JP2018163229A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2018163229A
JP2018163229A JP2017059534A JP2017059534A JP2018163229A JP 2018163229 A JP2018163229 A JP 2018163229A JP 2017059534 A JP2017059534 A JP 2017059534A JP 2017059534 A JP2017059534 A JP 2017059534A JP 2018163229 A JP2018163229 A JP 2018163229A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
image
fixing belt
image forming
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017059534A
Other languages
English (en)
Inventor
正博 内田
Masahiro Uchida
正博 内田
将隆 栗林
Masataka Kuribayashi
将隆 栗林
小出 隆史
Takashi Koide
隆史 小出
裕介 福田
Yusuke Fukuda
裕介 福田
克之 北島
Katsuyuki Kitajima
克之 北島
聡美 原
Satomi Hara
聡美 原
華奈 吉田
Kana Yoshida
華奈 吉田
康司 船場
Koji Funaba
康司 船場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2017059534A priority Critical patent/JP2018163229A/ja
Priority to US15/895,200 priority patent/US10133221B2/en
Publication of JP2018163229A publication Critical patent/JP2018163229A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0819Developers with toner particles characterised by the dimensions of the particles
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08775Natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • G03G9/08782Waxes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08784Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08795Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their chemical properties, e.g. acidity, molecular weight, sensitivity to reactants
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08784Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08797Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their physical properties, e.g. viscosity, solubility, melting temperature, softening temperature, glass transition temperature
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/20Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/2003Structural features of the fixing device
    • G03G2215/2016Heating belt
    • G03G2215/2041Heating belt the fixing nip being formed by tensioning the belt over a surface portion of a pressure member

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】良好な定着性が得られる画像形成装置を提供すること。【解決手段】像保持体と、帯電手段と、静電荷像形成手段と、現像手段と、転写手段と、トナー画像を定着する定着手段であって、定着ベルトと、定着ベルトとの間にニップ部を形成する加圧回転体と、ニップ部における定着ベルトの内周面に接するように設けられ、定着ベルトを加熱する第1加熱回転体と、定着ベルトの内周面側及び外周面側の少なくとも一方に設けられ、定着ベルトを加熱する1以上の第2加熱手段と、を有する定着手段と、を備え、トナーが、結着樹脂と、融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスと、を含有するトナー粒子と、を有し、結晶性樹脂及びワックスの融解温度との差の絶対値が10℃以下、トナー粒子の体積平均粒径が6μm以上9μm以下、トナー粒子の形状係数SF1が140以上、トナーのトルエン不溶分が25質量%以上45質量%以下である画像形成装置。【選択図】図2

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
電子写真方式による画像の形成は、感光体表面を全体に帯電させた後、この感光体表面に、画像情報に応じたレーザ光により露光して静電荷像を形成し、次いでこの静電荷像を、トナーを含む現像剤で現像してトナー像を形成し、最後にこのトナー像を記録媒体表面に転写及び定着することにより行われる。
例えば、特許文献1には、「定着ローラと、加熱部材と、前記定着ローラ及び前記加熱部材の外周に巻回された無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記定着ローラと対向する加圧ローラとを有する定着手段を備えた画像形成装置であって、前記定着手段のプロセス速度が200〜600mm/secであり、少なくとも結着樹脂、着色剤およびワックスを含むトナー組成物を溶融混練後、粉砕、分級して製造されるトナーを使用し、前記結着樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂よりなり、前記結晶性ポリエステル樹脂の軟化点及び含有量が特定の範囲であり、トナーの体積中位粒径(D50)、並びに、3μm以下、4μm以下、5μm以下及び10μm以上のトナー粒子の含有率がそれぞれ特定の範囲であることを特徴とする画像形成装置」が開示されている。
特開2014−056126号公報
定着ベルト及び定着ベルトを加熱する加熱手段を有する定着手段を備える画像形成装置において、静電荷像現像用トナーとして、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含む結着樹脂と、融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスと、を含有するトナー粒子を有し、前記結晶性樹脂の融解温度と前記パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が10℃以下であり、前記トナー粒子の体積平均粒径が6μm以上9μm以下であり、前記トナー粒子の形状係数SF1が140以上であり、前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が25質量%以上45質量%以下である静電荷像現像用トナーを用いてトナー画像の定着を行うと、良好な定着性が得られにくい傾向がある。
本発明の課題は、定着ベルト及び定着ベルトを加熱する加熱手段を有する定着手段を備える画像形成装置において、定着ベルトを加熱する加熱手段を、ニップ部における定着ベルトの内周面に接するように1つのみ配置した場合に比べ、良好な定着性が得られる画像形成装置を提供することにある。
上記課題は、以下の手段により解決される。
請求項1に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段であって、定着ベルトと、前記定着ベルトの外周面を加圧することにより前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する加圧回転体と、前記ニップ部における前記定着ベルトの内周面に接するように設けられ、前記定着ベルトを加熱する第1加熱回転体と、前記定着ベルトの内周面側及び外周面側の少なくとも一方に設けられ、前記第1加熱回転体とは別に前記定着ベルトを加熱する1以上の第2加熱手段と、を有する定着手段と、
を備え、
前記静電荷像現像用トナーが、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含む結着樹脂と、融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスと、を含有するトナー粒子を有し、前記結晶性樹脂の融解温度と前記パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が10℃以下であり、前記トナー粒子の体積平均粒径が6μm以上9μm以下であり、前記トナー粒子の形状係数SF1が140以上であり、前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が25質量%以上45質量%以下である画像形成装置である。
