(57)【要約】【課題】より高速な定着を可能とし、さらにこの高速定着に対応し、低温低着性、及び耐高温オフセット性に優れ、かつ優れた現像性を有するトナー、画像形成方法及び画像形成装置を提供する。【解決手段】カルボキシル基を有するビニル樹脂とグリシジル基を有するビニル樹脂との混合物、カルボキシル基とグリシジル基とを有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とグリシジル基とが反応したビニル樹脂からなるグループから選択される一種以上の樹脂を含有する結着樹脂、及び着色剤を少なくとも含有するトナーを、記録材上に未定着トナー画像を形成し、一方で金属製の基層を有する伝熱層をこの伝熱層に接触する加熱体によって加熱し、未定着トナー画像が形成された記録材を加熱した伝熱層に圧接させて未定着トナー画像を記録材に定着させる画像形成方法に用いる。【選択図】　　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上に未定着トナー画像を形成し、一方で金属製の基層を有する伝熱層をこの伝熱層に接触する加熱体によって加熱し、未定着トナー画像が形成された記録材を加熱した伝熱層に圧接させて未定着トナー画像を記録材に定着させる画像形成方法に用いられるトナーであり、
結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有し、
前記結着樹脂は、カルボキシル基を有するビニル樹脂とグリシジル基を有するビニル樹脂との混合物、カルボキシル基とグリシジル基とを有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とグリシジル基とが反応したビニル樹脂からなるグループから選択される一種以上の樹脂を含有することを特徴とするトナー。
【請求項２】
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布において、数平均分子量が１，０００乃至４０，０００であり、重量平均分子量が１０，０００乃至１０，０００，０００であることを特徴とする請求項１に記載のトナー。
【請求項３】
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布において、分子量４，０００乃至３０，０００の領域に少なくとも一つのメインピークを有することを特徴とする請求項１に記載のトナー。
【請求項４】
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布において、分子量４，０００乃至３０，０００の領域及び分子量５０，０００乃至１０，０００，０００の領域にそれぞれ少なくとも一つのピークを有することを特徴とする請求項３に記載のトナー。
【請求項５】
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布において、分子量４，０００乃至３０，０００の領域及び分子量８００，０００乃至１０，０００，０００の領域にそれぞれ少なくとも一つのピークを有することを特徴とする請求項４に記載のトナー。
【請求項６】
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布において、分子量４，０００乃至３０，０００の領域、分子量５０，０００乃至８００，０００の領域、及び分子量８００，０００乃至１０，０００，０００の領域にそれぞれ少なくとも一つのピークを有することを特徴とする請求項４に記載のトナー。
【請求項７】
前記結着樹脂は、テトラヒドロフラン不溶分を０．１乃至６０質量％含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のトナー。
【請求項８】
テトラヒドロフラン可溶成分の酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のトナー。
【請求項９】
前記着色剤は磁性酸化鉄であり、結着樹脂１００質量部に対して２０〜２００質量部含有されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のトナー。
【請求項１０】
重量平均径が２．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のトナー。
【請求項１１】
前記伝熱層は、前記基層としての円筒状金属素管と、伝熱層の外表面を形成する離型性層と、円筒状金属素管及び離型性層を接着する接着層とを有し、前記加熱体は、前記円筒状金属素管の円筒内側に配置され、前記円筒状金属素管の内外面の表面粗さが３μｍ以下であり、前記接着層及び離型性層の厚みの総和が２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のトナー。
【請求項１２】
記録材上に未定着トナー画像を形成し、一方で金属製の基層を有する伝熱層をこの伝熱層に接触する加熱体によって加熱し、未定着トナー画像が形成された記録材を加熱した伝熱層に圧接させて未定着トナー画像を記録材に定着させる画像形成方法であり、
カルボキシル基を有するビニル樹脂とグリシジル基を有するビニル樹脂との混合物、カルボキシル基とグリシジル基とを有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とグリシジル基とが反応したビニル樹脂からなるグループから選択される一種以上の樹脂を含有する結着樹脂、及び着色剤を少なくとも含有するトナーを用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１３】
前記伝熱層は、円筒状金属素管を前記基層として有し、前記加熱体は、前記円筒状金属素管の円筒内側に配置され、前記伝熱層を介して加熱体に対向しかつ伝熱層に接触して配置される加圧部材と伝熱層との間に形成される定着ニップ部に、未定着トナー画像が形成された記録材を通過させることにより、前記記録材を前記伝熱層に圧接させることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成方法。
【請求項１４】
記録材上に未定着トナー画像を形成する手段と、前記未定着トナー画像を記録材に定着させる定着装置とを有する画像形成装置において、前記トナーは、カルボキシル基を有するビニル樹脂とグリシジル基を有するビニル樹脂との混合物、カルボキシル基とグリシジル基とを有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とグリシジル基とが反応したビニル樹脂からなるグループから選択される一種以上の樹脂を含有する結着樹脂、及び着色剤を少なくとも含有し、
前記定着装置は、加熱体と、加熱体に対向して設けられる加圧部材と、加熱体と加圧部材の間に介在し加熱体によって加熱される伝熱層とを有し、
前記加熱体は、前記伝熱層に接触して配置され、
前記伝熱層は、金属製の基層を有し、
前記加圧部材は、前記加熱体との対向部において前記伝熱層に接触して配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
前記金属製の基層は円筒状金属素管であり、前記加熱体は、前記円筒状金属素管の円筒内側に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【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、トナージェットの如き画像形成方法に使用されるトナー、及びこのトナーを用いる画像形成方法及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置に具備される定着装置においては、未定着トナー像を担持した記録材を、互いに圧接して回転する定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部を通過させることにより記録材上に定着させるローラ加熱方式の定着装置が広く用いられている。
【０００３】
このローラ加熱方式の定着装置は、例えば図１３に示されるように、定着ローラ４０と、定着ローラ４０に対向する加圧ローラ５０とを有する。定着ローラ４０は、中空芯金４２と、中空芯金４２の外表面を被覆する離型性層４３と、定着ローラ４０の表面温度を検出するサーミスタ４４と、中空芯金４２の内側に配置される加熱体であるハロゲンランプ４１とを有する。加圧ローラ５０は、芯金５１と、芯金５１の外周面を被覆する弾性層５２と、弾性層５２の表面を被覆する離型性層５３とを有する。
【０００４】
中空芯金４２は、例えばアルミ製であり、機械的強度を満足するように厚み１ｍｍ〜４ｍｍ程度に形成されている。離型性層４３は、例えば離型性に優れた性能を示すポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）等の高分子化合物によって形成されている。弾性層５２は、シリコーンゴムの成形体やシリコーンゴムの発泡体等の弾性部材によって形成されている。定着ローラ４０と加圧ローラ５０は、例えば不図示の加圧バネにより互いに圧接するように設けられ、定着ニップ部Ｎを形成している。
【０００５】
また、画像形成装置に具備される定着装置としては、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報、特開平４−４４０７５号公報、特開平４−２０４９８０公報等に記載されているフィルム加熱方式の定着装置が知られている。
【０００６】
このフィルム加熱方式の定着装置は、例えば図１４に示されるように、定着部材６０と、定着部材６０に対向する加圧ローラ５０とを有する。定着部材６０は、加熱体６１と、加熱体６１を加圧ローラ５０に向けて支持するステイホルダ６２と、加熱体６１及び加圧ローラ５０の間に介在し加熱体６１及び加圧ローラ５０に挟持される定着フィルム６３と、加熱体６１の背面に設けられる温度検知手段６４とを有する。定着部材６０と加圧ローラ５０は、例えば不図示の加圧バネにより互いに圧接するように設けられ、加熱体６１と加圧ローラ５０との対向部に定着ニップ部Ｎを形成している。
【０００７】
加熱体６１は、例えば通電発熱抵抗層に通電がなされることにより通電発熱抵抗層が発熱してセラミック基板・ガラス保護層を含むヒータ全体が急速昇温するセラミックヒータである。
【０００８】
定着フィルム６３は、例えば円筒状あるいはエンドレスベルト状、若しくはロール巻きの有端ウエブ状の部材であり、不図示の駆動手段あるいは加圧ローラ５０の回転力により、定着ニップ部Ｎにおいて加熱体６１面に密着、摺動しつつ矢印の方向に移動する。定着フィルム６３は、加熱体６１からの加熱効率を良くする観点から、一般に２０〜７０μｍの厚みとかなり薄く形成されている。定着フィルム６３は、例えばフィルム基層、導電性プライマー層、離型性層の三層構成であり、絶縁性の高い高分子化合物やフッ素樹脂等の高分子材料の中から適当なもので形成されている。
【０００９】
前記ローラ加熱方式の定着装置は、加圧ローラと定着ローラとが互いに圧接する構成であることから、耐久性を維持するためにある程度の機械的強度を必要とする。しかしながら、機械的強度を上げると、部材の熱容量が大きくなり、加熱体の加熱効率が下がり、省力化の観点から好ましくない。一方で、耐久性を考慮して弱い加圧力で加圧する場合では、トナーの定着性が不十分となることがある。
【００１０】
前記フィルム加熱方式の定着装置は、ローラ加熱方式の定着装置に比べて加熱効率が良く、省力化の観点から好ましいが、定着フィルムの材料に高分子化合物を用いると、熱伝導性が悪く、プロセススピードのさらなる高速化を実現する上で改良の余地が残されている。
【００１１】
また前記フィルム加熱方式の定着装置は、加圧力を高くすると耐久性が低下しやすい。また、加圧力を低くすると加熱量を増加させる必要があるが、加熱量の増加に伴いより一層加圧ローラに熱が蓄えられ、例えばハガキからＡ４サイズの普通紙等のように、小さな記録材から大きな記録材に切り換えたときに、後者の端部において高温オフセットが発生しやすくなる。
【００１２】
したがって、定着性と耐久性とを両立させ、さらに定着プロセスの改良によって、構成の簡略化、省力化運転、プロセスのさらなる高速化等の、より良い画像形成プロセスを実現するためには、定着装置の改良が重要であるが、定着装置は材料の種類や構造が制限されやすいので、使用するトナーを合わせて改良することがさらに重要である。特に、オフセット防止技術という観点では、トナーの特性によるところが大きく、定着温度領域が広く、耐オフセット性が高いトナーの開発が望まれている。
【００１３】
このようなトナーについては、結着樹脂に改良を加える種々の工夫が試みられており、例えば、特開昭６２−１９４２６０号公報、特開平６−１１８９０号公報、特開平６−２２２６１２号公報、特開平７−２０６５４号公報、特開平９−１８５１８２号公報、特開平９−２４４２９５号公報、特開平９−３１９４１０号公報、特開平１０−８７８３７号公報、特開平１０−９０９４３号公報では、グリシジル基含有樹脂を架橋剤として用い、カルボキシル基含有樹脂より構成される樹脂組成物において、分子量分布、ゲル分、酸価、エポキシ価等を制御し、定着性や耐オフセット性等を改良したトナー用バインダー組成物及びトナーが提案されている。
【００１４】
これらのトナーは、耐オフセット性の向上に対して優れた効果を奏するが、速度の速いプロセススピードの系へ適用した場合や、定着装置の簡便化や省エネルギー化に適用した場合における低温定着性や耐高温オフセット性の更なる向上については改善の余地が残されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上述の如き問題点を解決したトナー、この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。
【００１６】
すなわち本発明は、より高速な定着を可能とし、さらにこの高速定着に対応し、低温低着性、及び耐高温オフセット性に優れ、かつ優れた現像性を有するトナー、画像形成方法及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、良好な定着性と耐久性とを両立し、より一層の高速定着を可能とする定着プロセスを含む画像形成プロセスと、この画像形成プロセスに適用されるトナーとを提供する。
【００１８】
