JP6613948B2 - 定着装置、画像形成装置、および、画像形成装置の制御方法 - Google Patents

定着装置、画像形成装置、および、画像形成装置の制御方法 Download PDF

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Description

本開示は、定着装置、画像形成装置、および、画像形成装置の制御方法に関し、特に、加熱ローラーと加圧ローラーとを備える定着装置、そのような定着装置を有する画像形成装置、および、その制御方法に関する。
従来、MFP(Multi-Functional Peripheral)等の画像形成装置は、用紙上にトナー等によって形成された画像を定着させるための定着装置を備える。定着装置の一例は、加熱ローラーと加圧ローラーとを互いに独立して回転させる。たとえば、特開2003−337498号公報(特許文献1)は、画像密度情報に基づいて、加熱ローラーと加圧ローラーの速度差を制御する技術を開示している。特開2010−217232号公報(特許文献2)は、加熱ローラーとして定着ローラーを備える画像形成装置において、加圧ローラーの周速が定着ローラーの周速を上回るときに、クラッチによって定着ローラーをモーターから切り離すことによって定着ローラーを加圧ローラーに連動して回転させる技術を開示している。
特開2003−337498号公報 特開2010−217232号公報
従来の定着装置では、表面に凹凸のある用紙(たとえば、いわゆるエンボス紙)の上に形成された画像を定着させるとき、画像の乱れが発生する場合があった。図9は、表面に凹凸のある用紙における画像の乱れの発生の要因の一つを説明するための図である。図9において、状態1は、用紙がニップ部に位置している状態を示す。状態2は、用紙がニップ部から排出された状態を示す。
図9の状態1では、用紙900上の画像を構成するトナーが、ハッチングを付されて示されている。図9には、さらに、用紙900上の画像を定着させるためのベルト901が示されている。矢印DXは、ベルト901が、用紙900に対して移動する方向を示す。矢印DYは、用紙900の搬送方向を示す。
図9では、用紙900が拡大されて示されている。用紙900は、エンボス紙として例示され、凹部Dを有する。
状態1において、用紙900上のトナーが存在する領域は、トナーの状態に基づいて、3つの領域(領域A〜領域C)に区分される。図9において、トナーは、存在する領域ごとに異なるハッチングを付されている。
領域Aは、トナーTAとして示されるように、トナーがベルト901と当接する度合いが高い。したがって、領域Aでは、トナーは溶融している。
領域Bは、凹部Dの端縁部に位置する。領域Bでは、トナーTBとして示されるように、領域Aと比較して、トナーがベルト901と当接する度合いが低い。したがって、領域Bでは、トナーは半溶融状態である。
領域Cは、凹部Dの中心部に位置する。領域Cでは、トナーTCとして示されるように、領域Bよりもさらに、トナーがベルト901と当接する度合いが低い。したがって、領域Cでは、トナーはほぼ粒状である。
状態1において、領域Bは、凹部Dとそれ以外の部分との境界に位置する。用紙900の領域Bの表面には、矢印DXに沿う方向において傾きを有する。このため、用紙900がニップ部から排出されるときにベルト901が用紙900に対して移動すると、領域Bに、ベルト901の移動方向の力(剪断力)がかかる。これにより、図9において状態2として示されるように、トナーTXが用紙900から剥離する。このため、用紙900上に形成された画像に乱れが発生する。剪断力とは、用紙900とベルト901との間に発生する力である。剪断力とは、用紙900の表面側(図9のトナーを付された面側)のローラーの駆動力と用紙900の裏面側(図9のトナーを付された面とは異なる面側)のローラーの駆動力との差、および/または、ベルト901の変形によって生じる力である。
一方で、適度な剪断力は、ベルト901がトナーから分離するのに有益である。
本開示は、係る実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、定着装置において、用紙の表面の凹凸の度合い(平滑度)に拘わらず、用紙上に形成される画像の乱れを低減することである。
本開示のある局面に従うと、用紙において画像を形成された面に当接するように構成された定着用部材と、定着用部材と協働して用紙を挟持するための加圧用部材と、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、定着用部材を駆動するための定着用モーターと、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、加圧用部材を駆動するための加圧用モーターと、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御するための制御部とを備える定着装置が提供される。制御部は、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙の平滑度を取得し、加圧用部材において定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は定着用部材において加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、かつ、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との間の関係が平滑度に応じて変化するように、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御し、平滑度が高いほど、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との差が大きくなるように、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御するように構成されている
本開示の他の局面に従うと、用紙において画像を形成された面に当接するように構成された定着用部材と、定着用部材と協働して用紙を挟持するための加圧用部材と、 定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、定着用部材を駆動するための定着用モーターと、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、加圧用部材を駆動するための加圧用モーターと、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御するための制御部とを備え、制御部は、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙の平滑度を取得し、加圧用部材において定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は定着用部材において加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、かつ、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との間の関係が平滑度に応じて変化するように、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御し、平滑度が予め定められた値未満であるときの加圧用部材の部分における接線力の、平滑度が予め定められた値以上であるときの加圧用部材の部分における接線力に対する比が、0.9以下となるように定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御するように構成されている、定着装置が提供される。
本開示のさらに他の局面に従うと、用紙において画像を形成された面に当接するように構成された定着用部材と、定着用部材と協働して用紙を挟持するための加圧用部材と、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、定着用部材を駆動するための定着用モーターと、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、加圧用部材を駆動するための加圧用モーターと、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御するための制御部とを備え、制御部は、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙の平滑度を取得し、加圧用部材において定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は定着用部材において加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、かつ、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との間の関係が平滑度に応じて変化するように、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御するように構成されており、用紙の搬送方向において、定着用部材と加圧用部材とが用紙を挟持する部分の長さを変更するための変更手段をさらに備え、制御部は、部分の長さが長くなるほど、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との差が小さくなるように、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御するように構成されている、定着装置が提供される。
本開示のさらに他の局面に従うと、用紙において画像を形成された面に当接するように構成された定着用部材と、定着用部材と協働して用紙を挟持するための加圧用部材と、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、定着用部材を駆動するための定着用モーターと、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、加圧用部材を駆動するための加圧用モーターと、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御するための制御部とを備え、制御部は、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙の平滑度を取得し、加圧用部材において定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は定着用部材において加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、かつ、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との間の関係が平滑度に応じて変化するように、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御し、定着用モーターのトルクを検出するための定着側トルクセンサーと、加圧用モーターのトルクを検出するための加圧側トルクセンサーとをさらに備え、制御部は、定着側トルクセンサーと加圧側トルクセンサーの検出出力に基づいて、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクをフィードバック制御するように構成されている、定着装置。
好ましくは、定着装置は、定着用部材を回転させるための定着用ローラーと加熱用ローラーとをさらに備え、定着用部材は、定着用ローラーおよび加熱用ローラーに張架されたベルトを含む。
好ましくは、ベルトの表面のMD−1硬度(typeC)は80°以上95°以下である。
本開示のさらに他の局面に従うと、用紙において画像を形成された面に当接するように構成された定着用部材と、定着用部材と協働して用紙を挟持するための加圧用部材と、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、定着用部材を駆動するための定着用モーターと、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、加圧用部材を駆動するための加圧用モーターと、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御するための制御部とを備え、制御部は、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙の平滑度を取得し、加圧用部材において定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は定着用部材において加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、かつ、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との間の関係が平滑度に応じて変化するように、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御し、定着用部材を回転させるための定着用ローラーと加熱用ローラーとをさらに備え、定着用部材は、定着用ローラーおよび加熱用ローラーに張架されたベルトを含み、ベルトの表面のMD−1硬度(typeC)は80°以上95°以下である、定着装置が提供される。
好ましくは、定着装置は、用紙の平滑度を検出するための平滑度センサーをさらに備え、制御部は、平滑度センサーによって検出された平滑度を取得するように構成されている。
本開示のさらに他の局面に従うと、用紙上に画像を形成するための画像形成部と、画像形成部によって形成された画像を用紙上に定着させるための定着装置であって、上記定着装置とを備える、画像形成装置が提供される。
本開示のさらに他の局面に従うと、画像形成装置の制御方法であって、用紙に画像を形成するステップと、用紙の平滑度を取得するステップと、用紙を定着用部材と加圧用部材によって挟持することにより、当該用紙上の画像を定着するステップと、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、定着用部材を駆動するための定着用モーターのトルクと、加圧用部材を駆動するための加圧用モーターのトルクとを制御するステップとを含み、定着用部材は、用紙において画像を形成された面に当接し、加圧用部材において定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は、定着用部材において加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との間の関係は、平滑度が高いほど、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との差が大きくなる、画像形成装置の制御方法が提供される。
