説明

電子写真用カラートナー

【課題】色濁りのない鮮やかな色調を有する高彩度のフルカラー画像が得られ、かつ、優れた色再現性、耐光性、耐熱湿性を有する静電荷像現像用トナーを提供する。
【解決手段】ヒートローラー定着方式を使用した電子写真法に用いられる電子写真用カラートナーにおいて、油溶性染料と700〜1,000nmの波長域に光吸収ピークを有する赤外線吸収剤を含有することを特徴とする電子写真用カラートナー。尚、前記油溶性染料がメチン染料、スクアリリウム染料であること、赤外線吸収剤がジインモニウム態様である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はヒートローラー式定着方法を用いる電子写真用カラートナーに関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真法は種々開示されている通り、一般には光導電物質を含む感光体上に種々の手段により静電荷の電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーで粉像として現像し必要に応じて紙などに該粉像を転写した後、加熱、加圧あるいは溶剤蒸気、光などにより定着するものである。
【0003】
近年、分光された光で露光して原稿の静電潜像を形成せしめ、これを各色のカラートナーで現像して色付きの複写画像を得、あるいは各色の複写画像を重ね合わせてフルカラーの複写画像を得るカラー複写方法が実用化され、これに用いるカラートナーとしてバインダー樹脂中に各色の顔料及び/又は染料を分散せしめて成るイエロー、マゼンタ、シアンな等のカラートナーが製造されている。
【0004】
上述のカラー電子写真法とは、一般に以下の工程により画像を形成するものである。
【0005】
まず、光導電性物質から構成された感光体上に、種々の方法で画像情報に応じた光情報を照射することにより、前記感光体上に静電潜像を形成する。次に、感光体上に形成された前記静電潜像を、帯電されたトナーによりトナー像として現像し、このトナー像を、画像記録媒体(普通紙等や中間転写体等)に転写し、定着させる。そして、この現像工程を各色毎に合計4回(イエロー、マゼンタ、シアン、黒)繰り返し行うことにより、カラー画像が形成される。
【0006】
定着方法には、詳しくは熱定着装置を用いて普通紙上に画像を定着する方法(ヒートローラー方式)とキセノン光光源などの光を照射しトナー中に含有される赤外吸収剤等により光熱変換することで定着するフラッシュ定着方式(特許文献6参照)がある。又、フラッシュ定着方式以外にも赤外吸収剤を含有するトナーにより可視画像とは別に(着色剤を含有しないため)不可視情報を付加データーとして埋め込むことで著作権保護、不正コピー防止や偽造防止を目的とするトナー(特許文献7参照)等、近年カラー電子写真法の普及とその使用分野が広がって来ている。
【0007】
従来から電子写真用トナーに使用される着色剤としては、公知の有機顔料及び染料が使用されているが、それぞれに種々の欠点を有している。例えば有機顔料は染料に比べて一般的に耐熱性や耐光性に優れているが、トナー中において粒子状で分散された状態で存在するため隠蔽力が強くなり透明性が低下する。又、一般に、顔料の分散性は悪いため、透明性が損なわれ、彩度が低下し、画像の色再現性を阻害する。
【0008】
顔料の欠点を解消する方法としては、例えば顔料分散の手法としてフラッシング法を用いることにより、凝集2次粒子のない1次粒子によるサブミクロンオーダーの顔料分散径を達成することにより、透明性を向上させる手段や、顔料粒子を結着樹脂、及び、外殻樹脂で被覆することにより帯電性、定着性、画像均一性を改良する手段(特許文献1参照)が提案されている。しかしながら、これらに提案されているトナーによって出力した場合においても、顔料使用トナーの場合、未だ十分な透明性を得ることは困難である。
【0009】
一方、染料を用いたトナー(特許文献2参照)や染料と顔料を混合したトナー等が公開されているが、一般に、染料を用いたトナー中で、染料はトナーの結着樹脂中に溶解した状態で存在するため、透明性や彩度等が優れているが、耐光性や耐熱性が顔料に比べて大きく劣るという欠点を有している。耐熱性に関しては、染料の分解による濃度の低下の他に、トナー像を熱ローラーによって定着させる場合に、染料が昇華して機内汚染を生じ易く、かつ定着時に用いられるシリコンオイルに染料が溶解し、最終的には加熱ロールに融着しオフセット現象を引き起こすという問題があった。染料のこれらの欠点を解消するような提案として、例えばマゼンタトナーとしてある特定のアントラキノン系染料やキレート染料を用いることにより耐光性や昇華性と色再現性を両立させる手段(特許文献3参照)や、ポリマー樹脂とカラー染料を含むコアをポリマーで被覆するカプセル封入トナーが(特許文献4参照)、又、彩度の高いトナーとしては、例えばスクアリリウム染料を用いたトナー(特許文献5参照)等が提案されているが、これらのスクアリリウム染料は、保存安定性(特に熱安定性)において未だ満足できるものではなかった。
【0010】
又、これらに提案されているトナーによって出力した場合においても染料使用トナーの場合、未だ十分な耐熱性(昇華性)、耐光性を得ることは困難であり、これらの諸条件を満足するトナーの開発が望まれている。
【特許文献1】特開平11−160914号公報
【特許文献2】特開平5−11504号公報
【特許文献3】特許第3567403号公報
【特許文献4】特開平5−72792号公報
【特許文献5】特開2000−345059号公報
【特許文献6】特開2005−99419号公報
【特許文献7】特開2005−227370号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は上述した問題を解決するために為されたものであり、その目的は、透明性、色再現性、耐光性の何れにも優れた電子写真用カラートナー(以下、カラートナーあるいは単にトナーとも記す)を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の電子写真用カラートナーは、熱可塑性樹脂(以下、結着樹脂とも言う)中に特定の構造を有する油溶性染料及び赤外吸収剤から成る着色微粒子を分散させることを特徴とする。即ち、本発明の上記目的は以下の手段によって達成される。
1.
ヒートローラー定着方式を使用した電子写真法に用いられる電子写真用カラートナーにおいて、油溶性染料と700〜1,000nmの波長域に光吸収ピークを有する赤外線吸収剤を含有することを特徴とする電子写真用カラートナー。
2.
前記油溶性染料がメチン染料、スクアリリウム染料であることを特徴とする前記1項に記載の電子写真用カラートナー。
3.
前記油溶性染料が下記一般式(1)〜(4)のいずれかで表されることを特徴とする前記1項に記載の電子写真用カラートナー。
【0013】
【化1】

【0014】
〔式中、Q1及びQ2は5又は6員の含窒素複素環を形成するために必要な原子団を表し、更に縮環しても置換基を有してもよい。L1〜L10は各々、置換又は無置換のメチン基を表し、R1及びR2は各々、置換基を表す。m1、m2、n1及びn2は、各々0又は1を表す。〕
【0015】
【化2】

【0016】
〔式中、R11、R12、R19及びR20は各々、置換基を表し、R13及びR14は各々、水素原子又は置換基を表す。R15は=N+(R16)R17又は=O+18を表し、R16、R17及びR18は各々、水素原子又は置換基を表す。p1及びp2は、各々0〜3の整数を表す。p1又はp2が2又は3である場合、複数のR11又はR12は同じでも異なってもよい。〕
【0017】
【化3】

【0018】
〔式中、R21及びR23は各々、水素原子又は置換基を表し、R22は−N(R24)R25又は−OR26を表し、A21及びA22は各々−C(R27)=又は−N=を表し、X21は5又は6員の芳香族環又は複素環を形成するために必要な原子団を表し、Z21は窒素原子を少なくとも一つ含む5又は6員の複素環を形成するために必要な原子団を表し、置換基を有してもよく、更に縮環を形成してもよい。R24〜R27は各々、水素原子又は置換基を表す。qは0〜3の整数を表し、qが2以上の時、複数のR21は同じでも異なってもよい。L21は単結合又は2価の連結基を表し、L22、L23及びL24は置換基を有してもよいメチン基を表し、n21は0又は1を表す。〕
【0019】
【化4】

【0020】
〔式中、R31及びR33は各々、水素原子又は置換基を表し、Z31は窒素原子を少なくとも一つ含む5又は6員の複素環を形成するために必要な原子団を表し、置換基を有してもよく、更に縮環を形成してもよく、Q31は5員又は6員の含窒素複素環を形成するために必要な原子団を表し、更に縮環しても置換基を有してもよい。L31、L32、L34及びL35は各々、置換基を有していてもよいメチン基を表し、L33は単結合又は2価の連結基を表し、R32は置換基を表す。n31は1又は2を表し、n32は0又は1を表す。rは0〜2の整数を表し、rが2である時、複数のR31は同じでも異なってもよい。〕
4.
前記赤外線吸収剤が下記一般式(5)で表されることを特徴とする前記1、2又は3項に記載の電子写真用カラートナー。
【0021】
【化5】

