JPH08220800A - カラー電子写真用トナーおよびその定着方法 - Google Patents
カラー電子写真用トナーおよびその定着方法Info
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Abstract
複数色同時定着されるカラー電子写真用トナーにおい
て、無機微粒子がトナーに内部添加されて粘弾特性が他
のトナーと均一化されていることを特徴とするカラー電
子写真用トナー、並びに2色以上のトナーで形成された
記録材上の転写画像を、加熱ロールを用いて熱圧力によ
り定着させる方法において、黒色トナーと共に、上記の
カラー電子写真用トナーを用いることを特徴とする定着
方法。 【効果】本発明のカラー電子写真用トナーは、黒色トナ
ーと共に定着される際に、粘弾特性が黒色トナーと均一
化されているため、非オフセット領域が広く、両トナー
の定着を同時に良好に行なうことができる。その結果、
本発明の定着方法も、当該トナーの特徴を生かしつつ、
両トナーの定着を同時に色調を損なうことなく良好に行
なうことができる。
Description
ーおよびその定着方法に関し、更に詳しくは、複数色同
時定着されるトナーであって粘弾特性が他のトナーと均
一化されているカラー電子写真用トナー、及び当該トナ
ーと黒色トナーを用いて行う定着方法に関する。
ーには、通常のモノクロプロセスに用いられる黒色トナ
ーと、フルカラープロセスや2色印刷プロセスに用いら
れるカラートナーがある。モノクロプロセスとしては、
光導電性絶縁層を一様に帯電させ、次いでその層を露光
させ、その露光された部分上の電荷を消散させる事によ
り電気的な潜像を形成し、更に該潜像にトナーと呼ばれ
る着色された電荷をもった微粉末を付着させることによ
って可視化させ(現像工程)、得られた可視像を転写紙
等の転写材に転写させた後(転写工程)、加熱、圧力等
を用いて永久定着させる(定着工程)工程からなるカー
ルソン方式等が採用されているが、2色印刷プロセスの
場合、2色のトナーを用いてこれらの各工程を繰り返す
とともに、同時に2色のトナーを定着する必要がある。
また、フルカラートナーにおいても各工程を繰り返した
後に複数色同時定着する点は同様である。
た定着性や耐オフセット性等が要求されるため、一般に
結着樹脂の種類や各種添加剤により粘弾特性を制御し
て、所望の定着性を確保している。例えば、黒色トナー
ではカーボンブラックを添加することで、その補強効果
により一定の粘弾特性を得て所望の定着特性を確保して
おり、それに合わせて装置設計等がなされているのが現
状である。
ブラックを添加すると色彩が大きく損なわれるため、黒
色トナーと同様に添加することができず、カーボンブラ
ックでカラートナーを補強することはできなかった。ま
た、カラートナー用の着色剤には、カーボンブラックの
ような補強効果がなく、カーボンブラックを添加しない
分、カラートナーの弾性率等が低下することが知られて
いる。このため、現在ではカラートナーに使用できる結
着樹脂の熱特性及び定着機構が限られており、カラート
ナーの定着性を黒色トナーの定着性と同等にして、両者
の定着を同時に良好に行うのは困難であった。
ックの添加量をコントロールして補強効果を変化させよ
うとすると、トナーの帯電性、抵抗、色目が変化してし
まうことが知られており、このため黒色トナーのカーボ
ンブラックの添加量を調整してカラートナーに粘弾特性
を近づけることは、通常困難であった。
の色彩・色調が変化することがなく、かつトナーの粘弾
特性を制御できるトナー用の補強剤が、当業界では強く
要請されていた。
粒子を添加して、トナーの特性を改良する試みが種々行
われている。例えば、特開昭54−20344号公報に
は、疎水性シリカ微粉末を含有する電子写真用負帯電粉
末トナーが開示されており、疎水性シリカ微粉末の添加
量として10〜40重量%が好ましい旨が記載されてい
る。しかしながら、この発明はトナーの帯電性を負極性
に制御するために疎水性シリカ微粉末を添加しており、
トナーの粘弾特性を制御することを目的とするものでは
