JPS59170852A - 電気的潜像を現像する現像剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は′電子写真法或すは静電印刷法などにおいて、
′１亘気的潜像を現像するのに用いられる現像剤に関し
、特に加圧定着に適したカシセルトナーを含む現１象剤
に関する。

従来、電子写真法としては米国特許第２２９７６９１号
明細書、特公昭４２−２’３９ｘｏ＋３公報及び特公昭
４３−２４７４８号公報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４屯性物質を利用
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
等の転写材にトナー画像を転写した後、〃１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。

例えば米国特許第２．８７４．０６３号明細−に記載さ
れている磁気ブラシ法、同２，６１８，５５２　月明細
書に記載されているカスケード現像法及び同２、２２１
．７７６号明細−長に記載されている粉末雲法及びファ
ーブラシ現像法、液体現像法等多数の現像法が知られて
いる。

これらの現像法に用いられるトナーと１〜では、従来、
天然或いは合成樹脂中に染料、順相を分散させた微粉末
が使用されている。更に、第３物質を再々の目的で添加
した現像微粉末を使用することも知られている。

現像されたトナー画像は、必要に応じて樵などの転写材
に転写され定着される。

トナー画像の定着方法としては、ｌ−ナーをヒーター或
いは熱ローラーなどにより加熱浴融して支持体に融着同
化させる方法、有機溶剤に↓リドす−＝のバインダー樹
脂を軟化或いは溶解し支持体に定着する方法、加圧によ
りトナーを支持体に定着する方法などが知られている。

トナーは夫々の定着法に適するように材料を選択され、
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、従来広く行われている
ヒーターによる熱融着定着法に用いるトナーを熱ローラ
一定着法、溶剤定着法、圧力定着法などに転用すること
はほとんど不可能である。従って、夫々の定着法に適し
だトナーが研究開発されている。

トナ・−を加圧により定着する方法は米国特許第３．２
６９，６２６号明細書、特公昭４６−１５８７６号公報
などに記載されており、省エネルギー、無公害、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、コ
ピーの焼は焦げの危険もないこと、高速定着が円節なこ
と及び定着装置が簡単であることなど利点が多い。

しかし、トナーの定着性、加圧ローシーへのオフセット
現象など問題点もあり、加圧定着性の改善の為に種々の
研究開発が行なわれている。例えば特公昭４４−９８８
−０号公報には脂肪族成分と熱可塑性樹ｌ旨を含む圧力
定着トナーが記載されており、特開昭４８−７５０３２
号などには核に軟質物質を含んだカシセル型の圧力定着
トナーが記載されており、゛まだ特開昭４８−７５０３
３号には粘り強い重合体と軟質重合体のブロック共重合
体を用いた圧力定着トナーが記載されている。

しかし、製造が容易でお９、加圧定着性能が充分であり
、加圧ローラーへのオフセット現象を起さず、繰り返し
使用に対して現像性能、定着性能が安定しており、キャ
リヤー、金属スリーブ、感光体表向への癒着を起さず、
保存中に凝集、ケーキ化しない保存安定性の良好でおる
実ハｊ的な圧力定着トナーは得られていない。

例えば軟質物質からなる圧力定着）・ナーは圧力定着性
は良好であるが、微粉砕してｌ−シー化するのが困難で
あり、加圧ローラーへのオフセット現象を起し易く、ギ
ヤリヤー、感光体表面への癒着を起し易く、−また保存
中に縦来、ケーキ化を起すなど種々問題が多い。

また、硬質樹脂！」ニトナー化することは容易であり、
荷電性、保存性には優れているトナーが得やすいが圧力
定着性が極めて不良である。何故ならば硬質樹脂は紙を
構成しているセルロース繊維よりも硬いものが多く圧力
を加えた際は単に紙内部におしつぶされたのみに終り該
繊維に絡゛まないためである。

