JPH02163753A - 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。

（ｉ）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子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　３．５７１１，７９７号記載のベル
）　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、本発明の目的は１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石用トナーを提
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、高温体に直接子を触れること
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８３
−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星暦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滑剤
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。

更に本発明は、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滑剤粒子を、雰
囲気温度ｌＯ〜９０℃の条件下で１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
〜５＋ｍｍ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、該滑剤粒子を芯粒子表
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
対し滑剤粒子が固定化された構造を持つために、定着に
有利な低軟化点を有する結着材料を使用した際にも定着
用フィルムへの付着がなく定着用フィルムを汚染しない
、また表面に均一に固定化されることにより、定着の不
均一性がなくなる。

ざらに粒径比の小さい滑剤粒子を用いることにより加熱
定着時における定着用樹脂と記録材〔紙など〕との接触
を阻害することがないため定着性の低下は見られない。

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３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−インプレン共重
合体、スチレン＝７クリロニトリルーインデン共重合体
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０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、バルミチン酸亜鉛など
）、高級脂肪酸誘導体（メチルヒドロギシステアレート
、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３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
−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着樹脂としては好ましくは、？ｔ
ｆ１架式フローテスターによる５０％流出点における粘
度が１０１０３ｐｏｉ以上１０１０６ｐｏｉ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ｌｎη
′を、温度に対してプロットしたグラフの傾きが０．５
ＥＩ！ｎ（ｐｕｒｓｅ）／”０１以下であることが好ま
しい。

本発明における粘度測定は、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ＣＦ？−５００形）
を用いて行った。加圧成形器を用いて成形した１６５ｇ
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［■長さＩｔｓ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′　：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（１／５ｅａ）Ｑ　
：流出速度（ｃｍ３７ｓｅｃ＝　厘Ｒ／５ｅＣ）Ｐ　：
押出圧力（ｄｙｎｅ／ｃｍ２）［１０ｋｇｆ−９９０Ｘ
　１０’ｄｙｎｅｌＲ：ノズルの半径（ｃｓ）　［０，
１ｃｍ１Ｌ　：ノズルの長さ　（ａｍ）　［０，１ｃｍ
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（’０）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℃／ｍｊｎで加熱しながら１０ｋｇ
ｆ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。

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１＋＋）の
さらに外側の測定点（ｔａおよびｔｂ）におけるプロッ
トを直線で結び、傾きロープの“傾き“とじて近似して
用いている。

（ただしＲｎη′６はｔａ（”ｃ）における粘度の自然
対数をとった値を示し、ｉｎη′ｂはｔｂ（℃）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０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１０’　（ｐｏｉｓｅ）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）／”Ｃ］
　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（ａｍ／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
、ａ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・二ロー〇、ベン
ジジン・二ロー、ヒクメント・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レーギ、メチル°バイオレット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ＣＧ、ザポン・ファースト二ロ一〇ＣＧ　
、カヤセットＹ９８３．カヤセットＹＧ、スミブラスト
・二ローＧＧ、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、、）ＣＧ、
アイゼンスビロン・レッド・ＢＥＨ、オイルピンクＯＰ
などが適用でさる。

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２０路以下の微粒子として
調整される。

本発明に用いる滑剤粒子としては、従来公知のものが使
用可能である６例えば、金属セッケン、高級脂肪酸、高
級アルコール、炭化水素系滑剤、脂肪族アミド、エステ
ル系滑剤などが使用可能であり、一種あるいは二種以上
混合して使用できる。

また、滑剤粒子としては、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。

ここで用いる滑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（滑剤粒
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滑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、
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ビ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厘厘が良く、好ましくは１〜３■履が良い、
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℃が良い、
さらに処理時間は０．１〜９０分間が好ましい、滑剤粒
子による芯粒子の表面への被覆率は０．０１〜５０％が
好ましい。

