JP2011090135A - Toner for laser fixation, and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関わり、より詳細には、記録紙上に形成された未定着トナー像を、レーザ光照射手段により定着する定着装置を備えた画像形成装置及びそれに用いるトナーに関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, and more specifically, includes a fixing device that fixes an unfixed toner image formed on a recording paper by a laser beam irradiation means. The present invention relates to an image forming apparatus and a toner used therefor.
電子写真方式の画像形成装置(例えばプリンタ)には、記録部材(記録紙や用紙)上に形成されたトナー像を熱溶融することによって記録部材上に定着させる定着装置が備えられている。この定着装置の一例として、特許文献1に示されるように、定着ローラと加圧ローラとから構成されるローラ対方式の定着装置が知られている。
An electrophotographic image forming apparatus (for example, a printer) includes a fixing device that fixes a toner image formed on a recording member (recording paper or paper) onto the recording member by heat melting. As an example of this fixing device, as disclosed in
しかし、従来のローラ対方式では、電源投入後に定着ローラ及び加圧ローラを所定温度にまで上昇させる必要があるため、ウォームアップ時間を要する。また、コピー動作が行われていない待機状態中、ローラ表面を所定温度に保持する必要があるため、コピー動作が行われていない時も常に加熱していなければならず、無駄なエネルギーを消費する。
そこで、無駄なエネルギーを消費せず効率良くトナーのみを定着させる方法として、トナーにレーザ光やキセノンフラッシュランプからの光を照射して熱溶融させて定着させる方法(光定着方法)が提案されている(例えば、特許文献2,3参照)。
However, the conventional roller pair system requires warm-up time because it is necessary to raise the fixing roller and the pressure roller to a predetermined temperature after the power is turned on. Further, since it is necessary to keep the roller surface at a predetermined temperature during the standby state when the copying operation is not performed, the roller surface must be constantly heated even when the copying operation is not performed, and wasteful energy is consumed. .
Therefore, as a method of fixing only the toner efficiently without consuming unnecessary energy, a method of fixing the toner by irradiating it with laser light or light from a xenon flash lamp and fixing it (light fixing method) has been proposed. (For example, see
しかし、光定着方法を用いる場合、光を効率的にトナーに吸収させることが重要であるが、現状のトナーでは、トナー粒子表面での反射があるために、粒子内部へ侵入する光の割合が少なく、光の利用効率が低いという課題がある。 However, when using the photofixing method, it is important to absorb the light efficiently in the toner. However, in the current toner, the ratio of the light entering the inside of the particle is reduced due to reflection on the toner particle surface. There is a problem that the utilization efficiency of light is low.
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナー粒子表面でのレーザ光の反射が少なくレーザ光の利用効率が高いレーザ定着用トナー及びそれを用いた画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser fixing toner with low laser beam reflection on the surface of toner particles and high use efficiency of the laser beam, and an image using the same. It is to provide a forming apparatus.
上記課題を解決するために、本発明の第1の技術手段は、レーザ定着方法を採用する画像形成装置に用いられるトナーであって、少なくとも結着樹脂と着色材料を含むコア粒子の表面に、定着に用いられるレーザ光に対する反射防止膜が形成されて成ることを特徴としたものである。 In order to solve the above-described problem, a first technical means of the present invention is a toner used in an image forming apparatus employing a laser fixing method, on the surface of core particles containing at least a binder resin and a coloring material. An antireflection film for laser light used for fixing is formed.
本発明の第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記反射防止膜が屈折率1.3〜1.4の材料で形成される1層の膜から成ることを特徴としたものである。 A second technical means of the present invention is characterized in that, in the first technical means, the antireflection film comprises a single layer film formed of a material having a refractive index of 1.3 to 1.4. is there.
本発明の第3の技術手段は、第1の技術手段において、前記反射防止膜が、2層の膜から成ることを特徴としたものである。 According to a third technical means of the present invention, in the first technical means, the antireflection film is composed of a two-layer film.
本発明の第4の技術手段は、第1〜第3のいずれか1の技術手段において、前記反射防止膜は、樹脂粒子を融着して形成されることを特徴としたものである。 According to a fourth technical means of the present invention, in any one of the first to third technical means, the antireflection film is formed by fusing resin particles.
本発明の第5の技術手段は、第1〜第4のいずれか1の技術手段のトナーを用いるが像形成装置である。 A fifth technical means of the present invention is an image forming apparatus using the toner of any one of the first to fourth technical means.
本発明の第6の技術手段は、第5の技術手段において、当該画像形成装置が、カラー画像を形成するものであり、少なくとも、前記カラー画像を形成するために最後に重ね合わせる色について、前記トナーを用いることを特徴としたものである。 According to a sixth technical means of the present invention, in the fifth technical means, the image forming apparatus forms a color image, and at least the last color to be superimposed to form the color image It is characterized by using toner.
本発明によれば、トナー粒子表面でのレーザ光の反射が少なく、粒子内部へ侵入する光の割合が多いので、定着用の光の利用効率を高くすることができる。 According to the present invention, since the reflection of the laser beam on the toner particle surface is small and the ratio of the light penetrating into the inside of the particle is large, the utilization efficiency of the fixing light can be increased.
まず、本発明のトナーが用いられる画像形成装置について、図1及び図2を用いて説明する。図1の画像形成装置1は、電子写真方式にてそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナー像を形成する画像形成ユニット2B,2C,2M,2Yを備える。
First, an image forming apparatus using the toner of the present invention will be described with reference to FIGS. The
画像形成ユニット2B,2C,2M,2Yは、用いるトナーの色を除き、同じ構成を有するので、以下では、画像形成ユニット2としてまとめて説明する。画像形成ユニット2は、感光層を有する感光体ドラム3と、上記感光層を所定の電位に帯電させる帯電装置4と、帯電された感光体ドラム3にレーザ光を照射し静電潜像を形成する露光装置5と、対応する色のトナーを収容しトナーによって感光体ドラム3上の静電潜像を現像する現像装置6と、感光体ドラム3上のトナー像を後述の中間転写ベルト9に一次転写する一次転写装置7と、一次転写後の感光体ドラム3上のトナー等を除去するドラムクリーナ8と、を有する。
Since the
また、画像形成装置1は、各画像形成ユニット2B,2C,2M,2Yで形成された各色のトナー像を順次転写される中間転写ベルト9と、中間転写ベルト9に重ねて転写された画像を、用紙収容部10からローラ対11によって搬送されてきた用紙P(記録部材の一例)に転写する二次転写装置12と、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置13と、を備える。定着装置13から排出された用紙Pは、排出ローラ14によって装置外へと送り出される。
In addition, the
画像形成装置1は、レーザ定着法を用いるものであり、そのため、定着装置13が例えば図2に示すような構成を有する。すなわち、定着装置13が、レーザ光を発生するレーザ光源13aと、レーザ光源13aから照射されたレーザ光を反射して無端ベルト13b上を走査露光する回転多面鏡13cと、を備える。なお、レーザ光源13aと回転多面鏡13cとの間の光路には、コリメータレンズ等を設けることができ、回転多面鏡13cと無端ベルト13bとの間には、fθレンズ、折り返しミラー等を設けることができる。
The
用紙Pが通過する間、レーザ光源13aからのレーザ光は回転多面鏡13cによって走査され、用紙P上に保持されたトナーに照射される。すると、光の吸収によって発熱したトナーが溶融し、用紙上に定着される。
この例では、1つの半導体レーザの光を回転多面鏡によって走査する構成を用いているが、複数の半導体レーザを並べ、走査することなく、光を照射する構成を用いることもできる。
While the paper P passes, the laser light from the
In this example, a configuration in which the light of one semiconductor laser is scanned by a rotating polygon mirror is used, but a configuration in which a plurality of semiconductor lasers are arranged and irradiated without scanning can also be used.
