JP2003208048A

JP2003208048A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003208048A
Application number: JP2002005887A
Authority: JP
Inventors: Yotaro Sato; 洋太郎佐藤; Kunio Shigeta; 邦男重田; Takenobu Kimura; 丈信木村; Hiroshi Akita; 宏秋田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】定着時に、転写材上のトナー像（トナー）が
転写材の繊維の中に入り込んでしまうことを抑止して定
着性の向上を図る画像形成装置を提供すること。【解決手段】定着装置は、無端状のベルト部材と、ベ
ルト部材の回転方向下流側にてベルト部材を張架する第
１のローラ部材と、ベルト部材の回転方向上流側にてベ
ルト部材を張架する第２のローラ部材と、ベルト部材を
挟んで第１のローラ部材と当接する第３のローラ部材と
を備え、転写材上のトナー像を定着するもので、第３の
ローラ部材とベルト部材との間に加熱ニップ部を形成す
ると共に、加熱ニップ部の転写材進入側にて、第３のロ
ーラ部材と転写材との間に、交流電界を形成する交流電
圧からなる定着バイアスを印加することを特徴とする画
像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成に用いられるベルト式の定着装
置を有する画像形成装置に関し、特に現像剤に小粒径ト
ナーを用い、定着性を良好とさせる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近来、情報化時代の到来により、複写
機、プリンタ、ファクシミリ等の事務機の需要が急速に
増大し、今や該複写機等のより一層の高速化、高画質
化、無公害化等の特性が要請されるようになった。ま
た、複写機等のカラー化が普及するに従って上記高速
化、高画質化、無公害化等の特性の改善はさらに重要な
課題となっている。

【０００３】上記複写機等の高画質化には、トナーの特
性を改善することが必要であり、特に粒径を小粒径化す
ると共に、粒度分布がシャープなトナーを用いることが
重要であることが分かってきた。このような小粒径トナ
ーは従来の粉砕造粒法でも粗製トナーを上記粒径範囲に
分級することにより得られるが、分級工程で除かれるト
ナーの量が多く、そのため収率が低く、生産性が悪いと
いう問題があった。そこで、近年懸濁重合法又は乳化重
合法等により重合して得られる重合造粒トナーが開発さ
れ、実用化されようとしており、小粒径トナーを用いて
画像形成を行う方法が、例えば特開平５−１２７４２０
号公報や特開平１１−１６７２２６号公報にて開示され
ている。またこのような小粒径トナーを用いる２成分現
像剤としては、トナーとして粒径が７μｍ以下のトナー
粒子が、またこれに対応するキャリアとして、粒径が５
０μｍ以下のキャリア粒子が、良好な現像性が得られる
ものとして通常用いられている。

【０００４】一方従来より、複写機、プリンタ、ＦＡＸ
等の電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着
装置として、弾性層を有して所定の温度に維持された発
熱ゴムローラと、発熱ゴムローラに圧接し、弾性層を有
する加圧ゴムローラとによって、未定着のトナー画像が
形成された転写材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ定
着方式が多用されている。

【０００５】しかしながら、この種の装置では、発熱ゴ
ムローラの熱容量が大きいので、ウォーミングアップ時
間が長くなると共に、弾性層内側の温度が高くなり、発
熱ゴムローラの寿命を短くしていた。

【０００６】また、カラー画像ではベタ面積が大きい画
像が多く、そのベタ画像も黒以外のものが多くて光沢む
らなどが目立つ。上記の発熱ゴムローラ及び加圧ゴムロ
ーラにハードローラを用いる場合は、転写材（記録紙）
やトナー層の凹凸に応じた光沢のむらが生じるため、画
像品位が低下するという問題点があった。

【０００７】これらの問題を解決するため、無端状のベ
ルト部材（定着ベルト）を用い、複数のローラ部材によ
り定着ベルトを張架し、また、内部に定着ベルトを加熱
する発熱体を有し、定着ベルトと対向する発熱ローラ
と、定着ベルトを挟んで発熱ローラと対向するローラ部
材とを設け、発熱ローラにより加熱された定着ベルトと
ローラ部材とにより、定着ベルトの回転方向で、ローラ
部材の上流側に設けられる加熱ニップ部にて記録紙上の
トナー像を定着する定着方式が、特開平１０−３１９７
７２号公報等により開示されている。

【０００８】また上記定着装置において、静電オフセッ
ト防止や定着性向上の目的で、発熱ローラを接地（アー
ス）し、発熱ローラと対向するローラ部材に使用するト
ナー極性と反対極性の直流電圧からなる定着バイアスを
印加し、トナー像（トナー）を記録紙に引きつける方向
に電界を形成する技術やローラ部材を接地（アース）
し、ローラ部材と対向する発熱ローラに使用するトナー
極性と同極性の直流電圧からなる定着バイアスを印加し
たりして、トナー像（トナー）を記録紙に押し付ける方
向に電界を形成する技術がよく知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記定
着装置において、小粒径トナーを用いた場合、トナー粒
径が小さいために記録紙上にトナー像を転写した際に記
録紙の繊維の間にトナーが入り込んでしまい易く、定着
時に、入り込んだトナーに熱や圧力が伝わりにくいた
め、トナー像の定着性が低下するという問題が起こる。
使用するトナーと反対極性の定着バイアスを記録紙の裏
面側から印加して、トナー像（トナー）を記録紙に引き
つける方向に電界を形成したり、使用するトナーと同極
性の定着バイアスを記録紙の表面側から印加したりし
て、トナー像（トナー）を記録紙に押し付ける方向に電
界を形成する場合には、さらにトナーが繊維の中に入り
込んでしまい、逆効果となってしまい、定着むらや光沢
むら等の定着性がより低下するという問題が起こる。

【００１０】本発明は上記の問題点を解決し、定着時
に、転写材上のトナー像（トナー）が転写材の繊維の中
に入り込んでしまうことを抑止して定着性の向上を図る
画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、質量平均粒
径が３〜７μｍからなる小粒径トナーを用いるトナー像
を転写材上に転写した後、定着装置により定着を行う画
像形成装置において、前記定着装置は、無端状のベルト
部材と、前記ベルト部材の回転方向下流側にて前記ベル
ト部材を張架する第１のローラ部材と、前記ベルト部材
の回転方向上流側にて前記ベルト部材を張架する第２の
ローラ部材と、前記ベルト部材を挟んで前記第１のロー
ラ部材と当接する第３のローラ部材とを備え、転写材上
のトナー像を定着するもので、前記第３のローラ部材と
前記ベルト部材との間に加熱ニップ部を形成すると共
に、前記加熱ニップ部の転写材進入側にて、前記第３の
ローラ部材と転写材との間に、交流電界を形成する交流
電圧からなる定着バイアスを印加することを特徴とする
画像形成装置によって達成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を説
明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語
の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明
の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを
示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を
限定するものではない。

