JP2733366B2 - 加熱定着方法及び該加熱定着用トナー - Google Patents
加熱定着方法及び該加熱定着用トナーInfo
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- JP2733366B2 JP2733366B2 JP2122444A JP12244490A JP2733366B2 JP 2733366 B2 JP2733366 B2 JP 2733366B2 JP 2122444 A JP2122444 A JP 2122444A JP 12244490 A JP12244490 A JP 12244490A JP 2733366 B2 JP2733366 B2 JP 2733366B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、加熱溶融性のトナーで形成された転写材上
のトナー画像を、加熱定着する加熱定着方法及び該加熱
定着方法用トナーに関する。
のトナー画像を、加熱定着する加熱定着方法及び該加熱
定着方法用トナーに関する。
従来、加熱定着方法に用いられている定着装置は所定
の温度に維持された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画像を有する転写材を挟持
搬送しつつ加熱及び加圧するローラー定着方式が多用さ
れている。しかしながらこの種の装置では、加熱ローラ
ーにトナーが転移する現象（いわゆるオフセツト現象）
を防止するために加熱ローラーを最適な温度に維持する
必要があり、さらに加熱ローラーを加熱するための加熱
体の熱容量を大きくしなければならなかった。加熱体の
熱容量が小さいと、加熱ローラーの熱容量が小さくな
り、その場合には加熱体による供給熱量の関係により、
通紙或は他の外的要因で加熱ローラー温度が大きく変動
し易くなる。定温側に変動した場合には、トナーの軟化
溶融不足によって定着不調や低温オフセツトを生じ、高
温側に変動した場合には、トナーが完全に溶融してしま
いトナーの凝集力が低下するために高温オフセツトを生
じる。かかる問題を回避するために加熱ローラーの加熱
体の熱容量を大きくすると、加熱ローラーを所定の温度
まで昇温するための時間が長くなり、定着装置を使用す
る際に待機時間が長くなるという問題が生ずる。USP357
8797号に加熱体を用い、トナー像を加熱溶融後、トナー
像を冷却し、比較的高い粘性状態とした後、トナーの付
着する傾向を弱めた状態で加熱体ウエブからトナー画像
を有する転写材を剥離することにより、オフセツトを生
ぜずに定着する方法が提案されている。しかしながらこ
の方法は加熱体に対してトナー像及び転写材を加圧圧接
することなしに加熱する方法を採用しているため加熱体
とトナー像間の熱伝達効率が悪くなり、定着に多大のエ
ネルギーが必要となる。
の温度に維持された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画像を有する転写材を挟持
搬送しつつ加熱及び加圧するローラー定着方式が多用さ
れている。しかしながらこの種の装置では、加熱ローラ
ーにトナーが転移する現象（いわゆるオフセツト現象）
を防止するために加熱ローラーを最適な温度に維持する
必要があり、さらに加熱ローラーを加熱するための加熱
体の熱容量を大きくしなければならなかった。加熱体の
熱容量が小さいと、加熱ローラーの熱容量が小さくな
り、その場合には加熱体による供給熱量の関係により、
通紙或は他の外的要因で加熱ローラー温度が大きく変動
し易くなる。定温側に変動した場合には、トナーの軟化
溶融不足によって定着不調や低温オフセツトを生じ、高
温側に変動した場合には、トナーが完全に溶融してしま
いトナーの凝集力が低下するために高温オフセツトを生
じる。かかる問題を回避するために加熱ローラーの加熱
体の熱容量を大きくすると、加熱ローラーを所定の温度
まで昇温するための時間が長くなり、定着装置を使用す
る際に待機時間が長くなるという問題が生ずる。USP357
8797号に加熱体を用い、トナー像を加熱溶融後、トナー
像を冷却し、比較的高い粘性状態とした後、トナーの付
着する傾向を弱めた状態で加熱体ウエブからトナー画像
を有する転写材を剥離することにより、オフセツトを生
ぜずに定着する方法が提案されている。しかしながらこ
の方法は加熱体に対してトナー像及び転写材を加圧圧接
することなしに加熱する方法を採用しているため加熱体
とトナー像間の熱伝達効率が悪くなり、定着に多大のエ
ネルギーが必要となる。
特公昭51−29825号公報は加熱体とトナー像を加圧圧
接することで熱伝達効率の向上を計り、短時間でトナー
像を加熱溶融せしめる方法が提案されている。しかしな
がらこの方法は予め一対の加熱体の間にトナー像及び転
写材を加圧挟持させた状態で加熱せしめ、その後強制的
に冷却せしめる方式を提案している。具体的には、トナ
ー像を一対の加熱体で表裏両面から加熱せしめるため、
エネルギー面から効率的に見えるが、実際には転写材側
からトナー像を十分に加熱する必要のある事、さらには
次の冷却工程において、一旦加熱せしめた転写材を急激
に冷却しなければトナー像を剥離できないために強制的
な冷却手段が必要であることから結果的にはエネルギー
効率が悪い。さらに、比較的大きな熱容量の加熱体を用
いるため機内への放熱が増大し、不必要な機内昇温を招
く問題点もあった。
接することで熱伝達効率の向上を計り、短時間でトナー
像を加熱溶融せしめる方法が提案されている。しかしな
がらこの方法は予め一対の加熱体の間にトナー像及び転
写材を加圧挟持させた状態で加熱せしめ、その後強制的
に冷却せしめる方式を提案している。具体的には、トナ
ー像を一対の加熱体で表裏両面から加熱せしめるため、
エネルギー面から効率的に見えるが、実際には転写材側
からトナー像を十分に加熱する必要のある事、さらには
次の冷却工程において、一旦加熱せしめた転写材を急激
に冷却しなければトナー像を剥離できないために強制的
な冷却手段が必要であることから結果的にはエネルギー
効率が悪い。さらに、比較的大きな熱容量の加熱体を用
いるため機内への放熱が増大し、不必要な機内昇温を招
く問題点もあった。
本発明の目的は、上記問題点を解決した加熱定着方法
を提供するものである。
を提供するものである。
本発明の目的は、耐オフセツト性に優れている加熱定
