JPH0115063B2

JPH0115063B2 -

Info

Publication number: JPH0115063B2
Application number: JP58231292A
Authority: JP
Inventors: Koji Noguchi; Kenichi Kawana; Masahisa Ochiai
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1983-12-09
Filing date: 1983-12-09
Publication date: 1989-03-15
Also published as: JPS60123850A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等に
用いられる加熱定着用トナーに関する。画像担体（ZnO感光体、Se感光体、有機光導
電体等）上に形成された静電荷像を現像するため
の現像剤としては、例えば磁性キヤリア粒子とト
ナー粒子を混合した二成分系現像剤や、樹脂と磁
性粉を主体としたトナー粒子からなる一成分系の
磁性トナー粒子が、一般に使用されている。また、現像して得られたトナー像は、そのま
ま、もしくは、普通紙等の転写シート上に転写し
た後、定着して最終画像が得られる。トナー像の定着方式としては、電熱ヒータによ
る加熱雰囲気中を通過させるオーブン定着方式、
少なくとも一方が加熱ロールである一対のロール
間を通過させる熱ロール定着方式、あるいは、一
対の剛性ロール間を常温で通過させる圧力定着方
式等が知られている。これらの定着方式のうち、熱ロール定着方式
は、加熱ロールの表面と被定着基体上のトナー像
保持面とが圧接触するため、トナー像を被定着基
体上に融着する際の熱効率が極めて高く、迅速に
定着を行なうことができるので、特に、高速度複
写を目的とする画像形成装置には、極めて好適で
ある。そして、熱ロール定着方式では、加熱ロール表
面にトナーが加熱溶融状態で圧接触するため、ト
ナーの一部がロール表面に付着して再び被定着基
体上に付着し画像を汚す、いわゆるオフセツト現
象を起こし易い欠点がある。そのため、オフセツ
ト現象を防止する方法として、例えば加熱ロール
表面をフツ素樹脂やシリコンゴム等の耐熱性を有
する離型性材料で形成し、更にその表面にシリコ
ンオイル等のオフセツト防止用液体を供給して該
液体の薄膜でロール表面を被膜する方法が行われ
ている。この方法では、上記液体が加熱されることによ
り、臭気を発生し、また液体を供給するための余
計な装置が必要となり、定着装置の構造が複雑に
なるなどの欠点があつた。そこで、シリコンオイル等のオフセツト防止用
液体を供給せずとも、オフセツトが発生せず、良
好な定着画像を得るべく、種々のトナーが提案さ
れている。例えば特公昭52−3304号、同52−3305
号、同57−52574号、同53−15655号および同58−
12580号の各公報には、着色剤とスチレン系樹脂
と特定の離型剤を含むトナーが記載されている。
また、特公昭55−6895号公報には、α・β−不飽
和エチレン系単量体を構成単位として含有し、か
つ、所定の範囲の分子量分布を有する樹脂を主要
樹脂成分として含有するトナーが記載されてい
る。さらに、特開昭56−1952号、同57−37353号、
同57−171345号および同58−100139号の各公報に
記載されているような、ポリエステル樹脂を含む
熱ロール定着用トナーも提案されている。しかしながら、上述の公知のトナーによれば、
耐オフセツト性が高く、しかも定着温度を低くす
る点では一応満足できるものの、更に改善が望ま
れていた。本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消
し、耐オフセツト性および定着性に優れると共
に、高品質の定着画像が得られる加熱定着用トナ
ーを提供することにある。本発明の加熱定着用トナーの構成は、少なくと
も樹脂と着色剤と離型剤とを含む加熱定着用トナ
ーにおいて、前記樹脂はジオール成分と２価また
は多価カルボン酸またはその誘導体成分より成る
ポリエステル樹脂とα・β−不飽和エチレン系単
量体を構成単位として含むスチレン・アクリル系
共重合体とからなり、かつ、前記スチレン・アク
リル系共重合体はゲル化度が80％以上のスチレ
ン・アクリル系共重合体(A)とゲル化度が10％未満
のスチレン・アクリル系共重合体(B)とからなると
