JP2016177208A - Fixing device and image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.
加熱溶融性のトナーを用いて記録材上に画像を形成する場合、記録材上に形成された未定着トナー像を定着装置において加熱及び加圧することにより定着する。
従来、記録材上に形成される画像のグロス(光沢度)を制御するために、定着装置における定着速度や定着装置における加熱温度を制御することが行われている。
例えば、特許文献1には、定着ニップ部を形成する加熱回転体および加圧回転体を有し定着ニップ部に記録材を通過させることで記録材上にトナー像を定着させる定着装置において、記録材表面の光沢度に応じて定着時間や定着温度等の定着条件を制御する技術が開示されている。
When an image is formed on a recording material using heat-meltable toner, the image is fixed by heating and pressing an unfixed toner image formed on the recording material in a fixing device.
Conventionally, in order to control the gloss (glossiness) of an image formed on a recording material, the fixing speed in the fixing device and the heating temperature in the fixing device are controlled.
For example, Patent Document 1 discloses a recording apparatus in a fixing device that has a heating rotator and a pressure rotator that form a fixing nip portion, and fixes a toner image on the recording material by passing the recording material through the fixing nip portion. A technique for controlling fixing conditions such as fixing time and fixing temperature according to the glossiness of the material surface is disclosed.
定着装置では、定着時間や定着温度を制御した場合であっても、記録材の種類等によっては、目標とするグロス(光沢度)の画像を得られない場合がある。例えば、記録材として厚紙を用いた場合には、記録材として普通紙を用いた場合と比較して、画像のグロスが高くなりやすい。
本発明は、記録材の種類に応じて記録材にはたらく歪みを変更しない場合と比較して、目標とするグロスの画像を得やすくすることを目的とする。
In the fixing device, even when the fixing time and the fixing temperature are controlled, an image having a target gloss (glossiness) may not be obtained depending on the type of the recording material. For example, when thick paper is used as the recording material, the gloss of the image tends to be higher than when plain paper is used as the recording material.
An object of the present invention is to make it easy to obtain a target gloss image as compared with a case where the distortion acting on the recording material is not changed according to the type of the recording material.
請求項1に係る発明は、循環移動が可能に設けられるベルト部材と、前記ベルト部材の内側に設けられる回転可能な定着部材と、前記ベルト部材を介して前記定着部材に押圧され、当該ベルト部材との間に記録材が通過する加圧部を形成する回転可能な加圧部材と、前記定着部材よりも前記ベルト部材の移動方向下流側且つ当該ベルト部材の内側にて当該ベルト部材を介して前記加圧部材を押圧し、当該ベルト部材と前記加圧部材との間に前記加圧部と比較して記録材にはたらく歪みが大きい歪み部を形成し、記録材の種類に応じて、前記ベルト部材の移動方向に沿った前記歪み部の幅が変更可能な押圧部材とを備える定着装置である。
請求項2に係る発明は、前記押圧部材は、記録材の坪量が予め定めた値よりも大きい場合に、記録材の坪量が当該予め定めた値よりも小さい場合と比較して、前記歪み部の幅を小さくすることを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項3に係る発明は、前記ベルト部材の移動方向に沿った前記歪み部の幅は、前記加圧部の幅と比較して小さく、当該歪み部にて記録材にはたらく圧力は、当該加圧部にて記録材にはたらく圧力と比較して小さいことを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置である。
請求項4に係る発明は、前記押圧部材は、前記歪み部の幅を大きくすることで記録材上に形成されたトナー像にはたらくせん断力を大きくすることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の定着装置である。
請求項5に係る発明は、トナーの80℃と120℃とにおけるG´比が1.0以上1.3以下の現像剤を用いて形成されたトナー像を記録材に定着することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の定着装置である。
請求項6に係る発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、請求項1乃至5の何れか1項に記載の定着装置とを備える画像形成装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a belt member that can be circulated, a rotatable fixing member that is provided inside the belt member, and the belt member that is pressed against the fixing member via the belt member. A rotatable pressure member that forms a pressure part through which the recording material passes, and a belt member downstream of the fixing member in the moving direction of the belt member and inside the belt member via the belt member Pressing the pressure member, forming a strained portion between the belt member and the pressure member, the strain acting on the recording material is larger than that of the pressure member, and depending on the type of the recording material, And a pressing member capable of changing a width of the distortion portion along the moving direction of the belt member.
The invention according to claim 2 is characterized in that the pressing member has a recording medium having a basis weight larger than a predetermined value, as compared to a case where the recording material has a basis weight smaller than the predetermined value. The fixing device according to claim 1, wherein a width of the distortion portion is reduced.
According to a third aspect of the present invention, the width of the distorted portion along the moving direction of the belt member is smaller than the width of the pressurizing portion, and the pressure acting on the recording material at the distorted portion is the applied pressure. The fixing device according to claim 1, wherein the pressure is smaller than a pressure applied to the recording material at the pressure portion.
The invention according to claim 4 is characterized in that the pressing member increases the shearing force acting on the toner image formed on the recording material by increasing the width of the distorted portion. The fixing device according to claim 1.
The invention according to claim 5 is characterized in that a toner image formed using a developer having a G ′ ratio at 80 ° C. and 120 ° C. of 1.0 to 1.3 is fixed to a recording material. The fixing device according to any one of claims 1 to 4.
The invention according to claim 6 is a toner image forming unit that forms a toner image, a transfer unit that transfers a toner image formed by the toner image forming unit onto a recording material, and any one of claims 1 to 5. An image forming apparatus comprising the fixing device according to the item.
請求項1に係る発明によれば、記録材の種類に応じて記録材にはたらく歪みを変更しない場合と比較して、目標とするグロスの画像を得やすくなる。
請求項2に係る発明によれば、記録材の坪量が予め定めた値よりも大きい場合に歪み部の幅を小さくしない場合と比較して、グロスの低い画像を得ることが可能になる。
請求項3に係る発明によれば、歪み部の圧力が加圧部の圧力より大きい場合と比較して、記録材の搬送不良が抑制される。
請求項4に係る発明によれば、歪み部の幅を変更することで記録材上に形成されたトナー像の平滑性を変更することができる。
請求項5に係る発明によれば、G´比が本条件を満たさない場合と比較して、目標とするグロスの画像を得やすくなる。
請求項6に係る発明によれば、記録材の種類に応じて記録材にはたらく歪みを変更しない場合と比較して、目標とするグロスの画像を得やすくなる。
According to the first aspect of the present invention, it is easier to obtain a target gloss image as compared with the case where the distortion acting on the recording material is not changed according to the type of the recording material.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to obtain an image with low gloss when the basis weight of the recording material is larger than a predetermined value, as compared with the case where the width of the distorted portion is not reduced.
According to the third aspect of the present invention, compared to the case where the pressure of the strained portion is larger than the pressure of the pressurizing portion, the recording material conveyance failure is suppressed.
According to the fourth aspect of the invention, the smoothness of the toner image formed on the recording material can be changed by changing the width of the distorted portion.
According to the invention which concerns on Claim 5, compared with the case where G 'ratio does not satisfy | fill this condition, it becomes easy to obtain the image of the target gloss.
