JPS6358356A

JPS6358356A - 高速複写用熱定着性トナ−

Info

Publication number: JPS6358356A
Application number: JP61201830A
Authority: JP
Inventors: Koji Maekawa; 前川　幸二; Kenichi Matsunobu; 健一松延; Naoka Fujie; 藤江　尚香
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1988-03-14
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: JPH0772809B2

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、電子写真用乾式トナーに関するもので、より
詳細には、耐ブロッキング性、定着性及び現像特性の組
合せに優れた高速複写用熱定着性トナーに関する。

（従来の技術）電子写真法における画像形成では、一般に顕電性トナー
と磁性キャリアとを混合し、この二成分系組成物を、内
部に磁石を備えた現像スリーブに供給してこの組成物か
ら成る磁気ブラシを形成させ、静電潜像を有する感光板
にこの磁気ブラシを摺擦せしめることにより１ｍ電性ト
ナーの像を感光板上に形成させる。感光板上のトナー像
を転写紙上に転写させ、次いで熱定着を行って定着画像
を得る。

トナー粒子を複写紙上に熱定着するには、熱効率、火災
事故防止及び定着操作の点で、ローラによる加熱圧着方
式が有利であるが、定着ローラ表面とトナー粒子像とが
加熱下及び加圧下に接触するため、トナー粒子の一部が
定着用ローラの表面に付着移転する所謂オフセット現象
を生じ、このものが再び複写紙上に転移して、複写紙に
よごれを生じることが問題となる。これを防止するため
に、ローラ表面にシリコンオイル等の離型剤を塗布する
方法や、トナー粒子中に低分子量ポリプロピレン等の離
型剤を含有させる方式が採用されており、更に用いる定
着用樹脂についても、分子量１分子量分布、ガラス転移
温度、メルトフローレート等について、種々の検討が行
われている。

（発明が解決しようとする問題点）電子写真複写の分野では、単位時間当りの複写枚数、即
ち複写速度を増大させようという絶えざる要望があるが
、トナーの帯電の安定性と共に、熱定着性が複写速度を
支配する重大な律速要因となっている。即ち、高速での
熱定着性を向上させるためには、トナー中の定着用樹脂
の軟化点を下げ、また定着温度での溶融粘度を低下させ
ることが有効であるが、この場合には貯蔵或いは現像中
にトナー粒子相互がブロッキングして流動性低下を生じ
たり、またトナー粒子中の定着用樹脂が磁性キャリア粒
子上にフィルム状に融着する所謂スペントトナー発生の
問題を生じる。

このように、熱定着性と耐熱性との両要求を満足させる
ことの困難性に加えて、前述したローラ定着方式では、
オフセット現象という問題がある。加熱ローラによるト
ナー像の定着に際して生ずるオフセット現象等を考えた
場合、この原因は次の２つに大別できると思われる。そ
の一つは、トナー粒子が完全に溶融するが、この溶融ト
ナーのローラへの粘着力が溶融トナーの凝集力よりも大
きく、その結果としてローラ表面への転移が生ずる場合
（ホットオフセット）であり、他の一つは、トナー粒子
は加熱ローラ側では溶融されるが、複写紙側では非溶融
乃至は非軟化状態であり、その結果としてローラ表面へ
の転移が生ずる場合（コールドオフセット）である。

従って本発明は、従来の高速複写用熱定着性トナーにお
ける上記欠点を解消し２優れた帯電安定性と熱定着性と
耐熱性との組合せを有し、しかも前述したホットオフセ
ット及びコールドオフセットも解消された高速複写用熱
定着性トナーを提供することを課題とする。

（問題点を解決するための手段）本発明者等は、トナー用の定着用樹脂として、（１）ス
チレン、（ｉｉ）アクリル酸エステル又はメタクリル酸
エステル及び（ｉｉｉ　）エチレン系不飽和カルボン酸
又はその無水物を構成単量体とし且つ酸価が０．２乃至
３０の範囲にあるスチレン−アクリル系樹脂から成るも
のを使用し、顔料との組成物の形で、１１０乃至１３０
℃の温度範囲内でフローテスターで測定して下記式％式％式中、ηは組成物の溶融粘度（ポアズ）であり、Ｔは温
度（”０）を表わすを満足する溶融粘度−温度特性を有するものを使用する
と、上記課題が達成されることを見出した。

（作　　用）本発明に用いる熱可塑性樹脂は、（ｉ）スチレン、（ｉ
ｉ　）アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル及
び（ｉｉｉ　）エチレン系不飽和カルボン酸又はその無
水物の多元重合体から成ることが先ず重要である。即ち
、スチレン−アクリル系樹脂は、粉砕法によるトナーの
製造に適した硬さと適当なもろさとを有しており、また
そのガラス転移点も定着用トナーに適した範囲にあり、
電気的性質、耐湿性、負帯電特性にも優れていることか
ら、電子写真用トナーの定着用樹脂に広く使用されてい
るが１本発明においても上記理由からスチレン−アクリ
ル系樹脂を使用する。

