JPH06130851A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH06130851A
JPH06130851A JP28183692A JP28183692A JPH06130851A JP H06130851 A JPH06130851 A JP H06130851A JP 28183692 A JP28183692 A JP 28183692A JP 28183692 A JP28183692 A JP 28183692A JP H06130851 A JPH06130851 A JP H06130851A
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JP
Japan
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toner
fixing
flash
particle size
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP28183692A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Mabuchi
裕之 馬淵
Takamori Sasaki
隆盛 佐々木
Tomio Sugaya
登美男 菅谷
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Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボイドの発生による画像濃度低下がなく高い
画像濃度が得られ、しかも、定着に必要なエネルギーを
低減し、悪臭のない優れたフラツシユ定着を行うことが
できる画像形成装置を提供する。 【構成】 フラツシユ定着器を備えた画像形成装置にお
いて、溶融粘度が10000ポイズとなる温度が120
〜160℃であり、かつ体積平均粒径が4〜10μmの
範囲に規制されたトナーを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電記録、電子写真
等、トナーにより静電潜像を可視化する画像形成装置に
係り、特にフラツシユ定着器を備えた画像形成装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式を用いた複写機、プリンタ
等で粉体トナーにより作成された画像を定着する装置と
して、キセノンランプ等の閃光照射によりトナーを加熱
し定着を行うフラツシユ定着装置が知られている。この
ようなフラツシユ定着装置では、濃い印刷物を得ようと
して単位面積当たりの付着トナー量を多く、つまり、定
着前の画像濃度を高くした場合、付着トナー量の増加に
応じて照射エネルギーを増加させないと定着が不十分に
なつてしまう。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来は低エネルギーで
十分な定着強度が得られるように粘度の低い溶けやすい
エポキシ系のトナーを使用しているが、このような粘度
の低いトナーでは、閃光を照射され、溶融し再度固化す
る間に凝集を起こして、紙面が露出してしまうボイドと
呼ばれる現象が起こり、定着後の画像濃度が大きく低下
してしまうため、幾ら定着前の画像濃度を高くしても定
着後の画像濃度は高くできなかつた。また、凝集がひど
い場合には定着強度も低下してしまうことがあつた。
【0004】さらに、一般のフラツシユ定着装置では、
非常に高いエネルギーを短時間に照射するため、トナー
表面が過熱され分解温度以上になつてガスが発生するた
め、悪臭や汚れを防止するための対策が必要となつてい
た。
【0005】このようなことから、高い画像濃度を得る
方法として、特開昭54−111356号公報では閃光
照射後輻射熱を照射するトナー定着装置が、特開昭63
−193155号公報では特定の結着剤樹脂を使用する
フラツシユ定着方法が、それぞれ提案されているが何れ
も完全なものとは言えなかつた。
【0006】本発明の目的は上述のような問題点を解決
すること、即ち、ボイドの発生による画像濃度低下がな
く高い画像濃度が得られ、しかも、定着に必要なエネル
ギーを低減し、悪臭のない優れたフラツシユ定着を行う
ことができる画像形成装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的は、粘度100
00ポイズとなる温度(以下、溶融温度という)が12
0℃〜160℃であり、光吸収剤を3重量%〜15重量
%含有した体積平均粒径が4μm〜10μmの範囲内に
ある小粒径トナーを、閃光により定着することにより達
成される。
【0008】また、前記定着に先立ち、予熱手段により
画像を100℃以下の温度に予熱することにより、用紙
にしわなどの劣化を発生させることなく、さらに画像濃
度を向上させることができる。
【0009】
【作用】上述したように、溶融温度の高いトナーを使用
することにより、ボイドの発生が抑制され高濃度の定着
画像が得られ、トナーの小径化を併用することにより、
定着に必要なエネルギーが低減できる。また、悪臭の発