ｎた、従来の挿々知られている圧力定着性カプセルトナ
ーにおいては芯物質に圧力定着性の良好な軟質物質を用
いると圧力定着を繰り返すうちに加圧ローラーに軟質物
質が徐々に付着してついにはオノセットや転写紙の巻付
きの原因となシ好ましくなく、このような現象を避けよ
うとすると圧力定着性能が低下してしま°う。また、カ
プセルトナー・の製造は一般に工程的に複雑化し、遊離
した殻材の除去等も考慮する必要がちシ、実用的なカシ
セルトナーはい−まだに得られていない。

即ちカプセルトナーはその製造法に、関連するいくつめ
＼の聞頌点があるからである。その１つとして、殻材溶
液に芯物質を分数した際、常温では芯物質が殻材溶液に
溶解しないような材料を選択の基準とするが゛電子写真
特性ずべてを満足するような材料の選択範囲が極めて狭
いこともその理由である。

更に、最近ではトナー中に磁性微粒子を含有−忙しめて
キャリヤー粒子分用いない一成分糸現像剤で静電潜像を
現像する方法が行われてｈるが、この場合にはトナー粘
着樹脂は磁性微粒子との分散性、密着性及びトナーのＩ
ＴｉｔＴｉ性、流動性などが要求され、圧力定着性能と
両立させることは相当に困難なことである。

本発明は従来の圧力定着トナーの材質とは異なっており
、前述のμｍ」き欠点のない圧力定着性現像剤を提供す
るものである。

即ち本発明は、製造工程の簡略化が可能なカプセルトナ
ーを含む現像剤を提供するものである。

更に本発明は、安定した現像性、耐久性を有する圧力定
着性カフ０セルトナーを含む現像剤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、良好な磁性を示しス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含む現像剤を提供するものであ
る。

即ち本発明は、芯物質の全体を均一に被覆する第１層外
殻と、更にその外郭を全体もしくは一部を覆う第２層外
殻とから成り、第１層外殻が水溶性ポリマーよりなるこ
とを特徴とする電気的潜像を現像する現像剤にある。

即ち、本発明は、芯物質の外殻、いわゆる第１層外殻を
水溶性ポリマーによって構成し、その上に性質の異なる
物質からなる第２層外殻を、つけることによって第２層
外殻を析出させる際、芯物質の溶解を保護する事が特゛
徴である。

例えば、水溶性ポリマーとしてポリビニルアルコールを
芯材の１わシに第１層外殻としてつけた場合、ポリビニ
ルアルコールは、水溶性であるため一般の有機溶剤例え
ば、アセトンやキシレンなどには溶けない。そのため、
トナーとして一般に適当と思われる材料、例えは、スチ
レンや、スチレン−メタクリル改エステルなどの共重合
体などをＤＭＦなどに溶かし前記粒子を分散させ、とれ
に水のような非溶媒を加えることにより容易にスチレン
やスチレン−メタクリル酸エステルなどの樹ｌ旨を第２
１曽外殻としてつけることができる。

本発明によって得られたカプセルトナーは、圧力定着性
カプセルトナーであるが第１層外殻が水溶性ポリマーで
あるため、第２層外殻すなわち、最外殻にあたる部分の
材料がほとんど限定されることなく、トナーとして適し
た拐料を使うことができる。従来の方法では、外殻材料
が非常に限定され、しかも複雑な工程を用いたりなどし
２て芯物質の溶出を極力減らさねばならなかった。しか
も、そのような複雑な工程、手順をふんでも外殻に芯物
質が溶出してくるため、流動性、帯電性、経時安定性な
どが劣りそのため現像性が不安定とな９、耐久性が悪く
なる。その点本発明のカシセルトナーは、芯物質の溶出
がまったくないため、安定した現像性と耐久性を有する
。

さらに、磁性微粒子を含有せしめた場合でも、先の理由
と同様、芯物質の溶出といっしょに磁性微粒子が第２層
外殻に出てくることがないため、現像性、耐久性をそこ
なうことなく、シかも、磁性微粒子が外殻に出て、トナ
ーの抵抗を下げるということがないため、転写性が悪く
なることもない。

