higher than the first temperature. Developer image forming means for forming a developer image on the image forming medium;
Fixing means for fixing the developer image on the image forming medium by heating the developer image formed by the developer image forming means to a predetermined temperature;
The fixing state by the fixing unit includes a first fixing state in which fixing is performed at a fixing strength of a first magnitude, and a second fixing state in which fixing is performed at a second fixing strength that is greater than the first fixing strength. A setting means to set to either,
When the first fixing state is set based on the setting result of the setting unit, the developer image is transferred to the third temperature between the first temperature and the second temperature by the fixing unit. And a control unit that controls the developer image to be heated at a second temperature or higher by the fixing unit when the second fixing state is selected. An image forming apparatus.

現像剤は、第１の熱可塑性樹脂からなる第１の粒子と、この第１の粒子に含まれる着色剤と、第２の熱可塑性樹脂からなり第１の粒子よりも粒径の小さい第２の粒子とを有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。The developer is a first particle made of the first thermoplastic resin, a colorant contained in the first particle, and a second particle made of the second thermoplastic resin and having a smaller particle diameter than the first particle. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising:

現像剤は、第１の熱可塑性樹脂からなる第１の粒子と、第２の熱可塑性樹脂からなり第１の粒子よりも粒径の大きい第２の粒子と、この第２の粒子に含まれる着色剤とを有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。The developer is contained in the first particles made of the first thermoplastic resin, the second particles made of the second thermoplastic resin and having a larger particle diameter than the first particles, and the second particles. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a colorant.

着色剤と、軟化点が第１の温度である第１の熱可塑性樹脂と、軟化点が第１の温度よりも高い第２の温度である第２の熱可塑性樹脂とを有する現像剤により被画像形成媒体上に、現像剤像を形成する現像剤像形成工程と、
前記現像剤像形成工程により形成された現像剤像を、所定の温度に加熱することにより、前記現像剤像を被画像形成媒体上に定着する定着工程と、
前記定着工程による定着状態を、第１の大きさの定着強度で定着する第１の定着状態と、前記第１の定着強度よりも大きい第２の定着強度で定着する第２の定着状態のいずれかに設定する設定工程と、
前記設定工程の設定結果に基づいて、前記第１の定着状態が設定された場合には、前記現像剤像を前記定着工程により前記第１の温度と第２の温度との間の第３の温度で加熱するように制御するとともに、前記第２の定着状態が選択された場合には、前記現像剤像を前記定着工程により第２の温度以上で加熱するように制御する制御工程とを有することを特徴とする画像形成方法。A developer having a colorant, a first thermoplastic resin whose softening point is a first temperature, and a second thermoplastic resin whose softening point is a second temperature higher than the first temperature. A developer image forming step of forming a developer image on the image forming medium;
A fixing step of fixing the developer image on the image forming medium by heating the developer image formed by the developer image forming step to a predetermined temperature;
The fixing state in the fixing step is any one of a first fixing state in which fixing is performed with a fixing strength of a first magnitude and a second fixing state in which fixing is performed with a second fixing strength that is greater than the first fixing strength. A setting process to set
When the first fixing state is set based on the setting result of the setting step, the developer image is transferred to the third temperature between the first temperature and the second temperature by the fixing step. And a control step of controlling the developer image to be heated at a temperature equal to or higher than the second temperature by the fixing step when the second fixing state is selected. An image forming method.

着色剤と、軟化点が第１の温度である第１の熱可塑性樹脂と、軟化点が第１の温度よりも高い第２の温度である第２の熱可塑性樹脂とを有する第１の現像剤により、被画像形成媒体上に、第１の現像剤像を形成する第１の現像剤像形成手段と、
着色剤と、軟化点が第２の温度よりも低い温度である第３の熱可塑性樹脂とを有する第２の現像剤により、被画像形成媒体上に、第２の現像剤像を形成する第２の現像剤像形成手段と、
前記第１の現像剤像形成手段および第２の現像剤像形成手段により形成された現像剤像を、前記第１の温度以上で第２の温度よりも低くかつ、前記第３の熱可塑性樹脂の軟化点の温度以上の温度で加熱することにより、被画像形成媒体上に定着する定着手段と、
前記定着手段による定着状態を、第１の大きさの定着強度で定着する第１の定着状態と、前記第１の定着強度よりも大きい第２の定着強度で定着する第２の定着状態とのいずれかに設定する設定手段と、
前記設定手段の設定結果に基づいて、前記第１の定着状態が設定された場合には、前記第１の現像剤像形成手段により第１の現像剤像を形成し、前記定着手段により第１の現像剤像を前記被画像形成媒体上に定着するように制御するとともに、前記第２の定着状態が設定された場合には、前記第２の現像剤像形成手段により第２の現像剤像を形成し、前記定着手段により第２の現像剤像を前記被画像形成媒体上に定着するように制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。A first development having a colorant, a first thermoplastic resin whose softening point is a first temperature, and a second thermoplastic resin whose softening point is a second temperature higher than the first temperature A first developer image forming means for forming a first developer image on the image forming medium by an agent;
A second developer having a colorant and a third thermoplastic resin having a softening point lower than the second temperature forms a second developer image on the image forming medium. 2 developer image forming means;
The developer image formed by the first developer image forming unit and the second developer image forming unit is higher than the first temperature and lower than the second temperature, and the third thermoplastic resin. Fixing means for fixing on the image forming medium by heating at a temperature equal to or higher than the softening point of
The fixing state by the fixing means includes a first fixing state in which fixing is performed at a fixing strength of a first magnitude and a second fixing state in which fixing is performed at a second fixing strength that is greater than the first fixing strength. A setting means to set to either,
When the first fixing state is set based on the setting result of the setting unit, the first developer image forming unit forms a first developer image, and the fixing unit sets the first fixing image. The developer image is controlled to be fixed on the image forming medium, and when the second fixing state is set, the second developer image forming unit sets the second developer image. And a control unit that controls the fixing unit to fix the second developer image on the image forming medium.