JP2932184B2 - 加熱定着方法及び該方法に使用される加熱定着用カプセルトナー - Google Patents

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、静電印刷、磁気記録などにおけ
る、トナーにより形成された顕画像を記録材に定着させ
る加熱定着方法および該加熱定着方法に用いられるカプ
セルトナーに関する。

［従来の技術］ 従来、トナーの顕画像を記録材に定着する方法として
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ル定着方式が多用されている。

またUSP3,578,797号明細書に記載された、所謂ベルト
定着方式が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上述の従来多用されてきた熱ロール定着
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）記録材の通過あるい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および加熱ロー
ラーへのトナーの転移、所謂オフセット現象を防止する
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、このためには加熱ローラーあるいは加熱体の熱容量
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ため、記録材が加熱ロー
ラーを通過排出される際は、記録材および記録材上のト
ナーが緩慢に冷却されるため、トナーの粘着性が高い状
態となり、ローラーの曲率とも相まって、オフセットあ
るいは記録材を巻き込むことによる、紙づまりを生ずる
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。また、USP3,578,797号記載のベルト定着方式におい
ても、前述の熱ロール定着の問題点（１），（２）は根
本的に解決されていない。

本発明の目的は、上述の如き問題点を解決したウエイ
ト時間が実質的にないあるいは、極めて短時間であり、
かつ低消費電力でオフセット現象が発生せず記録材への
トナー画像の定着も良好である新規な加熱定着方法を提
供するものである。

また、本発明の目的は、本発明中で提供される加熱定
着方法において好ましく用いられる加熱定着用トナーを
提供するものである。

更に本発明の別の目的は高温の回転ローラーを使用し
ないことで、耐熱性特殊軸受けを必要としない加熱定着
方法を提供するものである。

更に本発明の別の目的は、高温体に直接手を触れるこ
とのない定着装置構成を有することで、安全性に優れた
あるいは保護部材を必要としない加熱定着方法を提供す
るものである。

［課題を解決するための手段及び作用］ 本出願人が先に提案した特願昭62−147884（特開昭63
−313182号）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定着装置
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。また同様に本出願人が先に提案し
た特願昭63−12069（特開平１−187582号）において
は、トナーの顕画像を耐熱性シートを介して記録材へ加
熱定着する定着装置において、該耐熱性シートが耐熱層
を離型層あるいは低抵抗層を有することで、オフセット
現象を有効に防止する定着装置が提案されている。

しかしながら、優れたトナー顕画像の記録材への定着
性、オフセットの防止等を達成しつつ、ウエイト時間が
短かく、低消費電力である定着方法を実現するために
は、上述の如き定着装置に加えて、トナーの特性に負う
ところが大きい。

前記目的は、以下の構成を有する本発明によって達成
される。

本発明は、結着樹脂及び着色剤を主成分とする芯粒子
表面を樹脂で被覆したカプセルトナーを用い、該トナー
の顕画像を記録材に加熱定着する加熱定着方法におい
て、 ａ）前記結着樹脂として少なくともα，β−不飽和エ
チレン系モノマーの一種以上から生成された重合体とサ
リチル酸金属化合物、サリチル酸誘導体金属化合物及び
β−ジケトン類金属化合物からなるグループから選択さ
れる有機金属化合物とを反応せしめて得られた重合体を
含有しており、かつ55℃乃至100℃の吸熱温度（T_D）を
有しているマイクロカプセルトナーを用い、 ｂ）固定支持された加熱体と、該加熱体に対向圧接
し、且つ定着フィルムを介して記録材を該加熱体に密着
させる加圧部材とにより、該トナーの顕画像を記録材に
加熱定着し、 ｃ）DSCにより測定される該トナーの吸熱温度（T_D）
よりも30℃以上高い温度で該トナーの定着面より該定着
フィルムを剥離する、 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、固定支持された加熱体と、該加熱
体に対向圧接し、且つ定着フィルムを介して記録材を該
加熱体に密着させる加圧部材とにより、トナーの顕画像
を記録材に加熱定着し、DSCにより測定される該トナー
の吸熱温度（T_D）よりも30℃以上高い温度で該トナーの
定着面より該定着フィルムを剥離する加熱定着方法に使
用されるトナーであって、 該トナーが結着樹脂及び着色剤を主成分とする芯粒子
表面を樹脂で被覆したカプセルトナーであり、該カプセ
ルトナーは、該結着樹脂として少なくともα，β−不飽
和エチレン系モノマーの一種以上から生成された重合体
とサリチル酸金属化合物、サリチル酸誘導体金属化合物
及びβ−ジケトン類金属化合物からなるグループから選
択される有機金属化合物とを反応せしめて得られた重合
体を含有しており、かつ55℃乃至100℃の吸熱温度
（T_D）を有していることを特徴とする加熱定着用カプセ
ルトナーに関する。

