JP4451147B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、レーザビームプリンタ、デジタル複写機、普通紙ファックス等の画像形成装置に搭載される定着装置に関し、より詳細には、転写定着方式を使用した定着装置に関するものである。
プリンタ・複写機・ファクシミリなどの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。これらの要求性能を達成するためには、画像形成装置に用いられる定着装置の熱効率の改善が重要である。
画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式により未定着トナー画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録材に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。
熱ローラ方式の定着装置は、内部にハロゲンランプ等の熱源を有して所定の温度に温調される定着ローラと、これに圧接された加圧ローラとの回転ローラ対を基本構成としている。これらの回転ローラ対の接触部いわゆる定着ニップ部に記録材を導入して搬送させ、定着ローラおよび加圧ローラからの熱および圧力により未定着トナー画像を溶融させて定着させる。
また、フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特許文献１、特許文献２に開示された装置がある。この装置は、支持部材に固定支持された加熱体に耐熱性を有する薄肉の定着フィルムを介して記録材を密着させ、定着フィルムを加熱体に対して摺動移動させながら加熱体の熱をフィルム材を介して記録材に供給するものである。この定着装置は、加熱体として、例えば、耐熱性・絶縁性・良熱伝導性等の特性を有するアルミナや窒化アルミニウム等のセラミック基板上に抵抗層を備えたセラミックヒータを使用する。この定着装置は、定着フィルムとして薄膜で低熱容量のものを用いることができるために、熱ローラ方式の定着装置よりも伝熱効率が高く、ウォームアップ時間の短縮が図れ、クイックスタート化や省エネルギー化が可能になる。
電磁誘導加熱方式の定着装置としては、特許文献３に、交番磁界により磁性金属部材に発生した渦電流でジュール熱を生じさせ、金属部材を含む加熱体を電磁誘導発熱させる技術が提案されている。
また、電磁誘導加熱方式の定着装置に用いられるトナーとして、以下のものなどが提案されている。特許文献４には、電磁誘導加熱方式の定着装置に、ガラス転移点４５〜６５℃で軟化点が８０〜１４０℃の樹脂を用い、強磁性体物質を含有したトナーを用いる技術が提案されている。特許文献５には、電磁誘導加熱方式の定着装置に、ガラス転移点とＭＩ値を規定したスチレンアクリル樹脂と一定のポリオレフィンワックスを用いたトナーを用いる技術が提案されている。特許文献６には、電磁誘導加熱方式の定着装置に、ワックスの吸熱ピークを規定し、さらに動的粘弾性を規定したポリエステル樹脂を用いたトナーを用いる技術が提案されている。特許文献７には、電磁誘導加熱方式の定着装置に、分子量分布と吸熱ピーク温度を規定した樹脂を用いたトナーを用いる技術が提案されている。特許文献８には、電磁誘導加熱方式の定着装置に、酸とアルコールの両組成を規定したポリエステル樹脂を用いたトナーを用いる技術が提案されている。特許文献９には、電磁誘導加熱方式の定着装置に、ＴＨＦ不溶分含有量と酸価を規定したポリエステル樹脂を用い、溶融粘度を規定したトナーを用いる技術が提案されている。
このように、定着性を良好にするためには、装置側の改良と共にトナー側の改良も必要であるが、温度の立ち上がりを高速にし、一層の省エネ化を図った定着装置において十分な定着性を得るためには、更なる改良が必要である。
このように、定着性を良好にするためには、装置側の改良と共にトナー側の改良も必要であるが、温度の立ち上がりを高速にし、一層の省エネ化を図った定着装置において十分な定着性を得るためには、更なる改良が必要である。
上記問題点に鑑み、本発明は、高速の立ち上げが可能で、一層の省エネ化が図れると共に、トナー像の良好な定着性を両立させた定着装置を提供することを課題とする。また、前記課題のみならず、定着装置の簡易化、小型で高生産性、高画質を維持し得るカラー画像形成装置の定着装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下のことを特徴とする。
１．本発明は、像担持体と、該像担持体からトナー像を一次転写される中間転写体と、バイアス印加手段から前記像担持体より転写されたトナー像とは同極性のバイアスを印加することによって前記中間転写体からトナー像が二次転写される転写定着ベルトと、該転写定着ベルト上のトナーを加熱する加熱手段と、該転写定着ベルトとニップを形成する加圧ローラとを備え、該転写定着ベルトと該加圧ローラとのニップ部を通過する用紙上にトナー像を定着させる画像形成装置であって、前記転写定着ベルトの内部に配置される唯一のローラであって、前記加圧ローラと該転写定着ベルトを介して圧接する定着ローラを備え、前記中間転写体と前記転写定着ベルトとが接触する二次転写部で、前記定着ローラが前記転写定着ベルトを介して前記中間転写体と接触していない画像形成装置である。
１．本発明は、像担持体と、該像担持体からトナー像を一次転写される中間転写体と、バイアス印加手段から前記像担持体より転写されたトナー像とは同極性のバイアスを印加することによって前記中間転写体からトナー像が二次転写される転写定着ベルトと、該転写定着ベルト上のトナーを加熱する加熱手段と、該転写定着ベルトとニップを形成する加圧ローラとを備え、該転写定着ベルトと該加圧ローラとのニップ部を通過する用紙上にトナー像を定着させる画像形成装置であって、前記転写定着ベルトの内部に配置される唯一のローラであって、前記加圧ローラと該転写定着ベルトを介して圧接する定着ローラを備え、前記中間転写体と前記転写定着ベルトとが接触する二次転写部で、前記定着ローラが前記転写定着ベルトを介して前記中間転写体と接触していない画像形成装置である。
２．前記画像形成装置において、前記加熱手段が誘導熱源であることを特徴とする。
３．前記画像形成装置において、前記加熱手段が輻射熱源であることを特徴とする。
３．前記画像形成装置において、前記加熱手段が輻射熱源であることを特徴とする。
４．前記画像形成装置において、前記加圧ローラの硬度が、前記転写定着ローラの硬度よりも大きいことを特徴とする。
５．前記画像形成装置において、前記加圧ローラからの駆動伝達によって前記転写定着ベルトが回転することを特徴とする。
６．前記画像形成装置において、前記加圧ローラが断熱構造を有することを特徴とする。
５．前記画像形成装置において、前記加圧ローラからの駆動伝達によって前記転写定着ベルトが回転することを特徴とする。
６．前記画像形成装置において、前記加圧ローラが断熱構造を有することを特徴とする。
７．前記画像形成装置において、前記断熱構造として、前記加圧ローラは内部に中空糸を有するシリコーンゴム層を備えたことを特徴とする。
８．前記画像形成装置において、前記転写定着ベルトが断熱構造を有することを特徴とする。
８．前記画像形成装置において、前記転写定着ベルトが断熱構造を有することを特徴とする。
９．前記画像形成装置において、前記転写定着ベルトは、単位面積当たりの熱容量が０．０１９Ｊ／（Ｋ・ｃｍ２）〜０．０７７Ｊ／（Ｋ・ｃｍ２）であることを特徴とする。