着方法を提供するものである。
着方法を提供するものである。
すなわち、本発明は、記録材にトナーの顕画像を加熱
定着する方法において、該トナーに用いられる結着樹脂
の溶融粘度が140℃で0.1〜107センチポイズであり、且
つトナーが加熱体により加熱溶融される時の絶対温度の
逆数（1/T）と、この時の結着樹脂の溶融粘度の対数（l
ogη）からなる下式に示す直線 logη＝θ・（1/T）＋Ｂ′ （但しＢ′は定数を示す。） の勾配（θ）が102〜３×103であり、 記録材に該トナーの顕画像を固定支持された加熱体と
該加熱体に対向圧接し、且つフイルムを介して該記録材
を該加熱体に密着させる加圧部材とにより加熱定着し、
該トナーの吸着ピークの極大値の温度よりも高い温度条
件下で該フイルムをトナー定着面より、剥離することを
特徴とする加熱定着方法に関する。
定着する方法において、該トナーに用いられる結着樹脂
の溶融粘度が140℃で0.1〜107センチポイズであり、且
つトナーが加熱体により加熱溶融される時の絶対温度の
逆数（1/T）と、この時の結着樹脂の溶融粘度の対数（l
ogη）からなる下式に示す直線 logη＝θ・（1/T）＋Ｂ′ （但しＢ′は定数を示す。） の勾配（θ）が102〜３×103であり、 記録材に該トナーの顕画像を固定支持された加熱体と
該加熱体に対向圧接し、且つフイルムを介して該記録材
を該加熱体に密着させる加圧部材とにより加熱定着し、
該トナーの吸着ピークの極大値の温度よりも高い温度条
件下で該フイルムをトナー定着面より、剥離することを
特徴とする加熱定着方法に関する。
さらに、本発明は、記録材にトナーの顕画像を固定支
持された加熱体と、該加熱体に対向圧接し、且つフイル
ムを介して該記録体を該加熱体に密着させる加圧部材と
により、加熱定着し、該フイルムをトナー定着面より剥
離する定着方法に使用されるトナーにおいて、該トナー
に用いられる結着樹脂の溶融粘度が140℃で0.1〜107セ
ンチポイズであり、且つトナーが加熱体により加熱溶融
される時の絶対温度の逆数（1/T）と、この時の結着樹
脂の溶融粘度の対数（logη）からなる下式に示す直線
の勾配（θ）が、 logη＝θ・（1/T）＋Ｂ′ 102〜３×103であり、且つ該トナーの吸熱ピークの極大
値の温度は該フイルムをトナー定着面より剥離する時の
温度よりも低いことを特徴とする加熱定着用トナーに関
する。
持された加熱体と、該加熱体に対向圧接し、且つフイル
ムを介して該記録体を該加熱体に密着させる加圧部材と
により、加熱定着し、該フイルムをトナー定着面より剥
離する定着方法に使用されるトナーにおいて、該トナー
に用いられる結着樹脂の溶融粘度が140℃で0.1〜107セ
ンチポイズであり、且つトナーが加熱体により加熱溶融
される時の絶対温度の逆数（1/T）と、この時の結着樹
脂の溶融粘度の対数（logη）からなる下式に示す直線
の勾配（θ）が、 logη＝θ・（1/T）＋Ｂ′ 102〜３×103であり、且つ該トナーの吸熱ピークの極大
値の温度は該フイルムをトナー定着面より剥離する時の
温度よりも低いことを特徴とする加熱定着用トナーに関
する。
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。第１図は
本発明による定着装置の概略図の一例である。
本発明による定着装置の概略図の一例である。
第１図の加熱定着装置は、低熱容量線状加熱体16にて
トナー25を加熱溶融状態のままで、フイルム20の表面か
ら定着されたトナー像を積極的に剥離させるための構成
を有している。
トナー25を加熱溶融状態のままで、フイルム20の表面か
ら定着されたトナー像を積極的に剥離させるための構成
を有している。
加熱定着装置は固定支持された低熱容量線状加熱体16
を具備し、低熱容量線状加熱体16の一例として厚み1.0m
m、幅10mm、長手長240mmのアルミナ基板17に抵抗材料18
を幅1.0mmに塗工したものが挙げられる。加熱体16の長
手方向両端より通電する電流は、例えばDC100Vの周期20
msecのパルス状波形を使用し、検温素子19によりコント
ロールされた所望の温度及びエネルギー放出量に応じ
て、電流のパルス幅を変化させる。略パルス幅は0.5mse
c〜5msecとなる。この様にエネルギーと温度が制御され
た加熱体16に当接して図中矢印方向に耐熱性を有する定
着フイルム20は移動する。このフイルムの一例として、
厚み20μｍの耐熱フイルムに少なくともトナー画像当接
面側に導電材を分散した離型層を10μｍコーテイングし
たエンドレスフイルム20が例示される。
を具備し、低熱容量線状加熱体16の一例として厚み1.0m
m、幅10mm、長手長240mmのアルミナ基板17に抵抗材料18
を幅1.0mmに塗工したものが挙げられる。加熱体16の長
手方向両端より通電する電流は、例えばDC100Vの周期20
msecのパルス状波形を使用し、検温素子19によりコント
ロールされた所望の温度及びエネルギー放出量に応じ
て、電流のパルス幅を変化させる。略パルス幅は0.5mse
c〜5msecとなる。この様にエネルギーと温度が制御され
た加熱体16に当接して図中矢印方向に耐熱性を有する定
着フイルム20は移動する。このフイルムの一例として、
厚み20μｍの耐熱フイルムに少なくともトナー画像当接
面側に導電材を分散した離型層を10μｍコーテイングし
たエンドレスフイルム20が例示される。
一般には耐熱フイルムの総厚は100μｍ以下、より好
ましくは40μｍ未満、さらに好ましくは５〜35μｍであ
る。フイルム駆動は駆動ローラー21と従動ローラー22に
よる駆動とテンシヨンにより矢印方向に移動する。
ましくは40μｍ未満、さらに好ましくは５〜35μｍであ
る。フイルム駆動は駆動ローラー21と従動ローラー22に
よる駆動とテンシヨンにより矢印方向に移動する。
23はシリコーンゴムの如き離型性の良いゴム弾性層を
有する加圧ローラーであり、総圧４〜20Kgでフイルム20
を介して加熱体16を加圧し、加圧ローラー23は、通過す
る記録材を押圧しながら回転する。記録材（例えば、普
通紙の如き転写材）24上の未定着トナー25は、入口ガイ
ド26により定着部に導かれ、上述の加熱及び加圧により
定着トナーが得られる。
有する加圧ローラーであり、総圧４〜20Kgでフイルム20
を介して加熱体16を加圧し、加圧ローラー23は、通過す