共に、前記スチレン・アクリル系共重合体と前記
ポリエステル樹脂とが重量比10：90〜95：５で配
合されており、かつ、前記スチレン・アクリル系
共重合体(A)100重量部に対して前記スチレン・ア
クリル系共重合体(B)が10〜50重量部の範囲で混合
されており、前記着色剤の一部に負荷電型染料を
含む加熱定着用トナーにある。まず、熱ロールによる加熱定着方式において
は、オフセツトを防止するために、樹脂の分子量
分布即ち重量平均分子量（以下ｗという）／数
平均分子量（以下ｎという）の値を大きくする
必要があることは、良く知られている。一方スチ
レン・アクリル系共重合体の場合、通常の重合法
によつて合成した樹脂では、分子量分布は2.0（但
しゲール・パーミエーシヨン・クロマトグラフイ
ーによる測定、以下も同様）以上となることが多
く、オフセツト防止効果を有するものが多い。そ
こで、本発明でも分子量分布が2.0以上（好まし
くは4.0以上）となるスチレン・アクリル系共重
合体を樹脂成分の一つとして用いる。本発明で使用するスチレン・アクリル系共重合
体を形成するためのα・β−不飽和エチレン系単
量体としては、例えばスチレン、Ｏ−メチルスチ
レン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレ
ン、ｐ−エチルスチレン、２・４−ジメチルエチ
レン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−tetr−ブチ
ルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ
−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、
ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フエニルスチレン、
ｐ−クロルスチレン、３・４−ジクロルスチレン
などのスチレン類、ビニルナフタリン類、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、アクリル酸プロ
ピル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデ
シル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチ
ルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸
２−クロルエチル、アクリル酸フエニル、α−ク
ロルアクリル酸チメル、メタアクリル酸プロピ
ル、メタアクリル酸ｎ−ブチル、メタアクリル酸
イソブチル、メタアクリル酸ｎ−オクチル、メタ
アクリル酸ドデシル、メタアクリル酸ステアリ
ル、メタアクリル酸フエニル、メタアクリル酸ジ
メチルアミノエチル、メタアクリル酸ジエチルア
ミノエチルなどのα−メチレン脂肪酸モノカルボ
ン酸エルテル類などが挙げられる。特に、本発明では、スチレン・アクリル系共重
合体としてゲル化度が80％以上のものと、ゲル化
度が10％未満のものとを混合して使用する点に特
徴がある。すなわち、オフセツト防止の点からは、分子量
分布の大きいものが好ましいことおよびゲル化度
が大きい程分子量分布が大きくなることから、本
発明では、一般に分子量分布が40を越える、ゲル
化度80％以上のスチレン・アクリル系共重合体(A)
を用いる。また、このスチレン・アクリル系共重
合体(A)単独では、ゴム状を呈し定着性および生産
性の点で好ましくないので、ゲル化度が10％未満
のスチレン・アクリル系共重合体(B)を混合して用
いる。ただし、スチレン・アクリル系共重合体(B)
は、一般に分子量分布が４未満であり、その配合
量が多すぎるとオフセツト防止効果が弱まるの
で、スチレン・アクリル系共重合体(A)100重量部
に対して、10〜50重量部の範囲で使用するとよ
い。次に、熱ロールによる加熱定着方式において
は、オフセツト防止効果を有すると共に、高速定
着を容易にするためにできるだけ低い温度で定着
し得るトナーが必要となる。これらの条件を満た
す樹脂としてはポリエステル樹脂が知られてお
り、本発明でも上記スチレン・アクリル系共重合
体と共に使用する。本発明で使用するポリエステ
ル樹脂としては、例えば特開昭57−37353号公報
に記載されているような、特定のジオール成分
と、２価のカルボン酸またはその低級アルキルエ
ステルおよび３価以上の多価カルボン酸またはそ
