JPH01121861A - 静電像現像剤 - Google Patents

静電像現像剤

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JPH01121861A
JPH01121861A JP62279276A JP27927687A JPH01121861A JP H01121861 A JPH01121861 A JP H01121861A JP 62279276 A JP62279276 A JP 62279276A JP 27927687 A JP27927687 A JP 27927687A JP H01121861 A JPH01121861 A JP H01121861A
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昭年 松原
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高橋 次朗
Kenji Tsujita
辻田 賢治
Takeki Okuyama
雄毅 奥山
Hiroyuki Yamada
裕之 山田
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    • G03G9/087—Binders for toner particles
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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、例えば電子写真法、静電印刷法、静電記録法
等において潜像担持体の表面に形成された静電潜像を現
像するために用いられる静電像現像剤に関するものであ
る。
〔技術の背景〕
例えば電子写真法においては、通常、光導電性感光体よ
りなる静電潜像担持体に、帯電、露光により静電潜像を
形成し、次いでこの静電潜像を、着色粒子であるトナー
によって現像し、得られたトナー像を紙等の転写材に転
写した後、熱あるいは圧力により定着して可視画像を形
成する。
トナー像を定着する方法としては、従来、ヒーターによ
りトナーを非接触の状態で加熱熔融して定着する方法、
有機溶剤によりトナーを溶解して定着する方法、トナー
を加圧して定着する方法、加熱ローラをトナーに直接接
触させてこれを熔融圧着して定着するいわゆる加熱ロー
ラ定着法等が知られているが、熱効率が高くて高速定着
が可能であることから、加熱ローラ定着法が広く採用さ
れている。
しかるに、最近においては、(イ)複写機の過熱劣化を
抑制すること、(ロ)加熱ローラ定着器を作動させてか
ら加熱ローラが定着可能な温度にまで上昇するに要する
ウオームアツプタイムを短くすること、(ハ)紙等の転
写材に熱が吸収されることによる加熱ローラの温度低下
を小さくして連続して多数回にわたる安定した画像の形
成を可能にすること、(ニ)複写機の小型化右よび安全
性の向上の観点から、定着器に組み込まれるヒーターの
消費電力を低減させて加熱ローラの温度をより低くした
状態で定着処理を可能にすること、等が強く要求されて
いる。
従って、トナーにおいては、 (1)−層低温で良好な定着を達成し得るものであるこ
と、すなわち優れた低温定着性を有すること、が要請さ
れ、さらに、基本的に、次のような条件が必要である。
(2)定着法として好ましい加熱ローラ定着法において
は、オフセット現象すなわち定!時に像を構成するトナ
ーの一部が加熱ローラの表面に転移し、これが次に送ら
れて来る転写材に再転移して画像を汚すという現象が発
生しやすいので、トナーに加熱ローラへの転移が生じに
くい性能すなわち耐オフセット性を付与せしめること。
(3)使用もしくは貯蔵環境条件下において凝集せずに
粉体として安定に存在し得ること、すなわち耐ブロッキ
ング性に優れていること。
(4)摩擦帯電性が良好であって、現像プロセス、転写
プロセス、クリーニングプロセスが良好に遂行されてカ
ブリのない鮮明な画像が得られること。
り5)潜像担持体の表面あるいはキャリア粒子の表面に
トナー物質が付着するいわゆるフィルミング現象の発生
が抑制されて、画像の形成を多数回にわたり安定に行う
ことができること。
しかして、従来においては、耐オフセット性を向上させ
るために、トナー粒子の結着樹脂として低分子量重合体
成分と高分子量重合体成分とにより構成された樹脂を用
いる技術が提案されている(特開昭56−158340
号公報、特開昭56−16144号公報、特開昭58−
202455号公報等参照)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記技術においては、トナー粒子中に高
分子量重合体成分が存在することとなるため、オフセッ
ト発生温度が高くなって耐オフセフ)性の向上を図るこ
とはできるが、同時に定着可能温度も高くなるので低温
定着性の向上を図ることが困難となる。
一方、トナーの低温定着性の向上のみを考えて結着樹脂
としてガラス転移点や軟化点の低いものを用いると、耐
オフセット性が低下するのみならず、耐ブロッキング性
が低下し、また現像剤搬送担体あるいはキャリアにトナ
ー物質が付着して被膜を形成するフィルミング現象が発
生しやすく、現像剤の耐久性が低下する問題点がある。
これに対して、低温定着性、耐オフセット性、耐ブロッ
キング性、耐フィルミング性を共に満足させるために、
結着樹脂として、カルボキシ基を有する重合体と金属化
合物とを反応させて得られた樹脂を用いる技術が提案さ
れた(例えば特開昭57−178250号公報、特開昭
61−110155号公報、特開昭61−110156
号公報等参照)。
しかし斯かる技術では、特に高温高湿環境条件下(例え
ば温度33℃以上、相対湿度80%以上)においては摩
擦帯電性が不良となってカブリが発生しやすいうえ、キ
ャリア粒子や潜像担持体のトナー物質によるフィルミン
グ現象が発生しやすく、また残留トナーがクリーニング
ブレードへ融着しやすくてりIJ−ニング不良が発生す
る問題点がある。
また、特に低温低湿環境条件下(例えば温度lO℃以下
以下対相対湿度40%以下ふいては、紙等の転写材の温
