JP7255118B2 - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7255118B2 JP7255118B2 JP2018179366A JP2018179366A JP7255118B2 JP 7255118 B2 JP7255118 B2 JP 7255118B2 JP 2018179366 A JP2018179366 A JP 2018179366A JP 2018179366 A JP2018179366 A JP 2018179366A JP 7255118 B2 JP7255118 B2 JP 7255118B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- recording medium
- toner
- image
- image forming
- forming apparatus
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Description
また、画像のグロス(光沢性)を高める観点などから、互いの外周面同士が接触して第1接触領域を形成する第1回転体対を有し、トナー像が転写された記録媒体を第1接触領域に挿通して加熱する第1定着部、及び互いの外周面同士が接触して第2接触領域を形成する第2回転体対を有し、第1接触領域に挿通された後の記録媒体を第2接触領域に挿通して加熱する第2定着部を備える定着手段が用いられている。
しかし、融解温度が低い離型剤を含むトナーを用いかつ上記の定着手段によって定着を行ってトナー画像を形成した場合、第1定着部における第1接触領域の上流側において、気化した離型剤に由来する粒径100nm以下の粒子(所謂UFP;Ultra-Fine Particle)が発生しやすい傾向があることが分かってきた。そして、発生した粒子(UFP)は画像形成装置の外部に排出される場合がある。
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、
融解温度が60℃以上100℃以下の離型剤を含むトナー粒子を有するトナーを含む現像剤を収容し、前記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現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体の表面に定着させる定着手段であって、互いの外周面同士が接触して第1接触領域を形成する第1回転体対を有し、前記トナー像が転写された前記記録媒体を前記第1接触領域に挿通して加熱する第1定着部、及び互いの外周面同士が接触して第2接触領域を形成する第2回転体対を有し、前記第1接触領域に挿通された後の前記記録媒体を前記第2接触領域に挿通して加熱する第2定着部を有する定着手段と、
前記第1接触領域の前記記録媒体搬送方向上流側かつ前記記録媒体の前記トナー像を有する面側において、前記第1接触領域の周辺に設けられた送気入口、及び前記第2接触領域の前記記録媒体搬送方向下流側かつ前記記録媒体の前記トナー像を有する面側において、前記記録媒体の搬送路の周辺に設けられた送気出口を連結し、前記送気入口から入った気体を前記送気出口から前記記録媒体に向けて排気する送気管と、
を備える画像形成装置。
<2>
前記トナー粒子における前記離型剤の融解温度が60℃以上90℃以下である<1>に記載の画像形成装置。
<3>
前記トナー粒子における前記離型剤がパラフィンワックスである<1>又は<2>に記載の画像形成装置。
<4>
前記トナー粒子が結晶性樹脂を含む<1>~<3>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<5>
前記結晶性樹脂の含有量がトナー粒子の質量に対して3質量%以上20質量%以下である<4>に記載の画像形成装置。
<6>
前記結晶性樹脂の含有量がトナー粒子の質量に対して5質量%以上15質量%以下である<5>に記載の画像形成装置。
<7>
前記トナー粒子のトルエン不溶分が25質量%以上40質量%以下である<1>~<6>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<8>
前記トナー粒子の形状係数SF1が140以上である<1>~<7>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記送気出口が、前記第2接触領域に挿通された後であって、かつ加熱された前記トナー像が固化しきる前の状態にある前記記録媒体に対して、排気し得る位置に設けられた<1>~<8>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<10>
前記第1定着部から前記第2定着部までの間の前記記録媒体の搬送路において、前記記録媒体の前記トナー像を有する面側の少なくとも一部を覆う被覆部材を更に備える<1>~<9>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<11>
前記第1接触領域の前記記録媒体搬送方向上流側の端部から前記送気入口へと流れる気流を形成する整流板を更に備える<1>~<10>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<12>
前記送気管の内部を加熱する手段を有する<1>~<11>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<13>
前記第1回転体対での加熱によって前記記録媒体上の前記トナー像に与えられる熱量が、前記第2回転体対での加熱によって前記記録媒体上の前記トナー像に与えられる熱量よりも小さい<1>~<12>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<14>
前記第1回転体対における定着設定温度が100℃以上200℃以下である<13>に記載の画像形成装置。
<15>
前記第1回転体対における定着設定温度が120℃以上200℃以下である<14>に記載の画像形成装置。
<16>
前記第1回転体対における定着設定温度[T1]と、前記トナー粒子における前記離型剤の融解温度[T2]と、の差[T1-T2]が40℃以上120℃以下である、<14>又は<15>に記載の画像形成装置。
<17>
前記第1回転体対が、前記記録媒体の前記トナー像を有する面に接触して前記トナー像を加熱するベルト回転体と、前記記録媒体の逆側の面に接触するロール回転体との回転体対であり、前記第2回転体対が、前記記録媒体の前記トナー像を有する面に接触して前記トナー像を加熱するロール回転体と、前記記録媒体の逆側の面に接触するロール回転体との回転体対である<1>~<16>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<18>
前記送気出口の前記第2接触領域に近い側の端部と、前記第2接触領域の前記記録媒体搬送方向下流側端部との、前記記録媒体搬送方向における距離が、10mm以上40mm以下である<1>~<17>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<19>
前記送気入口の前記第1接触領域から遠い側の端部と、前記第1接触領域の前記記録媒体搬送方向上流側端部との、前記記録媒体搬送方向における距離が、20mm以上60mm以下である<1>~<18>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<2>に係る発明によれば、離型剤を含むトナー粒子を有するトナーを含む現像剤により形成され、かつ記録媒体の表面に転写されたトナー像を、記録媒体の表面に定着させる定着手段として、互いの外周面同士が接触して第1接触領域を形成する第1回転体対を有し、トナー像が転写された記録媒体を第1接触領域に挿通して加熱する第1定着部、及び互いの外周面同士が接触して第2接触領域を形成する第2回転体対を有し、第1接触領域に挿通された後の記録媒体を第2接触領域に挿通して加熱する第2定着部を有する定着手段を備えた画像形成装置において、第1接触領域の記録媒体搬送方向上流側かつ記録媒体のトナー像を有する面側において、第1接触領域の周辺に設けられた送気入口、及び第2接触領域の記録媒体搬送方向下流側かつ記録媒体のトナー像を有する面側において、記録媒体の搬送路の周辺に設けられた送気出口を連結し、送気入口から入った気体を送気出口から記録媒体に向けて排気する送気管を備えない場合に比べ、離型剤の融解温度が60℃以上90℃以下であっても、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量が抑制された画像形成装置が提供される。
<3>に係る発明によれば、融解温度が60℃以上100℃以下の離型剤を含むトナー粒子を有するトナーを含む現像剤により形成され、かつ記録媒体の表面に転写されたトナー像を、記録媒体の表面に定着させる定着手段として、互いの外周面同士が接触して第1接触領域を形成する第1回転体対を有し、トナー像が転写された記録媒体を第1接触領域に挿通して加熱する第1定着部、及び互いの外周面同士が接触して第2接触領域を形成する第2回転体対を有し、第1接触領域に挿通された後の記録媒体を第2接触領域に挿通して加熱する第2定着部を有する定着手段を備えた画像形成装置において、第1接触領域の記録媒体搬送方向上流側かつ記録媒体のトナー像を有する面側において、第1接触領域の周辺に設けられた送気入口、及び第2接触領域の記録媒体搬送方向下流側かつ記録媒体のトナー像を有する面側において、記録媒体の搬送路の周辺に設けられた送気出口を連結し、送気入口から入った気体を送気出口から記録媒体に向けて排気する送気管を備えない場合に比べ、離型剤がパラフィンワックスであっても、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量が抑制された画像形成装置が提供される。
<4>、<5>、又は<6>に係る発明によれば、融解温度が60℃以上100℃以下の離型剤を含むトナー粒子を有するトナーを含む現像剤により形成され、かつ記録媒体の表面に転写されたトナー像を、記録媒体の表面に定着させる定着手段として、互いの外周面同士が接触して第1接触領域を形成する第1回転体対を有し、トナー像が転写された記録媒体を第1接触領域に挿通して加熱する第1定着部、及び互いの外周面同士が接触して第2接触領域を形成する第2回転体対を有し、第1接触領域に挿通された後の記録媒体を第2接触領域に挿通して加熱する第2定着部を有する定着手段を備えた画像形成装置において、第1接触領域の記録媒体搬送方向上流側かつ記録媒体のトナー像を有する面側において、第1接触領域の周辺に設けられた送気入口、及び第2接触領域の記録媒体搬送方向下流側かつ記録媒体のトナー像を有する面側において、記録媒体の搬送路の周辺に設けられた送気出口を連結し、送気入口から入った気体を送気出口から記録媒体に向けて排気する送気管を備えない場合に比べ、トナー粒子が結晶性樹脂を含む場合であっても、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量が抑制された画像形成装置が提供される。
