JPH09265207A

JPH09265207A - 静電潜像現像用トナーの製造方法

Info

Publication number: JPH09265207A
Application number: JP7197596A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Nakamura; 昭裕中村; Choichiro Tanigawa; 長一郎谷川; Hidenobu Tajima; 秀信田島; Katsushi Nagasawa; 克司永澤
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】カブリやフィルミングのような不良現象の発
生のない低温定着用の静電潜像現像用トナーを提供す
る。【解決手段】少なくともバインダー樹脂粒子、着色剤
および針入度３以下で且つ粒径分布が、５０ｍｍメッシ
ュ以上が２重量％以下、２０ｍｍメッシュ以下が９０重
量％以上、且つ５ｍｍメッシュ以上が５０重量％以上で
あるワックス粒子を混合する工程、この混合物を溶融混
練する工程、冷却した混練物を粉砕する工程および粉砕
物を分級する工程からなることを特徴とする静電潜像現
像用トナーの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低温定着が可能な
静電潜像現像用トナーの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置等の画像形成装置の定着方
式としては、圧力定着方式、フラッシュ定着やオーブン
定着等の非接触加熱定着方式、熱ロール定着等の接触加
熱定着方式等が採用されており、特に接触加熱定着方式
は圧力定着方式に比べ高速化が可能であり、また非接触
加熱定着方式に比べ熱効率が高く、比較的高温の熱源を
用いることができ装置の小型化やエネルギーの節約を図
ることができるため、最も普及している定着方式であ
る。近年このような接触加熱定着方式の電子写真装置に
対して、さらなる高速化や省エネルギー化が要求されて
きており、このためトナーに対して低温定着特性が要求
されている。低温定着が実現すれば電子写真装置の省エ
ネルギー化が図れるばかりでなく、ウォームアップ時間
も短縮することができ、より快適な操作性を得ることが
できる。

【０００３】ところで上述した接触加熱定着方式におい
ては、オフセット現象の発生という問題がある。例え
ば、熱ロール定着方式では、定着時に像を構成するトナ
ーの一部が熱ロールの表面に転移し、これが次に送られ
てくる転写紙に再転写して画像を汚染するという現象で
ある。従来より、熱ロール定着用トナーのオフセット現
象を防止する技術として、ポリプロピレン等の合成ワッ
クスをオフセット防止剤（離型剤）としてトナー中に添
加する技術が知られているが、低温定着用トナーにおい
ては、低温の定着温度領域で十分に溶融しオフセット防
止剤として機能するワックスを選択する必要がある。

【０００４】このような低温定着用トナーとして、例え
ば特開昭６０−２５２３６６号公報や特開平０３−５７
６４号公報には、オフセット防止剤としてカルナバワッ
クス等の天然ワックスを使用することが記載されてい
る。しかし上記各公報には、天然ワックスをトナー粒子
中に均一に分散した状態で含有させる技術手段について
記載がない。上述した天然ワックスをオフセット防止剤
として使用して良好な特性を有する低温定着用トナーを
得るためには、トナー粒子中に所定量の天然ワックスを
均一に分散させる必要がある。ところが、天然ワックス
はトナーの製造時に原料混合の工程において過粉砕され
てしまうため、バインダー樹脂粒子等との均一な混合物
を得ることが困難であった。そのため最終製品であるト
ナー中においてワックスの偏積が生じ、これが原因とな
って非画像部におけるカブリや感光体に対するフィルミ
ングが発生し易くなり、良好な特性を有する低温定着ト
ナーが得られない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、カブ
リやフィルミングのような不良現象の発生のない低温定
着用の静電潜像現像用トナーの製造方法を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくともバ
インダー樹脂粒子、着色剤および針入度３以下で且つ粒
径分布が、５０ｍｍメッシュ以上が２重量％以下、２０
ｍｍメッシュ以下が９０重量％以上、且つ５ｍｍメッシ
ュ以上が５０重量％以上であるワックス粒子を混合する
工程、この混合物を溶融混練する工程、冷却した混練物
を粉砕する工程および粉砕物を分級する工程からなるこ
とを特徴とする静電潜像現像用トナーの製造方法に関す
る。

