JPH0458018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電子写真法あるいは静電印刷法などに
於いて、静電潜像を現像するのに用いられるカプ
セルトナーに関する。 従来、電子写真法としては米国特許第2287681
号明細書、特公昭42−23910号公報（米国特許第
3666363号明細書）及び特公昭43−24748号公報
（米国特許第4071361号明細書）等に記載されてい
る如く、多数の方法が知られているが、一般には
光導電性物質を利用し、種々の手段により、感光
体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナ
ーを用いて現像し、必要に応じて紙などの転写材
にトナー画像を転写した後、加熱、圧力或いは溶
剤蒸気などにより定着し、複写物を得るものであ
る。 また、電気的潜像をトナーを用いて可視化する
現像方法も種々知られているが、大別して乾式現
像法と湿式現像法とがある。前者は更に二成分現
像剤を用いる方法と、一成分現像剤を用いる方法
とに二分される。 二成分現像方法に属するものにはトナーを搬送
するキヤリアーの種類により、鉄粉キヤリアー用
いる磁気ブラシ法、ビーズキヤリアーを用いるカ
スケード法等が広く実用化されている。これらの
方法は、いずれも比較的安定に良画像の得られる
優れた方法であるが、反面、キヤリアーの劣化、
トナーとキヤリアー混合比の変動による画像の変
動という二成分現像剤にまつわる共通の欠点を有
する。 これらの欠点を回避するため、トナーのみより
なる一成分現像剤を用いる現像方法が各種提案さ
れているが、中でも磁性トナーを使用した方法に
優れたものが多く実用化されている。磁性一成分
現像剤を使用する現像方法としては、導電性トナ
ーを使用するマグネドライ法があるが、これは現
像に対しては安定しているものの、いわゆる普通
紙等の転写材に対する転写性に問題がある。 そこで転写性の良い高抵抗の磁性トナーを用い
る方法として、特開昭52−94140号公報（西ドイ
ツ特許第2704361号明細書）のトナー粒子の誘電
分極を使用する方法、特開昭53−31136号公報
（米国特許第4121931号明細書）のトナーの攪乱に
よる電荷移送の方法等があるが、現像の安定性に
問題がある。又、近年本出願人が提案した現像方
法として、特開昭54−42141号公報、特開昭55−
18656号公報の如き潜像に対してトナー粒子を飛
翔させて現像する方法が実用化されている。これ
はスリーブ上に磁性トナーをきわめて薄く塗布し
これを摩擦帯電し、次いでこれを磁界の作用の下
で静電像にきわめて近接し、かつ接触する事なく
対向させ、現像するものである。この方法によれ
ば、磁性トナーをスリーブ上にきわめて薄く塗布
する事によりスリーブとトナーの接触する機会を
増し、十分な摩擦帯電を可能にした事、磁力によ
つてトナーを支持し、かつ磁石とトナーを相対的
に移動させる事によりトナー粒子相互の凝集を解
くとともにスリーブと十分に摩擦せしめている
事、トナーを磁力によつて支持し又これを静電像
に接する事なく対向させて現像する事により地カ
ブリを防止している事等によつてすぐれた画像が
得られるものである。 現像されたトナー画像は定着する方法としては
赤外線ヒーターあるいは熱ローラーなどにより加
熱溶融して支持体に溶ける融着固定させる方法が
一般的であるが火災の危険防止、消費電力の節減
等の理由から剛体ローラーによる加圧定着方式へ
と変りつつある。 トナーは各々の定着法に適する様に材料を選択
され、特定の定着法に使用されるトナーは他の定
着法に使用できないのが一般的である。特に赤外
線ヒーターによる熱溶融定着用トナーを熱ローラ
ー定着用トナーとして流用する事は不可能であ
り、まして熱定着用トナーと圧力定着用トナーと
の互換性は殆どない。従つて、個々の定着法に適
したトナーが研究開発されており、一成分圧力定
着法用のトナーは更に改良が重ねられている。ト
ナーを加圧により定着する方法は、複写シートの
焼け焦げの危険がないこと、複写機の電源を入れ
れば待時間なしで複写が行なえること、高速定着
が可能なこと、定着装置が簡単なことなど利点が
多い。 この様な加圧定着可能なトナーとしては構成樹
脂が加圧定着に適した特性を有している必要があ
り、この目的にあつた樹脂の開発が積極的に行な
われている。しかしながら、加圧定着性が優れ、
加圧ローラーへのオフセツト現像を起さず、繰り
返し使用しても現像性能、定着性能が安定してお
り、キヤリア、金属スリーブ、感光体表面への癒
着を起さず、保存中に凝集、ケーキ化しない保存
安定性の良好な実用的な圧力定着トナーは得られ
ていない。 特に、加圧定着性の点で普通紙への定着性に問
題が残されている。硬質樹脂の殻を設けたカプセ
ル型のトナーも種々提案されている。例えば、特
公昭54−8104号公報）米国特許第3788994号明細
書）などに見られる様な軟質物質を芯とするカプ
セルトナー、あるいは又、軟質樹脂溶液芯カプセ
ルトナーがあるが、圧力定着能不足、オフセツト