本開示のさらに他の局面に従うと、画像形成装置の制御方法であって、用紙に画像を形成するステップと、用紙の平滑度を取得するステップと、用紙を定着用部材と加圧用部材によって挟持することにより、当該用紙上の画像を定着するステップと、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、定着用部材を駆動するための定着用モーターのトルクと、加圧用部材を駆動するための加圧用モーターのトルクとを制御するステップとを含み、定着用部材は、用紙において画像を形成された面に当接し、加圧用部材において定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は、定着用部材において加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との間の関係は、平滑度に応じて変化し、定着用モーターのトルクと加圧用モーターのトルクとを制御するステップは、平滑度が予め定められた値未満であるときの加圧用部材の部分における接線力の、平滑度が予め定められた値以上であるときの加圧用部材の部分における接線力に対する比が、0.9以下となるように定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御することを含む、画像形成装置の制御方法が提供される。
本開示のさらに他の局面に従うと、画像形成装置の制御方法であって、用紙に画像を形成するステップと、用紙の平滑度を取得するステップと、用紙を定着用部材と加圧用部材によって挟持することにより、当該用紙上の画像を定着するステップと、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、定着用部材を駆動するための定着用モーターのトルクと、加圧用部材を駆動するための加圧用モーターのトルクとを制御するステップとを含み、定着用部材は、用紙において画像を形成された面に当接し、加圧用部材において定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は、定着用部材において加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との間の関係は、平滑度に応じて変化し、用紙の搬送方向において、定着用部材と加圧用部材とが用紙を挟持する部分の長さを変更するための変更手段をさらに含み、定着用モーターのトルクと加圧用モーターのトルクとを制御するステップは、部分の長さが長くなるほど、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との差が小さくなるように、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクを制御することを含む、画像形成装置の制御方法が提供される。
本開示のさらに他の局面に従うと、画像形成装置の制御方法であって、用紙に画像を形成するステップと、用紙の平滑度を取得するステップと、用紙を定着用部材と加圧用部材によって挟持することにより、当該用紙上の画像を定着するステップと、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、定着用部材を駆動するための定着用モーターのトルクと、加圧用部材を駆動するための加圧用モーターのトルクとを制御するステップとを含み、定着用部材は、用紙において画像を形成された面に当接し、加圧用部材において定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は、定着用部材において加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との間の関係は、平滑度に応じて変化し、定着用モーターのトルクと加圧用モーターのトルクとを制御するステップは、定着用モーターのトルクを検出するための定着側トルクセンサーの検出出力と、加圧用モーターのトルクを検出するための加圧側トルクセンサーの検出出力とに基づく、定着用モーターおよび加圧用モーターのトルクのフィードバック制御を含む、画像形成装置の制御方法が提供される。
本開示のさらに他の局面に従うと、画像形成装置の制御方法であって、用紙に画像を形成するステップと、用紙の平滑度を取得するステップと、用紙を定着用部材と加圧用部材によって挟持することにより、当該用紙上の画像を定着するステップと、定着用部材と加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、定着用部材を駆動するための定着用モーターのトルクと、加圧用部材を駆動するための加圧用モーターのトルクとを制御するステップとを含み、定着用部材は、用紙において画像を形成された面に当接し、加圧用部材において定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は、定着用部材において加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、加圧用部材の部分における接線力と定着用部材の部分における接線力との間の関係は、平滑度に応じて変化し、定着用部材を回転させるための定着用ローラーと加熱用ローラーとをさらに備え、定着用部材は、定着用ローラーおよび加熱用ローラーに張架されたベルトを含み、ベルトの表面のMD−1硬度(typeC)は80°以上95°以下である、画像形成装置の制御方法。
好ましくは、画像を形成するステップは、60℃における弾性率が1×108Pa以下のトナーを用いて、画像を形成することを含む。
本開示によれば、定着装置または画像処理装置は、ニップ部で、用紙において、画像を形成された面に対する力以上の力を、当該面の裏面に印加する。これにより、用紙の画像を形成された面に適度な剪断力を発生させる。
定着装置または画像処理装置は、画像を形成された面と当該面の裏面のそれぞれに印加される接線力の関係を、用紙の表面の平滑度に応じて調整する。これにより、用紙において画像を形成するトナー等の塗料に対して、用紙の表面における凹凸の度合い(平滑度)に適した剪断力を与えることができる。
したがって、用紙の表面の平滑度に拘わらず、用紙上に形成される画像の乱れを低減することができる。
画像形成装置の一例であるMFPの構成を模式的に示す図である。 図1のMFPの定着部の構成を模式的に示す図である。 MFPのハードウェア構成を模式的に示す図である。 制御部による定着ローラーと加圧ローラーの回転の制御の概要を説明するための図である。 MFPにおいて定着ローラーと加圧ローラーの回転の制御のために実行される処理の一例のフローチャートである。 用紙のトナー像が形成された面に印加される剪断力と画像の品質との関係を、用紙の種類ごとに示す図である。 MFPにおける、定着側トルクT1と加圧側トルクT2との関係を模式的に示す図である。 MFPにおいて、種々の条件下での画像形成の結果を示す図である。 従来の画像形成装置における画像の乱れの発生の要因の一つを説明するための図である。
以下に、図面を参照しつつ、画像形成装置の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。
[1]画像形成装置の概略構成
図1は、画像形成装置の一例であるMFP500の構成を模式的に示す図である。図1では、画像形成装置の一例として、タンデム型のカラー画像形成ユニットを搭載した画像形成装置が例示される。
図1を参照して、MFP500は、制御部100と画像形成部200とを含む。画像形成部200は、典型的には、画像読取部800がプリント対象の原稿の内容を光学的に読取って得られる画像情報に基づいて、給紙部1に装填されている用紙Pに対して、カラーもしくはモノクロの画像を形成する。画像読取部800には、ADF(Auto Document Feeder:原稿自動搬送装置)900が連結されており、このADF900からプリント対象の原稿が順次搬送されるようになっている。
より具体的には、画像形成部200は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の4色の別に、プロセスユニット30C,30M,30Y,30K(以下、「プロセスユニット30」とも総称する。)を含む。各色のプロセスユニット30は、転写ベルト8の移動方向に沿って配列されており、対応する色のトナー像を転写ベルト8上に順次形成する。
プロセスユニット30C,30M,30Y,30Kは、それぞれ、1次転写ローラー10C,10M,10Y,10K(以下、「1次転写ローラー10」とも総称する。)と、感光体11C,11M,11Y,11K(以下、「感光体11」とも総称する。)と、現像ローラー12C,12M,12Y,12K(以下、「現像ローラー12」とも総称する。)と、プリントヘッド13C,13M,13Y,13K(以下、「プリントヘッド13」とも総称する。)と、帯電チャージャー14C,14M,14Y,14K(以下、「帯電チャージャー14」とも総称する。)と、トナーユニット15C,15M,15Y,15K(以下、「トナーユニット15」とも総称する。)とを含む。
各プロセスユニット30は、操作パネル300などに対するユーザーの操作に応じたプリント要求を受取ると、プリントすべき画像を構成する各色のトナー像を感光体11上に形成するとともに、他のプロセスユニット30とタイミングを合わせて、当該形成した各色のトナー像を転写ベルト8上に転写する。このとき、1次転写ローラー10が対応する感光体11上のトナー像を転写ベルト8へ移動させる。
各プロセスユニットでは、帯電チャージャー14が回転する感光体11の表面を帯電させるとともに、プリントヘッド13がプリントすべき画像情報に従って、感光体11の表面を露光する。これにより、感光体11の表面には、形成すべきトナー像を表わす静電潜像が形成される。その後、現像ローラー12が、感光体11の表面に対して、トナーユニット15のトナーを供給する。これにより、感光体11上に、トナー像として、静電潜像が現像される。その後、1次転写ローラー10が、駆動モータ9によって回転する転写ベルト8上に、各感光体11の表面に現像されたトナー像を順次転写する。これにより、各色のトナー像が重ね合わされて、用紙Pに転写すべきトナー像が形成される。
画像形成部200は、プリントされるトナー像の濃度を安定化させるために、転写ベルト8上のトナー濃度を検出するための濃度センサー31を含む。
当該濃度センサー31を用いた画像安定化制御として、転写ベルト8上に現像器の現像出力を変えて、トナー濃度を変え印字したトナー濃度検出用パッチを数パッチ形成する。画像形成部200は、濃度センサー31を用いてトナー濃度を検出し、その結果に応じて、現像器の現像出力にフィードバックを行うことにより、印字時に常に安定したトナー濃度を得ることが可能である。装置本体のメインスイッチがオンした場合、トナーカートリッジが交換された場合、所定枚数を印字した場合等に画像安定化制御を実行することが可能である。
画像形成部200は、給紙カセット1をさらに含む。給紙カセット1では、給紙ローラー1Aが、給紙カセット1に装填されている用紙Pを取り出す。この取り出された用紙Pは、搬送ローラー74などによって搬送経路3に沿って搬送される。搬送ローラー74は、用紙Pをタイミングセンサーに到達した位置で待機させる。その後、搬送ローラー74は、転写ベルト8上に形成されたトナー像が2次転写ローラー5に到達するタイミングに合わせて、用紙Pを2次転写ローラー5へ搬送する。
2次転写ローラー5および対向ローラー6により、転写ベルト8上のトナー像が用紙Pへ転写される。典型的には、2次転写ローラー5にトナー像の有する電荷に応じた所定の電位(たとえば、約+2000V)を印加しておくことで、転写ベルト8上のトナー像が2次転写ローラー5側へ電気的に引き寄せる力が生じ、これにより、トナー像の用紙Pへの転写が行われる。
さらに、用紙Pへ転写されたトナー像は、定着ベルト605等を含む定着装置(後述する図2の定着部60)において処理されることにより、用紙Pに定着する。トナー像が定着した用紙Pは、排紙トレイに出力される。これにより、一連のプリントプロセスは完了する。
MFP500において、定着ベルト605は定着用部材の一例であり、加圧ローラー609は加圧用部材の一例である。
搬送経路3に沿って、平滑度センサー66が設けられている。平滑度センサー66は、搬送経路3上の用紙Pの表面の平滑度を検出し、制御部100へ出力する。MFP500は、平滑度センサー66として、空気漏洩式を含むいかなる方式のセンサーを備えることができる。
[2]定着装置の構成
図2は、図1のMFP500の定着部60の構成を模式的に示す図である。図2に示されるように、定着部60は、加熱部60Aと加圧部60Bとを含む。
加熱部60Aは、加熱ローラー601と定着ローラー602とを含む。加熱ローラー601と定着ローラー602には、定着ベルト605が張架されている。
加熱ローラー601の内部には、ヒーター63が収容されている。ヒーター63は、定着ベルト605の表面を加熱する。加熱温度は、たとえば、80〜250℃である。定着ベルト605の表面には、図1では図示されていない温度センサーが設けられている(図2の「温度センサー64」)。MFP500では、当該温度センサーによって定着ベルト605の温度がでモニターされ、この温度は図示されていない温度制御回路にフィードバックされる。これにより、定着ベルト605は、所定の温度に制御される。
定着ローラー602では、金属の円筒状基体が、ゴム603によって被覆されている。ゴムは、耐熱性を有する。ゴムの材料は、たとえば、シリコーンゴム、または、フッ素ゴムである。ゴム硬度は、5度〜50度程度である。ゴムの厚みは、たとえば、1mm〜50mm程度である。ゴム表面の離型性を上げるため、定着ローラー602の円筒状基体を被覆する素材は、フッ素系の樹脂等であっても良い。
定着ベルト605は、たとえば、金属または樹脂等の基体にゴム層を被覆し、さらに、ゴム層の表面に離型層が設けられることによって生成される。基体が樹脂によって構成される場合、当該樹脂は、ポリイミド等の耐熱性の高い樹脂であることが好ましい。ゴム層は、耐熱性の高いシリコーンゴムまたはフッ素ゴムによって構成されることが好ましい。ゴム層の厚さは、たとえば、0.1mm〜5mm程度である。ゴム硬度は、たとえば、5度〜50度程度である。離型層は、PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)またはPTFA(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素系樹脂によって構成される。
