JPS63311264A - 低温定着性電子写真用トナ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、トナー粒子にキャリア粒子
、すなわち、ガラスピーズもしくは磁性粉を混合した二
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−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、ワックス。

可塑剤、電荷制御剤などの添加剤を混合・加熱・溶融し
、二次凝集している顔料あるいは電荷制御剤を強い剪断
力をかけて練肉し、必要に応じて磁性粉を前記混合物に
均一に分散して均一な組成物とし、これを冷却後、粉砕
し９分級する方法がほとんどであった・ 近年、省エネルギーの目的から定着時に加熱を必要とし
ない圧力定着性トナーの開発が盛んに研究され１種々の
提案がなされている。圧力定着性トナーは芯物質と、芯
物質を覆う外殻とからなるいわゆるカプセルトナーであ
り、その製造法としては、スプレードライ法、界面重合
法、コアセルベーション法相分離法などが提案されてい
るが、芯物質への着色剤・磁性粉の練り込み、外殻の形
成１分級などの複雑なプロセスの組み合わせであり、コ
スト高１品質の安定化に多くの課題が残っている・ また、圧力定着システムでは３０〜４０Ｋｇ／ｃｍと非
常に高い圧力であることに起因して画像の光沢管紙シワ
などの問題を生じ、また定着機の大型化も避ケラレない
。さらに、使用されるカプセルトナーの性質と関連して
、クリーニング時にブラシ、ブレードなどのクリーニン
グ部材とトナーとの間に働（摩擦力によって、フィルミ
ングと称して、少量のトナーが感光体表面に薄い層を形
成し、その結果１例えば感光体の残留電位を高めるなど
、感光体特性が変化し１画質の低下を来す場合がある。

以上のように圧力定着法については改善すべき重要な問
題点をかある。

以上のような問題があるために、現在、上記圧力定着法
に代えて、高速低温定着性であり、複写機のスイッチを
オンしてから複写可能となるまでの予熱時間を短（する
、すなわち立ち上がりの早い低温で、　　の定着ができ
る粉体トナーが望まれている。

しかしながら、従来の粉砕法によるトナーで低温定着性
を満たすために低軟化点の樹脂を使用しなければならず
、トナー粒子同士が付着することによる生産性および品
質の低下、あるいは製品の貯蔵時のブロッキングの発生
があり、軟化点ｉｏｏ”ｃ以下の樹脂を使用することは
困難であり、実質的に工業化されていない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、定着用熱ローラの定着温度が１００°Ｃ１好
ましくは８０℃以下とすることのできる低温定着性であ
り、しかも取り扱い時もしくは複写機内でブロッキング
を生じない電子写真用トナーを提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、熱軟化温度２０℃〜１００　”Ｃの熱可塑性
樹脂を主成分とするトナー用コア粒子（Ａ）と。

着色剤、磁性粉、電荷制御剤、その他の微粒子がら選ば
れる１種もしくは２種以上の平均粒径２．ＯＩＪｍ以下
の微粒子（Ｂ）とを機械的歪力をもって混合し。

コア粒子（Ａ）の表面に微粒子（Ｂ）を固着もしくは一
部内部に埋め込むことにより・　コア粒子（Ａ）の表面
の５０〜５００％を微粒子（Ｂ）によって被覆してなる
低温定着性電子写真用トナーであり、このトナーは保存
時に常温から６０℃程度になってもブロッキングを起こ
さず、２０Ｋｇ詰めファイバードラム、　１００〜２０
０ｇのプラスチックボトルでの保存。

運搬では全く心配はいらず、また、複写機でも１Ｋｇ７
ｃｍ以上好ましくは２　Ｋｇ７ｃｍ以上の圧力を与えら
れたときに、低温でも定着できるものである。

本発明において用られるコア粒子（Ａ）用熱可塑性樹脂
としては、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、フェノール系樹脂、炭化水素系樹脂１
石油系樹脂、塩素化パラフィ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。

これらの樹脂の熱軟化温度は２０〜１００”ｃ。

好ましくは２０〜８０℃のものであり、ある所望の低温
での定着ができるようにするため２分子量分布がシャー
プであり、Ｍｗ　／Ｍｎが５以下でり２分子量が３．０
００〜２０，０００のものが好ましい。また、この熱可
塑性樹脂に、天然ワックス、ポリエチレンワックス、ポ
リプロピレンワックス、アマイドワックス等の自体公知
のワックスを混合したコア粒子（Ａ）を使用することに
より、低温定着性をコントロールすることができる。

