JP2000075544A

JP2000075544A - フラッシュ定着及びヒートロール定着兼用静電荷像現像用トナー及び画像形成方法

Info

Publication number: JP2000075544A
Application number: JP24013298A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamazaki; 弘山崎; Yoshiaki Kobayashi; 義彰小林; Michiaki Ishikawa; 美知昭石川; Hiroko Nishimori; 広子西森
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】フラッシュ定着使用時には画像支持体接着性
に優れ、また、ヒートロール定着使用時においては、オ
フセット性が良好で且つ、画像支持体への接着性が良好
なフラッシュ定着及びヒートロール定着兼用静電荷像現
像用トナーを提供する。【解決手段】クロロホルム不溶分が０．５〜１０重量
％であり、且つ、軟化点が１３０℃〜１４５℃を有する
ポリエステル樹脂を含有するフラッシュ定着及びヒート
ロール定着兼用静電荷像現像用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフラッシュ定着及び
ヒートロール定着兼用静電荷像現像用トナーに関し、更
に詳しくはフラッシュ定着使用時には画像支持体接着性
に優れ、また、ヒートロール定着使用時においては、オ
フセット性が良好で且つ、画像支持体への接着性が良好
なフラッシュ定着及びヒートロール定着兼用静電荷像現
像用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真画像形成方法において、
ヒートロール定着はその簡便性の為に好適に使用されて
いる。しかし、ヒートロール定着では定着部位に於いて
ローラーの間隙を通過させて定着する方式であることか
ら、いわゆる厚紙や薄紙、更には立体物に対して定着を
行うことが難しい。

【０００３】一方、フラッシュ定着は熱源として多大な
装置を必要とするものの、定着媒体である画像支持体を
特に限定することが無い利点を有している。

【０００４】上記フラッシュ定着及びヒートロール定着
の両定着方法が実施可能な装置を使用することにより、
簡便な定着と支持体を限定せずに定着できる装置が考案
できるものの、両者の定着方法ではトナーに要求される
性能が大きく異なっていた。

【０００５】ヒートロール定着方式においては、熱ロー
ルに対するオフセットの問題があり、この問題を解決す
るためにいわゆる分子量分布を拡大することでオフセッ
トを防止する技術が種々提案されている。この効果を最
も発揮できる樹脂として架橋樹脂が用いられている。

【０００６】しかしながら、架橋樹脂を用いることでオ
フセット性は改善できるものの、その架橋樹脂をフラッ
シュ定着に適用した場合には、その樹脂の溶融性が低い
ために、画像支持体に対する接着性不良の問題が生じや
すい。一方、フラッシュ定着方式では熱ロールに対する
オフセットの問題は無いものの、熱が付与された状態で
瞬間的に溶融することが望まれている。この効果を発揮
させるために、架橋型ではないいわゆる直鎖状のポリエ
ステル樹脂が提案されている。

【０００７】しかし、この直鎖状ポリエステルでは溶融
粘度が低くなるために、ヒートロール定着時に熱ロール
に対するオフセットが発生してしまう問題があった。

【０００８】以上の様に、両者の定着方式ではトナーに
要求される熱溶融特性が大きく異なるため、従来ではそ
の両者を満足するトナーが提案されていない。

【０００９】例えば、特開平８−８７１２８号公報に
は、テトラヒドロフラン溶媒への溶解残滓（ゲル分率）
が１ｗｔ％以下であるトナーバインダーを必須構成成分
とするフラッシュ定着用トナーが開示されている。該フ
ラッシュ定着用トナーは、フラッシュ定着性は確かに向
上しているが、ヒートロール定着性は未だ、不十分であ
った。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決すべくなされたモノであり、本発明の目的は、フラ
ッシュ定着での画像支持体に対する接着性が良好で、ヒ
ートロール定着時に於けるオフセットが良好で且つ画像
支持体に対して良好な接着性を有する両者兼用トナーを
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記構成により達成された。

【００１２】１．クロロホルム不溶分が０．５〜１０重
量％であり、且つ、軟化点が１３０℃〜１４５℃を有す
るポリエステル樹脂を含有するフラッシュ定着及びヒー
トロール定着兼用静電荷像現像用トナー。

【００１３】２．上記ポリエステル樹脂の軟化点をｘ
（℃）、クロロホルム不溶分をｙ（重量％）とした時、
下記関係式を満たすことを特徴とする前記１に記載のフ
ラッシュ定着及びヒートロール定着兼用静電荷像現像用
トナー。