【０００７】本発明で使用する針入度３以下、好ましく
は２以下のワックスはバインダー樹脂中に添加されてオ
フセット防止剤として機能するものであり、その軟化点
が６０〜１１０℃のものが好ましい。このようなワック
スとしては天然ワックスが好適である。好ましい天然ワ
ックスとしてはカルナバワックス、ライスワックス、サ
ゾールワックス、蜜蝋等が挙げられる。以上においてワ
ックスの針入度は、ＪＩＳ-Ｋ-２２３５−１９８０に規
定された試験方法に準拠して得られる値を言う。

【０００８】このようなワックスを用いて良好な低温定
着用トナーを得るためには、最終的に得られたトナー粒
子のバインダー樹脂中に均一に分散させる必要があり、
且つ各トナー粒子のワックス含有量が略同様になってい
る必要がある。ワックスのバインダー樹脂への均一分散
を達成するには、製造時の原料混合工程でバインダー樹
脂粒子とワックス粒子とが均一に混合された混合物を得
る必要がある。混合物が不均一でワックス粒子の偏在が
生じていると、混練機に送られる混合物のワックス粒子
含有量が一定でなくなるため、順次溶融混練されて得ら
れた混練物中の各トナー粒子のワックス含有量が不均一
になってしまうからである。このような場合、得られた
トナーはワックスをほとんど含有していないトナー粒
子、ワックス含有量の多いトナー粒子、ワックスのみか
らなるトナー粒子等の混合物となってしまうため、所望
の特性を有する低温定着用トナーを得ることができず、
非画像部のカブリや感光体へのフィルミングを生じてし
まうのである。

【０００９】ところが、上述したワックスはバインダー
樹脂と比べると壊れやすく、製造時の混合工程におい
て、混合装置の剪断力の作用によりワックスのみが早期
に細かく粉砕されて、バインダー樹脂粒子との粒径差が
大きくなってしまうため、均一な混合物を得ることが困
難であった。本発明はバインダー樹脂粒子とワックス粒
子とを乾式混合するに当たり、５０ｍｍメッシュ以上が
２重量％以下、２０ｍｍメッシュ以下が９０重量％以
上、且つ５ｍｍメッシュ以上が５０重量％以上である粒
径分布を有するワックス粒子を使用することにより、均
一な混合物が得られるようにしたものである。即ち、混
合時にワックスが壊れることによりバインダー樹脂粒子
と同様の粒径になり、両者の均一混合が達成されるので
ある。更に、上述したワックス粒子としては厚みが１.
５ｍｍ以下のフレーク形状（コーンフレークのような薄
片状）とすることが均一混合を達成する観点からは好ま
しく、またバインダー樹脂粒子は５００μｍ〜３０ｍｍ
程度の体積平均粒径を有するものが好ましい。

【００１０】本発明においてトナーを製造するに当たっ
ては、まずバインダー樹脂粒子、上記ワックス粒子、着
色剤および必要に応じて荷電制御剤、高温オフセット防
止用ワックス、分級微粉、磁性粉等の成分をヘンシェル
ミキサー等の高剪断混合可能な混合機により混合する。
また、均一混合性をより向上させるために、まずバイン
ダー樹脂粒子とワックス粒子とを混合し（第１混合工
程）、得られた混合物と着色剤および必要に応じて荷電
制御剤、高温オフセット防止用ワックス、分級微粉、磁
性粉等の成分とを混合（第２混合工程）する分割２段混
合を行ってもよい。

【００１１】本発明においては、得られた均一混合物を
溶融混練してバインダー樹脂中に着色剤やワックス等の
成分が均一に分散された混練物を得、冷却した混練物を
粉砕した後、粗粉並びに微粉を分級して体積平均粒径が
５〜１２μｍのトナーを製造する。なお、分級により発
生した粗粉は再度粉砕工程に供給して使用することがで
き、また微粉は上述した混合工程に供給してトナー原料
として使用することができる。上記混合工程における混
合条件は、使用する混合装置や材料によっても異なるた
め一概には言えないが、基本的には各材料が均一に混合
されるように設定すればよく、例えばヘンシェルミキサ
ーを用いて混合する場合には、その周速を１０〜７０ｍ
／ｓｅｃ、混合時間を３０秒〜１０分程度にすればよ
い。得られたトナー粒子に、シリカ、アルミナ、チタニ
ア等の流動化剤や樹脂微粒子等のクリーニング助剤等を
後処理剤として外添することが好ましい。

