JPH0277756A - 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、電子写真法による現像装置において用いられ
るトナーの製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来の電子写真法による現像装置は、例えばＵＳＰ−２
２９７６９１に開示されるように絶縁性トナーを静電潜
像に付着させ現像を行ういわゆるカールソンプロセスに
代表され、またカールソンプロセスを改良した現像装置
としては、ＵＳＰ’−２６１８５５２やＵＳＰ−２８４
６３３３に代表される２成分現像法、ＵＳＰ−３９０９
２５やＵＳＰ−４１２１９３１に代表される１成分磁性
現像法、特開昭５７−１１４１６３に代表される１成分
非磁性現像法などが挙げられるが、そのなかでも、低コ
スト化、メンテナンスフリー化、カラ□−化などの要求
に応え得る現像装置として１成分非磁性現像法の開発が
近年盛んに行われており、例えば特開昭５９−４５４６
８、第６１回電子写真学会研究討論会予稿集ｐａｇｅ１
３１〜１３４、沖電気研究開発第１３９号Ｖｏ１．　５
５　　Ｎｏ、　　３ｐａｇｅ３３〜３８などが挙げられ
る。

このように様々な現像装置が提案される一方で、トナー
の流動性あるいは耐ブロッキング性の向上、粒子径ある
いは形状の制御、帯電性あるいは導電性の制御、定着エ
ネルギーの低下、生産コストの低下などを目的としてト
ナーの構造、組成や製造方法についても研究が活発に行
ね糺でおり、なかでもトナー搬送に影響を与える流動性
、凝集性についてはこれまでに多数の提案がなされてい
る。

例えば特開昭４７−１７４３５号、特開昭４７−１０１
５３５号、特開昭５１−１２１８３６号にはトナーにシ
リカ微粒子を添加したり、シリカ微粒子をトナーと混合
し摩擦帯電により前記微粒子をトナー表面に付着させる
方法が、特公昭６０−３４１０４号にはシリカ微粒子を
含むトナーにさらにシリカ微粒子を混合する方法が、特
公昭６１−５５１０８号にはトナー表面にシリコン樹脂
からなる接着層を介して無ｍ貿微粒子を付着させる方法
が、特公昭５７−４９８９８号にはスプレードライ法に
よりトナー表面に添加物を含浸させる方法が、特公昭６
２−４９４号にはポリビニルアルコール中にシリカを分
散させた結合体をトナー表面に被覆しマイクロカプセル
化する方法が提案されている。

゛　［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記のトナーの製造方法の多くは、トナ
ー表面に付着した流動性向上剤である微粒子の付着力が
不十分であるためトナーの搬送及び現像時にトナー表面
から微粒子が離脱し、凝集の発生及び流動性の低下、さ
らには画像の劣化を生じ、またトナー表面に付着した微
粒子の付着力が十分に得られるようなトナーの製造方法
においては、トナーと流動性向上剤を単純に混合する場
合と比較すると同様の効果を得るために数倍乃至数十倍
もの量の流動性向上剤が必要であるのみならず、トナー
の製造過程の複雑化及びトナーの収率の低下が生じる。

本発明はこのような問題点を解決するもので、その目的
とするところは、高い流動性を長期にわたって安定的に
維持し得るトナーの製造方法を提供するところにある。

また、他の目的は、生産性に優れたトナーの製造方法を
提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明のトナー製造方法は、顔料あるい染料を含むトナ
ー母粒子と流動性向上剤である無機酸化物の微粒子を混
合、攪拌することによりあらかじめ前記母粒子表面に前
記無機酸化物微粒子を付着せしめ、さらに前記母粒子と
前記樹脂粒子表面に付着した前記無機酸化物微粒子との
界面を固着することにより前記母粒子表面に前記無機酸
化物微粒子を固定せしめることを特徴とする。

［作用］ シリカなどの無機酸化物あるいはポリ４フツ化エチレン
などの含フツ素化合物の微粒子などをトナー表面に付着
させることによってトナーの流動性が向上することが一
般に知られており、この点については未だ不明な点も多
いが、本発明者はこの点について鋭意研究を行ったとこ
ろ、トナー粒子表面にはトナー製造時に加えられる熱的
あるいは機械的応力による微小な局部帯電部分が存在し
、該局所帯電部分による静電気力がトナー粒子間に作用
することにより流動性の低下及び凝集が生ずることを見
いだした。そこで本発明者は、該局所帯電部分のみにト
ナーよりも帯電性の高い無機酸化物の微粒子を静電・気
力により吸着せしめた後に該無機酸化物微粒子を、トナ
ー表面に固着することによって該局所帯電部分を静電的
に中和したところ、高い流動性を長期にわたって安定的
に維持し得るトナーを得ることができた。

