JPH0815892A - フラッシュ定着用電子写真現像剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ポリエステル系樹脂、着色剤、およびポリオレ
フィン系ワックスを０．５〜１０重量％含有するトナー
と、ポリエステル系樹脂キャリアとからなるフラッシュ
定着用電子写真現像剤。 【効果】本発明における現像剤は、優れた耐久性を有
し、かつ、高品質の画像を印字することができる。ま
た、プラスチックによる擦りに対して強靭であり、バー
コードリーダー等で印字物を繰り返し読み取ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフラッシュ定着用電子写
真現像剤に関し、さらに詳しくは、フラッシュ光による
定着方式を採用している電子写真プリンタ、特に高速プ
リンタに好適な２成分系乾式現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プリンタにおいて、転写媒体上
のトナーを定着する方式のひとつにフラッシュ光による
ものがある。この方式は、転写媒体上のトナー像にキセ
ノンあるいはハロゲンガスの発光スペクトルを０．１〜
１（ミリ秒）という非常に短い時間照射し、２００〜３
００（ジュール）の熱量を与えることによってトナーを
転写媒体上に定着するものである。

【０００３】２成分系現像法においては、転写に先立っ
て、静電潜像形成媒体上の静電潜像にトナーを引き付け
る、いわゆるトナー現像を行うが、このトナー現像は、
トナーとキャリアとの摩擦によって生ずる静電気の力を
利用するから、トナーとキャリアとをよく摩擦させなけ
ればならない。

【０００４】高速電子写真プリンタに適用する現像剤と
しては、ポリエステル樹脂系あるいはスチレン−アクリ
ル共重合樹脂系等が使用されているが、定着完了後の記
録紙上のトナーが無臭であるという点で、ポリエステル
樹脂系が有効である。しかしながら、軟化点の低い樹脂
を単独で使用すると、定着後にボイドが発生しやすい等
の欠点を有する。トナー組成中におけるポリエステル樹
脂を数種ブレンドすることにより、ボイドを解消するこ
とが可能となったが、定着後のトナー像の表面をプラス
チック等により擦りつけると、その際生じた摩擦熱によ
り、トナー像が容易に劣化してしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の現像剤の上記欠点を解決し、プラスチック等による擦
りに対して、強靭で滑り性が良好なポリエステル系現像
剤、実用的には印字物をバーコードリーダー等で読み取
ることに繰り返し使用することが可能なポリエステル系
現像剤を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ポリエステル系樹脂、着色剤、およびポリ
オレフィン系ワックスを０．５〜１０重量％含有するト
ナーと、ポリエステル系樹脂キャリアとからなるフラッ
シュ定着用電子写真現像剤を特徴とするものである。

【０００７】本発明のフラッシュ定着用電子写真現像剤
（以下、現像剤という）を詳細に説明する。

【０００８】本発明の現像剤は、トナーとキャリアの混
合物からなるもので、トナーとキャリアとが摩擦し合う
ことにより、トナーに一定の極性の電荷を保持すること
ができるものである。トナーとキャリアの混合比率は、
重量比で５：９５〜２０：８０の範囲にあることが好ま
しい。

【０００９】本発明のトナーは、ポリエステル系樹脂、
着色剤、およびポリオレフィン系ワックスを含有するも
のである。

【００１０】本発明の現像剤のトナーにおけるポリエス
テル系樹脂は結着剤としての働きを有するものであり、
フラッシュ定着用に使用する樹脂としては、酸成分中の
８０モル％以上がフタル酸ジカルボン酸からなる酸成分
と、アルコール成分中の８０モル％以上がビスフェノー
ルＡアルキレンオキサイド付加物からなるアルコール成
分から得られるポリエステル樹脂が好ましい。さらには
酸価が１〜２０、水酸基価が１０〜５０、軟化点が８０
〜１４０℃、ガラス転移点温度が６０〜８０℃、フロー
テスターによる１０００００ポイズ到達温度が９０〜１
３５℃のものが好ましく、またポリエステル樹脂の分子
量分布は、数平均分子量が３０００〜４０００、重量平
均分子量が１００００〜１０００００、重量平均分子量
と数平均分子量の比が３〜３０のものが好ましい。

【００１１】本発明の現像剤のトナーにおける着色剤と
しては、カーボンブラック、例えばファーネスブラッ
ク、アセチレンブラック、チャンネルブラック等の他
に、キナクリド系やローダミン系の赤色色材、銅フタロ
シアニン系やトリフェニルメタン系の青色色材、ベンジ
ジン系の黄色色材などが使用できるが、これらに限られ
るものではない。