【００１３】本発明に係わる定着装置を用いる画像形成
装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構につ
いて、図１ないし図４を用いて説明する。図１は、本発
明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態
を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２
は、定着装置と定着装置の加熱ニップ部において第３の
ローラ部材と転写材との間に電界を形成する手段の一例
とを示す図であり、図３は、重合トナー粒子の投影像を
示す図であり、図４は、図２の定着装置における第３の
ローラ部材と転写材との間に電界を形成する手段の他の
例を示す図である。

【００１４】図１ないし図４によれば、図１に示すよう
に、本発明に係わる定着装置を用いるカラー画像形成装
置は、転写材の移動方向に沿って黒色、シアン、マゼン
タおよびイエローの各カラートナー像を形成する画像形
成ユニットを配置し、各画像形成ユニットの像形成体上
に形成したカラートナー像を転写材搬送手段により搬送
される転写材（記録紙）上に多重転写して重ね合わせる
ものである。

【００１５】図において、転写材搬送手段である搬送ベ
ルト１４Ａの周縁部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の各色毎の画像形
成用として４組のプロセスユニット１００が、図の矢印
で示す搬送ベルト１４Ａの回転方向に対してＹ、Ｍ、Ｃ
及びＫの順に配置されている。

【００１６】４組のプロセスユニット１００は何れも共
通した構造であり、それぞれ、像形成体である感光体ド
ラム１０と、帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
と、画像書込手段としての露光光学系１２と、現像手段
としての現像器１３と、像形成体クリーニング手段とし
ての感光体クリーニング装置１９からなっている。

【００１７】像形成体である感光体ドラム１０は、例え
ばガラスや透光性アクリル樹脂等の透光性部材によって
形成される円筒状の基体の外周に、透光性の導電層及び
有機感光層（ＯＰＣ）の光導電体層を形成したものであ
る。

【００１８】感光体ドラム１０は、図示しない駆動源か
らの動力により、或いは搬送ベルト１４Ａに従動し、透
光性の導電層を接地された状態で矢印で示す時計方向に
回転される。

【００１９】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
は、感光体ドラム１０の移動方向に対して直交する方向
（図において紙面垂直方向）に感光体ドラム１０と対峙
し近接して取り付けられる。スコロトロン帯電器１１
は、感光体ドラム１０の有機感光体層に対し所定の電位
に保持された制御グリッドと、コロナ放電電極としての
放電ワイヤを備え、トナーと同極性のコロナ放電によっ
て帯電作用（本実施形態においてはマイナス帯電）を行
い、感光体ドラム１０に対し一様な電位を与える。

【００２０】画像書込手段としての露光光学系１２は、
各色毎に、像露光光の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダ
イオード）を感光体ドラム１０の軸と平行に複数個アレ
イ状に並べた線状の露光素子と等倍結像素子としてのセ
ルフォックレンズ（登録商標）とがホルダに取り付けら
れた露光用ユニットとして構成され、各色毎の露光光学
系１２は、露光光学系保持部材としての円柱状の保持体
２０に取付けられて、一体となって感光体ドラム１０の
基体内部に収容される。露光光学系１２は、別体のコン
ピュータ（不図示）から送られメモリに記憶された各色
の画像データに基づいて画像処理を施した後、一様に帯
電した感光体ドラム１０に裏面から像露光（画像書込）
を行い、感光体ドラム１０上に潜像を形成する。

【００２１】現像手段としての現像器１３は、感光体ド
ラム１０の帯電極性と同極性に帯電されたイエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色
（Ｋ）の各色の二成分現像剤（一成分現像剤でもよい）
をそれぞれ収容し、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１
５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはア
ルミ材で形成された現像剤担持体である現像ローラ１３
ａを備えている。現像ローラ１３ａは、突き当てコロ
（不図示）により感光体ドラム１０と所定の間隙、例え
ば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、感光
体ドラム１０の回転方向と順方向に回転するようになっ
ており、現像時、現像ローラ１３ａに対してトナーと同
極性（本実施形態においてはマイナス極性）の直流電圧
或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧
を印加することにより、感光体ドラム１０上の露光部に
対して非接触の反転現像が行われる。

【００２２】転写材搬送手段である搬送ベルト１４Ａ
は、体積抵抗率１０⁸〜１０¹⁵Ω・ｃｍ、表面抵抗率１
０⁸〜１０¹⁵Ω／□の無端ベルトであり、例えば変性ポ
リイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロ
エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンア
ロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分
散した厚さ０．１〜０．５ｍｍの半導電性フィルム基体
の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として
厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った、２層
構成のシームレスベルトである。搬送ベルト１４Ａの基
体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴ
ム等に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半
導電性ゴムベルトを使用することも出来る。搬送ベルト
１４Ａは、駆動ローラ１４ｄ、従動ローラ１４ｅ、バッ
クアップローラ１４ｊ及びテンションローラ１４ｋに外
接して張架される。

【００２３】画像形成工程（画像形成プロセス）につい
て以下に説明する。画像記録のスタートにより、不図示
の転写材搬送手段の駆動モータの始動により駆動ローラ
１４ｄが回転され、搬送ベルト１４Ａが図の矢印で示す
方向に回転される。

【００２４】またイエロー（Ｙ）のプロセスユニット１
００では、不図示の感光体駆動モータの始動によりＹの
感光体ドラム１０が図の矢印で示す方向へ回転され、Ｙ
のスコロトロン帯電器１１によってＹの感光体ドラム１
０に電位が付与される。Ｙの感光体ドラム１０は電位を
付与された後、Ｙの露光光学系１２によって第１の色信
号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による露
光（画像書込）が行われ、Ｙの感光体ドラム１０上にイ
エロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が形成される。
この潜像はＹの現像器１３により接触または非接触の状
態で反転現像され、Ｙの感光体ドラム１０上にイエロー
（Ｙ）のトナー像が形成される。

【００２５】一方、Ｙの感光体ドラム１０上へのＹのト
ナー像の形成と並行して、記録紙Ｐが送り出しローラに
よって転写材収納手段としての給紙カセット１５から送
り出され、給送ローラを経て転写材給送手段としてのタ
イミングローラ１６へと搬送される。さらに記録紙Ｐ
は、Ｙの感光体ドラム１０上に形成されるＹのトナー像
との同期がとられてタイミングローラ１６から送り出さ
れ、転写材帯電手段としての紙帯電器１５０の帯電によ
り搬送ベルト１４Ａに吸着された後、搬送ベルト１４Ａ
によりＹの転写域へと搬送される。

【００２６】Ｙの転写域では、トナーと反対極性（本実
施形態においてはプラス極性）の電圧が印加されるＹの
転写手段としての転写ローラ１４Ｃにより、Ｙの感光体
ドラム１０上のＹのトナー像が記録紙Ｐ上に転写され
る。

