JPH0367270A - 加熱定着方法及び該加熱定着用トナー - Google Patents
加熱定着方法及び該加熱定着用トナーInfo
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- JPH0367270A JPH0367270A JP2122444A JP12244490A JPH0367270A JP H0367270 A JPH0367270 A JP H0367270A JP 2122444 A JP2122444 A JP 2122444A JP 12244490 A JP12244490 A JP 12244490A JP H0367270 A JPH0367270 A JP H0367270A
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- G03G13/20—Fixing, e.g. by using heat
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- G03G11/00—Selection of substances for use as fixing agents
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- G03G9/087—Binders for toner particles
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- G03G9/08797—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their physical properties, e.g. viscosity, solubility, melting temperature, softening temperature, glass transition temperature
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、加熱溶融性のトナーで形成された転写材上の
トナー画像を、加熱定着する加熱定着方法及び該加熱定
着方法用トナーに関する。
トナー画像を、加熱定着する加熱定着方法及び該加熱定
着方法用トナーに関する。
従来、加熱定着方法に用いられている定着装置は所定の
温度に維持された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画像を有する転写材を挟持搬
送しつつ加熱及び加圧するローラ一定着方式が多用され
ている。しかしながらこの種の装置では、加熱ローラー
にトナーが転移する現象（いわゆるオフセット現象）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、さらに加熱ローラーを加熱するための加熱体
の熱容量を大きくしなければならなかった。
温度に維持された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画像を有する転写材を挟持搬
送しつつ加熱及び加圧するローラ一定着方式が多用され
ている。しかしながらこの種の装置では、加熱ローラー
にトナーが転移する現象（いわゆるオフセット現象）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、さらに加熱ローラーを加熱するための加熱体
の熱容量を大きくしなければならなかった。
加熱体の熱容量が小さいと、加熱ローラーの熱容量が小
さくなり、その場合には加熱体による供給熱量の関係に
より、通紙或は他の外的要因で加熱ローラー温度が大き
く変動し易くなる。低温側に変動した場合には、トナー
の軟化溶融不足によって定着不調や低温オフセットを生
じ、高温側に変動した場合には、トナーが完全に溶融し
てしまいトナーの凝集力が低下するために高温オフセッ
トを生じる。かかる問題を回避するために加熱ローラー
の加熱体の熱容量を大きくすると、加熱ローラーを所定
の温度まで昇温するための時間が長くなり、定着装置を
使用する際に待機時間が長くなるという問題が生ずる。
さくなり、その場合には加熱体による供給熱量の関係に
より、通紙或は他の外的要因で加熱ローラー温度が大き
く変動し易くなる。低温側に変動した場合には、トナー
の軟化溶融不足によって定着不調や低温オフセットを生
じ、高温側に変動した場合には、トナーが完全に溶融し
てしまいトナーの凝集力が低下するために高温オフセッ
トを生じる。かかる問題を回避するために加熱ローラー
の加熱体の熱容量を大きくすると、加熱ローラーを所定
の温度まで昇温するための時間が長くなり、定着装置を
使用する際に待機時間が長くなるという問題が生ずる。
ＵＳＰ３５７８７９７号に加熱体を用い、トナー像を加
熱溶融後、トナー像を冷却し、比較的高い粘性状態とし
た後、トナーの付着する傾向・４弱めた状態で加熱体ウ
ェブからトナー画像を有する転写材を剥離することによ
り、オフセットを生ぜずに定着する方法が提案されてい
る。
熱溶融後、トナー像を冷却し、比較的高い粘性状態とし
た後、トナーの付着する傾向・４弱めた状態で加熱体ウ
ェブからトナー画像を有する転写材を剥離することによ
り、オフセットを生ぜずに定着する方法が提案されてい
る。
しかしながらこの方法は加熱体に対してトナー像及び転
写材を加圧圧接することなしに加熱する方法を採用して
いるため加熱体とトナー像間の熱伝達効率が悪くなり、
定着に多大のエネルギーが必要となる。
写材を加圧圧接することなしに加熱する方法を採用して
いるため加熱体とトナー像間の熱伝達効率が悪くなり、
定着に多大のエネルギーが必要となる。
特公昭５１−２９８２５号公報は加熱体とトナー像を加
圧圧接することで熱伝達効率の向上を計り、短時間でト
ナー像を加熱溶融せしめる方法が提案されている。しか
しながらこの方法は予め一対の加熱体の間にトナー像及
び転写材を加圧挟持させた状態で加熱せしめ、その後強