【００１２】本発明の現像剤のトナーにおいてポリオレ
フィン系ワックスは離型剤として用いられ、ポリオレフ
ィン系ワックスを含有することによりプラスチック等に
対する擦りに対して強靭で滑り性が良好な現像剤を得る
ことができる。ポリオレフィン系ワックスとしては、例
えばポリエチレン、ポリプロピレン、これらの共重合
物、あるいはこれらとブチレンなどの他の低分子オレフ
ィンモノマーとの共重合物などがあげられるが、ポリプ
ロピレン系ワックスが好ましい。これらのポリオレフィ
ン系ワックスは必要に応じて、末端にカルボキシル基な
どを付加して変性したり、酸化あるいは水素化してもよ
い。

【００１３】ポリオレフィン系ワックスの分子量として
は、５０００以下の低分子量のものが有効である。分子
量が大きくなると、樹脂との相溶性が悪化するため、印
字物の擦り耐性が低下する。また１６０℃における溶融
粘度が５０〜３００センチポイズと低いものが好まし
い。溶融粘度が高すぎる場合は通常分子量が大きいの
で、樹脂との相溶性が悪化するため、印字物の擦り耐性
が低下する。逆に溶融粘度が低すぎると、ポリオレフィ
ン系ワックス自体の擦り耐性への効果が発現しない。ま
た、軟化点が１００〜１６０℃のものが好ましい。軟化
点が１００℃より低いと、トナーのブロッキング現象を
引き起こし、１６０℃より高くなると、定着時にトナー
像の表面にハジケを生ずる現象がみられる。

【００１４】本発明において使用するポリオレフィン系
ワックスとしては、市販のものを利用することができ、
具体的には、“ビスコール”５５０Ｐ、６６０Ｐ（以上
三洋化成工業社製）等が挙げられる。

【００１５】ポリオレフィン系ワックスのトナー組成中
の含有量は、０．５〜１０重量％であり、好ましくは１
〜５重量％である。０．５重量％未満では印字物の定着
性および擦り強度の向上が期待できず、１０重量％を超
えると現像剤の流動性や帯電量の低下を招き、更には上
述したトナーのブロッキング現象を引き起こす。

【００１６】本発明の現像剤のトナー組成としては、ト
ナー全体に対して上記ポリエステル系樹脂結着剤５３〜
８８重量％、着色剤としてカーボンブラック１〜５重量
％、低分子量ポリプロピレン系ワックスを０．５〜１０
重量％、ニグロシン系染料、有機錯体などの正帯電性荷
電制御剤０．５〜２重量％、磁性体としてマグネタイト
微粒子１０〜３０重量％の混合割合が好ましく、更に、
必要に応じて流動化剤として疎水性シリカなどの無機微
粒子およびフッソ系樹脂などの有機微粒子を０．５〜２
重量％トナー外部に添加することができる。

【００１７】本発明の現像剤のトナーの粒径としては、
平均粒径５〜２０μｍであることが好ましい。

【００１８】一方、本発明におけるキャリアはポリエス
テル系樹脂キャリアであり、一般には磁性体を含有した
磁性体分散型のポリエステル系樹脂キャリアである。樹
脂キャリアの樹脂としてポリエステル系樹脂を使用する
ことによってトナー、キャリア間でのランニング中の劣
化（現像機内での攪拌によるトナーの粉砕によりキャリ
ア表面が劣化すると考えられる）が改善される。キャリ
アのポリエステル系樹脂としては、トナーに用いたのと
同様のポリエステル系樹脂を用いることができる。磁性
体分散型の樹脂キャリアは、磁性粉末が樹脂中に分散さ
れているために、従来の鉄粉やフェライトに比べてキャ
リアとしての磁気力は小さい。このため、マグネットロ
ーラー上でソフトで緻密な穂が形成されるために、感光
体潜像に対して均一に接触し、解像度が向上するなど高
い印字品質を得ることができる。また、磁性体分散型の
ポリエステル系樹脂キャリアの粒径を１５〜６０μｍと
小さくすることにより、比表面積を大きくでき、トナー
との摩擦静電力が向上できるため、現像剤のトナー濃度
を高くすることができ、印字濃度を高くすることができ
る。

