JPH06194871A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱ロール定着に際して、定着特性に優れた静
電荷像現像用トナーを提供する。 【構成】 静電荷像現像用トナーにおいて、絶対弾性率
｜Ｇ^* ｜が温度１００℃、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃにお
いて、１×１０⁵ （ｄｙｎ／ｃｍ² ）≦｜Ｇ^* ｜≦１×
１０⁶ （ｄｙｎ／ｃｍ² ）であり、かつ温度１５０℃、
周波数１ｒａｄ／ｓｅｃにおいて、１×１０⁴ （ｄｙｎ
／ｃｍ² ）≦｜Ｇ^* ｜≦１×１０⁵ （ｄｙｎ／ｃｍ² ）
の範囲にあるバインダー樹脂を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電荷像現像用トナー
に関する。更に詳しくは、熱ロール定着に際して定着特
性に優れた乾式トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】トナー像を定着する方法の一つである熱
ロール定着法では、ローラー表面にトナーが転写してし
まう、いわゆるオフセット現象は好ましくない。一方
で、なるべく低い温度で容易に定着することが望まれ
る。そこで、トナーの主要成分であるバインダー樹脂に
は低温で速やかに溶融し変形すること、そして溶融時に
溶融トナーが凝集性を示すことが必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このために、従来から
バインダー樹脂として使用される重合体の分子量及び分
子量分布について多くの提案がなされている。例えば、
特開昭５６−１６１４４号公報においては分子量が１０
³ −８×１０⁴ 及び１０⁵ −８×１０⁶ の各々の領域に
少なくとも１つの極大値をもつバインダー樹脂を使用す
ることが提案されている。しかしながら、上記公報によ
るトナーは確かに現像器内での耐衝撃性や流動性等につ
いてはある程度の効果が得られるものの、転写材への定
着性、特に耐オフセット性については未だ満足のいく結
果が得られていない。また、数平均分子量が１０００−
４０００の低温融解、高流動性樹脂を５０−９５重量％
含有するトナーが提案されているが（特公昭５９−１０
７３６０号公報）、耐オフセット性、耐ブロッキング性
になお問題を残している。また、多官能重縮合体をビニ
ルモノマーに溶解した後水中に分散して重合するか、各
々単独に重縮合または重合した上記２種類の樹脂を共通
溶剤に溶解した後、溶液を混合し溶剤を蒸散せしめると
いう方法は、多官能性重縮合体の溶解性に疑問があり、
部分溶解が可能としても完全均一混合体とはなりえな
い。また、溶剤蒸散過程における上記２種類の樹脂の相
分離は避けられない。したがって、原理的に不可能とい
言わねばならない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決して、定着特性（低温定着性、定着強度、耐オフセッ
ト性）に優れたトナーを提供すべく鋭意検討の結果、特
定の動的粘弾性を有する樹脂を用いることにより上記性
能を満足するトナーを完成するに至った。即ち本発明は
少なくとも着色材とバインダー樹脂からなる静電荷像現
像用トナーにおいて、該バインダー樹脂の絶対弾性率｜
Ｇ^* ｜が温度１００℃、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃにおい
て、１×１０⁵ （ｄｙｎ／ｃｍ² ）≦｜Ｇ^* ｜≦１×１
０ ⁶ （ｄｙｎ／ｃｍ² ）でありかつ温度１５０℃、周波
数１ｒａｄ／ｓｅｃにおいて、１×１０⁴ （ｄｙｎ／ｃ
ｍ² ）≦｜Ｇ^* ｜≦１×１０⁵ （ｄｙｎ／ｃｍ² ）の範
囲にあることを特徴とする静電荷像現像用トナーに存す
る。

【０００５】本発明のバインダー樹脂の動的粘弾性の測
定には、レオメトリックス社（ＲＨＥＯＭＥＴＯＲＩＣ
Ｓ．ＩＮＣ）製、レオメトリックスダイナミックスペク
トロメーターＲＤＳ−７７００型を使用した。本発明中
において、特定の周波数１ｒａｄ／ｓｅｃを選んだの
は、定着およびオフセット現象がポリマー鎖全体の運動
に基づく現象、すなわち緩和スペクトルにおける緩和時
間の長い成分に支配された現象であると考えたからであ
る。

