JP3642870B2

JP3642870B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3642870B2
Application number: JP6959196A
Authority: JP
Inventors: 幸宏藤倉; 眞理子石井; 裕子高野; 暢子池上; 彰高野; 隆宏中島; 巧波多野
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: JPH09258484A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタ等に用いられる乾式現像剤より画像を形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来現像剤には、（１）定着残存率が高いこと（２）スミア特性が良好であること（３）オフセット現象を生じないこと等の種々の特性を同時に満足させることが要求されてきた。ここで定着残存率とは、記録媒体上に定着された現像剤の定着強度を示すもので、定着残存率が高い程、定着が充分行われていることになる。スミアとは、記録済の用紙等を原稿として、自動原稿搬送装置中を通過させた場合等に、定着済の現像剤像が機械的摩擦力を受けて用紙から剥離し、剥離した現像剤像が別の用紙上に画像汚れとして現れる現象である。オフセット現象とは定着時に加熱溶融された現像剤が定着器に付着し、画像汚れを引き起こす現象を指す。特に定着ローラ対により加熱加圧定着を行う場合には、加熱溶融したトナーが加圧ローラに付着して用紙の裏側を汚染するという、いわゆる裏汚れの発生を引起す。
【０００３】
このような種々の特性を同時に満足させるため、例えば、特開平１−２０４０６１号公報には、熱可塑性樹脂として高分子量の重合体と低分子量の重合体を用い、高分子量重合体によりある一つの特性を制御し、低分子量重合体により別の特性を制御することが開示されている。このようにある一つの特性を制御し得る樹脂を２種以上用いた場合には、単一の樹脂を用いた場合に比べて、複数の特性を同時に満足させやすい。
【０００４】
しかしながら、このように低分子量成分と高分子量成分とによって現像剤を構成する場合でも、定着残存率とスミア特性とを同時に満足することは極めて困難であった。なぜならスミアの発生を防止するためには、機械的摩擦力等に耐え得る強靭な樹脂となるよう高分子量成分の配合比を高くすることが望ましい。しかし高分子量成分の配合比を高くすると、定着残存率が低下するという問題が起きるからである。
【０００５】
このようにスミア特性と定着残存率とは相反する性質のものであるために、２種類の熱可塑性樹脂の適切な配合比の設定が極めて困難であり、スミア特性、定着残存率等を同時に満足させることは容易なことではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した通り、従来スミア特性と定着残存率とを同時に満足させることは極めて困難であった。またこれらの特性を同時に満足させるために２種の樹脂を用いても、その配合比の設定は困難であった。仮に、配合比を設定し得たとしても、その配合比はとり得る範囲が極めて狭く、配合比を厳密に制御する必要があった。本発明は上記欠点を除去し、２種の樹脂を用いた場合にもその配合比を容易に設定することができ、スミア特性と定着残存率とを満足させ得る現像剤により、定着強度が充分であり、画像汚れのない質の高い画像を形成することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、軟化点温度が第１の温度であり、かつガラス転移点温度が第２の温度である第１の熱可塑性樹脂と、軟化点温度が第１の温度よりも高い第３の温度であり、かつガラス転移点温度が第２の温度よりも低い第４の温度である第２の熱可塑性樹脂と、前記第１及び第２の熱可塑性樹脂中に含まれる着色剤とを有する現像剤により、像担持体上に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、前記現像剤像形成手段により形成された現像剤像を被画像形成媒体上に転写する転写手段と、前記転写手段により転写された現像剤像を加熱溶融する加熱ローラおよび前記加熱ローラに圧接して設けられた加圧ローラを有し、前記被画像形成媒体上に前記現像剤像を定着する定着手段と、前記加圧ローラ表面に当接して設けられ、前記加圧ローラ表面をクリーニングするクリーニング部材とを備え、前記現像剤の軟化点温度は、前記クリーニング部材が当接する箇所の前記加圧ローラの表面温度よりも高いことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【０００８】
上記第２の熱可塑性樹脂は第１の熱可塑性樹脂よりも軟化点温度が高く、ガラス転移点温度が低い。このため第２の熱可塑性樹脂の配合比を大きくしていくと、現像剤の軟化点温度は高くなり、スミアの発生を防止できるようになる。一方、第２の熱可塑性樹脂の配合比を大きくしていくと、現像剤のガラス転移点温度は低下し、充分な定着残存率を得ることができるようになる。
