JP3755350B2 - 熱定着用トナー、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静電荷像を現像するための熱定着用トナー、該熱定着用トナー（単にトナーともいう）を用いた画像形成方法および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真感光体上に形成されたトナー像を紙等のシートに定着させる方式として、熱によりトナーを溶融することで定着させる、いわゆる熱定着方式が多く用いられている。熱定着方式には、大きく分けて非接触熱定着方式であるフラッシュ定着方式と、接触熱定着方式である熱ロール定着方式及び熱フィルム定着方式とがある。中でも接触熱定着方式は、トナー像に熱ロール又は熱フィルム等を接触させることでトナー像を溶融定着させるので高い熱効率が期待できることから、特に、高速に画像を出力する電子写真複写機やプリンタに有効である。
【０００３】
しかしながら、接触熱定着方式では熱ロール又は熱フィルムが溶融したトナー像に直接接触するため、トナー像の一部が該熱ロール又は熱フィルムに付着、転移し、次の定着シートに再転移して画像を汚染するいわゆるオフセット現象を生じ易い。また、熱ロール又は熱フィルムが高速で回転又は走行する際に発生する該熱ロール又は熱フィルム周囲の気流の乱れにより、定着前の未定着トナー像が乱されて画像チリが発生し易い。さらに、熱ロール又は熱フィルムにトナー像が接触した際に、トナー像が逆極性に接触帯電する現象も起こるが、熱ロール又は熱フィルムに蓄積した帯電電荷が、次にやってくる定着前のトナー像を乱すことで画像チリを発生し易い。
【０００４】
前述のオフセット現象を防ぐために、従来より熱ロール又は熱フィルムへの離型オイルの供給やトナーへのオフセット防止剤の導入が行われている。しかし、離型オイルの供給は、定着器の構造が複雑かつ大型化することに加え、安定したオイル供給が困難であり、そのため十分なオフセット抑制を達成することができていない。また、トナー中にオフセット防止剤を含有させる方法も知られており、この方法も有効であるが、一方でトナーの帯電を阻害する問題を抱えており、画像チリが発生し易く良質の画像が得られないことが多い。
【０００５】
そこで、トナーの帯電阻害を解決するためにトナー中に荷電制御剤を導入する試みも行われているが、荷電制御剤がもつ帯電性の強さの故にトナー中への均一分散が困難となり十分な帯電付与効果が得られないばかりか、その帯電性の強さが離型剤の分散をも悪化させ、期待したオフセット抑制効果が十分には得られないという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は熱定着において定着可能温度領域が広く、加熱温度を例えば１３０℃付近に下げた場合でも、十分な定着強度を持ち、オフセットや画像チリの発生がなく高品位な定着画像が得られるトナー、該トナーを用いた画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は鋭意検討の結果、特定の離型剤と荷電制御剤とを併用してトナー中に含有させることにより、お互いに相手に対する分散助剤としての相乗効果が発揮され、従来、均一に分散させることが困難であった離型剤及び荷電制御剤を均一かつ緻密に分散含有するトナーが得られ、特にトナー像の定着時に発生する気流の乱れや熱ロール又は熱フィルム等自体の帯電による未定着トナー像の乱れが抑制され、かつ、定着温度を下げた場合でも十分な定着強度が確保され、同時にオフセットの発生も抑制され、その結果、高品位な画像を得ることができるトナー、該トナーを用いた画像形成方法及び画像形成装置を見いだすに至り、本発明を完成したのである。
【０００８】
従って、本発明の前記の目的は下記構成により達成される。
【０００９】
１．少なくとも荷電制御剤、着色剤、離型剤及び結着樹脂を含有する熱定着用トナーにおいて、該荷電制御剤が下記一般式１で表される構造を有し、該離型剤が８０．０〜９９．５モル％のエステル成分と０．５〜２０．０モル％のその酸成分からなり、かつ酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の離型剤であって、その融点ピークが５０℃〜１１０℃の範囲内にあり、かつ該融点ピークの半値幅が２０℃未満であることを特徴とする熱定着用トナー。
【００１０】
【化３】
【００１１】
〔式中、Ｒ1〜Ｒ4はアルキル基又は縮合環を含む置換若しくは非置換の芳香環であり、それらは同じでも異なってもよく、またＲ1とＲ2及び／又はＲ3とＲ4は互いに結合して３価の金属原子Ｍと共に環を形成してもよく、Ｘはカチオンであり、ｎは１又は２を表す。〕
２．少なくとも荷電制御剤、着色剤、離型剤及び結着樹脂を含有する熱定着用トナーにおいて、該荷電制御剤が下記一般式２で表される構造を有し、該離型剤が８０．０〜９９．５モル％のエステル成分と０．５〜２０．０モル％のその酸成分からなり、かつ酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の離型剤であって、その融点ピークが５０℃〜１１０℃の範囲内にあり、かつ該融点ピークの半値幅が２０℃未満であることを特徴とする熱定着用トナー。
【００１２】
【化４】
【００１３】
〔式中、Ｒ5〜Ｒ8は水素原子、アルキル基又は縮合環を含む置換若しくは非置換の芳香環であり、それらは同じでも異なってもよく、Ｍは３価の金属原子、Ｘはカチオンであり、ｎは１又は２を表す。〕
【００１５】
３．前記１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱ロール定着法により加熱定着する工程を有することを特徴とする画像形成方法。
【００１６】
４．前記１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱フィルム定着法により加熱定着する工程を有することを特徴とする画像形成方法。
【００１７】
５．前記１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱ロール定着法により加熱定着する定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
６．前記１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱フィルム定着法により加熱定着する定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２０】
本発明のトナーは、少なくとも荷電制御剤、着色剤、離型剤及び結着樹脂を含有するトナーであり、該トナー中に前記一般式１又は２で表される荷電制御剤（以後、本発明の荷電制御剤ともいう）、及びエステル成分及びその酸成分からなり酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の離型剤（以後、本発明の離型剤ともいう）を組み合わせて含有させたことにより、画像チリやオフセット現象の発生がなく、優れた定着特性が発揮される。
