JPH02162361A - 加熱定着方法及び該定着用トナー - 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　３，５７８．７！３７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Ｅ１２−１４７８８４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
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８
３−１２０８９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。

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、 ａ）該トナーは、少なくとも結着樹脂および着色材料を
含有する芯粒子に対し０．２以下の粒径比を有する荷電
制御剤粒子を、機械的衝撃力により芯粒子表面に、ある
いは表面およびその近傍に固定化させた粒子であり、 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、該トナーの顕画像を記録材に加熱定着す
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
に加熱定着する定着法に使用されるトナーにおいて、該
トナーが、少なくとも結着樹脂および着色材料を含有す
る芯粒子に対し、０．２以下の粒径比を有する荷電制御
剤粒子を、雰囲気温度１０〜９０℃の条件下で、回転片
と固定片から形成される０、５〜５ｍｍの最短間隙を有
する衝撃部または、少なくとも２種の回転片から形成さ
れる０、５〜５ｍｍの最短間隙を有する衝撃部を通過さ
せ、該衝撃部における機械的衝撃により、該荷電制御剤
粒子を芯粒子表面に、あるいは表面およびその表面近傍
に固定化したことを特徴とする加熱定着用トナーに関す
る。

本発明の加熱定着方法に使用されるトナーは、芯粒子に
対し、荷電制御剤粒子が均一に固定化された構造を持つ
ため、定着に有利な低軟化点を有する結着樹脂を用いた
際にも、混練時における分散不十分による荷電制御剤粒
子のかたよりがなく、帯電性に優れ均一かつ密な画像が
得られ、定着性も良好となる。

また、該定着装置通過時において荷電制御粒子の分離を
生じないため、フィルムへの汚染がなくオフセット性に
も優れている。

したがって、本発明の加熱定着方法において少ない消費
電力で良好な定着画像が得られる。

本発明の芯材に用いる結着樹脂材料としては、種々の公
知の樹脂を用いることができる。例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、圧力定着用あるいは、低温定着用結着材料も使
用可能である。例えば、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」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−
無水マレイン酩共重合体、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。

本発明に用いる芯材結着樹脂としては好ましくは、高架
式フローテスターによる５０％流出点における粘度が１
０”ｐｏｉｓｅ以上１０６ｐｏｉｓｅ以下であることが
望ましい。

さらに５０％流出点における溶融粘度の自然対数Ｉ！ｎ
η′を、温度に対してプロットしたグラフの傾きが０．
５［Ｉ！ｎ（ｐｏｉｓｅ）／’Ｃ１以下であることが好
ましい。

本発明における粘度の測定は、第１図に示す如き高架式
フローテスター（高滓フローテスター０ＦＴ−５００形
）を用いて行った。加圧成形器を用いて成形した１、５
ｇの試料１０３を一定温度下でプランジャー１０１によ
り１０ｋｇｆの荷重を与え直径１ｍｍ長さ１ｍｍのノズ
ル１０４より押し出すようにし、これにより、フローテ
スターのプランジャー降下量（流出速度）を測定する。

この流出速度を各温度（２，５°Ｃ間隔）にそれぞれ測
定し、この値より見掛けの粘度η より求めることができる。

を次式に びｔｂ）におけるプロットを直線で結び、傾き但し、 η　　：見掛けの粘度（ｐｏｉｓｅ） Ｔω′：管壁の見掛けのすり反応（ｄｙｎｅ／ｃｍ２　
）Ｄω′：管壁の見掛けのずり速度（１／５ｅｃ）Ｑ　
：流出速度（ｃｍ”／５ｅｃ＝　ｍｍ／５ｅｃ）Ｐ　：
押出圧力（ｄｙｎｅ／ｃｍ２　）［１０ｋｇｆ＝！３８
０Ｘ　１０’ｄｙｎｅｌＲ：ノズルの半径（ｃｍ）　［
０，１ｃｍ１Ｌ　：ノズルの長さ　（ｃｍ）　［０，１
ｃｍ１本発明において５０％流出点における粘度の゛傾
きパとは第６図に示されるように、５０％流出点の温度
（ｔ５ｏ）をはさむ溶融粘度の測定点（ｔｃおよびｔｄ
）のさらに外側の測定点（ｔａおよロープの“傾き″と
して近似して用いている。