【０００９】
このため上記第１の熱可塑性樹脂と第２の熱可塑性樹脂とを所定の割合で配合することにより、スミア特性及び定着残存率を満足し得る現像剤を提供することができる。
【００１７】
このように構成された画像形成装置では、軟化点温度、ガラス転移点温度が特定の関係にある第１及び第２の熱可塑性樹脂により構成される現像剤を用いるので、上述したように、スミアの発生がなくかつ定着残存率の高い画像を形成することができる。さらに本発明では、加圧ローラ表面には、加圧ローラ表面を清掃するクリーニング部材が当接しており、上記現像剤の軟化点温度は、クリーニング部材が当接している箇所での加圧ローラの表面温度よりも高くなるよう構成されている。
【００１８】
定着時に加熱溶融された現像剤が加熱ローラに付着すると、この現像剤が加熱ローラに圧接配置されている加圧ローラにも付着し、さらに被画像形成媒体の裏側に付着するという問題が起きる。本発明では現像剤の軟化点温度をクリーニング部材が当接している箇所での加圧ローラの表面温度よりも高くしたので、加圧ローラに付着した現像剤を冷却固化し、固化した現像剤をクリーニング部材で掻き取ることができる。従ってスミアの発生がなく、定着残存率が高い上に、裏汚れのない極めて質の高い画像を形成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を実施例をあげて図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施例１）
図１は本発明の一実施例である画像形成装置１の断面図である。
【００２０】
図１において、像担持体としての感光体ドラム３は、図示矢印ａ方向に回転可能に設けられている。
感光体ドラム３の周囲には回転方向に沿って以下のものが配置されている。図１において、感光体ドラム３を一様に帯電させる帯電チャージャ５が感光体ドラム３に対向して設けられている。
【００２１】
感光体ドラム３上方には、原稿が載置される原稿台ガラス７、原稿台ガラス７上に原稿を送り込むための自動原稿送り装置（以下ＡＤＦ８と称する）、及び帯電した感光体ドラム３に原稿画像に応じた露光を行って静電潜像を形成する露光部９が設けられている。ＡＤＦ８の詳細な構成については後述する。
【００２２】
露光部９は、光源となる露光ランプ１１、露光ランプ１１から照射された光を感光体ドラム３上へ導く反射ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ、スリットガラス１３ｇ及び反射光を結像させるためのレンズユニット１４を有している。
【００２３】
露光部９の下流には、現像剤であるトナーＴ及びキャリア（図示せず）を収容し、このトナーＴで露光部９により形成された静電潜像を現像する現像器１５が設けられている。現像器１５の下流には、被画像形成媒体としての用紙Ｐ上に、現像器１５により形成されたトナー像を転写する転写チャージャ１７が設けられている。
【００２４】
帯電チャージャ５、露光部９、現像器１５は現像剤像形成手段を構成する。
転写チャージャ１７に隣接して、転写時に感光体ドラム３に静電的に付着した用紙Ｐを剥離するための剥離チャージャ１９が配置されている。剥離チャージャ１９の下流には、転写後に感光体ドラム３上に残留したトナーＴを除去するためのクリーニング装置２１が設けられている。クリーニング装置１９はクリーニングブレード２３を有している。このクリーニング装置１９の下流には、感光体ドラム３の電荷を除去する除電器２５が設けられている。
【００２５】
図１中、感光体ドラム３の右側には、用紙Ｐを収容する給紙カセット２７が画像形成装置１本体に取り外し可能に設けられている。また画像形成装置１本体には、給紙カセット２７中の用紙Ｐを取り出すピックアップローラ２９が取り付けられている。さらにピックアップローラ２９に近接して用紙Ｐを１枚づつ分離して給紙する給紙ローラ対３１が設けられている。
【００２６】
用紙Ｐの搬送方向に沿って転写チャージャ１７の上流には、搬送される用紙Ｐを所定のタイミングで感光体ドラム３に向けて送り出すアライニングローラ対３２が設けられている。アライニングローラ対３２は用紙Ｐを挟持搬送して、感光体ドラム３と転写チャージャ１７との間に用紙Ｐを供給する。
【００２７】
用紙Ｐの搬送方向に沿って転写チャージャ１７の下流には、上述した剥離チャージャ１９、用紙Ｐを担持して後述する定着器３５へ搬送する搬送ベルト３３及び用紙Ｐ上にトナー像を定着する定着手段としての定着器３５等が設けられている。
【００２８】
搬送ベルト３３は絶縁性材料から形成されており、転写チャージャ１７から電荷が付与されて帯電した用紙Ｐを静電吸着し、後述する定着器３５へ向けて搬送する。
【００２９】
定着器３５は加熱ローラ３７及び加圧ローラ３９から構成される一対のローラ対を有している。加熱ローラ３７及び加圧ローラ３９が図示矢印ｃ方向及びｄ方向に各々回転することにより、トナー像は用紙Ｐ上に溶融定着される。