また本発明者は、これまでに提案されてきた様々な流動
性向上剤の添加方法あるいはトナーの表面処理方法を吟
味検討したところ、従来のトナーの製造方法における流
動性向上剤の添加方法あるいはトナーの表面処理方法の
目的については全く誤っていたと考えるに至った。つま
り、従来のトナーの製造方法における流動性向上剤の添
加あるいは流動性向上剤による表面処理は物理的に行わ
れ、その状態は物理的に把握できるが、本発明者の考え
では、それらは、全く盲目的に行われたに過ぎず、トナ
ー表面の該局所帯電部分のみを静電的に中和するには不
十分あるいは過剰であったと考える。そこで、本発明者
は、トナー表面の該局所帯電部分のみに無機酸化物微粒
子を付着させるため、トナー母粒子と前記無機酸化物微
粒子との混合時におけるトナーの帯電量の変化に着目し
、鋭意検討を行ったところ、トナー母粒子表面の局所帯
電部分に無機酸化物微粒子が吸着されるに従いトナーの
帯電量が増加（あるいは減少）し、該局所帯電部分のみ
に完全に無機酸化物微粒子が吸着された時にトナーの帯
電量は極値を示し、さらに過剰にトナー母粒子に無機酸
化物微粒子が付着するに従いトナーの帯電量は減少（あ
るいは増加）することを実験的に見いだすに至った。

さらに本発明者は、トナー母粒子表面の局所帯電部分に
付着した無機酸化物微粒子を固着する際に、トナー母粒
子表面に未付着であった無機酸化物微粒子がトナー表面
に付着し、トナーの流動性及び現像特性を著しく劣化せ
しめることを見いだし、トナー母粒子表面に無機酸化物
微粒子を付着させた後にトナー表面に未付着であった無
機酸化物微粒子を除去し、しかる後にトナー母粒子表面
の局所帯電部分に付着した無機酸化物微粒子を固着する
ことにより高い流動性を長期にわたって安定的に維持し
得るトナーが得ることができた。

以下、実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例］ 本発明による実施例におけるトナーの製造方法の第１工
程は、トナー母粒子と無機酸化物微粒子の混合、攪拌に
よるトナー母粒子表面の局所帯電部分への無機酸化物微
粒子の付着プロセスである。

本発明に用いるトナー母粒子としては従来のトナーの製
造方法と同様に機械的粉砕法、スプレードライ法、重合
法などにより作成された平均粒子径４〜１５μｍの、顔
料あるいは染料を含む、さらに必要に応じて帯電制御剤
や磁性粉を含む樹脂粒子を用いることができる。トナー
母体粒子の組成は一般的なものを使用することができ、
例えば、結着樹脂としては、ポリスチレン及びその共重
合体やポリエステルなどが、また、顔料あるいは染料と
しては、カーボンブラック、ニグロシン、フタロシアニ
ンなどが、帯電制御剤としては、第４級アンモニウム塩
などが、磁性粉としてはＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ及びそれらの
化合物などがそれぞれ使用できる。また、本発明に使用
する無機酸化物としては、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、
ＺｎＯ１Ａ１２０３、ＺｒＯ２、ＴｉＢａＯ３が使用で
きる。さらに、本発明に使用する無機酸化物微粒子は、
表面に疎水性処理が施されていることが好ましく、また
平均粒子径が０．１μｍ以下であることが好ましい。尚
、本発明は上記の実施例に示されるトナー母粒子及び無
機酸化物の組成に限定されるものではない。

前記のトナー母粒子と前記の無機酸化物微粒子を混合、
攪拌する装置としては、市販の混合機あるいは高速流動
攪拌機、例えば、タービュライザー、ナウタミキサ、リ
ホーンブレンダ（以上、ホソカワミクロン製）、フォル
バーグミキサ（日本ニューマチック工業製）、ヘンシェ
ルミキサ（三井三池化工機製）、スーパーミキサ（用田
製作所製）、ボールミルなどが使用できる。