【００２１】
〈本発明の荷電制御剤〉
本発明の荷電制御剤の前記一般式１においてＲ1〜Ｒ4は好ましくは炭素原子数１〜６のアルキル基又は縮合環を含む置換若しくは非置換の芳香環であり、それらは同じでも異なってもよく、またＲ1とＲ2及び／又はＲ3とＲ4は互いに結合して３価の金属原子Ｍと共に環を形成してもよく、ｎは１又は２を表す。
【００２２】
また、前記一般式１と同様の効果が得られる荷電制御剤として一般式２の荷電制御剤が挙げられ、該一般式２において、Ｒ5〜Ｒ8は水素原子、好ましくは炭素原子数１〜６のアルキル基又は縮合環を含む置換若しくは非置換の芳香環であり、それらは同じでも異なってもよく、ｎは１又は２を表す。
【００２３】
さらに、前記一般式１及び２においてＭはＡｌ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂの中から選ばれる１種以上の３価の金属原子であり、また、カチオン成分としては、種々の無機カチオン、有機カチオンを使用することができる。無機カチオンとしては水素イオンＨ+、またはＬｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｚｎ2+などから選ばれる１価もしくは２価の金属イオンが使用できる。また、有機カチオンとしては、アンモニウムイオン、イミニウムイオン、ホスホニウムイオンなどを使用することができる。
【００２４】
前記一般式１及び２に含まれる好ましい化合物としては下記化合物例が挙げられる。
【００２５】
【化５】
【００２６】
【化６】
【００２７】
【化７】
【００２８】
〈本発明の離型剤〉
本発明の離型剤はエステル成分及びその酸成分からなり、酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、好ましくは０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることを特徴としており、酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇを越えるとトナー像定着時のオフセット抑制効果が十分には得られない。また０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では画像チリが発生し易くなる。
【００２９】
本発明の離型剤のエステル成分としてしは、下記一般式３及び４の構造を有するものが好ましく、該エステル成分と共に含有される酸成分としては下記一般式５の構造を有するものが好ましい。
【００３０】
【化８】
【００３１】
〔式中、ａ及びｂは０〜４の整数であり、ａ＋ｂは４であり、Ｒ9及びＲ10は炭素数１〜４０の有機基であり、Ｒ9とＲ10との炭素数の差が３以上であり、ｐ及びｑは０〜２５の整数であり、ｐとｑが同時に０となることはない。〕
【００３２】
【化９】
【００３３】
〔式中、ｃ及びｄは０〜３の整数であり、ｃ＋ｄは１〜３であり、ｋは１〜３の整数であり、ｃ＋ｄ＋ｋは４である。また、Ｒ11は水素原子又は炭素数１以上の有機基であり（但し、ｃ＋ｄが２のとき、Ｒ11の少なくとも１つは炭素数１以上の有機基である）、Ｒ9、Ｒ10、ｐ、ｑは一般式３のＲ9、Ｒ10、ｐ、ｑと同義である。〕
【００３４】
【化１０】
【００３５】
〔式中Ｒ9、Ｒ10は一般式３及び４のＲ9、Ｒ10と同義である。〕
上記一般式３、４及び５の好ましい化合物例としては下記のものが挙げられる。
【００３６】
【化１１】
【００３７】
【化１２】
【００３８】
【化１３】
【００３９】
【化１４】
【００４０】
【化１５】
【００４１】
また、本発明の離型剤ではエステル成分を８０．０〜９９．５モル％とし、酸成分を０．５〜２０モル％とするのが好ましく、エステル成分が８０．０％未満で、酸成分が２０モル％を越えるとトナー像定着時のオフセット抑制効果が十分には得られなくなり、エステル成分が９９．５％を越え、酸成分が０．５モル％未満では画像チリが発生し易くなる。
【００４２】
さらにまた、本発明の離型剤では融点ピークが５０〜１１０℃であり、かつ該融点ピークの半値幅が２０℃以下であることが好ましく、融点ピークが５０℃未満では画像チリが発生し易く、１１０℃を越えると定着可能な温度領域が狭くなり、融点ピークの半値幅が２０℃を越えると定着可能な温度領域が狭くなる。
【００４３】
《離型剤の酸価の測定法》
試料１ｇ中に含まれる酸性基を中和するに必要な水酸化カリウム（ＫＯＨ）のミリグラム数をいう。なお、酸価の測定はＪＩＳ Ｋ ００７０に規定される方法に基づいて測定される。
【００４４】
《離型剤の融点ピーク及び半値幅の測定法》
融点ピーク及びその半値幅は、ＤＳＣ示差走査熱量分析計「ＤＳＣ２０」（ＳＥＩＫＯ Ｉ＆Ｅ社製）により求めることができ、ＤＳＣ曲線はＲＨ６０％で一昼夜調湿した試料を温度コントローラー「ＳＳＣ／５８０」（ＳＥＩＫＯ Ｉ＆Ｅ社製）を用いて毎分１０℃のスピードで昇温しながら測定される。
【００４５】
また、融点ピークの半値幅は、ベースラインに対する融点ピークの高さの１／２の位置にベースラインと平行な線を引き、融点ピーク前後のＤＳＣ曲線との交点位置から温度を読みとることで求められる。
【００４６】
以下、本発明のトナーは、結着剤樹脂中に前記荷電制御剤及び離型剤と共に着色剤を混合、溶融混練、粉砕、分級して得られ、該結着剤樹脂に対する荷電制御剤の含有量は好ましくは０．１〜１０重量％であり、０．１重量％未満では十分な荷電制御が達成されにくく、１０重量％を越えるとトナーの摩擦帯電特性が過剰となり、トナーに適正な帯電量が得られないことが多い。また、該結着剤樹脂に対する離型剤の含有量は好ましくは０．１〜１０重量％であり、０．１重量％未満ではトナーに必要な離型性が得られず、１０重量％を越えるとトナーの摩擦帯電特性が低下し、トナーに必要な帯電量が得られないことが多い。
【００４７】
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ず、従来公知の種々の樹脂が用いられる。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、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
【００４８】
更に、トナーを構成する着色剤としては特に限定されず、従来公知の種々の材料が使用される。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、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオクサレート、ローズベンガル等が挙げられ、結着樹脂に対して１〜１５重量％含有される。
