JPS6350858A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真法、静電印刷法、磁気記録法などに用
いられるトナーに関し、特に熱ローラー定着に適したト
ナーに関する。

［従来の技術〕 従来、電子写真法としては米国特許第 ２．２９７，８９１号明細書、特公昭４２−２３９１０
号公報及び特公昭４３−２４７４８号公報等により、多
数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利
用して種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し
、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、加熱、圧力
あるいは溶剤蒸気などにより定着し複写物を得るもので
ある。またトナー画像を転写する工程を有する場合には
、通常残余のトナーを除去するための工程が設けられる
。

電気的潜像をトナーを用いて可視化する現像方法は、例
えば米国特許第２８７４０６３号明細書に記載されてい
る磁気ブラシ法、同２８１８５５２号明細書に記載され
ているカスケード現像法及び同２２２１７７６号明細書
に記載されている粉末雲法、米国特許第３９０９２５８
号明細書に記載されている導電性の磁性トナーを用いる
方法等が知られている。

これらの現像法に適用するトナーとしては、従来より、
天然あるいは合成樹脂中に染料、顔料を分散させた微粉
末が使用されている。例えば、ボリスチジンなどの結着
樹脂中に着色剤を分散させたものを１〜３０ｙＬｌ１１
程度に微粉砕した粒子がトナーとして用いられている。

磁性トナーとしてはマグネタイト等の磁性体粒子を含有
せしめたものが用いられている。いわゆる二成分現像剤
を用いる方式の場合には、トナーは通常ガラスピーズ、
鉄粉などのキャリアー粒子と混合されて用いられている
。

これらのトナーには種々の物理的及び化学的特性が必要
とされる。特に、複写機の高機能化、高信頼性が要求さ
れる中で、トナーとしては、複写機の高速化に対応でき
る低温定着性の優れたトナーさらに耐久性が高くかつ生
産性の高いトナーが望まれている。

低温定着性の良いトナーを得るために、低分子量かつ低
融点の結着樹脂を用いる方法がある。しかしながら、こ
の種の結着樹脂ではトナー表面の機械的強度が十分でな
く、使用中のトナーの劣化さらに感光体、クリーナー、
定着器等の汚染を生じやすい。

また、複写画像の濃度が高いことが要求される。この点
においても、低融点、低分子量の結着樹脂では、画像濃
度が低いという問題を有している。これは通常の混線条
件において、低粘度で剪断力がかかりにくいため、染顔
料やマグネタイト等の磁性体の分散が不十分なことによ
ると考えられる。

このような問題を解決するために、特公昭５９−５００
６０号公報、特開昭５０−１３４８５２号公報などのよ
うに、低分子量と超高分子量の樹脂成分を混合する方法
が示されている。しかしながら、この方法によっては、
本来の低分子量樹脂のもつ溶融流動性が損われ、定着性
にも劣る。また、両樹脂間の溶融粘度が大きく異なるた
め、染顔料やマグネタイト等□の磁性体などの分散均一
性が悪く、濃度も不十分でまた、コピー耐久時に不均一
さによる濃度低下が生じる。また、画質としても不、鮮
明なものとなる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、低温定着性の良いト°ナーを得るにあたって
以上のような問題を解決するために行われた。

すなわち１本発明の目的は、画像濃度の高い、耐久コピ
ー時も安定した濃度のトナーを提供することにある。

さらに、本発明の目的は、カブリのない現像剤を提供す
ることにある。

本発明の更なる目的は、現像基準電位に対して、潜像電
位と反極性の電位に対しても、広範にわたって１反転カ
ブリを生じない現像剤を提供することにある。

本発明の他の目的は、多色多重コピーにおいても１色の
混在の発生しない現像剤を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、トナー消費量の少ない現像
剤を提供することにある。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明によれ
ば、２種の重合体ＡおよびＢの１２５℃におけるメルト
インデックスが共に０．５〜５　ｇ／１０分の範囲内で
あり、該重合体Ａ、Ｂの溶解パラメーターδＡ　、δ８
がδ＾＞δＢかつその差が１．０〜１５．０（ｃａｌ／
ｃｍ３）　”２テあり、該重合体Ｂが体積平均粒径１０
０　ｇｍ以下の微粒子であるような重合体Ａ、Ｂを結着
樹脂として少なくとも含有することを特徴とする現像剤
が提供される。

