JPH04240660A - カラー複写画像の定着方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー複写画像の定着方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カラー複写機における複写画
像の定着は、定着されたトナー自体が優れた透光性、例
えばＯＨＰシート上のカラートナー画像の透光性（以下
、ＯＨＰ透光性という）と同程度の透光性を必要とする
。この優れた透光性を確保するために、低溶融粘度でシ
ャープメルトのトナーをシリコーンゴム系加熱ローラに
用いるシステムでなされている。なお、このＯＨＰ透光
性の確保には、表面平滑性の高い加熱ローラを使用して
トナー画像の表面を均一な面とすることを必要とする。

【０００３】また、上記システムでは、加熱ローラ表面
をシリコーンゴムで構成するとともに低溶融粘度のトナ
ーを使用するので、トナーが加熱ローラ表面に付着して
オフセットが発生しやすい。このため、加熱ローラ表面
に、シリコーンゴムとの親和性が大きく比較的安価なシ
リコーンオイルなどの多量の離型剤を塗布する必要があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
システムでは、低溶融粘度でシャープメルトのトナーを
使用しているので、トナーの機械的強度が低く、またト
ナーの凝集力が急に低下する。このため、トナーと記録
紙との定着性が低下したり、トナーと加熱ローラとの離
型性が低下してオフセットが発生しやすいといった問題
がある。

【０００５】また、離型性をよくするために多量のシリ
コーンオイルを使用しているため、オイル膨潤、オイル
によりゴム劣化が発生して、加熱ローラの寿命が短くな
るという問題もある。ところで、白黒用複写機において
主流をなすテフロンローラ定着システムは、テフロンが
トナーとの離型性に優れるため、離型剤をローラ表面に
塗布する必要がない。このため、上記オイルによる問題
が発生することもなく、加熱ローラの寿命の点からは有
利である。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その技術課題は、耐久面で有利なフッ素樹脂系の
加熱ローラを用いてＯＨＰ透光性を確保することのでき
るカラー複写画像の定着方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー画像の定
着方法は、表面がフッ素樹脂よりなりＲｚ３．０μｍ以
下の表面粗さをもつ加熱ローラ、及び該加熱ローラに圧
接する加圧ローラ間にトナー画像を保持する記録紙を該
トナー画像面が該加熱ローラに面するように通過させる
ことにより該トナー画像を該記録紙上に定着させるカラ
ー複写画像の定着方法において、１００℃における溶融
粘度が５×１０５　〜３×１０６　ｐｏｉｓｅ　、分子
量分布（Ｍｗ　／Ｍｎ　、Ｍｗ　：重量平均分子量、Ｍ
ｎ　：数平均分子量）が４５以上、数平均分子量（Ｍｎ
　）が１０００〜４０００である樹脂をバインダ成分と
して含むカラートナーを使用することを特徴とするもの
である。

【０００８】上記カラートナーのバインダ成分となる樹
脂は、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリエステル
系樹脂とすることができる。スチレン−アクリル系共重
合樹脂とポリエステル系樹脂とを比較すると、両者が同
じ溶融粘度の場合、耐熱性、樹脂の機械的強度の点でポ
リエステル系樹脂の方が優れている。このため、トナー
樹脂としてはポリエステル系樹脂を用いることが好まし
い。なお、スチレン−アクリル系共重合樹脂を使用する
場合は、上記数平均分子量（Ｍｎ　）を３０００〜４０
００とすることが好ましい。また、ポリエステル系樹脂
を使用する場合は、数平均分子量（Ｍｎ　）を１０００
〜４０００とすることができる。なお、ポリエステル系
樹脂を用いて数平均分子量（Ｍｎ　）を３０００〜４０
００とすると、特に樹脂の機械的強度を確保することが
可能となる。

【０００９】上記スチレン−アクリル系共重合樹脂を構
成するスチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン
、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチ
ルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルス
チレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチ
ルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オク
チルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシ
ルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシ
スチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン
、３，４−ジクロルスチレン等のスチレン及びその誘導
体が挙げられ、その中でもスチレンが最も好ましい。

【００１０】上記スチレン−アクリル系共重合樹脂を構
成するアクリル系モノマーとしては、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
リル酸ｎ−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、α−クロル
アクリル酸メチル等のアクリル酸及びその誘導体、メタ
クリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタ
クリル酸イソブチル、メタクリル酸プロピル、メタクリ
ル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル
酸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等のメタクリル酸
及びその誘導体、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ような（メタ）アクリル酸誘
導体等を挙げることができる。