【0022】
〔式中、R51、R52、R61、R62、R71、R72、R81及びR82は各々、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表し、R40、R53、R63、R73及びR83は各々、置換基を表し、n40、n41、n42、n43及びn44は各々0〜4の整数を表し、n45は1又は2を表す。Xは1又は2価の陰イオンを表し、Xの価数とn45の積は2となる。〕
5.
前記電子写真用カラートナーが重合トナーであることを特徴とする前記1〜4項のいずれか1項に記載の電子写真用カラートナー。
6.
前記油溶性染料が600〜700nmの波長域に光吸収ピークを有することを特徴とする前記1〜5項のいずれか1項に記載の電子写真用カラートナー。
【発明の効果】
【0023】
本発明により、透明性、色再現性、耐光性の何れにも優れた電子写真用カラートナーを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、本発明をより詳細に説明する。まず、本発明のカラートナーを構成する素材について説明する。
【0025】
〈一般式(1)で表される化合物〉
一般式(1)において、Q1及びQ2は5員又は6員の含窒素複素環を形成するために必要な原子団を表し、縮環しても置換基を有してもよい。L1〜L10は各々、無置換又は置換のメチン基を表し、R1及びR2は各々、置換基を表す。m1、m2、n1及びn2は各々、0又は1を表す。
【0026】
1及びQ2で形成される複素環の好ましい例としては、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾセレナゾール、ベンゾテルラゾール、2−キノリン、4−キノリン、ベンゾイミダゾール、チアゾリン、インドレニン、オキサジアゾール、チアゾール、イミダゾール核など、又、縮環としては、ベンゼン環の他にも、ピリジン環、チオフェン環などが挙げられるが、更に好ましくはベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾセレナゾール、2−(又は4−)キノリン、インドレニン核であり、特に好ましくはベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、2−(又は4−)キノリン、インドレニン核である。
【0027】
これら環上の置換基としては、カルボキシル基、ホスホノ基、スルホ基、ハロゲン原子(弗素、塩素、臭素、沃素)、シアノ基、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ、i−プロポキシ、メトキシエトキシ等)、アリールオキシ基(フェノキシ等)、アルキル基(メチル、エチル、t−ブチル、シクロプロピル、シクロへキシル、トリフルオロメチル、メトキシエチル、アリル、ベンジル等)、アルキルチオ基(メチルチオ、エチルチオ等)、アルケニル基(ビニル、1−プロペニル等)、アリール基(フェニル、チエニル、トルイル、クロロフェニル等)等が挙げられるが、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基であり、水素原子も好ましい。
【0028】
1〜L10は各々、置換基を有してもよいメチン基を表すが、該置換基としては、置換又は無置換のアルキル基(好ましくは炭素原子数1〜12、更に好ましくは1〜7の、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、シクロプロピル、ブチル、2−カルボキシエチル、ベンジル等)、置換又は無置換のアリール基(好ましくは炭素原子数6〜10、更に好ましくは6〜8の、フェニル、トルイル、クロロフェニル、o−カルボキシフェニル等)、複素環基(ピリジル、チエニル、フラニル、ピリジル、バルビツール酸等)、ハロゲン原子(塩素、臭素等)、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ等)、アミノ基(好ましくは炭素原子数1〜12、更に好ましくは6〜12の、ジフェニルアミノ、メチルフェニルアミノ、4−アセチルピペラジン−1−イル等)、オキソ基などが挙げられる。これらメチン基上の置換基は、互いに連結してシクロペンテン、シクロヘキセン、スクアリリウム環などの環を形成してもよく、又は助色団と環を形成することもできる。好ましくはアルキル基、ハロゲン原子であるが、無置換のメチン基が特に好ましい。
【0029】
1及びR2で表される置換基として好ましくは、それぞれ置換基を有してもよい芳香族基又は脂肪族基であり、芳香族基の炭素原子数は好ましくは1〜16、更に好ましくは5又は6である。脂肪族基の炭素原子数は好ましくは1〜18、更に好ましくは4〜18であるが、R1及びR2の炭素数の総和が17以上であることがより好ましい。無置換の脂肪族基及び芳香族基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、オクチル、デシル、i−ヘキサデシル、フェニル、ナフチル等の各基が挙げられる。
【0030】
1及びQ2が有してもよい置換基としては、置換可能なものであれば特に限定はないが、アルキル基(メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、トリフルオロメチル等)、シクロアルキル基(シクロペンチル、シクロヘキシル等)、アルケニル基(ビニル、アリル等)、アルキニル基(エチニル、プロパルギル等)、アリール基(フェニル、ナフチル等)、複素環基(フリル、チエニル、ピリジル、ピリダジル、ピリミジル、ピラジル、トリアジル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、キナゾリル、フタラジル、ピロリジル、イミダゾリジル、モルホリル、オキサゾリジル等)、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、オクチルオキシ、ドデシルオキシ等)、シクロアルコキシ基(シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ等)、アリールオキシ基(フェノキシ、ナフチルオキシ等)、アルキルチオ基(メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ペンチルチオ、ヘキシルチオ、オクチルチオ、ドデシルチオ等)、シクロアルキルチオ基(シクロペンチルチオ、シクロヘキシルチオ等)、アリールチオ基(フェニルチオ、ナフチルチオ等)、アルコキシカルボニル基(メチルオキシカルボニル、エチルオキシカルボニル、ブチルオキシカルボニル、オクチルオキシカルボニル、ドデシルオキシカルボニル等)、アリールオキシカルボニル基(フェニルオキシカルボニル、ナフチルオキシカルボニル等)、スルファモイル基(アミノスルホニル、メチルアミノスルホニル、ジメチルアミノスルホニル、ブチルアミノスルホニル、ヘキシルアミノスルホニル、シクロヘキシルアミノスルホニル、オクチルアミノスルホニル、ドデシルアミノスルホニル、フェニルアミノスルホニル、ナフチルアミノスルホニル、2−ピリジルアミノスルホニル等)、アシル基(アセチル、エチルカルボニル、プロピルカルボニル、ペンチルカルボニル、シクロヘキシルカルボニル、オクチルカルボニル、2−エチルヘキシルカルボニル、ドデシルカルボニル、フェニルカルボニル、ナフチルカルボニル、ピリジルカルボニル等)、アシルオキシ基(アセチルオキシ、エチルカルボニルオキシ、ブチルカルボニルオキシ、オクチルカルボニルオキシ、ドデシルカルボニルオキシ、フェニルカルボニルオキシ等)、アミド基(メチルカルボニルアミノ、エチルカルボニルアミノ、ジメチルカルボニルアミノ、プロピルカルボニルアミノ、ペンチルカルボニルアミノ、シクロヘキシルカルボニルアミノ、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ、オクチルカルボニルアミノ、ドデシルカルボニルアミノ、フェニルカルボニルアミノ、ナフチルカルボニルアミノ等)、カルバモイル基(アミノカルボニル、メチルアミノカルボニル、ジメチルアミノカルボニル、プロピルアミノカルボニル、ペンチルアミノカルボニル、シクロヘキシルアミノカルボニル、オクチルアミノカルボニル、2−エチルヘキシルアミノカルボニル、ドデシルアミノカルボニル、フェニルアミノカルボニル、ナフチルアミノカルボニル、2−ピリジルアミノカルボニル等)、ウレイド基(メチルウレイド、エチルウレイド、ペンチルウレイド、シクロヘキシルウレイド、オクチルウレイド、ドデシルウレイド、フェニルウレイド、ナフチルウレイド、2−ピリジルアミノウレイド等)、スルフィニル基(メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、ブチルスルフィニル、シクロヘキシルスルフィニル、2−エチルヘキシルスルフィニル、ドデシルスルフィニル、フェニルスルフィニル、ナフチルスルフィニル、2−ピリジルスルフィニル等)、アルキルスルホニル基(メチルスルホニル、エチルスルホニル、ブチルスルホニル、シクロヘキシルスルホニル、2−エチルヘキシルスルホニル、ドデシルスルホニル等)、アリールスルホニル基(フェニルスルホニル、ナフチルスルホニル、2−ピリジルスルホニル等)、アミノ基(アミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ、ブチルアミノ、シクロペンチルアミノ、2−エチルヘキシルアミノ、ドデシルアミノ、アニリノ、ナフチルアミノ、2−ピリジルアミノ等)、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子(弗素、塩素、臭素等)等が挙げられる。又、これらは更に同様の置換基によって置換されてもよい。
【0031】
これらの中で好ましくはアルキル基、アリール基、複素環基、アルコキシ基、スルファモイル基、ウレイド基、アミノ基、アミド基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられるが、更に好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、カルバモイル基、シアノ基、アミド基、ハロゲン原子である。
【0032】
m1、m2、n1及びn2は各々、0又は1を表すが、m1及びn1は合成上の容易性から0であることが好ましく、m2及びn2は色素の吸収波形の点から0であることが好ましいが、吸収波長の調整の点からはその限りではない。
【0033】
〈一般式(2)で表される化合物〉
一般式(2)において、R11、R12、R19及びR20は各々、置換基を表し、R13及びR14は各々、水素原子又は置換基を表す。R15は=N+(R16)R17又は=O+18を表し、R16、R17及びR18は各々、水素原子又は置換基を表す。p1及びp2は、各々0〜3の整数を表す。p1又はp2が2又は3である場合、複数のR11又はR12は同じでも異なってもよい。
【0034】
19及びR20で表される置換基としては、置換可能であれば特に限定されないが、一般式(1)におけるQ1、Q2が有してもよい置換基と同義である。
【0035】
上記の置換基の中でも、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、アルキルスルホニル基、ヒドロキシル基等が好ましく、より好ましくはヒドロキシル基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基である。このR19、R20は同一でも異なってもよい。p1及びp2は各々0〜3の整数を表し、2以上の場合、複数のR11、R12は各々、同じでも異なってもよい。又、p1とp2は同じでも異なってもよい。p1、p2は各々0又は1が好ましい。
【0036】
13、R14が表す置換基としては、アルキル基、アリール基、複素環基、アシル基、スルホニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基等が挙げられ、更に前述のR11、R12で挙げられる置換基と同様の置換基を有してもよい。又、R13とR14は同一でも異なってもよい。R13、R14として好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基、アシル基、スルホニル基であり、より好ましくはアルキル基、アリール基である。
【0037】
15は=N+(R16)R17又は=O+18を表すが、ここでR16〜R18は各々、水素原子又は置換基を表す。
【0038】
16、R17は、それぞれR13、R14と同義であり、好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アシル基、スルホニル基であり、より好ましくはアルキル基、アリール基である。R13、R14の組合せとR16、R17の組合せは同一でも異なってもよい。
【0039】
18で表される置換基としては、アルキル基、カルボニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルカルボニルアミノ基、アリールカルボニルアミノ基等が挙げられ、これらは更に前述のR11、R12で挙げた置換基と同様の基が置換してもよい。R18として好ましくは水素原子又はアルキル基であり、更に好ましくは水素原子である。
【0040】
13〜R15は前記一般式(1)におけるR3〜R5と同義である。
【0041】
〈一般式(3)で表される化合物〉
一般式(3)において、R21及びR23は各々、水素原子又は置換基を表し、R22はーN(R24)R25又はーOR26を表し、A21及びA22は各々ーC(R27)=又はーN=を表し、X21は5又は6員の芳香族環又は複素環を形成するために必要な原子団を表し、Z21は窒素原子を少なくとも一つ含む5又は6員の複素環を形成するために必要な原子団を表し、置換基を有してもよく、更に縮環を形成してもよい。R24〜R27は各々、水素原子又は置換基を表す。qは0〜3の整数を表し、qが2以上の時、複数のR21は同じでも異なってもよい。L21は単結合又は2価の連結基を表し、L22、L23及びL24は各々、置換基を有してもよいメチン基を表し、n21は0又は1を表す。
【0042】
21及びR23で表される置換基としては、置換可能なものであれば特に限定はく、前記一般式(1)における置換基R1と同義である。R21として好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、複素環基、アルコキシ基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基、アミド基などが挙げられるが、更に好ましくはアルキル基、アリール基、複素環基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基である。R23として好ましくはアルキル基、アリール基、複素環基、アルコキシ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基などが挙げられるが、更に好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アシルアミノ基である。
【0043】
22で表されるーN(R24)R25又はーOR26において、好ましくはε(モル吸光係数)の観点からーN(R24)R25であるが、波長調整の観点からはーOR26も好ましい。R24〜R26は水素原子又は置換基を表し、置換基としてはR21と同様のものが挙げられるが、好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、複素環基、アシル基、アルキルスルホニル基が挙げられ、更に好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アシル基が挙げられる。
【0044】
21及びA22は各々、−C(R27)=又はーN=を表すが、好ましくは−C(R27)=である。又、R27は水素原子又は置換基であり、置換基としてはR21と同義である。好ましくは水素原子、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基などが挙げられるが、最も好ましくは水素原子である。
【0045】
21で表される5又は6員の芳香族環又は複素環としては、ベンゼン、ナフタレン、ピリジン、ピラジン、フラン、チオフェン、イミダゾール、チアゾール環等が挙げられるが、好ましくはベンゼン、ピリジン、チオフェン環である。
【0046】
21で表される窒素原子を少なくとも一つ含む5又は6員の複素環としては、ピリジン、ピリミジン、キノリン、ピラゾール、イミダゾール、ピロール、ピラゾリジン環(ピラゾリジン−3,5−ジオン等)等から導かれる環が挙げられ、置換基を有してもよく、更に縮環を形成してもよく、好ましくは以下の(a)〜(f)で表される構造が挙げられる。
【0047】
【化6】

