JPH01172843A - 磁性トナー - 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】 産業上の利用分野 本発明は電子写真法等に用いられる静電荷像現像用磁性
トナーに関する。

従来の技術 電子写真法等において電気的潜像をトナーを用いて可視
化する方法には、磁気ブラシ法、カスケード現像法に代
表されるトナー及びキャリアよりなる二成分現像方式と
磁性材料を含有する磁性トナーよりなり、キャリアを含
まない一成分現像方式が知られている。

二成分現像方式においては、トナー粒子がキャリア表面
へ付着することにより現像剤が劣化し、又、トナーのみ
が消費されるため現像剤中のトナーの濃度割合が低下す
るので、キャリアとの混合割合を一定に保たなければな
らず、そのため現像装置の大型化といった欠点がある。

一方、−成分現像方式では上記欠点がなく、装置の小型
化等の利点を有し、現像方式の主流になりつつおる。

又、紙上に転写したトナー像を定着させる方式としては
一般に熱ロール定着方式が用いられる。

磁性−成分現像剤は、前述の如く現像に関しては二成分
現像剤に比べて利点を有しているが、定着に関しては定
着可能温度域（満足しうる定着度を得るための最低定着
温度とホットオフセットを生じえない最高温度との幅）
が狭いとされている。

この定着可能温度域は、熱ロール定着方式においては熱
ロール部にかかる圧力の大きざにより左右され、一般に
はロール圧の小さなものほど狭く、ロール圧の大きなも
のほど広い傾向にある。

定着性を改善する目的で、結着樹脂として、低分子量と
高分子量の領域に、それぞれ、極大値を有する樹脂を用
いることが提案されている。（例えば特開昭５６−１６
１４４＠公報） 発明が解決しようとする問題点 ところが、従来提案されている一成分磁性トナーは、製
造後、保管又は運搬時などに高温、高湿の下におかれた
際、トナー粒子が熱的に凝集して、使用に耐え得なくな
るという問題があった。凝集防止に対する要求と定着性
改善に対する要求とは、熱的に相反する事柄である。こ
の様に、−成分現像方式に使用される一成分磁性トナー
には、低い定着温度、オフセット防止効果及び貯蔵中の
非凝集性といった熱的に相反する特性が同時に要求され
ており、接触加熱定着方式において、上記特性を全て満
足させるものは得られていないのが実状である。

本発明は、−成分磁性トナーの上記のような問題点を解
決することを目的としてなされたものである。

したがって、本発明の目的は、接触加熱定着方式におい
て極めて広い定着可能温度域を有し、しかも熱的凝集が
生じる最低温度が高い静電荷像現像用の一成分現像方式
に使用する磁性トナーを提供することにある。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明者等は、ビニル系重合体よりなる結着樹脂の分子
量及びゲル分率を特定することにより、接触加熱定着方
式において極めて広い定着可能温度域を有し、しかも熱
的凝集が生じる最低温度が高い一成分磁性トナーが得ら
れることを見出だし、本発明を完成するに至った。

本発明の磁性トナーは、少なくともビニル系樹脂よりな
る結着樹脂と磁性体を含有する磁性トナーよりなり、そ
して、その結着樹脂のＧＰＣにより測定されるクロマト
グラムが、分子１３０００〜５０００及び１５万〜２０
０万のそれぞれの領域に少なくとも１つの極大値を有し
、かつ、結着樹脂のゲル含有量が１〜１０％でおること
を特徴とする。

以下、本発明に就いて詳細に説明する。

本発明において使用されるビニル系重合体としては、１
又は２以上のごニルモノマーのホモポリマー又はコポリ
マーであって溶液重合法又は溶液重合法と塊状重合法と
によって合成されたものが好ましい。代表的などニルモ
ノマーとしては、スチレン、叶クロルスチレン、ビニル
ナフタレン、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン
、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類
、例えば塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビ
ニル、ぎ酸ビニル、ステアリン酸ビニル、カプロン酸ビ
ニル等のビニルエステル類、例えばアクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリルｆｆｄｎ−ブチル、アクリ
ル該インブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ｎ−
オクチル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フ
ェニル、メチル−α−クロルアクリレート、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等
のエチレン性モノカルボン酸及びそのエステル類、例え
ばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルア
ミド等のエチレン性モノカルボン酸置換体、例えばマレ
イン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブ
チル等のエチレン性ジカルボン酸及びそのエステル類、
例えばビニルメチルケトン、ビニルへキシルケトン、メ
チルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、例えば
ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビ
ニルエチルエーテル等の如きビニルエーテル類、例えば
ビニリデンクロリド、ビニリデンクロルフロリド等のビ
ニリデンハロゲン化物、例えばＮ−ビニルピロール、Ｎ
−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビ
ニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物類等があげられる
。

