JPH02163754A - 加熱定着方法及び該方法に使用される加熱定着用トナー - 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Ｍ題Ｊ 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
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、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、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１１
１３−１２０８９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及び着色材料を含
有する芯粒子に対し０．２以下の粒径比を有し、かつ少
なくともガラス転移温度が５０℃以上の単独あるいは２
種以上の結着樹脂から成る樹脂粒子を１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１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（
・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以下の粒径比を有し、かつ少なく
ともガラス転移温度が５０℃以上の単独あるいは２７１
以上の結着樹脂から成る樹脂粒子を、雰囲気温度１０〜
８０℃の条件下で、回転片と固定片から形成される０、
５〜５厘嘗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層謄の最短間
隙を有する衝撃部を通過させ、該＃撃部における機械的
衝撃により、該樹脂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。

少なくとも結着樹脂と着色材料を含有する芯粒子表面に
対し、少なくともガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃以上
の結着樹脂より成る樹脂粒子を固定化した構造を有する
ため、カプセル形態あるいはそれに近い形態を示す、し
たがって芯材保護作用が生まれ、しかも表面樹脂のＴｇ
が比較的高いために、芯材粒子の結着樹脂として、定着
に好都合な低軟化点の樹脂を用いた場合でも、温度によ
るトナー同志の融着現象、所謂ブロッキングに対し、好
結果をもたらす、一般には悪材料の結着樹脂は固定化さ
れる樹脂粒子よりもＴｇあるいは軟化温度が低いものが
使われる。さらには、固定化される樹脂粒子の芯材粒子
に対する粒径比が０．２以下と小さいために加熱定着時
における芯材結着樹脂への熱伝導を阻害することもなく
、結果として定着温度を上昇させることもない、また一
般に低軟化点の結着樹脂をバインダーとしてトナーを作
成すると、それらは流動性の面でも劣る場合が多い、そ
の八木発明の加熱定着方法に使用されるトナーは、前記
構成ゆえに流動性が良好である。さらにトナー粒子表面
の性質を均一化できることから帯電安定性に卓れ、均一
かつ密な画像が得られる。

したがって本発明の加熱定着方法においてより少ない消
費電力で定着不良のない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咀合体
、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、スチレンーイソズレン共重合体、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、ツー２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、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、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
ル共玉合体、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−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の結着樹脂は好ましくは、高架式フ
ローテスターによる５０％流出点における粘度が１０３
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βｎη
′を、温度に対してプロットしたグラフの傾きが０．５
　［ｊ！ｎ（ｐｏ　１Ｓｅ）／’Ｃ！　１以下であるこ
とが好ましい。

本発明の芯粒子材料の粘度測定は、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−５０
０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１０
１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ｆｆ１（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／ｃ■２）
Ｄω′：管壁の見掛けのすり速度（１／５ｅｅ）Ｑ　：
流出速度（ｃｓ３＃ｅｃ＝　ｔＪ！／５ｅｅ）Ｐ　：押
出圧力（ｄｙｎｅ／ｃｍ２　）　［１０ｋｇｆ−８８０
Ｘ　１０’ｄ２ｎｅｌＲ：ノズルの半径（ｃｍ）　［Ｏ
，Ｉｃ■ＩＬ　：ノズルの長さ　（Ｃｍ）　［０，１ｃ
磨］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℃／ｓｉｎ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ｔａ）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゛として近似して用
いている。

（ただし２ｎη′、はｔａ（”ｃ）における粘度の自然
対数をとった値を示し、　Ａｎη′ｂはｔｂ（’Ｃ）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　（ｐｏｉｓｅ
）より高い場合は加熱定着時の粒子変形が起きに〈〈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１
０３　（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）／’０　
］　より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（ｇｗ／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、例
えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、ランプ環、
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
・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Ｅ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Ｇｆｆｆ、ザポン・ファースト二
ロ一〇ＣＧ　、　、’７ヤセツ）Ｙ９θ３゜カヤセット
ＹＧ、スミプラスト・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ットＣＧ、アイゼンスビロン・
レッド・ＢＥＩ（、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２５〜７０重量％が良い。

本発明の芯粒子は、上記成分を１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２０ａ以下の微粒子として
調整される。

