JPS60198554A - 熱ローラ定着用静電荷像現像用トナーおよび画像形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電印刷法、静電記録法などに
Ｒいて形成される静電荷像？現像するためのトナーによ
びこれによる画像形成方法に関するものである。

〔従来技術〕

静電荷像の現像工程は、帯電せしめた微粒子を静電引力
により吸引せしめて静電荷像支持体の表面に付着させ、
これによって静電荷像會可視化する工程である。

このような現像工程を遂行する具体的な方法としては、
絶縁性有機液体中に顔料ｌたは染料を微細に分散させた
液体現像剤を用いる湿式現像法と、天然または合成の樹
脂より成るバインダー中にカーホンブランク等の着色剤
を分散言イＪぜしめたトナーより成る粉体現像剤音用い
る、カスケード法。

毛ブラシ法、磁気ブラシ法、インプレッション法。

パウダークラウド法ｌ工どの乾式現像法とがわる。

現像工程にゴロい又可視化された画像はその１１支持体
に定着されることもあるが、通常Ｌｒｉ転写紙等の他の
支持体に転写された後定着される。このようにトナーは
単に現像工程に伺されるのみならず、それ以後の工程、
即ち転写工程及び定着工程にも付されるので、トナーに
２いては、その性能として、良好な現像性のみでなく、
良好な転写性及び定着性を有することが要求される。こ
のうち。

定着性に関する諸条件は最も厳しいものであり、従来か
らこのトナーの定着性の改良に関する研究及びその成果
が多数の文献に発表されている。

現像工程に？いて形成されたトナー像′！Ｅたはこれが
転写された画像の定着は、一般に加熱定着方式によるの
が有利であり、この加熱定着方式には。

オーブン定着等の非接触加熱定着方式と、熱ローラ定着
等の接触加熱定着方式とがある。接触加熱定着方式は、
熱効率が高い点で優れてＸす、特に高速定着が可能であ
って高速徐写磯の定着に好適である。また、比較的低温
の熱源音用いることができるため、この方式に１６いて
は消費電力が少なくてよ（、複写機の小型化及びエネル
ギーの節約を図ることができる。更に、定着器内に紙が
滞溜した場合にも発火の危険がなく、この点に１６いて
も好ましい。

ところで、接触加熱定着方式による定着にだいて用いら
れるトナーについて要求される最も重要な特性として、
（イｊ低温定着性が良好であること。

すなわちトナーの定着に必要な最低温度（以下、「最低
定着温度」という。）が低いこと、（口ｊ保存性が良好
であること、−ｆなわちトナー粒子同士の付着による凝
集、あるいはトナーの現像装置内での器壁への付着等が
発生しにくいこと、が挙げられる。

しかるに、低温定着性全良好にするためには。

トナーのバインダー樹脂の軟化点全低（する必要があり
、−万、保存性ヶ良好なものとするためには、トナーの
バインダー樹脂のガラス転移点を高（する必要があり、
両特性は、バインダー樹脂のレオロジー特注という点よ
りすれば相反する条件を必要とし、したがって両特性を
共に十分満足するトナーを得ることは容易ではない。

従来、かかる低温定着性ならびに保存性を共に高めるた
めの手段として、特開昭５０−１３４６５２号公報、同
５０−４４８３６号公報、同５７−３７３５３号公報に
開示されているように、分子量分布？２山とする方法、
特定の架橋技術音用いる方法等、バインダー樹脂の分子
量分布？大ぎなものとすることによシ、バインダー樹脂
の低軟化点化ならびに高ガラス転移点化を図る方法が知
られている。

しかしながら、このような方法により又も、トナーに十
分な保存性？与えるためには・ζインダー樹脂のガラス
転移点’１５０℃以上、好１しくは５５℃以上１．Ｃり
好ｉＬ＜は６０℃以上とすることが必要である。すなわ
ち、］々インダー樹脂のガラス転移点が高いほど保存性
が向上するわけであるが。

