JPH04181264A - カラートナーキット - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、少なくとも一種類以上の有彩色トナー、及び
黒色トナーを用いて、電子写真法により転写材上に多層
のトナー層を形成し、フルカラー画像を形成するトナー
キットに関し、彩度、明度に優れ、且つ混色性に富み、
色再現性が良好なトナー、キットに関する。

［従来の技術］ 現在、カラー複写機は徐々に市場に浸透し始め、モノク
ロ複写機からカラー複写機への置き換えも進み始めてい
る。

しかし、テレビ、写真、カラー印刷物のように、より美
しく加工されたカラー画像を見なれた人々にとっては、
現在実用化されているフルカラー電子写真画像は必ずし
も満足しつるものとはなっていない。

電子写真法におけるカラー複写の最大の関心時は、いか
に完全な混色をなし、且つ忠実な細線の再現が得られる
かであり、そのために、日々、苦闘努力を重ねている。

フルカラー電子写真法によるカラー画像形成は、一般に
３原色であるイエロー、マゼンタ及びシアンの３色のカ
ラートナーと黒色トナーを用いて色の再現を行うもので
ある。

その方法は、原稿からの光をトナーの色と補色の関係に
ある色分解光透過フィルターを通して光導電層上に静電
潜像を形成する。次いで現像、転写工程を軽でトナーは
支持体に保持される。次いで前述の工程を順次複数回行
い、レジストレーションを合せつつ、同一支持体上にト
ナーは重ね合せられ一回の定着によって最終のフルカラ
ー画像が得られるものである。

デジタル化する場合は、前述の色分解フィルターを通過
した光をＣＣＤ素子（光電変換素子）により電気信号に
変換し、更に適当な画像処理を施した後、レーザー光な
どを通して光導電層上にデジタル静電潜像を形成する。

カラー画像形成装置の一例を第１図、第２図に示す。

このような、複数回の現像を行ない、定着工程として同
一支持体上に色の異なる数種のトナー層の重ね合せを必
要とするカラー電子写真法では、カラートナーやカラー
画像が持つべき定着特性はきわめて重要な要素である。

例えば、定着性に関しカラートナーが必要とされる特性
としては、カラー画像に適度な光沢性やつやを与える溶
融特性を有することである。複写カラー画像としては、
画像表面性がとりわけ重要であり、画像表面にあるトナ
ー層が平滑であれば、入射光は乱反射を生ぜずに、トナ
ー層内に入り、該トナー層で特定の波長のみ、吸収、透
過し、その後望ましい特定の波長を有した光となって、
我々の目に入ることになるが、トナー層が粗面であると
、入射光は散乱が多くなり、トナー層内部への十分な光
量が得られず、画質上は混色不十分と表現される、鮮明
性の乏しい、くすんだ画像となる。

即ち、カラートナーとしてはカラー画像に平滑面を与え
、且つ光沢やつやを付与するような、比較的シャープメ
ルト的な挙動する特性が必須である。

［発明が解決しようとする課題］ 近年、一般の白黒複写機の現像剤を、従来の二成分系か
ら、−成分系に改良しようとする動きが著しい。

一成分系現像剤は、普通結着樹脂中に数１０重量％の黒
色磁性体を含有させたものであり、二成分系と比較して
、トナー濃度調整機構を有しない、スタート剤と補充剤
の区別をしなくても良い、環境に依存せず安定的に高い
濃度が得られる、など利点が多い。

このような−成分磁性トナーを、カラー複写画像形成に
用いる検討は幾度となく試みられているが今だ充分満足
する成果が得られていない。その最大の弊害は前述のよ
うに、カラートナーとして必要なシャープメルト性を付
与することが出来ないことである。

換言すれば、結着樹脂中に数１０重量％以上の無機物を
含有しているため、フルカラー複写に用いる他の有彩色
トナーよりも定着点が高くなってしまうため、好ましい
光沢や色再現性が得られないということである。

さらにはなはだしい場合、従来用いられている白黒複写
機の一成分磁性トナーを単に流用し、フルカラー複写に
適用しようとすることも行なわれる。これはもともと、
望まれる定着特性が異なるトナーを同一の定着装置で定
着することの矛盾を孕んでおり、望ましいフルカラー複
写は望むべ（もない。

また、一方では、特開平１−１４２７４０号公報に述べ
られるごとく、もともと高い軟化点を有する黒色トナー
を使いこなし、フルカラー複写を行なおうとする試みも
なされている。

