JPS62100773A - 熱ロ−ル定着用現像剤 - 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】 〔賄莢上の利用分野〕 本発明は画像担体５６に形成された静電潜像を現像する
ために使用１ｔする乾式均像剤に係り、特にヒートロー
ル定着に適用される、磁性キャリアと磁性トナーとから
なる現像剤に関する。

〔従来の枝術〕

軍子九真法げ、画像相体表面に静電潜像を形成し、この
静電潜像を現像してトナー像を得、このトナー像を直接
定着するかあるいけトナー像を転写部材上に転写後定着
して最終１ｉｆｉ　像を得るものである。静Ｘ浩像を現
１身ｆする場合、］…常は磁タプラシ現像法か行なわれ
ている。磁龜ブラシ現像法に使用イ１する現像剤と【７
ては、例えば樹脂と磁性粉を生体とする一ｂＶ分系の磁
性トナーが知られている０ 磁性トナーを用いて轟１涜像を現像する場合特公昭５６
−２７０５号公報１ケ４を性皓性トナーの使用を開示し
ているが、この方法ではトナーの抵抗が低いため、転写
効率か低いという欠点がある。

そこで転写を容易にするため、絶縁性磁性トナーの使用
が考えられたｏｖｆ開昭５３−３１１５６号公報に（グ
、絶縁性磁性トナーを保持する非磁性スリーブを高速で
移動せしめることにより、トナーを埃像前に予め帯電さ
せる方法が開示されている０″！たトナーの帯′賀を容
易にするため、トナー中に電楯供与剤を添加することも
提案されている（特開昭５５−１４８７５４号公豐滲照
）。

しかしてＰｌ性トナー粒子のみからなる覗、像剤にあっ
ては、上述した電荷供与剤を俸加また場合でも、トナー
同志あるいはスリーブやドクターブレードとの接触によ
りトナーが帯１９１Ｅ伐れるため、帯電が不安定となり
安定Ｌ７た画像濃度が祷られないという間？ｐがある。

′＋たトナーがスリーブ上で帯電＃集を軛こし易くなり
、塊ったトナーがドクターブレード上に堆積１２、現像
不足の筋を生じ易くなる。

そこでこのような問題点を解消すべく、磁性トナーに磁
性キャリアを混合した現像剤が提案されている。（特開
昭５６−１０６２４９号、同５９−１６２５６３号、同
５９−２１６１４９号公報参照）また電子写真法では最
終］二程でトナーを紙等の支持体に定着するが、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
、オーブン加熱による熱定着方よ、キセノンランプ等に
よるフラッシュ定着方式、ヒートロールによる熱圧着定
着方式か行なわれている□これらのうち、圧力定着方式
は消費電力が少なくてすみ、クイックスタートが可能で
あるという利点があるが、絶対的な定着性は低いという
欠点があふ。オーブン″ｆｄ方式やフラッシュ定着方式
は定着性は良いが、定着速度か速くなる（１００ｗｖ／
ｓｅｃ以上）と定着性は劣るという欠点がある。こすｔ
らに対１１、ヒートロール定着方式は、定着性が艮く、
寸た漸速定着においても有効であることから、玉流を占
めている。

ヒートロール定着の方式としては、例えば離型性の良い
シリコンゴムやフッ素樹脂をコーティングしたヒートロ
ールにシリコンオイル等の離型剤を７エル［−介して塗
布して用いるタイプや、シリコンオイルを予め含浸させ
たシリコンゴムで被樟したロール介ヒートロールとして
用いるタイプがある。

このようなヒートロール定着方式においては、定宥後の
１１１ｉ像の強摩が大歌いのみならず、オフセット現象
（ヒートロール表面にトナーが加熱溶融状態で圧接触す
ることによりトナーの一部がロール表面に付ｓ１．再び
ブ持体上に付着し２、画像を汚す現象）が生じないこと
が要求される。前者の特性は定着性であり、後者は耐オ
フセット性である。