According to the sixth aspect of the invention, it is easier to obtain a target gloss image as compared with the case where the distortion acting on the recording material is not changed according to the type of the recording material.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<画像形成装置の説明>
図1は、本実施の形態に係る定着ユニット(定着装置)60が適用される画像形成装置1の構成例を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、所謂「タンデム型」のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部10と、画像形成装置1全体の動作制御や例えばパーソナルコンピュータ(PC)等との通信、画像データに対して行う画像処理等を実行する主制御部50と、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行うユーザインターフェース(UI)部95を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
<Description of Image Forming Apparatus>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus 1 to which a fixing unit (fixing device) 60 according to the present embodiment is applied. An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a so-called “tandem type” color printer, and controls an
<画像形成部の説明>
画像形成部10は、例えば電子写真方式により画像を形成する機能部であって、並列的に配置されるトナー像形成手段の一例としての6つの画像形成ユニット11C,11M,11HC,11HM,11Y,11K(以下、「画像形成ユニット11」)を備えている。各画像形成ユニット11は、機能部材として、例えば、静電潜像が形成され、その後に各色トナー像が形成される感光体ドラム12と、感光体ドラム12の表面を予め定められた電位で帯電する帯電器13と、帯電器13により帯電された感光体ドラム12を画像データに基づいて露光する露光器14と、感光体ドラム12上に形成された静電潜像を各色トナーにより現像する現像器15と、転写後の感光体ドラム12表面を清掃するクリーナ16と、を備えている。
各画像形成ユニット11の現像器15各々は、各色トナーを貯蔵するトナー容器17C,17M,17HC,17HM,17Y,17K(以下、「トナー容器17」)とトナー搬送路(不図示)で連結されている。そして、トナー搬送路中に設けられた補給用スクリュー(不図示)によりトナー容器17から現像器15に各色トナーが補給されるように構成されている。
<Description of Image Forming Unit>
The
Each developing
画像形成ユニット11各々は、現像器15に収容されるトナーを除いて略同様に構成され、それぞれがC(シアン)色、M(マゼンタ)色、HC(高彩度シアン)色、HM(高彩度マゼンタ)色、Y(イエロー)色、K(ブラック)色のトナー像を形成する。ここでのHC色は、シアン色系の色相を有し、C色よりも色調が明るく彩度が相対的に高いシアン色であり、HM色は、マゼンタ色系の色相を有し、M色よりも色調が明るく彩度が相対的に高いマゼンタ色である。
Each of the image forming units 11 is configured in substantially the same manner except for the toner accommodated in the developing
また、画像形成部10は、各画像形成ユニット11の感光体ドラム12に形成された各色トナー像が転写される中間転写ベルト20と、各画像形成ユニット11にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト20に転写(一次転写)する一次転写ロール21と、を備えている。さらに、中間転写ベルト20上に重畳して転写された各色トナー像を記録材(記録紙)である用紙に一括転写(二次転写)する二次転写ロール22と、二次転写された各色トナー像を用紙上に定着させる定着手段(定着装置)の一例としての定着ユニット60と、を備えている。
加えて、画像形成部10は、定着ユニット60にて用紙上に定着された各色トナー像を冷却し、用紙上への各色トナー像の定着を促進する冷却ユニット91と、用紙の曲がり(カール)を矯正するカール矯正ユニット92と、を備えている。
なお、本実施の形態の画像形成装置1では、中間転写ベルト20、一次転写ロール21、および二次転写ロール22により転写手段が構成される。また、二次転写ロール22が
配置され、中間転写ベルト20上の各色トナー像が用紙に二次転写される領域を、以下、「二次転写領域Tr」という。
The
In addition, the
In the image forming apparatus 1 of the present embodiment, the
<用紙搬送系の説明>
また、画像形成部10は、用紙搬送系として、用紙を収容する複数(本実施の形態では2個)の用紙収容容器40A,40Bと、この用紙収容容器40A,40Bに収容された用紙を繰り出して搬送する繰出しロール41A,41Bと、用紙収容容器40Aからの用紙を搬送する第1搬送路R1と、用紙収容容器40Bからの用紙を搬送する第2搬送路R2と、を備えている。
用紙収容容器40A,40Bには、例えば、互いにサイズや厚さ(坪量)、紙種等が異なる用紙が収容される。この例では、用紙収容容器40A,40Bには、互いに厚さが異なる普通紙および厚紙がそれぞれ収容されている。
<Description of paper transport system>
In addition, the
For example, sheets having different sizes, thicknesses (basis weights), paper types, and the like are stored in the
さらに、画像形成部10は、用紙収容容器40Aおよび用紙収容容器40Bからの用紙を二次転写領域Trに向けて搬送する第3搬送路R3を備えている。加えて、画像形成部10は、二次転写領域Trにて各色トナー像が転写された用紙を定着ユニット60、冷却ユニット91、およびカール矯正ユニット92を通過するように搬送する第4搬送路R4と、カール矯正ユニット92からの用紙を画像形成装置1の排出部に設けられた用紙積載部44に向けて搬送する第5搬送路R5と、を備えている。
第1搬送路R1から第5搬送路R5は、それぞれに沿って搬送ロールや搬送ベルトが配置され、送られてくる用紙を順次、搬送する。
Further, the
From the first conveyance path R1 to the fifth conveyance path R5, conveyance rolls and conveyance belts are arranged along the respective conveyance paths to sequentially convey the fed sheets.
<両面搬送系の説明>
また、画像形成部10は、両面搬送系として、定着ユニット60で第1面に各色トナー像が定着された用紙を一旦保持する中間用紙収容容器42と、カール矯正ユニット92からの用紙を中間用紙収容容器42に向けて搬送する第6搬送路R6と、中間用紙収容容器42に収容された用紙を上記の第3搬送路R3に向けて搬送する第7搬送路R7と、を備えている。さらに、画像形成部10は、カール矯正ユニット92の用紙搬送方向下流側に配置され、用紙を用紙積載部44に向けて搬送する第5搬送路R5と中間用紙収容容器42に搬送する第6搬送路R6とに選択的に振り分ける振分機構部43と、中間用紙収容容器42に収容された用紙を繰り出して第7搬送路R7に向けて搬送する繰出しロール45と、を備えている。
<Description of double-sided conveyance system>
In addition, the
<画像形成動作の説明>
次に、本実施の形態に係る画像形成装置1での基本的な画像形成動作について説明する。
画像形成部10の画像形成ユニット11各々は、上記の機能部材を用いた電子写真プロセスによりC色,M色,HC色,HM色,Y色,K色の各色トナー像を形成する。各画像形成ユニット11にて形成された各色トナー像は、一次転写ロール21により中間転写ベルト20上に順に一次転写され、各色トナーが重畳された合成トナー像を形成する。中間転写ベルト20上の合成トナー像は、中間転写ベルト20の移動(矢印方向)に伴って二次転写ロール22が配置された二次転写領域Trに搬送される。
<Description of image forming operation>
Next, a basic image forming operation in the image forming apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
Each of the image forming units 11 of the
一方、用紙搬送系では、各画像形成ユニット11での画像形成の開始タイミングに合わせて繰出しロール41A,41Bが回転動作し、用紙収容容器40Aおよび用紙収容容器40Bの中から例えばUI部95にて指定された方の用紙が繰出しロール41A,41Bにより繰り出される。繰出しロール41A,41Bにより繰り出された用紙は、第1搬送路R1または第2搬送路R2と、第3搬送路R3とに沿って搬送され、二次転写領域Trに到達する。
二次転写領域Trでは、二次転写ロール22により形成された転写電界によって、中間転写ベルト20上に保持された合成トナー像が用紙に一括して二次転写される。
On the other hand, in the paper transport system, the feeding rolls 41A and 41B rotate in synchronization with the image formation start timing in each image forming unit 11, and the
In the secondary transfer region Tr, the composite toner image held on the
その後、合成トナー像が転写された用紙は、中間転写ベルト20から分離され、第4搬送路R4に沿って定着ユニット60に搬送される。定着ユニット60に搬送された用紙上の合成トナー像は、定着ユニット60によって定着処理を受けて用紙上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙は、冷却ユニット91にて冷却され、カール矯正ユニット92にて用紙の曲がりが矯正される。その後、カール矯正ユニット92を通過した用紙は、振分機構部43により、片面印刷時には第5搬送路R5に導かれて、用紙積載部44に向けて搬送される。
なお、一次転写後に感光体ドラム12に付着しているトナー(一次転写残トナー)、および二次転写後に中間転写ベルト20に付着しているトナー(二次転写残トナー)は、それぞれクリーナ16、およびベルトクリーナ26によって除去される。
Thereafter, the sheet on which the composite toner image is transferred is separated from the
The toner (primary transfer residual toner) adhering to the
一方、両面印刷時には、上述した過程によって用紙の第1面上に定着画像が形成された用紙は、カール矯正ユニット92を通過した後、振分機構部43により第6搬送路R6に導かれ、第6搬送路R6を中間用紙収容容器42に向けて搬送される。そして再び、各画像形成ユニット11による第2面の画像形成の開始タイミングに合わせて繰出しロール45が回転し、中間用紙収容容器42から用紙が繰り出される。繰出しロール45により繰り出された用紙は、第7搬送路R7および第3搬送路R3に沿って搬送され、二次転写領域Trに到達する。
二次転写領域Trでは、第1面の場合と同様にして、二次転写ロール22により形成された転写電界によって、中間転写ベルト20上に保持された第2面の各色トナー像が用紙に一括して二次転写される。
On the other hand, at the time of double-sided printing, the paper on which the fixed image is formed on the first surface of the paper by the above-described process passes through the
In the secondary transfer region Tr, as in the case of the first surface, the toner images of the respective colors on the second surface held on the
そして、両面にトナー像が転写された用紙は、第1面の場合と同様に定着ユニット60にて定着され、冷却ユニット91にて冷却され、さらにはカール矯正ユニット92にて用紙の曲がりが矯正される。その後、カール矯正ユニット92を通過した用紙は、振分機構部43により第5搬送路R5に導かれて、用紙積載部44に向けて搬送される。
このようにして、画像形成装置1での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
The paper on which the toner images are transferred on both sides is fixed by the fixing
In this way, the image forming process in the image forming apparatus 1 is repeatedly executed for the number of printed sheets.
