JPH117152A - 電子写真用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真用トナーを多数枚複写するうちにク
リーニングロール表面上に電子写真トナーが堆積し、こ
の堆積されたトナーによってオフセット現象が発生する
という問題が生じていた。特に複写機の電源投入時や転
写紙の紙詰まりによって一時的にヒートロールの回転が
停止して再度ヒートロールを電子写真用トナーが定着で
きる温度に加熱させる過程で、クリーニングロール表面
上に堆積した電子写真用トナーがヒートロール表面に付
着し転写紙にオフセットして汚れてしまうという問題が
生じた。これを解決する。 【解決手段】 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有す
るトナーであって、該トナーのゲル化時間が１９０℃の
とき２５秒〜７０秒で、２１０℃のとき１０秒〜４０秒
であることを特徴とする電子写真用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真用トナーに関
し、特にヒートロール定着方式を採用している複写機又
はプリンターに用いられる電子写真用トナーに関する。

【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
およ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（消費電力の削減）、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
とした高速化が望まれ、あるいは機械コストを下げるた
めにヒートロールの簡素化を図る、例えば低ロール圧力
化が望まれている。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用い
られる電子写真用トナーには定着温度が低く、耐オフセ
ット性に優れ、か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を防止するため、転写紙への定
着強度の優れた電子写真用トナーが要求されている。

【０００３】従来、上記電子写真用トナーの要求を満足
させるため、下記のように結着樹脂の分子量や分子量分
布を改良することが行なわれていた。具体的には、結着
樹脂として低分子量を有する樹脂を用い、定着温度を低
くしようとする試みがなされていた。しかしながら、低
分子量の結着樹脂を使用することによりトナーの融点を
低くするという目的を果たすことができたが、同時に溶
融粘度も低下し、これにより、ヒートロールにトナーが
付着するという現象いわゆるオフセット現象が発生する
という問題が新たに生じた。

【０００４】このようなオフセット現象を解決するた
め、複写機のヒートロール定着装置のヒートロールにシ
リコーンオイルを含浸させたフェルトやロール等のクリ
ーニング部材を圧接させてヒートロール表面に付着した
電子写真用トナーをクリーニングすることが行われてお
り、このようなクリーニング方法によってある程度のオ
フセット現象を解決することができた。

【０００５】しかしながら、電子写真用トナーを多数枚
複写するうちにクリーニングロール表面上に電子写真用
トナーが堆積し、該堆積されたトナーによってオフセッ
ト現象が発生するという問題が生じるようになった。特
に複写機の電源投入時や転写紙の紙詰まりによって一時
的にヒートロールの回転が停止して再度ヒートロールを
電子写真用トナーが定着できる温度に加熱させる過程で
クリーニングロール表面上に堆積した電子写真用トナー
がヒートロール表面に付着し転写紙にオフセットして汚
れてしまうという問題が生じた。従来の電子写真用トナ
ーでは根本的にこの問題を解決することができなかっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は複写機
の電源投入時や転写紙の紙詰まりによって一時的にヒー
トロールが停止した状態を経てもオフセット現象の問題
が生じない電子写真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】本発明は少くとも結着樹
脂及び着色剤を含有するトナーであって、該トナーのゲ
ル化時間が１９０℃のとき２５秒〜７０秒で２１０℃の
とき１０秒〜４０秒であることを特徴とする電子写真用
トナーであり、該トナーには、結着樹脂としてカルボキ
シル基を含有する樹脂とグリシジル基を含有するアクリ
ル系樹脂を用いた電子写真用トナーである。

【０００８】

【発明の実施の形態】トナーのゲル化時間は、トナーを
ゲル化試験器（日新科学社製ＧＴ−Ｄ）で測定すること
によって得られる。この場合の具体的な測定方法は次の
とおりである。 トナーを０．２ｇ秤量する。 下記に述べる温度（１９０℃及び２１０℃）で設定し
た上記ゲル化試験器のホットプレート上に該トナーを載
せスパラにてゲル化するまで攪拌する。 ホットプレート上トナーを載せてからゲル化するまで
の時間を測定しトナーのゲル化時間とする。

