JPH02111965A - 電子写真用乾式２成分現像剤 - 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、電子写真用法、静電記録法などで形成した静
電荷像を現像するに用いられるキャリヤーとトナーとよ
りなる乾式現像剤の改良に関し、特にオフセット防止性
に優れ、かつカブリに対して有効なワックスを有する正
極性トナーに関する。

（従来の技術） 電子写真用法において感光体上に形成された静電荷像は
現像剤により現像された後、転写シート上に転写、定着
される。この現像剤としては、トナーとキャリヤーとよ
りなる電子写真用乾式２成分現像剤が知られている。

近年、複写スピードが５０〜６０枚／分の高速複写機が
要求され、この高速複写機に適用される現像Ｉｔには、
キャリヤーは長時間の使用中、常にトナーを所望する極
性で、かつ充分な帯電量に摩擦帯電しなければならない
。しかし、従来の現像剤は、粒子間の衝突や粒子と現像
機械との衝突の機械的衝撃またはこれらによる発熱でキ
ャリヤー表面にトナー膜が形成し、所謂スペント現象が
生じ、キャリヤーの帯電特性が使用時間と共に低下し、
補給されたトナーが充分に帯電しないまま現像されてし
まい、カブリなどで画像が悪化し、またトナー飛散も多
く複写機内を汚染するので、現像剤全体を取り換える必
要があった。

また、高速複写を目的とする電子写真複写機にあっては
、加熱ローラーの表面と被定着基体上の現像剤面とが圧
接触するため現像剤画像を被定着基体に融着する際の熱
効率が極めて良好であり、迅速に定着を行うことができ
る。しかし、加熱ローラー表面に現像剤が加熱熔融状態
で圧接触するための現像剤の一部がローラー表面に付着
して再び被定着基体−ヒに付着し画像を汚す所謂オフセ
ット現象を起こし易い欠点がある。そのため、熱ロール
定着方式の現像剤としてはオフセット防止が重要な必須
条件となる。

（発明が解決すべき課題） 従来より現像剤のオフセットを防止する方法として、種
々の方法が提案されている。例えば、特定の定着用樹脂
に離型性を有する液状または固形の樹脂を混合して、現
像剤を熱ローラーに付着させない方法がある。また、加
熱ローラー表面を耐熱性でかつトナーに対する離型性に
富むフッ素系樹脂やシリコンゴムで形成し、さらにその
表面にシリコン油などのオフセット防止用液体を供給し
て液体の薄膜でローラー表面を被覆する方法がとられて
いる。

また、電子写真用トナーのうち、熱ローラ一定着方式に
使用されるトナーには高温オフセット防止剤としてワッ
クス例えばポリプロピレンワックスが利用されているの
が一般的である。これらワックスの２成分現像剤におけ
るキャリヤーに対する帯電特性は一般的に強い負極性を
有しているので、正極性トナーにこれらワックスを高温
オフセ−／　）防止剤として多量に使用すると、本来の
正極性を有すべきトナーの帯電特性を阻害し、画像特性
上、非画像部へのコピー汚れ（Ｂ　−Ｇ）を増大させた
り、２成分現像剤の劣化を促進させる等の不都合を生ず
る原因となっている。従って正極性トナーにおいては、
これらワックスの添加量が掻力制限され、定着ローラー
にオイル塗布等を行ってワックスの多量添加量の制約を
補正しており、高温オフセットを防止しているが、塗布
されているオイルはローラーの熱により揮発し、複写機
内の汚れあるいは感光体劣化の原因の一つとなっている
。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、定着ローラーにオイルを塗布する事な
く充分なオフセット防止特性が得られる正極性トナーを
得るためオフセット防止剤としてアミン変性ワックスか
らなる正極性を有するワックスを使用することにより、
高温オフセットの防止ができ、鮮明で、カブリのない良
質な画像が得られ、なおかつワックスの添加量を増加さ
せる事が可能となるので、定着ローラ一部のオイルレス
化が可能となった。

一般に、接触型加熱定着法においては、加熱ローラー等
の加熱体の表面がトナーに接触し、これを熔融せしめて
当該トナーを定着せしめるため、加熱体の表面に熔融し
たトナー或は半熔融したトナーの一部がローラーに付着
して後続の転写紙等に転写される所謂オフセット現象が
生じるが、このオフセット現象は、加熱によって熔融し
たトナーの粘弾性が適当でなくて過小のときに生ずるも
のである。