すなわち本発明は、記録材上に未定着トナー画像を形成し、一方で金属製の基層を有する伝熱層をこの伝熱層に接触する加熱体によって加熱し、未定着トナー画像が形成された記録材を加熱した伝熱層に圧接させて未定着トナー画像を記録材に定着させる画像形成方法に用いられるトナーであり、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有し、結着樹脂は、カルボキシル基を有するビニル樹脂とグリシジル基を有するビニル樹脂との混合物、カルボキシル基とグリシジル基とを有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とグリシジル基とが反応したビニル樹脂からなるグループから選択される一種以上の樹脂を含有するトナーを提供する。
【００１９】
また本発明は、上記トナーを用い、記録材上に未定着トナー画像を形成し、一方で金属製の基層を有する伝熱層をこの伝熱層に接触する加熱体によって加熱し、未定着トナー画像が形成された記録材を加熱した伝熱層に圧接させて未定着トナー画像を記録材に定着させる画像形成方法、及びこの画像形成方法に適用される画像形成装置を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明のトナーは、カルボキシル基を有するビニル樹脂とグリシジル基を有するビニル樹脂との混合物、カルボキシル基とグリシジル基とを有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とグリシジル基とが反応したビニル樹脂からなるグループから選択される一種以上の樹脂を含有する結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する。
【００２１】
上記トナーを、記録材上に未定着トナー画像を形成し、一方で金属製の基層を有する伝熱層をこの伝熱層に接触する加熱体によって加熱し、未定着トナー画像が形成された記録材を加熱した伝熱層に圧接させて未定着トナー画像を記録材に定着させる画像形成方法に用いることにより、優れた低温低着性、耐高温オフセット性、現像性、及びクイックスタート性を達成することが可能となる。
【００２２】
また、本発明のトナーは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定されるテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分の分子量分布において、数平均分子量が１，０００乃至４０，０００であることが好ましく、２，０００乃至２０，０００であることがさらに好ましく、３，０００乃至１５，０００であることが特に好ましい。また重量平均分子量が１０，０００乃至１０，０００，０００であることが好ましく、２０，０００乃至５，０００，０００であることがさらに好ましく、３０，０００乃至１，０００，０００であることが特に好ましい。本発明のトナーは、上記の平均分子量を示すことが、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性のバランスをとる上で好ましい。
【００２３】
また本発明のトナーは、前記分子量分布で各平均分子量が上記範囲内であることが、良好な定着性と耐ブロッキング性を達成する上で好ましい。数平均分子量が１，０００未満の場合、又は重量平均分子量が１０，０００未満の場合には、耐ブロッキング性が悪化しやすく、数平均分子量が４０，０００を超える場合、又は重量平均分子量が１０，０００，０００を超える場合には、十分な定着性の向上を得ることが難しくなる。
【００２４】
本発明のトナーは、ＧＰＣにより測定されるＴＨＦ可溶分の分子量分布において、分子量４，０００乃至３０，０００の領域にメインピークを有することが好ましく、分子量５，０００乃至２０，０００の領域にメインピークを有することがさらに好ましい。本発明のトナーは、前記メインピークを有することが、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性を向上させる上で好ましい。メインピークが分子量４，０００未満の場合には、耐ブロッキング性が悪化する傾向にあり、分子量３０，０００を超える場合には、良好な定着性が減少する傾向にある。
【００２５】
また、本発明のトナーは、ＧＰＣにより測定されるＴＨＦ可溶分の分子量分布において、分子量４，０００乃至３０，０００に少なくとも一つのピークを有し、分子量５０，０００乃至１０，０００，０００に少なくとも一つ以上のピークを有することが好ましい。後者の分子量分布については、分子量８００，０００乃至１０，０００，０００であることがより好ましく、さらには分子量５０，０００乃至８００，０００及び分子量８００，０００乃至１０，０００，０００のそれぞれに少なくとも一つのピークを有することがより一層好ましい。
【００２６】
本発明のトナーは、上記のピークプロファイルを示すことが、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性を向上させる上で好ましい。本発明のトナーでは、分子量４，０００乃至３０，０００に少なくとも一つのピークを有することは、良好な定着性及び耐ブロッキング性を達成する上で有効であり、分子量５０，０００乃至１０，０００，０００に少なくとも一つ以上のピークを有することは、良好な耐オフセットを達成する上で有効である。
【００２７】
本発明のトナーは、ピークを有する分子量範囲が複数規定されている場合では、分子量４，０００乃至３０，０００の領域にあるピークが最大のピーク（メインピーク）であることが定着性向上の観点から好ましい。
【００２８】
また上記の場合、分子量８００，０００乃至１０，０００，０００の領域にあるサブピークは、結着樹脂の架橋反応により生成した成分であり、耐オフセット性の向上に有効である。また分子量１００，０００乃至８００，０００未満の領域にピークを有する場合には、溶融粘度差の大きい分子量４，０００乃至３０，０００の成分と分子量８００，０００乃至１０，０００，０００の成分との分散性や、ＴＨＦ不溶分のトナー中における分散性を良好にして、現像性及び定着特性の向上に有効である。
【００２９】
本発明のトナーは、前記結着樹脂がＴＨＦ不溶分を０．１乃至６０質量％含有することが、耐オフセット性を向上させる上で好ましい。
【００３０】
さらに前記ＴＨＦ不溶分は、５乃至６０質量％であることがより好ましく、７乃至５５質量％であることがより一層好ましく、９乃至５０質量％であることがさらに一層好ましく、１０乃至４５質量％であることが最も好ましい。前記ＴＨＦ不溶分の含有量が前記範囲にあることが、定着性と耐オフセット性をバランスよく向上させる上で好ましく、特に良好な離型性を発現させる上で好ましい。
【００３１】
このように良好な離型性を発現することは、定着部材からの定着画像の離型性をより良くし、記録材の先端部に画像がきても、定着分離不良によるジャム等の発生を防止し、万一、定着部においてジャムが発生し、トナーが伝熱層に付着した場合でも、記録材を一枚通過させるだけで、この付着トナーの大部分を排出することができ、裏汚れを最小限にとどめる上で有効である。特に高速機に適用された場合、定着フィルム等の伝熱層への、トナーのオフセット量が低減し、長寿命化等にも有効である。
【００３２】
ＴＨＦ不溶分が５質量％未満の場合は、上記優れた効果の発現が減少し始めてしまい、６０質量％を超える場合には、定着性が悪化するだけでなく、トナー中において帯電性が不均一になり易い。
【００３３】
また、本発明では、ＴＨＦ不溶分とＧＰＣ特性より生まれる微妙な結着樹脂の粘度バランスは、トナー中にワックスが含まれる場合に、ワックスのトナー表面への露出を増加させると考えられ、このようなメカニズムは、伝熱層のトナーによる汚染を軽減する上で効果的である。
【００３４】
本発明のトナーは、テトラヒドロフラン可溶成分の酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であることが、より良好な現像性、スリーブ及び定着プロセスの汚染を防止する上で好ましい。
【００３５】
本発明のトナーは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５０〜７０℃であることが好ましい。Ｔｇが５０℃未満の場合、耐ブロッキング性が悪化しやすく、７０℃を超える場合は定着性が低下しやすい。
【００３６】
本発明のトナー、及び本発明に用いられる結着樹脂の、ＧＰＣにより測定されるＴＨＦ可溶分の分子量分布を測定することができる測定方法の具体例を以下に示す。
【００３７】
＜ＧＰＣによる分子量分布の測定＞
試料は以下のようにして作製する。
測定対象となるトナー又は結着樹脂をＴＨＦ中に入れ、数時間放置した後、十分振とうし、測定対象物の合一体がなくなるまでＴＨＦとよく混ぜ、さらに１２時間以上静置する。その時ＴＨＦ中への放置時間が２４時間以上となるようにする。その後、サンプル処理フィルター（ポアサイズ０．２〜０．５μｍ、例えばマイショリディスクＨ−２５−２（東ソー社製）等が使用できる。）を通過させ、得られた溶液をＧＰＣの試料とする。また、試料濃度は、樹脂成分が、０．５〜５ｍｇ／ｍｌとなるように調整する。
【００３８】
検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。なお、カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のｓｈｏｄｅｘ　ＧＰＣ　ＫＦ−８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８００Ｐの組み合わせや、東ソー社製のＴＳＫｇｅｌ　Ｇ１０００Ｈ（ＨＸＬ）、Ｇ２０００Ｈ（ＨＸＬ）、Ｇ３０００Ｈ（ＨＸＬ）、Ｇ４０００Ｈ（ＨＸＬ）、Ｇ５０００Ｈ（ＨＸＬ）、Ｇ６０００Ｈ（ＨＸＬ）、Ｇ７０００Ｈ（ＨＸＬ）、ＴＳＫｇｕｒｄ　ｃｏｌｕｍｎの組み合わせを挙げることができる。
【００３９】
４０℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてＴＨＦを毎分１ｍｌの流速で流し、前記ＴＨＦ試料溶液を約１００μｌ注入して測定する。
【００４０】
分子量測定に当たっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント値との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば東ソー社製あるいは昭和電工社製の、分子量が１０２〜１０７程度のものを用い、少なくとも十点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。
【００４１】
本発明のトナー、及び本発明に用いられる結着樹脂の、ＧＰＣにより測定されるＴＨＦ不溶分を測定することができる測定方法の具体例を以下に示す。
【００４２】
＜ＴＨＦ不溶分の測定＞
結着樹脂又はトナー０．５〜１．０ｇを秤量し（Ｗ１ｇ）、円筒濾紙（例えば東洋濾紙社製Ｎｏ．８６Ｒ）に入れてソックスレー抽出器にかける。溶媒としてはＴＨＦ２００ｍｌを用いて１０時間抽出し、溶媒によって抽出された可溶成分溶液をエバポレートした後、１００℃で数時間真空乾燥し、ＴＨＦ可溶樹脂成分量を秤量する（Ｗ２ｇ）。一方でトナーのＴＨＦ不溶分を測定する場合では、トナー中の燃焼残灰分の重さを求める（Ｗ３ｇ）。
【００４３】
燃焼残灰分は以下の手順で求められる。予め精秤した３０ｍｌの磁性るつぼに約２．０ｇの試料を入れ精秤し、試料の質量（Ｗａ）ｇを精秤する。るつぼを電気炉に入れ約９００℃で３時間加熱し、電気炉中で放冷し、常温下でデシケーター中に一時間以上放冷させた後、るつぼ質量を精秤する。ここから燃焼残灰分（Ｗｂ）ｇを求める。これらの結果からトナー中の燃焼残灰含有率が下記式によって求められ、この含有率から試料中の燃焼残灰分の重さが求められる。
【００４４】
【数１】
（Ｗｂ／Ｗａ）×１００＝燃焼残灰分含有率（質量％）
【００４５】
ＴＨＦ不溶分は、トナーの場合は下記式（１）から、結着樹脂の場合は下記式（２）から求められる。
【００４６】
【数２】
2004053622.tif 000002
【００４７】
【数３】
2004053622.tif 000003
【００４８】
本発明のトナーのＴＨＦ可溶成分の酸価を測定することができる測定方法の具体例を以下に示す。この測定例における基本操作はＪＩＳ　Ｋ−００７０に準ずる。また以下の測定例はトナーを測定対象とする方法であるが、同様にして結着樹脂のＴＨＦ可溶成分の酸価を測定することができる。
【００４９】
＜酸価の測定＞
試料０．５〜２．０（ｇ）を精秤する。試料には必要に応じて粉砕品を用いる。また試料は、着色剤、結着樹脂中の不溶分等のＴＨＦ不溶成分を予め除去して使用するか、ＴＨＦ不溶成分の含有量を予め求めておく。精秤した試料中のＴＨＦ可溶成分の重さをＷ（ｇ）とする。
【００５０】
３００（ｍｌ）のビーカーに試料を入れ、トルエン／エタノール（４／１）の混合液１５０（ｍｌ）を加え溶解する。この溶液に、電位差滴定装置を用いて０．１ｍｏｌ／ｌのＫＯＨのエタノール溶液を滴定する。より具体的には、例えば、京都電子株式会社製の電位差滴定装置ＡＴ−４００（ｗｉｎ　ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ）とＡＢＰ−４１０電動ビュレットを用いての自動滴定が利用できる。
【００５１】
この時のＫＯＨ溶液の使用量をＳ（ｍｌ）とし、同時にブランクを測定し、この時のＫＯＨ溶液の使用量をＢ（ｍｌ）とする。得られた結果から次式により酸価を計算する。ｆはＫＯＨのファクターである。
【００５２】
【数４】
酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）＝｛（Ｓ−Ｂ）×ｆ×５．６１｝／Ｗ
【００５３】
本発明のトナーのガラス転移温度を測定することができる測定方法の具体例を以下に示す。
【００５４】
＜ガラス転移温度の測定＞
トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（ＤＳＣ測定装置）、ＤＳＣ−７（パーキンエルマー社製）や他機種を用いて、ＡＳＴＭ　Ｄ３４１８−８２に準じて測定する。
【００５５】
測定試科は５〜２０ｍｇ、好ましくは１０ｍｇを精密に秤量する。これをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温度範囲３０〜２００℃の間で、昇温速度１０℃／ｍｉｎで常温常湿下で測定を行う。この昇温過程で、温度４０〜１００℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、本発明におけるトナーのガラス転移温度Ｔｇとする。
【００５６】
本発明のトナーは結着樹脂を含有し、結着樹脂は、少なくともカルボキシル基を有するビニル樹脂とグリシジル基を有するビニル樹脂の混合物とを含有するか、カルボキシル基とグリシジル基を有するビニル樹脂を含有するか、カルボキシル基とグリシジル基とが反応したビニル樹脂を少なくとも含有する。
【００５７】
