JP2010134326A - トナー、二成分現像剤、現像装置、定着装置、および画像形成装置 - Google Patents
トナー、二成分現像剤、現像装置、定着装置、および画像形成装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明のトナーであるカプセルトナー1は、トナー母粒子となるコア粒子2の表面に被覆層3が形成された二層構造を有し、上記コア粒子2を構成する樹脂の屈折率(na)と上記被覆層3を構成する樹脂の屈折率(nb)との比である(nb/na)が0.92〜0.96である構成である。
【選択図】図1
Description
本発明の一実施形態として、トナーは、トナーの色の吸収波長域に波長をもつレーザー光を、転写材上の未定着のトナー像に照射し、光のエネルギーを用いて該トナー像を構成するトナーを溶融させ、転写材上に定着させる定着装置にて扱われるトナーである。そして、図1に示すように、コア粒子2の表面にシェル層(被覆層)3が形成された二層構造(以下、コア−シェル構造とも言う)を有するトナー1であり、以下、このようなトナーをカプセルトナー1と称する。そこで、(1)トナー原料、および(2)カプセルトナー1の製造方法について以下に詳細を説明する。
(1−I)コア粒子用樹脂及びシェル層用樹脂
カプセルトナー1は、トナー母粒子となるコア粒子の表面に被覆層が形成された二層構造を有している。上記コア粒子用樹脂、または上記シェル層用樹脂としては、特に限定されるものではなく、ブラックトナーまたはカラートナー用の結着樹脂を用いることができる。上記結着樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレンおよびスチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂等のスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート(以下、PMMAと言う)等のアクリル系樹脂、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等を挙げることができる。
カプセルトナー1用の着色剤としては、染料および顔料を挙げることができるが、その中でも顔料を用いることが好ましい。顔料は、染料に比べて耐光性および発色性に優れるので、顔料を用いることによって耐光性および発色性に優れるカプセルトナー1を得ることができる。
カプセルトナー1は、必要に応じて、コア粒子用樹脂、シェル層用樹脂、および着色剤の他に、離型剤、帯電制御剤等を含んでもよい。
カプセルトナー1用の離型剤は、カプセルトナー1を記録媒体に定着させる際にカプセルトナー1に離型性を付与するために添加される。したがって、離型剤を用いない場合と比較して高温オフセット開始温度を高め、耐高温オフセット性を向上させることができる。また、カプセルトナー1を定着させる際の加熱によって離型剤を溶融させ、定着開始温度を低下させ、耐ホットオフセット性を向上させることができる。
カプセルトナー1用の帯電制御剤は、カプセルトナー1に好ましい帯電性を付与するために添加される。本発明に用いられる帯電制御剤としては、特に限定されるものではなく、従来公知の正電荷制御用または負電荷制御用の帯電制御剤を用いることができる。
本発明に係るカプセルトナー1の製造方法は、コア−シェル構造が形成される限り、特に限定されず、公知の製造方法、例えば凝集法により製造することができる。そこで、(I)コア粒子の製造方法、および(II)シェル層の形成方法について以下に詳細を説明する。
本発明に係るカプセルトナー1のコア粒子はトナー母粒子であるので、従来公知のトナー製造方法、例えば、溶融混練粉砕法によって製造することができる。当該溶融混練粉砕法とは、結着樹脂、着色剤、離型剤、電荷制御剤、およびその他の添加剤等を乾式混合する混合工程と、当該混合工程で得られた混合物を溶融混練する融解混練工程と、当該融解混練工程で得られた溶融混練物を冷却して固化させる冷却工程と、当該冷却工程で得られた固化物を機械的に粉砕する粉砕工程とを含む。
上記(2−I)コア粒子の製造方法において説明した手法により得られたコア粒子の分散液中にシェル粒子の分散液を添加してコア粒子表面にシェル粒子を凝集、融着させ、コア粒子表面をシェル粒子にて被覆させることにより、本発明のカプセルトナー粒子を形成する。
本発明の一実施形態として、現像剤は、本発明に係るカプセルトナー1を用いる一成分現像剤または二成分現像剤である。
