| 【発明の名称】 |
熱定着用トナー、該熱定着用トナーの製造方法、２成分現像剤及び定着装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】松本 好康
【氏名】大村 健
【氏名】木谷 龍二
【氏名】山内 泰子
【氏名】内田 雅文
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| 【要約】 |
【課題】電子写真等の静電荷像を現像するための熱定着用トナー、該トナーの製造方法、該トナーとシリコーンコートキャリアを組み合わせた２成分現像剤及びヒートローラー表面を清掃するクリーニング機構を持たない定着装置の提供。
【解決手段】結着樹脂、着色剤及びワックスを有する着色粒子に外添剤が外部添加される熱定着用トナーにおいて、熱定着用トナーのＤＳＣ測定によるワックスの吸熱ピークが６０〜１０５℃の範囲に一つ以上、１２０〜１６０℃の範囲に一つ以上存在し、低融点ワックスの熱定着用トナー中の含有量が４〜１３質量部であり、高融点ワックスの熱定着用トナー中の含有量が１〜６質量部であり、着色粒子表面の外添剤による表面被覆率が４５〜１５０％であることを特徴とする熱定着用トナー。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 結着樹脂、着色剤及びワックスを有する着色粒子に外添剤が外部添加される熱定着用トナーにおいて、熱定着用トナーのＤＳＣ測定によるワックスの吸熱ピークが６０〜１０５℃の範囲に一つ以上、１２０〜１６０℃の範囲に一つ以上存在し、低融点ワックスの熱定着用トナー中の含有量が４〜１３質量部であり、高融点ワックスの熱定着用トナー中の含有量が１〜６質量部であり、着色粒子表面の外添剤による表面被覆率が４５〜１５０％であることを特徴とする熱定着用トナー。
【請求項２】 前記低融点ワックスがパラフィンワックスで、前記高融点ワックスがポリプロピレンであることを特徴とする請求項１に記載の熱定着用トナー。
【請求項３】 前記外添剤のＢＥＴ比表面積が３０〜２１０ｍ2／ｇであり、着色粒子表面への外添剤の固着率が３０〜８０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱定着用トナー。
【請求項４】 前記外添剤がシリカ微粒子及び他の金属酸化物微粒子の混合物であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の熱定着用トナー。
【請求項５】 前記ワックスの分散剤がスチレン−オレフィンのブロック共重合体であり、且つ熱定着用トナー中のワックスの平均分散径が０．３〜１μｍで、結着樹脂がビニル系重合体であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の熱定着用トナー。
【請求項６】 請求項１〜５の何れか１項に記載の熱定着用トナーを用いる製造方法において、ワックスを結着樹脂製造時の脱溶剤工程以前に添加することを特徴とする熱定着用トナーの製造方法。
【請求項７】 請求項１〜５の何れか１項に記載の熱定着用トナー及びシリコーンコートキャリアを組み合わせたことを特徴とする２成分現像剤。
【請求項８】 請求項１〜５の何れか１項に記載の熱定着用トナーを使用し、ヒートローラー表面を清掃するクリーニング機構を持たないことを特徴とする定着装置。
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【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、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、該熱定着用トナーの製造方法、該熱定着用トナーとシリコーンコートキャリアを組み合わせた２成分現像剤及びヒートローラー表面を清掃するクリーニング機構を持たない定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、定着器のヒートローラー表面は、熱定着用トナー（以下、単にトナーとも言う）のオフセットを防止する目的で、トナーに対して離型性に優れたシリコーンゴムやフッ素系樹脂で形成され、さらにその表面をオフセットの防止及びヒートローラー表面の劣化を防止する目的でシリコーンオイル等の離型性の良い液体で薄膜被覆することが行われてきた。
【０００３】しかしながら、この方法はトナーのオフセットを防止する点では有効であるがシリコーンオイル等をヒートローラーへ供給する手段が必要なため、定着装置が複雑になるという欠点を有していた。
【０００４】さらに、定着装置が加熱状態の時、ヒートローラー表面に被覆されたシリコーンオイルは加熱され、揮発飛散するためシリコーンオイルで機内が汚染されるという欠点もあった。
