JP2002287545A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP2002287545A
JP2002287545A JP2001086488A JP2001086488A JP2002287545A JP 2002287545 A JP2002287545 A JP 2002287545A JP 2001086488 A JP2001086488 A JP 2001086488A JP 2001086488 A JP2001086488 A JP 2001086488A JP 2002287545 A JP2002287545 A JP 2002287545A
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JP
Japan
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toner
image
fixing
image forming
forming apparatus
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Application number
JP2001086488A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yasutomi
啓 安富
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make use of toner releasability, energy conservation and recourse conservation and to prevent the degradation in the graininess of images in an image forming device equipped with a fixing device having a heating roller and a press roller. SOLUTION: The surface of the heating roller 12 is formed of a fluororesin and the toners of <=20 wt.% in the ratio of a binder resin having a molecular eight of >=100,000, >=9.0 μm in volume average grain size and <=5.0 wt.% in the rate of coloring agents.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱された定着部
材と、該定着部材に対向して配置された加圧部材との間
に、トナー像を担持した記録シートを、そのトナー像が
定着部材に接する向きにして通過させることにより、該
トナー像のトナーを加熱、加圧して該トナー像を記録シ
ートに定着する定着装置を有する画像形成装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording sheet carrying a toner image between a heated fixing member and a pressing member disposed opposite to the fixing member. The present invention relates to an image forming apparatus having a fixing device for fixing the toner image on a recording sheet by heating and pressing the toner of the toner image by passing the toner image in a direction in contact with a member.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或
いはこれらの少なくとも2つの機能を備えた複合機など
として構成される上記形式の画像形成装置は従来より周
知である。この形式の画像形成装置に用いられる定着装
置としては、例えば加熱手段により加熱される加熱ロー
ラ又は定着ベルトなどとして構成される定着部材と、加
圧ローラ或いは加圧ベルトなどとして構成される加圧部
材とを有する定着装置が主流となっている。この方式の
定着装置は記録シート上のトナー像のトナーを加熱する
と共に加圧して当該トナー像を記録シート上に定着する
ものである。かかる定着装置を、必要に応じて、圧熱定
着装置、その定着方式を圧熱定着方式し称し、オーブン
定着などの非加圧の定着方式と区別することにする。
2. Description of the Related Art An image forming apparatus of the above-mentioned type constituted as an electronic copying machine, a printer, a facsimile or a multifunction machine having at least two of these functions has been conventionally known. As a fixing device used for an image forming apparatus of this type, for example, a fixing member configured as a heating roller or a fixing belt heated by a heating unit, and a pressing member configured as a pressing roller or a pressing belt are used. Is the mainstream. This type of fixing device heats and pressurizes the toner of the toner image on the recording sheet to fix the toner image on the recording sheet. Such a fixing device is referred to as a pressure heat fixing device and a fixing method thereof as necessary, and is distinguished from a non-pressing fixing method such as oven fixing, if necessary.

【0003】従来の圧熱定着装置の一例をより具体的に
説明すると、当該定着装置の円筒状の加熱ローラは芯金
の外周面に耐熱性の樹脂皮膜(フッ素樹脂)を施してあ
り、トナー像を記録シートに定着する際の離型性を確保
してしている。また、加熱ローラの内部にはハロゲン棒
状ランプが配置されていて、加熱ローラを内部から加熱
する役目を担う。また、加熱ローラには、加圧ローラが
押圧されている。加圧ローラは、弾性層の表面にチュー
ブを被せた構成になっている。この弾性ローラ表面の被
覆チューブもやはりフッ素樹脂などの離型性に優れた材
料である。圧熱定着方式では、加熱ローラに対して加圧
ローラを押圧した状態で、両者の間に未定着トナー像を
担持した紙などの記録シートを通過させることにより、
加熱ローラ内部のランプからの熱によりトナーを溶融す
ると同時に、加熱ローラと加圧ローラとから受ける圧力
によって、トナーを記録シートに定着する。この圧熱定
着方式は、オーブン定着方式などに比べて、熱効率が高
いため省電力化が可能であり、高速性に優れることなど
から、現在もっとも広く利用されている定着方式であ
る。前述のように、加熱ローラの代りに定着ベルトを使
用し、また加圧部材として加圧ベルトを使用することも
できる。
An example of a conventional pressure heat fixing device will be described in more detail. The cylindrical heating roller of the fixing device has a heat-resistant resin film (fluororesin) formed on the outer peripheral surface of a cored bar. The releasability of fixing the image on the recording sheet is ensured. Further, a halogen rod-shaped lamp is arranged inside the heating roller, and plays a role of heating the heating roller from the inside. Further, a pressure roller is pressed against the heating roller. The pressure roller has a configuration in which a tube is placed on the surface of the elastic layer. The coating tube on the surface of the elastic roller is also a material having excellent releasability, such as a fluororesin. In the pressure heat fixing method, a recording sheet such as paper carrying an unfixed toner image is passed between the two while a pressure roller is pressed against a heating roller.
At the same time as the toner is melted by the heat from the lamp inside the heating roller, the toner is fixed to the recording sheet by the pressure received from the heating roller and the pressure roller. This pressure fixing method is the most widely used fixing method at present because it has higher thermal efficiency and can save power as compared with an oven fixing method or the like, and is excellent in high speed. As described above, a fixing belt can be used instead of the heating roller, and a pressure belt can be used as the pressure member.

【0004】圧熱定着装置は上述の如き多くの利点を有
しているが、発明者の実験によると、圧熱定着方式で
は、定着後の画像において、画質の基本特性である「粒
状性」が悪化するという結果が得られた。一方、オーブ
ン定着などの非加圧の定着方式では、このような粒状性
の悪化はあまり大きくないという結果が得られた。この
「粒状性」とは、画質の基本項目である、鮮鋭性、階調
性、粒状性、色再現性のうちの1項目であり、画像のざ
らつきを表す指標である。この「粒状性」については、
後でその定義を詳しく説明する。粒状性の悪化は、その
定義からして画質の低下に直結する。
[0004] Although the pressure heat fixing device has many advantages as described above, according to experiments by the inventor, in the pressure heat fixing method, "granularity" which is a basic characteristic of image quality in an image after fixing is obtained. Worsened. On the other hand, in a non-pressurized fixing system such as oven fixing, the result that such deterioration of the graininess was not so large was obtained. The “granularity” is one item among sharpness, gradation, granularity, and color reproducibility, which are basic items of image quality, and is an index indicating image roughness. About this "granularity",
The definition will be described later in detail. Deterioration of graininess, by definition, directly leads to deterioration of image quality.

【0005】圧熱定着装置の加熱ローラの構成として
は、加熱ローラの表面を、「フッ素樹脂でコートしてあ
るタイプ」、「フッ素樹脂から形成されたチューブで被
覆されたタイプ」、「シリコーン弾性層等で表面層を持
たないタイプ」とに大別することができる。前2つのタ
イプでは表面がフッ素樹脂であるため、トナー離型性に
優れ、ホットオフセット等に優れるという特徴がある。
加熱ローラの表面に離型剤を塗布しないいわゆるオイル
レス定着を行っている画像形成装置では、加熱ローラは
上述の前2タイプのいずれかである。
[0005] The configuration of the heating roller of the pressure fixing device is such that the surface of the heating roller is "type coated with fluororesin", "type coated with a tube formed of fluororesin", "silicone elasticity". Layer and the like having no surface layer ". Since the surfaces of the two types are made of a fluororesin, they are excellent in toner releasability and hot offset.
In an image forming apparatus that performs so-called oilless fixing without applying a release agent to the surface of the heating roller, the heating roller is one of the above two types.

【0006】一方、画像形成装置で使用するトナーに関
しては、近年の省エネルギー化の要請により、低定着エ
ネルギー化が要求されている。このような要請に対して
は、トナーを構成する結着樹脂を低軟化温度化すること
で対応とする場合が一般的である。具体的には結着樹脂
の低分子量成分(分子量10万以下)の割合を大きくす
ることによって、低軟化温度化を達成することができ
る。
On the other hand, with respect to toner used in an image forming apparatus, low fixing energy is required in recent years due to a demand for energy saving. In general, such a demand is met by lowering the softening temperature of the binder resin constituting the toner. Specifically, the softening temperature can be reduced by increasing the ratio of the low molecular weight component (molecular weight of 100,000 or less) of the binder resin.

【0007】また、近年の省資源化の観点からは、トナ
ーの体積平均粒径は大きい方が望ましい。具体的にはト
ナーの体積平均粒径が9.0μm以上であることが望ま
しい。これは、トナーを粉砕して分級を行う際に、微粉
成分(おおむね3.0μm以下)を除去しなければなら
ないためである。仮に、トナーがこれらの微粉成分を含
んだままであると、現像装置において用いられる現像剤
のキャリアにトナーが固着するスペントや、現像スリー
ブにトナーが固着するスリーブ固着といった問題を発生
しやすい。トナーの粉砕、分級工程で、このような微粉
除去を行わなければならないため、トナーの体積平均粒
径を小さくした場合には、微粉として除去される量が増
加してしまうといった問題が必然的に発生してしまう
(いわゆる収率が悪化するのである)。これらの除去さ
れた微粉成分は、廃棄せざるを得ないことから、廃棄物
低減を阻害する要因となる。具体的には体積平均粒径が
9.0μm以上であれば、トナーの収率は約95%と良
好な収率を確保することが可能である。このため、トナ
ーの体積平均粒径は、廃棄物低減の観点からは、9.0
μm以上であることが望ましいのである。
From the viewpoint of resource saving in recent years, it is desirable that the toner has a large volume average particle diameter. Specifically, it is desirable that the volume average particle diameter of the toner is 9.0 μm or more. This is because the fine powder component (generally 3.0 μm or less) must be removed when the toner is pulverized and classified. If the toner still contains these fine powder components, problems such as spent on the carrier of the developer used in the developing device and sticking of the sleeve on the developing sleeve tend to occur. Since such fine powder must be removed in the toner crushing and classifying process, when the volume average particle diameter of the toner is reduced, the problem that the amount removed as fine powder increases is inevitable. Occurs (the so-called yield deteriorates). Since these removed fine powder components have to be discarded, they become a factor that hinders waste reduction. Specifically, when the volume average particle size is 9.0 μm or more, a good toner yield of about 95% can be ensured. Therefore, the volume average particle diameter of the toner is 9.0 from the viewpoint of reducing waste.
It is desirable that it is not less than μm.

