JPH10161346A

JPH10161346A - 静電像記録用トナー及びそれを用いた静電記録方法並びに装置

Info

Publication number: JPH10161346A
Application number: JP24077397A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Kawai; 克哉河合; Tsuneaki Kawanishi; 恒明川西; Masayasu Anzai; 正保安西
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 1998-06-19
Also published as: US5832347A

Abstract

(57)【要約】【課題】体積平均粒径が６〜１０μｍの微粒子トナーを
含む現像剤を静電像記録工程に適用するに当たり、高速
印刷を繰り返しても現像剤および感光体寿命が低下せ
ず、安定した画像が得られる静電像記録用トナーを提供
する。【解決手段】体積平均粒径６〜１０μｍを有する静電像
記録用トナーにおいて、室温からトナーのガラス転移点
の中間温度で５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧縮応力を
有し、前記ガラス転移点からトナーの軟化点の中間温度
で０.２〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧縮応力を有するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
印刷法、静電記録法等により形成された静電潜像の現像
に用いられる静電像記録用トナー及びそれを用いた静電
記録方法並びに装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種印刷法もしくは記録法の内、例えば
電子写真法においては、光導電性感光体を帯電、露光
し、感光体上に静電潜像を形成し、次いでこの静電潜像
を着色剤等を含有した微粒子状トナーによって現像し、
得られたトナー像を記録紙等の記録媒体上に転写、定着
して記録画像が得られる。

【０００３】この様な静電像記録工程では、微粒子状ト
ナーによる静電潜像の現像および記録媒体上へのトナー
像の定着が特に重要な工程であり、従来、トナーを現像
する方法として、高速、高画質現像が可能なトナーと磁
性キャリアよりなる二成分現像剤を用いる磁気ブラシ現
像法がよく用いられている。また、トナー像を定着する
方法としては、熱効率が高く高速定着が可能な熱ローラ
定着法がよく用いられている。

【０００４】また、最近では情報機器の発展に伴い、光
導電性感光体の露光にレーザビームを用い、コンピュー
タの指示による変調信号によって記録画像をドットで再
現するレーザビームプリンタが発達している。特に、最
近のレーザビームプリンタでは、より一層の高画質の画
像形成が求められるため、レーザビームの径を絞り込ん
で小さくし、ドット密度が６００〜１,２００ｄｐｉ（d
ots／inch）と高くなっている。これに伴い、微細にな
った静電潜像を現像する目的で、トナーおよびキャリア
の粒子径も小さくなり、体積平均粒径が１０μｍ以下の
微粒子トナーと重量平均粒径が１００μｍ以下の微粒子
キャリアの適用が進められている。

【０００５】また、定着においては熱ローラ定着が多用
されているが、 (１) プリンタの過熱劣化を抑制し、機内の部品の熱劣
化を防止すること。 (２) 定着器を作動させてから定着が可能になるまでの
ウォームアップ時間を短くすること。 (３) 記録媒体に熱が吸収されることによる定着不良を
防止して、連続通紙による画像作製を可能にすること。 (４) 熱ローラへ加える加重を減らし、定着機の構造を
簡易化、小形化すること。等の観点から、定着用ヒータ
および駆動モータの消費電力を下げて、熱ローラの温度
をより低温で、また、熱ローラの圧力をより低圧で定着
できるトナーの開発が望まれている。

【０００６】ところで、トナーを１０μｍ以下に微粒子
化した場合、以下の様な問題が発生する。即ち、現像工
程においては微粒子トナーを使用することにより高解像
性と高ドット密度再現性が得られ、同一画像濃度を得る
ために必要なトナーの重量が少なくて済むが、トナーの
比表面積が増大することによりトナーの単位重量当たり
の帯電量が増加するため、画像濃度の低下を招く。ま
た、トナー個々の帯電量は、トナー個々の表面積が小さ
くなるため減少し、非画像部へのトナー付着（カブリ）
とトナー飛散が生じ易く、流動性の低下によるトナー搬
送等ハンドリング性の低下が生じ易い。さらに、微粒子
トナーの付着力の強さと耐衝撃性の弱さにより、トナー
によるキャリア汚染（キャリアスペント）が起こり易く
なり、現像剤寿命が低下し易い。また、トナーを感光体
から清掃しにくくなり、印刷中に感光体にトナーの薄膜
（フィルミング）が発生し易い。

