JPH04358159A - 電子写真用現像剤 - Google Patents

電子写真用現像剤

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JPH04358159A
JPH04358159A JP3133033A JP13303391A JPH04358159A JP H04358159 A JPH04358159 A JP H04358159A JP 3133033 A JP3133033 A JP 3133033A JP 13303391 A JP13303391 A JP 13303391A JP H04358159 A JPH04358159 A JP H04358159A
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JP
Japan
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wax
softening point
developer
toner
synthetic resin
Prior art date
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JP3133033A
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English (en)
Inventor
Yuzaburo Yoshikawa
吉川 勇三郎
Toshiaki Yamauchi
山内 俊昭
Toshiyuki Oba
大場 利幸
Akira Takano
彰 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Priority to US07/856,660 priority patent/US5292609A/en
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    • G03G9/08702Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真用現像剤、特
に加熱定着法に用いる電子写真用現像剤に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に電子写真複写機では、感光体ドラ
ム上に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像
化し、この可視像を転写紙等に転写した後、定着して複
写画像を得る。転写画像を定着する手段としては、加熱
定着と加圧定着とがある。このうち加熱ローラ表面が直
接トナーと接触し、その熱によりトナーを溶解させて定
着せしめる加熱ローラ定着がよく知られている。
【0003】ところが、この加熱ローラ定着では、加熱
ローラ表面にトナーが付着し、このトナーが被転写材に
付着してカブリが発生する、いわゆるオフセット現象が
生じやすい。このオフセット現象には、低温オフセット
と高温オフセットがある。低温オフセットとは、定着温
度が不十分なため、トナーが未定着となることにより起
こる現象であり、高温オフセットとは、溶融したトナー
の内部凝集力が定着ローラと紙との接着力より弱くなる
ために起こる現象である。
【0004】高温オフセットを防止するために、例えば
ローラ表面を弗素系樹脂、シリコンオイルなどトナー離
型性の良好な材質で表面被覆する手段、及びシリコンオ
イルのごとき離型性を有する材料を供給する手段が考え
られる。しかしながら、この手段には、高温での連続的
な使用による劣化、耐久性の問題などの欠点がある。
【0005】これに対し、トナー自身に耐オフセット性
をもたせる手段が考えられる。この手段としてトナーの
構成成分として樹脂に対し非相溶な物質を添加すること
が提案されている。しかし、耐オフセット性を高めるた
めにこの非相溶な物質を過剰に添加した場合には、トナ
ーが高温で凝集しやすくなり、トナーホッパー等の容器
からのトナー補給が困難となる。また、トナーの流動性
が悪化することにより現像器内でのトナーの攪拌が不十
分となり、トナーの帯電が阻害され、未帯電トナーによ
る画像上のチリカブリ、機内飛散等の悪影響を及ぼす。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上詳述したように、
