JP2002229268A - 現像剤及びその製造方法 - Google Patents
現像剤及びその製造方法Info
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Abstract
を製造した場合に良好な透明性及び色再現性を実現し得
る低コストな現像剤を得る。 【解決手段】バインダー樹脂を含有する無色トナー粒
子、及び予め湿潤された顔料を湿式混合することにより
得られた湿潤トナー粒子を乾燥してトナー粒子を製造す
る。
Description
電気録装置等の画像形成装置及びこれに使用される現像
剤及びその製造方法に関する。
ては、モノクロカラーの製造方法と同様に、バインダー
樹脂と顔料を溶融混練し、粉砕、及び分級して得られた
トナー粒子に、添加剤を添加して現像剤を得る方法、い
わゆる粉砕法が一般に用いられてきた。しかしながら、
この粉砕法をカラー現像剤に適用した場合、異なる色の
現像剤を製造しようとする度に、使用した製造設備の清
掃を行う必要がある。特に、混練機及び粉砕分級機の清
掃は、その構造から、非常に煩雑なものであり、時間が
かかっていた。このため、カラー現像剤の製造は生産性
が悪く、モノクロ現像剤と比較して、コスト高であっ
た。
い無色トナー粒子を製造し、この無色トナー粒子表面に
顔料を付着させる方法が提案されている。この方法によ
れば、どのような色の現像剤を製造する場合でも、トナ
ー材料の溶融混練工程、及び粉砕分級工程までの工程は
一括して行うことができる。このため、混練機及び粉砕
分級機の清掃にかかる時間が削減でき、その結果、生産
性が上がり、より安価なカラー現像剤を提供することが
できる。
となっているため、ミキサー等による乾式混合によって
無色トナー粒子表面に顔料を付着させる際に、十分に分
散させることが困難であった。このため、この方法によ
って得られたカラー現像剤は、顔料の分散性が悪く、彩
度が低く、色再現範囲が狭く、透明性が劣る等の問題点
があった。
は、顔料分散性が良好であり、特に、カラー現像剤を製
造した場合に良好な透明性及び色再現性を実現し得る低
コストな現像剤の製造方法を提供することにある。
で、低コストであり、特にカラー現像剤用の顔料を用い
た場合に良好な透明性及び色再現性を実現し得る現像剤
を提供することを目的とする。
ンダー樹脂を含有する無色トナー粒子、及び予め湿潤さ
れた顔料を湿式混合することにより湿潤トナー粒子を得
る湿式混合工程と、該湿潤トナー粒子を乾燥してトナー
粒子を得る乾燥工程とを具備する現像剤の製造方法を提
供する。
する無色トナー粒子と、該無色トナー粒子と湿式混合さ
れた、予め湿潤された顔料とを含有する湿潤トナー粒子
を乾燥して得られたトナー粒子を含む現像剤を提供す
る。
インダー樹脂を含有する無色トナー粒子、及び予め湿潤
された顔料を湿式混合することにより湿潤トナー粒子を
得る湿式混合工程と、該湿潤トナー粒子を乾燥してトナ
ー粒子を得る乾燥工程とを具備する。
て得られた現像剤であって、バインダー樹脂を含有する
無色トナー粒子と、この無色トナー粒子表面に付着した
顔料とを含有するトナー粒子を含み、このトナー粒子
は、無色トナー粒子と予め湿潤された顔料を湿式混合
し、得られた湿潤トナー粒子を乾燥することによって作
成されている。
有し、実質的に顔料等の着色剤を含有しないものをい
う。無色トナー粒子中には、必要に応じて、各種添加剤
例えばワックス、帯電制御剤、滑剤、クリーニング助
剤、流動化剤等を含有することができる。
ス、ポリエチレンワックス、エステルワックス、及び天
然エステルワックス等が好ましく用いられる。
体、カリックスアレン化合物、有機ホウ素化合物、及び
含フッ素4級アンモニウム塩等が好ましく用いられる。
重合法で得られたものを使用できる。
であれば任意の添加剤を含有し、着色剤を含まない無色
トナー粒子材料を溶融混練する工程、及び得られた混練
物を乾燥して、粉砕する工程、粉砕された混練物を分級
する工程を具備する。
ゴマー及び予備重合体からなる群から選択される少なく
とも1種及び必要であれば任意の添加剤を含有するバイ
ンダー樹脂原料を重合する工程を具備する。
子を製造した後、これを顔料と混合する。トナー粒子が