【0008】しかしながら発明者は、上述の低軟化温度
化を施した結着樹脂によって構成され、体積平均粒径が
9.0μm以上であるようなトナーを使用し、なおかつ
このトナーを加熱ローラの表面がフッ素樹脂である定着
装置と組み合わせた場合に、上述の定着工程における粒
状性の悪化が、きわめて大きくなってしまうことを見出
した。
However, the inventor has used a toner having a volume average particle diameter of not less than 9.0 μm, which is made of a binder resin having been subjected to the above-mentioned softening temperature reduction, and furthermore, has used this toner on the surface of the heating roller. It has been found that when combined with a fixing device of which is a fluororesin, the deterioration of the graininess in the above-mentioned fixing step becomes extremely large.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような低軟化温度化を施し、体積平均粒径が9.0μm
以上のトナーを、定着部材の表面がフッ素樹脂である定
着装置と組み合わせた場合でも、粒状性の悪化しない画
像形成装置を提供することにある。かかる画像形成装置
により、トナー離型性に優れ、かつ省エネルギー化、省
資源化を同時に達成するすることが可能となる。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide such a low softening temperature and to achieve a volume average particle size of 9.0 μm.
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus which does not deteriorate in graininess even when the above toner is combined with a fixing device in which the surface of a fixing member is made of a fluororesin. With such an image forming apparatus, it is possible to simultaneously achieve excellent toner release properties and energy and resource savings.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、冒頭に記載した形式の画像形成装置におい
て、前記トナー像に接する定着部材の表面がフッ素樹脂
より成り、前記トナー中の結着樹脂は、分子量10万以
上の樹脂の比率が20重量%以下であり、かつ該トナー
の体積平均粒径は9.0μm以上であり、該トナー中の
着色剤の比率は5.0重量%以下であることを特徴とす
る画像形成装置を提案する(請求項1)。
According to the present invention, in order to achieve the above object, in an image forming apparatus of the type described at the beginning, a surface of a fixing member in contact with the toner image is made of a fluororesin, In the binder resin, the ratio of the resin having a molecular weight of 100,000 or more is 20% by weight or less, the volume average particle diameter of the toner is 9.0 μm or more, and the ratio of the colorant in the toner is 5.0% by weight. % Is proposed (claim 1).

【0011】その際、前記トナー中の着色剤の比率が
2.0重量%以上であると有利である(請求項2)。
At this time, it is advantageous that the ratio of the colorant in the toner is 2.0% by weight or more.

【0012】また、上記請求項1又は2に記載の画像形
成装置において、前記定着装置の定着部材は弾性層を有
していない定着部材として構成されていると有利である
(請求項3)。
In the image forming apparatus according to the first or second aspect, it is advantageous that the fixing member of the fixing device is configured as a fixing member having no elastic layer.

【0013】さらに、上記請求項1乃至3のいずれかに
記載の画像形成装置において、前記トナー像を形成する
現像装置を有し、該現像装置は、現像剤を担持して、該
現像剤を静電潜像の可視像化が行われる現像領域に搬送
する現像剤担持搬送部材を具備し、該現像剤担持搬送部
材の周面の線速が900mm/sec以上に設定されていると
有利である(請求項4)。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a developing device for forming the toner image, the developing device carrying a developer, and It is preferable that the image forming apparatus further includes a developer-carrying and conveying member that conveys the electrostatic latent image to a developing area where visualization of the electrostatic latent image is performed. (Claim 4).

【0014】また、上記請求項1乃至4のいずれかに記
載の画像形成装置において、前記定着装置は、その定着
部材の表面に離型剤を塗布しないオイルレス定着装置と
して構成されていると有利である(請求項5)。
Further, in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, it is advantageous that the fixing device is configured as an oilless fixing device that does not apply a release agent to the surface of the fixing member. (Claim 5).

【0015】さらに、上記請求項1乃至5のいずれかに
記載の画像形成装置において、前記トナーの結着樹脂は
ポリエステル樹脂であると有利である(請求項6)。
Further, in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, it is advantageous that the binder resin of the toner is a polyester resin.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に従って詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】図1は電子写真プロセスを用いる静電複写
機、レーザプリンタ、ファクシミリ或いはその複合機な
どとして構成される現像装置の概略を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a developing device configured as an electrostatic copying machine, a laser printer, a facsimile or a multifunction machine using an electrophotographic process.

【0018】像担持体の一例であるドラム状の感光体1
は、導体の表面に感光層を塗布することによって形成さ
れ、矢印方向に回転する。画像形成装置では次のような
手順で画像の形成を行う。 1.帯電装置2では、感光体1の表面を所望の電位に帯
電する。 2.露光装置3では、帯電された感光体1を露光して、
所望の画像に対応する静電潜像を感光体上に形成する。 3.現像装置4では、露光装置によってつくられた静電
潜像を、トナーによって現像し感光体上にトナー像を形
成する。 4.転写装置5は、感光体上のトナー像を不図示の搬送
装置によって搬送される紙などの記録シート6上に転写
する。 5.クリーニング装置7は、転写装置5で記録シート6
上に転写されず感光体上に残ったトナーを清掃する。 6.転写装置によって、トナー像を転写された記録シー
ト6は定着装置8へ搬送される。定着装置8では、トナ
ーは加熱され、記録シート上に定着される。 感光体1は矢印方向に回転するため、上記の1〜6の工
程を繰り返すことによって記録シート上に所望の画像が
形成されていく。
Drum-shaped photosensitive member 1 as an example of an image carrier
Is formed by applying a photosensitive layer to the surface of the conductor, and rotates in the direction of the arrow. The image forming apparatus forms an image in the following procedure. 1. The charging device 2 charges the surface of the photoconductor 1 to a desired potential. 2. In the exposure device 3, the charged photoconductor 1 is exposed,
An electrostatic latent image corresponding to a desired image is formed on a photoconductor. 3. In the developing device 4, the electrostatic latent image created by the exposure device is developed with toner to form a toner image on the photoconductor. 4. The transfer device 5 transfers the toner image on the photoconductor onto a recording sheet 6 such as paper conveyed by a conveyance device (not shown). 5. The cleaning device 7 uses the transfer device 5 to record the recording sheet 6.
The toner remaining on the photoreceptor without being transferred onto the surface is cleaned. 6. The recording sheet 6 to which the toner image has been transferred by the transfer device is conveyed to the fixing device 8. In the fixing device 8, the toner is heated and fixed on the recording sheet. Since the photoreceptor 1 rotates in the direction of the arrow, a desired image is formed on the recording sheet by repeating the above steps 1 to 6.

【0019】(実施例1)図1に示した画像形成装置の
より具体的な構成は次のとおりであるが、これらはあく
までも一例であって、これに限定されるものではない。
この構成の画像形成装置を実施例1とする。
(Embodiment 1) The more specific configuration of the image forming apparatus shown in FIG. 1 is as follows, but these are merely examples, and the present invention is not limited thereto.
An image forming apparatus having this configuration is referred to as a first embodiment.

【0020】感光体1は導体(アルミニウムなど)の表
面に、感光層を塗布することによって形成され、かかる
感光体1の直径は60mmであり、その表面の周速は2
30mm/secである。図1に示した帯電装置2は、
いわゆる接触ローラ帯電装置であり、芯金上に中抵抗の
導電性をもつ弾性層(厚み3mm)が形成された構成の
帯電ローラに、電源によって直流電圧(−1.35k
V)を印加し、感光体を均一(−600V)に帯電す
る。
The photosensitive member 1 is formed by applying a photosensitive layer to the surface of a conductor (such as aluminum). The diameter of the photosensitive member 1 is 60 mm, and the peripheral speed of the surface is 2 mm.
30 mm / sec. The charging device 2 shown in FIG.
This is a so-called contact roller charging device, and a direct current voltage (-1.35 k) is applied to a charging roller having a configuration in which an elastic layer (thickness: 3 mm) having medium resistance conductivity is formed on a cored bar.
V) to charge the photoconductor uniformly (-600 V).

【0021】露光装置3は、帯電装置2で均一に帯電さ
れた感光体1の表面に、目的の画像に対応した光を照射
することによって、静電潜像を形成する。露光装置の光
源はレーザーダイオードであり、ポリゴンミラーによっ
て、感光体上をレーザービームで照射しながら走査して
いく。ビーム径は主走査方向50μm、副走査方向60
μmである。
The exposure device 3 forms an electrostatic latent image by irradiating the surface of the photoconductor 1 uniformly charged by the charging device 2 with light corresponding to a target image. The light source of the exposure device is a laser diode, which scans the photosensitive member while irradiating it with a laser beam by a polygon mirror. The beam diameter is 50 μm in the main scanning direction and 60 in the sub scanning direction.
μm.

【0022】現像装置4は、2成分現像装置であり、ト
ナーとキャリア(粒径50μm)をトナー濃度5.0%
に混合した現像剤DAが現像容器9内に収納されてい
る。現像装置4では、この現像剤を現像スリーブ10に
よって、感光体1と現像スリーブ10との対向部へと搬
送する。感光体と現像スリーブの間の距離(いわゆる現
像ギャップ)は0.3mmである。現像スリーブ10に
は電源により直流電圧(−400V)が印加されている
ため、感光体上の静電潜像に対応してトナーが感光体上
に付着する。いわゆる反転現像が行われる。また、現像
スリーブ10の周速は、ここでは460mm/secで
ある。感光体1と現像スリーブ10との線速比は2.0
である。
The developing device 4 is a two-component developing device, in which a toner and a carrier (particle diameter: 50 μm) have a toner concentration of 5.0%.
Is stored in the developing container 9. In the developing device 4, the developer is transported by the developing sleeve 10 to a portion where the photoconductor 1 and the developing sleeve 10 are opposed to each other. The distance between the photoconductor and the developing sleeve (so-called developing gap) is 0.3 mm. Since a DC voltage (−400 V) is applied to the developing sleeve 10 from a power supply, toner adheres to the photoconductor in accordance with the electrostatic latent image on the photoconductor. So-called reversal development is performed. The peripheral speed of the developing sleeve 10 is 460 mm / sec here. The linear velocity ratio between the photosensitive member 1 and the developing sleeve 10 is 2.0
It is.

【0023】転写装置5は、現像装置で現像されたトナ
ー像を不図示の給紙装置から搬送された記録シート6上
に転写する。実施例1の転写装置は転写ベルトと電源と
からなり、電源から転写ベルトに電圧を印加する。印加
する電圧は定電流制御とし、30μAである。
The transfer device 5 transfers the toner image developed by the developing device onto the recording sheet 6 conveyed from a paper feeding device (not shown). The transfer device according to the first embodiment includes a transfer belt and a power supply, and applies a voltage to the transfer belt from the power supply. The applied voltage is constant current control and is 30 μA.

【0024】クリーニング装置7は弾性体から形成され
るブレード11を有し、このブレード11によって感光
体上の残留トナー像(転写残トナー)を掻き取り除去し
て、感光体表面のクリーニングを行う。
The cleaning device 7 has a blade 11 made of an elastic material, and the blade 11 removes a residual toner image (transfer residual toner) on the photoreceptor to clean the surface of the photoreceptor.

【0025】転写装置によって記録シート(紙など)上
に転写されたトナー像は、定着装置に搬送され、定着手
段で加熱加圧することによって、トナー像が記録紙シー
ト上に定着され、画像形成装置機外へと排出され、出力
画像となる。実施例1の定着装置の詳しい構成について
は後で説明を行う。上述の工程を繰り返すことによっ
て、所望の画像を記録シート上に形成することが可能に
なる。
The toner image transferred onto the recording sheet (paper or the like) by the transfer device is conveyed to a fixing device, and the toner image is fixed on the recording paper sheet by heating and pressurizing by a fixing unit. The image is discharged out of the machine and becomes an output image. The detailed configuration of the fixing device according to the first embodiment will be described later. By repeating the above steps, a desired image can be formed on the recording sheet.

