JPS62100772A - 熱ロ−ル定着用現像剤 - 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】 〔所業上の利用分野〕 本発明は画像担体表面に形成された静電潜像を現像する
ために使用される乾式現像剤に係り、特にヒートロール
定着に適用される磁性キャリアーと磁性トナーとからな
る現像剤に関する。

〔従来の技術〕

電子写真法は、画像担体表面に静電潜像を形成し、この
静’ｇ　ｆＦ倫を現像してトナー像を得、このトナー像
１ｒ−直接定着するかあるいはトナー像を転写部材上に
転写後定着［７て最終画像を得るものである。静電潜イ
Ｗを現像する場合、辿常は磁気ブラシ現像法が行斤われ
ている０磁気ブラシ現像法に使用される現像剤とＩ−て
は、例えば樹脂と磁性粉を主体とする一成分系の磁性ト
ナーが知られている０ 磁性トナーを用いて静電潜像を現像する場合、特公昭５
６−２７０５号公報は導電性磁性トナーの使用を開示し
ているか、この方法ではトナーの抵抗が低いため、転写
効率か低いという欠点がある５・そこで転写を容易にす
るため、絶縁性磁性トナーの使用が考えられた。特開昭
５３−３１１３６号公報には、絶縁性磁性トナーを保持
する非磁性スリーブｅＭ速で禾メ・動せしめることによ
り、トナーを現像前に予め帯電させる方法が開示さねて
いる。

またトナーの帯電な容易にするなめ、トナー中に電荷供
与剤を添加することも提案さｈている（４！Ｆ開昭５５
−４８７５４号公報勾照）０ しかして磁性トナー粒子のみからなろ現像剤にあっては
、上述した１！ｉｐ供鼻剤を添加した場合でも、トナー
同志あるいけスリーブやドクターブレードとの接触によ
りトナーが帯電されろため、帯電≠゛不安定となり安定
した画像濃度が得られないという開閉がある。・またト
ナーがスリーブ上で帯電凝集を起こし易くなり、塊った
トナーがドクターブレード上に堆積し、ｆＡ像不足の筋
を生じ島くなる。

そこでこのような間ＲＡを解消すべく、磁性トナーに磁
性キャリアを混合［７た現像剤が提案されされている。

（特開昭５６−１０６２４９号、同５９−１６２５６３
号、同５９−２１６１４９号公報参照）また電子写真法
では最終工程でトナーを紙等の支持体に定着するが、定
着方式としては常温で圧力ロールのみによる圧力定着方
式、オーブン加熱による熱定上方式、キセノンランプ等
によるフラッシュ定着方式、ヒートロールｆ／（よる熱
圧着定着方式が行なわれている。これらのうち、圧力定
着方式は消費電力が少なくて寸み、クイックスタートが
可能であるという利点があるが、絶対的な定着性は低い
という欠点がある。オープン定着方式やフラッジ一定着
方式は定着性は良いが、定着速度が速くなる（　１００
　＋ｗ／ｓｅｅ以上）と定着性は劣るという欠点がある
。これらに対１、ヒートロール定着方式は、定着性か良
く、オた高速定着においても有効であることから、主流
を占めている○ヒートロール定着の方式としてれ、例え
は離型性の良いシリコンゴムやフッ素樹脂をコーティン
グしたヒートロールにシリコンオイル等の離型剤をフェ
ルトを介【７て塗布して用いるタイプや、シリコンオイ
ルを予め含浸させたシリコンゴムで被棟したロールをヒ
ートロールとして用いるタイプがある。

このようなヒートロール定着方式においては、定着後の
画像の強度が大六いのみならず、オフセット現像（ヒー
トロール表面にトナーが加熱溶融状態で圧接触すること
によりトナーの一部がロール表面に付着し再び支持仕上
に付着【７、画像を汚す現象）が生じないことが要求さ
れる。前者の特性は定着性であり、後者は耐オフセット
性である。

従来知られているヒートロール定着用トナーとしてけ、
常着用Ｐ！を脂にスチレン単量体を含す？ビニル系共重
合体を用いたものが多い。（例えば特公昭５５−６８９
５号、薄１５７−４９０４号公報）また磁性キャリアと
磁性トナーとを混合した現像剤にあっても、スチレン・
アクリル系重合体を含むトナーが１町用されている０（
特開昭５７−１２４３５６号。