顔料を含有している場合には、使用される各製造装置に
導入する現像剤材料の色が変わる度に清掃作業が必要で
あったが、本発明では、トナー粒子が顔料を含有してい
ないので、トナー粒子を製造する工程までは、現像剤の
色に関わらず、清掃作業を行うことなく一括して製造で
きる。このため本発明の方法を用いると、生産性が高
く、低コストである。また、本発明では、二次凝集しや
すい顔料を湿式混合することにより、顔料分散性を向上
することができるため、優れた色再現性及び透明性を有
する現像剤が得られる。
めのフロー図を示す。
インダー樹脂及び必要であれば添加剤を含む無色トナー
粒子材料を溶融混練する工程、及び得られた混練物を粉
砕する工程により、無色トナー粒子を得る。
例えば水中で合成される。
は、合成直後に粒子同士が衝突しあい、一次粒子とな
る。合成された顔料は、例えばフィルタープレス等の処
理装置で脱水処理される。脱水処理後も、顔料中には約
50ないし80重量%の水が含まれているため、一次粒
子は凝集は防止されている。
燥処理工程に供される。乾燥により水が取り除かれた粉
末顔料は、凝集がすすんで二次凝集体となる。粉末顔料
は、単に脱水された顔料よりも重量が軽く、貯蔵、運搬
にも便利である。このため、一般に入手可能な顔料は、
このような二次凝集体からなる粉末顔料である。
解砕するには、高い応力が必要となる。トナー粒子と粉
末顔料とを乾式混合した場合、二次凝集体を解砕するた
めに十分高い応力が与えられると、トナー粒子が溶融す
るという不具合がある。
下、透明性の悪化が生じることが知られている。
トナー粒子を、予め湿潤された顔料例えば図示するよう
に顔料製造プロセスにおいてまだ乾燥処理されていない
未処理顔料と湿式混合する。この未処理顔料は、好まし
くは水により湿潤され、水中で合成された顔料を脱水し
ない状態で、あるいは脱水した状態のものである。
二次粒子を形成していないので、粉末顔料よりも顔料の
分散性が非常に良好である。このため、湿式混合時に未
処理顔料を使用すると、顔料の粒子が無色トナー粒子上
に、より均一に分散して付着し得る。粉末顔料よりも未
処理顔料の方が当然低コストである。
は、その後乾燥処理され、トナー粒子が得られる。
じて電荷調整剤、滑剤、クリーニング助剤、及び流動化
剤等の添加剤と混合されてトナーを構成する。
の他、乾燥された顔料に上述の液体成分を添加したもの
を使用することも可能である。このようにして得られた
湿潤顔料を使用しても、湿式混合により良好な分散を行
うことが可能である。しかしながら、未処理顔料を使用
した方がより高い分散性が得られ、かつ低コストであ
る。
色トナー粒子を形成した後に顔料を添加する。このた
め、顔料を添加する工程の前の、溶融混練工程、及び粉
砕分級工程に使用される装置を、現像剤の色を変える度
に清掃する必要はない。現像剤製造における清掃作業の
回数を削減すると、さらに低コストな現像剤が得られ
る。
無色トナー粒子に加えて、任意に、液体成分及び界面活
性剤等から選択される添加剤を添加することができる。
鹸、アルキルサルフェート、アルキルエーテルサルフェ
ート、スルホコハク酸ラウリル2ナトリウム、ポリオキ
シエチレンモノステアレート、及びソルビタンモノステ
アレート等を用いることができる。
ては、例えば図2に示すようなバッチ型アトライタがあ
げられる。
に、その外表面に設けられ、冷却水の入り口1及び出口
2、及び冷却水を流す空間を構成し得るジャケット3
と、その底部に設けられた収容物を排出するための排出
口5と、この排出口と接続され、排出された収容物を再
び容器内へ供給して循環させるための供給管6が設けら
れ、その上端に開口を有する容器本体4と、容器本体4
内に設置されたアジテータ7とを有する。
ケット3に冷却水を流し、容器本体4を冷却しながら、
容器本体4に例えば図示しない5mmないし50mmの
セラミック製のボールを、図中のボール面9まで入れ、
この上から予め湿潤された顔料、、無色トナー粒子、必
要であれば、液体成分及び界面活性剤等を含む混合物を
スラリー面8まで導入し、アジテータ7を例えば150
0rpmで回転させて、撹拌を行う。撹拌された混合物
は、排出口5から排出され、ポンプPにより供給管6に