【００３０】
用紙Ｐの搬送方向に沿って定着器３５の下流には、定着済用紙Ｐを画像形成装置１外へ排出するための排紙ローラ対４３及び排出された用紙Ｐを受け入れる排紙トレイ４５が設けられている。
【００３１】
一方、ＡＤＦ８は原稿が載置される原稿載置台４７及び原稿載置台４７上に載置された原稿を取り出すためのピックアップローラ４９を有している。原稿は原稿載置台４７上に原稿面を上にして載置される。ピックアップローラ４９に近接して、原稿を原稿台ガラス７へ向けて１枚ずつ分離して給紙するための分離ベルト５１及び給紙ローラ５３が互いに対向して設けられている。また分離ベルト５１及び給紙ローラ５３と、原稿台ガラス７との間には、原稿を整位して原稿台ガラス７上へ送り出すためのアライニングローラ５５が設けられている。
【００３２】
原稿台ガラス７と対向して、原稿台ガラス７上で原稿を搬送するための原稿搬送ベルト５７が設けられている。原稿搬送方向に沿って原稿搬送ベルト５７の下流には原稿を表裏反転させる反転ローラ５９及び原稿をＡＤＦ８外へ排出するための排出ローラ６１が設けられている。
【００３３】
このように構成された画像形成装置１における画像形成プロセスについて述べる。
図示しない操作パネル等を介して画像形成開始が指示されると、感光体ドラム３は図示矢印ａ方向に回転を始める。帯電チャージャ５は、回転する感光体ドラム３の表面を一様に帯電する。
【００３４】
ＡＤＦ８は原稿を原稿台ガラス７上へ１枚ずつ送り出す。露光ランプ１１が原稿台ガラス７上に載置された原稿に光を照射して移動することにより、露光部９は帯電した感光体ドラム３上に原稿画像に応じた露光を行い静電潜像を形成する。現像器１５は帯電したトナーＴを静電潜像に付着させ、トナー像を形成する。用紙Ｐは給紙カセット２７からピックアップローラ２９及び給紙ローラ対３１の回転によって１枚づつ取り出され、アライニングローラ対３２により、感光体ドラム３と転写チャージャ１７との間に供給される。
【００３５】
供給された用紙Ｐの背面に、転写チャージャ１７はトナーＴの帯電極性と逆極性の電荷を与え、トナー像を用紙Ｐ上に転写する。
剥離チャージャ１９はＡＣコロナ放電を行って、転写時に感光体ドラム３に付着した用紙Ｐを感光体ドラム３から剥離する。剥離された用紙Ｐを搬送ベルト３３は定着器３５に向けて搬送する。
【００３６】
定着器３５は加熱された用紙Ｐ上のトナー像を加熱溶融して、トナー像を用紙Ｐに定着する。その後用紙Ｐは排紙ローラ対４３の回転により排紙トレイ４５上に排出される。
【００３７】
一方感光体ドラム３はクリーニング装置２１により転写後に残留したトナーＴを除去された後、除電器２５により除電される。除電器２５による除電により感光体ドラム３は画像形成プロセスの１サイクルを完了し、次の画像形成時に再び帯電チャージャ５により帯電される。一方原稿は原稿搬送ベルト５７により搬送されてＡＤＦ８外へ排出される。
【００３８】
続いて定着器３５の構成について図２を用いて詳細に説明する。
図２は定着器３５の詳細断面図である。加熱ローラ３７は0.5mm 厚の鉄製の金属筒６７と、この金属筒６７の中心部に固設されたヒータランプ６９とを有している。金属筒６７の表面には約20μm の厚さでテフロン層７１がコーティングされている。加熱ローラ３７の大きさは直径約40mmである。
【００３９】
加圧ローラ３９は金属製の円筒状筐体７３表面をシリコンゴム７５で被覆したゴムローラである。加圧ローラ３９の大きさは加熱ローラ３７と等しい。
加圧ローラ３９は図示しない加圧機構により加熱ローラ３７に圧接されており、加熱ローラ３７との間に、所定の幅のニップ部Ｎを形成している。
【００４０】
加熱ローラ３７は図示しない駆動機構から駆動力を受け図示矢印ｃ方向に 250mm/sec の周速で回転する。加圧ローラ３９はニップ部Ｎを形成した状態で加熱ローラ３７の回転に従動して図示矢印ｄ方向に回転する。定着時には、ヒータランプ４９が加熱ローラ３７の表面温度が約200 ℃になるよう発熱し、加熱ローラ３７及び加圧ローラ３９が用紙Ｐを挟持しつつ各々の回転方向に回転することにより用紙Ｐ上のトナー像が溶融定着される。
【００４１】
加熱ローラ３７の外周面には、加熱ローラの回転方向に沿って以下のものが固設されている。まず図２中、加熱ローラ３７の右側には加熱ローラ３７の表面温度を検出するサーミスタ７９が加熱ローラ３７の外周面に対向して設けられている。サーミスタ７９は、加熱ローラ３７の表面温度を検知し、フィードバック制御することにより加熱ローラ３７の表面温度を所望の温度に保持する。
【００４２】
サーミスタ７９の下流に、上述したニップ部Ｎが形成される。ニップ部Ｎの下流には定着時に加熱ローラ３７表面に付着した用紙Ｐを剥離するための剥離爪８１が加熱ローラ３７表面に当接している。
【００４３】
