JPH0736218A - 加熱ローラー定着型静電荷像現像用トナー - Google Patents

加熱ローラー定着型静電荷像現像用トナー

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JPH0736218A
JPH0736218A JP5198933A JP19893393A JPH0736218A JP H0736218 A JPH0736218 A JP H0736218A JP 5198933 A JP5198933 A JP 5198933A JP 19893393 A JP19893393 A JP 19893393A JP H0736218 A JPH0736218 A JP H0736218A
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JP
Japan
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toner
melting point
wax
heating roller
roller fixing
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JP5198933A
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Shogo Tsuchiya
章吾 土屋
Hisami Nishioka
寿己 西岡
Takuya Hougen
琢也 法元
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Sanofi Aventis KK
Original Assignee
Hoechst Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 融点が50℃以下の成分を蒸留法等によって
除去したDSCの融点ピーク温度70〜120℃のポリ
エチレン系ワックスを添加した加熱ローラー定着型静電
荷像現像用トナー。このトナーは一成分系現像剤及び二
成分系現像剤のいずれにも適用できる。前記のポリエチ
レン系ワックスは数平均分子量が300〜2000、重
量平均分子量が300〜4000、130℃における溶
融粘度が4〜350センチポイズのものが適当である。 【効果】 トナーの定着温度を低下する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱ローラー定着型静
電荷像現像用トナーに関し、詳しくは、一成分系又は二
成分系乾式現像剤におけるトナーを低温で定着させる
際、オフセット防止、定着性及び隠ぺい力に優れたトナ
ーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】加熱ローラー定着型静電荷像現像式複写
機及びプリンターにおける複写速度の高速化に加え、省
電力化と小型化との要請は、近年のオフィスオートメー
ション化の広がりを背景に益々高まりつつある。加熱ロ
ーラー定着型静電荷像現像式複写機及びプリンターにお
いて複写速度を速めることの要因の一つは、主に普通紙
等に転写されたトナー像を定着する工程である。すなわ
ち、加熱ローラー定着型静電荷像現像式複写機及びプリ
ンターにおいては、潜像担持体上の静電荷像にトナーを
供給して顕像(トナー像)を得た後、そのトナー像を普
通紙等に転写し、これを定着させている。ここで、トナ
ー像の定着は一般に熱、圧力またはその両者によってい
るが、近年では、トナーの定着に熱、圧力併用方式を用
いた機器が市場において優勢になっている。しかし現状
においては、トナー成分として着色剤、高融点の結着樹
脂及び高融点のワックスが多く用いられているため、ト
ナーの定着温度が複写紙(普通紙など)上で150〜1
80℃と高く、それに伴なって、機器の大型化及び多消
費電力化が避けられない状況にある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記問
題点に鑑み、加熱ローラー定着型静電荷像現像式複写機
及びプリンターの小型化、省電力化、複写速度の高速化
の為に定着温度の低温化を図り、加えてオフセット防
止、定着性及び隠ぺい力の向上に優れた一成分系及び二
成分系現像剤におけるトナーを提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の加熱ローラー定
着型静電荷像現像用トナーは、着色剤及び結着樹脂を主