<定着ユニットの構成の説明>
次に、本実施の形態の画像形成装置1に用いられる定着ユニット60について説明する。
図2は、本実施の形態の定着ユニット60の構成を説明するための断面構成図である。
この定着ユニット60は、定着ベルトモジュール61と、定着ベルトモジュール61に対して接離自在に構成される加圧部材の一例としての加圧ロール62とで主要部が構成されている。
<Description of fixing unit configuration>
Next, the fixing
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram for explaining the configuration of the fixing
The fixing
定着ベルトモジュール61は、用紙Pにトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト610と、定着ベルト610を挟み加圧ロール62と対向して配され、定着ベルト610を張架しながら回転動作する張架部材の1つであって、定着ベルトモジュール61と加圧ロール62とが圧接(互いに押圧されながら接触)する領域であるニップ部(定着加圧部)Nにて定着ベルト610を内側から加熱する定着ロール611と、定着ベルト610を内側から張架しながら定着ベルト610を加熱する内部加熱ロール612、定着ベルト610を外側から張架しながら定着ベルト610を加熱する外部加熱ロール613と、を備えている。また、定着ベルトモジュール61は、定着ロール611と内部加熱ロール612との間(ニップ部Nの上流側)で定着ベルト610を張架する張架ロール614と、ニップ部Nの下流側領域であって定着ロール611に隣接する位置に配される押圧部材の一例としての剥離パッド64と、ニップ部Nの下流側において定着ベルト610を張架する張架ロール615と、を備えている。
The fixing
定着ベルト610は、例えば、ポリイミド樹脂で形成されたベース層と、ベース層の表面側(外周面側)に積層されたシリコーンゴムからなる弾性体層と、さらに弾性体層上に被覆されたPFA(テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)からなる離型層とで構成されている。ここで、弾性体層は、特にカラー画像に対する画質向上のために設けられたものである。すなわち、定着対象となる用紙Pに保持されるトナー像は、粉体である各色トナーが積層して形成されている。そのため、ニップ部Nにおいてトナー像の全体に均一に熱を供給するには、用紙P上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト610表面が変形することが好ましいからである。
定着ロール611は、例えばアルミニウムやSUSで形成された円筒状ロールであり、図示しない駆動モータからの回転駆動力を受けて、図中矢印方向に回転する。そして、定着ロール611の内部に配置された加熱源としての例えば3本のハロゲンヒータ71により、定着ロール611は予め定められた温度(例えば、150℃)に加熱される。
The fixing
The fixing
内部加熱ロール612は、例えばアルミニウムやSUSで形成された円筒状ロールである。そして、内部に配置された加熱源としての例えば4本のハロゲンヒータ72により、内部加熱ロール612は予め定められた温度(例えば、190℃)に加熱される。
また、内部加熱ロール612は、その両端部に定着ベルト610を内側から外側に向けて押圧するバネ部材(不図示)が配置され、定着ベルト610全体の張力を例えば15kgfに設定している。
さらには、内部加熱ロール612には、定着ベルト610の蛇行(ベルトウォーク)を制御するための機構が設けられている。すなわち、内部加熱ロール612の近傍には、定着ベルト610の端部位置(エッジ位置)を検知するベルトエッジ位置検知機構(不図示)が配置されている。また、内部加熱ロール612には、内部加熱ロール612の一方の端部を内部加熱ロール612の軸方向と直行する方向に変位させる変位機構(不図示)が設けられている。そして、この変位機構は、ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて内部加熱ロール612の一方の端部を変位させることで定着ベルト610を内部加熱ロール612の軸方向に変位させる。それにより、定着ベルト610のベルトウォークを制御している。
The
The
Further, the
外部加熱ロール613は、例えばアルミニウムやSUSで形成された円筒状ロールである。そして、内部に配置された加熱源としての例えば3本のハロゲンヒータ73により、外部加熱ロール613は予め定められた温度(例えば、190℃)に加熱される。
このように、本実施の形態の定着ユニット60では、定着ロール611と内部加熱ロール612と外部加熱ロール613とによって定着ベルト610が加熱される構成を採用している。
The
As described above, the fixing
剥離パッド64は、例えばSUS等の金属や樹脂等の剛体で構成された、断面が略円弧形状のブロック部材である。そして、加圧ロール62が定着ベルト610を介して定着ロール611に圧接される領域(以下、「ロールニップ部N1」)の下流側近傍位置にて、定着ロール611の軸方向全域に亘って固定配置されている。そして、剥離パッド64は、定着ベルト610を介して加圧ロール62を予め定められた幅領域(例えば、定着ベルト610の進行方向に沿って5mmのニップ幅)に亘って予め定められた荷重(例えば、平均10kgf)で均一に押圧するように設置され、ロールニップ部N1に連なる「剥離パッドニップ部N2」を形成している。
なお、本実施の形態では、ロールニップ部N1が加圧部を構成し、剥離パッドニップ部N2が歪み部を構成する。
The
In the present embodiment, the roll nip portion N1 constitutes a pressurizing portion, and the peeling pad nip portion N2 constitutes a distorted portion.