【0026】現像装置4の現像スリーブ10は、図1に
おける時計方向に回転駆動され、その内部に設けられた
図示していない磁石との協働作用により、現像剤DAを
現像スリーブ10と感光体1との間の現像領域に搬送す
る。かかる現像スリーブ10は、現像剤を担持して、そ
の現像剤を静電潜像の可視像化が行われる現像領域へ搬
送する現像剤担持搬送部材の一例を構成するものであ
る。
The developing sleeve 10 of the developing device 4 is driven to rotate clockwise in FIG. 1 and cooperates with a magnet (not shown) provided therein to transfer the developer DA to the developing sleeve 10 and the photosensitive member. 1 to the developing area. The developing sleeve 10 forms an example of a developer-carrying / transporting member that carries the developer and transports the developer to a development area where the electrostatic latent image is visualized.

【0027】図2は、図1に示した実施例1の定着装置
8の概略拡大図である。ここに示した定着装置8は、圧
熱定着方式を採用したものであり、定着部材の一例であ
る加熱ローラ12と、加圧部材の一例である加圧ローラ
13とを有している。加圧ローラ13は、加熱ローラ1
2に対向して配置され、かつ当該加圧ローラ13の周面
が加熱ローラ12の周面に対して圧接され、所定幅のニ
ップが形成されている。これらのローラ12,13はそ
れぞれ矢印方向に回転する。加熱ローラ12の内部に
は、加熱源としてのヒータ14が配置され、加熱ローラ
12はこのヒータ14により加熱され、当該加熱ローラ
12の表面がトナー像の定着に適した温度に保たれる。
FIG. 2 is a schematic enlarged view of the fixing device 8 of the first embodiment shown in FIG. The fixing device 8 shown here adopts a pressure heat fixing method, and has a heating roller 12 as an example of a fixing member and a pressing roller 13 as an example of a pressing member. The pressure roller 13 is a heating roller 1
2, and the peripheral surface of the pressure roller 13 is pressed against the peripheral surface of the heating roller 12 to form a nip having a predetermined width. These rollers 12, 13 each rotate in the direction of the arrow. A heater 14 as a heating source is disposed inside the heating roller 12, and the heating roller 12 is heated by the heater 14, so that the surface of the heating roller 12 is maintained at a temperature suitable for fixing a toner image.

【0028】感光体1から転写された未定着トナー像T
を担持した記録シート6は、そのトナー像Tが加熱ロー
ラ12に接する向きにして矢印Aで示す如く加熱ローラ
12と加圧ローラ13の間に送り込まれ、当該記録シー
ト6がこれらのニップを通過する。このとき、トナー
は、ヒータ14により加熱された加熱ローラ12からの
熱により溶融すると同時に、加熱ローラ12と加圧ロー
ラ13とから圧力を受ける。このようにしてトナー像が
記録シート6に定着される。定着ベルトより成る定着部
材や、加圧ベルトから成る加圧部材などを用いることも
できる。また定着部材を外部から加熱するように構成し
てもよい。
Unfixed toner image T transferred from photoreceptor 1
Is transported between the heating roller 12 and the pressure roller 13 as indicated by an arrow A in a direction in which the toner image T contacts the heating roller 12, and the recording sheet 6 passes through these nips. I do. At this time, the toner is melted by the heat from the heating roller 12 heated by the heater 14, and at the same time, receives the pressure from the heating roller 12 and the pressure roller 13. Thus, the toner image is fixed on the recording sheet 6. A fixing member including a fixing belt, a pressing member including a pressing belt, and the like can also be used. Further, the fixing member may be configured to be heated from the outside.

【0029】上述のように、定着装置は、加熱された定
着部材と、その定着部材に対向して配置された加圧部材
との間に、トナー像を担持した記録シートを、そのトナ
ー像が定着部材に接する向きにして通過させることによ
り、そのトナー像のトナーを加熱、加圧して該トナー像
を記録シートに定着するように構成されている。この形
式の定着装置が圧熱定着装置である。
As described above, the fixing device transfers the recording sheet carrying the toner image between the heated fixing member and the pressing member disposed opposite to the fixing member. By passing the toner image in a direction in contact with the fixing member, the toner of the toner image is heated and pressed to fix the toner image on the recording sheet. This type of fixing device is a pressure heat fixing device.

【0030】図2に示した実施例1の定着装置において
は、加熱ローラ12は直径30mm、長さ350mmの
円筒形状であり、鉄の芯金(厚み0.3mm)上に接着
層であるプライマー層を介してフッ素樹脂層(PTF
E、16μm)を形成してある。このように、トナー像
に接する定着部材の表面がフッ素樹脂より成る。またこ
の例の加熱ローラ12より成る定着部材は弾性層を有し
ていない定着部材として構成されている。この加熱ロー
ラ内に配置された加熱源はハロゲン棒状ヒータ14であ
り、そのハロゲン棒状ヒータ14は800Wの発熱量で
ある。実施例1ではこのハロゲン棒状ヒータ14から発
生する熱によって加熱ローラ表面を110〜220℃に
加熱する。加圧ローラ13は直径30mm、長さ35m
mの円筒形状でり、芯金(直径20mm)上に弾性層
(発泡シリコーンゴム、5mm)、さらに弾性層の表面
にはフッ素樹脂層(PTFE、50μm)が形成されて
いる。加圧ローラ13の加熱ローラ12に対する押圧力
は20N〜100Nであり、ニップ幅が2〜10mmに
なるようになっている。ここに示した各構成はあくまで
も一例であり、他の適宜な構成を採用してもよく、要
は、記録シート上のトナー像を加熱、加圧することによ
って記録シートに定着することが可能であり、かつ定着
部材の表面がフッ素樹脂であればどのようなものであっ
ても良い。
In the fixing device according to the first embodiment shown in FIG. 2, the heating roller 12 has a cylindrical shape with a diameter of 30 mm and a length of 350 mm, and has a primer as an adhesive layer on an iron core (thickness 0.3 mm). Fluororesin layer (PTF)
E, 16 μm). As described above, the surface of the fixing member that is in contact with the toner image is made of fluororesin. Further, the fixing member including the heating roller 12 in this example is configured as a fixing member having no elastic layer. The heating source disposed in the heating roller is a halogen rod-shaped heater 14, which generates 800 W of heat. In the first embodiment, the surface of the heating roller is heated to 110 to 220 ° C. by the heat generated from the halogen rod heater 14. The pressure roller 13 has a diameter of 30 mm and a length of 35 m
The elastic layer (foamed silicone rubber, 5 mm) is formed on a metal core (diameter: 20 mm), and a fluororesin layer (PTFE, 50 μm) is formed on the surface of the elastic layer. The pressing force of the pressure roller 13 against the heating roller 12 is 20 N to 100 N, and the nip width is 2 to 10 mm. Each configuration shown here is merely an example, and other appropriate configurations may be adopted. In short, it is possible to fix the toner image on the recording sheet to the recording sheet by heating and pressing. The fixing member may be of any type as long as the surface is a fluororesin.

【0031】また実施例1の画像形成装置の定着装置は
いわゆるオイルレスタイプの定着装置であり、加熱ロー
ラ12より成る定着部材の表面に離型剤が塗布されない
ように構成されているが、勿論、加熱ローラ12の周面
に離型剤を塗布するように構成することもできる。
The fixing device of the image forming apparatus according to the first embodiment is a so-called oil-less type fixing device, which is configured so that the releasing agent is not applied to the surface of the fixing member including the heating roller 12. Alternatively, a configuration may be employed in which a release agent is applied to the peripheral surface of the heating roller 12.

【0032】トナー中の結着樹脂は、分子量10万以上
の樹脂の比率が20重量%以下であり、実施例1ではこ
の比率を20重量%に設定してある。結着樹脂の分子量
はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)
で測定することが可能である。実施例1の画像形成装置
で使用するトナーは、この測定方法により、結着樹脂中
の高分子量成分(分子量10万以上)の比率が20重量
%以下であるように限定される。トナーの結着樹脂をこ
のような成分構成にすることにより、トナーの温度特性
を示すガラス転移温度、軟化温度を低くすることができ
る。この結果、少ない定着エネルギーでトナーを記録シ
ート上に定着することが可能となる。具体的には、結着
樹脂中における分子量10万以上の成分の比率を20重
量%以下にした場合には、定着エネルギーを0.2ca
l/cm以下に抑えることができ、定着装置の省エネ
ルギー化を達成することができる。
The ratio of the resin having a molecular weight of 100,000 or more to the binder resin in the toner is 20% by weight or less. In Example 1, this ratio is set to 20% by weight. The molecular weight of the binder resin is GPC (gel permeation chromatography)
It is possible to measure with. According to this measuring method, the toner used in the image forming apparatus of Example 1 is limited so that the ratio of the high molecular weight component (molecular weight of 100,000 or more) in the binder resin is 20% by weight or less. When the binder resin of the toner has such a component configuration, the glass transition temperature and the softening temperature indicating the temperature characteristics of the toner can be lowered. As a result, the toner can be fixed on the recording sheet with a small fixing energy. Specifically, when the ratio of the component having a molecular weight of 100,000 or more in the binder resin is set to 20% by weight or less, the fixing energy becomes 0.2 ca.
1 / cm 2 or less, and energy saving of the fixing device can be achieved.

【0033】一方で、結着樹脂中における分子量10万
以上の成分の比率を必要以上に小さくした場合には、ト
ナーのブロッキングやホットオフセットが発生しやすく
なると言った問題がある。このため、結着樹脂中におけ
る分子量10万以上の成分の比率は、少なくとも5%程
度は確保しておく方がこれらの問題が発生しにくくなり
望ましい。
On the other hand, if the ratio of the component having a molecular weight of 100,000 or more in the binder resin is made unnecessarily small, there is a problem that toner blocking and hot offset are likely to occur. For this reason, it is preferable that the ratio of the component having a molecular weight of 100,000 or more in the binder resin is at least about 5% because these problems are less likely to occur.

【0034】また、実施例1のトナーを構成する結着樹
脂はポリエステル樹脂である。トナーを構成する樹脂と
してはこのほか、スチレン/アクリル共重合体がある
が、顔料分散性、靱性の点からポリエステル樹脂が望ま
しい。ポリエステル樹脂に使用されるモノマーとして
は、テレフタル酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、
琥珀酸などの2官能酸モノマーもしくはその誘導体、ビ
スフェノールA誘導体、エチレングリコール、ネオペン
チルグリコールなどの2官能アルコールモノマーが挙げ
られる。これらの酸モノマーとアルコールモノマーとの
縮重合により、ポリエステル樹脂を製造することができ
る。
The binder resin constituting the toner of the first embodiment is a polyester resin. In addition to the resin constituting the toner, there is a styrene / acrylic copolymer, and a polyester resin is preferable in terms of pigment dispersibility and toughness. Monomers used in polyester resins include terephthalic acid, phthalic acid, fumaric acid, maleic acid,
Examples thereof include bifunctional acid monomers such as succinic acid or derivatives thereof, bisphenol A derivatives, and bifunctional alcohol monomers such as ethylene glycol and neopentyl glycol. A polyester resin can be produced by condensation polymerization of these acid monomers and alcohol monomers.

