JPS59189355A - 静電潜像現像用のカプセルトナ− - Google Patents

静電潜像現像用のカプセルトナ−

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JPS59189355A
JPS59189355A JP58063939A JP6393983A JPS59189355A JP S59189355 A JPS59189355 A JP S59189355A JP 58063939 A JP58063939 A JP 58063939A JP 6393983 A JP6393983 A JP 6393983A JP S59189355 A JPS59189355 A JP S59189355A
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toner
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styrene
methacrylate
outer shell
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Toshiaki Nakahara
中原 俊章
Naoyuki Ushiyama
牛山 尚之
Ichiro Osaki
大崎 一郎
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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2287.6B4
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、電気的潜像をド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。
二成分現像方法に属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K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、トナーのみより々る一成
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−成分塑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52−9414.0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53−311.36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
54−4214.1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
触する事々く対向させ、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
する蛋によシ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
により地力ブ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。
現像されたトナー画像を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−々どにより加熱溶融
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、消費両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
々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
圧により定着する方法は、複写シートの焼は焦げの危険
がないこと、複写機のt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。
(5) この様々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υ、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、繰シ返し使用に対しても理像性能、定
着性能が安定しており、キャリア、金だスリーブ、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
てい々い。
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、するいは
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はその粒子(6) 間に於いて、あるいはカプセルトナーとスリーブのごと
くトナー相持体間に於いて、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、」俊かぶり、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。
オたこれらけ、複写枚数を重ねた際に特[#l’j著々
塑象となって現われ、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。
本発明の特徴とするところは、芯物質と、核芯物質の全
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Cj2のアルキル基、R2はC9からC12
のアルキレン(coはR2が無いことを意味する)、R
3,R4は水素原子または、C1からC2o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
カプセル什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
ション法、相分離法、1n−situ重合法など米国特
許笛3,338,991号明細書、同第3,329,8
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20kg/crrL
稈度以下の圧力によって普通紙の繊絢に絡みやすいもの
が良く、密度+1.94 g/cs” pJ上のポリエ
チレンやパラフィンワックスが好ましい。
0、94 To伽3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以下であり、密度が0.941/am
3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 (9) (アライド・ケミカル製) (0,94g/err? 、 350 cPs)ハイワ
ックス310P(三井石油化学製)(n、94. g/
art? 、 250 CPS )ハイワックス410
P(三井石油化学製)(0,9411Arrt” 、 
550 CPS )1’     405P(三井石油
化学製)(0,9611,会3.550CPS)II 
    400P(三井石油化学製)(0,97g/a
rt’ 、 550 CPS )等がある。
150 CPS以下で密度がQ、94J/2雇3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)(0,97g
/err? 、 70 CPS )ヘキストワックスP
E130(ヘキストAG製)(0,95111ryi!
 、 117 CPS )またノぐラフインワックスと
しては次表のようなものがある。
(10) i:   i   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 p ノラフィンワックス(日木精蝋製)本発明
においては、前記の密度0.94g/cs3以上のポリ
エチレンとパラフィンワックスを遼宜絹み合わせて用い
るのが良い。もちろん必要に応じてパラフィンワックス
の中で何種類かを相み合わせても良い。
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W量で8/2〜0/10、より好壕しくは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
がンブラック、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(13) 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C6からC12のアルキレン、R3,R4
け水素原子または、C1からC2o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掠
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
アミノフェニルアクリレート、P−N、N−ジエチルア
ミノフェニルアクリレート、P−N、N−ジエチルアミ
ノフェニルアクリレート、P−N、N−ジブチルアミノ
フェニルアクリレート、P−N−ラウリルアミノフェニ
ルアクリレート、P−N−ステアリルアミノフェニルア
クリレート、P−N、N−ジメチルアミノフェニルメタ
クリレート、P−N、N−ジエチルアミノフェニルメタ
クリレート、(14) P −N、N−ジプロピルアミノフェニルメタクリレー
ト、P−N、N−ジブチルアミノフェニルメタクリレー
ト、P−N−ラウリルアミノフェニルメタクリレート、
P−N−ステアリルアミノフェニルメタクリレ−)、P
−N、N−ジメチルアミノベンジルアクリレ−)、P−
N、N−ジエ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−ジブチルアミノベンジルアクリレ−)、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−)、P−N、N−ジエチル
アミノベンジルメタクリレ−)、P−N、N〜ジプロピ
ルアミノペ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、ハロダン化アルキルせ甘たはハロゲン化
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。
1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、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、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
プロピル、メタクリル酸インブチル、メタクリル酸イン
ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリルウドデ
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
酸ジエチルアミノエチルなどのα−メチレン脂肪族モノ
ヵルデン酸エステルn: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
ーテル角;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−ビニルビロリデンなどのN−ビニ
ル化合物などを挙げることができる。
前述のアミン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種あるいけ2種以上の単量
体との共重合比は、モル比で5/95〜9515が好適
であり、(に好ましくは、(17) 1/9〜915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重重合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、ぼり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クロルメタ
クリル酸メチル共重合体、スチレンーア(18) 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−ビニルメチルエーテル共重合
体、スチレン−ビニルメチルケトン共!合体、スチレン
−ブタ・ジエン共重合体、スチレンーイソゾレン共重合
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、チリプロピ
レン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、工I
キシ樹脂、?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、
塩素化パラフィン、ノぐラフイ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99
 ) 20重量部、ノやラフインワックス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9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
アミノフェニルアクリレート−スチレン共?T合体(モ
ル比3/7)と、スチレンージメチルアミノエチルメク
クリレートー共重合体(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】gに対して、鉄粉(200〜300
メシユ)911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.Ott c /j!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
に適甲し、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 m/secのスピード
で10kg/cm、の線圧力でほぼ完壁な定着性を示し
た。画像濃度は1.1であり、かぶりのない鮮明外反転
画像が形成され良好であった0 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、1ifii像濃度が1.4
であす摩擦帯電量が+15.51tc/gであり、画質
の変化も少なく、良好々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Mx)[両者の
共重合体の重量比]/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
折々つだところ、初期の摩擦帯電量が+22.Oμc 
/Iであったのに対し、30分の空回転で+30.5μ
c/IK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)、かぶりが生じてしまった0 (21) 実施例2 芯物質に、ハイワックス200P 10重量部、パラフ
ィンワックス15590重量部、7タロシアニンブル一
5重号部を用いて実施例1と同様に行なったところ、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、スプレードライヤー法により、P −N
、N −シエチルアミノフェニルアクリレート−スチレ
ン系共重合体(モル比1/1)トスチレンーp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. Ottc19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、再び摩擦帯電電荷量を測定したところ、+
201μC/E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。
(22) 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 ) [
両者の共重合体の甫(%比1/1〕で、05μの膜厚で
被覆した。このカプセルトナーを、実施例2と同様々試
験を行なったところ初期の摩擦帯雷電荷量が+157μ
c/9であったのに対し、空回転1時間で+210μc
/11に増大し、著しい画像一度の低下、及びかぶりが
牛じた。
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−
ジメチルアミノフェ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/
Il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陀に適用し、
実施例1と同様な試験を行なったところ、実施例1同様
の良好な結果が得られた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 芯物質と、該芯物質の全体重たけ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 〔式中馬は水素原子またば、C1からC12のアルキル
    基R21d CoからC12のアルキレン基R3,R4
    は水素原子またけ、C1からC2oのアルキル基を示す
    。〕 で表わされる上記アミン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紳
    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。
JP58063939A 1983-04-12 1983-04-12 静電潜像現像用のカプセルトナ− Granted JPS59189355A (ja)

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