JP2000227674A

JP2000227674A - トナーおよび画像形成方法

Info

Publication number: JP2000227674A
Application number: JP2834499A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyasu Matsumoto; 好康松本; Masafumi Uchida; 雅文内田; Takeshi Omura; 大村　　健; Michiaki Ishikawa; 美知昭石川
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2000-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】定着装置付近の汚染、定着脱臭フィルタの目
詰まりを発生させにくく、しかも定着性に優れ、フラッ
シュ定着に好適なトナーおよび画像形成方法を提供する
こと。【解決手段】本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂
と離型剤とを含有してなるトナーであって、前記離型剤
の熱重量分析（ＴＧＡ）において、室温から３５０℃ま
で昇温させたときの重量減少率が０．４重量％以下であ
ることを特徴とする。本発明の画像形成方法は、本発明
のトナーによるトナー画像のフラッシュ定着を行う工程
を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナーおよび画像
形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式による画像形成方法の一例
においては、光導電性感光体上に、帯電・露光により静
電潜像が形成され、この静電潜像はトナーを含む現像剤
により現像されてトナー画像が形成され、次いでこのト
ナー画像が転写材に転写され、定着されて定着画像が形
成される。

【０００３】トナー画像を転写材に定着させる方法とし
ては、加圧、加熱、溶剤蒸気への曝露、光照射などの方
法がある。これらの方法の中で、光照射による定着の代
表的な方法であるフラッシュ定着法は、キセノンフラッ
シュランプなどの放電管からの閃光によってトナーを転
写材に固着させる非接触の定着方法である。

【０００４】フラッシュ定着法によってトナーが転写材
に固着される過程は次の通りである。転写材に転写され
たトナー画像は、粉末の状態で当該転写材に付着してお
り、例えば指でこすれば崩れてしまう。そして、当該ト
ナー画像に対して、例えばキセノンフラッシュランプな
どの放電管からの閃光を照射すると、前記トナー画像を
形成するトナーは、光エネルギーを吸収して加熱される
ことによって軟化溶融し、転写材に密着する。そして、
閃光照射が終わった後は、転写材に密着した溶融トナー
の温度が下がり固化して定着画像となり、指でこすって
も崩れないようになる。

【０００５】上記のようなフラッシュ定着工程において
は、トナー画像を形成するトナーが高温条件下に曝され
るために、当該トナーに含まれる水分や結着樹脂中の低
分子量成分、その他揮発しやすい成分が揮発して悪臭
（フラッシュ定着臭）を発生する。このため、フラッシ
ュ定着工程を有する画像形成方法においては、前記フラ
ッシュ定着臭を取り除く目的で、定着脱臭フィルタを用
いるのが一般的である。

【０００６】一方、画像形成に供されるトナーには、定
着性の向上を図るための内部添加剤として、通常、離型
剤が含有されている。かかる離型剤については、例えば
ポリプロピレンやポリスチレンの表面存在量ならびにこ
れらのドメイン径を規定した技術が公知である（例えば
特開平３−２４３９５６号公報、特開平３−２６４９６
１号公報、特開平３−２９６０６７号公報、特開平５−
４５９２５号公報参照）。これらの公報にはトナー粒子
の微粉化、フィルミンク、スペント、ブレードへの固着
を抑制する方法が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、離型剤
を含有するトナーをフラッシュ定着工程を含む画像形成
方法で用いた場合には、定着装置付近が汚染されたり、
定着脱臭フィルタの目詰まりが生じたりするなどの問題
がある。定着脱臭フィルタは、目詰まりが生じる（異物
が付着する）ことで脱臭能力が低下するために、比較的
頻繁に新品に交換する必要があり、コストアップの観点
からも問題であった。このため、定着脱臭フィルタの目
詰まりを防止して定着脱臭フィルタの寿命を延ばすこと
が望まれている。

【０００８】本発明は、以上のような事情に基づいてな
されたものである。本発明の目的は、定着装置付近の汚
染、定着脱臭フィルタの目詰まりを発生させにくく、し
かも定着性に優れ、フラッシュ定着に好適なトナーを提
供することにある。本発明の他の目的は、フラッシュ定
着装置における定着脱臭フィルタの目詰まり・定着装置
付近の汚染などを抑制することができる画像形成方法を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らが鋭意研究を
重ねた結果、定着装置付近の汚染、定着脱臭フィルタの
目詰まりは、トナーを構成する離型剤に起因することが
明らかになった。すなわち、フラッシュ定着工程におい
て、トナー画像が高温条件下に曝されることによって、
当該トナー画像を形成するトナー中の離型剤が揮発して
定着装置付近を汚染し、また、揮発した離型剤が冷却さ
れ、定着脱臭フィルタ上で析出／結晶化することによ
り、当該定着脱臭フィルタの目詰まりを発生させるもの
であることをつきとめ、かかる知見に基づいて、本発明
を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明のトナーは、少なくとも
結着樹脂と離型剤とを含有してなるトナーであって、前
記離型剤の熱重量分析に（ＴＧＡ）おいて、室温から３
５０℃まで昇温させたときの重量減少率が０．４重量％
以下であることを特徴とする。また、当該トナーは、フ
ラッシュ定着工程を含む画像形成方法に用いられること
が好ましい。