【００４９】
なお、本発明のトナーは、二成分現像剤、磁性一成分現像剤の何れとしても用いることができる。
【００５０】
二成分現像剤として用いる場合には、キャリアとしては鉄・フェライト等の磁性材料粒子のみで構成される非被覆キャリア、磁性材料粒子表面を樹脂等によって被覆した樹脂被覆キャリア或いは、樹脂と磁性粉とを混合して得られる樹脂分散型キャリアの何れを使用してもよい。このキャリアの平均粒径は体積平均粒径で３０〜１５０μｍが好ましい。
【００５１】
磁性一成分現像剤として用いる場合には、数平均一次粒子径が０．０１〜２．０μｍのマグネタイト等の強磁性体を含有して構成することが好ましく、この場合は磁性体をトナー中に２０〜８０重量％添加される。
【００５２】
更に、本発明ではキャリアを用いずに非磁性トナーのみで構成される非磁性一成分トナーとして用いることもできる。
【００５３】
本発明に使用される好適な熱定着方法としては熱ロール定着方法及び熱フィルム定着方法とがある。ここで上記熱フィルム定着方法では固定設置された加熱体と、該加熱体面に接して走行する熱フィルム材と、熱フィルム材を介して転写材を加熱体に圧着させる加圧部材とからなる定着装置により熱定着が行われる。
【００５４】
〈画像形成方法及び画像形成装置〉
図１は画像形成方法及び画像形成装置の一例を示す構成図であり、該画像形成装置では、支持体１ｂに有機感光層１ａを設けてなる感光体１上に帯電部材（ロール状帯電器又はコロナ帯電器）２により一様な帯電を付与した後、像露光３（アナログ又はデジタル像露光）により静電潜像が形成される。この静電潜像は本発明のトナーを保有する現像器４により現像されてトナー像が形成され、該トナー像は感光体１と同期して搬送されたＯＨＰ又は転写紙等の転写材Ｐ上に転写電極部材（ロール状転写器又はコロナ放電転写器）５の作用により転写され、後述する熱定着装置Ｈにより定着されて画像形成が行われる。なお、２ａ及び２ｂは帯電部材２の回転軸及び導電性弾性層であり、５ａ及び５ｂは転写電極部材５の回転軸及び導電性弾性層であり、またＶ1及びＶ2は帯電部材２及び転写電極部材５のバイアス電源である。６はクリーニング部材、７は除電露光器である。
【００５５】
上記熱定着装置Ｈには、熱ロール定着方法を用いた熱ロール定着装置と熱フィルム定着方法を用いた熱フィルム定着装置とがあり、図２は熱ロール定着装置の一例を示す構成図である。図２において、トナー像１４を担持した転写材Ｐは、図２の矢印方向に等速で回転する熱源１８を有する熱ロール１１と加圧ロール１２との加圧挟持下に接触加熱定着され搬送手段１９及び排出ロール１６及び１７により排出される。また、１０は熱ロール１１の表面にシリコーンオイルを供給するシリコーンオイル供給ロールである。なお、上記熱ロール１１の断面構成は以下のようである。１１ａは熱ロール１１の表面の層を形成するフッ素樹脂層、１１ｂはフッ素樹脂層１１ａの下の層をなす弾性層、１１ｃは該弾性層１１ｂの内部に設けられたロール１１の芯となる芯金である。フッ素樹脂層１１ａとしては、例えばＰＦＡ（４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）が用いられる。ＰＦＡ樹脂は、ポリフッ化エチレンの主鎖を持ち、側鎖に−ＯＲ基（Ｒはパーフルオロアルキル基）を付加したものである。フッ素樹脂の材質としては、他にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＦＥＰ（ポリフルオロエチレンプロピレン重合体）等が用いられる。これらＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰは、他の種類のフッ素樹脂に比較して極めて耐久性が高いという性質をもっている。
【００５６】
フッ素樹脂層１１ａの厚さとしては、例えば５０μｍ程度のものが用いられる。弾性層１１ｂとしては、例えばシリコーンゴムが用いられ、その厚さとしては例えば１ｍｍ、その硬度としては例えばＪＩＳ−Ａ １３°程度のものが用いられる。１８は定着上ロール１１の内部に設けられた加熱手段であり、例えばニクロム線ヒータ、ハロゲンランプヒータ等が用いられ、その出力としては例えば８５０Ｗ程度のものが用いられ、熱ロール１１の表面を例えば２５０℃近辺まで加熱するようになっている。
【００５７】
加圧ロール１２の層構成も熱ロール１１の構成とほぼ同様である。即ち、加圧ロール１２において、１２ａは表面層を形成するフッ素樹脂層、１２ｂはフッ素樹脂層１２ａの下の層をなす弾性層、１２ｃは該弾性層１２ｂの内部に設けられたロール１２の芯となる芯金である。フッ素樹脂層１２ａとしては、例えばＰＦＡが用いられ、厚さとしては、例えば５０μｍ程度のものが用いられる。弾性層１２ｂとしては、例えば厚さ１ｍｍ程度のシリコーンゴム層が用いられ、その硬度としては例えばＪＩＳ−Ａ １３°程度のものが用いられる。
【００５８】
図３はエンドレス熱フィルム定着装置の構成図である。図中トナー像１４は固定熱定着部材２６に固定支持されたライン状加熱体２７の前面を走行する熱フィルム材２４と加圧ロール２３との挟持下に効率よく接触加熱定着される。なお、２５は固定熱定着部材２６内のライン状加熱体２７の温度を検出する温度センサーであり、２０は熱フィルム材２４の表面をクリーニングするクリーニングロールである。
【００５９】
図３のエンドレス熱フィルム定着装置において固定熱定着部材２６内のライン状加熱体２７の構成は例えば一例として以下のようにすることができる。上記ライン状加熱体２７は例えば厚さにして０．２〜５．０ｍｍ、好ましくは０．５〜３．５ｍｍ、幅１０〜１５ｍｍ、長手長２４０〜４００ｍｍのアルミナ基盤に抵抗材料を１．０〜２．５ｍｍ塗布したものでよく、両端より通電される。通電は例えばＤＣ１００Ｖの周期２５ｍｓｅｃのパルス波形で、温度センサー２５により制御された温度又はエネルギー放出量に応じたパルス幅に変化させて与えられる。上記ライン状加熱体２７において温度センサー２５で検出された温度をＴ１とした場合、抵抗材料に対向する熱フィルム材２４の表面温度Ｔ２はＴ１よりも低い温度となる。ここで、Ｔ１は１３０〜２５０℃が好ましく、Ｔ２の温度はＴ１の温度と比較して０．５〜１０℃低いことが好ましい。
【００６０】
かくして熱フィルム材２４は、上記の様にエネルギー（温度）制御されたライン状加熱体２７の前面に当接して図３中央矢印方向に回転駆動される。この熱フィルム材２４として挙げられるのは、厚みにして１０〜３５μｍの耐熱フィルム、例えば、ポリエステル、ポリパーフルオロアルコキシビニルエーテル、ポリイミド、又はポリエーテルイミド等である。これにテフロン等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型材層を５〜１５μｍ厚に被覆してなるエンドレスフィルム等が用いられる。
【００６１】