【００１９】本発明におけるポリエステル系樹脂キャリ
アに含有される磁性体は、保磁力１２０Οｅ以下であ
り、かつ、飽和磁化７９ｅｍｕ／ｇ以下の磁気特性を有
することが好ましい。磁性体の保磁力が１２０Οｅを超
える場合は、硬い穂となり画像の劣化を招く。また、磁
性体の飽和磁化が７９ｅｍｕ／ｇをこえる場合、磁気ブ
ラシ中のキャリア同士の結束力が大きくなりすぎて、感
光体を強く摺擦して傷を入れたり、また、解像度の不
足、画質の低下やカブリが発生するなどの欠点がある。

【００２０】本発明の現像剤のキャリア組成は、ポリエ
ステル樹脂結着剤、磁性体として四三酸化鉄などのマグ
ネタイト微粒子、アゾ染料のクロム錯体あるいは有機酸
の金属錯体などの負帯電性荷電制御剤、および分散性向
上剤として脂肪族炭化水素系の滑剤で構成されているこ
とが好ましい。更に、必要に応じて流動性向上剤として
疎水性シリカなどの無機微粒子を外添することができ
る。また、本発明のキャリアの成分割合は、キャリア全
体に対してポリエステル樹脂結着剤１６〜３９重量％、
磁性体６０〜８０重量％、負帯電性荷電制御剤０．５〜
２重量％、滑剤０．５〜２重量％の混合割合が好まし
く、更に、必要に応じて流動性向上剤を０．０５〜１重
量％外添することができるが、特に０．１〜１重量％が
好ましい。

【００２１】本発明の現像剤のキャリアの粒径として
は、平均粒径１５〜６０μｍであることが好ましい。

【００２２】本発明の現像剤は、例えば次の方法により
製造することができるが、これに限定されるものではな
い。

【００２３】まず、ポリエステル樹脂と適当な顔料や染
料、および磁性体、低分子量ポリプロピレン系ワックス
を所定量混合し、溶融混練した後、室温まで冷却後粗粉
砕する。次に微粉砕し、風力分級により平均粒子径が５
〜２０μｍであるようなトナーを得る。

【００２４】一方、ポリエステル樹脂と磁性体粉末、荷
電制御剤および滑剤を所定量混合し、溶融混練後、冷却
した後粗粉砕する。次に微粉砕後、風力分級により平均
粒子径１５〜６０μｍのポリエステル系樹脂キャリアを
得る。

【００２５】次に、トナーとキャリアとを、トナーとキ
ャリアの混合比が重量比で５：９５〜２０：８０の範囲
になるように混合し、本発明の現像剤を得る。

【００２６】本発明の現像剤は、いわゆる二成分系乾式
現像剤であり、フラッシュ定着用電子写真現像剤として
用いられる。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２８】（実施例１） ポリエステル樹脂（原料酸成分：フタル酸ジカルボン酸８５モル％，原料 アルコール成分：ビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物８５モル％，酸 価：３，水酸基価：４１，軟化点：１３５℃，ガラス転移温度：６５℃，フロー テスターによる１００，０００ポイズ到達温度：１３０℃，数平均分子量：３４ ００，重量平均分子量：９２０００，重量平均分子量と数平均分子量の比：２７ ．１） ７４重量％ 磁性体（マグネタイト） ２０重量％ 荷電制御剤（オリエント化学工業社製“ボントロン”Ｎ−０１） １重量％ カーボンブラック ２重量％ 低分子量ポリプロピレン（三洋化成工業社製“ビスコール”５５０Ｐ；分 子量：４０００，１６０℃における溶融粘度：２００ｃｐｓ，軟化点：５０℃） ３重量％ 以上の原料を混合し、溶融混練後、粉砕し、分級を行
い、平均粒子径８μｍのトナーを得た。次に、このトナ
ーに１重量％に相当する疎水性シリカ粉末を添加混合し
た。

【００２９】また、これとは別にキャリアとして、下記
の原料を上記と同様な手段で平均粒子径４０μｍのポリ
エステル系樹脂キャリアを調製した。

【００３０】 ポリエステル樹脂（トナーで用いたものと同じ） ２４重量％ 磁性体（マグネタイト；保磁力：１１０Ｏｅ，飽和磁化：７５ｅｍｕ／ｇ） ７３．５重量％ 荷電制御剤（オリエント化学工業社製“ボントロン”Ｓ−３４） ０．５重量％ ワックス（日本精蝋社製“ＬＵＶＡＸ”１１５１；融点１０５℃，分子量約７ ００） ２重量％ 更に、このキャリアに０．１重量％に相当する疎水性シ
リカ粉末を添加混合してポリエステル系樹脂キャリアを
得た。

