JPH0619588B2 - トナ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真法、静電印刷法、などに用いられる
トナーに関する。

電子写真法においては、硫化カドミウム、ポリビニルカ
ルバゾール、セレン、酸化亜鉛等の光導電体の性質を利
用して、まず静電潜像を形成する。例えば光導電体層上
に一様に電荷を付与し、画像露光を施して静電潜像を形
成し、ついで前記静電潜像の電荷とは逆極性に荷電した
トナー粉末で現像し、さらに必要に応じて転写シートに
転写して定着する。

電子印刷法は、電界を利用して電荷粉末トナーを記録材
料上に導き定着して印刷する方法である。

静電記録法は、誘電体層上に電荷を画像状に付与し、そ
れに電荷トナー粉末を付着させ定着する方法である。

このような、電気的潜像をトナーを用いて可視化する現
像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。前者は更にキャリア粒子を使用する
二成分現像剤を用いる方法と、キャリア粒子を使用しな
い一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
リアの種類により、鉄粉キャリアを用いる磁気ブラシ
法、ビーズキャリアを用いるカスケード法等が広く実用
化されている。

またトナーのみよりなる一成分現像剤を用いる現像方法
が各種提案され実用化もされている。磁性一成分現像剤
を使用する現像方法としては、導電性トナーを使用する
マグネドライ法、トナー粒子の誘電分極を使用する方
法、トナーの攪乱による電荷移送の方法、又、近年本出
願人が提案した特開昭54-42141号公報、特開昭55-18656
号公報の如き潜像に対してトナー粒子を飛翔させて現像
する方法がある。

一方、最近では使用目的が多種多様になり、必要に応じ
て所望の色の画像が得られる小型で安価なカラーコピー
用の複写機が望まれている。そこで、マグネタイト等の
暗褐色又は黒色の磁性粉を排除した一成分トナーの現像
法も考えられている。例えば第一の方法は、トナーを担
持して搬送し潜像（静電像）保持体に供給する可動トナ
ー担持手段と、トナー補給手段と、このトナー補給手段
からトナーの補給を受け上記可動トナー担持手段にトナ
ーを塗布する可動塗布手段であって、表面にトナーを担
持する繊維ブラシを有し、上記可動トナー担持手段に当
接してこの当接部において可動トナー担持手段と周方向
に可動トナー担持手段よりも高速で移動する可動塗布手
段を備え、該可動塗布手段で上記可動トナー担持手段表
面にトナーを均一に塗布してトナー塗布層を形成し、こ
の塗布層を静電潜像部に近接させることにより現像を行
う方法である。

第二の方法は、トナー粒子を帯電するための磁性キヤリ
アを吸着して磁気ブラシを形成する回転可能な磁気ロー
ラーと、該ローラーのトナー粒子を移し取り、静電像保
持体上の静電像を現像するための現像ローラーを備え、
現像部に於いて静電像保持体と現像ローラーとの間隙を
保ち、該間隙長は現像ローラー上のトナー塗布層厚より
も大きく設定し、静電像を現像する方法である。

第三の方法はトナー貯蔵手段に蓄えられたトナー担持体
下のトナーをトナー担持体上に汲み上げるに当り、その
汲み上げ部分のトナーのみに振動を与えて活性化させ
て、トナー担持体表面に所定の厚さのトナー層を形成
し、このトナー層を担持したトナー担持体を静電像保持
体に対向させて静電像保持体面上の静電像を現像する方
法である。

以上のように種々の現像方式が考えられ、又実施されて
いる。

これらの現像法に用いられるトナーは、一般に結着用樹
脂中に、着色剤、荷電制御剤、或いは必要に応じて磁性
体、流動性向上剤等を添加して得られるものがあるがこ
れらのものの樹脂との親和性・分散状態が、トナーの荷
電性，流動性，着色力，色相等に大きく影響することが
知られている。特に着色剤及び荷電制御剤或いはその両
方を兼ねるものは、一般に複雑な分子構造をしているこ
とが多く、樹脂中の分散性をうまく制御できないことが
ある。そのような場合、トナー粒子間の帯電性のバラツ
キが生じ、良好な現像・転写を続けることができない、
鮮明な色が得られない等の不都合が生じる傾向がある。

