JPS6026218B2 - 圧力定着性カプセルトナ− - Google Patents

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、電
気的港像または磁気的港像を現像するのに用いられるト
ナ−に関し、特に加圧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２９７６９１号明
細書、持公昭４−２３９１０号公報及び特公昭４３−２
４７４８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、一般には光導電性物質を利用して、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、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−を用いて可視化する方法も種
々知られている。

例えば米国特許第２８７４０６３号明細書に記載されて
いる磁気ブラシ法、同２６１８５５２号明細書に記載さ
れているカスケード現像法及び同２２２１７７６号明細
書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。

これらの現像法などに用いられるトナーとしては、従来
、天然或いは合成樹脂中に染料、顔料を分散させた微粉
末が使用されている。更に、第３物質を種々の目的で添
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、必要に応じて紙などの転写材に転
写され定着される。

トナー画像の定着方法としては、トナーをヒーター或い
は熱ローラーなどにより加熱熔融して支持体に融着固化
させる方法、有機溶剤によりトナー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、従来広く行な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−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
Ｑ従って、夫々の定着法に適した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
３２６９６２６号明細書、袴公昭４６一１斑７６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）ば待時間なしで複写が行なえること、コ
ピーの焼け焦げの危険もないこと、高速定着が可能なこ
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、加圧ローフ−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
研求開発が行なわれている。

例えば特公昭４４一災紙ぴ号公報には脂肪族成分と熱可
塑性樹脂を含む圧力定着トナーが記載されており、袴関
昭４８−７５０３２号、同４８一７８９３１号、同４９
一１７７３ｙ号、同５２−１０８１３４号などには核に
軟質物質を含んだカプセル型の圧力定着トナ−が記載さ
れており、また侍開昭４８−７５０３３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、製造が容易であり
、加圧定着性能が充分であり、加圧ローフ−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、キャリャー、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である実用的な圧力定着トナーは
得られていない。

例えば、軟買物質からなる圧力定着トナーは圧力定着性
は良好であるが、微粉砕してトナー化するのが困難であ
り、加圧ローフ−へのオフセット現象を起し易く、キャ
リヤー、感光体表面への癒着を起し易く「 また保存中
に凝集、ケーキ化を起すなど種々問題が多い。

また、軟質樹脂は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。

何故ならば欧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、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為である。ま
た、従来の種々知られている圧力定着性カプセルトナ−
に於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欧質物質が
徐々に付着してついにはオフセットや転写紙の巻付きの
原因となり好ましくなく、このような現象を避けようと
すると圧力定着性が低下してしまう。

このように、圧力定着性が良いものは画像性が不良であ
り、画像性が良いものは定着性が不良である。また、従
来のカプセルトナーは、わずかな衝撃により芯物質と外
殻とが分離してしまい、画像性も悪く寿命が短いもので
あった。

更に、最近ではトナー中に磁性微粒子を含有せしめてキ
ヤリヤー粒子を用いない一成分系現像剤で静蟹潜像を現
像する方法が行なわれているがこの場合にはトナー結着
樹脂は磁性微粒子との分散性、密着性及びトナーの耐鯵
性、流動性なども要求される。

この一成分現像剤と現像スリーブローラーとの摩擦帯電
によって現像するときに、衝撃あるいは経時的使用等に
より絶縁性物質が分離し、トリボ作用でスリーブローラ
ーに付着して蓄積されて著しく耐久性に劣るなど、実用
的な一成分系現像剤はいまだに得られていない。本発明
の目的は、低圧力で定着することができ、しかも定着性
が良い圧力定着怪力ブセルトナ−を提供することである
。

他の目的は、保存安定性、荷電性に優れ、寿命の長いカ
プセルトナ−を提供することであり、さらには、磁性微
粒子を含有せしめて一成分系現像剤用の磁性トナーとし
た場合でも現像性、圧力定着性が良好で且つ、静電的に
転写のできるカプセルトナーを提供することである。

本発明の特徴とするところは、エチレンアクリル酸を含
有させた芯物質と、電気的絶縁性樹脂からなる外殻とを
有するカプセルトナーにある。

ここで芯物質中に含有させるエチレンアクリル酸共重合
体は密度が０．９３タノの以上、酸価が１０〜７００
より好ましくは酸価が４０〜２００のものが良い。また
、エチレンアクリル酸共重合体の性質が損なわない程度
に他のモノマーを共重合させたターボリマーでも良い。
エチレンアクリル酸共重合体を芯物質中に含有させるこ
とにより、線圧１５ｋ９／抑以下の圧力で良好な定着性
を示すカプセルトナーを得ることができる。このエチレ
ンアクリル酸共重合体は芯物質中に単独で用いても良い
が、流動性、耐ブロッキング性、製造プロセスなどを改
善する目的で他の樹脂などを混合しても良い。

