JPS5993455A - 静電荷像現像用トナ− - 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】 本発明は、電子写真法、静電印刷法、静電記録法などに
おいて形成される静電荷像を現像するためのトナーに関
するものである。

静電荷像の現像工程は、帯電せしめた倣粒子を静電引力
によシ吸引せしめて静電荷塚支持体の表面に付着させ、
これによって静電荷像を可視化する工程でろる。

このような現像工程を遂行する具体的な方法としては、
絶縁注有濃液体中に顔料又は染料全微細（２） に分散させた液体現像剤を用いる湿式現像法と、天然又
は合成の樹脂よシ成るバインダー中にカーボンブラック
等の着色剤を分散含有せしめたトナーより成る粉体現像
剤を用いる、カスケード法、毛ブラシ法、磁気ブラシ法
、インプレッション法、パウダークラウド法などの乾式
現像法とがある。

現像工程において可視化された画像はそのまま支持体に
定着されることもあるが、通常は転写紙等の他の支持体
に転写された後定着される。このようにトナーは単に現
像工程に付されるのみならず、それ以後の工程、即ち転
写工程及び定着工程にも付されるので、トナーにおいて
は、その性能として、良好な現像性のみでなく、良好な
転写性及び定着性を有することが要求される。このうち
、定着性に関する諸条件は最も厳しいものであシ、従来
からこのトナーの定着性の改良に関する研究及びその成
果が多数の文献に発表されている。

現像工程において形成されたトナー像又はこれが転写さ
れた画像の定着は、一般に加熱定着方式によるのが有利
であシ、この加熱定着方式には、（３） オーブン定着等の非接触加熱定着方式と、熱ローラ定着
等の接触加熱定着方式とがある。接触加熱定着方式は、
熱効率が高い点で優れており、特に高速定着が可能であ
って高速複写機の定着に好適である。また、比較的低温
の熱源を用いることができるため、この方式においては
消費電力が少なくてよく、複写機の小型化及びエネルギ
ーの節約を図ることができる。更に、定着器内に紙が滞
溜した場合にも発火の危険がなく、この点においても好
ましい。

接触加熱定着方式はこのように種々の点で好ましいもの
であるが、この方式においては、オフセット現象の発生
という問題がある。これは、定着時に像を構成するトナ
ーの一部が熱ローラの表面に転移し、これが次に送られ
て来る転写紙等に再転移して画像を汚すという現象であ
る。このオフセット現象を防止するためには、熱ローラ
に接してクリーニングローラ等のクリーニング部材を設
け、このクリーニング部材によシ熱ローラに付着したト
ナーをクリーニングする手段が有効である。

しかしながら、このようなりリーニング部材を設けた場
合においては、いわゆる裏面汚れ現像が生ずるようにな
る。この裏面汚れ現像は、りＩＪ−ニング部材に唯積し
たトナー物質が過剰の熱を受けた場合に、当該トナー物
質が熱ローラに転移してその後に給送されて来る転写紙
等の像支持体の表面を汚し、また更に熱ローラに押圧さ
れている圧接ローラに転移してこの圧接ローラに転移１
−たトナー物質により像支持体の裏面が汚される現象で
ある。

斯かる裏面汚れ現象の原因を追求１７たところ、この裏
面汚れ現象には、トナーの溶融時の弾性が重要な関係が
あることが判明した。即ち、従来においてトナーのバイ
ンダー樹脂としては、例えばスチレン−アクリル系共重
合体を主成分とする熱可塑性樹脂が用いられているが、
これらの樹脂は溶融時の弾性が小さいために転移し易く
、このため一旦はクリーニング部材に付着しても、例え
ば熱ローラのヒータが投入された場合等において当該ク
リーニング部材に付着したトナー物質が加熱（５） されると熱ローラに転移し、結果として裏面汚れ現象が
生ずるのである。

然るに溶融時の弾性が大きくて裏面汚れ現象が生じない
トナーは非常に定着性が悪く、これは熱ローラによって
軟化溶融されたときにも弾性が大きく、転写紙等の像支
持体に対する濡れ、或いは紙の繊維間に浸透する浸透性
が小さいからである。

以上の如き裏面汚れ現象の問題を解決するたベトナーの
バインダーに不飽和ポリエステル等の熱架橋性樹脂を含
有せしめることが提案されている。

斯かるバインダーによるトナーによれば、クリーニング
部材上において、熱ローラよりの熱によって当該熱架橋
性樹脂が架橋して経時的に高分子量化し、溶融時の弾性
が大きくなるためにトナー物質が熱ローラに転移するこ
とが防止され、結局裏面汚れ現象の発生が防止される。

