JPS6348570A - カラ−トナ−画像用定着ロ−ラ− - 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、カラー画像形成装置における、カラートナー
画像定着装置に使用されるカラートナー画像用定着ロー
ラーに関する。

〔従来の技術〕

電子写真法を利用した、多色カラー画像法においては、
転写材上に複数色のトナーが積載され該トナー全体を加
熱溶融し、混色させてカラー画像を得るものである。こ
のカラー画像がオリジナル（原稿）に近い色再現性を得
る為に、そのトナーに軟化点の低いシャープメルトトナ
ーを使用し、定着器に於いて充分に加熱溶融され混色さ
れる様に配慮されている。

カラー電子写真においては、オリジナル原稿に近い色を
再現する為に複数層のトナーを加熱（容融して混色させ
るので、軟化点の低いトナーを使用する必要がある。軟
化点の低いトナーを使用した場合、通常の白黒コピー用
の複写機に使用されているテフロン等のフッ素系オδ１
脂層を具備する定着ローラーで加熱ローラ定着するとト
ナーがローラー側に付着するオフセット現象が原著に発
現し、良好な定着画像を得ることか極めて固型である。

この様なオフセット現象を回避するために定着ローラー
の弾性層に縮合反応室温加硫タイプシリコーンゴム（以
下ＲＴＶシリコーンゴムと略す）が使われている。ＲＴ
Ｖゴムは末端水酸基封鎖されている下記式で示される構
造を有してＪ′・る。

ＣＨ。

ＨＯ＋Ｓ　ｉ　−０＋Ｈ ｎ ＣＨ３（ｎ：士工合度） またカラー電子写真複写機に使用される各色トナーは、
カラー画像の色調再現性が厳しく問われる為に各色トナ
ーの色度、明度等に非常に厳しいものが要求され、これ
らの特性を満足するために着色剤として顔料のみならず
染料及び／又は昇華性染料等がさらに添加される。これ
らの染料及び昇華性染料は付着力が強いので定着時にロ
ーラー表面に付着して汚染するとともにＲＴＶシリコー
ンゴムの劣下を促進している。

マゼンタ染料の中の昇華性染料としてローダミン染料が
あり、例えば下記描造を有するものが挙げられる。

トナーに含有されるローダミン染料は、耐久枚数の増加
とともにＲＴＶシリコーンゴムを染色し、ひいてはロー
ラー表面にトナー成分が蓄積侵透するためカラー画像ト
ナーのオフセットが生じたり、シリコーンゴムの劣下を
生じさせて定着ローラーの寿命が短くなるといった問題
点を生じさせている。もちろんかかる現象はマゼンタ染
料のみならずイエロー染料等においても同様であるが特
にマゼンタ昇華染料において顕著である。

ＲＴＶシリコーンゴムの耐久性を向上させるために架橋
剤、補強剤等の他にジブチルチンラウリレートの如きス
ズ系の若色充填剤の添加することが試みられているがい
まだ不充分なレベルにまでしか到達していないのが現状
である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、上述の問題点を解消したカラートナー
画像用定着ローラーを提供するものである。

本発明の目的は、昇華性のある着色性の強い染料を含有
するカラートナーに対して汚染されにくく、早期オフで
ット現象の発生しないカラートナー画像用定着ローラー
を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、縮合反応室温加硫タイプシリコーンゴムから
形成されるゴム層に弁柄１〜２０重二％を充填剤として
含有していることを特徴とするカラートナー画像用定着
ローラーに関する。

本発明の定着ローラーにおいては、ゴム層に使用される
縮合反応室温加硫タイプシリコーンゴム（すなわち、Ｒ
ＴＶシリコーンゴム）中に１〜２０重量％の弁柄（すな
わち、三酸化第二鉄Ｆｅ２０３）が混合されている。

カラートナーの染料等がＲＴＶシリコーンゴムに対して
付着する事が、なぜＲＴＶシリコーンゴムに弁柄を入れ
る事によって防止されるかは完全には明らかではない。

実際にゴムの中に充填剤が入った場合にその物性がどう
変るかは各種理論があり、ゴム分子と充填剤との間に一
部化学結合が生じ一部は種々な強さの物理結合によって
結合し補強しているとされている。

