JPH03168651A - 静電荷像現像用トナー - 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】 童皇星立秋肚立夏 本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等の現
像プロセスにおいて用いられる静電荷像現像用トナーに
関し、特にトナーの定着性能の改善に関する． 従速ｍ匪 電子写真法においては、一般に、光導電体からなる感光
体表面に静電潜像を形或し、この潜像をトナー粒子によ
り現像して可視像とし、これを直接，あるいは紙等に転
写した後、熱や圧力などで定着している． トナーの定着法としては、バインダー樹脂を含むトナー
を加熱・軟化させて定着する加熱定着法や、圧力により
塑性変形させて定着する圧力定着法が知られているが，
ヒートローラ定着方式が広く採用されている。ヒートロ
ーラ定着方式は，加熱、加圧下に定着ローラと画像を形
威したトナー粒子とを接触させ、トナーを軟化させて紙
等に定着する方法であり，高速機対応の観点から、低温
・低圧定着が要望されている．また，定着ローラにトナ
ーの一部が付着し、この付着トナーが後に送られてくる
紙を汚す，いわゆるオフセットの発生が問題となること
から、その十分な防止対策も必要となる。

そこで，トナーには，良好な熱応答性を示し、広い温度
範囲でオフセットを起こすことなく定着ローラから離型
する非オフセット性と、紙等にしっかりと密着する定着
性の、相反する特性を満たすことが要求される． 特開昭６３−６８８４８号公報、同６３−６８８４９号
公報、同６３−６８８５０号公報、同６３−６８８５１
号公報には、水酸基価ＯＨＶと酸価Ａｖの比ＯＨＶ／Ａ
Ｖが１．２以上のポリエステル樹脂を用いた電子写真現
像剤を使用することにより、オフセットを防止して低温
度で定着でき、しかも、トナーの流動性を改良してブロ
ッキング特性を改善しうろことが報告されている。

しかしながら、上記ポリエステル樹脂を用いても定着性
は未だ十分ではない． また，オフセット防止剤、定着向上助剤として、ボリプ
ロビレンワックス，ポリエチレンワックス等のオレフィ
ンワックス、ステアリン酸塩、脂肪族アミド化合物を用
いることが行なわれている． 特開昭５９−１２９８６３号公報には．ポリエステル樹
脂に酸化型ポリオレフインを添加したトナーが、また、
特開昭６２　−　２２９１５９号公報には末端をカルボ
ン酸変或したポリプロピレンを配合したトナーが開示さ
れている．しかしながら、これら公報ではバインダーの
極性、ワックスとの相容性については何ら考慮されてお
らず．非オフセット性と定着性のバランスが十分に取れ
たトナーが得られない。

