JPS5926017B2

JPS5926017B2 - カラ−トナ−

Info

Publication number: JPS5926017B2
Application number: JP52070747A
Authority: JP
Inventors: 栄一今井; 成治泊り
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1977-06-15
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1984-06-23
Also published as: JPS545733A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はカラー電子写真などに用いられるカラートナー
に関する。

従来電子写真法として米国特許第２２９７６９１号明細
書、特公昭４２−２３９１０号及び特公昭４３−２４７
４８号公報などに種々の方法が記載されているが、一般
には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上
に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーで現像し
必要に応じて紙などに粉像を転写した後加熱、加圧或い
は溶剤蒸気などにより定着するものである。

また、カラーの多色像を得るために一般に原稿を色分解
フィルターを用いて露光し上記の工程をイエロ−、マゼ
ンタ、シアンなどのカラートナーを用い複数回繰返し、
トナー像を重ね合せカラー画像とするものである。また
電気的潜像を現像するためのトナーとしては、従来、ポ
リスチレンなどの結着樹脂中に着色剤（染顔料等）を分
散させたものを１〜３０μ程度に微粉砕した粒子がトナ
ーとして用いられていた。

かかるトナーは通常ガラスビーズ、鉄粉、又はファーな
どのキャリヤー物質と混合され、電気的潜像の現像に用
いられている。これらのトナーは種々の物理的及び化学
的特性を要求される。

しかしながら、既知のトナーの多くは下記に示すような
いくつかの欠陥を有している。

すなわち、加熱によつて容易に熔融するトナーの多くは
取扱い中又は貯蔵中に凝集する傾向にある。多くのトナ
ーは環境の湿度変化によつて、その摩擦電気特性及び流
動特性が悪影響を受ける。また、多くのトナーでは連続
使用による繰返しの現像によるトナー粒子と担体粒子の
衝突、及びそれらの粒子と感光板表面との接触によるト
ナー、担体粒子及び感光板の相互劣化によつて、得られ
る画像の濃度が変化し、或いは背景濃度が増大し、複写
物の品質を低下させる。さらに多くのトナーでは、潜像
を有する感光板表面へのトナーの付着量を増して、複写
画像の濃度を増大させようとすると、通常背景濃度が増
し、いわゆるカブリ現象を生じる。既知のトナーの多く
が、以上の如き欠陥を一つ又はそれ以上有しているため
、トナーの改良に対する要望が絶えない現状である。カ
ラートナーは上記の欠陥を克服した秀れた物理的及び化
学的特性を要することはもちろんであるが、さらに多色
重ね合わせによるカラー電子写真用トナーとしては次の
ような条件をも満足しなければならない。

（１）多色重ね合わせをするために、トナーは透明性大
であること。

（２）各トナーは熔融混和性に秀れていること。

（３）原稿を忠実に再現するために、分光反射特性が良
好であること。その上重要なことは、カラートナーにお
いては、トナーの持つトリポ電位の極性を決定する場合
に当該技術分野で荷電制御剤として知られる物質の使用
が困難であるため、着色剤と結着樹脂の組合せにより適
当なキャリヤーに対して、トナーが選択的に正又は負に
帯電しうることが必要なことである。

このことは、カラートナーの満足すべき種種の条件を考
えると容易なことではない。着色剤と結着樹脂の組合せ
ということがきわめて重要となるわけである。要するに
、本発明の目的は前述したトナーの欠陥を克服し、さら
にカラートナーとして満足すべき条件を満たした着色剤
と結着樹脂の新規な組合せによるカラートナーを提供す
ることにある。

本発明の第１の目的は、分光反射特性の秀れた透明性大
なるカラートナーを提供することにある。本発明の第２
の目的は、イエロ一、マゼンタ、シアンの三色重ね合わ
せにより、強烈な黒色を呈するカラートナーを提供する
ことにある。本発明の第３の目的は、より低い熱エネル
ギーでより迅速に融解し定着しうるカラートナーを提供
することにある。

本発明の第４の目的は、凝集に対して抵抗性のあるカラ
ートナーを提供することにある。

本発明の第５の目的は、変化する湿度条件下において、
流動特性および摩擦電気特性の安定なカラートナーを提
供することにある。

本発明の第６の目的は、繰返しの現像による連続複写に
対して、得られるトナー画像の濃度が一定であり、複写
品質の低下しないカラートナーを提供することにある。

本発明は上記の目的を達成するための着色剤と結着樹脂
の新規な組合せによるカラートナーを提供するものであ
り、結着樹脂中に塩基性染料と酸価５〜１２０好ましく
は１０〜６０の樹脂とを混合して熱処理した着色剤を含
むことを特徴とするカラートナーにある。

