JPH04254863A - 静電荷現像用トナー - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は静電荷現像用トナーに関
し、特に熱ロール定着を採用している複写機又はプリン
ター用の静電荷現像用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式を用いた複写機及び
プリンターはその普及が広まるにつれて、家庭への普及
及び複写機又はプリンターの多機能化を主な目的とした
低エネルギー化、印刷機と複写機との境に位置するいわ
ゆるグレイエリアへの普及を目的とした高速化、あるい
は機械コストを下げるための定着ロールの簡素化のため
の低ロール圧力化が望まれており、また、複写機の高級
化にともない両面コピー機能や原稿自動送り装置の搭載
された複写機が広く普及されてきたため、複写機及びプ
リンターに使用されるトナーには定着温度が低く、耐オ
フセット性が優れて、且つ両面コピー時の汚れや、原稿
自動送り装置における汚れの発生しないことが要求され
ている。

【０００３】上記の要求に対して従来技術では、下記の
ように結着樹脂の分子量や分子量分布を改良したもの、
結着樹脂中に添加剤を加える等の提案がなされている。

【０００４】前記トナーの結着樹脂の分子量あるいはそ
の分布を変える方法としては、低分子部分の分子量を下
げ高分子部分の分子量を上げることにより分子量の分布
を広くする方法や、あるいは高分子部分を架橋させたり
することが行なわれている。しかしながら、この方法に
於いては定着性を充分に持たせるために、樹脂のガラス
転移点を下げざるを得ずトナーとしたときの保存性を損
なうことが避けられない。また、結着樹脂の低分子部分
を多くするとトナー自体が脆くなり両面コピー時の汚れ
や、原稿自動送り装置における汚れが発生していた。

【０００５】一方、ポリエチレン系ワックス、カルナウ
バワックスの如き天然のワックスやエチレン・酢酸ビニ
ル共重合体等の添加剤を加える方法では、いずれも保存
安定性や、粉体としての流動性に問題を生じていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は低い定着温度で定着することができ、オフセット
性においても実用上なんら問題を発生せず、更には両面
コピー時の汚れや、原稿自動送り装置における汚れ（す
なわち耐こすれ性）の発生しない静電荷現像用トナーを
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリエステル
樹脂５０〜１０重量部とスチレン系共重合体５０〜９０
重量部とを結着樹脂（但し、ポリエステル樹脂とスチレ
ン系共重合体との総量は１００重量部である）として含
有し、ＧＰＣクロマトグラムにおける該ポリエステル樹
脂及びスチレン系共重合体の分子量のピーク位置が各々
８×１０２　〜５×１０４　及び１０４　〜５×１０５
　の領域にあることを特徴とする静電荷現像用トナーで
ある。すなわち、本発明はスチレン系共重合体に比べ弾
性的性質が大であるポリエステル樹脂を結着樹脂の低分
子量領域に用いることによって、トナーの定着後におけ
る耐こすれ性を強くし、高分子量領域にスチレン系共重
合体を使用することにより耐オフセット性を良好になら
しめるものである。

【０００８】本発明におけるポリエステル樹脂はゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィー（以下ＧＰＣと言う
）によって測定されるクロマトグラムにて分子量８×１
０２　〜５×１０４　の領域に少なくとも１つのピーク
位置を有するものであり、該領域の範囲外にピーク位置
を有することはない。この場合、分子量のピーク位置が
８×１０２　未満にあるものでは結着樹脂としての分子
量が低くなりすぎて結着樹脂が脆くなり、トナーの定着
後のこすれに対して弱くなる。一方、分子量のピーク位
置が５×１０４　を越えると分子量が高いために、トナ
ーは定着ロールによって溶融してもトナーが転写紙の繊
維への絡みが生じないため、アンカー効果が生まれず定
着後のこすれに対しほとんどのトナーが転写紙より剥が
れ落ちてしまう現象が生じる。また、本発明におけるス
チレン系共重合体はＧＰＣクロマトグラムにて分子量１
０４　〜５×１０５　の領域に少なくとも１つのピーク
位置を有するものであり、該領域の範囲外にピーク位置
を有することはない。この場合、分子量のピーク位置が
１０４　未満では、耐オフセット性を良好に保つことは
困難となる。 一方、分子量のピーク位置が５×１０５　を越えて存在
すると定着ロールによってトナーが十分に溶けず、低温
オフセットと同様な状態となる。