続いて、本発明のトナーの例について、図3〜図5を用いて説明する。図3は、本発明のトナーの一例を模式的に示す断面図である。本発明のトナーのトナー粒子は、図の参照符号20で例示するように、樹脂粒子であるコア粒子21と、コア粒子の表面を被膜する被覆層(反射防止膜)22とから成る。被覆層22は光の干渉を利用するので、利用するレーザ波長が異なる場合は、波長に比例して膜厚を変える必要がある。以下の説明の例では、定着用のレーザには780nmの波長の半導体レーザを用いるものとする。
Subsequently, an example of the toner of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of the toner of the present invention. The toner particles of the toner of the present invention are comprised of
コア粒子21は、結着樹脂、着色剤、電荷制御剤及び離型剤等から構成され、用いる光源によっては赤外線吸収剤が添加されている場合もある。トナー粒子の表面での反射を考える場合、結着樹脂の屈折率がもっとも重要であり、結着樹脂には、ポリエステル、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂等が用いられる。この例では、結着樹脂としてポリエステル(屈折率=約1.57)を用いるものとする。
The
被覆層22は1層で構成する場合と2層で構成する場合がある。
The covering
(被覆層22を1層で構成する場合)
コア粒子21の結着樹脂として屈折率1.57の材料を用い、屈折率の異なる被覆層22を設けた場合の垂直方向の反射率を計算した結果を図4に示す。被覆層が無い場合(すなわち図4の膜厚0nmのとき)、表面反射率が5%弱である。それに対し、屈折率1.3や1.35,1.4の被覆層22を100〜200nmの厚さで設けると、図4(A)〜(C)に示すように、表面反射率を2%以下程度に抑えることができ、トナー粒子20のコア粒子21内に入っていくレーザ光を増やすことができるので、レーザ光の利用効率を上げることができる。被覆層22の屈折率が1.45以上になると、図4(D)に示すように、表面反射率を2%以下とすることができないため、被覆層22の反射防止効果が少なくなる。
(When the
FIG. 4 shows the result of calculating the reflectance in the vertical direction when a material having a refractive index of 1.57 is used as the binder resin for the
このように、被覆層22を1層で構成する場合は、屈折率が約1.3〜1.4の材料を使用することが望ましい。具体的な材料としては、シリコン樹脂や非晶質フッ素系樹脂、フッ化マグネシウム等を用いることができる。
Thus, when the
(被覆層22を2層で構成する場合)
一般に、2層構成の膜は、下記の式(1),(2)の条件を満たすときに反射率が0になる。
(1)ns・n12=n0・n22
(2)4・n1・d1=4n2・d2=λ
n0:空気の屈折率
ns:トナー粒子20のコア粒子21の屈折率
λ:レーザ光の波長
n1:外側の層の屈折率、d1:外側の層の膜厚
n2:内側の層の屈折率、d2:内側の層の膜厚
(When the
In general, a two-layer film has a reflectivity of 0 when the following conditions (1) and (2) are satisfied.
(1) ns · n1 2 = n0 · n2 2
(2) 4 · n1 · d1 = 4n2 · d2 = λ
n0: refractive index of air ns: refractive index of
上記の2式に近い条件を採用できれば、反射率を下げることができる。
例えば、外側の層を屈折率1.4、膜厚140nmとし、内側の層の屈折率を1.75とした場合に内側の層の膜厚と反射率の関係を図5に示す。図示するように、内側の層の膜厚を100nm程度にすれば、屈折率1.4以上の材料だけで被覆層22を構成しながら、反射率を抑えることができる。屈折率1.4以上の材料は、屈折率1.4未満の材料のものに比べ、選択の幅が広く、つまり、被覆層22を反射防止膜として形成する際、被覆層を1層で構成するより2層で構成した方が形成材料の自由度が高い。なお、2層で構成する被覆層22は、外側の層にシリコン樹脂、内側の層に酸化チタン等を添加したポリエステル樹脂やチアウレタン系樹脂等の高屈折率樹脂を用いて実現できる。
If conditions close to the above two formulas can be adopted, the reflectance can be lowered.
For example, when the outer layer has a refractive index of 1.4 and a film thickness of 140 nm and the inner layer has a refractive index of 1.75, the relationship between the film thickness of the inner layer and the reflectance is shown in FIG. As shown in the drawing, when the film thickness of the inner layer is about 100 nm, the reflectance can be suppressed while forming the
3層以上で反射防止膜としての被覆層22を形成することも可能であるが、作製工程が長くなるので、1層または2層で形成することが望ましい。
Although it is possible to form the
この被覆層22を形成する方法としては様々な方法が考えられる。例えば、無機のフッ化マグネシウムの微粒子をコア粒子21の表面に付着させた後で、噴霧乾燥法などのカプセル手法によってポリマー層とする方法がある。以下では、他の方法について、すなわち、被覆層22を樹脂粒子であるシェル粒子を用いて形成する方法と、シェル粒子の条件について説明する。
Various methods are conceivable as a method of forming the
この方法により作製されるトナー(のトナー粒子)は、コア粒子の表層部をシェル粒子により被膜しているカプセルトナーであり、シェル粒子は、コア粒子及び隣り合うシェル粒子の少なくともいずれか一方と融着して被覆層を形成する。
シェル粒子同士が融着して一体化することによって、被覆層の強度が高くなると共に、光学的にも一体化し表面での散乱が減少し、反射防止膜としての役割を果たすようになっている。
The toner (toner particles) produced by this method is a capsule toner in which the surface layer portion of the core particles is coated with shell particles, and the shell particles are fused with at least one of the core particles and the adjacent shell particles. To form a coating layer.
When the shell particles are fused and integrated, the strength of the coating layer is increased, and the coating is optically integrated to reduce scattering on the surface, thereby serving as an antireflection film. .
