JPH0425536B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真法、静電印刷法などに用い
られるトナーに関する。

従来、電子写真法としては米国特許第2297691
号明細書、特公昭42−23910号公報及び特公昭43
−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像
を形成し、次いで該潜像を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画像を転
写した後、加熱、圧力或いは溶剤蒸気などにより
定着し複写物を得るものである。

上述の最終工程であるトナー像を紙などのシー
トに定着する工程に関しては種々の方法や装置が
開発されている。現在最も一般的な方法は熱ロー
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に対
し離型性を有する材料で表面を形成した熱ローラ
ーの表面に被定着シートのトナー像面を加圧下で
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下で接触するた
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、高速度電子写真複写機において非常に
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像とが溶融状態で加圧下で接
触するためにトナー像の一部が定着ローラー表面
に付着・転移し、次の被定着シートにこれが再転
移して所謂オフセツト現象を生じ、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
定着方式の必須条件の１つとされている。

従来、定着ローラー表面にトナーを付着させな
い目的で、例えば、ローラー表面をトナーに対し
て離型性の優れた材料、シリコンゴムや弗素系樹
脂などで形成し、さらにその表面にオフセツト防
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
ラー表面を被覆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ツトを防止
する点では極めて有効であるが、オフセツト防止
用液体が加熱により蒸発して使用者に不快臭を与
えること及びオフセツ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、オフセツ
ト防止用液体の供給によつてオフセツトを防止す
る方向は好ましくなく、むしろ定着温度領域の広
い耐オフセツト性の高いトナーの開発が望まれて
いるのが現状である。

特公昭51−23354号公報に記載されているよう
に、このようなオフセツト現象は低分子量樹脂を
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樹脂を用いるこ
とによりオフセツト現象を防止する方法が呈示さ
れている。本発明者らが検討したところ単に架橋
された樹脂を作成しても必ずしも良好でないこと
がわかつた。特に、架橋度を高くすると、バイン
ダー樹脂中への顔料等の分散が悪くなり、トナー
表面に顔料等が露出し、トナーの現像特性が低下
し、さらに定着温度も上昇する。

また、磁性トナーの場合には定着温度が上昇
し、耐オフセツト性が悪くなる等の問題がある。

また当然のことではあるが、トナーは定着特性
以外にも耐ブロツキング特性、現像特性転写性、
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。すなわち加熱によつ
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。多くのトナーは環境の湿度変化に
よつて、その摩擦電気的特性及び流動特性が不良
になる。また多くのトナーでは、連続使用による
繰り返しの現像によるトナー粒子とキヤリアー粒
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、キヤリアー粒子及び感光板の相互劣化に
よつて、得られる画像の濃度が変化し、或いは背
景濃度が増し、複写物の品質を低下させる。さら
に多くのトナーでは、潜像を有する感光板表面へ
のトナーの付着量を増して、複写画像の濃度を増
大させようとすると、通常背景濃度が増し、いわ
ゆるカブリ現象を生じる。従つて、種々のトナー
特性が優れており、且つ熱ローラー定着法に適し
ているトナーが望まれている。

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ツ
ト性の良好な熱ローラー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、荷電性が良好でしかも
使用中に常に安定した荷電性を示し、鮮明でカブ
リのない画像の得られる熱ローラー定着用のトナ
ーを提供するものである。

更に、本発明の目的は、流動性に優れ、凝集を
起さず、耐衝撃性にも優れている熱ローラー定着
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ー定着用
のトナーを提供するものである。

更に、本発明の目的は、磁性現像剤とした場合
には、良好で均一な磁性を示し、熱ローラー定着
が可能な磁性トナーを提供するものである。

具体的には、本発明は、酸性成分として１〜30
モル％の１，２，４−ベンゼントリカルボン酸も
しくはその無水物とフタル酸とを含有する混合物
と、アルコール成分としてエーテル化ジフエノー
ル及び５モル％以内のグリセリンとを含有する混
合物とから得られた１，２，４−ベンゼントリカ
ルボン酸及びグリセリンで非線状化された低融点
芳香族ポリエステル樹脂と、バインダー樹脂に対
して0.1〜５重量％のサリチル酸もしくはその誘
導体のキレート化合物とを熱混練して調製したバ
インダー樹脂を含有することを特徴とする静電荷
像現像用トナーに関する。

従来、ポリエステルをバインダー樹脂として使
用した場合、低温定着が可能である反面耐オフセ
ツト及び耐摩耗性、耐粉砕性に劣る。特に低温に
おいてオフセツトが発生するので、熱定着用トナ
ーのバインダー樹脂として使用されにくかつた。
そこで、本発明においては、非線状化ポリエステ
ル樹脂をトナー製造工程中にサリチル酸もしくは
その誘導体の金属化合物と反応させることによ
り、非線状化ポリエステル樹脂に一種の架橋構造
を施し、耐衝撃性や強靱性を向上させ、その結
果、現像特性、中でも定着特性が改善される。

