JPS5929260A - トナ− - 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】 本発明は、ＩＶ、子方真法、静電印刷法などに用いらノ
するトナーに関する。

従来、電子写真法としては米国特許第２．２９７．６９
１号明細１４、特公昭４２−２３９１．０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ｍ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シ定着し複写物な得るものであ
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
。現在量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だ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／ζ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
、被定着シートを汚すことがある。

熱定着ローラー表面に対してｌ・ナーが（＝１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リ゛−を利殖させない［１
的で、例えｌｒ：Ｉ：　、　　ローラー表面をトナーに
対し、て離型性の優Ｕ１．だ４Ａ旧、シリコンゴムや弗
素系４ｉ’ｉ１脂などで形成し１、さらにその表面にオ
フｉ−ット防市及びＬトーラー表面の疲労を防１１−す
る／ζ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−ｆ腎血を被覆することが行なわシ１．−
Ｃいる。、しかし７ながら、この方法ｄトジ゛−の飼フ
ー１ニットを防止−する点でｔ：１極めて有効であるが
、オフドツト でｒ（＋．ｊ　７１１者に不快臭を／−ｊえること及び
オフセット防止用液体を１１１給するだめの装置が必要
なだめ、γｉミソ装買が複！＋’（ｆになること等の問
題点を有している。そ］１，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
トナーの開発が望咬れているのが現状である。

特公昭５　１　−　２　３　：３　５　４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。

本発明者らが検電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
度を高くするど、バインダー４ケＩ脂中への顔料等の分
散が悪くカシ、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列する。

寸だ、磁性トナーの場合には定着温度が上昇し、剛オフ
セット性が悪くなる衿−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
確１ブロッキング特性，現イφ／ｉを性，転写性，クリ
ーニング性１ワにおいて優れていることが必要であるが
、従来のトナーに１，下記のような欠陥を一つ又１：ｌ
：それ以上治していた。ずなわち加熱に」、つ−ＣＩｌ
：、較的低い温度で芥易に溶Ｈ１Ｈするトナーの多くＣ
よ貯蔵中もしくは複写機内においてり°ークーＪ゛るか
凝集しやすい。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１１守性及びｉ７１Ｆ，　！ｔｉｌｔ
　！特性が不良になる。まノヒ多くのトナーで＆；］：
　、連続使用による＃．’ｉｒ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七ノ１，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
の相互劣化にょっ一Ｃ％イＩＩらり。

る画像の濃度が変化し、戊いは背臣・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シ」、、
満面を有するＡ＆光版板表面のトツーーの付着計を増し
て、複写画像の濃度を増大させようとすると、１１ｎ常
背景濃度が増し、いわゆるカプリ現象を生じる。従っ一
Ｃ％種々のトーノー特性が優れておゆ、且つ熱ローラ一
定着法に適しているトナーが望寸れている。

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全提供ずろこと
にある。

本発明の目的＆：ｌ：定着性が良好で特に面４オフセッ
ト性の良好な熱ローラ一定着用のトナーをＵ′ｌ供する
ものである。

更に、本発明の目的ｉｑ１．，荷’ｆ４ｆ，性が良力了
で１−、かも使用中に常に安定した荷電４＜ｔを示し、
角゛（明でカブ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、流動性に伊れ、凝集を起さず、
耐＃７ｗ．性にも優れている熱ローラー一定着用のトナ
ーを提供するものである。

更に、本発明の目的は、トナー保持部材或いニ１：感光
体表面への付着物の少ない熱ローラ一定着，Ｉ−７１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、バインダーイ☆１脂の主要成
分とじ−Ｃ酸成分と１７で１〜３０モルチの１．７．、
４ベンゼンｈ　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゛（：１−−
デル化ジフェノール及び５モル係以内のグリセリンより
得らｉシる非線法化低融点芳香族系ポリエステル樹脂で
あり、かつ、バインダー樹脂に刻り、　テ０．１−４　
夏（（ＮＨｏ６］原子価２価１ソ、」二の熱分解性の金
属を含む金属化合物を含有することに力）る。

従来、ポリエステルをバインダー（テ１１脂として使用
した鴨合、低温定着がＦｉＪ能である反面、耐オフセッ
ト磁性及び面ｊ摩耗性、ｉ！ｉｉＩ粉砕性に劣る。

特に極低温においでオフセットが発生ずるので、熱定着
用トナーのバインダー樹脂としては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ニスデル４ｆｌ
Ｊ脂をトナー製造工程中に熱分解性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−Ｔｆ
ｌｊの架橋構造を施し、耐衝撃性や強靭性を向−ヒさせ
、その結実現像１１が性中でも、定着特性が改善σれる
。これは熱分解によって化合物中の金属イオンが非線状
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
的に結合すると推察される。

本発明においては、非線状化ポリエステル樹脂に対する
熱分解性金属化合物の添加量により、反応が左右され、
樹脂に対して０．１〜４重量％で反応が穏かに進み、反
応の制御が容易になシ、所望の定着性能を有するトナー
が得られる。これに対し熱分解性金属化合物の添加量が
４重量係を越えると、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寸しく
ない。まだ０．１重吋係以下であると充分な耐オフセッ
ト性を得られない。