また、シェル粒子とコア粒子とが融着して一体化することによって、被覆層とコア粒子との間の付着強度が高くなる。これによって、たとえば現像容器内での攪拌による被覆層のコア粒子からの脱離を防止することができ、被覆層の剥離が起こりにくくなるので、トナー表面は均一化され、流動性、耐ブロッキング性、帯電安定性等のトナーの性質が長期使用によって変化することを防止することもできる。またキャリアへのトナースペントを防止する。 Moreover, the adhesion strength between the coating layer and the core particles is increased by fusing and integrating the shell particles and the core particles. As a result, for example, the coating layer can be prevented from being detached from the core particles by stirring in the developing container, and the coating layer is less likely to be peeled off, so that the toner surface is made uniform, fluidity and anti-blocking property. Further, it is possible to prevent the toner properties such as charging stability from being changed by long-term use. It also prevents toner spent on the carrier.
本トナーに用いるシェル粒子の体積平均粒径は、被覆層(反射防止膜)の膜厚に関連する。反射防止膜の膜厚は50nmから400nm程度であるので、シェル粒子の体積平均粒径も50nmから400nmが望ましい。
また、シェル粒子の体積平均粒径が50nm未満である場合、コア粒子表面にシェル粒子が固定化されにくく、形成される被覆層の厚さが薄くなり、コア粒子表面を均一に覆うことが難しくなり、均一な厚みの被覆層が得られない。したがって、流動性、耐ブロッキング性、帯電安定性などのトナー特性が悪化する恐れがあるので、トナー特性の面からも50nm以上が望ましい。
The volume average particle diameter of the shell particles used in the toner is related to the film thickness of the coating layer (antireflection film). Since the film thickness of the antireflection film is about 50 nm to 400 nm, the volume average particle diameter of the shell particles is preferably 50 nm to 400 nm.
In addition, when the volume average particle diameter of the shell particles is less than 50 nm, the shell particles are difficult to be immobilized on the surface of the core particles, the thickness of the coating layer formed is thin, and it is difficult to cover the core particle surfaces uniformly. Therefore, a coating layer having a uniform thickness cannot be obtained. Accordingly, toner properties such as fluidity, blocking resistance, and charging stability may be deteriorated, so that 50 nm or more is desirable from the viewpoint of toner properties.
また、コーティング工程において、シェル粒子と付着補助剤とを含むシェル粒子分散液を同一の噴霧ノズルから噴霧させる方法を選んだ場合、シェル粒子の体積平均粒径が50nm未満である場合、シェル粒子分散液中でのシェル粒子の分散性が低下する恐れがある。 Further, in the coating process, when a method of spraying the shell particle dispersion containing the shell particles and the adhesion aid from the same spray nozzle is selected, when the volume average particle diameter of the shell particles is less than 50 nm, the shell particle dispersion The dispersibility of the shell particles in the liquid may be reduced.
シェル粒子からなる被覆層は、コア粒子表面に形成される。被覆層は、反射防止膜として使用されることから、コア粒子の表面の大部分に形成されることが好ましい。コア粒子の表面の大部分とは、コア粒子の表面積の90%以上を占める部分である。 A coating layer made of shell particles is formed on the surface of the core particles. Since the coating layer is used as an antireflection film, it is preferably formed on most of the surfaces of the core particles. The major part of the surface of the core particle is a part that occupies 90% or more of the surface area of the core particle.
本トナーは、例えば、コア粒子とシェル粒子との付着力を増大させる付着補助剤を用いて、コア粒子にシェル粒子を付着させ融着させることによって製造され、その製造方法は、例えば、コア粒子作製工程と、シェル粒子及び付着補助剤調整工程と、コーティング工程とを含む。コア粒子作製工程と、シェル粒子及び付着補助剤調整工程とは、時間的な順序が逆になってもよい。 The toner is produced by, for example, attaching and fusing the shell particles to the core particles using an adhesion aid that increases the adhesion between the core particles and the shell particles. It includes a manufacturing process, a shell particle and adhesion aid adjusting process, and a coating process. The temporal order of the core particle preparation step and the shell particle and adhesion aid adjusting step may be reversed.
〈コア粒子作製工程〉
コア粒子作製工程では、少なくとも結着樹脂および着色剤を含むコア粒子を作製する。コア粒子は、前述のように、さらに電荷制御剤(帯電制御剤)、離型剤等も含む。
結着樹脂としては、トナー用結着樹脂として常用されるものであれば特に限定されず、たとえば、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリエステル、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂が好ましい。これらの樹脂は、1種が単独で使用されてもよく、また2種以上が併用されてもよい。また同一種の樹脂であっても、分子量、単量体組成などのいずれか1つまたは複数が異なる樹脂を複数種併用することができる。
<Core particle production process>
In the core particle production step, core particles containing at least a binder resin and a colorant are produced. As described above, the core particles further contain a charge control agent (charge control agent), a release agent and the like.
The binder resin is not particularly limited as long as it is commonly used as a binder resin for toner, and examples thereof include polyester, polyurethane, epoxy resin, acrylic resin, and styrene-acrylic resin. Among these, polyester, acrylic resin, and styrene-acrylic resin are preferable. One of these resins may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Moreover, even if it is the same kind of resin, it is possible to use a plurality of kinds of resins different in any one or more in terms of molecular weight, monomer composition, and the like.