定着ベルト605のMD−1硬度(typeC)は、85°以上95°以下が好ましい。MD−1硬度が85°未満では、凹凸部境界面への接触面積が大きくなり、画像乱れが発生する可能性が高くなる。さらに、85°未満では、定着ベルト605の耐久性も悪化し得る。MD−1硬度が95°を超えると、凸部への接触面積が減り、定着強度が悪化するおそれがある。
加圧部60Bは、主に、加圧ローラー609によって構成される。加圧ローラー609では、金属の円筒状基体609Aが、ゴム609Bによって被覆されている。ゴム609Bは、たとえば、シリコーン系、フッ素系等の耐熱性の高いゴムである。ゴム609Bの厚さは、たとえば、0.1mm〜20mm程度である。ゴム609Bの硬度は、たとえば、5度〜50度程度である。ゴム609Bの表面には、離型層が設けられることが好ましい。
加圧部60Bを速く加熱するために、加圧ローラー609の内部に熱源(ヒーター)が設置されても良い。
定着部60は、定着ローラー用モーター61と加圧ローラー用モーター62とを含む。定着ローラー用モーター61は、定着ローラー602を回転駆動する。定着ローラー用モーター61として、たとえばサーボモーターが実装される。矢印DR1は、定着ローラー602が回転する向きを示す。
加圧ローラー用モーター62は、加圧ローラー609を回転駆動する。加圧ローラー用モーター62として、たとえばパルスモーターが実装される。矢印DR2は、加圧ローラー609が回転する向きを示す。
定着ベルト605は、加圧ローラー609と当接する。定着ベルト605と加圧ローラー609とが当接する部分は、用紙Pの搬送経路3の一部を構成する。当該部分では、用紙P上に形成されたトナー像が定着される。本明細書では、定着ベルト605と加圧ローラー609とが当接する部分を、「ニップ部」ともいう。MFP500では、ニップ部において用紙に加えられる荷重は、たとえば、1500N〜5000N程度である。
図2において、両矢印D1は、ニップ部へ搬送された用紙Pの主面に交わる方向を示す。MFP500は、定着ローラー602と加圧ローラー609の両矢印D1方向における相対的な位置を変更する機構を有する。当該機構は、後述する図3において、ローラー位置調整用モーター65として示される。MFP500では、たとえば、ローラー位置調整用モーター65が定着ローラー602と加圧ローラー609の両矢印D1方向における距離を変更することによって、搬送経路3におけるニップ部の長さが変更される。
[3]MFPのハードウェア構成
図3は、MFP500のハードウェア構成を模式的に示す図である。
図3に示されるように、制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103を含む。CPU101は、ROM102から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAMl03に展開し、展開したプログラムと協働してMFP500の各ブロックの動作を制御する。このとき、記憶部72に格納されている各種データが参照される。記憶部72は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)および/またはハードディスクドライブで構成される。
制御部100は、通信部71を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピューター)との間で、各種のデータを送受信する。制御部100は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データに基づいて用紙Pに画像を形成する。通信部71は、例えばLANカード等の通信制御カードで構成される。
画像読取部800は、ADF900(図1参照)およびスキャナーを含む。
ADF900は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。ADF900は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Dの画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることができる。
画像読取部800のスキャナーは、ADF900からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサーの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部800は、スキャナーによる読取結果に基づいて画像データを生成する。この画像データには、画像処理部310において所定の画像処理が施される。
操作パネル300は、例えばタッチパネル付のユニットによって実現され、表示部301および操作部302として機能する。表示部301は、たとえば、LCD(Liquid Crystal Display)によって実現され、制御部100から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部302は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーと、タッチパネル内のタッチセンサーとによって実現される。操作部302は、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。
画像処理部310は、画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部310は、制御部100の制御下で、階調補正データ(階調補正テーブル)に基づいて階調補正を行い、入力画像データに対する各種の処理(階調補正、色補正、シェーディング補正、等の各種補正処理、および、圧縮処理、を含む)を実行する。制御部100は、これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部200を制御する。
定着部60において、定着ローラー用モーター61、加圧ローラー用モーター62、ヒーター63、および、ローラー位置調整用モーター65は、制御部100によって制御される。
温度センサー64は、定着ベルト605の表面に設けられている。温度センサー64および平滑度センサー66は、それぞれの検出出力を、制御部100へと出力する。
MFP500は、定着ローラー602の回転のトルクを検出する定着側トルクセンサー67と、加圧ローラー609の回転のトルクを検出する加圧側トルクセンサー68とを含む。定着側トルクセンサー67と加圧側トルクセンサー68は、それぞれの検出出力を制御部100へと出力する。
[4]定着ローラーと加圧ローラーの回転の基本制御
制御部100は、ニップ部における、用紙Pの表面(トナー像が形成された面)に加えられる力と、用紙Pの裏面(トナー像が形成された面とは異なる面)に加えられる力とが調整されるように、定着ローラー602と加圧ローラー609の回転トルクが制御する。図4は、制御部100による定着ローラー602と加圧ローラー609の回転の制御の概要を説明するための図である。
図4に示されるように、用紙Pは、定着ローラー602と加圧ローラー609の間を通過するように、矢印A1に示される向きに搬送される。用紙P上には、トナーTNによって画像が形成されている。図4では、定着ベルト605が省略されている。定着ローラー602および加圧ローラー609において、用紙Pを挟み込む部分が「ニップ部」である。
制御部100は、ニップ部において、用紙Pの裏面に加えられる力が用紙Pの表面に加えられる力以上であり、かつ、裏面に加えられる力と表面に加えられる力の間の関係が用紙Pの平滑度に応じて変化するように、定着ローラー602と加圧ローラー609の回転トルクを制御する。
制御部100は、定着側トルクセンサー67から入力される検出出力に基づいて定着ローラー602の回転トルクを取得し、さらに、加圧側トルクセンサー68から入力される検出出力に基づいて加圧ローラー609の回転トルクを取得し、これらの2つの回転トルクを用いて、定着ローラー602と加圧ローラー609の回転トルクをフィードバック制御する。
定着側トルクセンサー67は、たとえば、定着ローラー用モーター61に印加される電流値を測定する。この場合、記憶部72には、電流値を回転トルクに変換するための情報(たとえば、テーブル)が格納されている。制御部100は、定着側トルクセンサー67から入力された電流値を、定着ローラー602の回転トルクに変換する。本明細書では、定着ローラー602の回転トルクが定着側トルクT1と称される場合がある。
加圧側トルクセンサー68は、たとえば、加圧ローラー用モーター62に印加される電流値を測定する。この場合、記憶部72には、電流値を回転トルクに変換するための情報(たとえば、テーブル)が格納されている。制御部100は、加圧側トルクセンサー68から入力された電流値を、加圧ローラー609の回転トルクに変換する。本明細書では、加圧ローラー609の回転トルクが加圧側トルクT2と称される場合がある。
MFP500では、定着ローラー602は、定着ベルト605を介して用紙Pと当接するが、本明細書では、定着ローラー602の回転における接線力を用紙Pの表面側に加えられる力とみなす。図4では、力F1は、用紙Pの表面側に加えられる力を示す。半径R1は、定着ローラー602の半径を示す。定着ローラー602側では、定着側トルクT1と力F1と半径R1との間の関係は、次の式(1)として示されるように見積もられる。
T1≒F1・R1 …(1)
本明細書では、加圧ローラー609の回転における接線力を、用紙Pの裏面側に加えられる力とみなす。図4では、力F2は、用紙Pの裏面側に加えられる力を示す。半径R2は、加圧ローラー609の半径を示す。加圧ローラー609側では、加圧側トルクT2と力F2と半径R2との間の関係は、次の式(2)として示されるように見積もられる。
T2≒F2・R2 …(2)
MFP500では、次の式(3)として示されるように、力F2が力F1以上になるように、定着ローラー602と加圧ローラー609の回転が制御される。
F1≦F2 …(3)
このことから、制御部100は、定着側トルクT1と加圧側トルクT2とが次の式(4)として示される関係を満たすように、フィードバック制御を実行する。
T1/R1≦T2/R2 …(4)
半径R1と半径R2とが等しい場合、式(4)は、次の式(5)として記述され得る。
T1≦T2 …(5)
[5]処理の流れ
図5は、MFP500において定着ローラー602と加圧ローラー609の回転の制御のために実行される処理の一例のフローチャートである。
図5に示されるように、ステップS10で、CPU101は、用紙Pの平滑度を読み出す。一例では、用紙Pの平滑度は、平滑度センサー66から入力される。
他の例では、用紙Pの平滑度は、操作部22に入力されてもよい。さらに他の例では、用紙Pの平滑度は、他の装置から通信部71に入力されてもよい。これらの例では、平滑度センサー66は省略され得る。
その後、制御はステップS20へ進む。
ステップS20で、CPU101は、定着ローラー602の回転速度V1と加圧ローラー609の回転速度V2とを設定する。CPU101は、回転速度V1,V2が達成されるように、定着ローラー用モーター61および加圧ローラー用モーター62のトルクを制御する。回転速度V1,V2の初期値に対する定着ローラー用モーター61および加圧ローラー用モーター62のトルクは、たとえば予め記憶部72に格納されている。その後、制御はステップS30へ進む。
ステップS30で、CPU101は、用紙Pの定着が完了したかどうかを判断する。一例では、MFP500は、定着部60の下流側に用紙センサーを備える。CPU101は、上記用紙センサーが用紙Pの通過を検出するまで、用紙Pの定着が完了していないと判断する。CPU101は、上記用紙センサーが用紙Pの通過を検出すると、用紙Pの定着が完了したと判断する。
CPU101は、用紙Pの定着がまだ完了してないと判断すると(ステップS30でNO)、ステップS40へ制御を進める。CPU101は、用紙Pの定着が完了していると判断すると(ステップS30でYES)、図5の処理を終了させる。
ステップS40で、CPU101は、定着側トルクT1と加圧側トルクT2の値を読み出す。定着側トルクT1と加圧側トルクT2の値の読出しは、定着側トルクセンサー67によって検出された定着ローラー用モーター61の電流値および加圧側トルクセンサー68によって検出された加圧ローラー用モーター62の電流値の読出しと、これらの2つの電流値のトルクへの変換とによって実現されてもよい。その後、制御はステップS50へ進む。
ステップS50で、CPU101は、ステップS40で読み出した定着側トルクT1と加圧側トルクT2の値が、ステップS10で読み出した平滑度に対応した関係を満たすか否かを判断する。用紙Pの平滑度に対応する定着側トルクT1と加圧側トルクT2の関係は、たとえば記憶部72に格納されている。当該関係では、加圧側トルクT2の値が定着側トルクT1の値以上であり、かつ、用紙Pの平滑度が高くなるほど2つの値の差が大きくなる。CPU101は、定着側トルクT1と加圧側トルクT2の値が上記関係を満たすと判断すると(ステップS50でYES)、ステップS30へ制御を戻す。CPU101は、定着側トルクT1と加圧側トルクT2の値が上記関係を満たさないと判断すると(ステップS50でNO)、ステップS60へ制御を進める。
ステップS60で、CPU101は、加圧側トルクT1が、上記関係によって規定される値より小さいか否かを判断する。CPU101は、加圧側トルクT1が上記関係によって規定される値より小さいと判断すると(ステップS60でYES)、ステップS70へ制御を進める。CPU101は、加圧側トルクT1が上記関係によって規定される値より大きいと判断すると(ステップS60でNO)、ステップS80へ制御を進める。
ステップS70で、CPU101は、定着側トルクT1が上がるように、定着ローラー用モーター61の回転速度を増加させる。その後、制御はステップS30へ戻る。
ステップS80で、CPU101は、定着側トルクT1が下がるように、定着ローラー用モーター61の回転速度を低減させる。その後、制御はステップS30へ戻る。
[6]好ましい条件
[6−1]用紙の平滑度と用紙に対する接線力
図6は、用紙のトナー像が形成された面に印加される剪断力と画像の品質との関係を、用紙の種類ごとに示す図である。図6では、用紙Pの表面の平滑度が比較的低い用紙の一例としてエンボス紙が例示され、平滑度が比較的高い用紙の一例として平滑紙が例示されている。
