JPH0882956A - 熱定着型電子写真用現像材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】特に静電トナーの主成分として用いて、離型性
に優れると共に、耐ブロッキング性、低温定着性および
低温離型性に優れ、感光体・ローラー等の汚染の少ない
熱定着型電子写真用現像材の提供。 【構成】エチレンと、炭素数４〜１０のα−オレフィン
から選ばれる少なくとも１種との共重合体からなり、エ
チレン含有量６０〜９７モル％および極限粘度［η］が
０．０２〜０．７ｄｌ／ｇであるワックス（Ａ）、結着
剤（Ｂ）および着色剤（Ｃ）を含む熱定着型電子写真用
現像材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱定着型電子写真用現像
材に関し、特に、静電トナーの主成分として用いて、離
型性に優れるとともに、耐ブロッキング性、低温定着性
および低温離型性に優れ、感光体・ローラー等を汚染す
ることが少ない熱定着型電子写真用現像材に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真用現像材、いわゆる静電トナー
は、静電的電子写真において、帯電露光により形成され
た潜像を現像し、可視画像を形成するために用いられ
る。この静電トナーは、樹脂中にカーボンブラック、顔
料等の着色剤を分散させてなる帯電微粉末である。ま
た、この静電トナーは、鉄粉、ガラス粒子等のキャリヤ
ーと共に用いられる乾式二成分系トナー、イソパラフィ
ン等の有機溶媒を用いて分散系とした湿式トナー、さら
には磁性微粉末が分散された乾式一成分系トナーに大別
される。

【０００３】ところで、静電トナーにより感光体上に現
像されて得られた画像は、紙に転写された後、また感光
層を形成された紙において直接現像により得られた画像
はそのままで、熱や溶媒蒸気によって定着される。中で
も、加熱ローラーによる定着は、接触型の定着法である
ため、熱効率が高く、比較的低温の熱源によっても確実
に画像を定着することができ、さらに高速複写に適して
いるなどの長所を有している。

【０００４】ところが、近年、電子写真の利用範囲が広
がり、家庭用機器への進出が進むにつれて、加熱ローラ
ー部の消費電力低減等の必要性が増してきた。また、コ
ンピュータ等の高速機器の出力端末として高速定着性も
要求されている。加熱ローラーでの消費電力の低減、お
よび高速複写性にとっては、静電トナーの軟化点が低い
方が有利である。このため、静電トナーの主成分である
バインダー樹脂の骨格にソフトセグメントを導入する等
の方法で樹脂自身の軟化点を下げ、静電トナーの軟化点
を下げようとする試みが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の方法
で静電トナーの軟化点を下げる場合には、バインダー樹
脂自身のガラス転移温度も低下するため、トナーの耐ブ
ロッキング性が悪化し、トナーカートリッジ内でトナー
のブロッキングが生じ、トナーカートリッジから感光体
上へトナーが供給されなくなることがある。

【０００６】また、比較的高分子量のバインダー樹脂と
低分子量のバインダー樹脂を併用することで、トナーの
軟化点を下げる提案もなされているが、低分子量のバイ
ンダー成分が感光体やキャリア表面に付着する、いわゆ
るフィルミング現象が起こり、感光体上への静電潜像の
形成や、トナーの帯電に悪影響を及ぼすことがある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、特に静電トナー
の主成分として用いて、離型性に優れると共に、耐ブロ
ッキング性、低温定着性および低温離型性に優れ、感光
体・ローラー等の汚染の少ない熱定着型電子写真用現像
材を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明者らは、静電トナーの軟化点を下げる方法に
ついて鋭意検討した結果、特定のエチレン・α−オレフ
ィン共重合体ワックスをトナー中に配合することによっ
て、離型性に優れると共に、熱定着温度が低く、低温定
着性に優れた熱定着型電子写真用現像材が得られること
を見出し、本発明に到達した。

【０００９】すなわち、本発明は、エチレンと、炭素数
４〜１０のα−オレフィンから選ばれる少なくとも１種
との共重合体からなり、エチレン含有量６０〜９７モル
％および極限粘度［η］が０．０２〜０．７ｄｌ／ｇで
あるワックス（Ａ）、結着剤（Ｂ）および着色剤（Ｃ）
を含む熱定着型電子写真用現像材を提供するものであ
る。