ポリエステルは透明性に優れ、凝集粒子に良好な粉体流動性、低温定着性および二次色再現性などを付与できるので、カラートナー用の結着樹脂に好適である。ポリエステルとしては公知のものを使用でき、多塩基酸と多価アルコールとの重縮合物などが挙げられる。多塩基酸としては、ポリエステル用モノマーとして知られるものを使用でき、たとえば、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族カルボン酸類、無水マレイン酸、フマル酸、琥珀酸、アルケニル無水琥珀酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類、これら多塩基酸のメチルエステル化物などが挙げられる。多塩基酸は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。多価アルコールとしても、ポリエステル用モノマーとして知られるものを使用でき、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリンなどの脂肪族多価アルコール類、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールAなどの脂環式多価アルコール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物などの芳香族系ジオール類などが挙げられる。多価アルコールは1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。多塩基酸と多価アルコールとの重縮合反応は常法に従って実施でき、たとえば、有機溶媒の存在下または非存在下および重縮合触媒の存在下に、多塩基酸と多価アルコールとを接触させることによって行われ、生成するポリエステルの酸価、軟化点などが所定の値になったところで終了する。これによって、ポリエステルが得られる。多塩基酸の一部に、多塩基酸のメチルエステル化物を用いると、脱メタノール重縮合反応が行われる。この重縮合反応において、多塩基酸と多価アルコールとの配合比、反応率などを適宜変更することによって、たとえば、ポリエステルの末端のカルボキシル基含有量を調整でき、ひいては得られるポリエステルの特性を変性できる。また多塩基酸として無水トリメリット酸を用いると、ポリエステルの主鎖中にカルボキシル基を容易に導入することによっても、変性ポリエステルが得られる。なお、ポリエステルの主鎖および/または側鎖にカルボキシル基、スルホン酸基などの親水性基を結合させ、水中での自己分散性ポリエステルも使用できる。またポリエステルとアクリル樹脂とをグラフト化して用いてもよい。 Polyester is excellent in transparency, and can impart good powder fluidity, low-temperature fixability, secondary color reproducibility, and the like to the aggregated particles, and is therefore suitable as a binder resin for color toners. Known polyesters can be used, and examples thereof include polycondensates of polybasic acids and polyhydric alcohols. As the polybasic acid, those known as polyester monomers can be used, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic acid, naphthalenedicarboxylic acid and other aromatic carboxylic acids, maleic anhydride Examples thereof include aliphatic carboxylic acids such as acid, fumaric acid, succinic acid, alkenyl succinic anhydride, and adipic acid, and methyl esterified products of these polybasic acids. A polybasic acid can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together. As the polyhydric alcohol, those known as monomers for polyesters can be used. For example, aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, neopentylglycol, glycerin, cyclohexanediol, cyclohexanediene, etc. Examples thereof include aromatic diols such as alicyclic polyhydric alcohols such as methanol and hydrogenated bisphenol A, ethylene oxide adducts of bisphenol A, and propylene oxide adducts of bisphenol A. A polyhydric alcohol can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together. The polycondensation reaction between the polybasic acid and the polyhydric alcohol can be carried out according to a conventional method. For example, the polybasic acid and the polyhydric alcohol are contacted in the presence or absence of an organic solvent and in the presence of a polycondensation catalyst. The process is terminated when the acid value, softening point, etc. of the polyester to be produced reach a predetermined value. Thereby, polyester is obtained. When a methyl esterified product of a polybasic acid is used as a part of the polybasic acid, a demethanol polycondensation reaction is performed. In this polycondensation reaction, for example, the carboxyl group content at the end of the polyester can be adjusted by appropriately changing the mixing ratio of polybasic acid and polyhydric alcohol, the reaction rate, etc., and thus the properties of the resulting polyester are modified. it can. When trimellitic anhydride is used as the polybasic acid, a modified polyester can also be obtained by easily introducing a carboxyl group into the main chain of the polyester. A self-dispersible polyester in water in which a hydrophilic group such as a carboxyl group or a sulfonic acid group is bonded to the main chain and / or side chain of the polyester can also be used. Further, polyester and acrylic resin may be grafted.
スチレン−アクリル樹脂としては、たとえば、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−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体などが挙げられる。 Examples of the styrene-acrylic resin include styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate. Examples thereof include a copolymer, a styrene-butyl methacrylate copolymer, and a styrene-acrylonitrile copolymer.
着色剤としては、電子写真分野で常用される有機系染料、有機系顔料、無機系染料、無機系顔料などを使用できる。 As the colorant, organic dyes, organic pigments, inorganic dyes, inorganic pigments and the like commonly used in the electrophotographic field can be used.
黒色の着色剤としては、たとえば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライトおよびマグネタイトなどが挙げられる。
黄色の着色剤としては、たとえば、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138などが挙げられる。
Examples of the black colorant include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon, nonmagnetic ferrite, magnetic ferrite, and magnetite.
Examples of yellow colorants include chrome lead, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa yellow G, Hansa yellow 10G, benzidine yellow G, and benzidine. Yellow GR, Quinoline Yellow Lake, Permanent Yellow NCG, Tartrazine Lake, CI Pigment Yellow 12,
橙色の着色剤としては、たとえば、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43などが挙げられる。
赤色の着色剤としては、たとえば、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222などが挙げられる。
Examples of the orange colorant include red chrome yellow, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, indanthrene brilliant orange GK, C.I. pigment orange 31, CI Pigment Orange 43 and the like.
Examples of red colorants include bengara, cadmium red, red lead, mercury sulfide, cadmium, permanent red 4R, risol red, pyrazolone red, watching red, calcium salt, lake red C, lake red D, and brilliant carmine 6B. , Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B,
紫色の着色剤としては、たとえば、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキなどが挙げられる。
青色の着色剤としては、たとえば、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60などが挙げられる。
Examples of purple colorants include manganese purple, fast violet B, and methyl violet lake.
Examples of the blue colorant include bitumen, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, first sky blue, indanthrene blue BC, and CI pigment. Blue 15, CI pigment blue 15: 2, CI pigment blue 15: 3, CI pigment blue 16, CI pigment blue 60, and the like.
緑色の着色剤としては、たとえば、クロムグリーン、酸化クロム、ピクメントグリーンB、マイカライトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG、C.I.ピグメントグリーン7などが挙げられる。
白色の着色剤としては、たとえば、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛などの化合物が挙げられる。
着色剤は1種を単独で使用でき、または2種以上の異なる色のものを併用できる。また同色であっても、2種以上を併用できる。着色剤の使用量は特に制限されないけれども、好ましくは結着樹脂100重量部に対して0.1〜20重量部、さらに好ましくは0.2〜10重量部である。
Examples of the green colorant include chromium green, chromium oxide, pigment green B, micalite green lake, final yellow green G, CI pigment green 7, and the like.
Examples of the white colorant include compounds such as zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
One colorant can be used alone, or two or more different colorants can be used in combination. Moreover, even if it is the same color, 2 or more types can be used together. Although the amount of the colorant used is not particularly limited, it is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
離型剤としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど)およびその誘導体、低分子量ポリプロピリンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス(低分子量ポリエチレンワックスなど)およびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコン系重合体、高級脂肪酸などが挙げられる。なお、誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル系モノマーとワックスとのグラフト変性物などが含まれる。ワックスの使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは結着樹脂100重量部に対して0.2〜20重量部、さらに好ましくは0.5〜10重量部、特に好ましくは1.0〜8.0重量部である。 As the release agent, those commonly used in this field can be used, for example, petroleum wax such as paraffin wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, polyolefin wax (polyethylene wax, polypropylene Wax etc.) and derivatives thereof, low molecular weight polypropylin wax and derivatives thereof, hydrocarbon polymer waxes such as polyolefin polymer wax (low molecular weight polyethylene wax etc.) and derivatives thereof, carnauba wax and derivatives thereof, rice wax and derivatives thereof , Candelilla wax and its derivatives, plant wax such as wood wax, animal wax such as beeswax and whale wax, fatty acid amide, phenol fatty acid ester, etc. Oil-based synthetic waxes, long-chain carboxylic acids and their derivatives, long-chain alcohols and derivatives thereof, silicon-based polymers, such as higher fatty acids. Derivatives include oxides, block copolymers of vinyl monomers and waxes, graft modified products of vinyl monomers and waxes, and the like. The amount of the wax used is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range, but is preferably 0.2 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight, particularly preferably 100 parts by weight of the binder resin. 1.0 to 8.0 parts by weight.