エンボス紙の一例は、レザック66(株式会社オストリッチダイヤ社製、151g/m、ベック平滑度2sec)である。平滑紙の一例は、OKトップコート(王子製紙(株)製、85g/m、ベック平滑度1600sec)である。ベック平滑度の値が高いほど、平滑度が高いことを意味する。
図6では、画像の品質として、「画像の乱れ無し」と「分離良好」とが例示されている。「画像の乱れ無し」とは、用紙上に形成された画像に乱れが無いことを表わす。たとえば、「画像の乱れ無し」は、画像の形成後にMFP500から出力された用紙Pの、黒色の画像を形成されるべき領域に対する、スキャナーでの読み取りの結果に基づいて特定される。より具体的には、当該領域に対する読取結果において、BW比(黒白比)が99.5%以上であるときの結果が、「画像の乱れ無し」である。
「分離良好」とは、用紙の定着ローラーからの分離が良いことを表わす。たとえば、定着ローラーからの用紙の分離が良いことを表わす。たとえば、搬送方向の先端部5mmに白色の領域(画像を形成されない領域)を設けられ、それより後方にトナー画像を形成された用紙を定着部60に搬送し、定着ローラー602に巻き込まれることなく定着部60から排出されたときの結果が、「分離良好」である。
図6において、両矢印は、「画像乱れ無し」または「分離良好」が達成された範囲を示す。
図6によれば、エンボス紙では、「分離良好」は、用紙Pに印加される剪断力の大きさに拘わらず、達成される。一方、「画像乱れ無し」は、用紙Pに印加される剪断力が比較的小さい場合には達成されるが、剪断力が比較的大きい場合には達成されない。このことから、図6のエンボス紙について「両立領域」として示されるように、用紙Pとしてエンボス紙が利用される場合、用紙Pに印加される剪断力が比較的小さい場合に、「画像乱れ無し」と「分離良好」が両立する。
一方、平滑紙では、「画像乱れ無し」は、用紙Pに印加される剪断力の大きさに拘わらず、達成される。一方、「分離良好」は、用紙Pに印加される剪断力が比較的大きい場合には達成されるが、剪断力が比較的小さい場合には達成されない。このことから、図6の平滑紙について「両立領域」として示されるように、用紙Pとして平滑紙が利用される場合、用紙Pに印加される剪断力が比較的大きい場合に、「画像乱れ無し」と「分離良好」が両立する。
図6によれば、用紙Pに印加される剪断力は、用紙Pがエンボス紙の場合には比較的低いことが好ましく、用紙Pが平滑紙の場合には比較的低いことが好ましい。このことから、用紙Pに印加される剪断力は、用紙Pの表面の平滑度が高いほど、大きくなることが好ましい。
用紙Pにおいて画像を形成された面に印加される剪断力は、用紙Pの表面に印加される力F1(図4参照)と裏面に印加されるF2(図4参照)との差が大きくなるほど、大きくなる。
本明細書では、力F1は、定着ローラー602の回転における接線力とみなされる。つまり、力F1と定着側トルクT1との間の関係は、式(1)(T1≒F1・R1)を満たすとみなされる。力F2は、加圧ローラー906の回転における接線力とみなされる。つまり、力F2と加熱側トルクT2との間の関係は式(2)によって擬制される(T2≒F2・R2)。たとえば、R1とR2とが同じであれば、力T1と力T2の大小関係は、定着側トルクT1と加圧側トルクT2の大小関係と一致する。したがって、制御部100は、用紙Pの表面の平滑度が高いほど、用紙Pに印加する剪断力を大きくするために、定着側トルクT1と加圧側トルクT2の差が大きくなるように、定着ローラー602と加圧ローラー609の回転を制御する。
さらに、図4を参照して説明されたように、制御部100は、式(4)で示された関係(T1/R1≦T2/R2)を満たすように、定着ローラー602と加圧ローラー609の回転を制御する。
図7は、MFP500における、定着側トルクT1と加圧側トルクT2との関係を模式的に示す図である。図7の縦軸は、これらの2つのトルクを表わす。横軸は、定着ローラー用モーター61の回転数を表わす。MFP500では、制御部100は、加圧ローラー用モーター62を、一定の回転数で回転するように、制御する。これにより、図7に示されるように、制御部100が定着ローラー用モーター61の回転数を上昇させると、定着側トルクT1が増加する一方、加圧側トルクT2は減少する。
MFP500では、制御部100は、定着ローラー602と加圧ローラー609の半径が等しい場合(図4において、R1=R2)、上記した式(5)として示された関係(T1≦T2)が満たされるように、定着ローラー602と加圧ローラー609の回転を制御する。したがって、このような場合、制御部100は、定着ローラー用モーター61の回転数を、図7に示された範囲、つまり、関係「T1≦T2」が満たされる範囲で、制御する。
制御部100は、定着ローラー用モーター61および/または加圧ローラー用モーター62の回転数を制御する代わりに、回転速度を制御してもよい。
MFP500において、制御部100は、好ましくは、用紙の平滑度が低くなるほど、力F1と力F2(図4参照)の間の差が大きくなるように、定着ローラー602と加圧ローラー609の回転を制御する。図7の上方の両矢印AR1は、MFP500における、用紙Pの平滑度と定着側トルクT1および加圧側トルクT2との好ましい関係を示す。すなわち、用紙の平滑度が低くなるほど、加圧側トルクT2と定着側トルクT1との差が大きくなる。
平滑紙に対する定着側トルクT1と加圧側トルクT2を、それぞれ平滑紙用定着側トルクT1Lと平滑紙用加圧側トルクT2Lとすると、これらの比は、T1L:T2L=1:100〜1:5程度が好ましい。一方、エンボス紙に対する定着側トルクT1と加圧側トルクT2を、それぞれエンボス紙用定着側トルクT1Hと平滑紙用加圧側トルクT2Hとすると、これらの比は、T1H:T2H=1:10〜1:1程度が好ましい。なお、ここでの「H」「L」は、用紙Pの表面の粗さを意味している。すなわち、「H」は、用紙Pの表面の粗さが高いこと(すなわち、平滑度が低いこと)に対応する。「L」は、用紙Pの表面の粗さが低いこと(すなわち、平滑度が高いこと)に対応する。
エンボス紙についての加圧側トルクT2(T2H)の値は、平滑紙についての加圧側トルクT2(T2L)の値に対して0.9倍以下であることが好ましい。
MFP500において、回転トルクの変更は、たとえば、モーターのパルス幅(PWM制御)の変更によって実現される。加圧側トルクT2を低下させるためには、定着ローラー用モーター61のPWMを増加させる。その結果、定着ローラー602のアシスト力(用紙の搬送方向への力)が増加する。これにより、用紙Pに印加される剪断力が低下する。
[6−2]定着ベルトの硬度
MFP500では、定着ベルト605の硬度が低下すると(つまり、定着ベルト605が柔らかくなると)、図9において領域Bとして示されたような、定着ベルト605が用紙Pの凹部に対して傾きを持って接する領域が増加する。このため、用紙Pにおけるトナー画像の乱れが生じやすくなると考えられる。一方で、定着ベルト605の硬度が高すぎると、定着ベルト605において用紙Pの凸部に接触する部分の面積が低下し、これにより、用紙Pに対するトナーの定着の強度が低下するおそれがある。
これらのことから、MFP500では、定着ベルト605の硬度に対して上限および下限が設定されることが好ましい。たとえば、定着ベルト605のMD−1硬度(typeC)は85°以上95°以下が好ましい。
[6−3]ニップ部の長さに応じた制御
図3においてローラー位置調整用モーター65が示されたように、MFP500では、ニップ部の長さが変更可能である。ニップ部の長さが長くなるほど、ニップ部全体で用紙Pに印加される剪断力が大きくなる。このことから、制御部100は、ニップ部の長さが長くなるほど、定着ローラー602側から用紙Pに印加される力F1と加圧ローラー609側から用紙Pに印加される力F2との差が小さくなるように、定着ローラー602と加圧ローラー609の回転を制御する。
[7]トナーの調製
MFP500における画像形成で利用されるトナーの調製方法について説明する。
[7−1]トナーの母体粒子
MFP500において利用されるトナーは、トナー母体粒子として、少なくとも結着樹脂とワックスとを含む。以下に、これらのそれぞれについて説明する。
[7−1−1]結着樹脂
トナー粒子を構成する結着樹脂の種類は、特に限定されない。つまり、トナー粒子を構成する結着樹脂は、結着樹脂として公知である種々の物質によって実現され得る。結着樹脂は、例えば、スチレン樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、オレフィン樹脂、アミド樹脂、または、エポキシ樹脂である。
結着樹脂は、トナー粒径、形状制御性、および、帯電性の観点から、スチレン−アクリル系樹脂を含有していることが好ましい。スチレン−アクリル系樹脂を得るための重合性単量体は、例えば、スチレン、メチルスチレン、メトキシスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、および/または、クロルスチレンなどのスチレン系単量体である。当該単量体は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、などの(メタ)アクリレートエステル系単量体であってもよい。当該単量体は、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸などのカルボン酸系単量体であってもよい。これらの単量体のうち、1種類のみが採用されてもよいし、2種類以上が組み合わされてもよい。
結着樹脂のガラス転移点(Tg)は、30〜50℃であることが好ましく、より好ましくは35〜48℃である。結着樹脂のガラス転移点が上記範囲にあることにより、低温定着性および耐熱保管性が両立して得られる。結着樹脂のガラス転移点は、たとえば、「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用いて測定される。
測定手順は、たとえば、試料(結着樹脂)3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、ホルダーにセットするものである。リファレンスとして、空のアルミニウム製パンが使用される。測定条件は、たとえば、測定温度0℃〜200℃、昇温速度10℃/分、および、降温速度10℃/分である。Heat−cool−Heatの温度制御が実行され、当該温度制御における2nd.Heatで取得されたデータが解析に利用され、第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線とが仮定されたときに得られる交点が、ガラス転移点の一例である。
[7−1−2]ワックス
MFP500では、トナーに含有されるワックスとして公知のワックスが採用され得る。ワックスは、たとえば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの、分枝鎖状炭化水素ワックスを含む。ワックスは、パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘネート、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス、エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどであってもおい。これらの物質の中でも、光沢ムラを抑制する観点から、マイクロクリスタリンワックスなどの分枝鎖状炭化水素ワックスが特に好ましい。
トナーに含有されるワックスの融点は、70〜100℃であることが好ましく、より好ましくは70〜85℃である。ワックスの融点は、吸熱ピークのピークトップの温度を示し、示差走査カロリメーター「DSC−7」(パーキンエルマー製)および熱分析装置コントローラー「TAC7/DX」(パーキンエルマー製)を用いて示差走査熱量分析によってDSC測定される。
測定の一例では、具体的には、試料(ワックス)4.5mgをアルミニウム製パン(KITNO.0219−0041)に封入し、これを「DSC−7」のサンプルホルダーにセットし、測定温度0〜200℃で、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分の測定条件で、加熱−冷却−加熱の温度制御を行う。当該温度制御における2度目の加熱で取得されたデータが、解析の対象とされる。リファレンスの測定では、たとえば、空のアルミニウム製パンが使用される。
ワックスの含有量は、結着樹脂100質量部に対して1〜30質量部であることが好ましく、より好ましくは5〜20質量部である。ワックスの含有割合が上記範囲内であることにより、定着分離性が得られる。
[7−2]着色剤
トナー粒子に着色剤が含有される場合において、着色剤としては、一般に知られている染料および顔料を用いることができる。
黒色のトナーを得るための着色剤としては、たとえば、ファーネスブラック、チャンネルブラックなどのカーボンブラック、マグネタイト、フェライトなどの磁性体、染料、非磁性酸化鉄を含む無機顔料などの、公知の種々のものが使用され得る。
カラーのトナーを得るための着色剤としては、染料、有機顔料などの公知のものを任意に使用することができ、具体的には、有機顔料としては例えばC.I.ピグメントレッド5、同48:1、同53:1、同57:1、同81:4、同122、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同222、同238、同269、C.I.ピグメントイエロー14、同17、同74、同93、同94、同138、同155、同180、同185、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントブルー15;3、同60、同76などを挙げることができ、染料としては例えばC.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同68、同11、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同69、同70、同93、同95などを挙げることができる。
上記された、各色のトナーを得るための着色剤は、各色について、1種類が単独で使用されてもよいし、2種類以上が組み合わせて使用されてもよい。
着色剤の含有割合は、結着樹脂100質量部に対して1〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは2〜8質量部である。
[7−3]荷電制御剤
トナー粒子に荷電制御剤が含有される場合、公知の正帯電制御剤または負帯電制御剤が使用され得る。
