JPH0322980B2

JPH0322980B2 -

Info

Publication number: JPH0322980B2
Application number: JP56124540A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suematsu; Tetsuo Hasegawa; Hitoshi Uchiide
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-08-07
Filing date: 1981-08-07
Publication date: 1991-03-28
Also published as: JPS5825642A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電子写真技術、印写工学技術に用いら
れる新規な圧力定着性現像用トナーに関する。

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
した感光体上に種々の手段により電気的潜像を形
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、熱、圧力或いは溶剤蒸気等により定着して複
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現像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、同2221776号明
細書に記載されている粉末雲法、フアーブラシ現
像法、本出願人が先に提案した特開昭54−42141
及び特開昭55−18656号明細書に記載されている
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。さらに第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。

現像されたトナー画像は必要に応じて紙などの
転写支持体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。

特に最近、省資源、省エネルギーの見地からこ
の加圧による定着の研究がさかんに行なわれてい
る。ところでこういつた加圧による定着を利用す
る電子写真に於いては、トナーの特性の大部分を
加圧による定着のための物性に拘束されるため、
他の多くの物性が不満足な形に止まることが多
い。こういつた中で圧力定着を用いる電子写真法
に於いて研究者の常に念頭に置かれて来たこと
は、複写すべき原稿に対する複写物の再現性であ
つた。こういつた再現性をチエツクする項目とし
て例えばシヤープネス、色調、滑らかさ、細線再
現性、いわゆるカブリ等が挙げられる。例えば色
調、滑らかさは圧力定着工程にマツチした樹脂等
への良分散性を有する染顔料の研究開発、分散向
上技術の発展等により飛躍的改良が為されて来
た。然し濃度ムラカブリなどに関する現像性の安
定向上に対する研究開発は多くの時間と人的資源
の投入にも拘らず未だに改良の余地を残した大き
な部分として存在している。

圧力定着用のトナー用樹脂として一般的にポリ
オレフインが多く使用されている。しかし、ポリ
オレフイン単独ではその性質上染顔料分散などが
難しく、また、粘着性が小さいため画像に光沢が
出過ぎる、折り曲げに対する定着強度が充分でな
い等の問題がある。そのため、ワツクスを良現像
性の他の樹脂中に含有せしめることなどが行なわ
れている。然し一般的にワツクスは樹脂と殆んど
相溶せずまた分散せしめたとしてもいわゆるブリ
ード現象を惹起し、現像性・耐久性に悪影響を与
えてしまう。具体的にはスリーブ上へのワツクス
分の汚染、トナー凝集、感光面等への融着現象が
顕著である。それらは複写画像に対し、カブリ、
濃度の低下、画像濃度のムラとなつて現われる。

本発明の目的は、圧力定着性の良好な現像用ト
ナーを提供することである。

他の目的は、現像性の良好な圧力定着性現像用
トナーを提供することである。

他の目的は、感光面、現像スリーブなどへの癒
着を起こさない圧力定着性現像用トナーを提供す
ることである。

さらに他の目的は、保存安定性の良好な圧力定
着性現像用トナーを提供することである。

さらに他の目的は、耐久安定性の良好な圧力定
着性現像用トナーを提供することである。

具体的には、本発明の目的は、スチレン系モノ
マー若しくはスチレン系モノマーとアクリル系モ
ノマーの混合物90〜30重量％と、官能基を有する
ワツクス10〜70重量％とを重合して得た重量平均
分子量60000以下の固体樹脂(A)100重量部と、重量
平均分子量4000以下の低分子量ポリエチレン(B)５
〜100重量部とを含有することを特徴とする圧力
定着性現像用トナーを提供することにある。

(A)なる成分は粘着性が強く、それがため折り曲
げに対し強い定着性を示す。反面、摺擦に対して
は、いわゆる“画像が延びる”現象を示し、満足
なものとは言い難い。それに対し、(B)成分は摺擦
に対する定着性は良好だが、折り曲げに弱い性質
がある。即ち、折り曲げに強い定着性を示す(A)と
摺擦に強い定着性を示す(B)とを含有することによ
り、折り曲げ摺擦共に満足する圧力定着性現像用
トナーを得ることができた。

(A)と(B)との含有比は、定着性、現像性の面か
ら、(A)100重量部に対し、(B)を５〜100重量部（好
ましくは７〜80重量部）が望ましい。(B)成分が５
重量部以下では折り曲げ定着性は良いが摺擦定着
性が弱く、また、100重量部以上では折り曲げ定
着性が悪くなる。

