JP6067981B2 - 粉砕トナーの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、トナー、二成分現像剤、及びそれを用いる画像形成装置、並びに画像形成方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、感光体表面に形成された静電潜像をトナーによって顕像化する。トナーにおいて高品位な画像を形成できるものが求められており、例えば特許文献１には、「結着樹脂はＴＨＦ不溶分の含有量が５重量％以下であり、結着樹脂のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分のゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）の分子量分布において、分子量５万未満の成分の含有量（Ｍ１）が４０〜７０％であり、分子量５万乃至５０万の成分の含有量（Ｍ２）が２０〜４５％であり、分子量５０万を越える成分の含有量（Ｍ３）が２〜２５％であり、且つ、Ｍ１≧Ｍ２＞Ｍ３を満足し得るトナー」が開示されている。なお、Ｍ１、Ｍ２及びＭ３はＧＰＣクロマトグラムの面積比をもって重量％としている。

そして、このトナーを用いることで、「光沢度の調整が容易で適度な光沢度のある高品位な画像を高い転写効率で形成し得る」とある。

特開平１０−９７０９８号公報

しかしながら、上記の特許文献１のトナーは、分子量分布が比較的高く、粉砕性が悪いことが容易に予想され、生産効率が悪い。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、生産効率を高められ、かつ、高品位な画像を形成し得るトナー、二成分現像剤、及びそれを用いる画像形成装置、並びに画像形成方法を提供することにある。

本発明に係るトナーは、上記課題を解決するために、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含有するトナーにおいて、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布から求めた重量平均分子量Ｍｗが、３００００≦Ｍｗ≦９５２６３であり、テトラヒドロフランに不溶なゲル成分の重量比率が５％未満であり、かつ、分子量が５００〜１５００である成分の、上記ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４〜１０％である、ことを特徴としている。

上記構成によると、重量平均分子量Ｍｗが、３００００≦Ｍｗ≦９５２６３であるため、弾性が高く、ベルト式定着装置を用いた定着を行う際に、剥離性がよいので有利である。しかしながら、単に重量平均分子量Ｍｗが上記範囲であると、粉砕性が悪いので生産効率が悪い。なおかつ、粉砕時の粉砕起点となり得る、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に不溶なゲル成分の重量比率が、５％未満であり、なお砕き難い。そこで、分子量が５００〜１５００である成分の、上記ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４〜１０％とすることで、トナー内部に新たな粉砕起点を提供することになり、粉砕性が向上する。つま
りは、トナーの生産性が向上する。

なお、トナー粒子の重量平均分子量Ｍｗは、ＧＰＣによる分子量分布から求める。トナー粒子は実際には混合物であり分子ではないが、ここでは、分子とみなして、重量平均分子量Ｍｗと称する。

さらに、分子量が５００〜１５００である成分の、上記ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４〜１０％とすると、定着後のトナー表面を滑らかにすることが可能となり、グロス値が安定する効果がある。

なお、分子量が５００〜１５００である成分の、上記ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４％よりも少ないと、上記の粉砕性向上効果が十分に見込めない。また、１０％よりも多いと過粉砕が起こるので収率が悪化し生産効率が低下する。

以上のように、上記構成によると、粉砕性における生産性を向上し、なおかつ定着後のグロス値をも安定させることができるトナーを提供することができる。

本発明に係るトナーは、前記結着樹脂に加え、前記結着樹脂とは物性値の異なる添加樹脂が含有されていてもよい。

ここで、単一の結着樹脂を用いただけでは、３００００≦Ｍｗ≦９５２６３となるようなトナーを作り出すことは難しい。かつ、物性値も同じため、粉砕起点とはなり難い。つまり、粉砕性向上にはなりにくい。そのため、上記構成により、結着樹脂に加え、結着樹脂とは物性値の異なる添加樹脂が含有されていることで、３００００≦Ｍｗ≦９５２６３とすることができ、粉砕性向上を図ることができる。

本発明に係るトナーは、上記構成に加え、前記結着樹脂はポリエステル樹脂であり、前記添加樹脂がスチレン系樹脂であってもよい。

結着樹脂としてポリエステル樹脂、添加樹脂としてスチレン系樹脂を用いることで、分子量が５００〜１５００である成分の、上記ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４〜１０％となるように、調整することが容易に行えるようになる。

ここで、分子量が５００〜１５００であるような比較的低分子量成分は、スチレン系樹脂で調整がし易く、また、それ以外の主樹脂（結着樹脂）はポリエステル系樹脂が適している。また、ポリエステル系樹脂とスチレン系樹脂の樹脂は互いに相溶性が低いので、添加樹脂であるスチレン系樹脂が粉砕起点となり易い。よって、粉砕性向上効果を高めることができる。

また、本発明に係る二成分現像剤は、上記課題を解決するために、上記いずれかの本発明に係るトナーと、磁性キャリアとからなることを特徴としている。

二成分現像剤が、生産性を高めて、高品位な画像を高い転写効率で形成し得るトナーを含んでいることで、このような二成分現像剤を用いることで、生産性と高めて、高品位な現像剤を実現することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、感光体と、該感光体上に形成された静電潜像をトナーで顕像化してトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を転写媒体に転写する転写装置と、前記転写媒体上のトナー像を定着するベルト式定着装置と、を備える画像形成装置であって、前記トナーとして、上記いずれかの本発明に係るトナーを用いることを特徴としている。

