JPH02162360A - 加熱定着方法及び該定着用カプセルトナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
定着方法および該定着方法に用いられるトナーに関する
。

［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ＵＳＰ　３，５７８，７９７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、所謂ウェイト時間がある。

（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・ント
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、ＵＳＰ　３，５７８，７９７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ェイト
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］ 本出願人が先に提案した特願昭８２−１４７８８４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、ウェイ
ト時間が短か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８３−
１２０８８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と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、ウェイト時間が短
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。

前記目的を達成する本発明は、樹脂および着色材料を主
成分とする芯粒子を結着樹脂を殻材として被覆したカプ
セルトナーを用い、該トナーの顕画像を記録材に加熱定
着する方法において、ａ）該殻材結着樹脂が、芳香族ビ
ニル系モノマー、アクリル酸エステル類モノマー、メタ
クリル酸エステル類モノマーから選ばれる一種以上の千
ノで−から成る重合体であり、該結着樹脂はＴＨＦ不溶
分を結着樹脂を基準として１０〜９０重量％含有し、か
つゲルパーミェイションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）
によって測定されたクロマトグラムが分子量１０３〜２
　Ｘ　１０４及び分子量３　Ｘ　１０４〜１×１０７の
それぞれの分子量領域に少なくとも一つのピークを有す
ることを特徴とする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、記録材に該トナーの顕画像を加熱定着す
ることを特徴とする加熱定着方法に関する。

更に、固定支持された加熱体と、該加熱体に対向圧接し
且つ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、記録材にトナーの顕画像を加熱定着す
る定着方法に使用されるトナーにおいて、該トナーは樹
脂および着色材料を主成分とする芯粒子を結着樹脂を殻
材として被覆したカプセルトナーであって、該殻材結着
樹脂が、芳香族ビニル系モノマー、アクリル酸エステル
類モノマー、メタクリル酸エステル類モノマーから選ば
れる一種以上のモノマーから成る重合体であり、該結着
樹脂はＴＨＦ不溶分を結着樹脂を基準として１０〜９０
重量％含有し、かつゲルパーミェイションクロマトグラ
フィー（ＧＰＣ）によって測定されたクロマトグラムが
分子量１０３〜２　Ｘ　１０４及び分子量３×１０４ｌ
〜１×１０７のそれぞれの分子量領域に少なくとも一つ
のピークを有す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、本発明の詳細な説明する。

本発明の加熱定着方法の構成上の特徴の一つは、カプセ
ルトナーの殻材結着樹脂の合成過程において、第１段階
目に合成される低重合度重合体のＧｐＣクロマトグラム
による分子量が１０３〜２×１０４に少なくとも１つの
ピークを有し、さらに２段階目の重合過程により生成さ
れた最終生成物である殻材結着樹脂が３　Ｘ　１０４〜
Ｉ　Ｘ　１０７　に少なくとも１つのＧＰＣクロマトグ
ラムのピークを有することで、該殻材結着樹脂が１０３
〜２　Ｘ　１０４および３×１０４〜１×１０７の各々
の領域に少なくとも１つのピークを有することであり、
さらには同時にＴＨＦ不溶分を結着樹脂を基準として１
０〜９０重量％含有することにある。

殻材結着樹脂の主成分が分子量１０３〜２　Ｘ　１０４
及び３　Ｘ　１０”〜１×１０７の領域に各々ピークを
少なくとも１つ有するのみの重合体を用いたカプセルト
ナーを使用した場合、加熱定着過程での定着部材へのオ
フセット、記録材へのトナーの浸み込み、裏移り等、定
着画像の画質を劣化させる原因となり、すべての特性を
満足させられるトナーにはなりにくい。

一方、殻材結着樹脂の主成分がＴＨＦ不溶分を結着樹脂
を基準として１０〜９０重量％含有する重合体を用いた
トナーを本発明の加熱定着方法に適用する場合には、加
熱定着過程での定着部材へのオフセット、記録材へのト
ナーの浸み込み、裏移り等を防止するには効果は認めら
れる。しかし、一般的にＴＨＦ不溶分を含有する重合体
を結着樹脂に用いたトナーでは加熱定着するために比較
的多くのエネルギーが必要となり、それは本発明の加熱
定着方法でも例外ではない。定着温度を高める場合には
、加熱体と加圧部材の中間に位置するフィルムの耐久性
を損なう恐れがあり、定着時間を長くとるために記録材
の搬送速度を下げる場合には画像形成動作の速度を規制
することとなり、加熱体との密着時間を長くとるために
定着ニップを広げる場合には、加圧部材からの圧力を増
大させる必要があるために、加熱体と加圧部材の中間に
位置するフィルムの機械的強度の面から見た耐久性が問
題となる。