【０００９】このようなポリエステル樹脂とスチレン系
共重合体は、トナーの製造時に乾式混合して熱溶融後、
機械的に混合し結着樹脂として形成せしめてもよいし、
適当な溶媒中に両者を添加し溶解して充分に混合した後
、溶媒を除去して結着樹脂を作成してもよい。

【００１０】本発明においてポリエステル樹脂とスチレ
ン系共重合体の分子量分布のピーク位置の分子量を測定
するには、公知の通常の方法が用いられ、ＧＰＣによっ
て次の条件で測定された値である。すなわち、温度２５
℃において溶媒（テトラヒドロフラン）を毎分１ｍｌの
流速で流し、濃度０．４ｇｒ／ｄｌのテトラヒドロフラ
ン試料溶液を試料重量として８ｍｇ注入し測定する。又
、試料の分子量測定にあたっては、該試料の有する分子
量分布が、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作
製された検量線の分子量の対数とカウント数が直線とな
る範囲内に包含される測定条件を選択する。又、本測定
にあたり、測定の信頼性は上述の測定条件で行ったＮＢ
Ｓ７０６ポリスチレン標準試料（Ｍｗ＝２８．８×１０
４　，Ｍｎ＝１３．７×１０４　，Ｍｗ／Ｍｎ＝２．１
１）のＭｗ／Ｍｎが、２．１１±０．１０となる事によ
り確認し得る。

【００１１】本発明において結着樹脂として用いるポリ
エステル樹脂はアルコールとカルボン酸との縮重合によ
って得られるが、用いられるアルコールとしては、例え
ばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエ
チレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１
，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール
、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール等
のジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シク
ロヘキサン、及びビスフェノールＡ、水素添加ビスフェ
ノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポ
リオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のエーテル化
ビスフェノール類、その他の二価のアルコール単量体を
挙げることができる。

【００１２】又カルボン酸としては、例えばマレイン酸
、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸
、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル
酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン
酸、セバチン酸、マロン酸、これらの酸の無水物、低級
アルキルエステルとリノレイン酸の二量体、その他の二
価の有機酸単量体を挙げることができる。

【００１３】本発明において用いるポリエステル樹脂と
しては、以上の二官能性単量体のみによる重合体のみで
なく、三官能以上の多官能性単量体による成分を含有す
る重合体を用いることも好適である。斯かる多官能性単
量体である三価以上の多価アルコール単量体としては、
例えばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロ
ール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジ
ペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、蔗
糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペン
タントリオール、グリセロール、２−メチルプロパント
リオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール
、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１
，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン、その他を挙
げることができる。

【００１４】又三価以上の多価カルボン酸単量体として
は、例えば１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，
２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロ
ヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリ
カルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、
１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキ
サントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メ
チル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチ
レンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタン
テトラカルボン酸、エンポール三量体酸及びこれらの酸
無水物その他を挙げることができる。

【００１５】以上のような三官能以上の多官能性単量体
による成分は、重合体における構造単位としてのアルコ
ール成分又は酸成分の各々における３０〜８０モル％の
割合で含有されるのが望ましい。

【００１６】また、スチレン系共重合体は、下記に示す
単量体を懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法、塊状重
合法等によって合成するものである。単量体としてはス
チレン、α−メチルスチレン、クロルスチレン等のスチ
レン類、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、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル
、アクリル酸アルキルエステル等のアクリル酸エステル
類、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、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オ
クチル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸グリシ
ジル、メタクリル酸アルキルエステル等のメタクリル酸
エステル類等を挙げることができる。その他の共重合成
分としてはアクリロニトリル、マレイン酸、マレイン酸
エステル、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、塩
化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチル
ケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルメチルエーテル
、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等
のビニル単量体を重量体に対して３０重量％以下で含有
してもよい。

【００１７】結着樹脂中におけるポリエステル樹脂とス
チレン系共重合体との割合は、両者の共重合体の総量を
１００重量部とすると、ポリエステル樹脂が５０〜１０
重量部であり、スチレン系共重合体が５０〜９０重量部
である。ポリエステル樹脂の割合が５０重量部より多い
場合は耐オフセット性が低下する。一方スチレン系共重
合体の割合が９０重量部より多い場合は耐こすれ性が低
下する。

【００１８】本発明のトナーの結着樹脂としては前記重
合体の他にエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレ
ン、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル酸等
の樹脂を添加してもよい。

