(57)【要約】【課題】非接触方式で画像を定着する場合において、記録媒体上のトナーの被覆率に基づく光沢度の変動を抑制できる定着装置及びトナーを提供する。【解決手段】それぞれ複数の結着樹脂を含むトナー粒子を混合した画像形成用のトナーにレーザ光照射手段１０からレーザ光を照射して、記録媒体１００上に画像形成用のトナーにより形成されたトナー像Ｔを非接触で定着する。上記画像形成用のトナーに含まれる複数の結着樹脂は、レーザ光照射後に相分離する樹脂の組み合わせとし、定着後のトナー像Ｔの表面の凹凸の状態を、画像形成用のトナーの被覆率の変化によらずほぼ一定に維持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移温度がＴｇ１である第１の結着樹脂を含む第１のトナーと、前記第１の結着樹脂よりガラス転移温度が高くかつ前記第１の結着樹脂とは少なくともＴｇ１以上の温度において相溶性が無い第２の結着樹脂を含む第２のトナーと、を有する画像形成用のトナーによって画像が形成された記録媒体を受け取る受け取り手段と、
前記受け取り手段で受け取った前記記録媒体に非接触で熱を与え、前記画像形成用のトナーを前記記録媒体に定着する定着手段と、からなる定着装置。
【請求項２】
ガラス転移温度がＴｇ１である第１の結着樹脂を含む第１のトナーと、
前記第１の結着樹脂よりガラス転移温度が高くかつ前記第１の結着樹脂とは少なくともＴｇ１以上の温度において相溶性が無い第２の結着樹脂を含む第２のトナーと、
を有することを特徴とする画像形成用のトナー。
【請求項３】
前記画像形成用のトナーは、記録媒体上に形成されたトナー層の被覆率が２〜１４ｇ／ｃｍ２である場合に、定着後の光沢度が記録媒体の光沢度の−２０〜２０の範囲である請求項２に記載の画像形成用のトナー。
【請求項４】
前記第１の結着樹脂がポリエステル系樹脂であり、前記第２の結着樹脂がポリスチレン系樹脂であることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の画像形成用のトナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成用のトナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、定着後の光沢度を調整するために、下記特許文献１には、電子写真方式でトナー画像を形成するための画像形成装置において、同色系で形成画像上の光沢度の異なる複数のトナーを有する現像手段を具備していることを特徴とする画像形成装置、が開示されている。
また、下記特許文献２には、複数の現像装置を有する電子写真方式の画像形成装置において、少なくとも同極性に帯電し、かつ同じ色味を有する現像剤を充填した現像装置、または少なくとも同極性に帯電し、かつ同じ色味を有する現像剤を充填した交換可能な現像装置及びこの交換可能な現像装置を含むプロセスカートリッジの少なくとも一方を複数備えたことを特徴とする画像形成装置、が開示されている。
【０００３】
また、下記特許文献３には、静電像を担持する像担持体と、前記静電像を同一色相で濃度の異なる複数のトナーで現像可能な現像手段と、トナー像を記録媒体上に形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記記録媒体へ定着する定着手段と、を有する画像形成装置において、前記トナー像を構成する前記同一色相で濃度の異なる複数のトナーの使用比率は、前記記録媒体の光沢度に基づいて変化することを特徴とする画像形成装置、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２０４６６９号公報
【特許文献２】特開平８−１５２７５８号公報