ない。
他の技術も、負帯電性の制御、耐ブロッキング性の向
上、流動性の向上等を目的とするものであり(特開昭5
1−81623号公報、特開昭52−30437号公
報、特開昭58−27503号公報)、トナーの粘弾特
性を制御することを目的とするものではない。
く、複数色同時定着されるトナーであって粘弾特性が他
のトナーと均一化されているため、複数のトナーの定着
が同時に良好に行なえるカラー電子写真用トナー、及び
その定着方法を提供することにある。
(1) 少なくとも着色剤と結着樹脂を含有してなる、
複数色同時定着されるカラー電子写真用トナーにおい
て、無機微粒子がトナーに内部添加されて粘弾特性が他
のトナーと均一化されていることを特徴とするカラー電
子写真用トナー、(2) 均一化の標準となる他のトナ
ーが、黒色トナーである前記(1)記載のカラー電子写
真用トナー、(3) 定着温度における弾性率及び粘性
率が、共に定着される他のトナーの弾性率及び粘性率に
対して、それぞれ±50%以内である前記(1)又は
(2)記載のカラー電子写真用トナー、(4) 無機微
粒子の添加量が、トナー中1〜10重量%である前記
(1)〜(3)いずれか記載のカラー電子写真用トナ
ー、(5) 無機微粒子が、二酸化珪素、二酸化チタ
ン、アルミナ及び二酸化ジルコニアよりなる群から選ば
れる1種以上である前記(1)〜(4)いずれか記載の
カラー電子写真用トナー、並びに(6) 2色以上のト
ナーで形成された記録材上の転写画像を、加熱ロールを
用いて熱圧力により定着させる方法において、黒色トナ
ーと共に、前記(1)〜(5)いずれか記載のカラー電
子写真用トナーを用いることを特徴とする定着方法、に
関する。
くとも着色剤と結着樹脂を含有してなる、複数色同時定
着されるカラー電子写真用トナーにおいて、無機微粒子
がトナーに内部添加されて粘弾特性が他のトナーと均一
化されていることを特徴とするものである。
内部添加されて粘弾特性が向上するような補強充填効果
をもたらすものであって、カラートナーの色彩等に影響
を与えない、白色又は無色のものが好適に用いられる。
ー、ろう石クレー、タルク、セリサイト、焼成クレー、
マイカ、ベントナイト、アスベスト、ケイ酸カルシウ
ム、軽石粉、スレート粉、けいそう土、けい砂、二酸化
チタン、アルミナ、二酸化ジルコニア、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム等も用いることが
できる。また、分散性を高めるべく、結着樹脂の種類等
に応じてその表面に疎水化処理等を行ってもよい。本発
明における無機微粒子としては、汎用性があり、比較的
安価である二酸化珪素、二酸化チタン、アルミナ及び二
酸化ジルコニアよりなる群から選ばれる1種以上が好ま
しく、特に好ましくは疎水性シリカである。
は、通常30〜400m2 /g、好ましくは100〜3
00m2 /gである。この範囲内であると補強充填効果
の粒径因子を発揮しやすく、また、トナー内への分散が
安易だからである。
のトナーの粘弾特性と均一化されるだけの量であればよ
く、トナー中で通常1〜10重量%、特に粘弾特性の向
上の点から2〜7重量%であることが好ましい。10重
量%を超えると、帯電特性に著しく影響を与え帯電不良
を生じてしまう。また、色調に影響を与え色目がかわる
と言う問題が生じる。
となる他のトナーとしては、複数色同時定着に用いられ
ることが多く、カーボンブラックにより一般に高い粘弾
特性を有する黒色トナーが、通常用いられる。
り、粘弾特性を向上させることができるため、その種類
や添加量を適宜調整することにより、共に定着される黒
色トナー等と粘弾特性を均一化することができる。ここ
で均一化とは、定着温度における弾性率及び粘性率が、
共に定着される他のトナーの弾性率及び粘性率に対し
て、それぞれ±50%以内、好ましくは±30%以内で
あることをいう。
ックス社のRDA−IIを用いて加熱したパラレルプレー
トにトナーをのせ溶融させてはさみこみ、適当な角周波
数でトナーに応力を加え、その時の弾性率と粘性率の温