請求項2に係る発明は、
前記パラフィン系ワックスの融解温度が65℃以上78℃以下の範囲である請求項1に記載の画像形成装置である。
請求項3に係る発明は、
前記パラフィン系ワックスの融解温度が65℃以上75℃以下の範囲である請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置である。
請求項4に係る発明は、
前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が28質量%以上38質量%以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
請求項5に係る発明は、
前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が30質量%以上35質量%以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
請求項6に係る発明は、
前記結晶性樹脂の融解温度と前記パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が5℃以下である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
請求項7に係る発明は、
前記結晶性樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
請求項8に係る発明は、
前記結晶性樹脂の含有量が、前記静電荷像現像用トナーの全量に対し3質量%以上20質量%以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
請求項9に係る発明は、
前記結晶性樹脂の含有量が、前記静電荷像現像用トナーの全量に対し5質量%以上15質量%以下である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
請求項10に係る発明は、
前記1以上の第2加熱手段のうちの少なくとも一の加熱手段によって前記定着ベルトが加熱される被加熱領域が、前記定着ベルトの回転方向における前記ニップ部の下流側であって前記ニップ部から前記定着ベルトの周方向長さの50%以内となる領域に設けられている請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
請求項11に係る発明は、
前記記録媒体の搬送速度が350mm/sec以上380mm/sec以下である請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
請求項1、2、3、4、5、6、7、8、又は9に係る発明によれば、定着ベルト及び定着ベルトを加熱する加熱手段を有する定着手段を備える画像形成装置において、定着ベルトを加熱する加熱手段を、ニップ部における定着ベルトの内周面に接するように1つのみ配置した場合に比べ、良好な定着性が得られる画像形成装置が提供される。
請求項10に係る発明によれば、1以上の第2加熱手段によって定着ベルトが加熱される被加熱領域の全てが、定着ベルトの回転方向におけるニップ部の下流側であって前記ニップ部から前記定着ベルトの周方向長さの50%を超える領域に設けられている場合に比べ、良好な定着性が得られる画像形成装置が提供される。
請求項11に係る発明によれば、定着ベルト及び定着ベルトを加熱する加熱手段を有する定着手段を備える画像形成装置において、定着ベルトを加熱する加熱手段を、ニップ部における定着ベルトの内周面に接するように1つのみ配置した場合に比べ、記録媒体の搬送速度が350mm/sec以上380mm/sec以下の範囲であっても、良好な定着性が得られる画像形成装置が提供される。
本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態の画像形成装置に備えられる定着装置の一例を示す概略構成図である。
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。
〔画像形成装置〕
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」とも称する)を含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段であって、定着ベルトと、前記定着ベルトの外周面を加圧することにより前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する加圧回転体と、前記ニップ部における前記定着ベルトの内周面に接するように設けられ、前記定着ベルトを加熱する第1加熱回転体と、前記定着ベルトの内周面側及び外周面側の少なくとも一方に設けられ、前記第1加熱回転体とは別に前記定着ベルトを加熱する1以上の第2加熱手段と、を有する定着手段と、を備える。
上記トナーは、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含む結着樹脂と、融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスと、を含有するトナー粒子を有し、前記結晶性樹脂の融解温度と前記パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が10℃以下であり、前記トナー粒子の体積平均粒径が6μm以上9μm以下であり、前記トナー粒子の形状係数SF1が140以上であり、前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が25質量%以上45質量%以下である。
トナーにおいて、トルエン不溶分が25質量%以上45質量%以下であるとは、トナーが架橋樹脂を適度に含有していることを示している。つまりトルエン不溶分とは、トナー中に含まれる架橋樹脂の含有量の指標である。
また、トナー粒子において、形状係数SF1が140以上であるとは、形状が不定形であることを示している。なお、形状係数SF1が140以上であるほど不定形なトナー粒子は、通常、粉砕法(例えば混練粉砕法)で製造された粉砕トナー粒子であることを示している。
また、トナー粒子において、体積平均粒径が6μm以上9μm以下であるとは、トナー粒子が比較的小径であることを示している。
以下、上記特性を有する本実施形態におけるトナーを「特定粉砕トナー」と称して説明することがある。
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、例えば低温定着を達成するために、結着樹脂として結晶性樹脂が含有され、またワックスとして融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスが含有されたトナーが用いられることがある。また、こうしたトナーを製造する方法として、混練粉砕法等の粉砕法により得られた粉砕トナー粒子が広く用いられている。粉砕トナー粒子は、一般的に結着樹脂や着色剤、ワックス等を混合し、この混合物を粉砕することで作製されるため、その製法由来により、不定形であり、かつ表面に結晶性樹脂及びワックス(つまり離型剤)が露出しやすい。ただし、粉砕して作製されるため、個々の粉砕トナー粒子ごとに結晶性樹脂及びワックスの露出の度合い(粒子表面における露出面積の割合)がバラツキ易い。結晶性樹脂及びワックスは、粉砕トナー粒子中の他の成分に比べて比較的溶融し易い成分であるが、この溶融し易い結晶性樹脂及びワックスの露出の度合いが個々に異なるため、定着のために熱がかけられたとき個々の粉砕トナー粒子ごとに溶融の仕方に差が生じ易い。つまり、トナー間の溶融にバラツキが生じ易くなり、その結果、溶融され易く強固に定着し易いトナー粒子と、溶融され難く定着の強度も高め難いトナー粒子とがトナー画像中に併存した状態となり、トナー画像全体としては定着性が低下し易くなる。
ただし、定着手段において加熱される際、結晶性樹脂及びワックスの露出の度合いが相対的に低い粉砕トナー粒子をも溶融し得る程度に、十分に総熱量の高い加熱が行なわれれば、定着性は高められる。しかし、定着手段として、ニップ部における内周面側に接する加熱回転体を備えた定着ベルトを適用した場合、連続して画像形成を繰り返すうちに、定着性が低下していくことがあった。
この理由は以下のように推察される。定着ベルトを加熱する加熱手段として、ニップ部の内周面に接するよう配置された加熱回転体のみを備える定着手段を用いた場合、連続して画像形成を繰り返すことは、定着ベルトの外周面側においてトナー画像による熱の吸収が断続的に繰り返されることでもある。そのため、連続して画像形成を繰り返すうち、つまりトナー画像の定着動作を停止することなく繰り返すうちに、次第に定着ベルト自体の温度は低下していき、トナー画像に与えられる総熱量も低下していく。その結果、トナー間の溶融にバラツキのある粉砕トナー粒子によるトナー画像では、連続した画像形成によって定着性が低下し易くなると考えられる。
なお、上記定着性の低下は、ニップ部での記録媒体の搬送速度(以下、「プロセス速度」とも称する)が速くなるほど顕著に生じやすい。
これは、プロセス速度が速いと(例えば350mm/s以上380mm/s以下)、トナー画像がニップ部を通過する時間が短くなり、結果として定着ベルトからトナー画像に与えられる総熱量も高め難くなることや、定着により温度が低下した定着ベルトが、次の定着時までに定着設定温度(定着時における定着ベルトの温度)まで十分回復しきれないこと等に起因すると考えられる。したがって、プロセス速度が速い画像形成装置に粉砕トナー粒子を適用すると、定着性がより低下しやすくなる。