上記構成によると、本発明に係るトナーを用いて画像形成することにより、高画質なトナー像を形成することができる。

また、本発明に係る画像形成方法は、上記課題を解決するために、感光体上の静電潜像をトナーで顕像化し、得られたトナー像を転写媒体に転写した後、ベルト式定着装置を用いて前記トナー像を定着する画像形成方法であって、前記トナーとして、上記いずれかの本発明に係るトナーを用いることを特徴としている。

上記構成によると、本発明に係るトナーを用いて画像形成することにより、高画質なトナー像を形成することができる。

本発明に係るトナーは、以上のように、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含有するトナーにおいて、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布から求めた重量平均分子量Ｍｗが、３００００≦Ｍｗ≦９５２６３であり、テトラヒドロフランに不溶なゲル成分の重量比率が５％未満であり、かつ、分子量が５００〜１５００である成分の、上記ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４〜１０％である。

上記構成によると、重量平均分子量Ｍｗが、３００００≦Ｍｗ≦９５２６３であるため、弾性が高く、ベルト式定着装置を用いた定着を行う際に、剥離性がよいので有利である。しかしながら、重量平均分子量Ｍｗが上記範囲であると、粉砕性が悪いので生産効率が悪い。なおかつ、粉砕時の粉砕起点となり得る、テトラヒドロフランに不溶なゲル成分の重量比率が、５％未満であり、なお砕き難い。そこで、分子量が５００〜１５００である成分の、上記ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４〜１０％とすることで、トナー内部に新たな粉砕起点を提供することになり、粉砕性が向上する。つまりは、トナーの生産性が向上する。

さらに、分子量が５００〜１５００である成分の、上記ＧＰＣの分子量分布における面積占有率が４〜１０％とすると、定着後のトナー表面を滑らかにすることが可能となり、グロス値が安定する効果がある。

以上のように、上記構成によると、粉砕性における生産性を向上し、なおかつ定着後のグロス値をも安定させることができるトナーを提供することができる。

本発明の実施形態のトナーの分子量分布を示す図である。 本発明の実施形態のトナーを用いる画像形成装置の内部構成を示す概略断面図である。 本発明の実施形態の画像形成装置に搭載されたベルト式定着装置の模式断面図である。 本発明に係る実施例で用いた桐山ロートとメンブレンフィルタの概略図である。

本発明の一実施形態について図１から３に基づいて説明すると以下の通りである。

〔トナー〕
初めに本実施形態のトナー（トナー粒子）について説明する。本実施形態のトナーは、結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含有する。さらに、本実施形態では、トナー粒子には、結着樹脂に加え、粉砕助剤樹脂として結着樹脂と物性値の異なる樹脂（添加樹脂）が含有されている。また、トナー粒子表面には、必要に応じて外添剤が付着する。

そして、本実施形態のトナー粒子は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布から求めた重量平均分子量Ｍｗが、３００００≦Ｍｗ≦９５２６３である。また、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に不溶なゲル成分の重量比率が５％未満である。さらに、図１に示すように、分子量５００〜１５００の成分の、上記ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が、４〜１０％である。

重量平均分子量Ｍｗが、３００００≦Ｍｗ≦９５２６３であるため、弾性が高く、ベルト式定着装置を用いた定着を行う際に、剥離性がよいので有利である。しかしながら、単に重量平均分子量Ｍｗが上記範囲であると、粉砕性が悪いので生産効率が悪い。なおかつ、粉砕時の粉砕起点となり得る、ＴＨＦに不溶なゲル成分の重量比率が５％未満であり、なお砕き難い。そこで、分子量が５００〜１５００である成分の、上記ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４〜１０％とすることで、トナー内部に新たな粉砕起点を提供することになり、粉砕性が向上する。つまりは、トナーの生産性が向上する。

さらに、分子量が５００〜１５００である成分の、ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４〜１０％とすると、定着後のトナー表面を滑らかにすることが可能となり、グロス値が安定する効果がある。

なお、分子量が５００〜１５００である成分の、ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４％よりも少ないと、上記の粉砕性向上効果が十分に見込めない。また、１０％よりも多いと過粉砕が起こるので収率が悪化し生産効率が低下する。

以上のように、本実施形態のトナー粒子によると、粉砕性における生産性を向上し、なおかつ定着後のグロス値をも安定させることができるトナー粒子を提供することができる。

なお、本実施形態では、トナー粒子の重量平均分子量Ｍｗを、後述のようにゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布から求める。なお、トナー粒子は実際には混合物であり分子ではないが、本実施形態では、分子とみなして、重量平均分子量Ｍｗと称する。

ここで、トナー粒子の重量平均分子量Ｍｗに寄与するのは、主に、結着樹脂と粉砕助剤樹脂とである。なお、ＧＰＣにおける溶離液に溶けない成分については、Ｍｗに寄与しないことになる。そのため、溶離液としてＴＨＦを用いる場合には、ＴＨＦに不溶な離型剤は、Ｍｗに寄与しない。また、着色剤は顔料によっては、若干ＴＨＦに溶け出すものもあるが、分子量分布を変えるほどの影響力はない。また、帯電制御剤も添加量が微量であるため、分子量分布にはほぼ影響はない。

