JP2746944B2

JP2746944B2 - 熱ローラー定着方法

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Publication number: JP2746944B2
Application number: JP63253021A
Authority: JP
Inventors: 正久落合; 光泰鳥野
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1988-10-07
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JPH02100059A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子写真，静電記録などの画像記録方法に
適用される定着方法に関する。特にOHP用透光性カラー
画像を定着可能な定着方法に関する。

〔従来の技術〕

被定着材上に形成された、文字画像情報を定着する方
法としては、オーブンによる非接触加熱定着方式、フラ
ッシュランプによる光定着方式、加圧ローラー対による
圧力定着方式およびヒートローラーによる接触加熱方式
等が知られている。

このうち、非接触加熱方式では熱源が高温になるた
め、装置が大型化し小型の記録装置には利用できないと
いう問題があった。また加圧定着方式では剛体ロールを
用いるため、重量が増すという問題があった。これに対
し、ヒートローラーによる接触加熱加圧方式は、被定着
材を加熱定着ローラーと加圧ローラーの間を通過させる
ことにより定着を行なうものである。この方法は加熱定
着ローラーと未定着画像が圧接触するために、熱効率が
極めて良好であり、迅速に定着を行なうことができる。
また、熱源はそれほど高温にする必要がなく、装置も小
型化できる。しかし、この方法では加熱定着ローラー表
面と溶融したトナーが圧接するために、画像記録に用い
るトナーの一部が加熱定着ロールに付着し、次の記録材
上に付着するといういわゆるオフセット現象を発生させ
る。このために、加熱定着ローラー表面に離型性を有す
る材料を被覆することや、トナー中に離型性を有するポ
リアルキレンを添加するなどの技術が開示されている。

また、定着用バインダー樹脂中にカラーの染料や顔料
を分散させた各種カラートナーを定着しカラー画像を得
る場合には、十分な混色が行なわれることが必要であ
り、ヒートローラー定着はカラー画像定着に適してい
る。

しかしながら、公知のカラートナーと定着方法を用い
て得られる複写物は、これを反射光線像として見たとき
は鮮明な色調の画像であるとしても、これをOHP（オー
バーヘッドプロジェクション）用透光性カラー画像の作
成に用いた場合には、透過光線画像が本来のトナーの持
つ色相と異なり黒っぼい画像となりやすいという傾向が
あった。

この原因は、透光性シート上の定着トナー像を光が透
過する際、透光性シート／定着トナー界面，定着トナー
内部，定着トナー／空気界面でそれぞれ光の散乱及び反
射が起こり、透過率が低下するためである。

OHP用透光性カラー定着画像を得る方法としては、特
開昭60−52861号公報，特開昭61−252559号公報に記載
されているところの定着画像表面を平滑にする処理を施
す方法があるが、これらの処理は煩雑であり、電子写真
法の特長である簡便性に反する。むしろ、一度の定着で
OHP透光性定着画像が得られることが望ましい。また、
特開昭62−75645号公報に記載されている、透光性シー
トよりも小さく、空気よりも大きい屈折率を持つ樹脂を
定着用バインダー樹脂として用いる方法があるが、この
様な特殊な定着用樹脂を用いても、通常のヒートローラ
ー定着方法では十分な透光性カラー画像は得られない。
また、特殊な定着用樹脂はオフセットを生じやすいなど
信頼性が低く、コストも高い。

一方、既存のフルカラー複写機において、OHP透光性
カラー画像を得る場合は、OHPモードにより、定着速度
を通常被定着材が紙である時の半分近くに落とし、通常
の熱量の２倍近くの熱エネルギーを与えることによりOH
P透光性カラー画像を得ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の定着速度を被定着材が紙である場合の半分程度
に落とすことにより、OHP透光性カラー画像は得られる
ものの、この様な方法では搬送速度および定着速度を切
り換えるためのギア，電子回路等の手段が必要であり、
装置の複雑化や大型化は避けられない。

OHP透光性カラー画像を得るために、定着速度を落と
す理由は、未定着トナーに十分な熱エネルギーを与え
て、溶融させ、定着画像表面を平坦によることにより、
光透過率を上げるためであり、逆に、被定着材が紙であ
る場合と同じ定着速度でOHP用透光性シート上の未定着
画像を従来の方法で定着すると、平坦化、混色が十分行
なわれず、透過画像は黒っぽい色となってしまう。