しかしながら、上述の如き熱架橋性樹脂のみをバインダ
ーとして用いたトナーはクリーニング性が低くて静電荷
像支持体の表面をクリーニング部材によって十分にクリ
ーニングすることができな（６） い欠点がある。

また、良好なりリーニング性が得られるよう、例えばス
チレン−アクリル共重合体等をトナーのバインダーとし
て用いる場合において、裏面汚れ現象抑制のためにバイ
ンダーの一成分として熱架橋性樹脂を含有せしめる手段
も考えられるが、この場合には、バインダーの主成分樹
脂ともいうべきスチレン−アクリル共重合体に対する熱
架橋性樹脂の相溶性が低く、樹脂として均一に混合され
たものを製造することができず、それらの樹脂をバイン
ダーとして用いることによる所期の特性が発揮されない
こととなってしまう。

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
、その目的は接触加熱定着方式によシ好適に定着するこ
とができてしかも裏面汚れ現象が生ずることがなく、そ
の上静電荷像支持体におけるクリーニング性が良好であ
シ、製造の容易な静電荷像現像用トナーを提供するにあ
る。

本発明の目的は、多官能性単量体より得られる重合体を
主成分とする樹脂をバインダーとする第（７） １のトナー粉末と、この第１のトナー粉末が混合される
、前記重合体以外の重合体を主成分とする樹脂をバイン
ダーとする第２のトナー粉末とよシ成ることを特徴とす
る静電荷像現像用トナーによって達成される。

以下本発明について具体的に説明する。

本発明においては、第１のトナー粉末と第２のトナー粉
末とによシ静電荷像現像用トナーを構成せしめ、前記第
１のトナー粉末を、そのバインダーが多官能性単量体を
重合せしめて得られる重合体（以下「架橋性重合体」と
いう。）またはこの架橋性重合体に適宜の樹脂を配合し
て成る樹脂よシ成るものとすると共に、前記第２のトナ
ー粉末を、そのバインダーが静電荷像支持体のクリーニ
ング性を含めトナーに要求される一般的性質を満足する
ような、架橋性重合体以外の重合体の衝風例えばスチレ
ン−アクリル共重合体樹脂よシ成るものとする。

以上において、第１のトナー粉末と第２のトナー粉末と
は、互に摩擦帯電特性が揃ったものであることか好まし
い。バインダーの成分の差による摩擦帯電特性の差は、
例えば各トナー粉末のバインダーの樹脂における添加樹
脂若しくは共重合体成分の種類若しくは量、それらトナ
ー粉末に含有される他のトナー成分特に荷電制御剤の種
類若しくは量、平均粒径等のトナーの摩擦帯電特性に影
響を与える因子を適宜選定することによって、小さなも
のとすることが可能である。

前記第１のトナー粉末と第２のトナー粉末との混合割合
は特に制限を受けるものではないが、重量で１０：９０
〜９０　：　１０．好ましくは３０ニア０〜７０：３０
である。

本発明トナーは以上のようなものであるので、架橋性重
合体を主成分とするバインダーによ多構成された第１の
トナー粉末と、第２のトナー粉末との均一な混合トナー
が静電荷像支持体に供給されて静電荷像の現像が行なわ
れ、これによって形成されたトナー像が転写紙等の像支
持体に転写されて熱ローラ定着器に送られる一方、静電
荷像支持体上に付着残留したトナーがクリーニングされ
（９） るが、このトナー中にはクリーニング性の優れた第２の
トナー粉末が存在するために第１のトナー粉末のクリー
ニング性の低い点が補償されて全体として良好なりリー
ニングを達成することができる。また前記熱ローラ定着
器においては、トナー像を形成しているトナーが熱ロー
ラに接触すると溶融するがこのときの溶融トナーの弾性
は小さく、従って像支持体に対する濡れが良好で十分に
繊維間に浸透し、その結果良好な定着が達成される。

そしてトナーの一部が然ローラに付着し更にクリーニン
グローラにクリーニングされて堆積するに至ったトナー
物質は、クリーニングローラ上で経時的に弾性が増大す
るため、熱ローラによって定着温度より高い温度に加熱
された場合にも、熱ローラを介して圧接ローラに転移す
るようなことがなく、従って裏面汚れ現象の発生を防止
することができる。

