JPS6033265B2 - 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ＥＯ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
に加圧定着に通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、特公昭４２一２３９１０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
法が知られているが、一般には光導電怪物質を利用し、
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、願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−を支持体に定着する方法などが知られている。

トナ−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−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３
２６９６２６号明細書、特公昭４６一１５８７６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ことなど利点が多い。

しかし、トナーの定着性、加圧ローフーへのオフセット
現像など問題点もあり、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。

例えば特公昭４４−９８８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４８−７５０３２号、同４８−７８９３１号、同４
９−１７７３鱗号、同５２−１０８１３４号などには核
に軟買物質を含んだカプセル型の圧力定着トナーが記載
されており、また特開昭４８一７５０３３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
、加圧ローフー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、軟疾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、加圧ローフーへ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、単に紙内部に押
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ー
に於ては芯物質に圧力定着性の良好な軟買物質を用いる
と圧力定着を繰り返すうちに加圧ローラーに鰍質物質が
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
釆のカプセルトナ−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−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露潜像を現
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、密着性及びトナーの耐衝撃
性、流動性などが要求され、この一成分系現像剤と現像
スリーフローラーとの摩擦帯電で現像するときに芯物質
と外殻物質とが分離した場合、外殻物質がトリボ作用で
スリーフローラーに付着して蓄積されるので、著しく耐
久性に劣るなど、実用的なカプセルトナーはいまだに得
られていない。

本発明の目的は、圧力定着性が良く、耐衝撃性に優れた
寿命の長いカプセルトナ−を提供することである。

他の目的は、保存安定性に殴れ、荷電性も優れたカプセ
ルトナー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−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、圧力定着性カプセルトナ
ーが、圧力定着性成分を含有する芯物質と、該芯物質を
覆う接着層と、該接着層に付着した絶縁性樹脂外殻とを
有することにある。

ここで、芯物質に含有させる圧力定着性成分として適用
する材料は、線圧２０ｋｇ／肌程度の圧力によって普通
紙の繊維に絡みやすいものが良く、次のようなものがあ
る。

ポリエチレン、ポリ４弗化エチレン、ポリプロピレン等
のポリオレフィン。エチレン・アクリル共重合体。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。ポリエステル。ポリスチレン、スチレンーブタジエ
ン共重合体、ポリスチレンアクリルなどのスチレン系樹
脂。パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸などの高
級脂肪酸。ポリビニルピロリドン。ェポキシ樹脂。フェ
ノールーテルベン共重合体。ポリメチルシリコン。マレ
イン酸変性フェノール樹脂。メチルビニルェーテルー無
水マレィン酸共重合体等がある。上記中のポリエチレン
の中でも、ＵＳＰ第３３３９８５び号公報にその製造方
法が記録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
好なものは、密度が０．９５夕／ｃ確以上、メルトイン
デツクス（ＭＩ）が１００以上、好ましくは３００以上
、酸価２０以上で低分子量のものであった。この密度の
測定はＡＳＴＭＤ１５０５‐５汀に従ったもので、メル
トインデツクス（ＭＩ）はＡＳＴＭＤ１２３８‐５汀に
於てコンディション○の条件で流出率下を測定しｌｏｇ
ＭＩ−０．９２１１０ｇＦ＋１．０３９の式によって算
出したものである。

上記芯物質を覆う接着層に適用するものとして、環化ゴ
ム、ポリウレタン、ポリエステル等の樹脂がある。

これらの中でも特に本発明のカプセルトナーに用いたと
きに寿命が長く画像性、圧力定着性の好ましいものは環
化ゴムである。さらに、環化ゴムの中でも天然ゴムを原
料として作られたものが効果が大であった。これらの接
着層の厚さは、薄すぎると接着能が悪く、厚すぎると接
着層自身の強度が弱くなるので０．１〆ｍ〜８仏ｍが良
く、好ましくは０．５仏ｍ〜５山ｍが良い。次に、本発
明のカプセルトナーの外殻に用いる絶縁性物質としては
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、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−
Ｐークロルスチレン、ポリビニルトルエン、スチレンー
プタジエン共重合体、スチレンーアクリル酸共重合体、
スチレン−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、ポリァミド樹脂、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、ロジン、ロジン変性ペ
ンタェリストールェステル、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
ェーテルー無水マレィン酸共重合体、澱粉グラフト重合
体、ポリビニルプチラール、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。これらの絶縁性樹脂外殻は前記
接着層に付着させて用いるが、その製法により接着層の
周囲全面を均一に覆っていなくても本発明の目的は達せ
られる。

また、外殻用の絶縁怪物質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−には必要に応じて従来よりトナ
ー用の接着剤として用いられている染料、願料などがす
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、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樹を利用す
ることができる。

例えば、スプレ−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３５０２５８２言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４４一１２７９７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。

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−Ｌ０８４９−１９７１）に準じて行う。
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綿布とを互いに摩擦
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１雌汲までの級
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性が得られ
る。以上詳述した構成の、本発明に係る圧力定着性カプ
セルトナーは１０ｋ９／が以上の衝撃に耐えることがで
きて寿命が長く、また流動性に優れ、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。もちろん圧
力定着性に優れ加圧ローフーへのオフセットを起さない
。また、荷電性は良好で鮮明でカブリのない画面が得ら
れ、多数枚複写を行っても現像性能定着が安定し、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、静電的に転写が行えるカプセルトナーである。

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１５０ｄｏで３０分間混練した後
ジェット粉砕機を用いて粒径約３〜１０ミクロンの粒子
を得た。

この粒子を環化ゴム（ヘキスト社製アルベックス ＣＫ
４５０）のキシレン５％溶液に充分分散した液を熱風入
口温度１７０ｑｏの９Ｅ風出口温度１２０午０の条件で
スプレードライヤーを用いて粒蓬約５〜１５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．（１５：８
５ｗｔ比）のメチルエチルケトン１０％溶液に充分分散
した液を再度熱風入口温度１５０℃排風出口温度１１０
千○の条件でスプレードライヤーを用いて粒隆約５〜１
５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仇ｈｅｓｈステンレス製スク
リーンとのトリボ電荷量は−２．５山ｃ／夕であつた。

次に、この磁性カプセルトナーのみを弦式電子複写機（
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ラ−（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３．５
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。３．５万枚複写機のト
ナ−のトリボ電荷量−２．５山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碇部を用い同様にしてカプセルトナーを得た。

このトナー１０部を鉄粉キヤリヤ−（商品名、ＥＦＶ２
００／３００、日本鉄粉製）９碇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。（実施例 ３〜１０
） 下表のトナー樹脂組成で他は実施例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った。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力定着性成分を含有する芯物質と、該芯物質を覆
   う厚さ０．１μｍ〜８μｍの環化ゴム層と、該環化ゴム
   層に付着した絶縁性樹脂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 芯物質が磁性微粒子を含有する特許請求の範囲第１
   項記載のトナー。 ３ 圧力定着性成分がポリオレフインである特許請求の
   範囲第１項記載のトナー。 ４ 圧力定着性成分を含有する芯物質と、該芯物質を覆
   う厚さ０．１μｍ〜８μｍの環化ゴム層と、該環化ゴム
   層に付着した絶縁性樹脂外殻とを有する圧力定着性カプ
   セルトナーからなるトナー画像を、圧力を負荷された一
   対のローラ間を通過させて定着することを特徴とする定
   着方法。