JPS6183545A - 電子写真法におけるオフセツト防止法 - 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、電子写真法におけるオフセット防止法に関す
るもので、より詳細にはトナー像を表面に有する転写紙
を加熱ローラと接触させて定着を行うに際して、トナー
のオフセット現象を防止する方法に関する。

従来の技術及び発明の技術的課題 電子写真法の分野において、トナー粒子を複写紙上に熱
定着するには、熱効率、火災事故防止及び定着操作の点
で、ローラによる加熱圧着方式が有利であるが、定着ロ
ーラ表面とトナー粒子像とが加熱下及び加圧下に接触す
るため、トナー粒子の一部が定着用ローラの表面に付着
転移する所謂オフセット現象を生じ、このものが再び複
写紙上に転移して、複写紙によごれを生じることが問題
となる。

かかる欠陥を防止するために従来既に幾つかの方式が採
用されており、一つの代表的な方式では、定着用ローラ
の表面をフッ素樹脂の如き離型性乃至は耐汚染性の材料
で構成すると共に、その表面にシリコーンオイルの如き
オフセント防止液体の薄膜を形成させるが、この方式で
は定着装置の機溝が複雑化すると共に、定着に際してオ
フセット防止液を必要とするという煩しさがある。他の
代表的な方式では、トナー粒子中に低分子量オレフィン
樹脂の如き雌型剤として作用する物質を予じめ含有させ
、ローラによる定着に際して、前記物質を液状の形で粒
子表面に遊離させ、これによりオフセット現象を防止し
ようとするものである。

この後者の方式は、後述する実施例からも明らかなよう
に１６０Ｃ以下のような比較的低温の加熱定着には有効
であるとしても、１７０Ｃ以上のような高温ではオフセ
ット防止効果が十分でないという欠点を有することが見
出された。

しかして、加熱ローラ定着方式において、熱ローラの温
度を高くすることは、高速複写を可能ならしめること、
及び熱定着温度が高く、従ってトナーとしたときブロッ
キング現象の生じない高軟化点定着樹脂の使用を可能な
らしめることの２点から強く要望されている。

発明の骨子 本発明者等は、加熱ローラとの接触でトナーの定着を行
う方法において、トナー中に離型剤と共にオキシカルボ
ン酸錯塩を含有させるときには、オフセットを防止し得
る温度域が著しく高温側に拡大されることを見出した。

更に、オキシカルボン酸錯塩を併用することにより、離
型剤の使用量を低減させることが可能となり、また高軟
化点定着樹脂の使用が可能となることにも関連して、ト
ナーのブロッキング現象を防止し、またその流動性や耐
熱性を改善し得ることを見出した。

発明の目的 即ち、本発明の目的は、トナーの耐ブロッキング性、流
動性及び耐熱性を損わずに、非オフセット域を高温側に
拡大することが可能な電子写真法を提供するにある。

本発明の他の目的は、上述した改善がトナー中にオキシ
カルボン酸錯塩を配合するという簡便な手段で達成され
る方法を提供するにある。

発明の構成 本発明によれば、電荷像を有する感光層を顕電性トナー
で現像し、感光層上のトナー像を転写紙に転写した後、
これを転写紙上に定着することから成る電子写真法にお
いて、顕電性トナーとして、定着用樹脂媒質中にオキシ
カルボン酸錯塩及び離型剤を含有するトナーを使用し、
且つ加熱ｂ−ラをトナー像と接触させて加熱定着を行う
ことを特徴とするオフセット防止法が提供される。

発明の好適態様 本発明を、以下に詳細に説明する。

電子写真法 本発明のオフセット防止法が適用される電子写真法を説
明するだめの第１図において、嘔動回転される金属ドラ
ム１の表面には、電子写真感光層２が設けられている。

このドラムの周囲には、主帯電用コロナチャージャ６；
ランプ４、原稿支持透明板５及び光学系６から成る画像
露光機構；トナー７を有する現像機溝８；トナー転写用
コロナチャージャ９；紙分離用コロナチャージャ１０；
除電ランプ１１：及びクリーニング機構１２がこの、ｊ
咽部に設けられている。