度が低いため、定着時においてはトナーの熔融が不十分
となりやすく、その結果定着不良のトナーが定着器を構
成するローラに付着し堆積して当該ローラを汚染し、こ
れが原因となって紙づまり等の搬送不良が発生し、また
ローラの使用寿命を短縮する問題点がある。
本発明は、以上の如き事情に基いてなされたものであっ
て、低温定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング性、
耐フィルミング性、クリーニング性が優れていて、環境
条件によらずにカブリのない鮮明な画像を多数回にわた
り安定に形成することができる静電像現像剤を提供する
ものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の静電像現像剤は、イオン架橋されたビニル系共
重合体を結着樹脂として含有するトナー粒子と、有機微
粒子とを有してなることを特徴とする。
〔発明の作用効果〕
本発明の現像剤によれば、トナー粒子が、イオン架橋さ
れたビニル系共重合体を結着樹脂として含有してなるた
め、非加熱下においては強固な架橋結合が形成された状
態であって、優れた耐ブロッキング性、耐フィルミング
性、クリーニング性が発揮され、また摩擦帯電部材との
衝突による汚染の原因となる微粉の発生が抑制されるた
め、優れた摩擦帯電性および耐久性が発揮される。そし
て、イオン架橋結合は共有結合よりも結合力が小さくて
加熱により結合が切れやすく、そのため熱定着時におい
ては架橋結合のかなりの部分が切れることにより、同程
度のガラス転移点を有する従来の結着樹脂を含有してな
るトナーに比して熔融時の粘度が低く、そのため熔融ト
ナーの紙等の転写材の繊維間への浸透が良好になされ、
その結果従来より低温でしかも十分な固着力で定着を達
成することができる。従って定着不良に起因するローラ
もしくは転写材の汚れを防止することができ、定着器の
寿命を著しく向上することができる。
しかも本発明においては、トナー粒子に、有機微粒子が
混合されてなるので、トナー粒子の表面に有機微粒子が
弱く付着した状態で存在することとなり、そのため当該
無機微粒子によるいわばスペーサー効果によりトナー粒
子やキャリア粒子が直接潜像担持体に接触して潜像担持
体を傷つける確率が著しく低下し、その結果クリーニン
グ不良を伴わずに多数回にわたり安定した画像を形成す
ることができる。また、有機微粒子の構成材料として比
較的硬質のものを選択することにより、当該有機微粒子
による好適な研磨性能が発揮されて潜像担持体あるいは
キャリア粒子の表面に付着したトナー物質が除去される
ようになり、そのためフィルミング現象の発生を抑制す
ることもできる。
〔発明の具体的構成〕
本発明においては、イオン架橋されたビニル系共重合体
を結着樹脂として含有するトナー粒子と、有機微粒子と
を必須成分として用いて静電像現像剤を構成する。本発
明の静電像現像剤は、キャリア粒子を含まない一成分現
像剤、またはキャリア粒子を含む二成分現像剤のいずれ
のタイプであってもよい。
有機微粒子は、耐久性を高めるために球形であることが
好ましい。有機微粒子の一次粒子の平均径は、0.01
〜5μ贋が好ましく、特に0.03〜3μ肩が好ましい
。この平均径が過小のときには当該有機微粒子によるス
ペーサー効果が小さくてクリーニング不良が発生しやす
い。一方過大のときにはトナーの摩擦帯電性が阻害され
やすい。
有機微粒子の割合は、トナー粒子の100重量部に対し
て0.旧〜3重量部が好ましく、特に0.1〜2重量部
が好ましい。有機微粒子の割合が過小のときにはスペー
サー効果が小さくてクリーニング不良が発生しやすい。
一方過大のときには結着樹脂粒子の摩擦帯電性が阻害さ
れやすい。
有機微粒子を構成するための有機物質としては特に限定
されないが、耐湿性、摩擦帯電性の安定化に浸れている
点でビニル系重合体が好ましい。
斯かるビニル系重合体は、例えば乳化重合法、懸濁重合
法等の各種の重合法により製造されるが、小径でしかも
球形の有機微粒子が効率的に得られる点で乳化重合法が
好ましい。特に、ビニル系重合体を得るための単量体自
体が乳化作用を有するような系において乳化剤を用いな
いで乳化重合法に・よりビニル系重合体を得ることが好
ましい。これに対して乳化剤を用いる場合には当該乳化
剤によりトナーの摩擦帯電性が阻害されたり、あるいは
摩擦帯電性の湿度依存性が大きくなることがある。
ビニル系重合体としては、特にアクリル系重合体が好ま
しい。このアクリル系重合体は、アクリル酸もしくはア
クリル酸エステル、メタクリル酸もしくはメタクリル酸
エステルから選ばれる単量体を重合して得られる単独重
合体あるいは共重合体である。斯かるアクリル系重合体
を得るために用いられるアクリル系単攬体としては、ア
クリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシ
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2−クロルエチ
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、メタクリル酸プロピル、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n−オクチル
、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタ
クリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル
、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を挙げる
ことができる。
アクリル系重合体の中でも、特にポリメチルメタクリレ
ートが最も好ましい。ポリメチルメタクリレートによれ
ば、均一で小径の有機微粒子を容易に得ることができ、
潜像担持体、現像器の器壁、現像剤搬送担体等の汚染が
生じにくく、また、トナーの摩擦帯電性を阻害するおそ
れがないので、安定した現像性能が得られる。
アクリル系重合体としては、必要に応じてその他の単量
体が共重合されたものであってもよい。