微粒子（Ｂ）としては、平均粒径２．０．ｃ／ｍ以下の
着色剤、磁性粉、電荷制御剤など自体電子写真用トナー
の成分として用いられるもの、および電子写真用トナー
として用いられてもその特性を害しないものが使用可能
である。平均粒径２．０μｍ以上の微粒子（Ｂ）ではコ
ア粒子（Ａ）に固着もしくは表面に埋め込まれ難くなる
。

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
、ベンガラ、パーマネントレッド、リソールレッド、ピ
ラゾロンレッド、ウオッチャンレソドＣａ塩、ウオソチ
ャンレソドＭｎ塩、レーキレソドＣ，レーキレッドＤ、
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、
酸化チタン、カーボンブラックのような各種顔料および
染料を使用することができる。

磁性粉としては、２．０μｍ以下の平均粒径をもつ微細
な磁性粉を用いることが好ましく、各種のフェライト、
マグネタイト、ヘマタイトなどの鉄、亜鉛。

コバルト、ニッケル、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かでき。

これら磁性粉は目的によっては分級したものであっても
よいし、自体公知の表面処理９例えば疎水処理あるいは
シランカップリング剤処理などを施したものであっても
よい。

電荷制御剤としては、自体公知のものであり１例えば、
フェソトシュバルツＨＢＮ、ニグロシンベース、ブリリ
アントスピリット、ザボンシュバルツＸ。

セレスシュバルツＲＧ、銅フタロシアニン染料９合金染
料があり、その他Ｃ，１，ソルベントブラック１゜２．
３，５．７．Ｃ，１，アシッドブラック１２３．２２．
２３、２８．４２．４３．オイルブラック（Ｃ，１，２
６１５０）　、スビロンブランクなどの染料、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
酸の金属石ケンなどがある。

その他の微粒子としては、アルミナ、チタン酸バリウム
、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化鉄、硫酸バ
リウム、炭化ケイ素、酸化セリウム、シリカ、カーボン
粉などの無機微粒子、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビ
ニリデンとビニルフルオライド。

トリフルオルエチレン、エチレン、プロピレンあるいは
ブテンなどとの共重合体、ポリスチレン、スチレン−メ
タクリル酸メチル共重合体、キシレン樹脂。

ポリアミド、クマロン−インデン樹脂などの石油樹脂、
ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂
、エポキシ樹脂などを使用することができる。

本発明において、コア粒子（Ａ）と微粒子（Ｂ）とは全
体としてトナーを形成するものである。したがって、コ
ア粒子（Ａ）としては熱可塑性樹脂だけ。

もしくは熱可塑性樹脂と必要に応じてワックスを併用し
、微粒子（Ｂ）として着色剤、磁性粉、電荷制御剤など
を使用することもできるし、熱可塑性樹脂に着色剤、磁
性粉など各種添加剤を混合したコア粒子（Ａ）を用意し
、これに残余の着色剤などの他の微粒子（Ｂ）を使用す
ることもできる・また、電荷制御剤はトナーの表面で作
用するために・なるべくは最終工程でトナー表面に固着
もしくは埋め込むことが好ましく、さらにこの電荷制御
剤は磁性粉、その他の比較的大きな微粒子（Ｂ）の表面
子め付着せしめて使用すると電荷が均一なトナーを得る
ことができる。（本特許出願の特願昭６２−７６１８号
参照） 理解を容易にするために好ましい実施態様を挙げると以
下のような順序があるが、これに限定されるものではな
い。

（１１熱可塑性樹脂とワックスとを混合・粉砕して平均
粒径１〜２５μｍのコア粒子（Ａ）とし、これに着色剤
および上記した比較的大きな微粒子（Ｂ）の表面子め付
着せしめた電荷制御剤を同時に、もしくは順次機械的歪
力をかけて混合する方法。

（２）熱可塑性樹脂１着色剤、ワックスなどを混合・粉
砕して平均粒径１〜２５μｍのコア粒子（Ａ）とし、こ
れに上記した比較的大きな微粒子（Ｂ）の表面子め付着
せしめた電荷制御剤およびその他必要な微粒子を同時に
、もしくは順次機械的歪力をかけて混合する方法。

（３）　　熱可塑性樹脂とワックスとを混合・粉砕して
粒子とし、これに着色剤などを機械的歪力をかけて混合
し１本発明方法と同様に粒子表面に固着もしくは表面に
一部埋め込んだコア粒子（Ａ）を用意し、これに電荷制
御剤あるいは微粒子（Ｂ）の表面子め付着せしめた電荷
制御剤などを機械的歪力をがけて混合する方法。

本発明において、得られたトナーは、微粒子（Ｂ）の大
きさ１種類によっても異なるが、コア粒子（Ａ）表面の
５０〜５００％、好ましくは１００％以上がが微粒子（
Ｂ）によって被覆されているものである。この微粒子（
Ｂ）の外殻層の形成によって。