<7>に係る発明によれば、トナー粒子のトルエン不溶分が25質量%未満である場合に比べ、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量が抑制された画像形成装置が提供される。
<8>に係る発明によれば、融解温度が60℃以上100℃以下の離型剤を含むトナー粒子を有するトナーを含む現像剤により形成され、かつ記録媒体の表面に転写されたトナー像を、記録媒体の表面に定着させる定着手段として、互いの外周面同士が接触して第1接触領域を形成する第1回転体対を有し、トナー像が転写された記録媒体を第1接触領域に挿通して加熱する第1定着部、及び互いの外周面同士が接触して第2接触領域を形成する第2回転体対を有し、第1接触領域に挿通された後の記録媒体を第2接触領域に挿通して加熱する第2定着部を有する定着手段を備えた画像形成装置において、第1接触領域の記録媒体搬送方向上流側かつ記録媒体のトナー像を有する面側において、第1接触領域の周辺に設けられた送気入口、及び第2接触領域の記録媒体搬送方向下流側かつ記録媒体のトナー像を有する面側において、記録媒体の搬送路の周辺に設けられた送気出口を連結し、送気入口から入った気体を送気出口から記録媒体に向けて排気する送気管を備えない場合に比べ、トナー粒子の形状係数SF1が140以上であっても、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量が抑制された画像形成装置が提供される。
<10>に係る発明によれば、第1定着部から第2定着部までの間の記録媒体の搬送路において、記録媒体のトナー像を有する面側の覆う部材を一切備えない場合に比べ、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量が抑制された画像形成装置が提供される。
<11>に係る発明によれば、第1接触領域の記録媒体搬送方向上流側の端部から送気管における送気入口へと流れる気流を形成する整流板を備えない場合に比べ、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量が抑制された画像形成装置が提供される。
<12>に係る発明によれば、送気管の内部を加熱する手段を有さない場合に比べ、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量が抑制された画像形成装置が提供される。
<13>に係る発明によれば、第1回転体対での加熱によって記録媒体上のトナー像に与えられる熱量が、第2回転体対での加熱によって記録媒体上のトナー像に与えられる熱量よりも大きい場合に比べ、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量が抑制された画像形成装置が提供される。
<14>、又は<15>に係る発明によれば、第1回転体対における定着設定温度が200℃超である場合に比べ、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量が抑制された画像形成装置が提供される。
<16>に係る発明によれば、第1回転体対における定着設定温度[T1]とトナー粒子における離型剤の融解温度[T2]との差[T1-T2]が120℃超である場合に比べ、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量が抑制された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、現像剤を収容し、前記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現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、前記トナー像を前記記録媒体の表面に定着させる定着手段と、を備える。
なお、現像手段に収容される現像剤は、融解温度が60℃以上100℃以下の離型剤を含むトナー粒子を有するトナーを含む。
また、定着手段は、互いの外周面同士が接触して第1接触領域(以下単に「第1ニップ」とも称す)を形成する第1回転体対を有し、前記トナー像が転写された前記記録媒体を前記第1接触領域(第1ニップ)に挿通して加熱する第1定着部、及び互いの外周面同士が接触して第2接触領域(以下単に「第2ニップ」とも称す)を形成する第2回転体対を有し、前記第1接触領域(第1ニップ)に挿通された後の前記記録媒体を前記第2接触領域(第2ニップ)に挿通して加熱する第2定着部を有する。
そして、本実施形態では、さらに前記第1接触領域(第1ニップ)の前記記録媒体搬送方向上流側かつ前記記録媒体の前記トナー像を有する面側において、前記第1接触領域(第1ニップ)の周辺に設けられた送気入口、及び前記第2接触領域(第2ニップ)の前記記録媒体搬送方向下流側かつ前記記録媒体の前記トナー像を有する面側において、前記記録媒体の搬送路の周辺に設けられた送気出口を連結し、前記送気入口から入った気体を前記送気出口から前記記録媒体に向けて排気する送気管を備える。
また、以下の説明において、「上流側」と言う場合は記録媒体搬送方向における上流側を指し、「下流側」と言う場合は記録媒体搬送方向における下流側を指す。
また、形成される画像におけるグロス(光沢性)を高める観点などから、定着手段において、2段階で加圧及び加熱を施して定着を行う方式が採用されている。例えば、互いの外周面同士が接触して第1ニップを形成する第1回転体対を有し、トナー像が転写された記録媒体を第1ニップに挿通して加熱する第1定着部、及び互いの外周面同士が接触して第2ニップを形成する第2回転体対を有し、第1ニップに挿通された後の記録媒体を第2ニップに挿通して加熱する第2定着部を備える定着手段(以下単に「本実施形態における2段階定着手段」とも称す)が用いられている。
その理由について、まず第1定着部における第1ニップと第2定着部における第2ニップとにおける離型剤の気化のし易さを比べる。第2ニップには、既に第1ニップにおいて離型剤の気化が生じた後のトナー像を有する記録媒体が挿通されるため、第2ニップに比べて第1ニップでの加熱時の方が気化する離型剤の量が多くなり易いと考えられる。また、記録媒体が水分を含んでいる場合(例えば記録媒体が紙である場合など)には、この水分の気化に伴って離型剤の気化も発生し易くなる。そのため、先に加熱が行われる第1ニップの方が記録媒体からの水分の気化が生じやすく、それにより気化する離型剤の量も多くなり易いと考えられる。
次に、第1ニップにおける上流側及び下流側での離型剤の気化のし易さを比べる。第1定着部における第1回転体対では、少なくとも一方の回転体から記録媒体上のトナー像に対して熱が加えられる。なお、回転体の表面温度は記録媒体(又はその上に保持されるトナー像)に接触した時点から低下していくため、第1ニップ内における回転体の表面温度は上流側に近いほど高く、つまり第1ニップ内で回転体の表面温度が最も高いのは上流側の末端となる。そのため、第1ニップ内では、上流側端部に挿通されたときがトナー像に最も高い温度が加えられるときであり、第1ニップの上流側の方が下流側よりも気化する離型剤の量が多くなり易いと考えられる。また、既述の通り、記録媒体が水分を含んでいる場合には、この水分の気化に伴って離型剤の気化も発生し易く、先に加熱が行われる第1ニップ内の上流側の方が下流側よりも記録媒体からの水分の気化が生じやすく、それにより気化する離型剤の量も多くなり易いと考えられる。
そのため、粒径100nm以下の粒子(UFP)の装置外への排出量を低減することが求められている。
中間転写方式の装置の場合、転写装置は、例えば、表面にトナー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像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写部材と、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写部材と、を有する構成が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置10は、図1に示すように、例えば、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kと、各画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト115に順次転写(一次転写)させる一次転写部118と、中間転写ベルト115上に転写された重畳トナー像を用紙K(記録媒体の一例)に一括転写(二次転写)させる二次転写部120と、二次転写された画像を用紙K上に定着させる定着装置50(定着手段の一例)と、を備えている。また、画像形成装置10は、各装置(各部)との間で情報の授受を行って、各装置(各部)の動作を制御する制御部140を有している。
なお、中間転写ベルト115、一次転写部118、及び二次転写部120を有するユニットが、転写手段の一例に該当する。
なお、上記の各色成分トナーの少なくとも1つとして、特定トナーが用いられる。低温定着性を確保する点で、本実施形態では、各色成分トナーの全てが特定トナーであることが好ましい。
本実施形態に係る画像形成装置では、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。
本実施形態における定着手段は、互いの外周面同士が接触して第1接触領域(第1ニップ)を形成する第1回転体対を有し、トナー像が転写された記録媒体を第1接触領域(第1ニップ)に挿通して加熱する第1定着部、及び互いの外周面同士が接触して第2接触領域(第2ニップ)を形成する第2回転体対を有し、第1接触領域(第1ニップ)に挿通された後の記録媒体を第2接触領域(第2ニップ)に挿通して加熱する第2定着部を有する。
これにより、第1回転体対での定着設定温度が低減され、つまり第1接触領域(第1ニップ)でトナー像に掛けられる熱の温度が低くなるため、トナー像中に含まれる離型剤等の成分が気化する量、及び記録媒体中の水分が気化する量等を抑制し得る。その結果、第1ニップの上流側に発生するUFPの量を抑制し易くなる。
また、第1回転体対での熱量が第2回転体対での熱量より小さい構成とすることで、第1定着部にトナー像の定着性を高める役割を担わせ、第2定着部にトナー像の表面の平滑性を高める役割を担わせられる。これにより、画像の定着強度を確保しつつ、グロス(光沢性)の高い画像が得やすくなる。