また、前記のトナー母粒子と前記の無機酸化物微粒子を
混合、攪拌することにより変化するトナーの帯電量を測
定することにより該帯電量の極値を検出し、最適な混合
時間を決定する必要があるが、トナーの帯電量を測定す
る装置としては、例えば、ブローオフ帯電量測定装置Ｔ
Ｂ−２００（東芝ケミカル製）、Ｅ−３ＰＡＲＴアナラ
イザ（ホソカワミクロン製）などが使用できる。

本発明による実施例におけるトナーの製造方法の第２工
程は、トナー母粒子表面に未付着であった無機酸化物微
粒子の除去プロセスである。

トナー母粒子表面に未付着であった無機酸化物微粒子を
除去する装置としては、市販の分級機、例えば、ウルト
ラシフタ、ミクロンセパレータ（以上、ホソカワミクロ
ン製）、ディスバージョンセパレータ（日本ニューマチ
ック工業製）、ターボクラシファイア（日清エンジニア
リング製）、ミクロンプレックス（アルビネ製）などが
使用できる。

本発明による実施例におけるトナーの製造方法の最終工
程は、トナー母粒子表面に付着している無機酸化物微粒
子の固着プロセスである。

トナー母粒子表面に付着している無機酸化物微粒子を固
着する装置としては、市販の高速流動攪拌機、例えば、
メカノフュージョンシステム（ホソカワミクロン製）、
ナラハイブリタイゼーションシステム（奈良機械製作新
製）、あるいは流動乾燥炉、熱風処理装置などが使用で
きる。尚、該固着プロセスにおいては、該処理中にトナ
ー母粒子同士が固着あるいは凝集するのを防止するため
に該処理中におけるトナー母粒子の表面温度を前記トナ
ー母粒子に含まれる結着樹脂の融点以下とすることが望
ましい。

実施例１ 本実施例においては、機械的粉砕法により作製した、下
記に示すトナー母粒子を用いた。

組成　：　　ポリエステル　９０重量％、カーボンブラ
ック　１０重量％ 粒子径　＝　　４〜１５μｍ また、本実施例においては、無機酸化物微粒子として、
粒子径０．　１μｍの疎水性ＳｉＯ２を用いた。

前記トナー母粒子と前記無機酸化物微粒子をヘンシェル
ミキサＦＭ−１０Ｂに投入し、混合、攪拌した。尚、前
記無機酸化物微粒子の投入量は前記トナー母粒子の投入
量の０．５重量％とじた。

第１図に本実施例の混合処理における混合時間とトナー
の帯電量の関係を示す。尚、トナーの帯電量はブローオ
フ法により測定を行った。

つぎに前記の混合処理により得られた無機酸化物微粒子
が付着しているトナー母粒子とトナー母粒子に未付着の
無機酸化物微粒子との混合物からターボクラシファイア
ＴＣ−１５Ｎを用いて３μｍ以下の粒子を分級、除去す
ることにより、トナー母粒子に未付着の無機酸化物微粒
子を除去し、無機酸化物微粒子が付着しているトナー母
粒子のみを得た。

さらに前記の分級処理により得られた無機酸化物微粒子
が付着しているトナー母粒子に対して、メカノフュージ
ョンシステムを用いてトナー母粒子と無機酸化物微粒子
との界面を固着せしめ、無機酸化物微粒子がトナー母粒
子表面に固定化されたトナーを得ることができた。

前記の工程により作製されたトナーを市販の電子写真法
によるレーザービームプリンタの現像剤として画像形成
を行った。第２図にこの時の画像濃度及び非画像部のか
ぶり濃度と前記の混合処理における混合時間の関係を示
す。

ここで得られた画像の良否の判断基準を画像濃度１以上
かつかぶり流度０．１以下とすると、第１図及び第２図
より本実施例の系での混合時間は、トナーの帯電量が極
値を示す２５秒の８５〜１２０％、すなわち２１〜３０
秒とすることにより、トナー母粒子への無機酸化物微粒
子の付着量が最適化され、鮮明で高品質な画像が得られ
ることが明らかである。尚、上述の最適条件下において
作製されたトナーを用いて前記のレーザービームプリン
タによりＡ４サイズ普通紙５００００枚相当の画像を連
続して形成したが、得られた画像の劣化は認められなか
った。