【０００５】そこで、シリコーンオイル等の代わりに、トナー粒子の中からオフセット防止効果のある物質を加熱定着時にヒートローラーへ供給してオフセットを防止しようという発想から、トナー粒子中にオフセット防止効果のあるワックスを含有させる方法が提案された。トナー粒子中にオフセット防止効果のある低融点のワックスを含有させる方法は、特公昭５２−３３０４号公報及び特公昭５７−５２５７４号公報に記載されている。さらに、低温領域から高温領域までワックスのオフセット防止効果をより良好にするために、２種類以上のワックスを含有させる方法も特公昭５２−３３０５号公報、特開昭５８−２１５６５９号公報、同６２−１００７７５号公報、特開平４−１２４６７６号公報、同４−１５３６５９号公報、同５−１９７１９２号公報、同８−３３４９２０号公報及び同８−５０３６７号公報に記載されている。
【０００６】しかしながら、ワックスを含有したトナーにおいてもヒートローラー表面を清掃するクリーニング機構が無い場合は、軽微なヒートローラーのトナー汚れが発生し、コピーとともにヒートローラーにトナーが蓄積し、多量のコピー後には画像汚染が発生するという欠陥があった。
【０００７】目に見える明らかなオフセットが存在しない状態でも、ヒートローラーに接触している部材（例えば、接触式の温度センサーや分離爪）が有る場合は、ヒートローラーへ付着したトナーが接触している部材で掻きとられて部材に蓄積し、蓄積したトナー塊が転写紙へ転写され画像汚染を引き起こした。
【０００８】さらに、伝票や帳票原稿の様に罫線が一定の位置に有る場合は、絶えずヒートローラーの一定位置で罫線部分のトナーが定着され、罫線部分で発生するごく微量のトナーがヒートローラーに蓄積し、転写紙の非画像部に転写され、画像汚染を引き起こした。特に、罫線位置がヒートローラーに接触している部材と同じ位置になった場合は、接触部材へのトナー蓄積は増長され、画像汚染が顕著に発生した。
【０００９】画像汚染を防止するために、従来の技術ではヒートローラーの定着ニップの下流側にクリーニング機構を設け、ヒートローラーへトナーが蓄積しないようにヒートローラー表面を清掃する手段が取られてきた。
【００１０】公知のトナーを用いた場合には、ヒートローラーのクリーニング機構は必須であったが、このクリーニング機構には以下のような欠点があった。
【００１１】（１）クリーニング機構のクリーニング部材はヒートローラー表面全体に絶えず接触しているため、ヒートローラー上のトナーを除去するだけではなく長時間使用でヒートローラーを磨耗させ、寿命を短くしてしまう。又、クリーニング部材も同じ場所で長時間使用しているとトナーで汚染され、ヒートローラーを清掃する能力がなくなってしまう。従って、ヒートローラーとクリーニング部材は定期的に交換することが必要であった。
【００１２】（２）ヒートローラーのクリーニング性をさらに向上させるため、上記のクリーニング部材にシリコーンオイルを含侵させて用いる場合には、クリーニング部材が加熱されるためシリコーンオイルが複写機内に揮発飛散し、機内汚染の原因となった。
【００１３】（３）ヒートローラーのクリーニング機構を組み込むことにより定着装置が複雑、高価になった。
【００１４】上記のような理由により、公知の技術は未だ不十分である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ヒートローラーのクリーニング機構を不要とし、耐オフセット性に優れ、ヒートローラーのトナー汚れが無く、定着性が良好な熱定着用トナー、該熱定着用トナーの製造方法、２成分現像剤及び定着装置を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の前記目的は、下記の構成により達成される。
【００１７】１．結着樹脂、着色剤及びワックスを有する着色粒子に外添剤が外部添加される熱定着用トナーにおいて、熱定着用トナーのＤＳＣ測定によるワックスの吸熱ピークが６０〜１０５℃の範囲に一つ以上、１２０〜１６０℃の範囲に一つ以上存在し、低融点ワックスの熱定着用トナー中の含有量が４〜１３質量部であり、高融点ワックスの熱定着用トナー中の含有量が１〜６質量部であり、着色粒子表面の外添剤による表面被覆率が４５〜１５０％であることを特徴とする熱定着用トナー。
【００１８】２．前記低融点ワックスがパラフィンワックスで、前記高融点ワックスがポリプロピレンであることを特徴とする前記１に記載の熱定着用トナー。
【００１９】３．前記外添剤のＢＥＴ比表面積が３０〜２１０ｍ2／ｇであり、着色粒子表面への外添剤の固着率が３０〜８０％であることを特徴とする前記１又は２に記載の熱定着用トナー。
【００２０】４．前記外添剤がシリカ微粒子及び他の金属酸化物微粒子の混合物であることを特徴とする前記１〜３の何れか１項に記載の熱定着用トナー。
【００２１】５．前記ワックスの分散剤がスチレン−オレフィンのブロック共重合体であり、且つ熱定着用トナー中のワックスの平均分散径が０．３〜１μｍで、結着樹脂がビニル系重合体であることを特徴とする前記１〜４の何れか１項に記載の熱定着用トナー。
