JPH03170945A - 電子写真用乾式トナー - 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、静電印刷法、静電記録法などにお
いて形威される静電荷像を現像するための乾式トナーに
関する。

〔従来の技術］ 従来、電子写真用乾式トナーは結着樹脂、着色剤、電荷
制御剤、その他必要に応じて添加される添加剤を所望の
配合にドライブレンドし、この混合物を溶融混練せしめ
、得られた塊状物を機械的粉砕手段により粉砕した後、
平均粒子径が１０〜２０，ｃｚｍの範囲に分級して製造
されていた。

上記トナーの組成物のうち、結着樹脂は、おもにトナー
の定着性と、包装容器内あるいは複写機の現像器ホッパ
ー内での耐熱保存性すなわち耐プロソキング性とのバラ
ンスで選択されるのが通常である。すなわち、トナーの
定着性を良好にするためには、結着樹脂の低分子量化、
あるいは結着樹脂を構或するモノマー組成の調整などの
手段を用いるのが一般的である．上記のような手段によ
れば定着性を向上することが可能である反面、結着樹脂
の低溶融粘度化や、ガラス転移温度の低下により、耐熱
保荏性は、定着性の向上とともに低下する。

近年、複写機の高速化、個人ユーザーへの対応などによ
り、複写機の消費電力の低減が望まれている。一般的な
熱ローラ一定着プロセスを有する複写機においては、そ
の消費電力の大部分は定着部に費やされており、・熱ロ
ーラ一定着部における定着温度の低下が望まれている。

このため、トナーに要求される特性として、低温で容易
に定着が可能であり、従来と同等、もしくはそれ以上の
耐熱保存性を有することが必要となっている。しかしな
がら、今だこの要求を満足する電子写真用乾式トナーが
ないのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題］ 本発明は、定着性を損なうことなく、耐熱保存性が良好
な新規な電子写真用乾式トナーを提供するものである． 〔課題を解決するための手段） 本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の１！Ｉ要は以下に記すとおりである。

すなわち、本発明は少なくとも結着樹脂および着色剤か
らなる着色粒子の表面に、帯電性を付与した平均粒子径
が０．０５〜２μｍの熱可塑性を有する樹脂料子（Ａ）
および、平均粒子径が０．０５〜１０μｍの耐熱性を有
する樹脂粒子（Ｂ）が固着されていることを特徴とする
電子写真用乾式トナーである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明を構戒する着色粒子は、結着樹脂、着色剤および
、その他必要に応じて添加される添加剤を所望の配合に
ドライブレンドし、この混合物をエクストノレーダー、
ローノレミノレなどを用いて？容融混練せしめ、得られ
た塊状物をジェットミルなどのｉｈｉ的粉砕手段により
粉砕して平均粒子径が２〜１５μｍの粒子に分級して得
られる。

上記の結着樹脂としては、例えばスチレンーアクリル酸
エステル共重合体、スチレン樹脂、ボリアクリル酸エス
テル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化
ビニルデン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂などが挙げられる。

また、着色剤としては、例えばカーボンブラック、マグ
ネタイト、モノアゾ系赤色顔料、ジスアゾ系黄色顔料、
キナクリドン系マゼンタ顔料、アントラキノン染料など
が挙げられる． その他必要に応じて、添加される添加剤としては、例え
ばポリテトラフルオ口エチレン粉、高級脂肪酸の金属塩
などの潤滑剤、酸化セリウムなどの研２剤、低分子量ポ
リエチレン、低分子量ポリプロピレンなどの定着助剤が
挙げられる。

本発明を構戒する着色粒子は前記のごとき溶融混練法以
外に重合法により得ることも可能である。

すなわち、単量体に着色剤およびその他必要に応じて添
加される添加剤を加えて混合分散あるいは溶解せしめて
重合組或物として、この重合組成物を重合せしめて着色
粒子を形戒することもできる。

