JPS6261140B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電子写真法、静電記録法或いは静電印
刷法などに於いて、電気的潜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
トナー及びその製造方法に関する。 従来、電子写真法としては米国特許第2297691
号、同第2825814号、同第3220324号、同第
3220831号、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、同第2618552号明細書に記
載されているカスケード現像法及び同第2221776
号明細書に記載されている粉末雲法、同第
2895847号明細書に記載されているタツチダウン
現像法及びフアーブラシ現像法、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
の転写材に電写され定着される。 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。従つて、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
の電源を入れゝ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、トナーの定着法、加圧ローラーへのオ
フセツト現像、加圧ローラーへの紙の巻付きなど
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44−9880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
49−17739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ーが記載
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ツク共重合体を用い
た圧力定着トナーが記載されている。 しかし、加圧定着性能が充分であり、加圧ロー
ラーへのオフセツト現象や紙の巻付きを起さず、
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、キヤリヤー、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面で充分満
足できる圧力定着トナーは得られていない。 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、加圧ローラーへのオフセツト
現象を起し易く、更にキヤリヤー、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、従来の種々知られている圧力定着性カプ
セルトナーに於い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
加圧ローラーに軟質物質が徐々に付着してついに
はオフセツトや転写紙の巻付きを起し、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
実用的に満足できる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
しめてキヤリヤー粒子を用いない一成分系現像剤
で静電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、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性カプセルトナーに於
いて、芯物質粒子に対する殻厚の割合及びカプセ
ルトナーの粒度分布を限定することによつて、前
述の如き欠点のない圧力定着性カプセルトナー及
びその製造方法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
めて良好で安定しており、更に多数枚複写を行つ
ても現像性能、定着性能が安定している圧力定着
性カプセルトナー及びその製造方法を提供するも
のである。 更に、本発明は加圧ローラーへのオフセツトを
起さず、キヤリヤー、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及
びその製造方法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及びその製造方法を提供
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、鮮明でカブリのな
い画像の得られる圧力定着性カプセルトナー及び
その製造方法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
的に電写できる圧力定着性カプセルトナー及びそ
の製造方法を提供るものである。 更に、本発明は耐久性に優れ、流動性にも優れ
ている圧力定着性カプセルトナー及びその製造方
法を提供するものである。 即ち、本発明は、圧力定着性成分の芯物質粒子
が、絶縁性物質で被覆されている圧力定着性カプ
セルトナーにおいて、カプセルトナーの主体粒度
をａμ、芯物質粒子の主体粒度をｂμとすると、
カプセルトナーの主体粒度は５〜25μの範囲にあ
り、該カプセルトナーは該芯物質粒子を該絶縁性
物質で被覆することにより得られたものであり、
且つ主体粒度ａμ±３μ以内のカプセルトナーが
70％（個数）以上含まれており、更に 0.02≦ａ−ｂ／ｂ≦0.4 の関係式を満足することを特徴とする圧力定着性
カプセルトナーを提供することにある。 さらに、本発明は、主体粒度がｂμである圧力
定着性成分の芯物質粒子を絶縁性物質で被覆して
主体粒度ａμを有する圧力定着性カプセルトナー
を製造する方法において、芯物質の粒子を生成
し、芯物質の粒子を分級して、主体粒度がｂμの
芯物質の粒子を調製し、調製された芯物質の粒子
を絶縁性物質で被覆し、カプセルトナーの主体粒
