JPS58100139A - 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】 本発明、は電子４真、静電記録、静電印刷などにおける
静電荷ｇ１を現像する九めのトナーに関し、％に熱ロー
ラ一定着に適したトナーに関する。

従来、電子４真法としては米国特許第４２９７．６９１
号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報及び特公昭４
３−２４７４８号公報等に記載されている如く、多数の
方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用し
、種々の手段により感光体上に電気的潜ｆ象を形成し、
次いで該ｆ’１ｉｌｌｌｋトナーを用いて現像し、必要
に応じて紙等の転写材にトナーｌｉｔ　（ｆｉｌを転写
した後、加熱、圧力或いは溶剤蒸気などにより定着し傍
写物ケ得るものである。

上述の最終工程であるトナー　傭を紙などのシートに定
着する工程に関しては株々の方法や装置が開発されてい
る。埃在最も一般的な方法ｔよ熱ローラーによる圧着加
熱方式である。

加熱ローラーによる圧着加熱方式はトナーＶこ対し離型
性を有する材料で表向を形成した熱ローラーの表面に被
定着シートのトナー清面を加圧下で接触しながら通過せ
しめることにより定着を行なうものである。この方法は
熱ローラーの表面と被定着シートのトナー像とが加圧Ｆ
で接触するため、トナー像を被定着シート上に融着する
際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行なうこ
とができ、高速度電子写真轡与機において非常に有効で
ある。しかしながら、上記方法では、熱ローラー表面と
トナー儂とが溶融状態で加圧下で接触するためにトナー
偉の一部が定着ローラー表面に付着・転移し、次の被定
着シー）Ｋこれが再転移して所絹オフセット現象會生じ
、被定着シートを汚すことがある。

熱定着ローラー表面に対してトナーが付着しないように
することが熱ローラー足着方式の必須条件の１つとされ
ている。

特公昭５１−２３３５４号公報に記載されているように
１このようなオフセット現象は低分子量樹脂管用いた場
合に生じやすい。それゆえに同公報にも記載されている
ように架橋されたビニル系重合体を用いること呵よりオ
フセット現象を防止できないかと考えられるが、本発明
者らが検討したところ、単に架橋され九ビニル系重合体
を用いても必ずしも良好でないことがわかった。特に、
架橋度を高くすると、定着温度が高くなり、また磁性ト
ナーの場合には定着温度がより上昇し、耐オフセット性
が悪くなるので問題が多い。

また、定着ローラー表面にトナーを付腐させない目的で
、例えば、ローラー表面をトナーに対してｌｌ１ｉ型性
の優れた材料、シリコンゴムや弗素系樹脂などで形成し
、さらにその表向にメツセット防止及びローラー表面の
疲労を防止するためにシリコンオイルの如き離型性の良
い液体の薄膜でローラー表向を被〜することが行なわれ
ている。しかしながら、この方法はトナーのオフセット
を防止する点では極めて肩効であるがオフセット防止用
液体を供給するための装置が必要なため、定着装置が複
雑になること等の問題点を有している。それゆえ１．オ
フセット防止用液体の供給によってオフセラ）？防上す
る方向は好ましくなく、むしろ定着点が低くて足着温−
領域の広い耐オフセット性の商いトナーの開発が望まれ
ているのが現状である。

また轟然のことではあるが、トナーは定腐考性以外にも
耐ブロツキング特性、曳慣特性、転写性、クリーニング
性等において優れていることが必要であるが、従来のト
ナーは下記のような欠陥を一つ又はそれ以上有していた
。すなわち加熱によって比較的低い温度で容易に溶融す
るトナーの多くは貯蔵中もしくは複写機内においてケー
クするか凝集しやすい。多くのトナーでは、連続使用に
よる繰り返しの視像によるトナー粒子とキャリアー粒子
の衝突及びそれらと感光板表面との接触によるトナー、
キャリアー粒子及び感光板の相互劣化によって、得られ
るｄｉｉｆ＃のｌｌ！ＩｔＬが変化し、或いは背景製置
が増し、複与物の品質を低下させる。さらに多くのトナ
ーでは、潜ｆ象を有する感光板表面へのトナーの付着量
を増して、複写図星の濃度を増大させようとすると、通
常背景濃度が増し、いわゆるカブリｆｉ象を生じる。従
って、穐々のトナー特性が優れており、且つ熱ローラ一
定着法に適しているトナーが望まれている。