【００１１】本発明の画像形成方法は、前記トナーによ
るトナー画像のフラッシュ定着を行う工程を有すること
を特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。＜トナー＞本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂と離
型剤とを含有してなり、着色剤および各種の添加剤（内
部添加剤および外部添加剤）が含有されていてもよい。

【００１３】（１）結着樹脂：本発明のトナーを構成す
る結着樹脂としては特に限定されるものではなく、従来
公知の種々の樹脂、例えばスチレン系樹脂、アクリル系
樹脂、スチレン／アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂グ
ラフト樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリ塩化
ビニル、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ロジン、
変性ロジン、フェノール樹脂、キシレン樹脂などを使用
することができる。示差熱分析で測定される結着樹脂の
ガラス転移点は、例えばトナー保存性（貯蔵安定性）お
よび定着性の観点から４０〜７０℃であることが好まし
い。

【００１４】（２）離型剤：離型剤は、本発明のトナー
の必須成分であり、離型剤（離型性を有する物質）を添
加することによって、良好なトナー保存性（貯蔵安定
性）を維持しながら、定着性を向上させることができ
る。

【００１５】本発明のトナーを構成する離型剤として
は、熱重量分析（ＴＧＡ）において、室温から３５０℃
まで昇温させたときの重量減少率が０．４重量％以下で
あることが必要とされる。離型剤の重量減少率が０．４
重量％以下であることにより、フラッシュ定着の際にお
けるトナー成分（離型剤）の揮発量が格段に減少し、こ
の結果、定着装置付近の汚染・定着脱臭フィルタの目詰
まりが確実に防止される。

【００１６】離型剤の熱重量分析（ＴＧＡ）による重量
減少率は、熱重量分析装置「島津熱重量測定装置ＴＧ
Ａ−５０」（島津製作所製）により、乾燥窒素雰囲気下
で測定される。ここに、試料（離型剤）の昇温速度は１
００℃／ｍｉｎとされる。

【００１７】本発明のトナーを構成する離型剤は、低分
子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量
ポリエチレン−ポリプロピレン共重合体などの数平均分
子量（高温ＧＰＣでのポリスチレン分子量換算値）が
１，５００〜８，０００の低分子量ポリオレフィンワッ
クス；マイクロワックス、フィッシャートロプシユワッ
クスなどの高融点パラフィンワックス、カルナバワック
ス、アミドワックスなどからなるものであって、上記重
量減少率の条件（０．４重量％以下）を満足するものを
挙げることができる。また、高温における揮発割合（重
量減少率）を低く抑えたまま良好な離型効果（例えばフ
ィルミングの抑制効果、スペントの抑制効果、プレード
への固着の抑制効果）を奏する離型剤として、例えばポ
リプロピレンなどの融点の高いワックス、脂肪酸エステ
ルワックスを挙げることもできる。但し、良好な定着性
を発揮させる観点からは、離型剤の融点は１４５℃以下
のものであることが好ましい。

【００１８】離型剤の含有割合は、トナー中に０．５〜
１０重量％が好ましく、さらに好ましくは、１．０〜
５．０重量％である。

【００１９】（３）着色剤着色剤としては、例えばカーボンブラック、ニグロシン
染料、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエ
ロー、ウルトラマリンブルー、キノリンイエロー、デュ
ポンオイルレット、メチレンブルークロライト、フタロ
シアニンブルー、マラカイトグリーン、ランプブラッ
ク、ローズベンガル、マグネタイトなどが挙げられ、こ
れらは単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせ
て使用してもよい。本発明のトナーをフラッシュ定着用
トナーとして使用する際には、フラッシュ定着工程にお
ける閃光のエネルギーを効率的に熱に変換する能力の高
いカーボンブラックが好適に使用される。