【００２２】６．前記１〜５の何れか１項に記載の熱定着用トナーを用いる製造方法において、ワックスを結着樹脂製造時の脱溶剤工程以前に添加することを特徴とする熱定着用トナーの製造方法。
【００２３】７．前記１〜５の何れか１項に記載の熱定着用トナー及びシリコーンコートキャリアを組み合わせたことを特徴とする２成分現像剤。
【００２４】８．前記１〜５の何れか１項に記載の熱定着用トナーを使用し、ヒートローラー表面を清掃するクリーニング機構を持たないことを特徴とする定着装置。
【００２５】即ち、本発明者らは、トナー表面の外添剤による被覆状態に着目し、好適な外添剤の表面被覆状態がヒートローラーのトナー汚れ発生防止に寄与していることを見いだした。
【００２６】本発明は、ワックスを好適に選択し、ノンオフセットバンドを出来るだけ広く取り、且つ、着色粒子表面の外添剤による被覆状態を好適にすることで耐オフセット性に優れた熱定着用トナーを得、該トナーとシリコーンコートキャリアと組み合わせた２成分現像剤を用いることでヒートローラーのトナー汚れを無くし、ヒートローラーのクリーニング機構を持たない定着装置を提供するものである。
【００２７】以下に本発明を更に詳細に説明する。
〈着色粒子表面の外添剤による表面被覆率〉本発明は着色粒子表面の外添剤による表面被覆状態はヒートローラーのトナー汚れに大きく寄与するので着色粒子表面の外添剤被覆率を規定することを必須としている。
【００２８】着色粒子表面の外添剤による表面被覆率は４５〜１５０％である。外添剤による表面被覆率が４５％未満であると、トナーの嵩は増し、未定着画像上のトナー層中に空気を含むようになる。定着ニップ部で加熱定着時、トナー層中の空気が断熱効果の働きをするため、トナーの一部は溶融不十分となり転写紙への定着強度は弱くなる。その結果、定着強度の弱いトナーはヒートローラーへ付着し、ヒートローラーのトナー汚れを発生させ好ましくない。外添剤による表面被覆率が１５０％を越えると、定着ニップ部においてトナー中のワックスがヒートローラーへしみ出しにくくなり、ヒートローラーへワックスが供給されなくなる。ヒートローラーへワックスが供給されないと、ヒートローラーとトナーとの接着力がアップし、ヒートローラーへトナーが付着しヒートローラーのトナー汚れが発生し好ましくない。ワックスがヒートローラーへしみ出しにくくなるのは、覆われた外添剤にワックスがブロックされてしまうか、或いは外添剤の比表面積が大きいため外添剤の表面にワックスが取り込まれてしまうためと推定される。
【００２９】着色粒子表面の外添剤による表面被覆率は下記式１より求められる。式１【００３０】
【数１】
【００３１】
外添剤による表面被覆率 ：Ｄｄ（％）
トナーの体積平均粒径 ：Ｄｔ（μｍ）
トナーの密度 ：Ｒｔ（ｇ／ｃｍ3）
外添剤の一次体積平均粒径 ：Ｄｃ（μｍ）
外添剤の密度 ：Ｒｃ（ｇ／ｃｍ3）
外添剤の添加量 ：Ｃ（質量％）
〈外添剤のＢＥＴ比表面積〉外添剤のＢＥＴ比表面積は３０〜２１０ｍ2／ｇが好ましい。
【００３２】ＢＥＴ比表面積が３０ｍ2／ｇ未満であると、外添剤の流動化剤としての働きが悪くなり好ましくない。ＢＥＴ比表面積が２１０ｍ2／ｇを越えると、着色粒子表面へ外添剤の埋め込みが多くなり、定着時に外添剤へ溶融ワックスが取り込まれ、ワックスがヒートローラー表面に供給されないためヒートローラーのトナー汚れが発生し好ましくない。
【００３３】〈着色粒子表面への外添剤の固着率〉着色粒子表面への外添剤の固着率は３０〜８０％が好ましい。
【００３４】固着率が３０％未満であると、未固着の外添剤が定着時溶融ワックスを取り込んでしまうため、ヒートローラーへワックスが供給されなくなり、ヒートローラーのトナー汚れを発生し好ましくない。又、未固着の外添剤はヒートローラーへ付着し、ヒートローラーの離型性を低下させるためさらにヒートローラーのトナー汚れを助長し好ましくない。固着率が８０％を超えると、外添剤の固着が過剰となり、トナー間凝集が発生し、トナーの嵩が増大する。その結果、未定着画像上のトナー層は空気を含み、加熱定着時にトナー層中の空気が断熱効果の働きをするため、トナーの一部は溶融不十分となり転写紙への定着強度が弱くなる。定着強度の弱いトナーはヒートローラーへ付着し、ヒートローラーのトナー汚れを発生させ好ましくない。
【００３５】着色粒子表面への外添剤の固着率は下記式２より求められる。式２【００３６】
【数２】
【００３７】
固着率 ：Ｆｄ（％）
トナーのＢＥＴ比表面積 ：Ｓｗ１（ｍ2／ｇ）
着色粒子のＢＥＴ比表面積 ：Ｓｗ２（ｍ2／ｇ）
添加した外添剤のＢＥＴ比表面積 ：Ｓｗ３（ｍ2／ｇ）
なお、ＢＥＴ比表面積は島津製作所株式会社製「Ｆｌｏｗｓｏｒｂ２３００」を用い、ＢＥＴ一点法により測定した。
【００３８】〈外添剤の固着方法〉高速回転出来る撹拌羽根を有する混合機に着色粒子と外添剤を一定量投入し、撹拌羽根を高速回転することにより外添剤を着色粒子に固着化することが出来る。投入量は混合機容積の３０％以下に抑え、着色粒子の温度は３５℃以下に抑えることが好ましい。