そｈゆえ本発明の目的は上述したトナーの欠陥を克服し
た、優れた物理的及び化学的特性を有するトナーを提供
することにある。

本発明の目的は定着性が良好で特に耐オフセット性の良
好な熱ローラ一定着剤のトナー１７掃供するものである
。

更に、本発明の目的は、荷電性が良好でしかも連続使用
に対して安定した荷電性を示し、鮮明で、力、ブリのな
い画像の得られる熱ローラーず使用のトナーを提供する
ものである。

更に、本発明の目的は、流動性に優れ、凝集を起さず、
耐衝撃性にも優ねている熱ローフ一定着用のトナーを提
供するものである。

更に、本発明の目的は、トナー保持部材或いは感光体表
面への付着物の少ない熱ローラ一定着用のトナーを提供
するものである。

更に、本発明の目的は、磁性粉を含有させた場合に、Ｆ
ｉ、良好で均一な磁性を示し、熱ローラ一定着が可能な
磁性トナーを提供するものである。

その特徴とするところは、ポリオールもしくはポリカル
ボン酸を含むジカルボン酸とジオールとから生成される
ポリエステルと、１４０℃における溶融粘度が１０〜１
０１センチポアズのポリエチレンもしくはポリプロピレ
ンとを含有し、かつメルトインデックスが０．０１〜２
０９７１０ｍ１ｎである熱ロール定着用トナーにある。

本発明に係る熱ロール定着用トナーは物理的及び化学的
特性に優れており、また本トナーを使用することにより
、定着ローラー表面にオフセット防止用液体を塗布しな
い場合にもオフセットを生じることなく、良好な熱ロー
ラ一定着を行なうことがてきるので、定着装置を簡素・
軽量化でき、さらに、安定で非常に優れた視像特性を有
しているので、複写機の安定性及び信頼性を著しく向上
することが可能になる。すなわち、本発明のトナーでは
、ポリオールもしくはポリカルボン酸で架橋されたポリ
エステルを用いているため罠、機械的強度が適度に強く
優れた現像性を有しさらに、低い定着点を有しかつ定Ｍ
ロールへのオフセットが少ない。また１４０℃における
溶融粘度が１０〜１０１（好ましくは５０〜１０４９％
に好ましくはｉｏ”〜１０８）センチポアズのポリエチ
レン％Ｌ＜はポリプロピレンを用いているために、感光
体、キャリアー等の傷；　トナーフィルミングが発生し
に〈＜、さらに離型作用によって定着ロールへのオフセ
ットが少ない。以上の優れた性質は、個々の材料単独で
は十分に発揮されず本発明のポリエステルとポリエチレ
ンもしくはポリプロピレンとの混合系において相乗的に
発揮せられる。加えて本発明のトナーは、メルトインデ
ックスが０．Ｏ１〜２０ｆＡＯｍｉｎ　（好ましく　ｕ
　Ｏ，０５〜１０Ｆ／１０ｍ１ｎ特に好ましくはα２〜
５ｆ／１０ｍ１ｎ）であるために、優れた定着特性、現
１１Ｉ％性を有する。

上記において、エチレン系オレフィン重合体の溶融粘度
の測定はＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ　法を用いここではＢｆ
ｆｉ粘度計にφ量すンプルアダプターを取付は友ものを
用いた。

ま九トナーのメルトインデックスは、試験条件が温度１
２５℃、荷重１ｏｋｆ、充てん量５〜８ｔで、日本工業
規格の熱可重性プラスチックの流れ試験方法ＪＩＳ　Ｋ
７２１０記載の装置を用いて、手動切り取り法で測定を
一行なった。