本発明によれば、定着下限温度を低下させることができ、かつ一定以上の定着温度幅が得られることから、装置の瞬時立ち上げが可能で、一層の省エネルギー化が図れると共に、定着不良やホットオフセットを発生させることなく、良好な定着性を得ることができる定着装置を提供できる。
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。この画像形成装置は、タンデム型のカラー複写機である。
カラー複写機１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、該画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する図示しない画像読取部を有している。画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト２が配置されており、該中間転写ベルト２の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２の転写面に沿って並置されている。
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。この画像形成装置は、タンデム型のカラー複写機である。
カラー複写機１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、該画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する図示しない画像読取部を有している。画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト２が配置されており、該中間転写ベルト２の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２の転写面に沿って並置されている。
各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂはそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４、光書き込み手段としての書き込み装置５、現像装置６、１次転写装置７、及びクリーニング装置８が配置されている。各符号に付記しているアルファベットは、感光体３ と同様、トナーの色別に対応している。各現像装置６には、それぞれのカラートナーが収容されている。
中間転写ベルト２は、駆動ローラ９と、従動ローラ１０に掛け回されて感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。従動ローラ１０と対向する位置には、中間転写ベルト２の表面をクリーニングするクリーニング装置１１が設けられている。
感光体３Ｙの表面が帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体３Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置６Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置７Ｙにより中間転写ベルト２上に１次転写される。他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２上に順に転写されて重ね合わされる。
転写後感光体３上に残留したトナーはそれぞれのクリーニング装置８により除去され、また、転写後図示しない除電ランプにより感光体３の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
転写後感光体３上に残留したトナーはそれぞれのクリーニング装置８により除去され、また、転写後図示しない除電ランプにより感光体３の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
駆動ローラ９の近傍には、定着装置１２が設けられている。定着装置１２は、中間転写ベルト２上の画像としての未定着トナー像を転写される転写定着部材としての転写定着ベルト１３と、該転写定着ベルト１３を介して定着ローラ１５と加圧ローラ１４とによってニップＮを形成している（以下、「ニップ」又は「転写ニップ」ともいう。）。転写定着ベルト１３は、ベルト基体に発熱層が設けられ、その表面に離型層がコーティングされている。また、転写定着ベルト１３には転写定着ベルト１３上の画像を加熱する加熱手段としての誘導加熱源２１が設けられている。
給紙部１Ｂは、記録媒体としての用紙Ｐを積載収容する給紙トレイ１６と、該給紙トレイ１６内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ１７と、給紙された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対１８と、用紙Ｐが一旦停止され、斜めずれを修正された後転写定着ベルト１３上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップＮに向けて送り出されるレジストローラ対１９を有している。
感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂから中間転写ベルト２上に１次転写されたトナー像Ｔ（以下、単に「トナー」ともいう。）は、図示しないバイアス印加手段により駆動ローラ９に印加されるバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）により転写定着ベルト１３に静電気力で２次的に転写される。
中間転写ベルト２から転写定着ベルト１３に転写されたトナー像ＴはニップＮで用紙Ｐ に定着されるまで、転写定着ベルト１３上において誘導加熱源２１により加熱される。このような構成により、定着に先駆けトナーＴのみを予め加熱する過程が十分に得られるので、トナーＴと用紙Ｐを同時に加熱する従来方式に比べて加熱温度を低くできる。実験の結果、転写定着ベルト１３の温度は８０〜１２０℃の低温でも十分な画質が得られることが確認された。
このように、本実施形態における定着装置１２はそれ自体が未定着トナー像の被転写機能を有するものであり、未定着トナー像を保持した用紙を単に加熱・加圧する従来の定着装置に対し、「転写型定着装置」として位置付けられるものである。
このように、本実施形態における定着装置１２はそれ自体が未定着トナー像の被転写機能を有するものであり、未定着トナー像を保持した用紙を単に加熱・加圧する従来の定着装置に対し、「転写型定着装置」として位置付けられるものである。
次に、定着装置１２について詳細に説明する。図２は定着装置の正面図である。
定着ローラ１５は、例えば、ステンレススチール等の金属製の芯金１５ａと、耐熱性を有するシリコーンゴムをソリッド状または発泡状にして芯金１５ａを被覆した弾性部材１５ｂとからなる。弾性部材１５ｂは、その肉厚を４〜６ｍｍ程度、硬度を１０〜５０度（アスカー硬度）程度としている。
定着ローラ１５に張り渡された転写定着ベルト１３と中間転写ベルト２との対向部位は、中間転写ベルト２にバイアスを印加するバイアス印加手段としてのバイアスローラにより支持されている。転写部に位置するバイアスローラでは、転写ニップ内でトナーＴが転写定着ベルト１３に静電吸着される電界が生じるように、トナーＴと同極性のバイアス（本バイアス）が印加され、静電的反発力をトナーに付与する。
