JPH06295137A - 定着法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着プロセスにおけるトナーのオフセットを
抑制するために、離型剤を使わないで定着ローラへのト
ナーのオフセットを改善し、転写性、定着性を十分に満
足させること。さらに高解像度の画像を得ること。 【構成】 転写紙上に形成された画像を定着する方法に
おいて、転写紙上に形成された画像が、体積平均粒径
０．１〜２μｍのトナーからなり、体積平均粒径
（Ｄ_v）と個数平均粒径（Ｄ_p）の比がＤ_v／Ｄ_p＝１〜
１．２であり、かつ定着するローラ上が粘度２００セン
チストークス（１２０℃）以下の液体で濡れているロー
ラで、転写紙上の画像を定着することを特徴とする定着
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真法、静電記録
法、静電印刷法等において形成される静電潜像を現像す
るためのトナーと定着プロセスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真法、また静電記録法等に
おいては、光導電性感光体又は誘電体等によりなる潜像
担持体上に形成された静電潜像を現像するために、現像
スリーブ等トナー供給ローラー上でブレード等によって
薄層化され、かつ適当に帯電され微粉末化されたトナー
を用いて、現像し必要に応じて紙等の転写材にトナー画
像を転写した後、加熱圧力、溶剤蒸気等によって定着
し、複写物を得るものである。

【０００３】これらの現像法に適用するトナーは、一般
的に転写紙上に形成されたトナー画像を加熱圧力により
定着しており、熱エネルギーを用いるので定着部分での
ローラに対するオフセット性を改善するために、定着装
置にオイル塗布機を設けたり、又はトナー中に離型剤を
使用している。しかし定着装置にオイル塗布機を設置す
ると、コストアップの要因になったり、または故障やメ
ンテが必要になり、ユーザーにとっては負担が大きくな
り好ましくない。又、トナー中に多量の離型剤を使用す
ると、感光体やキャリアへのトナーのスペント現象がみ
られ、帯電劣化による画像の乱れや低濃度化が発生しこ
れも好ましくない。さらにトナーを転写材料に定着させ
るため熱エネルギーを利用しており、消費電力が大きく
なったり又はファーストコピーまでの時間を必要とする
ためユーザーにとっては好ましい定着装置とはいえなか
った。

【０００４】上記のような現象は混練タイプのトナーや
重合タイプのトナーにおいてみられることであるが、重
合タイプのトナーの場合、トナーの表面に離型材料が存
在すると転写率が悪くなり、得られる画像が非常に薄い
ものになる。又、転写率が悪いことにより、クリーニン
グトナー量も増加してクリーニング不良を引き起こす原
因にもなる。したがって、離型材料を減量するか又は離
型材料がない状態で、定着ローラに対しての離型性や転
写材料への転写性・定着性を満足させる必要がある。

【０００５】これまで述べてきたように、定着特性を改
良するために定着装置の点からとトナー処方により行わ
れている。トナー処方に関しては離型材料を加えるとか
分子量分布の制御により定着特性の改良を試みている
が、いまだ十分な特性は得られていないのが現状であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、定着
プロセスにおけるトナーのオフセットを抑制するため
に、離型剤を使わないで定着ローラへのトナーのオフセ
ットを改善し、転写性・定着性を十分に満足させること
にある。さらに高解像度の画像を得ることを目的として
いる。

【０００７】前記目的を解決するために鋭意研究の結
果、（１）転写紙上に形成された画像を定着する方法に
おいて、転写紙上に形成された画像が、体積平均粒径
０．１〜２μｍのトナーからなり、体積平均粒径
（Ｄ_v）と個数平均粒径（Ｄ_p）の比がＤ_v／Ｄ_p＝１〜
１．２であり、かつ定着するローラ上が粘度２００セン
チストークス（１２０℃）以下の液体で濡れているロー
ラで、転写紙上の画像を定着する定着法を用いることに
より目的を達成することができた。