【００２７】Ｙのプロセスユニット１００の作動と同時
または僅かに遅れて、マゼンタ（Ｍ）のプロセスユニッ
ト１００では、Ｍの感光体ドラム１０が図の矢印で示す
方向へ回転され、Ｍのスコロトロン帯電器１１の帯電作
用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１２によって
第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像データに対
応する電気信号による露光（画像書込）によってＭの感
光体ドラム１０上に静電潜像が形成され、さらにＭの現
像器１３による接触または非接触の反転現像によってＭ
の感光体ドラム１０上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が形
成される。

【００２８】Ｍの感光体ドラム１０上へのＭのトナー像
の形成と並行して、前記のイエロー（Ｙ）のトナー像を
担持した記録紙Ｐが搬送ベルト１４ＡによってＭの転写
域へと搬送され、Ｍの転写域において、Ｍの転写ローラ
１４Ｃによって、Ｍの感光体ドラム１０上に形成された
Ｍのトナー像がＭのトナー像を担持した記録紙Ｐ上に転
写され、記録紙Ｐ上にはＹおよびＭの重ね合わせのカラ
ートナー像が形成される。

【００２９】同様のプロセスにより、シアン（Ｃ）のト
ナー像と黒（Ｋ）のトナーのトナー像が順次重ね合わせ
て転写され、記録紙Ｐ上にＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの重ね合わ
せのカラートナー像が形成される。

【００３０】重ね合わせのカラートナー像が転写された
記録紙Ｐは、転写材分離手段としての紙分離除電器１４
ｈにより搬送ベルト１４Ａから分離され、後段において
詳述する定着装置１７へと搬送される。

【００３１】定着装置１７において、記録紙Ｐ上の重ね
合わせのカラートナー像が定着された後、記録紙Ｐは排
紙ローラ１８を経て装置上部のトレイへ排出される。

【００３２】上記における画像形成の際には、記録紙と
して５２．３〜６３．９ｋｇ／ｍ²（１０００枚）程度
の薄紙や６４．０〜８１．４ｋｇ／ｍ²（１０００枚）
程度の普通紙や８３．０〜１３０．０ｋｇ／ｍ²（１０
００枚）程度の厚紙を用い、線速度を８０〜３５０ｍｍ
／ｓｅｃ程度とし、環境条件として温度が５〜３５℃程
度、湿度が１５〜８５％程度の設定条件とすることが好
ましい。また、定着温度としては、１５０〜１８０℃程
度に設定することが好ましい。

【００３３】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは像形成体クリーニング手段としての感光体ク
リーニング装置１９によりクリーニングされ、次の画像
形成サイクルに入る。

【００３４】また図２に示すように、本発明の定着装置
１７は、無端状のベルト部材として定着ベルト２７を用
い、第１のローラ部材として加圧ローラ１７ｂを用い、
第２のローラ部材として張架ローラ１７ｃを用い、第３
のローラ部材として発熱ローラ１７ａを用いるもので、
定着ベルト２７の回転方向下流側において加圧ローラ１
７ｂにより定着ベルト２７を張架し、また定着ベルト２
７の回転方向上流側において張架ローラ１７ｃにより定
着ベルト２７を張架し、またテンションローラ１７ｄに
よって定着ベルト２７にテンションを加えて定着ベルト
２７を張架し、さらに定着ベルト２７を挟んで加圧ロー
ラ１７ｂと当接し内部に発熱体としてのハロゲンランプ
ＨＬａを有する発熱ローラ１７ａを備え、加圧ローラ１
７ｂと発熱ローラ１７ａとの間に、８〜１５ｍｍ程度の
幅広い加熱ニップ部Ｎａを形成し、加熱ニップ部Ｎａを
通して熱と圧力とを加えられることにより記録紙Ｐ上の
トナー像を定着するものである。また、定着ベルト２７
を挟んで張架ローラ１７ｃと対向して定着ベルトクリー
ニングローラＴＲ１を設け、定着ベルト２７のオイル塗
布とオイルのクリーニングとを行う。定着装置１７の定
着温度は１５０〜１８０℃程度に設定し、記録紙Ｐ上の
トナー像（カラートナー像）の定着を行う。

【００３５】定着ベルト２７としては、基体として内径
６０〜１５０ｍｍ程度で厚さ２０〜８０μｍ程度の、例
えばニッケル電鋳ベルトを用いた金属ベルトの外側（外
周面）に、厚さ３０〜２００μｍ程度の絶縁性のシリコ
ンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ３０
〜５０μｍ程度のフッ素樹脂（ＰＦＡ）コーティング加
工を施したものを用いる。

【００３６】発熱ローラ１７ａは、例えばアルミ材やス
テンレス材等を用いた、肉厚１〜３ｍｍ程度の円筒状の
金属パイプ１７１ａと、該金属パイプ１７１ａの外周面
に例えばシリコン材を用い、厚さ（肉厚）１〜４ｍｍ厚
の薄肉で、ゴム硬度が１０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａ
ゴム硬度）の軟らかめのゴム層よりなるゴムローラ層１
７２ａと、ゴムローラ層１７２ａの表面に５〜２０μｍ
程度のフッ素樹脂（ＰＦＡ）コーティング加工を施した
離型層１７３ａとを形成した、外径３０〜５０ｍｍ程度
の軟らかめのソフトローラとして構成される。ソフトロ
ーラの機能を有する発熱ローラ１７ａにより重ね合わせ
のカラートナー像のカラートナー像が良好に定着され
る。発熱ローラ１７ａのゴムローラ層１７２ａは、モノ
クロ画像形成を兼用するものとして、ゴム硬度が３０Ｈ
ｓ〜６０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度のものを用い
てもよい。また、発熱ローラ１７ａに接触または非接触
の温度センサＴＳ１を設け、発熱ローラ１７ａの温度制
御を行う。

【００３７】また定着ベルトクリーニングローラＴＲ１
は、オイルを含浸させたフェルト部材を円筒状のアルミ
パイプや紙管等に巻き付けたローラ部材が用いられ、定
着ベルトクリーニングローラＴＲ１により定着ベルト２
７へのオイルが塗布とクリーニングとが同時に行われ
る。

【００３８】加圧ローラ１７ｂは、金属管や金属棒の外
周面にシリコンゴム或いはテフロン（Ｒ）等を被覆し
た、外径が２０〜３０ｍｍ程度のものが用いられる。ま
た、第１のローラ部材として加圧ローラ１７ｂの代わり
に、必要に応じてハロゲンランプＨＬａを内包するよう
な上述した発熱ローラ１７ａを用いてもよい。

【００３９】張架ローラ１７ｃは、外径が２０〜３０ｍ
ｍ程度の金属管や金属棒が用いられる。金属管や金属棒
の外周面にシリコンゴム或いはテフロン（Ｒ）等を被覆
したものを用いてもよい。

【００４０】以上説明した定着装置を用いる画像形成装
置には、非磁性重合トナーと小粒径磁性キャリアを含有
する２成分現像剤を用いることが好ましく、かかる２成
分現像剤としては、特に、質量平均粒径が２０〜５０μ
ｍのキャリアと、質量平均粒径が３〜７μｍの範囲にあ
る非磁性重合トナーとを含有する２成分現像剤が好まし
い。

