JPS61215557A - 電子写真用現像剤組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 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為の現像剤組成物に関するものであ
る。

〔従来の技術及び問題点〕

従来電子写真法としては、米国特許第２２９７６９１号
、第２５５７８０９号明細書等に記載されている如（、
光導電性絶縁層を一様に帯電させ、次いで七の層ｔ−露
光せしめ、その露光された部分上の電荷を消散させるこ
とにより、電気的な潜像を形成し、更に該潜像にトナー
と呼ばれる着色された電荷をもった微粉末を付着せしめ
ることによって可視化させ（現像工程〕、得られた可視
像を転写紙等の転写材に転写せしめた後（転写工程〕、
加熱、圧力或いはその他適当な定着法により永久定着せ
しめる（定着工程）工程からなる。

この様にトナーは単に現像工程のみならず、転写工程、
定着工程の各工程に於て要求される機能を備えていなけ
ればならない。

一般にトナーは現像装置内で機械的動作中に受ける剪断
力、衝撃力による機械的な摩擦力を受け、数千枚乃至数
万枚コピーする間に劣化する。この様なトナーの劣化を
防ぐには機械的な摩擦力に酎えうる分子量の大きな強靭
な樹脂を用いれば良いが、これらの樹脂は一般に軟化点
が高く、非接触定着方式であるオーブン定着、赤外線に
よるラジアント定着では熱効率が悪い為に定着が充分に
行なわれず、又、接触定着方式で熱効率が良い為、広く
用いられているヒートローラ一定着方式に於ても、充分
に定着させる為ヒートローラーの温度を高（する必要が
生じ、定着装置の劣化、紙のカール、消費エネルギーの
増大等の弊害を招くばかシでな（、この様な樹脂を使用
すると微粉化してトナーを製造する際、製造効率が著し
く低下する。その為、結着樹脂の重合度、更には軟化点
も余り高いものは用いることができない。一方ヒートロ
ーラ一定着方式は加熱ローラー表面と被定着シートのト
ナー像面が圧接触する為、熱効率が著しく良く、低速か
ら高速に至るまで広く使用されているが、加熱ローラー
面とトナー像面が接触する際トナーが加熱ローラー表面
に付着して後続の転写紙等に転写される、所謂オフセッ
ト現象が生じ易い。この現象を防止する為、加熱ローラ
ー表面を弗素系樹脂等の離型性の優れた材料で加工する
が、更に加熱ローラー表面にシリコンオイル等の離型剤
を塗布して対処している。

しかしながら、シリコンオイル等を塗布する方式は定着
Ｗ＆置が大きくなりコスト高となるばかりでなく複雑に
なる為トラブルの原因にもなり易く好ましいものではな
い。

又特公昭５５−６８９５号、特開昭５６−９８２０２号
公報に記載の如（、結着樹脂の分子量分布幅を広くする
ことによりオフセット現象を改良する方法もあるが、一
般に樹脂の重合度が高くなり使用定着温度も高く設定す
る必要がある。又、樹脂の重合度が低いまま、ただ単に
分子量分布ＩｍＫを広げても、オフセット現象は改善さ
れ難い。

更に改良され丸刃法として、特公昭５７−４９３号、特
開昭５０−４４８５６号、特開昭５７−！５７！５５３
号公報記載の如く、樹脂を非対称化、架橋化せしめるこ
とによってオフセット現象を改善する方法があるが定着
点は改善されていない。

一般に、最低定着温度は低温オフセットと高温オフセッ
トの間にある為、使用可能温度領域は、最低定着温度と
高温オフセットとの間となり、最低定着温度をできるだ
け下げること、高温オフセット発生温度をできるだけ上
げることにより使用定着温度を下げることができると共
に使用可能温度領域を広げることができ、省エネルギー
化、高速定着化、紙のカールを防ぐことができる。又、
両面コピーがトラブルなくできる為、複写機のインテリ
ジェント化、定着装置の温度コントロールの精度、許容
幅の緩和等数々の利点がある。

