JPS6035748A - 圧力定着性カプセルトナー - 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
、電気的潜像を現ｒ象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２．２９４６９１
号明細貞、特公昭４２−２５９１０号公報（米国％ｆｒ
＃８５，６６６．５６５号明細書）及び特公昭４５−２
４７４８号公報（米国特許第４，０７１ｊ６１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
、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Ｋ
ｊシ定着し、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ｆＪｉ、
ｔｓ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Ｋはトプー−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
化されでいる。磁性−成分現像剤を使用するｉＪｌ、ｒ
＊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、トナー粒子の防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鍼方法どし
て、特開昭５４−４２１４１号公報、／ｌ’Ｍ開昭５５
−１８６５６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を鐵にきわめて
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シ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
動させることによシ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
て現像する事によシ地カ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じては、赤外線
ヒーターあるいは熱口〜シーなどＫ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′成力の節減等の理由から剛体口〜ラーによ
る加圧定着方式へと変シククある。

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
る皇は不可能であり、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、枚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摺成樹脂が加圧
定着に適した特性を有している必要があシ、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、繰少返し使用に対しても現像性能、定着
性能が安定しておシ、キャリア、金属スリーツー感光体
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ｉｔ＆許第３，７８８，９９４号明細柑）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、軟質樹脂浴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粒子間に於いて、あ
るいは、カプセルトナーとスリーブのどときトナー担持
体間に於いて、カプセルトナー粒子表面の発生層荷量に
バラツキを生じ、現像かぶシ、トナー飛肚等の障害が発
生しやすく、荷電制御性が不安定である。

また、これらは複写枚数を重ねた際に特に顕著な現象と
なって現われ、実質上複写機には適さない結果となる。

本発明は、従来の圧力定着トナーの材質とは異なってお
シ、前述の如き欠点のない圧力定着性トナーを提供する
ものである。

とシわけ、本発明の目的は、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フも低圧力で良好
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、本発明の目的は、現像性及び転写性の優れた圧力
定着性カプセルトナーを提供するものである。

更に、本＠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
力定着性カフ゛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、圧力定殆１生成分を含有する
芯物質と、該芯物質の全体または一部を覆う外殻とから
構成されるカフ゛セルトカーに於いて、外殻が一般式 〔式中、Ｒ１は水素原子またはＣ１からＣ５のアルキル
基、Ｒ２及びＲ５は水素原子またはｃ、−Ｉ）＼らＣ２
０のアルキル組ｎは１から５ｆ、でのＭ数を示す。〕 で表わされる上記アミノアルキルビニルエーテル及びそ
の誘導体または、それらのｐ’：　４　Ａ及アンモニウ
ム塩と他のビニル基を有する１槙あるいは２刊以上の単
量体を含有することを特徴とづ−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芯物質を構成する樹脂としては、線
圧２０　ｋ、ｇ／ａｎ程度以下の圧力によって普通紙の
繊維にからみヤすいものが良く、密度・０．９４９７ｃ
ｍ５以上のポリエチレンやパラフィンワックスが好まし
い。

０．９４　ｉ／ｃｍ’以上のポリエチレンとしては、特
に、１４０℃における溶融粘度が６００　ＣＰＳ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
夛、重合法または分解法で製造されるものである。溶融
粘度が６００ＣＰ８以下であシ、密度が０．９４　ｊｉ
／ｃＩｎ’以上であるポリエチレンで市Ｉ坂されている
ものとしては例えば、 ｋｃポリエチレン　す９ （アライド・ケミカルＦり （０，９４ｊ９／ｌ、＊’、　３５０　ＣＰＳ　）ハイ
ワックス　３．１０Ｐ（三片石油化学製）（０，９４ｇ
／σ’、２５０ＣＰ８） ハイワックス　４１ｏＰ（三片石油化学＃）（［１，９
４１７／ｃｍ’　、　５５０　ＣＰＳ　）４０５Ｆ（三
片石油化学製） （Ｇ、９６　ｉ／♂、５５０ＣＰＳ） １　４００Ｆ（三片石油化学製） （０，９７１１／ｃｒｎ５．５５　ｏ　ＣＰＳ）等があ
る。

１５０ＣＰ８以下で密度が０．９４９／び９５以上のも
のとしては、次のような例がある。

ハイワックス　２００Ｆ（三片石油化学製）（０，９７
ｌ／ｃｍ’　、　７　ｏ　ＣＰＳ　）ヘキストワックス
　ＰΣ１３０ （ヘキストＡＧ製） （０，９！Ｊ／儒３，１１１：Ｐａ） 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（
日本石油製） 本発明においては、前記の密度０．９４９７α以上のポ
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ｆｆＫ応じてパラフィン
ワックスの中で何ｍＭかを組み合わせても良い。

