JPH02161465A - 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、
トナーで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。

又、ＵＳＰ３，５７８，７９７号記載のベルト定着方式
％式％ 〔発明が解決しようとする問題点〕 シカしながら、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太
き（しなければならず、これには大きな電力を要すると
共に、画像形成装置内の機内昇温の原因ともなる。

（３）ローラーが定温度であるため、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（１）、　　（
２）は根本的に解決されていない。

本出願人が先に提案した特願昭６２−１４７８８４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６３−１
２０６９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
（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。

〔課題を解決するための手段〕

本発明において、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１０〜６０重量％含有しゲルパーミェー
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１０３〜２Ｘ１０’及び分子
量３　Ｘ　ｌ　Ｏ’〜１０７のそれぞれの分子量領域に
少なくとも一つの極大値を有し、該トナーとして８〜１
２．７μｍの粒径を有するトナー粒子がＩ〜３３個数％
含有され、１６μｍ以上の粒径を有するトナー粒子が２
．０体積％以下で含有され、かつトナ粒子の体積平均粒
径か４〜ＩＯμｍであるトナーを適用して、トナーの顕
画像を記録材に固定支持された加熱体と、該加熱体に対
向圧接しかつフィルムを介して該記録材を該加熱体に密
着させる加圧部材とにより加熱定着することで前述の従
来の定着方法に於ける問題点が解決された定着方法を提
案している。

〔発明の概要〕

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、該トナー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、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１０〜６０重量％含有しゲルパーミ
ェー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１０３〜２×１０４及び
分子量３ＸＩＯ’〜１０７のそれぞれの分子量領域に少
な（とも一つの極大値を有し、該トナーとして８〜１２
．７μｍの粒径を有するトナー粒子が１〜３３個数％含
有され、１６μｍ以上の粒径を有するトナー粒子が２．
０体積％以下で含有され、かつトナ粒子の体積平均粒径
が４〜１０μｍであるトナーを用い、該トナーの顕画像
を記録材に固定支持された加熱体と、該加熱体に対向圧
接しかつフィルムを介して該記録材を該加熱体に密着さ
せる加圧部材とにより加熱定着することを特徴とする加
熱定着方法に関する。

また、本発明は、記録材にトナーの顕画像を固定支持さ
れた加熱体と、該加熱体に対向圧接しかつフィルムを介
して該記録材を該加熱体に密着させる加圧部材とにより
加熱定着する定着方法に使用されるトナーにおいて、該
トナーは芳香族ビニル系モノマー、アクリル酸エステル
類七ツ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形成された重合体を結着樹脂
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１０〜６０重量％含有しゲルパーミェーショ
ンクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定されたＴ
ＨＦ可溶分のクロマトグラムが分子量ｉｏ”〜２×１０
４及び分子量３×１０４〜ｔｏ’のそれぞれの分子量領
域に少なくとも一つの極大値を有する重合体を含有し、
該トナーは８〜１２．７μｍの粒径を有するトナー粒子
が１〜３３個数％含有され、かつ１６μｍ以上の粒径を
有するトナー粒子が２．０％体積％以下で含有され、か
つトナー粒子の体積平均粒径が４〜１０μｍであること
を特徴とする加熱定着用トナーに関する。

〔発明の詳細な説明〕

本発明の加熱定着方法の構成上、使用されるトナーの結
着樹脂の特徴、は、樹脂の合成過程において第１段目に
合成される低重合度重合体はＧＰＣクロマトグラフィー
により測定されたクロマトグラムにおいて分子ｆｉｌｏ
”〜２×１０４に少なくとも１つの極大値を有し、さら
に２段目の重合過程により生成された最終生成物である
重合体が３Ｘ１０’〜ｌＸｌ０’に少なくとも１つのＧ
ＰＣクロマトグラムの極大値を有することで結果として
結着樹脂が１０３〜２×１０４および３Ｘ１０’〜１０
３の各々の領域に少な（とも１つの極大値を有すること
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１０〜６０重量％含有することにある。

