JPS59189354A - 静電気潜像現像用のカプセルトナ− - 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２２９７．６９１
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いる方法と、
−成分現像剤を用いる方法とに二分される。

二成分現像方法に端するものにはトナーを搬送するキャ
リアーの種類により、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、トナーのみょシなる一成
分境像剤を用いる現像方法が各棟提案されているが、中
でも磁性トナーを１更川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島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（西ドイツ物、ｆ
’を化２７０４３６１号明細書）のトナー粒子の訪″醒
分極を使用する方法、特開昭５３−３１１３６号公報（
米国特許第４１２１９３１号明細簀）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。父、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′酸し、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
ーを叉持し、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
によシ地カプリを防止している事等によってすぐれた画
像が得られるものである。

現揮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シ加熱溶融して支
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池の定着法に１史用で
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。従って、個々の定着
法に適したトナーが研究開発されており、−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。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ット
現象を起さず、繰シ（５） 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＠）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、現像かぶシ、トナー飛散等の障蕾が発
生しやすく荷電制御性が不安定である。

（６） 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、目ＩＪ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。

梃に本発明は、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、多数枚複写を行なっても現像性能、定
着性能が安定している圧力安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、良好な圧力定看性を示
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。

そ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力で表わされる上
記ビニルピリジンまたは同ビニルピリジンの誘導体また
はそれらの第４級アンモニ　　　−ラム塩と他のビニル
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％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
カブ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
ショ７法、相分離法、Ｉｎ−５ｉｔｕ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。

本発明に用いられる芯物質を構成する樹脂としては、圧
力定着性トー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って普通紙の繊維に絡みやす
いものが良く、密度０．ｇ４Ｊｉ＋／ｃｒｎ以上のポリ
エチレンやパラフィンワックスが好ましい。

０．９４１／／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６００　ＣＰ８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Ｖ７
、ｔだｉｊ：ポリエチレンワックスとして知うレるもの
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６００　ＣＰＳ以下であシ、密Ｋ　カ０．９４
１１７ｃｍ３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　す９ （アライド・ケミカル製） （０，９４ｇ／ｌｙｎ’　、　３５０　ＣＰＳ　）ハイ
ワックス　３１０Ｐ（三井石油化学製）（０，９４１１
７ｃｍ３．２５０　ＣＰＳ　）ハイワックス　４１０Ｐ
（三井石油化学製）（０，９４１１／ｃｍ３．５５０　
ＣＰＳ　）ｐ　　　　　４０５Ｐ（三井石油化学製）（
０，９６９７ｃｍ３．５５０　ＣＰＳ　）４００Ｐ（三
井石油化学裏） （９） （０，９７１／ｃｍ’　、　５５０　ＣＰＳ　）等があ
る。

１５００ＰＳ以下で密度が０．９４　Ｅ／ｃｒｎ３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
１１／ｃｍ３．　７０　ＣＰＳ　）ヘキストワックス　
Ｐｇｌ　３０ （ヘキストＡＧ製） （０，９５１１／１ｙｎ３．１１７　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。

（１０） 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　・母ラフインワックス　　（日本精練製）（１
２） （ｌｌ） 本発明においては、前記の密度０．９４　、！ｉ’／１
ｙｎ３以上ノ？リエチレンとパラフィンワックスが適宜
組ミ合わせて用いられるのが良い。もちろん必要に応じ
てパラフィンワックスの中で何棟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
の配合比は重惜で８／２〜０／１０が好ましく、より好
ましくは６／４〜１／９が艮い。

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
？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
、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。

ニッケルあるいはマンガン等強磁性の元素及びと（１３
） 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。

この磁性粉の含有址は芯物質中の全ての樹脂１００重量
部に対して１５がら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 で表わされるビニルピリジンまたは同ビニルピリジンの
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
体を含有するが、上記ビニルピリジンまたは同ビニルピ
リジンの誘導体の好ましいものとしては、２−ビニルピ
リジン、３−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、２
−メチル−５−ビニルヒＩＪシン、２−エチル−５−ビ
ニルピリジン、２−プロピル−５−ビニルピリジン。

２−ブチル−５−ビニルピリジン、５−メチル−２−ビ
ニルヒリジン、５−エチルー２−ビニルビ（１４） リジン、５−ｆロビル−２−ビニルヒリジン、５−ブチ
ルー２−ビニルビリソン、３，４−ツメチル−２−ビニ
ルビリシン、２，３−ジノナル−５−ビニルヒリジン、
３Ｉ６−ノメチルー２−ビニルビリノン、２１４−ジメ
チル−５−ビニルピリジン。

