JPS6026346A - 圧力定着性カプセルトナ− - 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、静電印刷法、磁気記録法などに
用いられるカプセルトナーに関し、特に圧力定着法に適
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２２９７６８１号
明細書、特公昭４２−２３９１０号公報及び特公昭４３
−２４７４８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、
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）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、トナーのみよシなる一成
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、？）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ヲ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たおシ、−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
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ちシ、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、繰シ返し使用に対しても現像性能、定着
性能が安定じ−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
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
、又特開昭５１−１３２８３８号に示されている軟質樹
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では
、殻物質の硬質樹脂の芯物質への成膜性が十分でなく、
被覆表面が凹凸であシ、また一部にはピンホール等が存
在するために、殻物質が剥離しやすく、耐久試験等にお
いて、荷電制御の不安定化や画質及び画像濃度の変化な
らびに現像スリーブ上及び感光体表面上の融着などの問
題が生じる。

本発明は、従来の圧力定着トナーの材質とは異なりてお
シ、前述の如き欠点のない圧力定着性カプセルトナーを
提供するものである。

また、本発明は、殻物質の芯物質への成膜性が優れ、被
覆表面が滑らかでｓｂ、ピンホールが無いために、殻物
質が剥離せず耐久性に優れた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、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、圧力定着性成分を含有する芯
物質と該芯物質の全体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Ｒ，、Ｒ２は水素原子または、Ｃ１からＣ２０の
アルキル基またはアリール基、Ｘは）１０ダンイオンを
示す。） で表わされる上記ジアリルアンモニウムへロｒン化合物
の環化重合体または、該化合物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環化共重合体を含有
することを特徴とする圧力定着性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、コアセルペー
ジロン法、相分離法、ｉｎ−ｍｌｔｕ重合法など、米国
特許第３３３８９９１号明細書、同第３３２６８４８号
明細書、同第３５０２５８２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、線
圧２０ＸＦ／ｆｉ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ｉ４ラフイン
が好適であるＯ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４リエ
チレンワツ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〇 市販されているものとしては例えば、 ＡＣｙｊｅリエチレン　す９（アライド・ケミカル製）
（０，９４？／ｃ１ｒＬ”　、３５０　ＣＰＳ　）ハイ
ワックス　３１０Ｐ　（三井石油化学製）（０，９４１
Ｆ／ｃＩｒＬ３．２５０　ＣＰＳ　）ハイワックス　４
１０Ｆ　（三井石油化学製）（０，９４／−／園３．５
５０　ＣＰＵ）ハイワックス　４０５Ｐ　（三井石油化
学製）（０，９６ｊ’／ｃＩｒＬ”　、５５０　ＣＰＳ
　）ハイワックス　４００Ｆ　（三井石油化学ｍ＞（０
，９７１−／ｃｒＩＬ”　、５５０　ＣＰＳ　）ハイワ
ックス　２００Ｐ　（三井石油化学製）（０，９７ｆ／
１ｙｎｔ”　、７０　ＣＰＳ　）へキストワックスＰＥ
　１３０　（ヘキストＡＧｆｉ）（０，９５？／ａｎ”
　、　１１７　ＣＰＳ　）等がある。

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２表　パラフィンワックス　（日本梢蝋Ｊｌ！！）本
発明においては、前記のポリエチレンと−４′２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。

前記ぼりエチレンと・やラフィンワックスを組合せると
きの配合比は重量で好ましくは８／２〜０／１　０　：
よ）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使用できる。例えば各種のカー
ポンプラック、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、アリデリン
レーキ、メチルパイオ゛レットレーキ、７タロシアニン
！ルー、ニグロシンメチレン！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
エライト等の合金、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宣景部に対してｌ５から７０重量
部が好適である。

本発明において、芯物質の全体を被覆する外殻は、一般
式 （式中Ｒ，　，　Ｒ２は水素原子または、Ｃ１からＣ２
ｏのアルキル基またはアリール基、Ｘはハロダンイオン
を示す。ジ で表わされる上記ゾアリルアンモニウムハロｒン化合物
の環化重合体または、該化合物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猿化共重合体を含有
するが、上記ゾアリルアンモニウムハロｒン化合物の好
ましいものとしては、ジアリルジメチルアンモニウムゾ
ロミドジアリルジエチルアンモニウムブロミドジアリル
ジブチルアンモニウムグロミドジアリルゾヘキシルアン
モニウムブロミＰジアリルエチルメチルアンモニウムク
ロリドジアリルオクタデシルメチルアンモニウムクロリ
ドジアリルジオクタデシルアンモニウムブロミドジアリ
ルノンェニルアンモニウムノロミド等が例示できる。

また、上記ジアリルアンモニウムハＩｌｌ１グン化合物
の猿化重合体は、次の一般式 （式中Ｒ，　，　Ｒ２は水素原子または、Ｃ，からＣ２
ｏのアルキル基またはアリール基、Ｘはハロｒンイオン
、ｎは整数を示す。） で表わされる。

