JPS6199154A - マイクロカプセルトナ− - 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】 １血豆ｊ 本発明は、電子写真法、静電印刷法等において、静電気
潜像を現像するのに用いられるトナーに関し、特に圧力
定着に適し且つ連続使用下における特性の優れたカプセ
ルトナーに関する。

１且且遣 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
−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１
種々の手段により光導電性物質を含む感光体上に電気的
潜像を形成し１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、
加熱或いは圧力或いは溶剤蒸気などにより転写材に定着
し、複写物を得るものである。

加圧によりトナーを紙等の記録材料に定着せしめる方法
としては、米国特許第３２８９６２８号明細書、特開昭
４８−１０２８２４号公報等に開示されており、省エネ
ルギーならびに無公害であること、複写機電源を入れれ
ば待時間なしで複写が行なえること、コピー用紙の焼は
焦げの危険がないこと、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の利点が多い。

しかしながら斯る従来の加圧定着法に於いては、記録材
に特殊な処理を施さなければ満足な定着性が得られない
ばかりか、定着圧力も線圧２０〜４０Ｋｇ／ｃ層という
高い圧力を要する欠点を有していた。更に加圧定着用ト
ナー材料には軟質材料が利用されることが多く、その結
果、ポットライフに乏しく保存時にトナー粒子同士が凝
集したり合一化を起こし、ひいてはブロッキングにまで
至ること、また感光体表面上へのフィルミング、キャリ
ヤーｌう染、定着ローラーへの付着にノ、（づくオフセ
ットといった好ましくない現象を生ずる。

したがって、近年、これらの欠点を克服すべく、軟質材
料を硬い殻材で覆う形態のマイクロカプセルトナーが種
々提案され、上記欠点の改善に寄与しているが、未だに
、定着前工程の現像、転写、感光体上のクリーニングな
どの各プロセスにおいて、その一部が破壊され感光体上
へのフィルミンク、融着、キャリヤー汚染を生じ問題と
なっている。

＾」Ｌの」Ｌ鎖 本発明の目的は上述の如き欠点を解決したマイクロカプ
セルトナーを提供するものである。

より特定的には、本発明の目的は、カプセルトナーの破
壊を可及的に防止し且つ破壊によって生じる感光体表面
上でのトナー材料の融着、フィルミングの発生を防止し
、あるいはそれに基づく画像の白抜け１、汚れ等の悪影
響を防止した圧力定着用マイクロカプセルトナーを提供
することにある。

ル且立五Ｊ 未発１！１のマイクロカプセルトナーは、上述の目的を
達成するために開発されたものであり、より詳しくは、
研摩材を含有する芯材を殻材にて被覆してなることを特
徴とするものである。

すなわち、本発明のマイクロカプセルトナーにあっては
、軟質芯材中に研摩材微粒子を充填してなるため、芯材
自体が強化され、それだけカプセルトナーの破壊が起り
難くなっているほか、且つ一部カプセルの破壊によりト
ナーのフィルミング、融着等が起っても、同時に放出さ
れる研摩材の効果により、これらフィルミング、融着等
に基づく影響が可及的速やかに除去され、感光体等の関
連部材を含めたトナーの長期的特性が良好に保たれる。

以下、本発明を更に詳細に説明する。以下の記載におい
て、量比を表わす「％」および「部」は、特に断わらな
い限り重量基準とする。

本発明に用いられる芯材のバインダーとしては、）５本
的には任意の軟質樹脂状材料が用いられるが、なかでも
カルナ八ワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエ
チレン、パラフィン、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、
脂肪酸金属塩、高級アルコールなどのワックス類、°エ
チレンー酢酸ビニル樹脂、環化ゴムなどが好適に使用で
きる。

本発明に従い、このようなバインダーとともに、研摩材
を用いる。研摩材としてはモース硬度が８以上である金
属酸化物、窒化物、炭化物が好ましく用いられ、その具
体例を挙げれば金属酸化物としては１例えば、酸化スズ
、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、二醸化チタン、酸
化亜鉛、酸化アルミニウム、チタン斂カルシウム、チタ
ン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムなどがあり。

窒化物としては１例えば、四三窒化チタン、窒化ホウ素
、窒化ケイ素、窒化チタンなどがあり、炭化物としては
、例えば、炭化ホウ素、炭化ケイ素、炭化タングステン
、炭化チタンなどがある。

本発明における研摩材は、先にも述べたように芯材の強
化を通じてカプセルトナーを強化する働らきを有するほ
か、主たる作用として１画像定着前、現像転写、感光体
上のクリーニングなどの工程においてカプセルトナーが
一部が破壊され、感光体上へのフィルミング、融着が生
じた場合に、研摩材の働きによって除去することにあり
、その粒径は０．０２〜２ｐｍ程度のものが適している
。