なお、「熱量」とは、トナー像に掛けられる熱の温度と、トナー像に熱が掛けられる時間との積で表される。したがって、第1又は第2回転体対における定着設定温度、第1接触領域(第1ニップ)又は第2接触領域(第2ニップ)における記録媒体搬送方向の幅、及び記録媒体の搬送速度によって制御される。
第1回転体対の定着設定温度が100℃以上であることで、画像の定着性を確保しやすくなる。一方、第1回転体対の定着設定温度が200℃以下であることで、低温定着による省エネルギー化を達成し易くなり、さらに第1ニップの上流側に発生するUFPの量を抑制し易くなる。
第2回転体対の定着設定温度が140℃以上であることで、グロス(光沢性)の高い画像が得やすくなる。一方、第2回転体対の定着設定温度が220℃以下であることで、低温定着による省エネルギー化を達成し易くなる。
第1回転体対及び第2回転体対それぞれにおける加熱は、通常はトナー像に接触する側の回転体が担う。例えば、記録媒体のトナー像を有する面側に接触する回転体が、その内側及び外側の少なくとも一方に加熱の機構を備える加熱加圧回転体であり、記録媒体のトナー像を有さない面側に接触する回転体が、加熱を行わずに加圧を行う加圧回転体である態様が挙げられる。ただし、トナー像を有する面側に接触する回転体及びトナー像を有さなる面側に接触する回転体の両方の回転体に、加熱の役割を担わせてもよい。
そして、第1回転体対及び第2回転体対における定着設定温度とは、第1回転体対又は第2回転体対のトナー像に接触する側の各回転体の表面における、トナー像に接触する箇所の温度の目標値を指す。つまり、トナー像に接触した瞬間であってトナー像へまだ熱が移動していない状態の回転体の表面温度の目標値を指す。
上記のベルト-ロール回転体対では、接触領域(ニップ)の記録媒体搬送方向の幅を広くすることができ、つまりトナー像に熱をかける時間を長くすることができる。よって、第1回転体対がこの態様であることで、与えられる熱量を確保しつつ定着設定温度を低減でき、画像の定着強度を確保しつつ低温定着による省エネルギー化を達成し易くなる。そして、第1ニップの上流側に発生するUFPの量を抑制し易くなる。
また、上記の2ロール回転体対では、トナー像に対して高い圧力を掛けることができる。よって、第2回転体対がこの態様であることで、グロス(光沢性)の高い画像が得やすくなる。
また、上記のベルト回転体としては、金属層を備えたベルト回転体を用いたIH(induction heating)加熱方式のベルト回転体を用いてもよい。
本実施形態では、第1回転体対及び第2回転体対として、それぞれこれらの態様の回転体対を自由に採用し得る。
図1及び図2に示される定着装置50は、定着手段の一例である。
定着装置50は、第1定着部として、回転駆動しながら用紙K(記録媒体の一例)のトナー像を有さない面側に接触して加圧する加圧ロール61と、回転駆動しながら用紙Kのトナー像を有する面側に接触して加圧及び加熱を施す加熱ベルト62と、を有する。加圧ロール61と加熱ベルト62とが第1回転体対の一例であり、加圧ロール61と加熱ベルト62とが接触している領域によって第1ニップ(第1接触領域)N6が形成されている。
また、加圧ロール61及び加熱ベルト62の下流側には、第2定着部として、回転駆動しながら用紙K(記録媒体の一例)のトナー像を有さない面側に接触して加圧する加圧ロール34と、回転駆動しながら用紙Kのトナー像を有する面側に接触して加圧及び加熱を施す加熱ロール32と、を有する。加圧ロール34と加熱ロール32とが第2回転体対の一例であり、加圧ロール34と加熱ロール32とが接触している領域によって第2ニップ(第2接触領域)N6が形成されている。
・加熱ベルト
加熱ベルト62としては、例えば樹脂材料や、金属材料を用いたものが挙げられる。なお、加熱ベルト62は単層構成のベルトであっても、複数の層が積層された積層構成のベルトであってもよい。
エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、フッ素樹脂、ポリイミド(PI、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド)、フッ化ポリイミド、ポリアミドイミド(PAI)、ポリベンズイミダゾール(PBI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリサルフォン(PSU)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルイミド(PEI)、全芳香族ポリエステル(液晶ポリマー)等が挙げられる。これらの中でも、ポリイミド、フッ化ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等は、機械的強度、耐熱性、耐摩耗性等の点で好ましい。
弾性層の材質としては、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等が挙げられ、耐熱性、熱伝導性、絶縁性等の観点から、例えば、シリコーンゴムが好ましい。
これらの中でも、耐熱性離型材料としては、フッ素樹脂がよい。
このようなフッ素樹脂として、具体的には、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリエチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロ三フッ化エチレン(PCTFE)、フッ化ビニル(PVF)等が挙げられる。
加熱ベルト62の内側には、加熱ベルト62を介して加圧ロール61を押圧し、加熱ベルト62と加圧ロール61との間に用紙Kが通過する第1ニップN6を形成する押圧パッド64を備えている。さらに、加熱ベルト62の内側には、ベルト走行ガイド63と、ベルト走行補助ガイド66とが設けられ、加熱ベルト62がベルト走行ガイド63、ベルト走行補助ガイド66、及び押圧パッド64の外周面に沿って周回移動するよう構成されている。なお、ベルト走行ガイド63と押圧パッド64とは、加熱ベルト62の内側においてホルダ65に取り付けられている。また、ベルト走行ガイド63と加熱ベルト62との間には、加熱ベルト62の加熱源として発熱体69が設けられている。
ベルト走行ガイド63及びベルト走行補助ガイド66は、加熱ベルト62の内側において加熱ベルト62の形状に沿うよう円弧状に設けられ、加熱ベルト62が周回移動し得るよう支持する。
ベルト走行ガイド63及びベルト走行補助ガイド66の材質は、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、液晶ポリマー(LCP)等の耐熱性樹脂や、更に耐久性や摩擦係数を下げるためのフィラーを前記耐熱性樹脂に加えたもの等が挙げられる。
また、加熱ベルト62に熱を付与する加熱源として、ベルト走行ガイド63と加熱ベルト62との間に発熱体69が設けられている。
発熱体69は、例えば、加熱ベルト62の形状に沿うように円弧状となっている。発熱体としては、例えば、電力を供給することでジュール発熱する抵抗発熱体を一対の支持板で挟み込んだ構成となっており、抵抗発熱体から発生する熱が支持板を介して加熱ベルト62に伝達される態様が挙げられる。支持板の材質は、伝熱性の観点等から、アルミニウム、ステンレス等の金属が望ましい。なお、定着装置50の加熱源としては、発熱体に制限されず、例えば、ハロゲンランプ等の公知の加熱源を使用してもよい。
加圧ロール61は、例えば、中実の金属製等のコア(円柱状芯金)61A、コア61Aの周囲に配置される弾性層61B、及び弾性層61Bの周囲に配置される表面層61Cを備える円筒状ロールである。加圧ロール61は、その形状、構造、大きさ等につき制限はなく、目的に応じて公知の加圧ロールが使用される。
・加熱ロール
加熱ロール32は、円筒状の芯材32Aと、芯材32Aを被覆する弾性層32Bと、弾性層32Bを被覆する表面層32Cと、を有している。なお、芯材32Aと弾性層32Bとの間、及び、弾性層32Bと表面層32Cとの間の少なくとも一方には、接着層を有していてもよい。
そして、加熱ロール32の内部には、加熱ロール32を内周部側から加熱する加熱源32Dが配置されている。
弾性層32Bの材質としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。
表面層32Cの材質としては、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ素樹脂等が挙げられるが、離型性の面からフッ素樹脂が好ましい。
加熱源32Dから発せられた熱が、芯材32A、弾性層32B、及び表面層32Cを伝達して、加熱ロール32の表面温度が上昇するようになっている。
加圧ロール34は、円柱状の芯材34Aと、芯材34Aを被覆する弾性層34Bと、弾性層34Bを被覆する表面層34Cと、を有している。なお、芯材34Aと弾性層34Bとの間、及び、弾性層34Bと表面層34Cとの間の少なくとも一方には、接着層を有していてもよい。
芯材34Aの両端部は、加圧ロール34が回転するように支持部材に支持されており、付勢部材が支持部材を介して加圧ロール34を加熱ロール32側に付勢している。これにより、加圧ロール34は、搬送される用紙Kを加熱ロール32側に加圧するようになっている。
こうして、加圧ロール61及び加熱ベルト62並びに加圧ロール34及び加熱ロール32により、トナー像が用紙Kの表面に定着される。
本実施形態に係る画像形成装置は、定着手段における第1接触領域(第1ニップ)の記録媒体搬送方向上流側かつ記録媒体のトナー像を有する面側において、第1ニップの周辺に設けられた送気入口、及び第2接触領域(第2ニップ)の記録媒体搬送方向下流側かつ記録媒体のトナー像を有する面側において、記録媒体の搬送路の周辺に設けられた送気出口を連結し、送気入口から入った気体を送気出口から記録媒体に向けて排気する送気管を備える。
図2に示されるダクト100は、送気管の一例である。
なお、ダクト100内に設けられるファンの数は、特に限定されず、例えばダクト100の幅方向において複数のファンを並べて設置してもよい。また、図2では送気方向において2箇所にファン106、108を設けているが、送気方向における設置数も1箇所であってもよく3箇所以上であってもよい。
ただし、ダクト100の断面形状はこれに限られず、例えば丸形状や楕円形状であってもよい。
ダクト100内側(つまり空気の流路部分)における送気方向に対する垂直断面の面積は、送気する空気量に応じて自由に設定される。なお、送気量をダクト100全体にわたって均一に近い状態とする観点から、ダクト100内側における送気方向に対する垂直断面の面積は、ダクト100全体にわたって等しいことが好ましい。
ただし、ダクト100の経路はこれに限られず、例えば図2に示すような直角に折れる経路ではなく、湾曲した経路を有していてもよい。
