JP3154545B2 - 乾式トナー - Google Patents

乾式トナー

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JP3154545B2
JP3154545B2 JP08552792A JP8552792A JP3154545B2 JP 3154545 B2 JP3154545 B2 JP 3154545B2 JP 08552792 A JP08552792 A JP 08552792A JP 8552792 A JP8552792 A JP 8552792A JP 3154545 B2 JP3154545 B2 JP 3154545B2
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宏 矢口
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、乾式電子複写機用トナ
ーのコピーマシンとのマッチング性向上、特に省エネル
ギー仕様として設計された低温定着コピーマシンに対応
可能な低軟化点トナーの品質改善に関する。
【0002】
【従来の技術】乾式電子複写機は、近年のユーザーニー
ズに対応して高画質化等を考慮した設計となっているも
のが主流である。従って、これらのコピーマシンにおい
ては通常11μm以下程度の体積平均粒径を有する小粒
径乾式トナーが求められる。
【0003】しかしながら乾式トナーの小粒径化は特に
そのことによって生じる流動性の低下が問題となり、流
動性低下に対する改善策として、従来から添加剤の使用
を中心とするものが提案されている。
【0004】例えば特開昭63−74070号には添加
剤を混合することによってトナーの「粉体圧縮率」を2
5〜40%にする事により高画質の磁性トナーが得られ
る事が開示されている。
【0005】また、特開平2−293858号には着色
剤としての特定のカーボンブラック及び流動性向上剤を
使用することによって「流動性指数」を5〜25%にす
る事で高画質のトナーが得られる旨開示されている。
【0006】これらとは別に例えば特開平2−2365
66号には特定のシリカ微粒子と制電性粒子とを特殊な
条件下で着色粒子に固定化することによって高画質のト
ナーが得られる事、さらには特開平2−157027号
には特定条件下において特定の装置により添加剤を混合
する製造方法により高画質のトナーが得られる事、特開
平2−300763号には添加剤としてのシリカ微粉末
の付着を「穂立ちのない状態」とする事によって高画質
の一成分現像方法を提供できる事が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般に数mmオーダー
の原料を粉砕することにより11μ以下程度の小粒径ト
ナーを工業的に量産する場合、その粒度分布特性によっ
て生じる5μm以下程度の微粒子が含有されないように
コントロールする事は、技術的あるいはコスト的に困難
となる。従って通常、工業的には総合的な生産性を考慮
して5μm以下の微粒子の個数含有率が10%程度以上
の水準で量産することで初めて品質の安定した安価な小
粒径トナーを得ることができる。
【0008】ところが、本発明者の研究によれば、不定
形の5μm以下程度の微粒子の存在はトナーの流動性を
著しく低下させる主要因となるので、添加剤の混合併用
によって流動性を改善する必要が生じる。
【0009】本発明の目的は上記の現状をふまえ、特定
の粒度分布を有する小粒径トナーとして圧縮度を30%
以下に調整することによって流動性に優れ、コピーマシ
ン内でのマッチング性が良好で高画質な画像を形成でき
る乾式トナーを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者が鋭意検討した
結果、体積平均粒径が11μm以下であっても、5μm
以下程度の微粒子が含有されない場合にはコピーマシン
内でのマッチング性が問題となる事はほとんどない。逆
に、5μm以下程度の微粒子が含有され、その流動性が
マッチング性の面から問題となる場合においては例えば
前記の特開平2−236566、2−157027、2
−300763のようにただ単に添加剤を混合する条件
や添加剤の形状、状態を限定するだけでは流動性を改善
するには不十分であり圧縮度を30%以下にコントロー
ルすることによって初めて効果が得られることを知見
し、本発明に至った。
【0011】すなわち、本発明は、少なくとも結着樹脂
と着色剤とを主成分として含有する粉砕着色粒子を含む
乾式トナーにおいて、該トナー粒子の体積平均粒径が
6.0〜11.0μmでかつ、5μm以下の微粉を22
%以上90%以下含有するとともに圧縮度が30%以下
である乾式トナーをその要旨とするものである。
【0012】本発明でいう圧縮度は以下のようにして求
められる。
【0013】(1)ふるい上の試料が振動により自然落
下して円筒状容器に充填された状態でゆるみ見掛比重A
を求める。
【0014】(2)上記(1)における円筒状容器をタ
ッピングしながら(1)と同様の方法で試料を落下させ
て充填率を高め、固め見掛比重Pを求める。
【0015】(3)C=100(P−A)/P(%)で
求められるCを圧縮度とする。
【0016】すなわち、本発明は体積平均粒径が11μ
m以下であり、かつ5μm以下の微粒子を含有するよう
な粒度分布を有する小粒径乾式トナーの圧縮度を30%
以下に特定することによって流動性を改善しコピーマシ
