JPH02201452A - 現像剤 - 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、静電印刷法に使用する静電潜像
を現像するための現像剤に関するものであり、より詳細
には未定着部分を残すことなく転写紙上でトナーが完全
に定着される現像剤に関する。

（従来技術） 近年、電子写真法を用いた画像形成装置は用途が広がり
種々の画像形成装置が開発され利用されている。第２図
は所謂広幅工業用の画像形成装置の代表例としての工業
用複写機を示すものである。

かかる工業用複写機では、給紙トレイ２上に供給された
転写紙は、給紙ローラ３、レジストローラ４を通ってフ
ィードローラ５に至。更に、転写紙が感光しラム６と転
写チャージャ７との間の転写部８を通ることにより、感
光ドラム６の表面に形成されたトナー像が転写紙に転写
される。

トナー像の転写紙は、更に定着部９を通ってトナー像が
定着される。その後、転写紙は排紙ローラ１０を経て排
紙トレイ１１に排出される。

このような工業用複写機では、上記定着部９が、第３図
に示すように熱ローラ１２と、核熱ローラ１２に転写紙
１３を圧接するための２本のローラ１４ａ、１４ｂ間に
張られたベルト１５からなる。

これは、工業用複写機の場合、転写紙のサイズがＡＩ、
ＡＯ等の大きなものを扱うため転写紙にシワ寄りが発生
しやすく、上記ベル）１５を用いることで、熱ローラへ
の圧接力を弱めてシワ寄りを防止するとともに、熱ロー
ラとの圧接部にツブ部）を広めにとって定着力を補って
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述するような工業用複写機に用いられる原稿としては
、一般に、建築用の青焼き（ジアゾの大型複写機）が多
く用いられる。ところが、この青焼きでは非画像部もう
す青色に着色しているため、転写紙上にトナーによる中
間調として画像濃度の低い部分（トナーが少ない部分）
が形成される。

そして、このような転写紙を上述した圧接力の弱いベル
トを採用した定着部で定着すると、画像濃度の低い部分
（トナーが少ない部分）が定着不良のままで排紙される
ことが多くなる。これは、画像部の画像濃度の高い部分
（トナーが多い部分）は熱ローラとベルト間を通過する
際に、トナー同士が相互に詰まっているために熱ローラ
の熱がトナー同士の熱伝導性や粘着凝集力によってトナ
ー全体に十分に行き渡り、低い圧接力であっても有効に
熱ローラの熱が作用して定着が行われる。ところが、非
画像部のように画像濃度の低い部分では、トナーがまば
らに分散しているためにトナー個々が十分に溶融するだ
けの熱が伝わらず、未定着または定着性の悪い状態のま
まで複写機から排紙されるからである。同じように、グ
レー画像、カブリトナーなどの場合も、トナーが未定着
或いは定着性の悪い定着不良のまま複写機から１Ｊｌ−
出されることがある。

このため、画像形成装置本体から排紙された転写紙によ
る未定着トナーによって手や衣服等を汚すという問題点
が発生している。

そこで、本発明は上記点に鑑みてなされたもので、その
目的は転写紙上に転写されたトナーが未定着部を残すこ
となく完全に定着される現像剤を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、結着樹脂中に着色剤が分散された有色
トナーと、該有色トナーよりも帯電量が低く１２０℃に
おける溶融粘度が１×１０４乃至１×１０５ポイズとな
る溶融粘度特性を示す透明なトナーとの混合物からなる
現像剤を用いることによって上記目的が達成れる。

（作用） 本発明は、静電潜像を可視化するための有色トナーと定
着性を補うための実質的に有色トナーの帯電量より低く
定着時に溶融して広域に浸透する無色透明なトナーを混
合したことが特徴である。

一般に、現像プロセスにおいて、トナー帯電量とドラム
−スリーブ間の現像電位との間には第１図に示すように
、現像電場によって働く潜像へのクーロン力が、トナー
とキャリアとの摩擦帯電引力より大きくなった時に、感
光体゛ドラム上の静電潜像にトナーが移行して現像がな
されるのである。

