JPS60123851A - 加熱定着用トナ− - 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、電子写真、静電記録、静電印刷等に用いられ
る加熱定着用トナーに関する。

画像担体（２１１０感光体、３ｅ感光体、有機光導電体
等）上に形成された静電荷像を現像するための現像剤と
しては、例えば磁性キャリア粒子とトナー粒子を混合し
ｌ〔二成分系現像剤や、樹脂と磁性粉を主体としたトナ
ー粒子からなる一成分系の磁性トナーが、一般に使用さ
れている。

また、現像して得られたトナー像は、そのまま、もしく
は、普通紙等の転写シート上に転写した後、定着して最
終画像が得られる。

トナー像の定着方式としては、電熱ヒータによる加熱雰
囲気中を通過させるオーブン定着方式。

少なくとも一方が加熱ロールである一対のロール間を通
過させる熱ロール定着方式、あるいは、一対の剛性ロー
ル間を常温で通過させる圧力定着方式等が知られている
。

これらの定着方式のうち、熱ロール定着方式は、加熱ロ
ールの表面と被定着基体上のトナー像保持面とが圧接触
するため、トナー像を被定着基体上に融着する際の熱効
率が極めて高く、迅速に定着を行Ｕうことができるので
、特に、高速度複写を目的とする画像形成装置（は、極
めて好適である。

そして、熱ロール定着方式では、加熱ロール表面にトナ
ーが加熱溶融状態で圧接触するため、トナーの一部がロ
ール表面に付着して再び被定着基体上に付着し画像を汚
す、いわゆるオフセット現象を起こし易い欠点がある。

そのため、オフセット現象を防止する方法として、例え
ば加熱ロール表面をフッ素樹脂やシリコンゴム等の耐熱
性を有する離型性材料で形成し、更にその表面にシリコ
ンオイル等のオフセット防止用液体を供給して該液体の
１ｌｌｌｌでロール表面を被膜する方法が行われている
。

この方法では、上記液体が加熱されることにより、臭気
を発生し、また液体を供給するための余計な装置が必要
となり、定着装置の構造が複雑になるなどの欠点があっ
た。

そこで、シリコンオイル等のオフセット防止用液体を供
給せずとも、オフセットが発生せず、良好な定着画像を
得るべく、種々のトナーが提案され−でいる。例えば特
公昭５２−３３０４号、同５２−３３０５号、同５７−
５２５７４号、同５３−１５６５５号および同５８−１
２５８０号の各公報には、着色剤とスチレン系樹脂と特
定の離型剤を含むトナーが記載されている。また、特公
昭５５−６８９５号公報には、α・β−不飽和エチレン
系単量体を構成単位として含有し、かつ、所定の範囲の
分子量分布を有する樹脂を主要樹脂成分として含有する
トナーが記載されている。さらに、特開昭５６−１９５
２号、同５７−３７３５３号、同５７−１７１３４５号
および同５８−１００１３９号の各公報に記載されてい
るような、ポリエステル樹脂を含む熱ロール定着用トナ
ーも提案されている。

しかしながら、上述の公知のトナーによれば、耐オフセ
ット性が高く、しかも定着ｍ度を低くする点では一応満
足できるものの、更に改善が望まれていた。

また、ポリエステル樹脂を含むトナーにおいては、この
樹脂が強く負に帯電するため、ＺｎＯ等の負の帯電特性
を有する感光体上に形成された静電潜像を正規現像する
、あるいは、Ｓｅ等の正の帯電特性を有する感光体上に
形成された静電潜像を反転現像するのに適した正荷電型
のトナーが得られないという問題があった。

本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、耐オ
フセット、性および定着性に優れると共に、高品質の定
着画像が得られる加熱定着用１〜ナーを、提供すること
にある。

本発明の加熱定着用トナーの構成は、少なくとも樹脂と
着色剤と離型剤を含む加熱定着用トナーにおいて、前記
樹脂はジオール成分と２価または多価カルボン酸または
その誘導体成分よりなるポリエステル樹脂とα・β−不
飽和エチレン系単量体を構成単位として含み、かつ、ア
ミン基を含有するスチレン・アクリル系共重合体からな
る加熱定着用トナーにある。