同５９−１６２５６３号） 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし上記のスチレン・アクリル系共重合体は一般に粉
砕され易い性質を持っている。そのためスチレン・アク
リル系共重合体と磁性粉を加熱混線後冷却固化し、つい
で粉砕、分級して磁性トナーを與造すると、短時間で粉
砕で★るため、トナーの表面に凹凸ができ易くなる。よ
ってこのように表面に凹凸を持った磁性トナーを用いて
現像し転写後感光体の表面に残留した磁性トナーをクリ
ーニングする際（（、感光体表面に傷が付き易い（クリ
ーニング方式によっても異なるが、２万枚程度までのコ
ピーで傷がつくことが多い）という問題点があった。

従って、本発明の目的は、感光体表面の＋１傷を伴わず
に篩品質の画像が得られる熱ロール定着用現像剤を掃供
することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の熱ロール定着用層、像剤け、磁性キャリアと、
１８０℃における溶融粘度が１０２〜１０４ポイズの範
囲にある非線状ポリエステル樹脂を主体とする磁性トナ
ーとからなることを特徴とするものである。

本発明において、磁性キーｒ’）アＩｒ丁、鉄、ニッケ
　′ル、コバルト、フェライト等の磁性を示す樺々の粉
末が使用できる。キャリアの粒径け、平均粒径で６０〜
２００μｍの師、囲が望博しい。粒径が６０μｍ未満で
あると、キーリアの磁力が低下して、感光体表面に付着
し易くなり、２００μｍを越えると、比表面積が小さく
なって耐久性か低下し、捷だ磁気ブラシが硬くなる。

また容性のキャリアの中でも、金属酸化物と３価の鉄酸
化物との焼結体であるフェライトキャリアが有利にｆφ
用できる。具体的な組成は、特公昭５６−５２３０５号
、特開昭５８−１２３５４９号、同５８−２０２４５６
号公報等に開示上れているが、例えば、Ｍｎ　−Ｚｎフ
ェライト、　Ｎｉ　−Ｚｎフェライト、　Ｂａ　−Ｎｉ
　−Ｚｎフェライト、　Ｃｕ　−Ｚｎフェライト等が挙
げられる。このようなフェライトキャリアは、適当な配
合比で混合された原料を、０．５〜３ｈ仮焼１−１、平
均粒径２．０μｍ以上に粉砕し、所定の粒度に造粒し、
次いで１２５０℃〜１３５０℃の温度で３〜５ｈ焼成し
てから、解砕および分級して製造することができる一 本発明における磁性トナーは、定着用＠脂と！〜て非線
状ポリエステル樹脂を含有するため、感光体表面の損傷
を解消できるＯ詳述すると、ポリエステル樹脂は一般に
粉砕されにくい性質を持っているので、磁性粉と混合、
加熱混練し冷却Ｍ化後粉砕する際に、粉砕時間が長くか
かる。その結果トナーの表面は、従来と異なり、丸みを
帯びただ円形状を有するように々るので、感光体表面を
傷付けることは解消でそる。

ポリエステル樹脂にも種々あるが、定着性と耐オフセッ
ト性の点から、１稗又は２種以上のポリオールと１種又
は２種以上のポリカルボン酸とから生成される非線状ポ
リエステル樹脂を用いる必要があるりただ（２、ポリオ
ールとポリカルボン酸の少なくとも１棟は６価以上であ
り、重縮合反応により非線状のポリマー骨格を形成する
ものである。ここで「非紳状」とけ、６価以上のポリオ
ール及び／又はポリカルボン酸の存在によりポリマー骨
格に枝別れかある状態にいう０ ポリオールとしては２１ｉｔｌｉのジオール及び３価以
上のポリオールがあり、ポリカルボン酸としては２価の
ジカルボン酸及び６価以上のポリカルボン酸がある。

ジオールとしては、エチレングリコール、プロピレング
リコール、テトラメチレングリコール。

１．４−７’チレンジオール、ペンタメチレングリコー
ル、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール。

ブチンジオールジエチレングリコール、Ｐ−ジ（ヒドロ
キシメチル）ベンゼン、２．２−ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）フロパン（ビスフェノールＡ）ｌビス（４−
ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）ケトン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ケト
ン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（
ヒドロキシフェニル）スルホン、２．２−ビス（２，３
，５，６−テトラブロモ−４−ヒドロキシフェニル）ブ
タン、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレ
ン化ビスフェノールＡ等があるが、ビスフェノール類が
好ましく、特にエーテル化ビスフェノール類が好ましい
う ３価以上のポリオールとしては、ペンタエリスリトール
、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール
ソルビトール、りＩＪセロール、１゜２．５−ペンタン
トリオール、２−メチルプロノくントリオール、１，３
．５−）リヒドロキシメチルベンゼン、２−メチル−１
，２，４−７’タントリオール、トリメチロールエタン
、トリメチロールプロパン、１，２，３．６−ヘキサン
テトロール、１，４−ンルビタン、グリコース、ラクト
ース、シヨ糖、ポリオキシエチレン（１０）ンルビト一
ル、ポリオキシエチレン（４）　１．４−ソルビタン。

