JPS59187350A - 静電潛像現像用正帯電性トナー - 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あるいは静電印刷法などに於いて、
静電気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２２８７β８１号
明細書、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許第３
６６６３６３号明細書）及び特公昭４３−２４７４８号
公報（米国特許第４０７１３６１号明＃１誉）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、種々の手段にょシ、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シ定着し
、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層る方法と、
−成分現像剤を用いる方法とに三方される。

二成分現像方法に属するものにはトナーを搬送するキャ
リアーの種類にょシ、鉄粉キャリアーを用いる磁気ブラ
シ法、ビーズキャリアーを用いるカスフード法等が広く
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、キャ
リアーの劣化、トナーとキャ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）なる−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−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ＢＡＭｉ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）のトナーの撹乱による
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Ｍ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、磁力によってトナーを支
持し、かつ磁石とトナーを相対的に移動させる事によシ
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、トナーを磁力によって支持し又こ
れを静電像に接する事なく対向させて現像する事によシ
地カブリを防止している事等により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之−などにょシ加熱溶融して支
持体に融着同化させる方法が一般的であるが火災の危険
防止、消費−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シつつある。

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一定着用トナーとして流用す
る事は不可能であシ、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。従って、個々の定着法
に適したトナーが研究開発されておシ、−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
圧によシ定着する方法は、複写シートの焼は焦げの危険
かないこと、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シ〜この目的に
あった樹脂の開発が積極的に行なわれている０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ット
現象を起さず、繰）返し使用に対しても現像性能、定着
性能が安定しておシ、キャリア、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カ定漸トナーは得られて
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。硬質樹カ行の殻を設けたカプセル型のトナー
も種々提案でれている。例えば、特公昭５４−８１０４
号公報（米１ｆｆＡ％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、オフセット現象等の未解決の問題が多
く、′実用化されるに至っていない。

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トキトナー担持
体間に於いて、カプセルトナー粒子表面の発生電荷量に
パンツキを生じ、現像かぶシ、トナー飛散等の障害が発
生しゃ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
なって現われ、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９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シも低圧力で良好
な定着性を有し、多数枚複写を行なっても現像性能、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〇 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４Ｍ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気潜像の現像用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、スゲレードライ法、界面重合法、コアセルベー
ション法、相分離法、１ｎ−ｓｉｔｕ重合法など米国特
許第３，３３８，９９１号明細書、同第３，３２６，８
４８号明細書、同第３，５０２，５８２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２０ｋｌ／／ｃｍ程
度以下の圧力によって普通紙の繊維に絡みやすいものが
艮く、密度０．９４　ｆｌｃｔｄ以上のポリエチレンや
パラフィンワックスが好ましい。

０、９４１１−７６４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６０００ＰＳ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ックスとして知られるものであシ
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６００　ＣｐＳ以下であシ、密度が０．９４　Ｐ／ｄ
以上であるポリエチレンで市販すれているものとしては
例えば、 ＡＣプリエチレン　す９ （アライド−ケミカル製） （０，９４７／ｄ、３５０　　ＣＰＳ）ハイワックス　
３１０Ｐ（三井石油化学製）（０，９４ｔ／ｃｒｔ、　
２５０　　ＣＰＳ　）ハイワックス　４１０Ｆ（三井石
油化学製）（０，９４ｔ／ｃｒ！、　５５０　　ＣＰＳ
　）ハイワックス　４０５Ｐ（三井石油化学製）（０，
９６Ｐ／ｃｒ１．５５０　　ＣＰＳ　）４００Ｆ（三井
石油化学製） （０，９７ｆｉ’／ｄ、５５０　　ＣＰＳ）等がある。

１５０　ＣＰＳ以下で密度が０．９４　ｆ／ｃｔＡ以上
のものとしては、次のような例がある。

ハイワックス　２００Ｐ（三井石油化学製）（０，９７
ｙ−／ｃｒｌ、　７０　　ＣＰＳ　）ヘキストワックス
　ＰＥ１３０ （ヘキストＡＧ製） （０，９５ｆ／ｃｒ／１．１１７　　ＣＰＳ　）またパ
ラフィンワックスとしては次表のようなものがある。

