JP2010101978A - Developer and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像剤及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developer and an image forming apparatus.
従来、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ機等の画像形成装置においては、帯電装置によって感光ドラムの表面を均一に帯電させ、帯電した感光ドラムの表面を露光装置によって露光して静電潜像を形成し、現像装置により静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を形成する。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic printer, copying machine, facsimile machine, etc., the surface of a photosensitive drum is uniformly charged by a charging device, and the charged photosensitive drum surface is exposed by an exposure device. An image is formed, and a developing device attaches toner to the electrostatic latent image and develops it to form a toner image.
ところで、高速で画像形成を行うために、トナーとしてカプセルトナーが使用される。該カプセルトナーは、コア材、及び、該コア材の表面を被覆するシェル材から成る。そして、該シェル材としては、高温における保存性を高くするために、コア材よりもガラス転移温度が高いものが使用される。例えば、シェル材として、ガラス転移温度が75〜100〔℃〕のものが使用されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、前記従来の画像形成装置においては、トナーの小粒径化に伴い、保存性を確保することができなかったり、定着性が悪くなるという問題があった。 However, in the conventional image forming apparatus, there has been a problem that the storage stability cannot be secured or the fixing property is deteriorated as the toner particle size is reduced.
本発明は、前記従来の問題点を解決して、コア材のガラス転移温度が57〜61〔℃〕、かつ、シェル材のガラス転移温度が75〜95〔℃〕であるカプセル構造の現像剤とすることにより、現像剤が小粒径化しても良好な定着性を発揮することができる現像剤及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and a developer having a capsule structure in which the glass transition temperature of the core material is 57 to 61 [° C.] and the glass transition temperature of the shell material is 75 to 95 [° C.] Thus, it is an object of the present invention to provide a developer and an image forming apparatus that can exhibit good fixability even when the particle size of the developer is reduced.
そのために、本発明の現像剤においては、コア材をシェル材で被覆したカプセル構造を備え、像担持体上の静電潜像に付着して現像剤像を形成し、該現像剤像が媒体に転写され、加熱部材及び加圧部材から加えられる熱及び圧力によって前記媒体に定着させられる現像剤であって、平均粒径が3.0〜5.0〔μm〕であり、前記コア材はガラス転移温度が57〜61〔℃〕であり、前記シェル材はガラス転移温度が75〜95〔℃〕である。 Therefore, the developer of the present invention has a capsule structure in which a core material is covered with a shell material, and adheres to an electrostatic latent image on an image carrier to form a developer image, and the developer image is a medium. Is a developer that is fixed to the medium by heat and pressure applied from a heating member and a pressure member, and has an average particle size of 3.0 to 5.0 [μm], and the core material is The glass transition temperature is 57 to 61 [° C.], and the shell material has a glass transition temperature of 75 to 95 [° C.].
本発明によれば、現像剤は、コア材のガラス転移温度が57〜61〔℃〕、かつ、シェル材のガラス転移温度が75〜95〔℃〕であるカプセル構造を有する。これにより、小粒径化しても良好な定着性を発揮することができる。 According to the present invention, the developer has a capsule structure in which the glass transition temperature of the core material is 57 to 61 [° C.] and the glass transition temperature of the shell material is 75 to 95 [° C.]. Thereby, good fixability can be exhibited even if the particle size is reduced.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
図において、10は画像形成装置であり、例えば、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ機、複写機、プリンタ、ファクシミリ機及び複写機の機能を併せ持つ複合機(MFP:Multi Function Printer)等であるが、いかなる種類の画像形成装置であってもよい。なお、本実施の形態においては、前記画像形成装置10がいわゆるタンデム方式のカラー電子写真式プリンタである場合について説明する。
In the figure,
そして、画像形成装置10内には、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)及びK(ブラック)の4色に各々対応する現像装置11a、11b、11c及び11dが媒体としての印刷用紙24の搬送路に沿って、搬送方向(図における左方向)に順次並ぶように配列されている。なお、現像装置11a、11b、11c及び11dの構成は同一であり、現像剤として収納されている後述されるトナー36の色が異なる。そして、現像装置11a、11b、11c及び11dを統合的に説明する場合には、現像装置11として説明する。また、各現像装置11は、着脱可能な独立した画像形成部として画像形成装置10内に装着され、搬送路に沿って搬送される印刷用紙24上に画像を形成するようになっている。
In the
ここで、23は、印刷用紙24を収容する給紙カセットであり、12は印刷用紙24を給紙カセット23から送り出して給紙する給紙ローラであり、13は給紙カセット23から給紙された印刷用紙24をガイドする給紙ガイドであり、14a及び14bは印刷用紙24を搬送するための搬送ローラであり、15は搬送部としての転写ベルトであり、17は図示されない駆動手段によって回転されることで、前記転写ベルト15を駆動するドライブローラである。
Here,
また、21は、前記転写ベルト15の表面に付着した不要なトナー36や異物を除去するための転写ベルトクリーニングユニットであり、ベルトクリーニングブレードと、該ベルトクリーニングブレードが転写ベルト15の表面から除去した不要なトナー36や異物を収容して回収するための廃棄現像剤タンクとを備える。
さらに、25は、前記印刷用紙24に転写されたトナー像を印刷用紙24に熱及び圧力によって定着するための定着部としての定着装置であり、加熱部材としての加熱ローラ18及び加圧部材としての加圧ローラ19を備える。
また、16a、16b、16c及び16dは、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナー粉体画像、すなわち、トナー像を形成する現像装置11a、11b、11c及び11dに対向して配設された転写ローラであり、金属シャフトにウレタンスポンジ層を被覆したローラである。なお、転写ローラ16a、16b、16c及び16dを統合的に説明する場合は、転写ローラ16として説明する。
さらに、22は排紙ガイドであり、トナー像が定着されて排出される印刷用紙24をガイドして画像形成装置10の外部に送り出す。
Further,
次に、前記現像装置11及び定着装置25の構成について詳細に説明する。
Next, the configuration of the developing
図2は本発明の第1の実施の形態における現像装置及び定着装置の構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the developing device and the fixing device in the first embodiment of the present invention.