【００１０】以下、本発明の熱定着型電子写真用現像材
（以下、「本発明の現像材」という）について詳細に説
明する。

【００１１】本発明の現像材の主成分であるワックス
（Ａ）は、エチレンと炭素数４〜１０のα−オレフィン
から選ばれる少なくとも１種とからなるエチレン・α−
オレフィン共重合体を主成分とするものである。炭素数
４〜１０のα−オレフィンとしては、例えば、ブテン−
１、ペンテン−１、ヘキセン−１、ヘプテン−１、オク
テン−１、ノネン−１、デセン−１、３−メチル−ペン
テン−１、４−メチルペンテン−１等が挙げられる。こ
れらのα−オレフィンは、エチレン・α−オレフィン中
に１種単独でも２種以上が含まれていてもよい。これら
の中でも、特にブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−
１が好ましい。本発明において、これらのエチレン・α
−オレフィン共重合体を１種単独または２種類以上を混
合して、ワックス（Ａ）として使用してもよい。このワ
ックス（Ａ）の主成分であるエチレン・α−オレフィン
共重合体のエチレン含有量は、６０〜９７モル％であ
り、好ましくは７０〜９５モル％である。

【００１２】このエチレン・α−オレフィン共重合体を
主成分とするワックス（Ａ）は、通常、極限粘度［η］
が０．０２〜０．７ｄｌ／ｇであり、好ましくは０．０
６〜０．５ｄｌ／ｇのものである。本発明において、極
限粘度［η］は、１３５℃デカリン中で測定される値で
ある。

【００１３】また、このエチレン・α−オレフィン共重
合体を主成分とするワックス（Ａ）のＤＳＣにより測定
される融点は、通常、５〜１１０℃程度であり、好まし
くは１０〜１００℃程度である。また、融解熱量は通
常、２〜３０ｃａｌ／ｇ程度であり、好ましくは５〜２
５ｃａｌ／ｇ程度である。この融解熱量は、示差走査型
熱量計によって測定されるワックス（Ａ）の完全溶融状
態の比熱曲線（好ましくは１４０〜２００の範囲の比熱
曲線）を低温側に直接外挿して得られる直線をベースラ
インとして計算される値である。この融解熱量の測定
は、試料を１７０℃で４分間加熱後、１０℃／ｍｉｎの
冷却速度で−２０℃まで冷却し、−２０℃で５分間放置
する。その後、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で−２０℃か
ら１６０℃まで昇温して行われる。

【００１４】このワックス（Ａ）の製造は、例えば、高
分子量エチレン・α−オレフィン共重合体を加熱減成す
る方法、あるいはエチレンとα−オレフィンとを共重合
させて前記極限粘度［η］を有する共重合体ワックスを
製造する方法等のいずれの方法によっても行うことがで
きる。特に加熱減成による方法が高収率で効率よくワッ
クス（Ａ）を製造することができるため、好ましい。

【００１５】加熱減成の方法としては、例えば、極限粘
度［η］が２．０ｄｌ／ｇ程度である高分子量エチレン
・α−オレフィン共重合体を押出機に供給して３５０〜
４５０℃で溶融しながら押し出して行う方法が挙げられ
る。用いられる押出機は、一軸の押出機でも良いし、二
軸以上の多軸押出機でもよく、特に制限されない。ま
た、加熱減成は窒素などの不活性雰囲気下に行うと好ま
しい。

【００１６】このワックス（Ａ）の製造に用いられる高
分子量エチレン・α−オレフィン共重合体は、例えば、
（ａ）少なくともマグネシウム、チタンおよびハロゲン
を含有する複合体、（ｂ）周期律表第１族ないし第３族
金属を含む有機金属化合物および（ｃ）電子供与体から
形成される触媒を用い、エチレンとα−オレフィンをラ
ンダム共重合反応させることによって行う方法によって
得ることができる。このランダム共重合反応において、
（ｃ）電子供与体の一部または全部は、（ａ）複合体の
一部または全部に固定されていても良く、また、使用に
先立って（ｂ）有機金属化合物と予備接触されていても
よい。特に、（ｃ）電子供与体の一部が（ａ）複合体に
固定されており、残部の（ｃ）電子供与対はそのまま重
合系に加えるか、あるいは（ｂ）有機金属化合物と予備
接触させて使用するようにすると、好ましい。このと
き、（ａ）複合体に固定された電子供与体と、重合系に
そのまま加えて使用するかまたは（ｂ）有機金属化合物
と予備接触させて使用する残余の電子供与体とは、同一
のものでも異なるものでもよい。