これは、前記トナーには第１のトナー粉末が含有され、
そのバインダーが架橋性樹脂を主成分として含有してい
るからであって、架橋性樹脂にお（１０） いては多官能性単量体の官能部分がなお相当の割合で残
留しているために、当該架橋性樹脂が熱ローラよりの熱
によって残留している官能部分が経時的に結合して全体
が三次元架橋構造化して行くからである。

なお、溶融直後におけるトナーの弾性が１０００〜２０
０００　ｄｙｎｅ　７ｃｍ２であれば良好な定着が確実
に達成され、またクリーニングローラ上でのトナー物質
の溶融したものの弾性が２４０００　ｄｙｎｅ／ｍ２以
上であれば裏面汚れ現象を確実に防止することができる
。

更に、本発明トナーを構成する第１のトナー粉末及び第
２のトナー粉末は各々通常のトナーの製造方法をそのま
ま適用して製造することができるのでその製造上特に支
障はなく、両トナー粉末の混合は単なる機械的混合で十
分であるからそれらのバインダーの性質の差が支障とな
ることもなく、結局容易に、従って安価に製造すること
ができる。

前記第１のトナー粉末のバインダーの主成分とされる架
橋性樹脂としては、多官能性単量体より（１１） 得られる重合体、例えば多価カルボン酸と多価アルコー
ルとの縮合によって得られるポリエステル樹脂、多価カ
ルボン酸と多価アミンとの縮合によって得られるポリア
ミド樹脂等を好ましいものとして用いることができ、特
に三官能以上の多官能性単量体成分を縮合に係る単量体
成分全体に対して少なくとも１５〜４０モルチのモルで
含有するものであることが望ましい。そしてバインダー
としてポリエステル樹脂を用いる場合において好ましい
ものは、その酸価が２７以上、好ましくは３０以上、よ
シ好ましくけ３７以上のポリエステルである。

ポリエステル樹脂またはポリアミド樹脂を得るために好
適に用いることのできるジカルボン酸の具体例としては
、例えばマレイン酸、７マール酸、メサコン酸、シトラ
コン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフ
タル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、
コハク酸、アジピン酸、セパチン酸、マロン酸、これら
の酸の無水物、低級アルキルエステルとりルイン酸の二
量体、その他を挙げることができる。

また好適に用いることができる三価以上の多価カルボン
酸の具体例としては、例えば１，２．４−ベンゼントリ
カルボン酸、１，２．４−シクロヘキサントリカルボン
酸、２，５．７−ナフタレントリカルボン酸、１，２．
４−ナフタレントリカルボン酸、１，２．４−ブタント
リカルボ／酸、１，２．５−へキサン）　ＩＪカルボン
酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレ
ンカルボキシルプロパン、テトラ（メチレンカルボキシ
ル）メタン、１．２，７．８−オクタンテトラカルボン
酸、エンボール三量体酸、及びこれらの酸無水物、その
他を挙げることができる。

上記多価カルボン酸と縮合１−でポリエステル樹脂を与
える多価アルコールの具体例としては、例エバエチレン
クリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、１．２−７’ロピレングリコール、１．３−７
’ロビレングリコール、１゜４−ブタンジオール、ネオ
ペンチルグリコール、１．４−ブチンジオール等のジオ
ール類、１，４（１３） 一ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、及びビス
フェノールＡ１水素添加ビスフエノールＡ１ポリオキシ
エチレン化ビスフエノールＡ１ポリオキシプロピレン化
ビスフエノールＡ等のエーテル化ビスフェノール類、そ
の他を挙げることができる。

また好適に用いることができる三価以上の多価アルコー
ルの具体例としては、例えばソルビ）　−ル、１，２，
３．６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペ
ンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペ
ンタエリスリトール、蔗糖、１，２．４−ブタントリオ
ール、１，２．５−ペンタントリオール、グリセロール
、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２
，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリ
メチロールプロパン、１，３．５−トリヒドロキシメチ
ルベンゼン、その他を挙げることができる。

更に上記多価カルボン酸と縮合してポリアミド樹脂を与
える多価アミンの具体例としては、エチレンジアミン、
ヘキサメチレンジアミン、イミノ（１４） ビスプロピルアミン、フェニレンジアミン、キシリレン
ジアミン、４，４−ジアミノフェニルエーテル、ジエチ
レントリアミン、トリエチレンテトラミン、その他を挙
げることができる。