本発明の目的は、上述の如き欠点を有利に解決したトナ
ーを提供することにある。

即ち、本発明の目的は、帯電性の良好なトナーを提供す
ることにある。

さらに本発明の目的は、鮮明な色を呈するトナーを提供
することにある。

即ち、本発明は、結着樹脂及び油溶性染料で予め処理さ
れた顔料を含有したことを特徴とするトナーであり、上
述の目的を有利に達成するものである。一般に顔料は、
耐光性・耐湿性等において染料に比べて良好であり、色
相も鮮やかであることが多い。又、顔料単独では正又は
負に帯電しやすいこともある。

しかしながら、一般に顔料は、染料に比べ、分散性に乏
しく、トナーのような微粉末の場合、粉末間での含有量
のバラツキが大きくなる傾向にあり、それが、現像性に
悪影響を与えたり、画像の色相が不鮮明になる場合もあ
る。そこで本発明者らが鋭意研究した結果、油溶性染料
で処理された顔料を用いることが、上記欠点をなくし、
樹脂中への顔料の分散性を制御できることを見い出した
のである。即ち、顔料を適当量の油溶性染料で処理する
ことで、樹脂への親和性を調整し、分散性を制御せし
め、トナーとしての帯電性，流動性，色相等を制御する
ことが可能となったものである。本発明における、油溶
性染料による顔料の処理方法としては、従来知られてい
る方法が、すべて用いられるが一般には、顔料と油溶性
染料との乾式ブレンド、油溶性染料を溶剤中に分散・溶
解させて顔料を浸し、溶剤を除去する方法、或いは、顔
料と、溶剤中に分散・溶解させた油溶性染料とを同時に
スプレードライヤーにて噴霧乾燥させる方法等が考えら
れる。

本発明に用いる顔料と油溶性染料との組み合わせは、従
来知られている顔料・油溶性染料のすべての組み合わせ
が可能であるが一般には、基本分子構造が類似したもの
が好ましい。又、本発明のトナーをカラートナーとして
用いる場合においては、顔料と油溶性染料との色相・彩
度・明度等も類似した方が良い。その例としては顔料と
して、クレー，パライト，雲母，黄土 黄鉛，亜鉛黄，バリウム黄 紺青 銀朱，カドミウム黄，硫化亜鉛，アンチモン白，カドミ
ウムレッド 硫酸バリウム，硫酸鉛，硫酸ストロンチゥム 亜鉛華，チタン白，弁柄，鉄黒，酸化クロム 水酸化アルミニウム 珪酸カルシウム、群青 炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム カーボンブラック，松煙，ボーンブラック，クラファイ
ト 砒酸塩，燐酸塩 アルミニウム粉，ブロンズ粉，亜鉛末 マダーレーキ，ロッグウッドレーキ，コチニールレーキ ナフトールグリーンＢ，ナフトールグリーンＹ ナフト
ールエローＳ，リソールフアストエロー2Gパーマネント
レッド４Ｒ，ブリリアントフアストスカーレット，ハン
ザエロー，ベンジジンエローリソールレッド，レーキレ
ッドＧ、レーキレッドＤブリリアントカーミン６Ｂ，パ
ーマネントレッドF5R，ピグメントスカーレット３Ｂ，
ボルドー10Bフタロシアニンブルー、フタロシアニング
リーン，スカイブルーローダミンレーキ，マラカイトグ
リーンレーキ、メチルバイオレットレーキ ピーコックブルーレーキ，エオシンレーキ，キノリンエ
ローレーキ インダンスレンブルー、チオインジゴマルーン アリザリンレーキ キナクリドンレッド，キナクリドンバイオレット，ペリ
レンレッド ペリレンスカーレット，イソインドリノンエロー，ジオ
キサジンバイオレット，アニリンブラック，有機螢光顔
料等が挙げられる。

