JPH0812456B2 - 加熱定着方法及び該方法に使用される加熱定着用カプセルトナー - Google Patents

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USP3,578,797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課題］ 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、所謂ウエイト時間がある。

（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、所謂オフセット現像を防止する
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に、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
状態となり、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と構成とな
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、USP3,578,797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。

本発明の目的は、上述の如き問題点を解決したウエイ
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及び作用］ 本出願人が先に提案した特願昭62−147884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、ウエイト時
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63−1206
9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、
オフセット現像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、ウエイト時間が
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。

前記目的を達成する本発明は、結着樹脂、離型剤、着
色剤を主成分とする芯粒子表面を樹脂で被覆したカプセ
ルトナーを用い、該トナーの顕画像を記録材に加熱定着
する方法において、 ａ）前記結着樹脂が、 イ エーテル化ビスフェノール類と、 ロ ２価以上のカルボン酸類又はその無水物又はその低
級アルキルエステルとを共縮重合したポリエステル樹脂
を含有し、しかも該ポリエステル樹脂が、熱高架式フロ
ーテスターによる溶融粘度η′が50％流出点において10
³〜10⁵ポイズであり、かつその溶融粘度の自然対数（ln
η′）を温度に対してプロットした際にそのグラフの傾
きの絶対値が1.0ln（poise）／℃以下である特性を有し
てなるカプセルトナーを用い、 ｂ）固定支持された加熱体と、該加熱体に密着させる加
熱部材とにより、該トナーの顕画像を記録材に加熱定着
し、トナーのDSCにより測定される吸熱ピークの極大値
よりも30℃以上高い温度でトナー定着面よりフィルムを
剥離することを特徴とする加熱定着方法に関する。

更に、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
加熱部材とにより、トナーの顕画像を記録材に加熱定着
し、トナーのDSCにより測定される吸熱ピークの極大値
よりも30℃以上高い温度でトナー定着面よりフィルムを
剥離する加熱定着方法に使用されるトナーにおいて、該
トナーが結着樹脂、離型剤、着色剤を主成分とする芯粒
子表面を樹脂で被覆したカプセルトナーであり、該結着
樹脂が イ エーテル化ビスフェノール類と、 ロ ２価以上のカルボン酸類又はその無水物又はその低
級アルキルエステルとを共縮重合したポリエステル樹脂
を含有し、かも該ポリエステル樹脂が、熱高架式フロー
テスターによる溶融粘度η′が50％流出点において10³
〜10⁵ポイズであり、かつその溶融粘度の自然対数ln
η′を温度に対してプロットした際にそのグラフの傾き
の絶対値が1.0ln（poise）／℃以下である特性を有して
なることを特徴とする加熱定着用カプセルトナーに関す
る。

以下、本発明を詳しく説明する。

本発明の加熱定着方法の構成上の特徴は、芯材結着樹
脂として、エーテル化ビスフェノール類と、２価以上の
カルボン酸又はその無水物又はその低級アルキルエステ
ルとを共縮重合したポリエステル樹脂を含有するカプセ
ルトナーであり、しかも該ポリエステル樹脂が、熱高架
式フローテスターによる溶融粘度η′が50％流出点にお
いて10³〜10⁵ポイズであり、かつその温度範囲での溶融
粘度の自然対数lnη′を温度に対してプロットした際に
そのグラフの傾きの絶対値が1.0ln（poise）／℃以下で
ある特性を有してなる芯材を用いることで、極めて低消
費電力でフィルムにオフセットすることなく、トナーを
記録材に加熱定着することができることにある 本発明における溶融粘度の測定は、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−500
形）を用いて行った。加圧成形器を用いて成形した1.5g
の試料を一定温度下でプランジャーにより10kgfの荷重
を与え直径1mm長さ1mmのノズル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量（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′：管壁の見掛けのずり反応（dyne/cm²） Ｄω′：管壁の見掛けのずり速度（1/sec） Ｑ ：流出速度（cm³/sec＝ml/sec） Ｒ ： 押出圧力（dyne/cm²）［10kgf＝980×10⁴dyn
e］ Ｂ ：ノズルの半径（cm）［0.1cm］ Ｌ ：ノズルの長さ（cm）［0.1cm］ 当該フローテスターから得られた見掛け粘度η′の自
然対数を温度（℃）に対してプロットし、50％流出点の
温度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℃/m
inで加熱しながら10kgf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５図に示されるように、50％流出点の温度
（t₅₀）をはさむ溶融粘度の測定点（t_cおよびt_d）のさ
らに外側の測定点（t_aおよびt_b）におけるプロットを直
線で結び、傾き より算出し、これをスロープの“傾き”として近似して
用いている。（ただしlnη′_ａはt_a（℃）における粘度
の自然対数をとった値を示し、lnη′_ｂはt_b（℃）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10⁵ポイズ以上
の場合は加熱定着時の粒子変形が起きにくく粘度性も増
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10³ポイズ
以下の場合は、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”が大きくなり
すぎると（1.0ln（poise）／℃以上）、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（mm/sec）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
ト現像が増大する。