かかるオフセット現象を防止するために、一般に電荷制
限剤のほかに、オフセント防止剤が配合されている。オ
フセット防止剤としては、従来ポリエチレンワックス、
ポリプロピレンワックス、ポリブチレンワックスや酸化
ポリブチレンワックスなどのポリオレフィンワックスが
挙げられるが、このうち特にポリプロピレンワックスが
好ましく使用されていた。

本発明にあっては、アミン変性ポリオレフィンワックス
からなる新規なワックスを電子写真用トナーに提供する
ものである。ここでアミン変性ワックスは、少なくとも
一部が第３級アミノ基を有するビニル単量体でグラフト
変性されたポリオレフィンワックスである。該アミン変
性ワックスは第３級アミノ基を有するビニル単量体とポ
リオレフィンワックスまたは酸化ポリオレフィンワック
スとをラジカル開始剤でラジカル重合反応によってグラ
フト化され、アミン変性ワックスが形成される。かかる
変性ワックスは重量平均分子量がｔｏｏｏｏ〜４５００
０　、特に重量平均分子量が２００００〜３００００程
度が好適であり、またアミン価が２０〜１００が好適で
あり、また、これらのアミン変性ワックスはその軟化点
が１００〜１８０℃のもの、特に１３０〜１６０°Ｃの
ものが好ましい。第３級アミノ基を有するビニル１ｔｉ
ｔ体としては具体的にはＮ、　Ｎ＝ニジメチルアミノメ
チルメタクリレ１−、　Ｎ、　Ｎジメチルアミノエチル
メタクリレート、Ｎ、　Ｎ−ジメチルアミノプロピルメ
タクリレート、Ｎ。

Ｎ−ジエチルアミノプロピルメタクリレート、ＮＮ−ジ
メチルアミノエチルメタクリアミド、ＮＮ−ジメチルア
ミノプロピルメタクリアミド、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノ
プロピルメタクリアミドなどが挙げられる。また、炭素
数１〜６のオレフィン系炭化水素たとえばエチレン、プ
ロピレン、ブチレンやスチレン、塩化ビニル、アクリル
酸エステル、メタクリル酸エステルなどのエチレン性不
飽和単量体とアルキレンポリアミンとの反応生成物また
は酸化ポリオレフィンワックスとエチレンジアミンのご
ときアルキレンポリアミンとを反応させて得たアミン変
性された炭化水素ワックスを使用することも出来る。

ここで本発明で使用するアミン変性ポリオレフィンワッ
クスの製造例を次に示す。

内容積ｌｏｔ、のオートクレーブに、ポリエチレンワッ
クス（数平均分子量Ｍ　ｎ　１２２０．重量平均分子量
Ｍｗ１５５０．　Ｍｗ／Ｍｎ１．２７、融点１０４．５
℃、密度０．９５ｇ　／ｃｃ）４．．５ｋｇを投入し、
１２０℃で攪拌下に熔融させた。これに２−？ｔ−ブチ
ルアゾー２−シアノプロパン２２４ｇをジメチルアミノ
エチルメタクリレート５００ｇ　（ワックスとの合計量
のＩＯ重重量）に溶解した液を４５分間で全量滴下し、
さらに１５分間１２０℃に保ってから冷却し、固化、粉
砕および乾燥して白色の変成ワックス５　ｋｇを得た。

この生成物を溶剤分別法で所定のグラフト変成ワックス
と７ミノ基含有ビニル単量体の重合体とに分離、濾別し
た結果、変性ワ・ノクスは均質性の優れた組成物であっ
た。

本発明を実施するにあたって、定着ローラーにオイルを
塗布することなく充分なオフセット防止が得られる正極
性トナーには、例えばワックス材料としてアミン変性ポ
リプロピレンワックス（例えば三洋化成＠製　商品名Ｑ
　Ｎ　−７７００）からなる正極性を有するワックスを
トナーを構成する合成引脂、カーボンブラック、着色剤
、電荷制御剤などの組成物合計のｉｏｏ＠ｕ部に対し３
〜９重世％使用することが好ましく、これにより高温オ
フセットに対し良好、かつ鮮明で良質なコピーが得られ
るようになった。これらワックスの使用量については、
３重量％未満では効果が少なく９重量部を越えて使用量
が多すぎると非画像部へのトナーの付着などの悪影響が
あるのでこの範囲が適切である。また、これらアミン変
性ポリオレフィンワックスと従来の未変性ポリオレフィ
ンワックスとの混合使用も何等差し支えない。