【特許文献３】特開２００５−６２８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、非接触方式で画像を定着する場合において、記録媒体上のトナーの被覆率に基づく光沢度の変動を抑制できる定着装置及びトナーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の定着装置の発明は、ガラス転移温度がＴｇ１である第１の結着樹脂を含む第１のトナーと、前記第１の結着樹脂よりガラス転移温度が高くかつ前記第１の結着樹脂とは少なくともＴｇ１以上の温度において相溶性が無い第２の結着樹脂を含む第２のトナーと、を有する画像形成用のトナーによって画像が形成された記録媒体を受け取る受け取り手段と、前記受け取り手段で受け取った前記記録媒体に非接触で熱を与え、前記画像形成用のトナーを前記記録媒体に定着する定着手段と、からなることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の画像形成用のトナーの発明は、ガラス転移温度がＴｇ１である第１の結着樹脂を含む第１のトナーと、前記第１の結着樹脂よりガラス転移温度が高くかつ前記第１の結着樹脂とは少なくともＴｇ１以上の温度において相溶性が無い第２の結着樹脂を含む第２のトナーと、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記画像形成用のトナーが、記録媒体上に形成されたトナー層の被覆率が２〜１４ｇ／ｃｍ２である場合に、定着後の光沢度が記録媒体の光沢度の−２０〜２０の範囲であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の発明において、前記第１の結着樹脂がポリエステル系樹脂であり、前記第２の結着樹脂がポリスチレン系樹脂であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、記録媒体上のトナーの被覆率に基づく光沢度の変動を抑制できる非接触式の定着装置を提供できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、非接触方式で定着された時であっても、本構成を有しない場合に比べて、記録媒体上のトナーの被覆率に基づく光沢度の変動を抑制できる画像形成用のトナーを提供できる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、記録媒体上のトナーの被覆率が２〜１４ｇ／ｃｍ２の範囲における光沢度の変動を抑制する画像形成用のトナーを提供できる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、ポリエステル系樹脂を含むトナーとポリスチレン系樹脂を含むトナーとを含む画像形成用のトナーによって、記録媒体上のトナーの被覆率に基づく光沢度の変動を抑制できる画像形成用のトナーを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態にかかる定着装置の構成例を示す図である。
【図２】実施例におけるレーザ定着後の光沢度の測定結果を示す図である。
【図３】実施例における混合トナーＢをレーザ定着した後のトナー層表面の画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１６】
図１には、実施形態にかかる定着装置の構成例が示される。図１において、定着装置は、レーザ光照射手段１０と、記録媒体搬送装置１２とを含んだ定着手段として構成されている。
【００１７】
レーザ光照射手段１０は、アレイ状に配列されて各々レーザ光を照射するレーザ光源を備え、図示しない転写装置等により記録媒体１００上に形成されたトナー画像Ｔにレーザ光を照射して加熱し、非接触方式により記録媒体１００にトナー画像Ｔを定着する。
【００１８】
記録媒体搬送装置１２は、駆動ロール１２ａと従道ロール１２ｂ、及び駆動ロール１２ａと従動ロール１２ｂに回転可能に掛け渡された無端ベルト１２ｃとで構成されており、図示しない転写装置においてトナー画像Ｔが転写・形成された記録媒体１００を転写装置あるいは転写装置から無端ベルト１２ｃまで搬送する紙送り機構から受け取り、無端ベルト１２ｃの回転により記録媒体１００を矢印Ａ方向に搬送する。また、無端ベルト１２ｃは、例えばポリイミドなどの耐熱性のある樹脂で構成されている。なお、記録媒体搬送装置１２は、記録媒体１００を搬送できる構成であれば上記構成に限定されない。
【００１９】
記録媒体搬送装置１２による記録媒体１００の搬送中に上記レーザ光照射手段１０からトナー画像Ｔにレーザ光が照射されると、レーザ光の照射エネルギーによってトナー画像Ｔを構成する画像形成用のトナーに非接触で熱が加えられて融解し、記録媒体１００にトナー画像Ｔが定着する。
【００２０】
なお、トナー画像Ｔに熱を与える手段としては、上記レーザ光照射手段１０には限定されない。例えば、電気オーブン等の加熱炉や、フラッシュランプのような光照射手段等によりトナー画像Ｔを加熱してもよい。