（ただしｉｎｎη′ａはｔａ（’ｃ）における粘度の自
然対数をとった値を示し、Ｒｎη′ｂはｔｂ（’Ｃ）に
おける値を示す。また測定は５°Ｃおきに測定した。）
本発明の加熱定着方法において結着樹脂の“粘度パおよ
び゛傾き′”は、各々の結着樹脂に特有のものであり、
結着樹脂粘度の温度に対する感応性を示すもので、定着
画像形成時における結着性やトナー粒子変形に関与する
。特にフィルムを用いた定着法においては、定着プロセ
スとの相関性が大である。溶融粘度が１０６（ｐｏｉｓ
ｅ）より高い場合は加熱定着時の粒子変形が起きにくく
粘着性も増大しないため定着不良の原因となり、これを
補うためには多大なエネルギーが必要となる。また逆に
１０３　（ｐｏｉｓｅ）より低い場合は、転写紙上での
にじみあるいは、転写紙中への浸み込みが発生し易い。

また“傾き°”が０．５［ｊ’ｎ（ｐｏｉｓｅ）／℃］
　より太きくなりすぎると、粒子が温度に感応し急激な
粘度変化を示すため、定着温度のラチチュードを十分に
とることができず定着不良やしみ込みが発生し易い。さ
らには、定着処理速度（ｍｍ／５ｅｃ）に対する依存性
が大きくなる。またこの“傾き°°は定着時における粒
子溶融後の冷却時の粘度変化にも関与するものであり、
゛傾き′°が大きい場合には、フィルムへのオフセット
現象が増大する。

当該フローテスターから得られた見掛は粘度η′の自然
対数を温度（°Ｃ）に対してプロットし、５０％流出点
における傾きを算出した。なお、５０％流出点とは、該
フローテスターにより行い、該試料を昇温速度４°Ｏ／
ｗｉｎで加熱しながら１０ｋｇｆの荷重を加え、そのノ
ズルよりの流出量が５０ｗｔ％となる時点の温度である
。

また本発明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ＳＭ、ファースト・二ロー〇、ベンジ
ジン・エロー、ピグメント・二ロー、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ＦＲＲ、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Ｆ
Ｂ、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ＧＧ、ザポン・ファースト二ロ一〇〇Ｇ　、カ
ヤセットＹ　９１３３　、カヤセットＹＧ、スミプラス
ト・エロー〇Ｇ、ザポ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。

本発明の芯粒子は、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２０８Ｌ以下の微粒子とし
て調整される。

本発明における荷電制御剤粒子としては、従来公知の正
あるいは、負の荷電制御剤が使用可能である。

例えば、ニグロシン、炭素数２〜１６のアルキル基を含
むアジン系染料、塩基性染料、塩基性染料のレーキ顔料
、ベンシルメチル−ヘキサデシルアンモニウムクロライ
ド、デシル−トリメチルアンモニウムクロライドあるい
は、ジブチル、ジオクチルなどのジアルキルチン化合物
、などが正荷電性の荷電制御剤として挙げられる。

負荷電性を制御するものとして、例えば、モノアゾ染料
の金属錯塩、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、サ
リチル酸、ナフトエ酸、グイカルボン酸のＺｎ、　ＡＲ
，Ｇｏ、　Ｏｒ、　Ｆｅ等の金属錯体が挙げられる。

本発明に用いる荷電制御剤粒子は、その表面を各種カッ
プリング剤又は、樹脂などにより処理したものでも使用
可能であり、更には樹脂等に分散させ微粉体化したもの
を用いてもよい。