特に、ＲＴＶシリコーンゴムと弁柄については下記式で
示されるＲＴＶシリコーンゴムＨ３ ＣＨ３（ｎは重合度） の末端の水酸基と弁柄０＝Ｆｅ−０＝Ｆｅ＝Ｏとが反応
に類する係合を起こす事によりＲＴＶシリコーンゴムの
シロキサン結合が架橋（結合）構造を有する事によって
染料の極性基と反応する部分が少なくなり、染料のロー
ラーへ付着を防止する事が出来る様になったのではない
かと思われる。

充填剤の弁柄の量としてはＲＴＶシリコーンゴムの重量
に対して１〜２０％（好ましくは、１〜１０重二％）が
添加されている。すなわち１％以下では本発明の効果が
薄らぎ染料等のローラーへの付着を完全に防止する事が
出来ず、また２０％をこえる場合、ＲＴＶシリコーンゴ
ム自体の雌型性が低下してしまい、染料等のローラーへ
の付着は防止出来てもオフセットが早期に始まる様にな
り寿命が短くなってしまう為である。

前記ＲＴ■シリコーンゴムを定着ローラーに適用するに
あたり、架橋剤、補強性充填剤及び必要とあらば従来使
用されている酸化防止剤、調色用充填剤、充填剤用表面
処理剤、シリカ系充填剤等の各種充填剤を添加しても良
い。ＲＴＶシリコーンゴムまたはＲＴＶシリコーンゴム
組成物を用いて定着ローラーを作製する方法は従来公知
の技術が使用できる。また、本発明に使用する定石ロー
ラー、加圧ローラーおよび／または加熱ローラーに、従
来公知の方法でジメチルシリコーンオイルの如き雛型性
向上剤を塗布しても良い。

本発明の定着ローラーで定着されるカラートナーは、従
来公知の方法で製造される。例えばポリエステル樹脂、
スチレン−アクリル樹脂、着色剤（染料、昇苺性染料）
、荷電制御剤等を溶融混練、粉砕、分級してトナーを製
造する。

必要とあらば、トナーに各種外添剤を添加する外添工程
を付加してもよい。

トナーの平均粒径は通常５〜３０μｍである。

トナーは平均粒径が約３０〜１０００μｍのキャリヤー
と混合されて二成分系現像剤として使用される。キャリ
ヤーは、コバルト、鉄、フェライト、銅、ニッケル、亜
鉛、アルミニウム、黄胴等の金属またはそれらの合金が
使用される。

キャリヤーは、シリコーン樹脂、スチレン−アクリル系
樹脂、フッ素系樹脂等で被コされていても良い。

本発明の定着ローラーを使用した定着器に適用されるカ
ラートナーは、耐オフセット性、定着性、シャープメル
ト性を考慮すると結着樹脂としてポリエステル樹脂を使
用したものが特に好ましい。

シャープメルト性ポリエステル樹脂はジオール化合物と
ジカルボン酸とから合成される分子の主鎖にエステル結
合を有する高分子化合物である。

ジオール成分としては例えば、エチレングリコール、１
，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリ
コール、１．４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、１．４−ブチンジオール、１，４−ビス（ヒドロ
キシメチル）シクロヘキサン、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Ａ１ポリオキシプロピレン化ビスフエノールＡの
如きビスフェノールタイプジオールが挙げられる。

ジカルボン酸成分としては例えばマレイン酸、フマル酸
、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカル
ボン酸、コハク酸、アジピン酸、てパチン酸、マロン酸
、シュウ酸の如き脂肪族ジカルボン酸または芳香族ジカ
ルボン酸、こわらの酸無水物または低級アルコールとの
エステル等が挙げられる。

本発明で使用するシャープメルト性ポリエステル樹脂の
軟化壱は、６０〜１５０℃好ましくは８０〜１２０℃が
良い。また、ポリエステル樹脂は、重量平均分子Ｎ　（
Ｍ　ｗ　）が４０００〜２００，０００好ましくは４０
００〜！００，０００であり数平均分子二（Ｍｎ）が２
５００〜７０００、好ましくは３０００〜５ｏｏ。

