JPH0458023B2 - - 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に用いられるトナー
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、鉄粉キヤリアーを
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の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で下
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を定着する方式として
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融着固化させる方法が一
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、加圧定着法が優れ、
加圧ローラーへのオフセツト現象を起さず、繰り
返し使用に対しても現像性能、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
現象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
とき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
性が不安定である。 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
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トナーを提供するも
のである。 具体的には、本発明はトナー粒子が一般式 〔式中R₁，R₂及びR₃は、水素原子またはC₁か
らC₂₀のアルキル基を示す。〕 で表されるビニルイミダゾールまたはビニルイミ
ダゾールの誘導体、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
特徴とする静電潜像現像用正荷電性トナーに関す
る。 本発明の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／cm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／cm³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／cm³，350 CPS） ハイワツクス 310P（三井石油化学製） （0.94ｇ／cm³，250 CPS） ハイワツクス 410P（三井石油化学製） （0.94ｇ／cm³，550 CPS） ハイワツクス 405P（三井石油化学製） （0.96ｇ／cm³，550 CPS） 〃 400P（三井石油化学製） （0.97ｇ／cm³，550 CPS） 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／cm³，70 CPS） ヘキストワツクス PE130（ヘキストAG製） （0.95ｇ／cm³，117 CPS） 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】 本発明にはおいては、前記の密度0.94ｇ／cm³以
上のポリエチレンとポラフインワツクスが適宜組
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適宜使用でき
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重量部が好
適である。 本発明において芯物質の全体または一部を被覆
する（一部を被覆するとは、芯物質の表面上に殻
材が点在化した状態のことである）外殻は一般式

【式】 〔式中R₁，R₂，R₃は、水素原子またはC₁から
C₂₀のアルキル基を示す。〕 で表わされる上記ビニルイミダゾールまたはビニ
ルイミダゾールの誘導体、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も
のであるが、上記ビニルイミダゾールまたはビニ
ルイミダゾールの誘導体の好ましいものとして
は、Ｎ−ビニルイミダゾール、２−ビニルイミダ
ゾール、４−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニル−
２−メチルイミダゾール、Ｎ−ビニル−２−エチ
ルイミダゾール、Ｎ−ビニル−２−プロピルイミ
ダゾール、Ｎ−ビニル−２−エチル−４−メチル
イミダゾール、Ｎ−ビニル−２，４−ジメチルイ
ミダゾール、Ｎ−ビニル−２，４−ジエチルイミ
ダゾール、Ｎ−ビニル−２，４−ジプロピルイミ
ダゾール、Ｎ−ビニル−４−エチル−２−メチル
イミダゾール、Ｎ−ビニル−４−メチルイミダゾ
ール、Ｎ−ビニル−４−エチルイミダゾール、Ｎ
−ビニル−４−プロピルイミダゾール、Ｎ−ビニ
ル−２，４，５−トリメチルイミダゾール、Ｎ−
ビニル−２，４，５−トリエチルイミダゾール等
が例示でき、これらのビニルイミダゾールまたは
ビニルイミダゾールの誘導体は、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、アクリル酸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−クロルアリクル酸メチル、
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。 前記ビニルイミダゾールまたはビニルイミダゾ
ールの誘導体、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、好ましくは１／９〜９／５の範囲で用い
られる。 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、０〜95重量％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タメ
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
ロル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であり、球形状の
ものを得た。 この芯物質を、相分離法により、Ｎ−ビニル−
２−メチルイミダゾール−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＋11.5μc／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
本の加圧ローラー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1.2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1.5であり摩擦帯電量が＋13.6μc／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
つたが、30分の空回転で＋30.5μc／ｇに上昇し、
またムラ現象が発生し、さらに画像濃度の低下
（0.6）、カブリが生じてしまつた。 実施例 ２ 芯物質に、ハイワツクス200P10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±5.0μのブルーの芯物質
を得た。この芯物質を、スプレードライング法に
より、Ｎ−ビニル−２，４−ジメチルイミダゾー
ル−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、＋16.9μc／
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、＋
18.5μc／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で得られた芯物質を、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Ｎ−
ビニル−４−エチルイミダゾール−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、＋12.7μc／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、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と同様良好な結果が得られ
た。 比較例 ３ ２−ビニルピリジン−スチレン共重合体（モル
比３／７）とスチレン−ジメチルアミノメタクリ
レート共重合体（モル比９／１）との１対１の混
合物を使用することを除いて、実施例１と同様に
してトナーを調製した。 実施例１と同様にしてトナーの摩擦帯電性を測
定したところ＋17.6μc／ｇであつた。さらに、実
施例１と同様にして耐久試験をおこなつたところ
0.5時間の空回転でトナーの帯電量が＋23.5μc／
ｇに上昇し、現像特性が低下した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トナー粒子が一般式 〔式中R₁，R₂及びR₃は、水素原子またはC₁か
   らC₂₀のアルキル基を示す。〕 で表されるビニルイミダゾールまたはビニルイミ
   ダゾールの誘導体、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
   特徴とする静電潜像現像用正荷電性トナー。