これに対し、本実施形態に係る画像形成装置では、定着手段として、ニップ部における定着ベルトの内周面に第1加熱回転体を設け、第1加熱回転体とは別に、更に定着ベルトの内周面側及び外周面側の少なくとも一方に1以上の第2加熱手段を設けた構成とする。つまり、本実施形態に係る画像形成装置では、ニップ部と、ニップ部以外の1以上の箇所から定着ベルトを加熱する。これにより、トナー間の溶融にバラツキが生じ易い粉砕トナー粒子を用いても、良好な定着性が得られる。
その理由は定かではないが、以下の理由によるものと推測される。
図2は、本実施形態の画像形成装置に備えられる定着装置の一例を示す概略構成図である。
図2に示すように、定着装置28は、定着ベルト84と、定着ベルト84との間にニップ部Nを形成する加圧ロール88(加圧回転体の一例)と、ニップ部Nにおける定着ベルト84の内周面に設けられた第1加熱ロール89(第1加熱回転体の一例)と、第1加熱ロール89とは別に、定着ベルト84の内周面に設けられた第2加熱ロール90(第2加熱手段の一例)と、定着ベルト84の外周面に設けられた第3加熱ロール92(第2加熱手段の一例)と、定着ベルト84を挟持して支持する一対の支持ロール94と、を備えている。なお、第1加熱ロール89、第2加熱ロール90、及び第3加熱ロール92は、それぞれ内側にハロゲンヒータ89A,90A,92Aを備えている。
上記構成を有する定着装置28では、ニップ部Nで定着を終えた定着ベルト84が、定着ベルト84の回転方向(図2中、S方向)におけるニップ部Nの下流側で温度が低下すると考えられる。しかし、定着装置28は、ニップ部Nを加熱する第1加熱ロール89とは別に、ニップ部Nの下流側に第3加熱ロール92と、第2加熱ロール90とを順に備えているので、温度が低下した定着ベルト84が次の定着が行われるまでの間、第3加熱ロール92及び第2加熱ロール90によって加熱される。これにより、定着ベルト84の温度が、定着設定温度(定着時における定着ベルトの温度)に回復されやすくなるので、定着ベルト84の温度が十分回復されないまま、次の定着が行われることが抑制される。つまり、連続して画像形成を繰り返した場合であっても、トナー画像に対して与えられる総熱量が低下していくことが抑制される。
また、定着装置28では、定着ベルト84が第1加熱ロール89のみで加熱される場合に比べ、ベルト周方向全体にわたって加熱が行われる。これにより、定着ベルト84がニップ部Nを通過する毎に温度が低下しても、その温度の低下幅が小さく、また回復された定着ベルト84の温度が定着設定温度に近い状態で保持されやすくなる。その結果、連続した画像形成を行っても、定着が安定して行われると考えられる。
以上により、本実施形態の画像形成装置では、上記定着装置28において、定着ベルト84の温度が定着設定温度に近い状態で保持されやすく、つまり連続した画像形成に伴う定着ベルトの温度低下が抑制されるので、粉砕トナー粒子を用いても、定着時の粉砕トナー粒子の性質、つまり「トナー間での溶融のバラツキ易さ」が、定着性の低下に影響しにくくなる。
したがって、本実施形態の画像形成装置によれば、粉砕トナー粒子を用いても、良好な定着性が得られる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、記録媒体の搬送速度(プロセス速度)が速い場合(例えば350mm/sec以上380mm/sec以下)であっても、良好な定着性が得られやすい。
本実施形態の画像形成装置は、1以上の第2加熱手段のうちの少なくとも一の加熱手段によって定着ベルトが加熱される被加熱領域が、定着ベルトの回転方向におけるニップ部の下流側であってニップ部から定着ベルトの周方向長さの50%以内となる領域に設けられていることが好ましい。
これにより、連続した画像形成を行っても、トナー画像に対して与えられる総熱量が低下していくことがより抑制され、定着がより安定して行われやすくなる。その結果、より良好な定着性が得られやすくなる。
上記被加熱領域は、定着ベルトの回転方向におけるニップ部の下流側であってニップ部から定着ベルトの周方向長さの、40%以内となる領域に設けられていることがより好ましく、30%以内となる領域に設けられていることが更に好ましい。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例について、図面を参照しつつ説明する。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kを備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体20が設けられている。中間転写体20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ロール22及び中間転写体20内面に接する支持ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。なお、支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写体20に張力が与えられている。また、中間転写体20の像保持体側面には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写体走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。なお、第1のユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電装置2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づく光3Yによって露光して静電荷像を形成する静電荷像形成装置3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置4Y、現像したトナー像を中間転写体20上に転写する一次転写装置5Y、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置6Yが順に配置されている。
なお、一次転写装置5Yは、中間転写体20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各一次転写装置5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、各一次転写装置に印加する転写バイアスを可変する。
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作の一例について説明する。
まず、動作に先立って、帯電装置2Yによって感光体1Yの表面が帯電される。
帯電した感光体1Yの表面に、イエロー用の画像データに従って、静電荷像形成装置3により光3Yを出力する。光3Yは、感光体1Yの表面に照射され、それにより、イエロー画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー像として可視像(現像像)化される。具体的には、感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された静電荷像にイエロートナーが静電的に付着し、静電荷像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。
感光体1Y上のイエロートナー像が一次転写へ搬送されると、一次転写装置5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写装置5Yに向う静電気力がトナー像に作用する。これにより、感光体1Y上のトナー像が中間転写体20上に転写される。一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写体20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
次に、第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー像が多重転写された中間転写体20は、中間転写体20と中間転写体20内面に接する支持ロール24と中間転写体20の像保持面側に配置された二次転写装置26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体)Pが供給機構を介して二次転写装置26と中間転写体20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性と同極性の極性であり、中間転写体20から記録紙Pに向う静電気力がトナー像に作用され、中間転写体20上のトナー像が記録紙P上に転写される。
ここで、記録紙Pは、記録紙収容容器に収容された状態から、取出ロール(ピックアップロール)31により取り出され、搬送ロール対32により搬送された後、位置合せロール対(レジストロール対)34により予め定められたタイミングで、二次転写部へ給紙される。
この後、記録紙Pは定着装置28へと送り込まれトナー像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出ロール対36により排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
一方、両面印刷する場合、記録紙Pは、排出ロール対36により反転搬送(スイッチバック)され、搬送ロール対40,41,42により構成された両面印刷用の搬送路38を経由して、再び位置合せロール対に搬送され、二次転写部へ給紙される。そして、記録紙Pは、裏面側にトナー像が転写された後、定着装置28へと送り込まれトナー像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。その後、カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出ロール対36により排出部へ向けて搬出される。
なお、図1に示す画像形成装置は、各装置(又は各装置の各部)の動作を制御する制御装置50を有している。そして、図1に示す画像形成装置の各種動作は、制御装置50により制御される。つまり、図1に示す画像形成装置の各種動作は、制御装置50において実行する制御プログラムにより行われる。