【００２１】
本実施形態にかかる画像形成用のトナーは、複数の結着樹脂を含んで構成されている。複数の結着樹脂は、上記レーザ光の照射時等における温度、すなわち定着時の温度において、結着樹脂同士に相溶性が無い組み合わせとする。ここで、定着時の温度において相溶性が無いとは、２種の結着樹脂のうちガラス転移温度（Ｔｇ）が低い方の樹脂のガラス転移温度Ｔｇ１以上の温度で、２つの樹脂が相分離した状態を保っていることを意味する。Ｔｇ１から定着時の最高到達温度の間で常に相分離していることが最も好ましいが、たとえば定着時の最高到達温度では相溶していてもそこから冷却する間に相分離するような状態でもよい。この結果、複数の結着樹脂は、上記定着時の温度よりも低温まで冷却された後にも相分離した状態が維持される。
【００２２】
また、複数の結着樹脂を含むトナーとは、上記相溶しない樹脂によりそれぞれ構成された複数種類のトナー粒子を混合したトナーを意味する。具体的には、ガラス転移温度がＴｇ１である第１の結着樹脂を含む第１のトナー粒子と、上記第１の結着樹脂よりガラス転移温度が高く（Ｔｇ２）かつ第１の結着樹脂とは少なくともＴｇ１以上の温度において相溶性が無い第２の結着樹脂を含む第２のトナー粒子と、を混合したトナーである。なお、トナー１粒子中に相分離しない複数樹脂を含んでいてもよい。
【００２３】
複数の結着樹脂としては、例えばポリエステル系樹脂及びポリスチレン系樹脂が挙げられる。なお、結着樹脂は、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂との組み合わせには限定されず、定着時の温度において相溶性が無いものであればよい。この場合、溶解パラメーター(Solubility Parameter ＳＰ値)により樹脂同士の溶解性を判断することができる。
【００２４】
ポリスチレン系樹脂としては、例えばスチレン−アクリル樹脂等が挙げられる。スチレン−アクリル樹脂に使用されるアクリル酸エステルとしては、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ｎブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられる。また、スチレン−アクリル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は４０から８０℃の範囲であることが望ましい。Ｔｇが４０℃より低いと、トナーの保存性や定着画像の保存性が低下する場合がある。また８０℃より高いと、従来に比べ低温で定着されなくなる場合がある。
【００２５】
また、ポリエステル系樹脂は、例えば多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とから合成される。
【００２６】
多価カルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，９−ノナンジカルボン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、１，１２−ドデカンジカルボン酸、１，１４−テトラデカンジカルボン酸、１，１８−オクタデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸；フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸等の芳香族ジカルボン酸などが挙げられ、さらに、これらの無水物やこれらの低級アルキルエステルも挙げられるがこの限りではない。
【００２７】
３価以上のカルボン酸成分としては、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−ナフタレントリカルボン酸等、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルなどが挙げられる。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。
【００２８】
また、多価カルボン酸成分としては、上記脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、スルホン酸基を持つジカルボン酸成分が含まれていてもよい。