る記録材を押圧しながら回転する。記録材（例えば、普
通紙の如き転写材）24上の未定着トナー25は、入口ガイ
ド26により定着部に導かれ、上述の加熱及び加圧により
定着トナーが得られる。
以上はエンドレスベルトで説明したが、第２図の如
く、シート送り出し軸30及び巻取り軸31を使用し、定着
フイルムは有端のフイルム32であっても良い。
く、シート送り出し軸30及び巻取り軸31を使用し、定着
フイルムは有端のフイルム32であっても良い。
本発明の加熱定着方法に用いられる定着フイルム20ま
たは32は、単層構成だけではなく、定着フイルム上に剥
離性の良いフツ素系樹脂の如き高分子材料で形成された
層を設けた複層構成であっても良い。定着フイルムの表
面を絶縁性のテトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体（PFA樹脂）でコーテイ
ングした場合にはトナー画像を乱す静電気が定着フイル
ムに発生し易いので、これに対処するために設置された
除電ブラシ等で除電することが好ましい。さらにはコー
テイング樹脂中に導電性の繊維やカーボンブラツクの如
き導電性材料を添加して静電気による画像乱れを防止す
る事も好ましい。
たは32は、単層構成だけではなく、定着フイルム上に剥
離性の良いフツ素系樹脂の如き高分子材料で形成された
層を設けた複層構成であっても良い。定着フイルムの表
面を絶縁性のテトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体（PFA樹脂）でコーテイ
ングした場合にはトナー画像を乱す静電気が定着フイル
ムに発生し易いので、これに対処するために設置された
除電ブラシ等で除電することが好ましい。さらにはコー
テイング樹脂中に導電性の繊維やカーボンブラツクの如
き導電性材料を添加して静電気による画像乱れを防止す
る事も好ましい。
本発明に用いられる定着フイルムの厚さは、100μｍ
以下が好ましく、より好ましくは40μｍ未満、さらに好
ましくは５〜35μｍが良い。定着フイルムとしてはポリ
エステル、ポリエチレンテレフタレート（PET）、テト
ラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体（PFA）、ポリテトラフルオロエチレン（P
TFE）、ポリイミド、ポリアミドのシート及びアルミニ
ウム金属シート、さらにはポリマーシートに金属をラミ
ネートしたり蒸着された被覆シートが挙げられる。なか
でも、ポリイミドフイルムが耐熱性及び強度の点で好ま
しい。
以下が好ましく、より好ましくは40μｍ未満、さらに好
ましくは５〜35μｍが良い。定着フイルムとしてはポリ
エステル、ポリエチレンテレフタレート（PET）、テト
ラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体（PFA）、ポリテトラフルオロエチレン（P
TFE）、ポリイミド、ポリアミドのシート及びアルミニ
ウム金属シート、さらにはポリマーシートに金属をラミ
ネートしたり蒸着された被覆シートが挙げられる。なか
でも、ポリイミドフイルムが耐熱性及び強度の点で好ま
しい。
本発明に用いられるトナーの結着樹脂としては、140
℃における溶融粘度が0.1〜107（好ましくは１〜９×10
4、さらに好ましくは102〜２×104）センチポイズであ
り、且つトナーが加熱体により加熱溶融される時の絶対
温度の逆数（1/T）と、この時の結着樹脂の溶融粘度の
対数（logη）からなる下式に示す直線 logη＝θ・（1/T）＋Ｂ′ （但しＢ′は定数を示す。） の勾配（θ）が102〜３×103であるものが好ましく使用
される。
℃における溶融粘度が0.1〜107（好ましくは１〜９×10
4、さらに好ましくは102〜２×104）センチポイズであ
り、且つトナーが加熱体により加熱溶融される時の絶対
温度の逆数（1/T）と、この時の結着樹脂の溶融粘度の
対数（logη）からなる下式に示す直線 logη＝θ・（1/T）＋Ｂ′ （但しＢ′は定数を示す。） の勾配（θ）が102〜３×103であるものが好ましく使用
される。
ここで粘度の測定は一般のローター式粘度計（例え
ば、東京計器（株）製のビスコメータＢタイプ）を用い
て行う。本発明に用いられる結着樹脂の溶融粘度（η）
は次式を満足し、 τはＤの増大と共に直線的に増大するニユートン粘性を
示す。後述の実施例においては、ここで測定した粘度の
対数（logη）とその時の温度の逆数をプロツトする
と、下記アンドレード式 ［ここでＵは見掛けの活性化エネルギー、Ｒは気体定
数、Ｔは絶対温度、Ａは定数を示す］ に良く一致し、良好な直線性を示した。
ば、東京計器（株）製のビスコメータＢタイプ）を用い
て行う。本発明に用いられる結着樹脂の溶融粘度（η）
は次式を満足し、 τはＤの増大と共に直線的に増大するニユートン粘性を
示す。後述の実施例においては、ここで測定した粘度の
対数（logη）とその時の温度の逆数をプロツトする
と、下記アンドレード式 ［ここでＵは見掛けの活性化エネルギー、Ｒは気体定
数、Ｔは絶対温度、Ａは定数を示す］ に良く一致し、良好な直線性を示した。
測定粘度が、ズリ応力に対するズリ速度であるから見
掛けの活性化エネルギーは物質の流動特性を示す尺度に
相当すると言われている。本発明に用いた溶融粘度と温
度の逆数の勾配は、見掛けの活性化エネルギーに対応す
る物理量を示し、加熱工程での記録材上に溶解したトナ
ーの流動性を示し、画像のニジミ、記録材への溶融トナ
ーの浸透を防止するために有効な物理量である。
掛けの活性化エネルギーは物質の流動特性を示す尺度に
相当すると言われている。本発明に用いた溶融粘度と温
度の逆数の勾配は、見掛けの活性化エネルギーに対応す
る物理量を示し、加熱工程での記録材上に溶解したトナ
ーの流動性を示し、画像のニジミ、記録材への溶融トナ
ーの浸透を防止するために有効な物理量である。
第１図の加熱定着装置において、低熱容量線状加熱体
16の背面に設けた検温素子19で検出される温度をT1とし
た時、抵抗材料18に対向するフイルム20の表面温度T
2は、通常T1よりも約10〜30℃低い。さらにフイルム20
がトナー定着面より剥離する箇所に於けるフイルム20の
表面温度T3は、T2とほぼ等しい温度を示すのが一般的で
ある。第１図及び第２図の定着装置における定着時の温
度とは、通常T3の温度を意味するものである。