現在、デジタルカラー複写機が世の中の主流になりつつ
あり、デジタル化は取りも直さず自由な画像処理の可能
性を示すものである。それゆえ、印刷業界においてはご
く普通の画像処理である下色除去（Ｕｎｄｅｒ　Ｃｏ１
ｏｒ　Ｒｅｍｏｖａｌ；Ｕ　ＣＲ）処理も当然のごとく
、盛り込まれつつある。この下色除去処理というのは、
例えば、イエロー、マゼンタ、シアンの３色によって黒
を発色させる場合、黒の色調を最大限黒単色で保障しよ
うとするものである。その関連性を第３図に示す。ＵＣ
Ｒ処理によリ３原色中のグレイ成分を分離（下色除去）
し、黒色に置き換えて４色で画像を形成する。このよう
な処理を行なうと、トナーの転写紙上の重ね合わせ量が
少なくて済み、トナー消費量も著しく減らすことが可能
となる。

又、良好な黒が再現でき、グレイバランスが取りやす（
なる、シャープネスが増すなどの利点がある。

その上、転写紙上で、他の色のトナー層の厚みよりも３
色重ね合わせによる黒色のトナー層の厚みのみが厚（な
るという異和感も減少し、画質的に向上する。このよう
な画像処理工程を用いる場合、黒色トナーの役割はきわ
めて重要となる。

即ち、黒色トナーは文字、ライン部に使用し、有彩色は
画像部、ベタ部を受は持つという分担はな（なり、ライ
ン部もベタ部も両方に黒色トナーを使用することになり
、黒色トナーとしても他の有彩色トナーと同等の混色性
が求められ、シャープメルト性を有する必要が生じる。

しかるに本発明の目的は有彩色と同等のシャープメルト
性及び光沢性を持ち、混色性に冨み、且つ複雑なトナー
濃度調整機構を持たない黒色トナーを有するカラートナ
ーキットを提案しようとするものである。

換言すれば、黒色磁性体を数１０重量％含有した黒色ト
ナーでありながらも他の有彩色カラートナーと同等の混
色性、溶融特性を有する黒色トナーを有したカラートナ
ーキットを本発明は提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明のカラー
トナーは、有彩色トナー及び黒色トナーを有し、下記式
を満足せしめたことを特徴とする。

１２０＞ＴＣ≧Ｔ　ｓｘ＋　４　＞　７０加熱ロ一ル定
着法において、画像支持体が加熱ロールを通過する時、
支持体上のトナーの見掛けの溶融粘度は一般に１０５ボ
イス以下になると定着可能であると理解されている。加
熱ロールの温度は、通紙速度、用紙の大きさ、トナーの
溶融性に合わせて、適当に選択されるが、温度設定が低
（トナーの溶融粘度が１０’ボイス以上であると、画像
支持体上にトナーが充分定着せず弱い摺擦や、折り曲げ
によって、簡単に剥離してしまう、所謂定着不良が生じ
ることになる。

しかるに本発明者等はトナーが定着する如何の臨界粘度
と考えられる結着樹脂の見掛けの溶融粘度が１０’ボイ
スになる温度に着目し本発明を完成するに到った。

ＴｏとＴ　ｓｘの差が４℃以下であると、Ｔｓｘを有す
る結着樹脂を用い、且つ磁性着色剤を含有した黒色トナ
ーは、Ｔｃを有する結着樹脂を用いた有彩色カラートナ
ーよりも、溶融粘度が高（なり、好ましい光沢性が得ら
れない。そして両者のトナーの間でベタ画像を比較する
と、結果として光沢性に差が生ずることとなる。またＵ
ＣＲ処理した黒画像と、他の色調の画像との間でも光沢
性に不均一が発生する。それゆえ、ＴｓＫはＴ。よりも
４℃以上低（することが必要である。

ＴＢＫが６６℃以下の結着樹脂の粘弾性特性は、はとん
ど粘性的挙動を示し、弾性はご（わずかしか有していな
い。このような結着樹脂を用いたトナーは、熱依存性が
大きいため熱凝集しやす（保存安定性に乏しい。また、
熱溶融時、粘性的挙動が支配的であるため、加熱ロール
定着時、容易に高温オフセットしやすい。

また、Ｔ、が１２０℃以上の結着樹脂は、簡単に熱溶融
しないため、加熱ロール定着時、低温オフセットの発生
や、低温オフセットが発しないまでも転写紙上でトナー
形状がそのまま残存する粒状性が著しい、ガサついたも
のとなり、カラー画像として連続階調性に劣るものであ
る。

