JPS62100775A - ヒ−トロ−ル定着用磁性トナ− - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電、子写真用トナー、特に高速で定着を行なう
ヒートロール定着用磁性トナーに関する。

〔従来の技術〕

電子写真を利用１．た複写方法として、例えば、Ｓｅ　
、　ＺｎＯ、有機光半導体等の感光体上に靜電潜倹を形
成１２、磁性現像剤を用いて磁缶ブラシ法により現像１
７、現像画像を普通紙等の転写シート上に、転写した後
定着；て最終画像を得る方式が一般的であるｎこの複写
方式に使用される磁性現ｆＷ剤としては磁性キャリアと
トナーからなる二成分系現像剤が従来から使用されてき
た。しかるに、この二成分系現像剤を使用した場合は、
現像剤中のトナーＯｆを一定に保つための手段やキャリ
アとトナーを均一に混合するための手段を現像装置に設
ける必要があり、現像装置が大型化・複雑化するという
欠点がある。

そこで、磁性現像剤として、キャリア粒子を用いずに樹
脂と磁性粉を主成分とする一成分系の磁性トナーを用い
て静電潜像を現像することが掃案され、まず酸化亜鉛紙
や静電記録紙を用いて現像後直接定着する方式に実用イ
ヒ嘘ね、ついで転写工程を含む電子写真方式にも実用化
されている。

また、転写されたトナーの定着方式としては、常温で圧
力ロールのみによる圧力定着方式、オープレ加熱による
熱定着方式、ハロゲンランプ等によるフラッシュ定着方
式、ヒートロールによる熱定着が行なわれている。これ
らのうち、圧力定着は消費電力が少なくてすみクイック
スタートが可能という利点はあるが絶対的に定着性は弱
いという欠点があり、オーブン定着やフラッシェ定着は
定着性は強いが、高速時における定着性が悪いという欠
点がある。これらに対しヒートロール定着は定着性か良
くまた高速定着においても有効であるという利点がある
。

高速でのヒートロール定着を行なうためには、定着用樹
脂が定着製電近傍にして容易に溶融する必要がある。そ
こで定着用樹脂としては溶融粘度が低いものを使用する
ことが必要となる。

一方、ヒートロール定着においては、加熱ロール表面に
トナーが加熱溶融状態で圧接触するためトナーの一部が
ロール表面に付着して再び複写シート上に付着するとい
うオフセット現象が生じ易い。このオフセットは、低温
で生ずるコールドオフセットと、高温で生ずるホットオ
フセットがあり、ホットオフセットｔ：生ずる温度とコ
ールドオフセットが生ずる温奮との差ｃ以下非オフセッ
ト範囲という）ができるだけ大きくすることが、重要で
ある。このため、ヒートロール定着用トナーにおいては
、ポリオレフィン、脂肪酪金属埠、脂肪酸エステル、パ
ラフィンワックス等の＃型剤を添加することが一般的で
あり、とｔｌらの離型剤のうちではポリオレフィン、特
に低分子量ポリプレピレン及び／又は低分子量ホリエチ
レン（例えば特公昭５２−３３０５号、同５８−５８６
６４号）が多く使用式れている。

〔発明が解決【７ようとする問題点〕 しかしながら、溶融粘度の低い定着用樹脂を用いると、
非オフセラ）　ｔｏ、四が狭くなり、離型剤を添加して
もオフセットの発生が生じてしまう。

例えば５００　ｗｖ’ｓｅｃ以上の定着速度であって、
ヒートロールの表面温度を１８０℃に設定した状態で、
Ａ４サイズの普通紙を通紙すると、通紙彼のヒートロー
ルの表面Ｐ度は１２０℃位に低下するので、従来の低分
子量ポリプロピレンもしくは低分子量ポリエチレンを添
加しても、オフセットが生じてしまう、 本発明の目的は、非オフセット範囲の広いヒートロール
定着用磁性トナーを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のヒートロール定着用磁性トナーは、１５０℃に
おける溶融粘ザがｌＸ１×１０２〜２×１０３ポイズの
範囲にある熱可塑性相１１ｈと、１２０〜１３０℃にお
ける溶融粘度がｌＸ１０２〜１×１０３ポイズの範囲に
ある離型剤と、１４０〜１６０℃における溶融粘度がｌ
Ｘｌ×１０２〜ｌＸ１０’センチポイズの範囲にある離
型剤と、磁性粉とを含有するものである。