16の背面に設けた検温素子19で検出される温度をT1とし
た時、抵抗材料18に対向するフイルム20の表面温度T
2は、通常T1よりも約10〜30℃低い。さらにフイルム20
がトナー定着面より剥離する箇所に於けるフイルム20の
表面温度T3は、T2とほぼ等しい温度を示すのが一般的で
ある。第１図及び第２図の定着装置における定着時の温
度とは、通常T3の温度を意味するものである。
本発明においてはトナーの結着樹脂の溶融粘度が温度
140℃で0.1センチポイズ未満であると加熱定着工程でト
ナーが過剰に溶融することにより、記録材中に浸透し、
トナー定着画像の悪化を招く。
140℃で0.1センチポイズ未満であると加熱定着工程でト
ナーが過剰に溶融することにより、記録材中に浸透し、
トナー定着画像の悪化を招く。
一方、結着樹脂の溶融粘度が温度140℃で107センチポ
イズを越える場合、加熱定着時にトナーの変形が起きに
くく、結果的に定着不良の原因となる。さらに加熱定着
に過剰なエネルギーを要し、定着時間が長くかかるとい
う問題が生じる。溶融粘度の対数と温度の逆数から成る
直線の勾配は、加熱エネルギー変化に伴うトナーの結着
樹脂の流動性を示す尺度であり、且つこの値が大きいこ
とは印加熱量に対し急激な粘度変化を示すシヤープメル
ト性であることも意味する。
イズを越える場合、加熱定着時にトナーの変形が起きに
くく、結果的に定着不良の原因となる。さらに加熱定着
に過剰なエネルギーを要し、定着時間が長くかかるとい
う問題が生じる。溶融粘度の対数と温度の逆数から成る
直線の勾配は、加熱エネルギー変化に伴うトナーの結着
樹脂の流動性を示す尺度であり、且つこの値が大きいこ
とは印加熱量に対し急激な粘度変化を示すシヤープメル
ト性であることも意味する。
本発明に用いる結着樹脂の勾配（θ）の測定例を第３
図に示す。縦軸は粘度の対数を示し、横軸は測定時の絶
対温度の逆数を示す。
図に示す。縦軸は粘度の対数を示し、横軸は測定時の絶
対温度の逆数を示す。
本発明に用いられるトナーは、示差熱分析装置（DS
C）を用い、10℃から200℃までの測定温度範囲で測定
し、最初に現われる吸熱ピークの極大値T4が40℃乃至12
0℃を示すトナーが好ましく、55℃乃至100℃を示すトナ
ーが特に好ましい。
C）を用い、10℃から200℃までの測定温度範囲で測定
し、最初に現われる吸熱ピークの極大値T4が40℃乃至12
0℃を示すトナーが好ましく、55℃乃至100℃を示すトナ
ーが特に好ましい。
さらにフイルムを定着トナー像面より剥離する時の温
度T3が、前記温度T4よりも30℃以上、より好ましくは温
度T4より40℃〜150℃高い温度条件で剥離させること
が、フイルム表面上へのオフセツト防止に関して特に有
効である。
度T3が、前記温度T4よりも30℃以上、より好ましくは温
度T4より40℃〜150℃高い温度条件で剥離させること
が、フイルム表面上へのオフセツト防止に関して特に有
効である。
本発明で用いる吸熱ピークの極大値を測定する方法と
しては、ASTM D3418−82が利用できる。
しては、ASTM D3418−82が利用できる。
具体的には、トナーを10〜15mg採取し窒素雰囲気下で
室温から200℃迄、昇温速度10℃/minで加熱せしめた
後、200℃に10分間保持せしめ、次に急冷することで、
予めトナーの前処理を行った後、再び10℃に10分間保持
せしめ、10℃/min昇温速度で200℃まで加熱し測定す
る。具体的な測定例を第４図に示す。
室温から200℃迄、昇温速度10℃/minで加熱せしめた
後、200℃に10分間保持せしめ、次に急冷することで、
予めトナーの前処理を行った後、再び10℃に10分間保持
せしめ、10℃/min昇温速度で200℃まで加熱し測定す
る。具体的な測定例を第４図に示す。
本発明においては、加熱定着器の各部位の温度とトナ
ーの温度特性との相対的関係を以下に示すように T1＜T2＜T3＜T4 に設定することが好ましい。
ーの温度特性との相対的関係を以下に示すように T1＜T2＜T3＜T4 に設定することが好ましい。
本発明に用いられるトナーの結着樹脂としては本発明
で規定する粘度特性を満足するような、各種樹脂及びワ
ツクスがある。例えば、マイクロクリスタリンワツク
ス、パラフインワツクス、ポリエチレンワツクス（低密
度、高密度；酸化型、非酸化型）、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体等の石油系ワツクス類；カルナバワツクス、
キヤデリラワツクス、木ロウ、ライスワツクスの如き植
物系ワツクス類；ミツロウ、ラノリンの如き動物系ワツ
クス類；モンタンワツクス、セレシンの如き鉱物系ワツ
クス類；比較的低分子量で分子量分布がシヤープな非架
橋スチレン系共重合体；ポリエステル例示される。これ
ら結着樹脂は、単独または混合して使用することができ
る。
で規定する粘度特性を満足するような、各種樹脂及びワ
ツクスがある。例えば、マイクロクリスタリンワツク
ス、パラフインワツクス、ポリエチレンワツクス（低密
度、高密度；酸化型、非酸化型）、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体等の石油系ワツクス類；カルナバワツクス、
キヤデリラワツクス、木ロウ、ライスワツクスの如き植
物系ワツクス類；ミツロウ、ラノリンの如き動物系ワツ
クス類；モンタンワツクス、セレシンの如き鉱物系ワツ
クス類；比較的低分子量で分子量分布がシヤープな非架
橋スチレン系共重合体；ポリエステル例示される。これ
ら結着樹脂は、単独または混合して使用することができ
る。
高度に架橋された高分子量の樹脂は本発明の粘度特性
を示さず、単独で利用することができない。
を示さず、単独で利用することができない。
本発明の加熱定着方法には、体積平均粒径４〜13μｍ
のトナーが通常使用される。
のトナーが通常使用される。
トナーには、着色材として染料、顔料または磁性体が
含有される。
含有される。
染料または顔料としては、カーボンブラツク、グラフ
アイト、ニグロシン、モノアゾ染料の金属錯体、群青、
フタロシアニンブルー、ハンザイエロー、ベンジンイエ
ロー、キナクリドンの如き各種レーキ顔料が挙げられ
る。非磁性な染料または顔料は、結着樹脂100重量部当
り、通常0.1〜30重量部（好ましくは0.5〜20重量部）使
用される。
