JP2569572B2 - 乾式トナ− - Google Patents

乾式トナ−

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JP2569572B2
JP2569572B2 JP62168800A JP16880087A JP2569572B2 JP 2569572 B2 JP2569572 B2 JP 2569572B2 JP 62168800 A JP62168800 A JP 62168800A JP 16880087 A JP16880087 A JP 16880087A JP 2569572 B2 JP2569572 B2 JP 2569572B2
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孝義 青木
育太郎 長束
末子 坂井
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子写真法、静電記録法等において現像に
用いられる静電荷現像用トナー、更に詳しく言えば熱定
着用の乾式トナーに関する。
[従来の技術] 電子写真法では感光体上に形成された静電潜像を、通
常顔料を含む樹脂粉で現像し、得られた可視画像を転写
紙上に転写して、熱、圧力及びその併用などにより定着
するが、この定着工程を高速かつ高効率に行なうことが
近年要求され、これらの点から熱ロール定着法が多く採
用されている。
熱ロール定着法において、低消費電力で高速定着を行
なうためにはトナーの結着材料の軟化点を下げ、溶融粘
度を低下せしめることが有効な手段であるが、通常トナ
ーの主結着材料として用いられているバインダーポリマ
ー(結着樹脂)では、軟化点を下げるとトナー保管時に
ケーキングによる流動性の低下が生じやすく、また溶融
粘度を下げると、オフセット現象などにより、画像の汚
れが発生しやすくなる。
このため、熱ロールにシリコンオイルなどの離型剤を
供給する装置を設け、オフセットを防止したり、また主
バインダーポリマーのガラス転移点を高くしたり、又は
シリカなど無機物の超微粉をトナー表面への外添剤とし
て用いて保管時のケーキングを防ぐ方法が従来提案され
ている。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、熱ロールにシリコンオイルを供給するには、
供給機構を必要とするため、装置のコストアップが必至
であり、またオイル補給のメンテナンスも必要となる。
また主バインダーポリマーのガラス転移点を、高く設
定すると、軟化温度が高くなるために低温定着が困難と
なりやすい。
本発明は熱定着用トナーにおける上記の問題点のを改
善することを目的とする。
すなわち、本発明の目的は熱ロールにシリコンオイル
などの離型剤を供給しなくてもオフセット現象の発生し
ない乾式トナーを提供することにある。
本発明の他の目的は、高速で効率よく定着を行なうこ
とのできる乾式トナーを提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、主結着剤として常温以上の融点を有し、融
点+30℃以内の温度における溶融粘度が、せん断速度10
2sec-1で103poise以下のウレタンオリゴマー、ワックス
類及びビニル系オリゴマーから選ばれる有機化合物を含
有し、かつ離型性物質を含有することを特徴とする熱定
着用乾式トナーである。
トナーの結着材料としては、従来高分子量の樹脂を用
いて、混練法などにより樹脂中にカーボンブラックのよ
うな顔料及び帯電制御剤などを混合し、微粉砕してトナ
ーとしているが、この場合、結着樹脂は顔料等の要素材
料を保持固定化するとともに、定着に際しては熱及び圧
力またはその併用により、トナーを軟化せしめ、紙表面
の凹凸に沿って付着する機能を付与している。
本発明の乾式トナーにおけるように溶融後の温度上昇
下で極めて低い粘度を示すような材料を結着樹脂として
用いると、トナーの紙繊維内部への浸透が期待され、ト
ナーと紙との間の接着面積を大幅に拡大でき、結果的に
比較的低温で、像強度の高い画像が得られることにな
る。
高速の定着において、トナーの紙への浸透性を高める
にはトナーは熱ロールからの熱により、瞬時に溶解する
必要があり、実験的に融点より30℃以内の加熱で低粘度
化しうることが、必要条件であると判明した。
そしてその際の粘度は、通常のトナーの溶融粘度104
〜106poise(せん断速度102sec-1)よりはるかに低い10
3poise(せん断速度102sec-1)以下の材料を主結着剤と
して含む場合に、オフセットも少なく、浸透による接触
面積拡大による定着度の向上がみられる。この場合、定
着度およびオフセットトナー量は、定着前の紙上の全ト
ナー量に依存するが、前記の物性を示す材料を用いた場
合、充分な画像濃度と高速定着における充分な定着度が
両立する。
また、このような低粘性材料を主バインダーとした場
合、オフセットを最少限に抑えることが可能であるが、
オフセット量をより少なくし、連続コピー時の熱ロール