加圧ロール62は、定着ベルト610の外周面に圧接することで、定着ベルト610との間に未定着トナー像を保持した用紙Pが通過するためのニップ部Nを形成する部材である。加圧ロール62は、例えば、アルミニウムやSUSからなる円柱状ロールを基体として、基体側から順に、シリコーンゴムからなる弾性層と、PFAチューブからなる離型層とが積層されて構成されている。そして、加圧ロール62は、定着ベルトモジュール61に接離するように配置され、定着ベルトモジュール61を押圧しながら接触(圧接)するように設定された場合には、定着ベルトモジュール61の定着ロール611が矢印方向へ回転するのに伴い、定着ロール611に従動して矢印方向に回転する。
また本実施の形態では、加圧ロール62は、内部に配置された加熱源としての例えば3本のハロゲンヒータ74により、予め定められた温度(例えば、90℃)に加熱される。
The
In the present embodiment, the
<定着ユニットでの定着動作についての説明>
次に、本実施の形態の定着ユニット60での定着動作について説明する。
画像形成装置1の二次転写領域Tr(図1参照)において合成トナー像(未定着トナー像)が静電転写された用紙Pは、第4搬送路R4(図1参照)に沿って定着ユニット60に向けて搬送される。ニップ部Nを通過する用紙P表面の未定着トナー像は、主としてロールニップ部N1に作用する圧力と熱とにより用紙Pに定着される。
<Description of the fixing operation in the fixing unit>
Next, the fixing operation in the fixing
The sheet P on which the composite toner image (unfixed toner image) is electrostatically transferred in the secondary transfer region Tr (see FIG. 1) of the image forming apparatus 1 is fixed along the fourth transport path R4 (see FIG. 1). It is conveyed toward 60. The unfixed toner image on the surface of the paper P passing through the nip N is fixed on the paper P mainly by pressure and heat acting on the roll nip N1.
すなわち、本実施の形態の定着ユニット60では、ロールニップ部N1に作用する熱は主に定着ベルト610によって供給される。定着ベルト610は、定着ロール611の内部に配置されたハロゲンヒータ71から定着ロール611を介して供給される熱と、内部加熱ロール612の内部に配置されたハロゲンヒータ72から内部加熱ロール612を介して供給される熱と、外部加熱ロール613の内部に配置されたハロゲンヒータ73から外部加熱ロール613を介して供給される熱とによって加熱される。それにより、定着ロール611だけでなく、内部加熱ロール612および外部加熱ロール613からも熱エネルギーが補給されるので、ロールニップ部N1においては、プロセススピードが高速であっても充分な熱量が確保される。
That is, in the fixing
本実施の形態の定着ユニット60では、直接的な加熱部材として機能する定着ベルト610は、極めて熱容量を小さく構成することができる。加えて、定着ベルト610は、熱供給部材である定着ロール611と、内部加熱ロール612および外部加熱ロール613のそれぞれにおいて広いラップ面積(大きなラップ角度)で接触するように構成されている。そのため、定着ベルト610が1回転する短い期間に、定着ロール611や内部加熱ロール612および外部加熱ロール613から充分な熱量が供給されるので、定着ベルト610を必要な定着温度に短時間で復帰させることが可能となる。それにより、ロールニップ部N1においては、予め定められた定着温度が維持される。
In the fixing
その結果、本実施の形態の定着ユニット60では、高速で連続通紙されても定着温度が略一定に維持される。また、高速での定着動作の開始時に定着温度が落ち込む現象(所謂「温度ドループ現象」)の発生が抑制される。特に、熱容量の大きな厚紙等に対する定着においても、定着温度の維持および温度ドループ現象の発生が抑制され、さらには、紙種に対応させて定着温度を途中で切り替える(定着温度のアップおよびダウンの双方を含む。)必要がある場合にも、定着ベルト610は熱容量が小さいので、ハロゲンヒータ71、さらにはハロゲンヒータ72、ハロゲンヒータ73の出力調整により、温度の切り替えを容易としている。
As a result, in the fixing
また、本実施の形態の定着ユニット60は、定着ロール611がアルミニウムやSUS等で形成されたハードロールであり、加圧ロール62が弾性層を被覆したソフトロールである。そのため、ロールニップ部N1では、定着ロール611は殆ど撓まず、加圧ロール62表面が撓むことによって定着ベルト610の進行方向に幅を持ったニップ領域が形成されている。このように、ロールニップ部N1においては、定着ベルト610がラップされている側の定着ロール611が殆ど変形しない。そのため、定着ベルト610は移動速度を略一定に維持しながらロールニップ部N1を通過する。それにより、ロールニップ部N1において定着ベルト610にシワや歪みが生じることが抑制されるので、良質の定着画像が安定的に提供される。
In the fixing
引き続いて、ロールニップ部N1を通過した後には、用紙Pは剥離パッドニップ部N2に搬送される。剥離パッドニップ部N2は、加圧ロール62に剥離パッド64が押圧されて、定着ベルト610が加圧ロール62に圧接するように構成されている。したがって、ロールニップ部N1は定着ロール611の曲率によって下に凸である湾曲した形状を有するのに対し、剥離パッドニップ部N2は、略平面に加工された剥離パッド64の定着ベルト610との接触面形状に沿った形状を有している。
Subsequently, after passing through the roll nip portion N1, the paper P is conveyed to the peeling pad nip portion N2. The peeling pad nip portion N <b> 2 is configured so that the
そのため、ロールニップ部N1において定着ロール611の曲率のもとで加熱加圧された用紙Pは、剥離パッドニップ部N2において加圧ロール62による相反する方向に向いた曲率に進行方向が変化させられる。その際に、用紙P上のトナー像と定着ベルト610表面との間で微小なマイクロスリップが生じる。それによって、トナー像と定着ベルト610との付着力が弱められ、用紙Pは定着ベルト610から剥離され易い状態が形成される。
Therefore, the paper P heated and pressed under the curvature of the fixing
そして、剥離パッドニップ部N2の出口では、定着ベルト610は剥離パッド64に巻き付くように搬送されるので、定着ベルト610の搬送方向はそこで急激に変化する。すなわち、定着ベルト610は剥離パッド64の外側面に沿って移動するため、定着ベルト610の屈曲は大きなものとなる。そのため、剥離パッドニップ部N2内において定着ベルト610との付着力が予め弱められた用紙Pは、用紙P自身が有している紙の弾性によって定着ベルト610から分離する。
Since the fixing
そして、定着ベルト610から分離された用紙Pは、剥離パッドニップ部N2の下流側に配置された剥離案内板69により、その進行方向が導かれる。剥離案内板69により案内された用紙Pは、その後、排紙案内部材の一例としての排紙ガイド78、および排紙ベルト79によって冷却ユニット80に向けて搬送される。
The paper P separated from the fixing
<定着動作中のトナーの状態について>
続いて、ニップ部Nにおいて定着処理が行われる際の用紙P上のトナーの状態について説明する。図3は、定着ユニット60におけるニップ部Nの拡大図であり、図4(a)〜(e)は、定着ユニット60の各部におけるトナーの状態を示した図である。図4(a)〜(e)は、それぞれ、図3におけるIVA部、IVB部、IVC部、IVD部およびIVE部における用紙P上のトナーの状態を示している。
<Toner status during fixing operation>
Next, the state of the toner on the paper P when the fixing process is performed in the nip portion N will be described. FIG. 3 is an enlarged view of the nip portion N in the fixing
上述したように、二次転写領域Tr(図1参照)では、中間転写ベルト20(図1参照)上に保持されたトナー像Tが用紙Pに一括して二次転写される。
これにより、ニップ部Nに向けて搬送される用紙Pは、図4(a)に示すように、トナー像Tを構成する複数のトナー粒子Tpが重なるように積層された状態となっている。この例では、それぞれのトナー粒子Tpは、球形状を有している。そして、図4(a)に示すように、ニップ部Nに向けて搬送される用紙Pのトナー像Tの表面は、球形状のトナー粒子Tpに由来した凹凸形状となっている。
As described above, in the secondary transfer region Tr (see FIG. 1), the toner image T held on the intermediate transfer belt 20 (see FIG. 1) is secondarily transferred onto the paper P at once.