【０００７】また、定着に関しては同一の定着強度を得
るために、粒子径の大きなトナーよりも多くのエネルギ
ーを要し、定着時に画像を構成するトナーの一部が熱ロ
ーラの表面に転移し、これが次に送られてくる記録紙に
再転移して画像を汚す、いわゆるオフセット現象が生じ
易い。また、トナー製造時の粉砕、分級工程での歩留ま
りが低下するため、トナーのコストが高くなる。微粒子
トナーではこれら多くの問題が発生するため、通常６μ
ｍ未満のトナーは実用化することが難しく、トナーの平
均粒径を６〜１０μｍの範囲に分級して用いる。

【０００８】しかし、この範囲においても上記種々の問
題が発生するため、これらを克服して、高精細の画像を
高信頼で得る試みがなされている。例えば、帯電性の面
ではトナーが小粒径になると、トナー個々の帯電量が低
下して上記の不具合が生ずるので、トナーの構成材料で
ある顔料や帯電制御剤の分散を高めて、帯電量を確保す
る試みがなされている（H.T.Macholdt：Japan Hardcopy
'91 論文集P.13(1991)）。また、分子中に無定形重合
体ブロックと結晶性重合体ブロックを適度な割合で含有
した芳香族ポリエステル樹脂をバインダーに用い、トナ
ーの低温定着性と耐オフセット性の向上を試みた例があ
る（特公平８−３６６０号公報）。

【０００９】また、キャリアについてはトナーの小粒径
化に伴い、重量平均粒径を１００μｍ以下の小粒径と
し、キャリアの比表面積を高めてトナーの摩擦帯電性を
向上させる。しかし、４０μｍ未満のキャリアではキャ
リアの磁力が低下し、像担持体上に静電吸引力で付着し
易くなるため、キャリアの平均粒径を４０〜１００μｍ
に分級して用いる。この範囲では、トナーとキャリアの
混合物である現像剤自体が小粒径になるが、小粒径現像
剤では帯電性が向上するばかりでなく、像担持体上より
清掃回収したトナーをリサイクルする機能も向上すると
いう電子写真法の提案がある（特開平８−１５９８６号
公報）。これらの改善により、微粒子トナーおよび現像
剤は複写機、プリンタ等で実用化されつつある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の静電記
録装置で印刷を行う場合、特に毎分１０頁以上の高速印
刷を繰り返す場合には、上記の微粒子トナー特有の問題
が生じ、トナーによるキャリアスペントによる現像剤寿
命の低下、およびトナーによる感光体フィルミングによ
る感光体寿命の低下が起こり易くなる。また、画像の定
着強度が得られにくく、特に、定着工程において、熱ロ
ーラの温度と圧力を高める必要があり、そのため、定着
機の高信頼化、簡易小形化、コスト低減が図りにくいと
いう問題があった。

【００１１】本発明の目的は、体積平均粒径が６〜１０
μｍの微粒子トナーを含む現像剤を静電像記録工程に適
用するに当たり、高速印刷を繰り返しても現像剤および
感光体寿命が低下せず、安定した画像が得られる静電像
記録用トナーを提供することにある。

【００１２】また、本発明の他の目的は、定着に要する
エネルギーが小さく、熱ローラ定着方式を採用した場合
に熱ローラの温度と圧力を低下させることが可能な静電
記録方法ならびに静電記録装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、体積平均
粒径６〜１０μｍを有する静電像記録用トナーにおい
て、室温からトナーのガラス転移点の中間温度で５０〜
５００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧縮応力を有し、前記ガラス転
移点からトナーの軟化点の中間温度で０.２〜１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ²の圧縮応力を有するトナーを採用することに
より達成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
上述の様に体積平均粒径が６〜１０μｍの微粒子トナー
を用いると、トナーの比表面積が大きくなり、トナーの
単位重量当たりの接触面積が増加するため流動性が低下
し、トナー搬送等のハンドリング性が低下し易い。ま
た、微粒子トナーの付着力の強さと耐衝撃性の弱さによ
り、トナーによるキャリアスペントと感光体フィルミン
グが発生し易く、現像剤と感光体の寿命も低下し易い。
さらに、トナーの定着に要するエネルギーも大きくな
り、熱ロールの定着温度と圧力を高めに設定する必要が
ある。

