JPH03164747A - 電子写真用カプセルトナー - 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】 〔概　要〕 電子写真用カプセルトナーに関し、 トナーの優れた圧力定着性を維持しつつ、トナーのドラ
ムフィルミングを防止することを目的とし、 バインダ樹脂を主成分として含む芯物質と該芯物質の周
囲に被覆された殻物質とからなるカプセルトナーであっ
て、前記バインダ樹脂が、次式（Ｉ）に示すように分子
中に１個のヒドロキシル基を有するモノアミド樹脂： ＣＨ３（ＣＨｚ）、ｌＮＨＣｏ　　（ＣＨｚ）、　　Ｃ
ＨＣＨ１０１（（Ｉ） （式中のｎは３〜３０であり、そしてｍはＯ〜３０であ
る）及び次式（ＩＩ）に示すように分子中に２個のヒド
ロキシル基を有するジアミド樹脂：（ＩＩ） （式中のｎは前記定義に同じである）からなる群から選
ばれるアミド樹脂であり、そして前記殻物質がポリ弗化
ビニリデンであるように、構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子写真用カプセルトナーに関する。

さらに詳しく述べると、本発明は、電子写真法などに用
いられる磁気ブラシ現像剤、特に磁性キャリアと絶縁性
トナーの混合物からなる二成分系現像剤において有用な
電子写真用カプセルトナーに関する。ここで、カプセル
トナーとは、トナーがいわゆるカプセル（バインダ樹脂
を主成分として含む軟質の芯物質と該芯物質の周囲に被
覆された硬質の殻物質とからなるコアーシェル構造体）
の形を存するものを指す。

Ｃ従来の技術〕 電子写真法としては米国特許第２．２９７，６９１号等
に記載された方式が周知であるが、これは一般には光導
電性を有する静電潜像担体にコロナ放電などにより一様
な静電荷を与え、種々の手段により該静電潜像担体上に
光像を照射することによって電気的潜像を形成し、次い
で該潜像をトナーと呼ばれる着色微粉末を用いて現像可
視化し、必要に応じて紙等にトナー画像を転写した後、
圧力、熱、光等により定着を行い印刷物を得るものであ
る。

前記トナーを用いた現像方法としては、特に米国特許第
２，７８６，４３９号等に記載された磁気ブラシ現像方
法が広く実用化されている。この磁気ブラシ現像方法に
ついて詳説すると、磁性キャリアとトナーとを混合撹拌
して互いに逆極性に摩擦帯電させた磁性現像剤を用い、
このる〃性現像剤を磁石上に保持したブラシ状の穂によ
り前記静電潜像担体表面を擦過することにより前記トナ
ーのみを電気的な吸引力により分離付着させ、静電潜像
を現像するものである。従来、磁性現像剤としては所謂
二成分系磁性現像剤、詳しくは前記キャリアとして平均
粒径１００１ｎｎ程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタ
イト粉等の磁性粉末またはこれらの磁性粉末の樹脂被覆
粉末が、また前記トナーとして天然または合成高分子物
質よりなる結着樹脂中に着色剤等を分散し平均粒径１０
ｐ程度に微粉砕した非磁性絶縁性粉末が常用されている
。

従来、圧力定着は圧力のみでの定着のため、バインダと
しては例えばポリエチレンワックスなどのような軟質樹
脂を用いる必要があった。しかし、このような軟質樹脂
を用いると、得られるトナーが印刷中に感光体の表面に
粘着して、いわゆる°“ドラムフィルミング゛が発生し
、良好な印字特性が得られなくなるという問題がひきお
こされた。

一方、このフィルミングを防止するために、軟質樹脂に
代えて硬質樹脂を用いると、ドラムフィルミングを防止
できるようになる反面、圧力定着性の低下を回避するこ
とができない。