【0048】
〈(a)及び(b)で表される構造〉
31、R32、R41及びR42で表される置換基としては上記一般式(3)においてR21で表される基と同義であるが、R31及びR41は各々、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、複素環基、アシルアミノ基、アルキルスルホニルアミノ基、アリールスルホニルアミノ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、カルバモイル基、カルボキシル基又はアルコキシカルボニル基であり、好ましくはアルキル基、カルボキシル基、アルコキシル基、カルバモイル基が挙げられるが、更に好ましくはアルキル基(特にメチル、t−ブチル、トリフルオロメチル)、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基である。
【0049】
32及びR42は上記一般式(3)においてR23で表される基と同義であり、好ましい基についても同様である。
【0050】
31及びL41で表される炭素原子数1又は2の連結基又は環構造の一部は、上記一般式(3)においてL21で表される基と同義であり、好ましい基についても同様である。
【0051】
〈(c)及び(d)で表される構造〉
51、R52、R53、R61及びR62で表される置換基としては上記一般式(3)においてR21で表される基と同義であるが、R51は水素原子、アルキル基、アリール基、複素環基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、シアノ基、スルファモイル基、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基であることが好ましく、更に好ましくはアリール基、複素環基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基、シアノ基である。
【0052】
52としては水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基等が好ましく、更に好ましくは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アシルアミノ基が挙げられる。
【0053】
61としては水素原子、アルキル基、アリール基、複素環基、アシルアミノ基、アルキルスルホニルアミノ基、アリールスルホニルアミノ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシル基、アリールオキシ基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基又はカルバモイル基等が好ましく、更に好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、複素環基、アシルアミノ基、アルコキシ基が挙げられる。
【0054】
53及びR62は各々、上記一般式(3)においてR21で表される基と同義であり、好ましい基についても同様である。
【0055】
51及びL61は各々、炭素数1又は2の連結基又は環構造の一部を表すが、上記一般式(3)においてL21で表される基と同義であり、好ましい基についても同様である。
【0056】
〈(e)及び(f)で表される構造〉
71、R72、R73、R81、R82及びR83で表される置換基としては、上記一般式(3)においてR21で表される基と同義であるが、R71及びR72としては水素原子、アルキル基、アリール基、複素環基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルボキシル基、シアノ基、スルファモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基又はニトロ基が好ましく、更に好ましくはアルコキシカルボニル基、シアノ基である。
【0057】
81は水素原子、アルキル基、アリール基、複素環基、アシルアミノ基、アルキルスルホニルアミノ基、アリールスルホニルアミノ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシル基、アリールオキシ基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基又はカルバモイル基が好ましく、更に好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アシル基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基が挙げられる。
【0058】
82は上記一般式(3)においてR31で表される基と同義であり、好ましい基についても同様である。
【0059】
73及びR83は上記一般式(3)においてR23で表される基と同義であり、好ましい基についても同義である。
【0060】
71及びL81で表される炭素原子数1又は2の連結基又は環構造の一部は、上記一般式(3)においてL21で表される基と同義であり、好ましい基についても同義である。
【0061】
一般式(3)において、R23はキレート可能な基あるいはキレート化可能な基によって置換された基(置換又は無置換のメチレン基、エチレン基、エチン基又は芳香族基、複素環基)であることも好ましい。キレート可能な基とは、非共有電子対を有する原子を含有する置換基を表し、具体的には複素環基、ヒドロキシル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルコキシ基、複素環オキシ基、カルボニルオキシ基、ウレタン基、スルホニルオキシ基、アミノ基、イミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アシルアミノ基、ウレイド基、スルホニル基、スルファモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、及び複素環チオ基等が挙げられる。好ましい置換基としては、ヒドロキシル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルコキシ基、カルボニルオキシ基、ウレタン基、スルホニルオキシ基、アミノ基、イミノ基、スルホニルアミノ基、アシルアミノ基、ウレイド基、アルキルチオ基、アリールチオ基が挙げられ、更に好ましい置換基としてはヒドロキシル基、カルボニル基、カルバモイル基、アルコキシ基、スルホニルアミノ基、アシルアミノ基等が挙げられる。
【0062】
21は単結合又は2価の連結基を、L22、L23及びL24は置換基を有してもよいメチン基を表すが、該メチン基は一般式(1)におけるL1〜L10と同義であり、有してもよい置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子であるが、無置換のメチン基がより好ましい。
【0063】
〈一般式(4)で表される化合物〉
一般式(4)において、R31及びR33は各々、水素原子又は置換基を表し、Z31は窒素原子を少なくとも一つ含む5又は6員の複素環を形成するために必要な原子団を表し、置換基を有してもよく、更に縮環を形成してもよく、Q31は5員又は6員の含窒素複素環を形成するために必要な原子団を表し、更に縮環しても置換基を有してもよい。L31、L32、L34及びL35は各々、置換基を有していてもよいメチン基を表し、L33は単結合又は2価の連結基を表し、R32は置換基を表す。n31は1又は2を表し、n32は0又は1を表す。rは0〜2の整数を表し、rが2である時、複数のR31は同じでも異なってもよい。
【0064】
31及びR33で表される置換基としては、置換可能なものであれば特に限定はなく、前記一般式(1)における置換基と同義である。R31は一般式(3)におけるR21と同義であり、好ましい置換基についても同様である。R33は一般式(3)におけるR23と同義であり、好ましい置換基についても同様である。
【0065】
31で表される窒素原子を少なくとも一つ含む5又は6員の複素環としては、一般式(3)におけるZ21の場合と同様であり、好ましくは一般式(a)〜(f)で表される構造が挙げられる。
【0066】
31、L32、L34及びL35は一般式(1)におけるL1〜L8と同義であり、有してもよい置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子が好ましいが、無置換のメチン基がより好ましい。L33は一般式(3)におけるL21と同義である。
【0067】
31は一般式(1)におけるQ1と同義であり、好ましくはベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾセレナゾール、2−(又は4−)キノリン、インドレニン核であり、特に好ましくはベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、2−(又は4−)キノリン、インドレニン核である。
【0068】
32は一般式(1)におけるR1と同義であり、置換基として好ましくは、それぞれ置換基を有してもよい芳香族基又は脂肪族基であり、芳香族基の炭素原子数は好ましくは1〜16、更に好ましくは5又は6である。脂肪族基の炭素原子数は好ましくは1〜18、更に好ましくは4〜18である。無置換の脂肪族基及び芳香族基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、オクチル、デシル、i−ヘキサデシル、フェニル、ナフチル等の各基が挙げられる。
【0069】
以下に一般式(1)〜(4)で表される染料の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。これら具体例において、互変異体が存在する場合、1種類の記述方法のみで記載するが、その互変異体に限定されず、又、複数の互変異体の混合物も含まれる。
【0070】
【化7】