【００３９】〈ワックス〉本発明のワックスはＡＳＴＭＤ３４１８−８２に準じたＤＳＣによる測定で吸熱ピークを２つ以上有する。なお、ＤＳＣの測定はパーキンエルマー株式会社製「示差走査熱量計ＤＳＣ−７型」を用い、測定は１回昇温、降温させ前歴を取った後、昇温速度を１０℃／分に設定して行った。
【００４０】ワックスのうち、低融点ワックスは、その吸熱ピークが６０〜１０５℃の範囲に存在する組成物であり、６０〜８０℃の範囲がより好ましい。低融点ワックスの吸熱ピークが６０℃未満であるとトナーの耐ブロッキング性が低下し好ましくない。１０５℃を越えると耐オフセット性の点で好ましくない。
【００４１】一方、高融点ワックスは、その吸熱ピークが１２０〜１６０℃の範囲に存在する組成物であり、１３０〜１５０℃の範囲がより好ましい。高融点ワックスの吸熱ピークが１２０℃未満であると、高温での耐オフセット性が不十分であり好ましくない。１６０℃を越えると着色粒子製造時、ワックスを着色粒子中に均一分散させることが難しく、且つ、溶融混練時に多大のエネルギーを要し好ましくない。
【００４２】低融点ワックスの熱定着用トナー中の含有量は４〜１３質量部である。低融点ワックスの含有量が４質量部未満であると定着率が悪くなり且つヒートローラーのトナー汚れによる画像オフセットが発生し好ましくない。低融点ワックスの含有量が１３質量部を越えると耐ブロッキング性が悪くなり保存時トナーの固い凝集が発生し好ましくない。
【００４３】一方、高融点ワックスの熱定着用トナー中への含有量は１〜６質量部である。高融点ワックスの含有量が１質量部未満であるとヒートローラーのトナー汚れによる画像オフセットが発生し好ましくない。高融点ワックスの含有量が６質量部を越えると耐ブロッキング性が悪くなり保存時トナーの凝集が発生し好ましくない。
【００４４】本発明のワックスの具体例を下記に挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４５】低融点ワックスとしてはパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、天然ガス系フィッシャートロップシュワックス、石炭系フィッシャートロップシュワックス、又はそれらのワックスを分子蒸留して得られたワックス、メタセロン触媒により合成された低分子量ポリプロピレン及び低分子量ポリエチレンが挙げられる。好ましくはパラフィンワックスである。
【００４６】高融点ワックスとしては三洋化成工業株式会社製の市販品「ビスコール７７０Ｐ」、「ビスコール６６０Ｐ」、「ビスコール５５０Ｐ」、「ビスコール３３０Ｐ」、三井石油化学株式会社製の市販品「ＮＰ５０５」、「ＮＰ０５５」等のポリプロピレン樹脂が挙げられる。好ましくは「ビスコール６６０Ｐ」である。
【００４７】又、前述したワックスをプレス発汗法、溶剤法、真空蒸留法又は分別結晶法等を利用して分子量別に分別し、分子量分布がシャープになったワックスを使用すると、ＤＳＣ曲線の昇温時の吸熱ピーク幅がシャープになり好ましい。より好ましくは、吸熱ピーク幅がシャープな異なる２種類以上のワックスを混合して用いることである。
【００４８】本発明のワックスの硬度は０．５〜１０が好ましい。トナー中のワックスの平均分散径は０．１〜１μｍが好ましい。より好ましくは、ワックスの平均分散径が０．３〜１μｍである。
【００４９】ワックスの平均分散径が０．１μｍ未満であると、ワックスの機能そのものが失われ耐オフセット性が低下する。ワックスの平均分散径が１μｍを越えると、現像時にトナーから粗大ワックスが遊離し、遊離した粗大ワックスが現像剤のキャリアに付着して現像剤の耐久性を阻害したり、感光体表面を汚染したりするため好ましくない。
【００５０】ワックスの平均分散径は下記方法で測定出来る。トナーをトナーと相溶しない樹脂中へ包埋し、その樹脂片をミクロトームで薄切片（厚さ約０．２μｍ）とし測定サンプルを作製する。測定サンプルはトプコン株式会社製「ＬＥＭ−２０００」を用い２０００倍の倍率で１０視野が写真撮影され、撮影画像は画像解析装置で解析され、ワックスの平均分散径が求められる。
【００５１】〈ワックスの分散剤〉ワックスの平均分散径を上記範囲に制御することが難しい場合は、ワックスをトナー中に微分散させる効果のある分散剤を含有させても良い。該分散剤としては下記のようなブロック共重合体で、具体的には、例えば、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンのブロック共重合体）、ＳＩＳ（スチレン−イソプレン−スチレンのブロック共重合体）及びＳＥＢＳ（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンのブロック共重合体）が挙げられる。好ましくはＳＩＳ（スチレン−イソプレン−スチレンのブロック共重合体）である。
