JPH01216365A - 塊状トナーの製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真プロセスを利用した複写機、プリンタ
ー、ファックス、静電プロッターの現像材料として広く
利用されている粉体トナーが凝集した塊状体である塊状
トナーの製法Ｃ：関する。

（従来の技術） 電子写真プロセスでは、コロナチャージャー等（−より
その表面（二電荷を蓄えた感光体ドラムに、光露光によ
り形成された静電潜像を、何らかの手段で静電潜像と反
対符号の電化を与えられたトナーで静電引力を利用して
現像して顕像化した後、トナーを紙１：転写し定着して
印刷する。

トナーは現像剤として単独で使用するｌ成分系と、粒子
径数７０〜数百μの球形又は不定形のガラス、鉄、ニッ
ケル、フェライト等からなるキャリアと一緒に用いるλ
成分系があるが、いずれも高分子材料（バインダー樹脂
）と着色剤を必須成分とし、必要に応じて帯電制御剤、
導電制御剤、補強剤、可塑剤、離型剤、発泡剤、酸化防
止剤、流動化剤、研磨剤などの各種有機、無機材料を配
合して構成され、更（：磁性トナーではＦｅ　、０．、
フェライト等のナブミクロン径の磁性粉を含有する。

バインダー樹脂はスチレン、アクリル共重合体、スチレ
ン、ブタジェン共重合体、ポリエステル、ポリアミド等
の熱可塑性樹脂である。着色剤は黒トナーの場合にはカ
ーボンブラック、またカラートナーの場合には各種の染
顔料が用いられる。粉体トナーの平均粒度は約７０−／
ｊμが一般的であるが妓近では高画質化のため粉体トナ
ーの小径化が進んでいる。

（発明が解決しようとする課題） 前記の方法を利用した複写機やプリンターでは粉体トナ
ーは、トナーの帯電と感光体ドラムの表面にトナーを搬
送する役割を有する現像器内（＝保有されている。現像
器（二保有される粉体トナー量は、複写機やプリンター
の印刷速度によって多少ことなるが、一般には／θＯ〜
コθθｔのオーダーであり、数十枚の印刷で消費されて
しまうため、その都度、補給する必要がある。現像器へ
のトナー補給は、従来、補給用トナー瓶から直接充填す
る方法が取られていたが、補給作業が面倒であり、また
粉体トナーは微細粒子で飛散しやすいため、作業中に手
が汚れたり、作業者の衣服や機器内外が汚染されること
が避けられなかった。

特Ｃ二最近は感光体の寿命が急速に向上し印刷速度が高
速化して大量印刷が行われるようになってきたことから
、トナー補給回数が増加していること及び画像、印字の
高解像度化のニーズが高まって、粉体トナーが微細化の
傾向に有り益々飛散しやすくなっているため、補給作業
をいかに簡便におこなえるようにするかが重要な問題に
なってきている。補給回数を減らすために、現像器を大
きくシトナー保有量を増やすことが考えられるが、これ
は商品ニーズとして現状での小型化要請に逆効果であり
、商品として問題解決にならない。

前記の欠点を解決する手段として、粉体トナーを圧縮成
形することにより、トナーを凝集させ塊状体で機械に供
給し、機械内部で再粉砕することが可能な塊状トナーが
提案されている。（特願昭６一−７９３３乙／号、旭化
成工業■出願）乾式の加圧成形法により塊状トナーを製
造する場合、微粉体のトナーを空気雰囲気で圧縮する時
、圧力を均一に伝達させることが難しく全体の成形性を
保とうとすると部分的に過度Ｃ二圧縮を受けたトナーが
できることがある。

過度１−圧縮を受けた塊状トナ一部分は数ケ以上の原料
トナー粒子が強固に融着しており、複写機、プリンター
内部に於て回転ブラシ等で当接摺動しても、原料トナー
の粒子径（／θないし７５ミクロン）Ｃ：戻らず、１０
０ミクロン以上の大粒子トナーとなって画像を悪化させ
ることがあった。

（課題を解決するための手段） 本発明は、粉体トナーが相互（：凝集した塊状体であっ
て、その見掛は比重が、粉体トナーの見掛は比重の１．
３ないし２倍である。塊状トナーを製造する方法であり
、界面活性剤水溶液を含んだ粉体トナー泥状物を圧縮成
形すること（二より、均一圧縮成形を可能とすることを
特徴とする塊状トナーの製造方法を提供するものである
。

塊状トナーを構成する粉体トナーは、前記の従来の技術
の項で説明したように、球形または不定形のもので、従
来、利用されているものでよく、平均粒径は１０ないし
７５ミクロンが一般的であるが、更Ｃ：微細化されてい
るものも可能である。

