JPS6027977B2 - 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
気的潜像を現像するのに用いられるトナーに関し、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２２９７６９１号
明細書、侍公昭４２−２３９１０号公報及び特公昭４３
一２４７４８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た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雌２１７７６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
加した現象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敵着固化
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、従釆広く行われているヒーターによる熱賛虫着
定着法に用いるトナーを熱ローラー定着法、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。従って、夫々の定着法に通したトナーが研究開発さ
れている。トナーを加圧により定着する方法は米国特許
第３２６９６２６号明細書、特公昭４６−１５８７６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となど利点が多い。

しかし、トナー定着法、加圧ローフーへのオフセット現
象など問題点もあり、加圧定着性の改善の為に種々の研
究開発が行われている。

例えば袴公昭４４−薮網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、特開
昭４８一７５０３２号、同４８一７８９３１号、同４５
−１７７３９号、同５２−１０８１３４号などには該に
敷買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、また特開昭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
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−は得
られていない。

例えば、軟質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、加圧ローラーのオフセット現象を起し易く、キャリ
ャー、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の問題が多い。

また、硬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。

何故ならば硬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に、単に級内部に
押しつぶされたのみに終り談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能が低下し実用的なカプセルトナー
はいまだに得られていない。

更に、最近ではトナー中に磁性微粒子を含有せしめてキ
ャリャー粒子を用いない一成分系現像剤で静亀潜像を現
像する方法が行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−の耐衝撃
性、流動性などが要求され、圧力定着性能と両立させる
ことは相当に困難なことである。

本発明は従来の圧力定着トナーの材質とは異なっており
、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。

本発明は普通紙に対して加圧による定着性が極めて良好
であり、多数枚複写を行っても現像性能、定着性能が安
定している圧力定着性カプセルトナ−を提供するもので
ある。

更に、本発明は加圧ローフーへのオフセットを起さず、
キャリャー、現像スリーブ、感光体表面への癒着を起さ
ない圧力定着性カプセルトナーを提供するものである。

更に、本発明は使用中或いは保存中に凝集したり、ケー
キ化したりしない保存安定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、本発明は荷電性
が良好で、しかも使用中に常に安定した荷電性を示し、
鮮明でカプリのない画像の得られる圧力定着性カプセル
トナ−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−を
提供するものである。

更に、本発明は耐衝撃性に優れ、流動性にも優れている
圧力定着性カプセルトナ−を提供するものである。

即ち、本発明は高密度（密度０．９５以上）、メルトィ
ンデックス１００以上好ましくは３００以上の酸化ポリ
エチレンを芯物質とし、電気的絶縁性樹脂からなる外殻
を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。

本発明に用いられる特殊な酸化ポリエチレンの製法に関
しては米国特許第３３３９８５０号明細書に詳述されて
いる。

また、酸化ポリエチレンの密度（夕／塊）の測定はＡＳ
ＴＭＤ１５０５−５７Ｔに従って行う。

また、メルトインデツクス（ＭＩ）の測定はＡＳＴＭＤ
１２３８−５汀に於ってコンデションＤの条件で流出率
Ｆを測定し、ＭＩ＝ｏ．９２１１ｏが十１．０３９の式
によって定められる。また、本発明に用いる酸化ポリエ
チレンは酸価２０以上で低分子量のものが特に好ましか
った。

メルトィンデックスが１００より小さい酸化ポリエチレ
ンを用いた場合いには普通紙への圧力定着性が急速に低
下し、また密度が０．９５より少さし、低密度のポリエ
チレンも圧力定着性が悪かった。本発明のカプセルトナ
ーの芯物質として、上述の酸化ポリエチレンは単独で用
いて良好な結果を示すが、酸化ポリエチレンの効果を損
なわれない程度であれば、必要に応じて他の樹脂、ワッ
クス、ロウなどを混合してもよい。

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、正又は負荷電性が良好であるも
の、非凝集性であるもの、酸化ポリエチレンの圧力定着
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、ポリー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、テレベン樹脂、フェノール変性テルベ
ン樹脂、ロジン、ロジン変性ペンタェリスリト−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ー無水マレイ
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ソ、
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、マレィ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。また、外殻用の電気的絶縁性樹
脂中に従来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
応じて従来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
合金などの従来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、穀物質のい
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３
３２６８４８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われても
よい。

圧力定着装置に関しては、特公昭４４−１２７９７号、
米国特許第３２６９６２６号、同第３６１２６８２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。

以下本発明を実施例により具体的に説明するが、これら
は本発明を何等限定するものでない。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１５０００で３０分間充分混練した後
ジェット粉砕機を用いて粒蚤約３〜１０ミクロンの粒子
を得た。

この粒子をスチレンーブタジェン共重合体（１５：８５
ｗｔ比）のメチルエチルケトン１０％溶液に充分分散し
た液をスプレードライヤーを用いて粒径約５〜１５ミク
ロンのカプセルトナーとした。このカプセルトナーの４
０伍ｈｅｓｈステンレス製スクリーンとのトリボ電荷量
は−２．５ムｃ／夕であった。

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、キャノン製）の現像器に入れ
、定着器をディベロツプ社の定着ローフー（全圧４６０
ｋ９の上下２本のクロムメッキされた剛体ローラー）に
変え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３万枚
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４〜５級であった。３万枚複写後のトナーのト
リボ電荷量−２．０ムｃ／夕であった。

上記に於て、マグネタイトの代りにカーボンブラック１
の部を用い同様にしてカプセルトナーを得＊＊た。この
トナ−１０部を鉄粉キャリヤー（商品名、ＥＦＶ２００
／３００、日本鉄粉製）９碇都と混合し現像剤とし、こ
の現像剤を用いて同様に行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。定着性の評価は摩擦
に対する染色堅ろう度試験方法（ＪＩＳ−Ｌ０８４９一
１９７１）に準じて行った。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
定を級で示した。実施例 ２〜８ 下表のトナー樹脂組成で他は実施例１と同様に行った。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ メルトインデツクス１００以上の高密度酸化ポリエ
   チレンを芯物質とし、電気的絶縁性樹脂からなる外殻を
   有することを特徴とする圧力定着性カプセルトナー。 ２ 芯物質が磁性微粒子を含有する特許請求の範囲第１
   項の圧力定着性カプセルトナー。