【００１５】そこで、本発明者等はトナーの機械特性に
着目し、トナーを粉体のまま使用する現像工程、転写工
程、清掃工程等では機械強度が大きく、定着工程では機
械強度が小さいことが望ましいと考えられるため、トナ
ーの機械特性と使用工程における実用性能の関係を調べ
た。ここで、トナーの機械特性として圧力を加えた時に
発生する圧縮応力を評価し、前記使用工程における環境
下でのトナーの圧縮応力の最適値を検討した。トナーの
圧縮応力は、一般に温度によって図２のように変化し、
室温からトナーのガラス転移点の温度範囲内では圧縮応
力が大きく、トナーのガラス転移点を越えトナーの軟化
点の温度範囲内では圧縮応力が小さくなる。つまり、ト
ナーの圧縮応力はトナーのガラス転移点を境に大きく変
化する。

【００１６】また、現像工程、転写工程および清掃工程
等では、トナーの環境温度は室温からトナーのガラス転
移点の温度範囲内であり、定着工程では熱ロールにより
トナーに熱が供給されるのでトナーの環境温度はトナー
のガラス転移点からトナーの軟化点の温度範囲内とな
る。そこで、本発明者等は上記温度範囲におけるトナー
の圧縮応力と現像剤および感光体の寿命、定着強度等画
像の信頼性を評価することにより、トナーの圧縮応力と
実用性能の関係を調べ、トナーの圧縮応力の最適値を求
めた。

【００１７】その結果、室温からトナーのガラス転移点
の中間温度ではトナーの圧縮応力が５０〜５００ｋｇｆ
／ｃｍ²、トナーのガラス転移点からトナーの軟化点の
中間温度ではトナーの圧縮応力が０.２〜１０ｋｇｆ／
ｃｍ²の範囲にあることが最適であることがわかった。
トナーの圧縮応力が、各温度において上記範囲より小さ
くなる場合には、トナーによるキャリアスペントや感光
体フィルミングが発生し、現像剤と感光体の寿命が低下
してしまう。また、トナーの圧縮応力が上記範囲より大
きくなる場合には、トナーの圧力に対する変形能が低下
し、定着強度が低下し、オフセットも発生し易くなる。
また、トナー製造時に粉砕されにくくなり、トナー製造
の歩留まりが低下し、トナーコストが高くなる。この様
に、トナーの機械特性と実用特性の間には密接な関係が
あり、トナーの圧縮応力が温度によって適切な値を示す
ようにトナーを設計、製造することにより、高信頼な静
電記録方法を提供することができる。

【００１８】本発明におけるトナーの圧縮応力は以下の
ようにして測定することができる。約１ｇのトナーを油
圧プレスを用いて、４ｔ／ｃｍ²の圧力で断面積１ｃ
ｍ²、高さ約１０ｍｍの円柱状に成形する。成形したト
ナーサンプルを圧縮試験装置（東洋精機製作所製ストロ
グラフＴ、ＴＦ−３０型）を用いて、一定温度の環境下
で圧縮速度１０ｍｍ／ｍｉｎで圧縮し、応力〜歪特性を
測定して最大圧縮応力をトナーの圧縮応力として定義す
る。

【００１９】本発明を実施するに当たっては、特にポリ
エステル系トナーではトナーの圧縮応力の適正化は重要
であり、本発明は画質の安定に大きな効果をもたらす。
一般にトナーのバインダーには、熱ローラ定着用として
スチレン〜アクリル系樹脂もしくはポリエステル系樹脂
が用いられる。本発明の様に低温定着を目指す場合に
は、ポリエステル系樹脂はガラス転移点が高く、軟化点
を低く設定できるため、トナーの耐ブロッキング性、耐
オフセット性、流動性を確保しながら低温定着性を得る
ために有利である。

【００２０】ポリエステル樹脂には多種類があるが、ト
ナー用として好適なのは芳香族ポリエステル樹脂であ
り、熱ローラ定着での耐オフセット性を高める観点か
ら、部分的に架橋成分を有するポリエステル樹脂が有効
である。

