JP2012022056A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ホットオフセット及びコールドオフセットを抑制し、良好な画像形成が可能であって、また、定着装置の耐久性向上を図ることのできる画像形成方法を提供する。
【解決手段】少なくとも抵抗発熱体層１１２を有する発熱ベルト１１と、発熱ベルト１１の内側に配置される弾性体ロール２１と、弾性層を有し、発熱ベルト１１の外側から発熱ベルト１１を介して弾性体ロール２１に押し付けられる加圧ロール１６と、抵抗発熱体層に給電するための給電装置２２と、を備え、発熱ベルト１１と加圧ロール１６との間でニップ部Ｎを形成し、記録材Ｐをニップ部Ｎに通過させて、記録材Ｐ上のトナーを定着させる定着装置１００を使用する。トナーの結着樹脂がドメイン・マトリクス型の分散構造を有し、ドメインは少なくともジエン系ユニットを含む重合体からなるゴム成分相である。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成方法に関する。

複写機、プリンタ等に採用されている電子写真プロセスにおける画像形成は、着色剤を含んだ樹脂であるトナーを定着装置によって紙に固定化することによって達成される。このような定着プロセスへの要請として、トナーをしっかりと紙に固定化し良質な画像を形成すること及び電子写真プロセス中において、定着プロセスで多くのエネルギーが使用されることから、プロセスの省電力化が望まれている。
定着プロセスとしては、ヒーターを内蔵した加熱ローラと、それに対向する形で設けられた加圧部材との間にニップ部を形成し、そのニップ部において搬送されてくる紙上にトナーに熱と圧力を加えて紙に固定化するローラ熱定着方式が一般的である。
このような定着プロセスにおいては、搬送されてくる紙上のトナーは定着ニップ部に入ってくると、加熱、圧縮され、より凝集した状態となる。そして、さらに定着ニップ部内へ進んでいくと、トナーの温度がガラス転移点（Ｔｇ）を超え、そこからトナーの変形が始まる。さらに温度が上昇すると、今度は溶融が始まり紙繊維間への浸透が起こる。そして、定着ニップ部を過ぎると、今度は放熱による冷却が始まり、トナーは固形化して紙に固定化される。

上記定着プロセスにおいては、トナーへの熱供給を十分に行うには、ニップ部を長くすることが有利であることから、熱源である加熱ローラ表面に弾性層を設けることが広く行われる。これによって加圧部材による定着ローラの変形が大きくなり良好な画像形成を行うためのニップ長が確保されることになる。また、硬質のローラによる定着では定着画像の文字がつぶれ、画質が悪化するという問題もある。しかしながら、このようなプロセスにおいては、熱源から供給される熱が上記弾性層に奪われるためにエネルギー効率が悪くなるという問題があった。また、弾性層が熱、圧力により劣化し易く、定着プロセスの寿命も問題となっていた。

そこで、トナーに供給される熱を、ニップ部を形成する、定着ローラの内部からではなく、外部の発熱ベルトからニップ部に供給する抵抗発熱体を使用した定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。抵抗発熱体を使用した定着装置では、抵抗発熱体層を有する無端状の発熱ベルトと、その内側に配置された弾性体ロールと、この弾性体ロールにより回動し発熱ベルトを介して弾性体ロールと対向する加圧部材と、を有し、発熱ベルトと加圧部材の間でニップ部を形成し、シート（記録媒体）をニップ部に通過させてシート上のトナーを熱定着させる構成となっている。このような定着装置では、従来のように定着ローラの内部からではなく、外部の発熱ベルトからニップ部に熱を供給するので、定着プロセスに供給される熱が有効に使われ、省電力化を達成することができる。また、定着ローラの熱劣化も抑制されるため、定着ベルトの長寿命化にも繋がる。

特開２００９−２５８２４３号公報

上記の抵抗発熱体を使用した定着装置においても、発熱ベルトと加圧部材の間で十分なニップ長を確保可能であるため、良質な画像形成は可能である。
しかしながら、発熱ベルトへの加熱は、発熱ベルトの端部から実施されることによって、定着ニップ部の長手方向の温度ばらつきが大きくなる。原理的に、小サイズ転写紙に対しても発熱領域に関わらず発熱量は一定となる。このため、転写紙サイズ変更に伴う定着性のばらつきが大きい。例えば、小サイズ転写紙連続通紙後、通常サイズの転写紙に変更すると、小サイズ転写紙非画像部に対応する領域では、トナーが過剰に溶融するため、定着ベルト側にトナーが移るホットオフセットやベルトへの巻き付きの問題が発生する。仮に、定着ベルトの温度検知手段が、小サイズ転写紙非画像部に対応する場合は、トナーの溶融不足によるコールドオフセットが発生するという問題も生じる。
本発明では、上記事情に鑑みてなされたもので、ホットオフセット及びコールドオフセットを抑制し、良好な画像形成が可能であって、また、定着装置の耐久性向上を図ることのできる画像形成方法を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明によれば、少なくとも抵抗発熱体層を有する発熱ベルトと、
前記発熱ベルトの内側に配置される弾性体ロールと、
弾性層を有し、前記発熱ベルトの外側から前記発熱ベルトを介して前記弾性体ロールに押し付けられる加圧ロールと、
前記抵抗発熱体層に給電するための給電装置と、を備え、
前記発熱ベルトと前記加圧ロールとの間でニップ部を形成し、
記録材を前記ニップ部に通過させて、前記記録材上のトナーを定着させる定着装置を使用し、
前記トナーの結着樹脂がドメイン・マトリクス型の分散構造を有し、
前記ドメインは少なくともジエン系ユニットを含む重合体からなるゴム成分相であることを特徴とする画像形成方法が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、前記トナー中のゴム成分相のガラス転移温度が−４０℃〜３０℃の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法が提供される。

