JPH02163751A - 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１ 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Ｊ 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ｔｌｓＰ　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Ｗ１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、これには大さな電力を要す
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
席となり、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１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。

［発明の目的］ 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１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ｗ１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。

〔！！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−
１２０８９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導電
性微粉末を、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導電性像
粉末を、雰囲気温度ＩＯ〜８０℃の条件下で、回転片と
固定片から形成される０、５〜５■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、５〜５履■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、該導電性微粉末を
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、導電性微粉末が均一に固定化された構造
を持つため、該加熱定着装置通過時における静電オフセ
ットを防止でき、更には、導電性微粉体が薄層にコート
されているため、低軟化点を有する結着樹脂を用いた際
にもブロッキング、高温オフセラＩ・を防止できかつ定
着温度の変化はみられず定着性にも優れている。

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０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
用可使である０例えば、ワックスａ（密ろう、カルナパ
ワー２クス、マイクロクリスタリンワ・ツクスなど）、
高級脂肪酸（ステアリン酸、バルミチン酸、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、バルミチン酸亜鉛
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、醸化ポリエチレン、ポリイソブチレン、
ポリ４弗化エチレンなト）、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（イソブチレンゴム、ニト
リルゴム、ｊ！１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。

本発明に用いる芯材結！Ｆ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
１０？ｐｏｉｓｅ以上１０６ｐａｊｓｅ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Ｒｎη
′を、温度に対してプロットしたグラフの傾きが０．５
（ｊ！ｎ（ｐｏｉｓｅ）／”０）以下であることが好ま
しい。

本発明の粘度測定は、第１図に示す如き高架式フローテ
スター（島津フローテスターＣＦＴ−５００形）を用い
て行った。加圧成形器を用いて成形した１、５ｇの試料
１０３を一定温度下でプランジャー１０１により１０ｋ
ｇｆの荷重を与え直径１．ｍｍ長さｌ＋＋ｖのノズル１
０４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℃間隔）にそれぞれ測定
し、この値より見掛けの粘度η′を次式により求めるこ
とができる。

但し、 η′　二見掛けの粘度（ｐｏｉｓｅ） Ｔω′：管壁の見掛けのすり反応（ｄｙｎｅ／ｃ■２）
Ｄω′：管壁の見掛けのすり速度（１／５ｅａ）Ｑ　：
流出速度（ｃｍ３／５ｅｃ＝　ｙｉＲ／５ｅｃ）Ｐ　：
押出圧力（ｄｙｎｅ／ｃｍ２　）　［１０ｋｇＦ−９８
０Ｘ　１０４ｄｒｎｓｌＲ：ノズルの半径（Ｃ謬）　ｒ
ｏ、１ｅ重ＩＬ　：ノズルの長さ　（ｃｍ）　［０，ｔ
ｃ厘１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（”Ｏ）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
℃／ｓｉｎで加熱しながら１０に、Ｈｆの荷重を加え、
そのノズルよりの流出量が５Ｑｗｔ％となる時点の温度
である。

本発明において５０％流出点における粘度の“傾き”と
は第６図に示されるように、５０％流出点の温度（ｔｓ
ｏ）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およびｔｈ）におけるプロット
を直線で結び、傾きロープの″傾さ”として近似して用
いている。

（ただしｉ！ｎη′ｄはｔａ（’ｃ）における粘度の自
然対数をとった値を示し、　Ｉ！ｎη′ｂはｔｂ（”０
）における値を示す、また測定は５℃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”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　（ｐｏｉ
ｓｅ）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１０’　（ｐａｊｓｅ）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）／”０）
よりも大きくなりすぎると、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（ｗ１／５ｅｃ）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。

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１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・二ローＧ、ベンジジ
ン・二ロー、ヒグメント・二ロー、インドファースト・
オレンジ、イルガジン・レッド、パラニトロアニリン・
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２オイルイ
エローＣＧ、ザポン゛ファースト二ロ一〇〇Ｇ　、カヤ
セットＹ９８３．カヤセットＹＧ、スミプラスト・二ロ
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
スビロン・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２０μ以下の微粒子として
ＩＩ整される。

本発明に用いられる導電性微粉末としては、従来公知の
ものが使用可能であるが主としてカーボンブラック、グ
ラファイト、あるいはニッケル、銅などの金属の微粉末
をあげることができる。

また、導電性微粉粒子としては、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
用いる導電性微粉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（導電性
微粉粒子）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７若装置通過時における芯粒子への熱伝導
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導電性微粉末を機械的衝撃力
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、
ビンミル等も好ましく用いられる０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
ル機能を有する粉砕機である。第３−１図はリサイクル
機構を有し多数の回転ピンを有するビンミルの例である
。

