JP3752903B2 - フラッシュ定着用現像剤及びフラッシュ定着画像形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフラッシュ定着用現像剤及びフラッシュ定着画像形成方法に関するものであり、特に、フラッシュ定着器を用いる電子写真複写機、電子写真ファクシミリ、或いは、電子写真プリンタ等に用いるトナーであって、定着強度の向上とボイドによる印字抜けの防止を両立するとともに、脱臭フィルタの汚染を防止するためのトナーの組成に特徴のあるフラッシュ定着用現像剤及びフラッシュ定着画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種情報を画像化する手段として電子写真プリンタが採用されたり、或いは、各種情報を複写するために電子写真複写機等が多用されているが、この様な電子写真装置は光導電性絶縁体、即ち、感光ドラムを用いた方式が一般的である。
【０００３】
この方式では、コロナや帯電ローラによって一様に帯電させた光導電性絶縁体の表面にレーザ光等を照射することにより静電潜像を形成し、この潜像にトナーと呼ばれる顔料や染料により着色した樹脂粉末を静電的に付着させて現像を行い潜像をトナー像として可視像化し、このトナー像を紙やフィルム上へ転写したのち、熱、圧力、光等によってトナーを溶融定着させて可視画像が得られるものである。
【０００４】
この様な電子写真装置における定着方式としては、トナーを直接ローラによって加熱するヒートロール方式や、フラッシュ光照射によって定着を行うフラッシュ定着法が良く知られている。
【０００５】
この内、ヒートロール方式は、高温のローラでトナーを直接加熱と加圧を行ってトナーを定着させる構成であるので、装置価格が安価で、且つ、トナー定着面がフラットになるという特長がある。
しかし、反面、定着後の用紙がカールがかかってロール化すること、ロール化に伴って超高速化が困難であること、及び、トナーの定着ローラ汚染に伴うオフセットによる用紙汚れが発生しやすいこと、或いは、シール葉書へのトナーの定着が困難である等の欠点がある。
【０００６】
一方、フラッシュ定着方式は、フラッシュランプが高価であるという問題はあるものの、非接触による定着であるので、定着後の用紙のロール化やオフセットの発生がなく、高速化やシール葉書に対する対応が容易であるという特長があり、そのため、業務用のプリンタや高速複写機における定着方式として用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フラッシュ定着方式においても、トナーとして低粘度ポリエステルや低粘度樹脂からなるトナーを用いると定着性は向上するものの、フラッシュ光の照射によって溶融したトナーがその表面張力によって局所的に固まることによって生ずるフラッシュ定着特有のボイドと呼ばれる印字の抜けや、キャリアの表面が溶融したトナーによって被覆されるというトナーフィルミングが発生しやすく、現像剤寿命を短くしてしてしまうという問題がある。
【０００８】
また、定着時には、トナーの表面温度は５００℃にも達するため、昇華しやすい分子量の低い成分が混入すると、この分子量の低い成分が昇華してプリンタ装置内を汚染したり、或いは、脱臭フィルタを目詰まりさせたりするという問題がある。
【０００９】
この様な問題を解決するために、ロジンを含有したトナーが提案されている（必要ならば、特開平７−２７１０８３号公報参照）が、この方法では、定着性改善とボイドの低減に関し、十分な改善が得られないという問題がある。
【００１０】
したがって、本発明は、定着強度の向上とボイドによる印字抜け防止とを両立させるとともに、キャリアフィルミング及び脱臭フィルタ汚染を低減することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
ここで、本発明における課題を解決するための手段を説明するが、理解を容易にするために、図２を参照する。
なお、図２は、印刷特性のトナーの構成成分依存性の説明図であり、不適当な要件については、斜線を施している。
（１）本発明は、少なくとも結着樹脂及び着色剤とからなるトナーをフラッシュ定着法によって定着するフラッシュ定着用現像剤において、クロロホルム不溶解分をトナー全量に対する重量比で２．５２〜１６．８重量部含有したポリエステル樹脂と、下記の化学式からなるとともにガラス転移温度が５０℃〜８０℃のシリコーン成分（Ｉ）をトナー全量に対する重量比で０．１〜５重量部とを少なくとも含有するトナーと、１０ｋＯｅにおける磁化が７５〜９５ｅｍｕ／ｇのキャリアとからなることを特徴とする。
【化２】
【００１２】
この様に、少なくともクロロホルム不溶解分を含有したポリエステル樹脂を用いることによって、トナーにある程度の粘度を持たせてボイドの発生を低減することができ、また、上記の化学式からなるとともにガラス転移温度が５０℃〜８０℃のシリコーン成分（Ｉ）を含有させることによって、定着強度を向上させることができ、両者を含有させることによって、定着強度の向上とボイドによる印字抜け防止とを両立させることができる。
また、トナー製造の際の粉砕性も向上させることができるとともに、架橋反応によって低分子成分が少なくなるので脱臭フィルタの目詰まりを防止することができる。
【００１３】
また、上記（１）において、ポリエステル樹脂として、少なくとも下記の化学式で表されるビスフェノールＡのエチレン付加物またはプロピレン付加物のいずれかからなるジオール成分と、多価のカルボン酸、その酸無水物、或いは、その低級アルキルエステルの内のいずれかと、３価以上の多価アルコールまたは酸成分のいずれかとからなるものを用いることが望ましい。
【化３】
【００１４】
この様に、ポリエステル樹脂中にクロロホルム不溶ポリエステル成分を形成するためには、ポリエステル樹脂が、少なくとも上記の化学式で表されるビスフェノールＡのエチレン付加物またはプロピレン付加物のいずれかからなるジオール成分と、多価のカルボン酸、その酸無水物、或いは、その低級アルキルエステルの内のいずれかとを反応させてエステル化するとともに、３価以上の多価アルコールまたは酸成分のいずれかからなる架橋剤を用いて架橋反応させることによってクロロホルム不溶ポリエステル成分を形成すれば良い。
上記の化学式において、Ｒがエチレン基の場合にはビスフェノールＡのエチレン付加物となり、Ｒがプロピレン基の場合にはビスフェノールＡのプロピレン付加物となる。
なお、ポリエステル樹脂のガラス転移温度は５０℃以上であることが望ましい。
【００１６】
また、図２から明らかなように、ポリエステル樹脂中のクロロホルム不溶解分のトナー全量に対する重量比を２．５２（３×８４／１００）〜１６．８（＝２０×８４／１００）重量部、より好適には、２．５２（３×８４／１００）〜８．４（＝１０×８４／１００）重量部とすることによって、ボイドの発生を抑制することができる。
なお、クロロホルム不溶解分のトナー全量に対する重量比が２．５２重量部未満であると、トナーが低粘度になってボイドが発生し易くなり、一方、１６．８重量部を超えるとトナーと媒体との密着性及びトナー同士の密着性が阻害される。
また、シリコーン成分（Ｉ）のトナー全量に対する重量比を０．１〜５重量部、より好適には、１〜３重量部とすることによって、安定した定着性を得ることができる。
なお、シリコーン成分（Ｉ）のトナー全量に対する重量比が０．１重量部未満であると定着性改善効果が十分に得られず、一方、５重量部を超えると連続印刷の際に脱臭フィルタに目詰まりが発生し易くなる。
なお、本発明におけるトナー全量とは、着色剤、外添剤、ワックス、シリコーン成分、帯電制御等を含むものである。
また、現像剤を構成するキャリアの磁化は、７５〜９５ｅｍｕ／ｇとするものであり、磁化が小さすぎるとキャリア飛散、即ち、キャリア付着による印字抜けが発生し易くなり、一方、磁化が大きすぎると、ハケむら、即ち、印字にすじが発生し易くなる。
【００１７】
（２）また、本発明は、少なくとも上記（１）に記載のフラッシュ定着用現像剤を用いてトナー像をフラッシュ光による露光によって媒体の表面に定着させるフラッシュ定着画像形成方法において、フラッシュ光のエネルギーを０．５〜３．０Ｊ／ｃｍ2 とし、発光時間を５００〜３０００μ秒とすることを特徴とする。
【００１８】
この様に、上記（１）に記載のフラッシュ定着用トナーを含む現像剤を用いてトナー像をフラッシュ光による露光によって媒体の表面に定着させて画像形成を行うことによって、安定した定着性で、ボイドの発生がなく、且つ、脱臭フィルタの目詰まりを起こすことなく画像形成を行うことができる。