図からも明らかなように、トナーの帯電量が大きくなる
につれてトナーとキャリアとの付着力が大きくなり、帯
電量の大きいトナーを感光体ドラム上の静電潜像へ付着
させるためには、高い現像電位が必要なことがわかる。

言い換えれば、感光体ドラムの表面電位の高い部分（線
画像、へタ画像：現像電場の高い部分）には帯電量の大
きいトナーであっても、現像電位によるトナーに働くク
ーロン力が大きく作用して潜像へ向けてトナーが移行し
得ると言える。また、現像における潜像へのトナーの付
着は、潜像の電荷がトナーの電荷によって飽和に打ち消
された時に終結されるものであり、当然のことなからベ
タ部の潜像電位の高い部分にはトナーが多く付着し、背
景部や中間調部の潜像電位の低い部分にはトナーが少な
く付着する。

本発明は、画像を形成する有色トナーに対して、背景部
や中間調部の表面電位の低い潜像部分、つまり現像電界
が小さく作用する領域に積極的に付着する有色トナーの
帯電量よりも低い無色透明なトナーを有色トナーに混合
することによって、単位面積当たりのトナーの付着量を
増大させるとともに、溶融したトナーの広域浸透性によ
って定着性を向上させるものである。

本発明において、トナー帯電量は±１乃至±５０μｃ　
／　ｇの範囲内で調整されるが、有色トナーは±１０乃
至±４０の範囲にあり、無色トナーは±１乃至±３０の
範囲内から好ましい範囲が選択される。特に、有色トナ
ーと無色トナーとの帯電量の差が少なくとも１０μｃ／
ｇ以上になるように両者の帯電量を決定するとベタ部画
像、線画像の画質の低下を発生させることなく好ましい
結果を得ることができる。両者のトナーの混合比として
は、トナー帯電量によって異なるが、−ｉに、重量比で
有色トナーに対して１０：１乃至ｌ：１に無色透明トナ
ーを混合するとよい。

トナー帯電量、混合比が上述する範囲を大きく離れると
、ベタ部画像°、線画像の濃度の低下や途切れを発生し
たり、本発明の定着向上効果が得られ難くなる。

そして、本発明においては無色透明トナーの溶融粘度特
性が重要であり、溶融時の粘度が低く定着時に広域に浸
透するものが好ましく、一般に１２０℃における溶融粘
度がｌＸｌ０’乃至１ｘ１０５　（ポイズ）の範囲にあ
り、特に１１０℃における溶融粘度が６ＸＩＯ’乃至６
Ｘ１０’　　（ポイズ）の範囲にあることが好ましい。

これによって、トナー付着量の不足分による熱伝導性の
低下とトナー同志の凝集力の低下を補って、広域に溶融
して浸透する透明トナーによって定着性を向上させるこ
とができるのである。

上記範囲を離れて溶融粘度が低すぎると、未定着のトナ
ーを混入した状態で定着ローラに付着してオフセットを
発生することがある。逆に、上記範囲を離れて溶融粘度
が高すぎると、定着性を向上させることができない。

一方、有色トナーの溶融粘度特性としては、ベタ部画像
のオフセットや線画像の滲みの発生しない範囲にするこ
とが重要であり、１２０℃における溶融粘度が９Ｘ１０
’乃至５ＸＩＯ’　　（ポイズ）の範囲にあることが好
ましい。

本発明のトナーを構成する結着樹脂としては、スチレン
系重合体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系重
合体、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピ
レン、アイオノマーなとのオレフィン系重合体、ポリ塩
化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、
エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹
脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フェノー
ル樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、キシレン樹脂、ロ
ジン変成マレイン酸樹脂、ロジンエステルなど各種重合
体が例示できる。このうら、粉砕性及び分子量分布の制
御がｐ１単であることからスチレン系重合体、アクリル
系重合体またはスチレン−アクリル系重合体、特にスチ
レン−アクリル系重合体であることが好ましい。これら
の重合体は、重量平均分子量が３０，０００〜２５０，
０００　、特に５０．０００〜２００．０００の範囲に
あることが好ましく、一種又は二種以上が混合して用い
られる。なお、上記重合体のうち、ロジンエステル、ロ
ジン変成フェノール樹脂、ロジンマレイン酸樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリエステルや、繊維素系高分子、ポリエー
テル樹脂は、トナーの透明性、摩擦帯電特性等・を改良
する上で有用である。