前記ビニル樹脂の混合物は、カルボキシル基を有するビニル樹脂とグリシジル基を有するビニル樹脂とを用意し、これらを混合することによって得られる。前記カルボキシル基とグリシジル基を有するビニル樹脂は、例えばカルボキシル基を有するビニル系モノマーと、グリシジル基を有するビニル系モノマーとを共重合することによって得られる。前記カルボキシル基とグリシジル基とが反応したビニル樹脂は、例えばカルボキシル基を有するビニル樹脂のカルボキシル基と、グリシジル基を有するビニル樹脂のグリシジル基とを、グリシジル基の環状エーテルが少なくとも開環する適当な条件下で反応させることによって得られる。
【００５８】
前記カルボキシル基を有するビニル樹脂は、カルボキシル基を有するモノマーの一種又は二種以上を用いて、ビニル系モノマーと公知の重合方法により共重合させることにより得られる。カルボキシル基を有するビニル樹脂を構成する、カルボキシル基を有するモノマーとしては、以下のものが挙げられる。
【００５９】
カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸、ビニル酢酸、イソクロトン酸、チグリン酸及びアンゲリカ酸等の不飽和モノカルボン酸、及びこれらのα−或いはβ−アルキル誘導体、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、アルケニルコハク酸、イタコン酸、メサコン酸、ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸等の不飽和ジカルボン酸、そのモノエステル誘導体、無水物及びα−あるいはβ−アルキル誘導体が挙げられる。
【００６０】
以上のようなカルボキシル基を有するモノマーは、結着樹脂を構成する全モノマー１００質量部に対し０．１〜５０質量部、好ましくは０．１〜３０質量部、より好ましくは０．２〜１５質量部添加すればよい。
【００６１】
カルボキシル基を有するビニル樹脂の酸価は、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましい。前記樹脂の酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であると、均一かつトナーの帯電の適度なバランスがとられ、現像装置における現像剤担持体上におけるブロッチ発生や過剰帯電による凝集現象の加速を抑え、トナー流動性、搬送性、クリーニング性を向上させ、円滑な現像プロセスを実現する上で好ましい。１００ｍｇＫＯＨ／ｇを超える場合には、トナー粒子中の結着樹脂の負帯電性が過剰になり、画像濃度が低下し、カブリが増加することがある。
【００６２】
カルボキシル基を有するビニル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、４０〜７０℃であることが好ましい。Ｔｇが４０℃未満の場合、トナーの耐ブロッキング性が悪化しやすく、７０℃を超える場合はトナーの定着性が悪化しやすい。
【００６３】
カルボキシル基を有するビニル樹脂は、良好な定着性を達成する観点から、数平均分子量が１，０００乃至４０，０００であることが好ましく、良好な耐オフセット性や耐ブロッキング性を達成する観点から、重量平均分子量が１０，０００乃至１，０００，０００であることが好ましい。
【００６４】
カルボキシル基を有するビニル樹脂は、低分子量成分と高分子量成分とを有することが好ましく、良好な定着性を達成する観点から、低分子量成分のピーク分子量は４，０００乃至３０，０００が好ましく、良好な耐オフセット性及び耐ブロッキング性を達成する観点から、高分子量成分のピーク分子量は５０，０００乃至１，０００，０００が好ましい。低分子量成分及び高分子量成分が共に上記分子量分布の範囲を満たす場合では、低温定着性と耐オフセット性の両方をさらに高度に達成できる。
【００６５】
さらに、カルボキシル基を有するビニル樹脂は、トナー構成成分の分散性を向上させる観点から、ＴＨＦ不溶分が１０質量％以下であることが好ましく、さらには５質量％以下であることが良い。
【００６６】
前記カルボキシル基を有するビニル樹脂のうち、高分子量成分の合成方法として本発明に用いることのできる重合法としては、塊状重合法、溶液重合法、乳化重合法や懸濁重合法が挙げられる。
【００６７】
このうち、乳化重合法は、水にほとんど不溶の単量体（モノマー）を乳化剤で小さい粒子として水相中に分散させ、水溶性の重合開始剤を用いて重合を行う方法である。この方法では反応熱の調節が容易であり、重合の行われる相（重合体と単量体からなる油相）と水相とが別であるから停止反応速度が小さく、その結果重合速度が大きく、高重合度のものが得られる。さらに、重合プロセスが比較的簡単であること、及び重合生成物が微細粒子であるために、トナーの製造において、着色剤、及び荷電制御剤等の、その他の添加物との混合が容易であること等の理由から、トナー用結着樹脂の製造方法として有利な点がある。
【００６８】
しかし、添加した乳化剤のため重合体が不純になり易く、重合体を取り出すには塩析等の操作が必要で、この不便を避けるためには懸濁重合法が好都合である。
【００６９】
懸濁重合法においては、水系溶媒１００質量部に対して、モノマー１００質量部以下（好ましくは１０〜９０質量部）で行うことが好ましい。使用可能な分散剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール部分ケン化物、リン酸カルシウム等が挙げられ、一般に水系溶媒１００質量部に対して０．０５〜１質量部で用いられる。重合温度は５０〜９５℃が適当であるが、使用する開始剤、目的とするポリマーによって適宜選択される。
【００７０】
前記高分子量成分は、本発明の目的を達成する為に、以下に例示するような多官能性重合開始剤の一種又は二種以上の使用、又は多官能性重合開始剤と単官能性重合開始剤との併用によって生成することが好ましい。
【００７１】
多官能構造を有する多官能性重合開始剤の具体例としては、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、トリス（ｔ−ブチルパーオキシ）トリアジン、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサン、２，２−ジ−ｔ−ブチルパーオキシブタン、４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシバレリックアシッド−ｎ−ブチルエステル、ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシアゼレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、２，２−ｔ−ブチルパーオキシオクタン及び各種ポリマーオキサイドのように、パーオキサイド基等の重合開始機能を一分子内に二つ以上有する官能基を有する多官能性重合開始剤、及び、ジアリルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ｔ−ブチルパーオキシアリルカーボネート及びｔ−ブチルパーオキシイソプロピルフマレートのように、パーオキサイド基等の重合開始機能を有する官能基と重合性不飽和基との両方を一分子内に有する多官能性重合開始剤等が挙げられる。
【００７２】
これらの内、より好ましいものは、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシアゼレート、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、及びｔ−ブチルパーオキシアリルカーボネートである。
【００７３】
これらの多官能性重合開始剤は、二官能又は単官能性重合開始剤と併用されることが、トナー用結着樹脂として要求される種々の性能を満足する上で好ましい。特に、半減期１０時間を得る為の分解温度において、前記多官能性重合開始剤よりも低い分解温度の重合開始剤と前記多官能性重合開始剤とを併用することが好ましい。
【００７４】
前記二官能又は単官能性重合開始剤としては、具体的には、ベンゾイルパーオキシド、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ジクミルパーオキシド、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシジイソプロピル）ベンゼン、ｔ−ブチルパーオキシクメン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノアゾベンゼン等のアゾ及びジアゾ化合物が挙げられる。
【００７５】
これらの重合開始剤は、前記多官能性重合開始剤と同時にモノマー中に添加しても良いが、前記多官能性重合開始剤の効率を適正に保つ為には、重合工程において前記多官能性重合開始剤の示す半減期を経過した後に添加することが好ましい。またこれらの重合開始剤は、効率の点からモノマー１００質量部に対し０．０１〜１０質量部で用いるのが好ましい。
【００７６】
前記カルボキシル基を有するビニル樹脂のうち、低分子量成分の合成方法としては、公知の方法を用いることができる。しかしながら、塊状重合法では、高温で重合させて停止反応速度を速めることで、低分子量の重合体を得ることができるが、反応をコントロールしにくいという問題点がある。その点、溶液重合法では、溶媒による、ラジカルの連鎖移動の差を利用して、また、開始剤量や反応温度を調整することで、低分子量重合体を温和な条件で容易に得ることができ、前記低分子量成分を得る上で好ましい。
【００７７】
溶液重合で用いる溶媒として、キシレン、トルエン、クメン、酢酸セロソルブ、イソプロピルアルコール又はベンゼンが用いられる。スチレンモノマーを使用する場合、キシレン、トルエン又はクメンが好ましい。重合するポリマーによって溶媒は適宜選択される。反応温度としては、使用する溶媒、重合開始剤、重合するポリマーによって異なるが、通常７０〜２３０℃で行うことが好ましい。溶液重合においては、溶媒１００質量部に対してモノマー３０質量部〜４００質量部で行うことが好ましい。さらに、重合終了時に溶液中で他の重合体を混合することも好ましく、このような操作を行うことにより、数種の重合体を混合できる。
【００７８】
グリシジル基を有するビニル樹脂は、グリシジル基を有するモノマーの一種又は二種以上と、ビニル系モノマーとを用いて、公知の重合方法により共重合させることにより得られる。
【００７９】
前記グリシジル基を有するモノマーとしては、ビニル基とエポキサイドを有する化合物であれば良く、例えば、グリシジルアルコールと不飽和カルボン酸のエステル、不飽和グリシジルエーテル等が挙げられ、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸−β−メチルグリシジル、メタクリル酸−β−メチルグリシジル、アリルグリシジルエーテル、アリル−β−メチルグリシジルエーテル等が挙げられる。特に、下記一般式（１）で表されるグリシジルモノマーが好ましく用いられる。
【００８０】
【化１】
2004053622.tif 000004
【００８１】
グリシジル基を有するビニル樹脂は、重量平均分子量（Ｍｗ）が２，０００乃至１００，０００であることが好ましく、２，０００乃至５０，０００であることがより好ましく、３，０００乃至４０，０００であることがさらに好ましい。Ｍｗが２，０００未満の場合では、結着樹脂中の架橋反応において分子量が増大しても混練工程においての分子鎖切断が多く、耐オフセット性への効果が少なくなる場合がある。Ｍｗが１００，０００を超える場合には、定着性に影響を及ぼすようになる場合がある。
【００８２】
グリシジル基を有するビニル樹脂は、エポキシ価が０．０１乃至５．０ｅｑ／ｋｇであることが好ましく、０．０１乃至３．０ｅｑ／ｋｇの範囲であることがさらに好ましく、０．０５乃至１．０ｅｑ／ｋｇの範囲であることが特に好ましい。０．０１ｅｑ／ｋｇ未満の場合では、架橋反応が起こりにくく、高分子量成分やＴＨＦ不溶分の生成量が少なく、耐オフセット性への効果が減少する。５．０ｅｑ／ｋｇを超える場合では、架橋反応は起こりやすくなる反面、混練工程においての分子鎖切断が多く、耐オフセット性への効果が減少する。
【００８３】
グリシジル基を有するビニル樹脂は、架橋反応をより効果的に行う観点から、ＴＨＦ不溶分が１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがさらに好ましい。
【００８４】
グリシジル基を有するビニル樹脂のエポキシ価を測定することができる具体的な測定例を以下に示す。前記エポキシ価の測定における基本操作はＪＩＳ　Ｋ−７２３６に準ずる。
【００８５】
＜エポキシ価の測定＞
試料を０．５〜２．０（ｇ）を精秤する。グリシジル基を有するビニル樹脂の重さをＷ（ｇ）とする。精秤した試料を３００ｍｌのビーカーに入れ、クロロホルム１０ｍｌ及び酢酸２０ｍｌに溶解する。この溶液に、臭化テトラエチルアンモニウム酢酸溶液１０ｍｌを加える。０．１ｍｏｌ／ｌの過塩素酸酢酸溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する。この滴定には、例えば、京都電子株式会社製の電位差滴定装置ＡＴ−４００（ｗｉｎ　ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ）とＡＢＰ−４１０電動ビュレットとを用いての自動滴定が利用できる。この滴定による過塩素酸酢酸溶液の使用量をＳ（ｍｌ）とする。一方でブランクを測定し、この時の過塩素酸酢酸溶液の使用量をＢ（ｍｌ）とする。これらの結果から下記式によりエポキシ価を計算する。ｆは過塩素酸酢酸溶液のファクターである。
【００８６】
【数５】
エポキシ価（ｅｑ／ｋｇ）＝０．１×ｆ×（Ｓ−Ｂ）／Ｗ
【００８７】
混合すること又は反応させることを目的に、前述した両ビニル樹脂を用いる場合では、グリシジル基を有するビニル樹脂は、カルボキシル基を有するビニル樹脂中のカルボキシル基１当量に対して、グリシジル基が０．０１乃至１００．０当量、好ましくは０．０３乃至１０．０当量、さらに好ましくは０．０５乃至５．０当量の混合比率で用いられることが好ましい。グリシジル基が０．０１当量未満の場合は、結着樹脂中において、架橋点が少なくなり、耐オフセット性等の架橋反応による効果が発現しにくくなる。また、１００当量を超えると、架橋反応は起こりやすくなる反面、現像性への影響が出る場合がある。
【００８８】
カルボキシル基及びグリシジル基を有するビニル樹脂においては、数平均分子量は、良好な定着性を達成するため、１，０００乃至４０，０００が好ましい。また、重量平均分子量は、良好な耐オフセット性及び耐ブロッキング性を達成するため、１０，０００乃至１，０００，０００が好ましい。これらの分子量を持つ樹脂に対し、前述したような酸価とエポキシ価を導入することで、目的とする樹脂が得られる。前記ビニル樹脂は、トナー構成材料の分散性をよくするために、ＴＨＦ不溶分が１０質量％以下であることが好ましく、さらには５質量％以下であることが良い。