熱分解性金属化合物のうちでも有機金属化合物がポリエ
ステル樹脂との相溶性や分散性に優れ、金属化合物との
反応による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。

上記のような熱分解性の有機金属化合物としては、例え
ばアセチルアセトン、プロピオンアセトンなどのβ−ジ
ケトン類、例えば、酢酸塩やプロピオン酸などの低分子
カルボン酸塩などがある。

さらに、本発明で使用できる熱分解性の金属化合物とし
ては、原子価２価以上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例えばＢｅ　　、　
Ｍｙ　　、　Ｃａ　、ＴＩｒ　　＋　ＳＱＬ　　ｒＰｂ
　　＋　Ｆｅ　　、Ｃｏ　　、　Ｎｉ　　、Ｚｎ　＋　
などがあり、３価のイオンとしてはＡｔ３＋、ｓｏ、３
４゛、Ｆ８３＋、ｃｏ３″−１１’Ｊ＋３−’＋　ｃｒ
３＋、Ｙ３＋　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だめに必要である。その配合割合
は１〜３（）モル俤が適量であり、３０モモル係越える
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き好１しくなく、マだ、１モル係
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管性が得られない。

本発明におけるポリエステル′４１ｒ１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剛摩耗性及び耐粉砕
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個当する程度に調節でき
る５重量％以内が適量でちる。

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、強磁性元素及びとれ
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（”）　合金や化合物、その他の強磁性合金など従
来より磁性利料としで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ゾヒめに
、カーボンブラック、ニグロンン、輿金属錯塩、コロイ
ド状シリカ粉末、フッ素系樹脂粉末などを添加止しめで
も良い。

本発明のトナー＆Ｊ種々の現像法に適用できる。

例えば、磁気ブラシ３’Ｊｌ像方法、カスケード現像方
法、米国特許第３．’１０９，２５８号明細１１ｔに記
載された導電性磁性トナーを用いる方法、特開昭５３−
３１，１３６号公報に記載された高抵抗磁性トナーを用
いる方法ｒ　’ｌ°に開閉５４−４２，１４１号公報。

回５５−１．８．（ｉ５（ｉ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ｌ〕云などがある。

本発明に係るトナーを使用して紙などの被定着シート」
二に形成したトナー像は、その表面にオフセン１−防止
用液体を供給しｑ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ずることなく熱ロー　ラー
で定着を行なうことができる。定着ローラーとして（ｒ
よ、その表面を例えばデフロン（デュポン社製）、フル
オン（ＩＣＩ社製）及びケル−１”　（３Ｍ社！りなど
の弗素系樹脂或いはシリコンゴム、シリコン樹脂で形成
した平滑な面をイｊするものや場合によっては金属表面
を有するイ）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〕 デし・フタル酸７モル（１，１６２Ｓ’）、トリメリッ
ト酸２モル（４２０ｒ）ポリオキシプロピレン（２，２
）−２，２−ビス（４−ヒドロギノフェニル）プロパン
７．４モル（２，４５７Ｆ）及びグリセリン１．６モル
（１４７Ｐ）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
しないよう十分貿意し、−まだ留出あるいは逸散したり
ｈ合ｒ＝］、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。

マグネクイトロ０重−ｈ［部、低分子量ポリエチレン２
爪１１部及びアセチルアセトン第二鉄１重量部を良く熱
混糺１ｙ　％得られた重合体を冷却後粉砕し、分級して
トナーを製造しメζ。このトナーは粒径が５〜２０μ、
Ｍ、１．値０−６　’／１（ｌｒｎｉｙｌ（１２５０Ｃ
）であった。

、上装置・ナー］、　００爪−階部にシリカ０．５重ｋ
ｊｉ：部を外添し、現像剤とした。この現像剤を市販の
複写Ｆ（キヤ／　ンｍＮＰ　−４（１０ＴＩ　Ｅ　）　
ヲ用イて、ピートロール定着装置の温度を１３０°Ｃに
ｌヅで現像したところ、カブリ及びオフセットがない画
像画ＩＪＬが高い良好な画像が得られ、定着も良θｒで
あった。まだ、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しなかった。更に３万枚
剛久デ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。

画像画ｒｌｔ　、解像能力等が変わらず、良好なもので
あっだＯまだ、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がおこらなかった。

〔実施例２〕 実施例１ど同様にしてポリエステル樹脂を合成した０、
とのポリエステル樹脂１００重り汁部。

マグネタイトＧ　Ｏ重１１部、低分子時ポリエチレ７２
　重量？’？ｌＳ及びアセチルアセトンニッケル０．５
重は部を良く熱混練し、得られた重合体を冷却後粉砕し
、分級してトナーとしだ。このトナーは粒径が５〜２０
μ、Ｍ、１．値が０．３　’／１０ｍ１ｎ（１２５°Ｃ
）であった。