本発明に使用するポリエステルを生成せしめるためのポ
リオール、ポリカルボン酸、ジオール、ジカルボン酸と
しては例えば次のようなものがある。

ポリオールとしてはペンタエリスリトール。

ソルビトール、グリセロール、１４４−ブタントリオー
ル、１，２．５−ペンタントリオール、２−メチルブロ
パントリオール、ｌ、３．５−）リヒドロキシメチルベ
ンゼン、１．λ八６−ヘキサンテトロール、Ｌ４−ソル
ビタン、グルコース。

ラクトース、シヨ糖、ポリオキシエチレン（ｌＯ）ソル
ビトール、ポリオキシエチレン（４）１．４−ソルビタ
ン、ポリオキシエチレン（３０）ペンタエリスリトール
、ポリオキシプロピレン（５）１，２゜１１−ヘキサン
へントールなどおよそ３〜９個のヒドロキシル基を含む
化合物があるが、特ニアルフキシ化ポリオールが好まし
い。

ポリカルボン酸としては、Ｌ２，５−ヘキサントリカル
ボン酸、゛ｔλ４−ブタントリカルボン酸、テトラ（メ
チレンカルボキシル）メタン。

１、２．７．１３−オクタンテトラカルボン酸、Ｌ２．
４−ぺ／ゼントリカルボン酸、１，２．５−ベンゼント
を有する化合物がある。

本発明に使用するツメールとしては、エチレングリコー
ル、グロビレンダリコール、テトラメチレングリコール
、Ｌ４−プチレ／ジオール。

ペンタメチレングリコール、ジエチレングリコール、Ｐ
−ジ（ヒドロキシメチル〕べ／ゼン、２゜２−ビス（４
−ヒドロキシフェニル少プロパン。

ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）ケトン、ビス（４−ヒドロキシフェ
ニル）エーテル、ビス（ヒドロキシフェニル）スルホン
、４２−ビス（２１＆イ（１ ル４％ビスフェノールが好ましい。

さらに本発明に使用するジカルボン酸とじては、７マル
酸、マレイン酸、こはく酸、イタコン酸、フタル酸、マ
ロン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの酸がある。

これらの中でも７マル酸、マレイン酸が好ましい。上記
−において、本発明に用いるカルボン酸は酸無水物、酸
エステル、酸塩化物等の形態であっても良い。これらを
用いて、本発明のポリエステルを得るに＃ｉ、カルボン
酸のカルボキシル基の数のヒドロキシ化合物のヒドロキ
シル基め数に対する比がおよそα８〜Ｌ２の割合で、上
記カルボン酸とヒドロキシ化合物を調合し、公知の方法
によって縮重合せしめれば良い。この場合ポリオールと
ポリカルボン酸とは用いるカルボン酸及びヒドロキシ化
合物の全量に対し七α１〜２０モルチが好ましい、また
本発明のポリエステルはスチレン−アクリル酸エステル
共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共−合体、
スチレン−ブタジェン共重合体などのスチレン系共重合
体をグラフト重合せしめたもめをも包含する１本・発明
の上記ポリエステルは環球法の軟化点が９０〜１８０℃
（さらに好ましく　Ｖ１１１０〜１６０℃１％に好まし
くは１２５〜１５０℃）であることが好ましい。

本発明のポリエステルは結着樹脂中に少なくとも５０重
量パーセントの割合で含有されるのが好ましく、特に７
０１量パ一セント以上が良い。

本発明に使用するポリエチレンもしくはボリグ關ピレン
は結着樹脂に対してｏ、ｌ−１０１１量バーセント（好
ましくはα２〜ｓ３１量パーセント）含有されるのが良
い。

また、本発明のトナーは上記のようなポリエステルを主
要樹脂成分どするものであるが、必ｇ！に応じて他の重
合体、樹脂１ｊＩ′ｌｒ混合して使用することができる
。混合して使用できる他の樹脂類としては、例えば、ポ
リスチレン、ポリーｐ−ｐｖｓルスチレン、ポリビニル
トルエンナトのスチレン及びその置換体の単重合体；ス
チレン−Ｐ−クロルスチレン共１１合体、スチレ／−ビ
ニルトルエン共電、合体、スチレン−ビニルナフタリン
共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、ス
チレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−ａ
−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アク
リロニトリル共東合体、スチレン−ビニルメチルエーテ
ル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体
、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−
ブタジェン共重合体、スチレン−インプレン共電合体、
スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体などの
スチレン系共重合体；ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノ
ール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂。

アクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、
ポリ酢酸ビニール、シリコーン樹脂。

本発明外のポリエステル樹脂、ポリウレタン。

ポリアミド樹脂、７ランー脂、エポキシ樹脂□。

キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、
ク樹脂９冫油ン樹脂９石油系樹脂、などが使用できる。

本発明のトナーにおいては、任意の適当な顔料や染料が
着色剤として使用される。例えば、カーボンブラック、
鉄黒、フタロシアニップル−、群ｔ、キナクリドン、ベ
ンジジンイエローなど公知の染顔料がある。

さらに本発明のトナーを磁性トナーとする場合に／ｆｉ
、着色剤としての役割も兼ねて良いが、強磁性元素及び
これらを含む合金、化合物であるマグネタイト、ヘマタ
イト、フェライトなどの鉄、コバルト、ニッケル、マン
ガンなどの合金や化合物、その他の強磁性合金など従来
よ妙磁性材料として知られている磁性粉を含有せしめて
も良い。又荷電制御、凝集防止などの目的のために、カ
ーボンブラック、ニグロシン、金属錯塩、コロイド状シ
リカ粉末、７ツ素糸樹脂粉末などを添加せしめても良い
。

さらに本発明のトナーは、特におよそ０．Ｏ１〜５−の
コｎイド状シリカ粉末、酸化セリウムなどの研摩剤粒子
、およそ０．Ｏ１〜５チのフッ素系樹脂粉末、高級脂肪
酸の金属塩などのＩａｉ屑剤粒子と混合されて用いられ
るのが好ましい。

本発明のトナーは種々の現イ象法に適用できる。

例えば、磁気ブラシ埃儂方法、カスケード現慣方法、米
国特許第八９（１２５８号明細書に記載された導電性磁
性トナーを用いる方法、高抵抗磁性トナーを用いる方法
、％開昭５４−４２−１４１号公報、同５５−１８６５
６号公報などに記載された方法、７アープ２シ現偉方法
、パウダークラウド法、インプレッション法などがある
。

本発１［Ｃ係るトナーを使用して紙などの被定着シート
上に形成したトナー像は、その表面にオフセット防止用
液体を供給しない定着ローラーを使用した場合にもトナ
ーのオフセット現象を発生することなく熱ローラーで定
着を行なうことができる。定着ローラーとしては、その
表面を例えばテアｏン（デュポン社製ン、フルオン（Ｉ
ＣＩ社製）及びケル−Ｆ　（３Ｍ社製）などの弗ｉ系樹
脂或いはシリコンゴム、シリコン樹脂で形成した平滑な
面を有するものや場合によっては金属表１ｉｌｉｔ−有
するものが使用できる。

以下に本発明のトナーの優位性を実施例を以って説明す
る。

〔ポリエステルＡ製造例〕

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）ブーパン２０００ｆ及びグリセリ
ン２８１を、撹拌棒、温＃、１．導入管。

コンデンサーを備えた４つ口丸底フラスコに加える。導
入管よりＮガスを導入し、フラスコ内１ｋＮＲ雰囲気に
保つ。フラスコをマントルヒーターで加熱し、混合物を
５２℃にする。次いでフｉル酸７５０ｔとハイドロキノ
ン１．２ｆｔ−６加する。しかる後混合物′ｆｒ２００
℃に加熱し、反応水を除去しつつ約１０時間この温度に
保つ。しかる後室温に冷却する。得られた重合体は、環
球法の軟化点が１４０℃であった。