現像等の未解決の問題が多く、実用化されるに至
つていない。 さらに、上述の如きカプセルトナーはその粒子
間に於いて、あるいはカプセルトナーとスリーブ
のごとくトナー担持体間に於いて、カプセルトナ
ー粒子表面の発生電荷量にバラツキを生じ、現像
かぶり、トナー飛散等の障害が発生しやすく荷電
制御が不安定である。 またこれらは、複写枚数を重ねた際に特に顕著
な現象となつて現われ、実質上複写機には適さな
い結果となる。 本発明は前述の如き欠点のないカプセルトナー
を提供するものである。 とりわけ、本発明の目的は、優れた荷電制御性
ならびに安定した荷電制御性を示すカプセルトナ
ーを提供するものである。 更に本発明は、普通紙に対して従来よりも低圧
力で良好な定着性を有し、多数枚複写を行なつて
も現像性能、定着性能が安定している圧力定着性
カプセルトナーを提供するものである。 更に、本発明の目的は、現像性及び転写性の優
れた圧力定着性カプセルトナーを提供するもので
ある。 更に、本発明は磁性微粒子を含有せしめ一成分
系現像剤用の磁性トナーとした場合にも、良好な
圧力定着性を示し、良好な磁性を示し、且つ静電
的に転写のできる圧力定着性カプセルトナーを提
供するものである。 本発明の特徴とするところは、芯物質と、該芯
物質の全体または一部を覆う外殻とから構成され
るカプセルトナーに於いて、外殻が一般式 〔式中R₁は水素原子または、C₁からC₁₂のアル
キル基、R₂はC₀からC₁₂のアルキレン（C₀はR₂が
無いことを意味する）、R₃，R₄は水素原子また
は、C₁からC₂₀のアルキル基を示す。〕 で表わされる上記アミノ化合物、またはそれらの
第４級アンモニウム塩と他のビニル基を有する１
種あるいは２種以上の単量体との共重合体を含有
することを特徴とするカプセルトナーにある。 本発明のカプセルトナーを製造する方法は種々
の公知のカプセル化技術を利用することができ
る。例えば、スプレードライ法、界面重合法、コ
アセルベーシヨン法、相分離法、in−situ重合法
など米国特許第3338991号明細書、同第3326848号
明細書、同第3502582号明細書などに記載されて
いる方法などが使用できる。 本発明に用いる芯物質を構成する樹脂として
は、圧力定着性トナーを構成する場合には線圧20
Kg／cm³程度以下の圧力によつて普通紙の繊維に絡
みやすいものが良く、密度0.94ｇ／cm²以上のポリ
エチレンやパラフインワツクスが好ましい。 0.94ｇ／cm³以上のポリエチレンとしては、特
に、140℃における溶融粘度が600CPS以下である
ものが好ましく、いわゆる低分子量のポリエチレ
ン、またはポリエチレンワツクスとして知られる
ものであり重合法または分解法で製造されるもの
である。溶融粘度が600CPS以下であり、密度が
0.94ｇ／cm³以上であるポリエチレンで市販されて
いるものとしては例えば、 ACポリエチレン＃９ （アライド・ケミカル製） （0.94ｇ／cm³，350CPS） ハイワツクス310P（三井石油化学製） （0.94ｇ／cm³，250CPS） ハイワツクス410P（三井石油化学製） （0.94ｇ／cm³，550CPS） 〃 405P（三井石油化学製） （0.96ｇ／cm³，550CPS） 〃 400P（三井石油化学製） （0.97ｇ／cm³，550CPS） 等がある。 150CPS以下で密度が0.94ｇ／cm³以上のものと
しては、次のような例がある。 ハイワツクス200P（三井石油化学製） （0.97ｇ／cm³，70CPS） ヘキストワツクスPE130（ヘキストAG製） （0.95ｇ／cm³，117CPS） またパラフインワツクスとしては次表のような
ものがある。

【表】

【表】

【表】 本発明においては、前記の密度0.94ｇ／cm³以上
のポリエチレンとパラフインワツクスを適宜組み
合わせて用いるのが良い。もちろん必要に応じて
パラフインワツクスの中で何種類かを組み合わせ
ても良い。 前記ポリエチレンとパラフインワツクスを組合
せるときの配合比は重量で８／２〜０／10、より
好ましくは６／４〜１／９が良い。 本発明のカプセルトナーの芯物質中に含有させ
る着色剤としては公知の染顔料が使用できる。例
えば各種のカーボンブラツク、アニリンブラツ
ク、ナフトールイエロー、モリブデンオレンジ、
ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、メチルバ
イオレツトレーキ、フタロシアニンブルー、ニグ
ロシンメチレンブルー、ローズベンガル、キノリ
ンイエロー等が例としてあげられる。 本発明のカプセルトナーを磁性トナーとして用
いる場合には、芯物質中に磁性粉を含有せしめる
ことができる。磁性粉としては、鉄、コバルト、
ニツケルあるいはマンガン等強磁性の元素及びこ
れらを含むマグネタイト、フエライト等の合金、
化合物などである。この磁性粉を着色剤と兼用さ
せてもよい。この磁性粉の含有量は芯物質中の全
ての樹脂100重量部に対して15から70重量部であ
る。 本発明において芯物質の全体または一部を被覆
する外殻は一般式 〔式中R₁は水素原子または、C₁からC₁₂のアル