研摩材の添加量は、上記バインダーをはじめとする研摩
材以外の芯材成分１００１１部に対して、０．５重量部
〜ｌＯＯ重量部、好ましくは、５重量部〜５０重量部の
範囲で用いられる。添加量が０．１重量部未満の場合、
感光体上に形成されたトナー材料のフィルミングあるい
は融着物を除去するには量的に不十分であり、１００重
量部を超える場合は、他の芯材と混合して溶融造粒する
場合、溶融物の粘度が高くなり過ぎ、微粒子状芯材の造
粒が困難となる。

芯材の造粒方法は基本的には任意であるが、なかでも溶
融懸濁法が好ましい。

また芯材中には必要に応じて着色剤及び磁性物質を添加
できる。

本発明のカプセルトナーの芯材物質中に含イＩ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、ニグロシン染料、ラン
プ黒、スーダンブラックＳＭ、ファースト・エローＧ、
ベンジジン・エロー、ピグメント・エロー、インドファ
ースト・オレンジ、イルガジン・レッド、バラニトロア
ニリン・レッド、トルイジン・レット、カーミンＦＢ、
パーマネント・ボルドーＦＲＲ、ピグメント・オレンジ
Ｒ、リンール・レフト２Ｇ、　　レーキ・レッドＣ、ロ
ーダミンＦＢ、　ローダミンＢレーキ、メチル拳バイオ
レットＢレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメント−
ブルー、プリリャントΦグリーンＢ、ツタロシアニング
リーン、オイルイエローＧＧ、ｆポンｅファースト二ロ
一〇〇Ｇ、カヤセットＹ３８３、カヤセットＹＧ、スミ
プラストｍ：ロー〇Ｇ、ザポンファーストオレンジＲＲ
，オイル・スカーレット、スミプラストオレンジＧ、オ
ラゾール・ブラウンＢ、ザボンファーストスカーレット
ＣＧ、アイゼンスビロン・レット・ＢＥＨ、オイルピン
クＯＰなどが適用できる。これら着色剤は。

芯材中に１〜１５％、特に３〜１０％の割合で含ませる
ことが好ましい。

本発明のカプセルトナーの芯材中に含有せしめる磁性物
質としては、鉄、コバルト、ニッケルあるいはマンガン
等の強磁性の元素及びこれらを含むマグネタイト、フェ
ライ）Ｗの合金、化合物などが用いられる。この磁性物
質を着色剤と兼用させてもよい、更にこの磁性物質の粒
子は、各種疎水化剤、例えばシランカップリング剤、チ
タンカップリング剤、界面活性剤等により処理した後芯
材中に含有させてもよい、この磁性物質の含有量は芯材
中の全ての樹脂１００重量部に対して１５かも１ｏｏｆ
ｆｉ星部が良い。

殻材の構成物質としては、公知の一樹脂が使用可能であ
り、例えば、次の様なモノマー類の単独重合体または共
重合体から成る樹脂がある。スチレン、Ｐ−クロルスチ
レン、Ｐ−ジメチルアミノ−スチレンなどのスチレン及
びその置換体；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
エチル。

メタクリル酸ブチル、メタクリル酸Ｎ　、　Ｎ−ジメチ
ルアミノエチルエステルなどのアクリル醜あるいはメタ
クリル酸のエステル；無水マレイン酸あるいは無水マレ
イン醜の只−フエステル、ハーフアミドあるいはジエス
テルイミド、ビニルピリジン、Ｎ−ビニルイミダゾール
などの含窒素ビニル；ビニルホルマール、ビニルブチテ
ールなどのヒニルアセタール；塩化ビニル、アクリロニ
トリル、酢醜ビニルなどのビニル七ツマー；塩化ビニリ
デン、フッ化ヒニリデンなどのビニリデンモノマー；エ
チレン、プロピレンなどのオレフィンモノマーである。

また、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホネ
ート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア、エポキ
シ樹脂、ロジン、変成ロジン、テルペン樹脂、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
樹脂、メラミン樹脂、ポリフェニレンオキサイドのよう
なポリエーテル樹脂あるいはチオエーテル樹脂、も好ま
しく用いられる。また、これら樹脂は、もちろん混合物
としても使用できる。

カプセルトナーを製造する方法は１種々の公知のカプセ
ル化技術を利用することができる６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−ｓｉｔｕｉ［（合法、米国特許第３，３３８，
９９１号明細書、同第３．３２６．８４８号明細書、同
第３，５０２．５８２号明細書などに記載されている方
法などが使用できる。

本発明において、特に好ましい方法としては、芯物質と
研磨剤を混練しスプレードライ法又は水系奴体中にて乳
化剤又は／及び懸濁剤等の存在下にて強力なｑ断力を付
与することにより芯材粒子を生成し、引き続き材料を少
なくとも一種以上含有せしめる良溶媒中に分散せしめ、
既分散媒液中に貧溶媒を漸次添加せしめることにより、
Ｒ材材料を芯材粒子表面上に固定定着せしめることによ
りカプセル化する方法などが有利に使用できる。

