JPH03114064A - トナー像の定着方法 - 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、トナー像の定着方法に関し、特に耐久性と信
頼性が改良されたトナー像の定着方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

一般に静電記録、例えば電子写真複写装置等において、
記録紙上のトナー像を定着するために各種の定着装置が
提案され知られているが、特に熱効率が高く火災の危険
性もない等の理由により、例えば熱源を内蔵した回転可
能な熱ローラと、この熱ローラと圧接しながら同一方向
に回転する圧着ローラとにより構成された接触加熱型定
着装置が広く実用化されている。

接触加熱定着方式はこのように種々の点で好ましいもの
であるが、この方式においては、トナー像と定着用熱ロ
ーラとが接触するため当該熱ローラ上にトナーが付着し
て後続のトナー像を担持した記録体に再付着し定着画像
が汚れるという欠点がある。そこで熱ローラ上に付着し
たトナーをクリーニングする必要があり、従来クリーニ
ングウェブ、クリーニングブレード、クリーニングロー
ラ等のクリーニング部材を使用することが行なわれてい
る。しかしこのクリーニング部材にもクリーニングした
トナーが蓄積するのでこれを除去する別の装置を必要と
するなどの問題がある。

他方、定着用熱ローラにトナー像か付着しないような方
策も検討され、一部の複写機において実用化されている
。即ち熱ローラ上に、例えば約３０〜１０００センチス
トークスの低粘度シリコンオイルからなる離型剤を絶え
ず供給して熱ローラにトナーが付着しないようにした定
着方法などである。

しかしながらこの方法においては、シリコンオイルの供
給装置が必要であること、オイルが漏れて機器周辺を汚
染したり、均一なオイルの供給が困難であること、オイ
ル供給の不均一な部分にトナーが蓄積して定着画像を汚
染する等の点で多くの問題を残している。

本発明は、前記実情に鑑みて見出されたものであって、
その目的とするところは離型剤を外部より絶えず供給す
る等の煩雑な操作を必要とせず良好なトナー像の定着を
行い得る定着方法を提供するにあり、さらには熱効率に
優れ、高速複写に適すると共に汚れのない良質の定着画
像を得ることができる定着方法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的は、記録体上に担持されたトナー像を、高粘
度離型剤を含むクリーニングシートを圧接して設けた熱
ローラにより加熱定着する定着方法において、前記高粘
度離型剤が２５°Ｃで２０００〜ａｏｏｏｏセンチスト
ークスの粘度を有するものテアリ、前記トナー像を形成
するトナーは、三官能以上の多官能性単量体による成分
を含有するポリエステル樹脂をバインダー樹脂として含
み、かつトナー中に１〜２５重量％の低軟化点ポリプロ
ピレンを含有することを特徴とするトナー像の定着方法
により達成される。

本発明の定着方法は熱ローラを用いて定着する接触加熱
定着方法であって、熱効率にすぐれ高速複写が可能であ
ること、及び特に高粘度の離型剤を含有したクリーニン
グ部材の作用とトナー像を形成するトナー自体が離型剤
を有することとの相乗作用により長期に亘り継続して良
質の定着画像を形成しつる点に特徴がある。

即ち高粘度の離型剤を内蔵したクリーニング部材が熱ロ
ーラに圧接されたとき、前記離型剤が加熱軟化し熱ロー
ラの回転面に沿って均一に薄層に塗布され、熱ローラに
離型剤を付与し、トナーが付着しにくい表面を形成せし
める。ここで用いられる離型剤は２０００〜６００００
センチストークスという高粘度であるためクリーニング
部材中に安定に保持され、漏洩して無駄に消耗したり、
周辺器材を汚染したりすることもない。さらに高粘度で
あるが故に熱ローラへの塗布量は少なく、極く薄層に塗
布されるという特徴があり、これがまたクリーニング部
材に保有された限られた量の離型剤が長期に亘り効果的
に利用されるという利点となっている。

なお、前記離型剤の粘度が２０００センチストークスを
下廻ると離型剤がクリーニング部材から漏洩してしまい
クリーニング効果が早めに失われてしまう。ａｏｏｏｏ
センチストークスを超えると、クリーニング部材中への
離型剤の充填が容易でなくなり、かつ熱ロールへの離型
剤付着量が過となるため、熱ロール表面のトナー汚染が
増大し、クリーニング部材の寿命が減少する。