本発明によれば、上記定着装置と、上記トナーとを組み合わせて画像形成することによって、トナー中にガラス転移温度の低いドメイン部が存在しているので、ニップ部において容易にトナー変形が起こり、トナー間の接触面積増加に伴い、トナー中の熱伝達が促進される。そのため、定着装置のウォーミングアップ直後及び休止時からの再スタート時のように、定着温度が低く、ニップ部の長手方向の温度ばらつきが大きい場合であっても、熱エネルギーが有効にトナーに加えられ、熱エネルギーの効率化が図られる。その結果、コールドオフセットが発生せず、良質な定着画像が得られる。また、定着プロセス全体として省電力化も達成され、より低い温度においてもトナーを紙に固定化することも可能となり、折り目強度に優れる。
さらには、上述したトナー中のゴム成分相は、架橋構造を有する重合体であるため、直鎖状の構造からなる重合体に比べて、比較的高い温度においても、弾性を維持する特徴がある。このため、連続通紙の枚数増加や厚紙使用等の厳しい通紙条件において仮にニップ部温度が上昇し、温度ばらつきが発生しても、トナー中に高温でも適切な弾性率を維持することができる。溶融しにくいドメイン構造が存在しているのでトナーの弾性率過度な低下は抑制され、ホットオフセットや定着ベルトへの巻き付きも起こりにくくなる。その結果、定着ベルトの劣化が抑制されて、定着装置の耐久性も向上する。

本発明で使用するデジタル画像形成装置の内部構成を示す図である。 定着装置の概略図である。 図２の切断線Ｘ−Ｘで切断した際の矢視断面図である。 図４は、発熱ベルトの構成を説明するための断面図である。

以下、本発明に係る画像形成方法について説明する。
［トナー］
まず、本発明の画像形成方法において使用されるトナーについて説明する。
トナーは、少なくとも結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、を含み、結着樹脂がドメイン・マトリクス型の分散構造を有し、ドメインは少なくともジエン系ユニットを含む重合体からなるゴム成分相からなる。

（ジエン系ユニットを含む重合体からなるゴム成分相）
本発明で言うゴム成分とは、共役ジエン系単量体を用いた共重合体、もしくは単独共重合体を言う。共役ジエン系単量体ブタジエン、イソプレン、２−クロル１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエンなどを挙げることができる。定着強度を確保する観点から、特にブタジエンが好ましい。
共役ジエン系単量体を用いた共重合体を俗称に置き換えると、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）が好ましく用いられる。特に好ましいのは、スチレンブタジエンゴムであり、スチレンとブタジエンの共重合比は、３０：７０〜５０：５０である。

本発明では、トナー中のゴム成分相のガラス転移温度が−８５℃〜３５℃とする。−８５℃未満では、トナーの耐熱保存性が不十分となり、３５℃より高いと、期待される定着性が得られない。好ましくは、ゴム成分相のガラス転移温度が−４０℃以上３０℃以下の範囲であることが好ましい。この範囲において、折り目定着性が大幅に改良されるためである。
ガラス転移温度は、例えば、ナノサーマルアナリシス（Nano-TA）によって確認するこ
とができる。Nano-TAはカンチレバーの先端に加熱機能が付いているサーマルカンチレバ
ーを使用し、局所熱分析を行うものであり、カンチレバーが加熱された試料内部へ侵入する現象に基づき、ドメインのガラス転移点を測定することができる。ガラス転移点測定時は、あらかじめ液体窒素などで試料を冷却するか、装置に試料を冷却する機構を設置すると良い。
トナー中のゴム成分相のガラス転移温度は、先端に加熱機能を有するサーマルプローブを用いた局所熱解析システムを用いて測定されるものとする。具体的には、予め液体窒素などにより冷却した試料を局所熱解析システム「ナノサーマルアナリシスシステム（Ｎａｎｏ−ＴＡ）」（日本サーマル・コンサルティング社製）を用いて測定する。
具体的には、平滑に切り出した試料表面の測定部位にサーマルプローブを接触させサーマルプローブの温度を上昇させたときに、侵入深さに対応するdeflection電圧が、上昇から下降へ転ずる温度をガラス転移点とする。

（ドメイン・マトリクス構造）
ドメイン・マトリクス構造とは、マトリクス中で空間的に別個のドメインの構造を有するものと理解される。本発明のトナーにおいては、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の結着樹脂中に、上記ゴム成分が非相溶に導入され、ゴム成分相を形成する状態を示す。
この構造は、オスミウム染色したトナー断面を透過型電子顕微鏡を用いて、定法により測定することができる。ウルトラミクロトームでトナー粒子の薄片すなわち切片を切り出す場合、切片の厚さは１００ｎｍに設定する。また、ドメイン部の粒径は以下のフェレ径で示すことができる。本発明において、ドメイン相の大きさは、具体的には、前記トナー粒子の切片を作製し、この薄片の断面について透過型電子顕微鏡を用いて倍率１万倍像を撮影し、ドメイン相１００個について水平方向フェレ径を測定してその算術平均値を算出されるものとする。

