JP3689701B2

JP3689701B2 - 定着装置

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Publication number: JP3689701B2
Application number: JP2003080401A
Authority: JP
Inventors: 龍一郎前山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JP2003330299A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセス・静電記録プロセス等、適宜の画像形成プロセスにより記録材上に顕画像を形成する画像形成装置の定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置では、像形成手段により、記録媒体（エレクトロファックスシート・静電記録シート・転写材シート・印刷紙など）面上に直接方式若しくは間接（転写）方式で目的画像に応じた顕画像を形成担持させ、該記録媒体上の顕画像を像加熱手段で加熱及び加圧して、該顕画像を記録媒体に定着させている。
【０００３】
該画像形成装置の像加熱手段としては、従来からいわゆる加熱ローラ方式の定着装置が多く用いられている。これは図９のように一対のローラの内部に加熱源を設けると共に、両ローラ間に適当な圧力を加えつつ回転させ、トナーを転写した記録材を上記一対のローラ間を通過させて定着を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
記録材上の画像を定着する際に、定着後の記録材上の画像の光沢を制御する場合は、ローラ間を通過する記録材の搬送速度を変える、もしくは、加熱源の温度を変える方法がよく知られている。
【０００５】
しかし、ローラ間を通過する記録材の搬送速度を変える場合、光沢の高い画像を形成するときに搬送速度を遅くするので定着に時間がかかってしまう。また、加熱源の温度を変えて光沢を制御する方法は、次に形成する画像の光沢が前に形成した画像の光沢とは違える場合に加熱源の温度が下がる、もしくは上がるのを待たなければならず、前の記録材の定着を終了してから次の記録材の定着を始めるまでに時間がかかってしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部にてこの未定着トナー像を熱定着する定着部材と、この定着部材に向けて加圧されニップ部を形成するためのローラと、定着部材を加熱するための加熱源と、ニップ部よりも記録材搬送方向上流側の位置にて記録材と未定着トナー像を非接触で加熱する定着前加熱源と、定着前加熱源と非接触かつ近接して記録材をニップ部に案内するガイド部材と、を有する定着装置において、
作成される画像の条件に基づいてガイド部材と定着前加熱源との距離を変更することにより定着前加熱源から付与される熱量を調整可能に構成したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、図面に基づき本発明の第１の実施形態について説明する。
【０００８】
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真フルカラープリンタである。
【０００９】
１１は像担持体としての電子写真感光ドラムであり、ＯＰＣ（有機感光体）・アモルファスＳｅ・アモルファスＳｉ等の感光材料層をアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基体（基盤）上に形成したものであり、矢示の反時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００１０】
感光ドラム１１はその回転過程で帯電ローラ等の帯電装置１２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
【００１１】
次いでその帯電処理面にレーザスキャナ１０から出力されるレーザビーム１３による、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レーザスキャナ１０は不図示の画像読取装置等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザビーム１３を出力しミラー１９を介して回転感光ドラム面を走査露光するもので、この走査露光により回転感光ドラム１１面に走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００１２】
フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が４色カラー現像装置１４のうちのイエロー現像器１４Ｙの作動でイエロートナー画像として現像される。そのイエロートナー画像は感光ドラム１１と中間転写ドラム１５との接触部（或は近接部）である一次転写部Ｔ１において中間転写ドラム１５の面に転写される。中間転写ドラム１５面に対するトナー画像転写後の回転感光ドラム１１面はクリーナ１７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
【００１３】
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の、第２の色分解成分画像（例えばマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器１４Ｍが作動）、第３の色分解成分画像（例えばシアン成分画像、シアン現像器１４Ｃが作動）、第４の色分解成分画像（例えば黒成分画像、黒現像器１４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順次に実行され、中間転写ドラム１５面にイエロートナー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナー画像の都合４色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が合成形成される。
【００１４】
中間転写ドラム１５は、金属ドラム上に中抵抗層と高抵抗の表層を有するもので、感光ドラム１１に接触して或は近接して感光ドラム１１と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動され、中間転写ドラム１５の金属ドラムにバイアス電位を与えて感光ドラム１１との電位差で感光ドラム１１側のトナー画像を該中間転写ドラム１５面側に転写させる。
【００１５】
上記の回転中間転写ドラム１５面に合成形成されたカラートナー画像は、該回転中間転写ドラム１５と転写ローラ１６との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２において、該二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から所定のタイミングで送り込まれた記録材Ｃの面に転写されていく。転写ローラ１６は記録材Ｃの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写ドラム１５面側から記録材Ｃ側へ合成カラートナー画像を順次に転写する。
【００１６】
これらの像形成手段Ｍによりトナー像が形成された記録材Ｃは中間転写ドラム１５の面から分離されて像加熱装置（加熱定着装置）Ｒへ導入され、未定着トナー画像の加熱定着処理（画像の永久固着処理）を受けてフルカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレーに排出される。なお、本例装置ではフルカラー画像だけでなく、白黒画像などモノカラー画像のプリントモードも実行できる。
【００１７】
次に定着装置Ｒについて説明する。
【００１８】
図２は上記定着装置Ｒの横断面模型図、図３は該装置の加熱ローラＲ３の模型説明図、図４は図２の定着装置における、定着フィルムの断面模型図である。
【００１９】
Ｒ１は定着ローラ、Ｒ２は加圧ローラ、Ｒ３は加熱ローラ、Ｂは定着フィルム、Ｈ１，Ｈ２は発熱体を有する加熱源、Ｓ１，Ｓ２は温度制御手段としてのサーミスタ、Ｇは記録材支持体としてのガイド部材、Ｐは定着ニップよりも記録材の搬送方向に関し上流側に位置し、トナーが転写された記録材を非接触で加熱する加熱通路を示す。