この場合には単量体組成物においてアクリル系単量体を
50重量%以上の割合で用いることが好ましい。斯かる
その他の単量体としては、スチレン、0−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−n−ブチルスチレン、p−tert−ブ
チルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オ
クチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デ
シルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキ
シスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレ
ン、3.4−ジクロルスチレン等のスチレン系単量体、
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミ
ド等のアクリル酸もしくはメタクリル醗誘導体;酢酸ビ
ニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル
類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等の
ビニルエーテル類;ビニルメチルケトン等のビニルケト
ン類;ブタジェン、イソプレン等のジエン類;マレイン
酸、フマール酸等の不飽和カルボン酸類;その他を挙げ
ることができる。
有機微粒子は、トナー粒子に外部から添加混合されて使
用されることが好ましい。具体的には、例えばV型ブレ
ンダー等の混合装置を用いてトナー粒子と有機微粒子と
を混合することにより、トナー粒子の表面に有機微粒子
を存在させることが好ましい。
トナー粒子は、イオン架橋されたビニル系共重合体(以
下「特定のビニル系共重合体」ともいう)を結着樹脂と
して含有してなり、必要に応じて結着樹脂中に着色剤、
荷電制御剤、定着性向上剤、磁性体粒子等が含有される
。特に、イオン架橋されたビニル系共重合体が′、カル
ボキシ基を有するビニル系共重合体の当該カルボキシ基
に多価金属化合物が反応してイオン架橋結合が形成され
てなることが好ましい。
前記特定のビニル系共重合体のガラス転移点Tgは、4
0〜70℃が好ましく、特に40〜60℃が好ましい。
このような範囲のガラス転移点Tgを有するものを選択
することにより、−層優れた低温定着性、耐オフセット
性、耐久性が得られる。すなわち、ガラス転移点Tgが
過小のときにはトナー粒゛子が軟質なものとなって耐オ
フセット性および耐久性が低下する場合があり、一方、
ガラス転移点Tgが過大のときには低温定着性が低下す
る傾向にあり、特に低温低湿(例えば温度10℃、相対
湿度40%)の環境条件下においては十分な低温定着性
が得られない場合がある。なお、本発明において、ガラ
ス転移点Tgとは、示差走査熱量計「低温DSCJ  
(理学電気社製)を用い、昇温速度10t/minで測
定した際に、ガラス転移点以下のベースラインの延長線
とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの間で
の最大傾斜を示す接線との交点の温度をいう。
前記特定のビニル系共重合体は、低分子量成分と高分子
量成分の少なくとも2群に分けられる分子量分布を有し
、ゲル・バーミニニージョン・クロマトグラフィ (G
PC)により測定された分子量分右曲線において、低分
子量成分側の極大値がlXl0’〜2X10’の範囲内
にあり、高分子量成分側の極大値がI XIO’〜2X
10’の範囲内にあるような、少なくとも2つの極大値
を有するものであることが好ましい。このような好まし
い分子量分布のものを選択することにより、低温定着性
および耐オフセット性を一層優れたものとすることが可
能となる。また、高分子量成分により当該特定のビニル
系共重合体を強靭なものとすることが可能であるので、
キャリアとの摩擦あるいは潜像担持体との衝突において
、トナー粒子の破壊が生じにくく、その結果微粉の発生
を抑制することができて、潜像担持体の表面の汚染を有
効に防止することができる。従って、カプリのない鮮明
な画像を多数回にわたって安定に形成することが可能と
なる。
これに対して、上記分子量分布曲線において、低分子量
成分の極大値が過小のときには、トナーの耐ブロッキン
グ性が低下する場合があり、一方当該極大値が過大のと
きには、トナーの低温定着性が低下する場合がある。ま
た、高分子量成分の極大値が過小のときには、トナーの
耐オフセット性、耐久性が低下する場合があり、一方当
該極大値が過大のときには、トナーの低温定着性が低下
する場合がある。
また、高分子量成分の割合は、カルボキシ基を有するビ
ニル系重合体の15重量%以上であることが好ましく、
特に15〜50重量%であることが好ましい。高分子量
成分の割合が過小のときには、トナーの耐オフセット性
、耐久性が低下する場合がある。
このような高分子量成分と低分子量成分とを含有してな
るビニル系重合体にカルボキシ基を導入するに際しては
、少なくとも低分子量成分にカルボキシ基が導入されて
いればよい。すなわち、キャリア粒子との摩擦あるいは
潜像担持体の表面との衝突によって生ずるトナー粒子の
破壊は、主としてトナー粒子中における低分子量の比較
的もろい成分に起因するため、このような低分子量成分
を詳細は後述する多価金属化合物によりいわばイオン結
合により架橋して強靭なものとすることにより、フィル
ミング現象の要因であるトナー粒子の破壊によって生ず
る微粉の発生を有効に抑制することができる。
また、前記特定のビニル系共重合体は、その重量平均分
子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw /Mnの値が、
3.5以上であることが好ましく、特に4〜40である
ことが好ましい。この比Mw/Mnの値が3.5以上、
さらには4〜40であるものを選択することにより、ト
ナーの耐オフセット性、機械的耐久性が一層優れたもの
となる。
なお、重量平均分子量Mwおよび数平均分子量Mnの値
は、種々の方法により求めることができ、測定方法の相