なお、現像装置11の中で印刷用紙24の搬送方向最下流において定着装置25と隣接するのはシアンに対応する現像装置11aであるが、前述のように、他の現像装置11b、11c及び11dと同一の構成を備えるので、ここでは、現像装置11を代表するものとして説明する。
In the developing
図に示されるように、現像装置11は印刷用紙24上にトナー像を形成する現像部26aと、該現像部26aにトナー36を供給するトナーカートリッジ26bとから成る。
As shown in the figure, the developing
そして、前記現像部26aは、像担持体としての感光ドラム31と、該感光ドラム31の表面を帯電させる帯電装置としての帯電ローラ32と、帯電した感光ドラム31の表面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光装置としてのLED(Light Emitting Diode)ヘッド33と、現像剤担持体としての現像ローラ34と、該現像ローラ34にトナー36を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ35と、前記現像ローラ34上のトナー36を薄層化する薄層形成手段としての現像ブレード37と、前記感光ドラム31の表面に残留したトナー36を回収する現像剤回収装置としてのクリーニングブレード38と、前記トナー36を収容するトナー収容部39とを備える。
The developing
なお、前記現像ローラ34、トナー供給ローラ35及び現像ブレード37は、トナー収容部39内に配設されている。
The developing
そして、前記感光ドラム31、帯電ローラ32、現像ローラ34、トナー供給ローラ35、転写ローラ16a及びドライブローラ17は、図において矢印a〜eで示される方向に回転し、これにより、感光ドラム31の表面に形成されたトナー像が、転写ベルト15によって搬送される印刷用紙24上に転写される。
Then, the
また、定着装置25は、加熱ローラ18及び加圧ローラ19に加えて、前記加熱ローラ18内に配設された加熱体としてのヒータ27と、前記加熱ローラ18の上方において加熱ローラ18と対向するように配設された定着温度検出部として定着用サーミスタ28とを有する。
In addition to the
なお、前記加熱ローラ18は、鉄、アルミニウム等から成る中空円筒状の芯金、該芯金上に被覆されたシリコーンゴム等から成る弾性体、及び、該弾性体の表面に被覆されたフッ素系樹脂を備える。該フッ素系樹脂によってトナー36の付着が防止される。
The
また、加圧ローラ19は、鉄、アルミニウム等から成る芯金、該芯金上に被覆されたシリコーンゴム等から成る弾性体、該弾性体の表面に被覆されたフッ素系樹脂、及び、該フッ素系樹脂の外周を覆う無端状のポリイミドベルトを備え、前記加熱ローラ18に圧接している。
The
次に、前記トナー36について詳細に説明する。
Next, the
図3は本発明の第1の実施の形態における現像剤の吸熱曲線を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an endothermic curve of the developer according to the first embodiment of the present invention.
