JPH10232508A - 電子写真用トナーの製造方法 - Google Patents
電子写真用トナーの製造方法Info
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Abstract
を発揮するトナーを提供する。 【解決手段】 外添剤をトナー粒子に外添させる際の混
合時間を、この混合時間に応じて変化する帯電性の2次
特異点(t=t2 )と、保存性の特異点(t=t3 )と
の間に設定することにより、帯電性および保存性の双方
において良好な特性を示すトナーを得る。
Description
やレーザープリンタ等に採用されている電子写真記録方
式で用いられる電子写真用トナーに関するものである。
ールソンプロセスの応用による電子写真方式が広く用い
られている。カールソンプロセスを採用した装置は、一
般に、表面に感光層を有する感光体ドラムの周囲に、帯
電器、露光器、現像器、転写器、定着器、クリーナ、お
よび除電器を順次設けた構成である。
する。このプロセスでは、まず、暗所において、感光体
ドラムの表面が、帯電器により均一に帯電される。
原稿像を投射することにより、光の当たった部分の帯電
電荷が除去されて、感光体ドラム表面に静電潜像が形成
される。
の帯電電界と逆極性に帯電させた現像器内のトナーが付
着することにより、トナーによる可視像が形成される。
ね、記録材の裏面より転写器でコロナ放電を行ってトナ
ーと逆極性の電荷を与えることにより、トナー像が記録
材に転写される。
により記録材に定着され、永久像となる。
上に残った残留トナーは、クリーナにより除去される。
また、感光体ドラム上の静電潜像は、除電器により除電
される。
まる上述の工程が繰り返されることにより、連続的な画
像形成が行われる。
た電子写真方式に用いられるトナーは、可視像を形成す
る着色粉体であると同時に、電荷機能および記録材への
定着機能を有している。このように複数の機能を持つト
ナーにおいては、全ての機能を満足させることが困難な
ことが多く、ある時は画像濃度、ある時は長期使用安定
性等において問題が生じている。
は、例えば保存性、流動性、および帯電性等の諸物性を
安定させるために、外添剤が添加されることが多い。
ーと外添剤の「混ざり具合」を最適化することにより、
トナーの持つ諸物性を有効に活用することを目的とした
現像剤の製造方法が開示されている。
微粒子は、一次粒子が凝集して大きな二次粒子を形成し
た状態で存在している。そこで、所望の特性を有するト
ナーを得ようとする場合、外添剤の凝集体をいかに解砕
し、最適な状態でトナー中に均一に分散させるかが問題
となっている。
では、トナーの帯電特性が1次特異点を示すときの混合
時間の70%を目安の一つとしているが、外添剤の種類
によっては、例えば外添剤の帯電レベルがトナー粒子そ
のものの帯電レベルよりも低いような場合、外添剤の解
砕が不十分で、所望の特性が得られないという問題を有
している。
で、外添剤の効果がより有効に発揮される混合時間を設
定するための指標を提示し、所望の特性を有するトナー
を提供することを課題とする。
めに、請求項1記載の電子写真用トナーの製造方法は、
少なくともトナー粒子と外添剤とを混合させてなる電子
写真用トナーの製造方法において、混合時間に対応して
変化する帯電性が特異点を示す混合時間と、混合時間に
対応して変化する保存性が特異点を示す混合時間との間
に混合時間を設定することを特徴とする。
は、製造時のトナー粒子と外添剤との混合時間に対応し
て変化するので、この混合時間を調整するという簡単な
方法によって、トナーの帯電性および保存性を最適化す
ることが可能となる。すなわち、上記の製造方法によれ
ば、帯電性を最適化することによって、画像濃度、カブ
リ濃度、および飛散度において優れた特性を持つトナー
を得ることができる。また、保存性を最適化することに
より、長時間放置した後もブロッキングが少なく、優れ