（但しＭ　ｗ≧Ｍ　ｎである）のものが好ましい。

さらに、ポリニスチル樹脂のＭ　Ｖ／　／　Ｍ　ｎは７
以下（さらに好ましくは６以下）のものが好ましい。

すなわち、各平均分子二の規定範囲以下の値ては低分子
量過ぎてブロッキングやオフセットが発生するし、規定
範囲以上の値では定着温度が高くなりすぎて実用に供し
得なくなる。また、ポリエステル樹脂のＭ　ｗ　／　Ｍ
ｎが７以上であると、シャープメルトを示さなくなり、
混色が不充分となる。

本発明における軟化点とは、下記方法で測定された温度
Ｔ０を測定に供された値をいう。

尚、本発明に係る測定法を参酌して、変更しても良い。

すなわち、フローテスターＣＦＴ−５００形（島津製作
所製）を使用し、ダイ（ノズル）の直径０．５　ｍ　ｍ
、厚み１．０　ｍ　ｍとして５０ｋｇの押出荷重を加え
初期設定温度８０℃で、予熱時間３００秒の後、５℃／
分の適度で等速！Ａ−温した時描かれるトナーのプラン
ジャー降下全一温度曲線（以後軟化Ｓ字薗線という）を
求める。試料となるトナーは１〜３ｇ特　した微粉末を
用い、プランジャー断面積は１．０ｃｍ２とする。軟化
Ｓ字曲線は普通第２図のようなカーブとなる。

等速昇温するに従い、トナーは徐々に加熱され流出が開
始される（プランジャー降下、ヘーＢ）。

さらに昇温すると溶融状態となったトナーは大きく流出
しくＢ−Ｃ→Ｄ）プランジャー降下が停止し終了する（
Ｄ−Ｅ）。

Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、Ｈ／２の０点に対
応する温度Ｔ。はそのトナーの軟化点を示す。

本発明におけるシャープメルト性樹脂とは、溶融粘度が
１０５ｃｐを示す詩の温度をＴ１．５Ｘ１０’ｃｐを示
す時の温度をＴ２とした時Ｔ、−１００〜１５０　　℃
　１ΔＴｌ−ＩＴＩ−Ｔ２１−５〜３０℃の条件を満た
す樹脂のことをいう。

また溶融粘度測定は試料及びロータを温度調節可能な恒
温槽（例えば、商品名Ｖｉｓｃｏｎ−ＨＩモデル、ＶＣ
−２５０■東洋製作所製）を具備している高粘度用Ｂ型
回転粘度計（例えば、ＢａＨ型■東京計器製）にロータ
はＮｏ４又はＮｏ５を用いておこない得る。

これらの温度−溶融粘度特性を有するシャープメルト性
樹脂は加熱されることにより極めてシャープに粘度低下
を起こすことが特徴である。

このような粘度低下が最上部トナー層と最下部トナー層
との適度な混合を生じせしめ、さらにトナー層自体の透
明性を危機に増加させ、良好な、ｆ！Ａ色混合を起こす
ものである。

トナーとして、例えばＴ、が１００℃以下のような樹脂
を使用したトナーにおいては容易にブロッキングを起こ
し保存安定性に欠点があり、ざらにＴ１が１５０℃以上
であると混色性が不良となり、かつ定着性にも刀がでて
くる。

さらに任意成分として本発明における効果を阻害しない
限り、従来からトナーの結着樹脂として用いられている
材料が適宜混合可能である。

例えばスチレンーアルリル酸エステル系共重合体、スチ
レン−メタクリル酸エステル系共重合体、ポリ塩化ビニ
ル、天然樹脂変性フニノール、天然樹脂変性マレイン酸
樹脂、ポリ酢酸ビニール、シリコーン樹脂、ポリウレタ
ン、ポリアミド樹脂、アイオノマー樹脂、フラン樹脂、
ニボキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、
テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂、塩
素化パラフィン、などが適宜使用できる。