送られて、容器本体4上部から再び容器本体4内に導入
され、循環される。
ックボールにより収容物に応力がかけられ、良好な湿式
混合を行うことができる。
は、例えばポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチ
レン/アクリレート共重合体樹脂、ポリエステル−スチ
レン/アクリレートハイブリッド樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエーテル・ポリオール樹脂等が使用可能である。
ス、カルナバワックス等の天然ワックス、パラフィンワ
ックス等の石油ワックス、脂肪酸エステル、脂肪酸アミ
ド、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等
の合成ワックスを使用することができる。
は、カーボンブラックや有機もしくは無機の顔料があげ
られる。特別な制約はないが、カーボンブラックではア
セチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラ
ック、チャネルブラック、ケッチェンブラックなどを、
また、顔料としては、例えばファーストイエローG、ベ
ンジジンイエロー、インドファストオレンジ、イルガジ
ンレッド、カーミンFB、カーミン6B、パーマネント
ボルドーFRR、ピグメントオレンジR、リソールレッ
ド2G、レーキレッドC、ローダミンFB、ローダミン
Bレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、
ブリリアントグリーンB、フタロシアニングリーン、キ
ナクリドン等を、単独で、あるいは混合して使用するこ
とができる。
材料中あるいは得られたトナー粒子表面に、電荷調整
剤、内部/外部滑剤、クリーニング助剤、流動化剤等を
添加することができる。
分フルカラー現像システムを用いたフルカラー電子写真
装置の一例について図3を用いて説明する。
ム11は、積層型有機感光体であり、図示矢印方向へ回
転可能に設けられている。
向に沿って以下のものが配置されている。図示しない帯
電ローラにより帯電した感光体ドラム11の表面を露光
して静電潜像を形成する露光部15が設けられている。
その下流側には、現像ローラ61を有し、本発明に係る
現像剤を収容する現像器12が設けられている。この現
像器12は、感光体ドラム11上の静電潜像を、所定の
バイヤス電圧をかけながらこの現像剤で現像する。現像
器12の下流には、感光体ドラム21に対し被転写材で
ある被転写材を搬送する手段14が設けられている。
当接位置よりも下流側にはブレードクリーニング装置1
3及び図示しない除電ランプが設けられている。
ム幅とほぼ等しい幅を有している。この搬送手段14
は、環状ベルトの形態をとっており、搬送手段14の上
流側及び下流側の環状部分には、それぞれテンションロ
ーラ17及び駆動ローラ18が設けられている。この環
状部分においてテンションローラ17及び駆動ローラ1
8の外周に添うように搬送手段14は、テンションロー
ラ17及び駆動ローラ18に接触している。
は各々図示矢印方向に回転可能に設けられている。駆動
ローラ18の回転に伴って、搬送手段14は、環状に送
られることになる。搬送速度は、感光体の回転速度と同
期するよう制御されている。上述の感光体ドラム11、
露光部15、現像器12、及びブレードクリーニング装
置13、及び除電ランプ16によって、プロセスユニッ
ト100が構成されている。
7と駆動ローラ18との間に搬送方向に沿って、プロセ
スユニット100、プロセスユニット200、プロセス
ユニット300、プロセスユニット400が設けられて
おり、プロセスユニット200、プロセスユニット30
0、プロセスユニット400は、いずれもプロセスユニ
ット100と同様の構成を有している。
ム21、感光体ドラム31、及び感光体ドラム41は、
各々各プロセスユニットのほぼ中心に設けられている。
この感光ドラムの周囲には、各々露光部25、露光部3
5、及び露光部45;その下流には、電源52に接続さ
れた現像ローラ62を有する現像器22、電源53に接
続された現像ローラ63を有する現像器32、及び電源
