JPH0364766A - 静電潜像現像用トナー - 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】 産星圭□劇月挺亘 本発明は、静電潜像現像用トナーに関する。

罠来□□□且歪 電子写真法りして、従来、感光体」二に種々の方法にて
静電潜像を形威し、次いで、この静電潜像をトナーを含
む現像剤を用いて現像し、かくして得られたトナー画像
を紙等の支持体に転写し、これを熱や光等にて定着する
方法が一般的に知られている。

上記トナー画像の定着方法としては、トナーをヒーター
或いは熱ロール等にて加熱溶融させ、支持体に融着固化
させる方法、有機溶剤にて１−ナーの結着樹脂を軟化若
しくは溶解させ、支持体に定着させる方法、加圧によっ
てトナーを支持体に定着する方法等が知られている。こ
れらのなかでは、熱ロール定着方式に代表される接触加
熱定着方式は、熱効率が高い点においてその他の方式よ
りもすぐれており、特に、高速定着が可能であるので、
広く採用されている。

しかしながら、この接触加熱定着方式においては、定着
時に熱ロールに接触したトナーの一部が熱ロールの表面
に付着し、次の定着工程時に支持体に再移転する所謂オ
フセット現象を生じて、定着画像の品質を著しく損なう
ことがある。

そこで、従来、定着器には表面剥離性にすぐれるポリテ
トラフルオロエチレンやシリコーン等の材料が用いられ
たり、或いはシリコーンオイルをロール表面に塗布する
等がなされているが、これらの方策は、複写機の価格を
高め、或いは複写機の構造を複雑化する。

他方、上記オフセットの問題を解決するために、例えば
、低分子量のポリエチレンワックスやポリエチレンワッ
クス等をトナーに含有させ、加熱時に十分にトナーを溶
融させることも知られている。しかし、このようにワッ
クスを耐オフセット防止剤としてトナーに配合するとき
は、反面、トナーの凝集性が増し、トナーの帯電のため
に撹拌等を円滑に行なうことが困難となり、結局、高品
質の複写画像を得ることができない。

更に、トナーの結着樹脂を種々改善する試みも提案され
ている０例えば、特公昭５１−２３３５４号公報には、
結着樹脂として架橋された重合体を用いるトナーが提案
されている。この方法によれば、耐オフセット性は改善
されるものの、結着樹脂の架橋度を高めるときは、定着
温度が上昇し、定着特性に劣ることとなる。

一般に、トナーの高速定着性を高めるためには、低温定
着性にすぐれることが必要である。そのためには、結着
樹脂の融点を低下させなければならないが、このように
、低融点の結着樹脂を用いるときは、トナーがブロッキ
ングを起こして、保存上、支障を生じる。

このように、従来、低温定着が可能であり、しかも、耐
オフセット性及び耐ブロッキング性にすぐれるトナーは
、従来、満足すべきものが知られていない。

が　°　しよ　と　る量 本発明者らは、従来の低温定着性トナーにおける上記し
た種々の問題を解決するために鋭意研究した結果、結着
樹脂として、特定の粘弾性挙動を有する樹脂を用いると
き、低温定着が可能であり、しかも、耐オフセット性及
び耐ブロッキング性にすぐれるトナーを得ることができ
ることを見出して、本発明に至ったものである。

量　を”°するための 本発明は結着樹脂中に必要に応じて着色剤、帯電制御剤
及び耐オフセット防止剤を含有させてなる静電潜像現像
用トナーにおいて、ＴｊＩを熱ロール温度（℃）、ＴＡ
を雰囲気温度（℃）とし、温度Ｔ＋（’Ｃ）及びＴｔ　
　（’ｅ）を次式％式％ にて規定するとき、結着樹脂が温度Ｔ、において、Ｉ　
Ｘ　ｌ　Ｏ’ｄｙｎ／ｃｍ”　〜５　Ｘ　１０　”ｄｙ
ｎ／ｃ−の範囲の動的剪断貯蔵弾性率Ｇ’　　（周波数
ＩＨｚ）を有すると共に、温度Ｔｔにおいて、Ｉ　Ｘ　
１０３ｄｙｎ／ｃａｂ”〜５　Ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃ
ｍ”の範囲の動的剪断貯蔵弾性率Ｇ。