実施例２ 実施例１と同様な系を用いて、混合時間を上述の最適条
件として実施例１と同様に無機酸化物微粒子をトナー母
粒子に付着せしめた後に、トナー母粒子表面に未付着の
無機酸化物微粒子を除去せずに、メカノフュージョンシ
ステムを用いてトナー母粒子と無機酸化物微粒子との界
面を固着せしめ、無機酸化物微粒子がトナー母粒子表面
に固定化されたトナーを得た。このようにして作製され
たトナーを用いて実施例１同様のレーザービームプリン
タによりＡ４サイズ普通紙４ＱＯＯＯ枚相当の画像を連
続して形成したが、得られた画像の劣化は認められなか
った。

比較例１ 実施例１と同様な系である無機酸化物微粒子とトナー母
粒子をメカノフュージョンシステムに投入し、混合、攪
拌によりトナー母粒子に無機酸化物微粒子を付着させる
と同時にトナー母粒子と無機酸化物微粒子の界面を固着
させることにより無機酸化物微粒子がトナー母粒子表面
に固定化されたトナーを得た。このようにして作製され
たトナーを用いて実施例１同様のレーザービームプリン
タにより画像の形成を連続して行ったところ、Ａ４サイ
ズ普通紙３００００枚相当の画像を形成したところで、
得られた画像に劣化が認められた。

比較例２ 実施例１と同様な系である無機酸化物微粒子とトナー母
粒子を混合、攪拌によりトナー母粒子に無機酸化物微粒
子を付着させ、無機酸化物微粒子がトナー母粒子表面に
固定化されていないトナーを得た。このようにして作製
されたトナーを用いて実施例１同様のレーザービームプ
リンタにより画像の形成を連続して行ったところ、Ａ４
サイズ普通紙５０００枚相当の画像を形成したところで
、得られた画像に劣化が認められ、また、感光体上には
無機酸化物微粒子が白く付着していることが認められた
。

実施例３ 本実施例においては、機械的粉砕法により作製した、下
記に示すトナー母粒子を用いた。

組成　：　　スチレン・アクリル共重合体　５５重量％
、カーボンブラック　５重量％、マグネタイト　４０重
量％ 粒子径　＝　　４〜１５μｍ また、本実施例においては、無機酸化物微粒子として、
粒子径０．１μｍのＴｉＯ２を用いた。

前記トナー母粒子と前記無機酸化物微粒子を用いて、実
施例１と同様にトナーを作製した。第３図に本実施例の
混合処理における混合時間とトナーの帯電量の関係を示
す。

さらに実施例１と同様に市販のレーザープリンタにより
画像形成を行った。第４図にこの時の画像流度及び非画
像部のかぶり濃度と前記の混合処理］５− 理における混合時間の関係を示す。

ここで得られた画像の良否の判断基準を画像濃度１以上
かつかぶり濃度０．１以下とすると、第３図及び第４図
より本実施例の系での混合時間は、トナーの帯電量が極
値を示す３２秒の８５〜１２０％、すなわち２７〜３８
秒とすることにより、トナー母粒子への無機酸化物微粒
子の付着量が最適化され、鮮明で高品質な画像が得られ
ることが明らかである。尚、上述の最適条件下において
作製されたトナーを用いて前記のレーザービームプリン
タによりＡ４サイズ普通紙５００００枚相当の画像を連
続して形成したが、得られた画像の劣化は認められなか
った。

比較例３ 実施例３と同様な系である無機酸化物微粒子とトナー母
粒子をメカノフュージョンシステムに投入し、混合、攪
拌によりトナー母粒子に無機酸化物微粒子を付着させる
と同時にトナー母粒子と無機酸化物微粒子の界面を固着
させることにより無機酸化物微粒子がトナー母粒子表面
に固定化されたトナーを得た。このようにして作製され
たトナーを用いて実施例１同様のレーザービームプリン
タにより画像の形成を連続して行ったところ、Ａ４サイ
ズ普通紙３００００枚相当の画像を形成したところで、
得られた画像に劣化が認められた。

