JP2009237550A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
良好な定着良好温度範囲を有し、保存性に優れた現像剤を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】
現像剤により媒体に画像を形成する画像形成部と、所定の温度で媒体を加熱する定着部材と所定の加圧量で定着部材に圧接する加圧部材とを備え、媒体を所定の速度で搬送すると共に画像形成部により形成された画像を前記媒体に定着させる定着部とを有し、現像剤は、結晶性樹脂と非晶質樹脂とから成る結着樹脂を含み、結晶性樹脂と非晶質樹脂との吸熱ピークの温度差が３℃以上で９℃以下であることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

フルカラー画像の高速印刷を実現することを目的として、結着剤としての低分子量樹脂と、それぞれ融点が異なる複数種類の離型剤とを含有した現像剤を用いた画像形成装置があった。このような組成から成る現像剤を備えた画像形成装置は、定着工程における定着良好温度範囲を拡大することができるとされている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−４７３３２号公報

しかしながら、上記特許文献１に示されるような現像剤では、結着剤として低分子量樹脂が用いられているため、当該現像剤を保存した際に現像剤同士が融着する、いわゆるブロッキング現象が発生するといった問題があった。一方、このブロッキング現象を防止するために、結着剤として高分子量樹脂を使用すると、低温側の定着良好温度範囲が縮小してしまうといった問題があった。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたのであり、本発明の課題は、良好な定着良好温度範囲を有し、保存性に優れた現像剤を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる画像形成装置は、現像剤により媒体に画像を形成する画像形成部と、所定の温度で媒体を加熱する定着部材と所定の加圧量で定着部材に圧接する加圧部材とを備え、媒体を所定の速度で搬送すると共に画像形成部により形成された画像を媒体に定着させる定着部とを有し、現像剤は、結晶性樹脂と非晶質樹脂とから成る結着樹脂を含み、結晶性樹脂と非晶質樹脂との吸熱ピークの温度差が３℃以上で９℃以下であることを特徴とする。

本発明の画像形成装置が備える現像剤は、結晶性樹脂を備えるため、現像剤の保存性を向上させることができる。また、この結晶性樹脂と非晶質樹脂との吸熱ピークの温度差が３℃以上で９℃以下であるため、良好な低温側の定着良好温度範囲を得ることが可能となる。

また、本発明にかかる画像形成装置は、現像剤により媒体に画像を形成する画像形成部と、所定の温度で媒体を加熱する定着部材と所定の加圧量で定着部材に圧接する加圧部材とを備え、媒体を所定の速度で搬送すると共に画像形成部により形成された画像を媒体に定着させる定着部とを有し、現像剤は、吸熱ピークが５５℃以上で８０℃以下の範囲にあり、吸熱ピークの温度が異なる少なくとも２種類の樹脂を含み、２種類の樹脂の吸熱ピークの温度差が３℃以上で９℃以下であることを特徴とする。

本発明の画像形成装置が備える現像剤は、吸熱ピークが５５℃以上で８０℃以下の範囲にある少なくとも２種類の樹脂を含み、当該２種類の樹脂の吸熱ピークの温度差が３℃以上で９℃以下であるため、現像剤の保存性を向上させると共に、良好な低温側の定着良好温度範囲を得ることが可能となる。

本発明によれば、良好な低温側の定着良好温度範囲を有し、保存性に優れた現像剤を備えた画像形成装置を提供することができる。

画像形成装置の要部構成を説明する図である。 定着器の要部構成を説明する図である。 １回目の昇温過程におけるＤＳＣ曲線の一例を説明するである。 評価方法を説明する図である。 評価方法を説明する図である。 評価方法を説明する図である。 定着性評価結果を説明する図である。 定着性評価結果を説明する図である。 定着器の要部構成を説明する図である。 評価方法を説明する図である。

[第１の実施形態]
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。まず、第１の実施形態にかかる画像形成装置の要部構成並びに画像形成動作について説明し、次いで、第１の実施形態にかかる画像形成装置が備える現像剤について説明する。

図１は、本発明にかかる画像形成装置としてのプリンタの構成例を示す概略構成図である。プリンタ１００は、例えば、カラー電子写真プリンタとしての構成を備え、給紙カセット２２と、画像形成部としての画像形成ユニットＡ部〜Ｄ部及び転写ユニットｕ１と、定着部としての定着器Ｅ部とを有し、更にこれらの各部に媒体としての用紙１４を搬送するための搬送ローラ１５ｃ〜１５ｆ及び１５ｈ〜１５ｘと、可動式の用紙走行ガイド１９ａ及び１９ｂとを備える。

給紙カセット２２は、内部に用紙１４を積層した状態で収納し、プリンタ１００の下部に着脱自在に装着されている。給紙ローラ１５ａ及び１５ｂは、この給紙カセット２２に収容されている用紙１４を、その最上部から一枚ずつ捌いて搬送経路を図１中矢印（Ｉ）方向に繰り出す。搬送ローラ１５ｃ，１５ｄ及び搬送ローラ１５ｅ，１５ｆは、用紙１４を図１中矢印（ｅ）に沿って搬送する間に用紙１４の斜行を矯正し、画像形成ユニットＡ部〜Ｄ部に送る。