帯電制御剤としてはこの分野で常用される正電荷制御用および負電荷制御用のものを使用できる。正電荷制御用の帯電制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。負電荷制御用の帯電制御剤としては、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど)、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸などが挙げられる。帯電制御剤は1種を単独で使用できまたは必要に応じて2種以上を併用できる。帯電制御剤の使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できる。帯電制御剤は、コア粒子中に含有させてもよく、後述のコーティング工程において反射防止膜となる被覆層中に混ぜて使用してもよい。帯電制御剤を、コア粒子中に含有させる場合、帯電制御剤は、結着樹脂100重量部に対して0.5〜3重量部であることが好ましい。 As the charge control agent, those for positive charge control and negative charge control commonly used in this field can be used. Examples of the charge control agent for controlling positive charge include nigrosine dyes, basic dyes, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, aminopyrines, pyrimidine compounds, polynuclear polyamino compounds, aminosilanes, nigrosine dyes and derivatives thereof, and triphenylmethane. Derivatives, guanidine salts, amidine salts and the like can be mentioned. Charge control agents for controlling negative charges include oil-soluble dyes such as oil black and spiron black, metal-containing azo compounds, azo complex dyes, metal salts of naphthenic acid, salicylic acid and derivatives thereof, and metal salts (metal is Chromium, zinc, zirconium, etc.), fatty acid soaps, long-chain alkyl carboxylates, resin acid soaps, and the like. The charge control agent can be used alone or in combination of two or more as required. The amount of the charge control agent used is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range. The charge control agent may be contained in the core particles, or may be used by being mixed in a coating layer that becomes an antireflection film in the coating step described later. When the charge control agent is contained in the core particles, the charge control agent is preferably 0.5 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
レーザ定着に用いるレーザ波長でのトナーによる吸収率が低い場合は、トナー粒子に赤外線吸収剤を添加することもある。赤外線吸収剤としては、置換ベンゼンジチオールニッケル錯体類、フタロシアニン類、アントラキノン類、ビスジチオベンジルニッケル錯体類等を用いることができる。 When the absorption rate by the toner at the laser wavelength used for laser fixing is low, an infrared absorber may be added to the toner particles. As the infrared absorber, substituted benzenedithiolnickel complexes, phthalocyanines, anthraquinones, bisdithiobenzylnickel complexes and the like can be used.
コア粒子は、一般的なトナーの製造方法に従って製造できる。一般的なトナーの製造方法としては、たとえば、粉砕法などの乾式法、懸濁重合法、乳化凝集法、分散重合法、溶解懸濁法、溶融乳化法などの湿式法である。以下粉砕法によるコア粒子の作製方法を説明する。
粉砕法では、結着樹脂、着色剤およびその他のトナー添加成分を含むトナー組成物を、混合機で乾式混合した後、混練機によって溶融混練する。溶融混練によって得られる混練物を冷却固化し、固化物を粉砕機によって粉砕する。その後必要に応じて分級などの粒度調整を行い、コア粒子を得る。
The core particles can be manufactured according to a general toner manufacturing method. As a general toner production method, for example, a dry method such as a pulverization method, a suspension polymerization method, an emulsion aggregation method, a dispersion polymerization method, a dissolution suspension method, and a wet emulsion method such as a melt emulsification method are used. A method for producing core particles by the pulverization method will be described below.
In the pulverization method, a toner composition containing a binder resin, a colorant, and other toner additive components is dry-mixed with a mixer and then melt-kneaded with a kneader. The kneaded material obtained by melt kneading is cooled and solidified, and the solidified material is pulverized by a pulverizer. Thereafter, particle size adjustment such as classification is performed as necessary to obtain core particles.
混合機としては公知のものを使用でき、たとえば、ヘンシェルミキサー(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサー(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)などが挙げられる。 Known mixers can be used, such as Henschel mixer (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), super mixer (trade name, manufactured by Kawata Co., Ltd.), Mechano Mill (trade name, manufactured by Okada Seiko Co., Ltd.), etc. Henschel type mixing device, Ong mill (trade name, manufactured by Hosokawa Micron Corporation), hybridization system (trade name, manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), Cosmo system (trade name, manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), and the like.
混練機としても公知のものを使用でき、たとえば、二軸押出し機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、たとえば、TEM100B(商品名、東芝機械株式会社製)、PCM−65/87、PCM−30(以上いずれも商品名、株式会社池貝製)などの1軸または2軸のエクストルーダ、ニーデックス(商品名、三井鉱山株式会社製)などのオープンロール方式の混練機が挙げられる。 A well-known thing can be used also as a kneading machine, for example, common kneading machines, such as a twin-screw extruder, a 3 roll, a laboratory blast mill, can be used. More specifically, for example, uniaxial or biaxial extruders such as TEM100B (trade name, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), PCM-65 / 87, and PCM-30 (all of which are trade names, manufactured by Ikegai Co., Ltd.). And an open roll type kneader such as Needex (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.).
着色剤などの合成樹脂用添加剤は、合成樹脂用添加剤を混練物中に均一に分散させるために、マスターバッチ化して用いてもよい。また合成樹脂用添加剤の2種以上を複合粒子化して用いてもよい。複合粒子は、たとえば、合成樹脂用添加剤の2種以上に適量の水、低級アルコールなどを添加し、ハイスピードミルなどの一般的な造粒機で造粒し、乾燥させることによって製造できる。マスターバッチおよび複合粒子は、乾式混合の際に粉体混合物に混入される。 Synthetic resin additives such as colorants may be used as a master batch to uniformly disperse the synthetic resin additive in the kneaded product. Two or more additives for synthetic resin may be used as composite particles. The composite particles can be produced, for example, by adding an appropriate amount of water, lower alcohol or the like to two or more additives for synthetic resin, granulating with a general granulator such as a high speed mill, and drying. Masterbatch and composite particles are mixed into the powder mixture during dry mixing.
〈シェル粒子および付着補助剤調製工程〉
シェル粒子および付着補助剤調製工程では、少なくとも樹脂を含むシェル粒子を作製する。またコア粒子とシェル粒子との付着力を増大させる付着補助剤を調製する。
シェル粒子に用いることができる樹脂としては、特に限定されることはない。
<Shell particle and adhesion aid preparation process>
In the shell particle and adhesion aid preparation step, shell particles containing at least a resin are produced. Also, an adhesion aid that increases the adhesion between the core particles and the shell particles is prepared.
The resin that can be used for the shell particles is not particularly limited.