【００２０】カーボンブラックの具体例としては、チャ
ネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラッ
ク、サーマルブラック、ランプブラックなどが挙げられ
る。また、これらのカーボンブラックを凝集させたいわ
ゆる顆粒状のカーボンブラックも好適に使用することが
できる。カーボンブラックの具体的な商品名としては、
「モーガルＬ」、「リーガル３３０」、「プラックパー
ルスＬ」（いずれもキャボット社製）などが挙げられ
る。

【００２１】着色剤の含有割合は、必要な着色能に応じ
て添加量を調整することができるが、トナー中において
０．５〜２０重量％であることが好ましい。

【００２２】（４）内部添加剤：任意成分としてトナー
を構成する内部添加剤としては、帯電制御剤、磁性トナ
ーを得る場合に使用される磁性体粒子などを挙げること
ができる。ここに、磁性体粒子としては平均一次粒子径
が０．１〜２．０μｍのフェライト、マグネタイト等の
粒子を例示することができ、磁性体粒子の添加量はトナ
ー中の２０〜７０重量％とされる。

【００２３】帯電制御剤としては、例えばニグロシン系
染料、第４アンモニウム塩化合物、アルキルピリジニウ
ム化合物、トリフェニルメタン類およびその誘導体、並
びに、２価以上の金属を含む有機性の塩類ないしは錯体
などの従来公知のものを用いることができる。ここで、
帯電制御剤の含有割合は、トナーに対して、０．１〜
５．０重量％が好ましく、さらに好ましくは、０．５〜
２．０重量％である。

【００２４】（５）外部添加剤：任意成分としてトナー
を構成する外部添加剤としては、従来公知の無機微粒子
および有機微粒子を流動化剤などとして、使用すること
ができるが、当該トナーに流動性を付与する観点から無
機微粒子を使用することが好ましい。また、無機微粒子
はトナーの流動性を改良すると共に帯電性もコントロー
ルすることができる。

【００２５】流動化剤としては、例えば表面を疎水化し
たシリカ（ＳｉＯ₂）微粒子、チタニア（ＴｉＯ₂）微
粒子などの無機酸化物、炭化ケイ素（ＳｉＣ）微粒子な
どの無機微粒子、ステアリン酸亜鉛などの金属石鹸、そ
の他の公知のものを用いることができる。

【００２６】（６）トナーの製造法：本発明のトナー
は、従来公知の方法で製造することができ、例えば、必
須成分である結着樹脂および離型剤、並びに任意成分で
ある着色剤および荷電制御剤、磁性体などの内部添加剤
からなる配合物を予備混合した後、溶融混練し、得られ
る混練物を冷却した後、粉砕、分級し着色粒子を得、当
該着色粒子に、流動化剤などの外部添加剤を外添混合す
る方法を挙げることができる。

【００２７】＜現像剤＞本発明のトナーは、キャリアと
混合することにより二成分現像剤を構成することもで
き、また、単独で一成分現像剤を構成することもでき
る。

【００２８】本発明のトナーを用いて二成分現像剤を構
成する場合には、キャリアとして、従来公知のものを使
用することができ、芯材粒子の表面が樹脂により被覆さ
れてなる樹脂被覆キャリアを使用することが好ましい。

【００２９】樹脂被覆キャリアを構成する芯材粒子とし
ては特に限定されるものではなく、例えば、マグネタイ
ト、マグヘマナイトなどの強磁性酸化鉄微粒子、鉄以外
の金属（マンガン、ニッケル、亜鉛、マグネシウム、銅
など）の一種または二種以上を含有するスピネル型フェ
ライト、バリウムフェライトなどのマグネットプランバ
イト型フェライト微粒子、表面に酸化防止膜を有する鉄
や鉄合金の微粒子を挙げることができる。

【００３０】樹脂被覆キャリアを構成する樹脂としては
特に限定されるものではなく、例えばシリコーン樹脂、
スチレン−アクリル樹脂、含フッ素アクリル酸エステル
系樹脂を挙げることができる。

【００３１】＜画像形成方法＞以下、本発明のトナーを
用いたフラッシュ定着工程を有する画像形成方法の一実
施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明のフラ
ッシュ定着工程を有する画像形成方法の一例を示す説明
図であり、１１は撹拌スクリュー、１２は現像剤搬送担
持体、１３は現像剤、１４は現像剤層、１５は感光体ド
ラム、１６は帯電器、１７は像露光器、１８は転写器、
１９はフラッシュ定着器、２０は転写材、２１はトナー
画像、２２は定着画像である。

【００３２】感光体ドラム１５上に、帯電器１６からの
コロナ放電などにより一様な静電荷を与え、像露光器１
７で感光体ドラム１５上に光像を照射することにより、
当該静電荷が部分的に除去されて静電潜像が形成され
る。