本発明の一実施形態として、本発明のカプセルトナー1を含む一成分現像剤または二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置および、本発明の各トナー色毎に設けられたレーザー光源のみを備える定着装置、および上記現像装置と上記定着装置とを備えた画像形成装置を提供する。
レーザー定着装置80のレーザー光源81に設けられるY定着レーザー81Y、M定着レーザー81M、C定着レーザー81C、K定着レーザー81Kの発光波長は、例えばY定着レーザー81Yは、イエロートナーの可視領域の吸収ピーク(例えば430nm)の波長で発光する。また、M定着レーザー81Mは、マゼンタトナーの可視領域の吸収ピークに対応する(例えば565nm)の波長で発光する。さらに、C定着レーザー81Cは、シアントナーの可視領域の吸収ピークに対応する(例えば620nm)の波長で発光する。K定着レーザー81Kの波長は黒トナーの吸収波長である。なお、黒トナーの吸収ピークに対応するK定着レーザー81Kの発光波長については、特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
カプセルトナーのコア粒子用樹脂およびシェル粒子用樹脂の屈折率は、上記〔1.トナー〕において説明したように、従来公知のプリズムカップリング法により633nmの波長において測定することができる。
電解液(商品名:ISOTON−II、ベックマン・コールター株式会社製)50mlに、試料20mgおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム1mlを加え、超音波分散器(商品名:UH−50、株式会社エスエムテー製)によって、超音波周波数20kHzで3分間分散処理して、測定用試料を調製した。この測定用試料について、粒度分布測定装置(商品名:MultisizerIII、ベックマン・コールター株式会社製)を用い、アパーチャ径100μm、測定粒子数50000カウントの条件下に測定を行い、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒子径を求めた。
示差走査熱量計(商品名:DSC220、セイコー電子工業株式会社製)を用い、日本工業規格(JIS)K7121−1987に準じ、試料1gを昇温速度毎分10℃で加熱してDSC曲線を測定した。得られたDSC曲線のガラス転移に相当する吸熱ピークの高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度(Tg)として求めた。
流動特性評価装置(商品名:フローテスターCFT−100C、株式会社島津製作所製)において、荷重10kgf/cm2(9.8×105Pa)を与えて試料1gがダイ(ノズル口径1mm、長さ1mm)から押出されるように設定し、昇温速度毎分6℃で加熱し、ダイから試料の半分量が流出したときの温度を求め、軟化温度とした。
(実施例1)
(1)コア樹脂の製造
結着樹脂としてスチレンアクリル樹脂(屈折率1.56 結着樹脂、ガラス転移温度Tg:55℃、軟化温度Tm:110℃)を87.5部と、着色剤(商品名:KET・BLUE111、DIC株式会社製)を8部と、離型剤としてポリエステル系ワックス(融点85℃)を3部と、帯電制御剤(商品:ボントロンE84、オリエント化学工業株式会社製)を1.5部と、を混合機(商品名:ヘンシェルミキサ、三井鉱山株式会社製)で混合した。二軸押出機(商品名:PCM−30、株式会社池貝製)を用い、シリンダ温度145℃、バレル回転数300rpmの条件下において、得られた混合物を溶融混練して、溶融混練物を調製した。この溶融混練物を室温まで冷却した後に、カッターミル(商品名:VM−16、株式会社セイシン企業製)で粗粉砕し、粒子径100μm以下の粗粉を調製した。
シェル層用樹脂粒子として、0.15μmの体積平均粒子径を有するPMMA微粒子(屈折率1.49)(商品名:MP−1451、綜研化学株式会社製)を用いた。
得られたコア粒子スラリー450gと、上記シェル層用樹脂粒子45gとを、クリアランス0.2mmである500ml容量のローター/スクリーンタイプの高速乳化機(クレアミクス、エム・テクニック(株)製)に移し、回転体部分の回転速度を18m/秒とし、液温80℃で10分間処理をし、次いで濾過することによって粒子を取り出し、水洗を5回行った後、粒子を75℃の熱風で乾燥し、カプセルトナー粒子を得た。