本発明において芯粒子に対し固定化される樹脂粒子に使
用される結着樹脂としては、公知の樹脂が使用可能であ
る１例えば１次の様なモノマー類から成る樹脂がある。

スチレン、Ｐ−クロルスチレン、Ｐ−ジメチルアミノ−
スチレンなどのスチレン及びその置換体；アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、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Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルエステル
などのアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステル；無
水マレイン醜あるいは無水マレイン酸のハーフエステル
、ハーフアミドあるいはジエステルイミド、ビニルピリ
ジン、Ｎ−ビニルイミダゾールなどの含窒素ビニル；ビ
ニルホルマール、ビニルブチラールなどのビニルアセタ
ール；塩化ビニル、アクリロニトリル、酢酸ビニルなど
のビニル千ツマー；塩化ビニリデン、などのビニリデン
モノマー−エチレン、プロピレンなどのオレフィンモノ
マーである。また、ポリエステル、ポリカーボネート、
ポリスルホネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウ
レア、エポキシ樹脂、ロジン、変成ロジン、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、メラミン樹脂、ポリフェニレンオキ
サイドのようなポリエーテル樹脂あるいはチオエーテル
樹脂、などの単独重合体、あるいは共重合体、さらには
それらの混合物が使用できる。

これらの樹脂は単独あるいは２種以上で、または樹脂お
よび他の成分と混練した後に、粉砕、分級などの手段に
より微粒子化して樹脂粒子として用いられる。他の樹脂
微粒子を得る方法としては、七ツマ−は溶かすが該七ツ
マ−から生成したポリマーは溶かさない溶媒中で、必要
があれば他の添加剤の存在下に重合を行ない、ポリマー
微粒子、あるいは添加剤を含む微粒子を生成し、溶媒を
除去して微粒子を得ても良い、さらに、七ツマ−を、ま
た必要があれば他の添加剤を七ツマー中に分散し、実買
上該七ツマ−を溶かさない媒体中で懸濁重合することに
より七ツマ−から生成したポリマー、あるいは添加剤を
含むポリマーの微粒子を得る方法もある。この際、懸濁
重合に使用される分散剤はシリカ、リン酸カルシウムの
如き分散剤が用いられる。分散剤は該ポリマー微粒子か
ら水洗または酸、アルカリ等により取り除いて使用する
のが好ましいが、実用上の問題が無い場合には、ポリマ
ー微粒子から取り除かなくても良い。

上記樹脂粒子には前述の如く、必要とあらば、樹脂粒子
中に他の添加剤を含有させることができる。これらの添
加剤とは、着色剤、磁性体、荷電制御剤、導電性材料、
研摩剤、滑剤、離型剤等である。

重合粒子を形成するために適用出来る重合性単量体は、
反応基としてＣＨｚ−Ｃ＜基を有する七ツマ−であり、
スチレン、ローメチルスチレン、腸−メチルスチレン、
ｐ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、Ｐ−エチ
ルスチレン等のスチレンおよびその誘導体；アクリル酸
、メタクリル酸、マレイン酸、マレイン酸ハーフエステ
ル：メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸プロピル、メタクリルｍｎ−ブチル、メタクリル
酸イソブチル、メタクリルｆａｎ−オクチル、メタクリ
ル酸ドデシル、メタクリル＃−２−エチルヘキシル、メ
タクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタク
リル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルア
ミノエチルなどのα−メチレン樹脂族モノカルボン酸エ
ステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アク
リル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
プロピル、アクリル１ｉｎ−オクチル、アクリル酸ドデ
シル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステ
アリル、アクリル酸２＝クロルエチル、アクリル酸フェ
ニルなどのアクリル酸エステル類；アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸
もしくはメタクリル酸誘導体などのビニル基の如き反応
性の二重結合を有する単量体がある。

これらを単独あるいは二種以上用いても良い、必要に応
じて、架橋剤を使用しても良い、架橋剤とシテ、ジビニ
ルベンゼン、ジビニルナフタレン。

ジエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリ
コールジメタクリレート等を例示し得る。

架橋剤の添加量は１通常重合性単量体１００重量部に対
して０．１〜５ｆ！量部使用される。

樹脂粒子に用いられる結着樹脂は、Ｔｇが５０℃以上、
好ましくは５５℃以上が長期保存に対するいわゆるブロ
ッキング性に対して好ましい、またこれらの重合性単量
体の重合体あるいは共重合体を単量体組成物中に少量添
加しても良い。