異によって若干の差異があるが、本発明においては下記
の測定方法によって求めたものである。
スナワチ、ケル・バーミュエーション・クロマトグラフ
ィ (G P C) によって以下に記す条件で重量平
均分子IMw、数平均分子量Mn 、ピーク分子量を測
定する。温度40℃において、溶媒(テトラヒドロフラ
ン)を毎分1.2rn1の流速で流し、濃度0.2 g
/20艷のテトラヒドロフラン試料溶液を試料重量とし
て3mg注入し測定を行う。試料の分子量測定にあたっ
ては、当該試料の有する分子量が数種の単分散ポリスチ
レン標準試料により、作製された検量線の分子量の対数
とカウント数が直線となる範囲内に包含される測定条件
を選択する。
なお、測定結果の信頼性は、上述の測定条件で測定した
NB5706ポリスチレン標準試料(重量平均分子量M
W =28.8X10’、数平均分子量Mn−13,7
X10’、 Mw /Mn =2.11)の比Mw /
Mn (7)値が2.11±0.10となることにより
確認する。
また、用いるG P Cのカラムとしては、前記条件を
満足するものであるならばいかなるカラムを採用しても
よい。具体的には、例えばT S K−GEL、GMH
(東洋曹達社製)等を用いることができる。
前記特定のビニル系共重合体を得るためのビニル系共重
合体は、例えばスチシン系単量体、アクリル系単量体、
エステル系単量体から選択される少なくとも1種を必須
成分として用いて得られる重合体であることが好ましい
。また、カルボキシ基を有するビニル系重合体を得るた
めには、上記単量体・のほかに、アクリル酸もしくはメ
タクリル酸およびこれらの誘導体から選択される単量体
を必須成分として用いて共重合すればよい。
斯かる共重合のためのカルボキシ基を有する単量体とし
ては、水酸基を有する、アクリル酸エステルもしくはメ
タクリル酸エステルまたはこれらの誘導体と、ジカルボ
ン酸化合物とのエステル化反応によって得られる構造の
半エステル化合物を挙げることができる。
このような半エステル化合物によれば、主鎖構成に影響
の少ない位置にカルボキシ基が導入されているので、化
学構造の立体障害が小さくなり、その結果カルボキシ基
と多価金属化合物との反応が効率よ(進行してイオン結
合が形成され、良好な架橋構造の前記特定のビニル系共
重合体を得ることができる。
ビニル系共重合体を得るためのスチレン系単量体として
は、例えばスチレン、0−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、2.3−ジメチルスチレン、2.
4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−
tert−ブチルスチレン、p−n−へキシルスチレン
、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン
、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン
、p−メトキシスチレン、p−゛フェニルスチレン、p
−クロルスチレン、3.4−ジクロルスチレン等を挙げ
ることができる。これらの単量体は単独で用いてもよい
し、あるいは複数のものを組合わせて用いてもよい。
これらのなかでも特にスチレンが好ましい。スチレンの
ビニル系重合体に対する割合は、30〜95重量%が好
ましく、特に40〜95重量%であることが好ましい−
0このような好ましい割合を選択することにより、トナ
ーの製造における粉砕工程においては粉砕効率が高(な
り、所望の粒径のトナーを効率的に得ることができる。
。 ビニル系重合体を得るためのアクリル酸エステルもしく
はメタクリル酸エステルとしては1.例えばアクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリ
ル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸オク
チル、アクリル酸ドデシル、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−2−クロルエチル、アクリル酸フェニル、
α。
−クロルアクリル酸メチル等のアクリル酸エステル類;
例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
イソブチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ドデ
シル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸−2−エチ
ルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、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メタクリル酸エステル類
;等を挙げることができる。
前記半エステル化合物を形成するカルボキシ基含有化合
物としては、例えばマロン酸、こはく酸、グルタル酸等
の脂肪族ジカルボン酸化合物、例えばフタル酸等の芳香
族ジカルボン酸化合物等を挙げることができる。これら
の化合物と、水酸基を有する、アクリル酸エステルもし
くはメタクリル酸エステルまたはこれらの誘導体とをエ
ステル化反応させることにより半エステル化合物を得る
ことができる。上記ジカルボン酸化合物はハロゲン族元
素、低級アルキル基、アルコキシ基等によって水素原子
が萱換されていてもよく、また酸無水物であってもよい
。
そして、水酸基を有する、アクリル酸もしくはメタクリ
ル酸の誘導体としては、アクリル酸もしくはメタクリル
酸にエチ゛レンオキサイド、プロピレンオキサイド等の
アルキレンオキサイドを1モルまたは2モル以上付加せ
しめたものでもよく、あるいはアクリル酸もしくはメタ
クリル酸にプロピレングリコール等の2価アルコールを
エステル化反応させたヒドロキシアルキルエステルであ
ってもよい。
前記好ましい半エステル化合物は、下記の一般式(A)
で示すことができる。
一般式(A) ただし、一般式(A)中、Lは分子鎖中にエステル結合
を有する炭素数3以上の2価の結合基を表し、置換基を