また、荷電制御剤粒子としては、少なくとも結着樹脂お
よび着色材料を含有する芯粒子に対し０．２以下の粒径
比を有するものが用いられる。

ここで用いる荷電制御剤粒子の芯粒子に対する粒径比が
０．２以上の場合、母粒子（芯粒子）に対する子粒子（
荷電制御剤粒子）の付着性が極度に低下し、均一性に劣
るコートとなる。

さらには加熱定着装置通過時における芯粒子に対する熱
伝導性が低下し、定着に悪影響を及ぼす。

本発明の加熱定着方法に用いるトナーにおいて、少なく
とも結着樹脂および着色材料を含有する芯粒子に対し０
．２以下の粒径比を有する荷電制御剤粒子を機械的衝撃
力により芯粒子表面、あるいは表面およびその表面近傍
に固定化させるための装置としては、一般には高速回転
する攪拌羽根付きの混合機が用いられるが、混合機能と
分散機能を有するものであればこれに限定されるもので
はない。ボールミル、振動ミルなども使用可能である。

また通常粉砕用のミルとして用いられるジェットミル、
ピンミル等も好ましく用いられる。例えば通常機械式の
粉砕機として利用している装置をその衝撃力を低下させ
ることにより好適に使用できる。

これらの固定化するための装置の一例を示す。

第２−１図は回転するブレードやハンマー（回転片）と
ライナー（固定片）との間で衝撃を与え、かつリサイク
ル機構を有する粉砕機である。第３−１図はリサイクル
機能を有し多数の回転ピンを有するピンミルの例である
。

一般に必要とされる衝撃力は、使用される材料の性質お
よび処理装置により異なるが、第２−１図、第３−１図
に示されるような装置を使用する際には、回転片と固定
片あるいは少なくとも２種の回転片における最短間隙は
０．５〜５ｍｍが良く、好ましくは１〜３ｍｍが良い。

第２−２図のａ、第３−２図の３４４はそれぞれの装置
における最短間隙を示す。また固定化における雰囲気温
度は、芯材料の物性を考えた場合１０〜９０°Ｃが良い
。さらに処理時間は０．１〜６０分間が好ましい。荷電
制御剤粒子による芯粒子の表面への被覆率は０１０１〜
１００％が好ましい。

より詳細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、リサイクル機能を有し、多数の回
転ピンを有するピンミル（第３−１図参照）や回転する
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２−１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、３０〜１３０ｍ／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°Ｃ１好ましくは
２０〜９０℃１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２−１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
そのラチチュードはひろい。

第２−１図及び第２−２図に示す装置は、回転軸２０１
、ロータ２０２９分散羽根２０３９回転片（ブレード）
　２０４　　、仕切円板２０５．ケーシング２０６ライ
ナー２０７．衝撃部２０８．入ロ室２０９．出ロ室２１
Ｏ，リターン路２１１．製品取出弁２１２．原料投入弁
２１３．ブロワ−２１４，及びジャケラｌ−２１５から
なる。

より詳細に第２−１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２１３から投入され
入口室２０９を通り、回転する分散羽根２０３にそって
回転するブレード２０４とライナー２０７の間の衝撃部
２０８を通り、出口室２１０を通り、リタン路２１１及
びブロワ−２１４を通り再び同回路を循環する。

第２−２図において、回転片（ブレード）２０４とライ
ナー２０７との間隙ａが最小間隙であり、回転片２０４
の幅すに対応する空間が衝撃部である。

第３−２図は、ピンミルタイプの固定化装置におけるピ
ンを装置前方から見た場合の略図である。

固定ピン３３９及び回転ピン３５４の間隙３５５が最短
間隙である。３１５は最大間隙を示し、３５６は回転ピ
ン３５４の軌跡を示す。

第３−１図及び第３−２図に示す装置は、ケーシング３
２７．固定ピン３２８．入口３２９．原料投入口３３０
、循環ブロワ−３３１，リターン路３３２．製品抜取口
３３３．出口３３４．ロータ３３５２回転軸３３６、ジ
ャケラ）３３７．及び回転ピン３４３からなる。