実施例４ 実施例３と同様な系を用いて、混合時間を上述の最適条
件として実施例１と同様に無機酸化物微粒子をトナー母
粒子に付着せしめた後に、トナー母粒子表面に未付着の
無機酸化物微粒子を除去した。ここで熱風処理装置を用
いて、無機酸化物微粒子が表面に付着しているトナー母
粒子を熱気流中で流動させることにより、トナー母粒子
と無機酸化物微粒子との界面を固着せしめ、無機酸化物
微粒子がトナー母粒子表面に固定化されたトナーを得た
。このようにして作製されたトナーを用いて実施例１同
様のレーサービームプリンタによりＡ４サイズ普通紙５
００００枚相当の画像を連続して形成したが、得られた
画像の劣化は認められなかった。

比較例４ 実施例３と同様な系である無機酸化物微粒子とトナー母
粒子を熱風処理装置に投入し、熱気流中での混合、攪拌
によりトナー母粒子に無機酸化物微粒子を付着させると
同時にトナー母粒子と無機酸化物微粒子の界面を固着さ
せること−により無機酸化物微粒子がトナー母粒子表面
に固定化されたトナーを得た。このようにして作製され
たトナーを用いて実施例１同様のレーザービームプリン
タにより画像の形成を連続して行ったところ、Ａ４サイ
ズ普通紙１００００枚相当の画像を形成したところで、
得られた画像に劣化が認められた。

以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみなら
ず、広く電子写真記録装置などの画像形成装置、例えば
ページプリンタ、ファクシミリ、複写機などの現像剤（
トナー）として使用できるのはもちろんのこと、流動性
が必要な粉体の表面処理などに応用すれば有効である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明のトナーの製造方法によれば、
顔料あるいは染料を含むトナー母粒子と無機酸化物微粒
子をトナーの帯電量が極値を示す混合時間の８５〜１２
０％で与えられる時間まで混合、攪拌し、前記トナー母
粒子表面に前記無機酸化物微粒子を付着せしめた後に、
トナー母粒子表面に未付着の無機酸化物微粒子を除去し
、さらにトナー母粒子とトナー母粒子表面に付着した無
機酸化物微粒子の界面を固着することにより、無機酸化
物微粒子が表面に固定されるため、無機酸化物微粒子の
トナーからの離脱がほとんどなく、高い流動性を長期に
わたって安定的に維持し得るトナーを短時間で効率良く
製造することができるとともに、トナー製造過程におい
て過剰量の無機酸化物が回収可能であり、また、トナー
母粒子の損失もほとんどないため、安価なトナーが提供
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１におけるトナー母粒子と無
機酸化物微粒子との混合時間とトナーの帯電量の関係を
示す図 第２図は、本発明の実施例１における画像流度及び非画
像部のかぶり濃度とトナー母粒子と無機酸化物微粒子と
の混合時間の関係を示す国策３図は、本発明の実施例３
におけるトナー母粒子と無機酸化物微粒子との混合時間
とトナーの帯電量の関係を示す図 第４図は、本発明の実施例３における画像濃度及び非画
像部のかぶり濃度とトナー母粒子と無機酸化物微粒子と
の混合時間の関係を示す図である。 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木喜三部１！ｌ） 、１−へ＼−”　　　−ＩＯ，３ 混合Ｆｆｒ間紗 ヨ　＼、二さ°り 喝０・５　　　　　　　　ｏ、１盆

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）顔料あるい染料及び帯電制御剤及び流動性向上剤
   及び結着樹脂を含むトナーの製造方法において、顔料あ
   るい染料を含むトナー母粒子と流動性向上剤である無機
   酸化物の微粒子を混合、攪拌することによりあらかじめ
   前記母粒子表面に前記無機酸化物微粒子を付着せしめた
   後に、さらに前記母粒子と前記母粒子表面に付着した前
   記無機酸化物微粒子との界面を固着することにより前記
   母粒子表面に前記無機酸化物微粒子を固定せしめること
   を特徴とするトナーの製造方法。
2. （２）前記母粒子と前記無機酸化物微粒子を混合、撹拌
   する時間を該処理に対応して変化する帯電量が極値を示
   す時の処理時間の８５〜１２０％とすることを特徴とす
   る請求項１記載のトナーの製造方法。
3. （３）前記母粒子と前記無機酸化物微粒子を混合、撹拌
   することによりあらかじめ前記母粒子表面に前記無機酸
   化物微粒子を付着せしめた後に、前記母粒子表面に未付
   着の前記無機酸化物微粒子を除去することを特徴とする
   請求項１記載のトナーの製造方法。