被定着材が紙であるのと同じ定着速度でOHP透光性カ
ラー画像を定着するためには、例えば、紙の定着速度を
落とす方法が考えられるが、これでは装置の機能そのも
のを低下させる事となり好ましくない。また、この方法
では紙を定着した場合に、オフセットを生じやすくなり
やはり好ましくない。

少ない熱エネルギーで定着可能な未定着画像はシャー
プメルト性のバインダー樹脂を用いることにより得られ
ることが知られているが、このような樹脂を用いると非
常にオフセットが起こりやすい。逆にオフセットの起こ
りにくい未定着画像を得るには、溶融粘度の高い樹脂を
用いるか、架橋樹脂，非線状ポリエステルを用いること
が知られている。しかし、この様な樹脂により形成され
た画像は定着時の凝集エネルギーが高いために、確かに
オフセットは起こりにくいものの、定着性の低下，光沢
の低下が起こる。さらにOHPシート上に定着した場合に
は、定着表面は凹凸が大きく、鮮明な透光性画像は得ら
れない。

オフセットを起こりにくくする他の方法として離型性
を有するポリアルキレン，ワックスを多量に添加するこ
とがあげられるが、この様なバインダー樹脂と非相溶性
の第２成分が多量に存在すると、定着画像の自濁化が生
じ、やはに透光性は低下するので好ましくない。

本発明の目的は、被定着材が紙である場合と同じ定着
速度で、範囲なOHP透光性カラー画像を定着し、さら
に、被定着材が紙である場合にもオフセットを生じるこ
となく定着できる熱ローラー定着方法を提供することに
ある。

本発明の他の目的は、混色が十分で光沢のあるフルカ
ラー画像記録に適した定着方法を提供することにある。

本発明の他の目的は比較的高速にOHP透光性カラー画
像を定着でき、かつ定着ローラーの耐久性の高い定着方
法を提供することにある。

本発明の他の目的は、現像ユニット交換によるフアン
クショナルカラーコピーにおいてもOHP透光性カラー画
像の得られる定着方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題を解決するために、鋭意研究の結果、より
少ない熱エネルギーで定着し、耐オフセット性にすぐ
れ、しかも平坦な定着表面を得るためには、未定着画像
を形成する粒子（後述の実施例に記載されている如くの
乾式トナー粒子）が、特定の温度−溶融粘度を持ち、さ
らに特定の定着ローラーを使用することが極めて重要で
あることを見出した。

本発明は上記知見に基づくもので、詳しくは、未定着カラー画像を被定着材に定着するために、一対
の定着ローラー間で被定着材を押圧搬送する定着方法に
おいて、１）少なくともバインダー樹脂と着色剤から形成された
潜像現像用のトナーで、100℃における溶融粘度η（ポ
アズ）が５×10⁴以上５×10⁵以下であり、溶融粘度の対
数logηが下記式を満足する溶融粘度−温度特性を持つ
トナーによって潜像を現像し、被定着材に転写し、式 log η＝a/K＋ｂ式中、ａは温度［絶対温度の逆数（1/K）×10³］に対
する溶融粘度の対数曲線の傾きに10³を乗じた値で、5,0
00＜ａ＜14,000の条件を満足し、ｂは傾きａによって定
まる負の定数を示す。

２）定着ローラー対のうち、少なくとも未定着トナーと
接する側の加熱定着ローラーが、比較的薄い弾性層の上
に離型性樹脂表面層を有し、内側に加熱手段を備えた定
着ローラーを用いて、定着するという技術的手段を採用
したものである。

バインダー樹脂としては、スチレン系樹脂，ポリエス
テル樹脂，エポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられ
る。