ガラス転移点が高くなるにしたがいバインダー樹脂の軟
化点が上昇するため、保存件ヲ洒足するバインダー樹脂
の軟化点は低（押えたとしても１２０℃程度となり、そ
の結果、トナーの最低定着温度は１４０℃金上口金上温
となる。このように従来の接触加熱冗着用トナーは、十
分満足すべき保存性ならびに低温定右憔盆有するものと
はいい難い。

これに対し、加熱葡行なわずに定着盆行なう。

圧力定着用のトナーとしては１例えば、特開昭４８−７
５０３２号公報、同５０−６２６３７号公報、同５２−
１０８１３４号公報、同５３−１１８０４９号公報、同
５７−１７９８６０号公報に開示されているようなマイ
クロカプセル型トナーが知られている。これらのマイク
ロカプセル型トナーは、艮好な圧力定着性を得るために
ガラス転移点の低い軟／Ｘ樹脂？芯材に用いる必要がめ
るために’ＪＪ造が容易でなく。

葦たトナーの保存性めるいは定着画像の保存安定性が不
十分であって、実用化されるに至っていないのが現状で
める。すなわ）、芯材に用いられる軟質樹脂は粘Ｎ注が
大さく、これｔ微粉砕して芯材粒子全形成することが容
易でな（、ｌたトナー粒子のカプセル（壁膜）が、他の
トナー粒子あるいは現像装置内の器壁等との衝突によっ
て破壊されやすく、トナー粒子同士の凝集めるいはトナ
ーの器壁への伺着が発生し、保存性が劣るうえ、定着画
像の一部が外力によって剥離あるいは位置ずれケ生じや
−す゛（１画像の保存安定性が劣るなどの問題点ケイ了
している。

〔発明の目的」 本発明の第１の目的は、トナーの凝集あるい、Ｉ／ユ器
壁への付着等の生じにくい保存性の優れた静電荷像現像
用トナーヶ提供することにある。

本発明の第２の目的は、低温定矯性に優れ、熱ローラ定
着による高速定着が同化な静電荷像現像用トナー・盆提
供することにある。

本発明の第３の目的は、−湿性、摩擦帯電特性の良好な
静電荷像現像用トナー？！−提供することにある。

本発明の第４の目的は、上述のトナーの特長ケ利用して
現像、定着ケ行ない、保存安定性の潰れた艮好な画質の
定着画像？得ることのできる画像形成方法ケ提供するこ
とにある。

〔発明の構成〕

本発明の静電荷像現像用トナーの％徴とするところは、
核体粒子の表面に、自熱性高分子′ａＩ′ｘよジなる漕
膜盆有する点にある。

本発明の画像形成方法の特徴とするところは、核体粒子
の表面に耐熱性高分子物質よりなる薄膜葡有する静電荷
像現像用トナーｒ言む現像剤により静電荷信金現像する
現像工程と、この現像工程によって形成されたトナー像
葡°熱ローラ定着万式によって足Ｎする定着工程と會含
む点にある。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明のトナーは、着色剤、その他必要に応じて添加さ
れるトナー成分？、好’ＥＬ＜はガラス転移点が３５℃
以上の樹脂よ！Ｉｌｌなるバインダーによって結着して
核体粒子盆形成し、この核体粒子の表面の全体ないしは
一部ｔ、核体粒千勿構成するバインダー樹脂のガラス転
移点よりも篩いガラス転移点（好）しくは１５０℃以上
）を有する自熱性高分子ｑ７ＩＪ’Ｊｉよりなる薄膜に
よって被覆して構成される。

核体粒子のツマインダーとしてガラス転移点が３５℃よ
り低い軟質の位・１脂を用いると、定沼画像葡栂成する
トナー物質が脱落しやすく、長期にわたって良好な保存
綻定性ヶ維持することが困難である。

マタ、核体粒子のバインダーとしてガラス転移点が７０
’Ｃ以上の樹脂を用いるｃｌ！−は、低温定着化の妨げ
となり、好ましくない。バインダー樹脂における好まし
いガラス転移点は３５〜５５”Ｃでめ・る。

