説明

光定着トナー、現像剤、定着方法、定着装置および画像形成装置

【課題】 レーザ定着方式の定着装置のみで充分な定着性を確保できるとともに、色再現性が良好な光定着トナー、現像剤、定着方法、定着装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】 光定着トナー1は、着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を照射する定着装置によって記録媒体上に定着される。この光定着トナー1は、赤外線吸収剤を含まず、結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子2と、トナー母粒子2の表面に形成される樹脂被覆層3であって、被覆用樹脂を含み、着色剤を含まない樹脂被覆層3とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光定着トナー、現像剤、定着方法、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式を利用した画像形成装置では、たとえば帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電および定着の各工程を経ることにより画像が形成される。帯電工程で、回転駆動される感光体の表面を帯電装置によって均一に帯電し、露光工程で、帯電した感光体表面に露光装置によってレーザ光が照射され、感光体表面に静電潜像が形成される。次に現像工程で、感光体表面の静電潜像が現像装置によって現像剤を用いて現像されて感光体表面にトナー像が形成され、転写工程で、感光体表面のトナー像が転写装置によって記録媒体に転写される。その後、定着工程で、トナー像が記録媒体に定着される。また、画像形成動作後に感光体表面上に残留した転写残留トナーは、クリーニング工程で、クリーニング装置により除去されて所定の回収部に回収され、除電工程で、クリーニング後の感光体表面における残留電荷が、次の画像形成に備えるために、除電装置により除電される。
【0003】
トナー像の定着には、熱、圧力または光を利用する種々の定着装置が使用されており、たとえば、内部に熱源を有する加熱ローラと、加圧ローラとを備える熱定着方式の定着装置が最も一般的に用いられる。
【0004】
しかしながら、熱定着方式の定着装置は、熱効率が高い反面、加熱ローラの初期加熱(立ち上がり)のために数十秒程度の時間が必要で、高速での定着が困難である。また、加熱ローラと加圧ローラとの間に、トナー像が転写された記録媒体を通過させるので、加熱ローラ表面にトナーが付着するオフセットが発生し、記録媒体を汚染し易いという問題、および記録媒体として連続紙を用いると、記録媒体の蛇行による皺、破れなどが生じやすいという問題がある。
【0005】
圧力によって定着を行う圧力定着方式の定着装置は、加熱ローラの初期加熱のための時間および熱源が不要である。しかしながら、圧力定着方式の定着装置は、記録媒体へのトナー像の強固な定着が困難である。また、トナー像が転写された記録媒体を一対のローラ間に通過させて加圧するので、熱定着方式の定着装置を用いる場合と同様に、記録媒体として連続紙を用いると、記録媒体の蛇行による皺、破れなどが発生し易い。さらに、記録媒体として、近年多用されているラベル作成用の糊付き紙を用いると、定着時の圧力によって下地から糊がはみ出すという問題がある。
【0006】
熱定着方式の定着装置および圧力定着方式の定着装置に対して、キセノンランプなどのフラッシュ光のエネルギーを利用するフラッシュ定着方式の定着装置は、トナー像を構成するトナーが、フラッシュ光の光エネルギーを選択的に吸収するので、加熱ローラの初期加熱のための時間が不要で、高速での定着が可能である。また、フラッシュ定着方式の定着装置は、非接触で記録媒体にトナー像を定着させることができるので、トナーのオフセット、および記録媒体の蛇行による皺、破れなどが発生せず、糊付き紙において糊が下地からはみ出すことがない。
【0007】
しかしながら、フラッシュ定着方式の定着装置は、トナー像を構成するトナーがブラックトナーである場合は充分に定着できるものの、カラートナーである場合は定着性が低い。この理由としては、ブラックトナーは、全波長域において光を吸収することが可能であるので、キセノンランプのフラッシュ光(強度のピークが800〜1000nmの範囲内である光)を吸収して、温度が充分に上昇するが、カラートナーは、波長が800〜1000nmの範囲内の光をほとんど吸収しないので、温度が上昇し難いからである。
【0008】
このような問題を解決するために、特許文献1には、近赤外領域(波長が800〜1000nmの領域)内の光を吸収する赤外線吸収剤を含むカラートナーが開示されている。特許文献1に開示のカラートナーによれば、高い赤外線吸収能を有するので、定着性を良好にすることができる。
【0009】
しかしながら、近赤外領域内の光を吸収する赤外線吸収剤は、可視光領域(波長が780nm以下の領域)内の光も吸収する。そのため、特許文献1に開示のカラートナーは、赤外線の吸収効率を向上させるために赤外線吸収剤の含有量を多くすると、可視光領域内の光の吸収量も増加し、定着後の画像(定着画像)の色再現性が低下する。
【0010】
カラートナーの定着性と色再現性との上記問題を解決するために、特許文献2には、フラッシュ定着方式の定着装置と、レーザ定着方式の定着装置とを備え、赤外線吸収剤を含むトナーからなるトナー像を定着させる画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、フラッシュ定着方式の定着装置によるフラッシュ光で、トナーを加熱し、さらに、各色トナーに対して、レーザ定着方式の定着装置よって各色トナーの最大吸収波長のレーザ光を照射することによって、トナーを加熱定着させる。特許文献2に開示の画像形成装置によれば、カラートナーに対する熱の供給効率が向上するので、充分な定着性を確保できるとともに、カラートナーに添加する赤外線吸収剤の量を少なくすることができるので、定着画像の色再現性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開平11−38667号公報
【特許文献2】特開2008−107576号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、特許文献2に開示の画像形成装置で用いられるトナーは、トナー自身の光吸収効率を最適化していないので、赤外線吸収剤の添加量を効果的に低減することはできず、依然として、定着画像の色再現性が不充分である。また、特許文献2に開示の画像形成装置は、定着装置としてフラッシュ定着方式の定着装置およびレーザ定着方式の定着装置の2つの定着装置が必要で、装置構成が複雑になりコストが高くなる。
【0013】
本発明の目的は、レーザ定着方式の定着装置のみで充分な定着性を確保できるとともに、色再現性が良好な光定着トナー、現像剤、定着方法、定着装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を照射する定着装置によって記録媒体上に定着される、赤外線吸収剤を含まない光定着トナーであって、
結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子と、
前記トナー母粒子の表面に形成され、被覆用樹脂を含み、着色剤を含まない樹脂被覆層と、を有し、
形状係数SF−2が105以上120以下であることを特徴とする光定着トナーである。
【0015】
また本発明は、前記結着樹脂の軟化温度をTm1とし、前記被覆用樹脂の軟化温度をTm2とした場合、下記式(1)を満たすことを特徴とする。
5≦Tm2−Tm1≦20 …(1)
【0016】
また本発明はシアントナー、マゼンタトナーまたはイエロートナーであることを特徴とする。
【0017】
また本発明は、前記光定着トナーと、外添剤とを含むことを特徴とする現像剤である。
また本発明は、前記光定着トナーと、キャリアとを含むことを特徴とする。
【0018】
また本発明は、前記光定着トナーからなるトナー像を、記録媒体に形成する工程と、
着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を照射することによって前記トナー像を溶融させる工程と、
溶融した前記トナー像を固化させることによって前記トナー像を記録媒体に定着させる工程と、を含むことを特徴とする定着方法である。
【0019】
また本発明は、前記光定着トナーからなるトナー像を記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記光定着トナーに含まれる着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を、前記トナー像に照射するレーザ光源を備えることを特徴とする定着装置である。
【0020】
また本発明は、潜像が形成される像担持体と、
前記現像剤を用いて、像担持体に形成される潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、光定着トナーは、着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を照射する定着装置によって記録媒体上に定着される。光定着トナーは、赤外線吸収剤を含まず、結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子と、トナー母粒子の表面に形成され、被覆用樹脂を含み、着色剤を含まない樹脂被覆層と、を有する。
【0022】
トナー母粒子が着色剤を含み、トナー母粒子の表面を被覆する樹脂被覆層が着色剤を含まないので、定着装置によって着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を照射すると、光は、樹脂被覆層では吸収されずトナー母粒子で吸収される。そのため、まずトナー母粒子が溶融し、その後、トナー母粒子から伝わった熱によって樹脂被覆層が溶融する。すなわち、樹脂被覆層は、トナー母粒子よりも遅れて溶融する。したがって、トナー像において、光定着トナーが瞬時に過剰溶融することなく、トナー流動が起こることを抑制できるので、白抜けの発生を抑制することができる。
【0023】
また光定着トナーは、形状係数SF−2が105以上120以下である。光定着トナーの形状係数SF−2が105以上120以下であることによって、トナー像に照射される光全体において、光定着トナーに対して入射角度の小さい光の割合が大きくなり、結果として光定着トナー表面で反射される光量の割合が小さい。そのため、多くの光を光定着トナー内部に入射させることができ、赤外線吸収剤を含まなくてもレーザ光のみで光定着トナーを充分に溶融させて、充分な定着性を確保することができる。