【００２０】
定着ローラＲ１は、直径３４ｍｍのアルミニウム芯金１上に厚さ３ｍｍのシリコーンゴムによる耐熱弾性被覆層２を設けて構成され、加圧ローラＲ２は直径４０ｍｍのアルミニウム芯金３上に５０μｍのシリコーンゴムによる耐熱弾性被覆層４を設けて構成されるものであり、耐熱弾性被覆層２の表面硬度は耐熱弾性被覆層４の硬度と同等あるいはそれより軟らかく設定してある。
【００２１】
加熱ローラＲ３は直径４０ｍｍのアルミニウム芯金５に３０μｍのテフロン（Ｒ）被覆層６を有し、定着フィルムＢの寄り止め対策用に軸方向の両端部において定着フィルムＢの厚さより大きな段差部７を有する段付きローラとして構成される。（図３参照）。
【００２２】
無端ベルト部材である定着フィルムＢは、厚さ４０μｍの電鋳による金属ニッケルの無端状フィルム主体Ｂ１の外周面に１００μｍのシリコーンゴムによる離型層Ｂ２を設けて構成されたもの、または厚さ５５μｍのポリイミド樹脂の無端状フィルム主体Ｂ１の外周面に２００μｍのシリコーンゴムによる離型層Ｂ２を設けて構成されたものである。さらに耐久性及び離型性を向上するために、離型層Ｂ２はシリコーンゴムの外周面に４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン樹脂（ＦＥＰ）、等のフッ素系樹脂をコーティングすることが好ましい。また、定着装置の熱効率を上げるために定着フィルムＢは例えばセラミック等の遠赤外線物質を含有するようにしても良い。
【００２３】
加熱ローラＲ３の内部には定着前加熱源としての主加熱源Ｈ１が設けられ、加圧ローラＲ２の内部には補助加熱源Ｈ２が設けられ、また定着ローラＲ１の内部にも必要に応じて補助加熱源を設けることができる。加熱ローラＲ３の外側において、主加熱源Ｈ１の温度を制御するためサーミスタＳ１が定着フィルムＢに接して設けられ、加圧ローラＲ２に接してサーミスタＳ２が設けられる。
【００２４】
記録材支持体としての金属材から成るガイド板Ｇは、図２のように、加熱ローラＲ３付近からニップ部Ｎの近くまで定着フィルムＢの下方位置において定着フィルムＢとの間隔を０．５〜１０ｍｍの範囲内とし定着フィルムＢと略平行状態に設置され、定着フィルムＢとの間において加熱ローラＲ３付近からニップ部Ｎの手前にかけて略直線上にトナーＣ１及び記録材Ｃを予熱する加熱通路Ｐを形成する。該ガイド板Ｇは、非通紙時に定着フィルムＢからの輻射熱を受けて昇温し、通紙時に該熱を記録材Ｃに付与することで予熱に寄与する。ここで、本実施例では、定着フィルムＢに沿って搬送される記録材Ｃと該フィルムＢとの間隔を制御するように構成したものである。つまり、ガイド板Ｇを下降又は上昇可能としたものである。
【００２５】
このようにすることにより、加熱通路Ｐにおいて記録材Ｃ及びトナーＣ１の受ける熱量が調整される。例えば、ガイド板Ｇを上昇させた状態とすれば、加熱源Ｈ１−ガイド板Ｇ間の距離が短くなり記録材の受ける熱量が増して光沢の高い画像が得られる。また、ガイド板Ｇを下降させた状態とすれば、加熱源Ｈ１−ガイド板Ｇ間の距離が長くなり、記録材の受ける熱量が減少して光沢を抑えた画像が得られる。
【００２６】
図２において、Ｅは昇降装置であり、ガイド板Ｇを昇降させることによりガイド板Ｇ上を搬送される記録材Ｃと定着フィルムＢとの間隔を制御している。
特に、カプセルトナーを用いる場合、加熱源Ｈ１−ガイド板Ｇ間の距離によってワックスのしみ出しやすさが変化するため、より光沢の制御を行いやすくなる。カプセルトナーについては後述する。
【００２７】
加圧ローラＲ２は、不図示の加圧手段により定着フィルムＢを挟んで定着ローラＲ１に向けて加圧されてニップ部Ｎを形成しており、該ニップ部Ｎにおける圧接圧（定着圧）が６６ｋｇｆ．に設定されている。
【００２８】
定着フィルムＢは摩擦帯電する。したがって、帯電極性の正極性のトナーを定着する場合は定着フィルムＢの表面をシリコンゴムとし、帯電極性が負極性のトナーを定着する場合は定着フィルムＢの表面をフッ素系樹脂とすることが好ましい。このようにトナーの帯電極性に応じて定着フィルム表面の材質を選択することにより、摩擦帯電した定着フィルムＢとトナーを静電的に反発させて加熱通路Ｐで記録材上の未定着トナーが定着フィルムＢに付着することを防止することができる。
【００２９】
運転時において、定着フィルムＢは像形成手段Ｍ側から導入される記録材Ｃの搬送速度と同じ１３３ｍｍ／ｓの線速で加熱ローラＲ３からニップ部Ｎにかけて直線的に移動する。
【００３０】
これらの構成において好適な加熱処理が行なえるように、本形態例では加熱ローラＲ３の温度１５０〜１７０℃、加熱空間Ｐにおける定着フィルムＢの温度１４５〜１６５℃、ニップ部Ｎにおける加圧ローラＲ２の温度が１０８〜１２３℃となるようにサーミスターＳ１からの信号に基づいて主加熱源Ｈ１の発熱量を制御している。
【００３１】
而して、記録材Ｃが搬送手段Ｔにより加熱通路Ｐに送り込まれると、該記録材Ｃはガイド板Ｇと接し、該ガイド板Ｇにガイドされて定着フィルムＢと非接触かつ近接した状態で該フィルムＢに沿って搬送され、該搬送過程において記録材Ｃ及び未定着トナーＣ１は、同速度で移動する定着フィルムＢからの輻射熱と、非通紙時に蓄熱したガイド板Ｇからの熱とによって予熱されたのち、ニップ部Ｎに導入されて所定の定着圧で定着フィルムＢと密着し、直接該フィルムＢからの熱が付与され加熱処理される。
【００３２】
このように本例装置は、加熱通路Ｐを設けて記録材Ｃ及びトナーＣ１を予熱しているので、ニップ部Ｎにおいて記録材Ｃ及びトナーＣ１に与える熱量を少なくでき、ニップ部Ｎの温度を低くすることができる。
【００３３】
特に、トナーＣ１と接する定着フィルムＢは熱容量を小さく適切に設定されているため、加熱ローラＲ３通過時に加熱された定着フィルムＢは、その熱を加熱通路Ｐ及びニップ部Ｎを通過中にトナーＣ１と記録材Ｃに与えることで冷える。このため、ニップ部Ｎ出口での定着フィルムＢの温度が従来の加熱ローラ方式の装置の熱ローラと比べて大幅に低くなり、定着フィルムＢはトナーＣ１との分離性が良くなっている。更に、本例装置のトナーＣ１は、重合方法により生成され、ワックスを内包するトナー（以後重合トナーという）であり、加熱通路Ｐで予熱されると、ワックスが浸み出やすくなるので、定着フィルムＢとの分離性が良くなっている。
【００３４】
なお、定着ローラＲ１の表面硬度を加圧ローラＲ２の表面硬度と同等あるいはそれより軟らかく設定してあるので、ニップ部Ｎにおいては加圧ローラＲ２の一部が定着フィルムＢと共に定着ローラＲ１に食い込むようになり、従ってニップ部Ｎから出る紙等の記録材Ｃの先端の向きが加圧ローラＲ２側の下向きとなるので、定着フィルムＢ側の分離爪が不要となる（図５参照）。
【００３５】
また、寒冷地等において、始動直後に加圧ローラＲ２が冷えすぎていると定着性能に支障をきたす場合があるので、その場合には上述の所定温度となるようにサーミスタＳ２の検出温度に基づき補助加熱源Ｈ２で加熱する。勿論、トナーを定着する際に主加熱源Ｈ１とともに補助加熱源Ｈ２で加熱しても良い。
【００３６】
定着フィルムＢの片寄りについては、図３に示すように加熱ローラＲ３の両端部に段差部７を設けて、その段差ｈを定着フィルムＢの厚さと同等以上に設定し、該定着フィルムＢの剛性を利用して該段差部７で修正する。
【００３７】
本形態例に使用されるトナーは球形であり、球形の度合いは、以下のように定義される形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２で表わすと、ＳＦ−１２は１００以上１４０以下、ＳＦ−２は１００以上１３０以下であることが好ましい。ＳＦ−２に関しては１００以上１２０以下であることがより好ましい。
【００３８】
本発明の形状係数ＳＦ−１，ＳＦ−２は、例えば日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、１０００倍に拡大した２μｍ以上の非磁性トナー粒子像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフェースを介して、例えばニコレ社製画像解析装置（ＬｕｚｅｘＩＩＩ）に導入し解析を行い下式より算出し得られた値であると定義する。