従来の電子写真用現像剤では、現像剤の耐オフセット性
を高めるために、樹脂と非相溶な物質を過剰に加えると
、保存性、流動性等の特性が損なわれ、結果として良好
な画像が得られないという不具合があった。本発明は上
記課題を解決し、耐オフセット性,保存性,流動性及び
定着性ともに優れた電子写真用現像剤を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、現像剤中に、軟化点の異なる2種類のワッ
クスと、ビニル系重合体合成樹脂とを組み合わせて使用
することを特徴とする電子写真現像剤を提供する。
【0008】本発明の現像剤は、ポリエチレンワックス
またはポリプロピレンワックスからなる第1のワックス
及びポリエチレンワックスまたはポリプロピレンワック
スからなり、前記第1のワックスとは軟化点の異なる第
2のワックスを含有するビニル系重合体合成樹脂、及び
着色材を含む現像剤であって、前記第1のワックスは前
記重合体合成樹脂の重合時に配合され、前記第2のワッ
クスは、前記重合体合成樹脂の溶融混練時に配合され、
前記第1及び第2のワックスのいずれか一方は102〜
170℃の軟化点を有する高軟化点ワックスであり、他
方は前記高軟化点ワックスより2〜20℃低い軟化点を
有し、かつその軟化点が100〜168℃の範囲内であ
る低軟化点ワックスであることを特徴とする。
【0009】これらのワックスの軟化点は、100〜1
70℃であることが好ましく、100℃未満であると、
保存性が悪く、ブロッキングが生じやすくなり170℃
より高いと加熱しても完全に溶融しないために定着工程
において転写紙の繊維間に入り込みにくい。
【0010】高軟化点及び低軟化点ワックスの添加量は
、各々ビニル系重合体合成樹脂100重量部に対し、0
.5〜10重量部が好ましい。すなわち、溶融混練時及
びビニル重合体合成樹脂の重合時におけるワックスの添
加量は、各々ビニル系重合体合成樹脂100重量部に対
し、0.5〜10重量部が好ましい。ワックスの添加量
は、0.5重量部未満であると定着性が悪く、10重量
部を越えると流動性が悪くなる傾向となる。
【0011】高軟化点及び低軟化点ワックスは、重合時
と混練時とに別けて添加する必要がある。ビニル系重合
体合成樹脂の重合時に、ビニル系重合体合成樹脂に高軟
化点及び低軟化点ワックスの両方を添加すると、得られ
た樹脂混合物は溶融混練時にブリードする傾向がある。 特に、現像剤に対するワックスの添加量が10重量部を
越えると、その傾向が強くなる。ブリードを起こした樹
脂混合物を用いた現像剤は、ドラムに付着し、フィルミ
ングを発生する。また、ビニル系重合体合成樹脂と着色
剤との溶融混練時に高軟化点及び低軟化点ワックスの両
方を添加すると、現像剤の流動性、保存性が低下する傾
向がある。このような現像剤を用いて画像形成を行なう
と、カブリが発生し、帯電特性が悪化する。特に、現像
剤に対するワックスの添加量が10重量部を越えると、
その傾向が強くなる。
【0012】これに対し、重合時及び溶融混練時に、1
0重量部ずつのワックスを別々に添加すると、たとえワ
ックスの添加量が10重量部を越え、20重量部になっ
ても、溶融混練時の樹脂混合物のブリードは発生せず、
また得られた現像剤の流動性、保存性は良好となる。こ
のようなことから、本発明においては、高軟化点及び低
軟化点ワックスは、いずれか一方が重合時に、他方が溶
融混練時に添加される。
【0013】高軟化点ワックスと低軟化点ワックスとの
軟化点の差は、2〜20℃である。現像剤中に、このよ
うに軟化点に差があるワックスを使用すると、この現像
剤を使用した画像形成において、定着後に次第に冷却さ
れる現像剤中のワックスの固化時間が遅延され、ワック
スが現像剤表面にしみ出し易くなるので良好な定着性が
得られる。この軟化点の差が、2℃より小さいと2種の
ワックスの軟化点が近すぎるため、ワックスが現像剤表
面に十分に染み出ないうちに、短い時間でワックスが固
まる。このため、定着後の現像剤表面のワックス量が少
なくなり、耐摩耗性が不十分となる。軟化点の差が、2
0℃より大きいと、2種ワックスの軟化点が離れすぎて
いるため、定着の段階で現像剤を高軟化点ワックスが溶
ける温度まで加熱すると、軟化点の低いワックスが溶け
すぎて耐オフセットが不十分になる。