画像形成部は、搬送経路に沿って着脱自在に配置された４つの画像形成ユニットＡ部〜Ｄ部と、画像形成ユニットＡ部〜Ｄ部により形成された現像剤画像を用紙１４の上面にクーロン力により転写する転写ユニットｕ１とからなる。なお、直列に並べられた４つの画像形成ユニットＡ部〜Ｄ部は全て同じ構成であり、使用される現像剤の色、即ち、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のみが異なる。

転写ユニットｕ１は、用紙１４を静電吸着して搬送する無端の転写ベルト１６と、図示せぬ駆動部により回転されて転写ベルト１６を駆動させる駆動ローラ１８ｂと、駆動ローラ１８ｂと対を成して転写ベルト１６を張架するベルトアイドルローラ１８ａと、画像形成ユニットＡ部〜Ｄ部が備える、後述する各感光体ドラム２０Ａ〜２０Ｄに対向して圧接するように配置され、感光体ドラム２０Ａ〜２０Ｄ上に形成された現像剤画像を用紙１４に転写するための電圧が印加される転写ローラ１７ａ〜１７ｄと、転写ベルト１６上に付着した現像剤を掻き取って転写ベルト１６をクリーニングするクリーニングブレード２０と、クリーニングブレード２０により掻き取られることにより回収された現像剤を収容する廃棄現像剤タンク２１とを備える。用紙１４は、図１中（ｆ）方向に搬送されると共に、画像形成部により用紙１４上に各色の現像剤画像が転写される。

画像形成部により各色の現像剤画像が転写された用紙１４は、搬送経路を図１中（ｈ）方向に搬送され定着器Ｅ部に送られる。定着器Ｅ部は、図２に示されるように、図示せぬ定着用駆動部である定着モータにより回転する定着部材としての定着ローラ１０と、当該定着ローラ１０と圧接し、定着ローラ１０と協調回転する加圧部材としての無端の加圧ベルト１２とを備える。

定着ローラ１０は、鉄，アルミニウム等の芯金上にシリコーンゴム等の弾性体を被覆すすることによって形成され、当該弾性体の表面にはフッ素系樹脂が被覆され、当該フッ素系樹脂により現像剤の付着が防止される。そして、芯金内には、例えばハロゲンランプ等のヒータ１１が配設されている。加圧ベルト１２は、例えば、アルミ板金３１，シリコーンゴム３２，樹脂３３等から構成され、外周は無端のポリイミドベルト３４により覆われている。加圧ベルト１２は定着ローラ１０と圧接するように配設され、加圧ベルト１２と定着ローラ１０とが接触することによりニップ部が形成される。本明細書中では、以下の記述において、加圧ベルト１２等の加圧部材と定着ローラ１０等の定着部材とのニップ部（接触面）を表す物理量としてニップ量（ｍｍ）を用いて表現する。また、用紙を搬送する時に、ニップ部が用紙と接触する時間をニップ時間（ｍｓ）とする。

そして、定着ローラ１０の近傍には、定着用サーミスタ１３が非接触で配設される。定着用サーミスタ１３によって検出された定着ローラ１０の表面温度情報は図示せぬ温度制御手段に送られる。温度制御手段はこの定着ローラ１０の表面温度情報に基づき、ハロゲンランプ等のヒータ１１を選択的に通電し、定着ローラ１０の表面温度を制御して所定の温度に維持する。前述したニップ部に到達した用紙１４上の現像剤は、定着ローラ１０から供給される熱により溶融し、用紙１４上に定着される。

次に、プリンタ１００の画像形成動作について説明する。まず、図示せぬインタフェースを介して印刷実行信号を受信すると、図示せぬ主制御部は、前述した温度制御手段に対してヒータ１１を加熱するよう指示を供給する。指示を受けた温度制御手段は、ヒータ１１への通電を介し、ヒータ１１は発熱する。さらに、主制御部は、定着用駆動部に対して定着ローラ１０を回転させるよう指示を供給する。指示の供給を受けた定着駆動部は定着ローラ１０を回転させ、この定着ローラ１０の回転に伴い加圧ベルト１２も回転を開始する。

サーミスタ１３が定着ローラ１０の表面温度が所定の温度に達したことを検出すると、温度制御部はこの所定の温度を保つようにヒータ１１を制御すると共に、定着ローラ１０の表面温度が所定の温度に達した旨を主制御部に通知する。通知を受けた主制御部は、図示せぬ給紙制御手段に用紙１４の給紙を開始するよう指示する。指示を受けた給紙制御手段は給紙ローラ１５ａ及び１５ｂを回転させる。回転を開始した給紙ローラ１５ａ及び１５ｂは、給紙カセット２２から用紙１４を一枚ずつ取り出し図１中矢印（Ｉ）方向に給紙する。その後、図示しない記録紙ガイドに沿って、搬送ローラ１５ｃ，１５ｄ及び搬送ローラ１５ｅ，１５ｆによって、斜行が矯正されながら図１中矢印（ｅ）方向に搬送される。そして、回転するベルトアイドルローラ１８ａによって図１中矢印（ｆ）方向へ回転する転写ベルト１６へと送られる。