【外１】

【００３９】
（式中、ＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長、ＰＥＲＩは粒子の周囲長、ＡＲＥＡは粒子の投影面積を示す。図６参照）
形状係数ＳＦ−１はトナーの丸さの度合を示し、形状係数ＳＦ−２はトナーの凹凸の度合を示している。
【００４０】
本発明では、このようなトナーを加熱通路Ｐで予熱することによりトナーの形状を変化させてトナーの流動性を低下させ、記録材の突入ショックによる画像乱れを防止している。
【００４１】
また、本形態例のトナーＣ１は図７に示すような、シェル１０３の内側にバインダー樹脂１０２及びワックス１０１を内包するカプセルトナー（コアーシェル構造のトナー）であることが好ましい。
【００４２】
このようなワックス内包型のトナーを加熱通路Ｐで予熱することによりワックスをしみ出しやすくすることができ、ニップでの加熱量を抑えることができる。
【００４３】
このようなカプセル構造のトナーとして好ましいのはシェル１０３のガラス転移温度がワックス１０１の融点及びバインダー樹脂１０２のガラス転移温度よりも高いトナーであり、ワックスの融点は少なくとも加熱通路Ｐでの記録材の表面温度よりも低いことが好ましい。
【００４４】
次に、本形態例で使用するトナーについて詳細に説明する。
【００４５】
まず、本形態例のトナーに使用される離型材であるワックスについて説明する。本例に用いられるワックスとしては、良好な定着性、耐オフセット性（離型性）を発現させるため、バインダー樹脂（結着樹脂）と適度な親和性を有し、疎水性が高く、さらに低融点を有する低結晶性のものが好ましい。さらにワックスの分子量分布がピーク及び／またはショルダーを少なくとも２つ以上有し、重量平均分子量（Ｍｗ）が４００以上４０００以下、数平均分量（Ｍｎ）が２００以上４０００以下である事が好ましい。上述の分子量分布は単一のものでも複数のものでも達成しても良く、結果として結晶性が阻害でき、透明性が一層向上する事を見出した。２種以上のワックスをブレンドする方法としては特に制約を受けるものではないが、例えばブレンドするワックスの融点以上においてメディア式分散機（ボールミル，サンドミル，アトライター，アペックスミル，フボールミル，ハンディミル）等を用いて溶融ブレンドする事やブレンドするワックスを重合性単量体中へ溶融させ、メディア式分散機等にてブレンドする事も可能である。この時添加物として、顔料，荷電制御剤，重合開始剤等を使用しても構わない。
【００４６】
本例においてワックスの分子量分布はＧＰＣにより次の条件で測定される。
【００４７】
（ＧＰＣ測定条件）装置：ＧＰＣ−１５０Ｃ（ウォーターズ社）
カラム：ＧＭＨ−ＨＴ３０ｃｍ２連（東ソー社製）
温度：１３５℃
溶媒：ｏ−ジクロロベンゼン（０．１％アイオノール添加）
流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
試料：０．１５％の試料を０．４ｍｌ注入
以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量較正曲線を使用する。さらに、Ｍａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋ粘度式から導き出される換算式でポリエチレン換算する事によって算出される。
【００４８】
ワックスの重量平均分子量（Ｍｗ）は４００以上４０００以下、数平均分子量（Ｍｎ）は２００以上４０００以下である事が好ましく、より好ましくはＭｗが４５０以上３５００以下、さらに好ましくは５００以上３０００以下、Ｍｎは２００以上３５００以下、さらに好ましくは２５０以上３０００以下である事が望まれる。Ｍｗが４００未満，Ｍｎが２００未満の場合には、トナーの耐ブロッキング性が悪化する。また、Ｍｗが４０００，Ｍｎが４０００を越える場合には、ワックス自体の結晶性が発現し、透明性が悪化する。
【００４９】
ワックスは、トナーのバインダー樹脂１００重量部に対して１〜４０重量部（好ましくは２〜３０重量部）配合するのが良い。
【００５０】
バインダー樹脂、着色剤及びワックスを有する混合物を溶融混練後、冷却し粉砕後分級してトナー粒子を得る乾式トナー製法におけるワックスの添加量は、バインダー樹脂１００重量部に対し１〜１０重量部、より好ましくは２〜７重量部使用するのが好ましい。
【００５１】
重合性単量体と着色剤及びワックスを有する混合物を重合せしめる事により、直接的にトナー粒子を得る重合法トナー製法におけるワックスの添加量は、重合性単量体１００重量部に対し２〜４０重量部、より好ましくは５〜３０重量部、さらに好ましくは１０〜２０重量部使用するのが好ましい。
【００５２】
乾式トナー製法に比べ重合性トナー製法においては、通常バインダー樹脂よりワックスの極性が低いため水系媒体中での重合方法ではトナー粒子内部に多量のワックスを内包化させ易い。このため、乾式トナー製法と比較し、一般に重合性トナー製法は多量のワックスをトナーに含有させる事が可能となり定着時のオフセット防止効果には、特に有効となる。
【００５３】
添加量が下限より少ないとオフセット防止効果が低下しやすく、上限を越える場合、耐ブロッキング効果が低下し耐オフセット効果にも悪影響を与え易く、ドラム融着、スリーブ融着を起こし易く、さらに重合性トナーの場合には粒度分布の広いトナーが生成する傾向にある。
【００５４】
定着器の低熱容量で十分なＯＨＰ画像を得るためには、トナー中に含有せしめるワックスの結晶性を低下せしめる事が好ましい。また、定着後でも溶解しなかった一部未溶解のトナー粒の界面が存在したり、定着後ワックスにより形成されたトナー層表面の離型剤層と離型剤層下のトナー層との屈折率差が大きいと、これも光の乱反射の原因となる。
【００５５】
光の乱反射の増加は、投影像の明度低下や色の鮮鋭度の低下につながる。特に、透過型オーバーヘッドプロジェクターを用いた場合は、反射型オーバーヘッドプロジェクターを用いる場合よりも明度や鮮鋭度の低下が顕著となる。
【００５６】
即ち、ワックスの結晶性を低下させるためには、ワックス単独の結晶化度を低くする事が肝要である。更に、トナー定着層中に未溶融のトナー粒の界面を存在させないためには、バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は低いことが好ましい。また、低エネルギー量で迅速に溶解せしめるため、ワックスの潜熱である溶融エンタルピー（ΔＨ）が小さい材料が特に好ましい。また、溶融したワックスをバインダー樹脂層と定着フィルム間に迅速に移行させ離型層を形成させるため、バインダー樹脂とワックス間の溶解度パラメーター（ＳＰ）差を適度に調整する事が好ましい。
【００５７】
このような観点から本形態例に好ましい具体例を以下に詳細に述べる。
【００５８】
通常トナーのバインダー樹脂としてポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、またはスチレン−ブタジエン系樹脂が多く用いられているため、本例に用いられるワックスは、これらの樹脂と屈折率が近いものが好ましい。以下に述べる屈折率差は、縦（２０〜３０）×横（８）×厚み（３〜１０）の大きさの固体試料を作成し、次にプリズム面との密着性を良好にするために、ブロムナフタレンをプリズム面に少量つけ、その上に固体資料を乗せて測定したものである。また、測定機器としては、例えばアタゴ社製のアッペ屈折計２Ｔを用いる。
【００５９】
バインダー樹脂とワックスの屈折率差は、温度２５℃にて０．１８以下、より好ましくは０．１０以下が特に有効である。屈折率差が０．１８を越える場合にはＯＨＰ画像の透明性を低下させ易く、特にハーフトーン投影像は、明度が低くなる。
【００６０】
本例に用いられるワックスの融点は、３０〜１５０℃である事が好ましく、より好ましくは５０〜１２０℃が特に好ましい。融点が３０℃より低い場合はトナーの耐ブロッキング性、多数枚の複写時でのスリーブ汚染抑制・感光体の汚染防止性が低下し易い。融点が１５０℃を越える場合、粉砕法によるトナーの製造においてはバインダー樹脂との均一混合に過大のエネルギーが必要になる。他方、重合法によるトナーの製造においては融点が１００℃よりも小さいことが好ましい。ワックスの融点が１００℃よりも大きいとバインダー樹脂を重合する際に粘度が大きくなる為に装置の大型化或いは、相溶する量に限界があり、多量にワックスをトナーに含有させる事が難しくなる。