凝集した塊状体とをよ、粉体トナーが相互幅二均−な比
密度で固まり集まって自立性の塊状をなしていることで
あって、その表面が滑らかでかすか（二光沢を帯び通常
、円形断面または長方形断面の棒状体の形で利用（＝供
せられる。塊状体の見掛は比重は粉体トナーが凝集した
状態の見掛は比重であり、粉体の見掛は比重は、いわゆ
る、粉体の見掛は比重のことであって、粉体が加圧され
ない状態で集合したものの見掛は比重である。

本発明の方法を用いて塊状トナーを得る場合は、例えば
下記の３工程の順（；おこなわれる。

■　界面活性剤水溶液ζ：原料粉体トナーを分散し、ト
ナー泥状物をつくる。

■　トナー泥状物を圧縮成形する。

■　成形されたトナーを乾燥し、製品塊状トナーを得る
。

■　使用する界面活性剤は、陰イオン系の脂肪酸石鹸、
アルキルベンゼンスルフォン酸塩、陽イオン系の脂肪族
ｑ級アンモニュウム塩、非イオン系（７）ｔｃ９オキシ
エチレン、アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチ
レングリセリン脂肪酸エステル等、陰イオン系、陽イオ
ン系、非イオン系の種々の界面活性剤が使用できる。

界面活性剤濃度は、水１００重量部（；対し０．７〜１
．０重量部好ましくは、０．３〜θ、６重量部がよい。

トナー泥状物の製造方法としては、畝料粉体トナー１０
０重量部（二対し、上記界面活性剤水溶液をｊθ〜３０
０重量部望ましくは、７００〜２００重量部を、ヘンシ
ェルミキサー等の混合分散装置゛　を用いて充分分散さ
せ、トナー泥状物を得る。

トナー泥状物とは、原料粉体トナーが充分濡れた状態で
分散しているものをいう。このトナー泥状物中のトナー
の分散状態は、ＪＩ８Ｋｊ４ｔ００　４１−グのグライ
ンドゲージ（：て判定し少なくとも原料トナーの粒度分
布の最大粒子径の一倍以上（二、粒が存在しないことが
好ましい。後工程では、できる限り泥状トナー濃度が小
さい方が好ましく、原料トナーＣ二対して適正な界面活
性剤種、濃度、混合分散機の回転数、処理時間を決定す
る必要がある。

■　得られた泥状物を所定の形状４＝つくられたシリン
ダーとピストンからなる圧縮成形装置に供給する。

シリンダー及びピストンはトナー泥状物中の界面活性水
溶液を脱液するため少なくとも２つ以上のろ過部をもつ
。

ろ過部は濾布と焼結金網からなりトナーは通過させず、
界面活性水溶液のみ通過させ選択的Ｃ二基外に濾液とし
てぬきだされる。

濾液は■の工程で再使用することができる。

加圧圧力は！θ〜２ＱθＶ−１好ましくは♂０〜／３θ
Ｖ−で加圧すること（：より、トナー泥状物から界面活
性剤水溶液を脱液する。この時圧縮形成されたトナーは
トナー１００重量部に対し３０〜ｌｊθ重量部の界面活
性剤水溶液を含んでいるがすでＣ二重立性を持っている
。

■　■で得られた圧縮成形トナーを、真空乾燥器Ｃ：て
乾燥させる。

乾燥温度はトナーが溶融しないよう、トナーの溶融温度
より充分低い温度に設定する必要がある。

トナーの溶融温度とは、フローテスターにてノズルより
トナーが溶融流出し始める温度であり通常の熱定着用ト
ナーでは、りｊ’ｃ〜／／θ℃程度である。

これらトナーの溶融温度Ｃ二対し乾燥温度は！θ〜６０
℃程度が望ましい。

塊状トナーの圧縮比（塊状トナーの見掛は比重／粉体ト
ナーの見掛は比重）は、移送を含めたトナーハンドリン
グ作業で破損、亀裂等の欠陥が生じない十分な強度を有
する条件と、現像器で均一な再粉体化が所要のトナー補
給速度で達成出来る条件から、最適値に設定することが
必要である。

実用可能範囲としては八３〜．２．０であり望ましくは
／渾〜１．７である。塊状トナーの圧縮比は油圧ピスト
ンの加圧力を変えることによりｆｉｌ整することができ
る。

（作用） 液体の存在下でトナーを加圧することにより。

局部的（二過大な圧縮を受けることが少なく、均一な成
形物を得ることができる。

本発明方法Ｃ二より製造された塊状トナーは自立性があ
って、通常の取扱であれば、崩れて飛散することがなく
、また複写機やプリンターで利用に供せられる際には、
回転ブラシ等を当接摺動せしめること１：よって容易に
再粉体化して元の粉体トナーＣ：戻る。