剥離爪８１の下流には加熱ローラ３７表面に付着したトナーＴや紙粉等を除去するクリーニングブレード８５が加熱ローラ３７表面に当接して設けられている。クリーニングブレード８５の下流には、クリーニングフェルトローラ８７が加熱ローラ３７に当接して設けられている。クリーニングフェルトローラ８７はシリコンオイルを含有している。クリーニングフェルトローラ８７に含有されたシリコンオイルは加熱ローラ３７の熱によって加熱ローラ３７表面に付着する。クリーニングフェルトローラ８７はシリコンオイルによってトナーＴの除去を容易にし、トナーＴの回収を行う。
【００４４】
一方加圧ローラ３９の外周面には、加圧ローラ３９表面に付着したトナーＴや紙粉を除去するためのクリーニングブレード８９及び加圧ローラ３９の表面温度を検出するためのサーミスタ９１が設けられている。
【００４５】
このように構成された加熱ローラ３７及び加圧ローラ３９は各々断熱部材からなるケーシング９３及びケーシング９５によって囲まれており、定着に必要な温度を確保している。
【００４６】
ここで本実施例に用いられるトナーＴについて説明する前に、ガラス転移点温度Ｔ_g 、軟化点温度Ｔ₂ について定義する。
ガラス転移点温度Ｔ_g は、示差熱量計を用いてＤＳＣ法により測定した。ＤＳＣ法によるガラス転移点温度Ｔ_g の測定法を図３に基づき説明する。図３には横軸をトナーＴの温度とし、縦軸を各温度におけるトナーＴの吸熱量として、両者の関係を表す吸熱曲線が示されている。温度ｔ₁ までの熱量にほとんど変化が見られない部分を基線（１）とする。また温度ｔ₂ 以上の熱量にほとんど変化が見られない部分を基線（２）とする。基線（１）と基線（２）との間を等しく２分する中線をひき、中線と吸熱曲線とが交わるときの温度をガラス転移点温度Ｔ_g とする。
【００４７】
一方、軟化点温度Ｔ₂ は図４に示す高架式フローテスタ１０１を使って測定した。高架式フローテスタ１０１は、試料Ｓを収容する断面積１cm² のピストン１０３を有している。ピストン１０３内に試料Ｓを入れ、ピストン１０３に 10kgf の荷重をかけつつ、毎分2.5 ℃ずつ昇温した場合、ある温度以上になると試料Ｓはフローテスタ１０１から流出を開始する。
【００４８】
図５は試料Ｓの温度とピストン１０３の先端の降下量との関係を表す。試料Ｓが一定の温度に達し、流出を開始した後は、試料Ｓの温度上昇に伴いピストン１０３の下降量は大きくなる。流出開始点からピストン１０３が２mm降下した時の温度を軟化点温度Ｔ₂ とする。
【００４９】
本実施例に係るトナーは図６に示す方法により製造される。まず軟化点温度の異なる２種類の熱可塑性樹脂、即ち高温軟化性能樹脂（以下Ｈ体と称する）及び低温軟化性樹脂（以下Ｌ体と称する）を用意する。
【００５０】
Ｈ体製造工程Ｓ₁ におけるＨ体の製造方法について説明する。
まず、ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス（4-ヒドロキシフェニル）プロパン、フマル酸、無水トリメリット酸を用意する。これらの材料をガラス製２ｌの４つ口フラスコに入れ、このフラスコに温度計、流下式コンデンサ及び窒素導入管を取り付けた。そして電熱マントル中で窒素気流下にて材料を220 ℃に加温し、撹拌しつつ重合反応を行った。この時得られる重合体の軟化点温度Ｔ₂ （Ｈ）が143 ℃となるように反応を終了させた。また得られた重合体の軟化点温度Ｔ_g （Ｈ）を測定したところ、65℃であった。
【００５１】
一方、Ｌ体製造工程Ｓ₂ において、ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス（ヒドロキシフェニル）プロパン、トリメリット酸、テレフタル酸を用いる以外はＨ体製造工程と同様にしてＬ体を製造した。Ｌ体製造時の重合反応は、得られる樹脂の軟化点温度Ｔ₂ （Ｌ）が109 ℃になるように終了させた。また得られたＬ体のガラス転移点温度Ｔ_g （Ｌ）を測定したところ70℃であった。即ち本実施例においては下記の関係が成立している。
【００５２】
Ｈ体のＴ₂ ＞Ｌ体のＴ₂
Ｈ体のＴ_g ＜Ｌ体のＴ_g
さて、上述の方法で得られたＨ体、Ｌ体各々を４４重量部ずつ準備する。他にワックスとしてポリプロピレンワックス４重量部、カーボンブラック６重量部及び帯電制御剤２重量部を用意して、これらの材料を混合工程Ｓ₃ において混合する。得られた混合物を溶融混練工程Ｓ₄ にて加圧式ニーダを用いて125 ℃にて 30分間混練する。得られた混練物を冷却工程Ｓ₅ にて冷却した後、粉砕工程Ｓ₆ においてまずハンマーミルにて２mm程度に粗粉砕した。さらにジェットミルを用いて微粉砕し、得られた粉砕物を分級工程Ｓ₇ にて分級して平均粒径10〜15μ m の粒子を得た。この粒子１００重量部に対し外添剤添加工程Ｓ₈ において負帯電性の疎水性シリカ０．２重量部をヘンシェルミキサを用いて混合し、トナーＴを得た。得られたトナーＴのガラス転移点温度Ｔ_g （Ｔ）は68℃、軟化点温度Ｔ₂ （Ｔ）は135.0 ℃であった。
【００５３】
このようにして得たトナーＴを上述の画像形成装置１に用いて、画像形成を行い、トナーＴを下記の４点から評価した。定着時の定着条件として熱量を 0.85J ／cm² 、定着器圧力を４kg／cm² とした。