用いるスチレン−アクリル系樹脂は１重合体鎖中に組込
まれたエチレン系不飽和カルボン酸又はその無水物に基
づく酸価が０．２乃至３０．特に０．５乃至２５の範囲
内にあるものでなければならない、この酸価の値が上記
範囲よりも低い場合には、負電荷への摩擦帯電性が十分
ではなく、一方上記範囲よりも高いと、誘電損失が大と
なったり、また湿度敏感性が増大する傾向がある。

本発明に用いるスチレン−アクリル系樹脂は。

顔料との組成物の形で１１０乃至１３０℃の温度範囲内
でフローテスターで測定して、下記式１式％（１）式中、ηは組成物の溶融粘度（ポアズ）であり、Ｔは温
度（”Ｏ）を表わす。

を満足する溶融−粘度特性を示すものを用いる。

上記式（１）及び（２）の溶融粘度特性を満足するとは
、温度（Ｔ）を１１０℃から１３０℃迄変化させた場合
、この温度範囲内の溶融粘度（η）の全てが上記式（１
）及び（２）で規定される領域内に含まれることを意味
する。

添付図面第１図は、種々のスチレン−アクリル系樹脂と
カーボンブラックとを１００７．８．５の重量比で混合
したものについての溶融粘度−温度特性を示し、第１表
及び第２表は、このとき用いた樹脂の緒特性と、この組
成物の溶融粘度をこの組成物を毎分当り１．Ｂｏｏ　ｃ
ｙｓの高速複写用トナーとして使用したとき、ブロッキ
ングを生じたか、定着不良を生じたか、オフセットを生
じたかを調べた結果とを示すものであり１図中、直線（
１’）は前記式（１）の等号の場合、直線（２′）は前
記式（２）の等号の場合を夫々示している。

これらの結果からは、直線（１′）及び直線（２′）で
囲まれた領域内の溶融粘度−温度特性を示す組成物から
成るトナーでは、良好な高速熱定着性、耐ブロッキング
性及び耐オフセット性の組合せが得られることがわかる
。即ち、直線（２′）よりも下側の領域ではトナー粒子
相互のブロッキングを生じる等、耐熱性が不満足であり
、また直線（１′）よりも上側の領域では高速複写用ト
ナーとじては熱定着性が不十分であることがわかる。ま
た、溶融粘度−温度プロットが本発明のものよりも急な
傾斜を示す組成物ではホットオフセットが顕著であり、
またこのプロットが本発明のものよりも緩かな傾斜を示
す組成物ではコールドオフセットが顕著に生ずることが
わかっている。

（発明の好適実施態様）本発明に用いるスチレン−アクリル系樹脂において、ス
チレン系単量体としては、下記式式中、Ｒ１は水素原子
、低級（炭素数４以下の）アルキル基、或いは／ｈロゲ
ン原子であり、Ｒ２は低級アルキル基、／＼ロゲン原子
等のｎ換基であり、ｎはゼロを含む２以下の整数である
、で表わされる単量体、例えばスチレン、ビニルトルエン
、α−メチルスチレン、α−クロルスチレン、ビニルキ
シレン等やビニルナフタレン等を挙げろことができる。

この中でも、スチレンが好適である。

他方のアクリル系単量体としては、 ■ ＣＨ２＝Ｃ・・・・・・（４） −０−Ｒ４〇式中、Ｒ３は水素原子または低級アルキル基であり、Ｒ
４は炭素数１８迄のアルキル基である、で表わされる単量体１例えばエチルアクリレート、メチ
ルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタク
リレート、２−エチルへキシルアクリレート、２−エチ
ルへキシルメタクリレート等が挙げられる。

一方、スチレン−アクリル系樹脂に前述した範囲の酸価
を与えるエチレン系不飽和カルボン酸又はその無水物と
しては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、フマ
ル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水
イタコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられる
。

顔料の配合量を一定にして比較した場合、溶融粘度−温
度特性は、スチレン−アクリル系樹脂の化学組成、分子
量、分子量分布等に依存する０本発明においては、用い
るスチレン−アクリル系樹脂のこれらの因子を適宜選択
し且つ組合せて、前述した溶融粘度−温度特性が得られ
るようにする０例えば、ポリスチレンは約８２℃の７ｇ
を有するのに対して、アクリル系樹脂は高々数℃のＴｇ
を有するにすぎない、かくして、樹脂中のスチレン系単
量体の比率を高めると、溶融粘度−温度プロットは高温
側に移行する。また、用いる樹脂の分子量を高めると、
溶融粘度は一般に高くなり。