【００６１】
以下の溶解度パラメーター（ＳＰ）値は、原子団の加成性を利用したＦｅｄｏｒｓの方法〔Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．，１４（２）１４７（１９７４）〕を用いて算出したものである。
【００６２】
本例に使用されるワックスのＰＳ値は、７．５〜９．７の範囲である事が好ましい。ＳＰ値が７．５未満の値を示すワックスは、用いるバインダー樹脂との相溶性が乏しく、結果的にバインダー樹脂中への良好な分散が得られにくく、多数毎複写時においてワックスの現像スリーブへの付着が生じ易く、トナーの帯電量が変化し易くなる。更に地カブリ・トナー補給時の濃度変動時等も起こし易い。ＳＰ値が９．７を越えるワックスを用いる場合には、トナーを長期保存した再トナー同士のブロッキングが発生し易い。更にバインダー樹脂との相溶性が良すぎるため定着時にトナー層表面間に十分な離型層が形成しにくく、オフセット現象を起こし易い。
【００６３】
本例に使用されるワックスの溶融粘度の測定方法としては、ＨＡＡＫＥ社製ＶＴ−５００にてコーンプレート型ローター（ＰＫ−１）を用いて測定する方法が挙げられる。１００℃に於ける溶融粘度は１〜５０ｍＰａｓ．ｓｅｃである事が好ましく、更に好ましくは３〜３０ｍＰａｓ．ｓｅｃを有するワックス化合物が特に好ましい。１ｍＰａｓ．ｓｅｃより低い溶融粘度を有する場合は、非磁性一成分現像方式でブレード等によりスリーブにトナー層を薄層コーティングする際、機械的なズリ力によりスリーブ汚染を招き易い。また、二成分現像方法に於いてもキャリヤーを用いトナーを現像する際に於いてトナーとキャリヤー間のズリ力によりダメージを生じ易く、外添剤の埋没・トナー破砕等が生じ易い。５０ｍＰａｓ．ｓｅｃを越える溶融粘度を有する場合には、重合方法を用いてトナーを製造する際、分散質の粘度が高すぎ、均一な粒径を有する微小粒径のトナーを得る事が容易でなく、粒度分布の広いトナーとなりやすい。
【００６４】
ワックスの硬度測定としては、例えば島津ダイナミック超微小硬度計（ＤＵＨ−２００）を用いる測定法が挙げられる。測定条件は、ビッカース圧子を用い０．５ｇ荷重下で９．６７ｍｇ／秒の負荷速度にて１０μｍ変位させた後、１５秒保持させサンプル上に付いた打痕を解析する事によりビッカース硬度を求める。サンプルは直径２０ｍｍφの金型を用い予め溶融したサンプルを５ｍｍ厚の円柱状に成型して用いる。本例に用いられるワックスの硬度は０．３〜５．０範囲が好ましく、更に好ましいビッカース硬度は０．５〜３．０が特に有効である。
【００６５】
ビッカース硬度０．３より低いワックスを含有したトナーは、多数毎複写に於いて複写機のクリーニング部位で破砕され易く、ドラム表面上にトナー融着を起こし易く結果的に画像上に黒筋が発生し易い。また、画像サンプルを多重枚重ねて保存した際、裏面にトナーが転写し所謂裏写りが発生し易い。ビッカース硬度が５．０を越えるワックスを含有したトナーは、加熱定着時に用いる定着器に必要以上の加圧力を必要とし、定着器に必要以上の強度設計が必要となる。通常加圧力の定着器を用いたなら耐オフセット性が低下しやすい。
【００６６】
ワックスの結晶化度は１０〜５０％、より好ましくは２０〜３５％である事が好ましい。
【００６７】
結晶化度が１０％未満の場合には、トナー保存性、流動性が低下し易く、５０％を越える場合には、ＯＨＰ画像の透明性が低下し易い。
【００６８】
本例に於ける結晶化度は、検量線は使用せず、非晶散乱ピークと結晶散乱ピークの面積比から以下の計算式にて測定する。
【外２】

【００６９】
測定装置としては、例えば理学電機社製のローターフレックスＲＵ３００（Ｃｕターゲット、ポイントフォーカス、出力５０ＫＶ／２５０ｍＡ）が挙げられる。測定法は透過法−回転法を用い、測定角度は２θ＝５〜３５°とする。
【００７０】
本例に好ましく用いられるエステルワックスの製造方法としては、例えば、酸化反応による合成法、カルボン酸及びその誘導体からの合成、マイケル付加反応に代表されるエステル基導入反応等が用いられる。本例に用いられるエステルワックスの特に好ましい製造方法は、原料の多様性、反応の容易さからカルボン酸化合物とアルコール化合物からの脱水縮合反応を利用する方法または酸ハロゲン化物とアルコール化合物からの反応が特に好ましい。
【外３】

【００７１】
上記のエステル平衡反応を生成系に移行させるため、大過剰のアルコールを用いるか、水との共沸が可能な芳香族有機溶剤中にてＤｅａｎ−Ｓｔａｒｋ水分離器を用い反応を行う。また酸ハロゲン化合物を用い芳香族有機溶剤中にて副生する酸の受容物として塩基を添加しポリエステルを合成する方法も利用できる。
【００７２】
次に、本形態例のトナーに使用されるバインダー樹脂について説明する。
【００７３】
加熱通路Ｐでトナーの形状が変化するために、本例のトナーに用いられるバインダー樹脂としては、加熱通路Ｐを通過中に溶融粘度が１×１０^６ｃｐ以下になるバインダー樹脂が好ましい。
【００７４】
本例のバインダー樹脂としては下記のバインダー樹脂が使用可能である。
【００７５】
例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、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−クロルスチレン共重合体、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−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、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−インデン共重合体などのスチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。好ましいバインダー物質としては、スチレン系共重合体もしくはポリエステル樹脂がある。
【００７６】
スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタクリニトリル、アクリルアミドなどのような二重結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体；マイレン酸、マイレン酸ブチル、マイレン酸メチル、マイレン酸ジメチル等のような二重結合を有するジカルボン酸及びその置換体；例えば塩化ビニル、酸化ビニル、安息香酸ビニルなどのようなビニルエステル類；例えばエチレン、プロピレン、ブチレンなどのようなエチレン系オレフィン類；例えばビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトンなどのようなビニルケトン類；例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのようなビニルエーテル類；等のビニル単量体が単独もしくは２つ以上用いられる。
【００７７】
本例のバインダー樹脂のＴＨＦ可溶分の数平均分子量は３，０００〜１，０００，０００が好ましい。
【００７８】
スチレン系重合体またはスチレン系共重合体は架橋されていても良く、またそれらの混合樹脂でも良い。
【００７９】
バインダー樹脂の架橋剤としては、主として２個以上の重合可能な二重結合を有する化合物を用いても良い。例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどのような芳香族ジビニル化合物；例えばエチレングリコールアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブタジオールジメタクリレートなどのような二重結合を２個有するカルボン酸エステル；ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンなどのジビニル化合物；および３個以上のビニル基を有する化合物、が単独もしくは混合物として用いられる。添加量としては、重合性単量体１００重量部に対して０．００１〜１０重量部が好ましい。
【００８０】
本例のトナーは、荷電制御剤を含有しても良い。