本発明の定石ローラーか適用可能なカラー画像定性装置
を第１図に示す。

第１図において、１は定着ローラーであり、アルミの芯
金２上に数ｍｍ（例えば５ｍｍ）厚の縮合反応室温加硫
タイプシリコーンゴム層を被膜したもので内部にハロゲ
ンヒータ４を内蔵し加熱している。５は加、王ローラー
でアルミの芯金６の上にテフロン（商品名）７を被膜し
たもので、内部にハロゲンヒータ８を内蔵１ノ加熱して
いる。

ローラー１とローラー５は不図示の装置により圧接触回
転させられている。その他、９はサーミスタであり、１
０はシリコーンオイル供給装置を示し、１１は分だ爪で
あり、１２は定着ローラークリーニング装置であり、１
３は加圧ローラークリーニング装置であり、１４は人口
ガイドである。

従来公知の電子写真方式のカラー画像形成過程をへて定
石装置に送られて来た未定着トナー像１５を担持した記
録紙１６は定着ローラー１及び加圧ローラー５間を通過
する事により熱圧定されて定着が行われる。

本発明を実施例を参照しながら、より詳細に説明する。

実力入側 プロピレングリコール５．２５部（モルユ）とフマール
酸５．Ｏｏ部（モルニ）を１７０〜２００℃で４時間反
応し、軟化点１１３℃Ｍ　ｗ　２２０００、Ｍｎ４００
０のポリエステル樹脂（ＴＩ＝１３３℃、Ｔ２＝１５８
℃、ｌΔ”］＝２５℃）を得た。

得られたポリニスチル樹脂１００ｍ’Ｌ部および下記若
色剤（結着樹脂１００：ＩＬｆｉ部に対して３重置部混
合）を混合し、溶融混練し、冷却後粉砕、分級して平均
ね径９μｍの各色のトナーを得た。１〜ナーの軟化点は
１１４℃であった。

着色剤 イエロー：アゾ系黄色染料（商品名　ＫａｙａｓｅｔＹ
ｅｌｌｏｗ　　９６３　） マゼンタ：ローダミン系マゼンタ昇華性染料（ＢＡＳＦ
社製ローダミンヘースＦＢ）シアン：フタロシアニン系
青色顔料（東洋インキ製すオノールブルーＫＬ） 得られた各色トナー各ｔＯａｉ部を平均粒径５０μｍの
キャリヤー鉄粉９０型皿部をそれぞれ混合して、各色の
現像剤を調製した。

次に、ＲＴ■シリコーンゴムに充填剤として弁柄２，５
重量％、架橋剤及び補強剤を加えて製造した定着ローラ
ーを第１図に示した画像定着装置に組み込んだ。

市販のカラー複写機を使用して、カラートナー画像を得
、上記定石装置に通紙テストをおこなったところ５０，
０００枚迄オフセット現象及びカラートナーによるロー
ラーの染色もなく良好な定着が行なわれた。

比較例 ＲＴＶシリコーンゴムに充填剤としてジブチルチンラウ
リレートを０５重装置を弁柄のかわりに使用するほかは
上記の実施例と同様にして定着ローラーを調製し、実力
３例と同様に通紙テストをおこなったところ約８０００
枚で定着ローラーがピンク色に変色し、オフセット現象
が発生した。

また、カラートナーに染料単独ではなく、ブリリアント
カーミン６Ｂの如き顔料を混合して、染料の添加二を少
なくした場合でも、ローラーの染色及び早期オフセット
現象が発生した。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、縮合反応室温加硫タイプシリコーン
ゴムに充填剤として弁柄（三酸化第二鉄）を１〜２０重
二％装置る事により、カラートナー中の染料及び昇華性
染料の付着に対して染色しない定着ローラーを提供する
ことが可能となり、したがって耐オフセット性の優れた
ローラー寿命の長いカラートナー画像定石ローラーを提
供し得る。

【図面の簡単な説明】

添付図面中、第１図は本発明の定石ローラーを具備する
カラ一定着装置の概略的断面図を示し、第２図はトナー
の軟化Ｓ字曲線を説明するだめのグラフを示す図である
。 １　−−−−−−−−ｍ＝定性ローラー２、　６　−−
−−−一芯金

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）縮合反応室温加硫タイプシリコーンゴムから形成
   されるゴム層が弁柄１〜２０重量％を充填剤として含有
   していることを特徴とするカラートナー画像用定着ロー
   ラー。