結着樹脂の主成分が分子量１０３〜２Ｘ１０’及び３×
１０４〜Ｉ　Ｘ　］　Ｏ’の領域に各々極大値を少なく
とも１つ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低消費電力で加熱定着するこ
とは可能である。しかしながら、上述したトナーでは加
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、裏移り等定着画像の画質を劣化させる
原因となる。

一方、結着樹脂の主成分がＴＨＦ不溶分を結着樹脂を基
準として１０〜６０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
（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を速度を規制するこ
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の結着樹脂とし
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、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１０〜６０重１％含有しゲルパーミニ−ジエンクロ
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ｆｉ１０″〜２×１０４及び分子量３Ｘ１
０’〜１０３のそれぞれの分子量領域に少な（とも一つ
の極大値を有する重合体を主要結着樹脂としたトナーを
用いることにある。

本発明の加熱定着方法の構成上の他の特徴は、適用され
るトナーの体積平均粒径が４〜１０Ｉｚｍであることで
ある。本発明者等は鋭意検討の結果、トナー粒子の粒径
を、４〜１０μｍと従来多く用いられてきた粒径に比べ
て小粒径化されたトナーを適用することにより、本発明
中の定着方法においてオフセット防止効果が生ずること
を見出した。これは必ずしも明確ではないが、本発明者
等は以下のように推定するものである。

即ち、トナー粒子の粒径を４〜１０μｍとすることで、
定着前の記録材上でのトナー顕画像において、トナー粒
子の配列のしかたは従来多く用いられてきたトナーの粒
径（１１Ｎ１５μｍ）の場合に比べて表面に凹凸が少な
（、均一に、かつ密に配列されており、トナー粒子間の
接触面積が増加していることが観察される。

未定着のトナー顕画像を第２図に示す。本発明の定着方
法に使用されるに好ましい一例の定着装置に適用した場
合、トナー粒子はすばやく溶融状態に至り、この際相互
に接するトナー粒子は、はぼ同時に溶融するので強力な
接着状態に至る。この接着力が定着部材と溶融トナーと
の接着力より劣る場合、オフセット現象が生じる。

本発明におけるが如（、トナーの体積平均粒径が４〜１
０μと小さめであるがゆえにトナー粒子相互間の接触面
積が増加している場合、相互に接するトナー粒子がほぼ
同時に溶融する際、トナー粒子相互の接触面積が多いだ
けトナー粒子相互の接着力がより強力になるため、オフ
セット現象が抑制されているものと考えている。

このような、未定着の記録材上のトナーの顕画像を形成
するトナー粒子の集合・配列状態によるオフセット現象
の顕著な差が、本発明中の固定支持された加熱体と加熱
体と対向圧接し、かつフィルムを介して記録材を加熱体
に押圧する加圧部材とにより、記録材にトナーの顕画像
を加熱定着する加熱定着方法においては見られた。

しかしながら、従来より多く用いられている熱ロール定
着においては、このような顕著な効果は見られなかった
。

トナーの体積平均粒径が１０μｍよりも大きい場合には
、上述のような効果が十分に得られず、４μｍ未満であ
る場合には、生産性の困難を伴なう。

また、本発明の加熱定着方法の構成上の別の特徴は、８
〜１２．７μｍの粒径を有するトナー粒子が１〜３３個
数％含有されるトナーを用いることである。

電子写真等における静電潜像においては、潜像自身の周
囲のエツジ部の電界強度が中央部よりも高く、そのため
潜像内部がエツジ部よりトナー粒子の載りかうすくなり
、記録材上のトナー顕画像においても、画像のエツジ部
に対して画像内部のトナーの載りかうすくなり、トナー
粒子の集合・配列状態も表面の凹凸が多く、疎密のむら
の多い乱れた状態になりやすく、これは前述のトナー粒
子の集合・配列状態とオフセット現象の関係から、オフ
セット現象を防止する上で不利である。