（フェレ径）
ドメインのフェレ径は、前記透過型電子顕微鏡の１万倍像より算出する。
フェレ径は、ドメインの周を単に、撮影した像のＸ軸上に投影するものである。像を観察し撮影するとき、方向は選ばないため、Ｘ軸は任意の直線と同義になる。
ゴム成分相が形成するフェレ径が５０〜３００ｎｍであると、低温定着性、折り目定着性が改善する。
５０〜３００ｎｍの範囲に微分散することで、マトリクス樹脂相との界面が増加し、結着樹脂への改質効果、すなわち本発明の効果が発現すると推察される。
トナー結着樹脂中にゴム成分をドメイン状（すなわち非相溶）に導入することで、結着樹脂の強度及び応力緩和特性が付与され、定着画像に堅牢性を付与できる。この性能の発現には、特に、低Ｔｇ、高弾性率のゴム成分が有効である。また、マトリクスの樹脂中にゴム成分相をより微細に分散させることにより、ゴム成分相とマトリクス樹脂相との接触面積が高くなり、トナー改質効果が大きい。
フェレ径は、原料となるゴム成分を乳化重合法、あるいはミニエマルション重合法でゴム成分粒子を作成し、トナーに導入することで該当する範囲のものを作成することができる。このとき、ゴム成分として、ジエン系モノマー以外に、酸モノマーを１〜５％共重合させるとゴム粒子間の凝集を抑制できるため好ましい。ゴム成分が酸モノマーを有すると、マトリクス樹脂として好ましく使用されるスチレンアクリル樹脂やポリエステル樹脂中での分散性が向上し、定着強度付与の効果が拡大するものと推察される。酸モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸が好ましく用いられる。酸モノマーの導入の仕方としては、(a)ジ
エンモノマーと共重合することが好ましいが、(b)例えばアクリル酸ブチルなどアクリル
酸アルキルエステルをジエンモノマーと共重合した後に、塩酸など強酸で加水分解しアクリル酸共重合体に転ずることもできる。

（着色剤）
着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、染料、顔料等の公知の着色剤を任意に用いることができる。

黒の着色剤としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラックの他、マグネタイト、フェライト等の磁性粉を用いることができる。

カラーの着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、同４８：１、同５３：１、同５７：１、同１２２、同１３９、同１４４、同１４９、同１６６、同１７７、同１７８、同２２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、同１７、同７４、同９３、同９４、同１３８、同１５５、同１８０、同１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、同４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５；３、同６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等の顔料が挙げられる。また、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１、同４９、同５２、同５８、同６８、同１１、同１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、同４４、同７７、同７９、同８１、同８２，同９３、同９８、同１０３、同１０４、同１１２、同１６２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２５、同３６、同６９、同７０、同９３、同９５等の染料を挙げることができる。また、これらを混合してもよい。

（離形剤）
離形剤としては、特に限定されるものではなく、公知の離型剤を使用することができる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、合成エステルワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物、石油系ワックス、或いはこれらの変性物が挙げられる。

上記離型剤の中でも、融点が７０℃〜９５℃の合成エステルワックスはフィルミング防止の観点から特に好ましく用いられる。上記合成エステルワックスの例としては、ベヘン酸ベヘニル、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、クエン酸トリベエニルが挙げられる。また、ベヘン酸ベヘニル、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、クエン酸トリベへニルのような合成エステルワックスと、融点が７５〜１００℃のパラフィンワックスを併用することにより、トナー画像の光沢性向上と耐フィルミング性向上とを両立することができる。

パラフィンワックスの中でも、融点が７５〜１００℃のフィッシャートロプシュワックスを使用すると、低速領域から高速領域のいかなるプロセススピードでも、高温領域でのオフセット性を向上できる。加えて、クリーニングブレードをクリーニング手段とする画像形成装置では良好なブレードクリーニング性能を発現することができる。

これら離型剤のトナー中の含有量は５〜２０質量％が好ましく、７〜１３質量％がより好ましい。５質量％未満の場合は高温領域でオフセットが発生することがあり、２０質量％を超える場合はトナー内部に離型剤が取り込まれにくくなる傾向がある。トナー粒子から浮遊したり、トナー粒子に取り込まれなかった離型剤は、トナー表面に付着しやすくなるので、これら浮遊離型剤や付着離型剤の影響でフィルミング性を低下させる可能性がある。

（その他）
本発明におけるトナーは、必要に応じて荷電制御剤、外添剤等を用いてもよい。
荷電制御剤としては、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第４級アンモニウム塩化物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩又はその金属錯体等が挙げられる。含有される金属としては、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等である。荷電制御剤として特に好ましいのはベンジル酸誘導体の金属錯体化合物である。

外添剤としては、公知の疎水性シリカ、疎水性金属酸化物の他に、酸化セリウム粒子或いは炭素数２０〜５０の高級アルコール粒子を添加することが耐フィルミング性の観点から特に好ましい。酸化セリウム粒子を添加する場合、耐フィルミング性を高める観点から個数平均粒径が１５０〜８００ｎｍのものを用いることが好ましく、２５０〜７００ｎｍのものを用いることがより好ましい。また、酸化セリウム粒子の添加量は、トナーに対して０．５〜３．５質量％とすることが好ましく、０．５〜３．５質量％の範囲とすることにより、良好なクリーニング性が維持されて耐フィルミング性の効果を安定して得ることができる。また、添加量が過剰なケースでは加熱定着時に溶融したトナー粒子の接着力が抑制されて定着強度が低下するが、上記範囲とすることによりこのような定着強度低下の問題も生じない。

［トナーの製造方法］
次に、上記トナーを製造する方法について説明する。
本発明のトナーを製造する方法としては、着色剤担持樹脂粒子及びトナー結着樹脂などの構成成分を加熱溶融させ混練、冷却、粉砕、粉級して製造する粉砕法、トナー結着樹脂を得るための重合性単量体、油溶性重合開始剤、及び着色剤担持樹脂粒子などを水系媒体中で乳化分散後、加熱して重合させる懸濁重合法、トナー結着樹脂を得るための重合性単量体及び着色剤担持樹脂粒子などを水系媒体中で乳化分散させ、これに水溶性重合開始剤を添加し加熱して重合させる乳化重合法、乳化重合法により製造したトナー結着樹脂よりなる微粒子（以下、「トナー結着樹脂微粒子」とも言う）及び着色剤担持樹脂粒子などを水系媒体中で分散後、凝集剤を添加し加熱して微粒子を凝集させる乳化重合凝集法などを挙げることができるが、トナー中に微細なゴム成分相ドメインを均一に形成させるという観点から、乳化重合凝集法が好ましい。この場合、マトリクスを形成する樹脂微粒子、ドメインを形成するゴム成分微粒子、及び着色剤微粒子を凝集・融着させることで目的とするトナーを作製することができる。