但し、この場合のフラッシュ光のエネルギーを０．５〜３．０Ｊ／ｃｍ2 とし、発光時間を５００〜３０００μ秒とする必要があり、エネルギーが低く且つ発光時間が短いと十分な定着性が得られず、また、定着性の良好なトナーを用いた場合には、用紙等の媒体が燃えやすくなって危険であるため、エネルギーを３．０Ｊ／ｃｍ2 以下に、且つ、発光時間を３０００μ秒にする必要がある。
なお、この場合の現像剤は、磁性トナーを用いても良いし非磁性トナーを用いても良い。
【００１９】
また、上記（２）において、現像剤を構成するキャリアとして、キャリア芯材１００重量部に対して０．５〜５重量部のコート剤で被覆したキャリアを用いても良いものである。
【００２０】
この様に、キャリア芯材を被覆するコート剤の量は、キャリア芯材１００重量部に対して０．５〜５重量部、好適には、０．１５〜２．０重量部、より好適には、０．８〜１．５重量部とすることが望ましく、少なすぎるとキャリア表面に均一な被覆を形成することができず、一方、多すぎると、被覆層が厚くなってキャリア粒子同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られにくくなる。
なお、コート剤としては、長寿命性を考慮するならば、ストレートシリコーン系樹脂或いはアクリル変成シリコーン系樹脂等のシリコーン系樹脂を用いることが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明の実施の形態の好適な手順を説明する。
本発明の実施の形態においては二成分現像方式を用いるので、まず、キャリアの製造手順を説明する。
まず、芯材として、１０ｋＯｅにおける磁化が７５〜９５ｅｍｕ／ｇのマンガン系フェライト或いはマグネタイトを用意するとともに、平均粒径としては２０〜１００μｍ、好適には６０〜９０μｍのものを用いる。
キャリ芯材の平均粒径が２０μｍ未満になるとキャリア粒子の分布において微粉系が多くなり、１粒子当たりの磁化が低くなって、キャリア飛散が生じやすくなる。
一方、キャリ芯材の平均粒径が２０μｍ未満を超えると、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じやすくなり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特に、ベタ部の再現が悪く好ましくない。
【００２２】
また、コート剤、即ち、被覆樹脂としては、ストレートシリコーン系樹脂等のシリコーン系樹脂或いはアクリル変成シリコーン系樹脂等の変成シリコーン系樹脂を用意する。
【００２３】
上記の様なキャリア芯材１００重量部に対して、０．１〜５．０重量部、好適には、０．１５〜２．０重量部、より好適には、０．８〜１．５重量部のコート剤を溶剤に溶解させて樹脂溶液を形成したのち、キャリア芯材に浸漬法、スプレー法、或いは、ハケ塗り等によって樹脂溶液で均一に塗布し、次いで、乾燥させることによって溶剤を飛ばした後、１８０〜３００℃、好適には、２２０〜２８０℃で焼付を行う。
この場合、樹脂の被覆量が０．１重量未満になると、上述のキャリア芯材の表面性指数の範囲（１．０〜２．１）では、キャリア表面に均一な樹脂被覆を形成することが困難になり、５重量部を超えると、被覆層が厚くなってキャリア粒子同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られにくくなる。
【００２４】
この場合の溶剤としては、トルエン、キレシン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブチルアセテート等を用いる。
【００２５】
また、焼付を行う際の焼付装置としては、外部加熱方式または内部加熱方式のいずれでも良く、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉でも良く、さらには、マイクロウエーブによる焼付でも良い。
この場合、焼付温度が１８０℃以下では硬化が十分にできず、３００℃を超えるとシリコーン系樹脂の一部が分解することがあり、樹脂の表面相が荒れて均一な被覆層が得られなくなる。
【００２６】
次に、トナーの製造手順を説明する。
まず、トナー用結着樹脂、即ち、トナー用バインダー樹脂を作製するために、原ポリエステル樹脂モノマを調整する。
この原ポリエステル樹脂モノマとしては、少なくとも下記の化学式で表されるビスフェノールＡのエチレン付加物またはプロピレン付加物からなるジオール成分と、テレフタル酸やイソフタル酸等の多価のカルボン酸、その酸無水物、或いは、その低級アルキルエステルのいずれかとを用い、エステル化反応によってポリエステルが形成されることになる。
【化４】
【００２７】
次いで、調整した原ポリエステル樹脂モノマに、３価以上の多価アルコールまたは３価以上の酸成分、例えば、トリメリット酸を架橋剤として加え、エステル化反応させてポリエステル樹脂を形成するとともに、架橋反応させて、ポリエステル樹脂中にクロロホルム不溶ポリエステル成分を形成する。
なお、エステル化反応をさせるために、ジブチル錫オキシド等の触媒を混合して用いる。
【００２８】
この場合のクロロホルム不溶ポリエステル成分の量は、架橋剤の添加量に依存することになるが、このクロロホルム不溶ポリエステル成分の量は、トナー全量に対して２．５２（３×８４／１００）〜１６．８（＝２０×８４／１００）重量部、より好適には、２．５２（３×８４／１００）〜８．４（＝１０×８４／１００）重量部になるようにする。
【００２９】
また、この様なエステル化及びエステル交換反応を行う際には、原ポリエステル樹脂モノマ、架橋剤、及び、触媒をステンレス製攪拌翼、コンデンサー付き留出口、及び、窒素導入口を備え付けた試験管に仕込み、オイルバス中で窒素気流下にて行う。
この場合の反応条件としては、２２０℃において２時間、２５０℃において２時間加熱し、さらに、最終重合温度２５０℃において、１ｍｍＨｇ以下の減圧下で１時間反応させて重合を完結させてバインダー樹脂を作製する。
【００３０】
次に、トナーの作製手順を説明する。
まず、上述の様に作製したバインダー樹脂と、着色剤、トナー粉粉助剤としてのワックス、下記の化学式で表されるシリコーン成分（Ｉ）、及び、帯電制御剤を混合したトナー組成物をヘンシェルミキサーに投入し予備混合したのち、加熱したエクストルーダで溶融混練し、冷却固化したのちハンマーミルによって粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕し、得られた微粉末を気流分級機で分級して体積平均粒径が０．５〜５０μｍ、例えば、８．５μｍの着色トナー粒子を選択的に得る。
【化５】
【００３１】
なお、シリコーン成分（Ｉ）の量は、トナー全量に対して０．１〜５重量部、より好適には、１〜３重量部添加するものであり、また、シリコーン成分（Ｉ）におけるｍ，ｎ，ｐは、ｍ，ｎ，ｐ＝１６〜２２のものを用い、その分子量の分布は、質量分析装置（ＳＸ１０２Ａ：日本電子製商品名）を用い、ピーク高の比率から求めた。
また、シリコーン成分（Ｉ）としては、ガラス転移温度が５０〜８０℃であるものを用いる。
５０℃未満であるとトナーのブロッキングが起こりやすくなり、一方、８０℃を超えるとトナーの定着不良が発生する。
【００３２】
また、この場合の着色剤としては、例えば、公知のアニリンブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．５０４０５）、カルコオイルブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．ａｚｏｉｃ Ｂｌｕｅ３）、ウルトラマリンブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７１０３）、メチレンブルークロライド（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．５２０１５）、フタロシアニンブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７４１６０）、マラカイトグリーンオクサレート（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４２０００）、クロムイエロー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１４０９０）、キノリンイエロー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４７００５）、デュポンオイルレッド（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２６１０５）、ローズベンガル（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５４３５）、ランプブラック（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７２６６）、ＥＣＲ−１８１（Ｐｇ．Ｎｏ．１２２）等を用いれば良く、或いは、これらの混合物を用いても良いものである。