度依存性を測定すれば良いが、より具体的には、後述の
実施例のような条件で測定される。このような粘弾特性
の均一化の結果、本発明によると2色以上のトナーを、
オフセットを起こすことなく同時に好適に定着すること
ができる。
により粘弾特性の制御が容易にできるため、結着樹脂を
幅広く選択することができる。即ち、本発明における結
着樹脂としては、従来のカラートナー用のもの以外に、
黒色トナーに用いられるものまで多くの種類の樹脂を用
いることができる。具体的にはスチレン、クロルスチレ
ン、α−メチルスチレン等のスチレン類:エチレン、プ
ロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフィン
類:酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニ
ル、酪酸ビニル等のビニルエステル類:アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸
オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸フェニル、
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、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪
族モノカルボン酸のエステル類:ビニルメチルエーテ
ル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等の
ビニルエーテル類:ビニルメチルケトン、ビニルヘキシ
ルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケト
ン等の単独重合体あるいは共重合体が挙げられる。ま
た、更に天然及び合成ワックス類、ポリエステル、ポリ
アミド、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタ
ン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、石油樹脂等を用
いる事ができる。また、これらの樹脂の製法も特に限定
されず、通常公知の方法で得られるものでよい。
子と結着樹脂を含有するが、さらに必須成分である着色
剤を含有すると共に、荷電制御剤、および必要に応じて
オフセット防止剤、流動化剤等が添加される。
は、特に限定されるものではなく、例えばフタロシアニ
ン、モノアゾ系顔料(C. I. Pigment Red 5, C. I. Pig
mentOrange 36, C. I. Pigment Red 22) 、ジスアゾ系
顔料(C. I. Pigment Yellow83)、アントラキノン系顔
料(C. I. Pigment Blue 60)、ジスアゾ系顔料(Solven
t Red 19) 、ローダミン系染料(Solvent Red 49) 等が
挙げられる。
子化合物から高分子化合物(ポリマーも含む)まで特に
制限はない。例えば、ニグロシン系の染料である「ニグ
ロシンベースEX」、「オイルブラックBS」、「オイ
ルブラックSO」(以上、オリエント化学社製)や、ト
リフェニルメタン系染料、4級アンモニウム化合物、ア
ミノ基を有するビニル系ポリマー等が挙げられる。
染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、ニトロ基
やハロゲン元素を持った物質、スルホン化銅フタロシア
ニン、無水マレイン酸コポリマー等が挙げられる。
の特性改良剤として、オフセット防止剤、流動化剤、熱
特性改良剤(例えば3,5−ジ−tert−ブチルサリ
チル酸クロム錯体等の金属錯体や酸化亜鉛等の金属酸化
物)等があるが、適宜用いても何ら本発明を阻害するも
のではない。
粉砕法、スプレイドライ法、重合法等の従来より公知の
製造法が使用可能である。例えば、一般的な例として
は、まず樹脂、着色剤、帯電制御剤等を公知のボールミ
ル等の混合機で均一に分散混合し、次いで混合物を密閉
