JPS60103357A - 圧力定着性トナ− - 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１１１子写真法、静電記録法、磁気記録法或い
は、静電印刷法などに用いられるトナーに関し１！時に
圧力定着に適したトナーに関する。

従来ＩＬ子′す′兵法としては、米国特許第２，２９７
，６９１号明、？＋１１９１、特公昭４２−２３９１０
号公報等に記載されているが如（多斂の方法が知られて
いるが、一般には光導電性物ｒｉｐ（を利用した感光体
上に独々の手段により電気的洛像を形成し、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、溶剤、熱、圧力等により定
着し複写物を得るものである。

溶剤を用いる定着法は、トナーを溶解して付着させた後
に溶剤を除去させる方法、定着液と称する樹脂溶液等を
画像上に塗布し固定する方法が知られているが、溶剤蒸
気の環境への影響、複写物のぬれの問題、乾燥に要する
時間等、事務機として使用するにあたって不適格な事項
が多い。

熱を用いる定着法は現在の主流であり、ヒートチャンバ
ーでトナーを溶融させ付着させる方法、熱ローラーで溶
融させると同時に、トナーをうめ込む方法等がある。し
かしながら、この熱を用いる定着法は、トナーを融解さ
せるに充分な熱量を維持しながら、転写材及びトナー像
が変質あるいは火災などの障害を生ぜしめないように規
制しなければならず、定着装置や制御が複雑化しやすい
。

また、転写材上に占めるトナー像の割合は、通常は極（
小さく、転写材への熱伝導、、定着装置周辺への熱の放
散があるために、実際に定着に要する熱量に対する消費
される熱量の効率が極めて悪い〇複写機の場合、電気容
量の大部分が定着関係に使用され、定着が枚方（幾の能
力を決定しているといってもよ（−１定着装置の立ち上
がりを速＜シ、定着速度を上げるためには定着に関与す
る部分の熱谷力１を小さく抑える工夫が必要である。ま
た、気温の影響も見のがせず、気温が低い程、湿度が高
い程、余分な熱面、が必要となる０ これに対して圧力を用いる定着法は、熱のかわりに圧力
によって、トナーを流動化転写材に付着させるものであ
り、圧力は熱とは違って静的なエネルギーであって、力
の作用面だけが関与し、他の外部的環境に左右されない
。一般的な圧力定着方法としては両端部に加圧、交差さ
れた複数のロール０５間を抜足Δ・７体を通ずことによ
って行なわれる。定着は、加圧部を通過したほぼ瞬間に
行なわれ、定着に要する加圧ロールを回転させるエネル
ギーは熱定着装置に要するエネルギーに比べて、わずか
なものである。この圧力定着の特徴は、高速定着、オン
ライン・リアルタイムの定着、定着機構の簡素化にとっ
て大きなメリットとなるものである。

しかしながら、従来知られて（・る圧力定着方法は、上
記のような大きなメリットがある半面、現在、定着法の
主流となりきれない、いくつかの重大な欠点がある。

その一つは定着に要する圧力が一般に２０〜４０に９／
ｃｍといつ線圧であるが、これだけの力を加えるために
は定焉器の強度がかなり強いことが要求され、定着器が
大形化重量化して好ましくないと℃・５ことであり、ま
た定着器の被労しやすいと〜・５ことである。また、他
の一つけ、上記のような圧力を転写紙のような画像に均
一に加えることは本質的にきわめて原トかしく、転写紙
がシワになったり、表面が光沢化し、さらには透明化し
たりすることを防ぐのがきわめて雌かしいことである。