この場合、単量体を重合せしめる方法としては、悲濁重
合法、乳化重合法、その他を適宜利用することができ、
その重合において重合開始剤もしくは重合触媒が必要な
場合には、これを重合組或物に加えておくこともできる
。

本発明の他の構成要素である樹脂粒子（Ａ）は、スチレ
ンーアクリル酸エステル樹脂、ポリエステル樹脂、低分
子量ボリプロビレンなとの熱可塑性樹脂成分中に、真極
性または正極性の帯電性を有する極性基を導入した平均
粒子径が０．０５〜２μｍの微小粒子であり、懸濁重合
法、乳化重合法により得ることができる。この場合、樹
脂粒子（Ａ．）に帯電性を付与するためには、樹脂自体
に種々の極性基、例えば負極性の帯電であれば、スルホ
ン基、カルボキシル基など、また、正極性であれば、ア
ミノ基、アミド基などを導入する手段が本発明に適用で
きる。

その他、樹脂粒子（Ａ）に帯電性を付与する方法として
は、負掩性であればアゾ系含金属染料、塩素化ポリエス
テル、塩素化バラフィンなど、正極性であればニグロシ
ン系染料、脂肪族金属塩、第四級アンモニウム塩などの
電荷制御剤を上記の熱可塑性樹脂とともに重合して得た
り、熱可塑性樹脂と電荷制御剤とを？８融混練して粉砕
分級して得ることができる。

本発明において、樹脂粒子（Ａ）の平均粒子径が０．　
０　５　７／　ｍ未満では、凝集性が強いために着色粒
子への分散が悪く、２μｍを越えたものは着色粒子へ均
一に固着しにくくなる。

本発明における樹脂粒子（Ａ）の高架式フローテスター
で測定したときの樹脂粒子の溶融粘度特性は第１図に示
すごとく印加温度と溶融粘度の関係において、（イ）８
５℃のとき３　Ｘ　１　０”　ＰＯＩＳＥ（口）１２０
’Ｃのとき５　Ｘ　ｌ　Ｏ’　ＰＯＩＳＥ、（ハ）２０
５℃のとき５ＸｌＯ’Ｐ］ＳＥ，（二）ｌ７０℃のとき
３　Ｘ　１　０６ＰＯＩＳＥ　、で与えられる点（イ）
、（口）、（ハ）、（二）を直線で結ぶ領域内、すなわ
ち八領域の溶融粘度特性をもっことが好ましい。上記の
八領域以上の高い溶融粘度特性をもつＢ領域の樹脂粒子
は溶融粘度が高いために着色粒子に固着しにくく、また
八領域以下の低い溶融粘度特性をもっＣ領域の樹脂粒子
は凝集性が強いために樹脂粒子の着色粒子に対する分散
状態が悪く、着色粒子の表面に樹脂粒子が均一に固着し
ない問題が生じる。

着色粒子の表面に前記の樹脂粒子（Ａ）を単体で固着し
、電子写真用乾式トナーとしての一応の機能を付与する
ことが可能であるが、耐熱性を有する平均粒子径が０．
０５〜１０ｕｍの樹脂粒子（Ｂ）を樹脂粒子（Ａ）と同
時に着色粒子の表面に固着することで、耐熱保存性の良
好な電子写真用乾式トナーを得ることが可能である。

上記の樹脂粒子（Ｂ）は、例えばエポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂、メラミン樹脂、ペンゾグアナミン樹脂などの
熱硬化性を有する樹脂粒子や、シリコーン樹脂粒子、４
７フ化エチレン粉、尿素とホルＪ、アルデヒドの縮合化
合物粒子、ナイロン樹脂粒子などが挙げられる。また、
熱可塑性を有していても、そのガラス転移温度が１２０
℃以上であれば、例えばスチレンーアクリル酸エステル
樹脂、架橋ボリスヂレン樹脂粒子、ポリエステル樹脂、
アクリル系樹脂などの微粒子も、実質的に充分な耐熱性
を有しており、本発明において使用することができる。

