JP4217291B2 - 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、電子写真，静電印刷，磁気記録において、トナーで形成された顕画像を記録材に定着させる画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法としては米国特許第２，２９７，６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報および特公昭４３−２４７４８号公報等に記載されているように多数の装置が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材（記録材）にトナー画像を転写した後、加熱，圧力，加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定着し複写物を得るものであり、さらに感光体上に転写されず残ったトナーは種々の装置でクリーニングされ、上述の工程が繰り返される。
【０００３】
近年このような複写装置は、単なる一般にいうオリジナル原稿を複写するための事務処理用複写機というだけでなく、コンピューターの出力としてのプリンターあるいはグラフィックデザイン等の高精細画像のコピー用に使われ始めた。
【０００４】
プリンター装置はＬＥＤ、ＬＢＰプリンターが最近の市場の主流になっており、より高解像度即ち、従来２４０、３００ｄｐｉであったものが６００、８００、１２００ｄｐｉとなって来ている。従って現像方式もこれにともなってより高精細が要求されてきている。また、複写機においても高機能化が進んでおり、そのためデジタル化の方向に進みつつある。この方向は、静電荷像をレーザーで形成する方法が主であるため、やはり高解像度の方向に進んでおり、ここでもプリンターと同様に高解像・高精細の現像方式が要求されてきており、特開平１−１１２２５３号公報や特開平２−２８４１５８号公報などでは粒径の小さいトナーが提案されている。そのため、より高い信頼性が厳しく追及されてきており、それに伴い要求される性能はより高度になり、トナーを含めた画像形成装置の性能向上が達成できなければ、よりすぐれた機械が成り立たなくなってきている。また、トナーの顕画像を記録材に定着する装置としては、所定の温度に維持された加熱ローラーと弾性層を有して該加熱ローラーに圧接する加圧ローラーとによって、未定着のトナー顕画像を保持した記録材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラー定着方式が多用されている。あるいは、米国特許第３，５７８，７９７号明細書に記載のベルト定着方式が知られている。
【０００５】
しかしながら、上述の従来多用されてきた熱ローラー定着では、
（１）熱ローラーが所定温度に達するまでの画像形成作動禁止の時間、所謂ウエイト時間がある。
（２）記録材の通過或は他の外的要因で加熱ローラーの温度が変動することによる定着不良及び加熱ローラーへの現像剤の転移、所謂オフセット現象を防止する為に加熱ローラーを最適な温度に維持する必要があり、この為には加熱ローラー或は加熱体の熱容量を大きくしなければならず、これには大きな電力を要する。（３）ローラーが低温度である為、記録材が加熱ローラーを通過排出される際は、記録材及び記録材上の現像剤が緩慢に冷却される為、現像剤の粘着性が高い状態となり、ローラーの曲率とも相まって、オフセット或は記録材を巻き込むことによる紙詰まりを生ずることがある。
（４）高温の加熱ローラーが直接手に触れる構成となり、安全性に問題があったり、保護部材が必要であったりする。
【０００６】
また、米国特許第３，５７８，７９７号明細書に記載のベルト定着方式においても、前述の熱ローラー定着の問題点（１）及び（２）は根本的に解決されていない。
【０００７】
本出願人による特開昭６３−３１３１８２２号公報においては、パルス状に通電発熱させた低熱容量の発熱体によって移動する耐熱性シートを介してトナー顕画像を加熱し、記録材へ定着させる画像形成方法によってウエイト時間が短く低消費電力の画像形成装置が提案されている。
【０００８】
加熱ローラーやフィルムを介した加熱方式は、トナーに対し離型性を有する材料で表面を形成した熱ローラー或いはフィルムの表面に、被定着シートのトナー像面を接触させながら通過せしめることにより定着を行なうものである。この方法は熱ローラーやフィルムの表面と被定着シートのトナー像とが接触するため、トナー像を被定着シート上に融着する際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行うことができ、電子写真複写機において非常に有効である。しかしながら上記方法では、熱ローラーやフィルム表面とトナー像とが溶融状態で接触するために、トナー像の一部が定着ローラーやフィルム表面に付着、転移し、次の被定着シートにこれが再転移して所謂オフセット現象を生じ、被定着シートを汚すことがある。熱定着ローラーやフィルム表面に対してトナーが付着しないようにすることが加熱定着方式の必須条件の一つとされている。
【０００９】
また、近年では環境問題、資源保護の観点から再生紙の使用が年々高まってきているが、これらの再生紙のなかには用紙の白色度を向上する目的で炭酸カルシウム等の添加剤を多量に含有するものが有る。これらの用紙を用いた場合、画像形成方法の加圧部材に用紙から分離された添加剤とトナーが蓄積し画像汚れとなって現れるという問題が発生してきている。
【００１０】
従来、定着ローラー表面にトナーを付着させない目的で、トナーとして離型性を増すために加熱時に充分溶融するような低分子量ポリエチレン，ポリプロピレン等のワックスを添加することも行われているが、オフセット防止には有効であっても、加圧部材の汚れ防止には未だ不十分であった。更に汚れ防止の為に大量の低分子量ポリエチレン，ポリプロピレン等のワックスを添加した場合では今度はトナーの帯電特性が不安定となり、画像濃度の低下やカブリの増加といった問題を招き易く、これらの問題点の克服が急務であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の如き問題点を解決し、多種多様な転写材に対しても高画質，高精細の画像が得られ、ウエイト時間が実質的にないか或は極めて短時間であり、且つ低消費電力で長期間の使用においてもオフセット現象や加圧部材汚れが発生せず、高品位なトナー画像の得られる画像形成方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、（ｉ）静電潜像保持体に静電潜像を形成し、（ｉｉ）該静電潜像をトナー担持体上に担持されているトナーによって現像してトナー像を形成し、（ｉｉｉ）該トナー像を記録材上に転写し、（ｉｖ）加熱体と該加熱体に対向圧接する加圧部材とを有する加熱定着装置を用い、該記録材を該加熱部材と該加圧部材との間に位置させて、該トナー像を記録材に加熱定着する画像形成方法において、
該加熱定着装置が、固定支持された加熱体と、該加熱体に対向圧接し、且つ耐熱フィルムを介して該加熱体に密着させる加圧部材とを有し、該トナー像が該耐熱フィルムと接するよう、該記録材を該耐熱フィルムと該加圧部材との間に位置させて該トナー像を記録材に加熱定着する加熱定着装置であり、
該加圧部材の表面粗さＲｚが０．１〜７μｍであり、
該トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子と無機微粉体とを有しており、
該ワックスは、（１）ＤＳＣ最大吸熱ピークが１３０〜１６０℃であるエチレン−プロピレン共重合体からなる炭化水素系ワックスＡと、（２）ＤＳＣ最大吸熱ピークが１３０〜１６０℃であり、１〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有するマレイン酸無水物変性エチレン−プロピレン共重合体又はマレイン酸無水物変性プロピレン重合体からなる酸変性ポリオレフィンワックスＢと、（３）ＤＳＣ最大吸熱ピークが６０〜１２０℃であり、ＧＰＣにより測定される分子量分布において、重量平均分子量Ｍｗと個数平均分子量Ｍｎの比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．０〜２．０の範囲であり、且つ、低分子量ポリエチレン、フィッシャ−トロプシュワックス、又は、脂肪族アルコールからなる炭化水素系ワックスＣとを含有しており、
該トナー中の全ワックス含有量Ｘが、１〜１０重量％であり、かつ該炭化水素系ワックスＡの重量比率Ｘａ，該酸変性ポリオレフィンワックスＢの重量比率Ｘｂ及び該炭化水素系ワックスＣの重量比率Ｘｃが、下記関係
Ｘｃ≦Ｘａ、Ｘｃ≦Ｘｂ
を満足することを特徴とする画像形成方法に関する。
【００１３】
本発明により、上述した目的が達成されるのは、溶融特性の異なるワックスと酸変性されたワックスを（特に、特定の割合で）使用することにより、ワックスをトナー粒子中に均一に含有させることができ、かつ広範囲な温度領域でトナーの加圧部材に対する離型性が特に発揮されると同時に、加圧部材表面粗さを一定値以下とすることで直接加熱体を持たない加圧部材の温度変化領域（環境、使用状況により室温に近い状態から定着温度付近まで表面温度がランダムに変化する）で優れた離型性が維持される為であると考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の加圧部材の表面粗さＲｚについては、Ｒｚを１０μｍ以下とすることで、印字用紙に含まれる炭酸カルシウム、タルク等の添加剤や微少な紙繊維の加圧部材への埋め込みが良好に防止される。好ましくはＲｚが０．１〜１０μｍ、より好ましくは０．１〜７μｍ、さらに好ましくは０．１〜５μｍが良い。
【００１５】
Ｒｚが１０μｍを超える場合には、印字用紙に含まれる炭酸カルシウム、タルク等の添加剤や微少な紙繊維等が蓄積されやすくなり好ましくない。本発明の加圧部材の表面粗さＲｚの測定は、ＪＩＳ Ｂ０６０１の表面粗さに基づき、小坂研究所製サーフコーダーＳＨ３５００にて軸方向３点、周方向２点の合計６点について測定し平均値を求めた。
【００１６】
また本発明のワックスについては、トナー中のワックス量Ｘが１〜１０重量％の範囲で用いられる。好ましくは１．５〜８重量％であり、２〜６重量％が特に好ましい。
【００１７】
Ｘが１重量％未満では加圧部材の汚れ防止効果が不十分である。また、Ｘが１０重量％を超える場合では、トナー粒子中のワックス分散が悪化し現像性低下し易い。
【００１８】
本発明に用いるワックスＡ、Ｂ、Ｃのトナー粒子中の比率についてはＸｃ≦Ｘａ、かつＸｃ≦Ｘｂであることが好ましい。
【００１９】
ＸｃがＸａあるいはＸｂを超える場合では、同様にワックスの分散性が悪化し、目的とする離型性や現像性低下が生じ易い。
【００２０】
