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JP3994041B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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JP3994041B2
JP3994041B2 JP2002274692A JP2002274692A JP3994041B2 JP 3994041 B2 JP3994041 B2 JP 3994041B2 JP 2002274692 A JP2002274692 A JP 2002274692A JP 2002274692 A JP2002274692 A JP 2002274692A JP 3994041 B2 JP3994041 B2 JP 3994041B2
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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、感光体からの画像を転写される中間転写体を備えてフルカラー画像をシートの両面に一括転写するための画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、単一色のみでなくフルカラーを含む多色の画像を形成できる構成が知られている。
フルカラー画像を形成する場合には、一つの潜像担持体としての感光体に複数の現像装置が接触可能に配置され、感光体の一回転毎に各々の色のトナー像を作成し、その像を感光体から中間転写体、もしくは転写ドラムなどに保持された紙に順次転写しておき、カラートナー像を作成する、いわゆる1ドラム方式がある(例えば、非特許文献1)。
【0003】
一方、1ドラム方式の場合には、感光体を4回転させる必要があるために、生産性の点で効率が悪いために、感光体を色の数だけ増やし(通常3本か4本)、それに対応してそれぞれの現像器を配置し、紙が感光体に連続して接触し、カラー画像を得られる、いわゆるタンデム方式又はインライン方式の構成を採用した画像形成装置も提案されている(例えば、非特許文献2)。
【0004】
画像形成に際しては、1枚のシートの両面に画像を形成する両面コピーなどと称される画像形成方式があり、上述したフルカラー画像を形成する場合を対象とする構成も提案されてきており、その具体的なものとして次のものが提案されている。
単一のドラムからなり第1の画像担持手段としての感光体とこれに対峙して感光体上の重畳画像を転写される第2の画像担持手段としての転写ベルトとを備え、感光体から転写された画像とこの画像形成後に再度形成されて感光体に担持されている画像とを両者が対峙する転写位置に向けて給送されれたしー殿両面にそれぞれ転写する構成(例えば、特許文献1)。
複数の感光体に対峙して各感光体からの画像が転写されれる第1の転写手段と、第1の転写手段において加熱されて軟化した状態にある画像が転写される第2の転写手段とを備え、両方の転写手段に担持されている画像をシートの両面に転写する構成(例えば、特許文献2)。
複数の感光体と対峙する転写ベルトと転写ベルト上に担持されるシートに対向して配置された定着装置とを備え、各感光体kら静電転写されて転写ベルト上に担持されている画像をシートの片面に、そして各感光体に対向するシートの他の面に各感光体からの画像を転写し、シートの糧面に転写される画像は定着装置を通過する際に加熱軟化した状態で転写される構成(例えば、特許文献3)。
【0005】
【非特許文献1】
電子写真学会,「続 電子写真技術の基礎と応用」1996年,11月15日,初版第1刷,p34,図1.23
【非特許文献2】
電子写真学会,「続 電子写真技術の基礎と応用」1996年,11月15日,初版第1刷,p36,図1.25
【特許文献1】
特開平9−258518号公報(「0027」欄、図1)
【特許文献2】
特開2000−250272号公報(「0020」欄、図1)
【特許文献3】
特開2000−293065号公報(「0038」欄、図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
通常、感光体から転写体に画像を転写する構成としては、静電転写が知られており、特許文献1においても採用されているが、静電気力を利用した場合、転写領域での密着性や剥離の際の電気的な作用により画像中のトナーが飛散するトナーチリ現象や画像の一部が欠けてエッジ部が鮮明にならない画像滲み現象が発生しやすくなる。
【0007】
これに対して、静電転写を用いないで特許文献2に示されているような定着を兼ねた熱転写を行う場合には、転写部において被転写体をトナーの溶融・浸透、つまり定着が可能となる温度まで高温加熱する必要があり、このために、感光体への熱的な悪影響が生じる。そこで、特許文献2では、転写体を冷却するための構成が備えられていることから、装置の大型化を招く虞がある。
【0008】
特許文献3に示されている構成では、静電転写と熱転写とを行う構成であるので、上述した各転写方式における不具合が残されたままとなる。
このように、静電転写を用いる場合には電気的な悪影響により適正な転写画像を得ることが難しく、熱転写の際には冷却機構を要することで装備の複雑化や大型化を招くことになる。
【0009】
一方、電気的な影響により発生するトナーチリ現象などで飛散したトナーあるいは画像の滲み現象により画像の一部から抜け出たトナーは、転写時の静電界によってシート表面に付着すると地肌汚れの原因となる。特に、トナーの粗さがシートの粗さに対して粗い場合や凝集してしまったトナー群が存在する場合に地肌汚れとして認知しやすい状況となる。
【0010】
本発明の目的は、上記従来の画像形成装置、特に、シート両面へのフルカラー画像の一括転写を行う構成を前提とした場合にトナーチリや現象や画像の滲み現象、さらには設備の複雑化や大型化を招くことがないと共に、地肌汚れを防止できる構成を備えた画像形成装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、潜像担持体上でトナーを用いて可視像化された画像を転写される1次転写体と、該1次転写体と対向当接可能に設けられ、該1次転写体に担持されている画像を熱転写される2次転写体とを備え、
上記2次転写体への画像転写後に再度上記1次転写体に転写される画像と上記2次転写体に担持されている画像とを記録媒体の両面に対して加熱・加圧により一括転写した後、記録媒体の両面に転写された画像を加熱・加圧により定着する程を実行する画像形成装置において、
上記可視像化に用いられるトナーは、その粒径が上記記録媒体の表面粗さ(Rz)よりも小さいものであり、上記1次転写体、2次転写体および記録媒体における表面粗さを、1次転写体よりも2次転写体、2次転写体よりも記録媒体の方が粗くなる関係とされていることを特徴としている。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、上記潜像担持体は上記1次転写体に対向して複数設けられ、上記1次転写体に対して順次異なる色の画像を重畳転写可能な構成を備えていることを特徴としている。
【0013】
請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載の画像形成装置において、上記1次転写体から2次転写体への熱転写の際の各転写体の温度がトナーのガラス転移点温度から軟化温度の範囲で記録媒体への溶融・浸透温度以下とされていることを特徴としている。
【0014】
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置において、上記1次転写体から2次転写体への熱転写時の圧力が2〜10N/cm に設定されていることを特徴としている。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態による画像形成装置の要部構成を示す模式図であり、同図に示した画像形成装置1は、フルカラー画像を形成可能なカラープリンタである。本発明はカラープリンタだけではなく、静電記録方式や電子写真方式を利用可能なファクシリミリ装置や複写機あるいは印刷機を対象とすることも可能である。
【0021】
図1において画像形成装置1は縦方向において中央部に設置されている画像形成処理部Aを境にして下方に給紙部Bが、そして上方に排紙部Cがそれぞれ設けられている。