【００２１】この様に部分的に架橋成分を有するポリエ
ステル樹脂としては、以下のような単量体を用いて合成
されたものがある。即ち、架橋成分を構成するための三
官能以上の多官能性単量体としては、例えば多価アルコ
ール単量体として、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等が挙げ
られる。また、多価カルボン酸単量体として、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−ブタ
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−２−メチルカルボキシプロ
ペン、１,３−ジカルボキシ−２−メチルー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）
メタン、１,２,７,８−オクタンテトラカルボン酸、エ
ンポール三量体酸、およびこれらの酸無水物等が挙げら
れる。

【００２２】さらに、ポリエステル樹脂の基本骨格を構
成する二価のアルコール単量体として、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−ブテンジオール等のジオール類、１,
４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、および
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等のエーテル化ビスフェノールＡ
類、その他の二価のアルコール単量体を挙げることがで
きる。

【００２３】また、二価のカルボン酸単量体としては、
マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、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、セバシン酸、マロン酸、これらの酸の
無水物、低級アルキルエステルとリノレン酸の二量体、
その他の二価の有機酸単量体を挙げることができる。

【００２４】これらのアルコールと酸を脱水重縮合する
ことにより、部分架橋型ポリエステル樹脂を合成するこ
とができる。しかし、ポリエステル樹脂は分子末端ある
いは分子主鎖中に未反応の水酸基やカルボキシル基を多
く含むため、吸湿し易く、トナーの電気特性、特に帯電
特性が環境により変化し易い。これを防ぐ目的で、ポリ
エステル樹脂中の水酸基もしくはカルボキシル基と反応
する極性基を持つスチレン〜アクリル系樹脂をポリエス
テル樹脂にグラフト共重合させて、耐環境性を改善する
試みがなされている。この様なスチレン〜アクリル変性
ポリエステル樹脂は本発明において好適に用いられる。
これらポリエステル系樹脂において、三官能以上の多官
能単量体成分の含有量は、１〜３０モル％の範囲が適当
である。この範囲より多官能単量体成分が少ない場合に
は、熱ローラ定着においてオフセットが発生し、多い場
合には定着性が低下する。

【００２５】以上、スチレン〜アクリル系樹脂、または
ポリエステル系樹脂を用いたトナーのガラス転移点は５
０〜７０℃の範囲が適当である。トナーのガラス転移点
が５０℃未満ではトナーの流動性、耐オフセット性、粉
砕性、耐ブロッキング性、耐フィルミング性、耐久性が
不良となり、トナーのガラス転移点が７０℃を越える場
合にはトナーの低温定着性が悪くなる。

【００２６】また、トナーの軟化点は１１０〜１４０℃
の範囲が適当である。トナーの軟化点が１１０℃未満で
はトナーの耐オフセット性が悪くなり、トナーの軟化点
が１４０℃を越えるとトナーの低温定着性が悪くなる。

【００２７】本発明におけるトナーのガラス転移点、軟
化点は次のようにして測定することができる。トナーの
ガラス転移点は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）に従
い、トナー約１０〜２０ｍｇを一定の昇温速度（１０℃
／分）で室温から約１６０℃まで加熱し、ベースライン
と吸熱ピークの傾斜との交点よりガラス転移点を求め
る。

【００２８】一方、軟化点は、高架式フローテスターを
用い、荷重３０ｋｇｆ／ｃｍ²、ノズルの直径１ｍｍ、
ノズルの長さ１ｍｍ、予備加熱８０℃で約５分間、昇温
速度６℃／ｍｉｎとし、試料量約１ｇを測定記録した
時、フローテスターのプランジャー降下量―温度曲線
（軟化流動曲線）におけるＳ字曲線の高さの１／２にお
ける温度（１／２流出温度）を軟化点として定義する。

【００２９】以上の溶融物性を有するスチレン〜アクリ
ル系樹脂、またはポリエステル系樹脂を用いたトナーに
よれば微粒子での低温定着が可能となる。しかし、一般
にポリエステル系樹脂の様に部分的に架橋した樹脂で
は、トナーの機械強度が大きくなり低圧力での定着が困
難になる。そこで、トナー素材と組成、および製造条件
等を適宜選定し、トナーの圧縮応力の大きさを本発明の
範囲内に限定すれば、良好な定着強度を低温、低圧力で
得ることができ、高信頼な静電記録方法を提供すること
ができる。

