| 【発明の名称】 |
画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】石原 徹
【氏名】小井土 健二
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| 【要約】 |
【課題】ワックスが現像ローラ、現像ブレードに付着するフィルミング現象を防止する画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤として常温で固体を維持し、定着時に溶融するワックスを含むトナー５ｄを用い、現像装置５の現像ローラ５ａ又はトナー搬送ローラ５ｃの少なくとも一方がシロキサンからなるオリゴマーを析出するシリコーンローラからなる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 現像装置により感光体上に現像したトナー像を印刷媒体上に転写し、該トナー像を印刷媒体に加熱定着させる画像形成装置において、現像剤として常温で固体を維持し、定着時に溶融するワックスを含むトナーを用い、現像装置の現像ローラ又はトナー搬送ローラの少なくとも一方がシロキサンからなるオリゴマーを析出するシリコーンローラからなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】 シリコーンローラは、未硬化シロキサンを１０〜８０００ｐｐｍ含有する請求項１記載の画像形成装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置は、帯電装置による感光体表面への一様な帯電、ＬＥＤ（発光ダイオード）ヘッド、あるいはレーザーヘッドを用いた露光装置による感光体表面への静電潜像の形成、現像装置による静電効果を用いたトナーによる静電潜像の現像化、転写装置によるトナー像の印刷媒体への転写、定着装置による印刷媒体へのトナー像の定着を経て、印刷を行う。
【０００３】このような印刷プロセスにおいて、定着装置へのトナーの付着、所謂、ホットオフセットを防止するため定着装置の表面にオイルを補給している。また、オイルレス方式の場合には、トナーの中にワックスを大量に添加している。
【０００４】特に、カラー印刷の場合には、ＯＨＰ用紙に対する透過性を確保するために極めて粘性の低い熱溶融性を与える必要があり、定着装置の表面へのオイルの補給、あるいはトナーの中へのワックスの添加は必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の画像形成装置にあっては、トナーの中にワックスを大量に添加した場合、たとえ定着時にはワックスが溶融して定着装置へのホットオフセットを防止し得ても、ワックスは常温で固体であり、オフセット防止能力が小さくなって、現像ローラ、現像ブレードあるいはこれに代わるトナー層厚調整部材表面に付着する、所謂、フィルミング現象を発生し、印刷品質を低下させるという問題点があった。
【０００６】本発明は、ワックスが現像ローラ、現像ブレードに付着するフィルミング現象を防止する画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【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においては、現像剤として常温で固体を維持し、定着時に溶融するワックスを含むトナーを用い、現像装置の現像ローラ又はトナー搬送ローラの少なくとも一方がシロキサンからなるオリゴマーを析出するシリコーンローラからなるようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、各図面に共通な要素には同一符号を付す。
【０００９】図１は実施の形態による画像形成装置の模式図である。画像形成装置１は、感光体ドラム２の周囲に帯電装置３、露光装置４、現像装置５、転写装置６を配置し、感光体ドラム２と転写装置６との当接部を通る媒体搬送路７の下流に定着装置８を配置している。
【００１０】帯電装置３は帯電ローラ３ａにマイナスの高電圧を印加して感光体ドラム２の表面に一様な負の電荷を帯電させ、露光装置４は印刷データに応じて発光素子を点灯させ、一様に帯電された感光体ドラム２の表面の電圧を略０Ｖ近傍まで降下させて静電潜像を形成する。
