JPS60103358A - 圧力定着性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】 本発明は、１子写真法或いは、静電印刷法などに於いて
、消゛像を現像するのに用いられるトナーに関し、ｌ■
に圧力定着に適したカプセルトナーに関する。

従来、；圧子写真法としては米国特許第２，２９７，６
９１号明細・生、特公昭４２−２３９１０号公報（米国
０￥ｆ第３．６６６．５６３号明細書）及び特公昭４６
−２４７４８号公報（米国特許第４，０７１，５６１号
明細各）等に記載されている如く、多数の方法が知られ
ているが、一般には丸導覗性物質を利用し、種々の手段
により、感光体上Ｋｍ気的潜像を形成し、次いで該潜Ｉ
Ｒをトナーを用いて現像し、必要に応じて紙などの転写
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Ｋより定着し、複写物を得るものである。

寸た、・毘気的潜像をトナーを用いて可視化する現１象
方法も種々知られているが、大別して乾式現像法と湿式
現像法とがある。前者は更に二成分現像剤を用いる方法
と、−成分現像剤を用いる方法とに二分される。

二成分現像方法に属するものにはトナーを搬送するキャ
リアーの種類により、鉄粉キャリアーを用いる磁気ブラ
シ法、ビーズキャリアーを用いるカスケード法等が広く
実用化されている。

これらの方法は、いずれも比較的安定に良画偉の得られ
る＋ｑれた方法であるが、反面、キャリアーの劣化、ト
ナーとキャリアーの混合比の変動による画像の変動とい
う二成分１１．像剤にまつわる共心の欠点を有する。

これらの欠点を回避するため、トナーのみよりなる一成
分現像剤を用いる現憎方法が各種提案されているが、中
でも磁性トナーを使用した方法に優れたものが多く実用
化されている。磁性−成分現１ψ剤を使用する現像方法
としては、導：磁性トナーを使用するマグネドライ法が
あるが、これは１．像に対しては安定しているものの、
いわゆる１　１Ｍ紙等の転写材に対する転写性に問題が
ある。

そこで転写性の良い高抵抗の磁性トナーを用いる方法と
して、トナー粒子の誘１分極を使用する方法、トナーの
撹乱による覗荷移送の方法等があるが、現像の安定性に
問題がある。父、近年本出願人が提案した現１衆方法と
して、特開昭５４−４２１４１号公報、特開昭５５−１
８６５６号公報の如き潜像に灯してトナー粒子を飛翔さ
せて↓１１．像する方法が実用化されている。これはス
リーブ上Ｋａｌ性トナーをきわめて薄く塗布しこｆｔを
摩擦帯電し、次いでこれを磁界の作用の下で静電像にき
わめて近接し、かつ接触する事なく対向させ、現像する
ものである。この方法によれば、磁性トナーをスリーブ
上にきわめて薄く塗布する事にすりスリーブとトナーの
接触する機会を噌し、十分な摩擦帯電を可能処した事、
磁力によってトナーを支持し、かつ磁石とトナーを相対
的に移動させる車によりトナー粒子相互の凝集を解くと
ともにスリーブと十分釦摩擦せしめている事、トナーを
磁力によって支持し又これを静電像に接する樽なく対向
さ亡て現像する班により地力プリを防止している半等に
よってすぐれた画像が得られるものである。

現像されたトナー画閾を定着する方式としては、赤外線
ヒーターあるいは熱ローラーなどによシ加熱溶融して支
持体に融着固化させる方法が一般的であるが火災の危険
防ＩＦ、哨９（カの節減等の理由から剛体ローラーによ
る加圧定着方式へと変りつつある。

トナーは各々の定着法に適する様に材料を選択され、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。特に赤外線ヒーターによる熱溶
融定着用トナーを熱ローラー定着用トナーとして流用す
る事は不可能であり、まして熱定着用トナーと圧力定着
用トナーとの互換性は殆どない。従って、個々の定着法
に適したトナーが研究開発されており、−成分圧力定着
法用のトナー線四に改良が重ねられている。トナーを加
圧によシ定着する方法は、複写シートの焼は焦げの危険
がないこと、複写機の成源を入れれば待時間なしで複写
が行なえること、高・上定着が可能なこと、定着装置が
簡単なことなど利点が多い。