【００３０】以下、本発明が適用される装置構成を図１
を用いて説明する。像担持体１は、例えばベース素管１
ａ上にＯＰＣ１ｂを設けて構成されており、図１におい
て時計方向に回転可能に支持されている。像担持体１
は、回転動作に伴い、帯電器２により均一に帯電され、
次に露光装置３により露光されることにより静電潜像を
保持する。像担持体１に形成された静電潜像は、現像機
４の現像領域でトナー像として顕像化され、このトナー
像は像担持体１の回転に伴い転写位置へ運ばれ、転写器
５の作用により記録媒体６上へ転写される。トナー像を
保持した記録媒体６は、例えば加熱ロール７ａと加圧ロ
ール７ｂからなる定着装置７にて挟持搬送され、定着装
置７の加熱加圧作用にトナー像は記録媒体６に定着され
る。一方、転写位置において記録媒体６へ転写されず
に、像担持体１上に残留してしまったトナーは、清掃装
置８で像担持体１上から除去回収される。なお、図１に
おいて７ｃは加熱ロール７ａ表面にシリコーンオイル等
の離型剤を供給するオイルタンクローラである。

【００３１】次に本発明の具体例をいくつか例示する
が、これらによって本発明が限定されるものではない
（具体例１、具体例２、具体例３、具体例４および比較
例の関係を図３に示す）。

【００３２】（具体例１）ＯＰＣを感光体として用いた
電子写真方式のレーザビームプリンタにおいて、ＯＰＣ
の帯電電位−６５０Ｖ、残留電位−７０Ｖ、現像バイア
ス電位−４００Ｖ、現像部コントラスト電位３３０Ｖ
で、毎分６０枚の印刷速度（印刷プロセス速度２６.７
ｃｍ／ｓｅｃ）で印刷を行った。現像機には、トナーと
してトリメリット酸２０モル％、テレフタル酸２４モル
％を酸成分、ビスフェノールＡ型プロピレンオキサイド
付加物３４モル％、ビスフェノールＡ型エチレンオキサ
イド付加物２２モル％をアルコール成分とする部分架橋
型ポリエステル樹脂をバインダーとし、体積平均粒径８
μｍ、ガラス転移点６４℃、軟化点１２７℃の負帯電型
トナーを得た。

【００３３】また、キャリアとして、導電剤含有シリコ
ーン系樹脂でコートした重量平均粒径が１００μｍのマ
グネタイトキャリア（電気抵抗４.１×１０⁸Ω・ｃｍ）
を使用し、トナー濃度２.５ｗｔ％で現像剤を調製し、
磁気ブラシ現像法で現像ギャップ（感光体と現像ロール
スリーブ間の距離）を１.２ｍｍとし、感光体と現像ロ
ールを同方向で移動し、両者の周速比（現像ロール／感
光体）を３とし、反転現像で画像を作成した。

【００３４】定着装置は、アルミニウム製芯金をフッ素
樹脂（テトラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体：ＰＦＡ）のチューブで薄く被
覆し（４０μｍ）、中心部にヒータランプを設けたもの
を加熱ロールとし、アルミニウム製芯金にゴム硬度約３
０度のシリコーンゴム層（厚さ７ｍｍ）を設け、最外層
をＰＦＡチューブで被覆したものを加圧ロールとし、定
着条件は、プロセス速度２６.７ｃｍ／ｓｅｃ、加熱ロ
ールと加圧ロールの外径６０ｍｍ、両ロールの接触域
（ニップ）の幅約７ｍｍ、加熱ロールの制御温度１９０
℃、押し付け加重５０ｋｇｆとした。

【００３５】加熱ロール清掃部にはブラシタイプのオイ
ルタンクローラを設け、シリコーンオイル塗布によるオ
フセットトナーの簡潔拭き取り機構を採用した。

【００３６】上記レーザビームプリンタで連続印刷を行
い、現像剤と感光体の寿命および画像の定着強度を調べ
た。また、トナーの機械特性として圧縮応力を評価し
た。その結果、トナーの圧縮応力は、室温からトナーの
ガラス転移点の中間温度、即ち約４５℃で９３ｋｇｆ／
ｃｍ²、トナーのガラス転移点からトナーの軟化点の中
間温度、即ち約９５℃で６ｋｇｆ／ｃｍ²であった。ま
た、レーザビームプリンタで連続印刷を行った結果、現
像剤寿命として３００,０００頁、感光体寿命として２
００,０００頁を越える寿命が得られた。画像の定着強
度も良好で、印刷中にオフセットの発生はなかった。