【０００８】転写材料上に転写されたトナーは、まだ定
着されておらず、指で触れるだけで容易に転写材料から
脱離する。本発明では定着ローラ上を液体で湿潤し、定
着ローラとバックアップローラ間で圧縮されることで、
液体が転写材料上のトナーとともに転写材料も濡らすこ
とにより、トナーと転写材料の親和性が増大し、トナー
を転写材料の間隙に浸透させることができるようにな
る。この時トナーの粒径が２μｍ以上になると、転写材
料が例えば紙の場合、繊維上に残存し完全に定着するこ
とができなくなる。好ましくは１μｍ以下のトナーであ
ると、繊維の間隔のみならず１本の繊維の隙間にも潜り
込むようになり、トナーの定着がほぼ完全なものとな
る。又トナーの粒径が０．１μｍより小さくなると電子
写真プロセス全体を満足させることが困難になり好まし
くない。この時使用される液体は転写材料とトナーの親
和性を増大させるため、ある程度粘度は低い方が適当で
ある。液体の１５０℃での粘度が２００センチストーク
スを越えると、液体が転写材料やトナーとの親和性が大
きくても、転写材料にトナーを定着させるほど転写材料
に液体が湿潤することができなくなる。つまり粘度は低
いほど好ましいわけである。しかし、あまりに低すぎて
も問題があり、定着ローラ上から液体が自由落下しない
ような粘度が好ましい。転写材料やトナーとの親和性は
大きいほど良好であるが、本発明においてはあまり大き
な問題とはならない。

【０００９】この時、定着ローラの湿潤と圧力ととも
に、熱エネルギーを用いてトナーの定着を助けてもよ
い。しかしあまり高温になると、定着ローラにホットオ
フセットを発生させることになるので、適当な温度設定
が必要になる。熱エネルギーを加える方法としては、バ
ックアップローラから加えたり、または定着部を２カ所
にして湿潤ローラと熱供与ローラに分離してもよい。ト
ナーは混練・粉砕タイプのトナーでも重合（懸濁重合、
分散重合、乳化重合）タイプのトナーでもよい。

【００１０】本発明の定着ローラに使用される液体とし
ては、ヘキサノール〔沸点１５５℃，６０センチストー
クス（１２０℃）〕、ヘプタノール〔沸点１７６℃，７
０センチストークス（１２０℃）〕、オクタノール〔沸
点１９４．５℃，８０センチストークス（１２０
℃）〕、イソオクタノール〔１０５センチストークス
（１２０℃）〕及び炭素数２０以下の脂肪族炭化水素が
あげられるが、これらに限定されるものではない。

【００１１】本発明において使用される結着樹脂を形成
する単量体としては、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
レン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレ
ン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン
類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭素ビニル、フッ化
ビニル等のハロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピオ
ン酸ビニル、酢酸ビニルなどのビニルエステル類、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、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のα
−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメ
チルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケト
ン等のビニルケトン類、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニ
ルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピ
ロリドン等のＮ−ビニル化合物等を例示することができ
る。これらの単量体は単独であるいは２種類以上のもの
を組み合わせて用いることができる。

【００１２】又、重縮合型樹脂を形成するための単量体
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、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、ポリオキシプロピレン化ビスフェノ
ールＡ等の多価アルコール、エチレンジアミン、テトラ
メチレンジアミンピペラジン等の多価アミン、そしてマ
レイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、ア
ジピン酸、マロン酸又はこれらの酸無水物又は低級アル
コールとのエステル等を例示することができる。又ここ
に示される樹脂単量体に何等限定されるものではない。

【００１３】又、本発明トナー中には着色剤、帯電制御
剤等の添加剤を用いることができ、これにはカーボンブ
ラック、オイルブラック、ニグロシン染料、含金属染料
等の金属キレート染料、アニリン染料、カルコオイルブ
ルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、メチレ
ンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ローズベ
ンガル、その他の染料、又は顔料が含まれる。

【００１４】又、本発明トナー中には流動化剤を用いる
ことができ、例えば表面を疎水化したＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂
等の無機酸化物、ＳｉＣ等の無機微粒子、ステアリン酸
亜鉛等金属石鹸、その他を用いることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１ 下記のように分散重合法で母体粒子を製造した。撹拌
翼、冷却器を取り付けた５００ｍｌの三つ口フラスコ
に、メタノール３００ｇとイオン交換水１００ｇを入
れ、高分子分散剤Ｇａｎｔｒｅｔ（平均分子量４万）
６．４ｇを少量ずつ撹拌しながら添加し、完全に溶解さ
せた。さらに以下の組成のものを添加し、完全に溶解さ
せた。