【００１１】現像装置５は現像ローラ５aと現像ブレード５ｂとトナー搬送ローラ５ｃと現像剤としてのトナー５ｄを有し、感光体ドラム２の表面の電圧より低いマイナスの高電圧を現像ローラ５a及び現像ブレード５ｂに印加してトナーに負電荷を帯電させ、現像ブレード５ｂにより現像ローラ５aの表面に薄層化する。
【００１２】現像ローラ５ａは感光体ドラム２に対して接触型の場合には、ローラ表面が滑らかなゴムローラから構成され、非接触型、例えば磁性現像方式の場合には、ローラ表面がゴム層である必要はない。トナー搬送ローラ５ｃはスポンジ状のローラから構成される。
【００１３】転写装置６は転写ローラ６ａにプラスの高電圧を印加して媒体搬送路７に沿って搬送される印刷媒体９に正の電荷を帯電させる。
【００１４】定着装置８は加熱ローラ８ａと加圧ローラ８ｂとを有し、トナー５ｄを転写された印刷媒体９がローラ圧接部を通過する際にトナー５ｄを印刷媒体９に融着する。
【００１５】感光体ドラム２、帯電ローラ３ａ、現像ローラ５a、トナー搬送ローラ５ｃ、加熱ローラ８ａ、加圧ローラ８ｂは図示せぬ制御部により制御される図示せぬモータにより矢印方向に回転駆動される。
【００１６】次に動作について説明する。制御部が図示せぬ上位装置から印刷コマンドと印刷データとを入力すると、感光体ドラム２、帯電ローラ３ａ、現像ローラ５a、トナー搬送ローラ５ｃ、加熱ローラ８ａ、加圧ローラ８ｂをそれぞれ矢印方向に回転させる。
【００１７】ついで、制御部は帯電装置３を通じて帯電ローラ３ａにマイナスの高電圧を印加して感光体ドラム２の表面に一様な負の電荷を帯電させ、露光装置４を通じて発光素子を点灯させ、一様に帯電された感光体ドラム２の表面に静電潜像を形成する。
【００１８】ついで、制御部は現像装置５を通じて現像ローラ５a、トナー搬送ローラ５ｃにマイナスの高電圧を印加してトナー５ｄに負電荷を帯電させ、静電効果によりトナー５ｄを静電潜像に付着させて現像化する。
【００１９】ついで、制御部は転写装置６を通じて転写ローラ６ａにプラスの高電圧を印加して、媒体搬送路７に沿って搬送される印刷媒体９に正の電荷を帯電させ、現像化されたトナー像を感光体ドラム２の表面から印刷媒体９に転写させる。トナー像を転写した印刷媒体９は、加熱ローラ８ａと加圧ローラ８ｂとの圧接部を通過する際にトナー５ｄを融着される。
【００２０】ところで、本実施の形態では現像剤として、常温で固体を維持するとともに定着時に溶融する潤滑剤（以後ワックスと記する）を含むトナー５ｄを用い、現像装置５の現像ローラ５ａ又はトナー搬送ローラ５ｃの少なくとも一方がシロキサンからなるオリゴマーを析出するシリコーンローラからなる。
【００２１】このことについて以下図２、図３をも参照して詳細に説明する。図２はワックス量と非オフセット温度範囲と透過率との関係を示す説明図、図３はシリコーンローラの未硬化シロキサン量とフィルミング、印字かすれの有無との関係を示す説明図である。
【００２２】トナー５ｄの組成は、ポリエステル樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝３７００、ガラス転移点Ｔｇ＝６２°Ｃ）１００重量部、フタロシアニンブルー４.５重量部、帯電制御剤２.５重量部に対してカルナバワックス（融点８０°Ｃ前後）の重量部を変える。例えば、図２に示すように、ワックス４の場合にはカルナバワックス４重量部加える。
【００２３】この混合物をヘンシェルミキサーで攪拌したのち、ロールミルで１２０°Ｃ、時間凡そ３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混錬物を粉砕、分級し、平均粒径８μｍのトナーにする。
【００２４】シリコーンローラは、ジメチルシロキサン単位９９.８５モル％とメチルビニルシロキサン単位０.１５モル％とからなる平均重合度が約８０００のメチルビニルポリシロキサン１００部と、処理シリカＲ−９７２（日本エアロジル製）２０部と、球状シリコーンエラストマー粒子（シリコーンパウダー）ＫＭＰ５９４（粒径３〜１０μｍ、信越化学工業社製）１３０部とを配合し、更にアセチレンブラックを１３部添加して混錬し、次いで有機過酸化物２．５−ジメチルー２．５（ｔ−ブチルパーオキサイド）へキサンを１．６部を混錬し、得られたコンパウンドを用いて成形条件（温度１７０°Ｃ、時間１５分、圧力３０Ｋｇ／平方ｃｍ）で成形し、２次加硫条件（温度２００°Ｃ、時間２Ｈ）で加硫を行い、その後円筒研磨機で所要の直径に研磨する。
【００２５】このシリコーンローラのゴム片をメチルエチルケトン（以後ＭＩＢＫと記する）２０ｍｌで２４時間抽出、遠心分離機にて上層ＭＩＢＫ溶液を分取し、ＩＣＰ発光分析にて未硬化シロキサン量をＳｉ量から定量したところ８０００ｐｐｍであった。