この際、必要に応じカプセル化工程の前処理として乳化
剤又は／及び懸濁剤を一旦除去せ、しめた後利用するこ
とも可能である。

このようにして、ａ材厚さが０．Ｏ１〜２Ｂｍ、好まし
くは０．１〜０．３ルｍ、平均粒径が。

３〜２０　Ｂｍ、好ましくは５〜１７Ｂｍのカプセルト
ナーが得られる。

上記カプセルトナーには、荷電制御、流動性付与、着色
等の目的で、カーボンブラック、各種染顔料、疎水性コ
ロイド状シリカ等を、更に添加または混合することがで
きる。

このようにして得られた本発明のマイクロカプセルトナ
ーは、公知の現像方法の殆んどすべてに適用できる０例
えば、カスケード法、磁気ブラシ法、マイクロトーニン
グ法、などの二成分現像法；導電性−成分現像法、絶縁
性−成分現像法。

ジャンピング現像法などの磁性体を含有する一成分現像
法；粉末雲法及びファーブラシ法：トナー担持体上に静
電的力によって保持されることによって現像部へ搬送さ
れ現像される非磁性−成分現像法などを挙げることがで
きる。

また得られたトナー像は必要に応じて、紙等の記録媒体
に転写した後、好ましくは圧力定着法により定着されて
、永久保存の可能なトナー像とされる。

立ＪＬｊ！ＪＬ呈 」；記したように本発明によれば、感光体上の電気的潜
像を現像するためのカプセル型のトナーであって、その
芯材中に研摩材粒子を充填してなる圧力定着に適したマ
イクロカプセルトナーが提供され、これを用いることに
より、感光体上でのカプセルトナーの破壊によるトナー
材料の融着、フィルミング等の現象、あるいは、その現
像特性に対する悪影響を効果的に除いた現像方法が提供
される二 以下１本発明を実施例、比較例により、更に具体的に説
明する。

えム逍」 下記の成分を７トライラーを用いて、１２０℃、２００
ｒｐｍにて３時間混練した。

製）中に予め水２０１及び親木性シリカ（アエロジル＃
２００、日本アエロジル社製）２０ｇを入れ９０℃に加
温せしめた。

この分散媒中に上記混練溶融物ＩＫｇを投入し、ホモミ
キサーを用いて周速２０ｍ／ｓｅｃ、パス回数６．９回
／ｗｉｎ、の条件で１時間の造粒操作を行ない、終了後
、熱交換器を用い冷却を行なった。この分散媒中に水酸
化ナトリウム５０ｇを添加し、５時間室温にて撹拌を続
けた。得られた球状芯材粒子を発光分析法で分析した結
果、残存シリカの存在は見られなかった。更に遠心ｐ過
機を用い濾過水洗を行ない、数平均粒径が１１、、ＯＩ
Ｌｍ、体積平均粒径が１４　、３　Ｂｍ、体積平均粒径
の変動係数が２２．４％である研摩材含有芯材粒子が９
０％の収率で得られた。

得られた芯材を乾燥後、再び２０７アジホモミキサーを
用い下記組成の混合物を十分分散せしめた。

下後、遠心濾過機によってｐ過洗浄を行なった。

乾燥後、このマイクロカプセルトナーには粒子の合一が
なく、また走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）でａ察したとこ
ろ殻材料によって完全に被覆された滑らかな表面形状を
示すマイクロカプセルトナーが得られた。

このトナーにポジ用シリカ０．５％を外添混合し、ｐｃ
−ｔ２ｔ１良４１１（キャノン社製）にて普通紙上に画
像を転写し、この画像を金属ローラー（線圧１０Ｋｇ／
ｃｍ）にて圧力定着した。

この方法で３０００枚の連続複写試験を行なった。ｍ像
濃度平均１．３で連続複写中の変化はほとんど無かった
。ドラム上のフィルミングに基づく、白ヌケが１５００
枚目に生じたが、さらに２０枚画像を出すことで消失し
た。その後は、白ヌケ及び黒点等は画像上へは現われず
、フィルミングの発生が抑制された。

Ｌ股１」 芯材に含有する研摩材ＴｉＯ２の量を１２０重量部にし
た以外は実施例１と同じ処方の悪材料混合物を実施例１
の方法に示す如くの操作により混線、造粒を行なったが
、ＴｉＯ２を１２０ｆｉ量部含有するため溶融粘度が高
く造粒に際し、アジホモミキサー中に溶融物を投入して
も、器壁に付着し液中に分散せず造粒できなかった。