【００５４】
評価項目▲１▼ スミア発生状況
定着済用紙をＡＤＦ８中で通過させた場合に、表れる画像の汚れのレベルを、スミアの発生が無い場合をレベル１とし、またスミアが最も多く発生した場合をレベル10とし、レベル１〜10を表すリファレンスサンプルを参照して決定した。スミアレベルが５以下の場合を良好とした。
【００５５】
評価項目▲２▼ 定着残存率
温度10℃、湿度20％の低温低湿下で、ハーフトーン画像を定着温度200 ℃で定着した。この定着済の画像を摩擦堅牢度試験機で擦り、下記式から定着残存率を算出した。
定着残存率＝
（試験機で擦った後の画像濃度÷試験機で擦る前の画像濃度）×１００（％）
定着残存率が70％以上の場合を良好とした。
【００５６】
評価項目▲３▼ ブロッキング性
トナーＴ20g を100ml のポリビンに採取し、このポリビンを55℃のウォーターバス中に８時間放置した後、パウダーテスタ（ホソカワミクロン社製）にて評価した。具体的には200 メッシュのふるい上に放置後のトナーＴをのせて、10秒間ふるいを振動させ、凝集等によってメッシュを通過できなかったトナーＴの量を測定した。測定したトナーＴの量が３g 以下の場合をブロッキング性が良好と判定した。
【００５７】
評価項目▲４▼ 裏汚れの発生状況
画像濃度0.6 〜0.8 となるように50枚の用紙Ｐに画像形成を行った後、10枚の用紙Ｐを画像形成を行わずに通紙する。この時に用紙Ｐの裏側の汚れを目視にて確認し、汚れが全くない時を二重丸、ほとんどない時を○、少しある時を△、多くある時を×として評価した。二重丸、○の場合が良好な状態である。
【００５８】
図７に実施例１に係るトナーＴの評価結果を示す。図７からわかるように、トナーＴは上記４評価項目のいずれにおいても良好な結果を示した。
そこで、他の実施例として下記に示す内容のトナーＴを製造した。下記に示す実施例では上述の実施例１とトナーＴの構成においてのみ相違し、トナーＴが用いられる画像形成装置１等の構成については実施例１と同じである。このため実施例１と同一部分については実施例１と同じ参照符号を用いるとともに、説明を省略する。
【００５９】
（実施例２）
Ｈ体、Ｌ体の配合比をＨ体：Ｌ体＝７：３とする以外は実施例１と同様にトナーＴを製造した。
【００６０】
（実施例３）
フマル酸、無水トリメリット酸の配合比を調整して軟化点温度Ｔ_２（Ｈ）＝143℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｈ）＝62℃のＨ体を得る以外は実施例１とほぼ同様にして、Ｈ体を得た。またトリメリット酸、テレフタル酸の配合比を調整して軟化点温度Ｔ_２（Ｌ）＝109℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｌ）＝67℃のＬ体を得る以外は実施例１とほぼ同様にして、Ｌ体を得た。Ｈ体、Ｌ体の配合比をＨ体：Ｌ体＝５：５として実施例１とほぼ同様にトナーＴを製造した。
【００６１】
（実施例４）
Ｈ体とＬ体の配合比を７：３とする以外は、実施例３と同様にしてトナーＴを製造した。
【００６２】
（実施例５）
Ｈ体とＬ体の配合比を８：２とする以外は、実施例３と同様にしてトナーＴを製造した。
【００６３】
（実施例６）
軟化点温度Ｔ_２（Ｈ）＝143℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｈ）＝60℃のＨ体と、軟化点温度Ｔ_２（Ｌ）＝109℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｌ）＝64℃のＬ体とを用意した。このＨ体とＬ体を８：２の配合比にて混合して、実施例１と同様にトナーＴを製造した。
【００６４】
（比較例１）
Ｈ体とＬ体との配合比を３：７とする以外は、実施例３と同様にしてトナーＴを製造した。
【００６５】
（比較例２）
Ｈ体とＬ体との配合比を４：６とする以外は、実施例３と同様にしてトナーＴを製造した。
【００６８】
さらに比較例３及び比較例４として下記のようなトナーＴを製造した。
（比較例３）
実施例１と同様にして軟化点温度Ｔ_２（Ｈ）＝143℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｈ）＝68℃のＨ体を製造した。また実施例１と同様に軟化点温度Ｔ_２（Ｌ）＝109℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｌ）＝60℃のＬ体を製造した。得られたＨ体とＬ体とをＨ体：Ｌ体＝７：３の配合比で混合してトナーＴを得た。
【００６９】
（比較例４）
実施例１と同様にして軟化点温度Ｔ_２（Ｈ）＝143℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｈ）＝72℃のＨ体を製造した。また実施例１と同様に軟化点温度Ｔ_２（Ｌ）＝109℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｌ）＝63℃のＬ体を製造した。得られたＨ体とＬ体とをＨ体：Ｌ体＝７：３の配合比で混合してトナーＴを得た。