トナー粒子は、混練粉砕法や重合法等、公知の方法によって作製できる。混練粉砕法によるトナー粒子の作製では、結着樹脂、着色剤、帯電制御剤、離型剤、ならびにその他の添加剤を、ヘンシェルミキサ、スーパーミキサ、メカノミル、Ｑ型ミキサ等の混合機により混合する。この原料混合物を、混練機により、溶融混練し、得られた混練物を冷却固化し、固化物をジェットミルのようなエア式粉砕機により粉砕する。このようにして得られた粉砕物を、必要に応じて分級等、粒度調整し、トナー粒子を得る。

結着樹脂としては、公知のスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。この中でも線形又は非線形のポリエステル樹脂が特に好ましい。ポリエステル樹脂は、トナーの機械的強度（微粉が発生しにくい）、定着性（定着後に紙から剥離しにくい）、および耐ホットオフセット性を同時に向上させる点で優れている。

ポリエステル樹脂は、２価以上の多価アルコールと多塩基酸とからなる単量体組成物を重合することにより得られる。

２価のアルコールとしては、たとえばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等のジオール類、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノールＡアルキレンオキシド付加物、その他を挙げることができる。

２価の多塩基酸としては、たとえばマレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、これらの酸の無水物や低級アルキルエステル、又はｎ−ドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸等のアルケニルコハク酸類もしくはアルキルコハク酸類を挙げることができる。

また、必要に応じて、単量体組成物中に３価以上の多価アルコールあるいは多塩基酸を添加してもよい。

３価以上の多価アルコールとしては、たとえばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン、その他を挙げることができる。

３価以上の多塩基酸としては、たとえば１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、およびこれらの無水物等を挙げることができる。

本実施形態では、トナー粒子には、結着樹脂に加え、さらに、粉砕助剤樹脂として、結着樹脂と物性値の異なる樹脂（添加樹脂）が含有されている。結着樹脂がポリエステル樹脂である場合、添加樹脂はスチレン系樹脂が好適に用いられる。

トナー粒子において、結着樹脂としてポリエステル樹脂、添加樹脂としてスチレン系樹脂を用いることで、分子量が５００〜１５００である成分の、ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４〜１０％となるように、調整することが容易に行えるようになる。

ここで、分子量が５００〜１５００であるような比較的低分子量成分は、スチレン系樹脂で調整がし易く、また、それ以外の主樹脂（結着樹脂）はポリエステル樹脂が適している。また、ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂の樹脂は互いに相溶性が低いので、添加樹脂であるスチレン系樹脂が粉砕起点となり易い。よって、粉砕性向上効果を高めることができる。

着色剤としては、トナーに一般に用いられている公知の顔料や染料を使用できる。黒色の着色剤としては、たとえば、カーボンブラックやマグネタイト等を使用できる。

黄色の着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９８等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７等のアセト酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１５５等の縮合モノアゾ系黄色顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８５等のその他黄色顔料、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー７７、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー７９、Ｃ．Ｉ．ディスパース・イエロー１６４等の黄色染料等を使用できる。

赤色の着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４９：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２３８；Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット１９等の赤色もしくは紅色顔料；Ｃ．Ｉ．ソルベント・レッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベント・レッド５２、Ｃ．Ｉ．ソルベント・レッド５８、Ｃ．Ｉ．ソルベント・レッド８等の赤色系染料等を使用できる。

青色の着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：４等の銅フタロシアニンおよびその誘導体の青色系染顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン３６（フタロシアニン・グリーン）等の緑色顔料等を使用できる。

着色剤の含有量としては、結着樹脂１００重量部に対して、１〜１５重量部程度であることが好ましく、より好適には２〜１０重量部の範囲である。

帯電制御剤としては、公知のものが使用できる。負帯電性を付与する帯電制御剤としては、クロムアゾ錯体染料、鉄アゾ錯体染料、コバルトアゾ錯体染料、サリチル酸もしくはその誘導体のクロム・亜鉛・アルミニウム・ホウ素錯体もしくは塩化合物、ナフトール酸もしくはその誘導体のクロム・亜鉛・アルミニウム・ホウ素錯体もしくは塩化合物、ベンジル酸もしくはその誘導体のクロム・亜鉛・アルミニウム・ホウ素錯体もしくは塩化合物、長鎖アルキル・カルボン酸塩、長鎖アルキル・スルフォン酸塩等が挙げられる。

正帯電性を付与する帯電制御剤としては、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、四級アンモニウム塩、四級ホスフォニウム塩、四級ピリジニウム塩、グアニジン塩、アミジン塩等の誘導体等が挙げられる。

これらの帯電制御剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１重量部〜２０重量部の範囲内が好ましく、０．５重量部〜１０重量部の範囲内がより好ましい。

離型剤としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、フィッシャートロプシュ等の合成ワックスやパラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体等の石油系ワックスおよびその変成ワックス、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等の植物系ワックス等が挙げられる。これらの離型剤をトナー中に含有させることにより、定着ローラあるいは定着ベルトに対するトナーの離型性を高めることができ、トナー定着時の高温・低温オフセットを防止できる。

離型剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、２重量部〜１０重量部の範囲内が好ましく、３重量部〜８重量部の範囲内がより好ましい。

