JPS6033269B2 - 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４２−２３９１０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−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言明細書に記載さ
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−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−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、夫々の定着法に適したトナ−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４６−１８５７６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。

例えば特公昭４４一９８８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
関昭４８一７５０３２号、同４８一７８９３１号、同４
９一１７７３９号、同５２一１０８１３４号などには核
に軟骨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、また特公昭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ｉ製造が容易であ
り、加圧定着性能が充分であり、加圧ローラーへのオフ
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
しない存在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、軟骨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−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該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怪力プセルトナー
に於ては芯物質に圧力定着性の良好な欧質物質を用いる
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
のカプセルトナーは、わずかな衝撃により芯物質と外隔
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
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−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、外隔物質がトリボ作用
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−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
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−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、圧力定着性樹脂を含有する芯物質と、該芯物質を
覆う環化ゴム外殻とから構成されることにある。

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、綾圧２０ｋ９／抑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。ピレン、ポリ４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、ラゥ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。マレィ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３３３９８
５び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０．９髭／ｃ虎以上、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、ｌｏｇＭ
Ｉ＝０．９２１１ｏｇＦ十１．０３９の式によって算出
したものでる外殻を構成す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仏ｍ〜２仏ｍが良い。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合金
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 ロ 添）し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
−用の着色剤として用いられている染料、顔料などが全
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が、
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
合金など従釆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−
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、コアセルべ−
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。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４４一１２７６７号、
米国特許第３２６９６２６号、同第３６１２総計号、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、 う度試験方法（ＪＩＳ−ＬＯ滋９−１９７１）に循じて
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面布とを互いに摩擦
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晩被までの級
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、線圧１０ｋ９／肌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、鉄粉キャリャーと混合し
て測定したときのトリボ電荷量は一１０ＡＣ／ｇ以上の
値が得られる。

鮮明でカブり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はない。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１４０℃で４０分間ロー
ルミルを用いて熔融濃練後、ジェット粉砕機（商品名１
００ＮＰ、日本ニューマチツク工業製）で５〜２０ム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℃，出口温度１０
０つ○，風量９で／ｍｉｎ，２流体ノズル型，三菱化工
機製）を用いて、３〜２６仏ｍのカプセルトナーを作成
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−１１仏ｃ／ｇ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、キヤノン製）の現像器に入れ、現像
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鰯体ローラー）に変え複
写したところ定着性の良い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−１０
．３〃ｃノｇ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碇郡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
００／３０山 日本鉄粉製）９の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耐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 ３〜１２
） 次表のトナー組成とし、他は実施例１と同様にして磁性
粉を含有する一成分系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 圧力定着性成分を含有する芯物質と、該芯物質を覆
   う環化ゴム外殻とから構成されてい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 圧力定着性樹脂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 環化ゴム外殻の厚さが０．５μｍ〜３μｍである特
   許請求の範囲第１項記載のトナー。 ５ 環化ゴムが天然ゴムから作成されたものである特許
   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、該芯物質を覆
   う環化ゴム外隔とから構成されている圧力定着性カプセ
   ルトナーにより得られた画像を、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定着方法。