本実施の形態における現像剤としてのトナー36は、乳化重合法によって製造されたスチレンアクリル共重合樹脂と、着色剤と、ワックスとを混合して凝集することによってできるトナー粒子(ベーストナー)に、シリカ及び酸化チタン微粉末を加え、ミキサーで混合することにより得られたものである。
The
前記乳化重合法は、水溶媒中でトナー36の結着樹脂である重合体の一次粒子を作成し、一次粒子と同じ溶媒中の乳化剤(界面活性剤)によりエマルジョン化させた着色剤を混合し、必要に応じてワックス、帯電制御剤等を混合し、それらを凝集することで溶媒中にトナー粒子を作成し、トナー粒子を溶媒から取り出し、洗浄及び乾燥を施すことによって不要な溶媒成分と副生成物成分とを除去して、トナー粒子を得る方法である。
In the emulsion polymerization method, primary particles of a polymer which is a binder resin of the
本実施の形態においては、保存性及び定着性の異なるトナー36を得るためにコア材及びシェル材のガラス転移温度のみを変動させた。なお、本実施の形態におけるトナー36は、いわゆるカプセルトナーであって、コア材をシェル材で被覆したカプセル構造を有する。ここで、コア材には、アクリル酸−n−ブチルとスチレンとの共重合体を使用し、シェル材には、アクリル酸−n−ブチルよりガラス転移温度が高いメタクリル酸−n−ブチルとスチレンとの共重合体を使用した。そして、コア材及びシェル材の各ガラス転移温度は、アクリル酸−n−ブチル及びメタクリル酸−n−ブチルのスチレンに対する組成比を変えることによって調整した。なお、アクリル酸−n−ブチル及びメタクリル酸−n−ブチルのスチレンに対する組成比を高くすると、ガラス転移温度は低下する。
In the present embodiment, only the glass transition temperatures of the core material and the shell material are changed in order to obtain the
本実施の形態において使用されるトナー36は、粒径分布測定を行って得られたD50の数値を平均粒径とした場合における平均粒径5.0〔μm〕のものである。具体的には、コールターマルチサイザー3(ベックマンコールター社製)を使用し、アパーチャー径を100〔μm〕として3000カウント測定を行い、そのときのトナー36の体積平均粒径を平均粒径とした。
The
本実施の形態においては、示差走査熱量計(DSC:ParkinElmer社製)を用いて測定をした吸熱ピーク温度をコア材及びシェル材のガラス転移温度の指標として用いた。この場合、昇温速度10〔℃/分〕の条件で、20〔℃〕から200〔℃〕までトナー36を加熱して、各温度において温度が上昇する際に使用された熱量を測定した。
In the present embodiment, the endothermic peak temperature measured using a differential scanning calorimeter (DSC: manufactured by ParkinElmer) was used as an index of the glass transition temperature of the core material and the shell material. In this case, the
なお、前記吸熱ピーク温度とは、ガラス転移による吸熱ピークの頂点における温度のことを言う。図には、本実施の形態において使用されるトナー36をDSCを用いて測定した吸熱曲線の例が示されている。図に示される曲線における2つのピークの各々が、シェル材又はコア材のいずれに起因するものであるかは、ピークの高さで判断される。前記トナー36の場合、シェル材のピークの方が高くなることが分かっている。
The endothermic peak temperature refers to the temperature at the apex of the endothermic peak due to glass transition. The figure shows an example of an endothermic curve obtained by measuring the
次に、前記構成の画像形成装置の動作について説明する。 Next, the operation of the image forming apparatus having the above configuration will be described.
画像形成プロセスにおいては、図示されない駆動手段によって感光ドラム31を図2の矢印aで示される方向に一定周速度で回転させる。そして、感光ドラム31の表面に接触して反時計回りに回転する帯電ローラ32に、図示されない帯電ローラ用高圧電源から直流高電圧を印加することによって、感光ドラム31の表面を均一に帯電させる。
In the image forming process, the
また、感光ドラム31に対向して配設されているLEDヘッド33は、画像信号に対応して回転する感光ドラム31の表面に光を選択的に照射する。これにより、感光ドラム31の表面に静電潜像が形成される。なお、前記LEDヘッド33に換えてレーザー露光装置等を使用することもできる。
Further, the
また、トナーカートリッジ26bから現像部26aにトナー36が供給され、トナー収容部39が前記トナー36で満たされる。そして、前記トナー収容部39内に配設されているトナー供給ローラ35に、図示されないトナー供給ローラ用高圧電源から直流高電圧を印加するとともに、前記トナー供給ローラ35を図2の矢印cで示される方向に回転させることにより、現像ローラ34にトナー36が供給される。
Further, the
前記現像ローラ34は、トナー36を吸着して図2の矢印bで示される方向に回転する。現像ローラ34とトナー供給ローラ35とが当接する位置に対し回転方向下流側で、現像ブレード37が現像ローラ34の表面に当接することによって、均一な厚さのトナー36の薄層が現像ローラ34の表面に形成される。
The developing
感光ドラム31の導電性支持体と現像ローラ34との間には、図示されないトナー担持体用高圧電源によってバイアス電圧が印加されているので、現像ローラ34と感光ドラム31との間には、感光ドラム31の表面に形成された静電潜像に応じた電気力線が発生する。このため、現像ローラ34上のトナー36は、静電気力の作用により、感光ドラム31の表面上の静電潜像に付着し、トナー像が形成される。
Since a bias voltage is applied between the conductive support of the
一方、給紙カセット23に収容されている印刷用紙24は、給紙ローラ12によって送り出され、給紙ガイド13に沿って、停止状態の搬送ローラ14a及び14bのニップ部に送られる。そして、該ニップ部において、印刷用紙24のスキュウが矯正される。
On the other hand, the
印刷用紙24のスキュウが矯正された後、搬送ローラ14a及び14bが回転駆動されると、搬送ローラ14a及び14bに挟まれた印刷用紙24は、図2の矢印eで示される方向に回転するドライブローラ17によって駆動される転写ベルト15へと送られる。そして、印刷用紙24が現像装置11の位置に到達すると、図示されない転写ローラ用高圧電源によって転写ベルト15を介して直流高電圧が印加された転写ローラ16により、感光ドラム31の表面上に形成されたトナー像が印刷用紙24に転写される。
After the skew of the
なお、トナー像の転写後、若干のトナー36が感光ドラム31の表面に残留する場合がある。しかし、残留したトナー36は、感光ドラム31の表面に当接するクリーニングブレード38によって除去される。
Note that some
続いて、トナー像が転写された印刷用紙24は、定着装置25へ送り込まれ、加熱ローラ18及び加圧ローラ19に挟まれて搬送される。この際、加熱ローラ18の熱がトナー36を溶融し、加圧ローラ19の加圧作用によって溶融したトナー36が印刷用紙24の繊維間に浸透し、トナー像が印刷用紙24に定着する。トナー像が定着した印刷用紙24は、排紙ガイド22に沿って進み、画像形成装置10の外部へ排出される。
Subsequently, the
次に、本実施の形態における実験例について説明する。まず、トナー36の保存性の評価について説明する。
Next, an experimental example in the present embodiment will be described. First, the evaluation of the storage stability of the
図4は本発明の第1の実施の形態におけるトナーの保存性の評価試験結果を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the evaluation test results of the storage stability of the toner in the first embodiment of the present invention.