本発明においては、樹脂粒子（Ｂ）は樹脂粒子（Ａ）の
粒径より大きい粒径のものを使用することが好ましい。

樹脂粒子（Ａ）の粒径より大きい粒径の樹脂粒子（Ｂ）
を着色粒子の表面に固着させることによって、着色粒子
の表面に固着された樹脂粒子（Ａ）上に樹脂粒子（Ｂ）
の一部を露出させ、耐熱保存性を向上させることができ
る。

次に、上記の樹脂粒子（Ａ）および樹脂粒子（Ｂ）を着
色粒子の表面に固着させる手段について、図を参照しな
がら詳述する。

本発明において、樹脂粒子（Ａ）および樹脂粒子（Ｂ）
を着色粒子の表面に固着させるためには、まず第２図（
イ）に示すごとく、ヘンシエルミキサーに代表されるｔ
昆合機によって、着色粒子３の表面に樹脂粒子（Ａ）１
および樹脂粒子（Ｂ）２を分敗付着させるものである。

この場合、着色粒子に対する樹脂粒子（Ａ）および樹脂
粒子（Ｂ）の混合比率は、着色粒子１００重量部に対し
て、樹脂粒子（Ａ）と樹脂粒子（Ｂ）の総和が０．　１
〜１００重足部、好ましくは３〜６０重量部である。

また、樹脂粒子（Ａ）および（Ｂ）の混合比率は、両者
の重量比で（Ｂ）／　（Ａ）が１／９〜９／１、望まし
くは１／４〜４／１の範囲である。（Ｂ）／（Ａ）が１
／９未満では、耐熱性を有する樹脂粒子（Ｂ）による電
子写真用乾式トナーの耐熱保存性が劣り、９／１を越え
ると樹脂粒子（Ａ）の着色粒子に対する固着性が劣る。

次に、前記着色粒子の表面に樹脂粒子（Ａ）および（Ｂ
）を分散付着した混合粉体を粉体の表面改質ａ（奈良機
械製作所のナラ・ハイブリダイゼーションシステムやホ
ソカワミクロン社のオングくルなと）に適用し、混在す
る複合粒子に対して圧縮力および摩擦力を与えて（以下
、表面改質処理という）、第２図（口）に示すごとく、
着色粒子３の表面に樹脂粒子（Ａ．）による層４を形威
し、樹脂粒子（Ｂ）２を同時に固着するものである。

上記のように、樹脂粒子（Ｂ）を着色粒子の表面に固着
する目的は、着色粒子の耐熱保存性を向上することにあ
る。樹脂粒子（Ｂ）は、前記の機械的な圧縮力および摩
擦力によって変形しにくく、着色粒子の表面に固着しに
くい。このため、上記の固着性が良好な樹脂粒子（Ａ）
を樹脂粒子（Ｂ）の着色粒子の表面に対する一種の結着
剤として用いることにより、樹脂粒子（Ｂ）の着色粒子
の表面に対する固着性を安定化することが可能となる。

〔実施例］ 次に本発明を実施例によって説明する。なお、実施例中
の部とは全て重量部を示す。

実施例１ 上記の材料をヘンシエルミキサーで１０分間撹拌後、エ
クストルーダで溶融混練した後、ハンマーミル、ジェッ
トミルで微粉砕を行ない、気流分級器で平均粒子径が９
μｍに分級して着色粒子を得た。次に以下の材料を用意
した。

樹脂粒子（Ａ）として、 スチレンープチルアクリレート共重合体樹脂樹脂粒子（
Ｂ）として、 エポキシ系樹脂 次に該着色粒子１００部に対して、上記の樹脂粒子（Ａ
）を１５部、樹脂粒子（Ｂ）をＩＯ部計量し、ヘンシヱ
ルミキサーを用い２０００ｒｐｎ＋でＩＯ分間混合した
。以上の操作で得られた混合粉体をナラ・ハイプリダイ
ザー（奈良機械製作所製ＮＩＩＳ一１）に適用し、６４
００ｒｐｍにて１０分間の表面改質処理を施して着色粒
子の表面に樹脂粒子（Ａ）および樹脂粒子（Ｂ）を固着
した。