制的に冷却せしめる方式を提案している。具体的には、
トナー像を一対の加熱体で表裏両面から加熱せしめるた
め、エネルギー面から効率的に見えるが、実際には転写
材側からトナー像を十分に加熱する必要のある事、さら
には次の冷却工程において、−旦加熱せしめた転写材を
急激に冷却しなければトナー像を剥離できないために強
制的な冷却手段が必要であることから結果的にはエネル
ギー効率が悪い。さらに、比較的大きな熱容量の加熱体
を用いるため機内への放熱が増大し、不必要な機内昇温
を招く問題点もあった。
圧圧接することで熱伝達効率の向上を計り、短時間でト
ナー像を加熱溶融せしめる方法が提案されている。しか
しながらこの方法は予め一対の加熱体の間にトナー像及
び転写材を加圧挟持させた状態で加熱せしめ、その後強
制的に冷却せしめる方式を提案している。具体的には、
トナー像を一対の加熱体で表裏両面から加熱せしめるた
め、エネルギー面から効率的に見えるが、実際には転写
材側からトナー像を十分に加熱する必要のある事、さら
には次の冷却工程において、−旦加熱せしめた転写材を
急激に冷却しなければトナー像を剥離できないために強
制的な冷却手段が必要であることから結果的にはエネル
ギー効率が悪い。さらに、比較的大きな熱容量の加熱体
を用いるため機内への放熱が増大し、不必要な機内昇温
を招く問題点もあった。
本発明の目的は、上記問題点を解決した加熱定着方法を
提供するものである。
提供するものである。
本発明の目的は、耐オフセット性に優れている加熱定着
方法を提供するものである。
方法を提供するものである。
すなわち、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、該トナーに用いられる結着樹脂の
溶融粘度が１４０℃で０．１〜１０７センチボイズであ
り、且つトナーが加熱体により加熱溶融される時の絶対
温度の逆数（１／Ｔ）と、この時の結着樹脂の溶融粘度
の対数（ｌｏｇη）からなる下式に示す直線 ｌｏｇη＝θ・（１／Ｔ）＋Ｂ’ （但しＢ′ は定数を示す。） の勾配（θ）が１０２〜３Ｘ１０”であり、記録材に該
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、且つフィルムを固定支持された加熱体に対向
圧接し、該トナーの吸熱ピークの極大値の温度よりも高
い温度条件下で該フィルムをトナ一定着面より、剥離す
ることを特徴とする加熱定着方法に関する。
着する方法において、該トナーに用いられる結着樹脂の
溶融粘度が１４０℃で０．１〜１０７センチボイズであ
り、且つトナーが加熱体により加熱溶融される時の絶対
温度の逆数（１／Ｔ）と、この時の結着樹脂の溶融粘度
の対数（ｌｏｇη）からなる下式に示す直線 ｌｏｇη＝θ・（１／Ｔ）＋Ｂ’ （但しＢ′ は定数を示す。） の勾配（θ）が１０２〜３Ｘ１０”であり、記録材に該
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、且つフィルムを固定支持された加熱体に対向
圧接し、該トナーの吸熱ピークの極大値の温度よりも高
い温度条件下で該フィルムをトナ一定着面より、剥離す
ることを特徴とする加熱定着方法に関する。
定着方法に関する。
さらに、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、且つフィルム
加熱体と、該加熱体に密着させる加圧部材とにより、加
熱定着し、該フィルムをトナ一定着面より剥離する定着
方法に使用されるトナーにおいて、該トナーに用いられ
る結着樹脂の溶融粘度が１４０℃で０．１〜１０７セン
チポイズであり、且つトナーが加熱体により加熱溶融さ
れる時の絶対温度の逆数（１／Ｔ）と、この時の結着樹
脂の溶融粘度の対数（ｌｏｇη）からなる下式に示す直
線の勾配（θ）が、 ｌｏｇη＝θ・（１／Ｔ） 十Ｂ’ １０７〜３Ｘ１０”であり、且つ該トナーの吸熱ピーク
の極大値の温度は該フィルムをトナ一定着面より剥離す
る時の温度は該フィルムを特徴とする加熱定着用トナー
に関する。
された加熱体と、該加熱体に対向圧接し、且つフィルム
加熱体と、該加熱体に密着させる加圧部材とにより、加
熱定着し、該フィルムをトナ一定着面より剥離する定着
方法に使用されるトナーにおいて、該トナーに用いられ
る結着樹脂の溶融粘度が１４０℃で０．１〜１０７セン
チポイズであり、且つトナーが加熱体により加熱溶融さ
れる時の絶対温度の逆数（１／Ｔ）と、この時の結着樹
脂の溶融粘度の対数（ｌｏｇη）からなる下式に示す直
線の勾配（θ）が、 ｌｏｇη＝θ・（１／Ｔ） 十Ｂ’ １０７〜３Ｘ１０”であり、且つ該トナーの吸熱ピーク
の極大値の温度は該フィルムをトナ一定着面より剥離す
る時の温度は該フィルムを特徴とする加熱定着用トナー
に関する。
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。第１図は本
発明による定着装置の概略図の一例である。
発明による定着装置の概略図の一例である。
第１図の加熱定着装置は、低熱容量線状加熱体１６にて
トナー２５を加熱溶融状態のままで、フィルム２０の表
面から定着されたトナー像を積極的に剥離させるための
構成を有している。
トナー２５を加熱溶融状態のままで、フィルム２０の表
面から定着されたトナー像を積極的に剥離させるための
構成を有している。
加熱定着装置は固定支持された低熱容量線状加熱体１６
を具備し、低熱容量線状加熱体１６の一例として厚み１
．０ｍｍ５幅１０ ｍ ｒｎ ％長手長２４０ｍｍのア
ルミナ基板１７に抵抗材料１８を幅１ 、０ ｍ ｍに
塗工したものが挙げられる。加熱体１６の長手方向両端
より通電する電流は、例えばＤＣｌｏｏＶの周期２０ｍ
５ｅｃのパルス状波形を使用し、検温素子１つによりコ
ントロールされた所望の温度及びエネルギー放出量に応
じて、電流のパルス幅を変化させる。略パルス幅は一、
ｊ） 、 ５ ｍ ｓ ｅ ｃ〜５ｍ５ｅｃとなる。こ
の様にエネルギーと温度が制御された加熱体１６に当接
して図中矢印方向に耐熱性を有する定着フィルム２０は
