JPH0470632B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、静電潜像などを現像後に熱ローラー
定着を行なうのに適したトナーに関する。 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号公報など多数の方法が知られているが、
一般には光導電物質を利用し、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、必要に応じて紙などの転
写材にトナー画像を転写した後、加熱・加圧或い
は溶剤蒸気などにより定着し複写物を得るもので
ある。 これらの方法に於てトナー像を紙などに定着す
る工程に関しては種々の方法や装置が開発されて
いる。現在、最も一般的な方法は熱と圧力を同時
に適用するいわゆる熱ロール定着方式であり、こ
れはトナー像を担持している受像シートを加熱さ
れたローラーと接触させてトナー像を受像シート
に定着させる方法である。火災の危険が少なく、
また、熱損失が少なく安全性、省エネルギーの立
場から利点がある。しかしながら、このような定
着方式を利用すると従来のトナーではいわゆるオ
フセツト等のトラブルを生じやすかつた。 オフセツトは、受像シートに担持されたトナー
像の一部がローラー表面に転移する現象であり、
その後に受像シートをローラーに通して像を定着
させる時に、ローラー表面に転移したトナーが再
び受像シート上に転移し、画像を汚すというトラ
ブルが生じる。 特公昭51−23354号公報に記載されているよう
に、このオフセツト現象は低分子量樹脂を用いた
場合に生じやすい。その対策として重合度を大き
くして分子量を大きくすることが考えられるが、
単純にそれだけでは定着温度が上昇し、耐オフセ
ツト性が悪くなることがわかつた。そこで、低分
子量樹脂と高分子量樹脂をブレンドして適当な分
子量分布を持つ樹脂を作成し、定着温度の上昇を
防止し、耐オフセツト性の良好なトナーの製造が
試みられてきたが、樹脂の相溶性が不良な場合が
多い。そのために、耐オフセツト性が改善できな
いばかりか、磁性体、荷電制御剤、および着色顔
料などの分散が不均一になり、現像時にカブリ
や、解像力の低下などの現像が生じやすい。 トナー像と接触するローラーは通常、離型性の
よいシリコーンゴムもしくはフツ素系樹脂によつ
て少なくとも表面層が形成されているが、その表
面にオフセツト防止のため及びローラー表面の疲
労を防止するためにシリコーンオイルのような離
型性の油を塗布する方式もある。しかしながら油
を塗布する方式では、油塗布系を設けることによ
り定着装置が複雑になること及び油の蒸発により
使用者に不快感を与えること等の問題がある。そ
れゆえ、油塗布によつてオフセツトを防止せんと
する方向は好ましくなく、むしろ定着温度領域の
広い耐オフセツト性の良好なトナーの開発が望ま
れているのが現状である。 また、当然のことではあるが、トナーは定着特
性以外にも耐ブロツキング特性、現像特性、転写
性、クリーニング性等において優れていることが
必要であるが、従来のトナーは下記のような欠陥
を一つ又はそれ以上有していた。すなわち、加熱
によつて容易に溶融するトナーの多くは貯蔵中も
しくは複写機内においてケークするか凝集しやす
い。多くのトナーは環境の湿度変化によつて、そ
の摩擦電気的特性及び流動特性が不良になる。ま
た、多くのトナーでは、連続使用による繰り返し
の現象によるトナー粒子とキヤリアー粒子の衝突
及びそれらと感光板表面との接触によるトナー、
キヤリアー粒子及び感光板の相互劣化によつて、
得られる画像の濃度が変化し、或いは背景濃度が
増し、複写物の品質を低下させる。さらに多くの
トナーでは、潜像を有する感光板表面へのトナー
の付着量を増して、複写画像の濃度を増大させよ
うとすると、通常背景濃度が増し、いわゆるカブ
リ現象を生じる。従つて、種々のトナー特性が優
れており、且つ熱ローラ定着法に適しているトナ
ーが待望されている。 本発明の目的は、上述した従来のトナーの欠陥
を克服した、優れた物理的及び化学学的特性を有
するトナーを提供することにある。 本発明の目的は、定着性が良好で特に耐オフセ
ツト性の良好な熱ローラー定着用トナーを提供す
るものである。 更に、本発明の目的は、荷電性が良好でしかも
使用中に安定した荷電性を示し、鮮明でカブリの
ない画像の得られる熱ローラー定着用トナーを提
供するものである。 更に、本発明の目的は、流動性に優れ、凝集を
起さず、耐衝撃性にも優れている熱ローラー定着
用トナーを提供するものである。 更に、本発明の目的は、トナー保持部材或いは
感光体表面への付着物の少ない熱ローラー定着用