以下本発明の内容の詳細について記述する。

樹脂中にワツクスを含有せしめることは通常の
混合装置を用いてもかなり難しく、一般的に用い
られる溶融混練装置では長時間の混練を行なつて
も満足な状態の混合物は得られない。

本発明者らは樹脂モノマー中に該ワツクスを混
在せしめそののち重合することで均一な分散系を
得ることを考えたが、実際には格段の良分散系が
得られたものの実用的には未だ不満足なものであ
る。これは高分子鎖の集合中にワツクス成分が極
めて良好に分散されているが、高分子鎖と低分子
量ワツクス成分との間に何らかの相互作用が働ら
いていないために、通常の混合装置により得られ
た混合物より良好ではあるが時間の経過とともに
やがてはブリード現象が惹起するためと思われ
る。

本発明者らはこの点に鑑みワツクス類やモノマ
ー種を変更して多くの実験検討を行なつた結果、
ワツクスに適当な官能基が必要であることを見出
した。例えばヒドロキシ基、グリシジル基、カル
ボキシ基などがあるワツクスを上述のようにモノ
マー中に混在せしめ重合を行なうことで現像性の
飛躍的向上が達成された。これは官能基が何らか
の形で高分子鎖との相互性を持つものと考えられ
るが詳細は不明である。

スチレン系モノマー若しくはスチレン−アクリ
ルコモノマーを用いることはこの良現像性をより
顕著にする傾向があり好ましい。

スチレン系モノマー若しくはスチレン−アクリ
ルコモノマーに対するワツクスの量は、他のモノ
マー種の存在にもよるが重量で倍量を越えること
はワツクスとしての性質即ち凝集性やトナーとし
ての流動性の悪さが顕著になり好ましくない。ま
たこの効果のためにはスチレン系モノマー若しく
はコモノマーとの混合物の全量に対して少なくと
もワツクスが10重量％以上（好ましくは15重量％
以上）必要であり、ワツクスとしての性質の顕在
比を避けるためには70重量％を超えることは避け
るべきである。本検討に於いては最も良好な結果
は15〜65重量％に於いて得られる。

本発明に於いて使用されるワツクスとしては炭
素数が10以上であり、数平均分子量が10000以下
のワツクスならば適当な官能基を有する限り充分
に使用出来る。官能基としては、下記ワツクスで
例示される如く、カルボキシル基、ヒドロキシ
基、アミド基、グリシジル基またはハロゲン基等
が挙げられる。例えばステアリン酸、モンタン
酸、ｎ−ヘキサテトラコンタン酸などの飽和直鎖
脂肪酸とそのエステル類及びそれらの誘導体；例
えばリンデル酸、オレレイン酸、セラコレイン酸
などのモノ不飽和脂肪酸とそのエステル類及びそ
れらの誘導体；例えばベヘニルアルコール、セリ
ルアルコール、メリシルアルコールなどの飽和ア
ルコール類とそのエステル類及びそれらの誘導
体；グリセリンなどの多価アルコール類とそのエ
ステル類及びそれらの誘導体；例えばベヘニン酸
アミド、パルミチン酸アミドなどの飽和脂肪酸ア
ミド及びその誘導体；例えばエルカ酸アミド、ブ
ライジン酸アミド、エライジン酸アミドなどの不
飽和脂肪酸アミド及びその誘導体；例えばメチレ
ンビスベヘニン酸アミド、エチレンビスステアリ
ン酸アミドなどのビス脂肪酸アミド及びその誘導
体；例えばＮ−（２−ヒドロキシエチル）ラウリ
ン酸アミド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ステ
アリン酸アミド、Ｎ−（２−ヒドロキシメチル）
ステアリン酸アミドなどのモノアルキロールアミ
ド及びその誘導体；金属石けん、パラフインワツ
クス類のハロゲン化物、カスターワツクスなどが
使用出来る。これら以外でもアミン、イミン、チ
オール、スルフイン酸、ケテン、イソシアネー
ト、イソチオシアネート、カルボジイミド、ケテ
ンイミン、α，β−不飽和カルボニル、アセチレ
ン、ニトリル、エポキシ、エチレンイミン、ラク
トン、エノールラクトン、アズラクトン、イソマ
レイミド、イミノジオキソランなど及び酸無水物
などの官能基を有しているワツクスなどもほぼ同
等の効果を得ることができる。さらにこれらワツ
クス類は２つ以上組合せて用いても良い。