しかし、トナーの定着性、加圧ローラーへのオフセット
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４４−９８８０号公報には脂肪族成分と熱
ｎｆ　９’ｆｌ性樹脂を含む圧力定着トナーが記載され
ておシ、＠−昭４８−７５０！１２号などには核に欲質
物゛Ｉ椛を含んだカプセル型の圧力定着トナーが２鍛さ
れており、また特開昭４８−７５０５３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、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、帰り返し
使用に対して現像性能、定着性能が安定しておシ、キャ
リヤー、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
実ル的な圧力定着トナーを得るのけ大変である。

例えば、軟纜物質からなる圧力定着トナーは圧力定着ｉ
生は良好であるが、微粉砕してトナー化するのが困雉で
あシ、加圧ローラーへのオフセット現象を起し易く、キ
ャリヤー、感光体表面への癒着を幌し易く、また保存中
に凝集、ケーキ化を起すかど種々問題が多い。

上記欠点を改良することを目的として特開昭５０−１５
９７４５号公報、特開昭５２−９８５５１号公報等に開
示されているようＫ、ワックス状物質をコアーとして、
その周囲を硬′４のウオールで被覆した、マイクロカプ
セルトナーが開示されている。

しかしながらポリエチレンパラフィンなどのワックス状
−向質社一般的に低表面エネルギーを有しているために
、カプセル化した場合にコアーとウオール材の界面での
接着力は弱く、このようなトナーを技時間にわたり、複
写機中で使用している間Ｋ、ウオール材の一部に傷が入
ったりすると、ウオール全体がコアー表面から、＠離し
てしまい、トナーとして必要な摩擦帯Ｉ′攬性、流ｌｌ
１）Ｊ性が経時と共に変化してしまい、画像品質が一定
に保たれないという欠点を有している。

本発明の目的は上記欠点を改良した圧力定着性マイクロ
カプセルトナーを俵供することにある。

本発明の他の目的は、長期！４複写機中で使用してもウ
オール材がコアーから剥離しない田力定惰性マイクロカ
プセルトナーを提供するととＫある。

本発明の目的は、コアーとウオールから成る圧力定着性
マイクロカプセルトナーにおいて、凹凸の表面を有する
コアーの周囲にウオールをカプセル化することで４成さ
れる。

すなわち、コアーバインダーがポリエチレンやパラフィ
ンのような低表面エネルギー物質であっても、コアー表
面を凹凸にすることによシ、ウオール材がコアー表面の
凹凸面まで侵入する、いわゆる投錨効果により、コアー
、ウオールの界面が強固に接着されるため、トナーを複
写機中で長期間にわたり使片してもウオール材がコアー
表面から剥離されず、コピー品質が長期間にわたシ一定
に保たれるという長所を有する。

コアー表面を凹凸にする方法として社、例えば醒又はア
ル゛カリの水溶液に可溶性の無機又は有機物質の粉体を
コアー粒子のバインダー中に分散したものを酸又はアル
カリの水溶液に浸漬するととくより、無機又は有機物質
を溶解して洗す出すと、コアー表面近傍の無機又は有機
物質は溶解してしまいそこが凹部を形成し、全体的に県
ると、コアー表面は凹凸となる。コアー表面を凹凸にす
る他の方法としては、ゴアーノくイングーと親水性の粒
子粉末とを混練した后、このコアーバインダー親水性の
混練物を溶融状態で温水中に乳化してやると親水性粒子
はコアー粒子と水との界面すなわち、コアー粒子の表面
に顔を出すためにコアー表面は結果として凹凸となる。

本発明に使用することのできる酸又はアルカリ水溶液に
溶Ｍする無機粉末としては、シＩツカ、炭酸カルシウム
、塩化ナトリウム等があり、有機粉末としてはポリビニ
ルアルコール、カルボキシメチルセルロース等の粉末が
ある、本発明に１史用することのできる、親水性粉末と
しては、酸化チタン、シリカ、酸化アルミニウム、酸化
唾鉛、フェライト、マグネタイト、鉄粉、クレー、カオ
リンマイカ、スルホン酸カルシウム、ケイウカルシウム
、ガラス繊維、シラスノくルーノ、＋１±、噛化マグネ
シウム等使用しうる。

カプセルトナーのコアーに使用しうる圧力定着性バイン
ダーとしては次のようなものがある。

ポリエチレン、ポリプロピレン、パラフィン。

ポリ４弗化エチレン等のポリオレフィン；エチレン−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−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、エポキシ樹脂、フェノール−テ
ルペン共重合体、ポリメチルシリコン。