〔画像形成装置〕
図２は、本発明の実施形態であるトナーを用いる画像形成装置の内部構成を示す概略断面図である。図３は、図２の画像形成装置に搭載されたベルト式定着装置の模式断面図である。

画像形成装置１００は、電子写真方式のプリンタであり、４つの可視像形成ユニット１１０（イエロー可視像形成ユニット１１０Ｙ、マゼンタ可視像形成ユニット１１０Ｍ、シアン可視像形成ユニット１１０Ｃおよびブラック可視像形成ユニット１１０Ｂ：これらを区別しないときは、可視像形成ユニット１１０と称する）を記録紙搬送路に沿って配列した所謂タンデム式のプリンタである。

具体的には、可視像形成ユニット１１０に記録紙Ｐ（転写媒体、記録媒体）を供給する供給トレイ１２０と定着装置４０との間に形成される記録紙Ｐの搬送路に沿って４つの可視像形成ユニット１１０が配設されている。そして、記録紙搬送手段１３０である無端状の搬送ベルト１３３によって搬送される記録紙Ｐに対して各可視像形成ユニット１１０が各色トナー像を重ねて転写し、その後、定着装置４０が記録紙Ｐに対してトナー像を定着し、これによりフルカラー画像が形成される。

搬送ベルト１３３は、駆動ローラ１３１とアイドリングローラ１３２とに架けられており、所定の周速度（１５０〜４００ｍｍ／秒程度、例えば２２０ｍｍ／秒）に制御されて周回する。記録紙Ｐは、周回している搬送ベルト１３０に静電吸着することによって搬送される。

各可視像形成ユニット１１０においては、感光体ドラム１１１が備えられ、この感光体ドラム１１１の周囲に、帯電ローラ１１２、露光手段（レーザ光照射手段）１１３、現像器１１４、転写ローラ１１５、クリーナー１１６が配置されている。

可視像形成ユニット１１０Ｙの現像器Ｙにはイエロートナーを含む現像剤が収容され、可視像形成ユニット１１０Ｍの現像器Ｍにはマゼンタトナーを含む現像剤が収容され、可視像形成ユニット１１０Ｃの現像器Ｃにはシアントナーを含む現像剤が収容され、可視像形成ユニット１１０Ｂの現像器Ｂにはブラックトナーを含む現像剤が収容されている。

現像剤には、上記した本実施形態のトナーが用いられる。現像剤は、一成分現像剤、２成分現像剤のいずれであってもよい。また、一成分現像剤に含まれるトナーは、非磁性、磁性のいずれであってもよく、２成分現像剤に含まれるキャリアは、非磁性、磁性のいずれであってもよい。

そして、各可視像形成ユニット１１０において、記録紙Ｐ上にトナー像が転写されるが、この転写の手順は以下の通りである。まず、帯電ローラ１１２によって感光体ドラム１１１表面を一様に帯電し、その後、レーザ光照射手段１１３によって画像情報に応じて感光体ドラム１１１表面をレーザで露光して静電潜像を形成する。さらにその後、感光体ドラム１１１表面の静電潜像に対して現像器１１４によってトナーが供給される。これにより、前記静電潜像が現像（顕像化）されてトナー画像が生成される。そして、感光体ドラム１１１表面に生成されたトナー画像は、このトナー画像のトナーとは逆極性のバイアス電圧が印加された転写ローラ１１５によって、搬送ベルト（搬送手段）１３０にて搬送される記録紙Ｐに順次転写されるようになっている。

その後、記録紙Ｐは、搬送ベルト１３３の湾曲箇所（駆動ローラ１３１に巻き付いている部分）において搬送ベルト１３３から剥離し、定着装置４０に搬送される。さらに、定着装置４０において、所定の温度に加熱された定着ベルトによって記録紙Ｐに適度な温度と圧力とが与えられる。これにより、記録紙Ｐのトナーは溶解し、トナーが記録紙Ｐに定着し、記録紙Ｐ上に堅牢な画像が形成される。

定着装置（ベルト式定着装置）４０は、図３に示すように、加熱ローラ４１と、加熱ローラ４１との関係で軸方向が互いに平行になるように配されている剥離ローラ４２と、加熱ローラ４１および剥離ローラ４２に架けられており、これらローラが回転することによって周回するように駆動する無端状の定着ベルト４３と、加熱ローラ４１との関係で軸方向が互いに平行になるように配されている加圧ローラ４４とを備えている。なお、図３に記載されているＮ方向は、定着ベルト４３の周回方向を示したものである。

加熱ローラ４１および剥離ローラ４２は、定着ベルト４３の内周側の表面（以下「内周面」という）に巻き付かれるような位置に配されている。また、加圧ローラ４４は、定着ベルト４３を挟むように所定の荷重（５０〜３００Ｎ程度、例えば２００Ｎ）にて加熱ローラ４１に押圧されている。そして、加圧ローラ４４の外周においては、加熱ローラ４１に押圧されている押圧部分とこの押圧部分よりもＮ方向下流側の一部とが定着ベルト４３の外周側の表面（以下「外周面」という）に巻き付かれている。