【００８９】
本発明のトナーは、結着樹脂成分中のカルボキシル基とグリシジル基との間に、製造工程中の混練工程等の加熱工程において架橋反応を施しても良い。この架橋性成分は、耐オフセット性の向上と現像性、耐久性に対して有利に働いている。
【００９０】
カルボキシル基を有するモノマー、及びグリシジル基を有するモノマーと共重合させる前記ビニル系モノマーとしては、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、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−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如きスチレン誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン及びイソブチレンの如きエチレン不飽和モノオレフィン類；ブタジエン、イソプレンの如き不飽和ポリエン類；塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルの如きハロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸（２−エチルヘキシル）、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、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（２−クロルエチル）、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンの如きビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドンの如きＮ−ビニル化合物；ビニルナフタリン類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如きアクリル酸誘導体若しくはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。これらのビニル系モノマーは、一種又は二種以上が用いられる。
【００９１】
これらの中でもスチレン系共重合体及びスチレン−アクリル系共重合体となるようなモノマーの組み合わせが好ましく、この場合、少なくともスチレン系共重合体成分又はスチレン−アクリル系共重合体成分を６０質量％以上含有することが定着性や混合性の点で好ましい。
【００９２】
本発明のトナーに使用される結着樹脂としては、その他、下記の重合体の使用も可能である。
【００９３】
このような重合体としては、例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、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−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、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−アクリロニトリル−インデン共重合体の如きスチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。
【００９４】
本発明に用いられる着色剤には、磁性体や非磁性の染料や顔料等、種々の公知の着色剤を用いることが可能である。本発明のトナーを磁性一成分トナーに適用する場合には、トナーに磁性体が含有される。
【００９５】
本発明において用いられる磁性体としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化鉄；鉄、コバルト、ニッケルのような金属或いはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金及びその混合物が用いられ、その磁性体表面或いは内部に非鉄元素を含有するものが好ましい。さらに本発明のトナーは、結着樹脂１００質量部に対して磁性体を３０〜２００質量部含有する磁性トナーであることが好ましい。この場合、磁性体によって十分な着色効果が得られる。
【００９６】
本発明に用いられる磁性体としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化鉄；鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれらの金属と、アルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属との合金及びその混合物が用いられ、磁性体表面あるいは内部に非鉄元素を含有するものが好ましい。
【００９７】
本発明に用いられる磁性体は、異種元素を含有するマグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化鉄及びその混合物が好ましく用いられる。中でもリチウム、ベリリウム、ボロン、マグネシウム、アルミニウム、シリコン、リン、ゲルマニウム、チタン、ジルコニウム、錫、鉛、亜鉛、カルシウム、バリウム、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、銅、ニッケル、ガリウム、カドミウム、インジウム、銀、パラジウム、金、水銀、白金、タングステン、モリブデン、ニオブ、オスミウム、ストロンチウム、イットリウム、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、ビスマスから選ばれる少なくとも一つ以上の元素を含有する磁性酸化鉄であることが好ましい。特にリチウム、ベリリウム、ボロン、マグネシウム、アルミニウム、シリコン、リン、ゲルマニウム、ジルコニウム、錫、第４周期の遷移金属元素が好ましい元素である。
【００９８】
これらの元素は酸化鉄結晶格子の中に取り込まれても良いし、酸化物として酸化鉄中に取り込まれても良いし、表面に酸化物あるいは水酸化物として存在しても良い。これらの形態の中でも、酸化物として含有されているのが好ましい形態である。
【００９９】
また、場合により、本発明のトナーに用いられる磁性酸化鉄は、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、アミノシラン等で処理しても良い。
【０１００】
これらの磁性酸化鉄は、種類によっても異なるが、着色力と現像性や搬送性に係る磁性とを両立させる観点から、結着樹脂１００質量部に対し２０〜２００質量部で好ましく用いられる。より好ましくは４０〜１５０質量部で用いられる。
【０１０１】
本発明に用いられる着色剤としては、上記磁性酸化鉄の他、任意の適当な顔料又は染料が挙げられる。例えば顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、インダンスレンブルー等が挙げられる。これらは、定着画像の光学濃度を維持するために必要十分な量が用いられ、その配合量は種類等によって異なるが、結着樹脂１００質量部に対し０．１〜２０質量部であることが好ましく、０．２〜１０質量部であることがより好ましい。
【０１０２】
また、同様の目的で、さらに染料が用いられる。染料としては、例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料が挙げられ、その配合量は種類等によって異なるが、結着樹脂１００質量部に対し０．１〜２０質量部であることが好ましく、０．３〜１０質量部であることがより好ましい。
【０１０３】
本発明のトナーは、磁性トナーとしても非磁性トナーとしもいずれにも用いられるが、重量平均径が２．５〜１０μｍであることが、帯電均一性を促進し、トナーの凝集性を軽減し、画像濃度を向上させ、及びカブリの改善等により現像性を向上させる上で好ましい。特に、重量平均径が２．５〜６．０μｍのトナーにおいてはその効果は顕著であり、極めて高精細な画像が得られる。重量平均径は２．５μｍ以上である方が十分な画像濃度が得られて好ましい。重量平均径は、トナーの製造方法及び製造条件や、分級作業等によって調整することが可能である。
【０１０４】
本発明のトナーの重量平均径及び粒度分布は、コールター法を用いて測定することができ、例えばコールターマルチサイザー（コールター社製）を用いることが可能である。この測定法では電解液が使用されるが、この電解液には、例えば１級塩化ナトリウムを用いて調製された１％ＮａＣｌ水溶液や、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。
【０１０５】
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ホン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。これを超音波分散器で約１〜３分間分散処理して試料を分散し、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用い、前記測定装置により２．００μｍ以上のトナー粒子の体積、個数を測定し、体積分布と個数分布とを算出する。それから本発明に係る体積分布から求めた重量基準の重量平均径（Ｄ４）を算出する。
【０１０６】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを用いる。
【０１０７】
本発明のトナーは、ワックスを含有してもよい。本発明に用いられるワックスには、例えばパラフィンワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス及びその誘導体等が挙げられる。誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、及びグラフト変性物を含む。
【０１０８】
本発明のトナーにおいては、これらのワックス総含有量は、結着樹脂１００質量部に対し、０．１〜１５質量部であることが好ましく、０．５〜１２質量部であることがより好ましい。また、複数種類のワックスを併用してもよい。
【０１０９】
本発明のトナーは、荷電制御剤を含有することが好ましい。トナーを負荷電性に制御するものとしては、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、その他にも、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挙げられる。また、トナーを負帯電性に制御する荷電制御剤としては、下記一般式（２）で表されるアゾ系金属錯体が好ましい。
【０１１０】
【化２】
2004053622.tif 000005
【０１１１】
上記一般式（２）で表される荷電制御剤では、特に、中心金属としてはＦｅ又はＣｒが好ましく、置換基としてはハロゲン、アルキル基、アニリド基が好ましく、カウンターイオンとしては水素、アルカリ金属アンモニウム、脂肪族アンモニウムが好ましい。またカウンターイオンの異なる錯塩の混合物も好ましく用いられる。
【０１１２】
またトナーを負帯電性に制御する荷電制御剤としては、例えば下記一般式（３）で表される塩基性有機酸金属錯体が挙げられる。
【０１１３】
【化３】
2004053622.tif 000006
【０１１４】
上記一般式（３）で表される荷電制御剤では、特に、中心金属としてはＦｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌが好ましく、置換基としてはアルキル基、アニリド基、アリール基、ハロゲンが好ましく、カウンターイオンは水素、アンモニウム、脂肪族アンモニウムが好ましい。
【０１１５】
上記一般式（３）で表される荷電制御剤の中でもアゾ系金属錯体がより好ましく、さらには下記一般式（４）で表されるアゾ系鉄錯体が最も好ましい。
【０１１６】
【化４】
2004053622.tif 000007
【０１１７】
上記一般式（４）で表されるアゾ系金属錯体の具体例を下記構造式（５）〜（１０）を以下に示す。
【０１１８】
【化５】
2004053622.tif 000008
【０１１９】
【化６】
2004053622.tif 000009
【０１２０】
【化７】
2004053622.tif 000010
【０１２１】
【化８】
2004053622.tif 000011
【０１２２】
【化９】
2004053622.tif 000012
【０１２３】
【化１０】
2004053622.tif 000013
【０１２４】
本発明のトナーを正帯電性に制御するものとしては、例えばニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変成物；トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルホン酸塩、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、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リン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；グアニジン化合物、イミダゾール化合物等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を用いることができる。これらの中でも、トリフェニルメタン化合物、カウンターイオンがハロゲンでない四級アンモニウム塩が好ましく用いられる。
【０１２５】
また、下記一般式（１１）で表されるモノマーの単重合体；前述したスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの如き重合性モノマーとの共重合体を正荷電性制御剤として用いることができる。この場合これらの荷電制御剤は、結着樹脂（の全部又は一部）としての作用をも有する。
【０１２６】
【化１１】
2004053622.tif 000014
【０１２７】
前記正帯電性の荷電制御剤としては、特に下記一般式（１２）で表される化合物が好ましい。
【０１２８】
【化１２】
2004053622.tif 000015
【０１２９】
荷電制御剤をトナーに含有させる方法としては、トナー内部に添加する方法と外添する方法がある。これらの荷電制御剤の使用量としては、結着樹脂の種類、他の添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、結着樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましく、０．１〜５質量部であることがより好ましい。