一般に、印刷用紙24が定着装置25を通過する際にトナー36に与えられる熱量が大きすぎる場合には、トナー36が加熱ローラ18に付着し、さらに、該加熱ローラ18に付着したトナー36が加熱ローラ18が1回転した後に、印刷用紙24に付着する、という現象(高温オフセット)が発生してしまう。また、印刷用紙24が定着装置25を通過する際にトナー36に与えられる熱量が小さすぎる場合には、トナー36が定着せずに印刷用紙24から剥(は)がれる、という現象(未定着)が発生してしまう。
Generally, when the amount of heat given to the
そこで、本発明の発明者は、図4に示されるように、ガラス転移温度としての吸熱ピーク温度(T1)が45、55、65及び75〔℃〕であるコア材と、ガラス転移温度としての吸熱ピーク温度(T2)が65、75、85、95及び105〔℃〕であるシェル材とを組み合わせたカプセル構造を有するトナー36について保存性の評価試験を行った(ただし、T1<T2)。
Therefore, the inventor of the present invention, as shown in FIG. 4, the core material having an endothermic peak temperature (T1) as the glass transition temperature of 45, 55, 65 and 75 [° C.], and the glass transition temperature as The
ここで、評価試験の方法について説明する。 Here, an evaluation test method will be described.
まず、ガラス板の上に直径30〔mm〕及び高さ80〔mm〕の金属製の円筒を設置し、該円筒内にトナー36を10〔g〕入れる。その上に20〔g〕の重りを載せ、気温50〔℃〕及び湿度55〔%〕に保たれた環境に48時間放置する。
First, a metal cylinder having a diameter of 30 [mm] and a height of 80 [mm] is set on a glass plate, and 10 [g] of
その後、重り及び円筒を外し、トナー36の上に10〔g〕刻みで重りを増やしながら載せていき、トナー36が崩壊する荷重を確認する。
Thereafter, the weight and the cylinder are removed, and the weight is increased on the
そして、30〔g〕以下の荷重で崩壊した場合には保存性が良好(○)であると評価し、40〔g〕以上の荷重で崩壊した場合には保存性が不良(×)であると評価した。 And when it collapses with a load of 30 [g] or less, it is evaluated that the storage stability is good (◯), and when it collapses with a load of 40 [g] or more, the storage stability is poor (x). It was evaluated.
これにより、図4に示されるような結果を得ることができた。図4から、トナー36の保存性はシェル材の吸熱ピークに依存し、シェル材の吸熱ピークが75〔℃〕以上であると保存性が良好となることが分かる。
Thereby, the result as shown in FIG. 4 was able to be obtained. FIG. 4 shows that the storage stability of the
次に、トナー36の低温定着性の評価について説明する。
Next, evaluation of the low-temperature fixability of the
図5は本発明の第1の実施の形態における定着評価試験の方法を説明する図、図6は本発明の第1の実施の形態における定着強度評価試験の第1の方法を説明する図、図7は本発明の第1の実施の形態における定着強度評価試験の第2の方法を説明する図、図8は本発明の第1の実施の形態におけるトナーの定着性の評価試験結果を示す第1の図、図9は本発明の第1の実施の形態におけるトナーの定着性の評価試験結果を示す第2の図、図10は本発明の第1の実施の形態におけるトナーの定着性の評価試験結果を示す第3の図、図11は本発明の第1の実施の形態におけるトナーの定着性の評価試験結果を示す第4の図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining a fixing evaluation test method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram for explaining a first method of fixing strength evaluation test according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram for explaining the second method of the fixing strength evaluation test in the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows the result of the toner fixing property evaluation test in the first embodiment of the present invention. FIG. 1 and FIG. 9 are second diagrams showing results of evaluation tests of toner fixability in the first embodiment of the present invention, and FIG. 10 is toner fixability in the first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a fourth diagram showing the results of evaluation tests for toner fixability in the first embodiment of the present invention.