以下、本発明を詳しく説明する。

本発明の構成上の特徴の１つは、本発明中で適用され
るカプセルトナーの芯材結着樹脂が、少なくともα，β
−不飽和エチレン系モノマーの一種以上から生成された
重合体とサリチル酸金属化合物、サリチル酸誘導体金属
化合物及びβ−ジケトン類金属化合物からなるグループ
から選択される有機金属化合物とを反応せしめて得られ
た重合体を含有することである。このようなトナーで
は、結着樹脂が有機金属化合物と反応して一種の架橋を
施された状態になり、耐オフセット性が著しく向上す
る。しかるに定着温度は対応する未反応重合体を使用し
てトナーを作成した時とほぼ同等の定着温度を示す。即
ち、有機金属化合物による軽度な架橋を有する重合体を
用いることで、架橋された重合体を用いる場合に、定着
に大きなエネルギーを要するという欠点を克服しつつ、
耐オフセット性を向上させることが可能となる。また常
温での機械的性質も改善され、耐衝撃性・強靭性に優れ
る。

本発明の加熱定着方法に用いられるトナーは、マイク
ロカプセル型トナーであるため、機能分離の形態をとる
ことができる。

たとえば殻材中にのみ帯電制御剤を含有せしめること
で、より少量の帯電制御剤で十分な効果を得ることがで
きる。また磁性体を芯粒子に内包化することにより、ト
ナーの表面抵抗を必要以上に下げずにすみ、高湿下での
帯電性が良好になる。さらに染顔料を芯粒子に内包化す
ることにより、高湿下での吸湿性も改善されるなどさま
ざまなメリットがある。

本発明に適用されるカプセルトナーの芯材結着樹脂を
構成するα，β−不飽和エチレン系モノマーとしては、
例えば、スチレン，α−メチルスチレン、ｐ−クロルス
チレエンなどのスチレン及びその置換体、アクリル酸、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリ
ル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
オクチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ア
クリルアミド等のような二重結合を有するモノカルボン
酸もしくはその置換体、例えばマレイン酸、マレイン酸
ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルなどの
ような二重結合を有するジカルボン酸及びその置換体、
例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルなどの
ようにビニルエステル類、例えばビニルメチルケトン、
ビニルエキシルケトンなどのようなビニルケトン類、例
えば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などのようなビニルエーテル類
等のビニル単量体が単独もしくは２種以上用いられる。

本発明中の有機金属化合物と反応する重合体として
は、一般にカルボキシル基、カルボニル基、エーテル
基、チオエーテル基、アミノ基、アミド基などがあり、
これらのうちでもカルボキシル基を含有する重合体が最
も良好な反応性を示す。ビニル系重合体合成用のカルボ
キシル基含有のモノマーとしては、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
などのアクリル酸及びそのα−或いはβ−アルキル誘導
体、フマル酸、アレイン酸、シトラコン酸などの不飽和
ジカルボン酸及びそのモノエステル誘導体などがあり、
このようなモノマーを単独或いは混合して、前述した
α，β−不飽和エチレン系の他のモノマーと共重合させ
ることにより所望の重合体を作ることができる。重合体
中に含まれるカルボキシル基含有モノマーの割合として
は、0.1〜30重量％が良好な結果を与え、0.5〜20重量％
の範囲にあると、特に好ましい結果が得られる。