４．６−シメチルー２−ビニルピリジン、３−エチル−
４−、Ｉｆシル−−ビニルヒリジン、２−エチルー３−
メチル−５−ビニルピリジン、３−エチル−６−）ナル
−２−ビニルヒリノン、２−エチルー４−メチル−５−
ビニルヒＩＪ−ｕン、４−エチル−６−メテルー２−ビ
ニルヒＩＪ　シン、４−エチル−３−メチル−２−ビニ
ルヒＩＪ　７ン、３−エチル−２−メチル−５−ビニル
ヒＩＪ　シン、６−エチル−３−メチル−２−ビニルヒ
ＩＪ　＆７．４−エチルー２−メｆルー５−ビニルヒリ
シン、６−ニチルー４−メチル−２−ビニルピリジン、
　３，４．５−トリメチル−２−ビニルピリジン、　２
．３．４−）リフチル−５−ビニルピリジン、　３．４
．６−　）リフチル−２−ビニルピリジン、　２，３．
４−）リフチル−６−ビニルビリジン、　３．５．６−
　）リフチル−２−ビニルピリジン、　２，３．６−　
）ジメチル−５−ビニルヒリジン２等が例示でき、これ
らのビニルピリジンまだは同ビニルピリジンの誘導体は
、ハロゲン化アルキル類まだ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ととがで
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、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−ｎ・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、イソブチレン等
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、ペ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、アクリル酸インブチル、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１＋Ｒ２−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
テル、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
酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタ
クリル酸ソエチルアミノエチルなどのα−メチレン脂脂
肪族モノカルノ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、ビニルイソフチルエーテルナトノビ
ニルエーテル類；ビニルメチルヶトン、ビニルへキシル
ケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケト
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−ビニルビリシンなどのＮ−
ビニル化合物な（１７） どを挙げることができる。

上記、ビニルピリジンまたは同ビニルピリジンの誘導体
またはそれらの第４級アンモニウム塩ト他のビニル基を
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、１／９〜９
１５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、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、Ｉす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−ゾロピレン共重合体、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−ジメチルアミンエチ
ルメタクリレート（１８） 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ビルアミ
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ｔｌ、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、工？キシ樹脂、ポリビニルゾチラール、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、塩素化ツヤラフイン、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、ハイワックス２００Ｐ（三井石油化学製）２
０重量部、ノ々ラフインワックス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士４．５μの球形状のものを得た。

この芯物質を、相分離法によシ２−メチルー５−ビニル
ビリジｙ−スチレン共重合体（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ＩＩＩに対して、鉄粉（２００〜３
００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＋１０．５μｃ　／　１１であった
。

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１２５□６ｅｅのスピードで１
０＋Ｃｇ＾の線圧力でほぼ完壁な定着性を示した。画像
濃度は１．３であり、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υ摩擦帯電電が＋１２．５μｅ／　ｉ
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。

比較列１ 実施例１の芯＄１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
行なったところ、初期の摩擦帯電量が＋２２．Ｏμｃ　
／ｌであったのに対し、３０分の空回（２１） 転で＋３０．５μｅ／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）、かぶシが生じて
しまった。

実施例２ 芯物質に、ハイワックス２００Ｐ１０重量部、パラフィ
ンワックス１５５９０重量部、フタロシアニンブルー５
重量部を用いて実施レリ１と同様に行なったところ、粒
径が１０．３ＩＬｒｎ±５．０μのブルーの芯物質が得
られた。

この芯物質を、スプレードライヤー法によシ、５−エチ
ル−２−ビニルピリジン−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、＋８．４μｃ／ｉ
であった。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（２２） 荷量を測定したところ、＋９．３μｃ　７ｇ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＝　）　
ＩＪ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
様な試験を行なったところ初期の摩擦帯電電荷量が、＋
１５７μｃ　７ｇであったのに対し、空回転１時間で＋
２１．０μｃ／ｇに増大し、著しい、画像濃度の低下、
及びかぶシが生じた。

実施例３ 実Ｍｌ＋ｕ２で得られた芯物質を、相分離法により２−
プロピル−５−ビニルヒリジンースチレンの共重合体（
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　”）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
プセルトナーの摩擦ｖｉ電電荷量は、＋１２．０μｃ／
ｌ／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、
実施しｕｌ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)

【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、外で表わされる上
   記ビニルピリジンまたは同ビニルヒリジンの誘導体、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現像用のカプセルトナ
   ー。