JPH04250466A - 電子写真用トナー - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の複写機
、レーザープリンタ、等における現像剤に用いられる電
子写真用トナーに関する。さらに詳しくは、カラー画像
の形成に用いられるプロセスカラートナーに関し、その
中でも特に着色されたトナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真方式とは、セレン、アモ
ルファスシリコン、酸化亜鉛等の無機系、あるいは、ジ
アゾ化合物、色素等の有機系の（多くの場合ドラム状に
加工された）光導電性物質（：感光ドラム）を、まず一
様に帯電させ、次いで画像変調された光を照射すること
により静電潜像を形成、該静電潜像に静電気力にて粉体
を付着せしめることにより現像し、必要に応じて紙ある
いはフイルム等の基材上に粉体を転写した後、加圧、加
熱等の方法により定着するものである。電子写真方式は
現在、複写機、レーザープリンタ等に広く用いられてい
る。

【０００３】電子写真方式において感光ドラム上の静電
潜像を現像し、最終的には紙あるいはフイルム等の基材
に転写されて画像を形成する粉体をトナーと称する。こ
れらトナーは、通常、鉄粉、フェライト等の担体粒子（
：キャリア）と混合され、いわゆる現像剤として用いら
れる。カラー画像を形成するために用いられるカラート
ナーにおいては、一般にプロセスカラーと呼ばれる所定
の色調、すなわちイエロー、マゼンタ、シアン、なる減
法混色の三原色に着色されたトナーが用いられる。 従来、電子写真の現像剤に用いられるトナーとしては、
熱可塑性樹脂に着色剤、荷電制御剤、流動性改質剤、粉
砕補助剤、等を加えて混練した後に粉砕、さらに分級す
る、いわゆる粉砕法によって作製される粒子が用いられ
てきた。これら粉砕法による電子写真用トナーを着色す
る方法としては、樹脂に色材を混練した後に粉砕する方
法が主として用いられている。樹脂と色材とを粉砕前に
あらかじめ混練する場合には、その色材は樹脂との混練
時の高温に耐える必要がある。多くの染料は混練の際の
温度により変退色してしまうため、使用可能な色材は顔
料に限られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来より知られている
無機系の顔料には安全衛生上問題のあるのが多く、実際
問題としてこれらを含むトナーを一般の複写機、プリン
ター等に用いることは不可能である。有機系の顔料に関
しても同様に安全衛生性の問題を有するものがあり、実
際に色材として使用可能な物は限定される。安全衛生上
の問題が無い物についても、画像保持性に問題があるも
のが多い。すなわち、多くの有機系の色材は紫外線暴露
等により変退色を生じ、特にカラー画像の保持という点
で満足できるものは少ない。顔料による着色では、色材
は単にトナーの結着剤樹脂に分散しているのみであるた
め透明性に劣る。そのため複数の色を重ねた場合の色再
現性が不十分であり、中間色の再現域が狭くなってしま
う。また透明性の影響は、特にオーバーヘッドプロジェ
クタ用の透明シート上に画像を形成した場合に顕著に現
れる。すなわちトナー層の透明性が劣るために投影され
た画像は薄暗く濁った色調となり、中間色ばかりか、原
色の再現さえも阻害されてしまう。透明性の問題は、顔
料粒子の粒径を光の波長以下、すなわちサブミクロン程
度に小さくすることにより、ある程度は改善が可能であ
る。しかしながら、顔料をサブミクロンサイズにまで粉
砕することは困難であり、色材コストが著しく上昇する
。またサブミクロン程度にまで粉砕された顔料を樹脂に
均一に分散することは困難であり、実際問題としては樹
脂中においてある程度凝集した集合体として存在し、粉
砕した効果を十分に生かすことはできない。本発明者ら
はかかる状況に鑑み、特にカラートナーとしての色再現
性に優れる（イエロー、マゼンタ、シアン）トナーを得
るべく鋭意研究を重ねた結果、次なる発明に到達した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、特定
の化１に示される染料を含有し、着色されたことを特徴
とする電子写真用トナーである。本発明において使用さ
れる染料は、一般には分散染料、あるいは油溶性染料に
分類されるものである。本発明において好ましく用いら
れる染料は、Ｃ．Ｉ．ＤＩＳＰＥＲＳＥ　　ＶＩＯＬＥ
Ｔ　　２６（Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３：Ｒ４：Ｒ５、Ｒ６、Ｒ
７、Ｒ８：水素）である。該染料の結着材樹脂に対する
含有量は、特に限定される物ではないが、概ね０．１〜
１５．０、好ましくは０．５〜１０．０、さらに好まし
くは１．０〜６．０重量％程度である。また色相等の調
製のため、他の色材を併用することは差し支えない。

