JP2002268268A - 記録剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真式画像形成装置の現像剤に適用した
場合には、ハンドリングが容易であるとともに定着温度
を低くすることができ、インクジェットプリンタのイン
クに適用した場合には、ノズルの目詰まりや画像の紙面
からの剥離や水滴による画像の滲みを防止することがで
きる記録剤を提供する。 【解決手段】 記録液が樹脂膜により包まれてマイクロ
カプセル化されている記録剤である。高温高湿条件下で
の帯電量が、低温低湿条件下での帯電量の８０％以上で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば複写機、
プリンタ、ファクシミリ等の電子写真式画像形成装置の
現像剤や、インクジェットプリンタのインクとして用い
られる記録剤に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、電
子写真式画像形成装置の現像剤としては、乾式現像剤や
湿式現像剤が用いられているが、乾式現像剤の場合に
は、ハンドリングが容易であるものの、定着温度を比較
的高くする必要があって省エネルギ化を図ることができ
ない。これとは逆に、湿式現像剤の場合には、乾式現像
剤に比較して定着温度を低くすることができるので省エ
ネルギ化を図ることができるものの、ハンドリングが面
倒である。

【０００３】また、従来のインクジェットプリンタのイ
ンクにおいては、乾燥によりノズルの目詰まりが発生す
るおそれがあり、インクの溶媒の選択幅が狭くなる。ま
た、印刷後、印刷面が記録紙により擦られると画像が紙
面から剥離したり、画像に水滴による滲みが発生したり
するおそれがある。

【０００４】この発明の目的は、上記問題を解決し、電
子写真式画像形成装置の現像剤に適用した場合には、ハ
ンドリングが容易であるとともに定着温度を低くするこ
とができ、インクジェットプリンタのインクに適用した
場合には、ノズルの目詰まりや画像の紙面からの剥離や
水滴による画像の滲みを防止することができる記録剤を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による記録剤は、
記録液が樹脂膜により包まれてマイクロカプセル化され
ているものである。

【０００６】前記記録剤において、記録液としては、高
分散性を有するものを用いることが好ましい。また、前
記記録剤において、染料、顔料等の着色剤を溶解する溶
媒として、速乾性溶媒を用いることができる。なお、記
録液には、メタリック、パール等の特性付与物質を含有
させておいてもよい。

【０００７】樹脂膜としては、記録メディアに対する浸
透性が優れていること、低融点であるが保存安定性に優
れていること、および透明度が高いこと等の条件を満た
すものを用いることが好ましく、たとえばポリアミド樹
脂膜が好適に用いられる。

【０００８】本発明による現像剤において、高温高湿条
件下、たとえば温度３５℃、湿度８５％での帯電量が、
低温低湿条件下、たとえば温度５℃、湿度２０％での帯
電量の８０％以上であることが好ましい。

【０００９】本発明による記録剤は、たとえば次の方法
で製造される。

【００１０】すなわち、常温で液体となる記録液の液体
微粒子を冷却して固体微粒子とした後、この固体微粒子
表面に蒸気化した樹脂材料を凝縮させ、凝縮した樹脂材
料を重合させることにより、固体微粒子の表面に樹脂膜
を形成させてマイクロカプセル化することによって製造
される。固体微粒子は、常温に戻って液化する。この製
造方法において、樹脂膜が、たとえばポリアミド樹脂か
らなる場合、重合してポリアミド樹脂となる樹脂材料、
つまりモノマーとしては、たとえば１，３−ジアミノプ
ロパン、１，６−ジアミノヘキサン、１，４−ジアミノ
シクロヘキサン、ピペラジン、ジメチルピペラジン、
１，10−ジアミノデカン、１，12−ジアミノドデカン、
尿素、チオ尿素、２，４−ジアミノトルエン、２，６−
ジアミノトルエン、３，３’−ジアミノベンジジン、
３，３’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミ
ノジシクロヘキシルメタン等のアミノ基を有する化合物
と、アジポイルクロリド、セバコイルクロリド、テレフ
タロイルクロリド、イソフタロイルクロリド等のハロゲ
ン化アシル化合物との組合せが挙げられる。

【００１１】前記記録剤の製造方法によれば、気相中に
おいて樹脂材料の重合が行われるので、記録剤表面に活
性剤等が存在せず、環境特性、とりわけ湿度に対する帯
電量の低下を大幅に防止することができ、その結果環境
の変化に対して安定した画像形成が可能になる。しか
も、重合トナー製造時に通常は使用される界面活性剤を
含んでいないソープフリーであり、球形に近い大きさの
整った微細な記録剤を製造することができる。