【００５２】〈ワックスの含有方法〉ワックスを結着樹脂製造時の脱溶剤工程以前に添加し含有させる好ましい方法は、溶剤中にワックスを添加、溶解後、溶液を昇温撹拌しながらモノマーと重合開始剤を滴下して溶液重合を行い、その後脱溶剤、冷却、粉砕して作製する方法である。
【００５３】〈結着樹脂〉本発明の結着樹脂は、ビニル系重合体が好ましく用いられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５４】ビニル系重合体のモノマーとしては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、３，４−ジクロロスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン及びｐ−ｎ−ドデシルスチレンのようなスチレン或いはスチレン誘導体、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ｎ−ブチル、メタアクリル酸イソプロピル、メタアクリル酸イソブチル、メタアクリル酸ｔ−ブチル、メタアクリル酸ｎ−オクチル、メタアクリル酸２−エチルヘキシル、メタアクリル酸ステアリル、メタアクリル酸ラウリル、メタアクリル酸フェニル、メタアクリル酸ジエチルアミノエチル及びメタアクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタアクリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ジメチルアミノエチル及びアクリル酸ジエチルアミノエチル等のアクリル酸エステル誘導体等が挙げられる。これらのモノマーは単独又は組み合わせて使用することが出来る。
【００５５】〈結着樹脂の分子量分布〉本発明の結着樹脂は、定着性及び耐久性の観点から高分子量成分と低分子量成分の組み合わせたものであることが好ましい。高分子量成分の分子量分布はＧＰＣにより測定される分子量分布で分子量１０万〜２００万の範囲にピークを有することが好ましく、低分子量成分の分子量分布は分子量３０００〜５万の範囲にピークを有することが好ましい。より好ましくは高分子量成分の分子量分布は分子量２０万〜８０万の範囲にピーク、低分子量成分の分子量分布は分子量３５００〜２万の範囲にピークを有することである。
【００５６】前記結着樹脂は下記のいろいろな方法で製造することが出来るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５７】（１）高分子量成分と低分子量成分を別個に合成し、乾式混合して製造する（２）高分子量成分と低分子量成分を別個に合成し、加熱した溶剤中に溶解し、混合後脱溶剤、固化、冷却、粉砕して製造する（３）高分子量成分を溶剤中に溶解し、得られた溶液中で低分子量成分を合成した後、脱溶剤、固化、冷却、粉砕して製造する好ましい製造方法としては（３）が挙げられる。
【００５８】〈着色剤〉本発明のトナーの着色剤としては無機顔料及び有機顔料を挙げることが出来る。
【００５９】無機顔料としては、公知の無機顔料を用いることが出来る。具体的な無機顔料を下記に例示するがこれらに限定されるものではない。
【００６０】黒色用の無機顔料としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック及びランプブラック等のカーボンブラック、マグネタイト及びフェライト等の磁性粉が挙げられる。これらの無機顔料は所望に応じて単独又は複数を選択併用することが可能である。無機顔料の添加量は結着樹脂１００部に対して通常２〜２０部であり、好ましくは３〜１５部である。
【００６１】有機顔料としては、公知の有機顔料を用いることが出来る。具体的な有機顔料を下記に例示するが本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６２】マゼンタ又はレッド用の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８及びＣ．Ｉ．ピグメントレッド２２２等が挙げられる。
【００６３】オレンジ又はイエロー用の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、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１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４及びＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８等が挙げられる。
【００６４】グリーン又はシアン用の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０及びＣ．Ｉ．ピグメントグリーン７等が挙げられる。