これ等の単量体を使用して結着樹脂を製造するためには
、まず、単量体を重合開始剤、連鎖移動剤の存在下、溶
液重合法によって低分子量側の成分を合成する。次いで
、必要に応じて溶媒を除去し、改めて重合開始剤及び単
量体を投入して、溶液重合又は塊状重合法によって高分
子側の成分を合成する。

本発明において、これらの結着樹脂の特徴とするところ
は、ＧＰＣによって測定されたクロマトグラムが分子ｌ
　３０００〜５０００及び１５万〜２００万のぞれぞれ
の領域に少なくとも１つの極大値をもち、更にゲル含有
量が１〜１０％であることで必る。結着樹脂における低
分子量成分により低温定着を可能ならしめ、高分子量成
分により耐オフセット性を付与し、更には結着樹脂のゲ
ル含有量を１〜１０％の範囲に調整することにより、熱
ロール定着方式の低ニップ圧条件下において広い定着可
能温度域を可能にしている。

ここに示す分子量の値はゲル・パーミェーション・クロ
マトグラフィー（ＧＰＣ）によって以下の条件で測定さ
れる値である。

恒温槽温度４０℃において、テトラヒドロフラン（丁Ｈ
Ｆ）を溶媒として毎分１ｒＲ１の流速で流し、これに濃
度の０．５％のポリマーのＴＨＥ溶液をポアサイズ０．
２２ｊ１ｍのミリポアフィルタ−で濾過した濾液を１０
０μｓｇ注入してＲＩ検出器を用いて測定する。

得られたクロマトグラムを用いて、別に標準ポリスチレ
ンにて求めた較正曲線により分子量を算出する。（装置
；東洋ソーダ社製＋１Ｌｃ−８０２Ａ　、使用カラム；
　　ＴＳＫｇｅｌ　ＧＨＨ６−２本）又、ゲル含有量と
は以下の方法で測定した値である。

サンプルを１５０℃で熱プレスを行い、約１＃厚の板と
し、１〜３＃角に破砕したものを試料とする。８Ｇメツ
シユの金網で篭をつくり、バーナーで焼いた後、重量を
精秤し、１００戒のビーカーに取り付ける。上記の試料
を約０．２９精秤し、篭に投入する。ビーカーの中にト
ルエン８０ｄを注入し、蓋をして２４時間室温で放置す
る。ビーカーより篭を引上げ、あらかじめ精秤したアル
ミニウム皿にトルエン不溶物（ゲル）の入った篭を乗せ
、赤外線乾燥機で１時間乾燥する。篭を乗せたアルミニ
ウム皿を精秤し、次式によりゲル含有量を算出する。

−Ｄ−Ｂ ゲル含有量＝　　　　　　　　Ｘ１００　　（％）Ａ：
乾燥後のゲル、篭、アルミニウム皿の合計重量、Ｂ：篭
の重量、Ｃ：試料の重量、Ｄニアルミニウム皿の重量。

一方、磁性粉としては、公知の磁性体、例えば、鉄、コ
バルト、ニッケル等の金属及びこれらの合金、Ｆｅ３Ｏ
４、γ−Ｆｅ２Ｏ３、コバルト添加酸化鉄等の金属酸化
物、Ｍｎｚｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト等の各種
のフェライト、マグネタイト、ヘマタイト等が使用でき
る。磁性粉の粒径は、０．０５〜１＃Ｉの範囲が好まし
い。

本発明の一成分磁性トナーは、上記結着樹脂を磁性粉と
加熱混練し、冷却後、粉砕、分級することによって形成
される。結着樹脂の混合割合は、トナーの３０〜７０重
量％の範囲にあるのが好ましい。

又トナー粒子の平均粒径は、５゜Ｏ〜２０．０１１ｍの
範囲に設定するのが好ましい。

又、本発明の一成分磁性トナーにおいては、荷電制御、
電気抵抗制御等の目的で種々の物質を添加することがで
きる。例えばフッ素系界面活性剤、サリチル酸、クロム
錯体のようなりロム系染料、マレイン酸を単量体成分と
して含む共重合体のごとき高分子酸、４級アンモニウム
塩、ニグロシン等のアジン系染料、カーボンブラック等
を添加することができる。

更に又、耐オフセット性をより完全なものにするために
離型剤を添加してもよい。離型剤としては炭素数８以上
のパラフィン、ポリオレフィン等が好ましく、例えばパ
ラフィンワックス、パラフィンラテックス、マイクロク
リスタリンワックス等が使用できる。

更に、トナーの耐久性、流動性或いはクリーニング性を
向上することを目的として、シリカ等の無機微粉末、脂
肪酸或いはその誘導体及び金属塩等の有機微粉末、フッ
素系樹脂微粉末等を添加することもできる。