ワックスＡは、主に加圧部材の表面温度が１３０〜２５０℃程度の温度範囲において加圧部材汚れを良好に防止する。またワックスＣは、加圧部材の表面温度が１３０℃以下の温度範囲において加圧部材汚れを良好に防止する。さらにワックスＢは、ワックスＡと同様の加圧部材汚れ防止効果を付与するとともに、３種類の異なるワックスを用いた場合の各ワックスの分散性を改善する。ワックスＡおよびＢのＤＳＣ最大吸熱ピークの温度範囲は１３０〜１６０℃の範囲が良く、より好ましくは１３０〜１５０℃である。ワックスＡおよびＢのＤＳＣ最大吸熱ピーク温度が１６０℃を超える場合には、定着性が悪化する傾向である。ワックスＡおよびＢのＤＳＣ最大吸熱ピーク温度が１３０℃未満では、現像性が悪化する傾向である。ワックスＢの酸価は１〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲が良い。１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満ではワックス分散性向上効果が少なく、１５ｍｇＫＯＨ／ｇを超える場合では現像性が悪化する傾向である。ワックスＣのＤＳＣ最大吸熱ピークの温度範囲は６０〜１２０℃の範囲が良く、より好ましくは９０〜１２０℃である。６０℃未満では保存性、現像性が悪化する傾向であり、１３０℃を超える場合では加圧部材汚れ防止効果がとぼしくなる傾向である。
【００２１】
更に高画質化のためより微小な潜像ドットを忠実に現像するために、トナーは重量平均径が４μｍ〜８μｍであることが好ましい。重量平均径が４μｍ未満のトナーにおいては、カブリ・転写不良に基づく画像ムラを引き起こしやすい。また、トナーの重量平均径が８μｍを超える場合には、１ドットの再現性やライン画像の画質が悪化する傾向がある。
【００２２】
トナーの平均粒径及び粒度分布はコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型あるいはコールターマルチサイザー（コールター社製）等種々の方法で測定可能であるが、本発明においてはコールターマルチサイザー（コールター社製）を用い、個数分布，体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（ＮＥＣ製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。たとえば、ＩＳＯＴＯＮ Ｒ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない前記コールターマルチサイザーによりアパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナーの体積，個数を測定して平均粒径（Ｄ4）を求めた。
【００２３】
本発明に用いられる炭化水素系ワックスＡとしては、プロピレンの単独重合体、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体が挙げられるが、特にはプロピレンとエチレンとの共重合体が好ましい。
【００２４】
また本発明に用いられる酸価が１〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇである酸変性ポリオレフィンワックスＢとしては、酸変性ポリエチレン、酸変性エチレン−プロピレン共重合体が挙げられる。特にはマレイン酸、マレイン酸ハーフエステルまたはマレイン酸無水物の少なくとも１種以上から選択される酸モノマーにより分子末端が変成された上記ポリオレフィンワックスが好ましい。
【００２５】
また本発明に用いられる炭化水素系ワックスＣとしては、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、フィッシャートロプッシュワックスおよびその誘導体、直鎖ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、カルナバワックスおよびその誘導体等が挙げられる。誘導体には酸化物やビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変成物、アルコール変成物等も含む。
【００２６】
中でも低分子量ポリエチレン、フィッシャートロプッシュワックス、脂肪族アルコールで重量平均分子量Ｍｗと個数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが１．０〜２．０の範囲であるものが特に好ましい。
【００２７】
本発明において、ワックスの分子量分布はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）によって次の条件で測定される。
【００２８】
＜ワックスのＧＰＣ測定条件＞
装置 ：ＧＰＣ−１５０Ｃ（ウォーターズ社製）
カラム：ＧＭＨ−ＨＴ（東ソー社製）の２連
温度 ：１３５℃
溶媒 ：ｏ−ジクロロベンゼン（０．１％アイオノール添加）
流速 ：１．０ｍｌ／ｍｉｎ．
試料 ：濃度０．１５重量％の試料を０．４ｍｌ注入
【００２９】
以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用する。更に、ワックスの分子量は、Ｍａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋ粘度式から導き出される換算式で換算することによって算出される。
【００３０】
本発明においてワックスのＤＳＣ測定は、測定原理から高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。例えば、パーキンエルマー社製のＤＳＣ−７が利用できる。測定方法は、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−８２に準じて行う。本発明に用いられるＤＳＣ曲線は１回昇温させ前履歴を取った後、温度３０〜１８０℃の範囲で速度１０℃／ｍｉｎで降温、昇温させた時に測定されるＤＳＣ曲線を用いる。
【００３１】
本発明に係るトナーの結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テンペル樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワックス、カルナバワックスなどが単独或いは混合して使用できる。この中でも、スチレン系共重合体、特にスチレン−アクリル系共重合体及びポリエステル樹脂及びそれらの混合物が現像特性、定着特性の点で好ましい。
【００３２】
本発明のトナーには荷電制御剤をトナー粒子に配合（内添）、又はトナー粒子と混合（外添）して用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像システムに応じた最適の荷電量コントロールが可能となり、特に本発明では粒度分布と荷電量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。トナーを負荷電性に制御するものとして下記物質がある。
【００３３】
例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類等がある。
【００３４】
また正荷電性に制御するものとして下記物質がある。
【００３５】
ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物；トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料（レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等）、高級脂肪酸の金属塩；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類；これらを単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。
【００３６】
上述した荷電制御剤は微粒子状として用いることが好ましく、この場合これらの荷電制御剤の個数平均粒径は４μｍ以下さらには３μｍ以下が特に好ましい。これらの荷電制御剤をトナーに内添する場合は結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部、特に０．２〜１０重量部使用することが好ましい。
【００３７】
本発明に用いられる着色剤は、黒色着色剤としてカーボンブラック，磁性体，以下に示すイエロー／マゼンタ／シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。
【００３８】
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物，イソインドリノン化合物，アンスラキノン化合物，アゾ金属錯体，メチン化合物，アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、１３、１４、１５、１７、６２、７４、８３、９３、９４、９５、９７、１０９、１１０、１１１、１２０、１２７、１２８、１２９、１４７、１６８、１７４、１７６、１８０、１８１、１９１等が好適に用いられる。
【００３９】
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物，ジケトピロロピロール化合物，アンスラキノン，キナクリドン化合物，塩基染料レーキ化合物，ナフトール化合物，ベンズイミダゾロン化合物，チオインジゴ化合物，ペリレン化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、２３、４８；２、４８；３、４８；４、５７；１、８１；１、１４４、１４６、１６６、１６９、１７７、１８４、１８５、２０２、２０６、２２０、２２１、２５４が特に好ましい。
【００４０】
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体，アンスラキノン化合物，塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、７、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、６０、６２、６６等が特に好適に利用できる。
【００４１】
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。本発明の着色剤は、色相角，彩度，明度，耐候性，ＯＨＰ透明性，トナー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、樹脂１００重量部に対し１〜２０重量部添加して用いられる。
【００４２】
黒色着色剤として磁性体を用いた場合には、他の着色剤と異なり、樹脂１００重量部に対し３０〜２００重量部添加して用いられる。
【００４３】