なお、加圧ローラ４４の外周における押圧部分を「実ニップ領域」と称し、加圧ローラ４４の外周において押圧部分よりも下流側にて定着ベルト４３の外周面に巻き付かれている領域を「仮想ニップ領域」と称する。実ニップ領域のＮ方向の幅は、５〜２０ｍｍ程度（例えば５ｍｍ）であり、仮想ニップ領域のＮ方向の幅は８〜３０ｍｍ程度（例えば３ｍｍ）である。

定着装置４０においては、記録紙Ｐが実ニップ領域と仮想ニップ領域とを順に通過することによって、記録紙Ｐ上のトナー画像が記録紙Ｐ上に定着するようになっている。なお、記録紙Ｐが実ニップ領域および仮想ニップ領域を通過する時、定着ベルト４３の外周面は記録紙Ｐのトナー画像形成面に接触し、加圧ローラ４４の外周は記録紙Ｐにおけるトナー画像形成面とは反対の面に接触する。

加熱ローラ４１は、所定の温度（１５０〜２００℃程度、例えば１９０℃）になるように加熱され、定着ベルト４３の内周面から定着ベルト４３に熱を伝導するためのものである。なお、加熱ローラ４１から熱が伝導された定着ベルト４３は、実ニップ領域および仮想ニップ領域を通過する記録紙Ｐを加熱する。

加熱ローラ４１は、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属またはそれらの合金（例えば鉄）からなり、その形状は、厚み０．２〜１．０ｍｍ程度（例えば０．３ｍｍ）、直径２０〜５０ｍｍ程度（例えば３０ｍｍ）の円筒状部材（芯金）である。円筒状芯金の外周に弾性層を形成したものを加熱ローラ４１としてもよい。弾性層は、シリコーンゴムなどからなり、その厚みは０．５〜２．０ｍｍ程度（例えば５ｍｍ）である。

また、加熱ローラ４１の内側には、加熱ローラ４１を加熱するヒータランプ４５が配置されている。ヒータランプ４５は、制御回路（図示せず）によって通電されると発光し、赤外線を放射する。これにより、加熱ローラ４１の内周側の面が赤外線を吸収して加熱され、加熱ローラ４１全体が加熱される。

加圧ローラ４４は、例えば、図３に示されるように、内側から順に芯金４４ａ、弾性層４４ｂ、離型層４４ｃが形成されているローラであり、直径２０〜５０ｍｍ程度（例えば３０ｍｍ）である。また、加圧ローラ４４の芯金４４ａの内側には加圧ローラ４４を加熱するためのヒータランプ４８が備えられている。芯金４４ａは、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属またはそれらの合金（例えば鉄）からなり、その形状は、厚み１．０〜５．０ｍｍ程度（例えば３ｍｍ）の円筒状部材である。弾性層４４ｂは、シリコーンゴムなどからなり、その厚みは１．０〜５．０ｍｍ程度（例えば５ｍｍ）である。離型層４４ｃは、加圧ローラ４４の表層（外周の表面に露出されている層）に相当し、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＰＦＡとＰＴＦＥとの共重合体などのフッ素樹脂からなるチューブであり、その厚みは２０〜１００μｍ程度（例えば５０μｍ）である。

剥離ローラ４２は、実ニップ領域（実ニップ部）および仮想ニップ領域（仮想ニップ部）を通った記録紙Ｐを定着ベルト４３から剥離するために備えられたローラである。つまり、定着装置４０に剥離ローラ４２が備えられていることによって、実ニップ領域および仮想ニップ領域よりも記録紙搬送方向下流側において定着ベルト４３は記録紙搬送方向から離れるように曲げられる。このような構成によって記録紙Ｐは定着ベルト４３から剥離するのである。

剥離ローラ４２は、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属またはそれらの合金（例えば鉄）からなり、その形状は、厚み０．３〜２．０ｍｍ程度（例えば０．５ｍｍ）、直径１０〜３０ｍｍ程度（例えば１４ｍｍ）の円筒状部材（芯金）である。

（実施例）
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。まずは、実施例および比較例において、各物性値を測定した方法について説明する。

［結着樹脂および粉砕助剤樹脂の軟化点（Ｔｍ）］
流動特性評価装置（株式会社島津製作所製、フローテスター、型番：ＣＦＴ−１００Ｃ）を用いて、試料１ｇを昇温速度６℃／分で加熱しながら、荷重２０ｋｇｆ／ｃｍ２（９．８×１０５Ｐａ）を与え、ダイ（ノズル口径１ｍｍ、長さ１ｍｍ）から試料を流出させる。試料の流出が開始された温度を流出開始温度（Ｔｉ）とし、試料の半分量が流出したときの温度を軟化点（Ｔｍ）とする。

［結着樹脂および粉砕助剤樹脂のガラス転移温度Ｔｇ］
示差走査熱量計（セイコー電子工業株式会社製、（現 セイコーインスツル株式会社）製、型番：ＤＳＣ２２０）を用いて、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１２１−１９８７に準じて、試料１ｇを昇温速度１０℃／分で加熱してＤＳＣ曲線を測定する。得られたＤＳＣ曲線において、ガラス転移に相当する吸熱ピークの高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度（Ｔｇ）とする。

