JPH0430175A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真複写機における粉体トナーの定着方法
に関し、より詳しくは、感光性トナーのごとくトナー成
分中顔料成分を多量に含有するトナーの定着方法に関す
る。

（従来技術） 電子写真複写機においては、記録紙上に形成されたトナ
ー像を、加熱ローラと加圧ローラとがら成る定着ローラ
間を通過させることにより、記録紙上にトナー像を定着
させることが一般的である。

この加熱定着方式においては、加熱ローラが直接トナー
に接触するため、トナー粒子の一部が定着用ローラ表面
に付着転移し、これが後の複写紙上に再転移する所謂オ
フセット現象が発生するという問題がある。

このオフセット現象を防止するために、加熱ローラの表
面をフッ素樹脂の如き離型性乃至は耐汚染性の材料で構
成すると共に、その表面にシリコーンオイル等のオフセ
ット防止液の薄膜を形成させる方法、またトナー粒子中
に離型剤として作用する物質を予め含有させ、ローラに
よる定着に際して、前記物質の液状の形で粒子表面に遊
離させる方法等が採用されている。

また、加熱ローラによるトナー像の定着に際して生ずる
オフセット現象を考えた場合、原因は次の２つに大別さ
れる。一つは、トナー粒子中の樹脂成分が完全に溶融す
るが、この溶融トナーのローラへの粘着力が溶融トナー
の凝集力よりも大きく、その結果としてローラ表面への
転移が生ずるホットオフセットであり、他はトナー粒子
は加熱ローラ側では溶融されるが、記録紙側では非溶融
乃至は非軟化状態であり、その結果としてローラ表面へ
の転移が生しるコールドオフセ・ントである。

このため、加熱ローラの表面温度とローラとトナーとの
接触時間とを適正範囲に定め、ホ・ノドオフセットもコ
ールドオフセットも発生しない定着条件が設定されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） 近時、感光性トナーの開発が進められている。

感光性トナーを用いた複写システムでは、静電潜像が形
成される感光体が不要となるため、装置の簡略化及び低
コスト化が図れる。このような感光性トナーは、それ自
体が光導電性を有する必要があるため、通常のトナーに
比べて、トナー成分中の顔料成分の占める割合が極めて
高い。顔料は一般的に、定着温度（１７０〜２００℃）
において不溶である。すなわち、感光性トナーは加熱ロ
ーラとの接触によって溶融される樹脂成分の割合が少な
く、通常のトナーの定着条件の下で感光性トナーの定着
を行えば、定着不良やオフセ・ント現象が発生するとい
う不具合があった。

（発明の目的） 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、その目的は、感光性トナーのごとくトナー成分中、顔
料成分の占める割合の多いトナーを、定着不良やオフセ
ット現象等の不具合を発生することなく、記録紙上に定
着させる方法を提供することにある。

（発明の構成） 本発明の定着方法は、トナー成分中、顔料成分の配合割
合が少な（とも５０重量％であるトナーを、記録紙上に
加熱定着する方法であって、表面温度が１７０乃至２２
０℃である加熱ローラを該トナーと０．０７乃至０．５
秒間接触させることにより記録紙上に定着することを特
徴とし、そのことにより上記目的が達成される。

（作用） 感光性トナーはそれ自体に光導電性を持たせるために、
顔料成分を多量に含有させる必要がある。

このため加熱ローうによって溶融する樹脂成分の割合が
少なく、通常のトナーを定着させる定着条件下では、良
好な定着性が得られない。本発明者等は鋭意検討の結果
、加熱ローラの表面温度およびトナーとの接触時間を適
正範囲に設定することにより、感光性トナーを良好に定
着させ得ることを見出し、本発明を完成するに至ったの
である。

（発明の好適態様） 以下に本発明の具体例について説明する。

本発明の定着方法は、例えば感光性トナーのごとくトナ
ー成分中の顔料成分の占める割合の多いトナーを用いた
複写システムにおいて採用される。

まず、感光性トナーを用いた複写システムについて以下
に説明する。

感光性トナーを用いた複写システムを示す第１図および
その要部を示す第２図において、全体として１で表す装
置内の略中央分には、外表面に透明電極面１１を備えた
透明ドラム１０が回転可能に設けられている。透明ドラ
ム１０の側部には現像装置２０が設けられている。この
現像装置２ｏは、供給される感光性トナー１２と磁性キ
ャリア１３とを混合するための攪拌ローラ２１と、この
混合物でなる磁気ブラシ１４を表面に形成する現像スリ
ーブ２２とを有している。現像スリーブ２２は表面が導
電性であり、その内部に磁気ブラシ１４を形成するため
のマグネット２３が回転可能あるいは固定して設けられ
ている。透明電極面１１と現像スリーブ２２との間には
電位差を持たせるため、透明電極面は接地され、−方現
像スリーブ２２は負のバイアス電圧が印加されている。