温度低下の際にも、安定した耐オフセット性を付与する
ためには離型性物質を含有せしめると一層効果が高いこ
とが判明した。
離型性物質としては、表面エネルギーが低く、剥離性
の良好なものが使用される。
このような離型性物質としては、例えばポリオレフィ
ン、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、部分ケン化脂肪酸
エステル、高級脂肪酸、高級アルコール、流動または固
形のパラフィンワックス、アミド系ワックス、多価アル
コールエステル、シリコンワニス、脂肪族フロロカーボ
ン、含フッ素界面活性剤等を挙げることができる。かか
る離型性物質は任意の一種または二種以上を混合して使
用する。
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であってJISIK
2531-1950に規定される環球法によって判定したときの
軟化点が50〜150℃、好ましくは100〜160℃のものであ
る。
前記脂肪酸金属塩としては、例えばマレイン酸と亜
鉛、マグネシウム、カルシウム等との金属塩;ステアリ
ン酸と亜鉛、カドミウム、バリウム、鉛、鉄、ニッケ
ル、コバルト、銅、アルミニウム、マグネシウム等との
金属塩;二塩基性ステアリン酸鉛;オレイン酸と亜鉛、
マグネシウム、鉄、コバルト、銅、鉛、カルシウム等と
の金属塩;パルミチン酸とアルミニウム、カルシウム等
との金属塩;カプリル酸亜鉛;カプロン酸亜鉛;リノー
ル酸と亜鉛、コバルト等との金属塩;リシノール酸カル
シウム;リシノレイン酸と亜鉛、カドミウム等との金属
塩及びこれらの混合物等が挙げられる。
前記脂肪酸エステルとしては、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
エステル等が挙げられる。
前記部分ケン化脂肪酸エステルとしては、例えばモン
タン酸エステルのカルシウム部分ケン化物等が挙げられ
る。
前記高級脂肪酸としては、例えばドデカン酸、ラウリ
ン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オ
レイン酸、リノール酸、リシノール酸、アラキン酸、ベ
ヘン酸、リグノセリン酸、モンタン酸、セラコレイン酸
等及びこれらの混合物を挙げることができる。
前記高級アルコールとしては、例えばドデシルアルコ
ール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パ
ルミチルアルコール、ステアリルアルコール、アラキル
アルコール、ベヘニルアルコール等を挙げることができ
る。
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、塩素化炭化
水素等が挙げられる。
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。
前記多価アルコールエステルとしては、例えばグリセ
リンステアレート、グリセリンリシノレート、グリセリ
ンモノベヘネート、ソルビタンモノステアレート、プロ
ピレングリコールモノステアレート、ソルビタントリオ
レート等が挙げられる。
前記シリコンワニスとしては、例えばメチルシリコン
ワニス、フェニルシリコンワニス等が挙げられる。
前記脂肪族フロロカーボンとしては、例えば四フッ化
エチレン、六フッ化プロピレンの低重合化合物等が挙げ
られる。
主バインダーの低粘性物質として用いられる熱ロール
による加熱によって瞬時に溶解し、低粘度を示す有機化
合物としてはウレタンオリゴマー、ワックス類及びビニ
ル系オリゴマーから選ばれる。ワックス類としては、カ
ルナバワックスなどの比較的硬度の高いものが挙げられ
る。またビニル系オリゴマーとしては、ビニルナフタレ
ン、例えば塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢
酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪
酸ビニルなどのビニルエステル類、例えばビニルメチル
エーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルエチルエ
ーテルなどのビニルエーテル類、例えばビニルメチルケ
トン、ビニルキシルケトンなどのビニルケトン類、例え
ばN−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−
ビニルインドール、N−ビニルピロリドンなどのN−ビ
ニル化合物などのビニル系モノマーのホモオリゴマーま
たは他のモノマーとの共オリゴマーなどが挙げられる。
これらは単独又は混合して使用可能である。
本発明のトナーはこれらの瞬時溶解低粘度化型成分を
結着成分の主成分として多く含有するよう留意すれば結
着材料として、他の結着剤を併用することもできる。
副結着剤としては、先に述べたオリゴマーの原料モノ
マーの高分子量重合体の他、ポリエーテルオリゴマー、
その他例えばスチレン、パラクロルスチレンなどのスチ
