JPH0119143B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真法或いは静電印刷法などに於
いて、電気的潜像または磁気的潜像を現像するの
に用いられる一成分系現像剤に関し、特に圧力定
着に適した現像剤組成物に関するものである。

従来、電子写真法としては米国特許第2297691
号明細書、特公昭42−23910号公報及び特公昭43
−24748号公報等に記載されている如く、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、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、圧力或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、電気的潜像をトナーを用いて可視化する
方法も種々知られている。

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2618552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及びフアーブラシ
現像法、液体現像法等多数の現像法が知られてい
る。

現像されたトナー画像は、必要に応じて紙など
の転写材に転写され定着される。トナー画像の定
着方法としては、トナーをヒーター或いは熱ロー
ラーなどにより加熱熔融して支持体に融着固化さ
せる方法、有機溶剤によりトナーのバインダー樹
脂を軟化或いは溶解し支持体に定着する方法、加
圧によりトナーを支持体に定着する方法などが知
られている。

ここで用いられるトナーとしては、従来、天然
或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。更に、第３物質を種々の目
的で添加した現像微粉末を使用することも知られ
ている。また、トナーは夫々の定着法に適するよ
うに材料を選択され、特定の定着法に使用される
トナーは他の定着法に使用できないのが一般的で
ある。

特に、従来広く行なわれているヒーターによる
熱融着定着法に用いるトナーを熱ローラー定着
法、溶剤定着法、圧力定着法などに転用すること
はほとんど不可能である。従つて、夫々の定着法
に適したトナーが研究開発されている。

トナーを圧力定着する方法は米国特許第
3269626号明細書、特公昭46−15876号公報などに
記載されており、省エネルギー、無公害、複写機
の電源を入れれば待時間なしで複写が行えるこ
と、コピーの焼け焦げの危険もないこと、高速定
着が可能なこと及び定着装置が簡単であることな
ど利点が多い。

しかし、トナーの定着性、加圧ローラーへのオ
フセツト現象など問題点もあり、圧力定着用トナ
ーの改善の為に種々の研究開発が行われている。

例えば特公昭44−9880号公報には脂肪族成分と
熱可塑性樹脂を含む圧力定着トナーが記載されて
おり、特開昭48−75032号、同48−78931号、同49
−17739号、同52−108134号などには核に軟質物
質を含んだカプセル型の圧力定着トナーが記載さ
れており、また特開昭48−75033号には粘り強い
重合体と軟質重合体のブロツク共重合体を用いた
圧力定着トナーが記載されている。

しかし、製造が容易であり、圧力定着性能が充
分であり、加圧ローラーへのオフセツト現象を起
さず、繰り返し使用に対して現像性能、定着性能
が安定しており、キヤリヤー、金属スリーブ、感
光体表面への癒着を起さず、保存中に凝集、ケー
キ化しない保存安定性の良好である実用的な圧力
定着トナーは得られていない。更に、最近ではト
ナー中に磁性微粒子を含有せしめてキヤリヤー粒
子を用いない一成分系現像剤で静電潜像を現像す
る方法が行われているが、この場合にはトナー結
着樹脂は磁性微粒子との分散性、密着性及びトナ
ーの耐衝撃性、流動性などが要求される。

また本出願人が先に提案した特開昭54−42141
号公報及び特開昭55−18656号公報の如く、一成
分系現像剤と現像スリーブローラーとの摩擦帯電
によつて現像するときに、衝撃あるいは経時的使
用等により絶縁性物質が分離し、トリボ作用でス
リーブローラーに付着して蓄積されると、現像耐
久性に影響を生じるなど、一成分現像剤も多くの
問題点を残している。

また、特公昭51−11493号公報、特公昭51−
35867号公報、特開昭51−64931号公報、特開昭51
−68834号公報、特開昭53−6039号公報に記載さ
れている如く、ポリエチレン樹脂が圧力定着性に
優れている材料であることは知られている。しか
し乍ら、線圧10〜15Kg/cm程度の圧力によつて良
好な圧力定着性を示し、且つ数万枚ものコピーに
も耐えられるような現像耐久性の現像剤は見出さ
れていない。本発明の目的は繰り返し使用に対し
ても荷電性などの現像性能、圧力定着性能が安定
しており耐久性の優れた現像剤を提供することで
ある。