【0071】
【化8】

【0072】
【化9】

【0073】
【化10】

【0074】
【化11】

【0075】
【化12】

【0076】
【化13】

【0077】
【化14】

【0078】
【化15】

【0079】
【化16】

【0080】
【化17】

【0081】
【化18】

【0082】
【化19】

【0083】
【化20】

【0084】
〈一般式(5)で表される化合物〉
51、R52、R61、R62、R71、R72、R81及びR82は各々、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表すが、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基であり、より好ましくは水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基、炭素原子数2〜20のアルキニル基及び炭素原子数6〜20のアリール基である。更に好ましくは炭素原子数1〜10のアルキル基、炭素原子数2〜10のアルケニル基及び炭素原子数6〜10のアリール基であり、特に好ましくは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数6〜8のアリール基であり、最も好ましくは炭素原子数2〜6のアルキル基である。R51、R52、R61、R62、R71、R72、R81及びR82は全て同じであることが好ましい。
【0085】
40、R53、R63、R73及びR83は各々、置換基を表すが、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル又はアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル又はアリールスルフィニル基、アルキル又はアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基である。より好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、イミド基、シリル基であり、更に好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、アミノ基であり、特に好ましくはアルキル基である。又、R40、R53、R63、R73及びR83の全てが同一であることも好ましい。
n40、n41、n42、n43及びn44は0〜4を表すが、好ましくは0〜3であり、より好ましくは0〜2であり、更に好ましくは0又は1であり、最も好ましくは0である。
【0086】
Xは1価又は2価の陰イオン、n45は1又は2を表すが、Xの価数とn45の積は2となる。Xとして好ましくは過塩素酸イオン、カルボン酸イオン、スルホン酸イオン、ヘキサフルオロ燐酸イオン、テトラフルオロ硼酸イオン又はヘキサフルオロアンチモン酸イオンであり、より好ましくは過塩素酸イオン、スルホン酸イオン、ヘキサフルオロ燐酸イオン、テトラフルオロ硼酸イオン又はヘキサフルオロアンチモン酸イオンであり、更に好ましくはスルホン酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン又はヘキサフルオロアンチモン酸イオンであり、特に好ましくはヘキサフルオロ燐酸イオン、テトラフルオロ硼酸イオン又はヘキサフルオロアンチモン酸イオンである。
【0087】
これらのジイモニウム色素を製造するには、対応するフェニレンジアミン化合物をCu2+で酸化する方法(特公昭59−40825号、特開昭63−51462号)、Fe3+で酸化する方法(特開平2−311447号、特開平11−315054号)、固体触媒による酸化反応を利用する方法(特開平5−98243号)、ペルオキソ2硫酸塩で酸化する方法(特開2003−55643号)、ヘキサフルオロアンチモン酸銀による酸化(ジャーナル・オブ・ディスパージョン・サイエンス・アンド・テクノロジー,23,555頁(2002年))及び電気的酸化(特開昭61−246391号)等の方法が知られており、これらに記載の方法、又はこれらに準じた方法で容易に合成できる。
【0088】
以下に一般式(5)で表される赤外線吸収剤の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【0089】
【化21】