Ｌ紋ｌ」 芯材に含有する研磨材ＴｌＯ２の量を０．２重量部にし
た以外は実施例１と同じ処方の悪材料混合物を実施例１
の方法に示す如くの操作により混線、造粒を行ない、数
平均粒径が１１．３ｐｍ。

体積平均粒径が１４．４１Ｌｍ、体積平均粒径の変動係
数が２２．０％であるＴ［０２含有０．２％の芯材が９
０％の収率で得られた。

この芯材を実施例１の処方及び方法に基づきカプセル化
、シリカの外添混合を行ないマイクロカプセルトナーと
した。

このマイクロカプセルトナーを実施例１の方法により３
０００枚の連続複写試験を行なった。

５００枚目に画像の一部に白、ヌケが生じ６００枚１］
にドラム上に暑くトナーが付着したことによる黒点が画
像上に現われ白ヌケ、黒点とも連続複写枚数と共に増加
した。

Ｌ較１」　　・ 以外は実施例１と同じ処方の悪材料混合物を実施例１の
処方及び方法に従い、混線、造粒、カプセル化、シリカ
の外添を行なってマイクロカプセルトナーとした。

このカプセルトナーを実施例１の方法により３０００枚
の連続複写試験を行なった。

６００枚目に画像の一部に白ヌケ及び黒点が発生し、連
続複写枚数と共に白ヌケ、黒点共に増加した。比較例２
及び比較例３の連続複写の結果からＴｉ０ｚを０．２重
量部含有させても、効果がないことが示された。

により、混線、造粒をすることにより、数平均粒径１０
’、　、５　＃Ｌｍ、体積平均ａ径１４　、８４ｍ、体
積平均粒径の変動係数２５．０％である芯材粒子が９５
％の収率で得られた。

得られた芯材粒子を乾燥後、再び２’Ｏｔの７ジホモミ
キサーを用い 後、水を徐々に滴ドしたところ粒子の合・もなくＳＥＭ
で観察したところ殻材料によって完全に被覆された滑ら
かな表面形状を示すマイクロカプセルトナーが得られた
。

このマイクロカプセルトナーにポジ用シリカ０．５％を
外添混合し、ＰＣ−１２改良４１（キャノン社製）にて
普通紙上に画像を転写し、この画像を金属ローラー（線
圧１０Ｋｇ／ａｍ）に、て圧力定着した。

この方法により３０００枚連続複写試験を行なった０画
像濃度平均１．３５で連続複写中の変化はほとんど無か
った。

ドラム上のフィルミングに基づく白ヌケ、黒点は共に現
われず、フィルミングは発生しなかった。

用い、１２０℃、２００ｒｐｍにて２時間混練した。

他方２０ｚで７ジホモ３キサ−（特殊機化工業社製）中
に予め水２０１及びアニオン界面活性剤ニューレックス
ＮＲ（日本油脂製）２ｇを採取し９０℃に加温せしめた
。この分散媒中に上記混練物ＩＫｇを投入し１周速１８
ｍ／ｓｅｃ、、パス回ａ５回／　ｍ　ｉ　ｎ　、の条件
にて３０分間造粒を行なった。造粒終了後、熱交換器を
用い冷却した。

更にこの分散液を７ニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂
の混合カラム中を通過せしめることにより界面活性剤を
除去せしめた。更に遠心濾過器を用いｐ過水洗を行ない
、数平均粒径が９．５ｇｍ、体積平均粒径１３　、８４
ｍ、体積平均粒径の変動係数が２８．２％である芯粒が
９０％の収率で得られた。

得られた芯粒子を乾燥後。

後、ディスクアトマイザ−を備えたスプレーノズル装！
！ｉ（三菱加工機社製）にて、噴霧したところ１粒子の
合一もなく、ＳＥＭで観察したところ殻材料によって完
全に被覆された滑らかな表面形状を示すカプセルトナー
が（１られた。

このトナーにポジ用シリカ０．５％を外添混合し、得ら
れたトナー１２ｇにキャリアー（ＥＦＶ２５０／４００
　　日本鉄粉社製）８８ｇの割合で混合して、ＰＣ−１
２改良機（キャノン社製）にて？Ｖ通紙上に画像を転写
しこの画像を金属ローラー（線圧ＬＯＫｇ／ａｍ）にて
圧力定着した。

この方法にて２０００枚の連続複写試験を行なった０画
像濃度は初期の１．２から１００枚目で１．３まで増加
し、以下連続複写中の変化はほとんど無かった。

１５００５００枚目てドラム上のフィルミングによる青
い点が３〜４個発生したが、さらに５０枚画像を出すこ
とで消失した。その後は２００００００枚目ヌケ、青点
などが発生せず、フィルミングが抑制された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 研摩材を含有する芯材を殻材にて被覆してなることを特
   徴とするマイクロカプセルトナー。