トナーを提供するものである。 更に、本発明の目的は、磁性現像剤とした場合
には、良好で均一な磁性を示し、熱ローラー定着
が可能な磁性トナーを提供するものである。 具体的には、本発明は、ブロツク共重合重量比
が10／90〜90／10である、スチレン系重合体とエ
チレン系オレフイン重合体とのブロツク共重合体
を５〜70重量部、スチレン系重合体を95〜20重量
部、及び140℃における溶融粘度が10〜10⁶cpsの
エチレン系重合体を該ブロツク共重合体よりも少
ない量で且つ0.1〜10重量部を含有する樹脂成分
と、染料、顔料及び／又は磁性粉の着色物質とを
溶融混練後、冷却し、粉砕して調製されたことを
特徴とする熱ローラー定着用トナーに関する。 上記ブロツク共重合体において、主としてスチ
レン系重合体は、トナーの現像特性を良好にせし
め、エチレン系オレフイン重合体は、定着特性を
向上せしめることに寄与している。 本発明トナーのより好ましい態様としては、ス
チレン系重合体とエチレン系オレフイン重合体の
ブロツク共重合体を５〜70重量部、さらにスチレ
ン系重合体を95〜20重量部、および140℃におけ
る溶融粘度が10〜10⁶cps（好ましくは50〜10⁵cps）
のエチレン系重合体を該ブロツク共重合体よりも
少ない量で且つ0.1〜10重量部（より好ましくは
0.2〜５重量部）の割合で含有するトナーである。 該ブロツク共重合体よりもエチレン系共重合体
の含有量が多いと、ポリマー同志の相溶性だけで
はポリマーの分散の均一性を良好には維持し得な
くなる。 前述したように、単純に低分子量ポリマーと高
分子量ポリマーをブレンドすることによつつて、
適当な分子量分布を持つポリマーを製造し、定着
温度の上昇や、耐オフセツト性対策が検討された
が、ポリマー同志の相溶性が不良になりやすく、
必ずしも耐オフセツト性は良好でなかつた。これ
に反して、上記ブロツク共重合体を含有するトナ
ーは、スチレン系重合体と、エチレン系オレフイ
ン重合体の両方に相溶性が良いため、適当な分子
量分布を持つ均一なポリマーブレンドを製造する
ことができる。そのため、ブロツク共重合体、ス
チレン系重合体及びエチレン系重合体を特定量含
有するトナーは、優れた現像性を有し、定着温度
が低く耐オフセツト性も十分に優れている。 本発明で使用するスチレン系重合体エチレン系
オレフイン重合体のブロツク共重合体を構成する
スチレン系重合体とはスチレン系モノマーの単重
合体もしくは共重合体である。スチレン系モノマ
ーとは、スチレン及びその置換体もしくは誘導体
であり、例えば、スチレン、ビニルトルエン、ｐ
−クロルスチレン、ｐ−ブロムスチレンなどであ
る。このような重合体としては、例えばポリスチ
レン、ポリビニルトルエン、スチレン−ビニルト
ルエン共重合体などがある。本発明のブロツク共
重合体を構成するエチレン系オレフイン重合体は
エチレン系オレフインモノマーの単重合体もしく
は共重合体であり、エチレン系オレフインモノマ
ーとは、エチレン及びそのアルキル置換体であ
り、例えばエチレン、プロピレン、ブチレンなど
がある。 上記ブロツク共重合体の重量平均分子量は5000
〜10⁶が良く、スチレン系重合体とエチレン系オ
レフイン重合体とのブロツク共重合比は、重量比
で10／90〜90／10が混合されるスチレン系重合体
とエチレン系重合体との相溶性の点で良い。 このようなスチレン系重合体とエチレン系オレ
フイン重合体のブロツク共重合体としては、例え
ばシエル化学製のクレイトンＧ−1650及びクレイ
トンＧ−1652などがある。 さらにトナーの結着樹脂中に上記ブロツク共重
合体と混合して用いるスチレン系重合体は、スチ
レン系モノマーの単重合体もしくは共重合体であ
り、スチレン系モノマーとは、スチレン及びその
置換体もしくは誘導体である。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−クロルスチレン、ｐ−ブロムスチレンな
どがある。スチレン系モノマーと他のビニルモノ
マーとの共重合体とする場合には、コモノマーと
して、例えばアクリル酸、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、アクリルアミドなどのような二重結合を
有するモノカルボン酸もしくはその置換体；例え
ばマレイン酸、マレイン酸ブチル、マイレン酸メ
チル、マレイン酸ジメチルなどのような二重結合
を有するジカルボン酸及びその置換体；例えば塩
化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルなどのよ
うなビニルエステル類；例えばビニルメチルケト
ン、ビニルヘキシルケトンなどのようなビニルケ
