JPS6353545B2

JPS6353545B2 -

Info

Publication number: JPS6353545B2
Application number: JP55058322A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Amagai; Koichi Tanaka; Hiroshi Takayama; Shigeo Aonuma
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1980-05-01
Filing date: 1980-05-01
Publication date: 1988-10-24
Also published as: JPS56154741A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は電子写真、静電記録、静電印刷等の
静電潜像を現像するために用いる乾式トナー、特
にグラフト共重合体を結着樹脂として用いた圧力
定着用トナーに関する。

原稿等から複写物を得るには、まず感光体ある
いは誘電体フイルム上に静電潜像を形成し、結着
樹脂中に着色剤を分散したトナーと呼ぶ微粉末を
付着させることにより静電潜像を現像する。つい
でこのトナー像を紙の如き支持体表面に転写後、
転写像を支持体表面に定着して複写物とする。転
写像を支持体表面に定着する方法としては加熱定
着法が知られている。この加熱定着法は熱により
トナーを溶融して定着するものであるが、加熱装
置が必要であり、そのための電力を必要とし、又
発散する熱の処理等種々の問題を有している。そ
こでこの加熱定着法に代えて圧力定着法が用いら
れるようになつてきている。この圧力定着法は一
対の加圧ロール間に転写トナー像を有する支持体
を挿入し、主として圧力により支持体表面にトナ
ー像を定着させるものである。圧力定着用トナー
では一般に下記のような特性が要求される。

(1) 圧力による塑性変形能力を有すること、 (2) 圧力の適用がなくなつた時流動化しないこ
と、つまり定着後のトナー像が擦つた程度では
容易にとれないこと、 (3) トナーホツパー等に保管中凝集化しないこ
と、 (4) 感光体表面にトナーの厚い膜を形成しないこ
と。

従来の圧力定着用トナーは、圧力により塑形変
形可能となるようにワツクス等が添加されてい
る。しかしこのトナーでは定着像を指で擦ると像
が流れて複写物を汚したり、またトナー粒子間の
摩擦帯電性が異なつたり、摩擦帯電性が経時的に
変動をきたしたり、又トナー同士がブロツキング
したりして現像性が低下するものであつた。更に
このようなトナーをキヤリヤーと共に用いた場合
には、トナーがキヤリヤー表面に固着し、摩擦帯
電性に悪影響を及ぼし、現像性が低下するもので
ある。従つて未だに満足のいく圧力定着用トナー
が得られていない。

本発明者は鋭意研究の結果、特定のグラフト共
重合体を結着樹脂として用いることにより、上述
の欠点が全て解消された圧力定着用トナーの得ら
れることを見出し、本発明を完成するに致つた。

本発明の目的は圧力定着可能なトナー、特に圧
力定着後のトナー像の流れが少ない圧力定着トナ
ーを提供することにある。

本発明の他の目的は、現像性の良好な、特に摩
擦帯電性の安定した圧力定着トナーを提供するこ
とにある。

又本発明の他の目的は、キヤリヤーを汚染せ
ず、トナー同士のブロツキングを生じない圧力定
着トナーを提供することにある。

更に本発明の他の目的は、トナー製造時の混練
性あるいはローターへのトナー付着の改善された
圧力定着トナーを提供することにある。

上述した本発明の目的はトナーの結着樹脂とし
て、 (i) エチレン、プロピレン及び酢酸ビニルから選
ばれる１種又は２種の単量体から得られる、融
点が45〜200℃の結晶性重合体15〜70重量％と (ii) ビニル単量体の１種又は２種以上から得られ
るガラス転移点が45℃以上の無定形重合体85〜
30重量％とからなるグラフト共重合体を用いることによつて達成される。

本発明に用いられるグラフト共重合体を構成す
る無定形重合体は、構造式中に式CH₂＝CH−で
表わされる重合可能なビニル基を有する単量体の
１種又は２種以上から得られるものである。この
ようなビニル系単量体の例としては、例えばスチ
レン、クロルスチレン、α−メチルスチレンの如
きスチレン類；メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ドデシ
ル、アクリル酸−２−クロルエチルの如きモノカ
ルボン酸エステル類；塩化ビニル、フツ化ビニ
ル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸
ビニル、酪酸ビニルの如きビニルエステル類；ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル
アミドの如きアクリル酸あるいはメタクリル酸誘
導体；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエー
テル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエ
ーテル類；ビニルナフタリン類；ビニルメチルケ
トン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペ
ニルケトンの如きビニルケトン類；Ｎ−ビニルピ
ロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルイ
ンドール、Ｎ−ビニルピロリデンの如きＮ−ビニ
ル化合物等が挙げられる。