核体粒子の表面に形成される耐熱性高分子９勿質の薄膜
は、好ましくは１０ｍμ〜１μの膜厚？有するものとさ
れる。薄膜の膜厚カー１μを越えると。

薄膜の圧潰が困難となり、定着性が低下するので好１し
くない。

なに、ガラス転移点は、水差走査熱蓋測定機（理学を機
付製）を用い、昇温速度１０’Ｃ／分にゴｄいて測定し
たときの値である。

本発明のトナーに１６ける渦膜を構成する前記耐熱性高
分子物質としては、以下に示すガラス転移点が１５０　
’Ｃ以上の耐熱性樹脂？好ましいものとして例示するこ
とかでさ、る。

例示化合物 （イ）耐熱性樹脂 ０芳査族ポリイミド系ポリマー 例示化合物（１） 東芝ケミカル社製 クレゾールに可溶 例示化合ｗＪ（２） 宇部興産社製 タロロフェノールに可溶 （１１） 例示化合’ａｔ（３） チノマガイギー社製１’−ＸＵ−ｚｘ８Ｊガラス転移点
　３２０℃ 塩化メチレンに可溶 ０フエニル化されたポリフェニル系ポリマー、ポリフタ
ルイミド系ポリマー 例示化合＠（４） ガラス転移点　３５０℃ トルエン、テトラクロルエタンに可溶 特開昭ＧＯ−１９８５５４（４） 例示化合物（５） ガラス転移点　４１３℃ トルエン、テトラクロルエタンに可溶 （ロ）熱可塑性耐熱性樹脂 ０芳香族ポリエーテル系ポリマー 例示化合物（６） ポリフェニレンオキシド Ｃ３Ｅ社製（−ＰＰＯＪ分子童：２Ｂ、００θガラス転
移点　２１０℃ 例示化合物（７） ポリスルホン （１３） ＵＣＣ社製［Ｕｄｅｌ　Ｊ分子量：８０，０００ガラス
転移点　１９０℃ ＯＫ　４ａ　ポリフエニレンエーテル 例示化合物（８） スチレングラフト化ボリフエニＶンエーテル旭化成社爬
「ザイロン」 例示化合物（９） ＆　ｔ−Ｅ　ｄ？　！ｊフェニレンエーテル三菱瓦斯化
学社製 ←１熱硬化型耐熱性樹脂 ０付加硬化型の官能基（ビニル基、エチニル基。

シア）基、パラシクロファン環、ビフェニレン環等）葡
有するもの 例示化合物（ｌＯ） ポリアミノマレイミド （１４） Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｒｃ社爬［Ｋｉｎｅｌ　Ｊ例示
化合９２１（１１） ビスマレイミドトリアジン樹８斤 １ １ 以上の耐熱性１１１＠のうち、薄膜の形成が容易である
という点より例示化合物群（イ）の溶剤に９溶なタイプ
のものが好Ｉしい。

このような耐熱性樹脂を用いて、核体粒子の表面に薄膜
を形成する方法としては、以下の方法を用いることがで
きる。

例えば、例示化合物群（１の耐熱性樹脂の場合は。

この耐熱性樹脂の溶液？核体粒子の表面にスプレードラ
イ法等によって塗布し又乾燥させる方法１例示化合物群
（ロ）の熱可塑性耐熱性樹脂の場合は、この耐熱性樹脂
の微粉末金核体粒子の表面に付庸させて加熱処理する方
法１例示化合＠群ヒＪの熱硬化型耐熱性樹脂の場合は、
そのオリビマーの溶液を核体粒子の表向に塗布し、その
後加熱処理等？施して硬化させる方法などｔ挙げること
ができる。