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
の間の間隔は、０．５〜５＋ｎｍ程度が好ましく、さら
に好ましくは１ｍｍ〜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かえられる。

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角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
像壊変の低下を誘引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、４．１３２，６３４明細書参照）で
好ましい効果が得られる。

本発明の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４図
に基づいて説明すると、■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５（ａ）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、−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ｌ］
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ＤＣｌｏｏＶ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Ｔ１の場合、抵抗材料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、　ＰＡ
Ｆ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離’Ｊ　ＦＡＦ　
ヲ１０　ｇ　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１００１ｊ、より好ましくは４０ｇ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５（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℃から２００６Ｃ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℃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
体重には、トナーを１０〜１５ｍｇ採取し窒素雰囲気下
で室温から２００’Ｏまで昇温速度１０°Ｃ／ｍｉｎ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ニｌＯ分間保持せしめ、１ｏ′ｃ／ｆｆ１
ｉｎノ昇温速度で２００℃昇温熱し測定する。−鍛型に
は、第７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。

［実施例］ 以下の方法によりトナーを作成した。部数は重量部を意
味する。

（サンプルＡ） 上記成分をヘンシェルミキサーにより混合後、ロールミ
ルにて混練を行ない冷却し、スピードミルにて粗粉砕を
行い、ジェットミルにて微粉砕を行い、エルボジェット
により分級を行い体積平均粒径１２．　Ｉ　ＪＬの芯材
粒子を得た。次に芯材１００部に対して、ジターシャリ
−ブチルサリチル酸クロム錯体０．３部をヘンシェルミ
キサーにて混合した後第２−１図に示す装置を用いて３
．５分間の循環処理を行った。ここにおいて攪拌羽根の
周速は６０ｍ／ｓｅｅ　、雰囲気温度２５°Ｃ１最短間
隙は２．５ｍｍにておこなった。

ＦＥ−３ＥＸにて表面観察を行ったところ、表面には均
一に該荷電制御剤が固定化されていることが確認された
。

これをサンプルＡとする。

（サンプルＢ） 上記成分をサンプルＡと同様な方法にて芯材粒子を得た
。ここで芯材粒子の体積平均粒度は、１２．４１Ｌｍで
あった。次に子粒子は、以下に示す方法で作成した。

上記成分をアトライターにて６０°Ｃ加熱下分散させ単
量体組成物を得た。２，２′−アゾビス−２，４−ジメ
チルバレロニトリル２部を前記単量体組成物に添加し調
製した。次にアミン変性シリカ７部と１／ＩＯＮ塩酸３
０部とを入れた容量２文のステンレス製容器に、調製し
た単量体組成物を加え、６０°Ｃ保温下でＴＫホモミキ
サー（特殊機化部を用いて１１００００ｒｐで６０分間
攪拌して予備分散して分散液を調製した。この分散液を
ビントン型高圧式均質化機（ゴーリン社製型式１５Ｍ−
８ＴＡ　）を用いて吐出圧力４００ｋｇ／ｍ２で造粒し
た。造粒後、パドルミキサーにより攪拌しながら６０°
Ｃ，１２時間で重合を完結させた。その後冷却し、水酸
化ナトリウムで洗浄し、脱水・乾燥することにより子粒
子を得た。得られた粒子の体積平均粒径は１．０ｇｍで
あった。