有していてもよい。R1は水素原子またはメチル基を表
す。
さらに好ましい半エステル化合物としては、下記の一般
式(1)〜(4)で示すものである。
一般式(1) ただし、一般式(1)中、R’、R3は水素原子または
メチル基を表し、mは1〜14の整数を表し、nは0〜
8の整数を表す。
一般式(2) ただし、一般式(2)中、R4,R5は水素原子または
メチル基を表し、hは1〜14の整数を表し、Xは水素
原子、ハロゲン族元素、低級アルキル基、アルコキシ基
を表す。
一般式(3) ただし、一般式(3)中、R6は水素原子またはメチル
基を表し、jは3〜6の整数を表し、kは0〜8の整数
を表す。
一般式(4) ただし、一般式(4)中、R7は水素原子またはメチル
基を表し、iは3〜6の整数を表し、Yは水素原子、ハ
ロゲン族元素、低級アルキル基、アルコキシ基を表す。
前記一般式(1)〜(4)で示される半エステル化合物
のなかでも特に一般式(1)で示されるものが好ましい
。
前記一般式(1)で示される半エステル化合物としては
、例えばこはく酸モノアクリロイルオキシエチルエステ
ル、こはく酸モノアクリロイルオキンプロビルエステル
、グルタル酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、
フタル酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、フタ
ル酸モノアクリロイルオキシエチルエステノペこはく酸
モノメタアクリロイルオキシエチルエステル、こはく酸
モノメタアクリロイルオキンプロピルエステル、グルタ
ル酸モノメタアクリロイルオキシエチルエステル、フタ
ル酸モノメタアクリロイルオキシエチルエステル、フタ
ル酸モノメタアクリロイルオキシエチルエステル等を挙
げることができる。
前記スチレン系単量体、アクリル酸エステル系車1体も
しくはメタクリル酸エステル系単量体、水酸基を有する
アクリル酸もしくはメタクリル酸系誘導体とジカルボン
酸化合物とのエステル化反応によって得られる半エステ
ル化合物を重合して得られる、カルボキシ基を有するビ
ニル系重合体は、その単遺体単位の含有割合として、前
記スチレン系単量体が好ましくは30〜95重量%、特
に好ましくは40〜95重量%であり、アクリル酸エス
テル系単量体もしくはメタクリル酸エステル系単量体が
好ましくは70〜5重量%、特に好ましくは5〜50重
量%であり、前記半エステル化合物が好ましくは0.5
〜30重量%、特に好ましくは1〜20重量%である。
前記アクリル酸エステル系単量体もしくはメタクリル酸
エステル系単量体の含有割合が、70重量%を超える場
合、あるいは前記半エステル化合物の含有割合が0.5
重量%未滴の場合には、高温定着時における耐オフセッ
ト性が低下することがあり、また耐ブロッキング性、耐
可塑剤性が低下することがある。
カルボキシ基を有するビニル系重合体の当該カルボキシ
基と反応させる前記多価金属化合物の金属元素としては
、Cu、 Ag、 Be、 Mg、 Co、 S r、
 Bh。
Zn、 Cd、 AI、 Ti、 Ge、 Sn、 V
、  Cr、 Mo、 Mn、 Fe。
Ni、Co、Zr、Se等を挙げることができる。これ
らの中でもアルカリ土類金属(Be、 Mg、 CJ 
Sr。
B11)および亜鉛族元素(Zn、Cd)が好ましく、
特にMgおよびZnが好ましい。
これらの金属を含む多価金属化合物としては、例えば、
上記金属元素の、フッ化物、塩化物、塩素酸塩□、臭化
物、ヨウ化物、酸化物、水酸化物、硫化物、亜硫酸塩、
硫酸塩、セレン化物、テルル化物、窒化物、硝酸塩、リ
ン化物、ホスフィン酸塩、リン酸塩、炭酸塩、オルトケ
イ酸塩、酢酸塩、シニウ酸塩、メチル化合物もしくはエ
チル化合物等の低級アルキル金属化合物等を挙げること
ができる。これらのなかでも、特に上記金属元素の酢酸
塩、上記金属元素の酸化物が好ましい。
多価金属化合物の添加量は、カルボキシ基を有するビニ
ル系重合体を構成する単量体の種類右よびその量により
相異するので一種に規定することはできないが、例えば
当該ビール系重合体が、前記スチレン系単量体と、前記
アクリル酸エステル系単量体もしくはメタクリル酸エス
テル単量体と、前記半エステル化合物とにより構成され
、重合体中に低分子量成分と高分子量成分とを有するも
のであるときには、仕込んだ半エステル化合物の1モル
に対して、0.1〜1モル程度である。
前記カルボキシ基を有するビニル系重合体の当該カルボ
キシ基に多価金属化合物を反応させるには、例えば溶液
重合法により重合して得られたカルボキシ基を有するビ
ニル系重合体を含有する溶液に、前記多価金属化合物も
しくは当該多価金属化合物の分散溶液を混合し、昇温し
で約1〜3時間1.こわたり脱溶剤を行い、反応系内に
温度が150〜180℃程度に達した状態で1時間以上
この温度に維持して反応を完結させるのがよい。また場
合によっては、上記カルボキシ基を有するビニル系重合
体の重合を開始する前に多価金属化合物を溶剤と共に反
応系内に存在させてもよく、あるいは上記脱溶剤を行っ
て得られたカルボキシ基を有するビニル系重合体と多価
金属化合物とをロールミル、ニーダ、押出機等により熔
融混練することにより反応させてもよい。
このようにして、カルボキシ基を有するビニル系重合体
と多価金属化合物とが反応して得られる特定のビニル系
共重合体は、当該ビニル系重合体のカルボキシ基と多価
金属原子とがイオン結合により結合され、このイオン結
合により一種の架橋構造が形成されたものとなる。この
イオン結合は、共有結合に比してはるかにゆるやかな結
合である。
前記特定の特定のビニル系共重合体として、既述のよう
に分子量分布曲線において少なくとも2つの極大値を有
するものを好ましく用いることが ゛できるが、このよ
うな共重合体を得る方法としては特に限定されない。例
えば高分子量成分もしくは低分子量成分のいずれか一方
を得るための第1段目の重合を行い、これにより得られ
た一方の成分を、他方の成分を得るための単量体組成物
中に溶解させて第2段目の重合を行い、これにより他方
の成分を生成させることにより、結果として分子量分布