本発明に用いる結着樹脂としては、本発明の範囲を満足
しえれば、どのような組成でも可能である。

例えばポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−
メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、
スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジェン
共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−
酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、
スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−ア
クリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル
共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチ
レン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリ
ル酸フェニル共重合体）、スチレン−メタクリル酸エス
テル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体
、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−
メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸
フェニル共重合体）、スチレン−α−クロルアクリル酸
メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリ
ル酸エステル共重合体の如きスチレン系樹脂（スチレン
又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体）、塩
化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、ロジン
変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポ
リプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、
シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール
樹脂がある。とりわけ本発明のカラー用トナーにおいて
は、特に好ましい樹脂として、スチレン−アクリル酸エ
ステル系樹脂、ポリエステル樹脂がある。

特に、次式 （式中Ｒはエチレン又はプロピレン基であり、ｘ、ｙは
それぞれ１以上の正の整数であり、且つＸ＋３／の平均
値は２〜１０である。）で代表されるビスフェノール話
導体もしくはその置換体をジオール成分とし、２価以上
のカルボン酸又はその酸無水物又はその低級アルキルエ
ステルとからなるカルボン酸成分（例えばフマル酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、
トリメリット酸、ピロメリット酸）とを少なくとも共縮
重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を有す
るのでより好ましい。

本発明のトナーに適合する着色剤としては下記の顔料又
は染料が挙げられる。本発明において耐光性の悪いＣ，
１，デイスパースＹ１６４゜Ｃ，１，ソルベントＹ７７
及びｃ、ｒ、ソルベントＹ９３の如き着色剤は、推奨で
きないものである。

染料としては、例えばＣ，１，ダイレクトレッド１、Ｃ
，１，ダイレクトレッド４、Ｃ，１，アシッドレッド１
、Ｃ，１，ベーシックレッド１、Ｃ，１，モーダントレ
ッド３０、Ｃ，１，ダイレクトブルー１、Ｃ，１，ダイ
レクトブルー２、Ｃ，１，アシッドブルー９、Ｃ，１，
アシッドブルー１５、Ｃ，１，ベーシックブルー３、Ｃ
，１，ベーシックブルー５、Ｃ，１，モーダンドブルー
アがある。

顔料としては、ナフトールイエローＳ、バンザイエロー
Ｇ、パーマネントイエローＮＣＧ、パーマネントオレン
ジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、ベンジジンオレンジＧ
１パーマネントレッド４Ｒ、ウオッチングレッドカルシ
ウム塩、ブリリアントカーミノ３Ｂ、フアストバイオレ
ツトＢ１メチルバイオレツトレーキ、フタロシアニンブ
ルー、ファーストスカイブルー、インダンスレンブル−
ＢＣがある。

特に、顔料としてはジスアゾイエロー、不溶性アゾ、銅
フタロシアニンが好ましく、染料としては塩基性染料又
は油溶性染料が好ましい。

特に好ましくはＣ，１，ピグメントイエロー１７、Ｃ，
１，ピグメントイエロー１５、Ｃ，１，ピグメントイエ
ロー１３、Ｃ，１，ピグメントイエロー１４、Ｃ，１，
ピグメントイエロー１２、Ｃ，１，ピグメントレッド５
、Ｃ，１，ピグメントレッド３、Ｃ，１，ピグメントレ
ッド２、Ｃ，１，ピグメントレッド６、Ｃ，１，ピグメ
ントレッド７、Ｃ，１，ピグメントブルー１５、Ｃ，１
，ピグメントブルー１６又は下記で示される構造式（Ｉ
）を有する、フタロシアニン骨格に置換基を２〜３個置
換した銅フタロシアニン顔料などである。

Ｒ，Ｒ’　　：炭素数１〜５のアルキレン基但し、Ｘ１
〜ｘ４の全てが−Ｈの場合を除く。

構造式（Ｉ） 染料としてはＣ，１，ソルベントレッド４９・Ｃ，１，
ソルベントレッド５２、Ｃ，！、ソルベントレッド１０
９、Ｃ，１，ペイシックレッド１２、Ｃ，１，ペイシッ
クレッド１、Ｃ，１，ペイシックレッド３ｂである。