【００８１】
トナーを負荷電性に制御するものとして下記物質がある。
【００８２】
例えば、有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属化合物がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及び金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類などがある。
【００８３】
また、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、４級アンモニウム塩、カリックスアレーン、ケイ素化合物、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル−スルホン酸共重合体、ノンメタルカルボン酸系化合物等が挙げられる。
【００８４】
トナーを正荷電性に制御するものとして下記物質がある。
【００８５】
ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムトテラフルオロボレートなどの４級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料（レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など）高級脂肪酸の金属塩；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートなどのジオルガノスズボレート類；これらを単独で或いは２種類以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ニグロシン系、４級アンモニウム塩の如き荷電制御剤が特に好ましく用いられる。
【００８６】
これらの荷電制御剤は、樹脂成分１００重量部に対して０．０１〜２０重量部（より好ましくは０．５〜１０重量部）使用するのが良い。
【００８７】
本例に用いられる着色剤は、黒色着色剤としてカーボンブラック，磁性体，以下に示すイエロー／マゼンタ／シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが用いられる。
【００８８】
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物，イソインドリノン化合物，アンスラキノン化合物，アゾ金属錯体，メチン化合物，アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、１３、１４、１５、１７、６２、７４、８３、９３、９４、９５、１０９、１１０、１１１、１２８、１２９、１４７、１６８、１８０等が好適に用いられる。
【００８９】
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン，キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物，ナフトール化合物，ベンズイミダゾロン化合物，チオインジゴ化合物，ペリレン化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、２３、４８；２、４８；３、４８；４、５７；１、８１；１、１４４、１４６、１６６、１６９、１７７、１８４、１８５、２０２、２０６、２２０、２２１、２５４が特に好ましい。
【００９０】
本例に用いられるシアン着色剤としては、同フタロシアニン化合物及びその誘導体，アントラキノン化合物，塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、７、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、６０、６２、６６等が好適に利用できる。これらの着色剤は、単独または混合しさらには固溶体の状態で用いることができる。本例の着色剤は、色相角，彩度，明度，耐候性，ＯＨＰ透明性，トナー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、樹脂１００重量部に対し１〜２０重量部添加して用いられる。
【００９１】
さらに本例のトナーは更に磁性材料を含有させ磁性トナーとしても使用しうる。この場合、磁性材料は着色剤の役割を兼ねることもできる。本例において、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或いはこれらの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及び混合物等が挙げられる。
【００９２】
本例に用いられる磁性体は、より好ましくは、表面改質された磁性体が望まれ、重合法トナーに用いる場合には、重合阻害のない物質である表面改質剤により、疎水化処理を施したものであれば、どんなものでも良く、このような表面改質剤としては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤などを挙げることができる。
【００９３】
これらの強磁性体は平均粒子が２μｍ以下、好ましくは０．１〜０．５μｍ程度のものが好ましい。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４０〜１５０重量部が良い。
【００９４】
また、１０Ｋエルステッド印加での磁気特性が保磁力（Ｈｃ）２０〜３０エルステッド、飽和磁化（σｓ）５０〜２００ｅｍｕ／ｇ、残留磁化（σｒ）２〜２０ｅｍｕ／ｇのものが好ましい。
【００９５】
各種トナー特性付与を目的とした添加剤としては、トナー中に、或いはトナーに添加したときの耐久性の点から、トナー粒子の体積平均径の１／５以下の粒径である事が好ましい。この添加剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。これら特性付与を目的とした添加剤としては、例えば、以下のようなものが用いられる。
【００９６】
流動性付与剤としては、金属酸化物（酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタンなど）カーボンブラック、フッ化カーボンなど。それぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。
【００９７】
研磨剤としては、金属酸化物（チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化クロムなど）・窒化物（窒化ケイ素など）・炭化物（炭化ケイ素など）・金属塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなど）が挙げられる。
【００９８】
滑剤としては、フッ素系樹脂粉末（フッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなど）・脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなど）などが挙げられる。
【００９９】
荷電制御性粒子としては、金属酸化物（酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化アルミニウムなど）・カーボンブラックなどが挙げられる。
【０１００】
これら添加剤は、トナー粒子１００重量部に対し０．１〜１０重量部が用いられ、好ましくは０．１〜５重量部が用いられる。これら添加剤は、単独で用いても、また、複数併用しても良い。
【０１０１】
本例のトナーは、通常一成分系及び二成分系現像剤として、いずれの現像剤にも使用できる。
【０１０２】
例えば、一成分系現像剤として、磁性体をトナー中に含有せしめた磁性トナーの場合には、現像スリーブ中に内蔵せしめたマグネットを利用し、磁性トナーを搬送及び帯電せしめる方法がある。また、磁性体を含有しない非磁性トナーを用いる場合には、ブレード及びファーブラシを用い、現像スリーブにて強制的に摩擦帯電しスリーブ上にトナーを付着せしめる事で搬送せしめる方法がある。
【０１０３】