スチレン系樹脂としては、スチレンホモポリマーおよ
び他のビニル系との共重合体が供せられる。この共重合
体を形成するための単量体としては、Ｐ−クロルスチレ
ン，ビニルトルエン等の芳香族ビニル，エチレン，プロ
ピレン，ブチレン，塩化ビニル等の非芳香族ビニル，酢
酸ビニル，酸ビニル等のビニルエステル類，アクリル
酸，メタクリル酸，α−クロルアクリル酸等の不飽和モ
ノカルボン酸，上記不飽和カルボン酸のエステル、エス
テル基として、メチル，エチル，プロピル,n−ブチル,t
−ブチル，オクチル，ノニル，フェニル,2−ヒドロキシ
エチル,2−エチルヘキシル，ジメチルアミノエチル，グ
リジジル等，ビニルエーテル類，ビニルケトン類,N−ビ
ニルカルドゾール,N−ビニルピロソドン等のＮ−ビニル
類，マレイン酸等の不飽和ポリカルボン酸，不飽和ポリ
カルボン酸のエステル化合物，不飽和ポリカルボン酸の
酸無水物等が挙げられる。これらの１種または２種以上
をスチレンと共重合させた樹脂を用いることができる。
特に、不飽和モノカルボン酸エステルから選ばれる１種
以上のモノマーとスチレンの共重合体が好ましく用いら
れる。スチレン系樹脂の分子量としては、重量平均分子
量として10⁴〜２×10⁴,数平均分子量として10³〜10⁴の
ものが好適であり、さらにゲルパーシエーションクロマ
トグラフィーによる分子量のピークが、10³〜５×10⁴の
領域に少なくとも１つ有り、10⁵〜10⁶の領域に前者のピ
ークよりも小さいピークまたはショルダーピークを有す
るものが好適である。

ポリエステル樹脂としては、アルコール成分として、
エチレングリコール，ジエチレングリフール，トリエチ
レングリコール,1,2−プロピレングリコール,1,4−ブタ
ンジオール，ネオペンチルグリコール,1,4−ブテンジオ
ール等の非芳香族ジオール類，ポリオキシエチレン（6,
0）−2,2−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等
の芳香族ジオール類,1,2,4−ブタントリオール，リルビ
トール，ペンタエリスリトール等の３価以上のポリアル
コール類が挙げられる。また酸成分として、マレイン
酸，フマル酸，フタル酸，イソフタル酸，テレフタル
酸，コハク酸，マロン酸等のジカルボン酸，トリメリッ
ト酸，ピロヌリット酸等の３価以上のポリカルボン酸類
が挙げられる。これらのアルコール，酸より選択し合成
されたポリエステル樹脂を用いることができる。

また、本発明のトナーには本発明の目的であるOHP透
光性，耐オフセット性，定着性を損なわない範囲で、画
質，粉砕性，流動性，離型性等の向上のために公知の樹
脂を添加することは可能である。すなわち、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− ンデン共重合体などのス
チレン系共重合体，ポリ塩化ビニル，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，ポリウレタン，エ
ポキシ，ポリビニルブチラール，ロジン，変性ロジン，
テルペン樹脂，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，塩素化パラフィン，パ
ラフィンワックス，固型アルコールなどが単独あるいは
混合して使用できる。

本発明の熱ローラー定着方法では、未定着画像を形成
するトナーの100℃における溶融粘度η（ポアズ）が５
×10⁴以上５×10⁵以下であり、かつトナーは溶融粘度の
対数logηが下記式を満足する溶融粘度−温度特性を持
つトナーによって潜像を現像し、被定着材に転写し、こ
とが必要である。

式 log η＝a/K＋ｂ式中、ａは温度［絶対温度の逆数（1/K）×10³］に対
する溶融粘度の対数曲線の傾きに10³を乗じた値で、5,0
00＜ａ＜14,000の条件を満足し、ｂは傾きａによって定
まる負の定数を示す。

このトナーの溶融粘度とは、バインダー樹脂および着
色剤、必要に応じて添加剤を含めたトナー全体としての
見掛け粘度である。100℃における溶融粘度が５×10⁵以
上であるトナーでは、定着に多くの熱エネルギーが必要
であり、十分な速度で、OHPシート上に透光性画像を定
着することは困難である。100℃における溶融粘度が５
×10⁴以下であるトナーでは、耐オフセット性が不十分
である。

また、100℃におけるトナーの溶融粘度が、５×10⁴≦
η（100）≦５×10⁵の領域内であっても、上記ａの値が
5,000＜ａ＜14,000以外である場合では、例えばａ≦5,0
00では、耐オフセット性は改善されるもののOHPシート
定着時に十分な光透過性は得られない。逆にａ14,000
の場合は、耐オフセット性が不十分である。