ポリオキシエチレン（３０）ペンタエリスリトール。

ポリオキシプロピレン（５）１，２，３．５．６−ヘキ
サンヘントールなどがあるが、特にアルコキシ化ポリオ
ールが好ましい。

ジカルボン酸としては、フヌル酸、マレイン酸。

コハク酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸。

テレフタル酸、マロン酸、シクロヘキサンジカルボン酸
、メサコニン飲、シトラコン酸、グルタコン酸、アジピ
ン酸、セパテン酸及びこれらのｅ無水物、低級アルキル
エステルとリルイン酸の二量体、その他のニイ曲有機酸
単量体が挙けられるが、これらの中で４７マル酸、イソ
フタル酸、マレイン酸が好呻［７い。

６仙１鈎上のポリカルボン酸としては、１，２゜５−ヘ
キサントリカルボンＩＷ、１．’、４−ブタントリカル
ボン酸、テトラ（メチレン力ルポギシル）メタン、１．
２，７．８−オクタンテトラカルボン酸、１，２．４−
ベンゼントリカルボン酸。

１．２．５−ベンゼントリカルボン酸、１，２゜４−シ
クロヘキサントリカルボン１％’、１，２．４−ナフタ
レントリカルボン酸、２，５．７−ナフタレントリカル
ボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メ
チレンカルボキシプロパン。

１．２，７．８−オクタンテトラカルボン酸、エンポー
ル主量体νなどがある。

こｔｌらのポリオールとポリカルボン酸との重縮付反応
は公知の方法により行なうことができる。

得られた非線状ポリエステル樹脂は、良好な定着性及び
耐オフセット性を示すが、特にエーテル化ビスフェノー
ル類をジオール成分として用いる場合に良好な使膓か得
られ、ポリオール本しくけポリカルボン酸で適舜に架橋
されているために、機械的強度が強く優れたｌｊｌ、磁
性を有１−１更に低い定着点を有し、オフセットが少な
いトナーが得られる０ 定着性、耐オフセット性及び保存性の点から、非馴状ポ
リエステル樹脂は１００〜１５０℃の軟化点（環球法）
及び５０℃以上のガラス転移点（ＤＳＣ法）を有するも
のが良い０また１８０℃における溶融活劇が１０２〜１
０４ポイズの範囲にある非線状ポリエステル樹脂を用い
ることが好オしい。溶融粘度が１０２ポイズ未満である
と、粉砕され易いため、トナーの表面が丸くならず、一
方１０４ポイズを越えると、混練が略困雌となり、又保
存安定性も低下してしまうｎ 磁性粉としては、フェライト、マグネタイトをはじめと
する、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す元素
を含む合金あるいけ化脅物が１史用できるが、トナー中
に含有せしめるために平均粒径が０．１〜３μｍ程囲の
ものが１寸しい。トナー中に含有せしめる量は５５〜ｂ 当である。６５重量％未満では、トナーの磁力が小さく
なり、スリーブから離脱し易くなり、６５重ｆ％を越え
ると、仙脂分が少なくなって粉砕され易くなり、トナー
の表面が凹凸が多く々る。

また本ゲ明における磁性トナーは、上記の樹脂と磁性粉
以外に、流動性改質剤（例えば疎水性シリカ）、４電性
粒子（例オばカーボンブラック）、を荷制御剤（例えば
ニグロシン染料、含金部（Ｃｒ）アゾ染料）等の公知の
添加物の１種又は２種以上をトナーの内部及び／又は表
面に磁力ｎしてもよい。

添加量は、トナーの電気特性に応じて適宜定めればよい
が、一般に１０重ｔ４以下が望ましい、本発明の現像剤
は、上記のキャリアと上記の磁性トナーを混合して得ら
れるが、両者の混合比を重量比で３０〜９０　：　７０
〜１０とすることが望ましいコキャリアの配＠量が６０
重量％宍満であると、即ち、トナー＃貫が７０重を鳴を
越えると、トナーが飛散し易くなり、又スペントトナー
量が増してキャリアの寿命が短かくなり、キャリアの配
合量が９０重量％を越えると、キャリアが凝集し易くな
り、又キャリア付着か生じ易くなる。