（周波数１）１ｚ）を有することを特徴とする。

本発明において、結着樹脂としては、従来、トナーに用
いられている任意の樹脂を含み、例えば、スチレン、Ｏ
−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルス
チレン、ｐ−クロロスチレン、酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸プロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸イ
ソブチル、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、メタクリル酸メチル
、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタク
リル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリ
ル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル
酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタ
クリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルア藁ノエチル
、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、アクリル酸
グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸、メ
タクリル酸、２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン
等のラジカル重合性単量体の１種又は２種以上の（共）
重合体を挙げることができる。また、ポリエステル樹脂
も好適に用いられる。

特に、本発明においては、スチレン−（メタ）アクリル
酸共重合体、例えば、スチレン−アクリル酸ブチル共重
合体や、ポリエステル樹脂が好ましく用いられる。

本発明による静電潜像現像用トナーにおいては、上記し
た結着樹脂は、ＴＩを熱ロール温度（℃）、’ｒａを雰
囲気温度（℃）とし、温度ＴＩ　　（’ｃ）及び’ｒ、
（℃）を次式 ％式％ にて規定するとき、結着樹脂が温度ＴＩにおいて、Ｉ　
Ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃ＋ｓ”〜５　Ｘ　１０　’ｄｙ
ｎ／ｃｍ”の範囲の動的剪断貯蔵弾性率Ｇ’　　（周波
数ＩＨｚ）を有すると共に、温度Ｔ２において、Ｉ　Ｘ
　１０　ｄｙｎ／ｃｍ”〜５　Ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃ
−の範囲の動的剪断貯蔵弾性率Ｇ。

（周波数ＩＨｚ）を有する。

熱ロールを用いるトナーの定着性は、結着樹脂である熱
可塑性樹脂の溶融粘弾性と密接に関連しており、温度Ｔ
、における動的剪断貯蔵弾性率Ｇ”（周波数ＩＨｚ）が
Ｉ　Ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃｍ”よりも小さいときは、
低温で熱変形を受けやすく、保存中にトナーが凝集した
り、或いは流動性を失ったりする。他方、温度Ｔ１にお
ける動的剪断貯蔵弾性率Ｇ’（周波数ＩＨ２）が５　Ｘ
　１０　’ｄｙｎ／ｃｍ”よりも大きいときは、トナー
の定着に多大のエネルギーを必要とし、実機において、
高い設定温度の熱ロールと広いニップ幅をもつ定着器が
必要となり、必然的に低温でのコールドオフセットが発
現する。

一方、温度Ｔ２における動的剪断貯蔵弾性率Ｇ゛（周波
数ＩＨｚ）がＩ　Ｘ　１０３ｄｙｎ／ｃ＋＊”よりも小
さいときは、トナーが熱ロールとの間の粘着にうち勝つ
に足りる粘弾性特性を得ることができず、ホットオフセ
ットを生じる。反対に、温度Ｔ２における動的剪断貯蔵
弾性率Ｇ’　　（周波数ＩＨｚ）が５　Ｘ　１０　’ｄ
ｙｎ／ｃｍ”よりも大きいときは、トナーの定着に多大
のエネルギーを必要とし、前述したように、実９機にお
いて、高い設定温度の熱ロールと広いニップ幅をもつ定
着器が必要となり、必然的に低温でのコールドオフセッ
トが発現する。