【００６５】これらの有機顔料は所望に応じて単独又は複数を選択併用することが可能である。有機顔料の添加量は結着樹脂１００部に対して通常２〜２０部であり、好ましくは３〜１５部である。
【００６６】〈添加剤〉本発明のトナーはトナー中に添加剤を含有しても良い。添加剤としては公知のアゾ系金属錯体、サリチル酸系金属錯体及びカリックスアレン系化合物等の負帯電性荷電制御剤、ニグロシン染料、４級アンモニウム塩化合物及びトリフェニルメタン系化合物等の正帯電性荷電制御剤等が挙げられるが本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６７】負帯電性荷電制御剤の具体例としては保土ヶ谷化学株式会社製の市販品「Ｔ−７７」、オリエント化学株式会社製の市販品「Ｓ−３４」、「Ｅ−８１」及び「Ｅ−８４」、正帯電性荷電制御剤の具体例としては保土ヶ谷化学株式会社製の市販品「ＴＰ−４１５」、オリエント化学株式会社製の市販品「ニグロシンＥＸ」、「ニグロシンＳＯ」及び「Ｐ−５１」を挙げることが出来る。
【００６８】〈外添剤〉本発明の外添剤は従来公知の無機微粒子及び有機微粒子を使用することが出来る。
【００６９】着色粒子に流動性を付与する観点からは無機微粒子を使用することが好ましい。有機微粒子は一次粒径が大きいため単独では外添剤被覆率を満足させることが難しいので無機微粒子と併用することが好ましい。
【００７０】無機微粒子を構成する化合物としては、各種の無機酸化物、窒化物及びホウ化物を挙げることが出来るがこれらに限定されるものではない。
【００７１】具体的化合物としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン及び窒化ホウ素等の微粒子が挙げられる。好ましくはシリカ微粒子、酸化チタン微粒子及びアルミナ微粒子である。上記無機微粒子は疎水性の化合物がより好ましい。
【００７２】シリカ微粒子としては、日本アエロジル株式会社製の市販品「Ｒ−８０５」、「Ｒ−８０９」、「Ｒ−８１２」、「Ｒ−９７２」、「Ｒ−９７４」及び「Ｒ−９７６」、ヘキスト株式会社製の市販品「Ｈ−２００」及び「ＨＶＫ−２１５０」、キャボット株式会社製の市販品「Ｈ−５」、「ＭＳ−５」、「ＴＳ−５３０」、「ＴＳ−６１０」及び「ＴＳ−７２０」等が挙げられる。
【００７３】酸化チタン微粒子としては、日本アエロジル株式会社製の市販品「Ｔ−６０４」及び「Ｔ−８０５」、チタン工業株式会社製の市販品「ＳＴＴ−６０」、テイカ株式会社製の市販品「ＭＴ−１００Ｂ」、「ＭＴ−１００Ｓ」、「ＭＴ−５００ＢＳ」、「ＭＴ−６００」、「ＭＴ−６００ＳＳ」及び「ＪＡ−１」、富士チタン株式会社製の市販品「ＴＡ−３００ＳＩ」、「ＴＡ−５００」、「ＴＡＦ−１３０」、「ＴＡＦ−５１０」及び「ＴＡＦ−５１０Ｔ」、出光興産株式会社製の市販品「ＩＴ−Ｓ」、「ＩＴ−ＯＡ」、「ＩＴ−ＯＢ」及び「ＩＴ−ＯＣ」等が挙げられる。
【００７４】アルミナ微粒子としては、日本アエロジル株式会社製の市販品「ＲＦＹ−Ｃ」、「Ａｌ２０３」及び「Ｃ−６０４」、石原産業株式会社製の市販品「ＴＴＯ−５５」等が挙げられる。
【００７５】又、有機微粒子としては、数平均一次粒子径が１０〜２００ｎｍの球形有機微粒子を挙げることが出来る。具体的には、スチレンやメチルメタアクリレートの単独重合体やこれらの共重合体の微粒子が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７６】外添剤の数平均一次粒子径は、８〜１００ｎｍが好ましく、８〜３０ｎｍがより好ましい。外添剤の添加量は、着色粒子表面の外添剤による表面被覆率が４５〜１５０％になるよう添加する。
【００７７】外添剤はシリカ微粒子と他の金属酸化物微粒子を併用することが好ましい。シリカ微粒子は外添剤本来の目的であるトナーの流動化剤として有効であるが、過剰帯電する傾向が強いので、他の金属酸化物微粒子を併用することで過剰帯電をおさえ、且つ、静電的な反発力により発生するオフセットを低減することが出来る。
【００７８】〈滑剤〉本発明のトナーはトナー中に滑剤を含有しても良い。滑剤としては公知の高級脂肪酸の金属塩が挙げられるがこれらに限定されるものではない。具体例としては、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム及びカルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅及びマグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム及びカルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛及びカルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛及びカルシウム等の塩が挙げられる。
【００７９】〈トナーの作製〉トナーは公知の製造方法により作製することが出来る。