なお、着色剤の添加量は、トナー１００重量部に対して、通常は０．１〜２０重量部、好適には、０．５〜１０重量部添加するものである。
【００３３】
この様にして作製したトナーに対して流動性向上剤等の無機微粒子を混合して用いることが望ましい。
この様な用途に用いる無機微粒子の一次粒子径は、５〜２０００ｎｍ、より好適には、５〜５００ｎｍであることが望ましく、また、ＢＥＴ法による比表面積で表せば、２０〜５００ｍ2 ／ｇの範囲となる。
また、混合する割合としては、トナー１００重量部に対して、０．０１〜５重量部、より好適には、０．０１〜２．０重量部が望ましい。
【００３４】
この様な無機微粒子としては、例えば、シリカ微粉末、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化硅素、窒化硅素等が挙げられ、この内では、シリカ微粉末が特に好適である。
【００３５】
この様にして作製したトナーと上述のキャリアを混合して現像剤を作製し、この現像剤を用いて、高速プリンタ（Ｆ６７６０Ｄ：富士通商品名）で印刷試験を行い、定着性、ボイドの有無、現像剤寿命を評価する。
さらに、１０万シートの連続印刷を行ってフィルタの目詰まりの有無及びプリンタ汚染を評価する。
なお、この印刷試験に際しては、キャリア９５．５重量部に対して、トナーを４．５重量部混合した現像剤を用いるものであり、また、このプリンタのプロセス速度は１２００ｍｍ／秒である。
【００３６】
この印刷試験の結果の評価においては、定着性、即ち、剥離性については、印字サンプルに加重６００ｇでメンディングテープを張り付けて剥がした際の印字濃度変化が１０％以下を○とした。
また、ボイドは、印字面を光学顕微鏡で拡大してボイドを確認し、ボイドのない場合を○とした。
【００３７】
以上の事項を前提として、次に、本発明の具体的実施例を説明する。
【実施例】
最初に、キャリアの具体的作製方法を説明する。
まず、平均粒径が７０μｍのマンガンフェライト粒子をキャリア芯材とし、流動床を用いてこのキャリア芯材に対し、アクリル変成シリコーン系樹脂（固形分２０重量部：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を１重量部コーティングし、次いで、２５０℃において３時間の焼付を行うことによって、樹脂によって被覆されたマンガンフェライトキャリアからなるキャリア１を得た。
なお、このマンガンフェライトキャリアの１０ｋＯｅにおける磁化は９０ｅｍｕ／ｇであった。
【００３８】
また、比較のために、キャリア芯材を、平均粒径が７０μｍの銅−亜鉛フェライト粒子及び平均粒径が７０μｍの鉄粒子に換えて、その他は同じ条件で、キャリア２及びキャリア３を作製した。
なお、磁化の弱い銅−亜鉛フェライト粒子を芯材としたキャリア２の磁化は６０ｅｍｕ／ｇであり、高磁化の鉄粒子を芯材としたキャリア３の磁化は２００ｅｍｕ／ｇであった。
【００３９】
次に、トナーの母体となるバインダー樹脂の具体的作製方法を説明する。
まず、原ポリエステル樹脂を調製するが、ジオール成分として上述の化学式におけるＲをプロピレン基としたポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ＢＰＡ付加物）を４８．５重量部 、多価カルボン酸として、テレフタル酸（ＴＰＡ）８．３重量部とイソフタル酸（ＩＰＡ）、及び、触媒としてジブチル錫オキシドを０．３３重量部（全モノマ重量の０．５％）からなる組成物を、ステンレス製攪拌翼、コンデンサー付き留出口、及び、窒素導入口を備え付けた試験管に仕込み、オイルバス中で窒素気流下にてエステル化及びエステル交換反応を行う。
この場合の反応条件としては、２２０℃において２時間、２５０℃において２時間加熱し、さらに、最終重合温度２５０℃において、１ｍｍＨｇ以下の減圧下で１時間反応させて重合を完結させて原ポリエステル樹脂を作製する。
なお、この原ポリエステル樹脂を作製する場合に、架橋剤を添加していないので、クロロホルム不溶解分は０重量部であった。
【００４０】
次に、原ポリエステル樹脂を作製するためのモノマ成分に、架橋剤として、トリメリット酸を０．１重量部加え、その他は同じ条件でエステル化及びエステル交換反応を行うとともに、架橋反応も行い、ポリエステル樹脂−１を作製した。なお、このポリエステル樹脂−１におけるクロロホルム不溶解分は樹脂中の３重量部であった。
【００４１】
次に、同じく原ポリエステル樹脂を作製するためのモノマ成分に、架橋剤として、トリメリット酸を１．８重量部加え、その他は同じ条件でエステル化及びエステル交換反応を行うとともに、架橋反応も行い、ポリエステル樹脂−２を作製した。
なお、このポリエステル樹脂−２におけるクロロホルム不溶解分は樹脂中の８重量部であった。
【００４２】
次に、同じく原ポリエステル樹脂を作製するためのモノマ成分に、架橋剤として、トリメリット酸を３．０重量部加え、その他は同じ条件でエステル化及びエステル交換反応を行うとともに、架橋反応も行い、ポリエステル樹脂−３を作製した。
なお、このポリエステル樹脂−３におけるクロロホルム不溶解分は樹脂中の２０重量部であった。
【００４３】
次に、同じく原ポリエステル樹脂を作製するためのモノマ成分に、架橋剤として、トリメリット酸を５．０重量部加え、その他は同じ条件でエステル化及びエステル交換反応を行うとともに、架橋反応も行い、ポリエステル樹脂−４を作製した。
なお、このポリエステル樹脂−４におけるクロロホルム不溶解分は樹脂中の３５重量部であった。
【００４４】
次に、トナーの具体的作製工程を説明する。
まず、トナー１を作製する場合には、
を混合したトナー組成物をヘンシェルミキサーに投入し予備混合したのち、加熱したエクストルーダで溶融混練し、冷却固化したのちハンマーミルによって粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕し、得られた微粉末を気流分級機で分級して体積平均粒径が０．５〜５０μｍ、例えば、８．５μｍのブラックの着色トナー粒子を得る。
【００４５】
次いで、この着色トナー粒子に対して、疎水性シリカ微粒子Ｈ２０００／４（クラリアントジャパン製）を１．５重量部添加し、ヘンシェルミキサーで外添処理を行ってトナー１を作製する。
【００４６】
次に、原ポリエステル樹脂に換えてポリエステル樹脂−１〜ポリエステル樹脂−４を用いて、その他は同じ条件でトナー２〜トナー５を作製する。
【００４７】
次いで、クロロホルム不溶解分が８重量部のポリエステル樹脂−２を用いたトナー３の作製工程において、シリコーン成分（Ｉ）３重量部を、それぞれ０重量部、０．１重量部、５重量部、及び、８重量部に代えて、トナー６〜トナー９を作製する。
【００４８】
この様にして作製しトナーとキャリアとを４．５重量部：９５．５重量部の比で混合して現像剤を作製し、上述のフラッシュ定着印刷試験を行う。
まず、トナーとして、クロロホルム不溶解分が８重量部のポリエステル樹脂−２を用いたトナー３を用い、このトナーに対して、キャリア１〜キャリア３を混合して現像剤１〜現像剤３を作製し、フラッシュ定着印刷試験を行う。
但し、この場合のフラッシュ光のエネルギーを０．５〜３．０Ｊ／ｃｍ 2 とし、発光時間を５００〜３０００μ秒とする必要があり、エネルギーが低く且つ発光時間が短いと十分な定着性が得られず、また、定着性の良好なトナーを用いた場合には、用紙等の媒体が燃えやすくなって危険であるため、エネルギーを３．０Ｊ／ｃｍ 2 以下に、且つ、発光時間を３０００μ秒以下にする必要がある。
【００４９】
図１参照
