JPS59100456A - トナ−組成物 - 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】 本発明は電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静
電荷像を現像するためのトナー特に熱ローラー定着に適
したトナー組成物に関するものである。

従来、電子写真法としては米国特許第２，２９７，６９
１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、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
等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力或い
は溶剤蒸気などにより定着し複写物を得るものである。

上述の最終工程であるトナー像を紙などのシートに定着
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ローラーによる圧着加熱方
式である。

加熱ローラーによる圧着加熱方式はトナーに対し離型性
を有する材料で表面を形成した熱ローラーの表面に被定
着シートのトナー像面を加圧下で接触しながら通過せし
めることにより定着を行なうものである。この方法は熱
ローラーの表面と被定着シートのトナー像とが加圧下で
．接触するため、トナー像を被定着シート上に融着する
際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行なうこ
とができ、高速度電子写真複写機において非常に有効で
ある。しかしながら、上記方法では、熱ローラー表面と
トナー像とが溶融状態で加圧下で接触するためにトナー
像の一部が定着ローラー表面に付着・転移し、恣の被定
着シートにこれが再転移して所謂オフセット現象を生じ
、被定着シートを汚すことがある。熱定着ローラー表面
に対してトナーが付着しないようにすることが熱ローラ
ー定着方式の必須条件の１つとされている。

従来、定着ローラー表面にトナーを付着させない目的で
、例えば、ローラー表面をトナーに対して離型性の優れ
た材料、シリコンゴムや弗素系樹脂などで形成し、さら
にその表面にオフセット防止及びローラー表面の疲労を
防止するためにシリコンオイルの如き離型性の良い液体
の薄膜でローラー表面を被覆することが行なわれている
。しかしながら、この方法はトナーのオフセットを防止
する点では極めて有効であるが、オフセット防止用液体
が加熱により蒸発して使用者に不快臭を与えること及び
オフセット防止用液体を供給するための装置が必要なた
め、定着装置が複雑になること等の問題点を有している
。それゆえ、オフセット防止用液体の供給によってオフ
セットを防止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ット性の高いトナーの開発が望まれ
ているのが現状である。

特公昭５１−２３３５４号公報に記載されているように
、このようなオフセット現象は低分子量樹脂を用いた場
合に生じやすい。それゆえに同公報にも記載されている
ように架橋された樹脂を用いることによりオフセット現
象を防止する方法が呈示されている。本発明者らが検討
したところ単に架橋された樹脂を作成しても必ずしも良
好でないことがわかった。特に、架橋度を高くすると、
バインダー樹脂中への顔料等の分散が悪くなり、トナー
表面に顔料等が露出し、トナーの現像特性が低下し、さ
らに定着温度も上昇する。

また、磁性トナーの場合には定着温度が上昇し、耐オフ
セット性が悪くなる等の問題がある。

また当然のことではあるが、トナーは定着特性以外にも
耐ブロッキング特性、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
。すなわち加熱によって比較的低い温度で容易に溶融す
るトナーの多くは貯蔵中もしくは俵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
によって、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
現像によるトナー粒子とキャ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、キャリアー粒子
及び感光板の相互劣化によって、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。従って、種々のトナー特性が優れてお
り、且つ熱ローラー定着法に適しているトナーが望まれ
ている。

本発明の目的は上述したトナーの欠陥を克服した、優れ
た物理的及び化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ット性の良
好な熱ローラー定着用の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
常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の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のトナーを提
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のトナーを提供
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。

本発明の特徴とするところは少なくとも着色剤と結着樹
脂とから成るトナーにおいて該結着樹脂として架橋剤等
の第三物質を添加せずに単に加熱により自己架橋を起す
重合体を含有するトナー組成物にある。

本発明に係る熱ローラー定着用トナーは物理的及び化学
的特性に優れており、また本トナーを使用することによ
り、足着ローラー表面にオフセット防止用液体を塗布し
ない場合にもオフセットを生じることなく、良好な熱ロ
ーラー定着を行なうことができるので、定着装置を簡素
・軽量化でき、さらに、安定で非常に優れた現像特性を
有しているので、複写機の安定性及び信頼性を著しく向
上することが可能になる。

