JPH0481863A - 電子写真用トナー - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
式複写機やレーサービームプリンタ等の、いわゆるカー
ルソンプロセスを応用した画像形成に使用される電子写
真用トナーに関するものである。
ーを含む現像剤を、内部に磁極を備えた現像スリーブの
外周に保持させていわゆる磁気ブラシを形成する。次に
、この磁気ブラシを、表面に静電潜像か形成された感光
体に摺接させて、上記電子写真用トナーを静電潜像に静
電付着させることで、トナー像に顕像化する。次に、上
記トナー像を、感光体表面から紙上に転写し、さらに定
着ローラによって紙上に定着させれば、画像形成が完了
する。
、定着用樹脂中に、カーボンブラック等の着色剤や電荷
制御剤等を配合し、これを所定の粒度に造粒したものか
用いられる。
ラの汚れ等の、いわゆるオフセットの発生や、特に、定
着温度か低い場合におけるトナー像の紙への定着不良(
低温定着性の悪化)等の問題か生じるおそれがある。
定着用樹脂の分子量が高い場合に主として発生する。一
方、オフセットは、定着用樹脂の分子量が低い場合に主
として発生する。
、低分子量の樹脂と高分子量の樹脂とを併用した電子写
真用トナーが種々提案されている(例えば、特開昭56
−16144号公報、特開昭60−36’44号公報等
参照)。
が不十分であるため、特に、画像形成袋装置内部の温度
が高温になる低速機においてブロッキングを発生して、
トナーホタルや雨フリ、クリーニング不良等を引き起こ
すという問題があった。
トナー像の用紙への転写時に、感光体と用紙との間に挾
まって周囲に隙間を作り、トナーが転写されずに白く画
像が残るものであり、雨フリは、感光体ドラムの表面に
融着したトナーが、形成画像に筋状の跡を残すものであ
る。また、クリーング不良は、感光体ドラムをクリーニ
ングするブレードにブロッキングしたトナーが付着する
もので、上記トナーホタルや雨フリの原因となる。
曲げた際に用紙から剥離しゃすく、耐折り曲げ性に劣る
という問題もある。
低温定着性、耐オフセット性、耐熱性に優れると共に、
耐折り曲げ性にも優れた電子写真用トナーを提供するこ
とを目的としている。
決するため、発明者らは、定着用樹脂としてのスチレン
−アクリル系共重合体の物性と、電子写真用トナーの耐
熱性、耐折り曲げ性との関係について検討を行った。そ
の結果、スチレン−アクリル系共重合体中のスチレンの
含有割合を多くして、定着用樹脂のガラス転移温度を高
くすれば、耐熱性を向上できることを見出した。
分を定着用樹脂中に含有させると、トナーの耐折り曲げ
性を向上できることを見出した。上記高分子量の成分の
含有により、耐折り曲げ性が向上する原因は、以下のよ
うに考えられる。すなわち、上記高分子量の成分は、熱
や機械的剪断力によって主鎖が切断されやすく、熱混練
時等に、主鎖の切断によってより分子量の小さい多数の
重合体となり、末端官能基の量を増加させて、定着用樹
脂の紙への接着性を向上させる。また、分子量が低下す
る分、定着用樹脂の柔軟性が向上して、紙への追従性が
良くなり、上記紙への接着性の向上と相俟って、耐折り
曲げ性が向上するのである。
チレンの含有割合を多くし、かつ前記高分子量の成分を
含有させるべく、スチレン−アクリル系共重合体の分子
量分布の限定と併せて、さらに検討を行った結果、本発
明を完成するに至った。
ェーションクロマトグラムにおいて、分子量1×103
以上、I X 10’未満の範囲内と、分子量1×10
5以上、3X105以下の範囲内とに、それぞれ極大値
か存在し、且つ分子量2゜1×105を超える成分の、
樹脂全体に占める割合が0.5〜20重量%の範囲内で
ある分子量分布を有すると共に、スチレンの樹脂全体に
占める割合か80重量%以上であるスチレン−アクリル
系共重合体を定着用樹脂として含有することを特徴とし
ている。
定されるのは、スチレンの割合が80重量%未満では、
定着用樹脂のガラス転移温度が十分に上昇せず、トナー
の耐熱性を向上させることができないからである。