生も抑えることができる。さらに、予熱を併用すること
により、より高い画像濃度が得られる。
【0010】
【実施例】本発明による画像形成装置に用いるトナーに
添加する光吸収剤としては、黒トナーの場合は、カーボ
ンブラツク等の黒色の顔料あるいは染料を、カラートナ
ーの場合も赤トナーであれば、ローダミン系等の赤色顔
料あるいは染料を、青トナー、緑トナーの場合であれ
ば、銅フタロシアニン系等の青色、緑色の顔料あるいは
染料を使用することがトナーの着色を同時に満足できる
ので望ましいが、必要であれば、アミニウム錯体系、ジ
イオニウム系、シアニン系染料等の一般に近赤外吸収剤
と言われている光吸収剤を併用することもできる。光吸
収剤の添加量は3重量%未満では十分な色濃度が得られ
ず、15重量%を超えると良好な帯電性が得られなくな
ることから、3重量%〜15重量%にすることが望まし
い。
【0011】光吸収剤としてカーボンブラツクを3重量
%〜15重量%含有したトナーにより検討を行つた結
果、閃光の発光時間は0.5ms(1/3パルス幅)未
満になると、トナーの飛び散り等が発生すること、発光
時間が1.5msを超えるとエネルギーロスが大きくな
ることから、0.5ms〜1.5ms(1/3パルス
幅)にする必要があることが判つた。
【0012】また、比較的低い濃度の画像を定着する場
合、同じ定着強度を得るのに必要な照射エネルギー(以
下、定着エネルギーという)は粘度の低いトナー、つま
り、溶融温度の低いトナーほど少なくて済むことから、
従来のフラツシユ定着では溶融温度が100℃〜120
℃程度のトナーを使用していたが、発明者等が実験を行
つた結果、濃度の高い画像を定着する場合、図3に示す
ように、定着前の画像濃度が同じであつても、溶融温度
が高いトナーほど定着後の画像濃度が高くなることが判
明した。従つて、フラツシユ定着で高い画像濃度を得る
ためには、定着エネルギーの点では不利であるが溶融温
度の高いトナーを使用する必要があることが判つた。
【0013】つまり、フラツシユ定着の場合、トナー粘
度は定着性ばかりでなく、必要とする画像濃度を考慮し
て決定されるべきものであり、定着後の画像濃度1.2
以上が必要な場合、溶融温度は120℃以上にする必要
がある。一方、溶融温度が160℃を超えるとエネルギ
ーロスが生じてしまう。そこでトナーの溶融温度は12
0℃〜160℃に設定されるが、より好ましくは130
℃〜150℃の範囲となる。
【0014】このように画像濃度の向上は、粘度の高い
トナーを使用することにより達成されるが、同時に定着
エネルギーを低減させようとした場合、トナー粘度に影
響を与えない方法を用いる必要があり、発明者等が種々
の実験を行つた結果、トナーの粒径の小径化を併用する
と効果的であることが判明した。
【0015】図4は小粒径化の効果を示す実施例であ
る。同一材料を用いて作製した体積平均粒径の異なるト
ナーにより、同じ画像濃度の未定着画像を作成し、閃光
の発光時間0.8ms(1/3パルス幅)でフラツシユ
定着を行つた結果、未定着状態の画像濃度が1.0以下
の場合、点線で示すように、定着エネルギーはトナー粒
径によらずほぼ一定であるが、未定着状態の画像濃度を
1.0以上に高くした場合、実線で示すように、トナー
粒径が小さいほど定着エネルギーは少なくなることが判
明した。また、図6に示すように、悪臭の発生に関して
も小粒径トナーの方が少ないことが判明した。
【0016】従つて、トナー粒径を可能な限り小さくす
ることがエネルギー低減、悪臭の防止に効果的である
が、4μm未満のトナーは現像時に、かぶり、飛散等の
問題を起こし、逆に10μmを超えると、エネルギー低
減効果が少なくなり、しかも、大きなボイドが生成し、
画像の凹凸が目立ち、画質が低下するため、トナーの体
積平均粒径は4μm〜10μmの範囲内、より好ましく
は7μm〜8μmの範囲内とする必要がある。
【0017】また、図5は予熱手段(加熱手段)による
画像の予熱を併用した場合の効果を示す実施例である。
同一のトナーを使用し作成した同一濃度の画像を所定温
度に予熱した後、フラツシユ定着を行つた結果、予熱温
度が高いほど定着後の画像濃度は高くなることが判明し
た。従つて、可能な限り予熱温度を高くすることが高濃
度定着に効果的であるが、予熱装置のエネルギー増加、
用紙の劣化(しわ、黄変)等の問題があるため、予熱
は、画像濃度が100℃を超えるとしわ、黄変が発生
し、逆に60℃を下回ると予熱効果がなくなることか
ら、60℃〜100℃範囲となるように行うことが望ま
しい。
【0018】以下、具体的実施例に基づいて本発明を説
明する。
【0019】(実施例1)図1に、本実施例に用いる定
着装置の概略図を示す。図示しない電源回路に接続され
た印刷幅に応じた閃光幅を持つキセノンランプ等のフラ
ツシユランプ1と、閃光を用紙に有効に導くための反射
傘2が、記録紙5上の定着領域3内で均一な光量分布が
得られるように適当に配置されている。トナー4を付着
した記録紙5が定着領域3を通過する際に、フラツシユ
ランプ1が閃光を照射すると、定着領域3内のトナー4
は、照射エネルギーを吸収して溶融し、閃光終了後温度
が下がり固化して記録紙5に定着される。適当な速度で
送られる記録紙5に対し、定着が不完全な領域が発生し