【0035】トナーの体積平均粒径は9.0μm以上で
あり、実施例1では、体積平均粒径が9.5μmの粉砕
トナーが使用されている。実施例1のトナーは上述の結
着樹脂を帯電制御剤、後述の着色剤などと混練りしたあ
と、冷却、粗粉砕し、その後、ジェットミルと気流分級
機とによって、所定の粒径になるようにこの工程を繰り
返す。トナーの粒径測定はコールターカウンター(コー
ルター社製)で行ったものである。
The volume average particle diameter of the toner is 9.0 μm or more. In Example 1, a ground toner having a volume average particle diameter of 9.5 μm is used. The toner of Example 1 is obtained by kneading the above-mentioned binder resin with a charge controlling agent, a colorant described below, etc., then cooling and coarsely pulverizing, and thereafter, has a predetermined particle size by a jet mill and an airflow classifier. This step is repeated as described above. The particle size of the toner was measured with a Coulter counter (manufactured by Coulter Corporation).

【0036】図3は3.0μm以下の微粉成分の発生率
と粉砕トナーの体積平均粒径との関係を表したグラフで
ある。この微粉成分(体積平均粒径3.0μm以下の粒
子)は、従来技術の項で指摘したように、スペントやス
リーブ固着といった問題の原因となるため、除去しなけ
ればならない。しかしながら、トナーの微粉成分は、粉
砕トナーの体積平均粒径の狙い値が小さくなるに従っ
て、必然的に多くなってしまう。微粉成分は、再利用な
どが事実上困難であり廃棄せざるを得ないため、廃棄物
の増大と言った問題を引き起こす。これは、近年の省資
源化の要請に全く反するものであり、地球環境保全の観
点から望ましくない。また、粉砕トナーの体積平均粒径
の狙い値を小さく(9.0μm以下)した場合には、繰
り返しの粉砕回数が多くなるため、ジェットミル、気流
分級の工程で、これらの大型設備を長時間稼働させなけ
ればならず、省エネルギー化の観点からも望ましいもの
ではない。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the occurrence rate of fine powder components of 3.0 μm or less and the volume average particle size of the pulverized toner. This fine powder component (particles having a volume average particle diameter of 3.0 μm or less) causes problems such as spent and sticking of the sleeve, as pointed out in the section of the prior art, and therefore must be removed. However, the fine powder component of the toner necessarily increases as the target value of the volume average particle diameter of the pulverized toner decreases. Fine powder components are practically difficult to reuse and must be discarded, thus causing a problem of increased waste. This is completely contrary to the recent demand for resource saving, and is not desirable from the viewpoint of global environmental conservation. Also, when the target value of the volume average particle size of the pulverized toner is reduced (9.0 μm or less), the number of repetitive pulverizations increases. It must be operated, which is not desirable from the viewpoint of energy saving.

【0037】図3から判るように、トナーの体積平均粒
径を9.0μm以上にすることにより体積平均粒径3μ
m以下の微粉成分の発生率を5.0%以下にすることが
可能である。微粉成分の発生率の目安としては5.0%
である。この5.0%の分が粉砕、分級の過程で取り除
かれ、廃棄される。ちなみに、実施例1ではトナーの体
積平均粒径は9.5μmであることから、微粉の比率は
4.5%であり、トナー製造工程での省資源化に寄与す
ることができる。
As can be seen from FIG. 3, by setting the volume average particle size of the toner to 9.0 μm or more, the volume average particle size becomes 3 μm.
m or less can be reduced to 5.0% or less. As a guide for the incidence of fine powder components, 5.0%
It is. This 5.0% is removed in the process of pulverization and classification and discarded. Incidentally, in Example 1, since the volume average particle diameter of the toner is 9.5 μm, the ratio of the fine powder is 4.5%, which can contribute to resource saving in the toner manufacturing process.

【0038】トナー中に含まれる着色剤の比率は5.0
重量%以下である。着色剤は、上述の混練り工程で帯電
制御剤などと共に結着樹脂中に分散される。実施例1で
は、このとき着色剤の比率が5.0%であるようにし
た。実施例1ではトナー中に含まれる着色剤はカーボン
ブラックである。
The ratio of the colorant contained in the toner is 5.0.
% By weight or less. The colorant is dispersed in the binder resin together with the charge control agent and the like in the kneading step. In Example 1, the ratio of the coloring agent was set to 5.0% at this time. In Example 1, the colorant contained in the toner is carbon black.

【0039】実施例1では、定着装置として加熱ロー
ラの表面をフッ素樹脂で構成、トナー中の結着樹脂
は、分子量が10万以上の樹脂の比率が20重量%以
下、トナーの体積平均粒径が9.0μm以上、トナ
ーの着色剤の比率が5.0重量%以下である。〜の
組み合わせで画像形成装置を構成した場合には、従来技
術の組み合わせとして、ホットオフセットに優れ、
定着エネルギーを抑えることができるため省エネルギー
化が達成でき、トナー製造工程における微粉発生を低
減できることによる廃棄物の低減が達成可能な画像形成
装置を実現することができる。しかしながら、上述の
〜を組合わせた場合、発明者らの実験によると画像の
基本特性である「粒状性」が悪化してしまうことが明ら
かになった。
In the first embodiment, the surface of the heating roller is made of a fluororesin as a fixing device, the binder resin in the toner has a ratio of a resin having a molecular weight of 100,000 or more to 20% by weight or less, and the volume average particle diameter of the toner. Is 9.0 μm or more, and the ratio of the colorant in the toner is 5.0% by weight or less. When an image forming apparatus is configured by a combination of the following, the combination of the prior art is excellent in hot offset,
Since the fixing energy can be suppressed, energy saving can be achieved, and an image forming apparatus that can achieve reduction of waste by reducing generation of fine powder in a toner manufacturing process can be realized. However, when the above-described combinations are combined, experiments by the inventors have revealed that the "granularity" which is a basic characteristic of an image is deteriorated.

【0040】この「粒状性」とは、一般に高画質の指標
と考えられている「ドット再現性」とは異なり、次のよ
うに定義される。実施例1の画像形成装置において、定
着装置を通過したあとにおいても、粒状性が悪化しなく
なることの説明をおこなう前に、画質の基本特性である
粒状性の説明を最初に行う。粒状性とは、「均一である
べき画像がどれだけざらついているかを表す主観評価
値」と定義される。この主観的な評価値である粒状性を
客観的に表した量が粒状性の評価尺度であり、粒状度で
ある。粒状度として標準化されているものとしてRMS
粒状度があり、ANSI PH-2.40-1985で標準化されてい
る。 RMS粒状度(σ)=[1/N Σ(Di−D)
1/2 Diは濃度分布、Dは平均濃度(D=1/NΣDi)で
ある。このほか、画像の濃度変動のパワースペクトラム
である Winer Spectrum を用いた粒状度が定義されてい
る。XeroxのDooleyとShawは Winer Spectrum を適用
し、視覚の空間周波数特性(Visual Transfer Function
: VTF)とカスケードした後、積分した値を粒状度(G
S)とした(詳細はDooley,Rshaw Noise Perception in
Electrophotography,J.Appl.Photogr.Eng.,5,4(1979),
pp190-196)。 GS=exp(−1.8D)∫(WS(f))1/2
TF(f)df D:平均濃度 f:空間周波数(c/mm) WS(f): Winer Spctrum VTF(f):視覚の空間周波数特性
This “granularity” is generally an index of high image quality.
Unlike “dot reproducibility,” which is considered to be
Is defined as In the image forming apparatus of the first embodiment,
The graininess does not deteriorate even after passing through the
Before we explain what is going to happen
A description of the graininess will be given first. Granularity is defined as "uniform
Subjective evaluation that shows how rough the power image should be
Value ". This subjective evaluation value, graininess,
The amount expressed objectively is an evaluation scale of granularity.
is there. RMS as standardized as granularity
Granularity, standardized in ANSI PH-2.40-1985
You. RMS granularity (σD) = [1 / NΣ (Di-D)2]
1/2  Di is the density distribution, D is the average density (D = 1 / NΣDi)
is there. In addition, the power spectrum of image density fluctuation
Granularity using Winer Spectrum is defined.
You. Xerox Dooley and Shaw apply Winer Spectrum
And visual spatial frequency characteristics (Visual Transfer Function
 : VTF) and the integrated value is taken as the granularity (G
S) (For details, see Dooley, Rshaw Noise Perception in
 Electrophotography, J. Appl. Photogr. Eng., 5, 4 (1979),
pp190-196). GS = exp (−1.8D) ∫ (WS (f))1/2V
TF (f) df D: average density f: spatial frequency (c / mm) WS (f): Winer Spctrum VTF (f): visual spatial frequency characteristics

【0041】ここでは粒状度を、このDooleyとShawの粒
状度をさらに発展させ、次の式によって定義する。 粒状度=exp(aL+b)∫(WS(f))1/2
VTF(f)df L:平均明度 f:空間周波数(c/mm) WS(f):明度変動のパワースペクロトラム VTF(f):視覚の空間周波数特性 a:係数(=0.1044) b:係数(=0.8944) この場合には、画像の濃度Dではなく、明度Lを使用
する。後者の方が色空間のリニアリティーに優れ、カラ
ー画像への適応性も優れる点が特徴である。以下、粒状
度をこの式によって定義することとして話を進める。
Here, the granularity is further developed from the Dooley and Shaw granularity and is defined by the following equation. Granularity = exp (aL + b) ∫ (WS L (f)) 1/2
VTF (f) df L * : Average lightness f: Spatial frequency (c / mm) WS L (f): Power spectrum of lightness fluctuation VTF (f): Visual spatial frequency characteristic a: Coefficient (= 0.1044) b: Coefficient (= 0.8944) In this case, the lightness L * is used instead of the image density D. The latter is characterized in that the linearity of the color space is excellent and the adaptability to a color image is also excellent. In the following, we will proceed with defining granularity by this equation.

【0042】粒状度はその定義からして画像のノイズ特
性を表している。出力画像の粒状度を上述の手法によっ
て測定することによって、画像のノイズ特性(ざらつ
き)を数値化することが可能である。粒状度の数値はそ
の定義からも分かるように、ざらつきが良好である場合
には値が小さく、ざらつきが悪くなるに従って値が大き
くなる。発明者は、出力画像をスキャナー(FT-S5000:
大日本スクリーン製)で読み込んだ後に、上述の計算式
にもとづき粒状度の計算をおこなった。
The granularity represents the noise characteristics of an image by its definition. By measuring the granularity of the output image by the above-described method, the noise characteristics (roughness) of the image can be quantified. As can be seen from the definition, the numerical value of the granularity is small when the roughness is good, and increases as the roughness becomes poor. The inventor uses the output image as a scanner (FT-S5000:
After reading with Dainippon Screen), the granularity was calculated based on the above formula.