の無水物との混合物であつて、３価以上の多価カ
ルボン酸またはその酸無水物の含有量が酸成分の
30〜80モル％である多価カルボン酸またはその誘
導体生成物を縮重合させたポリエステル樹脂が適
当である。本発明では、上記のポリエステル樹脂のうち、
重量平均分量が5000〜100000（より好ましくは
15000〜30000）、数平均分子量が5000〜20000、分
子量分布が５〜20（好ましくは６〜12）のものが
好ましい。但し、架橋させたポリエステル樹脂の
場合には、この範囲を越えたものでも有効である
ことはもちろんである。なお、ポリエステル樹脂は、定着トナー画像を
保持する被定着基体を塩化ビニール製シートの下
においた場合のトナーの該シートへの付着（いわ
ゆる塩ビ汚染）を防止するのに有効である。上述したスチレン・アクリル系共重合体（Ａ＋
Ｂ）とポリエステル樹脂(C)との配合比は、重量比
で（Ａ＋Ｂ）：(C)＝10〜95：５〜90の範囲が好ま
しく、より好ましい範囲は、30〜80：20〜70であ
る。また、本発明では、トナーの耐オフセツト性を
高めるために離型剤をトナー全量中に１〜15重量
％含有せしめる。本発明で使用する離型剤として
は、脂肪族系樹脂、脂肪酸金属類、高級脂肪酸
類、脂肪酸エステル類もしくはその部分ケン化物
類などの公知の脂肪族系化合物があるが、特に低
分子量（重量平均分子量が1000〜10000）の脂肪
族系樹脂が有効である。具体的には、低分子量ポ
リプロピレンと低分子量ポリエチレン、パラフイ
ンワツクス、炭素原子数４以上のオレフイン単位
からなる低分子量オレフイン重合体等の一種また
は二種以上の組合せが適当である。また、本発明では、トナーの帯電量を適当な範
囲、具体例には−５〜−30μc／ｇの範囲に調整
するために、含金属（Cr）アゾ染料などの負荷
電型染料を着色剤の一部として用いる。この染料
の含有量は、現像条件や樹脂の種類およびその配
合量によつても異なるが、トナーの全量に対して
0.5〜７重量％の範囲が適当である。本発明に係るトナーにおいては、任意の適当な
顔料および／または染料が着色剤として使用され
る。例えばカーボンブラツク、アニリンブルー、
カルコオイルブルー、クロームイエロー、ウルト
ラマリンブルー、デユポンオイルレツド、キノリ
ンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロ
シアニンブルー、メチレン、マラカイトグリーン
オクサレート、ランプブラツク、ローズベンガ
ル、などの公知のものが挙げられる。さらに、本発明のトナーに磁性をもたせる場合
には、上記着色剤の一部または全部の代りに、マ
グネタイト、ヘマタイト、フエライトなどの鉄酸
化物、コバルト、ニツケル、マンガンなどの磁性
を示す金属やその合金等の公知の磁性材料微粉末
を使用してもよい。ここで磁性粉の含有量は、ト
ナー全量中に20〜80重量％の範囲が適当である。本発明のトナーは、鉄粉、フエライト粉末など
のキヤリアと混合して二成分系現像剤（但しトナ
ー中に磁性粉を含んでいてもよい）としても使用
できるし、また一成分系の磁性トナーとしても使
用できる。また、本発明の離型剤を使用して被定着シート
上に形成したトナー像は、その表面にオフセツト
防止用液体を供給するまでもなく、オフセツトを
伴わずに良好な熱ロール定着が可能であるが、定
着用加熱ロールとしては、例えば金属ロールの表
面を４フツ化エチレン樹脂などのフツ素樹脂で被
覆したもの、あるいは比較的硬質のシリコンゴム
で形成したものなどが使用できる。実施例１スチレン・アクリル系共重合体(A)（可溶分ｗ
＝350000、ｎ＝50000、ゲル含有量85％）、スチ
レン・アクリル系共重合体(B)（（可溶分ｗ＝
10000、ｎ＝50000、ゲル含有量２％）、ポリエ
ステル樹脂（特開昭57−37353号公報の合成例１
に記載の樹脂）、ポリプロピレン（三洋化成製ビ
スコール550P）、負荷電型染料（オリエント化学
製ボントロンE81）およびカーボンブラツク（三
菱化成製＃44）の各原料を用いて、以下のプロセ
スに従つて、第１表に示す９種類のトナーを作成
した。まず、原料を加圧式ニーダにより140℃の温度
にて十分混練し、冷却固化させた後ジエツトミル
にて粉砕し、ついで分級して平均粒径約15μのト
ナーを得た。また、これらのトナーの摩擦帯電量
［但し、東芝ケミカル製TB−200型測定機にて、
鉄粉キヤリア（日本鉄粉製EFV200／300）に対
する帯電量を測定］も第１表に示す。