本発明のトナーを製造する方法として、乳化重合凝集法を用いる場合の一例を具体的に示すと、
（１）着色剤及び着色媒体樹脂を含有する着色剤担持樹脂粒子を得る着色剤担持樹脂粒子形成工程。
（２）マトリクスを形成する樹脂粒子、ドメインを形成するゴム成分微粒子を得るためのトナー結着樹脂微粒子重合工程。
この際に、必要に応じてオフセット防止剤、帯電制御剤などを含有した樹脂微粒子とすることも可能である。
（３）トナー結着微粒子と着色剤担持粒子と水系媒体中で塩析、凝集、融着させてトナー粒子を形成する塩析、凝集、融着工程。
（４）トナー粒子の分散系から（水系媒体）トナー粒子を濾別し、当該トナー粒子から界面活性剤などを除去する濾過、洗浄工程。
（５）洗浄処理されたトナー粒子を乾燥する乾燥工程。
（６）乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する工程。
から構成される。以下に各工程の具体例を示す。

（１）着色剤及び着色媒体樹脂を含有する着色剤担持樹脂粒子を得る着色剤担持樹脂粒子形成工程
イオン性界面活性剤やノニオン性界面活性剤の水溶液に代表される水系媒体中に、公知の着色剤を添加して分散機によって分散処理し、着色剤が微粒子状に分散された着色剤の分散液を調製する。着色剤の分散処理は、界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）以上にした状態の水系媒体中で行われる。分散処理に使用する分散機は特に限定されないが、好ましくは超音波分散機、機械式ホモジナイザ、マントンゴーリン、圧力式ホモジナイザといった加圧分散機、サンドグラインダ、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミルといった媒体型分散機が挙げられる。
分散液における着色剤粒子は、体積基準のメディアン径で４０〜２００ｎｍであることが好ましい。

（２−１）マトリクスを形成する樹脂微粒子重合工程
マトリクスを形成する樹脂粒子を乳化重合により調整する。乳化した樹脂粒子は３０〜３００ｎｍであることが好ましい。例えば、重合性の単量体を乳化、分散し、重合開始剤を添加して重合反応を進行させることにより、マトリクスを形成する樹脂粒子の分散液を調製する。重合反応を使用せず、樹脂及び必要に応じて離型剤や着色剤を溶媒中に溶解或いは分散させた後に水系媒体中に分散、脱溶剤して樹脂粒子を調整することもできる。このとき、重合性単量体又は樹脂溶液に離型剤を溶解させて乳化（分散）液を調製すると、トナー粒子が完成した後に離型剤粒子が脱離して、画像形成装置の部材を汚染することを抑制できるので好ましい。

（２−２）ドメインを形成するゴム成分微粒子重合工程
ドメインを形成するゴム成分微粒子を、例えば乳化重合により調整する。
乳化重合会合法においてゴム成分を微細なドメインとして導入する観点から、予めゴム成分微粒子を作製し、このゴム成分微粒子と、上記マトリクスを形成する樹脂微粒子とを凝集・融着させる方法が好ましい。
この際、ゴム成分微粒子を作製する必要があるが、この微粒子作製法としては、(a)ゴ
ム成分相を形成する重合成性単量体を用いて乳化重合等で直接重合体のラテックスを得る方法、あるいは、(b)ゴム成分からなる（共）重合体を予め作製した後に、しかる手段（
直接乳化、溶解懸濁法、ミニエマルジョン重合）で乳化・分散する方法、いずれでも作製できる。
後述する実施例では、微粒子作製の容易性の観点から、乳化重合で直接ゴム成分微粒子を作製した。

（３）凝集・融着工程
上記マトリクスを形成する樹脂微粒子と、ゴム成分微粒子の分散液に、着色剤粒子の分散液を添加するとともに、必要に応じて離型剤粒子の分散液を添加する。次いで、凝集剤を添加し、水系媒体中に上記樹脂粒子と着色剤粒子、離型剤が添加されている場合にはさらに添加された離型剤粒子を凝集、融着させてトナー粒子を形成する。凝集と融着の一連の工程を会合工程と呼ぶことがある。
凝集・融着の方法としては、塩析融着法が好ましい。塩析融着法は、凝集と融着を並行して進め、所望の粒子径まで凝集粒子が成長したところで凝集の停止剤を添加し、粒子成長を停止させる方法である。この方法では、必要に応じて粒子形状を制御するための加熱が継続して行われる。

トナー粒子の大きさとしては、体積基準のメディアン径で３〜１０μｍが好ましく、特に好ましいのは３〜７ｎｍである。コア粒子の体積基準のメディアン径は、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）に、データ処理用ソフト「Software V3.51」を搭載したコンピュータシステム（ベックマン・コールター社製）を接続した装置を用いて測定、算出する。
測定手順としては、試料０．０２ｇを、界面活性剤溶液２０ｍｌ（試料の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で１０倍希釈した界面活性剤溶液）で馴染ませた後、超音波分散を１分間行い、試料の分散液を作製する。作製した分散液を、サンプルスタンド内のＩＳＯＴＯＮ ＩＩ（ベックマン・コールター社製）の入ったビーカーに、測定器の表示濃度が５〜１０％になるまでピペットにて注入する。この濃度範囲にすることにより、再現性のある測定値が得られる。測定器において、測定粒子カウント数を２５０００個、アパチャー径を５０μｍにし、測定範囲である１〜３０μｍの範囲を２５６分割しての頻度値を算出する。体積積算分率が大きい方から５０％の粒子径を体積基準メディアン径とする。