先ず、光導電体層２をコロナチャージャ３で一定啄性の
電荷で帯電させる。次いで、ランプ４で複写すべき原稿
１６を照明し、光学系６を経て原稿の光線りで光導電体
層２を露光Ｉ２、原稿画像に対応する静１Ｍ、潜像を形
成式せる。この静電潜像を、現像機構８によりトナー７
で現像する。転写紙１４を、トナー転写用チャージャ９
の位置でドラム表面と接触するように倶給し、転写紙１
４の背面から静電像と同極性のコロナチャージを行って
、トナー像を転写紙１４に転写させるｏトナー像が転写
された転写紙１４は、分離用コロナチャージャ１０の除
電によってドラムから静電的に剥離され、定着域に送ら
れる。この定着域には、表面にポリテトラフルオロエチ
レンの被覆屑１５を有し且つ内部に加熱機構１６を備え
た加熱ローラ１７と加圧ローラ１８とが設けられ、トナ
ー像を有する転写紙は、ローラ１７及び１８のニップ位
置を通り加熱ローラ１７からの熱により、トナー像の転
写紙への定着が行われる。

加熱ローラによるトナー像の定着に際して生ずるオフセ
ット現象を考えた場合、この原因は次の２つに大別でき
ると思われる。その一つは、トナー粒子が完全に溶融す
るが、この溶融トナーのローラへの粘着力が溶融トナー
の凝集力よりも犬きく、その結果としてコーラ表面への
転移が生ずる場合（ホットオフセット）であり、他の一
つは、トナー粒子は加熱ローラ側では溶融されるが、複
写紙側では非溶融乃至は非軟化状態であり、その結果と
してローラ表面への転移が生ずる場合（コールドオフセ
ット）である。即ち、加熱ローラによるトナーの熱定着
に際して、ローラ温度及びローラとの接触時間を両軸と
してオフセット現象の生じる域をプロットすると、一般
に高温側及び長時間側がホットオフセット域となり、低
温側及び短時間側がコールドオフセット域となり、これ
ら雨域の間に、非オフセット定着域が存在し、この非オ
フセット定着域の広さは樹脂の種類によって様々である
。本発明は、トナー中にオキシカルボン酸錯塩を離型剤
と共に配合すると、非オフセット定着域が高温側に著し
く拡大されるという新規知見上基づぐものである。

トナー処方 本発明に用いるオキシカルボン錯塩は、オキシカ／ｌ／
　ホン酸（！：　鉄、コバルト、ニッケル、クロム等の
遷移金属との間に形成される錯塩であり、一般にオキシ
カルボン酸と金属とは２：１の比で存在する。このオキ
シカルボン酸錯塩は下記一般式、式中、Ｒ，、Ｒ，はオ
キシカルボン酸の残基であって、オキシ基及びカルボキ
シル基は基Ｒ，、Ｒ，の隣接炭素原子に結合しているも
のとし、Ｍは２価の遷移金属、特に鉄、コバ族オギシカ
ルボン酸であることが望ましく、例として、サリチル酸
、アルキル置換サリチル酸、２−ヒドロキシ−６−す７
トエ酸、アルキル置換２−ヒドロキシ−５−ナフトエ酸
、５，６，７．８−テトラヒドロ−２−ヒドロキシ−６
−ナフトエ酸等を挙げることができる。錯塩中の２個の
オキシカルボン酸成分は同一でも或いは異なっていても
よい。特に好適な錯塩は、２：１型の２−ヒドロキシ−
６−ナフトエ酸コバルトである。

離型剤と（−では、オフセット防止機能を有するそれ自
体公知の任意の離型剤が使用される。このような離型剤
としては、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチ
レン等の低分子量オレフィン樹脂類；シリコーンオイル
、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、モンタ
ンワックス、蜜ロウ、カルナバワックス等の各種潤滑油
乃至はワックス類を挙げることができる。

本発明において、離型剤はトナー１００重量部を基準と
して１乃至２５重量部、特に６乃至１５重量部の量で使
用するのがよぐ、一方オキンカルボン酸錯塩は０，５乃
至７Ｍ量部、特に１乃至３重量部の量で配合するのがよ
い。即ち、離型剤の量が上記範囲よりも少ない場合には
、オキシカルボン酸錯塩を配合しても、非オフセット定
着域を拡大することが困難であり、一方上記範囲よりも
多い場合には、トナーのブロッキング傾向を生じて、流
動性や耐熱性が低下する。また、オキシカルボン酸錯塩
の配合量が上記範囲よりも少ない場合には、非オフセッ
ト定着域を高温側に拡大するという所期の目的を十分に
達成することが４８であり、一方上記範囲よりも多い場
合には、上記範囲内にある場合に比して格別の利点はな
く、経済的にはかえって不利であり、またトナーの電子
写真学的特性、例えば帯電特性等に悪影響を生じる場合
がある。