【０００９】本発明に於てはトナーのゲル化時間が１９
０℃のとき２５秒〜７０秒で、２１０℃のとき１０秒〜
４０秒であり、この範囲を外れたものでは電源投入時や
転写紙の紙詰まりによって一時的にヒートロールが停止
した状態を経た場合オフセット現象が発生する。トナー
のゲル化時間が１９０℃のとき２５秒〜７０秒及び２１
０℃のとき１０秒〜４０秒の範囲内にするには、結着樹
脂を適宜選択することにより得られる。特に結着樹脂
が、カルボキシル基を含有する樹脂とグリシジル基を含
有するアクリル系樹脂であることが好ましい。

【００１０】本発明で用いるカルボキシル基を含有する
樹脂には、スチレンーアクリル系共重合体又はポリエス
テル樹脂等が挙げられる。

【００１１】カルボキシル基を含有するスチレン−アク
リル系共重合体樹脂は、アクリル酸、メタクリル酸、マ
レイン酸等のカルボキシル基を含有する単量体と下記に
示すその他の共重合成分とを懸濁重合法、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。

【００１２】該共重合成分としてはスチレン、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。また、その他の共重合成分としては
アクリロニトリル、マレイン酸エステル、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
量体を生成する共重合体に対して３０重量％以下で含有
するように共重合させてもよい。

【００１３】カルボキシル基を含有するポリエステル樹
脂は、末端にカルボン酸を有するものが用いられ、下記
に挙げた各成分を重縮合して得られるものである。すな
わち該ポリエステル樹脂のジオール成分の例としては、
ポリオキシプロピレン２，２−２，２−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン
（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）２，２−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロ
ピレン（２，０）−ポリオキシエチレン（２，０）−
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポ
リオキシプロピレン（６）−２，２−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）プロパン、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、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオ
ール、１，４−ブテンジオール、１，６−ヘキセンジオ
ール等が挙げられる。また、３価以上の多価アルコール
の例としては、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、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、ジグリセロール、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−トリヒドロキシベンゼン
等が挙げられる。

【００１４】また、酸成分としてはフタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、シクロヘキサン
ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、マロン酸、フ
マール酸、マレイン酸、無水マレイン酸、ヒトラコン
酸、イタコン酸、コハク酸、ドデセニルコハク酸、アル
ケニルコハク酸、ペンテンジカルボン酸などが挙げられ
る。あるいは３価以上の多価カルボン酸の例としては
１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、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等が挙げられる。

【００１５】本発明においては、上記カルボキシル基を
含有する樹脂の酸価は１５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ま
しい。酸価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合はカルボキ
シル基を含有する樹脂とグリシジル基を含有するアクリ
ル系樹脂との架橋反応性が悪く、クリーニング部材表面
上に堆積されたトナーがオフセットして転写紙の汚れが
生じる場合がある。又、３０ｍｇＫＯＨ／ｇより多い場
合は電子写真用トナーの溶融粘度の著しい上昇により電
子写真用トナーが十分に定着されないでクリーニング部
材で十分にクリーニングされずオフセット現象が発生す
る場合がある。なお、上記カルボキシル基を含有する樹
脂の酸価は、ＪＩＳ Ｋ ５９０２に準じて測定された
値である。

【００１６】グリシジル基を含有するアクリル系樹脂
は、下記のような製造方法により得ることができる。す
なわち、グリシジルメタクリレートのホモポリマーの合
成例を以下に示す。まず、メチルエチルケトン２５３ｇ
をフラスコに入れ８０℃に加熱する。そして、この中に
窒素気流下においてグリシジルメタクリレート１４２ｇ
とベンゾイルパーオキサイド２．１１ｇとの混合物を３
時間にわたって一定速度で滴下する。滴下後８０℃で２
時間重合反応を続けた後、メチルエチルケトン３１ｇと
ベンゾイルパーオキサイド０．３１ｇとの溶液を添加
し、さらに８０℃で５時間重合反応を行う。そして、冷
却後、生成物を２４１４ｇのメチルエチルケトン中に入
れ、この溶液を激しく攪拌しているメタノール１４２０
０ｇの中に徐々に滴下する。次に、析出されたポリマー
を濾別し、減圧乾燥することによりグリシジルメタクリ
レートのホモポリマーを生成することができる。