また本発明の目的は圧力定着性能が良好であ
り、加圧ローラーへのオフセツト現象を起さない
現像剤を提供することである。

更に、本発明の他の目的は磁性トナーとした場
合にも上記の各性能が優れており、また、静電的
に転写のできる現像剤を提供することである。

更に、本発明の他の目的は感光体表面、スリー
ブ表面などへの癒着を起さず、保存中に凝集、ケ
ーキ化しない保存安定性の良好な現像剤を提供す
ることである。

具体的には、本発明は平均粒系10〜15μの圧力
定着性トナー粒子と、一次平均粒子径５〜100mμ
のコロイダルシリカまたはアルミナ粉末を現像器
内の撹拌によつて徐々にほぐれるように該トナー
粒子の平均粒径の0.1〜20倍の大きさに造粒した
流動性向上剤とを含有することを特徴とする一成
分系現像剤に関する。

圧力定着性トナーにおいては、定着性と現像耐
久性は相反するものである。即ち定着性を増大さ
せると、トナーの流動性が不良になるため現像耐
久性が著しく劣る結果を持たらし、極端なものは
僅か数枚で画像が再現できないものもある。紙の
カール、紙の過度の光沢化、紙厚の変化等を防止
する目的から、線圧10Kg/cm以下の加圧で定着す
るようなトナーが開発されている現在、現像耐久
性を増大させることが強く要望されている。

即ち、圧力定着トナーの現像耐久性を増大させ
るためにトナーと流動性向上剤とを混合して用い
ているが、トナー粒径よりも極めて小さい（実際
には5mμ〜50mμ位）流動性向上剤を用いると、
コピーの初期画像は良好であるがコピーの耐久テ
ストによつてこの流動性向上剤がトナーに埋め込
まれたり、或いは脱離してしまうため、実際に画
像再現に必要な流動性向上剤が不足しがちにな
り、この結果として画像濃度が著しく低くなるも
のである。この現象は、トナーバインダーよりも
流動性向上剤が小さくて固い為に発生すると思わ
れ、前述の如き線圧が10Kg/cm以下の圧力定着ト
ナーではより激しく発生するものである。

本発明においては、現像剤中に造粒された流動
性向上剤を含有しているので、コピーを繰返した
ときに現像器内の現像剤が撹拌されることによ
り、造粒された流動性向上剤がその流動性向上剤
の単一粒まで徐々にほぐされ、現像剤中に常に一
定量の単一粒流動性向上剤を与えるものであるか
ら、耐久性が著しく延びるものである。

本発明においては、一次平均粒径５〜100mμの
コロイダルシリカまたはアルミナ粒末を、現像器
内の現像剤の撹拌によつて徐々にほぐれるように
造粒したものが流動性向上剤として使用される。
造粒させる方法としては、これらだけで凝集させ
るかまたは樹脂等で固める。樹脂としては天然ま
たは合成の各種のものが使用可能であり、軟かく
固めた方がほぐれ易く現像剤の耐久性向上に効果
がある。

造粒流動性向上剤の大きさはトナー平均粒径の
0.1倍〜20倍（好ましくは５〜15倍）が良好であ
つた。0.1倍よりも小さいものでは充分な耐久性
が得られず、20倍以上では現像器の現像スリーブ
上でスジ（トナーの均一分布が妨げられることに
よる）を発生したりする。この造粒径にするに
は、必要に応じて分級すれば良い。

また、現像剤中の造粒された流動性向上剤の含
有量は、トナー100重量部に対して造粒流動性向
上剤を0.1〜10重量部（より好ましくは0.3〜３重
量部）が良好である。0.1重量部以下では耐久性
が充分ではなく、10重量部以上では定着性が悪く
なる。

トナー粒子は、バインダー、着色剤さらに必要
に応じて磁性粉や添加剤をその成分する。本発明
において、平均粒径10〜15μのトナー粒子が用い
られる。

バインダーとしては、圧力定着用トナーの場合
には、圧力を加えたときに紙の繊維に定着しやす
いものがよく、特に好ましいものとしては、例え
ば、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、エチレン―アクリル系共重
合体、エチレン酢酸ビニルなどの140℃における
溶融粘度が10〜106cpsのエチレン系重合体；スチ
レン―イソプレン共重合体、スチレン―ブタジエ
ン共重合体などのゴム類；ポリウレタンエラスト
マー、飽和線状ポリエステルなどのエラストマー
類；ステアリン酸、オレイン酸、ミリスチン酸、
ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、ステア
リン酸亜鉛などの脂肪酸及びその誘導体；パラフ
インワツクス、カルナバワツクスなどのワツクス
類等がある。

後述の実施例にみられる如く、圧力定着性バイ
ンダーとしてエチレン系重合体またはワツクス類
を使用することが特に好ましい。

着色剤としては、カーボンブラツク、鉄黒、フ
タロシアニンブルー、群青、キナクリドン、ベン
ジジンイエローなどの公知の染顔料が使える。

さらに、磁性トナーとする場合には着色剤とし
ての役割も兼ねて良いが、強磁性元素及びこれら
を含む合金、化合物であるマグネタイト、ヘマタ
イト、フエライトなどの鉄、コバルト、ニツケ
ル、マンガンなどの合金や化合物、その他の強磁
性合金など従来より磁性材料として知られている
磁性粉を含有せしめても良い。又荷電制御、凝集
防止などの目的のために及びその他の目的のため
に、ニグロシン、金属錯塩、コロイド状シリカ粉
末、フツ素系樹脂粉末などを添加せしめても良
い。