本発明のトナーに３ける核体粒子全構成するバインダー
としては１例えば、ポリスチレン、？リビニルトルエン
、スチレン−ブタジェン共重合体。

スチレン−アクリル酸エステル共’１合体、スチレン−
無水マノイン酸共本合体などのスチＶン若しくはその置
換体による重合体または共重合体、ポリニスデル樹脂、
アクリル系１１！１脂、キシレフ樹脂、ポリアミド１１
脂、アイオノマー１！１脂、ケトン樹脂、テルペン樹脂
、フェノール変性テルペンｍ　ｌＪ＆　、ロジン、ロジ
ン変性樹脂、マレイン酸変性フェノール樹脂１看油系樹
脂、澱粉グラフト重合体、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルピロリドンナトｒ単独で或いは混合して用いるこ
とができる。このうつ、特にスチレン系樹脂ｌたはポリ
エステル樹脂が好ｌしい。ツマイングーのトナー粉末全
量に対する割合は２０〜９９重ｉ％の範囲である。

以上の如きバインダーと共に核体粒子全構成するトナー
成分は、着色剤、＠性トナーとする場合には磁性体、及
び必俄に応じて添加される特性改良剤でるる。

着色剤としては、力−ゼンブラック、ニグロシン染料（
Ｃ，１，Ａ３０４１５Ｂ）、アニリンブルー（Ｃ，１，
Ａ３０４０５）、カルフォイルゾル−（Ｃ０ｌ。

Ａ　ａｚｏｅｃ　Ｂｌｕｅ　３　）　％クロムイエｏ　
−（Ｃ，１，Ａ１４０９０　）、ツルトラマリンゾル−
（Ｃ，１，Ａ７７１０３）、デュポンオイルレッド（Ｃ
，１，Ａ２６１０５　）、−？／す７４　工ｏ　−（Ｃ
，１，Ａ４７０（７５）。

メｆ　Ｌ／　７２　ｋ　−りＯライド（ｃ、１．ｓ　５
２０１５　）。

フタロシアニンブルー（Ｃ，１，Ａ７４１６０）、マラ
カイトグリ−７ｔクサレート（Ｃ，１，Ａ４２０００）
、ランプブラック（Ｃ，１，Ａ７７２６６）　、ローズ
ベンガル（Ｃ，１，Ａ４５４ａ５　）、これらの混合物
、七の他を挙げることができる。これら着色剤は、十分
な濃度の可視像が形成されるに十分な割合でき有される
ことが必要であり１通常バインダー１００．重量部に均
して１〜２０重艦部程度の割合とされる。

前記磁性体の具体列としては、コバルト、鉄、ニッケル
などの金用粉、アルミニ９ム、コバルト、銅、　鉄、鉛
、ニッケル、マグネシヮム、スズ、亜鉛、　金、銀、七
しン、チタン、タングステン、ジルコニワムなどの金属
の合金及びそれらの混合物、酸化了ルミニワム、敵化鉄
、＃化ニッケルなどの磁性金塊酸化物及びこれｔ＠む金
属化合物１強磁性フェライト及びその混合Ｗｔ−挙げる
ことができる。これらの磁性体は微粉末とされて核体粒
子体中に分散され、−ｆ：の割合は、トナー粉末全量に
対して１０〜８０ｍ餓％、好ましくに３５〜６５重量％
とされる。な３磁性体が着色剤としての効果會示すこと
もめる。

前記特１１改良剤としては、荷電制御剤、オフセット防
止剤、流動性改善用滑剤その他がある。

また、着色剤、荷電制御剤２よび流動性改善用滑剤等は
薄膜中に存在させることができる。

不発明トナーは、鉄粉、ガラスピーズ等よ構成るキャリ
アと混合されて二成分現像剤とされるが、磁性体が含有
されるとぎはそのまｌ−成分現像剤として静電荷像の現
像に供される。例えば電子写真法に２いては１通常の帝
電工程３よび露元工程によって元４電性感元体Ｊ−９な
る静電荷像支持体に形成された静１！荷像ｔ、上述の本
発明のトナー′ｆｔ含有する現像剤によって現像してト
ナー像を形成し、このトナー像を転写紙等の他の支持体
に転写して熱ローラ定着方式によって定着せしめ、可視
画像を形成する。定着工程に３いては１通常用いられる
熱ａ−ラ定着器、向えば表面ｔテフロン加工してなる金
属天熱ローラと、表面にシリコーンゴム全イ■、する圧
着ローラとよりなる定Ｎ器を用いることが可能である。