しかしながら、本発明者らは、８〜１２．７μｍの粒径
の範囲のトナー粒子を、１〜３３個数％含有されること
によって、この問題を解決できることを知見している。

即ち、体積平均粒径が４〜９μｍである本発明に用いら
れるトナーにおいて、８〜１２．７μｍの粒径の範囲の
トナー粒子が、適度にコントロールされた帯電量を持つ
ためと考えられるが、潜像のエツジ部よりも電界強度の
小さい内側に供給されて、エツジ部に対する内側のトナ
ー粒子の載りの少なさを補って、均一かつトナー粒子が
密に集合したトナー顕画像が得られ、その結果、体積平
均粒径が４〜９μｍである本発明に用いられるトナーに
よるオフセット現象防止の効果をより有効なものとして
いる。

８〜１２．７μｍの粒径の範囲のトナー粒子が１個数％
未満である場合には、上述のような効果が得られず、３
３個数％よりも多い場合には、必要以上の現像、即ち記
録材上へのトナーの載り過ぎが起こり、加熱定着時にト
ナー層の上層部分は溶融状態となるが、下層部分は十分
に熱が伝わらないために溶融状態が得られに（（、トナ
ー層の下層部分が十分な粘着性を示さないためにオフセ
ット現象を引き起こし易くなる。

更に、本発明の加熱定着方法における他の特徴は、１６
μｍ以上の粒径を有するトナー粒子が２．０体積％以下
で含有されるトナーを用いることである。

１６μｍ以上の粒径のトナー粒子が２．０体積％よりも
多いと、電子写真等における潜像担持体上に現像された
トナー粒子の薄層面に、１６μｍ以上の粗めのトナー粒
子が突出して存在することで、トナー層を介した潜像担
持体と記録材間の微妙な密着状態を不規則なものとして
、潜像担持体から記録材へのトナー顕画像の転写条件の
変動を引き起こし、記録材上のトナー顕画像を形成する
トナー粒子の集合・配列状態を著しく乱し、オフセット
現象を誘発し易くなる。

従って、１６μｍ以上の粒径のトナー粒子は２．０体積
％以下であることが良く、できるだけ少ないことが好ま
しい。

このような重合体は前記ＧＰＣクロマトグラムにおいて
分子量が１０３〜２×１０４及び３×１０４〜１０７の
領域にそれぞれ少なくとも１つの極大値を有するように
合成の段階で調整される。

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、上記重合体に於いて、樹脂合成過程の第１段目に
生成する低重合度重合体と２段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その組成が必
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、ＧＰＣ（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ーク又は、／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℃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ＴＨＦ
　（テトラヒドロフラン）を毎分１ｍｌ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ＴＨＦ試料溶液を５０〜２００μ！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、ＰｒｅｓｓｕｒｅＣｈｅｍｉｃａｌ　　Ｃｏ、製或
いは、東洋ツーダニ業社製の分子量が６ｘ１０”、　　
２．１ｘ１０”、　４Ｘ１０”、　　１．７５ＸＩＯ’
、　　５．１×１０４、　　１．ｌＸｌ０’、　３．９
×１０４、　８゜６×１０４、　　２×１０４、　４．
４８×１０４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Ｒ１（屈折率）検出器を用いる。

なお、カラムとしては１０ｊ〜４ＸＩＯ’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μｍｓｔｙｒａｇｅｌ　　５００．　１０３、　　１
０３、　　１０″。

１０３の組み合せや、昭和電工社製の５ｈｏｄｅｘ　　
ＫＦ−８０Ｍや、ＫＦ−８０１，８０２，８０３，８０
４，８０５゜８０６の組合せ、あるいは東洋曹達型のＴ
ＳＫｇｅｌＧｌｏｏＯＨ，Ｇ２０００Ｈ，Ｇ２５００Ｈ
，Ｇ３０００Ｈ。