また、本発明のポリエステル樹脂の構成原料であるア
ルコール成分としてはエーテル化ビスフェノール類が好
ましく、これにより、トナーとしての耐衝撃性が保持さ
れ定着性以外の電子写真特性に悪影響を及ぼすことがな
い。

本発明に適用されるカプセルトナーの結着樹脂として
のポリエステル樹脂の構成原料であるエーテル化ジフェ
ノールと使用可能なものは、ポリオキシスチレン（６）
−２・２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、
ポリヒドロキシブチレン（２）−２・２−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン
（３）−２・２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロ
パン、ポリオキシプロピレン（３）−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）チオエーテル、ポリオキシエチレン
（２）−２・６−ジクロロ−４−ヒドロキシフェニル、
２′・３′・６′−トリクロロ４′−ヒドロキシフェニ
ルメタン、ポリオキシプロピレン（３）−２−ブロモ−
４−ヒドロキシフェニル、４−ヒドロキシフェニルエー
テル、ポリオキシエチレン（2,5）−Ｐ・Ｐ−ビスフェ
ノール、ポリオキシブチレン（４）ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）ケトン、ポリオキシスチレン（７）−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ポリオキシペン
チレン（３）−２・２−ビス（２・６−ジアイオド−４
−ヒドロキシフェニル）プロパンおよびポリオキシプロ
ピレン（２・２）２・２−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）プロパンである。

エーテル化ジフェノールの一群はエーテル化ビスフェ
ノールである。好ましい群のエーテル化ビスフェノール
はエトキシ化またはプロポキシ化されたものであり、ビ
スフェノール１モル当り２ないし３モルのオキシエチレ
ンまたはオキシピロピレンを有し、Ｒとしてプロピレン
またはスルホン基をもつものである。この群の例はポリ
オキシエチレン（２・５）−ビス（２・６−ジブロモ−
４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ポリオキシプロピ
レン（３）−２・２−ビス（２・６−ジフルオロ−４−
ヒドロキシフェニル）プロパンおよびポリオキシチレル
（１・５）−ポリオキシプロピレン（１・10）−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）スルホンである。

上式によって特徴づけられる群に入るエーテル化ビス
フェノールの他の好ましい群は、ポリオキシプロピレン
２・２′−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンお
よびポリオキシチレンまたはポリオキシプロピレン２・
２−ビス（（４−ヒドロキシ、２・６−ジクロロフェニ
ル）プロパン（ビスフェノール１モル当りオキシアルキ
レン単位数が2.1ないし2.5である）が挙げられる。

また、本発明のポリエステル樹脂の構成原料である２
価以上のカルボン酸類としては、芳香族カルボン酸類そ
れ以外のカルボン酸類のいずれも使用可能であり、酸成
分中の95mole％以上はジカルボン酸類であることが好ま
しく、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル
酸、ジフェニル−Ｐ・Ｐ′−ジカルボン酸、ナフタレン
−２・７−ジカルボン酸、ナフタレン−２・６−ジカル
ボン酸、ジフェニルメタン−Ｐ・Ｐ′−ジカルボン酸、
ベンゾフェノン−４・４′−ジカルボン酸、１・２−ジ
フェノキシエタン−Ｐ・Ｐ′−ジカルボン酸等の芳香族
ジカルボン酸が使用でき、それ以外の酸としてはマレイ
ン酸、フマル酸、グリタル酸、シクロヘキサンカルボン
酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸、メサコン酸、シ
トラコン酸、セバチン酸およびこれらの無水物およびこ
れらの酸の低級アルキルエステル化物を使用することが
できる。

３価以上のポリカルボン酸類も使用可能であり、例え
ばトリメリット酸、ピロメリット酸、シクロヘキサント
リカルボン酸類、２・５・７−ナフタレントリカルボン
酸、１・２・４−ナフタレントリカルボン酸、１・２・
４−ブタントリカルボン酸、１・２・５−ヘキサントリ
カルボン酸、１・３−ジカルボキシル−２−メチレンカ
ルボキシルプロパン、１・３−ジカルボキシル−２−メ
チル−２−メチレンカルボキシルプロパン、テトラ（メ
チレンカルボキシル）メタン、１・２・７・８−オクタ
ンテトラカルボン酸及びそれらの無水物およびそれらの
低級アルキルエステル化物を若干量用いてもよい。