定着ローラ１５は、例えば、ステンレススチール等の金属製の芯金１５ａと、耐熱性を有するシリコーンゴムをソリッド状または発泡状にして芯金１５ａを被覆した弾性部材１５ｂとからなる。弾性部材１５ｂは、その肉厚を４〜６ｍｍ程度、硬度を１０〜５０度（アスカー硬度）程度としている。
定着ローラ１５に張り渡された転写定着ベルト１３と中間転写ベルト２との対向部位は、中間転写ベルト２にバイアスを印加するバイアス印加手段としてのバイアスローラにより支持されている。転写部に位置するバイアスローラでは、転写ニップ内でトナーＴが転写定着ベルト１３に静電吸着される電界が生じるように、トナーＴと同極性のバイアス（本バイアス）が印加され、静電的反発力をトナーに付与する。
転写定着ベルト１３上のトナーＴを加熱する誘導加熱源２１は、磁界発生手段である励磁コイルと、この励磁コイルが巻き回されたコイルガイド板とを有している。励磁コイルは、発振回路が周波数可変の駆動電源に接続されている。励磁コイルには駆動電源から１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波交流電流、好ましくは２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚの高周波交流電流が給電され、これにより交番磁界を発生する。そして、転写定着ベルト１３の対向面においてこの交番磁界が転写定着ベルト１３の発熱層に作用し、これらの内部では交番磁界の変化を妨げる方向に渦電流が流れる。この渦電流が転写定着ベルト１３の発熱層の抵抗に応じたジュール熱を発生させ、転写定着ベルト１３上のトナーＴを加熱する。このように、転写定着ベルト１３上のトナーＴを直接加熱するので、装置の瞬時の立ち上げが可能となる。誘導加熱源２１は、エネルギー効率が高く、周波数の可変により出力が変えられるので好ましい。また、加熱物の磁気的性質（キュリー点）を利用した自己温度調節が可能であり、焼損、発火等の安全性の面においても有利である。
図３は、別の定着装置の構成を示す図である。図２において、転写定着ベルト１３上のトナーＴを加熱する手段は誘導加熱電源２１であったが、図３に示すように輻射熱源２２であってもよい。輻射熱源２２としては、例えばハロゲンランプ等が挙げられる。輻射熱源２２によりトナー表面から直接加熱する場合は、ホットオフセット防止効果が得られる。すなわち、トナー表面の長時間加熱では、用紙に転写定着するとき、転写定着ベルトとトナーの界面温度が、用紙とトナーの界面温度より低く、かつトナー層内温度勾配が小さく均一溶融状態でホットオフセットに有利に作用するものである。
又、転写定着ベルト１３と加圧ローラ１４のうちいずれか一方、又は両方が断熱構造を有することにより、熱損失を低減し、転写定着ベルト１３の加熱効率を上げ、一層の省エネ効果が得られる。
とりわけ、加圧ローラ１４が断熱構造を有することが好ましい。断熱構造としては、例えばシリコーンゴム発泡体、又はシリコーン層内に中空糸、中空粒子等を設け空気含有率を上げ、空気断熱効果を高めた構造等が挙げられる。かかる構造を有するものとして、多孔質硬質ローラがある。加圧ローラを多孔質硬質ローラとすることで、表面硬度が大きく、圧縮永久歪みが小さく、ベルト駆動ローラとしても使用可能である。加圧ローラの硬度としては、例えばアスカー硬度８０度以上がよい。
このように、多孔質硬質ローラを加圧ローラ１４に採用し、転写定着ベルト１３の硬度よりも大きくすることで、転写定着ベルト１３の搬送性の安定が図られると共に、定着ニップが、用紙が転写定着ベルト１３に巻き付かない方向に形成されるため、用紙分離性も向上する。また、用紙が転写定着ベルト１３の周面と共に移動してトナーＴが過度に加熱されることもないので、ホットオフセットの発生が防止できる。
とりわけ、加圧ローラ１４が断熱構造を有することが好ましい。断熱構造としては、例えばシリコーンゴム発泡体、又はシリコーン層内に中空糸、中空粒子等を設け空気含有率を上げ、空気断熱効果を高めた構造等が挙げられる。かかる構造を有するものとして、多孔質硬質ローラがある。加圧ローラを多孔質硬質ローラとすることで、表面硬度が大きく、圧縮永久歪みが小さく、ベルト駆動ローラとしても使用可能である。加圧ローラの硬度としては、例えばアスカー硬度８０度以上がよい。
このように、多孔質硬質ローラを加圧ローラ１４に採用し、転写定着ベルト１３の硬度よりも大きくすることで、転写定着ベルト１３の搬送性の安定が図られると共に、定着ニップが、用紙が転写定着ベルト１３に巻き付かない方向に形成されるため、用紙分離性も向上する。また、用紙が転写定着ベルト１３の周面と共に移動してトナーＴが過度に加熱されることもないので、ホットオフセットの発生が防止できる。
次に、転写定着ベルト１３の構成について説明する。
転写定着ベルト１３は、基体の上に発熱層が設けられ表面に離型層が設けられたベルトである。基体は、金属系材料、例えばＮｉ、ＳＵＳ等により形成する場合は４０μｍ以下の厚さが望ましい。また、耐熱樹脂材料で形成する場合は、１００μｍ以下の厚さが望ましい。基体の厚さが前記上限を超えるとベルト剛性が増大し、ベルト特有の可撓性が損なわれ、ベルトの定着ローラ１５への巻き付き性、ニップ形成性が悪くなる。その結果、用紙分離性やトナーの定着性が低下する。
発熱層は、Ｎｉ、Ａｇ、ＳＵＳ等の導電材料からなる。また、トナー像をより均一に定着させるために、発熱層の上に中間層としてＳｉゴム等からなる弾性層を設けても良い。
ベルト表面に設けられる離型層は、フッ素樹脂等により形成され、経時耐磨耗性を確保するために、最低１０μｍは必要である。
転写定着ベルト１３は、基体の上に発熱層が設けられ表面に離型層が設けられたベルトである。基体は、金属系材料、例えばＮｉ、ＳＵＳ等により形成する場合は４０μｍ以下の厚さが望ましい。また、耐熱樹脂材料で形成する場合は、１００μｍ以下の厚さが望ましい。基体の厚さが前記上限を超えるとベルト剛性が増大し、ベルト特有の可撓性が損なわれ、ベルトの定着ローラ１５への巻き付き性、ニップ形成性が悪くなる。その結果、用紙分離性やトナーの定着性が低下する。
発熱層は、Ｎｉ、Ａｇ、ＳＵＳ等の導電材料からなる。また、トナー像をより均一に定着させるために、発熱層の上に中間層としてＳｉゴム等からなる弾性層を設けても良い。
ベルト表面に設けられる離型層は、フッ素樹脂等により形成され、経時耐磨耗性を確保するために、最低１０μｍは必要である。
表１は、転写定着ベルト１３の構成を換えたときの、ベルト熱容量、及び定着装置の特性の関係を示したものである。表１の結果より、定着装置の瞬時立ち上がりと一層の省エネルギー効果を得るためには、転写定着ベルト１３は、単位面積当たりの熱容量が０．０１９Ｊ／（Ｋ・ｃｍ２）〜０．０７７Ｊ／（Ｋ・ｃｍ２）の範囲にある低熱容量のベルトであることが一層好ましい。
尚、表１の評価は、以下のような条件で行っている。
＜実験条件＞
・転写定着部材（ベルト）：表１に記載の（I）〜（IX）の構成
・定着ローラ：φ３８（Ｓｉ発泡体、層厚５ｍｍ）
・加圧ローラ：φ４０（鉄芯金１．０ｍｍ＋Ｓｉゴム０．５ｍｍ＋ＰＦＡ３０μｍ）
・定着条件：ニップ時間（１００ｍｓ）
・トナー：後述の本願トナー
尚、表１の評価は、以下のような条件で行っている。
＜実験条件＞
・転写定着部材（ベルト）：表１に記載の（I）〜（IX）の構成