まず、熱ロールによる加熱定着方式に−おいては、オフ
セットを防止するために、樹脂の分子量分布即ち重量平
均分子量（以下ＭＷという）／数平均分子量（以下ｙｎ
という）の値を大きくする必要があることは、良く知ら
れている。一方スチレン・アクリル系共重合体の場合、
通常の重合法によって合成した樹脂では、分子量分布は
２．０（但しゲール・パーミェーション・クロマトグラ
フィーによる測定、以下も同様）以上となることが多く
、オフセット防止効果を有するものが多い。そこで、本
発明でも分子聞分布が２．０以上（好ましくは４．０以
上）となるスチレン・アクリル系共重合体を樹脂成分の
一つとして用いる。

本発明で使用するスチレン・アクリル系共重合体を形成
するためのα・β−不飽和エチレン系単量体としては、
例えばスヂレン、Ｏ−メチルスヂレン、ｐ−メチルスチ
レン、α−メチルスチレン。

ｐ−エチルスチレン、２・４−ジメチルエチレン。

ｐ−ｎ−ブチルスチレン、　ｐ−ｔｅｔｒ−ブチルスチ
レン、　ｐ−ｎ−へキシルスチレン、　Ｄ−ＩＩ−オク
チルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−メ１−４
ニジスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチ
レン、３・４−ジクロルスチレンなどのスヂレン類、ビ
ニルナフタリン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ｎ−ブチル。

アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル
酸ｎ−オクヂル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウ
リル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステ
アリル、アクリル１ｌＩ２−クロルエチル、アクリル酸
フェニル、α−クロルアクリル酸チメル、メタアクリル
酸プロピル、メタアクリル酸ｎ−ブチル、メタアクリル
酸イソブチル。

メタアクリル１ｉＱｎ−オクチル、メタアクリル酸ドデ
シル、メタアクリル酸ステアリル、メタアクリル酸フェ
ニル、メタアクリル酸ジメチルアミノエチル、メタアク
リル酸ジエチルアミンエチルなどのα−メチレン脂肪酸
モノカルボン酸エルテル類などが挙げられる。

本発明では、上記のスチレン類とα−メチレン脂肪族モ
ノカルボン酸エステル類との共重合体を使用′Ｃきるが
、重量平均分子量が５００００〜３ｏｏｏｏｏ、数平均
分子量が１００００〜５００００、分子量分布が３〜３
０以下のものが好ましく、特に、１５Ｃ）０００〜２７
０００の重量平均分子ｆｆｉ、　２５０００〜３°５０
００１７）数平均分子量。

４〜１５の分子量分布を有するものが有効である。

上述したスチレン・アクリル共重合体、ポリエステル樹
脂および離型剤を含むトナーは、耐オフピット性および
比較的低温での定着性にすぐれているが、ポリエステル
樹脂が強く負に帯電する性上、具体的には一４０μＯ／
Ｑ以上となってしまい、カブリが多くなってしまう、ま
た帯電凝集を生じ易くなってしまうという問題が生ずる
。

また、本発明では、トナーの帯電性を正とするために、
スチレン・アクリル共重合体として正荷電型のもの、具
体的にはアミン基を含有りるスチレン・アクリル共重合
体を用いる。

次に、熱ロールによる加熱定着方式においては、オフセ
ット防止効果を有すると共に、高速定着を容易にするた
めにできるだけ低い温度で定着し得るトナーが必要とな
る。これらの条件を満たす樹脂としてはポリエステル樹
脂が知られており、本発明でも上記スチレン・アクリル
系共重合体と共に使用する。本発明で使用するポリエス
テル樹脂としては、例えば特開昭５７−３７３５３号公
報に記載されているような、特定のジオール成分と、２
価のカルボン酸またはその低級アルキルエステルおよび
３価以上の多価カルボン酸またはその無水物との混合物
であって、３価以上の多価カルボン酸またはその゛酸無
水物の含有量が酸成分の３０〜８０モル％である多１ｉ
カルボン酸またはその誘導体生成物を縮重合させたポリ
エステル樹脂が適当である。

本発明では、上記のポリエステル樹脂のうち、重量平均
弁口が５０００〜１０００００（より好ましくは１５０
００〜３００００）、数平均分子量が５０００〜２００
００．分子量分布が５〜２０（好ましくは６〜１２）の
ものが好ましい。但し、架橋させたポリエステル樹脂の
場合は、上記分子量の範囲外でも有効である。

なお、ポリエステル樹脂は、定着トナー画像を保持する
被定着基体を塩化ビニール製シートの下においた場合の
トナーの該シートへの付着（いわゆる塩ビ汚染）を防止
するのに有効である。

