JPH03161761A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は結着樹脂、着色剤及び電荷制御剤から成るトナ
ーに係り、より詳細には，優れた負電荷制御剤を用いる
ことによって，電荷特性の安定性が高められ，且つ樹脂
と電荷制御剤の組合わせによって、負電荷制御剤の分散
性が良く，光透過性が高められたトナーに関する． （従来の技術） 電子写真法、静電印刷法の分野では、像担持体上に形成
された静電潜像を可視像化する目的でトナーを使用して
いる．このトナーは，樹脂媒質中としては所望の検電性
と結着性を備えた樹脂，例えばスチレン系樹脂，エポキ
シ系樹脂等の各種樹脂が使用され、着色剤としてはカー
ボンブラックや他の有機系又は無機系の着色顔料が使用
されている． また、トナーは静電気的に負に帯電される場合が多く、
結着剤中には一般に負電荷制御剤が含有される．トナー
の電荷ＩＩＩ　ｆａ剤としては，含クロム、鉄或いはコ
バルトの錯塩アゾ染料や含クロムサルチル酸及びアルキ
ルサルチル酸化合物等の金属染料が用いられている．こ
れらの染料は０．５％乃至４％のオーダで使用されてト
ナーに充分な負電荷特性を付与している。

また、最近，マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラッ
クのカラートナーを重ね合わせて画像を形成させるフル
カラー現像が行われている。このようなフルカラー用ト
ナーにおいて、重ね合わせた各トナーが他のトナーの発
色をそこなわないようにするため，トナー成分の着色剤
以外、即ち結着剤及び電荷制御剤等は光透過性に優れて
いることが望まれている． （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の負電荷制御剤は構造的
に複雑で安定性に乏しく，機械的摩擦、熱、光照射等の
条件により分散、変質しやすく、負電荷制御剤としての
電荷特性を失う不具合がある．また、このような電荷制
御剤は結着剤である熱可塑性樹脂中での分散性が悪く、
トナーの帯電性及び光透過性に影響を与える不具合があ
る．また、従来の負電荷制御剤は金属染料が多く有色物
であるため、トナー本来のカラーを出すための調整が難
しく、トナーの色相に影響を与える。