この粉体１００部に対して、疎水性シリカ（日本アエロ
ジル社製　Ｒ−９７２）を０．　４部外添して負極性に
帯電可能な本発明による電子写真用乾式トナーを得た。

実施例２ 上記の材料をヘンシエルミキサーで１０分間撹拌後、エ
クストルーダで溶融混練した後、ハンマーミル、ジェッ
トミルで微粉砕を行ない気流分級器で平均粒子径が８μ
ｍに分級して着色粒子を得た。次に実施例１と同じ樹脂
粒子（Ａ）および樹脂粒子（Ｂ）を用意した．該着色粒
子１００部に対して、樹脂粒子（Ａ）を１０部、樹脂粒
子（Ｂ）を７．５部計量し、実施例１と同様の方法によ
り、表面改質処理を施して着色粒子の表面に樹脂粒子（
Ａ）および樹脂粒子（Ｂ）を固着した後、疎水性シリカ
を外添して負極性に帯電可能な本発明による電子写真用
乾式トナーを得た。

実施例３ 下記の組成の重合性モノマー組威物を？Ａ濁重合法によ
り重合して、平均粒子径が７μｍの着色粒子を得た。

得られた着色粒子１００部に対して以下に記す樹脂粒子
（Ａ）をｌ５部および樹脂粒子（Ｂ）を１０部実施例１
と同様の方法により表面改質処理を施して着色粒子の表
面に樹脂粒子（Ａ）、樹脂粒子（Ｂ）を固着した後、疎
水性シリカを外添して負極性に帯電可能な本発明による
電子写真用乾式トナーを得た。

樹脂粒子（Ａ）として、 スチレン プチルアクリレート共重合体樹脂 樹脂粒子（Ｂ）として、 ペンゾグアナミン樹脂 実施例４ 上記の材料をヘンシェルミキサーでＩＯ分間撹拌後、エ
クストルーダで熔融混練した後、ハンマーミル、ジェッ
トミルで微粉砕を行ない気流分級器で平均粒子径が１１
ａｍに分級して着色粒子を得た。次に実施例３と同し樹
脂粒子（Ａ）および樹脂粒子（Ｂ）を用意した。該着色
粒子１００部に対して、樹脂粒子（Ａ）を８部、樹脂粒
子（Ｂ）を５部計量し、実施例ｌと同様の方法により、
表面改質処理を施して着色粒子の表面に樹脂粒子（Ａ）
および樹脂粒子ＣＢ）を固着した後、疎水性シリカを外
添して負極性に帯電可能な本発明による電子写真用乾式
トナーを得た。

比較例１ 実施例ｌの着色粒子の配合に、電荷制御剤を加えた以下
の配合で、実施例ｌと同様の手順により平均粒子径が９
μｍの着色粒子を得た。得られた着色粒子に、負極性を
有する疎水性シリヵ（日本アエロジル社製　Ｒ−９７２
）を０．　４部外添して負極性に帯電可能な比較用の電
子写真用乾式トナーを得た。

比較例２ 実施例２の着色粒子の配合に、電荷制御剤を加えた以下
の配合で、実施例２と同様の手順により平均粒子径が８
μｍの着色粒子を得た。得られた着色粒子に，ｆＬ極性
を有する疎水性シリカ（日本アエロジル社製　Ｒ−９　
７　２）を０．４部外添してｆｔ横性に帯電可能な比較
用の電子写真用乾式トナーを得た。

比軽例３ 実施例３の着色粒子の重合製七ノマー組成物の配合に、
電荷制御剤を加えた以下の配合で、実施例３と同様の手
順により平均粒子径が７μｍの着色粒子を得た。得られ
た着色粒子に、負極性を有する疎水性シリカ（日本アエ
ロジル社製　Ｒ−９７２）を０．　６部外添して負極性
に帯電可能な比較用の電子写真用乾式トナーを得た。