【０１３０】
本発明のトナーは、結着樹脂や着色剤を少なくとも含有するトナー粒子に、粒径の小さな粒子を外添剤として外添することが好ましい。このような外添剤としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン等の無機酸化物や、カーボンブラック、フッ化カーボンの如き粒径の細かい粒子等が挙げられる。
【０１３１】
特にシリカ、アルミナ及び酸化チタン微粉体は、トナーの流動性を向上させる効果が大きく好ましい。このような観点から、前記無機酸化物の粒子は、個数平均粒径が５〜２００ｎｍであることが好ましく、１０〜１００ｎｍであることがより好ましい。
【０１３２】
また前記無機酸化物の粒子は、ＢＥＴ法で測定した窒素吸着による比表面積が３０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、６０〜４００ｍ２／ｇであることがより好ましい。また前記無機酸化物の粒子は、表面を疎水化処理して用いても良く、このような表面処理された無機酸化物の粒子の前記比表面積は、２０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、４０〜３００ｍ２／ｇであることがより好ましい。
【０１３３】
前記無機酸化物の粒子の適用量は、トナー粒子１００質量部に対して、０．０３〜５質量部であることが、トナー粒子の表面を前記粒子で適度に被覆する上で好ましい。
【０１３４】
前記無機酸化物の粒子は、疎水化度がメタノールウェッタビリティーで３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。好ましい疎水化処理剤としては、含ケイ素表面処理剤であるシラン化合物、及びシリコーンオイルが挙げられる。
【０１３５】
前記シラン化合物としては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン等のアルキルアルコキシシランや、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のシラン化合物が挙げられる。またシリコーンオイルとしては、公知のものを使用することができる。シラン化合物及びシリコーンオイルは併用することも可能である。
【０１３６】
また、本発明のトナーには、トナーの現像性、耐久性を向上させる観点から、他の無機粉体を外添剤として添加することも好ましい。このような無機粉体としては、例えばマグネシウム、亜鉛、アルミニウム、セリウム、コバルト、鉄、ジルコニウム、クロム、マンガン、ストロンチウム、錫、アンチモン等の金属酸化物；チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等の複合金属酸化物；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸アルミニウム等の金属塩；カオリン等の粘土鉱物；アパタイト等リン酸化合物；炭化ケイ素、窒化ケイ素等のケイ素化合物；カーボンブラックやグラファイト等の炭素粉末が挙げられる。中でも、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化コバルト、二酸化マンガン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム等が好ましい。
【０１３７】
さらに、本発明のトナーには、ポリフッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂；フッ化カーボン等のフッ素化合物等の滑剤粉末を外添剤として添加することもできる。
【０１３８】
本発明のトナーは、公知の方法によって製造することができる。本発明のトナーを製造する方法としては、上述したようなトナー構成材料をボールミルその他の混合機により十分混合した後、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良く混練し、冷却固化後、機械的に粉砕し、粉砕粉を分級する方法が好ましい。
【０１３９】
他には、結着樹脂を構成すべき単量体に所定の材料を混合して乳化懸濁液とした後に、重合させてトナーを得る重合法トナー製造法；コア材及びシェル材から成るいわゆるマイクロカプセルトナーにおいて、コア材あるいはシェル材、あるいはこれらの両方に所定の材料を含有させる方法；結着樹脂溶液中に構成材料を分散した後、噴霧乾燥することによりトナーを得る方法が挙げられる。
【０１４０】
さらに、前述したこれらの方法によって得られたトナー粒子に、必要に応じ所望の外添剤をヘンシェルミキサーの如き混合機により十分に混合し、本発明のトナーを製造することができる。
【０１４１】
本発明のトナーを製造する際に使用される機器としては、特に限定されないが、例えば混合機としては、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）；スーパーミキサー（カワタ社製）；リボコーン（大川原製作所社製）；ナウターミキサー、タービュライザー、サイクロミックス（ホソカワミクロン社製）；スパイラルピンミキサー（太平洋機工社製）；レーディゲミキサー（マツボー社製）が挙げられる。
【０１４２】
混練機としては、例えばＫＲＣニーダー（栗本鉄工所社製）；ブス・コ・ニーダー（Ｂｕｓｓ社製）；ＴＥＭ型押出機（東芝機械社製）；ＴＥＸ二軸混練機（日本製鋼所社製）；ＰＣＭ混練機（池貝鉄工所社製）；三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー（井上製作所社製）；ニーデックス（三井鉱山社製）；ＭＳ式加圧ニーダー、ニダールーダー（森山製作所社製）；バンバリーミキサー（神戸製鋼所社製）が挙げられる。
【０１４３】
粉砕機としては、例えばカウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ（ホソカワミクロン社製）；ＩＤＳ型ミル、ＰＪＭジェット粉砕機（日本ニューマチック工業社製）；クロスジェットミル（栗本鉄工所社製）；ウルマックス（日曹エンジニアリング社製）；ＳＫジェット・オー・ミル（セイシン企業社製）；クリプトロン（川崎重工業社製）；ターボミル（ターボ工業社製）；スーパーローター（日清エンジニアリング社製）が挙げられる。
【０１４４】
分級機としては、例えばクラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラシファイアー（セイシン企業社製）；ターボクラッシファイアー（日清エンジニアリング社製）；ミクロンセパレータ、ターボプレックス（ＡＴＰ）、ＴＳＰセパレータ（ホソカワミクロン社製）；エルボージェット（日鉄鉱業社製）、ディスパージョンセパレータ（日本ニューマチック工業社製）；ＹＭマイクロカット（安川商事社製）が挙げられる。
【０１４５】
粗粒等をふるい分けるために用いられる篩い装置としては、例えばウルトラソニック（晃栄産業社製）；レゾナシーブ、ジャイロシフター（徳寿工作所社）；バイブラソニックシステム（ダルトン社製）；ソニクリーン（新東工業社製）；ターボスクリーナー（ターボ工業社製）；ミクロシフター（槙野産業社製）；円形振動篩い等が挙げられる。
【０１４６】
次に、本発明の画像形成方法を説明する。
本発明の画像形成方法は、前述した本発明のトナーを用いること、及び記録材上に未定着トナー画像を形成し、一方で金属製の基層を有する伝熱層をこの伝熱層に接触する加熱体によって加熱し、未定着トナー画像が形成された記録材を加熱した伝熱層に圧接させて、未定着トナー画像を記録材に定着させることを特徴とする。
【０１４７】
本発明の画像形成方法において、記録材上に未定着トナー画像を形成するまでの工程は、前述した本発明のトナーを用いること以外は特に限定されない。本発明の画像形成方法では、例えば感光体の帯電、静電潜像の形成、トナーによる静電潜像の現像、及び記録材へのトナー画像の転写等、公知の工程で記録材上に未定着トナー画像を形成することができる。また、本発明の画像形成方法では、他の工程をさらに採用しても良く、例えば転写後における感光体上のトナーを除去するためのクリーニング工程、現像時に感光体上のトナーを回収する現像兼クリーニング工程、フルカラー画像形成に適用したときの中間転写工程、中間転写体のクリーニング工程、帯電前の感光体の表面電位を揃えるための前露光工程等を任意に採用することができる。
【０１４８】
本発明の画像形成方法では、前述したフィルム加熱方式の定着装置におけるフィルムに金属製の基層を有する伝熱層を用いる定着装置を好適に用いることができる。すなわち本発明の画像形成方法では、伝熱層は、円筒状金属素管を基層として有し、加熱体は、円筒状金属素管の円筒内側に配置され、伝熱層を介して加熱体に対向しかつ伝熱層に接触して配置される加圧部材と伝熱層との間に形成される定着ニップ部に、未定着トナー画像が形成された記録材を通過させることにより、記録材を伝熱層に圧接させることが好ましい。
【０１４９】
本発明の画像形成方法では、熱伝導性が良好な伝熱層を内側から加熱体により接触加熱することにより、画像形成装置の高速化に対応した加熱定着を高い熱効率で実施することが可能となる。
【０１５０】
また本発明の画像形成方法では、定着時における加熱効率が良いことから、画像形成装置がプリント信号を受信していない状態のスタンバイ中に、加熱体への通電をシャットダウンしておくことが可能となり、省エネルギーの加熱定着を実現する上で好ましい。
【０１５１】
また本発明の画像形成方法では、室温状態から画像形成装置の電源をＯＮした場合でも、即座にプリント信号受信可能になるため、作業者を待たせることがない。すなわち画像形成装置が高速化した場合でも、クイックスタート性に優れ、ファーストプリントタイムも速い定着が可能となる。
【０１５２】
また本発明の画像形成方法では、樹脂製フィルムに比べ剛性の高い金属製の基層を有する伝熱層を使用することで、加圧力を高く設定することが可能になり、さらに画像形成装置の高速化に対応することが可能になる。
【０１５３】
また本発明の画像形成方法では、加熱体を伝熱層に接触して配置する場合に、加熱体の表面を耐熱性のあるポリイミド樹脂等の樹脂部材とすると、加熱体表面において伝熱層をスムーズに摺動させ、高耐久の加熱定着を実現する上で好ましい。
【０１５４】
また本発明の画像形成方法では、円筒状金属素管に所定範囲内において周方向のスジ加工を施すことが、円筒状金属素管の回転をスムーズにし、加熱体の損傷を抑制する上で好ましい。
【０１５５】
また本発明の画像形成方法では、定着時に、トナーと逆極性のバイアスを加圧ローラ側に印加し、伝熱層を接地あるいはダイオード接続することが、紙粉、トナー等が伝熱層に吸着されることを防止する上で好ましい。これにより、耐久によって伝熱層が汚れる等の問題もなく、耐久性をさらに向上させることが可能となる。
【０１５６】
本発明で採用する定着方式は、高速プロセスにおいて尾引きを起こし易い。尾引きとは、定着ニップ部分をトナー像が通過する際に、トナー像間の空気がトナーと共に噴出されて発生する現象である。この尾引きに対し、前記バイアスを強めると、記録材上でのトナー形状を記録材に引き付ける方向に働き、トナー像間の空気の噴出しよりも強くトナーに影響させることができ、尾引きの発生を抑制する上で効果的である。一方で、前記バイアスを強めることは、一部の帯電能の低いトナーや逆極性に帯電している不安定帯電のトナーを伝熱層へ飛翔させ易くし、静電気が起因のオフセットの発生を起こし易い。
【０１５７】
しかしながら、前述した本発明のトナーは高温オフセットが発生しにくいので、本発明の画像形成方法に用い、前述のバイアス印加してもオフセットを誘発しにくい。また、本発明のトナーは良好な転写を得られるため、トナー像間の空気の噴出しに影響されないレベルまで前記録材上に引き付けられ、バイアスの非印加時のオフセットも軽減できる。このように、本発明の画像形成方法では、前述したトナーと定着方式とを採用することにより、耐オフセット性及び尾引き防止の両立を図ることができる。
【０１５８】
本発明の画像形成方法は、公知の部材及び手段等を適宜組み合わせて実現することができる。より具体的には、本発明の画像形成方法は、前述した定着工程を実現する定着装置を搭載する改造を、公知の画像形成装置に施すことによって実現することが可能である。本発明の画像形成方法を実現する上で好適な画像形成装置である本発明の画像形成装置を以下に説明する。
【０１５９】
本発明の画像形成装置は、前述した本発明のトナーを用いるものであって、記録材上に未定着トナー画像を形成する手段と、未定着トナー画像を記録材に定着させる定着装置とを有する画像形成装置において、定着装置は、加熱体と、加熱体に対向して設けられる加圧部材と、加熱体と加圧部材の間に介在し加熱体によって加熱される伝熱層とを有し、加熱体は、伝熱層に接触して配置され、伝熱層は、金属製の基層を有し、加圧部材は、加熱体との対向部において伝熱層に接触して配置されている。
【０１６０】
また本発明の画像形成装置は、金属製の基層は円筒状金属素管であり、加熱体は、円筒状金属素管の円筒内側に配置されていることが好ましい。
以下、本発明の画像形成装置について、図面を用いてより具体的に説明する。
【０１６１】
本発明の画像形成装置は、例えば図１に示すように、感光体１と、感光体１に接触して配置され感光体１を帯電させる帯電ローラ２と、帯電した感光体１の表面にレーザビーム３を照射して静電潜像を形成する不図示の静電潜像形成手段と、静電潜像が形成された感光体１に本発明のトナーを供給してトナー画像を形成する現像装置４と、感光体１上に形成されたトナー画像を記録材Ｐに転写して記録材Ｐ上に未定着トナー画像を形成する転写ローラ５と、記録材Ｐ上に形成された未定着トナー画像を記録材Ｐに定着させる定着装置６と、転写後の感光体１に残留するトナーを除去するクリーニング装置７と、記録材Ｐの位置を検出するセンサ８とによって構成される。
【０１６２】
感光体１は、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料が、アルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基材上に層状に形成されたものである。帯電ローラ２及び転写ローラ５は、芯金の周面を導電性の弾性層で被覆したものであり、芯金には図示しない電源が接続され、それぞれのローラに所望の電圧を印加できるように構成されている。前記静電潜像形成手段は、形成すべき画像の情報に応じたレーザビーム３を照射する手段である。現像装置４は、トナーを収容する現像容器と、現像容器の開口部に回転自在に設けられる現像剤担持体とを有し、現像剤担持体上のトナーを感光体１に供給する。現像装置４の構成は、トナーの種類及び所望の現像方式に応じて選択される。クリーニング装置７は、廃トナー容器と、感光体１に当接する弾性のクリーニングブレードとを有している。定着装置６については後述する。