As a result, the paper P conveyed toward the nip portion N is in a state of being stacked such that a plurality of toner particles Tp constituting the toner image T overlap as shown in FIG. In this example, each toner particle Tp has a spherical shape. As shown in FIG. 4A, the surface of the toner image T of the paper P conveyed toward the nip portion N has an uneven shape derived from the spherical toner particles Tp.
続いて、上述したように、ニップ部Nのロールニップ部N1に搬送された用紙Pには、定着ベルト610によって熱が供給される。
また、ロールニップ部N1では、定着ベルト610を介して定着ロール611と加圧ロール62とが互いに押圧されている。さらに、ロールニップ部N1では、加圧ロール62は、定着ロール611に従動して回転している。これにより、図4(b)に示すように、ロールニップ部N1に搬送された用紙Pには、定着ロール611の軸心と加圧ロール62の軸心とを結んだ方向に圧縮応力が生じる。
Subsequently, as described above, heat is supplied by the fixing
In the roll nip portion N <b> 1, the fixing
そして、図4(b)に示すように、ロールニップ部N1では、定着ベルト610により供給される熱、および定着ロール611と加圧ロール62とにより生じる圧縮応力によって、用紙P上に形成されたトナー像Tを構成するトナー粒子Tpが押しつぶされる。これにより、ロールニップ部N1に用紙Pが進入する前と比較して、用紙P上に形成されたトナー像Tの表面粗さが小さくなる。
Then, as shown in FIG. 4B, in the roll nip portion N1, the toner formed on the paper P by the heat supplied by the fixing
次いで、ニップ部Nの剥離パッドニップ部N2においても、用紙Pには、定着ベルト610によって熱が供給される。
また、剥離パッドニップ部N2では、上述したように、剥離パッド64が、加圧ロール62を予め定められた荷重で押圧するように固定配置されている。これにより、剥離パッドニップ部N2では、ロールニップ部N1と比較して定着ベルト610の移動が制限されている。このため、剥離パッドニップ部N2に搬送された用紙Pには、図4(c)に示すように、用紙Pの搬送方向とは逆向きに作用するせん断力が生じる。
Next, also in the peeling pad nip portion N <b> 2 of the nip portion N, heat is supplied to the paper P by the fixing
In the peeling pad nip portion N2, as described above, the
そして、図4(c)に示すように、剥離パッドニップ部N2では、定着ベルト610により供給される熱、および剥離パッド64により生じるせん断力により、用紙P上に形成されたトナー像Tを構成するトナー粒子Tpの表面が平滑化される。これにより、剥離パッドニップ部N2に用紙Pが進入する前と比較して、用紙P上に形成されたトナー像Tの表面粗さが小さくなる。
Then, as shown in FIG. 4C, the toner image T formed on the paper P is formed by the heat supplied by the fixing
続いて、用紙Pが剥離パッドニップ部N2を通過し、定着ベルト610から剥離される際には、図4(d)に示すように、用紙P上に形成されたトナー像Tと定着ベルト610の表面との間の応力により、トナー像Tに対して定着ベルト610側に引っ張られる吸着力が生じる。
Subsequently, when the paper P passes through the peeling pad nip portion N2 and is peeled from the fixing
次いで、用紙Pがニップ部Nを通過し定着ベルト610から剥離された後は、定着ベルト610を介した用紙Pに対する応力が解除される。これにより、図4(e)に示すように、ロールニップ部N1および剥離パッドニップ部N2にて押しつぶされたトナー粒子Tp自身の残留応力により、トナー粒子Tpが元の球形状に復元する力が生じる。そして、トナー粒子Tpが元の球形状に復元することに伴って、トナー像T表面の平滑性が低下する。
また、用紙Pが定着ベルト610から剥離された後は、定着ベルト610から用紙Pへの熱の供給が解除されるため、ニップ部Nにて加熱された用紙Pは、放熱し、用紙Pおよび用紙P上に形成されたトナー像Tは徐々に冷却され、固化する。
Next, after the paper P passes through the nip portion N and is separated from the fixing
In addition, since the heat supply from the fixing
ところで、定着ユニット60では、用紙Pの種類や用紙Pに形成する画像の種類等によって、用紙Pに形成される画像のグロス(光沢)が異なる場合がある。例えば、用紙Pとして厚紙を用いた場合には、用紙Pとして普通紙や薄紙等を用いた場合と比較して、用紙Pに形成される画像のグロスが高くなりやすい傾向がある。すなわち、厚紙上で加熱されたトナーは、普通紙上で加熱されたトナーと比較して定着ベルト610から剥離された後の冷却速度が速いため、トナー粒子Tpが復元する前にトナー像Tが固化されやすい。このため、用紙Pとして厚紙を用いた場合には、用紙Pとして普通紙や薄紙を用いた場合と比較して、トナー像Tの表面が平滑に貼りやすく、画像のグロスが高くなりやすい。
そして、定着ユニット60において、用紙Pとして厚紙を用いる場合に、用紙Pとして普通紙や薄紙を用いる場合と同様の条件で定着動作を行った場合、適切なグロスの画像を得ることができないおそれがある。
By the way, in the fixing
In the fixing
これに対し、本実施の形態の定着ユニット60では、用紙Pの厚さ(坪量)に応じて剥離パッド64の位置を切り替えることで、ニップ部Nにおける剥離パッドニップ部N2の用紙Pの搬送方向に沿った幅を変更している。
図5(a)〜(b)は、本実施の形態が適用される定着ユニット60におけるニップ部Nの拡大図である。図5(a)は、剥離パッド64が第1の位置に配置された状態を示しており、図5(b)は、剥離パッド64が、第1の位置と比較して剥離パッドニップ部N2の幅が長い第2の位置に配置された状態を示している。
また、図6(a)〜(b)は、ニップ部Nを通過する用紙Pに対してはたらく面圧を示した図である。図6(a)は、剥離パッド64が第1の位置に配置された場合の面圧を示しており、図6(b)は、剥離パッド64が第2の位置に配置された場合の面圧を示している。
On the other hand, in the fixing
5A and 5B are enlarged views of the nip portion N in the fixing
FIGS. 6A to 6B are diagrams showing the surface pressure that acts on the paper P passing through the nip portion N. FIG. FIG. 6A shows the surface pressure when the
主制御部50は、印刷指示を受け付けると、画像形成部10にて画像を形成する用紙Pの厚さ(坪量)に関する情報を取得する。そして、主制御部50は、取得した情報に基づき、用紙Pの厚さが予め定めた厚さより大きいか否かの判定を行う。言い換えると、主制御部50は、取得した情報に基づき、用紙Pが厚紙に該当するか否かの判定を行う。
When the
そして、主制御部50は、用紙Pの厚さが予め定めた厚さより厚い場合には、剥離パッド64の位置を第1の位置に切り替える。ここで、剥離パッド64が第1の位置に移動されると、図5(a)および図6(a)に示すように、定着ベルト610の移動方向に沿った剥離パッドニップ部N2の幅が、予め定められた第1の幅D1に設定される。
一方、主制御部50は、用紙Pの厚さが予め定められた厚さ以下である場合には、剥離パッド64の位置を第2の位置に切り替える。ここで、剥離パッド64が第2の位置に移動されると、図5(b)および図6(b)に示すように、定着ベルト610の移動方向に沿った剥離パッドニップ部N2の幅が、第1の幅D1(図5(a)参照)よりも広い第2の幅D2に設定される。
Then, when the thickness of the paper P is thicker than a predetermined thickness, the
On the other hand, when the thickness of the paper P is equal to or less than a predetermined thickness, the
上述したように、剥離パッドニップ部N2では、用紙P上に形成されたトナー像Tにせん断力がはたらく。そして、剥離パッドニップ部N2の幅を長くするほど、トナー像Tにはたらくせん断力が大きくなり、トナー像Tの表面が平滑化されやすくなる。この場合、用紙Pに形成される画像のグロスが高くなりやすい。逆に剥離パッドニップ部N2の幅を短くするほど、トナー像Tにはたらくせん断力が小さくなり、トナー像Tの表面にトナー粒子Tpに由来する凹凸が残存しやすくなる。この場合、用紙Pに形成される画像のグロスが低くなりやすい。 As described above, the shearing force acts on the toner image T formed on the paper P at the peeling pad nip portion N2. As the width of the peeling pad nip portion N2 is increased, the shearing force acting on the toner image T is increased, and the surface of the toner image T is easily smoothed. In this case, the gloss of the image formed on the paper P tends to be high. Conversely, the shorter the width of the peeling pad nip portion N2, the smaller the shearing force acting on the toner image T, and the unevenness derived from the toner particles Tp tends to remain on the surface of the toner image T. In this case, the gloss of the image formed on the paper P tends to be low.