【００７０】
比較例３及び比較例４のトナーＴを評価した結果を図７にあわせて示す。比較例３及び比較例４に係るトナーＴは、スミア、定着残存率の両方を満足させることはできなかった。また比較例３に用いたＨ体、Ｌ体の配合比を変えて種々のトナーＴを製造したが、それでもスミア及び定着残存率を同時に満足し得るトナーＴは得られなかった。比較例４に用いたＨ体、Ｌ体の配合比を変えてトナーＴを製造した場合も同様であった。
【００７１】
ここで実施例及び比較例に係るトナーＴについて考察する。実施例３及び比較例３で得られたトナーＴの軟化点温度Ｔ_２（Ｔ）はいずれも135℃である。このときガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｔ）が低い実施例３のトナーＴの方が定着残存率は良い。このようにガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｔ）が低い程、定着残存率が良いことは、実施例５と比較例４との比較からもわかる。
【００７２】
一方、実施例３、比較例１及び比較例２のトナーＴはいずれもガラス転移点温度Ｔ_g （Ｔ）が65℃である。このとき軟化点温度の高いトナー程、スミアの発生は少ない。
【００７３】
このためスミアの発生を防止するために、トナー中においてＨ体の配合比を高くすることが望ましい。ただしこの時Ｈ体のガラス転移点温度Ｔ_g （Ｈ）がＬ体のガラス転移点温度Ｔ_g （Ｌ）よりも高い場合には、Ｈ体の配合割合が増大するのに伴ってトナーＴのガラス転移点温度Ｔ_g （Ｔ）も上昇し、定着残存率の低下を招く。従って、定着残存率及びスミア特性の両方を同時に満足させ得るＨ体、Ｌ体の配合比の設定は極めて難しい。
【００７４】
これに対し、Ｈ体のガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｈ）がＬ体のガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｌ）よりも低い場合には、Ｈ体の配合比を増大させるとトナーＴのガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｔ）が下降する。このため適当な配合比とすることで定着残存率及びスミア特性の両方を満足し得るトナーＴが得られる。適当な配合比とは、図７からわかるようにＨ体：Ｌ体＝５０：５０〜Ｈ体：Ｌ体＝８０：２０の場合である。
【００７５】
この時得られるトナーＴのガラス転移点温度Ｔ_g （Ｔ）が61〜68℃で、軟化点温度Ｔ₂ （Ｔ）135 〜145 ℃であることが望ましい。このような温度範囲を満たすトナーＴは、定着器圧力3.0 〜5.0kg ／cm² 、熱量0.7 〜1.0J／cm² の範囲において、スミア特性、定着残存率の他にも裏汚れやブロッキング性の点においても優れていた。またこのようなトナーＴを製造するためにはＬ体のガラス転移点温度Ｔ_g （Ｌ）は64〜70℃、Ｈ体のガラス転移点温度Ｔ_g （Ｈ）は60〜65℃が適していた。
【００７６】
トナーＴの軟化点温度Ｔ_２（Ｔ）は裏汚れの問題と密接な関係がある。上述の実施例１乃至実施例６においてトナーＴの軟化点温度Ｔ_２（Ｔ）と、クリーニングブレード８９の当接箇所における加圧ローラ３９の表面温度Ｔｈとを、Ｔ_２（Ｔ）＞Ｔｈの関係に保つことで裏汚れは完全に防止される。上述の実施例においてはＴｈ＝130℃に保たれている。
【００７７】
なぜなら定着時に加熱溶融したトナーＴが加熱ローラ３７表面に付着し、さらに加圧ローラ３９に付着したとしても、加圧ローラ３９の表面温度ＴｈはトナーＴの軟化点温度Ｔ₂ （Ｔ）よりも低いので、加圧ローラ３９上のトナーＴは冷却固化される。この固化したトナーＴをクリーニングブレード８９が掻き取るので用紙Ｐの裏汚れは発生しないのである。
【００７８】
このため実施例１乃至実施例６では裏汚れの発生が認められなかったが、比較例１及び比較例２では裏汚れが発生した。
上述の実施例では、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いたが、ポリエステル樹脂以外にも各種の樹脂を用いてトナーＴを製造することができる。
【００７９】
以下にスチレン−アクリル系樹脂を用いた場合の実施例について説明するが、上述の実施例と同一の部分については説明を省略する。
（実施例７）
まず、Ｈ体を製造するために樹脂単量体としてスチレン、アクリル酸メチルを用意する。反応溶媒としてイソプロパノールを入れたフラスコを用意し、このフラスコを75℃に加温した。そしてこのフラスコ中にスチレン、アクリル酸メチル及び重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＭ）の混合物を４時間かけて滴下しつつ、反応液を撹拌することにより重合反応を行った。滴下終了後、フラスコを80℃に昇温し、重合反応を断続させた。重合反応終了後、反応生成物を減圧乾燥して固形状の樹脂、即ちＨ体を得た。