一方、一般的に利用されている二成分系現像剤として用いる場合には、本例のトナーと共に、キャリアを用い現像剤として使用する。本例に使用されるキャリアとしては特に限定されるものではないが、主として、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム元素からなる単独及び複合フェライト状態で構成される。飽和磁化、電気抵抗を広範囲にコントロールできる点からキャリア形状も重要であり、例えば球状、偏平、不定形などを選択し、更にキャリア表面状態の微細構造、例えば表面凸凹性をもコントロールする事が好ましい。一般的には、上記無機酸化物を焼成、造粒することにより、あらかじめ、キャリアコア粒子を生成した後、樹脂にコーティングする方法が用いられているが、キャリアのトナーへの負荷を軽減する意味合いから、無機酸化物と樹脂を混練後、粉砕、分級して低密度分散キャリアを得る方法や、さらには、直接無機酸化物とモノマーとの混練物を水系媒体中にて懸濁重合せしめ真球状分散キャリアを得る重合キャリアを得る方法なども利用する事が可能である。
【０１０４】
上記キャリアの表面を樹脂等で被覆する系は、特に好ましい。その方法としては、樹脂等の被覆剤を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて塗布しキャリアに付着せしめる方法、単に粉体で混合する方法等、従来公知の方法がいずれも適用できる。
【０１０５】
キャリア表面への固着物質としてはトナー材料により異なるが、例えばポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料及びそのレーキ、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などを単独或いは複数で用いるのが適当であるが、必ずしもこれに制約されない。
【０１０６】
上記化合物の処理量は、一般には総量で本例のキャリアに対し０．１〜３０重量％（好ましくは０．５〜２０重量％）が好ましい。
【０１０７】
これらキャリアの平均粒径は１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍを有する事が好ましい。
【０１０８】
特に好ましい態様としては、フェライトであり、その表面をフッ素系樹脂とスチレン系樹脂の如き樹脂の組み合わせ、例えばポリフッ化ブニリデンとスチレン−メチルメタアクリレート樹脂；ポリテトラフルオロエチレンとスチレン−メチルメタアクリレート樹脂、フッ素系共重合体とスチレン系共重合体；などを９０：１０〜２０：８０、好ましくは７０：３０〜３０：７０比率の混合物としたもの或いはシリコーン樹脂等で、０．０１〜５重量％、好ましくは０．１〜１重量％コーティングしたコートフェライトキャリアであるものが挙げられる。該フッ素系共重合体としてはフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体（１０：９０〜９０：１０）が例示され、スチレン系共重合体としてはスチレン−アクリル酸２−エチルエキシル（２０：８０〜８０：２０）、スチレン−アクリル酸２−エチルエキシル−メタクリル酸メチル（２０〜６０：５〜３０：１０〜５０）が例示される。
【０１０９】
上記コートフェライトキャリアは粒径分布がシャープであり、本例のトナーに対し好ましい摩擦帯電性が得られ、更に電子写真特性を向上させる効果がある。
【０１１０】
本例に於けるトナーと混合して二成分現像剤を調整する場合、その混合比率は現像剤中のトナー濃度として、２重量％〜１５重量％、好ましくは４重量％〜１３重量％にすると通常良好な結果が得られる。トナー濃度が２％以下では画像濃度が低く実用不可となり、１５％以上ではカブリや機内飛散を増加せしめ、現像剤の耐用寿命を縮める。
【０１１１】
更に該キャリアの磁性特性は以下のものが良い。飽和磁化は２０〜９０Ａｍ２／ｋｇである事が必要である。更に高画質化を達成するために、好ましくは３０乃至７０Ａｍ２／ｋｇである事が良い。９０Ａｍ２／ｋｇより大きい場合には、高画質なトナー画像が得られにくくなる。２０Ａｍ２／ｋｇ未満であると、磁気的な拘束力も減少するためにキャリア付着を生じやすい。
【０１１２】
本例に於ける粉砕法トナーの製造法はバインダー樹脂、本例の上記エステルワックス、着色剤としての顔料、または染料、磁性体、必要に応じて荷電制御剤、その他の添加剤等を、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により充分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルダーの如き熱混練機を用いて溶融混練して樹脂類を互いに相溶せしめた中に金属化合物、顔料、染料、磁性体を分散または溶解せしめ、冷却固化後粉砕、球形化、シェルの生成、及び分級を行って本例に係わるところのトナーを得る事ができる。
【０１１３】
更に必要に応じて所望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により充分混合し、本例に係わる静電荷像現像用トナーを得る事ができる。
【０１１４】
また、本例で用いられる重合トナーの製造法は、特公昭５６−１３９４５号公報等に記載のディスクまたは多流体ノズルを用い溶融混合物を空気中に霧化し球状トナーを得る方法や、特公昭３６−１０２３１号公報，特開昭５９−５３８５６号公報，特開昭５９−６１８４２号公報に述べられている懸濁重合法を用いて直接トナーを生成する方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナーを生成する分散重合法または水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合法に代表される乳化重合法や、予め１次極性乳化重合粒子を作った後、反対電荷を有する極性粒子を加え会合させるヘテロ凝集法等を用いトナーを製造する事が可能である。
【０１１５】
しかしながら、分散重合法に於いては、得られるトナーは極めてシャープな粒度分布を示すが、使用する材料の選択が狭い事や有機溶剤の利用が廃溶剤の処理や溶剤の引火性に関する観点からの製造装置が複雑で煩雑化しやすい。ソープフリー重合に代表される乳化重合法は、トナーの粒度分布が比較的揃うため有効であるが、使用した乳化剤や開始剤末端がトナー粒子表面に存在したときに環境特性が低下する。
【０１１６】
本例に於いては比較的容易に粒度分布がシャープな微粒子トナーが得られる常圧下での、または、加圧下での懸濁重合法が特に好ましい。一旦得られた重合粒子に更に単量体を吸着せしめた後、重合開始剤を用い重合せしめる所謂シード重合方法も本例に好適に利用することができる。
【０１１７】
本例に用いられるより好ましいトナーは、直接重合法を用いて製造されたものである。エステルワックスが、シェルである外殻樹脂層に内包されている。定着性の観点から多量のエステルワックスをトナーに含有せしめることが好ましく、エステルワックスを外殻樹脂で内包化せしめたトナーが特に好ましい。
【０１１８】
エステルワックスを内包化せしめる具体的な方法としては、水系媒体中での材料の極性を主要単量体よりエステルワックスの方を小さく設定し、更に少量の極性の大きな樹脂または単量体を添加せしめる事でエステルワックスを外殻樹脂で被覆した、所謂コアーシェル構造を有する、トナーを得ることができる。トナーの粒度分布制御や粒径の制御は、離水溶性の無機塩や保護コロイド作用をする分散剤の種類や添加量を変える方法や機械的装置条件例えばローターの周速・パス回数・攪拌羽根形状等の攪拌条件や容器形状または、水溶液中での固形分濃度等を制御する事により所定の本例のトナーを得る事ができる。
【０１１９】
本例に於いてトナーの断層面は、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナーを十分分散させた後温度４０℃の雰囲気中で２日間硬化させ得られた硬化物を四三酸化ルテニウム、必要により四三酸化オスミウムを併用し染色を施した後、ダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサンプルを切り出し透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用い測定した。本例に於いては、用いるエステルワックスと外殻を構成する樹脂との若干の結晶化度の違いを利用して材料間のコントラストを付けるため四三酸化ルテニウム染色法を用いる事が好ましい。