送気入口102の形状は、加熱ベルト62及び加圧ロール61の軸方向から見た際に、用紙K搬送路に対して傾斜しており、送気入口102が第1ニップN6の方向に向いた形状を有する。つまり、送気入口102の加熱ベルト62に近い側の端部102Aが用紙Kの搬送路からより遠く、送気入口102の加熱ベルト62から遠い側の端部102Bが用紙Kの搬送路により近い位置に配置されている。そして、この端部102Aと端部102Bとが直線的に結ばれた形状であることで、送気入口102が第1ニップN6の方向に向くよう配置されている。
送気入口102が上記の第1ニップN6の方向に向いた形状を有することで、第1ニップN6上流側に発生した離型剤由来のUFPが送気入口102から取り込まれ易くなる。
送気入口102の加熱ベルト62に近い側の端部102Aは、第1ニップN6の上流側端部から10mm以上40mm以下(より好ましくは10mm以上30mm以下)の距離に設置されることが好ましい。
端部102Aは、加熱ベルト62の表面から10mm以上50mm以下(より好ましくは10mm以上30mm以下)の距離に設置されることが好ましい。
端部102Aは、用紙K搬送路から10mm以上40mm以下(より好ましくは10mm以上30mm以下)の距離に設置されることが好ましい。
端部102Bは、用紙K搬送路から20mm以上60mm以下(より好ましくは20mm以上50mm以下)の距離に設置されることが好ましい。
ダクト100の送気入口102には、第1ニップN6の上流側端部から送気入口102へと流れる気流を形成する整流板110が設けられている。
整流板110を設けることで、第1ニップN6の上流側に発生した離型剤由来のUFPが送気入口102から取り込まれ易くなる。
ただし、整流板110を配置する位置や整流板110の形状は、これに限定されず、第1ニップN6の上流側端部から送気入口102へと流れる気流を形成する態様であればよい。
整流板110に設ける穴110Aの形状は、特に限定されず、整流板110の用紙K搬送路方向を向く平面における形状が、円形状、用紙K搬送方向に延びる筋状形状、用紙K搬送方向と直交する方向に延びる筋状形状等であってもよい。穴110Aの数は、特に限定されず、未定着のトナー像の乱れを抑制する観点から、自由に設定される。
送気出口104の形状は、加熱ロール32及び加圧ロール34の軸方向から見た際に、用紙K搬送路に対して平行な形状であり、送気出口104が搬送路を通過する用紙Kに対して対向するよう配置されている。
送気出口104が上記の用紙Kに対向する形状を有することで、ダクト100によって送気されたUFPを用紙K上に付着させ易くなる。
送気出口104は、UFPを用紙K上に付着させ易くする観点から、用紙K搬送路から10mm以上40mm以下(より好ましくは10mm以上30mm以下)の距離に設置されることが好ましい。
この観点から、送気出口104の加熱ロール32に近い側の端部104Aと第2ニップN3の下流側端部との用紙K搬送方向における距離(つまり第2ニップN3の下流側端部と用紙K搬送路上の端部104Aに相当する位置との距離)が、10mm以上40mm以下(より好ましくは10mm以上30mm以下)であることが好ましい。
送気管の形状、配置位置等は、図2に示すダクト100の態様に限定されるものではない。
送気管の内部の空気が加熱されることで、送気管内を通過するUFPが冷えて凝固し、送気管の内側に付着することが抑制される。その結果、送気管の内側に付着したUFPの凝固物がさらに大きな塊となり、送気の妨げとなることが抑制される。
図3は、ダクト200が加熱ベルト62の加熱源である発熱体69、及び加熱ロール32の加熱源32Dに近い位置に配置された態様を示す概略構成図である。
なお、図3に示される加熱ベルト62、加圧ロール61、加熱ロール32、及び加圧ロール34の態様、並びにダクト200における送気入口202、送気出口204、ファン206、208、及び整流板210等の態様は、図1と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。
そのため、加熱ベルト62の内側にある発熱体69からの熱、及び加熱ロール32の内側にある加熱源32Dからの熱によってダクト200が加熱される。これにより、UFPが凝固してダクト200の内側に付着することが抑制され、さらには付着したUFP凝固物がさらに大きな塊となって送気の妨げとなることが抑制される。
ダクト200の、加熱ロール32の用紙K搬送路と反対側(つまり図3における上側)での、加熱ロール32に最も近い箇所における距離は、10mm以上50mm以下(より好ましくは10mm以上30mm以下)であることが好ましい。
なお、図4に示される加熱ベルト62、加圧ロール61、加熱ロール32、及び加圧ロール34の態様、並びにダクト300における送気入口302、送気出口304、ファン306、308、及び整流板310等の態様は、図1と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。
そのため、加熱ロール32の内側にある加熱源32Dからの熱によって暖められた加熱ロール32周辺の空気が、空気取り込み口314からダクト300内に取り込まれ、ダクト300の内部が加熱される。これにより、UFPが凝固してダクト300の内側に付着することが抑制され、さらには付着したUFP凝固物がさらに大きな塊となって送気の妨げとなることが抑制される。
管318内側(つまり空気の流路部分)における送気方向に対する垂直断面の面積は、加熱ロール32の周辺から取り込む空気の量に応じて、自由に設定される。
本実施形態において、第1定着部と第2定着部との間の構成は、図2~図4に示す構成に限定されるものではない。
例えば、第1定着部から第2定着部までの間の記録媒体の搬送路において、記録媒体のトナー像を有する面側の少なくとも一部を覆う被覆部材を備えることが好ましい。
これに対し、第1定着部から第2定着部までの間の記録媒体の搬送路において、記録媒体のトナー像を有する面側の少なくとも一部を覆う被覆部材を備えることで、UFPの発生が抑制されたり、発生したUFPがさらに装置内に浮遊することが抑制される。その結果、UFPの装置外への排出量が低減される。
なお、図5に示される加熱ベルト62、加圧ロール61、加熱ロール32、及び加圧ロール34の態様、並びにダクト100、送気入口102、送気出口104、ファン106、108、及び整流板110等の態様は、図1と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。
なお、搬送ベルト42が用紙Kに直に接している領域の長さの上限値は、加熱ベルト62及び加熱ロール32と搬送ベルト42との位置関係、加圧ロール61及び加圧ロール34と搬送ベルト44との位置関係等に応じて、搬送ベルト42、44が設置可能な範囲内で決定される。
なお、図6に示される加熱ベルト62、加圧ロール61、加熱ロール32、及び加圧ロール34の態様、並びにダクト100、送気入口102、送気出口104、ファン106、108、及び整流板110等の態様は、図1と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。
このように、第1ニップN6から第2ニップN3までの間の用紙Kの搬送路において、用紙Kのトナー像を有する面側を、離れて覆う被覆板52を備えることで、第1ニップN6挿通後の用紙K上のトナー像からUFPが発生した場合であっても、被覆板52によりUFPが装置内に浮遊することが抑制される。被覆板52によって浮遊することが抑制されたUFPは、その多くが再度トナー像又は用紙Kのトナー像を有しない領域に付着するものと考えられる。その結果、UFPの装置外への排出量が低減される。
なお、被覆板52によって用紙Kが覆われる領域の長さの上限値は、加熱ベルト62及び加熱ロール32と被覆板52との位置関係等に応じて、被覆板52が設置可能な範囲内で決定される。
次いで、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が有するトナーについて、詳細に説明する。
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、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。
離型剤の融解温度は、60℃以上100℃以下であり、60℃以上90℃以下が好ましく、60℃以下75℃以下がより好ましい。
離型剤の融解温度が100℃以下であることで、トナーの低温定着性が高められ、これにより画像形成装置での定着温度を低減し得る。ただし、離型剤の融解温度が100℃以下であるとトナーの定着の際に離型剤の気化が生じ易く、気化した離型剤が空気中で再び凝固することでUFPが発生し易い。しかし、その場合でも、本実施形態によればUFPの画像形成装置外への排出量が低減される。
一方、離型剤の融解温度が60℃以上であることで、トナーの定着の際に離型剤が溶融し過ぎることで定着部材へ離型剤が付着することが抑制される。また、UFPが発生し過ぎることを抑制し得る。
離型剤の融解温度は、離型剤の種類の選択等の公知の方法により制御される。
なお、これらの中でも、トナーの低温定着性の観点から、パラフィンワックス、セレシン、カルナバワックス、脂肪酸エステル、及びモンタン酸エステルが好ましく、パラフィンワックスがより好ましい。
なお、離型剤の融解温度[T2]は、画像形成装置の第1回転体対における定着設定温度[T1]に対して、その差[T1-T2]が40℃以上120℃以下であることが好ましく、50℃以上110℃以下であることがより好ましく、60℃以上100℃以下であることが更に好ましい。
離型剤の融解温度[T2]よりも定着設定温度[T1]が高く且つその差[T1-T2]が120℃以下であることで、画像形成装置での定着温度を低減し得る。一方、前記差[T1-T2]が40℃以上であることで、トナーの定着の際における定着部材へのトナーの付着を抑制し得る。
ただし、前記差[T1-T2]が120℃を超えるとトナーの定着の際に離型剤の気化が生じ易く、気化した離型剤が空気中で再び凝固することでUFPが発生し易い。しかし、その場合でも、本実施形態によればUFPの装置外への排出量が低減される。
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α-メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2-エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、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、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、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。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