【００３７】（具体例２）トナーとして、トリメリット
酸１２モル％、テレフタル酸２０モル％、ヘキサデセン
ジカルボン酸１５モル％を酸成分、ビスフェノールＡ型
プロピレンオキサイド付加物４１モル％、ビスフェノー
ルＡ型エチレンオキサイド付加物１２モル％をアルコー
ル成分とする部分架橋型ポリエステル樹脂をバインダー
とし、体積平均粒径７μｍ、ガラス転移点５４℃、軟化
点１１２℃の負帯電型トナーを得た。また、キャリアと
して、導電剤含有シリコーン系樹脂でコートした重量平
均粒径が９０μｍのマグネタイトキャリア（電気抵抗
１.９×１０⁸Ω・ｃｍ）を使用し、トナー濃度２.５ｗｔ
％で現像剤を調製し、反転現像で画像を作成した。

【００３８】具体例１のレーザビームプリンタにおい
て、定着装置は、アルミニウム製芯金をフッ素樹脂（テ
トラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体：ＰＦＡ）のチューブで薄く被覆し（２
０μｍ）、中心部にヒータランプを設けたものを加熱ロ
ールとし、アルミニウム製芯金にゴム硬度約２０度のシ
リコーンゴム層（厚さ５ｍｍ）を設け、最外層をＰＦＡ
チューブで被覆したものを加圧ロールとし、定着条件
は、プロセス速度２６.７ｃｍ／ｓｅｃ、加熱ロールと
加圧ロールの外径４０ｍｍ、両ロールの接触域（ニッ
プ）の幅約４ｍｍ、加熱ロールの制御温度１７０℃、押
し付け加重３０ｋｇｆとした。加熱ロール清掃部にはブ
ラシタイプのオイルタンクローラを設置し、シリコーン
オイル塗布によるオフセットトナーの簡潔拭き取り機構
を採用した。

【００３９】上記レーザビームプリンタで連続印刷を行
い、現像剤と感光体の寿命および画像の定着強度を調べ
た。また、トナーの機械特性として圧縮応力を評価し
た。その結果、トナーの圧縮応力は、室温からトナーの
ガラス転移点の中間温度、即ち約４０℃で１７３ｋｇｆ
／ｃｍ²、トナーのガラス転移点からトナーの軟化点の
中間温度、即ち約８０℃で０.２ｋｇｆ／ｃｍ²であっ
た。また、レーザビームプリンタで連続印刷を行った結
果、現像剤寿命として２００,０００頁、感光体寿命と
して１００,０００頁を越える寿命が得られた。画像の
定着強度も良好で、印刷中にオフセットの発生はなかっ
た。

【００４０】（具体例３）トナーとして、スチレン〜ア
クリル系共重合体をバインダーとし、体積平均粒径１０
μｍ、ガラス転移点６４℃、軟化点１１９℃の負帯電型
トナーを得た。また、キャリアとして、導電剤含有シリ
コーン系樹脂でコートした重量平均粒径が９０μｍのマ
グネタイトキャリア（電気抵抗１.９×１０⁸Ω・ｃｍ）
を使用し、トナー濃度２.５ｗｔ％で現像剤を調製し、
反転現像で画像を作成した。

【００４１】具体例１のレーザビームプリンタにおい
て、定着装置は、アルミニウム製芯金をフッ素樹脂（テ
トラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体：ＰＦＡ）のチューブで薄く被覆し（４
０μｍ）、中心部にヒータランプを設けたものを加熱ロ
ールとし、アルミニウム製芯金にゴム硬度約３０度のシ
リコーンゴム層（厚さ７ｍｍ）を設け、最外層をＰＦＡ
チューブで被覆したものを加圧ロールとし、定着条件
は、プロセス速度２６.７ｃｍ／ｓｅｃ、加熱ロールと
加圧ロールの外径６０ｍｍ、両ロールの接触域（ニッ
プ）の幅約７ｍｍ、加熱ロールの制御温度１８０℃、押
し付け加重５０ｋｇｆとした。加熱ロール清掃部にはブ
ラシタイプのオイルタンクローラを設置し、シリコーン
オイル塗布によるオフセットトナーの簡潔拭き取り機構
を採用した。