【００８０】結着樹脂、着色粒子、ワックス及びその他の添加剤を高速撹拌羽根を持った混合機で混合し、加熱ロール又はニーダーのような加熱混練機を用いて溶解、混練し、ワックスと結着樹脂を相溶させた後、冷却し、粉砕分級され着色粒子が作製される。着色粒子と外添剤を高速撹拌羽根を持った混合機で混合し、トナーが作製される。通常用いられている粉砕機は、気流式粉砕機のラボジェットミル及び機械式粉砕機のターボミルである。本発明においては、トナー中の含有ワックスをトナー表面に露出させる効果の高い機械式粉砕機で粉砕することが好ましい。さらに、機械式粉砕機の出口空気温度は０〜３０℃に制御することが好ましく、４〜２５℃であればより好ましい。
【００８１】〈２成分現像剤のキャリア〉２成分現像剤のキャリアとしてシリコーンコートキャリアを使用するとさらにオフセットの発生を低減する効果があるので、シリコーンコートキャリアを使用することが好ましい。
【００８２】シリコーンキャリアの具体例としてパウダーテック社製の市販品「ＦＳＬ９６−２５３５」を挙げることが出来る。
【００８３】〈定着装置〉定着装置はヒートローラーと加圧ローラーを有する。ヒートローラーはアルミ芯金に厚さ１０〜３０μｍのポリパーフルオロアルキルエーテル被膜を被覆した、表面粗さＲａが０．２〜０．５μｍのローラーが好ましい。加圧ローラーは芯金上にＨＴＶ又はＲＴＶゴム層を成形し、その上に厚さ５０〜１４０μｍのポリパーフルオロアルキルエーテルチューブを被覆した、硬度がＪＩＳ−Ｋ−６３０１アスカーＣスケールで６０〜７５度、表面粗さＲａが０．３〜０．８μｍのローラーが好ましい。
【００８４】本発明の請求項８の発明の定着装置は本発明の熱定着トナーを使用することでヒートローラー表面を清掃するクリーニング機構を持たないことを特徴としている。
【００８５】また、前記ヒートローラーと加圧ローラーを組合わせると、とりわけ優れた定着性能を発揮し、ヒートローラー表面を清掃するクリーニング機構を持たなくとも長期間にわたって定着性能が安定した定着装置を提供することが出来る。
【００８６】
【実施例】以下に、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【００８７】〈結着樹脂１〉３リットルのセパラブルフラスコへトルエン６００ｇを入れ、分子量１２０万のスチレン−ｎ−ブチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体２５０ｇ、分子量７万のスチレン−イソプレン−スチレン共重合体（分散剤）２４ｇ及びＤＳＣ測定による吸熱ピークが７７℃のパラフィンワックス７９ｇを投入し、溶解した。
【００８８】気層を窒素ガスにて置換した後、オイルバスで加温し、トルエンの環流が起きた状態で撹拌しながら、スチレン７６０ｇ、メチルメタクリレート１８０ｇ、ｎ−ブチルアクリレート６０ｇ及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル８０ｇを溶解した混合液を２．５時間かけて滴下した。
【００８９】滴下終了後、さらにトルエンの環流温度で撹拌しながら３０分熟成した。次いで、オイルバス温度を１６０℃に昇温し、減圧下でトルエンを除き、冷却後粉砕して本発明の「結着樹脂１」を得た。
【００９０】
〈トナー１〉 結着樹脂１ １００部 カーボンブラック（「ＢＰＬ」キャボット株式会社製） １０部 添加剤（「Ｔ−７７」保土ヶ谷化学株式会社製） １部 ポリプロピレンワックス（「６６０Ｐ」三洋化成株式会社製） ４部上記材料を「ヘンシェルミキサー」（三井鉱山株式会社製）で混合した後、１１０℃に設定した２軸混練押出機で溶融混練した。得られた混練物を冷却し、「ハンマーミル」（ホソカワミクロン株式会社製）で粗粉砕した後、機械式粉砕機「ターボミルＴ−４００型」（ターボ工業株式会社製）を用いて微粉砕し、風力分級機で分級し、体積平均粒径９．５μｍの「着色粒子１」を得た。
【００９１】さらに、「着色粒子１」３０００ｇ、疎水性シリカ微粒子（一次粒子径１２ｎｍ、ＢＥＴ比表面積１５０ｍ2／ｇ）１２ｇ及び酸化チタン微粒子（一次粒子径３０ｎｍ、ＢＥＴ比表面積３０ｍ2／ｇ）３６ｇを２０リットルのヘンシェルミキサーに投入し、ジャケット冷却しながら撹拌羽根の周速が３０ｍ／秒となる回転数にて１５分間混合し本発明の「トナー１」を得た。
【００９２】「トナー１」の表面被覆率は７６％、ワックス平均分散径は０．８μｍ、外添剤固着率は６５％であった。
【００９３】〈現像剤１〉得られた「トナー１」５０ｇと「シリコーンコートキャリアＦＳＬ９６ー２５３５」（パウダーテック社製社製）９５０ｇをＶ型混合機で１０分間混合し、本発明の「現像剤１」を得た。
【００９４】〈結着樹脂２〜８〉表１に示す通り、吸熱ピークが異なる低融点ワックス、ワックスの量及び分散剤の添加の有無を変えた以外は結着樹脂１と同様にして「結着樹脂２〜８」を得た。
【００９５】
【表１】