図１は、フラッシュ定着印刷試験を行った結果の評価を纏めたものであり、図から明らかな様に、印刷特性のキャリアの磁化依存性を示しており、磁化が９０ｅｍｕ／ｇのマンガンフェライト粒子をキャリア芯材として用いたキャリア１を混合した現像剤１の評価結果は、定着性、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び連続印刷性の全ての項目において良好であった。
【００５０】
一方、磁化が６０ｅｍｕ／ｇの銅−亜鉛フェライト粒子をキャリア芯材として用いたキャリア２を混合した現像剤２の評価結果は、定着性及びボイドについては良好であったが、初期印刷性においてキャリア飛散、即ち、キャリア付着による印字抜けが発生し、不適当な現像剤として判定した。
なお、初期印刷性において、欠陥が明らかになったので、連続印刷は中止し、連続印刷性及びフィルタ汚染の評価は行わなかった。
【００５１】
また、磁化が２００ｅｍｕ／ｇの鉄粒子をキャリア芯材として用いたキャリア３を混合した現像剤３の評価結果は、定着性及びボイドについては良好であったが、初期印刷性においてハケむらの発生、即ち、印字にすじが発生し、不適当な現像剤として判定した。
なお、この場合も初期印刷性において、欠陥が明らかになったので、連続印刷は中止し、連続印刷性及びフィルタ汚染の評価は行わなかった。
【００５２】
以上の結果を従来の経験と合わせて総合的に判断すると、良好な印刷を行う場合には、キャリア芯材の磁化の大きさが重要であり、磁化としては７５〜９５ｅｍｕ／ｇの範囲が好適であると判断される。
磁化が大きすぎると印字にすじが発生し易くなり、逆に、磁化が小さすぎるとキャリア付着が発生し易くなって印字抜けが発生し易くなる。
【００５３】
次に、キャリアとしてキャリア１を用い、このキャリア１にトナー１、２、４〜９を混合して、現像剤４〜１１を作製してフラッシュ定着印刷試験を行い、その評価結果を図２に纏めて示した。
再び、図２参照
図２は、フラッシュ定着印刷試験を行った結果の評価を纏めたものであり、印刷特性のトナー依存性を示している。
なお、トナー３を用いた現像剤１についての評価結果も合わせて示している。
【００５４】
図から明らかな様に、クロロホルム不溶解分を含まない原ポリエステル樹脂をバインダー樹脂としたトナー１を用いた現像剤４の評価結果は、定着性及びフィルタ汚染において良好であったが、ボイドが発生し、不適当な現像剤として判定した。
【００５５】
また、クロロホルム不溶解分を３重量部含んだポリエステル樹脂−１をバインダー樹脂としたトナー２を用いた現像剤５の評価結果は、トナー３を用いた現像剤１と同様に、定着性、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び、連続印刷性の全ての項目において良好であった。
【００５６】
また、クロロホルム不溶解分を２０重量部含んだポリエステル樹脂−３をバインダー樹脂としたトナー４を用いた現像剤６の評価結果も、トナー３を用いた現像剤１と同様に、定着性、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び、連続印刷性の全ての項目において良好であった。
【００５７】
また、クロロホルム不溶解分を３５重量部含んだポリエステル樹脂−４をバインダー樹脂としたトナー５を用いた現像剤７の評価結果は、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び、連続印刷性の項目において良好であったが、定着性が不良であり、不適当な現像剤として判定した。
【００５８】
また、クロロホルム不溶解分を８重量部含み、シリコーン成分（Ｉ）を含まないトナー６を用いた現像剤８の評価結果は、定着性が不良であり、また、ボイドの発生が見られたので、不適当な現像剤として判定した。
【００５９】
また、クロロホルム不溶解分を８重量部及びシリコーン成分（Ｉ）を０．１重量部含んだトナー７を用いた現像剤９の評価結果は、トナー３を用いた現像剤１と同様に、定着性、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び、連続印刷性の全ての項目において良好であった。
【００６０】
また、クロロホルム不溶解分を８重量部及びシリコーン成分（Ｉ）を５重量部含んだトナー８を用いた現像剤１０の評価結果は、トナー３を用いた現像剤１と同様に、定着性、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び、連続印刷性の全ての項目において良好であった。
【００６１】
また、クロロホルム不溶解分を８重量部及びシリコーン成分（Ｉ）を８重量部含んだトナー９を用いた現像剤１１の評価結果は、定着性、ボイド、及び、初期印刷性においては問題がないものの、フィルタ汚染が見られたので、不適当な現像剤として判定した。
【００６２】
この結果を総合的に判断すると、現像剤４〜７の対比からは、クロロホルム不溶解分が少なすぎると、トナーが低粘度になってボイドが発生し易くなり、一方、多すぎるとトナーと媒体との密着性及びトナー同士の密着性が阻害されるので、ポリエステル樹脂中のクロロホルム不溶解分のトナー全量に対する重量比は２．５２（３×８４／１００）〜１６．８（＝２０×８４／１００）重量部、より好適には、２．５２（３×８４／１００）〜８．４（＝１０×８４／１００）重量部とすることが望ましく、それによって、ボイドの発生を抑制することができる。
【００６３】
また、現像剤８〜１１の対比からは、シリコーン成分（Ｉ）が少なすぎると、定着性改善効果が十分に得られず、一方、多すぎると連続印刷の際に脱臭フィルタに目詰まりが発生し易くなるので、シリコーン成分（Ｉ）のトナー全量に対する重量比は０．１〜５重量部、より好適には、１〜３重量部とすることが望ましく、それによって、安定した定着性と脱臭フィルタ汚染の低減を実現することができる。
【００６４】
したがって、トナー用バインダー樹脂を構成するポリエステル樹脂中のクロロホルム不溶解分の含有量及びバインダー樹脂に添加するシリコーン成分（Ｉ）の添加量を上記の範囲に制御することによって、定着強度の向上とボイドによる印字抜け防止とを両立させるとともに、脱臭フィルタ汚染を低減することができることが理解される。
また、粘度をある程度高めているので、キャリアフィルミングも低減することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に記載された構成・条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、トナーを構成するバインダー樹脂としては、クロロホルム不溶解分を含むポリエステル樹脂を用いているが、このクロロホルム不溶解分を含むポリエステル樹脂に、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ樹脂、或いは、ポリエーテルポリオール樹脂等の他の汎用の樹脂を混合して用いても良いものである。
【００６６】
また、本発明の実施の形態においては、非磁性トナーをキャリアと共に用いる二成分現像方式のフラッシュ定着用現像剤及びフラッシュ定着画像形成方法として説明しているが、非磁性現像剤に限られるものではなく、トナーに磁性成分を導入して磁性トナーとして用いても良いものである。
【００６７】
また、トナーが付着する潜像を形成する潜像担持体、即ち、感光体ドラムを構成する感光体としては、アモルファスシリコンまたはセレン等の無機感光体を用いても良いし、或いは、ポリシランまたはフタロシアニン等の有機感光体を用いても良いものである。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、バインダー樹脂としてクロロホルム不溶解分を含有するポリエステル樹脂を用いるとともに、バインダー樹脂に上述の化学式を有するシリコーン成分（Ｉ）を添加しているので、定着性の向上とボイドの低減を両立することができ、それによって、フラッシュ定着画像形成方法の普及或いはフラッシュ定着画像形成方法による印刷物の高画質化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】印刷特性のキャリアの磁化依存性の説明図である。
【図２】印刷特性のトナーの構成成分依存性の説明図である。
【発明の属する技術分野】