【0090】
【化22】

【0091】
【化23】

【0092】
【化24】

【0093】
【化25】

【0094】
【化26】

【0095】
【化27】

【0096】
【化28】

【0097】
【化29】

【0098】
本発明に係るトナーにおいて、一般式(5)で表される赤外線吸収剤の添加量については特に制限はないが、色素に対して10〜200質量%の範囲が好ましく、50〜150質量%がより好ましい。
【0099】
本発明に係るトナーは、上述した着色剤及び赤外線吸収剤を用いることにより、従来のトナー画像や印刷インクを用いた画像よりも広く安定した色再現性を発現することが可能になり、画像保存性(耐光性、耐熱湿性)についても改善された。特に、近年ではコンピュータ画面に表示した画像をプリントアウトするケースが多いが、従来のカラー印刷の色域はコンピュータのディスプレイの色域より遙かに狭かったため、ディスプレイ上の画像とプリント出力したものとの色合いに大きな差が表れた。
【0100】
しかしながら、本発明のトナーを用いることにより、従来よりもコンピュータのディスプレイの色域に近いプリント画像が得られる。この様に、本発明のトナーは、プリント画像における色域の拡大に大きく貢献するものと言える。
【0101】
〈併用色素〉
本発明に係る一般式(1)〜(4)で表される油溶性染料は、単独で用いても他の色素と併用してもよく、共に用いられる染料としては一般に知られている染料を用いることができる。好ましい形態の一つとしては、併用色素が油溶性染料であることが挙げられる。
【0102】
油溶性染料は、通常、カルボン酸やスルホン酸等の水溶性基を有さない、有機溶剤に可溶で水に不溶な染料であるが、水溶性染料を長鎖の塩基と造塩することにより油溶性を示す染料も含まれる。例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料と長鎖アミンとの造塩染料が知られている。
【0103】
以下に限定されるものではないが、オリエント化学工業社製のValifast Yellow 4120,3150,3108,2310N,1101;Valifast Red 3320,3304,1306;Valifast Blue 2610,2606,1603;Oil Yellow GG−S,3G,129,107,105;Oil Scarlet 308;Oil Red RR,OG,5B;Oil Pink 312;Oil Blue BOS,613,2N;Oil Black BY,BS,860,5970,5906,5905;日本化薬社製のKayaset Yellow SF−G,K−CL,GN,A−G,2G;Kayaset Red SF−4G,K−BL、A−BR;Kayaset Magenta 312;Kayaset Blue K−FL;有本化学工業社製のFS Yellow 1015;FS Magenta 1404;FS Cyan 1522;FS Blue 1504;C.I.Solvent Yellow 88,83,82,79,56,29,19,16,14,04,03,02,01;C.I.Solvent Red 84:1,84,218,132,73,72,51,43,27,24,18,01;C.I.Solvent Blue 70,67,44,40,35,11,02,01;C.I.Solvent Black 43,70,34,29,27,22,7、3;C.I.Solvent Violet 3;C.I.Solvent Green 3及び7;Plast Yellow DY352;Plast Red 8375;三井化学社製MS Yellw HD−180;MS Red G;MS Msgenta HM−1450H;MS Blue HM−1384;住友化学社製ES Red 3001,3002,3003;TS Red 305;ES Yellow 1001,1002;TS Yellow 118;ES Orange 2001;ES Blue 6001;TS Turq Blue 618;Bayer社製MACROLEX Yellow 6G;Ceres Blue;GNNEOPAN Yellow O75;Ceres Blue GN;MACROLEX Red Violet R等が挙げられる。
【0104】
油溶性染料として分散染料を用いることができ、以下に限定されるものではないが、例えば、C.I.ディスパーズイエロー5、42、54、64、79、82、83、93、99、100、119、122、124、126、160、184:1、186、198、199、204、224及び237;C.I.ディスパーズオレンジ13、29、31:1、33、49、54、55、66、73、118、119及び163;C.I.ディスパーズレッド54、60、72、73、86、88、91、92、93、111、126、127、134、135、143、145、152、153、154、159、164、167:1、177、181、204、206、207、221、239、240、258、277、278、283、311、323、343、348、356及び362;C.I.ディスパーズバイオレット33;C.I.ディスパーズブルー56、60、73、87、113、128、143、148、154、158、165、165:1、165:2、176、183、185、197、198、201、214、224、225、257、266、267、287、354、358、365及び368並びにC.I.ディスパーズグリーン6:1及び9等が挙げられる。
【0105】
その他、油溶性染料として、フェノール、ナフトール類、ピラゾロン、ピラゾロトリアゾールなどの環状メチレン化合物、開鎖メチレン化合物などのカプラーから誘導されるアゾメチン色素、インドアニリン色素なども好ましく用いられる。
【0106】
本発明のトナーは、着色剤の含有量が樹脂に対して2〜20質量%の範囲が好ましく、着色剤が3〜15質量%含有されることで、より十分な濃度が得られ、樹脂による着色剤の保護能力を発現することができる。
【0107】
又、着色剤の保存性を向上させるために、画像安定化剤として例えば特開平8−29934号の10〜13頁に記載及び引用されている化合物を添加してもよく、市販されているフェノール系、アミン系、硫黄系、燐系の化合物なども挙げられる。同様の目的で、紫外線吸収剤として例えば有機系もしくは無機系の紫外線吸収剤を添加してもよい。
【0108】
有機系紫外線吸収剤としては、2−(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系化合物、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、フェニルサルシレート、4−t−ブチルフェニルサルシレート、2,5−t−ブチル−4−ヒドロキシ安息香酸ヘキサデシルエステル、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシベンゾーエート等のヒドロキシベンゾエート系化合物等を挙げられる。
【0109】
無機系紫外線吸収剤としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化鉄、硫酸バリウム等を挙げることが出来るが、有機系紫外線吸収剤の方が好ましく、紫外線吸収剤としては、50%透過率での波長が350〜420nmであることが好ましく、より好ましくは360〜400nmであり、この範囲にあることで、紫外線遮断能も十分で、着色も少ない効果を発現する。添加量については特に制限はないが、色素に対して10〜200質量%の範囲が好ましく、50〜150質量%がより好ましい。
【0110】
次に、本発明に係るトナーの粒径等について説明する。
【0111】
本発明のトナーは、体積基準におけるメディアン径(D50v)を3〜8μmとすることが好ましい。体積基準メディアン径を上記範囲とすることにより、例えば1,200dpi(dpiは1インチ即ち2.54cm当たりのドット数)レベルの非常に微小なドット画像を忠実に再現することも可能である。
【0112】
トナーは、写真画像の色再現を忠実に行える様にすることが課題の一つであるが、体積基準メディアン径を上記範囲の小径レベルのものにすることにより、写真画像を構成するドット画像が微小化され印刷画像と同等以上の高精細写真画像が得られる。特に、オンデマンド印刷と呼ばれる数百部から数千部レベルでプリント注文を受ける印刷分野では、高精細な写真画像の入った高画質プリントを迅速にユーザへ納品できる。
【0113】
尚、トナーの体積基準メディアン径は、マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。測定手順としては、トナー0.02gを、界面活性剤溶液(トナーの分散を目的として、界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)20mlで馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー分散液を作製する。このトナー分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定濃度5〜10%になる迄ピペットにて注入し、測定機カウントを2,500個に設定して測定する。尚、マルチサイザー3のアパチャ−径は50μmのものを使用する。
【0114】
本発明のトナーは、その体積基準の粒度分布における変動係数(CV値)が2〜21%のものが好ましく、5〜15%のものがより好ましい。CV値は、トナー粒子の粒度分布における分散度を体積基準で表したもので、以下の式によって定義される。
【0115】
CV値(%)=(個数粒度分布における標準偏差)/(個数粒度分布におけるメディアン径(D50v))×100
このCV値の値が小さい程、粒度分布がシャープであることを示し、それだけトナー粒子の大きさが揃っていることを意味する。即ち、大きさの揃ったトナーが得られることになるので、デジタル画像形成で求められる微細なドット画像や細線をより高精度に再現することが可能である。又、写真画像をプリントするに当たり、大きさの揃った小径トナーを用いることにより、印刷インクで作成された画像レベルあるいは、それ以上の高画質の写真画像を作成することができる。
【0116】
トナーは、その軟化点温度(Tsp)が70〜110℃となるものが好ましく、70〜100℃となるものがより好ましい。本発明のトナーに使用される着色剤は、熱の影響を受けてもスペクトルが変化することのない安定した性質を有するものであるが、軟化点を前記範囲とすることで定着時にトナーに加わる熱の影響をより低減させることができる。従って、着色剤に負担を掛けずに画像形成が行えるので、より広く安定した色再現性を発現させることが期待される。又、トナーの軟化点を前記範囲とすることにより、従来技術よりも低い温度でトナー画像定着が行える様になり、電力消費の低減を実現した環境に優しい画像形成を可能にする。
【0117】
尚、トナーの軟化点は、例えば以下の方法を、単独あるいは組み合わせることにより制御が可能である。即ち、
(1)樹脂形成に用いる単量体の種類や組成比を調節する。
(2)連鎖移動剤の種類や添加量により樹脂の分子量を調節する。
(3)ワックス等の種類や添加量を調節する。
【0118】
又、トナーの軟化点温度の測定方法は、具体的にはフローテスターCFT−500(島津製作所社製)を用い、高さ10mmの円柱形状に成形し、昇温速度6℃/分で加熱しながらプランジャーより1.96×106Paの圧力を加え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出すようにし、これにより当該フローテスターのプランジャー降下量−温度間の曲線(軟化流動曲線)を描き、最初に流出する温度を溶融開始温度、降下量5mmに対する温度を軟化点温度とするものが挙げられる。
【0119】
〈トナーの製造方法〉
次に、本発明に係るトナーの製造方法について説明する。
【0120】
本発明のトナーは、少なくとも樹脂と着色剤を含有してなる粒子(以下、着色粒子とも言う)より構成される。トナーを構成する着色粒子は特に限定されるものではなく、従来のトナー製造方法により作製することが可能である。即ち、混練、粉砕、分級工程を経てトナーを作製するいわゆる粉砕法によるトナー製造方法や、重合性単量体を重合させ、同時に形状や大きさを制御しながら粒子形成を行う、いわゆる重合トナーの製造方法(乳化重合法、懸濁重合法、ポリエステル伸長法等)を適用することにより作製可能である。
【0121】
尚、粉砕法により本発明のトナーを製造する場合、混練物の温度を130℃以下に維持した状態で作製を行うことが好ましい。これは、混練物に加える温度を130℃以下に維持することで、混練物中における着色剤の均一な凝集状態を維持できるからである。仮に、凝集状態にバラツキが発生すると、色濁りの原因となることが懸念される。
【0122】
次に、本発明に係るトナーを構成する樹脂やワックス等について、具体例を挙げて説明する。
【0123】
先ず、本発明のトナーに使用可能な樹脂は特に限定されるものではないが、下記に記載するビニル系単量体と呼ばれる重合性単量体を重合して形成する重合体が代表的なものである。又、本発明で使用可能な樹脂を構成する重合体は、少なくとも1種の重合性単量体を重合して得られる重合体を構成成分とするものであり、これらビニル系単量体を単独あるいは複数種類組み合わせて作製した重合体である。
【0124】
以下に、ビニル系の重合性単量体の具体例を示す。
(1)スチレンあるいはスチレン誘導体
スチレン、o−(m−,p−)メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、p−ヘキシルスチレン、p−オクチルスチレン、p−ノニルスチレン、p−デシルスチレン、p−ドデシルスチレン等。
(2)メタクリル酸エステル誘導体
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸−i−プロピル、メタクリル酸−i−ブチル、メタクリル酸−t−ブチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等。
(3)アクリル酸エステル誘導体
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−i−プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−t−ブチル、アクリル酸−i−ブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等。
(4)オレフィン類
エチレン、プロピレン、i−ブチレン等。
(5)ビニルエステル類
プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等。
(6)ビニルエーテル類
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等。
(7)ビニルケトン類
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等。
(8)N−ビニル化合物類
N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等。
(9)その他
ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸又はメタクリル酸誘導体等
又、本発明に係るトナーに使用可能な樹脂を構成するビニル系の重合性単量体には、以下に示すイオン性解離基を有するものも使用可能である。例えばカルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基等の官能基を単量体の側鎖に有するものが挙げられ、具体的には以下のものがある。
【0125】
まず、カルボキシル基を有するものとしては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、桂皮酸、フマル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル等が挙げられる。又、スルホン酸基を有するものとしては、スチレンスルホン酸、アリルスルホ琥珀酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等が挙げられ、燐酸基を有するものとしてはアシドホスホオキシエチルメタクリレート等が挙げられる。
【0126】
又、以下に示す多官能性ビニル類を使用することにより、架橋構造の樹脂を作製することも可能である。以下に、多官能性ビニル類の具体例を示す。
【0127】
ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等。
【0128】
次に、本発明に係るトナーに使用可能なワックスとしては、以下に示す様な公知のものが挙げられる。
(1)ポリオレフィン系ワックス
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等。
(2)長鎖炭化水素系ワックス
パラフィンワックス、サゾールワックス等。
(3)ジアルキルケトン系ワックス
ジステアリルケトン等。
(4)エステル系ワックス
カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等。
(5)アミド系ワックス
エチレンジアミンジベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミド等。
【0129】
ワックスの融点は、通常、40〜125℃であり、好ましくは50〜120℃、更に好ましくは60〜90℃である。融点を上記範囲内にすることにより、トナーの耐熱保存性が確保されると共に、低温で定着を行う場合でもコールドオフセット等を起こさずに、安定したトナー画像形成が行える。