用紙１４が、搬送ローラ１５ｃ，１５ｄ及び搬送ローラ１５ｅ，１５ｆによって、斜行が矯正されながら図１中矢印（ｅ）方向に搬送される間に画像形成部による現像プロセスが開始される。前述したように、直列に並べられた４つの画像形成ユニットＡ部〜Ｄ部は全て同じ構成であるため、ここでは画像形成ユニットＡ部について説明する。用紙１４が図１中矢印（ｅ）方向に搬送されると同時に感光体ドラム２０Ａは一定周速度で回転を開始する。感光ドラム２０Ａの表面に接触して設けられた図示せぬ帯電ローラは、図示せぬ帯電ローラ用高圧電源によって供給される直流電圧を感光体ドラム２０Ａの表面に印加し、この表面を一様均一に帯電させる。次に、感光体ドラム２０Ａに対向して設けられた露光装置は、受信した画像信号に基づく光を感光体ドラム２０Ａの表面に照射し、光照射部分の電位を光減衰させて静電潜像を形成する。

感光体ドラム２０Ａの表面に形成された静電潜像には、図示せぬ現像ローラにより現像剤が供給され、現像剤画像が形成される。感光体ドラム２０Ａの表面に形成された現像剤画像は、図示せぬ高圧電圧が印加された転写ローラ１７ａによって用紙１４に転写される。画像形成ユニットＡ部及び転写ローラ１７ａにより現像剤画像が転写された用紙１４には、図１中（ｆ）方向に搬送される途中で、画像形成ユニットＢ，Ｃ，Ｄ及び転写ローラ１７ｂ，１７ｃ，１７ｄによる同様な現像プロセスによって逐次、現像剤画像が転写される。各色の現像剤画像が転写された用紙１４は、図１中矢印（ｈ）方向に搬送される。

各色の現像剤画像が転写された用紙１４は、図１中矢印（ｈ）方向へと搬送され、定着ローラ１０と加圧ベルト１２とを備えた定着器Ｅ部へ搬送される。現像剤画像が転写された用紙１４は、所定の表面温度に保たれ、回転する定着ローラ１０と加圧ベルト１２との間へ進む。そこで、定着ローラ１０の熱が用紙１４上の現像剤を溶融し、更に用紙１４上で溶融した現像剤を定着ローラ１０と加圧ベルト１２とのニップ部で加圧することにより現像剤画像が用紙１４に定着される。

現像剤画像が定着された用紙１４は、搬送ローラ１５ｇ，１５ｈ及び搬送ローラ１５ｉ，１５ｊによって図１中矢印（ｋ）方向に搬送され、プリンタ１００の外部へと送出される。

なお、プリンタ１００において用紙１４の両面に印刷を行う場合、現像剤画像が定着された用紙１４は、搬送ローラ１５ｋ，１５ｌ及び搬送ローラ１５ｗ，１５ｘによって図１中矢印（ｍ）方向に搬送された後、搬送ローラ１５ｗ，１５ｘが逆回転することによって図１中矢印（ｎ）方向に搬送されることで、用紙１４が反転する。そして、搬送ローラ１５ｍ〜１５ｖによって、図１中矢印（ｏ）方向、図１中矢印（ｐ）方向、図１中矢印（ｑ）方向の順で搬送される。そして、用紙１４は、搬送ローラ１５ｃ，１５ｄによって図１中矢印（ｅ）方向に搬送されることで、用紙１４の先に現像剤画像が定着された面とは反対側の裏面側に対して、画像形成が行われる。

次に、現像剤ついて説明する。この現像剤は上述したプリンタ１００の画像形成ユニットＡ部〜Ｄ部において色単位で収容されるものである。また、本発明の現像剤は、少なくとも結着剤である結着樹脂として結晶性樹脂及び非晶質樹脂を含有する現像剤母粒子に無機微粉体などの外添剤が添加されたものである。結晶性樹脂には、特に限定はされないが、例えば結晶性ポリエステル樹脂を用いることができる。また、非晶質樹脂には、特に限定はされないが、例えば非晶質ポリエステルを用いることができる。ここで、結晶性ポリエステルとは原子及び分子が規則的に配列されているポリエステルであり、非晶質ポリエステル樹脂とはポリエステルを構成する原始及び分子の配列が規則性を持っていないものを言う。また、この結着樹脂には、離型剤、着色剤等が添加され、そのほかに帯電制御剤、導電性調整剤、体質顔料、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、流動性向上剤又はクリーニング性向上剤等といった添加剤が適宜添加されていてもよい。