すなわち、本発明は、溶融粘度が同等であるが、溶解パ
ラメーターに違いのある重合体を溶融、混合、分散し、
かつ溶解パラメーターの小さい重合体の粒度を微粒に規
制することによって、前述の問題点を解決したトナーを
提供するものである。

重合体Ａとしては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルス
チレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置
換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合
体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニル
トルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合
体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−
アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチ
ル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、
スチレン−アクリル酸−２−エチルヘキシル共重合体、
スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メ
タクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブ
チル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチ
ル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ス
チレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビ
ニルエチルニーナル共重合体、スチレン−ビニルメチル
ケトン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチ
レン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン
−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル
共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタク
リレート、ポリブチルメタクリレートなどを単独である
いは２つ以上混合して用いることができる。

特に、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン
−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブ
チル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体
、スチレン−アクリル酸−２−エチルヘキシル共重合体
、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−
メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸
ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メ
チル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、
スチレン−マレイン酸エステル共重合体を単独あるいは
混合して用いることが好ましい、ここで、重合体Ａの溶
解パラメーターは、９〜２０（ｃａｌ／ｃｍ３）ｌ／２
、特に好ましくは１０〜１５（ｃａ　ｌ／ｃ１３　）１
／　２がよい。

重合体Ｂとしては、スチレン−ブタジェン共重合体、ス
チレン−プロピレン共重合体などのスチレン−オレフィ
ン系共重合体およびブタジェン−アクリロニトリル共重
合体、スチレン−ブタジェン−アクリル酸エステル共重
合体、スチレン−ブタジェン−メタクリル酸エステル共
重合体、およびポリブタジェン、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブテンなどのオレフィン重合体およびオ
レフィン共重合体を用いることができる。好ましくはス
チレン−ブタジェン共重合体が良い。重合体Ｂの溶解パ
ラメーターは、５〜１０（ｃａｌ／ｃｍ３）ｌ’２であ
り、好ましくは７〜９　（ｃａｌ／ｃｍ３）ｌ／２が良
い。

ここで、重合体Ａ、Ｂの溶解パラメーターの差は１．０
〜１５．０（ｃａｌ／ｃｍ３）ｌ／２が良く、特に１．
０〜８．０　（ｃａｌ／ｃｏ＋３）ｌ’２が好ましくは
、さらに１．０〜５．０　（ｃａｌ／ｃ＋ｗ３）ｌ’２
が好ましい。

また、重合体ＡおよびＢの１２５℃のメルトインデック
スは０．５〜５　ｇ／１０分が良く、特に０．８〜３．
５ｇ／１０分が好ましく、さらに１．０〜３．０ｇ／　
１０分がより好ましい。

ここで、重合体Ａと重合体Ｂの混合割合は、重合体Ａが
８８〜６５重量部、重合体Ｂが２〜４５重量部であるの
が良く、好ましくは重合体Ａが８５〜６０重量部、重合
体Ｂが５〜４０重量部が良い。

このような重合体Ａ、Ｂを用いると、重合体Ａ、Ｂは溶
解パラメーターが異なるため、相溶しないが、溶融粘度
が同程度のため、溶融時の分散性に富み重合体Ｂは微粒
状になって分散することが観察される。この際、重合体
Ｂの体ｖ１ｖ−均粒径が１００　ｇｒａ以下、さらに好
ましくは５０ｇｍ以下、特に好ましくは体積平均粒径が
４５μｍ以下、体積分布１００　ｇｔａ以上が５％以下
であることが好ましい０重合体Ｂの粒径を上述のように
規制した微粒子を用いることで、重合体Ａ中の重合体Ｂ
の分散微粒子が均一となり、かつ、おそらくトナー表面
に相分離状の重合体Ｂの微粒子面が均一に出ており、そ
れが重合体Ｂのもつ強度、弾性のため機械的強度を上げ
ると共に、重合体Ａとの°帯電特性の違いのため、部分
的にマイクロキャリアー的な働きをして、トナーのもつ
帯電量を高めると共に、安定化するような作用を示し、
画像濃度を高める効果が発現されると思われる。