従来知られているヒートロール定着用トナートし、てけ
、定着用樹脂にスチレン単量体を含むビニル系共重合体
を用いたものか多い。（例えば特公昭５５−６８９５号
、同５７−４９０４号公報）芋た磁性キャリアと磁性ト
ナーとを混合した現像剤にあっても、スチレン・アクリ
ル系重合体を含むトナーか使用されている。（％開昭５
７−１２４３５６号、１旨ｊ　５９−１６２５６３号） 〔発明が触法しよう、とする問題点〕 しかし従来から知られているスチレン・アクリル系共重
合体を含有した磁性トナーには、定着性が十分でないと
いう問題点があった。また磁性キャリアと磁性トナーと
を混合した現像剤にあっても、地力ブリや画像！！変の
低下等の点で改善がＡ１れていた。

従って、本発明の目的は、定着性がよくしか本地カブリ
を伴わずに安定した画像濃度の画像を得ることので鳶る
熱ロール定着用現像剤を提供することである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明の熱ロール定着用現像剤１ｒ「、磁性キャリアと
、重量平均分子量が８　Ｘ　１０’〜１４×１０４のの
範囲にアリかつ数平均分子量が４Ｘ１０”〜９×１０３
の範囲にあるスチレン−アクリル系共重合体と磁性粉を
主体とする磁性トナーとからなることを特徴とするもの
である。

本発明において、磁性キャリアは、鉄、ニッケル、コバ
ルト、フェライト等の磁性を示す種々の扮末から形成さ
れる。キャリアの粒径に、平均粒径で３０〜２００μｍ
の範囲が望ましい。粒径が６０μｍ未満であると、キャ
リアの磁力が低下して、感光体表面に付着し易くなり、
２００μｍを越えると、比表面積が小さくなって耐久性
が低下し、又磁気ブラシが硬くなる。

また柿々のキャリアの中でも、金Ｊｇ酸化物と３価の鉄
幽”化物との炉結体であるフェライトキャリアが有利に
使用できる。具体的な組成は、特公昭５６−５２３０５
号、特開昭５８−１２３５４９号、同５８−２０２４５
６号公報等に開示なれているが、例えば、Ｍｎ　−Ｚｎ
フェライト＋　ＮｉＺｎフェライト、　Ｂａ　−Ｎｉ　
−Ｚｎフェライト＋　Ｃｕ　−Ｚｎフェライト等が挙げ
られる。このようなフェライトキャリアは、適当な配合
比で混合された原料を、０．５〜３ｈ仮焼し、平均粒径
２．０μｍ以下に粉砕し、所定の粒度に造粒し、次いで
１２５０℃〜１３５０℃の温度で３〜５ｈ焼成してから
、解砕及び分級して製造することができる。

また、キャリアは、そのままでも使用できるが、過当な
僧（脂で被徨してもよいＯこのような樹脂としては、フ
ッ素糸樹脂、スチレン・アクリル系樹脂、シリコーン刹
ｌ旨、エポキシ樹り旨、セルローズ樹脂、ポリエステル
倒牌、スチレン−）゛タジエン樹脂、ポリウレタン樹脂
、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる
。

本発明における磁性トナーは、定着用樹脂としてα・β
−不飽和エチレン系単量体全構戒単位として含むスチレ
ン−アクリル系共重合体を用いる。

α・β−不飽和エチレン系単量体としては、例えはスチ
レン、Ｏ−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
ルエチレンｒＰ　　ｎ−プチルスチレ７１　Ｐ　−ｔｅ
ｔｒ−プチルスチレ７　＋　Ｐ　　ｎ−へキシルスチレ
ン、Ｐ−ｎ−オクチルス５−Ｌ／７　。

