JPH1152613A - 静電写真用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複写された画像が金属的な色合いを帯びるこ
となく、トナーの軟化融着を良好に行うことができる、
静電写真用トナーを提供する。 【解決手段】 熱溶融性樹脂と、着色剤と、非晶質材料
とからなる静電写真用トナーにおいて、該非晶質材料が
４０℃以上、好ましくは、６０℃以上であって、トナー
の軟化点以下である結晶化温度を有する有機非晶質材料
である。前記有機非晶質材料は、例えば、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポ
リフェニレンスルフィドから選ばれる少なくとも１種の
熱可塑性高分子化合物、ビスフェノールＡ及びイソフ
タール酸から選ばれる少なくとも１種の有機低分子化合
物、及び、ビスフェノールＡ誘導体及びスチルベン系
化合物から選ばれる少なくとも１種のオリゴマーであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電写真装置にお
いて用いられる乾式現像用の低融点トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】静電写真装置は、感光体の表面に形成さ
れた静電潜像に対してトナーを吸着させて現像し、この
トナーによる顕像を紙等の転写シート上に転写した後、
発熱定着ローラで加熱融着して画像を定着するように構
成されている。

【０００３】このような静電写真装置において用いられ
るトナー、即ち、静電写真用トナーは、熱溶融性の樹脂
に着色剤を配合して微粉末としたものであり、その溶融
温度は、静電写真装置の消費電力を少なくするためには
低い方が好ましい。しかし、溶融温度が低くなるとガラ
ス転移点も低くなるために、ブロッキング現象を起こし
たり、また、キャリヤ粒子や感光体表面に付着する、い
わゆる、フィルミング現象が発生し易くなる問題がある
ので、樹脂の溶融温度をあまり下げることは好ましくな
い。

【０００４】そこで、樹脂の溶融温度を下げずまた大き
な熱エネルギーを加えなくても溶融し易いトナーとする
ために、ある閾値以上の温度で発熱反応を起こす熱増幅
材料を含む静電写真用トナーが提案されている（特開昭
６２−１４８９６９）。この技術は、有機材料の化学反
応、例えばアゾ化合物の分解反応やクアドリシクレンの
異性体化反応などの反応熱を利用することによってトナ
ー自身の温度を加熱温度よりも高くしようとするもので
ある。しかし、このような化学反応は温度依存性があ
り、不安定な化学物質を用いているために保存性が悪
く、温度の高い静電写真装置の中でケーキ化や溶融など
が起こり易いという問題がある。

【０００５】このような問題を解消するために、紫外線
などの輻射線エネルギーを熱に変換する輻射線吸収剤と
前記のような熱増幅材料とをトナーに配合し、加熱ロー
ラの代わりに温度上昇を抑制できる紫外線照射装置を設
けた静電写真装置を用いて定着を行う方法（特開平３−
１１８５５０）が提案されているが、定着方式を変更す
る必要があり一般的ではない。

【０００６】このような状況において、本発明者は、非
晶質材料を加熱して結晶化させると結晶化の相転移の際
に過剰のエネルギーを熱として放出する、いわゆる、
「結晶化発熱現象」に注目して、この結晶化発熱現象の
応用研究を重ねた結果、この現象を複写機等の転写紙の
定着に応用できることを見出した。

【０００７】そして、本発明者は、保存安定性がよくか
つ低温の加熱によって容易に溶融定着でき、しかもブロ
ッキングやフィルミング現象を起こす心配がなく、従来
型の加熱ローラ方式の定着装置にそのまま使用すること
ができる静電写真用トナーを提供するために、熱溶融性
樹脂と、着色剤と、周期律表のＩＩＩｂ又はＶＩｂに属
する元素の１種以上からなりる結晶化温度が８０〜２０
０℃の範囲内にある非晶質材料と、を含有する静電写真
用トナー（特開平６−５９４９７号広報）を提案した。
この静電写真トナーによれば、非晶質材料を含有して転
写紙上で加熱定着される際非晶質材料が結晶化して発熱
することで見かけ上の融着温度を低下させ、定着ローラ
の消費電力を少なくすることができる。