離型剤としては、特に限定はされないが、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、オレフィンの共重合物、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス又はフィッシャートロプシュワックスといった脂肪族炭化水素系ワックス、酸化ポリエチレンワックスのといった脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物、カルナバワックス又はモンタン酸エステルワックスといった脂肪酸エステルを主成分とするワックス類、あるいは、脱酸カルナバワックスといった脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したものなどが挙げられる。さらに、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸又は更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルカルボン酸類といった飽和直鎖脂肪酸類、ブラシジン酸、エレオステアリン酸又はバリナリン酸といった不飽和脂肪酸類、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール又は更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類といった飽和アルコール類、ソルビトールといった多価アルコール類、リノール酸アミド、オレイン酸アミド又はラウリン酸アミドといった脂肪酸アミド類、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド又はヘキサメチレンビスステアリン酸アミドといった飽和脂肪酸ビスアミド類、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルアジピン酸アミド又はＮ，Ｎ’−ジオレイルセバシン酸アミドといった不飽和脂肪酸アミド類、ｍ−キシレンビスステアリン酸アミド又はＮ，Ｎ’−ジステアリルイソフタル酸アミドといった芳香族系ビスアミド類、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸といったビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類、ベヘニン酸モノグリセリドといった脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物、あるいは、植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシ基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。

着色剤としては、特に限定はされないが、例えば、従来のブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー用着色剤として用いられる染料、顔料等を使用することができる。例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンＦＧ、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ、ローダミン−Ｂベース、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６、ピグメントブルー１５：３、ソルベントブルー３５、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等が挙げられる。

帯電制御剤としては、サリチル酸錯体などが挙げられる。

外添剤は、環境安定性、帯電安定性、現像性、流動性、保存性向上のために添加され、例えばシリカ微粉体などの無機微粉体が挙げられる。

次に、現像剤の製造方法について説明する。
結着樹脂として非晶質樹脂である非晶質ポリエステル樹脂を９０重量部、結晶性樹脂である結晶性ポリエステル樹脂ａを１０重量部、帯電制御剤としてサリチル酸錯体（オリエント化学工業社製 ボントロンＥ−８４）を０．２重量部、着色剤としてＭＯＧＵＬ−Ｌ（キャボット社）４．０重量部、離型剤としてカルナウバワックス（加藤洋行社製 カルナウバワックス１号粉末）を３．０重量部用いた。

これらの原料をヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）を用いて混合した後、ニ軸押出機により、１００℃の温度をかけながら混錬し、冷却後、直径２ｍｍのスクリーンを有するカッターミルで粗砕化した後、衝突版式粉砕機「ディスパージョンセパレーター」（日本ニューマチック工業社製）を用いて粉砕し、更に風力分級機を用いて分級を行い、平均粒径６μｍの現像剤母体を得た。次に、外添工程として、得られた現像剤母体１００重量部に解砕した（ヘンシェルミキサー等の高速攪拌機により凝集した無機微粒子を分離した）疎水性シリカＲ９７２（日本アエロジル社製 平均一次粒子１６ｎｍ）を２．５重量部と、上記同様の解砕方法で解砕した疎水性シリカＲＹ−５０（日本アエロジル社製 平均一次粒子４０ｎｍ）を２．０重量部とを１０リットル容のヘンシェルミキサーで３２００（回転／分）の回転速度で２分間攪拌を行った。ここで得られた現像剤を現像剤Ａとする。また、結晶性ポリエステルａの代わりに、それぞれ重量平均分子量の異なる結晶性ポリエステルｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを用い、上記と同様の配合・製造した現像剤をそれぞれ、現像剤Ｂ，現像剤Ｃ，現像剤Ｄ，現像剤Ｅ，現像剤Ｆとする。

次に、製造した現像剤についての試験（評価）方法について説明する。
[吸熱ピーク測定]
製造した現像剤の吸熱ピーク測定は、示差走査熱量計（（Ｐａｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製 ＤＳＣ７）以下、ＤＳＣと称する）を用いて行った。ＤＳＣ測定条件は、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件で、３０℃から１５０℃まで加熱し（１回目の昇温過程）、温度と熱量の関係を求めた。次に、降温速度１０℃／ｍｉｎの条件で３０℃まで冷却し、再度昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件で１５０℃まで加熱した（２回目の昇温過程）。ＤＳＣ測定結果として、１回目の昇温過程におけるＤＳＣ曲線の一例を図３に示す。前述した吸熱ピークとは、ガラス転移温度による吸熱ピークの頂点における温度を言う。図３に示されるように、ピークが複数存在する場合、本実施形態で用いる結晶性ポリエステル樹脂のピークは５５℃〜８０℃の範囲に現れる樹脂由来のピークの中で最も低温側に現れるピークである。また、非晶質樹脂のピークは、同範囲内に現れる樹脂由来のピークの中で２番目に低温側に現れるピークである。なお、本実施形態では、結晶性樹脂と非晶質樹脂との吸熱ピークは、５５℃未満の温度の場合は、各樹脂の保存性において十分な性能を確保し難い。また、８０℃より上の温度の場合は、定着性において十分な性能を確保し難い。また、本実施形態では、実際の定着器Ｅ部と同様に現像剤が粉体状態から溶融状態に至る１回目の昇温過程におけるＤＳＣ測定結果を用いた。