【００１２】

【発明の実施形態】以下、この発明の実施形態を、図面
を参照して説明する。

【００１３】図１は本発明による記録剤を製造する装置
の一例を示す。

【００１４】図１において、記録剤の製造装置は、常温
で液相となる記録液の液体微粒子(1)を発生させる液体
微粒子供給源(2)と、記録液の液体微粒子(1)を冷却して
固体微粒子とする冷却部(3)と、樹脂材料の蒸気を発生
させる２つの蒸気供給源(4A)(4B)と、固体微粒子と樹脂
材料の蒸気とを混合するとともに、固体微粒子の表面に
蒸気化した樹脂材料を凝縮させ、凝縮した樹脂材料を重
合させて固体微粒子の表面に樹脂膜を形成するマイクロ
カプセル形成部(5)と、液体微粒子供給源(2)から冷却部
(3)へ送り込まれる液体微粒子(1)の大きさ、およびマイ
クロカプセル形成部(5)から排出されるマイクロカプセ
ル(6)の大きさを測定する２つの光学測定部(7A)(7B)と
を備えている。

【００１５】図２は液体微粒子供給源(2)の具体的構成
を示す。

【００１６】図２において、液体微粒子供給源(2)は、
記録液を噴霧して液体微粒子(1)を生成するものであっ
て、所定量の記録液(20)が入れられたケーシング(21)、
先端部がケーシング(21)内における記録液(20)の液面よ
りも上方の部分に位置するようにケーシング(21)に固定
状に設けられた水平状ノズル(22)、ケーシング(21)内に
おいて記録液(20)中に浸漬された垂直状記録液供給管(2
4)、記録液供給管(24)に固定されかつ先端部が記録液(2
0)の液面より上方に位置するバッフル(25)、ケーシング
(21)に接続されかつ生成された液体微粒子を光学測定部
(7A)に送る液体微粒子供給管(26)を備えている。ノズル
(22)の先端部、記録液供給管(24)の上端部およびバッフ
ル(25)の先端部、および液体微粒子供給管(26)の端部開
口は、略水平な一直線状に並んでいる。

【００１７】ノズル(22)には、図示しないミスト除去部
およびフィルタを介して不活性ガス供給管(27)が接続さ
れている。ミスト除去部およびフィルタは、ノズル(22)
に清浄な不活性ガスを供給するために不活性ガス中の塵
埃等の不純物を除去するものである。ノズル(22)はその
先端部から液体微粒子供給管(26)に向かって不活性ガス
を吹き出し、これにより記録液供給管(24)内を減圧状態
にして記録液(20)をその上端部まで吸い上げ、液体微粒
子として液体微粒子供給管(26)に向かう不活性ガスの流
れに同伴させる。

【００１８】バッフル(25)の先端部は球状であり、この
球状先端部(25a)に不活性ガスの流れに同伴した液体微
粒子の一部が衝突することにより径の比較的大きな液体
微粒子が除去されるようになっている。液体微粒子供給
源(2)から排出される液体微粒子の大きさは、バッフル
(25)の球状先端部(25a)の大きさを適宜調節することに
よって、任意に制御される。なお、バッフル(25)によっ
て除去された液体微粒子は、バッフル(25)を伝って流れ
落ち、記録液(20)として再利用される。

【００１９】図３は液体微粒子供給源の他の具体的構成
を示す。

【００２０】図３に示す液体微粒子供給源(2A)も、図２
に示すものと同様に、記録液(20)を噴霧して液体微粒子
を生成するものであって、ケーシング(21)、ノズル(2
2)、記録液供給管(24)、バッフル(25)および液体微粒子
供給管(26)を備えている。但し、これらの形状および配
置が、図２に示す液体微粒子供給源(2)とは異なってい
る。

【００２１】冷却部(3)は、液体微粒子供給源(2)で生成
された液体微粒子(1)をマイクロカプセル形成部(5)に送
り込む導管(30)の途中に設けられており、導管(30)の周
囲に配置された冷却装置(31)を備えている。そして、導
管(30)を通過する液体微粒子(1)を冷却装置(31)により
冷却して固体微粒子にする。