上述したスチレン・アクリル系共重合体（Ａ＞とポリエ
ステル樹脂（Ｂ）との配合比は、重量比で（Ａ）：　（
Ｂ）＝１０〜９５：５〜９０の範囲が好ましく、より好
ましい範囲は、３０〜８０：２０〜７０である。

また、本発明では、トナーの耐オフセット性を高めるた
めに離型剤をトナー全世中に１〜１５重量％含有せしめ
る。本発明で使用する離型剤としては、脂肪族系樹脂、
脂肪酸金属塩類、高級脂肪酸類、脂肪酸エステル類もし
くはその部分ケン化物類などの公知の脂肪族系化合物が
あるが、特に低分子量（重量平均分子量が１０００〜１
００００）の脂肪族系樹脂が有効である。具体的には、
低分子量ポリプロピレンと低分子量ポリ１チレンパラフ
インワツクス、炭素原子数４以上のオレフィン単位から
なる低分子量オレフィン重合体等の１種または２種以上
の組合せが適当である。

本発明に係るトナーにおいては、任意の適当な顔料およ
び／または染料が着色剤として使〜される。例えばカー
ボンブラック、アニリンブルー。

カルコオイルブルー ラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエ
ロー、メチレンブルークロライド、、フタロシアニンブ
ルー、メチレン、マクカイ１〜グリーンオクサレート，
ランプブラック、ローズベンガル。

ニゲ′ロジン染料、含金属（Ｃｒ　）アゾ染料などの公
知のものが挙げられる。。

さらに、本発明のトナーに磁性をもたゼる場合には、上
記着色剤の一部または全部の代りに、マグネタイ１〜．
ヘマタイト、フェライトなどの鉄酸化物、コバル１〜．
ニッケル、マンガンなどの磁性を示す金属−１５その合
金等の公知の磁性材料微粉末を使用してもＪ：い。ここ
で磁性粉の含有量は、ドブ−全ｍ中に２０〜ａｏｚｍ％
の範囲が適当である。

本発明のトナーは、鉄粉、フェライト粉末などのキャリ
アと混合して二成分系現像剤（但しトナー中に磁性粉を
含んでいでもよい）どしても使用できるし、また−成分
系の磁性トナーとしても使用できる。　− また、本発明の１〜ナーを使用して被定着シート上に形
成したトナー像は、その表面にオフセラ１へ防止用液体
を供給Ｊ−るまでもなく、オフセットを伴わずに良好な
熱ロール定着が可能であるが、定着用加熱ロールどして
は、例えば金属ロールの表面を４フツ化エチレン樹脂な
どのフッ素樹脂で被覆したもの、−あるいは比較的硬質
のシリコンゴムで形成したものなどが使用できφ。

実施例　１ アミノ基含有スヂレンー１１−ブチルメタクリレート（
ＭＷ　＝１８００００．Ｍｎ　＝１’８０００゜Ｔｇ＝
５８℃）、ポリエステル樹脂（特開昭５７−３７３５３
号公報の合成例１に記載の樹脂）。

ポリプロピレン（三洋化成製ビスコール５５０Ｐ）、荷
電型染料（オリエント化学製ボントロンＮｏ。

３）およびカーボンブラック（三菱化成製＃４４）の各
原料を用いて、以下のプロヒスに従って、第１表に示す
９種類のトナーを作成した。

まず、原料を加圧式ニーダにより１４０℃の温度にて十
分混練し、冷却固化させた後ジェットミルにて粉砕し、
ついで分級して平均粒径約１５μのトナーを１ｑた。ま
た、これらのトナーの摩擦帯電ｍ［但し、東芝ケミカル
製ＴＢ−２００型測定機にて、鉄粉キャリア（日本鉄粉
製ＥＦＶ２００／３００）に対する帯電量を測定］も第
１表に示ず。

夕壬 上記の各トナー５　ｊＱ　７７４部を、それぞれ鉄粉キ
ャリア（日本１１）ＷＥＦＶ２００／３００）９５重量
部とｔＮ合して８種類の現像剤を作成し；これらの現像
剤を用いて市販の電子写真複写１１　（Ｚｎ　Ｏ感光体
）にて画像評価を行なったところ、第２表のような結果
が１！１られた。なお、オフセット性の評価は、１ヘナ
ー像を有しない転写紙を定着させた場合と比較して目視
で行なった。