【0014】ここでいうビニル系重合体合成樹脂のもと
のビニル系樹脂としては、ポリビニルブチラール、ポリ
ビニルアルコールのようなビニル樹脂、ポリアクリル酸
、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル
のようなアクリル樹脂、ポリスチレン、ポリメチルスチ
レンのようなスチレン樹脂等があげられる。
【0015】さらに、現像剤の結着剤として用いられる
樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共
重合体、スチレン−アクリル共重合体等のスチレン系共
重合体、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体
、エチレン−ビニルアルコール共重合体等のエチレン系
共重合体、フェノール系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエ
ステル樹脂、マレイン酸系樹脂、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリアクリル酸、ポリビニルブチラール、脂肪族
炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、芳香族炭化水素等
のいわゆる石油樹脂、塩素化パラフィン等及びこれらの
混合物を用いることができる。
【0016】現像剤に用いられる着色剤としては、例え
ばカーボンブラック、ファーストイエローG、ベンジジ
ンイエロー、ピグメントイエロー、インドファースト、
オレンジ、イルガジンレッド、カーミンFB、パーマネ
ントボルドーFRR、ピグメント・オレンジR、リソー
ルレッド2G、レーキ・レッドC、ローダミンFB、ロ
ーダミンBレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメント
ブルー、ブリリアント・グリーンB、フタロシアニング
リーン、キナクリドンなどの公知の着色剤を使用するこ
とができる。
【0017】また、この現像剤には、キャリア粒子によ
り与えられる帯電量を制御する目的で、金属染料、ニグ
ロシン系、ポリアミン系等の帯電防止剤を添加すること
ができる。これらの帯電制御剤は核トナーおよび/また
は表面処理剤に混合して用いることができる。
【0018】さらにまた、着色粒子の流動性、耐凝集性
を向上させるため、必要に応じて例えばコロイド状シリ
カのような着色粒子と同極性の疎水化されたコロイド状
粒子を添加することもできる。
【0019】着色粒子の流動性の向上や帯電量の安定化
のためには、コロイド状シリカ以外にも、酸化アルミニ
ウム、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネ
シウム、酸化カルシウム、酸化スズ、ケイ素、酸化イン
ジウム、酸化セリウム、三酸化モリブデン等の無機酸化
物、表面をリランカップリング剤、チタンカップリング
剤等のカップリング剤、シリコーンオイル等により表面
処理された無機酸化物、ポリスチレン、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、スチレン−アクリル共重合体等のスチ
レン系共重合体、ポリエチレン及びエチレン系共重合体
、ポリメチルメタクリレート等の脂肪族共重合体、脂環
族共重合体、シリコーン樹脂、テフロン等の樹脂微粉末
、表面をカップリング剤、シリコーンオイル等で表面処
理された樹脂微粉末、マグネタイト、フェライト等の磁
性粉を添加しても良い。なお、本発明における現像剤の
帯電極性は正であっても負であっても良い。
【0020】本発明の現像剤の50%体積平均粒径は、
5〜20μmであることが好ましい。5μmより小さい
と流動性が悪くなることにより、画像が濃度不足となる
傾向となり、20μmより大きいと粒径30μm以上の
粗大現像剤の量が多く存在することにより現像剤中の低
帯電現像剤の占める割合が増えるため画像のカブリが増
加する傾向となる。実用上、このような粒径30μm以
上の粗大現像剤の含有量は、全現像剤量の5重量%以下
であることが好ましい。さらにまた、本発明の現像剤の
50%個数平均粒径/50%体積平均粒径は、0.5以
上であることが好ましく、0.5未満であると、粒度分
布が広いことを示し、微粉現像剤及び粗大現像剤が増加