上記熱フィルム材２４は駆動ロール２１及び従動ロール２２による駆動とテンションによりシワ、ヨレがなく搬送される。定着線速は４０〜５００ｍｍ／ｓｅｃが好ましい。加圧ロール２３はシリコーンゴム等の離型性の高いゴム弾性層を有し、総圧２〜３０ｋｇで熱フィルム材２４を介してライン状加熱体２７へ圧着しながら圧接回転される。
【００６２】
また、図４は有端熱フィルム定着装置の一例を示す構成図であり、熱フィルム材２４を図３のエンドレス熱フィルムに代えて有端熱フィルムとし、該有端熱フィルムを送り出しロール３１及び巻き取りロール３２により搬送するようにした他はほぼ図４の場合と同様である。
【００６３】
なお、図４の有端熱フィルム定着装置には図３のエンドレス熱フィルム定着装置の場合と同様に熱フィルム材２４にクリーニングロール２０の機構を付与して使用されるのが望ましい。また、図３及び図４の何れの熱フィルム定着装置においても必要によりシリコーンオイルを熱フィルム材に供給する方式やシリコーンオイルを含浸したパッド、ロール、ウェッブ等でクリーニングする方法も使用することができる。
【００６４】
【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の実施の態様がこれにより限定されるものではない。
【００６５】
実施例１
〈トナー１の作製〉
結着樹脂（スチレン／アクリル共重合樹脂） １００部
着色剤「ブラックパールＬ」（キャボット社製） １０部
離型剤Ｐ−１ ２部
荷電制御剤（例示化合物２−１） ２部
上記材料をヘンシェルミキサーにて予備混合した後に、２軸押し出し混練機にて溶融混練して得られたトナー組成物を冷却し、ハンマーミルにて粗砕した。得られた粗砕物をさらに粉砕機「クリプトロンＫＴＭ−Ｘ」（川崎重工社製）にて粉砕した後、ミクロプレックスにて風力分級して体積平均粒径７．０μｍの着色粒子を得た。得られた着色粒子１００重量部に対してシリカ微粒子「Ｒ−９７４」（日本アエロジル社製）０．５重量部及びチタニア微粒子「Ｔ−８０５」（日本アエロジル社製）０．６重量部をヘンシェルミキサーにて外添混合し、実施例に使用するトナー１を得た。
【００６６】
なお、離型剤の種類Ｐ−１は、例示化合物３−１が９６．７モル％と例示化合物５−４が３．３モル％とからなる、エステル化合物とカルボン酸の混合物である。
【００６７】
実施例２〜５及び比較例１〜４
〈トナー２〜９の作製〉
離型剤及び荷電制御剤として表１に示す化合物を使用した以外は実施例１と同様にして、実施例に使用するトナー２〜５及び比較例に使用するトナー６〜９を得た。
【００６８】
なお、離型剤の種類Ｐ−２は、例示化合物３−２が９０．３モル％と例示化合物５−４が９．７モル％とからなる、エステル化合物とカルボン酸の混合物である。
【００６９】
【表１】
【００７０】
〈評価方法〉
《定着可能温度領域評価》
高速デジタル複写機「Ｋｏｎｉｃａ ７０５０」の定着器を改造して、熱ロール温度を任意に設定できるようにした。その後、熱ロール温度を１３０℃〜２４０℃まで１０℃刻みで制御して定着画像を作製した。得られた定着画像の定着強度を、「電子写真技術の基礎と応用：電子写真学会編」第９章１．４項に記載のメンディングテープ剥離法に準じた方法を用いた定着率により測定し、該定着率が９０％以上得られた画像の定着温度領域を定着可能温度領域として評価し、その結果を表２に示した（特に１３０℃付近の低温定着性に着目）。
【００７１】
《オフセット発生評価》
高速デジタル複写機「Ｋｏｎｉｃａ ７０５０」を使用し、１０℃、２０％ＲＨの低温低湿環境にてＡ４連続１０００枚のコピーを行い、画像上及び１０００枚のコピー後の熱ロール上を直接目視観察することで、オフセット発生の有無を評価し、その結果を表２に示した。
【００７２】
《画像チリ発生評価》
高速デジタル複写機「Ｋｏｎｉｃａ ７０５０」を使用し、１０℃、２０％ＲＨの低温低湿環境にてＡ４連続１０００枚のコピーを行い、得られた画像中の細線画像を顕微鏡にて拡大観察し、細線の周囲におけるトナーチリ発生の有無を評価した。
【００７３】
【表２】
【００７４】
表２より実施例のトナーを用いて連続１０００枚の画像形成を行った場合、画像の定着可能温度領域が広く、特に低温定着性が良好で、かつオフセット及び画像チリの発生がなく優れているが、比較例のトナーを用いた場合は画像の定着可能温度領域が狭く、特に低温定着性が不良の場合が多く、かつ多くの画像がオフセット及び画像チリを発生していて実用性に乏しいことが分かる。
【００７５】
【発明の効果】
実施例により実証されたように本発明のトナー、該トナーを用いた画像形成方法及び画像形成装置によれば、加熱定着において定着可能温度領域が広く、加熱温度を１３０℃付近に下げても、十分な定着強度を持ち、オフセットや画像チリの発生のない高品位な定着画像が安定して得られる等優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を説明する構成図である。
【図２】熱定着装置の一例を示す構成図である。
【図３】エンドレス熱フィルム定着装置の一例を示す構成図である。
【図４】有端熱フィルム定着装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 感光体
２ 帯電部材
３ 像露光
４ 現像器
５ 転写電極部材
６ クリーニング部材
Ｐ 転写材
Ｈ 定着装置
１０ シリコーンオイル供給ロール
１１ 熱ロール
１２ 加圧ロール
１４ トナー像
１６，１７ 排出ロール
１８ 熱源
１９ 搬送手段
２０ クリーニングロール
２１ 駆動ロール
２２ 従動ロール
２３ 加圧ロール
２４ 熱フィルム材
２５ 温度センサー
２６ 固定熱定着部材
２７ ライン状加熱体
３１ 送り出しロール
３２ 巻き取りロール
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静電荷像を現像するための熱定着用トナー、該熱定着用トナー（単にトナーともいう）を用いた画像形成方法および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真感光体上に形成されたトナー像を紙等のシートに定着させる方式として、熱によりトナーを溶融することで定着させる、いわゆる熱定着方式が多く用いられている。熱定着方式には、大きく分けて非接触熱定着方式であるフラッシュ定着方式と、接触熱定着方式である熱ロール定着方式及び熱フィルム定着方式とがある。中でも接触熱定着方式は、トナー像に熱ロール又は熱フィルム等を接触させることでトナー像を溶融定着させるので高い熱効率が期待できることから、特に、高速に画像を出力する電子写真複写機やプリンタに有効である。
【０００３】
しかしながら、接触熱定着方式では熱ロール又は熱フィルムが溶融したトナー像に直接接触するため、トナー像の一部が該熱ロール又は熱フィルムに付着、転移し、次の定着シートに再転移して画像を汚染するいわゆるオフセット現象を生じ易い。また、熱ロール又は熱フィルムが高速で回転又は走行する際に発生する該熱ロール又は熱フィルム周囲の気流の乱れにより、定着前の未定着トナー像が乱されて画像チリが発生し易い。さらに、熱ロール又は熱フィルムにトナー像が接触した際に、トナー像が逆極性に接触帯電する現象も起こるが、熱ロール又は熱フィルムに蓄積した帯電電荷が、次にやってくる定着前のトナー像を乱すことで画像チリを発生し易い。