・定着ローラ：φ３８（Ｓｉ発泡体、層厚５ｍｍ）
・加圧ローラ：φ４０（鉄芯金１．０ｍｍ＋Ｓｉゴム０．５ｍｍ＋ＰＦＡ３０μｍ）
・定着条件：ニップ時間（１００ｍｓ）
・トナー：後述の本願トナー
表１を参照して分かるとおり、転写定着ベルトの単位面積当たりの熱容量が０．０１９Ｊ／（Ｋ・ｃｍ２）未満であるとニップ内での温度落ち込みが大きく、定着性が低下する。その為に、定着温度を上げて防止する方法も有るが、定着温度が高くなって省エネ効果（高速立ち上げ）が得られない。一方、単位面積当たりの熱容量が０．０７７Ｊ／（Ｋ・ｃｍ２）を超えると、転写定着ベルト加熱時間が長くなって、前記同様に、省エネ効果（立ち上げ時間３０秒以下、好ましくは１０秒以下）が得られない。
以上、転写定着部材として転写定着ベルト１３を用いた構成について説明してきたが、図４−１、図４−２に示すように、転写定着部材が転写定着ローラ２３であっても、その目的は十分に達成し得るように成っている。転写定着ローラ２３の構成は、ステンレススチール等の金属製の芯金２３ａに発熱層２３ｂを設け、更にその表面を図示しない離型層で覆う構成とする。発熱層２３ｂ及び離型層を形成する材料は、先の転写定着ベルト１３と同様のものを用いることができる。
また、輻射熱源２２を用いる場合には、転写定着ローラ２３の内部にもハロゲンランプ２４を設けることが装置の瞬時立ち上げのためには好ましい。
また、輻射熱源２２を用いる場合には、転写定着ローラ２３の内部にもハロゲンランプ２４を設けることが装置の瞬時立ち上げのためには好ましい。
次に、上記構成からなる本発明の定着装置に使用されるトナーについて説明する。
トナー定着性に関連するトナーの特性は多く知られ、特に１／２流出温度（軟化点）が関連することが知られているが、本発明の定着装置に対しては、１／２流出温度（軟化点）と定着性には関連が見られず、ガラス転移温度が３５〜５０℃で、流出開始温度が８０〜１１０℃である両特性を満足するトナーを用いることで、良好な定着性が得られることが明らかになった。
トナー定着性に関連するトナーの特性は多く知られ、特に１／２流出温度（軟化点）が関連することが知られているが、本発明の定着装置に対しては、１／２流出温度（軟化点）と定着性には関連が見られず、ガラス転移温度が３５〜５０℃で、流出開始温度が８０〜１１０℃である両特性を満足するトナーを用いることで、良好な定着性が得られることが明らかになった。
ガラス転移温度が３５℃よりも低い場合は、定着時にオフセットが発生する場合があり、逆に５０℃よりも高い場合は、十分な定着性が得られず、画像が用紙から剥がれやすくなる場合がある。
流出開始温度が８０℃よりも低い場合は、定着時にオフセットが発生する場合があり、逆に１１０℃よりも高い場合は、十分な定着性が得られず、画像が用紙から剥がれやすくなる場合がある。
流出開始温度が８０℃よりも低い場合は、定着時にオフセットが発生する場合があり、逆に１１０℃よりも高い場合は、十分な定着性が得られず、画像が用紙から剥がれやすくなる場合がある。
また、トナーのピーク分子量が３０００〜８０００の範囲にあることにより、本発明の目的をより確実に達成することが出来るようになる。すなわち、ピーク分子量が３０００より小さい場合には、定着時にオフセットが発生する場合があり、逆に８０００よりも大きい場合は、十分な定着性が得られず、画像が用紙から剥がれやすくなる場合がある。
尚、ガラス転移温度、流出開始温度、ピーク分子量は以下の方法により測定される。
＜ガラス転移温度（Ｔｇ）＞
Ｔｇを測定する装置として、理学電機社製ＴＧ−ＤＳＣシステムＴＡＳ−1００を使用した。まず、試料約１０ｍｇをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。室温から昇温速度１０℃／ｍｉｎで１５０℃まで加熱した後、１５０℃で１０ｍｉｎ間放置、室温まで試料を冷却して１０ｍｉｎ放置、窒素雰囲気下で再度１５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱してＤＳＣ測定を行った。Ｔｇは、ＴＡＳ−1００システム中の解析システムを用いて、Ｔｇ近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
＜ガラス転移温度（Ｔｇ）＞
Ｔｇを測定する装置として、理学電機社製ＴＧ−ＤＳＣシステムＴＡＳ−1００を使用した。まず、試料約１０ｍｇをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。室温から昇温速度１０℃／ｍｉｎで１５０℃まで加熱した後、１５０℃で１０ｍｉｎ間放置、室温まで試料を冷却して１０ｍｉｎ放置、窒素雰囲気下で再度１５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱してＤＳＣ測定を行った。Ｔｇは、ＴＡＳ−1００システム中の解析システムを用いて、Ｔｇ近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
＜流出開始温度＞
トナーの流出開始温度は、フローテスターを用いて測定することが出来る。フローテスターとしては、例えば島津製作所製の高架式フローテスターＣＦＴ５００Ｄ型がある。このフローテスターのフローカーブは、図５（ａ）および（ｂ）に示されるデータになり、そこから各々の温度を読み取ることができる。図中、Ｔｆｂは流出開始温度であり、１／２法における溶融温度とあるのはＴ１／２温度のことである。
測定条件：
・荷重：５ｋｇ／ｃｍ２
・昇温速度：３．０℃／ｍｉｎ
・ダイ口径：１．００ｍｍ
・ダイ長さ：１０．０ｍｍ
トナーの流出開始温度は、フローテスターを用いて測定することが出来る。フローテスターとしては、例えば島津製作所製の高架式フローテスターＣＦＴ５００Ｄ型がある。このフローテスターのフローカーブは、図５（ａ）および（ｂ）に示されるデータになり、そこから各々の温度を読み取ることができる。図中、Ｔｆｂは流出開始温度であり、１／２法における溶融温度とあるのはＴ１／２温度のことである。
測定条件：
・荷重：５ｋｇ／ｃｍ２
・昇温速度：３．０℃／ｍｉｎ
・ダイ口径：１．００ｍｍ
・ダイ長さ：１０．０ｍｍ
＜ピーク分子量＞
トナー成分のピーク分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により次のように測定される。トナー約１ｇを三角フラスコで精評した後、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）１０〜２０ｇを加え、バインダー濃度５〜１０％のＴＨＦ溶液とする。４０℃のヒートチャンバー内でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてＴＨＦを１ｍｌ／ｍｉｎの流速で流し、前記ＴＨＦ試料溶液２０μｌを注入する。試料の分子量は、単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の数値とリテンションタイムとの関係から算出する。検量線はポリスチレン標準試料を用いて作成される。単分散ポリスチレン標準試料としては、例えば東ソー社製の分子量２．７×１０２〜６．２×１０６の範囲のものを使用する。検出器には屈折率（ＲＩ）検出器を使用する。カラムとしては、例えば東ソー社製のＴＳＫｇｅｌ、Ｇ１０００Ｈ、Ｇ２０００Ｈ、Ｇ２５００Ｈ、Ｇ３０００Ｈ、Ｇ４０００Ｈ、Ｇ５０００Ｈ、Ｇ６０００Ｈ、Ｇ７０００Ｈ、ＧＭＨを組み合わせて使用する。