また、上述した問題点を解決するために上記重合体を各
々別個に用意した上で機械的に混合しただけでは充分に
均一な状態にある結着樹脂を得ることは困難である。こ
のような混合の不均一性はトナーのブロッキング、定着
性、オフセット性の低下さらには現像性や他の特性の低
下を招く。

ゆえに、本発明の定着方法に用いるトナーとしては、芳
香族ビニル系モノマー、アクリル酸エステル類モノマー
及びメタクリル酸エステル類モノマーから選ばれる一種
以上のモノマーから成る重合体を結着樹脂として含有し
、該結着樹脂はＴＨＦ不溶分を結着樹脂を基準として１
０〜９０重量％含有しゲルパーミェーションクロマトグ
ラフィー（ｃｐｃ）によって測定されたクロマトグラム
が分子量１０３〜２　Ｘ　１０４及び分子量３　Ｘ　１
０’〜Ｉ　Ｘ　１０７のそれぞれの分子量領域に少なく
とも−っのピークを有する重合体を殻材とするカプセル
トナーを用いることにより、前記欠点を克服した加熱定
着方法が達成される。

上記重合体の製造にあたっては、塊状重合法、溶液重合
法及び懸濁重合法等一般的な合成法を適用することがで
きる。

また、上記重合体において樹脂合成過程の第１段階目に
生成する低重合度重合体と２段階目に合成され最終生成
物となる当該発明に使用される結着樹脂とは組成が必ず
しも同一である必要はないが、モノマーの主成分が同一
であることが好ましい。

本発明において、ｃｐｃ　　（ゲルパーミェーションク
ロマトグラフィ）によるクロマトグラムのピク又は／お
よびショルダーの分子量は次の条件で測定される。

すなわち、４０°Ｃ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ＴＨ
Ｆ　　（テトラヒドロフラン）を毎分１ＩＩｉｐの流速
で流し、試料濃度として０．０５〜０．６重量％に調整
した樹脂のＴ）ＩＦ試料溶液を５０〜２００．ｐ注入し
て測定する。試料の分子量測定にあたっては、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
より作製された検量線の対数値とカウント数との関係か
ら算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料とし
ては、例えば、Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　
Ｃｏ、製或いは、東洋ツーダニ業社製の分子量が６Ｘ１
０２．２．１×１０３．　４Ｘ１０３゜１．７５Ｘ　１
０４　５．ＩＸ　１０４　１．ＩＸ　１０５　３．９Ｘ
　１０５８、ＥＩ　Ｘ　１０５，２　Ｘ　１０６．４．
４８　Ｘ　１０６のものを用い、少なくとも１０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。また
、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１０３〜４　Ｘ　１０７の分子量
領域を適確に測定するために、市販のポリスチレンゲル
カラムを複数組合せるのが良く、例えば、Ｗａｔｅｒｓ
社製のｐ−ｓｔｙｒａｇｅｌ　５００．１０３．１０４
，１０５゜１０６の組合せや、昭和電工社製のＳｈｏｄ
ｅｘＫＦ−９０Ｍや、ＫＦ−９０１，９０２，９０３，
９０４，９０５，９０８の組合せ、あるいは東洋曹達製
のＴＳＫｇｅｌ　Ｇ１００ＯＨ。

Ｇ２０００Ｈ，Ｇ２５００Ｈ，Ｇ３０００Ｈ，Ｇ４００
０Ｈ，Ｇ５０００Ｈ。

Ｇ３０００Ｈ，Ｇ７００ＯＨ，ＣＭＨのうちの任意の組
合せが好ましい。

本発明でのＴＨＦ不溶分とは、樹脂組成物中のＴＨＦ溶
媒に対して不溶性となったポリマー成分（実質的に架橋
ポリマー）の重量割合を示し、架橋成分を含む樹脂組成
物の架橋の程度を示すパラメーターとして使うことがで
きる。ＴＨＦ不溶分とは、以下のように測定された値を
もって定義する。