ここで、本発明の発明者は、図8〜11に示されるように、吸熱ピーク温度(T1)が55、57、59、61、63及び65〔℃〕であるコア材と、吸熱ピーク温度(T2)が75、85、95及び105〔℃〕であるシェル材とを組み合わせたカプセル構造を有するトナー36について低温定着性の評価試験を行った。なお、低温定着性の評価試験については、定着評価試験及び定着強度評価試験の2種類の評価試験を行い、両方の評価結果で良好である場合に、低温定着性が良好であると評価した。
Here, as shown in FIGS. 8 to 11, the inventor of the present invention has a core material having endothermic peak temperatures (T1) of 55, 57, 59, 61, 63 and 65 [° C.], and an endothermic peak temperature. The
まず、定着評価試験としてのテープ剥(はく)離評価試験について説明する。 First, a tape peeling (peeling) peeling evaluation test as a fixing evaluation test will be described.
図5に示されるように、印刷用紙24の印刷方向先端、すなわち、上端から40〔mm〕及び幅方向における印刷可能範囲全体の領域を印刷部分とし、該印刷部分に濃度100〔%〕のトナー像を転写し、定着装置25によってトナー像を定着させる。
As shown in FIG. 5, the front end in the printing direction of the
そして、トナー像を定着させた後、印刷用紙24の印刷面(トナー像を転写した面)の上端における幅方向中央部にテープ(メンディングテープ 住友スリーエム社製)を貼(てん)付し、500〔g〕の重りで1往復させてから前記テープを剥離する。このとき、重りには、自重以外に垂直方向の力が加わらないようにし、10〔mm/sec〕の速度で移動させる。 After fixing the toner image, a tape (mending tape manufactured by Sumitomo 3M) is attached to the upper end of the printing surface of the printing paper 24 (the surface to which the toner image is transferred) in the width direction. The tape is peeled after one reciprocation with a weight of 500 g. At this time, the weight is moved at a speed of 10 mm / sec so that no vertical force other than its own weight is applied to the weight.
この場合、テープの剥離前及び剥離後に、X−rite分光濃度計(エックスライト社製)を用いて前記テープを貼付した場所におけるトナー像の濃度を測定した。そして、テープの剥離後の濃度がテープの剥離前の濃度の90〔%〕を下回ったときに、低温定着性が不良であると評価した。 In this case, the density of the toner image at the place where the tape was affixed was measured using an X-rite spectral densitometer (manufactured by X-Rite) before and after peeling the tape. And when the density | concentration after peeling of a tape fell below 90 [%] of the density | concentration before peeling of a tape, it evaluated that low-temperature fixability was unsatisfactory.
このテープ剥離評価試験によって、トナー36の定着装置25による溶融されやすさが評価される。
This tape peeling evaluation test evaluates the ease with which the
次に、定着強度評価試験について説明する。 Next, the fixing strength evaluation test will be described.
まず、テープ剥離評価試験の場合と同様に、図5に示されるように、印刷用紙24の印刷方向先端、すなわち、上端から40〔mm〕及び幅方向における印刷可能範囲全体の領域を印刷部分とし、該印刷部分にトナー像を転写し、定着装置25によってトナー像を定着させる。ただし、前記トナー像の濃度を300〔%〕にする。
First, as in the case of the tape peeling evaluation test, as shown in FIG. 5, the front end of the
続いて、図6に示されるように、印刷面が内側になるように印刷用紙24を幅方向中心線に沿って2つ折りする。このとき、印刷部分には折り目がつかないようにする。そして、印刷部分の上を500〔g〕の重りを1往復させることによって折り目をつける。なお、重りには、自重以外に垂直方向の力が加わらないようし、10〔mm/sec〕の速度で移動させる。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the
その後、図7に示されるように、印刷用紙24の折り目を開き、不織布(BEMCOT、旭化成社製)の上に500〔g〕の重りを載せ、印刷部分の折り目の上を2往復させる。このとき、重りには、自重以外に垂直方向の力が加わらないようし、10〔mm/sec〕の速度で移動させる。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the crease of the
なお、定着強度が弱い場合は、図7に示されるように、重りを載せた不織布を往復させることによって、印刷部分の折り目の上のトナー36が印刷用紙24の面から筋状に剥離する。この筋の幅が2〔mm〕以上の場合、定着強度不足により、低温定着性が不良であると評価した。
When the fixing strength is weak, as shown in FIG. 7, the
また、テープ剥離評価試験による評価及び定着強度評価試験による評価の両方が良好なものを低温定着性が良好であると評価した。 In addition, those having both good evaluation by the tape peeling evaluation test and evaluation by the fixing strength evaluation test were evaluated as having good low-temperature fixability.