低い圧力においては相当高い温度でなければトナー粒子
のブロッキングが起こらず、しかも圧力をかけると低温
で定着可能なトナーを得ることができる。

本発明において、上記のコア粒子（Ａ）に微粒子（Ｂ）
を機械的歪力を以て固着もしくは一部表面に埋め込む条
件としては、コア粒子（Ａ）が融着して大きい塊となっ
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、このような両条件を満たす具体的
な方法としては・工業的には・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１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、ボールミル、サンドミルでは長時間を要
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、Ｓｌミ
ル（東洋インキ製造■製、その概要は特公昭５７−４３
０５１号参照）、アトマイザ−１自由粉砕機（Ｉｌｌ奈
良機械製作所）、川崎重工業０＠製粉砕機（ＫＴＭ−１
）、パイプリタイザー（＠奈良機械製作所）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、たとえばハ
イブリタイザーが望ましい。

また、コア粒子（Ａ）と、微粒子（Ｂ）とは、上記混合
処理よりも弱い攪拌条件１例えばヘンシェルミキサーで
予備混合することが好ましい。このような予備混合によ
りコア粒子（Ａ）に微粒子（Ｂ）を静電的に付着せしめ
ておくと混合処理がスムースに行なえる。

このような混合処理によってコア粒子（Ａ）表面に、微
粒子（Ｂ）固着もしくは表面に一部埋め込むことができ
るという効果が生ずるのは、これらの粒子が粉体同士あ
るいは、壁１羽根、ビーズなどの分散媒体などと衝突し
て、瞬間的、かつ９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る。このような混合処理により
１着色剤、磁性粉などは凝集した状態から一次粒子の状
態でコア粒子（Ａ）の表面に固着もしくは埋め込まれる
というメリットがある。この混合処理によって、系がＥ
’／Ｋになることがあり７外部ジャケットなどにより系
を冷却することも場合によっては必要となる。系内の気
流温度が樹脂のＴｇ近くまで上昇すると粒子同士が融着
しやすくなる。

上記のような効果を得るためのファクターとじては２種
々考えられるが１本発明者等の研究によると。

前記の気流を利用した混合機を用いる場合では気流の速
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。

本発明において、トナーの粒度としては、平均粒径が１
〜２５μｍの範囲であり、０．５μｍ以下およヒ２５゛
μｍ以上のトナーを実質的に含まないことが好マしい・
０．５μｍ以下の粒径のトナーが多くなると、流動性が
悪化し、地汚れが往する。また、２５μｍ以上のトナー
が多くなると２画像がアレで商業上の価値を減する。

なお２本明細書においては１粒径の測定はコールタ−カ
ウンターＴＡｎ型（コールタ−エレクトロニクス社製）
を用い１体積基準で示している。

以下具体例によっ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（バーキュレス社製、ピコラス
チンクＡ−７５．軟化点７５℃、商品名）９４部および
低分子量ポリエチレン（三井ポリケミカル■製、ハイワ
ックス１１４０Ｈ商品名）６部をヘンシェルミキサーで
混合し、これを二輪のエクストルーダで溶融・混練・放
冷し、この混練物を粗砕し、さらに１式ジェットミルに
て上限粒径２５μｍ以下、平均粒径約１０ＩＩｍのコア
粒子（Ａ１）を得た。

また、カーボン粉（セパカルボＭＴ−ＣＩ、コロンビア
カーボン社製商品名、平均粒径０．３５μｍ）１００部
、電荷制御剤（ＰＮＰ−ＢＥ、オリエント化学ａｌ製商
品名）２０部および水２００部をボールミルで２４時間
混練し、ろ過し、１００℃で２４時間乾燥して電荷制御
剤を表面に担持する担持体粉末（１）を得た。

上記コア粒子（ＡＩ）１００部、担持体粉末（１）６部
、黒色顔料（カーボンブラック、モナーク８８０、キャ
ボント社製商品名）２部およびマグネタイト粉末（ＭＡ
Ｔ３０５．戸田工業■製商品名、平均粒径０゜３μｍ）
１８部をマルチブレンダーミルＢＬ−１型（日本精機製
作所製混合容器８００ｍ１）にて２周速８ｍ／秒で５分
間予備混合し２次いでこの混合物１００ｇをハイブリタ
イザ−ＮＮＳ−１型で６．４０Ｏｒｐｍで４分間運転し
て、磁性マイナス極性で、平均粒径約１１μｍであり、
５μｍ以下および２５μｍ以上の粒子を実質的に含まな
いトナーを得た。

