JPH04479A

JPH04479A - 転写定着装置

Info

Publication number: JPH04479A
Application number: JP10027390A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ogasawara; 正小笠原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1992-01-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概　要〕電子写真記録方式、静電記録方式等の記録装置で使用さ
れる転写定着装置に関し、像保持体の性能劣化やトナーのフィルミングを防止する
とともに、装置の小型化、低コスト化。

低消費電力化を達成しかつウオームアツプ時間を短縮す
ることを目的とし、像保持体上にトナーにより形成したトナー像を一次転写
部において中間転写体に粘着転写した後、該中間転写体
上のトナー像を二次転写部において記録体に圧力転写す
る転写定着装置において、前記トナーにマイクロカプセ
ルトナーを用いた構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電子写真記録方式、静電記録方式の記録装置
で使用される転写定着装置に関するものである。

この種の転写定着装置には、感光ドラム等の像保持体上
に形成したトナー像を中間転写体に粘着転写した後、該
中間転写体上のトナー像を記録体に溶融転写する形式の
ものがある。この転写定着装置では、像保持体上に形成
したトナー像を記録体に乱れを生じることなく転写し定
着することが要求される。

〔従来の技術〕

従来、感光ドラム等の像保持体上に形成されたトナー像
は、その上に重ねられた記録体の背面からコロナ放電、
バイアス電圧等により電荷を付与し、静電的に記録体側
に転写していた。

しかし、静電的に転写する方式では、転写の際に電荷の
乱れが伴い、転写したトナー像の周囲にちりが生じると
いう欠点があった。

上記欠点に鑑み、例えば、特公昭４６−４１６７９号特
公昭４８−２２７６３号、特公昭５７−２０６３２号等
の各公報において、トナー像を中間転写体に圧接させて
転写した後、中間転写体上のトナー像を記録体に転写定
着する方式が提案されており、この方式によれば、静電
的に転写する場合と異なり、トナー像を乱れなく記録体
に転写できるとしている。

中間転写体を使用した従来の記録装置の基本構成を第６
図に示す。図中、１は感光ドラム等の像保持体、２は帯
電器、３は露光器、４は現像器、５はクリーナ、６はベ
ルト状の中間転写体、７は押圧ローラ、８はハックアッ
プローラ、９はテンションローラ、１０はヒートローラ
、１１はヒータ、１２は紙等の記録体、１３ａ、１３ｂ
はトナー像、１３ｃは記録像、１４は一次転写部、１５
は二次転写部である。中間転写体６は、基材上に転写層
をコーティング等により形成して作られる。

基材には、ステンレスベルトやポリイミド等の耐熱性の
優れた高分子樹脂フィルムをベルト状にしたもの等が用
いられる。転写層には、シリコーンゴム、ふっ素ゴム等
の耐熱性、離型性の優れたゴムが用いられる。

このような構成の記録装置の作用は次の通りである。

中間転写体６はバックアップローラ８の回転に伴い矢印
方向に回転するが、該中間転写体６の速度は、矢印で示
す時計方向に回転する像保持体１の周速と一致するよう
に調整されている。像保持体１は、まず帯電器２により
表面が一様に帯電される。次に該表面に露光器３により
静電潜像が形成され、該静電潜像は現像器４により可視
化されてトナー像１３ａとなる。トナー像１３ａは、押
圧ローラフの加圧力により中間転写体６が像保持体１に
圧接されている一次転写部１４で中間転写体６に転写さ
れる。転写後像保持体１に残留しているトナーは、クリ
ーナ５によりクリーニングされる。中間転写体６上のト
ナー像１３ｂは、ヒータ１１を内蔵したヒートローラ１
０とハックアップローラ８により二次転写部１５で記録
体１２に転写定着されて記録像１３ｃとなる。

［発明が解決しようとする課題］中間転写体を使用した転写定着方式では、トナー像の乱
れのない転写を可能にして転写効率を高めるために、押
圧ローラ７と像保持体１が対向して設置されている一次
転写部１４においては押圧転写が行われ、加熱ローラ１
０とハックアップローラ８が対向して配置されている二
次転写部１５では熱定着が行われる。