54に接続された現像ローラ64を有する現像器42;
ブレードクリーニング装置23、ブレードクリーニング
装置33、及びブレードクリーニング装置43を設けた
構成もプロセスユニット100と同様である。
器中に収容されている現像剤である。例えば現像器12
にはイエロー、現像器22にはマゼンタ、現像器32に
はシアン、現像器42にはブラックの各色の着色材を含
む現像剤が各々収容されている。この現像剤は、本発明
に係る方法によって製造されたもので、各々、少なくと
もバインダー樹脂、及びワックスを含有する無色トナー
粒子を顔料と湿式混合した後乾燥して得られたトナー粒
子と、キャリアとを含む。
送される被転写材は各々感光体ドラム1,21,31,
41と順次接触する。この被転写材と各々の感光体ドラ
ム11,21,31,41との当接位置には、転写手段
である給電ローラ19,29,39,49が、各々感光
体ドラム11,21,31,及び41に、1対1対応し
て設けられている。
9は、対応する感光体ドラム11と当接位置で、搬送手
段14に背面接触して設けられ、搬送手段14を介して
感光体ドラム11と対向するようになっている。尚、給
電ローラ19,29,39,49は、図示しないバイア
ス電源にそれぞれ接続されている。給電ローラ19,2
9,39,49は、搬送手段14の移動に従動して回転
するようになっている。
置の画像形成プロセスについて説明する。上述の4つの
プロセスユニットの各々回転する感光体ドラム11,2
1,31,41が図示しない帯電手段により一様に帯電
される。
1,31,41は、蛍光体により露光を行う露光部1
5,25,35,45から光照射され、静電潜像が形成
される。この静電潜像に対し、現像器12,22,3
2,42において、バイアス電圧をかけて、各色の予め
十分に帯電された現像剤により現像が行われる。
トから感光体ドラム11の転写位置に送られる。
搬送手段14には各々給電ローラ19,29,39,4
9からバイアス電圧として例えば約1400Vの電圧が
印加される。バイアス電圧を印加することによって、感
光体ドラム11,21,31,41と搬送手段14との
間に転写電界が形成される。したがって、まず感光体ド
ラム11上の現像剤像が被転写材に転写され、この現像
剤像を担持した被転写材は、搬送されて感光体ドラム2
1に達する。感光体ドラム21に形成された現像剤像
が、先に転写された現像剤像上に重ねて転写される。被
転写材は、さらに搬送されて感光体ドラム31、感光体
ドラム41においても同様に各色の現像剤像が転写され
る。
を担持した被転写材は、搬送手段14から定着器115
に送られる。定着器115は、ヒートローラ135及び
加圧ローラ145を有している。被転写材は、ヒートロ
ーラ及び加圧ローラとの間を像がヒートローラと接触す
る状態で通されることにより、被転写材に定着される。
であって、そのほか、単一の感光体ドラムと、複数の現
像ユニットを組み合わせたフルカラー画像形成装置、あ
るいは単一の感光体ドラムと、単一の現像ユニットを組
み合わせたモノクロ画像形成装置などが使用できる。
料を用意した。
山株式会社製)にて混合した後、連続式混練機にて溶融
混練した。得られた溶融混練物を、ピンミルで粗粉砕し
た後、I式ジェットミル(ホソカワミクロン製)にて、
粒径約10μmに微粉砕及び分級し、無色トナー粒子を
得た。
井鉱山株式会社製)に下記組成のシアントナー材料を投
入し、1時間の撹拌を行った。このとき使用するボール
の大きさを20mmとした。とした。
乾燥をおこない、シアントナー母体を得た。
シリカR972(日本アエロジル製)1重量%を加え、
ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)にて乾式混
合処理し、篩工程を経て、シアントナーAを得た。
ートフェライトキャリア 95重量%を混合した現像剤
を得た。得られた現像剤を、図3と同様の構成を有する
フルカラー複写機FC22(東芝テック製)に投入し、
シアン単色での画像を出力した。得られた画像につい
て、べた部トナー付着量、べた部画像反射ID、かぶり
ΔE、彩度ΔC、画像透過ID、及び投影画像発色を測
定、評価した。
する前の記録紙と、ベタ画像を形成した後の記録紙との
