JP2564522B2 - 閃光定着型磁気潜像現像用磁性トナ− - Google Patents

閃光定着型磁気潜像現像用磁性トナ−

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JP2564522B2 JP61205642A JP20564286A JP2564522B2 JP 2564522 B2 JP2564522 B2 JP 2564522B2 JP 61205642 A JP61205642 A JP 61205642A JP 20564286 A JP20564286 A JP 20564286A JP 2564522 B2 JP2564522 B2 JP 2564522B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気印字方式に使用される閃光定着が可能
な磁気潜像現像用磁性トナーに関する。
〔従来の技術〕
画像再生方式の一つとして、磁気記録技術を応用した
磁気印字方式が開発され、実用化されている。磁気印字
方式は、記録媒体である磁気ドラム上に、情報信号を磁
気ヘッドにより書き込んで磁気潜像を形成する工程と、
磁気潜像を一成分系の磁性トナーにより現像する工程
と、トナー像を転写シート上に転写する工程と、転写さ
れたトナー像を定着する工程と、転写後磁気ドラム上に
残留する磁性トナーをクリーニングする工程を含んでい
る。(特開昭54-32328号、同55-108681号参照)この磁
気印字方式は、電子写真方式におけるような数万枚コピ
ー毎の感光体の交換が不要であり、メインテナンスが容
易であるという利点を有する。
磁気印字方式における定着方式は、電子写真方式にお
けると同様に熱ロール定着方式、オーブン定着、閃光定
着方式あるいは圧力定着方式によって行なわれる。これ
らのうちXeもしくはハロゲンガスの発光スペクトルを利
用した閃光定着方式は、200〜300J程度の熱量を100μse
c程度の短時間に照射するため、被照射物からの熱の損
失が少なく効率よく加熱でき、火災の恐れがないことや
クイックスタートが可能であることなどの利点を有す
る。閃光定着方式に使用される磁性トナーは、少ないエ
ネルギーで良好な定着性を得るために、エポキシ樹脂等
の軟化点の低い熱可塑性樹脂を用いている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の磁気印字方式においては、磁気ヘッドに通電す
ることにより生じた磁力線の一部が磁気ヘッドのギャッ
プ部から記録媒体に漏洩して磁化パターン(潜像)が形
成される。そのため磁気ヘッドと磁気ドラムの間のギャ
ップはできるだけ狭い方がよく、一般に5μm以下(実
用上1μm以下)とされている。
ところが上述した低軟化点の熱可塑性樹脂と磁性粉と
を主体とする閃光定着可能な磁性トナーを使用した場
合、磁気ヘッドにトナーが付着し、トナーがそのまま融
着するという現象が生ずる。これは、磁気印字を行なう
際に転写後クリーニングブレードを磁気ドラムに押圧し
て残留磁性トナーを除去し、次いでクリーニングブレー
ドを磁気ドラムから離間せしめて磁気ヘッドを走査して
潜像を形成することに起因する。すなわちブレードがド
ラムから離れる時にブレードに溜ったトナーがこぼれ落
ちることによる。
このように磁気ヘッドにトナーが付着したままで印字
を行なうと、見掛け上磁気ドラムと磁気ヘッドとのギャ
ップが拡がることになり、磁性トナーを吸引する力が弱
まって画像濃度が低下してしまう。
したがって、本発明の目的は、磁気ヘッドへのトナー
の付着が少なくでき、もって高い濃度の画像が得られる
閃光定着型磁性トナーを提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の磁性トナーは、磁気潜像を現像し、転写して
から閃光定着を行なうことにより最終画像を得る磁気印
字方式に用いられる磁性トナーであって、熱可塑性樹脂
と磁性粉を含有するトナー粒子の表面に1,500〜12,000
の範囲の分子量を有するポリエチレン樹脂粒子を前記ト
ナー粒子100重量部当り0.5〜5重量部固着させたことを
特徴とするものである。
本発明者は、磁気印字方式における磁気ヘッドの汚れ
を防止すべく種々検討した結果、定着用樹脂と磁性粉を
含むトナー粒子の表面にポリエチレン樹脂を固着させる
ことが有効であることを見出した。
表面にポリエチレン樹脂を固着した磁性トナーを用い
て磁気潜像の現像を行なうと、トナーが磁気ヘッドに一
時的に付着するが、ポリエチレンは冷却後収縮する性質
を持っているので、容易に剥離し、磁気ヘッドへの融着
は解消される。
トナー粒子の表面に固着するポリエチレン樹脂は、1,
500〜12,000の範囲の分子量を有することが必要であ