【０００６】本発明において、前述の染料により染色さ
れたトナーを得る方法としては、染料および樹脂粒子と
を水系媒体に分散せしめ、所定の温度にて処理する、い
わゆる、分散染色方を用いることができる。染料を水系
媒体に分散せしめる方法としては分散染料として市販さ
れている形態の染料を直接用いても良いが、なお好まし
くは、または油溶性染料を用いる場合には、染料の原体
（コンクケーキ）、分散剤、水系媒体とをボールミル、
サンドミル、シェーカーなどにより混合微粉砕した結果
得られる「染料の水系分散体」を用いることができる。 分散剤としては公知の分散剤を用いることができ例えば
、アルキル（ベンゼン）スルホン酸塩または硫酸エステ
ル塩、ナフタリンスルホン酸塩の縮合物、ポリスチレン
スルホン酸塩、スチレンスルホン酸塩とアクリル酸の共
重合体などの物を用いることができる。染色の際の処理
温度としては、使用される染料により異なるため一概に
規定することは困難であるが、おおむね樹脂のガラス転
移点から１５０℃までの範囲である。水の沸点を高める
ために加圧下にて染色を行なうことは差し支えない。 本発明においては特に樹脂のガラス転移点よりさらに４
０℃程度高い温度にて染色を行なうことが好ましい。染
色の際の水系媒体と分散される樹脂粒子との比率は、特
に限定されないが、染色効率を高めるために、水系分散
体全体に対する樹脂粒子が２０重量％以上とすることが
好ましい。

【０００７】本発明において粒子の主成分となる樹脂は
、特にこれを限定するものではないが、スチレン／アク
リル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル系樹脂等を使
用することができる。本発明においては、トナー結着材
樹脂がイオン性基含有樹脂であることが好ましい。また
、紙との接着性、定着性、透明性等の点からポリオール
とポリカルボン酸からなるポリエステル樹脂を主成分と
する樹脂を用いることが好ましく、さらにイオン性基を
含有するポリエステル樹脂がより好ましい。ポリエステ
ル系樹脂としては飽和ポリエステル系樹脂、不飽和ポリ
エステル系樹脂いずれも用いることができる。本発明に
おけるポリエステル樹脂とは、主として、ジカルボン酸
樹脂とグリコール成分とからなる。

【０００８】主構成成分である樹脂に含まれるイオン性
基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、
リン酸基、もしくはそれらの塩（水素塩、金属塩）等の
アニオン性基、または第１級ないし第３級アミン基等の
カチオン性基であり、好ましくは、カルボキシル基、カ
ルボン酸アンモニウム塩基、スルホン酸基、スルホン酸
アルカリ金属塩基である。樹脂に共重合可能なスルホン
酸金属塩基含有化合物としては、スルホテレフタル酸、
５−スルホイソフタル酸、４−スルホフタル酸、４−ス
ルホナフタレン−２，７ジカルボン酸、５〔４−スルホ
フェノキシ〕イソフタル酸等の金属塩をあげることがで
きる。金属塩としてはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃ
ｕ、Ｆｅ等の塩があげられ、特に好ましいものはＮａ塩
である。樹脂がポリエステル系樹脂である場合には、５
−ナトリウムスルホイソフタル酸を用いることが好まし
い。これらイオン性基の含有量は、特にこれを限定する
ものではないが、概ね０．０２〜０．５当量／１０００
ｇの範囲内が適当である。

