JPH0117575B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真、印写技術等に用いる現像剤
に関し、特に圧力により定着され得る圧力定着性
現像剤に関する。

従来、電子写真法としては米国特許第2297691
号明細書、特公昭42−23910号公報及び特公昭43
−24748号公報等に記載されている如く、多数の
方法が知られているが、一般には光導電性物質を
利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像
を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像
し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転
写した後、加熱、圧力或いは溶剤蒸気などにより
定着し複写物を得るものである。

また、電気的潜像をトナーを用いて可視化する
方法も種々知られている。

例えば米国特許第2874063号明細書に記載され
ている磁気ブラシ法、同2618552号明細書に記載
されているカスケード現像法及び同2221776号明
細書に記載されている粉末雲法及びフアーブラシ
現像法、特開昭54−42141号明細書に記載されて
いるジヤンピング現像法、液体現像法等多数の現
像法が知られている。これらの現像法などに用い
られるトナーとしては、従来、天然或いは合成樹
脂中に染料、顔料を分散させた微粉末が使用され
ている。更に、第３物質を種々の目的で添加した
現像微粉末を使用することも知られている。例え
ば特公昭54−16214号明細書に記載されている如
くである。

現像されたトナー画像は、必要に応じて紙など
の転写材に転写され定着される。

トナー画像の定着方法としては、トナーをヒー
ター或いは熱ローラーなどにより加熱溶融して支
持体に融着固化させる方法、有機溶剤によりトナ
ーのバインダー樹脂を軟化或いは溶解し支持体に
定着する方法、加圧によりトナーを支持体に定着
する方法などが知られている。

トナーは夫々の定着法に適するように材料を選
択され、特定の定着法に使用されるトナーは他の
定着法に使用できないのが一般的である。特に、
従来広く行われているヒーターによる熱融着定着
法に用いるトナーを熱ローラー定着法、溶剤定着
法、圧力定着法などに転用することはほとんど不
可能である。従つて、夫々の定着法に適したトナ
ーが研究開発されている。

トナーを加圧により定着する方法は米国特許第
3269626号明細書、特公昭46−15876号公報などに
記載されており、省エネルギー、無公害、複写機
の電源を入れれば待時間なしで複写が行えるこ
と、コピーの焼け焦げの危険もないこと、高速定
着が可能なこと及び定着装置が簡単であることな
ど利点が多い。

しかし、トナーの定着性、加圧ローラーへのオ
フセツト現像など問題点もあり、加圧定着性の改
善の為に種々の研究開発が行われている。例えば
特公昭44−9880号公報には脂肪族成分と熱可塑性
樹脂を含む圧力定着トナーが記載されており、特
開昭48−75032号、同48−78931号、同49−17739
号、同52−108134号などには核に軟質物質を含ん
だカプセル型の圧力定着トナーが記載されてお
り、また特開昭48−75033号には粘り強い重合体
と軟質重合体のブロツク共重合体を用いた圧力定
着トナーが記載されている。

然し加圧定着性能が充分であり、繰り返し使用
に対して現像性能、定着性能が安定しており、保
存中に凝集、ケーキ化しない保存安定性の良好で
ある実用的な圧力定着トナーは得られていない。
更に、最近ではトナー中に磁性微粒子を含有せし
めてキヤリヤー粒子を用いない一成分系磁性トナ
ーで静電潜像を現像する方法が行われているが、
この場合にはトナー結着樹脂は磁性微粒子との分
散性、密着性及びトナーの耐衝撃性などが要求さ
れる。この一成分系現像剤と現像スリーブローラ
ーとの摩擦帯電によつて現像するときに、衝撃あ
るいは経時的使用等によりトナー構成物質が分離
し、トリボ作用でスリーブローラーに付着して蓄
積されて著しく耐久性を劣化させたり、さらに高
湿度下に於いて画像が極めて粗悪になるなど圧力
定着性磁性トナーは末だ多くの問題点を残してい
る。

従つて本発明の目的は加圧定着性能を損わずに
繰り返し使用に対して現像性能が安定化してお
り、特に高湿度下の画像性能に優れた圧力定着性
磁性トナーを提供することにある。