前記第２のトナー粉末のバインダーとしては、通常この
用途に用いられる重合体、共重合体等の樹脂またはその
混合物の中から、それによるトナーが良好なりリーニン
グ性を有することとなるものを選択すればよいが、特に
スチレン系樹脂またはスチレン−アクリル共重合体が種
々の点において好ましい。

スチレン系樹脂またはスチレン−アクリル共重合体を得
るためのスチレン類としては、例えばスチレン、Ｏ−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　”−へキシルスチ
レン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ　”−ノニルスチ
レン、ｐ−Ｈ−７”シルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルス
チレン、（１５） 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。

またスチレ／−アクリル共重合体を得るためのアクリル
単量体としては、例えばアクリル酸メチル、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ｆｌｌｎ−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、メタアクリル酸メチル、メタアクリ
ル酸エチル、メタアクリル酸プロピル、メタアクリル酸
ｎ−ブチル、メタアクリル酸イソブチル、メタアクリル
酸ｎ−オクチル、メタアクリル酸ドデシル、メタアクリ
ル酸ラウリル、メタアクリル酸２−エチルヘキシル、メ
タアクリル酸ステアリル、メタアクリル酸フェニル、メ
タアクリル酸ジメチルアミンエチル、メタアクリル酸ジ
エチルアミノエチル等のα−メチレン脂肪族モノカルボ
ン酸エステル類；アクリロニトリル、メタアクリロニト
リル、アクリルアミド等のアクリル酸もしくはメタアク
リル酸誘導体、その他を挙げることができる。これらの
単量体は単独で或いは複数のものを組合せて用いること
ができる。そして特に、スチレン−メチルメタアクリレ
ート−ブチルメタアクリレートの三成分より成るターポ
リマーが好ましい。

前記第１のトナー粉末及び第２のトナー粉末に既述のバ
インダーの粒子中に着色剤を含有し、更に必要に応じて
加えられる特性改良剤を含有して成り、磁性トナーとな
す場合には、着色剤と共に、或いは着色剤の代９に磁性
体が含有せしめられる。

着色剤としては、カーボンブラック、ニグロシン染料（
Ｃ，１，扁５０４１５Ｂ　）、アニリンブルー（Ｃ，１
，Ａ３０４０５）、カルコオイルブルー（Ｃ，Ｉ。

Ａ　ａｚｏｅｃ　Ｂｌｕｅ　３）、クロムイエｏ−（Ｃ
，１，Ａ１４０９０　）、ウルトラマリンブルー（Ｃ，
１，Ａ７７１０３　）、デュポンオイルレッド（Ｃ，１
，Ａ２６１０５　）、キノリンイエロー（Ｃ，１，Ａ（
１７） ４７００５　）、メチレンブルークロライド（Ｃ，Ｉ。

Ａ３２０１５）、フタロシアニンブルー（Ｃ，１，厘７
４１６０　）、マラカイトグリーンオフサレート（Ｃ，
１，Ａ４２０００　）、ランプブラック（Ｃ，Ｉ。

Ａ７７２６６）、ローズベンガル（Ｃ，１，Ａ４５４３
５　）、これらの混合物、その他を挙げることができる
。これら着色剤は、十分な濃度の可視像が形成されるに
十分な割合で含有されることが必要であシ、通常バイン
ダー１００重葉部に対して１〜２０重量部重量部側合と
される。

前記磁性体としては、フェライト、マグネタイトを始め
とする鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す金属
若しくは合金又はこれらの元素を含む化合物、或いは強
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、例えばマンガン−銅−ア
ルミニウム、マンガン−銅−錫など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、又は二酸化
クロム、その他を挙げることができる。これらの磁性体
は平均粒径０．１〜１ミクロンの微粉末の形（１８） でバインダー中に均一に分散される。そしてその含有量
はトナー１００　！量部当９２０〜７０重量部、好まし
くは４０〜７０重量部である。

また、特性改良剤としては、ニグロシン染料、アミン類
、アンモニウム塩類、ピリジニウム塩類、その他の荷電
制御剤を主なものとして挙げること〃；できる。

本発明トナーは、鉄、フェライト、マグネタイト、ガラ
スピーズ等より成るキャリアと混合されて現像剤とされ
、或いは各トナー粉末が磁性体を含有するときはそのま
まで現像剤とされることもある。キャリアと混合する場
合における当該キャリアとしては、種々の点から鉄粉を
樹脂被覆して成るものが好ましい。