【００１７】本発明の現像材の（Ｂ）成分である結着剤
は、この種の熱定着型電子写真用現像材に配合される熱
可塑性樹脂からなるものであれば、いずれのものでもよ
く、特に制限されない。例えば、スチレン系重合体、ケ
トン樹脂、マレイン酸樹脂、脂肪族ポリエステル樹脂、
芳香族ポリエステル樹脂、クマロン樹脂、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、テルペン樹脂、ポリビニルブチラー
ル、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、エチレン
−酢酸ビニル共重合体等からなるものが挙げられる。こ
れらの中でも、１００℃前後の軟化点を有し、良好な定
着性を示す点で、スチレン系重合体が好ましい。

【００１８】このスチレン系重合体としては、例えば、
スチレン系単量体のみからなる重合体、あるいはスチレ
ン系単量体と他のビニル系単量体との共重合体などが挙
げられる。スチレン系単量体としては、スチレン、ｐ−
クロルスチレン、ビニルナフタレン等が挙げられる。ま
た、他のビニル系単量体としては、例えば、エチレン、
プロピレン、１−ブテン、イソブテン等のエチレン性不
飽和モノオレフィン類；塩化ビニル、臭化ビニル、フッ
化ビニル等のハロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピ
オン酸ビニル、安息香酸ビニル、酢酸ビニル等のビニル
エステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル
酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、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、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸ブチル等のα−メチレン脂肪族モノカ
ルボン酸のエステル類；アクリロニトリル、メタアクリ
ロニトリル、アクリルアミド等のニトリル類またはアミ
ド類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、
ビニルプロピルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等
のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキ
シルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケ
トン類；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾー
ル、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等の
Ｎ−ビニル化合物などが挙げられる。これらのビニル系
単量体のなかでもα−メチレン脂肪族モノカルボン酸の
エステル類が好ましい。

【００１９】また、このスチレン系重合体の中でも、数
平均分子量（Ｍｎ）が２０００以上のものが好ましく、
特に数平均分子量（Ｍｎ）が３０００〜３００００のも
のが好ましい。さらに、このスチレン系重合体は、スチ
レン含有量が２５重量％以上であるものが好ましい。

【００２０】本発明の現像材の（Ｃ）成分である着色剤
は、この種の熱定着型電子写真用現像材に配合されるも
のならばいずれのものでもよく、特に制限されない。例
えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、アニ
リンブルー、アルコオイルブルー、クロムイエロー、ウ
ルトラマリンブルー、キノリンイエロー、ランプブラッ
ク、ローズベンガル、ジアゾイエロー、ローダミンＢレ
ーキ、カーミン６Ｂ、キナクリドン誘導体等の顔料また
は染料が挙げられ、これらは１種単独でも２種以上を組
合せても用いられる。

【００２１】また、着色剤（Ｃ）には、補色や荷電制御
を目的として、アジン系ニグロシン、インジュリン、ア
ゾ系染料、アントラキノン系染料、トリフエニルメタン
系染料、キサンテン系染料、フタロシアニン系染料等の
油溶性染料を配合してもよい。

【００２２】本発明の現像材において、前記エチレン・
α−オレフィン共重合体ワックス（Ａ）、結着剤（Ｂ）
および着色剤（Ｃ）の配合割合は、通常、（Ａ）／結着
剤（Ｂ）／着色剤（Ｃ）の比が、重量比で１〜５０／１
００／１〜２０程度であり、好ましくは１〜４０／１０
０／１〜１０程度である。

【００２３】本発明の現像材はそれ自身で良好な離型性
を有するが、さらに必要に応じて、本発明の効果を損な
わない範囲で他の離型剤を配合してもよい。本発明の現
像材に配合できる離型剤の具体例としては、ポリオレフ
ィンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタ
リンワックス、エステルワックス、フィッシャートロプ
シュワックス等が挙げられる。

【００２４】本発明の現像材に離型剤として配合できる
ポリオレフィンワックスとしては、ポリエチレンワック
ス、ポリプロピレンワックス、エチレン・プロピレン共
重合体ワックスが挙げられる。これらは単独でも２種以
上を混合して使用してもよい。