ン内でのマッチング性を得るものであるが、5μm以下
の微粒子が90%を越える場合には圧縮度を30%以下
にコントロールすることが工業的には困難であるため、
5μm以下の微粒子は90%以下にすることが望まし
い。より好ましくは60%以下である。
【0017】また、体積平均粒径を6μm未満とする事
は、粉砕法による量産としてはコスト的に非常に困難を
伴ない、さらに5μm以下の微粒子を90%以下にコン
トロールすることも難しいため、本発明においては体積
平均粒径は6μm以上とすることが望ましい。
【0018】また、トナーの生産を重合法によって行な
う場合においては通常はほぼ均一な粒子経の球状トナー
が得られるために本発明の対象とはならない。
【0019】従って本発明は、粉砕によって得られる乾
式トナーにおいて、体積平均粒径が6.0〜11.0μ
mであり、かつ5μm以下の微粉を含むような粒度分布
を有するトナーに関するものであり、その技術内容は前
記の特開昭63−74070号に開示されているような
基本的に5μm以下の微粒子を含まない粒度分布5〜3
5μmの磁性トナーにおいて、本発明でいう圧縮度に相
当する「粉体圧縮率」を25〜40%に調整するものと
は本質的に異なる。同様に特開平2−293858号に
開示されているように特定の物性を有するカーボンブラ
ックを使用することによって結果的に添加剤の付着性と
画質を両立させようとするものとも技術課題、発明の目
的が異なるものである。
【0020】上記の小粒径化と並んで近年の乾式電子複
写機に求められる設計品質としては省エネルギーという
項目があり、これに対応するために乾式トナーについて
は低軟化点化する必要が生じる。
【0021】この場合には具体的にはトナーの軟化点T
fを110℃以下とする事で最も確実に目的を達成する
ことができる。
【0022】さらに、またトナーを低軟化点化した際の
定着ロールに対する融着現象いわゆるホットオフセット
を回避する、あるいは定着画像の塩ビマット等への複写
を抑制する等の目的で従来の一般のトナーと同様に潤滑
性低温軟化物質を含有させる事もできる。これらのトナ
ーは、マッチング性に関しては若干の問題点が発生しや
すいが、本発明によれば、上記のごとき、低軟化点のト
ナー、特に潤滑性の低温軟化物質を含有した場合の低軟
化点トナーにおけるマッチング性改善に顕著な効果が得
られるものである。
【0023】すなわち、一般的にコピーマシンの内部機
構としては現像剤の帯電特性を均一に保つ等の目的で撹
拌部を有しているのが普通であり、また現像部に補給ト
ナーを送り込むためにスクリュー等の移送手段を備えて
いるものが多い。これらの撹拌部等においては、特にト
ナーが低軟化点で、かつ流動性が低い場合には粒子同士
が凝集、融着を起しやすいため、最終的には補給不良、
現像不良、画質不良等を生じる懸念がある。特に本発明
で言う圧縮度が30%を越えるような特性のトナーで
は、移送あるいは撹拌のために加えられる外力により圧
縮されたのと同じ効果を受けるために上記のごとき不具
合が発生しやすい。ところが、同様の組成のトナーであ
っても、本発明によって圧縮度を30%以下とした場合
には上記の不具合は効果的に回避することができ、安定
して高画質な画像を得られる。
【0024】本発明における軟化点Tfはフローテスタ
ー(島津製作所製CFT−500)によって荷重10k
g、ダイス径φ0.5mm、昇温速度3℃/min、サ
ンプル量1gの条件によって求められる値である。
【0025】また、体積平均粒径及び5μm以下の微粒
子の個数含有率についてはコールターカウンターマルチ
サイザー(コールター社製)を用い、界面活性剤と共に
サンプルを懸濁した電解液をアパチャー径100μmに
て測定される値である。
【0026】本発明に使用される結着樹脂類としては従
来公知の単独の樹脂あるいは複数の成分の共重合体、あ
るいはポリマーアロイ化された物等種々の物質を使用で
きる。
【0027】具体的には、例えばポリスチレン、スチレ
ン、アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系共重合
体、フェノール系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系
樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、キシレン
系樹脂、ビニル系樹脂、エポキシ系樹脂、テルペン系樹
脂等の物質を挙げることができる。また、潤滑性低軟化
物質としては、カルナバワックス、マイクロクリスタリ
ンワックス、パラフィンワックス等のワックス類、ラウ
リン酸、ステアリン酸亜鉛、等の高級脂肪酸類、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン/アクリル酸共重合
体、エチレン・塩化ビニル共重合体、エチレンオキサイ
ド等のポリオレフィン、オレフィン共重合体等の中から
軟化点Tfが105℃以下の物質が好ましく使用される
が、その添加量としては、本発明の乾式トナー全重量に
体して好ましくは1〜20重量%、より好ましくは1〜
10重量%添加するのが良い。
【0028】また、本発明に用いる着色剤、磁性粉、そ
の他添加剤としては一般に公知の物質の中から適宜選択
して使用することができる。
【0029】着色剤としては、例えばキナクリドン系顔
料、ジアゾ染料、フタロシアニン系顔料、モノアゾ染料