以下本発明の実施例について説明するが、これらによっ
て本発明が限定されるものでに支ない。

「部」は重猾部を示す。

実施例１ テレフタル酸と、トリメリット酸と、ポリオキシプロピ
レン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒ（１９） ドロキシフェニル）プロパン、！：を２：３：６のモル
比となる割合で重縮合せしめ、これによシ、架橋性不飽
和ポリエステル樹脂を得た。この架橋性不飽和ポリエス
テル１００部と、カーボンブラック１０部と、オイルブ
ラックｒｓＯ」（オリエント化学社製）１部とを混合し
、二本ロールにより温度１１０〜１２０℃で２５分間混
練し、常法に従い冷却、粉砕、分級を行なって平均粒径
１０Ｐの正帯電性の第１のトナー粉末を得た。これを「
トナー粉末人」とする。

一方、スチレンとアクリル酸ブチルエステルとを重量で
８：２の割合で共重合せしめて得られる共重合体１００
部と、カーボンブラック１０部と、オイルブラックｒｓ
ｏ」ｏ、ｓ部とを混合し、二本ロールによシ温度１１０
〜１２０℃で２５分間混練し、常法に従い冷却、粉砕、
分級を行なって平均粒径１０μの正帯電性の第２のトナ
ー粉末を得もこれを「トナー粉末Ｂ」とする。

前記トナー粉末Ａとトナー粉末Ｂとを種々の割合で混合
して合計８種のトナーを得、平均粒径１２０Ｐの鉄粉を
テフロン樹脂で被覆して成るキャリアと前記トナーの各
々とをトナー濃度が２，０重量％となるよう混合して合
計８種の現像剤を調製した。そして定着ローラとして鋼
ドラムにゴム被覆層を設けて成るものを具え、感光体と
して有機感光体を具えた電子写真複写機「Ｕ−ＢｉｘＶ
５Ｊ（小西六写真工業社製）の改造機を用い、前記現像
剤の各々により５０００回に亘るコピーテストを行ない
、裏面汚れ現象が生ずるまでのコピー回数ａと、得られ
た複写画像の画質の評価を行なった。結果を第１表に示
す。なおコピー回数ａについて「なし」は、５０００回
のコピーテスト中に裏面汚れ現象が生じなかったことを
示す。

（２１） 第　　　１　　　表 以上の結果よシ、トナー粉末Ａとトナー粉末Ｂとを混合
したトナーによる現像剤によれば感光体のクリーニング
が良好で優れた画質の複写画像が得られ、また裏面汚れ
現象の発生が防止されることが明らかである。

実施例２ 実施例１において用いた架橋性不飽和ポリエステル樹脂
４５部と、マグネタイト５５部と、オイ（２２） ルブラツク「８０　Ｊ　１部とを十分に混合し、二本ロ
ールにより温度１４０〜１５０℃で２０分間混線し、常
法に従い冷却、粉砕、分級を行なって平均粒径１１／ｌ
の第１のトナー粉末を得た。これを「トナー粉末Ｃ」と
する。

一方実施例１におけると同様のスチレン−アクリル酸ブ
チル共重合体４５部と、マグネタイト５５部と、オイル
ブラック「ＳＯ」１部とを十分に混合し、二本ロールに
よシ温度１４０〜１５０℃で２０分間混練し、常法に従
い冷却、粉砕、分級を行なって平均粒径１１声の第２の
トナー粉末を得た。

これを「トナー粉末Ｄ」とする。

これらトナー粉末Ｃとトナー粉末りとを種々の割合で混
合して合計８種の一成分系現像剤を調製した。そして定
着ローラとして鋼ドラムにゴム被覆層を設けて成るもの
を具え、感光体として有機感光体を具え、現像器として
一成分系現像剤用のものを具えた電子写真複写機ｒ　Ｕ
−Ｂｉｘｖｚ　Ｊ　（小西六写真工業社製）の改造機を
用い、前記現像剤の各々によシ実施例１におけると同様
のテストを（２３） 行表った。結果を第２表に示す。

第２表 以上の結果においても、多官能性単量体よシ得られる重
合体をバインダーの主成分とするトナー粉末を混合して
成るトナーによれば、感光体のクリーニングが十分で優
れた画質の複写画像が得られ、また裏面汚れ現象の発生
が防止されることが明らかである。

３９７−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）多官能性単量体よシ得られる重合体金主成分とする
   樹脂をバインダーとする第１のトナー粉末と、この第１
   のトナー粉末が混合される、前記重合体以外の重合体を
   主成分とする樹ＪＪｆをバインダーとする第２のトナー
   粉末とよシ成ることを特徴とする静亀荷鍬現像用トナー
   。