前述したように高速での十分なる定着性を確保するため
には、溶融粘度の低い熱可塑性樹脂を用いる必要がある
。具体的な溶融粘度としては、１５０℃の温度において
、ｌＸ１０２〜２×１０３ポイズの範囲がよい。溶融粘
度がｌＸ１０２ポイズ未満であると、ホットオフセット
が生じ易くなり、２　Ｘ　１０３ポイズを越オると定着
性が下る。

本発明で用い得る熱可塑性樹脂としては、例えばスチレ
ン系樹脂やエポキシ樹脂が挙げられる。

スチレン系４＠脂の内では、スチレン、０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ｒ　Ｐ　　ｔｅｔｒ−ブチルス
チレンｅＰ−ｎ−へキシルスチレン＊　Ｐ　−ｎ−オク
チルスチレンｅＰ−ｎノニルスチレン、ｐ−メトキシス
チレン、Ｐ−７エニルスチレン、Ｐ−クロルスチレン、
５．４−ジクロルスチレンｆｚトノへｆレン類と、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
Ｉ’＠）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、メタアクリル酸プロビバ、メ
タアクリル酸ｎ−ブチル、メタアクリルＭイソブチル、
メタアクリル酸ステアリル、メタアクリル酸ジメチルア
ミノエチル、メタアクリル酸ジメチルアミノエチルなど
のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類とのビ
ニル系共角゛合体が好ましい□またエポキシ樹脂の内で
はビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。

離型剤としては、１２０〜１３０℃における溶融粘度が
ｌＸ１０２〜１×１０３ポイズの範囲にある離型剤と１
４０〜１６０℃における溶融粘度がｌＸ１０２〜１×１
♂の範囲にある離型剤を併用することが重要である。こ
のような２棹類の離型剤を用いると、低温では溶融粘度
の低い離型剤が働き、一方高温になると、溶融粘度の高
い離型剤が働く。したがって低温から高温までの広い温
度範囲でオフセットを防止することができる。

溶融粘度の高いｎ型剤としては、例えば三洋化成製のポ
リエチレンワックス：ＬＥＬ８００及び三洋化成夷のポ
リプロピレン：ビスコール６６０Ｐ。

５５０Ｐ等が挙げられる。溶融粘度の低い離型剤として
（性、ｆｌ、？は三井石油化学製のポリエチレンワック
ス：ハイワックス２００Ｐ　、　４００Ｐ等が挙げられ
る。

離型剤の添加ｉは、樹脂分の５〜６０重量係の範囲がよ
い。添加量が５重量％未満ではオフセット防止効果が少
なく、添加量が３０’％−量％を越えると、画像特性、
保存性＋ｆｉ動性等が低下する。また低粘度の雌型剤と
高粘度のｎ型剤との混合比（雨量）け４０　：　６０〜
６０　：　１４０の範囲が望寸しい。

本り、明の硫性トナーは、上記の樹脂に少なくとも磁性
粉を添加することによって調整される。磁性粉としては
、フェライト、マグネタイトをはじめとする鉄、コバル
ト、ニッケル等の強磁性を示す元素を含む合金あるいは
化合物、その地熱処理等何らかの処理を施すことによっ
て強磁性を示す橢々の合金等が用いらねる。具体例と１
７でｌｄ、マグネタイト（Ｆｅ３０４）　＋　Ｃ□添加
マグネタイト、スピネル型フェライト、マグネットブラ
ンバイト型フェライト等が挙げらねる。こｈらの磁性粉
の添加量は、定着性の点から少なければ少ない和よいが
、磁性粉の含有量が少なす政゛ると、マグネットロール
によるトナーの搬送力の低下、トナーの飛散の問題が発
生し、又定着時のオフセット現象が発生し易くなる。ト
ナー全量に対して３５〜７５重ｔチの範囲が適当である
。