Ｇ４０００Ｈ，Ｇ５０００Ｈ，Ｇ６０００Ｈ，Ｇ７００
０Ｈ。

ＧＭＨ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、トナー中の樹脂組成物中
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、トナーサンプル０．５〜１．０ｇを秤量しく
Ｗ＋ｇ）、円筒濾紙（例えば東洋濾紙型Ｎｏ、８６Ｒ）
に入れてソックスレー抽出器にかけ、溶媒としてＴ　Ｈ
Ｆ　１００〜２００　ｍ　ｌ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、
１００°Ｃで数時間真空乾燥し、ＴＨＦ可溶樹脂成分量
を秤量する（Ｗ２ｇ）。トナー中の磁性体あるいは顔料
の如き樹脂成分以外の成分の重量を（Ｗ３ｇ）とする。

ＴＨＦ不溶分は、下記式から求められる。

トナーの粒度分布は種々の方法によって測定できるが、
本発明においてはコールタ−カウンターを用いて行った
。

すなわち、測定装置としてはコールタ−カウンターＴＡ
−ＩＩ型（コールタ−社製）を用い、個数分布、体積分
布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ−
１パーソナルコンピユータ（キャノン製）を接続し、電
解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣＡ’水溶
液を調製する。測定法としては前記電解水溶液１００〜
１５０　ｍ　Ｉ中に分散剤として界面活性剤、好ましく
はアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｊ！加
え、さらに測定試料を２〜２０　ｍ　ｇ加える。試料を
懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理
を行い、前記コールタ−カウンターＴＡＵ型により、ア
パーチャーとしてＩＯθμアパーチャーを用いて、個数
を基準として２〜４０μの粒子の粒度分布を測定して、
それから本発明に係るところの値を求めた。

本発明に適用されるトナーの結着樹脂の主成分を構成す
るビニル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、
アクリル酸アクチル、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等のビニル単量体が単独も
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。例えばスチレン−ブタジェン
樹脂、シリコン樹脂、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。

また、本発明に使用されるトナー中には必要に応じて各
種離型剤を含有させても良い。例えばポリフッ化エチレ
ン、フッ素樹脂、フッ素化炭素油、シリコーンオイル、
低分子量ポリエチレン、低分重量ポリプロピレン等がト
ナーに対して０．１−１０重量％の添加量で用いられる
。

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（、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、これらを平均粒径約０．０５〜５
μ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１％（より好ましくは２５〜４５重量％）が良い
。

また本発明で使用するトナーには着色・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。

あるいはまた、流動性向上剤としてコロイダルシリカ等
をトナー中に１０〜４０重量％含有させてもよい。もち
ろんこの流動性向上剤はトナーの外部に混合して用いて
もよく、そのときの添加量は０．２〜５重量％（対トナ
ー重量）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、Ｄ
ＳＣを用い１０ｏＣ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°Ｃ
から１２０℃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４０〜１４０°Ｃ）高い条件では（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℃迄昇温速度１０°Ｃ／　ｍ　ｉ　
ｎ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　’Ｃ／　ｍ　ｉ
　ｎの昇温速度で２００℃迄加熱し測定する。一般的に
は第１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（Ｔ　ｏ　、
）と定規する。

本発明において加熱体は従来の熱ロールに比べてその熱
容量が小さく、線状の加熱部を有するもので、加熱部の
最高温度は１００〜３００℃であることが好ましい。

また、加熱体と加圧部材の間に位置するフィルムは、厚
さ１−ｉｏｏμｍの耐熱性のシートであることが好まし
く、これら耐熱性シートとしては、耐熱性の高い、ポリ
エステル、ＰＥＴ　（ポリエチレンテレフタレート）、
ＰＦＡ　（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ　（ポリテト
ラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリアミドなどの
ポリマーシートの他、アルミニウムなどの金属シート及
び、金属シートとポリマーシートから構成されたラミネ
ートシートが用いられる。