その為、常に定着性、耐オフセット性の良い樹脂、トナ
ーが望まれている。

この様な要求を達成する為スチレン系の結着樹脂を使用
する場合には特開昭４９−６５２５２号、特開昭５０−
２８８４０号、特開昭５０−８１３４２号公報記載の如
く、パラフィンワックス、低分子量ポリオレフィン等を
オフセット防止剤として添加する方法が知られているが
、添加量が少ないと効果がな（、多いと現像剤の劣化が
早いことも確認されている。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこれらの要求を満たす為になされたものであり
、その目的はヒートローラ一定着方式に於て、オフセッ
ト防止液を塗布することなくオフセットが防止されかつ
より低い定着温度で定着できる現像剤を提供することに
ある。

即ち、本発明は、結着樹脂と着色剤とを主成分とする電
子写真用現像剤組成物に於いて、該結着樹脂の主成分が
ビニル系重合体よりなシ、該結着樹脂が高化式フローテ
スターを用いて、６℃／　ｍｉｎの等速昇温下で２０　
ｋｙ／（ｍ２の荷重のもとに該結着樹脂１−ｆｅ、直径
１１１、長さ１ｍｌ１のノズルより押し出して測定した
流れ値より求めた見掛けの粘度の自然対数を温度に対し
てプロットした際に、そのグラフの傾きの絶対値が０．
１５１ｎ（ｐｏｉｓｅ）　／　’Ｃ以下である物性を有
するものであることを特徴とする電子写真用現像剤組成
物に係るものである。

本発明の結着樹脂の主成分であるビニル系重合体を形成
する為に使用される代表的な単量体としては、スチレン
、Ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチ
ルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン
、２．４−ジメチルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ビ
ニｋ　ｆ　７　ｐ　ｌ／ン、例、ｔばエチレン、プロピ
レン、ブチレン、インブチレン等の如き、エチレン系不
飽和モノオレフィン類、例えば塩化ビニル、臭化ビニル
、弗化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ギ酸
ビニル、カプロン酸ビニル等の如きビニルエステル類、
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［ｎ−プロピル、アクリル酸インプロピル
、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸インブチル、アク
リル酸ｚｅｒｔ−ブチル、アクリル酸アミル、アクリル
酸シクロヘキシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル
酸インオクチル、アクリル酸アミル、アクリル酸ラウリ
ル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステア
リル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸２−ヒド
ロキシエチル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸２−
　／ロルエテル、アクリル酸フェニル、α−クロルアク
リル酸メチル、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／Ｕル酸ｎ−プロピル、メタク
リル酸インプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタク
リル酸イソブチル、メタクリル酸ｔｌｌｌｒｔ−ブチル
、メタ４１Ｊル酸アミル、メタクリル酸シクロヘキシル
、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸インオクチ
ル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸うｆ）　ＩＪル
、メタクリル酸２−エチルへ中シル、メタクリル酸ステ
アリル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸２
−ヒドロキシエチル、メタクリル酸グリシジル、メタク
リル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、
メタクリル酸ジエチルアミノエチル等の如きエチレン性
モノカルボン酸及びそのエステル、例エバアクリロニト
リル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等の如きエ
チレン性モノカルボン酸置換体、例えばマレイン酸ジメ
チル等の如きエチレン性ジカルボン酸及びその置換体１
例えばビニルメチルケトン等の如きビニルケトン類、例
えばビニルメチルエーテル等の類キビニルエーテル類、
例えばビニリダンクロリド等の如きビニリグンハロゲン
化物、例えばＮ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルピロリド
ン等の如′＠Ｉｆ−ビニル化合物類がある。