画像形成処理部Aには、複数の作像ユニット2A、2B、2C、2Dが水平方向に並置されており、各作像ユニット2A〜Dは、これら作像ユニットに有する感光体に対向当接可能な展張面を有する1次転写体である1次転写ベルト3に対峙している。
【0022】
作像ユニット2A〜2Dは、フルカラー画像を形成するために用いられるイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの画像形成が可能なユニットであり、今、その中の一つをあげて詳細な構成を説明すると次の通りである。なお、他の作像ユニットも同じ構成でること勿論である。
【0023】
作像ユニット2A内には、1次転写ベルト3と当接しながら回転可能なドラムが用いられる潜像担持体としての感光体4が配置されており、感光体4の周囲には、感光体4の回転過程において画像形成処理を実行するための帯電装置5,書き込み装置6,現像装置7,1次転写装置8およびブレード9Aおよび除電ランプ9Bを備えたクリーニング装置9が配置されている。
【0024】
感光体4は直径が30〜100mm程度のアルミニュウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層を設けた構成が用いられている。なお感光体4としては、表面にアモルファスシリコンの層を形成する場合もある。
書き込み装置5は、各作像ユニット2A〜2Dに有する感光体を対象として設けられており、図示しないレーザ光源、回転多面鏡を用いる偏向部材および結像光学系を備えており、作像ユニット同士での作像タイミングに基づき図示しない画像形成制御部からの信号により感光体への走査光を照射するようになっている。
【0025】
作像ユニット2A〜2Dでは、予め設定されている作像タイミングにより感光体への帯電行程、書き込み行程および現像行程が実行され、書き込み行程において形成された静電潜像が現像行程において可視像処理されて画像とされると1次転写ベルト3に対して順次画像を転写するようになっている。転写に際しては、1次転写ベルト3をはさんで感光体4と対向する1次転写装置8により静電転写される。1次転写装置8は、1次転写ベルト3の裏面に当接することで放電時のようなオゾン発生が少ないローラが用いられ、現像行程において使用されたトナーの帯電極性と逆極性で比較的低電圧の転写バイアスを付与することにより感光体4上に担持されているトナ−を1次転写ベルト3に静電転写するようになっている。
【0026】
現像行程に用いられるトナーの詳細については後で説明する。
1次転写後の感光体4は、クリーニング装置8に有するブレード8Aおよび除電ランプ8Bによって感光体上の残留トナーおよび残留電荷が除去され、次回の画像形成処理に備えられる。
【0027】
1次転写ベルト3は、20μm乃至600μm程度の厚さを有する樹脂フィルムあるいはゴムを基体とする耐熱性シームレスベルトであり、複数のローラ3A〜3Cに掛け回されて図示矢印方向に移動できるようになっている。
1次転写ベルト3が掛け回されているローラのうちで、符号3Aで示すローラは、後述する2次転写体と対向する加熱ローラとされている。加熱ローラとして用いられるローラ3Aは、1次転写ベルト3の温度をトナーのガラス転移点温度から軟化温度の範囲でトナーの溶融・浸透温度以下に設定するようになっている。なお、符号10は1次転写ベルト3のテンションローラを示している。また、符号11はクリーニング装置を示しており、クリーニング装置11は、1次転写ベルト3に接触して回転できると共に1次転写ベルト3よりも表面粗さが粗くされている動などの熱伝導性の良い材質が用いられたクリーニングローラ11Aと、クリーニングローラ11Aに当接しているブレード11Bと回収部材11Cとを備えており、クリーニングローラ11Aには内部に熱源が設けられている。クリーニング装置11では、表面粗さの関係により1次転写ベルト3〜残留トナーをクリーニングローラ11Aによって拭き取り、拭き取ったトナを内部に有する加熱源により溶かした上でブレード11Bにより掻き取って回収部材11Cを介して図示しない収容部に向けて移送することができる。
【0028】
画像形成処理部Aには、1次転写ベルト3に対向して2次転写体をなす2次転写ベルト12が設けられている。
2次転写ベルト12は、20μm乃至600μm程度の厚さを有する樹脂フィルムあるいはゴムを基体とする耐熱性シームレスベルトであり、複数のローラ112A〜12Dに掛け回されて図示矢印方向に移動できるようになっている。
2次転写ベルト12における内側には、1次転写ベルト3側のローラ3Aと対向する位置に加熱ローラ13が当接して設けられており、2次転写ベルト12の温度をトナーのガラス転移点温度から軟化温度の範囲でトナーの溶融・浸透温度以下に設定するようになっている。
【0029】
加熱ローラ13は1次転写ベルト3側のローラ3Aと協働して転写ニップ部を構成するようになっており、このため、両ローラは外径が40〜60mm程度に設定されて転写ニップ幅を5〜10mm程度に設定できるようになっている。この転写ニップ部を設定するために両ローラは表層部が耐熱ゴムにより構成されており、ゴムの厚さを選択設定することにより転写ニップ幅が適宜設定可能とされている。
【0030】
転写ニップ部を構成するための部材となる1次転写ベルト3側のローラ3Aと2次転写ベルト12側の加熱ローラ13との間に設定される圧力は2〜10N/cmに設定されている。
【0031】
2次転写ベルト12は、クリーニング装置14によって残留トナーを辱されるようになっている。クリーニング装置14は、1次転写ベルト3を対象としたクリーニング装置11と同様な機能を有するクリーニングローラ14A、ブレード14Bおよび回収部材14Cを備えており、これら各部材が収容されているユニットは支点軸14Dによりクリーニングローラ14Aを2次転写ベルト12に対して接離できるようになっている。
【0032】
一方、給紙部Bには、複数のサイズの記録媒体であるシートを収容している給紙カセット15,15’と、各給紙カセットでのシート繰り出し側に配置されている繰り出しローラ16,16’および各給紙カセットからくり出されたシートが合流する位置に設けられているレジストローラ19を備えている。
【0033】
排紙部Cは、2次転写ベルト12の展張面の延長線上に配置された定着装置17と排紙トレイ18とを備えている。
定着装置17は、2次転写ベルト12の展張面の延長線上とされたシートの搬送路をはさんで対向する一対の加熱ローラ17A、17Bが配置されている。
加熱ローラ17A、17Bは、シートに担持されているトナーを加熱・加圧により定着する装置であり、両方の加熱ローラ同士の温度、表面性および離型性において共通させてある。これにより、シートの両面に画像が担持されているような場合、特にフルカラー画像である場合には、加熱・加圧によりシートに対して溶融・浸透段階を経て定着される画像の光沢度をシートの表裏両面で一様にすることができる。本実施形態では、加熱ローラ17A、17Bの仕様として、芯金の表面に2〜5mm程度の厚さのシリコーンゴム層が設けられた構成とされているが、シリコーンゴム層に代えて、フッ素樹脂などの離型性の高い樹脂やゴムなどを用いることもできる、さらに、加熱ローラによる加熱定着温度は160〜200℃に設定されてトナーをシートに対して溶融・浸透させるようになっている。
【0034】
定着装置17を通過したシートは排紙ローラ対19を介して排紙トレイ18に排出される。
本実施形態では、シートの排出形態として、1次転写ベルト3から転写された画像が下側となるように排出形態とされている。つまり、排紙トレイ18上に積載されたシートにおける頁順が下側から順に揃うような排出形態とされるようになっており、これにより、全てのシートが排出された後の頁揃えなどの後処理を行わないで済むようにされている。このような頁揃えが可能な排出形態が得られるように、1次転写ベルト3および2次転写ベルト12に対する画像形成方式も設定されており、具体的には、1次転写ベルト3からシートに転写されるトナー画像は正立像とされ、2次転写ベルト12からシートに転写されるトナー画像は鏡像となるように1次転写ベルト3に対する画像形成順序が設定されている。また、1頁目が下向きとなるには、1次転写ベルト3から直接シートに対するトナー画像の転写が行われるようになっている。
【0035】
以上のような構成の画像形成装置1では、図示しない画像形成制御部により設定された画像形成順序に従って、各作像ユニット12A〜12Dでの画像形成が行われ、各作像ユニットの感光体に担持されているトナー画像が1次転写ベルト3に順次転写されて重畳転写される。