【0024】
また本発明によれば、光定着トナーは、結着樹脂の軟化温度をTm1とし、被覆用樹脂の軟化温度をTm2とした場合、上記式(1)を満たす。
【0025】
上記式(1)を満たすことによって、白抜けの発生を確実に抑制し、また定着性を良好にすることができる。(Tm2−Tm1)の値が5未満であると、定着時にトナー母粒子から伝わった熱によって樹脂被覆層がすぐに溶融し、光定着トナーが瞬時に過剰溶融しやすくなるので、トナー流動が発生しやすくなる。(Tm2−Tm1)の値が20を超えると、定着率が低下し、定着性が低下する。
【0026】
また本発明によれば、光定着トナーが、シアントナー、マゼンタトナー、またはイエロートナーであっても、赤外線吸収剤を含まないので、色再現性を良好にすることができる。
【0027】
また本発明によれば、現像剤は、本発明の光定着トナーと、外添剤とを含む。本発明の光定着トナーは、光の吸収効率が高く、また赤外線吸収剤を含まないので、現像剤は、充分な定着性を確保することができるとともに、赤外線吸収剤の添加に起因する色再現性の低下のない画像を形成することができる。
【0028】
また本発明によれば、現像剤は、本発明の光定着トナーと、キャリアとを含む。本発明の光定着トナーは、光の吸収効率が高く、また赤外線吸収剤を含まないので、現像剤は、充分な定着性を確保することができるとともに、赤外線吸収剤の添加に起因する色再現性の低下のない画像を形成することができる。
【0029】
また本発明によれば、定着方法は、本発明の光定着トナーからなるトナー像を、記録媒体に形成する工程と、着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を照射することによって前記トナー像を溶融させる工程と、溶融した前記トナー像を固化させることによって前記トナー像を記録媒体に定着させる工程と、を含む。
【0030】
本発明の光定着トナーは、光の吸収効率が高く、また赤外線吸収剤を含まないので、上記定着方法では、充分な定着性を確保することができるとともに、赤外線吸収剤の添加に起因する色再現性の低下のない画像を形成することができる。
【0031】
また本発明によれば、定着装置は、本発明の光定着トナーからなるトナー像を記録媒体に定着させる。また定着装置は、光定着トナーに含まれる着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を、前記トナー像に照射するレーザ光源を備える。定着装置は、光源として、前記着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を照射するレーザ光源を備えるので、定着装置の構成が簡単で、コストが高くなるのを抑制することができる。
【0032】
また本発明によれば、画像形成装置は、潜像が形成される像担持体と、本発明の現像剤を用いて、像担持体に形成される潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、本発明の定着装置と、を備える。画像形成装置は、本発明の現像装置および本発明の定着装置を備えるので、レーザ光源を備える定着装置で、充分な定着性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の実施形態である光定着トナー1の構成を模式的に示す断面図である。
【図2】本発明の実施形態である画像形成装置100の構成を示す断面図である。
【図3】画像形成装置100に備えられる現像装置14の構成を示す断面図である。
【図4】本発明の実施形態である定着装置80の構成を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
1、光定着トナー
図1は、本発明の実施形態である光定着トナー1の構成を模式的に示す断面図である。光定着トナー1は、着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を照射する定着装置によって記録媒体上に定着される。光定着トナー1は、結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子2と、トナー母粒子2の表面に形成される樹脂被覆層3とを含む。樹脂被覆層3は、被覆用樹脂を含み、着色剤を含まない。
【0035】
従来の光定着トナーは、定着時に高いエネルギーを有する光を照射すると、定着画像において色の薄い部分ができる、すなわち白抜けが発生するという問題がある。白抜けは、トナー像を構成する光定着トナーが瞬時に過剰溶融することによって、トナー像内でトナー流動が起き、光定着トナー間に存在する空気がまとまってトナー像表面から抜けていくことで発生し、空気が抜ける部分においてトナーが周りに移動することで、色の薄い部分ができる。白抜けが発生した定着画像は、画像濃度ムラおよび光沢ムラのあるものとなる。
【0036】
本実施形態の光定着トナー1は、トナー母粒子2が着色剤を含み、トナー母粒子2の表面を被覆する樹脂被覆層3が着色剤を含まないので、定着装置によって着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を照射すると、光は、樹脂被覆層3では吸収されずトナー母粒子2で吸収される。そのため、まずトナー母粒子2が溶融し、その後、トナー母粒子2から伝わった熱によって樹脂被覆層3が溶融する。すなわち、樹脂被覆層3は、トナー母粒子2よりも遅れて溶融する。したがって、本実施形態の光定着トナー1で構成されたトナー像において、光定着トナー1が瞬時に過剰溶融することなく、トナー流動が起こることを抑制できるので、白抜けの発生を抑制することができる。
【0037】
本実施形態の光定着トナー1は、トナー母粒子2および樹脂被覆層3のいずれにも、実質的に赤外線吸収剤を含まない。そのため、本実施形態の光定着トナー1は色再現性が良好である。ここで、「実質的に赤外線吸収剤を含まない」とは、トナー像の色再現性に影響を与える量の赤外線吸収剤を含んでいないことをいう。そのような量は、たとえば、結着樹脂100重量部に対して0.1重量部以下である。
【0038】
本実施形態の光定着トナー1は、形状係数SF−2が105以上120以下であり、トナー表面に凹凸が少ない形状である。
【0039】
形状係数SF−2は、後述する式(B)で表される値であり、粒子の表面形状の凹凸度を示すものである。粒子の形状が真球の場合、形状係数SF−2は100である。
【0040】
定着時においてトナー像に光を照射すると、一部の光は光定着トナー1表面で反射され、残りは光定着トナー1内部に入射されるが、このとき光定着トナー1に対する光の入射角度が小さいほど反射しにくく、光定着トナー1内部に入射されやすくなる。
【0041】
光定着トナー1の形状係数SF−2が105以上120以下であることによって、トナー像に照射される光全体において、光定着トナー1に対して入射角度の小さい光の割合が大きくなり、結果として光定着トナー1表面で反射される光量の割合が小さい。そのため、多くの光を光定着トナー1内部に入射させることができ、赤外線吸収剤を含まなくてもレーザ光のみで光定着トナー1を充分に溶融させて、充分な定着性を確保することができる。
【0042】
また、本実施形態の光定着トナー1は、シアントナー、マゼンタトナー、またはイエロートナーなどのカラートナーであっても、赤外線吸収剤を含まずに、色再現性を良好にすることができる。
【0043】
本実施形態の光定着トナー1がカラートナーであることによって、赤外線吸収剤に起因する色再現性の悪化が起こらない画像を得ることができるという効果がより顕著に発現される。
【0044】
(結着樹脂)
トナー母粒子2に含まれる結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、トナー用として利用可能な任意の樹脂を使用することができ、たとえば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレン−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」という)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、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等を挙げることができる。これらの結着樹脂は、上記の樹脂1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0045】
結着樹脂の軟化温度Tm1は、90℃以上140℃以下が好ましい。結着樹脂の軟化温度Tm1は、結着樹脂の分子量分布を制御することによって調整できる。
結着樹脂のガラス転移温度Tgは、50℃以上70℃以下が好ましい。
【0046】
結着樹脂の数平均分子量Mnは、3.0×10以上1.0×10以下が好ましく、結着樹脂の重量平均分子量Mwは、8.0×10以上5.0×10以下が好ましい。結着樹脂の数平均分子量Mnに対する結着樹脂の重量平均分子量Mwの比である分子量分布指数(Mw/Mn)は、2以上7以下が好ましい。
【0047】
(着色剤)
着色剤としては、トナー用着色剤として用いることができる公知の染料および顔料を使用できるが、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光定着トナー1を得ることができる。
【0048】
着色剤としては、たとえば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、およびブラックトナー用着色剤等を挙げることができる。
【0049】
イエロートナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー5、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー15、およびC.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185等の有機系顔料:黄色酸化鉄および黄土等の無機系顔料:C.I.アシッドイエロー1等のニトロ系染料:C.I.ソルベントイエロー2、C.I.ソルベントイエロー6、C.I.ソルベントイエロー14、C.I.ソルベントイエロー15、C.I.ソルベントイエロー19、およびC.I.ソルベントイエロー21等の油溶性染料等を挙げることができる。
【0050】
マゼンタトナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントレッド49、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ソルベントレッド19、C.I.ソルベントレッド49、C.I.ソルベントレッド52、C.I.ベーシックレッド10、およびC.I.ディスパーズレッド15等を挙げることができる。
【0051】
シアントナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ソルベントブルー55、C.I.ソルベントブルー70、C.I.ダイレクトブルー25、およびC.I.ダイレクトブルー86等を挙げることができる。
【0052】
ブラックトナー用着色剤としては、たとえば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、およびアセチレンブラック等のカーボンブラックを挙げることができる。
【0053】
上記着色剤以外にも、紅色顔料、緑色顔料等を用いることができる。これらの着色剤は、1種を単独で用いてもよく、また色の異なる2種以上を併用してもよい。また同色系の複数の着色剤を併用することもできる。
【0054】
着色剤の含有量は、特に限定されるものではないが、たとえば、結着樹脂100重量部に対して4重量部以上20重量部以下が好ましい。これにより、着色剤の添加によるフィラー効果を抑え、かつ高着色力を有する光定着トナー1を得ることができる。着色剤の含有量が20重量部を超えると、着色剤のフィラー効果によって、光定着トナー1の定着性が低下するおそれがある。
【0055】
(帯電制御剤)
トナー母粒子2は、必要に応じて、トナーの添加剤として使用される種々の物質、たとえば帯電制御剤などを含んでもよい。
【0056】
帯電制御剤は、光定着トナー1に好ましい帯電性を付与するために添加される。帯電制御剤としては、特に限定されるものではなく、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。
【0057】
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、およびアミジン塩等を挙げることができる。
【0058】
負電荷制御用の帯電制御剤としては、たとえば、オイルブラックおよびスピロンブラック等の油溶性染料、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、ジルコニウム等、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、ならびに樹脂酸石鹸等を挙げることができる。これらの帯電制御剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。
【0059】
帯電制御剤の含有量は、結着樹脂100重量部に対して0.5重量部以上5重量部以下が好ましく、0.5重量部以上3重量部以下がより好ましい。帯電制御剤の含有量が5重量部を超えると、光定着トナー1を後述する2成分現像剤として用いる場合にキャリアが汚染され、トナー飛散が発生する。また帯電制御剤の含有量が0.5重量部未満であると、光定着トナー1に充分な帯電特性を付与することができない。
【0060】
以上のようなトナー母粒子2の原料を含むトナー母粒子2の体積平均粒子径は、たとえば3μm以上10μm以下であり、5μm以上8μm以下が好ましい。
【0061】
(被覆用樹脂)
樹脂被覆層3に含まれる被覆用樹脂としては、特に限定されるものではなく、トナー用として利用可能な任意の樹脂を用いることができ、たとえば、前述の結着樹脂と同じ樹脂が挙げられる。被覆用樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、被覆用樹脂と結着樹脂とで同じ種類の樹脂を用いてもよく、それぞれ異なる種類の樹脂を用いてもよい。
【0062】
被覆用樹脂の軟化温度Tm2は、95℃以上160℃以下が好ましい。被覆用樹脂の軟化温度Tm2は、被覆用樹脂の分子量分布を制御することによって調整できる。
被覆用樹脂のガラス転移温度Tgは、55℃以上80℃以下が好ましい。
【0063】
被覆用樹脂の数平均分子量Mnは、結着樹脂の数平均分子量Mnよりも大きいことが好ましく、3.6×10以上1.0×10以下が好ましい。被覆用樹脂の重量平均分子量Mwは、結着樹脂の重量平均分子量Mwよりも大きいことが好ましく、7.8×10以上18.6×10以下が好ましい。被覆用樹脂の数平均分子量Mnに対する被覆用樹脂の重量平均分子量Mwの比である分子量分布指数(Mw/Mn)は、21.7以上41.3以下が好ましい。
【0064】
樹脂被覆層3には、トナー母粒子2と同様に帯電制御剤などのトナーの添加剤として使用される種々の物質が含まれてもよい。帯電制御剤としては、前述の帯電制御剤を用いることができる。樹脂被覆層3とトナー母粒子2とで、含有させる添加剤の種類は同じでもよく、それぞれ異なっていてもよい。
【0065】
樹脂被覆層3の層厚は03μm以上が好ましく、たとえば03μm以上2μm以下である。層厚が03μm未満では、トナー母粒子2表面に均一な樹脂被覆層3を形成することが困難であり、加えて光の透過および乱反射の制御が困難になる。
【0066】
結着樹脂の軟化温度Tm1(℃)と、被覆用樹脂の軟化温度Tm2(℃)とは、下記式(1)を満たすことが好ましい。
5≦Tm2−Tm1≦20 …(1)
【0067】
上記式(1)を満たすことによって、白抜けの発生を確実に抑制し、また定着性を良好にすることができる。(Tm2−Tm1)の値が5未満であると、定着時にトナー母粒子2から伝わった熱によって樹脂被覆層3がすぐに溶融し、光定着トナー1が瞬時に過剰溶融しやすくなるので、トナー流動が発生しやすくなる。(Tm2−Tm1)の値が20を超えると、定着率が低下し、定着性が低下する。
【0068】
(光定着トナーの製造方法)
本実施形態の光定着トナー1の製造方法は、トナー母粒子2の表面に樹脂被覆層3が形成されれば特に限定されず、公知の製造方法、たとえば溶融混練粉砕法および凝集法により製造することができる。
【0069】
溶融混練粉砕法は、上記トナー母粒子2の原料を乾式混合する混合工程と、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、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、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。
【0070】
トナー母粒子2の原料である着色剤は、マスターバッチとして用いられることが好ましい。着色剤のマスターバッチは、たとえば、結着樹脂の溶融物と着色剤とを混練することによって製造することができる。マスターバッチに用いられる結着樹脂としては、トナー母粒子2の結着樹脂と同種の樹脂、またはトナー母粒子2の結着樹脂に対して良好な相溶性を有する樹脂が用いられる。
【0071】
マスターバッチにおける結着樹脂と着色剤との使用割合は、特に限定されるものではないが、結着樹脂が100重量部に対して着色剤が30重量部以上100重量部以下の範囲内で用いられることが好ましい。マスターバッチの粒子径は、特に限定されるものではないが、たとえば、粒子径2〜3mm程度に造粒されて用いられることが好ましい。
【0072】
混合工程において、乾式混合に用いられる混合機としては、特に限定されるものではなく、公知の混合機を用いることができる。たとえば、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサ(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)等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)等を挙げることができる。
【0073】
融解混練工程において、混合工程で得られた混合物は、結着樹脂の溶融温度以上の温度に加熱しながら撹拌して混練される。ここで、「結着樹脂の溶融温度以上の温度」とは、通常は80〜200℃程度、好ましくは100〜150℃程度である。
【0074】
融解混練工程において用いられる混練機としては、特に限定されるものではなく、たとえば、二軸押し出し機、三本ロール、ラボブラストミル等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、TEM−100B(商品名、東芝機械株式会社製)、PCM−65/87(商品名、株式会社池貝製)等の1軸もしくは2軸の押出機、ニーデックス(商品名、三井鉱山株式会社製)等のオープンロール方式のものを挙げることができる。
【0075】
粉砕工程において、溶融混練物を冷却して得られる固化物の粉砕には、カッターミル、フェザーミルまたはジェットミル等が用いられる。これらの粉砕機は、単独で用いてもよいし、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。たとえば、固化物をカッターミルで粗粉砕した後、ジェットミルで粉砕することによって、所望の体積平均粒子径を有するトナー母粒子2が得られる。
【0076】
また、トナー母粒子2は、粉砕工程において溶融混練物の固化物を粗粉砕した後に、得られた粗粉砕物を水性スラリー化し、当該水性スラリーを高圧ホモジナイザで処理して微粒化し、得られた微粒を水性媒体中で加熱して凝集および溶融させる凝集法によっても製造することができる。
【0077】
具体的には、粗粉砕によって、100μm〜3mm程度の粒子径を有する粗粉を得る。溶融混練物の固化物の粗粉砕は、たとえば、ジェットミル、ハンドミル等を用いて行われる。得られた粗粉を水に分散させて、水性スラリー(粗粉スラリー)を調製する。上記水性スラリーを調製する際には、粗粉を水に均一に分散させる観点から、たとえば、適量のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等の分散剤を水に溶解させておくことが好ましい。
【0078】
次いで、得られた水性スラリーを高圧ホモジナイザで処理することによって、水性スラリー中の粗粉が微粒化され、体積平均粒子径0.4〜1.0μm程度の微粒を含む水性スラリー(樹脂粒子のスラリー)が得られる。この微粒を含む水性スラリーを加熱し、微粒を凝集させ、微粒同士を溶融させて結合することによって、所望の体積平均粒子径および平均円形度を有するトナー母粒子2を含むトナー母粒子スラリーが得られる。
【0079】