アイト、ニグロシン、モノアゾ染料の金属錯体、群青、
フタロシアニンブルー、ハンザイエロー、ベンジンイエ
ロー、キナクリドンの如き各種レーキ顔料が挙げられ
る。非磁性な染料または顔料は、結着樹脂100重量部当
り、通常0.1〜30重量部（好ましくは0.5〜20重量部）使
用される。
磁性体としては、磁性を示すか磁化可能な材料が使用
される。例えば鉄、マンガン、ニツケル、コバルト、ク
ロムの如き金属；マグネタイト、ヘマタイト、各種フエ
ライト、マンガン合金、その他の強磁性合金がある。こ
れらは平均粒径約0.05〜１μ（好ましくは0.05〜0.5
μ）の微粉末としたものが使用できる。トナー中に含有
される磁性体の量は、トナー総重量の15〜70重量％（よ
り好ましくは25〜45重量％）が良い。
される。例えば鉄、マンガン、ニツケル、コバルト、ク
ロムの如き金属；マグネタイト、ヘマタイト、各種フエ
ライト、マンガン合金、その他の強磁性合金がある。こ
れらは平均粒径約0.05〜１μ（好ましくは0.05〜0.5
μ）の微粉末としたものが使用できる。トナー中に含有
される磁性体の量は、トナー総重量の15〜70重量％（よ
り好ましくは25〜45重量％）が良い。
さらに、トナーには荷電制御のために、荷電制御剤を
添加しても良い。
添加しても良い。
トナーを負荷電性に制御する荷電制御剤として下記物
質がある。例えばモノアゾ金属錯体、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、ビスフエノール等の
フエノール誘導体類が挙げられる。
質がある。例えばモノアゾ金属錯体、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、ビスフエノール等の
フエノール誘導体類が挙げられる。
トナーを正荷電正に制御する荷電制御剤として下記物
質がある。
質がある。
ニグロシン、脂肪酸金属塩によるニグロシン変成物。
トリブチルベンゼンアンモニウム−１−ヒドロキシ−４
−ナフトスルフオン酸塩、テトラブチルアンモニウムテ
トラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩、トリ
フエ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、りんタングステン酸、りんモリブテン酸、
りんタングステンモリブテン酸、タンニン酸、ラウリン
酸、没食子酸、フエリシアン化物、フエロシアン化
物）、高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。これらの中で
も、ニグロシン系、四級アンモニウム塩の如き荷電制御
剤が特に好ましく用いられる。
トリブチルベンゼンアンモニウム−１−ヒドロキシ−４
−ナフトスルフオン酸塩、テトラブチルアンモニウムテ
トラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩、トリ
フエ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、りんタングステン酸、りんモリブテン酸、
りんタングステンモリブテン酸、タンニン酸、ラウリン
酸、没食子酸、フエリシアン化物、フエロシアン化
物）、高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。これらの中で
も、ニグロシン系、四級アンモニウム塩の如き荷電制御
剤が特に好ましく用いられる。
本発明のトナーに於いては、帯電安定性、現像性、流
動性、耐久性向上の為、シリカ微粉末を添加することが
好ましい。
動性、耐久性向上の為、シリカ微粉末を添加することが
好ましい。
本発明に用いられるシリカ部粉末は、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50〜400m
2/g）の範囲内のものが良好な結果を与える。トナー100
重量に対してシリカ微粉体0.01〜８重量部、好ましくは
0.1〜５重量部使用するのが良い。
た窒素吸着による比表面積が30m2/g以上（特に50〜400m
2/g）の範囲内のものが良好な結果を与える。トナー100
重量に対してシリカ微粉体0.01〜８重量部、好ましくは
0.1〜５重量部使用するのが良い。
本発明に用いられるシリカ微粉末は、必要に応じ、疎
水化及び帯電性コントロール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、シランカツプリング剤、官能
基を有するシランカツプリング剤、その他の有機ケイ素
化合物の如き処理剤で処理されていることも好ましい。
水化及び帯電性コントロール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、シランカツプリング剤、官能
基を有するシランカツプリング剤、その他の有機ケイ素
化合物の如き処理剤で処理されていることも好ましい。
特に、BET比表面積100〜400m2/gの乾式法で製造され
た乾式コロイダルシリカ微粉末100重量部当り、ジメチ
ルシリコーンオイルの如きシリコーンオイル１〜50重量
部で処理した処理コロイダルシリカを、トナー粒子表面
に付与することは、トナーの定着フイルムへの耐オフセ
ツト性を向上させ、定着フイルム表面の損傷を防止する
ために好ましい。処理コロイダルシリカは、トナー100
重量部当り0.1〜５重量部使用するのが良い。
た乾式コロイダルシリカ微粉末100重量部当り、ジメチ
ルシリコーンオイルの如きシリコーンオイル１〜50重量
部で処理した処理コロイダルシリカを、トナー粒子表面
に付与することは、トナーの定着フイルムへの耐オフセ
ツト性を向上させ、定着フイルム表面の損傷を防止する
ために好ましい。処理コロイダルシリカは、トナー100
重量部当り0.1〜５重量部使用するのが良い。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
実施例１ 結着樹脂として、低密度ポリエチレンと、低分子量分
を除去したパラフインワツクスを重量比で4:1に配合し
たものを用いた。結着樹脂の粘度特性を下記に示す。
を除去したパラフインワツクスを重量比で4:1に配合し
たものを用いた。結着樹脂の粘度特性を下記に示す。
溶融粘度（140℃）＝1800センチポイズ（すなわち、1