次に本発明の現像剤を詳細に説明する。先づ本発明の第
１層外殻の作成方法について説明する。

例えばマイクロカプセル化法として知られているシンプ
ルコマセルベーション法を用いる。スナワち、芯物質を
、３？ｌ）マー水溶液例えばゼラチン水溶液中に分散し
、これにエタノールなどのポリマーの非溶媒を加えると
濃厚ポリマー相が芯物質のまわりに相分離によって析出
する。このような、ポリマーと、非溶媒の組合せの例を
以下に示す。

（ポリマー水溶液）　　　（非　溶　媒　）ゼラチン　
　　　　　　　エタノール、アセトン寒　　　天　　　
　　　　　　　アセトンイタチン　　　　　　　　　　
　ノオキザン、イソゾロノ’？ノールメチルセルローズ
　　　アセトン ポリビニルアルコール　　　プロノクノールフイブリノ
ーグン　　　グロノゼノールゼラチン６エタノール水の
３系の相分Ｎ「状態図によってこの機構を説明すると、
１０％のゼラチン水溶液（Ｂ点）にエタノールを添加し
てゆくと、０点で相分離がおこり、系が白濁し始める。

Ｅ点に近づくほどコアセルベートの量は増大する。しか
しエタノール量が多すぎるとブロック状になってしまう
ためエタノール量は５０〜６０谷量チでカプセル化を行
うのが普通である。

このように第１１−の外殻を、このような水浴性ポリマ
ーで作っておき、第２層の外殻を、例えば、有機溶剤系
からの相分離によってカプセル化するとき、芯物質が、
第２層のだめの有機浴媒によって溶は出すことがない。

もしこのような第１層がなく、芯物質がとり冒ｎし、少
しでも表面に顔を出すと、現像性を著しく阻害すること
は周知の通りである。

ここで、芯物質に含有させる圧力定着性成分として適用
する林料は、線圧２０　ｋｇｌｏｎ　程度の圧力によっ
て普通紙の繊維に絡みやすいものが良く、次のようなも
のがある。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ４弗化
エチレン等のポリオレフ（ン、エチレン−アクリル共重
合体、ポリエチレンビニルアセテート、ポリエステル、
ポリスチレン、スチレン−ブタジェン共重合体、ポリス
チレンアクリルなどのスチレン系樹脂、パルミチン酸、
ステ゛アリン酸、ラウリン酸などの高級脂肪酸、ポリビ
ニルピロリドン、エポキシ樹脂、フェノール−チルヘン
共重合体、ポリメチルシリコン、マレイン酸変性フェノ
ール樹脂、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重
合体等があるが定着性、離型性、現像性等からポリエチ
レンが最も良い。

第２層の外殻物質としては、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ｍ合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチ
レン−ビニル）・ルエン共重合体、スチレンルビニルナ
フタリン共重合体、スチレン−アクＩ）ノｖ９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−メタクリル酸ブチル共重
合体、スブーレンーメタクリル酸エチル共取台体、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、スチし′ンーアクリ
ロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルニーデル
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
タジェン共重合体、スチレンーインルン共ｉＫ汀体、ス
チレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチｌ
／ンー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、？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、ポリアマイド、ポリアク
リル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、チル被ン樹脂、フェ
ノール樹脂、脂肪族又は肪環族炭化水素樹脂、芳香族系
石油樹脂、塩などが単独或いは混合して使用できる。

また、外殻樹脂中に従来より）ナーに用いられている含
金属染料、ニグロシンなどの荷電制御剤を適当量添加し
てもよい。

更に、荷電制御剤微粒子をトナーと混合（外添）して用
いることもできる。

本発明のカプセルトナーには必要に応じて従来よりトナ
ー用の着色剤として用いられている染料、領料などがす
べて使用可能であり、芯物質または外殻の一方或いは両
者に添加すればよい。

また、磁性トナーを得たい場合にはトナー中に磁性微粒
子を添加すればよい。磁性物質としては磁性を示すか、
磁化可能な材料であればよく、側光ｔｒ！　鉄、マンガ
ン、ニッケル、コパルｌ−、クロムなどの金属微粉末、
各棟フェライト、マンガンなどの合金や化合物、その他
の強磁性合金など、従来よシ磁性材料として知られてい
るものが使用できる。これらの磁性微粒子は芯物質、殻
物質のいずれに添加してもよい。