しかし、熱定着の際に中間転写体も加熱されるため、二
次転写（熱定着）位置から一次転写位置にもどるときの
放熱が不十分な場合、−次転写部で中間転写体から像保
持体に熱が伝わり、像保持体の性能が劣化するという問
題があった。また、像保持体上に形成したトナー像が一
次転写（押圧）時に高温の中間転写体と接触するため、
トナーが軟化して像保持体に付着する（フィルミング）
という問題があった。このような問題を解決するため、
中間転写体の冷却装置を設けることが考えられるが、記
録装置が大型化しかつコスト高になるという問題がある
。また、熱定着を行うことは、本質的な問題として記録
装置の消費電力を著るしく増大させる原因となっていた
。その上、熱定着方式では記録装置内の温度を上昇させ
ないようにするため通常クロスフローファン等を必要と
すること等からも、記録装置が大型化しかつコスト高に
なる。さらに、ヒートローラが所定の温度に達するまで
時間を要し、これが、記録装置のウオームアツプ時間を
長くする原因になっていた。

本発明は、像保持体の性能劣化やトナーのフィルミング
を防止するとともに、装置の小型化、低コスト化、低消
費電力化を達成しかつウオームアツプ時間を短縮するこ
とのできる転写定着装置を提供することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段］上述の目的を達成するため、本発明では、像保持体上に
トナーにより形成されたトナー像を一次転写部において
中間転写体に粘着転写した後、該中間転写体上のトナー
像を二次転写部において記録体に圧力転写する転写定着
装置において、前記トナーにマイクロカプセルトナーを
用いた構成とする。

また、上記転写定着装置において、トナーに、色材と光
硬化型樹脂を有する定着成分とから成るマイクロカプセ
ルトナーを用いるとともに、二次転写部において記録体
に圧力転写したトナー像に紫外線を照射する光源を設け
た構成としても良い。

さらに、上記転写定着装置において、前記トナーに、色
材と光硬化樹脂を有する定着成分とから成るマイクロカ
プセルトナーを用いるとともに、前記中間転写体を透明
な材料で形成し、かつ、中間転写体と記録体とが圧接し
ている間に該記録体上に転写されたトナー像に紫外線を
照射する光源を前記中間転写体の内側に設けた構成とし
ても良い。

〔作　用］マイクロカプセルトナーを使用することにより、二次転
写部において熱を使わずに圧力のみで転写定着ができる
ため、中間転写体が加熱されることはなく、また熱定着
を使う場合に比べて記録装置を小型化、低コスト化、低
消費電力化することができる。また、ヒートローラを使
用しないため、ウオームアツプ時間を短縮することが可
能となる。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第５図に関連して本発明の詳細な説明
する。

第１図及び第２図に第１の実施例を示す。

第１図は本例の転写定着装置の構造概要を示す側面図で
、図中、１６は中間転写体、１７は押圧ローラ、１８は
バックアップローラ、１９はテンションローラ、２０は
加圧ローラ、２１はブラケット、２２はばね、３０ａ、
３０ｂはトナー像である。なお、従来と同様のものには
同符号を用いている。第１図において、加圧ローラ２０
は、ブラケット２１を介しばね２２に状勢されてバック
アップローラ１８上の中間転写体１６に圧接しており、
その圧接力は、ばね２２の変位量に応じて８周整できる
ようになっている。

シームレスベルトとして構成された中間転写体１６は、
厚さ１００μｍのポリエステルフィルムの基材に、厚さ
４００μｍのシリコーンゴムをコーティングして形成さ
れている。