重量の差と記録紙の面積により測定した。
形成してマクベス反射濃度計を用いて測定した。
ite(X−Rite Ltd.製)を用いて測定し
た。
を用いて測定した。
に鮮やかである場合を○、そうでない場合を×とした。
下記組成を有するシアントナー材料1を、ヘンシェルミ
キサー(三井鉱山株式会社製)にて10分間乾式混合
し、篩工程を経て、シアントナーBを得た。
し、同様の試験、評価を行った。得られた結果を下記表
1及び2に示す。
得られるよう現像条件を調整した後、OHPシート(3
M製)上に、FC22のOHPモードで画像を形成して
測定した。また、投影画像発色は、この画像をOHP投
影機で投影して得られた画像について目視観察にて確認
した。
材料を用意した。
ー(三井鉱山株式会社製)にて混合した後、連続式混練
機にて溶融混練した。得られた溶融混練物を、ピンミル
で粗粉砕した後、I式ジェットミル(ホソカワミクロン
製)にて粒径約10μmに粉砕、分級し、シアントナー
C母体を得た。
R972(日本アエロジル製)1重量%を加え、ヘンシ
ェルミキサー(三井鉱山株式会社製)にて混合処理し、
篩工程を経て、シアントナーCを得た。
現像剤を作成し、同様の試験、評価を行った。得られた
結果を下記表1及び2に示す。
ーと言える。着色力が強いトナーでは、顔料の添加量が
同一であっても、少ないトナー量で十分な画像濃度が得
られるため、プリント画像を安価に提供することができ
る。
ときの彩度が高ければ、色再現範囲が広く、かつ、画像
も見た目に鮮やかな印象が得られる。
のシアントナーAは、通常の粉砕法で作られた比較例2
のシアントナーCと同様の画像濃度が得られているのに
対し、乾式混合を行った比較例1のシアントナーBは、
着色力、彩度とも低く、実用的に不十分であった。
は透明性が高く、比較例2のシアントナーCと同様に十
分な発色が得られているのに対し、比較例1のシアント
ナーBは透明性が得られず、発色の悪い影絵のような投
影画像となった。
色トナー粒子を顔料と湿式混合することにより、従来の
粉砕法によるトナーと同様の高画質の画像が得られるこ
とがわかった。
ナー粒子を製造した後、これを顔料と混合することによ
り現像剤を製造するので、トナー粒子を製造する工程ま
では、現像剤の色に関わらず、清掃作業を行うことなく
一括して製造できる。このため、本発明を用いると、生
産性が高く、低コストとなる。
やすい顔料を、乾燥させる前に無色トナー粒子と湿式混
合するので、得られたトナー粒子中の顔料の分散性が非
常に良好である。このため、本発明によれば、優れた色
再現性及び透明性を有する現像剤が得られる。
を表す図
す概略図
体、5…排出口、7…アジテータ、8…スラリー面、9
…ボール面、11,21,31,41…感光体ドラム、
12,22,32,42…現像器、13,23,33,
43…ブレードクリーニング装置、14…搬送手段、1
5,25,35,45…露光部、16…除電ランプ、1
7…テンションローラ、18…駆動ローラ、19,2
9,39,49…給電ローラ、52,53…電源、6
3,64…現像ローラ、100,200,300,40
0…プロセスユニット、115…定着器、135…ヒー
トローラ、145…加圧ローラ
Claims (4)
- 【請求項1】バインダー樹脂を含有する無色トナー粒
子、及び予め湿潤された顔料を湿式混合することにより
湿潤トナー粒子を得る湿式混合工程と、 該湿潤トナー粒子を乾燥してトナー粒子を得る乾燥工程
とを具備する現像剤の製造方法。 - 【請求項2】前記予め湿潤された顔料は、顔料製造プロ
セスにおいてまだ乾燥処理されていない未処理製品であ
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】バインダー樹脂を含有する無色トナー粒子
と、該無色トナー粒子と湿式混合された、予め湿潤され
た顔料とを含有する湿潤トナー粒子を乾燥して得られた
トナー粒子を含む現像剤。 - 【請求項4】前記予め湿潤された顔料は、顔料製造プロ
セスにおいてまだ乾燥処理されていない未処理製品であ
る請求項3に記載の現像剤。
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