本発明において、上記溶融粘度の測定は、例えば、フ
ローテスターCFT−500型（島津製作所製）を用い以下の
条件で行なう。すなわち、試料（トナー）約1.0g秤量
し、付属の成形器で加圧する。この試料を次の条件でフ
ローテスターCFT500型で測定し、フローテスター測定に
おけるハーゲン−ポアズイユの式から溶融粘度を求める
ことにより、本発明に用いて溶融粘度を得る。

＜測定条件＞昇温速度:3.0（℃／分）初期温度:70（℃）最高温度:200（℃）サンプリング間隔:3（℃）予熱時間:300（秒）荷重:30（kg）ダイ径:1.0（mm）ダイ長さ:10.0（mm）プランジャー底面積:1.0（cm²）測定された溶融粘度ηの対数log ηを温度Ｔ（1/ok絶
対温度の逆数）でプロットすると、ほぼ直線に近いグラ
フが得られる。本発明ではこの値を用いている。

上述した溶融粘度特性を有する本発明に係るトナーは
着色剤を含む。着色剤としては公知の染顔料を用いるこ
とができる。

染料としては例えば、C.I.ダイレクトレッド1,C.I.ア
シッドレッド1,C.I.ベーシックレッド1,C.I.ソルベント
レッド49,C.I.ソルベントレッド52,C.I.ダイレクトブル
ー1,C.I.アシッドブルー9,C.I.ベーシックブルー5,C.I.
モーダントブルー7,C.I.デイスパーズイエロー164,C.I.
ソルベントイエロー77,C.I.ダイレクトグリーン６等が
必要に応じて組合わせて用いられる。

また顔料としては、カドミウムイエロー，ハンザイエ
ローG,C.I.ピグメントイエロー17,バリファーストイエ
ロー3120,パーマネントイエローNCG,ピラゾロンオレン
ジ，ベンジジンオレンジG,カドミウムレッド，ブリリア
ントカーミン3B,ブリリアントカーミン6B,ファストバイ
オレツトB,キナクリドンマゼンタ，ローダシン6Gレー
キ，フタロシアニンブルー，ファストスカイブルー，マ
ラカイトグリーンレーキ等が必要に応じて用いられる。
これらの着色剤は、バインダー樹脂100重量部に対して
0.5〜10重量部用いることが好ましい。

ただし、本発明の目的であるOHP透光性カラー画像を
得るために、着色剤は、バインダー樹脂中に溶解する
か、または分散状態であってもその粒子径が0.3μｍ以
下となり、事実上透明となることが必要である。着色剤
が有機顔料である場合は、予備混練，混練条件の最適
化，分散剤の使用等により、十分にバインダー樹脂中に
均一分散させることが望ましい。

さらに、本発明に係るトナーの内部または外部に、流
動性向上剤，クリーニング助剤，帯電制御剤等の目的
で、種々の公知の微粒子を、本発明の目的であるOHP透
光性を損わない範囲で添加することは何ら差しつかえな
い。例えば、コロイダルシリカ，ポリフッ化ビニリデ
ン,SiC,フッ素樹脂粉末,PMMA微粒子，炭酸カルシウム，
導電性酸化亜鉛，導電性酸化スズ，四級化アンモニウム
塩，サリチル酸金属塩，ステアリン酸亜鉛等を単独ある
いは組合わせて用いることができる。

本発明に係るトナーは公知の方法、すなわち混練−粉
砕法，スプレードライ法，相分離法，重合法などにより
製造可能であり、その平均粒径が5.0〜15μｍの粒子で
あることが好ましい。

本発明で用いられる定着ローラーの構成は次の様であ
る。すなわち、加熱定着ローラーには弾性層の上に離型
性樹脂表面層を設けていることに特徴を有している。

加熱定着ローラーの弾性層は熱伝導性の良いアルミニ
ウム等の芯金の外部に設けられ、熱により弾性を失なわ
ない、シリコーンゴム，フッ素ゴム等が好適に用いられ
る。さらに好ましくは、弾性層を構成する材料の熱伝導
率が0.2×10^-3cal/cm・sec・℃以上であり、内部に熱伝
導率の高いフィラー充てん剤を含むことが望ましい。定
着ローラーに設けた弾性層を構成する材料の熱伝導率が
0.2×10^-3cal/cm・sec・℃未満であると、加熱ローラー
表面に対する給熱が不十分となり、高速にOHP透光性画
像を定着できないのみならず、芯金等の局所過熱を惹起
するため不都合である。弾性層を構成する材料の熱伝導
率は高い方が良いが、そのために熱伝導率の高い物質を
多量に混入することは、弾性層の硬化を招き、弾性層の
機能を低下させるため、1.5×10^-3cal/cm・sec・℃以下
とするのが良い。弾性層の厚さとしては、0.5mm以上2mm
以下であるのが良い。弾性層の厚さは薄すぎると弾性層
としての意味がなくなり、0.5mm以上設けることが必要
である。また、熱量供給の観点から厚さの上限が定めら
れる。