【０００８】上記周期律表のＩＩＩｂ又はＶＩｂに属す
る元素の１種以上からなる非晶質材は、例えば、カルコ
ゲン或いはカルコゲナイド化合物等の物質からなる。こ
れらの物質としては、セレン、セレン・テルル合金、ゲ
ルマニウム・テルル合金、インジウム・セレン系合金、
インジウム・テルル系合金、アンチモン・セレン系合
金、アンチモン・テルル系合金等が知られている。これ
らの物質は、溶融状態から急速に冷却凝固すると非晶質
相となり、次に、加温して結晶化温度に到達すると急速
に結晶相に転化するが、その結晶化温度が８０〜２００
℃の範囲内にあるものが好ましく、結晶化熱が集中して
発生するものが更に好ましいとされている。それらの物
質としては、セレン及びセレン・テルル合金が特に好ま
しいものとして使用されている。

【０００９】かかる非晶質材料を静電写真用トナーとし
て用いる際に、その非晶質材料が有効に発熱するために
は、「非晶質相」と「結晶質相」との相移転が完全に行
われるとともに、結晶化が迅速に進行する必要がある。
そこで、本発明者は、結晶化の速度を早くするために、
非晶質材料中の結晶核密度を多くした静電写真用トナー
（特開平８−３０５０７０号広報）を提案した。かかる
電子写真用トナーによれば、転写紙等の非付着物への付
着を従来より少ないエネルギーで行うことがでるように
なった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カルコ
ゲン或いはカルコゲナイド化合物等の無機物質を主体と
する非晶質材料は、結晶化による相転移発熱は良好であ
るが、結晶化時に金属光沢を有する色が発色してくるの
で、定着された画像が金属的な色合いを帯び、このよう
な金属的な色合いが顧客に好まれないという問題があっ
た。

【００１１】そこで、かかる問題を回避するためにトナ
ーへの非晶質材料の添加を少なくしたが、転写紙へのト
ナーの定着が不十分になるという問題が新たに生じた。

【００１２】本発明は、かかる問題を解決することを目
的としている。即ち、本発明は、複写された画像が金属
的な色合いを帯びることなく、トナーの軟化融着を良好
に行うことができる、静電写真用トナーを提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる問題
を解決すべく鋭意実験を重ねるうちに、上記したような
無機非晶質材料に限らす、熱可塑性高分子化合物、有機
低分子化合物、オリゴマー等の有機非晶質物質が加熱に
より結晶化発熱反応を起こすことを見出し本発明を完成
するに至った。

【００１４】即ち、本第１発明は、上記目的を達成する
ために、熱溶融性樹脂と、着色剤と、非晶質材料とから
なる静電写真用トナーにおいて、該非晶質材料が４０℃
以上、トナーの軟化点以下の結晶化温度を有する有機非
晶質材料であることを特徴としている。

【００１５】本第２発明は、第１発明において、非晶質
材料が６０℃以上、トナーの軟化点以下の結晶化温度を
有する有機非晶質材料であることを特徴としている。

【００１６】第３発明は、第１又は２発明において、非
晶質有機材料がポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート及びポリフェニレンスルフィドから
選ばれる少なくとも１種の熱可塑性高分子化合物である
ことを特徴としている。

【００１７】第４発明は、第１又は２発明において、有
機非晶質材料がビスフェノールＡ及びイソフタール酸か
ら選ばれる少なくとも１種の有機低分子化合物であるこ
とを特徴としている。

【００１８】第５発明は、第１又は２発明において、有
機非晶質材料がビスフェノールＡ誘導体及びスチルベン
系化合物から選ばれる少なくとも１種のオリゴマーであ
ることを特徴としている。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる熱溶融性樹脂
は、従来から静電写真用乾式トナー用として用いられて
いるものであればいずれも使用可能であり、例えばスチ
レン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン・アクリル共重
合樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂などを挙げることができる。

【００２０】本発明に用いられる着色剤は、従来から静
電写真用乾式トナー用として用いられているものであれ
ばいずれも使用可能であり、例えばカーボンブラック、
アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系等の有機顔
料、レーキ顔料、無機顔料などを挙げることができる。

【００２１】本発明に用いられる有機非晶質材料は、例
えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリフェニレンスルフィド等の熱可塑性
高分子化合物、ビスフェノールＡ、イソフタール酸等
の有機低分子化合物、及び、ビスフェノールＡ誘導
体、スチルベン系化合物等のオリゴマーであるが、本発
明の目的に合致する限り、ここに提示した以外の有機非
晶質材料を用いることができる。