本発明はフラッシュ定着用現像剤及びフラッシュ定着画像形成方法に関するものであり、特に、フラッシュ定着器を用いる電子写真複写機、電子写真ファクシミリ、或いは、電子写真プリンタ等に用いるトナーであって、定着強度の向上とボイドによる印字抜けの防止を両立するとともに、脱臭フィルタの汚染を防止するためのトナーの組成に特徴のあるフラッシュ定着用現像剤及びフラッシュ定着画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種情報を画像化する手段として電子写真プリンタが採用されたり、或いは、各種情報を複写するために電子写真複写機等が多用されているが、この様な電子写真装置は光導電性絶縁体、即ち、感光ドラムを用いた方式が一般的である。
【０００３】
この方式では、コロナや帯電ローラによって一様に帯電させた光導電性絶縁体の表面にレーザ光等を照射することにより静電潜像を形成し、この潜像にトナーと呼ばれる顔料や染料により着色した樹脂粉末を静電的に付着させて現像を行い潜像をトナー像として可視像化し、このトナー像を紙やフィルム上へ転写したのち、熱、圧力、光等によってトナーを溶融定着させて可視画像が得られるものである。
【０００４】
この様な電子写真装置における定着方式としては、トナーを直接ローラによって加熱するヒートロール方式や、フラッシュ光照射によって定着を行うフラッシュ定着法が良く知られている。
【０００５】
この内、ヒートロール方式は、高温のローラでトナーを直接加熱と加圧を行ってトナーを定着させる構成であるので、装置価格が安価で、且つ、トナー定着面がフラットになるという特長がある。
しかし、反面、定着後の用紙がカールがかかってロール化すること、ロール化に伴って超高速化が困難であること、及び、トナーの定着ローラ汚染に伴うオフセットによる用紙汚れが発生しやすいこと、或いは、シール葉書へのトナーの定着が困難である等の欠点がある。
【０００６】
一方、フラッシュ定着方式は、フラッシュランプが高価であるという問題はあるものの、非接触による定着であるので、定着後の用紙のロール化やオフセットの発生がなく、高速化やシール葉書に対する対応が容易であるという特長があり、そのため、業務用のプリンタや高速複写機における定着方式として用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フラッシュ定着方式においても、トナーとして低粘度ポリエステルや低粘度樹脂からなるトナーを用いると定着性は向上するものの、フラッシュ光の照射によって溶融したトナーがその表面張力によって局所的に固まることによって生ずるフラッシュ定着特有のボイドと呼ばれる印字の抜けや、キャリアの表面が溶融したトナーによって被覆されるというトナーフィルミングが発生しやすく、現像剤寿命を短くしてしてしまうという問題がある。
【０００８】
また、定着時には、トナーの表面温度は５００℃にも達するため、昇華しやすい分子量の低い成分が混入すると、この分子量の低い成分が昇華してプリンタ装置内を汚染したり、或いは、脱臭フィルタを目詰まりさせたりするという問題がある。
【０００９】
この様な問題を解決するために、ロジンを含有したトナーが提案されている（必要ならば、特開平７−２７１０８３号公報参照）が、この方法では、定着性改善とボイドの低減に関し、十分な改善が得られないという問題がある。
【００１０】
したがって、本発明は、定着強度の向上とボイドによる印字抜け防止とを両立させるとともに、キャリアフィルミング及び脱臭フィルタ汚染を低減することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
ここで、本発明における課題を解決するための手段を説明するが、理解を容易にするために、図２を参照する。
なお、図２は、印刷特性のトナーの構成成分依存性の説明図であり、不適当な要件については、斜線を施している。
（１）本発明は、少なくとも結着樹脂及び着色剤とからなるトナーをフラッシュ定着法によって定着するフラッシュ定着用現像剤において、クロロホルム不溶解分をトナー全量に対する重量比で２．５２〜１６．８重量部含有したポリエステル樹脂と、下記の化学式からなるとともにガラス転移温度が５０℃〜８０℃のシリコーン成分（Ｉ）をトナー全量に対する重量比で０．１〜５重量部とを少なくとも含有するトナーと、１０ｋＯｅにおける磁化が７５〜９５ｅｍｕ／ｇのキャリアとからなることを特徴とする。
【化２】
この様に、少なくともクロロホルム不溶解分を含有したポリエステル樹脂を用いることによって、トナーにある程度の粘度を持たせてボイドの発生を低減することができ、また、上記の化学式からなるとともにガラス転移温度が５０℃〜８０℃のシリコーン成分（Ｉ）を含有させることによって、定着強度を向上させることができ、両者を含有させることによって、定着強度の向上とボイドによる印字抜け防止とを両立させることができる。
また、トナー製造の際の粉砕性も向上させることができるとともに、架橋反応によって低分子成分が少なくなるので脱臭フィルタの目詰まりを防止することができる。
【００１３】
また、上記（１）において、ポリエステル樹脂として、少なくとも下記の化学式で表されるビスフェノールＡのエチレン付加物またはプロピレン付加物のいずれかからなるジオール成分と、多価のカルボン酸、その酸無水物、或いは、その低級アルキルエステルの内のいずれかと、３価以上の多価アルコールまたは酸成分のいずれかとからなるものを用いることが望ましい。
【化３】
この様に、ポリエステル樹脂中にクロロホルム不溶ポリエステル成分を形成するためには、ポリエステル樹脂が、少なくとも上記の化学式で表されるビスフェノールＡのエチレン付加物またはプロピレン付加物のいずれかからなるジオール成分と、多価のカルボン酸、その酸無水物、或いは、その低級アルキルエステルの内のいずれかとを反応させてエステル化するとともに、３価以上の多価アルコールまたは酸成分のいずれかからなる架橋剤を用いて架橋反応させることによってクロロホルム不溶ポリエステル成分を形成すれば良い。
上記の化学式において、Ｒがエチレン基の場合にはビスフェノールＡのエチレン付加物となり、Ｒがプロピレン基の場合にはビスフェノールＡのプロピレン付加物となる。
なお、ポリエステル樹脂のガラス転移温度は５０℃以上であることが望ましい。
【００１６】
また、図２から明らかなように、ポリエステル樹脂中のクロロホルム不溶解分のトナー全量に対する重量比を２．５２（３×８４／１００）〜１６．８（＝２０×８４／１００）重量部、より好適には、２．５２（３×８４／１００）〜８．４（＝１０×８４／１００）重量部とすることによって、ボイドの発生を抑制することができる。
なお、クロロホルム不溶解分のトナー全量に対する重量比が２．５２重量部未満であると、トナーが低粘度になってボイドが発生し易くなり、一方、１６．８重量部を超えるとトナーと媒体との密着性及びトナー同士の密着性が阻害される。
また、シリコーン成分（Ｉ）のトナー全量に対する重量比を０．１〜５重量部、より好適には、１〜３重量部とすることによって、安定した定着性を得ることができる。
なお、シリコーン成分（Ｉ）のトナー全量に対する重量比が０．１重量部未満であると定着性改善効果が十分に得られず、一方、５重量部を超えると連続印刷の際に脱臭フィルタに目詰まりが発生し易くなる。
なお、本発明におけるトナー全量とは、着色剤、外添剤、ワックス、シリコーン成分、帯電制御等を含むものである。
また、現像剤を構成するキャリアの磁化は、７５〜９５ｅｍｕ／ｇとするものであり、磁化が小さすぎるとキャリア飛散、即ち、キャリア付着による印字抜けが発生し易くなり、一方、磁化が大きすぎると、ハケむら、即ち、印字にすじが発生し易くなる。
【００１７】
（２）また、本発明は、少なくとも上記（１）に記載のフラッシュ定着用現像剤を用いてトナー像をフラッシュ光による露光によって媒体の表面に定着させるフラッシュ定着画像形成方法において、フラッシュ光のエネルギーを０．５〜３．０Ｊ／ｃｍ2 とし、発光時間を５００〜３０００μ秒とすることを特徴とする。
【００１８】
この様に、上記（１）に記載のフラッシュ定着用トナーを含む現像剤を用いてトナー像をフラッシュ光による露光によって媒体の表面に定着させて画像形成を行うことによって、安定した定着性で、ボイドの発生がなく、且つ、脱臭フィルタの目詰まりを起こすことなく画像形成を行うことができる。