従って溶融粘度−温度プロットはやはり高温側に移行す
る。また、分子量分布が狭くなると、溶融粘度−温度プ
ロットの傾斜が大きくなり、逆に分子量分布を広くする
と、このプロットの傾斜は小さくなる。

本発明に用いるスチレン−アクリル系樹脂は、分子量の
尺度となるメルトインデックス（ＡＳＴ＞１［１−１２
３８，１５０℃）がｉｏ乃至３０ｇ／１０分、ガラス転
移点が５０乃至７０℃、及び重量平均分子量と数平均分
子量との比で表わされる分子量分布（Ｍｌｌ　／ＭＮ　
）が５乃至３０の範囲内にある樹脂から成ることが好ま
しい、また、この樹脂は、ゲル・パーミエシ望ンークロ
マトグラフイ（ＧＰＣ）による重量分子量測定で、比較
的高分子量側と比較的低分子量側とに複数のピークを有
する分子量分布を有することが望ましい０重量分子量分
布において、高分子量側ピークは、一般に５０．０００
以上、特にＴｏ、０００以上の範囲にあり、一方低分子
量側ピークは５０，０００以下、特に４０，０００以下
でしかも高分子量側ピークよりも１０，０００以上低い
低分子量にあることが望ましい。

このような分子量分布の共重合体は、単一の重合工程で
、分子量分布を制御することによっても製造され得るが
、一般には高分子量側のピークに対応する共重合体と低
分子量側ピークに対応する共重合体とをブレンドするこ
とにより容易に得られる。

好適な定着用樹脂は。

（ｔ）スチレン−アクリル系共重合体で奮がｓｏ、ｏｏ
ｏ乃至３００，０００のものと、（ｉｉ）スチレン−ア
クリル系共重合体で奮が１０．０００乃至５０，０００
のものとから成るブレンド物であり、特に共重合体（１
）と共重合体（ｉｉ）が１０：９０乃至７０：３０．特
に１０：９０乃至６０　：　４０の重量比の範囲で存在
するものである。

本発明において、顔料としては１着色用顔料。

体質顔料、磁性顔料、導電性顔料の１種或いは２種以上
の組合せを用いることができる。これらの顔料は勿論、
上述した機能の２種以上を兼備えた顔料でもよく、例え
ばカーボンブラックは黒色顔料と共に導電性顔料として
の機能をも兼ね備えており、四三酸化鉄は磁性顔料とし
ての機能と共に、所謂鉄黒の名称からも明らかな通り、
黒色顔料としての機能をも兼ね備えている。

着色顔料の適当な例は次の通りである。

黒色顔料カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラッ
ク、アニリンブラック。

黄色顔料黄鉛、亜鉛黄、カドミウム二ロー、黄色酸化鉄、ミネラ
ルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブ
ルスイエロー、ナフトールイエローＳ、パン４ｆ−イエ
ローＧ、ハンザ−イエロー１０Ｇ、ベンジジンイエロー
Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ，キノリンイエローレーキ
。

パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ。

橙色顔料赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジ
ＧＴＲ，ピラゾロンオレンジ、パルカンオレンジ、イン
ダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレ
ンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ。

赤色顔料ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウ
ム、パーマネントレッド４Ｒ，リソールレッド、ピラゾ
ロンレッド、ウオッチングレッドカルシューム塩、レー
キレッドＤ、ブリリアントカーミソ６Ｂ、エオシンレー
キ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリア
ントカーミン３Ｂ。

紫色顔料マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレ
ットレーキ。

青色顔料紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクト
リアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタ
ロシアニンブルー、フタロシアニンブル一部分塩素化物
、ファーストスカイブルー、インダンスレンブル−ＢＣ
。

緑色顔料クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、
マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーン
Ｇ。

白色顔料亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛。

体質顔料パライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ。

ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト。

磁性材料顔料としては、従来例えば四三酸化鉄（Ｆｌ！
３０Ｊ）　、三二酸化鉄（ｙ−ＦｅｚＯ３）、酸化鉄亜
鉛（ＺｎＦｅ２０ｓ）　、　ｍ化鉄イツトリウム（Ｙ３
ＦｅｓＯＩｚ）、酸化鉄カドミウム（ＣｄＦｅ２０ｓ　
）　、酸化鉄ガドリニウム（ＧｄｘＦｅｓＯ＋２）−酸
化鉄銅（ＣｕＦｅ２０ｓ）　、　醸化鉄錯（ＰｂＦｅ＋
２０ｕ）　、酸化鉄ニー／ケル（ＮｉＦｅｚＯｎ）　、
酸化鉄ネオジウム（ＮｄＦｅＯ３）、酸化鉄バリウム（
ＢａＦｅ１２０１９）、酸化鉄マグネシウム（ＭｇＦｅ
２０ｉ）　、酸化鉄マンガフ　（ＭｎＦｅ２０４）　、
酸化鉄ランプ）（ＬａＦｅ０３）　、鉄粉（Ｆｅ）、コ
バルト粉（Ｃｏ）、ニッケル粉（Ｎｉ）等が知られてい
るが１本発明においてもこれら公知の磁性材料の微粉末
の任意のものを用いることができる。