正帯電制御剤の具体例としては、たとえば、「ニグロシンベースEX」(オリエント化学工業社製)などのニグロシン系染料、「第4級アンモニウム塩P−51」(オリエント化学工業社製)、「コピーチャージPXVP435」(ヘキストジャパン社製)等の第4級アンモニウム塩、アルコキシ化アミン、アルキルアミド、モリブデン酸キレート顔料、および「PLZ1001」(四国化成工業社製)等のイミダゾール化合物が挙げられる。
負帯電制御剤の具体例としては、たとえば、「ボントロンS−22」(オリエント化学工業社製)、「ボントロンS−34」(オリエント化学工業社製)、「ボントロンE−81」(オリエント化学工業社製)、「ボントロンE−84」(オリエント化学工業社製)、「スピロンブラックTRH」(保土谷化学工業社製)等の金属錯体、チオインジゴ系顔料、「コピーチャージNXVP434」(ヘキストジャパン社製)等の第4級アンモニウム塩、「ボントロンE−89」(オリエント化学工業社製)等のカリックスアレーン化合物、「LR147」(日本カーリット社製)等のホウ素化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カーボン等のフッ素化合物などが挙げられる。負帯電制御剤として用いられる金属錯体の具体例としては、上記に示したもの以外にもオキシカルボン酸金属錯体、ジカルボン酸金属錯体、アミノ酸金属錯体、ジケトン金属錯体、ジアミン金属錯体、アゾ基含有ベンゼン−ベンゼン誘導体骨格金属体、アゾ基含有ベンゼン−ナフタレン誘導体骨格金属錯体などが挙げられる。
荷電制御剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して0.01〜30質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜10質量部である。
[7−4]外添剤
トナーは、流動性、帯電性、クリーニング性などの改良の観点から、外添剤を添加され得る。
外添剤は、例えば、無機微粒子である。無機微粒子は、たとえば、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、もしくは、酸化チタン微粒子等の無機酸化物微粒子、ステアリン酸アルミニウム微粒子、もしくは、ステアリン酸亜鉛微粒子等の無機ステアリン酸化合物微粒子、または、チタン酸ストロンチウム、もしくは、チタン酸亜鉛等の無機チタン酸化合物微粒子である。
上記された無機微粒子は、耐熱保管性および環境安定性の観点から、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、または、シリコーンオイルなどによって表面処理が行われていることが好ましい。
外添剤を構成する無機微粒子は、平均一次粒子径が30nm以下のものであることが好ましい。
無機微粒子によって構成される外添剤が上記の粒径を有するものであることにより、トナーが画像形成時において外添剤の遊離が生じにくいものとなる。
外添剤の添加量は、トナー中0.05〜5質量%、好ましくは0.1〜3質量%とされる。
[7−5]現像剤
MFP500において用いられるトナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤として使用され得るが、キャリアと混合されることによって二成分現像剤として使用されてもよい。
トナーが二成分現像剤として使用される場合、キャリアの一例は、従来公知の材料からなる磁性粒子である。磁性粒子は、たとえば、鉄等の強磁性金属、強磁性金属とアルミニウムおよび鉛等の合金、フェライトおよびマグネタイト等の強磁性金属の化合物であり、特にフェライト粒子が好ましい。
キャリアは、たとえば、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリア、または、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散したバインダー型キャリアである。
コートキャリアを構成する被覆樹脂は、特に限定されない。被覆樹脂は、たとえば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル樹脂、および/または、フッ素樹脂である。
樹脂分散型キャリアを構成する樹脂は、特に限定されない。樹脂分散型キャリアを構成する樹脂は、たとえば、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、および/または、フェノール樹脂である。
MFP500において、トナーが二成分現像剤として使用される場合、当該二成分現像剤は、たとえば、トナーおよびキャリアに、さらに、必要に応じて、荷電制御剤、密着性向上剤、プライマー処理剤、抵抗制御剤などが添加されることによって調製され得る。
[7−6]トナー粒子の平均粒径
MFP500において利用されるトナー粒子の平均粒径は、たとえば、体積基準のメジアン径で3〜9μmであることが好ましく、より好ましくは3〜8μmである。粒径は、例えば、トナー粒子が後述する乳化凝集法に従って製造される場合、使用される凝集剤の濃度、有機溶媒の添加量、融着時間、および/または重合体の組成によって制御され得る。
体積基準のメジアン径が上記の範囲にあることにより、転写効率が高くなり、これにより、用紙P上に形成される画像において、ハーフトーンの画質が向上し、さらに、細線およびドットの画質が向上する。
トナー粒子の体積基準のメジアン径は、たとえば、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用ソフト「SoftwareV3.51」を搭載したコンピューターシステムを接続した測定装置が用いられることにより、測定および算出され得る。
具体的には、試料(トナー粒子)0.02gが、界面活性剤溶液20mL(トナー粒子の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)に添加される。その後、界面活性剤溶液を添加された試料に対して、1分間の超音波分散が行なわれ、これにより、トナー粒子分散液が調製される。このトナー粒子分散液が、サンプルスタンド内の「ISOTONII」(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定装置の表示濃度が8%になるまで、たとえばピペットによって注入される。当該濃度範囲に調整されることにより、再現性のある測定値が得られる。その後、測定装置において、測定粒子カウント数が25000個、アパーチャ径が50μmに設定される。測定範囲である1〜30μmの範囲が256分割され、頻度値が算出され、体積積算分率の大きい方から50%の粒径が、トナー粒子の体積基準のメジアン径として特定される。
[7−7]トナー粒子の平均円形度
MFP500において利用されるトナー粒子は、転写効率の向上の観点から、平均円形度が0.930〜1.000であることが好ましく、より好ましくは0.950〜0.995である。トナー粒子の平均円形度は、たとえば、「FPIA−2100」(Sysmex社製)を用いて測定される。
具体的には、たとえば、試料(トナー粒子)が、界面活性剤を含む水溶液に投入された後、1分間の超音波分散処理が実行される。これにより、トナー粒子が水溶液中で分散する。その後、「FPIA−2100」(Sysmex社製)により、測定条件:HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数3,000〜10,000個の適正濃度で、撮影が行われる。これにより、個々のトナー粒子について、次の式(T)に従って、円形度が算出される。
円形度
=(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)…式(T)
平均円形度は、たとえば、各トナー粒子の円形度が加算されることによって得られた値が、全トナー粒子数で除されることによって、算出される。
[7−8]トナー貯蔵弾性率
MFP500において利用されるトナーは、用紙Pとしてエンボス紙が採用された場合、温度60℃における貯蔵弾性率(G’60)が1×10Pa以下であることが好ましい。エンボス紙の凹部に配置されたトナーの強度不足が解消されるからである。
トナーの粘弾性特性は、たとえば、粘弾性測定装置(レオメーター)「RDA−II型」(レオメトリックス社製)を用いて測定される。
測定治具としては、たとえば、直径10mmのパラレルプレートが使用され得る。
測定試料としては、たとえば、加熱・溶融後に直径約10mm,高さ1.5〜2.0mmの円柱状試料に成型された、トナーが使用され得る。
測定周波数は、たとえば、6.28ラジアン/秒である。
測定歪の初期値は、たとえば0.1%に設定される。測定は、たとえば、自動測定モードで実行され得る。
試料の伸長補正は、たとえば、自動測定モードにおいて行なわれる。
[7−9]トナーの製造方法
トナーの製造方法として、たとえば、混練・粉砕法、乳化分散法、懸濁重合法、分散重合法、乳化重合法、乳化重合凝集法、ミニエマルジョン重合凝集法、カプセル化法、または、その他の公知の方法が採用され得る。好ましくは、トナーの製造方法として、画像の高画質化を達成するために小粒径化されたトナーを得る必要があることを考慮して、製造コストおよび製造安定性の観点から、乳化重合凝集法が採用される。乳化重合凝集法は、乳化重合法によって製造された結着樹脂よりなる微粒子(以下、「結着樹脂微粒子」ともいう)の分散液を、着色剤よりなる微粒子(以下、「着色剤微粒子」ともいう。)の分散液と混合し、pH調整による微粒子表面の反発力と電解質体よりなる凝集剤の添加による凝集力とのバランスを取りながら緩慢に凝集させ、平均粒径および粒度分布を制御しながら会合を行うと同時に、加熱撹拌することで微粒子間の融着を行って形状制御を行うことによって、トナーを製造する方法である。
トナーを製造する方法として乳化重合凝集法が採用された場合、結着樹脂微粒子が形成される。この結着樹脂微粒子は、組成の異なる結着樹脂よりなる2層以上の層を有していてもよい。この場合、常法に従った乳化重合処理(第1段重合)により調製した第1結着樹脂微粒子の分散液に、重合開始剤と重合性単量体とを添加し、この系を重合処理(第2段重合)する、方法が採用され得る。
トナーは、コア−シェル構造を有していてもよい。コア−シェル構造を有するトナーの製造方法は、まず、コア用の結着樹脂微粒子と着色剤微粒子とを会合、凝集、融着させることにより、コア粒子を作製する。その後、コア粒子の分散液中にシェル層を形成するために、コア粒子にシェル用結着樹脂微粒子を添加する。これにより、コア粒子表面に、シェル用結着樹脂微粒子が凝集、融着することによって、コア粒子表面を被覆するシェル層が形成される。
トナーがコア−シェル構造を有するときの、トナーの製造方法の具体例を説明する。トナーの製造方法は、以下の(工程1)〜(工程8)を含む。
(工程1)着色剤が微粒子状に分散された着色剤微粒子の分散液を調製する、着色剤微粒子分散液調製工程
(工程2−1)主ワックスおよび内添剤などを含有したコア用の結着樹脂よりなるコア用結着樹脂微粒子を得て、当該微粒子の分散液を調製するコア用結着樹脂微粒子重合工程
(工程2−2)シェル用の結着樹脂よりなるシェル用結着樹脂微粒子を得た後、当該微粒子の分散液を調製する、シェル用結着樹脂微粒子重合工程
(工程3)コア用結着樹脂微粒子と着色剤微粒子とを水系媒体中で凝集、融着させることにより、コア粒子となるべき会合粒子を形成する、凝集・融着工程
(工程4)会合粒子を熱エネルギーにより熟成させることによって形状を制御し、これにより、コア粒子を得る、第1の熟成工程
(工程5)コア粒子の分散液中に、シェル層を形成すべきシェル用結着樹脂微粒子を添加することによりコア粒子の表面に当該シェル用結着樹脂微粒子を凝集、融着させ、これにより、コア−シェル構造の粒子を形成する、シェル層形成工程
(工程6)コア−シェル構造の粒子を熱エネルギーにより熟成させることにより当該粒子の形状を制御し、これにより、コア−シェル構造のトナー粒子を得る、第2の熟成工程
(工程7)冷却されたトナー粒子の分散系(水系媒体)からトナー粒子を固液分離し、当該トナー粒子から界面活性剤などを除去するろ過、洗浄工程
(工程8)洗浄処理されたトナー粒子を乾燥する乾燥工程
トナーの製造方法は、必要に応じて、(工程8)の乾燥工程の後に、次の(工程9)を含む。
(工程9)乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する、外添剤処理工程
以下、各工程の内容を説明する。
(工程1)着色剤微粒子分散液調製工程
この工程では、水系媒体中に着色剤を添加して分散機によって分散処理することにより、着色剤が微粒子状に分散された着色剤微粒子の分散液を調製する処理が行われる。具体的には、着色剤の分散処理は、界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態の水系媒体中で行われる。分散処理に使用する分散機は特に限定されないが、好ましくは、超音波分散機、機械式ホモジナイザー、マントンゴーリン、もしくは、圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダ、または、ゲッツマンミルもしくはダイヤモンドファインミルなどの媒体型分散機である。
この着色剤微粒子分散液における着色剤微粒子の分散径は、体積基準のメディアン径で40〜200nmであることが好ましい。
この着色剤微粒子の体積基準のメディアン径は、たとえば、「MICROTRACUPA−150(HONEYWELL社製)」を用いて測定される。測定条件は、たとえば、以下の通りである。
サンプル屈折率1.59
サンプル比重1.05(球状粒子換算)
溶媒屈折率1.33
溶媒粘度0.797(30℃)、1.002(20℃)
0点調整測定セルには、たとえば、イオン交換水が投入される。
(工程2−1)コア用結着樹脂微粒子重合工程
この工程は、重合処理を行って主ワックスおよび内添剤などを含有したコア用の結着樹脂よりなるコア用結着樹脂微粒子の分散液を調製する処理を含む。
この工程における重合処理の好適な一例では、臨界ミセル濃度(CMC)以下の界面活性剤を含有した水系媒体中に、必要に応じて主ワックスおよび内添剤などが含有された重合性単量体溶液が添加され、機械的エネルギーを加えて液滴が形成され、その後、水溶性の重合開始剤が添加されることにより、当該液滴中において重合反応を進行させる。
上記液滴中には、油溶性重合開始剤が添加されてもよい。この様な工程では、機械的エネルギーを付与して強制的な乳化(液滴の形成)を行う処理が必須となる。
上記された機械的エネルギーは、たとえば、ホモミキサー、超音波、マントンゴーリンなどの、強い撹拌または超音波振動エネルギーの付与する装置によって付与される。
〔界面活性剤〕
上記着色剤微粒子分散液として使用される水系媒体において、または、コア用結着樹脂微粒子の重合の媒体として使用される水系媒体において、用いられる界面活性剤について説明する。