【0036】
1次転写ベルト3上に担持された重畳転写画像は、シートの片面印刷あるいは両面印刷のモードに応じて2次転写ベルト12に対する転写態位が設定される。
シートの両面への画像形成モードである場合には、1次転写ベルト3に重畳転写された画像が2次転写ベルト12に対して転写される。この場合には、1次転写ベルト3側および2次転写ベルト12側がローラ3Aおよび加熱ローラ13によってトナーのガラス転移点温度から軟化温度の範囲でシートに対するトナーの溶融・浸透温度以下、つまり定着時の温度以下に設定され、両ローラ間での圧力が2〜10N/cmに設定されているので、両ローラを介して1次および2次転写ベルト間での転写ニップ部では、1次転写ベルト3上のトナー画像が2次転写ベルト12に対して熱転写される。この場合の熱転写とは、静電気力の影響を受けることなくトナー自体の塑性変形を生起させるとともに粘弾性付着を利用して2次転写ベルト12側の凹凸面に食い込む状態、つまり、アンカー効果により転移させる現象を意味する。このため、トナーのアンカー効果による転写効率を得るために、本実施形態では、1次転写ベルト3と2次転写ベルト12およびシート(記録媒体)との間での表面粗さの関係として、1次転写ベルト3よりも2次転写ベルト12、2次転写ベルト12よりもシート(記録媒体)の方が表面粗さが粗くなる関係が設定されている。表面粗さに関しては、1次転写ベルト3が、表面粗さ(Rz)を1〜4μmに設定され、2次転写ベルト12が表面粗さ(Rz)を5〜10μmに設定され、シート(記録媒体)が表面粗さ(Rz)を8〜15μmに設定されている。
【0037】
2次転写ベルト12に対して熱転写が終了すると、1次転写ベルト3では、クリーニング装置11によるトナーの除去後、再度、重畳による画像転写が行えるようになり、重畳みされた転写画像は1次転写ベルト3に担持された状態で給紙部Cから繰り出されたシートに対して2次転写ベルト12に担持されているトナー画像と共に一括転写される。
【0038】
トナー画像が一括転写されたシートは、は2次転写ベルト12が掛け回されているローラのうちで定着装置17側に位置するローラ12Cを通過する際の曲率分離により2次転写ベルト12から分離されて定着装置17に進行し、定着装置17による加熱・加圧によってトナーが溶融・浸透して定着されて排紙トレイ18に排出される。シート両面に転写された画像が頁順である場合には、上述したように、1次転写ベルト3によって転写されたトナー画像が排紙トレイ18において下向きとなることにより頁順に揃えた状態で排出されることになる。
【0039】
一方、シートの片面印刷モードである場合には、1次転写ベルト3のみに転写した画像をシートに転写する場合と2次転写ベルト12に転写された画像をシートの片面に転写する場合とがあるが、1次転写ベルト3側の画像を転写する場合でいうと、1次転写ベルト3に対して各作像ユニットの感光体から転写された画像はシートに対してローラ3Aによる加熱を介して熱転写される。熱転写による画像を担持したシートは排紙トレイ18に排出Sれると画像面が下向きとなり、いわゆる、フェースダウンの状態で排出される。
【0040】
以上のような画像形成処理を実行するに際しては、1次転写ベルト3および2次転写ベルト12での転写効率を低下させないために、次の特性が設定されている。
1次転写ベルト3は、伸縮しないこと、抵抗値(表面抵抗、堆積抵抗)が適切で感光体からのトナーの静電転写を阻害しないこと、トナーとの接触角約110度の離型性を有することとされ、この特性を設定された厚さ20〜50μmのシームレスポリイミドフィルムにPFAチューブ(20〜30μm)を貼り合わせた構成が用いられる。
【0041】
2次転写ベルト12は、トナーの接触角約90度の離型性を有することとされ、この特性を設定された厚さ20〜50μmのシームレスポリイミドフィルムにETFEを20〜100μm被覆した構成が用いられる。
【0042】
次に本実施形態に用いられるトナーの特性について説明する。
トナー処方として最も地肌汚れの目立つ黒トナーの処方、特性で実施例を提示します。カラートナーに関しては、黒トナーのカーボンブラックの代わりに、イエローマスターバッチ(イエロー顔料Pigment Yellow 180とポリオール樹脂又はポリエステル樹脂と水の混合物)、マゼンタマスターバッチ(Pigment Red 57:1とポリオール樹脂又はポリエステル樹脂と水の混合物)、シアンマスターバッチ(Pigment Blue 15:3とポリオール樹脂又はポリエステル樹脂と水の混合物)を処方し同様の製造法で得ることが出来る。本発明では、カラーの色の組み合わせには大きな意味がないため詳細な処方、製造法は省略して含有成分を示し、この特性における転写性、定着性に関する評価を行ったところ、図2に示す結果を得た。
(1)トナー処方A(黒トナー)
ポリエステル樹脂 84重量部
(重量平均分子量:148000、Tg:53)
カルナウバワックス 5重量部(融点:81℃)
カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学)1重量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて100℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径7.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.45)とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)0.75重量%を混合し、トナー「A」を得た。
このトナーの軟化温度は98℃、ゆるみ見かけ密度は0.28g/ccであった。キャリアとしては平均粒径50μmのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂(MMA)をコート(膜厚0.5μm)したものを用い、前記トナーとトナー濃度5.0重量%で混合し現像剤Aを得た。
(2)トナー処方B(黒トナー)
ポリエステル樹脂 84重量部
(重量平均分子量:321000、Tg:68)
カルナウバワックス 5重量部(融点:81℃)
カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて150℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径8.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.45)とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)0.50重量%を混合しトナー「B」を得た。
このトナーの軟化温度は145℃、ゆるみ見かけ密度は0.27g/ccであった。
キャリアとしては平均粒径50μmのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂(MMA)をコート(膜厚0.5μm)したものを用い、前記トナーとトナー濃度5.0重量%で混合し現像剤B得た。
(3)トナー処方C(黒トナー)
スチレン/ブチルアクリレート樹脂 84重量部
(重量平均分子量:231000、Tg:68)
カルナウバワックス 5重量部(融点:81℃)
カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて140℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径6.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.20)とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)1.00重量%を混合しトナー「C」得た。
このトナーの軟化温度は145℃、ゆるみ見かけ密度は0.27g/ccであった。
キャリアとしては平均粒径50μmのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂(MMA)をコート(膜厚0.5μm)したものを用い、前記トナーとトナー濃度5.0重量%で混合し現像剤C得た。
(4)トナー処方D(黒トナー)
スチレン/ブチルアクリレート樹脂 84重量部
(重量平均分子量:181500、Tg:58)
カルナウバワックス 5重量部(融点:81℃)
カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて110℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径7.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.20)とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)1.25重量%を混合しトナーを「D」を得た。
このトナーの軟化温度は125℃、ゆるみ見かけ密度は0.35g/ccであった。
キャリアとしては平均粒径50μmのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂(MMA)をコート(膜厚0.5μm)したものを用い、前記トナーとトナー濃度5.0重量%で混合し現像剤Dを得た。
【0043】
以上の結果より、転写性と定着性に関しては、転写の温度や圧力を制御することで満足な条件を得ることができる。
【0044】
一方、地肌汚れに関しては、地肌汚れには2種類のパターンが考えられる。ひとつはトナー一個が孤立して地肌部に付着しているもの、もうひとつはトナーが複数個凝集して地肌部に付着しているものである。圧力と熱とを用いて転写する場合には、トナーの帯電量に関係なく転写することができる。
【0045】
感光体とシート(記録媒体)との隙間(シートの表面粗さ(Rz)ととしてギャップで表される)で確率的に転写するもので転写紙の粗さより大きいトナーが地肌部に付着している場合とトナーの凝集体が形成され地肌汚れを形成している場合である。
トナーの粒径が小さくとも凝集体を作る場合は地汚れとなる確率が高くなる。この特性は上記結果にもあるように、ゆるみみ掛け密度であらわすことができる。
以上のことから、トナーの特性としてトナー粒径が転写紙の粗さより小さくまたトナー同士の凝集体を作りにくい特性が良好なトナーであることになる。
【0046】
【発明の効果】
請求項1,2および3記載の発明によれば、記録媒体の両面への一括転写を行う部材の一つを構成する2次転写体への画像転写時には静電気力ではなく熱転写によりトナーが転写され、熱転写に用いられる温度がトナーのガラス転移点温度から軟化温度の範囲で記録媒体への溶融・浸透温度以下とされることによりトナーの粘弾性を利用するだけで電気的な影響によりトナーチリ現象や画像の滲み現象を防止しながら転写することができる。特に、トナー粒径が記録媒体の表面粗さ(Rz)よりも小さくされているので、記録媒体表面に付着した場合でも記録媒体の表面粗さよりも大きいトナーの場合と違って地肌汚れとして認知しにくくすることができ、さらに、表面粗さの関係を、1次転写体から2次転写体さらには2次転写体から記録媒体へと移行する転写過程で順次表面粗さが粗くなる関係とされているので、軟化したトナーが表面粗さが粗い方に食い込みアンカー効果を利用して記録媒体への転写効率を向上させることが可能となる。しかも、記録媒体側に転写過程が移行するに従って表面への食い込みが高められることでトナーチリ現象が抑制されやすくなり記録媒体表面での地肌汚れの発生を防止することが可能となる。
【0051】
請求項記載の発明によれば、1次転写体から2次転写体への熱転写時に与えられる圧力が2〜10N/cmとされているので、軟化しているトナー塑性変形を有効に利用してトナーの押し込みが行える。これにより、トナーの転写効率を損ねないようにしてトナーチリ現象や画像の滲み現象の発生を防止し、はみ出したトナーの存在による地肌汚れを解消することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態による画像形成装置の要部構成を説明するための模式図である。
【図2】図1に示した画像形成装置に用いられるトナーの特性を評価実験あいた結果を示す表図である。
【符号の説明】
1 画像形成装置
2 作像ユニット
3 1次転写ベルト
3A 加熱源を内蔵したローラ
4 感光体
12 2次転写ベルト
13 加熱ローラ
17 定着装置
17A、17B 加熱ローラ
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
    The present invention provides an image formDisguiseMore specifically, an image form for transferring a full color image onto both sides of a sheet at once by providing an intermediate transfer member to which an image from a photosensitive member is transferred.DisguiseRelated to the position.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a printing machine, a configuration that can form not only a single color but also a multicolor image including a full color is known.
In the case of forming a full-color image, a plurality of developing devices are arranged so as to be able to come into contact with a photosensitive member as one latent image carrier, and a toner image of each color is created for each rotation of the photosensitive member. There is a so-called one-drum system in which a color toner image is created by sequentially transferring the toner from a photoreceptor to a sheet held on an intermediate transfer member or a transfer drum (for example, Non-Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, in the case of the one-drum system, the photosensitive member needs to be rotated four times, and therefore, the efficiency is low in terms of productivity. Therefore, the photosensitive member is increased by the number of colors (usually three or four), Correspondingly, an image forming apparatus employing a so-called tandem or in-line configuration in which each developing device is arranged and the paper continuously contacts the photoconductor to obtain a color image has been proposed (for example, Non-Patent Document 2).
[0004]
When forming an image, there is an image forming method called double-sided copying that forms an image on both sides of a single sheet, and a configuration intended for forming the above-described full-color image has also been proposed. The following have been proposed as specific examples.