ないように、適当な発光間隔で発光を繰り返すことによ
り連続した定着画像を得る。
【0020】本装置において、溶融温度140℃、ガラ
ス転移温度65℃、カーボンブラツクを6重量%含有さ
せた体積平均粒径8μmのポリエステル系黒トナーを用
い作成した反射濃度1.5の未定着画像に、発光時間
0.8ms(1/3パルス幅)の閃光を照射し定着を行
つたところ、照射エネルギー1.8J/cm2 で定着後
の画像濃度1.3、定着強度100%が得られ、悪臭の
発生もなかつた。
【0021】(実施例2)上記実施例1と同様に、図1
の装置により、溶融温度150℃、ガラス転移温度70
℃、カーボンブラツクを6重量%含有した体積平均粒径
8μmのスチレンアクリル系黒トナーを用い作成した反
射濃度1.7の未定着画像に発光時間0.8ms(1/
3パルス幅)の閃光を照射し定着を行つたところ、照射
エネルギー2.2J/cm2 で定着後の画像濃度1.
4、定着強度100%が得られ悪臭の発生もなかつた。
【0022】本発明の効果を確認するため、溶融温度が
110℃と低く、体積平均粒径が12μmと大きい、ガ
ラス転移温度60℃カーボンブラツクを6重量%含有し
たポリエステル系黒トナーを用い作成した反射濃度1.
7の未定着画像に、発光時間0.8ms(1/3パルス
幅)の閃光を照射し定着を行つたところ、照射エネルギ
ーを2.5J/cm2 まで増加しても定着後の画像濃度
は1.0しか得られず、定着強度も90%と低かつた。
またガスが多量に発生し悪臭がひどかつた。
【0023】(実施例3)上記例と同様に、図1の装置
により、溶融温度130℃、ガラス転移温度63℃、体
積平均粒径8μm、光吸収剤としてローダミン系の顔料
6重量%および、アミニウム系の近赤外吸収剤1重量%
を添加したポリエステル系赤トナーを用い作成した反射
濃度1.4の未定着画像に発光時間0.8ms(1/3
パルス幅)の閃光を照射し定着を行つたところ、照射エ
ネルギー1.8J/cm2 で定着後の画像濃度1.2、
定着強度100%が得られ悪臭の発生もなかつた。
【0024】(実施例4)図2に、本実施例に用いる定
着装置の概略図を示す。図1と同様にフラツシユランプ
1、反射傘2が、定着領域3内で均一な光量分布が得ら
れるように適当に配置されており、さらに、フラツシユ
定着以前に画像を予熱するための赤外線ヒータ7と反射
傘8と図示しない電源回路から構成された加熱装置6が
設けられている。
【0025】トナー4を付着した記録紙5は、フラツシ
ユ定着に先立ち加熱装置6により予熱されるが、その温
度は画像濃度が100℃以下となるように制御されてい
る。予熱後、トナー4を付着した記録紙5は、定着領域
3を通過する際に閃光を照射され定着が行われる。
【0026】上記装置により、溶融温度150℃、ガラ
ス転移温度70℃、カーボンブラツクを6重量%含有し
た体積平均粒径8μmのスチレンアクリル系黒トナーを
用い作成した反射濃度1.7の未定着画像を60℃に予
熱後、発光時間0.8ms(1/3パルス幅)の閃光を
照射し定着を行つたところ、照射エネルギー2.0J/
cm2 で定着後の画像濃度1.5、定着強度100%が
得られ悪臭の発生もなかつた。
【0027】上記例において、反射濃度はマクベス濃度
計RD−919(マクベス社製)により測定した。
【0028】定着強度は、マクベス濃度計により反射濃
度を測定した画像にメンデイングテープ(住友3M社製
Type810)を軽く貼り付け、その上を重さ2kg
のロールを1往復転がして密着した後テープを剥離し、
再度同一場所の反射濃度を測定して次式により求めた。
【0029】定着強度=(剥離後の反射強度)/(剥離
前の反射強度)×100(%) 以上、具体的実施例により説明したが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではなく、例えば、使用する
トナー樹脂は一般的にトナーに使用されているポリエス
テル、スチレンアクリル共重合体、エポキシあるいは他
の樹脂であつても構わず、帯電制御剤、離型剤等の内添
剤、流動性向上剤等の外添剤を必要に応じて添加しても
構わない。また、フラツシユランプの本数は1本である
必要はなく複数本で構成しても構わない。また、併用す
る加熱装置も、赤外線ヒータに限定されるものではな
い。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるトナ
ーに対して、120℃〜160℃のフラツシユ定着を行
えば低エネルギーで悪臭の発生がなく、高濃度の印刷が
行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に用いる定着装置の概略図で
ある。
【図2】本発明の別の実施例に用いる定着装置の概略図
である。
【図3】溶融温度と定着後の画像濃度の関係を示す図で
ある。
【図4】小粒径化の効果を示す図である。
【図5】予熱の効果を示す図である。
【図6】トナー粒径と悪臭の発生の関係を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 フラツシユランプ 2 反射傘 3 定着領域 4 トナー 5 記録紙 7 赤外線ヒータ 8 反射傘