界面活性剤は、特に限定されるものではないが、たとえば、スルホン酸塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム)、硫酸エステル塩(ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウムなど)、脂肪酸塩(オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウムなど)などのイオン性界面活性剤である。界面活性剤は、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールとのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドとのエステル、および/または、ソルビタンエステルなどのノニオン性界面活性剤であってもよい。
以下、コア用結着樹脂微粒子重合工程で使用される重合開始剤および連鎖移動剤について説明する。
〔重合開始剤〕
水溶性の重合開始剤は、たとえば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸およびその塩、過酸化水素である。
油溶性重合開始剤は、たとえば、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンなどの、過酸化物系重合開始剤または過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤である。
〔連鎖移動剤〕
本実施の形態では、得られるコア用の結着樹脂の分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤は、特に限定されるものではなく、例えば、n−オクチルメルカプタン、n−デシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル等のメルカプトプロピオン酸エステル、ターピノーレン、および、α−メチルスチレンダイマーである。
(工程2−2)シェル用結着樹脂微粒子重合工程
この工程は、たとえば、上記(2−1)のコア用結着樹脂微粒子重合工程と同様の、重合処理、および、シェル用の結着樹脂よりなるシェル用結着樹脂微粒子の分散液を調製する処理を含む。
(工程3)凝集・融着工程
この工程は、コア用結着樹脂微粒子と着色剤微粒子とを水系媒体中で凝集、融着させてコア粒子となるべき会合粒子を形成する処理を含む。この工程における凝集、融着の方法は、たとえば、(工程1)で得られた着色剤微粒子、および、(工程2−1)で得られたコア用結着樹脂微粒子を用いた、塩析/融着法が好ましい。
この工程(工程3)では、コア用結着樹脂微粒子および着色剤微粒子とともに、ワックス微粒子および/または荷電制御剤などの内添剤微粒子の凝集/融着が行なわれてもよい。
「塩析/融着」とは、凝集と融着を並行して進め、所望の粒子径まで成長したところで、凝集停止剤を添加して粒子成長を停止させ、さらに、必要に応じて粒子形状を制御するための加熱を継続して行うことをいう。
塩析/融着法は、コア用結着樹脂微粒子と着色剤微粒子とが存在している水系媒体中に、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩および3価の塩などからなる塩析剤を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、次いで、コア用結着樹脂微粒子のガラス転移点以上であって、かつ、コア用結着樹脂微粒子と着色剤微粒子の融解ピーク温度以上の温度に加熱することで塩析を進行させると同時に凝集・融着を行うものである。塩析剤であるアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の金属は、アルカリ金属(リチウム、カリウム、ナトリウム等)であってもよいし、アルカリ土類金属(マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなど)であってもよい。当該金属は、好ましくは、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムである。
(工程3)の凝集・融着工程を塩析/融着によって行う場合、塩析剤を添加した後の放置時間は、できるだけ短くされることが好ましい。この理由は明確ではないが、理由としては、たとえば、塩析した後の放置時間によって、粒子の凝集状態が変動し、粒径分布が不安定になったり、融着させたトナーの表面性が変動したりする問題が発生し得ることが想定される。塩析剤を添加する温度としては、少なくともコア用結着樹脂微粒子のガラス転移点以下であることが必要である。この理由は、塩析剤を添加する温度がコア用結着樹脂微粒子のガラス転移点以上であると、コア用結着樹脂微粒子の塩析/融着は速やかに進行する一方で、粒径の制御を行うことができず、大粒径の粒子が発生したりする問題が発生するからである。この添加温度の範囲としては結着樹脂のガラス転移点以下であればよいが、一般的には5〜55℃、好ましくは10〜45℃である。
塩析剤をコア用結着樹脂微粒子のガラス転移点以下で加え、その後にできるだけ速やかに昇温し、コア用結着樹脂微粒子のガラス転移点以上であって、かつ、コア用結着樹脂微粒子と着色剤微粒子の融解ピーク温度(℃)以上の温度に加熱する。この昇温までの時間としては1時間未満が好ましい。さらに、昇温を速やかに行う必要があるが、昇温速度としては、0.25℃/分以上が好ましい。上限としては特に明確ではないが、瞬時に温度を上げると塩析が急激に進行するため、粒径が制御されにくいという問題があり、5℃/分以下が好ましい。以上の塩析/融着法により、コア用結着樹脂微粒子および任意の微粒子が塩析/融着されてなる会合粒子(コア粒子)の分散液が得られる。
「水系媒体」とは、水50〜100質量%と、水溶性の有機溶媒0〜50質量%とからなる媒体をいう。水溶性の有機溶媒は、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフランである。これらのうち、生成される樹脂を溶解しないアルコール系有機溶媒が好ましい。
(工程4)第1の熟成工程
この工程では、会合粒子を熱エネルギーにより熟成させる処理が行われる。(工程3)凝集・融着工程の加熱温度、ならびに、(工程4)の第1の熟成工程の加熱温度および時間が制御されることにより、粒径が一定で分布が狭く形成されたコア粒子表面が、平滑かつ均一的な形状を有する。具体的には、(工程3)の凝集・融着工程では、加熱温度を低めにしてコア用結着樹脂微粒子同士の融着の進行を抑制させて均一化を促進させ、第1の熟成工程で加熱温度を低めに、かつ、時間を長くすることにより、コア粒子の表面が均一な形状になるように、制御される。
(工程5)シェル層形成工程
この工程では、コア粒子の分散液中にシェル用結着樹脂微粒子の分散液を添加してコア粒子の表面にシェル用結着樹脂微粒子を凝集、融着させ、コア粒子の表面にシェル用結着樹脂微粒子を被覆させてコア−シェル構造の粒子を形成するシェル化処理が行われる。
この工程は、低温定着性と耐熱保存性の両方の性能を付与するための好ましい製造条件である。カラー画像を形成する場合、二次色について高い色再現性を得るために、このシェル層形成を行うことが好ましい。
具体的には、コア粒子の分散液を(工程3)凝集・融着工程および(工程4)第1の熟成工程における加熱温度を維持した状態でシェル用結着樹脂微粒子の分散液を添加し、加熱撹拌を継続しながら数時間かけてゆっくりとシェル用結着樹脂微粒子をコア粒子表面に被覆させてコア−シェル構造の粒子を形成させる。加熱撹拌時間は、1〜7時間が好ましく、3〜5時間が特に好ましい。
(工程6)第2の熟成工程
この工程では、(工程5)のシェル層形成工程によりコア−シェル構造の粒子が所定の粒径になった段階で塩化ナトリウムなどの停止剤を添加して粒子成長を停止させ、その後もコア粒子に付着させたシェル用結着樹脂微粒子を融着させるために数時間加熱撹拌を継続する。コア粒子の表面を被覆するシェル用結着樹脂微粒子による層の厚さを100〜300nmとする。このようにして、コア粒子の表面にシェル用結着樹脂微粒子を固着させてシェル層を形成し、丸みを帯び、しかも形状の揃ったコア−シェル構造のトナー粒子が形成される。
(工程7)ろ過、洗浄工程
この工程では、先ず、トナー粒子の分散液を冷却する処理が行われる。冷却処理条件としては、1〜20℃/minの冷却速度で冷却することが好ましい。冷却処理方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法、または、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法を例示することができる。
その後、所定温度まで冷却されたトナー粒子の分散液からトナー粒子を固液分離し、その後、固液分離されたトナーケーキ(ウエット状態にあるトナー粒子をケーキ状に凝集させた集合物)から界面活性剤または塩析剤などの付着物を除去する洗浄処理が行われる。ここで、ろ過処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧ろ過法、フィルタープレス等を使用して行うろ過法など特に限定されるものではない。
(工程8)乾燥工程
この工程では、洗浄処理されたトナーケーキを乾燥する処理が行われる。この工程で使用される乾燥機としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機などを挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機などを使用することが好ましい。乾燥処理されたトナー粒子の水分は、5質量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは2質量%以下とされる。
乾燥処理されたトナー粒子同士が弱い粒子間引力で凝集している場合には、当該凝集体を解砕処理してもよい。ここに、解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。
(工程9)外添処理工程
この工程では、(工程8)の乾燥工程で乾燥処理されたトナー粒子に対して外添剤を添加する処理が行われる。外添剤は、例えば、ヘンシェルミキサー、コーヒーミルなどの機械式の混合装置を用いることによって添加される。
[7−10]トナーの製造の具体例
<樹脂分散液の製造例(1)>
テレフタル酸85質量部、トリメリット酸6質量部、ビスフェノールAプロピレンオキシド付加物250質量部、を、撹拌機、温度計、冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応容器に入れ、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、チタンテトラブトキサイド0.1質量部を添加し、窒素ガス気流下で約180℃で8時間撹拌反応を行った。さらに、チタンテトラブトキサイド0.2質量部を添加し温度を約220℃に上げ6時間撹拌反応を行った後、10mmHgまで減圧した反応容器内で反応を行なうことにより、ポリエステル樹脂〔A1〕を得た。ポリエステル樹脂〔A1〕のガラス転移点(Tg)は59℃、重量平均分子量(Mw)は9,000であった。
非晶性ポリエステル樹脂〔A1〕200質量部を酢酸エチル200質量部に溶解し、この溶液を撹拌しながら、イオン交換水800質量部にポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムを濃度が1質量%になるよう溶解させた水溶液をゆっくりと滴下した。この溶液を減圧下、酢酸エチルを除去した後、アンモニアでpHを8.5に調整した。その後、固形分濃度を20質量%に調整した。これにより、水系媒体中にポリエステル樹脂〔A1〕の微粒子が分散された非晶性ポリエステル樹脂〔A1〕の微粒子の分散液を調製した。
<樹脂分散液の製造例(2)>
ドデカン二酸315質量部、1,6−ヘキサンジオール220質量部を、撹拌機、温度計、冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応容器に入れ、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、チタンテトラブトキサイド0.1質量部を添加し、窒素ガス気流下で約180℃で8時間撹拌反応を行った。さらに、チタンテトラブトキサイド0.2質量部を添加し温度を約220℃に上げ6時間撹拌反応を行った後、10mmHgまで減圧された反応容器内で反応を行うことにより、ポリエステル樹脂〔B1〕を得た。ポリエステル樹脂〔B1〕の融点(Tm)は72℃、重量平均分子量(Mw)は14,000であった。
<ワックス分散液の調整例>
フィッシャートロプシュワックス「FNP−0090」(日本精鑞社製、融点89℃)200質量部を95℃に加温し溶融させた。これを、さらに、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムが3質量%の濃度となるようイオン交換水800質量部に溶解させた界面活性剤水溶液に投入した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散処理を行った。固形分濃度は20質量%に調整した。これにより、水系媒体中にワックスの微粒子が分散されたワックス分散液を調製した。
<トナー(1)の製造例>
後述するトナー(1)は、以下のように製造された。
すなわち、ポリエステル樹脂〔A1〕分散液300質量部、ポリエステル樹脂〔B1〕分散液100質量部、ワックス分散液77.3質量部、着色剤分散液41.3質量部、イオン交換水225質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.5質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。
次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しつつ内温を60℃まで昇温した。さらに、徐々に75℃まで昇温を行い、内温を75℃に維持し、コールターカウンターで測定を行い、平均粒径が6μm台に到達した所で3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて、粒径成長を停止し内温を85℃まで昇温し「FPIA−2000」を用い形状係数が0.96になった時点で、10℃/minの速度で室温まで冷却した。この反応液を、濾過、洗浄を繰り返した後、乾燥することにより、トナー粒子〔1〕を得た。