磁性体としては、鉄，コバルト，ニッケル，銅，マグネシウム，マンガン，アルミニウム，珪素などの元素を含む金属酸化物などがある。中でも四三酸化鉄，γ−酸化鉄等，酸化鉄を主成分とするものが好ましい。また、トナー帯電性コントロールの観点から硅素元素またはアルミニウム元素等、他の金属元素を含有していてもよい。これら磁性粒子は、窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積が好ましく２〜３ｍ2／ｇ、特に３〜２８ｍ2／ｇ、更にモース硬度が５〜７の磁性粉が好ましい。
【００４４】
磁性体の形状としては、８面体，６面体，球体，針状，鱗片状などがあるが、８面体，６面体，球体，不定型等の異方性の少ないものが画像濃度を高める上で好ましい。磁性体の平均粒径としては０．０５〜１．０μｍが好ましく、さらに好ましくは０．１〜０．６μｍ、さらには、０．１〜０．４μｍが好ましい。
【００４５】
磁性体量は結着樹脂１００重量部に対し３０〜２００重量部、好ましくは４０〜２００重量部、さらには５０〜１５０重量部が好ましい。３０重量部未満ではトナー搬送に磁気力を用いる現像器においては、搬送性が不十分で現像剤担持体上の現像剤層にムラが生じ画像ムラとなる傾向であり、さらに現像剤トリボの上昇に起因する画像濃度の低下が生じ易い傾向であった。一方、２００重量部を超えると定着性に問題が生ずる傾向であった。
【００４６】
また、場合により、本発明のトナーに用いる磁性酸化鉄は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、チタネート、アミノシラン、有機ケイ素化合物等で処理しても良い。
【００４７】
磁性酸化鉄の表面処理に使用されるシランカップリング剤としては、例えばヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシランメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサン等が挙げられる。
【００４８】
チタンカップリング剤としては、例えばイソプロポキシチタン・トリイソステアレート、イソプロポキシチタン・ジメタクリレート・イソステアレート、イソプロポキシチタン・トリドデシルベンゼンスルホネート、イソプロポキシチタン・トリスジオクチルホスフェート、イソプロポキシチタン・トリＮ−エチルアミノエチルアミナト、チタニウムビスジオクチルピロホスフェートオキシアセテート、ビスジオクチルホスフェートエチレンジオクチルホスファイト、ジｎ−ブトキシ・ビストリエタノールアミナトチタン等が挙げられる。
【００４９】
有機ケイ素化合物としては、シリコーンオイルが挙げられる。好ましいシリコーンオイルとしては、２５℃における粘度がおよそ３０〜１００００センチストークスのものが用いられ、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が好ましい。
【００５０】
また本発明のトナーに含有される無機微粉体としては公知のものが用いられるが、帯電安定性，現像性，流動性，保存性向上のため、シリカ，アルミナ，チタニアあるいはその複酸化物の中から選ばれることが好ましい。さらには、シリカであることがより好ましい。例えば、かかるシリカは硅素ハロゲン化物やアルコキシドの蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ及びアルコキシド，水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両者が使用可能であるが、表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またＮａ2Ｏ，ＳＯ３ ２−等の製造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカにおいては、製造工程において例えば、塩化アルミニウム，塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物を硅素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能でありそれらも包含する。
【００５１】
本発明に用いられる無機微粉体はＢＥＴ法で測定した窒素吸着による比表面積が３０ｍ2／ｇ以上、特に５０〜４００ｍ2／ｇの範囲のものが良好な結果を与え、トナー１００重量部に対してシリカ微粉末０．１〜８重量部、好ましくは０．５〜５重量部、さらに好ましくは１．０を超えて３．０重量部まで使用するのが特に良い。
【００５２】
また、本発明に用いられる無機微粉体は、一次粒径が３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５３】
また、本発明に用いられる無機微粉体は、必要に応じ、疎水化，帯電性制御等の目的でシリコーンワニス，各種変性シリコーンワニス，シリコーンオイル，各種変性シリコーンオイル，シランカップリング剤，官能基を有するシランカップリング剤，その他有機硅素化合物，有機チタン化合物等の処理剤で、あるいは、種々の処理剤で併用して処理されていることも可能であり好ましい。
【００５４】
例えば、シランカップリング剤としては、例えば代表的にはジメチルジクロルシラン，トリメチルクロルシラン，アリルジメチルクロルシラン，ヘキサメチルジシラザン，アリルフェニルジクロルシラン，ベンジルジメチルクロルシラン，ビニルトリエトキシシラン，γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン，ビニルトリアセトキシシラン，ジビニルクロルシラン，ジメチルビニルクロルシラン等をあげることができる。上記無機微粉体のシランカップリング剤処理は、無機微粉体を撹拌等によりクラウド状としたものに気化したシランカップリング剤を反応させる乾式処理又は、無機微粉体を溶媒中に分散させたシランカップリング剤を滴下反応させる湿式法等、一般に知られた装置で処理することができる。
【００５５】
本発明に用いる無機微粉体は更に少なくともシリコーンオイルで処理されていることが特に好ましい。
【００５６】
シリコーンオイル処理された無機微粉体の好ましい平均粒径は、０．１μｍ以下、より好ましくは０．００２〜０．０５μｍである。シリコーンオイル処理無機微粉体のオイル処理量としては、処理無機微粉体に対して１〜３０重量％が好ましく、特には１〜２０重量％が好ましい。シリコーンオイル処理無機微粉体のトナーに対する添加量の好ましい範囲としては、０．３〜３．０重量％であり、特には０．５〜２重量％が好ましい。更には、シリコーンオイルのオイル粘度は好ましくは１〜１００００ｃＳｔであり、５０〜１０００ｃＳｔであることが、より好ましい。
【００５７】
本発明に使用されるシリコーンオイルは、例えば、ジメチルシリコーンオイル，アルキル変性シリコーンオイル，α−メチルスチレン変性シリコーンオイル，クロルフェニルシリコーンオイル，フッ素変性シリコーンオイル等があげられる。シリコーンオイル処理の装置は公知の技術が用いられ、例えばシリカ微粉体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサー等の混合機を用いて直接混合しても良いし、ベースシリカへシリコーンオイルを噴霧する装置によっても良い。あるいは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、ベースのシリカ微粉体とを混合した後、溶剤を除去して作製しても良い。
【００５８】
本発明のトナーにおいては、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤；例えば酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末などの流動性付与剤；ケーキング防止剤、あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤、また、逆極性の有機微粒子及び無機微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【００５９】
本発明に係るトナーを作製するには結着樹脂及び着色剤としての顔料，染料又は磁性体，帯電制御剤，その他の添加剤等を、ボールミルの如き混合機により充分混合してから加熱ロール，ニーダー，エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融，捏和及び練肉して樹脂類を互いに相溶せしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解せしめ、冷却固化後粉砕及び厳密な分級をおこなって本発明に係るトナーを得ることが出来る。
【００６０】
また、本発明に係るトナーを得るための他の装置として、重合法によってトナーを製造することが可能である。この懸濁重合法トナーは重合性単量体及び本発明の帯電制御剤，顔料又は染料，磁性酸化鉄，重合開始剤（更に必要に応じて架橋剤及びその他の添加剤）を均一に溶解または分散せしめて単量体組成物とした後、この単量体組成物あるいは、この単量体組成物をあらかじめ重合したものを分散安定剤を含有する連続層（例えば水）中に適当な撹拌機を用いて分散し、同時に重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナー粒子としたものである。
【００６１】
次に、本発明の画像形成方法に適用可能な本発明の加熱定着構成について具体的に説明する。
【００６２】
本発明において加熱体は、後述する熱ロールも使用可能であるが、熱ロールに比較してその熱容量が小さく、線状の加熱部を有するもので、加熱部の最高温度は１００〜３００℃であることが好ましい。
【００６３】
また、加熱体と加圧部材との間に位置するフィルムは、厚さ１〜１００μｍの耐熱性のシートであることが好ましく、これら耐熱性シートとしては耐熱性の高い、ポリエステル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＡ（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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリアミド等のポリマーシートの他、アルミニウム等の金属シート及び金属シートとポリマーシートから構成されたラミネートシートが用いられる。より好ましいフィルムの構成としては、これら耐熱性シートが離型層及び／又は低抵抗層を有していることである。
【００６４】
図１に本発明の方法を実施する一例の定着装置の構造図を示す。
【００６５】
１１は装置に固定支持された低熱容量線状加熱体であって、一例として厚み１．０ｍｍ、幅１０ｍｍ、長手長２４０ｍｍのアルミナ基板１２に抵抗材料１３を幅１．０ｍｍに塗工したもので、長手方向両端より通電される。通電はＤＣ１００Ｖの周期２０ｍｓｅｃのパルス状波形で検温素子１４によりコントロールされた所望の温度、エネルギー放出量に応じたパルスをそのパルス幅を変化させて与える。略パルス幅は０．５ｍｓｅｃ〜５ｍｓｅｃとなる。