し、画像上にチリ、カブリ等の欠陥が現れる。
【0021】また、前記現像剤のガラス転移点は40〜
70℃以下が好ましく、40℃未満のとき保存性及び定
着性が悪くなり、70℃を越えるとき保存性は良好であ
るが、定着性が悪い。
【0022】本発明の現像剤は、例えば着色剤、流動剤
及び結着樹脂等を含む現像剤成分を混合、粉砕及び分級
して得られる核トナーと、飽和あるいは不飽和脂肪酸及
びビニル系重合体樹脂含む表面処理剤とを予備混合して
オーダードミクスチュアを形成しこのオーダードミクス
チュアを造粒機を用いて造粒することによって製造する
ことができる。ここでオーダードミクスチュアとは、核
トナーの表面に表面処理剤をまぶしただけの状態をいい
、OMタイザーを用いて形成することができる。
【0023】
【作用】本発明の現像剤では、軟化点102〜170℃
の高軟化点ポリエチレンワックスあるいは高軟化点ポリ
プロピレンワックスと、高軟化点ワックスよりもその軟
化点が2〜20℃低く、100〜168℃の軟化点を有
する低軟化点ポリエチレンワックスあるいはポリプロピ
レンワックスとのいずれか一方がビニル系重合体合成樹
脂の重合時に、他方が得られたビニル系重合体合成樹脂
と着色剤及び帯電制御剤等との溶融混練時に添加されて
いる。すなわち、本発明の現像剤は、2種の軟化点を有
するワックスを含有するため、熱定着させた後、冷却さ
れる現像剤中のワックスの固まり始めから固まり終わり
までの時間が、1種の軟化点を有するワックスに比べて
遅延される。そのため、現像剤中ワックスが液体状態に
ある時間が長くなり、表面にしみ出てくるワックスの量
が多くなる。その効果により定着ローラとの離型性が高
く、耐摩耗性、耐オフセットに優れ、定着性能が良いト
ナーを得ることができる。
【0024】これに対し、軟化点の異なる2種のワック
スを含有していたとしても、それらを樹脂重合時同時に
含有あるいは、溶融混練時同時に添加させた現像剤は非
常にワックスの分散性が悪いトナーになってしまい、流
動性、保存性に悪影響をおよぼしてしまう。
【0025】また、1種のワックスのみを使用して現像
剤中のワックスが液体状態にある時間を長くするために
は、定着システムを高熱量に設計する必要がある。しか
しながら、これでは、耐オフセットが悪くなる。したが
って、本発明の現像剤においては、樹脂重合時と溶融混
練時に別々に異なる軟化点のワックスが添加される。
【0026】
【実施例】まず、本発明の現像剤を用いる画像形成装置
の一例としての複写装置の基本的構成を図1に示す。
【0027】図1に示すように、複写機本体1の略中央
部には、像担持部材としての感光体2が、矢印方向に回
転可能に設けられている。この感光体2の周囲には、そ
の回転方向に沿って、帯電チャージャ3、スリットガラ
ス4、現像装置5、転写帯電器6、クリーナ7、及び除
電器8が順次配列されている。また、本体1の上部には
、原稿を露光する光学系9が設けられており、本体1の
下部には、給紙カセット10が装着されている。この給
紙カセット10から用紙が供給され、この用紙は、搬送
路11に沿って搬送されるようになっている。搬送路1
1には、用紙の搬送方向に沿って、レジストローラ12
、定着器13、及び排紙ローラ14が配設されている。 なお、15は排紙トレイであり、16は原稿台である。
【0028】上述した複写装置における複写プロセスは
、次の通りである。まず、光学系9により、原稿台16
上の原稿に光が照射され、その反射光は、結像レンズア
レイ4を介して感光体2に結像され、感光体2上に静電
潜像が形成される。この静電潜像に、現像装置5から供
給されたトナーが付着し、静電潜像が顕像化される。 一方、給紙カセット10から供給された用紙は、感光体
2と転写帯電器6との間に送られ、感光体2の顕像が用
紙に転写される。その後、用紙は、搬送路11に沿って
ヒートローラ54とプレスローラ55とからなる定着器
13へと搬送され、ここで定着された後、排紙ローラ1
4を介して排紙トレイ15上に排出される。この排紙ロ
ーラ14と、排紙トレイ15との間には、排紙/反転切
替ゲート67が設けられており、この切替ゲート6が排
紙側にあるとき、上述のように定着後の用紙が排紙トレ
イ15に排出されるが、この切替ゲート67が反転側に
あるとき、片面に画像が形成された用紙は、搬送路66
