JPS6117152A - 熱ロ−ル定着用トナ− - 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〕 本発明は熱ロール定着用トナーの改良に関する。特に、
ドラムフィルミング（感光ドラム上へのトナーのオフセ
ット）が発生せず、しかも、熱ロール上へのトナーのオ
フセットをともなうことなくトナーが紙面に確実に定着
するようになす熱ロール定着用トナーの改良に関する。

〔従来の技術〕

熱ロール定着方式のプリンタは、第３図に示すように構
成されていることが一般である０図において、ｌは感光
ドラムであり、その面上に所望の画像に対応するように
電荷が付与される。２はトナー供給装置であり、トナー
３を上記の電荷上のみに付着させる。４はトナー転写用
ローラであり感光ドラムｌにプリント紙５を押圧して上
記の電荷上に付着しているトナー３をプリント紙５上に
転写する。６．６°は熱ロールでありトナー３の付着し
ているプリント紙５を押圧加熱し、トナー３を溶融の上
置化してプリント紙５の上に定着する。感光ドラムｌ上
に付与されている電荷に付着しているトナー３の全量を
プリント紙５に転写することは困難であり、トナー３が
いくらか感光ドラムｌ上に残留することはやむを得ない
。そこで、クリーニングブラシ７を設けておき残留して
いるトナー３を除去するようにされている。

か−る熱ロール定着方式のプリンタを使用して鮮明な画
像を反復プリントすることを可能にするためには、（イ
）プリント紙５上に付着されているトナー３が熱ロール
６上に移転残留することなくその全量が、プリント紙５
上に定着されること、すなわち、熱ロール６上へのトナ
ー３のオフセットが発生しないこと、（ロ）プリント紙
５上に定着されたトナー３の定着性が良好で剥離等が発
生しないこと、（ハ）感光ドラムｌ上に残留したトナー
３が、クリーニングブラシ７によって完全に除去される
こと、すなわち、クリーニングブラシ７によって除去さ
れずに感光ドラム１上に残留したトナーが感光ドラムｌ
上に溶融付着するいわゆるドラムフィルミングが発生し
ないことが必要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

熱ロール定着用トナーは、カーポンプブラシ等の着色材
と定着用の基材樹脂との混合物であり、定着用基材樹脂
としては、従来、スチレン系樹脂やエポキシ樹脂が使用
されているが、それぞれ。

下記の欠点を有する。

（イ）スチレン系樹脂を基材樹脂とする場合は、スチレ
ン系樹脂の破砕性が悪いためトナーの生産性が低く、し
かも、定着時に溶融されると悪臭を発するため衛生状好
ましくないという欠点がある。

（ロ）エポキシ樹脂を基材樹脂とする場合は上記の欠点
はない（破砕性は良好であり、定着時に悪臭も発しない
、）が、定着時に熱ロールにトナーがオフセットされや
すく、かつ、ドラムフィルミングが発生しやすいので、
反復プリントを実行すると画像が次第に不明瞭になると
いう欠点が□ある。

なお、エポキシ樹脂にポリプロピレン等のワックスを添
加すると、定着時にトナーが然ロールにオフセットする
ことを防止しうることか知られているが、ドラムフィル
ミングの発生を防止する手法は知られていない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の欠点を解消し、感光ドラム上に残留し
ているトナーをクリーニングブラシを使用して除去する
場合ドラムフィルミングが発生することがなく、定着時
に熱ロールにトナーがオフセットすることがなく、熱ロ
ール定着方式のプリンタを使用して鮮明な画像を連続的
に反復プリントすることを可能にする熱ロール定着用ト
ナーを提供するものであり、その手段は、着色材とエポ
キシ樹脂とポリプロピレンと疎水性シリカとを含有する
熱ロール定着用トナーによってなされる。

そして、トナー重置に対する疎水性シリカの好ましい含
有量は０．０１〜０．３％であり、トナー重量に対する
ポリプロピレンの好ましい含有重量比は１〜１０％であ
る。

（作用〕 本発明に係る熱ロール定着用トナーには、カーボンブラ
ック等の着色材とエポキシ樹脂よりなる基材樹脂に加え
て、摩擦係数の小さい疎水性シリカが含まれているので
ドラムフィルミングが発生することがなく、また、ポリ
プロピレンが含まれているので定着時にトナーが熱ロー
ル上にオフセットすることがない。