上記重合体は、一般に軟化点が５０乃至２００℃、特に
７０’Ｃ乃至１７０℃を有するものが好ましく使用され
る。

有色トナーを構成する着色剤としては、カーボンブラッ
ク、ランプブラック、クロムイエローハンザイエロー、
ベンジジンイエロー、ベスレンイエロー、キノリンイエ
ロー、パーマネントオレンジＧＴＲ，ピラゾロンオレン
ジ、パルカンオレンジ、ウォッチヤングレッド、パーマ
ネントレッド、ブリリアントカーミソ３Ｂ、ブリリアン
トカーミン６Ｂ、ダニポンオイルレッドピラゾロンレッ
ド、リソールレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッ
ド０１０−ズベンガル、アニリンブルーウルトラマリン
ブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライ
ド、フタロシアニンブルーフタロシアニングリーン、マ
ラカイトグリーンオフサレート等または、Ｃ，１，５ｏ
ｌｖｅｎｔ　Ｙｅｌｌｉｖ　６０．　Ｃ。

１．５ｏｌｖｅｎｔ　Ｒｅｄ　２７、Ｃ０１，５ｏｌｖ
ｅｎｔ　Ｂｌｕｅ　３５　、等の油溶性性染料などが例
示される。これらの着色剤は、一種又は二種以上混合し
て用いられ、十分な画像濃度がｊひられる星、例えば樹
脂１００重量部当たり１乃至３０重量部、好ましくは、
２乃至２０重量部用いられる。

また、ｌ・ナーの電荷を制御するため、上記トナーは、
電荷制御剤、例えばニグロシン染料、オイルブラック、
スピロンブラックなどの油溶性染料や、ナフテン酸、サ
リチル酸、オクチル酸、脂肪酸、樹脂酸のマンガン、鉄
、コバルト、二・ンケル、鉛、亜鉛、セリウム、カルシ
ウム、アルミニウム等の金属塩である金属石鹸など或い
は含金属アソ染ネ・）、ピリミジン化合物、アルキルサ
リチル酸金属キレート等を、結着樹脂ｔｏｏ重量部に対
して０．１乃至１０重量部の範囲から好ましい量を調整
するとよい。無色透明トナーには透明性の高いものを選
択して使用する。

また、上記トナーには、定着ローラにトナーが付着する
を防止するために、オフセント防止剤、例えば、低分子
量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、パラフィン
ワックスなどの各種ワ・ノクス、炭素数４以上のオレフ
ィン単量体の低分子量オレフィン重合体、脂肪酸アミド
、シリコーンオイル、などを結着樹脂１００重量部当た
り０．５乃至１５重量部含有しているものが好ましい。

そして、上記トナーの粒径としては、一般に５乃至３０
μｍ、特に７乃至２０μｍのものが好ましく使用される
。

これらトナーは一成分現像剤、二成分現像剤として使用
され、二成分現像剤として使用する時は、通常５０乃至
２０００μｍの粒径を有しているガラスピーズや酸化又
は未酸化の鉄粉、フェライト等の未被覆キャリア、また
は鉄、ニッケル、コバルト、フェライト等の磁性体をア
クリル系重合体、フッ素系重合体、ポリエステル等の重
合体で被覆した被覆キャリアとトナー濃度は２乃至１５
重世％に調整して用いられる。

本発明の現像剤はベルト定着機を搭載した画像形成装置
に有効であるが、熱ローラ対からなる定着機を搭載する
画像形成装置であっても、低速度で低圧力で定着を行う
装置に適用できることは言うまでもない。

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明する。

（実施例１） 黒一色」ニルニー 結着樹脂としてのスチレン−アクリル共重合体９０重量
％、着色剤としてのカーボンブランク７゜５重世％、オ
フセット防止剤としての低分子量ポリプロピレン１．　
５重量％、電荷制御剤としての負極性染料１．０重量％
を加熱ロールミルによって溶融混合分１１ｔシた後、粗
粉砕、分級することにより平均粒径５乃至２０μｍの粉
体トナーを作成した。ブローオフ法によってトナー（１
）電量を測定したところ一２９μｃ／ｇであった。また
、フローテスター（島津製作所社製商品名）を用いて加
重２０ｋｇｆにて溶融粘度を測定したところ１２０℃に
おける溶融粘度がｌＸｌ０’　　（ポイズ）であった。