【００１７】また、グリシジルメタクリレートとメチル
メタクリレートのコポリマーの合成例を以下に示す。キ
シレン−メチルエチルケトンの混液とベンゾイルパーオ
キサイドの１モル％とをフラスコに入れ８０℃に加熱す
る。この中にグリシジルメタクリレート２５モル％とメ
チルメタクリレート７５モル％との混合物を３時間にわ
たって滴下する。そして滴下後２時間重合反応を続け
る。次にベンゾイルパーオキサイドの０．１５モル％を
上記溶媒の１０％溶液として仕込み、重合反応をさらに
５時間続ける。そして、冷却後、生成物をメチルエチル
ケトン中に入れ、この溶液を、激しく攪拌しているメタ
ノールの中に徐々に滴下する。次に、析出されたポリマ
ーを濾別し、減圧乾燥することによりコポリマーを生成
することができる。

【００１８】また、本発明においては、上記グリシジル
基を含有するアクリル系樹脂のエポキシ当量が３００〜
１０００ｇ／ｅｑが好ましい。エポキシ当量が３００ｇ
／ｅｑ未満の場合はカルボキシル基を含有する樹脂とグ
リシジル基を含有するアクリル系樹脂との架橋反応性が
悪く、クリーニング部材表面上に堆積されたトナーがオ
フセットして転写紙の汚れが生じる場合がある。又、１
０００ｇ／ｅｑより多い場合は電子写真用トナーの溶融
粘度の著しい上昇により電子写真用トナーが十分に定着
されないでクリーニング部材で十分にクリーニングされ
ずオフセット現象が発生する場合がある。上記エポキシ
当量はテトラエチル アンモニウム ブロマイド過塩素
酸法に基づいて測定した値である。上記グリシジル基を
含有するエポキシ当量が３００〜１０００ｇ／ｅｑのア
クリル系樹脂の具体例としては、三井東圧化学社製の商
品名：ＰＤ−６２００、大日本インキ化学工業社製の商
品名：ＦＩＮＥＤＩＣ Ａ−２２９−３０等を挙げるこ
とができる。

【００１９】本発明において、カルボキシル基を含有す
る樹脂とグリシジル基を含有するアクリル系樹脂は、ク
リーニング部材上で熱により反応して架橋構造を形成す
るものと考えられ、複写機等の電源投入時や転写紙の紙
づまりによって一時的にヒートロールが停止した状態か
らでもオフセット現象の問題が生じない。

【００２０】本発明の電子写真用トナーは、前記成分の
他に結着樹脂、着色剤、磁性体、特性改良剤を添加する
ことが可能である。本発明のトナーの製造方法は樹脂、
着色剤、帯電制御剤等の構成材料を予めスーパーミキサ
ーで混合し、これをバンバリミキサー、ロールミル、ニ
ーダー、エクストルーダー等を用いて溶融混練し、カッ
ターミル、ハンマーミル等で粗粉砕し、その後ジェット
ミルで微粉砕する。分級は風力分級機等を用いて所定の
粒度分布とし、分級後のトナーは外添剤と混合して製品
とされる。本発明の電子写真用トナーの結着樹脂として
は前記共重合体の他にポリエチレン樹脂、エポキシ樹
脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹
脂等の樹脂を配合してもよい。

【００２１】本発明の電子写真用トナーに用いられる着
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。

【００２２】本発明の電子写真用トナーに用いられる磁
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０．１〜１μｍ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。前記特性改良剤としては、帯電制御剤、オフセ
ット防止剤、流動性改善用滑剤、その他がある。

【００２３】本発明の電子写真用トナーは、フェライト
粉や鉄粉等より成るキャリアと混合されて二成分系現像
剤とされる。また磁性体が含有されるときはキャリアと
混合しないでそのまま一成分系現像剤として静電荷像の
現像に使用されるか、あるいはキャリアと混合されて二
成分系現像剤として使用してもよい。さらには非磁性一
成分の現像方法にも適用可能である。

【００２４】

【実施例】

以下：実施例に基づいて本発明を説明する。なお実施例
において部とあるのは重量部を示す。 実施例１ 上記原料を配合比に基づいてスーパーミキサーで混合
し、１６０℃で溶融混練後、粉砕分級して平均粒子径が
１０μｍの粒子を得た後、該粒子１００部に対して疎水
性シリカ（日本アエロジル社製 商品名：Ｒ−９２７）
０．３部をヘンシェルミキサーによって該粒子の表面に
付着させ本発明の電子写真用トナーを得た。