[定着評価及び定着強度評価]
ニップ量と、定着ローラ１０及び加圧ベルト１２の回転周速度を変化させたプリンタ１００を用いて、製造した現像剤の定着評価及び定着強度評価を行った。製造した現像剤の定着性をこれらの２種類の評価法で評価したのは、これらの評価が必ずしも相関のある特性ではなく、現像剤によっては相反する結果を示すことがある為である。なお、本評価法ではＡ４サイズのＸｅｒｏｘ Ｊ紙を用い、定着ローラ１０の表面の温度を１４５℃と１９５℃とに設定した。また、比較例として現像剤１，２を用いた。現像剤１，２は、両者とも結晶性ポリエステル樹脂を含まない。現像剤１には、低温側での定着（低温定着性）を持たせるために脂肪族系モノマーの割合が高いポリエステル樹脂を使用した。また、現像剤２には、保存性を持たせるために芳香属系モノマーの割合が高いポリエステル樹脂を使用した。その他の原料並びに製造方法は、上述した現像剤Ａ〜Ｆで説明したものと同一である。まず、定着評価について説明し、次いで定着強度評価について説明する。

[定着評価]
まず、図４に示すような印字方向から見て用紙１４の上・下端に、高さ＝４０ｍｍ，幅＝印字可能範囲全域という印字パターンを１００％ベタ濃度で現像し、定着させる。このとき、現像剤に与えられた熱量が大きすぎた結果、現像剤が定着ローラ１０に付着し、一周した定着ローラ１０に付着した現像剤が用紙１４に付着する、いわゆる高温オフセットが発生した場合、用紙１４の上端から下端方向に８６ｍｍの箇所（図４中の箇所（１））を目視し、現像剤が付着した場合は、高温オフセット（×）とした。一方、現像剤に与えられた熱量が小さすぎた結果、現像剤が用紙から剥がれてしまう、いわゆる未定着の評価は、印字方向から見て用紙１４下端・中央（図４中の箇所（２））の印字部にテープ（メンディングテープ 住友スリーエム社製）を貼り、５００ｇのおもりを１往復させてからテープを剥離することで行った。このとき、おもりには自重以外には上から力をかけず、おもりの移動速度目安は１０ｍｍ／ｓｅｃとした。テープ剥離部と、テープ未剥離部との濃度測定をＸ−ｒｉｔｅ分光濃度計（エックスライト社製）を用いて行い、その濃度差が１０％以上で、つまり定着率が９０％以下のものを未定着（×）とした。

[定着強度評価]
定着後の用紙−現像剤間の強度である定着強度の評価は、まず、上記した図４に示す印字パターンをベタ濃度１００％で３重に印字した３００％ベタ濃度で現像し、定着させる。次に、図５に示すように、印字面が内側になるようにして用紙１４を中心で軽く折り曲げる。このとき、余分な力がかからないように、折り目は触れないようにする。この折り目上を５００ｇのおもりで一往復させる。このとき、おもりには自重以外には上から力をかけず、おもりの移動速度目安は１０ｍｍ／ｓｅｃとした。その後、折り目をゆっくり開き、折り目上に載置された布（ＢＥＭＣＯＴ 旭化成社製）上におもりを乗せ、折り目に相当する箇所を２往復させる。このとき、おもりには自重以外には上から力をかけず、おもりの移動速度目安は１０ｍｍ／ｓｅｃとした。定着された現像剤が用紙１４から剥離した場合、その剥離した箇所の幅が２ｍｍより上であったならば、定着強度は弱い（×）とした。一方剥離した現像剤の幅が２ｍｍ以下であったならば、定着強度は強い（○）とした。

[保存性試験]
図６に示すように、ガラス板の上に直径３０ｍｍ，高さ８０ｍｍの金属製の円筒を設置し、円筒内にそれぞれの現像剤を１０ｇ投入した。この上に２０ｇのおもりを乗せ、気温５０℃，湿度５５％に保たれた環境に４８時間放置した。４８時間放置後、おもりと円筒をゆっくり外し、現像剤上に１０ｇ刻みでおもりを増やしながら乗せて行き、現像剤が崩壊する荷重を確認した。なお、円筒を外した段階で現像剤が崩壊した場合は、崩壊荷重＝０ｇとする。この試験における評価基準は、崩壊荷重３０ｇ以下を保存性良好（○）とし、崩壊荷重３０ｇより上を保存性不良（×）とした。

ニップ量と、定着ローラ１０及び加圧ベルト１２の回転周速度を変化させたプリンタ１００を用いて、現像剤Ａ〜Ｆ及び結晶性ポリエステル未添加の現像剤１，２の定着評価及び定着強度評価の結果を表１〜４に示した。表１は、ニップ量＝８．０ｍｍの定着器Ｅ部を用いた場合の結果であり、同様に表２は、ニップ量＝９．１ｍｍ，表３は、ニップ量＝１０．５ｍｍ，表４は、ニップ量＝１１．８ｍｍの定着器Ｅ部を用いた結果を示している。また、現像剤Ａ〜Ｆ及び現像剤１，２の保存性試験の結果を表５に示した。これらの表中には、ＤＳＣ測定によって得られた、各現像剤に添加した結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピーク温度と、結晶性ポリエステル樹脂と非晶質樹脂との吸熱ピーク温度差を記載した。なお、各現像剤において共通原料である非晶質樹脂の吸熱ピーク温度は、先述の通り５５℃〜８０℃の範囲に吸熱ピークが現れる非晶質樹脂を用いており、表中に記載されていないが、７２℃であった。