加熱定着ローラーの弾性層の外側に設けられる離型性
樹脂表面層としては、ポリテトラフルオロエチレン（PT
FE），パーフルオロアルコキシ−チトラフルオロエチレ
ン共重合体（PFA）等のフッ素樹脂が好ましく用いられ
る。

上記のように、本発明に係る定着ローラーは弾性層の
上に離型性樹脂表面層を有しており、その表面硬度は80
゜以下であることが好ましい。この場合ローラーの表面
硬度（Ａ形スプリング硬度:JIS K 6301）は、市販の硬
度計（高分子計器製,JA）によって測定した値である。

加圧ローラーは、芯金の外側に弾性層を有するもの
で、表面に離型性樹脂層を有しても良い。加圧ローラー
の表面硬度は50〜80゜であることが好ましく、これは加
熱ローラーと加圧ローラーの圧接するニップ巾および圧
接圧力によって選定される。

OHP用シート，フィルム上に未定着画像を定着し透光
性画像を比較的速い定着速度で得るためには、ニップ巾
3.0mm以上，圧接圧力3kg/cm²以上となる様、加熱ローラ
ー，加圧ローラーの硬度および圧接力を設定することが
必要である。

しかし、いたずらにニップ巾を確保するために定着圧
力を増大させると、熱と圧力に依存する弾性性層，樹脂
の塑性変形が大きくなり、両ローラの寿命低下を招来す
る。したがって、両ローラーに加えられる圧力として
は、2.0kg/cm以下にとどめる事が望ましい。

本発明に係るトナーの溶融粘度が温度との関係におい
て、上述の範囲内であるところのトナーを用いて、未定
着画像を形成しても、これを定着ローラー対のうち、未
定着トナーと接する側の加熱ローラーが、離型性表面層
の下層に弾性層を有しない加熱ローラーを用いて、OHP
上に定着した場合、透光性画像は得られるものの、その
透過率は低く、本来カラートナーの持つ色調から異なっ
た投影像となってしまう。また、同じ速度で紙の上の未
定着画像を定着した場合は、オフセットの発生が起きや
すい。

この理由は必ずしも明らかではないが、本発明者は、
次の様に推測している。すなわち、加熱ローラーに設け
られた弾性層は、加熱ローラーと未定着トナー，被定着
材の接触を密にし、より均一な熱量供給が行なわれる。
定着工程で２本のロール間で熱および圧力を受け、変形
したトナーは、表面エネルギーを最小にしようと凝集力
が働く。弾性体に近いトナーは応力の緩和時間が長く、
定着後に再凝集し、表面が凸凹になる。この様なトナー
は、耐オフセット性は良いが、弾性層を有しない加熱ロ
ーラー（ハードローラー）では、OHP透光性の平坦な表
面は形成できない。ハードローラーで、表面の平坦な定
着画像を得るには、トナーの溶融粘度を低くし、特に温
度Ｔ（1/K）との関係においてその傾きを大きくするこ
とにより達せられるが、このようなトナーは耐オフセッ
ト性が低く、実用的でない。

しかし、弾性層を有する加熱ローラーでは、弾性層も
ある長さの応力緩和時間を有するので、定着時に変形し
たトナーの再凝集を防ぐことができ、耐オフセット性の
あるトナーをも平坦な表面を有する定着画像として定着
できると考えられる。

〔実施例〕

以下実施例により本発明をさらに詳しく説明する。

実施例１スチレン−ｎブチルアクリレート共重合体（三洋化成製ハイマーSBM73F） 60重量部スチレン−２エチルヘキシルアクリレート共重合体
（セキスイ製エスレックＰ） 35重量部低分子量ポリエチレン（三井石油化学製ハイワックス200P）２重量部赤色染料（C.I.ソルベントレッド49）２重量部荷電制御剤（オリエント化学製ボントロンＥ−88）１重量部上記処方の成分を３本ロールを用いて混練し、冷却
後、ハンマーミル、更にジェットミルにて粉砕した。こ
れにコロイダルシリカ（日本アエロジル製R972）0.7重
量部をヘンシェルミキサーにより混合し、ジグザグ分級
器により５〜15μｍの粒子径に分級し、本発明に係るレ
ッドトナーを得た。