【００２２】両蒸気供給源(4A)(4B)はそれぞれ樹脂膜の
原料であるモノマー(8A)(8B)を蒸気化してマイクロカプ
セル形成部(5)へ供給するものであって、一方の蒸気供
給源(4A)で蒸気化されるモノマー(8A)と、他方の蒸気供
給源(4B)で蒸気化されるモノマー(8B)の種類は異なって
いる。なお、図１に示す製造装置は、樹脂膜を形成する
樹脂材料として２種類のモノマーを使用するので、蒸気
供給源(4A)(4B)も２つ設けられているが、蒸気供給源(4
A)(4B)の数は使用するモノマーの数に応じて適宜変更さ
れる。また、蒸気供給源を複数用いる場合、図１では蒸
気発生部が並列に構成された例を示したが、これに限ら
れるものではない。液体微粒子供給源(2)、蒸気供給源
(4A)および蒸気供給源(4B)が直列に構成されていてもよ
い。

【００２３】各蒸気供給源(4A)(4B)は、内部に蒸気生成
空間(40)を有するハウジング(41)と、ハウジング(41)の
周囲に配されたヒータ(42)とを備えている。蒸気生成空
間(40)のマイクロカプセル形成部(5)側の端部が導管(4
3)を介してマイクロカプセル形成部(5)と連通させられ
ている。また、蒸気生成空間(40)は、マイクロカプセル
形成部(5)とは反対側に向かって下り傾斜状となされて
おり、その傾斜下端部にモノマー(8A)(8B)を貯留する貯
留部(44)が設けられている。また、蒸気生成空間(40)の
内周面の一部は多孔質壁部(45)により構成されている。
モノマー(8A)(8B)は、多孔質壁部(45)に付着または含浸
されるか、あるいは貯留部(44)に貯留されている。そし
て、ヒータ(42)により蒸気生成空間(40)内を所定の温度
に加熱することによって、モノマー(8A)(8B)が蒸気化
し、飽和蒸気が生成するようになっている。また、各ハ
ウジング(41)には、蒸気生成空間(40)内に蒸気搬送用気
体を吹き込むための気体供給管(46)が、ミスト除去部(4
7)およびフィルタ(48)を介して接続されている。ミスト
除去部(47)およびフィルタ(48)は、蒸気生成空間(40)内
に清浄な気体を供給するために気体中の塵埃等の不純物
を除去するものである。蒸気搬送用気体としては、モノ
マー蒸気と反応を起こすことのない不活性ガスを用いる
ことが好ましい。

【００２４】マイクロカプセル形成部(5)は、両蒸気供
給源(4A)(4B)から供給される２種類のモノマー(8A)(8B)
の飽和蒸気と液体微粒子供給源(2)で発生させられかつ
冷却部(3)で冷却されてなる固体微粒子とを混合し、固
体微粒子の表面に両モノマー(8A)(8B)の凝縮を起こさせ
る処理ケーシング(50)と、固体微粒子およびその表面に
凝縮したモノマー(8A)(8B)を緩やかに冷却し、両モノマ
ー(8A)(8B)間で重合を起こさせて樹脂膜を形成する緩冷
却部(51)とを備えている。緩冷却部(51)は、処理ケーシ
ング(50)から光学測定装置(7B)に伸びる導管(52)の周囲
に冷却装置(53)が配されたものである。

【００２５】光学測定部(7A)(7B)は、筐体内に、光源(7
0)、レンズ(71)、透光板(72)、光検出部(73)等が配され
たものである。光源(70)から出射された光は、筐体内に
導入された微粒子によって散乱および減光されることに
より、その光量が変化する。これにより、入射された光
量に応じて光検出部(73)から出力される信号に基づい
て、微粒子の径および個数が測定される。

