JPH0584898B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真などの静電潜像を乾式現像す
るためのトナーに関する。

（従来の技術） 従来、乾式現像法としては、トナー粒子にキヤ
リア粒子、すなわち、ガラスビーズもしくは鉄粉
を混合した二成分系の現像剤を使用する方法、お
よびトナー粒子自体に磁性を付与した一成分系ト
ナーを用いる方法があり、さらには最近では耐環
境性に優れた非磁性一成分系トナーを用いる方法
などが提案されている。

これらのトナーを製造する従来の方法として
は、熱可塑性樹脂、顔料・染料などの着色剤、ワ
ツクス、可塑剤、電荷制御剤などの添加剤を加
熱・溶融し、二次凝集している顔料を強い剪断力
をかけて練肉し、必要に応じて磁性粉を加熱・溶
融して均一な組成物とし、これを冷却後、粉砕
し、分級する方法がほとんどであつた。

しかしながら、この粉砕方法より得られるトナ
ーは品質の面においては、トナー粒子の大きさ、
形状がまちまちであり、一般に不定形であるため
に、摩擦帯電特性がそれぞれ異なり地汚れ、ある
いは機内飛散の原因となり、また、トナーの流動
性が悪く補給が困難となつてトラブルの原因とな
るなどの欠点があり、改良が望まれている。ま
た、製造工程の面からは、練肉工程に多大のエネ
ルギーを要すること、分級を要するため工数が多
いことなどの問題点がある。

このために、スプレー乾燥方式、および懸濁重
合によつて、球状トナーを得ようとする試みが提
案されている。しかし、前者においては溶液への
溶解性の良い樹脂の選択が必要であり、定着ドラ
ムへのオフセツト現象において問題が残つてお
り、また、後者においてはブロツキング、オフセ
ツト現象においての問題が残つているため工業化
がされていない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記のような問題点を解決し、トナー
の分級工程が不用であり、かつ、粒子の形状が従
来のトナーと比較して丸味を帯び（角がとれた状
態）、かつ、粒径が比較的に揃つており、優れた
流動性と摩擦帯電特性を持つトナーを提供するこ
とを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、5μ以下
の微粒子を含む平均粒径５〜15μの電子写真用ト
ナーを、平均粒径が５〜20μであり、実質的に5μ
以下の微粒子が不存在となる条件において機械的
歪力をかけて混合してなる電子写真用トナーを提
供するものである。なお、本明細書においては、
粒径の測定はコールターカウンターTA型（コ
ールターエレクトロニクス社製）を用い、体積基
準で示している。

本発明において用いられるトナーとしては、従
来法、すなわち、粉砕法あるいはスプレー法など
により得たものをそのまま使用することもできる
が、25μ以上の粗大粒子がないことが好ましい
が、5μ以下の微粒子があつても後述するように、
本発明においては混合処理によつて整粒されると
いう利点がある。

トナー用樹脂としては、ポリスチレン系、スチ
レンとアクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル、アクリルニトリルあるいはマレイン酸エステ
ルなどとのスチレンを含む共重合体系、ポリアク
リル酸エステル系、ポリメタクリル酸エステル
系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリ酢酸ビ
ニル系、エポキシ系樹脂、フエノール系樹脂、炭
化水素系樹脂、石油系樹脂、塩素化パラフインな
ど自体公知の結着剤樹脂を例示することができ、
これらは単独もしくは混合して使用することがで
きる。その他の添加剤としては、顔料・染料など
の着色剤、電荷制御剤、磁性粉の他にワツクスな
どの滑剤、コロイダルシリカなどの流動性付与
剤、低分子量ポリオレフインなどを目的に応じて
併用することができる。

着色剤としては、亜鉛黄、黄色酸化鉄、ハンザ
エロー、ジスアゾエロー、キノリンエロー、パー
マネントエロー、パーマネントレツド、ベンガ
ラ、リソールレツド、ウオツチヤンレツドCa塩、
ウオツチヤンレツドMn塩、ピラゾロンレツド、
レーキレツドＣ、レーキレツドＤ、ブリリアント
カーミン6B、ブリリアントカーミン3B、紺青、
フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニン、
この他に、必要により橙色、紫色、緑色などの有
色顔料、酸化チタン、オイルブラツクのような白
色、黒色の顔料もしくは染料を使用することがで
きる。

本発明において、前述の5μ以下の微粒子を含
み平均粒径５〜15μの電子写真用トナーを、平均
粒径が５〜20μであり、実質的に5μ以下の微粒子
が不存在トなる条件において機械的歪力をかけて
混合する方法としては、トナーが融着して大きい
塊となつたり、逆に歪力が大き過ぎて微細に粉砕
されたりすることがない条件であり、かつ、トナ
ーの表面に電荷制御剤の少なくとも一部が埋め込
まれているような条件である。この両条件を満た
す具体的な方法としては、実験室的には乳鉢が使
用される。工業的には、乳鉢と同様な効果を示す
磨砕機、ボールミル、サンドミルなどの分散機な
どの運転条件、処理量、分散媒体などの条件を上
記の目的が達成されるように変更すればよい。