但し、この場合のフラッシュ光のエネルギーを０．５〜３．０Ｊ／ｃｍ2 とし、発光時間を５００〜３０００μ秒とする必要があり、エネルギーが低く且つ発光時間が短いと十分な定着性が得られず、また、定着性の良好なトナーを用いた場合には、用紙等の媒体が燃えやすくなって危険であるため、エネルギーを３．０Ｊ／ｃｍ2 以下に、且つ、発光時間を３０００μ秒にする必要がある。
なお、この場合の現像剤は、磁性トナーを用いても良いし非磁性トナーを用いても良い。
【００１９】
また、上記（２）において、現像剤を構成するキャリアとして、キャリア芯材１００重量部に対して０．５〜５重量部のコート剤で被覆したキャリアを用いても良いものである。
【００２０】
この様に、キャリア芯材を被覆するコート剤の量は、キャリア芯材１００重量部に対して０．５〜５重量部、好適には、０．１５〜２．０重量部、より好適には、０．８〜１．５重量部とすることが望ましく、少なすぎるとキャリア表面に均一な被覆を形成することができず、一方、多すぎると、被覆層が厚くなってキャリア粒子同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られにくくなる。
なお、コート剤としては、長寿命性を考慮するならば、ストレートシリコーン系樹脂或いはアクリル変成シリコーン系樹脂等のシリコーン系樹脂を用いることが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明の実施の形態の好適な手順を説明する。
本発明の実施の形態においては二成分現像方式を用いるので、まず、キャリアの製造手順を説明する。
まず、芯材として、１０ｋＯｅにおける磁化が７５〜９５ｅｍｕ／ｇのマンガン系フェライト或いはマグネタイトを用意するとともに、平均粒径としては２０〜１００μｍ、好適には６０〜９０μｍのものを用いる。
キャリ芯材の平均粒径が２０μｍ未満になるとキャリア粒子の分布において微粉系が多くなり、１粒子当たりの磁化が低くなって、キャリア飛散が生じやすくなる。
一方、キャリ芯材の平均粒径が２０μｍ未満を超えると、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じやすくなり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特に、ベタ部の再現が悪く好ましくない。
【００２２】
また、コート剤、即ち、被覆樹脂としては、ストレートシリコーン系樹脂等のシリコーン系樹脂或いはアクリル変成シリコーン系樹脂等の変成シリコーン系樹脂を用意する。
【００２３】
上記の様なキャリア芯材１００重量部に対して、０．１〜５．０重量部、好適には、０．１５〜２．０重量部、より好適には、０．８〜１．５重量部のコート剤を溶剤に溶解させて樹脂溶液を形成したのち、キャリア芯材に浸漬法、スプレー法、或いは、ハケ塗り等によって樹脂溶液で均一に塗布し、次いで、乾燥させることによって溶剤を飛ばした後、１８０〜３００℃、好適には、２２０〜２８０℃で焼付を行う。
この場合、樹脂の被覆量が０．１重量未満になると、上述のキャリア芯材の表面性指数の範囲（１．０〜２．１）では、キャリア表面に均一な樹脂被覆を形成することが困難になり、５重量部を超えると、被覆層が厚くなってキャリア粒子同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られにくくなる。
【００２４】
この場合の溶剤としては、トルエン、キレシン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブチルアセテート等を用いる。
【００２５】
また、焼付を行う際の焼付装置としては、外部加熱方式または内部加熱方式のいずれでも良く、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉でも良く、さらには、マイクロウエーブによる焼付でも良い。
この場合、焼付温度が１８０℃以下では硬化が十分にできず、３００℃を超えるとシリコーン系樹脂の一部が分解することがあり、樹脂の表面相が荒れて均一な被覆層が得られなくなる。
【００２６】
次に、トナーの製造手順を説明する。
まず、トナー用結着樹脂、即ち、トナー用バインダー樹脂を作製するために、原ポリエステル樹脂モノマを調整する。
この原ポリエステル樹脂モノマとしては、少なくとも下記の化学式で表されるビスフェノールＡのエチレン付加物またはプロピレン付加物からなるジオール成分と、テレフタル酸やイソフタル酸等の多価のカルボン酸、その酸無水物、或いは、その低級アルキルエステルのいずれかとを用い、エステル化反応によってポリエステルが形成されることになる。
【化４】
次いで、調整した原ポリエステル樹脂モノマに、３価以上の多価アルコールまたは３価以上の酸成分、例えば、トリメリット酸を架橋剤として加え、エステル化反応させてポリエステル樹脂を形成するとともに、架橋反応させて、ポリエステル樹脂中にクロロホルム不溶ポリエステル成分を形成する。
なお、エステル化反応をさせるために、ジブチル錫オキシド等の触媒を混合して用いる。
【００２８】
この場合のクロロホルム不溶ポリエステル成分の量は、架橋剤の添加量に依存することになるが、このクロロホルム不溶ポリエステル成分の量は、トナー全量に対して２．５２（３×８４／１００）〜１６．８（＝２０×８４／１００）重量部、より好適には、２．５２（３×８４／１００）〜８．４（＝１０×８４／１００）重量部になるようにする。
【００２９】
また、この様なエステル化及びエステル交換反応を行う際には、原ポリエステル樹脂モノマ、架橋剤、及び、触媒をステンレス製攪拌翼、コンデンサー付き留出口、及び、窒素導入口を備え付けた試験管に仕込み、オイルバス中で窒素気流下にて行う。
この場合の反応条件としては、２２０℃において２時間、２５０℃において２時間加熱し、さらに、最終重合温度２５０℃において、１ｍｍＨｇ以下の減圧下で１時間反応させて重合を完結させてバインダー樹脂を作製する。
【００３０】
次に、トナーの作製手順を説明する。
まず、上述の様に作製したバインダー樹脂と、着色剤、トナー粉粉助剤としてのワックス、下記の化学式で表されるシリコーン成分（Ｉ）、及び、帯電制御剤を混合したトナー組成物をヘンシェルミキサーに投入し予備混合したのち、加熱したエクストルーダで溶融混練し、冷却固化したのちハンマーミルによって粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕し、得られた微粉末を気流分級機で分級して体積平均粒径が０．５〜５０μｍ、例えば、８．５μｍの着色トナー粒子を選択的に得る。
【化５】
なお、シリコーン成分（Ｉ）の量は、トナー全量に対して０．１〜５重量部、より好適には、１〜３重量部添加するものであり、また、シリコーン成分（Ｉ）におけるｍ，ｎ，ｐは、ｍ，ｎ，ｐ＝１６〜２２のものを用い、その分子量の分布は、質量分析装置（ＳＸ１０２Ａ：日本電子製商品名）を用い、ピーク高の比率から求めた。
また、シリコーン成分（Ｉ）としては、ガラス転移温度が５０〜８０℃であるものを用いる。
５０℃未満であるとトナーのブロッキングが起こりやすくなり、一方、８０℃を超えるとトナーの定着不良が発生する。
【００３２】
また、この場合の着色剤としては、例えば、公知のアニリンブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．５０４０５）、カルコオイルブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．ａｚｏｉｃ Ｂｌｕｅ３）、ウルトラマリンブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７１０３）、メチレンブルークロライド（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．５２０１５）、フタロシアニンブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７４１６０）、マラカイトグリーンオクサレート（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４２０００）、クロムイエロー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１４０９０）、キノリンイエロー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４７００５）、デュポンオイルレッド（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２６１０５）、ローズベンガル（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５４３５）、ランプブラック（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７２６６）、ＥＣＲ−１８１（Ｐｇ．Ｎｏ．１２２）等を用いれば良く、或いは、これらの混合物を用いても良いものである。