【0130】
トナー中のワックス含有量は1〜30質量%が好ましく、更に好ましくは5〜20質量%である。
【0131】
本発明のトナーは、その製造工程で外部添加剤(外添剤と称す)として数平均一次粒径が4〜800nmの無機微粒子や有機微粒子等の粒子を添加して作製されることが可能である。
【0132】
外添剤の添加により、トナーの流動性や帯電性が改良され、又、クリーニング性の向上等が実現される。外添剤の種類は特に限定されるものではなく、例えば、以下に挙げる無機又は有機微粒子、滑り剤が挙げられる。
【0133】
無機微粒子としては、従来公知のものを使用することが可能で、例えばシリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム微粒子等が好ましいものとして挙げられる。又、必要に応じてこれらの無機微粒子を疎水化処理したものも使用可能である。
【0134】
シリカ微粒子の具体例としては、例えば日本アエロジル社製のR−805、R−976、R−974、R−972、R−812、R−809;ヘキスト社製のHVK−2150、H−200;キャボット社製のTS−720、TS−530、TS−610、H−5、MS−5等が挙げられる。
【0135】
チタニア微粒子としては、例えば日本アエロジル社製のT−805、T−604;テイカ社製のMT−100S、MT−100B、MT−500BS、MT−600、MT−600SS、JA−1;富士チタン社製のTA−300SI、TA−500、TAF−130、TAF−510、TAF−510T;出光興産社製のIT−S、IT−OA、IT−OB、IT−OC等が挙げられる。
【0136】
アルミナ微粒子としては、例えば日本アエロジル社製のRFY−C、C−604;石原産業社製のTTO−55等が挙げられる。
【0137】
又、有機微粒子としては数平均1次粒子径が10〜2000nm程度の球形の有機微粒子を使用することができる。具体的には、スチレンやメチルメタクリレート等の単独重合体や、これらの共重合体を使用することができる。
【0138】
又、クリーニング性や転写性を更に向上させるために滑り剤を使用することも可能であり、例えば以下の様な高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。即ち、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩。
【0139】
これら外添剤や滑剤の添加量は、トナー全体量に対して0.1〜10.0質量%が好ましい。又、外添剤や滑剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機など、種々の公知の混合装置を使用して添加する方法が挙げられる。
【0140】
本発明のトナーは、キャリアとトナーより構成される2成分現像剤として、又、トナーのみから構成される非磁性1成分現像剤として使用することが可能である。
【0141】
本発明のトナーを2成分現像剤として使用する場合、例えば後述するタンデム方式の画像形成装置を用いて、高速でのフルカラープリント作成が可能である。又、トナーを構成する樹脂やワックスを選択することにより、定着時の紙温度が100℃程度の所謂、低温定着対応のフルカラープリントの作成も可能である。
【0142】
又、2成分現像剤として使用する際に用いられる磁性粒子であるキャリアは、例えば鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料を使用することが可能である。これらの中ではフェライト粒子が好ましい。キャリアの体積平均粒径は15〜100μmのものが好ましく、25〜80μmのものがより好ましい。
【0143】
又、キャリアを使用せずに画像形成を行う非磁性1成分現像剤として使用する場合、画像形成時にトナーは帯電部材や現像ローラ面に摺擦、押圧して帯電が行われる。非磁性1成分現像方式による画像形成は、現像装置の構造を簡略化できるので、画像形成装置全体をコンパクト化できるメリットがある。従って、本発明のトナーを非磁性1成分現像剤として使用すると、コンパクトなカラープリンタでフルカラーのプリント作成が実現され、スペース的に制限のある作業環境でも色再現性に優れたフルカラープリントの作成が可能である。
【0144】
〈画像形成〉
次に、本発明のトナーを用いた画像形成法について説明する。最初に、本発明に係るトナーを2成分系現像剤として用いる場合の画像形成方法について説明する。
【0145】
図1は、本発明に係るトナーを二成分系現像剤とした時に使用可能な画像形成装置の一例を示す概略図である。
【0146】
図1において、1Y、1M、1C、1Kは感光体、4Y、4M、4C、4Kは現像装置、5Y、5M、5C、5Kは1次転写手段としての1次転写ロール、5Aは2次転写手段としての2次転写ロール、6Y、6M、6C、6Kはクリーニング装置、7は中間転写体ユニット、24は熱ロール式定着装置、70は中間転写体を示す。
【0147】
この画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、転写部としての無端ベルト状中間転写体ユニット7と、記録部材Pを搬送する無端ベルト状の給紙搬送手段21及び定着手段としての熱ロール式定着装置24とを有する。画像形成装置の本体Aの上部には、原稿画像読取り装置SCが配置されている。
【0148】
各感光体に形成される異なる色のトナー像の一つとして、イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1Y、該感光体1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y、1次転写手段としての1次転写ロール5Y、クリーニング手段6Yを有する。又、別の異なる色のトナー像の1つとして、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1M、該感光体1Mの周囲に配置された帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、1次転写手段としての1次転写ロール5M、クリーニング手段6Mを有する。又、更に別の異なる色のトナー像の一つとして、シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1C、該感光体1Cの周囲に配置された帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、1次転写手段としての1次転写ロール5C、クリーニング手段6Cを有する。又、更に他の異なる色のトナー像の一つとして、黒色画像を形成する画像形成部10Kは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1K、該感光体1Kの周囲に配置された帯電手段2K、露光手段3K、現像手段4K、1次転写手段としての1次転写ロール5K、クリーニング手段6Kを有する。
【0149】
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、複数のロールにより巻回され、回動可能に支持された中間転写エンドレスベルト状の第2の像担持体としての無端ベルト状中間転写体70を有する。
【0150】
画像形成部10Y、10M、10C、10Kより形成された各色の画像は、1次転写ロール5Y、5M、5C、5Kにより、回動する無端ベルト状中間転写体70上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20内に収容された転写材として用紙等の記録部材Pは、給紙搬送手段21により給紙され、複数の中間ロール22A、22B、22C、22D、レジストロール23を経て、2次転写手段としての2次転写ロール5Aに搬送され、記録部材P上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された記録部材Pは、熱ロール式定着装置24により定着処理され、排紙ロール25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
【0151】
一方、2次転写ロール5Aにより記録部材Pにカラー画像を転写した後、記録部材Pを曲率分離した無端ベルト状中間転写体70は、クリーニング手段6Aにより残留トナーが除去される。
【0152】
画像形成処理中、1次転写ロール5Kは常時、感光体1Kに圧接している。他の1次転写ロール5Y、5M、5Cはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体1Y、1M、1Cに圧接する。
【0153】
2次転写ロール5Aは、ここを記録部材Pが通過して2次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体70に圧接する。
【0154】
又、装置本体Aから筐体8を支持レール82L、82Rを介して引出し可能にしてある。
【0155】
筐体8は、画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、無端ベルト状中間転写体ユニット7とを有する。
【0156】
画像形成部10Y、10M、10C、10Kは、垂直方向に縦列配置されている。感光体1Y、1M、1C、1Kの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット7が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット7は、ロール71、72、73、74、76を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体70、1次転写ロール5Y、5M、5C、5K及びクリーニング手段6Aとからなる。
【0157】
筐体8の引出し操作により、画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、無端ベルト状中間転写体ユニット7とは、一体となって本体Aから引き出される。
【0158】
このように感光体1Y、1M、1C、1K上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状中間転写体70上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して記録部材Pに転写し、定着装置24で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を記録部材Pに転移させた後の感光体1Y、1M、1C、1Kは、クリーニング装置6Aで転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
【0159】
次に、本発明のトナーを非磁性1成分系現像剤として用いた場合の画像形成方法について説明する。図2は、非磁性1成分系現像剤を使用するフルカラー画像形成装置の一例である。尚、図2に示す画像形成装置100は、前述の現像装置20が搭載可能な画像形成装置の代表的なものである。図2の画像形成装置は、回転駆動される静電潜像担持体(以下、感光体ドラムとも言う)1の周囲に、感光体ドラム1表面を所定電位に均一帯電させる帯電ブラシ2、感光体ドラム1上の残留トナーを除去するクリーナ6が設けられている。
【0160】
レーザ走査光学系3は、帯電ブラシ2により均一帯電された感光体ドラム1上を走査露光し、感光体ドラム1上に静電潜像を形成する。レーザ走査光学系3は、レーザダイオード、ポリゴンミラー、fθ光学素子を内蔵し、その制御部にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送される。そして、上記各色毎の印字データに基づいて、レーザビームが順次出力され、感光体ドラム1上を走査露光して、各色毎の静電潜像を形成する。
【0161】
現像装置4を収納する現像装置ユニット40は、静電潜像が形成された感光体ドラム1に各色トナーを供給して現像を行う。現像装置ユニット40には、支軸33の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性1成分トナーをそれぞれ収納した4つの現像装置4Y、4M、4C、4Bkが装着され、支軸33を中心に回転して、各現像装置4が感光体ドラム1と対向する位置に導かれる。
【0162】
現像装置ユニット40は、レーザ走査光学系3により感光体ドラム1上に各色の静電潜像が形成される毎に、支軸33を中心に回転し、対応する色のトナーを収容した現像装置4を感光体ドラム1に対向する位置に導く。そして、各現像装置4Y、4M、4C、4Bkより感光体ドラム1上に、帯電された各色トナーを順次供給して現像を行う。
【0163】
図2の画像形成装置は、現像装置ユニット40より感光体ドラム1の回転方向下流側に無端状の中間転写ベルト7が設けられ、感光体ドラム1と同期して回転駆動する。中間転写ベルト7は、1次転写ローラ5により押圧された部位で感光体ドラム1と接触し、感光体ドラム1上に形成されたトナー画像を転写する。又、中間転写ベルト7を支持する支持ローラ72と対向して、2次転写ローラ73が回転可能に設けられ、支持ローラ72と2次転写ローラ73との対向する部位で、中間転写ベルト7上のトナー画像が記録紙等の記録材P上に押圧転写される。
【0164】
尚、フルカラー現像装置ユニット40と中間転写ベルト7との間には、中間転写ベルト7上の残留トナーを除去するクリーナ8が中間転写ベルト7に対して接離可能に設けられている。
【0165】
記録材Pを中間転写ベルト7に導く給紙手段60は、記録材Pを収容する給紙トレイ61と、給紙トレイ61に収容した記録材Pを1枚ずつ給紙する給紙ローラ62、給紙した記録材Pを2次転写部位に送るタイミングローラ63より構成される。
【0166】
トナー画像が押圧転写された記録材Pは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段66により定着装置24に搬送され、定着装置24で転写されたトナー画像が記録材P上に定着される。定着後、記録材Pは垂直搬送路80を搬送され、装置本体100の上面に排出される。
【0167】
図2の画像形成装置は、交換可能な現像装置4を装填して画像形成を行うものである。図3(a)に示す現像装置4は、通常、トナーカートリッジとも呼ばれ、現像ローラ等の部品が配置された内部に所定量のトナーも収納されているものである。トナーカートリッジの形態で供給される現像装置は、画像形成装置内の所定位置に装填後、収納されている現像剤を感光体ドラムに供給して現像を行い、所定枚数の画像形成を行って現像剤がなくなると、装置より取り外し、新しいトナーカートリッジを装填する。
【0168】
又、図3(b)は、現像装置4の断面構成の一例を示す概略図である。以下、現像装置4をトナーカートリッジ4とも言う。トナーカートリッジ4は現像ローラ41に隣接して、バッファ室42を、バッファ室42に隣接してホッパ43等を有する。
【0169】
現像ローラ41は、導電性の円柱基体と、基体の外周にシリコーンゴム等の硬度の高い物質を用いて形成した弾性層を有する。
【0170】
バッファ室42にはトナー規制部材であるブレード44が現像ローラ41に圧接させた状態で配置されている。ブレード44は、現像ローラ41上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。又、現像ローラ41の回転方向に対してブレード41の下流側に、現像ローラ41上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード45を更に設けることも可能である。
【0171】
現像ローラ41には供給ローラ46が押圧されている。供給ローラ46は、モータ(図示しない)により現像ローラ41と同一方向(図中反時計回り方向)に回転駆動する。供給ローラ46は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォーム等で形成された発泡層を有する。
【0172】
ホッパ43には1成分現像剤であるトナーTが収容されている。又、ホッパ43にはトナーを攪拌する回転体47が設けられている。回転体47には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体47の矢印方向への回転によりトナーを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーは、ホッパ43とバッファ室42を隔てる隔壁に設けられた通路44を介してバッファ室42に供給される。尚、搬送羽根の形状は、回転体47の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーを搬送しながら撓むとともに、通路48の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーを通路48に供給している。
【0173】
又、通路48には通路48を閉鎖する弁321が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路48右側面上側に固定され、トナーがホッパ43から通路48に供給されると、トナーからの押圧力により右側に押されて通路48を開けるようになっている。その結果、バッファ室42内にトナーが供給される。
【0174】
又、弁321の他端には規制部材322が取り付けられている。規制部材322と供給ローラ46は、弁321が通路48を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材322は、バッファ室42の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ41から供給ローラ46に回収されたトナーがバッファ室42の底部に多量に落下しないように調整される。