さらにまた高粘度離型剤であるが故に熱ローラ上に付着
したトナーはクリーニング部材の前記離型剤の高粘度層
に捕獲されてクリーニング効果が発揮されるという利点
も有する。他面、熱ローラに塗布される前記離型剤層が
極く薄層であるために生ずるであろう熱ローラへのトナ
ー付着の恐れの問題がある。この問題は、トナー像を形
成するトナー自体に離型性を付与したことにより解決さ
れた。

本発明においては、クリーニングウェブに高粘度離型剤
を内蔵せしめるが、クリーニングウェブは通常紙、布等
の好ましくは耐熱性の繊維質シート中にシリコンオイル
、流動パラフィン、ワックス等の離型剤を含浸せしめた
ものが用いられる。

本発明のトナー像は、光導電性感光層、例えば酸化亜鉛
、酸化鉛、硫化水銀、硫化カドミウム等の無機化合物半
導体をバインダー樹脂中に分散した感光層、セレン蒸着
感光層、又はペリレン、クロルダイアンブルー、等を電
荷発生層とし、オキサゾール、ボリアリールアルカン等
を電荷輸送層とした有機感光層及び誘電体からなる静電
記録層等の上に帯電及び像様露光により、又は信号電荷
付与により静電荷像を形成し、これをキャリアとトナー
とよりなる現像剤、又は磁性トナーを主成分とする現像
剤を用い種々の現像法、例えば磁気ブラシ現像法に基づ
いて現像して形成されるもので、特に離型性を有するト
ナーを用いて形成される点に特徴がある。

本発明に係るトナー像を形成するために用いられるトナ
ーとしては三官能以上の多官能性単量体による成分を含
有するポリエステル樹脂をバインダーとし、さらに低軟
化点ポリプロピレンが含有され、これに着色剤、必要に
より電荷制御剤、特性改良剤等が含有せしめられる。

かかるバインダーとして用いるポリエステル樹脂は、ア
ルコールとカルボン酸との縮重合によって得られるか、
用いられるアルコールとしては、例えばエチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール
、■、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−ブチンジオール等のジオール類、１
４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、及びビ
スフェノールＡ１水素添加ビスフエノールＡ１ポリオキ
シエチレン化ビスフエノールＡ、ポリオキシプロピレン
化ビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノール類、
その他の二価のアルコール単量体を挙げることができる
。

又カルボン酸としては、例えばマイレン酸、フマール酸
、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グリタコ
ン酸、フタル酸、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、セパチ
ン酸、マロン酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエ
ステルとリルイン酸の二量体、その他の二価の有機酸単
量体を挙げることができる。

本発明において用いるポリエステル樹脂は、三官能以上
の多官能性単量体による成分を含有する重合体である。

斯かる多官能性単量体である三価以上の多価アルコール
単量体としては、例えばソルビトール、１．２．３．６
−ヘキサンテトロール、■、４−ソルビタン、ペンタエ
リスリトール、ジペンタエリストリトール、トリペンタ
エリスリトール、蒸糖、１．２．４−ブタントリオール
、１．２．５−ペンタントリオール、グリセロール、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、その他を挙げることができる。

又三価以上の多価カルボン酸単量体としては、例えば１
，２．４−ベンゼントリカルボン酸、ｌ。

２．５−ベンゼントリカルボン酸、１，２．４−シクロ
ヘキサントリカルボン酸、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
チル−２−メチレンカルボキンプロパン、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、エンボール三量体酸、及びこれらの
酸無水物、その他を挙げることができる。

次に上記ポリエステル樹脂の合成法を以下に例示する。

合成例１ テレフタル酸３０７ｇと、１．４−ブタンジオール１８
０ｇとベンゼン−１，２，４−）ジカルボン酸３８ｇと
を、温度計、ステンレススチール製攪拌器、ガラス製窒
素ガス導入管及び流下式コンデンサを備えた丸底フラス
コ内に入れ、このフラスコをマントルヒーターにセット
し、窒素ガス導入管より窒素ガスを導入してフラスコ内
を不活性雰囲気に保った状態で昇温せしめた。そして０
．０５ｇのジプチル錫オキシドを加え、軟化点において
反応を追跡しながら温度２００℃で反応せしめ、ポリエ
ステル樹脂を製造した。このポリエステル樹脂の環球軟
化点（ＪＩＳＫ　１３５１−１９６０の方法による。）
は１２４℃であった。

また、本発明においては、上記バインダーに離型性付与
剤として低軟化点ポリプロピレンを含有せしめるもので
ある。

低軟化点ポリプロピレンは、単量体成分としてプロピレ
ンのみを含有するプロピレン重合体若しくは単量体成分
としてプロピレン以外の単量体を含有するプロピレン共
重合体であって、比較的低分子量を有するものである。