【００９６】〈トナー２〜２４〉表２、表３及び表４に示す通り結着樹脂、高融点ワックスの種類及び量、外添剤の種類及び量、ヘンシェルミキサーの回転羽根の周速を変更した以外はトナー１と同様にして「トナー２〜２４」を得た。
【００９７】
【表２】
【００９８】
【表３】
【００９９】
【表４】
【０１００】高融点ワックスの種類６６０Ｐ：ワックスの吸熱ピークが１４５℃であるポリプロピレン１１０ＰＰ：ワックスの吸熱ピークが１１０℃であるポリプロピレン１７０ＰＰ：ワックスの吸熱ピークが１７０℃であるポリプロピレン〈現像剤２〜１４及び現像剤比較１〜１０〉トナー２〜２４で得られたトナーを使用し、現像剤１と同様にして「現像剤２〜１４及び現像剤比較１〜１０」の結果を得た。
【０１０１】〈評価〉「現像剤１〜１４及び現像剤比較１〜１０」の現像剤と「トナー１〜２４」のトナーを用い以下の評価を行った。
【０１０２】（１）定着率評価コニカ株式会社製デジタル複写機「７０５０」の定着装置を改造し、下記評価条件にて定着率評価を行った。
【０１０３】
感光体 ：積層型有機感光体表面電位 ：−７００ＶＤＣバイアス ：−５００ＶＤｓｄ ：６００μｍ現像剤層規制 ：磁性Ｈ−Ｃｕｔ方式現像剤層厚 ：７００μｍ現像スリーブ径 ：４０ｍｍφ定着装置 ：ヒートローラーに接触しているクリーニング機構等を全て取り外し、ヒートローラーへは何も接触しないように改造、ヒートローラーの温度は２００℃に設定複写環境 ：常温常湿（２５℃、５５％ＲＨ）に設定定着率測定用画像は、ベタ黒画像のトナー付着量が０．６ｇ／ｃｍ2になるよう濃度を調節し、厚さ２００ｇ／ｍ2の上質紙へ転写し、上記定着装置で定着して作製した。
【０１０４】定着率は、２．５ｃｍ角のベタ黒画像を定着率測定用画像から採取し、「スコッチメンディングテープ」（住友３Ｍ株式会社製）を貼り付け、剥離する前と後の画像濃度を測定し、下記式３から求めた。
【０１０５】式３ 定着率（％）＝（剥離後の画像濃度／剥離前の画像濃度）×１００画像濃度はマクベス株式会社製「ＲＤ−９１８」を用い測定した。
【０１０６】評価ランクは定着率８０％以上が合格性能である。
（２）画像オフセットとヒートローラーのトナー汚れ評価コニカ株式会社製デジタル複写機「７０６５」の定着装置を改造し、下記条件にて画像オフセットとヒートローラーのトナー汚れ評価を行った。
【０１０７】定着装置はヒートローラーに接触しているクリーニング機構等を全て取り外し、ヒートローラーへは何も接触しないように改造した。複写環境は常温常湿（２５℃、５５％ＲＨ）に設定した。
【０１０８】画像オフセットとヒートローラーのトナー汚れ評価は、電子写真学会チャートＮｏ４の画像を厚さ２００ｇ／ｍ2のＡ４版上質紙へ１０００枚連続コピーした後、白紙をコピーし、その白紙の画像オフセットとヒートローラー表面のトナー汚れを目視にて観察して行った。
【０１０９】
◎：画像オフセット、ヒートローラーのトナー汚れともに全く見られない○：画像オフセット、ヒートローラーのトナー汚れともにほぼ見られない△：画像のオフセットは確認できないが、ヒートローラーに蓄積したトナーの汚れが見られる×：画像オフセットが確認出来る××：はっきり画像オフセットが確認出来る評価ランクは、◎、○は合格、△、×、××は不合格である。
【０１１０】（３）耐ブロッキング性評価トナーを１０ｍＬのサンプル管へ２ｇ入れ、５０℃、９５％ＲＨ条件下で１８時間放置し、その後、目視にてトナーの凝集状態を観察し、耐ブロッキング性を評価した。
【０１１１】
◎：凝集なし○：わずかに凝集あり△：凝集あり×：固い凝集物あり評価ランクは、◎、○は合格、△、×は不合格である。
【０１１２】結果を表５に示す。
【０１１３】
【表５】
【０１１４】
【発明の効果】実施例で実証した如く、本発明による熱定着用トナー、その製造方法及び該熱定着用トナーとシリコーンコートキャリアと組み合わせた２成分現像剤は、ヒートローラーに対する耐オフセット性が優れ、且つ、本発明はヒートローラー表面を清掃するクリーニング機構を不要とする定着装置を提供出来る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２７０
【氏名又は名称】コニカ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年４月２４日（２０００．４．２４） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３０５７８０（Ｐ２００１−３０５７８０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月２日（２００１．１１．２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１２２５４１（Ｐ２０００−１２２５４１） |
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