【００２６】上述したシリコーンローラを現像ローラ５ａとして、また、上述したトナー５ｄを現像剤として現像装置５に組み込み、用紙（ＸＥＲＯＸ ４２００）に印刷デューティ１００％で印刷したところ、図２に示すように、非オフセット温度範囲は１００°Ｃ〜２００°Ｃ（目視確認）、ＯＨＰ用紙に対する透過率は７０％（３M製、ＯＨＰ ＣＧ３３００）を得た。プロジェクタを用いた透過光での目視でも極めて鮮やかな印刷であることが確認できた。
【００２７】これは、定着装置８が１４０°Ｃ〜１６０°Ｃ程度で定着工程を行い、トナー５ｄを溶融させる。このときカルナバワックスは定着温度より低い８０°Ｃ前後で溶融することにより、液体になってオイルとして作用し、ホットオフセットを防止する。
【００２８】また、連続３万枚の印刷を行ったところ、初期と全く変わらない極めて高品位な印刷物が得られた。このとき現像ローラ５ａ、現像ブレード５ｂには、図３に示すように、トナー５ｄのフィルミングは見られなかった。これはシリコーンローラから析出される未硬化シロキサンなどからなるオリゴマーが、常温で固化したワックスが現像ローラ５ａ、現像ブレード５ｂに付着することを防止しているからである。
【００２９】さらにワックス量を増量すると、図２に示すように、非オフセット温度範囲は９０°Ｃ〜２１０°Ｃと広がり、透過率も７２％に増大することがわかる。
【００３０】次にトナー５ｄの組成を一定（上述したワックス４重量部）にして、シリコーンローラに含まれる未硬化シロキサン量を変えてみたのが図３である。
【００３１】シリコーンローラの未硬化シロキサン量が１０〜８０００ｐｐｍの場合には現像ローラ５ａ、現像ブレード５ｂの表面にトナー５ｄが付着するフィルミング現象、印字かすれを発生せず、未硬化シロキサン量が５ｐｐｍの場合には印字かすれは発生しないが、フィルミング現象が発生する。
【００３２】また、未硬化シロキサン量が１００００ｐｐｍの場合にはフィルミング現象は発生しないが、印字かすれが発生する。
【００３３】従って、本実施の形態ではシリコーンローラに含有される未硬化シロキサン量を１０〜８０００ｐｐｍとする。
【００３４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成されているので以下に記載される効果を奏する。
【００３５】現像剤として常温で固体を維持し、定着時に溶融するワックスを含むトナーを用い、現像装置の現像ローラ又はトナー搬送ローラの少なくとも一方がシロキサンからなるオリゴマーを析出するシリコーンローラからなるようにしたことにより、定着時にはワックスが溶融して定着装置へのホットオフセットを防止し、現像時には、シリコーンローラから析出したシロキサンからなるオリゴマーの潤滑作用により、ワックスが現像ローラ、現像ブレードに付着するフィルミング現象を防止するので、印刷品質を向上させるという効果が期待できる。
【００３６】更には、シリコーンローラからのオリゴマーの析出は、長期にわたって続くので、一般的な使用状態では現像装置の寿命を超える期間の析出が期待でき、現像装置寿命中のフィルミング現象を防止することが期待できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９１０４４１６４
【氏名又は名称】株式会社沖データ
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| 【出願日】 |
平成１３年５月２９日（２００１．５．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８９０９３
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 健治
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３５１２０９（Ｐ２００２−３５１２０９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１２月６日（２００２．１２．６） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１６０３７６（Ｐ２００１−１６０３７６） |
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