上記作用の各々について、さらに詳細に説明する。

（イ）疎水性シリカの作用 エポキシ樹脂に疎水性シリカを添加して、疎水性シリカ
を種々な重量比に含有しエポキシ樹脂を基材樹脂とする
トナーを試作した。この場合、ドラムフィルミングの発
生を検討対象としているので、含有量が通常数％である
着色材（カーボンブラック等）の添加は必ずしも必要で
はない。熱ロール定着方式のプリンタ（富士連装Ｆ　Ｂ
？１５Ｄの定着装置をフラッシュ定着装置から熱ロール
定着装置に改造せる物）を使用して、トナー中に含まれ
る疎水性シリカの重量比と耐ドラムフィルミング性との
関係を調べた結果、疎水性シリカを０．０！重量％含有
するエポキシ樹脂系トナーは耐ドラムフィルミング性が
すぐれており、同一パターンを３０．０００回程度連続
的に反復プリントしても、感光ドラム上にトナーが溶着
するドラムフィルミングは認められなかった。たり、疎
水性シリカの含有量が０．３重量％以上において、いわ
ゆるかぶり現象が認められた。このかぶり現象はトナー
の帯電量が十分でないことに起因することが知られてい
るので、疎水性シリカの含有重量比と帯電量との関係を
調べて、第１図に示すグラフを得た。

図より明らかなように、疎水性シリカを含有しない場合
２０ｇＣ／ｇである帯電量は、０．３重量比の疎水性シ
リカの含有により、５＃ＬＣ／ｇ程度（２５％）に減少
する。

かぶり現象を発生させないために必要なトナーの最低帯
電量は５　ｐ−Ｃ／　ｇと認められているので、疎水性
シリカの好ましい含有重量比は０．０１〜０．３重量％
と決定した。

（ロ）ポリプロピレンの作用 エポキシ樹脂にポリプロピレンを添加して、ポリプロピ
レンを種々な重量比に含有しエポキシ樹脂を基材樹脂と
するトナーを試作した。この場合は、（イ）プリント紙
上に付着しているトナーが全量プリント紙上に定着され
て熱ロールへのオフセットが発生しないこと（オフセッ
ト不発生性）、及び、（ロ）プリント紙上に定着された
トナーが確実にプリント紙と結合して剥離等の不具合が
発生しないこと（定着性）を検討対象としているので、
着色剤（カーボンブラック等）の添加は必要としない。

オフセット不発生性はオフセット温度をもって判定した
。オフセット温度とは、ある温度以下においてはトナー
が熱ロール上にオフセットされないという温度である。

また、定着性は定着温度をもって判定した。定着温度と
は、ある温度以上で定着をなした場合剥離等が発生しな
い温度である。

オフセット温度と定着温度とは、第４図に示す装置を使
用して下記の手順をもって、これを測定した。第４図に
示す装置は熱ロールをもってなすトナーの定着過程に極
力近似させて構成した試験装置であり、１対のホットプ
レ・−ト８．８′　と、このホットプレート８．８′の
嵌合面に設けられるテフロンフィルム９とよりなり、こ
のテフロンフィルム９と他方のホットプレート８゛　と
の間にトナー３の付着されたプリント紙５を挟んでこれ
を抑圧加熱するものである。

オフセット温度測定の手順ば、 （イ）音波ふるい器を使用して、プリント紙上に、　０
．２　ｇのトナーを直径８０ＩＩｍの円形領域に均一に
散布する。

（ロ）第４図に示す試験装置を使用して種々な温度でト
ナーをプリント紙に２０秒間押圧して定着をなした後た
Ｃちにテフロンフィルムをプリント紙から引きはがす。

（ハ）多少なりともトナーがテフロンフィルムに付着（
融着）する温度範囲の最低値をもってオフセット温度と
する。

定着温度の測定の手順は、 （イ）音波ふるい器を使用して、プリント紙上に、０．
０１ｇのトナーを直径８ｈｍの円形領域に均一に散布す
る。

（ロ）第４図に示す試験装置を使用して種々な温度でト
ナーをプリント紙に２０秒間押圧して定着した後たＣち
にテフロンフィルムをプリント紙から引きはがす。

（ハ）定着されたトナー上に、特定の圧力を加えて粘着
テープを貼り、たダちに引きはがし、定着されたトナー
が粘着テープに付着して剥離しない温度範囲の最低をも
って定着温度とする。

上記の手法を使用して、ポリプロピレンの含有重量比と
オフセット温度及び定着温度との関係を調べて第２図に
示すグラフＡ（ポリプロピレンの含有重量比とオフセッ
ト温度との関係）、Ｂ（ポリプロピレンの含有重量比と
定着温度との関係）を得た。グラフＢより明らかなよう
に、定着温度はポリプロピレンの含有重量比の変化に無
関係におへむね一定で１２５℃程度であるが、グラフＡ
より明らかなように、オフセット温度はポリプロピレン
の増量とともに急激に上昇し、ポリプロピレン含有重量
比が４重量％以上ではオフセット温度と定着温度との差
は　１００℃以上となる。