なお、着色剤の添加量は、トナー１００重量部に対して、通常は０．１〜２０重量部、好適には、０．５〜１０重量部添加するものである。
【００３３】
この様にして作製したトナーに対して流動性向上剤等の無機微粒子を混合して用いることが望ましい。
この様な用途に用いる無機微粒子の一次粒子径は、５〜２０００ｎｍ、より好適には、５〜５００ｎｍであることが望ましく、また、ＢＥＴ法による比表面積で表せば、２０〜５００ｍ2 ／ｇの範囲となる。
また、混合する割合としては、トナー１００重量部に対して、０．０１〜５重量部、より好適には、０．０１〜２．０重量部が望ましい。
【００３４】
この様な無機微粒子としては、例えば、シリカ微粉末、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化硅素、窒化硅素等が挙げられ、この内では、シリカ微粉末が特に好適である。
【００３５】
この様にして作製したトナーと上述のキャリアを混合して現像剤を作製し、この現像剤を用いて、高速プリンタ（Ｆ６７６０Ｄ：富士通商品名）で印刷試験を行い、定着性、ボイドの有無、現像剤寿命を評価する。
さらに、１０万シートの連続印刷を行ってフィルタの目詰まりの有無及びプリンタ汚染を評価する。
なお、この印刷試験に際しては、キャリア９５．５重量部に対して、トナーを４．５重量部混合した現像剤を用いるものであり、また、このプリンタのプロセス速度は１２００ｍｍ／秒である。
【００３６】
この印刷試験の結果の評価においては、定着性、即ち、剥離性については、印字サンプルに加重６００ｇでメンディングテープを張り付けて剥がした際の印字濃度変化が１０％以下を○とした。
また、ボイドは、印字面を光学顕微鏡で拡大してボイドを確認し、ボイドのない場合を○とした。
【００３７】
以上の事項を前提として、次に、本発明の具体的実施例を説明する。
【実施例】
最初に、キャリアの具体的作製方法を説明する。
まず、平均粒径が７０μｍのマンガンフェライト粒子をキャリア芯材とし、流動床を用いてこのキャリア芯材に対し、アクリル変成シリコーン系樹脂（固形分２０重量部：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を１重量部コーティングし、次いで、２５０℃において３時間の焼付を行うことによって、樹脂によって被覆されたマンガンフェライトキャリアからなるキャリア１を得た。
なお、このマンガンフェライトキャリアの１０ｋＯｅにおける磁化は９０ｅｍｕ／ｇであった。
【００３８】
また、比較のために、キャリア芯材を、平均粒径が７０μｍの銅−亜鉛フェライト粒子及び平均粒径が７０μｍの鉄粒子に換えて、その他は同じ条件で、キャリア２及びキャリア３を作製した。
なお、磁化の弱い銅−亜鉛フェライト粒子を芯材としたキャリア２の磁化は６０ｅｍｕ／ｇであり、高磁化の鉄粒子を芯材としたキャリア３の磁化は２００ｅｍｕ／ｇであった。
【００３９】
次に、トナーの母体となるバインダー樹脂の具体的作製方法を説明する。
まず、原ポリエステル樹脂を調製するが、ジオール成分として上述の化学式におけるＲをプロピレン基としたポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ＢＰＡ付加物）を４８．５重量部 、多価カルボン酸として、テレフタル酸（ＴＰＡ）８．３重量部とイソフタル酸（ＩＰＡ）、及び、触媒としてジブチル錫オキシドを０．３３重量部（全モノマ重量の０．５％）からなる組成物を、ステンレス製攪拌翼、コンデンサー付き留出口、及び、窒素導入口を備え付けた試験管に仕込み、オイルバス中で窒素気流下にてエステル化及びエステル交換反応を行う。
この場合の反応条件としては、２２０℃において２時間、２５０℃において２時間加熱し、さらに、最終重合温度２５０℃において、１ｍｍＨｇ以下の減圧下で１時間反応させて重合を完結させて原ポリエステル樹脂を作製する。
なお、この原ポリエステル樹脂を作製する場合に、架橋剤を添加していないので、クロロホルム不溶解分は０重量部であった。
【００４０】
次に、原ポリエステル樹脂を作製するためのモノマ成分に、架橋剤として、トリメリット酸を０．１重量部加え、その他は同じ条件でエステル化及びエステル交換反応を行うとともに、架橋反応も行い、ポリエステル樹脂−１を作製した。なお、このポリエステル樹脂−１におけるクロロホルム不溶解分は樹脂中の３重量部であった。
【００４１】
次に、同じく原ポリエステル樹脂を作製するためのモノマ成分に、架橋剤として、トリメリット酸を１．８重量部加え、その他は同じ条件でエステル化及びエステル交換反応を行うとともに、架橋反応も行い、ポリエステル樹脂−２を作製した。
なお、このポリエステル樹脂−２におけるクロロホルム不溶解分は樹脂中の８重量部であった。
【００４２】
次に、同じく原ポリエステル樹脂を作製するためのモノマ成分に、架橋剤として、トリメリット酸を３．０重量部加え、その他は同じ条件でエステル化及びエステル交換反応を行うとともに、架橋反応も行い、ポリエステル樹脂−３を作製した。
なお、このポリエステル樹脂−３におけるクロロホルム不溶解分は樹脂中の２０重量部であった。
【００４３】
次に、同じく原ポリエステル樹脂を作製するためのモノマ成分に、架橋剤として、トリメリット酸を５．０重量部加え、その他は同じ条件でエステル化及びエステル交換反応を行うとともに、架橋反応も行い、ポリエステル樹脂−４を作製した。
なお、このポリエステル樹脂−４におけるクロロホルム不溶解分は樹脂中の３５重量部であった。
【００４４】
次に、トナーの具体的作製工程を説明する。
まず、トナー１を作製する場合には、
【００４５】
次いで、この着色トナー粒子に対して、疎水性シリカ微粒子Ｈ２０００／４（クラリアントジャパン製）を１．５重量部添加し、ヘンシェルミキサーで外添処理を行ってトナー１を作製する。
【００４６】
次に、原ポリエステル樹脂に換えてポリエステル樹脂−１〜ポリエステル樹脂−４を用いて、その他は同じ条件でトナー２〜トナー５を作製する。
【００４７】
次いで、クロロホルム不溶解分が８重量部のポリエステル樹脂−２を用いたトナー３の作製工程において、シリコーン成分（Ｉ）３重量部を、それぞれ０重量部、０．１重量部、５重量部、及び、８重量部に代えて、トナー６〜トナー９を作製する。
【００４８】
この様にして作製しトナーとキャリアとを４．５重量部：９５．５重量部の比で混合して現像剤を作製し、上述のフラッシュ定着印刷試験を行う。
まず、トナーとして、クロロホルム不溶解分が８重量部のポリエステル樹脂−２を用いたトナー３を用い、このトナーに対して、キャリア１〜キャリア３を混合して現像剤１〜現像剤３を作製し、フラッシュ定着印刷試験を行う。
但し、この場合のフラッシュ光のエネルギーを０．５〜３．０Ｊ／ｃｍ 2 とし、発光時間を５００〜３０００μ秒とする必要があり、エネルギーが低く且つ発光時間が短いと十分な定着性が得られず、また、定着性の良好なトナーを用いた場合には、用紙等の媒体が燃えやすくなって危険であるため、エネルギーを３．０Ｊ／ｃｍ 2 以下に、且つ、発光時間を３０００μ秒以下にする必要がある。
【００４９】
図１参照
図１は、フラッシュ定着印刷試験を行った結果の評価を纏めたものであり、図から明らかな様に、印刷特性のキャリアの磁化依存性を示しており、磁化が９０ｅｍｕ／ｇのマンガンフェライト粒子をキャリア芯材として用いたキャリア１を混合した現像剤１の評価結果は、定着性、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び連続印刷性の全ての項目において良好であった。
【００５０】
一方、磁化が６０ｅｍｕ／ｇの銅−亜鉛フェライト粒子をキャリア芯材として用いたキャリア２を混合した現像剤２の評価結果は、定着性及びボイドについては良好であったが、初期印刷性においてキャリア飛散、即ち、キャリア付着による印字抜けが発生し、不適当な現像剤として判定した。