［離型剤の融点］
示差走査熱量計（セイコー電子工業株式会社製、（現 セイコーインスツル株式会社）製、型番：ＤＳＣ２２０）を用いて、試料１ｇを温度２０℃から昇温速度１０℃／分で２００℃まで加熱し、次いで２００℃から２０℃に急冷させる操作を２回繰返し、ＤＳＣ曲線を測定する。２回目の操作で測定したＤＳＣ曲線の融解に相当する吸熱ピークの温度を離型剤の融点とする。

［トナー粒子の体積平均粒径および変動係数］
電解液（ベックマン・コールター株式会社製、商品名：ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ）５０ｍｌに、試料２０ｍｇおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム１ｍｌを加え、超音波分散器（アズワン株式会社製、卓上型２周波超音波洗浄器、型式：ＶＳ−Ｄ１００）を用いて周波数２０ｋＨｚで３分間分散処理して測定用試料を得る。得られた測定用試料を、粒度分布測定装置（ベックマン・コールター株式会社製、型式：Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３）を用いて、アパーチャ径：１００μｍ、測定粒子数：５００００カウントの条件下で測定し、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒子径および体積粒度分布における標準偏差を元に変動係数を算出した。

[トナー粒子の重量平均分子量]
トナー粒子の重量平均分子量Ｍｗは、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布から求めた。トナー粒子は実際には混合物であり分子ではないが、本実施形態では、分子とみなして、重量平均分子量Ｍｗと称する。ここで、ＧＰＣにおける溶離液としてＴＨＦを用いるため、ＴＨＦに溶けない成分については、Ｍｗに寄与しないことになる。

[トナー粒子中のＴＨＦに不溶なゲル成分の重量比率]
トナー粒子におけるＴＨＦに不溶なゲル成分の重量比率は、以下の(i)〜(vii)の簡易定量方法に求めた。
(i) トナー粒子０．１ｇをサンプル瓶に入れる。
(ii) ＴＨＦ５０ｍｌを(i)のサンプル瓶に加え、スターラで１時間撹拌する。
(iii) メンブレンフィルタ（ＰＴＦＥ、ポアサイズ３．０μｍ）の重量を測定する。
(iv) (iii)のメンブレンフィルタを桐山ロートにセットしたものを用いて、(ii)を吸引ろ過する。ここで、図４に、桐山ロートとメンブレンフィルタの概略図を示す。桐山ロート１０にメンブレンフィルタ１１をセットし、トナー粒子が溶解したＴＨＦをろ過する。メンブレンフィルタ１１上には、メンブレンフィルタ１１を通過しなかった沈殿物１２が堆積する。メンブレンフィルタ１１を通過したろ液１３には、ＴＨＦに溶解した成分が含まれ、沈殿物１２には、ＴＨＦに不溶の成分が含まれる。
(v) (iv)の吸引ろ過の最後にメンブレンフィルタ上に残った沈殿物（メンブレンフィルタを通過しなかった成分）をｎ−ヘキサンで軽く洗浄する。これはＴＨＦに不溶の離型剤をｎ−ヘキサンに溶解して取り除くためである。ゲル成分はｎ−ヘキサンに不溶であるため、メンブレンフィルタ上に残る。

(vi) 吸引ろ過後、(v)の沈殿物を含むメンブレンフィルタを１００℃で１時間乾燥させ、室温に落ち着かせてから重量を測定する。
(vii) 下記の式によりゲル成分を求める。（このＴＨＦ不溶物をゲル成分とみなす。）
ゲル成分(重量％)＝{((vi)の乾燥重量)−((iii)の重量)}÷０．１×１００
（実施例１）
トナー原料として以下のものを用いた。

結着樹脂 ：ポリエステル樹脂Ａ（ガラス転移温度６２℃、軟化点１２８℃、重量平均分子量６５２００） ８３重量％
着色剤 ：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３（ＤＩＣ製） ４重量％
離型剤 ：離型剤Ａ（パラフィンワックス、融点６９℃、日本精蝋株式会社製、商品名：ＨＮＰ１１） ７重量％
帯電制御剤：サリチル酸系化合物（オリエント化学工業株式会社、商品名：ボントロンＥ８４） １重量％
粉砕助剤樹脂：スチレン系樹脂Ａ（ガラス転移温度６４℃、軟化点１２５℃、重量平均分子量６４００） ５重量％
ヘンシェルミキサ（日本コークス工業株式会社製、型式：ＦＭ２０Ｃ）を用いて、上記のトナー原料を３分間、前混合した後、オープンロール型連続混練機（日本コークス工業株式会社製、型式：ＭＯＳ１００−４００）を用いて溶融混練物を得た。

得られた溶融混練物を、冷却ベルトで冷却させた後、φ２ｍｍのスクリーンを有するスピードミルを用いて粗粉砕し、次いでジェット式粉砕機（日本コークス株式会社製、型式：ＣＧＳ−１６）を用いて微粉砕し、さらにエルボージェット分級機（日鉄鉱業株式会社製、型式：ＥＪ−ＬＡＢＯ）を用いて分級して、トナー粒子１を得た。このトナー粒子１の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、６．８μｍ、ＣＶ＝２３であった。

（実施例２）
スチレン系樹脂Ａを１０重量部、ポリエステル樹脂Ａを７８重量部に変更した以外は実施例１と同様の原料および同様の製造方法にて、トナー粒子２を得た。このトナー粒子２の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、６．９μｍ、ＣＶ＝２１であった。