、樹脂全体に占める割合が0.5〜20重量%の範囲内
に限淀されるのは、以下の理由による。すなわち、上記
高分子量の成分の、樹脂全体に占める割合か0.5重量
%未満ては、前述した機構により、トナーの耐折り曲げ
性を向上させることかできない。一方、上記高分子量の
成分の、樹脂全体に占める割合か20重量%を超えると
、熱混練時等に多量に発生する、比較的分子量の小さい
成分によって、定着用樹脂のガラス転移温度か低下して
、耐熱性か悪化してしまう。
体としては、例えば第1図に示すように、ゲルパーミェ
ーションクロマトグラムにおいて、高分子量側と低分子
量側とに、それぞれ分子量分布の極大値PH,P、を有
する分子量分布のものか使用される。なお、上記両極大
鏡PH,P、間に、さらに別の極大値があっても良い。
3X105U下の範囲内に限定される。
アクリル系共重合体中の高分子量成分か不足して、耐オ
フセット性に優れたトナーが得られない。逆に、極大値
PHの分子量が3X105を超えた場合には、熱や機械
的剪断力を受けて切断され易い高分子量成分か多量に含
まれることになるので、かえって耐熱性か悪化する。な
お、上記高分子量側の極大値PHの分子量は、1゜5×
105〜2.5X105の範囲内であることか好ましい
。
1×105未満の範囲内に限定される。
アクリル系共重合体中の低分子量の成分か不足して、低
温定着性に優れたトナーか得られない。一方、極大値P
、の分子量か1×103未満では、スチレン−アクリル
系共重合体の保形性が不足して、耐久性に優れたトナー
が得られない。
03〜lX10’の範囲内であることか好ましい。
分布を有するように、分子量分布の異なる複数種のスチ
レン−アクリル系共重合体を均一に溶融ブレンドするか
、あるいは2段重合法を用いることにより製造される。
スチレン−アクリル系共重合体(低分子量のもの)と、
曲線Bに示す分子量分布のスチレン−アクリル系共重合
体(高分子量のもの)とを等量溶融ブレンドすると、曲
線Cに示す分子量分布のスチレン−アクリル系共重合体
か得られる。
合法に比して高分子量の重合体が生成されやすい。した
かって、スチレン−アクリル系共重合体の製造に際し、
懸濁重合法または乳化重合法と、溶液重合法とを、この
順序あるいは逆の順序に組み合わせて多段重合を行い、
しかも各段階での分子量調節を行うことにより、上記分
子量分布を有するスチレン−アクリル系共重合体を得る
ことかできる。分子量ないし分子量分布の調整は、開始
剤の種類や量、連鎖移動に関係する溶剤の種類や分散剤
あるいは乳化剤の種類等を選ぶことによって行うことが
できる。
ルエン、α−メチルスチレン等も使用できる。アクリル
系単量体としては、下記−数式(11て表されるものを
使用することかできる。
素原子、炭素数12までの炭化水素基、ヒドロキンアル
キル基、ビニルエステル基またはアミノアルキル基であ
る。
、アクリル酸、メタクリル酸、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−2−エ
チルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸
フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ヘキシル
、メタクリル酸2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシア
クリル酸エチル、γ−ヒドロキンアクリル酸プロピル、
δヒドロキシアクリル酸ブチル、β−ヒドロキシメタク
リル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、γ−N
、N−ジエチルアミノアクリル酸プロピル、エチレング
リコールジメタクリル酸エステル、テトラエチレングリ
コールジメタクリル酸エステル等が挙げられる。
離型剤(オフセット防止剤)等の添加剤を配合し、適当
な粒径に造粒することて製造される。
料、磁性顔料、光導電性顔料等があげられる。これらは
用途に応じて、1種または2種以上の組み合わせで使用
される。