【０１６３】
前記画像形成装置では、感光体１は矢印の方向に回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯電される。次に、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビーム３による走査露光が施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４で現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、二成分現像法、ＦＥＥＤ現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせた現像方法も用いられる。可視化されたトナー画像は、転写装置としての転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に感光体１上より転写される。転写ローラ５への記録材Ｐの搬送は、感光体１上のトナー像の画像形成位置と記録材Ｐの先端の書き出し位置が合致するように、センサ８にて記録材Ｐの先端を検知し、タイミングを合わせて行われる。
【０１６４】
所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは、感光体１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持搬送される。トナー画像が転写された記録材Ｐは、定着装置６へと搬送され、定着される。
【０１６５】
一方で、感光体１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置７により感光体１表面より除去される。
【０１６６】
定着装置６は、図２に示されるように、定着部材１０と、加圧部材２０とを有する。定着部材１０と加圧部材２０は、互いに圧接させて定着ニップ部Ｎを形成している。記録材Ｐは、図２において不図示の供給手段によって適宜供給され、耐熱性の定着入口ガイド１５に沿って定着部材１０と加圧部材２０によって形成される定着ニップ部Ｎに搬送される。
【０１６７】
定着部材１０は、加熱体としてのヒータ１１と、ヒータ１１を加圧部材２０に向けて支持する断熱性のステイホルダ１２と、ヒータ１１及びステイホルダ１２を内包しヒータ１１及び加圧部材２０によって一部の周面が挟持される円筒状の定着スリーブ１３と、ヒータ１１の温度を検出する温度検知素子１４とを有している。
【０１６８】
加圧部材２０は、円柱状の芯金２１と、芯金２１の周面に形成された弾性層２２と、弾性層２２の周面に形成された離型性層２３とを有している。弾性層２２は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいは耐熱ゴムの発泡体で形成することができる。離型性層２３は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等、耐熱性と離型性とに優れる樹脂化合物のフィルムやチューブによって形成することができる。
【０１６９】
ヒータ１１は、定着スリーブ１３の内側に具備され、定着ニップ部Ｎで加熱を行い、これにより記録材Ｐ上のトナーを溶融し、トナー画像を定着させる。ヒータ１１近傍の構成を図３に示す。ヒータ１１は、ヒータ基板１１ａと、ヒータ基板１１ａの表面に支持される通電発熱抵抗層１１ｂと、ヒータ基板１１ａ上において通電発熱抵抗層１１ｂを被覆する摺動層１１ｃとを有する。なお。ヒータ１１の温度を検知するサーミスタ等の温度検知素子１４は、通常、ヒータ１１に配置される。
【０１７０】
ヒータ基板１１ａは、アルミナ、ＡｌＮ（チッ化アルミ）等の高絶縁性のセラミックスや、ポリイミド、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂のように、耐熱性と絶縁性とを有する材料で形成することができる。
【０１７１】
通電発熱抵抗層１１ｂは、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等のように、通電により発熱する材料を用い、ヒータ基板１１ａの長手方向に沿って、スクリーン印刷等の方法により、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状若しくは細帯状に塗工して形成することができる。
【０１７２】
摺動層１１ｃは、通電発熱抵抗層１１ｂの表面に形成された薄層であり、例えばフッ素樹脂層、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等のように、定着スリーブ１３との摺擦に耐えることが可能な耐熱性樹脂化合物を用い、公知の方法で形成することができる。
【０１７３】
ヒータ基板１１ａとして熱伝導性の良好なＡｌＮ（チッ化アルミ）等を用いた場合には、図４に示されるように、通電発熱抵抗層１１ｂをヒータ基板１１ａに対して定着ニップ部Ｎと反対側に形成しても良い。この場合では、ヒータ１１は、ヒータ基板１１ａと、通電発熱抵抗層１１ｂと、保護層１１ｄと、摺動層１１ｅとを有する。温度検知素子１４は、図３と同様に、定着スリーブ１３の内側側に、ヒータ１１に接触して配置されている。保護層１１ｄは、通電発熱抵抗層１１ｄと温度検知素子１４の間の耐電圧を満足するために設けられており、例えばガラスコート、フッ素樹脂層等のような耐熱性及び絶縁性を有する材料で形成することができる。摺動層１１ｅは摺動層１１ｃと同様に形成することができる。
【０１７４】
ヒータ１１は、ヒータ１１の定着ニップ部Ｎ側の形状を曲面とすると、ヒータ１１表面を通過する際の定着スリーブ１３への屈曲負荷が低減し、長寿命の定着部材を形成する上で好ましい。このようなヒータ１１としては、例えばヒータ基板の定着ニップ部Ｎとは反対側に絶縁層、通電発熱抵抗層を順次積層し、ヒータ基板は定着ニップ部Ｎ側が定着スリーブと同方向に湾曲した形状であるヒータが挙げられる。
【０１７５】
ステイホルダ１２は、ヒータ１１を保持し、定着ニップ部Ｎと反対方向への放熱を防ぐための断熱部材であり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成することができる。ステイホルダ１２は、移動する定着スリーブ１３の軌道を形成する形状に形成しても良い。この場合のステイホルダ１２の形状は、用いる伝熱層の形態に応じて形成すれば良い。またこのような場合では、ヒータ１１及びステイホルダ１２の表面には、耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させることが、ヒータ１１及びステイホルダ１２と定着スリーブ１３の間の摩擦抵抗を小さく抑え、定着スリーブ１３をスムーズに回転させる上で好ましい。
【０１７６】
ステイホルダ１２には、定着スリーブ１３が余裕をもってルーズに外嵌されていて、矢印の方向に回転自在に配置されている。
【０１７７】
定着スリーブ１３は、円筒状に形成された伝熱層であり、円筒状金属素管と、離型性層と、円筒状金属素管及び離型性層を接着する接着層とによって形成することができる。定着スリーブ１３は、熱容量の小さな金属製のスリーブであり、クイックスタートを可能にするために、１００μｍ以下の厚みに形成されている。定着スリーブ１３は、例えばＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属部材あるいはこれらの金属を含む合金部材のような、耐熱性、高熱伝導性を有する金属製の層を基層として形成することができる。
【０１７８】
前記円筒状金属素管は、伝熱層における金属製の基層であり、長寿命の加熱定着装置を構成するために十分な強度を持ち、耐久性に優れた金属製スリーブを構成する観点から、厚さ２０μｍ以上の厚みを有することが好ましい。すなわち定着スリーブ１３の厚みとしては２０μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。
【０１７９】
前記離型性層は、さらにオフセット防止や記録材の分離性を確保するために、円筒状金属素管の表面に被覆された層であり、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（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）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）、ＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂の一種又は二種以上により形成することができる。
【０１８０】
前記接着層は、前記離型性層を円筒状金属素管の表面に支持、固定するための層であり、離型性層そのものや離型性層の加工前材料等を円筒状金属素管表面に接着できるものであれば特に限定されない。このような接着層には、例えばプライマー層が挙げられ、接着層を用いる離型性層の形成としては、例えば円筒状金属素管の外面にプライマー層を塗布した後、上記ディッピング、粉体スプレー等の塗布によって離型性層を形成する方法が挙げられる。接着層は、例えばチューブ状に形成された離型性層を円筒状金属素管の表面に被せる等、離型性層の形態によっては不要な場合があり、このような場合では設けなくても良い。
【０１８１】
なお、前記離型性層と前記接着層は、これらの層厚の総和が２０μｍ以下であることが、定着時における加熱効率を向上させ、かつ耐久性を維持する上で好ましい。
【０１８２】
定着部材１０は、図５に示されるように、定着部材１０の長手方向両端部において、ステイホルダ１２の一部、若しくはステイホルダ１２と嵌合等により取り付けられた部材を、バネ等の加圧手段１７により加圧部材２０に向けて付勢することにより、加圧部材２０に接触して配置され、所望の定着ニップ部Ｎを形成している。
【０１８３】
ヒータ基板１１ａの長手方向端部には、電極部１１ｆ及び１１ｇが形成されており、通電発熱抵抗層１１ｂに印加される電圧は、これらの電極部から印加される。すなわち温度検知素子１４の信号に応じて、通電発熱抵抗層１１ｂに印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御することで、定着ニップ部Ｎにおける温度を略一定に保ち、記録材Ｐ上のトナー像を定着するのに必要な加熱を行う。温度検知素子１４から不図示の温度制御部へのＤＣ通電は、不図示のＤＣ通電部及びＤＣ電極部を介して不図示のコネクタにより達成している。
【０１８４】
また、加圧部材２０の芯金２１端部には駆動ギア１６が取り付けられており、このような構成により加圧部材２０を回転駆動させ、加圧部材２０表面と定着スリーブ１３表面の摩擦により定着スリーブ１３を所定の速度に従動回転させる。
【０１８５】
本発明では、前記円筒状金属素管の内面の表面粗さを３μｍ以下とすることが、接触熱抵抗を低く抑え、定着ニップ部への伝熱を良好にする上で好ましい。さらに前記円筒状金属素管の外面の表面粗さを３μｍ以下とすることが、良好な定着性を実現する上で好ましい。
【０１８６】
ここで定着スリーブ１３の内外面の表面粗さ、離型性層の厚み等に関して以下に説明する。
【０１８７】
まず、定着スリーブ１３の内面は、ヒータ１１と所定の接触幅をもって接触してヒータ１１より発した熱を定着ニップ部Ｎへ伝熱する。ヒータ１１と接触伝熱する定着スリーブ１３内面の表面粗さは、熱効率に大いに影響する。特にヒータ１１の摺動層（１１ｃあるいは１１ｅ）の表面と定着スリーブ１３の内面との接触熱抵抗が大きくなると、熱効率が悪化し、定着不良を起こしやすい。仮に熱伝導グリース等を介在させた場合でも、所定以下の表面粗さに抑えることが、熱効率の高い定着装置を構成する上で好ましい。
【０１８８】
また、定着スリーブ１３の外面に離型性層を形成する場合では、離型性層は一般にフッ素樹脂より形成され、離型性層の熱伝導性は、定着スリーブ１３の熱伝導性に比べ極端に低くなる。よって、離型性層をあまり厚く形成すると、熱伝導の悪化を招き、画像形成装置の高速化に対し、定着ニップ部Ｎで記録材Ｐ上のトナー画像に対し十分な熱供給ができなくなる。したがって薄い離型性層を定着スリーブ１３上に形成する必要がある。したがって、定着スリーブ１３外面の表面粗さは所定以下に抑える必要がある。
【０１８９】
すなわち薄い離型性層では、定着スリーブ１３外面の表面粗さを緩和する効果が小さく、離型性層の形成後における定着スリーブ１３外面の表面粗さは、離型性層形成前に比べて同等か若干小さくなる程度である。よって、円筒状金属素管の表面粗さが大きいと、離型性層を塗布形成後も大きな表面粗さとなり、定着ニップ部Ｎで記録材Ｐとの密着力が十分に得られず、定着不良を引き起こす可能性が大きくなる。
【０１９０】
以上のことから、定着スリーブ１３の外面の表面粗さを所定以下とし、接着層としてのプライマー層を含み離型性層を所定以下の厚みで塗布形成することにより、十分な定着性能が得られ、画像形成装置の高速化に対応可能となる。
【０１９１】
定着スリーブ１３は、定着スリーブ１３の周方向に適度な凹凸形状を施すことにより所定以下の表面粗さを達成するものであると、定着スリーブ１３の回転をよりスムーズにすると共に、ヒータ１１の表面にコーティングした離型性層を傷つけにくくし、さらに高耐久の高速対応可能な加熱定着用定着スリーブ１３を提供する上で好ましい。
【０１９２】
定着スリーブ１３の製造から表面加工までの一例を、図を用いて以下に説明する。
定着スリーブ１３は、図６に示されるように、円形の内型（ポンチ）３２と、円筒容器状の外型（ダイス）３３とにより、金属平板（プランク）３１を深絞り加工することにより、図７に示すようなカップ状の金属製円筒部材３４を製造する。
【０１９３】
金属平板３１には、厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度のＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属平板、又はこれらの金属を含む合金の金属平板が用いられる。内型３２及び外型３３は、例えば金属材料の表面に超硬メッキ等を施した金型であり、内型３２には一般的な深絞り製法における円形内型が用いられ、外型３３には、一般的な深絞り製法における、円筒容器状の外型が用いられる。
【０１９４】