本発明に於て、塩基性染料（アミノ基又はその誘導基を
有し希酸性溶液において陽イオン性を呈する塩基性染料
）としては、例えばチアゾール系（商品名、プリモフラ
ピン８Ｇ．Ｃ．Ｉ、４９００５）キサンチン系（商品名
、ローダミン６ＧＣＰ，．Ｃ．１１４５１６０）オキサ
ジン系（商品名、アイゼンベイシツクピユアブル一５Ｇ
Ｈ，．Ｃ，．１１５１００５）、アジン系、チアジン系
（商品名、メチレンブルーＦＺ．Ｃ．Ｉ、５２０１５）
、アクリジン系、アゾ系（商品名、スミアクリルブラツ
クＧ．Ｃ．Ｉ、１１８２５）メチン系（商品名、アイゼ
ンカチロンイエロ一３ＧＬＨ．Ｃ，．Ｉ、４８０５５）
、ジフエニルメタン系（商品名、オーラミンエクストラ
Ｏ−１２５、Ｃ，．ｌｌ４ｌＯＯＯ）、トリフエニルメ
タン系（商品名、アイゼンベイシツクシアニン６ＧＨ１
Ｃ，．Ｉ、４２０２５）などが好ましく使用できる。

本発明に用いる酸価５〜１２０の樹脂としては、例えば
ロジン、コーパルなどの天然樹脂、グリプタル樹脂マレ
イン酸樹脂、テレフタル酸樹脂、イソフタル酸樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂などのカルボキシル基と水酸基の
縮合重合反応で得られる重合体、或いは上記のものＸ共
重合体又は変性体、例えばスチレン−マレイン酸共重合
体、天然樹脂変性フエノール樹脂、天然樹脂変性マレイ
ン酸樹脂、天然樹脂変性ペンタエリスリトール樹脂など
種々のものを使用することが出来る。酸価５以下の樹脂
と熱処理しても分散性が悪く、トナーの凝集性、流動性
も悪くなりカブリも多くなる。

また酸価１２０以上のものでは湿度変化に対する流動性
、摩擦電気特性が不良となるので好ましくない。ここで
酸価とは油脂１ｔ中に含まれる遊離脂肪酸を中和するの
に必要な水酸化カリウムのη数を言い、試料をベンゼン
ーエタノール混合溶媒あるいはエーテル−エタノール混
合溶媒などに溶かし正確に力価のわかつた水酸化カリウ
ム溶液で滴定しその中和量から算出する値である。

本発明に使用される着色剤の製法の１例を上げると、ま
ず塩基性染料９重量部と酸価５〜１２０の樹脂１００重
量部をボールミル等の適当なミルによつて十分プレミツ
クスを行い、これらの混合物をロールミル等の加熱熔融
及び反応が十分行いうるような機器によつて温度１００
〜１３０℃で１時間程度混練させる。

次にこの反応物を冷却後ハンマーミル等によつて粗粉砕
し、エアージエツト方式による微粉砕機で微粉砕し、着
色剤として使用しうる着色微粉末を得る。

このようにして得られた着色剤は塩基性染料のカチオン
部分が樹脂中の酸価として測定されるカルボキシル基−
ＣＯＯＨｆ）Ｈ＋（プロトン）に置きかわつた形をとつ
ていると考えられ、一種の樹脂酸塩を形成しているもの
と思われる。

酸価５〜１２０の樹脂に対する塩基性染料の混合比は樹
脂１００重量部に対して、染料５〜１００重量部好まし
くは８〜３０重量部である。

一般にこの範囲を外れると本発明の効果が少なくなる。
次に、本発明に使用する結着樹脂としては、実質的に酸
価を有しないものが好ましく、例えば、以下のようなも
のが好ましく使用できる。ポリスチレン、ポリＰ−クロ
ルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びそ
の置換体の単重合体、スチレン−Ｐ−クロルスチレン共
重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレンビニ
ルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重
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−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン
−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアク
リル酸ブチル共重合体、スチレン−ｄクロルメタアクリ
ル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重
合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチ
レン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニ
ルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレンーアクリ
ロニトリルインデン共重合体などのスチレン系共重合体
、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、シリコーン樹脂ポリエステル、ポリウレ
タン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラー
ル、フェノ一ル樹脂、キシレン樹脂、塩素化パラフイン
、パラフインワツクスなどが単独或いは混合して使用さ
れる。

結着樹脂と着色剤（塩基性染料＋酸価５〜１２０の熱可
塑性樹脂）の比率は、一般には結着樹脂１００重量部に
対して５〜１００重量部好ましくは１０〜５０重量部で
ある。

トナーの製造工程としては公知の方法いずれでもよいが
たとえば結着樹脂、着色剤及び必要に応じて荷電制御の
目的で他の添加剤を熔融混練し、これを１〜５０μ程度
に微粉砕することによつて得られる。