移動する。このフィルムの一例として、厚み２０μｍの
耐熱フィルムに少なくともトナー画像当接面側に導電材
を分散した離型層を１０μｍコーティングしたエンドレ
スフィルム２０が例示される。
を具備し、低熱容量線状加熱体１６の一例として厚み１
．０ｍｍ５幅１０ ｍ ｒｎ ％長手長２４０ｍｍのア
ルミナ基板１７に抵抗材料１８を幅１ 、０ ｍ ｍに
塗工したものが挙げられる。加熱体１６の長手方向両端
より通電する電流は、例えばＤＣｌｏｏＶの周期２０ｍ
５ｅｃのパルス状波形を使用し、検温素子１つによりコ
ントロールされた所望の温度及びエネルギー放出量に応
じて、電流のパルス幅を変化させる。略パルス幅は一、
ｊ） 、 ５ ｍ ｓ ｅ ｃ〜５ｍ５ｅｃとなる。こ
の様にエネルギーと温度が制御された加熱体１６に当接
して図中矢印方向に耐熱性を有する定着フィルム２０は
移動する。このフィルムの一例として、厚み２０μｍの
耐熱フィルムに少なくともトナー画像当接面側に導電材
を分散した離型層を１０μｍコーティングしたエンドレ
スフィルム２０が例示される。
一般には耐熱フィルムの総厚は１００μｍ以下、より好
ましくは４０μｍ未満、さらに好ましくは５〜３５μｍ
である。フィルム駆動は駆動ローラー２１と従動ローラ
ー２２による駆動とテンションにより矢印方向に移動す
る。
ましくは４０μｍ未満、さらに好ましくは５〜３５μｍ
である。フィルム駆動は駆動ローラー２１と従動ローラ
ー２２による駆動とテンションにより矢印方向に移動す
る。
２３はシリコーンゴムの如き離型性の良いゴム弾性層を
有する加圧ローラーであり、総圧４〜２０Ｋｇでフィル
ム２０を介して加熱体１６を加圧し、加圧ローラー２３
は、通過する記録材を押圧しながら回転する。記録材（
例えば、普通紙の如き転写材）２４上の未定着トナー２
５は、入口ガイド２６により定着部に導かれ、上述の加
熱及び加圧により定着トナーが得られる。
有する加圧ローラーであり、総圧４〜２０Ｋｇでフィル
ム２０を介して加熱体１６を加圧し、加圧ローラー２３
は、通過する記録材を押圧しながら回転する。記録材（
例えば、普通紙の如き転写材）２４上の未定着トナー２
５は、入口ガイド２６により定着部に導かれ、上述の加
熱及び加圧により定着トナーが得られる。
以上はエンドレスベルトで説明したが、第２図の如く、
シート送り出し軸３０及び巻取り軸３１を使用し、定着
フィルムは有端のフィルム３２であっても良い。
シート送り出し軸３０及び巻取り軸３１を使用し、定着
フィルムは有端のフィルム３２であっても良い。
本発明の加熱定着方法に用いられる定着フィルム２０ま
たは３２は、単層構成だけではなく、定着フィルム上に
剥離性の良いフッ素系樹脂の如き高分子材料で形成され
た層を設けた複層構成であっても良い。定着フィルムの
表面を絶縁性の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（ＰＦＡ樹脂）でコー
ティングした場合にはトナー画像を乱す静電気が定着フ
ィルムに発生し易いので、これに対処するために設置さ
れた除電ブラシ等で除電することが好ましい。さらには
コーティング樹脂中に導電性の繊維やカーボンブラック
の如き導電性材料を添加して静電気による画像乱れを防
止する事も好ましい。
たは３２は、単層構成だけではなく、定着フィルム上に
剥離性の良いフッ素系樹脂の如き高分子材料で形成され
た層を設けた複層構成であっても良い。定着フィルムの
表面を絶縁性の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（ＰＦＡ樹脂）でコー
ティングした場合にはトナー画像を乱す静電気が定着フ
ィルムに発生し易いので、これに対処するために設置さ
れた除電ブラシ等で除電することが好ましい。さらには
コーティング樹脂中に導電性の繊維やカーボンブラック
の如き導電性材料を添加して静電気による画像乱れを防
止する事も好ましい。
本発明に用いられる定着フィルムの厚さは、１００μｍ
以下が好ましく、より好ましくは４０μｍ未満、さらに
好ましくは５〜３５μｍが良い。定着フィルムとしては
ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
、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（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド、ポリアミドのシート
及びアルミニウム金属シート、さらにはポリマーシート
に金属をラミネートしたり蒸着された被覆シートが挙げ
られる。なかでも、ポリイミドフィルムが耐熱性及び強
度の点で好ましい。
以下が好ましく、より好ましくは４０μｍ未満、さらに
好ましくは５〜３５μｍが良い。定着フィルムとしては
ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
、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（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド、ポリアミドのシート
及びアルミニウム金属シート、さらにはポリマーシート
に金属をラミネートしたり蒸着された被覆シートが挙げ
られる。なかでも、ポリイミドフィルムが耐熱性及び強
度の点で好ましい。
本発明に用いられるトナーの結着樹脂としては、１４０
℃における溶融粘度が０．１〜１ｏ７（好ましくは１°
〜９×１０“、さらに好ましくは１０２〜２Ｘ１０７）
センチポイズであり、且つトナーが加熱体により加熱溶
融される時の絶対温度の逆数（１／Ｔ）と、この時の結
着樹脂の溶融粘度の対数（ｌｏｇη）からなる下式に示
す直線 ｌｏｇη＝θ・（１／Ｔ）＋Ｂ’ （但しＢ′ は定数を示す。） の勾配（θ）が１０２〜３Ｘ１０”であるものが好まし
く使用される。
℃における溶融粘度が０．１〜１ｏ７（好ましくは１°
〜９×１０“、さらに好ましくは１０２〜２Ｘ１０７）