【0043】発明者は、上述の定義式によって得られる
粒状度を評価の尺度にして、実施例1の画像形成装置
と、実施例1に比べてトナーの着色剤の比率を9.0重
量%にした場合の画像形成装置(比較例1)および、定
着時に画像面を加圧しないオーブン定着方式(比較例
2)での定着後画像の粒状度比較を行った。ちなみに、
比較例2のオーブン定着を行った時に使用したトナーは
実施例1でのトナーと同じ物(粒径9.5μm、着色剤
比率5.0%)である。比較例1で使用したトナー(粒
径9.5μm、着色剤比率9.0%)であっても、オー
ブン定着を行った場合には、粒状度は比較例2とほぼ同
じ値になることが分かった。(この結果は比較例2に極
めて近い値であったため、不図示。)実験はリコー製デ
ジタル複写機MF4570を改造した実験機によって未
定着のトナー像を紙(リコー製TYPE6200)上に
形成し、定着方法を変更する形式で行った。
The inventor uses the granularity obtained by the above-described definition as a measure of evaluation, and sets the ratio of the colorant of the toner to 9.0% by weight as compared with the image forming apparatus of Example 1 and Example 1. Then, the granularity of the image after fixing was compared with the image forming apparatus (Comparative Example 1) and the oven fixing method (Comparative Example 2) in which the image surface was not pressed during fixing. By the way,
The toner used in the oven fixing in Comparative Example 2 was the same as the toner in Example 1 (particle diameter: 9.5 μm, colorant ratio: 5.0%). Even with the toner used in Comparative Example 1 (particle size: 9.5 μm, colorant ratio: 9.0%), the granularity may be substantially the same as Comparative Example 2 when oven fixing is performed. Do you get it. (This result was very close to Comparative Example 2 and is not shown.) In the experiment, an unfixed toner image was formed on paper (Ricoh TYPE6200) using a modified Ricoh digital copying machine MF4570. The fixing method was changed.

【0044】図4がその結果であるが、横軸が明度、縦
軸が粒状度となっている。粒状度は明度ごとに与えられ
るものであり、発明者は明度を17水準(スクリーン線
数150線の中間調処理を施した17水準のパッチを作
成した)をとって各明度ごとの粒状度を計算した。定着
時に画像面を加圧しないオーブン定着方式(比較例2)
の粒状度がもっとも良好であり、最大でも(明度50近
傍でも)0.3程度であった。これに対して、実施例1
の画像形成装置では、粒状度は前述の比較例2にくらべ
て少し悪化するが、比較例1ほどではなく、最大で0.
5程度であった。これに対して、トナーの着色剤の比率
を9.0重量%にした場合(比較例1)には、粒状度の
悪化は最大で1.0を越えてしまい非常に悪い。
FIG. 4 shows the result, in which the horizontal axis represents brightness and the vertical axis represents granularity. The granularity is given for each lightness, and the inventor takes 17 levels of lightness (prepared a 17-level patch that has been subjected to halftone processing with a screen ruling of 150 lines) to determine the granularity for each lightness. Calculated. Oven fixing method that does not press the image surface during fixing (Comparative Example 2)
Was the best, and was about 0.3 at the maximum (even near the brightness of 50). In contrast, Example 1
In the image forming apparatus of Example 1, the granularity is slightly deteriorated as compared with Comparative Example 2 described above.
It was about 5. On the other hand, when the ratio of the colorant in the toner was 9.0% by weight (Comparative Example 1), the deterioration of the granularity exceeded 1.0 at the maximum, and was extremely poor.

【0045】画像の粒状度の数値の目安としては、最大
で0.5程度までに収まっていることが望ましい。これ
は、パネルテストを行った結果から導出したものであ
る。粒状度の最大値が0.5を越えた場合には、被験者
注目が粒状性(ざらつき感)に集中するのに対して、粒
状度の最大値が0.5をした回った場合には、画質のほ
かの基本特性である階調性や鮮鋭性となどの項目も影響
するようになり、これらのバランスに優れた画像がもっ
とも好まれる傾向があったためである。
As a guide of the numerical value of the granularity of an image, it is desirable that the value be within 0.5 at the maximum. This is derived from the results of a panel test. When the maximum value of the granularity exceeds 0.5, the subject's attention concentrates on the granularity (roughness), whereas when the maximum value of the granularity exceeds 0.5, This is because items such as gradation and sharpness, which are other basic characteristics of the image quality, also have an influence, and an image with an excellent balance of these tends to be most preferred.

【0046】(実験1)発明者は、上述の構成で、トナ
ーの着色剤の比率を2.0〜11.0重量%まで振って
粒状度の測定を行った。実施例1の項では粒状度を各明
度ごとに明記したが、煩雑であるのでこれ以降は明度4
0〜80の間の平均値のみを明記することにする(明度
40以上80以下のいわゆる中明度領域の粒状性が、高
画質の観点から最も重要であるため)。その結果が表1
である。表1から、トナーの着色剤の比率が5.0%を
上回った場合に、定着工程での粒状性の悪化が激しいこ
とが分かる。また、トナー着色剤の比率を2.0重量%
未満にした場合には、いわゆる濃度薄が発生した。従っ
て、トナー着色剤の比率は2.0重量%以上であること
が望ましい。測定はX-Rite社製、分光測色濃度計を使用
し、明度値が21を達成できない場合を濃度薄とした。
なお、この実験で使用したトナーは、実施例1の項で説
明した仕様で作成したものである。具体的には、トナー
の結着樹脂はポリエステル樹脂であり、分子量は10万
以上の成分の比率が20%である。また、トナーの体積
平均粒径は全て9.5μmに合わせてある。また、定着
装置の構成は実施例1とまったく同じで、加熱ローラの
表面はフッ素樹脂で形成したローラである。
(Experiment 1) The inventor measured the granularity by varying the ratio of the colorant in the toner from 2.0 to 11.0% by weight with the above configuration. In the section of the first embodiment, the granularity is specified for each lightness.
Only the average value between 0 and 80 will be specified (since the graininess in the so-called medium lightness region having a lightness of 40 or more and 80 or less is most important from the viewpoint of high image quality). Table 1 shows the results.
It is. From Table 1, it can be seen that when the ratio of the colorant in the toner exceeds 5.0%, the granularity in the fixing step is significantly deteriorated. Further, the ratio of the toner colorant is 2.0% by weight.
When it was less than the above, a so-called low concentration occurred. Therefore, it is desirable that the ratio of the toner colorant is 2.0% by weight or more. The measurement was carried out using a spectrophotometric densitometer manufactured by X-Rite, and when the lightness value was not 21, the density was reduced.
The toner used in this experiment was prepared according to the specifications described in the first embodiment. Specifically, the binder resin of the toner is a polyester resin, and the ratio of components having a molecular weight of 100,000 or more is 20%. In addition, the volume average particle diameter of all the toners is adjusted to 9.5 μm. The configuration of the fixing device is exactly the same as that of the first embodiment, and the surface of the heating roller is a roller formed of fluororesin.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】(実験2)(結着樹脂の低分子量成分比率
の影響) 発明者は、結着樹脂中における高分子量成分(分子量1
0万以上の成分)の割合が粒状性に及ぼす影響を見るた
めに、結着樹脂の樹脂配合を変えて、分子量10万以上
の成分の比率を5.0〜30.0重量%の範囲で振った
トナーを試作して、粒状度の測定を行った。このとき、
トナーの着色剤の比率は5.0重量%、9.0重量%の
2水準である。このときの各組あわせに対する粒状度の
結果が表2である。粒状度の数値はやはり、明度L*
40〜80の範囲での粒状度を平均した値である。表2
から分かるように、トナーの着色剤比率を9.0%にす
ると、粒状性の観点から、十分な画質が得られない。ま
た、トナーの着色剤比率を5.0%にしても、分子量1
0万以上の成分の比率を20重量%よりも多くしてしま
うと、今度は定着エネルギーが大きくなってまい、省エ
ネルギー化が困難になってしまう。
(Experiment 2) (Effect of Low-Molecular-Weight Component Ratio of Binder Resin)
In order to see the effect of the ratio of the components having a molecular weight of 100,000 or more on the granularity, the ratio of the components having a molecular weight of 100,000 or more was changed in the range of 5.0 to 30.0% by weight. A shaken toner was prototyped and the granularity was measured. At this time,
The ratio of the colorant of the toner is two levels of 5.0% by weight and 9.0% by weight. Table 2 shows the results of the granularity for each combination at this time. The numerical value of the granularity is still the lightness L * =
It is a value obtained by averaging the granularity in the range of 40 to 80. Table 2
As can be seen from the above, if the colorant ratio of the toner is 9.0%, sufficient image quality cannot be obtained from the viewpoint of granularity. Further, even if the colorant ratio of the toner is 5.0%, the molecular weight is 1%.
If the proportion of the components of 0000 or more is larger than 20% by weight, the fixing energy will be increased this time, making it difficult to save energy.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】(実験3)(トナーの体積平均粒径の影
響) 発明者は、トナーの体積平均粒径が粒状性に及ぼす影響
を見るために、体積平均粒径を変えたトナー(体積平均
粒径9.5、7.5μmの2水準)を試作して、粒状度
の測定を行った。このとき、トナーの着色剤の比率は
5.0重量%、9.0重量%の2水準である。結着樹脂
中における高分子量成分(分子量10万以上の成分)の
比率は20重量%で固定で、トナーの試作を行った。表
3から、トナー粒径が7.5μmである方が粒状性に関
しては有利であることが分かる。しかし、7.5μmト
ナーでは、いわゆる収率が低下するといった問題があ
る。トナー粒径が9.5μmであれば、この収率の問題
はクリアできるが、表3から分かるように、着色剤比率
が5.0%でないと粒状性が悪い画像になってしまう。
(Experiment 3) (Effect of Volume Average Particle Diameter of Toner) In order to see the effect of the volume average particle diameter of the toner on the granularity, the inventor of the present invention prepared a toner having a different volume average particle diameter (volume average particle diameter). Prototypes (diameter: 9.5, 7.5 μm) were measured, and the granularity was measured. At this time, the ratio of the colorant in the toner is two levels of 5.0% by weight and 9.0% by weight. The ratio of the high molecular weight component (the component having a molecular weight of 100,000 or more) in the binder resin was fixed at 20% by weight, and a trial production of the toner was performed. Table 3 shows that the toner having a particle diameter of 7.5 μm is more advantageous in terms of graininess. However, the 7.5 μm toner has a problem that the so-called yield decreases. If the toner particle size is 9.5 μm, the problem of the yield can be solved. However, as can be seen from Table 3, if the colorant ratio is not 5.0%, an image having poor graininess will result.

【0051】[0051]

【表3】 [Table 3]

【0052】(実施例2)実施例2は、高速の画像形成
装置である。具体的には、感光体の周速が500mm/
sec、現像スリーブの周面の線速が900mm/se
c、感光体ドラムの径は100mmである。その他の構
成は実施例1と同じである。このような構成の画像形成
装置にすることにより、高速でプリントが可能になる。
現像剤担持搬送部材の周面の線速を900mm/sec
以上に設定することにより好ましい高速化を達成でき
る。また、実施例1の前述の条件が加わっているため、
特有な効果が得られる。
(Embodiment 2) Embodiment 2 is a high-speed image forming apparatus. Specifically, the peripheral speed of the photoconductor is 500 mm /
sec, the linear velocity of the peripheral surface of the developing sleeve is 900 mm / sec
c, The diameter of the photosensitive drum is 100 mm. Other configurations are the same as those of the first embodiment. With the image forming apparatus having such a configuration, printing can be performed at high speed.
The linear velocity on the peripheral surface of the developer carrying member is 900 mm / sec.
By setting as described above, a preferable high speed can be achieved. Further, since the above-described condition of the first embodiment is added,
A unique effect is obtained.