油溶性染料としては、Solvent Yellow 2,6,14,15,16,1
9,21,33,56,61,80,Solvent Orange 1,2,5,6,14,37,40,4
4,45,Solvent Red 1,3,8,23,24,25,27,30,49,81,82,84,
100,109,12,Disperse Red 9,Solvent Violet 8,13,14,2
1,27,Disperse Violet 1,Solvent Blue 2,11,12,25,35,
36,55,73,Solvent Green 3,Solvent Brown 3,5,20,37,S
olvent Black 3,5,7,22,23,Acid Black 123等が挙げら
れる。

本発明における、油溶性染料による顔料の処理量として
は要求される樹脂中での分散性に応じて、顔料・油溶性
染料の分子構造を考慮して適宜、決定すれば良いが一般
には、顔料１００重量部に対し、油溶性染料0.０５〜２
０重量部、さらに好ましくは0.１〜１０重量部が良い。
油溶性染料がこれ以上増えると、染料のもつ耐湿性・耐
光性・耐熱性が現われ、トナー物性を損うことがあり、
又、これ以下だと処理効果が現われないことが多い。

本発明のトナーに用いられる結着樹脂としては、従来電
子写真用トナー結着樹脂として知られる各種の材料樹脂
が用いられる。

例えばポリスチレン，ポリスチレン，ブタジェン共重合
体，スチレン・アクリル共重合体等のスチレン系共重合
体，ポリエチレン，ポリエチレン酢酸ビニル共重合体，
ポリエチレンビニルアルコール共重合体のようなエチレ
ン系共重合体，フェノール系樹脂，エポキシ系樹脂，ア
リルフタレート樹脂，ポリアミド樹脂，ポリエステル樹
脂，マレイン酸系樹脂等である。またいずれの樹脂もそ
の製造法等は特に制約されるものではない。これは従来
エマルジョン重合等で製造した樹脂は不純物が含まれ易
く使いずらかったものが本発明により容易に使用が可能
となり、樹脂選択の範囲の大きく広がる。これも本発明
の大きな効果である。又本発明のトナーに他の着色剤を
併用してもよい。用いる着色材料としては、従来公知の
カーボンブラック，染料，顔料などの色材が使用でき
る。

又、トナーにシリカ，アルミナ等の流動性向上剤を添加
しても良い。

さらに含金属染料，ニグロシン等の荷電制御剤を添加す
ることも可能である。

又、本発明のトナーを磁性トナーとして用いるために、
磁性体を添加することも可能である。

用いる磁性体は、磁場によって強く磁化する物質であれ
ば良い。代表的磁性または、磁化可能な材料としては、
コバルト、鉄、ニッケルのような金属；アルミニウム、
コバルト、鋼鉄、鉛、マグネシウム、ニッケル、スズ、
亜鉛、アンチモン、ベンリリウム、ビスマス、カドミウ
ム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングス
テン、バナジウムのような金属の合金およびその混合
物；酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケ
ル、酸化亜鉛、酸化チタンおよび酸化マグネシウムのよ
うな金属酸化物；チッ化バナジウム、チッ化クロムのよ
うな耐火性チッ化物；炭化タングステンのような炭化
物；フェライトおよびそれらの混合物等が使用できる。

又本発明のトナー構成を、マイクロカプセルトナーと
し、その芯物質或いは穀物質或いはその両方に含有させ
ることも可能である。

以下に具体的実施例を述べるが、それにより本発明が制
約も受けるものではない。尚、部数はすべて重量部であ
る。

〔実施例１〕 ローダミンレーキＢ１００部と油溶性染料ローダミンＢ
Base７部とをヘンシェルミキサーにて充分混合し、色材
Ａを得た。

からなる平均粒径１０μのトナーを作成した。このトナ
ー１０部を鉄粉キャリア１００部と混合し、キャノン製
ＮＰ−５０００複写機に投入したところ、鮮かな赤色の
複写物が得られた。この画像は、１万枚複写後も変わる
ところがなかった。又、高温高湿、低温低湿のような特
殊環境下でも良好な画像が得られた。又、直射日光によ
る変色もなかった。

