JPS60254053A - 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、樹脂を主成分とし、各種の顔料及び染料を含
有するトナーに係るものであり、電子写真法あるいは静
電記録法などにおいて、電気的潜像を現像するために用
いられる静電荷像現像用乾式１〜ナーに関するものであ
る。

従来、静電荷像現像用乾式トナーは、一般にカーボンブ
ラック等の顔料及び染料などを含有する帯電荷制御剤等
を主成分たる熱可塑性樹脂中に溶融混練して、樹脂中に
一様に分散させた後冷却し、適当な粉砕装置により適当
な粒度分布を有する粉末とし、さらに分級を行う等によ
り規定された粒度分布を有する粉末とし、必要によりシ
リカなどの流動性促進剤を加え、混合して製造されてい
る。

また、例えば、重合性単量体２重合開始剤、整色剤等の
混合物を懸１Ｔｉｉ［ｉ合を行うことによって、直接１
−ナーを製造する方法も知られている。（特公昭３６−
１０２３１号公報、特公昭４７−５１８７号公報参照）
そして、製造された］・ナーは、例えば、いわゆる二成
分系現像剤どして用いる場合、キャリアと混合される。

この現像剤を静電複写機、静電記録装置などに適用し、
現像、転写、定着などの過程を踏んで、静電潜倣を転写
紙上に画像とする。この際、上記定着方式としては、一
般に加熱ローラにより加熱するとともに圧力をかけて転
写紙上に１−ナー像を定着する圧着加熱方式が行われて
いる。

この方式は、基本的にはトナーが熱により転写紙表面に
融着することにより定着を行わしめるものであり、もし
−も、加熱定石ローラーの温度が高すぎた場合には、ト
ナー像の一部が加熱定着ロー９〜表面上に付着して、次
の定着が行われる際に、加熱ローラー表面上に付着した
［・ナーを次の転写紙に定着ざぜてしまうことが起り、
これが画像の汚れとして表われ、所謂オフセット現像さ
れてしまう。また、加熱ローラーの温度が低い場合にお
いては、樹脂の溶融が不充分であるため紙に融着せずに
ローラー表面に付着して、同様にオフセット現像が起る
。したがって、このオフセット現像を防止するために、
オフセラ１へ現像の起らない温度範囲を広げることが要
求されてあり、このため加熱ローラー定着法において、
より広い定着温度範囲で定着再開な方式を実現するため
の加熱ローラー及び１−ナーの出現がめられている。

上記要求に対処するために、加熱ローラー側からの対策
としては、加熱ローラー表面材料にトナーに対して離型
性の良い材料、例えばフッソ系樹脂、シリコン系４ｉＶ
脂、シリコン系ゴムを使用したり、またはシリコンオイ
ルなどの液体をローラー表面に塗るなどしＣ、ローラー
表面上にトナーが付着することを防止する方法などが試
られている。

しかしながら、上記のような対策は＃Ｉ造が複雑化した
り、加熱ローラーの加熱により、悪臭、有害蒸気が発生
する危険があることなどの理由から加熱ローラー側から
の改良のみでは必ずしも充分ではないため、トナー側か
らのオフセット現像対策も同時にめられているのが現状
である。

こ、のため、トナー側からの改良では、特公昭５５−６
８９５号公報に示されるような使用する樹脂の分子量分
布を広くすることにより、広い定着温度範囲をもつトナ
ーを開発したり（特公昭５５−６８９５号公報参照）、
離型剤と称する低分子量成分を１−チー中に含有させる
方法（特公昭５２−３３０４号公報参照）などが行われ
ている。

しかしながら、このような樹脂の分子量分布を広くする
改良、及び離型剤を使用することによる改良を行った場
合、トナーが保存中に凝集しブロッキングを起すという
保存性の問題１紙面１に定着した［・ノー像の紙に対す
るイ」着力、すなわち定義性ｈＸ、悪化する問題などを
生じ、新規な樹脂の開発及び離型剤の使用には制限が加
わり、末だすべてを満足したトナーは得られていないの
が現状である。