Ｐ　−ｎ−ノニルスチレン、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、６・４−
ジクロルスチレンなどのスチレン類、アクリル酸メチル
、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリル
酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル＃Ｉｎ−
オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、
アクリル醪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、メタアクリル酸プロピル
、メタアクリル酸ｎ−ブチル、メタアクリル酸インブチ
ル、メタアクリル酸ｎ−オクチル、メタアクリル酸ドデ
シル、メタアクリル酸ステアリル。

メタアクリル酸ジメチルアミーノエチル、メタアクリル
−ジエ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などが挙げられる。

本発明では、上記のスチレン類とα−メチレン脂肪族モ
ノカルボン酸エステル類との共重合体を使用できるが、
これらの共重合体は重量平均分子量（Ｍｗ）が８万〜１
４万の範囲にありかつ数平均分子量（Ｍｎ）が４千〜９
千の範囲にあるものか有効である。これは、Ｍｗ及びＭ
ｎが上炉値より少ないと、オフセットが発生し易くかつ
保存安定性が劣り、Ｍｗ及びＭｎが上記値ｆ越オると、
定着性が低下するからである。

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、ニッケルなどの強缶件を示す元素
を含む合金あるいは化合物が１ψ用で拘るが、トナー中
に含有ザしめるために平均粒径が０．１〜３μｍ程度の
ものが望ま１−い。トナー中に含有せしめる量は６５〜
６５重量％の順回が適当である。３５重量−未満では、
トナーの磁力が小フ＜すり、スリーブから離脱し易くな
り、６５重量％を越えると、樹脂分が少なくなって粉砕
され易くｈす、トナーの表面が凹凸が多くなる。

また本発明における磁性トナーは、上記の樹脂と磁性粉
以外に、流動性改質剤（例オは疎水性シリカ）、導電性
粒＋【例えばカーボンブラック）。

電荷制御部（例え汀ニグロシン染料、含金ＩＡ（Ｃｒ）
アゾ染料）等の公知の１７ｉ≦加物の１棹又は２棹以上
をトナーの内部波び／又は表面に添加してもよい。

添加惜は、トナーの電気特件に応じて適宜定めればよい
が、一般に１０１目以下か望ましい。

本発明の現像剤は、上記のキャリアと上記の磁性トナー
を混合（２て得ら７１　Ａか、回者の混合比を沖量比で
３０〜９０　：　７０〜１０とすることが望ましい。キ
・・リアの配合量が５０　Ｗ量％未満であると、即ち、
トナー濃Ｖが７０重飾゛％を越ρろと、トナーが飛散し
易くなり、又スペントトナー量が増してキャリアの寿命
が短かくなり、キャリアの配合量が９０重互−％を・越
乏ると、キャリアが凝集し易くなり、又キャリア付着が
生じ易くなる□本発明の現像剤１１こより静電潜像を現
像する場合、次のようｆ！税像条件を♂）定するとよい
。

現供剤の搬す方式は、特に限定さねない力゛、キャリア
の磁気的＃隼を防ぐために、少なくともスリーブを〔相
転さ斗トる方式が望ましい、Ｌ７たがってスリーブのみ
を回転させる方式のほかに、スリーブとマグネットロー
ルとを同方向（特公昭５７−１２１４８号）もしくは逆
方向に回転させる方式も含捷れる。

現像ギャップ（現像位置における感光体とスリーブとの
ギャップ）は、磁気ブラシと感光体との接触Ｉ１ｇを確
保するために１．Ｃ１ｍ以下が必要であり、磁気フラン
に感光体に軟かく接触するために０．３調以上とするこ
とがＡ１しい。好適範四は０．４〜０．６−である。ま
たドクターギャップは、現像ギャップに応じて設定すれ
ばよい。