【００１４】ｙ＝（０．７ｘ）−ａａ：９９．５〜８７ｘ：１３０〜１４５ｙ：０．５〜１０３．架橋成分として３価以上のカルボン酸又は３価以上
のアルコールの少なくとも１種を用いて製造されたポリ
エステル樹脂であることを特徴とする前記１又は２に記
載のフラッシュ定着及びヒートロール定着兼用静電荷像
現像用トナー。

【００１５】４．前記１、２又は３に記載のフラッシュ
定着及びヒートロール定着兼用静電荷像現像用トナーを
用いて静電荷像を現像し、転写後、フラッシュ定着又は
ヒートロール定着を行うことを特徴とする画像形成方
法。

【００１６】以下に本発明を更に具体的に説明する。

【００１７】本発明のフラッシュ定着及びヒートロール
定着兼用静電荷像現像用トナーに用いられるポリエステ
ル樹脂は、０．５重量％〜１０重量％と特定された範囲
のクロロホルム不溶分を有する場合に熱ロールに対する
オフセット性が良好で、且つ熱ロール定着でも充分な溶
融性を有しており、画像支持体に対する接着性が良好
で、更にフラッシュ定着時にも充分な溶融性を示すもの
であり、両者の定着の何れでも良好な画像支持体に対す
る接着性を保つことができることを見出した結果、完成
されたものである本発明に用いられるポリエステル樹脂のクロロホルム不
溶分の測定方法を下記に示す。

【００１８】樹脂試料を粉砕し、２０メッシュの篩いを
通過した試料粉体５．００ｇを採取し、濾過助剤として
ジオライト（＃７００）５．００ｇとともに容量１５０
ｍｌの容器に入れ、この容器にクロロホルム１００ｇを
入れ、室温下、ボールミルにて５時間回転混合すること
で充分に溶解させる。ついで、加圧濾過容器内に直径７
ｃｍの濾紙（Ｎｏ．２）を置き、その上に５．００ｇの
ジオライト（＃７００）を均一にならして置く。少量の
クロロホルムを加えて濾過器に密着させた後に、前述の
操作で調整した溶液を濾過器内に流し込む。更に容器を
１００ｍｌのクロロホルムにて洗浄して濾過器へ流し込
み、容器内に残留物が無いことを確認する。濾過器の上
蓋を密閉し、４ｋｇ／ｃｍ²以下の圧力を加えて濾過を
行い、クロロホルムの流出が無くなった時点で再度クロ
ロホルム１００ｍｌを加えて加圧濾過を行い、濾紙上の
残留物を洗浄する。濾過が終了した後、濾紙、濾紙上の
残査及びジオライトをアルミホイル上にあけ、真空乾燥
機を用いて８０〜１００℃／１００ｍｍＨｇの条件で１
０時間乾燥させる。この結果から下記算出式に従ってク
ロロホルム不溶分を測定する。

【００１９】クロロホルム不溶分（重量％）＝（乾燥物
重量（ｇ）−濾紙重量（ｇ）−ジオライト重量（１０．
００ｇ））／（サンプリング重量（５．００ｇ））×１
００本発明において用いられる前記ポリエステル樹脂のクロ
ロホルム不溶分は、０．５〜１０重量％であるが、フラ
ッシュ定着及びヒートロール定着のどちらを用いても、
更に画像支持体に対する良好な接着性向上効果を得るた
めには、クロロホルム不溶分が０．５〜８重量％である
ことが好ましい。

【００２０】クロロホルム不溶分が０．５％未満である
とオフセット性が低下し、ヒートロール定着時に問題が
発生する。一方、１０％を越える場合には溶融性が低下
し、フラッシュ定着時の定着性が低下する。

【００２１】次に本発明に用いられるポリエステル樹脂
は、アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合によっ
て得られるが、該アルコール成分としては２価又は３価
以上の多官能アルコール成分が好ましく用いられるが、
ポリエステル樹脂中において架橋形成するための成分と
して３価以上の多官能アルコール成分が更に好ましく用
いられる。また、該カルボン酸成分としては、２価又は
３価以上の多官能カルボン酸成分が好ましく用いられる
が、上記ポリエステル樹脂中において、架橋形成する為
の成分として３価以上の多官能カルボン酸が更に好まし
く用いられる。

