JP2726154B2 - 電子写真用磁性現像剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真法に使用する一成分系磁性現像剤
に関するもので、より詳細には、現像に際して流動性や
その他現像作業性に優れており、更に形成される画像濃
度や画質を顕著に向上させた一成分系磁性現像剤に関す
る。

［従来の技術］ 一成分系磁性現像剤においては、トナー粒子相互が摩
擦帯電し、帯電したトナー粒子が磁石内蔵現像スリーブ
上に磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシが静電像を有
する感光体等と摺擦して、トナー像を形成する。あるい
は、現像スリーブ上にトナー層を形成し、現像スリーブ
表面に近接する感光体表面に、現像スリーブと感光体と
の間で帯電したトナーの振動乃至飛翔が生じる条件下に
現像を行う。

この一成分系現像剤の帯電性や電気的特性或いは更に
その流動性を改善するために、磁性トナー粒子に種々の
微細粉末をまぶすことは古くから行われている。

例えば、米国特許第3,639,245号明細書には、一成分
系の導電性磁性トナー粒子を気相法シリカでまぶすこと
が、また米国特許第4,082,681号明細書には、一成分系
磁性トナー粒子を導電性カーボンブラックでまぶすこと
が夫々記載されている。

特開昭58-1157号公報には、一成分磁性トナー粒子或
いは普通のトナー粒子に疎水性の気相法シリカと気相法
チタニア、気相法アルミナ或いは親水性気相法シリカと
の組み合わせをマブシ付着させることが記載されてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記先行技術に見られる提案は、一成分系磁性現像剤
のトナー粒子にシリカ系等の添加剤を配合することによ
って、トナー粒子の帯電性や流動性を改善したものとし
て意義あるものとみとめられる。しかしながら、これら
の提案は使用する添加剤の種類、粒径及び添加量に関し
て夫々規定するのみであり、実際に現像剤として使用す
る状態でのトナー粒子と添加剤粒子との関係は、トナー
粒子の形状や物性にも大きく影響されるにもかかわら
ず、トナー粒子に関しての提案はほとんど認められな
い。また、トナー粒子表面における添加剤の分散状態や
分散構造について言及しているものは殆ど見当たらな
い。

本発明者等は、一成分系磁性現像剤におけるトナー粒
子と微細粒子添加剤との分散状態や分散構造は、前述し
た添加剤の種類、粒径及び添加量以外に、トナー粒子の
形状及び物性により大きな影響を受けること、更に分散
状態や分散構造は前述した両成分の配合条件等によって
も大きな影響を受けること、及びかくしてトナー粒子の
形状及び物性を一定のものを選択し、好適には更にトナ
ー粒子に対する微細粒子添加剤の分散状態乃至付着状態
を或る一定の範囲に選択すると、トナーの帯電性やその
安定性、更にトナーの流動性が顕著に向上し、これによ
り画像濃度を顕著に高め得ることを見出した。

即ち、本発明の目的は、一成分系磁性トナー粒子と微
粒子シリカ及びアルミナ系の添加剤とから成っており、
トナーの帯電性やその安定性、更にトナーの流動性に顕
著に優れており、高濃度のトナー画像を形成し得る一成
分系磁性現像剤を提供するにある。本発明の他の目的
は、微粒子シリカ及び微粒子アルミナを摩擦帯電や流動
性向上に最も有効に作用する分散状態乃至分散構造でト
ナー粒子表面に存在させ得る一成分系磁性現像剤を提供
するにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、一成分系磁性トナー粒子と、シリカ
系添加剤と、アルミナ系添加剤とから成る一成分系磁性
現像剤において、 前記磁性トナー粒子は、式 Ds＝Cc/CT 式中、Ccはトナー投影面積と同面積の円の外周、CTは
トナー投影面の実際の外周である、 で定義されるトナー球形度（Ds）が70乃至90％で且つ比
表面積が1.4乃至2.0m²/gを満足する粒子であり、 シリカ系添加剤は、20nm以上100nm未満の粒径の粒子
の形で且つ磁性トナー粒子への面積被覆率が３乃至30％
となるように磁性トナー粒子表面外に付着しており、 アルミナ系添加剤は、100nm乃至１μｍの粒径の形で
且つ磁性トナー粒子への面積被覆率が0.1乃至３％とな
るように磁性トナー粒子表面外に付着していることを特
徴とする電子写真用現像剤が提供される。

［作用］ 本発明は、磁性トナー粒子の球形度（Ds）や比表面積
が、シリカ系乃至アルミナ系添加剤粒子を分散させ、付
着させた最終現像剤としての状態で、帯電性及び流動
性、最終的には画像濃度や画質に重大な影響を及ぼすと
いう知見に基づくものである。即ち、この球形度が本発
明で規定した90％より大きい場合、或いは70％より小さ
い場合の何れの場合にも、本発明の場合に比して画像濃
度の低下が生じることが分かった。また、上記球形度の
トナーでは、トナー飛散やカブリを発生すること無し
に、高濃度の画像を形成させる上で、磁性トナー粒子の
比表面積は1.4乃至2.0m²/gの極く狭い範囲になければな
らないことも見いだされた。