【００４１】以下に２成分現像剤に用いられる小粒径の
重合トナー（小粒径トナー）とキャリアとの詳細につい
て説明する。

【００４２】先ず、本発明において用いられる重合トナ
ーについて図３にて説明する。図３（Ａ）は、角のない
重合トナー粒子の投影像を示す説明図であり、図３
（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ角のある重合トナー粒
子の投影像を示す説明図である。

【００４３】本発明において用いられる重合トナーは、
（１）形状係数が１．２〜１．６の範囲にあるトナー粒
子が６５個数％以上であり、形状係数の変動係数が１６
％以下である重合トナー粒子により構成されるもの、
（２）形状係数の変動係数が１６％以下であり、個数粒
度分布における個数変動係数が２７％以下であるトナー
粒子から構成されるもの、（３）角がない重合トナー粒
子の割合が５０個数％以上であるトナー粒子から構成さ
れるもの、あるいはこれらが組み合わされたものである
ことが好ましい。

【００４４】本発明において、重合トナーの形状係数
は、下記式により示されるものであり、重合トナー粒子
の丸さの度合いを示す。

【００４５】形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積ここに、最大径とは、トナー粒子の平面上への投影像を
２本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大
となる粒子の幅をいう。また、投影面積とは、トナー粒
子の平面上への投影像の面積をいう。

【００４６】本発明では、この形状係数は、走査型電子
顕微鏡により２０００倍にトナー粒子を拡大した写真を
撮影し、ついでこの写真に基づいて「ＳＣＡＮＮＩＮＧ
ＩＭＡＧＥＡＮＡＬＹＺＥＲ」（日本電子社製）を
使用して写真画像の解析を行うことにより測定した。こ
の際、１００個のトナー粒子を使用して本発明の形状係
数を上記算出式にて測定したものである。

【００４７】本発明において用いられる重合トナーにお
いては、この形状係数が１．２〜１．６の範囲にあるト
ナー粒子が６５個数％以上とすることが好ましく、より
好ましくは７０個数％以上である。

【００４８】この形状係数が１．２〜１．６の範囲にあ
るトナー粒子が６５個数％以上であることにより、キャ
リア粒子などとの摩擦帯電性がより均一なものとなり、
過度に帯電したトナーの蓄積を低減することができ、キ
ャリア粒子によるトナーの搬送がより円滑に行われるよ
うになるため、現像ゴースト等の問題も発生しにくくな
る。さらに、トナー粒子が破砕しにくくなって帯電付与
部材（帯電器）の汚染が減少し、トナーの帯電性を安定
させることができる。

【００４９】この形状係数を制御する方法は特に限定さ
れるものではない。例えばトナー粒子を熱気流中に噴霧
する方法、またはトナー粒子を気相中において衝撃力に
よる機械的エネルギーを繰り返して付与する方法、ある
いはトナーを溶解しない溶媒中に添加し旋回流を付与す
る方法等により、形状係数を１．２〜１．６にしたトナ
ーを調製し、これを通常のトナー中へ本発明の範囲内に
なるように添加して調整する方法がある。また、いわゆ
る重合法トナーを調整する段階で全体の形状を制御し、
形状係数を１．２〜１．６に調整したトナーを同様に通
常のトナーへ添加して調製する方法がある。

【００５０】本発明において好ましく用いられる重合ト
ナーの形状係数の変動係数は下記式から算出される。

【００５１】変動係数＝（Ｓ／Ｋ）×１００（％）なお、式中Ｓは１００個のトナー粒子の形状係数の標準
偏差を示し、Ｋは形状係数の平均値を示す。

【００５２】本発明において用いられる重合トナーにお
いては、この形状係数の変動係数は１６％以下とするこ
とが好ましく、より好ましくは１４％以下である。形状
係数の変動係数が１６％以下であることにより、転写さ
れたトナー層の空隙が減少して定着性が向上し、オフセ
ットが発生しにくくなる。また、帯電量分布がシャープ
となり、画質が向上する。

【００５３】このトナーの形状係数および形状係数の変
動係数を、極めてロットのバラツキなく均一に制御する
ために、樹脂粒子（重合体粒子）を重合、融着、形状制
御させる工程において、形成されつつあるトナー粒子
（着色粒子）の特性をモニタリングしながら適正な工程
終了時期を決めてもよい。

【００５４】モニタリングするとは、インラインに測定
装置を組み込みその測定結果に基づいて、工程条件を制
御するという意味である。すなわち、形状などの測定を
インラインに組み込んで、例えば樹脂粒子を水系媒体中
で会合あるいは融着させることで形成する重合法トナー
では、融着などの工程で逐次サンプリングを実施しなが
ら形状や粒径を測定し、所望の形状になった時点で反応
を停止する。

【００５５】モニタリング方法としては、特に限定され
るものではないが、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−
２０００（東亜医用電子社製）を使用することができ
る。本装置は試料液を通過させつつリアルタイムで画像
処理を行うことで形状をモニタリングできるため好適で
ある。すなわち、反応場よりポンプなどを使用し、常時
モニターし、形状などを測定することを行い、所望の形
状などになった時点で反応を停止するものである。

【００５６】本発明において用いられる重合トナーの個
数粒度分布および個数変動係数はコールターカウンター
ＴＡ−IIあるいはコールターマルチサイザー（コールタ
ー社製）で測定されるものである。本発明においてはコ
ールターマルチサイザーを用い、粒度分布を出力するイ
ンターフェース（日科機製）、パーソナルコンピュータ
ーを接続して使用した。前記コールターマルチサイザー
において使用するアパーチャーとしては１００μｍのも
のを用いて、２μｍ以上のトナーの体積、個数を測定し
て粒度分布および質量平均粒径を算出した。個数粒度分
布とは、粒子径に対するトナー粒子の相対度数を表すも
のであり、質量平均粒径とは、個数粒度分布におけるメ
ジアン径を表すものである。トナーの個数粒度分布にお
ける個数変動係数は下記式から算出される。

【００５７】個数変動係数＝（Ｓ／Ｄｎ）×１００
（％）なお、式中Ｓは個数粒度分布における標準偏差を示し、
Ｄｎは質量平均粒径（μｍ）を示す。

【００５８】本発明において用いられる重合トナーにお
いては、この個数変動係数は２７％以下とすることが好
ましく、より好ましくは２５％以下である。個数変動係
数が２７％以下であることにより、転写されたトナー層
の空隙が減少して定着性が向上し、オフセットが発生し
にくくなる。また、帯電量分布がシャープとなり、転写
効率が高くなって画質が向上する。

【００５９】この個数変動係数を制御する方法は特に限
定されるものではない。例えば、トナー粒子を風力によ
り分級する方法も使用できるが、個数変動係数をより小
さくするためには液中での分級が効果的である。この液
中で分級する方法としては、遠心分離機を用い、回転数
を制御してトナー粒子径の違いにより生じる沈降速度差
に応じてトナー粒子を分別回収し調製する方法がある。