【００２５】本発明の現像剤にこれらの離型剤を配合す
る場合、その添加量は、通常、離型剤／結着剤（Ｂ）の
比が重量比で０．１／１００〜１０／１００程度、好ま
しくは０．２／１００〜５／１００程度となる量であ
る。

【００２６】また、本発明の現像材には、ワックス
（Ａ）、結着剤（Ｂ）および着色剤（Ｃ）以外に、本発
明の効果を損なわない範囲で他の成分を配合してもよ
い。例えば、荷電制御材、可塑剤等を適宜配合してもよ
い。

【００２７】本発明の現像材は、二成分系静電トナー、
一成分系静電トナー等のいずれの静電トナーの主成分と
しても用いられる。本発明の現像材を二成分系静電トナ
ーの主成分として用いる場合、この二成分系静電トナー
は、前記ワックス（Ａ）、結着剤（Ｂ）、着色剤
（Ｃ）、および必要に応じて、その他の成分を、ボール
ミル、アトライタ等を用いる公知の方法で混合した後、
加熱二本ロール、加熱ニーダー、押出機等を用いて混練
し、冷却固化する。さらに得られた固化物を、ハンマー
ミル、クラッシャー等を用いて粗砕した後、ジェットミ
ル、振動ミルで、あるいは水を加えてボールミル、アト
ライタ等で微粉砕し、平均粒径５〜３５μｍにしたもの
にキャリヤーを加えて調製することができる。用いられ
るキャリヤーは、公知のものでよく、特に制限されな
い。例えば、粒径２００〜７００μｍの硅砂、ガラスビ
ーズ、鉄球、あるいは鉄、ニッケル、コバルト等の磁性
材料粉末などが挙げられる。

【００２８】また、本発明の現像材を一成分系静電トナ
ーとして用いる場合、この一成分系静電トナーは、ワッ
クス（Ａ）、結着剤（Ｂ）および着色剤（Ｃ）、その他
必要に応じて配合される添加剤、他の熱可塑性樹脂およ
び磁性材料粉末とを、前記二成分系静電トナーの調製と
同様の方法にしたがって処理して調製することができ
る。

【００２９】また、この一成分系静電トナーに配合され
る磁性材料粉末としては、通常、粒径１μｍ以下のマグ
タイト微粉末が用いられるが、コバルト、鉄、ニッケル
等の金属、それらの合金、酸化物、フエライトおよびこ
れらの混合物等の粉末なども使用することができる。こ
の一成分系静電トナーにおける磁性材料粉末の配合量
は、得られる静電トナーの電気抵抗が下がる事なく静電
トナーの電荷保持性が良好で、画像が滲むことがなく、
しかも軟化点が適度な範囲に保持されるため定着を好適
に行なうことができ、さらに所要の帯電値が得られ、飛
散もし難い点で、通常、結着剤（Ｂ）と磁性材料粉末の
合計１００重量部に対して磁性材料粉末４０〜１２０重
量部の割合となる量である。前記二成分系静電トナーま
たは一成分系静電トナーには、必要に応じて公知の荷電
制御剤を添加してもよい。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例および比較例を挙げ、
本発明を具体的に説明するが、これらの実施例はいかな
る点においても本発明の範囲を限定するものではない。

【００３１】（実施例１） ［エチレン・α−オレフィン共重合体ワックスの製造］
エチレンとブテン−１を、塩化マグネシウム上にチタン
を担持した固体状チタン触媒の存在下に共重合してなる
高分子量エチレン・ブテン−１共重合体（極限粘度
［η］：１．５０ｄｌ／ｇ、エチレン含量９０モル％。
以下、「ＰＯ−１」と略す。）を、二軸押出機（スクリ
ュー径３０ｍｍφ）に供給し、スクリュー回転数２５ｒ
ｐｍで押し出しながら４００℃で加熱減成させて、エチ
レン・ブテン−１共重合体ワックスを製造した（以下、
「ＰＷ−１」と略す）。得られたエチレン・ブテン−１
共重合体ワックスは、極限粘度［η］が０．３ｄｌ／
ｇ、融点が８０℃、融解熱量が１７．０ｃａｌ／ｇのも
のであった。