【０００４】
前述のオフセット現象を防ぐために、従来より熱ロール又は熱フィルムへの離型オイルの供給やトナーへのオフセット防止剤の導入が行われている。しかし、離型オイルの供給は、定着器の構造が複雑かつ大型化することに加え、安定したオイル供給が困難であり、そのため十分なオフセット抑制を達成することができていない。また、トナー中にオフセット防止剤を含有させる方法も知られており、この方法も有効であるが、一方でトナーの帯電を阻害する問題を抱えており、画像チリが発生し易く良質の画像が得られないことが多い。
【０００５】
そこで、トナーの帯電阻害を解決するためにトナー中に荷電制御剤を導入する試みも行われているが、荷電制御剤がもつ帯電性の強さの故にトナー中への均一分散が困難となり十分な帯電付与効果が得られないばかりか、その帯電性の強さが離型剤の分散をも悪化させ、期待したオフセット抑制効果が十分には得られないという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は熱定着において定着可能温度領域が広く、加熱温度を例えば１３０℃付近に下げた場合でも、十分な定着強度を持ち、オフセットや画像チリの発生がなく高品位な定着画像が得られるトナー、該トナーを用いた画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は鋭意検討の結果、特定の離型剤と荷電制御剤とを併用してトナー中に含有させることにより、お互いに相手に対する分散助剤としての相乗効果が発揮され、従来、均一に分散させることが困難であった離型剤及び荷電制御剤を均一かつ緻密に分散含有するトナーが得られ、特にトナー像の定着時に発生する気流の乱れや熱ロール又は熱フィルム等自体の帯電による未定着トナー像の乱れが抑制され、かつ、定着温度を下げた場合でも十分な定着強度が確保され、同時にオフセットの発生も抑制され、その結果、高品位な画像を得ることができるトナー、該トナーを用いた画像形成方法及び画像形成装置を見いだすに至り、本発明を完成したのである。
【０００８】
従って、本発明の前記の目的は下記構成により達成される。
【０００９】
１．少なくとも荷電制御剤、着色剤、離型剤及び結着樹脂を含有する熱定着用トナーにおいて、該荷電制御剤が下記一般式１で表される構造を有し、該離型剤が８０．０〜９９．５モル％のエステル成分と０．５〜２０．０モル％のその酸成分からなり、かつ酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の離型剤であって、その融点ピークが５０℃〜１１０℃の範囲内にあり、かつ該融点ピークの半値幅が２０℃未満であることを特徴とする熱定着用トナー。
【００１０】
【化３】
〔式中、Ｒ1〜Ｒ4はアルキル基又は縮合環を含む置換若しくは非置換の芳香環であり、それらは同じでも異なってもよく、またＲ1とＲ2及び／又はＲ3とＲ4は互いに結合して３価の金属原子Ｍと共に環を形成してもよく、Ｘはカチオンであり、ｎは１又は２を表す。〕
２．少なくとも荷電制御剤、着色剤、離型剤及び結着樹脂を含有する熱定着用トナーにおいて、該荷電制御剤が下記一般式２で表される構造を有し、該離型剤が８０．０〜９９．５モル％のエステル成分と０．５〜２０．０モル％のその酸成分からなり、かつ酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の離型剤であって、その融点ピークが５０℃〜１１０℃の範囲内にあり、かつ該融点ピークの半値幅が２０℃未満であることを特徴とする熱定着用トナー。
【００１２】
【化４】
〔式中、Ｒ5〜Ｒ8は水素原子、アルキル基又は縮合環を含む置換若しくは非置換の芳香環であり、それらは同じでも異なってもよく、Ｍは３価の金属原子、Ｘはカチオンであり、ｎは１又は２を表す。〕
【００１５】
３．前記１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱ロール定着法により加熱定着する工程を有することを特徴とする画像形成方法。
【００１６】
４．前記１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱フィルム定着法により加熱定着する工程を有することを特徴とする画像形成方法。
【００１７】
５．前記１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱ロール定着法により加熱定着する定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
６．前記１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱フィルム定着法により加熱定着する定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２０】
本発明のトナーは、少なくとも荷電制御剤、着色剤、離型剤及び結着樹脂を含有するトナーであり、該トナー中に前記一般式１又は２で表される荷電制御剤（以後、本発明の荷電制御剤ともいう）、及びエステル成分及びその酸成分からなり酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の離型剤（以後、本発明の離型剤ともいう）を組み合わせて含有させたことにより、画像チリやオフセット現象の発生がなく、優れた定着特性が発揮される。
【００２１】
〈本発明の荷電制御剤〉
本発明の荷電制御剤の前記一般式１においてＲ1〜Ｒ4は好ましくは炭素原子数１〜６のアルキル基又は縮合環を含む置換若しくは非置換の芳香環であり、それらは同じでも異なってもよく、またＲ1とＲ2及び／又はＲ3とＲ4は互いに結合して３価の金属原子Ｍと共に環を形成してもよく、ｎは１又は２を表す。
【００２２】
また、前記一般式１と同様の効果が得られる荷電制御剤として一般式２の荷電制御剤が挙げられ、該一般式２において、Ｒ5〜Ｒ8は水素原子、好ましくは炭素原子数１〜６のアルキル基又は縮合環を含む置換若しくは非置換の芳香環であり、それらは同じでも異なってもよく、ｎは１又は２を表す。
【００２３】
さらに、前記一般式１及び２においてＭはＡｌ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂの中から選ばれる１種以上の３価の金属原子であり、また、カチオン成分としては、種々の無機カチオン、有機カチオンを使用することができる。無機カチオンとしては水素イオンＨ+、またはＬｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｚｎ2+などから選ばれる１価もしくは２価の金属イオンが使用できる。また、有機カチオンとしては、アンモニウムイオン、イミニウムイオン、ホスホニウムイオンなどを使用することができる。