さらに、決定的な他の一つけ、トナーとしての耐久性、
安定性、今一つ充分でないことである。

定着圧がＡ−４幅で５ｋｇ／ｃｍを下まわるようになる
と、加圧ロールを支持するベアリングへの負担の軽減で
、特に大きなメリットがあるが、それ以上の圧力であっ
ても装置の軽量化へのメリットが太きい。また、線圧が
１５に９／ｃｍを下まわるようになると、一般に転写紙
の光沢化、カールの防止が期待できる。締圧！　５ｋｇ
／ｃｍ以下では、紙の繊維のつぶれが見られな（なって
くるが、この場合、繊維と繊維の間にはまり込んだトナ
ー粒子には定着のために必要な圧力がかかる事が期待で
きなくなる。この紙の凹凸を保障するためには、加圧・
底着ロールを弾性化する事が効果的であるが、圧力のか
かる接触面の面積が広がるために同じ線圧でも、トナー
にかかる圧力は小さくなってしまい、トナーがより低い
圧力でつぶれる事が要求される０このような低い圧力で
定着する物質として、ＣＩ２〜Ｃｓｏ程度の炭素連鎖を
有する長鎖化合物−炭化水素、Ｊｊ１肪酸、およびその
エステルや金属石ケン、脂肪アルコール、多価アルコー
ル、およびその金属塩やそのｊ；＋ｉ化物、フッ化物、
アミド、ビスアミドなどがある。しかし、これらの物質
はその性質上、染料・μｌ］料の分散が極めて悪（、ま
た、その軟質さから、ある一定粒朋のトナー粒子とし、
かつ、トナーとして心安な、安定性であるとか、耐久性
であるとか現像性でちるとか言った性質を保持し難い。

このために、他の硬質樹脂との混合が行なわれるが、上
記の物質は極めて相溶性が悪く、分散せしめたとしても
、紅時変化により表面に遊離してくるため、現像性・耐
久性に悪影響を与えてしまう。具体的には、現像剤キャ
リア、現像スリーブへの上記低圧力定着性物質の活着、
トナーの凝集、定着器の加圧ロール上へのトナーのオフ
セット、感光体面上への汚染現象が顕著である。

また、確かに低圧力で転写紙上に付着するものの、画像
面にペタつきがあり、摩擦されると周囲に拡がって、複
写物を汚したり１長期間、複写物を多数枚積重ねて放置
しておくと、裏移り現象を起すなど、定着しているとい
うには難がある。

本発明の目的は、現像性、耐久性、安定性に優れた低（
・圧力で定着可能な圧力定着性トナーを提供することに
ある。

他の目的は感光面、現像剤キャリア、現像スリーブ１．
定着用加圧ロール面等、トナーの接触面に融着を起こさ
ない圧力定着性トナーを提供することにある。

さらに他の目的は、定着性の良好な圧力足Ｍ性トナーを
提供することにある。

本発明の目的は、ε−カプロツクトンの開環重合体を、
圧力定着性トナーのバインダー樹脂中に含有させること
により達せられる０ ε−カプロラクトンの開環重合体は、下記（Ｉ）の繰り
返し単位を有する結晶性の重合体であって、（１） 各種の＋ｉ＋脂、特にポリオレフィンに対する相溶性が
良く、各種樹脂に添加する事により可塑性を付与し、各
１−１材料に対し良好な接着性を示す。また、無機・有
機顔料の分散性にも優れている。

通常、極めて低い圧力で圧力定着可能なパラフィン類で
、数百、硬質な圧力定着性物質であるポリエチレンでも
、その数平均分子量は、数千のオーダーであるが、本発
明に使用する、ε−カプロラクトンの開環重合物は、１
万〜１０万の分子量であっても、バｙフィン系に匹敵す
る圧力定着性を有している。また、その定着も、パラフ
ィンを含む低圧力定着性トナーの場合、その定着像を繰
り返し摺擦すると、定着像周辺の白地にトナーが伸び広
がり、汚すのに対し、ε−カプロラクトンの開環重合物
は伸びが極めて少ない。加圧定着ロールへのトナーのオ
フセットについても、パラフィンを含む低圧力定着性の
トナーの場合、かなり多く、ポリエチレン系のトナーで
も少なからず見られるが、ε−カプロラクトンの場合は
極く少ない。更に、パラフィン系のトナーの場合、高温
で放置すると、パラフィン成分が相分離を起こし、表面
に遊離して（るため、現像性が劣化したり、定着画像で
あれば、裏移りの原因にもなる。このような現象はパラ
フィン類に限らず、他のワックス、金属石ケン等、低分
子量のものでは、よく見られる。これに対し、ｅ−カプ
ロラクトンの開環重合体の場合、６０℃とその軟化点が
低い割には、上記のよりな現象が見られない。