第　２　表 第２表から明らかなように、いずれの１〜ナーも耐オフ
セット性は良好である。

また、塩化ビニール（岡本理研ゴム製アポニール）の可
塑剤に対する付着性は、ポリエステル含有量の少ないＮ
００６の１〜ナーにおいては劣っていたが、他のトナー
では良好であった。但し、Ｎｏ。

１はポリエステル量が多く帯電■が小さいためカブリが
発生した。

実施例　２ ポリプロピレンの代りにポリエチレン（アライドケミカ
ル製ＡＣポリエチレン６Ａ＞を用いた以外は、実施例１
と同様の条件で８種類のトナーを調整し、かつ、画像評
価を行ったところ、実施例１と同様の結果が得られた。

実施例　３ スヂレンーアクリレート共重合体（実施例１に同じ）、
ポリエステル樹脂（特開昭５７−３７３５３号公報の合
成例２に記載の樹脂）、ポリプロピレン（三洋化成製ビ
スコール５５０Ｐ）、荷電型染料（オリエント化学製ボ
ントロンＮ０３）および磁性粉（戸１］」工９装Ｅ　Ｐ
　Ｔ　５００）の各原料を用いて、以下のプロレスに従
って第３表に示す８種類のトナーを作成した。

まず、原料を加圧型ニーダ−により１４０℃の温度にて
十分況練し、冷）Ｊｌ固化ざｌＩＣＩＣニジ１ツトミル
微粉砕した。次いで、微粉砕粉に微粉末シリカ（日本ア
１０ジル製アエロジルＲ９７２）を０．６重量部加えて
常温で乾式混合してから、１５０℃の熱気流中を噴霧状
にして通過させ熱処理を行った。次に、微粉末シリコを
更に０．５重量部を加えて混合した後分級して粒径５〜
２０μの磁性−トナーを得た。

第　３　表 のセレン感光体（周速１００／５ｅｃ）使用の実験用複
写機にて反転現像による画像評価を行ない、第４表に示
す結果が灯られた。現像（よ、対称１２極着磁で、外径
３１．４ｍｍφのステンレス鋼製スリーブ上での磁力が
６００Ｇのマグネッ１へロールとスリーブとを共に感光
体と同一方向くただし現像ギャップにおいて）に、それ
ぞれ１２００ｒ、ｐ。

Ｉおよび１００　ｒ、ｐ、＋ｎで回転させ、かつ現像ギ
ャップおよびドクターギャップをそれぞれ０．４５ｍｍ
＃　、Ｊ：　ヒ０　、３５　＋１１１１１ニＨ９定、ス
リーブに＋６ｏ。

Ｖのバイアス電圧を印加して行った。また、定着は、表
面をテフロン（商品名）で被覆した加熱ロールを備えた
定着機にて、ロール表面を１７０℃に加熱して１００　
ｍＭ　ｓｅｃの゛定着速度で行った。

第　４　表 第４表から明らかなように、いずれのトナーも耐オフセ
ット性は、良好であるが、ポリエステル樹脂の多いＮｏ
、９と少ないＮｏ、１４のトナーは、カブリが発生した
。

実施例　４ ポリプロピレンの代りにポリエチレン（ヘキスト社製ワ
ックスＣ）３重量部を用いた以外は、実施例３と同様の
条件で磁性トナーを作成し、がっ、画像評価を行なった
ところ、同様の結果が得られた。

以上述べたように、本発明は、少なくとも樹脂と着色剤
と離型剤とを含む加熱定着用トナーにおいて、前記樹脂
はジオール成分と２価または多価カルボン酸またはその
誘導体成分よりなるポリエステル樹脂とのα・β−不飽
和エチレン系単量体を構成単位として含み、がっ、アミ
ノ基を含有するスチレン・アクリル系共重合体からなる
ので、耐オフセット性および定着性に優れると共に、高
品質の定着画像が得られる効果を右ず。

特許出願人　日立金属　株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも樹脂と着色剤と離型剤とを含む加熱定着用ト
   ナーにおいて、前記樹脂はジオール成分と２価または多
   価カルボン酸またはその誘導体成分よりなるポリエステ
   ル樹脂とα・β−不飽和エチレン系単量体を構成単位と
   して含み、かつ、アミノ基を含有するスチレン・アクリ
   ル系共重合体からなることを特徴とする加熱定着用トナ
   ー。