図６において、金属平板３１を内型３２と外型３３の間に挟み矢印の方向に内型３２を外型３３の方向へ押し込む。金属平板３１と外型３３の間には、粘度の高い潤滑油、あるいは黒鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を介在させ、絞り性を良くする。以上の工程を通常は２〜４回程度、異なる金型で深絞り加工する。
【０１９５】
次に、この金属製円筒部材３４が所定の厚みに形成されるようにしごき加工を施す。しごき加工としては、圧延加工、引き抜き加工、絞り加工等どのような加工を途中に経緯してもよいが、最終加工としては、以下に示すような加工方法により、金属製円筒部材３４の周方向に所定以下の凹凸を有する加工を施す。
【０１９６】
金属製円筒部材３４の周方向に所定以下の凹凸を有する加工としては、例えば図８及び図９に示すような加工方法がある。図８は一般的な絞りスピニング加工であり、固定台３６ｃに取り付けられた軸３６ｂに、回転自在に取り付けられた押し当てローラ３６ａを、金属製内型３５と所定の距離だけ常に離間した状態で金属製内型３５方向へ押し付ける。金属製内型３５には、金属製円筒部材３４がはめ込まれており、押さえ部材３７によって金属製円筒部材３４のカップ形状底部が金属製内型３５に密着して固定される。
【０１９７】
この状態で金属製内型３５、金属製円筒部材３４、押さえ部材３７を図の矢印の方向に回転させながら、紙面右方へ徐々に送り込む。端部からは金属製内型３５と所定距離を保って回転自在のローラが押し当てられる。これにより、金属製円筒部材３４の端部から徐々にしごき加工により薄肉化され、最終的には図１０に示すように、定着スリーブ１３の所定厚みにまで加工されたカップ状の金属製円筒部材３９がしごき加工により形成される。金属製円筒部材３９には、周方向に絞りスピニング加工時のローラ押し当ての凹凸跡３９ａが残る。最終的には、金属製円筒部材３９のカップ形状底部を切り落とすことにより、定着スリーブ１３を得る。
【０１９８】
また、図９に示すように、押し当てローラの代わりに、段階的に内径が小さく形成された連続ダイス３８ａ、３８ｂ、３８ｃの内側に、金属製内型３５と押さえ部材３７とにより固定された金属製円筒部材３４を回転させながら、送り込みしごき加工により薄肉化し、周方向の凹凸形状を付与させる方式であっても良い。その他、へら絞り加工等、定着スリーブ１３の周方向に所定量以下の凹凸を形成できる方法であれば、どのようなしごき加工の加工方法であってもかまわない。
【０１９９】
以上の製法で製造した定着スリーブ１３を用いて、未定着画像が形成された記録材Ｐを加熱定着する場合、熱伝導の観点から、上記周方向の凹凸は３μｍ以下に抑えることが好ましい。
【０２００】
定着スリーブ１３の周方向に３μｍ以下の凹凸を形成することが、定着装置の回転駆動負荷を低く抑え、回転をスムーズにすると共に、円筒状金属素管内面に接触するヒータの樹脂コートが耐久によって傷つくことを抑制し、定着装置のさらなる高耐久、高速化を達成する上で好ましく、さらには、長手方向の表面粗さＲｚを３μｍ以下とし、周方向の表面粗さＲｚ’との関係をＲｚ＞Ｒｚ’とすることがより好ましい。
【０２０１】
さらに、定着スリーブ１３と加圧部材２０の間に電位差を形成し、かつ定着スリーブ１３を接地状態、もしくはダイオードを介して接地状態とすることで定着スリーブ１３に紙粉やトナーを付着しにくい構成とすることが、耐久を通じて離型性を維持する定着装置を提供する上で好ましい。
【０２０２】
本発明の実施の形態としてさらに好適な一例の定着装置を図１１及び図１２に示す。
【０２０３】
図１１及び図１２において、加圧部材２０の弾性層２２は、導電性シリコーンゴム、導電性シリコーンスポンジ等からなる導電性付与された弾性層であり、芯金２１、あるいは導電性の弾性層２２に、導電性カーボンチップ等よりなるチップ電極２５を介してバイアス印加手段２４によってトナー画像と逆極性のバイアスを印加する。図では、トナーが現像部でマイナス帯電される画像形成装置を元に図示しており、芯金２１にプラスバイアスが印加される構成を示している。よってトナーが現像部でプラス帯電される画像形成装置の場合、芯金２１には、マイナスバイアスが印加される構成となる。
【０２０４】
また、図では、定着スリーブ１３の端部では、接着層としてのプライマー層、フッ素樹脂層からなる離型性層がコーティングされていない円筒状金属素管がむき出しになっている部位１３ａを設け、この部位１３ａよりアモルファス導電繊維よりなる導電ブラシ１８を介して定着スリーブ１３が接地する構成を示している。あるいは定着スリーブ１３は、トナー画像と同電位の電荷が円筒性金属素管に保持されるようにダイオード接続されていても良い。
【０２０５】
以上のように、加圧部材２０側に積極的にバイアス印加する構成とすることで、定着スリーブ１３への紙粉、トナー等の吸着をより一層抑制することが可能となる。よって、パルプ材を主原料とするカット紙等に形成されたトナー画像を加熱定着する場合の上記定着装置においては、表面粗さを３μｍ以下とした定着スリーブ１３の、表面の離型性層には、静電気的にも紙粉やトナーの汚染が発生しにくく、耐久による離型性の損失が抑制され、さらに長寿命の定着装置を提供することが可能となる。
【０２０６】
なお、本発明に用いられる定着装置は、定着部材の離型性を維持するためのオイルを定着部材に塗布するオイル塗布方式の定着装置であっても良いし、オイルレス系の定着装置であっても良く、これらの方式の違いによらず同様に効果を奏する。
【０２０７】
また、本発明に用いられる定着装置において、加熱体は、通電により発熱するものであれば、通電時の抵抗によって発熱するものに限定されず、例えば通電時の電磁誘導によって発熱する電磁誘導発熱性部材によって形成することもできる。
【０２０８】
また、本発明に用いられる定着装置は、記録材上のトナーの加熱に広く適用することが可能であり、例えば記録材上の画像を仮定着処理する像加熱装置、つや等の画像表面性を改質する像加熱装置等にも適用することが可能である。
【０２０９】
また、前述した実施の形態では、伝熱層として円筒状の定着スリーブ１３を示したが、本発明に用いられる伝熱層は円筒形状以外の無端形状であっても良い。また伝熱層は、金属製の基層のみから構成されていても良い。
【０２１０】
また、前述した実施の形態では、定着部材１０を加圧部材２０に向けて付勢する構成を示したが、本発明はこの構成に限定されず、加圧部材２０を定着部材１０に向けて付勢しても良く、また定着部材１０及び加圧部材２０の両方を互いに接近する方向に付勢しても良い。
【０２１１】
また、前述した実施の形態では、バネに代表されるような、十分な付勢力を発現する加圧手段１７による付勢によって定着ニップ部Ｎを形成する構成を示したが、本発明はこの構成に限定されず、定着部材１０と加圧部材２０の位置を固定して所望の定着ニップ部Ｎを形成しても良い。
【０２１２】
【実施例】
以下に、実施例をあげて本発明をより具体的に説明するが、これは本発明を何ら限定するものではない。また、実施例中「部」は「質量部」を意味する。
【０２１３】
［結着樹脂製造例］
＜高分子量成分Ｃ−１の製造例＞
・スチレン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７８．５質量部
・アクリル酸−ｎ−ブチル　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０質量部
・メタクリル酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．５質量部
・２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン１．０質量部
４つ口フラスコ内でキシレン２００質量部を撹拌しながら容器内を十分に窒素で置換し、１２０℃に昇温させた後、上記各成分を４時間かけて滴下した。さらにキシレン還流下で重合を行った。このようにして得られた樹脂をＣ−１とする。
【０２１４】
＜高分子量成分Ｃ−２の製造例＞
スチレン７５質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル２３質量部、マレイン酸モノブチル２質量部、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン０．６質量部を用い、Ｃ−１と同様にして樹脂Ｃ−２を得た。
【０２１５】
＜高分子量成分Ｃ−３の製造例＞
スチレン８０質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル１９質量部、メタクリル酸１質量部、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン２質量部を用い、フラスコ内の温度を１３０℃に変更した以外はＣ−１と同様にして樹脂Ｃ−３を得た。
【０２１６】
＜高分子量成分Ｃ−４の製造例＞
スチレン８０質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル２０質量部、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン１質量部を用い、Ｃ−１と同様にして樹脂Ｃ−４を得た。
【０２１７】
＜高分子量成分Ｃ−５の製造例＞
スチレン７２質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル１８質量部、メタクリル酸１０質量部、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン１質量部を用い、Ｃ−１と同様にして樹脂Ｃ−５を得た。
【０２１８】
＜高分子量成分Ｃ−６の製造例＞
スチレン８１．８質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル１８質量部、マレイン酸モノブチル０．２質量部、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン１質量部を用い、Ｃ−１と同様にして樹脂Ｃ−６を得た。
【０２１９】
＜カルボキシル基含有ビニル樹脂Ａ−１の製造例＞
・高分子量成分樹脂Ｃ−１　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５質量部
・スチレン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６０．２質量部
・アクリル酸−ｎ−ブチル　　　　　　　　　　　　　　　　　　１４質量部
・メタクリル酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．８質量部
・ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド　　　　　　　　　　　　　　　　２質量部
上記材料のうちモノマー及び重合開始剤をキシレン２００質量部中に４時間かけて滴下した。さらに、キシレン還流下で重合を行い、この重合が終了した後に、樹脂成分が２５質量部相当になるようにＣ−１の重合溶液を添加し、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られた樹脂をＡ−１とする。
【０２２０】
＜カルボキシル基含有ビニル樹脂Ａ−２の製造例＞
高分子量成分樹脂Ｃ−２を２５質量部、スチレン５９．８質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル１５質量部、メタクリル酸０．２質量部、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド１．５質量部を用い、Ａ−１と同様にして樹脂Ａ−２を得た。
【０２２１】
＜カルボキシル基含有ビニル樹脂Ａ−３の製造例＞
高分子量成分樹脂Ｃ−３を２５質量部、スチレン６８質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル６質量部、メタクリル酸１質量部、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド５質量部を用い、Ａ−１と同様にして樹脂Ａ−３を得た。
【０２２２】
＜ビニル樹脂Ａ−４の製造例＞
高分子量成分樹脂Ｃ−４を２５質量部、スチレン６１質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル１４質量部、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド２．４質量部を用い、Ａ−１と同様にして樹脂Ａ−４を得た。
【０２２３】
＜カルボキシル基含有ビニル樹脂Ａ−５の製造例＞
高分子量成分樹脂Ｃ−５を２５質量部、スチレン５８質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル１４質量部、メタクリル酸３質量部、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド２．４質量部を用い、Ａ−１と同様にして樹脂Ａ−５を得た。
【０２２４】
＜カルボキシル基含有ビニル樹脂Ａ−６の製造例＞
高分子量成分樹脂Ｃ−６を５０質量部、スチレン４２質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル８質量部、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド０．７質量部を用い、Ａ−１と同様にして樹脂Ａ−６を得た。
【０２２５】
＜グリシジル基含有ビニル樹脂Ｂ−１の製造例＞
・スチレン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７５質量部
・アクリル酸−ｎ−ブチル　　　　　　　　　　　　　　　　　　１８質量部
・メタクリル酸グリシジル　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７質量部
・ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド　　　　　　　　　　　　　　　　５質量部
４つ口フラスコ内でキシレン２００質量部を撹拌しながら容器内を十分に窒素で置換し、１２０℃に昇温させた後、上記各成分を４時間かけて滴下した。さらにキシレン還流下で重合を行い、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られた樹脂をＢ−１とする。
【０２２６】
＜グリシジル基含有ビニル樹脂Ｂ−２の製造例＞
スチレン７５．７質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル２０質量部、メタクリル酸グリシジル４．３質量部、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド２質量部を用い、Ｂ−１と同様にして樹脂Ｂ−２を得た。