そこで、これらの問題を解決するために、軟質樹脂（芯
物質）のまわりを硬質樹脂（殻物質）で被覆したカプセ
ルトナーを用いることも提案されている。実際、かかる
カプセルトナーを用いると、定着性は多少劣化するけれ
ども、芯物質の単独使用に比較し′て、ドラムフィルミ
ングの発生をかなり低減することができる。しかし、ド
ラムフィルミングの、存在は、感光体表面における潜像
の形成に対して障害となるばかりでなく、カブリの発生
の要因であるので、より改良されたカプセルトナーを提
供することが依然としてもとめられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、トナーの優れた圧力定着性を維持しつ
つ、トナーのドラムフィルミングを防止することにある
。

〔課題を解決するための手段］ 上記した目的は、本発明によれば、バインダ樹脂を主成
分として含む芯物質と該芯物質の周囲に被覆された殻物
質とからなるカプセルトナーであって、前記バインダ樹
脂が、次式（Ｉ）に示すように分子中に１個のヒドロキ
シル基を有するモノアミド樹脂： Ｃ１２（ＣＨＩ）、ＩＮＨＣＯ（ＣＨＩ）−ＣＩ　　Ｃ
ＨｓＯＲ（Ｉ） （式中のｎは３〜３０であり、そしてｍは０〜３ｏであ
る）及び次式（ＩＩ）に示すように分子中に２個のヒド
ロキシル基を有するジアミド慴脂：（Ｉｆ） （式中のｎは前記定義に同じである）からなる群から選
ばれるアミド樹脂であり、そして前記殻物質がポリ弗化
ビニリデンであることを特徴とする電子写真用カプセル
トナー； 及び 上記と同様なカプセルトナーであるが、但し、前記殻物
質が、ポリ弗化ビニリデンの単独ではなくて、ポリ弗化
ビニリデンと疎水性シリカの混合物からなることを特徴
とする電子写真用カプセルトナー； によって達成することができる。

本発明によるカプセルトナーにおいて、その芯物質のバ
インダ樹脂として用いられるアミド樹脂は、前記した通
り、１個及び／又は２個のヒドロキシル基を分子中に有
する。本発明者の知見によれば、２個のヒドロキシル基
が分子中に含まれると、１個のヒドロキシル基の場合に
較べて硬めの芯物質が得られ、また、３個以上のヒドロ
キシル基が分子中に含まれると、許容し得ないほどに大
きな粘着性がでて乾式プロセスの障害となるので、注意
しなければならない。

バインダ樹脂は、芯物質を形成するため、この分野にお
いて一般的な配合量で他の芯物質成分と混合することが
できる。この配合量は特に制限されるものではないけれ
ども、一般に、芯物質の全量を基準して約９０〜９６重
量％であるのが好ましい。

芯物質は、理解されるように、従来のトナーそのものに
対応するものであり、したがって、前記した主成分とし
てのバインダ樹脂のほかにいろいろな成分を含有するこ
とができる。主な成分は、着色剤（トナー全体の２％程
度）、そして例えば帯電制御剤（染料）、ワックスなど
の添加剤である。芯物質の調製は、従来のトナー粒子の
調製と同様に行うことができる。なお、芯物質は、平均
して約ｌＯ〜２０７／Ｉ１１の粒径を有しているのが好
ましい。

本発明によるカプセルトナーでは、旧式（Ｉ）及び／又
は（ｎ）により表されるアミド樹脂からなるバインダ樹
脂を有する芯物質の周囲にポリ弗化ビニリデンからなる
殻物質が被覆されていることが特徴である。本発明者の
知見によれば、特定のアミド物質からなるバインダ樹脂
を有する芯物質と、ポリ弗化ビニリデンからなる殻物質
を組み合わせてカプセルトナーを構成したので、例えば
殻物質として例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）などのようなアクリル樹脂を用いた場合に較べて、
よりすぐれた圧力定着性を達成しかつ、同時に、ドラム
フィルミングを効果的に防止することができる。なお、
使用するポリ弗化ビニリデンは、ＪＩＳ　Ｋ−７２１５
に従って硬度を測定した場合に、７５以下、一般に４０
〜７５の硬度を有することが好ましい。