ところで、オフセット温度は、この温度以下で定着がな
されたときは熱ロールへのオフセ−／　）が発生しない
温度を示し、定着温度はこの温度以上で定着がなされた
ときは定着が確実になされる温度を示すから、この二つ
の温度の間の温度で定着をなせば、熱ロールへのオフセ
ットをともなわずに良好な定着がなされることを意味す
るので、この温度範囲（オフセット温度以下で定着温度
以上の温度範囲）が広い程、オフセット発生の可能性は
小さく、しかも、定着の確実性は良好となる。

この観点からは、１重量％以上のポリプロピレンを含有
するトナーは、十分なオフセット不発生性と定着性とを
併せ有するものと判断される。

たＣ、ポリプロピレンの含有重量比の増大とともにかぶ
り現象を発生するので、ポリプロピレンの含有重量比を
種々に変化して反復実験を繰り返し、かぶりとポリプロ
ピレンの含有重量比との関係を調べ、ポリプロピレンの
含有重量比が１０重量％以下であれば、実用上認識しう
る程度のかぶりは発生しないことが確認された。

以上の結果を綜合して、好ましいポリプロピレンの含有
重量比は１−１０重量％であると決定した。

〔実施例〕

以下本発明の実施例に係る熱ロール定着用トナーをさら
に詳細に説明する。

下表に組成比を示すトナーを製造した。

１度ｊ　　　　　　　　１１」 エポキシ樹脂（大日本インキ化学 工業製エピロン９０５５）　　　　　　　　　　８！１
１．９カーボンブラツク（キャポット製 ブラックパールズＬ）　　　　　　　　　３ニグロシン
染料（オリエント化学 製オイルブラックＢＹ）　　　　　　　　　３ポリプロ
ピレン（三洋化成工業製 ビスコールＴＳ−２００）　　　　　　　　　４疎水性
シリカ（Ｔ　ｕｌｃｏｊ１！Ｔ　ｕｌｌａｎｏｘ５００
）　　　　　　　　　　　　　　　　　０・１まず、疎
水性シリカを除く上記の組成物を、１００℃において１
時間混練した　後、粗破砕機、中破砕機、細破砕機を順
次使用して破砕し、さらに、分級して粒径５〜２０＃Ｌ
１１の粉体を得た。これに疎水性シリカを混合してトナ
ーを完成した。

このトナーとキャリヤー鉄粉（日本鉄粉製ＥＦＶ　２５
０）を含む磁気ブラシ用現像剤とを混合し、トナー含有
重量比５重量％に調整し、レーザプリンタ（富士遊装Ｆ
　ｆｉ７１５Ｄの定着装置をフラッシュ定着装置から熱
ロール定着装置に改造せる物）を使用して、熱ロール温
度を　１５０〜　ｔｅｏ℃の範囲に変化して印字試験を
実行した。この温度範囲を選択した理由は、第２図に示
すグラフより明らかなように、この温度範囲が、オフセ
ット温度と定着温度とに挟まれる　１００〜１１５℃の
温度範囲のおよそ中心温度範囲に当るからである。

その結果、約３０，０００回同一のパターンを連続的に
反復印字しても、目視しうる程度にドラムフィルミング
も熱ロールへのオフセットも発生せず、極めて明瞭なプ
リントが可能であることが明らかとなった。

〔発明の効果〕

以上説明せるとおり、本発明によれば、破砕性が良好で
生産性がすぐれており、定着時に無臭で衛生的であり、
しかも、感光ドラム上に残留しているトナーをクリーニ
ングブラシを使用して除去する場合ドラムフィルミング
が発生することがなく、定着時に熱ロールにトナーがオ
フセットすることがなく、熱ロール定着方式のプリンタ
を使用して鮮明な画像を連続的に反復プリントすること
を可能にする熱ロール定着用トナーを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、疎水性シリカの含有重量比と帯電量の関係を
示すグラフであり、第２図はポリプロピレンの含有重量
比とオフセット温度及び定着温度との関係を示すグラフ
である。第３図は熱ロール定着方式のプリンタの概略構
成図である。第４図はオフセット温度と定着温度を測定
するための装置である。 １０１感光ドラム、　　２・　・　・　トナー供給装置
、　　３・・・トナー、　４・・　・トナー転写用ロー
ラ、　　５１・プリント紙、　　６．６゜や・・熱ロー
ル、　　７・・・クリーニングブラシ、８．８°　・１
ホツトプレート、　　９１・テフロンフィルム・ 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）着色材とエポキシ樹脂とポリプロピレンと疎水性
   シリカとを含有する熱ロール定着用トナー。
2. （２）前記疎水性シリカの含有重量比は０．０１〜０．
   ３％である特許請求の範囲第１項記載の熱ロール定着用
   トナー。
3. （３）前記ポリプロピレンの含有重量比は１〜１０％で
   ある特許請求の範囲第１項または第２項記載の熱ロール
   定着用トナー。