【００６６】
この様にエネルギー・温度制御された加熱体１１に当接して、図中矢印方向に定着フィルム１５は移動する。この定着フィルムの一例として厚み２０μｍの耐熱フィルム、例えば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ、ＰＦＡに少なくとも画像当接両側にＰＴＦＥ、ＰＡＦ等の弗素樹脂に導電剤を添加した離型層を１０μｍコートしたエンドレスフィルムである。一般的には総厚１００μｍ、より好ましく４０μｍ未満である。フィルム駆動は駆動ローラー１６と従動ローラー１７による駆動テンションにより矢印方向にシワを生じることなく移動する。
【００６７】
１８は加圧部材であり、金属あるいは耐熱性樹脂の芯金上にシリコーンゴム等のゴム弾性層を設け更に厚み１〜３μｍのプライマー層を介して表面粗さＲｚが１０μｍ以下のフッ素樹脂の離型層を有する。加圧部材は総圧４〜２０ｋｇでフィルムを介して加熱体を加圧しフィルムと圧接回転する。転写材１９上の未定着現像剤２０は、入口ガイド２１により定着部に導かれ、上述の加熱により定着像を得るものである。
【００６８】
以上はエンドレスベルトで説明したが、図２の如く、シート送り出し軸２４及び巻き取り軸２７を使用し、定着フィルムは有端のフィルムであってもよい。
【００６９】
図３に本発明の方法を実施する他の定着装置の構造図を示す。５０は加熱ローラー基材であり、内部には固定支持された加熱体５２を内包する。加熱ローラー基材上にはプライマー層等を介してフッ素樹脂の離型層５１が形成されている。
【００７０】
５３，５４，５５は加圧部材であり、金属あるいは耐熱性樹脂の芯金５３上にシリコーンゴム等のゴム弾性層５４を設け、更に厚み１〜３μｍのプライマー層を介して表面粗さＲｚが１０μｍ以下のフッ素樹脂の離型層５５を有する。加圧部材は総圧４〜５０ｋｇで加熱ローラーを加圧し圧接回転する。転写材１９上の未定着現像剤２０は、上述の加熱により定着像を得る。
【００７１】
また、画像形成装置としては複写機、プリンター、ファクシミリ等の現像剤を用いて形成する装置全ての定着装置に適応するものである。
【００７２】
低熱容量線状加熱体１１において、検温素子１４で検出された温度がＴ1の場合、抵抗材料１３に対向するフィルム１５の表面温度Ｔ2はＴ1とほぼ等しい。また、フィルム１５が現像剤定着面より剥離する部分におけるフィルム表面温度Ｔ3は前記温度Ｔ1とＴ2とほぼ等しい温度である。
【００７３】
【実施例】
以下、具体的実施例によって本発明を説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。「部」は「重量部」を意味する。
【００７４】
（トナー製造例１）
・磁性体（球形マグネタイト） １００部
・スチレン−ｎ−ブチルアクリレート−マレイン酸ｎ−ブチル
ハーフエステル共重合体（共重合比７：３，Ｍｗ＝３５万） １００部
・モノアゾ染料の鉄錯体（負帯電性制御剤） ２部
・エチレン−プロピレン共重合体（ＤＳＣ吸熱ピーク温度１４６℃） ４部
・無水マレイン酸変性エチレンプロピレン共重合体
（酸価３．５、ＤＳＣ吸熱ピーク温度１４８℃） ３部
・低分子量ポリエチレン
（Ｍｗ／Ｍｎ＝１．３５、ＤＳＣ吸熱ピーク温度１０５℃） １部
【００７５】
上記材料をブレンダーにて混合し、１４０℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機にて分級して黒色微粉体を得た。得られた黒色微粉体１００部に対し、１．２部の疎水性シリカ微粉体（シリコーンオイルとヘキサメチルジシラザン処理ＢＥＴ比表面積１２０ｍ2／ｇ）を添加し、ヘンシェルミキサーにて撹拌・混合した後１５０メッシュの篩で粗粒を除去し磁性トナー１を得た。得られた磁性トナー１の重量平均粒径は６．８μｍであった。磁性トナー１の物性を表１に示す。
【００７６】
（トナー製造例２）
・磁性体（球形マグネタイト） ８０部
・スチレン−ｎ−ブチルアクリレート−マレイン酸ｎ−ブチル
ハーフエステル共重合体（共重合比８：２，Ｍｗ＝２６万） １００部
・モノアゾ染料の鉄錯体（負帯電性制御剤） ２部
・エチレン−プロピレン共重合体（ＤＳＣ吸熱ピーク温度１４６℃） ４部
・無水マレイン酸変性エチレンプロピレン共重合体
（酸価７、ＤＳＣ吸熱ピーク温度１４０℃） ３部
・フィッシャートロプシュワックス
（Ｍｗ／Ｍｎ＝１．７、ＤＳＣ吸熱ピーク温度１１０℃） １部
【００７７】
上記成分を、製造例１と同様にして黒色微粉体を得た。得られた黒色微粉体１００部に対して、１．０部の疎水性シリカ微粉体（シリコーンオイルとヘキサメチルジシラザン処理ＢＥＴ比表面積１２０ｍ2／ｇ）を加え、磁性トナー２を得た。得られた磁性トナー２の物性を表１に示す。
【００７８】
（トナー製造例３〜７）
磁性体量、ワックス、トナー粒径をそれぞれ変更すること以外は製造例１と同様にして磁性トナー３を得た。得られた磁性トナー３〜７の物性を表１に示す。
【００７９】
（トナー比較製造例１〜３）
ワックス処方量、粒径及び粒度分布を変化させる以外は、製造例１と同様にして磁性トナー８，９，１０を得た。得られた磁性トナー８，９，１０の物性を表１に示す。
【００８０】
【表１】
【００８１】
＜実施例１＞
市販のレーザービームプリンターＬＢＰ−４３０（キヤノン製）の画像形成方法を以下の構成に改造し、下記の条件で行った。
【００８２】
図１に示す定着装置において、加熱体１１の検温素子１４の表面温度は１５０℃、加熱体１１−加圧ローラー１８間の総圧は６ｋｇ、加圧ローラーとフィルムのニップは３ｍｍ、加圧ローラー１８の回転速度は３８ｍｍ／ｓｅｃに設定した。加圧ローラーは表面層として四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合体で被覆された表面粗さＲｚ＝０．８μｍのローラーを用いた。
【００８３】
耐熱シートとしては、転写材との接触面にＰＴＦＥに導電性物質を分散させた低抵抗の離型層を有する厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを使用した。
【００８４】
以上の設定条件で、トナー製造例１の磁性トナー１を用い、２３℃，相対湿度６０％の環境で２枚／１０分（Ａ４縦送り）のプリント速度でプリントテストを行い、加圧ローラー汚れの程度と画像汚れについて評価した。なおプリント用紙は炭酸カルシウム含有量がおよそ４８％，秤量９０ｇ／ｍ2の用紙を用いた。
【００８５】
更に環境条件を２３℃，相対湿度６０％の環境で連続４０００枚のプリントを行い、プリント初期（１００枚目）と終了時（４０００枚目）の画像濃度を評価した。評価結果を表２に示す。
【００８６】
＜実施例２〜７、参考例Ａ、参考例１及び２＞
トナーと加圧ローラーをそれぞれ変更し実施例１と同様に評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００８７】
＜参考例Ｂ＞
市販のレーザービームプリンターＬＢＰ−８３０（キヤノン製）の定着装置を図３の定着装置に改造し、加圧部材として、表面層として四弗化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体で被覆された表面粗さＲｚ＝２．５μｍのローラーを用いて実施例１と同様に評価を行ったところ、同様に良好な結果が得られた。評価結果を表２に示す。
【００８８】
＜比較例１〜３＞
トナーと加圧ローラーをそれぞれ変更し実施例１と同様に評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００８９】
【表２】
【００９０】
プリントアウト画像の評価
（１）加圧ローラー汚れ
加圧ローラー汚れ性は、画像面積率約５％のサンプル画像をプリントアウトし４０００枚後の加圧ローラー汚れの程度により評価した。
○：画像、加圧ローラー共に汚れがない
△：加圧ローラーに軽微な汚れ発生したが画像上は問題ないレベル
×：加圧ローラーに著しい汚れが発生し、画像上にも汚れが発生した
（２）画像濃度
画像濃度は「マクベス反射濃度計」（マクベス社製）を用いてプリント画像上の縦横５ミリのベタ黒部分の濃度を５個所測定し、平均値を算出した。
○：１．３０以上、極めて良好
△：１．３０未満、１．００以上、実用上問題なく良好
×：１．００未満、画像濃度不充分
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、ウエイト時間が実質的にないか或は極めて短時間であり且つ低消費電力である画像形成方法において耐加圧ローラー汚れ性、耐オフセット性を達成しつつ、尚且つ高品位な画像を得ることを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する一例の定着装置の構造図である。
【図２】本発明の方法を実施する他の例の定着装置の構造図である。
【図３】本発明の方法を実施する他の定着装置の構造図である。
【符号の説明】
１１ 低熱容量線状加熱体
１２ アルミナ基板
１３ 抵抗材料
１４ 検温素子
１５ 定着フィルム
１６ 駆動ローラー
１７ 従動ローラー
１８ ゴム弾性層（加圧部材）
１９ 転写材（記録材）
２０ 未定着現像剤（現像剤の顕画像）
２１ 入口ガイド
２４ シート送り出し軸
２７ 巻き取り軸
５０、５３ 芯金
５１、５５ 離型層
５２ ヒーター（加熱体）
５４ 弾性層
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真，静電印刷，磁気記録において、トナーで形成された顕画像を記録材に定着させる画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法としては米国特許第２，２９７，６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報および特公昭４３−２４７４８号公報等に記載されているように多数の装置が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材（記録材）にトナー画像を転写した後、加熱，圧力，加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定着し複写物を得るものであり、さらに感光体上に転写されず残ったトナーは種々の装置でクリーニングされ、上述の工程が繰り返される。
【０００３】
近年このような複写装置は、単なる一般にいうオリジナル原稿を複写するための事務処理用複写機というだけでなく、コンピューターの出力としてのプリンターあるいはグラフィックデザイン等の高精細画像のコピー用に使われ始めた。
【０００４】