更に、有色物であることが制限となり、トナーに充分な
電荷特性を付与できない場合がある．よって本発明は，
機械的摩擦や勲等による変質がなく、電荷特性の安定で
ばらつきのないトナーを提供することにある． 本発明はまた、カラートナー及びフル力ラートナーとし
て充分に用いることのできるトナーを提供することにあ
る． （問題点を解決するための手段） 本発明によれば、ポリエステルを主成分とする結着剤と
，スルホン酸含有炭化水素一Ｎ−アクリルアミド系単量
体を主成分とする重合体よりなる電荷制御剤と、着色剤
とを含有してなることを特徴とするトナーが提供される
． 本発明によればまた、前記トナーが他のトナーと重ね合
わせて用いられることを特徴とするフルカラー用トナー
が提供される． （作用） 本発明は，ポリエステルを結着剤とし、スルホン酸含有
炭化水素一Ｎ−アクリルアミド系単量体から成る重合体
を負電荷制御剤とすることにより，トナーに安定な電荷
特性を付与し、且つトナーが光透過性にも優れていると
いう知見に基づくものである． スルホン酸含有炭化水素一Ｎ−アクリルアミド系単量体
からなる重合体は、ポリエステルに含有されるが，この
重合体は該単量体の単独重合物であってもよく、また結
着剤などに用いられる一般的な樹脂の単量体との共重合
体であることも望ましい．特に、共重合体としたときに
は，好適な分子量の重合物が得られる．そして，共重合
体の重量平均分子量は２０００乃至１５０００の範囲に
あることが望ましく、スルホン酸含有炭化水素一Ｎ−ア
クリルアミド系単量体と他の添加単量体との共重合比は
．８０／２０乃至９８／２の範囲にあることが望ましい
． スルホン酸含有炭化水素一Ｎ−アクリルアミド系単量体
から成る電荷制御剤は、アゾ染料や金属錯体と違って、
トナー中にあって安定であり、しかも、電荷制御作用部
位であるスルホン酸部位は重合体に組込まれた状態にな
っている．このため、このような単量体を含むトナーは
電荷特性が安定で機械的摩擦や熱等による影響が少ない
．また、スルホン酸含有炭化水素一Ｎ−アクリルアミド
系単量体からなる上記の重合体或いは共重合体は、ポリ
エステル１００重量部に０．５乃至１０重量部、特に１
乃至６重量部の範囲で含有されることが望ましい．スル
ホン酸含有炭化水素一Ｎ−アクリルアミド系単量体から
或る重合体は、通常スチレン系、アクリル系樹脂などの
熱可塑性樹脂に対して相溶性がみられ、結着剤樹脂中で
の分散性が良い．本発明では、これらの樹脂の中からポ
リエステルを選んで使用しており、前記範囲において、
ポリエステルは制御剤を均一に分散させ得ることができ
るものである．電荷制御剤の量が前記範囲より少ないと
、トナーの電荷は充分に制御されず、前記範囲より大き
いと、トナーの帯電性が低下及び強度に問題が生じてく
る．電荷制御剤の結着剤中での均一な分散は、トナーの
帯電性におけるばらつきを解消するものであり、トナー
による現像の際の画像のかぶりやトナー飛散等を防止す
る．また、ポリエステルを結着剤とした場合、ポリエス
テルは帯電性、定着時の溶融粘度特性等に優れ、電冑制
御剤との相溶性が良好であるため、画質のムラを発生す
ることなく、透光性に優れるトナ一定着画像を形成する
ことができる． また、電荷制御剤である重合体は無色であり、変色等を
起こす虞がない．このため，カラートナーに適用するこ
とが好適である．カラートナーの現像色の特定は結着樹
脂中に含有される着色剤によって特定されるが、電荷制
御剤が有色物であれば、その制御剤の色を考慮して配合
量を決定する必要が生じる．このような配合調整は煩雑
さを伴うだけでなく、場合によっては所望の色のトナー
が得られない場合がある．これに対して、重合体が無色
物であれば、着色剤は電荷制御剤の色による影響を受け
ず、トナーの色特性に直接反映させることができる． 更に，複数種のカラートナーの重ね合わせによるフルカ
ラーの画像形成に用いる場合，即ちフルカラートナーと
して用いる場合には、トナーには分光透過特性が要求さ
れる． ポリエステルは前述した如く、帯電性と溶融粘度特性に
優れ、しかも電荷制御剤とポリエステルとの相溶性が高
いために、その光透過性が失われないので、フルカラー