【００４２】上記レーザビームプリンタで連続印刷を行
い、現像剤と感光体の寿命および画像の定着強度を調べ
た。また、トナーの機械特性として圧縮応力を評価し
た。その結果、トナーの圧縮応力は、室温からトナーの
ガラス転移点の中間温度、即ち約４０℃で３５６ｋｇｆ
／ｃｍ²、トナーのガラス転移点からトナーの軟化点の
中間温度、即ち約９０℃で２.５ｋｇｆ／ｃｍ²であっ
た。また、レーザビームプリンタで連続印刷を行った結
果、現像剤寿命として３００,０００頁、感光体寿命と
して２００,０００頁を越える寿命が得られた。画像の
定着強度も良好で、印刷中にオフセットの発生はなかっ
た。

【００４３】（具体例４）トナーとして、芳香族ポリエ
ステルにスチレン〜アクリルをグラフト共重合させた樹
脂をバインダーとし、体積平均粒径８μｍ、ガラス転移
点５８℃、軟化点１２６℃の負帯電型トナーを得た。ま
た、キャリアとして、導電剤含有シリコーン系樹脂でコ
ートした重量平均粒径が９０μｍのマグネタイトキャリ
ア（電気抵抗１.９×１０⁸Ω・ｃｍ）を使用し、トナー
濃度２.５ｗｔ％で現像剤を調製し、反転現像で画像を
作成した。

【００４４】具体例１のレーザビームプリンタにおい
て、定着装置は、アルミニウム製芯金をフッ素樹脂（テ
トラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体：ＰＦＡ）のチューブで薄く被覆し（４
０μｍ）、中心部にヒータランプを設けたものを加熱ロ
ールとし、アルミニウム製芯金にゴム硬度約３０度のシ
リコーンゴム層（厚さ７ｍｍ）を設け、最外層をＰＦＡ
チューブで被覆したものを加圧ロールとし、定着条件
は、プロセス速度２６.７ｃｍ／ｓｅｃ、加熱ロールと
加圧ロールの外径６０ｍｍ、両ロールの接触域（ニッ
プ）の幅約７ｍｍ、加熱ロールの制御温度１８０℃、押
し付け加重５０ｋｇｆとした。加熱ロール清掃部にはブ
ラシタイプのオイルタンクローラを設置し、シリコーン
オイル塗布によるオフセットトナーの簡潔拭き取り機構
を採用した。

【００４５】上記レーザビームプリンタで連続印刷を行
い、現像剤と感光体の寿命および画像の定着強度を調べ
た。また、トナーの機械特性として圧縮応力を評価し
た。その結果、トナーの圧縮応力は、室温からトナーの
ガラス転移点の中間温度、即ち約４０℃で３７４ｋｇｆ
／ｃｍ²、トナーのガラス転移点からトナーの軟化点の
中間温度、即ち約８０℃で２.９ｋｇｆ／ｃｍ²であっ
た。また、レーザビームプリンタで連続印刷を行った結
果、現像剤寿命として３００,０００頁、感光体寿命と
して２００,０００頁を越える寿命が得られた。画像の
定着強度も良好で、印刷中にオフセットの発生はなかっ
た。

【００４６】（比較例）トナー製造時の混練温度を１０
℃下げてトナーを製造し、体積平均粒径７μｍ、ガラス
転移点５５℃、軟化点１１０℃の負帯電型トナーを得
た。具体例２と同様に評価を行った結果、トナーの圧縮
応力は、室温からトナーのガラス転移点の中間温度、即
ち約４０℃で１７４ｋｇｆ／ｃｍ²、トナーのガラス転
移点からトナーの軟化点の中間温度、即ち約８０℃で
０.１３ｋｇｆ／ｃｍ²であった。また、レーザビームプ
リンタで連続印刷を行った結果、現像剤寿命および感光
体寿命が１００,０００頁以下であり、画像の定着強度
は良好であるが、印刷中にオフセットが発生することが
わかった。