（実施例３）
スチレン系樹脂Ａを１３重量部、ポリエステル樹脂Ａを７５重量部に変更した以外は実施例１と同様の原料および同様の製造方法にて、トナー粒子３を得た。このトナー粒子３の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、６．９μｍ、ＣＶ＝２２であった。

（実施例４）
スチレン系樹脂Ａを３重量部、ポリエステル樹脂Ａを８５重量部に変更した以外は実施例１と同様の原料および同様の製造方法にて、トナー粒子４を得た。このトナー粒子４の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、６．７μｍ、ＣＶ＝２１であった。

（実施例５）
ポリエステル樹脂Ａをポリエステル樹脂Ｂ（ガラス転移温度５２℃、軟化点１１９℃、重量平均分子量５１３００）に変更した以外は実施例２と同様の原料および同様の製造方法にて、トナー粒子５を得た。このトナー粒子５の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、６．８μｍ、ＣＶ＝２３であった。

（実施例６）
ポリエステル樹脂Ａをポリエステル樹脂Ｃ（ガラス転移温度６６℃、軟化点１３９℃、重量平均分子量１１２００）に変更した以外は実施例２と同様の原料および同様の製造方法にて、トナー粒子６を得た。このトナー粒子６の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、７．０μｍ、ＣＶ＝２４であった。

（実施例７〉
ポリエステル樹脂Ａをポリエステル樹脂Ｄ（ガラス転移温度６１℃、軟化点１４１℃、重量平均分子量１９７４００）に変更した以外は実施例２と同様の原料および同様の製造方法にてトナー粒子７を得た。このトナー粒子７の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、６．８μｍ、ＣＶ＝２３であった。

（比較例１）
スチレン系樹脂を全く添加せず、ポリエステル樹脂Ａを８８重量部に増加させた以外は実施例１と同様の原料および同様の製造方法にて、トナー粒子８を得た。このトナー粒子８の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、６．６μｍ、ＣＶ＝２４であった。

（比較例２）
スチレン系樹脂Ａを１５重量部、ポリエステル樹脂Ａを７３重量部に変更した以外は実施例１と同様の原料および同様の製造方法にて、トナー粒子９を得た。このトナー粒子９の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、６．８μｍ、ＣＶ＝２１であった。

（比較例３）
ポリエステル樹脂Ａをポリエステル樹脂E（ガラス転移温度４９℃、軟化点１０９℃、重量平均分子量４１０００）に変更した以外は実施例２同様の原料および同様の製造方法にて、トナー粒子１０を得た。このトナー粒子１０の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、６．６μｍ、ＣＶ＝２２であった。

（比較例４）
ポリエステル樹脂Ａをポリエステル樹脂F（ガラス転移温度６８℃、軟化点１４２℃、重量平均分子量１２４００）に変更した以外は実施例２同様の原料および同様の製造方法にて、トナー粒子１１を得た。このトナー粒子１１の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、６．９μｍ、ＣＶ＝２４であった。

（比較例５）
ポリエステル樹脂Ａをポリエステル樹脂G（ガラス転移温度５８℃、軟化点１４５℃、重量平均分子量１１３００）に変更した以外は実施例２同様の原料および同様の製造方法にて、トナー粒子１２を得た。このトナー粒子１２の体積平均粒径および変動係数は、それぞれ、６．７μｍ、ＣＶ＝２２であった。

表１に、実施例１〜７および比較例１〜５のトナー粒子の各種物性を示す。

[２成分現像剤の作製]
次に、以下のようにして二成分現像剤を作成した。

実施例１〜７および比較例１〜５において得られたトナー粒子１００重量部のそれぞれに、シランカップリング剤で疎水化処理された平均一次粒径２０ｎｍのシリカ粒子０．７重量部および酸化チタン１重量部を混合して外添トナーを得た。さらに得られた外添トナーと、体積平均粒径６０μｍのフェライトコアキャリア（磁性キャリア）とを、２成分現像剤全量に対する外添トナーの濃度が７％になるように調整して混合し、トナー濃度７％の二成分現像剤を得た。実施例１〜７、比較例１〜５にて得られたトナー粒子を用いて作成された二成分現像剤をそれぞれ、実施例１〜７、比較例１〜５の二成分現像剤と称する。

[評価]
実施例１〜７および比較例１〜５のトナー粒子、およびこれらトナー粒子を含む二成分現像剤に関して、以下の評価を行った。

＜トナー粉砕性＞
トナー製造における粉砕性を以下のようにして評価した。

ジェット式粉砕機（日本コークス株式会社製、型式：ＣＧＳ−１６）を用いて、粗粉砕後のフレークを投入して、分級後の粒度が７．０μｍになるような粒度(６．３±０．３μｍ)に条件を設定し、設定後に１時間運転した時の粗粉砕フレークの供給量で判断した。

得られた結果から、次の基準により粉砕性を評価した。

◎：非常に良好（粗粉砕フレークの供給量が２０００ｇ以上）
○：良好 （粗粉砕フレークの供給量が１５００ｇ以上２０００ｇ未満）
△：やや不良 （粗粉砕フレークの供給量が１０００ｇ以上１５００ｇ未満）
×：不良 （粗粉砕フレークの供給量が５００ｇ未満）
＜定着性＞
二成分現像剤の定着性を次のようにして評価した。