本発明で使用する特定の有機金属化合物としては、次
の金属イオンを含むものが使用でき、金属イオンとして
は１価以上の原子価を有する金属のイオンがある。適当
な１価金属イオンにはNa⁺,Li⁺,Cs⁺,Ag⁺,Hg⁺,Cu⁺などが
あり、適当な２価金属イオンはBe²⁺,Mg²⁺,Ca²⁺,Hg²⁺,Sr
²⁺,Pb²⁺,Fe²⁺,Co²⁺,Ni²⁺,Zn²⁺などである。また、適当
な３価の金属イオンにはAl³⁺,Sc³⁺,Fi³⁺,Co³⁺,Ni³⁺,Cr
³⁺,Y³⁺などがある。上記のような金属イオン化合物のう
ちでも分解性のものの方が、化合物中の金属イオンがよ
り容易に重合体中のカルボキシル基と結合しやすいため
と推察される。

有機金属系の化合物は、重合体との相溶性や分散性に
優れ、金属イオンによる架橋が重合体中でより均一に進
むため、より優れた結果を与える。さらに上記のような
有機金属化合物のうちでも、特に、気化性や昇華性に富
む有機化合物を配位子や対イオンとして含有するものが
有用である。金属イオンと配位や対イオンを形成する有
機化合物のうちで上記のような性質を有するものとし
て、本発明においては、例えば、サリチル酸、サリチル
酸アミド、サリチルアミン、サリチルアルデヒド、サリ
チロサリチル酸、ジターシャリブチルサリチル酸などの
サリチル酸及びその誘導体、例えば、アセチルアセト
ン、プロピオンアセトンなどのβ−ジケトン類を用い
る。

本発明においては、有機金属化合物の大部分は前記重
合体と反応しない。それゆえ、本発明のトナー中に含有
せしめる有機金属化合物の量は、過剰に必要であり、ま
た、それは化合物の種類によって異なるものでもあるが
概ね、未反応の金属化合物も含めて、重合体100重量部
に対して0.01〜20重量部含まれていることが好ましく、
0.1〜10重量部を用いると、特に優れた結果が得られ
る。

本発明でのビニル系重合体と金属化合物との反応は、
上記のような金属化合物を反応性の重合体とともにロー
ルミルで混練するときに反応させる方法や、反応性の重
合体の熱キシレン溶液中に金属化合物を加えて反応させ
る方法などがある。反応後の後処理工程を考慮に入れる
と、溶融混練法による反応が本発明に最も相応しい。そ
の反応によって先に重合体反応物を作製してバインダー
とした後に、他のトナー材料と共にトナーを作製しても
良いし、上記反応自体をトナー製造工程中のトナー材料
の加熱混練時に行わせても良い。

また、本発明のカプセルトナーの芯材結着樹脂は上記
のような重合体を主要樹脂成分とするものであり、必要
に応じて他の重合体、樹脂類を混合して使用することが
できる。混合して使用できる他の樹脂類としては、モノ
マー成分としてカルボキシル基を含有しないモノマーか
らなるビニル系重合体及びモノマー成分としてビニルモ
ノマーを含有しないもの、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などのスチ
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−インデン共重合体などのスチレン
系共重合体；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化
ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹
脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル酸エステル
樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、ポリ酢酸ビニール、
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、クロロイン
デン樹脂、石油系樹脂、などが使用できる。

本発明に使用するカプセルトナーの芯材中には必要に
応じて各種離型剤を含有することができる。例えばポリ
フッ化エチレン、フッ素樹脂、フッ素化炭素油、シリコ
ンオイル、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピ
レン等があげられ、芯材量に対し0.1〜20重量％、好ま
しくは0.5〜10重量％を添加して用いられる。

使用するトナーが磁性微粒子を含有する磁性トナーと
して用いられる場合には、磁性微粒子としては磁性を示
すか磁化可能な材料であればよく、例えば鉄、マンガ
ン、ニッケル、コバルト、クロムなどの金属、マグネタ
イト、ヘマタイト、各種フェライト、マンガン合金、そ
の他の強磁性合金などがあり、これらを平均粒径0.05〜
５μの微粉末としたものが使用できる。磁性トナー中に
含有させる磁性微粒子の量は、磁性トナー総重量の15〜
70重量％（より好ましくは25〜45重量％）が良い。