また本発明のもう一つの目的は保存中の凝集、
ケーキ化に対して優れた安定性を有する圧力定着
性磁性トナーを提供することにある。

さらに本発明の目的は耐衝撃性の優れた圧力定
着性磁性トナーを提供することにある。

具体的には、本発明は、少なくとも磁性粉及び
ポリエチレンを溶融混練して生成した圧力定着性
磁性トナーにおいて、磁性粉100重量部に対して、
数平均分子量が6000〜13000のポリエチレン15〜
200重量部及び脂肪酸エステル0.1〜10重量部を溶
融混練して後に微粉砕して微小粒子を得、得られ
た微小粒子と数平均分子量2000〜5000のポリエチ
レンとを溶融混練したことを特徴とする圧力定着
性磁性トナーに関する。

本発明に用いる脂肪酸エステルとしては炭素数
８以上好ましくは12〜35程度の高級脂肪酸のメチ
ルエステル、エチルエステル、プロピルエステル
若しくはイソプロピルエステル、ブチルエステル
若しくはイソブチルエステルなどを用いることが
好ましい。

さらに磁性粉としては公知の磁性材料が全て使
用可能であり例えば鉄、ニツケル、コバルトなど
の金属、各種フエライト、マグネタイトなどの
鉄、ニツケル、コバルト、マンガン、銅、アルミ
ニウムなどの合金或いは酸化物約0.01〜５ミクロ
ン好ましくは0.1〜３ミクロンの微粒子が用いら
れる。また本発明のトナーの結着樹脂中には数平
均分子量2000乃至5000のポリエチレンが含まれる
必要がある。これは圧力定着性を付与するために
必要であるばかりでなく、微小粒子を良好に分散
するのに必要である。

本発明の主要な構成としては後述の実施例に記
載されてある如く、数平均分子量6000〜13000の
ポリエチレン中に脂肪酸エステルとともに磁性粉
を含ませた微小粒子が数平均分子量が2000乃至
5000のポリエチレンに含有されているところにあ
る。

これは即ち本発明の目的たる現像性能の安定性
繰り返し使用、高湿度下特性、耐衝撃性の悪化さ
せる主因が磁性体の結着樹脂中への分散性に大き
く依存していることにある。本発明者は特に圧力
定着性磁性トナーのこういつた特性、及び保存安
定性が磁性粉とポリエチレンの分散の程度に強く
依存していることを見出した。

本発明者は磁性粉と圧力定着性樹脂が基本的に
なじまないことに鑑み界面活性効果のある中間物
質の添加実験を行なつた。然し一般的には界面活
性剤のトナー中よりのブリード、脱離、等のた
め、却つてこの影響が顕著となり、特に湿度の影
響を受けやすくなつてしまう。その為この界面活
性剤をさらに処理する必要が生じる。

本発明者は圧力定着性を付与する公知の樹脂バ
インダーとしてのポリエチレンに対し磁性粉を分
散するに最も効果的なイオン性界面活性剤の使用
を避けねばならなかつた。代りにこの系に於いて
ある程度の界面活性効果が得られるものを鋭意検
討したところ、特に数平均分子量が6000〜13000
のポリエチレンに対し顕著な磁性粉分散効果を示
す脂肪酸エステルを見出した。また該ポリエチレ
ンは圧力定着性は多少弱いものの良好な圧力定着
性を示す数平均分子量が2000乃至5000のポリエチ
レンに対し分散能が秀れるため結果として圧力定
着性トナー中への磁性粉の分散が極めて良好なも
のとすることが出来る。

本発明の実施の能様としては例えば数平均分子
量が6000〜13000のポリエチレン、脂肪酸エステ
ル、磁性粉を熱融混練するなどしてのち超音速ジ
エツトミルなどで微砕することで微小粒子を得
る。この微小粒子を数平均分子量が2000乃至5000
のポリエチレンを含む樹脂バインダー中に分散せ
しめることにより本発明の目的たる良分散は達成
される。

微小粒子の構成としては磁性粉100部に対し数
平均分子量が6000〜13000のポリエチレン15〜200
部、脂肪酸エステル0.1〜10部好ましくは0.1〜５
部から成るとき最良の結果を得る。

