JPH0812457B2 - 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法が多用されている。

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、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、
オフセット現象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、結着樹脂および着色材
料を主成分とする芯粒子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）該芯粒子の結着樹脂が、 イ エーテル化ビズフェノール類と、 ロ 全酸成分中、30mole％以上の芳香族ジカルボン酸類
と、 ハ 全酸量に対し、５〜40重量％のアルケニル置換ジカ
ルボン酸類及び／又はアルカリ置換ジカルボン酸類と ニ ３価以上のポリカルボン酸類及び／又は３価以上の
ポリオール類 とを共縮合したポリエステル樹脂を結着樹脂として含有
し、かつ、該ポリエステル樹脂が、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、しかもその溶融粘度の自然対数lnη′と温
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圧
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
加圧部材とにより、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
トナーが結着樹脂および着色材料を主成分とする芯粒子
を樹脂で被覆したカプセルトナーであって、該芯粒子の
結着樹脂が、 イ エーテル化ビズフェノール類と、 ロ 全酸成分中、30mole％以上の芳香族ジカルボン酸類
と、 ハ 全酸量に対し、５〜40重量％のアルケニル置換ジカ
ルボン酸類及び／又はアルカリ置換ジカルボン酸類と ニ ３価以上のポリカルボン酸類及び／又は３価以上の
ポリオール類 とを共縮合したポリエステル樹脂を結着樹脂として含有
し、かつ、該ポリエステル樹脂が、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、しかもその溶融粘度の自然対数（lnη′）
と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一つの特徴は、エー
テル化ジフェノール類と、芳香族ジカルボン酸類とを基
本骨格とし３価以上のポリカルボン酸類及び／又は３価
以上のポリオール類によりポリマー骨格を網状化し、し
かもポリマー骨格中にアルケニル置換ジカルボン酸類及
び／又はアルキル置換ジカルボン酸類をソフトセグント
として導入したポリエステル樹脂を芯材結着樹脂とした
カプセルトナーを用いることで、より低消費電力でトナ
ーを記録材に加熱定着することができる。

前述のソフトセグメントが全酸量に対し５重量％未満
のときは加熱定着のための消費電力が増大し逆に40重量
％を上回る場合は、加熱定着時におけるオフセット性が
劣る可能性が生じる。

ポリマー骨格の網状化成分であるポリカルボン酸類は
ポリエステル中に５〜30重量％含まれていることが好ま
しく、ポリオール類は５重量％を越えないで含まれるこ
とが好ましい。

ポリカルボン酸類とポリオール類の合計が40重量％以
上では、芯材の製造工程における粉砕コストが上昇する
とともに、当然のことながらトナーを加熱定着するため
により多くのエネルギーが必要となる。

逆にポリカルボン酸類、ポリオール類の合計量がポリ
エステル中で10重量％を下まわると、加熱定着工程でト
ナーの過剰溶融の傾向が現われはじめ、５重量％以下で
は完全に転写紙中への浸み込み、裏移りや溶融トナーの
広がりによる画像ニジミ等の欠点が顕著となる。

本発明の加熱定着方法の構成上さらにもう一つの特徴
は、上述の特定のポリエステル樹脂の熱高架式フローテ
スターによる溶融粘度η′が50％流出点において10³〜1
0⁵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）／℃以下であること
で、より低消費電力でフィルムにオフセットすることな
く、トナーを記録材に定着することができる。

本発明の溶融粘度の測定は、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。） 本発明のトナーに用いられる芯材結着樹脂であるポリ
エステルの高架式フローテスター測定による50％流出点
における溶融粘度が10⁵ポイズをこえると、本発明の加
熱定着方法においても消費電力が増大し、定着不良やイ
ックスタートが困難になる等の欠点が現われる。本発明
のポリエステル中の網状化成分の合計量が35重量％以上
になると、溶融粘度が10⁵ポイズを上回る場合がある。

逆に50％流出点での溶融粘度が10³ポイズ未満の場合
は、トナーの過剰溶融による欠点（裏移り、ニジミ等）
が顕著となる。

本発明のポリエステル中の網状化成分の合計量が５重
量％未満となると溶融粘度が10³ポイズを下回る場合が
ある。また、50％流出点における溶融粘度η′の自然対
数lnη′の温度に対する傾きの絶対値は本発明のポリエ
ステル樹脂の粘度の温度変化に対する感受性を反映し、
この変化率が絶対値で1.0ln（poise）／℃以上ではフィ
ルムにオフセットしやすく、しかも定着画像の光沢が出
すぎ画像品位が低下する。

さらにこの変化率の絶対値は本発明でのポリエステル
樹脂中の網状成分量、ソフトセグメント量の量及びその
比率に依存し、本発明での請求範囲内でのそれぞれの使
用量で定着性、オフセット性、画像性等が本発明の加熱
定着方法において良好に達成される。

本発明に適用されるカプセルトナーの芯材結着樹脂と
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エチレン
（１・５）−ポリオキシプロピレン（１・０）−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
よびポリオキシエ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。