る。
ガスブラック、オイルブラック、アセチレンブラック等
のカーボンブラック、ランプブラック、アニリンブラッ
ク。
ネントレッド4R,リソールレッド、ピラゾロンレッド
、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッFD、
ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミ
ンレーキB1アリザリンレーキ、ブリリアントカーミノ
3B0 橙色 赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジ
GTR,ピラゾロオレンジ、パルカンオレンジ、インダ
ンスレンブリリアントオレンジRK1ベンジジンオレン
ジG1インダンスレンブリリアントオレンジGK0 黄色 黄鉛、亜鉛華、力1” ミウムイエロー、黄色酸化鉄、
ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、
ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS1ハンf
−イエローG、ハンサーイエロー10G1ヘンジシンイ
エローG1ヘンシンンイエローGR,キノリンイエロー
レーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレ
ーキ。
マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーン
G0 青色 紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクト
リアブルーレーキ、フタロシアニンブルー部分塩素化物
、ファーストスカイブルー インダンスレンブル−BC
o 紫色 マンガン紫、ファーストバイオレットB1メチルバイオ
レットレーキ。
シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイ
ト等があげられる。
ニウム粉等があげられる。
鉄(F@1304)、 三二酸化鉄(γ−Fe20g)、 酸化鉄亜鉛(ZTIFe204)、 酸化鉄イツトリウム(YB Fe5012)、酸化鉄カ
ドミウム(ωFe2e4)、 酸化鉄ガドリニウム(G+13 Fe504 )、酸化
鉄鋼(CuFe204 )、 酸化鉄錯(PbFe 12019)、 酸化鉄ネオジム(NdFe Os )、酸化鉄バリウム
(BaFs+20+、)、酸化鉄マグネシウム(I’に
+Fe 204 )、酸化鉄マンガン(山Fe204)
、 酸化鉄ランタン(LaFe O3)、 鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉等があげられる。
ウム、セレン化カドミウム等かあげられる。
部、好ましくは2〜20重量部の割合で使用される。
御用と負電荷制御用の2種の電荷制御剤か用いられる。
有する有機化合物、例えば塩基性染料、アミノピリン、
ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラ
ン類等や、上記各化合物で表面処理された充填剤等かあ
げられる。
有する化合物(例えばアルキルサリチル酸金属キレート
等)、金属錯塩染料、脂肪酸石鹸、ナフテン酸金属塩等
があげられる。
10重量部、好ましくは045〜8重量部の割合で使用
される。
素、脂肪族金属塩類、高級脂肪酸類、脂肪酸エステル類
もしくはその部分ケン化物、ンリコーンオイル、各種ワ
ックス等かあげられる。中でも、重量平均分子量か10
00〜10000程度の脂肪族系炭化水素が好ましい。
チレン、ハラフィンワックス、炭素原子数4以上のオレ
フィン単位からなる低分子量のオレフィン重合体等の1
種または2種以上の組み合わせが適当である。
0重量部、好ましくは0.5〜8重皿部の割合で使用さ
れる。
ミキサー ボールミル等によって均質に予備混練して得
られた混合物を、例えばバンバリーミキサ−ロール、−
軸または二軸の押出混練機等の混練装置を用いて均一に
溶融混練した後、得られた混線物を冷却して粉砕し、必
