JPH03180854A - フラッシュ定着用トナーとその製造方法 - 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】 〔概要〕 フラッシュ定着用のトナーに関し、 耐ボイド性に優れ、且つ定着性にも優れたトナーを実用
化することを目的とし、 ポリエステルを構成するアルコール成分として、金属ア
ルコキシド或いは金属フェノキシドの何れか一方を必須
モノマとするポリエステル樹脂をバインダとし、該バイ
ンダに少なくとも着色剤と帯電制御剤とを加え、溶融混
練してトナー塊とし、該トナー塊を粉砕分級して得るこ
とを特徴としてフラッシュ定着用トナーの製造方法を構
成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は耐ボイド性と定着性に優れたフラッシュ定着用
トナーとその製造方法に関する。

電子写真技術は複写機に広く使用されているがプリンタ
やファクシミリなどの情報機器にも盛んに利用されてい
る。

こ＼で、電子写真法としては米国特許２２９７６９１な
どに記載された方式が周知である。

すなわち、フォトコンドラムなどの光導電性絶縁体上に
コロナ放電などにより一様な静電荷を与え、種々の手段
により光像を照射することによって静電潜像を形成し、
次いで、この潜像をトナーと呼ばれる着色微粉末を用い
て現像可視化し、必要に応じて紙などにトナー画像を転
写した後、圧力、熱、光などを加えて定着を行い、印刷
物を得るものである。

〔従来の技術〕

静電潜像を現像するのに使用するトナーとしては、天然
または合成高分子材料よりなるバインダ樹脂中にカーボ
ンブラックなどの着色剤を分散させた溶融混練物を５〜
２０μｍ程度に微粉砕したものが用いられ、これを平均
粒径が１００μｍ程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタ
イト粉などの磁性粉末或いはこれに樹脂被覆を施したキ
ャリアと組み合わせ二成分現像剤として使用されている
。

この現像剤は現像装置内で混合撹拌されることによって
摩擦帯電し、トナーがキャリアに担持された状態で光導
電性絶縁体上の潜像部分に運ばれ、帯電したトナーのみ
が、電気的吸引力により選択的に潜像に付着することに
よって現像が行われている。

次に、定着はトナーの粉像を溶融して記録紙に固着させ
ることであり、その方法として先に記したように種々の
方法があるが、フラッシュ定着は光定着の代表的なもの
であって、キセノンフラッシュランプなど放電管の閃光
によって定着させる方法であって、次のような特徴をも
っている。

■非接触であるため、現像時において画像の解像度を下
げることがない。

■電源を投入した後の待ち時間がなく、迅速なスタート
ができる。

■故障によって定着器内に記録紙が詰まっても発火する
ことがない。

■記録紙の厚さや材質に関係なく使用が可能である。

次に、フラッシュ定着によってトナーが記録紙に固着す
る過程は次のようである。

トナー画像を記録紙に転写した状態では、トナーは粉末
のま＼で記録紙に付着しており、指で擦れば容易に崩れ
る状態にある。

そこへ、キセノンフラッシュランプなどの放電管の閃光
を照射すると、トナーは閃光のエネルギーを吸収し、温
度が上昇して軟化溶融し、記録紙に密着する。

そして、閃光が終わった後はトナーの温度か下がり、固
化して定着画像となって定着が終わり、記録紙に固着し
た定着画像は指で擦っても崩れない状態となる。

二＼で、フラッシュ定着において重要なのはトナーが溶
融して記録紙にしっかりと密着することであり、トナー
は光エネルギーを閃光から吸収して充分に溶融しなけれ
ばならない。

そのため、光エネルギーが不足すると、トナーは充分に
溶けることができず、充分な定着性か得られない。

一方、光エネルギーが強すぎると、トチ−の爆発定着が
起こって白抜は現象が起こり、画像濃度の低下を生ずる
。

第１図はこの状態を模式的に示すもので、同図（Ａ）に
示すように紙１の上に転写されているトナー２は、照射
エネルギーが大き過ぎる場合は表面のトナー２のみが溶
融して傘状の融体３を生じて凝縮しく同図Ｂ）、後れて
内部のトナー２が溶融する時に凝集しながら固化するた
めに、中央にボイド４を生じる。（同図Ｃ） そして、この現象は溶融時における粘度（溶融粘度と云
う）が低い場合に起こり易い。

