JPS60107037A - 電子写真用カプセルトナー - 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、電子写真法或いは、静電印刷法などに於いて
、潜像を現像するのに用いられるトナーに関し、特に圧
力定着に適した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２．２９７，６９
１号明細曹、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許
第３．６６６，３６３号明細書）及び特公昭４３−２４
７４８号公報（米国特許第４，０７１，３６１　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１．感光体上に電気的潜像を形成し、次いで核潜倫を
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、
−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イ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−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、トナー粒子の誘電分極を使用する方法、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５５−１８
６５６号会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
、かつ接触する事なく対向させ、現像するものである０
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
単唸ととなど利点が多い。

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
（米国特許第３，７８８，９９４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
化されるに至ってらない。

さらに、上述の如きカプセルトナーでは、殻材の強度が
、十分に満たされていない為に、現像剤としての耐久性
が乏しく、殻材の剥離等による現像スリーブ、感光体及
びキャリアー表面への汚染や融着が生じやすく、また、
殻の強度を満足させる１でに、殻の膜厚を増大すれば、
著しい定着性の低下が生じる。

本発明は、従来のトナーの材質とは異なっており、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、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、なおかつ、多数枚複写
を行なっても、現像スリーブ、感光体及びキャリアー表
面への汚染や融着が発生しない耐久性に優れた圧力定着
性カプセルトナーを提供するものである。

更に、本発明は、優れた荷電制御性ならびに安定した荷
電制御性を示す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。

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カプセルトナーに於
いて、外殻がエポキシ樹脂と含窒素樹脂から成る架橋重
合体を含有するカプセルトナーにある。

本発明にかかるカプセルトナーは、芯物質中に圧力定着
性成分を含有させて、圧力定着用トナーに好ましく用い
られる。

圧力定着性成分としては、線圧２０Ｋｆ／ｃｍ程度以下
の圧力によって普通紙の繊維の絡みやすいものが良く、
ポリエチレンやパラフィンが好適である。

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。

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・ケミカル裂）（０
，９４ｇ／ｃｙ’、３５０　ＣＰＳ）ハイワックス　３
１０Ｐ（三片石油化学製）（０，９４ｇ／国”、２５０
　０ＰＳ）ハイワックス　４１０Ｐ（三片石油化学製）
（０，９４ｇ／ｃ＋／、５５０　ＣＰＵ）ハイワックス
　４０５Ｐ（三片石油化学製）（０，９６ｇ／ｃｍ”、
５５０　ＣＰＳ）ハイワックス　４００Ｆ（三井石油化
学Ｍ）（０，９７ｇ／ｅｒｒ？　、　５５０　０ＰＳ　
）ハイワックス　２００Ｐ　（三片石油化学製）（０，
９７ｇ／ｃｍゞ、７０　ＣＰＳ）ヘキストワックス　Ｐ
Ｅ１３０（ヘキストＡＧ製）（０，９５ｇ／ｃ＋＋＋”
、１１７　０ＰＳ）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
ス本発明においては、前記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ヲ組合せるとき
の配合比は、重量で８７２〜１／９、より好ましくは６
／４〜２／８が良い。

トナーには、任意の適当な顔料や染料が着色剤として使
用可能である。例えば、カーボンブラック、鉄黒、フタ
ロシアニンブルー、群青、キナクリドン、ベンジジンイ
エローなトノ公知の染顔料がある。

又、シリカ、アルミナ等の流動性向上剤を添加すること
も可能である。

磁性トナーを得る場合には、トナー中に磁性物質を含有
させる０磁性物質としては、磁場の中に置かれて磁化さ
れる物質が用いられ、鉄。

コバルト、ニッケルなどの強磁性金属の粉末モしくはマ
グネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合
物がある。この磁性粉の含有量はトナー重量に対して１
５〜７０重量％が良い。この磁性粉を着色剤と兼用させ
ても良い。

本発明に於いて、芯物質の全体または一部を覆う外殻は
、エポキシ樹脂と含窒素樹脂から成る架橋重合体を含有
するが、エポキシ樹脂としては、１分子内にエポキシ基
を２個以上含む高分子化合物であれば良く、例えば次の
一般式でまた含窒素樹脂としては、前記エポキシ樹脂に
対して、高分子反応する重合体であれば良く、例えば、
次の一般式で示される単量体の重合体または、該単量体
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
との共重合体がある。

また、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−７’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−ニーｆ−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などを挙げるこ
とができる。

また、外殻は、９０重量％、以下の範囲で、その他の樹
脂を含有しても良く、その樹脂の例としては、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、スチレン−ブタジェン、共重合体、スチレン
−アクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重
合体などのスチレン又はその置換体の重合体又は共重合
体；ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、キシレン樹脂
、ポリアミド樹脂、アイオノマー樹脂、フラン樹脂、ケ
トン樹脂、テルペン樹脂、フェノール変性テルペン樹脂
、ロジン、ロジン変性ペンタエリスリトールエステル、
天然ｍＢＷ変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン
酸樹脂、クマロンインデン樹脂、マレイン酸変性フェノ
ール樹脂、脂環族炭化水素樹脂、石油樹脂、フタル酸酢
酸セルロース、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸
共重合体、澱粉グラフト重合体、ポリビニルブチラール
、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、！ｉ
化パラフィン、ワックス、脂肪酸などが単独あるいは混
合して使用できる。