このように評価することによって、印刷用紙24とトナー36との間の接着強度を評価することができる。
By evaluating in this way, the adhesive strength between the printing
なお、前記テープ剥離評価試験及び定着強度評価試験、すなわち、低温定着性の評価試験は、転写ベルト15上の印刷用紙24の速度が230〔mm/sec〕であり、定着装置25における加熱ローラ18と加圧ローラ19との接触距離、すなわち、ニップ(NIP)幅が9.1〔mm〕であり、加熱ローラ18の表面温度が145〔℃〕であるという条件で行われた。
In the tape peeling evaluation test and the fixing strength evaluation test, that is, the low temperature fixability evaluation test, the speed of the
次に、トナー36の高温オフセット性の評価について説明する。
Next, evaluation of the high temperature offset property of the
本発明の発明者は、前記低温定着性の評価試験の対象としたトナー36、すなわち、吸熱ピーク温度(T1)が55、57、59、61、63及び65〔℃〕であるコア材と、吸熱ピーク温度(T2)が75、85、95及び105〔℃〕であるシェル材とを組み合わせたカプセル構造を有するトナー36について、高温オフセット性の評価試験を行った。
The inventor of the present invention, the
まず、テープ剥離評価試験の場合と同様に、図5に示されるように、印刷用紙24の印刷方向先端、すなわち、上端から40〔mm〕及び幅方向における印刷可能範囲全体の領域を印刷部分とし、該印刷部分に濃度100〔%〕のトナー像を転写し、定着装置25によってトナー像を定着させる。
First, as in the case of the tape peeling evaluation test, as shown in FIG. 5, the front end of the
続いて、印刷用紙24の印刷面における印刷部分から加熱ローラ18の外周の1周分に対応する距離だけ離れた部分を目視によって確認し、トナー36の付着があるか否かに基づいて評価する。
Subsequently, a portion of the printing surface of the
そして、加熱ローラ18の表面温度が195〔℃〕であるという条件で、トナー36の付着がない場合に、高温オフセット性が良好である評価とした。なお、前記加熱ローラ18の外周は86〔mm〕であった。
Then, when the surface temperature of the
以上のように、テープ剥離評価試験、定着強度評価試験及び高温オフセット性の評価試験を行うことにより、図8〜11に示されるような結果を得ることができた。なお、図8は吸熱ピーク温度(T2)が75〔℃〕のシェル材を使用した場合の結果であり、図9は吸熱ピーク温度(T2)が85〔℃〕のシェル材を使用した場合の結果であり、図10は吸熱ピーク温度(T2)が95〔℃〕のシェル材を使用した場合の結果であり、図11は吸熱ピーク温度(T2)が105〔℃〕のシェル材を使用した場合の結果である。 As described above, by performing the tape peeling evaluation test, the fixing strength evaluation test, and the high temperature offset property evaluation test, results as shown in FIGS. 8 shows the results when a shell material having an endothermic peak temperature (T2) of 75 [° C.] is used, and FIG. 9 shows the results when a shell material having an endothermic peak temperature (T2) of 85 [° C.] is used. FIG. 10 shows the results when a shell material having an endothermic peak temperature (T2) of 95 [° C.] is used, and FIG. 11 shows the results when a shell material having an endothermic peak temperature (T2) of 105 [° C.] is used. Is the result of the case.
図11に示されるように、吸熱ピーク温度(T2)が105〔℃〕以上のシェル材を使用した場合、トナー36の低温定着性が失われることが分かる。
As shown in FIG. 11, it is understood that the low-temperature fixability of the
また、図8に示されるように、吸熱ピーク温度(T2)が75〔℃〕のシェル材を使用した場合、吸熱ピーク温度(T1)が57〔℃〕以上及び61〔℃〕以下の範囲にあるコア材を使用すると、トナー36の低温定着性が良好であることが分かる。
Further, as shown in FIG. 8, when a shell material having an endothermic peak temperature (T2) of 75 [° C.] is used, the endothermic peak temperature (T1) is in a range of 57 [° C.] or more and 61 [° C.] or less. It can be seen that when a certain core material is used, the low-temperature fixability of the
さらに、図9に示されるように、吸熱ピーク温度(T2)が85〔℃〕のシェル材を使用した場合も、吸熱ピーク温度(T1)が57〔℃〕以上及び61〔℃〕以下の範囲にあるコア材を使用すると、トナー36の低温定着性が良好であることが分かる。
Further, as shown in FIG. 9, even when a shell material having an endothermic peak temperature (T2) of 85 [° C.] is used, the endothermic peak temperature (T1) is in a range of 57 [° C.] or more and 61 [° C.] or less. It can be seen that the low-temperature fixability of the
さらに、図10に示されるように、吸熱ピーク温度(T2)が95〔℃〕のシェル材を使用した場合も、吸熱ピーク温度(T1)が57〔℃〕以上及び61〔℃〕以下の範囲にあるコア材を使用すると、トナー36の低温定着性が良好であることが分かる。
Furthermore, as shown in FIG. 10, even when a shell material having an endothermic peak temperature (T2) of 95 [° C.] is used, the endothermic peak temperature (T1) is in a range of 57 [° C.] or more and 61 [° C.] or less. It can be seen that the low-temperature fixability of the
なお、本実施の形態においては、平均粒径が5.0〔μm〕であるトナー36の保存性、低温定着性及び高温オフセット性についての評価を行った場合について説明したが、トナー36の平均粒径が3.0〜5.0〔μm〕の範囲では、同様の評価結果を得ることができた。
In the present exemplary embodiment, the case where the storability, the low-temperature fixing property, and the high-temperature offset property of the
なお、本実施の形態においては、平均粒径が3.0〔μm〕未満であるトナー36については、評価を行わなかった。これは、トナー36の平均粒径が小さくなると、転写後の感光ドラム31に残留する転写残トナーのクリーニングが困難となり、クリーニング不良が発生したり、トナーカートリッジ26bや現像装置11からトナー36が漏れたり飛散しやすくなるためである。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、平均粒径が5.0〔μm〕よりも大きいトナー36については、評価を行わなかった。これは、トナー36の平均粒径が大きいと、感光ドラム31の表面上に形成される静電潜像のドットに対するトナー36によるドット形成不良(ドット再現性悪化、ドットのトナー抜け、ドット径ばらつき等)が発生しやすくなり、高画質のトナー像を得ることが困難であるためである。
In the present embodiment, the
このように、本実施の形態においては、吸熱ピーク温度が75〜95〔℃〕のシェル材、及び、吸熱ピーク温度が57〜61〔℃〕のコア材を備え、平均粒径が3.0〜5.0〔μm〕であるカプセル構造を有するトナー36を使用する。これにより、保存性及び低温定着性がともに良好であり、かつ、高温オフセットが発生することのない画像形成装置10を得ることができる。
Thus, in this embodiment, the shell material having an endothermic peak temperature of 75 to 95 [° C.] and the core material having an endothermic peak temperature of 57 to 61 [° C.] are provided, and the average particle size is 3.0.