【００３３】一方、現像剤１３を撹拌スクリュー１１で
混合撹拌することによりトナーが摩擦帯電される。摩擦
帯電されたトナーは、現像剤搬送担持体１２上に現像剤
層１４を形成した状態で、現像剤搬送担持体１２により
感光体ドラム１５に搬送される。ここでは、接触現像方
法によって、感光体ドラム１５上の静電潜像が現像され
て、感光体ドラム１５上にトナー画像が形成される。な
お、本発明のトナーが適用される現像方法としては、接
触現像方法に限定されるものではなく、非接触現像方法
であってもよい。

【００３４】感光体ドラム１５上に得られたトナー画像
は、転写器１８からのコロナ放電により、転写材２０に
転写される。転写材２０上のトナー画像２１は、フラッ
シュ定着器１９でキセノンフラッシュランプなどの放電
管からの閃光により加熱溶融される。これにより、当該
トナー画像を形成するトナーは、転写材２０に浸透し、
固着する。この結果、転写材２０上に定着画像２２を形
成することができる。

【００３５】本発明のトナーを使用する画像形成方法
（本発明の画像形成方法）によれば、フラッシュ定着装
置付近の汚染、定着脱臭フィルタの目詰まりが抑制さ
れ、かつ定着性に優れた定着画像を得ることができる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、以下において、『離型剤の重量減少率（Δ
Ｗ）』は、熱重量分析装置「島津熱重量測定装置ＴＧ
Ａ−５０」（島津製作所製）を使用して熱重量分析（Ｔ
ＧＡ）により測定した。熱重量分析としては、乾燥窒素
雰囲気下で、室温から１分間に１００℃の速度で昇温し
ていき、３５０℃まで昇温させたときの重量の減少量を
測定し、初期値（測定開始時の重量）に対する比率を求
めて重量減少率（ΔＷ）とした。

【００３７】＜実施例１＞結着樹脂としてポリエステル
樹脂１００重量部に対し、着色剤としてカーボンブラッ
ク（「ブラックパールズＬ」（キャボット社製））１０
部、帯電制御剤としてＦｅ系染料（「Ｔ−７７」（オリ
エント化学工業社製））１部、離型剤として低分子量ポ
リプロピレン（重量平均分子量（Ｍｗ）：１４，６０
０、数平均分子量（Ｍｎ）：３，２００、Ｍｗ／Ｍｎ：
４．４７、融点（Ｔｍ）：１４０℃、重量減少率（Δ
Ｗ）：−０．３重量％）３部を混合し、２軸混練機で溶
融混練した後に冷却して粉砕、分級工程を経て、８．５
μｍの着色粒子を得た。得られた着色粒子に流動化剤と
して疎水性シリカ微粒子（「Ｒ８０５」（アエロジル社
製））０．８重量部を外添混合して本発明のトナー１を
得た。得られた本発明のトナー１に対してスチレン−ア
クリル樹脂で被覆したキャリアを添加し、トナー濃度が
５％の二成分現像剤を調製した。

【００３８】＜実施例２＞離型剤として脂肪酸エステル
ワックス（融点（Ｔｍ）：７０℃、重量減少率（Δ
Ｗ）：−０．１重量％）３部を用いたこと以外は、実施
例１と同様にして本発明のトナー２を得た。得られた本
発明のトナー２に対してスチレン−アクリル樹脂で被覆
したキャリアを添加し、トナー濃度が５％の二成分現像
剤を調製した。

【００３９】＜比較例１＞離型剤としてカルナバワック
ス（「カルナバワックスＮｏ．１」（野田ワックス社
製）、融点（Ｔｍ）：８４℃、重量減少率（ΔＷ）：−
０．８重量％）３部を用いたこと以外は、実施例１と同
様にして比較用トナー１を得た。得られた比較用トナー
１に対してスチレン−アクリル樹脂で被覆したキャリア
を添加し、トナー濃度が５％の比較用の二成分現像剤を
調製した。

【００４０】＜比較例２＞離型剤としてモンタン酸のエ
チレングリコールエステルの部分ケトン化物（「ヘキス
トワックスＯＰ」（ヘキストジャパン社製）、融点（Ｔ
ｍ）：７９℃、重量減少率（ΔＷ）：−４．０重量％）
３部を用いたこと以外は、実施例１と同様にして比較用
トナー２を得た。得られた比較用トナー２に対してスチ
レン−アクリル樹脂で被覆したキャリアを添加し、トナ
ー濃度が５％の比較用の二成分現像剤を調製した。