このようなシェル粒子は、たとえば、シェル粒子原料をホモジナイザーなどで乳化分散させて細粒化することによって得ることができる。またモノマーの重合によって得ることもできる。
この工程で調製する付着補助剤とは、シェル粒子のコア粒子に対する濡れ性を向上させることができる液体である。付着補助剤は、コア粒子を溶解しない液体であることが好ましい。また付着補助剤は、シェル粒子のコーティング後に除去される必要があるので、蒸発し易い液体であることが好ましい。
Such shell particles can be obtained, for example, by emulsifying and dispersing the shell particle raw material with a homogenizer or the like. It can also be obtained by monomer polymerization.
The adhesion aid prepared in this step is a liquid that can improve the wettability of the shell particles to the core particles. The adhesion aid is preferably a liquid that does not dissolve the core particles. Further, since the adhesion aid needs to be removed after coating of the shell particles, it is preferably a liquid that easily evaporates.
これらの条件を満たす付着補助剤としては、たとえば、水および低級アルコールを少なくとも1種以上含むことが好ましい。低級アルコールとしては、たとえば、メタノール、エタノール、プロパノールなどが挙げられる。付着補助剤としてこれらを含む材料を用いることによって、シェル粒子のコア粒子に対する濡れ性を高めることができ、コア粒子の表面全面または大部分にシェル粒子を含む被覆層を形成することが一層容易となる。また付着補助剤を除去するための乾燥時間を一層短縮することができる。
また付着補助剤としては、上記例示のものに限定されることなく、たとえば、ブタノール、ジエチレングリコール、グリセリンなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類などを用いてもよい。
As an adhesion assistant satisfying these conditions, for example, it is preferable to contain at least one kind of water and lower alcohol. Examples of the lower alcohol include methanol, ethanol, propanol and the like. By using a material containing these as an adhesion aid, the wettability of the shell particles to the core particles can be increased, and it is easier to form a coating layer containing the shell particles on the entire surface or most of the core particles. Become. Moreover, the drying time for removing the adhesion aid can be further shortened.
Further, the adhesion aid is not limited to those exemplified above, for example, alcohols such as butanol, diethylene glycol and glycerin, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, and the like are used. May be.
〈コーティング工程〉
コーティング工程では、調整された付着補助剤を用いて、コア粒子にシェル粒子を付着させ融着させる。これによって、コア粒子にシェル粒子をコーティングし、被覆層を形成する。
付着補助剤は、シェル粒子のコア粒子に対する濡れ性を向上させることによってコア粒子とシェル粒子との付着力を増大させる。付着補助剤を用いることによって、コア粒子の表面全面または大部分にシェル粒子を含む被覆層を形成することが容易となる。このような被覆層は、コア粒子と融着するシェル粒子が存在することによってコア粒子から脱離し難くなる。したがって長期使用によって被覆層が脱離し、トナーの性質が変化することを防止できる。
<Coating process>
In the coating process, shell particles are adhered to the core particles and fused using the adjusted adhesion aid. As a result, the core particles are coated with the shell particles to form a coating layer.
The adhesion aid increases the adhesion between the core particles and the shell particles by improving the wettability of the shell particles to the core particles. By using an adhesion aid, it becomes easy to form a coating layer containing shell particles over the entire surface or most of the core particles. Such a coating layer is difficult to be detached from the core particles due to the presence of shell particles fused to the core particles. Accordingly, it is possible to prevent the coating layer from being detached and the properties of the toner from being changed by long-term use.
コーティング工程は、たとえば表面改質装置を用いて行われる。表面改質装置は、コア粒子およびシェル粒子を内部に収容する容器と、容器内部に付着補助剤を噴霧する噴霧手段とを備える装置である。また本実施の形態において、表面改質装置は、容器内のコア粒子を撹拌する撹拌手段を備える。 The coating process is performed using, for example, a surface modifying apparatus. The surface modification apparatus is an apparatus that includes a container that accommodates core particles and shell particles therein, and a spraying means that sprays an adhesion aid inside the container. Further, in the present embodiment, the surface modification apparatus includes a stirring unit that stirs the core particles in the container.
コア粒子およびシェル粒子を内部に収容する容器としては、閉鎖系の容器を用いることができる。噴霧手段は、付着補助剤を貯留する付着補助剤貯留部および/またはキャリアガスを貯留するキャリアガス貯留部と、付着補助剤および/またはキャリアガスとを混合し、得られる混合物を容器内に収容されるコア粒子に向けて噴射し、付着補助剤の液滴をコア粒子に噴霧する液体噴霧ユニットとを備える。キャリアガスとしては、圧縮エアなどを用いることができる。液体噴霧ユニットとしては、市販品を用いることができ、たとえば、付着補助剤をチューブポンプ(商品名:MP−1000A、東京理化器械株式会社製)を通して二流体ノズル(商品名:HM−6型、扶桑精機株式会社製)に定量送液するように接続したものを使用することができる。撹拌手段としては、衝撃力を主体とする機械的および熱的エネルギーをコア粒子に付与することができる撹拌ロータなどが用いられる。 A closed container can be used as a container for containing the core particles and the shell particles. The spraying means mixes the adhesion auxiliary agent storage part for storing the adhesion auxiliary agent and / or the carrier gas storage part for storing the carrier gas and the adhesion auxiliary agent and / or carrier gas, and stores the resulting mixture in the container A liquid spraying unit that sprays toward the core particles and sprays droplets of the deposition aid onto the core particles. Compressed air or the like can be used as the carrier gas. Commercially available products can be used as the liquid spray unit. For example, a two-fluid nozzle (trade name: HM-6 type, a sticking auxiliary agent is passed through a tube pump (trade name: MP-1000A, manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.) A product connected so as to be quantitatively fed to Fuso Seiki Co., Ltd. can be used. As the stirring means, a stirring rotor or the like capable of imparting mechanical and thermal energy mainly composed of impact force to the core particles is used.
撹拌手段を備える容器としては、市販品を用いることができ、たとえば、ヘンシェルミキサー(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサー(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)などが挙げられる。このような混合機の容器内に液体噴霧ユニットを取付けることによって、この混合機を本実施の形態の表面改質装置として用いることができる。 Commercially available products can be used as the container equipped with the stirring means. For example, Henschel mixer (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), super mixer (trade name, manufactured by Kawata Co., Ltd.), Mechano Mill (trade name, Okada Seiko) Henschel type mixing equipment such as Co., Ltd., Ongmill (trade name, manufactured by Hosokawa Micron Corporation), Hybridization system (trade name, manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), Cosmo System (trade name, manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) Etc. By installing the liquid spray unit in the container of such a mixer, this mixer can be used as the surface modification device of the present embodiment.