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、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。
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。
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。共重合反応において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。
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。
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。
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。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯材(コア粒子)と芯材を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯材と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
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)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
ここで、トナー粒子が混練粉砕法等の粉砕法によって作製された場合、その形状は不定形になり、例えば形状係数SF1は140以上となる。そして、形状係数SF1が140以上であるトナー粒子では、その製法に由来して表面に離型剤が露出し易くなる。表面に露出している離型剤は、トナーの定着の際に熱によって気化しやすいため、結果としてUFPが発生し易い。しかし、その場合でも、本実施形態によればUFPの画像形成装置外への排出量が低減される。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又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光学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個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
トナー粒子のトルエン不溶分が上記範囲であることで、離型剤がトナー粒子中に閉じ込められて、離型剤の表面への露出が抑制される。その結果、離型剤によるUFPの発生が抑制される。
秤量したガラス繊維製の円筒ろ紙に秤量したトナー粒子(又はトナー)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:トナー粒子(又はトナー)残渣量(質量%)=[(円筒ろ紙量+トナー残渣量)(g)-円筒ろ紙量(g)]÷トナー粒子(又はトナー)質量(g)×100に基づいて、トナー粒子(又はトナー)残渣量(質量%)を算出し、このトナー粒子(又はトナー)残渣量(質量%)をトルエン不溶分(質量%)とする。
なお、トナー粒子(又はトナー)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。
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、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
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。
次に、本実施形態におけるトナーの製造方法について説明する。
本実施形態におけるトナーは、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。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
具体的には、例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。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。
界面活性剤は、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。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA-700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
次に、樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集剤の金属イオンと錯体若しくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、を更に混合し、凝集粒子の表面に更に樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
また、本実施形態におけるトナー粒子は、混練粉砕法等の粉砕法によって作製してもよい。なお、粉砕法により作製された場合、その形状は不定形になり、例えば形状係数SF1は前述の範囲となる。そして、その製法に由来して表面に離型剤が露出し易くなるため、UFPが発生し易くなる。しかし、その場合でも、本実施形態によればUFPの装置外への排出量が低減される。
以下、混練粉砕法の各工程の詳細について説明する。
混練工程は、結着樹脂及び離型剤を含む構成成分(樹脂粒子形成材料)を溶融混練し、混練物を得る工程である。
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、配合比等に応じて決定されればよい。
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ために、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。
冷却工程により冷却された混練物を、粉砕工程で粉砕することで粒子が形成される。
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。
粉砕工程で得られた粉砕物(粒子)は、必要に応じて、分級工程にて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。
本実施形態における現像剤は、本実施形態におけるトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態における現像剤は、本実施形態におけ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。
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。
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。
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。
まず、三口フラスコに、セバシン酸ジメチル100部と、ヘキサンジオール67.8部と、ジブチルすずオキサイド0.10部とを入れ、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。
(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部と、フマル酸ジメチル75部と、ドデセニルコハク酸無水物34部と、トリメリット酸16部と、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物137部と、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物191部と、ジブチルすずオキサイド0.3部とを入れ、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280℃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19000の非晶性樹脂(1)を用意した。
テレフタル酸ジメチル60部、フマル酸ジメチル74部、ドデセニルコハク酸無水物30部、及びトリメリット酸22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19500であった。
テレフタル酸ジメチル60部、フマル酸ジメチル70部、ドデセニルコハク酸無水物29部、及びトリメリット酸29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18200であった。
テレフタル酸ジメチル55部、フマル酸ジメチル64部、ドデセニルコハク酸無水物27部、及びトリメリット酸46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17200であった。
(トナー粒子(1)の作製)
非晶性樹脂(1)79部と、着色剤(C.I.Pigment Blue 15:1)7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部と、結晶性樹脂(A)(融解温度71℃)8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、体積平均粒子径6.9μmのトナー粒子(1)を得た。
トナー粒子(1)の形状係数SF1は145であり、トルエン不溶分は25質量%であった。
非晶性樹脂(1)の代わりに非晶性樹脂(2)を用いた以外はトナー(1)の作製と同様の方法で、体積平均粒子径6.8μmのトナー粒子(2)を得た。
トナー粒子(2)の形状係数SF1は147であり、トルエン不溶分は29質量%であった。
非晶性樹脂(1)の代わりに非晶性樹脂(3)を用いた以外はトナー(1)の作製と同様の方法で体積平均粒子径7.0μmのトナー粒子(3)を得た。
トナー粒子(3)の形状係数SF1は149であり、トルエン不溶分は35質量%であった。
非晶性樹脂(1)の代わりに非晶性樹脂(4)を用いた以外はトナー(1)の作製と同様の方法で体積平均粒子径7.3μmのトナー粒子(4)を得た。
トナー粒子(4)の形状係数SF1は151であり、トルエン不溶分は40質量%であった。