日が　　しようとする 本発明は，定着性と非オフセット性のバランスがとれ、
定着性能に優れたトナーを提供するものである。

！腹 本発明は以下の（ａ）および（ｂ）或分を含有し、かつ
、（ａ）ポリエステル樹脂バインダーと（ｂ）ワックス
との酸価比（ａ）／（ｂ）がｌ〜３０の範囲にあること
を特徴とする． （ａ）：酸価をＡｖ、水酸基価をＯＨＶとしたとき、Ａ
ｖが２０　〜３５（Ｋ　Ｏ　Ｈａｇ／ｇ），Ａｖ／ＯＨ
ｖ＝１．０〜１．５のポリエステル樹脂バインダーおよ
び （ｂ）：酸価が１．０〜２０の酸化型ワックスを含有し
、かつ、（ａ）ポリエステル樹脂バインダーと（ｂ）ワ
ックスとの酸価比（ａ）　／　（ｂ）がｌ〜３０の範囲
にあることを特徴とする静電荷像現像用トナー 以下、本発明についてさらに詳細に説明する．ポリエス
テル樹脂としては，酸価Ａｖが２０〜３５（Ｋ　Ｏ　Ｈ
■ｇ／ｇ）、好ましくは２５〜３５の範囲に、また，酸
価ＡＶと水酸基価ＯＨｖとの比率Ａ　ｖ　／　Ｏ　Ｈ　
ｖが１．０　〜１．５．好ましくは１．２　〜１．５の
範囲にあるものが用いられる．酸価Ａｖが２０未満では
定着性の改善効果が得られず、一方、３５を超えると高
温高温，低温低湿等の環境下で画像が大きく変化し、実
用に耐えなくなる場合がある．また、Ａ　ｖ　／　Ｏ　
Ｈ　ｖが１．０未満では、十分な帯電の立上り特性およ
び分布特性が得られない．一方、１，５を超えると、高
温高温、低温低湿等の環境下で画像コントロールができ
なくなる． ポリエステル樹脂の酸価、水酸基価は、ＪＩＳＫ　００
７０に規定される方法に準じて測定される．ポリエステ
ル樹脂におけるＡＶ値、 Ａ　ｖ　／　Ｏ　Ｈ　ｖ比の調整は、縮重合ないし共縮
重合反応において，−ＯＨ或分全体より、カルボン酸成
分全体を官能基数について多く用いることにより，また
、重合が進行するにつれて末端官能基が減少することか
ら，重合度を！！Ｉｌ１ｍすることにより行える．ポリ
エステル樹脂は、前述の公開特許公報に記載されている
ような、公知の共縮重合反応によって製造される． ポリエステル樹脂は，アルコール成分とカルボン酸成分
との縮重合ないしは共縮重合によって得られ，用いられ
る各或分の具体例としては、以下のものが挙げられる． ２価または３価以上のアルコール成分としては、以下の
ものが例示される． １）　ジオール類；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、１，２−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、ｌ，４−
ブテンジオール，１，５−ペンタンジオール、１．６−
ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノー
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
コールなど． ２）　ビスフェノール類；ビスフェノールＡ、水素添加
ビスフェノールＡ、ボリオキシエチレン化ビスフェノー
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など． ３）３価以上のアルコール類；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−ペンタントリオール，グリセロール，ジグ
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など．２価または３価以上のカル
ボン酸類としては、２価または３価カルボン酸，この酸
無水物またはこの低級アルキルエステルが用いられ、カ
ルボン酸として以下のものが例示される。

４）２価カルボン酸；マレイン酸、フマール酸、シトラ
コン酸、イタコン酸、グルタコン酸、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，