評価用に改造した市販複写機（シャープ株式会社製、型式：ＭＸ−３６００ＦＮ）を改造したものを用いて、各二成分現像剤による定着画像を作製した。

まず、記録媒体である記録用紙（シャープ株式会社製、ＰＰＣ用紙、型式：ＳＦ−４ＡＭ３）に、べた画像部（縦２０ｍｍ、横５０ｍｍの長方形）を含むサンプル画像を未定着画像として形成した。この際、べた画像部におけるカプセルトナーの記録用紙への付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２となるよう調整した。

次に、図３に示すベルト式定着装置４０を用いて定着画像を作製した。

定着プロセス速度を１５０ｍｍ／秒とし、定着ベルトの温度を１３０℃から５℃刻みで上げ、低温オフセットも高温オフセットも起こらない温度域を求め、その温度幅を定着非オフセット域とした。なお、「高温オフセット」および「低温オフセット」とは、定着時にカプセルトナーが記録用紙に定着せずに、定着ベルトに付着したまま定着ベルトが一周した後に記録用紙に付着することと定義する。

得られた結果から、次式により定着非オフセット域を求めた。

定着非オフセット域（℃）＝定着上限温度（℃）−定着下限温度（℃）
得られた結果から、次の基準により定着性を評価した。

◎：非常に良好（定着非オフセット域が５０℃以上）
○：良好 （定着非オフセット域が３５℃以上５０℃未満）
△：やや不良 （定着非オフセット域が２５℃以上３５℃未満）
×：不良 （定着非オフセット域が２５℃未満）
＜画像安定性＞
二成分現像剤の画像安定性を次のようにして評価した。

市販複写機（商品名：ＭＸ−３６００ＦＮ、シャープ株式会社製）を用いて、実施例１〜７および比較例１〜５で得られた二成分現像剤をそれぞれ充填し、感光体上のトナー付着量が０．４ｍｇ／ｃｍ２となるよう調節して印字したときの初期の画像濃度（ＩＤ０）および１０，０００（以下「１０ｋ」と記す）枚印字後の画像濃度（ＩＤ１０ｋ）を測色色差計（商品名：Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて測定した。

画像安定率を下記式によって算出し、得られた値に基づいて以下のように画像安定性を評価した。

画像安定率（％）＝（ＩＤ１０ｋ／ＩＤ０）×１００
◎（非常に良好）：画像安定率が９５％以上
○（良好）：画像安定率が９０％以上９５％未満
△（やや悪い）：画像安定率が８０％以上９０％未満
×（不良）：画像安定率が８０％未満
[総合評価]
粉砕性、定着性、画像安定性の結果より総合評価を行った。

◎（非常に良好）：いずれの評価も◎である
○（良好）：いずれの評価も◎または○である
△（やや悪い）：いずれかの評価が△であるが、×はない
×（不良）：いずれかの評価が×である、もしくはいずれも△である
以上の評価結果を表２に示す。

以上より、トナー粒子において、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布から求めた重量平均分子量Ｍｗが、３００００≦Ｍｗ≦９５２６３であり、テトラヒドロフランに不溶なゲル成分の重量比率が５％未満であり、かつ、分子量が５００〜１５００である成分の、上記ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４〜１０％である、と総合評価で△以上となることがわかる。

また、次のように考察できる。比較例１はポリエステル樹脂Ａのみなので、粉砕性が悪い結果となった。比較例２はスチレン系樹脂Ａを入れ過ぎたので過粉砕が起こり、かえって生産効率が悪化した。比較例３はポリエステルＥの重量平均分子量が低過ぎて粉砕性が悪化しただけでなく、定着性も悪化した。比較例４はポリエステルＦの重量平均分子量が高過ぎるので、粉砕性が悪化した。比較例５はポリエステルＧのゲル分率が多過ぎて粉砕性が悪化した。

実施例１〜７のトナーを用いた二成分現像剤を用いることで、ベルト定着装置においても低温定着性、耐ホットオフセット性、画像安定性を実現し、且つ短時間で製造可能なトナーを提供することが可能となる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機（ＭＦＰ：Multifunction Printer）等で使用されるトナーに利用することができる。

４０ 定着装置
１００ 画像形成装置

Claims (3)

1. 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含有する粉砕トナーの製造方法であって、
   トナーが、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布から求めた重量平均分子量Ｍｗが、３００００≦Ｍｗ≦９５２６３であり、テトラヒドロフランに不溶なゲル成分の重量比率が５％未満であり、かつ、分子量が５００〜１５００である成分の、上記ＧＰＣの分子量分布図における面積占有率が４〜１０％となるように、前記結着樹脂及び該結着樹脂よりも重量平均分子量が小さい添加樹脂と、前記着色剤と、前記離型剤と、前記帯電制御剤とを選択し混合する混合工程と、
   前記混合工程で混合された混合物を溶融混練する溶融混練工程と、
   前記溶融混練工程で溶融混練された溶融混練物を粉砕する粉砕工程と、を含むことを特徴とする粉砕トナーの製造方法。
2. 前記結着樹脂はポリエステル樹脂であり、前記添加樹脂はスチレン系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の粉砕トナーの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の粉砕トナーの製造方法に、さらに磁性キャリアを添加し混合する工程を含むことを特徴とする二成分現像剤の製造方法。

Images