【０２２７】
＜グリシジル基含有ビニル樹脂Ｂ−３の製造例＞
スチレン７５．７質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル２０質量部、メタクリル酸グリシジル４．３質量部、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド１０質量部を用い、Ｂ−１と同様にして樹脂Ｂ−３を得た。
【０２２８】
＜グリシジル基含有ビニル樹脂Ｂ−４の製造例＞
スチレン６０質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル２０質量部、メタクリル酸グリシジル２０質量部、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド５質量部を用い、Ｂ−１と同様にして樹脂Ｂ−４を得た。
【０２２９】
樹脂Ａ−１〜Ａ−６を表１に、樹脂Ｂ−１〜Ｂ−４を表２にそれぞれ示す。
【０２３０】
【表１】
2004053622.tif 000016
【０２３１】
【表２】
2004053622.tif 000017
【０２３２】
＜実施例１＞
カルボキシル基含有ビニル樹脂Ａ−１を９５質量部、及びグリシジル基含有ビニル樹脂Ｂ−１を５質量部、をヘンシェルミキサーにて混合後、二軸混練押し出し機にて２００℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂１を得た。
【０２３３】
・上記結着樹脂１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・マグネタイト　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９０質量部
・ポリエチレンワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４質量部
・前記構造式（５）で表されるアゾ系鉄化合物　　　　　　　　　　２質量部
上記材料をヘンシェルミキサーで十分に前混合した後、１５０℃に設定した二軸混練押し出し機によって溶融混練した。得られた混練物を冷却し、カッターミルで粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕物をさらに風力分級機で分級し、重量平均径６．３μｍの分級微粉体（トナー粒子）を得た。
【０２３４】
得られた分級微粉体は、グリシジル基含有ビニル樹脂（Ｂ−１）を添加していないものに比べ、溶融混練時の溶融粘度の上昇がみられ、架橋反応していることが確認された。さらにトナー化に伴い、カルボキシル基とグリシジル基の反応により架橋成分が生成し、ＴＨＦ不溶分が生成した。
【０２３５】
このトナー粒子１００質量部に負帯電性疎水性シリカ１．２質量部をヘンシェルミキサーで外添混合し、目開き１００μｍのメッシュで篩い、負帯電性磁性トナー１を調製した。得られたトナー１のＧＰＣにおける分子量分布、重量平均径及び酸価を、発明の実施の形態において述べた方法と同様の方法を用いて測定した。このトナー１の物性を表３に示す。
【０２３６】
次に、この調製された現像剤を、以下に示すような方法によって評価した。評価結果を表４に示す。
【０２３７】
［定着試験］
本試験に用いた加熱定着装置の基本的構成として、ヒータ１１としては、図４及び図５の構成のものを用いた。即ち、ＡｌＮをヒータ基板１１ａとし、このヒータ基板１１ａ上の定着ニップ部Ｎと反対方向に、Ａｇ／Ｐｄの導電剤と、マトリックス成分としてのリン酸系ガラスの混合物と、有機溶剤、バインダー、分散剤等とを混合してペースト状にしたものをスクリーン印刷して６００℃で焼成したものを通電発熱抵抗層１１ｂとして用いた。また、ＡｌＮのヒータ基板１１ａの定着ニップ部Ｎ側には、摺動性の良好なポリイミド層１１ｅを、スクリーン印刷にて１０μｍの厚さに形成した。
【０２３８】
また、定着スリーブ１３は、内径３０ｍｍ、厚み５０μｍの円筒状ステンレス鋼にプライマー層を５μｍ、ＰＦＡ樹脂を１０μｍ、それぞれディッピングによって塗布することによって、外径３０．１３ｍｍの円筒状に形成した。定着スリーブ１３の内面の表面粗さＲｚを２μｍ、外面の表面粗さＲｚを２μｍとした。
【０２３９】
また、加圧部材２０は、直径２０ｍｍのＡｌ芯金２１に、シリコーンゴム層を厚み５ｍｍで形成し、さらに外層にはＰＦＡチューブを被覆して形成した。
【０２４０】
本試験では、画像形成装置の記録材搬送スピードを１９３ｍｍ／ｓｅｃに調整して、ヒータ１１の温度を任意に制御できるようにした前記加熱定着装置を用いた。そして、ヒータ１１の温度を任意に制御し、ヒータ１１の通電発熱抵抗層１１ｂへの通電を開始してから５秒後に、未定着トナー像が形成された記録材Ｐを定着ニップ部Ｎに挿入し、各項目に対して確認した。
【０２４１】
低温定着性については、この前記加熱定着装置を１１０〜２４０℃の温度範囲でヒータ１１の温度を５℃おきに制御し、普通紙（７５ｇ／ｍ２）を用いたベタ黒未定着画像の定着をそれぞれの温度で行い、得られた画像を４．９ｋＰａの荷重をかけたシルボン紙で５往復摺擦し、摺擦前後の画像濃度の濃度低下率が１０％以下になる定着温度を低温定着性とした。この温度が低いほど低温定着性に優れたトナーである。
【０２４２】
耐高温オフセット性については、上記の定着条件において、紙上のトナー現像量を０．６ｍｇ／ｃｍ２に設定したベタ黒画像を未定着画像として用い、画像上のオフセット現象による汚れを目視で確認し、発生した温度を耐高温オフセット性とした。この温度が高いほど高温オフセット性に優れたトナーである。
【０２４３】
耐高温オフセット性の試験は、定着装置の金属スリーブへバイアスを印加した場合と印加しない場合の二通りで行った。バイアス印加の方法は、加圧ローラに５００Ｖの直流バイアスを印加する方法であり、バイアスを印加する場合では金属スリーブを接地した。
【０２４４】
［現像耐久試験］
市販のレーザービームプリンタＬａｓｅｒＪｅｔ　４１００（Ａ４、２４枚／分：Ｈｅｗｌｅｔｔ　Ｐａｃｋａｒｄ社製）を、プロセススピード１９３ｍｍ／ｓｅｃ、Ａ４、３６枚／分に改造し、Ａ４サイズの画像面積率５％の原稿で、Ａ４サイズの７５ｇ／ｍ２の転写紙に、常温常湿（２３℃、５０％　ＲＨ）環境で５０００枚の画出し試験を行い、試験後のベタ黒画像の画像濃度測定を行った。画像濃度は、マクベス濃度計（マクベス社製）でＳＰＩフィルターを使用して反射濃度の測定を行い、測定値の５点平均で算出して求めた。
【０２４５】
［尾引き］
現像耐久試験と同様の装置を用いて、５ｍｍ間隔の横罫線を連続３０枚プリントし、３０枚目の画像について以下の基準で評価した。紙の進行方向とは逆側に、とげ状又は糸状の小さなささくれ線が横罫線から発生するレベルにより尾引きを判定した。
Ａ：全く尾引きがない
Ｂ：軽微な尾引きが数点発生している
Ｃ：軽微な尾引きに混じって大きな尾引きが数点発生している
Ｄ：大きな尾引きが多数見られる。
【０２４６】
本尾引き試験は、定着装置の金属スリーブへバイアスを印加した場合と印加しない場合の二通りで行った。バイアス印加の方法は、加圧ローラに５００Ｖの直流バイアスを印加する方法であり、バイアスを印加する場合では金属スリーブを接地した。
【０２４７】
＜実施例２〜５＞
表３に記載されているようにトナーの処方を代えた以外は、実施例１と同様の方法を用いてトナー２〜５を製造し、実施例１と同様の方法により物性の測定を行った。トナー物性を表３に示す。これらトナー２〜５について、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表４に示す。
【０２４８】
＜比較例１、２＞
表３に記載されているようにトナーの処方を代えた以外は、実施例１と同様の方法を用いてトナー６、７を製造し、実施例１と同様の方法により物性の測定を行った。トナー物性を表３に示す。これらトナー６、７について、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表４に示す。
【０２４９】
【表３】
2004053622.tif 000018
【０２５０】
【表４】
2004053622.tif 000019
【０２５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録材上に未定着トナー画像を形成し、一方で金属製の基層を有する伝熱層をこの伝熱層に接触する加熱体によって加熱し、未定着トナー画像が形成された記録材を加熱した伝熱層に圧接させて未定着トナー画像を記録材に定着させる画像形成方法に、カルボキシル基を有するビニル樹脂とグリシジル基を有するビニル樹脂との混合物、カルボキシル基とグリシジル基とを有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とグリシジル基とが反応したビニル樹脂からなるグループから選択される一種以上の樹脂を含有する結着樹脂、及び着色剤を少なくとも含有するトナーを適用することから、より速度の速いプロセススピードにおける定着性が向上し、定着装置へのバイアス印加時においても静電気によるオフセットレベルの向上を図れ、定着尾引きを軽減することができる。
【０２５２】
本発明では、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布において、数平均分子量が１，０００乃至４０，０００であり、重量平均分子量が１０，０００乃至１０，０００，０００であると、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性のバランスをとる上でより一層効果的である。
【０２５３】
本発明では、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布において、分子量４，０００乃至３０，０００の領域に少なくとも一つのメインピーク、分子量４，０００乃至３０，０００の領域及び分子量５０，０００乃至１０，０００，０００の領域にそれぞれ少なくとも一つのピーク、分子量４，０００乃至３０，０００の領域及び分子量８００，０００乃至１０，０００，０００の領域にそれぞれ少なくとも一つのピーク、又は、分子量４，０００乃至３０，０００の領域、分子量５０，０００乃至８００，０００の領域、及び分子量８００，０００乃至１０，０００，０００の領域にそれぞれ少なくとも一つのピークを有すると、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性を向上させる上でより一層効果的である。
【０２５４】
本発明では、結着樹脂は、テトラヒドロフラン不溶分を０．１乃至６０質量％含有すると、耐オフセット性を向上させる上でより一層効果的である。
【０２５５】
本発明では、テトラヒドロフラン可溶成分の酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であると、より良好な現像性、スリーブ及び定着プロセスの汚染を防止する上でより一層効果的である。
【０２５６】
本発明では、着色剤は磁性酸化鉄であり、結着樹脂１００質量部に対して２０〜２００質量部含有されていると、本発明の優れた効果を奏する磁性一成分トナーを提供することができる。
【０２５７】
本発明では、重量平均径が２．５〜１０μｍであると、画像濃度や現像性を向上させる上でより一層効果的である。
【０２５８】
本発明では、伝熱層は、基層としての円筒状金属素管と、伝熱層の外表面を形成する離型性層と、円筒状金属素管及び離型性層を接着する接着層とを有し、加熱体は、円筒状金属素管の円筒内側に配置され、円筒状金属素管の内外面の表面粗さが３μｍ以下であり、接着層及び離型性層の厚みの総和が２０μｍ以下であると、より高速な定着を可能とし、さらにこの高速定着に対応し、低温低着性、及び耐高温オフセット性に優れ、かつ優れた現像性を実現する上でより一層効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置における一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す定着装置の概略構成を示す図である。
【図３】図２に示す定着部材の一例における定着ニップ部近傍を示す図である。
【図４】図２に示す定着部材の他の例における定着ニップ部近傍を示す図である。
【図５】図１に示す定着装置における定着部材と加圧部材の配置例を示す図である。
【図６】本発明に用いられる円筒状金属素管の製造例を説明する図である。
【図７】図５に示す製造例で得られる円筒状金属素管の中間製造物を示す図である。
【図８】図７に示す中間生成物の表面粗さ及び厚みを調整するための加工の一例を説明する図である。
【図９】図７に示す中間生成物の表面粗さ及び厚みを調整するための加工の他の例を説明する図である。
【図１０】図８又は図９に示す加工により形成された円筒状金属素管を示す図である。
【図１１】本発明に用いられる定着装置の他の実施の形態を示す概略構成図である。
【図１２】図１１に示す定着装置を正面から見た概略構成図である。
【図１３】従来のローラ加熱方式の定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図１４】従来のフィルム加熱方式の定着装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１　感光体
２　帯電ローラ
３　レーザビーム
４　現像装置
５　転写ローラ
６　定着装置
７　クリーニング装置
８　センサ
１０、６０　定着部材
１１、６１　ヒータ
１１ａ　ヒータ基板
１１ｂ　通電発熱抵抗層
１１ｃ、１１ｅ　摺動層
１１ｄ　保護層
１１ｆ、１１ｇ　電極部
１２、６２　ステイホルダ
１３　定着スリーブ
１３ａ　部位
１４、６４　温度検知素子
１５　定着入口ガイド
１６　駆動ギア
１７　加圧手段
１８　導電ブラシ
２０　加圧部材
２１、５１　芯金
２２、５２　弾性層
２３、４３、５３　離型性層
２４　バイアス印加手段
２５　チップ電極
３１　金属平板
３２　内型
３３　外型
３４、３９　金属製円筒部材
３５　金属製内型
３６ａ　押し当てローラ
３６ｂ　軸
３６ｃ　固定台
３７　押さえ部材
３８ａ〜３８ｃ　連続ダイス
３９ａ　凹凸跡
４０　定着ローラ
４１　ハロゲンランプ
４２　中空芯金
４４　サーミスタ
５０　加圧ローラ
６３　定着フィルム
Ｎ　定着ニップ部
Ｐ　記録材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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