特に芯粒子に固定化される樹脂粒子に帯電制御性を持た
せようとする場合、窒素含有樹脂、たとえばスチレン−
ジメチルアミノエチルメタアクリレート共重合体などを
あらかじめ単量体組成物中に含有させておくことにより
、樹脂粒子を用いて最終的に固定化形成されたトナーは
安定的に正に帯電させることが可能である。もちろん前
述の如く一般的な電荷Ｍ制御剤を樹脂粒子中に含有させ
ることも回部である。

本発明の加熱定着方法に用いるトナーにおいて、少なく
とも結着樹脂中に着色材料を含有する芯粒子に対し０．
２以下の粒径比を有し、かつ少なくともＴ、が５０℃以
上の単独あるいは２種以上の結着樹脂から成る樹脂粒子
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。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２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１〜３腸璽が良い、
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、窓材料の物性を考えた場合ｌＯ〜９０℃が良い。

さらに処理時間は０．１〜６０分間が好ましい、樹脂粒
子による芯粒子の表面への被覆率は３０〜１００％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ａ！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／ｓｅａ、好ま
しくは３０〜１００ｍ／ｓｅａ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２０〜８０℃、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２０２１分散羽根２０３１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．入日室２０９．出目室２１０、
リターン路２１１．製品取出弁２１２．原料投入弁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２０８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、リターン路２１１
及びブロワ−２１４を通り再び同回路を循環する。

ＥＲ２−２図において、回転片（ブレード）２０４とラ
イナー２０７どの間隙ａが最小間隙であり、回転片２０
４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ａ荊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、３５６は回転ビ
ン３５４の軌跡を示す。

：５３−１図及び第３−２図に示す装置は、ケーシング
３２７．固定ビン３２８．入日３２９．原料投入口３３
０、循環ブロワ−３３１，リターン路３３２．製品抜取
口３３３．出口３３４．ロータ３３５１回転軸３３８、
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、０．５〜５ｍｍ程度が好ましく、さらに
好ましくはｌ謄■〜３１■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〜
５■量であり且つ最大間隙が５〜１０１１１Ｉ以下、好
ましくは５履璽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勝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１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
複写機とのブッ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（ＬＩＳ
　ＰａｔａｎｔＮｏ、４，１３２，６３４明ａＳ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２ｄｔ、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ａ置台で、矢印ａ方向に往復動して原稿を走査す
る。原積載社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１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によら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）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！０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ｆ、ｏｍ璽、巾ｔｏｍｓ、長手長
２４０■のアルミナ基板２Ｉに抵抗材料２２を巾１．０
Ｈ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２０１ＳｅＣ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［１１を変化
させて芋える。略パルス巾は０．５ｉｓｅｃ〜５　ｍ５
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〒１の場合、抵抗材料２２に対
向するフィルム２４の表面温庶子２は〒１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Ｔ
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終冨の耐熱フィル
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型層をＩＯＩＬ
ｍコートしたエンドレスフィルムである。−殺菌には総
厚１００　ｕＬより好ましくは４０７ｚ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４〜２０ｋｇ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２日上の未定着トナー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、ｉｔ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！＆装置としては複写機、プリンター、　Ｆ
ＡＸ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、
　ＯＳＣ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
、ＡＳ丁Ｎ　Ｄ−３４１８−８２に準拠し算出する。具
体的には２　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ｌＯ℃／ｗｉｎ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噴（〒０）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） 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後スピードミルにて粗粉砕を行
ない、ジェットミルにて微粉砕を行ないエルボジェット
により分級を行い体積平均粒径１２．１μ腸の芯材粒子
を得た。