【表】上記の各トナー５重量部を、それぞれ鉄粉キヤ
リア（日本鉄粉製EFV200／300）95重量部と混
合して９種類の現像剤を作成し、これらの現像剤
を用いて市販の電子写真複写機にて画像評価を行
なつたところ、第２表のような結果が得られた。
なお、オフセツト性の評価は、トナー像を有しな
い転写紙を定着させた場合と比較して目視で行な
つた。

【表】第２表から明らかなように、No.８以外いずれの
トナーも耐オフセツト性は良好であるが、染料を
含まぬNo.９のトナーはカブリが生じた。また塩ビ
（岡本理研ゴム製アポニール）の可塑剤に対する
付着性は、ポリエステル含有量の少ないNo.６のト
ナーにおいては劣つていたが、他のトナーでは良
好な結果が得られた。また、ポリエステル樹脂含
有量の多いNo.１は、画像濃度が低いという結果が
得られた。実施例２スチレン・アクリル系共重合体(A)（実施例１に
同じ）、スチレン・アクリル系共重合体(B)（実施
例１に同じ）、ポリエステル樹脂（特開昭57−
37353号公報の合成例２に記載の樹脂）、ポリプロ
ピレン（三洋化成製ビスコール550P）、負荷電型
染料（オリエント化学製ボントロンE82）および
磁性粉（戸田工業製EPT500）の各原料を用い
て、以下のプロセスに従つて、第３表に示すNo.10
〜18の９種類のトナーを作成した。まず、原料を加圧型ニーダーにより140℃の温
度にて十分混練し、冷却固化させた後ジエツトミ
ルにて微粉砕した。次いで、微粉砕粉に微粉末シ
リカ（日本アエロジル製アエロジルR972）を0.6
重量部加えて常温で乾式混合してから、150℃の
熱気流中を噴霧状にして通過させ、熱処理を行つ
た。次に、微粉末シリカを更に0.5重量部を加え
て混合した後、分級して粒径５〜20μの磁性トナ
ーを得た。

【表】

【表】これらの磁性トナーを用いて、外径120mmφの
セレン感光体（周速100／sec）使用の実験用複写
機にて画像評価を行ない、第４表に示す結果が得
られた。現像は、対称12極着磁で、外径31.4mmφ
のステンレス鋼製スリーブ上での磁力が600Gの
マグネツトロールとスリーブとを共に感光体と同
一方向（ただし現像ギヤツプにおいて）に、それ
ぞれ1200r.p.m.および100r.p.m.で回転させ、かつ
現像ギヤツプおよびドクターギヤツプをそれぞれ
0.45mmおよび0.35mmに設定して行つた。また、定
着は、表面をテフロン（商品名）で被覆した加熱
ロールを備えた定着機にて、ロール表面を170℃
に加熱して100mm／secの定着速度で行つた。

【表】

【表】第４表から明らかなように、No.17を除くいずれ
のトナーも耐オフセツト性は、良好であるが、荷
電制御剤を含まぬNo.18のトナーは、カブリが発生
した。以上述べたように、本発明は、少なくとも樹脂
と着色剤と離型剤とを含む加熱定着用トナーにお
いて、前記樹脂はジオール成分と２価または多価
カルボン酸またはその誘導体成分よりなるポリエ
ステル樹脂とα・β−不飽和エチレン系単量体を
構成単位として含むスチレン・アクリル系共重合
体からなり、かつ、ゲル化度が80％以上のスチレ
ン・アクリル系共重合体とゲル化度が10％未満の
スチレン・アクリル系共重合体からなり、前記着
色剤の一部に負荷電型染料を含むことにより、耐
オフセツト性および定着性に優れると共に、高品
質の定着画像が得られる効果を有す。

Claims

【特許請求の範囲】

１少なくとも樹脂と着色剤と離型剤とを含む加
熱定着用トナーにおいて、前記樹脂はジオール成
分と２価または多価カルボン酸またはその誘導体
成分より成るポリエステル樹脂とα・β−不飽和
エチレン系単量体を構成単位として含むスチレ
ン・アクリル系共重合体とからなり、かつ、前記
スチレン・アクリル系共重合体はゲル化度が80％
以上のスチレン・アクリル系共重合体(A)とゲル化
度が10％未満のスチレン・アクリル系共重合体(B)
とからなると共に、前記スチレン・アクリル系共
重合体と前記ポリエステル樹脂とが重量比10：90
〜95：５で配合されており、かつ、前記スチレ
ン・アクリル系共重合体(A)100重量部に対して前
記スチレン・アクリル系共重合体(B)が10〜50重量
部の範囲で混合されており、前記着色剤の一部に
負荷電型染料を含むことを特徴とする加熱定着用
トナー。