このレッドトナーの前記フローテスター法により測定
した溶融粘度−温度特性を第１図の曲線（直線）ａで示
す。第１図において、縦軸は溶融粘度（対数目盛りで表
示）を示し、横軸は温度［絶対温度の逆数（1/K）×1
0³］を示す。なお同図の曲線ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ及びｇ
は、それぞれ後述の実施例２、同３、比較例１、同２、
同３、同４のトナーの溶融粘度−温度特性を示す。この
トナーの100℃における溶融粘度は、η（100）＝2.0×1
0⁵であった。また、このトナーの溶融粘度−温度特性は
log η＝9,000（1/K）−18.8の直線で近似でき、これは
前記規定による溶融粘度範囲内であった。

上記レッドトナー3.5重量部に対して、Niキャリア100
重量部を混合して現像剤とした。この現像剤をカラー複
写機（富士ゼロックス製6800型機）に適用し、レッドの
未定着画像を得た。

この未定着画像を添付図面に示すところの、熱ローラ
ー定着機で定着した。まず加熱ローラーは、芯金として
外径が29mmのアルミニウム芯金を用い、その表面をサン
ドブラスト処理して脱脂・乾燥させた後、プライマーを
介して熱伝導率0.27×10^-3cal/cm・sec・℃のフッ素ゴ
ムシートを巻きつけ、150℃で40分間プレス加硫、次い
で200℃で２時間２次加硫をした後、ゴム層1.0mmに一様
に研摩した。次いて、プラマーを塗布後パーフルオロア
ルコキシ−四フッ化エチレン共重合体（PFA）を20μｍ
厚に静電塗装し、300℃で30分間焼成して得た。

同様に加圧ローラーは、芯金として外径が25mmの鉄芯
金を用い、その表面をサンドブラスト処理して脱脂・乾
燥させた後、プライマーを介してシリコンゴムシートを
巻きつけ、170℃で30分間プレス加硫、次いで200℃で１
時間２次加硫をした後、その厚さを3.5mmに研摩して得
た。

得られたローラーの表面硬度を測定すると、加熱ロー
ラーが80゜，加圧ローラーは70゜であった。

上記加熱ローラーと加圧ローラーを用いて、900Wのハ
ロゲンランプを熱源とした、定着速度可変の定着器を組
み立てた。この定着機のニップ巾は、4.0mm,圧接力は4.
0kg/cm²であった。

この定着器を用い、加熱ローラー表面温度を190℃に
コントロールしながら、搬送速度100mm/sec,125mm/sec,
150mm/secにて定着した。被定着材が紙（64g紙）の場
合、いずれの速度でもオフセットがなく、光沢のある画
像が得られテープはく離による定着率は90％以上であっ
た。

被定着材をOHP用シート（学研製）に変え、同様に定
着速度を変えて、定着を行なった。いずれの速度でもオ
フセットなく定着できた。OHP投影画像は100,125mm/sec
の定着速度では鮮明であったが、150mm/secの場合はや
や暗い画像であった。

本発明の加熱ローラー定着機を、市販の複写機（東芝
製レオドライ4121）に組み込み、64g紙A4サイズによる
１万枚ランニングテストを行なった。ランニングテスト
後も良好な画像が得られ、定着性,OHPシート画像透光性
に初期と比べて変化はなかった。また、加熱ローラーの
クリーニング手段として設けたウェブにもほとんど、汚
れが見られなかった。

実施例２ポリエステル樹脂（花王製KTR1110） 90重量部黄色染料（C.I.ディスパーズイエロー77）４重量部ポリワックス（BARECO製BESQURE195）５重量部荷電制御剤（オリエント化学製Ｅ−88）１重量部上記処方の成分を用いた他は実施例１と同様にして、
イエロートナーおよび現像剤を得た。

このイエロートナーの100℃における溶融粘度はη（1
00）＝1.0×10⁵であった。またこのトナーの溶融粘度−
温度特性は、 log η＝7,250（1/K）−14.3 の直線で近似され、前記規定による溶融粘度範囲であっ
た。