度ａμが５〜25μの範囲にあり且つ主体粒度ａμ
±３μ以内のカプセルトナーが70％（個数）以上
含まれており、更に 0.02≦ａ−ｂ／ｂ≦0.4 の関係式を満足するカプセルトナーを形成するこ
とを特徴とする圧力定着性カプセルトナーの製造
方法を提供することにある。 圧力定着性カプセルトナーは圧力定着性を示す
芯物質と荷電性、流動性などを改善する殻物質と
の比率がカプセルトナーの性能に影響を与える
が、更に芯物質粒子の粒度分布、カプセルトナー
の粒度分布、殻の厚さなどが互いに密接に関係し
ており、それらの好ましい関係を満足することが
圧力定着性カプセルトナーに特に重要であること
が判つた。 即ち、カプセルトナーの製造の際に、圧力定着
性の良好な芯物質と荷電性、流動性などの良好な
殻物質を用い、且つ芯物質粒子と殻物質の比率に
留意してカプセルトナーを製造しても、常に安定
した性能のカプセルトナーが得られるとは限らな
かつた。その原因は芯物質粒子に粒度分布があ
り、出来上つたカプセルトナーにも粒度分布があ
るために、カプセルトナーの個々のトナー粒子は
必らずしも芯物質粒子と殻物質の比率が好ましい
関係になつていない為であることが判つた。従つ
て、単に出来上つたカプセルトナーを分級して粒
度分布を揃えても安定した性能カプセルトナーは
得られない。 圧力定着性、荷電性、流動性などが常に安定し
たカプセルトナーを得るためには、芯物質粒子の
粒度分布、カプセルトナーの粒度分布、芯物質と
殻物質の比率を注意深く或る一定の関係に保つ必
要があることが判つた。 即ち、前述の如く、カプセルトナーの主体粒度
を５〜25μの範囲内とし、且つ主体粒度±３μ以
内のカプセルトナーが70％（個数）以上、好まし
くは80％（個数）以上とし、更にカプセルトナー
の主体粒度をａμ、芯物質粒子の主体粒度をｂμ
とすると、 0.02≦ａ−ｂ／ｂ≦0.4 好ましくは 0.05≦ａ−ｂ／ｂ≦0.3 の関係式を満足させると性能の安定したカプセル
トナーが得られることが判つた。 ここで主体粒度とは粒度分布内に於いて、最大
粒子数をしめる粒径を意味し、或る粒径の粒子数
の測定は粒子アナライザーにより行う。即ち光学
的に拡大された被測定粒子群の像面がテレビジヨ
ンカメラによつてビデオ信号に変換され、この画
像情報をスレシホールド（しまい値）回路に送
り、２値化画像として計数回路に送る。計数回路
ではテレビジヨンの走査線と走査分を細分したポ
イントを利用し、粒子径及び粒子数を測定する。
測定はサンプリングを５回行い、その平均値を用
いる。 粒子アナライザーとしては、例えば日本レギユ
レーター(株)製のルーゼツクス450（商品名）など
がある。 芯物質の粒子を製造し、その後に殻物質で被覆
してカプセルトナーを製造する場合には、あらか
じめ芯物質の主体粒度±３μの範囲で分級を行つ
てから殻物質の被覆を行い、更にカプセルトナー
が出来上つてから分級を行うのが特に好ましい。
しかし、製造条件を満足できれば、以後その製造
条件を厳密に規定することによつて必らずしも分
級の必要はなくなる場合もある。製造後に本発明
の条件を満足しているか、否かを検査する場合に
は、カプセルトナーの芯物質を溶解せず、殻物質
のみを溶解する溶媒を用いて殻を溶解除去した後
に芯物質粒子の主体粒度を測定し確認を行えばよ
い。 前述の関係式に於いて、ａ−ｂ／ｂが0.02以下では、 カプセルトナーの荷電性が悪くなり、更に凝集性
が強く耐久性が極端に悪くなる。逆に0.4以上に
なると圧力定着性が極めて悪くなる。また、カプ
セルトナーの主体粒度±３μ以外のものが30％以
上含まれるとトナー性能が安定したものが得られ
なくなる。 次に、本発明に於いて芯物質に用いられる圧力
定着性成分は従来より圧力定着性カプセルトナー
の芯物質に用いられている物質が適宜使用される
が、圧力下で粘着性を示すもの或いは常温、常圧
下で粘着性を示すもの、例えば軟質物質、粘着付
与剤などが単独或いは混合して用いられる。要は
圧力定着性を示す材料であれば使用可能であり、
例えば特公昭44−9880号、特開昭48−7503号、同
48−78931号、同49−17739号、同52−108134号、
同48―75033号などに多数記載されている。 特に好ましいのは、高級脂肪酸（ステアリン
酸、パルミチン酸、ラウリン酸など）、ポリオレ
フイン（低分子量ポリエチレン、低分子量ポリピ
プロピレン、酸化ポリエチレン、ポリ４弗化エチ
レンなど）、低分子量ポリスチレン、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂（酸価10以下）、スチレン
―ブタジエン共重合体（モノマー比５〜30：95〜
70）、エチレン―アクリル酸共重合体、エチレン
―メタクリル酸共重合体、エチレン―酢酸ビニル
共重合体、ポリビニルピロリドン、メチルビニル
エーテル―無水マレイン酸共重合体、マレイン酸
変性フエノール樹脂、フエノール変性テルペン樹
脂、などである。 また、絶縁性の外殻物質としては種々の樹脂類
が使用し得るが、被覆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、流動性がよく
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、ポリ―ｐ―クロルスチ
レン、ポリビニルトルエン、スチレン―ブタジエ
ン共重合体、スチレン―アクリル酸共重合体、ス
チレン―無水マレイ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、アイオノマー樹脂、フラン樹脂、ケ
トン樹脂、テルペン樹脂、ロジン、ロジン変性ペ
ンタエリスリトールエステル、天然樹脂変性フエ
ノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、クマ
ロンインデン樹脂、脂環族炭化水素樹脂、石油樹
脂、フタル酸酢酸セルロース、、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、などが単独或いは混合して使用できる。特
に、平均分子量1500以上のスチレン系樹脂、ポリ