【００２６】このような構成の製造装置を用いて記録剤
を製造する方法は、次の通りである。

【００２７】すなわち、液体微粒子供給源(2)において
記録液(20)の液体微粒子(1)を発生させ、液体微粒子(1)
の粒子径を光学測定部(7A)で測定した後、冷却部(3)に
おいて冷却装置(31)により冷却して固体微粒子とし、こ
れをマイクロカプセル形成部(5)の所定温度に設定され
た処理ケーシング(50)内に送り込む。これと同時に、両
蒸気供給源(4A)(4B)において、ヒータ(42)により蒸気生
成空間(40)内を加熱して両モノマー(8A)(8B)の飽和蒸気
を生成させ、この飽和蒸気を、マイクロカプセル形成部
(5)の所定温度に設定された処理ケーシング(50)内に送
り込む。そして、処理ケーシング(50)内において、記録
液(20)の固体微粒子と両モノマーの飽和蒸気とを混合す
るとともに、固体微粒子の表面に両モノマーの凝縮を起
こさせる。ついで、表面にモノマーが凝縮した固体微粒
子を緩冷却部(51)に送り、冷却装置(53)により緩やかに
冷却して固体微粒子表面へのモノマーの凝縮を促進させ
るとともに、２種類のモノマー間で重合を起こさせて固
体微粒子の表面に樹脂膜を生成させ、これによりマイク
ロカプセル(6)を形成する。最後に、光学測定部(7B)に
おいてマイクロカプセル(7B)の径を測定し、マイクロカ
プセル(6)が所定の径まで成長していることが確認され
ると光学測定部(7B)から排出する。なお、光学測定部(7
B)から排出されたマイクロカプセル(6)には、適当な方
法で帯電制御剤等の外添処理が施される。この時点で、
記録液が固体であったとしても、その後常温に戻ると液
化し、その結果記録液が樹脂膜により包まれてマイクロ
カプセル化された記録剤(9)が得られる。

【００２８】以下に、本発明による記録剤を用いて行っ
た実施例について、比較例とともに説明する。

【００２９】実施例１ 染料としてのダイワ化成株式会社製「DAIWA IJ RED 207
H」または「DAIWA IJRED 319H」を溶媒としてのテレフ
タル酸ジクロリドに溶かしてなる溶液を、水により適当
濃度に希釈することによって記録液(20)を作製した。そ
して、この記録液(20)と、モノマーとしてのエチレング
リコールおよびトリエチルアミンとを使用し、図１に示
す装置を用い、前述した方法により記録液(20)が樹脂膜
により包まれたマイクロカプセルを形成した。その後、
このマイクロカプセルに、奈良機械株式会社製ハイブリ
タイザを使用し、帯電制御剤等の気流による外添処理を
施した。こうして、トナー（記録剤）を製造した。

【００３０】実施例２ 染料としてのクラリアントジャパン社製「Hostaperm Pi
nk E」を溶媒としてのテレフタル酸ジクロリドに溶かし
てなる溶液を、エチルアルコールにより適当濃度に希釈
することによって記録液(20)を作製した。そして、この
記録液(20)を使用した他は、前記実施例１と同様にし
て、トナー（記録剤）を製造した。

【００３１】比較例 液相において重合して作製した沖マイクロラインPS2ML9
00用トナー（記録剤）を用意した。

【００３２】評価試験 実施例１および２と比較例のトナーを使用し、定着温
度、帯電量、粒子径分布および画像の評価を、次に述べ
る方法で行った。

【００３３】帯電量測定 鉄を芯材としかつシリコン被膜で被覆してなるキャリア
と、前記実施例１〜２および比較例の各トナーとを、重
量比率９６：４で混合して２成分系現像剤を作製した。
この２成分系現像剤を容量１００ｃｃの円筒形ポリボト
ルに入れ、これをBOWL MILL ROTARY PACK 1-A（IRIE SH
OKAI社製）にセットして、回転数１１０ｒｐｍで５分間
攪拌混合した。ついで、ハンドシェーカ（ウィリー・エ
・バコーフェン社製ターブラーミキサーT2C型）により
５分間攪拌混合してサンプリングを行った。サンプル
０．２ｇを採取し、直ちにブローオフ（東芝ケミカル社
製TB-200型）によりブローオフ圧０．５ｋｇ／ｃｍ^２帯
電量を測定した。このような帯電量測定は、種々の温度
（ｔ）および湿度（ｍ）で行った。

【００３４】粒子径分布 コールター社製コールターマルチサイザーIIによって粒
子径分布を測定した。

【００３５】その結果、実施例１〜２のトナーは、粒子
径６μｍ、幾何標準偏差１．３で大きさの整った球形で
あった。

【００３６】画質の評価 画像形成方法 実施例１〜２および比較例の各トナーを、６００ｄｐｉ
の解像性を有しかつ反転現像方法で静電荷像を現像する
レーザビームプリンタ（商品名ＡＲ−１６０、定着温度
１６０℃、シャープ株式会社製）用のプロセスカートリ
ッジの現像器に充填し、プロセスカートリッジをレーザ
ビームプリンタに装着し、電子写真式画像形成方法によ
り各環境下において普通紙に画像を形成した。