本発明の目的は、従来のトナーに比べてさらに広い温度
範囲でオフセット・現像が起らないトナーを供与するこ
とにある。

また、本発明の他の目的は、オフセラ［−現像を防止す
るために特定の液体を使用しない加熱ローラーにおいて
も使用可能なトナーを供与することにある。

本発明は上記目的を達成するために、α、β−不飽和エ
チレン系樹脂またはポリエステル系樹脂を主要樹脂成分
とした静電荷像現像用トナーにおいて、トナー粉末の平
均粒子径を基準として、粗粉側及び微粉側に分（プたと
きに微粉側のトナー樹脂の軟化点が粗粉側のトナー樹脂
の軟化点より高いことを特徴とするものである。

すなわち、本発明は、上記樹脂を主要成分としたドナー
において、平均粒径を基準として、粗粉側粉末及び微粉
側粉末に分けた場合、粗粉側の樹脂成分の軟化点よりも
微粉側の樹脂成分の軟化点が低くなるように作製すれば
よい。イのためには最も簡単な方法として、上記樹脂を
使用したトナーにおいて異った粒度分布を有し、かつ異
った軟化点を有する２種類のトナーを混合すればよい。

例えば粒度分布５〜１５μｍで軟化点１５０℃のトナー
粉末Ａに、粒度分布１０〜２０μｍで軟化点が１２０℃
のトナー粉末Ｂを混合して、本発明のトナー粉末Ｃを作
製できる。但し、このような方法から作製された１−ナ
ーのみを本発明のトナーとするわけではなく、他の方法
を用いても、粗粉側と微粉側で上記のような特性を有す
るトナーを作製すれば同様に本発明の効果を得ることが
できることはいうまでもない。

また、本発明においては、上記軟化点とともに、樹脂成
分の重量平均分子量ＭＷと数平均分子量Ｍｎとの比が大
切であり、粗粉側が微粉側に比べてＭｗ／Ｍｎが大きい
とより優れた効果を得ることができる。

本発明に使用される１−ブー成分どしては、樹脂。

顔料、染料など従来使用されていたものをそのまま使用
でき、かつ従来の製造■稈を使用して１ヘナニを製造で
きる。

また、本発明に使用される樹脂成分として、α−β不飽
和エチレン系樹脂及びポリニスデル系樹脂として従来使
用され□ていたものが使用でき、かつ新規に開発された
同系統な樹脂も同様に使用できる。さらに２種類以上の
樹脂を混合して成る複合樹脂も同様に使用で１きる。

□ 本発明において、上記軟化点は、ボールアンドリング法
を使用して簡単に測定でき、またＭｎ。

ＭＷはゲル・パーメション・クロマトグラフィー（Ｇ、
Ｐ、Ｃ，）を用いて測定できるが、他の方法を用いても
よい。

本発明のトナーが加熱ローラーを使用して、従来よりも
広い温度範囲で定着できる理由は必ずしも定かではない
が、次のように説明できる。゛第１図は定着前の状態を
示す図であり、大粒子トナー１および小粒子トナー２が
転写紙３上に静電吸着力により吸引されて載っている状
態である。次いで第２図に示すように、熱ローラ−４の
下を通過する間に、軟化点の低い大粒子トナー１が最初
に軟化して、近接する軟化点の高い小粒子トナー２を付
着させ加熱圧着が進行する状態になる。さらに加熱圧着
により軟化が進み、定着が終了すると全体が第３図に示
されるような溶融凝固密着した状態で転写紙３」二に定
着されることとなる。したかっ・て、この過程で小粒子
トナー１は大粒子トナー２に対する着力が大きいので加
熱ローラーには付着しずらく、オフセットを生じない。