より好ましいフィルムの構成としては、これら耐熱性シ
ートが離型層及び／又は低抵抗層を有していることであ
る。

以下、添付図面に基づいて本発明の好ましい実施態様を
説明するが、これは本発明をなんら限定するものではな
い。

第２（ａ）図に、本実施例の定着装置の構造図を示す。

（１１）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．ｏｍｍ、中１０　ｍ　ｍ　。

長手長２４０ｍｍのアルミナ基板（１２）に抵抗材料（
１３）を巾１．０　ｍ　ｍ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２０ｍ５
ｅｃのパルス状波形で検温素子（１４）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〜５ｍ５ｅｃとなる。この様にエネルギー
、温度制御された加熱体（１１）に当接して、図中矢印
方向に定着フィルム（１５）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。−フィルム駆動は駆動ローラー（
１６）と従動ローラー（１７）による駆動とテンション
により矢印方向にシワな（移動する。

（１８）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（
１９）上の未定着トナー（２０）は入口ガイド（２１）
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
（、シート送り出し軸（２４）及び巻取り軸（２７）を
使用し、定着フィルムは有端のフィルムであっても良い
。

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。

低熱容量線状加熱体（１１）において検温素子（１４）
で検出された温度がＴ、の場合、抵抗材料（１３）に対
向するフィルム（１５）の表面温度Ｔ２はＴ１よりも約
１０〜３０℃低い。またフィルム（１５）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。

本発明の加熱定着用トナーに係る結着樹脂の合成例を以
下に示す。

上記モノマー組成物を室温でトルエン４００重量部に溶
解混合した。次に上記トルエン混合溶液を撹拌下８５℃
まで加熱し、１０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
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１．２ｘ１０’、Ｍｗ／　Ｍ
　ｎ　＝　２　、１であった。

上記、低重合度重合体４０重量部を下記モノマー組成物
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重量部を溶解した脱気水２５０重量部を加え懸濁分散
液とした。水１５重量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８０℃で１０時間懸濁
重合反応させた。反応終了後に濾別し、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４．７×１０４に相当する点に新たな分布のビークを
有することを確認した。また、ＴＨＦ不溶分は５１重量
％であった。

上記モノマー組成物を室温でトルエン４００重量部に溶
解混合した。次に上記トルエン混合溶液を撹拌下１００
℃まで加熱し、１０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＝７．５Ｘ１０３、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．３であった。

上記、低重合度重合体３０重量部を下記モノマー組成物
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重量部を溶解した脱気水２５０重量部を加え懸濁分散
液とした。水１５重量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７８℃で１２時間懸濁
重合反応させた。反応終了後に濾別し、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３．４×１０４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３１重量
％であった。

実施例（１） 上記材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、１５０
℃に熱した２本ロールミルで２０分間混練した。

混練物を放冷後、カッターミルで粗粉砕した後、ジェッ
ト気流を用いた微粉砕機を用いて粉砕し、さらに風力分
級機を用いて分級し、体積平均粒径９．３μｍの黒色微
粉体を得た。

尚、８〜１２．７μの粒子は２６個数％、１６μｍ以上
の粒子は０．１体積％であった。

該黒色微粉体１００重量部に対してコロイダルシリカ微
粉体０．４重量部を乾式混合し、現像剤（トナー）とし
た。又、このトナーのＴ。＝７３℃であった。

次に、第２（ａ）図に示した本発明の加熱定着方法によ
り定着性及び耐オフセット性の評価を行うためにキャノ
ン社製複写機ＮＰ−１２１５の定着機をとりはずした実
験機を用いて未定着画像の画出しを行った。

定着テスト及び耐オフセット性の評価は第２（ａ）図に
示した加熱体の検温素子（１４）での温度Ｔ１を２００
℃に調整し、定着フィルム（１５）は１００　ｍ　ｍ／
ｓｅｃで回転する様にした。また、加熱体（ＩＩ）と加
圧ローラー（１８）との間には２０Ｋｇの圧力がかかる
様に調整した。さらに、このときの温度Ｔ２＝１８７℃
２〜１８、＝１８５℃であった。

定着性は５０ｇ／ｃｒｄの荷重をかけ、シルボン紙によ
り定着画像を摺擦し、摺擦前後での画像濃度の低下率（
％）で表わした。また、評価画像は未定着画像を２００
枚連続で通紙し、得られた定着画像の１．　１０．　５
０．　１００及び２００枚目で行った。