【０１２０】
本例のトナー製造方法に直接重合法を用いる場合に於いては、以下の如き製造方法によって具体的にトナーを製造する事が可能である。単量体中にエステルワックス，着色剤，荷電制御剤，重合開始剤その他の添加剤を加え、ホモジナイザー，超音波分散機等によって均一に溶解または分散せしめた単量体系を、分散安定剤を含有する水相中に通常の撹拌機またはホモミキサー，ホモジナイザー等により分散せしめる。好ましくは単量体液滴が所望のトナー粒子のサイズを有するように攪拌速度・時間を調整し、造粒する。その後は分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、且つ粒子の沈降が防止される程度の攪拌を行えば良い。重合温度は４０℃以上、一般的には５０〜９０℃の温度に設定して重合を行う。また、重合反応後半に昇温しても良く、更に、トナー定着時の臭いの原因等となる未反応の重合性単量体、副生成物等を除去するために反応後半、または、反応終了後に一部水系媒体を留去しても良い。反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄・濾過により回収し、乾燥する。懸濁重合法に於いては、通常単量体系１００重量部に対して水３００〜３０００重量部を分散媒として使用するのが好ましい。
【０１２１】
また、重合法を用い直接トナーを得るときには、重合性単量体としては、スチレン，ｏ（ｍ−，ｐ−）−メチルスチレン，ｍ（ｐ−）−エチルスチレン等のスチレン系単量体；（メタ）アクリル酸メチル，（メタ）アクリル酸エチル，（メタ）アクリル酸プロピル，（メタ）アクリル酸ブチル，（メタ）アクリル酸オクチル，（メタ）アクリル酸ドデシル，（メタ）アクリル酸ステアリル，（メタ）アクリル酸ベヘニル，（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル，（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル，（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチル等の（メタ）アクリル酸エステル系単量体；ブタジエン，イソプレン，シクロヘキセン，（メタ）アクリロニトリル，アクリル酸アミド等のエン系単量体が好ましく用いられる。
【０１２２】
本例に於いて、コアーシェル構造を形成せしめるためには、極性樹脂を併用する事が必須であり、本例に使用できる極性重合体、共重合体を以下に例示する。
【０１２３】
メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなど含窒素単量体の重合体もしくはスチレン−不飽和カルボン酸エステル等との共重合体、アクリロニトリル等のニトリル系単量体、塩化ビニル等の含ハロゲン系単量体、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸、その他不飽和二塩基酸、不飽和二塩基酸無水物、ニトロ系単量体等の重合体もしくはスチレン系単量体等との共重合体、ポリエステル、エポキシ樹脂等が挙げられる。より好ましいものとして、スチレンと（メタ）アクリル酸の共重合体，マレイン酸共重合体，飽和ポリエステル樹脂，エポキシ樹脂が挙げられる。
【０１２４】
重合開始剤としては、例えば、２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス（シクロエキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキイカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクシルペルオキシド、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、２，２−ビス（４，４−ｔ−ブチルペルオキシシクロヘキシル）プロパン、トリス−（ｔ−ブチルペルオキシ）トリアジン等の過酸化物系開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化水素などが使用される。
【０１２５】
重合開始剤は重合性単量体の０．５〜２０重量部の添加量が好ましく、単独でまたは、併用しても良い。
【０１２６】
また、本例では分子量をコントロールするために、公知の架橋剤、連鎖移動剤を添加しても良く、好ましい添加量としては０．００１〜１５重量部である。
【０１２７】
本例に於いて、乳化重合、分散重合、懸濁重合、シード重合、ヘテロ凝集法を用いる重合法等によって、重合法トナーを製造する際に用いられる分散媒には、いずれか適当な安定剤を使用する。例えば、無機化合物として、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等が挙げられる。有機化合物として、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸及びその塩、デンプン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリ（ハイドロオキシステアリン酸−ｇ−メタクリル酸メチル−ｅｕ−メタクリル酸）共重合体やノニオン系或いはイオン系界面活性剤等が使用される。
【０１２８】
また、乳化重合法及びヘテロ凝集法を用いる場合には、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性イオン界面活性剤及びノニオン系界面活性剤が使用される。これらの安定剤は重合性単量体１００重量部に対して０．２〜３０重量部を使用する事が好ましい。
【０１２９】
これら安定化剤の中で、無機化合物を用いる場合、市販のものをそのまま用いても良いが、細かい粒子を得るために、分散媒中にて該無機化合物を生成させても良い。
【０１３０】
また、これら安定化剤の微細な分散のために、０．００１〜０．１重量部の界面活性剤を使用しても良い。これは上記分散安定化剤の所期の作用を促進するためのものであり、その具体例としては、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等が挙げられる。
【０１３１】
また、本例に於いて重合法トナーに用いられる着色剤としては、着色剤の持つ重合阻害性や水相移行性に注意を払う必要があり、前記着色剤を好ましくは表面改質、例えば重合阻害のない疎水化処理を施した方が良い。特に染料系やカーボンブラックは、重合阻害性を有しているものが多いので使用の際に注意を要する。染料系を表面処理する好ましい方法としては、これら染料の存在下に重合性単量体を予め重合せしめる方法が挙げられ、得られた着色重合体を単量体系に添加する。また、カーボンブラックに付いては、上記染料と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反応する物質、例えば、ポリオルガノシロキサン等で処理を行っても良い。
【０１３２】
以上のように本形態例によれば、加熱源Ｈ１−ガイド板Ｇ間の距離を制御することにより光沢を制御することができ、定着速度や加熱源の発熱量を変えずに光沢の制御を行うことができるものである。また、ワックスを内包しているトナーを用いることで、離型剤を定着部材に塗布する塗布手段を設ける必要がなくなるという利点がある。
【０１３３】
なお、このような光沢制御は、操作者の指示、もしくは、不図示の原稿の光沢を検知する光沢検知手段の検知結果に基づいて行っても良い。または、記録材の厚みや材質、もしくは記録材の表面状態に基づいて、行っても良い。この場合、例えば記録材の厚みが厚いと薄い記録材に定着するときよりもガイド板Ｇを上昇させる。または、形成する画像が線画像であるが非線画像であるか、または単色であるか複数色であるか、に基づいて行っても良い。この場合、例えば非線画像は線画像に比べて、複数色は単色に比べてガイド板Ｇは上昇している。
【０１３４】
また、ガイド板Ｇの昇降を一枚の記録材が加熱通路を通過する間に行っても良い。たとえば、記録材先端が加熱通路Ｐを通過する際はガイド板を下降させる。そして、記録材が加熱通路Ｐを通過中に徐々にガイド板を上げることによって、記録材の後端の光沢と記録材先端の光沢が同一になるようにし、一枚の記録材の光沢が均一になるようにしてもよい。