本発明において、キャリアの磁気特性は、振動試料型磁
力計（東英工業製ＶＳＭ−３型）を用いて測定するもの
とする。キャリア及びトナーの体積抵抗は、サンプルを
少ｔ（数１０ｍｆＩ）計り増り、ダイアルゲージを改良
した内径３．０５ｗφ（断面積＝　０　、０７３　ｃｒ
ｌ　）のテフロ”ン（闇品名）製絶締シリンダー中に充
窄し、０．１ｋｇノ圧力下、Ｄ、Ｃ２００Ｖ２会の電場
でキャリアの抵抗を、Ｄ、Ｃ，４ＫＶ／１ｎの’４１４
でトナーの抵抗を測定し〔横河ヒューレットパッカード
製絶縁抵抗計（４ろ２９Ａ型）を使用〕、体積抵抗を算
出した。キャリア及びトナーの粒径は粒度分析計（コー
ルタ−エレクトロニクス製コールタ−カウンターモデル
ＴＡ−ｎ）により測定した。トナーの帝市量１ｄブロー
オフ摩擦帝ｔｔ測定器（東芝ケミカル製ＴＢ−２００型
）により測定した。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によって具体的に神明するが、本
発明はこれらの例に限定されるものではない。

実施例１ モル比でｐａ０１５％、Ｚｎ０２５％、Ｎｉ０１０％、
Ｆｅ２０ｓ６０’ｌｒとなるように各原料を秤量し、ボ
ールミルで乾式混合した。得らｔｌだ混合粉を９００℃
の湛硬で２時間仮焼し、次いで仮焼粉を再びボールミル
に投入して粒径１μｍＪｌ下の粒子に粉砕した。得られ
た粉砕粉に粘結剤を加えてスプレードライ法により造粒
し、空気中で１５００℃の温度で２１ｆ？Ｆ間焼結し、
次いでＮ２＋０２雰囲気（０２＃ｌ１２０％）中で８０
０℃の温ｆｊｌ−で約６分間熱処理してから分級して、
粒径７４〜１４９μｍ、δｓ　６０　ｅｍｕ／ｆ　、　
ｉＨｃ　２５０ｅ　＋体積抵抗９Ｘ１０”Ω・αのフェ
ライトキャリアを得た。

また、スチレン−アクリル共重合体（セキスイ化党工業
製Ｐ　５２０　：　Ｍｗ　１０８　、０００．Ｍｎ　６
，１００）４８車量部とマグネタイト（戸田工業製ＥＰ
Ｔ５００）５０ｉ量部と電荷制忰ＩＩ（オＩＪ　エンド
化学製ボンドロンＥ８１）２重量部とを乾式混合し、ニ
ーダで２００℃の温度で加熱混練（７た。得られた混線
物を冷却・固化ゲジエノトミルにて２０μｍ以下の粒子
に粉砕した。この粉砕粉をスーパーミキサーに投入１２
、更に微粉末シリカ（日本アエロジル製Ｒ９７２）０．
５事情部を加λ−て混合した。混合粉′！１ｌ−１２０
℃の熱気流中に導入して熱処理を行なった後ジグザグ分
Ｈ機ｙこより風力分級を行なった。

イｂられた磁性トナー（ＡＩ　）は、５〜２０μｍの粒
１１分布と、５　Ｘ　１０１４Ω・Ｑｌ・の体積抵抗を
有していた。

また上記とけ別のスチレン−アクリル系共重合体を用い
たエソ外（／′を上記と同様の条件で、４師類の磁性ト
ナー（Ａ　２〜漸５）を製作（５た。スチレン−アクリ
ル系共重合体として、／１６２トナーは、三洋　化　力
５ＮＪ５　　Ｓ　　Ｂ　　Ｍ　　−７３（Ｍｗ　　＝　
　２８．ＯＤＤ、Ｍｎ＝１２，０００）＆３トナーは、
三洋化成’Ｄ　Ｓ　Ｂ　Ｍ　　６００　（Ｍｗ＝６０、
ＯＤＤ　、　Ｍｎ＝２５，０００）、扁４トナーは、挿
合化ＦＭＨＨＴ　Ｒ−０３（Ｍｗ＝２００．０［ＪＯ，
Ｍｎ＝３１．０００１扁５トナーは、日立化１ｊＭ　Ｉ
Ｊ　Ｋ　Ｐ　　０２　（Ｍｙ＝４０　、０００　。