また本発明で使用する磁性トナーには着色・荷電制御
等の目的で種々の物質を添加することができる。例え
ば、カーボンブラック、鉄黒、グラファイト、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
ン各種レーキ顔料などである。

本発明のカプセルトナーの芯材は、上記成分を、例え
ばロールミルなどにより溶融混練し、ジェットミルなど
により粉砕し、必要に応じて風力分級器により分級する
ことにより得られる。更には、溶融混練した後スプレー
法、懸濁造粒法、静電霧化方法などにより造粒し、必要
に応じて分級することにより、体積平均粒径が20μ以下
の微粒子として調製される。

これらの芯粒子をカプセル化する方法としては、公知
のカプセル化技術を利用することができる。例えばスプ
レードライ法、コアセルベーション法、相分離法などが
好適に使用できるほか、in−site重合法、米国特許第3,
338,991号明細書、同第3,326,848号明細書、同第3,502,
582号明細書に記載されている方法なども使用できる。

殻材としては、公知の樹脂が使用可能である。例え
ば、次の様なモノマー類から成る樹脂がある。スチレ
ン、ｐ−クロルスチレン、ｐ−ジメチルアミノ−スチレ
ンなどのスチレン及びその置換体；アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸N,N−ジメチルアミノエチルエステルなどのア
クリル酸あるいはメタクリル酸のエステル；無水マレイ
ン酸あるいは無水マレイン酸のハーフエステル、ハーフ
アミドあるいはジエステルイミド、ビニルピリジン、Ｎ
−ビニルイミダゾールなどの含窒素ビニル；ビニルホル
マール、ビニルブチラールなどのビニルアセタール；塩
化ビニル、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどのビニル
モノマー；塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどのビ
ニリデンモノマー；エチレン、プロピレンなどのオレフ
ィンモノマーである。また、ポリエステル、ポリカーボ
ネート、ポリスルホネート、ポリアミド、ポリウレタ
ン、ポリウレア、エポキシ樹脂、ロジン、変性ロジン、
テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化
水素樹脂、芳香族系石油樹脂、メラミン樹脂、ポリフェ
ニレンオキサイドのようなポリエーテル樹脂あるいはチ
オエーテル樹脂、などの単独重合体、あるいは共重合
体、さらにはそれらの混合物が使用できる。

本発明のカプセルトナーは場合によってはコロイダル
シリカ等の流動性向上剤、あるいは滑剤、研摩剤、電荷
調整剤などを混合した後に現像剤として用いられる。

また２成分現像剤として用いる場合には鉄粉キャリ
ア、フェライトキャリア、あるいはこれらをシリコン樹
脂、アクリル樹脂等でコートしたキャリアと混合した後
に現像剤として使用する。

次に本発明の定着方法について説明する。

先ず、本発明の画像形成装置の一例を概略構造を第１
図に基づいて説明すると、１はガラス等の透明部材より
なる原稿載置台で、矢印ａ方向に往復動して原稿を走査
する。原稿載置台の直下には短焦点小径結像素子アレイ
２が配されていて、原稿載置台上に置かれた原稿像は照
明ランプ３によって照射され、その反射光像は上記アレ
イ２によって感光ドラム４上にスリット露光される。な
おこの感光ドラムは矢印ｂ方向に回転する。また５は帯
電器であり、例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導体
感光層等を被覆された感光ドラム４上に一様に帯電を行
う。この帯電器５により一様に帯電されたドラム４は、
素子アレイ２によって画像露光が行われた静電画像が形
成される。この静電潜像は、現像器６により加熱で軟化
溶融する樹脂等より成るトナーを用いて顕像化される。
一方、カセットＳ内に収納されているシートＰは、給送
ローラ７と感光ドラム４上の画像と同期するようなタイ
ミングをとって上下方向で圧接して回転される対の搬送
ローラ８によって、ドラム４上に送り込まれる。そし
て、転写放電器９によって、感光ドラム４上に形成され
ているトナー像は、シートＰ上に転写される。その後、
公知の分離手段によってドラム４から分離されたシート
Ｐは、搬送ガイド10によって定着装置11に導かれ加熱定
着処理された後にトレイ12上に排出される。なお、トナ
ー像を転写後、ドラム４上の残留トナーはクリーナ13に
よって除去される。