圧力定着性を損なわないように、エチレンアクリル酸共
重合体は芯物質中に５重量％以上、好ましくは２０〜８
の重量％含有されているのが良い。エチレンアクリル酸
共重合体と混合させて芯物質中に含有させる樹脂は、ポ
リエチレン、ポリエチレンビニルアセテート、ポリエチ
レンメタクリレート、ポリ４弗化エチレン、ポリプロピ
レンなどのポリオレフイン系樹脂またはこれらをベース
とした共重合体が良い。

これらの樹脂を芯物質中に５〜９５重量％、好ましくは
２０〜７の重量％含有させるのが良い。上記中のポリエ
チレンの中でも、ＵＳＰ第決め斑５び号公報はその製造
方法が記載されている酸化ポリエチレンが良い。

この酸化ポリエチレンで特に普通紙への圧力定着性が良
好なもので、密度が０．９５多／地以上、メルトィンデ
ツクス（肌）が１００以上、好ましくは３００以上、酸
価舵０以上で低分子量のものであった。密度の測定はＡ
ＳＴＭＤ１５０５‐５汀に従ったもので、メルトインデ
ツクス（肌）はＡＳＴＭＤ１２８３‐５汀に於てコンデ
ィションＤの条件で流出率Ｆを測定しｌｏｇＭＩ＝０．
９２１１ｏが十１．０３９の式によって算出したもので
ある。

次に、本発明のカプセルトナーの外殻に用いる電気的絶
縁性樹脂としては種々の樹脂類が使用し得るが、被膜形
成能が良好であるもの、正又は負荷電圧が良好であるも
の、非凝集性であるもの、芯物質の圧力定着性を阻害し
ないものなどが特に好ましい。

例えば、ポリスチレン，ボリーＰークロルスチレン，ポ
リビニルトルエン，スチレンーブタジエン共重合体，ス
チレンーアクリル酸共重合体，スチレンー無水マレィン
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，アィオノマー樹脂，フラン樹脂
，ケトン樹脂，テルベン樹脂，フェノール変性テルベン
樹脂，コジン，ロジン変性ペンタェリスリトールェステ
ル，天然樹脂変性フェノール樹脂，天然樹脂変性マレィ
ン酸樹脂，クマロンィンデン樹脂，マレィン酸変性フェ
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，メチルビニルェーテル−無水マレィン
酸共重合体，澱粉グラフト重合体，ポリピニルブチラー
ル，ポリビニルアルコール，ポリビニルピロリドン，塩
素化パラフィン，ワックス，脂肪酸などが単独或いは混
合して使用できる。

特に、スチレン系樹脂，ポリエステル樹脂，アィオノマ
ー樹脂，マレイン酸変性フェノール樹脂，フタル酸酢酸
セルロース，澱粉グラフト重合体，ポリビニルブチラー
ルなどが好ましかった。これらの電気的絶縁性樹脂外殻
は前記芯物質に付着させて用いるが、その製法により芯
物質の周囲全面を均一に覆っていなくても本発明の目的
は蓮せられる。

また、外殻用の電気的絶縁性樹脂中に従釆よりトナーに
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
応じて従釆よりトナー用の着色剤として用いられている
染料，顔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、例えば鉄，マンガン，ニ
ッケル，コバルト，クロムなどの金属微粉末，各種フェ
ライト，マンガンなどの合金や化合物、その他の強磁性
合金など従釆より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が、絶縁性トナーを得る場合には芯
物質に添加するのが好ましい。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、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法など米国特
許第３３３８９９１号明細書、同第３３２６８４８号明
細書、同第３５０２球２号明細書などに記載されている
方法などが使用できる。本発明のトナーにより得られた
画像は圧力を負荷された一対のローラー間を通過し定着
されるが補助的な加熱が行なわれてもよい。

圧力定着菱層に関しては、特公昭４４一１２７９７号、
米国特許第３２６９６２６号、同第３６１２斑２号、同
第３６５５２８２号、同第３７３１３５８号などに記載
があり、本発明のカプセルトナーが使用可能である。

ここで、定着性の評価は摩擦に対する染色堅ろう度試験
方法（ＪＩＳ−ＬＯ滋９一１９７１）に準じて行なう。

即ち、摩擦試験機を用いて規定の方法（乾燥試験）に基
づいて、トナーの定着面と摩擦用白線布とを互いに摩擦
し、摩擦用白線布の着色の程度を汚染用グレースケール
と比較してその定着性の判定を１級から１０級までの級
で示すもので、１，２級では実用的な定着が得られず、
３級以上、好ましくは４級以上で実用的な定着が得られ
る。以上詳述した構成の、本発明の係る圧力定着性カプ
セルトナーは１５ｋ９／伽以下の低い線圧力でも定着す
ることができ、その定着性も良好である。