然し、今まで、トナーに用いられるバインダ樹脂として
はオリゴマーと称する低重合体高分子が用いられていた
。

この理由は、オリゴマーは低分子量であるから溶融粘度
が低く、紙との密着性が良いために定着性が良く、また
熱安定性が優れているためである。

然し、溶融粘度が低いためにフラッシュ定着においてボ
イドの発生が避けられないことが問題であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上記したように、電子写真定着用トナーは良好な定着
性を示すことが必要であるが、フラ・ソシュ定着におい
てはボイドによる白抜は現象を起こさないこともまた必
要である。

こ＼で、溶融粘度が低い場合は定着性は良いもの＼、ボ
イドが発生し易いと云う相反する関係がある。

そこで、この問題を解決することが課題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題はポリエステルを構成するアルコール成分と
して、金属アルコキシド或いは金属フェノキシドの何れ
か一方を必須モノマとするポリエステル樹脂をバインダ
とし、このバインダに少なくとも着色剤と帯電制御剤と
を加え、溶融混練してトナー塊とし、該トナー塊を粉砕
分級して得ることを特徴としてフラッシュ定着用トナー
を構成することにより解決することができる。

〔作用〕

従来、電子写真用トナーのバインダ樹脂としては、ビス
フェノールＡジグリシジルエーテルポリマに代表される
エポキシ樹脂やポリエチレンテレフタレートに代表され
るポリエステル樹脂などが常用されてきた。

然し、このような樹脂をバインダ樹脂とした場合、良好
な定着性を得るためには分子量が比較的小さい低融点の
オリゴマを用いなければならないために、溶融粘度が低
い。

そのため、フラッシュ光の照射の際にボイドの発生が避
けられなかった。

これを防止するために、樹脂の重合度を高めて溶融粘度
を高くすると、樹脂の融点が上昇するために定着性が悪
化し、トナーが紙に充分に融着固化しないという問題を
生じでいた。

そこで、発明者等は溶融粘度を上昇させる方法として、
バインダとして用いるポリエステル樹脂の主鎖を形成す
るアルコール成分として金属アルコキシド或いは金属フ
ェノキシドの何れかを用いるものである。

そして、これをアルコール成分として用いると、ポリエ
ステル樹脂の合成段階で金属原子が金属酸化物として析
出する。

そのために、分子量が比較的小さく、低融点であり、そ
のために良好な定着性を示すオリゴマを用いる場合でも
溶融粘度を高く保つことができ、ボイドの発生を防止で
きるのである。

こ＼で、本発明に用いられる金属アルコキシドまたは金
属フェノキシドとしては、ナトリウム（Ｎａ）、カリウ
ム（Ｋ）、アルミニウム（Ａｎ）。

マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、ベリリウム（
Ｂｅ）。

カルシウム（Ｃａ）、鉄（Ｆｅ）、　ｍｌバルト（Ｃｏ
）、銅（Ｃｕ）。

亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、　　錫（Ｓｎ）、
　：−ッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）などのアルコ
キシドまたはフェノキシドが挙げられる。

また、ポリエステルを構成するアルコール成分としては
、エチレングリコール、ｉ、３−プロピレングリコール
、１，２−プロピレングリコール、トリメチレングリコ
ール、テトラメチレングリコール。

１．４〜ブチレングリコール、１．２−ブチレングリコ
ール、ｌ、５−ペンチレンゲリコール、ペンタメチレン
グリコール、ヘキサメチレングリコール、ヘプタメチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リャール、テトラメチレングリャール、ｐ−ジ（ヒドロ
キシメチル）ベンゼン、ハイドロキノン、ハイドロキノ
ンジー（β−ヒドロキシエチル）エーテル、　４−４−
−ジヒドロキシビフェニール、ビス−（４−ヒドロキシ
フェニル）ケトン、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）
エーテル、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニ
ルメタン、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）スルフォ
ンなどの水酸基の水素の一部または全部を金属で置換し
たアルコールを単独あるいは併用して用いることができ
る。

本発明はポリエステル樹脂を作る場合に、必須アルコー
ル成分として金属アルコキシド或いは金属フェノキシド
の何れか一方を必須モノマとするポリエステル樹脂を用
いることにより、酸成分と結合して樹脂化する際に、金
属酸化物が遊離するために溶融粘度が上昇するのを利用
するものである。