トナーを構成する定着用樹脂としては、この株のトナー
に従来使用これている定着用樹脂、例えはスチレン系樹
脂、アクリル系樹脂等が全て部用されるが、前述したオ
キシカルボン酸錯塩及び離型剤との組合せで非オフセッ
ト定着域の拡大が顕著を定着用樹脂として、芳香族ビニ
ルとエチレン系不飽和カルボン酸エステルとの共重合体
を挙げることができる。

この共重合体に用いる芳香族ビニル単量体としでは、下
記式 式中、Ｒ８は水素原子、低級（炭素数４以下の〕アルキ
ル基、或いはノ・ロゲン原子であり、Ｒ７は低級アルキ
ル基、・・ロゲン原子等の置換基であり、ルはゼロを含
む２以下の整数である、 で表わされる単量体、例えばスチレン、ビニルトルエン
、α−メチルスチレン、α−りａルスチレン、ビニルキ
シレン等やビニルナフタレン等ヲ挙げることができる。

この中でも、スチレン、ビニルトルエンが好適である。

他方のエチレン系不飽和モノカルボン酸アルキルエステ
ル単量体としては、 ― 式中、Ｒ１は水素原子または低級アルキル基であり、Ｒ
４は炭素数１８迄のアルキル基である、 で表わ盗れる単量体、例えばエチルアクリレート、メチ
ルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタク
リレート、２−エチルへキシルアクリレート、２−エチ
ルへキシルメタクリレート等である。

本発明の目的に特に適した樹脂は、スチレンまたはビニ
ルトルエンとアクリレート乃至はメタクリレートとを、
５０：５０乃至８０　：　２０の重量比、特に６０：４
０乃至７５：２５の重量比で共重合させて成る樹脂であ
り、この内でもアクリレート乃至はメタクリレートとし
て、炭素数４以下のアルキル基を有するアクリレート乃
至はメタクリレートと、炭素数６以上のアルキル基を有
するアクリレート乃至はメタクリレートとを５：９５乃
至９０：１０、特に１０：９０乃至８５：１５の重量比
で組合せ使用するのがよい。

好適な共重合体の例は、スチレン／ブチルアクリレート
／２−エチルへキシルアクリレート、スチレン／エチル
アクリレート／２−エチルへキシルメタクリレート、ス
チレン／ブチルメタクリレート／２−エチルへキシルア
クリレート、スチレン／ブチルメタクリレート／デシル
アクリレート、スチレン／ブチルアクリレート／２−エ
チルへキシルアクリレート、スチレン／ブチルアクリレ
ート／ブチルメタクリレート／２−エチルへキシルアク
リレート、ビニルトルエン／ブチルメタクリレート／２
−二手ルヘキシルアクリレート等であるＯ 共重合体の重量平均分子量は２０００以上であることが
望ましく、またその軟化点（環球法）は７０乃至２００
Ｃの範囲内にあることが望ましい。

本発明で用いるトナーは、上述した成分に加えて顔料を
含有する。この顔料としでは、着色用顔料、体質顔料、
磁性顔料、導電性顔料の１種或いは２種以上の組合せを
用いることができる。これらの顔料は勿論、上述した機
能の２種以上を兼備えた顔料でもよく、例えばカーボン
ブラックは黒色顔料と共に導電性顔料としての機能をも
兼ね備えており、四三酸化秩は磁性顔料としての機能と
共に、所請鉄黒の名称からも明らかな通り、黒色顔料と
しての機能をも兼ね備えている。

着色顔料の適当な例は次の通りである。

黒色顔料 カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラッ
ク、アニリンブラック。

黄色顔料 黄鉛、亜鉛黄、カドミウムエロー、黄色酸化鉄、ミネラ
ルファストイエロー、ニッケルチタン二〇−１＄−７’
ルスエロー、ナフ）　−／ｌ／　ｘ　ａ　−５。

ハｙｆ−４エロー〇、ハンサーイエロー１０Ｇ。

ベンジジンエローＧ、ベンジジンエロー〇Ｒ。

キノリンエローレーキ、パーマネント二〇−１ｖＣＧ、
タートラジンレーキ。

橙色顔料 赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジ
ＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、パルカンオレンジ、イン
ダンスレ／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ＣＫ０ 赤色顔料 ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウ
ム、パーマネントレッド４Ｒ，リソールレツド、ピラゾ
ロンレッド、ウオッチングレッドカルシューム塩、レー
キレッドＤ１ブリリアントカーミン６Ｂ１ニオクンレー
キ、ａ−ダミンレーキＢ５アリザリンレーキ、ブリリア
ントカーミン３Ｂ。