第２図に本実施例の定着装置11の拡大図を示す。20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、巾10mm、長手長240mmのアルミナ基
板21に抵抗材22を巾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23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、そのパルス巾
を変化させて与える。略パルス巾は0.5msec〜5msecとな
る。低熱容量線状加熱体20において検温素子23で検出さ
れた温度がT₁の場合、抵抗材22に対向するフィルム24の
表面温度T₂はT₁よりも約10〜30℃低い。またフィルム24
がトナー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T₂とほぼ等しい温度である。

この様にエネルギー、温度制御された加熱体20に当接
して図中矢印方向に定着フィルム24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
なくとも画像当接面側にPTFE,PAF等のフッ素樹脂に導電
材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100μより好ましくは40μ
未満で、フィルム駆動は駆動ローラー25と従動ローラー
26による駆動とテンションにより矢印方向にシワなく移
動する。

27はシリコンゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有す
る加圧ローラーで、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28上の未定着トナー29は、入口ガイド30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。

以上はエンドレスベルトで説明したが第２図（ｂ）の
如くシート送り出し軸31及び巻取り軸32を使用し、定着
フィルムは有端のフィルム24であっても良い。

また画像形成装置としては複写機、プリンター、FAX
等のトナーを用いて画像を形成する装置全ての定着装置
に適応するものである。

本発明の加熱定着方法において、使用されるトナー
は、DSCを用い10℃から200℃迄の測定範囲で測定した結
果、最初に現れる吸熱ピークの極大値（吸熱温度:T_D）
が55℃から100℃の特性を示すものである。

更に、定着フィルムをトナー定着面より剥離する時の
温度T₃が前記吸熱温度（最初に現れる吸熱ピークの極大
値）T_Dよりも30℃以上高い温度であることが良く、好ま
しくは前記吸熱温度T_Dよりも40〜150℃高い条件で剥離
させることが良い。

カプセルトナーの芯材粒子の結着樹脂が重合体と有機
金属化合物との反応によって得られた重合体組成物を有
しているカプセルトナーは、加熱定着時に熱によって架
橋反応がさらに進行し、特に、トナー定着面の表層に存
在するカプセルトナーは、下層のカプセルトナーよりも
より架橋反応が進む。よって、トナーは、充分に軟化さ
れた状態であり、かつ適度に架橋反応が進行した状態で
定着フィルムをトナーの定着面から剥離するため、定着
フィルムからトナー定着面が剥離しやすくなる。また、
定着フィルムの表面温度T₃が、カプセルトナーの吸熱温
度T_Dより30℃以上高くない場合には、トナー定着面から
の定着フィルムの剥離が円滑に行われにくくなり、その
ためトナー定着面の表面状態が不均一になりやすく、ま
た、定着フィルム表面とトナー定着面との密着力が高ま
り、定着フィルムからの記録材の分離不良が発生しやす
くなる。

本発明での吸熱ピークの極大値を測定する方法として
は、ASTM Ｄ−3418−82に準拠し算出する。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20
0℃まで昇温速度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℃/m
inの昇温速度で200℃迄加熱し測定する。一般的には、
第３図に示すデーターが得られ、最初に現れる吸熱ピー
クの極大値を本発明において吸熱温度（T_D）と定義す
る。

本発明中で有機金属化合物と反応する重合体はカルボ
キシル基、カルボニル基、エーテル基、アミノ基、アミ
ド基を含有するモノマーを少なくとも含む、α，β−不
飽和エチレン系モノマーの一種以上から、溶液重合法、
乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法等の重合法により
重合させて得られる。

［実施例］ 以下、部数は重量部を意味する。

＜芯材粒子の製造例１＞ スチレン−マレイン酸−ジビニルベンゼン共重合体 100部 （Mw＝6.4×10⁴,共重合比95:5:0.5） サリチル酸のクロム（III）塩 ２部 磁性体 60部 以上混合物を、２軸混練押出し機によって溶融混練し
た後冷却し、気流式粉砕機で粉砕、風力分級機により分
級し、平均粒径11.0μｍの黒色芯材粒子１を得た。