得られたカプセルトナー粒子100重量部に、外添剤として疎水性シリカ(商品名:R−974、日本アエロジル株式会社製)2.2重量部と、疎水性チタン(商品名:T−805、日本アエロジル株式会社製)1.6重量部との合計3.8重量部を、ヘンシェルミキサ(商品名:FMミキサ、三井鉱山株式会社製)で混合することによりトナーに外添剤を外添し、カプセルトナーを得た。
キャリアとしては、体積平均粒径45μmのフェライトコアキャリアを用いた。現像剤中のトナーの濃度が7%となるようにV型混合器混合機(商品名:V−5、株式会社特寿工作所製)を用いて20分間混合し、実施例1の二成分現像剤を作製した。
コア粒子用樹脂をPMMA(屈折率1.49)に、シェル層用樹脂をシリコン樹脂(屈折率1.41)にしたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の二成分現像剤を得た。
コア粒子用樹脂をポリエステル(屈折率1.57)に、シェル層用樹脂をPMMA微粒子(屈折率1.49)にしたこと以外は実施例1と同様にして、実施例3の二成分現像剤を得た。
コア粒子用樹脂をフッ素含有ポリエステル(屈折率1.54)に、シェル層用樹脂をシリコン樹脂(屈折率1.41)にしたこと以外は実施例1と同様にして、実施例4の二成分現像剤を得た。
コア粒子用樹脂をフッ素含有ポリエステル(屈折率1.54)に、シェル層用樹脂をPMMA微粒子(屈折率1.49)にしたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の二成分現像剤を得た。
コア粒子用樹脂をフッ素含有ポリエステル(屈折率1.55)に、シェル層用樹脂をシリコン樹脂(屈折率1.41)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、比較例2の二成分現像剤を得た。
コア粒子用樹脂をポリエステル(屈折率1.57)に、シェル層用樹脂をスチレンアクリル(屈折率1.56)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、比較例3の二成分現像剤を得た。
市販の複写機(商品名:MX−2700、シャープ株式会社製)の定着装置を、図4に示すような定着装置(Y定着レーザー:430nm、M定着レーザー:565nm、C定着レーザー:620nm、K定着レーザー:780nm、出力:30W)に改変したものに、実施例および比較例で得られた二成分現像剤をそれぞれ充填した。トナーの付着量が1.2mg/cm2(カプセルトナー二層分に相当)になるように調整してベタ画像を定着し、評価画像を作成した。
上記式(1)により得られた定着率が70%以上であれば、十分な定着性を有するカプセルトナーであると評価した。
2 コア粒子
3 シェル層(被覆層)
4 定着装置
14 現像装置
80 レーザー定着装置
81 レーザー光源
100 画像形成装置
Claims (7)
- トナーの色の吸収波長域に波長をもつレーザー光を、転写材上の未定着のトナー像に照射し、光のエネルギーを用いて該トナー像を構成するトナーを溶融させ、転写材上に定着させる定着装置にて扱われるトナーであって、
トナー母粒子となるコア粒子の表面に被覆層が形成された二層構造を有し、
上記コア粒子を構成する樹脂の屈折率(na)と上記被覆層を構成する樹脂の屈折率(nb)との比であるnb/naが0.92〜0.96であることを特徴とするトナー。 - シアントナー、マゼンタトナー、もしくはイエロートナーであることを特徴とする、請求項1に記載のトナー。
- 請求項1または2に記載のトナーとキャリアとを含むことを特徴とする二成分現像剤。
- 請求項1または2に記載のトナーよりなる一成分現像剤を用いて現像を行うことを特徴とする現像装置。
- 請求項3に記載の二成分現像剤を用いて現像を行うことを特徴とする現像装置。
- 請求項1または2に記載のトナーを用いて転写材上に形成された未定着のトナー像に光源より光を照射し、光のエネルギーを用いて該トナー像を構成するトナーを溶融させ、転写材上に定着させる定着装置であって、
上記光源として、使用されるトナーの色毎に設けられたレーザー光源のみを備え、
上記レーザー光源は、上記各色のうちの何れかである特定の色の吸収波長域に波長をもつレーザー光を照射することを特徴とする定着装置。 - 請求項4または5に記載の現像装置および請求項6に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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