なお、初期印刷性において、欠陥が明らかになったので、連続印刷は中止し、連続印刷性及びフィルタ汚染の評価は行わなかった。
【００５１】
また、磁化が２００ｅｍｕ／ｇの鉄粒子をキャリア芯材として用いたキャリア３を混合した現像剤３の評価結果は、定着性及びボイドについては良好であったが、初期印刷性においてハケむらの発生、即ち、印字にすじが発生し、不適当な現像剤として判定した。
なお、この場合も初期印刷性において、欠陥が明らかになったので、連続印刷は中止し、連続印刷性及びフィルタ汚染の評価は行わなかった。
【００５２】
以上の結果を従来の経験と合わせて総合的に判断すると、良好な印刷を行う場合には、キャリア芯材の磁化の大きさが重要であり、磁化としては７５〜９５ｅｍｕ／ｇの範囲が好適であると判断される。
磁化が大きすぎると印字にすじが発生し易くなり、逆に、磁化が小さすぎるとキャリア付着が発生し易くなって印字抜けが発生し易くなる。
【００５３】
次に、キャリアとしてキャリア１を用い、このキャリア１にトナー１、２、４〜９を混合して、現像剤４〜１１を作製してフラッシュ定着印刷試験を行い、その評価結果を図２に纏めて示した。
再び、図２参照
図２は、フラッシュ定着印刷試験を行った結果の評価を纏めたものであり、印刷特性のトナー依存性を示している。
なお、トナー３を用いた現像剤１についての評価結果も合わせて示している。
【００５４】
図から明らかな様に、クロロホルム不溶解分を含まない原ポリエステル樹脂をバインダー樹脂としたトナー１を用いた現像剤４の評価結果は、定着性及びフィルタ汚染において良好であったが、ボイドが発生し、不適当な現像剤として判定した。
【００５５】
また、クロロホルム不溶解分を３重量部含んだポリエステル樹脂−１をバインダー樹脂としたトナー２を用いた現像剤５の評価結果は、トナー３を用いた現像剤１と同様に、定着性、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び、連続印刷性の全ての項目において良好であった。
【００５６】
また、クロロホルム不溶解分を２０重量部含んだポリエステル樹脂−３をバインダー樹脂としたトナー４を用いた現像剤６の評価結果も、トナー３を用いた現像剤１と同様に、定着性、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び、連続印刷性の全ての項目において良好であった。
【００５７】
また、クロロホルム不溶解分を３５重量部含んだポリエステル樹脂−４をバインダー樹脂としたトナー５を用いた現像剤７の評価結果は、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び、連続印刷性の項目において良好であったが、定着性が不良であり、不適当な現像剤として判定した。
【００５８】
また、クロロホルム不溶解分を８重量部含み、シリコーン成分（Ｉ）を含まないトナー６を用いた現像剤８の評価結果は、定着性が不良であり、また、ボイドの発生が見られたので、不適当な現像剤として判定した。
【００５９】
また、クロロホルム不溶解分を８重量部及びシリコーン成分（Ｉ）を０．１重量部含んだトナー７を用いた現像剤９の評価結果は、トナー３を用いた現像剤１と同様に、定着性、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び、連続印刷性の全ての項目において良好であった。
【００６０】
また、クロロホルム不溶解分を８重量部及びシリコーン成分（Ｉ）を５重量部含んだトナー８を用いた現像剤１０の評価結果は、トナー３を用いた現像剤１と同様に、定着性、ボイド、フィルタ汚染、初期印刷性、及び、連続印刷性の全ての項目において良好であった。
【００６１】
また、クロロホルム不溶解分を８重量部及びシリコーン成分（Ｉ）を８重量部含んだトナー９を用いた現像剤１１の評価結果は、定着性、ボイド、及び、初期印刷性においては問題がないものの、フィルタ汚染が見られたので、不適当な現像剤として判定した。
【００６２】
この結果を総合的に判断すると、現像剤４〜７の対比からは、クロロホルム不溶解分が少なすぎると、トナーが低粘度になってボイドが発生し易くなり、一方、多すぎるとトナーと媒体との密着性及びトナー同士の密着性が阻害されるので、ポリエステル樹脂中のクロロホルム不溶解分のトナー全量に対する重量比は２．５２（３×８４／１００）〜１６．８（＝２０×８４／１００）重量部、より好適には、２．５２（３×８４／１００）〜８．４（＝１０×８４／１００）重量部とすることが望ましく、それによって、ボイドの発生を抑制することができる。
【００６３】
また、現像剤８〜１１の対比からは、シリコーン成分（Ｉ）が少なすぎると、定着性改善効果が十分に得られず、一方、多すぎると連続印刷の際に脱臭フィルタに目詰まりが発生し易くなるので、シリコーン成分（Ｉ）のトナー全量に対する重量比は０．１〜５重量部、より好適には、１〜３重量部とすることが望ましく、それによって、安定した定着性と脱臭フィルタ汚染の低減を実現することができる。
【００６４】
したがって、トナー用バインダー樹脂を構成するポリエステル樹脂中のクロロホルム不溶解分の含有量及びバインダー樹脂に添加するシリコーン成分（Ｉ）の添加量を上記の範囲に制御することによって、定着強度の向上とボイドによる印字抜け防止とを両立させるとともに、脱臭フィルタ汚染を低減することができることが理解される。
また、粘度をある程度高めているので、キャリアフィルミングも低減することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に記載された構成・条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、トナーを構成するバインダー樹脂としては、クロロホルム不溶解分を含むポリエステル樹脂を用いているが、このクロロホルム不溶解分を含むポリエステル樹脂に、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ樹脂、或いは、ポリエーテルポリオール樹脂等の他の汎用の樹脂を混合して用いても良いものである。
【００６６】
また、本発明の実施の形態においては、非磁性トナーをキャリアと共に用いる二成分現像方式のフラッシュ定着用現像剤及びフラッシュ定着画像形成方法として説明しているが、非磁性現像剤に限られるものではなく、トナーに磁性成分を導入して磁性トナーとして用いても良いものである。
【００６７】
また、トナーが付着する潜像を形成する潜像担持体、即ち、感光体ドラムを構成する感光体としては、アモルファスシリコンまたはセレン等の無機感光体を用いても良いし、或いは、ポリシランまたはフタロシアニン等の有機感光体を用いても良いものである。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、バインダー樹脂としてクロロホルム不溶解分を含有するポリエステル樹脂を用いるとともに、バインダー樹脂に上述の化学式を有するシリコーン成分（Ｉ）を添加しているので、定着性の向上とボイドの低減を両立することができ、それによって、フラッシュ定着画像形成方法の普及或いはフラッシュ定着画像形成方法による印刷物の高画質化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】印刷特性のキャリアの磁化依存性の説明図である。
【図２】印刷特性のトナーの構成成分依存性の説明図である。
Claims (2)
- 少なくとも結着樹脂及び着色剤とからなるトナーをフラッシュ定着法によって定着するフラッシュ定着用現像剤において、クロロホルム不溶解分をトナー全量に対する重量比で２．５２〜１６．８重量部含有したポリエステル樹脂と、下記の化学式からなるとともにガラス転移温度が５０℃〜８０℃のシリコーン成分（Ｉ）をトナー全量に対する重量比で０．１〜５重量部とを少なくとも含有するトナーと、１０ｋＯｅにおける磁化が７５〜９５ｅｍｕ／ｇのキャリアとからなることを特徴とするフラッシュ定着用現像剤。
- 請求項１記載のフラッシュ定着用現像剤を用いてトナー像をフラッシュ光による露光によって媒体の表面に定着させるフラッシュ定着画像形成方法において、前記フラッシュ光のエネルギーを０．５〜３．０Ｊ／ｃｍ2 とし、発光時間を５００〜３０００μ秒とすることを特徴とするフラッシュ定着画像形成方法。
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