したがって、本実施の形態の定着ユニット60では、用紙Pとして画像のグロスが高くなりやすい厚紙を用いる場合に剥離パッド64を第1の位置に移動させて、用紙Pとして普通紙や薄紙を用いる場合と比較して剥離パッドニップ部N2の幅を短くすることで、用紙Pとして普通紙や薄紙を用いる場合と同様に、グロスの低い画像を形成することが可能となる。
Therefore, in the fixing
また、本実施の形態では、図6(a)〜(b)に示すように、剥離パッド64が第1の位置および第2の位置の双方に配置された状態において、剥離パッドニップ部N2において用紙Pにはたらく面圧が、ロールニップ部N1において用紙Pにはたらく面圧と比較して小さくなっている。上述したように、剥離パッドニップ部N2では、用紙Pに対して、用紙Pの搬送方向とは逆向きに作用する力がはたらく。したがって、剥離パッドニップ部N2での面圧をロールニップ部N1での面圧と比較して小さくすることで、剥離パッドニップ部N2での面圧がロールニップ部N1での面圧より大きい場合と比較して、用紙Pの搬送が妨げられることが抑制される。また、剥離パッドニップ部N2において、用紙P上に形成されたトナー像Tの擦れ等の不良が生じることが抑制される。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 6A to 6B, in the state where the
なお、この例では、画像形成条件に関する情報として用紙Pの厚さ(坪量)に関する情報に基づき剥離パッド64の位置を切り替えるものとしたが、用紙上に形成される画像のグロスに影響を与え得る他の条件に基づき剥離パッド64の位置を切り替えてもよい。具体的には、用紙の種類に関する情報としては、例えば、用紙の型番に関する情報、用紙の熱容量に関する情報、用紙の表面光沢に関する情報等が挙げられる。また、用紙P上に形成する画像に関する情報としては、例えば、カラー画像か否か、画像の密度、画像の種類(写真、原稿画像等)が挙げられる。
また、画像形成条件に関する情報は、例えば、画像形成装置1において自動的に検出されるものであってもよく、画像形成装置1を操作するユーザによりUI部95やPC(不図示)等を介して入力されるものであってもよい。
In this example, the position of the
Further, the information regarding the image forming conditions may be automatically detected by the image forming apparatus 1, for example, and the user operating the image forming apparatus 1 via the
また、本実施の形態では、画像形成条件に応じて剥離パッド64を第1の位置または第2の位置に切り替え、剥離パッドニップ部N2の幅を第1の幅D1または第2の幅D2の2つの幅に切り替えるものとした。しかしながら、画像形成条件に応じて剥離パッドニップ部N2の幅を3以上の複数の幅に多段階で切り替えるものとしてもよいし、画像形成条件に応じて剥離パッドニップ部N2の幅を線形に変化させるものとしてもよい。
In this embodiment, the
続いて、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。本発明者は、以下のような現像剤を用いて画像形成装置1にて画像の形成を行い、用紙に形成された画像のグロスを測定し、評価を行った。 Next, the present invention will be specifically described based on examples. The present invention is not limited to the following examples. The inventor formed an image in the image forming apparatus 1 using the following developer, and measured and evaluated the gloss of the image formed on the paper.
<各種特性の測定方法>
まず、実施例で用いた現像剤におけるトナー等の物性の測定方法について説明する。
[トナーの粒度および粒度分布の測定方法]
トナーの粒度および粒度分布の測定は、測定装置としてコールターカウンターTA−II型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液としてISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を用い、以下のように行った。
まず、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に、測定試料を0.5mg〜50mg加え、これを前記電解液100ml〜150ml中に添加した。続いて、測定試料を懸濁した電解液を、超音波分散器で約1分間分散処理し、前記コールターカウンターTA−II型により、アパーチャー径100μmのアパーチャーを用いて2μm〜60μmの範囲の粒度分布を測定した。これにより、トナー粒子の体積平均粒径、体積平均粒度分布指標(GSDv)、個数平均粒度分布指標(GSDp)を求めた。
粒度分布は分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積、数、それぞれに小径側から累積分布を描き、累積16%となる粒径を体積平均粒径D16v、数平均粒径D16pと定義し、また累積84%となる粒径を体積平均粒径D84v、数平均粒径D84pと定義し、これらを用いて体積平均粒度分布指標GSDvはD84v/D16vより求め、数平均粒度分布指標GSDpはD84p/D16pより算出した。
<Measuring method of various characteristics>
First, a method for measuring physical properties of the toner and the like in the developer used in the examples will be described.
[Measurement method of toner particle size and particle size distribution]
The particle size and particle size distribution of the toner are measured as follows using a Coulter Counter TA-II type (manufactured by Beckman-Coulter) as a measuring device and ISOTON-II (manufactured by Beckman-Coulter) as an electrolytic solution. It was.
First, 0.5 mg to 50 mg of a measurement sample was added to 2 ml of a 5% aqueous solution of a surfactant, preferably sodium alkylbenzenesulfonate as a dispersant, and this was added to 100 ml to 150 ml of the electrolytic solution. Subsequently, the electrolytic solution in which the measurement sample is suspended is dispersed for about 1 minute with an ultrasonic disperser, and the particle size distribution in the range of 2 μm to 60 μm using the Coulter counter TA-II type with an aperture having an aperture diameter of 100 μm. Was measured. Thus, the volume average particle size, the volume average particle size distribution index (GSDv), and the number average particle size distribution index (GSDp) of the toner particles were obtained.
In the particle size distribution, a cumulative distribution is drawn from the smaller diameter side to the divided particle size range (channel), and the particle size that becomes 16% cumulative is defined as the volume average particle size D16v and the number average particle size D16p. In addition, the particle size that is 84% cumulative is defined as the volume average particle size D84v and the number average particle size D84p, and using these, the volume average particle size distribution index GSDv is obtained from D84v / D16v. / D16p.