【００３７】定着温度は、次のようにして測定した。す
なわち、所定のチャートで画出しした未定着画像を外部
定着機にて定着させ、１ｋｇの荷重をかけた消しゴムを
３往復させる擦り試験において、擦る前と後との画像濃
度変化をマクベス反射濃度計によって測定し、画像の残
存率がほぼ６０％となる温度を定着温度とした。外部定
着機での定着条件は、ヒートローラ式（定着ローラφ４
０、加圧ローラφ３５）、プロセス速度２０５ｍｍ／
ｓ、ニップ幅５ｍｍである。実施例１のトナーの場合が
１２０℃、実施例２のトナー場合が１１４℃、比較例の
トナーの場合が１６０℃であった。

【００３８】画像に水を滴下したところ、目視による観
察では滲みは認められなかった。さらに、紙面上の画像
を、記録紙と同じ紙で擦り、定着状態を目視により観察
したところ、紙面からの画像の剥離は認められなかっ
た。

【００３９】なお、参考のために、前記実施例２で用い
た記録液(20)を、インクジェットプリンタ（エプソン社
製、PM750C）のインクカートリッジに充填して吐出試験
を行った。その結果、初期の段階では吐出可能であった
が、３０分間静止した後再度試みた場合には吐出できな
かった。また、印字物に水を滴下すると、目視によって
も明らかに画像に滲みが発生していた。

【００４０】画像濃度測定 直径５５ｍｍの黒円を含むＡ４サイズの原稿を使用し、
実施例１〜２および比較例の各トナーを用いて３枚複写
し、得られたコピーサンプルの黒部画像濃度をマクベス
濃度計により測定してその平均値を求めた。画像濃度の
評価基準は以下の通りである。

【００４１】 ５：平均値１．４以上 ４：平均値１．３〜１．４ ３：平均値１．２〜１．３ ２：平均値１．０〜１．２ １：平均値１．０以下 かぶり濃度測定 Ａ４サイズの白紙の白度を、予め白度計（ハンター白度
計、日本電色工業社製）により測定し、その値を第１測
定値とする。ついで、直径５５ｍｍの白円を含む原稿を
使用し、実施例１〜２および比較例の各トナーを用いて
３枚複写し、得られたコピーサンプルの白部の白度を前
記白度計により測定し、その値を第２測定値とする。そ
して、第１測定値から第２測定値を引いた値をかぶり濃
度とした。かぶり濃度の評価基準は以下の通りである。

【００４２】 ５：０．４以下 ４：０．６〜０．４ ３：０．８〜０．６ ２：１．０〜０．８ １：１．０以上 帯電量の測定結果および画質の評価結果を表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【００４５】

【発明の効果】本発明の記録剤によれば、記録液が樹脂
膜により包まれてマイクロカプセル化されているので、
記録液の色剤としては、染料および顔料のいずれも使用
することができる。また、本発明の記録剤を電子写真式
が像形成装置の現像剤に適用した場合、記録剤を固体と
して取り扱うことができるので、乾式現像剤の場合と同
様にハンドリングが容易である。しかも、樹脂膜の中に
記録液が封入されているので、湿式現像剤の場合と同様
に定着温度を低くすることができ、省エネルギ化を図る
ことができる。

【００４６】また、本発明の記録剤をインクジェットプ
リンタのインクに適用した場合、ノズルからの噴出時に
はマイクロカプセルの状態であるので、ノズルの目詰ま
りを防止することができ、その結果記録液の溶媒の選択
幅を広げることが可能になる。また、記録液を包埋して
いる樹脂成分が記録液の紙面上での定着性、光沢性を向
上させるので、インクジェットプリンタで問題となる紙
の選択の幅を広げることができる。さらに、記録液を包
埋している樹脂成分が記録液の紙面上での定着性を向上
させるので、紙面からの画像の剥離や水滴による画像の
滲みを防止することができる。

【００４７】高温高湿条件下での帯電量が、低温低湿条
件下での帯電量の８０％以上であると、環境の変化に対
して安定した画像形成が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による記録剤を製造する装置の一例を示
す概略図である。

【図２】図１に示す装置の液体微粒子供給源の具体的構
成を示す概略図である。

【図３】図１に示す装置の液体微粒子供給源の他の具体
的構成を示す概略図である。

【符号の説明】

(9)：記録剤

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H005 AA11 2H086 BA51 BA59 BA60 4J039 AE08 BE01 BE02 BE12 CA11 EA24 EA41 EA43 EA47 GA24

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録液が樹脂膜により包まれてマイクロ
   カプセル化されている記録剤。
2. 【請求項２】 高温高湿条件下での帯電量が、低温低湿
   条件下での帯電量の８０％以上である請求項１記載の記
   録剤。