すなわち、樹脂サンプル０．５〜１．０ｇを秤量しくｉ
ｌｉｌｇ）、円筒濾紙（例えば東洋濾紙酸Ｎｏ、８ＢＲ
）に入れてソックスレー抽出器にかけ、溶媒としてＴＨ
Ｆ　１００〜２００ｍｐを用いて６時間抽出し、溶媒に
よって抽出された可溶成分をエバポレートした後、１０
０°Ｃで数時間真空乾燥し、ＴＨＦ可溶樹脂成分量を秤
量する（Ｗ２ｇ）。

Ｗｌ　−Ｗ２ ＴＨＦ不溶分（％）−Ｘ１００ Ｗｌ 本発明に適用されるカプセルトナーの殻材結着樹脂の主
成分を構成するモノマーとしては、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、アクリル酩ドデシ
ル、アクリル酩オクチル、アクリル酩フェニル、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なビニルエステル
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、ブタジェン等のビニ
ル性単量体が単独もしくは２種以上用いられる。

これらの中から本発明中で規定している結着樹脂の分子
量分布の特性を満たすような材料設計が比較的容易であ
る点、安価である点などからスチレンを主成分とするス
チレン系共重合体が好ましく用いられる。

本発明に使用されるトナー中には上記結着樹脂成分の他
に、該結着樹脂成分の含有量より少ない割合で以下の化
合物を含有させてもよい。例えばシリコーン樹脂、スチ
レン−ブタジェン樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、
ポリアミド、エポキシ樹脂、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
肪族又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などである。

本発明に使用するカプセルトナーにおいては、必要なら
ば、芯材、殻材のいずれかあるいは両方に離型性物質を
含有させて用いることができる。

そのような離型剤の例としては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る
。含有量は芯材中あるいは殻材中に含まれるかで使用量
は異なるが、通常トナーに対し０．１〜５０重量％使用
することが好ましく、より好ましくは０．５〜２０重量
％使用することがより好ましい。

本発明の加熱定着方法に用いられるトナーは、カプセル
型トナーである。一般にカプセル型トナーは、樹脂、着
色剤等を含有する芯材を殻材で被覆した形態をとってお
り、均一な殻材被覆により流動性や帯電特性にすぐれて
いる。また殻材で保護されているため、ブロッキング性
、保存性にすぐれ、より低温で軟化する物質を芯材に含
有ｙせることが可能であり、定着性が向上し、さらには
実質的な定着温度を下げることが可能である。

本発明のカプセルトナー芯材に用いる樹脂材料としては
、種々の公知の樹脂から単独又は混合、あるいは反応さ
せて用いることができる。たとえばポリスチレン及びそ
の置換体の単重合体：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−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジェ
ン共重合体、スチレン−インプレン共重合体、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
系共重合体ニアクリル樹脂、メタクリル樹脂、シリコー
ン樹脂、ポリエステル樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂
、などが例示される。

更には、ワックス類（密ろう、カルナバワックス、マイ
クロクリスタリンワックスなど）、高級脂肪酸（ステア
リン酸、パルミチン酸、ラウリン酸など）、高級脂肪酸
金属塩（ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉛、
ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ス
テアリン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛など）、高級脂肪酸
誘導体（メチルヒドロキシステアレート、グリセロール
モノヒドロキシステアレートなど）、ポリオレフィン（
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、酸化
ポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリ４弗化エチレン
など）、オレフィン共重合体（エチレン−アクリル酸共
重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチ
レン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸
エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂など）
、ゴム類（インブチレンゴム、ニトリルゴム、塩化ゴム
など）、ポリビニルピロリドン、ポリアミド、クマロン
−インデン樹脂、メチルビニルエーテルー無水マレイン
酸共重合体、マレイン酸変性フェノール樹脂、フェノー
ル変性テルペン樹脂、などがあり、これらの中から単独
または混合、あるいは反応させて用いることができる。