得られたトナー粒子〔1〕に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)1質量%および疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)1質量%を添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井三池化工機社製)により混合し、その後、45μmの目開きの篩を用いて粗大粒子を除去することにより、トナー(1)を得た。
トナー(1)の体積基準のメジアン径は6.10μmであり、平均円形度は0.965であり、温度60℃における貯蔵弾性率G’(60)は、5×10Paであった。
<トナー(2)の製造例3>
後述するトナー(2)は、以下のように製造された。
すなわち、トナー(1)のポリエステル樹脂〔A1〕分散液の質量部とポリエステル樹脂〔B1〕分散液の質量部を、「ポリエステル樹脂〔A1〕分散液380質量部」「ポリエステル樹脂〔B1〕分散液20質量部」に変更し、それ以外は、トナー(2)は、トナー(1)と同様の方法で製造された。
トナー(2)の温度60℃における貯蔵弾性率G’(60)は、1.2×10Paであった。
[8]実施例
[8−1]種々の条件下における画像の形成
図8は、MFP500において、種々の条件下での画像形成の結果を示す図である。図8は、実施例1〜実施例12が示されている。図8に示された画像形成では、変更された条件は、紙種(用紙Pの種類)、トルクT1:T2(定着側トルクT1と加圧側トルクT2の比)、T2相対比(加圧側トルクT2の実施例1に対する比)、ベルト硬度(定着ベルト605の硬度)、トナー/G’60(トナーの種類/温度60℃における貯蔵弾性率)、および、NIP長さ(ニップ部の長さ)である。
紙種は、「OKトップコート」と「レザック66/151g」とを含む。「OKトップコート」は、平滑紙の一例であり、OKトップコート(王子製紙(株)製、85g/m、ベック平滑度1600sec)を示す。「レザック66/151g」は、エンボス紙の一例であり、レザック66(株式会社オストリッチダイヤ社製、151g/m、ベック平滑度2sec)を示す。
トルクT1:T2として、たとえば、実施例1では、定着側トルクT1と加圧側トルクT2との比が「5:95」であることが示されている。
T2相対比として、たとえば、実施例2では、値「0.79」が示されている。これは、実施例2の加圧側トルクT2の値が、実施例1の加圧側トルクT2の値が0.79倍であることを示す。
ベルト硬度の欄には、互いに定着ベルト605の硬度が異なる5種類のベルト(ベルト1〜5)が示されている。各ベルトの構成は、以下に示される。「PI」は、ポリイミドを表わす。各ベルトでは、ポリイミド基体の上にシリコーンゴム層が形成されており、その表面はPFAでコーティングされている。
ベルト1:基材PI、コ゛ム層220μm、コ゛ム硬度20°、PFA層30μm、MD-1硬度85°(typeC)
ベルト2:基材PI、コ゛ム層300μm、コ゛ム硬度20°、PFA層30μm、MD-1硬度80°(typeC)
ベルト3:基材PI、コ゛ム層150μm、コ゛ム硬度36°、PFA層30μm、MD-1硬度95°(typeC)
ベルト4:基材PI、コ゛ム層120μm、コ゛ム硬度36°、PFA層30μm、MD-1硬度96°(typeC)
ベルト5:基材PI、コ゛ム層300μm、コ゛ム硬度11°、PFA層30μm、MD-1硬度79°(typeC)
トナー/G’60の欄には、互いに温度60℃における貯蔵弾性率が異なる2種類のトナーが示される。トナー(1)とトナー(2)のそれぞれの温度60℃における貯蔵弾性率は、5×10Paと1.2×10Paである。
図8では、2種類のNIP長さが示される。より具体的には、NIP長さは、実施例1〜実施例11では「18mm」であり、実施例12では「24mm」である。
ベルト周長は120mmである。
図8の例では、定着ローラー602のゴム厚は20mmであり、ゴム硬度は10度であり、径は60mmである。加圧ローラー609のゴム厚5mmであり、ゴム硬度10度であり、径は60mmである。両ローラーのゴムはシリコーンゴムであり、両ローラーの表面はPFA樹脂でコーティングされている。
ヒーター63の設定温度は、180℃であり、ニップ部の荷重は2000Nであり、通紙速度は300mm/secである。
トナー付着量は、8g/mである。
図8では、「画像乱れ」「分離」「定着強度」の3種類の判定方法が示されている。
「画像乱れ」は、定着後の画像をスキャナーで取り込み、その結果をグレイスケールにした後、2値化して白黒比率を算出することによって得られる判定結果である。白黒比率(BW比率)が99.9%以上が「◎」で、99.5%以上が「○」で、99%以上が「△」、99%未満が「×」で、それぞれ表される。
「分離」は、用紙Pの先端5mmの白部を設け、5mm以後にトナーをのせた画像を定着部60に通紙したときの判定結果を示す。定着部60から用紙Pが分離されて排出されたときの結果が「○」で示される。定着部60から分離できずに定着ローラー602等にまきついたときの結果が「×」で示される。
「定着強度」は、定着後の画像に上質紙をのせて、その上に100g/cm2の重りをのせて10回こすったときの判定結果を示す。用紙Pとして上質紙が使用される。判定結果は、こすったときの上質紙の汚れに基づいて導出される。上質紙汚れないときの結果が「○」で、上質紙僅かに汚れたときの結果が「△」で、上質紙の汚れが大きいときの結果が「×」で示される。
[8−2]形成された画像に対する判定結果の考察
(トルクT1:T2について)
図8に示されるように、実施例1〜12のいずれにおいても、加圧側トルクT2が定着側トルクT1以上である(トルクT1:T2の欄参照)。
実施例3と実施例4では、ともに、実施例1に対して紙種が変更されている。実施例3では、実施例1に対して、用紙の平滑度が低下しているが、定着側トルクT1と加圧側トルクT2の差は実施例1と同じである。
実施例4では、実施例1に対して、用紙の平滑度が低下し、さらに、定着側トルクT1と加圧側トルクT2の差は小さくなっている。実施例3に比較して、実施例4では「画像乱れ」の結果が優れている。
このことから、用紙の平滑度が低下した場合、定着側トルクT1と加圧側トルクT2の差を小さくすることが好ましいと言える。
(ベルト硬度について)
実施例6と実施例9と実施例10では、「ベルト硬度」以外の条件が共通している。実施例6では、「ベルト硬度」は80°以上95°以下の範囲内にあるのに対し、実施例9と実施例10では、「ベルト硬度」は80°以上95°以下の範囲の外にある。
実施例6に対する判定結果では、「画像乱れ」は「◎」であり、「分離」および「定着強度」は「○」である。一方、実施例9および実施例10に対する判定結果では、少なくとも1種類の項目の結果が実施例6に対する判定結果より劣っている。より具体的には、実施例9の「画像乱れ」は「○」である。実施例10の「定着強度」は「△」である。
このことから、図8の結果は、「ベルト硬度」は80°以上95°以下の範囲内にあることが好ましいことを支持していると言える。
(T2相対比いついて)
実施例3〜実施例5では、「トルクT1:T2」および「T2相対比」以外の条件が共通している。実施例5では、「T2相対比」が0.9以下であるのに対し、実施例3,4では、「T2相対比」は0.9を超えている。
実施例5に対する判定結果では、「画像乱れ」は「◎」であり、「分離」および「定着強度」は「○」である。一方、実施例9および実施例10に対する判定結果では、少なくとも1種類の項目の結果が実施例5に対する判定結果より劣っている。より具体的には、実施例9の結果では、「画像乱れ」は「○」である。実施例10の結果では、「定着強度」が「△」である。
実施例3〜実施例5の紙種(レザック66)は、実施例1の紙種(OKトップコート)と異なる。より具体的には、実施例3〜実施例5の用紙の平滑度(レザック66:ベック平滑度2sec)は、実施例1の用紙の平滑度(OKトップコート:ベック平滑度1600sec)より低い。「T2相対比」は、実施例1の加圧側トルクT2に対する各実施例の加圧側トルクT2の比である。
これらのことから、図8の結果は、用紙の平滑度が予め定められた値未満であるときの加圧側トルクT2の、用紙の平滑度が予め定められた値以上であるときの加圧側トルクT2に対する比が、0.9以上であることが好ましいということを支持している。
さらに、図4の式(2)を参照して説明されたように、加圧ローラー906では、用紙Pの加圧ローラー906側の面に加えられる接線力F2は、加圧側トルクT2に比例する。したがって、図8の結果は、用紙の平滑度が予め定められた値未満であるときの加圧ローラー側の接線力F2の、用紙の平滑度が予め定められた値以上であるときの加圧側ローラー側の接線力F2に対する比が、0.9以上であることが好ましいということを支持していると言える。
(NIP長について)
実施例6と実施例12では、紙種、NIP長、トルクT1:T2、およびT2相対比の4つ以外の条件は、一致している。実施例6では、トルクT1:T2は25:75であり、NIP長は18mmである。実施例12では、トルクT1:T2は49:51であり、NIP長は24mmであり、さらに、用紙Pとして、レザック66/203g(株式会社オストリッチダイヤ社製、151g/m、ベック平滑度2sec)が使用される。
実施例12では、実施例6と比較したとき、NIP長が長くなる一方、加圧側トルクT2と定着側トルクT1との差が小さくなっている。このような条件を満たすことにより、実施例6と実施例12は、いずれも、良好な判定結果を示している。すなわち、実施例6と実施例12の判定結果のいずれにおいても、「画像乱れ」は「◎」であり、「分離」および「定着強度」は「○」である。
このことから、図8の結果は、ニップ部の長さが長くなるほど、加圧側トルクT2と定着側トルクT1との差が小さくなることが好ましいということを支持する。
さらに、図4の式(1)および式(2)を参照して説明されたように、用紙Pにおいて、接線力F1は加圧側トルクT1に比例し、接線力F2は加圧側トルクT2に比例する。したがって、図8の結果は、ニップ部の長さが長くなるほど、加圧ローラー609側の接線力F2と定着ローラー602側の接線力F1との差が小さくなることが好ましいということを支持する。
今回開示された各実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、実施の形態および各変形例において説明された発明は、可能な限り、単独でも、組合わせても、実施することが意図される。
60 定着部、60A 加熱部、60B 加圧部、61 定着ローラー用モーター、62 加圧ローラー用モーター、63 ヒーター、64 温度センサー、65 ローラー位置調整用モーター、101 CPU、500 画像形成装置、601 加熱ローラー、602 定着ローラー、605 定着ベルト。

Claims (15)

  1. 用紙において画像を形成された面に当接するように構成された定着用部材と、
    前記定着用部材と協働して用紙を挟持するための加圧用部材と、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記定着用部材を駆動するための定着用モーターと、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記加圧用部材を駆動するための加圧用モーターと、
    前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御するための制御部とを備え、
    前記制御部は、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙の平滑度を取得し、
    前記加圧用部材において前記定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は前記定着用部材において前記加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、かつ、前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との間の関係が前記平滑度に応じて変化するように、前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御し、
    前記平滑度が高いほど、前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との差が大きくなるように、前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御するように構成されている、定着装置。
  2. 用紙において画像を形成された面に当接するように構成された定着用部材と、
    前記定着用部材と協働して用紙を挟持するための加圧用部材と、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記定着用部材を駆動するための定着用モーターと、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記加圧用部材を駆動するための加圧用モーターと、
    前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御するための制御部とを備え、
    前記制御部は、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙の平滑度を取得し、
    前記加圧用部材において前記定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は前記定着用部材において前記加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、かつ、前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との間の関係が前記平滑度に応じて変化するように、前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御し、
    前記平滑度が予め定められた値未満であるときの前記加圧用部材の前記部分における接線力の、前記平滑度が予め定められた値以上であるときの前記加圧用部材の前記部分における接線力に対する比が、0.9以下となるように前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御するように構成されている定着装置。
  3. 用紙において画像を形成された面に当接するように構成された定着用部材と、