このトナーのブローオフ帯電量は一２０μｃ／ｇテアリ
・粒子帯電量測定装置（ホソカワミクロン■製）で測定
したところ逆極性トナーはほとんど見られなかった。

このトナーのブロッキング性は、５０℃−２４時間ブロ
ッキングテストでも問題がなく良好であった。

なお、このブロッキングテストとは、２２５ｍ１のマヨ
ネーズｉ！（直径５０開）に５０ｇのトナーを静かに投
入し、５０℃、８０ＲＨで２４時間静置した後に、瓶を
逆さにしてトナーを流出させ、トナーの塊の有無、大き
さなどを目視判定するものである。

このトナー１００部にシリカ微粉末（日本アエロジル■
製Ｒ−９７２．商品名）０．３部およびマイクロキャリ
アＭＣ・３０（東洋インキ製造■製キャリア）７００部
を添加・混合して現像剤を調製した。この現像剤を松下
電器産業■製の複写機（商品名ＦＰ　３０３０）内にセ
ットし、テストチャートを用いて普通紙に複写し。

さらに市販の熱圧力定着機で試験した結果、圧力２゜５
　Ｋｇ／ｃｍ　　（プレスケール、富士写真フィルム■
製感圧紙による）の条件で、定着温度７５℃で定着し。

オフセット性が良好であり、地汚れ、カブリのない画像
が得られた。

実施例２ 実施例１において、コア粒子としてパール重合によるス
チレン−アクリル樹脂（荒用化学■製、ＫＲ３４００、
分子量分布１．Ｍｎ／Ｍｗ＝　０．７　、平均粒径１１
μｍ。

軟化点７５℃、商品名）１００部を、また担持体粉末（
１）６部、カーボンブラック２部およびマグネタイト粉
末１８部を用いて同様の操作によってトナーを得た。

このトナーのブローオフ帯電量は一１６μｃ／ｇであり
、逆極性トナーはほとんど見られなかった。

このトナーのブロッキング性は、前記のブロッキングテ
ストで問題がなく、実施例１と同様の定着性試験では８
０℃で定着し、定着性、オフセット性は良好であり、優
れた画像が得られた。

実施例３ 実施例１において、スチレン−アクリル樹脂に代えて、
ポリアマイド（ヘンケル白水■製のＤＰＸ−９０３／Ｄ
ＰＸ−８０２（７）　６　／　４混合物、軟化点８５℃
）を用いた以外は同様の操作によりトナーを得た。

このトナーのブローオフ帯電量は一１５μｃ／ｇであり
１粒子帯電量測定装置（ホソカワミク０ン■製）で測定
したところ逆極性トナーはほとんど見られなかった。

このトナー１００部にシリカ微粉末（日本アエロジル■
製Ｒ−９７２．商品名）０．１部およびマイクロキャリ
アＭＣ・３０７００部を添加・混合して現像剤を調製し
、以下樹脂１と同様の試験をした結果、圧力２゜５　Ｋ
ｇ／ｃＩ１１の条件で、定着温度６０℃で定着し、オフ
セット性が良好であり、地汚れ、カブリのない画像が得
られた。

実施例４ 実施例１で使用したコア粒子（Ａ）１００部、担持体粉
末（１）６部、平均粒径０．４μｍの沈降性硫酸バリウ
ム７部、平均粒径０．４μｍのポリメチルメタクリレー
ト粉末２部、およびカーボンブラック（実施例１と同じ
）２部を用いて、実施例１止同様の操作によって得たト
ナーのブローオフ帯電量は一１９μｃ／ｇであった。

また、このトナー１００部にシリカ微粉末（実施例１と
同じ）０．１部を添加・混合し、この混合物５部と鉄粉
キャリア（日本鉄粉■製、　Ｆ１４１−１５３０Ｂ、商
品名）９５部を混合して二成分系現像剤を調製した。

この現像剤を三田工業■製複写機（ＤＣ−１１２）内に
セットし、テストチャートを用いて普通紙に複写し。

実施例１と同じ熱圧力定着機で試験したけっか、圧力２
．５にｇ／ｃ＋ｗの条件で７５℃で定着し、オフセット
性が良好であり、地汚れ、カブリのない画像が得られた
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱軟化温度２０℃〜１００℃の熱可塑性樹脂を主成
   分とするトナー用コア粒子（Ａ）と、着色剤、磁性粉、
   電荷制御剤、その他の微粒子から選ばれる１種もしくは
   ２種以上の平均粒径２．０μｍ以下の微粒子（Ｂ）とを
   機械的歪力をもって混合し、コア粒子（Ａ）の表面に微
   粒子（Ｂ）を固着もしくは一部内部に埋め込むことによ
   り、コア粒子（Ａ）の表面の５０〜５００％を微粒子（
   Ｂ）によって被覆してなる低温定着性電子写真用トナー ２、熱可塑性樹脂とワックスを含むトナー用コア粒子（
   Ａ）を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のトナー。