【００２４】
前記一般式１及び２に含まれる好ましい化合物としては下記化合物例が挙げられる。
【００２５】
【化５】
【化６】
【化７】
〈本発明の離型剤〉
本発明の離型剤はエステル成分及びその酸成分からなり、酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、好ましくは０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることを特徴としており、酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇを越えるとトナー像定着時のオフセット抑制効果が十分には得られない。また０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では画像チリが発生し易くなる。
【００２９】
本発明の離型剤のエステル成分としてしは、下記一般式３及び４の構造を有するものが好ましく、該エステル成分と共に含有される酸成分としては下記一般式５の構造を有するものが好ましい。
【００３０】
【化８】
〔式中、ａ及びｂは０〜４の整数であり、ａ＋ｂは４であり、Ｒ9及びＲ10は炭素数１〜４０の有機基であり、Ｒ9とＲ10との炭素数の差が３以上であり、ｐ及びｑは０〜２５の整数であり、ｐとｑが同時に０となることはない。〕
【００３２】
【化９】
〔式中、ｃ及びｄは０〜３の整数であり、ｃ＋ｄは１〜３であり、ｋは１〜３の整数であり、ｃ＋ｄ＋ｋは４である。また、Ｒ11は水素原子又は炭素数１以上の有機基であり（但し、ｃ＋ｄが２のとき、Ｒ11の少なくとも１つは炭素数１以上の有機基である）、Ｒ9、Ｒ10、ｐ、ｑは一般式３のＲ9、Ｒ10、ｐ、ｑと同義である。〕
【００３４】
【化１０】
〔式中Ｒ9、Ｒ10は一般式３及び４のＲ9、Ｒ10と同義である。〕
上記一般式３、４及び５の好ましい化合物例としては下記のものが挙げられる。
【００３６】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
また、本発明の離型剤ではエステル成分を８０．０〜９９．５モル％とし、酸成分を０．５〜２０モル％とするのが好ましく、エステル成分が８０．０％未満で、酸成分が２０モル％を越えるとトナー像定着時のオフセット抑制効果が十分には得られなくなり、エステル成分が９９．５％を越え、酸成分が０．５モル％未満では画像チリが発生し易くなる。
【００４２】
さらにまた、本発明の離型剤では融点ピークが５０〜１１０℃であり、かつ該融点ピークの半値幅が２０℃以下であることが好ましく、融点ピークが５０℃未満では画像チリが発生し易く、１１０℃を越えると定着可能な温度領域が狭くなり、融点ピークの半値幅が２０℃を越えると定着可能な温度領域が狭くなる。
【００４３】
《離型剤の酸価の測定法》
試料１ｇ中に含まれる酸性基を中和するに必要な水酸化カリウム（ＫＯＨ）のミリグラム数をいう。なお、酸価の測定はＪＩＳ Ｋ ００７０に規定される方法に基づいて測定される。
【００４４】
《離型剤の融点ピーク及び半値幅の測定法》
融点ピーク及びその半値幅は、ＤＳＣ示差走査熱量分析計「ＤＳＣ２０」（ＳＥＩＫＯ Ｉ＆Ｅ社製）により求めることができ、ＤＳＣ曲線はＲＨ６０％で一昼夜調湿した試料を温度コントローラー「ＳＳＣ／５８０」（ＳＥＩＫＯ Ｉ＆Ｅ社製）を用いて毎分１０℃のスピードで昇温しながら測定される。
【００４５】
また、融点ピークの半値幅は、ベースラインに対する融点ピークの高さの１／２の位置にベースラインと平行な線を引き、融点ピーク前後のＤＳＣ曲線との交点位置から温度を読みとることで求められる。
【００４６】
以下、本発明のトナーは、結着剤樹脂中に前記荷電制御剤及び離型剤と共に着色剤を混合、溶融混練、粉砕、分級して得られ、該結着剤樹脂に対する荷電制御剤の含有量は好ましくは０．１〜１０重量％であり、０．１重量％未満では十分な荷電制御が達成されにくく、１０重量％を越えるとトナーの摩擦帯電特性が過剰となり、トナーに適正な帯電量が得られないことが多い。また、該結着剤樹脂に対する離型剤の含有量は好ましくは０．１〜１０重量％であり、０．１重量％未満ではトナーに必要な離型性が得られず、１０重量％を越えるとトナーの摩擦帯電特性が低下し、トナーに必要な帯電量が得られないことが多い。
【００４７】
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ず、従来公知の種々の樹脂が用いられる。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、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
【００４８】
更に、トナーを構成する着色剤としては特に限定されず、従来公知の種々の材料が使用される。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、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオクサレート、ローズベンガル等が挙げられ、結着樹脂に対して１〜１５重量％含有される。
【００４９】
なお、本発明のトナーは、二成分現像剤、磁性一成分現像剤の何れとしても用いることができる。
【００５０】
二成分現像剤として用いる場合には、キャリアとしては鉄・フェライト等の磁性材料粒子のみで構成される非被覆キャリア、磁性材料粒子表面を樹脂等によって被覆した樹脂被覆キャリア或いは、樹脂と磁性粉とを混合して得られる樹脂分散型キャリアの何れを使用してもよい。このキャリアの平均粒径は体積平均粒径で３０〜１５０μｍが好ましい。
【００５１】
磁性一成分現像剤として用いる場合には、数平均一次粒子径が０．０１〜２．０μｍのマグネタイト等の強磁性体を含有して構成することが好ましく、この場合は磁性体をトナー中に２０〜８０重量％添加される。
【００５２】
更に、本発明ではキャリアを用いずに非磁性トナーのみで構成される非磁性一成分トナーとして用いることもできる。
【００５３】
本発明に使用される好適な熱定着方法としては熱ロール定着方法及び熱フィルム定着方法とがある。ここで上記熱フィルム定着方法では固定設置された加熱体と、該加熱体面に接して走行する熱フィルム材と、熱フィルム材を介して転写材を加熱体に圧着させる加圧部材とからなる定着装置により熱定着が行われる。
【００５４】
〈画像形成方法及び画像形成装置〉