このとき、過圧縮された大粒径トナーがほとんど発生し
ないため高印字品質を保つことができる。

（実施例） 塊状トナーの原料となるＩＯないし７５ミクロン径の粉
粒状トナーをポリオキシエチレンオクチルフェニルエー
テルの０．３　悌水溶液中に充分分散させ、トナー泥状
物を得る。

トナー泥状物のトナー濃度は、トナー１００重量部（二
対し水溶液／Ｊ’０恵量部で、グラインドゲージＣ二て
原料粉体トナーが充分濡れた状態で分散していることを
確認した。（充分濡れるためには水溶液５０〜３００重
量部であればさしつかえない。） 次に第１図にて前記例示した組成を有するトナー泥状物
を加圧成形する装置について説明する。

塊状トナーの断面形状（例えば円形断面を有する円柱体
）に合わせて作成されたシリンダー容器１（：供給弁２
及び供給路３を経由してトナーケ−り４を充填する。

シリンダー容器の側周５の内壁に僅かな間隙を有して嵌
合するピストン６がある。

ピストン６の先端部には焼結金属金網７が取り付けられ
ており、更にその表面にはナイロン繊維等から作られた
濾布８が張られている。上部のピストンの先端部と同様
、シリンダー容器下部の底板１１に焼結金属金網１０と
濾布９が取り付けである。

上記トナー泥状物を第７図（：て説明したシリンダー容
器内に充填した後、ピストン８を下降させトナー泥状物
４を／、２０ｖ−で加圧した。

加圧により濾液は濾布８，９更に焼結金属金網１．１０
を通過して真空ポンプ（図示せず）（：接続された排液
口１２．１３より系外へ抜き出された。

ピストンを所定の位置まで下降させて（塊状トナーを所
定の長さ迄圧縮して）、その後シリンダー容器下部の底
板１１をはずし、ピストン６を押し下げることにより塊
状体を取り出した。この塊状体はまだトナー乾量基準で
ｊ、ｔ％程度含液していたので、６０℃の温度設定（：
て真空乾燥させて塊状トナーを得た。

上記塊状トナーを電子写真プロセス実験装置をもちいて
現像器内部（二取り付けられた回転ブラシで摺動させ再
粉砕させながら、印字テストを行った。

１０００枚の印字テストを夕回繰り返しサンプル中再粉
砕時に発生したと推定されるＩＯθμ以上の大粒子トナ
ーは１０００枚あたり夕ないし／θこであり均−Ｃ：圧
縮成形されていた。

同一トナーを乾式圧縮成形し同一装置にて印字テストし
た場合と比較して大粒子トナーの発生は５０〜１００分
の／程度であった。

（効果） （１）　　かたい塊状体に成形されているので、トナー
製造工場から最終ユーザーまでの流通段階でのハン、ド
リング作業が簡単で取扱い易い。

Ｃ）　従来の粉体トナーは防湿、飛散防止等を考慮して
完全密封包装が必要であるの（二対し、本発明の塊状ト
ナーは簡単な包装で済み包装コストが安い。

（８）粉体トナー補給瓶、補給トナーケース又はカート
リッジで輸送するのＩ：比べてコンパクトでかつ積載効
率よく輸送出来るので、輸送コストが安い。

（４）７回当りの補給量を増やすことができるので、現
像器へのトナー補給回数を減らすことができる。

（５）　　現像器へのトナー補給作業は単に塊状トナー
を現像器のトナーケースにセットするだけでよく、また
補給作業で手が汚れたり、トナーが飛散することがない
。

（６）　　現像器内では必要な時に必要量のトナーを補
給することができるので、湿度の影響を受は鑑；＜く、
トナーの帯電特性が安定し湿度（二よる画像濃度の変化
が少ない。

（７）　　回転ブラシで再粉体化する時トナーは帯電す
るので、現像器内でのトナー帯電が簡単６：なる。

（８）　　包装コスト、輸送コストが安くなること、補
給時交換不要部品ｉ取り替える必要がないこと等から、
印刷費用が安くなる。

（９）　　（１）〜（８）　（：、かかげた塊状トナー
の利点（二加え、本発明により製造された塊状トナーは
、均一に圧縮成形されているため再粉砕時に大粒トナー
の発生が少なく良好な印字品質が得られる。

【図面の簡単な説明】

第７図は本発明に用いる圧縮成形装置の７例である。 ４：トナーケーク １．１０：焼結金属金網 ８．９：濾布 １２．１３：排液口 特許出願人　旭化成工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粉体トナーが相互に凝集した塊状体であつて、その見掛
   け比重が粉体トナーの見掛け比重の１．３ないし２倍で
   ある塊状トナーを製造するに際し、界面活性剤水溶液を
   含んだ粉体トナー泥状物を圧縮成形することを特徴とす
   る前記塊状トナーの製造方法