【０００６】｜Ｇ^* ｜が小さい程、応力に対する変形量
が大きくなるため定着時のトナー間の熱伝導および定着
部材への拡がり浸透において有利であるが、小さすぎる
と保存安定性、耐オフセット性の面で問題となる。本発
明の範囲内にある｜Ｇ^* ｜を有する樹脂は重合方法や分
子量、分子量分布、架橋度等に無関係に定着特性（低温
定着性、定着強度、耐オフセット性）、保存安定性に優
れた性能を示す。より好ましい｜Ｇ^* ｜の範囲は、温度
１００℃、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃにおいて１×１０⁵
（ｄｙｎ／ｃｍ² ）≦｜Ｇ^* ｜≦５×１０⁵ （ｄｙｎ／
ｃｍ² ）であり、温度１５０℃、周波数１ｒａｄ／ｓｅ
ｃにおいて、１×１０⁴ （ｄｙｎ／ｃｍ ² ）≦｜Ｇ^* ｜
≦５×１０⁴ （ｄｙｎ／ｃｍ² ）である。

【０００７】本発明で用いられる樹脂は、例えば、ポリ
スチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチ
レン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−
プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、
スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル
共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−
アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メ
チル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、
スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アク
リル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニ
ル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重
合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレ
ン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリ
ル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル
共重合体等）、スチレン−α−クロロアクリル酸メチル
共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エ
ステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはス
チレン置換体を含む単重合体または共重合体）、塩化ビ
ニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性
マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
エステル樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプ
ロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリ
コーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレー
ト共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂
等が挙げられる。本発明の実施上好ましい樹脂としては
スチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、
エポキシ樹脂等、特に好ましい樹脂として架橋ポリエス
テル系樹脂を挙げることができる。また、上記樹脂は単
独で使用するに限らず、２種以上であっても、混合状態
で前記｜Ｇ^* ｜の範囲にある限り併用する事もできる。

【０００８】着色剤としては、公知のトナーに使用され
ている各種の着色剤を制限なく使用することが出来る。
具体的には、カーボンブラック、ニグロシン、ベンジジ
ンイエロー、キナクリドン、ローダミンＢ、フタロシア
ニンブルー等が挙げられる。着色剤の使用割合は、バイ
ンダー１００重量部当り、通常０．１−３０重量部、好
ましくは０．５−１０重量部の範囲である。

【０００９】本発明において、トナーの帯電制御は、バ
インダー樹脂や着色剤自体で行ってもよいが、必要に応
じて公知の帯電制御剤を使用することも出来る。正帯電
制御剤としては、例えば、４級アンモニウム塩、ニグロ
シン染料、トリフェニルメタン系染料、スチレン−アミ
ノアクリレート共重合体、ポリアミン樹脂が挙げられ、
負帯電制御剤としては、金属キレート類、合金染料、ア
ルキルサリチル酸の金属塩等が挙げられる。

【００１０】帯電制御剤は、バインダー樹脂中に混合添
加して用いても、トナー粒子表面に付着させて用いても
よい。帯電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の帯電
性、着色剤の添加量や分散方法を含めたトナーの製造方
法、その他の添加剤の帯電性等の条件を考慮した上で決
定されるが、通常、バインダー樹脂１００重量部当た
り、０．１−１０重量部の範囲が適当である。

【００１１】本発明においては、各種のトナー特性付与
剤を使用することが出来る。例えば、オフセット防止の
ためには、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワッ
クスが使用され、トナーの電気的性質を制御するために
は、固体電解質、高分子電解質、電荷移動錯体、酸化ス
ズ等の金属酸化物等の導電体、その他、半導体、強誘電
体が使用される。また、トナーの熱特性、物理特性等を
調整するためには、チタニア、アルミナ、シリカ等が使
用される。これらのトナー特性付与剤は、各々、通常、
トナー１００重量部当り０．１−１０重量部の範囲で使
用される。