好ましくは、本発明に係る結着樹脂を構成する成分の内
、樹脂の主骨格形成にスチレンもしくはスチレン誘導体
、樹脂の軟化温度等の熱特性の調節、電荷の決定、及び
帯電量の調節にエチレン性モノカルボン酸及びそのエス
テルが用いられる・・ 本発明に係る結着樹脂は、上述の単量体を適宜選択し、
公知の付加重合反応等の条件を組合わせた製造条件の下
で製造されるが、この製造条件は実験により当業者が適
宜選択して決めることができる。この製造条件の決定の
方法について説明すれば、重合開始剤については、アゾ
系以外の開始剤が用いられる。アゾ系開始剤を用いては
本発明に係る結着樹脂は得難い。アゾ系以外の開始剤で
あれば、過酸化物のほか、電子線、プラズマ、放射線で
あってもよい、この製造条件は意図する結着樹脂の軟化
点を考慮して、重合開始剤の種類および重合開始剤の半
減期から求められる反応温度と反応時間をファクターと
して実験により容易に定められる。

特に本発明においてはラジカル重合法が好ましく用いら
れるが、場合により反応系中に公知の連鎖移動剤を添加
しても良い。

結着樹脂の高化式フローテスター軟化温度は第１図に示
す如き、高化式フローテスター（島津製作所製〕を用い
て１（至）３　の試料５を昇温速度６℃／ｍｉｎで加熱
しながら、プランジャー１によｇ　２０　ｋｇ７ａｗ’
　ｏ荷重を与え、直径Ｉ　ＩＩＩ、長さ１ｍ１１のノズ
ル４を押し出すよりにし、これにより、第２図に示すよ
うな当該フローテスターのプランジャー降下量（流れ値
］一温度曲線を描きそのＳ字曲線の高さをｈとすると１
！％に対応する温度を軟化温度としたものであるが、各
温度による流れ値よシ見掛けの粘度ηｌは次式によシ求
めることができる。

ＤＷ’　　８ＬＱ ただし、 ＩＩ：見掛けの粘度（ｐｏｉｓｅ） τＷＩ：管壁の見掛けのすり応力（（１ｙｎｌｌ１１０
１１２）Ｄｗｐ　：管壁の見掛けのず９速度（１７ｓｅ
ａ）Ｑ　：流れ値（ａｓ’／　ｓｅａ　＝　ｍｌ／　ｓ
ｅａ　）Ｐ　：押出圧力（ｄｙｎ・／／） Ｒ：ノズルの半径（−） Ｌ　；ノズルの長さくａｍ） ただし、１　ｋｐｆ＝９８０×１０５　ｄｙｎｅ又、当
該フローテスターをパンコンに接続することにより、前
記見掛けの粘度を連続的に算出し、その自然対数を、第
３図に示すように温度に対してプロットさせ、直線で回
帰させて簡単にその傾きを求めることができる。当該傾
きは、結着樹脂の粘度の温度に対する感受性を反　　　
　゛映し、鈍感な万（傾きの絶対値が小さい万）がオフ
セット現象は発生し難いと考えられるが、詳細は不明な
ものの、樹脂の軟化点に関係なく該傾きの絶対値が０．
１５１ｎ（ｐｏｉｓｅ）／℃以下で、１．０×１０５　
〜１，０×１０５　　ポイズの粘度範囲内で、見掛は粘
度の該回帰直線からの高目のずれの最大値と低目のずれ
の最大値との和が好ましくは２．ＯＸ　１０ポイズ以上
であれば、トナー調製時にオフセット防止剤を添加せず
とも、或いは添加する場合でも少量でオフセット現象を
防止できた。

一般に結着樹脂の軟化温度を下げることにより最低定着
温度を下げることができるが、当該傾きの絶対値が０．
１５１ｎ（ｐｏｉｓｅ）／℃以下で低軟化温度の樹脂を
用いて現偉剤を調製することによって、耐オフセット性
を維持したｔま、低温定着を達成することができた。

本発明の結着樹脂の高化式フローテスター軟化温度は１
００〜１６０℃が好ましく、又、ガラス転移温度は５０
〜８０℃が好ましい。

本発明に用いられる着色剤としては、カーボンブラック
、アセチレンブラック、フタロシアニンブルー、パーマ
ネントブラウンＦＧ、７’リリアントファーストスカー
レット、ピグメントクリーンＢ、ローダミン−Ｂペース
、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６、ソ
ルベントプル−３５等及びそれらの混合物等を挙げるこ
とができ、通常、結着樹脂１００重量部に対し、１へ１
５重量部程度が使用される。