本発明の現像剤を構成するトナーは、ポリスチレン、ス
チレン−アクリル共重合体、不飽和ポリエステル、ポリ
塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂などの合成樹脂１００重量部に、カーボンブラッ
ク、クロム金属含有染料などの着色剤５〜１５重量部、
電荷制御剤１〜５重量部などを原料としてこれに前記ア
ミン変性ポリオレフィンワックスを所定量混合、熔融・
混練、粉砕および分級して製造することができる。

一方、本発明において使用されるキャリヤーは、コア材
としての粒径１００〜２００μｍの酸化鉄粉、ニッケル
、コバルト等のフェライト、造粒マグネタイトなどの表
面にシリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリアクリル酸メチ
ル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ｎ−ブチル
、ポリアクリル酸イソブチルなどのポリアクリル酸エス
テル、アクリルニトリル、アクリルアミド、ビニルイソ
ブチルエーテルなどの樹脂をコートして抵抗率がＩＱ１
６〜ＩＱｌ＆Ω−１を有する樹脂被覆キャリヤーや樹脂
被覆を施さない前記鉄粉、フェライトおよび造粒マグネ
タイト等が用いられる。

（実施例） 以下、本発明を実施例により説明する。

実施例１ シリコーン樹脂を平均粒子径約１５０μｍの酸化鉄粉に
流動床でコーティングした材料を電気炉に入れて２５０
℃で２時間焼成してモヤリヤーとした。

一方、 ンド（Ｂ　−Ｃ）は約０．４〜０．６′、摩擦帯電量（
Ｑ／Ｍ）は３５μｃ／ｇでともに連続複写の過程で全て
安定しており、オフセット現象および定着ローラーに汚
れがなく、鮮明な画像が得られた。

実施例２゜ 以トの配合物をロールミルにて２０分間熔融、混練して
冷却後、ミルで粗粉砕した後さらに超音速ジェットミル
にて微粉砕して、平均粒径ＩＯ〜１５μｍのトナーを得
た。さらにトナーを前記キャリヤー鉄粉に対して５重量
％の割合で混合し本発明の電子写真用乾式２成分現像剤
を調製した。

この現像剤を高速連続複写機（３０枚／分）に入れて５
０万枚の連続複写耐久試験を行ったところ、マクベス反
射濃度計による画像ｔａｒ　＜ｒ・Ｄ）は約１．３５、
非画像部の地汚れ、すなわちバックグラの配合で実施例
１．と同様にトナーを製造して本発明の電子写真用乾式
２成分現像剤を調製した。

この現像剤を実施例１．と同様に高速連続複写機で連続
複写耐久試験を行った結果、連続複写の過程で■・Ｄは
１．２５〜１．３、Ｂ−Ｇは０．３〜０．４で安定した
画質を維持し、オフセット現象および定着ローラーの汚
れはみられなかった。

実施例３゜ ｒスチレン−アクリル共重合樹脂球状粉！ 過程を通して良好な画像が得られ、かつオフセット現象
および定着ローラーの汚れはみられなかった。

比較例 ９３重量部 の配合で実施例１．と同様にトナーを製造して本発明の
電子写真用乾式２成分現像剤を調製した。

この現像剤を実施例１．と同様に高速連続複写機で連続
複写耐久試験を行った結果、連続複写の全の配合で実施
例１．と同様にトナーを製造して比較例の電子写真用乾
式２成分現像剖を調製した。

この現像剤を実施例１．と同様に高速連続複写機で連続
複写耐久試験を行った結果、非画像部へのトナー付着（
Ｂ　−Ｇ）が見られ、かつオフセットおよび定着ローラ
ーの汚れが発生した。

（発明の効果） 本発明は上記のとおり、トナー中にアミン変性ポリプロ
ピレンワックスを使用することにより、正極性トナーの
帯電性を阻害することなく、従来のワックス使用量より
も多い添加量で使用することが可能となり、かつ定着ロ
ーラーのオイルレス化が可能となったので、複写機内の
汚れと感光体劣化を防止できる利点がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、キャリヤーとトナーとから構成される電子写真用乾
   式２成分現像剤において、トナーにアミン変性ポリオレ
   フィンワックスを含有することを特徴とする電子写真用
   乾式２成分現像剤。 ２、アミン価が２０〜１００のアミン変性ポリオレフィ
   ンワックスをトナーを構成する組成物の合計１００重量
   部に対し３〜９重量％含有することからなる特許請求の
   範囲第１項記載の電子写真用乾式２成分現像剤。