コハダ酸，アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マ
ロン酸、あるいはｎ−プチルコハク酸、ｎ−プテニルコ
ハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸，
ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、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、インドデセニルコハク酸等のアルキルま
たはアルケニルコハク酸など． ５）３価以上のカルボン酸；　１，２．４−ベンゼント
リカルボン酸（トリメリット酸），１，２．６−ベンゼ
ントリカルボン酸，２，５，７−ナフタレントリヵルボ
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−メチレン力ルボキシプロパン，１，２．４−シクロ
ヘキサントリカルボン酸、テトラ（メチレン力ルボキシ
ル）メタン、１，２，７．８−オクタンテトラカルボン
酸、ビロメリット酸，エンボール三量体酸など． これらカルボン酸の酸無水物または低級アルキルエステ
ルも使用できる． ポリエステル樹脂の中でも，下記（ａ），　（ｂ）およ
び（ｃ）を共縮重合したポリエステル樹脂をバインダー
として用いることが好ましい．このようなポリエステル
樹脂を用いることにより，現像性能を損なうことなく、
本発明の定着性能をいかんなく発揮させることができる
． （ａ）一般式（１）で示されるジオール成分．（式中の
記号は以下のものを示す ＯＲ’，ＯＲ”：オキシエチレン基またはオキシプロピ
レン基 ｘ，ｙ：１以上の整数、但しｘ　＋　ｙの平均値は２〜
７） （ｂ）二価のカルボン酸、その酸無水物またはその低級
アルキルエステルの少なくとも１種． （Ｃ）三価以上の多価カルボン酸、その酸無水物または
その低級アルキルエステルの少なくとも１種，または／
および三価以上の多価アルコール． 本発明では，上記の如き高酸価型のポリエステル樹脂バ
インダーの定着性をさらに向上させるために、特定の酸
価を有する酸化型ワックスが併用される．゜これら各成
分に，さらに着色剤、荷電制御剤等の成分を加え、混線
機等で混合・分散されるが，樹脂バインダーとワックス
との相容性がトナーとしての物性の安定性に関係してい
るものと考えられる． 酸化型ワックスの分散状態は次の方法により推定するこ
とができ，本発明の特定のポリエステル樹脂と特定の酸
化型ワックスを配合した場合に良好な分散状態を示すこ
とが確認された．（Ｌ）熱分析（ＤＳＣ）法 トナーの゛′剥れ”を測定して，分散性を見る． ワックスをＤＳＣ法により熱分析し，融点前後の吸熱熱
量を測定する．この場合，ワックスによって測定する温
度の範囲を予め決定する．測定から得られる熱量により
単位重量当たりの融解熱（吸熱量）を計算する．次に，
ワックスを配合したトナーを同様に熱分析し、ワックス
の融解熱（吸熱量）を測定する．一方、トナー八のワッ
クスの配合量と上述のワックス単位重量当たりの融解熱
から理論値を計算して比較する． トナー中へのワックスの配合量を変えて同様の操作を繰
り返して、これらの結果を第１図のようにプロットする
．相容性が良い程理論値に近い値を示し，相容性が悪い
場合は、トナー製造時の粉砕、分級工程においてワック
スの剥離を生じ，第１図に示すように測定値がかなり低
い値を示す．酸化型ワックスとしては，酸化Ａｖが１．
０〜２０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）．好ましくは２．０〜２０
のものが用いられる．酸価が１．０未満であると定着性
が十分に改善されない．一方、酸価が２０を超えると、
十分なオフセット効果が得られない場合がある。

また，（ａ）ポリエステル樹脂の酸価と（ｂ）酸価型ワ
ックスの酸価との比（ａ）／（ｂ）が１〜３０，好まし
くは５〜ｌＯの範囲とする．ポリエステル樹脂バインダ
ーの酸価が大きくなるにしたがって、大きな酸価の酸価
型ワックスを用いることが必要となる．この比率が上記
範囲を逸脱すると、ワックスとバインダーとの相容性と
十分な定着性の改善効果が得られない．なお，酸化型ワ
ックスの酸価は，ポリエステル樹脂バインダーと同様．
　ＪＩＳκ００７０に従って測定される．酸化型ワック
スの具体例としては、酸価型ポリオレフィンワックス，
モンタン酸ワックス、部分ケン化エステルワックスなど
が挙げられる．酸化型ポリオレフィンワックスとしては
、ポリエチレン、ボリプロビレン等のポリオレフィンに
カルボン酸をグラフト化したものや、ポリオレフィンを
放射線処理して得たものなどが用いられる．なお、酸化
型ポリオレフィンワックスの製造例は例えば特開昭５９
−１２９８６３号公報に記載されている． 酸化型ワックスは、融点９０〜１５０℃のものが適当で
ある． 酸化型ワックスはトナー中に０．５〜１０重量％、好ま
しくは１〜５重量％配合される． 本発明のトナー中には、上記必須或分に加え，着色剤、
電荷制御剤、磁性体、流動性改良剤等を配合することが
できる． 着色剤としてはカーボンブラックをはじめ各種の顔料，
染料が；磁性体としてはマグネタイト、フエライト等が
；電荷制御剤としては第４級アンモニウム化合物、ニグ
ロシン，ニグロシン塩基，クリスタルバイオレット，１
，２型クロム合金錯塩染料などが使用できる． 本発明のトナーは、例えば２軸押出機，ニーダ等で各戊
分を溶融混練後、ジェットミル等で粉砕し，分級するこ
とにより得られる．本発明のトナーは、キャリアと混合
して二成分現像剤として、磁性体を含有せしめて一成分
現像剤として、あるいは、光導電材料を含有せしめて光
導電性トナーとして等、種々の使用形態を取ることがで
きる． 見且立羞果 本発明の静電荷像現．像用トナーによれば、特定の酸価
のポリエステル樹脂バインダーおよび酸化型ワックスを
用い、かつ、両者の酸価比率を所定範囲とすることによ
り、トナーの定着性を改善することができる． 失五目 一般式（１）のビスフェノールＡボリオキシエチレン付
加物（平均付加モル数２．２）１０重量部、テレフタル
酸５重量部、アルケニルコハク酸３重量部、無水トリメ
リット酸２重量部を共縮重合させて以下の性状のポリエ
ステル樹脂を製造した． 酸価Ａｖ＝３０．０（Ｋ　Ｏ　Ｈａｇ／ｇ）水酸基価Ｏ
　Ｈｖ＝２０．０（Ｋ　Ｏ　Ｈｕｇ／ｇ）Ａｖ／ＯＨｖ
”１．５ ここで、酸価および水酸基価は，　ＪＩＳ　Ｋ　００７
０に準拠して測定した．但し、酸価は溶媒としてジオキ
サンを用い、水酸基価は，アセチル化時間を２時間とし
た． また、合成条件を若干変更してＡｖ、 Ａｖ／ＯＨｖ値の異なるポリエステル樹脂を製造した． これらのポリエステル樹脂および種々のワックスを用い
て、以下の表−１に示した試料＆１〜７の組成で計量、
混練し、５〜２０μ鳳に分散してトナーを製造した． ワックス（表−２中に記載）　　　　　　　　５ｗｔ％
カーボンプラック（リーガル４００Ｒ）　　　　　９ｖ
ｔ％電　　　ボントロンＳ−３４　　　　　　　　１ｖ
ｔ％このトナーに対して、京セラ■製レーザプリンタを
用いて評価した．以下，評価方法、評価結果（表−２）
の順に記載する． 〔評価法〕 （１）ワックス分散性 前述のＤＳＣ法に依った． ○：理論値に近く、ワックスの剥がれ が良好 ×：理論値よりかなり低い値を示し、 ワックスの剥がれが見られた （２）定着性 定着温度を１８０℃±２℃に設定し、スイッチＯＦＦの
状態で１０分間ファンで冷却した後、電源ＯＮシ，定着
パターンを連続５枚通紙し、測定用画像を得る． この画像を、綿布で包んだ黄銅製のｌｋｇの荷重をかけ
て、１０往復擦る．この操作の前後の画像濃度をマクベ
ス反射計で測定し、その濃度の比率を求めて定着性とす
るが，ここでは、２５％ハーフ濃度画像の定着率の最低
の値をもって定着性を判断する．また、試験環境は，温
度２３℃、相対温度５５％の常温一常湿条件とした． 紙は，いわゆるボンド紙を用いた． ０：９０〜１００％ Δ：８０〜９０％ ×：８０％以下 （４）ホットオフセット発生温度 クリーナーバットを付けずに定着ローラを、トナー画像
を有する転写紙に圧接触させ、トナーを融着させて定着
する．次に，トナー画像を有しない転写紙を同様に定着
ローラに圧接触させ、転写紙上にオフセット汚れが発生
するか否かを観察する．定着ローラの温度を変化させて
上記操作を繰り返しホットオフセットが発生する温度を
決定する． （以下余白） ４．

【図面の簡単な説明】

第１図は， 本発明で用いた評価方法を示すグ ラフである．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）酸価をＡ＿ｖ、水酸基価をＯＨ＿ｖとしたと
   き、Ａ＿ｖが２０〜３５（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、Ａ＿ｖ／
   ＯＨ＿ｖ＝１．０〜１．５のポリエステル樹脂バインダ
   ーおよび （ｂ）酸価が１．０〜２０の酸化型ワックスを含有し、
   かつ、（ａ）ポリエステル樹脂バインダーと（ｂ）ワッ
   クスとの酸価比（ａ）／（ｂ）が１〜３０の範囲にある
   ことを特徴とする静電荷像現像用トナー。