【０００９】本発明に用いられる樹脂のガラス転移点は
４０℃以上であることが好ましくさらには５０℃以上、
またさらには６０℃以上であることが好ましい。ガラス
転移点がこれより低い場合には、取扱い中あるいは保存
中に凝集する傾向がみられ、保存安定性に問題を生ずる
場合がある。また本発明に用いられる樹脂の軟化点は８
０〜１５０℃の範囲であることが好ましい。樹脂の軟化
温度をこれより低く抑えたトナーにおいては、取扱い中
あるいは保存中に凝集する傾向がみられ、特に長期間の
保存において、流動性が大きく悪化する場合がある。軟
化点がこれより高い場合には定着性に支障をきたす。ま
た定着ロールを高温に加熱する必要が生じるために、定
着ロールの材質、ならびに複写される基材の材質が制限
される。本発明においては、トナーの平均粒子径Ｄが２
〜１５μｍであることが好ましく、また０．５Ｄ〜２．
０Ｄの粒子径範囲の粒子が全体の７０重量％以上を占め
ることが好ましく、さらに真球度０．８以上の粒子が８
０（個数）％以上を占める実質球形の粒子であることが
好ましい。粒子の形状、平均粒径、粒度分布が所定の範
囲内にない場合においては、カラー画像再現性、特に中
間色の色再現性に問題が生ずる場合がある。

【００１０】樹脂に顔料を混合し粉砕分級する従来法に
より得られるトナーは、個々のトナー粒子に含有される
顔料のコンテント、および分布（粒子の表面に露出、表
面近傍、内部）がばらつくために均一な帯電特性を有す
るトナーを得ることはできない。本発明における分散染
色法により得られるトナーは、個々のトナー粒子に含有
される染料の含有量が均一であり、さらに、粒子内にお
ける分布についても同一となる。したがって、得られる
トナーは非常に均一な帯電特性を有するものになる。さ
て、電子写真用トナーは帯電の安定化のために荷電制御
剤が用いられる。通常、荷電制御剤は着色しており、特
にカラートナーに用いるには問題のあるものが多い。本
発明において用いられる染料は、プロセスカラーとして
は色相、彩度、耐光堅牢度に優れるのみならず、染着さ
れた樹脂の摩擦帯電特性を安定化させる荷電制御剤的な
働きを有するものである。以上の作用により、本発明の
トナーは、トナーを構成する個々の粒子毎のばらつきの
無い均一で、しかも安定度の高い帯電特性を有するとと
もにプロセスカラーとしての色相、彩度、耐光堅牢度に
ついても優れたものとなる。

【００１１】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらになんら限定される物では
ない。なお、実施例、比較例中に樹脂の物性は以下の方
法により測定した。 ・融点、ガラス転移点 示差走査型熱量計（島津製作所製）により、昇温速度１
０℃／分にて測定した。 ・軟化点 ＪＩＳ　　Ｋ２３５１に従って測定した。 ・数平均分子量（蒸気圧法） 分子量測定装置（日立製作所製）により測定した。（ポ
リエステル樹脂の合成） 温度計、攪拌機を備えたオートクレーブ中に、ジメチル
テレフタレート　　　　　　８１５重量部、ジメチルイ
ソフタレート　　　　　　３２０重量部、エチレングリ
コール４９１重量部、ネオペンチルグリコール　　　　
　　５４９重量部、および酢酸亜鉛　　０．６重量部 を仕込み１２０〜２３０℃で１２０分間加熱したエステ
ル交換反応を行った。次いで、５−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸４０重量部を加え、２２０〜２３０℃で６０
分間反応を続け、さらに、２５０℃まで昇温した後、系
の圧力１〜１０ｍｍＨｇとして６０分間反応を続けた結
果、共重合ポリエステル樹脂（Ａ１）を得た。得られた
共重合ポリエステル樹脂（Ａ１）の分子量は２５００、
スルホン酸金属塩基は１１６ｍ当量／１０００ｇであっ
た。スルホン酸金属塩基の量は共重合ポリエステル樹脂
中の硫黄濃度の測定により求めた。また、共重合ポリエ
ステル樹脂（Ａ１）の組成はＮＭＲの分析の結果、酸成
分として、 テレフタル酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　７０．０ＭＯＬ％イソフタル酸　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　２７．５ＭＯＬ％５−ナ
トリウムスルホイソフタル酸　　　　２．５ＭＯＬ％ア
ルコール成分として、 エチレングリコール　　　　　　　　　　　　　　　　
４８．０ＭＯＬ％ネオペンチルグリコール　　　　　　
　　　　　　５２．０ＭＯＬ％であった。