君−カプロラクトンの重合物はそれ自体の剛性が不足し
でいるため、単独でトナー粒子として造粒、操作する上
で、取り扱いに難があり、他の硬質と組合せて使用する
方が好ましい。組合せて使用される樹脂としては、ポリ
エステル樹脂、エボギシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリス
チレン樹脂、アクリル（Ｍｊ脂、ポリアミド樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、など公知の４θ〕脂が、広く使用可能で
あるが１高密度ポリエチレンが、その圧力定着性と、定
着後、定着画像面に滑性を与えて、摺擦に対する抵抗性
を与えることで、好ましく用−・られる。

配合比としては、一般にポリエチレンの場合では６０爪
１辻チ、他の樹脂では６０重量％程度まではその定着圧
の上昇は小さく、はぼ１５に９／ｃｍ以下での定着が口
Ｊ能である。

Ｏ１Ｊ記の１ｌｔＪ脂は、混合以外に、ε−カプロラク
トンを芯祠とし、その周囲に樹７、脂ｊ＄　稜を施した
、いわゆるマイクロカプセル型トナーとすることも出来
る。

さらに本発明の圧力定着性トナーには各棹宗顔料及びｉ
Ｍ　Ｑ粉を含有せしめることができる。

さらに本発明の圧力定着性トナーは、必要に応じて鉄粉
、ガラスピーズ、ニッケル粉、フェライト粉などのキャ
リア粒子と混合されて、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、疎水性コロイド
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
などの研磨剤微粒子や、ステアリン酸塩などの潤滑剤と
混合して用いることもできる０ 実施例を以って本発明を詳述する。

〔実施例１〕 ポリエチレン ハイワックス４００Ｐ（三井石油化学製、密度０−９７
ｇ／ｃｍり４０重量部 マグネタイト　８０重量部 上記劇料をブレンダーで良く混合して後１５０℃で溶融
混練した。

混線物を自然、放冷後、カーターミルで粗粉砕し、さら
にジェットミルで微粉砕した。この微粉砕物を、さらに
風力分級機を用いて分級し５〜２０μのトナーを得た。

このトナーに疎水性コロイド状シリカ（商品名；几−９
７２、日本アエロジル社１１りを０．３重量％外添し、
電子複写機（商品名：ＮＰ−１２０、キャノン社製）で
、転写画像を得た。この画像を有する転写紙を両端から
圧接力を加えられるようにした２本の加圧ロールからな
り１画像が乗った面と反対面に圧接するバックアップロ
ールには、ノＩｌさ３ｍｍのポリウレタンを巻きつけた
ものを使用した圧力定着器を通したところ、１２５ｍｍ
１ｓｅｃのスピードで１２に９／ｃｍの線圧力でほぼ完
壁な定着性を示した。定着した画像は鮮映で、カプリも
なく、強く摺擦してもはがれず、周囲の白地を汚すこと
もなかった。また、画像を折シ曲げて、折目のところを
摺部しても、画像の脱落はなかった。この定着画像を画
像に一枚白紙をあて、Ａ、−４紙全面に均一に４噂の加
重がかかるよ５にして、４０℃で１週間放置したが、定
着画像の転写は見られなかった。

このトナーを用いてさらに連続複写をｉ　ｏｏｏｏ枚行
なったが、画像濃度の低下、現像器内でのトナーケーキ
ング、スリーア°、あるいは感光体ドラムへのトナーの
融着は見られなかった。

このトナーを５０℃で一週間放置したが、トナーのブロ
ッキングはな（、また現像性の変化もなかった。

〔比較例１〕 ハイワックス　１００重量部 マグネタイト　８０重量部 上記混合物を実施例１と同様に微粉化してトナーとした
。これを実施例１と同様に画出しを行ない、定着性を見
た。３５に９／印の圧力で定着した画像を折り曲げると
折目の部分だけでな（１その周囲のトナーも部分的に脱
落してしまった。