A photosensitive drum comprising a single drum as a first image carrying means and a transfer belt as a second image carrying means to which a superimposed image on the photosensitive body is transferred opposite thereto, and is transferred from the photoreceptor. The transferred image and the image formed again after the image formation and carried on the photosensitive member are transferred to both sides of the sheet fed toward the transfer position where they face each other (for example, patent document) 1).
A first transfer means for transferring an image from each photoconductor facing a plurality of photoconductors; and a second transfer means for transferring an image in a softened state heated by the first transfer means. And transferring the images carried by both transfer means to both sides of the sheet (for example, Patent Document 2).
An image comprising a transfer belt facing a plurality of photoconductors and a fixing device disposed opposite to the sheet carried on the transfer belt, electrostatically transferred from each photoconductor k and carried on the transfer belt The image from each photoconductor is transferred to one side of the sheet and the other side of the sheet facing each photoconductor, and the image transferred to the sheet surface is heated and softened as it passes through the fixing device. (For example, Patent Document 3).
[0005]
[Non-Patent Document 1]
Electrophotographic Society, “Continuing Fundamentals and Applications of Electrophotographic Technology”, 1996, November 15, first edition, first edition, p34, Fig. 1.23
[Non-Patent Document 2]
Electrophotographic Society, “Continuation of Electrophotographic Technology and Applications”, 1996, November 15, first edition, first edition, p36, Fig. 1.25
[Patent Document 1]
JP-A-9-258518 (“0027” column, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 2000-250272 A ("0020" column, FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP 2000-293065 ("0038" column, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Usually, electrostatic transfer is known as a configuration for transferring an image from a photosensitive member to a transfer member, and is also used in Patent Document 1. However, when electrostatic force is used, adhesion in a transfer region or A toner dust phenomenon in which toner in an image is scattered by an electrical action at the time of peeling or an image blur phenomenon in which a part of the image is missing and the edge portion is not clear is likely to occur.
[0007]
On the other hand, when performing thermal transfer that also serves as fixing as disclosed in Patent Document 2 without using electrostatic transfer, toner can be melted and permeated, that is, fixed, at the transfer portion. Therefore, it is necessary to heat the photosensitive member to a high temperature. Therefore, in Patent Document 2, since a configuration for cooling the transfer body is provided, there is a possibility that the size of the apparatus is increased.
[0008]
The configuration shown in Patent Document 3 is a configuration in which electrostatic transfer and thermal transfer are performed, so that the problems in the above-described transfer methods remain.
As described above, when electrostatic transfer is used, it is difficult to obtain an appropriate transfer image due to an electrical adverse effect, and a cooling mechanism is required for thermal transfer, which leads to complicated equipment and large size. .
[0009]
On the other hand, toner scattered due to a toner dust phenomenon caused by an electrical influence or toner that has escaped from a part of an image due to a bleeding phenomenon of an image causes background stains when adhered to the sheet surface by an electrostatic field during transfer. In particular, when the toner roughness is rougher than the sheet roughness or when there is a toner group that has aggregated, the situation is easily recognized as background stain.
[0010]
It is an object of the present invention to provide toner dust and phenomenon, image bleeding phenomenon, and complicated and large-sized equipment, assuming the above-described conventional image forming apparatus, in particular, a configuration that performs batch transfer of full-color images on both sides of a sheet. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus having a configuration capable of preventing background contamination and preventing contamination.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  According to a first aspect of the present invention, a primary transfer body to which an image visualized using toner on a latent image carrier is transferred, and the primary transfer body is provided so as to be opposed to the primary transfer body. A secondary transfer body on which an image carried on the primary transfer body is thermally transferred;
  The image transferred to the primary transfer member again after the image transfer to the secondary transfer member and the image carried on the secondary transfer member were collectively transferred to both surfaces of the recording medium by heating and pressing. After that, the image transferred on both sides of the recording medium is fixed by heating and pressing.CraftAboutExecuteImage formationIn the device
  The toner used for the visible image has a particle size smaller than the surface roughness (Rz) of the recording medium, and the surface roughness of the primary transfer body, the secondary transfer body, and the recording medium is reduced. That the recording medium is rougher than the secondary transfer member than the secondary transfer member.It is a feature.
[0012]
  The invention according to claim 2 is the claim of claim1Image formationapparatusInA plurality of the latent image carriers are provided so as to face the primary transfer body, and have an arrangement capable of sequentially transferring images of different colors on the primary transfer body.It is a feature.
[0013]
  The invention according to claim 3 is the claim1 or 2Image formation describedapparatusInThe temperature of each transfer member at the time of thermal transfer from the primary transfer member to the secondary transfer member is set to be equal to or lower than the melting / penetration temperature to the recording medium in the range of the glass transition temperature of the toner to the softening temperature.It is a feature.
[0014]
  The invention according to claim 44. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the pressure at the time of thermal transfer from the primary transfer body to the secondary transfer body is 2 to 10 N / cm. 2 Is set toIt is a feature.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a color printer capable of forming a full-color image. The present invention can be applied not only to a color printer but also to a facsimile machine, a copying machine, or a printing machine that can use an electrostatic recording system or an electrophotographic system.
[0021]
In FIG. 1, the image forming apparatus 1 is provided with a paper feeding unit B on the lower side and a paper discharging unit C on the upper side, with an image forming processing unit A installed in the center in the vertical direction.
In the image forming processing section A, a plurality of image forming units 2A, 2B, 2C, and 2D are juxtaposed in the horizontal direction, and each of the image forming units 2A to 2D is in contact with a photoconductor included in these image forming units. It faces the primary transfer belt 3 which is a primary transfer body having a possible stretched surface.
[0022]
The image forming units 2A to 2D are units capable of forming yellow, magenta, cyan, and black images used to form full-color images. Now, one of them will be described in detail. It is as follows. Of course, other image forming units have the same configuration.
[0023]
In the image forming unit 2A, a photosensitive member 4 is disposed as a latent image carrier using a drum that can rotate while contacting the primary transfer belt 3. Around the photosensitive member 4, the photosensitive member 4 is disposed. A charging device 5, a writing device 6, a developing device 7, a primary transfer device 8, a cleaning device 9 including a blade 9A and a charge eliminating lamp 9B for performing image forming processing in the rotation process are arranged.
[0024]
The photoreceptor 4 has a configuration in which an organic photosensitive layer that is a photoconductive substance is provided on the surface of an aluminum cylinder having a diameter of about 30 to 100 mm. The photosensitive member 4 may be formed with an amorphous silicon layer on the surface.
The writing device 5 is provided for the photosensitive member included in each of the image forming units 2A to 2D, and includes a laser light source (not shown), a deflecting member using a rotating polygon mirror, and an imaging optical system. On the basis of the image forming timing at (2), the photosensitive member is irradiated with scanning light by a signal from an image formation control unit (not shown).