本発明におけるサリチル酸もしくはその誘導体
のキレート化合物は、気化性、昇華性に非常に富
み容易に熱により分解して金属イオンを遊離す
る。遊離された金属イオンは、非線状化ポリエス
テル樹脂中のカルボキシル基とアイオノマー的に
結合し、架橋構造を形成すると推察される。これ
により、ポリエステル樹脂の強靱性が増し、この
結果耐オフセツト性が向上する。加えて、サリチ
ル酸もしくはその誘導体のキレート化合物はポリ
エステル樹脂との相溶性や分散性に優れ、架橋が
樹脂中でより均一に進むので、より優れた結果を
与える。

更に、本発明におけるサリチル酸もしくはその
誘導体のキレート化合物の適量はバインダー樹脂
に対して0.5〜５重量％で、この範囲内で反応は
穏やかに進み、反応の制御が容易になり、所望の
定着性能を有するトナーが得られる。これに対
し、５重量％を越えると反応によつて形成される
架橋の程度が大きくなり過ぎ、定着温度の上昇を
招くので好ましくなく、0.1重量％以下であると、
充分な耐オフセツト性が得られない。

上記のようなサリチル酸もしくはその誘導体の
キレート化合物としては、次の金属イオンを含む
ものが使用できる。適当な２価の金属イオンに
は、Be²⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Hg²⁺，Sn²⁺，Pb²⁺，
Fe²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Zn²⁺などである。また、３
価のイオンとしては、Al³⁺，Sc³⁺，Fe³⁺、Co³⁺，
Ni³⁺，Cr³⁺，Y³⁺などがある。上記の金属イオン
と配位や対イオンを形成するサリチル酸もしくは
その誘導体としては例えば、サリチル酸、サリチ
ルアミド、サリチルアミン、サリチルアルデヒ
ド、サリチロサリチル酸、ジターシヤリブチルサ
リチル酸などがある。

更に、本発明におけるポリエステル樹脂成分中
の１，２，４ベンゼントリカルボン酸もしくはそ
の無水物を含むフタル酸混合物は、ポリエステル
を非線状化させるために配合され、かかる非線状
化は、上記の熱分解性の金属化合物と架橋反応さ
せるために必要である。その配合割合は１〜30モ
ル％が適量であり、30モル％を越えると反応によ
つて形成される架橋の程度が大きくなり過ぎ、定
着温度の上昇を招き好ましくなく、また、１モル
％以下であると、得られる非線状部分が少な過
ぎ、架橋がほとんど形成されず、所望の定着特性
が得られない。

更に、本発明におけるポリエステル樹脂成分中
のグリセリンは、適度な三次元構造を樹脂に導入
するために配合され、かかる三次元構造は、樹脂
に耐摩耗性及び耐粉砕性の向上ならびに適度な結
晶性の減少という二つの利点を与えるものと考え
られる。一般に、結晶性ポリマーは非結晶性ポリ
マーに比べ、融解温度幅が狭く、低温迅速定着に
非常に有利である。本発明のバインダー樹脂成分
中のグリセリンの割合は、耐機械的摩耗性を向上
させるとともに適度の非結晶性を樹脂に付与する
程度に調節できる５重量％以内が適量である。

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
ボンブラツク、鉄黒、フタロシアニンブルー、群
青、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
には、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、フエライトなどの鉄、コ
バルト、ニツケル、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り磁性材料と
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
ボンブラツク、ニグロシン、金属錯塩、コロイド
状シリカ粉末、フツ素系樹脂粉末などを添加せし
めても良い。

本発明のトナーは種々の現像法に適用できる。
例えば、磁気ブラシ現像方法、カスケード現像方
法、米国特許第3909258号明細書に記載された導
電性磁性トナーを用いる方法、特開昭53−31136
号公報に記載された高抵抗磁性トナーを用いる方
法、特開昭54−42141号公報、同55−18656号公報
などに記載された方法、フアーブラシ現像方法、
パウダークラウド法、インプレツシヨン法などが
ある。

本発明に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
セツ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ツト現象を発生す
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
フロン（デユポン社製）、フルオン（ICI社製）及
びケルーＦ（3M社製）などの弗素系樹脂或いはシ
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つては金属表面を有するも
のが使用できる。

以下、実施例により本発明を説明する。

〔実施例 １〕 テレフタル酸７モル（1162ｇ）、トリメリツト
酸２モル（420ｇ）ポリオキシプロピレン（２，
２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフエニル）
プロパン8.84モル（2457ｇ）、及びグリセリン
0.16モル（14.7ｇ）を常法により噛合せしめてポ
リエステル樹脂を合成した。合成時に各モノマー
が留出あるいは逸散しないよう十分留意し、また
留出あるいは逸散した場合はその分だけ途中添加
した。

次に、このポリエステル樹脂100重量部、マグ
ネタイト60重量部、低分子量ポリエチレン２重量
部及び３，５−di−ｔブチルサリチル酸クロム１
重量部を良く熱混練し、得られた重合体を冷却後
粉砕し、分級してトナーを製造した。このトナー
は、粒径が５〜20μ、MI値0.8ｇ／10min（125℃）
であつた。

上記トナー100重量部にシリカ0.5重量部を外添
し現像剤とした。この現像剤を市販の複写機（キ
ヤノン製NP−400RE）を用いて、ヒートロール
定着装置の温度を130℃にして現像したところ、
カブリおよびオフセツトがない画像濃度が高い良
好な画像が得られ、そして定着も良好であつた。
また、ヒートロール定着装置の温度を200℃に上
げても、オフセツトが発生せず画像も良好であつ
た。更に、３万枚耐久テストにおいても、初期の
画像に対し、耐久テスト後の画像はカブリ、画像
濃度、解像能力等が変わらず、良好なものであつ
た。

〔実施例 ２〕 実施例１と同様にしてポリエステル樹脂を合成
した。このポリエステル樹脂100重量部、マグネ
タイト60重量部、低分子量ポリエチレン２重量部
及び３，５−di−ｔブチルサリチル酸亜鉛５重量
部を良く熱混練し、得られた重合体を冷却後粉砕
し、分級してトナーとした。このトナーは粒径が
５〜20μ、MI値が0.6ｇ／10min（250℃）であつ
た。

このトナー100重量部にシリカ0.5重量部を外添
し現像剤とした。この現像剤を市販の複写機（キ
ヤノン製400RE）を用いて、ヒートロール定着装
置の温度を130℃にして現像したところ、カブリ
およびオフセツトがない画像濃度の高い良好な画
像が得られ、定着も良好であつた。また、ヒート
ロール温度を200℃にしてもオフセツトが発生せ
ず、画像も良好であつた。更に３万枚の耐久テス
トにおいても、初期の画像に対し、耐久テスト後
の画像はカブリ、画像濃度、解像能力等が変わら
ず良好なものであつた。また８時間連続空回転テ
スト後もトナーは凝集せずトナー劣化もなく流動
性も優れていた。

〔実施例 ３〕 実施例１と同様にしてポリエステル樹脂を合成
した。このポリエステル樹脂100重量部、マグネ
タイト60重量部、低分子量ポリエステル樹脂２重
量部及びサリチル酸鉄４重量部より、実施例１と
同様にして現像剤を得た。この現像剤を市販の複
写機（キヤノン製NP−400RE）を用いて、ヒー
トロール定着装置の温度を130℃にして現像した
ところ、カブリおよびオフセツトがない画像濃度
の高い良好な画像が得られた。

また、ヒートロール温度を200℃にしてもオフ
セツトが発生せず画像も良好であつた。更に３万
枚の耐久テストにおいても初期の画像に対し、耐
久テスト後の画像はカブリ、像濃度、解像能力等
が変わらず、良好なものであつた。また８時間連
続空回転テスト後もトナーは凝集せず、流動性も
優れていた。

〔比較例 １〕 実施例１と同様にしてポリエステル樹脂を得
た。このポリエステル樹脂100重量部、マグネタ
イト60重量部、低分子量ポリエステル２重量部を
良く熱混練、冷却、粉砕分級し、シリカを0.5重
量部外添して現像剤とした。

これを市販の複写機（キヤノン製NP−400RE
を用いて、ヒートロール定着装置の温度を120℃
にして現像したところ、良画像が得られたが、ヒ
ートロール温度を150℃に上げたところ、オフセ
ツトが発生し、画像も実用レベルには達つしなか
つた。８時間連続空回転テストにおいても１時間
で凝集がおこり、また、画像濃度が50％低下し
た。

〔比較例 ２〕 テレフタル酸７モル（1162ｇ）、トリメリツト
酸２モル（420ｇ）、ポリオキシプロピレン（２，
２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフエニル）
プロパン９モル（2457ｇ）を常法により縮合せし
めてポリエステル樹脂を合成した。

このポリエステル樹脂100重量部、マグネタイ
ト60重量部、低分子量ポリエチレン２重量部及び
３，５−di−ｔブチルサリチル酸クロム１重量部
を良く熱混練し、得られた重合体を冷却後粉砕
し、分級してトナーを製造した。このトナーは粒
径が５〜20μ、MI値2.5ｇ／10min（125℃）であつ
た。

上記トナー100重量部にシリカ0.5重量部を外添
し現像剤とした。これを市販の複写機（キヤノン
製400RE）を用いてヒートロール定着装置の温度
を120℃にして現像したところ未定着画像であつ
た。そこでヒートロール温度を徐々に上げて現像
していつたところ、140℃で定着が開始されたが
同時にオフセツトがひどく実用レベルには達しな
かつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酸性成分として１〜30モル％の１，２，４−
   ベンゼントリカルボン酸もしくはその無水物とフ
   タル酸とを含有する混合物と、アルコール成分と
   してエーテル化ジフエノール及び５モル％以内の
   グリセリンとから得られた１，２，４−ベンゼン
   トリカルボン酸及びグリセリンで非線状化された
   低融点芳香族ポリエステル樹脂と、バインダー樹
   脂に対して0.1〜５重量％のサリチル酸もしくは
   その誘導体のキレート化合物とを熱混練して調製
   したバインダー樹脂を含有することを特徴とする
   静電荷像現像用トナー。