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フラツシユ定着器を備えた画像形成装置
    において、溶融粘度が10000ポイズとなる温度が1
    20〜160℃であり、かつ体積平均粒径が4〜10μ
    mの範囲に規制されたトナーを使用することを特徴とす
    る画像形成装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載において、前記フラツシユ
    定着器の閃光照射に先立ち、画像を100℃以下の温度
    に予熱する予熱手段を備えたことを特徴とする画像形成
    装置。
JP28183692A 1992-10-20 1992-10-20 画像形成装置 Pending JPH06130851A (ja)

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JP28183692A JPH06130851A (ja) 1992-10-20 1992-10-20 画像形成装置

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JP28183692A JPH06130851A (ja) 1992-10-20 1992-10-20 画像形成装置

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JPH06130851A true JPH06130851A (ja) 1994-05-13

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001006321A1 (fr) * 1999-07-15 2001-01-25 Fujitsu Limited Poudre imprimante pour electrophotographie et procede de formation d'images

Cited By (3)

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WO2001006321A1 (fr) * 1999-07-15 2001-01-25 Fujitsu Limited Poudre imprimante pour electrophotographie et procede de formation d'images
WO2001006322A1 (fr) * 1999-07-15 2001-01-25 Fujitsu Limited Toner pour electrophotographie et procede de formation d'images
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