トナー成分のピーク分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により次のように測定される。トナー約１ｇを三角フラスコで精評した後、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）１０〜２０ｇを加え、バインダー濃度５〜１０％のＴＨＦ溶液とする。４０℃のヒートチャンバー内でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてＴＨＦを１ｍｌ／ｍｉｎの流速で流し、前記ＴＨＦ試料溶液２０μｌを注入する。試料の分子量は、単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の数値とリテンションタイムとの関係から算出する。検量線はポリスチレン標準試料を用いて作成される。単分散ポリスチレン標準試料としては、例えば東ソー社製の分子量２．７×１０２〜６．２×１０６の範囲のものを使用する。検出器には屈折率（ＲＩ）検出器を使用する。カラムとしては、例えば東ソー社製のＴＳＫｇｅｌ、Ｇ１０００Ｈ、Ｇ２０００Ｈ、Ｇ２５００Ｈ、Ｇ３０００Ｈ、Ｇ４０００Ｈ、Ｇ５０００Ｈ、Ｇ６０００Ｈ、Ｇ７０００Ｈ、ＧＭＨを組み合わせて使用する。
本発明に係るトナーに用いる結着樹脂としては、上記トナーの特性を満足するものであればよく、以下の組成のものを使用することができる。
例えば、ポリエステル、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、 スチレン−アクリロニトリル共重合体、 スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体が挙げられる。
また、下記の樹脂を混合して使用することもできる。ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。
例えば、ポリエステル、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、 スチレン−アクリロニトリル共重合体、 スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体が挙げられる。
また、下記の樹脂を混合して使用することもできる。ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。
この中で、特に、ポリエステル樹脂が十分な定着性を得るために好ましい。ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られるが、用いられるアルコールとは、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール等のジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価のアルコール単体、その他の２価のアルコール単体を挙げることができる。
また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体、これらの酸無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸の２量体、その他の２価の有機酸単量体を挙げることができる。
また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体、これらの酸無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸の２量体、その他の２価の有機酸単量体を挙げることができる。
バインダー樹脂として用いるポリエステル樹脂を得るためには、以上の２官能性単量体のみによる重合体のみでなく、３官能以上の多官能性単量体による成分を含有する重合体を用いることも好適である。かかる多官能性単量体である３価以上の多価アルコール単量体としては、例えばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等を挙げることができる。
また、３価以上の多価カルボン酸単量体としては、例えば１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、エンボール３量体酸、これらの酸無水物等を挙げることができる。
また、３価以上の多価カルボン酸単量体としては、例えば１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、エンボール３量体酸、これらの酸無水物等を挙げることができる。
着色剤としては、トナー用として公知の染料及び顔料が使用できる。黒色の着色剤としては、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等が使用できる。シアンの着色剤としては、例えば、フタロシアニンブルー、メチレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等が使用できる。マゼンタの着色剤としては、例えば、ローダミン６Ｇレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッド、ローズベンガル、ローダミンＢ、アリザリンレーキ等が使用できる。イエローの着色剤としては、例えば、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、モリブデンオレンジ、キノリンイエロー、タートラジン等が使用できる。
また、本発明に係るトナーには、定着時の転写定着部材表面でのトナーの離型性を向上する目的で、離型剤を含有させることが出来る。離型剤として、公知のものが全て使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックス、エステルワックスを単独又は組み合わせて使用することができる。カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が５以下であり、トナーバインダー中に分散した時の粒子径が１μｍ以下の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であることが好ましい。酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は１０〜３０が好ましい。
各ワックスの酸価が各々の範囲未満であった場合、低温定着温度が上昇し低温定着化が不十分となる。逆に酸価が各々の範囲を超えた場合、コールドオフセット温度が上昇し低温定着化が不十分となる。ワックスの添加量としてはバインダー樹脂１００重量部に対して１〜１５重量部、好ましくは３〜１０重量部の範囲で用いられる。１重量部未満では、その離型効果が薄く所望の効果が得られにくい。また、１５重量部を超えた場合は磁性キャリアへのスペントが顕著になる等の問題が生じる。
各ワックスの酸価が各々の範囲未満であった場合、低温定着温度が上昇し低温定着化が不十分となる。逆に酸価が各々の範囲を超えた場合、コールドオフセット温度が上昇し低温定着化が不十分となる。ワックスの添加量としてはバインダー樹脂１００重量部に対して１〜１５重量部、好ましくは３〜１０重量部の範囲で用いられる。１重量部未満では、その離型効果が薄く所望の効果が得られにくい。また、１５重量部を超えた場合は磁性キャリアへのスペントが顕著になる等の問題が生じる。