【００４７】なお、上述の具体例１〜４および比較例に
おいては、室温が２６℃の場合で説明したが、室温はこ
れに限定されるものではなく、１６℃〜３２℃の範囲で
あれば同等の効果を得られる。また、トナーの平均粒径
が６μｍ未満では帯電制御が不十分となり、非画像部へ
のトナー付着やトナー飛散が生じる。また、トナーの平
均粒径が１０μｍを越える場合には、がさついた画像と
なり精緻な画像が得られない。一方、キャリアの平均粒
径が４０μｍ未満では感光体へのキャリア付着を生じ、
１００μｍを越える場合には、がさついた画像となる。

【００４８】この様な微粒子トナー／現像剤において、
トナーの圧縮応力の大きさを、室温からトナーのガラス
転移点の中間温度では５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²、ト
ナーのガラス転移点からトナーの軟化点の中間温度では
０.２〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲となる様にトナーを設
計、製造することにより、連続印刷を繰り返しても安定
した高画質な画像を提供し続けることが可能となる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、体積平均粒径が６〜１
０μｍの微粒子トナーを含む現像剤を静電像記録工程に
適用するに当たり、高速印刷を繰り返しても現像剤およ
び感光体寿命が低下せず、安定した画像が得られる静電
像記録用トナーを提供することができる。

【００５０】また、定着に要するエネルギーが小さく、
熱ローラ定着方式を採用した場合に熱ローラの温度と圧
力を低下させることが可能な静電記録方法ならびに静電
記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される装置構成図。

【図２】一般的なトナーの圧縮応力と温度の関係を示す
説明図。

【図３】本発明におけるトナーの圧縮応力と温度の関係
を示す説明図。

【符号の説明】

１…像担持体、２…帯電器、３…露光装置、４…現像
機、５…転写器、６…記録媒体、７…定着装置、８…清
掃装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】体積平均粒径６〜１０μｍを有する静電像
記録用トナーにおいて、室温からトナーのガラス転移点
の中間温度で５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧縮応力を
有し、前記ガラス転移点からトナーの軟化点の中間温度
で０.２〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧縮応力を有することを
特徴とする静電像記録用トナー。
【請求項２】前記トナーのガラス転移点は５０〜７０
℃、トナーの軟化点は１１０〜１４０℃であることを特
徴とする請求項１記載の静電像記録用トナー。
【請求項３】前記トナーのバインダーとして、スチレン
〜アクリル系共重合体、または三官能以上の多官能単量
体成分を１〜３０モル％含む芳香族ポリエステルおよび
／または前記芳香族ポリエステルにスチレン〜アクリル
をグラフト共重合させた樹脂を用いたことを特徴とする
請求項１または２記載の静電像記録用トナー。
【請求項４】像担持体に形成された静電潜像を、次の条
件(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満足するトナーと、次の条件
(ｄ)を満足するキャリアを含む現像剤を用いてトナー像
として顕像化する工程と、前記トナー像を記録媒体上に
転写する工程と、トナー像を保持した記録媒体を一対の
定着ロールで加熱加圧して、トナー像を記録媒体上に定
着させる工程を有することを特徴とする静電記録方法。 (ａ) 体積平均粒径：６〜１０μｍ、(ｂ) 室温からト
ナーのガラス転移点の中間温度における圧縮応力：５０
〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²、(ｃ) トナーのガラス転移点
からトナーの軟化点の中間温度における圧縮応力：０.
２〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²、(ｄ) 重量平均粒径：４０〜
１００μｍ。
【請求項５】像担持体に形成された静電潜像を、次の条
件(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満足するトナーと、次の条件
(ｄ)を満足するキャリアを含む現像剤を用いてトナー像
として顕像化する手段と、前記トナー像を記録媒体上に
転写する手段と、トナー像を保持した記録媒体を一対の
定着ロールで加熱加圧して、トナー像を記録媒体上に定
着させる手段を有することを特徴とする静電記録装置。 (ａ) 体積平均粒径：６〜１０μｍ、(ｂ) 室温からト
ナーのガラス転移点の中間温度における圧縮応力：５０
〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²、(ｃ) トナーのガラス転移点
からトナーの軟化点の中間温度における圧縮応力：０.
２〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²、(ｄ) 重量平均粒径：４０〜
１００μｍ。