【００１２】本発明に係るトナーには、上述したワック
ス以外に高温オフセット防止用のワックスを添加しても
よい。このようなワックスとしては軟化点が１１０〜１
５０℃、好ましくは１２０〜１５０℃のワックスを使用
することができ、例えばポリエチレンワックス、酸化型
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化
型ポリプロピレンワックス等が挙げられる。これらのワ
ックスを添加する場合はバインダー樹脂１００重量部に
対して０.５〜５重量部、好ましくは１〜３重量部添加
する。

【００１３】また、バインダー樹脂としては軟化点が９
０〜１３５℃、好ましくは９５〜１３０℃、ガラス転移
点が５５〜７５℃、好ましくは５７〜６８℃のものを使
用することができ、例えばポリエステル系樹脂、ポリス
チレン系樹脂、アクリル系樹脂、メタアクリル系樹脂、
スチレン−アクリル共重合系樹脂、スチレン−メタアク
リル共重合系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系
樹脂等が挙げられ、これらを単独または複数組み合わせ
て使用することができる。本発明によって得られたトナ
ーは、キャリアとともに使用する二成分トナー、磁性粉
を添加する磁性−成分トナーあるいは非磁性−成分トナ
ーとして適用可能である。

【００１４】

【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説
明する。参考例１〔配合組成〕ビスフェノールＡ型ポリエステル樹脂１００重量部（体積平均粒径１０００μｍ、軟化点１１３℃、ガラス転移点６３℃）荷電制御剤２〃（ボントロンＳ−３４：オリエント化学工業社製）カルナバワックス２.５〃（形状：フレーク状、厚み：１.２ｍｍ、粒径分布：５０ｍｍメッシュ以下が１重量％、２０ｍｍメッシュ以下が９５重量％、５ｍｍメッシュ以上が６４重量％、針入度：１〜２、軟化点：８５℃、酸価：５、加藤洋行社製）以上のトナー組成物をヘンシェルミキサーで混合（第１
混合）した後、更にカーボンブラック（モーガルＬ：キ
ャボット社製）５重量部をヘンシェルミキサーに投入し
混合（第２混合）した。得られた混合物を２軸押出混練
機により溶融混練し、得られた混練物を冷却後、フェザ
ーミルで粗粉砕、ジェットミルで微粉砕した後、気流式
分級機で分級して微粉を除去し体積平均粒径８.５μｍ
のトナー粒子を得た。

【００１５】実施例１参考例１の分級工程で発生した分級微粉１０重量部を第
２混合工程でカーボンブラックとともにヘンシェルミキ
サーに投入する以外は参考例１と同様にしてトナー粒子
を得た。このトナー粒子に対して０.５重量％の疎水性
シリカ（Ｈ−２０００：ヘキスト社製）をヘンシェルミ
キサーで混合して表面処理を行いトナーＡを得た。

【００１６】実施例２実施例１で使用したトナー組成物（ポリエステル樹脂、
荷電制御剤、カルナバワックス、カーボンブラック、分
級微粉）を同時にヘンシェルミキサーで混合する以外は
実施例１と同様の材料および製造法により体積平均粒径
８.４μｍのトナーＢを得た。

【００１７】実施例３カルナバワックスの添加量を１.５重量部とし、酸化型
低分子量ポリプロピレン（ＴＳ−２００、軟化点：１４
５℃、酸価：３.５、三洋化成社製）１.０重量部を第１
混合工程でヘンシェルミキサーに投入する以外は、実施
例１と同様の材料および製造法により平均体積粒径８.
２μｍのトナーＣを得た。