【００６０】特に懸濁重合法によりトナーを製造する場
合、個数粒度分布における個数変動係数を２７％以下と
するためには分級操作が必須である。懸濁重合法では、
重合前に重合性単量体を水系媒体中にトナーとしての所
望の大きさの油滴に分散させることが必要である。すな
わち、重合性単量体の大きな油滴に対して、ホモミキサ
ーやホモジナイザーなどによる機械的な剪断を繰り返し
て、トナー粒子程度の大きさまで油滴を小さくすること
となるが、このような機械的な剪断による方法では、得
られる油滴の個数粒度分布は広いものとなり、従って、
これを重合してなるトナーの粒度分布も広いものとな
る。このために分級操作が必須となる。

【００６１】本発明において用いられる重合トナーにお
いて、角がない重合トナー粒子とは、電荷の集中するよ
うな突部またはストレスにより摩耗しやすいような突部
を実質的に有しないトナー粒子をいい、すなわち、図３
（Ａ）に示すように、トナー粒子Ｔの長径をＬとすると
きに、半径（Ｌ／１０）の円Ｃで、トナー粒子Ｔの周囲
線に対し１点で内側に接しつつ内側をころがした場合
に、当該円ＣがトナーＴの外側に実質的にはみださない
場合を「角がない重合トナー粒子」という。「実質的に
はみ出さない場合」とは、はみ出す円が存在する突起が
１箇所以下である場合をいう。また、「重合トナー粒子
の長径」とは、当該重合トナー粒子の平面上への投影像
を２本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最
大となる粒子の幅をいう。なお、図３（Ｂ）及び（Ｃ）
は、それぞれ角のある重合トナー粒子の投影像を示して
いる。

【００６２】角がない重合トナーの測定は次のようにし
て行った。先ず、走査型電子顕微鏡により重合トナー粒
子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して１５，００
０倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の
角の有無を測定する。この測定を１００個の重合トナー
粒子について行った。

【００６３】本発明において用いられる重合トナーにお
いては、角がない重合トナー粒子の割合は５０個数％以
上とすることが好ましく、より好ましくは７０個数％以
上である。角がない重合トナー粒子の割合が５０個数％
以上であることにより、キャリア粒子などとのストレス
により微細な粒子の発生などがおこりにくくなり、キャ
リア粒子の表面に対する付着性が過度に大きい重合トナ
ーの存在を防止することができると共に、キャリア粒子
に対する汚染を抑制することができる。また、摩耗、破
断しやすい重合トナー粒子および電荷の集中する部分を
有する重合トナー粒子が減少することとなり、帯電量分
布がシャープとなって、帯電性も安定し、高い画質の画
像を長期にわたって安定的に形成することができる。

【００６４】角がない重合トナーを得る方法は特に限定
されるものではない。例えば、形状係数を制御する方法
として前述したように、トナー粒子を熱気流中に噴霧す
る方法、またはトナー粒子を気相中において衝撃力によ
る機械的エネルギーを繰り返して付与する方法、あるい
はトナーを溶解しない溶媒中に添加し、旋回流を付与す
ることによって得ることができる。

【００６５】また、樹脂粒子を会合あるいは融着させる
ことにより形成される重合法トナーにおいては、融着停
止段階では融着粒子表面には多くの凹凸があり、表面は
平滑でないが、形状制御工程での温度、攪拌翼の回転数
および攪拌時間等の条件を適当なものとすることによっ
て、角がないトナー粒子が得られる。これらの条件は、
樹脂粒子の物性により変わるものであるが、例えば、樹
脂粒子のガラス転移点温度以上で、より高回転数とする
ことにより、表面は滑らかとなり、角がないトナー粒子
を形成することができる。

【００６６】本発明の画像形成装置において用いられる
重合トナーにおいては、その質量平均粒径が３〜７μｍ
であるものであることが好ましい。重合トナーの粒径
は、重合法によりトナー粒子を形成させる場合には、凝
集剤の濃度や有機溶媒の添加重、または離着時間、さら
には重合体自体の組成によって制御することができる。

【００６７】重合トナーの質量平均粒径が３〜７μｍで
あることにより、定着工程において、キャリアに対する
付着性が過度に大きいトナーや付着力の低いトナー等の
存在を少なくすることができ、優れた現像性を長期にわ
たって安定的に得ることができるとともに、転写効率が
高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドット
等の画質が向上する。重合トナーの質量平均粒径が３μ
ｍよりも小では、かぶり等による画質の低下が生じやす
くなり、また、７μｍよりも大では、高画質の特徴が薄
くなる。

【００６８】また、キャリアとして用いる粒子は、鉄、
フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とア
ルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の磁
性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ま
しく用いられる。前記３〜７μｍの小粒径の重合トナー
に対応して用いられるキャリア粒子は、その質量平均粒
径としては２０〜５０μｍの小粒径のものを用いること
が好ましい。キャリア粒子の質量平均粒径の測定は、代
表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定
装置「ヘロス（ＨＥＬＯＳ）」（シンパティック（ＳＹ
ＭＰＡＴＥＣ）社製）により測定することができる。キ
ャリアは、上記磁性粒子をそのまま用いることもできる
が、樹脂により被覆されているもの、あるいは樹脂中に
磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好
ましい。コーティング用の樹脂組成としては、特に限定
は無いが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹
脂、スチレン／アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、エス
テル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられ
る。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂と
しては、特に限定されず公知のものを使用することがで
き、例えば、スチレン／アクリル樹脂、ポリエステル樹
脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することが
できる。キャリアの質量平均粒径が２０μｍよりも小で
は、キャリア付着が起こりやすくなり、また、５０μｍ
よりも大では、画像にハキメと称される濃度ムラが生ず
る等の画質の低下が発生しやすくなる。

【００６９】上記構成において、冒頭にて前述したよう
に、現像剤のトナーとして小粒径トナーを用いた場合、
図２に示すように、トナー粒径が小さいために記録紙Ｐ
上にトナー像や重ね合わせのカラートナー像を転写した
際に記録紙Ｐの繊維の間にトナー（本実施形態において
はマイナス極性）が入り込んでしまい易く、定着時に、
入り込んだトナーに熱や圧力が伝わりにくいため、トナ
ー像の定着性が低下する。加熱ニップ部Ｎａにおいて使
用するトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス
極性）の定着バイアスを記録紙の裏面側から印加して、
トナー像（トナー）を記録紙に引きつける方向に電界を
形成したり、使用するトナーと同極性の定着バイアスを
記録紙の表面側から印加したりして、トナー像（トナ
ー）を記録紙に押し付ける方向に電界を形成する場合に
は、さらにトナーが繊維の中に入り込んでしまい、逆効
果となってしまい、より定着性が低下するという問題が
起こる。