しかしながら１重合体Ｂの体積平均粒径が１００４ｔｓ
以上の場合は、重合体Ｂの粒子がトナーとは離れて存在
し、重合体Ｂの負帯電性のため、重合体Ｂの粗粒を核と
したトナーの集合体が反転成分として非画像部に現像さ
れ、カブリ現象を生じる。複写機の機能が多様化し、画
像の一部を露光等によって消しておき、次でその部分に
別の画像を挿入するような多重コピーを行なう場合には
、はじめにあらかじめ画像上の白く抜いておくべき部分
にカブリが生じていることは問題である。すなわち、現
像基準電位に対して潜像電位と反極性の電位をＬＥＤや
ヒユーズランプなどのストロングライドで与え、画像を
消去すると、その消去部分にカブリが発生する。さらに
、多色で多重コピーを行なう場合には、色の混在が発生
し、画像の鮮明さを損なうことになる０以上の点からも
、本発明は有効な解決手段を与えた。

本発明におけるメルトインデックスは日本工業規格の熱
可塑性プラスチックの流れ試験方法ＪＩＳ　Ｋ　７２１
０記載の装置を用いて、１２５℃、荷重２１６０ｇ　、
オリフィスの内径２．０９５５±０．００５１！１腸、
長さ８．０００±０．０２５ｍｍによって測定を行なっ
た。重合体Ｂの粒度を測定するためには、従来知られて
いる各種の粒度分布測定装置を利用できる。最も好まし
いのは、粒子を導電性の液に分散し、粒子が細孔を通過
する際に生ずる液体の電気抵抗変化を増幅して粒子の数
と体蹟を測定する装置で、商品名としてコールタ−カウ
ンターとして市販される装置である。粒子は界面活性剤
を少量添加した０、１％程度の食塩水で４０秒間分散さ
れ、３８０　ＪＬｔｍのアパーチャーを用いて測定され
る。

本発明において、重合体の溶解パラメーターは次のよう
にして測定を行なった。測定は「ポリマー　・／’、７
ドブツクＪ　（Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ）の
「エクスベリメンタル・デターミネーションズ・オブ・
ツルビリティ・パラメーターズ・フォー・ポリマーズＪ
　（ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬ　ＤＥＴＥＲＭＩＮＡＴ
ＩＯＮＳ　’０ＦＳＯＬＵＢＩＬＩＴＹ　ＰＡＲＡＭＥ
ＴＥＲＳ　ＦＯＲＰＯＬＹＭＥＲＳ）等に記載された通
常の方法によって行なった。すなわち、溶解パラメータ
ーの値の少しずつ異なる一連溶媒及び混合溶媒に測定す
る重合体を添加し、最も良く溶ける溶媒の溶解パラメー
ターを求めて１重合体の溶解パラメーターとする方法を
とった。また、架橋によって溶解しないものは、膨潤量
を最大となる点をもってその溶解パラメーターとした。

トナーを磁性トナーとして用いるために、磁性粉を含有
せしめても良い、このような磁性粉としては、磁場の中
に首かれて磁化される物質が用いられ、鉄、コバルト、
ニッケルなどの強磁性金属の粉末、もしくはマグネタイ
ト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物がある
。この磁性粉の含有量はトナー重量に対して１５〜７０
重量％が良い。

トナー中には、必要に応じて、荷電制御剤、着色剤、流
動性改質剤を添加しても良く、荷電制御剤、流動性改質
剤はトナー粒子と混合（外添）して用いても良い。この
荷電制御剤としては、含金属染料、ニグロシン、ジアル
キルチンポレート等があり、着色剤としては従来より知
られている染料、顔料が使用可能であり、流動性改質剤
としては、コロイダルシリカ、脂肪酸金属塩などがある
。また増量の目的で、炭酸カルシウム、微粉状シリカ等
の充填剤を、０．５〜２０重量％の範囲でトナー中に配
合することも出来る。更にトナー粒子相互の凝集を防止
して、その流動性を向上させるために、テフロン微粉末
のような流動性向上剤を配合しても良く、熱ロール定着
時の離型性を良くする目的で低分子量ポリエチレン、低
分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス
、カルナバワックス、サゾールワックス等のワックス状
物質を０．５〜５重量％程度加えることも出来る。