た流動性を発揮するトナーを得ることができる。従っ
て、帯電性が特異点を示す混合時間と、保存性が特異点
を示す混合時間との間に混合時間を設定することによ
り、画像濃度、飛散度、カブリ濃度、および流動性の各
特性がバランス良く向上されたトナーを提供することが
可能となる。
法は、請求項1記載の製造方法において、外添剤の帯電
レベルが、トナー粒子の帯電レベルより低いことを特徴
とする。
添剤との混合を開始してから暫くの間は、全体の帯電性
が徐々に低下してゆき、やがて1次特異点(極小値)を
むかえる。これは、帯電性の低い凝集した外添剤がトナ
ー粒子と分離して存在するからである。その後も混合を
続けると、凝集していた外添剤が次第に解砕され、トナ
ー表面に付着しはじめるので、帯電性は徐々に向上し、
やがて2次特異点(極大値)をむかえる。このように、
トナー粒子よりも帯電レベルが低い外添剤を用いること
により、外添剤が充分に解砕されていない1次特異点を
明確に把握することができる。この結果、トナー粒子と
外添剤との好適な混合時間を設定し易くなるという利点
がある。
法は、請求項2記載の製造方法において、混合時間を、
帯電性の2次特異点に設定することを特徴とする。
間を調整するという簡単な方法によって、解砕された外
添剤がトナー粒子に好適に外添されて帯電性の立ち上が
り特性に優れたトナーを得ることができる。すなわち、
カブリが抑制され、飛散量の少ないトナーを提供するこ
とが可能となる。
法は、請求項1記載の製造方法において、混合時間を、
保存性の特異点に設定することを特徴とする。
するという簡単な方法によって、保存性に優れたトナー
を得ることができる。すなわち、長時間放置してもブロ
ッキングが少なく、長時間優れた流動性を発揮するトナ
ーを提供することが可能となる。
法は、請求項1記載の製造方法において、混合時間を、
帯電性の2次特異点と保存性の特異点との間に設定する
ことを特徴とする。
するという簡単な方法によって、帯電性および保存性の
双方において良好な特性を持つトナーを得ることができ
る。すなわち、カブリが抑制され、飛散量が少なく、さ
らに長時間優れた流動性を発揮するというように、複数
の特性がバランス良く向上されたトナーを提供すること
が可能となる。
法は、請求項1記載の製造方法において、トナーの見か
け密度を概ね0.20〜0.80g/ccの範囲とする
ことを特徴とする。
法は、請求項1記載の製造方法において、外添剤の添加
量を、5重量%以下とすることを特徴としている。
1および図2に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。
下、トナーと称する)は、結着剤(バインダー)の表面
に、例えばカーボンブラック等の着色剤と、帯電制御剤
と、ワックス等の離型剤とが内添されてなるトナー粒子
の表面に、外添剤の粒子が外添すなわち付着されて成っ
ている。なお、本実施形態では、後に詳述するが、外添
剤として、トナー粒子よりも帯電レベルが低い物質を用
いる。
することにより混合分散させると、撹拌初期において二
次凝集していた外添剤が、撹拌に従って徐々に解砕さ
れ、トナー粒子の表面に外添されていく。このとき、外
添剤の粒子の大きさと、トナー粒子表面への付着状態と
が、トナーの帯電性と保存性とに大きく関与する。
性および保存性の推移について、図1および図2を参照
しながら説明する。
凝集した外添剤10が、トナー粒子20と分離して存在
する。なお、トナー粒子20の単独の帯電レベルは、図
1(a)における未撹拌時(混合時間t=0)に対応す
る。上述したように、外添剤10の帯電レベルがトナー
粒子20よりも低いことから、全体の帯電性は、撹拌に
伴って次第に低くなり、やがて混合時間t=t1 におい
て、1次特異点p1 (極小値)をむかえる。
てトナー粒子20の表面に付着しはじめる。これによ
り、帯電性は徐々に高くなり、やがて混合時間t=t2