たとえば、微粒の水性スラリーの加熱温度および加熱時間を適宜選択することによって、所望の体積平均粒子径および平均円形度のトナー母粒子2を得ることができる。上記加熱温度は、結着樹脂の軟化温度Tm1以上、結着樹脂の熱分解温度未満の温度範囲から適宜選択される。加熱時間が同じである場合には、通常は、加熱温度が高いほど、得られるトナー母粒子2の体積平均粒子径は大きくなる。
【0080】
高圧ホモジナイザとしては、たとえば、高圧ホモジナイザの市販品としては、たとえば、マイクロフルイダイザー(商品名、マイクロフルディクスMicrofluidics社製)、ナノマイザー(商品名、ナノマイザー社製)、アルティマイザー(商品名、株式会社スギノマシン製)等のチャンバ式高圧ホモジナイザ、高圧ホモジナイザ(商品名、ラニーRannie社製)、高圧ホモジナイザ(商品名、三丸機械工業株式会社製)、高圧ホモゲナイザ(商品名、株式会社イズミフードマシナリ製)、NANO3000(商品名、株式会社美粒製)等を挙げることができる。
【0081】
樹脂被覆層3の形成には、前述の被覆用樹脂から構成される被覆用樹脂粒子が用いられる。
【0082】
被覆用樹脂粒子は、任意の公知の方法によって作製できるが、前述のトナー母粒子2の作製方法と同様に、高圧ホモジナイザなどで乳化分散させて細粒化させた被覆用樹脂粒子スラリーとして得ることができる。被覆用樹脂粒子の体積平均粒子径は、0.1〜1.0μmが好ましい。
【0083】
トナー母粒子スラリーに被覆用樹脂粒子スラリーを添加し、加熱しながら撹拌してトナー母粒子2表面に被覆用樹脂粒子を凝集、融着させることによって、トナー母粒子2表面に樹脂被覆層3が形成される。
【0084】
トナー母粒子スラリーと被覆用樹脂粒子スラリーとを含む粒子スラリーに含まれるトナー母粒子2および被覆用樹脂粒子の割合は、液体分散媒と粒子の合計重量に対して、たとえば22〜45重量%、好ましくは22〜43重量%、より好ましくは25〜40重量%である。
【0085】
粒子スラリー中でのトナー母粒子2の重量Cと被覆用樹脂粒子の重量Sとの比(C/S)は、たとえば80/20〜96/4である。
【0086】
コア粒子とシェル粒子とを含有するスラリーを、加熱しながら撹拌してコア粒子の表面にシェル粒子を付着させる。
【0087】
粒子スラリーの撹拌は、公知の撹拌手段により、たとえばローター/スクリーン方式の高速乳化改良機により行うことができる。撹拌速度は、撹拌翼ローターの先端径方向外側の周速度として、たとえば12〜25m/秒、好ましくは14〜22m/秒、より好ましくは16〜20m/秒である。
【0088】
加熱温度は、トナー母粒子2に含まれる結着樹脂のガラス転移温度より高い温度であることが好ましく、たとえば5〜30℃高い温度である。
加熱時間は、5分間以上30分間以下が好ましい。
【0089】
上記のようにして樹脂被覆層3が形成されたトナー母粒子2を含むスラリーを得た後、たとえば濾過により、このスラリーから樹脂被覆層3が形成されたトナー母粒子2を取り出し、必要に応じて水洗し、乾燥させることによって、本発明の光定着トナー1が得られる。
【0090】
光定着トナー1には、表面形状を制御して形状係数SF−2を調整するために球形化処理が施されてもよい。球形化する手段としては衝撃式球形化装置および熱風式球形化装置を挙げることができる。衝撃式球形化装置としては、市販されているものを用いることもでき、たとえば、ファカルティ(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)等を用いることができる。熱風式球形化装置としては、市販されているものも用いることができ、たとえば、表面改質機メテオレインボー(商品名、日本ニューマチック工業株式会社製)等を用いることができる。
【0091】
このようにして得られた光定着トナー1には、粉体流動性向上、摩擦帯電性向上、耐熱性向上、長期保存性改善、クリーニング特性改善、および感光体表面の磨耗特性制御等の機能を担う外添剤を混合してもよい。
【0092】
外添剤としては、特に限定されるものではなく、この分野で常用されるものを用いることが可能である。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等の無機微粉末を挙げることができる。これらの無機微粉末は、光定着トナー1の疎水化、および光定着トナー1の帯電性コントロール等の目的から、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他の有機ケイ素化合物等の処理剤で処理されていることが好ましい。上記外添剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0093】
外添剤の添加量は、光定着トナー1に必要な帯電量、外添剤を添加することによる感光体ドラムの摩耗に対する影響、および光定着トナーの環境特性等を考慮して、トナー粒子100重量部に対し1〜10重量部であることが好ましく、5重量部以下であることがより好ましい。
【0094】
外添剤の一次粒子の個数平均粒子径は、10nm〜500nmが好ましい。上記範囲内の粒径の外添剤を用いることによって、トナーの流動性向上効果が一層発揮され易くなる。
【0095】
2、現像剤
本発明の実施の一形態である現像剤は、本発明の光定着トナー1を含む。
【0096】
光定着トナー1を1成分現像剤として用いる場合、キャリアを用いることなく光定着トナー1のみで用いる。また上記1成分現像剤として用いる場合、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。
【0097】
また、光定着トナー1を2成分現像剤として用いる場合、光定着トナー1をキャリアとともに用いる。つまり、本発明の2成分現像剤は、レーザ光の吸収効率が高い光定着トナー1とキャリアとを含む。そのため、長期間にわたって充分な定着性を確保することができるとともに、赤外線吸収剤の添加に起因する色再現性の低下のない画像を形成することができる。
【0098】
上記キャリアとしては、この分野で常用されるものを用いることができる。たとえば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独または複合フェライトおよびキャリア母粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリア等を挙げることができる。
【0099】
被覆物質としては、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリアシド、ポリビニルラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末等を挙げることができる。また、樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としては、特に限定されるものではないが、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、およびフェノール樹脂等を挙げることができる。いずれも、トナー成分に応じて適宜選択することが好ましく、1種を単独で用いてもよいし、または2種以上を併用してもよい。
【0100】
キャリアの形状は、球形または扁平形状であることが好ましい。また、キャリアの粒径については、特に限定されるものではないが、高画質化を考慮すると、10〜100μmの範囲内であることが好ましく、20〜50μmの範囲内であることがさらに好ましい。さらにキャリアの抵抗率は、10Ω・cm以上であることが好ましく、1012Ω・cm以上であることがさらに好ましい。なお、上記「キャリアの抵抗率」は、キャリアを0.50cmの断面積で底面に電極を有する容器に入れてタッピングした後に、容器内に詰められたキャリア粒子に1kg/cmの荷重を掛け、上記荷重と底面電極との間に1000V/cmの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読み取ることから得られる値をいう。上記抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリアに電荷が注入され、感光体にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。
【0101】
キャリアの磁化強さ(最大磁化)は、10〜60emu/gの範囲内であることが好ましく、15〜40emu/gの範囲内であることがさらに好ましい。上記「磁化強さ」は現像ローラの磁束密度によるが、現像ローラの一般的な磁束密度の条件下においては、キャリアの磁化強さが10emu/g未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。また上記「磁化強さ」が60emu/gを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎ、非接触現像では像担持体と非接触状態を保つことが困難になる。また接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなるおそれがある。
【0102】
2成分現像剤における光定着トナー1とキャリアとの使用割合は特に限定されるものではなく、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択することができる。たとえば、樹脂被覆キャリア(密度5〜8g/cm)を用いる場合、現像剤中に、光定着トナー1が現像剤全量の2〜30重量%、好ましくは2〜20重量%含まれるように、光定着トナー1を用いればよい。また2成分現像剤において、光定着トナー1によるキャリアの被覆率は、40〜80%であることが好ましい。
【0103】
3、現像装置、定着装置および画像形成装置
図2は、光定着トナー1が用いられる本発明の実施形態である画像形成装置100の構成を示す図である。
【0104】
画像形成装置100は、複写機能、プリンタ機能およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置100においては、コピアモード(複写モード)、プリンタモードおよびFAXモードという3種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いた外部機器からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部により、印刷モードが選択される。
【0105】
画像形成装置100は、トナー像形成部7と、転写部8と、定着装置80と、記録媒体供給部5と、排出部6とを含む。トナー像形成部7を構成する各部材および転写部8に含まれる一部の部材は、カラー画像情報に含まれるブラック(b)、シアン(c)、マゼンタ(m)およびイエロー(y)の各色の画像情報に対応するために、それぞれ4つずつ設けられる。以降、本明細書中において、各色に応じて4つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。