離型剤に、セレシンワックス(融解温度92℃)を用いた以外はトナー(1)の作製と同様の方法で体積平均粒径6.8μmのトナー粒子(5)を得た。
トナー粒子(5)の形状係数SF1は148であり、トルエン不溶分は33質量%であった。
離型剤に、パラフィンワックス(ベーカーペトロライト製:ポリワックス725、融解温度105℃)を用いた以外はトナー(1)の作製と同様の方法で体積平均粒子径7.0μmのトナー粒子(C1)を得た。
トナー粒子(C1)の形状係数SF1は146であり、トルエン不溶分は45質量%であった。
各トナー粒子100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)~(5)、及び(C1)を得た。
続いて、得られた各トナー8部と、キャリア100部とを混合して、それぞれ現像剤(1)~(5)、及び(C1)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部と、トルエン14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。
画像形成装置(富士ゼロックス社製、製品名「ApeosportV C3375」)を用い、図2に示す構成の定着装置及び送気管として、下記の定着装置A及び送気管Aを備える装置に改造した。更に、画像形成装置の排気口に設けられているフィルターを取り外した。そして、この画像形成装置の現像装置内に、表1に示す現像剤を収容した。
具体的には、第1定着部として図2に示す加熱ベルト62及び加圧ロール61を備え、第2定着部として図2に示す加熱ロール32及び加圧ロール34を備える定着装置とした。
第1定着部における加熱ベルト62の定着設定温度を140℃とし、加熱ベルト62及び加圧ロール61により形成される第1ニップN6の用紙K搬送方向の長さ(所謂ニップ幅)を8mmとした。
第2定着部における加熱ロール32の定着設定温度を180℃とし、加熱ロール32及び加圧ロール34により形成される第2ニップN3の用紙K搬送方向の長さ(所謂ニップ幅)を10mmとした。
これにより、第1定着部の加熱ベルト62及び加圧ロール61によってトナー像に与えられる熱量は、第2定着部の加熱ロール32及び加圧ロール34によってトナー像に与えられる熱量よりも小さく設定されている。
なお、第1定着部における加熱ベルト62の定着設定温度[T1]と、現像剤中のトナー粒子に含まれる離型剤の融解温度[T2]と、の差[T1-T2]を、表1に示す。
具体的には、図2に示すダクト100を備え、さらに図2に示す整流板110を備える送気管を設置した。
ダクト100の形状は、送気方向に対する垂直断面での形状が、幅方向(加熱ベルト62の軸方向と同じ方向)が長辺となる長方形の角形状であり、送気入口102の部分を除いてダクト100全体で同形状となっている。
ダクト100の幅は、用紙Kの幅方向長さに対して、両端側でそれぞれ10mmずつ長い幅である。
ダクト100は、図2に示す位置にファン106及び108を備え、かつダクト100の幅方向において一端から多端まで複数のファンが並べられており、これによって送気入口102から送気出口104に向かう気流が形成される。
送気入口102の加熱ベルト62に近い側の端部102Aが設置される位置は、第1ニップN6の上流側端部からの距離が30mm、加熱ベルト62の表面からの距離が20mm、用紙K搬送路からの距離が20mmである。
送気入口102の加熱ベルト62から遠い側の端部102Bが設置される位置は、第1ニップN6の上流側端部からの距離が40mm、用紙K搬送路からの距離が30mmである。
整流板110の幅は、ダクト100の幅と同じに設定されている。整流板110の厚みは、5mmである。
整流板110は、穴110Aを有している。穴110Aは、直径5mmの円形状の穴であり、用紙K搬送方向及びこの搬送方向に直交する方向にそれぞれ5mm間隔で形成されている。
送気出口104が設置される位置は、用紙K搬送路から20mmである。
送気出口104の加熱ロール32に近い側の端部104Aと第2ニップN3の下流側端部との用紙K搬送方向における距離(つまり第2ニップN3の下流側端部と用紙K搬送路上の端部104Aに相当する位置との距離)は、10mmである。つまり、第2ニップN3挿通後の用紙Kに対して、トナー像が固化しきる前に送気出口104から排気が行われる位置に、送気出口104が設置されている。
また、送気出口104の加熱ロール32に近い側の端部104Aが設置される位置は、加熱ロール32の表面から20mmである。
ダクト100内を移動する空気の流速(送気速度)は、送気入口102から入り込んだ空気が送気出口104から排出されて用紙K搬送路に到達するまでの時間と、第1ニップN6の上流側端部に挿通された用紙Kが送気出口104から排出される空気が到達する位置に達するまでの時間と、が同期するよう設定されている。
ダクト100の、加熱ロール32の用紙K搬送路と反対側(つまり図2における上側)での、加熱ロール32に最も近い箇所における距離は、20mmである。
実施例A1~A5で設置した送気管Aに替えて、図3に示す構成の送気管、具体的には下記送気管Bを備える装置とし、かつ第1定着部における加熱ベルトの定着設定温度及び第2定着部における加熱ロールの定着設定温度を表1に記載の値としたこと以外は、実施例A1~A5と同構成の画像形成装置を準備した。
ダクト200の、加熱ベルト62までの距離及び加熱ロール32までの距離を変更したこと以外は、送気管Aと同構成のダクトを設置した。
ダクト200の、加熱ベルト62の用紙K搬送路と反対側(つまり図3における上側)での、加熱ベルト62に最も近い箇所における距離は、10mmである。
ダクト200の、加熱ロール32の用紙K搬送路と反対側(つまり図3における上側)での、加熱ロール32に最も近い箇所における距離は、10mmである。
実施例A1~A5で設置した送気管Aにおいて、整流板110を設置しない構成の送気管(送気管C)とし、かつ第1定着部における加熱ベルトの定着設定温度及び第2定着部における加熱ロールの定着設定温度を表1に記載の値としたこと以外は、実施例A1~A5と同構成の画像形成装置を準備した。
実施例A1~A5で設置した定着装置Aに替えて、図5に示す構成の定着装置、具体的には下記定着装置Bを備える装置とし、かつ第1定着部における加熱ベルトの定着設定温度及び第2定着部における加熱ロールの定着設定温度を表1に記載の値としたこと以外は、実施例A1~A5と同構成の画像形成装置を準備した。
図5に示す搬送ベルト42及び44を設けたこと以外は、定着装置Aと同構成の装置とした。
搬送ベルト42、44は、第1ニップN6に挿通された後の用紙Kを両面から挟持して第2ニップN3まで搬送し、搬送ベルト42は用紙Kのトナー像を有する面側に直に接し、搬送ベルト44は用紙Kのトナー像を有さない面側に直に接している。
搬送ベルト42はロール46A、46Bに架け渡されて張架され、回転駆動される構成であり、搬送ベルト44はロール48A、48Bに架け渡されて張架され、回転駆動される構成である。
搬送ベルト42、44の幅は、用紙Kの幅方向長さに対して、両端側でそれぞれ10mmずつ長い幅である。
実施例A1~A5で設置した定着装置Aに替えて、第1定着部における第1回転体対が2ロール回転体対である下記定着装置Cを備える装置とし、かつ第1定着部における加熱ロールの定着設定温度及び第2定着部における加熱ロールの定着設定温度を表1に記載の値としたこと以外は、実施例A1~A5と同構成の画像形成装置を準備した。
図2に示す定着装置50において、第1回転体対に相当する加熱ベルト62及び加圧ロール61を、加熱ロール32及び加圧ロール34と同構成の2ロール回転体対に変更したこと以外は、定着装置Aと同構成の装置とした。
第1回転体対により形成される第1ニップのニップ幅、及び第2回転体対により形成される第2ニップのニップ幅を、いずれも20mmとした。
実施例A1の画像形成装置において、送気管Aを有さない(つまりダクト100、ファン106、108、及び整流板110を有さない)構成の画像形成装置とし、かつ第1定着部における加熱ベルトの定着設定温度及び第2定着部における加熱ロールの定着設定温度を表1に記載の値としたこと以外は、実施例A1と同構成の画像形成装置を準備した。
実施例A1において、画像形成装置の現像装置内に収容する現像剤を、現像剤(C1)に変更し、かつ第1定着部における加熱ベルトの定着設定温度及び第2定着部における加熱ロールの定着設定温度を表1に記載の値としたこと以外は、実施例A1と同構成の画像形成装置を準備した。
(低温定着性の評価)
J紙(A4)上にトナーの載り量が4.0g/m2になる4cm×5cmの未定着画像のパッチを作成し、これをプロセススピード140mm/secに固定した条件で印画し、第1定着部での定着設定温度を80℃~180℃の範囲で5℃おきに温度を変え、かつ第2定着部での定着設定温度を前述の温度℃に固定して定着し、オフセットの起こらない最も低い定着温度(最低定着温度)を測定し、以下の基準で評価した。
評価基準は、次の通りである。
A(◎): 最低定着温度が120℃未満
B(○): 最低定着温度が120℃以上130℃未満
C(△): 最低定着温度が130℃以上140℃未満
D(×): 最低定着温度が140℃以上
J紙(A4)上にトナーの載り量が4.0g/m2になる4cm×5cmの未定着画像のパッチを作成し、これをプロセススピード140mm/secに固定した条件で印画し、第1定着部及び第2定着部での定着設定温度を前述の温度℃に固定して定着し、画像を20枚出力した。
最後に出力された画像について、評価機器(BYKガードナー、micro-TRI-gross、60°gloss)により、光沢性(グロス、単位:%)を測定し、以下の基準で評価した。
評価基準は、次の通りである。
A(◎): グロスが30以上
B(○): グロスが20以上30未満
C(△): グロスが5以上20未満
D(×): グロスが5未満
温度22℃、湿度55%RHの環境下、A3サイズの用紙1000枚に、画像濃度100%の画像を連続して形成した。画像形成中に、画像形成装置から排出されるUFPを、富士ゼロックス社内国際検証センターにおいて、RAL UZ-171に基づいて、粒子エミッション率(PER10 PW)を測定した。
測定された粒子エミッション率の値[単位(粒子数/10分)]を元に、G1~G3の3段階で評価した。なお、比較例1の送気管(ダクト)を有さない装置を備えた場合を基準(G3)として相対評価で行った。G1が最も値が小さく、UFPが少ないことを示す。
なお、参考例は、トナーに含まれる離型剤の融解温度が100℃を超えているため、トナーに含まれる離型剤に由来するUPFの排出量が少なかった。
また、参考例では、最低定着温度が、実施例及び比較例に比べて高いため、低温定着性は低い結果となった。
10 画像形成装置
32 加熱ロール
32A 芯材
32B 弾性層