また、３価以上のポリオール類も若干量なら用いても
よく、ソルビトール、１・２・３・６−ヘキサンテトー
ル、１・４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペ
ンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、しょ
糖、１・２・４−メシタトリオール、グリセリン、２−
メチルプロパントリオール、２−メチル−１・２・４−
ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロ
ールプロパン、１・３・５−トリヒドロキシメチルベン
ゼン、エリトロ１・２・３−ブタントリオール、トレオ
１・２・３−ブタントリオール等が挙げられる。

本発明に用いられる離型剤としては、ポリ弗化エチレ
ン、弗素樹脂、弗素化炭素油、シリコーンオイル、低分
子量ポリエチレン、低分子量ポリプロポレン等が芯材に
対して0.1〜20重量％好ましくは0.5〜10重量％の添加量
で用いられる。

さらに、本発明に使用される芯材中には、前述構成材
料からなるポリエステル樹脂以外に、該ポリエステル樹
脂の30重量％以下の割合でしかも高架式フローテスター
による溶融粘度η′が50％流出点において10³〜10⁵ポイ
ズから逸脱せず、しかもその溶融粘度の自然対数（ln
η′）を温度に対してプロットした際にそのグラフの傾
きの絶対値が1.0ln（poise）／℃を越えないように、例
えば、スチレンを主体とするビニル系樹脂、スチレン−
ブタジエン樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹
脂、ロジン、変性ロジン、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、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等を含有さ
せてもよい。

使用するトナーが磁性微粒子を含有する磁性トナーと
して用いられる場合には、磁性微粒子としては磁性を示
すか磁化可能な材料であればよく、例えば鉄、マンガ
ン、ニッケル、コバルト、クロムなどの金属、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
の他の強磁性合金などがあり、これらを平均粒径約0.05
〜５μの微粒末としたものが使用できる。トナー中に含
有させる磁性微粒子の量は、磁性トナーの総重量の15〜
70重量％（より好ましくは25〜45重量％）が良い。

また本発明で使用する芯材粒子には着色の目的で種々
の物質を添加することができる。例えば、カーボンブラ
ック、鉄黒、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、ベンジンイエロー、キナクリドン各種レーキ顔料
などである。

これらの粒子をカプセル化する方法としては、公知の
カプセル化技術を利用することができる。例えば、スプ
レードライ法、コアセルベーション法、相分離法などが
好適に使用できるほか、in−situ重合法、米国特許第3,
338,991号明細書、同第3,326,848号明細書、同第3,502,
582号明細書に記載されている方法なども使用できる。

殻材としては、公知の樹脂が使用可能である。例え
ば、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；無水アレイ
ン酸あるいは無水ア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
モノマー；塩化ビニリデン、フッ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、ポリセステル、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、変性ロジン、
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。

本発明のカプセルトナーは、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、研磨剤、電
荷調整剤などを混合した後に、現像剤として用いられ
る。

また２成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、あるい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と混合した後
に、現像剤として使用する。

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２
図に基づいて説明すると、１はガラス等の透明部材より
なる原稿載置台で、矢印ａ方向に往復動して原稿を走査
する。原稿載置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ｂ方向に回転する。また５は帯
電器であり、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によっ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、カセットＳ内に収納されているシートＰ
は、給送ローラ７を感光ドラム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10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イレ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３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、一
例として厚み1.0mm、巾10mm、長手長240mmのアルミナ基
板21に抵抗材料22を巾1.0mmに塗工したもので長手方向
両端より通電される。通電はDC 100Vの周期20msec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
ス巾を変化させて与える。略パルス巾は0.5msec〜5msec
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T₁の場合、抵抗材料22に対向するフィル
ム24の表面温度T₂はT₁よりも約10〜30℃低い。またフィ
ルム24がトナー定着面より剥離する部分におけるフィル
ム表面温度T₃は前記温度T₂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20μｍ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,PAF等のフッ素樹脂に導電
材を添加した離型層を10μｍコートしたエンドレスフィ
ルムである。一般的には総厚100μより好ましくは40μ
未満で、フィルム駆動は駆動ローラー25と従動ローラー
26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28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着像を得るもので
ある。

以上はエンドレスベルトで説明したが第３図（ｂ）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。

また画像形成装置としては複写機、プリンター、FAX
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、DSC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、フィルムをトナー定着面より、はく離する時の
温度が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良い。