キル基、R₂はC₀からC₁₂のアルキレン、R₃，R₄は
水素原子または、C₁からＣ20のアルキル基を示
す。〕 で表わされる上記アミノ化合物またはそれらの第
４級アンモニウム塩と他のビニル基を有する１種
あるいは２種以上の単量体との共重合体を含有す
るが、上記アミノ化合物の好ましいものとして
は、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノフエニルアクリ
レート、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノフエニルア
クリレート、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノフエ
ニルアクリレート、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ
フエニルアクリレート、Ｐ−Ｎ−ラウリルアミノ
フエニルアクリレート、Ｐ−Ｎ−ステアリルアミ
ノフエニルアクリレート、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノフエニルメタクリレート、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジ
エチルアミノフエニルメタクリレート、Ｐ−Ｎ，
Ｎ−ジプロピルアミノフエニルメタクリレート、
Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノフエニルメタクリレ
ート、Ｐ−Ｎ−ラウリルアミノフエニルメタクリ
レート、Ｐ−Ｎ−ステアリルアミノフエニルメタ
クリレート、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンジ
ルアクリレート、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノベ
ンジルアクリレートＰ−Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミ
ノベンジルアクリレート、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジブチル
アミノベンジルアクリレート、Ｐ−Ｎ−ラウリル
アミノベンジルアクリレート、Ｐ−Ｎ−ステアリ
ルアミノベンジルアクリレート、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアミノベンジルメタクリレート、Ｐ−Ｎ，
Ｎ−ジエチルアミノベンジルメタクリレート、Ｐ
−Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノベンジルメタクリレ
ート、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノベンジルメタ
クリレート、Ｐ−Ｎ−ラウリルアミノベンジルメ
タクリレート、Ｐ−Ｎ−ステアリルアミノベンジ
ルメタクリレート、等が例示でき、これらのアミ
ノ化合物は、ハロゲン化アルキル類またはハロゲ
ン化アリール類等による第４級アンモニウム塩と
しても使用することができる。 また本発明において、他のビニル基を有する１
種あるいは２種以上の単量体としては、スチレ
ン、Ｏ−メチルスチレン、Ｐ−メチルスチレン、
２，４−ジメチルスチレン、Ｐ−ｎ−ブチルスチ
レン、Ｐ−tert−ブチルスチレン、Ｐ−ｎ−ドデ
シルスチレン、Ｐ−クロルスチレン、Ｐ−フエニ
ルスチレン等のスチレン類、ビニルナフタレン
類、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のエ
チレン不飽和モノオレフイン類；塩化ビニル、酢
酸ビニル、酪酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビ
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、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−オ
クチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリ
ル、アクリク酸２−エチルヘキシル、アクリル酸
ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、アク
リル酸フエニル、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
クリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メ
タクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチ
ル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリ
ル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリ
ル酸ステアリル、メタクリル酸フエニル、メタク
リル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエ
チルアミノエチルなどのα−メチレン脂肪族モノ
カルボン酸エステル類；アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル
酸もしくはメタクリル酸誘導体；ビニルメチルエ
ーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチ
ルエーテルなど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
ロペニルケトンなどのビニルケトン類；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−ビニルピロリデンなどのＮ−
ビニル化合物などを挙げることができる。 前述のアミノ化合物またはそれらの第４級アン
モニウム塩と他のビニル基を有する１種あるいは
２種以上の単量体との共重合比は、モル比で５／
95〜95／５が好適であり、更に好ましくは、１／
９〜９／５の範囲で用いる。 また、本発明において、芯物質の全体または一
部を被覆する外殻は、95重量％以下の範囲で他の
樹脂を含有してもよく、例えばポリスチレン、ポ
リＰ−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなど
のスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン
−Ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロ
ピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重
合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、ス
チレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−
アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル
酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重
合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、
スチレン−ジメチルアミノエチルメタクリレート
共重合体、スチレン−ジエチルアミノエチルメタ
クリレート共重合体、スチレン−ジメチルアミノ
プロピルアミドアクリレート共重合体、スチレン
−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−αク
ロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アク
リロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチル
エーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエー
テル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共
重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレ
ン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニ
トリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン
酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重
合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタ
クリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩
化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリ
アミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、
ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テル
ペン樹脂、フエノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭
化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフイ
ン、パラフインワツクスなどが単独或いは混合し
て使用できる。 実施例 １ 芯物質は、ハイワツクス200P（三井石油化学
製）20重量部、パラフインワツクス155（日本精蝋