本発明による静電潜像現像用トナーにおいては、従来、
トナーの製造において、着色剤及び／又は帯電制御剤と
して用いられている任意の粉末乃至粒状の染顔料を含有
していてもよい、これらは、含金属染顔料及び有機酸金
属塩を含み、具体例としては、例えば、カーボンブラッ
クのほか、フタロシアニン顔料等の有機顔料や、例えば
、下式染料を含むニグロシン系染料、 （式中、Ｘ３はカチオン種を示す、） や、また、 （Ｘ−はアニオン種を示す、） で示されるニグロシン系染料のような電子供与性（式中
、Ｘゞはカチオン種を示す。） （「スピロンブラックＴＲＨＪ　　（保土谷化学工業■
製）で示されるモノアゾ系染料の金属錯塩のような電子
受容性染料を挙げることができる。

また、トナーには、耐オフセット防止剤として、低分子
量ポリオレフィンワックスが含有されていてよい。この
ような低分子量ポリオレフィンワックスとしては、例え
ば、ポリエチレンワックスやポリプロピレンワックスが
好適に用いられる。

本発明によるトナーは、上述したような結着樹脂を必要
に応じて前記染顔料や耐オフセット防止剤と共に混練し
、所要粒径にまで粉砕することによって得ることができ
る。更に、本発明によれば、得られたトナー粒子をコロ
イダルシリカ等にて表面処理してもよい。

本発明によるトナーを二成分現像方式において用いる場
合は、静電電子写真の技術分野においてよく知られてい
る所謂キャリアと呼ばれる物質を加え、二成分系現像剤
として用いられる。この二成分系現像剤において、トナ
ーの配合量は、２〜２０を量％、好ましくは５〜１０重
量％の範囲である。キャリアとしては、例えば、鉄粉、
フェライト粉、マグネタイト粉、樹脂と磁性材料との複
合物からなる粉末等が用いられる。また、所謂コーチイ
ブ・キャリアも用いることができる。しかし、これらに
限定されるものではない。

発里生羞果 以上のように、本発明によるトナーは、所定の粘弾性挙
動を有する結着樹脂を含むので、低温定着性にすぐれる
のみならず、耐オフセット性及び耐ブロッキング性にす
ぐれる。

大嵐斑 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１ スチレン−アクリル酸ブチル共重合体（Ｍｗ＝１．９Ｘ
１０’、Ｍｎ＝５．５　Ｘ　１０３）　１００重量部、
耐オフセット防止剤としての低分子量ポリプロピレン（
ビスコール５５０　Ｐ、三洋化或工業■製）３重量部、
カーボンブラック（三菱化成工業カーボンブラック製Ｍ
Ａ−８）５重量部及び帯電制御剤としてのモノアゾ系ク
ロム染料（保土谷化学工業■製スピロンブラックＴＲＨ
）２重量部を混合し、二軸押出機にて溶融混練した後、
ジェット粉砕機にて粉砕し。次いで、風力分級機にて分
級し、粒径が５〜２０μｍのトナーを調製した。

このトナー１００！量部にケイ＃微粉末（日本アエロジ
ル■製アエロジルＲ−９７２）０．３重量部を混合し、
これをトナー濃度６重量％となるように、キャリア（日
本鉄粉■製ＥＦＶ２５０）と混合して、現像剤を調製し
た。

この現像剤を市販普通紙複写機（三洋電機■製５ＦＴ−
１１０２２）に適用し、雰囲気温度（ＴＡ）にて１ｏｏ
ｏｏ枚の連続複写を行なって、画像評価をした。

上記複写機において、熱ロール温度（Ｔｉ）は１７５〜
１８５℃であり、このときの前記スチレン−アクリル酸
ブチル共重合体の温度Ｔ、におけるＧｏは５．９　Ｘ　
１０　’ｄｙｎ／ｃａ＋”〜１．２　Ｘ　１０　’ｄｙ
ｎ／ｃｍ”であり、温度ＴｇにおけるＧｏは３．５　Ｘ
　１０’ｄｙｎ／ｃｍ”〜５．２　Ｘ　１０　’ｄｙｎ
／ｃ−であった。