式ニーダー或いは1軸または2軸の押出機等で溶融混練
し、冷却後、粉砕し、分級すればよい。また、必要に応
じて流動化剤等をトナーに添加すればよい。
体、即ち本発明の電子写真用トナーが得られるが、その
まま一成分系現像剤として用いることができる。また、
乾式二成分系の現像剤組成物とする場合、該トナーを不
定形キャリアー、フェライト系コートキャリアー、真球
コートキャリアー等の磁性粉体と適量ブレンドし現像剤
組成物として用いることができる。
形成された記録材上の転写画像を、加熱ロールを用いて
熱圧力により定着させる方法において、黒色トナーと共
に、以上で述べた本発明のカラー電子写真用トナーを用
いることを特徴とするものである。従って、2色以上の
トナーで形成された記録材上の転写画像を、加熱ロール
を用いて熱圧力により定着させる方法であれば、何れの
公知の方法も用いることができる。以下、本発明の定着
方法について、典型的な装置例を挙げて図面を参照しな
がら説明する。
一例を示す要部横断面図である。図1において、1は加
熱ロール、2は加圧ロールであり、側板3に各々軸受
(図示せず)を介して支持されている。4は給紙ガイ
ド、5は記録材であり、表面に転写されたトナー像6を
支持し、矢印方向に移動可能としてある。次に加熱ロー
ル1は、内部に熱源7を有する金属製の中空コア8の外
周面に耐熱性を有する離型性層9を被着して構成する。
一方加圧ロール2は、金属製の中空コア10の外周面に
耐熱性を有する弾性体層11を被着して構成する。なお
加熱ロール1と加圧ロール2とは加圧機構(図示せず)
を介して相互に圧接状態とし、両ロールの圧接部に所定
の接触幅を有する所謂ニップ部を形成している。
ロール1の表面に定着に必要な熱量を供給し、加熱ロー
ル1と加圧ロール2とを相互に圧接状態としたまま矢印
方向に回転させると共に、トナー像6を表面に支持する
記録材5を給紙ガイド4に沿って矢印方向に搬送し、加
熱ロール1と加圧ロール2との間を通過させれば、記録
材5の表面にトナー像6を定着させることができる。
用いられる黒色トナーとしては、特に限定されることな
く、通常のモノクロプロセスに用いられるものが使用可
能である。
式の加熱定着方法、例えばオーブン型、フラッシュラン
プ型等の装置を用いる方法と比較して消費電力が少なく
てすむと共に、高速定着が可能であるという利点があ
る。また、ロールの弾性体層を発熱体とすることによ
り、装置の小型化も可能である。
ーと共に定着されるカラートナーの粘弾特性が黒色トナ
ーと均一化されているため、両トナーの定着を同時に良
好に行なうことができる。
により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれ
らの実施例等によりなんら限定されるものではない。
キシフェニル)プロパン700g、フマル酸130g、
n−ドデセニル無水琥珀酸53.4g、ハイドロキノン
0.1gをガラス製1リットル4つ口フラスコに入れ、
温度計、ステンレス製攪拌棒、流下式コンデンサー及び
窒素導入管を取り付け、電熱マントル中で、230℃に
昇温せしめ、窒素気流下にて攪拌しつつ反応させた。反
応により生成する水が流出しなくなった時点で酸価を測
定すると1.5であった。更に無水トリメリット酸6
3.4gを加え約8時間反応させ、酸価が20になった
時反応を終了させた。得られた樹脂は淡黄色の固体で環
球法による軟化温度は120℃であった。
径11μmのトナーを製造した。ここで、溶融混練には
エクストリューダーを、粉砕にはジェットミルを、分級
には気流式分級機を用いた。
分級を得て平均粒径11μmのトナーを製造した。
分級を得て平均粒径11μmのトナーを製造した。
温度)を下記のようにして測定した。 (1)粘弾特性 粘弾特性はレオメトリックス社のRDA−IIを用いパラ
レルプレートで測定した。具体的には、平行に置いた2
枚の円盤の間にトナーを置いてはさみこみ、下記のよう
な条件でトナーに応力を加え、その時の弾性率と粘性率