レン類、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリ
ル酸ドデシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2
−クロルエチル、アクリル酸フエニル、α−クロルアク
リル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸ブチルなどのメチレン脂肪族カルボン
酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、アクリルアミドなどのモノマーの高分子量重合体、
すなわち従来バインダー樹脂として用いられているもの
と同様の結着剤を用いることができる。
本発明のトナーにおいて含有せしめる離型性物質の量
は、前結着樹脂に対して0.1〜50重量%、好ましくは1
〜20重量%である。
また、本発明のトナーにおいては着色剤としては通常
のカーボンブラックの他、種々の顔料が用いられ、更に
は磁性体を添加してもよい。
ただし、これらの副結着樹脂または添加剤などの含有
により、溶融粘度の著しい増加がないように留意する必
要がある。
[実施例] カルナバ1号ワックス 70重量部 ウレタンオリゴマー 30重量部 を3本ロールにより混練、混合して融点90℃、融点+
30℃における溶融粘度がせん断速度102sec-1で8×102p
oiseの主結着材料Aを得た。
この主結着材料に対して、下記の表に示す組成で混練
粉砕を行ない2種のトナーB、C(各々粒径11μ)を得
た。
B、Cトナーをポリメチルメタクリレートをコートし
た鉄粉キャリヤと混合し、FX3500(富士ゼロックス社
製)改造機で熱ロールによる連続定着テスト(スタート
設定温度150℃)を行なった。
トナーBでは、10枚目からオフセットが目立ち(熱ロ
ールの表面温度は135℃に低下)、30枚目からはコピー
汚れにより判読不能となった。
トナーCでは、50枚の連続コピーによってもオフセッ
ト汚れは目立たなかった。
[発明の効果] 本発明の乾式トナーは、常温で硬度が高く、融点から
融点+30℃の温度範囲で急激に低粘度化するウレタンオ
リゴマー、ワックス類及びビニル系オリゴマーから選ば
れる有機化合物を主結着剤とし、これに更に離型性物質
を含有せしめたものであり、熱ロール定着においてシリ
コーンオイルなどの離型剤を用いなくてもオフセット現
象は発生せず、また連続コピー時の熱ロール温度の低下
によってもオフセットは発生しなくなり、高速で効率よ
く定着を行なうことができる。
本発明による乾式トナーは、溶融時に低粘度化すると
いう物性上の特徴があるので、熱ロール定着に限らず、
フラッシュ法、ラジアント法あるいはオーブン法などの
各種の熱定着法にも使用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 末子 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−100775(JP,A) 特開 昭60−135957(JP,A) 特開 昭54−133346(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主結着剤として常温以上の融点を有し、融
    点+30℃以内の温度における溶融粘度が、せん断速度10
    2sec-1で103poise以下のウレタンオリゴマー、ワックス
    類及びビニル系オリゴマーから選ばれる有機化合物を含
    有し、かつ離型性物質を含有することを特徴とする熱定
    着用乾式トナー。
JP62168800A 1987-07-08 1987-07-08 乾式トナ− Expired - Lifetime JP2569572B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5109821A (en) * 1990-01-19 1992-05-05 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Engine control system
JP3005884B2 (ja) * 1993-07-08 2000-02-07 花王株式会社 静電荷像現像剤組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS60135957A (ja) * 1983-12-23 1985-07-19 Hitachi Chem Co Ltd 静電荷潜像現像用トナ−
JPS62100775A (ja) * 1985-10-29 1987-05-11 Hitachi Metals Ltd ヒ−トロ−ル定着用磁性トナ−

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JPS6413558A (en) 1989-01-18

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