    前記定着用部材と協働して用紙を挟持するための加圧用部材と、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記定着用部材を駆動するための定着用モーターと、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記加圧用部材を駆動するための加圧用モーターと、
    前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御するための制御部とを備え、
    前記制御部は、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙の平滑度を取得し、
    前記加圧用部材において前記定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は前記定着用部材において前記加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、かつ、前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との間の関係が前記平滑度に応じて変化するように、前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御するように構成されており、
    用紙の搬送方向において、前記定着用部材と前記加圧用部材とが用紙を挟持する部分の長さを変更するための変更手段をさらに備え、
    前記制御部は、前記部分の長さが長くなるほど、前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との差が小さくなるように、前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御するように構成されている定着装置。
  4. 用紙において画像を形成された面に当接するように構成された定着用部材と、
    前記定着用部材と協働して用紙を挟持するための加圧用部材と、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記定着用部材を駆動するための定着用モーターと、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記加圧用部材を駆動するための加圧用モーターと、
    前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御するための制御部とを備え、
    前記制御部は、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙の平滑度を取得し、
    前記加圧用部材において前記定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は前記定着用部材において前記加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、かつ、前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との間の関係が前記平滑度に応じて変化するように、前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御し、
    前記定着用モーターのトルクを検出するための定着側トルクセンサーと、
    前記加圧用モーターのトルクを検出するための加圧側トルクセンサーとをさらに備え、
    前記制御部は、前記定着側トルクセンサーと前記加圧側トルクセンサーの検出出力に基
    づいて、前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクをフィードバック制御するように構成されている定着装置。
  5. 前記定着用部材を回転させるための定着用ローラーと加熱用ローラーとをさらに備え、
    前記定着用部材は、前記定着用ローラーおよび前記加熱用ローラーに張架されたベルトを含む、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の定着装置。
  6. 前記ベルトの表面のMD−1硬度(typeC)は80°以上95°以下である、請求項に記載の定着装置。
  7. 用紙において画像を形成された面に当接するように構成された定着用部材と、
    前記定着用部材と協働して用紙を挟持するための加圧用部材と、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記定着用部材を駆動するための定着用モーターと、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記加圧用部材を駆動するための加圧用モーターと、
    前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御するための制御部とを備え、
    前記制御部は、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙の平滑度を取得し、
    前記加圧用部材において前記定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は前記定着用部材において前記加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、かつ、前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との間の関係が前記平滑度に応じて変化するように、前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御し、
    前記定着用部材を回転させるための定着用ローラーと加熱用ローラーとをさらに備え、
    前記定着用部材は、前記定着用ローラーおよび前記加熱用ローラーに張架されたベルトを含み、
    前記ベルトの表面のMD−1硬度(typeC)は80°以上95°以下である、定着装置。
  8. 用紙の平滑度を検出するための平滑度センサーをさらに備え、
    前記制御部は、前記平滑度センサーによって検出された平滑度を取得するように構成されている、請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の定着装置。
  9. 用紙上に画像を形成するための画像形成部と、
    前記画像形成部によって形成された画像を前記用紙上に定着させるための定着装置であって、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の定着装置とを備える、画像形成装置。
  10. 画像形成装置の制御方法であって、
    用紙に画像を形成するステップと、
    前記用紙の平滑度を取得するステップと、
    前記用紙を定着用部材と加圧用部材によって挟持することにより、当該用紙上の画像を定着するステップと、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記定着用部材を駆動するための定着用モーターのトルクと、前記加圧用部材を駆動するための加圧用モーターのトルクとを制御するステップとを含み、
    前記定着用部材は、前記用紙において画像を形成された面に当接し、
    前記加圧用部材において前記定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は、前記定着用部材において前記加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、
    前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との間の関係は、前記平滑度が高いほど、前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との差が大きくなる、画像形成装置の制御方法。
  11. 画像形成装置の制御方法であって、
    用紙に画像を形成するステップと、
    前記用紙の平滑度を取得するステップと、
    前記用紙を定着用部材と加圧用部材によって挟持することにより、当該用紙上の画像を定着するステップと、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記定着用部材を駆動するための定着用モーターのトルクと、前記加圧用部材を駆動するための加圧用モーターのトルクとを制御するステップとを含み、
    前記定着用部材は、前記用紙において画像を形成された面に当接し、
    前記加圧用部材において前記定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は、前記定着用部材において前記加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、
    前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との間の関係は、前記平滑度に応じて変化し、
    前記定着用モーターのトルクと前記加圧用モーターのトルクとを制御するステップは、前記平滑度が予め定められた値未満であるときの前記加圧用部材の前記部分における接線力の、前記平滑度が予め定められた値以上であるときの前記加圧用部材の前記部分における接線力に対する比が、0.9以下となるように前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御することを含む、画像形成装置の制御方法。
  12. 画像形成装置の制御方法であって、
    用紙に画像を形成するステップと、
    前記用紙の平滑度を取得するステップと、
    前記用紙を定着用部材と加圧用部材によって挟持することにより、当該用紙上の画像を定着するステップと、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記定着用部材を駆動するための定着用モーターのトルクと、前記加圧用部材を駆動するための加圧用モーターのトルクとを制御するステップとを含み、
    前記定着用部材は、前記用紙において画像を形成された面に当接し、
    前記加圧用部材において前記定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は、前記定着用部材において前記加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、
    前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との間の関係は、前記平滑度に応じて変化し、
    用紙の搬送方向において、前記定着用部材と前記加圧用部材とが用紙を挟持する部分の長さを変更するための変更手段をさらに含み、
    前記定着用モーターのトルクと前記加圧用モーターのトルクとを制御するステップは、前記部分の長さが長くなるほど、前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との差が小さくなるように、前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクを制御することを含む、画像形成装置の制御方法。
  13. 画像形成装置の制御方法であって、
    用紙に画像を形成するステップと、
    前記用紙の平滑度を取得するステップと、
    前記用紙を定着用部材と加圧用部材によって挟持することにより、当該用紙上の画像を定着するステップと、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記定着用部材を駆動するための定着用モーターのトルクと、前記加圧用部材を駆動するための加圧用モーターのトルクとを制御するステップとを含み、
    前記定着用部材は、前記用紙において画像を形成された面に当接し、
    前記加圧用部材において前記定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は、前記定着用部材において前記加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、
    前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との間の関係は、前記平滑度に応じて変化し、
    前記定着用モーターのトルクと前記加圧用モーターのトルクとを制御するステップは、前記定着用モーターのトルクを検出するための定着側トルクセンサーの検出出力と、前記加圧用モーターのトルクを検出するための加圧側トルクセンサーの検出出力とに基づく、前記定着用モーターおよび前記加圧用モーターのトルクのフィードバック制御を含む、画像形成装置の制御方法。
  14. 画像形成装置の制御方法であって、
    用紙に画像を形成するステップと、
    前記用紙の平滑度を取得するステップと、
    前記用紙を定着用部材と加圧用部材によって挟持することにより、当該用紙上の画像を定着するステップと、
    前記定着用部材と前記加圧用部材によって挟持される用紙を搬出するために、前記定着用部材を駆動するための定着用モーターのトルクと、前記加圧用部材を駆動するための加圧用モーターのトルクとを制御するステップとを含み、
    前記定着用部材は、前記用紙において画像を形成された面に当接し、
    前記加圧用部材において前記定着用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力は、前記定着用部材において前記加圧用部材と協働して用紙を挟持する部分における接線力以上であり、
    前記加圧用部材の前記部分における接線力と前記定着用部材の前記部分における接線力との間の関係は、前記平滑度に応じて変化し、
    前記定着用部材を回転させるための定着用ローラーと加熱用ローラーとをさらに備え、
    前記定着用部材は、前記定着用ローラーおよび前記加熱用ローラーに張架されたベルトを含み、
    前記ベルトの表面のMD−1硬度(typeC)は80°以上95°以下である、画像形成装置の制御方法。
  15. 前記画像を形成するステップは、60℃における弾性率が1×108Pa以下のトナーを用いて、画像を形成することを含む、請求項10〜請求項14のいずれか1項に記載の画像形成装置の制御方法。
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