さらに、本発明のトナーは常温での機械的性質が改良さ
れ、耐衝撃性や強靭性に優れ、さらに帯電能力も向上し
その結果、トナーとしての現像特性が改善される。さら
に本発明のトナーを熱ローラー定着器で定着すると、高
温での耐オフセット性が著しく向上する。しかるに、定
着温度は対応する自己架橋する以前の重合体とほぼ同等
の定着温度を示す。

上記のような定着特性は、トナーのメルトインデックス
が０，０１〜１０ｇ／１０ｍｉｎ，（特に好ましくは０
．１〜６ｇ／１０ｍｉｎ，）の範囲にあると（試験条件
は温度１２５℃，荷重１０ｋｇ。充てん量５〜８ｇ）、
特に優れた定着特性を示す。ここでのメルトインデック
スは日本工業規格の熱可塑性プラスチックの流れ試験方
法ＪＩＳＫ７２１０記載の装置を用いて手動切り取り法
で測定を行なった。

本発明のトナー組成物の構成要素のうち特に重要なもの
は前述したような自己架橋を起す重合体である。このよ
うな重合体は例えば該重合体だけをビーカーにとり適当
な温度雰囲気中に放置し、放置時間に応じてサンプリン
グを行ない、各々のメルトインデックス及び溶剤への溶
解性を観察すると、放置時間に応じてメルトインデック
ス値の減少と溶剤への不溶解分の増加が認められ、明ら
かに第３物質の添加なしで単に加熱のみで架橋反応を起
こすという性質を示す。一例としそ図面に１５０℃に放
置したスチレンーブタジエン共重合体のデータを示す。

放置時間に応じてメルトインデックス値が急激に減少し
ていることがわかる。

本発明に使用される自己架橋型重合体としては、共役二
重結合を有するジエン系化合物を含む共重体あるいは変
性体が好ましい。

例えば、スチレンーブタジエン共重合体、スチレン−ク
ロロプレン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、
スチレンーピペリレン共重合体、アクリルニトリル−ブ
タジエン共重合体などのビニル基を有する化合物と共役
二重結合を有するジエン系化合物との共重合体が特に好
ましい。

また本発明のトナーは、上記のような重合体を結着樹脂
の構成成分の１つとするものであり、必要に応じて他の
重合体，樹脂類を混合して使用することができる。この
場合、上記のような自己架橋型重合体と他の混合する重
合体との混合比率は混合する重合体の分子量、架橋の有
無程度によって異なり一義的には決定できないが総じて
いえば１００／０〜５／９５（重量比）が好ましい。さ
らに，７０／３０〜５／９５が特に好ましい。混合して
使用できる他の樹脂類としては、スチレン・アクリル酸
エステル，メタクリル酸エステル，アクリル二トリル，
マイレン酸エステル等のビニル系重合体及びその置換体
の単独重合体及びそれらの共重合体、ポリエステル、ポ
リアミド、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂、等が単独または混合して使用できる。

本発明のトナーにおいては、任意の適当な顔料や染料が
着色剤として使用されるク例えば、カーボンブラック、
鉄黒、フタロシアニンブルー、群青、キナクリドン、ベ
ンジジンイエローなど公知の染顔料がある。

さらに本発明のトナーを磁性トナーとする場合には、着
色剤としての役割も兼ねて良いが、強磁性元素及びこれ
らを含む合金、化合物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、ニッケル，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磁性粉を含有せしめてもよ
い．本発明のトナーには必要に応じて添加剤を混合して
も良い。そのような添加剤としては例えばテフロン，ス
テアリン酸亜鉛の如き滑剤、あるいは定着助剤、例えば
低分子量ポリエチレンなど、また流動性付与剤、ケーキ
ング防止剤、例えばコロイダルシリカなど、あるいは導
電性付与剤として、酸化スズの如き金属酸化物等がある
。