センチポイズであり、且つトナーが加熱体により加熱溶
融される時の絶対温度の逆数（１／Ｔ）と、この時の結
着樹脂の溶融粘度の対数（ｌｏｇη）からなる下式に示
す直線 ｌｏｇη＝θ・（１／Ｔ）＋Ｂ’ （但しＢ′ は定数を示す。） の勾配（θ）が１０２〜３Ｘ１０”であるものが好まし
く使用される。
ここで粘度の測定は一般のローター式粘度計（例えば、
東京計器＠製のビスコメータＢタイプ）を用いて行う。
東京計器＠製のビスコメータＢタイプ）を用いて行う。
本発明に用いられる結着樹脂の溶融粘度（η）は次式を
満足し、 τはＤの増大と共に直線的に増大するニュートン粘性を
示す。後述の実施例においては、ここで測定した粘度の
対数（ｌｏｇη）とその時の温度の逆数をプロットする
と、下記アンドレード式［ここでＵは見掛けの活性化エ
ネルギー、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度、Ａは定数を示
す］に良く一致し、良好な直線性を示した。
満足し、 τはＤの増大と共に直線的に増大するニュートン粘性を
示す。後述の実施例においては、ここで測定した粘度の
対数（ｌｏｇη）とその時の温度の逆数をプロットする
と、下記アンドレード式［ここでＵは見掛けの活性化エ
ネルギー、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度、Ａは定数を示
す］に良く一致し、良好な直線性を示した。
測定粘度が、ズリ応力に対するズリ速度であるから見掛
けの活性化エネルギーは物質の流動特性を示す尺度に相
当すると言われている。本発明に用いた溶融粘度と温度
の逆数の勾配は、見掛けの活性化エネルギーに対応する
物理量を示し、加熱工程での記録材上に溶解したトナー
の流動性を示し、画像のニジミ、記録材への溶融トナー
の浸透を防止するために有効な物理量である。
けの活性化エネルギーは物質の流動特性を示す尺度に相
当すると言われている。本発明に用いた溶融粘度と温度
の逆数の勾配は、見掛けの活性化エネルギーに対応する
物理量を示し、加熱工程での記録材上に溶解したトナー
の流動性を示し、画像のニジミ、記録材への溶融トナー
の浸透を防止するために有効な物理量である。
第１図の加熱定着装置において、低熱容量線状加熱体１
６の背面に設けた検温素子１９で検出される温度をＴ、
とした時、抵抗材料１８に対向するフィルム２０の表面
温度Ｔ２は、通常Ｔ１よりも約１０〜３０°Ｃ低い。さ
らにフィルム２ｏがトナ一定着面より剥離する箇所に於
けるフィルム２ｏの表面温度Ｔ３は、Ｔ２とほぼ等しい
温度を示すのが一般的である。第１図及び第２図の定着
装置における定着時の温度とは、通常Ｔ３の温度を意味
するものである。
６の背面に設けた検温素子１９で検出される温度をＴ、
とした時、抵抗材料１８に対向するフィルム２０の表面
温度Ｔ２は、通常Ｔ１よりも約１０〜３０°Ｃ低い。さ
らにフィルム２ｏがトナ一定着面より剥離する箇所に於
けるフィルム２ｏの表面温度Ｔ３は、Ｔ２とほぼ等しい
温度を示すのが一般的である。第１図及び第２図の定着
装置における定着時の温度とは、通常Ｔ３の温度を意味
するものである。
本発明においてはトナーの結着樹脂の溶融粘度が温度１
４０℃で０．１センチポイズ未満であると加熱定着工程
でトナーが過剰に溶融することにより、記録材中に浸透
し、トナ一定着画像の悪化を招く。
４０℃で０．１センチポイズ未満であると加熱定着工程
でトナーが過剰に溶融することにより、記録材中に浸透
し、トナ一定着画像の悪化を招く。
一方、結着樹脂の溶融粘度が温度１４０℃で１０７セン
チポイズを越える場合、加熱定着時にトナーの変形が起
きに＜＜、結果的に定着不良の原因となる。さらに加熱
定着に過剰なエネルギーを要し、定着時間が長くかかる
という問題が生じる。溶融粘度の対数と温度の逆数から
成る直線の勾配は、加熱エネルギー変化に伴うトナーの
結着樹脂の流動性を示す尺度であり、且つこの値が大き
いことは印加熱量に対し急激な粘度変化を示すシャープ
メルト性であることも意味する。
チポイズを越える場合、加熱定着時にトナーの変形が起
きに＜＜、結果的に定着不良の原因となる。さらに加熱
定着に過剰なエネルギーを要し、定着時間が長くかかる
という問題が生じる。溶融粘度の対数と温度の逆数から
成る直線の勾配は、加熱エネルギー変化に伴うトナーの
結着樹脂の流動性を示す尺度であり、且つこの値が大き
いことは印加熱量に対し急激な粘度変化を示すシャープ
メルト性であることも意味する。
本発明に用いる結着樹脂の勾配（θ）の測゛定例を第３
図に示す。縦軸は粘度の対数を示し、横軸は測定時の絶
対温度の逆数を示す。
図に示す。縦軸は粘度の対数を示し、横軸は測定時の絶
対温度の逆数を示す。
本発明に用いられるトナーは、示差熱分析装置（ＤＳＣ
）を用い、１０℃から２００℃までの測定温度範囲で測
定し、最初に現われる吸熱ピークの極大値Ｔ４が４０℃
乃至１２０℃を示すトナーが好ましく、５５℃乃至１０
０℃を示すトナーが特に好ましい。
）を用い、１０℃から２００℃までの測定温度範囲で測
定し、最初に現われる吸熱ピークの極大値Ｔ４が４０℃
乃至１２０℃を示すトナーが好ましく、５５℃乃至１０
０℃を示すトナーが特に好ましい。
さらにフィルムを定着トナー像面より剥離する時の温度
Ｔ３が、前記温度Ｔ４よりも３０℃以上、より好ましく
は温度Ｔ４より４０℃〜１５００Ｃ高い温度条件で剥離
させることが、フィルム表面上へのオフセット防止に関
して特・に有効である。
Ｔ３が、前記温度Ｔ４よりも３０℃以上、より好ましく
は温度Ｔ４より４０℃〜１５００Ｃ高い温度条件で剥離
させることが、フィルム表面上へのオフセット防止に関
して特・に有効である。
本発明で用いる吸熱ピークの極大値を測定する方法とし
ては、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−８２が利用できる。
ては、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−８２が利用できる。