る。分子量が1,500未満であると、ポリエチレンが軟ら
かいので、トナーの凝集が生じ易くなり、保存安定性の
低下を招く。分子量が12,000を超えるとポリエチレンが
固いので、トナーの定着が困難となる。
このようなポリエチレンは、トナー粒子100重量部当
り0.1〜5重量部の範囲でトナー粒子の表面に固着させ
ることが望ましい。固着量が0.1重量部未満ではその効
果が少なく、固着量が5重量部を超えると定着性が低下
する。
またポリエチレンは、トナー粒子の内部に添加しても
よく、これにより磁気ヘッドへの付着は更に防止でき
る。添加量は一般に5重量部以下がよい。
次に、トナー粒子は必須成分として定着用樹脂および
磁性粉を含有する。
定着用樹脂は、フラッシュランプによる定着を可能と
するために、比較的低軟化点の熱可塑性樹脂、例えば、
ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチレン変性エポキシ
樹脂、オイル変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、シリ
コン添加アミドワックスが使用できる。これらの内では
エポキシ樹脂、特にビスフェノール型エポキシ樹脂が一
般に使用されている。エポキシ樹脂の内でもエポキシ当
量が700〜4,000の範囲にあるものが望ましい。エポキシ
当量が700未満では、樹脂が軟らかくなりすぎて保存安
定性が低下し、エポキシ当量が4,000を超えると定着性
が低下する。
磁性粉としては、フェライト、マグネタイトをはじめ
とする、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す元
素を含む合金あるいは化合物が使用できるが、トナー中
に含有せしめるために平均粒径0.1〜3μm程度の粒子
がよい。磁性粉の含有量は40〜75重量%の範囲が適当で
ある。40重量%未満では、トナーの磁力が弱まってスリ
ーブから離脱し易くなり、カブリが増大し、また搬送性
が低下する。75重量%を超えると、定着性が低下する。
本発明のトナー粒子は上記成分の他に、流動性改質剤
(例えば疎水性シリカ)、導電性粒子(例えばカーボン
ブラック)、荷電制御剤(例えばニグロシン染料、合金
属アゾ染料)等の公知の添加物の1種又は2種以上をト
ナー粒子の内部および/又は表面に添加してもよい。添
加量は、定着性を阻害しないために10重量%以下が適当
である。
本発明の磁性トナーは、例えば次のようにして製造す
ることができる。
まず定着用樹脂と磁性粉を含む原料を乾式混合し、加
熱混練後冷却固化してから粉砕する。得られた粉砕粉を
熱処理し次いで分級して所定粒度のトナー粒子を得る。
次に上記トナー粒子と粒状のポリエチレン樹脂とを乾
式混合することにより、トナー粒子の表面にポリエチレ
ン樹脂が固着した磁性トナーが得られる。
本発明の磁性トナーは、普通紙への転写を容易にする
ために1014Ω・cm以上の体積抵抗を有することが好まし
い。この抵抗値は、試料を少量(数10mg)計り取り、ダ
イアルゲージを改良した内径3.05mm(断面積=0.073c
m2)のテフロン(商品名)製絶縁シリンダー中に充填
し、0.1kgの荷重を印加し、D.C4KV/cmの電場で測定した
ものである。測定には横河ヒューレットパッカード製絶
縁抵抗計(4329 A型)を用いた。
また本発明の磁性トナーは、カブリを少なくするため
に±25V以内の帯電電圧を有することが望ましい。この
帯電電圧(表面電位)は第1図に示す装置によって測定
する。同図において、1は非磁性スリーブ(外径50mm
φ)、2は永久磁石部材(外径46mm、長さ150mm、12極
対称着磁、スリーブ上の磁束密度1,000G)、3は表面電
位計(トレック344)、4は測定子である。而してスリ
ーブ1と測定子4との間の間隙gを5mmに調整した後、
スリーブ1上にトナーを3g供給し、永久磁石部材2を1,
000r.p.m.で1分間回転させた時のトナーの表面電位を
測定する。
〔実施例〕
以下本発明の詳細を実施例によって説明するが、本発
明はこれらの例に限定されるものではない。
実施例1 ビスフェノール型エポキシ樹脂(シェル化学製エピコ
ート1004K、エポキシ当量=950)40重量部とマグネタイ
ト(戸田工業製EPT500)60重量部を乾式混合し、バンバ
リにて100℃の温度で混練した。混練物を冷却固化した
後ジェットミルにて20μm以下の粒子に粉砕し、分級し
て平均粒径15μmのトナー粒子を得た。このトナー粒子
に中密度ポリエチレンワックス(分子量4,000)の粒子
を加えて混合することにより、トナー粒子の表面にポリ
エチレンワックス0.2重量部を固着した。また現像性を
調整するためにカーボンブラック(三菱化成製#44)0.