曲線において少なくとも2つの極大値を有する重合体を
得ることができる。このように2段重合により得られる
重合体は、低分子量成分と高分子量成分とが、分子レベ
ルで均一に混合してなるものと推定される。
・この2段重合は、例えば溶液重合法、懸濁重合法、乳
化重合法等の方法により行うことができるが、特に溶液
重合法が好ましい。
また、分子量分布曲線において少なくとも2つの極大値
を有する重合体は、低分子量の重合体成分と、高分子量
の重合体成分とを混合することによ°っても得ることが
できるが、混合により得られる重合体は、分子レベルに
おいては、均一に混合されていない場合があるので、上
記2段重合によるのが好ましい。
着色剤としては、例えばカーボンブラック、ニグロシン
染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロムイ
エロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド
、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタ
ロシアニンブルー、マラカイトグリーンオフサレート、
ランプブラック、ローズベンガル、これらの混合物、そ
の他を挙げることができる。
荷電制御剤としては、例えば金属錯体系染料、ニグロシ
ン系染料、アンモニウム系化合物等を挙げるごとができ
る。
定着特性向上助剤としては、例えばポリエチレン、ポリ
プロピレン等のポリオレフィン等を挙げることができる
。特に、環球法による軟化点Tspが70〜150 ℃
のポリオレフィンが好ましく、さらには当該軟化点Ts
pが120〜150℃のポリオレフィンが好ましい。
また、本発明の静電像現像剤においては、トナー粒子お
よび有機微粒子に、さらに流動性向上剤および研磨剤と
して無機微粒子が添加混合されていてもよい。斯かる無
機微粒子の一次粒子の平均径は、5慶μ〜2JnRが好
ましく、特に5mμ〜5001μが好ましい。また、B
ET法による比表面積は、20〜500 m”/ gが
好ましい。無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01
〜5重量%が好ましく、特に0.01〜2.0重量%が
好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ
、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウ
ム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸
化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土
、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチ
モン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリ
ウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒
化ケイ素等を挙げることができる。特にシリカの微粉末
が好ましい。
シリカの微粉末としては、特に表面に疎水性基を有する
ものが好ましく、例えば「アエロジルR−972J、「
アエロジルR−974J、「アエロジルR−805J、
「アエロジルR−812J (以上、日本アエロジル社
製)、「タラノックス50旧 (タルコ社1it)等の
市販品を好ましく用いることができる。また、これらの
ほか、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング
剤、シリコーンオイル、側鎖にアミンを有するシリコー
ンオイル等により表面処理されたシリカの微粉末等を用
いることもできる。
また、本発明の静電像現像剤においては、さらにクリー
ニング性向上剤が添加混合されていてもよい。斯かるク
リーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛
、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等脂肪酸金属
塩、例えばメチルメタクリレート微粒子、スチレン微粒
子等のポリマー微粒子等を挙げることができる。
また、磁性トナーとする場合には、磁性体の微粒子がト
ナー粒子中に含有される。斯かる磁性体としては、鉄、
フェライト、マグネタイトをはじめとする鉄、ニッケノ
ペコバルト等の強磁性を示す金属もしくは合金またはこ
れらの元素を含む化合物、強磁性元素を含まないが適当
な熱処理を施すことによって強磁性を示すようになる合
金、例エバマンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅
−錫等のマンガンと銅とを含むホイスラー合金と呼ばれ
る種類の合金、二酸化クロム、その他を挙げることがで
きる。磁性体は、平均粒径が0.1〜1μ肩の微粉末の
形態で均一に分散されて含有されることが好ましい。そ
して磁性体の含有割合は、トナーの100重量部に対し
て、10〜70重11gF5が好ましく、特に20〜5
0重量部が好ましい。
二成分現像剤とする場合においては、基本的には上記の
如きトナー粒子および有機微粒子と共に、キャリア粒子
が混合されて現像剤が構成される。
斯かるキャリアとしては、特に限定されず従来公知のキ
ャリアを用いることができる。具体的には、磁性体粒子
のみにより構成されたキャリア、磁性体粒子の表面が樹
脂により被覆されてなる樹脂被覆キャリア等を用いるこ
とができる。
キャリアを構成する磁性体粒子としては、磁場によって
その方向に強く磁化する物質、例えば鉄、フェライト、
マグネタイトをはじめとする鉄、ニッケノペコバルト等
の強磁性を示す金属もしくは合金またはこれらの元素を
含む化合物、強磁性元素を含まないが適当に熱処理する
ことによって強磁性を示すようになる合金、例えばマン
ガン−窮−アルミニウムもしくはマンガン−銅−錫等の
ホイスラー合金とよばれる種類の合金または二酸化クロ
ム等よりなる粒子を用いることができる。