[樹脂の分子量、分子量分布の測定方法]
樹脂の重量平均分子量Mwおよび分子量分布(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)の測定は、以下の条件で行った。まず、GPC装置として、HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー株式会社製)を用い、カラムとして、TSKgel、SuperHM−H(6mmID×15cm)(東ソー株式会社製)を2本用い、溶離液としてテトラヒドロフラン(THF)を用いた。
測定条件は、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min、サンプル注入量10μl、測定温度40℃とし、IR検出器を用いて検出を行った。また、標準試料としては、ポリスチレンを用い、具体的には、東ソー株式会社製のポリスチレン標準試料TSK standard:A−500、F−1、F−10、F−80、F−380、A−2500、F−4、F−40、F−128、F−700の10サンプルを用いて検量線を作成した。
[Measurement method of resin molecular weight and molecular weight distribution]
The weight average molecular weight Mw and the molecular weight distribution (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) of the resin were measured under the following conditions. First, HLC-8120GPC and SC-8020 (manufactured by Tosoh Corporation) are used as the GPC apparatus, TSKgel and SuperHM-H (6 mmID × 15 cm) (manufactured by Tosoh Corporation) are used as the column, and tetrahydrofuran is used as the eluent. (THF) was used.
The measurement conditions were a sample concentration of 0.5%, a flow rate of 0.6 ml / min, a sample injection amount of 10 μl, a measurement temperature of 40 ° C., and detection was performed using an IR detector. Moreover, polystyrene is used as the standard sample, specifically, polystyrene standard samples TSK standard: A-500, F-1, F-10, F-80, F-380, A-2500 manufactured by Tosoh Corporation. , F-4, F-40, F-128, and F-700 were used to create a calibration curve.
[樹脂微粒子、着色剤粒子等の体積平均粒子径の測定方法]
樹脂微粒子、着色剤粒子等の体積平均粒子径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)を用いて測定した。
[Method for measuring volume average particle diameter of resin fine particles, colorant particles, etc.]
Volume average particle diameters of resin fine particles, colorant particles, and the like were measured using a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus (LA-700, manufactured by Horiba, Ltd.).
[樹脂、トナーの融点、樹脂のガラス転移温度の測定方法]
樹脂、トナーの融点、および樹脂のガラス転移温度は、ASTM D3418−8に規定された方法により測定した。
[Measuring method of resin, toner melting point, resin glass transition temperature]
The resin, the melting point of the toner, and the glass transition temperature of the resin were measured by the methods specified in ASTM D3418-8.
<現像剤の作成>
[樹脂微粒子分散液(1)の調整]
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 25重量部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 25重量部
・テレフタル酸 30重量部
・コハク酸 5重量部
・無水トリメリット酸 15重量部
以上を、攪拌装置、ガス導入管、温度センサおよび精留塔を備えた丸底フラスコに投入し、マントルヒータを用いて予め定めた温度まで昇温させた。次いで、ガス導入管により窒素ガスを導入し、丸底フラスコ内を不活性ガス雰囲気に保ちながら、攪拌装置により原料を攪拌した。その後、原料混合物100重量部に対して、ジブチルスズオキシド0.05重量部を添加し、反応物の温度を200℃に保ちながら4時間反応させることで、樹脂(1)を得た。
<Create developer>
[Preparation of resin fine particle dispersion (1)]
-25 parts by weight of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct-25 parts by weight of bisphenol A propylene oxide 2 mol adduct-30 parts by weight of terephthalic acid-5 parts by weight of succinic acid-15 parts by weight or more of trimellitic anhydride, It put into the round bottom flask provided with the gas introduction pipe | tube, the temperature sensor, and the rectification tower, and it heated up to the predetermined temperature using the mantle heater. Next, nitrogen gas was introduced through a gas introduction tube, and the raw material was stirred with a stirrer while keeping the inside of the round bottom flask in an inert gas atmosphere. Thereafter, 0.05 part by weight of dibutyltin oxide was added to 100 parts by weight of the raw material mixture, and the resin (1) was obtained by reacting for 4 hours while keeping the temperature of the reaction product at 200 ° C.
次いで、得られた樹脂(1)を、溶融状態のまま、乳化機(キャビトロンCD1010、ユーロテック社製)に毎分100gの速度で移送した。
また、別途用意した水性媒体タンクに、試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.40%濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら、毎分0.1リットルの速度で、溶融状態の上記樹脂(1)と同時に上記乳化機に移送した。
この状態で、回転子の回転速度が60Hz、圧力が0.49MPa(5kg/cm2)の条件で乳化機を運転し、樹脂(1)の粒子(樹脂微粒子)が分散された樹脂微粒子分散液(1)を得た。
Next, the obtained resin (1) was transferred to an emulsifier (Cavitron CD1010, manufactured by Eurotech) at a rate of 100 g / min in a molten state.
In addition, 0.40% diluted ammonia water obtained by diluting reagent ammonia water with ion-exchanged water is placed in a separately prepared aqueous medium tank, and heated to 120 ° C. with a heat exchanger, 0.1 liter per minute At the same time, the resin (1) in the molten state was transferred to the emulsifier at the same time.
In this state, the emulsifier is operated under the conditions of a rotor rotation speed of 60 Hz and a pressure of 0.49 MPa (5 kg / cm 2 ) to disperse resin (1) particles (resin fine particles). (1) was obtained.
[離型剤分散液の調整]
・ポリエチレンワックス(東洋ペトロライト社製、Polywax725、融解温度102℃) 50重量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬株式会社、ネオゲンRK) 5重量部
・イオン交換水 200重量部
以上の各成分を混合し、110℃に加熱溶融させ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した。続いて、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径が220nmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液(1)を調整した。得られた離型剤分散液(1)における離型剤濃度は、20%であった。
[Adjustment of release agent dispersion]
・ 50 parts by weight of polyethylene wax (Toyo Petrolite, Polywax 725, melting temperature 102 ° C.) 5 parts by weight of anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Neogen RK) 200 parts by weight or more of ion-exchanged water The components were mixed, heated and melted to 110 ° C., and dispersed using a homogenizer (manufactured by IKA, Ultra Turrax T50). Subsequently, a release agent dispersion (1) was prepared by dispersing with a Menton Gorin high-pressure homogenizer (manufactured by Gorin) to disperse a release agent having a volume average particle size of 220 nm. The mold release agent concentration in the obtained mold release agent dispersion (1) was 20%.
[着色剤分散液の調整]
・シアン顔料(大日精化株式会社製、Pigment Blue 15:3(銅フタロシアニン)) 1000重量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬株式会社製、ネオゲンRK) 150重量部
・イオン交換水 9000重量部
以上を混合、溶融し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(株式会社スギノマシン社製、HJP30006)を用いて約1時間分散して、体積平均粒径が0.15μmの着色剤(シアン顔料)を分散させてなる着色剤分散液(1)を調整した。得られた着色剤分散液(1)における着色剤粒子濃度は23%であった。
[Adjustment of colorant dispersion]
・ 1000 parts by weight of cyan pigment (Pigment Blue 15: 3 (copper phthalocyanine) manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.) 150 parts by weight of anionic surfactant (Neogen RK, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 9000 A colorant (cyan pigment) having a volume average particle size of 0.15 μm is mixed and melted in an amount of at least parts by weight and dispersed for about 1 hour using a high-pressure impact disperser ultimateizer (manufactured by Sugino Machine Co., Ltd., HJP30006). A colorant dispersion (1) was prepared. The colorant particle concentration in the obtained colorant dispersion (1) was 23%.