〔比較例２〕 ポリ−６−カプロラクトンに替えて、パラフィン（１５
５°Ｆ）を使用する以外は、実施例１と同様にして行な
った。１２に９／ｃｍの加圧ロールを通した定着画像を
摺擦したところ、画像周辺に画像が伸び広がり、白地を
汚染した。また、この定着画像を、画像に一枚白紙をあ
て、Ａ−４紙全面に均一に、４ｋｇの加重がかかるよう
にして、４０℃で一週間放置したところ、紙が密着し、
引きはがすと１部トナーかは（離した。また、５０℃で
一週間放置したところ、トナーがブロッキングし、再度
）１ぐしても、充分な３Ａ像性を示さなかった。

このトナーを用いて連続複写を行なったところ、１００
枚程で著しく現像性が劣化し、現像器のトナーは強く凝
１１４１ＮｉＩ化していた。この時、感光体上にフィル
ム上にトナーの融着が見られた。

また１このトナーは定着ロールへのトナーノオフセット
が強（、シリコーンオイルのよ５な離型剤をねってもト
ナーの定着ロールへのオフセット、ロールから転写紙へ
の再オフセットが見られた。

〔実施例２〕 ６０重量部 マグネタイト　８０重量部 上記材料をトルエン１０００重量に溶解し、スプレード
シイヤーで噴肢・乾燥し、ついで風力分級機を用いて分
級し、５〜２０μのトナーを得た。このトナーに疎水性
コロイド状シリカ、０．３重量％外添し、実施例１と同
様に行なった〇 転写画像は、１５　ｋｇ／ｃｍの線圧で定着した。実施
例１のトナーと同様の現像性と安定性を示した。

本トナーは、実施例１のトナーに比べて、流動性に優れ
ていた。

〔実施例６〕 ポリエチレン（商品名：１３０．ヘキスト社製、密度０
．９６ｇＡ）１０重量部 ポリ−６−カプロラクトン（商品名：グラフセルＨ−１
）９０重量部 フタロシアニンブルー　５重量ｉ 上記の材料を、ブレンダーで良（混合して後、１３０℃
で溶解し、二流体ノズルより２００℃の圧搾空気により
噴霧し、微粒子を回収した。ついで、これを風力分級機
を用いて、５〜２０μの粒子を得た。この分級された粒
子１００重量部を、スチレン−ジメチルアミノエチルメ
タクリレ−１−（９：１）共重合体、２０重ｔＩｔ部を
溶解した。１０００重量のＭ　Ｉ　Ｂ　Ｋ中に分散し、
攪拌下、メチルアルコールを添加し、スチレン−ジメチ
ルメタアクリレート共重合体を相分離せしめてポリエチ
レンとポリ−ε−カプロラクトンからなる芯物質を、ス
チレン−ジメチルアミノメタクリレート共重合体で被覆
しまたトナーをイ９ｊた３、このトナー５０ｇｒを、粒
度７０〜６０μのフェライト粒子３００　ｇｒと混合し
、内部に交番磁界を有する、６０ψのスリーブと、スリ
ーブとの間隙が１５０μに調整したドクターブ゛　レー
ドを有した現像器を負電荷潜像を有する感光体と３５０
μの間隙を置いて接しめて、交番する電界を感光体とス
リーブの間に印加しながら、現像を行なった。１（Ｉら
れた画像は鮮映でかぶりもなかった。定着圧は、１０に
９／ｃｍであった。この現像器でトナーを補給しながら
、さらに５０００枚の画出しを行なったが、画像の劣化
はな（、感光体ドラム上へのトナーの融着も見られなか
った。

さらに８、この現像剤を５０℃で一ケ月間放置しても、
現像性に何ら変化は見られなかった。

〔比較例６〕 ポリ−ε−カプロラクトンに替えて、カスターワックス
を使用する以外は実施例６と同様にして行なった。連続
画出しの初期は実施例６の現像剤と変らぬ画像が得られ
たが、１０００枚を越えるあたりから、トナーとフエ２
イトキャリア粒子とが分離しだし、画像が薄くなるとと
もにかぶりが目立つようになった。この時、感光体ドラ
ム上にトナーの融着現象が見られた。また、フレッシュ
な現像剤を５０℃で一ケ月放置したところ、トナーと現
像剤の分離現象が見られ、再混合しても、混和しなかっ
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記（１）の繰り返し単位を有する、ε−カプロラクト
   ンの開環重合体を含有する圧力定着性トナー。 （１１