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、ｏ−メチル
スチレン、ｐ−メチルスチレン、２・４−ジメｆルスチ
レン、ｐ−ｎ−２チルスチレン、ｐ　−　ｔｅｒｔ−ノ
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７タレン類、エチレン、グロピレン、イソプチレン
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−ゾチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
グロビル、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
イソゾチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸
Ｐ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
リル酸ゾエチルアミノエチルなどのα−メチレン脂肪族
モノカルがン酸エステル類、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、メチルイングロペニルケトンなどのビニルケトン
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−ビニルビロリデンナトのＮ−
ビニル化合物などを挙げることができる。

前記、ジアリルアンモニウムハロダン化合物と他のビニ
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、モル比で好ましくは５／９５〜９５１５更に好ま
しくは１／９〜９１５の範囲で用いられる。また、本発
明において、芯物質の全体を被覆する外殻は、他の樹脂
を７０重量％以下の範囲で含有してもよく、例えばポリ
エチレン、ｙｌ？Ｉ）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−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−アクリル酸メチル共重合体、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、スチレンーソエチルアミノエチルメタクリ
レート共重合体、スチレン−ツ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−メタクリル酸エ
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−インプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル
−インテン共重合体、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、ポリメチルメ
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、エポキシイ封脂、ポリビニルトルンー
ル、ポリアマイド、・キリアクリル酸樹脂、ロジン、変
性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹ＪｌＬＪｌｊ族
又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化・
平ラフイン、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、ノや２フインワツクス１５５（日本精蝋製）
８０重量部、マグネタイ）６０重置部を、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であり、球形状のものが得
られた。

この芯物質を、相分離法によシ、ソアリルソメチルアン
モニウムプロミドースチレン猿化共重合体（モル比３／
７）と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）〔両者の共重合体の重量比１
／１〕で、０．４μの膜厚で被覆した。このカプセルト
ナー表面を、走査型電子顕微鏡で観察したところ、表層
は、樹脂で緻密に覆われており、滑らかでピンホールの
無い表面であることが確認された。このカプセルトナー
１ｉＰに対して、鉄粉（２００〜３００メツシー）９ｙ
−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＋１３．０μｃ／ｙ−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１２５１１１１７ｓｅａのスピ
ードで１０ｋｇ／ｃＩｒＬの線圧力でほぼ完壁な定着性
を示した。画像濃度は１．３であシ、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であシ摩擦
帯電量が＋１５．５μｃ／／−であシ、画質の変化も少
なく、良好な耐久性が認められた。

また電子顕微鏡でカプセルトナー表面を観察したが、殻
物質の剥離は、全く無かった。

〔比較例１〕 実施例１の芯物質を、メチルメタクリレート−スチレン
共重合体（モル比１／１）とツメチルアミノエチルメタ
クリレート−スチレン共重合体で、０、４μ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
な試験を行々りたところ、このカプセルトナー表面を電
子顕微鏡で観察したところ、表層は凹凸状になっておシ
、また小球状の突起物が多数存在しまた芯物質が完全に
覆われていない部分（ピンホール）も、若干認メラれた
。

さらに、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＋２０．
４μｃ／７であったのに対し、３０分のを回転で＋２９
．７μｃ　／ｆに上昇し、また現像器スリー！上に細ス
ゾ状の融着が発生し、さらに画像濃度の低下（０，４）
カブリが生じてしまった。また、電子顕微鏡でこのカプ
セルトナー表面ヲ観察したところ殻物質の剥離が一部認
められた。

〔実施例２〕 芯物質に、ハイワックス２００Ｐ１０［ｉ部、）９ラフ
インワックス１５５９０重量部、フタロシアニンノル−
５重量部を用いて実施例１と同様に行なったところ、粒
径が１０．３μｍ±５．０μの！ルーの芯物質が得られ
た。

この芯物質をスゲレードライング法にょシ、ノアリルゾ
エチルアンモニウムプロミドースチレンの環化共重合体
（モル比１／１）と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）（両者の共重合
体の重縫比１／１〕で、０．５μの膜厚で被覆した。こ
のカプセルトナーの摩擦帯電量は＋１７．８μＯ／ｌ−
であシ、また表層は凹凸が無く極めて滑らかであること
が、電子顕微鏡によシ確認した。この力！セルトナーを
２００〜３００メツシ為の鉄粉と重菫比で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
び摩擦帯電量を測定したところ、＋１９．３μｃ　／ｆ
であシ、その増加量が少なく、ま九、画像濃度及び画質
の変化が少なく、殻物質の剥離の無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、アクリロニトリル−スチ
レン共重合体（モル比１／１）と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）（
両者の共重合体の比１／１〕で０．５μの膜厚で被覆し
た。このカプセルトナーの表層は、ピンホールは無いも
のの、凹凸状であることが、電子顕微鏡よシ確認した。

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、初期の摩擦帯電量が＋１６．４μｃ／？であっ
たのに対し、空回転１時間で＋２２．１μａ／？に増大
し、著しい画像濃度の低下、カブリ及び殻物質の剥離が
生じた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧力定着性成分を含有する芯物質と該芯物質の全体を覆
   り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，Ｒ２は水素原子または、Ｃ１からＣ２ｏの
   アルキル基またはアリール基、Ｘは）＼ロダンイオンを
   示す。） で表わされる上記ジアリルアンモニウムノＡロｒン化合
   物の環化重合体または該化合物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環化共重合体を含有
   することを特徴とする圧力定着性カプセルトナー。