より反転装置に導入される。反転装置において、片面に
画像が形成された用紙は反転され、再び搬送路11に導
入されて、もう一方の面にも画像が形成される。このよ
うな構成を有する複写装置を使用し、以下の組成を有す
る現像剤による画像形成を行なった。 実施例1
【0029】   スチレン−アクリル共重合体合成樹脂(CPR−1
00:三井東圧化学)に軟化点120 ℃のポリエチレ
ンワックス(三井ハイワックス210P:三井石油化工
)5重量部を重合時に含有させたもの                          
                         
        100重量部  軟化点108 ℃の
ポリエチレンワックス(サンワックス131P:三洋化
成)                       
     5重量部  カーボンブラック(MA−60
0:三菱化成)                10
重量部  帯電制御剤(S−34:オリエント化学) 
               3重量部
【0030】
以上の材料を混合した後、混練機(加圧ニーダー)を用
いて約100℃にて30分間混練後、粉砕し、更にI型
ジェットミル−DS分級機にて微粉砕し、風力分級にて
50%体積平均粒径12.0μmのトナーを得た。
【0031】このようにして得たトナーと日本鉄粉フェ
ライトキャリアF−150をトナー比濃度4%になるよ
うに混合して現像剤を製造し、東芝製複写機レオドライ
4810で複写画像を形成させたところ、画像濃度1.
30、カブリ0.1%の鮮明な画像が得られた。
【0032】また、このトナーの定着率を次のようにし
て求めた。先ず、画出し用のチャート(ステップチャー
ト)にて画出しを行い、次に、マクベス社製RD−91
4にて画像濃度を測定し、堅牢後濃度/堅牢前濃度を求
め、これを定着率とした。その結果、定着率は、91%
であった。オフセットは発生しなかった。 実施例2
【0033】   スチレン−アクリル共重合体合成樹脂(CPR−1
00:三井東圧化学)に軟化点122 ℃ポリエチレン
ワックス(三井ハイワックス410P:三井石油化工)
5重量部を重合時に含有させたもの         
                     100重
量部  軟化点114 ℃のポリエチレンワックス(三
井ハイワックス320P:三井石油化工)      
              5重量部  カーボンブ
ラック(MA−600:三菱化成)         
       10重量部  帯電制御剤(S−34:
オリエント化学)                 
     3重量部以上の材料を用い、実施例1と同様
にしてトナーを得た。
【0034】このようにして得たトナーと日本鉄粉フェ
ライトキャリアF−150をトナー比濃度4%になるよ
うに混合して現像剤を製造し、東芝製複写機レオドライ
4810で複写画像を形成させたところ、画像濃度1.
30、カブリ0.1%の鮮明な画像が得られた。
【0035】また、このトナーの定着率を次のようにし
て求めた。先ず、画出し用のチャート(ステップチャー
ト)にて画出しを行い、次に、マクベス社製RD−91
4にて画像濃度を測定し、堅牢後濃度/堅牢前濃度を求
め、これを定着率とした。その結果、定着率は、88%
であった。このときオフセットは発生しなかった。 実施例3
【0036】   スチレン−アクリル共重合体合成樹脂(Uni−3
500:三洋化成)に軟化点150 ℃ポリプロピレン
ワックス(ビスコール550P)4重量部を重合時に含
有させたもの                          
                         
        100重量部  軟化点145 ℃の
ポリプロピレンワックス(ビスコール660P:三洋化
成)                       
       1重量部  カーボンブラック(MA−
600:三菱化成)                
10重量部  帯電制御剤(S−34:オリエント化学
)                      2重
量部以上の材料を用いて実施例1と同様にしてトナーを
得た。
【0037】このようにして得たトナーと日本鉄粉フェ
ライトキャリアF−150をトナー比濃度4%になるよ
うに混合して現像剤を製造し、東芝製複写機レオドライ
4810で複写画像を形成させたところ、画像濃度1.