において、2次特異点p2 (極大値)をむかえる。
10が、さらに強い撹拌エネルギーを受けることによっ
てトナー粒子20の表面に埋没する。これにより、トナ
ーの流動性が低下すると共に帯電性も低下する。
(b)に示すように、撹拌に伴って次第に良好となる
が、トナー粒子20の表面に付着した外添剤10の個数
がまだ少ないので、その効果はあまり高くない。
解砕されてトナー粒子20の表面に付着しはじめ、図1
(b)に示すように、撹拌に従って保存性はさらに良好
となり、やがて混合時間t=t3 において、保存性が最
も良好となる特異点p3 をむかえる。
エネルギーを受けることによりトナー粒子20の表面に
埋没する。これにより、外添剤10の効果が低下し、図
1(b)に示すように、保存性も劣化する。
間に応じて異なった傾向を示す物理量(帯電性および保
存性)に着目し、混合時間を制御することで、トナーの
帯電性または保存性、あるいはその両方を最適化する。
に、混合時間tを、トナーの保存性が最も良好となる点
(t=t3 )に設定することで、トナー粒子20と外添
剤10との撹拌状態が、図2(a)に示した撹拌初期と
図2(b)に示した撹拌中期の中間状態となる。これに
より、トナーの保存性を最適化することができ、長時間
放置された後でも優れた流動性を発揮するトナーを得ら
れる。
も良好となる点(t=t2 )に設定することで、トナー
粒子20と外添剤10との撹拌状態が、図2(b)に示
した撹拌中期の状態となる。これにより、トナーの帯電
性を最適化することができ、カブリが少なく、飛散しに
くいトナーを提供することが可能となる。
の範囲に設定すれば、帯電性および保存性の双方を良好
な状態で満足するトナーを得ることができる。
すると下記のとおりである。なお、下記の各実施例に記
載した材料名や製造条件等は、あくまでも一例であり、
本発明がこれらに限定されるものではないことは言うま
でもない。
(ヘンシェルタイプのミキサー)を用いて400rpm
で撹拌し、二軸混練機を用いて150rpmで溶融混練
し、ジェットミルにて粉砕分級を行うことにより、平均
粒径が10μmのトナー粒子を得た。
ナーが得られる。なお、上記シリカの帯電レベルは、ト
ナー粒子よりも低い。ここで、外添混合の時間をそれぞ
れ10秒、20秒、30秒、40秒、50秒、60秒と
することにより、6種類のトナーを得た。
図3に示す。図3から明らかなように、外添混合の際の
混合時間(ミキサー回転時間)を20秒に設定したとき
に帯電性が1次特異点(極小値)を示し、混合時間を4
0秒に設定したときに帯電性が2次特異点(極大値)を
示すことが分かる。
間を20秒、40秒、および60秒のそれぞれに設定し
て得られた3種類のトナーについて、シャープ株式会社
製の静電複写機SF2027を用い、実使用上の評価を
行った。ここでの評価項目は、画像濃度、カブリ濃度、
およびトナー飛散量の3項目とした。各項目の測定条件
等は下記のとおりである。
填した直後に複写を行い、直径55mmの測定部および
その周辺部の濃度を、マクベス社製の反射濃度計にて測
定することにより、画像濃度およびカブリ濃度を測定し
た。なお、画像濃度は、1.33以上であることが好ま
しく、カブリ濃度は1.10以下であることが好まし
い。
の機内のトナー飛散の有無を、現像層両端や現像層直下
にあるペーパーガイド上を目視することにて確認した。
そして、以下に示すランク付けを行うことにより、トナ
ー飛散量を評価した。
表1に示す。
電性が2次特異点(極大値)を示す時間(40秒)に設
定して得られたトナーが、画像濃度、カブリ濃度、およ
びトナー飛散量のいずれの評価項目に対しても、良好な
特性を示していることが分かる。以上のように、混合時
間を、帯電性が2次特異点(極大値)を示す時間に設定
することにより、カブリが少なく、飛散しにくいトナー
を提供できることが分かる。
トナーを用い、このトナーの保存性を測定した結果を図