トン類；例えばビニルメチルエーテル、ビニルエ
チルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどの
ようなビニルエーテル類；例えばブタジエン、イ
ソプレン、ピペリレンなどの共役ジエンを有する
モノマー類；例えばジビニルベンゼン、ジビニル
ナフタレンなどのような芳香族ジビニル化合物；
例えばエチレングリコールジアクリレート、エチ
レングリコールジメタクリレート、１，３−ブタ
ンジオールジメタクリレートなどのような二重結
合を２個有するカルボン酸エステル；例えばジビ
ニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスル
フイド、ジビニルホン酸などのジビニル化合物が
ある。 トナーの結着樹脂中に前記ブロツク共重合体と
混合して用いうる140℃における溶融粘度が10〜
10⁶cps（より好ましくは50〜10⁵cps）のエチレン
系重合体としては、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルア
クリレート共重合体、ポリエチレン骨格を有する
アイオノマーなどがある。このエチレン系重合体
により、定着特性、現像特性がより改善される。 また、本発明トナーに使用する着色物質として
は公知のものが使用可能である。例えばカーボン
ブラツク、グラフアイト、ニグロシン、モノアゾ
染料の金属錯体（特公昭41−20153号公報、同43
−17955号公報、同43−27596号公報、同44−6397
号公報、同45−26478号公報記載のもの）、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など
の染顔料が使用できる。 また磁性トナーとする場合には磁性粉として、
強磁性の元素及びこれらを含む合金、化合物など
である。マグネタイト、ヘマタイト、フエライト
などの鉄、コバルト、ニツケル、マンガンなどの
合金や化合物、その他の強磁性合金など従来より
磁性材料として知られている物質などを添加すれ
ばよく、これらの磁性材料を平均粒径約0.01〜５
ミクロン（好ましくは0.1〜１ミクロン）の微粉
末としてトナー重量の約１〜60重量％（好ましく
は15〜45重量％）の割合で添加すればよい。 さらに、本発明のトナーは必要に応じて鉄粉、
ガラスビーズ、ニツケル粉、フエライト粉などの
キヤリアー粒子と混合させて、電気的潜像の現像
剤として用いられる。また粉体の自由流動性改良
の目的でコロイド状シリカ微粉末やトナー固着防
止のために酸化セリウムなどの研摩剤微粒子と混
合して用いることもできる。 さらに本発明のトナーに適用される現像方法は
特に限定されないが、米国特許第2874063号明細
書に記載されている磁気ブラシ法、同第2221776
号明細書に記載されているカスケード現像法、特
開昭54−42141号特開昭55−18656号に記載されて
いる絶縁性磁性トナーを用いる方法、米国特許第
3909258号明細書に記載されている導電性の磁性
トナーを用いた方法、高抵抗の磁性トナーを用い
る方法、などがある。また、磁気潜像を現像する
ものでもよい。 以下に本発明を実施例により具体的に示す。 実施例 １ ポリスチレンとポリ（エチレン−ブチレン）の
ブロツク共重合体（商品名クレイトンＧ−1650シ
エル化学製；ブロツク共重合重量比80：20）35重
量部、ポリスチレン65重量部、140℃における溶
融粘度120cpsのポリエチレン５重量部、マグネタ
イト67重量部、および金属錯塩染料（商品名、ザ
ボンフアーストブラツクＢ、BASF社製）２重量
部をロールミルで溶融混練し、冷却後、スピード
ミルを用いて粗粉砕し、次いでエアージエツト方
式による微粉砕機で微粉砕した。得られた微粉末
を分級して５〜20μの粒度分布を持つトナーとし
た。このトナー100重量部と疎水性コロイダルシ
リカ0.3重量部とを混合し、現像剤とした。この
現像剤を市販の乾式電子写真複写機（商品名、
NP−200J、キヤノン製）を用いて画出しを行な
つた、細線再現の優れた画像が得られ、またオフ
セツト現象は見られず定着温度域も広かつた。１
万枚の耐久テストを行なつたが、耐オフセツト性
は良好だつた。 実施例 ２ ポリスチレンをスチレン−メタクリル酸ブチル
共重合体に代えることを除いては実施例１と同様
に行なつたところ、実施例１とほぼ同様の結果が
得られた。 実施例 ３ クレイトンＧ−1650をより分子量の小さいクレ
イトンＧ−1652（ブロツク共重合重量比80：20）
に代えることを除いては実施例１と同様に行なつ
たところ、実施例１とほぼ同様の結果が得られ