成分とし、融点50℃以下の部分が実質的に除去されて
おり、かつ、DSC(示差走査熱量計)の融点ピーク温
度が70〜120℃の範囲にあるポリエチレン系ワック
スを含有したことを特徴とする。ここで用いる“ポリエ
チレン系ワックス”は公知の方法により製造された低分
子量ポリエチレンから、所定のDSCの融点ピーク温度
を有する部分を蒸留法により分別することにより製造さ
れる。この際50℃以下の融点を有する部分を実質的に
含まないものを採取する。また、融点50℃以下の部分
を実質的に含まないとは、当該成分がワックス全体の2
重量%以下であることを意味する。ここにおいて融点は
DSCで測定した値である。
【0005】本発明者らは上記課題を解決するために結
着樹脂に対し低融点の添加剤を利用することが一つの解
決策として考えた。そのような物質としてはパラフィン
ワックス、高級脂肪酸エステルワックス、例えばモンタ
ンワックス、植物系天然ワックス、動物油脂系ワックス
等がある。だが、本発明者らがさらに詳細に検討した結
果、パラフィンワックスについては定着性、トナーの貯
蔵安定性、オフセット防止効果に支障を来し、また高級
脂肪酸エステルワックスを使用した場合には定着性、オ
フセット防止効果はある程度得られるが、トナーの貯蔵
安定性に支障を来すことが判明した。
【0006】ところで、ポリエチレン系ワックスには広
範囲の融点のものが知られているが、現状ではDSCの
融点ピーク温度が概ね120〜155℃のものがトナー
に添加されている。この場合には、トナーの定着温度は
複写紙上で150℃以上でなければ満足な結果が得られ
ない。融点が120℃以下のポリエチレン系ワックスを
トナーに添加すると、前記の低融点ワックスと同様に、
トナーは短期間のうちにブロッキングを起し、使用する
ことができなくなる。
【0007】本発明者らはこの欠点を改善するため、い
ろいろな角度から研究を行った結果、DSCの融点ピー
ク温度が70〜120℃のポリエチレンワックスから5
0℃以下の融点成分を除去したものを用いることによっ
て先の欠点が改善され、オフセット防止効果、定着性、
隠ぺい力に優れたトナーが製造できることを確かめた。
本発明はこうした知見により完成されたものである。
【0008】本発明で用いられるポリエチレン系ワック
スは数平均分子量(Mn)300〜2000好ましくは
500〜1500、重量平均分子量(Mw)300〜4
000好ましくは500〜3000の範囲で、DSCの
融点ピーク温度70〜120℃好ましくは85〜118
℃、更には130℃における溶融粘度が4〜350セン
チポイズ好ましくは4〜100センチオポイズであるこ
とが望ましい。
【0009】これらの特性を満足するポリエチレン系ワ
ックスを添加したトナーは、低粘度であり、溶融温度並
びに固化速度が速く、オフセット防止効果、定着性、隠
ぺい力のいずれにおいても優れ、貯蔵中のブロッキング
現象がなく貯蔵安定性にも優れている。本発明において
は、ポリエチレンワックスのDSCで測定したときの融
点ピーク温度が70〜120℃と低温であるため、複写
速度の高速化、定着温度の低温化を図ることができる。
オフセット防止効果に関しては、従来の高融点すなわち
融点が120℃よりも高いポリエチレンまたはポリプロ
ピレンワックスに比べ特に低温部分での向上が見られ
た。定着性に関しては、加熱ローラーの温度を170〜
200℃に設定し、複写速度を100枚/分で運転した
場合加熱ローラーの温度が低いほど高融点ポリオレフィ
ン系ワックスに比べ定着性が向上した。次に加熱ローラ
ーを120〜150℃に設定し、複写速度を10枚/分
で運転した場合には定着性が飛躍的に向上した。トナー
の貯蔵安定性に関しては、本発明におけるポリエチレン
系ワックスは融点が低いにもかかわらず、これを添加し
たトナーは、高融点のポリオレフィン系ワックスを添加
したトナーと比べて大きな差異は見られなかった。トナ
ーの隠ぺい力に関しては、本発明のポリエチレン系ワッ
クスを添加したトナーは高融点のポリオレフィンワック
スを添加したトナーに比べ同一使用量において隠ぺい力
の向上が見られた。また、同時に光沢も向上した。トナ
ーの定着温度を更に低下させるためには、低融点の結着
樹脂を本発明に係わる低融点のポリエチレン系ワックス
と組合せると良い。
【0010】以上のことからして、本発明における融点
50℃以下の成分を除去したDSCの融点ピーク温度が
70〜120℃のポリエチレン系ワックスは、加熱ロー
ラー定着型静電荷像現像式複写機又はプリンターにおい