第１表　　パラフィンワックスおよびマイクロワックス
（日本石油製） 第２表　パラフィンワックス（日木精蝶製）本発明にお
いては、前記の密度０．９４　ｐ／ｃｒ！以上のポリエ
チレンとパラフィンワッ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ィンワックスの
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ィンワックスを組合せるとき
の配合比は重量で８／２〜０／１０、よシ好ましくは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′ブラック、アニリンブラック、
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、メチルバイオレットレーキ
、７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、ニッケルあるいはマン
ガン等強磁性の元累及びこれらを含むマグネタイト、フ
ェライト等の合金、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。この磁性粉の富有量は芯物質
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−ノロビルイミダゾール、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−／ｌ／、Ｎ−ビニル−２，４−ジエチル
イミｐ”　：／’　　”、Ｎ−ビニル−２，４−ジメチ
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
−グロビルイミ〆ゾール、Ｎ−ビニル−２，４，５−）
リメチルイミダゾール、Ｎ−ビニル−２，４，５−）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、ノ・ロダン化アルキル類ま
たは／・ロダン化了り−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。

まだ本発明において、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、０−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−ｎΦドデシルスチレン、Ｐ−クロルス
チレン、Ｐ−フェ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、インブチレン等
のエチレン不飽和モノオレフィン類；塩化ビニル、酢酸
ビニル、酪酸ビニル、ベンジェ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７ｎ−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
酸グロビル、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２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
ェニル、メタクリル酸ジメチルアミンエチル、メタクリ
ｈ’ｆＲジエチルアミノエチルナトの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
クリレートリル、アクリルアミドなどのアクリル酸もし
くはメククリルＭｕ導体；ビニルメチルエーテル、ビニ
ルエチルエーテル、ビニルインフ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、ビニルへキシル
ケトン、メチルイソプロペニルケトンナトのビニルケト
ン類；Ｎ−ビニルビロール、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４Ｒ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５／９５〜９５１５、好ましくは１／９
〜９１５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−ノロピレン共重合体、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、スチレンージメチルア
ミノノロビルアミドアクリレート共重合体、スーｔ−ｖ
ンー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−アクリ四ニ
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
ェン共重合体、スチレン−イソグレン共重合体、スチレ
ンーアクリロニトリル−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、ｉｅ　Ｉ）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
肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素
化ノ４ラフイン、パラフィンワッ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、ノ・イワックス２００Ｐ（三井石油化学ｆｆ
）２０重量部、パラフィンワックス１５５（日木精蝶製
）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
よシ粒径が９．１μ±４．５μであシ、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＃　比３／７　
）　トスチレンーゾ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
１１に対して、鉄粉（２００〜３００メシユ）９ｚ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＋
１１．５μｅ／ｌ？であった０ 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。画像を侑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１２５　ｍｘ／ｓｅｃのスピー
ドで１０　ｋｇ／ｍの線圧力でほぼ完壁な定着性を示し
だ。画像濃度は１．２で必ｐ１かぶシのない鮮明な反転
画像が形成され良好であった。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、転写を行なった
が、画像濃度が１．５であジ摩擦帯電量が＋１３．６μ
ｅ／Ｐであ）、画質の変化も少々く、良好な耐久性及び
安定した荷電制御性が認められた・ 比較何重 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−ジメチルアミン
エチルメタクリレート共重合体（モル比９／１　）　Ｃ
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
同様な試験を行なったところ、初期の摩擦帯電量が＋２
２．０μｃ　／Ｐであったが、３０分の空回転で＋３０
．５μＣ／ｙ−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った
。

実施例２ 芯物質に、ハイワックス２００Ｆ１０重量部、ノ々ラフ
インワックス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何重と同様に行なったととる、
粒径が１０．３μｍ±５，０μのブルーの芯物質を得た
。この芯物質を、スプレードラインク法ニよＪ）、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−ジエチルアミンエ
チルメタクリレート共重合体（モル比９／１　）　Ｃ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
、＋１６．９μｅ／ｌｉ’でありた。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
試験を行なったところ、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、＋１８．５
μｃ　／ｆｉ’であシ、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、ｔｔ４合体（モル比１／１　）　（！：スチレン
ー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Ｎ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ったところ初期の摩擦帯
電電荷量が、＋　１５．７μｅ／ｙ−でありたの妃対し
、空回転１時間で＋２１．０μｃ／Ｐに増大し、著しい
画像濃度の低下、及びかぶシが生じた。

実施例３ 実施例２で得た芯物質を、相分離法によシＮ−ヒニルー
４−エチルイミダゾール−スチレン共重合体（モルｆｆ
ｌ　Ｉ／１　）　トスチレンーメチルメタクリレートの
共重合体（モル比１／１　）　Ｃ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Ｍ擦帯電電荷量は、＋１２．７μＱ／
９−であった。

このカプセルトナーを、負帯電性の磁性トナー（キャノ
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ったところ、実施例１と同
様良好な結果が得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 で表わ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気潜像の
   現像用カプセルトナー。