8ポイズ） θ＝２×102 上記結着樹脂100重量部に磁性体60重量部及び荷電制
御剤２重量部を混合し、十分に混練後に冷却し、粉砕
し、分級を行い、T4が62℃である体積平均粒径12μｍの
トナーを得た。この磁性トナー及び記録材として普通紙
を用い第１図に示す加熱定着装置を用いて定着試験を行
った。
8ポイズ） θ＝２×102 上記結着樹脂100重量部に磁性体60重量部及び荷電制
御剤２重量部を混合し、十分に混練後に冷却し、粉砕
し、分級を行い、T4が62℃である体積平均粒径12μｍの
トナーを得た。この磁性トナー及び記録材として普通紙
を用い第１図に示す加熱定着装置を用いて定着試験を行
った。
定着フイルム20としては記録材（普通紙）との接触面
にポリテトラフルオロエチレン（PTFE）に導電性物質
（カーボンブラツク）を分散させた低抵抗の離型層を有
する厚さ20μｍのポリイミドフイルムを使用した。定着
試験は、定着器各部位が温度T1 170℃、T2 140℃、T3
145℃になるように設定し、線状加熱体16と加圧ロー
ラー23間の総圧を8Kg、加圧ローラー23と定着フイルム2
0のニツプを3mmとし、定着フイルム20の回転速度は100m
m/secで行った。
にポリテトラフルオロエチレン（PTFE）に導電性物質
（カーボンブラツク）を分散させた低抵抗の離型層を有
する厚さ20μｍのポリイミドフイルムを使用した。定着
試験は、定着器各部位が温度T1 170℃、T2 140℃、T3
145℃になるように設定し、線状加熱体16と加圧ロー
ラー23間の総圧を8Kg、加圧ローラー23と定着フイルム2
0のニツプを3mmとし、定着フイルム20の回転速度は100m
m/secで行った。
得られた定着トナー画像の定着特性は、試験片をガラ
ス平板上に載せ、lens cleaning paper“dusper"（OZU
paper Co.,Ltd.製）を５枚重ね、普通紙のすき目に沿っ
て40g/cm2の印加圧力で５往復摺擦し、摺擦前後の画像
濃度低下率を算出し、定着性の良否を判断した。濃度低
下率は10％と低く、定着性は良好であり、トナー画像の
にじみ、裏写りも見られなかった。
ス平板上に載せ、lens cleaning paper“dusper"（OZU
paper Co.,Ltd.製）を５枚重ね、普通紙のすき目に沿っ
て40g/cm2の印加圧力で５往復摺擦し、摺擦前後の画像
濃度低下率を算出し、定着性の良否を判断した。濃度低
下率は10％と低く、定着性は良好であり、トナー画像の
にじみ、裏写りも見られなかった。
更に定着フイルム22へのトナーのオフセツト現象も認
められなかった。未定着トナー画像を有する普通紙を連
続1000枚通紙して、加熱定着したが、定着フイルム22へ
のオフセツト現象は観察されなかった。
められなかった。未定着トナー画像を有する普通紙を連
続1000枚通紙して、加熱定着したが、定着フイルム22へ
のオフセツト現象は観察されなかった。
実施例２ トナーの結着樹脂として、低分子量ポリプロピレンと
ポリエステルとを重量比率1:5に配合したものを用いる
以外は、実施例１と同様にしてトナーを調製した。
ポリエステルとを重量比率1:5に配合したものを用いる
以外は、実施例１と同様にしてトナーを調製した。
この時の結着樹脂の粘度特性は 溶融粘度（140℃）＝２×104センチポイズ（すなわ
ち、２×102ポイズ） θ＝103 であった。このトナーを用い設定温度を以下のように変
えた以外は実施例１に示す定着装置を用い定着を行っ
た。
ち、２×102ポイズ） θ＝103 であった。このトナーを用い設定温度を以下のように変
えた以外は実施例１に示す定着装置を用い定着を行っ
た。
T1 200℃ T2 190℃ T3 190℃ T4 65℃ 濃度低下率は12.5％と低く、定着性は良好であり、画
像のにじみ、裏写り等も見られなかった。
像のにじみ、裏写り等も見られなかった。
実施例３ 実施例１で使用したトナーを利用し、第２図に示す定
着装置を用いて加熱定着し、定着トナー画像の評価を行
った。
着装置を用いて加熱定着し、定着トナー画像の評価を行
った。
摺擦前後の画像の濃度低下率は13％と低く、定着性は
良好であった。
良好であった。
比較例 トナーの結着樹脂として架橋スチレン−ブチルアクリ
レート−ジビニルベンゼン共重合体を用いた以外は実施
例１と同様にトナーを調製し、定着評価を行った。結着
樹脂の粘度は樹脂中に存在するゲル分（テトラヒドロに
不溶な高分子成分）のため140℃下では測定できず、本
発明の範囲外である。定着試験の結果摺擦前後の濃度低
下率は30％と悪く、さらに、普通紙とトナー像間の剥離
も極めて悪かった。
レート−ジビニルベンゼン共重合体を用いた以外は実施
例１と同様にトナーを調製し、定着評価を行った。結着
樹脂の粘度は樹脂中に存在するゲル分（テトラヒドロに
不溶な高分子成分）のため140℃下では測定できず、本
発明の範囲外である。定着試験の結果摺擦前後の濃度低
下率は30％と悪く、さらに、普通紙とトナー像間の剥離
も極めて悪かった。
実施例４ BET比表面積200m2/gの乾式コロイダルシリカ微粉末10
0重量部を、ジメチルシリコーンオイル10重量部で表面
処理して、ジメチルシリコーンオイルを担持している処
理コロイダルシリカ微粉末を調製した。
0重量部を、ジメチルシリコーンオイル10重量部で表面
処理して、ジメチルシリコーンオイルを担持している処
理コロイダルシリカ微粉末を調製した。
該処理コロイダルシリカ微粉末0.8重量部と実施例１
で調製したトナー100重量部とを混合して、トナー粒子
表面に該処理コロイダルシリカ微粉末を静電的に付着さ
せた。
で調製したトナー100重量部とを混合して、トナー粒子
表面に該処理コロイダルシリカ微粉末を静電的に付着さ
せた。
該処理コロイダルシリカ微粉末を有するトナーで形成
された未定着トナー画像を実施例１と同様にして加熱定
着した。3000枚連続的に定着試験を行ったが、オフセツ
ト現象は発現しなく、定着フイルム表面の損傷もなかっ
た。
された未定着トナー画像を実施例１と同様にして加熱定
着した。3000枚連続的に定着試験を行ったが、オフセツ
ト現象は発現しなく、定着フイルム表面の損傷もなかっ
た。
実施例５ BET比表面積200m2/gの乾式コロイダルシリカ微粉末10
0重量部を、ジメチルシリコーンオイル15重量部で表面
処理して、ジメチルシリコーンオイルを担持している処