て将来要求される高速化及び低温定着化に対応するトナ
ーに用いられる添加剤として有効であると結論できる。
【0011】本発明で使用される結着樹脂としては、例
えばスチレン−アクリル共重合物、ポリエステル、エポ
キシ樹脂等いずれもこの分野で知られているものが例示
でき、着色剤としては、例えばカーボンブラックをはじ
め、各種のシアン、マゼンタ、イエローの染顔料が使用
できる。その他必要に応じて、コロイダルシリカ(外添
用、内添用)、電荷制御材等がトナー成分としてあげら
れる。本発明のトナーは一成分系現像剤として、また二
成分系現像剤のトナーとして使用することができる。更
に、本発明トナーは磁性粉を混入させて一成分系磁性ト
ナーとして使用することや、フルカラー用トナーとして
使用することもできる。
【0012】なお、低分子量ポリエチレン系ワックスを
トナーに添加することについては、 特公昭57−52574号公報、特公昭63−32
180号公報などにも提案されている。即ち、前記で
は低分子量ポリエチレンとして重量平均分子量約100
0〜10000のポリエチレン、特に重量平均分子量が
約1000〜5000程度のポリエチレンが有効に使用
し得るとしている。また、これらの低分子量ポリエチレ
ンは90〜180℃の軟化点、特に100〜150℃の
軟化点を有するものが有効である、としている。前記
では140℃の溶融粘度が10〜106CPS好ましく
は102〜105CPSのエチレン系オレフィン重合体が
現像粉重量に対して本発明に類似した低分子量ポリエチ
レンを0.1〜5重量%含有されている。しかしなが
ら、これら及びの文献には、約50℃以下の低融点
成分を除去しておらず、従って、いずれの場合において
も融点が低いもの特に120℃以下のものは低融点成分
によって貯蔵安定性が損なわれると予想される。
【0013】
【実施例】以下に実施例、比較例をあげて本発明をさら
に具体的に説明する。 (トナーの調製方法)結着樹脂としては、スチレン−ア
クリル共重合体には日本カーバイト工業社製MC−10
0を、ポリエステル樹脂には花王社製タフトンNE21
55を用いた。結着樹脂80重量%、カーボンブラック
(キャボット社製、ラーベン150)10重量%、電荷
制御剤(ヘキスト社製コピーブルーPR)2重量%、コ
ロイダルシリカ(富士モンテエジソン社製#150)4
重量%及びワックス4重量%を混合し、二本ロールにて
130℃で溶融混練りしたのち冷却凝固し、それを粗粉
砕の後ジェトミルにより微細化分級した後、平均粒径約
10μmに調整してトナーを作成した。
【0014】実施例1 結着樹脂としてスチレン−アクリル共重合体、ワックス
としてHC−Aを上記調製法にて使用した。
【0015】実施例2 結着樹脂としてスチレン−アクリル共重合体、ワックス
としてHC−Bを上記調製法にて使用した。
【0016】実施例3 結着樹脂としてスチレン−アクリル共重合体、ワックス
としてHC−Cを上記調製法にて使用した。
【0017】実施例4 結着樹脂としてスチレン−アクリル共重合体、ワックス
としてHC−Dを上記調製法にて使用した。
【0018】実施例5 結着樹脂としてスチレン−アクリル共重合体、ワックス
としてHC−Eを上記調製法にて使用した。
【0019】実施例6 結着樹脂としてスチレン−アクリル共重合体、ワックス
としてHC−Cを上記調製法にて使用した。
【0020】実施例1〜6において使用したワックス
は、Ziegler−Natta系触媒を用いて低圧法
にてエチレンを重合して得た低分子量ポリエチレンから
所定の融点を有する部分を蒸留法により分別し、その際
同時にDSC融点50℃以下の部分も除去したものであ
る。このものの物性を表1に示した。
【0021】
【表1】 (注)数値はいずれもスポット測定値で、当該グレード
を全て網羅するものではない。
【0022】比較例1 結着樹脂としてスチレン−アクリル共重合体、ワックス
としてヘキスト社製のヘキストワックスPE−190を
上記のトナー調製法にて使用した。
【0023】比較例2 結着樹脂としてスチレン−アクリル共重合体、ワックス
としてヘキスト社製のヘキストワックスPE−130を
上記のトナー調製法にて使用した。
【0024】比較例3 結着樹脂としてスチレン−アクリル共重合体、ワックス
としてポリプロピレンワックス(ビスコール550P、
三洋化成工業製)を上記のトナー調製法にて使用した。
【0025】比較例4 結着樹脂としてスチレン−アクリル共重合体、ワックス
としてポリプロピレンワックス(ビスコール660P、