図１は画像形成方法及び画像形成装置の一例を示す構成図であり、該画像形成装置では、支持体１ｂに有機感光層１ａを設けてなる感光体１上に帯電部材（ロール状帯電器又はコロナ帯電器）２により一様な帯電を付与した後、像露光３（アナログ又はデジタル像露光）により静電潜像が形成される。この静電潜像は本発明のトナーを保有する現像器４により現像されてトナー像が形成され、該トナー像は感光体１と同期して搬送されたＯＨＰ又は転写紙等の転写材Ｐ上に転写電極部材（ロール状転写器又はコロナ放電転写器）５の作用により転写され、後述する熱定着装置Ｈにより定着されて画像形成が行われる。なお、２ａ及び２ｂは帯電部材２の回転軸及び導電性弾性層であり、５ａ及び５ｂは転写電極部材５の回転軸及び導電性弾性層であり、またＶ1及びＶ2は帯電部材２及び転写電極部材５のバイアス電源である。６はクリーニング部材、７は除電露光器である。
【００５５】
上記熱定着装置Ｈには、熱ロール定着方法を用いた熱ロール定着装置と熱フィルム定着方法を用いた熱フィルム定着装置とがあり、図２は熱ロール定着装置の一例を示す構成図である。図２において、トナー像１４を担持した転写材Ｐは、図２の矢印方向に等速で回転する熱源１８を有する熱ロール１１と加圧ロール１２との加圧挟持下に接触加熱定着され搬送手段１９及び排出ロール１６及び１７により排出される。また、１０は熱ロール１１の表面にシリコーンオイルを供給するシリコーンオイル供給ロールである。なお、上記熱ロール１１の断面構成は以下のようである。１１ａは熱ロール１１の表面の層を形成するフッ素樹脂層、１１ｂはフッ素樹脂層１１ａの下の層をなす弾性層、１１ｃは該弾性層１１ｂの内部に設けられたロール１１の芯となる芯金である。フッ素樹脂層１１ａとしては、例えばＰＦＡ（４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）が用いられる。ＰＦＡ樹脂は、ポリフッ化エチレンの主鎖を持ち、側鎖に−ＯＲ基（Ｒはパーフルオロアルキル基）を付加したものである。フッ素樹脂の材質としては、他にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＦＥＰ（ポリフルオロエチレンプロピレン重合体）等が用いられる。これらＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰは、他の種類のフッ素樹脂に比較して極めて耐久性が高いという性質をもっている。
【００５６】
フッ素樹脂層１１ａの厚さとしては、例えば５０μｍ程度のものが用いられる。弾性層１１ｂとしては、例えばシリコーンゴムが用いられ、その厚さとしては例えば１ｍｍ、その硬度としては例えばＪＩＳ−Ａ １３°程度のものが用いられる。１８は定着上ロール１１の内部に設けられた加熱手段であり、例えばニクロム線ヒータ、ハロゲンランプヒータ等が用いられ、その出力としては例えば８５０Ｗ程度のものが用いられ、熱ロール１１の表面を例えば２５０℃近辺まで加熱するようになっている。
【００５７】
加圧ロール１２の層構成も熱ロール１１の構成とほぼ同様である。即ち、加圧ロール１２において、１２ａは表面層を形成するフッ素樹脂層、１２ｂはフッ素樹脂層１２ａの下の層をなす弾性層、１２ｃは該弾性層１２ｂの内部に設けられたロール１２の芯となる芯金である。フッ素樹脂層１２ａとしては、例えばＰＦＡが用いられ、厚さとしては、例えば５０μｍ程度のものが用いられる。弾性層１２ｂとしては、例えば厚さ１ｍｍ程度のシリコーンゴム層が用いられ、その硬度としては例えばＪＩＳ−Ａ １３°程度のものが用いられる。
【００５８】
図３はエンドレス熱フィルム定着装置の構成図である。図中トナー像１４は固定熱定着部材２６に固定支持されたライン状加熱体２７の前面を走行する熱フィルム材２４と加圧ロール２３との挟持下に効率よく接触加熱定着される。なお、２５は固定熱定着部材２６内のライン状加熱体２７の温度を検出する温度センサーであり、２０は熱フィルム材２４の表面をクリーニングするクリーニングロールである。
【００５９】
図３のエンドレス熱フィルム定着装置において固定熱定着部材２６内のライン状加熱体２７の構成は例えば一例として以下のようにすることができる。上記ライン状加熱体２７は例えば厚さにして０．２〜５．０ｍｍ、好ましくは０．５〜３．５ｍｍ、幅１０〜１５ｍｍ、長手長２４０〜４００ｍｍのアルミナ基盤に抵抗材料を１．０〜２．５ｍｍ塗布したものでよく、両端より通電される。通電は例えばＤＣ１００Ｖの周期２５ｍｓｅｃのパルス波形で、温度センサー２５により制御された温度又はエネルギー放出量に応じたパルス幅に変化させて与えられる。上記ライン状加熱体２７において温度センサー２５で検出された温度をＴ１とした場合、抵抗材料に対向する熱フィルム材２４の表面温度Ｔ２はＴ１よりも低い温度となる。ここで、Ｔ１は１３０〜２５０℃が好ましく、Ｔ２の温度はＴ１の温度と比較して０．５〜１０℃低いことが好ましい。
【００６０】
かくして熱フィルム材２４は、上記の様にエネルギー（温度）制御されたライン状加熱体２７の前面に当接して図３中央矢印方向に回転駆動される。この熱フィルム材２４として挙げられるのは、厚みにして１０〜３５μｍの耐熱フィルム、例えば、ポリエステル、ポリパーフルオロアルコキシビニルエーテル、ポリイミド、又はポリエーテルイミド等である。これにテフロン等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型材層を５〜１５μｍ厚に被覆してなるエンドレスフィルム等が用いられる。
【００６１】
上記熱フィルム材２４は駆動ロール２１及び従動ロール２２による駆動とテンションによりシワ、ヨレがなく搬送される。定着線速は４０〜５００ｍｍ／ｓｅｃが好ましい。加圧ロール２３はシリコーンゴム等の離型性の高いゴム弾性層を有し、総圧２〜３０ｋｇで熱フィルム材２４を介してライン状加熱体２７へ圧着しながら圧接回転される。
【００６２】
また、図４は有端熱フィルム定着装置の一例を示す構成図であり、熱フィルム材２４を図３のエンドレス熱フィルムに代えて有端熱フィルムとし、該有端熱フィルムを送り出しロール３１及び巻き取りロール３２により搬送するようにした他はほぼ図４の場合と同様である。
【００６３】
なお、図４の有端熱フィルム定着装置には図３のエンドレス熱フィルム定着装置の場合と同様に熱フィルム材２４にクリーニングロール２０の機構を付与して使用されるのが望ましい。また、図３及び図４の何れの熱フィルム定着装置においても必要によりシリコーンオイルを熱フィルム材に供給する方式やシリコーンオイルを含浸したパッド、ロール、ウェッブ等でクリーニングする方法も使用することができる。
【００６４】
【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の実施の態様がこれにより限定されるものではない。
【００６５】
実施例１
〈トナー１の作製〉
結着樹脂（スチレン／アクリル共重合樹脂） １００部
着色剤「ブラックパールＬ」（キャボット社製） １０部
離型剤Ｐ−１ ２部
荷電制御剤（例示化合物２−１） ２部