理コロイダルシリカ微粉末を調製した。
0重量部を、ジメチルシリコーンオイル15重量部で表面
処理して、ジメチルシリコーンオイルを担持している処
理コロイダルシリカ微粉末を調製した。
該処理コロイダルシリカ微粉末0.8重量部と実施例２
で調製したトナー100重量部とを混合して、トナー粒子
表面に該処理コロイダルシリカ微粉末を静電的に付着さ
せた。
で調製したトナー100重量部とを混合して、トナー粒子
表面に該処理コロイダルシリカ微粉末を静電的に付着さ
せた。
該処理コロイダルシリカ微粉末を有するトナーで形成
された未定着トナー画像を実施例２と同様にして加熱定
着した。3000枚連続的に定着試験を行ったが、オフセツ
ト現象は発現しなく、定着フイルム表面の損傷もなかっ
た。
された未定着トナー画像を実施例２と同様にして加熱定
着した。3000枚連続的に定着試験を行ったが、オフセツ
ト現象は発現しなく、定着フイルム表面の損傷もなかっ
た。
添付図面中、第１図及び第２図は本発明の加熱定着方法
を実施するための加熱定着装置を示す。 第３図は本発明に用いた結着樹脂の粘度の温度特性を示
し、第４図は本発明に用いられるトナーのDSCチヤート
図を示す。 16……低熱容量線状加熱体 17……アルミナ基板 18……抵抗材料 19……検温素子 20……フイルム 23……加圧ローラー 30……シート送り出し軸 31……シート巻取り軸 32……有端フイルム
を実施するための加熱定着装置を示す。 第３図は本発明に用いた結着樹脂の粘度の温度特性を示
し、第４図は本発明に用いられるトナーのDSCチヤート
図を示す。 16……低熱容量線状加熱体 17……アルミナ基板 18……抵抗材料 19……検温素子 20……フイルム 23……加圧ローラー 30……シート送り出し軸 31……シート巻取り軸 32……有端フイルム
Claims (2)
- 【請求項１】記録材にトナーの顕画像を加熱定着する方
法において、該トナーに用いられる結着樹脂の溶融粘度
が140℃で0.1〜107センチポイズであり、且つトナーが
加熱体により加熱溶融される時の絶対温度の逆数（1/
T）と、この時の結着樹脂の溶融粘度の対数（logη）か
らなる下式に示す直線 logη＝θ・（1/T）＋Ｂ′ （但しＢ′は定数を示す。） の勾配（θ）が102〜３×103であり、 記録材に該トナーの顕画像を固定支持された加熱体と該
加熱体に対向圧接し、且つフイルムを介して該記録材を
該加熱体に密着させる加圧部材とにより加熱定着し、該
トナーの吸着ピークの極大値の温度よりも高い温度条件
下で該フイルムをトナー定着面より剥離することを特徴
とする加熱定着方法。 - 【請求項２】記録材にトナーの顕画像を固定支持された
加熱体と、該加熱体に対向圧接し、且つフイルムを介し
て該記録体を該加熱体に密着させる加圧部材とにより加
熱定着し、該フイルムをトナー定着面より剥離する定着
方法に使用されるトナーにおいて、該トナーに用いられ
る結着樹脂の溶融粘度が140℃で0.1〜107センチポイズ
であり、且つトナーが加熱体により加熱溶融される時の
絶対温度の逆数（1/T）と、この時の結着樹脂の溶融粘
度の対数（logη）からなる下式に示す直線の勾配
（θ）が、 logη＝θ・（1/T）＋Ｂ′ 102〜３×103であり、且つ該トナーの吸熱ピークの極大
値の温度は該フイルムをトナー定着面より剥離する時の
温度よりも低いことを特徴とする加熱定着用トナー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11605289 | 1989-05-11 | ||
| JP1-116052 | 1989-05-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367270A JPH0367270A (ja) | 1991-03-22 |
| JP2733366B2 true JP2733366B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=14677514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2122444A Expired - Lifetime JP2733366B2 (ja) | 1989-05-11 | 1990-05-11 | 加熱定着方法及び該加熱定着用トナー |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5114337A (ja) |
| EP (1) | EP0397182B1 (ja) |
| JP (1) | JP2733366B2 (ja) |
| AT (1) | ATE117443T1 (ja) |
| DE (1) | DE69016088T2 (ja) |
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| US5889670A (en) * | 1991-10-24 | 1999-03-30 | Immersion Corporation | Method and apparatus for tactilely responsive user interface |
| DE69428976T2 (de) * | 1993-12-28 | 2002-04-04 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Verfahren zur Durchführung einer Wärmebehandlung eines aufgewickelten Rollfilmes |
| US5802440A (en) * | 1995-06-30 | 1998-09-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Cleaning apparatus for cleaning heat fixing member, heat fixing method and image forming method |
| EP0797130B1 (en) * | 1996-03-21 | 2001-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Image heating apparatus |