以下、本発明をより明確に理解する為に実施例及び比較
例により詳細に説明するが、これはなんら本発明を限定
するものではない。

実施例１キサンチン系塩基性染料（ローダミン６ＧＣＰ１Ｃ．Ｉ
、４５１６０）９重量部と酸価１５〜２０のロジン変性
フエノール樹脂１００重量部を本文中で述べたような方
法で熱処理し、得られた着色剤微粉末５０重量部とポリ
スチレン樹脂（酸価０．１以下）１００重量部とをボー
ルミルで混合粉砕後ロールミルで熔融混練し、冷却後ハ
ンマーミルを用いて粗粉砕し次いでエアージエツト方式
による微粉砕機で微粉砕する。

得られた微粉末を分級して３〜２０μを選択しトナーと
する。

このトナー１０重量部に対しキヤリヤ一鉄粉（商品名Ｅ
Ｆ２ＯＯ／３００、日本鉄粉社製）９０重量部を混合し
現像剤とした。

この現像剤中のトリボ電荷を測定すると、６．８μｃ／
７であつた。

尚トリボ電荷量の測定は、所謂ブローオフ法によつた。
〔詳細には、電子写真学会刊行の要稿集（１９７５、５
）に記載されている。〕又、以下の実施例、比較例に於
ても、この方法によりトリボ電荷量を測定した。

この現像剤を用い乾式普通紙電子写真複写機（商品名、
ＮＰ５ＯＯＯ，キヤノンＫ．Ｋ．製）で複写を行なつた
ところ、カブリのない鮮明なマゼンタ画像が得られた。

又、１万枚の連続複写を行なつたが、複写画像の品位の
低下は見られなかつた。このトナーは常温、常湿下で１
年間の保存後も諸特性の劣化は認められなかつた。実施
例２〜４熱処理着色剤微粉末用の樹脂を各々下表のものに代える
事以外は実施例１と同様にして実施したところ、何れも
カブリの無い鮮明な画像が得られた。

因みにその時のトナーのトリボ電荷量も併記した。

実施例５熱処理着色剤微粉末用樹脂を、天然樹脂変性マレイン酸
樹脂（酸価１１０〜１２０）に代える事以外は実施例１
と同様に実施したところ、やはり鮮明な画像が得られた
が実用上問題にならない程度であるがやや画像濃度が低
かつた。

実施例６熱処理着色剤微粉末用樹脂を固形アルキツド樹脂（酸価
９〜１１）に代える事以外は実施例１と同様に実施した
ところやはり鮮明な画像が得られたが実用上問題になら
ない程度であるがややカブリが認められた。

実施例７〜９塩基性染料を各々下表のものに変える事以外は実施例１
と同様に実施したところ何れもかぶりのない鮮明な画像
が得られた。

因みにその時のトナーのトリボ電荷量も併記した。

実施例１０実施例２で得られた着色剤微粉末１０重量部とエポキシ
樹脂（酸価０．１以下）１００重量部とを実施例１で述
べたような方法でトナーを製造し複写を行つたところか
ぶりのない鮮明な画像が得られた。

因みにトリボ電荷量は、−５．５μｃ／クであつた。実
施例１１実施例１で得られたマゼンタトナーと実施例８で得られ
たシアントナーと実施例９で得られたイエロ−トナーと
の３種のカラートナーを用いて重ね刷りを行つたところ
鮮明なカラー画像が得られた。

比較例１熱処理着色剤微粉末を全く使用しないで単にキサンチン
系塩基性染料ローダミン６ＧＣＰ（ＣＩ４５ｌ６Ｏ）５
重量部とポリスチレン樹脂１００重量部とを実施例１で
述べた方法でトナーを製造し、複写を行つたところカブ
リがひどく鮮明な画像は得られなかつた。

因みにトナーのトリボ電荷量は＋０．２μｃ／７であつ
た。比較例２キサンチン系塩基性染料ローダミン６ＧＣＰ（Ｃｌ４５
ｌ６Ｏ）９重量部と酸価１．０以下の１００％フエノー
ル樹脂１００重量部とを本文中で述べたような方法で熱
処理し、得られた着色剤微粉末５０重量部とポリスチレ
ン樹脂（酸価０．１以下）１００重量部とを実施例１で
述べた方法でトナーを製造し、複写を行つたところやは
りカブリのひどい不鮮明な画像しか得ることができなか
つた。

Claims

【特許請求の範囲】１酸価５〜１２０の樹脂１００重量部に対して、塩基
性染料５〜１００重量部を混合熱処理した着色剤を実質
的に酸価を有しない結着樹脂中に分散したことを特徴と
するカラートナー。２結着樹脂１００重量部に対して着色剤を５〜１００
重量部含有する特許請求の範囲第１項記載のカラートナ
ー。