本発明に適用する樹脂に含有されるスチレン系
モノマーとしては例えばスチレン、α−メチルス
チレン、ｐ−クロスチレンなどのスチレンの誘導
体がある。スチレン−アクリルコモノマーは、こ
れらのスチレン系モノマーとアクリル系モノマー
とのコモノマーで、アクリル系モノマーとして
は、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシ
ル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フエニル、
メタクリル酸、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、メタクリル酸オ
クチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、アクリルアミド等が用いられる。また低分子
量ポリエチレンについては、重量平均分子量が
4000以下のものであれば高密度、中密度、低密度
のいずれでも使用できる。重量分子量が4000以上
のものは前記結着成分Ａとの相溶性が悪く、定着
性も満足すべきものが得られない。

本発明のトナーは磁性トナーとしても使用出来
る。トナー中に含有させる磁性微粒子としては磁
性を示すか磁化可能な材料であればよく、例えば
鉄、マンガン、ニツケル、コバルト、クロムなど
の金属、マグネタイト、ヘマタイト、各種フエラ
イト、マンガン合金、その他の強磁性合金などが
あり、これらを平均粒径約0.01〜5μ（より好まし
くは0.05〜2μ）の微粉末としたものが使用でき
る。トナー中に含有させる磁性微粒子の量は、ト
ナー総重量の10〜80重量％（より好ましくは25〜
70重量％）が良い。

また本発明で使用するトナーには着色・荷電制
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、カーボンブラツク、鉄黒、グラフア
イト、ニグロシン、モノアゾ染料の金属錯体、群
青、フタロシアニンブルー、ハンザイエロー、ベ
ンジジンイエロー、キナクリドン、各種レーキ顔
料3.5ジターシヤリーブチルサリチル酸のクロム
錯体などである。

あるいはまた、流動性向上剤として疎水性コロ
イダルシリカ等をトナー中に10〜40重量％含有さ
せてもよい。もちろんこの流動性向上剤は現像粉
の外部に混合して用いてもよく、そのときの添加
量は0.1〜５重量％（対トナー重量）である。

以下実施例を以つて本発明を具体的に説明す
る。

〔実施例１〕純度99.9％のスチレンモノマーの10％キシレン
溶液２Kgを80℃で撹拌しながら12−ヒドロキシス
テアリン酸グリセリドを85ｇ加えてゆき、開始剤
にアゾビスイソブチロニトリル0.2ｇを用いて重
合を行ない固体樹脂を得た。この樹脂は重量分子
量で20000〜30000であつた（高温GPCによる測
定）。この樹脂80重量部と低分子量ポリエチレン
（三井石油化学工業製ハイワツクス200P、重量平
均分子量2000）20重量部及びマグネタイト（戸田
工業製EPT−500）50重量部からなるトナーを常
法により作製し、トナーに対し1.2重量％の疎水
性コロイダルシリカを添加して現像剤とした。内
部に磁石を有する非磁性スリーブからなる現像装
置に上記現像剤を適用し、光導電性物質上の静電
潜像を現像し、次いでコロナ帯電を用いて普通紙
上に転写したところ、鮮明でカブリのない良好な
画像が得られた。この画像は１万枚の連続複写後
でも変わらなかつた。又、定着性は線圧20Kg／cm
の２本の金属ロールを通過後コピーを折り曲げて
も画像は剥れなかつたまた摺擦定着性については
染色堅ろう度試験方法（JIS−LO849）に準じて
行なつたが４〜５級で良好であつた。さらに45℃
の雰囲気中で１週間の長期保存テストを行なつた
がトナーとしての性能に何ら変化は見出れなかつ
た。

〔実施例２〕実施例１において、12−ヒドロキシステアリン
酸グリセリドの替りにヘキストワツクスOP（ヘキ
スト製）を用いて固体樹脂（重量平均分子量
30000）を得た。さらに低分子量ポリエチレンと
して三井石油化学工業製405MP（重量平均分子量
4000）を用いる以外は実施例１と同様に行なつた
ところ、実施例１と同様の結果が得られた。