より、詳細には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／＼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＃ｅｃ、好ましくは３
０〜１００ｍ＃ｅｃ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℃〜１００℃、好ましくは２
０〜９０℃、さらに好ましくは３０℃〜７０℃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２０２２分散羽根２０３１回転片（ブレード）
２０４．仕切円板２０５．ケーシング２０８゜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．［料投入弁２１
３．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２０９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
２０８を通り、出口室２１０を通り、リターン路２１＋
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、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、３５Ｂ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
、循環プロワ−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
ャケット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、０，５〜５ｍｍ程度が好ましく、さらに
好ましくは１ｍ■〜３＋＋ｕｓ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．
５〜５１菖であり且つ最大間隙が５〜１０ｍｍ以下２好
ましくは５Ｉ腸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川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
効果を用いたファンダブロックを有する分級機（ＵＳ　
ＰａｔｅｎｔＮａ、４，１３２，８３４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、ｌはガラス等の透明部材よりな
る原稿蔵置台で、矢印ａ方向に往復動して原稿を走査す
る。原稿蔵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ａ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）Ｉ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部ａｔｔ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２４０１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０
通電はＤＣ１００Ｖの周期２（１ｗｓｅｃ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鳳ｓ
ｅｃ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ＴＩの場合、抵抗材料２２に対
向するフィルム２４の表面温度丁２はＴ１よりも約ｌＯ
〜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〒
２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２０鉾謄の耐熱フィル
ム、例えばポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＩｉＳ
、　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添加した離型層を１０％
層コートしたエンドレスフィルムである。−殺菌には総
厚ｉｏｏ　７ｔより好ましくは４０１Ｌ未満、フィルム
駆動は駆動ローラー２５と従動ローラー２Ｂ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４〜２０に、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１
００℃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
、ＡＳ丁１１１０−３４１８−８２に準拠し算出する。

具体的には、トナーを１０〜１５＋ｗｇ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１０℃に１０分間保持せしめ、　１０℃＃＋ｉｎの
昇温速度で２００℃迄加熱し測定する。−殺菌には、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（〒Ｄ）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
ルにて混練を行い、冷却後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．昨■の芯材粒子を得
た１次に芯材１００部に対し、ステアリン酸亜鉛１．５
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Ｈｗ／ｓｅｅ　、雰囲気
温度３０℃、最短間隙は、２５膳１にて行った。

ＦＥ−５ＥＸにて表面観察を行ったところ表面には、均
一に上記滑剤粒子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と同様な方法で芯材粒子を得た。

ここで芯材粒子の体積平均粒径は、】１、Ｓ経腸であっ
た。

次に、サンプルＡと同一の滑剤粒子１部を用いサンプル
Ａと同様に芯材粒子処理を行った。

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と同様な方法により芯材粒子を得
た。この芯材粒子の体積平均粒径は。

１１．７終■であった・ 次に、サンプルＡと同一の滑剤粒子２部を用いサンプル
Ａと同様に芯材粒子に処理を行った。

これをサンプルＣとする。

（サンプルＤ） サンプルＣの滑剤をステアリン酸アルミにかえたことを
除けばすべてサンプルＣと同様に作成した。

これをサンプルＤとする。

尚、サンプルＡ−Ｄにおいては、流動付与のためトナー
１００部に対してコロイダルシリカ０，４部ヘンシェル
ミキサーにて外添混合し試料とした。

次にサンプルＡ−Ｄ及び第５（ａ）図に示す加熱炭着装
ご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℃、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７に８．加圧ローラーとフィルム
のニップは３１１１、定着処理速度（Ｐ、！＋、）ｌｏ
ｏｍｓ／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２０鉢層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℃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　ＭＰ−２７０Ｒ
Ｅ　（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（ａ）図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ベーパー（
キャノン販売社製）　５４ｇ／腸２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１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２．５％）と良好であった。また耐
オフセット性はｉｏ、ｏｏｏ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。

さらにニップ巾は３層層である。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ｇ９１Ｗ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１９０℃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１９０℃以上に保持可能
とした。この時に９０−ラー表面温度が室温から１９０
℃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￥［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１００ｍ５／ｇｅｃ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４．７％）と実施例１と比べわずか
に劣った結果となり、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、１５０
０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１５ＣＩａｍ／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１９５℃になるように設定した。この時、加熱体の表
面温度が１１５℃に達するまでに要した時間は約１．８
ｓｅｃ、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１５０ｍ５
／ｓｅｃ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℃に達する
までに要した時間は約３５ｓｅｃ、プラス若干時間であ
った。

結果をＴａｂｌｅ、　１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．！：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
Ｔａｂｌｅ、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丁ａ
ｂｌｅ、　１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丁ａｂｌｅ、　ｌ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。

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（〒１）、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） Ｔａｂｌｅ　　２ 〒１：加熱体温度 Ｔ２；フィルム表面温度 Ｔ冒′Ａ＊時のフィルム表面温度 ［発明の効果］ 以ｈ：ＪＬｒＪ］　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図は芯粒子に滑剤粒子を固定
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概略的断面図、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、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滑剤
   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滑剤粒子を、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、該滑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。