これに対し、従来のトナーを使用したときは、小粒子ト
ナー１が最初に軟化しはじめるか、あるいは小粒子１−
ブー１と大粒子トナー２が同時に軟化しはじめるため、
１ヘナ一粒子全体が転写紙に融着する以前に小粒子１−
ブーの一部が（小粒子と付着した大粒子の一部も含む）
加熱ローラー表面に付着するか、付着しやすい状態にな
り、オフセット現像の起らない定着温度範囲が広くとれ
ない原因どなったものと考えられる。

以下、本発明を実施例により詳述する。

実施例１ スチレンアクリル樹脂（軟化点１５７℃、　Ｍｎ２．８
ｘ、’ｉｏ’　、　Ｍｗ　３１，３ｘ　１０’　、　Ｍ
ｗ　／　Ｍｎ　１１．１）　１００重量部、カーボンブ
ラン９１重ω部の組成を熱ローラーを有する混線機によ
って１００℃で３０分間混練した後、これをハンマーミ
ルで粗粉砕し、ジェットミルで微粉砕し、粉砕粉をジグ
ザグ分級器（独、アルピネ社製）を用いて、平均粒子径
９．５μｍ１粒度分布５〜１５μｍのトナー粉末へを作
製した。この粉末の一部を前記ジグザグ分級器を用いて
９．５μｍを界として、粗粉、微粉に分級し、それぞれ
カーボンを分離した樹脂成分の軟化点℃。

Ｍｎ　、Ｍｗ　、Ｍｗ　／Ｍｎを測定した。測定方法と
しては、Ｂ＆Ｒ法、Ｇ−Ｐ−Ｃ法で行った（特公昭５０
−６８９５号公報参照）。その結果、粗粉、微粉側とも
軟化点１５７°Ｃ、Ｍ　ｎ　２．８　Ｘ　１０’　、　
Ｍ　Ｗ　３１．３Ｘ　１０’　、　ＭＷ　／　Ｍｎ　１
１．５で原料組成樹脂と変化は見られなかった。上記１
−ブーとは別にスチレンアクＩＪ　ル樹脂く軟化点１４
８℃、　Ｍｎ　１１．１ｘ　１０’　、　Ｍｗ１７．７
Ｘ　１０’　、　ＭＷ　／Ｍｎ　１５，９）　１００重
量部と前記粉末Ａを作製するに用いたものと同じカーボ
ンブラック１０重量部を、前記粉末Ａと同じ手順で混線
。

粉砕し、平均粒径１４．５μｍ２粒度分布１０〜２０μ
ｍの１−ブー粉末Ｂを作製した。この粉末の一部をジグ
ザグ分級器を使用し、粗粉、微粉に分級し、（れぞれ軟
化点、Ｍｎ　、ＭＷ　、ＭＷ　／Ｍｎを測定したところ
、粗粉、微粉側とも軟化点１４８℃、Ｍｎ１．１　ｘｌ
Ｏ’　、Ｍｗ　１７．７ｘｌＯ’　、Ｍｗ　／Ｍｎ　１
５．９であった。

次に１ヘナー粉末Ａとトナー粉末Ｂを５０重量部づつヘ
ンシェルミキサーを使用し混合を行い、トナー粉末Ａ、
１−ナー粉末巳の混合１−ブー粉末Ｃを作製した。この
ト・ブー粉末の平均粒径１２．０μｍで粒度分布は５・
〜２０μｍであり、軟化点１５２℃、Ｍｎ１’、８Ｘ　
１０’　、　ＭＷ　２５．４ｘ　１０’　、　ＭＷ　／
Ｍｎ　１４．１であった。また、粗粉、微粉に分級した
時の軟化点。

Ｍｎ　、Ｍｗ　、ＭＷ　／Ｍｎはそれぞれ軟化点１５０
℃。

Ｍｎ　１，６　ｘｉＯ’　、　Ｍｗ　２０，７ｘ１０’
　、　ＭＷンＭｎ１２．９（粗粉）及び、軟化点１５５
℃、　’Ｍ　ｎ　２．５　Ｘ　ｉ０４゜Ｍ　Ｗ　２Ｇ、
５ｘ　１０’　、　Ｍ　Ｗ　／　Ｍ　ＩＴ　１０，６で
あった。