無セ１１Ｌトた二 スチレン−アクリル共重合体９８，５重世％、オフセッ
ト防止剤としての低分子量ポリプロピレン１．０重量％
、電荷制御剤としての負極性染料０．５Ｉｍｆｆｉ％を
加熱ロールミルによって溶融混合分散した後、粗粉砕、
分級することにより平均粒径５乃至１９μｍの透明トナ
ーを作成した。ブローオフ法によってトナー帯電量を測
定したところ１２μｃ／ｇであった。フローテスター（
島津製作所社製商品名）を用いて加重２０ｋｇｆにて溶
融粘度を測定したところ、１１０℃における溶融粘度が
５Ｘ１０５　（ポアズ）で１２０℃における溶融粘度が
９Ｘ１０’　　（ボイズ）であった。

そして、黒色トナーと無色透明トナーを２：１の量比で
混合してフェライトキャリアとトナー濃度３．８％に均
一混合して現像剤とした。

そして、第２及び３図にしめす熱ローラの表面温度が１
３５℃に設定され、ニップ幅が２５ｍｍの定着装置を備
えた広幅用の工業用複写機において上記現像剤を用いて
、感光体の表面電位が８００■で、バイアス電位が２０
０■の現像条件でベタ部及び細線画像が施された青焼き
原稿を複写したところ、ベタ部及び細線画像は原稿に忠
実に再現され、そして非画像部の中間調部分は幾分原稿
より濃度が薄くなったものの、完全にトナーが定着され
、手でこすってもトナーが遊離せず、手を汚すことはな
かった。

（実施例２） 孟負上±二 結着樹脂としての重量平均分子がスチレン−アクリル共
重合体９０重量％、着色剤としてのカーボンブラック６
．５重量％、オフセット防止剤としての低分子量ポリプ
ロピレン１．５重量％、電荷制御剤としての負極性染料
２．０重量％を加熱ロールミルによって溶融混合分散し
た後、粗粉砕、分級することにより平均粒径５乃至２０
μｍの粉体トナーを作成した。ブローオフ法によってト
ナー帯電量を測定したところ一３４μｃ／ｇであった。

また、実施例１と同様にして測定したフローテスターに
よる１２０℃の溶融粘度は３Ｘ１０５ボイズであった。

蔗上ｍ九二 スチレン−アクリル共重合体を９７重量％、低分子量ポ
リプロピレン２．０重量％、負極性染料１．０重量％を
加熱ロールミルによって溶融混合分散した後、粗粉砕、
分級することにより平均粒径５乃至２０μｍの粉体トナ
ーを作成した。ブローオフ法によってトナー帯電量を測
定したところ２５μｃ／ｇであった。また、１１０’Ｃ
における溶融粘度が６Ｘ１０’　　（ポアズ）で１２０
℃における溶融粘度がｌＸｌ０’　　（ボイズ）であっ
た。

これら、黒色ｌ・ナーと無色透明トナーを１゜５：１の
量比で混合してフェライトキャリアとトナー濃度３．５
％に均一混合して現像剤とした。

そして、第２及び３図にしめす熱ローラの表面温度が１
３０　’Ｃで、ニップ部が２５ｒｏｍである定着装置を
備えた広幅用の工業用複写機において上記現像剤を用い
て、感光体の表面電位が８００■で、バイアス電位が２
００■の現像条件でベタ部及び細線画像が施された青焼
き原稿を複写したところ、ベタ部の画像が若干低下した
が問題になる程度はなく、細線画像は原稿に忠実に再現
された。そして、非画像部の中間調部分は完全にトナー
が定着され、手でこすってもトナーが遊離せず、手を汚
すことはなかった。また、１０００枚の連続複写を行っ
ても性能は低下しなかった。