本発明に係るトナーを使用して紙などの被定着シート上
に形成したトナー像は、その表面にオフセット防止用液
体を供給しない定着ローラーを使用した場合にもトナー
のオフセット現象を発生することなく熱ローラーで定着
を行なうことができる。定着ローラーとしては、その表
面を例えばテフロン（デュポン社製）、フルオン（ＩＣ
Ｉ社製）及びケルーＦ（３Ｍ社製）などの弗素系樹脂或
いはシリコンゴム、シリコン樹脂で形成した平滑な面を
有するものや楊今によっては金属表面を有するものが使
用できる。

以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。

なお部数は重量部である。

実施例−１ スチレン−メタクリル酸エステル共重合体　５０部スチ
レン−プタジエン共重合体　５０部カーボンブラック　
５部 黒色含金染料　２部 上記混合物をヘンシェルミキサーで予備混合し、ロール
ミルで１５０℃２０分溶融混練し、冷却後ハンマーミル
を用いて粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微
粉砕機で微粉砕する。得られた微粉末を分級し、５〜３
０μを選択しトナーとする。

このトナーのメルトインデックス値を測ると１，３を示
した。

このトナー１０部と鉄粉キャリャ−９０部を混合し、現
像剤を得た。

上記現像剤を市販複写機ＮＰ−５０００（キャノン製）
に適用した。上記現像剤の定着温度は１５０℃であり、
オフセット現象は定着温度である１５０℃から２００℃
まで認められなかった。さらに定着ローラーの温度を１
７０℃に設定して連続５万枚の耐久テストを行なったが
、画像反射濃度は初期から５万枚までほぼ一定に推移し
、５万枚後も定着ローラーへのオフセット現象はなく感
光体ドラム表面への付着や現像器内での凝集等問題は発
生しなかった。

さらに３５℃、８５％ＲＨの高温高湿の環境で同様なテ
ストを行ったが、常温常湿と同様に満足のいく結果が得
られた。

実施例−２ スチレンーアクリル酸エステル共重合体　７０部スチレ
ンーブタジエン共重合体　３０部ニグロシン　２部 マグネタイト　６０部 上記混合物を実施例−１と同様な方法でトナー化した。

この磁性トナーのＭＩは２８を示した。

次いで酸化亜鉛感光体上に従来公知の電子写真法により
負の静電荷像を形成し、これを上記の磁性トナーで現像
し普通紙に転写し加熱定着させた。

上記トナーの定着点は１６０℃であり、オフセット現象
は定着温度である１６０℃から２００℃まで認められな
かった。さらに定着ローラーの温度を１８０℃に設定し
て連続２万枚の耐久テストを行なったが２万枚後の大き
な劣化現象は認められず高品質の画像が得られた。また
定着ローラーへのオフセット現象もなく良好であった。

さらに３５℃、８５％ＲＨの高温高湿の環境で同様なテ
ストを行なったがほぼ同様に満足のいく結果が得られた
。

比較例−１ 自己架橋を起すスチレンーブタジエン共重合体を添加し
ないこと以外は実施例−１と同様に現像剤を作り同様な
評価を行なったところ定着点は１４５℃と良好であるも
のの１５５℃からオフセットが著しく増加し画像の品位
全低下させた。

芙施例−３ スチレン樹脂　３０部 スチレンーインプレン共重合体　７０部黒色含金染料　
２部 マグネタイト　６０部 ポリエチレン　２部 トナー組成を上記混合物にかえ、感光体を、ＣｄＳ−Ｎ
Ｐ感光体に代えること以外は実施例−２と同様な方法で
評価したところ３万枚までオフセットは認められず、か
つ画像も良好であった。

実施例−４ スチレンーメタクリル酸エステル共重合体　９０部スチ
レンープタジエン共重合体　１０部黒色含金染料　３部 マグネタイト　７０部 ポリエチレン　２部 トナー組成を上記混合物にかえること以外は実施例−３
と同様な方法で評価したところオフセット画像とも満足
のいく結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の自己架橋型重合体のメルトインデックス
値とビーカー内放置時間との相関を示す特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも着色剤と結着樹脂とから成るトナーにおいて
   該結着樹脂として自己架橋をおこす重合体を含有するこ
   とを特徴とするトナー組成物。