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１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
０．５〜５厘■が良く、好ましくは１〜３１■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１０〜８０℃が良い、
さらに処理時間は０．１〜８０分間が好ましい、導電性
微粉末による芯粒子の表面への被覆率は０．１〜８９％
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＊ａしたり、−旦付着せし
めた壁材が微量でも再Ｉｉ敲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。

多数の回転ビンを有するビンミル（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４ｍ（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／ｓｅｃ、好まし
くは３（１〜ｆ００ｍ／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ｌＯ℃〜１００℃、好
ましくは２０〜９０℃、さらに好ましくは３０°Ｃ〜７
０℃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、ビ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２０Ｂ。

ライナー２０７．衝撃部２０８．入ロ室２０９．出ロ室
２１０、リターン路２１１．製品取出弁２１２．原料投
入弁２１３．ブロワ−２１４，及びジャケット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２０８を通り１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
２０日を通り、出口室２１０を通り、リターン路２１１
及びプロワ−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１回転片２０４
の＠ｂに対応する空間が衝撃部である。

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

固定ビン３３９及び回転ビン３５４の間隙３５５が最短
間隙である。３１５は最大間隙を示し、３５８は回転ビ
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．固定ビン３２８．入口３２９．原料投入口３３０
　、　＠環ブロワー３３１．リターン路３３２．製品抜
取口３３３．出口３３４．ロータ３３５９回転軸３３６
、ジャケラ）３３７．及び回転ビン３４３からなる。

ビ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■程度が好ましく、さらに好
ましくは１■〜３■の場合によい結果が得られている。

ビンミルにおいてはビン間の最小間隙が０．５〜５１１
であり且つ最大間隙が５〜１０ｍ５以下、好ましくは５
膳−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
しの凝集物壱５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
像濃度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
力のある回転質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
効果を用いたファンダブロックを有する分級機（υ’；
　ＰａｔｅｎｔＨｏ、４，１３２．ｌｌ１３４Ｗｉｍ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、１はガラス等の透明部材よりな
る原稿載置台で、矢印ａ方向に往復動じて原稿を走査す
る。ＩＫ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、原稿蔵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＊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）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、Ｗｉ送ガ
イドｌＯ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を巾１
．０ｍｍに塗工したもので長手方向両端より通電される
６通電はＤＣ１００Ｖの周期２０ｍｇ５ｃ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
５ｓｅｃ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〒３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２０μ■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ＰＴＦ！、　ＰＡ
Ｆ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型層を１０終１
コートしたエンドレスフィルムである。一般的には総厚
１００ｉＬより好ましくは４０終未満、フィルム駆動は
駆動ローラー２５と従ｇｈａ−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右す
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２８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、最初に現われる吸熱ピークの極大値が４０℃
から１２０℃を示すトナーが好ましく、特に５５℃から
１００℃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
、＾ＳＴＮ　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℃まで昇温速度１０℃／ｗｉｎで加熱
せしめた後、２００℃に１０分間保持せしめ１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１
０℃に１０分間保持せしめ、ｌＯ℃／ｍｊｎの昇温速度
で２００℃迄加熱し測定する。一般的には、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０部数は全て重量部
である。

（サンプルＡ） スチレン−２エチルヘキシル アクリレート共重合体　　Ｘａａ　　部ブグネタイト　
　　　　　　　６０　　部ニグロシン　　　　　　　　
　２，５部上記成分をヘンシェルミキサーにて混合した
のち２軸型のエクストルーダーＰＣ）１３０を用いて溶
融混線を行ない、冷却固化させた後、ハンマーミルにて
粗粉砕を行なった。さらに１型ミルを用いて微粉砕した
後エルボジェット分級機を用いて分級を行ない体積平均
粒径１１．昨厘の芯粒子を得た。この芯粒子１００部に
対し、導電性カーボンブラック１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５分間の循環処理を行な
い芯粒子表面にカーボンブラックを固定した。この時の
羽根周速は８５ｓ／ｓｅｃ　、雰囲気温度は３５℃、最
短間隙は２１にて行なった。処理終了後この粒子をＦＥ
−５ＥＸにてＩ！察したところ、カーボンブラックが芯
粒子表面に均一に固定化されているのが観察された。こ
のトナー１００部に対し、疎水性コロイダルシリカ０．
３部を外添混合し、現像剤とした。この現像剤をサンプ
ルＡとする。

