JPH03164748A - 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、キャリア表面
におけるトナーのフィルミングを防止することを目的と
し、 着色剤及び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（Ｈ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−（ＣＨり　１ｌ−ＮＨ−ＣＯ−（ＣＨｚ）　、
−ＣＩ（−ＣＨ３０Ｈ’　　　＜１） （式中のｎは同一もしくは異なっていてもよく、それぞ
れ３〜３０である）からなり、そして前記殻物質がアク
リル樹脂からなるように、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（着色剤及びバ
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）の形を有するものを指す。

〔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（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攪拌
して互いに逆極性に摩擦帯電させた磁性現像剤を用い、
この磁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１００ｒ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−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、二成分系現像剤においては、現像機中でキ
ャリアと撹拌中に、トナーがキャリア表面に付着してい
わゆる“°キャリアフィルミング゛を発生し、攪拌時間
に伴い帯電量が低下し、最後にトナーが帯電しなくなる
という問題がある。

また、逆に硬質樹脂を用いると、トナーのブロッキング
、キャリアフィルミングは発生しないが、トナーの圧力
定着性が低下してしまう。

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堤案されている。実際、かかる
カプセルトナーを用いると、定着性は芯物質より若干劣
化するけれどもほとんど問題とならず、また、トナーど
うしの凝集やキャリアフィルミングも発生しない。しか
し、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、したがって、トナーの優れた圧力定着
性を維持しつつ、キャリア表面におけるトナーのフィル
ミング（キャリアフィルミング）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、着色剤及びバインダ
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−（ＣＩり　、−ＮＨ−ＣＯ−（Ｃ）ｌｚ）　、
１−ＣＩ（−ＣＨ３０Ｈ（Ｉ） （式中のｎは同一もしくは異なっていてもよく、それぞ
れ３〜３０である）からなり、そして前記殻物質がアク
リル樹脂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モノアミド樹脂は、前記し
た通り、１個のヒドロキシル基を分子中に有する。また
、本発明者の知見によれば、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〜１５ｎ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、方式（Ｉ）により表
されるモノ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、
特定のモノアミド樹脂からなるバインダ樹脂を有する芯
物質と、アクリル樹脂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、すぐれた圧力定着性を達
成しかつ、同時に、キャリアフィルミングを効果的に防
止することができる。

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
１μｍ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２ｎ以下である。

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ＰＭＭＡを例にとって
説明すると、まず一定量の芯物質とＰＭＭＡを高速で攪
拌混合し、ＰＭＭＡを芯物質表面に静電的に付着させる
。

次に、二のＰＨＭＡが付着したトナー（°“オーダード
ミクスチャ”と呼ぶ）を高速で板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ＰＭＭＡ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。

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、二成分現像側にお
いては、キャリア表面にトナーが融着するキャリアフィ
ルミングが発生し、トナーが帯電しなくなり正常な印字
特性を維持出来なくなってしまう。一方、逆に硬質樹脂
を用いると、良好な圧力定着性が得られなくなってしま
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帯電特性に優れるＰＭＭＡ等のアク
リル樹脂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、キャリアフィルミングも発生しない圧
力定着用トナーが得られる。

［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。

ス逼ｌ」１ 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： カーボンブラック： Ｂｌａｃｋ　Ｐｅ５ｒｌｓ　Ｌ　（キャボット社製）　
　３重量部この混合物を溶融混練後、粉砕分級し、平均
粒径１２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、ＰＭＭＡ（
殻物質）として平均粒径０．１５ＩｎＲのｌ’ＩＰ−１
４５１（総研化学製）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）
により混合攪拌を行いＰ聞Ａ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ＰＭＭＡを融着させたところ
平均粒径が１２．５ｎで殻物質の膜厚が０．５ｎ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（Ｉ５〜３４ｔ１ｍ）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、二・ンプ長は０、６　ｍｍ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）撹拌時間に伴う帯電量の推移 試作したカプセルトナーと樹脂コートフェライトキャリ
ア（平均粒径１０１００Ｊ１をトナー濃度４重量％で混
合し、ボールミルを用いて攪拌を行った。

１０分間、１時間、５０時間、１００時間撹拌時に現像
剤を採取し、各時間の帯電量を測定した。

（結　果） １０分間攪拌時の帯電量は１１μＣ／ｇを示し、これよ
り　１００時間撹拌を行っても１１μＣ／ｇの帯電量を
維持した。

（３）トナーフィルミングの有無 １００時間攪拌後のキャリアの表面状態をＳＥＭ像で観
察することによりトナーフィルミングの有無を８周べた
。

（結　果） キャリア表面にトナーの融着はまったく認められず、ト
ナーフィルミングは発生していなかった。

実淘１ＪＬＬ叉び」− 前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、
モノアミド樹脂として、次のような樹脂を同量で使用し
た。

実施例２で使用したモノアミド樹脂： ＣＨｚ−（ＣＨｚ）　ａ−ＮＨ−ＣＯ−（Ｃ）ｌｚ）　
６−ＣＨ−ＣＨ３Ｈ 実施例３で使用したモノアミド樹脂： ＣＩ（＋−（ＣＨｚ）　２％−ＮＨ−ＣＯ−（ＣＨｚ）
　ｚｓ−Ｃ）ｌ−ＣＨ３Ｈ それぞれの例において試作したカプセルトナーについて
実施例１の（Ｉ）、（２）及び（３）の評価を同様に行
ったところ、遜色のない結果が得られた。

ル較匠上 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）、（２）及び（３）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）攪拌時間に伴う帯電量の推移 １０分間撹拌時には７μＣ／ｇであるが、１時間撹拌す
ると１．８μＣ／ｇとなり、１００時間では１、ＩｕＣ
／ｇとほとんど帯電しなかった。

（３）トナーフィルミングの有無 １００時間撹拌後のキャリアの表面にはトナーが融着し
ており顕著なトナーフィルミングが確認された。

土較拠Ｉ 前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、
比較のため、カプセルトナーの殻物質の膜厚を３μｍに
変更した。試作したカプセルトナーについて実施例１の
（Ｉ）、（２）及び（３）の評価を同様に行ったおころ
、次のような結果が得られた。

（Ｉ）定着性試験 定着率は７０％と、満足する圧力定着性は得られなかっ
た。

（２）撹拌時間に伴う帯電量の推移 １０分間撹拌時の帯電量は１７μＣ／ｇを示し、これよ
り１００時間攪拌を行っても１７μＣ／ｇの帯電量を維
持した。

（３）トナーフィルミングの有無 キャリア表面へのトナーの融着は観察されなかった。

〔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、トナーフィルミングの
発生を防止できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、着色剤及び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は同一もしくは異なっていてもよく、それぞ
   れ３〜３０である）からなり、そして前記殻物質がアク
   リル樹脂からなることを特徴とする電子写真用カプセル
   トナー。