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第1の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about what has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. The description of the same operation and the same effect as those of the first embodiment is also omitted.
図12は本発明の第2の実施の形態におけるトナーの低温定着性の評価試験結果を示す第1の図、図13は本発明の第2の実施の形態におけるトナーの低温定着性の評価試験結果を示す第2の図である。 FIG. 12 is a first diagram showing the results of evaluation tests for low-temperature fixability of toner in the second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is an evaluation test for low-temperature fixability of toner in the second embodiment of the present invention. It is a 2nd figure which shows a result.
前記第1の実施の形態においては、定着装置25における加熱ローラ18と加圧ローラ19とのニップ(NIP)幅を9.1〔mm〕に固定して低温定着性の評価試験を行った場合について説明したが、加熱ローラ18と加圧ローラ19とのニップ幅を大きくすると低温定着性は、より良好になる。なお、加熱ローラ18と加圧ローラ19とのニップ幅を大きくすると高温オフセットが発生しやすくなる。
In the first embodiment, the low temperature fixability evaluation test was performed with the nip (NIP) width between the
そこで、本実施の形態においては、前記第1の実施の形態において低温定着性及び高温オフセット性の両方が良好であると評価されたシェル材及びコア材を使用したトナー36について、加熱ローラ18と加圧ローラ19とのニップ幅を8.5、9.1、10.5、11.8及び12.5〔mm〕の5つの値に変化させた状態で低温定着性及び高温オフセット性を評価し、低温定着性及び高温オフセット性の両方が良好となるシェル材及びコア材並びに加熱ローラ18と加圧ローラ19とのニップ幅の組合せを見出した。
Therefore, in the present embodiment, the
なお、評価試験においては、加熱ローラ18と加圧ローラ19とのニップ幅は、加圧ローラ19を径の異なるものに変更することによって変化させた。また、評価の対象としたトナー36は、吸熱ピーク温度(T2)が75及び95〔℃〕のシェル材、及び、吸熱ピーク温度(T1)が57、59及び61〔℃〕のコア材を使用したトナー36である。さらに、転写ベルト15上の印刷用紙24の速度、及び、加熱ローラ18の表面温度は、前記第1の実施の形態と同様に、230〔mm/sec〕及び145〔℃〕とした。
In the evaluation test, the nip width between the
そして、低温定着性の評価試験については、前記第1の実施の形態と同様にして、テープ剥離評価試験及び定着強度評価試験の2種類の評価試験を行い、両方の評価結果で良好である場合に、低温定着性が良好であると評価した。これにより、図12及び13に示されるような結果を得ることができた。なお、図12は吸熱ピーク温度(T2)が75〔℃〕のシェル材を使用した場合の結果であり、図13は吸熱ピーク温度(T2)が95〔℃〕のシェル材を使用した場合の結果である。 As for the low temperature fixability evaluation test, two types of evaluation tests, a tape peeling evaluation test and a fixing strength evaluation test, are performed in the same manner as in the first embodiment, and both evaluation results are satisfactory. In addition, it was evaluated that the low-temperature fixability was good. As a result, the results shown in FIGS. 12 and 13 were obtained. FIG. 12 shows the results when a shell material having an endothermic peak temperature (T2) of 75 [° C.] is used, and FIG. 13 shows the results when a shell material having an endothermic peak temperature (T2) of 95 [° C.] is used. It is a result.