【００１８】実施例４カルナバワックスをサゾールワックス（Ａ１、形状：フ
レーク状、厚み：１.３ｍｍ、粒径分布：５０ｍｍメッ
シュ以下が１重量％、２０ｍｍメッシュ以下が９３重量
％、５ｍｍメッシュ以上が５５重量％、針入度：１〜
２、軟化点：９０℃、酸価：２８、加藤洋行社製）に変
更する以外は実施例１と同様の材料および製造法により
体積平均粒径８.２μｍのトナーＤを得た。

【００１９】実施例５カルナバワックスをフィッシャー・トロプシュワックス
（Ｃ−６０、形状：フレーク状、厚み１.１ｍｍ、粒径
分布：５０ｍｍメッシュ以上が１重量％、２０ｍｍメッ
シュ以下が９０重量％、５ｍｍメシュ以上が６０重量
％、針入硬度：１〜２、軟化点：１００℃、酸価：２
８、加藤洋行社製）に変更する以外は実施例１と同様の
材料および製造法により平均粒径８.５μｍのトナーＥ
を得た。

【００２０】参考例２〔配合組成〕スチレン-アクリル共重合体樹脂１００重量部（体積平均粒径１０００μｍ、軟化点１１２℃、ガラス転移点６１℃）荷電制御剤３〃（ニグロシンベースＥＸ：オリエント化学工業社製）カルナバワックス３.５〃（形状：フレーク状、厚み：１.２ｍｍ、粒径分布：５０ｍｍメッシュ以下が１重量％、２０ｍｍメッシュ以下が９５重量％、５ｍｍメッシュ以上が６４重量％、針入度：１〜２、軟化点：８５℃、酸価：５、加藤洋行社製）以上のトナー組成物をヘンシェルミキサーで混合（第１
混合）した後、更にカーボンブラック（ＭＡ＃８：三菱
化学社製）７重量部をヘンシェルミキサーに投入し混合
（第２混合）した。得られた混合物を２軸押出混練機に
より溶融混練し、得られた混練物を冷却後、フェザーミ
ルで粗粉砕、ジェットミルで微粉砕した後、気流式分級
機で分級して微粉を除去し体積平均粒径８.３μｍのト
ナー粒子を得た。

【００２１】実施例６参考例２の分級工程で発生した分級微粉１０重量部を第
２混合工程でカーボンブラックとともにヘンシェルミキ
サーに投入する以外は参考例２と同様にしてトナー粒子
を得た。このトナー粒子に対して０.５重量％の疎水性
シリカ（Ｈ−２０００：ヘキスト社製）をヘンシェルミ
キサーで混合して表面処理を行い体積平均粒径８.３μ
ｍのトナーＦを得た。

【００２２】実施例７実施例６で使用したトナー組成物（スチレン-アクリル
共重合体樹脂、荷電制御剤、カルナバワックス、カーボ
ンブラック、分級微粉）を同時にヘンシェルミキサーで
混合する以外は実施例６と同様の材料および製造法によ
り体積平均粒径８.４μｍのトナーＧを得た。

【００２３】実施例８カルナバワックスの添加量を２.０重量部とし、低分子
量ポリプロピレン（ビスコール５５０Ｐ、軟化点：１５
０℃、三洋化成社製）１.５重量部を第１混合工程でヘ
ンシェルミキサーに投入する以外は実施例６と同様の材
料および製造法により平均体積粒径８.２μｍのトナー
Ｈを得た。

【００２４】比較例１カルナバワックスをパウダー状（粒径分布：５ｍｍメッ
シュ以下６０重量％、針入度１〜２）であるカルナバワ
ックスに変更する以外は実施例１と同様の原料および製
造法により体積平均粒径８.４μｍのトナーＩを得た。

【００２５】比較例２カルナバワックスをパウダー状（粒径分布：５ｍｍメッ
シュ以下６０重量％、針入度：１〜２）であるカルナバ
ワックスに変更する以外は実施例３と同様の材料および
製造法により平均粒径８.１μｍのトナーＪを得た。

【００２６】比較例３カルナバワックスをブロック状（厚み：３.０ｍｍ、粒
径分布：２０ｍｍメッシュ以上３５重量％、５０ｍｍメ
ッシュ以上５重量％、針入度：１〜２）であるカルナバ
ワックスに変更する以外は実施例３と同様の材料および
製造法により体積平均粒径８.２μｍのトナーＫを得
た。