比較例１分子量30000のポリスチレン200ｇ及び12−ヒド
ロキシステアリン酸グリセリド85ｇを溶融混練
し、次いで冷却して、溶融混練物を得た。得られ
た溶融混練物80重量部と低分子量ポリエチレン
（ハイワツクス200p）20重量部及びマグネタイト
50重量部を使用して実施例１と同様にしてトナー
を作成した。

45℃の雰囲気中で１週間のトナーの長期保存テ
ストをおこなつたところトナー凝集によるブロツ
キング現象がみられた。

［比較例２］分子量30000のポリスチレン200ｇ及びヘキスト
ワツクスOP85ｇを溶融混練し、次いで冷却して、
溶融混練物を得た。得られた溶融混合物80重量部
と低分子量ポリエチレン（405MP）20重量部及
びマグネタイト50重量部を使用して実施例１と同
様にしてトナーを作成した。

45℃の雰囲気中で１週間トナーの長期保存テス
トをおこなつたところトナー凝集によるブロツキ
ング現象がみられた。

［比較例３］純度99.9％のスチレンモノマーの10％キシレン
溶液２Kgを80℃で撹拌しながらヘキストワツクス
OP10.5ｇ加えてゆき、開始剤にアソビスイソブ
チロニトリル0.2ｇを用いて重合を行ない重量平
均分子量約30000の固体樹脂を得た。得られた固
体樹脂80重量部と低分子量ポリエチレン（三井石
油化学工業製405MP）３重量部及びマグネタイ
ト（戸田工業製EPT−500）50重量部を使用して
実施例２と同様にしてトナーを作成した。

得られたトナーを使用して、実施例２と同様に
して線圧20Kg／cmの２本の金属ロールを通過後、
コピーを折り曲げたところトナー画像は剥れ、ま
た摺擦定着性も不十分であつた。さらに、線圧40
Kg／cmで定着をおこなつたが、耐折り曲げ性及び
摺擦定着性は不十分であつた。

［比較例４］純度99.9％のスチレンモノマーの10％キシレン
溶液２Kgを80℃で撹拌しながら官能基を有してい
ない低分子量ポリエチレン（三井石油化学工業製
ハイワツクス200p、重量平均分子量2000）を85
ｇ加えてゆき、開始剤にアソビスイソブチロニト
リル0.2ｇを用いて重合を行ない固体樹脂を得た。
この固体樹脂80重量部と低分子量ポリエチレン
（三井石油化学工業製ハイワツクス200P）20重量
部及びマグネタイト（戸田工業製EPT−500）50
重量部を使用して実施例１と同様にしてトナーを
作成した。

45℃の雰囲気中で１週間トナーの長期保存テス
トをおこなつたところ、ブリード現象に起因して
トナー凝集によるブロツキング現象がみられた。

〔実施例３〕実施例１において、12−ヒドロキシステアリン
酸グリセリドの替りにパルミチン酸アミド（日東
化学アマイドＰ）を用いて固体樹脂（重量平均分
子量28000）を。さらに低分子量ポリエチレンと
して三井石油化学工業製4202E（重量平均分子量
2400）を用いる以外は実施例１と同様に行なつた
ところ実施例１と同様の結果が得られた。

〔実施例４〕スチレンモノマーの替りにスチレン−イソブチ
ルメタクリレートコモノマー（モル比３：２）を
用いて固体樹脂（重量平均分子量25000）を作製
した以外は実施例１と同様に行なつたところ、実
施例１と同様の結果を得た。

〔実施例５〕スチレンモノマーの替りにスチレン−ｎ−ブチ
ルメタクリレート（モル比５：４）を用いて固体
樹脂（重量平均分子量25000）を作製した以外は
実施例１と同様に行なつたところ、実施例１と同
様の結果を得た。

Claims

【特許請求の範囲】１スチレン系モノマー若しくはスチレン系モノ
マーとアクリル系モノマーの混合物90〜30重量％
と、官能基を有するワツクス10〜70重量％とを重
合して得た重量平均分子量60000以下の固体樹脂
(A)100重量部と、重量平均分子量4000以下の低分子量ポリエチレ
ン(B)５〜100重量部とを含有することを特徴とす
る圧力定着性現像用トナー。２官能基を有するワツクスは、官能基としてカ
ルボキシル基、ヒドロキシ基、アミド基、グリシ
ジル基またはハロゲン基を有する特許請求の範囲
第１項の圧力定着性現像用トナー。