水系媒体とは、主成分（５０％質量以上）が水からなるものをいう。水以外の成分としては、水に溶解する有機溶媒を挙げることができる。例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。

なお、凝集・融着工程の後、熟成工程を経ることとしてもよい。
具体的には、凝集・融着工程で加熱温度を低めにして粒子間の融着の進行を抑制し凝集粒子の均一化を図る。その後、熟成工程において加熱温度を低めに、かつ時間を長くしてトナー粒子の表面が均一形状となるよう制御する。

（４）冷却・洗浄工程
冷却・洗浄工程では、得られたトナー粒子の分散液を、例えば１〜２０℃/minの冷却速度で冷却する。所定温度まで冷却すると、冷却されたトナー粒子の分散液からトナー粒子を固液分離する。固液分離は遠心分離の他、ヌッチェ等を用いた減圧濾過、フィルタープレス等を用いた濾過等、何れの方法でもよい。次いで、固液分離によって得られたトナーケーキ（ウェット状のトナー粒子をケーキのような円筒形状に整えたもの）を洗浄し、界面活性剤や塩析剤等の付着物を除去する。

（５）乾燥工程
乾燥工程では、洗浄されたトナーケーキを乾燥処理する。乾燥処理には、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等を用いることができる。乾燥されたトナー粒子の水分は、５％質量以下であることが好ましく、さらに好ましくは２％質量以下である。

（６）外添処理工程
外添処理工程では、乾燥によって得られたトナー粒子に外添剤を混合し、静電荷現像用トナーを得る。

［現像剤の作製］
本発明のトナーは、例えば磁性体を含有させて一成分磁性トナーとして使用する場合、いわゆるキャリアと混合して二成分現像剤として使用する場合、非磁性トナーを単独で使用する場合等が考えられ、何れも好適に使用することができる。
本発明のトナーにおいては、キャリアと混合する二成分現像剤として使用する場合は、キャリアに対するトナーフィルミング（キャリア汚染）の発生を抑制することができ、一成分現像剤として使用する場合は、現像装置の摩擦帯電部材に対するトナーフィルミングの発生を抑制することができる。

二成分現像剤を構成するキャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子を用いることが好ましい。
キャリアとしては、その体積平均粒径としては１５〜１００μｍのものが好ましく、２５〜６０μｍのものがより好ましい。キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス（ＨＥＬＯＳ）」（シンパティック（ＳＹＭＰＡＴＥＣ）社製）により測定することができる。

キャリアとしては、さらに樹脂により被覆されているもの、或いは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアを用いることが好ましい。被覆用の樹脂組成としては特に限定はないが、例えばオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール系樹脂等を使用することができる。

［画像形成方法］
次に、本発明の画像形成方法について、画像形成装置とともに説明する。
図１は、本発明で使用するデジタル画像形成装置の内部構成を示す図である。
デジタル画像形成装置（以下、単位「画像形成装置」と言う）１は、下部に複数の記録材収納部２０を有している。記録材収納部２０の上方には画像形成部４０と中間転写ベルト５０が設置されており、装置本体の上部には原稿読取部３０が設置されている。

記録材収納部２０は、装置前面側（図１における紙面手前側）に引き出し可能となっている。
画像形成部４０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色毎のトナー像を形成するための４組の画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋを有している、画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋは、この順で上から下方向に直線状に配列されており、各々同じ構成となっている。画像形成手段４００Ｙを例にとって構成を説明すると、画像形成手段４００Ｙは反時計方向に回転する感光体４１０、スコロトロン帯電手段４２０、露光手段４３０及び現像手段４４０を有する。
クリーニング手段４５０は、感光体４１０の最下部に対向した領域を含んで配置されている。

装置本体の中央部に位置する中間転写ベルト５０は、無端状であり、適宜の体積抵抗率を有する。また、中間転写ベルト５０は、例えば、編成ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した半導電性フィルム基体の外側に、フッ素コーティングを行った２層から構成されている。また、シリコンゴムあるいはウレタンゴム等に導電材料を分散したものもあり得る。
一次転写電極５１０は、中間転写ベルト５０を挟んで感光体４１０と対向する位置に設置されている。

次に、カラー画像を形成するプロセスについて説明する。
感光体４１０がメインモータ（図示せず）により駆動され、感光体４１０の表面が電源（図示せず）により電圧供給され、スコロトロン帯電手段４２０の放電により正極性に帯電される（本実施例では＋８００Ｖ）。次に、露光手段４３０により画像情報に応じた光書込がなされ、感光体４１０上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像が現像手段４４０を通過すると、現像手段内で正極性に帯電されたトナーが正極性現像バイアスの印加により潜像画像の部分に付着し、感光体４１０上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は感光体４１０と圧着する中間転写ベルト５０に転写される。転写後に残留した感光体４１０上のトナーはクリーニング手段４５０により清掃される。画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ及び４００Ｋ各々で形成されたトナー像が中間転写ベルト５０に重複して転写されることにより、中間転写ベルト５０上にカラー画像が形成される。記録材Ｐは記録材収納部２０により１枚ずつ排出され、レジストローラ６０の位置まで搬送される。レジストローラ６０により記録材Ｐの先端が整列された後、中間転写ベルト５０上のトナー像と画像位置が一致するタイミングで記録材Ｐがレジストローラ６０より給送される。レジストローラ６０により給送された記録材Ｐは、ガイド板より案内され、中間転写ベルト５０と転写部７０により形成された転写ニップ部へ送り込まれる。ローラにより構成される転写部７０は記録材Ｐを中間転写ベルト５０側へ押圧している。トナーと逆極性のバイアス（−５００Ｖ）が転写部７０に印可されることにより、静電気力の作用で、中間転写ベルト５０上のトナー像が記録材Ｐへ転写させる。記録材Ｐは、除電針からなる分離手段（図示せず）により除電されて中間転写ベルト５０から分離され、発熱ベルト１１を介した弾性体ロール２１、加圧ロール１６の対からなる定着装置１００へ送られる。その結果、トナー像が記録材Ｐへ定着され、画像形成された記録材Ｐが装置外へ排出される。