本発明では上記の樹脂及び磁性粉の他に、一般のトナー
で使用されている着色剤、染料を添加してもよい。用い
得る顔料、染料としては、例えば、カーボンブラック、
アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロームイエロ
ー、ウルトラマリンプル〜、デュポンオイルブルー、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キサイド、ローズベンガル等が裕げ
られる。またトナーの帯＊童を制御するために、ニグロ
シン染料、高級脂肪酸で変成したニグロシン染料（いず
れも正荷電型）、含金属（Ｃｒ）アゾ染料（負荷電型）
等の荷電制御剤を用いることもできる。更に流動性を改
善する目的で、微粉末シリカ（Ｓｔｏｗ粒子）、微粉末
アルミナ（Ａｌｚ　Ｏｓ粒子）等の流動性改質剤を添加
してもよい０ 上記の各種添加物の含有量は、トナーに要求される種々
の特性に応じて定めればよいが、一般に１０重量％以下
が適当である。

トナーの電気特性については、コピー条件に応じて定め
ればよく、例えば現像後普通紙に転写する場合には、電
気抵抗はり、Ｃ４ＫＶ／ｃｍの電場において１０′４０
・ｍ以上、比誘電率は周波数１００　Ｋ　Ｈｚにおいて
３．０未満が望ましい。

本発明の磁性トナーは例えば次のようにして製造するこ
とができる□定着用熱可塑性樹脂、＃型剤および磁性粉
等の原料をボールミル、あるいはスーハーミキサー等を
用いて予備混合する。次いで２本ロール、ニーダ等の混
線機により溶融混練した後冷却固化し、そしてジェット
ミル等で粉砕し、ジクザグ分級機等にて分級する。トナ
ーの平均粒径は、小さすぎるとカブリが増大し、大きす
ぎると荒れた画像となるので、一般には５〜３０μｍの
範囲とされる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を実施例によって説明する。

以下の実施例において、磁性トナーの定着性と耐オフセ
ット性の評価は、四フッ化エチレン樹脂をコーティング
した金属性ヒートロールとＲＴＶシリコンゴムのロール
とを１ψ輌の線圧で圧接させ、両ロール間に逆賊して定
理した後、セロテープ剥離試験と目視とによって評価し
た。

実施例１ １５０℃における溶融粘度が３Ｘ１０２ポイズのスチレ
ン・アクリル系共重合体（三洋化成製ＳＢＭ１００）３
０重量部、１４０℃における溶融粘度が２×１０２ポイ
ズのポリエチレンワックス（ヘキスト社製ＬＥＬ８００
）３重量部、１３０℃における溶融粘度が１×１０ポイ
ズのポリエチレンワックス（三井石油化学製ＨＩＷＡＸ
２００Ｐ）２重量部、マグネタイト（戸田工業１４ＥＰ
Ｔ５００）６５重量部をスーパーミキサーにて乾式混合
し、次いでニーダにて１５０℃の濃度で加熱混岬してか
ら冷却固化伊ジェットミルにて粉砕した。得られた粉砕
粉を平均粒径約１２μｍに分級後、カボンプラックＣ三
菱化暇製巷４４　）　０．１重量部と疎水性シリカ微粉
末（日本アエロジル製Ｒ９７２）　０．３重量部とを添
加して、電気抵抗が５×１０′４０・ｍの磁性トナーを
製造した。