【0106】
トナー像形成部7は、感光体ドラム11と、帯電部12と、露光ユニット13と、現像装置14と、クリーニングユニット15とを含む。帯電部12、現像装置14およびクリーニングユニット15は、感光体ドラム11の回転方向まわりに、この順序で配置される。帯電部12は、現像装置14およびクリーニングユニット15よりも鉛直方向下方に配置される。
【0107】
感光体ドラム11は、図示しない駆動部により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない、導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。これらの中でも円筒状が好ましい。導電性基体は導電性材料によって形成される。導電性材料としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、アルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属、これらの2種以上の合金、合成樹脂フィルム、金属フィルム、紙などのフィルム状基体にアルミニウム、アルミニウム合金、酸化錫、金、酸化インジウムなどの1種または2種以上からなる導電性層を形成してなる導電性フィルム、導電性粒子および/または導電性ポリマーを含有する樹脂組成物などを挙げることができる。なお、導電性フィルムに用いられるフィルム状基体としては、合成樹脂フィルムが好ましく、ポリエステルフィルムが特に好ましい。また、導電性フィルムにおける導電性層の形成方法としては、蒸着、塗布などが好ましい。
【0108】
感光層は、たとえば、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層することにより形成される。その際、導電性基体と電荷発生層または電荷輸送層との間には、下引き層を設けることが好ましい。下引き層を設けることによって、導電性基体の表面に存在する傷および凹凸を被覆して、感光層表面を平滑化する、繰り返し使用時における感光層の帯電性の劣化を防止する、低温および/または低湿環境下における感光層の帯電特性を向上させるといった利点が得られる。また最上層に感光体表面保護層を設けた耐久性の大きい三層構造の積層感光体であっても良い。
【0109】
電荷発生層は、光照射により電荷を発生する電荷発生物質を主成分とし、必要に応じて公知の結着樹脂、可塑剤、増感剤などを含有する。電荷発生物質としては、この分野で常用されるものを用いることができる。たとえば、ペリレンイミド、ペリレン酸無水物などのペリレン系顔料、キナクリドン、アントラキノンなどの多環キノン系顔料、金属および無金属フタロシアニン、ハロゲン化無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、スクエアリウム色素、アズレニウム色素、チアピリリウム色素、カルバゾール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾール骨格またはジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料などを挙げることができる。
【0110】
これらの中でも、無金属フタロシアニン顔料、オキソチタニルフタロシアニン顔料、フローレン環および/またはフルオレノン環を含有するビスアゾ顔料、芳香族アミンからなるビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料などは高い電荷発生能を有し、高感度の感光層を得るために適している。上記電荷発生物質は1種を単独で用いてもよく、または2種以上を併用してもよい。電荷発生物質の含有量については、特に限定されるものではないが、電荷発生層中の結着樹脂100重量部に対して、5重量部以上500重量部以下であることが好ましく、10重量部以上200重量部以下であることがさらに好ましい。上記電荷発生層用の結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、この分野で常用されるものを用いることができる。たとえば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、ポリアミド、ポリエステルなどを挙げることができる。結着樹脂は1種を単独で用いてもよく、または必要に応じて2種以上を併用してもよい。
【0111】
電荷発生層は、電荷発生物質および結着樹脂ならびに必要に応じて可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解または分散し得る適切な有機溶媒に溶解または分散して電荷発生層塗液を調製し、当該電荷発生層塗液を導電性基体表面に塗布し、乾燥することにより形成することができる。このようにして得られる電荷発生層の膜厚については、特に限定されるものではないが、0.05μm以上5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2.5μm以下であることがさらに好ましい。
【0112】
電荷発生層の上に積層される電荷輸送層は、電荷発生物質から発生する電荷を受け入れて輸送する能力を有する電荷輸送物質および電荷輸送層用の結着樹脂を必須成分とし、必要に応じて公知の酸化防止剤、可塑剤、増感剤、潤滑剤などを含有してもよい。電荷輸送物質としてはこの分野で常用されるものを用いることができる。たとえば、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒ縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリル)アントラセン、1,1−ビス(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ピラゾリン誘導体、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン系化合物、テトラフェニルジアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、3−メチル−2−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物などの電子供与性物質、フルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ[c]シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、プロマニル、クロラニル、ベンゾキノンなどの電子受容性物質などを挙げることができる。
【0113】
上記電荷輸送物質は、1種を単独で用いてもよく、または2種以上を併用してもよい。電荷輸送物質の含有量については、特に限定されるものではないが、電荷輸送物質中の結着樹脂100重量部に対して10重量部以上300重量部以下であることが好ましく、30重量部以上150重量部以下であることがさらに好ましい。上記電荷輸送層用の結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、この分野で常用され、且つ電荷輸送物質を均一に分散できるものを用いることが可能である。たとえば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリケトン、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、これらの共重合樹脂などを挙げることができる。これらの中でも、成膜性、得られる電荷輸送層の耐摩耗性、電気特性などを考慮すると、ビスフェノールZをモノマー成分として含有するポリカーボネート(以後「ビスフェノールZ型ポリカーボネート」と称す)、ビスフェノールZ型ポリカーボネートと他のポリカーボネートとの混合物などが好ましい。上記結着樹脂は、1種を単独で用いてもよく、または2種以上を併用してもよい。
【0114】
電荷輸送層には、電荷輸送物質および電荷輸送層用の結着樹脂と共に、酸化防止剤が含まれることが好ましい。当該酸化防止剤としては、この分野で常用されるものを用いることができる。たとえば、ビタミンE、ハイドロキノン、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール、パラフェニレンジアミン、アリールアルカンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などを挙げることができる。上記酸化防止剤は、1種を単独で用いてもよく、または2種以上を併用してもよい。酸化防止剤の含有量については、特に制限されるものではないが、電荷輸送層を構成する成分の合計量の0.01重量%以上10重量%以下、好ましくは0.05重量%以上5重量%以下となるように添加される。
【0115】
上記電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂、ならびに必要に応じて酸化防止剤、可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解または分散し得る適切な有機溶媒に溶解または分散して電荷輸送層用塗液を調製し、この電荷輸送層用塗液を電荷発生層表面に塗布し、乾燥することにより形成することができる。
【0116】
このようにして得られる電荷発生層の膜厚については、特に限定されるものではないが、10μm以上50μm以下であることが好ましく、15μm以上40μm以下であることがさらに好ましい。なお、1つの層に、電荷発生物質と電荷輸送物質とが存在する感光層を形成することもできる。その場合、電荷発生物質および電荷輸送物質の種類、含有量、結着樹脂の種類、およびその他の添加剤などについては、電荷発生層および電荷輸送層を別々に形成する場合と同様の条件で行うことができる。
【0117】
本実施形態において、上記のような、電荷発生物質および電荷輸送物質を用いる有機感光層を形成してなる感光体ドラム11を用いるが、シリコンなどを用いる無機感光層を形成してなる感光体ドラムを代わりに用いることも可能である。
【0118】