コア粒子へのシェル粒子のコーティングは、次のようにして行う。まずコア粒子とシェル粒子とを容器に投入し、撹拌手段によってコア粒子およびシェル粒子が撹拌される状態で、容器内部に付着補助剤を噴霧する。コア粒子およびシェル粒子は、付着補助剤が噴霧され、かつ撹拌による熱的エネルギーが加えられることによって、その表面が膨潤軟化し、濡れ性が向上する。これに、撹拌手段による機械的衝撃力が付加されて、コア粒子表面にシェル粒子が固着するとともに、シェル粒子の一部が、コア粒子および隣合うシェル粒子の少なくともいずれか一方と融着する。これによってコア粒子の表面の全面にシェル粒子を付着させることができ、コア粒子の表面の全面にシェル粒子を融着させることができる。 The core particles are coated with shell particles as follows. First, core particles and shell particles are put into a container, and an adhesion assistant is sprayed inside the container in a state where the core particles and the shell particles are stirred by the stirring means. The core particles and the shell particles are sprayed with an adhesion aid and applied with thermal energy by stirring, so that their surfaces swell and soften, and wettability is improved. A mechanical impact force by the stirring means is added to the shell particles so that the shell particles adhere to the surface of the core particles, and a part of the shell particles is fused with at least one of the core particles and the adjacent shell particles. As a result, the shell particles can be adhered to the entire surface of the core particles, and the shell particles can be fused to the entire surface of the core particles.
付着補助剤は、コア粒子が容器内において浮遊する状態で噴霧されることが好ましい。コア粒子が容器内で浮遊する状態で、シェル粒子と付着補助剤との混合物が噴霧されると、付着補助剤が噴霧されたコア粒子同士が接触する時間を短縮することができる。これによってトナー製造時におけるトナーの凝集を防止することができ、粗大粒子の発生が防止されるので、粒径の整ったトナーを得ることができる。コア粒子が容器内において浮遊する状態は、たとえば、撹拌手段による撹拌や、付着補助剤が噴霧されるのに十分な強さの圧縮エアの供給などによって実現できる。 The adhesion aid is preferably sprayed with the core particles floating in the container. When the mixture of the shell particles and the adhesion assistant is sprayed in a state where the core particles are suspended in the container, the time for the core particles sprayed with the adhesion assistant to be brought into contact with each other can be shortened. As a result, toner aggregation during toner production can be prevented and generation of coarse particles can be prevented, so that a toner having a uniform particle diameter can be obtained. The state in which the core particles float in the container can be realized by, for example, stirring by a stirring means or supply of compressed air having a sufficient strength to spray the adhesion aid.
また付着補助剤の使用量は、特に限定されないけれども、コア粒子の表面全面を濡らす程度の量であることが好ましい。付着補助剤の使用量は、コア粒子の使用量によって決定される。また付着補助剤は、噴霧手段による噴霧時間、噴霧回数などによってその量を調整することができる。したがってコア平均粒径、コア粒子とシェル粒子との使用割合、コア粒子の材料およびシェル粒子の材料などに応じて噴霧手段による単位時間当りの噴霧量を設定し、たとえば容器内のシェル粒子のうちほとんどがコア粒子に付着した時点で、噴霧手段による付着補助剤の噴霧を終了すればよい。 The amount of the adhesion aid is not particularly limited, but it is preferably an amount that wets the entire surface of the core particles. The amount of adhesion aid used is determined by the amount of core particles used. Moreover, the amount of the adhesion assistant can be adjusted by the spraying time by the spraying means, the number of spraying, and the like. Therefore, the spraying amount per unit time by the spraying means is set according to the core average particle diameter, the use ratio of the core particle and the shell particle, the material of the core particle and the material of the shell particle, etc., for example, among the shell particles in the container When most of the particles adhere to the core particles, the spraying of the deposition aid by the spraying means may be terminated.
このような表面改質装置によるコア粒子へのシェル粒子のコーティングは、次のようにして行う。まずコア粒子を容器に投入し、撹拌手段によってコア粒子が撹拌される状態で、容器内部に付着補助剤とシェル粒子との混合物を噴霧する。コア粒子は、付着補助剤が噴霧され、かつ撹拌による熱的エネルギーが加えられることによって、その表面が膨潤軟化し、濡れ性が向上する。またシェル粒子は、付着補助剤とともに混合されており、容器内部に噴霧された後、撹拌されて熱的エネルギーが加えられ、コア粒子と同様にその表面が膨潤軟化した状態となる。これに、撹拌手段による機械的衝撃力が付加されて、コア粒子表面にシェル粒子が固着するとともに、シェル粒子の一部が、コア粒子および隣合うシェル粒子の少なくともいずれか一方と融着する。これによってコア粒子の表面の全面にシェル粒子を付着させることができ、コア粒子の表面の全面にシェル粒子を融着させることができる。 The coating of the shell particles onto the core particles by such a surface modification apparatus is performed as follows. First, core particles are put into a container, and a mixture of an adhesion aid and shell particles is sprayed inside the container in a state where the core particles are stirred by the stirring means. The surface of the core particles is sprayed with an adhesion assistant and applied with thermal energy by stirring, whereby the surface thereof swells and softens, and the wettability is improved. Further, the shell particles are mixed together with the adhesion aid, and after being sprayed inside the container, the shell particles are agitated and applied with thermal energy, and the surface thereof is swollen and softened like the core particles. A mechanical impact force by the stirring means is added to the shell particles so that the shell particles adhere to the surface of the core particles, and a part of the shell particles is fused with at least one of the core particles and the adjacent shell particles. As a result, the shell particles can be adhered to the entire surface of the core particles, and the shell particles can be fused to the entire surface of the core particles.
付着補助剤とシェル粒子との混合物を噴霧する場合、付着補助剤は、シェル粒子1重量部に対して1重量部以上99重量部以下の割合で用いられることが好ましい。付着補助剤とシェル粒子との混合物であるコーティング液は、シェル粒子および付着補助剤調製工程において調製しておく。シェル粒子と付着補助剤との混合物を同一の噴霧手段から噴霧する場合に、上記割合でシェル粒子と付着補助剤とが混合される混合物が用いられることによって、シェル粒子のコア粒子に対する濡れ性を充分に高めることができるとともに、付着補助剤を除去するための時間を短縮することができる。また混合物の粘度が好適であり、噴霧手段による混合物の噴霧が容易である。付着補助剤が1重量部未満であると、混合物の粘度が高くなり過ぎ、噴霧ユニットのノズル孔が詰まるおそれがある。付着補助剤が99重量部を超えると、付着補助剤の含有率が高くなり過ぎ、付着補助剤を除去するための時間が長くなり過ぎる。 When spraying the mixture of the adhesion aid and the shell particles, the adhesion aid is preferably used in a ratio of 1 part by weight or more and 99 parts by weight or less with respect to 1 part by weight of the shell particles. The coating liquid which is a mixture of the adhesion aid and the shell particles is prepared in the shell particle and adhesion aid preparation step. When the mixture of the shell particles and the adhesion aid is sprayed from the same spraying means, the mixture of the shell particles and the adhesion aid at the above ratio is used, thereby improving the wettability of the shell particles to the core particles. It can be sufficiently increased and the time for removing the adhesion aid can be shortened. Further, the viscosity of the mixture is suitable, and the spraying of the mixture by the spraying means is easy. If the adhesion aid is less than 1 part by weight, the viscosity of the mixture becomes too high and the nozzle holes of the spray unit may be clogged. If the adhesion aid exceeds 99 parts by weight, the content of the adhesion aid will be too high, and the time for removing the adhesion aid will be too long.