（実施例３） 実施例１と同様の黒色トナーとブローオフ法によるトナ
ー帯電量が−１０μｃ／ｇであり、１１０℃における溶
融粘度が２Ｘ１０Ｓ　（ポアズ）で１２０℃における溶
融粘度が５ＸＩＯ’　　（ボイズ）である粒径が５乃至
１８μｍの透明トナーを３：１の重量比に混合して、以
下実施例１と同様にして画像複写を行った。

ベタ部及び細線画像は原稿に忠実に再現され、そして非
画像部の中間調部分は完全にトナーが定着され、手でこ
すってもトナーが遊離せず、手を汚すことはなかった。

また、１０００枚の連続複写を行っても性能は低下しな
かった。

（実施例４） 実施例３において黒色トナーと透明トナーの混合比を３
：ｌのにした以外は同様にして画像複写を行った。

ベタ部において問題となる程度ではないが濃度が低下し
た。細線画像は原稿に忠実に再現された。

非画像部の中間調部分は完全にトナーが定着され、手で
こすってもトナーが遊離せず、手を汚すことはなかった
。また、１０００枚の連続複写を行っても性能は低下し
なかった。

（実施例５） 実施例１で用いた黒色トナーとブローオフ法によるトナ
ー帯電量が一３１μｃ／ｇであり、１００℃における溶
融粘度が３Ｘ１０５　（ボイズ）で１２０℃における溶
融粘度が７Ｘ１０’　　（ボイズ）である粒径が５乃至
２０μｍの透明トナーを３：ｌの重量比に混合して以下
、実施例１と同様にして画像複写を行った。その結果、
ベタ部、線画像とも画像濃度が若干低下した。非画像部
の中間調部分はそのままでは手や衣服を汚すことはなか
ったが、強い力でこするとトナーが剥がれた。

（比較例１） 実施例１で用いた黒色トナーとブローオフ法によるトナ
ー帯電量が一２０μｃ／ｇであり、１１０℃における溶
融粘度が８Ｘ１０５　（ボイズ）で１２０　’Ｃにおけ
る溶融粘度が２Ｘ１０’　　（ボイズ）である粒径が５
乃至２０μＩｎの透明トナーを２：ｌの重量比に混合し
て以下、実施例１と同様にして画像複写を行った。ベタ
画像部、線画像とも原稿に忠実に再現されたが、非画像
部のトナーは完全に定着されず、複写物によって手や衣
服が汚れた。

（比較例２） 実施例１で用いた黒色トナーとブローオフ法によるトナ
ー帯電量が一１６μｃ／ｇであり、１００℃における溶
融粘度が４ＸＩＯ’　　（ボーイズ）で１２０℃におけ
る溶融粘度が９Ｘ１０’　　（ボイズ）である粒径が５
乃至２０μｍの透明トナーを３：ｌの重量比に混合して
以下、実施例１と同様にして画像複写を行った。ヘタ部
及び線画像も原稿にちゅじつに再現されたが、特に、非
画像部の中間調部分において未定着トナー混入した状態
で定着ローラにトナーが付着してオフセットを発生した
。

以下に実施例及び比較例の結果を表に示す。

（以下、余白） （発明の効果） 本発明によれば、ベルト定着装置を備えた画像形成装置
の如く、低圧力下で定着を行う画像形成酸装置において
、転写紙上に形成されたトナー画像を画質を低下させる
ことなく完全に定着することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、トナー帯電量とトナーに働く力の関係を表し
た略図であり、各直線は異なった電場でのトナー帯電量
とクーロン力をあられし、曲線はトナーとキャリアの付
着力を表す。。 第２図は、広幅工業用複写機の断面模式図第３図は、定
着部の要部拡大図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）結着樹脂中に着色剤が分散された有色トナーと、
   該有色トナーよりも帯電量が低く１２０℃における溶融
   粘度が１×１０＾４乃至１×１０＾５ポイズとなる溶融
   粘度特性を示す透明トナーとの混合物からなることを特
   徴とする現像剤。
2. （２）有色トナーと透明トナーとのブローオフ法による
   帯電量の差が少なくとも１０μｃ／ｇ以上あることを特
   徴とする請求項１に記載の現像剤。
3. （３）有色トナーと無色透明トナーとの混合比が１０：
   １乃至１：１であることを特徴とする請求項１及び２に
   記載の現像剤。