着色剤としては、周知の顔料または染料を使用でき、例
えばカーボンブラック、ニグロシン染料、ランプ黒、ス
ーダンブラックＳＮ、ファースト・二ローＧ、ベンジジ
ン・二ロー、ヒクメンドエロー、インドファースト°オ
レンジ、イルガジン・レッド、バラニトロアニリン・レ
ッド、トルイジン・レッド、カーミンＦＢ、パーマネン
ト・ボルドーＦＲＩ’ｌ　、　　ピグメント・オレンジ
Ｒ、リソール・レッド２Ｇ、レーキ・レッドＣ，ローダ
ミンＦＢ、ローダミンＢレーキ、メチル・バイオレッド
Ｂレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、
プリリャント・グリーンＢ、フタロシアニングリーン、
オイルイエローＣＧ、ザポン・ファースト二ロ一〇〇〇
　、カヤセラ）　Ｙ９６３、カヤセットＹＧ、スミプラ
スト・二ローＣＧ、ザボンファーストオレンジＲＲ、オ
イル・スカーレット、スミブラストオレンジＧ、オラゾ
ール・ブラウンＢ、ザボンファーストスカーレットＣＧ
、アイゼンスピロン・レッド・ＢＥＨ、オイルピンクＯ
Ｐ、　Ｍ鉛、カドミウムイエロー、ミネラルファストイ
エロー、ネーフルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハ
ンサイエローＧｌ　パーマネントイエローＮＣＧ　、　
タートラジンレーキ、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、゛
ベンジジンオレンジＧ、カドミウムレッド、パーマネン
トレッＦ４Ｒ，ウオッチングレッドカルシウム塩、エオ
シンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、マンガン紫、
ファストバイオレッ）Ｂ、メチルバイオレットレーキ、
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、ファースト
スカイブルー、インダンスレンブル−ＢＣ、クロムグリ
ーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイト
グリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ、Ｃ，
１，ダイレクトレッド１．Ｃ，Ｉ。

ダイレクトレッド４、ｃ、ｒ、アシッドレッド１、ｃ、
ｒ、ベーシックレッド１．Ｃ，１，モーダントレッド３
０、Ｃ，１，ダイレクトブルー１、ｃ、ｒ、ダイレクト
ブルー２、Ｃ：、１．アシッドブルー９、Ｃ，１，アシ
ッドブルー１５、Ｃ，Ｔ、ベーシックブルー３、Ｃ，１
，ベーシックブルー５、Ｃ，１，モーダンドブルーア、
Ｃ，１，ダイレクトグリーン６、ＣＡ、ベーシックグリ
ーン４、Ｃ，１，ベーシックグリーン６等が適用できる
。

本発明の現像剤は種々の現像方法に適用されうる。例え
ば、磁気ブラシ現像方法、カスケード現像方法、米国特
許第３．９０９．２５８号明細書に記載された導電性磁
性トナーを用いる方法、特開昭５３−３１１３ｆ１号公
報に記載された高抵抗磁性トナーを用いる方法、特開昭
５４−４２１２１号公報、同５５−ＩＨ５Ｓ号公報、同
５４−４３０２７号公報などに記載された方法、ファー
ブラシ現像方法、パウダークラウド法、インプレッショ
ン現像法などがある。

［実施例］ 以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、これ
は本発明をなんら限定するものではない。なお以下の配
合における部数は、すべて重量部である。

実施例１ 上記材料を混合し、ロールミル１５０℃にて溶融混練ス
る。冷却後ハンマーミルにて粗粉砕した後、ジェット粉
砕機において微粉砕する。次いで風力分級機を用いて分
級し、粒径がおよそ５〜２０μｍの黒色微粉体を得た。

上記現像剤を市阪複写機ＮＰ−３５２５（キャノン酸）
に適用した。上記現像剤の定着温度は１４０℃であり、
得られた転写画像は濃度が１．３５と高く、かぶりも全
くなく、画像周辺のトナー飛び散りがなく解像力の高い
良好な画像が得られた。上記現像剤を用いて定着ローラ
ーの温度を１６０℃に設定して連続して転写画像を作成
し、耐久性を調べたが、３０，０００枚後の転写画像も
初期の画像と比較して、全く遜色のない画像であった。

また、感光体ドラム表面、クリーニングブレード、現像
スリーブ等に傷及びトナーの融着、現像器内での凝集等
問題は発生しなかった。さらに、ＬＥＤによって、ドラ
ム電位が最低となる強い光を当てることによって、画像
の一部を消去したところ、その部分にカブリは全く見ら
れなかった。さらに、その部分に赤色トナーによって多
重コピーを行なっても混色はなく、鮮明な２色コピー画
像かえられた。