【００１９】本発明のトナーは、上述の如き結着樹脂に
その他のトナー成分例えば着色剤、磁性体、特性改良剤
等を分散含有せしめてなる粉体物であり、その平均粒子
径は５〜３０μｍの範囲である。またこのようにして得
られる粉体物にシリカ微粉体等よりなる流動向上剤を添
加混合してトナーを構成してもよい。着色剤としては、
カーボンブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、
カルコオイルブルー、クロムイエロー、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、マラ
カイトグリーンオクサレート、ランプブラックローズベ
ンガル、これらの混合物、その他を挙げることができる
。これらの着色剤は、十分な濃度の可視像が形成される
に十分な割合で含有されることが必要であり、通常結着
樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部程度の割合と
される。

【００２０】前記磁性体としては、フェライト、マグネ
タイトを始めとする鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁
性を示す金属若しくは合金又はこれらの元素を含む化合
物、或いは強磁性元素を含まないが適当な熱処理を施す
ことによって強磁性を示すようになる合金、例えばマン
ガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫などのマン
ガンと銅とを含むホイスラー合金と呼ばれる種類の合金
、又は二酸化クロム、その他を挙げることができる。 これらの磁性体は平均粒径０．１〜１ミクロンの微粉末
の形で結着樹脂中に均一に分散される。そしてその含有
量は、トナー１００重量部当り２０〜７０重量部、好ま
しくは４０〜７０重量部である。

【００２１】前記特性改良剤としては、荷電制御剤、オ
フセット防止剤、流動性改善用滑剤その他がある。

【００２２】本発明トナーは、鉄粉、ガラスビーズ等よ
り成るキャリアと混合されて二成分現像剤とされるが、
磁性体が含有されるときはそのまま一成分現像剤として
静電荷像の現像に供される。

【００２３】

【作用】一般に転写紙上のトナーの定着強度、両面コピ
ー時の汚れは、結着樹脂の低分子領域が弾性的であるか
粘性的であるかによって大きく異なる。すなわち、弾性
的性質が強ければ定着後のこすれに対し強くなり、粘性
的性質が強ければこすれに対し弱くなる。

【００２４】本発明はポリエステル樹脂がスチレンアク
リル系共重合体に比べ弾性的性質を強く有しているとい
う知見からなしえたものである。すなわち、ポリエステ
ル樹脂はスチレンアクリル系共重合体と比較すると分子
の密度が高いため、トナー定着時において転写紙内には
いった樹脂の分子同志が強固に結合し、アンカー効果を
形成せしめるため耐こすれ性に優れていると推察される
。

【００２５】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。なお
「部」とは重量部を表わす。 実施例１ 　　ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
５０部　　（ビスフェノールＡ／テレフタル酸，Ｍｗ＝
８×１０３　，Ｍｎ＝６×１０３　，Ｍｗ／Ｍｎ＝１．
３，ピーク位置は８×１０３　に有する）　　スチレン
系共重合体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０部　　（Ｓ
ｔ／ＢＡ，Ｍｗ＝１×１０５　，Ｍｎ＝１．５×１０４
　，Ｍｗ／Ｍｎ＝６．７，ピーク位置は１×１０５　に
有する）　　カーボンブラック　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　５部　　（三菱化成工業社製　　ＭＡ−１
００）　　クロム含金属染料　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１部　　（オリエント化学工業社製　　ボン
トロンＳ−３４）上記配合の材料を２本ロールの混練機
で溶融混練をおこないジェットミルで粉砕をして分級し
、平均粒子径１２μｍの本発明の静電荷現像用トナーを
得た。

【００２６】実施例２ 実施例１のポリエステル樹脂の配合量を１０部及びスチ
レン系共重合体の配合量を９０部にした他は実施例１と
同様にして本発明の静電荷現像用トナーを得た。

【００２７】実施例３ 実施例１のポリエステル樹脂の配合量を３０部及びスチ
レン系共重合体の配合量を７０部にした他は実施例１と
同様にして本発明の静電荷現像用トナーを得た。

【００２８】比較例１ 実施例１の結着樹脂をポリエステル樹脂（ビスフェノー
ルＡ／テレフタル酸，Ｍｗ＝９×１０４　，Ｍｎ＝６×
１０３　，Ｍｗ／Ｍｎ＝１５．３，ピーク位置は９×１
０３　と５×１０５　に有する）１００部にした他は実
施例１と同様にして比較用の静電荷現像用トナーを得た
。