定着強度は、転写紙の表面に定着された複写画像の反射
濃度が１．４の部分において測定した。定着強度として
は、木綿布の荷重２５０　ｇ／ａｎ！にて画像上を２０
往復させて摩擦し、濃度の変化率にて評価した。また、
耐オフセット性については、定着ローラへのトナーの付
着状態を観察した。保存安定性は、トナーを５０℃の恒
温状態にて２４時間放置した後のトナーの凝集状態の有
無にて評価した。

結着樹脂の溶融粘弾性は、ダイナ逅ツク・アナライザー
ＲＤＡ−７００型（レオメトリックス社製）を用い、直
径２５ｍにてギャップ長さ２１１１の平行平板に試料を
取付けて行なった。測定条件はそれぞれ周波数Ｉ　Ｈｚ
　ｓ温度変量範囲６０〜２５０℃とした。一端のセルで
正弦的な歪を加え、他端に生じた応力を検出することに
よって、溶融状態における動的剪断貯蔵弾性率Ｇｏと動
的剪断損失弾性率Ｇ”とが求められる。

結果を第１表に示す。

以下、同様にして、トナーを調製し、同様にして、定着
強度、オフセット性、保存安定性及び画像の階調性を調
べた。

実施例２ ポリエステル樹脂（Ｍｗ＝　１．７　Ｘ　１０’　、　
Ｍｎ＝０．６Ｘ１０’、ゲル分率４３％）１００重量部
、実施例１と同じ低分子量ポリプロピレン３重量部、カ
ーボンブラック５重量部及び実施例１と同じモノアゾ系
クロム染料２重量部を用いて、実施例１と同様にして、
粒径が５〜２０μｍのトナーを調製し、このトナーにケ
イ酸微粉末を混合し、更に、キャリアと混合して、現像
剤を調製した。

上記ポリエステル樹脂の温度Ｔ、におけるＧｏは１．８
　Ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃｍ”〜２．７　Ｘ　１０　’
ｄｙｎ／ｃｍ”であり、また、温度Ｔ！におけるＧｏは
５．２　Ｘ　１０″ｄｙｎ／ｃｍ”　１．７　Ｘ　１０
　’ｄｙｎ／ｃ−であった。

比較例１ スチレン−アクリル酸ブチル共重合体（Ｍｗ＝１、ｌＸ
１０’、Ｍｎ−０，４Ｘ　１０’）　　１００重量部、
実施例１と同じ低分子量ポリプロピレン３重量部、カー
ボンブラック５重量部及び実施例１と同じモノアゾ系ク
ロム染料２重量部を用いて、実施例１と同様にして、粒
径が５〜２０μｍのトナーを調製し、このトナーにケイ
酸微粉末を混合し、更に、キャリアと混合して、現像剤
を調製した。

上記スチレン−アクリル酸ブチル共重合体の温度ＴＩに
おけるＧｏは８．１　ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃ１〜１．
３Ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃｓ＋”であり、また、温度’
ｒｚ　ニおけるＧｏは１．７　Ｘ　１０　”ｄｙｎ／ｃ
ｍ”　〜５．　ＯＸ　１０　”ｄｙｎ／ｃｍ”であった
。

この現像剤は、複写試験において、低温からオフセット
現象を生じて、十分な画像を得ることができず、保存安
定性についても、凝集物の発生が認められた。

比較例２ スチレン−アクリル酸ブチル共重合体（Ｍｗ＝２．８７
Ｘ１０’、Ｍｎ−１，０ｘｌＯ’）１００重量部、実施
例１と同じ低分子量ポリプロピレン３重量部、カーボン
ブラック５重量部及び実施例１と同じモノアゾ系クロム
染料２重量部を用いて、実施例１と同様にして、粒径が
５〜２０μｍのトナーを調製し、このトナーにケイ酸微
粉末を混合し、更に、キャリアと混合して、現像剤を調
製した。

上記スチレン−アクリル酸ブチル共重合体の温度Ｔ、に
おけるＧｏは６．３　Ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃ１〜１．
８Ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃ−であり、また、温度Ｔ２に
おけるＧ’は４．　ｌ　Ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃ＋ｓ”
〜７．　ＯＸ　１０　’ｄｙｎ／ｃｍ”であった。