【００８０】
得られたＨ体の軟化点温度Ｔ₂ （Ｈ）は156 ℃であった。またガラス転移点温度Ｔ_g （Ｈ）を測定したところ55℃であった。
次にＬ体の製造方法について説明する。樹脂単量体としてスチレン、アクリル酸ブチル及びメタクリル酸を用いて製造する以外は、Ｈ体製造時と同様の手順にてＬ体を製造した。
【００８１】
得られたＬ体の軟化点温度Ｔ₂ （Ｌ）は109 ℃であり、またガラス転移点温度Ｔ_g （Ｌ）は65℃であった。
従って本実施例においてもＴ₂ （Ｈ）＞Ｔ₂ （Ｌ）かつＴ_g （Ｈ）＜Ｔ_g （Ｌ）が成立する。
【００８２】
続いてトナーＴの製造を行うため、得られたＨ体及びＬ体をその比をＨ体：Ｌ体＝65：35として合計９０重量部用意する。また着色剤としてカーボンブラック６重量部、ワックス２重量部及び帯電制御剤２重量部を用意し、これらの用意した材料を図６に示す混合工程Ｓ₃ で均一に混合した。
【００８３】
さらに実施例１と同様に図６に示す溶融混練工程Ｓ₄ 、冷却工程Ｓ₅ 、粉砕工程Ｓ₆ 及び分級工程Ｓ₇ を経てトナー粒子を得る。このトナー粒子１００重量部にシリカを外添剤添加工程Ｓ₈ において外添することによりトナーＴを得た。
【００８４】
得られたトナーＴのガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｔ）は62℃、軟化点温度Ｔ_２（Ｔ）＝124 ℃であった。このトナーＴを実施例１で用いた画像形成装置に用い実施例１と同様に４つの項目について評価した。ただし、加圧ローラ３９とクリーニングブレード８９との当接箇所の表面温度Ｔｈが122℃となるように加熱ローラ３７の発熱温度を調整した。その結果、いずれの項目においても良好な結果が得られた。
【００８６】
（実施例８）
Ｈ体、Ｌ体の配合比をＨ体：Ｌ体＝５０：５０とする以外は実施例７と同様にトナーＴを製造した。
【００８７】
（実施例９）
Ｈ体、Ｌ体の配合比をＨ体：Ｌ体＝６０：４０とする以外は実施例７と同様にトナーＴを製造した。
【００８８】
（実施例１０）
Ｈ体、Ｌ体の配合比をＨ体：Ｌ体＝６５：３５とする以外は実施例７と同様にトナーＴを製造した。
【００８９】
（実施例１１）
スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸の配合比を調整して軟化点温度Ｔ_２（Ｈ）＝156℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｈ）＝55℃のＨ体を得る以外は実施例７とほぼ同様にして、Ｈ体を得た。またスチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸トリメリット酸、テレフタル酸の配合比を調整して軟化点温度Ｔ_２（Ｌ）＝109℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｌ）＝62℃のＬ体を得る以外は実施例７とほぼ同様にして、Ｌ体を得た。Ｈ体、Ｌ体の配合比をＨ体：Ｌ体＝６０：４０として実施例７とほぼ同様にトナーＴを製造した。
【００９０】
（実施例１２）
Ｈ体、Ｌ体の配合比をＨ体：Ｌ体＝５０：５０とする以外は実施例１１と同様にトナーＴを製造した。
【００９１】
（実施例１３）
スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸の配合比を調整して軟化点温度Ｔ_２（Ｈ）＝156℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｈ）＝55℃のＨ体を得る以外は実施例７とほぼ同様にして、Ｈ体を得た。またスチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸トリメリット酸、テレフタル酸の配合比を調整して軟化点温度Ｔ_２（Ｌ）＝109℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｌ）＝60℃のＬ体を得る以外は実施例７とほぼ同様にして、Ｌ体を得た。Ｈ体、Ｌ体の配合比をＨ体：Ｌ体＝５５：４５として実施例７とほぼ同様にトナーＴを製造した。
【００９２】
（実施例１４）
スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸の配合比を調整して軟化点温度Ｔ_２（Ｈ）＝156℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｈ）＝60℃のＨ体を得る以外は実施例７とほぼ同様にして、Ｈ体を得た。またスチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸トリメリット酸、テレフタル酸の配合比を調整して軟化点温度Ｔ_２（Ｌ）＝109℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｌ）＝68℃のＬ体を得る以外は実施例７とほぼ同様にして、Ｌ体を得た。Ｈ体、Ｌ体の配合比をＨ体：Ｌ体＝６０：４０として実施例７とほぼ同様にトナーＴを製造した。