用トナーとして用いると，トナーの付着ムラや、定着ト
ナー表面の凹凸を生じることなく、鮮彩に発色するカラ
ー画像を形成することができる． （発明の好ましい態様） 以下、本発明に係るトナーの好ましい態様を詳述する． 本発明に用いるトナーは、定着用結着剤中に着色剤及び
電荷制御剤或いは更にそれ自体周知のトナー用配合剤を
配合したものである． 駿豆１ 本発明の結着剤にはポリエステルが用いられ、ポリエス
テルはそれ自体公知のものを使用することができる．尚
、その他のポリスチレン系、アクリル系、ポリエーテル
系、ボリアミド系、オレフィン系等を適宜含有させるこ
ともできる．また，現像性、転写性の見知からは、ポリ
エステルの導電率は１．０　Ｘ　１　０−”乃至５．Ｏ
　ｘ　１　０−’｛ｓ／ｃａｌの範囲を満たすことが望
ましい． このような特性を有するポリエステル系樹脂としては、
ポリオールとポリカルボン酸から合成され，ポリ才−ル
としては脂肪族ボリ才−ル、芳香族ポリオール、複素環
系ボリ才一ル等が挙げられ、特に芳香族ポリ才−ルのビ
スフェノール型ボリ才一ルが好ましい．ポリカルボン酸
としては、脂肪族ポリカルボン酸，芳香族ポリカルボン
酸等が挙げられる． より具体的に酸成分としては、テレフタル酸、イソフタ
ル酸，ナフタレンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸
、コハク酸，アジビン酸，セバシン酸、シクロヘキサン
ジカルボン酸等が挙げられ、主にテレフタル酸が用いら
れる． また、ボリオール成分としては、エチレングリコール，
ブロビレングリコール、ジエチレングリコール、ブタン
ジオール，シクロヘキサンジメタノール、ヘキシレング
リコール、トリエチレングリコール、或いはグリセロー
ル、マンニトール、ベンタエリストール、ビスフェノー
ルＡ，　２．２　−ビス（４−オキシプロポキシフェニ
ル）プロパン、２．２−ビス（オキシェトキシフェニル
）ブロバン等を挙げることができる．尚、これらの組み
合わせは、電荷制御剤との相溶性及び透明性を考慮して
適宜に行われる． １五劃 樹脂中に含有させる着色剤としては、この分野で使用さ
れるそれ自体公知の各種染料、顔料が使用される．例え
ば、マゼンタ系着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ビグメントレ
ッド８１，Ｃ．Ｉ．ビグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．
ピグメントレッド５７、Ｃ．！．ソルベントレッド４９
、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベント
レッド５２、Ｃ．Ｉ．ベシック（Ｂａｓｉｃ）レッド１
０、ｃ．ｒ．ディバーズ（Ｄｉｓｐｅｒｓａ）レッド１
５等が挙げられ、シアン系着色剤としては、（：．Ｉ．
ビグメントブル−１５、Ｃ．Ｉ．ビグメントブル−１６
、Ｃ．Ｉ．ソルベントブル−２５、Ｃ．Ｉ．ソルベント
ブル−５５．　Ｃ．Ｉ．ルペントブル−７０、（：．Ｉ
．ダイレクトブルー８６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２
５等が挙げられ，イエロー系着色剤としては、Ｃ．Ｉ．
ビグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ビグメントイエロー
１２．ｃ．Ｉ．ビグメントイエロー１、ｃ．ｒ．ピグメ
ントイエロー９７、ｃ．ｒ．ビグメントイエロー１３８
、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２．Ｃ．Ｉ．ビグメン
トイエロー７３．Ｃ．１．ピグメントイエロー１３．ｃ
．Ｉ．ソルベントイエロー２９．Ｃ．Ｉ．ソルベントイ
エロー１６２．（：．１．ソルベントイエロー９３等が
挙げられ、ブラック系着色剤としては、カーボンブラッ
ク、ランプブラック、アニリンブラック等を挙げること
ができる．これら着色剤と定＠樹脂との混合比は１：ｌ
ＯＯ乃至３０：１００、特に３：ｌ００乃至２０：ｌ０
０重量比で用いられる。