30、カブリ0.1%の鮮明な画像が得られた。
【0038】また、このトナーの定着率を次のようにし
て求めた。先ず、画出し用のチャート(ステップチャー
ト)にて画出しを行い、次に、マクベス社製RD−91
4にて画像濃度を測定し、堅牢後濃度/堅牢前濃度を求
め、これを定着率とした。その結果、定着率は、85%
であった。このときオフセットは発生しなかった。 比較例1   軟化点122 ℃ポリエチレンワックス(三井ハイ
ワックス410P)15重量部を重合時に含有させたス
チレン−アクリル共重合体合成樹脂(CPR−100:
三井東圧化学)                  
        100重量部  軟化点114 ℃ポ
リエチレンワックス(三井ハイワックス320P:三井
石油化工)                  15
重量部  カーボンブラック(MA−600:三菱化成
)                10重量部  S
−34    (オリエント化学)         
                     3重量部
以上の材料を用いて実施例1と同様にしてトナーを得た
【0039】このようにして得たトナーと日本鉄粉フェ
ライトキャリアF−150をトナー比濃度4%になるよ
うに混合して現像剤を製造し、東芝製複写機レオドライ
4810で複写画像を形成させたところ、画像濃度1.
30、カブリ0.1%の鮮明な画像が得られた。
【0040】また、このトナーの定着率を次のようにし
て求めた。先ず、画出し用のチャート(ステップチャー
ト)にて画出しを行い、次に、マクベス社製RD−91
4にて画像濃度を測定し、堅牢後濃度/堅牢前濃度を求
め、これを定着率とした。その結果、定着率は、88%
であった。このときオフセットが発生し、現像剤の流動
性が著しく低下した。 比較例2
【0041】   軟化点145 ℃ポリプロピレンワックス(ビスコ
ール660P)4重量部を含有させたスチレン−アクリ
ル共重合体合成樹脂(Uni−3500:三洋化成) 
                         
                         
         100重量部  軟化点114 ℃
ポリエチレンワックス(三井ハイワックス320P:三
井石油化工)                   
 5重量部  カーボンブラック(MA−600:三菱
化成)                10重量部 
 帯電制御剤(S−34オリエント化学)      
                  3重量部以上の
材料を用い、実施例1と同様にしてトナーを得た。
【0042】このようにして得たトナーと日本鉄粉フェ
ライトキャリアF−150をトナー比濃度4%になるよ
うに混合して現像剤を製造し、東芝製複写機レオドライ
4810で複写画像を形成させたところ、画像濃度1.
30、カブリ0.1%の鮮明な画像が得られた。また、
このトナーの定着率を実施例1と同様にして求めたとこ
ろ、88%であった。このとき、オフセットが発生した
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐摩耗性、定着性、耐オフセット性とも優れた電子写真
用現像剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の現像剤を用いることができる画像形成
装置の一例を示す図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ポリエチレンワックスまたはポリプロ
    ピレンワックスからなる第1のワックス及びポリエチレ
    ンワックスまたはポリプロピレンワックスからなり、前
    記第1のワックスとは軟化点の異なる第2のワックスを
    含有するビニル系重合体合成樹脂、及び着色材を含む現
    像剤であって、前記第1のワックスは前記重合体合成樹
    脂の重合時に配合され、前記第2のワックスは、前記重
    合体合成樹脂の溶融混練時に配合され、前記第1及び第
    2のワックスのいずれか一方は102〜170℃の軟化
    点を有する高軟化点ワックスであり、他方は前記高軟化
    点ワックスより2〜20℃低い軟化点を有し、かつその
    軟化点が100〜168℃の範囲内である低軟化点ワッ
    クスであることを特徴とする電子写真用現像剤。
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