本発明のトナーにより得られｆｃ両画像圧力を負荷され
た一対のローラー間を通過させることなどによシ定着さ
れるが補助的な加熱が行わ！してもよい。

圧力定着装置に関しては、特公昭４４−１２７９７号、
米国特許第３，２６９，６２６号、同第３，６１２，６
８２号、同第３．６５５，２８２号、同第３．７３１．
３５８号などに記載があり、本発明のカッセルトナーが
使用可能である。

以下に実施例を示す。部数は庫油部である。

実施例１ ハイワックス３２０Ｐ　　　　　　　　１．００部（三
片石油化学工業製）ポリエチレンワックスＥＰＴ　−１
０００（戸田工業製マグネタイＩ−）６０部からなる５
〜２０μｍの忘物＠３ｏｏｇを、に均一分散させた後エ
タノール１ｏｏｄを滴下し、この結果芯物質の表面に均
一にゼラチンが被覆された。

次にこの乾燥微粉末１００ｇをスチレン−メチルメタク
リレ−１・樹脂５．９　ＤＭＦ　３００ゴの樹脂溶液に
均一に分散させた後Ｈ２０１００ｍｌを滴下することに
よって該樹脂を析出し、このスラリー溶液をい過、洗浄
、乾燥することによってトナーを得た、次に得られたト
ナーをキャノン製複写機ＮＰ１２０で画出しを行なった
ところ画像の鮮明なコピ゛−が得られた。

このようにポリエチレンワックスのまわりにスチレン−
メチルメタクリレート樹脂を他の方法によってつけると
ほとんどポリエチレンワックスカ溶出し、また工程がコ
スト高になる。本発明の方法では、芯材のポリエチレン
ワックスが完全に第ＩＪ−のゼラチン膜によって覆れて
いるため、第２盾のスチレン−メチルメタクリレート（
酊１指中に溶出してはいない。このため、流動性、帯電
性、経時安定性がよく、１０万枚の耐久画出し、におい
ても画像濃度、画像・団に変化がなく、実用上充分満足
するものであった。また、圧力定屓性もすぐれ、従来比
定着トナーがおよそ２０　！＜９／Ｌｙｎで定着するの
に対（〜て、１５　＋＜ｇ／ｃｎ＋で充分定着した。又
、転写率について消費トナーｔｆｉｔと、クリーナー中
に出したところ、およそ８０チで、他−成分磁性トナー
と同程度であった。

実施例２ パラフィンワックス　１．５５°Ｆの融点をイｊするも
の　８０部カルナバワックス　　　　　　　　　２０部
マグネタイト　　　　　　　　　　　　６０都からなる
５〜２０μｍの芯物質ｔｏｏ、ｙをに均一に分散させた
後、プロパツール１００７１１１ｉ滴下ｌ〜、ポリビニ
ルアルコールを析出させこのスラリーを濾過、洗浄、乾
燥した。この結果芯物質の表面に均一にボリビ１ルアル
コールが被櫨すれた。

以下実施例１と同様に処理を施したところ実測例２と同
様の好結果が得られた。

すなわち、ｌＯ万枚の耐久画出しでじゅうぶん満足する
画像を得、また、圧力定着性はおよそ、１３ｋｇ／αで
あり、転写率は７５チであった。

【図面の簡単な説明】

図面はゼラチン、エタノール、水の３糸の相分離状態図
である。 、　　１ヤ　１ 代理人　　谷　山　輝　雄　・： Ｌ ７、−７７１ 本　　多　　小　平１・−） し二二二Ｊ 岸　　１）　正　　行！］： 、〜−二１ 新　　部　　興　　惇−１−一強

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 芯物質の全体を均一に被覆する第１層外殻と更にその外
   部を全体もしくは一部を覆う第２層外殻とから成ｐ１第
   １層外殻が水溶性ポリマーよシなることを特徴とする電
   気的潜像を現１ボする現像剤。