【0053】以上説明した各実施例の画像形成装置で
は、定着装置の加熱ローラの表面をフッ素樹脂で構
成、トナー中の結着樹脂は、分子量が10万以上の樹
脂の比率が20重量%以下、トナーの体積平均粒径が
9.0μm以上、トナーの着色剤の比率が5.0重量
%以下、の〜の組み合わせの構成になっている点が
特徴である。このような組み合わせの構成にすることに
より、従来技術の項で指摘したような、ホットオフセ
ットに優れ、定着エネルギーを抑えることができるた
め省エネルギー化が達成でき、トナー製造工程におけ
る微粉発生を低減できることによる廃棄物の低減が可能
な、画像形成装置を実現することができ、さらに、定着
後の画像において画質の基本特性である粒状性の悪化が
少ない画像を得ることとの両立が可能となる。
In the image forming apparatus of each embodiment described above, the surface of the heating roller of the fixing device is made of a fluororesin, and the ratio of the binder resin in the toner having a molecular weight of 100,000 or more is 20% by weight or less. , The volume average particle diameter of the toner is not less than 9.0 μm, and the ratio of the colorant of the toner is not more than 5.0% by weight. By adopting such a combination configuration, as described in the section of the prior art, excellent hot offset and fixing energy can be suppressed, so that energy saving can be achieved and fine powder generation in the toner manufacturing process can be reduced. It is possible to realize an image forming apparatus capable of reducing wastes, and to achieve an image in which the deterioration of granularity, which is a basic characteristic of image quality, in a fixed image is small.

【0054】上記構成の画像形成装置において、定着装
置通過後においても粒状性の悪化が少なくてすむメカニ
ズムは次のように考えることができる。紙上の未定着ト
ナー像の厚みを測定(キーエンス社製、レーザーマイク
ロスコープを使用)したところ、およそ15μm(トナ
ー層にして約3層)であることがわかった。また、未定
着のトナー像には同じトナー付着部分であっても、その
高さにはやはり15μm程度のばらつきがあることが分
かった。つまり、トナー像の高さにはばらつきがある。
このようなトナー層の高さがばらついた未定着トナー像
がのった記録シート(紙など)を定着装置に通すと、ト
ナーが溶融、加圧される。このとき加熱ローラと記録シ
ートとによってトナーにかかる圧力は、紙の繊維の影
響、紙自身のいわゆる「コシ」のよって、完全に均一な
圧力を実現することは極めて困難である。表面の平滑性
が比較的良好(2μm程度)なOHPシートなどでも、
シート自身の「コシ」のため、トナー層にかかる圧力は
場所ごとにばらつく。このように、定着行程でトナーに
かかる圧力むらは不可避である。一方で、上述のように
未定着のトナー層の厚みも15μm程度の量でばらつい
ている。これらのことから考えて、記録シートのコシに
起因する圧力むらのうちで高圧がかかる部分に未定着の
トナー層の高さが高い部分がたまたま一致すると、この
部分のトナーは加熱ローラにより溶融されやすい上に、
圧力によって記録シートの面方向に大きく広がるのであ
る。一方で、圧力むらのうちで低圧の部分と、未定着の
トナー層が低い部分とが一致した場合には、上記とは反
対にトナー面方向への広がりはあまり起こらないと考え
られる。このとき局所的な明度は、トナーがあまり広が
らなかった部分にくらべて、トナーがより広がった部分
の方が低く(暗く)なるはずである。このようなトナー
の記録シート面方向への広がり方の不均一さが、粒状性
悪化の原因であると考えられる。
In the image forming apparatus having the above-described structure, the mechanism that requires less deterioration in graininess even after passing through the fixing device can be considered as follows. When the thickness of the unfixed toner image on the paper was measured (using a laser microscope manufactured by KEYENCE CORPORATION), it was found to be about 15 μm (about three toner layers). It was also found that the height of the unfixed toner image had a variation of about 15 μm even in the same toner-attached portion. That is, the height of the toner image varies.
When a recording sheet (paper or the like) on which an unfixed toner image having such a varied toner layer height is passed, the toner is melted and pressed. At this time, the pressure applied to the toner by the heating roller and the recording sheet is extremely difficult to achieve a completely uniform pressure due to the effect of the paper fibers and the so-called "stiffness" of the paper itself. Even for OHP sheets with relatively good surface smoothness (about 2 μm),
Due to the “stiffness” of the sheet itself, the pressure applied to the toner layer varies from place to place. Thus, uneven pressure applied to the toner during the fixing process is inevitable. On the other hand, as described above, the thickness of the unfixed toner layer also varies in an amount of about 15 μm. Considering these facts, if the high-pressure portion of the unfixed toner layer happens to coincide with the high-pressure portion of the pressure unevenness caused by the stiffness of the recording sheet, the toner in this portion is melted by the heating roller. Besides being easy,
The pressure causes the recording sheet to spread greatly in the surface direction. On the other hand, when the low-pressure portion of the pressure unevenness coincides with the portion where the unfixed toner layer is low, it is considered that the spread in the toner surface direction hardly occurs, contrary to the above. At this time, the local lightness should be lower (darker) in the portion where the toner spreads more than in the portion where the toner does not spread much. Such non-uniformity of the spread of the toner in the direction of the recording sheet surface is considered to be the cause of the deterioration in graininess.

【0055】実施例1及び2における加熱ローラの表面
はフッ素樹脂であるが、フッ素樹脂は非常に硬いという
特徴をもつ。通常加熱ローラの表面にコートされるフッ
素樹脂層は耐久性などの点から10μm程度は必要であ
ることから、フッ素樹脂の非常に硬い性質が必然的に現
れてしまう。このため、加熱ローラとトナーとの密着が
不十分になってしまう傾向がつよい(上述の圧力むらが
大きくなってしまう要因の一つとなる)。実施例1では
このような理由により上述の定着工程での粒状性の悪化
が発生しやすい条件になっていると考えられる。
Although the surface of the heating roller in Examples 1 and 2 is made of fluororesin, the fluororesin is very hard. Normally, the fluororesin layer coated on the surface of the heating roller needs to be about 10 μm from the viewpoint of durability and the like, so that the very hard property of the fluororesin necessarily appears. For this reason, the adhesion between the heating roller and the toner tends to be insufficient (which is one of the factors that cause the above-mentioned uneven pressure to increase). It is considered that the condition of Example 1 is such that the graininess in the above-described fixing process is likely to be deteriorated for such a reason.

【0056】その一方で、加熱ローラの表面を離型性に
優れるフッ素樹脂で形成してあるため、トナー離型性に
優れ、いわゆるホットオフセットが起こりにくいという
特徴を持つ。ホットオフセットが起こりにくい場合の利
点は、定着可能範囲(定着が可能な温度の幅)が広がる
ため、外気温度、紙温度などに影響を受けずに、安定し
た定着性能を発揮できる点にある。また、現存する材料
においては、離型性を向上させることが可能な材料は、
フッ素樹脂以外にないのが実状である。
On the other hand, since the surface of the heating roller is formed of a fluororesin having excellent releasability, it is excellent in toner releasability and has a feature that so-called hot offset hardly occurs. The advantage in the case where the hot offset hardly occurs is that the fixing range (the range of the temperature at which the fixing can be performed) is widened, so that stable fixing performance can be exhibited without being affected by the outside air temperature, the paper temperature and the like. In addition, among the existing materials, materials capable of improving the releasability are:
In fact, there is no other material than fluororesin.

【0057】トナーを構成する結着樹脂に関しては、分
子量10万以上の成分の比率が20重量%以下である場
合には、結着樹脂の温度特性を示すガラス転移温度、軟
化温度が低くなる。この結果、いわゆる定着エネルギー
を小さくすることができる(発明者の実験によると、
0.20cal/cm)。この条件は実施例1で示し
た感光体周速230mm/secの機械においては、加
熱ローラ温度175℃を達成することができる。このこ
とは、定着装置の省エネルギー化が可能であることを意
味しており、近年の省エネルギー化の要請に応えるもの
である。これは、画像形成装置の全消費電力中、約70
%を定着装置で消費している現況からみても、圧熱方式
を採用する画像形成装置に差し迫った問題であり、実施
例の画像形成装置はこの点を改善できることから非常に
優れた利点を持つ。
With respect to the binder resin constituting the toner, when the ratio of the component having a molecular weight of 100,000 or more is 20% by weight or less, the glass transition temperature and the softening temperature indicating the temperature characteristics of the binder resin become low. As a result, the so-called fixing energy can be reduced (according to the experiment of the inventor,
0.20 cal / cm 2 ). This condition can achieve a heating roller temperature of 175 ° C. in the machine having the photosensitive member peripheral speed of 230 mm / sec described in the first embodiment. This means that energy saving of the fixing device is possible, and it responds to the recent demand for energy saving. This is approximately 70% of the total power consumption of the image forming apparatus.
In view of the current situation in which% is consumed in the fixing device, this is an urgent problem for the image forming device employing the pressure heating method, and the image forming device of the embodiment has a very excellent advantage because it can improve this point. .

【0058】一方で、トナーを構成する結着樹脂の、分
子量10万以上の成分の比率を20重量%以下であるよ
うにした場合には、トナーの粘弾性の温度変化が急にな
ってしまうという特徴をもつ。このことを、加熱ローラ
と記録シート上との挟まれたトナー層に適応して考える
と、記録シート側のトナーを定着可能な温度まで粘弾性
を小さくすると、逆に加熱ローラに接しているトナーが
溶けすぎる(柔らかくなりすぎる)と考えられる。この
ことは、定着工程で粒状性が悪化する理由を説明した段
落で記述したように、加熱ローラとの接触している部分
のトナーの広がりが増加してしまうことから、定着工程
での粒状性の悪化がより大きくなる条件になっている。
実際、発明者が行った、結着樹脂中における分子量10
万以上の成分の比率を変えて行った実験においても、上
述のような傾向があることが確かめられている。
On the other hand, when the ratio of the component having a molecular weight of 100,000 or more in the binder resin constituting the toner is set to 20% by weight or less, the temperature change of the viscoelasticity of the toner becomes sharp. It has the characteristic. Considering this by applying the toner layer sandwiched between the heating roller and the recording sheet, when the viscoelasticity is reduced to a temperature at which the toner on the recording sheet side can be fixed, the toner in contact with the heating roller Is considered to be too molten (too soft). As described in the paragraph describing the reason why the granularity is deteriorated in the fixing step, the spread of the toner in the portion in contact with the heating roller is increased, so that the granularity in the fixing step is increased. The condition is that the deterioration of the condition becomes larger.
In fact, the inventor conducted a molecular weight of 10 in the binder resin.
It has been confirmed in an experiment conducted by changing the ratio of ten thousand or more components that there is such a tendency as described above.