要に応じて分級することで製造される他、懸濁重合法等
により製造することもてきる。
mである。
粒子やフッ素樹脂粒子等の、従来公知の表面処理剤をま
ぶして、流動性を向上することもできる。
て、二成分系現像剤として、画像形成装置に使用するこ
とかできる。
する。
アクリレート(BA)共重合体[5tBA−85: 1
5帽1比)、分子量2.1x105を超える成分5重量
%]100重量部に、着色剤としてのカーボンブラック
8重量部、電荷制御剤としての負極性染料1重量部、お
よびオフセット防止剤としての低分子量ポリプロピレン
1重量部を混合し、溶融混線後、冷却、粉砕、分級を行
って、体積屋準のメジアン径が12μmである電子写真
用トナーを作製した。
の分子量 : 5000実施例2 処方として、実施例1て使用した共重合体1゜0重量部
に代えて、下記の分子量分布を有する、スチレン(St
)/ブチルアクリレート(BA)共重合体ESt:BA
−85+15(重量比)、分子量2.lX105を超え
る成分12重量%]100重量部を用いたこと以外は、
実施例1と同様にして電子写真用トナーを作製した。
の分子量 + 5000比較例1 処方として、実施例1で使用した共重合体1゜0重量部
に代えて、下記の分子量分布を有する、スチレン(St
)/ブチルアクリレー) (BA)共重合体[S t
: BA−85:コ5(重量比)、分子量2.1×10
5を超える成分30重量%コ100重量部を用いたこと
以外は、実施例1と同様にして電子写真用トナーを作製
した。
、の分子量 : 5000比較例2 処方として、実施例1で使用した共重合体100重量部
に代えて、下記の分子量分布を有する、スチレン(St
)/ブチルアクリレート(BA)共重合体[St :B
A−85: 15 (重量比)、分子量2.1X105
を超える成分0重量%]100重量部を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして電子写真用トナーを作製した
。
分子量 : 5000比較例3 処方として、実施例1て使用した共重合体100重量部
に代えて、下記の分子量分布を有する、スチレン(St
)/ブチルアクリレート(BA)共重合体[S t :
BA−70: 30 (重量比)、分子j12. 1
XIO5を超える成分5重量%〕100重量部を用いた
こと以外は、実施例1と同様にして電子写真用トナーを
作製した。
の分子量 : 5000比較例4 処方として、実施例1で使用した共重合体100重量部
に代えて、下記の分子量分布を有する、スチレン(St
)/ブチルアクリレート(BA)共重合体[St:BA
−85:15 (重量比)分子量2.1×105を超え
る成分0重量%] 100重量部を用いたこと以外は、
実施例1と同様にして電子写真用トナーを作製した。
に代えて、下記の分子量分布ををする、スチレン(St
)/ブチルアクリレート(BA)共重合体[St:BA
−85:15 (重量比)、分子量2.lXl0’を超
える成分0重量%]100重量部を用いたこと以外は、
実施例1と同様にして電子写真用トナーを作製した。
分子量 :110000比較例6 処方として、実施例1で使用した共重合体100重量部
に代えて、下記の分子量分布を有する、スチレン(St
)/ブチルアクリレート(BA)共重合体[St :B
A−75:25 (重量比)分子量2.lXl0’を超
える成分5重量%コ 100重量部を用いたこと以外は
、実施例1と同様にして電子写真用トナーを作製した。
の分子量 : 5000比較例7 処方として、実施例1て使用した共重合体100重量部
に代えて、下記の分子量分布を有する、スチレン(St
)/ブチルアクリレート(BA)共重合体[St:BA
−85:15(重量比)、分子量2.1×105を超え
る成分25重量%コ100重量部を用いたこと以外は、
実施例1と同様にして電子写真用トナーを作製した。
の分子Ji :5000上記各実施例並びに比較
例で得られた電子写真用トナー100重量部に疎水性シ
リカ0.2重量部を混合した後、平均粒径か80μmの