本発明に係る結着樹脂を用いて磁性トナーとする場合、
磁性体としては、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金
属の粉末もしくはフェライト、ヘマタイト、マグネタイ
ト等強磁性を示す元素を含む合金或いは化合物を挙げる
ことができ、該磁性体は平均粒径０．１〜１μの微粉末
の形で結着樹脂中に４０〜７０重量部程度を分散せしめ
て用いることができる。

〔実施例〕

以下に本発明の製造例及び実施例について述べるが、本
発明はこれらの例に限定されるものではない、尚、例中
に示す組成割合はすべて重量部で表わすものである。

製造例１ 攪拌装置、窒素導入管、温度計、還流用冷却管及び滴下
ロートを備えた反応器にキシレン５００部を仕込み、温
度を８０℃に調節する。

窒素気流下にてスチレン７５０部、アクリル酸２−エチ
ルヘキシル２００部、メタクリル酸メチル５０部及び過
酸化ベンゾイル２０部の混合液を４時間かけて滴下重合
する０滴下終了後１０時間同温度にて熟成後、キシレン
を留去し溶融した樹脂をステンレススチールバット中へ
取シ出し、放冷、粉砕し、粉末状の樹脂を得た。

この樹脂は高化式フローテスター軟化温度（以下ＦＴＳ
Ｐと略す〕が１２０℃、ガラス転移温度（以下Ｔ　と略
す）が６０℃、フローテスター見掛は粘度の温度に対す
るプロットの傾きの絶対値（以下ｋｇと略す〕が０．１
５０．１．ＯＸ　１０’〜１．ＯＸ　１０’ボイズの粘
度範囲内で、見掛は粘度の該回帰直線からの高目のずれ
の最大値と低目のずれの最大値との和（以下Ｐ値と略す
〕が２．５　Ｘ　１０５ポイズであった。これ全結着樹
脂（１）とする。

製造例２ スチレン７５０部と、α−メチルスチレン５０部と、ア
クリル酸ｎ−ブチル２００部とを製造例１と同様の方法
で共重合して結着樹脂（２）を得た。この樹脂はＦＴＳ
Ｐが１２２℃、Ｔ、が６１℃、ｋ値が０．１５５、Ｐ値
が２，８　Ｘ　１０　ボイズであった。

製造例５ 製造例１と同様にして、ＦＴＳＰが１３０℃、〒１が６
１℃、に値が０．１２０、Ｐ値が５．６　×１０５ポイ
ズの結着樹脂（３）ｔ−得た。

製造例４ 製造例２と同様にして、ＦＴＳＰが１１５℃、？　が６
０℃、ｋ値が０．１４８、Ｐ（［カ２．ｌ×１０５’ボ
イズの結着樹脂（４）を得た。

比較製造例１　　。

製造例１において、重合開始剤をアゾビスインプチハニ
トリル２０部に変えて、同様の操作によりＦ’ｒＳＰが
１２１℃、−が６０℃、ｋ値が０．１７０、Ｐ値が０，
６　Ｘ　１０　　ポイズの結着樹脂（町を得た。

比較製造例２ スチレン６００部とメタクリル酸ｎ−ブチル４００部と
を製造例１と同様の方法で共重合して結着樹脂（６）を
得た。この樹脂はＦＴＳＰが１３５℃、Ｔｇが６２℃、
ｋ値が０．１５５、Ｐ値が１．５×１０５　　ポイズで
あった。

実施例１〜４、比較例１〜５ 上記結着樹脂（１）〜（６）ヲ用い、下記処方の材料を
ボールばルで混合後、加圧ニーダ−にて溶融混練し、冷
却後、ジェットミルにて粉砕し、平均粒径１２μｍのト
ナーを調製した。