32C 表面層
32D 加熱源
34 加圧ロール
34A 芯材
34B 弾性層
34C 表面層
42、44 搬送ベルト
46A、46B、48A、48B ロール
50 定着装置
52 被覆板
61 加圧ロール
61A コア
61B 弾性層
61C 表面層
62 加熱ベルト
63 ベルト走行ガイド
64 押圧パッド
65 ホルダ
66 ベルト走行補助ガイド
69 発熱体
100、200、300 ダクト
102、202、302 送気入口
102A、102B 端部
104、204、304 送気出口
104A 端部
106、108、206、306、316 ファン
110、210、310 整流板
110A、210A、310A 穴
111 感光体
112 帯電器
113 レーザ露光器
114 現像器
115 中間転写ベルト
116 一次転写ロール
117 感光体クリーナ
118 一次転写部
120 二次転写部
122 二次転写ロール
125 背面ロール
126 給電ロール
131 駆動ロール
132 支持ロール
133 張力付与ロール
134 クリーニング背面ロール
135 中間転写ベルトクリーナ
140 制御部
142 基準センサ
143 画像濃度センサ
150 用紙収容部
151 給紙ロール
152 搬送ロール
153 搬送ガイド
155 搬送ベルト
156 定着入口ガイド
314 空気取り込み口
318 管
K 用紙
N3 第2ニップ
N6 第1ニップ
Claims (19)
- 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、
融解温度が60℃以上100℃以下の離型剤を含むトナー粒子を有するトナーを含む現像剤を収容し、前記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現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体の表面に定着させる定着手段であって、互いの外周面同士が接触して第1接触領域を形成する第1回転体対を有し、前記トナー像が転写された前記記録媒体を前記第1接触領域に挿通して加熱する第1定着部、及び互いの外周面同士が接触して第2接触領域を形成する第2回転体対を有し、前記第1接触領域に挿通された後の前記記録媒体を前記第2接触領域に挿通して加熱する第2定着部を有する定着手段と、
前記第1接触領域の前記記録媒体搬送方向上流側かつ前記記録媒体の前記トナー像を有する面側において、前記第1接触領域の周辺に設けられた送気入口、及び前記第2接触領域の前記記録媒体搬送方向下流側かつ前記記録媒体の前記トナー像を有する面側において、前記記録媒体の搬送路の周辺に設けられた送気出口を連結し、前記送気入口から入った気体を、気化した前記離型剤に由来する粒径100nm以下の粒子と共に、前記送気出口から前記記録媒体に向けて排気する送気管と、
を備える画像形成装置。 - 前記トナー粒子における前記離型剤の融解温度が60℃以上90℃以下である請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記トナー粒子における前記離型剤がパラフィンワックスである請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記トナー粒子が結晶性樹脂を含む請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記結晶性樹脂の含有量がトナー粒子の質量に対して3質量%以上20質量%以下である請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記結晶性樹脂の含有量がトナー粒子の質量に対して5質量%以上15質量%以下である請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記トナー粒子のトルエン不溶分が25質量%以上40質量%以下である請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナー粒子の形状係数SF1が140以上である請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記送気出口が、前記第2接触領域に挿通された後であって、かつ加熱された前記トナー像が固化しきる前の状態にある前記記録媒体に対して、排気し得る位置に設けられた請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1定着部から前記第2定着部までの間の前記記録媒体の搬送路において、前記記録媒体の前記トナー像を有する面側の少なくとも一部を覆う被覆部材を更に備える請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1接触領域の前記記録媒体搬送方向上流側の端部から前記送気入口へと流れる気流を形成する整流板を更に備える請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記送気管の内部を加熱する手段を有する請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1回転体対での加熱によって前記記録媒体上の前記トナー像に与えられる熱量が、前記第2回転体対での加熱によって前記記録媒体上の前記トナー像に与えられる熱量よりも小さい請求項1~請求項12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1回転体対における定着設定温度が100℃以上200℃以下である請求項13に記載の画像形成装置。
- 前記第1回転体対における定着設定温度が120℃以上200℃以下である請求項14に記載の画像形成装置。
- 前記第1回転体対における定着設定温度[T1]と、前記トナー粒子における前記離型剤の融解温度[T2]と、の差[T1-T2]が40℃以上120℃以下である、請求項14又は請求項15に記載の画像形成装置。
- 前記第1回転体対が、前記記録媒体の前記トナー像を有する面に接触して前記トナー像を加熱するベルト回転体と、前記記録媒体の逆側の面に接触するロール回転体との回転体対であり、前記第2回転体対が、前記記録媒体の前記トナー像を有する面に接触して前記トナー像を加熱するロール回転体と、前記記録媒体の逆側の面に接触するロール回転体との回転体対である請求項1~請求項16のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記送気出口の前記第2接触領域に近い側の端部と、前記第2接触領域の前記記録媒体搬送方向下流側端部との、前記記録媒体搬送方向における距離が、10mm以上40mm
以下である請求項1~請求項17のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記送気入口の前記第1接触領域から遠い側の端部と、前記第1接触領域の前記記録媒体搬送方向上流側端部との、前記記録媒体搬送方向における距離が、20mm以上60mm以下である請求項1~請求項18のいずれか1項に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018179366A JP7255118B2 (ja) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018179366A JP7255118B2 (ja) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020052140A JP2020052140A (ja) | 2020-04-02 |
JP7255118B2 true JP7255118B2 (ja) | 2023-04-11 |
Family
ID=69996863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018179366A Active JP7255118B2 (ja) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7255118B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112892390B (zh) * | 2021-01-28 | 2022-07-15 | 江西省奋发粘胶化工有限公司 | 一种硅酮胶用智能化调色设备 |
Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000267338A (ja) | 1999-03-15 | 2000-09-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真用トナー、二成分系現像剤、及び画像形成方法 |
JP2003076193A (ja) | 2001-09-07 | 2003-03-14 | Canon Inc | 定着方法及びトナー |
JP2003270991A (ja) | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2005338807A (ja) | 2004-04-26 | 2005-12-08 | Canon Inc | 定着方法及び定着装置 |
JP2007171921A (ja) | 2005-11-28 | 2007-07-05 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JP2007249084A (ja) | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Ricoh Co Ltd | 画像形成方法及び画像形成装置 |
JP2008076565A (ja) | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Ricoh Co Ltd | トナー及び現像剤 |
JP2009244695A (ja) | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 空気流形成装置、記録材加熱冷却装置および画像形成装置 |
JP2010107914A (ja) | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Canon Inc | 像加熱装置、光沢増大装置及び画像形成装置 |
JP2010282081A (ja) | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