次に芯粒子１００部に対して上記の子粒子１．５部をサ
ンプルＡと同様の装置を用いて３分間の循環処理を行っ
た。

ここにおいて攪拌羽根の周速はｆ（Ｏｍ／ｓｅｅ　、雰
囲気温度２５°Ｃ１最短間隙は２．５ｍｍにておこなっ
た。

これをサンプルＢとする。

（サンプルＣ） 上記成分をサンプルＡと同様な方法にて芯材粒子を得た
。ここで芯材粒子の体積平均粒径は、１２．３用であっ
た。次に芯材１００部に対してニグロシン１部をサンプ
ルＡと同様の装置を用いて２．５分間の循環処理を行っ
た。

ここにおいて攪拌羽根の周速はＥ１５ｍ／ｓｅｃ　、雰
囲気温度２８°Ｃ１最短間隙は２．５ｍｍにて行った。

これをサンプルＣとする。

尚サンプルＡ−Ｃは流動性付与のためそれぞれトナー１
００部に対し、コロイダルシリカ０．４部ヘンシェルミ
キサーにより外添混合して試料とした。

次にサンプルＡ−Ｃ及び第５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１９０℃１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３ｍ
ｍ、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ＰＴＦ
Ｅに導電性物質を添加した低抵抗の離型層を有する厚さ
２０１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１９０°Ｃに達するまでに要
した時間は、約１．７ｓｅｃ、であった。

サンプルＡを市販の複写機Ｃａｎｏｎ　ＮＰ２７０ＲＥ
　　（キャノン■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５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ャノンニュードライペーパー（
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ポン紙で摺擦し
、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１〜９％（平均３．０％）と良好であった。また耐
オフセット性は５，０００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本のロールより成り、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。

さらに二・ンプ巾は３ＩＩｌｆｆｌ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８００Ｗのものに変更し
、定着ローラーの表面温度が１９０℃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１９０’
Ｏにまで上昇するまでの時間は３０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〒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４〜１１％（平均６．５％）と実施例１に比べ劣る結
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、６００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
１８５°Ｃになるように設定した。この時、加熱体の表
面温度が１８５°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１９５℃に
設定した。この時ローラー表面温度が１９５°Ｃに達す
るまでに要した時間は約３５ＳＦＩＣ，プラス若干時間
であった。

結果をＴａｂｌｅ、　Ｌに示した。Ｔａｂｌｅ、ｌ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ＤＳＧによる
吸熱温度（Ｔｏ）及び加熱体温度（Ｔ＋）、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。

Ｔａｂｌｅ　　２ Ｔｌ；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】

第１図は、トナーまたは結着樹脂の溶融粘度を測定する
ための高架式フローテスターの概略的断面図、第２−１
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２−２図は第２−１図の装置の
部分拡大図である。第３−１図は芯粒子に荷電制御剤粒
子を固定化するためのピンミル系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
分図を示す。 第４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を示す。第５
（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５（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６図は、トナーまたは結着樹脂の粘度の自然対数の温
度に対する傾きに関するグラフを示す図である。第７図
は、トナーの吸熱ピークを示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、 ａ）該トナーは、少なくとも結着樹脂および着色材料を
   含有する芯粒子に対し０．２以下の粒径比を有する荷電
   制御剤粒子を、機械的衝撃力により芯粒子表面に、ある
   いは表面およびその近傍に固定化させた粒子であり、 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、該トナーの顕画像を記録材に加熱定着す
   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、トナーの顕画像を記録材に加熱定着す
   る定着法に使用されるトナーにおいて、該トナーが、少
   なくとも結着樹脂および着色材料を含有する芯粒子に対
   し、０．２以下の粒径比を有する荷電制御剤粒子を、雰
   囲気温度１０〜９０℃の条件下で、回転片と固定片から
   形成される０．５〜５ｍｍの最短間隙を有する衝撃部ま
   たは、少なくとも２種の回転片から形成される０．５〜
   ５ｍｍの最短間隙を有する衝撃部を通過させ、該衝撃部
   における機械的衝撃により、該荷電制御剤粒子を芯粒子
   表面に、あるいは表面およびその表面近傍に固定化した
   ことを特徴とする加熱定着用トナー。