【００１１】上記ポリエステル樹脂は、例えばポリオー
ル成分とジカルボン酸から合成されるが、ポリオール成
分としては、エチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピ
レングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−ビ
ス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノー
ルＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン
化ビスフェノールＡ等が使用でき、またジカルボン酸成
分としては、マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、
シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸
、イソフタール酸、テレフタール酸、コハク酸、アジピ
ン酸、セバチン酸、マロン酸、１，２，４−ベンゼント
リカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、
１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、１，２，
５−シクロヘキサントリカルボン酸、１，２，４−ブタ
ントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシ−２−メチル
−２−メチルカルボキシプロパンテトラ（メチルカルボ
キシ）メタン等が使用できる。

【００１２】また、上記カラートナーに使用される着色
剤としては、例えば、黄色着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメ
ントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３等
を、赤色着色剤としＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１等、青色着色剤とし
てＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５等を挙げることができ
るが、それらの着色剤に限定されることなく、従来透光
性カラートナーに用いられている各色の顔料、染料等を
用いることができる。なお、上記カラートナーには着色
剤以外に、帯電制御剤等の所望の添加剤を添加してもよ
い。そして、これらの着色剤、その他の必要な添加剤の
添加量は、従来と同様とすることができる。

【００１３】上記トナーは、混練、粉砕法等で通常、平
均粒径が４〜２５μｍのトナーとして調製される。なお
、本発明の定着方法は、ＯＨＰ透光性確保、及び高耐久
性の要求に応えるために、表面平滑性が高い（Ｒｚ３．
０μｍ以下）フッ素樹脂系の加熱ローラを用いる。

【００１４】

【作用】本発明のカラー画像の定着方法では、使用する
カラートナーのバインダ成分となる樹脂の分子量分布が
４５以上と極めて広範囲である。これにより、離型性を
確保してオフセットを防止するために及び樹脂の凝集力
を確保してトナーの定着強度を維持するために高分子側
を広げつつ、低溶融粘度のものとしてＯＨＰ透光性を確
保するために全体としては低分子化される。なお、１０
０℃での溶融粘度が５×１０５　ｐｏｉｓｅ　より小さ
い場合、又は樹脂としてスチレン−アクリル系共重合樹
脂を用いた場合の数平均分子量が３０００より小さいか
若しは樹脂としてポリエステル系樹脂を用いた場合の数
平均分子量が１０００より小さい場合は、樹脂の凝集力
が確保できず定着性が低下するとともに、離型性が悪化
して耐オフセット性が低下する。また、１００℃での溶
融粘度が３×１０６　ｐｏｉｓｅ　より大きい場合、又
は数平均分子量が４０００より大きい場合は、ＯＨＰ透
光性を確保することができない。

【００１５】なお、分子量分布が４７であるスチレン−
アクリル系共重合樹脂の１００℃での溶融粘度と数平均
分子量との関係を図２に示す。本発明のカラー画像の定
着方法は、このように物性が規定されたトナー樹脂をバ
インダ成分としてもつカラートナーを使用するので、Ｏ
ＨＰ透光性、定着性及び耐オフセット性を確保すること
ができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。（実施例
１）スチレン−アクリル樹脂（Ｍｎ　≒３５００、Ｍｗ
　／Ｍｎ　＝４７）を１００部、着色剤（大日精化製、
Ｓｅｉｋａｆａｓｔ　　Ｒｅｄ．８０４０）を５部、荷
電制御剤（オリエント化学製、ボントロンＥ−８１）を
２部、低分子量ＰＰワックス（三洋化成製、ビスコール
３３０Ｐ）を４部の組成分を三本ロールミルで加熱混練
後、粉砕、分級して粒径１２μｍのカラートナーを得た
。

【００１７】このトナーを降下式フローテスタ溶融粘度
測定器にて１００℃の溶融粘度を測定したところ２×１
０６　ｐｏｉｓｅ　であった。上記トナーを図１に示す
定着装置を装着したミノルタ製複写機（ＥＰ−５４００
）に投入し、ＯＨＰシート上に作像して定着後、透光性
、定着性、及び耐オフセット性の評価を行った。この結
果を表１に示す。表中、ＯＨＰ透光性の評価で○はクリ
アな色で透光性が良好であったこと、×は黒ずんでいた
ことを示す。また、定着性の評価で○は折り曲げた部分
のみ白く欠損していたこと、×は折り曲げた周辺部まで
白く欠損していたことを示す。また、耐オフセット性の
評価で○はオフセットが発生しなかったこと、×はオフ
セットが発生したことを示す。