殻物質は、それを芯物質の表面に一様に融着させること
などの目的のため、芯物質の粒径より数段小さい粒径を
有することが好ましい。殻物質の好ましい粒径は一般に
１迦以下である。また、この殻物質を芯物質表面に融着
した時の好ましい膜厚は一般に２１ｎｎ以下である。

本発明のもう１つの面において、前記殻物質は、ポリ弗
化ビニリデンの単独ではなくて、ポリ弗化ビニデンと疎
水性シリカの混合物からなってもよい。疎水性シリカは
、単独で使用したのでは定着性が悪くて実用的ではない
けれども、ポリ弗化ビニリデンに組み合わせて使用した
場合、おそらくはその無機物としての硬さに由来するも
のと考えられるが、殻物質の特性を一段と向上させるこ
とができる。疎水性シリカの殻物質の混合物中に占める
割合は、一般に３０％以下であることが好ましく、さら
に好ましくは２０％以下である（重量比）。

本発明のカプセルトナーは、この技術分野で用いられて
いる一般的な技法に従って製造することができるが、以
下に述べるように、有利には、すでに調製した芯物質の
表面に殻物質を静電的に付着させ、機械的エネルギー及
び熱的エネルギーの適用により、芯物質の表面に殻物質
を膜状で融着させることにより、行うことができる。さ
らに具体的には、殻物質としてのポリ弗化ビニリデン（
ＰＰＶ）を例にとって説明すると、まず一定量の芯物質
とＰＦＶを高速で撹拌混合し、ＰＦＶを芯物質表面に静
電的に付着させる。次に、ＰＦＶが付着したトナーを高
速で仮に衝突させるような衝撃力を加え、衝突エネルギ
ーによりＰＦＶをトナー表面に融着させることによりカ
プセルトナーを形成する。理解されるように、ＰＦＶと
疎水性シリカの混合物を用いる場合にも同様である。

カプセルトナーの製造後、得られたトナーをキャリアと
混合して現像剤を調製する。キャリアとしては、感磁性
を示すあらゆる材料が適当であり、例えば、鉄、ニッケ
ル等の金属、金属酸化物、合金などがあげられる。

［作　用］ 圧力定着方式においては、定着性を向上させるため、バ
インダには軟質樹脂を用いる必要がある。

しかし、このような樹脂を用いると印刷中にトナーが感
光体に粘着するドラムフィルミングが発生し、初期の良
好な印字特性を維持できなくなるという問題が発生する
。一方、このフィルミングを防止するために、硬質の樹
脂をバインダに用いると定着性が低下してしまう。これ
らの問題を解決するために、優れた圧力定着性を有する
芯物質の表面を軟質のポリ弗化ビニリデンで一様に被覆
したカプセルトナーを用いると定着性は良好で、ドラム
フィルミングはほとんど発生しない。この理由としては
、殻が軟質であると、現像器中でカプセルトナーにかか
る小さなシェアでは殻が破−壊されにくいが、定着部で
の大きな圧力では容易に殻が破壊されるためと考えられ
る。

同じく、上述の問題を解決するために、優れた圧力定着
性を有する芯物質の表面を軟質のポリ弗化ビニリデンと
それよりもかなり硬質である無機物の疎水性シリカの混
合物で一様に被覆したカプセルトナーを用いると、定着
性は良好で、しがもドラムフィルミングが完全に防止で
きる。

〔実施例〕

次いで、本発明をいくつかの実施例及び比較例を参照し
て説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではないことを理解されたい。

ス」ｌ壓上 下記のトナー成分を記載の配合量で混合した。

モノアミド樹脂： この混合物を溶融混練後、粉砕分級し、平均粒径１１卿
の絶縁性トナーを得た。

次に、このトナー（芯物質）を７７重量部、ポリ弗化ビ
ニリデン（以下、ＰＦＶ、殻物質）として平均粒径０．
１５卿のＭＰ−８２００（綜研化学製）２３重量部をヘ
ンシェルミキサ（ＦＭ−１０Ｂ型、三井三池製作所エン
ジニアリング製）により混合撹拌を行いＰＦＶをトナー
表面に静電的に付着させた。次に、前記混合物を高速気
流中衝撃カプセル化法により、トナー表面にＰＦＶを融
着させたところ平均粒径１１．５１！ｍ（膜厚０．５　
ｔｎｎ　）のカプセルトナーが得られた。