【００３１】このようにして得たトナーとポリエステル
系樹脂キャリアとを１０：９０の重量比に混合した現像
剤を調製し、高速電子写真プリンタ（東レエンジニアリ
ング社製；ＦＰ４００）を用いて印字評価を行った。そ
の結果、文字のつぶれはなく、また解像度ＨＡ００ＤＰ
Ｉと良好であり、反射濃度は１．３以上の高濃度であ
り、白地汚れは０．０１０以下と非常に少なく、１５×
１１インチ幅の記録紙で２０万枚まで極めて安定した印
字品質であった。また、感光体表面の損傷も殆どみられ
なかった。また、定着後の記録紙上のトナー像の表面を
プラスチックで擦りつけたが、トナー剥がれは生じず、
滑り性が良好であった。

【００３２】（実施例２） ポリエステル樹脂（原料酸成分：フタル酸ジカルボン酸８４モル％，原料 アルコール成分：ビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物８８モル％，酸 価：３，水酸基価：２０，軟化点：１００℃，ガラス転移温度：６０℃，フロー テスターによる１００，０００ポイズ到達温度：９５℃，数平均分子量：３１０ ０，重量平均分子量：７００００，重量平均分子量と数平均分子量の比：２２． ６） ７６重量％ 磁性体（マグネタイト） ２０重量％ 荷電制御剤（オリエント化学工業社製“ボントロン”Ｎ−０４） １重量％ カーボンブラック ２重量％ 低分子量ポリプロピレン（三洋化成工業社製“ビスコール”６６０Ｐ；分 子量：３０００，１６０℃における溶融粘度：７０ｃｐｓ，軟化点：１４５℃） １重量％ 以上の原料を混合し、溶融混練後、粉砕し、分級を行
い、平均粒子径１０μｍのトナーを得た。次に、このト
ナーに０．８重量％に相当する疎水性シリカ粉末を添加
混合した。

【００３３】このようにして得たトナーと実施例１で調
製したポリエステル系樹脂キャリアとを２０：８０の重
量比に混合した現像剤を調製し、高速電子写真プリンタ
（東レエンジニアリング社製；ＦＰ４００）を用いて印
字評価を行った。その結果、実施例１と同様に良好な結
果が得られた。

【００３４】（実施例３） ポリエステル樹脂（原料酸成分：フタル酸ジカルボン酸９０モル％，原料 アルコール成分：ビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物９０モル％，酸 価：５，水酸基価：３５，軟化点：１４０℃，ガラス転移温度：６４℃，フロー テスターによる１００，０００ポイズ到達温度：１３５℃，数平均分子量：３８ ００，重量平均分子量：８５０００，重量平均分子量と数平均分子量の比：２２ ．４） ７２重量％ 磁性体（マグネタイト） ２０重量％ 荷電制御剤（オリエント化学工業社製“ボントロン”Ｎ−０７） １重量％ カーボンブラック ２重量％ 低分子量ポリプロピレン（三洋化成工業社製“ビスコール”６６０Ｐ；分 子量：３０００，１６０℃における溶融粘度：７０ｃｐｓ，軟化点：１４５℃） ５重量％ 以上の原料を混合し、溶融混練後、粉砕し、分級を行
い、平均粒子径１２μｍのトナーを得た。次に、このト
ナーに２重量％に相当するフッソ系樹脂微粒子を添加混
合した。

【００３５】このようにして得たトナーと実施例１で調
製したポリエステル系樹脂キャリアとを１５：８５の重
量比に混合した現像剤を調製し、高速電子写真プリンタ
（東レエンジニアリング社製；ＦＰ４００）を用いて印
字評価を行った。その結果、実施例１と同様に良好な結
果が得られた。

【００３６】（比較例１） ポリエステル樹脂（実施例１で用いたもの） ７７重量％ 磁性体（マグネタイト） ２０重量％ 荷電制御剤（オリエント化学工業社製“ボントロン”Ｎ−０１） １重量％ カーボンブラック ２重量％ 以上の原料を混合し、溶融混練後、粉砕し、分級を行
い、平均粒子径８μｍのトナーを得た。次に、このトナ
ーに１重量％に相当する疎水性シリカ粉末を添加混合し
た。