着色剤と定着樹脂の混合比は、ｌ：ｌ００乃至２０：１
００、特に３：ｌ００乃至１０：１００の重量比で用い
られる． 魚ＸＪＦＪ史基剤 負電荷制御剤には、スルホン酸含有炭化水素一Ｎ−アク
リルアミド系単量体からなる重合体が用いられ、この重
合体は該単量体の単独重合物であってもよく、また結着
剤などに用いられる一般的な単量体、例えばスチレン系
、アクリル系、エポキシ系の単量体との共重合体である
ことも望ましい．共重合体としたときには、その重量平
均分子量が２０００乃至１５０００の範囲にあることが
望ましく、スルホン酸含有炭化水素一Ｎ−アクリルアミ
ド系単量体と他の添加単量体との共重合比は、８　０／
２　０乃至９８／２、特に８５／１５乃至９０／１０の
範囲にあることが望ましい．また、スルホン酸含有炭化
水素一Ｎ−アクリルアくド系単量体からなる上記の重合
体或いは共重合体は、ポリエステル１００重■部に０．
５乃至１０重量部、特に１乃至６重量部の範囲で含有さ
れることが望ましい．電荷制御剤としての重合体の量が
前記範囲より少ないと、トナーの電荷は充分に制御され
ず、前記範囲より大きいと、トナーの帯電性が低下及び
強度に問題が生じてくる．スルホン酸含有炭化水素一Ｎ
−アクリルアミド系単量体の炭化水素はアクリルアミド
のＮ元素に結合しているものであり，スルホン酸基を１
以上有するものである．炭化水素は脂肪族及び芳香族で
あっても良い．スルホン酸含有炭化水素一Ｎ−アクリル
アミド系単量体の具体的なものとしては，３−アクリル
アミドー３−メチルブチルスルホン酸、２−アクリルア
ミドー２−メチルプチルスルホン酸，２−アクリルアミ
ドー２−メチルスルホン酸等が挙げられる． また、共重合体に使用される他の単量体としては次のも
のが挙げられる． スチレン系としては、単量体にスチレン，α−メチルス
チレン，ビニルトルエン、α−クロロスチレン．　ｏ　
＋．　　ＩＩ　＋，　　ｐ−クロロスチレン，エチルス
チレン，ジビニルスチレン等が単独または組み合わせて
用いられる． アクリル系としては、例えばエチルアクリレート、メチ
ルメタクリレート、プチルメタクリレート、２−エチル
へキシルメタクリレート，アクリル酸，メタクリル酸等
が単独或いは組み命わせて用いられる． ビニルエーテル系としては、ビニルーｎ−プチルエーテ
ル、ビニルフエニルエーテル、ビニルシクロヘキサシル
エーテル等が用いられる．オレフィン系としては，エチ
レン、プロピレン、ブテンー１、ペンテン−１、メチル
ベンテン−１等が挙げられる． 重合体及び共重合体の重合方法は、低級アルコールを含
む有機溶媒中で、公知の過酸化物開始剤の存在下で行わ
れ，有機溶剤は前記のスルホン酸含有炭化水素一Ｎ−ア
クリルアミド系単量体が充分に分散されるものであれば
よい． Ｌ±： トナーの製造は、上述した組成物を溶融混練し，これを
粒状化することによって行ってもよい．成形に当たって
は、混線組成物を冷却した後，これを粉砕し、分級する
ことによって得られる．得られたトナー粒子の粒径は、
コールターカウンターで洞定した粒径は体積基準メジア
ン径５乃至２０μｍ、特に８乃至１５μｍの範囲にある
のがよく、また粒子形状は溶融混線・粉砕で製造された
不定形のものでも、また，球状のものでもよい．また、
トナーの表面には、疎水性シリカ微粒子をまぶして、そ
の流動性を向上させてもよい。