また、本発明のカプセルトナーの芯材中には一般に、着
色剤として各種の染、顔料が含まれる。

このような染、顔料としては、例えば、カーボンブラッ
ク、ニグロシン染料、ランプ黒、スーダンブラックＳＮ
、ファースト−エローＧ、ベンジジン・二ロー、ピグメ
ント・エロー、インドファースト・オレンジ、イルガジ
ン・レッド、バラニトロアニリン・レッド、トルイジン
・レッド、カーミンＦＢ、パーマネント・ボルドーＦＲ
Ｒ、ピグメント・オレンジＲ、リソール・レッド２Ｇ、
レーキ・レッドＣ、ローダミンＦＢ、ローダミンＢレー
キ、メチル・バイオレッドＢレーキ、フタロシアニンブ
ルー、ピグメントブルー、プリリャント・グリーンＢ、
フタロシアニングリーン、オイルイエローｃｃ、サボン
・ファースト二ロ一〇〇Ｇ　、カヤセラ）Ｙ８１３３．
カヤセットＹＧ、スミプラスト・工ｏ−ＣＧ、ｆホンフ
ァーストオレンジＲＲ、オイル。

スカーレット、スミプラストオレンジＧ、オラゾール・
ブラウンＢ、ザボンファーストスカーレットＣＧ、アイ
ゼンスピロン・レッド・ＢＥＨ、オイルピンクＯＰなど
が適用できる。

さらにトナーを磁性トナーとして用いるために、芯材中
に磁性粉を含有せしめても良い。このような磁性粉とし
ては、磁場の中に置かれて磁化される物質が用いられ、
鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属の粉末、もし
くはマグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金
や化合物がある。この磁性粉の含有量はトナー重量に対
して１５〜７０重量％が良い。

本発明のカプセルトナーの芯材は、」−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２０角以
下の微粒子として調整される。

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、機械的
衝撃力を利用し、殻材を芯材表面に固定化する乾式カプ
セル方法や、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、１ｎ−ｓｉｔ
ｕ重合法、米国特許第３，３３８，９９１号明細書、同
第３，３２８，８４８号明細書、同第３．５０２．５８
２号明細書に記載されている方法なども使用できる。

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ることもでき
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、また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、あるいは樹脂中に
磁性体を分散したキャリア等と混合した後に現像剤とし
て用いる。

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の概略構造を第１図
に基づいて説明する。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す方向に回転する。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なう
。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な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（ａ）図に本発明の定着装置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、−例として厚み１．０ｍｍ　、巾１０ｍｍ、長手長
２４０ｍｍのアルミナ基板２１に抵抗材料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ＤＣ：　１００Ｖの周期２０ｍ５ｅｃ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０．５ｍ５ｅｃ〜５
　ｍ５ｅｃ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Ｔ】の場合、抵抗材料２
２に対向するフィルム２４の表面温度Ｔ２はＴ１よりも
約１０〜３０°Ｃ低い。またフィルム２４がトナ一定着
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２０ｐ、ｍ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、　Ｐ
ＡＦ等のフッ素樹脂に導電材を漂加した離型層を１０ｇ
ｍコートしたエンドレスフィルムである。一般的には総
厚１００により好ましくは４０ｐ未満、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（ｂ）図の如
く、シート送り出し軸３１及び巻取り軸３２を使用し、
定着フィルムは右端のフィルム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°Ｃから２００°Ｃ迄の測定範囲で測
定した結果、最初に現われる吸熱ピークの極大値が４０
°Ｃから１２０°Ｃを示すトナーが好ましく、特に５５
°Ｃから１００°Ｃの特性を示すトナーがより好ましい
。

更に、フィルムをトナ一定着面より、はく離する時の温
度が前記吸熱温度よりも高い温度であることが好ましく
、更に好ましくは、前記吸熱温度よりも３０°Ｃ以上（
より好ましくは４０〜１５０℃）高い条件ではく離させ
ることが好ましい。

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２００°Ｃまで昇温速度１０°Ｃ／ｍｉｄで
加熱せしめた後、２００°Ｃ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なった後、
再び１０°Ｃに１０分間保持せしめ、１０°Ｏ／ｗｉｎ
の昇温速度で２００°Ｃ迄加熱し測定する。一般的には
、第４図に示すデーターが得られ、最初に現われる吸熱
ピークの極大値を本発明において吸熱温度（Ｔｏ）と定
義する。