【００３７】このようにして得たトナーと実施例１で調
製したポリエステル系樹脂キャリアとを１０：９０の重
量比に混合した現像剤を調製し、高速電子写真プリンタ
（東レエンジニアリング社製；ＦＰ４００）を用いて印
字評価を行った。その結果、現像剤の印字品質は良好で
あり、１５×１１インチ幅の記録紙で２０万枚以上連続
印字を行なっても性能劣化が起こらず、特に反射濃度は
１．４以上の高濃度を示した。しかしながら、定着後の
記録紙上のトナー像の表面の滑り性が悪化したためか、
プラスチックによる擦り試験において摩擦熱によってト
ナーが再溶融し、白地部に筋を引く現象が生じた。

【００３８】（比較例２） ポリエステル樹脂（実施例２で用いたもの） ６２重量％ 磁性体（マグネタイト） ２０重量％ 荷電制御剤（オリエント化学工業社製“ボントロン”Ｎ−０４） １重量％ カーボンブラック ２重量％ 低分子量ポリプロピレン（三洋化成工業社製“ビスコール”６６０Ｐ；分 子量：３０００，１６０℃における溶融粘度：７０ｃｐｓ，軟化点：１４５℃） １５重量％ 以上の原料を混合し、溶融混練後、粉砕し、分級を行
い、平均粒子径８μｍのトナーを得た。次に、このトナ
ーに１重量％に相当する疎水性シリカ粉末を添加混合し
た。

【００３９】このようにして得たトナーと実施例１で調
製したポリエステル系樹脂キャリアとを１０：９０の重
量比に混合した現像剤を調製し、高速電子写真プリンタ
（東レエンジニアリング社製；ＦＰ４００）を用いて印
字評価を行った。その結果、記録紙上のトナー像表面の
擦り強度は問題なかったが、現像剤を１５×１１インチ
幅の記録紙で１万枚連続印字すると、現像剤の帯電量や
流動性が初期印字時よりも低下し、トナーのブロッキン
グ現象が生じた。また、結着樹脂の減少により、画線部
の定着性が８０％と低下した。

【００４０】

【発明の効果】本発明は上述のごとく構成したので、下
記のように優れた効果を発揮するものである。

【００４１】（１）ポリオレフィン系ワックスを含有す
るので、定着後のトナー像はプラスチックによる擦り試
験に耐え得る強度を有しており、バーコードリーダー等
で印字物を繰り返し読み取ることができる。

【００４２】（２）トナーおよび樹脂キャリアともにポ
リエステル樹脂を採用しているため、定着後の記録紙上
のトナーに関してはスチレン−アクリル共重合樹脂使用
時と比較して無臭であり、作業環境の改善が期待でき
る。

【００４３】（３）ポリエステル系樹脂キャリアを採用
するため、性能劣化が起こらず、繰り返し使用に耐える
現像剤である。

【００４４】（４）キャリア中の磁性体の飽和磁化を７
９ｅｍｕ／ｇ以下と小さくした場合には、感光体表面へ
の損傷を少なくすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 9/107 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３３１ ３６１ ３６５ 9/10 ３３１

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステル系樹脂、着色剤、およびポ
   リオレフィン系ワックスを０．５〜１０重量％含有する
   トナーと、ポリエステル系樹脂キャリアとからなるフラ
   ッシュ定着用電子写真現像剤。
2. 【請求項２】 該ポリオレフィン系ワックスが、ポリプ
   ロピレン系ワックスであることを特徴とする請求項１記
   載のフラッシュ定着用電子写真現像剤。
3. 【請求項３】 該ポリオレフィン系ワックスの分子量が
   ５０００以下であることを特徴とする請求項１記載のフ
   ラッシュ定着用電子写真現像剤。
4. 【請求項４】 該ポリオレフィン系ワックスの１６０℃
   における溶融粘度が５０〜３００ｃｐであることを特徴
   とする請求項１記載のフラッシュ定着用電子写真現像
   剤。
5. 【請求項５】 該ポリオレフィン系ワックスの軟化点が
   １００〜１６０℃であることを特徴とする請求項１記載
   のフラッシュ定着用電子写真現像剤。
6. 【請求項６】 該ポリエステル系樹脂キャリアが、保磁
   力１２０Οｅ以下であり、かつ、飽和磁化７９ｅｍｕ／
   ｇ以下の磁気特性を有する磁性体を含有することを特徴
   とする請求項１記載のフラッシュ定着用電子写真現像
   剤。