【００１２】また、本発明においては、上記のトナー特
性付与剤の他に、現像機構上の必要に応じて、トナー中
に磁性体の微粉末を含有させることが出来る。磁性体と
しては、フェライトおよびマグネタイトを始め、鉄、コ
バルト、ニッケル等の強磁性元素を含む合金もしくは化
合物が挙げられる。また、強磁性元素を含まないが適当
な熱処理によって強磁性を示す合金、例えば、Ｍｎ−Ｃ
ｕ−Ａｌ，Ｍｎ−Ｃｕ−Ｓｎ等のマンガンと銅とを含む
いわゆるホイスラー合金または二酸化クロム等の金属酸
化物を挙げることが出来る。上記の磁性体は、平均粒径
０．３μｍの粒径で使用され、通常、バインダー樹脂中
に均一に分散させて使用される。磁性体の使用量は、バ
インダー樹脂１００重量部当り、通常は２０−７０重量
部、好ましくは４０−７０重量部の範囲から選択され
る。

【００１３】本発明の静電荷像現像用トナーは、例え
ば、次のような一般的製造法に従って製造することが出
来る。まず、バインダー樹脂、着色剤、必要に応じて使
用される帯電制御剤を均一に分散混合する。分散混合
は、ボールミル、Ｖ型混合機、Ｓ型混合機、ヘンシェル
ミキサー等を用いて行うことが出来る。次いで、上記混
合物を二軸押出機、加圧ニーダー等で溶融混練した後冷
却し、ハンマーミル、ジェットミル、ボールミル等の粉
砕機で粉砕する。得られた粉体を風力分級機等で分級処
理してトナーとする。トナーの粒径は１−２０μｍであ
る。

【００１４】本発明の静電荷像現像用トナーは、１成分
現像剤または２成分現像剤の何れにも使用出来る。２成
分現像剤として使用する場合のキャリアとしては、鉄粉
系キャリア、フェライト系キャリア、磁性体コア粒子の
表面を樹脂被覆したコートキャリア等の公知の各種のキ
ャリアを使用することが出来る。そして、キャリアの使
用量は、トナー重量部当り１０−１００重量部の範囲か
ら選択するのが好ましい。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、実施例中の
「部」は、「重量部」を表す。

【００１６】（実施例１）温度１００℃、周波数１ｒａ
ｄ／ｓｅｃにおいて、｜Ｇ^* ｜＝４．４×１０⁵（ｄｙ
ｎ／ｃｍ² ）、温度１５０℃、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃ
において、｜Ｇ^*｜＝１．７×１０⁴ （ｄｙｎ／ｃ
ｍ² ）である架橋ポリエステル樹脂１００部、ポリプロ
ピレンワックス（三洋化成（株）製、商品名ビスコール
５５０Ｐ）３部、カーボンブラック（三菱化成（株）
製、商品名ＭＡ−１００）６部、ニグロシン染料（オリ
エント化学製、商品名ボントロンＮ−０４）２．０部を
分散混合した後、二軸押出機を用いて溶融混練した。冷
却後、ハンマーミルにより粗粉砕し、ついで、超音速ジ
ェットミル粉砕機にて微粉砕した。得られた粉体を風力
分級機で分級し、平均粒径１０．３μｍのトナーを得
た。

【００１７】（実施例２）温度１００℃、周波数１ｒａ
ｄ／ｓｅｃにおいて、｜Ｇ^* ｜＝６．６×１０⁵（ｄｙ
ｎ／ｃｍ² ）、温度１５０℃、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃ
において、｜Ｇ^*｜＝１．４×１０⁴ （ｄｙｎ／ｃ
ｍ² ）である架橋ポリエステル樹脂を用いる以外は実施
例１と同様にして平均粒径１０．３μｍのトナーを得
た。