以下、実施例で示す。部数は重量部である。

実施例 １ スチレン―ブチルメタクリレート（30：20重量
部）のモノマーにエチレンエチルアクリル共重合
体20部及びカスターワツクス30部を溶解し、 重合したポリマー 100部 荷電制御剤 ２部 磁性体 50部 上記の混合物を130℃に加熱したロールミルを
用いて混練し、冷却後、微粉砕しジグザグ分級機
で平均粒径12.5μのトナーを得た。

一方、疎水性コロイダルシリカ（日本アエロジ
ル社製R972）60ｇをスチレン―ブチルアクリレ
ート―無水マレイン酸樹脂（大同工業社Ｘ―４樹
脂）の２％MEK溶液100mlに入れ撹拌後、ゲル状
物をバツトに入れて風乾した。次に風乾の後、乳
鉢で粉砕しながら平均粒径125μの造粒流動性向
上剤を得た。

前記のトナー100重量部に対して該造粒流動性
向上剤を1.2重量部混合して現像剤を得た。

この現像剤を電子複写機（キヤノン製、商品名
NP120；定着圧、線圧25Kg/cm）に入れてコピー
耐久を行なつた所、初期から10万枚まで画像最大
濃度が1.2±0.2以内に入り、画像は鮮明であつ
た。

比較例として、該造粒していない疎水性コロイ
ダルシリカを実施例１と同様に混合して上記の複
写機を用いてコピーを行なつた所、100枚程度し
か鮮明な画像が再現されなかつた。

実施例 ２ ポリエチレンワツクス 50部 パラフイン（融点70℃） 50部 荷電制御剤 ２部 磁性体 50部 上記の混合物を130℃に加熱したロールミルを
用いて混練し、冷却後、微粉砕ジグザグ分級機で
平均粒径10μのトナーを得た。

一方、造粒流動性向上剤は実施例１と同様に処
理を施こし得た。

次に前記のトナー100重量部に対して該造粒流
動性向上剤を２部に混合し現像剤とした。

この現像剤を実施例１と同様な電子複写機を用
いてコピー耐久を行なつた所、初期から3000枚ま
で画像最大濃度が1.4±0.3以内に入り、画像は鮮
明であると同時に線圧10Kg/cmで定着された。

比較例として、該造粒していない疎水性コロイ
ダルシリカを実施例２と同様に混合し、上記の複
写機を用いてコピーを行なつた所、わずか３枚で
濃度が極端に低くなつた。

実施例 ３ 実施例１のトナーを用いて、かつ、造粒流動性
向上剤を以下の手順で作成した。

コロイダルシリカ（WACKER社製HDK Ｈ―
15）100ｇを環化ゴム（ヘキスト社製アルペツク
スCK450）１％トルエン溶液100mlに入れて撹拌
の後、ゲル状物をバツトに入れて50℃で風乾し
た。次に風乾の後、乳鉢で粉砕しながら平均粒径
160μの造粒流動性向上剤を得た。

次に実施例１のトナー100部に対して該造粒流
動性向上剤を1.0部混合して現像剤を得た。この
現像剤を実施例１と同様な電子複写機を用いてコ
ピー耐久を行なつたところ、初期から10万枚まで
画像最大濃度が1.3±0.2以内に入り、画像は鮮明
であつた。

実施例 ４ 実施例１のトナー及び造粒された流動性向上剤
に、更に流動性向上剤日本アエロジル社製R972
を100部：1.2部：0.4部の比率で混合して現像剤
を得た。

実施例１と同様テストを行なつた所、実施例１
と同様な良好な結果が得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平均粒径10〜15μの圧力定着性トナー粒子
   と、一次平均粒子径５〜100mμのコロイダルシリ
   カまたはアルミナ粉末を現像器内の撹拌により
   徐々にほぐれるように該トナー粒子の平均粒径の
   0.1〜20倍の大きさに造粒した流動性向上剤とを
   含有することを特徴とする一成分系現像剤。 ２ 圧力定着性トナー粒子が磁性微粒子を含有し
   ている磁性トナーである特許請求の範囲第１項の
   一成分系現像剤。 ３ 圧力定着性トナー粒子が圧力定着性バインダ
   ーとしてエチレン系重合体またはワツクス類を含
   有している特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の一成分系現像剤。