JPS60263954A - 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】 本発明は宵、子写真、静電記録、静電印刷等に用いられ
る加熱定着用ｌ・ナーにｆｉｌする。

一般に電子写真は、光導電性物質（ＺｎＯ感光体、Ｓｅ
感光体、有機光導電体等）」二に静電荷像を形成し、次
いで該静電荷像をトリー一を用いて現像し、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、定着して最終画像を得るものである。

この種のトナーとしては、例えば磁性キャリア＃”：ｌ
−ｔ′−＆混合して二成分系現像剤として用いられる樹
脂を生体としたトナーや樹脂と磁性粉を主体とした一成
分系の磁性トナーが一般に使用されている。

トナーイ象の定尤方式としては、電熱ヒータによる加飴
１算囲気中を通過させるオーブーン定着方式、少ムくと
も一方が加熱ローラである一対のロール間をＡ遇させる
熱ロール定着方式、あるいは一対の岡；］性ロール間を
常温で通過させる圧力定着方式％式％ 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、熱効率が榛めて高く、迅速に定着を行なうことが
できるので、特に高速度複写を目的とする画像形成装置
には極めて好適である。しかしこの熱ロール定着方式に
はいイっゆるオフセット現象を起こし易いという欠点が
ある。即ち、定着時に像を構成するトナーが加熱ロール
表面に加熱溶融状態で圧接触するため、トナーの−部が
加熱ローラの表面に転移し、これが再び被定着基体上に
転移して画像を汚すという現象である。

このオフセン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
肩し、かつ表面エネルギーの低い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
して該液体の薄膜でロール表面を破覆する方法が行なわ
れているうこの方法では、液体を供給するための余計な
装置が必要となる他、シリコンオイル等が加熱される際
臭気を発するなどの欠点があった。

オフセント現象を防止する他の方法として、トナー自芽
にオフセット防止性能を付与することにより、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
セットを発生させず良好な定着画像を得る方法が知られ
ている。この種の定着方法に適してい（つかのトナーが
提案されている。例えは特公昭５２−３３０４号、同５
２−３３０５号、同５７−５２５７４号、同５３−１５
５６５５号および同５８−１２５８０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一トナー
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。更
に、特開昭５６−１９５２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
ット性が高り、シかも定着温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、当然
のことではあるが、トナーは定着特性以外゛にも現像性
、転写性、耐ブロッキング性、クリーニング性に優れて
いることが要求されるが、公知のトナーでは必ずしもこ
れらの緒特性を十分に満たすことができなかった。例え
ば、ポリエステル樹脂を含むトナーでは、この樹脂が強
く負に帯電するため、帯電凝集を生じやすいという問題
があった。また、加熱の際比較的低温で容易に溶融する
トナーや、離型剤として２次転移温度の低いポリオレフ
ィンを比較的多く含む′トナーは、貯蔵中あるいは複写
機内においてブロッキングを生じ易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排除し、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トナーを提供することにある。

本発明の加熱定着用トナーは、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価又は多価カルボン酸又はその誘導体
から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むスチレン−アクリル系共
重合体、前記樹脂の一部にキシレンホルムアルデヒド樹
脂を含むことを特徴とするものである。

本発明に係る加熱定着用トナーは、前記ポリエステル樹
脂及びスチレン−アクリル系樹脂を含むため優れた耐オ
フセット性、現像性を有する。さらにキシレンホルムア
ルデヒド樹脂は、同程度の軟化点を有する他の熱可塑性
樹脂に比べて、溶融粘度が低いという独特の性質を有し
ているため、本発明のトナーは優れた耐オフセット性、
耐ブロッキング性を保持しつつ、定着性が良好である。

以上の優れた性質は、個々の材料単独では十分に発揮さ
れず、本発明のポリエステル樹脂、スチレン−アクリル
系樹脂、離型剤及びキシレンポルムアルデヒド樹脂の混
合系において相乗的に示すことができる。以下各樹脂の
詳細を述べる。