＜芯材粒子の製造例２＞ スチレン−メタクリル酸ブチル−メタクリル酸− 100部 ジビニルベンゼン共重合体 （Mw＝1.8×10⁵,共重合比75:22.5:2:0.5） アセチルアセトン鉄III １部 カーボンブラック ４部 以上混合物を、２軸混練押出し機によって溶融混練し
た後冷却し、気流式粉砕機で粉砕、風力分級機により分
級し、平均粒径10.6μｍの黒色心材粒子２を得た。

＜芯材粒子の製造例３＞ スチレン−メタアクリル酸−ジビニルベンゼン共重合
体 100部 （Mw＝8.0×10⁴,共重合比70:29.5:0.5） サリチル酸のクロム（III）塩 ２部 モノアゾ系赤顔料 ５部 以上混合物を、２軸混練押出し機によって溶融混練し
た後冷却し、気流式粉砕機で粉砕、風力分級機により分
級し、平均粒径11.0μｍの赤色芯材粒子３を得た。

＜サンプルＡ＞ 上記芯材粒子１を以下の方法でカプセル化を行った。

・芯材粒子 100部 ・スチレン−アミノエチルメタアクリレート共重合体 12部 ・イソプロピルアルコール 200部 ・ブチルセロソルブ 12部 ・水 150部 ・酢酸 10部 上記成分を有した芯材粒子分散液を調合した。この分
散液に28％アンモニア水溶液を漸次滴下し、系のpHがア
ルカリ性となるまで滴下しカプセル化を行った。この
際、槽内の温度は15℃，回転数4000rpm（オートホモミ
キサー）で行った。

次いで濾過，乾燥を行いカプセルトナーを得た。

このカプセルトナー100部に対してコロイダルシリカ
0.5部外添混合しサンプルＡとした。

＜サンプルＢ＞ 芯材粒子を上記芯材粒子２に代える以外はサンプルＡ
と同様にして、サンプルＢを作った。

更に、アクリルコートフェライトキャリア100部にサ
ンプルB10部を混合し、二成分現像剤とした。

＜サンプルＣ＞ 上記芯粒子３を以下の方法でカプセル化を行った。

芯材粒子をゼラチンの３％水溶液に分散させ５分間撹
拌することによって膜厚0.8μｍのゼラチン殻物質を形
成せしめた。次いでこの分散液を濾過しエタノールで洗
浄乾燥することによって芯材のまわりに中間層を得た。
得られた粒子100部を以下の組成の溶液に分散した。

・スチレン−アミノエチルメタアクリレート共重合体 10部 ・キシレン 300部 この分散液をスプレードライヤー（入口温度150℃、
出口温度100℃、風量10m/min、２流体ノズル型）を用い
てカプセルを行った。この得られたカプセルトナー100
部にコロイダルシリカ0.6部を外添混合してサンプルＣ
を得た。

更に、アクリルコートフェライトキャリア100部にサ
ンプルC10部を混合し、二成分現像剤を得た。

次にサンプルＡ〜Ｃ及び第２図（ａ）に示す加熱定着
装置を用いて定着試験を行った。さらにブロッキング性
試験も行った。

＜実施例１＞ この定着装置において加熱体の表面温度は180℃、加
熱部の抵抗材料の消費電力は150W、加圧ローラーの総圧
は7kg、加圧ローラーとフィルムのニップは3mm、定着処
理速度（p.s.）100mm/secに設定し、耐熱シートとして
は、記録材との接触面にPTFEに導電性物質を添加した低
抵抗の離型層を有する厚さ20μｍのポリイミドフィルム
を使用した。

この時の加熱体の表面温度180℃に達するまでに要し
た時間は、約1.6sec.であった。

サンプルＡを市販の複写機Canon NP−1215（キヤノ
ン（株）製）の定着器をとり除いた改良機に適用し未定
着画像を得た。

この未定着画像を第２図（ａ）に示す様な外部定着機
を用い上記条件にて定着試験を行った。

転写材としては市販のキヤノンニュードライペーパー
（キヤノン販売社製）54g/m²を用いた。

定着試験は、得られた定着画像中の20mmφのベタ黒部
を50g/cm²の荷重をかけたシルボン紙で褶擦し、褶擦前
後の画像濃度低下率（％）で表わした。画像濃度の測定
にはマクベス反射濃度計を用いた。さらに耐オフセット
性を見るために改造機から取り出した未定着画像を連続
して該外部定着試験機を通過させ、定着フィルム及び対
向ローラーの汚れ、画像のオフセットによる抜け、転写
材の画像上への汚れおよび転写材の裏側汚れなどを見て
判断した。