エステル樹脂、アイオノマー樹脂、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つた。。 芯物質と殻物質の親和性、接着性が悪い場合に
は中間接着層を設けてもよい。 また、外殻用の絶縁性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、ニツケル、コバルト、クロム
などの金属微粉末、各種フエライト、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粒子、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
場合には芯物質粒子に添加するのが好ましい。 本発明のカプセル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。加え
られる圧力は一般には約15〜30Kg／cmである。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号などに記載がある。 以下本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例中の部数は重量部である。 実施例 １ 酸化ポリエチレン（密度0.99、メルトインデツ
クス1000） 100部 カーボンブラツク 10部 上記混合物をロールミルを用いて約150℃で30
分間充分混練した後にジエツト粉砕機で微粉末と
した。この芯物質粒子の主体粒度は14.5μであつ
た。この粉末を分級し約11.5〜17.5μ（14.5±３
μ）の粒子が90％以上となるようにした。 次いで、この粒子を環化ゴム（商品名、アルペ
ツクスCK450、ヘキスト製）の５％キシレン溶液
に分散後、濾過し80℃で60分間乾燥し、極めて薄
い中間接着層を形成した。 次に、この粒子をスチレン―ブタジエン共重合
体（15：85wt比）の10％シクロヘキサン溶液に
充分分散した液を濾過後、シクロヘキサン１／ｎ
―ヘキサン９の混合液に分散しスプレードライヤ
ーを用いてカプセルトナーとした。このカプセル
トナーの主体粒度は16.3μであり、ａ−ｂ／ｂ＝0.124 であつた。また、主体粒度±３μ内に86％（個
数）の粒子が含まれていた。このカプセルトナー
10部を鉄粉キヤリヤー（商品名、EFV200／
300、日本鉄粉製）90部と混合し現像剤とした。
この現像剤を乾式電子複写機（商品名、NP―
5000、キヤノン製）の現像器に入れ、定着器をデ
イベロツプ社の定着ローラー（全圧460Kgの上下
２本のクロムメツキされた剛体ローラー）に変え
て連続複写を行つた。 定着性の良好なカブリのない鮮明な画像が得ら
れた。更に、連続複写を続け、５万枚の複写を行
つたが初期の画像に比べて画像性、定着性いずれ
も遜色のない複写物が得られた。 定着性試験の結果は５級であつた。 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―1971）に準じて行つた。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綿布とを
互いに摩擦し、摩擦用白綿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。 上記に於いて、スチレン―ブタジエン共重合体
の殻の厚さを種々変えて、定着性及び耐久性のテ
スト結果を示す。

【表】

【表】 また、実施例１〜５に於いて芯物質粒子の分級
を行わないとカプセルトナーの主体粒度±３μの
トナーは約60〜63％であり、定着性がいずれも１
〜２級低下した。特にベタ黒画像の定着性の低下
が著じるしかつた。 実施例６〜15、比較例３〜６ 実施例１〜５及び比較例１〜２に於いて、殻物
質をフタル酸酢酸セルロース（和光純薬製試薬）
（アセトン溶液使用）及びスチレン―無水マレイ
ン酸―ブチルアクリレート（モノマー比50／15／
35wt％）（商品名、スチライトＸ―４大同工業
製）（メチルエチルケトン溶液使用）に変え、他
は同様に行つた。ほぼ同様な結果が得られた。 実施例 16 下表の芯物質、殻物質を用いて、実施例−１と
同様に行つた。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力定着性成分の芯物質粒子が、絶縁性物質
   で被覆されている圧力定着性カプセルトナーにお
   いて、カプセルトナーの主体粒度ａμ、芯物質粒
   子の主体粒度をｂμとすると、カプセルトナーの
   主体粒度は５〜25μの範囲にあり、該カプセルト
   ナーは、該芯物質粒子を該絶縁性物質で被覆する
   ことにより得られたものであり、且つ主体粒度ａ
   μ±３μ以内のカプセルトナーが70％（個数）以
   上含まれており、更に 0.02≦ａ−ｂ／ｂ≦0.4 の関係式を満足することを特徴とする圧力定着性
   カプセルトナー。 ２ カプセルトナーの主体粒度が５〜25μの範囲
   にあり、且つ主体粒度±３μ以内のカプセルトナ
   ーが80％（個数）以上含まれている特許請求の範
   囲第１項記載のカプセルトナー。 ３ 0.05≦ａ−ｂ／ｂ≦0.3 の関係式を満足する特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載のカプセルトナー。 ４ 主体粒度がｂμである圧力定着性成分の芯物
   質粒子を絶縁性物質で被覆して主体粒度ａμを有
   する圧力定着性カプセルトナーを製造する方法に
   おいて、 芯物質の粒子を生成し、芯物質の粒子を分級し
   て主体粒度がｂμの芯物質の粒子を調製し、調製
   された芯物質の粒子を絶縁性物質で被覆し、カプ
   セルトナーの主体粒度ａμが５〜25μの範囲にあ
   り且つ主体粒度ａμ±３μ以内のカプセルトナー
   が70％（個数）以上含まれており、更に 0.02≦ａ−ｂ／ｂ≦0.4 の関係式を満足するカプセルトナーを形成するこ
   とを特徴とする圧力定着性カプセルトナーの製造
   方法。