シェル粒子と付着補助剤との混合物の使用量は、特に限定されないけれども、コア粒子の表面全面を被覆することができる量のシェル粒子を含む量であることが必要である。コア粒子の表面全面を被覆することができるシェル粒子の好ましい量は、前述と同様にコア粒子100重量部に対して、1重量部以上30重量部以下であるので、混合物の使用量は、混合物中におけるシェル粒子の含有率に応じて決定される。 The amount of the mixture of the shell particles and the adhesion aid is not particularly limited, but it is necessary to include an amount of the shell particles that can cover the entire surface of the core particles. The preferred amount of shell particles that can cover the entire surface of the core particles is 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the core particles as described above. It is determined according to the content rate of the shell particles therein.
コア粒子の表面全面に対するシェル粒子のコーティングが終了すると、付着補助剤の除去を行う。付着補助剤の除去は、たとえば乾燥機で付着補助剤を気化させることによって行われる。付着補助剤の除去には、たとえば、熱風受熱式乾燥機、伝導伝熱式乾燥機、凍結乾燥機などの通常用いられる乾燥機が用いられるが、自然乾燥で行うこともできる。
2層構造の被覆層の場合は、2種類のシェル粒子を作製しておいて、コーティング工程を2回行うことによって作製することができる。
When the coating of the shell particles on the entire surface of the core particles is completed, the adhesion aid is removed. The removal of the adhesion aid is performed by vaporizing the adhesion aid with a dryer, for example. For removal of the adhesion aid, for example, a commonly used dryer such as a hot air receiving dryer, a conductive heat transfer dryer, a freeze dryer, or the like is used, but it can also be performed by natural drying.
In the case of a coating layer having a two-layer structure, two types of shell particles can be prepared and the coating process can be performed twice.
本発明のトナーには、粉体流動性向上、摩擦帯電性向上、耐熱性、長期保存性改善、クリーニング特性改善および感光体表面磨耗特性制御などの機能を担う外添剤が添加されてもよい。外添剤としては公知のものを使用でき、たとえば、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末およびアルミナ微粉末などが挙げられる。またこれらは、シリコン樹脂、シランカップリング剤などによって表面処理されていることが好ましい。外添剤は1種を単独で使用でき、または2種以上を併用できる。外添剤の添加量としては、トナーに必要な帯電量、外添剤を添加することによる感光体の摩耗に対する影響およびトナーの環境特性などを考慮し、トナー100重量部に対して0.1〜10重量部であることが好ましい。 The toner of the present invention may contain external additives that perform functions such as powder flowability improvement, triboelectric chargeability improvement, heat resistance, long-term storage stability improvement, cleaning property improvement, and photoreceptor surface wear property control. . Known external additives can be used, and examples thereof include silica fine powder, titanium oxide fine powder, and alumina fine powder. These are preferably surface-treated with a silicon resin, a silane coupling agent or the like. One type of external additive can be used alone, or two or more types can be used in combination. The external additive is added in an amount of 0.1 with respect to 100 parts by weight of the toner in consideration of the charge amount necessary for the toner, the influence of the external additive on the abrasion of the photoreceptor and the environmental characteristics of the toner. It is preferable that it is -10 weight part.
また、本発明のトナーは、一成分現像剤としても二成分現像剤としても使用することができる。1成分現像剤として使用する場合、キャリアを用いることなくトナーのみで使用する。また1成分現像剤として使用する場合、ブレードおよびファーブラシを用い、現像スリーブで摩擦帯電させてスリーブ上にトナーを付着させることによってトナーを搬送し、画像形成を行う。二成分現像剤として使用する場合、本発明のトナーをキャリアとともに用いる。 The toner of the present invention can be used as a one-component developer or a two-component developer. When used as a one-component developer, the toner is used only without using a carrier. When used as a one-component developer, a blade and a fur brush are used, and the toner is conveyed by friction charging with a developing sleeve to adhere the toner onto the sleeve, thereby forming an image. When used as a two-component developer, the toner of the present invention is used with a carrier.
また、図1のようなカラートナーを重ね合わせてから定着する画像形成装置の場合は、本トナーは最後に形成される色のトナーだけを反射防止膜付きトナーにしてもかまわない。積層された下の方のトナーは直接レーザ光が当たらないので通常のトナーでもかまわない。最も定着にエネルギーが必要なときは、必ず、最後に形成される色のトナーが載っているはずであるので、一番最後に形成される色のトナーに反射防止膜を付けておいて、レーザ光の利用効率を上げることが有効である。 Further, in the case of the image forming apparatus in which the color toners are superposed and fixed as shown in FIG. 1, only the toner of the color to be formed last may be the toner with an antireflection film. Since the lower toner layer is not directly irradiated with laser light, normal toner may be used. When energy is most needed for fixing, the toner of the color that will be formed last is always on, so the antireflection film is attached to the toner of the color that is formed last, and the laser It is effective to increase the light use efficiency.
1…画像形成装置、2…画像形成ユニット、3…感光体ドラム、4…帯電装置、5…露光装置、6…現像装置、7…一次転写装置、8…ドラムクリーナ、9…中間転写ベルト
10…用紙収容部、11…ローラ対、12…二次転写装置、13…定着装置、13a…レーザ光源、13b…無端ベルト、13c…回転多面鏡、14…排出ローラ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
少なくとも結着樹脂と着色材料を含むコア粒子の表面に、定着に用いられるレーザ光に対する反射防止膜が形成されて成ることを特徴とするトナー。 A toner used in an image forming apparatus employing a laser fixing method,
A toner comprising an antireflection film for laser light used for fixing formed on the surface of core particles containing at least a binder resin and a coloring material.
少なくとも、前記カラー画像を形成するために最後に重ね合わせる色について、前記トナーを用いる請求項5に記載の画像形成装置。 To form color images,
The image forming apparatus according to claim 5, wherein the toner is used for at least a color to be superimposed last to form the color image.
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JP2009243174A JP2011090135A (en) | 2009-10-22 | 2009-10-22 | Toner for laser fixation, and image forming apparatus using the same |
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