また、磁性黒色トナーを得たい場合にはトナー中に磁性
着色剤を添加すればよい。磁性物質としては黒色を有し
磁性を示すか、磁化可能な材料であればよく、例えば鉄
、マンガン、ニッケル、コバルト、クロムなどの金属微
粉末、各種フェライト、マンガンなどの合金や化合物、
その他の強磁性合金マグネタイトなど従来より磁性材料
として知られているものが使用できる。

見掛は粘度測定： フローテスターＣＦＴ−５００型（島津製作所製）を用
いる。試料は６０メツシュパス品を約１．０〜１．５ｇ
秤量する。これを成形器を使用し、１００ｋｇ／ｃｍ”
の加重で１分間加圧する。この加圧サンプルを下記の条
件で、常温常温下（温度約２０〜３０℃、湿度３０〜７
０％ＲＨ）でフローテスター測定を行い、温度−見掛は
粘度曲線を得る。得られたスムース曲線より、見掛は粘
度が１０’ボイズとなる温度を求める。

もし、１０５ポイズに到達する前に試料が全て流出し、
１０５ボイズの温度が得られない場合は、温度−見掛は
粘度曲線を１０５ボイズまで延長外挿しその時の温度を
読み取る。

ＲＡＴＥ　　ＴＥＭＰ　　　６．ＯＤ／Ｍ（ｔ１分）Ｓ
ＥＴ　　ＴＥＭＰ　　　７０．ＯＤＥＧ（ｔ）ＭＡＸ　
　ＴＥＭＰ　　２００．ＯＤＥＧＩＮＴＥＲＶＡＬ　　
　　３．ＯＤＥＧＰＲＥＨＥＡＴ　　　３００．Ｏ５Ｅ
Ｃ（秒）ＬＯＡＤ　　　　　　　２０．０　　にＧＦ（
ｋｇ）ＤＩＥ　（ＤＩＡ）　　　　　１．　０　　ＭＭ
　　（ｍｍ）ＤＩＥ　（ＬＥＮＧ）　　　１．０　　Ｍ
ＭＰＬＵＮＧＥＲ１，Ｏ（：Ｍ２（ｃｍ’）［実施例コ 以下、実施例をもって本発明の詳細な説明する。

実施例１ イエロー、マゼンタ、シアントナー用結着樹脂として、
プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸、フタル酸及び
トリメリット酸を縮合したポリエステル樹脂を用い、黒
色トナー用結着樹脂としてはスチレン−アクリル酸−メ
タアクリル酸ブチル共重合体を用いた。上記のポリエス
テル樹脂、スチレンアクリル共重合体樹脂の溶融粘度が
１０５ポイズとなる温度はそれぞれ１１５℃、９３℃で
あった。

それぞれ樹脂１００重量部に対して表１の処方量の着色
剤、及び荷電制御剤を用いカラートナーを得た。

（以下余白） 上記の各成分を所定量有する混合物を充分ヘンシェルミ
キサーにより予信混合を行い、３本ロールミルで少なく
とも２回以上溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて
約１〜２ｍｍ程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方
式による微粉砕機で４０μｍ以下の粒径に微粉砕した。

さらに得られた微粉砕物を分級して平均粒径８μとなる
ように主に２〜２０μを選択して分級品を得た。流動向
上剤としてヘキサメチルジシラザンで処理したシリカ微
粉末を各分級品１００重量部に０．５重量部外添添加し
カラートナー及び黒色トナーを得た。

このカラートナ−４〜６Ｉｉ量部に対し、ビニリデンフ
ルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体（共重合
重量比８：２）とスチレン−アクリル酸２−エチルヘキ
シル−メタクリル酸メチル（共重合重量比４５　：　２
０　＋　３５）を５０　：　５０の重量比率で約０，５
重量％コーティングした、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｆｅ系フェライ
トキャリア（平均粒径４８μｍ；２５０メツシュバス３
５０メツシュオン７９重量％；真密度４．５ｇ／ｃｍ”
）を総量１ｏＯ重量部になるように混合し二成分現像剤
とした。

黒色トナーはそのまま磁性トナーとして複写テストに供
した。

第１図及び第２図に示すＯＰＣ感光ドラムを有したカラ
ー電子写真装置及び補給−現像系を用いて複写試験を行
った。イエロー、マゼンタ、シアントナー用現像器２−
１〜２−３は精密な光学検知式のトナー濃度制御装置を
有しており、黒色トナー用現像器（２−４）は簡単な残
量検知器のみを有している。