次に［・ブー粉末△、トーナー粉末Ｂ、トナー粉末Ｃを
それぞれ市販のフエライトキ１１リアに対し、５重量％
の割合でまぎ撹拌を行い、現像剤を作製し、市販の複写
機を使用し、テストチャート画像として第４図に示した
パターンを有する８５版シー１へをコピーし、第４図に
示ずシートの黒ベタ画像部位５に対応するコピー画像の
部位の光学濃度をサクラ光学濃度計（ＰＤＡ６５型）で
測定し、この濃度が一定値１．３０になるようなバイア
ス及び露光に調整した。この状態で、それぞれ作製され
た前記現像剤でトナー像を転写紙に転写し、加熱ローラ
ーにより定着される直前で該転写紙を複写機内部からと
り出し、第５図に示す加熱ローラーを有する定着試験機
を使用して定着試験を行った。尚、第５図において６８
は加熱ローラー、６ｂは支持ローラー、７は転写紙、８
は未定着トナー像、９は定着されたトナー像である。未
定゛着トブー像８が加熱［］−ラー６ａ部を通過する時
間を一定にし、加熱ローラー６８表面温度を１００〜２
５０℃の範囲で変化させて転写紙７上に定着させた。

この場合、オフセラ１へ現像が起れば、次に投入した紙
の一定位置によごれが生じる。この方法により、前記３
種類の現像剤のオフセット現像が起らない温度範囲を測
定した。その結果、トナー粉末Ａ、Ｉ−ブー粉末Ｂ、ト
ナー粉末Ｃを使用した現像剤のオフセット現像が起らな
い温度範囲は、それぞれ１３０〜１８０℃、１２５〜１
８０℃、１１５〜１９００Ｇであ、つた。

本発明によるものは、従来粉末の適用温度差５０℃、５
５℃に比ベア５°Ｃの幅を有し、より広い温度範囲でオ
フセットが生じない優れたものであること明らかである
。

実施例２ 実施例１と同手順で、スチレンアクリル樹脂（軟化点１
５１℃、　Ｍｎ　１．８Ｘ１０’　、　ＭＷ　３８，５
ｘ１０”。

Ｍｗ　／Ｍｎ　２０．３）を使用し、平ｔ′−＋　ｇｉ
径９．５μｍ　。

粒度分布５〜１５μｍのトナー粉末Ｄ１及びスチレンア
ク１，１　／Ｌ、樹脂（軟化点１４８℃、　Ｍｎ　１．
１　ｘ１０’　。

Ｍｗ　１７，７ｘ１０’　、　Ｍｗ　／Ｍｎ　１５，９
）を使用し、平均粒径１４．５μｍ１粒度分布１０〜２
０μｍのトナー粉末Ｅを作製した。トナー粉末り、　ト
ナー粉末Ｅの粗粉側及び微粉側の軟化点、Ｍｎ　、Ｍｗ
　、Ｍｗ／Ｍｎは前記原料樹脂と差は見られなかった。

さらに１〜ナー粉末りと１−ブー粉末Ｅとを実施例１と
同手順で混合し、平均粒径１２．０μｍのトナー粉末Ｆ
を作製した。このトナー粉末Ｆの粗粉側樹脂成分の軟化
点１４９℃、　Ｍｎ　１，３　Ｘ　１０’　、　ＭＷ　
２２，３Ｘ　１０’。

Ｍｗ　／Ｍｎ　１７，９．微粉側樹脂成分の軟化点１５
０℃。

Ｍｎ　１．６　ｘ１０’　、　Ｍｗ　２７，６ｘｌＯ’
　、　Ｍｗ　／Ｍｎ　１７．３であった。

以上のトナー粉末り、Ｅ、Ｆを実施例１の定着試験機を
使用し、オフセット現像が起らない定着温度範囲を測定
した所、それぞれトナー粉末Ｄ１３０℃〜　１９５℃、
トナー粉末Ｅ１１０〜１８０℃、トナー粉末Ｆ　１０５
〜１９５℃であった。