以下、図1に示す画像形成装置の代表的な構成の詳細について説明する。なお、「Y、M、C、K」の符号は省略して説明する。
<感光体>
感光体1は、例えば、導電性基体と、この導電性基体上に形成された下引き層と、この下引き層の上に形成された感光層と、を有する。この感光層は、電荷発生層と電荷輸送層との2層構造であってもよい。感光層は、有機感光層であってもよいし、無機感光層であってもよい。感光体1は、感光層上に保護層を設けた構成であってもよい。
<帯電装置>
帯電装置2は、例えば、感光体1表面に接触または非接触で設けられ、図示しないが、感光体1の表面を帯電する帯電部材、及び帯電部材に帯電電圧を印加する電源を備えている。電源は、帯電部材に電気的に接続されている。
帯電装置2の帯電部材としては、例えば、導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触方式の帯電器が挙げられる。また、帯電部材としては、例えば、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器又はコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も挙げられる。
<静電荷像形成装置>
静電荷像形成装置3としては、例えば、感光体1表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、定められた像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は感光体1の分光感度領域内とする。半導体の波長としては、780nm付近に発振波長を有する近赤外が主流である。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザや青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力し得るタイプの面発光型のレーザ光源も有効である。
<現像装置>
現像装置4は、例えば、静電荷像形成装置3による光3の照射位置より感光体1の回転方向下流側に設けられている。現像装置4内には、現像剤を収容する収容部(不図示)が設けられている。この収容部には、本実施形態におけるトナーを含む静電荷像現像剤が収容されている。本実施形態におけるトナーは、前述の特定粉砕トナーである。
現像装置4は、例えば、図示しないが、前記トナーを含む現像剤により、感光体1の表面に形成された静電荷像を現像する現像部材と、現像部材に現像電圧を印加する電源と、を備えている。この現像部材は、例えば、電源に電気的に接続されている。
現像装置4の現像部材としては、現像剤の種類に応じて選択されるが、例えば、磁石が内蔵された現像スリーブを有する現像ロールが挙げられる。
現像装置4では、例えば、現像部材に現像電圧が印加される、現像電圧を印加された現像部材は、現像電圧に応じた現像電位に帯電される。そして、現像電位に帯電された現像部材は、例えば、現像装置4内に収容された現像剤を表面に保持して、現像剤に含まれるトナーを現像装置4内から感光体1表面へと供給する。
感光体1上に供給されたトナーは、例えば、感光体1上の静電荷像に静電力により付着する。詳細には、例えば、感光体1と現像装置4の現像部材との向かい合う領域における電位差、すなわち、該領域における感光体1の表面の電位と現像装置4の現像部材の現像電位との電位差によって、現像剤に含まれるトナーが感光体の静電荷像の形成された領域に供給される。なお、現像剤にキャリアが含まれている場合には、該キャリアは現像部材に保持されたまま現像装置4内に戻る。
<一次転写装置>
一次転写装置5は、例えば、現像装置4の配設位置より感光体1の回転方向下流側に設けられている。一次転写装置5は、図示しないが、例えば、感光体1の表面に形成されたトナー像を中間転写体20へ転写する転写部材と、転写部材に転写電圧を印加する電源と、を備えている。転写部材は、例えば、円柱状とされており、感光体1との間で中間転写体20を挟んで設けられる。転写部材は、例えば、電源に電気的に接続されている。
一次転写装置5の転写部材としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器又はコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の非接触型転写帯電器が挙げられる。
<中間転写体>
中間転写体20としては、半導電性を付与したポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ゴム等を含むベルト状の部材(中間転写ベルト)が使用される。また、中間転写体20の形態としては、ベルト状の部材以外にドラム状の部材であってもよい。
<二次転写装置>
二次転写装置26は、図示しないが、例えば、中間転写体20の表面に形成されたトナー像を記録紙Pへ転写する転写部材と、転写部材に転写電圧を印加する電源と、を備えている。転写部材は、例えば、円柱状とされており、中間転写体20との間で記録紙Pを挟んで設けられる。転写部材は、例えば、電源に電気的に接続されている。
二次転写装置26の転写部材としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器又はコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の非接触型転写帯電器が挙げられる。
<感光体クリーニング装置>
感光体クリーニング装置6は、一次転写装置5より感光体1の回転方向下流側に設けられている。感光体クリーニング装置6は、トナー像を中間転写体20に転写した後に、感光体1に付着した残留トナーをクリーニングする。感光体クリーニング装置6では、残留トナー以外にも、紙粉等の付着物をクリーニングする。
感光体クリーニング装置6は、感光体1の表面に接触して、残留トナーをクリーニングするブレードを有するブレード方式の装置が挙げられる。その他、感光体クリーニング装置6は、ブラシ方式の装置等の周知のクリーニング装置も挙げられる。
<定着装置>
次に、定着装置28について、図2を参照して説明する。
図2は、本実施形態の画像形成装置に備えられる定着装置の一例を示す概略構成図である。
定着装置28は、例えば、無端状の定着ベルト84と、定着ベルト84の外周面を加圧することにより定着ベルト84との間にニップ部Nを形成する加圧ロール88(加圧回転体の一例)と、ニップ部Nにおける定着ベルト84の内周面に接するように設けられ、定着ベルト84を加熱する第1加熱ロール89(第1加熱回転体の一例)と、定着ベルト84の内周面側に設けられ、定着ベルト84を内周面側から加熱する第2加熱ロール90(第2加熱手段の一例)と、定着ベルト84の外周面側に設けられ、定着ベルト84を外周面側から加熱する第3加熱ロール92(第2加熱手段の一例)とを備えている。
また、定着装置28は、第2加熱ロール90と第1加熱ロール89との間に、定着ベルト84を支持する一対の支持ロール94を備えている。
本実施形態の定着装置28では、第1加熱ロール89と、第1加熱ロール89とは別の第2加熱手段(第2加熱ロール90及び第3加熱ロール92)とによって、定着ベルト84を加熱するように構成されている。
第1加熱ロール89は、例えば、アルミニウムで形成された円筒状ロールであり、内部には加熱源としてのハロゲンヒータ89Aが設けられている。
第1加熱ロール89は、加圧ロール88側で定着ベルト84に巻き掛けられ、モータ(不図示)の回転力で回転駆動すると共に定着ベルト84をその内周面から加圧ロール88側へ押し付けて定着ベルト84(ニップ部N)を内周面側から加熱するようになっている。
第2加熱ロール90は、例えば、アルミニウムで形成された円筒状ロールであり、内部には加熱源としてのハロゲンヒータ90Aが設けられており、定着ベルト84を内周面側から加熱するようになっている。
第2加熱ロール90の軸方向両端部には、例えば、定着ベルト84を外側に押圧するバネ部材(不図示)が配設されている。
第3加熱ロール92は、例えば、アルミニウムで形成された円筒状ロールであり、第3加熱ロール92の表面には厚み20μmのフッ素樹脂からなる離型層が形成されている。
第3加熱ロール92の離型層は、例えば、定着ベルト84の外周面からのトナーや紙粉が第3加熱ロール92の外周面に移行し堆積するのを防止するために形成されるものである。
第3加熱ロール92の内部には、例えば、加熱源としてのハロゲンヒータ92Aが設けられており、定着ベルト84を外周面側から加熱するようになっている。
第3加熱ロール90の軸方向両端部には、例えば、定着ベルト84を内側に押圧するバネ部材(不図示)が配設されている。
一対の支持ロール94は、例えば、アルミニウムで形成された円柱状ロールである。
一方、加圧ロール88は、例えば、回転自在に支持されると共に、図示しないスプリング等の付勢手段によって定着ベルト84が第1加熱ロール89に巻き回された部位に押圧されて設けられている。これにより、定着ベルト84が矢印S方向へ回転移動するのに伴って、定着ベルト84及び第1加熱ロール89に従動して加圧ロール88が矢印R方向に回転移動するようになっている。
そして、未定着トナー像(不図示)を有する用紙K(記録媒体の一例)は、矢印P方向に搬送され、定着装置28のニップ部Nに導かれると、ニップ部Nに作用する圧力と熱とによってトナー像が定着される。
なお、上記実施形態の定着装置28では、定着ベルト84を加熱する形態として、ニップ部における定着ベルトの内周面に接するように設けられた第1加熱回転体(第1加熱ロール89)と、第1加熱ロール89とは別に設けられた2つの第2加熱手段(第2加熱ロール90及び第3加熱ロール92)とによって定着ベルト84を加熱する形態を説明したが、これに限定されない。