の温度依存性を測定した。 パラレルプレート:半径12.5mm テストモード:動的粘弾特性分析 掃引形式:周波数(対数)/温度−掃引 歪み:2% 測定温度:220℃→60℃ 周波数:0.628rad/s→291.48rad/
s ステップサイズ:10℃ ソークタイム:30秒 ポイント/ディケイド:3 自動テンション
用いて測定した。具体的には、高化式フローテスターを
用いて1cm3 の試料を昇温速度6℃/minで加熱し
ながら、プランジャーにより30kg/cm2 の荷重を
与え、直径1mm、長さ1mmのノズルを押し出すよう
にし、これにより、プランジャー降下量(流れ値)−温
度曲線を描き、そのS字曲線の高さをhとするとき、h
/2に対応する温度(樹脂の半分が流出した温度)を軟
化温度としたものである。
内添したカラートナーAは内添していないカラートナー
Cと比較して弾性率、粘性率とも高くなっており、カー
ボンンブラックを含有する黒色トナーBとほぼ同じ粘弾
特性を示した。なお、無機微粒子(疎水性シリカ)を内
添したカラートナーAは、内添していないカラートナー
Cと比較して色調に差はなかった。
耐オフセット性試験を行った。まず、市販のレーザービ
ームプリンタ(日立工機社製、LB−040A)を同時
2色印刷ができるよう改造を行った。黒トナーは平均粒
径120μmのコートマグネタイトキャリアを用いて、
トナー濃度2.5重量%とし、カラートナーは平均粒径
80μmのコートフェライトキャリアを用いて、トナー
濃度4.5重量%に調製し、それぞれの現像槽にセット
した。その組合せは、黒トナーBとカラートナーA、黒
トナーBとカラートナーCである。この組合せにおいて
各々を感光体上に色重ねし、同時転写した後、同時定着
を行った。耐オフセット性は、140℃から220℃ま
で温度を変えて試験を行った。また、画質比較を定着温
度180℃で行った。耐オフセット性の結果を表2に、
画質比較の結果を表3にそれぞれ示す。
内添したカラートナーAは内添していないカラートナー
Cより高温側の非オフセット領域が広がっている事がわ
かった。また、疎水性シリカを内添したカラートナーA
は黒色トナーBとほぼ同じ非オフセット性を示している
事がわかった。
リカを内添することにより、従来熱特性の異なる2種類
のトナーを同時に定着する事ができた。また、疎水性シ
リカを内添することによる画質への悪影響はなく、非常
に良好な画質を得る事が出来た。
色トナーと共に定着される際に、粘弾特性が黒色トナー
と均一化されているため、非オフセット領域が広く、両
トナーの定着を同時に良好に行なうことができる。その
結果、本発明の定着方法も、当該トナーの特徴を生かし
つつ、両トナーの定着を同時に色調を損なうことなく良
好に行なうことができる。
を示す要部横断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくとも着色剤と結着樹脂を含有して
なる、複数色同時定着されるカラー電子写真用トナーに
おいて、無機微粒子がトナーに内部添加されて粘弾特性
が他のトナーと均一化されていることを特徴とするカラ
ー電子写真用トナー。 - 【請求項2】 均一化の標準となる他のトナーが、黒色
トナーである請求項1記載のカラー電子写真用トナー。 - 【請求項3】 定着温度における弾性率及び粘性率が、
共に定着される他のトナーの弾性率及び粘性率に対し
て、それぞれ±50%以内である請求項1又は2記載の
カラー電子写真用トナー。 - 【請求項4】 無機微粒子の添加量が、トナー中1〜1
0重量%である請求項1〜3いずれか記載のカラー電子
写真用トナー。 - 【請求項5】 無機微粒子が、二酸化珪素、二酸化チタ
ン、アルミナ及び二酸化ジルコニアよりなる群から選ば
れる1種以上である請求項1〜4いずれか記載のカラー
電子写真用トナー。 - 【請求項6】 2色以上のトナーで形成された記録材上
の転写画像を、加熱ロールを用いて熱圧力により定着さ
せる方法において、黒色トナーと共に、請求項1〜5い
ずれか記載のカラー電子写真用トナーを用いることを特
徴とする定着方法。
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