また１０ｋ９／鮒以下の衝撃に耐えることができて寿命
が長く、流動性に優れてキヤリャー、現像スリーブ、感
光体表面への癒着を起さず、加圧ローフーへのオフセッ
トも起さない。荷電性も良好で、カブリのない鮮明な画
像が得られ、多数枚複写を行なっても現像性、定着性が
安定し寿命が長い。

また、保存中に凝集したりケーキ化したりせず保存安定
性が良い。さらに、磁性粒子を含有せしめて一成分系現
像剤用の磁性トナーとした場合でも、現像性、圧力定着
性が良好で〜且つ、静電的に転写が行なえるカプセルト
ナ−である。

以下本発明を実施例により具体的に説明するが、これは
本発明を何等限定するものではない。

また実施例中の部数はすべて重量部である。（実施例
１）上記混合物をロールミルを用いて約１５０午○で３
０分混練した後、ジェットミルを用いて粒怪約５〜２０
ミクロンの粒子を得て、次の溶液に分散させた。

スチレン無水マレィン酸アクリル酸ブチルタ−ポリマー
（大同工業製スチライト×４） ２碇都メチルエチ
ルケトン ４３碇部この分散液を熱
風入口温度１３ぴ０鱗風出口温度９０℃の条件でスプレ
ードライヤーを用いて粒蓬約１０〜３０ミクロンのカプ
セルトナーを得た。

このカプセルトナーの４０伍ｈｅｓｈステンレス製スク
リーンとのトリボ蚤荷量は−２．５仏ｃ／夕であった。
次に、この磁性カプセルトナ−にコロイダルシリカ（タ
ルコ社製、タラノツクス５００）を０．４重量％添加し
て乾式電子複写機（商品名 ＮＰ−５００止キヤノン製
）の現像器に入れ、定着器を日立金属製の定着ローラー
（全圧３３０Ｘ９、線圧１５ｋ９／肌の上下２本のクロ
ムメッキされた剛体ローラー）に変えて複写したところ
、定着性の良好なカプリのない胸決な画像が得られた。
またトナーの耐久テストとして２方校の連続複写を行な
った初期の画像に比べて画像性、定着性いずれも孫色の
ない複写物が得られた。定着性試験の結果は５〜６級で
あった。２万枚複写後のトナーのトリボ電荷量−２．５
〃ｃ／夕であった。

（実施例 ２） 実施例１に於て、マグネタィトの代りにカーボンブラッ
ク１の都を用い同様にしてカプセルトナーを得た。

このカプセルトナー１礎都を鉄粉キャリャー（商品名Ｅ
ＦＶ２００／３００ 日本鉄粉製）９の部と混合し現像
剤とし、この現像剤を用いて実施例１と同様に複写を行
ない初期も耐久テスト後もいずれも定着性の良好な鮮明
な画像が得られた。

定着性試験の結果は５級であった。（実施例 ３）上記
混合物をロールミルを用いて約１５０℃で３０分独練し
た後、ジェットミルを用いて粒歪約５〜２０ミクロンの
粒子を得て、次の溶液に分散させた。

この分散液を熱風入口温度１３０ｑ０８１風出口温度９
ぴ○の条件でスプレードライヤーを用いて粒径約１０〜
３０ミクロンのカプセルトナ−を得た。

このカプセルトナーの４０伍ｈｅｓｈステンレス製スク
リーンとのトリボ電荷量は−２．７仏ｃノタであつた。
次に、この磁性カプセルトナーのみを乾式電子複写機（
商品名 ＮＰ−５０００、キャ／ン製）の現像器に入れ
、定着器を日立金属製の定着ローフー（全圧３３０ｋ９
、線圧１５ｋｇ／弧の上下２本のクロムメッキされた剛
体ローラー）に変えて複写したところ、定着性の良好な
カブリのない明快な画像が得られた。

またトナーの耐久テストとして１万枚の連続複写を行な
ったが初期の画像に比べて画像性、定着性いずれも孫色
のない複写物が得られた。定着性試験の結果は５〜６級
であった。１万枚複写後のトナーのトリボ電荷量−２．
５仏ｃ／夕であった。

（実施例 ４〜９） 下表のトナー樹脂組成で実施例１と同様に磁性粉を含有
する一成分現像剤を作製してテストを行なった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸価が１０〜７００であるエチレンアクリル酸共重
   合体を含有させた芯物質と、電気的絶縁性樹脂からなる
   外殻とを有することを特徴とする圧力定着性カプセルト
   ナー。 ２ 芯物質がポリオレフイン系樹脂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。 ３ ポリオレフイン系樹脂が酸化ポリエチレンである特
   許請求の範囲第２項記載のカプセルトナー。 ４ 芯物質が酸性微粒子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。 ５ エチレンアクリル酸共重合体が芯物質中に５重量％
   以上含有されている特許請求の範囲第１項記載のカプセ
   ルトナー。