紫色顔料 マンガン紫、ファストバイオレットＢ１　メチルバイオ
レットレーキ。

青色顔料 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、ｍ金ｘフタ
ロシアニンブルー、フタロシアニンブル一部分塩素化物
、ファーストスカイブルー、インダンスレンブル−ＢＣ
０ 緑色顔料 クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ１
マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーン
Ｇ。

白色顔料 亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛。

体質顔料 パライト粉、炭酸バリウム、クレー、ンリカ、ホワイト
カーボン、タルク、アルミナホワイト。

磁性材料顔料としては、従来例えば四三酸化鉄（Ｆ’３
０４）、三二酸化鉄（ｒ−Ｆ’ｖＯｓ）、酸（）［亜鉛
（ＺｎＦｅ、０４）、酸化鉄イツトリウム（Ｙｓ　Ｆ　
ｅｓ　Ｑ＋　２　）、酸化鉄カドミウム（（：’ｄＦｅ
ｔ　０４）、酸化鉄ガドリニウム（Ｃｄｓ　Ｆｅｓ　０
Ｉ２）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ２０．）、酸化鉄錯（Ｐ　
ｂＦ’＋ｔｏｎ　）　、酸化鉄ニッケＡ／　（ＮｉＦｅ
２Ｏ４）、酸化鉄ネオジウム（ＭｄＦ　ｔ　□ｓ　）、
酸化鉄バリウム（ＢαＦｅ＋２０１ｑ）、酸化鉄マグネ
シウム（ＭｑＦｅ、　Ｏ，）、酸化鉄マンガン（Ｋｎ　
Ｆｅ２０４）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅ０３）、鉄粉
（Ｆ、）、　：７パルト粉（Ｃｏ）、　ニッケル粉（Ｎ
ｉ）等が知られているが、本発明においてもこれら公知
の磁性材料の微粉末の任意のものを用いることができ全
。特に好適な磁性材料顔料は四三酸化鉄である。

導電性顔料としては、上述したカーボンブラックの他に
、導電処理を行ったそれ自体は非導電性の無機微粉末や
各種金属粉等の任意のものが使用される。

顔料の配合量は、トナーの用途に応じて広い範囲内、一
般に定着剤樹脂当り１乃至６００重量％の範囲内で使用
することができる。これらの範囲の内でも二成分系現像
剤即ち磁性キャリヤーと組合せて使用するトナーとして
の用途には、定着剤当り１乃至１５重量％、特に２乃至
１００重量％着色顔料を使用するのがよ（、一方一成分
系磁性トナーとしての用途には、定着剤樹脂当り５０乃
至６００重量％、特に６０乃至２５０重量％の磁性材料
顔料を、必要により着色剤顔料や導電剤顔料と共に組合
せて使用するのがよい。

本発明に用いるトナーには、それ自体公知の他の配合剤
を公知の処方に従って配合することができる。例えば、
顕電性トナーとしての用途には。

それ自体公知の荷電制御剤、例えばニグロンンペース（
Ｃ１５０４５）、オイルブラック（ＣＩ２６１５０　）
、スビロンブラック等の油溶性染料や、ナフテン酸金屓
塩、脂肪酸金属石鹸、樹脂酸石鹸或いは含金属アゾ染料
等を、定着剤当す０．１乃至５重量％の量で配合するこ
とができる。

前述した共重合体と顔料とを混練し、この混練組成物を
冷却した後、これを粉砕し、必要により篩分けすること
によりトナーが得られる。勿論、不定形粒子の角取りを
行うために、機械的な急速攪拌を行っても特に差支えは
ない。