本発明によるものは、従来粉末の温度幅６５℃。

７０℃に比べ９０℃とより広くなっており、より広い温
度範囲でオフセットを生じない優れたトナーであること
がわかる。

実施例３ 実施例１，２と同様に樹脂としてポリエステル樹脂（軟
化点１６０℃、　Ｍｎ　Ｏ，８ｘ１０’　、　ｆｖｌｗ
　４６．３ＸＩＯ’　、　ＭＷ　／Ｍｎ　５５．’８）
を使用して、平均粒径９．５μｍ１粒度分布５〜１５μ
ｍ、粗粉側、微粉側トナー粉末の軟化点１６０℃、　Ｍ
　ｎ　Ｏ，８Ｘ　１０’　、　Ｍｙ４６．３Ｘ　１０’
　、　ＭＷ　／　Ｍｎ　５５．８であるトナー粉末Ｇを
、及びポリニスデル樹脂（軟化点１５０℃、Ｍｎ１．０
　、Ｘ　１０’　、　ＭＷ　２５．７Ｘ　１０’　、　
ＭＷ　／Ｍｎ　２４．５）を使用し、平均粒径１４．５
μｍ１粒度分布１０〜２０μｍ、粗粉側及び微粉側樹脂
成分がともに、軟化点１５０℃、　Ｍｎ　１．ＯＸ１０
’　、　ＭＷ　２５，７Ｘ１０’　、　Ｍｌ、１／　Ｍ
ｎ　２４．５であるｉ・ブー粉末Ｈを作製した。又、ト
ナー粉末Ｇ、Ｈを５０重量部づつ混合して、平均粒径１
２．０μｍ１粒麿分粒度〜２０μｍで粗粉側樹脂成分が
軟化点１５２℃、　Ｍｎ　１．Ｏｘ１０’　、　Ｍｗ　
３１．２Ｘ　１０’　、　ＭＷ　／Ｍｎ　３０．５．微
粉側樹脂成分力軟化点１５７℃、　ＭｌＩ　Ｏ０８Ｘ　
１０’　、　Ｍｗ　４２．２Ｘ　１０’　、　Ｍｙ／Ｍ
ｎ５Ｇ、４である１〜ナー粉末Ｉを作製した。１〜ナー
粉末Ｇ、Ｈ，Ｉのそれぞれオフセラ［−現像が起らない
定着温度範囲を実施例１．実施例２と同手順で測定した
ところ、トナー粉末０１２０〜１９０℃（温度幅７０℃
〉、トナー粉末１−１１０５℃〜１７０℃（温度幅６５
℃）、トナー粉末■１００〜１９５℃（温度幅９５℃）
であった。本発明のトナーの優れていること明らかであ
る。

実施例４ 実施例１，２．３と同様に樹脂としてスチレンアクリル
樹脂（軟化点１５７℃、　Ｍｎ　２．８　ｘｌＯ’　。

Ｍｗ　３１．３ｘ１０’　、　Ｍｗ　／Ｍｎ　１１．．
１）とポリエステル樹脂（軟化点１６０℃、　Ｍｎ　Ｏ
，８Ｘ１０’　、　ＭＷ　４６．３ｘ１０’　、　Ｍｗ
　／Ｍｎ　５７．９＞を５０重量部づつ配合し、これを
樹脂成分とした平均粒径９．５μｍ２粒度分布５・〜１
５μｍ、粗粉側及び微粉側樹脂成分の軟化点１５５℃、
　Ｍｎ　１，５　Ｘ　１０’　、　ＭＷ　３６，２Ｘ　
１０’　。