図２は、定着装置の概略図であり、図３は、図２の切断線Ｘ−Ｘで切断した際の矢視断面図である。
定着装置１００は、加圧ロール１６と発熱ベルト１１を介して内部に配置されている弾性体ロール２１により形成されたニップ部Ｎに未定着トナー像Ｔが形成された記録材Ｐが挿入され、トナー像を定着している。
なお、図２中、矢印Ａは記録材Ｐの搬送方向を示し、矢印Ｂは加圧ロール１６の回転方向を示している。

図４は、発熱ベルトの構成を説明するための断面図である。
発熱ベルト１１の構成は図４に示すように４層構成になっており、弾性体ロール２１に接触する側から、補強層１１１、発熱層１１２、弾性層１１３、離型層１１４となっている。補強層１１１は、発熱層２の形状制御、保持の目的で必要であり、例えば、ポリイミド樹脂が使われ、２０〜８０μｍであることが好ましい。発熱層２は、例えば、ポリイミド樹脂中に導電性フィラーを均一に分散させている。導電性フィラーは、カーボンナノ材料とフィラメント状金属微粒子が入っていることが好ましい。この理由は、発熱ベルトの発熱特性をコントロール、例えば電気抵抗に低い発熱ベルトを得るためには、カーボンナノ材料を多量に添加する必要がある。しかし、カーボンナノ材料を多量に添加すると、ベルトの機械的強度が著しく低下するため、導電性の高いフィラメント状金属微粒子が必要となる。弾性層１１３は、発熱層１１２の外側に形成され、補強層１１１と同様に主にポリイミド樹脂が使われる。弾性層１１３は発熱層１１２からの熱伝導効率を上げるために、５〜５０μｍ程度が望ましい。離型層１１４は、トナーの発熱ベルトからの離型性を上げるため、主にフッ素樹脂が使われ、代表的なものとしては、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−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（FEP）が挙げられ、５〜３０μｍ程度が好ましい。
また、受電部１１５は、後述の電極又は導電体１７に接続されている。

発熱ベルト１１の内部にある弾性体ロール２１の弾性層１２は、ゴム材料として、画像定着温度に必要な１５０℃〜２５０℃で耐熱性を有するものであれば、特に限定されるものではない。この場合最も好ましいのは、シリコンゴムである。弾性体ロール２１の製造は、芯金１４にアルミニウムあるいは鉄製の材料を使い、ブラスト処理等の表面処理を行った後に、弾性層１２としてシリコンゴム等を３〜１０ｍｍ程度の厚みで成型したものを用いて行われる。
弾性層１２は、耐熱性以外には、熱伝導率と硬度を調整する必要がある。この場合は、シリコンゴムをソリッドゴムからスポンジゴムにすることで、断熱効果を上げ、発熱ベルト１１の発熱効果を高めることができる。また、硬度については、画像形成装置１のプロセススピードにもよるが、５度以上６０度未満、より好ましくは、３０度以上５０度未満の範囲であれば、発熱ベルト１１と加圧ロール１６間のニップ面積を広く設計でき、画像定着性に有利に働く。

加圧ロール１６は、弾性体ロール２１と同様に画像定着温度１５０℃〜２５０℃で耐熱性を有するものであれば、特に限定されることはない。弾性体ロール２１と同様に、弾性層としてシリコンゴムを使用し、芯金１５にアルミニウムあるいは鉄製の材料を使い、ブラスト処理等の表面処理を行った後に、弾性層としてシリコンゴム等を３〜１０ｍｍ程度で成型したものを用いて行われる。

なお、図２中、符号１７は、発熱ベルト１１の発熱層１１２に給電するための電極又は導電体であり、電極又は導電体１７は、発熱ベルト１１の両端（受電部１１５）に設けられ、電極又は導電体１７にはそれぞれ給電のためのコロ１３が形成されている。コロ１３は、交流又は直流の電源２２に接続されている。なお、コロ１３の代わりにブラシを使用しても構わない。

以上のような定着装置１００を有する画像形成装置１及び上述のトナーを使用して画像を形成する。

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（１）着色剤及び着色媒体樹脂を含有する着色剤担持樹脂粒子を得る着色剤担持樹脂粒子形成工程
ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム１１．５質量部をイオン交換水１６０質量部に攪拌、溶解させ、ここへ２５質量部のＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を徐々に添加した。この溶液を、クリアミックスＷモーションCLM-0.8（エムテクニック社製）を用いて分散処理し
、着色剤粒子の体積基準のメディアン径を、電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００（大塚電子社製）」を用いて測定したところ、１５８ｎｍであった。

（２−１）マトリクスを形成する樹脂微粒子重合工程
以下に示す方法で離型剤を含有する「樹脂微粒子Ａ」を調整した。
まず、撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム８質量部とイオン交換水３０００質量部を添加し、窒素気流下２３０ｒｐｍの撹拌速度で撹拌しながら内温を８０℃に昇温した。昇温後、過硫酸カリウム１０質量部をイオン交換水２００質量部に溶解させてなる重合開始剤溶液を添加して、液温を８０℃に調整した。
次に、下記に示す化合物を含有してなる重合性単量体混合液を反応容器に１時間かけて滴下後、８０℃にて２時間加熱、撹拌して重合を行い、樹脂微粒子を調製した。これを「樹脂微粒子（１Ｈ）」とする。
スチレン ４８０質量部
ｎ−ブチルアクリレート ２５０質量部
メタクリル酸 ６８質量部
ｎ−オクチル−３−メルカプトプロピオネート １６質量部