本発明の圧力定着用トナーの結着剤として、数
平均分子量2000〜5000のポリエチレンは単独で用
いてもよいが、トナー中に圧力定着性が満足でき
る程度に含まれていればよく、荷電性、転写性、
クリーニング性などの改善の目的で他の樹脂、ワ
ツクス類などを混合して用いても良い。例えば、
ポリスチレン、ポリ−Ｐ−クロルスチレン、ポリ
ビニルトルエン、スチレン−ブタジエン共重合
体、スチレン−アクリル酸共重合体などのスチレ
ン及びその置換体の重合体または共重合体、ポリ
塩化ビニル、一般のポリエチレン、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリプロピル、ポリエステル樹脂、アクリル
樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン
樹脂、ポリアミド樹脂、アイオノマー樹脂、フラ
ン樹脂、ケトン樹脂、テルペン樹脂、フエノール
変性テルペン樹脂、ロジン、ロジンのペンタエリ
スリトールエステル、天然樹脂変性フエノール樹
脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、クマロンイン
デン樹脂、マレイン酸変性フエノール樹脂、脂環
族炭化水素樹脂、石油樹脂、フタル酸酢酸セルロ
ース、カルボキシメチルセルロース、メチルビニ
ルエーテル−無水マレイン酸共重合体、ポリビニ
ルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリビニ
ルピロリドン、環化ゴム、塩素化パラフイン、ワ
ツクス、脂肪酸などが使用できる。これらの樹脂
などは本発明に係るポリエチレンの圧力定着性な
どの諸特性を損わないように混合して用いればよ
い。トナー結着材中のポリエチレンの量は、混合
する樹脂などの種類によつて多少異なるが、一般
には５重量％以上、好ましくは20重量％以上含ま
れるのが良好な圧力定着性を与える。

本発明のトナーに用いる着色剤は従来から静電
荷像トナーに用いられる染料、顔料がすべて使用
可能であり、荷電制御剤なども勿論使用できる。

本発明のトナーにより得られた画像は圧力を負
荷された一対のローラー間を通過し定着される
が、補助的な加熱が行われても良い。加えられる
圧力は一般的には約15〜35Kg／cmである。圧力定
着装置に関しては特公昭44−12797号公報、米国
特許第326926号明細書、同第3612682号明細書、
同第3655282号明細書、同第3731358号明細書など
に記載されている。

以下本発明を実施例を用いてより詳細に説明す
る。これら実施例は本発明の内容を何ら拘束する
ものではない。実施例は本発明の新規性、有効
性、先見性についてこの方面の研究者の理解の一
助に供するためのものである。

従つて本発明者が行なつた数多くの実験の中で
代表的なものをいくつかを抽出して示したが、本
発明はこれが為された技術思想に基き様々な変形
が可能であることが容易に類推されるであろう。
しかしそれらも全て本発明中に含まれるべきもの
である。

実施例 １ ステアリン酸イソプロピル １部 マグネタイト 60部 ポリエチレン（数平均分子量9000） 20部 からなる溶融混練物をボールミルで粉砕して0.05
〜５ミクロンの粉径のものを得た。この微小粒子
100部に対して数平均分子量3500のポリエチレン
100部を溶融混練后常法により５〜20ミクロンの
トナーを得た。このトナー100部に対し疎水性コ
ロイド状シリカ１部を乾式混合して市販の普通紙
複写機（NP・200Jキヤノン製）の定着装置を剛
体２本ローラーよりなる線圧20Kg／cmの圧力定着
装置につけかえたものに適用し30℃85％RHの雰
囲気中でA3 １万枚の連続耐久試験を行なつたと
ころカブリのない良好な画像が変化なく常に得ら
れた。またこの画像普通紙に完全に定着してい
た。

実施例 ２ ステアリン酸イソプロピルの代りにステアリン
酸ブチルを用いる他は実施例１と同様に実施した
ところ実施例１とほぼ同様の結果が得られた。

実施例 ３ ステアリン酸イソプロピルの代りに炭素数28の
直鎖飽和脂肪酸イソプロピルエステル、数平均分
子量9000のポリエチレンの代りに数平均分子量が
13000のポリエチレンを用いる他は実施例１と同
様に実施したところ実施例１とほぼ同様の結果を
得た。

実施例 ４及び５ 数平均分子量9000のポリエチレンの代りに数平
均分子量6000のポリエチレンを用いる他は実施例
１及び２と同様に実施したところどちらも実施例
１とほぼ同様の結果を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも磁性粉及びポリエチレンを溶融混
   練して生成した圧力定着性磁性トナーにおいて、
   磁性粉100重量部に対して、数平均分子量が6000
   〜13000のポリエチレン15〜200重量部及び脂肪酸
   エステル0.1〜10重量部を溶融混練して後に微粉
   砕して微小粒子を得、得られた微小粒子と数平均
   分子量2000〜5000のポリエチレンとを溶融混練し
   たことを特徴とする圧力定着性磁性トナー。