【００２９】比較例２ 実施例１の結着樹脂をスチレン系共重合体（Ｓｔ／ＢＡ
，Ｍｗ＝２．４×１０５　，Ｍｎ＝８．９×１０３　，
Ｍｗ／Ｍｎ＝２７．２，ピーク位置は１．１×１０４　
と９×１０５　に有する）１００部にした他は実施例１
と同様にして比較用の静電荷現像用トナーを得た。

【００３０】比較例３ 実施例１のポリエステル樹脂の配合量を５部及びスチレ
ン系共重合体の配合量を９５部にした他は実施例１と同
様にして比較用の静電荷現像用トナーを得た。

【００３１】比較例４ 実施例１のポリエステル樹脂の配合量を６０部及びスチ
レン系共重合体の配合量を４０部にした他は実施例１と
同様にして比較用の静電荷現像用トナーを得た。

【００３２】以上の実施例１〜３及び比較例１〜４につ
いて次の項目の試験を行い、その評価結果を表１に示す
。

【００３３】（１）定着強度 表層がテフロンで形成された熱ローラと、表層がシリコ
ンゴムで形成された圧着ローラとより成る定着器をロー
ル圧力が３０ｋｇ／ｃｍ及びロールスピードが１７０ｍ
ｍ／ｓｅｃ　になるように調節し、該熱ローラの設定温
度を段階的に変化させて、各設定温度において転写紙に
転写せしめた試料トナーによるトナー像の定着を行い、
定着後の画像の画像濃度（定着画像濃度）をマクベス反
射濃度計により測定する。次に形成された定着画像に対
して綿パッド（ダイニック社製商品名ＰＰＣパッド）に
よって摺擦を施し、摺擦後の定着画像の画像濃度（摺擦
画像濃度）をマクベス反射濃度計により測定し、下記式
によって定着強度を算出した。 定着強度＝（摺擦画像濃度／定着画像濃度）×１００〔
％〕

【００３４】（２）非オフセット温度幅転写紙上にトナ
ー像を転写して上記の定着器により定着処理を行い、該
転写紙余白部分にトナー汚れが生ずるか否かの観察する
操作を、前記定着器の熱ローラの設定温度を変化させた
状態で繰り返し行ない、トナーによる汚れの生じない温
度をもって非オフセット温度幅とした。

【００３５】（３）コピー試験 実施例１〜３、比較例１〜４のトナーを各々３部とフェ
ライトにシリコーン樹脂をコートしたキャリア１００部
とを混合して二成分系現像剤を作成し、市販の複写機（
シャープ社製　　ＳＦ−９８００）にセットして２万枚
までのコピー試験を行った。表中の画像濃度及び地カブ
リはマクベス反射濃度計により測定した値である。

【００３６】（４）両面コピー性 項目（３）における二成分系現像剤及び複写機を用いて
両面コピーを行い、両面コピー後の画像を下記の評価基
準をもって目視により評価した。 ◎：定着画像に対する給紙ローラーのこすれによる汚れ
は全く発生しなかった。 ○：定着画像に対する給紙ローラーのこすれによる汚れ
が僅かに発生した。 ×：定着画像に対する給紙ローラーのこすれによる汚れ
が極度に発生した。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１の評価結果から明らかなように本発明
の静電荷現像用トナーは非オフセット温度幅が広く、低
い定着温度（１６０℃）で定着強度も十分にあり、両面
コピー性についても何ら問題がなく、２万枚まで画像濃
度、地カブリ共良好な特性を示してした。一方、比較例
１及び比較例４については２万枚において画像濃度が低
下し、地カブリも多い画像であった。また、比較例２及
び比較例３については定着強度、両面コピー性が悪く、
非オフセット温度幅も狭いものであった。

【００３９】

【発明の効果】本発明は低い定着温度で十分な定着強度
を有し、非オフセット温度幅も広く、両面コピー性及び
原稿自動送り装置での汚れもなく、繰り返しコピーに対
しても画像の劣化のない静電荷現像用トナーを提供する
ことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ポリエステル樹脂５０〜１０重量部と
   スチレン系共重合体５０〜９０重量部とを結着樹脂（但
   し、ポリエステル樹脂とスチレン系共重合体との総量は
   １００重量部である）として含有し、ＧＰＣクロマトグ
   ラムにおける該ポリエステル樹脂及びスチレン系共重合
   体の分子量のピーク位置が各々８×１０２　〜５×１０
   ４　及び１０４　〜５×１０５　の領域にあることを特
   徴とする静電荷現像用トナー。