そして、支持体に転写されたトナーは、その核体粒子が
熱ローラによる加熱によって軟化して保形性を失い、そ
れに伴って核体粒子の表面に形成された薄膜が熱ローラ
と圧着ローラとによって加わるわずかな圧力によって圧
潰され、その結果内部の核体物質が支持体に付着し、さ
らに温度低下に伴って硬化して定着が完了する。このと
ぎ、薄膜の圧潰に委する圧力は、通常の熱ローラ定Ｎ器
に３いて採用されている線圧で光分であ、り、　’Ｐ）
なみに、圧力定着に８いて通常用いられる線圧のｌ／１
０以下でよい。なお、熱ローラには必要に応じてオフセ
ット防止用のオイル？供給することができる。

〔発明の効果〕

本発明は以下のような作用効果？有する。

＋１７本発明のトナーは、核体粒子の表面に耐熱性高分
子物質よりなる薄膜を形成して構成され℃いるので、ト
ナー粒子の表面がガラス転移点の高いいわば硬質な状態
にある。そのため、トナー粒子が相互に付着して凝集音
発生したり、あるいは器壁に付着して現像器内など？汚
染することがな（、優れた保存性を有する。

（２）本発明のトナーは、上述のように酊熱注高分子＠
質よりなる薄膜によってトナーの保存性が光分確保され
ているので、核体粒子について保存性全考慮する必要性
が小さい。したがって、核体粒子のバインダー樹脂とし
て加熱定着が可能な範囲で軟化点の低いものケ用いるこ
とがでさ、良好な低温定着性全得ることができる。セし
て、熱ローラ定着時においては、トナーの薄膜は核体粒
子の軟化に伴って非常に圧潰され一’ｌ″）′１″い状
態にあって、トナーの定着性ｒ損うＣとがな（、したが
って低温定着による利点、すなわち高速定着性、尚熱効
率性を光分に発揮することができる。

（３）本発明のトナーは、七の表面がガラス転移点の高
い安定な耐熱性高分子′ｆｇ／Ｊ質によって形成されて
いるので、８にれた耐湿性、摩擦帝電特性？有すること
が期待される。

（４）本発明のトナーは、定着工程に１６いて熱ローラ
定着方式全採用する画像形成方法に裏って良好な定着が
達成され、その結果室温にｊ（いて硬ＩＪＮな状態にあ
る保存安定性の優れた定着画像を得ることができる。− 〔実施例〕 以下、本発明の実施的について説明するが、これらによ
って本発明が限定されるものではない。

７ｊＸ、「部」は重量部葡表わす。

実施νｉｌｌ メチノンＺｎ−ブチルアクリレート共東合体（Ｎ合比７
０　：　３０　、ガラス転移点４０’Ｃ）１００部カー
ボンブラック「モーガルＬ」 （キャボット社製）１０部 低分子量ポリゾロビＶン「ビスコール６６０Ｐ」（三洋
化成社裂）　５部 以上の？１ＪＸｔ混合し、溶融、混線、冷却、粉砕Ｈよ
び分級の工程による通常のトナー展進方法により、平均
粒径ｌＯμの核体粒子を得た。次いで。

耐熱性樹脂でるる芳香族ポリイミド系ポリマー（例示化
合物（３））の３電析％塩化メチレン溶液を調製し、こ
の溶液？公知の流動化ベッド法によって前記核体粒子の
表面に噴霧し、乾燥することによって膜厚０．１μの薄
膜ｒ形成し、トナーを製造した。これｒｒ）モーｌ」と
する。

比較ｆ！ＩＪ１ 薄膜？形成しないほかは笑Ｎｉ　［ＨＪ　１と同様にし
て比較用トナー盆爬造した。これ勿「比較トナーｌ」と
する。

比較例２ ガラス転移点が４０℃のスチレン／ｎ−ブチルアクリレ
ート共重合体（重合比７０：３０）の代ゎりに、ガラス
転移点が６５℃のスチＶン／ｎ−ゾテルアクリレート共
点合体（重合比７０：３０）ｋ用い、かつ薄膜を形成し
ないほかは実施的１と同様にして比較用トナーを製造し
た。これｔ「比較トナー２」とする。