プリンター装置はＬＥＤ、ＬＢＰプリンターが最近の市場の主流になっており、より高解像度即ち、従来２４０、３００ｄｐｉであったものが６００、８００、１２００ｄｐｉとなって来ている。従って現像方式もこれにともなってより高精細が要求されてきている。また、複写機においても高機能化が進んでおり、そのためデジタル化の方向に進みつつある。この方向は、静電荷像をレーザーで形成する方法が主であるため、やはり高解像度の方向に進んでおり、ここでもプリンターと同様に高解像・高精細の現像方式が要求されてきており、特開平１−１１２２５３号公報や特開平２−２８４１５８号公報などでは粒径の小さいトナーが提案されている。そのため、より高い信頼性が厳しく追及されてきており、それに伴い要求される性能はより高度になり、トナーを含めた画像形成装置の性能向上が達成できなければ、よりすぐれた機械が成り立たなくなってきている。また、トナーの顕画像を記録材に定着する装置としては、所定の温度に維持された加熱ローラーと弾性層を有して該加熱ローラーに圧接する加圧ローラーとによって、未定着のトナー顕画像を保持した記録材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラー定着方式が多用されている。あるいは、米国特許第３，５７８，７９７号明細書に記載のベルト定着方式が知られている。
【０００５】
しかしながら、上述の従来多用されてきた熱ローラー定着では、
（１）熱ローラーが所定温度に達するまでの画像形成作動禁止の時間、所謂ウエイト時間がある。
（２）記録材の通過或は他の外的要因で加熱ローラーの温度が変動することによる定着不良及び加熱ローラーへの現像剤の転移、所謂オフセット現象を防止する為に加熱ローラーを最適な温度に維持する必要があり、この為には加熱ローラー或は加熱体の熱容量を大きくしなければならず、これには大きな電力を要する。（３）ローラーが低温度である為、記録材が加熱ローラーを通過排出される際は、記録材及び記録材上の現像剤が緩慢に冷却される為、現像剤の粘着性が高い状態となり、ローラーの曲率とも相まって、オフセット或は記録材を巻き込むことによる紙詰まりを生ずることがある。
（４）高温の加熱ローラーが直接手に触れる構成となり、安全性に問題があったり、保護部材が必要であったりする。
【０００６】
また、米国特許第３，５７８，７９７号明細書に記載のベルト定着方式においても、前述の熱ローラー定着の問題点（１）及び（２）は根本的に解決されていない。
【０００７】
本出願人による特開昭６３−３１３１８２２号公報においては、パルス状に通電発熱させた低熱容量の発熱体によって移動する耐熱性シートを介してトナー顕画像を加熱し、記録材へ定着させる画像形成方法によってウエイト時間が短く低消費電力の画像形成装置が提案されている。
【０００８】
加熱ローラーやフィルムを介した加熱方式は、トナーに対し離型性を有する材料で表面を形成した熱ローラー或いはフィルムの表面に、被定着シートのトナー像面を接触させながら通過せしめることにより定着を行なうものである。この方法は熱ローラーやフィルムの表面と被定着シートのトナー像とが接触するため、トナー像を被定着シート上に融着する際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行うことができ、電子写真複写機において非常に有効である。しかしながら上記方法では、熱ローラーやフィルム表面とトナー像とが溶融状態で接触するために、トナー像の一部が定着ローラーやフィルム表面に付着、転移し、次の被定着シートにこれが再転移して所謂オフセット現象を生じ、被定着シートを汚すことがある。熱定着ローラーやフィルム表面に対してトナーが付着しないようにすることが加熱定着方式の必須条件の一つとされている。
【０００９】
また、近年では環境問題、資源保護の観点から再生紙の使用が年々高まってきているが、これらの再生紙のなかには用紙の白色度を向上する目的で炭酸カルシウム等の添加剤を多量に含有するものが有る。これらの用紙を用いた場合、画像形成方法の加圧部材に用紙から分離された添加剤とトナーが蓄積し画像汚れとなって現れるという問題が発生してきている。
【００１０】
従来、定着ローラー表面にトナーを付着させない目的で、トナーとして離型性を増すために加熱時に充分溶融するような低分子量ポリエチレン，ポリプロピレン等のワックスを添加することも行われているが、オフセット防止には有効であっても、加圧部材の汚れ防止には未だ不十分であった。更に汚れ防止の為に大量の低分子量ポリエチレン，ポリプロピレン等のワックスを添加した場合では今度はトナーの帯電特性が不安定となり、画像濃度の低下やカブリの増加といった問題を招き易く、これらの問題点の克服が急務であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の如き問題点を解決し、多種多様な転写材に対しても高画質，高精細の画像が得られ、ウエイト時間が実質的にないか或は極めて短時間であり、且つ低消費電力で長期間の使用においてもオフセット現象や加圧部材汚れが発生せず、高品位なトナー画像の得られる画像形成方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、（ｉ）静電潜像保持体に静電潜像を形成し、（ｉｉ）該静電潜像をトナー担持体上に担持されているトナーによって現像してトナー像を形成し、（ｉｉｉ）該トナー像を記録材上に転写し、（ｉｖ）加熱体と該加熱体に対向圧接する加圧部材とを有する加熱定着装置を用い、該記録材を該加熱部材と該加圧部材との間に位置させて、該トナー像を記録材に加熱定着する画像形成方法において、
該加熱定着装置が、固定支持された加熱体と、該加熱体に対向圧接し、且つ耐熱フィルムを介して該加熱体に密着させる加圧部材とを有し、該トナー像が該耐熱フィルムと接するよう、該記録材を該耐熱フィルムと該加圧部材との間に位置させて該トナー像を記録材に加熱定着する加熱定着装置であり、
該加圧部材の表面粗さＲｚが０．１〜７μｍであり、
該トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子と無機微粉体とを有しており、
該ワックスは、（１）ＤＳＣ最大吸熱ピークが１３０〜１６０℃であるエチレン−プロピレン共重合体からなる炭化水素系ワックスＡと、（２）ＤＳＣ最大吸熱ピークが１３０〜１６０℃であり、１〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有するマレイン酸無水物変性エチレン−プロピレン共重合体又はマレイン酸無水物変性プロピレン重合体からなる酸変性ポリオレフィンワックスＢと、（３）ＤＳＣ最大吸熱ピークが６０〜１２０℃であり、ＧＰＣにより測定される分子量分布において、重量平均分子量Ｍｗと個数平均分子量Ｍｎの比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．０〜２．０の範囲であり、且つ、低分子量ポリエチレン、フィッシャ−トロプシュワックス、又は、脂肪族アルコールからなる炭化水素系ワックスＣとを含有しており、
該トナー中の全ワックス含有量Ｘが、１〜１０重量％であり、かつ該炭化水素系ワックスＡの重量比率Ｘａ，該酸変性ポリオレフィンワックスＢの重量比率Ｘｂ及び該炭化水素系ワックスＣの重量比率Ｘｃが、下記関係
Ｘｃ≦Ｘａ、Ｘｃ≦Ｘｂ
を満足することを特徴とする画像形成方法に関する。
【００１３】
本発明により、上述した目的が達成されるのは、溶融特性の異なるワックスと酸変性されたワックスを（特に、特定の割合で）使用することにより、ワックスをトナー粒子中に均一に含有させることができ、かつ広範囲な温度領域でトナーの加圧部材に対する離型性が特に発揮されると同時に、加圧部材表面粗さを一定値以下とすることで直接加熱体を持たない加圧部材の温度変化領域（環境、使用状況により室温に近い状態から定着温度付近まで表面温度がランダムに変化する）で優れた離型性が維持される為であると考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の加圧部材の表面粗さＲｚについては、Ｒｚを１０μｍ以下とすることで、印字用紙に含まれる炭酸カルシウム、タルク等の添加剤や微少な紙繊維の加圧部材への埋め込みが良好に防止される。好ましくはＲｚが０．１〜１０μｍ、より好ましくは０．１〜７μｍ、さらに好ましくは０．１〜５μｍが良い。
【００１５】
Ｒｚが１０μｍを超える場合には、印字用紙に含まれる炭酸カルシウム、タルク等の添加剤や微少な紙繊維等が蓄積されやすくなり好ましくない。本発明の加圧部材の表面粗さＲｚの測定は、ＪＩＳ Ｂ０６０１の表面粗さに基づき、小坂研究所製サーフコーダーＳＨ３５００にて軸方向３点、周方向２点の合計６点について測定し平均値を求めた。
【００１６】
また本発明のワックスについては、トナー中のワックス量Ｘが１〜１０重量％の範囲で用いられる。好ましくは１．５〜８重量％であり、２〜６重量％が特に好ましい。
【００１７】
Ｘが１重量％未満では加圧部材の汚れ防止効果が不十分である。また、Ｘが１０重量％を超える場合では、トナー粒子中のワックス分散が悪化し現像性低下し易い。
【００１８】
本発明に用いるワックスＡ、Ｂ、Ｃのトナー粒子中の比率についてはＸｃ≦Ｘａ、かつＸｃ≦Ｘｂであることが好ましい。
【００１９】
ＸｃがＸａあるいはＸｂを超える場合では、同様にワックスの分散性が悪化し、目的とする離型性や現像性低下が生じ易い。
【００２０】
ワックスＡは、主に加圧部材の表面温度が１３０〜２５０℃程度の温度範囲において加圧部材汚れを良好に防止する。またワックスＣは、加圧部材の表面温度が１３０℃以下の温度範囲において加圧部材汚れを良好に防止する。さらにワックスＢは、ワックスＡと同様の加圧部材汚れ防止効果を付与するとともに、３種類の異なるワックスを用いた場合の各ワックスの分散性を改善する。ワックスＡおよびＢのＤＳＣ最大吸熱ピークの温度範囲は１３０〜１６０℃の範囲が良く、より好ましくは１３０〜１５０℃である。ワックスＡおよびＢのＤＳＣ最大吸熱ピーク温度が１６０℃を超える場合には、定着性が悪化する傾向である。ワックスＡおよびＢのＤＳＣ最大吸熱ピーク温度が１３０℃未満では、現像性が悪化する傾向である。ワックスＢの酸価は１〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲が良い。１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満ではワックス分散性向上効果が少なく、１５ｍｇＫＯＨ／ｇを超える場合では現像性が悪化する傾向である。ワックスＣのＤＳＣ最大吸熱ピークの温度範囲は６０〜１２０℃の範囲が良く、より好ましくは９０〜１２０℃である。６０℃未満では保存性、現像性が悪化する傾向であり、１３０℃を超える場合では加圧部材汚れ防止効果がとぼしくなる傾向である。
【００２１】