耐オフセット性は画像面積率約５％の未定着画像を通紙
し、何枚口で画像上に汚れが発生するかにより評価した
。

その結果、定着性は２００枚目までほぼ平均しており、
約１％と良好なものであった。また、耐オフセット性は
１００００枚定着さ右足後でも画像上に汚れの発生はみ
られず、定着フィルム及び加圧ローラーの表面にはトナ
ーの付着はほとんどみられず、良好なものであった。

尚、本発明の加熱定着機は約２秒で２００℃に達した。

実施例（２） 上記材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、１５０
℃に熱した２本ロールミルで２０分間混練した。

混線物を放冷後、カッターミルで粗粉砕した後、ジェッ
ト気流を用いた微粉砕機を用いて粉砕し、さらに風力分
級機を用いて分級し、体積平均粒径９゜６μｍの黒色微
粉体を得た。

尚、８〜１２．７μの粒子は２７個数％、１６μｍ以上
の粒子は０６２体積％であった。

該黒色微粉体１００重量部に対してコロイダルシリカ微
粉体０．４重量部を乾式混合し、現像剤（トナー）とし
た。又、このトナーのＴＯ＝７６℃であった。

次に、第２（ａ）図に示した本発明の加熱定着方法によ
り定着性及び耐オフセット性の評価を行うためにキャノ
ン社製複写機ＮＰ−６６５０の定着機をとりはずした実
験機を用いて未定着画像の画出しを行った。

定着テスト及び耐オフセット性の評価は第２（ａ）図に
示した加熱体の検温素子（１４）での温度Ｔ１を２００
℃に調整し、定着フィルム（１５）は１６０　ｍ　ｍ／
ｓｅｃで回転する様にした。また、加熱体（１１）と加
圧ローラー（１８）との間には２０Ｋｇの圧力がかかる
様に調整した。さらに、このときの温度Ｔ２＝１８６℃
、温度Ｔ３＝１８４℃であった。

定着性は５０ｇ／ｃｎｆの荷重をかけ、シル褌ン紙によ
り定着画像を摺擦し、摺擦前後での画像濃度の低下率（
％）で表わした。また、評価画像は未定着画像を２００
枚連続で通紙し、得られた定着画像の１．　１０．５０
．　１００及び２００枚目で行った。

耐オフセット性は画像面積率約５％の未定着画像を通紙
し、何枚目で画像上に汚れが発生するかにより評価した
。

その結果、定着性は２００枚目までほぼ平均しており、
約２％と良好なものであった。また、耐オフセット性は
１００００枚定着右足た後でも画像上に汚れの発生はみ
られず、定着フィルム及び加圧ローラーの表面にはトナ
ーの付着はほとんどみられず、良好なものであった。

尚、本発明の加熱定着機は約２秒で２００℃に達した。

実施例（３） 上記材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、１５０
℃に熱した２本ロールミルで２０分間混練した。

混練物を放冷後、カッターミルで粗粉砕した後、ジェッ
ト気流を用いた微粉砕機を用いて粉砕し、さらに風力分
級機を用いて分級し、体積平均粒径８．６７ｚｍの黒色
微粉体を得た。

尚、８〜１２．７μｍの粒子は１０個数％、１６μｍ以
上の粒子は０．０体積％であった。

該黒色微粉体１００重量部に対してコロイダルシリカ微
粉体０．４重１部を乾式混合し、現像剤（トナー）とし
た。又、このトナーのＴ。２７１℃であった。

次に、第２（ａ）図に示した本発明の加熱定着方法によ
り定着性及び耐オフセット性の評価を行うためにキャノ
ン社製複写ＦＣ−５の定着機をとりはずした実験機を用
いて未定着画像の画出しを行った。