熱ロールによる加熱定着方式におけるオフセットを防止
するために、樹脂の分子量分布、即ち重１平均分子量（
以下嚇という）／数平均分子量（以下Ｍｎという）の値
（以下分子量分布という）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
しゲル・バーシェーション・クロマトグラフィーによる
測定、以下も同様）以上になることが多く、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量
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、
例えばスチレン、Ｏ−ブチルスチレン、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−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−
ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−へキシルスチレン
、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン
、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン
、ｐ−メトキシスチレン、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チ
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−オクチル
、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
ル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロ
ルアクリル酸メチル、メタアクリル酸プロピル、メタア
クリル酸イソブチル、メタアクリル酸イソブチル、メタ
アクリル酸イソブチル、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ａ−メチ１／ン脂肪族モノカル
ボン酸エス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できるが、重
量平均分子量が５０，０００〜３００，０００、数平均
分子量が１０　、０００〜５０　、０００　、分子量分
布が３〜３０のものが打抜しく、特に１５０，０００〜
２７０　、０００の重量平均分子量、２５，０００〜３
５　、０００の数平均分子量、４〜１５０分子量分布を
有するものが有効である。但し、架橋させた樹脂を用い
る場合には、この範囲を越えたものでも有効であること
はもちろんである。

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
に記載されている如くの、特定のジオール成分と、２価
のカルホン酸又はその低級アルキルエステル及び３価以
上の多価カルボン酸又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又はその酸無水物の含有量
が酸成分の３０〜８０モル襲である多価カルボン酸又は
そり訪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、重量平均分
子量が５，０００〜１００，０００　（より好ましくは
１５，０００〜３０，０００　’）、数平均分子量が５
，０００〜２０．０００、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置いた場合のト
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
）＝３０〜８５　：　７０〜１５の範囲が好ましく、よ
り好ましい範囲は５０〜７０　：　３０〜５０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、耐オフセット性がすぐ
れているが、比較的低温での定着性をさらに高める必要
がある。ヒートロール定着では定着８度の自動調節が行
なわれているが、水分を比較的多く含む被定着基体に高
速で定着する際には、一時的に定着ロールの温度が低下
するため、定着性が低くなりコールドオフセットも生じ
ゃ丁いという問題があった。

そこで本発明では、トナーの耐オフセット性を保持しつ
つ、比較的低温での定着性を高めるために、キシレンホ
ルムアルデヒド樹脂を樹脂の一部に用いる。キシレンホ
ルムアルデヒド、樹脂は、キシレンとホルマリンとを主
原゛帖とし製造される樹脂で、例えば下記（ａ）〜（ｄ
）のような一般式で表わされる樹脂である。

すなわち、メタキシレンがメチレン結合、エーテル結合
、アセタール結合等により化学結合した樹脂である。こ
の１００チキシレン樹脂は、−塩基酸または多塩基酸、
不飽和脂肪酸、フェノール如、アミン類と反応させた変
性キシレン樹脂としても使用できる。このキシレン樹脂
または変性キシレン樹脂をトナー全Ｎｉ中に１％〜１５
％含翁せしめることで、トナーの耐オフセット性を低下
させることなく、定着性を向上させることが可能となる
。

キシレン樹脂を用いる他の効果としては、トナーを溶融
混練−粉砕プロセスにより製造する際の粉砕性の向上が
あげられる。

また本発明ではトナーの耐オフセント性を高めるために
離型剤をトナー全量中に１〜１５重１１１：％含有ぜし
める。本発明で使用する配力１情剤としては、脂肪族系
樹脂、脂肪酸金属塩類、晶級脂肪酸類、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疾系化
合物があるが、特に低分子量（重量平均分子量が１，０
００〜１０，０００）の脂肪族系樹脂が有効である。具
体的には、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリエチレ
ン、パラフィンワックス、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種又は
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／又は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、アニリンブルー、カルコオ
イルブルー、クロームイエロー、ウルトラマリンブルー
、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、
マラカイトグリーンオフサレート、ランプブラック、ロ
ーズベンガルなどの公知のものが挙げられる。

本発明トナー中の上記染料の一部または全部の代わりに
、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの鉄酸化
物、コバルト、ニッケル、マンガンなど磁性を示す金属
やその合金等の公知の磁性材料粉末を使用し、トナーに
磁性を持たせても良い。

一成分系の磁性トナーとして使用する場合は、トナー全
量中に対して２０〜８０重量％の磁性粉を含有させるこ
とが適当である。本発明のトナーは、鉄粉、フェライト
粉末、ガラスピースなど公知のキャリアと混合して二成
分現像剤（但しトナー中に磁性粉を含んでも良い）とし
ても使用できることはもちろんである。

才た本発明のトナーを使用して被定着シート上に形成し
たトナー像は、その表面にオフセット防止液を供給した
熱ロールを使用するまでもなく、オフセットを伴なわず
に良好な熱ロール定着が可能であるが、定着用熱ロール
としては、例えば金属ロールの表面を四弗化エチレン樹
脂などのフッ素樹脂で被覆したものや、硬質シリコンゴ
ムで形成されたものなどが使用できる。