その結果、定着性は初期および200枚通紙後もほぼ変
らず３〜６％（平均4.2％）と良好であった。また耐オ
フセット性は10,000枚の未定着画像通紙後においても転
写紙上の汚れはもちろん、転写紙の裏側汚れも全く見ら
れなかった。さらには連続通紙後、定着装置のフィルム
及び対向ローラー表面を観察したところ、トナーの付着
はほとんどなかった。

さらには、槽内温度45℃（一定）にしたオーブン中
に、ポリプロピレン製の100ccカップ中にこのトナー10g
を入れたものを１日間放置し、ブロッキング性を見たと
ころ、トナー塊の発生はなく、良好であった。

＜比較例１＞ 本加熱定着装置と、加熱ローラー定着装置との比較を
するために次のようなテストを試みた。熱ローラー定着
用の外部定着装置を用意した。該熱ローラー定着器は上
ローラーと下ローラーの２本のロールより成り、上ロー
ラー表面はテフロンであり、下ローラーにはシリコンを
用いている。さらにニップ巾は3mmである。ローラー間
の総圧は7kgであった。

該熱ローラーの中心部に消費電力150Wのヒーターを取
付けロール回転下昇温させたところ５分後でもその表面
温度は160℃にしか上昇せず定着試験は実行できなかっ
た。そこでヒーターを900Wのものに変更し、定着ローラ
ーの表面温度が180℃以上に保持可能とした。この時に
熱ローラー表面温度が室温から180℃まで上昇するまで
の時間は27秒でありさらに温度調節により一定温度に保
持されるために若干の時間を要した。すなわち、熱ロー
ル定着においてはきわめて大きな消費電力が必要であ
り、ウエイトタイムはとり除くことができないものであ
る。

定着試験は、この900Wのヒーターを配した熱ロール外
部定着試験機を用い、定着ローラーのオイル塗布機構お
よびクリーニング機構をとりはずした状態にて行なっ
た。定着処理速度は100mm/secと実施例１と同じスピー
ドにて行なった。

その結果、定着性は初期および200枚後で濃度低下率
が４〜７％（平均5.0％）と実施例１とほぼ同等なが
ら、200枚通紙時においては、すでにオフセット現象に
よる画像上の抜けが見られ、2000枚時において転写紙に
裏側汚れが発生した。さらに連続通紙後ローラー表面を
観察するとトナーが相当量付着していた。

＜実施例２＞ 実施例１において定着処理速度を130mm/secに代えて
定着試験を行なった。ただし加熱体の表面温度は190℃
になるように設定した。この時、加熱体の表面温度が19
0℃に達するまでに要した時間は約1.7sec.であった。定
着試験の結果をTable.1に示した。Table.1に表わされる
ように良好な結果を示した。

＜比較例２＞ 比較例１で用いた熱ロールによる外部定着試験機を使
用し、実施例２との比較のために定着処理速度130mm/se
cに変え、さらにローラー表面温度を190℃に設定した。
この時ローラー表面温度が190℃に達するまでに要した
時間は約30sec.プラス若干時間であった。

結果をTable.1に示した。Table.1に表わされるように
定着性およびオフセット性において劣る結果となった。

＜実施例３＞ トナーサンプルＢを用いて実施例１と同様の方法にて
定着試験およびトナーのブロッキングテストを行なっ
た。テスト条件およびテスト結果をTable.1にまとめて
示す。

＜比較例３＞ トナーサンプルＢを用いて比較例１と同様の方法にて
定着試験を行なった。テスト条件およびテスト結果をTa
ble.1にまとめて示す。

＜実施例４＞ トナーサンプルＣを用いて実施例１と同様の方法にて
定着試験およびトナーのブロッキングテストを行なっ
た。テスト条件およびテスト結果をTable.1にまとめて
示す。