更に高画質化のためより微小な潜像ドットを忠実に現像するために、トナーは重量平均径が４μｍ〜８μｍであることが好ましい。重量平均径が４μｍ未満のトナーにおいては、カブリ・転写不良に基づく画像ムラを引き起こしやすい。また、トナーの重量平均径が８μｍを超える場合には、１ドットの再現性やライン画像の画質が悪化する傾向がある。
【００２２】
トナーの平均粒径及び粒度分布はコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型あるいはコールターマルチサイザー（コールター社製）等種々の方法で測定可能であるが、本発明においてはコールターマルチサイザー（コールター社製）を用い、個数分布，体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（ＮＥＣ製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。たとえば、ＩＳＯＴＯＮ Ｒ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない前記コールターマルチサイザーによりアパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナーの体積，個数を測定して平均粒径（Ｄ4）を求めた。
【００２３】
本発明に用いられる炭化水素系ワックスＡとしては、プロピレンの単独重合体、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体が挙げられるが、特にはプロピレンとエチレンとの共重合体が好ましい。
【００２４】
また本発明に用いられる酸価が１〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇである酸変性ポリオレフィンワックスＢとしては、酸変性ポリエチレン、酸変性エチレン−プロピレン共重合体が挙げられる。特にはマレイン酸、マレイン酸ハーフエステルまたはマレイン酸無水物の少なくとも１種以上から選択される酸モノマーにより分子末端が変成された上記ポリオレフィンワックスが好ましい。
【００２５】
また本発明に用いられる炭化水素系ワックスＣとしては、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、フィッシャートロプッシュワックスおよびその誘導体、直鎖ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、カルナバワックスおよびその誘導体等が挙げられる。誘導体には酸化物やビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変成物、アルコール変成物等も含む。
【００２６】
中でも低分子量ポリエチレン、フィッシャートロプッシュワックス、脂肪族アルコールで重量平均分子量Ｍｗと個数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが１．０〜２．０の範囲であるものが特に好ましい。
【００２７】
本発明において、ワックスの分子量分布はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）によって次の条件で測定される。
【００２８】
＜ワックスのＧＰＣ測定条件＞
装置 ：ＧＰＣ−１５０Ｃ（ウォーターズ社製）
カラム：ＧＭＨ−ＨＴ（東ソー社製）の２連
温度 ：１３５℃
溶媒 ：ｏ−ジクロロベンゼン（０．１％アイオノール添加）
流速 ：１．０ｍｌ／ｍｉｎ．
試料 ：濃度０．１５重量％の試料を０．４ｍｌ注入
【００２９】
以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用する。更に、ワックスの分子量は、Ｍａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋ粘度式から導き出される換算式で換算することによって算出される。
【００３０】
本発明においてワックスのＤＳＣ測定は、測定原理から高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。例えば、パーキンエルマー社製のＤＳＣ−７が利用できる。測定方法は、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−８２に準じて行う。本発明に用いられるＤＳＣ曲線は１回昇温させ前履歴を取った後、温度３０〜１８０℃の範囲で速度１０℃／ｍｉｎで降温、昇温させた時に測定されるＤＳＣ曲線を用いる。
【００３１】
本発明に係るトナーの結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テンペル樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワックス、カルナバワックスなどが単独或いは混合して使用できる。この中でも、スチレン系共重合体、特にスチレン−アクリル系共重合体及びポリエステル樹脂及びそれらの混合物が現像特性、定着特性の点で好ましい。
【００３２】
本発明のトナーには荷電制御剤をトナー粒子に配合（内添）、又はトナー粒子と混合（外添）して用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像システムに応じた最適の荷電量コントロールが可能となり、特に本発明では粒度分布と荷電量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。トナーを負荷電性に制御するものとして下記物質がある。
【００３３】
例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類等がある。
【００３４】
また正荷電性に制御するものとして下記物質がある。
【００３５】
ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物；トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料（レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等）、高級脂肪酸の金属塩；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類；これらを単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。
【００３６】
上述した荷電制御剤は微粒子状として用いることが好ましく、この場合これらの荷電制御剤の個数平均粒径は４μｍ以下さらには３μｍ以下が特に好ましい。これらの荷電制御剤をトナーに内添する場合は結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部、特に０．２〜１０重量部使用することが好ましい。
【００３７】
本発明に用いられる着色剤は、黒色着色剤としてカーボンブラック，磁性体，以下に示すイエロー／マゼンタ／シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。
【００３８】
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物，イソインドリノン化合物，アンスラキノン化合物，アゾ金属錯体，メチン化合物，アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、１３、１４、１５、１７、６２、７４、８３、９３、９４、９５、９７、１０９、１１０、１１１、１２０、１２７、１２８、１２９、１４７、１６８、１７４、１７６、１８０、１８１、１９１等が好適に用いられる。
【００３９】
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物，ジケトピロロピロール化合物，アンスラキノン，キナクリドン化合物，塩基染料レーキ化合物，ナフトール化合物，ベンズイミダゾロン化合物，チオインジゴ化合物，ペリレン化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、２３、４８；２、４８；３、４８；４、５７；１、８１；１、１４４、１４６、１６６、１６９、１７７、１８４、１８５、２０２、２０６、２２０、２２１、２５４が特に好ましい。
【００４０】
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体，アンスラキノン化合物，塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、７、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、６０、６２、６６等が特に好適に利用できる。
【００４１】
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。本発明の着色剤は、色相角，彩度，明度，耐候性，ＯＨＰ透明性，トナー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、樹脂１００重量部に対し１〜２０重量部添加して用いられる。
【００４２】
黒色着色剤として磁性体を用いた場合には、他の着色剤と異なり、樹脂１００重量部に対し３０〜２００重量部添加して用いられる。
【００４３】
磁性体としては、鉄，コバルト，ニッケル，銅，マグネシウム，マンガン，アルミニウム，珪素などの元素を含む金属酸化物などがある。中でも四三酸化鉄，γ−酸化鉄等，酸化鉄を主成分とするものが好ましい。また、トナー帯電性コントロールの観点から硅素元素またはアルミニウム元素等、他の金属元素を含有していてもよい。これら磁性粒子は、窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積が好ましく２〜３ｍ2／ｇ、特に３〜２８ｍ2／ｇ、更にモース硬度が５〜７の磁性粉が好ましい。
【００４４】
磁性体の形状としては、８面体，６面体，球体，針状，鱗片状などがあるが、８面体，６面体，球体，不定型等の異方性の少ないものが画像濃度を高める上で好ましい。磁性体の平均粒径としては０．０５〜１．０μｍが好ましく、さらに好ましくは０．１〜０．６μｍ、さらには、０．１〜０．４μｍが好ましい。
【００４５】
磁性体量は結着樹脂１００重量部に対し３０〜２００重量部、好ましくは４０〜２００重量部、さらには５０〜１５０重量部が好ましい。３０重量部未満ではトナー搬送に磁気力を用いる現像器においては、搬送性が不十分で現像剤担持体上の現像剤層にムラが生じ画像ムラとなる傾向であり、さらに現像剤トリボの上昇に起因する画像濃度の低下が生じ易い傾向であった。一方、２００重量部を超えると定着性に問題が生ずる傾向であった。
【００４６】
また、場合により、本発明のトナーに用いる磁性酸化鉄は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、チタネート、アミノシラン、有機ケイ素化合物等で処理しても良い。