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、ASTM D−3418−82に準拠し算出する。具体的には、
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10℃/min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℃/m
inの昇温速度で200℃迄加熱し測定する。一般的には、
第４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度（T_D）と定義す
る。

［実施例］ 以下本発明の実施例、比較例で使用されるポリエステ
ル樹脂の製造例とその樹脂を結着樹脂としたトナーの製
造例を挙げ説明するが、何ら本発明を限定するものでは
ない。なお、部数は重量部を意味する。

〈ポリエステル樹脂Ａの製造例〉 以上の構成原料を合計量で1500gを、温度計、ステン
レススチール製撹拌器、ガラス製窒素導入管及び流下式
コンデンサーを備えた2l容量の４つ口丸底フラスコに入
れた。次いでフラスコをマントルヒーター中におき、ガ
ラス導入管より窒素ガスを導入して反応器内を不活性雰
囲気に保ち昇温した。その後0.10gのジブチルチンオキ
サイドを加え210℃に保ち12時間共縮合反応させポリエ
ステル樹脂Ａを得た。

このポリエステル樹脂Ａの第１図に示す高架式フロー
テスター測定による50％流出点における見掛粘度η′は
2.7×10⁴ポイズとなり、又この温度範囲内での粘度η′
の自然対数lnη′の温度に対する傾きの絶対値は0.28ln
（poise）／℃であった。

〈ポリエステル樹脂Ｂの製造例〉 以上の構成原料とする以外はポリエステルＡと同様に
してポリエステルＢを得た。このポリエステル樹脂の第
１図に示す高架式フローテスター測定による50％流出点
における見掛粘度η′は3.4×10³ポイズ、又この温度範
囲内での粘度η′の自然対数lnη′の温度に対する傾き
の絶対値は0.41ｎ（poise）／℃であった。

〈サンプルＡ〉 上述の製造例によるポリエステル樹脂A100部、銅フタ
ロシアニン顔料５部、低分子量ポリプロピレン３部を２
軸の混練押出し機によって溶融混練した後、冷却し、気
流式粉砕機で粉砕し風力分級機により分級し平均粒径12
μｍの青色芯材粒子を得た。

上記芯材粒子を以下の方法でカプセル化した。

上記成分を有した芯材粒子分散液を調合した。この分
散液に28％アンモニア水溶液を漸次滴下し、系のpHがア
ルカリ性となるまで滴下しカプセル化を行った。この
際、槽内の温度は15℃，回転数4000rpm（オートホモミ
キサー）で行った。

次いで過，乾燥を行いカプセルトナーを得た。

このカプセルトナー100部に対してコロイダルシリカ
0.5部を外添混合しサンプルＡとした。

アクリルコートフェライトキャリア100部にサンプルA
10部を混合し二成分現像剤とした。

〈サンプルＢ〉 ポリエステルＡの替りにポリエステルＢとし低分子量
ポリプロピレンを低分子量ポリチレンとする以外はサン
プルＡと同様にしてサンプルＢを得た。

アクリルコートフェライトキャリア100部にサンプルB
10部を混合し二成分現像剤とした。

〈サンプルＣ〉 ポリエステル樹脂B100部、磁性体60部、低分子量ポリ
プロピレン３部を２軸の混練押出し機によって溶融混練
した後冷却し、気流式粉砕機で粉砕し、風力分級機によ
り分級し平均粒径12μｍの芯材粒子を得た。

上記芯粒子を以下の方法でカプセル化した。

芯材粒子をゼラチンの３％水溶液に分散させ５分間撹
拌することによって膜厚0.8μｍのゼラチン穀物質を形
成せしめた。次いでこの分散液を過しエタノールで洗
浄乾燥することによって芯材のまわりに中間層を得た。
得られた粒子100部を以下の組成の溶液に分散した。

この分散液をスプレードライヤー（入口温度150℃、出
口温度100℃、風量100m/min、２流体ノズル型）を用い
てカプセル化を行った。この得られたカプセルトナー10
0部にコロイダルシリカ0.6部を外添混合してサンプルＣ
を得た。

次にサンプルＡ〜Ｃ及び第３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160℃、加
熱部の抵抗材料の消費電力は150W、加圧のローラーの総
圧は7kg、加圧ローラーとフィルムのニップは3mm、定着
処理速度（p.s.）100mm/secに設定し、耐熱シートとし
ては、記録材との接触面にPTFEに導電性物質を添加した
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。