ｎｆＪ　ｆｔｅポリエチレンとパラフィンワックスを組
合せるときの配合比は、重挨で８／２〜Ｏ／１０．より
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。

例えば各種のカーボンブラック、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、アリザリンレーキ、メチルバイオレットレーキ、
フクロシアニンブルー、ニグロシンメチレンブルー、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
ェライト等の合金、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重量部に対して１５から７０重量
部である。

本発明において、芯物質の全体または一部を被覆する外
殻は、一般式 〔式中、Ｒ４は水素原子またはＣ４からＣ５のアルギル
基、Ｒ２及びＲ５は水素原子またはＣ１からＣ２０のア
ルキル基、ｎは１から５までの整数を示す。〕 で表わされる上記アミノアルキルビニルエーテル及びそ
の誘導体または、それらの第４級アンモニウム塩と他の
ビニル基を有する１種あるいは２種以上の単量体を含有
する。

上記アミノアルキルビニルエーテル及ヒソの誘導体の好
ましいものとしては、アミノエチルヒニルエーテル、ア
ミノプロピルビニルエーテル、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ
エチルビニルエーテ＃、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノエチル
ビニルエーテル　Ｎ、Ｎ−ジメチルアミンプロピルビニ
ルエーテル、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミンプロピルビニルエ
ーテル、アミノエチルイソンロベニルエーテル、アミノ
プロピルインプ日ベニルエーテル、Ｎ、Ｎ−ジメチルア
ミノエチルイソプロベニルエーテル、Ｎ、Ｎ−ジメチル
アミノエチルイソプロベニルエーテル、Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルアミンプロピルイソフロベニルエーテル、Ｎ、Ｎ−ジ
エチルアミンプロピルイソプロベニルエーテル、Ｎ−プ
チルアミノエグールビニルエーデル、Ｎ、Ｎ−ジプチル
アミノエチルビニルエーテル等が例示でき、これらのア
ミノアルキルビニルエーテル及ヒアミ／フルキルビニル
エーテルの誘導体はハロケン化アルキル類及びハロゲン
化アリール妨等による第４級アンモニウム塩としても使
用することができる。

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、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−ｔθｒｔ−ブチルス
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、ヒニルナ７
ｐｖン９、スチレン、フロピレン、インフチレン等のエ
チレン不能オロモノオレフイン類；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
ル類ニアクリル酸メチル、アクリ／ｌ／酸エチル、アク
リＡ／酸ｎ−プブール、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
エテル、アクリルＣ及フェニル、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、メタクリル酸プ日ビル、メタクリ
ル殴ｎ−ブチル、メタクリル酸インブチル、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−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
ジメチルアミンエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエ
テルなどの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、メタクリロニトリル、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；
ビニルメチルニーデル、ビニルエチルエーテル、ビニル
インブチルエーテルなどのビニルエーテル類；ビニルビ
ロールケトン、ビニルへキシルケトン、メチルイソノロ
ベニルケトンなどのビニルケトン類；Ｎ−ビニルビロー
ル、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、
ドービニルピロリデンなどのＮ−ビニル化−８物などを
挙けることができる。

前記ビニルイミダゾール及びビニルイミダゾールの誘導
体またはそれらの第４級アンモニウム塩と他のビニル基
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５／９５〜９５１５好ましくは１／９〜９１
５の範囲で用いられる。

また、本発明において、芯物質の全体または一部を被覆
する外殻は、他の樹脂を含有してもよく、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
などのスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−
Ｐ−りｐルスチレン共重合体、スチレンーブμ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−アクリル酸ブチル共重合体、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′
ｆ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−ツメチルアミノエチルメタクリレート共重
合体、スチレン−ジエチルアミノエチルメタクリレート
共重合体、スチレン−ジ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−メタクリル酸ブチル共
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−
ビニルメチルエルチル共重合体、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
ソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−イン
デン共重合体、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、ポリブチルメタクリ
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、エポキシ値」力行、ポリビニルブチラール、
ポリアマイド、ポリアクリル峻樹脂、ロジン、変性ロジ
ン、デルベン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族
炭化水素樹脂、芳香族系石油樹力旨、塩素化パラフィン
、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。

カプセルトナーを製造する方法は、桓々の公知のカプセ
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、１ｎ−ｓｉｔｕ重合法、米国特許
第５．５５８．９９１号明細書、同第３、５２６．８４
８号明細書、同第３．５０２．５８２号明％ＩＩ　Ｗ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、ハイワックス２００Ｆ　（三片石油化学ｆｆ
）２０！ｉ部、パラフィンワックス１５５（日本着蝋製
）８０重量部、マグネタイト６０重量部を、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９粒径が９．１μ±４．５μであ夛、球形状のものが
得られた。