【００２２】本発明における有機非晶質材料は、トナー
の軟化を補助するためのものであるが、常温保存時に結
晶化発熱してしまっていては使用の際に役に立たないの
で、その結晶化温度は、安定な保存をするためにも、４
０℃以上であることが必要である。そして、実機内部の
温度（機内温度）が定着部の熱等で非定着部でも長期使
用時には５０℃位にまで上昇してくる可能性があるの
で、好ましくは、その結晶化温度は、６０℃以上であ
る。また、トナーが軟化した後に結晶化発熱しても無意
味であるから、有機非晶質材料の結晶化温度は、トナー
の軟化点以下であることが必要である。したがって、本
発明における有機非晶質材料の結晶化温度は、４０℃以
上、好ましくは、６０℃以上であって、トナーの軟化点
以下の温度であることが必要である。

【００２３】このような非晶質材料は、本発明の静電写
真用トナーを製造するに際して必ずしも非晶質である必
要はなく、配合する際に結晶質であってもトナーとして
使用するまでに非晶質に転換していればよい。

【００２４】本発明の静電写真用トナーは、例えば弗素
樹脂粉末、高級脂肪酸金属塩等の潤滑剤、例えば酸化セ
リウム、酸化珪素等の研磨剤や充填剤、例えば低分子量
ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の定着助材、
例えばアミン、アミド或いは４級アンモニウム系化合
物、燐化合物、タングステン化合物等の帯電制御剤な
ど、必要に応じて種々な添加剤を含むことができる。

【００２５】このような本発明の静電写真用トナーは、
前記のような各種の材料を配合して高温で溶融混練し、
冷却したのち粉砕する方法や、適宜の溶剤を併用して低
温で混練し、溶媒を除去したのち粉砕する方法、或いは
熱溶融性樹脂の合成の際にその他の配合材料の全部また
は一部を共存させておき、一挙に樹脂組成物を得たのち
に必要に応じて粉砕する方法など、適宜の方法で製造す
ることができる。

【００２６】以上のようにして製造された本発明の静電
写真用トナーは、従来公知のキャリヤに混合して２成分
現像剤として使用してもよく、またキャリヤと混合する
ことなく１成分現像剤として使用してもよい。また場合
によってはトナー中にキャリヤを配合しておいて、キャ
リヤ含有１成分トナーとして使用することも可能であ
る。

【００２７】

【実施例】

（実施例１）結着剤としてのスチレン−アクリル共重合
樹脂１００重量部、カーボンブラック１０重量部、帯電
制御剤２重量部、及び、予め０．１μｍ以下に粉砕分級
した有機非晶質材料としてのポリエチレンテレフタレー
ト５重量部を溶融混練し、これを冷却した後ハンマーミ
ルで粗砕し更にジェットミルで粉砕分級して、粒径５〜
１５μｍの粉末トナーとした。次に、これらのトナーを
３００℃の熱風を用いる球状化装置にかけてそれらの粒
径を球状にすると同時に急冷して電子写真用トナーとし
た。

【００２８】（実施例２）結着剤としてのスチレン−ア
クリル共重合樹脂１００重量部、カーボンブラック１０
重量部、帯電制御剤２重量部、及び、予め０．１μｍ以
下に粉砕分級した有機非晶質材料としてのビスフェノー
ルＡ５重量部を溶融混練し、これを冷却した後ハンマー
ミルで粗砕し更にジェットミルで粉砕分級して、粒径５
〜１５μｍの粉末トナーとした。次に、これらのトナー
を３００℃の熱風を用いる球状化装置にかけてそれらの
粒径を球状にすると同時に急冷して電子写真用トナーと
した。

【００２９】（実施例３）結着剤としてのスチレン−ア
クリル共重合樹脂１００重量部、カーボンブラック１０
重量部、帯電制御剤２重量部、及び、予め０．１μｍ以
下に粉砕分級した有機非晶質材料としてのビスフェノー
ルＡの誘導体（オリゴマー）５重量部を溶融混練し、こ
れを冷却した後ハンマーミルで粗砕し更にジェットミル
で粉砕分級して、粒径５〜１５μｍの粉末トナーとし
た。次に、これらのトナーを３００℃の熱風を用いる球
状化装置にかけてそれらの粒径を球状にすると同時に急
冷して電子写真用トナーとした。

【００３０】（比較例１）結着剤としてのスチレン−ア
クリル共重合樹脂１００重量部、カーボンブラック１０
重量部、帯電制御剤２重量部、及び、亜セレン酸の還元
により生成される９９．９％の還元セレン微粉１０重量
部を溶融混練し、これを冷却した後ハンマーミルで粗砕
し更にジェットミルで粉砕分級して、粒径５〜１５μｍ
の粉末トナーとした。次に、これらのトナーを３００℃
の熱風を用いる球状化装置にかけてそれらの粒径を球状
にすると同時に急冷して電子写真用トナーとした。