三洋化成工業製)を上記のトナー調製法にて使用した。
【0026】比較例5 結着樹脂としてポリエステル樹脂、ワックスとしてポリ
プロピレンワックス(ビスコール660P、三洋化成工
業製)を上記のトナー調製法にて使用した。
【0027】これらのトナー2重量部と鉄粉キャリア9
8重量部と混合し、市販の電子写真複写機(キャノン社
製)に入れて性能試験を行なった。結果を表2にまとめ
て示した。表2の記載から明らかなように、本発明のト
ナーはオフセット防止効果、定着性、隠ぺい力、貯蔵安
定性のいずれにもすぐれたものであり、従って、長期に
わたって良質のコピーを得るのに有効である。一方、比
較例ではいずれも融点が高い(120℃以上)ものを用
いているため低融点成分含量が低く、貯蔵安定性に問題
がないと考えられる。
【0028】
【表2】 評価方法と判定基準 1)オフセット防止効果 それぞれの処方にて調製したトナーを利用してグレース
ケールチャートを用い複写速度と定着温度とをそれぞれ
100枚/分、140〜240℃の範囲で5℃刻みで実
複写テストを行なった。その際の定着ロールの汚れを目
視で判定した。同時にマクベス反射濃度計を使用し複写
した試料を測定した。各温度における定着ロール及び複
写紙(普通紙)の非画像部の汚れの無いものを合格とし
た。非オフセッット温度幅(ロール温度幅)が155〜
240℃を○、160〜240℃を△、165〜240
℃を×とした。 2)定着性(高速・低速時) それぞれの処方にて調製したトナーを用いた複写速度と
定着温度とをそれぞれ高速時は100枚/分、170〜
200℃、そして低速時は10枚/分、120〜140
℃の範囲でいずれも10℃刻みで再生紙に複写した試料
を、サザーランド社製の耐摩耗性試験機を利用して消し
ゴムで10回摩擦した。その際の荷重は40g/cm2
であった。その試料をマクベス式反射濃度計にて印字濃
度を測定した。各温度での測定値が1つでも65%以下
があった場合を×、66−75%を△、76%以上を○
とした。 3)隠ぺい力 それぞれの処方にて調製したトナーを用いて複写速度と
定着温度とをそれぞれ10枚/分、120℃で複写した
ものを試料としてマクベス式反射濃度計で測定した。測
定値が65%以下を×、66〜75%を△、76%以上
を○とした。 4)貯蔵安定性 各々の処方にて調製したトナーを50℃、50%RHの
条件下で8時間貯蔵した後、100メッシュで一定時間
ふるい分けしたときのメッシュ残を使用試料量で除して
%表示した。貯蔵時にトナー粒子が凝集すると数値は高
くなる。この主な原因はトナー組成に含まれる50℃以
下の低融点物質である。 ○:メッシュ残0.5%以下、△:0.5〜1.0%、
×:1.0%以上を評価方法とした。
【0029】
【発明の効果】請求項1に記載のトナー組成物を用いれ
ば、複写速度の高速化、定着温度の低温化を図ることが
できる。加えて、オフセット防止、定着性及び隠ぺい力
を向上させる効果がある。請求項2、3、4及び5の発
明によれば、上記効果がより望ましいものとなる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 着色剤及び結着樹脂を主成分とし、融点
    50℃以下の部分を実質的に含まないでDSCの融点ピ
    ーク温度が70〜120℃の範囲内にあるポリエチレン
    系ワックスを含有してなることを特徴とする加熱ローラ
    ー定着型静電荷像現像用トナー。
  2. 【請求項2】 前記ポリエチレン系ワックスはDSCの
    融点ピーク温度が85〜118℃の範囲内のものである
    請求項1記載の加熱ローラー定着型静電荷像現像用トナ
    ー。
  3. 【請求項3】 前記ポリエチレン系ワックスは数平均分
    子量が300〜2000の範囲内で、重量平均分子量が
    300〜4000の範囲内のものである請求項1又は2
    記載の加熱ローラー定着型静電荷像現像用トナー。
  4. 【請求項4】 前記ポリエチレン系ワックスは130℃
    における溶融粘度が4〜350センチポイズの範囲内の
    ものである請求項1、2又は3記載の加熱ローラー定着
    型静電荷像現像用トナー。
  5. 【請求項5】 前記ポリチレン系ワックスは融点50℃
    以下の部分を蒸留法によって除去して得られたものであ
    る請求項1、2、3又は4記載の加熱ローラー定着型静
    電荷像現像用トナー。
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