本発明の現像剤により静電沿像を現像する場合、次のよ
うな視像φ沖を設定するとよい。

現像剤の播送方式は、特に限定式わないが、キャリアの
磁気的凝集を防ぐために、少なくと４スリーブを（ロ）
転させる方式が望ブしい。１，１？かってスリーブのみ
を回転させる方式のｌ”Ｘかに、スリーブとマグネット
ロールとを同方回（特公昭５７−１２１４８号）もしく
は逆方向に回転式せる方式も含捷れる。

現像ギャップ（現像位置における感光体とスリーブとの
ギャップ）は、磁気ブラシと感光体との接触幅を確保す
るために１．０鰭以下が必要であり、磁気ブラシに感覚
体に轄かく接触するために０．６ｆｌ壇上とすることが
望ましい。好適範囲は０．４〜０．６ｍである。−１１
だドクターギャップは、現像ギャップに応じて設定すれ
ばよい。

本Ｑ明Ｖｃ分いて、キャリアの磁気特性は、摂動試料型
磁力計（東英工条製ＶＳＭ−３型）ケ用いて測定するも
のとする。キャリア及びトナーの体積抵抗は、サンプル
を少量（ａｌｏｍｒ）計り摩り、ダイアルゲージを改良
した内径３．０５訂φ（断面績＝０．０７３ｍ）のテフ
ロン（商品名）製絶縁シリンダー中に充植し、０　、１
　ｋｐの圧力下、Ｄ、Ｃ２００ｖ／／ｃｒｎの電場でキ
ャリアの抵抗を、Ｄ、Ｃ４ＫＶ／ｍの電場でトナーの抵
抗を測定し〔横筒ヒエーレフトハッカード製絶糾抵抗計
（４５２９Ａ制）を使用〕、体積抵抗ケ舅゛出ｔ、ｆｒ
。キャリア及びトナーの粒径は粒度分析計（コールタ−
エレクトロニクス製コールタ−カウンターモデルＴＡ−
ｎ）により測定した。トナーの帯を量はブローオフ摩擦
帯電量測定４（東芝ケミカル製ＴＢ−２００型）により
測定した。

〔実施例〕

９下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本
発明けこれらの例に限定されるものではない。

実施例１ モル比でＢａ０１５％、Ｚｎ０２５％、Ｎｉ０１０％、
Ｆｅ２０３６０％となるように各原料を秤量し、ボール
ミルで乾式混合した。得られた混合粉を９００℃の温贋
で２時間仮炉し、次いで仮焼粉を再びボールミルに投入
して粒径１μｍ以下の粒子に粉砕した。得られた粉砕粉
に粘結剤を加えてスプレードライ法により造粒し、空気
中で１６００℃の温度で２時間焼結し、次いでＮ２＋（
ｈ雰囲気（０２濃変２０％）中で８００℃の温度で約６
分間熱処理してから分級して、粒径３７〜２５０μｍ　
、　Ｏｓ　６０ｅｍｕ／ｆ　、　　１Ｈｅ２５０ｅ、体
積抵抗９Ｘ１０’Ω・謂のフェライトキャリアを得た。

また、ポリエステル樹脂（花王石鹸製ＫＴＲ２１５０、
Ｌ−１０４；浴融粘度２．５Ｘ１０”ポイズ。

Ｔｇ６６℃）４８香量部とマグネタイト（戸田工業製Ｅ
ＰＴ５００　）５０重量％と電荷制御剤（オリエント化
学製ボンドロンＥ８１）２ｉｌｒｔ部とを乾式γ序合［
、ニーダで２００℃の濃關で加熱混練した。

得られた混練物を冷却・同化後ジェットミルにて２０μ
ｍ以下の粒子に粉砕した。この粉砕粉をヘンセルミキサ
ーに投入し、更に微粉末シリカ（日本アエロジル！Ｊ！
！Ｒ９７２”Ｉ　Ｏ，５重量部を加えて混合した。混合
粉を１２０℃の熱気流中に導入して熱処理を行なった後
ジクザグ分級撮りこより風力分級を行なって、５〜２０
μｍの粒シ分布を布し、体積抵抗が５　Ｘ　１０”Ω・
ｃｎｒの磁性トナー（扁１）を得た。

また上記とけ別のポリエステル＃詣を用いた以外は同様
の条件で、２挿類の磁性トナー（屋２゜扁３）を製作１
７／り。Ａ２）ナーは、ポリエステル樹脂として花王石
鹸製ＫＴＲ２１５０，Ｌ−１０３（溶融粘度２Ｘ１０”
ポイズ、Ｔｇ６７℃）を用い、扁４トナーは花王石鹸製
ＫＴＲ２１５０，Ｌ−１０（溶融粘度ｌＸ１０’ポイズ
、Ｔｇ７２℃）を用いた。