例えば、定着ベルトを加熱する形態としては、上記第1加熱回転体と、定着ベルトの内周面側に設けられた1以上の第2加熱手段とによって定着ベルトを加熱する形態;上記第1加熱回転体と、定着ベルトの外周面側に設けられた1以上の第2加熱手段とによって定着ベルトを加熱する形態;これらを組み合わせた形態;が挙げられる。
定着ベルトを加熱する好ましい形態としては、例えば、上記第1加熱回転体と、定着ベルトの内周面側に設けられた1つの第2加熱手段と、定着ベルトの外周面側に設けられた1つの第2加熱手段と、によって定着ベルトを加熱する形態が挙げられる。
但し、前述の通り、1以上の第2加熱手段のうちの少なくとも一の加熱手段によって定着ベルトが加熱される被加熱領域が、定着ベルトの回転方向におけるニップ部の下流側であってニップ部から定着ベルトの周方向長さの50%以内となる領域に設けられていることが好ましい。
また、上記定着装置28では、上記第1加熱回転体及び第2加熱手段の加熱源の一例としてハロゲンヒータ(ハロゲンランプ)を適用した形態を説明したが、これに限られず、ハロゲンヒータ以外の輻射ランプ発熱体(放射線(赤外線等)を発する発熱体)、抵抗発熱体(抵抗に電流を流すことによりジュール熱を発生させる発熱体:例えばセラミック基板に厚膜抵抗を有する膜を形成して焼成させたもの等)を適用してもよい。
また、第2加熱手段の加熱源としては、IH(電磁誘導加熱)を適用してもよい。
なお、第2加熱手段を2以上設ける場合、それぞれの第2加熱手段は同一であっても異なっていてもよい。
また、上記定着装置28では、加圧回転体の一例として加圧ロールを適用した形態を説明したが、これに限られず、例えば加圧ベルトであってもよい。
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態に係る画像形成装置において、現像手段に収容される現像剤は、前述の特定粉砕トナーを有する。
トナー(特定粉砕トナー)は、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含む結着樹脂と、融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスと、を含有するトナー粒子と、必要に応じて外添剤と、を有する。
また、トナーのトルエン不溶分は、25質量%以上45質量%以下である。
(トルエン不溶分)
本実施形態におけるトナーは、トルエン不溶分が25質量%以上45質量%以下である。トルエン不溶分とは、トナー中に含まれる架橋樹脂の含有量の指標である。
トルエン不溶分としては、28質量%以上38質量%以下であることが好ましく、30質量%以上35質量%以下であることがより好ましい。
トルエン不溶分が25質量%以上であると、優れた低温定着性が得やすくなり、かつ画像において光沢度(グロス)の上昇が抑制されやすい。
トルエン不溶分が45質量%以下であると、定着不良が発生しにくくなる。
トルエン不溶分は、例えば、結着樹脂において、1)末端に反応性官能基を有する高分子成分に架橋剤を添加して架橋構造、または分岐構造を形成する方法、2)末端にイオン性官能基を有する高分子成分に多価金属イオンにより架橋構造または分岐構造を形成する方法、3)イソシアネートなどの処理による樹脂鎖長の延長、分岐を形成する方法等により調整される。
ここで、トルエン不溶分とは、トルエンに不溶なトナーの構成成分である。つまり、トルエン不溶分は、トルエンに不溶な結着樹脂の成分(特に結着樹脂の高分子量成分)を主成分(例えば全体の50質量%以上)とした不溶分である。
トルエン不溶分は、次の方法により測定された値とする。
秤量したガラス繊維製の円筒ろ紙に秤量したトナーを1g投入し、加熱式ソックスレー抽出装置の抽出管に装着する。そして、フラスコにトルエンを注入して、マントルヒーターを用いて110℃に加熱する。また、抽出管に装着した加熱ヒーターを用いて抽出管の周部を125℃に加熱する。抽出サイクルが4分以上5分以下の範囲で1回となるような還流速度で抽出を行う。10時間抽出した後、円筒ろ紙とトナー残渣を取り出して乾燥し、秤量する。
そして、式:トナー残渣量(質量%)=[(円筒ろ紙量+トナー残渣量)(g)−円筒ろ紙量(g)]÷トナー質量(g)×100に基づいて、トナー残渣量(質量%)を算出し、このトナー残渣量(質量%)をトルエン不溶分(質量%)とする。
なお、トナー残渣は、着色剤、外添剤等の無機物、及び結着樹脂の高分子量成分等からなる。また、トナー粒子に離型剤を含む場合、加熱による抽出を行うことから、離型剤はトルエン可溶分となっている。
以下、本実施形態におけるトナーの構成成分について説明する。
(トナー粒子)
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、少なくともパラフィン系ワックスを含む離型剤と、必要に応じて、着色剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、非晶性樹脂及び結晶性樹脂が併用される。結着樹脂において非晶性樹脂に加えて結晶性樹脂が併用されることで、優れた低温定着性が得られる。
ここで、非晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)を用いた熱分析測定において、明確な吸熱ピークではなく、階段状の吸熱変化のみを有するものであり、常温固体で、ガラス転移温度以上の温度において熱可塑化するものを指す。
一方、結晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するものをいう。
具体的には、例えば、結晶性樹脂とは、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを意味し、非晶性樹脂とは、半値幅が10℃を超える樹脂や、明確な吸熱ピークが認められない樹脂を意味する。
非晶性樹脂について説明する。
非晶性樹脂としては、例えば、スチレン・アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、等公知の樹脂材料が挙げられるが、非晶性ポリエステル樹脂が特に好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂について説明する。
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下がより好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
非晶性ポリエステル樹脂は、周知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
結晶性樹脂について説明する。
結晶性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、結晶性ビニル系樹脂等が挙げられ、結晶性ポリエステル樹脂が特に好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂について説明する
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸等の二塩基酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,14−エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジオールとしては、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが好ましい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、非晶性ポリエステル樹脂と同様にしてゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、非晶性ポリエステル樹脂と同様に、周知の製造方法により得られる。
結晶性樹脂の含有量としては、例えば,トナー粒子全量に対して、3質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
−離型剤−
離型剤としては、融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスが用いられる。離型剤の融解温度が80℃以下であることで優れた低温定着性が得られ、一方で融解温度が60℃以上であることでトナーの保管安定性が高められる。
パラフィン系ワックスとしては、例えば、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン系ワックスなどが挙げられる。
パラフィン系ワックスの融解温度としては、65℃以上78℃以下が好ましく、65℃以上75℃以下がより好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
なお、離型剤は、パラフィン系ワックス以外の離型剤(以下、「その他の離型剤」とも称する)を含んでもよい。
その他の離型剤としては、例えば、融解温度が60℃未満又は80℃超えのパラフィン系ワックス、パラフィン系ワックス以外の炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。
離型剤がその他の離型剤を含有する場合、融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスの含有量は、離型剤全体に対して、50質量%を超えることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましい。
−結晶性樹脂の融解温度とパラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値−
本実施形態におけるトナー粒子は、結晶性樹脂及び融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックス(離型剤)を含み、結晶性樹脂の融解温度とパラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値は、10℃以下である。