[トナー粒子の作製]
・樹脂微粒子分散液(1) 400重量部
・離型剤分散液(1) 50重量部
・着色剤分散液(1) 22重量部
以上を、丸型ステンレス製フラスコ中に添加した後、続いて10%ポリ塩化アルミニウム水溶液(浅田化学社製)1.5重量部を投入し、0.1N硝酸水溶液にて系内のpHを2.5に調整した。その後、室温にて30分間攪拌を行った。次に、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)にて混合分散を行い、加熱用オイルバス中で攪拌しながら45℃まで昇温して30分間保持した。次いで、樹脂微粒子分散液50重量部を追添加した後、50℃まで昇温し、さらに1時間保持した。
[Production of toner particles]
-Resin fine particle dispersion (1) 400 parts by weight-Release agent dispersion (1) 50 parts by weight-Colorant dispersion (1) After adding 22 parts by weight or more to the round stainless steel flask, 1.5 parts by weight of a 10% polyaluminum chloride aqueous solution (manufactured by Asada Chemical Co., Ltd.) was added, and the pH in the system was adjusted to 2.5 with a 0.1N nitric acid aqueous solution. Then, it stirred for 30 minutes at room temperature. Next, it was mixed and dispersed with a homogenizer (manufactured by IKA, Ultra Turrax T50), heated to 45 ° C. while being stirred in a heating oil bath, and held for 30 minutes. Next, 50 parts by weight of the resin fine particle dispersion was additionally added, the temperature was raised to 50 ° C., and the mixture was further maintained for 1 hour.
得られた内容物を光学顕微鏡にて観察すると、粒径が7.5μm前後の凝集粒子が生成していることが確認された。続いて、水酸化ナトリウム水溶液でpHを7.5に調整し、その後、加熱用オイルバスにより80℃まで昇温してそのまま2時間保持した。
続いて、得られた内容物を室温まで冷却した後、濾過を行い、イオン交換水にて洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナー粒子を得た。
When the obtained contents were observed with an optical microscope, it was confirmed that aggregated particles having a particle diameter of around 7.5 μm were formed. Subsequently, the pH was adjusted to 7.5 with an aqueous sodium hydroxide solution, and then the temperature was raised to 80 ° C. with a heating oil bath and held there for 2 hours.
Subsequently, the obtained content was cooled to room temperature, filtered, washed with ion-exchanged water, and then dried using a vacuum dryer to obtain toner particles.
[静電荷像現像用トナーの作製]
得られたトナー粒子100重量部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1重量部を加え、ヘンシェルミキサーにて外添混合を行い、静電荷像現像用トナー(以下、単にトナーと称する場合がある)を得た。
[Preparation of toner for developing electrostatic image]
To 100 parts by weight of the obtained toner particles, 1 part by weight of colloidal silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., R972) is added, and externally added and mixed with a Henschel mixer to develop an electrostatic charge image developing toner (hereinafter simply referred to as toner and toner). Sometimes obtained).
[静電荷像現像剤の作製]
トルエン1.25重量部にカーボンブラック(キャボット社製、VXC−72)0.12重量部を混合し、サンドミルで20分攪拌分散したカーボン分散液に、3官能性イソシアネート80%酢酸エチル溶液(武田薬品工業社製、タケネートD110N)1.25重量部を混合攪拌し、コート剤樹脂溶液を得た。次いで、得られたコート剤樹脂溶液と、Mn−Mg−Srフェライト粒子(体積平均粒径:35μm)とをニーダーに投入し、常温で5分間混合攪拌した後、常圧にて150℃まで昇温し溶剤を留去した。さらに続けて30分間混合攪拌した後、ヒータの電源を切り50℃まで降温した。得られたコートキャリアを75μmメッシュで篩分して、キャリアを得た。
得られたキャリア95重量部と、上記で作製した静電荷像現像用トナー5重量部とをVブレンダーにて混合し、静電荷像現像剤(以下、単に現像剤と称する場合がある)を得た。
[Preparation of electrostatic charge image developer]
Trifunctional isocyanate 80% ethyl acetate solution (Takeda) was added to carbon dispersion obtained by mixing 0.12 part by weight of carbon black (VXC-72, manufactured by Cabot Corporation) with 1.25 parts by weight of toluene and stirring and dispersing in a sand mill for 20 minutes. 1.25 parts by weight of Yakuhin Kogyo Co., Ltd., Takenate D110N) was mixed and stirred to obtain a coating agent resin solution. Next, the obtained coating agent resin solution and Mn—Mg—Sr ferrite particles (volume average particle size: 35 μm) were put into a kneader, mixed and stirred at room temperature for 5 minutes, and then increased to 150 ° C. at normal pressure. Warm and distill off the solvent. Further, after mixing and stirring for 30 minutes, the heater was turned off and the temperature was lowered to 50 ° C. The obtained coated carrier was sieved with a 75 μm mesh to obtain a carrier.
95 parts by weight of the obtained carrier and 5 parts by weight of the electrostatic charge image developing toner prepared above were mixed in a V blender to obtain an electrostatic charge image developer (hereinafter sometimes simply referred to as a developer). It was.
<評価>
樹脂微粒子分散液(1)の調整において反応物の温度および反応時間を異ならせることで樹脂の重量平均分子量Mwおよび分子量分布(Mw/Mn)を変化させ、トナーの80℃における貯蔵弾性率G´(Pa)と120℃における貯蔵弾性率G´(Pa)との比(G´比)を異ならせた複数の現像剤を得た。
これらの現像剤を用いて本実施の形態の画像形成装置1にて画像の形成を行い、得られた画像のグロスを測定したところ、トナーの80℃と120℃とのG´比が1.0以上1.3以下である場合に好ましい結果が得られた。
<Evaluation>
In adjusting the resin fine particle dispersion (1), the temperature and reaction time of the reaction product are varied to change the weight average molecular weight Mw and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the resin, and the storage elastic modulus G ′ of the toner at 80 ° C. A plurality of developers having different ratios (G ′ ratios) of (Pa) and storage elastic modulus G ′ (Pa) at 120 ° C. were obtained.
An image is formed with the image forming apparatus 1 of the present embodiment using these developers, and the gloss of the obtained image is measured. As a result, the G ′ ratio of the toner to 80 ° C. and 120 ° C. is 1. A preferable result was obtained when it was 0 or more and 1.3 or less.
1…画像形成装置、50…主制御部、60…定着ユニット、61…定着ベルトモジュール、62…加圧ロール、64…剥離パッド、610…定着ベルト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 50 ... Main control part, 60 ... Fixing unit, 61 ... Fixing belt module, 62 ... Pressure roll, 64 ... Release pad, 610 ... Fixing belt
Claims (6)
前記ベルト部材の内側に設けられる回転可能な定着部材と、
前記ベルト部材を介して前記定着部材に押圧され、当該ベルト部材との間に記録材が通過する加圧部を形成する回転可能な加圧部材と、
前記定着部材よりも前記ベルト部材の移動方向下流側且つ当該ベルト部材の内側にて当該ベルト部材を介して前記加圧部材を押圧し、当該ベルト部材と前記加圧部材との間に前記加圧部と比較して記録材にはたらく歪みが大きい歪み部を形成し、記録材の種類に応じて、前記ベルト部材の移動方向に沿った前記歪み部の幅が変更可能な押圧部材と
を備える定着装置。 A belt member provided so as to be capable of circulating movement;
A rotatable fixing member provided inside the belt member;
A rotatable pressure member that is pressed against the fixing member via the belt member and forms a pressure member through which the recording material passes.
The pressure member is pressed via the belt member on the downstream side of the fixing member in the moving direction of the belt member and inside the belt member, and the pressure is applied between the belt member and the pressure member. And a pressing member capable of changing a width of the distorted portion along the moving direction of the belt member according to the type of the recording material. apparatus.
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
請求項1乃至5の何れか1項に記載の定着装置と
を備える画像形成装置。 Toner image forming means for forming a toner image;
Transfer means for transferring the toner image formed by the toner image forming means onto a recording material;
An image forming apparatus comprising: the fixing device according to claim 1.
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