更に、トナーに帯電を付与する目的で、帯電制御剤を含有させることができる。帯電制御剤としては、従来公知のものが全て使用できる。正帯電制御剤としては、ニグロシン、塩基性染料、塩基性染料のレーキ顔料、四級アンモニウム塩化合物他等が挙げられ、負帯電制御剤としては、モノアゾ染料の金属塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の金属錯体等が挙げられる。帯電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、バインダー樹脂１００重量部に対して０．０１〜８重量部、好ましくは０．１〜２重量部の範囲で用いられる。０．０１重量部未満では、環境変動時における帯電量Ｑ／Ｍの変動に対しその効果が小さく、８重量部を超えると低温定着性が劣る結果となる。
また、使用される含金属モノアゾ染料としては、含クロムモノアゾ染料、含コバルトモノアゾ染料、含鉄モノアゾ染料を単独もしくは組み合わせて使用することができる。これらを添加することにより、現像剤中における帯電量Ｑ／Ｍの立ち上がり（飽和までの時間）がより優れたものとなる。使用量としては、前記帯電制御剤同様にバインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、バインダー樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは１〜７重量部の範囲で用いられる。０．１重量部未満では、その効果が薄く、１０重量部を超えると帯電量の飽和レベルが低下する等の欠点が生じる。
また、カラートナーには、サリチル酸誘導体の金属塩を用いることが特に好ましいが、必要に応じてカラートナーの色調を損なうことのない透明もしくは白色の物質を添加して、トナーの帯電性を安定的に付与することが出来る。具体的には、有機ホウ素塩類、含フッ素四級アンモニウム塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられるが、これらに限られるものではない。
この他に、外添加剤として、トナーの流動性を向上させる目的で、疎水性のシリカ、酸化チタン、アルミナなど、更に必要に応じて脂肪酸金属塩類やポリフッ化ビニリデン等を添加しても良い。
本発明に係るトナーは、磁性材料を含有させ、磁性トナーとしても使用し得る。磁性トナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金およびその混合物などが挙げられる。
これらの強磁性体は平均粒径が０．１〜２μｍ程度のものが望ましく、トナー中に含有させる量としては樹脂成分１００重量部に対し、約２０〜２００重量部、特に好ましくは樹脂成分１００重量部に対し４０〜１５０重量部である。
これらの強磁性体は平均粒径が０．１〜２μｍ程度のものが望ましく、トナー中に含有させる量としては樹脂成分１００重量部に対し、約２０〜２００重量部、特に好ましくは樹脂成分１００重量部に対し４０〜１５０重量部である。
本発明に係るトナーを２成分現像剤として用いる場合には、使用し得る磁性キャリアとしては、公知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等及びこれらの表面を樹脂などで処理した物などが挙げられる。これら粉体粒子の平均粒径は通常１０〜１０００μｍ、好ましくは３０〜５００μｍである。
磁性キャリア粒子にコーティングし得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等がある。スチレン−アクリル共重合体の場合は、３０〜９０重量％のスチレン分を有するものが好ましい。この場合スチレン分が３０重量％未満だと現像特性が低く、９０重量％を越えるとコーティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、磁性キャリアの寿命が短くなるからである。
シリコーン樹脂としては従来より知られるいずれのシリコーン樹脂であってもよく、例えば市販品として入手できる信越シリコーン社製のＫＲ２６１、ＫＲ２７１、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２７５、ＫＲ２８０、ＫＲ２８２、ＫＲ２８５、ＫＲ２５１、ＫＲ１５５、ＫＲ２２０、ＫＲ２０１、ＫＲ２０４、ＫＲ２０５、ＫＲ２０６、ＳＡ−４、ＥＳ１００１、ＥＳ１００１Ｎ、ＥＳ１００２Ｔ、ＫＲ３０９３や、東レシリコーン社製のＳＲ２１００、ＳＲ２１０１、ＳＲ２１０７、ＳＲ２１１０、ＳＲ２１０８、ＳＲ２１０９、ＳＲ２１１５、ＳＲ２４００、ＳＲ２４１０、ＳＲ２４１１、ＳＨ８０５、ＳＨ８０６Ａ、ＳＨ８４０等が用いられる。シリコーン樹脂の使用量としては、通常磁性キャリア粒子に対して１〜１０重量％である。
尚、樹脂によるコーティング層の形成法としては、従来と同様、磁性キャリア粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
また、上記樹脂コーティング層には、上記樹脂の他に接着付与剤、硬化剤、潤滑剤、導電剤、帯電制御剤等を含有してもよい。
磁性キャリア粒子にコーティングし得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等がある。スチレン−アクリル共重合体の場合は、３０〜９０重量％のスチレン分を有するものが好ましい。この場合スチレン分が３０重量％未満だと現像特性が低く、９０重量％を越えるとコーティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、磁性キャリアの寿命が短くなるからである。
シリコーン樹脂としては従来より知られるいずれのシリコーン樹脂であってもよく、例えば市販品として入手できる信越シリコーン社製のＫＲ２６１、ＫＲ２７１、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２７５、ＫＲ２８０、ＫＲ２８２、ＫＲ２８５、ＫＲ２５１、ＫＲ１５５、ＫＲ２２０、ＫＲ２０１、ＫＲ２０４、ＫＲ２０５、ＫＲ２０６、ＳＡ−４、ＥＳ１００１、ＥＳ１００１Ｎ、ＥＳ１００２Ｔ、ＫＲ３０９３や、東レシリコーン社製のＳＲ２１００、ＳＲ２１０１、ＳＲ２１０７、ＳＲ２１１０、ＳＲ２１０８、ＳＲ２１０９、ＳＲ２１１５、ＳＲ２４００、ＳＲ２４１０、ＳＲ２４１１、ＳＨ８０５、ＳＨ８０６Ａ、ＳＨ８４０等が用いられる。シリコーン樹脂の使用量としては、通常磁性キャリア粒子に対して１〜１０重量％である。
尚、樹脂によるコーティング層の形成法としては、従来と同様、磁性キャリア粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
また、上記樹脂コーティング層には、上記樹脂の他に接着付与剤、硬化剤、潤滑剤、導電剤、帯電制御剤等を含有してもよい。
以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
（トナー作製例１）
・ポリエステル樹脂
（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ、ＰＯ付加物、テレフタル酸、フマル酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