この場合に、本発明に用いられにポリエステル樹脂中に
含まれる金属酸化物の含有量はトナー重量の０．５重量
％以下であると溶融粘度上昇の効果は期待できない。

また、逆に金属酸化物の含有量がトナー重量の１０重量
％以上であるとトナー混練時の溶融粘度が極端に上昇す
るために不適当である。

そのためには、ポリエステルを構成する必須アルコール
成分中の金属アルコキシド或いは金属フェノキシドの含
有量を調整する必要がある。

本発明で用いるポリエテルはトナーバインダとして単独
に用いることかできるが、他のバインダ樹脂と併用する
こともできる。

他のバインダ樹脂を併用する場合、電子写真に用いられ
る樹脂であれば何れでもよく、例えばスチレンアクリル
、エポキシ、ポリエステルなどを用いることができる。

本発明で用いるトナーは従来の公知の方法で製造できる
。

すなわち、バインダ樹脂１着色剤、帯電制御剤などを例
えば、加圧ニーダ、ロールミル、エクストルーダなどに
より溶融混練して均一に分散し、例えばジェットミルな
どにより微粉砕し、分級機例えば風力分級機などを用い
て分級することにより、所望のトナーを得ることができ
る。

〔実施例〕

実施例１； バインダ樹脂のアルコール成分として、エチレングリコ
ール（ＨＯＣＨ２ＣＨ２０Ｈ）を構成する一部の水酸基
（ＯＨ）の水素（Ｈ）をＡｌ七置換したアルミニウムア
ルコキシド（ＡＩ　０ＣＨ２ＣＨ２０Ａｌ　）を６５重
量部、酸成分としてテレフタール酸Ｃｃ６）［４（ＣＯ
２）１）２３３０重量部を用いてＡＡ金属酸化物の含有
量が樹脂重量に対して３重量％のポリエステル樹脂を得
た。

このポリエステル樹脂９２重量部に、着色剤としてカー
ボンブラック（品名ブラックパールズＬ、キャボット社
製、平均粒径２４　ｍμ、比表面積１３８　ｍ２／ｇ）
　５重量部、含金属アゾ染料（品名ボントロン５−３４
．オリエント化学製）３重量部を加え、加圧ニーダによ
り１３０°Ｃで３０分に亙って溶融混合し、トナー塊を
得た。

次に、冷却したトナー塊をロートプレックス粉砕機によ
り粉砕して〜２　ｍｍの粗トナーとした。

次に、粗トナーをジェットミル（品名ＰＪＭ粉砕粉砕機
１二 し、粉砕物を風力分級機（アルピネ社製）により分級し
て粒径５〜２０μｍの正帯電トナーを得た。

このトナーを５重量部，キャリアとして不定形鉄粉（品
名ＴＳＶ１００／２θＯ１日本鉄粉製）９５重量部から
なる現像剤を調製し、レーザプリンタ（品名ＦＡＣＯＭ
−６７　１５０改造機）を用いて印字試験を行った。

なお、記録紙上のトナーの厚みは１０〜１５μｍに設定
し、ボイドの発生状況は目視で判定した。

その結果、トナーはボイドが全く発生しなかった。

また、ポリエステル樹脂の溶融粘度はフローテスタ（島
津製作所製）を用いて軟化温度を測定し、この温度で３
００秒予備加熱した後、この温度で保持したま＼、樹脂
を自然流下させ、チャートの傾きから求めた。

その結果、溶融粘度は８Ｘ１０’ボイズであった。

比較例１： バインダ樹脂のアルコール成分としてエチレングリコー
ルを用いた以外は実施例１と同じ方法でポリエステル樹
脂を得た。

そして、全く同様にしてトナーを作り、これを用いて印
字試験を行った。

その結果、ボイドが非常に多く発生し、また溶融粘度は
７ＸＩＯ”ボイズであった。

〔発明の効果〕

以上記したように本発明の実施により、フラッシュ定着
性が良く、また溶融粘度の高いトナーを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は白抜は現象の説明図である。 図において、 １は紙、　　　　　　　２はトナー ４はボイ ド、 である。 （ＡＪ ＣＢ） 白抜は現象の説明図 躬　　１　　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエステルを構成するアルコール成分として、
   金属アルコキシド或いは金属フェノキシドの何れか一方
   を必須モノマとするポリエステル樹脂をバインダとして
   使用することを特徴とするフラッシュ定着用トナー。
2. （２）金属アルコキシド或いは金属フェノキシドの何れ
   かを必須モノマとするポリエステル樹脂をバインダとし
   、該バインダに少なくとも着色剤と帯電制御剤とを加え
   、溶融混練してトナー塊とし、該トナー塊を粉砕分級し
   て得ることを特徴とするフラッシュ定着用トナーの製造
   方法。
3. （３）前記トナーにおいて、バインダ樹脂に含まれる金
   属酸化物の含有量が、バインダ樹脂重量の０．５〜１０
   重量％であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のフラッシュ定着用トナー。