マレイン酸変性フェノールｉＩ！脂、メチルビニルエー
テル−無水マレイン酸共重合体等がある。

ウオール・物質としては、公知の樹脂が使用可能であり
、例えば、次の様なモノマー類から成る樹１ｊ旨がある
。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、アクリル師エチル、アクリル酸ブチル、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸Ｈ，Ｎ−ジメチルアミノエチルエステ
ル力どのアクリル酸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酸のハーフェステ
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、ビニルブチラールなどのビニル、ア
セタール；塩１ヒビニル、アクリロニトリル、酢酸ビニ
ルなどのビニルモノマー；塩化ビニリデン、フッ化ビニ
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。寸た、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＄４　Ｉｔ旨、
ロジン、　変り’ｉＥロジン、テルペン樹脂、フェノー
ル１射脂、脂肪族又は指環族炭化水素樹脂、芳香族系石
油１樹脂などの単独重合体、あるいは共重合体、もしく
は混合物が使用できる。

トナーに用いる着色剤としては、公知のものがすべて使
ｔ（１でき、例えば、カーボンブラック、鉄黒、ニグロ
シン、ベンジジンイエａ−、キナクリドン、ローダミン
Ｂ、フタロシアニンブルーなどがある。

オた、トナー磁性−トナーとして用いるために、磁性粉
を含有せしめてもよい。この・ような磁性粉としては、
磁場の中Ｉ／Ｕ％かれて磁化される物質が用いられ、鉄
、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属の粉末もしくは
マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの化合物が
ある。

この磁性粉を着色剤と兼用させてもよい。磁性粉の含有
喰は、芯物′イ中の全ての樹脂１００重景重量対して１
５〜７０重ＩＩ部である。

カプセルトナーの平均粒径は３〜２０μ（好ましくは５
〜１０μ）が良い。該トナーは着色染顔料を１〜３０ｗ
ｔ％（好オしくけ５〜１５ｗｔに）含んだコアーの周囲
をウオールで００．１〜２μ（好′ましくは０，１〜０
．３μ）の厚さく被覆したものである。

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、１０−θｉｔｕ重合法、米国特許
第３．３５０．９９１号明細簿、同第３．５２へ８４１
号明達川書用同第３．５０２．５８２号明Ｍ書などに記
載されている方法などが使用できる。

（実施例１） ポリエチレン（アライドケミカルＡＣ−８）９０部カー
ボンブラック（コロンビアカーボンＲａｖｅｎ　３５０
０）　１０部 炭酸カルシウム　３０部 上配組成物をアトライターを使って１５０　’０で１時
間混練したのち、この混練物をスプレードライヤーを使
って、溶融状態で噴霧し３〜２５μの粒度分布のコアー
粒子を得た。

とのコアー粒子を風力分級器を使って分級し粉径分布５
〜２０μのものを得た。

この５〜２０μのコアー粒子の１０００ｇを１０に塙酸
水溶液２　（］　ｌ中に分散した后、スリーワンモータ
８時間撹拌し、コア粒子表面近傍の炭酸カルシウム粉末
を溶解した。

塩酸処哩后ろ過乾燥したものをべ子顕微鏡を使って、コ
アー粒子表面を観察したところコアー粒子表面には０．
１μ程の穴が無ｖｉ見られた。

上記コアー１ｏｏｏｙを塩化ビニリデンアクリルニトリ
ル共重合体（旭化成サラン）１γトルエン溶液２０１中
に分散したものをスプレードライヤーを使って噴霧乾燥
することで、ポリエチレンとカーボンブランクおよび炭
酸カルシウムから成るコアーの周囲に、サランが被覆さ
れたマイクロカプセルトナーを得た。

上記カプセルトナー１０取量部と、キャリア（日本鉄粉
Ｅｌｉｌｆｆ　２５０／４００メツシユ）とを混合して
、現像剤を調製し、キャノンＮＰ−５０００複写機の熱
定着部を田力定着、定着器に変更したものを使用し、１
０，０００枚の連れ複写を行った所、Ｊ５ＪＩＪｊ１０
．０００枚目共変６ぬ地肌汚れのない鮮明な画像が得ら
れた。