【0059】トナーの平均粒径に関しては、体積平均粒
径を9.0μm以上にすることにより、微粉成分(粒径
3.0μm以下)の比率を5.0%以下にすることがで
きる。このことは、微粉成分を廃棄せざるを得ない現況
から考えて、トナー製造工程における省資源化に大きく
寄与するものである。一方で、トナーの平均粒径を9.
0μm以上にした場合には、上述の加熱ローラと記録シ
ートによって挟まれた状態でのトナーにかかる圧力むら
に起因する、粒状性の悪化は、トナー粒径が大きいほど
そのメカニズムから考えて悪いことが分かる。つまり、
トナーに同じ圧力がかかった場合、トナー粒径が大きい
ほど紙面方向への広がりが大きくなる(体積が大きいた
め)。このことは、この部分の画像濃度を大きくする要
因となるため、定着工程での粒状性の悪化がより顕著に
なってしまうという悪影響がある。
With respect to the average particle diameter of the toner, by setting the volume average particle diameter to 9.0 μm or more, the ratio of the fine powder component (3.0 μm or less) can be reduced to 5.0% or less. This greatly contributes to resource saving in the toner manufacturing process in view of the current situation where fine powder components must be discarded. On the other hand, the average particle size of the toner is 9.
When the thickness is set to 0 μm or more, the deterioration of the graininess caused by the uneven pressure applied to the toner in a state of being sandwiched between the heating roller and the recording sheet is worse due to the mechanism as the toner particle size is larger. I understand. That is,
When the same pressure is applied to the toner, the larger the toner particle size, the larger the spread in the paper surface direction (because the volume is large). This causes an increase in the image density of this portion, and thus has an adverse effect that the deterioration of the graininess in the fixing step becomes more remarkable.

【0060】このように、定着装置として加熱ローラ
の表面をフッ素樹脂で構成、トナー中の結着樹脂は、
分子量が10万以上の樹脂の比率が20重量%以下、
トナーの体積平均粒径が9.0μm以上、を組み合わせ
ることによって、それぞれ上述の長所を有する。その一
方で、発明者の実験によれば、上述の〜はいずれ
も、出力画像の粒状性という点では、悪影響を及ぼすこ
とが明らかになった(このメカニズムについては上述の
通りである)。これに対して、実施例の画像形成装置で
は、4番目の条件として、トナーの着色剤の比率が
5.0重量%以下であるようにして、定着行程での粒状
性の悪化を抑えている。つまり、この画像形成装置は、
上述の〜の利点を失うことなく、定着行程での粒状
性の悪化が発生しない画像形成装置を実現することがで
きる。
As described above, the surface of the heating roller is made of fluororesin as a fixing device, and the binder resin in the toner is
The ratio of the resin having a molecular weight of 100,000 or more is 20% by weight or less,
The combination of toner having a volume average particle size of 9.0 μm or more has the above advantages. On the other hand, according to experiments by the inventor, it has been clarified that any of the above-mentioned (1) to (4) has an adverse effect on the granularity of an output image (this mechanism is as described above). On the other hand, in the image forming apparatus according to the embodiment, as a fourth condition, the ratio of the colorant of the toner is set to 5.0% by weight or less to suppress the deterioration of the graininess in the fixing process. . That is, this image forming apparatus
It is possible to realize an image forming apparatus in which the deterioration of the graininess in the fixing process does not occur without losing the above-mentioned advantages.

【0061】トナーの着色剤の比率が5.0重量%以
下であることによって、定着工程での粒状性の悪化を防
止することができるメカニズムは次のように考えること
ができる。記録シート上のトナー層は、加熱ローラと記
録シートとに加圧された際に(このとき記録シートの
「コシ」ために圧力むらが必然的に発生する)、記録シ
ートの面方向に広がる。トナーの着色力が小さい場合
(着色剤比率が5.0重量%以下)、このように、トナ
ー層が記録シートの面方向に広がった場合でも、トナー
層が薄くなった部分では濃度上昇が抑えられる(薄層化
によって、トナー層の下の記録シートからの反射成分が
増加するため)、このためトナー層の広がりによる濃度
上昇の効果と、トナー層の薄層化による濃度低下の効果
が相殺されることによって、結果的のその部分の濃度上
昇が発生しない。このことは、比較的低線数(1c/m
m程度)での濃度のばらつきがおもな原因である「粒状
性の悪化」を防止することができる。このようにして、
定着工程でのトナー加圧むらを、低着色化で影響しない
ようにすることができる。
The mechanism by which the ratio of the colorant in the toner is 5.0% by weight or less can prevent the deterioration of the graininess in the fixing step can be considered as follows. When the toner layer on the recording sheet is pressed against the heating roller and the recording sheet (in this case, unevenness in pressure is necessarily generated due to "stiffness" of the recording sheet), the toner layer spreads in the surface direction of the recording sheet. When the coloring power of the toner is small (the colorant ratio is 5.0% by weight or less), even when the toner layer spreads in the surface direction of the recording sheet, the increase in density is suppressed in the portion where the toner layer is thinned. (The reflection component from the recording sheet below the toner layer increases due to the thinning of the toner layer.) Therefore, the effect of the density increase due to the spread of the toner layer and the effect of the density reduction due to the thinning of the toner layer are offset. As a result, there is no resulting increase in the concentration of that part. This means that the number of lines is relatively low (1 c / m
m) can be prevented from being a main cause of "granularity deterioration". In this way,
Non-uniformity in toner pressure in the fixing step can be prevented from being affected by low coloration.

【0062】上述した構成に加え、定着装置の加熱ロー
ラを、弾性層を持たないタイプの加熱ローラとすること
により、次のような効果を奏することができる。
In addition to the above-described configuration, the following effects can be obtained by using a heating roller having no elastic layer as the heating roller of the fixing device.

【0063】加熱ローラが弾性層を持たない場合には、
立ち上がり時間が早く、省エネルギーの点で優れた定着
装置を実現できる。その反面、発明者の実験によれば、
定着装置通過後の粒状性の悪化が際だって悪い。このた
め、出力画像は、中濃度部の均一感がなく、画像がざら
ざらした印象になるという問題がある。この問題は、
「弾性層を持たないタイプの加熱ローラ」では、上述の
定着装置を通過する際に粒状性が悪化するメカニズムか
ら考えて、もっとも悪い状態になっているためである。
つまり、加熱ローラは熱伝導性が悪い弾性層を持たない
ために、加熱ローラに接触したトナーには過剰な熱量が
供給される。さらに、加熱ローラは弾性層を持たず硬い
ために、記録シートのコシに起因する、トナー層にかか
る圧力のむらが大きくなる。これらの作用は、上述のメ
カニズムから考えて、定着装置通過後の粒状性を悪くす
る方向に働いていることは明らかである。
When the heating roller has no elastic layer,
It is possible to realize a fixing device that has a fast rise time and is excellent in energy saving. On the other hand, according to the inventors' experiments,
Graininess after passing through the fixing device is particularly poor. For this reason, there is a problem that the output image does not have a sense of uniformity in the middle density portion and the image has a rough impression. This problem,
This is because the “heating roller having no elastic layer” is in the worst state in view of the mechanism that the granularity deteriorates when passing through the fixing device described above.
That is, since the heating roller does not have an elastic layer having poor thermal conductivity, an excessive amount of heat is supplied to the toner that has contacted the heating roller. Further, since the heating roller has no elastic layer and is hard, the unevenness of the pressure applied to the toner layer due to the stiffness of the recording sheet increases. Obviously, these effects act in the direction of deteriorating the graininess after passing through the fixing device, in view of the above mechanism.

【0064】これに対して、実施例の画像形成装置で
は、定着装置として加熱ローラの表面をフッ素樹脂で
構成、トナー中の結着樹脂は、分子量が10万以上の
樹脂の比率が20重量%以下、トナーの体積平均粒径
が9.0μm以上、トナーの着色剤の比率が5.0重
量%以下、の〜の組み合わせの構成になっているた
めに、加熱ローラが弾性層を有していなくとも定着工程
での粒状性の悪化が起こらなくなる。
On the other hand, in the image forming apparatus of the embodiment, the surface of the heating roller is made of a fluororesin as a fixing device, and the binder resin in the toner has a ratio of a resin having a molecular weight of 100,000 or more to 20% by weight. Hereinafter, since the volume average particle diameter of the toner is 9.0 μm or more and the ratio of the colorant of the toner is 5.0% by weight or less, the heating roller has an elastic layer. At least, deterioration of the graininess in the fixing step does not occur.

【0065】また実施例2における画像形成装置のよう
に、上述の各構成に加え、現像スリーブの周速を900
mm/sec以上に設定することにより、次のような特
別の効果を奏することができる。
As in the image forming apparatus according to the second embodiment, the peripheral speed of the developing sleeve is 900
By setting the speed to mm / sec or more, the following special effects can be obtained.

【0066】現像スリーブの周速が高速な画像形成装
置、つまりプロセススピードが速い画像形成装置では、
現像剤が高速で運動することが要求される。また、現像
剤は現像スリーブ内の磁石の磁極によって、現像スリー
ブ表面で、磁気ブラシの立ち上がりと倒れ込みを繰り返
す。この磁気ブラシの立ち上がりの際に、現像剤中のト
ナーが飛散してしまう。また、このトナー飛散は、現像
スリーブの周速が大きいほど、激しくなる傾向がある。
これは、磁気ブラシの立ち上がり、倒れ込みの際のいわ
ゆる遠心力が、スリーブの周速が大きいほど、大きくな
るためである。このことは、画像形成装置を高速化する
上でおおきな妨げとなる。
In an image forming apparatus in which the peripheral speed of the developing sleeve is high, that is, an image forming apparatus in which the process speed is high,
It is required that the developer moves at high speed. Further, the developer repeatedly rises and falls down on the surface of the developing sleeve by the magnetic pole of the magnet in the developing sleeve. When the magnetic brush rises, the toner in the developer scatters. The toner scattering tends to increase as the peripheral speed of the developing sleeve increases.
This is because the so-called centrifugal force when the magnetic brush rises and falls down increases as the peripheral speed of the sleeve increases. This greatly hinders the speeding up of the image forming apparatus.

【0067】一方、上述のトナー飛散の問題は、トナー
の体積平均粒径が小さくなるにしたがって、発生しやす
いという問題がある。これは、トナーの小粒径化によっ
ていわゆる被覆率が低下することにより、トナーの帯電
性が下がり、帯電量の低いトナーが発生するためである
と考えられているがそのメカニズムは明らかになってい
ない。トナー飛散が発生した場合には、飛散したトナー
が画像形成装置内部に堆積し、その一部が記録シート上
に落下し出力画像を汚してしまったり、センサを汚染す
ることによって、センサ制御が正しく行えなくなってし
まうなどの問題を引き起こす。
On the other hand, the above-mentioned problem of toner scattering is more likely to occur as the volume average particle diameter of the toner becomes smaller. It is believed that this is because the so-called coverage decreases due to the reduction in the particle size of the toner, thereby lowering the chargeability of the toner and generating a toner having a low charge amount, but the mechanism has been clarified. Absent. When toner scatter occurs, the scattered toner accumulates inside the image forming apparatus, and a part of the scattered toner falls on the recording sheet, thereby contaminating the output image or contaminating the sensor. It causes problems such as being unable to perform.