上記差の絶対値としては、8℃以下が好ましく、5℃以下がより好ましい。
上記差の絶対値が10℃以下であると、優れた定着性が得られる。
なお、上記差の絶対値は小さいほど好ましい。
−着色剤−
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。
着色剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
−その他の添加剤−
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
−トナー粒子の体積平均粒径−
トナー粒子の体積平均粒径は、6μm以上9μm以下である。
トナー粒子の体積平均粒径としては、6.5μm以上8μm以下が好ましく、6.5μm以上7.5μm以下がより好ましい。トナー粒子の体積平均粒径が6μm以上であることで粉砕法によって製造する際の製造適性が得られる。一方、平均粒径が9μm以下であることで、高画質な画像が得易くなる。
なお、トナー粒子の体積平均粒径は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して小径側から体積累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
−トナー粒子の形状係数SF1−
トナー粒子の形状係数SF1は、140以上である。トナー粒子の形状係数SF1が140以上であることで、粉砕法によって製造する際の製造適性が得られる。
トナー粒子の形状係数SF1としては、143以上が好ましく、145以上がより好ましい。上限値は、比較的球形に近い形状となり高画質な画像が得易くなるとの観点から、155以下が好ましく、153以下がより好ましく、151以下が更に好ましい。
形状係数SF1が140以上であるトナー粒子は、一般的に混練粉砕法などの粉砕法にて製造される。
例えば混練粉砕法にて製造されたトナー粒子は、その形状が不定形となるが、前述の定着装置を備える画像形成装置と組み合わせることで、定着性が良好となる。
なお、混練粉砕法によるトナー粒子の製造方法については、後述する。
トナー粒子の形状係数SF1は、下記式(1)により求められる。
式(1):SF1=(ML/A)×(π/4)×100
式(1)中、MLはトナー粒子の絶対最大長であり、Aはトナー粒子の投影面積である。 具体的には、形状係数SF1は、走査型電子顕微鏡(SEM)画像を、画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子についてそれぞれの最大長と投影面積を求め、上記式(1)によってそれぞれのSF1を計算し、100個の平均値を求めることにより得られる。
トナー粒子の形状係数SF1は、例えば、トナー粒子を混練粉砕法で製造する場合、粉砕、分級設備の制御パラメータを調整することによって、制御し得る。
(外添剤)
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
(トナーの製造方法)
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
本実施形態におけるトナー粒子は、前述の通り、形状が不定形(つまり形状係数SF1が140以上)のトナー粒子である。かかるトナー粒子は、通常、混練粉砕法などの粉砕法により製造される。
混練粉砕法は、結着樹脂及び融解温度が前述の範囲であるパラフィン系ワックスを少なくとも含む離型剤を、溶融混練した後、粉砕、分級する方法である。具体的には、例えば、混練粉砕法は、結着樹脂及び離型剤を溶融混練する混練工程と、溶融混練物を冷却する冷却工程と、冷却後の混練物を粉砕する粉砕工程と、粉砕物を分級する分級工程と、を有する。
以下、混練粉砕法の各工程の詳細について説明する。
−混練工程−
混練工程は、結着樹脂及び離型剤を含む樹脂粒子形成材料を溶融混練する。
混練工程に用いられる混練機としては、例えば、三本ロール型、一軸スクリュー型、二軸スクリュー型、バンバリーミキサー型が挙げられる。
また、溶融温度としては、混練する結着樹脂及び離型剤の種類、配合比に応じて、決定されればよい。
−冷却工程−
冷却工程は、上記混練工程において形成された混練物を冷却する工程である。
冷却工程では、混練工程終了直後の分散状態を保つようにするため、混練工程終了の際における混練物の温度から4℃/sec以上の平均降温速度で40℃以下まで冷却することが好ましい。
なお、平均降温速度とは、混練工程終了の際における混練物の温度から40℃まで降温させる速度の平均値をいう。
冷却工程における冷却方法としては、具体的には、例えば、冷水又はブラインを循環させた圧延ロール及び挟み込み式冷却ベルト等を用いる方法が挙げられる。なお、前記方法により冷却を行う場合、その冷却速度は、圧延ロールの速度、ブラインの流量、混練物の供給量、混練物の圧延時のスラブ厚等で決定される。スラブ厚は、1mm以上3mm以下の薄さであることが好ましい。
−粉砕工程−
冷却工程により冷却された混練物は、粉砕工程により粉砕され、粒子が形成される。
粉砕工程では、例えば、機械式粉砕機、ジェット式粉砕機等が使用される。
−分級工程−
粉砕工程により得られた粉砕物(粒子)は、必要に応じて、6μm以上9μm以下の体積平均粒径のトナー粒子を得るため、分級工程により分級を行ってもよい。
分級工程においては、従来から使用されている遠心式分級機、慣性式分級機等が使用され、微粉(目的とする範囲の粒径よりも小さい粒子)及び粗粉(目的とする範囲の粒径よりも大きい粒子)が除去される。
以上の工程を経ることで、形状係数SF1が140以上であり、かつ体積平均粒径が6μm以上9μm以下のトナー粒子が得られる。
以上の工程により、トナー粒子が得られる。
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
<静電荷像現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
なお、磁性粉分散型キャリア、及び樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
二成分現像剤における、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
以上、図面を参照して、本実施形態に係る画像形成装置について一例を挙げて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。
以下、実施例及び比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
<結晶性樹脂(A)の作製>
まず、三口フラスコに、セバシン酸ジメチル100質量部と、ヘキサンジオール67.8質量部と、ジブチルすずオキサイド0.10質量部とを窒素雰囲気下で、反応中に生成された水は系外へ除去しながら、185℃で5時間反応させた後、徐々に減圧しながら220℃まで温度をあげて、6時間反応させた後、冷却した。こうして、重量平均分子量が33700の結晶性樹脂(A)を用意した。
なお、この結晶性樹脂(A)の融解温度を、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求めたところ、71℃であった。
<非晶性樹脂(1)の作製>
また、三口フラスコに、テレフタル酸ジメチル61質量部、フマル酸ジメチル75質量部、ドデセニルコハク酸無水物34質量部、トリメリット酸16質量部と、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物137質量部と、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物191質量部と、ジブチルすずオキサイド0.3質量部とを窒素雰囲気下で、反応により生成された水は系外へ除去しながら、180℃で3時間反応させた後、徐々に減圧しながら240℃まで温度をあげて、2時間反応させた後、冷却した。こうして、重量平均分子量が17100の非晶性樹脂(1)を用意した。
<非晶性樹脂(2)の作製>
テレフタル酸ジメチル60質量部、フマル酸ジメチル74質量部、ドデセニルコハク酸無水物30質量部、トリメリット酸22質量部とした以外は非晶性樹脂(1)の作製と同様にして非晶性樹脂(2)を作製した。非晶性樹脂(2)の重量平均分子量は17500であった。
<非晶性樹脂(3)の作製>
テレフタル酸ジメチル60質量部、フマル酸ジメチル70質量部、ドデセニルコハク酸無水物29質量部、トリメリット酸29質量部とした以外は非晶性樹脂(1)の作製と同様にして非晶性樹脂(3)を作製した。非晶性樹脂(3)の重量平均分子量は16600であった。
<非晶性樹脂(4)の作製>
テレフタル酸ジメチル55質量部、フマル酸ジメチル64質量部、ドデセニルコハク酸無水物27質量部、トリメリット酸46質量部とした以外は非晶性樹脂(1)の作製と同様にして非晶性樹脂(4)を作製した。非晶性樹脂(3)の重量平均分子量は15100であった。
<トナー(1)の作製>
非晶性樹脂(1)79質量部と、着色剤(C.I.Pigment Blue 15:1)7質量部と、離型剤(パラフィンワックス、融解温度73℃、日本精鑞株式会社製)5質量部と、結晶性樹脂A(融解温度71℃)8質量部とを、ヘンシェルミキサ(日本コークス工業株式会社製)に投入し、周速15m/秒で5分間撹拌混合した後、得られた撹拌混合物をエクストルーダー型連続混練機で溶融混練した。
ここで、エクストルーダーの設定条件は、供給側温度が160℃、排出側温度が130℃、冷却ロールの供給側温度が40℃、排出側温度が25℃であった。なお冷却ベルトの温度を10℃に設定した。
得られた溶融混練物を冷却させた後、ハンマーミルを用いて粗粉砕し、次いでジェット式粉砕機(日本ニューマチック工業社製)を用いて6.5μmに微粉砕し、更にエルボージェット分級機(日鉄鉱業株式会社製、型式:EJ−LABO)を用いて分級して、トナー粒子(1)を得た。