導電性顔料としては、上述したカーボンブラックの他に
、導電処理を行ったそれ自体は非導電性の無機微粉末や
各種金属粉等の任意のものが使用される。

顔料の配合量は、トナーの用途に応じて広い範囲内、一
般に定着剤樹脂当り１乃至３００重量％の範囲内で使用
することができる。これらの範囲の内でも二成分系現像
剤即ち磁性キャリアと組合せて使用するトナーとしての
用途には、定着剤当り１乃至１５重量％、特に２乃至１
０重量％の着色顔料を使用するのがよく、−カー成分系
磁性トナーとしての用途には、定着剤樹脂当り５０乃至
３００重量％、特に６０乃至２５０重量％の磁性材料顔
料を、必要により着色剤顔料や導電剤顔料と共に組合せ
て使用するのがよい。

本発明のトナーには、それ自体公知の他の配合剤を公知
の処方に従って配合することができる。

例えば、シリコンオイル、低分子量オレフィン樹脂類、
各種ワックス等を離型性補助の目的で用いてもよい。

前述した共重合体と顔料とを混線し、この混線組成物を
冷却した後、これを粉砕し、必要により篩分けすること
によりトナーが得られる。勿論、不定形粒子の角取りを
行うために１機械的な急速攪拌を行っても特に差支えは
ない。

トナー粒子の粒度は、解像力等にも関連するが、一般に
５乃至３５ミクロンの範囲にあることが望ましい。

本発明のトナーを用いる静電写真複写法において、静電
潜像の形成はそれ自体公知の任意の方式で行なうことが
でき１例えば導電性基板上の光導電層を一様に荷電した
後、画像露光して静電潜像を形成させることができる。

静電像の現像は、−成分系磁性トナーの場合にはそのま
ま、二成分系トナーの場合には磁性キャリアと混合し、
このトナーの磁気ブラシを基板と接触させることにより
容易に行われる。現像により形成されたトナー像は複写
紙上に転写され、このトナー像を加熱ロールと接触させ
ることにより定着が行われる。

（発明の作用効果）本発明の乾式トナーは、高速複写機における熱ロール定
着方式に用いて、良好な熱定着性が得られると共に、長
期使用中にもトナー同志のブロッキングやスペントトナ
ーの発生が抑制される等、耐熱性、耐久性にも優れてお
り、更にロール定着時におけるコールドオフセット及び
ホットオフセットも防止され鮮明な画像を形成し得る。

本発明の乾式トナーは、複写速度が毎分当り３．０００
　ｃｍにも達する高速複写に有利に適用され

【図面の簡単な説明】

第１図は種々のスチレン−アクリル系樹脂とカーボンブ
ラックを混合したものについての溶融粘度−温度特性を
示すグラフ図である。特許出願人　　三田工業株式会社第１図五泉Ｔ　（’Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱可塑性樹脂媒質と該媒質中に分散した顔料との
組成物から成る熱定着性トナーにおいて、該熱可塑性樹
脂は、（ｉ）スチレン、（ｉｉ）アクリル酸エステル又
はメタクリル酸エステル及び（ｉｉｉ）エチレン系不飽
和カルボン酸又はその無水物を構成単量体とし且つ酸価
が０．２乃至３０の範囲にあるスチレン−アクリル系樹
脂から成るものを用い顔料との組成物の形で、１１０乃至１３０℃の温度範囲内でフローテスターで測
定して下記式ｌｏｇη≦−０．０７４Ｔ＋１４．９３及びｌｏｇη≧−０．０８１Ｔ＋１２．４０式中、ηは組成物の溶融粘度（ポアズ）であり、Ｔは温度（℃）を表わすを満足する溶融粘度−温度特性を有することを特徴とす
る耐ブロッキング性の改善された高速複写用熱定着性ト
ナー。
（２）前記スチレン−アクリル系樹脂が、メルトインデ
ックス（ＡＳＴＭＤ−１２３８、１５０℃）が１０乃至
３０ｇ／１０分、ガラス転移点が５０乃至７０℃、及び
重量平均分子量と数平均分子量との比で表される分子量
分布（＠Ｍ＿Ｗ＠／＠Ｍ＿Ｎ＠）が５乃至３０の範囲内
にある樹脂から成る特許請求の範囲第１項記載の熱定着
性トナー。