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、ｔ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、米国特
許第３．；う３８，９９１号明細書、同第３，３２６，
８４８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。

〔実施例１〕 芯物質は、ＡＣポリエチレンナ９（アライド・ケミカル
製）２０重量部、パラフィンワックス１５５（日本積繊
製）８０重量部、マグネタイト６０重曾部を、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
のが得られた。

一方、ジメチルアミンエチルメタクリレート−スチレン
共重合体（モル比１／ｌ）　５．０　ｆ（ｎ−２〜３） で表わされるエポキシ樹脂５．Ｏｆを、７セト７５＋０
０ｃ＋＋＋”　に溶解した。前述の芯物質１００Ｆを、
このア七トン溶液に分散した後、スプレードライヤーで
、カプセル化を行い、４０℃で約４日間放置した。

次にこのカプセル粒子９０ノに対して、疎水性コロイダ
ルシリカ０．３６　Ｆ　（日本シリカニ業、商品名ＥＫ
１５０のトリメチルメトキシシラン処理物）を、コーヒ
ミルを使用して、外添混合し、現像剤を得た。

このトナーｌりに対して、鉄粉（２００〜３００メシユ
）９り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＋１８．０μｃ　／　ｙであった。

この現像剤を、磁性スリーブを有する現像機に適用し、
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。画像を右−Ｆる←互析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　／　ｓｅｅのスピー
ドで１０Ｋｇ／ｃ＋ｎの線圧力で、はぼ完全な定着性を
示した。

画像濃度は、１．３であり、かぶりのない鮮明な反転画
像が形成され、良好であった。さらに、現像機中で　１
１３　ｇＨ／　ｓｅｅの速度で、８時間の空回転の耐久
試験後、再び、画出しを行なったが、画像濃度が、１．
５であり、画質の変化が少なく、優れた耐久性が認めら
れた。この時の現像剤の摩擦帯電量は＋１９．２μｃ　
／　ｔであり、スリーブ表面上の汚染及び融着も無く、
また、電子顕微鏡でトナー表面を観察したが、壁の剥離
も、生じていなかった。

〔比較例１〕 カプセル化の樹脂溶液として、ジメチルアミノエチルメ
タクリレート−スチレン共重合体（モル比１／９）　Ｉ
　Ｏ，ｏ　ｙをアセトン５００ｃｆに溶解した溶液を用
いた以外は、実施例１と同様にしてカプセル化及び外添
処理し、現像剤を得た。この現像剤の摩擦帯電量は、＋
２０．２μｃ／ｆであった。

この現像剤を用いて、実施例１と同様な試験を行なった
ところ、初期転写画像は、同様な定着性及び画質を有し
ており、画像濃度は、１．２であったが、８時間の全回
転後の画像は、濃度が低下（０，６）しているとともに
、かぶりが発生した。現像剤の摩擦帯′ＩＪｆ量は、＋
２８．３μｃ／　ｆに上昇しており、現像スリーブ上で
は細スジ状の融着が生じていた。また、電子顕微鏡で、
この現像剤の表面を観察したところ、殻の剥離が、一部
認められた。

〔実施例２〕 窓材料として、ハイワックス２００Ｐ（三片石油化学製
）４０重量部、パラフィンワックス１５５６０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
様にして、造粒したところ、粒径が１０．２±４６μの
芯物質を得た。

この芯物質を、ジエチルアミンエチルメタクリレート−
スチレン共重合体（モル比１／１　）　６．０ｉと （ｎ＝７〜１１） で表わされるエポキシ樹脂６．０２を、ジメチルホルム
アミド４５０ｃｍ’　に溶解した溶液に、分散し、貧溶
媒を滴下し相分離によりカプセル化を行い、４０℃で約
５日間放置した。

このカプセル粒子９０ｆに対して、疎水性コロイダルシ
リカ０５４ｔを外添混合したものを。

２００〜３００　メツシュの鉄粉と重量比でｌ／１に混
合して現像剤とし、二成分現像法で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、実施例１の定着
条件で定着したところ、定着性は良好で、画像濃度は、
１．３であり、かぶりのない鮮明な反転画像が形成され
た。

次いで常温常湿下で、Ａ４　３０００　枚の連続耐久性
試験を行なったところ、現像スレーブ、感光体及びキャ
リアー表面の汚染及び融着力玉全く無く、カブ、りのな
い良好な画像が変イしなく常に得られた。

〔比較例２〕 カプセル化の樹脂溶液として、ジエチルアミノエチルメ
タクリレート−スチレン共重合体（モル比１／９）　１
２．　Ｏｆを、ジメチルホルムアミド４５０ｃｍ”　に
溶解した溶液を用いた以外は、実施例２と同様にして、
現像剤を得た。この現像剤を用いて、実施例２と同様な
試験を行なったところ、初期転写画像は、定着性、画像
濃度、及び画質とも良好であったが、Ａ４サイズの連続
耐久試験では、約９００枚で、現像ス１ノ一フ。

汚染及び感光体表面への融着が発生し、画像濃度ノ低下
、クリーニング不良による地肌汚れが生じてしまい、耐
久性に乏しいことが判明した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯物質と該芯物質を覆う外殻とから構成されるカ
   プセルトナーに於いて、外殻がエポキシ樹脂と含窒素樹
   脂から成る架橋重合体を含有するカプセルトナー。
2. （２）芯物質が圧力定着性成分を含有する特許請求の範
   囲第１項記載のカプセルトナー。