【００４１】＜比較例３＞離型剤を用いなかったこと以
外は、実施例１と同様にして比較用トナー３を得た。得
られた比較用トナー３に対してスチレン−アクリル樹脂
で被覆したキャリアを添加し、トナー濃度が５％の比較
用の現像剤を調整した。

【００４２】＜トナーの評価（実写テスト）＞上記のよ
うにして得られた現像剤の各々について、電子写真複写
機「デジタル複写機７０５０」（コニカ（株）製）の改
造機により１００，０００回にわたる画像形成を行い、
フィルタ目詰まり防止性およびフラッシュ定着性を評価
した。結果を下記表１に示す。ここで、電子写真複写機
「デジタル複写機７０５０」の改造機は、定着装置とし
て、フラッシュ閃光装置（設定条件：容量１６０μＦの
コンデンサ使用、充電電圧２０５０Ｖ、フラッシュラン
プに印加、発光時間１０００μ秒間）を設置したもので
ある。また、発生したフラッシュ定着臭はブロアで吸引
して定着脱臭フィルタへと導入した。当該脱臭フィルタ
は、市販のものを使用した。なお、使用する転写材とし
ては１１０ｋｇ紙を使用した。また、印字した画像は、
画素率が５％の文字画像である。ここで、評価方法は下
記のとおりである。

【００４３】（１）フィルタ目詰まり防止性：定着脱臭
フィルタの圧力損失（当該フィルタ前後での圧力差）を
測定し、画像形成初期における圧力損失と、１００，０
００回形成時における圧力損失との差（変化量）を当該
脱臭フィルタ目詰まりの指標とした。この圧力損失の変
化量が１０ｍｍＨ₂Ｏ以下であれば、定着脱臭フィルタ
の目詰まりが実質的に発生していないといえる。

【００４４】（２）フラッシュ定着性：粘着テープ
（「スコッチメンディングテープ」（住友３Ｍ社製））
を複写画像上に軽く貼り、直径５ｃｍで重量が１２００
ｇの円筒状のおもりをのせ、１分間放置した。ついで約
１８０°の角度で一定速度で剥離し、テープへの付着状
態を目視観察し、下記の基準に従って判定した。なお、
「Ｂ」以上であれば、良好な定着性を有しているといえ
る。

【００４５】「Ａ」：付着物無し「Ｂ」：軽微な付着物がみられる「Ｃ」：薄く文字が見えるが判読できない「Ｄ」：文字が判読できる

【００４６】

【表１】

【００４７】実施例１または２で得られたトナーは、良
好な定着性を有し、かつフラッシュ定着工程を含む画像
形成方法に用いても、定着脱臭フィルタの目詰まりが少
ないものであった。また、定着装置の付近を目視により
観察したところ、汚染は認められなかった。これに対し
て、比較例１および２で得られたトナーは、離型剤の重
量減少率が過大であるために、定着脱臭フィルタの目詰
まりが生じやすく、比較例３で得られたトナーは、離型
剤が含有されていないために、定着性の低いものであっ
た。

【００４８】

【発明の効果】本発明のトナーによれば、特定の条件を
満足する離型剤が含有されているために、良好な定着性
を有し、定着工程における定着装置付近の汚染、定着脱
臭フィルタの目詰まりを発生させにくい。従って、本発
明のトナーは、フラッシュ定着に好適に使用することが
できる。本発明の画像形成方法によれば、フラッシュ定
着装置における定着脱臭フィルタの目詰まり・定着装置
付近の汚染などを抑制することができ、フラッシュ定着
工程を有する画像形成方法に用いられる定着脱臭フィル
タの寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフラッシュ定着工程を有する画像形成
方法の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１１撹拌スクリュー１２現像剤搬送担持体１３現像剤１４現像剤層１５感光体ドラム１６帯電器１７像露光器１８転写器１９フラッシュ定着器２０転写材２１トナー画像２２定着画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大村健東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者石川美知昭東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA06 EA07 EA10 FB03 2H033 AA42 BA58 BC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結着樹脂と離型剤とを含有し
てなるトナーであって、前記離型剤の熱重量分析（ＴＧＡ）において、室温から
３５０℃まで昇温させたときの重量減少率が０．４重量
％以下であることを特徴とするトナー。
【請求項２】フラッシュ定着工程を含む画像形成方法
に用いられることを特徴とする請求項１に記載のトナ
ー。
【請求項３】請求項１に記載のトナーによるトナー画
像のフラッシュ定着を行う工程を有することを特徴とす
る画像形成方法。