【００３１】（比較例２）結着剤としてのスチレン−ア
クリル共重合樹脂１００重量部、カーボンブラック１０
重量部、及び、帯電制御剤２重量部を溶融混練し、これ
を冷却した後ハンマーミルで粗砕し更にジェットミルで
粉砕分級して、粒径５〜１５μｍの粉末トナーとした。
次に、これらのトナーを３００℃の熱風を用いる球状化
装置にかけてそれらの粒径を球状にすると同時に急冷し
て電子写真用トナーとした。

【００３２】このように実施例及び比較例で製造した電
子写真用トナーをリコー社製複写機（ＦＴ−５５４０）
の現像装置に投入し、定着温度、ＰＰＣ用紙及びその他
の条件を一定にして、該用紙に複写した。複写した用紙
をサンプルにして粘着テープを用いて剥離の度合いを評
価し、そして、その画質を評価した。評価結果は、次の
表１に示される。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１より、本発明では、従来のカルコゲン
系非晶質材料より少ない添加量で同等の良好な定着性を
得ることができ、また、従来のカルコゲン系非晶質材料
で発生する金属光沢もないことがわかる。

【００３５】本発明は、次のような利点がある。 (1) 本発明によれば、４０℃以上、好ましくは、６０℃
以上であって、トナーの軟化点以下の結晶化温度を有す
る有機非晶質材料を用いるので、従来のカルコゲン系の
無機非晶質材料を用いた際に生じる金属光沢がなくなっ
て画質がよくなり、また、結着剤である熱溶融性樹脂と
の密着性が増加して剥落も少なくなる。さらに、本発明
における有機質非晶質材料は、単位重量当たりの結晶化
の発熱量が従来のカルコゲン系の無機非晶質材料よりも
大きいので、トナーへの添加比率が小さくてよい。

【００３６】(2) 本発明によれば、有機非晶質材料に例
えばポリエチレンテレフタレート（結晶化温度；１２０
℃）を用いるので、このような有機非晶質有機材料を用
いる場合には、軟化点１５０℃前後以上の高融点トナー
に最適である。そして、ポリエチレンテレフタレート
は、結晶化の発熱パターンが鋭く、熱の逸脱が少ないの
で、本発明における有機非晶質材料として優れている。

【００３７】(3) 本発明によれば、有機非晶質材料に例
えばビスフェノールＡ（結晶化温度；５０℃）を用いる
ので、このような有機非晶質有機材料を用いる場合に
は、軟化点１５０℃以下の低融点トナーに最適である。
そして、ポリエチレンテレフタレートは、上記ポリエチ
レンテレフタレートと同様に、結晶化の発熱パターンが
鋭く、熱の逸脱が少ないので、本発明における有機非晶
質材料として優れている。

【００３８】(4) 本発明によれば、有機非晶質材料に例
えばビスフェノールＡの誘導体よりなるオリゴマーを用
いるので、このような有機非晶質有機材料を用いる場合
には、軟化点１５０℃以上の高融点トナーに最適であ
る。

【００３９】

【発明の効果】複写された画像が金属的な色合いを帯び
ることなく、低エネルギーで迅速に結晶化発熱を起こし
て、トナーの軟化融着を良好に行うことができる、静電
写真用トナーを提供することができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱溶融性樹脂と、着色剤と、非晶質材料
   とからなる静電写真用トナーにおいて、該非晶質材料が
   ４０℃以上、トナーの軟化点以下の結晶化温度を有する
   有機非晶質材料であることを特徴とする静電写真用トナ
   ー。
2. 【請求項２】 非晶質材料が６０℃以上、トナーの軟化
   点以下の結晶化温度を有する有機非晶質材料であること
   を特徴とする請求項１記載の静電写真用トナー。
3. 【請求項３】 非晶質有機材料がポリエチレンテレフタ
   レート、ポリブチレンテレフタレート及びポリフェニレ
   ンスルフィドから選ばれる少なくとも１種の熱可塑性高
   分子化合物であることを特徴とする請求項１又は２記載
   の静電写真用トナー。
4. 【請求項４】 有機非晶質材料がビスフェノールＡ及び
   イソフタール酸から選ばれる少なくとも１種の有機低分
   子化合物であることを特徴とする請求項１又は２記載の
   静電写真用トナー。
5. 【請求項５】 非晶質有機材料がビスフェノールＡ誘導
   体及びスチルベン系化合物から選ばれる少なくとも１種
   のオリゴマーであることを特徴とする請求項１又は２記
   載の静電写真用トナー。