実施例１ 結着樹脂（１１９５部 実施例２ 結着樹脂１２１　　　　　　　　　　　９５部カーボン
ブラック「リーガル４００ＲＪ　　　　　　７部実施例
３ 結着樹脂（３）　　　　　　　　　　　　９５部カーボ
ンブラック「リーガル４００　ＲＪ　　　　　　７部実
施例４ 結着樹脂（４９３部 カーボンブラック「リーガル４００Ｒ４７部比較例１ 結着樹脂（５）１　　　　　　　　　．９３部カーボン
ブラック「リーガル４００Ｒ４７部比較例２ 結着樹脂ｔｅｌ　　　　　　　　　　　　９５部カーボ
ンブラック「リーガル４００　ＲＪ　　　　　　７部・
　比較例５ 結着樹脂（５１９３部 比較例４ 結着樹脂（５１９５部 カーボンブラック「リーガル４００ＲＪ　　　　　　　
７部比較例５ 結着樹脂（５１９５部 ポリプロピレンワックス「ビスコール５５０ＰＪ　　　
１０部カーボンブラック「リーガル４００ＲＪ　　　　
　　７部以上のトナー各々−９１９ｔキヤリアー鉄粉１
２０９．９と混合し、現儂剤を調製し、市販の電子写真
複写機（感光体はアモルファスセレン、定着ローラーの
回転速度は２５５腸／８６０．定着装置中のヒートロー
ラ一温度を可変にし、オイル塗布装置を除去したもの）
にて画像出しを行なった。

定着温度を１２０℃へ２２０℃にコントロールし画像の
定着性、オフセット性を評価した結果を表１に示す。

ここでの最低定着温度とは底面が１５１１１Ｘ７．５膿
の砂消しゴムに５００１の荷重を載せ、定着機を通して
定着され良画像の上を５往復こすり、こする前後でマク
ベス社の反射濃度計にて光学反射密度を測定し、以下の
定義による定着率が７０％を越える際の定着ローラーの
温度をいう。

こすった後の偉ａｔｌｆ こする前の像ｍ度 尚、保存安定性については、各トナー１に５０℃、相対
湿度４０％の条件下で２４時間放置したときの凝集の発
生の程度を評価した。

【図面の簡単な説明】

第１図は高化式フローテスターの要部を示す略示断面図
、ｗＪ２図はフローテスターのプランジャー降下量（流
れ値〕一温度曲線、第５図は見掛粘度の自然対数を温度
に対してプはツトした図である。 １・・・プランジャー　　　２・・・シリンダー５・・
・試料　　　　　　　４・・・ノズル５・・・ノズル押
え

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　結着樹脂と着色剤とを主成分とする電子写真用現像
   剤組成物に於て、該結着樹脂の主成分がビニル系重合体
   よりなり、該結着樹脂が高化式フローテスターを用いて
   、６℃／ｍｉｎの等速昇温下で２０ｋｇ／ｃｍ＾２の荷
   重のもとに該結着樹脂１ｃｍ＾３を、直径１ｍｍ、長さ
   １ｍｍのノズルより押し出して測定した流れ値より求め
   た見掛けの粘度の自然対数を温度に対してプロットした
   際に、そのグラフの傾きの絶対値が０．１５ｌｎ（ｐｏ
   ｉｓｅ）／℃以下である物性を有するものであることを
   特徴とする電子写真用現像剤組成物。 ２　結着樹脂の高化式フローテスター軟化温度が１００
   〜１６０℃であり、ガラス転移温度が５０℃〜８０℃で
   ある特許請求の範囲第１項記載の電子写真用現像剤組成
   物。 ３　結着樹脂が、その見掛け粘度と温度とのプロットに
   おいて、１．０×１０＾５〜１．０×１０＾６ポイズの
   粘度範囲内にて見掛け粘度の該回帰直線からの高目のず
   れの最大値と低目のずれの最大値との和が２．０×１０
   ＾５ポイズ以上である特許請求の範囲第１項記載の電子
   写真用現像剤組成物。