【0175】
トナーカートリッジ4では、画像形成時に現像ローラ41が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ46の回転によりバッファ室42のトナーが現像ローラ41上に供給される。現像ローラ41上に供給されたトナーは、ブレード44、補助ブレード45により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ41の回転に伴ってバッファ室42に戻り、供給ローラ46により現像ローラ41から掻き取られ回収される。
【0176】
本発明のトナーは、従来技術における定着時の加熱温度でトナー中の着色剤の結晶構造に変動を来すものではなく、公知の定着装置であれば安定した色再現性を有するトナー画像が得られる。ところで、近年では地球環境への配慮等の視点から画像形成装置のエネルギー消費量を低減化させる動きがある。その中でも定着工程におけるエネルギー消費量の低減化が注目され、現状の定着温度よりも低い温度でトナー画像を定着するいわゆる低温定着対応の技術が採り入れられる様になっている。
【0177】
即ち、本発明のトナーを低温定着対応のトナーとした時には、定着装置における加熱部材の表面温度を140℃未満に設定することが好ましく、更に、加熱部材の表面温度を130℃未満に設定することがより好ましくなる。
【0178】
上記設定温度下では、加熱部材から供給される熱を転写シートに効率よく供給することが求められ、加熱部材あるいは加圧部材の何れか一方に耐熱性のベルトを用いた所謂ベルト定着と呼ばれる定着方法が好ましい。
【0179】
図4に、本発明に係るトナーを定着することが可能なベルト定着方式の定着装置(ベルトと加熱ローラを用いたタイプ)の一例を示す。
【0180】
図4に示す定着装置24は、ニップ幅を確保するためにベルトと加熱ローラを用いたタイプのもので、定着ローラ240とシームレスベルト241、及びシームレスベルト241を介して定着ローラ240に押圧される圧力パッド(圧力部材)242a、圧力パッド(圧力部材)242b、前記潤滑剤供給部材243とで主要部が構成されている。
【0181】
定着ローラ240は、金属製のコア(円筒状芯金)240aの周囲に耐熱性弾性体層240b、及び離型層(耐熱性樹脂層)240cより形成され、コア240aの内部には加熱源としてハロゲンランプ244が配置されている。定着ローラ240の表面温度は温度センサ245により計測され、その計測信号に基づいて温度コントローラ(図示しない)によりハロゲンランプ244がフィードバック制御され、定着ローラ240表面が一定温度になるように調整される。シームレスベルト241は、定着ローラ240に対し所定の角度で巻き付けられるように接触し、ニップ部を形成している。
【0182】
シームレスベルト241の内側には、低摩擦層を表面に有する圧力パッド242がシームレスベルト241を介して定着ローラ240に押圧される状態で配置されている。圧力パッド242は、強いニップ圧がかかる圧力パッド242aと、弱いニップ圧がかかる圧力パッド242bとが設けられ、金属製等のホルダ242cに保持されている。
【0183】
ホルダ242cには、シームレスベルト241がスムーズに摺動回転するようにベルト走行ガイドが取り付けられている。ベルト走行ガイドはシームレスベルト241内面と摺擦するため摩擦係数が低い部材が望ましく、かつ、シームレスベルト241から熱を奪い難いように熱伝導の低い部材が好ましい。尚、シームレスベルト241の材質の具体例としては、例えばポリイミドが挙げられる。
【0184】
本発明のトナーにより形成されたトナー画像は、最終的に転写材P上に転写され、定着処理により、転写材上に固定されることにより画像形成が行われる。上記画像形成に使用される転写材Pは、トナー画像を保持する支持体で、通常画像支持体、記録材あるいは転写紙と呼ばれるものである。具体的には薄紙から厚紙までの普通紙や上質紙、アート紙やコート紙等の塗工された印刷用紙、市販されている和紙や葉書用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布等の各種転写材を挙げることができるが、これらに限定されない。
【実施例】
【0185】
以下、実施例を挙げて本発明の実施態様を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。尚、特に断りない限り、実施例中の「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を示す。
1.トナー1〜26の作製
1−1.トナー1〜5(混練・粉砕法によるトナー)の作製
下記トナー構成物をヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)に投入し、撹拌羽の周速を25m/秒に設定して5分間混合処理した。
【0186】
ポリエステル樹脂(ビスフェノールA−エチレンオキシド付加物/テレフタル酸/トリメリット酸の縮合物,重量平均分子量20,000) 100部
着色剤 2部
赤外線吸収剤 2部
離型剤(ペンタエリスリトールテトラステアレート) 6部
荷電制御剤(ジベンジル酸硼素) 1部
混合物を2軸押出混練機で混練し、次いでハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機(ターボ工業社製)で粉砕処理し、更にコアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行うことで、体積基準メディアン径が5.5μmの着色粒子を得た。
【0187】
次に、上記着色粒子に下記外添剤を添加して、ヘンシェルミキサ(前出)にて外添処理を行い、トナー1〜5を作製した。尚、この外添処理は、撹拌羽根の周速35m/秒、処理温度35℃、処理時間15分の条件下で行った。
【0188】
ヘキサメチルシラザン処理したシリカ(平均1次粒径12nm) 0.6部
オクチルシラン処理した二酸化チタン(平均1次粒径24nm) 0.8部
着色剤及び赤外線吸収剤の種類については表1に記載する。
1−2.トナー2〜26(乳化会合法によるトナー)の作製
(1)着色剤微粒子分散液1の調製
ドデシル硫酸ナトリウム11.5部をイオン交換水160部に投入し、溶解、撹拌して界面活性剤水溶液を調製した。この界面活性剤水溶液中に、表1に示す着色剤及び赤外線吸収剤の各2部を徐々に添加し、クリアミックスWモーションCLM−0.8(エムテクニック社製)を用いて分散処理を行って、着色剤微粒子分散液1を調製した。
【0189】
着色剤微粒子分散液1中の着色剤微粒子1は、体積基準メディアン径が98nmであった。尚、体積基準メディアン径は、MICROTRAC UPA−150(HONEYWELL社製)を用い、下記測定条件下で測定したものである。
【0190】
サンプル屈折率 1.59
サンプル比重 1.05(球状粒子換算)
溶媒屈折率 1.33
溶媒粘度 0.797(30℃),1.002(20℃)
0点調整 測定セルにイオン交換水を投入し調整した。
(2)コア部用樹脂粒子1の作製
下記に示す第1段重合、第2段重合及び第3段重合を経て多層構造を有するコア部用樹脂粒子1を作製した。
(a)第1段重合
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に下記に示すアニオン系界面活性剤(S−1)4部をイオン交換水3,040部と共に投入し、界面活性剤水溶液を調製した。
【0191】
S−1:C1021O(CH2CH2O)2SO3Na
上記界面活性剤水溶液中に、過硫酸カリウム(KPS)10部をイオン交換水400部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、温度を75℃に昇温させた後、下記組成より成る単量体混合液を1時間かけて反応容器中に滴下した。
【0192】
スチレン 532部
ブチルアクリレート 200部
メタクリル酸 68部
オクチルメルカプタン 16.4部
上記単量体混合液を滴下後、この系を75℃にて2時間に亘り加熱・撹拌することにより重合(第1段重合)を行い、樹脂粒子を作製した。この樹脂粒子を樹脂粒子A1とする。この樹脂粒子A1の重量平均分子量(Mw)は16,500であった。
(b)第2段重合
撹拌装置を取り付けたフラスコ内に下記組成から成る単量体混合液を投入し、続いて、離型剤としてパラフィンワックス(HNP−57:日本製蝋社製)93.8部を添加し、90℃に加温して溶解させた。この様にして単量体溶液を調製した。
【0193】
スチレン 101.1部
ブチルアクリレート 62.2部
メタクリル酸 12.3部
オクチルメルカプタン 1.75部
一方、前記S−1の3部をイオン交換水1,560部に溶解させた界面活性剤水溶液を調製し、98℃に加熱した。この界面活性剤水溶液中に前記樹脂粒子A1を32.8部(固形分換算)添加し、更に上記パラフィンワックスを含有する単量体溶液を添加した後、循環経路を有する機械式分散機クレアミックス(エムテクニック社製)で8時間混合、分散した。前記混合分散により分散粒子径が340nmの乳化粒子を含有する乳化粒子分散液を調製した。
【0194】
次いで、この乳化粒子分散液に、過硫酸カリウム6部をイオン交換水200部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、この系を98℃にて12時間に亘り加熱・撹拌を行うことで重合(第2段重合)を行って樹脂粒子を作製した。この樹脂粒子を樹脂粒子A2とする。この樹脂粒子A2のMwは23,000であった。
(c)第3段重合
上記第2段重合で得られた樹脂粒子A2に、過硫酸カリウム5.45部をイオン交換水220部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下で、下記組成から成る単量体混合液を1時間かけて滴下した。
【0195】
スチレン 293.8部
ブチルアクリレート 154.1部
オクチルメルカプタン 7.08部
滴下終了後、2時間に亘り加熱・撹拌を行って重合(第3段重合)を行い、重合終了後、28℃に冷却してコア部用樹脂粒子1を作製した。このコア部用樹脂粒子1のMwは26,800であった。
(3)シェル用樹脂粒子の作製
前記コア部用樹脂粒子1の作製における第1段重合で使用された単量体混合液を以下のものに変更した以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行ってシェル用樹脂粒子1を作製した。
【0196】
スチレン 624部
2−エチルヘキシルアクリレート 120部
メタクリル酸 56部
オクチルメルカプタン 16.4部
(4)トナー6〜26の作製
下記の手順によりトナー2〜26を作製した。
(a)コア部の形成
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、下記組成の混合物を投入、撹拌した。反応容器内の温度を30℃に調整後、5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8〜11に調整した。
【0197】
コア部用樹脂粒子 420.7部(固形分換算)
イオン交換水 900部
着色剤粒子分散液1 200部
次いで、塩化マグネシウム・6水和物2部をイオン交換水1,000部に溶解した水溶液を撹拌下で30℃にて10分間かけて添加した。3分間放置後に昇温を開始し、この系を60分間かけて65℃まで昇温させ、上記粒子の会合を行った。この状態でマルチサイザ3(コールター社製)を用いて会合粒子の粒径測定を行い、会合粒子の体積基準メディアン径が5.5μmになった時に、塩化ナトリウム40.2部をイオン交換水1,000部に溶解させた水溶液を添加して会合を停止させた。
【0198】
会合停止後、更に熟成処理として液温を70℃にして1時間に亘り加熱・撹拌を行うことにより融着を継続させてコア部1を作製した。コア部1の平均円形度をFPIA2000(システックス社製)で測定したところ、0.912だった。
(b)シェルの形成
次に、上記液を65℃にしてシェル用樹脂粒子1を96部添加し、更に塩化マグネシウム・6水和物2部をイオン交換水1,000部に溶解した水溶液を10分間かけて添加した後、70℃まで昇温させて1時間に亘り撹拌を行った。この様にして、コア部1の表面にシェル用樹脂粒子1を融着させた後、75℃で20分間熟成処理を行ってシェルを形成させた。
【0199】
この後、塩化ナトリウム40.2部をイオン交換水1,000部に溶解した水溶液を添加してシェル形成を停止した。更に、8℃/分の速度で30℃に冷却して生成した着色粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄した後、40℃の温風で乾燥することで、コア部表面にシェルを有する着色粒子2を作製した。
(c)外添処理
作製した着色粒子2に下記外添剤を添加して、ヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)にて外添処理を行い、トナー6〜26を作製した。
【0200】
ヘキサメチルシラザン処理シリカ(平均1次粒径12nm) 0.6部
オクチルシラン処理二酸化チタン(平均1次粒径24nm) 0.8部
尚、ヘンシェルミキサによる外添処理は、撹拌羽根の周速35m/秒、処理温度35℃、処理時間15分の条件下で行った。
【0201】
着色剤及び赤外線吸収剤の種類については表1に記載する。
1−4.現像剤1〜26の調製
上記本発明のトナー2〜5、7〜25及び比較トナー1、6、26の各々に、シリコーン樹脂を被覆した体積平均粒径60μmのフェライトキャリアを混合し、トナー濃度6%の現像剤1〜26を調製した。
2.性能評価
以上のようにして得られた現像剤1〜26の各々について、定着器の構成が下記のように変更されたデジタル複写機Konica7075(コニカ社製)を用い、常温・常湿環境下(25℃・RH55%)で紙上に実写テストを行い、色再現性、耐光性及び耐熱湿性について評価を行った。現像条件は以下に示す通りである。
【0202】
(現像条件)
感光体表面電位:−700V
DCバイアス:−500V
Dsd(感光体と現像スリーブ間距離):600μm
現像剤層規制:磁性H−Cut方式
現像剤層厚:700μm
現像スリーブ径:40mm。
【0203】
(定着器)
定着器としては熱ロール定着方式のものを用いた。具体的には中央部にヒーターを内蔵するアルミ合金から成る円筒状(内径=40mm、肉厚=1.0mm、全幅=310mm)芯金表面を、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)の厚み120μmのチューブで被覆することにより加熱ローラーを構成し、鉄から成る円筒状(内径=40mm、肉厚=2.0mm)の芯金表面を、スポンジ状シリコーンゴム(アスカーC硬度48、厚み2mm)で被覆することにより加圧ローラーを構成し、当該加熱ローラーと当該加圧ローラーとを150Nの荷重により当接させて5.8mm幅のニップを形成させた。
【0204】
この定着装置を使用して、印字の線速を480mm/secに設定した。尚、定着装置のクリーニング機構として、ポリジフェニルシリコーン(20℃の粘度が10Pa・sのもの)を含浸したウェッブ方式の供給方式を使用した。定着温度は加熱ローラーの表面温度で制御した(設定温度175℃)。尚、シリコーンオイルの塗布量は0.1mg/A4とした。
【0205】
《色再現性》
コピー用紙上の単色画像の色再現性を、10人のモニターによる目視評価により下記評価基準に従って評価した。なお、トナー付着量は0.7±0.05(mg/cm2)の範囲で評価した。
【0206】
◎:色再現性が特に優れている(鮮やかな色)
○:色再現性に優れている
△:多少の色汚染があるが、実用上問題ないレベルである(若干濁りのある色)
×:色汚染大で画像品質上問題あり(青色に近い、又は濁った青色の印象を受ける。マゼンタ画像の場合は、赤色に近い又は朱色っぽい印象を受ける)。
【0207】
《耐光性》
耐光性については、記録した直後の画像濃度Ciを測定した後、ウェザーメーター(アトラスC.165)を用いて、画像にキセノン光(7万ルクス)を14日間照射した後、再び画像濃度Cfを測定し、キセノン光照射前後の画像濃度の差から色素残存率({(Ci−Cf)/Ci}×100%)を算出し、評価した。画像濃度は反射濃度計(X−Rite310TR)を用いて測定した。
【0208】
◎◎:色素残存率が98%以上
◎:色素残存率が95〜98%
○:色素残存率が90〜95%未満
△:色素残存率が80〜90%未満
×:色素残存率が80%未満。
【0209】
《耐熱湿性》
耐熱湿性については、記録した直後の画像濃度Ciを測定し、50℃・80%RHの条件化で14日間保存した後、再び画像濃度Cfを測定し、前後の画像濃度の差から色素残存率({(Ci−Cf)/Ci}×100%)を算出し、評価した。画像濃度は反射濃度計(X−Rite310TR)を用いて測定した。また目視により色の変化を観察した。
【0210】
◎◎:色素残存率が95%以上
◎:色素残存率が90〜95%
○:色素残存率が80〜90%未満
△:色素残存率が80%未満で目視により若干色が濁って見える
×:色素残存率が80%未満で目視により色が濁って見える。
【0211】
これら性能とは別に、トナー消費量も測定した。
【0212】
《トナー消費量》
各トナーを用いて、画素率6%のA4サイズの単色画像を2,000枚プリントし、このプリント作成時に消費されたトナー量から、プリント1枚あたりで消費されるトナー量を算出して評価を行った。プリント1枚当たりのトナー消費量が16mg/枚未満のものを合格とした。
【0213】
結果を併せて表1に示す。
【0214】
【表1】