【００７０】この問題を解決するため、図２に示すよう
に、加熱ニップ部Ｎａの記録紙Ｐの進入側において、定
着ベルト２７を介して発熱ローラ１７ａと記録紙Ｐとの
間に電界を形成するための手段として、厚さが１〜３ｍ
ｍで、幅が５〜１０ｍｍ、奥行きがＡ−３サイズ幅（２
９７ｍｍ）相当のアルミニウムやステンレスの金属板か
らなる電極板ＤＰａを設け、接地（アース）される発熱
ローラ１７ａと対向して、図２に太線矢印で示すよう
に、電極板ＤＰａに、例えばピーク間電圧が１〜４ｋＶ
_P-P程度の交流電圧ＡＣ１からなる定着バイアスＶＴａ
を印加し、交流電界（振動電界）Ｅａを形成する。この
ように、加熱ニップ部Ｎａの記録紙Ｐの進入側におい
て、交流電圧ＡＣ１からなる定着バイアスＶＴａを印加
して、交流電界Ｅａを形成することによって、小粒径ト
ナーを用いる場合でも、定着時、記録紙Ｐの繊維の間に
入っていたトナーに振動電界を与えられ、記録紙Ｐの繊
維の間に入っていたトナーが記録紙Ｐの表面に出てきや
すくなり、トナーに熱と圧力が伝わりやすく、定着むら
や光沢むら等の定着性の向上が図られる。

【００７１】また、定着バイアスＶＴａとして、図２に
示すように、電極板ＤＰａに、交流電圧ＡＣ１に重畳し
て、さらに使用するトナーと同極性（本実施形態におい
てはマイナス極性）で、例えば−１００〜−４００Ｖ程
度の直流電圧Ｅ１を定着ベルト２７を介して記録紙Ｐの
裏面側から印加し、図に点線矢印で示すように、トナー
（トナー像）を記録紙Ｐから引き離す方向の直流電界Ｅ
ｃを形成する。これにより、定着時、発熱ローラ１７ａ
と定着ベルト２７との間の加熱ニップ部Ｎａの記録紙Ｐ
の進入部において、トナー像（トナー）を記録紙Ｐから
引き離す方向に電界が与えられ、記録紙Ｐの繊維中に入
り込んでいたトナーが記録紙Ｐの表面に出てくるため、
トナーに熱と圧力が伝わりやすくなり、定着むらや光沢
むら等の定着性が良好な画像が得られる。また、加熱ニ
ップ部Ｎａにおける記録紙Ｐの進入部より下流側では電
界形成を行わないため、その部分で十分定着が行われ、
静電オフセットの発生は無い。この際、電極板ＤＰａを
接地し、発熱ローラ１７ａに使用するトナーと反対極性
（本実施形態においてはプラス極性）のバイアスを印加
し、記録紙Ｐ上のトナー像（トナー）を記録紙Ｐの繊維
の中から引き出すような電界を形成し、同様な効果を得
るようにしてもよい。

【００７２】さらに図２に１点鎖線で示すように、加熱
ニップ部Ｎａの下流側において、接地（アース）される
発熱ローラ１７ａと対向して、加圧ローラ１７ｂに使用
するトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極
性）で、例えば＋１００〜＋４００Ｖ程度の直流電圧Ｅ
２からなる定着バイアスＶＴｂを定着ベルト２７を介し
て記録紙Ｐの表面側から印加し、発熱ローラ１７ａと加
圧ローラ１７ｂとの間に、図の白抜き矢印で示すよう
に、トナー（トナー像）を記録紙Ｐに引き付ける方向の
直流電界Ｅｂを形成するようにしてもよい。これによ
り、定着性の向上に加えて、さらに静電オフセット防止
効果が図られる。この際、加圧ローラ１７ｂを接地し、
発熱ローラ１７ａに使用するトナーと同極性（本実施形
態においてはマイナス極性）のバイアスを印加し、記録
紙Ｐ上のトナー像（トナー）を記録紙Ｐの繊維の中へ押
し付けるような電界を形成し、同様な効果を得るように
してもよい。

【００７３】また図４に示すように、上記図２にて説明
した電極板ＤＰａに代えて、発熱ローラ１７ａと記録紙
Ｐとの間に電界を形成するための手段として、定着ベル
ト２７を介して発熱ローラ１７ａと記録紙Ｐとの間に、
外径が５〜１０ｍｍで、幅がＡ−３サイズ幅（２９７ｍ
ｍ）相当のアルミニウムやステンレスの金属パイプから
なる電極ローラＤＲａを、加熱ニップ部Ｎａの記録紙Ｐ
の進入側に設け、図４に太線矢印で示すように、電極ロ
ーラＤＲａに、例えばピーク間電圧が０．５〜３ｋＶ
_P-P程度の交流電圧ＡＣ１からなる定着バイアスＶＴａ
を印加し、交流電界（振動電界）Ｅａを形成するように
してもよい。このように、加熱ニップ部Ｎａの記録紙Ｐ
の進入側において、交流電圧ＡＣ１からなる定着バイア
スＶＴａを印加して、交流電界Ｅａを形成することによ
って、小粒径トナーを用いる場合でも、定着時、記録紙
Ｐの繊維の間に入っていたトナーに振動電界を与えら
れ、記録紙Ｐの繊維の間に入っていたトナーが記録紙Ｐ
の表面に出てきやすくなり、トナーに熱と圧力が伝わり
やすく、定着むらや光沢むら等の定着性の向上が図られ
る。また、電極ローラＤＲａにより加熱ニップ部Ｎａの
幅を広く形成することが可能となり、さらに定着性の向
上が図られる。

【００７４】また、定着バイアスＶＴａとして、図４に
示すように、交流電圧ＡＣ１に重畳して、電極板ＤＰａ
に使用するトナーと同極性（本実施形態においてはマイ
ナス極性）で、例えば−１００〜−４００Ｖ程度の直流
電圧Ｅ１を定着ベルト２７を介して記録紙Ｐの裏面側か
ら印加し、図に点線矢印で示すように、トナー（トナー
像）を記録紙Ｐから引き離す方向の直流電界Ｅｃを形成
するようにしてもよい。これにより、定着時、発熱ロー
ラ１７ａと定着ベルト２７との間の加熱ニップ部Ｎａの
記録紙Ｐの進入部において、トナー像（トナー）を記録
紙Ｐから引き離す方向に電界が与えられ、記録紙Ｐの繊
維中に入り込んでいたトナーが記録紙Ｐの表面に出てく
るため、トナーに熱と圧力が伝わりやすくなり、定着む
らや光沢むら等の定着性が良好な画像が得られる。ま
た、加熱ニップ部Ｎａにおける記録紙Ｐの進入部より下
流側では電界形成を行わないため、その部分で十分定着
が行われ、静電オフセットの発生は無い。この際、電極
板ＤＰａを接地し、発熱ローラ１７ａに使用するトナー
と反対極性（本実施形態においてはプラス極性）のバイ
アスを印加し、記録紙Ｐ上のトナー像（トナー）を記録
紙Ｐの繊維の中から引き出すような電界を形成し、同様
な効果を得るようにしてもよい。