本発明のトナーは、フエライト、鉄粉等の磁性キャリャ
との組み合わせで、カラー現像用の二成分系磁性現像剤
として主に使用され、オーバーヘッドプロジェクター用
トランスペアレンシーの作成や，その他のカラーコピー
の作成に利用される。特に、複数のトナーを重ねて使用
するフルカラートナーに利用することができる。

（発明の効果） 本発明によれば、ポリエステルを主成分とする結着剤と
、スルホン酸含有炭化水素一Ｎ−アクリルアミド系単量
体を主成分とする重合体よりなる電荷制御剤とでトナー
を形成することにより、トナー中の電荷制御剤が変質し
難くなるので、機械的摩擦や熱等によるトナーの変質を
抑えることができ、且つトナーの電荷特性を安定にする
ことができる．また，電荷制御剤はポリエステルに良く
分敗するので、トナーの電荷量のばらつきが少なくなり
、現像の際のかぶりやトナーの飛散等を少なくすること
ができる．更に、電荷制御剤は無色でポリエステルに相
溶性があり，ポリエステル自身透明性が高いので、トナ
ーは着色剤部分以外は充分な光透過性を有し、カラート
ナー及びフル力ラートナーとして充分に用いることので
きる．（実施例ｌ） 結着樹脂としてポリエステル樹脂ｌＯＯ重量部．着色剤
としてカーボンプラック５重量部，スチレンと２−アク
リルアミドー２−メチルプロパンスルホン酸との共重合
体（組成比＝２０：１、重量平均分子量（Ｍｗ）　　：
　８．０００　）　３重量部の処方で常法により、溶融
混線、冷却、粉砕，分級して平均拉径が１１μｍのトナ
ー粒子を得た．（実施例２） 実施例ｌにおいて着色剤としてｃ．ｒ．ビグメントブル
ー２５を５重量部使用した以外は同様にして平均粒径が
１１μｍのシアン用トナーを得た．（実施例３） 実施例ｌにおいて，スチレンと２−アクリルアミドー２
−メチルブロバンスルホン酸との共重合体（組成比＝２
０：ｌ．重量平均分子量（Ｍｗ）５．０００　）　４重
量部、着色剤としてＣ．　Ｉ．ピグメントレッド１２２
を４重量部とした以外は同様にして平均粒径がｌｌｕｍ
のマゼンタ用トナーを得た． （実廁例４） 実施例２において、着色剤としてＣ．Ｉ．ビグメントイ
エローｌ２を３．５重量部使用した以外は同様にして平
均粒径１１ｕｍのイエロー用トナーを得た． （比較例ｌ） 結着樹脂としてスチレンーアクリル系重合体を用いた以
外は実施例２と同様にして平均粒径１１ｕｍのトナーを
得た． （比較例２） 結着樹脂としてポリエステル樹脂１ｏｏ重量部、Ｃ．！
．ビグメントブル−２５を５重量部、サリチル酸系クロ
ム錯体染料２重量部を使用し、常法によって、平均粒径
が１１μｍのシアン用トナーを得た。

上記トナーを使用して、耐熱試験を行った．その結果を
表−１に示す。

表−１ ＊現像条件 ・感光体の表面電位　　　７００　ｍ ・ハイアス電位４７０〜４９０（ｖ） ・ドラムスリーブ間距離　　０．７問 ・穂切り　　　　　　　　　０．６問 で，レーザービームプリンターＬＰＸ−１　　（三田工
業社製、商品名）改造機を用いて，５万枚の画像形成を
行った． 画像濃度は，デンジトメーターＰＤＡ　（サクラ■、商
品名）を用いて測定し，黒は２．０以上、シアン、マゼ
ンタ、イエローとも１．７〜１．９を適正とした．また
、画像力ブリ、トナー飛散は拡大写真及び実機を目視す
ることにより評価した．耐ブロッキング性については、
６０℃の才−ブン内で、内径が２６．５ｇのガラス製の
円筒シリンダにトナー２０ｇを入れ、トナーの上にｌ　
ＯＯｇの分銅を載せて３０分間放置し、その後、シリン
ダを抜き取って、トナーが崩れるか、崩れないかで評価
した．又透明性に関しては、シアン用トナーに関しては
、６００ｎｍの光の透過率と４９０ｎｍの先の透過率．
マゼンタ用トナーに関しては５５０ｎｍの光の透過率と
４４０ｎｍの光の透過率，イエロー用トナーに関しては
４００ｎｍの光の透過率と６００　ｎｍの光の透過率で
評価した。

実施例のトナーはいずれも５万枚を通じて、画像濃度も
高く，カプリやトナー飛散の発生もない。又、耐プロツ
キング性や透明性にも優れておりカラートナーとして非
常に有益なものであることがわかる。

一方、比較例のトナーは、画像形成初期においては良好
であるものの、５万枚まで進行すると画像力ブリやトナ
ー飛散が顕著になる．また、ブロッキングも起こりやす
く、透明性も低下することがわかる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエステルを主成分とする結着剤と、スルホン
   酸含有炭化水素−Ｎ−アクリルアミド系単量体を主成分
   とする重合体よりなる電荷制御剤と、着色剤とを含有し
   てなることを特徴とするトナー。
2. （２）前記結着剤と電荷制御剤との重量含有比が１００
   ：０．５乃至１００：１０の範囲を満たすことを特徴と
   する請求項第１項記載のトナー。
3. （３）前記請求項第１項のトナーは他のトナーと重ね合
   わせて用いられることを特徴とするフルカラー用トナー
   。