定着テスト及び耐オフセット性の評価は第２（ａ）図に
示した加熱体の検温素子（１４）での温度Ｔ。

を２１０℃に調整し、定着フィルム（１５）は５０　ｍ
　ｍ／　ｓ　ｅ　ｃで回転する様にした。また、加熱体
（１１）と加圧ローラー（Ｉ８）との間には６Ｋｇの圧
力がかかる様に調整した。さらに、このときの温度Ｔ２
＝１９３℃、温度Ｔ３＝１９０℃であった。

定着性は５０ｇ／Ｃｎ（の荷重をかけ、シルボン紙によ
り定着画像を摺擦し、摺擦前後での画像濃度の低下率（
％）で表わした。また、評価画像は未定着画像を２００
枚連続で通紙し、得られた定着画像の１．．１０，５０
，１００及び２００枚目で行った。

耐オフセット性は画像面積率約５％の未定着画像を通紙
し、何枚目で画像上に汚れが発生するかにより評価した
。

その結果、定着性は２００枚目までほぼ平均しており、
０．５％と良好なものであった。また、耐オフセット性
は１００００枚定着さ右足後でも画像上に汚れの発生は
みられず、定着フィルム及び加圧ローラーの表面にはト
ナーの付着はほとんどみられず、良好なものであった。

尚、本発明の加熱定着機は約２秒で２１０℃に達した。

実施例（４） 上記材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、１５０
℃に熱した２本ロールミルで２０分間混練した。

混練物を放冷後、カッターミルで粗粉砕した後、ジェッ
ト気流を用いた微粉砕機を用いて粉砕し、さらに風力分
級機を用いて分級し、体積平均粒径６．６μｍの黒色微
粉体を得た。

尚、８〜１２．７μの粒子は１２個数％、１６μｍ以上
の粒子は０，０体積％であった。

該黒色微粉体１００重量部に対してコロイダルシリカ微
粉体０．４重量部を乾式混合し、現像剤（トナー）とし
た。又、このトナーのＴ。＝６７℃であった。

次に、第２（ａ）図に示した本発明の加熱定着方法によ
り定着性及び耐オフセット性の評価を行うためにキャノ
ン社製複写機ＮＰ〜６６５０の定着機をとりはずした実
験機を用いて未定着画像の画出しを行った。

定着テスト及び耐オフセット性の評価は第２（ａ）図に
示した加熱体の検温素子（１４）での温度Ｔ１を２２０
℃に調整し、定着フィルム（１５）は１８０ｍｍ／ｓｅ
ｃで回転する様にした。また、加熱体（１１）と加圧ロ
ーラー（１８）との間には２０Ｋｇの圧力がかかる様に
調整した。さらに、このときの温度′ｒ２２０５℃、温
度Ｔ３＝２０３℃であった。

定着性は５０ｇ／ｃ　ｒｒ？の荷重をかけ、シルボン紙
により定着画像を摺擦し、摺擦前後での画像濃度の低下
率（％）で表わした。また、評価画像は未定着画像を２
００枚連続で通紙し、得られた定着画像の１．　１０．
　５０．　１００及び２００枚目で行った。

耐オフセット性は画像面積率的５％の未定着画像を通紙
し、何枚口で画像上に汚れが発生するかにより評価した
。

その結果、定着性は２００枚目までほぼ平均しており、
１．５％と良好なものであった。また、耐オフセット性
は１００００枚定着さ右足後でも画像上に汚れの発生は
みられず、定着フィルム及び加圧ローラーの表面にはト
ナーの付着はほとんどみられず、良好なものであった。

尚、本発明の加熱定着機は約２秒で２２０℃に達した。

比較例（１） 実施例（１）のトナーを用いて、定着ローラーのクリー
ニング機構を取りはずしたＮＰ−１２１５（キャノン社
製）の定着機により定着性及び耐オフセット性の評価を
行った。実施例（１）と同様の方法により評価を行った
ところ、定着性は約５％とやや劣り、耐オフセット性は
１９００枚通紙時に画像上に汚れが発生し、明らかに劣
るものであった。尚、」二記定着機は２００℃に達する
のに約４０秒かかった。