1重量部を同時に添加混合した。
得られた磁性トナーの体積抵抗は、1×1014Ω・cmで
あり、又スリーブ上での帯電電圧は−12Vであった。
実施例2 ポリエチレンワックスの添加量を変えた以外は実施例
1と同様の条件で4種類の磁性トナー(No.2〜5)を製
造した。ポリエチレンワックスの固着量は、No.2のトナ
ーが0.5重量部、No.3のトナーが1重量部、No.4のトナ
ーが3重量部、No.5のトナーが5重量部であった。
実施例3 ビスフェノール型エポキシ樹脂(シェル化学製エピコ
ート1007、エポキシ当量=1920)30重量部、マグネタイ
ト(戸田工業製EPT500)68重量部、ポリエチレンワック
ス(分子量8,000)2重量部を乾式混合し、バンバリに
て100℃の温度で混練した。混練物を冷却固化した後ジ
ェットミルにて20μm以下の粒子に粉砕し、分級して平
均粒径15μmのトナー粒子を得た。このトナー粒子に低
密度ポリエチレンワックス(分子量2,000)の粒子を加
えて混合することにより、トナー粒子の表面にポリエチ
レンワックス2重量部が固着した磁性トナー(No.6)を
得た。
比較例1 トナー粒子の表面にポリエチレンワックスを添加しな
い以外は実施例1と同様の条件で磁性トナー(No.7)を
得た。
比較例2 トナー粒子の表面にポリエチレンワックスを6重量部
添加した以外は実施例1と同様の条件で磁性トナー(N
o.8)を得た。
上記の各磁性トナーを用いて、次のような条件で連続
1万枚の画像評価を行なった。
アルミニウム合金製ドラム上にCo-Ni層を形成した磁
気ドラム(外径250mm)を周速150mm/secの条件で回転さ
せ、磁気ヘッドにより画像の書き込みを行なって磁気潜
像を形成した。外径50mmのステンレス鋼製スリーブの内
部に外径48mmのバリウムフェライト磁石(4極着磁、ス
リーブ上の磁束密度は現像磁極が60G、他は500G)を有
するマグネットロールを備えた現像装置により、磁気潜
像の現像を行なった。ここでドクターギャップは0.8mm
に、現像ギャップは0.6mmに設定し、スリーブを現像部
で磁気ドラムと同方向に80r.p.m.で回転させた。現像し
て得られたトナー像は6KVの転写電圧で普通紙上にコロ
ナ転写した。Xeランプ定着機(コンデンサー容量1,200
μF,740V)により約250Jのエネルギーを照射して定着を
行なった。得られた画像の評価結果を表−1に示す。
表−1から、特定の分子量を有するポリエチレンワッ
クスを5重量部までの範囲でトナー粒子の表面に固着し
た磁性トナー(No.1〜6)では、1万枚の連続印字でも
磁気ヘッドの汚れは極めて少なく、高い画像濃度が得ら
れることがわかる。これに対して、ポリエチレンワック
スを添加しない磁性トナー(No.7)では、磁気ヘッドの
汚れが目立ち、画像濃度が低下してしまう。またポリエ
チレンワックスの添加量が多い磁性トナー(No.8)では
定着性が低下してしまう。
〔発明の効果〕
以上の記述の如く、本発明の磁性トナーは、トナー粒
子の表面にポリエチレンワックスを添加しているので、
磁気ヘッドの汚れを防止し、高品質の画像を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はトナーの表面電位測定装置を示す断面図であ
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱可塑性樹脂と磁性粉を含有するトナー粒
    子の表面に1,500〜12,000の範囲の分子量を有するポリ
    エチレン樹脂粒子を前記トナー粒子100重量部当り0.1〜
    5重量部固着させたことを特徴とする閃光定着型磁気潜
    像現像用磁性トナー。
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