本装置で使用されるトナーは、マイクロカプセルトナー
である。このマイクロカプセルトナー３４は、従来より
良く知られたトナーであり、第２図に示すように、定着
性成分３２と色材３３とをマイクロカプセル３１で封入
したものである。このようなマイクロカプセルトナーに
は２つのタイプがあり、その一方のタイプは定着性成分
として揮発性液体を用いるものであり、他方のタイプは
定着性成分として固溶体を用いるものであるが、いずれ
のタイプにしても定着性成分と色材とが殻内に封入され
ていることに変わりはない。定着性成分としての揮発性
液体は、適当なポリマー材料を溶媒として高揮発性溶剤
、例えばアルコール等に溶解させた溶液であり、カプセ
ルの外殻が破壊されて該溶液が空気中にさらされると、
高揮発性溶剤が急速に揮発し、その結果ポリマー材料が
色材を取り込んだ形で闇化し、これにより定着が達成さ
れることになる。一方、定着性成分としての固溶体は、
沸点の高いポリマー材料と沸点の低いポリマー材料とを
含むゲル状体であり、その定着メカニズムは定着性成分
として揮発性液体を用いる場合とほぼ同様である。すな
わち、カプセルの外殻が破壊されると、ゲル状体が空気
中にさらされて、沸点の低いポリマー材料が揮発し、そ
の結果沸点の高いポリマー材料が色材を取り込んだ形で
固化することになる。なお、上述のマイクロカプセルト
ナーの定着時、すなわちその外殻の破壊時には、線圧と
して１０〜１５　ｋｇｆ／ｃｍの圧力がマイクロカプセ
ルトナーに対してかけられる。

さて、本発明の転写定着装置では、上述したマイクロカ
プセルトナーを従来のトナーと同様な現像方法により像
担持体上に形成する。そして、次転写部１４では、像保
持体１上に形成されたトナー像３０ａに中間転写体１６
を押圧ローラ１７の圧力により圧接し、中間転写体１６
の転写層であるシリコーンゴムのもつ粘着力でトナーを
粘着転写する。このとき押圧ローラ１７から加えられる
圧力は、マイクロカプセルトナーの外殻が破壊されない
程度の圧力、すなわち、線圧約１０ｋｇｆ／ｃｍより低
い圧力、好ましくは１　ｋｇｆ／ｃｍ程度に調整されて
いる。中間転写体１６上に転写されたトナー像３０ｂは
、二次転写部１５において加圧ローラ２０によって圧力
を受ける。このときの圧力は、ばね２２の変位量を変え
ることにより線圧１０〜１５ｋｇｆ／ｃｍとなるように
調整されている。この圧力を受けたマイクロカプセルト
ナー３４は、その外殻のマイクロカプセル３１が破壊さ
れて定着性成分が露出する。この定着性成分は、加圧ロ
ーラ２０のシリコーンゴムの持つ離型性によりはしかれ
ると同時に、記録体１２に対しては逆にその繊維内に絡
みつき付着する。このようにして、二次転写部を通過し
たトナー像は記録像３０ｃとなって記録体１２に付着さ
れる。

上述したように、本例によれば、マイクロカプセルトナ
ーを用いているので、二次転写部において熱を使用せず
に圧力のみで中間転写体から記録体に転写定着を行うこ
とができ、従来問題となっている中間転写体加熱によっ
て起こる像保持体の性能劣化やトナーのフィルミングを
防止し、熱定着を行う場合に比べて記録装置を小型化、
低コスト化、低消費電力化することができる。また、ヒ
ートローラを使用しないため、ウオームアツプ時間を短
縮することができる。

上述の説明ではベルト状の中間転写体を使用する例につ
いて述べたが、ローラ状の中間転写体を使用しても良い
。この場合、中間転写部をより小型化できる利点がある
。

第３図及び第４図に第２の実施例を示す。

第３図は本例の転写定着装置の構造概要を示す側面図で
、図中、４１は光源４２ａと反射板４２ｂを備えた紫外
線ランプ、４３ａ、４３ｂはトナー像、４３ｃは記録像
である。

前例では、定着性成分として揮発性液体を用いるマイク
ロカプセルトナー、または定着性成分としてゲル状体（
固溶体）を用いるマイクロカプセルトナーを用いたが、
これらは次の欠点を有している。

前者（定着性成分として揮発性液体を用いる）の利点と
しては、その定着時に高揮発性溶剤が急速に揮発するこ
とから定着が速かにしかも安定して行われるという利点
が挙げられるが、一方その欠点として、高揮発性溶剤が
カプセルの外殻を通して少しずつ抜は出て、その結果、
定着性成分の性質が変化し定着性が低下することが問題
となっていた。また、後者の利点としては、品質を劣化
させることなく長期間保存できることが挙げられるが、
一方その欠点として、定着後に画像部を指で触れたりす
るとその部分が剥がれたりする等、定着が速かに安定し
て行われないという問題があった。