実施例２ 実施例１でスチレン−ブチルアクリレート共重合体の代
わりに、スチレン−ブチルアクリレート−マレイン酸エ
ステル共重合体［％ｗ＝４９万。

ＭＩ＝　２．７ｇ７１０分、　７ｇ＝　６７℃、溶解パ
ラメーター＝２１．０（ｃａｌ／ｃｍ３）　ｌ’２］に
すること以外は同様にして現像剤を得た。

さらに、実施例１と同様にして評価したところ、１４０
℃で定着し、また耐久によっても安定した画像濃度が得
られ、実施例１と同様に画像の一部を強い光で消去した
が、カブリは発生しなかった。

実施例３ スチレン−ブタジェン共重合体としてＭＷ＝３０万、　
ＭＩ’＝　１．２ｇ／　１０分、　７ｇ＝　５５℃９体
積平均粒径＝１４ｇｍ、溶解パラメーター＝　８．２（
ｃａｔ／ｃｍ３）　ｌ　／２であるものを用い、実施例
１と同様にして現像剤を得た。

これを同様に評価したところ、１４０℃で定着し、また
耐久によって濃度は安定しており、カブリもなかった。

比較例１ スチレン−ブタジェン共重合体として、実施例１と同一
物性であるが体積平均粒径が３００ｇｍの粗いものを用
いる以外は実施例１と同様にして現像剤を得た。実施例
１と同様に評価を行なったところ、定着温度は１４０℃
で同じであったが、非画像部に粒状の反転カブリが発生
した。さらに、ＬＥＩ）による白抜き部分には激しく反
転カブリが生じ、この部分に赤トナーで多重コピーをす
ると、黒・赤が混在した不鮮明な画像となった。

比較例２ スチレン−ブタジェン共重合体として、％ｗ＝９８万、
　ＭＩ＝　０．０２ｇ／１０分、　７ｇ＝　５８℃２体
積平均粒径３５ｇｍ、溶解パラメーター＝　８．１（ｃ
ａｌ／ｃｍ３）　Ｉ’２のものを用い、実施例１と同様
にして現像剤を得た。

実施例１と同様に評価を行なったところ、定着温度は１
４０℃で同じであったが、濃度が１．１５と十分でなく
、さらに、レジン間の粘度が大きく違うため１両者の分
散性が悪く、トナーによって組成が違ってしまうと考え
られ、耐久コピーをつづけると、濃度の低下が生じ、カ
ブリも発生する。

比較例３ スチレン−ブチルアクリレート共重合体［ｍｗ＝３０万
、　ＭＩ＝　１．２ｇ／　１０分、　７ｇ＝　６５℃、
溶解パラメーター＝　１１．３（ｃａｌ／ｃｍ３）ｌ／
２］　７０部と、スチレン−ブチルアクリレート共重合
体（％ｖ＝２２万。

旧＝　２．６ｇ７１０分、　７ｇ＝　６３°Ｃ２溶解パ
ラメーター＝１２．０（ｃａｌ／ｃ＋ｓ３）　ｌ／７］
　３０部、低分子量ポリプロピレン２部、ニグロシン２
部、磁性粉６０部を用いて、実施例１と同様にしてトナ
ーを得た。

実施例１と同様に評価したところ、濃度は０．９８と低
く、また、感光体ドラム、クリーニングブレード、現像
スリーブへのトナーの融着が発生した。

［発明の効果］ 以上のように、溶融粘度が同等であるが溶解パラメータ
ーに違いがあり、かつ溶解パラメーターの小さい重合体
の粒度を微粒に規制した２種の重合体を溶融、混合、分
散して結着樹脂を得ることにより、低温定着性が良く、
カブリのない、多色多重および領域指定によっても混色
のない高濃度の画像が得られ、耐久性も良い現像剤が得
られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２種の重合体ＡおよびＢの１２５℃におけるメルトイン
   デックスが共に０．５〜５ｇ／１０分の範囲内であり、
   該重合体Ａ、Ｂの溶解パラメーターδ＿Ａ、δ＿Ｂがδ
   ＿Ａ＞δ＿Ｂかつその差が１．０〜１５．０（ｃａｌ／
   ｃｍ＾３）＾１＾／＾２であり、該重合体Ｂが体積平均
   粒径１００μｍ以下の微粒子であるような重合体Ａ、Ｂ
   を結着樹脂として少なくとも含有することを特徴とする
   現像剤。