図12及び13に示されるように、低温定着性は、ピーク温度の相違するシェル材及びコア材を使用したことによる影響よりも、加熱ローラ18と加圧ローラ19とのニップ幅を変化させたことによる影響を強く受けることが分かる。そして、シェル材及びコア材の種類によらず、加熱ローラ18と加圧ローラ19とのニップ幅が9.1〔mm〕以上の場合に低温定着性が良好であることが分かる。
As shown in FIGS. 12 and 13, the low temperature fixability changed the nip width between the
次に、トナー36の高温オフセット性の評価について説明する。
Next, evaluation of the high temperature offset property of the
図14は本発明の第2の実施の形態におけるトナーの高温オフセット性の評価試験結果を示す第1の図、図15は本発明の第2の実施の形態におけるトナーの高温オフセット性の評価試験結果を示す第2の図である。 FIG. 14 is a first diagram illustrating the evaluation test result of the high temperature offset property of the toner according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 15 is the evaluation test of the high temperature offset property of the toner according to the second embodiment of the present invention. It is a 2nd figure which shows a result.
本実施の形態における高温オフセット性の評価試験については、前記第1の実施の形態と同様に行い、加熱ローラ18の表面温度が195〔℃〕であるという条件で、トナー36の付着がない場合に、高温オフセット性が良好である評価とした。これにより、図14及び15に示されるような結果を得ることができた。なお、図14は吸熱ピーク温度(T2)が75〔℃〕のシェル材を使用した場合の結果であり、図15は吸熱ピーク温度(T2)が95〔℃〕のシェル材を使用した場合の結果である。
The high temperature offset evaluation test in the present embodiment is performed in the same manner as in the first embodiment, and the
図14及び15に示されるように、高温オフセット性も、低温定着性と同様に、ピーク温度の相違するシェル材及びコア材を使用したことによる影響よりも、加熱ローラ18と加圧ローラ19とのニップ幅を変化させたことによる影響を強く受けることが分かる。そして、シェル材及びコア材の種類によらず、加熱ローラ18と加圧ローラ19とのニップ幅が11.8〔mm〕以下の場合に高温オフセット性が良好であることが分かる。
As shown in FIGS. 14 and 15, the high temperature offset property is similar to the low temperature fixability as compared with the effect of using the shell material and the core material having different peak temperatures. It can be seen that it is strongly influenced by changing the nip width. And it turns out that high temperature offset property is favorable when the nip width | variety of the
このように、本実施の形態においては、吸熱ピーク温度が75〜95〔℃〕のシェル材、及び、吸熱ピーク温度が57〜61〔℃〕のコア材を備えるトナー36を使用する。さらに、定着装置25における加熱ローラ18と加圧ローラ19とのニップ(NIP)幅を9.1以上11.8〔mm〕以下とする。これにより、低温定着性及び高温オフセット性の両方が良好な画像形成装置10を得ることができる。
Thus, in the present embodiment, the
なお、前記第1及び第2の実施の形態においては、画像形成装置10がプリンタである例について説明したが、本発明は、MFP、ファクシミリ機及び複写装置にも適用することができる。
In the first and second embodiments, the example in which the
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
10 画像形成装置
11a、11b、11c、11d 現像装置
15 転写ベルト
18 加熱ローラ
19 加圧ローラ
24 印刷用紙
25 定着装置
36 トナー
DESCRIPTION OF
Claims (4)
平均粒径が3.0〜5.0〔μm〕であり、前記コア材はガラス転移温度が57〜61〔℃〕であり、前記シェル材はガラス転移温度が75〜95〔℃〕であることを特徴とする現像剤。 It has a capsule structure in which a core material is covered with a shell material, and adheres to an electrostatic latent image on an image carrier to form a developer image. The developer image is transferred to a medium, and is heated from a heating member and a pressure member. A developer fixed to the medium by applied heat and pressure,
The average particle size is 3.0 to 5.0 [μm], the core material has a glass transition temperature of 57 to 61 [° C.], and the shell material has a glass transition temperature of 75 to 95 [° C.]. A developer characterized by that.
前記加熱部材と加圧部材との接触距離は9.1〜11.8〔mm〕である請求項1に記載の現像剤。 The conveyance speed of the medium is 230 [mm / sec], and
The developer according to claim 1, wherein a contact distance between the heating member and the pressure member is 9.1 to 11.8 [mm].
前記媒体を搬送する搬送部と、
加熱部材及び加圧部材を備え、熱及び圧力によって前記現像剤像を媒体に定着させる定着部とを有する画像形成装置であって、
前記現像剤は平均粒径が3.0〜5.0〔μm〕であり、前記コア材はガラス転移温度が57〜61〔℃〕であり、前記シェル材はガラス転移温度が75〜95〔℃〕であることを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for forming a developer image by attaching a developer having a capsule structure in which a core material is covered with a shell material to an electrostatic latent image on an image carrier, and transferring the developer image to a medium;
A transport unit for transporting the medium;
An image forming apparatus including a heating member and a pressure member, and having a fixing unit that fixes the developer image on a medium by heat and pressure,
The developer has an average particle size of 3.0 to 5.0 [μm], the core material has a glass transition temperature of 57 to 61 [° C.], and the shell material has a glass transition temperature of 75 to 95 [° C.]. ° C.].
前記加熱部材と加圧部材との接触距離は9.1〜11.8〔mm〕である請求項3に記載の画像形成装置。 The conveyance speed of the medium by the conveyance unit is 230 [mm / sec], and
The image forming apparatus according to claim 3, wherein a contact distance between the heating member and the pressure member is 9.1 to 11.8 [mm].
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