表１〜４中の「定着強度評価」の「−」は定着評価結果が不良（×）だった為に評価不可であったことを示す。また、「定着評価」において、１４５℃及び１９５℃の温度設定で定着評価が両方とも良好(○)であった場合にのみ、総合の評価を（○）とした。一方、どちらか一方の設定温度における評価が不良（×）の場合は、総合の評価を「×」とした。なお、「定着強度評価」の総合の評価も同一である。「総合評価」においては、「定着評価」の結果と「定着強度評価」の結果とが両方とも良好（○）であった場合は「総合評価」を◎とした。また、「定着評価」の結果が良好（○）、「定着強度評価」の結果が不良（×）であった場合は、「総合評価」を（○）とした。さらにまた、「定着評価」及び「定着強度評価」の結果が両方とも不良（×）である場合は、「総合評価」を（×）とした。

なお、表中の記号及び略語の意味は次の通りである。
Ｔ_Ｐ＝結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピーク温度（℃）
吸熱ピーク温度差＝結晶性ポリエステル樹脂と非晶質樹脂の吸熱ピーク温度差（℃）
Ｖ_Ｆ＝定着ローラ１０及び加圧ベルト１２の外周の周速度（用紙搬送速度：ｍｍ／ｓｅｃ）
Ｔ_ｎｉｐ＝定着時におけるニップ時間（ｍｓ）、ニップ量／Ｖ_Ｆで定義される。

表１〜４より、本発明にかかる結晶性ポリエステル含有現像剤では、吸熱ピーク温度差が大きく成る程、また、Ｔ_ｎｉｐが大きく成る程、低温定着が可能となることが分かる。前者は、結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピーク温度がより低温側にシフトするためだと考えられる。また、後者は、現像剤が定着器Ｅ部から受ける熱量が増加するためだと考えられる。定着強度評価は、定着評価の結果に依存しているが、吸熱ピーク温度差が大きく成り過ぎると、結晶性ポリエステル樹脂と非晶質ポリエステル樹脂との吸熱量に差が生じてしまい、定着強度の悪化が見られる。一方、結晶性ポリエステル樹脂を含まない現像剤の場合、つまり、低温定着性を持たせるために低分子量非晶質ポリエステルである脂肪族系モノマーの割合が高いポリエステル樹脂を使用した現像剤１では、ある程度の低温定着性が得られている。しかし、保存性を持たせるために芳香族系モノマーの割合が高いポリエステル樹脂を使用した現像剤２では、低温定着性は得られなかった。

保存性試験においては、結晶性ポリエステル樹脂含有現像剤はすべてにおいて良好な結果が得られた。これは、シャープメルト特性を有する結晶性ポリエステル樹脂の添加による効果であると考えられる。一方、脂肪族系モノマーの割合が高いポリエステル樹脂を使用した現像剤１では、保存性は不良であった。

以上での結果をまとめたのが図７である。図７は、吸熱ピーク温度差をＸ軸、ニップ時間Ｔ_ｎｉｐをＹ軸に取り、表１〜４の「総合評価」の結果をプロットしたものである。ここで、×は定着性及び定着強度が不良、○は定着性のみが良好、◎は定着性及び定着強度が良好であることを意味している。図７中において、点線で囲んだ部分、つまりニップ時間が５３ｍｓ以上で８６ｍｓ以下、かつ、結晶性ポリエステル樹脂と非晶質ポリエステル樹脂との吸熱ピーク温度差が３℃以上で９℃以下である場合に、定着性が良好であることが分かる。さらに、より好ましくは、実線で囲んだ部分、つまり、ニップ時間が５３ｍｓ以上で８６ｍｓ以下、かつ、結晶性ポリエステル樹脂と非晶質ポリエステル樹脂との吸熱ピーク温度差が５℃以上で９℃以下である場合に、定着性及び定着強度が良好であることが分かる。

図８に示すように、上述した定着性及び定着強度が良好となるニップ時間（５３ｍｓ以上で８６ｍｓ以下）は、図８中の斜線部、つまりニップ量が８．０ｍｍ以上で９．１ｍｍ以下、かつ、定着ローラ１０及び加圧ベルト１２の外周の周速度が１０６ｍｍ／ｓｅｃ以上で１３８ｍｍ／ｓｅｃ以下の条件か、若しくは、ニップ量が９．１ｍｍ以上で１１．８ｍｍ以下、かつ、定着ローラ１０及び加圧ベルト１２の外周の周速度が１３８ｍｍ／ｓｅｃ以上で１７１ｍｍ／ｓｅｃ以下の条件の場合に満たされる。なお、図８において、「ニップ時間良好範囲」の範囲は、現像剤の特性から理論的に、もしくは実験的に求めておくことができる。これは、この範囲上で印刷を行った場合、ニップされる時間が短すぎて現像剤が充分に溶ける時間を得られず、一方、この範囲以下で印刷を行った場合、ニップされる時間が長すぎることで定着ローラ１０に接触している現像剤が溶けすぎてしまい、用紙に溶け付くだけでなく、定着ローラ１０にその現像剤が付着する高温オフセットが発生する可能性が高いためである。そのため、この「ニップ時間良好範囲」外の設定値は、本実施の形態では「良好」としなかった。