（サンプルＢ） サンプルＡにて使用した芯粒子１００部に対し導電性酸
化スズ微粉末（〒−１三菱金属）２部をヘンシェルミキ
サーにて混合した後、サンプルＡと同様の方法にて固定
化処理を行なった。処理時間を３．５分間とした以外は
サンプルＡと同様の条件にて行なった。導電性酸化スズ
粒子は、ＦＥ−９ＥＷにてｉ！ｌ！察すると、芯粒子表
面に均一に散在固定化されていた。

このトナー１００部に対し、疎水性コロイダルシリカ０
，３部を外添混合し、現像剤とした。このサンプルをサ
ンプルＢとする。

（サンプルＣ） ポリエステル樹脂　　　　　　１００部マグネタイト　
　　　　　　　８５部 上記成分をサンプルＡと同様の手段を用いて芯粒子とし
た。この芯粒子の体積平均粒径は１１．３Ｈであった。

この粒子１００部に対し導電性カーボンブラック１．５
部をヘンシェルミキサーにて混合した後、サンプルＡと
同様の装置を用いて４分間の循環処理を行なった。この
時の羽根周速は８２．５ｍ／ｓｅｃ　、雰囲気温度は３
３℃、最短間隙は２１であった。このトナー１００部に
対し疎水性コロイダルシリカ０．５部を外添混合し、現
像剤とした。

このサンプルをサンプルＣとする。

（サンプルＤ） サンプルＣにおいて導電性カーボンブラック１．５部を
導電性酸化スズ微粉末２．５部とし、循環処理時間を３
分間とした以外はすべてサンプルＣと同様に現像剤を作
成した。このサンプルをサンプルＤとする。

次にサンプルＡ−Ｄ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″Ｂ’ｌｔ’ｌＬにおいて加熱体の表面温度は１
９５℃、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３■、定着処理速度Ｃｐ、ｓ、）１００１鳳／
ｓｅｃに設定し、耐熱シートとしては、記録材との接触
面にＰＴＦＨに導電性物質を添加した低抵抗の離型層を
有する厚さ２０１１．□１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１３５℃に達するまでに要し
た時間は、約１．８ｓｅｃ、であった。

サンプルＡを市販の複写ＪＩＣａｎｏｎ　ＮＰ１５０Ｚ
　（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＃２を用いた。

定着試験は、得られた定着画像中の２０厘麿φのベタ黒
部を５０ｇ／ｃ厘２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０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Ｍ統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３〜７％（平均２．７％）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１２１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、ブロー７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
の外部室Ｒ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。

さらにニップ巾は３ｍ腸である。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湿させたところ５分後でもその表
面温度はＩｎ℃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１９５℃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１９５℃にまで
上昇するまでの時間は３５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〜ｌＯ％（平均４．７％）と実施例１と比べ若干劣
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、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
２００℃になるように設定した。この時、加熱体の表面
温度が２００℃に達するまでに要した時間は約１．９ｓ
ｅｃ、であった、定着試験の結果をＴａｂｌｅ、　ｌに
示したａ　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石試験機を使用
し、実施例２との比較のために定着処理速度１５０ｍｍ
／ｓｅ＊に変え、さらにローラー表面温度を２００℃に
設定し、た、この時ローラー表面温度が２００℃に達す
るまでに要した時間は約４０ＪＩＩＣ，プラス若干時間
であった。

結果を丁ａｂｌｅ、　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丁ａ
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
石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、ｌ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、　ｌにまとめて示す。

〈実施例５〉 トナーサンプルＤ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５〉 トナーサンプルＤ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。

く比較例６〉 トナーサンプルＡに用いた芯粒子そのままでは流動性に
欠は耐久試験は行なえないため、芯粒子１００部に対し
、疎水性コロイダルシリカ０．５部をヘンシェルミキサ
ーにて外添混合した。このトナーをサンプルＡ′とする
。これを実施例１と同様の方法により定着試験およびブ
ロッキング試験を行なった。テスト条件およびテスト結
果をＴａｂｌｅ、　１にまとめて示す。

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　　２ ７Ｂ加熱体温度 〒２；フィルム表面温度 丁３；剥離時のフィルム表面温度 ｃ発［１１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図は芯粒子に導電性微粉末を
固定化するためのビ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Ｒ時的断面図、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、ＩＪ７図はトナーの吸
熱ピーク先示すグラフである。

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導電
   性微粉末を、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導電性微粉末を、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０．５〜５ｍ
   ｍ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、該導電性微粉末を芯粒子表面に
   、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。