【0215】
【化30】

【0216】
表1に示す様に、本発明のトナーに該当するトナーを用いた現像剤2〜5及び7〜25は、何れも各評価項目で良好な結果が得られ、本発明の効果が発現されることが確認された。一方、本発明外のトナーを用いた比較例1,6及び26では、上記評価項目に対し本発明で得られた様な結果が得られず、本発明の効果が発現されないことが確認された。更に、一般式(1)〜(4)で表される色素は色素A−1に比べても良好である。
【図面の簡単な説明】
【0217】
【図1】2成分系現像方式の画像形成が可能なタンデム型フルカラー画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図2】非磁性1成分系現像方式の画像形成が可能な4サイクル型フルカラー画像形成装置の概略図である。
【図3】現像装置(トナーカートリッジ)の一例を示す概略図である。
【図4】ベルトと加熱ローラを用いたベルト定着方式の定着装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【0218】
1 感光体(感光体ドラム)
4 現像装置(トナーカートリッジ)
6 クリーニング装置
7 中間転写ベルト
10 画像形成部
24 定着装置
240 加熱ローラ
241 加圧ベルト(シームレスベルト)
P 転写材(記録材)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヒートローラー定着方式を使用した電子写真法に用いられる電子写真用カラートナーにおいて、油溶性染料と700〜1,000nmの波長域に光吸収ピークを有する赤外線吸収剤を含有することを特徴とする電子写真用カラートナー。
【請求項2】
前記油溶性染料がメチン染料、スクアリリウム染料であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用カラートナー。
【請求項3】
前記油溶性染料が下記一般式(1)〜(4)のいずれかで表されることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用カラートナー。
【化1】

〔式中、Q1及びQ2は5又は6員の含窒素複素環を形成するために必要な原子団を表し、更に縮環しても置換基を有してもよい。L1〜L10は各々、置換又は無置換のメチン基を表し、R1及びR2は各々、置換基を表す。m1、m2、n1及びn2は、各々0又は1を表す。〕
【化2】

〔式中、R11、R12、R19及びR20は各々、置換基を表し、R13及びR14は各々、水素原子又は置換基を表す。R15は=N+(R16)R17又は=O+18を表し、R16、R17及びR18は各々、水素原子又は置換基を表す。p1及びp2は、各々0〜3の整数を表す。p1又はp2が2又は3である場合、複数のR11又はR12は同じでも異なってもよい。〕
【化3】

〔式中、R21及びR23は各々、水素原子又は置換基を表し、R22は−N(R24)R25又は−OR26を表し、A21及びA22は各々−C(R27)=又は−N=を表し、X21は5又は6員の芳香族環又は複素環を形成するために必要な原子団を表し、Z21は窒素原子を少なくとも一つ含む5又は6員の複素環を形成するために必要な原子団を表し、置換基を有してもよく、更に縮環を形成してもよい。R24〜R27は各々、水素原子又は置換基を表す。qは0〜3の整数を表し、qが2以上の時、複数のR21は同じでも異なってもよい。L21は単結合又は2価の連結基を表し、L22、L23及びL24は置換基を有してもよいメチン基を表し、n21は0又は1を表す。〕
【化4】

〔式中、R31及びR33は各々、水素原子又は置換基を表し、Z31は窒素原子を少なくとも一つ含む5又は6員の複素環を形成するために必要な原子団を表し、置換基を有してもよく、更に縮環を形成してもよく、Q31は5員又は6員の含窒素複素環を形成するために必要な原子団を表し、更に縮環しても置換基を有してもよい。L31、L32、L34及びL35は各々、置換基を有していてもよいメチン基を表し、L33は単結合又は2価の連結基を表し、R32は置換基を表す。n31は1又は2を表し、n32は0又は1を表す。rは0〜2の整数を表し、rが2である時、複数のR31は同じでも異なってもよい。〕
【請求項4】
前記赤外線吸収剤が下記一般式(5)で表されることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の電子写真用カラートナー。
【化5】

〔式中、R51、R52、R61、R62、R71、R72、R81及びR82は各々、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表し、R40、R53、R63、R73及びR83は各々、置換基を表し、n40、n41、n42、n43及びn44は各々0〜4の整数を表し、n45は1又は2を表す。Xは1又は2価の陰イオンを表し、Xの価数とn45の積は2となる。〕
【請求項5】
前記電子写真用カラートナーが重合トナーであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真用カラートナー。
【請求項6】
前記油溶性染料が600〜700nmの波長域に光吸収ピークを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真用カラートナー。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−180875(P2009−180875A)
【公開日】平成21年8月13日(2009.8.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−18825(P2008−18825)
【出願日】平成20年1月30日(2008.1.30)
【出願人】(303000372)コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Fターム(参考)】