以上でのように、上述したニップ時間（５３ｍｓ以上で８６ｍｓ以下）を満たす条件下（ニップ量が８．０ｍｍ以上で９．１ｍｍ以下、かつ、定着ローラ１０及び加圧ベルト１２の外周の周速度が１０６ｍｍ／ｓｅｃ以上で１３８ｍｍ／ｓｅｃ以下、若しくは、ニップ量が９．１ｍｍ以上で１１．８ｍｍ以下、かつ、定着ローラ１０及び加圧ベルト１２の外周の周速度が１３８ｍｍ／ｓｅｃ以上で１７１ｍｍ／ｓｅｃ以下）で、５５℃から８０℃の範囲に吸熱ピークが現れる結晶性ポリエステル樹脂と非晶質ポリエステル樹脂との吸熱ピーク温度差が３℃以上で９℃以下であり、定着器Ｅ部の定着温度が１４５℃以上で１９５℃以下の範囲において、本発明にかかる現像剤の定着性は良好であると言える。また、さらに好ましくは、ニップ時間（５３ｍｓ以上で８６ｍｓ以下）を満たす条件下（ニップ量が８．０ｍｍ以上で９．１ｍｍ以下、かつ、定着ローラ１０及び加圧ベルト１２の外周の周速度が１０６ｍｍ／ｓｅｃ以上で１３８ｍｍ／ｓｅｃ以下、若しくは、ニップ量が９．１ｍｍ以上で１１．８ｍｍ以下、かつ、定着ローラ１０及び加圧ベルト１２の外周の周速度が１３８ｍｍ／ｓｅｃ以上で１７１ｍｍ／ｓｅｃ以下）で、結晶性ポリエステル樹脂と非晶質ポリエステル樹脂との吸熱ピーク温度差が５℃以上で９℃以下であり、定着器Ｅ部の定着温度が１４５℃以上で１９５℃以下の範囲において、本発明にかかる現像剤の定着性及び定着強度は良好であると言える。また、本発明にかかる現像剤Ａ〜Ｆは、良好な保存性を示す。したがって、本発明の第１の実施形態によれば、良好な低温側の定着良好温度範囲を有し、保存性に優れた現像剤を備えた画像形成装置を提供することができる。

[第２の実施形態]
第２の実施形態にかかるプリンタは、第１の実施形態にかかる定着器Ｅ部が備える加圧ベルト１２に替えて、加圧ローラ３６を備える定着器Ｆ部を備える。したがって、第１の実施形態にかかる定着器Ｅ部と比べて、ニップ幅は小さくなることになる。第２の実施形態にかかるプリンタは、定着器Ｆ部以外の構成及び画像形成動作は第１の実施形態と同一であるため、ここでは説明を省略する。

定着器Ｆ部は、図９に示されるように、図示せぬ定着用駆動部である定着モータにより回転する定着部材としての定着ローラ３５と、当該定着ローラ３５と圧接し、定着ローラ３５と協調回転する加圧部材として加圧ローラ３６とを備える。

定着ローラ３５は、鉄，アルミニウム等の芯金上にシリコーンゴム等の弾性体を被覆すすることによって形成され、当該弾性体の表面にはフッ素系樹脂が被覆され、当該フッ素系樹脂により現像剤の付着が防止される。そして、芯金内には、例えばハロゲンランプ等のヒータ１１が配設されている。加圧ローラ３６は、例えば、アルミニウムの芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆した構成であり、加圧ローラ３６は定着ローラ３５と圧接するように配設され、加圧ローラ３６と定着ローラ３５とが接触することによりニップ部が形成される。

そして、定着ローラ３５の近傍には、定着用サーミスタ１３が非接触で配設される。定着用サーミスタ１３によって検出された定着ローラ３５の表面温度情報は図示せぬ温度制御手段に送られる。温度制御手段はこの定着ローラ３５の表面温度情報に基づき、ハロゲンランプ等のヒータ１１を選択的に通電し、定着ローラ３５の表面温度を制御して所定の温度に維持する。前述したニップ部に到達した用紙１４上の現像剤は、定着ローラ３５から供給される熱により溶融し、用紙１４上に定着される。

第１の実施形態にかかる定着器Ｅ部と、本実施形態にかかる定着器Ｆ部とを用い、以下の条件及び評価手順で印刷物のカール評価を行った。
環境：温度２０℃／湿度３０％（以下、ＮＮ環境と称する）及び温度２８℃／湿度８０％
（以下、ＨＨ環境と称する）
現像剤：現像剤Ｃ
定着器：定着器Ｅ部（ニップ量１１．８ｍｍ）及び定着部Ｆ部（ニップ量６．６ｍｍ）
用紙：薄紙（Ｘｅｒｏｘ Ｐ紙。６４ｇ／ｍ^２）及び官製はがき（１５７ｇ／ｍ^２）
印字パターン：１００％ベタ
印字速度：１５５ｍｍ／ｓｅｃ
定着温度：１７５℃
評価手順：現像剤を備えたプリンタ、各定着器、各用紙を１２時間放置した。その後、ＮＮ環境下又はＨＨ環境下において、１００％ベタを各用紙１０枚に印字した。各印字物を５分間放置した後、図１０に示すようなカール量（ｈ）をノギスで測定した。この場合、薄紙はカール量３０ｍｍ以上で印刷不良、官製はがきはカール量１０ｍｍ以上で印刷不良とした。