【００７５】さらに図４に１点鎖線で示すように、加熱
ニップ部Ｎａの下流側において、接地（アース）される
発熱ローラ１７ａと対向して、加圧ローラ１７ｂに使用
するトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極
性）で、例えば＋１００〜＋４００Ｖ程度の直流電圧Ｅ
２からなる定着バイアスＶＴｂを定着ベルト２７を介し
て記録紙Ｐの表面側から印加し、発熱ローラ１７ａと加
圧ローラ１７ｂとの間に、図の白抜き矢印で示すよう
に、トナー（トナー像）を記録紙Ｐに引き付ける方向の
直流電界Ｅｂを形成するようにしてもよい。これによ
り、定着性の向上に加えて、さらに静電オフセット防止
効果が図られる。この際、加圧ローラ１７ｂを接地し、
発熱ローラ１７ａに使用するトナーと同極性（本実施形
態においてはマイナス極性）のバイアスを印加し、記録
紙Ｐ上のトナー像（トナー）を記録紙Ｐの繊維の中へ押
し付けるような電界を形成し、同様な効果を得るように
してもよい。

【００７６】

【実施例】（実施例１）図１の画像形成装置と図２の定
着装置とを用いて、定着性についての性能テストを行っ
た。主な画像形成条件及び定着装置の条件は以下の通り
である。

【００７７】記録紙Ｐ：５５ｋｇ／ｍ²の紙厚の普通紙環境条件：温度２５℃、湿度５０％２成分現像剤：キャリアとして粒径が５０μｍのキャリ
ア粒子を使用し、またトナーとして粒径が６．５μｍの
シアンの重合トナーを使用し、トナー濃度は６質量％に
調製感光体ドラム：ＯＰＣ感光体を使用線速度：２００ｍ／ｓｅｃ定着装置：定着方式としては図２にて説明したベルト方
式の定着装置を用いてテストを行った。

【００７８】具体的構成は下記の如くである。電極板
（発熱ローラと記録紙との間に電界を形成する手段）：
厚さ２ｍｍ、幅８ｍｍ、奥行き２９７ｍｍのステンレス
の金属板を用いた。

【００７９】定着ベルト：基体として内径１００ｍｍで
厚さ５０μｍのニッケル電鋳ベルトを用いた金属ベルト
の外側（外周面）に、厚さ１５０μｍの絶縁性のシリコ
ンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ４０
μｍのフッ素樹脂（ＰＦＡ）コーティング加工を施した
ものを用いた。

【００８０】加圧ローラ１７ｂ：金属管や金属棒の外周
面にシリコンゴムを被覆した、外径が２０ｍｍのものを
用いた。

【００８１】張架ローラ１７ｃ：外径が２０ｍｍの金属
管や金属棒を用いた。発熱ローラ１７ａ：アルミ材を用いた肉厚２ｍｍの円筒
状の金属パイプと、該金属パイプの外周面にシリコン材
を用い、厚さ（肉厚）３ｍｍで、ゴム硬度が１０Ｈｓ
（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）のゴム層よりなるゴムローラ層
と、ゴムローラ層の表面に１０μｍのフッ素樹脂（ＰＦ
Ａ）コーティング加工を施した離型層とを形成し、内部
にハロゲンヒータを有する外径４０ｍｍのソフトローラ
を用いた。

【００８２】上記構成により加熱ニップ部の幅は１２．
３ｍｍであった。また、発熱ローラの温度は１７５℃の
設定温度とした。

【００８３】上記設定条件において、発熱ローラを接地
し、電極板に定着バイアスとして、ピーク間電圧が３ｋ
Ｖ_P-Pの交流電圧を印加してテストを行った結果、記録
紙の繊維中に入り込んでいたトナーが振動して記録紙の
表面に出てきて、記録紙の繊維中にトナーが入り込んで
いないことが顕微鏡にて測定され、また、定着むらや光
沢むら等が目視にて測定されず、定着性の良好な画像形
成がなされた。

【００８４】また、電極板に定着バイアスとして、上記
交流電圧に重畳してトナーと同極性の−３００Ｖの直流
電圧を印加してテストを行った結果、さらに定着むらや
光沢むら等が目視にて測定されず、定着性の良好な画像
形成がなされた。

【００８５】さらに、加圧ローラにトナーと反対極性の
＋２００Ｖの定着バイアス印加してテストを行った結
果、静電オフセットの発生も目視にて全く測定されなか
った。

【００８６】（比較例１）図１の画像形成装置と図２の
定着装置とを用い、画像形成条件及び定着装置の条件を
実施例１と同様な条件とし、電極板に定着バイアスとし
て交流電圧を印加せずにテストを行った結果、記録紙の
繊維中にトナーが入り込んでいることが顕微鏡にて測定
され、また、定着むらや光沢むらが目視にて僅かに測定
され、定着性があまり良好でなかった。

【００８７】（比較例２）図１の画像形成装置と図２の
定着装置とを用い、画像形成条件及び定着装置の条件を
実施例１と同様な条件とし、電極板に定着バイアスとし
て前記交流電圧の印加に加えて、トナーと反対極性の＋
３００Ｖの直流電圧を重畳して印加してテストを行った
結果、記録紙の繊維中にトナーがより多く入り込んでい
ることが顕微鏡にて測定され、また、定着むらや光沢む
らが目視にて測定され定着性が良好でなかった。

【００８８】（実施例２）図１の画像形成装置と図４の
定着装置とを用いて、定着性についての性能テストを行
った。主な画像形成条件及び定着装置の条件は以下の通
りである。

【００８９】記録紙Ｐ：６４ｋｇ／ｍ²（１０００枚）
の紙厚の普通紙環境条件：温度２５℃、湿度５０％２成分現像剤：キャリアとして粒径が５０μｍのキャリ
ア粒子を使用し、またトナーとして粒径が６．５μｍの
シアンの重合トナーを使用し、トナー濃度は６質量％に
調製感光体ドラム：ＯＰＣ感光体を使用線速度：２００ｍ／ｓｅｃ定着装置：定着方式としては図４にて説明したベルト方
式の定着装置を用いてテストを行った。

【００９０】電極ローラ（発熱ローラと記録紙との間に
電界を形成する手段）：外径８ｍｍ、幅２９７ｍｍのス
テンレスの金属パイプを用いた。

【００９１】定着ベルト：基体として内径１００ｍｍで
厚さ５０μｍのニッケル電鋳ベルトを用いた金属ベルト
の外側（外周面）に、厚さ１５０μｍの絶縁性のシリコ
ンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ４０
μｍのフッ素樹脂（ＰＦＡ）コーティング加工を施した
ものを用いた。