ＭＷ／Ｍｎ　２４．１であるトナー粉末Ｊを作製した。

また、スチレンアクリル樹脂（軟化点１４８℃１Ｍ−１
、ｌＸ１０４　、　ＭＷ　１７．７Ｘ１０４　、　ｔＶ
４Ｗ　／Ｍｎ　１５，９）とポリニスデル樹脂（軟化点
１５０℃、　Ｍｎ　１．Ｏｘ１０’　、　ＭＷ　２５，
７ｘ　１０’　、　ＭＷ　／　Ｍｎ　２４．５）を５０
重量部づつ配合し、これを樹脂成分とした平均粒径１４
．５．粒度分布１０〜２０μｍ、粗粉側樹脂及び微粉側
樹脂成分の軟化点１４９℃、　Ｍ　ｎ　１．ＯＸ　１０
’　、　Ｍｖ）２１、ｌｘ　１０’　、　Ｍｗ　／　Ｍ
ｎ　２１．１であるトナー粉末Ｋを作製した。また、ト
ナー粉末Ｊ、Ｋを５０重量部づつ混合して平均粒径１２
．０μｍ２粒度分布５〜２０μｍで粗粉側樹脂成分が、
軟化点１５１℃、Ｍｎｌ。

２　Ｘ　１０’　、　ＭＷ　２７，２ｘ　１０’　、　
ＭＷ　／Ｍｎ　２２．６．微粉側樹脂成分が軟化点１５
３℃、　Ｍｎ　１．４　ｘｌＯ’　。

Ｍｗ　３０．９ｘ１０’　、　Ｍｗ　／Ｍｎ　２２．０
であるトナー粉末りを作製した。トナー粉末Ｊ、’に、
’Ｌのそれぞれのオフセラ［−現像が起らない定着温度
範囲を実施例１．実施例２．実施例３と同手順で測定し
たところ、トナー粉末Ｊ１２０〜１８５℃（温度幅６５
℃）、トナー粉末Ｈ１１０〜１８０℃（温度幅７０℃）
、トナー粉末■１０５〜１９５℃（温度幅９０℃）であ
った。

従来トナーよりも本発明トナーがより広い範囲で、オフ
セットを生ぜず優れたトナーであること明らかである。

尚、上記実施例１．２．３及び４において平均粒径９粒
度分布は、コールタ−カウンター（ＴＡ■型）で測定し
、平均粒子径は重量平均５０％の粒子径とした。また、
上記実施例は、すべて二成分系［・ブーについて述べた
が、本発明は一成分系トナーにも適用できるものである
。

以上のように本発明によれば、従来のトナーに比べてさ
らに広い定着温度範囲でオフセット・現像を生ずること
なく定着可能になり多種多様な熱ローラー定＠機を有す
る複写機にも使用できるため、その工業上の効果は大き
い。

また、近年、コピーの高速化が進む中で、低温度定着化
の傾向にあるが、本発明トナーは、このような高速複写
機にも対応できる、すなわち低温度定着においても幅広
い定着温度で定着可能なトナーである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明トナーの転写原理説明
図、第４図、第５図は本発明トナーを用いた場合にお【
ブる転写結宋と転写試験の実施例を説明する図である。 １：１ヘナ一人粒子、２：トナー小粒子、３：転写紙、
４：熱定着ローラー、５：黒ベタ画像、６：加熱ロール
、７：転写紙、８：未定着［・ブー像。 ９：定着トナー像 ゛・二一二二 第７図 半　２　図 第３図 ＼。 垢　４　図 第５図 ６／７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、α、β′−不飽和エチレン系樹脂またはポリエステ
   ル系樹、脂を主要樹脂成分とした静電荷像現像用１−ナ
   ーにおいて、微粉側のトナー樹脂の軟化点が粗粉側のト
   ナー樹脂の軟化点より高いことを特徴とする静電荷像現
   像用トナー。 ２、粗粉側トナーにおける樹脂成分の（重量平均分子世
   ）　／　（数平均分子量）をＣとし、微粉側１〜ナー粉
   末における樹脂成分の（重量平均分子鎖）７′（数平均
   分子量）をｄとしたときｃ＞ｄであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の静電荷像現像用１−ナー。