帯電部12は、感光体ドラム11を臨み、感光体ドラム11の長手方向に沿って感光体ドラム11表面から間隙を有して離隔するように配置され、感光体ドラム11表面を所定の極性および電位に帯電させる。帯電部12には、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置などを用いることが可能である。本実施形態において、帯電部12は感光体ドラム11表面から離隔するように設けられるが、これに限定されるものではない。たとえば、帯電部12として帯電ローラを用い、帯電ローラと感光体ドラム11とが圧接するように帯電ローラを配置してもよく、帯電ブラシ、磁気ブラシなどの接触帯電方式の帯電器を用いてもよい。
【0119】
露光ユニット13は、露光ユニット13から出射される各色情報の光が、帯電部12と現像装置14との間を通過して感光体ドラム11の表面に照射されるように配置される。露光ユニット13は、画像情報を該ユニット内でb、c、m、yの各色情報の光に分岐し、帯電部12によって一様な電位に帯電された感光体ドラム11表面を各色情報の光で露光し、その表面に静電潜像を形成する。露光ユニット13には、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニットを使用できる。他にもLED(Light Emitting Diode)アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットを用いてもよい。
【0120】
図3は、画像形成装置100に備えられる現像装置14の構成を示す断面図である。
現像装置14は、現像槽20とトナーホッパ21とを含む。現像槽20は感光体ドラム11表面を臨むように配置され、感光体ドラム11の表面に形成された静電潜像に光定着トナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する容器状部材である。現像槽20は、その内部空間に本発明の光定着トナー1を含む1成分現像剤、または2成分現像剤を収容し、かつ現像ローラ22、供給ローラ23、撹拌ローラ24などのローラ部材、またはスクリュー部材を収容して、これらを回転自在に支持する。現像槽20の感光体ドラム11を臨む側面には開口部が形成され、この開口部を介して感光体ドラム11に対向する位置に現像ローラ22が設けられる。
【0121】
現像ローラ22は、感光体ドラム11との圧接部または最近接部において感光体ドラム11表面の静電潜像に本発明の光定着トナー1を供給するローラ状部材である。光定着トナー1の供給に際しては、現像ローラ22表面に光定着トナー1の帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧(以下単に「現像バイアス」とする)として印加される。これによって、現像ローラ22表面の光定着トナー1が静電潜像に円滑に供給される。さらに、現像バイアス値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量(トナー付着量)を制御することができる。
【0122】
供給ローラ23は現像ローラ22を臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、現像ローラ22周辺に本発明の光定着トナー1を含む1成分現像剤、または2成分現像剤を供給する。撹拌ローラ24は供給ローラ23を臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、トナーホッパ21から現像槽20内に新たに供給される本発明の光定着トナー1を供給ローラ23周辺に送給する。トナーホッパ21は、その鉛直方向下部に設けられるトナー補給口(図示せず)と、現像槽20の鉛直方向上部に設けられるトナー受入口(図示せず)とが連通するように設けられ、現像槽20のトナー消費状況に応じて光定着トナー1を補給する。またトナーホッパ21を用いず、各色トナーカートリッジから直接光定着トナー1を補給するよう構成してもよい。
【0123】
図2に示すクリーニングユニット15は、記録媒体にトナー像を転写した後に、感光体ドラム11の表面に残留する光定着トナー1を除去し、感光体ドラム11の表面を清浄化する。クリーニングユニット15には、たとえば、クリーニングブレードなどの板状部材が用いられる。なお、本発明の画像形成装置100においては、感光体ドラム11として、主に有機感光体ドラムが用いられ、有機感光体ドラムの表面は樹脂成分を主体とするものであるため、帯電装置によるコロナ放電によって発生するオゾンの化学的作用によって表面の劣化が進行しやすい。ところが、劣化した表面部分はクリーニングユニット15よる擦過作用を受けて摩耗し、徐々にではあるが確実に除去される。したがって、オゾンなどによる表面の劣化の問題が実際上解消され、長期間にわたって、帯電動作による帯電電位を安定に維持することができる。本実施形態ではクリーニングユニット15を設けるが、特に限定されるものではなく、クリーニングユニット15を設けなくてもよい。
【0124】
トナー像形成部7によれば、帯電部12によって均一な帯電状態にある感光体ドラム11の表面に、露光ユニット13から画像情報に応じた信号光を照射して静電潜像を形成し、これに現像装置14から光定着トナー1を供給してトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト25に転写した後に、感光体ドラム11表面に残留するトナーをクリーニングユニット15で除去する。この一連のトナー像形成動作が繰り返し実行される。
【0125】
転写部8は、感光体ドラム11の上方に配置され、中間転写ベルト25と、駆動ローラ26と、従動ローラ27と、中間転写ローラ28(b、c、m、y)と、転写ベルトクリーニングユニット29、転写ローラ30とを含む。中間転写ベルト25は、駆動ローラ26と従動ローラ27とによって張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材であり、矢印Bの方向に回転駆動する。中間転写ベルト25が、感光体ドラム11に接しながら感光体ドラム11を通過する際、中間転写ベルト25を介して感光体ドラム11に対向配置される中間転写ローラ28から、感光体ドラム11表面の光定着トナー1の帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム11の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト25上へ転写される。
【0126】
フルカラー画像の場合、各感光体ドラム11で形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト25上に順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。駆動ローラ26は図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられ、その回転駆動によって、中間転写ベルト25を矢印B方向へ回転駆動させる。従動ローラ27は駆動ローラ26の回転駆動に従動して回転可能なように設けられ、中間転写ベルト25が弛まないように一定の張力を中間転写ベルト25に付与する。中間転写ローラ28は、中間転写ベルト25を介して感光体ドラム11に圧接し、かつ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。中間転写ローラ28は、前述のように転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム11表面のトナー像を中間転写ベルト25に転写する機能を有する。
【0127】
転写ベルトクリーニングユニット29は、中間転写ベルト25を介して従動ローラ27に対向し、中間転写ベルト25の外周面に接触するように設けられる。感光体ドラム11との接触によって中間転写ベルト25に付着する光定着トナー1は、記録媒体の裏面を汚染する原因となるので、転写ベルトクリーニングユニット29が中間転写ベルト25表面の光定着トナー1を除去し回収する。転写ローラ30は、中間転写ベルト25を介して駆動ローラ26に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。転写ローラ30と駆動ローラ26との圧接部(転写ニップ部)において、中間転写ベルト25に担持されて搬送されて来るトナー像が、後述する記録媒体供給部5から送給される記録媒体に転写される。トナー像を担持する記録媒体は、定着装置80に送給される。転写部8によれば、感光体ドラム11と中間転写ローラ28との圧接部において感光体ドラム11から中間転写ベルト25に転写されるトナー像が、中間転写ベルト25の矢印B方向への回転駆動によって転写ニップ部に搬送され、そこで記録媒体に転写される。
【0128】
図4は、画像形成装置100に備えられる定着装置80の構成を模式的に示す斜視図である。と定着装置80は、転写部8よりも記録媒体Pの搬送方向下流側に設けられ、レーザ定着方式の定着装置(以下、「レーザ定着装置」と記載する)80より構成される。レーザ定着装置80は、レーザ光を発生するレーザ光源81と、レーザ光源81から照射されたレーザ光を反射して無端ベルト61上を走査露光する回転多面鏡82とを備えている。レーザ光源81は、異なる波長を発振波長とする四本のレーザ光を、それぞれ別々に出力できるように構成されている。また、回転多面鏡82は、たとえば正六角面体で構成されており、図4中矢印C1方向に定速回転する。
【0129】
駆動ローラ62は図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられ、その回転駆動によって、無端ベルト61を矢印方向へ回転駆動させる。従動ローラ63は駆動ローラ62の回転駆動に従動して回転可能なように設けられ、無端ベルト61が弛まないように一定の張力を無端ベルト61に付与する。
【0130】
レーザ光源81と回転多面鏡82との間の光路には、コリメータレンズやシリンダーレンズ等を設けることができる。また、回転多面鏡82と無端ベルト61との間には、fθレンズ、折り返しミラー、反射ミラー等を設けることができる。
【0131】
レーザ定着装置80が、記録媒体P上に保持された光定着トナー1に対し、それぞれ異なる光を照射することで、記録媒体Pに光定着トナー1を非接触定着させることが可能となっている。
【0132】
レーザ光源81には、イエロートナーの可視領域の吸収ピーク(たとえば430nm)に対応する波長を発光するY定着レーザ、マゼンタトナーの可視領域の吸収ピーク(たとえば565nm)に対応する波長を発光するM定着レーザ、シアントナーの可視領域の吸収ピーク(たとえば620nm)に対応する波長を発光するC定着レーザ、ブラックトナーの可視領域の吸収ピークに対応する波長を発光するK定着レーザが設けられる。なお、ブラックトナーの吸収ピークに対応するK定着レーザ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。