（Ｉ）定着性試験 試作したカプセルトナーをミニ現像機を用いてトナー層
の厚さの異なる（Ｉ５〜３４ｔｒｍ）粉像を普通紙上に
作製し、これを圧力定着用試験機の圧力定着部を通して
トナーの定着像を得た。なお、本試験機の圧力定着部の
線圧は１５ｋｇ／ｃｍ、ニップ長は０、６　ｉｕｎであ
る。次に、この定着像に対して粘着テープ（スコッチメ
ンディングテープ、住友３Ｍ製）を一定荷重（Ｉｋｇ）
で張りつけて、２．５　ａｍ／　ｓ　テ引き剥がし、テ
ープ引き剥がし前後の光学濃度の比によって定着率を求
め、定着性を評価した。

（結果） 現像後のトナーの粉像の厚さにかかわらず、定着率９０
％以上と良好な圧力定着性を示した。

（２）ドラムフィルミング試験 試作したカプセルトナーを接触現像法を用いた非磁性−
成分プリンタに搭載し、５０００枚まで印字ヲ行い、ド
ラムフィルミングの有無を調べた。

（結果） ５０００枚の印字後も、ドラム表面上にはトナーがほと
んど粘着していなかった。

上較■上 前記実施例１のカプセルトナーの芯物質のみについて実
施例１の（Ｉ）及び（２）の評価を同様に行った。

（Ｉ）定着性試験 定着率は粉像の厚さにかかわらず９５％以上と良好であ
った。

（２）ドラムフィルミング試験 ５枚印字を行っただけで、ドラム表面の大部分にトナー
が粘着した。

且１引ｌ 前記実施例１の手法を繰り返したが、本例では、殻物質
としてのＰＦＶに代えて、ポリメチルメタクリレート（
以下、ＰＭＭＡ　、総研化学製のＭＰ−１４５１）の同
量を用い、実施例１の（Ｉ）及び（２）の評価を同様に
行った。

（Ｉ）定着性試験 定着率は８０％前後と、実施例１のカプセルトナーより
１０％程度低下した。

（２）ドラムフィルミング試験 ５００枚印を行ったところでドラムフィルミングが発生
し、５０００枚印字後ではドラム表面の７０％にトナー
が粘着した。

実施■又 下記のトナー成分を記載の配合量で混合した。

ジアミド樹脂： ９４重量部 染料ニオイルブラックＢＹ （オリエント化学製）　　　　　３重量部この混合物を
溶融混練後、粉砕分級し、平均粒径１１１ｒｍの絶縁性
トナーを得た。

次に、このトナー（芯物質）を７７重量部、ＰＦＶ（殻
物質）として平均粒径０．４　ｎのＭＰ　−８２００（
総研化学製）２３重量部をヘンシェルミキサＣＦＭ−Ｉ
ＯＢ型、三井三池製作所エンジニアリング製）により混
合撹拌を行いＰＦＶをトナー表面に静電的に付着させた
。次に、前記混合物を高速気流中衝撃カプセル化法によ
り、トナー表面にＰＦＶを融着させたところ平均粒径１
１．５角（膜厚０．５　ｔｎｒ＋　）のカプセルトナー
が得られた。

（Ｉ）定着性試験 試作したカプセルトナーをミニ現像機を用いてトナー層
の厚さの異なる（Ｉ５〜３４μｍ）粉像を普通紙上に作
製し、これを圧力定着用試験機の圧力定着部を通してト
ナーの定着像を得た。なお、本試験機の圧力定着部の線
圧は１５ｋｇ／ｃｍ、ニップ長は０、６　ｙｍである。