＜比較例４＞ トナーサンプルＣを用いて比較例１と同様の方法にて
定着試験を行なった。テスト条件およびテスト結果をTa
ble.1にまとめて示す。

本発明の実施例に示したトナーサンプルのDSCによる
吸熱温度（T_D）及び加熱体温度（T₁）、フィルム表面温
度（T₂）、剥離時のフィルム表面温度（T₃）をTable.2
に示す。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の加熱定着方法により、少
ない消費電力で、オフセットがなく、定着性の良好な画
像が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の定着方法を実施している定着装置を具
備している画像形成装置の概略的断面図、第２（ａ）図
は本発明の定着方法を実施するための定着装置の概略的
断面図を示し、第２（ｂ）図は本発明の別な態様の定着
方法を実施するための定着装置の概略的断面図を示す。
第３図はトナーの吸熱ピークを示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 宏明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 松永 聡 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−68766（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−29257（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−217356（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−29259（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結着樹脂及び着色剤を主成分とする芯粒子
   表面を樹脂で被覆したカプセルトナーを用い、該トナー
   の顕画像を記録材に加熱定着する加熱定着方法におい
   て、 ａ）前記結着樹脂として少なくともα，β−不飽和エチ
   レン系モノマーの一種以上から生成された重合体とサリ
   チル酸金属化合物、サリチル酸誘導体金属化合物及びβ
   −ジケトン類金属化合物からなるグループから選択され
   る有機金属化合物とを反応せしめて得られた重合体を含
   有しており、かつ55℃乃至100℃の吸熱温度（T_D）を有
   しているマイクロカプセルトナーを用い、 ｂ）固定支持された加熱体と、該加熱体に対向圧接し、
   且つ定着フィルムを介して記録材を該加熱体に密着させ
   る加圧部材とにより、該トナーの顕画像を記録材に加熱
   定着し、 ｃ）DSCにより測定される該トナーの吸熱温度（T_D）よ
   りも30℃以上高い温度で該トナーの定着面より該定着フ
   ィルムを剥離する、 ことを特徴とする加熱定着方法。
2. 【請求項２】前記定着フィルムは、トナー定着面側に離
   型層を有する耐熱フィルムである請求項１に記載の加熱
   定着方法。
3. 【請求項３】前記加熱体は、検温素子及び長さ方向に抵
   抗材を有する線状加熱体であり、該検温素子によって温
   度検知しながらパルス状波形の通電を該抵抗材に印加し
   て該加熱体を加熱している請求項１又は２に記載の加熱
   定着方法。
4. 【請求項４】該加熱体に該定着フィルムを介して該記録
   材を該加圧部材により密着させる圧力は、総圧４乃至20
   kgであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
   記載の加熱定着方法。
5. 【請求項５】固定支持された加熱体と、該加熱体に対向
   圧接し、且つ定着フィルムを介して記録材を該加熱体に
   密着させる加圧部材とにより、トナーの顕画像を記録材
   に加熱定着し、DSCにより測定される該トナーの吸熱温
   度（T_D）よりも30℃以上高い温度で該トナーの定着面よ
   り該定着フィルムを剥離する加熱定着方法に使用される
   トナーであって、 該トナーが結着樹脂及び着色剤を主成分とする芯粒子表
   面を樹脂で被覆したカプセルトナーであり、該カプセル
   トナーは、該結着樹脂として少なくともα，β−不飽和
   エチレン系モノマーの一種以上から生成された重合体と
   サリチル酸金属化合物、サリチル酸誘導体金属化合物及
   びβ−ジケトン類金属化合物からなるグループから選択
   される有機金属化合物とを反応せしめて得られた重合体
   を含有しており、かつ55℃乃至100℃の吸熱温度（T_D）
   を有していることを特徴とする加熱定着用カプセルトナ
   ー。
6. 【請求項６】該加熱体に該定着フィルムを介して該記録
   材を該加圧部材により密着させる圧力は、総圧４乃至20
   kgである加熱定着方法に用いられることを特徴とす請求
   項５に記載の加熱定着用カプセルトナー。