また、撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ポリオキシエチレン（２）ドデシルエーテル硫酸ナトリウム７質量部をイオン交換水８００質量部に溶解させた溶液を添加した。反応容器を、９８℃に加熱後、前記「樹脂微粒子（１Ｈ）」を２６０質量部と、下記に示す化合物を含有してなる重合性単量体混合液をそのまま添加し、循環経路を有する機械式分散機「ＣＬＥＡＭＩＸ（エム・テクニック（株）製）」を用いて１時間混合分散させて乳化粒子（油滴）を含有する分散液を調製した。
スチレン ２４５質量部
ｎ−ブチルアクリレート １２０質量
ｎ−オクチル−３−メルカプトプロピオネート １．５質量部
ポリエチレンワックス（融点８１℃） １９０質量部

次いで、この分散液に、過硫酸カリウム６質量部をイオン交換水２００質量部に溶解させてなる重合開始剤溶液を添加し、８２℃の温度下で１時間加熱撹拌して重合を行い、樹脂微粒子を得た。これを「樹脂微粒子（１ＨＭ）」とする。
更に、過硫酸カリウム１１質量部をイオン交換水４００質量部に溶解させてなる重合開始剤溶液を添加し、８２℃の温度下で下記に示す化合物を含有してなる重合性単量体溶液を、１時間かけて滴下した。滴下終了後、２時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った後、２８℃まで冷却し樹脂微粒子を得た。これを「樹脂微粒子Ａ」とする。
スチレン ４３５質量部
ｎ−ブチルアクリレート １３０質量部
メタクリル酸 ３３質量部
ｎ−オクチル−３−メルカプトプロピオネート ８質量部

（２−２）ドメインを形成するゴム成分微粒子重合工程
以下に示す方法で「ゴム成分微粒子Ｂ１」を調整した。
まず、耐圧容器に、重合性単量体としてブタジエン５０部、スチレン３０部、メタクリル酸メチル１８部、アクリル酸２部を仕込み、さらに水２００部、ｔ−ドデシルメルカプタン１．０部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２部、過硫酸カリウム１．０部を仕込んだ後、窒素雰囲気中で温度７０℃で２時間重合を行なった。その後、重合を完結させるため、さらに３時間反応を継続し、重合を終了した。
得られた共重合体ラテックスについて、ガラス転移点、ラテックス粒子径を以下の方法で求めた。
（I）ガラス転移点
得られた共重合体ラテックスを１００℃で２０時間真空乾燥を行い、フィルムを作製した。この乾燥フィルムを示差走査熱量計（ＤＳＣ：デュポン社製）を用いてＡＳＴＭ法に準じて測定した。
（II）ラテックス粒子径
得られた共重合体ラテックスの平均粒子径は、大塚電子社製の粒子径測定装置で、常法により求めた。
同様な手段を用いて、添加成分の比率のみを変更したゴム成分微粒子Ｂ２〜Ｂ１０を作成した。添加剤量ならびに物性の結果を下記表１に示す。

（３）凝集・融着工程
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、下記物質を添加し、液温を３０℃に調整した。
「樹脂微粒子Ａ」 ３００質量部（固形分換算）
「ゴム成分微粒子Ｂ１」 １５質量部（固形分換算）
イオン交換水 １４００質量部
「着色剤分散液１」 １２０質量部
ポリオキシエチレン（２）ドデシルエーテル硫酸ナトリウム３質量部をイオン交換水１２０質量部に添加した水溶液 １２３部

次に、５モル／リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨを１０に調整し、塩化マグネシウム３５質量部をイオン交換水３５質量部に溶解させた３０℃の水溶液を、撹拌状態にある反応系中に１０分間かけて添加した。そして、添加後３分経過してから昇温を開始し、反応系を６０分間かけて９０℃まで昇温し、凝集を進行させた。凝集により形成される粒子の大きさは「マルチサイザー３」で観察した。体積基準におけるメディアン径が６．５μｍになった時、２０％塩化ナトリウム水溶液７５０質量部を添加して凝集を停止させた。

２０％塩化ナトリウム水溶液添加後、液温を９８℃にして撹拌を継続し、フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−２１００」で粒子の平均円形度を観察しながら、凝集した樹脂微粒子の融着を進行させた。平均円形度が０．９６５になった時、液温を３０℃まで冷却し、塩酸を添加してｐＨを４．０に調整し、撹拌を停止した。

（４）冷却・洗浄工程、（５）乾燥工程
凝集・融着工程にて生成した粒子をバスケット型遠心分離機「ＭＡＲＫIII型式番号６
０×４０（松本機械（株）製）」で固液分離し、粒子のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が５μＳ／ｃｍになるまで４５℃のイオン交換水で洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー（セイシン企業社製）」に移し、水分量が０．５質量％となるまで乾燥して粒子を作製した。

（６）外添工程
上記で得られた粒子に、疎水性シリカ（数平均１次粒子径＝１２ｎｍ）を１質量％、疎水性チタニア（数平均１次粒子径＝２０ｎｍ）を０．３質量％添加し、ヘンシェルミキサーにより混合して、「トナー１」を作製した。
トナー１の体積基準におけるメディアン径は、６．５μｍ、平均円形度は０．９６５であった。尚、体積基準におけるメディアン径、平均円形度は前記の方法で測定して得られた値である。