【００１８】（実施例３）温度１００℃、周波数１ｒａ
ｄ／ｓｅｃにおいて、｜Ｇ^* ｜＝４．４×１０⁵（ｄｙ
ｎ／ｃｍ² ）、温度１５０℃、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃ
において、｜Ｇ^*｜＝２．１×１０⁴ （ｄｙｎ／ｃ
ｍ² ）である架橋スチレンアクリル樹脂を用いる以外は
実施例１と同様にして平均粒径１０．３μｍのトナーを
得た。

【００１９】（比較例１）温度１００℃、周波数１ｒａ
ｄ／ｓｅｃにおいて、｜Ｇ^* ｜＝８．４×１０⁴（ｄｙ
ｎ／ｃｍ² ）、温度１５０℃、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃ
において、｜Ｇ^*｜＝７．３×１０³ （ｄｙｎ／ｃ
ｍ² ）である架橋ポリエステル樹脂を用いる以外は実施
例１と同様にして平均粒径１０．３μｍのトナーを得
た。

【００２０】（比較例２）温度１００℃、周波数１ｒａ
ｄ／ｓｅｃにおいて、｜Ｇ^* ｜＝２．４×１０⁶（ｄｙ
ｎ／ｃｍ² ）、温度１５０℃、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃ
において、｜Ｇ^*｜＝３．８×１０⁵ （ｄｙｎ／ｃ
ｍ² ）である架橋ポリエステル樹脂を用いる以外は実施
例１と同様にして平均粒径１０．３μｍのトナーを得
た。

【００２１】（比較例３）温度１００℃、周波数１ｒａ
ｄ／ｓｅｃにおいて、｜Ｇ^* ｜＝１．１×１０⁶（ｄｙ
ｎ／ｃｍ² ）、温度１５０℃、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃ
において、｜Ｇ^*｜＝１．１×１０⁵ （ｄｙｎ／ｃ
ｍ² ）である架橋スチレンアクリル樹脂を用いる以外は
実施例１と同様にして平均粒径１０．３μｍのトナーを
得た。上記の各トナーと平均粒径５０−８０μｍのフェ
ライトキャリアを混合してトナー濃度４％の現像剤と
し、定着下限温度、高温オフセット発生温度の保存安定
性のテストを行い、その結果を表１に示す。

【００２２】なお、上記の各テストは次の方法で行っ
た。ロール回転数が４００ｍｍ／ｓの定着機を用い、ロ
ール温度を変えながら現像未定着試料を通紙する。定着
トナーが剥離しない最も低い温度を定着下限温度とし、
ローラーにオフセット付着するトナーが発生する温度を
高温オフセット発生温度とした。

【００２３】保存安定性テスト サンプル１０ｇを円筒容器に入れ、一定荷重の下５０℃
の環境で５時間放置した後凝集の程度を測定した。

【００２４】

【表１】 定着下限温度（℃） 高温オフセット発生温度（℃） 保存安定性 実施例１ １６０ ２２０以上 ○ ２ １６５ ２２０以上 ○ ３ １６０ ２２０以上 ○ 比較例１ １６０ ２２０ × ２ １６０ １９０ × ３ ２００ ２２０以上 ○

【００２５】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、定着特性
（低温定着性、耐オフセット性）に優れた静電荷像現像
用トナーが得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも着色材とバインダー樹脂から
   なる静電荷像現像用トナーにおいて、該バインダー樹脂
   の絶対弾性率｜Ｇ^* ｜が温度１００℃、周波数１ｒａｄ
   ／ｓｅｃにおいて、１×１０⁵ （ｄｙｎ／ｃｍ² ）≦｜
   Ｇ^* ｜≦１×１０⁶ （ｄｙｎ／ｃｍ² ）であり、かつ温
   度１５０℃、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃにおいて、１×１
   ０⁴ （ｄｙｎ／ｃｍ² ）≦｜Ｇ^* ｜≦１×１０⁵ （ｄｙ
   ｎ／ｃｍ² ）の範囲にあることを特徴とする静電荷像現
   像用トナー。