本発明で用いるグラフト共重合体を構成するビ
ニル系無定形重合体鎖は理論ガラス転移点（Tg）
が45℃以上のものが最良の結果を示す。理論ガラ
ス転移点Tgは下記の式によつて求められる。

１／Tg＝W_A／Tg_A＋W_B／Tg_B＋W_C／Tg_C＋… 上式中、 Tg_A：モノマーＡの単独重合体の飽和ガラス転
移点 Tg_B：モノマーＢの単独重合体の飽和ガラス転
移点 Tg_C：モノマーＣの単独重合体の飽和ガラス転
移点 W_A：モノマー全仕込量に対するモノマーＡの
重量分率 W_B：モノマー全仕込量に対するモノマーＢの
重量分率 W_C：モノマー全仕込量に対するモノマーＣの
重量分率を表わす。Tgが45℃以下の場合には、トナーが
室温で団塊化を起しやすくなる。これは貯蔵中あ
るいは輸送中にトナーが固化しやすくなるだけで
なくトナーホツパー内でのトナー固化にもつなが
り、トナーデイスペンス不良あるいはトナーホツ
パー内でトナーがブリツジを形成する等の問題を
生ずる。

本発明で用いるグラフト共重合体を構成する結
晶性重合体の好ましい例には、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及
びエチレン−酢酸ビニル共重合体が挙げられる。
本発明でいう結晶性とは重合体が鋭く明瞭な融点
を示し、室温で溶剤に溶けず白濁化するものをい
う。本発明では結晶性重合体の融点が45℃以上の
ものを用いることが好ましい。融点が45℃以下の
ときには前述した無定形重合体の場合のガラス転
移点Tgについてと同様の団塊化の問題を生ずる。

結晶性重合体のガラス転移点Tgは20℃以下が
好ましく、更に20〜−100℃のものが好ましい。
又その分子量は数平均分子量が1000〜20000、
重量平均分子量_Wが2000〜100000のものが好ま
しい。特にポリエチレン、ポリプロピレン及びエ
チレン−プロピレン共重合体ではが1500〜
7000で_Wが2000〜15000の比較的低分子量のも
のが好ましい。エチレン−酢酸ビニル共重合体で
は必ずしも低分子量である必要はなくガラス転移
点が20℃以下であればよい。酢酸ビニルを共重合
体成分として用いる時には、結晶性重合体の割合
は10〜40重量％、好ましくは10〜20重量％とする
のがよい。

本発明の目的とする圧力定着トナーを得るに
は、無定形重合体と結晶性重合体との割合を適切
に定めなければならない。即ち、グラフト共重合
体中の結晶性重合体が15〜70重量％、好ましくは
20〜50重量％、無定形重合体が85〜30重量％、好
ましくは80〜50重量％のときに、本発明の圧力定
着トナーを得ることができる。結晶性重合体部分
が15重量％より低いときは圧力定着性に必要な塑
性変形能が得られず、又70重量％より高いときは
粉砕性が低下し、また安定した摩擦帯電性あるい
は現像性が得られない。

本発明で使用するグラフト共重合体は、ガラス
転移点が40〜70℃、数平均分子量が5000〜
20000、重量平均分子量_Wが30000〜500000にな
るように調製する。

その調製は、従来より知られている方法で重合
させることにより行われる。好ましい方法は、予
め重合した結晶性幹重合体に枝重合体とするビニ
ル系単量体をグラフト重合させる方法である。

本発明では、トナーの結着樹脂として前記の共
重合体を単独で用いてもよく、又本発明の効果を
損わない範囲でトナーの特性を改良するため他の
樹脂を混合して用いてもよい。

又、着色剤としては、任意の適当な顔料または
染料が用いられ、結着樹脂を着色するに充分な
量、一般にはトナーの25重量％まで、好ましくは
１〜20重量％の量で用いられる。

着色剤としては、例えばカーボンブラツク、ニ
グロシン染料、アニリンブルー、アルコイルブル
ー、クロームイエロー、ウルトラマリンブルー、
デユポンオイルレツド、キノリンイエロー、メチ
レンブルー、フタロシアニンブルー、マラカイト
グリーン、ランプブラツク、ローズベンガル等が
あげられる。