各色トナーの現像及び転写はマゼンタトナー、シアント
ナー、イエロートナー、黒色トナーの順で行った。

トナー搬送ケーブル４中の供給スクリュー１６によって
送られた補給トナーは、トナー補給口１５で現像器２−
２と接続され、現像器内に供給された。

カラートナーのトナー補給方法は該現像器が回転し感光
ドラム１と対向した位置に来た時、混合−搬送スリュー
１２により、きわめて短時間の内に補給トナーは現像剤
と均一混合せしめられ、一定現像剤濃度の二成分現像剤
となった。

各有彩色現像剤及び黒色トナーは、現像スリーブ１３上
で現像剤規制ブレード１４により一定量の現像剤量とな
り、負荷電性静電潜像を有する感光ドラム１の対向部で
Ｊ／Ｂ現像法を使用した反転現像法により感光ドラム上
に負荷電性トナーが移行した。

次いで、あらかじめカセットから搬送され転写ドラム６
に静電吸着された画像支持体に転写帯電器８を介して、
感光ドラム１上に有するトナー像を転移せしめた。該支
持体は、さらに加熱定着ローラー１０を経由して、最終
フルカラー複写物となった。

実施例に用いる結着樹脂の温度−見掛は粘度曲線を第４
図に示す。

得られたフルカラー複写物は、カラー原稿の色調及び文
字部の再現性に優れたものであフた。

原稿中の有彩色部分と黒色ベタ部分の光沢、つやは異和
感のない連続的な均一性を有するものであった。

さらに１，５万枚くり返しカラー複写を行なったが、初
期と変らない色調及びカブリのない画像であった。

実施例２ 黒色トナー用結着樹脂として、１０４℃で１０５ボイズ
の溶融粘度を有するスチレン、メチルメタアクリレート
、２−エチルへキシルアクリレートよりなるスチレン−
アクリル共重合体を用い、黒色着色剤として、マグネタ
イト４５重量部、カーボンブラック２重量部を用いた。

マゼンタ用着色剤をＣ，１，ピグメントレッド５７４．
０重量部、Ｃ，１，ソルベントレッド４９１．０重量部
に変更した以外実施例１と同様にして複写テストを行な
った。複写カラー画像において、明度、及び彩度に優れ
有彩色部分と黒色部分で差異のない光沢度（グロス）の
高い、画像が得られた。

比較例１ 実施例１において、黒色トナー用結着樹脂として、１３
２℃で１０’ポイズの溶融粘度を有する架橋性を持つ、
スチレン−メチルメタクリレート−マレイン酸ハーフエ
ステル−ジビニルベンゼン共重合体を用いた。その時の
溶融特性を第４図に示す。

得られたカラー複写画像は、黒色部分は光沢の乏しいも
のとなり、周囲の光沢のある有彩色部分とは、異和感の
ある不自然なものであった。

また黒色部分をティッシュペーパーで摺擦すると容易に
画像がこすり取られ、さらに折り曲げると簡単にその部
分から剥離してしまった。有彩色部分は、上記のような
ことはなくこすり、折り曲げには十分耐えるものであり
、実用的に問題なかった。

［発明の効果］ 以上のように本発明のカラートナーキットを使用すると
鮮やかで高画質の画像を再現性良く提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、カラー画像形成装置の一例を示す
図面、第３図はＵＣＲ処理の原理を示す図面、第４図は
本発明の実施例及び比較例に用いる結着樹脂の温度−見
掛は粘度曲線を示す図面である。 １：感光ドラム　　２：回転現像装置 ３：補給ホッパー　４＝トナー搬送ケーブル５：トナー
補給筒　６：転写ドラム ７：グリッパ−８；転写帯電器 １０：定着器 １２：混合−搬送スクリュー １３：現像スリーブ １４：現像剤規制ブレード １５：トナー補給口 １６：補給スクリュー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有彩色トナー及び黒色トナーを有し、下記式を満
   足せしめたことを特徴とするカラートナーキット。 １２０＞Ｔ＿Ｃ≧Ｔ＿Ｂ＿Ｋ＋４＞７０ Ｔ＿Ｃ：有彩色トナーに用いる樹脂が１０＾５ポイズと
   なる温度（℃） Ｔ＿Ｂ＿Ｋ：黒色トナーに用いる樹脂が１０＾５ポイズ
   となる温度（℃）
2. （２）黒色トナーとして、磁性を有する着色剤を２０重
   量％以上含有したことを特徴とする請求項（１）記載の
   カラートナーキット。