次に固定化する方法について述べる。トナーにおいては
芯材の破砕片や壁材が遊離したり、−旦付着せしめた壁
材が微量でも再遊離することは好ましくないので、確実
に固定化されることが好ましい。粉砕機の構成で、その
粉砕工程部分での粉体の滞留時間を長くする改造を施し
、かつ芯材が粉砕されない範囲の衝撃力と、融着の発生
しない範囲の温度コントロールを行うことが重要である
。−例として、回転するブレードまたはハンマーとライ
ナーの間で衝撃を与えかつリサイクル機構を有する粉砕
機（第３−１図を参照）が有効である。ブレードまたは
ハンマーの先端部の周速としては、３０〜１３０ＩＩｌ
／５ｅＣ１好ましくは３０〜１００ｍ／ＳｅＣで固定化
を行い、温度は芯材と壁材の物性により異なるが１０’
Ｃ〜１００’Ｃ！、好ましくは２０〜９０°Ｃ１さらに
好ましくは３０°Ｃ〜７０°Ｃがよい。衝撃を加える部
分の滞留時間は０．２秒間〜１２秒間が好ましい。

ピンミルの場合は粉体濃度を濃くする必要があるが、第
３−１図のタイプの機械では、遠心力により処理される
粉体がライナー近傍に集められるのでラチチュードはひ
ろい。

第３−１図及び第３−２図に示す装置は、回転軸３０１
、ロータ３０２１分散羽根３０３９回転片（ブレード）
　３０４　、仕切円板３０５．ケーシング３０６゜ライ
ナー３０７．衝撃部３０８．入ロ室３０９．出ロ室３１
０、リターン路３１１．製品取出弁３１２．原料投入弁
３１３．ブロワ−３１４，及びジャケット３１５からな
る。

より詳細に第３−１図を参照しながら説明する。

壁材粒子を有する芯材粒子は導入口３１２から投入され
入口室３０９を通り、回転する分散羽根３０３にそって
回転するブレード３０４とライナー３０７の間の衝撃部
３０８を通り、出口室３１０を通り、リターン路３１１
及びブロワ−３１４を通り再び同回路を循環する。

第３−２図において、回転片（ブレード）３０４とライ
ナー３０７との間隙ａが最小間隙であり、回転片３０４
の幅すに対応する空間が衝撃部である。

ピンミル間もしくはブレード又はハンマーとライナーと
の間の間隙は、０．５〜５ｍｍ程度が好ましく、さらに
好ましくはｉｎ＋ｍ〜３ｍｍの場合によい結果が得られ
ている。ピンミルにおいてはピン間の最小間隙が０．５
〜５ｍｍであり且つ最大間隙が５〜１０ｍｍ以下、好ま
しくは５ｍｍ以下にすることでよい結果が得られる。

以上のようにして得られるトナーの中には壁材粒子どう
しの凝集物や５ル以下の微粒の芯材と壁材の付着物を少
量ながら発生する。このため、これらのものが、画像に
おけるカブリや白すしの原因や多数枚耐久中における画
像潤度の低下を誘弓して許容できない場合が、感光体や
複写機とのマツチングによっては起こる場合もある。固
定化後に更に分級工程をもうけ微粉及び粗粉の除去を行
うと、更に良好な画像品質が得られる。この分級工程と
しては種々の方式のいずれも効果があるが、特に分散能
力のある回転翼を使用する遠心力分級機タイプの機械や
固定壁型遠心力分級機が使用可能である。特にコアンダ
効果を用いたコアンダブロックを有する分級機（ＵＳ　
ＰａｔｅｎｔＮｏ、４，１３２．１３３４明細書参照）
で好ましい効果が得られる。

（以下余白） ［実施例］ 以下に本発明の実施例、比較例で使用される結着樹脂の
合成例とその樹脂を殻材結着樹脂としたカプセルトナー
の製造例を挙げ説明するが、何ら本発明を限定するもの
ではない。部数は重量部を意味する。