〔比較例１〕 色材Ａの替りに油溶性染料処理しないローダミンレーキ
Ｂを用いた以外は実施例１と同様に行なったところ、画
像は得られたが少し白っぽい不鮮明な赤色でしかなかっ
た。さらに複写を続けたところ、色がしだいに薄くなっ
た。

〔比較例２〕 色材Ａの替りに油溶性染料ローダミンＢBaseを用いた以
外は実施例１と同様に行なったところ、良好な画像が得
られた。しかし、直射日光において変色した。

［比較例３］ 色材Ａのかわりに、ローダミンレーキＢ４．７部と油溶
性染料ローダミンＢBase０．３部とをあらかじめ混合し
て処理することなく使用することを除いて、実施例１と
同様にトナーを作成した。

得られたトナーを使用して実施例１と同様にして画出し
試験をを行ったところ、画出し初期は良好なトナー画像
が得られたが、５０００枚複写位からトナー画像の色調
が白っぽく、彩度が低下してきた。

この現象は、実施例１の場合と比較してローダミンレー
キＢの結着樹脂への分散が不良なために、着色力の不充
分なトナー粒子が生成したために発現したものである。

〔実施例２〕 フタロシアニンブルー１００部を、油溶性染料ソルベン
トブルー２5、５部を分散させたアルコール液の中へ投入
し、ろ過乾燥して色材Ｂを得た。

からなる平均粒径９μの黒色トナーをつくったところ、
良好な正帯電性が得られた。

このトナーをキャノン製複写機ＰＣ−１０に投入したと
ころ実施例１と同様の好結果が得られた。

〔比較例３〕 色材Ｂの替りにフタロシアニンブルーを用いた以外は実
施例２と同様に行なったところ、得られたトナーは正帯
電しなかった。

〔比較例４〕 色材Ｂの替りに油溶性染料ソルベントブルー２５を用い
た以外は実施例１と同様に行なったところ、良好な画像
が得られたものの、高温高湿環境下において画像濃度が
低下した。

〔実施例３〕 アルカリブルーレーキ顔料１００部と油溶性染料ソルベ
ントブルー７３部とをヘンシェルミキサーで混合し、色
材Ｃを得た。

からなる平均粒径１２μの青色トナーをつくった。次に
絶縁性トナーを用いた静電潜像現像法及び現像装置の実
施態様の一例を第１図に示す。図中、１は円筒状の静電
像保持体であり、例えば公知の電子写真法であるカール
ソン法又はＮＰ法によってこれに静電潜像を形成せしめ
て、トナー供給手段であるホッパー３内の絶縁性トナー
５をトナー担持体２上にトナー層の層厚を規制して塗布
する塗布手段４により塗布されたトナー５で現像する。
トナー担持体２は円筒状のステンレス鋼からなる現像ロ
ーラである。この現像ローラの材質としてアルミニウム
を用いても良いし、他の金属でも良い。また金属ローラ
の上にトナーをより所望の極性に摩擦帯電させるため樹
脂等を被覆したものを用いてもよい。さらにこの現像ロ
ーラは導電性の非金属材料からできていてもよい。この
トナー担持体２の両端には図示されていないが、その軸
に高密度ポリエチレンからなるスペーサ・コロが入れて
ある。このスペーサ・コロを静電像保持体１の両端につ
き当てて現像器を固定することにより、静電像保持体１
とトナー担持体２との間隔をトナー担持体２上に塗布さ
れたトナー層の厚み以上に設定し保持する。この間隔は
例えば１００μ〜５００μ，好ましくは１５０μ〜３０
０μである。この間隔が大きすぎると静電像保持体１上
の静電潜像によるトナー担持体２上に塗布された非磁性
トナーに及ぼす静電力は弱くなり、画質は低下し、特に
糊線の現像による可視化は困難となる。またこの間隔が
狭すぎるとトナー担持体２上に塗布されたトナーがトナ
ー担持体２と静電像保持体１との間で圧縮され凝集され
てしまう危険性が大となる。６は現像バイアス電源であ
り、導電性トナー担持体２と静電像保持体１の背面電極
との間に電圧を印加できるようにしてある。この現像バ
イアス電圧は特願昭５３−９２１０８号に記載した如き
現像バイアス電圧である。前記トナーを第１図に示した
ような現像装置に入れ、キャノン製複写機ＰＣ−１０を
用いて画像を出した。この場合、トナー担持体２は外径
５０mmのステンレス製円筒スリーブとし前記感光ドラム
表面−スリーブ表面間距離0.２５mmに設定し、スリーブ
に４００Hz１０００Ｖの交流及び−１５０Ｖの直流バイ
アスを印加した。