【００２９】
さらに、多価カルボン酸成分としては、上記脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、２重結合を持つジカルボン酸成分を含有してもよい。
【００３０】
多価アルコール成分としては、脂肪族ジオールが好ましく、主鎖部分の炭素数が７から２０である直鎖型脂肪族ジオールがより望ましい。脂肪族ジオールが分岐型では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融解温度が降下してしまう場合がある。また、主鎖部分の炭素数が７未満であると、芳香族ジカルボン酸と縮重合させる場合、融解温度が高くなり、低温定着が困難となることがある一方、主鎖部分の炭素数が２０を超えると実用上の材料の入手が困難となり易い。主鎖部分の炭素数としては１４以下であることがより望ましい。
【００３１】
ポリエステル樹脂の合成に好適に用いられる脂肪族ジオールとしては、具体的には、例えば、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１１−ウンデカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、１，１３−トリデカンジオール、１，１４−テトラデカンジオール、１，１８−オクタデカンジオール、１，１４−エイコサンデカンジオールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうち、入手容易性を考慮すると、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオールが望ましい。
【００３２】
また、多価アルコール成分として３価以上のアルコールも使用することができ、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などが挙げられる。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。
【００３３】
上記結着樹脂は、上記複数種類のトナー粒子を混合したトナーにおいて、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂との合計量に対するポリエステル系樹脂の割合が、７５〜９０質量％の範囲であるのが好適である。
【００３４】
以上に述べた本実施形態の画像形成用の用トナーは、記録媒体１００上に形成されたトナー層の被覆率が２〜１４ｇ／ｃｍ２である場合に、非接触方式による定着後の光沢度（グロス）が記録媒体１００の光沢度の−２０〜２０の範囲となるものであるのが好適である。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３６】
＜混合トナーの調製＞
富士ゼロックス株式会社製ＥＡＥＣＯトナー（結着樹脂：ポリエステル系樹脂、ＳＰ値１０．１）とＥＡＨＧトナー（結着樹脂：ポリスチレン系樹脂、ＳＰ値９．０）とを準備し、これらをＥＡＥＣＯトナー：ＥＡＨＧトナー＝８７．５：１２．５、７５：２５、５０：５０の質量割合で混合し、混合トナーを調製した。以下、ＥＡＥＣＯトナー：ＥＡＨＧトナー＝８７．５：１２．５のものを混合トナーＡといい、７５：２５のものを混合トナーＢといい、５０：５０のものを混合トナーＣという。
【００３７】
＜記録媒体への定着＞
上記各混合トナーを使用して記録媒体上に下記条件でトナー画像を定着した。これらのうち、混合トナーＡを使用した場合が実施例１であり、混合トナーＢを使用した場合が実施例２である。一方、混合トナーＣを使用した場合が比較例１である。
【００３８】
さらに、ＥＡＥＣＯトナーの単独、ＥＡＨＧトナーの単独、及びこれらより低粘度の結着樹脂を使用した低粘度トナー（低分子量樹脂を使用したトナーであり、ＳＰ値１０．１）の単独でも、同様に記録媒体上に定着し、それぞれ比較例２、３、４とした。
【００３９】
・定着条件