この現像剤を用いて、実施例１と同様に未定着画像を
作り、紙およびOHPシート上に定着試験を行なった。そ
の結果、いずれの定着速度においてもオフセットがな
く、OHPシートも鮮明な透光性画像を定着できた。

さらに、複写機による１万枚ランニングテスト後も、
初期と同じ画像，定着性が得られ、ウェプの汚れもほと
んど見られなかった。

実施例３スチレン−エチルメタクリレート−２−エチルヘキシ
ルアクリレート共重合体 85重量部青色顔料（C.I.ピグメントブルー15−３）（マスターバッチ：スチレンアクリル樹脂（三洋化成
製SBM100 60重量部，顔料40重量部，分散剤（アイシー
アイ製ハイパーマ−PS3）１重量部を予め混練−粉砕し
たもの） 10重量部低分子量ポリプロピレン４重量部（三洋化成製ビスコール660P）荷電制御剤（オリエント化学製Ｅ−88）１重量部上記処方成分を用いた他は実施例１と同様にして、ブ
ルートナーおよび現像剤を得た。このブルートナーの10
0℃における溶融粘度は6.0×10⁴（ポアズ）であった。
また、このトナーの溶融粘度−温度特性は、log η＝1
0,700（1/K）23.9の直線で近似され、前記規定による溶
融粘度範囲内であった。

この現像剤を用いて、実施例１と同様に未定着画像を
作り、紙およびOHPシート上に定着試験を行なった。そ
の結果いずれの定着速度においてもオフセットがなく、
OHPシート上にも鮮明な透光性画像を定着できた。

さらに、複写機による１万枚ランニングテスト後も、
初期と同じ画像，定着性が得られ、またウェプの汚れも
ほとんど見られなかった。

実施例４加熱ローラーの弾性層を、熱伝導率が、0.85×10^-3ca
l/cm・sec・℃のフィラー入りフッ素ゴムを用い、その
厚さを、2.0mmとし、表面硬度が70゜である他は、実施
例１と同様の加熱ローラーを用い、加圧ローラーに表面
硬度50゜のローラーを用いて、ニップ巾5.0mm,圧接圧力
3.0kg/cm²の定着器を組立てた。この定着器を用いて、
実施例１に示したトナーを用いて未定着画像を作り、定
着試験を行なった。

その結果、いずれの被定着材，定着速度においてもオ
フセットがなく、鮮明なOHP透光性画像が得られた。た
だし、150mm/secのOHP投影画像はやや暗色であった。

また、複写機によるランニングテストも実施例１と同
様の良好な結果が得られた。

比較例１実施例１のスチレン−アクリル樹脂95重量部に代えて
スチレン−アクリル樹脂（三洋化成製ハイマーSBM−10
0）95重量部を用いた他は、実施例１と同じ処方によ
り、レッドトナーを得た。このトナーの100℃における
溶融粘度は、2.5×10⁴であった。このトナーを用いて未
定着画像を作成し、実施例１と同じ定着機により、定着
評価を行なった。その結果、紙およびOHPシートを被定
着材として用いたいずれの場合も、オフセットを生じ
た。また、OHP投影画像も、定着画像表面の凹凸によ
り、暗色の画像であった。

比較例２実施例１のスチレン−アクリル樹脂95重量部に代え
て、スチレン−アクリル樹脂（三洋化成製TBL500）95重
量部を用いた他は、実施例１と同じ処方により、レッド
トナーを得た。このトナーの、バインダー樹脂の分子量
分布を測定したところ、10⁴と２×10⁵に相当する２つの
ピークを有し、その比は約3:1であった。トナーの100℃
における溶融粘度は8.0×10⁵であった。このトナーの溶
融粘度−温度特性は、log η＝9,500（1/K）−19.6の直
線で近似されるものであった。このトナーを用いて未定
着画像を作成し、実施例１と同じ定着評価を行なった。
その結果、190℃においては100mm/sec以上の速度では透
光性OHP画像が得られなかった。しかし、オフセットの
発生は認められなかった。