トナー粒子の粒度は、解像力等にも関連するが、一般に
５乃至３５ミクロンの範囲にあることが望ま１−い。

本発明のトナーを用いる静電写真′複写法において、静
電潜像の形成はそれ自体公知の任意の方式で行なうこと
ができ、例えば導電性基版上の光導。

電層を一様に荷電した後、画像露光して静′１１！潜像
を形成させることができる。

静電像の現像は、−成分系磁性トナーの場合にはそのま
ま、二成分系トナーの場合には磁性キャリヤーと混合し
、このトナーの磁気ブラシを基板と接触させることによ
り容易に行われる。現像により形成されたトナー像は複
写紙上に転写°され、このトナー像を加熱ロールと接触
させることにより定着が行われる。

発明の作用効果 本発明においては、前述した組成のトナーを使用し且つ
加熱ロール定着方式を採用すると、非オフセット定着域
が高温側に拡大され、その結果として、定着操作の迅速
化により高速複写が可能となり、また高軟化点の定着用
樹脂の使用が可能となるという顕著な利点が達成される
。しかも、この利点は比較的少ない離型剤の使用で達成
されるものであり、トナーの耐ブロッキング性、流動性
及び耐熱性も一層向上することになる。

加熱ローラの温度設定は、定着用樹脂の種類や性質によ
っても相違し、−概に規定できないが、本発明によれば
、オキシカルボン酸錯塩未配合のものに比して、非オフ
セット定着域の上限温度を一般に５０Ｃ以上、少なくと
も３０ｉＣ高め得ることから、この上限温度迄の加熱が
可能なことが理解されるべきである。

実施例 本発明の優れた作用効果を次の例で説明する。

実施例１゜ 次式のオキシカルボン酸錯塩　　　　１．５＃上記材料
を二軸押出機で溶融混練させたものを冷却した後カンテ
ィングミルで２刷以下の大きさに粗粉砕する。その後超
音波式ジェットミル微粉砕機で微粉砕したものを、アル
ピネ分散機で５μｍ以下を除去させ、平均粒径１１゜５
μｍの分級品を得た。さらには、疎水性シリカ微粒子Ｒ
−９７２（日本アエロジル社１０．５％を添加して流動
性を改善させて黒色トナーとした。

上述のようにして得た黒色トナー２５１と鉄粉キャリア
（ダイヤプロン４０２．５、三菱化成社製）４５０″？
を混合し、現像剤とした。

複写テスト 前述の現像剤を用いて、市販の電子写真複写機ＤＣ−１
６１ｃ三田工業社製）にて、複写テストを行なった。

なお、定着装置は、下記の条件で使用した。

上記装置により、定着温度を１６ＤＣから１０Ｃずつ上
げその時の画像状態を観察した。

結果は第１表に示す。

比較例１゜ 実施例１のトナー処方においてオキシカルボン酸錯塩を
配合しない以外は賽った〈同様に実験を行ない、複写テ
ストも同様に行なった。

結果は第１表に示す。

実施例２゜ 次式化合物　　　　　　　　　　　　１．５＃ＯＣＨ。

ＩＩ　　　　１ 上記材料を用いて実施例１と同様な方法で赤色トナーを
製造した。さらに、鉄粉キャリアと混合し、現像剤とし
た。

複写テストは実施例１と同様な方法で行なった。

結果は第１表に示す。

比較例２゜ 実施例２のトナー処方中、オキシカルボン酸塩を除（以
外はまったぐ同様にして赤色現像剤を調型し、さらに同
様にして複写テストを行なった。

結果￥′ｉ第１表に示す。

実施例６゜ 次式化合物　　　　　　　　　　　　　５重量部上記の
材料を実施例１と同様に混練、埼砕、分級を行ない、平
均粒径１２μの１成分系磁性トナーを得た。

実施例１で用いた複写機を一成分系現像用に改造し、複
写テストを行なった。

結果は第１表に示す。

比較例３゜ 実施例乙において、オキシカルボン酸塩を除ぐ以外はま
ったく同様にして実験を行なった。

結果は第１表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される１子写真法を説明するため
の図である。 図中、１はドラム、２は感光層、１６は加熱機購を各々
示す。 特許出願人　　三田工業株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電荷像を有する感光層を顕電性トナーで現像し、
   感光層上のトナー像を転写紙に転写した後、これを転写
   紙上に定着することから成る電子写真法において、 顕電性トナーとして、定着用樹脂媒質中にオキシカルボ
   ン酸錯塩及び離型剤を含有するトナーを使用し、且つ加
   熱ローラをトナー像と接触させて加熱定着を行うことを
   特徴とするオフセット防止法。