（合成例１） 上記モノマー組成物を室温でトルエン４００部に溶解、
混合する。次に上記トルエン混合溶液を攪拌下８５°Ｃ
まで加熱し１２時間重合反応を行い反応を終了した。ト
ルエンを留去することによって目的とする重合体を得た
。

得られた重合体の分子量をＧＰＣにより測定したところ
Ｍｗ＝　１．９　Ｘ　１０’　、Ｍｗ／Ｍｎ　＝　２．
２１テあった。

上記、低重合度重合体４０部を下記上ツマー組成物に溶
解し、混合溶液とした。

上記混合溶液にポリビニルアルコール部分ケン化物０．
１部を溶解した脱気水２５０部を加え懸濁分散液とした
。

水１５部を入れ窒素置換した反応器に上記懸濁分散液を
添加し、反応温度９０°Ｃで１０時間懸濁重合反応させ
た。

反応終了後に炉別し、充分に水洗し脱水・乾燥すること
により、目的とするスチレン−アクリル酸ブチル共重合
体組成物を得た。

上記重合体の分子量をＧＰＣにより測定したところ分子
量１．５　Ｘ１０５に相当する点に新たな分布のピーク
を有することを確認した。

また、ＴＨＦ不溶分は５５重量％であった。

（合成例２） 上記千ツマー組成物をクメン還流下（１４８〜１５６°
Ｃ）で重合を完了し、クメンを除去した。

得られたスチレン重合体の分子量は、Ｍｗ＝１．１×１
０’　、　Ｍｗ／Ｍｎ　＝　２．２１であった。

上記スチレン重合体４０部を下記モノマー混合物に溶解
混合とした。

上記混合物にポリビニルアルコール部分ケン化物０．１
部を溶解した水２３０部を加え懸濁分散液とした。

反応温度８５°Ｃで　　時間反応させた。反応終了後、
炉別、脱水、乾燥し、スチレン−アクリル酸２−エチル
ヘキシル共重合体の組成物を得た。

上記重合体の分子量をＧＰＣにより測定したところ分子
量３．Ｉ　Ｘ１０５に相当する新たな分布ピークを有す
ることを確認した。

また、ＴＨＦ不溶分は７７重量％であった。

（サンプルＡ） （サンプルＢ） 上記成分をロールミルを用いて溶融混練し、冷却後カッ
ターミルで粗粉砕し、更にジェットミルにより微粉砕し
た。次いでこの微粉末を風力分級機を用いて分級を行な
い、平均粒径１０．２μｍの芯材を得た。

上記成分を同様に混練、粉砕し、風力分級機を用い平均
粒径１．Ｏｇｍの殻材樹脂微粉を得た。

上記芯材１００部に対し、殻材樹脂微粉３５部をヘンシ
ェルミキサーにて混合し、次いで第３−１図に示す乾式
カプセル装置を用い、循環処理時間６分間、攪拌羽根の
周速ｆｉ１ｍ／ｓｅｃ　、雰囲気温度３５°Ｃ１最短間
隙２．５ｍｍの条件でカプセル化を行った。

得られたカプセルトナー１００部にコロイダルシリカ０
．５部を外添混合して、サンプルＡを得た。

上記成分をサンプルＡと同様な方法により平均粒径１．
Ｏｐｍの殻材樹脂微粉末を得た。

サンプルＡと同一芯材粒子を用い、上記殻材樹脂を用い
サンプルＡと同様にカプセル化を行った。

ここで得られたカプセルトナー１００部にコロイダルシ
リカ０．４部を外添混合して、サンプルＢとした。

（サンプルＣ） 上記成分をサンプルＡと同様、混練、粉砕、分級を行い
平均粒径１０．３ｇｍの芯材粒子を得た。

次いでサンプルＡの殻材樹脂を用いて同様にカプセル化
を行った。

ここで得られたカプセルトナー１００部に対しコロイダ
ルシリカ０．６部を外添混合して、サンプルＣを得た。

サンプル０１０部に対して樹脂コートフェライトキャリ
１００部を混合して二成分現像剤とした。

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
験も行なった。

〈実施例１〉 この定着装置において加熱体の表面温度は１７０°Ｃ１
加熱部の抵抗材料の消費電力は１５０　Ｗ、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／ｓｅｅ
に設定し、耐熱シートとしては、記録材との接触面にＰ
ＴＦＥに導電性物質を添加した低抵抗の離型層を有する
厚さ２０）ｈｍ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１７０’Ｃ！に達するまでに
要した時間は、約１．５ｓｅｃ、であった。