【００３２】［トナーの調製および複写テスト］スチレ
ン・ｎ−ブチルメタクリレート共重合体（三洋化成工業
（株）製、ハイマーＳＢＭ−７３Ｆ）８５重量部、ＰＷ
−１ ４重量部、カーボンブラック（三菱化成工業製、
ダイヤブラックＳＨ）９重量部および含金染料（ＢＡＳ
Ｆ社製、ザボンファーストブラックＢ）２重量部を、ボ
ールミルに供給して２４時間かけて混合した。次に、熱
ロールで混練し、冷却後、粉砕して分級し平均粒径１３
〜１５μｍの現像材を調製した。この現像材１２０重量
部に対して、キャリヤーとして平均粒径５０〜８０μｍ
の鉄粉を１００重量部の割合で配合して二成分系静電ト
ナーを調製した。この二成分系静電トナーを用いて、以
下の方法で複写テストを行った。結果を表２に示す。

【００３３】定着画像の定着性 二成分系静電トナーを用いて、電子写真法によりセレン
感光体上にテスト画像を複写、現像を行った。得られた
画像を、転写紙に転写し、表面をポリテトラフルオロエ
チレン（デュポン社製）で形成した定着ローラーと、表
面をシリコンゴム（信越化学（株）製、ＫＥ−１３００
ＲＴＶ）で形成した圧着ローラーとを用い、定着ローラ
ーの温度を所定の温度に設定して画像を定着させた。次
いで、得られた定着画像上を、５００ｇの荷重を載せた
底面が１５ｍｍ×７．５ｍｍの砂消しゴムで５回こす
り、その前後でマクベス社の反射濃度計にて光学反射密
度を測定し、下記式によって定義される画像残存率を求
め、下記の評価基準によって定着性を評価した。

【００３４】画像残存率（％）＝（試験後の画像濃度）
／（試験前の画像濃度）×１００

【００３５】 判定基準：○ 良い 画像残存率≧８０％ △ やや悪い 〃 ＝２０〜８０％ × 悪い 〃 ≦２０％

【００３６】トナーの耐ブロッキング性 二成分系静電トナー１００ｇをポリビンに入れ、タッピ
ング後６０℃で５０時間静置した後、室温に戻し、ブロ
ッキングの状態を調べた。ブロッキングの状態を以下の
評価基準によって目視判定し、耐ブロッキング性を評価
した。

【００３７】◎ 全くブロッキングしていない。 ○ 簡単に手でほぐれる程度のブロッキングが少し起こ
っている。 △ 簡単に手でほぐれる程度のブロッキングがかなり多
い。 × 手で完全にはほぐせない塊が多数存在する。

【００３８】オフセット現象および定着ローラー汚染性 二成分系静電トナーを用いて、電子写真法によりセレン
感光体上にテスト画像を複写、現像させた。得られた画
像を転写紙に転写し、表面をポリテトラフルオロエチレ
ン（デュポン社製）で形成した２００℃の定着ローラー
と、表面をシリコンゴム（信越化学（株）製、ＫＥ−１
３００ＲＴＶ）で形成した圧着ローラーを用い、画像を
定着させる複写工程を繰り返し行なった。５０００回複
写工程を繰り返した後に、オフセット現象の有無および
感光体・定着ローラー表面の汚染性を調べた。感光体・
定着ローラーの汚染性の評価は、以下の評価基準によっ
て目視判定で行った。

【００３９】◎ 全く汚れていない。 ○ 非常に僅かな汚れしか見られない。 × かなり汚れている。

【００４０】（実施例２〜１１）ワックスとして、表
１、表２に記載したワックスを使用した以外は、実施例
１と同様にして複写テストを行った。結果を表２に示
す。

【００４１】（比較例１〜４）ワックスとして表１に記
載したワックスを使用した以外は、実施例１と同様にし
て複写テストを行った。結果を表２に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【発明の効果】本発明の熱定着型電子写真用現像材は、
離型性に優れると共に、耐ブロッキング性、低温定着性
および低温離型性に優れ、感光体・ローラー等の汚染が
少ないため、静電トナーの主成分として好適なものであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エチレンと、炭素数４〜１０のα−オレフ
   ィンから選ばれる少なくとも１種との共重合体からな
   り、エチレン含有量６０〜９７モル％および極限粘度
   ［η］が０．０２〜０．７ｄｌ／ｇであるワックス
   （Ａ）、結着剤（Ｂ）および着色剤（Ｃ）を含む熱定着
   型電子写真用現像材。