このトナー１００重量部にシリカ０．５重１７１゜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４．　ＯＯＲＥ　）を用いてヒート［ｌ−ル定着
装置の温度を１２０°Ｃにして現像したところ、ツノプ
リ及びオフセットがない、画像濃度が高い良好な画□□
□が得られたＯｔ′だ、ヒートロール温度を２００°Ｃ
に上げてもオフセットが発生しなかった。更に３万枚剛
久テストにおいても耐久前と記入後の画像はほとんど変
わらず優れたものであり、凝集等のトナー変化もみられ
なかった。

〔実施例３〕 実施例１と同様にしてポリニスデル（０１脂を合成した
。このポリエステル樹脂１００重置部、マグネタイト６
０型取部、低分子量ポリエチレン２重量部及び酢酸マグ
ネシウム・４水和物２重阻γｒ、（ｔ、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
だ。このトナーは粒径が５〜２０ツノ、Ｍ、１．値が０
．５’／１（１ｍｉｎ（１２５°Ｃ）であった。

このトナー１００重ｌｉ゛部にシリカを０．５重用″部
外添し現像剤としプヒ。この現像剤を市販の複写ｉ（キ
ャノン？Ｌ１００ｒｔＥ）を用いてヒートロール定着装
置の温度を１２０°ＣＫ　Ｌ、て現像したところカブリ
及びオフセットかない画像濃度が高い良好な画像が得ら
れた。寸だ、ヒートロール温度を２００’Ｃに上げても
オフセットが発生しなかった。更に３万枚耐久テストに
おいても耐久前と耐久後の画像はほとんどかわらず優れ
たものであり、凝集等のトナー変化もみられなかった。

〔実施例４〕 実施例１と同様にしてポリエステル樹脂を合成しノζ０
このポリエステル樹脂１００　重Ｊｌ１１に対して酢酸
アルミニラｌ−４重゛Ｍ部、マグネタイト６０Ｍ、爪部
及び低分子量ポリエチレン２重月部を良く熱混練し、得
られた重合体を冷却後粉像剤を実施例１と同様に評価し
た結果、実施例１と同等な優れた現像剤であった。

〔実施例５〕 実施例１と同様にして、ポリエステル樹脂を合成しノこ
。このポリエステル樹脂１００重量部に対してアルミニ
ウムイソプロポキシド４重量部マグネタイト６０重量部
及び低分子量ポリエチレン２爪量部を良く熱混練し、イ
（トられだ重合とした。

この現像剤を実施例１と同様に評価した結果、実施例１
と同等の優れた現像剤であった０〔比較例１〕 テレフタル酸７モル（１，１６２ｆ））リメリット酸２
モル（４２０ｆ）ポリオキシプロビレより、縮合せしめ
てポリエステル樹脂を合成した０ このポリエステル樹脂１００重ｋｒｌ、部、マグネタイ
ト６０重置部、低分子量ポリエチレン２重量部及びアセ
チルアセトン第二鉄１重量部を良く熱混練し、得られた
前月１体を冷却後粉砕し、分級してトナーを製造した。

上記トナー１００重量部にシリカ０．５重１バ部を外添
し現像剤とした。これを市販の複写機（キャノン製、１
ｏＯＲＥ）を用いて、ヒートロール定着装置の温度を１
２０°Ｃにして現イＱ！　Ｌだ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いつだと
ころ１３５°Ｃで定着か開始したが、１４０℃でオフセ
ットが発生し、その画像は実用レベルには速染しなかっ
た０ 〔比較例２〕 比較例１と同様にしてポリエステル４１１１脂を得た。

このポリエステル樹脂１．０　（１重量部、マグネタイ
ト６０重は部、低分子゛１１１ポリエチレン２重用°部
及び酢酸マグネシウム４水和物２重［量部を良く熱混練
し、得られた重合体を冷却後粉砕この現像剤を市販の複
写機（キャノン製４００ＲＥ）を用いてヒートロール定
；冶装置の温度を１２０°Ｃにして現像しまたところ未
定着画像であった。そこで、ヒートロール温度を徐々に
１−げて現像していったところ、１．４　（＋’ｃで定
オキが開始されだが、同時にオフセットが発生し、画像
は実用レベルにＬＬ達支しなかった。

〔比較例、３〕 実施例１と同様にしてポリニスデル（テ１１脂を合成し
た。このポリエステル４＆ｌ脂１０　（１重（１１部、
マグネタイト６０重量部及び低分子量ポリエチレン２重
量部を良く熱混練し、得られた重合体を冷却後、粉砕、
分級し、トナーを得た。

上記トナー１００重値部に、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
環４００　ＲＥ　）を用いて現像したところ、ヒートロ
ール定着装置の温度が１２０°Ｃで定着を開始した。し
かし、ヒートロール温度を１４［’ｌ’ｃに壕で上げる
とオフセットが発生し実用レベルに連部したかった。ま
た、現像剤の凝集性が高く、画質もや−やカブリ気味で
あった。

出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸性成分としで１〜３０モルチの１．２．４ペンビント
   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
   と、アルコール成分としてニーデル化ジフェノール及び
   ５モルチ以内のグリセリンより得られる非線状化低融点
   芳香族系ポリエステル樹脂と、バインダー樹脂に対して
   ０．１〜４重ＩＡ％の原子価２価以上の金属を含む熱分
   解性の金属化合物を含有するトナーΩ