フェライトキャリアを配合し、均一に攪拌混合して、ト
ナ濃度4.0%の2成分系現像剤を作製した。得られた
現像剤を用いて、以下の各試験を行った。
番DC−2055)に使用して黒べた原稿の複写を行っ
た。次に、画像面を重ねるように用紙を折り曲げ、約2
00gの荷重をかけながら往復10回こすった。次に、
用紙を伸ばして、折り曲げ部の画像にシルボンC紙をあ
てかい、約200gの荷重をかけながら往復10回こす
った。
度を、反射濃度計(東京重色社製の型番TC−6D)を
用いて測定して、濃度の低下率(%)を求め、画像のは
がれを評価した。
55改造機(加熱圧ロール定着方式)の加熱ローラの設
定温度を140℃から2.5℃ずつ上げていき、黒べた
原稿に対応するトナー像か形成された転写紙を通紙して
定着させ、形成された定着像に対して粘着テープを圧着
してから剥離を行い、剥離前と剥離後の定着画像濃度を
前記反射濃度計によって測定し、下記式 により、定着率か90%を超える最低の温度を求めて最
低定着温度(Fl)とした。その後、ざらに昇温を続け
、オフセットが発生する温度を求め高温オフセット発生
温度(F2)とした。
製の円筒シリンダにトナー20gを入れ、トナーの上に
100gの分銅を載せて30分間放置した。その後、シ
リンダを抜き取ってトナーの状態を観察し、トナーが崩
れなくなるオーブンの温度(B1)を記録した。
mm間隔で縦横に平行な直線を複数水掃いた網目パター
ンを、A4版の白紙の表面の301iiI所に貼付した
網目チャートを作成した。この網目チャートを原稿とし
て、前記複写機により連続複写を行い、1枚目、500
枚目、1000枚目、2000枚目、3000枚目、4
000枚目、および5000枚目から、原稿が複写され
た用紙を5枚ずつサンプリングし、トナーホタルの有無
を観察した。上記の結果を、下記の基準により評価した
。
画像における、雨フリの有無を観察した。
成分を含有しない比較例2,4,5、および、スチレン
の量が80重量%未満である比較例3,6は、折り曲げ
後の画像の濃度低下が大きく、このことから、画像が剥
離し易い、耐折り曲げ性の低いものであることが判った
。また、分子量2.1×105を超える成分の量が20
重量%を超える比較例1,7、および、上記比較例3゜
6は、ブロッキング温度が低いことが判った。また、上
記比較例1,7と、極大値P、の分子量が1×105未
満である比較例4では、ブロッキングの発生にともなう
トナーホタルと雨フリが観察された。また、上記比較例
4は、高温オフセット温度が低く、オフセットしやすい
ことが判った。
比較例5は、最低定着温度が高く低温定着性に劣ること
が判った。これに対し、本発明の構成である実施例1,
2は、何れも、低温定着性、耐オフセット性、耐ブロッ
キング性に優れていると共に、耐折り曲げ性にも優れて
いることが判明した。
ル系共重合体の分子量分布を所定範囲に限定することで
、低温定着性、耐オフセット性を維持しつつ、スチレン
の含有割合を多くして、定着用樹脂の耐熱性を高めると
共に、分子量2.1×105を超える高分子量の成分を
含有させて、トナーの耐折り曲げ性を向上することがで
きる。
、耐オフセット性、耐熱性に優れると共に、耐折り曲げ
性にも優れたものとなる。
一例を示すゲルパーミェーションクロマトグラム、第2
図は上記分子量分布を有するスチレン−アクリル系共重
合体を得るための方法の一例を示すゲルパーミェーショ
ンクロマトグラムである。
Claims (1)
- 1、ゲルパーミェーションクロマトグラムにおいて、分
子量1×10^3以上、1×10^5未満の範囲内と、
分子量1×10^5以上、3×10^5以下の範囲内と
に、それぞれ極大値が存在し、且つ分子量2.1×10
^5を超える成分の、樹脂全体に占める割合が0.5〜
20重量%の範囲内である分子量分布を有すると共に、
スチレンの樹脂全体に占める割合が80重量%以上であ
るスチレン−アクリル系共重合体を定着用樹脂として含
有している電子写真用トナー。
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