等のマゼンタ、シアン、イエロー、その他各色の顔料の
他黒色材料としてはカーボンブラック等の顔料が使用可
能であり、結着樹脂に対して通常、1〜25重量%の割
合で添加される。
【0030】磁性粉としては例えば鉄、コバルト、ニッ
ケル等の強磁性体の他マグネタイト、フェライト等の合
金や化合物が使用可能であり、結着樹脂類に対して通
常、20〜200重量%の割合で混合使用される。
【0031】その他の添加剤としてはフッ化ビニリデン
微粉末等のフッ素系樹脂やステアリン酸亜鉛等の脂肪酸
金属塩、酸化亜鉛等の金属酸化物等を例示することがで
きるが、特に酸化ケイ素類、酸化アルミニウム類、酸化
チタン類は、圧縮度を30%以下にするためには好まし
い。
【0032】また、本発明のトナーを二成分乾式トナー
として使用する場合に混合して使用するキャリアとして
は、ガラス、鉄、フェライト、ニッケル、ジルコン、シ
リカ等の粒径30〜1000μm程度の粉末、または、
該粉末を芯材としてスチレン−アクリル酸系樹脂、シリ
コン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂
等をコーティングしたものが使用される。
【0033】本発明において上記の添加剤と着色粒子と
を混合処理する場合には従来公知のVブレンダー、ボー
ルミル等の容器回転型、リボンミキサー、パドルミキサ
ー等の容器固定型及びそれらの複合型の中から適宜選択
して使用可能であるが、特にヘンシェルミキサー(三井
三池社製)、ハイブリタイザー(奈良機械製)ターボミ
ル(ターボ工業社製)クリプトロン(川崎重工業社製)
等の少なくとも外壁を構成する固定容器と該固定容器と
中心軸を同一にして構成される回転片とを具備して成る
混合装置を好ましく使用することができる。
【0034】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に
説明する。
【0035】実施例1〜5及び比較例1〜3 本発明による乾式トナーの実施例1〜5及び比較例1〜
3の組成、粒度分布、軟化点、混合方法、圧縮度等を表
1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】実施例及び比較例における乾式トナーの作
製方法を以下に示す。
【0038】表1の粉砕着色粒子Aを構成する結着樹脂
及び着色剤を二軸エクストルーダーにて溶融・混練した
後、冷却・圧延し、ハンマーミルで粗粉砕し、次いでジ
ェットミルにて微粉砕を行なった。得られた微粉末を気
流式分級機にて超微粒子を分離して本発明及び比較例の
粉砕着色粒子Aを得た。
【0039】次に表1に示した各々の添加剤を添加し以
下のような混合方法にて混合処理を行ない乾式トナーを
得た。
【0040】(1)ヘンシェルミキサー 20lの容器に5kgの処理物を投入し、回転羽根を周
速45m/secにて15秒間運転/45秒間停止のサ
イクルで10回繰り返して実施した。
【0041】(2)クリプトロン 回転ローターの周速を63m/secに設定し、開回路
運転にて5kgの処理物を投入し処理する。この作業を
3回繰り返した。
【0042】(3)ターブラーミキサー 2lの容器に1kgの処理物を投入し設定時間に応じて
混合処理を行なった。表1の実施例1〜5及び比較例1
〜3について、(株)リコー製の乾式電子複写機FT−
4530改造機を使用し、定着温度を表2に示した値に
設定して画像品質及び5000枚連続コピー時のマッチ
ング性の評価を実施した結果を示す。
【0043】
【表2】
【0044】
【発明の効果】本発明の乾式トナーは、体積平均粒径が
6.0〜11.0μmと小粒径であるために、高画質ト
ナーとして使用できる。そして、この小粒径トナーを工
業的に粉砕法により量産した場合には必然的に5μm以
下の微粒子を含有するためにマッチング性を考慮した場
合には粉体流動性を改善する必要が生じるのだが、本発
明においては圧縮度を30%以下に調整しているため
に、コピーマシンとのマッチング性が良好で、しかも高
画質の乾式トナーを得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−40651(JP,A) 特開 昭62−23053(JP,A) 特開 昭61−4068(JP,A) 特開 平1−230072(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも結着樹脂と着色剤とを主成分
    として含有する粉砕着色粒子を含む乾式トナーにおい
    て、該トナー粒子の体積平均粒径が6.0〜11.0μ
    mでかつ、5μm以下の微粉を22%以上90%以下含
    有するとともに圧縮度が30%以下であることを特徴と
    する乾式トナー。
  2. 【請求項2】 軟化点Tfが110℃以下である請求項
    1記載の乾式トナー。
  3. 【請求項3】 結着樹脂としてワックス類、高級脂肪酸
    類、ポリオレフィン、オレフィン共重合体から選ばれる
    軟化点Tfが105℃以下の潤滑性低温軟化物質の少な
    くとも1種を含有する請求項1又は2記載の乾式トナ
    ー。
  4. 【請求項4】 添加剤として酸化ケイ素類、酸化アルミ
    ニウム類、酸化チタン類から選ばれる少なくとも一種を
    含有する請求項1〜3のいずれか一つに記載の乾式トナ
    ー。
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