【００２７】比較例４サゾールワックスをパウダー状（粒径分布：５ｍｍメッ
シュ以下６０重量％、針入度：１〜２）であるサゾール
ワックスＡ１に変更する以外は実施例４と同様の材料お
よび製造法により体積平均粒径８.４μｍのトナーＬを
得た。

【００２８】比較例５フィッシャー・トロプシュワックスをパウダー状（粒径
分布：５ｍｍメッシュ以下６０重量％、針入度：１〜
２）のフィッシャー・トロプシュワックスＣ−６０に変
更する以外は、実施例５と同様の材料および製造法で平
均粒径８.４μｍのトナーＭを得た。

【００２９】比較例６カルナバワックスをパウダー状（粒径分布：５ｍｍメッ
シュ以下６０重量％、針入硬度：１〜２）であるカルナ
バワックスに変更する以外は実施例６と同様の材料およ
び製造法を用いて平均粒径８.４μｍのトナーＮを得
た。

【００３０】比較例７カルナバワックスをブロック状（厚み３.０ｍｍ、粒径
分布：２０ｍｍメッシュ以上３５重量％、５０ｍｍメッ
シュ以上５重量％、針入度：１〜２）であるカルナバワ
ックスに変更する以外は実施例６と同様の材料および製
造法を用いて体積平均粒径８.２μｍのトナーＯを得
た。

【００３１】耐刷試験上記のように調製したトナーＡ〜ＥおよびＩ〜Ｍについ
て、定着ローラの設定温度を１３０℃に改造した電子写
真プリンター（ＳＰ−１０００、ミノルタ社製）を用い
て、連続６,０００枚の耐刷試験を行い耐刷３,０００枚
および６,０００枚終了時におけるカブリおよびフィル
ミングの状態を評価し結果を表１に示した。

【００３２】

【表１】

【００３３】〔判定基準〕カブリ ○：カブリ全くなし △：画像上に部分的にカブリが発生し実用上問題あり ×：画像上にカブリが発生感光体フィルミング ◎：全くなし ○：感光体上には少しフィルミングしているが、画像上
にこれが原因となるカブリは発生していないため実用上
問題なし △：感光体上にフィルミングが発生し、画像上にこれが
原因となるカブリが部分的に発生しており実用上問題あ
り ×：感光体上にフィルミングが発生し、画像上にこれが
原因となるカブリが発生しており、実用上問題あり

【００３４】トナーＦ〜Ｈ、ＮおよびＯについては、下
記複写機用のキャリアとトナー混合比が５重量％となる
ように混合し、定着ローラの設定温度を１３０℃に改造
した電子写真複写機（ＥＰ−４１００、ミノルタ社製）
を用いて連続６０,０００枚の耐刷試験を行い耐刷３０,
０００枚および６０,０００枚終了時におけるＢＳ（黒
点融着）およびフィルミングの状態を評価して結果を表
２に示した。

【００３５】

【表２】

【００３６】〔判定基準〕ＢＳ（黒点融着） ○：全くなし △：感光体上にＢＳの発生が見られるが、画像上には発
生しておらず実用上問題なし ×：画像上にもＢＳが発生しており、実用上問題あり

【００３７】

【発明の効果】本発明のトナーの製造方法によれば、低
温定着で鮮明な画像が安定して得られ、耐刷終了時にお
いてもカブリ、フィルミングあるいはＢＳ等の生じない
トナーを提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田島秀信大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者永澤克司大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともバインダー樹脂粒子、着色剤
および針入度３以下で且つ粒径分布が、５０ｍｍメッシ
ュ以上が２重量％以下、２０ｍｍメッシュ以下が９０重
量％以上、且つ５ｍｍメッシュ以上が５０重量％以上で
あるワックス粒子を混合する工程、この混合物を溶融混
練する工程、冷却した混練物を粉砕する工程および粉砕
物を分級する工程からなることを特徴とする静電潜像現
像用トナーの製造方法。