比較例３実施例２のポリエステル樹脂90重量部に代えてポリエ
ステル樹脂（三菱レーヨン製FCレジン）90重量部を用い
た他は実施例２と同様の処方により、イエロートナーを
得た。トナーの100℃での溶融粘度は、3.2×10⁵（ポア
ズ）であったが、このトナーの溶融粘度−温度特性は、 log η＝4,500（1/K）−6.5と小さかった。このトナ
ーの定着評価を行なったところ、オフセットは生じない
ものの、190℃において100mm/sec以上の速度では透光性
OHP画像が得られなかった。

比較例４実施例３のスチレン−アクリル樹脂85重量部に代え
て、ポリスチレン（ハーキュレス製ピコラスティックＤ
−100）85重量部とした他は、実施例３と同じ処方によ
りプルートナーを得た。トナーの100℃での溶融粘度は
6.8×10⁴（ポアズ）であったが、このトナーの溶融粘度
−温度特性は、 log η＝14,000（1/K）−32.7と大きかった。このト
ナーの定着評価を行なったところ、150℃以上でオフセ
ットを生じ、OHP上の画像もオフセットにより凹凸画像
となり、鮮明な透光性OHP画像が得られなかった。

比較例５実施例１のイエロートナーを用い、加熱ローラーとし
て、ゴム弾性層を有しない従来のローラーを用いた他
は、実施例１と同様の定着機により、定着評価を行なっ
た。その結果、被定着材が紙の場合はオフセットを生
じ、OHPの場合は、オフセットを生じないものの、表面
に凹凸のある画像が得られ、OHP投影像はやや鮮明でな
くなった。

比較例６実施例１のイエロートナーを用い、加熱ローラーとし
て、熱伝導率が1.8×10^-3cal/cm・sec・℃のゴム弾性層
を用いた他は、実施例１と同様の定着機により、定着評
価を行なった。その結果、190℃において100mm/sec以上
の速度では透光性OHP画像は得られなかった。

比較例７実施例４の加圧ローラーに代えて表面硬度45゜のシリ
コーンゴムローラーを用いた他は、実施例４と同様の定
着評価を行なった。この定着器のニップ巾は5.5mm,圧接
圧力2.8kg/cm²であった。その結果、いずれの定着速度
においてもオフセットは生じないものの、OHP画像の透
光性は、100mm/sec以上の速度では、やや暗色であっ
た。

〔発明の効果〕

本発明の熱ローラー定着方法は以上記述のような構成
および作用であり、紙およびOHPシート上に、混色が十
分で光沢のあるカラー画像を、オフセットなく定着でき
ることは勿論のこと、100mm/sec以上の速度で、被定着
材が紙である場合と同じ速度で、鮮明なOHP透光性カラ
ー画像を得ることのできる、高信頼性の熱ローラー定着
方法を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例および比較例のトナーのフローテスタ
法により求めた溶融粘度（log η）と温度（1/K）の関
係を示すグラフ、第２図は、本発明に用いられる定着ロ
ーラー対の構成を示す概略図である。ａ……実施例１、ｂ……実施例２ｃ……実施例３、ｄ……比較例１ｅ……比較例２、ｆ……比較例３ｇ……比較例４１……加熱定着ローラー、２……加熱手段 3a,3b……芯金、4a,4b……弾性層５……離型性樹脂表面層、６……加圧ローラー７……被定着材、８……未定着物

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】未定着カラー画像を被定着材に定着するた
めに、一対の定着ローラー間で被定着材を押圧搬送する
定着方法において、１）少なくともバインダー樹脂と着色剤から形成された
静電潜像現像用のトナーで、100℃における溶融粘度η
（ポアズ）が５×10⁴以上５×10⁵以下であり、溶融粘度
の対数logηが下記式を満足する溶融粘度−温度特性を
持つトナーによって潜像を現像し、被定着材に転写し、式 log η＝a/K＋ｂ式中、ａは温度［絶対温度の逆数（1/K）×10³］に対す
る溶融粘度の対数曲線の傾きに10³を乗じた値で、5,000
＜ａ＜14,000の条件を満足し、ｂは傾きａによって定ま
る負の定数を示す。２）定着ローラー対のうち、少なくとも未定着トナーと
接する側の加熱定着ローラーが比較的薄い弾性層の上に
離型性樹脂表面層を有し、内側に加熱手段を備えた定着
ローラーを用いて、３）100mm/sec以上の搬送速度で、OHPフィルム上に透光
性定着画像を定着することを特徴とする熱ローラー定着
方法。