【0068】発明者は現像装置のから回し実験をおこな
い、現像装置から飛散するトナーを吸引し、その質量を
測定する方法で行った。また実験はトナー粒径を5.0
μm、7.5μm、9.5μmとした。また、現像装置
のから回しは1時間連続で行い、この間の総トナー飛散
重量が0.01g以下である場合には、トナー飛散量は
少なく問題はないと判定した。図5にその結果を示す。
The inventor conducted a spinning experiment from the developing device, suctioned toner scattered from the developing device, and measured the mass. In the experiment, the toner particle size was 5.0.
μm, 7.5 μm, and 9.5 μm. In addition, the developing device was continuously rotated for one hour, and when the total weight of the scattered toner during this period was 0.01 g or less, it was determined that the amount of scattered toner was small and there was no problem. FIG. 5 shows the result.

【0069】図5から判るように、高速プリントを実現
するために現像スリーブの周速を900mm/sec以
上に設定しても、トナー粒径が9.5μmであれば、ト
ナー飛散量はそれほど増加しない。一方、トナー粒径が
5.0μm、7.5μmである場合、現像スリーブの周
速が900mm/sec以上となると、トナー飛散が増
加し、上記不具合が発生する。
As can be seen from FIG. 5, even if the peripheral speed of the developing sleeve is set to 900 mm / sec or more in order to realize high-speed printing, if the toner particle size is 9.5 μm, the toner scattering amount increases so much. do not do. On the other hand, when the toner particle diameter is 5.0 μm or 7.5 μm, if the peripheral speed of the developing sleeve is 900 mm / sec or more, toner scattering increases, and the above-described problem occurs.

【0070】実施例2の画像形成装置においても、トナ
ー粒径が9.0μm以上であるので、上述の効果が得ら
れる範囲内であることが分かる。つまり、スリーブ周速
を大きく(900mm/sec以上)しなければならな
いような画像形成装置においても、トナー飛散が発生し
ないという特有の効果を持つ。
Also in the image forming apparatus of the second embodiment, since the toner particle size is 9.0 μm or more, it can be seen that the above-mentioned effect is obtained. That is, even in an image forming apparatus in which the peripheral speed of the sleeve must be increased (900 mm / sec or more), there is a specific effect that toner scattering does not occur.

【0071】また、各実施例の画像形成装置において
は、定着装置がオイルレス定着装置となっている。
In each of the embodiments, the fixing device is an oilless fixing device.

【0072】定着装置をオイルレスで構成した場合、従
来技術の項で指摘したように、オイルやその循環機構が
不要であると言った装置構成の簡易さ、オイルの補充な
どが不要になることなどメンテナンスの容易さが、その
利点としてあげられる。その一方で、オイルレスで定着
をおこなうタイプでは、定着装置通過後の画像の粒状性
が悪化する。これは、加熱ローラ表面に塗布されている
オイルがトナー層を均一に加熱する役目を果たしている
ためであると考えている(トナー層を包み込むような感
じでオイルが介在するため)。
When the fixing device is constructed without oil, as pointed out in the section of the prior art, the simplicity of the structure of the device such as the elimination of oil and its circulation mechanism, and the elimination of oil replenishment, etc. are eliminated. Easy maintenance is one of the advantages. On the other hand, in the case of fixing without oil, the granularity of the image after passing through the fixing device is deteriorated. This is thought to be because the oil applied to the surface of the heating roller plays a role of uniformly heating the toner layer (because the oil intervenes as if it wraps around the toner layer).

【0073】これに対して、各実施例の画像形成装置で
は、定着装置として加熱ローラの表面をフッ素樹脂で
構成、トナー中の結着樹脂は、分子量が10万以上の
樹脂の比率が20重量%以下、トナーの体積平均粒径
が9.0μm以上、トナーの着色剤の比率が5.0重
量%以下、の〜の組み合わせの構成になっているた
めに、オイルレス方式を採用しても、前述したメカニズ
ムにより、定着工程での粒状性の悪化が起こらなくな
る。
On the other hand, in the image forming apparatus of each embodiment, the surface of the heating roller is made of a fluororesin as a fixing device, and the binder resin in the toner contains 20% by weight of a resin having a molecular weight of 100,000 or more. % Or less, the volume average particle diameter of the toner is 9.0 μm or more, and the ratio of the colorant in the toner is 5.0% by weight or less. By the mechanism described above, the deterioration of the graininess in the fixing step does not occur.

【0074】さらに、各実施例の画像形成装置では、ト
ナーを構成する結着樹脂は、ポリエステル樹脂であるこ
とが特徴である。トナーを構成する結着樹脂をポリエス
テル樹脂で構成した場合には、顔料分散性に優れる、靱
性に優れるという特徴がある。特に後者の靱性に優れる
という特徴は、低軟化温度化を行ったようなトナーの場
合には特に有効である。つまり、結着樹脂を低軟化温度
化した場合には、トナーが現像装置内で撹拌される際
に、そのトナーがどうしても破砕されやすくなってしま
うのである。これに対して、靱性に優れるポリエステル
樹脂をトナーの結着樹脂として使用することにより、こ
のような問題を解決することが可能である。
Further, the image forming apparatus of each embodiment is characterized in that the binder resin constituting the toner is a polyester resin. When the binder resin constituting the toner is composed of a polyester resin, it is characterized by excellent pigment dispersibility and excellent toughness. In particular, the latter feature of excellent toughness is particularly effective in the case of a toner having a low softening temperature. In other words, when the binder resin has a low softening temperature, the toner is liable to be crushed when the toner is stirred in the developing device. On the other hand, such a problem can be solved by using a polyester resin having excellent toughness as a binder resin of the toner.

【0075】[0075]

【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、トナー離
型性に優れ、省エネルギー化、省資源化が達成できる利
点を生かした上で、定着工程での粒状性の悪化を防ぐこ
とができる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent the deterioration of the graininess in the fixing step while taking advantage of the advantage that the toner has excellent releasability, energy saving and resource saving can be achieved. it can.

【0076】請求項2の係る発明によれば、さらに、画
像の濃度薄を防止できる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to further prevent the image from having a low density.

【0077】請求項3に係る発明によれば、さらに、定
着部材が弾性層をもたないタイプの定着装置の特徴であ
る省エネルギー化と、定着装置での粒状性の悪化の防止
を両立することができる。
According to the third aspect of the present invention, it is possible to achieve both energy saving, which is a feature of a fixing device in which a fixing member does not have an elastic layer, and prevention of deterioration in graininess in the fixing device. Can be.

【0078】請求項4に係る発明によれば、さらに、ト
ナーの体積平均粒径が9.0μm以上であるため、高速
の画像形成装置で、トナー飛散を少なくすることができ
るという特有の効果を奏することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the volume average particle diameter of the toner is 9.0 μm or more, it is possible to reduce the scattering of toner in a high-speed image forming apparatus. Can play.

【0079】請求項5に係る発明によれば、定着装置で
の粒状性の悪化が起こらないため、オイルレス定着器を
採用できるようになり、定着装置の構成の簡素化、メン
テナンスの容易さを実現できる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the graininess of the fixing device does not deteriorate, an oilless fixing device can be adopted, and the structure of the fixing device can be simplified and maintenance can be simplified. realizable.

【0080】請求項6に係る発明によれば、さらに、破
砕されにくいトナーを実現できる。
According to the sixth aspect of the present invention, a toner which is hardly crushed can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】画像形成装置の一例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating an example of an image forming apparatus.

【図2】定着装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a fixing device.

【図3】トナーの体積平均粒径と微粉発生率の関係を示
すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a volume average particle diameter of the toner and a fine powder generation rate.

【図4】粒状度を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing granularity.

【図5】現像スリーブの周速と飛散トナー重量との関係
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the peripheral speed of a developing sleeve and the weight of scattered toner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 現像装置 6 記録シート 8 定着装置 DA 現像剤 T トナー像 Reference Signs List 4 developing device 6 recording sheet 8 fixing device DA developer T toner image

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加熱された定着部材と、該定着部材に対
向して配置された加圧部材との間に、トナー像を担持し
た記録シートを、そのトナー像が定着部材に接する向き
にして通過させることにより、該トナー像のトナーを加
熱、加圧して該トナー像を記録シートに定着する定着装
置を有する画像形成装置において、 前記トナー像に接する定着部材の表面がフッ素樹脂より
成り、前記トナー中の結着樹脂は、分子量10万以上の
樹脂の比率が20重量%以下であり、かつ該トナーの体
積平均粒径は9.0μm以上であり、該トナー中の着色
剤の比率は5.0重量%以下であることを特徴とする画
像形成装置。
1. A recording sheet carrying a toner image between a heated fixing member and a pressing member disposed opposite to the fixing member, in such a direction that the toner image contacts the fixing member. In the image forming apparatus having a fixing device that fixes the toner image on the recording sheet by heating and pressing the toner of the toner image by passing the toner image, a surface of a fixing member that is in contact with the toner image is formed of a fluororesin, In the binder resin in the toner, the ratio of the resin having a molecular weight of 100,000 or more is 20% by weight or less, the volume average particle diameter of the toner is 9.0 μm or more, and the ratio of the colorant in the toner is 5%. 0.02% by weight or less.
【請求項2】 前記トナー中の着色剤の比率が2.0重
量%以上である請求項1に記載の画像形成装置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the ratio of the colorant in the toner is 2.0% by weight or more.
【請求項3】 前記定着装置の定着部材は弾性層を有し
ていない定着部材として構成されている請求項1又は2
に記載の画像形成装置。
3. The fixing member of the fixing device according to claim 1, wherein the fixing member has no elastic layer.
4. The image forming apparatus according to claim 1.
【請求項4】 前記トナー像を形成する現像装置を有
し、該現像装置は、現像剤を担持して、該現像剤を静電
潜像の可視像化が行われる現像領域に搬送する現像剤担
持搬送部材を具備し、該現像剤担持搬送部材の周面の線
速が900mm/sec以上に設定されている請求項1
乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
4. A developing device for forming the toner image, the developing device carrying a developer, and transporting the developer to a developing area where an electrostatic latent image is visualized. 2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a developer carrying member, wherein a linear velocity of the peripheral surface of the developer carrying member is set to 900 mm / sec or more.
An image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記定着装置は、その定着部材の表面に
離型剤を塗布しないオイルレス定着装置として構成され
ている請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装
置。
5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing device is configured as an oilless fixing device that does not apply a release agent to the surface of the fixing member.
【請求項6】 前記トナーの結着樹脂はポリエステル樹
脂である請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装
置。
6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the binder resin of the toner is a polyester resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1462863A1 (en) * 2003-03-24 2004-09-29 Ricoh Company, Ltd. Image forming method estimating a halftone granularity
US7250242B2 (en) 2002-10-08 2007-07-31 Kao Corporation Toner

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