画像形成装置（富士ゼロックス社製、商品名：Ｄｏｃｕ  Ｃｅｎｔｅｒ  Ｃｏｌｏｒ  ２２２０）を用い、光定着装置における光源としてＣＯＨＥＲＥＮＴ社製、商品名：ＨｉｇｈｔＬｉｇｈｔ  ＩＳＬ−２０００Ｌ（露光波長：８０８ｎｍ）を装着して、照射エネルギーを２．５Ｊ／ｃｍ２に設定し、上記各混合トナー及び各単独のトナーを使用して定着画像を得た。この場合、画像形成装置により記録媒体上に形成するトナー層（トナー画像）の被覆率（単位：ｇ／ｃｍ２）を変化させながらレーザ定着を行った。被覆率が高くなると、トナー層の表面から凹凸が減少し、滑らかになりやすくなるので、一般に光沢度は上昇しやすい。従って、被覆率が高いときの光沢度を抑制できれば、被覆率に基づく光沢度の変動を抑制できる。
【００４０】
なお、使用した記録媒体の光沢度は、以下に示す測定法で測定した６０°グロスで４０であった。
【００４１】
＜光沢度の測定方法＞
定着した定着画像に対しての光の入射角度６０度の光沢度を、Ｇｌｏｓｓ  Ｍｅｔｅｒ  ＧＭ−２６Ｄ（村上色彩工学研究所製）を用いて求めた。
【００４２】
図２には、レーザ定着後の光沢度の測定結果が示される。図２において、横軸が記録媒体上に形成されたトナー層の被覆率ＴＭＡであり、縦軸が光沢度（６０°グロス）である。図２において、混合トナーＡ及びＢを使用した実施例１及び実施例２では、記録媒体上に形成されたトナー層の被覆率が２〜１４ｇ／ｃｍ２である場合に、定着後の光沢度が記録媒体の光沢度（４０）の−２０〜２０の範囲（２０〜６０）に入っている。これは、レーザ光照射時に、ＥＡＥＣＯトナーのポリエステル系樹脂もＥＡＨＧトナーのポリスチレン系樹脂も融解するが、両樹脂のＳＰ値に差があり、相溶性が低いので、レーザ光照射後に相分離しているからである。両樹脂が相分離していると、定着後のトナー層表面の凹凸が維持され、被覆率ＴＭＡが変化してもトナー層表面の凹凸の変化は抑制される。この結果、被覆率ＴＭＡが増加しても光沢度が過度に上昇することを抑制できる。
【００４３】
一方、混合トナーＣを使用した比較例１では、レーザ光を照射しても光沢度が上がらず、被覆率ＴＭＡが８以下では、上記範囲（２０〜６０）の下限値（２０）より低い光沢度となっている。これは、混合トナーＣに含まれる樹脂の内、融解しにくいポリスチレン系樹脂の割合が５０質量％と高いので、定着後のトナー層の表面の凹凸が大きな状態となり、光沢度を十分上昇させることができないからである。
【００４４】
また、ＥＡＥＣＯトナーを単独で使用した比較例２では、被覆率ＴＭＡが高くなると光沢度も大きく上昇し、被覆率ＴＭＡが６ｇ／ｃｍ２以上で上記範囲（２０〜６０）の上限値（６０）を超えている。これは、融解しやすいポリエステル系樹脂のみを使用しているので、特に被覆率が高い範囲で定着後のトナー層の表面の凹凸が減少して滑らかとなりやすく、光沢度が高くなるからである。
【００４５】
また、ＥＡＨＧトナーを単独で使用した比較例３では、レーザ光を照射しても光沢度が上がらず、被覆率ＴＭＡが１０以下では、上記範囲（２０〜６０）の下限値（２０）より低い光沢度となっている。これは、融解しにくいポリスチレン系樹脂のみを使用しているので、比較例１と同様に、定着後のトナー層の表面の凹凸が大きな状態となり、光沢度を十分上昇させることができないからである。
【００４６】
また、低粘度トナーを単独で使用した比較例４では、被覆率ＴＭＡが高くなると光沢度も大きく上昇し、被覆率ＴＭＡが７ｇ／ｃｍ２以上で上記範囲（２０〜６０）の上限値（６０）を超えている。これは、融解しやすい低粘度のみを使用しているので、比較例２と同様に、被覆率が高い範囲で定着後のトナー層の表面の凹凸が減少して滑らかとなりやすく、光沢度が高くなるからである。
【００４７】
図３（ａ）、（ｂ）には、混合トナーＢを上記レーザ定着した後（レーザ光照射後）のトナー層表面の画像が示される。図３（ａ）が光学顕微鏡による写真であり、図３（ｂ）がレーザ顕微鏡による高さプロファイルである。図３（ａ）に示されるように、レーザ光照射後に、混合された樹脂が相分離していることがわかる。図３（ａ）において、粒子状に見えるのがポリスチレン系樹脂である。また、図３（ｂ）に示されるように、図３（ａ）で粒子状に見えたポリスチレン系樹脂の周期でトナー層表面に凹凸が確認できる。この凹凸により、被覆率ＴＭＡが高い範囲での光沢度の過度の上昇を抑制している。
【符号の説明】
【００４８】
１０  レーザ光照射手段、１２  記録媒体搬送装置、１２ａ  駆動ロール、１２ｂ  柔道ロール、１２ｃ  無端ベルト、１００  記録媒体。
【図１】
2014211595.tif 000003
【図２】
2014211595.tif 000004
【図３】
2014211595.tif 000005