JPS5929259A

JPS5929259A - 静電荷像現像用トナー

Info

Publication number: JPS5929259A
Application number: JP57140245A
Authority: JP
Inventors: Masumi Sasagawa; 笹川　真澄; Sajiro Inoue; 井上　佐治郎; Hiroshi Fukumoto; 博福本; ▲ど▼井　信治; Shinji Doi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-08-12
Filing date: 1982-08-12
Publication date: 1984-02-16
Also published as: JPH0425536B2

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】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２，２９７．６９
１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ｙ口く、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
接触するだめ、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ット現象を生じ、
被定着ノ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一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ッ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ＩＩＩ　Ｗ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ット
を防止する点でハ極めて有効であるが、オフセット防止
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
と及びオフセット防止用液体を供給するだめの装置が必
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、オフセット防止用液体の供給によっ
てオフセッ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ッ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
、このようなオフセッ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ット現
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った。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１象特性が低下し、
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
セッ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
。すなわち加熱によっ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
クするか凝集しゃ、すい。多くのトナーは環境の湿度変
化によって、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ャ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、キャリアー粒
子及び感光板の相互劣化によって、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。従って、種々のトナー特性が優れて
おり、且つ熱ローラ一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ット性の良
好な熱ローラ一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、鮮明でカプリのない画像の
得られる熱ローラ一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一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、トナー保持部椙或いは感光体表
面への付着物の少ない熱ローラ一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、熱ローラ一定着が可能な磁性ト
ナーを提供するものである。

その特徴とするところは、バインダー樹脂の主要成分が
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を含むフタル酸と、ア
ルコール成分としてエーテル化ジフェノール及び５％以
内のグリセリンより得られる非線状化低融点芳香族ポリ
エδチル樹脂であり、かつ、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
ート化合物を含有することにある。

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ット及び耐摩耗
性、耐粉砕性に劣る。特に定温においてオフセットが発
生するので、熱定着用トナーのバインダー樹脂として使
用されにくかった。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、
耐衝撃性や強靭性を向」ニさせ、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、ポリニスデル樹脂の強靭性が増し、
この結果耐オフセット性が向上する。

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通口ので、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９ぎを越えると反応によっ
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、充分な耐オフセット性が得られない。

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、Ｂｅ”、　Ｍｇ”、
　Ｃａ２＋、　Ｈｇ”、　Ｓｎ”、　Ｐｂ”。

Ｆｅ”、　Ｃｏ”、　Ｎｉ”、　Ｚｎ２＋などである。

また、３価のイオンとしては、Ａ　Ｉ！’　”’Ｌ　６
　Ｃ’　＋Ｌ　Ｆ　ｅ３＋＋　ＣＯ３”’ＬＮ　ｉ３＋
Ｌ　Ｃｒ３＋Ｌ　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Ｃよ、サリチル酸、サリチルアミド
、ザリチルアミン、サリチルアルデヒド、サリチロサリ
チル酸、ジターシャ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だめ
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だめに必要である。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って形成される架橋の程度が大き
くなり過ぎ、回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す、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′患に有利である。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取計％以内が適量である。

本発明のトナーにおいては、任意の適当な顔和や染料が
着色剤として使用される。例えば１カー　ホンブラック
、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
、フェライトなどノ鉄、コバルト、ニッケル、マンガン
ナトの合金や化合物、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、凝集防市などの目的のために、カーボ
ンブラック、ニグロシン、金金属錯塩、コロイド状シリ
カ粉末、フッ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３，９０９，２５８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
公報に記載き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。

ファーブラシ現像方法、パウダークラウド法。

インプレッション法などがある。

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、その表面にオフセット防止用液
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
のオフセット現象を発生することなく熱ローラーで定着
を行なうととができる。定着ローラーとしては、その表
面を例えばテフロン（デュポン社製）、フルオン（ＩＣ
Ｉ社製）及びケル−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っ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（１１６２ｖ）、トリメリット酸２
モル（４２０Ｆ）ポリオキシプロピレン（２，２）−２
，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン８．８
４モル（２４５７’）＊及びグリセリン０．１６モル（
１４，７Ｆ）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。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０．８’／１
０ｍ１ｎ　（１２５°Ｃ）であった。

上記トナー１００重量部にシリカ０．５重量部を外添し
現像剤としだ。この現像剤を市販の複写機（キャノン製
ＮＰ−４００ＲＥ）を用いて、ヒートロール定着装置の
温度を１３０Ｃにして現像したところ、カブリおよびオ
フセッ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った。また、ヒートロール定着装置
の温度を２００°Ｃに上げても、オフセットが発生せず
画像も良好であった０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プリ、
画像濃度、解像能力等が変わらず、良好なものであった
。

まだ、８時間連続空回転テスト後もトナーは凝集せず流
動性も優れトナー劣化もなかった。

〔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０このトナーは粒径が５〜２０μ、Ｍ
Ｉ値が０．６　’／１０ｍ　ｉ　ｎ（２５０Ｃ）であっ
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（キャノン製
４００　ＲＥ　）を用いて、ヒートロール定着装置の温
度を１３０°Ｃにして現像したところ、カブリおよびオ
フセットがない画像濃度の高い良好な画像が得られ、定
着も良好であった。まだ、ヒートロール温度を２００°
Ｃにしてもオフセットが発生せず、画像も良好であった
。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プリ、画像濃度９Ｍ像能能
力が変わらず良好なものであった。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２重量
部及びザリチル酸鉄４重は部より、実施例１と同様にし
て現像剤を得だ。この現像剤を市販の複写機（キャノン
製ＮＰ−４００ＲＥ）を用いて、ヒートロール定着装置
の温度を１３０°Ｃにして現像したところ、カプリおよ
びオフセッ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°Ｃにしてもオフセッ
トが発生せず画像も良好であった。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、良好なものであった。

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（キャノン製ＮＰ−４００ＲＥ　）
を用いて、ヒートロール定着装置の温度を１２０°Ｃ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°Ｃに上げたところ、オフセットが発生
し、画像も実用レベルには達つしなかった。８時間連続
空回転テストにおいても１時間で凝集かおこり、また、
画像濃度が５０チ低下した。

〔比較例２〕テレフタル酸７モル（１１６２ｆ）、）リメリット酸２
モル（４２０ｆ）、ポリオキシプロピレン（２，２）−
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン９モ
ル（２４５７１）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−ｄ
ｉ−ｔブチルザリチル酸クロム１重量部を良く熱混練し
、得られた取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、Ｍｌ値２．５
り０ｍ１０（１２５°Ｃ）であった。

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。

（キャノン製４００　ＲＥ　）を用いてヒートロール定
着装置の温度を１２０°Ｃにして現像したところ未定着
画像であった。そこでヒートロール温度を徐々に上げて
現像していったところ、１４０°Ｃで定着が開始された
が同時にオフセットがひどく実用レベルには達つしなか
った。

出願人　　キャノン株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

酸性成分として１〜３０モル％の１．２．４ベンゼン）
　ＩＪカルボン酸・もしくはその無水物を含むフタル酸
混合物と、アルコール成分としてエーテル化ジフェノー
ル及び５モル％以内のグリセリンより得られる非線状化
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０１〜５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含有するトナー。