実施例 以下、本発明を実施例を用いて説明するがこれらにより
本発明が限定されるものではない。

実施例１ 本発明のトナー用結着樹脂は、まず重合開始剤としアゾ
ビスイソブチロニトリルを２０９及びスチレンとｎ−ブ
チルアクリレートをそれぞれ４５０９及び５０９、トル
エン溶媒３００ｄ中に仕込み、１１０℃で６時間低分子
量成分の重合を行い、反応終了後−旦溶剤を留去し、新
たに重合開始剤でおるアゾビスイソブチロニトリル２．
５ｇ、スチレン４２５３、ｎ−ブチルアクリレート　７
５ｇ及びジビニルベンゼン２ｇを投入し、塊状重合によ
り１３０℃で８時間高分子量成分の重合を行って結着樹
脂を得た。

この結着樹脂４６重量部、磁性粉（ＥＰＴ−１０００、
戸田工業製）５０重量部、荷電制御剤（ボントロンＮ−
０３、オリエント化学製）　１重量部、離型剤（ビスコ
ール６６０Ｐ　、三洋化成製）　３重量部を押出し機に
より加熱混練し、冷却後、粉砕、分級により平均粒径的
１１〜１３μｍのトナーを得た。このトナーに疎水性シ
リカ（Ｒ−９７２、日本エアエロル製）Ｏ５３重量部を
加え混合し下記に示す評価法によって定着性の評価を実
施した。

即ち、上記のトナーを用いてロール温度可変の電子写真
複機ＦＸ２７００改造機（富士ゼロックス■製）により
コピーテストを行ない、最低定着温度、ホットオフセッ
ト発生温度及び定着可能温度域について調べた。それら
の結果を第１表に示す。

［定着性評価法］ （１）最低定着温度評価法： ■電子写真複写機ＦＸ２７００改造機で定着後の画像濃
度が一定（光学濃度で１．３程度）になるように現像バ
イアスを調製してから、普通紙に未定着像を採取する。

■未定着像を採取した普通紙を、熱ロール温度可変の定
着器（ロールスピード：　　１００Ｍ／Ｓｅｃ　、　ニ
ップ圧カニ　　１．０Ｋｆｉ／ｃｔｉｔおよびＡ、　Ｏ
Ｋｙ／　ｃｔｒｌ　）を通過させる。

■定着された定＠像を荷重７５０９のこすり試験器で１
０回こする。

■こすり試験前後の画像濃度比 試験後の画像濃度 Ｘ　１００％ 初期画像濃度 が７０％を越える熱ロール温度を最低定着温度とする。

（２）ホットオフセット発生温度評価法■上記（１）■
と同様にして未定着像を２枚の普通紙に採取する。

■上記（１）■と同様の定着器に、未定着像が採取され
た二枚の普通紙を連続して通過させる。

■二枚口の普通紙に、−枚目の定着像がオフセットされ
るのが目視で確認できた時の熱ロール温度を、ホットオ
フセット発生温度とする。

実施例２ 塊状重合（２段階目）の際に架橋剤（ジビニルベンゼン
）の量を３ｇに増加させる以外は実施例１と同様に方法
で、磁性トナーを得た。

比較例１〜２ 実施例２と同様の方法で架橋剤（ジビニルベンゼン）の
量を更に各々４ｇおよび６９に増加させて、磁性トナー
を得た。

比較例３ 実施例１において高分子量成分重合時のアゾビスイソブ
チロニトリル量を１５９に増加した以外は全く同様にし
て、磁性トナーを得た。

比較例４ 実施例２において低分子量成分重合時のアゾビスイソブ
チロニトリル量を１５ｇに減らした以外は全く同様にし
て、磁性トナーを得た。

上記実施例２及び比較例１〜４の各磁性トナーについて
、実施例１におけると同様にして評価を行った。それら
の結果を第１表に示す。

発明の効果 本発明の磁性トナーは、上記のように、ゲルパーミェー
ション法によって測定されたクロマトグラムが、分子量
３．０００〜ｓ　、　ｏｏｏ及び１５０，０００〜２．
０００，０００のそれぞれの領域に一つの極大値をもち
、かつ、ゲル含有量が１〜１０％であるようなビニル系
重合体を結着樹脂として使用しているから、定着性が良
好で定着可能温度領域が広く、又、熱的凝集を起す温度
が高くなるため、トナーの製造後、運搬、貯蔵に際して
凝集を起こすことがなくなる。

特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　製部　剛

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともビニル系樹脂よりなる結着樹脂と磁性
   体を含有する磁性トナーにおいて、該結着樹脂のＧＰＣ
   により測定されるクロマトグラムが、分子量３０００〜
   ５０００及び１５万〜２００万のそれぞれの領域に少な
   くとも１つの極大値を有し、かつ、結着樹脂のゲル含有
   量が１〜１０％であることを特徴とする磁性トナー。
2. （２）ビニル系樹脂が溶液重合法及び塊状重合法により
   重合されたものである特許請求の範囲第１項に記載の磁
   性トナー。
3. （３）結着樹脂成分が３０〜７０重量％含有されている
   特許請求の範囲第１項に記載の磁性トナー。