サンプルＡを市販の複写機Ｃａｎｏｎ　ＮＰ１２１５　
（キャノン四部）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なった。

転写材としては市販のキヤノンニュードライヘー　バー
　（キャノン販売社製）　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摺擦し
、摺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１〜６％（平均２．３％）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」二の汚れはもちろん、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カツプ中にこのトナー
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・ く比較例１〉 本加熱定着装置と、加熱ローラ一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。熱ローラ一定着用
の外部定着装置を用意した。該熱ローラ一定着器は上ロ
ーラーと下ローラーの２木のロールより成り、上ローラ
ー表面はテフロンであり、その中心部にヒーターを配し
たものであり、下ローラーにはシリコンゴムを用いてい
る。

ざらにニップ巾は３ｍｍである。ローラー間の総圧は７
ｋｇ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
取付は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°Ｃ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１７０°Ｃ以上に保持可能
とした。この時に熱ロラー表面温度が室温から１７０°
Ｃにまで上昇するまでの時間は２３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、ウェ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３〜１１％（平均５．２％）と実施例１に比べやや劣
る結果となり、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、１９００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１５０ｍｍ／ｓｅｃに
変えて定着試験を行なった。ただし加熱体の表面温度は
１７５°Ｃになるように設定した。この時、加熱体の表
面温度が１７５°Ｃに達するまでに要した時間は約１．
８ｓｅｃ、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。

く比較例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１５０ｍｍ
／ｓｅｅに変え、さらにローラー表面温度を１７５°Ｃ
に設定した。この時ローラー表面温度が１７５°Ｃに達
するまでに要した時間は約２５ｓｅｃ、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。

く比較例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。

く比較例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（Ｔｏ）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。

（以下余白） ａｂｌｅ 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だめの定着装置
の概略的断面図を示す。第３−１図は芯粒子に粒子を固
定化するための装置の一例を概略的に示した図であり、
第３−２図は第３−１図の装置の部分拡大図である。第
４図は、トナーの吸熱ピークを示すグラフである。

Ｔ１：加熱体温度 Ｔ２．フィルム表面温度 Ｔ３；剥離時のフィルム表面温度 ［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】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂および着色材料を主成分とする芯粒子を結着
   樹脂を殻材として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方法において、 ａ）該殻材結着樹脂が、芳香族ビニル系モノマー、アク
   リル酸エステル類モノマー、メタクリル酸エステル類モ
   ノマーから選ばれる一種以上のモノマーから成る重合体
   であり、該結着樹脂はＴＨＦ不溶分を結着樹脂を基準と
   して１０〜９０重量％含有し、かつゲルパーミェイショ
   ンクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定されたク
   ロマトグラムが分子量１０＾３〜２×１０＾４及び分子
   量３×１０＾４〜１×１０＾７のそれぞれの分子量領域
   に少なくとも一つのピークを有することを特徴とするカ
   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、記録材に該トナーの顕画像を加熱定着す
   ることを特徴とする加熱定着方法。
2. （２）固定支持された加熱体と、該加熱体に対向圧接し
   且つ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、記録材にトナーの顕画像を加熱定着す
   る定着方法に使用されるトナーにおいて、該トナーは樹
   脂および着色材料を主成分とする芯粒子を結着樹脂を殻
   材として被覆したカプセルトナーであって、該殻材結着
   樹脂が、芳香族ビニル系モノマー、アクリル酸エステル
   類モノマー、メタクリル酸エステル類モノマーから選ば
   れる一種以上のモノマーから成る重合体であり、該結着
   樹脂はＴＨＦ不溶分を結着樹脂を基準として１０〜９０
   重量％含有し、かつゲルパーミェイションクロマトグラ
   フィー（ＧＰＣ）によって測定されたクロマトグラムが
   分子量１０＾３〜２×１０＾４及び分子量３×１０＾４
   〜１×１０＾７のそれぞれの分子量領域に少なくとも一
   つのピークを有することを特徴とする加熱定着用カプセ
   ルトナー。