【００４７】
磁性酸化鉄の表面処理に使用されるシランカップリング剤としては、例えばヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシランメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサン等が挙げられる。
【００４８】
チタンカップリング剤としては、例えばイソプロポキシチタン・トリイソステアレート、イソプロポキシチタン・ジメタクリレート・イソステアレート、イソプロポキシチタン・トリドデシルベンゼンスルホネート、イソプロポキシチタン・トリスジオクチルホスフェート、イソプロポキシチタン・トリＮ−エチルアミノエチルアミナト、チタニウムビスジオクチルピロホスフェートオキシアセテート、ビスジオクチルホスフェートエチレンジオクチルホスファイト、ジｎ−ブトキシ・ビストリエタノールアミナトチタン等が挙げられる。
【００４９】
有機ケイ素化合物としては、シリコーンオイルが挙げられる。好ましいシリコーンオイルとしては、２５℃における粘度がおよそ３０〜１００００センチストークスのものが用いられ、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が好ましい。
【００５０】
また本発明のトナーに含有される無機微粉体としては公知のものが用いられるが、帯電安定性，現像性，流動性，保存性向上のため、シリカ，アルミナ，チタニアあるいはその複酸化物の中から選ばれることが好ましい。さらには、シリカであることがより好ましい。例えば、かかるシリカは硅素ハロゲン化物やアルコキシドの蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ及びアルコキシド，水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両者が使用可能であるが、表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またＮａ2Ｏ，ＳＯ３ ２−等の製造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカにおいては、製造工程において例えば、塩化アルミニウム，塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物を硅素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能でありそれらも包含する。
【００５１】
本発明に用いられる無機微粉体はＢＥＴ法で測定した窒素吸着による比表面積が３０ｍ2／ｇ以上、特に５０〜４００ｍ2／ｇの範囲のものが良好な結果を与え、トナー１００重量部に対してシリカ微粉末０．１〜８重量部、好ましくは０．５〜５重量部、さらに好ましくは１．０を超えて３．０重量部まで使用するのが特に良い。
【００５２】
また、本発明に用いられる無機微粉体は、一次粒径が３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５３】
また、本発明に用いられる無機微粉体は、必要に応じ、疎水化，帯電性制御等の目的でシリコーンワニス，各種変性シリコーンワニス，シリコーンオイル，各種変性シリコーンオイル，シランカップリング剤，官能基を有するシランカップリング剤，その他有機硅素化合物，有機チタン化合物等の処理剤で、あるいは、種々の処理剤で併用して処理されていることも可能であり好ましい。
【００５４】
例えば、シランカップリング剤としては、例えば代表的にはジメチルジクロルシラン，トリメチルクロルシラン，アリルジメチルクロルシラン，ヘキサメチルジシラザン，アリルフェニルジクロルシラン，ベンジルジメチルクロルシラン，ビニルトリエトキシシラン，γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン，ビニルトリアセトキシシラン，ジビニルクロルシラン，ジメチルビニルクロルシラン等をあげることができる。上記無機微粉体のシランカップリング剤処理は、無機微粉体を撹拌等によりクラウド状としたものに気化したシランカップリング剤を反応させる乾式処理又は、無機微粉体を溶媒中に分散させたシランカップリング剤を滴下反応させる湿式法等、一般に知られた装置で処理することができる。
【００５５】
本発明に用いる無機微粉体は更に少なくともシリコーンオイルで処理されていることが特に好ましい。
【００５６】
シリコーンオイル処理された無機微粉体の好ましい平均粒径は、０．１μｍ以下、より好ましくは０．００２〜０．０５μｍである。シリコーンオイル処理無機微粉体のオイル処理量としては、処理無機微粉体に対して１〜３０重量％が好ましく、特には１〜２０重量％が好ましい。シリコーンオイル処理無機微粉体のトナーに対する添加量の好ましい範囲としては、０．３〜３．０重量％であり、特には０．５〜２重量％が好ましい。更には、シリコーンオイルのオイル粘度は好ましくは１〜１００００ｃＳｔであり、５０〜１０００ｃＳｔであることが、より好ましい。
【００５７】
本発明に使用されるシリコーンオイルは、例えば、ジメチルシリコーンオイル，アルキル変性シリコーンオイル，α−メチルスチレン変性シリコーンオイル，クロルフェニルシリコーンオイル，フッ素変性シリコーンオイル等があげられる。シリコーンオイル処理の装置は公知の技術が用いられ、例えばシリカ微粉体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサー等の混合機を用いて直接混合しても良いし、ベースシリカへシリコーンオイルを噴霧する装置によっても良い。あるいは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、ベースのシリカ微粉体とを混合した後、溶剤を除去して作製しても良い。
【００５８】
本発明のトナーにおいては、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤；例えば酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末などの流動性付与剤；ケーキング防止剤、あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤、また、逆極性の有機微粒子及び無機微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【００５９】
本発明に係るトナーを作製するには結着樹脂及び着色剤としての顔料，染料又は磁性体，帯電制御剤，その他の添加剤等を、ボールミルの如き混合機により充分混合してから加熱ロール，ニーダー，エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融，捏和及び練肉して樹脂類を互いに相溶せしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解せしめ、冷却固化後粉砕及び厳密な分級をおこなって本発明に係るトナーを得ることが出来る。
【００６０】
また、本発明に係るトナーを得るための他の装置として、重合法によってトナーを製造することが可能である。この懸濁重合法トナーは重合性単量体及び本発明の帯電制御剤，顔料又は染料，磁性酸化鉄，重合開始剤（更に必要に応じて架橋剤及びその他の添加剤）を均一に溶解または分散せしめて単量体組成物とした後、この単量体組成物あるいは、この単量体組成物をあらかじめ重合したものを分散安定剤を含有する連続層（例えば水）中に適当な撹拌機を用いて分散し、同時に重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナー粒子としたものである。
【００６１】
次に、本発明の画像形成方法に適用可能な本発明の加熱定着構成について具体的に説明する。
【００６２】
本発明において加熱体は、後述する熱ロールも使用可能であるが、熱ロールに比較してその熱容量が小さく、線状の加熱部を有するもので、加熱部の最高温度は１００〜３００℃であることが好ましい。
【００６３】
また、加熱体と加圧部材との間に位置するフィルムは、厚さ１〜１００μｍの耐熱性のシートであることが好ましく、これら耐熱性シートとしては耐熱性の高い、ポリエステル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＡ（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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリアミド等のポリマーシートの他、アルミニウム等の金属シート及び金属シートとポリマーシートから構成されたラミネートシートが用いられる。より好ましいフィルムの構成としては、これら耐熱性シートが離型層及び／又は低抵抗層を有していることである。
【００６４】
図１に本発明の方法を実施する一例の定着装置の構造図を示す。
【００６５】
１１は装置に固定支持された低熱容量線状加熱体であって、一例として厚み１．０ｍｍ、幅１０ｍｍ、長手長２４０ｍｍのアルミナ基板１２に抵抗材料１３を幅１．０ｍｍに塗工したもので、長手方向両端より通電される。通電はＤＣ１００Ｖの周期２０ｍｓｅｃのパルス状波形で検温素子１４によりコントロールされた所望の温度、エネルギー放出量に応じたパルスをそのパルス幅を変化させて与える。略パルス幅は０．５ｍｓｅｃ〜５ｍｓｅｃとなる。
【００６６】
この様にエネルギー・温度制御された加熱体１１に当接して、図中矢印方向に定着フィルム１５は移動する。この定着フィルムの一例として厚み２０μｍの耐熱フィルム、例えば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ、ＰＦＡに少なくとも画像当接両側にＰＴＦＥ、ＰＡＦ等の弗素樹脂に導電剤を添加した離型層を１０μｍコートしたエンドレスフィルムである。一般的には総厚１００μｍ、より好ましく４０μｍ未満である。フィルム駆動は駆動ローラー１６と従動ローラー１７による駆動テンションにより矢印方向にシワを生じることなく移動する。
【００６７】
１８は加圧部材であり、金属あるいは耐熱性樹脂の芯金上にシリコーンゴム等のゴム弾性層を設け更に厚み１〜３μｍのプライマー層を介して表面粗さＲｚが１０μｍ以下のフッ素樹脂の離型層を有する。加圧部材は総圧４〜２０ｋｇでフィルムを介して加熱体を加圧しフィルムと圧接回転する。転写材１９上の未定着現像剤２０は、入口ガイド２１により定着部に導かれ、上述の加熱により定着像を得るものである。
【００６８】
以上はエンドレスベルトで説明したが、図２の如く、シート送り出し軸２４及び巻き取り軸２７を使用し、定着フィルムは有端のフィルムであってもよい。