しかしながら、乳鉢では数時間〜数十日間を要
し、ボールミル、サンドミルでも長時間を要する
ため、工業的には、粉体が流動床状態で、気流と
共に高速で運動するような混合機、または衝撃を
与える羽根、ハンマーなどが取り付けられている
ような混合機であり、このような混合機の例とし
ては、SIミル（東洋インキ製造(株)製、その概要は
特公昭57−43051号参照）、アトマイザー、自由粉
砕機（(株)奈良機械製作所）、川崎重工業(株)製粉砕
機（KTM−１）などを例示することができ、こ
れらの装置はそのまま、もしくは適宜本発明の目
的に合わせて改良して使用することができる。で
きれば循環式であり、密閉系の装置が望ましい。

このような混合処理によつて微粒子トナーが存
在しなくなり、整粒されるという効果が生ずるの
は、トナー粒子が粉体同士、あるいは、粉体が
壁、羽根、ビーズなどの分散媒体などと衝突し
て、瞬間的、かつ、部分的にかなり高温となり無
機化学の分野でいうメカノケミカル反応と同様な
現象が惹起されているものと考えられ、系内の気
流温度は樹脂のTg近くまで上昇し、系を冷却す
ることも場合によつて必要となる。上記現象は、
予備混合しただけの処理前および混合処理後の電
子顕微鏡写真の観察によつて理解される。すなわ
ち、混合処理前においては比較的に角のある大き
いトナー粒子と、微細なトナーが一部凝集した状
態であり、処理後はトナーの表面は滑らかとなつ
ており微細なトナー粒子はほとんど見られず、複
写機でのランニングテストによつても壊れ難い粒
子となつている。また、粒度分布の測定によると
混合処理後では平均粒が１割程度大きくなつてい
ることが認められる。

また、処理後のトナーは粒度が揃つており、か
つ、粒子の角が丸くなつていることが観察され
る。すなわち、小さな粒径のトナー粒子は、混合
処理によつて、一定の大きさの粒子に整粒されて
いるものと考えられる。

上記のような効果を得るためのフアクターとし
ては、種々考えられるが、本発明者等の研究によ
ると気流の速度が最も大きく、数十ｍ／秒〜数百
ｍ／秒とすることが好ましい。

本発明に係るトナーの粒度としては、平均粒径
が数μ〜20μの範囲であり、5μ以下および25μ以
上のトナーを実質的に含まないことが好ましい。
5μ以下の粒径のトナーが多くなると、流動性が
悪化し、地汚れが生ずる。また、25μ以上のトナ
ーが多くなると、画像がアレて商業上の価値を減
ずるが、本発明のトナーのおいては5μ以下の粒
子が整粒されるため、格別の分級を必要としな
い。

本発明において、一成分系磁性トナーとする場
合には磁性粉を含有する自体公知のトナーを使用
すればよく、磁性粉としては、各種のフエライ
ト、マグネタイト、ヘマタイトなどの鉄、亜鉛、
コバルト、ニツケル、マンガンなどの合金もしく
は化合物などの自体公知のものを使用することが
でき、これら磁性粉は目的によつては分級したも
のであつてもよいし、自体公知の表面処理、例え
ば疎水処理あるいはシランカツプリング剤処理な
どを施したものであつてもよい。

本発明において使用される電荷制御剤は自体公
知のものであり、例えば、フエツトシユバルツー
HBN、ニグロシンベース、ブリリアントスピリ
ツト、ザボンシユバルツＸ、セレスシユバツル
RG、銅フタロシアニン染料などの染料、含金染
料があり、その他C.I.ソルベントブラツク１，
２，３，５，７，C.I.アシツドブラツク123，22，
23，28，42，43，オイルブラツク（C.I.26150）、
スピロンブラツクなどの染料、第４級アンモニウ
ム塩、ナフテン酸金属塩、脂肪酸もしくは樹脂酸
の金属石ケン、コロイダルシリカなどがある。

以下具体例によつて本発明を説明する。例中部
は重量部を示す。

実施例 １ スチレン−アクリル樹脂（三洋化成(株)製、商品
名ハイマーSBM−73）88部、電荷制御剤（オリ
エント化学(株)製、商品名ボントロンＳ−34）４
部、カーボンブラツク５部および低分子量ポリプ
ロピレン（三洋化成(株)製、商品名ビニコール
550P）３部をヘンシエルミキサーにて予備混合
し、これを二軸のエクストルーダーで溶融・混練
し、放冷し、この混練物を粗砕したものをＩ式ジ
エツトミル粉砕機で上限粒度が25μ以下、平均粒
径が約10μとしたトナーを用意した。このトナー
には5μ以下の微粒子は約３％含まれていた。