更にキヤリヤーを用いることなく、トナー中に
磁性粉を含ませ、トナー単独で現像剤として用い
てもよい。

磁性粉としては、例えば鉄、マンガン、ニツケ
ル、コバルト、クロム等の金属粉、各種フエライ
ト、マグネタイト等の鉄、マンガン、ニツケル、
コバルト等の合金や化合物、その他強磁性合金
等、従来磁性材料として知られているものが使用
可能である。

本発明の圧力定着トナーを製造するには、結晶
性重合体部分と無定形重合体部分とを有するグラ
フト共重合体と着色剤とを溶融混練し、ついで微
粉末状として乾式トナーとする従来の方法によつ
てもよく、又着色剤の存在下でグラフト共重合を
行なつて着色された樹脂を得、そのまま微粉末状
として、あるいはスプレードライ法によりトナー
としてもよい。トナーは平均粒径が約30μ以下、
好ましくは10〜20μのものがよい。

なお、トナー中に、又は現像剤中に、帯電制御
剤あるいは可塑剤の如き添加剤を加えてもよい。

本発明のトナーは次にキヤリヤーと混合して現
像剤とするか、あるいは前述の如くトナー中に磁
性体粉を含有させてキヤリヤーを用いずにトナー
単独で現像剤としてもよい。

この現像剤を静電潜像を有する感光体あるいは
誘電体フイルムにカスケード現像法あるいは磁気
ブラシ現像法により接触せしめてあるいは接触さ
せることなく可視化されたトナー像を得る。この
トナー像を一旦紙などの支持体に転写する。次に
トナー像を有するこの支持体を、圧力定着装置の
一対の加圧ロール間に通過させる。この際加圧ロ
ールの線圧は20〜40Kg／cmが望ましい。圧力の作
用を受けたトナーは塑性変形し、支持体上に定着
される。

本発明のトナーでは、圧力により容易に定着で
きるばかりでなく、各トナー粒子が均一な組成と
なり、又経時的な組成変化もみられず、常に安定
した摩擦帯電性あるいは現像性が得られるもので
ある。更に驚くべきことには、本発明のトナーは
キヤリヤーの汚染がないか殆どないことである。
従来の圧力定着トナーはキヤリヤーと混合して使
用すると、トナーがキヤリヤー表面に固着して摩
擦帯電性に悪影響を及ぼして現像性の低下するも
のであつたが、本発明のトナーでは、このような
事がない。後述する実施例からも明らかなように
10万枚のコピー後のキヤリヤー表面へのトナーの
固着量は、従来のトナーでキヤリヤー100ｇ当り
約400mgであるのに対して、本発明のトナーでは
約100mgという驚く程少量であり、現像性の低下
等の影響はみられなかつた。

また、クリーニング後、感光体表面へのトナー
の付着も本発明のトナーでは殆ど生じなかつた。

更に、またトナー製造時の混練性がよく、ロー
ラーへのトナー付着等を生じなかつた。

また高温高湿条件下に放置してもトナーの団塊
化は殆ど起らず、例え団塊化してもたやすくくず
れるものであつた。

以下、本発明を比較例及び実施例により具体的
に説明する。

比較例四つ口フラスコにキシレン800mlとｔ−ブチル
ヒドロペルオキシド10ｇを加え、この内容物を撹
拌しながらキシレンの還流温度まで昇温させたあ
と、その温度に維持し、この中へスチレン65重量
部とｎ−ブチルメタクリレート35重量部とからな
る混合液1080ｇを４時間かけて滴下斗により滴
下した。滴下終了後更に１時間キシレンの還流温
度で撹拌をつづけた。重合終了後室温まで冷却
し、溶剤を除去し、真空乾燥して重合体を得た。

こうして得られた重合体は、スチレンとｎ−ブ
チルメタクリレートのランダム共重合体であり、
テトラヒドロフランに完全に溶解した。分子量は
Mnが20300、_Wが73500であつた。

次にトナーを作るために、このスチレン−ｎ−
ブチルメタクリレート共重合体65重量部とポリエ
チレン（＝2000、T_M＝110℃）35重量部とカ
ーボンブラツク10重量部とを混合し、溶融混練後
微粉砕化し、平均粒径14μのトナーを得た。つい
で、このトナー２重量部を鉄粉（粒径100μ）100
重量部と混合して現像剤とした。この現像剤を用
いてヒートロール定着装置をはずしたXEROX
（登録商標）9200型複写機により複写を行ない、
市販の圧力定着装置を用い30Kg／cmの線圧をかけ
て定着したところ、定着性は良好であつたがカブ
リが発生した。更に連続複写を繰返すにつれてカ
ブリが激しくなつた。