JP2011150193A (ja) | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2013003507A (ja) | 2011-06-21 | 2013-01-07 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 画像形成装置 |
JP2014077989A (ja) | 2012-09-24 | 2014-05-01 | Canon Inc | 定着装置 |
JP2015064529A (ja) | 2013-09-26 | 2015-04-09 | キヤノン株式会社 | 画像加熱装置および画像形成装置 |
JP2016109847A (ja) | 2014-12-05 | 2016-06-20 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
JP2017156477A (ja) | 2016-02-29 | 2017-09-07 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP2018004958A (ja) | 2016-07-01 | 2018-01-11 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
JP2018045117A (ja) | 2016-09-15 | 2018-03-22 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
WO2019045120A1 (ja) | 2017-08-29 | 2019-03-07 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11202675A (ja) * | 1998-01-13 | 1999-07-30 | Toray Ind Inc | 画像形成装置。 |
-
2018
- 2018-09-25 JP JP2018179366A patent/JP7255118B2/ja active Active
Patent Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000267338A (ja) | 1999-03-15 | 2000-09-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真用トナー、二成分系現像剤、及び画像形成方法 |
JP2003076193A (ja) | 2001-09-07 | 2003-03-14 | Canon Inc | 定着方法及びトナー |
JP2003270991A (ja) | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2005338807A (ja) | 2004-04-26 | 2005-12-08 | Canon Inc | 定着方法及び定着装置 |
JP2007171921A (ja) | 2005-11-28 | 2007-07-05 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JP2007249084A (ja) | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Ricoh Co Ltd | 画像形成方法及び画像形成装置 |
JP2008076565A (ja) | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Ricoh Co Ltd | トナー及び現像剤 |
JP2009244695A (ja) | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 空気流形成装置、記録材加熱冷却装置および画像形成装置 |
JP2010107914A (ja) | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Canon Inc | 像加熱装置、光沢増大装置及び画像形成装置 |
JP2010282081A (ja) | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
JP2011150193A (ja) | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2013003507A (ja) | 2011-06-21 | 2013-01-07 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 画像形成装置 |
JP2014077989A (ja) | 2012-09-24 | 2014-05-01 | Canon Inc | 定着装置 |
JP2015064529A (ja) | 2013-09-26 | 2015-04-09 | キヤノン株式会社 | 画像加熱装置および画像形成装置 |
JP2016109847A (ja) | 2014-12-05 | 2016-06-20 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
JP2017156477A (ja) | 2016-02-29 | 2017-09-07 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP2018004958A (ja) | 2016-07-01 | 2018-01-11 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
JP2018045117A (ja) | 2016-09-15 | 2018-03-22 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
WO2019045120A1 (ja) | 2017-08-29 | 2019-03-07 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020052140A (ja) | 2020-04-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6044384B2 (ja) | トナーセット及び画像形成方法 | |
JP6107497B2 (ja) | 画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP2007206097A (ja) | トナー、並びに現像剤、トナー入り容器、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 | |
JP2009229919A (ja) | 静電荷現像用トナー及びその製造方法、静電荷現像用現像剤、静電荷像現像用現像剤カートリッジ、画像形成装置、並びに、プロセスカートリッジ | |
JP5691737B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、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、静電荷像現像用トナーの製造方法及び画像形成装置 | |
JP4821767B2 (ja) | 画像形成方法および画像形成装置 | |
JP2010204623A (ja) | 定着装置および画像形成装置 | |
JP2010085788A (ja) | 定着装置および定着方法、ならびに画像形成装置 | |
JP7255118B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP7139786B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP7187892B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP7180236B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP6729017B2 (ja) | 静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 | |
JP7143680B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP7275721B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP7259463B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US10152008B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2020034616A (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 | |
JP2020052141A (ja) | 画像形成装置 | |
JP6064818B2 (ja) | 画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP7351166B2 (ja) | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2007047738A (ja) | 画像形成装置および画像形成方法 | |
JP6724575B2 (ja) | 画像形成装置及び画像形成方法 | |
JP2018163228A (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: 20210906 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220711 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220719 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220920 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221025 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230228 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230313 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7255118 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |