JPH08211646A - 熱定着用トナー - Google Patents

熱定着用トナー

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JPH08211646A
JPH08211646A JP7015646A JP1564695A JPH08211646A JP H08211646 A JPH08211646 A JP H08211646A JP 7015646 A JP7015646 A JP 7015646A JP 1564695 A JP1564695 A JP 1564695A JP H08211646 A JPH08211646 A JP H08211646A
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JP
Japan
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toner
fixing
particles
fixing resin
parts
Prior art date
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Pending
Application number
JP7015646A
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English (en)
Inventor
Fumio Kimura
文雄 木村
Masumi Asanae
益実 朝苗
Masahisa Ochiai
正久 落合
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐オフセット性が優れ,定着温度範囲が広
く,定着時の温度変動による影響を受けにくい熱定着用
トナーを提供する。 【構成】 酸価が3〜40KOHmg/gである定着用樹脂
と着色剤とを必須成分とするトナー粒子に,加熱により
定着用樹脂と架橋反応する架橋剤粒子を, 定着用樹脂1
00重量部に対して0.1 〜10重量部の割合で,混合,
表面に分散固定または内部に内包させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,画像担体上に形成され
た静電荷像を可視顕像化する熱定着用トナーに関するも
のであり,時に耐オフセット性に優れると共に,定着温
度範囲が広く,定着時の温度変動による影響を受けにく
い熱定着用トナーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来,例えば電子写真装置における画像
形成方法としては,画像担体として感光体ドラムを使用
し,コロナ帯電手段等によって感光体ドラム表面を一様
帯電させた後,露光して感光体ドラム表面に静電荷像を
形成し,現像剤を使用して磁気ブラシ法等により顕像化
し,記録部材上に転写し,更に加熱定着する方法が最も
一般的な方法である。なお加熱手段としてはヒートロー
ル,オーブン,フラッシュ等が使用され,加熱温度はサ
ーモスタットその他のセンサを使用して,例えば160
℃±5℃に制御されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような加熱定着
方法において,例えばヒートロールによる加熱定着を行
う場合には,使用するトナーを構成する定着用樹脂の性
状と対応させて最適の溶融粘度となるようにヒートロー
ルの表面温度を制御するのであるが,ヒートロールの作
動および停止,記録紙の通紙状態,環境条件,ヒートロ
ールのオーバーシュート等によってヒートロールの表面
温度が変化する。従って定着用樹脂の溶融粘度もまた変
化することとなり,定着性やオフセットの状態が変化す
る。このためヒートロールをはじめとする加熱定着手段
における許容定着温度の範囲が狭くなり,加熱定着装置
の設計,製作がより煩雑となるという問題点がある。
【0004】一方熱定着用トナーにおける最適溶融粘度
若しくは許容溶融粘度の範囲を広げるような提案(例え
ば特開昭61−110155号公報参照)がされている
が,近年の更に厳しい要請に対して充分に満足するまで
に至っていない。
【0005】図1は熱定着用トナーの温度と粘度との関
係を示す図である。図1において破線Aは従来のものに
対応するものである。すなわち最適の溶融粘度がv1
2(ポアズ)であるとすると,これらに対応する定着
用の温度範囲はt1 〜t2 (°K)となる。従ってこの
温度範囲を拡大させるためには,実線B若しくはCのよ
うな特性を有する熱定着用トナーが望まれる。これによ
り定着用の温度範囲はT11〜T12若しくはT21〜T22
拡大され得ることとなる。しかしながらこのような特性
を有する熱定着用トナーはこれまでに出現しておらず,
早急にその実現が望まれている。
【0006】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し,耐オフセット性に優れると共に,定着温度範囲
が広く,定着時の温度変動による影響を受けにくい熱定
着用トナーを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,まず第1の発明においては,酸価が3〜40KOH
mg/gである定着用樹脂と着色剤とを必須成分とするトナ
ー粒子と,加熱により定着用樹脂と架橋反応する架橋剤
粒子とを,定着用樹脂100重量部に対して架橋剤粒子
0.1 〜10重量部の割合で混合する,という技術的手段
を採用した。
【0008】次に第2の発明においては,酸価が3〜4
0KOHmg/gである定着用樹脂と着色剤とを必須成分と
するトナー粒子の表面に,加熱により定着用樹脂と架橋
反応する架橋剤粒子を,定着用樹脂100重量部に対し
て0.1 〜10重量部の割合で分散固定する,という技術
的手段を採用した。
【0009】更に第3の発明においては,酸価が3〜4
0KOHmg/gである定着用樹脂と着色剤とを必須成分と
するトナー粒子の内部に,加熱により定着用樹脂と架橋
反応する架橋剤粒子を,定着用樹脂100重量部に対し
て0.1 〜10重量部の割合で内包させる,という技術的
手段を採用した。
【0010】上記の発明における定着用樹脂の酸価が3
KOHmg/g未満であると,架橋剤粒子との架橋作用が不
充分となり,定着時における架橋反応が充分に進行せ
ず,架橋剤粒子の凝集物と定着用樹脂とが混在した状態
となり,溶融粘度の制御が不充分となるため好ましくな
い。また定着用樹脂の酸価が40KOHmg/gを超える
と,定着用樹脂中に多量の官能基が存在することとな
り,トナーとしての耐湿性が低下するため不都合であ
る。
【0011】上記のような定着用樹脂としては,例えば
ポリエステル樹脂,ポリブタジエン樹脂,あるいはアク
リル酸基を含むスチレン−アクリル系樹脂,スチレン−
ブタジエン樹脂またはエポキシ変性スチレン−アクリル
樹脂等を使用することができる。
【0012】次にトナー粒子に混合,表面固定若しくは
内包させる架橋剤粒子の配合量が,定着用樹脂100重
量部に対して0.1 重量部未満であると,定着時における
定着用樹脂との架橋作用が不充分となり,前記定着用樹
脂の酸価が低い場合と同様の理由により好ましくない。
一方配合量が10重量部を超えると,トナーとしての定着
性を低下させるため不都合である。
【0013】上記のような架橋剤としては,金属酸化
物,含金属アゾ化合物,イオウ化合物,有機過酸化物,
ポリウレタン,ジイソシアネート,エポキシ化合物,シ
ラン化合物等が挙げられる。
【0014】本発明の熱定着用トナーは,平均粒径5〜
10μmに形成するのが好ましい。平均粒径が5μmよ
り小であると地カブリやトナー飛散が生じるため好まし
くなく,一方平均粒径が10μmより大であると解像度
および現像性が低下するため不都合である。また転写性
を向上させる点から体積固有抵抗が1013Ω・cm以上の
絶縁性のものが好ましく, またキャリアとドクダーブレ
ードとの摩擦により帯電し易いもの(摩擦帯電量が絶対
値で5μc/g以上)が好ましい。
【0015】なおトナーの平均粒径(体積)は,粒度分
析計(コールターエレクトロニクス社製コールターカウ
ンターモデルTA−II) を使用して測定した。また体積
固有抵抗は,DC4kV/cmの電場で,内径3.05mmのテ
フロン(商品名)製シリンダー中に試料を10数mg充填
し,100gfの荷重を印加して,絶縁抵抗計(横河ヒ
ューレットパッカード製4329A型)により測定した
値である。更に摩擦帯電量は市販のブローオフ摩擦帯電
量測定器(東芝ケミカル製TB−200型)により,ト
ナー濃度5%(標準キャリアとしてフェライトキャリア
(日立金属製KBN−100)を使用)にて測定した値
である。
【0016】またトナー中には上記定着用樹脂の他に必
須成分として,カーボンブラック,アニリンブルー,ク
ロムイエロー,ローズベンガル等の顔料,各種染料等の
着色剤を含有させるが,これらは分散性を考慮して10
重量%以下とする。
【0017】なお磁性トナーとするときには,磁性粉と
してマグネタイト,フェライト等を10〜75重量%含
有させる。磁性粉が10重量%未満ではトナー飛散を生
じ,一方75重量%を超えると定着性が低下するため何
れも好ましくない。
【0018】更に任意成分としては上記の他に,ニグロ
シン,金属錯体等の帯電制御剤,ポリオレフィン,脂肪
族化合物等の離型剤,シリカ,アルミナ等の流動化剤を
使用することができるが,定着性を確保するためにこれ
らの任意成分の総量は10重量%以下とするのが好まし
い。
【0019】本発明の熱定着用トナーは,定着用樹脂と
着色剤とを乾式混合した後,加熱混練し,冷却固化後,
粉砕分級して,平均粒径5〜10μmとする。そしてこ
のトナー粒子と前記架橋剤粒子とを混合するか,または
架橋剤粒子をトナー粒子の表面に分散固定して作製す
る。
【0020】またはモノマー中に架橋剤粒子を均一に分
散させ,重合手段によってトナー粒子中に内包させる方
法を採ってもよい。なお本発明の熱定着用トナーは,一
成分系磁性トナーとして使用しても,非磁性トナー若し
くは磁性トナーを鉄粉,フェライト等の磁性キャリアと
混合して二成分系現像剤として使用してもよい。
【0021】
【作用】上記の構成により,画像担体上の静電荷像に静
電的に付着したトナーは,記録紙上に転写されて定着手
段を構成する加熱手段によって加熱されることにより,
定着用樹脂と架橋剤粒子とが架橋反応を起こして溶融
し,トナー像を定着することができるのである。従って
加熱手段に到達する前においては,架橋反応は起こらな
いことにより,耐環境性を向上させ得るのである。
【0022】
【実施例】まず下記A〜Dの4種類の磁性トナーを作製
する。このうちトナーDは従来のものであり,比較例と
した。 (トナーA)重量部で非線状ポリエステル(酸価20K
OHmg/g)50,マグネタイト(戸田工業製 EPT5
00)45,ポリプロピレン(三洋化成製 TP32)
3,帯電制御剤(オリエント化学製 ボントロンS−3
4)1を乾式混合後,ニーダによって加熱溶融混練し,
冷却固化させ,ジェットミル等で粉砕し,分級により,
平均粒径10μmのトナー粒子とした。次にこのトナー
粒子に架橋剤(オリエント化学製 ボントロンE81)
1と疎水性シリカ(日本アエロジル製 R972)0.5
を添加して,V型ミキサーで混合することにより,架橋
剤と疎水性シリカとをトナー粒子の表面に分散固定し,
体積固有抵抗6×1014Ω・cm, 摩擦帯電量−23μc
/gの磁性トナーとした。 (トナーB)前記トナーAにおけるトナー粒子に,ステ
アリン酸マグネシウム(架橋剤)と疎水性シリカを同様
に添加して,ヘンシェルミキサーで混合して磁性トナー
とした。この場合の上記添加物は,一部がトナー粒子に
付着するが,大部分は浮遊状態である。 (トナーC)重量比でスチレン70部,n−ブチルアク
リレート20部,アクリル酸10部からなるモノマー
を,イオン交換水400部,ヒドロキシプロピルセルロ
ース1部,過硫酸カリウム5部からなる水溶液中におい
て攪拌し,窒素雰囲気中で滴下した後,70℃で8時間
重合反応させて粒径1μm以下のスチレン−アクリル系
共重合体粒子を含むエマルジョン(固形分20重量%)
を得た。
【0023】上記エマルジョン500部に,予めシラン
カップリング剤(トーレシリコン製SZ6083)を表
面処理した磁性粉(戸田工業製 MTA−305)80
部,帯電制御剤(日本化薬製 カヤチャージT−2N)
1部および架橋剤としてエポキシ粉砕微粒子(シエル化
学製 EP−1002,粒径5μm以下)6部を混合し
て,攪拌しながら70℃で3時間保持して会合させ,平
均粒径7μm以下の凝集体を形成した。冷却後濾過,水
洗,減圧乾燥して得られた凝集体粒子にシリカ(ワッカ
ー製 H−2000)0.5 部を添加して磁性トナーを得
た。この磁性トナーの体積固有抵抗は2×1014Ω・c
m,摩擦帯電量は−15μc/gであった。 (トナーD)重量部でスチレン−nブチルメタクリレー
ト共重合体50,マグネタイト(戸田工業製 EPT−
500)45,ポリプロピレン(三洋化成製 TP3
2)3,帯電制御剤(オリエント化学製 ボントロンE
81)2を乾式混合後,ニーダによって加熱溶融混練
し,冷却固化させ,ジェットミル等で粉砕し,分級によ
り平均粒径10μmのトナー粒子とした。次にこのトナ
ー粒子に疎水性シリカ(日本アエロジル製 R972)
0.5 を添加して磁性トナーとした。この磁性トナーの体
積固有抵抗は4×1014Ω・cm, 摩擦帯電量は−23μ
c/gであった。
【0024】次に上記実施例および比較例の各トナーA
〜Dとフェライトキャリア(日立金属製 KBN−10
0,平均粒径50μm,粒度分布37〜105μm,体
積固有抵抗108 Ω・cm)とを混合してトナー濃度40
重量%の磁性現像剤とし,画像形成を行った。
【0025】この場合,画像担体である感光体ドラムは
OPCにより形成し,表面電位−500V,周速60mm
/秒とした。現像ロールは永久磁石部材(4極,現像磁
極(N極)表面磁束密度800G)固定,SUS304
製外径20mmスリーブ回転(150r.p.m.)とした。な
お現像ギャップ 0.4mm,ドクターギャップ 0.3mmとし
た。得られたトナー像は普通紙にコロナ転写後, オイレ
スタイプの熱ロール定着(定着温度を5℃宛可変,線圧
1kg/cm)した。表1は上記による画像評価結果であ
る。
【0026】
【表1】
【0027】表1から明らかなように,比較例であるト
ナーDを混合してなる磁性現像剤によるものにおいて
は,画像が光沢を有するため,光線の反射があり,見づ
らいという欠点がある。またオフセットが発生しない温
度範囲が30℃に限られており,許容定着温度範囲が狭
い。従って定着時の温度変動により,画像形成に与える
影響が大であると認められる。
【0028】これに対してトナーA〜Cを混合してなる
磁性現像剤によるものにおいては,画像には光沢がない
ため,光線の反射による影響がなく,見易さの点で優れ
ている。またコールドオフセット発生温度が低く,かつ
ホットオフセット発生温度が高いため,許容定着温度範
囲が広くなっていることが認められる。従って定着温度
範囲の設定が極めて容易になると共に,定着環境条件の
変化による影響が少なくなることが認められる。
【0029】本実施例においては,磁性トナーとフェラ
イトキャリアとを混合してなる磁性現像剤について記述
したが,他の磁性キャリアを使用してもよく,磁性トナ
ー単独のものを使用してもよく,更には非磁性トナーの
場合でもよい。
【0030】
【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから,下記の効果を奏し得る。
【0031】(1) 加熱により定着用樹脂と架橋反応する
架橋剤粒子を,混合,表面に分散固定または内包させた
ものであるため,定着時において初めて架橋反応により
粘度を向上するから,耐オフセット性が高い。
【0032】(2) 非オフセット温度範囲が広いため,定
着時における温度変動があっても,高画質の画像を形成
できる。 (3) 定着性が良好であると共に,画像に光沢を生じない
ため,極めて見易い画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】熱定着用トナーの温度と粘度との関係を示す図
である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年8月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸価が3〜40KOHmg/gである定着用
    樹脂と着色剤とを必須成分とするトナー粒子と,加熱に
    より定着用樹脂と架橋反応する架橋剤粒子とを,定着用
    樹脂100重量部に対して架橋剤粒子0.1 〜10重量部
    の割合で混合したことを特徴とする熱定着用トナー。
  2. 【請求項2】 酸価が3〜40KOHmg/gである定着用
    樹脂と着色剤とを必須成分とするトナー粒子の表面に,
    加熱により定着用樹脂と架橋反応する架橋剤粒子を,定
    着用樹脂100重量部に対して0.1 〜10重量部の割合
    で分散固定したことを特徴とする熱定着用トナー。
  3. 【請求項3】 酸価が3〜40KOHmg/gである定着用
    樹脂と着色剤とを必須成分とするトナー粒子の内部に,
    加熱により定着用樹脂と架橋反応する架橋剤粒子を,定
    着用樹脂100重量部に対して0.1 〜10重量部の割合
    で内包させたことを特徴とする熱定着用トナー。
JP7015646A 1995-02-02 1995-02-02 熱定着用トナー Pending JPH08211646A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001001202A1 (de) * 1999-06-28 2001-01-04 Schott Glas Beschichtungsmaterial sowie herstellungsverfahren für ein beschichtungsmaterial
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JP2014002311A (ja) * 2012-06-20 2014-01-09 Konica Minolta Inc 静電荷像現像用トナーおよび画像形成方法

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Effective date: 20031203

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