この磁性トナーを用いて、一部を改造した市販の複写機
により、２０℃、　６０９６　Ｒ，Ｈ，の環境条件にて
次のような条件で画像評価を行なった。

感光体は外径１２０■φのセレンドラムを用い、これを
周速６００　＋ｓ／ｓｅｅで回転させた。セレンドラム
の表面電位は＋７００■とした０現像部は、ステンレス
＠製スリーブ（外径３２Ｉａｌｌφ）の内部に、永久磁
石（外径２９　、５　ｍφ、１０極対称着磁、スリーブ
上の磁束密度６５０ＧのＢａフエライ）ｌｉＦｔ石）を
有するマグネットロールをそなえた現像装置で構成した
。ドクターギャップを０　、５　ｍ　、現像キャップを
０．４朝に設定し、スリーブと永久磁石とをそれぞれ９
０　ｒ、ｐ−ｍ、及び１５００　ｒ、ｐ、ｍ、で共に同
方向（但し、現像ギャップにおいてセレンドラムト同方
向）に回転させて、現像を行なった。現像トナー像は、
−５ＫＶの電圧で普通紙上に転写し、次いでヒートロー
ルの表面を１８０℃に加熱して定着を行なった。

得られた画像は、濃度１，３．解像度８．０峯−１定着
性がよく、しかもオフセットのない良好な画像であった
。

実施例２゜ 定着用樹脂として、１５０℃における溶融粘度が３Ｘ１
０２ポイズのスチレン・アクリル共重合体（三洋化酸製
ＳＢＭ−１００）と１５０℃における溶融粘度が１．６
Ｘ１０３ポイズのスチレン・アクリル共重合体（三洋化
成＃ＳＢＭ−７！１）とを１：１の重量比で混合したａ
ｔ膓（Ａ−１）、溶融粘度（１５０℃）が３Ｘ１×１０
２ポイズのエポキシ樹脂（シェル化学製エピコート２０
５７ＧＰ　）（Ａ−２）、溶融粘度（１５０℃）が２×
１０２ポイズのエポキシ樹脂（シェル化学製エピコート
１００４）と溶融粘Ｗ　（１５０℃）がｌＸ１×１０２
ポイズのエポキシ樹脂（シェル化学製エピコー）１００
７）とを１：１の重量比で混合した樹脂（Ａ−５）を用
いた以外は実施例１と同様の条件で３神類の磁性トナー
を製造（り０これらの磁性トナーを実施例１と同様に評
価した。その結果を表１に示す。

表　　　　　１ 表１から、本発明に係るいずれのトナーも良好な画像が
得られることがわかる０ 実施例３ 離型剤として、表２に示す５＠類の樹脂を準備した。

表　　　　　２ 表２に示す離型剤を用いた以外は実施例１と同様の条件
で、表６に示すトナーを製造した。これらのトナーを実
施例１と同様に評価した。その結果を同じく表３に示す
。

表　　　　　３ 表３から、本発明のトナー（３−１〜３−５）では良好
な画像が得られるが、１種類の離型剤のみを含むトナー
（３−６〜３−８）ではオフセットが生じることがわか
る。

〔発明の効果〕

以上に記述の如く、本発明の磁性トナーは、特定の溶融
粘度を有する熱可塑性樹脂と、溶融粘度の異なる２Ｒ類
の離型剤を含有するため、高品質の画像を得ることがで
きる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）１５０℃における溶融粘度が１×１０＾２〜２×
   １０＾３ポイズの範囲にある熱可塑性樹脂と、１２０〜
   １３０℃における溶融粘度が１×１０＾２〜１×１０＾
   ３ポイズの離型剤と、１４０〜１６０℃における溶融粘
   度が１×１０＾２〜２×１０＾３ポイズの離型剤と、磁
   性粉３５〜７５重量％とを含有することを特徴とするヒ
   ートロール定着用磁性トナー。
2. （２）熱可塑性樹脂と離型剤との配合比を重量で７０〜
   ９５：３０〜５の範囲とする特許請求の範囲第１項記載
   のヒートロール定着用磁性トナー。