〔ポリエステルＢ製造例〕

２・２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン９０
０ｆ及ヒソルビトール１５２．７マル酸６９５ｔを用い
ることを除いては製造例Ａとほぼ同様にして、環球法に
よる軟化点が１３５℃のポリエステルを得た。

〔ポリエステルＣ製造例〕

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ｚｏｏｏｔ及ｒｉポリオ
キシプロピレン（６）ツルピトー５ル４５ｆ、７マル酸
７３０？を用いることを除いては製造例Ａと＃１ぼ同様
にして、環球法によ゛る軟化点が１３０℃のポリエステ
ルを得九。

〔実施例１〕 ＃記ポリエステルＡ　１００重量部、１４０℃における
溶融粘度が１２０センチポアズのポリエチレン３重量部
、磁性粉６０重量部、含金染料（＃８品名、ザポンファ
ーストブラックＢ、ＢＡＳＦ製２２製置２電量 ミルにて溶融混練する．冷却後ハンマーミルを用いて粗
粉砕する０次いで超音速ジェット粉砕機にて微粉砕する
．得られた粉体を風力分級機で分級し、およ−ｔ５〜２
０μの粒子を集めさら［　０．　５−の疎水性コロイダ
ルシリカを添加しトナーとした。このトナーを市販の複
写機（商品名，ＮＰ−４００，キャノン製）［適用した
ところ、定着性の良いカプリのない鮮明なｔｈｌｆｌｌ
が得られた．さらに５万枚のう／ユングテストを行なっ
たところ、画１象に殆んど変化のない良好なＩＩ＃１１
１ｆｌが得られた。また定着ロールへのオフセットもき
わめて少なかった。

〔実施例２〕 ポリエステルＡの代わりにポリエステルＢｔ用いること
を除いては実施例１と同様に何なったところ、定着性の
よい鮮明な画慣が得られ、オフセットは少なかった。

〔実施例３〕 ポリエステル人の代わりにポリエステルミｔ用いること
を除いては実施例１と同様に行なったと仁ろ、良好な結
果が得られた。

〔実施例４〕 １４０℃における溶融粘度が１２０センチポアズのポリ
エチレンの代わりに４３００センチポアズのポリエチレ
ンを用いることを除いては実施例１と同様に行なつ九と
ころ、カブリのない鮮明なＩＩＩｊｌｊＩＩが得られた
。さら［４万枚のランニングテストを行なったところ、
複写品質の低下は殆んど認められなかった。また定着ロ
ールへのオフセットが少なかった。

〔実施例５〕 １４０℃における溶融粘度が１２０センチポアズのポリ
エチレンの代わりに４００センチポアズのポリプロピレ
ンを用いることを除いては実施例１と同様に行なったと
仁ろ、良好な結果が得られた。

〔実施例６〕 ポリエチレンの量を５重量部から１重量部に変えること
を除いては実施例１と同様に行なったところ、良好な結
果が得られた。

〔実施例７〕 ポリエステル＊ＸＯＯ＊量部、１４０℃における溶融粘
度が４３００センチポアズのポリエチレン５亀量部、含
金染料２重量部、カーボンブラック。

７亀量部を用いて、実施例１とほぼ同様にしてトナーを
作成した。

品名、　ＫＦＶ２５０／４００．日本鉄粉社製）　８８
１ｊｌｉｆｉｌＳとを混合し現像剤とした。

この現償剤を市販の複写Ｍ＆（商品名、ＮＰ−５００へ
キャノン環）Ｋ適用したところ鮮明なＩＩ！Ｉｆ　１１
１が得られた。さらに３万枚のランニングテストを行な
ったが、１複写品質の低下は殆んどなく定着ロールへの
オフセットは少なかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリオールもしくはポリカルボ／酸をｔｔｒジカルボン
   酸とジオールとから生成されるポリエステルと、１４０
   ℃における溶融粘度が１０〜１０”センチポアズのポリ
   エチレンもしくはポリプロピレンとを含有し、かつメル
   トインデックスが０．０１〜２０１Ｆ７１０ｍｉｎであ
   ることを特徴とする熱ロール定着用トナー