比較例４ 実施例４の着色粒子の配合に、電荷制御剤を加えた以下
の配合で、実施例４と同様の手順により平均粒子径が１
ｌμｍの着色粒子を得た。得られた着色粒子に、負極性
を有する疎水性シリカ（日本アエロジル社製　Ｒ−９７
２）を０．２部外添して負極性に帯電可能な比較用の電
子写真用乾式トナーを得た。

以１−の本発明による実施例１〜４、および比較例１〜
４の雫子与真用乾式トナーの性能を評価した結果につい
て、以下に記述する。

■　耐熱保々性 試験方法と、結果を以下に述べる。まず、供試トナー４
０ｇを２００ｃｃのポリボトルに計量、充填し、ふたを
した後、５０℃に設定した乾燥器中に１６時間放置した
。その後、ホソカワミクロン社製のパウダーテスターを
用い、トナーの凝集性のテストを行った。５０℃に放置
後のトナーを、６０メッシュのフルイを有する容器中に
入れた。

パウダーテスターにセットした上記の容器を、振動目盛
りが′″４″の条件で、■分間だけ振動を与えた。耐熱
安定性の悪いトナーは上記の５　０　’Ｃの加熱により
、乾２器中で凝集しやすい。このようなトナーは、−Ｌ
記の評価における振動後でもｌ・ナーの凝集物がフルイ
上に残在しやすい。この残存したトナーの凝集物をその
重量で評価した。第１表に評価桔果を示す。

この結果から明かなように、本発明による実施例１〜４
の電子写真用乾式トナーは、前記の樹脂粒子（Ａ．）お
よび（Ｂ）が着色粒子の表面に固着しており、着色粒子
表面の耐熱性が優れるため、振動後のフルイ上にはトナ
ーの凝集物は、実質−し、発生せず、比較例１〜４の結
果に比べて、耐熱保在外が良好な結果であった。

次に定着性試験の方法と、その評価結果について述べる
。定？ｆ性は、定着強度と、非定着オフセント温度鳴１
の２項目で評価した。

■　定着強度 まず、定着強度拭験について説明する。定着強度試験の
際の評価画像の作製方法は、オリジナルデンシティーが
、０．５〜０．　７の１．５ｃｍ四方のグレーへ夕をパ
ターンとし、三洋電機社製の複写機Ｚ−１３３を用い、
まず、未定着画像を撮像、サンプリングした。次いで、
上記の操作で得た未定着画像を自社製の熱ローラ一定着
器（上ローラーがテフロン、下ローラーがシリコン）を
用い、定着速度１５０ｍｍ／秒、オイルレスの条件で定
着した。熱ローラーの定着温度は１５０℃に固定した。

定着後の画像を学振型染色物摩擦堅牢度試！Ｓ！器（Ｎ
Ｒ−１００　　型）　　　（ＤＡＩＥＩ　　ＫＡＧＡＫ
Ｕ　　ＳＥＩＫＩ　ＭＦＧＣＯ．　ＬＴＩＪ製）のこす
り部に綿バンドを固定し、５往復こすり前後の画像濃度
から画像濃度残存率を算出し、評価埴とした。その結果
を、第２表に示す。

第２表 定着強度 この結果から明かなように、本発明による実施例１〜４
の電子写真用乾式トナーは、実用上何ら問題のない定着
強度を有することが確認された。

■　非定着オフセ・ノト温度幅 次に非定着オフセット温度幅の試験方法と、その評価結
果について述べる。試験の際の、評価画像の作製方法は
、オリジナルデンシティーが１．　４の黒へ夕（縦３ｃ
ｍＸ横１０ｃｏ＋）をパターンとし、三洋電機社製の複
写機Ｚ−１３３を用いて、まず、未定着画像を撮像、サ
ンプリングした。次に上記の媒作で得た未定着画像を、
定着強度試験の際と同様の熱ローラ一定着器で定着した
。定着温度は１２０〜２３０℃とした。その他の定着条
件は、上記の定着強度試験と同一とした。