トナー粒子(1)の体積平均粒径は6.9μmであり、SF1は145であった。
体積平均粒径及びSF1は、既述の方法に従って測定した。結果を表1に示す。以下同様である。
トナー粒子(1)100質量部と、外添剤として市販のヒュームドシリカRX50(日本アエロジル製)1.2質量部とを、ヘンシェルミキサー(三井三池製作所製)を使用して周速30m/s、5分の条件で混合し、トナー(1)を得た。
<トナー(2)の作製>
非晶性樹脂(1)の代わりに非晶性樹脂(2)を用いた以外は実施例1と同様の方法でトナー粒子(2)を得た。
トナー粒子(2)の体積平均粒径は6.8μmであり、SF1は147であった。
そして、トナー粒子(2)を使用した以外は、トナー(1)と同様の方法で、トナー(2)を得た。
<トナー(3)の作製>
非晶性樹脂(1)の代わりに非晶性樹脂(3)を用いた以外は実施例1と同様の方法でトナー粒子(3)を得た。
トナー粒子(3)の体積平均粒径は7.0μmであり、SF1は149であった。
そして、トナー粒子(3)を使用した以外は、トナー(1)と同様の方法で、トナー(3)を得た。
<トナー(4)の作製>
非晶性樹脂(1)の代わりに非晶性樹脂(4)を用いた以外は実施例1と同様の方法でトナー粒子(4)を得た。
トナー粒子(4)の体積平均粒径は7.3μmであり、SF1は151であった。
そして、トナー粒子(4)を使用した以外は、トナー(1)と同様の方法で、トナー(4)を得た。
<トナー(1C)の作製>
実施例1で用いたパラフィンワックスの代わりにパラフィンワックス(日本精((株)製:HNP9、融解温度77℃)を用いた以外は実施例1と同様の方法でトナー粒子(1C)を得た。
トナー粒子(1C)の体積平均粒径は7.0μmであり、SF1は146であった。
そして、トナー粒子(1C)を使用した以外は、トナー(1)と同様の方法で、トナー(1C)を得た。
<トルエン不溶分の測定>
各例で得られたトナーのトルエン不溶分について、既述の方法に従って測定した。結果を表1に示す。
<現像剤の作製>
各例で得られたトナー8質量部と、キャリア100質量部とを混合して、各例の二成分現像剤を作製した。
なお、キャリアは、フェライト粒子(体積平均粒径:50μm)100質量部と、トルエン14質量部と、スチレン−メチルメタクリレート共重合体(成分比:スチレン/メチルメタクリレート=90/10、重量平均分子量Mw=80000)2質量部とを、まず、フェライト粒子を除く上記成分を10分間スターラーで撹拌させて分散した被覆液を調製し、次に、この被覆液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダー(井上製作所製)に入れて、60℃において30分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させ、その後105μmで篩分して得たものである。
[評価]
画像形成装置として、富士ゼロックス社製 Color1000 pressを準備した。この画像形成装置の現像装置内に、トナー(1)〜(4)、(1C)を有する現像剤を収容し、それぞれ実施例1〜4及び比較例1の画像形成装置とした。
実施例1〜4の画像形成装置には、定着装置として図2に示す定着装置と同様の構成を有するもの(つまり、定着ベルト84、定着ベルト84の外周面を加圧しニップ部Nを形成する加圧ロール88(加圧回転体)、ニップ部Nにおける定着ベルト84の内周面に接し、定着ベルト84を加熱する第1加熱ロール89(第1加熱回転体)、定着ベルト84を内周面側から加熱する第2加熱ロール90(第2加熱手段)、定着ベルト84を外周面側から加熱する第3加熱ロール92(第2加熱手段)を備えた定着装置)を取り付けた。
また、比較例1の画像形成装置には、定着ベルトを加熱する手段として第1加熱ロール89のみを備え、第2加熱ロール90及び第3加熱ロール92を有しないこと以外は図2に示す定着装置と同様の構成を有する定着装置を取り付けた。
画像形成の際の用紙搬送速度(プロセス速度)は360mm/secとし、定着温度は170℃(第1加熱ロールの設定温度)とした。また、第2加熱ロールの設定温度は190℃とし、第3加熱ロールの設定温度は190℃とした。
<定着性>
A4用紙(富士ゼロックス社製 C2紙)を用いて、温度28℃、湿度85%RHの環境下において、画像密度100%の画像(ベタ画像)を500枚出力した。
100枚目に出力された画像について、画像面を内側にして用紙を2つ折りにし、更に折り目に対して圧力10g/cm2の荷重を1分間かけ、その後2つ折りを開き、折れた部分をガーゼで軽くなぞるように拭いたときの画像の抜け具合を以下の基準により目視で評価した。許容範囲はG2以上である。結果を表1に示す。
−評価基準−
G1(◎):全く画像欠陥なし
G2(○):筋が軽くみられる(幅100μm以下)
G3(×):画像欠落がある(幅100μmを超えるもの)
<剥離性>
前記定着性の評価試験において、前記A4用紙に対し、用紙送り方向の前方側の余白部分を徐々に狭めていきながら、ベタ画像を出力した。具体的には、まず初めに用紙送り方向の前方側の余白部分の幅(用紙送り方向長さ)が5mmとなるようベタ画像を出力した。その後、余白部分を0.5mmずつに狭めていきながらベタ画像を順に出力した。
なお、用紙送り方向の前方側の余白部分が狭くなるほど定着ベルトへの巻き付きが発生し易くなるため、剥離性の評価は、ベタ画像を定着したときの定着ベルトへの巻きつきが確認されたときの余白部分の幅(mm)に基づき、以下の基準により評価した。許容範囲はG2以上である。結果を表1に示す。
−評価基準−
G1(◎):余白部分の幅2mm以下
G2(○):余白部分の幅2mm超え3mm以下
G3(×):余白部分の幅3mm超え
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、定着性が良好であることがわかる。
1、1Y、1M、1C、1K 電子写真感光体
2Y、2M、2C、2K 帯電装置(帯電手段の一例)
3 静電荷像形成装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K 光
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写装置(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写装置(二次転写手段の一例)
28 定着装置
30 中間転写体クリーニング装置
32、40、41、42 搬送ロール対
36 排出ロール対
38 搬送路
50 制御装置
84 定着ベルト
88 加圧ロール
89、90、92 加熱ロール
89A、90A、92A ハロゲンヒータ
94 一対の支持ロール
K 用紙
N ニップ部
P 記録紙(記録媒体の一例)

Claims (11)

  1. 像保持体と、
    前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
    静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
    前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段であって、定着ベルトと、前記定着ベルトの外周面を加圧することにより前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する加圧回転体と、前記ニップ部における前記定着ベルトの内周面に接するように設けられ、前記定着ベルトを加熱する第1加熱回転体と、前記定着ベルトの内周面側及び外周面側の少なくとも一方に設けられ、前記第1加熱回転体とは別に前記定着ベルトを加熱する1以上の第2加熱手段と、を有する定着手段と、
    を備え、
    前記静電荷像現像用トナーが、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含む結着樹脂と、融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスと、を含有するトナー粒子を有し、前記結晶性樹脂の融解温度と前記パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が10℃以下であり、前記トナー粒子の体積平均粒径が6μm以上9μm以下であり、前記トナー粒子の形状係数SF1が140以上であり、前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が25質量%以上45質量%以下である画像形成装置。
  2. 前記パラフィン系ワックスの融解温度が65℃以上78℃以下の範囲である請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記パラフィン系ワックスの融解温度が65℃以上75℃以下の範囲である請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が28質量%以上38質量%以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が30質量%以上35質量%以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記結晶性樹脂の融解温度と前記パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が5℃以下である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記結晶性樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記結晶性樹脂の含有量が、前記静電荷像現像用トナーの全量に対し3質量%以上20質量%以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  9. 前記結晶性樹脂の含有量が、前記静電荷像現像用トナーの全量に対し5質量%以上15質量%以下である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  10. 前記1以上の第2加熱手段のうちの少なくとも一の加熱手段によって前記定着ベルトが加熱される被加熱領域が、前記定着ベルトの回転方向における前記ニップ部の下流側であって前記ニップ部から前記定着ベルトの周方向長さの50%以内となる領域に設けられている請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  11. 前記記録媒体の搬送速度が350mm/sec以上380mm/sec以下である請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