・ポリエステル樹脂
（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ、ＰＯ付加物、テレフタル酸、フマル酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をジェットミルで粉砕分級し、重量平均粒径６．０μｍのトナーを得た。（トナー１）
このトナーのガラス転移温度は４８．５℃、流出開始温度は１０２．３℃であった。また、ピーク分子量は６５００であった。このトナー３重量部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７重量部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（現像剤１）
このトナーのガラス転移温度は４８．５℃、流出開始温度は１０２．３℃であった。また、ピーク分子量は６５００であった。このトナー３重量部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７重量部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（現像剤１）
（トナー作製例２）
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ、ＰＯ付加物、テレフタル酸、トリメリット酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・エステル系ワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ、ＰＯ付加物、テレフタル酸、トリメリット酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・エステル系ワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をジェットミルで粉砕分級し、重量平均粒径５．５μｍのトナーを得た。（トナー２）
このトナーのガラス転移温度は４５．５℃、流出開始温度は１０５．３℃であった。また、ピーク分子量は７５００であった。このトナー３重量部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７重量部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（現像剤２）
このトナーのガラス転移温度は４５．５℃、流出開始温度は１０５．３℃であった。また、ピーク分子量は７５００であった。このトナー３重量部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７重量部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（現像剤２）
（トナー作製例３）
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ、ＰＯ付加物、フマル酸、トリメリット酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ、ＰＯ付加物、フマル酸、トリメリット酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をジェットミルで粉砕分級し、重量平均粒径６．５μｍのトナーを得た。（トナー３）
このトナーのガラス転移温度は４１．５℃、流出開始温度は９４．６℃であった。また、ピーク分子量は４０００であった。このトナー３重量部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７重量部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（現像剤３）
このトナーのガラス転移温度は４１．５℃、流出開始温度は９４．６℃であった。また、ピーク分子量は４０００であった。このトナー３重量部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７重量部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（現像剤３）
（トナー比較作製例１）
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ付加物、テレフタル酸、フマル酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ付加物、テレフタル酸、フマル酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をジェットミルで粉砕分級し、重量平均粒径６．０μｍのトナーを得た。（比較トナー１）
このトナーのガラス転移温度は４３．５℃、流出開始温度は７８．２℃であった。また、ピーク分子量は４２００であった。このトナー３部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（比較現像剤１）
このトナーのガラス転移温度は４３．５℃、流出開始温度は７８．２℃であった。また、ピーク分子量は４２００であった。このトナー３部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（比較現像剤１）
（トナー比較作製例２）
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＰＯ付加物、テレフタル酸、トリメリット酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＰＯ付加物、テレフタル酸、トリメリット酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をジェットミルで粉砕分級し、重量平均粒径６．０μｍのトナーを得た。（比較トナー２）
このトナーのガラス転移温度は４８．５℃、流出開始温度は１１２．２℃であった。また、ピーク分子量は８５００であった。このトナー３部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（比較現像剤２）
このトナーのガラス転移温度は４８．５℃、流出開始温度は１１２．２℃であった。また、ピーク分子量は８５００であった。このトナー３部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（比較現像剤２）
（トナー比較作製例３）
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ付加物、フマル酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ付加物、フマル酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をジェットミルで粉砕分級し、重量平均粒径６．０μｍのトナーを得た。（比較トナー３）
このトナーのガラス転移温度は３３．５℃、流出開始温度は９８．２℃であった。また、ピーク分子量は５２００であった。このトナー３部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（比較現像剤３）