【００２２】２価のアルコール成分としては、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、ポリオキシエチレン−２，２−ビス（４
−ヒドロキシフェニル）プロパン等のエーテル化ビスフ
ェノール、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、１，３−プロピレングリ
コール、１，４−ブタンジオール、１，４，ブテンジオ
ール、１，５−ペンタングリコール、１，６−ヘキサン
グリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチ
レングリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノール
Ｚ、水素添加ビスフェノールＡ等が挙げられる。

【００２３】３価以上の多官能アルコール成分として
は、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロー
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、１，
２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタトリオ
ール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、
２−メチルー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等が挙げられる。

【００２４】２価のカルボン酸としては、マレイン酸、
フマール酸、シトラコ酸、イタコン酸、グルタコ酸、フ
タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジ
ピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マロン酸、ｎ−ド
デシルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデシ
ルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、ｎ−オクチルコ
ハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸及びこれらの酸無水物
等が挙げられる。

【００２５】３価以上の多官能カルボン酸としては、
１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、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−メチレンカルボキシプロパン、
１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ
（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オ
クタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール
三量体酸及びこれらの酸無水物等が挙げられる。

【００２６】更に、前記２項に示すように、本発明に用
いられるポリエステル樹脂のクロロホルム不溶分と該ポ
リエステル樹脂の軟化点との関係が特定の関係式を満た
していることが好ましい。

【００２７】本発明に用いられるポリエステル樹脂が前
記２にしめす関係式を満たす時、一層、フラッシュ定着
及びヒートロール定着のどちらを用いても良好な定着性
向上効果を得ることが出来る。

【００２８】本発明において用いられるポリエステル樹
脂の軟化点は、高化式フローテスター（島津製作所製）
を使用して測定される。具体的には、高化式フローテス
ター「ＣＦＴ−５００」（島津製作所製）を用い、ダイ
スの細孔の径１ｍｍ、長さ１ｍｍ、荷重２０ｋｇ／ｃｍ
²、昇温速度６℃／ｍｉｎの条件下で１ｃｍ³の試料を溶
融流出させたときの流出開始点から流出終了点の高さの
１／２に相当する温度を軟化点として定義する。

【００２９】本発明のフラッシュ定着及びヒートロール
定着兼用静電荷像現像用トナーは離型剤を用いてもよ
く、該離型剤としては、例えばポリオレフィン、脂肪酸
エステル、部分ケン化脂肪酸エステル、高級アルコー
ル、パラフィンワックス、アミド系ワックス及びこれら
の混合物等のワックスを用いることが出来る。

【００３０】前記ポリオレフィンとしては、例えばポリ
プロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等の樹脂を挙げ
ることが出来る。

【００３１】前記脂肪酸エステルしては、例えばマレイ
ン酸エチルエステル、マレイン酸ブチルエステル、ステ
アリン酸メチルエステル、ステアリン酸ブチルエステ
ル、パルミチン酸セチルエステル、モンタン酸エチレン
グリコールエステル等を挙げることが出来る。

【００３２】前記パラフィンワックスとしては、例えば
天然パラフィン、マイクロワックス、合成パラフィン等
を挙げることが出来る。

【００３３】前記アミド系ワックスとしては、例えばス
テアリン酸アミド、オレイン酸アミド、パルミチン酸ア
ミド、ラウリル酸アミド、ベヘニン酸アミド、メチレン
ビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミド等が
挙げられる。

【００３４】本発明のフラッシュ定着及びヒートロール
定着兼用静電荷像現像用トナーは着色剤を用いても良
く、該着色剤としては、例えばカーボンブラック、アセ
チレンブラック、ベンジジンイエロー、ナフトールイエ
ロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、フタロシア
ニンブルー、アリザリンレーキ、キノリンイエロー、ア
ゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンチン系染料、
メチン系染料等の染料又は顔料が使用される。

【００３５】配合割合は上記ポリエステル樹脂１００重
量部に対して１〜２０重量部が好ましく用いられる。

【００３６】本発明のフラッシュ定着及びヒートロール
定着兼用静電荷像現像用トナーは、荷電制御剤を用いて
も良く、該荷電制御剤としては、モノアゾ染料の金属錯
塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の亜鉛、
アルミニウム、コバルト、クロム等の金属錯体、第４級
アンモニウム塩化合物、ニグロシン系染料をあげること
ができる。

【００３７】本発明のフラッシュ定着及びヒートロール
定着兼用静電荷像現像用トナーを用いて、静電荷像を現
像し、転写後、画像を記録媒体に定着するときに、該定
着方法としてフラッシュ定着又はヒートロール定着が好
ましい定着方法として用いられる。