【００９３】
（実施例１５）
スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸の配合比を調整して軟化点温度Ｔ_２（Ｈ）＝156℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｈ）＝50℃のＨ体を得る以外は実施例７とほぼ同様にして、Ｈ体を得た。またスチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸トリメリット酸、テレフタル酸の配合比を調整して軟化点温度Ｔ_２（Ｌ）＝109℃、ガラス転移点温度Ｔ_ｇ（Ｌ）＝66℃のＬ体を得る以外は実施例７とほぼ同様にして、Ｌ体を得た。Ｈ体、Ｌ体の配合比をＨ体：Ｌ体＝６０：４０として実施例７とほぼ同様にトナーＴを製造した。
【０１００】
トナーＴはガラス転移点温度Ｔ_g （Ｔ）は54〜62℃、軟化点温度Ｔ₂ （Ｔ）が124 〜142 ℃であることが好ましい。このような温度範囲にあるトナーＴは、定着残存率、スミア特性だけでなく、ブロッキング性や裏汚れの点においても良好な結果を示す。
【０１０１】
またこのようなトナーＴを製造するにはＨ体とＬ体との配合比をＨ体：Ｌ体＝35：65〜Ｈ体：Ｌ体＝65：35とするとよい。またＨ体のガラス転移点温度Ｔ_g （Ｈ）を50〜60℃、Ｌ体のガラス転移点温度Ｔ_g （Ｌ）を60〜68℃とすると、上記範囲のトナーＴを製造しやすい。
【０１０２】
また実施例８乃至実施例１５においても、トナーＴの軟化点温度Ｔ₂ （Ｔ）を、クリーニングブレード８９が当接している箇所での加圧ローラ３９の表面温度Ｔｈよりも高くすることにより、裏汚れの発生を防止することができた。
【０１０３】
図９は、実施例７のトナーＴを用い、クリーニングブレード８９が当接している箇所での加圧ローラ３９の表面温度Ｔｈを110℃、120℃、123℃、125℃、127℃、130℃、140℃となるように定着温度を変えてトナーＴの定着を行った場合の裏汚れの発生状況を示す。
【０１０４】
加圧ローラ３９の表面温度ＴｈがトナーＴの軟化点温度の124 ℃よりも低い場合には裏汚れは全く発生しないかほとんど発生しなかった。これに対し加圧ローラ３９の表面温度が124 ℃より大きい場合には、裏汚れの発生が起きた。
【０１０５】
このような結果からもトナーＴの軟化点温度をクリーニングブレード８９が当接している箇所での加圧ローラ３９の表面温度Ｔｈよりも高くした場合には、裏汚れの発生を防止できることがわかる。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の画像形成装置によれば、スミア特性と定着残存率とを同時に満足させることができる現像剤により、定着強度が充分でありかつ画像の汚れのない質の高い画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る定着器の断面図である。
【図３】トナーのガラス転移点温度測定法を示す図である。
【図４】トナーの軟化点温度測定法を説明する図である。
【図５】トナーの軟化点温度測定法を説明する図である。
【図６】トナーの製造手順を示す図である。
【図７】種々の高温軟化性樹脂と低温軟化性樹脂とを種々の配合比で混合して得られたトナーの評価結果を表す図である。
【図８】種々の高温軟化性樹脂と低温軟化性樹脂とを種々の配合比で混合して得られたトナーの評価結果を表す図である。
【図９】一定の軟化点温度を持つトナーを用い、加圧ローラとクリーニングブレードとの当接箇所の表面温度を種々変えて画像形成を行った場合の、裏汚れの発生状態を表す図である。

Claims

軟化点温度が第１の温度であり、かつガラス転移点温度が第２の温度である第１の熱可塑性樹脂と、軟化点温度が第１の温度よりも高い第３の温度であり、かつガラス転移点温度が第２の温度よりも低い第４の温度である第２の熱可塑性樹脂と、前記第１及び第２の熱可塑性樹脂中に含まれる着色剤とを有する現像剤により、像担持体上に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
前記現像剤像形成手段により形成された現像剤像を被画像形成媒体上に転写する転写手段と、
前記転写手段により転写された現像剤像を加熱溶融する加熱ローラおよび前記加熱ローラに圧接して設けられた加圧ローラを有し、前記被画像形成媒体上に前記現像剤像を定着する定着手段と、
前記加圧ローラ表面に当接して設けられ、前記加圧ローラ表面をクリーニングするクリーニング部材とを備え、
前記現像剤の軟化点温度は、前記クリーニング部材が当接する箇所の前記加圧ローラの表面温度よりも高いことを特徴とする画像形成装置。