次に、子粒子は、以下に示す方法で作成した。

上記成分を６０℃下撹拌し、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整した。蒸留水７００
部を入れた容量２ｆＬのステンレス製容器に親木性シリ
カ（アエロシール１３００）　１２部を入れ６０℃に調
温した後、ＴＫホモミキサー１００００ｒｐ冨回転下に
上記単量体組成物を投入し８０分間攪拌して予備分散し
、分散液を調整した。この分散液をピストン型高圧式均
質化機を用いて吐出圧力４００ｋｇ／ｃｍ２で造粒した
。造粒後パドルミキサーにて攪拌をつづけ、８時間８０
℃の条件下で重合を完了させた。その後冷却し、水酸化
ナトリウム水溶液にて洗浄し脱水し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、１．０
ｐであった。

次に芯材１００部に対して上記子粒子を１５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った。ここにおいて攪拌羽
根の周速は８１１１ｗ／ｓｅｃ　、雰囲気温度３５℃、
最短間隙は、２．５ｍｍにておこなった。

ＦＥ−ＳＥＸにて表面観察を行ったところ表面には、均
一に上記殻材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径は。

１２．４終であった。

子粒子は、サンプルＡの組成比をスチレン：スチレンジ
メチルアミノエチルエチルメタアクリレ−）−９０：３
０に変えサンプルＡと同様な処理を行い作成した。

この子粒子を芯材１００部に対して１５部用いて、サン
プルＡと同様な装置を用いて７分間の循環処理を行った
。他の処理条件はサンプルＡに従った。

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、＋２．　Ｉ　ｊＬ
であった。

子粒子は、サンプルＡの組成比をスチレン：スチレンジ
メチルアミノエチルエチルメタアクリレ−）＝８０：４
０に変えサンプルＡと同様な処理を行い作成した。

この子粒子を芯材１００部に対して２０部用いて、サン
プルＡと同様な装置を用いて８分間の循環処理を行った
。他の処理条件はサンプルＡに従った。

これをサンプルＣとする。

尚サンプルＡ−Ｃは、トナー１００部に対しコロイダル
シリカ０．５部を外添混合し試料とした。

次にサンプルＡ−Ｃ及び第５（ａ）図に示す加熱定着装
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℃、加
熱部の抵抗材料の消費電力は＋５０　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
盲腸、定着処理速度（ｐ、ｇ、）１００＋ｕ＋／ｓｅｃ
に設定し、耐熱シートとしては、記録材との接触面にＰ
ＴＦＨ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！ｌ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＠Ｃａｎｏｎ　ＭＰ−１５０２
（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ペーパー（
キャノン収光社製）　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５０３部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１〜５％（平均２．１％）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Ｒ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Ｉ
／する。

ざらにニップ巾は３Ｉである。ローラー間の総圧は７ｋ
ｇ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
取付はロール回転子昇温させたところ。

５分後でもその表面温度は１６０℃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。この時に熱ローラー表面温度が室温
から１８０℃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床持されるために若干の時間
を要した。す−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３〜９％（乎均４．３％）と実施例１よりやや劣る結
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１５０ｍ１＋＃ｅｃ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１９５℃に達するまでに要した時間は約１．８ｓ
ｅｃ、であった、定着試験の結果をＴａｂｌｅ、　１に
示した０Ｔａｂｌｅ、　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どの比較のために定着処理速度１５０ｍｇ
／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。　丁ａｂｌｅ、　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丁ａｂｌｅ、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、　ｌ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丁ａｂｌｅ、　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（〒１）、フィルム表
面温度（〒２）、剥離時のフィルム表面温度（丁３）を
Ｔａｂｌｅ、　２に示す。

（以下余白） Ｔａｂｌｅ　　２ Ｔ１；加熱体温度 Ｔ２．フィルム表面温度 Ｌ＋：’ＡＨ時のフィルム表面温度 ［発ＩＪＩの効果］ 以」二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゛心力で、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
は芯粒子に樹脂粒子を固定化するだ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図は芯粒子に樹脂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とを具
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）図は本発明の別な悪様
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及び着色材料を含
   有する芯粒子に対し０．２以下の粒径比を有し、かつ少
   なくともガラス転移温度が５０℃以上の単独あるいは２
   種以上の結着樹脂から成る樹脂粒子を、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以下の粒径比を有し、かつ少なくともガラス転
   移温度が５０℃以上の単独あるいは２種以上の結着樹脂
   から成る樹脂粒子を、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
   樹脂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。