JPS6033266B2 - 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−に関し、特に
加圧定着に適したカプセルトナ−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４２−２３９１０号公報及び特公昭４８
一２４７４８号公報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滋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、顕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−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、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３２６９６２
６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、コピーの焼けこ
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、加圧定着性の為に種々の研究開
発が行われている。

例えば、特公昭４４一９８８び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
４９−１７７３計号、同５２−１０８１３４号などには
核に欧質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４８一７５０３３号には粘り
強い重合体と欧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、単に紙内部にお
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買物質が
除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面が不良であ
り、画像性が良いものは定着性が不良である。また、従
来のカプセルトナーは、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、荷電性に優れて、
耐衝撃性があり、寿命の長いカプセルトナーを提供する
ことである。

他の目的は、製法が容易で、保存時の安定性があるトナ
‐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、圧力定着性成分を含有す
る芯物質と、該芯物質を覆う外殻とから構成されるカプ
セルトナーにおいて、外殻が環化ゴムと絶縁性樹脂とを
含有していることにある。

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２０ｋ９／ｃの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、ポリプロピレン、ポリ弗化エチレ
ン等のポリオレフィン。エチレンーアクリル共重合体。
ポリエチレンビニルアセテート。ポリエステル。ポリス
チレン、スチレンーブタジェン共重合体、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−テルベン共重合体
。ポリメチルシリコン。マレィン酸変性フェノール樹脂
。メチルビニルェーテル−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３３３
９８５ぴ号公報にその製造方法が記載されている酸化ポ
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タノの以上、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
ィンデックス（ＭＩ）はＡＳＴＭＤ１２３８‐５汀に於
てコンディションＤの条件で流出率下を測定し、ｌｏｇ
ＭＩ＝０．９２１１ｏｇＦ十１．０３９の式によって算
出したものである。外殻に含有させる環化ゴムは、天然
ゴムを原料として作ったものが好ましい。

この外殻の厚さは薄すぎると現像性が悪くなり、厚すぎ
ると圧力定着性が悪くなるので、０．５仏ｍ〜３仏ｍ、
好ましくは０．８山ｍ〜２仏ｍが良い。また、環化ゴム
とともに外殻に含有させる絶縁性成分は、環化ゴムと混
合させたときに、芯物質の回りに被膜形成能が良好であ
り、荷電性が良好であるもの、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、ァィオノマー樹脂、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リトールェス
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−無水マレィ
ン酸共重合体、澱粉グラフト重合体、ポリビニルブチラ
ール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピ。

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、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つた。外殻中における、環
化ゴムとこれらの絶縁性成分の混合比は環化ゴムが４の
重量％以上、好ましくは９＄重量％〜４の重量％、絶縁
性成分が６の重量％以下、好ましくは１重量％〜６の重
量％、より好ましくは環化ゴムが８５重量％〜５値重量
％、絶縁性成分が１５重量％〜５の重量％である。

また、外殻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、磯料などがす
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−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、外殻物質のい
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。これらの製造方法において、
方法及び条件により外殻の厚さは必ずしも均一ではない
が、それでも本願の目的はある程度達せられる。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−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−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１級から１雌被までの級
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−は、線圧１０ｋｇ／ｃの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
−、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、荷電性は良好で鉄粉キャリャーと混合
して測定したときのトボリ電荷量は−１０仏ｃ／タ以上
の値が得られる。

鮮明でカブリのない画像が得られ、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）上記の混合
物を１４０００で４び分間ロールミルを用し、て熔融濠
練後、ジェット粉砕機（商品名１００ＮＰ、日本ニュー
マチック工業製）で５〜２０仏ｍの粉末を得て、これを
芯材とした。

次にこの芯材を次の組成の溶液に分散した。

この分散液をスプレードライヤー（入口温度１５０つ０
、出口温度１００ｏｏ、風量９従／ｍｉｎ、２流体ノズ
ル型、三菱化工機製）を用いて１０〜３０仏ｍのカプセ
ルトナーを作製した。このカプセルトナーを鉄粉キャリ
ャと混合してトリボ電荷量を測定したところ一１５仏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、定着器をディベロップ社の定着ローフ
ー（全圧４６０ｋ９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１万枚の連続複写を行
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。１万枚複写後のトナーのトリボ電荷量一１
３．２Ａｃ／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碇都を用い同様にしてカプセルトナ
ーを得た。

このトナー１０部を鉄粉キャリャー（商品名、ＥＦＶ２
００／３００、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） 次表のトナ− 組成とし、他は実施例１と同様にして磁
性粉を含有する一成分現像剤を作製してテストを行なっ
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力定着性成分を有する芯物質と、該芯物質を覆う
   外殻とから構成されるカプセルトナーに於いて、外殻が
   ４０重量％以上の環化ゴムと６０重量％以下の絶縁性成
   分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している特許請求の範囲
   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 環化ゴムが天然ゴムを材料としたものである特許請
   求の範囲第１項記載のトナー。 ５ 絶縁性成分がスチレン−ブタジエン共重合体である
   特許請求の範囲第１項記載のトナー。 ６ 圧力定着性成分を含有する芯物質と、４０重量％以
   上の環化ゴムと６０重量％以下の絶縁性成分とを含有す
   る外殻とから構成されるカプセルトナーのトナー画像を
   、圧力を負荷された一対のローラー間を通過させて定着
   することを特徴とする定着方法。