本例はこれらの欠点を解決するもので、トナーに、色材
と光硬化型樹脂を有する定着性成分とから成るマイクロ
カプセルトナーを使用するとともに、紫外線ランプ４１
を設けている。

本例で使用する上記マイクロカプセルトナーは次の手段
で形成される。

すなわち、まず色材となるカーボンブラック粉末を１重
量部と、光硬化型樹脂４０重量部と、ジイソシアナート
とエポキシ系樹脂とを合計で１９重量部（本例ではエポ
キシ系樹脂８に対してジイソシアナート１１としたが、
その比率は多少変動し得る）と、ジブチルフタレート４
０重量部とをボールミルによって十分撹拌して混合液Ａ
を調整する。光硬化型樹脂としては、例えば横浜ゴム−
から販売されている光硬化型コーテイング材（製品番号
ＵＤ−２４６）が用いられる。このような光硬化型コー
テイング材は３００〜４００ｎｍの紫外線照射によって
短時間で硬化する性質を持つ。

なお、本例では、混合液Ａのうちエポキシ系樹脂と光硬
化型樹脂とが定着性成分となる。次に、ポリビニルアル
コールとへキサメチレジンイソシアナートとから成る混
合液Ｂを調整し、この混合液Ｂを激しく攪拌しながら混
合液Ａを徐々に加えて該混合液Ａを微粒子化するととも
に、温度を室温から６０〜８０°Ｃまで上昇させる。こ
の温度状態を３０分〜３時間維持すると、混合液Ａの微
粒子のそれぞれの表面には重合反応によってポリウレア
の硬い外殻が形成され、その結果、粒径１１〜１７μｍ
のマイクロカプセルスラリが得られる。

その後、このマイクロカプセルスラリに帯電制御剤とし
てニグロシン並びに流動化剤として疎水性シリカを添加
し、次いでそれをスプレードライヤで乾燥すると、粉末
状のマイクロカプセルトナーが得られる。このようなマ
イクロカプセルトナーの構造を概略的に示せば第４図の
ようになる。第４図において、４５は定着性成分、４６
は色材すなわちカーボンブラック粉末、４７はポリウレ
アのカプセル殻である。定着成分は上述したようにエポ
キシ系樹脂と光硬化型樹脂であるが、そこにはジブチル
フタレートも混入される。すなわち、カーボンブラック
粉末の色材４６はエポキシ樹脂と光硬化型樹脂とジブチ
ルフタレートとの混合液中に懸濁状態で存在することに
なる。なお、ポリウレアのカプセル殻４７の厚さは０．
２〜０．３μｍである。また、カプセル殻の破壊時に定
着性成分が速かに記録体に浸透するように、定着性成分
の粘度は１０〜１００００ｃ　ｐ　ｓ程度の低粘度にす
ることが望ましい。

上述の説明では、マイクロカプセルトナー４４を界面重
合法によって製造する例を示したが、その他の方法例え
ばコアセルベーション法、Ｉｎ　−５ｉｔｕ重合法、あ
るいは米国特許Ｎｏ、　３．３３８．９９１号。

Ｎｏ、　３．３２６，８４８号、　Ｎｏ、３，５０２，
５８２号に開示された方法を用いることも可能である。

さらに、乳化重合法、内部重合法、シード重合法、液中
乾燥法等も採用できる。

さらに、マイクロカプセルトナーには、その現像時に磁
気ブラシとして作用する鉄粉や磁性粉を必要に応じて混
入させることもできる。

さて、本例の転写定着装置では、上述した光硬化型樹脂
を含有するマイクロカプセルトナーのトナー像４３ａを
従来と同様の現像方法により像保持体１上に形成する。

このトナー像４３ａは、前例と同様に、−次転写部１４
において中間転写体１６に粘着転写されてトナー像４３
ｂとなり、該トナー像４３ｂは、二次転写部１５におい
て加圧ローラ２０によって圧力を受ける。この圧力を受
けたマイクロカプセルトナーは、その外殻が破壊されて
定着性成分が露出する。この定着性成分は、シリコーン
ゴムの持つ離型性により加圧ローラ２０からはじかれる
と同時に、記録体１２に対しては逆にその繊維内に絡み
つき付着する。このようにして二次転写部１５でトナー
像は記録体１２に転写されるが、このとき定着性成分は
硬化していない。続いて、記録体１２に転写されたトナ
ー像は紫外線ランプ４工によって紫外線の照射を受け、
これにより定着性成分は色材を取り込んだ形で速やかに
硬化し、記録体１２に定着されて記録像４３ｃとなる。