具体的には、トナーをｌＯ〜１５ ｍ ｇ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１ｏ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昇温速度で２００℃まで加熱し測定する
。具体的な包１１定例を第４図に示す。
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１ｏ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昇温速度で２００℃まで加熱し測定する
。具体的な包１１定例を第４図に示す。
本発明においては、加熱定着器の各部位の温度とトナー
の温度特性との相対的関係を以下に示すように Ｔ、＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４ に設定することが好ましい。
の温度特性との相対的関係を以下に示すように Ｔ、＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４ に設定することが好ましい。
本発明に用いられるトナーの結着樹脂としては本発明で
規定する粘度特性を満足するような、各種樹脂及びワッ
クスがある。例えば、マイクロクリスタリンワックス、
パラフィンワックス、ポリエチレンワックス（低密度、
高密度；酸化型、非酸化型）、エチレン−酢酸ビニル共
重合体等の石浦系ワックス類；カルナバワックス、キャ
デリラワックス、木ロウ、ライスワックスの如き植物系
ワックス類；ミツロウ、ラノリンの如き動物系ワックス
類；モンタンワックス、セレシンの如き鉱物系ワックス
類；比較的低分子量で分子量分布がシャープな非架橋ス
チレン系共重合体；ポリエステルが例示される。これら
結着樹脂は、単独または混合して使用することができる
。
規定する粘度特性を満足するような、各種樹脂及びワッ
クスがある。例えば、マイクロクリスタリンワックス、
パラフィンワックス、ポリエチレンワックス（低密度、
高密度；酸化型、非酸化型）、エチレン−酢酸ビニル共
重合体等の石浦系ワックス類；カルナバワックス、キャ
デリラワックス、木ロウ、ライスワックスの如き植物系
ワックス類；ミツロウ、ラノリンの如き動物系ワックス
類；モンタンワックス、セレシンの如き鉱物系ワックス
類；比較的低分子量で分子量分布がシャープな非架橋ス
チレン系共重合体；ポリエステルが例示される。これら
結着樹脂は、単独または混合して使用することができる
。
高度に架橋された高分子量の樹脂は本発明の粘度特性を
示さず、単独で利用することができない。
示さず、単独で利用することができない。
本発明の加熱定着方法には、体積平均粒径４〜１３μｍ
のトナーが通常使用される。
のトナーが通常使用される。
トナーには、着色剤として染料、顔料または磁性体が含
有される。
有される。
染料または顔料としては、カーボンブラック、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吸ロー
、キナクリドンの如き各種レーキ顔料が挙げられる。非
磁性な染料または顔料は、結着樹脂１００重量部当り、
通常０．１〜３０重量部（好ましくは０．５〜２０重量
部）使用される。
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吸ロー
、キナクリドンの如き各種レーキ顔料が挙げられる。非
磁性な染料または顔料は、結着樹脂１００重量部当り、
通常０．１〜３０重量部（好ましくは０．５〜２０重量
部）使用される。
磁性体としては、磁性を示すか磁化可能な材料が使用さ
れる。例えば鉄、マンガン、ニッケル、コバルト、クロ
ムの如き金属；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がある。これ
らは平均粒径約０．０５〜１μ（好ましくは０．０５〜
０．５μ）の微粉末としたものが使用できる。トナー中
に含有させる磁性体の量は、トナー総重量の１５〜７０
重量％（より好ましくは２５〜４５重量％）が良い。
れる。例えば鉄、マンガン、ニッケル、コバルト、クロ
ムの如き金属；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がある。これ
らは平均粒径約０．０５〜１μ（好ましくは０．０５〜
０．５μ）の微粉末としたものが使用できる。トナー中
に含有させる磁性体の量は、トナー総重量の１５〜７０
重量％（より好ましくは２５〜４５重量％）が良い。
さらに、トナーには荷電制御のために、荷電制御剤を添
加しても良い。
加しても良い。
トナーを負荷電性に制御する荷電制御剤として下記物質
がある。例えばモノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金
属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族グイカ
ルボン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロ
キシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びそ
の金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフ
ェノール誘導体類が挙げられる。
がある。例えばモノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金
属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族グイカ
ルボン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロ
キシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びそ
の金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフ
ェノール誘導体類が挙げられる。
トナーを正荷電性に制御する荷電制御剤として下記物質
がある。
がある。
ニグロシン、脂肪酸金属塩によるニグロシン変成物。ト
リブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−
ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテト
ラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩、トリフ
ェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料（レーキ化剤
としては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、り
んタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸
、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物）、
高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。これらの中でも、ニ
グロシン系、四級アンモニウム塩の如き荷電制御剤が特
に好ましく用いられる。
リブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−
ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテト
ラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩、トリフ
ェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料（レーキ化剤
としては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、り
んタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸
、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物）、
高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。これらの中でも、ニ
グロシン系、四級アンモニウム塩の如き荷電制御剤が特
に好ましく用いられる。
本発明のトナーに於いては、帯電安定性、現像性、流動
性、耐久性向上の為、シリカ微粉末を添加することが好
ましい。
性、耐久性向上の為、シリカ微粉末を添加することが好
ましい。
本発明に用いられるシリカ微粉末は、ＢＥＴ法で測定し
た窒素吸着による比表面積が３０ｍ／ｇ以上（特に５０
〜４ｏｏ ｒｒｒ／ｇ）の範囲内のものが良好な結果を
与える。トナー１００重量部に対してシリカ微粉体０．
０１〜８重量部、好ましくは０．１〜５重量部使用する
のが良い。
た窒素吸着による比表面積が３０ｍ／ｇ以上（特に５０
〜４ｏｏ ｒｒｒ／ｇ）の範囲内のものが良好な結果を
与える。トナー１００重量部に対してシリカ微粉体０．
０１〜８重量部、好ましくは０．１〜５重量部使用する
のが良い。
本発明に用いられるシリカ微粉末は、必要に応じ、疎水
化及び帯電性コントロールの目的でシリコーンワニス、
各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変
性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を
有するシランカップ））ング剤、その他の有機ケイ素化
合物の如き処理剤で処理されていることも好ましい。
化及び帯電性コントロールの目的でシリコーンワニス、
各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変
性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を
有するシランカップ））ング剤、その他の有機ケイ素化
合物の如き処理剤で処理されていることも好ましい。
特に、ＢＥＴ比表面積ｌＯＯ〜４００ｒ＋（７ｇの乾式
法で製造された乾式コロイダルシリカ微粉末１００重量
部当り、ジメチルシリコーンオイルの如きシリコーンオ
イル１〜５０重量部で処理した処理コロイダルシリカを
、トナー粒子表面に付与することは、トナーの定着フィ
ルムへの耐オフセット性を向上させ、定着フィルム表面
の損傷を防止するために好ましい。処理コロイダルシリ
カは、トナー１００重量部当り０．１〜５重量部使用す
るのが良い。
法で製造された乾式コロイダルシリカ微粉末１００重量
部当り、ジメチルシリコーンオイルの如きシリコーンオ
イル１〜５０重量部で処理した処理コロイダルシリカを
、トナー粒子表面に付与することは、トナーの定着フィ
ルムへの耐オフセット性を向上させ、定着フィルム表面
の損傷を防止するために好ましい。処理コロイダルシリ
カは、トナー１００重量部当り０．１〜５重量部使用す
るのが良い。
以下、本発阻を実施例に基づいて詳細に説明する。
実施例１
結着樹脂として、低密度ポリエチレンと、低分子量分を
除去したパラフィンワックスを重量比で４：１に配合し
たものを用いた。結着樹脂の粘度特性を下記に示す。
除去したパラフィンワックスを重量比で４：１に配合し
たものを用いた。結着樹脂の粘度特性を下記に示す。
溶融粘度（１４０°Ｃ） ＝１８００センチポイズ（す
なわち、１８ポイズ） θ ＝ ２ Ｘ １０” 上記結着樹脂１００Ｍｍ部に磁性体６０重量部及び荷電
制御剤２重量部を混合し、十分に混練後に冷却し、粉砕
し、分級を行い、Ｔ４が６２°Ｃである体積平均粒径１
２μｍのトナーを得た。この磁性トナー及び記録材とし
て普通紙を用い第１図に示す加熱定着装置を用いて定着
試験を行った。
なわち、１８ポイズ） θ ＝ ２ Ｘ １０” 上記結着樹脂１００Ｍｍ部に磁性体６０重量部及び荷電