（実施例２．） ポリエチレン（アライドケミカル／ｌ−８）９０ｉカー
ボンブラツク（コロンビアカーボンＲａｖｅｎ　３５０
０）１０部 シリカ（日本エアロジルＡ−３ｏｏ）５０部上記組成物
をアトライターを使って１５０ｃで１時間６ｆ、練した
のち、この混線物をスプレードライヤーを使って溶融状
態で噴霧し、３〜２５μの位度分布のコア粒子を得た。

このコア粒子を臥力分級器を使って分級し粒゛　径分布
５〜５０μのものを得た。

この５〜２５μのコアー粒子の１０００ｇを１０９に苛
性ソーダ水溶液２０１に分散した后、スリーワンモータ
で８時「１」撹拌し、コアー粒子近傍のシリカ粉末を溶
解した。

苛性ソーダ処理后、ろ過乾燥したものを１０００ｇを塩
化ビニリデンーアクリルニトリヲ共重合体（旭化成サラ
ン）の１Ｗｔにトルエン溶液２０ｅ中に分散したものを
スプレードライヤーを使って噴霧乾燥することで、ポリ
エチレンとカーボンブラックおよびシリカから成る、コ
アーの周囲にサランが液種されたマイクロカプセルトナ
ーを得た。

上記カプセルトナー１０重量部とキャリア（日本鉄粉Ｅ
ｌｉＦＶ　２５０／４００メツシユ）とを混合して現像
剤を調製し、冥施例１と同じ複写機で１０，０００枚の
連続複写を行った所初期１０，０００枚目共に変らぬ地
肌汚れのない鮮明な画像が得られ九。

（比較例　１） 実施例１の炭酸カルシウムを入れない以外は実施例１と
同様にカプセルトナーを作製し、同様に１万枚の連続複
写を行った所、２０００枚付近から画像濃度が低下し地
肌部の汚れが著しくなった。

（実施例　３．） ポリエチレン（アライドケミカルＡＣ−６）　１００部
磁性体（戸田工業製ＥＦＴ　１０００　”）　６０部・
炭酸カルシウム　３０部 上記組成物をアトライターを使って、１５０°０で、１
時間混練したものをスプレードライヤーを使って熔噛状
態で噴霧することで、５〜３０μの粒径のボ１１エチレ
ンバインダー中に磁性体および炭酸カルシウムが分散し
たコアー粒子を得た。この粒子を風力分級器を１史って
分級し、７〜１５μの粒径範囲のものを得た。

上記コアー１に９を１０に塩酸水溶液２０１中に分散し
た后、スリーワンモータで８時間（４拌しコアー粒子表
面近ｆｆｊの炭酸カルシウム粉末を溶′酵した。

塩酸処理布ろ過乾燥したものを１子顕微蜆を（史っでコ
アー粒子表面を観察したところコアー粒子表面には０．
１μ堤の穴が無数見られた。

上記コアバｉ子１　ｋｇを、スチレンアクリルニトリル
９ｆ１：１０の共重合体（７）１　ｗｔ％　ＴＩ（Ｆ　
溶液５ｅ中に分散し、スリーワンモータで撹拌をしなが
ら水を５０　（１！Ｏ／ｍｉｎの滴下速度で１．５部滴
下することでコアー粒子の周囲にスチレン−アクリルニ
トリルを柄出させた。ろ過洗浄乾燥后、シリカ（日本エ
アロジルＲ９７２）　０．６　ｗｔ％を添加したものを
現像剤とした。この親、像剤をギヤ１ンＮＰ、１２１］
に供し、ｚ、ｏｊ’ｏ　枚の連続画出しを行った所、初
期２０００枚后共体製部の汚れのない鮮明な画像が得ら
れた。また２０００枚后の定着部を見たが圧定ローラー
上へのトナーの付着は見られなかった。

（比較例２） 実施例６の炭酸カルシウムを入れない以外は実施列５と
同様にマイクロカプセルトナーを作りＮＰ−１２０で２
０００枚の連続複写を行った所５００枚付近から地肌部
の汚れが見立つようＫなり枚数と共に汚れが増した。、
また２０００枚后の定着定着部の定着ローラー表面を観
察し九虜トナーが一面に付着していることが分った。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、！３アーとウオールから成る□圧力定着性マイクロ
   カプセルトナーにおいて、エアー表面が凹凸１でなって
   いる圧力定着性マイクロカプセルトナー。 ２、　コアーが第１ノフインと、着色削を含有する特許
   請求のｆ（’４囲消１ｒｉ￥記載の圧力定着性マイクロ
   カプセルト六−０