【００３８】本発明において好ましく用いられるフラッ
シュ定着方法とは、光を用いて画像を記録媒体に定着す
る方法のひとつであり、例えばキセノンフラッシュのよ
うな放電管の閃光によって定着する方法等が挙げられ
る。

【００３９】本発明においては、具体的には下記のよう
なフラッシュ定着条件が好ましく用いられる。

【００４０】・フラッシュランプとして、キセノンラン
プ使用・印加電圧：１０００〜２５００Ｖ・フラッシュエネルギー：（１／２）ＣＶ²で示される
エネルギーは１００〜１０００Ｊ（但し、Ｃ＝ランプの
充電コンデンサー容量、Ｖ＝ランプ印加電圧を表す。）・発光時間：５００〜２０００μ秒また、本発明において好ましく用いられるヒートロール
定着方法とは、熱ローラーを用いて画像を記録媒体に定
着する方法の１つであり、例えば、表面にテトラフルオ
ロエチレンやポリテトラフルオロエチレン−パーフルオ
ロアルコキシビニルエーテル共重合体類等を被覆した鉄
やアルミニウム等で構成される金属シリンダー内部に熱
源を有する上ローラーとシリコンゴム等で形成された下
ローラーとから形成されたローラー構成が用いられる。
詳しくは、熱源として線状のヒーターを有し、上ローラ
ーの表面温度を約１２０〜２００℃程度に加熱される。
定着部に於いては上ローラーと下ローラー間に圧力を加
え、下ローラーを変形させ、いわゆるニップを形成す
る。ニップ幅としては１〜１０ｍｍ、好ましくは１．５
〜７ｍｍである。定着線速は４０ｍｍ／ｓｅｃ〜７００
ｍｍ／ｓｅｃが好ましく用いられる。ニップが狭い場合
には熱を均一にトナーに付与しにくくなり、定着のムラ
を発生しやすくなる。一方でニップ幅が広い場合には樹
脂の溶融が促進されやすくなり、定着オフセットが過多
となりやすくなる。

【００４１】

【実施例】以下に本発明の実施例を記載するが、本発明
はこれらに限定されない。

【００４２】実施例１（樹脂製造例１）テレフタル酸２９９重量部とポリオキ
シプロピレン−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）プロパン（プロピレンオキサイド２量体付加物）２
１１重量部とペンタエリスリトール適量とを窒素気流を
導入した状態で不活性雰囲気下に０．０５重量部のジブ
チル錫オキサイドを添加して２００℃の条件で反応によ
り発生する水分を除去しながら重合を実施した。重合物
をサンプリングし、下記表に示すポリエステル樹脂（Ｐ
Ｅｓ−１１〜１５）を調製した。

【００４３】（樹脂製造例２）テレフタル酸２９９重量
部と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（プロピレンオキサイド２量体
付加物）２１１重量部とｎ−ドデセニルコハク酸２４重
量部と１，６−ヘキサンジオール６重量部とを窒素を導
入した状態で不活性雰囲気下に０．０５重量部のジブチ
ル錫オキサイドを添加して２３０℃の条件で水分が除去
されなくなるまで反応させた。ついで、１，２，４−ベ
ンゼントリカルボン酸を適量加え、反応時間を調整して
下記表に示すポリエステル樹脂（ＰＥｓ−２１〜２５）
を調製した。

【００４４】（樹脂製造例３）樹脂製造例２に於いて、
１，２，４−ベンゼントリカルボン酸を使用しないほか
は同様にしてポリエステル樹脂を得た。これを「ＰＥｓ
３１」とする。

【００４５】上記樹脂製造例１〜３で製造したポリエス
テル樹脂の各々に対して、前記記載の方法に従って、ク
ロロホルム不溶分と軟化点を測定した。

【００４６】得られた結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】（トナー製造例）上記樹脂製造例１〜３に
記載の樹脂を各々１００部を用い、次いで各々の樹脂に
カーボンブラック（キャボット社製モーガルＬ）１０
部、低分子量ポリプロピレン２部を加え、ヘンシェルミ
キサーにて混合した後に、溶融混練し、粉砕分級して体
積平均粒径が８．５μｍの着色粒子を調製した。この着
色粒子に対して疎水性シリカを０．６重量部加え、ヘン
シェルミキサーで混合してトナー１１〜１５、トナー２
１〜２５及びトナー３１を得た。下記表２に製造したト
ナーの一覧表を示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】これらのトナーに対して各々、スチレンア
クリル樹脂で被覆したキャリアを添加し、トナー濃度が
５％の現像剤を調製した。ついで、このものを用いてコ
ニカ製デジタル複写機７０５０を使用して画像を形成
し、未定着の画像を使用してフラッシュ定着性及び熱ロ
ール定着性を評価した。これらの定着条件は下記に示
す。なお、使用する紙としては１１０ｋｇ紙を使用し
た。また、印字した画像は、画素率が５％の文字画像で
ある。