制御剤２重量部を混合し、十分に混練後に冷却し、粉砕
し、分級を行い、Ｔ４が６２°Ｃである体積平均粒径１
２μｍのトナーを得た。この磁性トナー及び記録材とし
て普通紙を用い第１図に示す加熱定着装置を用いて定着
試験を行った。
定着フィルム２０としては記録材（普通紙）との接触面
にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に導電性物
質Ｃ１−（カーボンブラック）を分散させた低抵抗の離
型層を有する厚さ２０μｍのポリイミドフィルムを使用
した。定着試験は、定着器各部位が温度Ｔ、１７０℃、
Ｔ２１４０℃、７３１４５°Ｃになるように設定し、線
状加熱体１６と加圧ローラー２３間の総圧をＢＫｇ、加
圧ローラー２３と定着フィルム２０のニップを３ ｍ
ｍとし、定着フィルム２０の回転速度は１００ ｍ ｍ
／ ｓ ｅ ｃで行った。
にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に導電性物
質Ｃ１−（カーボンブラック）を分散させた低抵抗の離
型層を有する厚さ２０μｍのポリイミドフィルムを使用
した。定着試験は、定着器各部位が温度Ｔ、１７０℃、
Ｔ２１４０℃、７３１４５°Ｃになるように設定し、線
状加熱体１６と加圧ローラー２３間の総圧をＢＫｇ、加
圧ローラー２３と定着フィルム２０のニップを３ ｍ
ｍとし、定着フィルム２０の回転速度は１００ ｍ ｍ
／ ｓ ｅ ｃで行った。
得られた定着トナー画像の定着特性は、試験片をガラス
平板上に載せ、１ｅｎｓ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｐａ
ｐｅｒｄｕｓｐｅｒ” （ＯＺＵ ｐａｐｅｒ Ｃ
ｏ、’、 Ｌｔｄ、製）を５枚重ね、普通紙のすき目
に沿って４０ｇ／ｅｒｒ？の印加圧力で５往復摺擦し、
摺擦前後の画像濃度低下率を算出し、定着性の良否を判
断した。濃度低下率は１０％と低く、定着性は良好であ
り、トナー画像のにじみ、裏写りも見られなかった。
平板上に載せ、１ｅｎｓ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｐａ
ｐｅｒｄｕｓｐｅｒ” （ＯＺＵ ｐａｐｅｒ Ｃ
ｏ、’、 Ｌｔｄ、製）を５枚重ね、普通紙のすき目
に沿って４０ｇ／ｅｒｒ？の印加圧力で５往復摺擦し、
摺擦前後の画像濃度低下率を算出し、定着性の良否を判
断した。濃度低下率は１０％と低く、定着性は良好であ
り、トナー画像のにじみ、裏写りも見られなかった。
更に定着フィルム２２へのトナーのオフセット現象も認
められなかった。未定着トナー画像を有する普通紙を連
続１０００枚通紙して、加熱定着したが、定着フィルム
２２へのオフセット現象は観察されなかった。
められなかった。未定着トナー画像を有する普通紙を連
続１０００枚通紙して、加熱定着したが、定着フィルム
２２へのオフセット現象は観察されなかった。
実施例２
トナーの結着樹脂として、低分子量ポリプロピレンとポ
リエステルとを重量比率１：５に配合したものを用いる
以外は、実施例１と同様にしてトナーを調製した。
リエステルとを重量比率１：５に配合したものを用いる
以外は、実施例１と同様にしてトナーを調製した。
この時の結着樹脂の粘度特性は
溶融粘度（１４０°Ｃ）＝２Ｘ１０７センチポイズ（す
なわち、２ＸＩＯ”ポイズ） θ ＝１０１ であった。このトナーを用い設定温度を以下のように変
えた以外は実施例１に示す定着装置を用い定着を行った
・ Ｔ１２００℃ Ｔ２１９００Ｃ Ｔ３ １９０℃ Ｔ４６５°Ｃ 濃度低下率は１２．５％と低く、定着性は良好であり、
画像のにじみ、裏写り等も見られなかった。
なわち、２ＸＩＯ”ポイズ） θ ＝１０１ であった。このトナーを用い設定温度を以下のように変
えた以外は実施例１に示す定着装置を用い定着を行った
・ Ｔ１２００℃ Ｔ２１９００Ｃ Ｔ３ １９０℃ Ｔ４６５°Ｃ 濃度低下率は１２．５％と低く、定着性は良好であり、
画像のにじみ、裏写り等も見られなかった。
実施例３
実施例１で使用したトナーを利用し、第２図に示す定着
装置を用いて加熱定着し、定着トナー画像の評価を行っ
た。
装置を用いて加熱定着し、定着トナー画像の評価を行っ
た。
摺擦前後の画像の濃度低下率は１３％と低く、定着性は
良好であった。
良好であった。
比較例
トナーの結着樹脂として架橋スチレン−ブチルアクリレ
ート−ジビニルベンゼン共重合体を用いた以外は実施例
１と同様にトナーを調製し、定着評価を行った。結着樹
脂の粘度は樹脂中に存在するゲル分（テトラヒドロに本
溶な高分子成分）のため１４０℃下では測定できず、本
発明の範囲外である。定着試験の結果摺擦前後の濃度低
下率は３０％と悪く、さらに、普通紙とトナー像間の剥
離も極めて悪かった。
ート−ジビニルベンゼン共重合体を用いた以外は実施例
１と同様にトナーを調製し、定着評価を行った。結着樹
脂の粘度は樹脂中に存在するゲル分（テトラヒドロに本
溶な高分子成分）のため１４０℃下では測定できず、本
発明の範囲外である。定着試験の結果摺擦前後の濃度低
下率は３０％と悪く、さらに、普通紙とトナー像間の剥
離も極めて悪かった。
実施例４
ＢＥＴ比表面積２００ ＩＴ？／ｇの乾式コロイダルシ
リカ微粉末１００重量部を、ジメチルシリコーンオイル
１０重量部で表面処理して、ジメチルシリコーンオイル
を担持している処理コロイダルシリカ微粉末を調製した
。
リカ微粉末１００重量部を、ジメチルシリコーンオイル
１０重量部で表面処理して、ジメチルシリコーンオイル
を担持している処理コロイダルシリカ微粉末を調製した
。
該処理コロイダルシリカ微粉末０．８重量部と実施例１
で調製したトナー１００重量部とを混合して、トナー粒
子表面に該処理コロイダルシリカ微粉末を静電的に付着
させた。
で調製したトナー１００重量部とを混合して、トナー粒
子表面に該処理コロイダルシリカ微粉末を静電的に付着
させた。
該処理コロイダルシリカ微粉末を有するトナーで形成さ
れた未定着トナー画像を実施例１と同様にして加熱定着