[0025]
In the image forming units 2A to 2D, a charging process, a writing process, and a developing process are performed on the photosensitive member at a predetermined image forming timing, and an electrostatic latent image formed in the writing process is a visible image in the developing process. When processed into an image, the image is sequentially transferred to the primary transfer belt 3. At the time of transfer, electrostatic transfer is performed by a primary transfer device 8 facing the photoconductor 4 with the primary transfer belt 3 interposed therebetween. The primary transfer device 8 uses a roller that generates less ozone as it discharges by contacting the back surface of the primary transfer belt 3, and is relatively low in polarity opposite to the charge polarity of the toner used in the development process. By applying a voltage transfer bias, the toner carried on the photoconductor 4 is electrostatically transferred to the primary transfer belt 3.
[0026]
Details of the toner used in the development process will be described later.
After the primary transfer, the residual toner and the residual charge on the photosensitive member are removed from the photosensitive member 4 by the blade 8A and the charge removal lamp 8B included in the cleaning device 8, and are prepared for the next image forming process.
[0027]
The primary transfer belt 3 is a heat-resistant seamless belt based on a resin film or rubber having a thickness of about 20 μm to 600 μm, and is wound around a plurality of rollers 3A to 3C so as to be movable in the direction indicated by the arrow. It has become.
Among the rollers around which the primary transfer belt 3 is wound, a roller denoted by reference numeral 3A is a heating roller that faces a secondary transfer member described later. The roller 3A used as a heating roller is configured to set the temperature of the primary transfer belt 3 below the melting / penetrating temperature of the toner in the range of the glass transition temperature of the toner to the softening temperature. Reference numeral 10 denotes a tension roller of the primary transfer belt 3. Reference numeral 11 denotes a cleaning device. The cleaning device 11 can rotate in contact with the primary transfer belt 3 and has thermal conductivity such as a motion whose surface roughness is rougher than that of the primary transfer belt 3. The cleaning roller 11A is made of a good material, the blade 11B is in contact with the cleaning roller 11A, and the recovery member 11C. The cleaning roller 11A is provided with a heat source. In the cleaning device 11, the primary transfer belt 3 to the residual toner are wiped off by the cleaning roller 11A depending on the surface roughness, and the recovery member 11C is scraped off by the blade 11B after being melted by the heating source having the wiped toner inside. It can be transported toward the accommodating portion (not shown).
[0028]
In the image forming processing section A, a secondary transfer belt 12 that forms a secondary transfer member is provided facing the primary transfer belt 3.
The secondary transfer belt 12 is a heat-resistant seamless belt based on a resin film or rubber having a thickness of about 20 μm to 600 μm, and is wound around a plurality of rollers 112A to 12D so as to be movable in the direction indicated by the arrow. It has become.
Inside the secondary transfer belt 12, a heating roller 13 is provided in contact with the roller 3A on the side of the primary transfer belt 3, and the temperature of the secondary transfer belt 12 is set to the glass transition temperature of the toner. The temperature is set to be equal to or lower than the melting / penetrating temperature of the toner within the range of the softening temperature.
[0029]
The heating roller 13 forms a transfer nip portion in cooperation with the roller 3A on the primary transfer belt 3 side. For this reason, both rollers are set to have an outer diameter of about 40 to 60 mm and the transfer nip width is set. Can be set to about 5 to 10 mm. In order to set this transfer nip portion, both rollers have a surface layer portion made of heat-resistant rubber, and the transfer nip width can be appropriately set by selectively setting the thickness of the rubber.
[0030]
The pressure set between the roller 3A on the primary transfer belt 3 side and the heating roller 13 on the secondary transfer belt 12 side, which is a member for forming the transfer nip portion, is 2 to 10 N / cm.2Is set to
[0031]
The secondary transfer belt 12 is insulted by residual toner by the cleaning device 14. The cleaning device 14 includes a cleaning roller 14A having a function similar to that of the cleaning device 11 for the primary transfer belt 3, a blade 14B, and a collecting member 14C. A unit in which these members are accommodated is a fulcrum shaft. The cleaning roller 14A can be brought into contact with and separated from the secondary transfer belt 12 by 14D.
[0032]
On the other hand, the sheet feeding unit B includes sheet feeding cassettes 15 and 15 ′ that store sheets that are recording media of a plurality of sizes, and feeding rollers 16 that are arranged on the sheet feeding side of each sheet feeding cassette. 16 'and a registration roller 19 provided at a position where sheets fed out from the respective sheet feeding cassettes join.
[0033]
The paper discharge unit C includes a fixing device 17 and a paper discharge tray 18 that are disposed on the extended line of the extended surface of the secondary transfer belt 12.
In the fixing device 17, a pair of heating rollers 17 </ b> A and 17 </ b> B that are opposed to each other across a sheet conveyance path that is on an extended line of the extended surface of the secondary transfer belt 12 are disposed.
The heating rollers 17A and 17B are devices that fix the toner carried on the sheet by heating and pressing, and are common in temperature, surface property, and releasability between both heating rollers. As a result, when the images are carried on both sides of the sheet, particularly in the case of a full-color image, the glossiness of the image fixed through the melting / penetration stage by heating / pressurizing the sheet is determined. Can be made uniform on both sides. In the present embodiment, the specifications of the heating rollers 17A and 17B are configured such that a silicone rubber layer having a thickness of about 2 to 5 mm is provided on the surface of the core metal, but instead of the silicone rubber layer, a fluororesin It is also possible to use a resin or rubber having high releasability such as, and the heat fixing temperature by the heating roller is set to 160 to 200 ° C. so that the toner is melted and permeated into the sheet.
[0034]
The sheet that has passed through the fixing device 17 is discharged to a discharge tray 18 through a discharge roller pair 19.
In the present embodiment, the sheet is ejected so that the image transferred from the primary transfer belt 3 is on the lower side. In other words, the discharge mode is such that the page order of the sheets stacked on the discharge tray 18 is arranged in order from the lower side, whereby the page alignment after all the sheets are discharged, etc. There is no need for post-processing. An image forming system for the primary transfer belt 3 and the secondary transfer belt 12 is also set so that a discharge form capable of page alignment is obtained. Specifically, from the primary transfer belt 3 to a sheet. The order of image formation on the primary transfer belt 3 is set so that the transferred toner image is an erect image and the toner image transferred from the secondary transfer belt 12 to the sheet is a mirror image. In order for the first page to face downward, the toner image is directly transferred from the primary transfer belt 3 to the sheet.
[0035]
In the image forming apparatus 1 configured as described above, the image forming units 12A to 12D perform image formation in accordance with the image forming order set by the image forming control unit (not shown), and the image forming units 12A to 12D are arranged on the photoconductors of the image forming units. The toner images carried are sequentially transferred to the primary transfer belt 3 and are superimposed and transferred.