このトナーをスーパーミキサーにて2500rpmの
回転速度で１分間予備混合した後、これを自由ミ
ルＭ−３に導入し、内部の回転数を5000rpmとし
た。このときの自由ミル中の気流速度は約90ｍ／
秒となり、導入された混合物の系内の平均滞留時
間は約３秒であり、補集機へ排出した混合物を計
７回自由ミルに通して目的とするトナーを得た。

このトナー粒子の平均粒径は11μであり、5μ以
下および25μ以上の粒子は実質的になく、分級を
必要としなかつた。

このトナー80部と鉄粉キヤリア（同和鉄粉(株)
製、商品名DSP 128B）720部をボールミルにて
１時間回転混合し、二成分現像剤として調整し、
これを市販の複写機（三田工業(株)製、商品名DC
−232）内にセツトし、テストチヤートを用いて
普通紙に連続運転で複写した。

この複写において、トナーの定着性、荷電安定
性、耐ブロツキング性、および耐オフセツト性は
極めて良好であり、また、複写機内のトナー補給
ホツパーに本発明のトナーを投入するランニング
画像テストでは６万枚にわたり初期画像と同等の
画像が維持されており、トナーの補給性も良好で
あつた。

実施例 ２ 実施例１において、カーボンブラツクに代えて
赤色有機顔料（No.28リオノールレツド、東洋イン
キ製造(株)製商品名）を用いた以外は同様の操作に
よつてトナーを得、同様のテストをしたところ、
やはり優れた効果を示すものであり、従来法によ
つて有機顔料を着色剤としたトナーを用いる場合
にしばしば問題となる顔料の感光体へのフイルミ
ング現象が皆無であつた。

比較例 １ 実施例２の混合処理前のトナーから5μ以下の
微粒子をカツトしたものを用い、実施例１と同様
のテストをしたところ、本発明のトナーと比較す
ると、ベタ部にややカスレが見られ、ランニング
テストによると約５千枚で画像濃度の低下が認め
られ、赤色顔料の感光体へのフイルミング現象が
生じ、また、補給用ホツパー中でブリツジ現象が
観察された。

実施例 ３ スチレン−アクリル樹脂（日本カーバイド工業
(株)製、商品名ニカライト−NC−6100）53部、カ
ーボンブラツク２部、低分子量ポリプロピレン
（三洋化成(株)製、商品名ビニコール550P）３部と
電荷制御剤（オリエント化学(株)製、商品名ボント
ロンＥ−81）４部、およびマグネタイト（戸田工
業(株)製、商品名EPT−500）40部を、実施例１と
同様な操作で平均粒径が約10μのトナーを用意し
た。このトナーには5μ以下の微粒子は約３％含
まれていた。

このトナーをスーパーミキサーにて280rpmの
回転数で１分間予備混合し、これを密閉系とした
アトマイザーに導入し、内部の回転羽根の回転速
度を4500rpmとした。この時の気流速度は80ｍ／
秒となり、導入された混合物は30秒間滞留した後
サンクロン補集機へ排出してトナーを得た。

このトナーの平均粒径は12.5μで、5μ以下およ
び25μ以上の粒子は計測されなかつた。

この磁性トナー200ｇを市販の複写機（Canon
NP−500，キヤノン(株)商品名）内の現像機にセ
ツトし普通紙上にテストチヤートを複写して鮮明
な画像を得た。

トナーの定着性、荷電安定性および耐ブロツキ
ング性、耐オフセツト性は極めて良好であり、ト
ナーを追加しながらランニングテストをしたとこ
ろ、５万枚にわたつて初期画像と同等の画像が得
られ、トナーのブリツジ現象も観察されなかつ
た。

比較例 ２ 実施例３の混合処理前のトナーから5μ以下の
微粒子をカツトしたものを用い、実施例２と同様
のテストをしたところ、約１万枚で画像濃度が低
下し、地汚れの発生があり、ホツパー内でのブリ
ツジ現象が観察された。

実施例 ５ 実施例１において、スチレン−アクリル樹脂に
代えて、ポリエステル樹脂（(株)花王製、商品名
KTR−2500）を用いた以外は同様にして得たト
ナーは、同様の良好な適性を示した。

（発明の効果） 本発明に係る電子写真用トナーは、角のない粒
子であり、壊れ難い表面となつており、また、粒
径が比較的揃つているために、流動性、荷電安定
性に優れ、長時間のランニングテストにおいても
良好な特性を示す。また、この特性のために、従
来のトナーではいろいろ問題のあつた、例えば特
開昭60−22150号公報に示されているような非磁
性一成分系トナーを用いる現像装置にも適合する
優れたトナである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 5μ以下の微粒子を含む平均粒径５〜15μの電
   子写真用トナーを、機械的歪力をかけ混合するこ
   とにより、平均粒径５〜20μであり、実質的に5μ
   以下の微粒子を含まない電子写真用トナーの製造
   方法。 ２ 磁性粉を含有するトナーを用いることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の一成分系磁性
   トナーの製造方法。 ３ 磁性粉を含有しないトナーを用いることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の非磁性一成
   分系磁性トナーの製造方法。