【００９２】加圧ローラ１７ｂ：金属管や金属棒の外周
面にシリコンゴムを被覆した、外径が１５ｍｍのものを
用いた。

【００９３】張架ローラ１７ｃ：外径が１５ｍｍの金属
管や金属棒を用いた。発熱ローラ１７ａ：アルミ材を用いた肉厚１．５ｍｍの
円筒状の金属パイプと、該金属パイプの外周面にシリコ
ン材を用い、厚さ（肉厚）３ｍｍで、ゴム硬度が２０Ｈ
ｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）のゴム層よりなるゴムローラ
層と、ゴムローラ層の表面に１０μｍのフッ素樹脂（Ｐ
ＦＡ）コーティング加工を施した離型層とを形成し、内
部にハロゲンヒータを有する外径４０ｍｍのソフトロー
ラを用いた。

【００９４】上記構成により加熱ニップ部の幅は１１．
５ｍｍであった。また、発熱ローラの温度は１７５℃の
設定温度とした。

【００９５】上記設定条件において、発熱ローラを接地
し、電極板に定着バイアスとして、ピーク間電圧が３ｋ
Ｖ_P-Pの交流電圧を印加してテストを行った結果、記録
紙の繊維中に入り込んでいたトナーが振動して記録紙の
表面に出てきて、記録紙の繊維中にトナーが入り込んで
いないことが顕微鏡にて測定され、また、定着むらや光
沢むら等が目視にて測定されず、定着性の良好な画像形
成がなされた。

【００９６】また、電極ローラに定着バイアスとして、
上記交流電圧に重畳してトナーと同極性の−２５０Ｖの
直流電圧を印加してテストを行った結果、さらに定着む
らや光沢むら等が目視にて測定されず、定着性の良好な
画像形成がなされた。

【００９７】さらに、加圧ローラにトナーと反対極性の
＋２５０Ｖの定着バイアス印加してテストを行った結
果、静電オフセットの発生も目視にて全く測定されなか
った。

【００９８】（比較例３）図１の画像形成装置と図４の
定着装置とを用い、画像形成条件及び定着装置の条件を
実施例２と同様な条件とし、電極ローラに定着バイアス
として交流電圧を印加せずにテストを行った結果、記録
紙の繊維中にトナーが入り込んでいることが顕微鏡にて
測定され、また、定着むらや光沢むらが目視にて僅かに
測定され、定着性があまり良好でなかった。

【００９９】（比較例４）図１の画像形成装置と図４の
定着装置とを用い、画像形成条件及び定着装置の条件を
実施例２と同様な条件とし、電極ローラに定着バイアス
として前記交流電圧の印加に加えて、トナーと反対極性
の＋３００Ｖの直流電圧を重畳して印加してテストを行
った結果、記録紙の繊維中にトナーがより多く入り込ん
でいることが顕微鏡にて測定され、また、定着むらや光
沢むらが目視にて測定され定着性が良好でなかった。

【０１００】

【発明の効果】請求項１、３または４によれば、小粒径
トナーを用いる場合でも、加熱ニップ部の転写材進入側
にて、交流電界を形成する交流電圧からなる定着バイア
スを印加することにより、振動電界を与えることによっ
て、転写材の繊維の間に入っていたトナーが転写材の表
面に出てきやすくなるため、トナーに熱と圧力が伝わり
やすく、定着むらや光沢むら等の定着性の向上が図られ
た画像形成装置の提供が可能となる。

【０１０１】請求項２によれば、小粒径トナーを用いる
場合でも、交流電界を形成する交流電圧からなる定着バ
イアスに、さらに小粒径トナーを転写材から引き離す方
向の直流電界を形成する直流電圧を重畳することによ
り、転写材の繊維の間に入っていたトナーがさらに転写
材の表面に出てきやすくなるため、トナーに熱と圧力が
伝わりやすく、静電オフセットの発生が抑止されると共
に、定着むらや光沢むら等の定着性の向上が図られた画
像形成装置の提供が可能となる。

【０１０２】また請求項５によれば、加熱ニップ部の転
写材排出側において、トナー像を転写材に引き付ける方
向に直流電界を形成する直流電圧を印加することによっ
て、さらに静電オフセット防止効果の向上と定着性の向
上とが図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置
の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図で
ある。

【図２】定着装置と定着装置の加熱ニップ部において第
３のローラ部材と転写材との間に電界を形成する手段の
一例とを示す図である。

【図３】重合トナー粒子の投影像を示す図である。

【図４】図２の定着装置における第３のローラ部材と転
写材との間に電界を形成する手段の他の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１１スコロトロン帯電器１２露光光学系１３現像器１４Ａ搬送ベルト１４Ｃ転写ローラ１５給紙カセット１６タイミングローラ１７定着装置１７ａ発熱ローラ１７ｂ加圧ローラ１７ｃ張架ローラ１７ｄテンションローラ２７定着ベルト１００プロセスユニットＡＣ１交流電圧ＤＰａ電極板ＤＲａ電極ローラＥ１，Ｅ２直流電圧Ｅａ交流電界Ｅｂ，Ｅｃ直流電界ＨＬａハロゲンランプＮａ加熱ニップ部Ｐ記録紙ＶＴａ，ＶＴｂ定着バイアス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秋田宏東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 EA05 FB02 2H033 AA02 AA09 BA08 BA10 BA11 BA12 BA13 BA58 BB04 BB05 BB14 BB15 BB28 BB33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質量平均粒径が３〜７μｍからなる小粒
径トナーを用いるトナー像を転写材上に転写した後、定
着装置により定着を行う画像形成装置において、前記定着装置は、無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の回転方向下流側にて前記ベルト部材を
張架する第１のローラ部材と、前記ベルト部材の回転方向上流側にて前記ベルト部材を
張架する第２のローラ部材と、前記ベルト部材を挟んで前記第１のローラ部材と当接す
る第３のローラ部材とを備え、転写材上のトナー像を定
着するもので、前記第３のローラ部材と前記ベルト部材との間に加熱ニ
ップ部を形成すると共に、前記加熱ニップ部の転写材進入側にて、前記第３のロー
ラ部材と転写材との間に、交流電界を形成する交流電圧
からなる定着バイアスを印加することを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】前記交流電界を形成する交流電圧からな
る定着バイアスに、前記小粒径トナーを前記転写材から
引き離す方向の直流電界を形成する直流電圧を重畳する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記ベルト部材を介して前記第１のロー
ラ部材に当接或いは近接する電極板に前記定着バイアス
を印加することを特徴とする請求項１または２に記載の
画像形成装置。
【請求項４】前記ベルト部材を介して前記第１のロー
ラ部材に当接する電極ローラに前記定着バイアスを印加
することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形
成装置。
【請求項５】加熱ニップ部の転写材排出側にて、前記
第１のローラ部材と前記第３のローラ部材との間に、前
記トナー像を前記転写材に引き付ける方向に直流電界を
形成する直流電圧を印加することを特徴とする請求項１
〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。