キャリアの被覆用樹脂としては、フッ素樹脂、スチレン
系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン・アクリル系共重合
体樹脂等を用いることができる。
キャリアの平均粒径は、20〜12Onであることが好
ましく、特に30〜110nであることが好ましい。こ
こで、キャリアの平均粒径(重量)は、「マイクロトラ
ック」 (日機装社製)を用いて測定された値である。
本発明の静電像現像剤によれば、例えば次のようにして
画像を形成することができる。すなわち、電子写真法に
おいては、潜像担持体上に形成された静電潜像を、静電
像現像剤により現像し、得られたトナー像を紙等よりな
る転写材に例えば静電転写し、次いで転写トナーを加熱
ローラ定着方式により定着し、もって定着画像を形成す
る。
加熱ローラ定着方式において用いられる加熱ローラ定着
器は、通常、加熱ローラと、これに対接配置された圧着
ローラと、加熱源とにより構成される。また必要に応じ
てクリーニング用ローラが加熱ローラに対接配置される
。加熱源により加熱ローラの温度を一定範囲の温度に維
持しながら、加熱ローラと圧着ローラとの間をトナーが
転写された転写材を通過させることにより、トナーを直
接加熱ローラに接触させて当該トナーを転写材に熱定着
する。なお、加熱ローラの表面の材質はフッ素系物質も
しくはシリコーン系物質であることが好ましく、本発明
の静電像現像剤との相乗効果により加熱ローラ定着器の
耐久性を著しく向上することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明が
これらの実施例に限定されるものではない。
く結着樹脂の製造〉 (1)結着樹脂Bl(本発明用) 温度計、撹拌器0、窒素ガス導入管、流下式コンデンサ
ーを備えた容量3Eのセパラブルフラスコ内にトルエン
500−を入れ、窒素ガス導入管により窒素ガスを導入
してフラスコ内部を不活性雰囲気とした後、油浴により
加熱し、トルエンの還流温度にした。
次いで、スチレン210g、n−ブチルアクリレ−)6
0g、メチルメタクリレート30g1ベンゾイルパーオ
キサイド0.9gよりなる高分子量成分の組成物をフラ
スコ内に入れ、還流温度に保持して14時間反応させる
ことにより高分子量重合体を形成した。
次に、上記高分子量重合体の溶液が入っているフラスコ
内に、スチレン417 g 、α−メチルスチレン35
g、n−ブチルアクリレ−)105g、メチルメタクリ
レート70g1モノアクリロイルオキシエチルサクシネ
ート73g、ベンゾイルパーオキサイド42gよりなる
低分子量成分の組成物を徐々に滴下しながら重合反応を
行った。前記低分子量成分の組成物の滴下が終了した後
、さらに4時間にわりた重合反応を行うことにより低分
子量重合体を形成した。
次に、前記高分子量重合体と低分子量重合体の溶液が入
っているフラスコ内に、多価金属化合物である酸化亜鉛
8gを添加し、還流温度に保持して撹拌しながら2時間
にわたり反応を行った。
反応終了後、減圧下において溶媒のトルエンを留去し、
低分子量成分のカルボキシ基と多価金属化合物とが反応
してなる結着樹脂B1を得た。
この結着樹脂Blは、ゲル・パーミ二エーレヨン・クロ
マトグラフィ(HLC−802UR,0MH6カラム、
東洋曹達社製)による分子量分布曲線にふいて7.5 
X 10”および2.8 X 10’にそれぞれ極大値
を有し、重量平均分子量Mwが1.2 X 10’、比
Mw /Mnの値が17.1、ガラス転移点Tgが56
℃である。
(2)結着樹脂B2(本発明用) 結着樹脂Blの製造において、高分子量成分の組成物と
して、スチレン180g、n−ブチルアクリレ−)30
gSn−ブチルメタクリレ−)60g。
メチルメタクリレート30g1アゾビスイソブチロニト
リル1.5gよりなる組成物を用い、低分子量成分の組
成物として、スチレン442 g 、α−メチルスチレ
ン70g、2−エチルへキシルアクリレ−)105g、
メチルメタクリレ−)35g、モノアクリロイルオキシ
エチルイソフタレート48g、ベンゾイルパーオキサイ
ド28gよりなる組成物を用い、多価金属化合物として
、酢酸亜鉛22.4 gを用いたほかは、結着樹脂B1
の製造と同様にして、低分子量成分のカルボキシ基と多
価金属化合物とが反応してなる結着樹脂B2を得た。
この結着樹脂B2は、ゲル・バーミコニージョン・クロ
マトグラフィによる分子量分布曲線におイテ、1.2X
IO’および2.4X10’ i:それぞれ極大値を有
し、重量平均分子量Mwが1.15X10’、比Mw/
Mnの値が9.5、ガラス転移点Tgが58℃である。
(3)結着樹脂bl(比較用) 結着樹脂B1の製造において、多価金属化合物である酸
化亜鉛を用いないほかは、同様にして比較用の結着樹脂
b1を得た。
この結着樹脂b1は、ゲル・バーミニニージョン・クロ
マトグラフィによる分子量分布曲線において、?、、l
X103および2.8XlOSにそれぞれ極大値を有し
、重量平均分子量Mwが1.18X10’ 。
比Mw/Mnの値が18.1、ガラス転移点Tgが53
℃である。
くトナー粒子の製造〉 (1)トナー粒子TI(本発明用) 前記結着樹脂B10100重1部と、カーボンブラック
[モーガルLJ  (キャボット社製)10重量部と、
ポリプロピレン「ビスコール660PJ  (軟化点T
sp : 145℃、三洋化成工業社製)3重量部とを
V型ブレンダーにより混合した後、二本ロールで熔融混
練し、冷却し、ハンマーミルにより粗砕し、さらにジェ
ットミルにより微粉砕した後、風力分級機により分級し
て、粒径1〜30μ贋のトナー粒子T1を得た。
(2)トナー粒子T2(本発明用) トナー粒子T1の製造において、結着樹脂B1を結着樹
脂B2に変えたほかは同様にしてトナー粒子T2を得た
。
(3)トナー粒子tl(比較用) トナー粒子TIの製造において、結着樹脂B1を結着樹
脂b1に変えたほかは同様にして比較用のトナー粒子t
1を得た。
く有機微粒子の製造〉 (1)有機微粒子A1 過硫酸カリウムとチオ硫酸ナトリウムを開始剤として用
い、メチルメタクリレートを乳化剤を用いずに乳化重合
させて、−次位子の平均径0.4jrmの有機微粒子A
1を得た。