次に、この定着像に対して粘着テープ（スコンチメンデ
ィングテープ、住人３Ｍ製）を一定荷重（Ｉｋｇ）で張
りつけて、２．５ｃｍ／ｓで引き剥がし、テープ引き剥
がし前後の光学濃度の比によって定着率を求め、定着性
を評価した。

（結果） 現像後のトナーの粉像の厚さにかかわらす、定着率９０
％以上と良好な圧力定着性を示した。

（２）ドラムフィルミング試験 試作したカプセルトナーを接触現像法を用いた非磁性−
成分プリンタに搭載し、５０００枚まで印字を行い、ド
ラムフィルミングの有無を調べた。

（結果） ５０００枚の印字後も、ドラム表面上にはトナーがほと
んど粘着していなかった。

止較開主 前記実施例２のカプセルトナーの芯物質のみについて実
施例２の（Ｉ）及び（２）の評価を同様に行った。

（Ｉ）定着性試験 定着率は粉像の厚さにかがわらず９５％以上と良好であ
った。

（２）ドラムフィルミング試験 ５枚印字を行っただけで、ドラム表面の大部分にトナー
が粘着した。

止較■土 前記実施例２の手法を繰り返したが、本例では、殻物質
としてのＰＦＶに代えて、ＰＭ？ＩＡ　（総研化学製の
ＭＰ−１４５１）の同量を用い、実施例２の（Ｉ）及び
（２）の評価を同様に行った。

（Ｉ）定着性試験 定着率は８０％前後と、実施例２のカプセルトナーより
ｌＯ％程度低下した。

（２）ドラムフィルミング試験 ５００枚印を行ったところでドラムフィルミングが発生
し、５０００枚印字後ではドラム表面の７０％にトナー
が粘着した。

北較脳工 前記実施例２の手法を繰り返したが、本例では、殻物質
の膜厚を３ｐｍに変更し、実施例２の（Ｉ）及び（２）
の評価を同様に行った。

（Ｉ）定着性試験 定着率は′７０％前後と、満足できる圧力定着性ではな
かった。

（２）ドラムフィルミング試験 ５０００枚の印字後も、ドラム表面上にはトナーがほと
んど粘着していなかった。

実施ｔＬ 下記のトナー成分を記載の配合量で混合した。

モノアミド樹脂： ９４重量部 染料ニオイルブラックＢＹ （オリエント化学製）　　　　　３重量部カーボンブラ
ック： Ｂｌａｃｋ　Ｐｅ５ｒｌｓ　Ｌ　（キャポット社製）　
　３重量部この混合物を溶融混練後、粉砕分級し、平均
粒径１１−の絶縁性トナーを得た。

次に、このトナー（忘物ｉｔ）を７７重量部、次表のＰ
ＦＶと疎水性シリカの混合物（殻物質）：２３重量部を
ヘンシェルミキサ（ＦＭ−１０Ｂ型、三井三池製作所エ
ンジニアリング製）により混合撹拌を行いＰＦＶ／シリ
カ混合物をトナー表面に静電的に付着させた。次に、前
記混合物を高速気流中衝撃カプセル化法により、トナー
表面にＰＦＶ／シリカ混合物を融着させたところ平均粒
径１１．５ｐ（Ｉｌｌ厚０．５　ｍ＋　）のカプセルト
ナーが得られた。

（Ｉ）定着性試験 試作したカプセルトナーをミニ現像機を用いてトナー層
の厚さの異なる（Ｉ５〜３４廂）粉像を普通紙上に作製
し、これを圧力定着用試験機の圧力定着部を通してトナ
ーの定着像を得た。なお、本試験機の圧力定着部の線圧
は１５　ｋｇ　／　ｃｍ、ニップ長は０、６　ｔｍであ
る。次に、この定着像に対して粘着テープ（スコッチメ
ンディングテープ、住人３Ｍ製）を一定荷重（Ｉｋｇ）
で張りつけて、２．５　ｃｍ／　ｓで引き剥がし、テー
プ引き剥がし前後の光学濃度の比によって定着率を求め
、定着性を評価した。