【0133】
レーザ光の強度としては、1.5W/cm以上630W/cm以下の範囲であることが好ましい。なおレーザ光の強度が1.5W/cmよりも弱い場合には、レーザ照射による光定着トナー1の溶融が不充分となるために定着率が低下する。レーザ光の強度が630W/cmよりも強くなると、レーザ光の照射により光定着トナー1や記録媒体Pに焦げが生じるために定着率が低下する。
【0134】
記録媒体Pが定着装置80を通過する間、Y定着レーザからのレーザ光は回転多面鏡82によって走査され、記録媒体P上に保持されたイエロートナーに選択的に照射される。すると、Y定着レーザの発光波長はイエロートナーの吸収波長に対応しているため、Y定着レーザから照射されるレーザ光が記録媒体P上のイエロートナーによって吸収され、光の吸収によって発熱したイエロートナーが溶融する。
【0135】
続いて、M定着レーザからのレーザ光は回転多面鏡82によって走査され、記録媒体P上に保持されたマゼンタトナーに選択的に照射される。すると、M定着レーザの発光波長はマゼンタトナーの吸収波長に対応しているため、M定着レーザから照射されるレーザ光が記録媒体P上のマゼンタトナーによって吸収され、光の吸収によって発熱したマゼンタトナーが溶融する。
【0136】
続いて、C定着レーザからのレーザ光は回転多面鏡82によって走査され、記録媒体P上に保持されたシアントナーに選択的に照射される。すると、C定着レーザの発光波長はシアントナーの吸収波長に対応しているため、C定着レーザから照射されるレーザ光が記録媒体P上のシアントナーによって吸収され、光の吸収によって発熱したシアントナーが溶融する。
【0137】
続いて、K定着レーザからのレーザ光は回転多面鏡82によって走査され、記録媒体P上に保持されたブラックトナーに選択的に照射される。すると、K定着レーザの発光波長はブラックトナーの吸収波長に対応しているため、K定着レーザから照射されるレーザ光が記録媒体P上のブラックトナーによって吸収され、光の吸収によって発熱したブラックトナーが溶融する。
【0138】
上記のように、記録媒体P上のトナーには、各色トナーの最大吸収波長に対応するレーザ光が照射され、その結果、トナー像が記録媒体P上に定着され画像が形成される。
【0139】
図2に示す記録媒体供給部5は、自動給紙トレイ35と、ピックアップローラ36と、搬送ローラ37と、レジストローラ38、手差給紙トレイ39を含む。自動給紙トレイ35は画像形成装置100の鉛直方向下部に設けられ、記録媒体Pを貯留する容器状部材である。記録媒体Pとしては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。ピックアップローラ36は、自動給紙トレイ35に貯留される記録媒体Pを1枚ずつ取り出し、用紙搬送路S1に送給する。搬送ローラ37は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、記録媒体Pをレジストローラ38に向けて搬送する。
【0140】
レジストローラ38は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、搬送ローラ37から送給される記録媒体Pを、中間転写ベルト25に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
【0141】
手差給紙トレイ39は、手動動作によって記録媒体Pを画像形成装置100内に取り込む装置であり、手差給紙トレイ39から取り込まれる記録媒体Pは、搬送ローラ37によって用紙搬送路S2内を通過し、レジストローラ38に送給される。
【0142】
記録媒体供給部5によれば、自動給紙トレイ35または手差給紙トレイ39から1枚ずつ供給される記録媒体を、中間転写ベルト25に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
【0143】
排出部6は、搬送ローラ37と、排出ローラ40と、排出トレイ41とを含む。搬送ローラ37は、用紙搬送方向において定着ニップ部よりも下流側に設けられ、定着装置80によって画像が定着された記録媒体Pを排出ローラ40に向けて搬送する。排出ローラ40は、画像が定着された記録媒体Pを、画像形成装置100の鉛直方向上面に設けられる排出トレイ41に排出する。排出トレイ41は、画像が定着された記録媒体を貯留する。
【0144】
画像形成装置100は、図示しない制御手段を含む。制御手段は、たとえば、画像形成装置100の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御手段の記憶部には、画像形成装置100の上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置100内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、各種手段を実行するプログラムが書き込まれる。各種手段とは、たとえば、記録媒体を判定する記録媒体判定手段、トナーの付着量を制御する付着量制御手段、トナーの定着条件を制御する定着条件制御手段などである。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、ハードディスクドライブ(HDD)などを挙げることができる。
【0145】
上記外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、且つ画像形成装置100に電気的に接続可能な電気・電子機器を用いることができる。たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、DVD(Digital Versatile Disc)レコーダ、HD DVD(High−Definition Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などを挙げることができる。演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ(画像形成命令、検知結果、画像情報など)および各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、上記演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は中央処理装置(CPU、Central Processing Unit)を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御手段は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置100内部における各装置にも電力を供給する。
【0146】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【0147】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
【0148】
<光定着トナーの形状係数SF−2>
光定着トナーの表面にスパッタ蒸着によって金属膜(Au膜、膜厚0.5μm)を形成して金属被膜粒子を形成し、該金属被膜粒子を、走査型電子顕微鏡(商品名:S−570、株式会社日立製作所製)を用いて、加速電圧5kV、倍率1000倍の条件において、無作為に200〜300個を抽出して写真撮影を行う。次に、撮影した写真データを、画像解析ソフト(商品名:A像くん、旭化成エンジニアリング株式会社製)を用いて画像解析する。画像解析ソフト「A像くん」の粒子解析パラメータは以下のとおりである。
小図形除去面積:100画素
収縮分離:回数1
小図形:1
回数:10
雑音除去フィルタ:無
シェーディング:無
結果表示単位:μm
【0149】
画像解析によって得られた粒子の最大長(絶対最大長)MXLNG、周囲長PERI、および図形面積(投影面積)AREAを用いて、下記式(A)、(B)から算出して得られた値を光定着トナーの形状係数SF−1、形状係数SF−2とする。
形状係数SF−1={(MXLNG)/AREA}×25×π …(A)
形状係数SF−2={(PERI)/AREA}×(25/π) …(B)
(式(A),(B)中、πは円周率を表す。)
【0150】
<トナー母粒子および被覆用樹脂粒子の体積平均粒子径>
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。
【0151】
<結着樹脂のガラス転移温度Tg>
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JISK7121−1987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。
【0152】
<結着樹脂および被覆用樹脂の軟化温度Tm>
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20kgf/cmを与えて試料1gがダイノズル口径1mm、長さ1mmから押し出されるように設定した。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。
【0153】
<結着樹脂および被覆用樹脂の重量平均分子量および数平均分子量>
GPC装置(商品名:HLC−8220GPC、東ソー株式会社製)を用い、温度40℃において、試料の0.25重量%のテトラヒドロフラン(以下、THFと記す。)溶液を試料溶液とし、試料溶液の注入量を200μlとして、分子量分布曲線を求めた。得られた分子量分布曲線のピークの頂点の分子量をピークトップ分子量として求めた。また得られた分子量分布曲線から、重量平均分子量Mwおよび数平均分子量Mnを求め、数平均分子量Mnに対する重量平均分子量Mwの比である分子量分布指数(Mw/Mn;以後単に「Mw/Mn」とも表記する)を求めた。なお、分子量校正曲線は標準ポリスチレンを用いて作成した。
【0154】
実施例1
1トナー母粒子の作製
結着樹脂としてスチレンアクリル樹脂(ガラス転移温度Tg:55℃、軟化温度Tm:110℃、数平均分子量Mn:3.3×10、重量平均分子量Mw:2.3×10、Mw/Mn:7.0)87.5重量部と、着色剤C.I.ピグメントブルー15、顔料粒子径0.75μm)8重量部と、帯電制御剤(商品名:ボントロンE84、オリエント化学工業株式会社製)を1.5重量部とを混合機(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。
【0155】