【００５１】・フラッシュ定着条件フラッシュ定着器の設定条件は、容量１６０μＦのコン
デンサを使用し、充電電圧＝２０５０Ｖとし、フラッシ
ュランプに印加した。発光時間は１０００μ秒とした。

【００５２】・熱ロール定着条件熱ロール方式として、表面をテトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体で被覆し
た直径３０ｍｍφのヒーターを中央部に内蔵した円柱状
の鉄を上ローラーとして有し、表面が同様にテトラフル
オロエチレン−パーフルオロアルキルエーテル共重合体
で被覆したシリコンゴムで構成された直径３０ｍｍφの
下ローラーを有している。線圧は０．８ｋｇ／ｃｍに設
定され、ニップの幅は４．３ｍｍとした。この定着機を
使用して、定着の線速を２５０ｍｍ／ｓｅｃに設定し
た。なお、定着機のクリーニング機構は付与していな
い。

【００５３】また、定着機の表面温度は可変（１５０〜
２３０℃）できるものを用いた。

【００５４】《評価方法》上記定着器を使用してフラッ
シュ定着性及び熱ロール定着性の評価を実施した。

【００５５】・フラッシュ定着性定着された画像を用いて、スコッチメンディングテープ
（住友３Ｍ製）を画像上に軽く貼り、直径５ｃｍで重量
が１２００ｇの円筒状のおもりをのせ、１分間放置す
る。ついで、約１８０°の角度で一定速度で剥離し、テ
ープへの付着状態を目視観察し、下記基準に従って判定
した。

【００５６】Ａ：付着物無しＢ：軽微な付着物がみられるＣ：薄く文字が見えるが判読できないＤ：文字が判読できる実用的に用いることが出来るのは、「Ｂ」以上である。

【００５７】・熱ロール定着性前述の定着装置を用いて、１５０℃より５℃刻みで温度
を上昇させ、オフセットの発生の有無を評価した。低温
側のオフセット発生温度と高温側のオフセット発生温度
を測定し、その差を「非オフセット領域」として判定す
る。また、１９０℃の定着温度で前述のフラッシュ定着
性評価と同様に定着性を評価した。判定基準も同様であ
る。

【００５８】以上の評価を実施した結果を下記に示す。

【００５９】

【表３】

【００６０】表３から、本発明のトナーでは、フラッシ
ュ定着性及び熱ロール定着性の両面を満足するものであ
ることが理解される。

【００６１】

【発明の効果】フラッシュ定着使用時には画像支持体接
着性に優れ、また、ヒートロール定着使用時において
は、オフセット性が良好で且つ、画像支持体への接着性
が良好なフラッシュ定着及びヒートロール定着兼用静電
荷像現像用トナーを提供することが出来た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西森広子東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA01 CA08 CA17 EA03 EA10 FB02 FB03 2H033 BA58 BB01 BC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クロロホルム不溶分が０．５〜１０重量
％であり、且つ、軟化点が１３０℃〜１４５℃を有する
ポリエステル樹脂を含有するフラッシュ定着及びヒート
ロール定着兼用静電荷像現像用トナー。
【請求項２】樹脂の軟化点をｘ（℃）、クロロホルム
不溶分をｙ（重量％）とした時、下記関係式を満たすポ
リエステル樹脂であることを特徴とする請求項１に記載
のフラッシュ定着及びヒートロール定着兼用静電荷像現
像用トナー。ｙ＝（０．７ｘ）−ａａ：９９．５〜８７ｘ：１３０〜１４５ｙ：０．５〜１０
【請求項３】架橋成分として３価以上のカルボン酸又
は３価以上のアルコールの少なくとも１種を用いて製造
されたポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項
１又は２に記載のフラッシュ定着及びヒートロール定着
兼用静電荷像現像用トナー。
【請求項４】請求項１、２又は３に記載のフラッシュ
定着及びヒートロール定着兼用静電荷像現像用トナーを
用いて静電荷像を現像し、転写後、フラッシュ定着又は
ヒートロール定着を行うことを特徴とする画像形成方
法。