この芯物質を、相分離法によシ、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミ
ノエチルとニルエーテル−スチレン共重合体（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、０．３μの膜厚で被覆した。

このカプセルトナー１１に対して、鉄粉（２００〜５０
０メシユ）９ｇを混合して摩擦＠電量を公知の測定方法
で測定したところ＋１０．６μＣ／ｊＪであった。

次にこのカプセルトナー’？ｒ：　Ｊａｊ’ｉ註スリー
ジスリーブｊＡ像器に適用し、負の静ｒＫ　＃をイ］す
る潜像をｆＪｉ像した後、上質紙上に転写した。画１象
を有する転写紙を両端から圧接力を加えられるようＫ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１２５ｒｕｎ／　ｓｅａのスピードで１０ｋｌ／σの
線圧力でりよぼ完壁な定着性を示した。Ｄｊ律濃度は１
．２であり、かぶシのないｇ囮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ｆ象濃度が
１．５であシ厚擦帯電量が＋１２．３μｃ／、９であｐ
、画質の変化も少なく、良好な耐久性及び安定した荷電
制御性が認められた。

〔比較例１〕 実施例１の芯物質を、スチＶンーメチルメタクリレート
共重合体（モル比１／１）とスチレン−ジメチルアミン
エチルメタクリレート共重合体（モル比９／１　）　（
両者の共重合体の重量比１／１〕で、０．３μ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
行なったところ、初期の摩擦帯電量が＋２２．０μｃ／
ｙでありたのに対し、３０分の空回転で＋３０．５μｃ
／ｌに上昇し、またムシ現象が発生し、さらに画像濃度
の低下（０，６）、カブリが生じてしまった。

〔実施例２〕 芯物質に、ハイワックス２００　Ｆ　１０重片部、パン
フィンワックス１５５　９０．ｔｆｉ部、７タロシアニ
ンブル一５ｆｆｉ量部を用いて実施例１と同様に行なっ
たところ、粒径が、１０５μｍ±５．０μのブルーの芯
物質が得られた。この芯物質を、スプレードライヤー法
によル、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノエチルとニルエーテル
−スチレンの共重合体（モル比１／１　）とスチレン−
ジエチルアミノエチルメタクリレート共重合体（モル比
９／１）〔両者の共重合体の重量比１／１〕で、０．５
μの膜厚で？１９覆したところ、このカプセルトナーの
摩擦帯）ＩＩ：電荷量は、＋１６．８　ｔｔｃ／ｇであ
りた。このカプセルトナーを２００〜５００メンユの鉄
粉と８ｍ比で１７９に混合して、現像剤とじ二成分現像
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、再び摩擦帯電電荷量を測定
したところ、＋１８．３μＣ／Ｉであフ、その増加量が
少なく、また、画像濃度及び画質の変化束ない良好な結
果が得られた。

〔比較例２〕 実施例２で得られた芯物質を、スチレン−アクリロニト
リル共重合体（モル比１／１）とスチレン−ジエチルア
ミノエチルメタクリレート共重合体〔モル比？／１　）
　（両者の共重合体のＭ量比１／１〕で、０．５μの膜
厚で被覆した。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電荷量が、＋１
５．７μＣ／ｆでありたのに対し、空回転１時間で＋２
１．０μｃ／ｙ　に増大し、著しい画像濃度の低下、及
びかぶシが生じた。

〔実施例３〕 実施例２で得られた芯物質を、相分離法によｐＨ，Ｎ−
ジメチルアミノエチルイソプロベニルエーテル−スチレ
ン共重合体（モル比１／１　）　トスチレンーメテルメ
ククリレートの共重合体〔モル比１／１　）　（両者の
共重合体の重量比７／３〕で、０．３μの膜厚で被覆し
たところ、このカプセルトナーの摩擦帯電電荷量は、＋
１２・８μｃ／ｙであった。

このカプセルトナーを、負帯電性の磁性トナー（キャノ
ン製、ＮＰ　−１２０用トナー）と重量比で１：１にな
る様に混合して、磁性スリーブを有する現像器に適用し
、実施例１と同様な試験を行なったところ、良好な結果
が得られた。

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、外殻が一般式〔式中、Ｒ４は水素原子またはＣ
   １からＣ５のアルキル基、Ｒ２及びＲ３は水素原子また
   はｃｌ　がらＣ２ｏのアルキル基、ｎは１から５までの
   整数を示す。〕 で表わされる上記アミノアルキルビニルエーテル及びそ
   の誘導体または、それらの第４級アンモニウム塩と他の
   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。