[0036]
The superimposed transfer image carried on the primary transfer belt 3 is set in a transfer state with respect to the secondary transfer belt 12 in accordance with the single-sided printing or double-sided printing mode of the sheet.
In the image forming mode on both sides of the sheet, the image superimposed and transferred onto the primary transfer belt 3 is transferred to the secondary transfer belt 12. In this case, the primary transfer belt 3 side and the secondary transfer belt 12 side are below the melting / penetration temperature of the toner with respect to the sheet in the range from the glass transition temperature of the toner to the softening temperature by the roller 3A and the heating roller 13, that is, at the time of fixing. The pressure between both rollers is set to 2-10 N / cm.2Therefore, the toner image on the primary transfer belt 3 is thermally transferred to the secondary transfer belt 12 at the transfer nip portion between the primary and secondary transfer belts via both rollers. In this case, the thermal transfer is a state in which the toner itself undergoes plastic deformation without being affected by electrostatic force, and is also transferred to the uneven surface on the side of the secondary transfer belt 12 using viscoelastic adhesion, that is, transferred by an anchor effect. Means the phenomenon Therefore, in order to obtain the transfer efficiency due to the anchor effect of the toner, in this embodiment, the relationship between the surface roughness between the primary transfer belt 3, the secondary transfer belt 12, and the sheet (recording medium) is 1 A relationship is set in which the surface roughness of the sheet (recording medium) is rougher than that of the secondary transfer belt 12 than that of the secondary transfer belt 3. Regarding the surface roughness, the primary transfer belt 3 has a surface roughness (Rz) set to 1 to 4 μm, the secondary transfer belt 12 has a surface roughness (Rz) set to 5 to 10 μm, and a sheet (recording) Medium) has a surface roughness (Rz) of 8 to 15 μm.
[0037]
When the thermal transfer to the secondary transfer belt 12 is completed, the primary transfer belt 3 can perform image transfer by superimposition again after the toner is removed by the cleaning device 11, and the superimposed transfer image is the primary transfer image. The toner image carried on the secondary transfer belt 12 is transferred together with the toner image carried on the sheet fed from the paper feeding section C while being carried on the transfer belt 3.
[0038]
The sheet on which the toner images are collectively transferred is separated from the secondary transfer belt 12 by the curvature separation when passing through the roller 12C located on the fixing device 17 side among the rollers around which the secondary transfer belt 12 is wound. Then, the toner advances to the fixing device 17, and the toner is melted and permeated by heating and pressurizing by the fixing device 17 to be fixed and discharged to the paper discharge tray 18. When the images transferred on both sides of the sheet are in page order, as described above, the toner images transferred by the primary transfer belt 3 are discharged downward in the discharge tray 18 so that they are aligned in the page order. Will be.
[0039]
On the other hand, in the single-sided printing mode of the sheet, there are a case where the image transferred only to the primary transfer belt 3 is transferred to the sheet and a case where the image transferred to the secondary transfer belt 12 is transferred to one side of the sheet. However, in the case of transferring the image on the primary transfer belt 3 side, the image transferred from the photosensitive member of each image forming unit to the primary transfer belt 3 is heated on the sheet by the roller 3A. Heat transfer. When the sheet carrying the image by thermal transfer is discharged S to the discharge tray 18, the image surface faces downward, and is discharged in a so-called face-down state.
[0040]
When the image forming process as described above is executed, the following characteristics are set so as not to lower the transfer efficiency of the primary transfer belt 3 and the secondary transfer belt 12.
The primary transfer belt 3 does not expand and contract, has an appropriate resistance value (surface resistance, deposition resistance), does not hinder electrostatic transfer of toner from the photoreceptor, and has a releasability with a contact angle of about 110 degrees with the toner. A structure in which a PFA tube (20 to 30 μm) is bonded to a seamless polyimide film having a thickness of 20 to 50 μm that is set to have this characteristic is used.
[0041]
The secondary transfer belt 12 has a releasability with a toner contact angle of about 90 degrees, and a configuration in which a seamless polyimide film having a thickness of 20 to 50 μm, which is set with this property, is coated with 20 to 100 μm of ETFE is used. It is done.
[0042]
Next, the characteristics of the toner used in this embodiment will be described.
Examples of black toner prescriptions and characteristics that are most noticeable on the background as toner prescriptions are presented. For color toner, instead of black toner carbon black, yellow master batch (mixture of yellow pigment Pigment Yellow 180 and polyol resin or polyester resin and water), magenta master batch (Pigment Red 57: 1 and polyol resin or polyester resin). And a mixture of water and a cyan master batch (Pigment Blue 15: 3 and a mixture of a polyol resin or a polyester resin and water) can be obtained by the same production method. In the present invention, since the combination of colors does not have a large meaning, detailed formulations and manufacturing methods are omitted, and the contained components are shown. Evaluations on transferability and fixability in this characteristic are shown in FIG. The result was obtained.
(1) Toner prescription A (black toner)
84 parts by weight of polyester resin
(Weight average molecular weight: 148000, Tg: 53)
Carnauba wax 5 parts by weight (melting point: 81 ° C)
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 100 ° C. using a biaxial extruder with the above formulation, pulverizing and classifying with an airflow pulverizer to obtain a weight average particle size of 7.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.45) Using a Henschel mixer, 0.75% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed to obtain toner “A”.
The toner had a softening temperature of 98 ° C. and a loose apparent density of 0.28 g / cc. As a carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 50 μm coated with methyl methacrylate resin (MMA) (film thickness: 0.5 μm) were used and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight to obtain developer A. .
(2) Toner Formula B (Black toner)
84 parts by weight of polyester resin
(Weight average molecular weight: 321000, Tg: 68)
Carnauba wax 5 parts by weight (melting point: 81 ° C)
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 150 ° C. using a biaxial extruder with the above formulation, pulverizing and classifying with an airflow pulverizer to obtain a weight average particle size of 8.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.45) Then, using a Henschel mixer, 0.50% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed to obtain toner “B”.
The toner had a softening temperature of 145 ° C. and a loose apparent density of 0.27 g / cc.
As a carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 50 μm coated with methyl methacrylate resin (MMA) (film thickness 0.5 μm) were used, and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight to obtain developer B.
(3) Toner prescription C (black toner)
84 parts by weight of styrene / butyl acrylate resin
(Weight average molecular weight: 231000, Tg: 68)
Carnauba wax 5 parts by weight (melting point: 81 ° C)
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 140 ° C. using a biaxial extruder with the above formulation, pulverizing and classifying with a mechanical pulverizer to obtain a weight average particle size of 6.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.20) Then, using a Henschel mixer, 1.00 wt% of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed to obtain toner “C”.