実施例１ スチレン−〇−ブチルメタクリレート（Ｍｗ　＝２２０
．０００　、胤＝２０，０００．　Ｔｇ、、、６０℃）
、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）、ロジン変性キシレンアルデヒ
ド樹脂（リガナイト製リグツールＲ−７０）、ボリブロ
ビレン（三洋化成製ビスコール５５０Ｐ　）　、荷電市
制御斎ｊ（オリエント化学製ポンノロンＥ８１）および
カーボンブラック（三菱化成製＄４４）の各原料を用１
．Ｎで以下のプロセスに従って第１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１４
０°Ｃの温度にて十分混練し、冷却固イヒさせた後、ジ
ェットミルにて粉砕し、平均粒径１２μｍに分級し、ト
ナーを得た。またこれらのトナーの摩擦帯電量〔但し、
東芝ケミカル製Ｔ　Ｂ　−２００型演１１定機にて、鉄
粉キャリア（日本鉄粉製ＥＦ　Ｖ　２００／３００）に
対する帯電量を測定〕も第１表に示す。

上記の各トナー５重量部をそれぞれ鉄粉ギヤ１Ｊア（日
本鉄粉製ＥＦＶ　２００／３００）　９５重量部と混合
し８種類の現像剤を作成し、これらの現像剤を用１．Ｎ
て市販の電子写真複写機にて画像評価を行なったところ
、第２表の様な結果が得られた。

第　１　表 第２表から明らかな様にいずれのトナーも耐オフセット
性は良好で′あるが、キシレン樹脂を含まない１Ｖｋ１
７トナーでは定着性が十分ではなかった。

才だ塩化ビニール（岡本理研ゴム製マボ４−−ル）に対
する付着性は、ポリエステル含有量の少ない階５，６の
ト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。

実施例２ スチレン−アクリレート共重合体（Ｍｗ　＝　１５０．
Ｃｏｏ。

Ｍｎ　＝　３１．０００　、　Ｔｇ　＝　６２°Ｃ）、
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ｙ８￥１）、ポリプロピレン（三洋化
成製ビスコール５５０Ｐ　）、キシレンホルムアルデヒ
ド樹脂（リグナフイト製。

リグツールＲ−７０）及び磁性粉（戸田工業膜ＥＰＴ５
００）の各原料を用いて、以下のプロセスに従って第３
表に示す８種類のトナーを作成した。

才ず原料を加圧型ニーダ−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微粉砕し
た。次Ｇ゛で、微粉砕粉に微粉末シリカ（日本アエロジ
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、熱処理を行なった。次に微粉末シリカを更に０
，５重量部を加えて混合した後分級しで、粒径５〜２０
μの磁性トナーを得た。

これらの磁性トナーを用いて、外径１２０朋φのセレン
感光体使用の実験用複写機にて画像評価を行ない、第４
表に示す結果が得られた。現イウ子ま、対称】２極着磁
で、外径３１．４ｆｆ１ｇφのステンレス銅製スリーブ
上での磁力が６００ＧのマグネッＩ・ロールとスリーブ
とを共に感光体と同一方向（但し現像ギャップにおいて
）に、それぞれ１２００ｒ＋ｐ＋ｍおよび１１００ｒｐ
で回転させ、かつ現像ギヤツブおよびドクターギヤノブ
をそれぞれ０．４５　ｉｍおよび０．３５　ｍｒｔｒに
設定して行なった。また定着は、表面をテフロン（商品
名）で被覆した加熱口・−ルを備えた定着機にて、ロー
ル表面を１７０℃に加熱して１００１１７ｓｅｃの定着
速度で行なった。

第　３　表 （注）○：良好、Δ：やや劣る。×：劣る第４表から明
らかなように、Ｎｎ９以外はいずれのトナーも画像濃度
は実用に耐え得るが、キシレン樹脂を含まない陽１５の
トナーでは、やはり定着性が十分ではなかった。また、
ポリエステル含有量の少ないＮｎ１４のトナーでは耐塩
ビ汚染性が劣っていた。

以上に記述の如く、本発明に係る加熱定７Ｉｄ用トナー
は、耐オフセント性、定着性および耐塩ビ汚染性が良好
であり、しかも高品質の画像を得ることができる。

代理人　弁理士　高　石　橘　馬

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　少なくとも樹脂と着色剖と離型剤を営む加熱冗着
   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３価以上の多価カルボン酸才たはその誘導体とからな
   るポリエステル樹脂と、α、β−不飽和エチレン系噴゛
   １１体を構成単位として含むスチレン−アクリル系共重
   合体と、キシレンホルムアルデヒド樹脂からなることを
   特徴とする加熱定着用トナー。