JP2017059534A 2017-03-24 2017-03-24 画像形成装置 Pending JP2018163229A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017059534A JP2018163229A (ja) 2017-03-24 2017-03-24 画像形成装置
US15/895,200 US10133221B2 (en) 2017-03-24 2018-02-13 Image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017059534A JP2018163229A (ja) 2017-03-24 2017-03-24 画像形成装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018163229A true JP2018163229A (ja) 2018-10-18

Family

ID=63581806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017059534A Pending JP2018163229A (ja) 2017-03-24 2017-03-24 画像形成装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10133221B2 (ja)
JP (1) JP2018163229A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7187892B2 (ja) * 2018-08-27 2022-12-13 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 画像形成装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009116133A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Fuji Xerox Co Ltd 定着装置及び画像形成装置
JP2009237166A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置。
JP2010145625A (ja) * 2008-12-17 2010-07-01 Fuji Xerox Co Ltd 定着装置及び画像形成装置
JP2012008446A (ja) * 2010-06-28 2012-01-12 Fuji Xerox Co Ltd トナー及びそれを用いたトナー収容容器、現像剤及びそれを用いたプロセスカートリッジ、並びに、画像形成装置
JP2013156430A (ja) * 2012-01-30 2013-08-15 Ricoh Co Ltd トナー、及び画像形成装置
JP2013218224A (ja) * 2012-04-12 2013-10-24 Fuji Xerox Co Ltd 定着装置および画像形成装置
JP2016224114A (ja) * 2015-05-27 2016-12-28 キヤノン株式会社 トナー

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0864930B1 (en) * 1997-03-11 2001-11-07 Canon Kabushiki Kaisha Toner for developing electrostatic images, and image-forming method
JP2014056126A (ja) 2012-09-13 2014-03-27 Sharp Corp 画像形成装置
JP2014174344A (ja) * 2013-03-08 2014-09-22 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、および画像形成方法
JP6201723B2 (ja) * 2013-12-18 2017-09-27 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009116133A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Fuji Xerox Co Ltd 定着装置及び画像形成装置
JP2009237166A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置。
JP2010145625A (ja) * 2008-12-17 2010-07-01 Fuji Xerox Co Ltd 定着装置及び画像形成装置
JP2012008446A (ja) * 2010-06-28 2012-01-12 Fuji Xerox Co Ltd トナー及びそれを用いたトナー収容容器、現像剤及びそれを用いたプロセスカートリッジ、並びに、画像形成装置
JP2013156430A (ja) * 2012-01-30 2013-08-15 Ricoh Co Ltd トナー、及び画像形成装置
JP2013218224A (ja) * 2012-04-12 2013-10-24 Fuji Xerox Co Ltd 定着装置および画像形成装置
JP2016224114A (ja) * 2015-05-27 2016-12-28 キヤノン株式会社 トナー

Also Published As

Publication number Publication date
US10133221B2 (en) 2018-11-20
US20180275575A1 (en) 2018-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5054443B2 (ja) 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
JP4749937B2 (ja) 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
KR100970681B1 (ko) 화상 형성 장치, 화상 형성 방법, 및 프로세스 카트리지
CN104035295B (zh) 静电荷图像显影色调剂、静电荷图像显影剂和色调剂盒
JP2008310280A (ja) トナー、並びにこれを用いた画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
US9804518B2 (en) Electrostatic charge image developing toner, electrostatic charge image developer, and toner cartridge
JP4749938B2 (ja) 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
JP2014240910A (ja) 非磁性一成分トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置
JP4749940B2 (ja) 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
CN107490940B (zh) 静电荷图像显影剂、处理盒和图像形成设备
US10133221B2 (en) Image forming apparatus
US10564565B1 (en) Electrophotographic image forming apparatus
US20210088921A1 (en) Electrostatic-image developing toner, electrostatic-image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
JP7139786B2 (ja) 画像形成装置
US10338488B2 (en) Image forming apparatus
US10180650B2 (en) Image forming apparatus
US10466607B2 (en) Image forming apparatus
JP7143680B2 (ja) 画像形成装置
JP6759774B2 (ja) 画像形成装置
JP2010210703A (ja) 静電荷像現像用現像剤、及び光沢付与装置
JP6733371B2 (ja) 画像形成装置
JP2019168541A (ja) 画像形成装置
JP2019168538A (ja) 画像形成装置
JP2020034616A (ja) 画像形成装置
JP2019056806A (ja) 画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201201

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210706