【０１３５】
なお、本形態例では、これまで、ガイド板Ｇの昇降により加熱源Ｈ１−ガイド板Ｇ間の距離を制御することについて説明したが、図８のように加熱源が直接定着フィルムを加熱する場合、不図示の制御手段、例えばソレノイド、でコア２２及びコイル２３を回転体である定着フィルムＦから離間させたり定着フィルムＦに近づけたりしてもよい。つまり、加熱源−定着フィルム間の距離を制御して定着フィルムに与える熱量を制御し光沢の制御を行ってもよい。
【０１３６】
以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明はこれらの実施形態例にとらわれるものではなく、技術思想内でのあらゆる変形が可能である。
【０１３７】
本発明の画像形成装置における具体例について、以下に説明する。
【０１３８】
〔具体例１〕
本例は、定着フィルムＢとして（Ｎｉ電鋳フィルム４０μｍ＋シリコーンゴム２００μｍ）のものを装着し、トナーとして以下の手法により得たものを備えた装置であり、その他の構成は図１の装置と同じである。
【０１３９】
本例のトナーは、イオン交換水７１０ｇに、０．１Ｍ−Ｎａ３ＰＯ４水溶液４５０ｇを投入し、６０℃に加温した後、ＴＫ式ホモミキサー（特種機化工業製）を用いて、１３０００ｒｐｍにて攪拌した。これに１．０Ｍ−ＣａＣ１２水溶液６８ｇを徐々に添加し、Ｃａ３（ＰＯ４）２を含む水系媒体を得た。一方、
スチレン１６６ｇ
ｎ−ブチルアクリレーサ３４ｇ
同フヌロラアニン顔料１５ｇ
ジターシャリーブチルサリチル酸金属化合物３ｇ
飽和ポリエステル（酸価１１、ピーク分子量８５００）
モノエステルワックス１４０ｇ
（Ｍｗ５００、Ｍｎ４００、粘度６．５ｍＰａｓ、ＳＰ値８−６）
上記処方を６０℃に加温し、ＴＫ式ホモミキサー（特種機化工業製）を用いて、１２０００ｒｐｍにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１０ｇを溶解し、重合性単量体組成物を調整した。前記、水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、６０℃，Ｎ２雰囲気下において、ＴＫ式ホモミキサーにて１００００ｒｐｍで２０分間攪拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ、８０℃に昇温し、１０時間反応させた。
【０１４０】
重合反応終了後、冷却し、塩酸を加えリン酸カルシウムを溶解させた後、濾過，水洗，乾燥をして、重合粒子を得た。
【０１４１】
得られた粒子１００質量部に対して、ＢＥＴ法による比表面積が１００ｃｍ^２／ｇである疎水性酸化チタン２．０質量部を外添し、平均粒径６．２μｍのトナーを得た。
【０１４２】
このトナー７質量部に対し、シリコーンコートされた３５μｍのクロナイトキャリア９３質量部を混合し使用した。
【０１４３】
装置の各部の設定温度を多段階に変更して普通紙に対するトナー画像の定着を行った。そして、定着性能の評価をした結果を表１に示した。なお、つぎの条件は一定とした。
【０１４４】
定着フィルムＢの線速：１３３ｍｍ／ｓ
加圧ローラＲ２の加圧力：６６ｋｇ
定着フィルムＢとガイド板Ｇの間隔：３ｍｍ
【０１４５】
【表１】

【０１４６】
定着性・オフセット発生の評価：○＝良好、△＝許容範囲、×＝不良
備考：ガイド板温度１００℃（加熱ローラ１７０℃の時）〜１３０℃（加熱ローラ１７０℃の時）
〔具体例２〕
定着フィルムＢとして（ポリイミド５５μｍ＋シリコーンゴム２００μｍ）のものを装着した定着装置Ｒを用いたほかは実施例１と同様な条件で、普通紙に対するトナー画像の定着を行い、定着性能の評価をした結果を表２に示した。
【０１４７】
【表２】

【０１４８】
定着性・オフセット発生の評価：○＝良好、△＝許容範囲、×＝不良
備考：ガイド板温度１００℃（加熱ローラ１７０℃の時）〜１３０℃（加熱ローラ１７０℃の時）
〔具体例３〕
パラフィンワックス（Ｍｗ４７０，Ｍｎ３８０，粘度６．８ｍＰａｓ，ＳＰ値８−３）を用いて現像剤（トナーＣ１）を作成する以外は実施例１と同様にして評価を行った。表１と同様良好な結果を得られた。
【０１４９】
〔具体例４〕
ジエステルワックス（Ｍｗ４７０，Ｍｎ４１０，粘度１０．５ｍＰａｓ，ＳＰ値９−１）を用いてトナーＣ１を作成する以外は実施例１と同様にして評価を行ったところ、良好な結果が得られた。
【０１５０】
〔具体例５〕
テトラエステルワックス（Ｍｗ４３０，Ｍｎ３８０，及びＭｗ８５０にショルダー有り、粘度１１．６ｍＰａｓ，ＳＰ値８−５）を用いてトナーＣ１を作成する以外は実施例１と同様にして評価を行ったところ、良好な結果が得られた。
【０１５１】
〔具体例６〕
銅フヌロラアニン顔料の代わりにキナクリドン顔料，Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０，カーボンブラックを用いてマゼンタ，イエロー，ブラック現像剤を作成する以外は実施例１と同様にして画出しを行ったところ、淡い色の色再現性にも優れ、良好な結果が得られた。
【０１５２】
〔具体例７〕
シランカップリング剤処理磁性酸化鉄２００ｇ（平均粒径０．２５μｍ）を使用し、疎水性ラリカを用して磁性トナーＣ１を作成する以外は実施例１と同様にして画出しを行ったところ良好な結果が得られた。
【０１５３】
上記の具体例１〜７をそれぞれ、図２の装置に適用し、加熱通路Ｐの間隔を可変としたところ、何れの装置でも画像の光沢制御を行うことができた。
【０１５４】
これらの装置において、ガイド板Ｇを下降させた状態、即ち積極的に予熱しない場合、積極的に予熱した場合と比べ、６０度法で１０以上光沢が低下した。
【０１５５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、加熱源Ｈ１−ガイド板Ｇ間の距離を制御することにより形成する画像の光沢を制御でき、定着速度や加熱源の発熱量を変えずに光沢の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の画像形成装置の縦断面模型図
【図２】第１の実施形態の定着装置の縦断面模型図
【図３】図２の定着装置における加熱ローラの正面模型図
【図４】図２の定着装置における定着フィルムの断面模型図
【図５】図２の定着装置の要部断面図
【図６】形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２の説明図
【図７】ワックスを内包するトナーの構成を示す断面図
【図８】第１の実施形態の他の定着装置例の縦断面模型図
【図９】従来の定着装置の縦断面模型図
【符号の説明】
Ｍ像形成手段
Ｒ像加熱手段（定着装置）
Ｒ１定着ローラ
Ｒ２加圧ローラ
Ｒ３加熱ローラ
Ｂ定着フィルム
Ｂ１フィルム主体
Ｂ２離型層
Ｇガイド板
Ｐ加熱通路

Claims

未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部にてこの未定着トナー像を熱定着する定着部材と、この定着部材に向けて加圧されニップ部を形成するためのローラと、定着部材を加熱するための加熱源と、ニップ部よりも記録材搬送方向上流側の位置にて記録材と未定着トナー像を非接触で加熱する定着前加熱源と、定着前加熱源と非接触かつ近接して記録材をニップ部に案内するガイド部材と、を有する定着装置において、
作成される画像の条件に基づいてガイド部材と定着前加熱源との距離を変更することにより定着前加熱源から付与される熱量を調整可能に構成したことを特徴とする定着装置。
前記定着部材はエンドレスベルトを有し、前記定着前加熱源は前記エンドレスベルトを懸架するローラ内に設けられていることを特徴とする請求項１の定着装置。
作像される画像が単色画像であるか多色画像であるかに応じてガイド部材と定着前加熱手段との距離を変更することを特徴とする請求項１又は２の定着装置。
作像される画像が線画像であるか非線画像であるかに応じて前記ガイド部材と前記定着前加熱手段との距離を変更することを特徴とする請求項１又は２の定着装置。
原稿の光沢に応じて前記ガイド部材と前記定着前加熱手段との距離を変更することを特徴とする請求項１又は２の定着装置。