又、本発明のポリエステル樹脂の構成原料である芳香
族系ジカルボン酸類としてはテレフタル酸、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酸の無水物等が挙げられ
る。

又本発明のポリエステル樹脂の構成原料であるアルケ
ニル置換ジカルボン酸あるいはアルキル置換ジカルボン
酸としては、炭素数が６〜18のアルケニル基あるいはア
ルキル基が置換されたマレイン酸、フマル酸、アジピン
酸、コハク酸、グルタル酸、セバチン酸、アゼライン酸
及びそれらの無水物、エステル化合物等が挙げられる。

特にｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク
酸、ｎ−ドデシルコハク酸、イソ−ドデシルコハク酸、
イソ−オクチルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−
ブチルコハク酸等が好ましい。

又本発明のポリエステル樹脂の構成原料である３価以
上のポリカルボン酸類としては、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、エステル化物等が使用でき、３価以上の
ポリオール類としてはソルビトール、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。

本発明に使用される芯材粒子中には上記構成材料から
なるポリエステル樹脂以外に、該ポリエステル樹脂の含
有量より少ない場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（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、スチレンーブタ
ジェン樹脂、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。

また本発明に使用される芯材粒子中には必要に応じて
各種離型剤を含有させても良い。例えばポリフッ化エチ
レン、フッ素樹脂、フッ素化炭素油、シリコーンオイ
ル、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等
が芯材粒子に対して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。

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、磁性トナー中に
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トナーには着色・荷電制御等の
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3,33
8,991号明細書、同第3,326,848号明細書、同第3,502,58
2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、変成ロジン、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、アル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と感光ドラム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
されているトナー像は、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、シートを送り出し軸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
ル樹脂の構造例とその樹脂を芯材結着樹脂としたカプセ
ル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。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
テスターによる50％流出点における見掛粘度η′は1.6
×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0.098±
0.01ln（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、磁性粉
（磁性酸化鉄）60部を、２軸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。

上記芯材粒子を以下の方法でカプセル化を行った。

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ルカ
0.5部を外添混合しサンプルＡとした。

（ポリエステル樹脂ｂの製造例） 以上を構成原料とする以外はポリエステル樹脂ａと同
様にしてポリエステル樹脂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による50％流
出点における見掛粘度η′は6.0×10³ポイズ、又この温
度範囲での粘度η′の自然対数lnη′の温度に対する傾
きの絶対値は0.17±0.01ln（poise）／℃であった。

（サンプルＢ） ポリエステル樹脂ａのかわりに上述のポリエステル樹
脂ｂを100部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。

（サンプルＣ） 上記成分をサンプルＡと同様に処理し平均径10.6μｍ
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を行った。

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10m/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100
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。

サンプルC10部に対して樹脂コートフェライトキャリ
ア110部を混合し、二成分現像剤とした。

次にサンプルＡ〜Ｃ及び第３図（ａ）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170℃、加
熱部の抵抗材料の消費電力は150W、加圧ローラーの総圧
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170℃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−150Z（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（ａ）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3.3％）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、４分後でもその表
面温度は150℃にしか上昇せず定着試験は実行できなか
った。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170℃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170℃にまで上昇する
までの時間は23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４〜７％（平均5.5％）と実施例１に比べ多少劣る結
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、4500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130mm/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190℃
になるように設定した。この時、加熱体の表面温度が19
0℃に達するまでに要した時間は約1.7sec.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130mm/se
cに変え、さらにローラー表面温度を190℃に設定した。
この時ローラー表面温度が190℃に達するまでに要した
時間は約30sec.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61−278861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−284772（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】結着樹脂および着色材料を主成分とする芯
   粒子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）該芯粒子の結着樹脂が、 （イ）エーテル化ビスフェノール類と、 （ロ）全酸成分中、30mole％以上の芳香族ジカルボン酸
   類と、 （ハ）全酸量に対し、５〜40重量％のアルケニル置換ジ
   カルボン酸類及び／又はアルキル置換ジカルボン酸類と （ニ）３価以上のポリカルボン酸類及び／又は３価以上
   のポリオール類 とを共縮合したポリエステル樹脂を結着樹脂として含有
   し、かつ、該ポリエステル樹脂が、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、しかもその溶融粘度の自然対数lnη′と温
   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圧
   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材を該加熱体に密着さ
   せる加圧部材とにより、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および着色材料を主成分とする
   芯粒子を樹脂で被覆したカプセルトナーであって、該芯
   粒子の結着樹脂が、 （イ）エーテル化ビスフェノール類と、 （ロ）全酸成分中、30mole％以上の芳香族ジカルボン酸
   類と、 （ハ）全酸量に対し、５〜40重量％のアルケニル置換ジ
   カルボン酸類及び／又はアルキル置換ジカルボン酸類と （ニ）３価以上のポリカルボン酸類及び／又は３価以上
   のポリオール類 とを共縮合したポリエステル樹脂を結着樹脂として含有
   し、かつ、該ポリエステル樹脂が、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、しかもその溶融粘度の自然対数（lnη′）
   と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。