The toner had a softening temperature of 145 ° C. and a loose apparent density of 0.27 g / cc.
As a carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 50 μm coated with methyl methacrylate resin (MMA) (film thickness: 0.5 μm) were used, and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight to obtain developer C.
(4) Toner prescription D (black toner)
84 parts by weight of styrene / butyl acrylate resin
(Weight average molecular weight: 181500, Tg: 58)
Carnauba wax 5 parts by weight (melting point: 81 ° C)
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 110 ° C. using a biaxial extruder with the above formulation, pulverizing and classifying with a mechanical pulverizer to obtain a weight average particle size of 7.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.20) Then, using a Henschel mixer, 1.25% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed to obtain a toner “D”.
The toner had a softening temperature of 125 ° C. and a loose apparent density of 0.35 g / cc.
As a carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 50 μm coated with methyl methacrylate resin (MMA) (film thickness: 0.5 μm) were used, and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight to obtain developer D. .
[0043]
From the above results, with respect to transferability and fixability, satisfactory conditions can be obtained by controlling the transfer temperature and pressure.
[0044]
On the other hand, regarding the background stain, two types of patterns can be considered. One is one in which one toner is isolated and adheres to the background, and the other is one in which a plurality of toners aggregate and adhere to the background. When transferring using pressure and heat, the transfer can be performed regardless of the charge amount of the toner.
[0045]
A toner that is stochastically transferred in the gap between the photoreceptor and the sheet (recording medium) (expressed as a gap as the surface roughness (Rz) of the sheet). And a case where toner aggregates are formed and background stains are formed.
Even when the particle size of the toner is small, the probability of soiling increases when an aggregate is formed. This characteristic can be expressed by the loosening density as shown in the above result.
From the above, the toner has a good toner characteristic in which the toner particle size is smaller than the roughness of the transfer paper and it is difficult to form an aggregate of the toners.
[0046]
【The invention's effect】
  According to the first, second, and third aspects of the invention, the toner is transferred not by electrostatic force but by thermal transfer at the time of image transfer to the secondary transfer member constituting one of the members that perform batch transfer onto both sides of the recording medium. The temperature used for the thermal transfer is not higher than the melting / penetration temperature into the recording medium in the range of the glass transition temperature of the toner to the softening temperature, so that the toner dust phenomenon or The image can be transferred while preventing image bleeding. In particular,Since the toner particle size is smaller than the surface roughness (Rz) of the recording medium, even when adhering to the surface of the recording medium, unlike the case of toner larger than the surface roughness of the recording medium, it is difficult to recognize as background stains. Further, the relationship of the surface roughness is such that the surface roughness gradually increases in the transfer process from the primary transfer member to the secondary transfer member, and further from the secondary transfer member to the recording medium. Therefore, it is possible to improve the transfer efficiency to the recording medium using the anchor effect by the softened toner biting into the surface having a rough surface. In addition, as the transfer process shifts to the recording medium side, the biting into the surface is enhanced, so that the toner dust phenomenon is easily suppressed and the occurrence of background stains on the recording medium surface can be prevented.
[0051]
  Claim4According to the described invention, the pressure applied during thermal transfer from the primary transfer member to the secondary transfer member is 2 to 10 N / cm.2Therefore, the toner can be pushed in by effectively utilizing the soft plastic deformation of the toner. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of toner dust phenomenon and image bleeding phenomenon without impairing the toner transfer efficiency, and to eliminate background stains due to the presence of the protruding toner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a main configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a table showing the results of an evaluation experiment on characteristics of toner used in the image forming apparatus shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Image forming device
2 Imaging unit
3 Primary transfer belt
3A Roller with built-in heating source
4 Photoconductor
12 Secondary transfer belt
13 Heating roller
17 Fixing device
17A, 17B Heating roller

Claims (4)

潜像担持体上でトナーを用いて可視像化された画像を転写される1次転写体と、該1次転写体と対向当接可能に設けられ、該1次転写体に担持されている画像を熱転写される2次転写体とを備え、
上記2次転写体への画像転写後に再度上記1次転写体に転写される画像と上記2次転写体に担持されている画像とを記録媒体の両面に対して加熱・加圧により一括転写した後、記録媒体の両面に転写された画像を加熱・加圧により定着する程を実行する画像形成装置において、
上記可視像化に用いられるトナーは、その粒径が上記記録媒体の表面粗さ(Rz)よりも小さいものであり、上記1次転写体、2次転写体および記録媒体における表面粗さを、1次転写体よりも2次転写体、2次転写体よりも記録媒体の方が粗くなる関係とされていることを特徴とする画像形成装置
A primary transfer member to which an image visualized using toner on a latent image carrier is transferred, and is provided so as to be able to face and contact the primary transfer member, and is carried on the primary transfer member. A secondary transfer body to which an image is thermally transferred,
The image transferred to the primary transfer member again after the image transfer to the secondary transfer member and the image carried on the secondary transfer member were collectively transferred to both surfaces of the recording medium by heating and pressing. after the image forming apparatus to perform more Engineering for fixing by heat and pressure the image transferred to both sides of a recording medium,
The toner used for the visible image has a particle size smaller than the surface roughness (Rz) of the recording medium, and the surface roughness of the primary transfer body, the secondary transfer body, and the recording medium is reduced. An image forming apparatus characterized in that a recording medium is rougher than a secondary transfer body than a secondary transfer body than a primary transfer body .
請求項1記載の画像形成装置において、
上記潜像担持体は上記1次転写体に対向して複数設けられ、上記1次転写体に対して順次異なる色の画像を重畳転写可能な構成を備えていることを特徴とする画像形成装置
The image forming apparatus according to claim 1 Symbol placement,
An image forming apparatus comprising a plurality of the latent image carriers facing the primary transfer body and capable of sequentially transferring images of different colors on the primary transfer body. .
請求項1または2に記載の画像形成装置において、
上記1次転写体から2次転写体への熱転写の際の各転写体の温度がトナーのガラス転移点温度から軟化温度の範囲で記録媒体への溶融・浸透温度以下とされていることを特徴とする画像形成装置
The image forming apparatus according to claim 1 , wherein
The temperature of each transfer member at the time of thermal transfer from the primary transfer member to the secondary transfer member is set to be equal to or lower than the melting / penetration temperature to the recording medium in the range of the glass transition temperature of the toner to the softening temperature. An image forming apparatus .
請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置において、
上記1次転写体から2次転写体への熱転写時の圧力が2〜10N/cm に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An image forming apparatus, wherein a pressure at the time of thermal transfer from the primary transfer member to the secondary transfer member is set to 2 to 10 N / cm 2 .
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