透明ドラムｌＯの略中心部には露光用ミラー１５が固定
配設されており、原稿画像等の光情報が、透明ドラム１
０と現像スリーブ２２上の磁気ブラシとの接触部に導か
れる。透明ドラム１０の回転方向に沿って下流側には、
転写装置３０、クリーニング装置４０が順次設けられて
いる。搬送手段５０により記録紙６０が搬送され、転写
袋ＷＬ３０にてトナー像が転写された後、定着装置７０
に導かれて、記録紙６０上にトナー像が定着される。

このように構成された複写システムにおいては、現像装
置２０内にて感光性トナー１２とキャリア１３が混合攪
拌され、感光性トナーに所定極性（例えば負）の電荷が
付与される。帯電された感光性トナー１２はキャリア１
３とともに現像スリーブ２２上に磁気ブラシ１４を形成
し、現像スリーブ２２の回転により透明ドラム１０との
当接位置（現像領域）に搬送される。現像領域において
、現像スリーブ２２と透明電極面１１との電位差により
、磁気ブラシ中の感光性トナー１２が透明電極面１１に
移行する。透明電極面１１に移行した感光性トナー層に
は、直ちに露光用ミラー１５により、原稿画像に対応し
た光情報が露光される。露光によって光が照射された部
位の感光性トナー１２は、電気導電状態となって電荷が
消失されるとともに透明電極面１１より正の電荷が注入
されるため、透明電極面１１から離脱し、磁気ブラシ１
５により現像装置２０内に回収される。

方、露光により光が照射されなかった部位の感光性トナ
ー１２は負の電荷を保持し、透明ドラム１ｏに付着した
状態を維持する。この結果透明ドラムｌ。

上には、原稿画像に対応したポジのトナー像が形成され
ることとなる。

透明ドラムｌＯ上のトナー像は、帯電装置３０によって
トナーと逆極性（例えば正）の電荷により吸引され、記
録紙６０上に転写される。透明ドラム１０上の残留トナ
ーは、クリーニング装置４０により回収され、廃棄ある
いは現像装置２０内に再供給される。トナー像が転写さ
れた記録紙６０は定着装置７０に搬送され、加熱ローラ
７１によって感光性トナー１２が記録紙６０上に定着さ
れる。

本発明においては、定着を行う際、加熱ローラ７１の表
面温度を１７０乃至２２０℃１加熱ロ一ラ表面とトナー
との接触時間を０．０７乃至０．５秒と設定することに
より、感光性トナー１２を記録紙６０上に良好に定着さ
せることができる。

通常のトナー（カールソン方式の複写機に用いる黒色ト
ナー等）は、画像とし満足される程度に着色されていれ
ばよく、トナー成分中の顔料成分の割合は一般に５乃至
１０重量％である。この場合、ホットオフセットおよび
コールドオフセットを発生させない定着条件として、加
熱ローラの表面を１６０乃至２００℃、トナーとの接触
時間を０．０３乃至０・１秒程度に設定される。

一方、感光性トナーは、それ自体に光導電性を持たせる
ために、トナー成分中、少なくとも５０重量％、好適に
は５０乃至８０重量％という多量の割合の顔料を含有さ
せる必要がある。

顔料成分が多くなると、加熱ローラによって溶融する樹
脂成分の割合が少なくなり、通常のトナーの定着条件で
は適さなくなるが、本発明は前述したように、加熱ロー
ラ７１の表面温度を高く、トナーとの接触時間を長くす
る方向に定着条件を特定量シフトさせることにより、顔
料成分が多くても記録紙６０上に好適に定着させること
が可能となった。

加熱ローラ７１の表面温度が２２０℃より高く、またト
ナーとの接触時間が０．５秒より長くなると、高温オフ
セットが発生する。逆に、表面温度が１７０℃より低く
、またトナーとの接触時間が０．０７秒より短くなると
、定着不良や低温オフセットが発生する。

本発明において、感光性トナーとしては、電気絶縁性樹
脂定着媒質中に光導電性顔料、例えば酸化亜鉛、硫化カ
ドミウム等の無機光導電体や、ペリレン系顔料、キナク
リドン系顔料、ピラントロン系顔料、フタロシアニン系
顔料、ジスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料等の光導電性
有機顔料を分散させた組成物からなる粒子が使用される
。定着媒質としては、電気絶縁性の定着用樹脂、例えば
ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、アクリル
樹脂、ポリカーボネート、ボリアリレート（ビスフェノ
ールＡとイソまたはテレフタレール酸とのポリエステル
）、ポリビニルブチラール、ポリスルホンを用いること
ができ、またポリビニルカルバゾール等の光導電性樹脂
も、単独であるいは電気絶縁性樹脂との組合せで使用さ
れる。