【００１８】なお、上記定着装置は、ヒータ１１を内蔵
する加熱ローラ１と加圧ローラ２とから構成されており
、両ローラは付勢バネ３により片方で３０ｋｇ、両方で
６０ｋｇの圧力で圧着されている。加熱ローラ１はアル
ミニウム製芯金１２（外径３９．６ｍｍ、長さ３１８ｍ
ｍ）の表面を３０μｍ厚さのＰＴＦＥ系フッ素樹脂層１
３で被覆して形成されている。そして、加熱ローラ１の
表面粗さはＲｚ２．５μｍに研磨調整されている。また
、加熱ローラ１の表面には検温素子４及び分離爪５が設
置されている。一方、加圧ローラ２は鉄製芯金２１（外
径３０ｍｍ、長さ３２０ｍｍ）の表面を５ｍｍ厚さのシ
リコーンゴム層２２で被覆して形成されている。この定
着装置における定着速度は１１０ｍｍ／ｓｅｃである。 （比較例１）上記実施例１の加熱ローラの表面粗さをＲ
ｚ３．５μｍとすること以外は実施例１と同一条件で上
記と同様の評価を行った。その結果を併せて表１に示す
。（比較例２）上記実施例１のスチレン−アクリル樹脂
のＭｎ　を２５００（Ｍｗ　／Ｍｎ　≒４７）に変更し
たトナーを作成し、上記実施例１と同一条件で同様の評
価を行った。その結果を併せて表１に示す。なお、この
スチレン−アクリル樹脂の１００℃での溶融粘度は１．
１×１０６ｐｏｉｓｅであった。（比較例３）上記実施
例１のスチレン−アクリル樹脂のＭｎ　を３５００、Ｍ
ｗ　／Ｍｎ　≒４０に変更したトナーを作成し、上記実
施例１と同一条件で同様の評価を行った。その結果を併
せて表１に示す。なお、このスチレン−アクリル樹脂の
１００℃での溶融粘度は１．３×１０６　ｐｏｉｓｅ　
であった。（比較例４）上記実施例１のスチレン−アク
リル樹脂のＭｎ　を４２００，Ｍｗ　／Ｍｎ　≒４５に
変更したトナーを作成し、上記実施例１と同一条件で同
様の評価を行った。その結果を併せて表１に示す。 なお、このスチレン−アクリル樹脂の１００℃での溶融
粘度は３．５×１０６　ｐｏｉｓｅ　であった。

【００１９】

【表１】 　　本実施例１では、加熱ローラにオイルを塗布するこ
となしに、ＯＨＰ透光性及び定着性が良好となり、また
オフセットが発生することもなかった。

【００２０】一方、比較例１では、加熱ローラの表面粗
さがＲｚ３．５μｍと粗いため、ＯＨＰシート上に定着
されたトナー表面が不均一となり、光の反射等の影響に
よりＯＨＰ透光性が低下した。また、比較例２では、カ
ラートナーのバインダ成分としての樹脂の数平均分子量
が２５００と小さい。このため、樹脂の凝集力が小さく
トナーとＯＨＰシートとの定着性が低下し、また、トナ
ーと加熱ローラとの離型性が低下してオフセットが発生
した。

【００２１】また、比較例３では、カラートナーのバイ
ンダ成分としての樹脂の分子量分布が４０と小さい。こ
のため凝集力が小さくなり、オフセットが発生した。さ
らに、比較例４では、カラートナーのバインダ成分とし
ての樹脂の数平均分子量が４２００と大きく、また１０
０℃での溶融粘度も３．５×１０６と大きい。このため
、トナーの溶融が不完全でフィルム状とならないため、
ＯＨＰ透光性が低下した。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のカラー複
写画像の定着方法は、耐久面で有利なフッ素樹脂系の熱
ローラ定着システムで、ＯＨＰ透光性、定着性、及び耐
オフセット性を確保することが可能となった。したがっ
て、長期間にわたって信頼性の高い画像定着を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で使用した定着装置の側面図である。

【図２】スチレン−アクリル樹脂の１００℃での溶融粘
度と数平均分子量との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１は加熱ローラ、２は加圧ローラ２、１３はフッ素樹脂
層である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表面がフッ素樹脂よりなりＲｚ３．０
   μｍ以下の表面粗さをもつ加熱ローラ、及び該加熱ロー
   ラに圧接する加圧ローラ間にトナー画像を保持する記録
   紙を該トナー画像面が該加熱ローラに面するように通過
   させることにより該トナー画像を該記録紙上に定着させ
   るカラー複写画像の定着方法において、１００℃におけ
   る溶融粘度が５×１０５　〜３×１０６　ｐｏｉｓｅ　
   、分子量分布（Ｍｗ　／Ｍｎ　、Ｍｗ　：重量平均分子
   量、Ｍｎ　：数平均分子量）が４５以上、数平均分子量
   （Ｍｎ　）が１０００〜４０００である樹脂をバインダ
   成分として含むカラートナーを使用することを特徴とす
   るカラー複写画像の定着方法。