| JPH10319774A (ja) * | 1997-05-14 | 1998-12-04 | Canon Inc | 像定着装置とその通電方法およびそれらを用いた画像形成装置 |
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| JP3781650B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2006-05-31 | 株式会社リコー | 画像定着方法及び画像定着装置 |
| US6652273B2 (en) * | 2002-01-14 | 2003-11-25 | The Procter & Gamble Company | Apparatus and method for controlling the temperature of manufacturing equipment |
| JP3848273B2 (ja) * | 2003-02-27 | 2006-11-22 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
| KR100629486B1 (ko) * | 2005-06-27 | 2006-09-28 | 삼성전자주식회사 | 프린터 및 그 양면인쇄 제어방법 |
| WO2008150028A1 (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Canon Kabushiki Kaisha | 磁性トナー |
| DE102018218556A1 (de) * | 2018-10-30 | 2020-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Kompositfolie, deren Herstellung und deren Verwendung in einer elektrochemischen Festkörperzelle |
| JP7259463B2 (ja) * | 2019-03-25 | 2023-04-18 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 画像形成装置 |
Family Cites Families (11)
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| US3948215A (en) * | 1972-03-14 | 1976-04-06 | Ricoh Co., Ltd. | Fixing toner images in electrophotography |
| JPS5513630B2 (ja) * | 1974-08-28 | 1980-04-10 | ||
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| US4393804A (en) * | 1981-11-12 | 1983-07-19 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Apparatus for removing toner from and applying offset preventive liquid to a fixing roller |
| US4780742A (en) * | 1984-07-30 | 1988-10-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Image quality improving process and apparatus and sheet usable therewith |
| FR2573224B1 (fr) * | 1984-08-31 | 1990-08-03 | Canon Kk | Procede de preparation d'un toner ou toner en capsule destine a etre utilise en electrophotographie et produit obtenu |
| JPS61128274A (ja) * | 1984-11-27 | 1986-06-16 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 定着装置 |
| JPS61215557A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-25 | Kao Corp | 電子写真用現像剤組成物 |
| NL8501718A (nl) * | 1985-06-14 | 1987-01-02 | Oce Nederland B V Patents And | Contactfixeerinrichting. |
| US4957774A (en) * | 1988-12-14 | 1990-09-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of heat-fixing toner image |
-
1990
- 1990-05-10 DE DE69016088T patent/DE69016088T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-10 AT AT90108845T patent/ATE117443T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-05-10 EP EP90108845A patent/EP0397182B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-11 JP JP2122444A patent/JP2733366B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-11 US US07/522,047 patent/US5114337A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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