このトナーのガラス転移温度は３３．５℃、流出開始温度は９８．２℃であった。また、ピーク分子量は５２００であった。このトナー３部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（比較現像剤３）
（トナー比較作製例４）
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ付加物、テレフタル酸、トリメリット酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
・ポリエステル樹脂（ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡのＥＯ付加物、テレフタル酸、トリメリット酸を縮合して得られたポリエステル） １００重量部
・カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） ８重量部
・カルナウバワックス ５重量部
・サリチル酸金属塩化合物 ３重量部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をジェットミルで粉砕分級し、重量平均粒径６．０μｍのトナーを得た。（比較トナー４）
このトナーのガラス転移温度は５３．５℃、流出開始温度は１０３．６℃であった。また、ピーク分子量は６６００であった。このトナー３部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（比較現像剤４）
このトナーのガラス転移温度は５３．５℃、流出開始温度は１０３．６℃であった。また、ピーク分子量は６６００であった。このトナー３部に対し、シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５１；信越シリコーン社製）１００部、トルエン１００部をホモミキサーで分散して被覆層形成液を調製し、この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した磁性キャリア９７部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。（比較現像剤４）
上記により得られた現像剤を用いてトナーの定着性の評価を行った。
実験装置は、図３に示す定着装置を搭載した画像形成装置を用い、リコー製のタイプ６２００紙をセットし複写テストを行った。定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が７０％以上となるときの転写定着ベルトの温度をもって定着下限温度とした。また、定着温度を上昇させた場合に、トナーが溶融しすぎることで、転写定着ベルト上にすべてのトナーが用紙などの転写体に定着されずに残留し、その残留トナーが非画像領域に付着する、いわゆるオフセットと呼ばれる現象が発生する温度を定着上限温度とした。定着下限温度から定着上限温度までの温度幅を定着温度幅とする。
実験装置は、図３に示す定着装置を搭載した画像形成装置を用い、リコー製のタイプ６２００紙をセットし複写テストを行った。定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が７０％以上となるときの転写定着ベルトの温度をもって定着下限温度とした。また、定着温度を上昇させた場合に、トナーが溶融しすぎることで、転写定着ベルト上にすべてのトナーが用紙などの転写体に定着されずに残留し、その残留トナーが非画像領域に付着する、いわゆるオフセットと呼ばれる現象が発生する温度を定着上限温度とした。定着下限温度から定着上限温度までの温度幅を定着温度幅とする。
評価結果を表２に示す。尚、表２の「評価」の欄は、定着下限温度が１４０℃以下で、定着上限温度が２２０℃以下、かつ定着温度幅が６０℃以上のものを「○」とし、これ以外を「×」とした。
表２の結果より、本発明に係るトナー１〜３を用いたときに、定着下限温度を低下させることができ、かつ一定以上の定着温度幅が得られた。これにより、装置の立ち上げ時間を大幅に短縮でき、一層の省エネルギー化が図れると共に、定着不良やホットオフセットを発生させることなく、画像の良好な定着性を得ることができる。
１ カラー複写機（画像形成装置）
２ 中間転写ベルト
３ 感光体（像担持体）
４ 帯電装置
５ 書込装置
６ 現像装置
７ １次転写装置
８ クリーニング装置
１２ 定着装置
１３ 転写定着ベルト
１４ 加圧ローラ
１５ 定着ローラ
２１ 誘導加熱源
２２ 輻射熱源
２３ 転写定着ローラ
２ 中間転写ベルト
３ 感光体（像担持体）
４ 帯電装置
５ 書込装置
６ 現像装置
７ １次転写装置
８ クリーニング装置
１２ 定着装置
１３ 転写定着ベルト
１４ 加圧ローラ
１５ 定着ローラ
２１ 誘導加熱源
２２ 輻射熱源
２３ 転写定着ローラ
Claims (9)
- 像担持体と、
該像担持体からトナー像を一次転写される中間転写体と、
バイアス印加手段から前記像担持体より転写されたトナー像とは同極性のバイアスを印加することによって前記中間転写体からトナー像が二次転写される転写定着ベルトと、
該転写定着ベルト上のトナーを加熱する加熱手段と、
該転写定着ベルトとニップを形成する加圧ローラとを備え、
前記転写定着ベルトと前記加圧ローラとのニップ部を通過する用紙上にトナー像を定着させる画像形成装置であって、
前記転写定着ベルトの内部に配置される唯一のローラであって、前記加圧ローラと該転写定着ベルトを介して圧接する定着ローラを備え、
前記中間転写体と前記転写定着ベルトとが接触する二次転写部で、前記定着ローラが前記転写定着ベルトを介して前記中間転写体と接触していない
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１に記載の画像形成装置において、
前記加熱手段が誘導熱源である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１に記載の画像形成装置において、
前記加熱手段が輻射熱源である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記加圧ローラの硬度が、前記定着ローラの硬度よりも大きい
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記加圧ローラからの駆動伝達によって前記転写定着ベルトが回転する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記加圧ローラが断熱構造を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項６に記載の画像形成装置において、
前記断熱構造として、前記加圧ローラは内部に中空糸を有するシリコーンゴム層を備えた
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記転写定着ベルトが断熱構造を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記転写定着ベルトは、単位面積当たりの熱容量が０．０１９Ｊ／（Ｋ・ｃｍ２）〜０．０７７Ｊ／（Ｋ・ｃｍ２）である
ことを特徴とする画像形成装置。
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