ジエン系ユニットを含む「ゴム成分微粒子Ｂ１」９部 を用いたところを下記表２のとおりに変更した以外は、トナー１と同様の方法により作製した。これらをトナー２〜１０とする。

ゴム成分微粒子Ｂ１を使用せず、樹脂微粒子Ａの使用量を３１５質量部（固形分換算）としたこと以外は、トナー１と同様の方法により作製した。これをトナー１１とする。

このトナー１〜１０、及び比較用のトナー１１の各々に、シリコーン樹脂を被覆した体積基準のメディアン径６０μｍのフェライトキャリアを、前記現像剤用トナーの濃度が６質量％になるよう混合し、現像剤１〜１１を作製した。

なお、表２には各トナー１〜１１におけるトナー粒子中のゴム成分相のフェレ径も示している。

上記定着装置と表２に記載のトナー１〜１１を用いて以下に示す評価を実施した。
（１）定着装置は基本的に上述の図２〜図３に示す構成のものを使用した。
・発熱ベルト
補強層：ポリイミド樹脂、膜厚７０μｍ
発熱層：ポリイミド樹脂にカーボンナノファイバーとフィラメント状ニッケル微粒子添加、膜厚３５μｍ
弾性層：ポリイミド樹脂、膜厚１５μｍ
離型層：ＰＦＡ樹脂、膜厚１５μｍ
（２）システムスピード（感光体４１０、中間転写ベルト５０、発熱ベルト１１の周速）を３００ [mm/秒]に設定した。

＜ニップ部温度の測定＞
発熱ベルトの温度を１５０℃及び１８０℃に設定し、定着初期のニップ部温度と発熱ベルト温度との温度差及び普通紙（坪量８０ｇ）連続１００枚通紙後、ニップ部温度が何度まで低下するかを確認した（下記表３参照）。

＜コールドオフセット＞
発熱ベルトの温度を１８０℃、１５０℃に設定し、紙上に転写したトナーを連続１００枚通紙、定着させる。定着画像の１枚目及び１００枚目において、コールドオフセット発生の有無を目視で評価した。トナーとしては、本発明のトナー１〜１０及び比較用トナー１１を用いた。

＜ホットオフセット＞
発熱ベルトの温度を１８０℃に設定し、紙上に転写したトナーを連続１００枚通紙、定着させる。定着画像の１枚目及び１００枚目において、ホットオフセット発生の有無を目視で評価した。トナーとしては、本発明のトナー１〜１０及び比較用トナー１１を用いた。

＜定着装置の耐久試験＞
坪量８０ｇの転写紙を用い、画素率５０％の画像をプリントした。定着画像に発熱ベルト由来の傷による筋状光沢ムラ、もしくは発熱ベルトのトナー汚染による画像汚れが発生した時点の枚数を、発熱ベルトの交換時期、すなわち寿命と判断した。５０万枚以上を合格、１００万枚以上を優良と評価する。評価結果を下記表４に示した。なお、表４中、例えば８５０Ｋ＝８５０千枚＝８５万枚（合格）を表す。

上記表３より、本発明の定着装置では、定着初期においては発熱ベルトの温度に対してニップ部の温度が下がっている。しかし、１００枚通紙後は、ニップ部の温度が下がり、
熱源からニップ部に対して過剰に熱が供給されるため、過昇温が起こっていることがわかる。また、この傾向は発熱ベルトの設定温度が高いと顕著になることが確認できる。

上記表４より、本発明の定着装置とトナーを組み合わせた画像形成方法において、比較用トナー１１においては、初期通紙時に、ニップ温度が発熱ベルトの温度より低い場合にコールドオフセットが発生しているが、本発明のトナー１〜１０においては、コールドオフセットが抑制されている。また、比較用トナー１１においては、１００枚通紙後、ニップ部の温度が高くなった時点においては、ホットオフセットが発生してしまいっているが、本発明のトナー１〜１０においては、ホットオフセットが抑制されている。
さらに、本発明の１〜１０においては、定着装置の耐久性も向上していることがわかる。ゴム成分を含んだトナーの成分の使用によって定着時の発熱ベルトとトナーの離型性が向上し、発熱ベルトの劣化が抑制されるためである。

１ 画像形成装置
１１ 発熱ベルト
１２ 弾性層
１３ コロ
１５ 芯金
１６ 加圧ロール
１７ 電極又は導電体
２０ 記録材収納部
２１ 弾性体ロール
２２ 電源（給電装置）
３０ 原稿読取部
４０ 画像形成部
５０ 中間転写ベルト
６０ レジストローラ
７０ 転写部
１００ 定着装置
１１１ 補強層
１１２ 発熱層（抵抗発熱体層）
１１３ 弾性層
１１４ 離型層
１１５ 受電部
４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋ 画像形成手段
４１０ 感光体
４２０ スコロトロン帯電手段
４３０ 露光手段
４４０ 現像手段
４５０ クリーニング手段
Ｐ 記録材
Ｎ ニップ部

Claims (2)

1. 少なくとも抵抗発熱体層を有する発熱ベルトと、
   前記発熱ベルトの内側に配置される弾性体ロールと、
   弾性層を有し、前記発熱ベルトの外側から前記発熱ベルトを介して前記弾性体ロールに押し付けられる加圧ロールと、
   前記抵抗発熱体層に給電するための給電装置と、を備え、
   前記発熱ベルトと前記加圧ロールとの間でニップ部を形成し、
   記録材を前記ニップ部に通過させて、前記記録材上のトナーを定着させる定着装置を使用し、
   前記トナーの結着樹脂がドメイン・マトリクス型の分散構造を有し、
   前記ドメインは少なくともジエン系ユニットを含む重合体からなるゴム成分相であることを特徴とする画像形成方法。
2. 前記トナー中のゴム成分相のガラス転移温度が−４０℃〜３０℃の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。

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