実施例１四つ口フラスコにポリエチレン（＝2000、
T_M＝110℃）420ｇ、キシレン800ml及びｔ−ブチ
ルヒドロペルオキシド15ｇを加えた。この内容物
を撹拌しながらキシレンの還流温度まで昇温させ
た後その温度に維持し、この中へスチレン65重量
部とｎ−ブチルメタクリレート35重量部とからな
る混合液780ｇを滴下斗により３時間かけて滴
下した。滴下終了後更に１時間キシレンの還流温
度で撹拌を続けた。重合終了後室温まで冷却し、
溶剤を除去し、真空乾燥して重合体を得た。こう
して得られた重合体は幹部にエチレン重合体部
分、枝部にスチレン−ｎ−ブチルメタクリレート
重合体部分を有するグラフト共重合体であつた。
このグラフト共重合体をテトラヒドロフランに溶
かすと約20ｇの不溶分を生じた。即ち仕込んだポ
リエチレン420ｇのうち400ｇがスチレン−ｎ−ブ
チルメタクリレート共重合体とグラフト結合して
いるものと考えられる。

なお、スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共
重合体のTgは68℃であり、グラフト共重合体の
分子量はが19000、_Wが69000であつた。

次に、このグラフト共重合体90重量部とカーボ
ンブラツク10重量部とを混合、溶融混練、微粉砕
化してトナーを得、比較例と同様にして現像剤と
した後複写試験を行なつたところ定着性の極めて
優れたカブリのない画像が得られた。連続10万枚
の複写を続けたがカブリがみられず鮮明な画像が
得られた。

実施例２実施例１の現像剤を用いて、キヤリヤー表面へ
のトナーの付着の程度を調べた。即ち、実施例１
の場合と同じ複写機を用い、10万枚の複写を行な
つた後現像剤を取出し、現像剤中のトナーを空気
流で吹き飛ばし、キヤリヤー表面に固着している
トナーを溶剤で抽出した後その量を測定すること
により行なつた。

キヤリヤー表面へのトナーの固着量はキヤリー
100ｇ当り150mgであつた。

なお、比較のため、スチレン−ｎ−ブチルメタ
クリレート共重合体65重量部、ポリエチレン
（2000）35重量部、カーボンブラツク10重量
部を混合、溶融混練、微粉砕化して得られたトナ
ーを用いて同様にトナーのキヤリヤ表面への固着
量を求めたところ、キヤリヤー100ｇに対して600
mgであつた。

実施例３エチレン87重量部と酢酸ビニル13重量部とから
なるエチレン−酢酸ビニル共重合体（_W＝
45000、T_M＝75℃）45重量部を幹重合体とし、ポ
リスチレン（Tg＝100℃）55重量部を枝重合体と
するグラフト共重合体を用いて実施例１と同様に
複写試験を行つたところ、定着性にすぐれたカブ
リのない画像が得られた。

実施例４ポリエチレン（＝4000、T_M＝120℃）27重
量部を幹重合体とし、スチレン／ｎ−ブチルメタ
クリレート／２−エチルヘキシルアクリレート
ターポリマー（Tg＝49℃）73重量部を枝重合体
とするグラフト共重合体100重量部とマグネタイ
ト100重量部とカーボンブラツク５重量部を混合
し、溶融混練後微粉砕化し、分級を行ない、平均
粒径13.5μの磁性トナーを得た。

ついで、このトナー100重量部とエアロジール
0.3重量部をミキサーで１分間撹拌した。

定着装置及び現像装置をはずしたXEROX（登
録商標）3500複写機を用いてスリーブ回転型磁性
トナー現像装置を取付け、上記磁性トナーで現像
したところ鮮明な画像が得られた。更に普通紙に
転写し、市販の圧力定着装置にて定着したところ
定着性の極めてすぐれた画像が得られた。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) 着色剤と (b)(i) エチレン、プロピレン及び酢酸ビニルから
選ばれる１種又は２種以上の単量体から得ら
れる、融点が45〜200℃の結晶性重合体15〜
70重量％と (ii) ビニル単量体の１種又は２種以上から得れ
るガラス転移点が45℃以上の無定形重合体85
〜30重量％とからなるグラフト共重合体とを含有することを特徴とする圧力定着用トナ
ー。