【００６９】
図３に本発明の方法を実施する他の定着装置の構造図を示す。５０は加熱ローラー基材であり、内部には固定支持された加熱体５２を内包する。加熱ローラー基材上にはプライマー層等を介してフッ素樹脂の離型層５１が形成されている。
【００７０】
５３，５４，５５は加圧部材であり、金属あるいは耐熱性樹脂の芯金５３上にシリコーンゴム等のゴム弾性層５４を設け、更に厚み１〜３μｍのプライマー層を介して表面粗さＲｚが１０μｍ以下のフッ素樹脂の離型層５５を有する。加圧部材は総圧４〜５０ｋｇで加熱ローラーを加圧し圧接回転する。転写材１９上の未定着現像剤２０は、上述の加熱により定着像を得る。
【００７１】
また、画像形成装置としては複写機、プリンター、ファクシミリ等の現像剤を用いて形成する装置全ての定着装置に適応するものである。
【００７２】
低熱容量線状加熱体１１において、検温素子１４で検出された温度がＴ1の場合、抵抗材料１３に対向するフィルム１５の表面温度Ｔ2はＴ1とほぼ等しい。また、フィルム１５が現像剤定着面より剥離する部分におけるフィルム表面温度Ｔ3は前記温度Ｔ1とＴ2とほぼ等しい温度である。
【００７３】
【実施例】
以下、具体的実施例によって本発明を説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。「部」は「重量部」を意味する。
【００７４】
（トナー製造例１）
・磁性体（球形マグネタイト） １００部
・スチレン−ｎ−ブチルアクリレート−マレイン酸ｎ−ブチル
ハーフエステル共重合体（共重合比７：３，Ｍｗ＝３５万） １００部
・モノアゾ染料の鉄錯体（負帯電性制御剤） ２部
・エチレン−プロピレン共重合体（ＤＳＣ吸熱ピーク温度１４６℃） ４部
・無水マレイン酸変性エチレンプロピレン共重合体
（酸価３．５、ＤＳＣ吸熱ピーク温度１４８℃） ３部
・低分子量ポリエチレン
（Ｍｗ／Ｍｎ＝１．３５、ＤＳＣ吸熱ピーク温度１０５℃） １部
【００７５】
上記材料をブレンダーにて混合し、１４０℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機にて分級して黒色微粉体を得た。得られた黒色微粉体１００部に対し、１．２部の疎水性シリカ微粉体（シリコーンオイルとヘキサメチルジシラザン処理ＢＥＴ比表面積１２０ｍ2／ｇ）を添加し、ヘンシェルミキサーにて撹拌・混合した後１５０メッシュの篩で粗粒を除去し磁性トナー１を得た。得られた磁性トナー１の重量平均粒径は６．８μｍであった。磁性トナー１の物性を表１に示す。
【００７６】
（トナー製造例２）
・磁性体（球形マグネタイト） ８０部
・スチレン−ｎ−ブチルアクリレート−マレイン酸ｎ−ブチル
ハーフエステル共重合体（共重合比８：２，Ｍｗ＝２６万） １００部
・モノアゾ染料の鉄錯体（負帯電性制御剤） ２部
・エチレン−プロピレン共重合体（ＤＳＣ吸熱ピーク温度１４６℃） ４部
・無水マレイン酸変性エチレンプロピレン共重合体
（酸価７、ＤＳＣ吸熱ピーク温度１４０℃） ３部
・フィッシャートロプシュワックス
（Ｍｗ／Ｍｎ＝１．７、ＤＳＣ吸熱ピーク温度１１０℃） １部
【００７７】
上記成分を、製造例１と同様にして黒色微粉体を得た。得られた黒色微粉体１００部に対して、１．０部の疎水性シリカ微粉体（シリコーンオイルとヘキサメチルジシラザン処理ＢＥＴ比表面積１２０ｍ2／ｇ）を加え、磁性トナー２を得た。得られた磁性トナー２の物性を表１に示す。
【００７８】
（トナー製造例３〜７）
磁性体量、ワックス、トナー粒径をそれぞれ変更すること以外は製造例１と同様にして磁性トナー３を得た。得られた磁性トナー３〜７の物性を表１に示す。
【００７９】
（トナー比較製造例１〜３）
ワックス処方量、粒径及び粒度分布を変化させる以外は、製造例１と同様にして磁性トナー８，９，１０を得た。得られた磁性トナー８，９，１０の物性を表１に示す。
【００８０】
【表１】
＜実施例１＞
市販のレーザービームプリンターＬＢＰ−４３０（キヤノン製）の画像形成方法を以下の構成に改造し、下記の条件で行った。
【００８２】
図１に示す定着装置において、加熱体１１の検温素子１４の表面温度は１５０℃、加熱体１１−加圧ローラー１８間の総圧は６ｋｇ、加圧ローラーとフィルムのニップは３ｍｍ、加圧ローラー１８の回転速度は３８ｍｍ／ｓｅｃに設定した。加圧ローラーは表面層として四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合体で被覆された表面粗さＲｚ＝０．８μｍのローラーを用いた。
【００８３】
耐熱シートとしては、転写材との接触面にＰＴＦＥに導電性物質を分散させた低抵抗の離型層を有する厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを使用した。
【００８４】
以上の設定条件で、トナー製造例１の磁性トナー１を用い、２３℃，相対湿度６０％の環境で２枚／１０分（Ａ４縦送り）のプリント速度でプリントテストを行い、加圧ローラー汚れの程度と画像汚れについて評価した。なおプリント用紙は炭酸カルシウム含有量がおよそ４８％，秤量９０ｇ／ｍ2の用紙を用いた。
【００８５】
更に環境条件を２３℃，相対湿度６０％の環境で連続４０００枚のプリントを行い、プリント初期（１００枚目）と終了時（４０００枚目）の画像濃度を評価した。評価結果を表２に示す。
【００８６】
＜実施例２〜７、参考例Ａ、参考例１及び２＞
トナーと加圧ローラーをそれぞれ変更し実施例１と同様に評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００８７】
＜参考例Ｂ＞
市販のレーザービームプリンターＬＢＰ−８３０（キヤノン製）の定着装置を図３の定着装置に改造し、加圧部材として、表面層として四弗化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体で被覆された表面粗さＲｚ＝２．５μｍのローラーを用いて実施例１と同様に評価を行ったところ、同様に良好な結果が得られた。評価結果を表２に示す。
【００８８】
＜比較例１〜３＞
トナーと加圧ローラーをそれぞれ変更し実施例１と同様に評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００８９】
【表２】
プリントアウト画像の評価
（１）加圧ローラー汚れ
加圧ローラー汚れ性は、画像面積率約５％のサンプル画像をプリントアウトし４０００枚後の加圧ローラー汚れの程度により評価した。
○：画像、加圧ローラー共に汚れがない
△：加圧ローラーに軽微な汚れ発生したが画像上は問題ないレベル
×：加圧ローラーに著しい汚れが発生し、画像上にも汚れが発生した
（２）画像濃度
画像濃度は「マクベス反射濃度計」（マクベス社製）を用いてプリント画像上の縦横５ミリのベタ黒部分の濃度を５個所測定し、平均値を算出した。
○：１．３０以上、極めて良好
△：１．３０未満、１．００以上、実用上問題なく良好
×：１．００未満、画像濃度不充分
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、ウエイト時間が実質的にないか或は極めて短時間であり且つ低消費電力である画像形成方法において耐加圧ローラー汚れ性、耐オフセット性を達成しつつ、尚且つ高品位な画像を得ることを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する一例の定着装置の構造図である。
【図２】本発明の方法を実施する他の例の定着装置の構造図である。
【図３】本発明の方法を実施する他の定着装置の構造図である。
【符号の説明】
１１ 低熱容量線状加熱体
１２ アルミナ基板
１３ 抵抗材料
１４ 検温素子
１５ 定着フィルム
１６ 駆動ローラー
１７ 従動ローラー
１８ ゴム弾性層（加圧部材）
１９ 転写材（記録材）
２０ 未定着現像剤（現像剤の顕画像）
２１ 入口ガイド
２４ シート送り出し軸
２７ 巻き取り軸
５０、５３ 芯金
５１、５５ 離型層
５２ ヒーター（加熱体）
５４ 弾性層
Claims (4)
- （ｉ）静電潜像保持体に静電潜像を形成し、（ｉｉ）該静電潜像をトナー担持体上に担持されているトナーによって現像してトナー像を形成し、（ｉｉｉ）該トナー像を記録材上に転写し、（ｉｖ）加熱体と該加熱体に対向圧接する加圧部材とを有する加熱定着装置を用い、該記録材を該加熱部材と該加圧部材との間に位置させて、該トナー像を記録材に加熱定着する画像形成方法において、
該加熱定着装置が、固定支持された加熱体と、該加熱体に対向圧接し、且つ耐熱フィルムを介して該加熱体に密着させる加圧部材とを有し、該トナー像が該耐熱フィルムと接するよう、該記録材を該耐熱フィルムと該加圧部材との間に位置させて該トナー像を記録材に加熱定着する加熱定着装置であり、
該加圧部材の表面粗さＲｚが０．１〜７μｍであり、
該トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子と無機微粉体とを有しており、
該ワックスは、（１）ＤＳＣ最大吸熱ピークが１３０〜１６０℃であるエチレン−プロピレン共重合体からなる炭化水素系ワックスＡと、（２）ＤＳＣ最大吸熱ピークが１３０〜１６０℃であり、１〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有するマレイン酸無水物変性エチレン−プロピレン共重合体又はマレイン酸無水物変性プロピレン重合体からなる酸変性ポリオレフィンワックスＢと、（３）ＤＳＣ最大吸熱ピークが６０〜１２０℃であり、ＧＰＣにより測定される分子量分布において、重量平均分子量Ｍｗと個数平均分子量Ｍｎの比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．０〜２．０の範囲であり、且つ、低分子量ポリエチレン、フィッシャ−トロプシュワックス、又は、脂肪族アルコールからなる炭化水素系ワックスＣとを含有しており、
該トナー中の全ワックス含有量Ｘが、１〜１０重量％であり、かつ該炭化水素系ワックスＡの重量比率Ｘａ，該酸変性ポリオレフィンワックスＢの重量比率Ｘｂ及び該炭化水素系ワックスＣの重量比率Ｘｃが、下記関係
Ｘｃ≦Ｘａ、Ｘｃ≦Ｘｂ
を満足することを特徴とする画像形成方法。 - 該無機微粉体はシリコーンオイルで少なくとも処理されたシリカ微粉体を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
- 該トナーは重量平均粒径Ｄ4が４〜８μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成方法。
- 該トナーは、磁性体を含有する磁性トナーであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成方法。
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