この現像剤は、複写試験において、７８％の定着強度し
か得ることができなかった。

比較例３ ポリエステル樹脂（Ｍｗ＝　１．２　Ｘ　１０’　、Ｍ
ｎ−０，３Ｘ１０’、ゲル分率１３％＞１００重量部、
実施例１と同じ低分子量ポリプロピレン３重量部、カー
ボンブラック５重量部及び実施例１と同じモノアゾ系ク
ロム染料２重量部を用いて、実施例１と同様にして、粒
径が５〜２０μｍのトナーを調製し、このトナーにケイ
酸微粉末を混合し、更に、キャリアと混合して、現像剤
を調製した。

上記ポリエステル樹脂の温度ＴＩにおけるＧ”は７．７
　Ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃｍ”〜９．　Ｉ　Ｘ　１０　
’ｄｙｎ／ｃｍ”であり、また、温度Ｔ２におけるＧｏ
は０．９Ｘ１０！ｄｙｎ／ｃ＋ｗ”〜４．６　Ｘ　１０
　’ｄｙｎ／ｃａｂ”であった。

この現像剤は、複写試験において、低温からオフセット
現象を生じて、十分な画像を得ることができず、保存安
定性についても、凝集物の発生が認められた。

比較例４ ポリエステル樹脂（Ｍｗ＝　１．４　Ｘ　１０’　、Ｍ
ｎ−０，５Ｘ１０’、ゲル分率６０％）１００重量部、
実施例１と同じ低分子量ポリプロピレン３重量部、カー
ボンブラック５重量部及び実施例１と同じモノアゾ系ク
ロム染料２重量部を用いて、実施例１と同様にして、粒
径が５〜２０μｍのトナーを調製し、このトナーにケイ
酸微粉末を混合し、更に、キャリアと混合して、現像剤
を調製した。

上記ポリエステル樹脂の温度ＴＩにおけるＧｏは９．３
　Ｘ　１０　’ｄｙｎ／ｃｍ”〜２．　ＯＸ　１０　’
ｄｙｎ／ｃ−であり、また、温度ＴｔにおけるＧｏは５
．ｌＸ１０’ｄｙｎ／ｃ＋ｗ”　〜８．５　Ｘ　１０　
’ｄｙｎ／ｃ−であった。

この現像剤は、複写試験において、８３％の定着強度し
か得ることができなかった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）結着樹脂中に必要に応じて着色剤、帯電制御剤及
   び耐オフセット防止剤を含有させてなる静電潜像現像用
   トナーにおいて、Ｔ＿Ｒを熱ロール温度（℃）、Ｔ＿Ａ
   を雰囲気温度（℃）とし、温度Ｔ＿１（℃）及びＴ＿２
   （℃）を次式 Ｔ＿１＝９（Ｔ＿Ｒ−Ｔ＿Ａ）／２０＋Ｔ＿ＡＴ＿２＝
   Ｔ＿Ｒ にて規定するとき、結着樹脂が温度Ｔ＿１において、１
   ×１０＾３ｄｙｎ／ｃｍ＾２〜５×１０＾６ｄｙｎ／ｃ
   ｍ＾２の範囲の動的剪断貯蔵弾性率Ｇ′（周波数１Ｈｚ
   ）を有すると共に、温度Ｔ＿２において、１×１０＾■
   ｄｙｎ／ｃｍ＾２〜５×１０＾４ｄｙｎ／ｃｍ＾２の範
   囲の動的剪断貯蔵弾性率Ｇ′（周波数１Ｈｚ）を有する
   ことを特徴とする静電潜像現像用トナー。
2. （２）結着樹脂がスチレン−（メタ）アクリル酸エステ
   ル共重合体であることを特徴とする請求項第１項記載の
   静電潜像現像用トナー。
3. （３）結着樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴と
   する請求項第１項記載の静電潜像現像用トナー。