【００２５】実施例２ 実施例１におけるグリシジル基を含有するアクリル系樹
脂を大日本インキ化学工業社製の商品名：ＦＩＮＥＤＩ
Ｃ Ａ−２２９−３０（エポキシ当量５２５ｇ／ｅｑ）
１０部に代えた以外は、実施例１と同様にして本発明の
電子写真用トナーを得た。

【００２６】実施例３ 実施例１におけるスチレン−アクリル酸ブチル−アクリ
ル酸共重合体樹脂１００部をポリエステル樹脂（酸価１
５ｍｇＫＯＨ／ｇ）１００部に代えた以外は、実施例１
と同様にして本発明の電子写真用トナーを得た。

【００２７】実施例４ 実施例１におけるスチレン−アクリル酸ブチル−アクリ
ル酸共重合体樹脂１００部を酸価２４ｍｇＫＯＨ／ｇの
スチレン−アクリル酸ブチル−アクリル酸共重合体樹脂
１００部に代えた以外は、実施例１と同様にして本発明
の電子写真用トナーを得た。

【００２８】比較例１ 実施例１におけるグリシジル基を含有するアクリル系樹
脂を使用しない以外は、実施例１と同様にして比較用の
電子写真用トナーを得た。

【００２９】比較例２ 実施例１におけるスチレン−アクリル酸ブチル−アクリ
ル酸共重合体樹脂１００部をスチレン−アクリル酸ブチ
ル共重合体樹脂（酸価４ｍｇＫＯＨ／ｇ）１００部に代
えた以外は、実施例１と同様にして比較用の電子写真用
トナーを得た。

【００３０】比較例３ 実施例１におけるスチレン−アクリル酸ブチル−アクリ
ル酸共重合体樹脂１００部をスチレン−アクリル酸ブチ
ル共重合体樹脂（酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ）１００部に代
えた以外は、実施例１と同様にして比較用の電子写真用
トナーを得た。

【００３１】比較例４ 実施例１におけるグリシジル基を含有するアクリル系樹
脂１０部をエポキシ当量２０００ｇ／ｅｑのアクリル樹
脂１０部に代えた以外は、実施例１と同様にして比較用
の電子写真用トナーを得た。

【００３２】比較例５ 実施例１におけるスチレン−アクリル酸ブチル−アクリ
ル酸共重合体樹脂１００部をスチレン−アクリル酸ブチ
ル共重合体樹脂（酸価３５ｍｇＫＯＨ／ｇ）１００部に
代えた以外は、実施例１と同様にして比較用の電子写真
用トナーを得た。

【００３３】前記実施例及び比較例に示した各電子写真
用トナーのゲル化時間は、表１のとおりである。

【００３４】

【表１】

【００３５】次に前記実施例及び比較例で得られた各電
子写真用トナー３部をノンコートフェライトキャリア
（パウダーテック社製 商品名：ＦＬ−１０２０）１０
０部と混合して二成分系現像剤を作製した。そして、各
現像剤を使用し、シリコーンオイルを含浸させたクリー
ニングロールを用いてヒートロールをクリーニングする
定着装置が内蔵された市販の複写機（シャープ社製 商
品名：ＳＦ−９８００）によりＡ４の原稿（黒色比率：
２０％）を１００００枚複写した。その結果、全ての実
施例及び比較例の電子写真用トナーの１００００枚複写
後の画像にはオフセット現象は発生しなかった。

【００３６】次に上記１００００枚複写後の各現像剤を
設置させた複写機を温度２５℃及び湿度５０％ＲＨの環
境下に２４時間放置した後、複写機の電源を投入し、前
記原稿を１枚複写した。その結果、比較例１〜５の電子
写真用トナーを用いて複写した画像にはオフセット現象
が発生したが、実施例１〜４の電子写真用トナーを用い
て複写した画像には全くオフセット現象が発生しなかっ
た。

【００３７】

【発明の効果】上記の比較試験の結果から明らかなとお
り、本発明の電子写真用トナーは、複写機の電源投入時
や転写紙の紙詰まりによって一時的にヒートロールが停
止した状態からでもオフセット現象の問題が生じないで
鮮明な画像を得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有す
   るトナーであって、該トナーのゲル化時間が１９０℃の
   とき２５秒〜７０秒で２１０℃のとき１０秒〜４０秒で
   あることを特徴とする電子写真用トナー。
2. 【請求項２】 結着樹脂が、カルボキシル基を含有する
   樹脂とグリシジル基を含有するアクリル系樹脂であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電子写真用トナー。