4に示す。トナーの保存性は、日科エンジニアリング製
の針入度試験器を用い、この針入度試験器の針をトナー
に垂直に侵入させたときの針入度によって数値化した。
く、数値が大きい方が保存性がより優れていることを示
す。図4から明らかなように、混合時間(ミキサー回転
時間)を30秒に設定したときに針入度が特異点(極大
値)を示し、最も優れた保存性を示すことが分かる。
時間を10秒、30秒、および50秒のそれぞれに設定
して得られた3種類のトナーについて、実使用上の評価
を行った。なお、現像剤はこの複写機の専用品を用い
た。ここでの評価項目は、針入度に加えて、画像濃度、
カブリ濃度、および放置後カブリ濃度とした。なお、放
置後カブリ濃度は、トナーを12時間放置した後に複写
を行ったときのカブリ濃度であり、限度見本(画像サン
プル)との比較による3段階評価を採用した。
す。
入度が特異点(極大値)を示す時間すなわち30秒に設
定して得られたトナーが、画像濃度、カブリ濃度、およ
び放置後カブリ濃度のいずれの評価項目に対しても、良
好な特性を示している。
入度が特異点を示す時間に設定することにより、トナー
の保存性を最適化でき、画像濃度、カブリ濃度、および
放置後カブリ濃度のそれぞれにおいて優れた特性を有す
るトナーを提供できることが分かる。
(ヘンシェルタイプのミキサー)を用いて400rpm
で撹拌し、二軸混練機を用いて150rpmで溶融混練
し、ジェットミルにて粉砕分級を行うことにより、平均
粒径が10μmのトナー粒子を得た。
ナーが得られる。なお、上記シリカの帯電レベルは、ト
ナー粒子よりも低い。ここで、外添混合の時間(ミキサ
ー回転時間)をそれぞれ10秒、20秒、30秒、40
秒、50秒、60秒とすることにより、6種類のトナー
を得た。
図5に示す。図5から明らかなように、混合時間を50
秒に設定したときに帯電性が2次特異点(極大値)を示
すことが分かる。
例2と同様に針入度によって数値化した結果を図6に示
す。図6から明らかなように、混合時間を40秒に設定
したときに保存性が特異点(極大値)を示すことが分か
る。
施例1および2と同様にして、画像濃度、カブリ濃度、
放置後カブリ濃度、およびトナー飛散量の各項目に対す
る評価を行った。その結果を表3に示す。
ミキサー回転時間を、保存性が特異点を示す40秒か
ら、帯電性が2次特異点を示す50秒までの間に設定す
れば、評価項目のすべてにおいて良好な特性を示すトナ
ーを得られることが分かる。
(ヘンシェルタイプのミキサー)を用いて400rpm
で撹拌し、二軸混練機を用いて150rpmで溶融混練
し、ジェットミルにて粉砕分級を行うことにより、平均
粒径が10μmのトナー粒子を得る。
行うことにより、トナーを得た。なお、ここでは、マグ
ネタイトの添加量(x重量部)を、それぞれ1重量部、
5重量部、10重量部、20重量部、50重量部とする
ことにより、5種類のトナーAないしEを得た。
け密度、帯電量、針入度、画像濃度、カブリ濃度、およ
び放置後カブリ濃度の各項目に対する評価を行った。そ
の結果を表4に示す。
かけ密度が0.200〜0.800g/ccにある場
合、良好な特性が得られることが分かる。
ついて、比較例と共に説明すると下記のとおりである。
イプのミキサー)を用いて400rpmで撹拌し、二軸
混練機を用いて150rpmで溶融混練し、ジェットミ
ルにて粉砕分級を行うことにより、平均粒径が10μm
のトナー粒子を得る。
行うことにより、トナーを得た。なお、ここでは、上記
シリカの添加量(y重量部)を、それぞれ0重量%、
0.2重量%、1.0重量%、5.0重量%、6.0重
量%とすることにより、5種類のトナーFないしJを得
た。
量、針入度、画像濃度、カブリ濃度、および放置後カブ
リ濃度の各項目に対する評価を行った。その結果を表5
に示す。
が5.0重量%を超えると特性が逆に劣化することが分
かる。従って、外添剤の添加量は、0よりも多く、5.