【００１２】（ポリエステル粒子の製造）得られた共重
合ポリエステル樹脂（Ａ１）３４重量部、ブチルセロソ
ルブ１０重量部を１１０℃にて溶解した後８０℃の水５
６部を添加し、粒子径約０．１μｍの共重合ポリエステ
ル樹脂の水系ミクロ分散体（Ｂ１）を得た。さらに得ら
れた水系ミクロ分散体を蒸留用フラスコに入れ、留分温
度が１００℃に達するまで蒸留し、冷却後に水を加え固
形分濃度を３８％とした。温度計、コンデンサー、攪拌
羽根を備えた四つ口１リットルセバラブルフラスコに、
得られた共重合ポリエステル水系分散体（Ｂ１）２７０
重量部（固形分３８重量％）、アクリル酸／スチレンス
ルホン酸ナトリウム共重合体（タフチックＡＤ〔日本エ
クスラン工業製〕）８重量部を入れ、攪拌しながら７０
℃まで昇温した。次に塩化ナトリウム１．５５重量部を
溶解した脱イオン水２６重量部を４０分間にわたり滴下
し、さらに１８０分間７０℃を維持した状態にて攪拌を
続けた。その結果、共重合ポリエステル水系分散体に存
在したサブミクロンオーダーの粒子径の共重合体は粒子
成長し、平均粒径Ｄが６．３μｍ、０．５Ｄ〜２Ｄの範
囲の粒子径を有する粒子の占有率８２重量％であるポリ
エステル粒子を得た。得られたポリエステル粒子を脱イ
オン水にて十分に濾過・洗浄を行い、最終的に固形分濃
度２０重量％の水系分散体（Ｃ１）を得た。

【００１３】（実施例１）染料として、Ｃ．Ｉ．ＤＩＳ
ＰＥＲＳＥ　　ＶＩＯＬＥＴ　　２６の原体、すなわち
コンクケーキを用い、染料コンクケーキ２０重量部、分
散剤ミグノール８０２〔一方社油脂工業製〕１４重量部
、シリコーン系消泡剤０．１重量部、脱イオン水６５．
９重量部の混合比にてサンドミルに仕込、約３時間粉砕
分散を行い、平均粒子径０．２μｍの染料分散体を得た
。

【００１４】得られた樹脂粒子の水系分散体（Ｃ１）を
１００重量部、染料分散体３重量部をテクサム技研製染
色試験機「ミニカラー」のスチレンスポットに仕込み、
室温から３℃／分の昇温速度にて１３０℃まで昇温し、
１３０℃にて６０分間保持した後、室温まで冷却、染色
粒子を得た。得られた染色粒子を濾過・洗浄し、スプレ
ードライヤーにて乾燥し、着色トナーを得た。