得られた画像は良好であり、長期複写後や高温高湿、低
温低湿等の環境下においてもほとんど変化しなかった。
又直射日光をあびても鮮かな青色が変化することはなか
った。

第２図は本発明のトナーの使用態様の別の例を示す図で
ある。同図において１は静電像保持体、２はトナー担持
体、３はホッパー、６は現像用バイアス電源、５は本発
明で特定した一成分トナー、５０は固定磁石、５２はキ
ャリアトナー混合物による磁気ブラシ、５８はトナー厚
規制用ブレードを示す。トナー担持体２上に形成された
磁気ブラシ５２をトナー担持体２を回転させることで循
環させ、ホッパー３中のトナーをとり込んでトナー担持
体２上に均一に薄層コートさせる。次いでトナー担持体
２と静電像保持体１とをトナー層厚より大きな間隙で対
局させトナー担持体２上の一成分トナー５を静電像保持
体１上の静電荷像上へと飛翔現像させる。トナー層の厚
さは磁気ブラシ５２の大きさ、即ちキャリア量及び規制
ブレード５８で制御する。静電像保持体１とトナー担持
体２との間隙はトナー層厚より大きめにとりバイアス電
源６から現像バイアスを印加しても良い。

実施例３のトナー２０ｇを予め鉄粉キャリア２０ｇと混
合し、その混合物を規制ブレード５８とトナー担持体２
との間隙が約２５０μとなるように設定した第５図の現
像器に投入し、現像ローラと静電像保持体との間隙を３
００μに保ち、約８０μのトナー層を現像ローラ上に形
成させ交流波形として、周波数２００Hz電圧のピーク値
±４５０Ｖに直流成分２５０Ｖを加えて、電圧のピーク
値−７００Ｖ及び＋２００Ｖを与えて現像したところ、
同様の良好な結果が得られた。

以上の実施例でも示される通り、本発明の、油溶性染料
で処理された顔料を含有するトナーは、該顔料の良好な
分散性制御に基づき、 (a)鮮やかな色相を呈することが可能である (b)長期複写においても画像が安定している (c)高温高湿、低温低湿のような環境下でも画像の変動
がほとんどない (d)直射日光等の露光による変色がない 等の優れた効果を示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明のトナーを用いる現像方法
の実施に用いる現像装置の異なる形態を示す断面図であ
る。 １……静電像保持体、２……トナー担持体 ３……ホッパー、４……トナー塗布手段 ５……一成分トナー、６……現像バイアス電源 ５０……永久磁石、５２……磁気ブラシ ５８……規制ブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 浩二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山本 亜津子 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結着樹脂及び油溶性染料であらかじめ処理
   された顔料を含有することを特徴とするトナー。
2. 【請求項２】顔料100重量部に対する油溶性染料の処理
   料が0.05〜20重量部であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のトナー。