上記材料をヘンシェルミキサーにて予備混合した後に、２軸押し出し混練機にて溶融混練して得られたトナー組成物を冷却し、ハンマーミルにて粗砕した。得られた粗砕物をさらに粉砕機「クリプトロンＫＴＭ−Ｘ」（川崎重工社製）にて粉砕した後、ミクロプレックスにて風力分級して体積平均粒径７．０μｍの着色粒子を得た。得られた着色粒子１００重量部に対してシリカ微粒子「Ｒ−９７４」（日本アエロジル社製）０．５重量部及びチタニア微粒子「Ｔ−８０５」（日本アエロジル社製）０．６重量部をヘンシェルミキサーにて外添混合し、実施例に使用するトナー１を得た。
【００６６】
なお、離型剤の種類Ｐ−１は、例示化合物３−１が９６．７モル％と例示化合物５−４が３．３モル％とからなる、エステル化合物とカルボン酸の混合物である。
【００６７】
実施例２〜５及び比較例１〜４
〈トナー２〜９の作製〉
離型剤及び荷電制御剤として表１に示す化合物を使用した以外は実施例１と同様にして、実施例に使用するトナー２〜５及び比較例に使用するトナー６〜９を得た。
【００６８】
なお、離型剤の種類Ｐ−２は、例示化合物３−２が９０．３モル％と例示化合物５−４が９．７モル％とからなる、エステル化合物とカルボン酸の混合物である。
【００６９】
【表１】
〈評価方法〉
《定着可能温度領域評価》
高速デジタル複写機「Ｋｏｎｉｃａ ７０５０」の定着器を改造して、熱ロール温度を任意に設定できるようにした。その後、熱ロール温度を１３０℃〜２４０℃まで１０℃刻みで制御して定着画像を作製した。得られた定着画像の定着強度を、「電子写真技術の基礎と応用：電子写真学会編」第９章１．４項に記載のメンディングテープ剥離法に準じた方法を用いた定着率により測定し、該定着率が９０％以上得られた画像の定着温度領域を定着可能温度領域として評価し、その結果を表２に示した（特に１３０℃付近の低温定着性に着目）。
【００７１】
《オフセット発生評価》
高速デジタル複写機「Ｋｏｎｉｃａ ７０５０」を使用し、１０℃、２０％ＲＨの低温低湿環境にてＡ４連続１０００枚のコピーを行い、画像上及び１０００枚のコピー後の熱ロール上を直接目視観察することで、オフセット発生の有無を評価し、その結果を表２に示した。
【００７２】
《画像チリ発生評価》
高速デジタル複写機「Ｋｏｎｉｃａ ７０５０」を使用し、１０℃、２０％ＲＨの低温低湿環境にてＡ４連続１０００枚のコピーを行い、得られた画像中の細線画像を顕微鏡にて拡大観察し、細線の周囲におけるトナーチリ発生の有無を評価した。
【００７３】
【表２】
表２より実施例のトナーを用いて連続１０００枚の画像形成を行った場合、画像の定着可能温度領域が広く、特に低温定着性が良好で、かつオフセット及び画像チリの発生がなく優れているが、比較例のトナーを用いた場合は画像の定着可能温度領域が狭く、特に低温定着性が不良の場合が多く、かつ多くの画像がオフセット及び画像チリを発生していて実用性に乏しいことが分かる。
【００７５】
【発明の効果】
実施例により実証されたように本発明のトナー、該トナーを用いた画像形成方法及び画像形成装置によれば、加熱定着において定着可能温度領域が広く、加熱温度を１３０℃付近に下げても、十分な定着強度を持ち、オフセットや画像チリの発生のない高品位な定着画像が安定して得られる等優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を説明する構成図である。
【図２】熱定着装置の一例を示す構成図である。
【図３】エンドレス熱フィルム定着装置の一例を示す構成図である。
【図４】有端熱フィルム定着装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 感光体
２ 帯電部材
３ 像露光
４ 現像器
５ 転写電極部材
６ クリーニング部材
Ｐ 転写材
Ｈ 定着装置
１０ シリコーンオイル供給ロール
１１ 熱ロール
１２ 加圧ロール
１４ トナー像
１６，１７ 排出ロール
１８ 熱源
１９ 搬送手段
２０ クリーニングロール
２１ 駆動ロール
２２ 従動ロール
２３ 加圧ロール
２４ 熱フィルム材
２５ 温度センサー
２６ 固定熱定着部材
２７ ライン状加熱体
３１ 送り出しロール
３２ 巻き取りロール
Claims (6)
- 少なくとも荷電制御剤、着色剤、離型剤及び結着樹脂を含有する熱定着用トナーにおいて、該荷電制御剤が下記一般式１で表される構造を有し、該離型剤が８０．０〜９９．５モル％のエステル成分と０．５〜２０．０モル％のその酸成分からなり、かつ酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の離型剤であって、その融点ピークが５０℃〜１１０℃の範囲内にあり、かつ該融点ピークの半値幅が２０℃未満であることを特徴とする熱定着用トナー。
- 少なくとも荷電制御剤、着色剤、離型剤及び結着樹脂を含有する熱定着用トナーにおいて、該荷電制御剤が下記一般式２で表される構造を有し、該離型剤が８０．０〜９９．５モル％のエステル成分と０．５〜２０．０モル％のその酸成分からなり、かつ酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の離型剤であって、その融点ピークが５０℃〜１１０℃の範囲内にあり、かつ該融点ピークの半値幅が２０℃未満であることを特徴とする熱定着用トナー。
- 前記請求項１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱ロール定着法により加熱定着する工程を有することを特徴とする画像形成方法。
- 前記請求項１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱フィルム定着法により加熱定着する工程を有することを特徴とする画像形成方法。
- 前記請求項１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱ロール定着法により加熱定着する定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記請求項１又は２に記載の熱定着用トナーを用いてトナー像を形成し、該トナー像を熱フィルム定着法により加熱定着する定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25555499A JP3755350B2 (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 熱定着用トナー、画像形成方法及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP25555499A JP3755350B2 (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 熱定着用トナー、画像形成方法及び画像形成装置 |
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