この時の加熱体の表面温度160℃に達するまでに要し
た時間は、約1.5sec.であった。

サンプルＡを市販の複写機Canon NP−6650（キヤノン
（株）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３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ヤノンニュードライペーパー
（キヤノン販売社製）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50g/cm₂の荷重をかけたシルボン紙で摺擦し、摺擦前
後の画像濃度低下率（％）で表わした。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、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２〜５％（平均2.2％）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、定着装置のフィルム
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、ポリプロピレ製の100ccカップ中にこのトナー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、トナー魂の発生はなく、良好であった。

比較例１ 本加熱定着装置と、加熱ローラー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。熱ローラー定着
用の外部定着装置を用意した。該熱ローラー定着器は上
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
いる。さらにニップ巾は3mmである。ローラー間の総圧
は7kg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
付けロール回転下昇温させたところ、５分後で表面温度
は160℃にようやく達した。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160℃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
160℃にまで上昇するまでの時間は20秒でありさらに温
度調節により一定温度に保持されるために若干の時間を
要した。すなわち、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、ウエ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２〜７％（平均4.3％）と実施例１に比べやや劣る結
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、2500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150mm/sec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170℃
になるように設定した。この時、加熱体の表面温度が17
0℃に達するまでに要した時間は約1.5sec.であった。定
着試験の結果をTable.1に示した。Table.1に表わされる
ように良好な結果を示した。

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との比較のために定着処理速度150mm/se
cに変え、さらにローラー表面温度を170℃に設定した。
この時ローラー表面温度が170℃に達するまでに要した
時間は約23sec.プラス若干時間であった。

結果をTable.1に示した。Table.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Table.1にまとめて
示す。

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.1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Table.1にまとめて
示す。

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（T_D）及び加熱体温度（T₁）、フィルム表面温
度（T₂）、剥離時のフィルム表面温度(T₃）をTable.2に
示す。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の加熱定着方法により、少
ない消費電力で、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図は本
発明の定着方法を実施している定着装置を具備している
画像形成装置の概略的断面図、第３（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３（ｂ）図は本発明の別な態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４図はト
ナーの吸熱ピークを示すグラフ、第５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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 13/20 15/20 １０１ (72)発明者 松永 聡 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−68766（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−157678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−128362（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−128358（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−128359（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−128360（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−215558（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−215557（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−58356（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結着樹脂、離型剤、着色剤を主成分とする
   芯粒子表面を樹脂で被覆したカプセルトナーを用い、該
   トナーの顕画像を記録材に加熱定着する方法において、 ａ）前記結着樹脂が、 イ エーテル化ビスフェノール類と、 ロ ２価以上のカルボン酸類又はその無水物又はその低
   級アルキルエステルとを共縮重合したポリエステル樹脂
   を含有し、しかも該ポリエステル樹脂が、熱高架式フロ
   ーテスターによる溶融粘度η′が50％流出点において10
   ³〜10⁵ポイズであり、かつその溶融粘度の自然対数（ln
   η′）を温度に対してプロットした際にそのグラフの傾
   きの絶対値が1.0ln（poise）／℃以下である特性を有し
   てなるカプセルトナーを用い、 ｂ）固定支持された加熱体と、該加熱体に密着させる加
   熱部材とにより、該トナーの顕画像を記録材に加熱定着
   し、トナーのDSCにより測定される吸熱ピークの極大値
   よりも30℃以上高い温度でトナー定着面よりフィルムを
   剥離することを特徴とする加熱定着方法。
2. 【請求項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体を該加熱体に密着さ
   せる加熱部材とにより、該トナーの顕画像を記録材に加
   熱定着し、トナーのDSCにより測定される吸熱ピークの
   極大値よりも30℃以上高い温度でトナー定着面よりフィ
   ルムを剥離する加熱定着方法に使用されるトナーにおい
   て、該トナーが結着樹脂、離型剤、着色剤を主成分とす
   る芯粒子表面を樹脂で被覆したカプセルトナーであり、
   該結着樹脂が、 イ エーテル化ビスフェノール類と、 ロ ２価以上のカルボン酸類又はその無水物又はその低
   級アルキルエステルとを共縮重合したポリエステル樹脂
   を含有し、しかも該ポリエステル樹脂が、熱高架式フロ
   ーテスターによる溶融粘度η′が50％流出点において10
   ³〜10⁵ポイズであり、かつその溶融粘度の自然対数（ln
   η′）を温度に対してプロットした際にそのグラフの傾
   きの絶対値が1.0ln（poise）／℃以下である特性を有し
   てなることを特徴とする加熱定着用カプセルトナー。