本例によれば、前例と同様の効果が得られ、しかも前例
の問題点を解決して、品質劣化させることなく長期保存
に耐えるとともに、速やかでかつ安定した定着が実現さ
れる。

第５図に第３の実施例を示す。

第５図は本例の転写定着装置の構造概要を示す側面図で
、図中、５１は中間転写体、５２はハックアップローラ
である。

本例では、中間転写体５１及びバンクアンプローラ５２
は透明な材料で形成され、紫外線ランプ４１はハックア
ップローラ５２内に設けられて加圧ローラ２０に対向し
ている。その他は前例と同様である。

本例の場合は、前例と同様に一次転写部１４でマイクロ
カプセルトナー４４のトナー像が中間転写体５１に転写
される。このトナー像４３ｂは、二次転写部１５におい
て記録体１２上に転写されるが、この転写時に、紫外線
ランプ４１から発せられた紫外線は、透明なバックアッ
プローラ５２及び透明な中間転写体５１を通過してトナ
ー像に照射され、これにより定着性成分は色材を取り込
んだ形で速やかに硬化し記録体１２に定着されて記録像
４３ｃとなる。

本例の場合は第２の実施例と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、像保持体の性能劣
化やトナーのフィルミングを防止するとともに、装置の
小型化、低コスト化、低消費電力化を達成しかつウオー
ムアツプ時間を短縮することができる。また、光硬化型
樹脂を有するマイクロカプセルトナーを用いる場合は、
品質を劣化させることなく長期保存に耐えるとともに、
速かで安定した定着を実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の、転写定着装置の構造
概要を示す側面図、第２図は同、マイクロカプセルトナーの構造説明図、第３図は本発明の第２の実施例の、転写定着装置の構造
概要を示す側面図、第４図は同、マイクロカプセルトナーの構造説明図、第５図は本発明の第３の実施例の転写定着装置の構造概
要を示す側面図、第６図は従来の中間転写体使用記録装置の基本構成図で
、図中、１は像保持体、１２は記録体、１４は一次転写部、１５は二次転写部、１６．５１は中間転写体、３２．４５は定着性成分、３３．４６は色材、３４．４４はマイクロカプセルトナー４２ａは光源である。本発明の第１の実施例の転写定着装置の構造概要を示す側面図第１図

Claims

【特許請求の範囲】１、像保持体（１）上にトナーにより形成したトナー像
を一次転写部（１４）において中間転写体（１６）に粘
着転写した後、該中間転写体（１６）上のトナー像を二
次転写部（１５）において記録体に圧力転写する転写定
着装置において、前記トナーにマイクロカプセルトナー（３４）を用いた
ことを特徴とする転写定着装置。２、像保持体（１）上
にトナーにより形成したトナー像を一次転写部（１４）
において中間転写体（１６）に粘着転写した後、該中間
転写体（１６）上のトナー像を二次転写部（１５）にお
いて記録体に圧力転写する転写定着装置において、前記トナーに、色材と光硬化型樹脂を有する定着性成分
とから成るマイクロカプセルトナー（４４）を用いると
ともに、前記二次転写部（１５）において記録体に圧力転写した
トナー像に紫外線を照射する光源（４２ａ）を設けたこ
とを特徴とする転写定着装置。３、像保持体（１）上にトナーにより形成したトナー像
を一次転写部（１４）において中間転写体（５１）に粘
着転写した後、該中間転写体（５１）上のトナー像を二
次転写部（１５）において記録体に圧力転写する転写定
着装置において、前記トナーに、色材と光硬化型樹脂を有する定着性成分
とから成るマイクロカプセルトナー（４４）を用いると
ともに、前記中間転写体（５１）を透明な材料で形成し、かつ、
前記中間転写体（５１）と記録体とが圧接している間に
該記録体上に転写されたトナー像に紫外線を照射する光
源（４２ａ）を前記中間転写体（５１）の内側に設けた
ことを特徴とする転写定着装置。