（結果） 現像後のトナーの粉像の厚さにかかわらず、定着率８０
％以上と良好な圧力定着性を示した。

（２）ドラムフィルミング試験 試作したカプセルトナーを接触現像法を用いた非磁性−
成分プリンタに搭載し、５０００枚まで印字を行い、ド
ラムフィルミングのを無を調べた。

（結果） ５０００枚の印字後も、ドラム表面上にはトナーが全く
粘着していなかった。

夫施椹土反グｌ 前記実施例３の手法を繰り返したが、本例では、芯物質
として、前記実施例１のモノアミド樹脂（実施例４）及
び実施例２のジアミド樹脂（実施例５）をそれぞれ同量
で使用し、実施例３の（Ｉ）及び（２）の評価を同様に
行った。圧力定着性もドラムフィルミング防止性も、実
施例３と同様に良好であった。

を較桝旦 前記実施例３のカプセルトナーの芯物質のみについて実
施例３の（Ｉ）及び（２）の評価を同様に行った。

（Ｉ）定着性試験 定着率は粉像の厚さにかかわらず９５％以上と良好であ
った。

（２）ドラムフィルミング試験 ５枚印字を行っただけで、ドラム表面の大部分にトナー
が粘着した。

夫施開亙 前記実施例３の手法を繰り返したが、本例では、殻物質
として、ＰＦＶの単独を２３重量部で使用し、実施例３
の（Ｉ）及び（２）の評価を同様に行った。

（Ｉ）定着性試験 定着率は粉像の厚さにかかわらず９０％以上と優れた定
着性を示した。

（２）ドラムフィルミング試験 ５０００枚の印字を行った結果、若干ではあるがドラム
表面にトナーが粘着していた。

しかし、このトナーの粘着は許容し得るものであった。

止較■工 前記実施例３の手法を繰り返したが、本例では、比較の
ため、穀物質として、疎水性シリカの単独を２３重量部
で使用し、実施例３の（Ｉ）及び（２）の評価を同様に
行った。

（Ｉ）定着性試験 定着率は６０％以上と、満足できる圧力定着性は得られ
なかった。

（２）ドラムフィルミング試験 ５０００枚の印字後もドラム表面上にトナーはまったく
粘着しておらず、ドラムフィルミングは発生しなかった
。

此１石建１ 前記実施例３の手法を繰り返したが、本例では、殻物質
の膜厚を３μに変更し、実施例３の（Ｉ）及び（２）の
評価を同様に行った。

（Ｉ）定着性試験 定着率は５０％前後と、満足できる圧力定着性ではなか
った。

（２）ドラムフィルミング試験 ５０００枚の印字後も、ドラム表面上にはトナーは全（
粘着しておらず、ドラムフィルミングは発生しなかった
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、優れた圧力定着性を有する芯物質の表
面を帯電特性及び強度に優れる殻物質で一様に被覆した
ので、すぐれた圧力定着性を維持しつつ、ドラムフィル
ミングを防止することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バインダ樹脂を主成分として含む芯物質と該芯物質
   の周囲に被覆された殻物質とからなるカプセルトナーで
   あって、前記バインダ樹脂が、次式（ I ）に示すよう
   に分子中に１個のヒドロキシル基を有するモノアミド樹
   脂： ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中のｎは３〜３０であり、そしてｍは０〜３０であ
   る）及び次式（II）に示すように分子中に２個のヒドロ
   キシル基を有するジアミド樹脂： ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （式中のｎは前記定義に同じである）からなる群から選
   ばれるアミド樹脂であり、そして前記殻物質がポリ弗化
   ビニリデンであることを特徴とする電子写真用カプセル
   トナー。 ２、前記殻物質がポリ弗化ビニリデンと疎水性シリカの
   混合物からなることを特徴とする、請求項１に記載の電
   子写真用カプセルトナー。