これらの低軟化点ポリプロピレンの軟化点はＪＩＳＫ　
２５３１−１９６０に規定される環球法により測定され
た値で８０〜１８０°Ｃ１好ましくは１００〜１６０°
Ｃのものであり、軟化点の大きなものは、バインダー樹
脂に対し相溶性、分散性が小さいので本発明において使
用するに望ましくない。

上記離型性付与剤のトナー中における含有量は１〜２５
重量％、好ましくは２〜１０重量％である。

本発明に係るトナー組成物は、既述のバインダー中に着
色剤及び既述の離型性付与剤を含有し、更に必要に応じ
て加えられる特性改良剤を含有して成り、磁性トナーと
なす場合には、着色剤と共に、或いは着色剤の代わりに
磁性体が含有せしめられる。

着色剤としては、カーボンブラック、ニグロンン染料（
Ｃ，１，Ｎｏ　５０４１５　Ｂ）、アニリンブルー（Ｃ
，１，Ｎｏ　５０４０５）、カルコオイルブルー（Ｃ，
１，Ｎ。

ａｚｏｅｏ　Ｂｌｕｅ　３）、クロムイエロー　（Ｃ，
１，Ｎｏ　１４０９０）、ウルトラマリンブルー（Ｃ，
１，Ｎｏ　７７１０３）、デュポンオイルレッド（Ｃ，
１，Ｎｏ　２６１０５）、キノリンイエロー（Ｃ，１，
Ｎｏ　４７００５）、メチレンブルークロライド（Ｃ，
１Ｎｏ　５２０１５）、フタロシアニンブルー（Ｃ，１
，Ｎ。

７４１６０）、マラカイトグリーンオフサレート（Ｃ，
１，Ｎｏ　４２０００）、ランプブラック（Ｃ，１，Ｎ
ｏ　７７２６６）、ローズベンガル（Ｃ，！、Ｎｏ　４
５４３５）、これらの混合物、その他を挙げることかで
きる。これら着色剤は、十分な濃度の可視像が形成され
るに十分な割合で含有されることか必要であり、通常バ
インダー１００重量部に対して１〜２０重量部重量部側
合とされる。

前記磁性体としては、フェライト、マグネタイトを始め
とする鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す金属
若しくは合金又はこれらの元素を含む化合物、或いは強
磁性元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって
強磁性示すようになる合金、例えばマンガン−銅−アル
ミニウム、マンガン−銅−錫などのマンガンと銅とを含
むホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、又は二酸化ク
ロム、その他を挙げることができる。これらの磁性体は
平均粒径０．３〜１ミクロンの微粉末の形でバインダー
中に均一に分散される。そしてその含有量は、トナー１
００重量部当り２０〜７０重量部、好ましくは４０〜７
０重量部である。

本発明に用いられるトナーは、前記バインダー樹脂と着
色剤、必要により加えられる電荷制御剤、特性改良剤を
混合、溶融練肉、冷却、粉砕及び分級して平均粒径５〜
３０μのものをつる。又別の方法としてはバインダー樹
脂用モノマー中に前記着色剤及び重合開始剤等を含有せ
しめたものを分散剤の存在下に分散媒中に微粒状に分散
し、これを重合してトナー粒子をつるようにしてもよい
。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、本
発明の実施の態様がこれにより限定されるものではない
。

第１図は本発明の定着方法に用いられるクリーニングウ
ェブを用いた定着装置の断面図である。

図中１は、矢印方向に回転し得る熱ローラで、２は中空
鉄心であり、３は上記中空鉄心２の外周の６０μ厚テフ
ロンからなる被覆層である。そして４は熱源で、例えば
８００ワツトのハロゲンランプが内蔵されている。５は
矢印方向に回転し得る圧着ローラで、６は中空鉄心であ
り、７は上記中空鉄心６の外周の４　ｍｍ厚のシリゴム
層であって、圧着ローラ５の外径は熱ローラｌと同様４
０　ｍｍΦめものが使用されている。１５はクリーニン
グウェブ２１を熱ローラ１に圧着させるための押圧ロー
ラであって、１２ｆｆ１ｍ径のアルミニウム芯金１６に
３．５ｍｍ厚のシリコンホーム層１１及びその上に０．
５ｍｍ厚の耐熱性ナイロンフェルト層１８を被覆したも
のであり信越シンコンＫＦ９６（粘度２０００センチス
トークス）をそれら被覆層中に０．３ｇ／ｃｎｌ’の量
で含浸せしめたものである。