0重量%以下であることが好ましい。
用トナーの製造方法は、混合時間に対応して変化する帯
電性が特異点を示す混合時間と、混合時間に対応して変
化する保存性が特異点を示す混合時間との間に混合時間
を設定することを特徴とする方法である。これにより、
画像濃度、飛散度、カブリ濃度、および流動性の各特性
がバランス良く向上されたトナーを提供できるという効
果を奏する。
法は、外添剤の帯電レベルが、トナー粒子の帯電レベル
より低いことを特徴とする方法である。これにより、外
添剤が充分に解砕されていない1次特異点を明確に把握
することができ、請求項1記載の製造方法による効果に
加えて、トナー粒子と外添剤との好適な混合時間を設定
し易くなるという効果を奏する。
法は、混合時間を、帯電性の2次特異点に設定すること
を特徴とする方法である。これにより、カブリが少な
く、飛散しにくいトナーを提供できるという効果を奏す
る。
法は、混合時間を、保存性の特異点に設定することを特
徴とする方法である。これにより、長時間経過した後
も、ブロッキングが少なく、優れた流動性を発揮するト
ナーを提供できるという効果を奏する。
法は、混合時間を、帯電性の2次特異点と保存性の特異
点との間に設定することを特徴とする方法である。これ
により、帯電性および保存性の双方において良好な特性
を持つトナー、すなわち、カブリが少なく、飛散量しに
くく、さらに長時間経過した後も優れた流動性を発揮す
るというように、複数の特性がバランス良く向上された
トナーを提供できるという効果を奏する。
法は、トナーの見かけ密度を概ね0.20〜0.80g
/ccの範囲とすることを特徴とする方法である。これ
により、外添剤の効果がより有効に発揮される。
法は、外添剤の添加量を5重量%以下とすることを特徴
とする方法である。これにより、外添剤の効果をより有
効に発揮させることができる。
ー粒子および外添剤の混合時間と、トナーの帯電性との
関係を示すグラフであり、同図(b)は、混合時間とト
ナーの保存性との関係を示すグラフであり、同図(c)
は、混合時間と帯電性および保存性との関係を重ね合わ
せて示すグラフである。
ってトナー粒子に外添されてゆく状態を示し、同図
(a)は撹拌初期、同図(b)は撹拌中期、同図(c)
は撹拌後期の状態をそれぞれ示す模式図である。
ー粒子および外添剤の混合時間(ミキサー回転時間)
と、トナーの帯電量との関係を示すグラフである。
キサー回転時間と、トナーの針入度との関係を示すグラ
フである。
て、ミキサー回転時間と、トナーの帯電量との関係を示
すグラフである。
て、ミキサー回転時間と、トナーの針入度との関係を示
すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項1】少なくともトナー粒子と外添剤とを混合さ
せてなる電子写真用トナーの製造方法において、 混合時間に対応して変化する帯電性が特異点を示す混合
時間と、混合時間に対応して変化する保存性が特異点を
示す混合時間との間に混合時間を設定することを特徴と
する電子写真用トナーの製造方法。 - 【請求項2】外添剤の帯電レベルが、トナー粒子の帯電
レベルより低いことを特徴とする請求項1記載の電子写
真用トナーの製造方法。 - 【請求項3】混合時間を、帯電性の2次特異点に設定す
ることを特徴とする請求項2記載の電子写真用トナーの
製造方法。 - 【請求項4】混合時間を、保存性の特異点に設定するこ
とを特徴とする請求項1記載の電子写真用トナーの製造
方法。 - 【請求項5】混合時間を、帯電性の2次特異点と保存性
の特異点との間に設定することを特徴とする請求項1記
載の電子写真用トナーの製造方法。 - 【請求項6】トナーの見かけ密度を概ね0.20〜0.
80g/ccの範囲とすることを特徴とする請求項1記
載の電子写真用トナーの製造方法。 - 【請求項7】外添剤の添加量を5重量%以下とすること
を特徴とする請求項1記載の電子写真用トナーの製造方
法。
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