その結果、本発明による実施例１〜４の電子写真用乾式
トナーは熱ローラーの定着温度を１３０℃から２３０℃
に変動しても十分な定着性を維持しながらオフセ，ト現
象を生ずることなく、本発明の電子写真用乾式トナーが
すぐれた耐オフセット性を有することが６１１　ｇｙ２
された。

■　連続複写試験 次に実施例ｌ〜４の本発明による電子写真用乾式トナー
と比較例１〜４のトナーの連続複写試験の方法と、結果
について述べる。実施例、比較例のトナーを、それぞれ
６部ずつキャリア１００部に対して混合し、現像剤を作
製した。これらの現像剤を用いて、三洋電機社製の複写
機Ｚ１３３に適用して連続複写試験を行ったところ、第
３表に示すような結果を得た。なお、画像評価には羞子
写真学会製のコピー原稿Ｎｏ，１−Ｒを用いた。この結
果から明らかなように、実施例の本究明による１Ｅ子写
真用乾式トナーは、いずれも連続複において樹脂粒子の
固着が良好であるので、帯′；Ｈ　ｇが安定し、画像特
性が良好であり、かつ、女定した桔果が得られた。一方
、比較用のトナーは現像２：！ｒ内での撹拌によって１
・ナーが破砕されたり、電荷制御剤のトナー中での分散
性に問題があり帯雷晴が安定セ゛ず、画像濃度、カブリ
、細線再現性において実施例のトナーに対し、劣る結果
となった。

（以下余白） 〔発明の効果］ 以上のとおり、本発明による電子写真用乾式トナーは、
，ｔｊ′ｆ電性を付与した樹脂と耐熱性を有する樹脂粒
子が着色粒子の表面へ均一に固着されているため、良好
な定着性と耐熱保存性を兼ね備えた性能をもつことが、
可能となった。また、連続複写においても、樹脂粒子（
Ａ）の着色粒子表面に対する固着性が良好で着色粒子表
面からの脱離がないため、連続複写における帯電量が安
定し、画像特性の安定した電子写真用乾式トナーが得ら
れた。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は、樹脂粒子（Ａ）の溶融粘度特性を示す図であ
る。 第２図（イ）は、樹脂粒子（Ａ）と、樹脂粒子（Ｆ３）
および、着色粒子の混合後の状態を、模式的に示した図
である。 第２図（口）は、第２図（イ）に示す混合物に表面改質
処理を施した後の粒子を模式的に示した図である。 １・・・樹脂粒子 （Ａ） ２・・・樹脂粒子（Ｂ） ３・・・着色粒子、 ４・・・樹脂粒子 （Ａ） による層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも結着樹脂および着色剤からなる着色粒
   子の表面に、帯電性を付与した平均粒子径が０．０５〜
   ２μｍの熱可塑性を有する樹脂粒子（Ａ）および、平均
   粒子径が０．０５〜１０μｍの耐熱性を有する樹脂粒子
   （Ｂ）が固着されていることを特徴とする電子写真用乾
   式トナー。
2. （２）前記樹脂粒子（Ａ）が印加温度と溶融粘度の関係
   において、（イ）８５℃のとき３×１０＾６ＰＯＩＳＥ
   、（ロ）１２０℃のとき５×１０＾４ＰＯＩＳＥ、（ハ
   ）２０５℃のとき５×１０＾４ＰＯＩＳＥ、（ニ）１７
   ０℃のとき３×１０＾６ＰＯＩＳＥで与えられる点（イ
   ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）を直線で結ぶ領域内の溶融
   粘度特性をもつことを特徴とする請求項１記載の電子写
   真用乾式トナー。
3. （３）前記樹脂粒子（Ｂ）のガラス転移温度が１２０℃
   以上であることを特徴とする請求項１記載の電子写真用
   乾式トナー。