た。 実施例 ４ ポリエチレンを140℃における溶融粘度が
280cpsのポリプロピレンに代えることを除いては
実施例１と同様に行なつたところ、実施例１とほ
ぼ同様の結果が得られた。 実施例 ５ ポリスチレンをポリーαメチルスチレンに代え
ることを除いては実施例１と同様に行なつたとこ
ろ、実施例１同様鮮明な画像が得られ、耐オフセ
ツト性も良好であつた。 実施例 ６ 実施例１においてクレイトンＧ−1650を60重量
部、ポリスチレンを37重量部およびポリエチレン
を３重量部に代えることを除いては実施例１と同
様に行なつた結果、初期画像１万枚耐久等の画像
ともに良好で耐オフセツト性も良好であつた。 比較例 １ 実施例１においてクレイトンＧ−1650とポリエ
チレンを除いてポリスチレンを100重量部にする
こと以外は実施例１と同様に行なつたところ、良
好な画像が得られたが、１万枚のランニングテス
トにおいて画像にカブリが生じ解像力が低下し
た。また耐オフセツト性は不良であつた。 以下、実施例１と比較例１の定着性と耐オフセ
ツト性を表１に示す。

【表】 但し、耐オフセツト性、定着性は以下の如く測
定した。 耐オフセツト性については１対の加熱定着ロー
ラー（画像面ポリテトラフルオロエチレンローラ
ー）を用い低速度は100mm／secで定着ローラー表
面温度を所定の温度に設定し、ベタ黒画像を通し
た。オフセツトはローラー上に付着したトナーを
白色の紙（商品名：JKワイパー150、十キンバリ
ー社製）でこすり、全く汚れないものを〇、若干
汚れるものを△、相当汚れるものを×とした。 定着性については、前記の紙で画像を10回こす
り、画像に変化が認められず、かつ紙が殆ど汚れ
ないものを〇、画像に変化は認められないが、紙
が若干汚れるものを△、画像に変化が認められ、
紙が汚れるものを×とした。 以上の如く、各実施例のトナーはカブリが少な
く、解像力、画像濃度が高く、しかも耐オフセツ
ト性の良好な結果を示していた。 比較例 ２ 140℃における溶融粘度120cpsのポリエチレン
30重量部を使用するほかは、実施例１と同様にし
てトナーを調製し、現像剤を得た。 得られた現像剤を使用して実施例１と同様にし
て画出し試験及び熱ローラー定着試験を行なつた
ところ、温度210℃においては耐久枚数約7000枚
でオフセツト現象がみられ、また現像工程におい
ては、実施例１と比較して画像濃度の低下及びカ
ブリ現象の悪化がみられた。 比較例 ３ 140℃における溶融粘度120cpsのポリエチレン
40重量部を使用するほかは、実施例１と同様にし
てトナーを調製し、現像剤を得た。 得られた現像剤を使用して実施例１と同様にし
て画出し試験及び熱ローラー定着試験を行なつた
ところ、比較例２の場合よりさらに多数枚耐久性
が低下した。 比較例 ４ 140℃における溶融粘度120cpsのポリエチレン
26重量部を使用するほかは、実施例１と同様にし
てトナーを調製し、現像剤を得た。得られた現像
剤を使用して実施例１と同様にして画出し試験及
び熱ローラー定着試験を行なつたところ、ポリエ
チレンの含有量が多くて分散が不良になつたため
に、耐久枚数約10000枚でオフセツト現象がみら
れ、また現像工程においては、実施例１と比較し
て画像濃度の低下及びカブリ現象の悪化がみられ
た。 比較例 ５ ポリスチレンとポリエチレンとのブロツク共重
合体を35重量部、ポリスチレンを65重量部、140
℃における溶融粘度120cpsのポリエチレン５重量
部、金属錯塩染料（商品名；ザボンフアーストブ
ラツクＢ、BASF社製）２重量部及びカーボンブ
ラツク５重量部を熱トルエン中に分散溶解し、ボ
ールミルにて混合し、噴霧乾燥して粘度分布５〜
20μmのトナーを製造した。 得られたトナー３重量部、キヤリア100重量部
及び外添剤0.05重量部とを混合して、現像剤と
し、熱ローラー定着器を装着した市販の複写機で
画出しを行なつたところ、定着オフセツトにより
300枚付近より裏汚れが発生し、800枚を過ぎる付
近より、使用に耐えられなくなつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブロツク共重合重量比が10／90〜90／10であ
   る、スチレン系重合体とエチレン系オレフイン重
   合体とのブロツク共重合体を５〜70重量部、 スチレン系重合体を95〜20重量部、及び 140℃における溶融粘度が10〜10⁶cpsのエチレ
   ン系重合体を該ブロツク共重合体よりも少ない量
   で且つ0.1〜10重量部を含有する樹脂成分と、 染料、顔料及び／又は磁性粉の着色物質とを溶
   融混練後、冷却し、粉砕して調製されたことを特
   徴とする熱ロール定着用トナー。