【００１５】得られたトナーを電子写真方式を用いて平
均膜厚が７μｍになるように紙に定着し、耐光性評価用
サンプルとした。耐光性評価はフェードメータを用い、
カーボンアークランプに２０時間暴露した後の変色度合
（ＣＩＥＬＡＢ座標系における色差△Ｅ）にて評価した
。色度座標の測定には色彩色度計ＣＲ−２１０〔ミノル
タ製〕を用いた。同じく得られたトナーを用いて階調画
像を透明フイルム上に複写しオーバーヘッドプロジェク
タにて観察し評価した。色相は鮮明な赤味のある紫であ
り、△Ｅは３で、オーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ
）の画像は鮮明であった。また帯電特性、流動特性、絶
縁性等の湿度依存性、また定着性、シャープメルト性、
耐オフセット性、等にも特に問題は認められなかった。

【００１６】（実施例２）下記の化２で示される染料を
用いた以外は、実施例１と同様に実施した。

【００１７】

【化２】 色相は赤味のある紫であり、△Ｅは５で、ＯＨＰ画像は
鮮明であった。

【００１８】（実施例３）下記の化３で示される染料を
用いた以外は、実施例１と同様に実施した。

【００１９】

【化３】 色相は鮮明な赤味の紫であり、△Ｅは４、ＯＨＰ画像は
鮮明であった。

【００２０】（比較例１）下記の化４で示される染料（
Ｃ．Ｉ．ＤＩＳＰＥＲＳＥ　　ＲＥＤ　　３）を用いた
以外は、実施例１と同様に実施した。

【００２１】

【化４】 色相は、鮮明な青味のある赤であり、△Ｅは１４、ＯＨ
Ｐ画像は鮮明であった。

【００２２】（比較例２）実施例１により得られた共重
合ポリエステル樹脂（Ａ１）９５重量部とアゾ系マゼン
タ顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ　　ＲＥＤ　　３９）
５重量部とを、ボールミルで予備混合し、ロールミルで
溶融混合し、微粉砕機で粉砕し、分級して平均粒径７．
４μｍの着色トナーを得た。この着色トナーを実施例１
と同様に評価した。色相は、鮮明な青味がかった赤であ
り、△Ｅは２であり、ＯＨＰ画像は不鮮明なものであっ
た。

【００２３】各実施例、各比較例により得られたトナー
５０重量部と、フェライト系キャリアＦ−１００〔パウ
ダーテック社製〕１０００重量部とをボールミルに仕込
、約１５分間攪拌し現像剤とした。得られた現像剤にて
、アモルファスシリコン感光ドラムを有するアナログ方
式の複写機を用いて、連続一万枚の複写試験を行った。 実施例１〜３．により得られたトナーを用いた場合にお
いては、試験初期の画像と試験末期の画像に大きな差は
認められなかった。比較例１．において得られたトナー
においては、８０００枚以降に多少「カスレ」が認めら
れた。比較例２．において得られたトナーにおいては４
０００枚以降について「カブリ」が生じ、７０００枚以
降においては「カブリ」「カスレ」とも増加、画像品質
が著しく低下した。これは、トナー粒子個々の帯電特性
にばらつきがあり、消費されるトナーに偏りがあるため
に、複写枚数の増加と共に帯電特性の不良なるトナー粒
子が複写機内に残存していった結果である。

【００２４】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によるト
ナーは、カラー画像において色再現性、画像保持性に優
れる良好なる色調を持つ画像を提供するとともに、トナ
ーを構成する個々の粒子において極めて安定均一な帯電
特性を有するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下記の化１に示される染料を含有する
   ことを特徴とする電子写真用トナー。 【化１】 上記、化１において、Ｒ１、Ｒ４は水素またはメチル基
   を示し、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ７、Ｒ８は水素と炭素数１から
   ８のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルカノール
   基、アルコキシ基、アルキルエーテル基とハロゲンと水
   酸基とから選ばれた基を示し、Ｒ５、Ｒ６は水素と炭素
   数１から８のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アル
   カノール基、アルコキシ基、アルキルエーテル基とハロ
   ゲンと水酸基と炭素数６から１４のアリル基、ハロゲン
   化アリル基、アリルエーテル基、ヒドロキシアリル基と
   から選ばれた基を示す。