Ｍｎ−１５，０００）　％７用いた。

上記のフェライトキー、　ＩＪアと上記の谷磁性トナー
とケ万量比で６０：４０の比率で混合して５Ｎｉ＠の史
１す剤（Ａ−１〜Ａ−５）’ｉ−訓祭した。こわらの現
像剤を用いて、次のような染件で画像評価を行なった。

周速１５０　ｗｑ／ｓｅｃで回転するＳｅドラムをコロ
ナ帝１１ｔ器で＋７２０Ｖにｍ−帯電後露光して静電潜
像を形成した。現像（譬、外径３２薗φのステンレス銅
製スリーブを１−Ｆｉｌ、　ｆ＃′部においてＳｅドラ
ムと逆方向にｒ。

ｐ−ｍ、で回転させ、外径２９　、３　ｍｙφで１０極
対称着（ｉ”ｆｃ　施ｌスリーブ上で８００Ｇの磁力を
有するマグネットロールをスリーブと逆方向に１４０　
Ｏｒ、ｐ、ｍ。

で回転させ、現像ギャップを０．４簾及びドクターギャ
ップを０．６ヒに設定して行なった。現像して得られた
トナー像はコロナ放電により普通紙に転写してから、ロ
ール温度１８０℃、ロール間圧力１ｋｑ／ｃｍ　、ニッ
プ幅４．０ｍの条件でヒートロール定着を行なった。評
価結果を表１に示す。

表　　　１ 表１から、Ｍｗ及びＭｎが本発明のｌｉ５囲内のスチレ
ン−アクリル系共重合体を含む磁性トナーを用いて調整
した現像剤（Ａ−１）は、良好り画像が得られるこ七が
わかる。またＭｗが不貞いかもしくはＭｗが極めて大角
いスチレン−アクリル系共重合体を含む磁性トナーを用
いた調整した現像剤（Ａ−２、４、５）は、オフセット
が発生し、Ｍｗが小さく、Ｍｎが大きいステレ／−アク
リル系共重合体を含む磁性トナーを用いて調整した現像
剤（Ａ−３）は、定涜性が劣ることがわかる。

なお、Ｍｗが８万以上、１４万以下、Ｍｎが４千以上、
１万４千以下であれば、Ａ−１と同等の画像か得られる
ことも確認した。

実施例２ 磁性粉の含有ｔを変えた以外は実施例１の扁１トナーと
同様の条件で磁性トナ（Ａ６〜９）を製造し、実測例１
と同様に４種類の現像剤（Ｂ−１〜Ｂ−４＞？真贅した
。

上記の現像剤を用いて、実施例１と同様の条件でｌ１Ｉ
ＩＩ像評価を行なった。その結果を衣２に示す。

表　　　　　２ 表２から、磁性粉の少ない磁性トナーを用いて調整した
現像剤ｆＢ−１）は、トナー飛散に基く地力ブリが生じ
、磁性粉の多い磁性トナーを用いて調整した現像剤（Ｂ
−４）は、定着性が悪いが、本発明の磁性トナーを用い
て調整した現像剤（Ｂ−２，Ｂ−６）によれば、高品質
の画像が得られることがわかる。

〔発明の効果〕

以上に記述の如く、本発明によれば、特定の分子量を有
するスチレン−アクリル系共重合体を含む磁性トナーと
、磁性キャリアとを混合［７て現像剤を調整するので、
良好な画像がイ５らねる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性キャリアと、重量平均分子量が８×１０＾４
   〜１４×１０＾４の範囲にありかつ数平均分子量が４×
   １０＾３〜９×１０＾３の範囲にあるスチレン−アクリ
   ル系共重合体と磁性粉を主体とする磁性トナーとからな
   ることを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
2. （２）磁性トナーは磁性粉を３５〜６５重量％含有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱ロール
   定着用現像剤。