【００１６】 スチレン ７０．０ｇ メチルアクリレート ３０．０ｇ ２，２’−アゾビスイソブチロニトリル ０．２ｇ ドデシルメルカプタン ０．３ｇ これらを撹拌しながらフラスコ内を窒素ガスでパージ
し、１時間放置した。６０℃±０．１℃の恒温水槽中で
１００ｒｐｍの撹拌速度で撹拌しながら重合を開始し
た。加熱後１５分すると液は白濁し始め、２０時間重合
後も白濁した安定な分散液であった。一部サンプリング
してガスクロマトグラフィーで、内部標準法による測定
を行なった結果、重合率は７８％であることが確認でき
た。得られた分散液を冷却し、遠心分離機にて１０００
ｒｐｍで遠心分離すると、重合体粒子は完全に沈降し上
部の液は透明であった。上澄み液を除き、あらたにメタ
ノール２５０ｇとイオン交換水１５０ｇを加え、１時間
撹拌洗浄した。遠心分離しメタノールで洗浄する操作を
繰り返し濾過した。濾別したものを５０℃にて２４時間
減圧乾燥し、９５％の収率で白色粉末のスチレン／メチ
ルアクリレート粒子を得た。得られた粒子は体積平均粒
径Ｄｖ＝０．７５μｍであった〔以下この重合粒子を
（Ａ）と呼ぶ〕。

【００１７】次にメタノール２００ｇ中にオイルブラッ
ク８０３〔オリエント化学（株）〕１．０ｇを加熱溶解
した後、冷却し０．５μｍフィルターで濾別し、染料溶
液を作製した。次に該濾液に重合粒子（Ａ）２４ｇ加え
て分散させ、５０℃で１時間加熱撹拌した。その後、染
着樹脂粒子分散液（Ｂ）を室温まで冷却し濾別し着色樹
脂微粒子を得た。これを室温で２４時間真空乾燥後、シ
リカを１．５部添加して混合してトナーを得た。

【００１８】次に、リコー製複写機イマジオ４２０の定
着部分を改良し、定着ローラを取り付けられているオイ
ル塗布器にイソペンタノール（５０センチストークス：
１２０℃）をいれポンプで組み上げフェルトでローラに
イソペンタノールを塗布し、これに上記で作製したトナ
ーを用いてフェライトキャリア１００部に対してトナー
３部と混合し画像形成を行い、定着画像を出力した。得
られた画像は高解像度で完全に定着したものが得られ
た。又、ホットオフセットも見られなかった。

【００１９】実施例２ 実施例１で得られたトナーを用いて、実施例１と同様に
キャリアと混合し、さらにヘキサノール（４０センチス
トークス：１２０℃）を使用する以外は実施例１と同様
にして画像出しを行った。得られた画像は高解像度で完
全に定着したものが得られた。

【００２０】実施例３ 実施例１でトナーを作製した方法で、粒子の重合時にイ
オン交換水を使用しなかった以外は同様の方法でトナー
を作製した。得られたトナーの体積平均粒径は４．８μ
ｍであった。実施例１で使用した複写機を用いて同様に
画像出しを行った。得られた画像は高解像度であったが
定着画像にホットオフセット現象がみられた。

【００２１】比較例１ 実施例１と同様のトナーを用いて、実施例１と同様の定
着部に動粘性率５００センチストークスのアルキル変性
シリコーンオイルを使用し、画像出しを行った。１００
０枚画像出力後は定着不良の画像であった。

【００２２】比較例２ 比較例１で使用したアルキル変性シリコーンオイルを動
粘性率７００センチストークスのエポキシ変性シリコー
ンオイルに代えて画像出しを行なった。１０００枚画像
出力後は定着不良の画像であった。

【００２３】比較例３ 比較例１で使用したアルキル変性シリコーンオイルを３
００センチストークスのシリコーンオイルに変えて画像
出しを行った。１０００枚画像出力後は定着不良の画像
であった。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればト
ナーの転写材料への転写性、定着性を向上させることが
できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写紙上に形成された画像を定着する方
   法において、転写紙上に形成された画像が、体積平均粒
   径０．１〜２μｍのトナーからなり、体積平均粒径（Ｄ
   _v）と個数平均粒径（Ｄ_p）の比がＤ_v／Ｄ_p＝１〜１．２
   であり、かつ定着するローラ上が粘度２００センチスト
   ークス（１２０℃）以下の液体で濡れているローラで、
   転写紙上の画像を定着することを特徴とする定着法。