(2)有機微粒子A2 有機微粒子A1において、メチルメタクリレートに変え
て、メチルメタクリレート95重量部と、n−ブチルア
クリレート5重量部とを用いたほかは同様にして一次粒
子の平均径0.8μ膚の有機微粒子A2を得た。
(3)有機微粒子A3 有機微粒子A1において、メチルメタクリレートに変え
て、メチルメタクリレート92重量部と、エチルアクリ
レート8重量部とを用いたほかは同様にして一次粒子の
平均径0.6ttsの有機微粒子A3を得た。
〈キャリア粒子の製造〉 スチレン−メチルメタクリレート共重合体(単量体組成
;スチレン:メチルメタクリレート=70=30)によ
り銅−亜鉛系フェライト粒子の表面を被覆してなるキャ
リア粒子C1を得た。このキャリア粒子C1の平均粒径
は82μ肩であった。
く現像剤の調製〉 後記第1表に示す組合せおよび割合で、トナー粒子およ
び有機微粒子をV型ブレンダーにより混合し、さらにこ
れをキャリア粒子と混合して各現像剤を調製した。
く実写テスト〉 二成分現像剤用の現像器、クリーニングブレードを有す
るクリーニング装置、加熱ローラ定着器を備えた電子写
真複写機rU −Bix 1600J  (小西六写真
工業社製)改造機により、上記各現像剤を用いて静電潜
像の現像を行い、得られたトナー像を転写紙上に転写し
たうえ加熱ローラ定着器により定着して複写画像を形成
する実写テストを行い、下記の項目についてそれぞれ評
価した。結果は後記第2表に示す通りである。
■低温低湿環境条件下における定着性 低温低湿環境条件下(温度10℃、相対湿度40%)に
おいて、加熱ローラ定着器の設定温度(通常は180℃
)を150℃に低下させた状態で、連続して100回に
わたる実写テストを行ない、100回目の複写画像に対
してキムワイプ摺擦を施しで定着性を判定した。評価は
、十分な耐摺擦性を示す場合を「○」、若干劣る場合を
「Δ」、著しく画像が剥がれ落ちる場合をrXJとした
。なお、上記加熱ローラ定着器はシリコーンオイル供給
機構を有しないものである。
■低温紙i環境条件下における定着器の耐久性低温低湿
環境条件下(温度10℃、相対湿度40%)にふいて、
加熱ローラ定着器の設定温度を150℃に低下させた状
態で、100.000回にわたる実写テストを行ない、
加熱ローラの汚れ、圧着ローラの汚れ、耐オフセット性
、転写紙の裏面汚れを調べて定着器の耐久性を判定した
。評価は、それぞれ良好なものを「○」、若干劣るが実
用レベルにあるものを「△」、不良で実用的には問題の
あるものを「×」とした。
■高温高温環境条件下における耐ブロッキング性各現像
剤を高温高温環境条件下(温度33℃、相対湿度80%
)に1週間放置し、トナー粒子に凝集塊が生ずるか否か
によって判定した。凝集塊がほとんど認められなかった
場合を「O」、若干凝集塊が認められた場合を「Δ」、
凝集塊が著しく発生した場合を「×」とした。
■高温高湿環境条件下における耐フイルミング性高温高
温環境条件下(温度33℃、相対湿度80%)において
、連続して100.000回にわたる実写テストを行な
った後、キャリア粒子の表面、潜像担持体の表面、クリ
ーニングブレードをそれぞれ電子顕微鏡もしくは目視に
より観察し、付着物の有無により判定した。付着物が認
められなかった場合を「○」、付着物が若干認められた
場合を「Δ」、付着物が著しく認められた場合を「×」
とした。
■クリーニング性 高温高湿環境条件下(温度33℃、相対湿度80%)に
おいて、連続してIQQ、 000回にわたる実写テス
トを行ない、画像形成回数が5.000回に達する度毎
に、クリーニングブレードによりクリーニングされた後
の潜像担持体の表面を目視により観察し、付着物の有無
により判定した。評価は、良好なものを「○」、若干劣
るが実用レベルにあるものを「△」、劣っていて実用的
には問題のあるものを「×」とした。
0画質(耐久性) 高温高湿環境条件下(温度33℃、相対湿度80%)に
おいて、連続して1(to、 000回にわたる実写テ
スを行ない、画像形成初期およびtoo、 ooo回後
における複写画像の鮮明性を調べた。評価は、良好なも
のを「O」、若干劣るが実用レベルにあるものを「△」
、相当に劣っていて実用的には問題のあるものを「×」
とした。
第2表の結果からも理解されるように、本発明の現像剤
1〜4によれば、低温定着性および耐オフセット性が優
れているため、特に低温低湿環境条件下においても加熱
ローラ等の汚れを伴わずに良好な定着画像を多数回にわ
たり安定に形成することができ、しかも耐ブロッキング
性、耐フィルミ・ング性、クリーニング性が優れている
ため、高温高湿環境条件下においてもカブリのない鮮明
な画像を多数回にわたり安定に形成することができる。
これに対して、比較現像剤1は、結着樹脂blが多価金
属化合物により架橋されていないものであるので、低温
低湿環境条件下においては耐オフセット性が悪くて加熱
ローラの汚れが著しく発生し、そのため早期に紙づまり
等のトラブルが発生しやすいものである。また、高温高
湿環境条件下においては早期にカブリが発生して画像が
不鮮明となり、耐久性の低いものである。
また、比較現像剤2は、有機微粒子を有しないため、高
温高湿環境条件下においては耐フィルミング性およびク
リーニング性が劣り、早期にカブリが発生して画像が不
鮮明となり、耐久性の低いものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)イオン架橋されたビニル系共重合体を結着樹脂とし
    て含有するトナー粒子と、有機微粒子とを有してなるこ
    とを特徴とする静電像現像剤。 2)イオン架橋されたビニル系共重合体が、カルボキシ
    基を有するビニル系共重合体の当該カルボキシ基に多価
    金属化合物が反応してイオン架橋結合が形成されてなる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の静電像
    現像剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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