比較例（２） 上記モノマー組成物を用いた以外は合成例（１）と同様
にして低重合度重合体を得た。尚、ＧＰＣにより測定し
た分子量はＭｗ＝７，８×１０４であった。

この重合体を用いて合成例（１）と同様にて高重合度重
合体を合成し、比較用重合体を得た。

更に実施例（１）に示した同一処方によりトナー化し、
第２（ａ）図に示した本発明の加熱定着方法により定着
性及び耐オフセット性の評価を行った。

尚、トナー化した時の粒径は以下に示すとおりである。

体積平均粒径１２．８μｍ、８〜１２．７μｍの粒子は
４１個数％、１６μｍ以上の粒子は３，５体積％である
。

その結果、定着性は画像濃度の低下率で１３％であり、
明らかに劣るものであり、耐オフセット性に関しても３
５０枚通紙時で画像上に汚れがみられ、これもまた明ら
かに劣るものであった。

比較例（３） 合成例（２）で用いた低重合度重合体４０部を下記のモ
ノマー組成物に変更したものを用い、それ以外は同様に
して比較用樹脂組成物を得た。そして実施例（１）と同
様の定着テスト及び耐オフセット性の評価を行った。

Ｔ　Ｉ−Ｉ　Ｆ不溶分は８４重量％であった。

尚、トナー化した時の粒径は以下に示すとおりである。

体積平均粒径１１．７μｍ、８〜１２．７μｍの粒子は
４０個数％、１６μｍ以上の粒子は４．２体積％である
。

その結果、定着性は画像濃度の低下率で約２５％であり
、明らかに劣るものであり、耐オフセット性に関しては
６００枚通紙時で画像上に汚れがみられ、これもまた、
明らかに劣るものであった。

【図面の簡単な説明】

添付図面中、第１図は、トナーの吸熱ピークを示すグラ
フである。 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。 １１　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加熱
体１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・アルミ
ナ基板Ｉ３　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
抵抗材料１４　・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・検温素子１５・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・定着フィルム１６・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・駆動ローラー１７・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・従動ローラー１８・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・加圧ローラー１９・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・記録材２０・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・未定着トナー顕画像２１　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・入ロガイド第　ｊ　マ チ「・夕含吟井（Ｉ）５　Ｃ）　ｌ二誹ろトナーの咬発
÷ピー９　麩ＴＤ温度（°Ｃ）

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、該トナー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、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形成された重合体
   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１０〜６０重量％含有しゲルパー
   ミェーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測
   定されたＴＨＦ可溶分のクロマトグラムが分子量１０＾
   ３〜２×１０＾４及び分子量３×１０＾４〜１０＾７の
   それぞれの分子量領域に少なくとも一つの極大値を有し
   、８〜１２．７μｍの粒径を有するトナー粒子が１〜３
   ３個数％含有され、１６μｍ以上の粒径を有するトナー
   粒子が２．０体積％以下で含有され、かつトナ粒子の体
   積平均粒径が４〜１０μｍであるトナーを用い、該トナ
   ーの顕画像を、記録材に固定支持された加熱体と、該加
   熱体に対向圧接しかつフィルムを介して該記録材を該加
   熱体に密着させる加圧部材とにより加熱定着することを
   特徴とする加熱定着方法。
2. （２）記録材にトナーの顕画像を固定支持された加熱体
   と、該加熱体に対向圧接しかつフィルムを介して該記録
   材を該加熱体に密着させる加圧部材とにより加熱定着す
   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
   上のモノマーから形成された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１０〜６０重量％含有しゲルパーミェーションクロマ
   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３×１
   ０＾４〜１０＾７のそれぞれの分子量領域に少なくとも
   一つの極大値を有し、該トナーは８〜１２．７μｍの粒
   径を有するトナー粒子が１〜３３個数％含有され、かつ
   １６μｍ以上の粒径を有するトナー粒子が２．０％体積
   ％以下で含有され、かつトナー粒子の体積平均粒径が４
   〜１０μｍであることを特徴とする加熱定着用トナー。