また比較のために、ポリエステル樹脂として、溶融粘度
５×１０ポイズ、Ｔｇ５７℃のもの及び連載粘度５　Ｘ
　１０’ポイズ、Ｔｇ７５℃のものを用いて磁性トナー
（Ａ　４　、　Ａ　５　）を製作し、更にポリエステル
＋Ｍ　’ＡＷＯ代りにヌチレンーアクリル系共重合体（
溶融粘度６×１０ポイズ、Ｔａ６６℃）を用いて磁性ト
ナー（扁６）を製作した。

上記のフェライトキャリアと上記の各磁性トナーとを重
量比で６０：４０の比率で混合して６種類の現像剤（Ａ
−１〜Ａ−６）を調を１−だ。

上記の現像剤を用いて、次のような条件で画像評価を行
なった。

周速１５０ジｓｅｅで回転するＳｅドラムをコロナ帯電
式で＋７２０Ｖに一様帯電後、静電潜像を形成した。塑
像に、外径３２ｗφのステンレス＠製スリーブを現像部
においてＳｅドラムと逆方向に２００　ｒ−ｐｏｍ、で
回転させ、外径２９．３−φで１０＠Ｌ対称着碍を施し
スリーブ上で８００Ｇの磁力を有するマグネットロール
をスリーブと逆方向に１４０　Ｏｒ、ｐ。

ｍ、で回転させ、現像ギャップを０．４解及びドクター
ギャップを０．３畔に設定して行なった０現像して得ら
れたトナー像はコロナ放電により普通紙に転岑してから
、ロール１ｍ１ｆ１８０℃、ロール間圧力１ｋｑ７ｃｍ
　、二ツ７°幅４．０簡の条件でヒートロール定着を行
なった。転写後にＳｅドラムに沙留するトナーは、外径
２８．ＯｅＩφのスポンジゴムロール街ドラムに当接し
て（接ｍ、　＠ｊｎ　４　ｍ　＞行なったｏｉ’？’何
１４ｑ果を表１に示す・ 表　　　　　１ 表１から、溶融粘度が１０２ポイズ以上のポリエステル
樹脂を含む磁性トナーを用いて調整した現像Ｍｌ　（Ａ
　−１〜Ａ−３）は、スチレン−アクリル系共重合体を
含む磁性トナーを用いて調整した現像剤（Ａ−６）より
も、ドラム傷が極めてつきにくいことがわかる８またポ
リエステル樹脂を含有した磁性トナーを用いた現像剤で
あっても、ポリエステル樹脂の溶融粘１が低い場合（Ａ
−４）、ドラム偽防止効果はそれほど高くなく、ポリエ
ステル樹脂の溶融粘度が高すぎるとＩＡ−５）、定着性
に問題の生ずることがわかる。

実施例２ 磁性粉の含有量を変λた以外は実施例１の扁１トナーと
同様の条件で４神炉の磁性トナー（Ｉ６７〜１０）を製
造シフ、実施例１と同様に４種類の覗、像剤（Ｂ−１〜
Ｂ−４）を調整した。

王妃の現像剤を用いて、実施例１と同様の条件で画像評
価を行なった。その結果を表２に示す。

表　　　　　２ 表２から、磁性粉の少ない磁性トナーを用いて、ｍｖｌ
−た現像剤（Ｂ−１）は、トナー飛散に基く地力ブリが
生じ、磁性粉の多い磁性トナーを用いて調整１７た均、
像剤（Ｂ−４）は、ドラム傷が発生１−易いが、本弁明
の磁性トナーを用いて調整した現像剤＋　８−２　、　
Ｂ−３）ｆ／Ｃよれば、高品質の面憎が得られしかもド
ラム偶の防止に対して有効であることかわかる。

〔発明の効果〕

以上に記述の如く、本発明によれば、耘定の溶融粘度を
もつポリエステル樹脂を含有する磁性トナーと磁性キャ
リアとを混合ｊ−で現像剤を調整するので、高品質の画
像か得られ、しか本、感光体の損傷を大幅に低減できる
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性キャリアと、１８０℃における溶融粘度が１
   ０＾２〜１０＾４ポイズの範囲にある非線状ポリエステ
   ル樹脂と磁性粉を生体とする磁性トナーとからなること
   を特徴とする静電荷像現像用現像剤。
2. （２）磁性トナーは磁性粉を３５〜６５重量％含有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱ロール
   定着用現像剤。