した。３０００枚連続的に定着試験を行ったが、オフセ
ット現象は発現しなく、定着フィルム表面の損傷もなか
った。
れた未定着トナー画像を実施例１と同様にして加熱定着
した。３０００枚連続的に定着試験を行ったが、オフセ
ット現象は発現しなく、定着フィルム表面の損傷もなか
った。
実施例５
ＢＥＴ比表面積２００ｄ／ｇの乾式コロイダルシリカ微
粉末１００重量部を、ジメチルシリコーンオイル１５重
量部で表面処理して、ジメチルソリコーンオイルを担持
している処理コロイダルシリカ微粉末を調製した。
粉末１００重量部を、ジメチルシリコーンオイル１５重
量部で表面処理して、ジメチルソリコーンオイルを担持
している処理コロイダルシリカ微粉末を調製した。
該処理コロイダルシリカ微粉末０．８重量部と実施例２
で調製したトナー１００重量部とを混合して、トナー粒
子表面に該処理コロイダルシリカ微粉末を静電的に付着
させた。
で調製したトナー１００重量部とを混合して、トナー粒
子表面に該処理コロイダルシリカ微粉末を静電的に付着
させた。
該処理コ゛つイダルシリカ微粉末を有するトナーで形成
された未定着トナー画像を実施例２と同様にして加熱定
着した。３０００枚連続的に定着試験を行ったが、オフ
セット現象は発現しなく、定着フィルム表面の損傷もな
かった。
された未定着トナー画像を実施例２と同様にして加熱定
着した。３０００枚連続的に定着試験を行ったが、オフ
セット現象は発現しなく、定着フィルム表面の損傷もな
かった。
添付図面中、第１図及び第２図は本発明の加熱定着方法
を実施するための加熱定着装置を示す。 第３図は本発明に用いた結着樹脂の粘度の温度特性を示
し、第４図は本発明に用いられるトナーのＤＳＣチャー
ト図を示す。 ”１６・・・低熱容量線状加熱体 １７・・・アルミナ基板 １８・・・抵抗材料 １９・・・検温素子 ２０・・・フィルム ２３・・・加圧ローラー ３０・・・シート送り出し軸 ３１・・・シート巻取り軸 ３２・・・有端フイルム 賀づ口 ４□１モ５０月ｒ−１ｆ４ｕらｋ）うξ５系ス番１Ｊ躬
るσ、ｇ−臂１テバを苧ｉイタ＝。 搗原・０
を実施するための加熱定着装置を示す。 第３図は本発明に用いた結着樹脂の粘度の温度特性を示
し、第４図は本発明に用いられるトナーのＤＳＣチャー
ト図を示す。 ”１６・・・低熱容量線状加熱体 １７・・・アルミナ基板 １８・・・抵抗材料 １９・・・検温素子 ２０・・・フィルム ２３・・・加圧ローラー ３０・・・シート送り出し軸 ３１・・・シート巻取り軸 ３２・・・有端フイルム 賀づ口 ４□１モ５０月ｒ−１ｆ４ｕらｋ）うξ５系ス番１Ｊ躬
るσ、ｇ−臂１テバを苧ｉイタ＝。 搗原・０
Claims (2)
- （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、該トナーに用いられる結着樹脂の溶融粘度が１４
０℃で０．１〜１０＾７センチポイズであり、且つトナ
ーが加熱体により加熱溶融される時の絶対温度の逆数（
１／Ｔ）と、この時の結着樹脂の溶融粘度の対数（ｌｏ
ｇη）からなる下式に示す直線 ｌｏｇη＝θ・（１／Ｔ）＋Ｂ′ （但しＢ′は定数を示す。） の勾配（θ）が１０＾２〜３×１０＾３であり、記録材
に該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、且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し、該トナー
の吸熱ピークの極大値の温度よりも高い温度条件下で該
フィルムをトナー定着面より剥離することを特徴とする
加熱定着方法。 - （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、且つフィルムを介して該記
録体を該加熱体に密着させる加圧部材とにより加熱定着
し、該フィルムをトナー定着面より剥離する定着方法に
使用されるトナーにおいて、該トナーに用いられる結着
樹脂の溶融粘度が１４０℃で０．１〜１０＾７センチポ
イズであり、且つトナーが加熱体により加熱溶融される
時の絶対温度の逆数（１／Ｔ）と、この時の結着樹脂の
溶融粘度の対数（ｌｏｇη）からなる下式に示す直線の
勾配（θ）が、 ｌｏｇη＝θ・（１／Ｔ）＋Ｂ′ １０＾２〜３×１０＾３であり、且つ該トナーの吸熱ピ
ークの極大値の温度は該フィルムをトナー定着面より剥
離する時の温度よりも低いことを特徴とする加熱定着用
トナー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11605289 | 1989-05-11 | ||
| JP1-116052 | 1989-05-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367270A true JPH0367270A (ja) | 1991-03-22 |
| JP2733366B2 JP2733366B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=14677514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2122444A Expired - Lifetime JP2733366B2 (ja) | 1989-05-11 | 1990-05-11 | 加熱定着方法及び該加熱定着用トナー |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5114337A (ja) |
| EP (1) | EP0397182B1 (ja) |
| JP (1) | JP2733366B2 (ja) |
| AT (1) | ATE117443T1 (ja) |
| DE (1) | DE69016088T2 (ja) |
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-
1990
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