１９は１２ｍｍ径の元巻きロールで初期複写中で約１０
ｍの長尺のクリーニングシート２１が巻かれてぃる。こ
のクリーニングシート２１は、例えばナイロン、テトロ
ン、ポリイミド、ポリアミド、等の耐熱性繊維からなる
合成紙、耐熱繊維布等から成るのが好ましい。前記元巻
きロール１９に巻かれたクリーニングシート２１は押圧
ローラ１５を介して巻き取りロール２０に掛は渡される
。

但し上記押圧ローラ１８に離型剤を含浸させる方法は１
例にすぎず元巻きロール１９に設けた含浸部材中に離型
剤を含浸せしめる方法でもよく、又離型剤を含浸したク
リーニングシート２１を用いる方法でもよく、又クリー
ニングシート２１の搬送過程に離型剤供給ローラを適宜
設けてもよい。このような構成とした定着装置は使用時
クリーニングシート２１は０．５ｎｕｎ／秒の早さで熱
ローラ１と反対方向に搬送され、熱ローラｌとの接触面
で加熱され内蔵する高粘度離型剤が軟化してクリーニン
グシート２１内に浸透され、これが熱ローラ１上に薄く
塗布される。又同時に熱ローラ１上のトナー汚れを捕獲
してクリーニングするようにしている。

上記第１図の定着装置において、低粘度離型剤として粘
度１０ｏＯセンチストークスの、シリコンオイルをクリ
ーニングシートに含浸させた定着装置の２種類を用い、
又、下記の方法で調節された試料Ｎｏ、　１〜Ｎ０１６
の６種類の現像剤をぞれぞれ用いてＵ−Ｂｉｘ　Ｖ３Ｒ
の複写機（小西六写真工業社製、但し定着器はテスト用
定着器を使用）により２０″Ｃ１ＲＨ６０％の条件下連
続複写テストを行った。

このテストにおいて、汚染のない良質の定着画像が得ら
れる複写回数を調べその結果を第１表に示した。

〔現像剤の調整〕

合成例１および比較樹脂としてスチレン成分とメタクリ
ル酸ブチル成分との重量割合が６５：３５であるスチレ
ン−メタクリル酸ブチル共重合体樹脂の２種類の樹脂を
バインダーとし、下記処方により、それぞれ６種類のト
ナーを調整した。

試料Ｎ１１ｌの処方 バインダー樹脂（合成例１　）　　　　　１００部カー
ボンブラック　　　　　　　　　　８部低軟化点ポリプ
ロピレン（ビスコール５５０Ｐ）５部 試料Ｎα２の処方 バインダー樹脂（合成例１　）　　　　　ｌｏｏ部カー
ボンブラック　　　　　　　　　　８部部分ケン化脂肪
酸エステルワックス （ヘキストワックスＯＰ）　　　　　　　５部試料Ｎα
３の処方 バインダー樹脂（合成例１　）１００部カーボンブラッ
ク　　　　　　　　　　８部パラフィンワックス （マイクロクリスタリンワックス）５部試料漱４の処方 バインダー樹脂（合成例１　）１００部カーボンブラッ
ク　　　　　　　　　　８部試料漱５の処方 バインダー樹脂（比較樹脂）１００部 カーボンブラック　　　　　　　　　　８部低軟化点ポ
リプロピレン（ビスコール５５０Ｐ）５部 試料Ｎα６の処方 バインダー樹脂（比較樹脂）　　　　　１００部カーボ
ンブラック　　　　　　　　　　８部かくして得られた
６種類のトナー５部に鉄粉キャリア（日本鉄粉社製）１
００部を混合して６種図面の浄書 上記第１表より、本発明の定着方法によれば比較方法に
比して極めて多数回に亘る良質の定着画像が得られるこ
とがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の定着装置の断面図である。 ｌ・・・熱ローラ　　　５・・・圧着ローラ１３・・・
トナー像　　　１４・・・記録紙１５・・・押圧ローラ
　　１８・・・ナイロンフェルト層１９・・・元巻きロ
ーラ　２０・・・巻きとりローラ２１・・・クリーニン
グシート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録体上に担持されたトナー像を、高粘度離型剤を含む
   クリーニングシートを圧接して設けた熱ローラにより加
   熱定着する定着方法において、前記高粘度離型剤が２５
   ℃で２０００〜６００００センチストークスの粘度を有
   するものであり、前記トナー像を形成するトナーは、三
   官能以上の多官能性単量体による成分を含有するポリエ
   ステル樹脂をバインダー樹脂として含み、かつトナー中
   に１〜２５重量％の低軟化点ポリプロピレンを含有する
   ことを特徴とするトナー像の定着方法。