得られた粗粉40g、キサンタンガム13.3g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(商品名:ルノックスS−100、アニオン系分散剤、東邦化学工業株式会社製)4g、スルホコハク酸系界面活性剤(商品名:エアロールCT−1p、主成分:スルホコハク酸ジオクチルナトリウム塩、東邦化学工業株式会社製)0.67g、および残部を水として、合計800gとなるように粗粉スラリー原料を混合し、得られた混合物を混合機(商品名:ニュージェネレーションミキサNGM−1.5TL、株式会社美粒製)に投入し、2000rpmで5分間撹拌した後に脱気して、粗粉スラリーを得た。
【0156】
得られた粗粉スラリー800gを高圧ホモジナイザ(商品名:NANO3000、株式会社美粒製)のタンクに投入し、温度を185℃に維持しながら、かつ210MPaの加圧条件下において、該高圧ホモジナイザ内を30分間循環させ、樹脂粒子のスラリーを得た。
【0157】
得られた樹脂粒子スラリー600gと、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム(商品名:コータミン86W、花王株式会社製)の20%水溶液30gとを、造粒装置(商品名:ニュージェネレーションミキサNGM−1.5TL、株式会社美粒製)に投入し、75℃、2000rpmにおいて30分間撹拌した後に、85℃に昇温して、さらに2時間撹拌した。未凝集の微粉を凝集させるために、昇温後に水300gを追加し、室温まで急冷して、トナー母粒子スラリーを得た。得られたトナー母粒子の体積平均粒子径は7μmであった。
【0158】
2被覆用樹脂粒子の調製
着色剤を用いず、結着樹脂の代わりに、ガラス転移温度Tgが59℃、軟化温度Tmが120℃のスチレンアクリル樹脂(被覆用樹脂)を98.5重量部用いたこと以外は、トナー母粒子の作製と同様にして粗粉スラリーを得た。この粗粉スラリーを前記高圧ホモジナイザのタンクに投入し、温度を190℃に維持しながら、かつ240MPaの加圧条件下において、該高圧ホモジナイザ内を30分間循環させることで、体積平均粒子径が0.1μmの被覆用樹脂粒子を含む被覆用樹脂粒子スラリーを得た。
【0159】
3カプセル化
上記のようにして得られたトナー母粒子スラリー450gおよび被覆用樹脂粒子スラリー45gを、クリアランスが0.2mmである500ml容量のロータ/スクリーンタイプの高速乳化機クレアミクス、エム・テクニック株式会社製に移し、回転体部分の回転速度を18m/秒とし、液温80℃で10分間処理をした。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、トナーを得た。
【0160】
得られたトナーの球形化処理は、熱風式球形化装置である表面改質機メテオレインボー(商品名、日本ニューマチック工業株式会社製)にて実施した。表面改質機メテオレインボーでは、トナーの投入量を毎時3.0kg、熱風の供給量を毎分900L(リットル)、熱風の温度を190℃、冷却空気の供給圧力を0.15MPa、二次エア噴射ノズルからの空気の供給量を毎分230L(リットル)とした。また、冷却エア取入口と、衝突部材との距離Lは2.0cmであった。このようにして球形化処理を行ったトナーの形状係数SF−2は112であった。
【0161】
球形化処理を行ったトナー100重量部と、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って、外添剤を外添し、実施例1のカプセルトナーを得た。
【0162】
(実施例2〜7)
実施例1で用いたスチレンアクリル樹脂(被覆用樹脂)の代わりに、以下の表1に示す物性を有するスチレンアクリル樹脂(被覆用樹脂)を用い、球形化処理の条件を表1に示す条件に変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例2〜7の光定着トナーを得た。
【0163】
(比較例1,2)
被覆用樹脂粒子の作製において、着色剤を表1に示す量だけ添加したこと以外は実施例1と同様にして比較例1,2の光定着トナーを得た。
【0164】
(比較例3,4)
球形化処理の条件を表1に示す条件に変更したこと以外は実施例1と同様にして比較例3,4の光定着トナーを得た。
【0165】
(2成分現像剤の作製)
実施例および比較例の光定着トナーと、体積平均粒子径が45μmのフェライトコアキャリアとを、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)を用いてそれぞれ20分間混合することによって、実施例および比較例の光定着トナーをそれぞれ含む2成分現像剤を得た。
この2成分現像剤を用いて、以下の評価を行った。
【0166】
(定着性)
定着性は、定着率によって評価した。実施例および比較例に係る2成分現像剤を用いて、光定着トナーの付着量が1.2mg/cmになるように調整して、縦20cm、横20cmの未定着ベタ画像を作成した。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定着レーザ光源:430nm、M定着レーザ光源:565nm、C定着レーザ光源:620nm、B定着レーザ光源:780nm、各光源の出力:250W/cm)に改造したものを用いて、未定着ベタ画像に対してレーザ光を照射した。得られた定着画像の表面を、学振式堅牢度試験において、1kgの荷重を載せた砂消しゴム(商品名:ライオン 消しゴム ギャザ砂、株式会社ライオン事務器製)を用いて、14mm/sの速度で3往復分擦過した。擦過前後の光学反射密度(像濃度)を、反射濃度計(商品名:RD−914、マクベス社製)を用いて測定し、下記式(2)に基づいて定着率を算出した。
定着率(%)=[(擦過後の像濃度)/(擦過前の像濃度)]×100 ・・・(2)
【0167】
上記式(2)により得られた定着率が70%以上であれば、充分な定着性を有する光定着トナーであると評価できる。
【0168】
定着性の評価基準は以下のとおりである。
◎:非常に良好。定着率が80%以上である。
○:良好。定着率が70%以上80%未満である。
×:不良。定着率が70%未満である。
【0169】
(白抜け)
上記定着性の評価と同様の方法で得た定着画像を観察し、白抜けを評価した。
白抜けの評価基準は以下のとおりである。
◎:非常に良好。白抜けが確認されない。
○:良好。白抜けが僅かに確認されるが、品質上問題ない程度である。
×:不良。品質上問題あるほどの白抜けが確認される。
【0170】
(クリーニング性)
上記定着性の評価と同様の方法で5000(5K)枚、定着画像を形成した。印字1枚目および印字5K枚目の定着画像を目視で比較した。これらの定着画像において、画像部と非画像部との境界部の鮮明度、および感光体ドラムの回転方向へのトナー漏れによって形成されるすじの有無を確認することでクリーニング性を評価した。
【0171】
クリーニング性の評価基準は以下のとおりである。
◎:良好。印字5K枚目の定着画像において、境界部が鮮明であり、かつすじが確認されない。
×:不良。印字5K枚目の定着画像において、境界部が不鮮明である、または、すじが確認されない。
上記評価の評価結果などを表1に示す。
【0172】
【表1】

【0173】
実施例1〜7の光定着トナーは、レーザ定着方式の定着装置のみで充分な定着性を確保できることが明らかとなった。また、白抜けが確認されず、クリーニング性が良好であった。
【0174】
比較例1,2の光定着トナーは、樹脂被覆層が着色剤を含むので白抜けが発生した。比較例3のトナーは、形状係数SF−2が大きいので定着性が低下した。比較例4のトナーは、形状係数SF−2が小さいのでクリーニング性が低下した。
【符号の説明】
【0175】
1 光定着トナー
2 トナー母粒子
3 樹脂被覆層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を照射する定着装置によって記録媒体上に定着される、赤外線吸収剤を含まない光定着トナーであって、
結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子と、
前記トナー母粒子の表面に形成され、被覆用樹脂を含み、着色剤を含まない樹脂被覆層と、を有し、
形状係数SF−2が105以上120以下であることを特徴とする光定着トナー。
【請求項2】
前記結着樹脂の軟化温度をTm1とし、前記被覆用樹脂の軟化温度をTm2とした場合、下記式(1)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の光定着トナー。
5≦Tm2−Tm1≦20 …(1)
【請求項3】
シアントナー、マゼンタトナーまたはイエロートナーであることを特徴とする請求項1または2に記載の光定着トナー。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1つに記載の光定着トナーと、外添剤とを含むことを特徴とする現像剤。
【請求項5】
請求項1〜3のいずれか1つに記載の光定着トナーと、キャリアとを含むことを特徴とする現像剤。
【請求項6】
請求項1〜3のいずれか1つに記載の光定着トナーからなるトナー像を、記録媒体に形成する工程と、
着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を照射することによって前記トナー像を溶融させる工程と、
溶融した前記トナー像を固化させることによって前記トナー像を記録媒体に定着させる工程と、を含むことを特徴とする定着方法。
【請求項7】
請求項1〜3のいずれか1つに記載の光定着トナーからなるトナー像を記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記光定着トナーに含まれる着色剤の吸収波長域内の波長を有する光を、前記トナー像に照射するレーザ光源を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項8】
潜像が形成される像担持体と、
請求項4または5に記載の現像剤を用いて、像担持体に形成される潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
請求項7に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2012−173503(P2012−173503A)
【公開日】平成24年9月10日(2012.9.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−35212(P2011−35212)
【出願日】平成23年2月21日(2011.2.21)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】