前述した光導電性顔料が可視域に感度を有しない場合に
は、公知の染料増感剤や化学的増感剤を配合することが
できる。また、定着媒質として電荷輸送媒質を用い、こ
の電荷輸送媒質中に前述した光導電性顔料を電荷発生顔
料として分散させ、この分散系を感光性トナーとしても
よい。電荷輸送媒質としては、前述した電気絶縁性樹脂
と、電荷輸送物質、例えばポリビニルカルバゾール、フ
ェナントレン、Ｎ−エチルカルバゾール、２，５−ジフ
ェニル−１，３，４−オキサジアゾール、２．５−ビス
−（４ジエチルアミノフエニル）−１，３，４−オキサ
ジアゾール、ビス−ジエチルアミノフェニル−１，３，
６−オキサジアゾール、４．４゛−ビス（ジエチルアミ
ノ）−２゜２゛−ジメチルトリフェニルメタン、２．４
．５−　）リアミノフェニルイミゾール、２．５−ビス
−（４−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−）リ
アゾール、１−フェニル−３−（４−ジエチルアミノス
チリル）−５−（４−ジエチルアミノフェニル）−２−
ピラゾリン、ｐ−ジエチルアミノベンツアルデヒド−（
ジフェニルヒドラゾン）などの正孔輸送物質や２−ニト
ロ−９−フルオレノン、２．４．７−　トリニトロ−９
−フルオレノン、２．４，５．７−テトラニトロ−９−
フルオレノン、２−ニトロベンゾチオフェノン、２．４
．８−トリニドロチオキサントン、ジニトロアントラセ
ン、ジニトロアクリジン、ジニトロアントラキノンなど
の電子輸送物質の少なくとも１種の組合せが使用される
。電荷輸送物質は、−船釣に樹脂１００重量部当たりｌ
Ｏ乃至２００重量部、特に３０乃至１２０重量部の量で
用いるのがよい。

トナーへの成形は、混線、粉砕、分級による乾式法、分
散液の形で噴霧造粒するスプレードライ法、重合系中で
所定径の粒子に生長させる重合法等により行うことがで
きる。生成したトナー粒子には、疎水性微粉シリカ、微
粉カーボンブラック等の流動性改良剤をマブシにより配
合することもできる。

好適な感光性トナーの例としては、酸化亜鉛＝スチレン
ーアクリル樹脂系、フタロシアニン−スチレン−アクリ
ル樹脂系、フタロシアニン−ポリエステル樹脂系などが
挙げられる。これらの感光性トナーは負極性への摩擦帯
電特性を有している。

一方、正極性への摩擦帯電特性を有する感光性トナーと
しては、上述した樹脂の代わりにポリアミド系樹脂等の
窒素原子を主鎖あるいは側鎖に含む樹脂を含むトナーを
用いればよい。

（実施例） 上土二延去 以下の処方に従って、平均粒径ｌＯμｍの感光性トナー
を作製した。

結着樹脂；スチレン−アクリル樹脂　３３重量部着色染
料；アントラキノン系染料　３．３重量部増感色素；シ
アニン色素　　　　　０．１重量部顔料　　；酸化亜鉛
　　　　　　　１００重量部トナー中の顔料の割合７３
．３％ 定ｌ立試験 上記感光性トナーを用いて、定着条件（加熱ローラの表
面温度、トナーとの接触時間）を変更して、画像複写を
行い、記録紙にベタ部を形成した。

このベタ部の画像濃度を反射濃度計で測定し、その後粘
着テープをベタ部に貼付して剥離し、再度画像濃度を測
定した。

剥離前の画像濃度をＡ、剥離後の画像濃度をＢとし、定
着率を、下記式（１） ％式％（１） に基づいて算出し、 定着率　　８５％以上　　　・・・・　０６０〜８５％
　　　・・・・　△ ６０％以下　　　・・・・　× と評価した。

この結果を第３図に示す。

図から明らかなように、加熱ローラの表面温度を１７０
乃至２２０℃、トナーとの接触時間を０．０７乃至０．
５秒とした範囲（領域Ｃ）においては、良好な定着性が
得られ、オフセット現象の発生も見られなかった。一方
、上記範囲外では良好な定着性が得られず、また、接触
時間を０．５秒以上とした場合、高温オフセットが発生
した。

尚、顔料の配合割合が５乃至１０重量％であるトナーを
良好に定着し得る範囲を領域りで示す。すなわち、本発
明の定着条件は、顔料成分の配合割合の少ない通常のト
ナーの定着範囲とは異なり、通常のトナーにおいて高温
オフセットが発生する領域であることがわがる。

（発明の効果） 以上説明したとおり、本発明によると、加熱ローラの表
面温度を１７０乃至２２０″Ｃ、トナーとの接触時間を
０．０７乃至０．５秒とすることにより、感光性トナー
のごとくトナー成分中、樹脂成分の配合割合が高いトナ
ーであっても、記録紙上に良好に定着させることが可能
となり、しかも、オフセット現象等の不具合が防止され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は感光性トナーを用いた複写システムを説明する
図であり、第２図はその要部を示す図であり、第３図は
定着条件による定着性の変化を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー成分中、顔料成分の配合割合が少なくとも
   ５０重量％であるトナーを、記録紙上に加熱定着する方
   法であって、表面温度が１７０乃至２２０℃である加熱
   ローラを該トナーと０．０７乃至０．５秒間接触させる
   ことにより記録紙上に定着することを特徴とする定着方
   法。