表６に上記評価試験の結果を示した。定着器が備える加圧部材として、無端の加圧ベルト１２を用いると、ニップ量が大きく、用紙が熱を受ける時間が長いため、カールが発生しやすくなる。一方、加圧部材として、加圧ローラ３６を用いることによって、良好な印刷物を得ることができることが明らかとなった。

以上でのように、定着器の加圧部材として加圧ローラ３６を備え、ニップ量６．６ｍｍ、印字速度（搬送速度）１５５ｍｍ／ｓｅｃである定着器Ｆ部を使用すると共に、結晶性ポリエステル樹脂と非晶質ポリエステル樹脂との吸熱ピーク温度差が７℃である現像剤を用いることにより、定着温度１７５℃の条件化において、カールの無い良好な印字物をえることが可能となる。

なお、本発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。本実施形態の説明においては、プリンタを一例として説明したが、本発明は、複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ等にも適用可能である。

１０ 定着ローラ
１１ ヒータ
１２ 加圧ベルト
１３ サーミスタ
１４ 用紙
１５ａ，１５ｂ 給紙ローラ
１５ｃ〜１５ｘ 搬送ローラ
２２ 給紙カセット
１６ 転写ベルト
１７ａ〜１７ｄ 転写ローラ
１８ａ ベルトアイドルローラ
１８ｂ 駆動ローラ
２０Ａ〜２０Ｄ 感光体ドラム
３１ アルミ板金
３２ シリコーンゴム
３３ 樹脂
３４ ポリイミドベルト
３５ 定着ローラ
３６ 加圧ローラ
１００ プリンタ

Claims (17)

1. 現像剤により媒体に画像を形成する画像形成部と、
   所定の温度で前記媒体を加熱する定着部材と所定の加圧量で前記定着部材に圧接する加圧部材とを備え、前記媒体を所定の速度で搬送すると共に前記画像形成部により形成された前記画像を前記媒体に定着させる定着部とを有し、
   前記現像剤は、
   結晶性樹脂と非晶質樹脂とから成る結着樹脂を含み、
   前記結晶性樹脂と前記非晶質樹脂との吸熱ピークの温度差が３℃以上で９℃以下であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記結晶性樹脂と前記非晶質樹脂との前記吸熱ピークの温度差は５℃以上で９℃以下であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記結晶性樹脂は結晶性ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記定着部材のニップ時間は５３ｍｓ以上で８６ｍｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記定着部材の加熱温度は１４５℃以上で１９５℃以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記加圧部材の加圧量はニップ量が８．０ｍｍ以上で９．１ｍｍ以下であると共に、前記媒体の搬送速度が１０６ｍｍ／ｓｅｃ以上で１３８ｍｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記加圧部材の加圧量はニップ量が９．１ｍｍ以上で１１．８ｍｍ以下であると共に、前記媒体の搬送速度が１３８ｍｍ／ｓｅｃ以上で１７１ｍｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記吸熱ピークは示差走査熱量測定における第１回目の昇温過程での温度であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記結晶性樹脂と前記非晶質樹脂の前記吸熱ピークは５５℃以上で８０℃以下の範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記加圧部材の加圧量はニップ量が略６．６ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記定着部の前記媒体の搬送速度は略１５５ｍｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
12. 現像剤により媒体に画像を形成する画像形成部と、
    所定の温度で前記媒体を加熱する定着部材と所定の加圧量で前記定着部材に圧接する加圧部材とを備え、前記媒体を所定の速度で搬送すると共に前記画像形成部により形成された前記画像を前記媒体に定着させる定着部とを有し、
    前記現像剤は、
    吸熱ピークが５５℃以上で８０℃以下の範囲にあり、前記吸熱ピークの温度が異なる少なくとも２種類の樹脂を含み、
    ２種類の前記樹脂の前記吸熱ピークの温度差が３℃以上で９℃以下であることを特徴とする画像形成装置。
13. ２種類の前記樹脂の前記吸熱ピークの温度差は５℃以上で９℃以下であることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
14. 少なくとも１種類の前記樹脂は結晶性樹脂であることを特徴とする請求項１２又は１３記載の画像形成装置。
15. 前記結晶性樹脂は結晶性ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
16. 前記定着部材のニップ時間は５３ｍｓ以上で８６ｍｓ以下であることを特徴とする請求項１２乃至１５の何れか１項に記載の画像形成装置。
17. 前記定着部材の加熱温度は１４５℃以上で１９５℃以下であることを特徴とする請求項１２乃至１６の何れか１項に記載の画像形成装置。