製）80重量部、マグネタイト60重量部を150℃で
溶融混合し、スプレードライヤーで造粒後、乾式
分級により粒径が9.1μ±4.5μの球形状のものを得
た。 この芯物質を相分離法により、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアミノフエニルアクリレート−スチレン共
重合体（モル比３／７）と、スチレン−ジメチル
アミノエチルメタクリレート−共重合体（モル比
９／１）〔両者の共重合体の重量比１／１〕で、
0.3μの膜厚で被覆した。このカプセルトナー１ｇ
に対して、鉄粉（200〜300メシユ）９ｇを混合し
て摩擦帯電量を公知の測定方法で測定したところ
＋13.0μc／ｇであつた。 次にこのカプセルトナーを磁性スリーブを有す
る現像器に適用し、負の静電荷を有する潜像を現
像した後、上質紙上に転写した。画像を有する転
写紙を両端から圧接力を加えられるようにした２
本の加圧ローラからなる圧力定着器を通したとこ
ろ125mm／secのスピードで10Kg／cmの線圧力でほ
ぼ完璧な定着性を示した。画像濃度は1.1であり、
かぶりのない鮮明な反転画像が形成され良好であ
つた。 さらに、現像器中で、４時間の空回転の耐久試
験後、再び現像、転写を行なつたが、画像濃度が
1.4であり摩擦帯電量が＋15.5μc／ｇであり、画
質の変化も少なく、良好な耐久性及び安定した荷
電制御性が認められた。 比較例 １ 実施例１の芯物質を、スチレン−メチルメタク
リレート共重合体（モル比１／１）とスチレン−
ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体
（モル比９／１）〔両者の共重合体の重量比１／
１〕で、0.3μの膜厚で被覆した。 このカプセルトナーを用いて、実施例１と同様
な試験を行なつたところ、初期の摩擦帯電量が＋
22.0μc／ｇであつたのに対し、30分の空回転で＋
30.5μc／ｇに上昇し、またムラ現像が発生し、さ
らに画像濃度の低下（0.6）、かぶりが生じてしま
つた。 実施例２ 芯物質に、ハイワツクス200P 10重量部、パラ
フインワツクス155 90重量部、フタロシアニンブ
ルー５重量部を用いて実施例１と同様に行なつた
ところ、粒径が10.3μｍ±5.9μのブルーの芯物質
が得られた。 この芯物質を、スプレードライング法により、
Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノフエニルアクリレー
ト−スチレンの共重合体（モル比１／１）とスチ
レン−ジエチルアミノエチルメタクリレート共重
合体（モル比９／１）〔両者の共重合体の重量比
１／１〕で、0.5μの膜厚で被覆したところ、この
カプセルトナーの摩擦帯電電荷量は、±18.0μc／
ｇであつた。このカプセルトナーを200〜300メシ
ユの鉄粉と重量比で１／９に混合して、現像剤と
し二成分現像法で、実施例１と同様な試験を行な
つたところ、空回転２時間後、鉄粉を除去して、
再び摩擦帯電電荷量を測定したところ、＋
20.1μc／ｇであり、その増加量が少なく、また、
画像濃度及び画質の変化の少ない良好な結果が得
られた。 比較例 ２ 実施例２で得た芯物質を、スチレン−アクリロ
ニトリル共重合体（モル比１／１）とスチレン−
ジエチルアミノエチルメタクリレート共重合体
（モル比９／１）〔両者の共重合体の重量比１／
１〕で、0.5μの膜厚で被覆した。このカプセルト
ナーを、実施例２と同様な試験を行なつたところ
初期の摩擦帯電電荷量が＋15.7μc／ｇであつたの
に対し、空回転１時間で＋21.0μc／ｇに増大し、
著しい画像の濃度の低下、及びかぶりが生じた。 実施例 ３ 実施例２で得た芯物質を、相分離法によりＰ−
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノフエニルメタクリレート
−スチレン共重合体（モル比１／１）とスチレン
−メチルメタクリレートの共重合体（モル比１／
１）〔両者の共重合体の重量比７／３〕で、0.3μ
の膜厚で被覆したところ、このカプセルトナーの
摩擦帯電電荷量は、＋14.3μc／ｇであつた。 このカプセルトナーを負帯電性の磁性トナー
（キヤノン製，NP−120用トナー）と重量比で
１：１になる様に混合して、磁性スリーブを有す
る現像器に適用し、実施例１と同様な試験を行な
つたところ、実施例１同様の良好な結果が得られ
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 芯物質と、該芯物質の全体または一部を覆う
   外殻とから構成されるカプセルトナーに於いて、
   外殻が一般式 〔式中R₁は水素原子またはC₁からC₁₂のアルキ
   ル基 R₂はC₀からC₁₂のアルキレン基 R₃，R₄は水素原子またはC₁からC₂₀のアルキル
   基を示す〕 で表さられる上記アミノ化合物またはそれらの第
   ４級アンモニウム塩と他のビニル基を有する１種
   類あるいは２種以上の単量体との共重合体を含有
   することを特徴とする静電潜像現像用カプセルト
   ナー。