実２Ｉｌｉｉ飼２ 耐熱性樹脂として；芳香族ポリイミド系ポリマー（例示
化合物（３））の代わりにポリフェニレン系ポリマー（
例示化合ｍｃ４））ｋ用い、溶剤として塩化メチレンの
代わりにトルエンを用いたほかは実施例１と四ｔ１にし
て膜厚０．１μのトナーに製造した。これケ「トナー２
」とする。

実施例３ 耐熱性樹脂として、芳香族ポリイミド系ポリマー（例示
化合’Ｍ（３））の代わりにポリフタルイミド系ポリマ
ー（例示化合＠　（５）　）　’に用い、溶剤として塩
化メチレンの代わりにトルエン金柑いたほかは実施例１
と同様にして膜厚０．１μのトナーを製造した。これ？
「トナー３」とする。

〈トナーの特性試験〉 以上のトナー１〜トナー３ならびに比較トナーｌ　ｊｔ
ｆよび比較トナー２の各々について、保存性？工び低温
足Ｎ性に関する試験を行なった。

保存性については、各試料を第１表に示す３通りの粂件
下で一定時間放置したときのトナーの凝集の発生の有無
％８よびその程度を峙べた。その結果？第２表に示す。

評価は、凝集が発生しなかったものｔ「○」、凝集が若
干発生したもの【「Δ」、凝集が著しく発生したもの？
１″「×」として表わす。

第１表 低温定着性については、各試料について最低定着温度ケ
調べて検討した。その結果全回じく第２表に示す。な８
、最低定着温度は以上の方法によって得られたものであ
る。すなわち、表層がテフロン（デュポン社製ポリテト
ラフルオロエチレン）で形成された熱ローラと、表層が
シリコンゴムｒＫＥ−ｉ３００ｊ（１’ＶＪ　（信越化
学工業？ｔ、製）で形成された圧着ローラとＪ−り成る
定着器により、６４　ｇ／ｍ２の転写紙に転写せしめた
試料トナーによるトナー像を線速度ｘ２０１秒で定着せ
しめる操作ｔ、熱ローラの設定温度ｋ　１００℃よ！ｌ
１５℃づつ段階的に高くシタ各温度にどいて繰り返し、
形成された定着画像に対して千ムヮイプ摺擦勿施し、十
分な耐摺擦性？示す定着画像に係る最低の設定温変音も
って最低定着温度とした。

第２表 以上の結果より、本発明のトナーはいずれも凝集の発生
がな（また最低定着温度が低く、保存性ならびに低温定
着注共に優れていることが確認された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）核体粒子の表面に、耐熱性高分子物質よりなる薄膜
   全有することｔ−特徴とする静電荷像支持体トナー。 ２）核体粒子が、ガラス転移点が３５℃以上の樹脂全バ
   インダーとするものである特許請求の範囲第１項記載の
   ｎ電荷像現像用トナー。 ３）耐熱性高分子ｑｊ！ＩＪＭが、ガラス転移点が１５
   ０℃以上の樹脂である特許請求の範囲第１ＪＪまｙ：は
   第２項記載の静電荷像現像用トナー。 ４）核体粒子の表面圧耐熱性高分子＠質よりなる薄膜？
   有する静電荷像現像用トナー？含む現像剤により静電荷
   像を現像する現像工程と、この現像工程によって形成さ
   れたトナー像會熱ローラ定着方式によって定着する定着
   工程とｔ含むことｔ特徴とする画像形成方法。 ５）静電荷像現像用トナーの核体粒子が、ガラス転移点
   が３５℃以上の樹ｎｉ７にバインダーとするものでるる
   特許請求の範囲第４項記載の画像形成方法。 ６）耐熱性高分子Ｗ質が、ガラス転移点が１５０℃以上
   の仰脂でるる特許請求の範囲第４身″ｆ、たは第５項記
   載の画像形成方法。