この理由は、正確には不明であるが、次のものと認め
られる。磁性トナー粒子の球形度（Ds）は、シリカ系乃
至アルミナ系添加剤によるトナー粒子表面の被覆の程度
と、添加剤付着トナー粒子表面の摩擦帯電への寄与との
両方に関連するものと認められる。一定粒径及び一定量
の添加剤粒子でのトナー粒子の被覆を考えた場合、球形
度が大きい方が球形度が小さい場合に比べて添加剤粒子
の被覆の程度が大きくなる。後に詳述するが、トナー粒
子表面の被覆の程度が一定基準を越えて大きくなりすぎ
ると、トナー帯電量が高く成りすぎて、静電像へのトナ
ー付着量が少なくなり、画像濃度が低下する。また、ト
ナー粒子表面の被覆の程度が一定基準を超えて小さく成
りすぎると、トナーの帯電量が低く成りすぎて、やはり
静電像へのトナー付着量が少なくなり、画像濃度が低下
する。更に球形粒子に近ければ近い程（球形度が大きく
なる程）、粒子表面の内摩擦帯電に寄与する部分の比率
が高くなるのに対して、球状粒子の形から離れた偏平乃
至凹凸のある形状になればなるほど、陰の部分、即ち摩
擦帯電に寄与しない部分の面積が増大する傾向にあるも
のと思われる。これらが組み合わされて、磁性トナー粒
子にシリカ系乃至アルミナ系添加剤を付着させた場合に
は、トナー粒子の球形度が画像濃度に大きな影響を与え
るものと思われる。更にまた、磁性トナー粒子の球形度
を前記範囲にすることにより現像剤の流動性を向上させ
ることもできる。

本発明において、磁性トナーの比表面積が上記範囲外
では、たとい球形度が本発明の範囲を満足しても、画像
濃度が低下するのを避けられない。これは帯電量が最適
範囲から外れる為と思われる。また、トナー比表面積が
上記範囲よりも大きいと、トナー飛散やカブリが増大す
る傾向があり、上記範囲よりも小さいと現像作業性が低
下する傾向がある。

一般に、磁性トナー粒子の比表面積は、粒子形状によ
り影響を受けるが、そのほかに粒子径及び粒子密度によ
っても大きな影響を受ける。磁性トナー粒子の粒子形状
を球状と仮定し、粒子径をDT（μｍ）、粒子の密度をρ
（g/cm³）としたとき、このトナーの比表面積ST（m²/
g）は、式 ST＝6/（DT・ρ）…（２） となる。形成される画像の濃度や画質の点で、実験的に
STは1.4ないし2.0m²/gの範囲になければならないから、
これから、磁性トナーの粒径は、式 DT＝（３〜4.3）／ρ…（３） の範囲になければならないという事実が明らかとなる。
即ち、式（３）が満足されるように密度が大きいときに
は粒径を小さく、逆に密度が小さいときには粒径を大き
くしなければならない。

本発明の一成分系磁性現像剤においては、上記一成分
系磁性トナー粒子に、シリカ系微粒子とアルミナ系微粒
子とから成る微粒子添加剤を付着させて成るが、シリカ
系微粒子（シリカ系添加剤）は、20nm以上100nm未満の
粒径の粒子の形で且つ磁性トナー粒子への面積被覆率が
３乃至30％となるように磁性トナー粒子表面外に付着し
ており、アルミナ系微粒子（アルミナ系添加剤）は、10
0nm乃至１μｍの粒径の粒子の形で且つ磁性トナー粒子
への面積被覆率が0.1乃至３％となるように磁性トナー
粒子表面外に付着して存在させる。

本発明において、シリカ系或いはアルミナ系の添加剤
がトナー粒子表面外に付着するとは、この添加剤粒子が
トナー粒子の表面外にあって、しかもトナー粒子に付着
している状態を言い、添加剤粒子がトナー粒子から離脱
した自由粒子であるものや、添加剤粒子がトナー粒子表
面に半分、或いはそれ以上埋め込まれているものや完全
に埋没されたものは除外する意味である。また、ここで
言うシリカ系或いはアルミナ系の添加剤粒子の粒径と
は、シリカ系乃至アルミナ系添加剤について一般に言わ
れている一次粒子径とは意味を異にしており、トナー粒
子表面に実際に存在する粒子形状においての粒径を意味
し、走査型電子顕微鏡写真（SEM）から実測される粒子
径である。更に、トナー粒子への面積被覆率とは、トナ
ー粒子の面積がシリカ系或いはアルミナ系添加剤の投影
面積でどの位覆はれているかというパーセンテイジであ
り、具体的測定値は前述した走査型電子顕微鏡写真から
次のように求められる。

式中Ｃは面積被覆率を表わし、Ｓはトナーの投影面積
であり、Siは添加剤粒子の投影面積であって、ｍは面積
Siのものの粒子個数である。

添付図面第１図は、シリカ系添加剤が表面に付着して
いる一成分系磁性現像剤の粒子構造を示す走査型電子顕
微鏡写真（倍率１万倍）であり、第２図は、シリカ系添
加剤及びアルミナ系添加剤が表面に付着している本発明
の一成分系磁性現像剤の粒子構造を示す同様の倍率の走
査型電子顕微鏡写真である。これらの写真から、本発明
の現像剤における前述した微細分散構造がよく了承され
よう。一成分系磁性トナー粒子と微粒子シリカ系乃至ア
ルミナ系添加剤とを攪拌混合すると、最初にシリカ系乃
至アルミナ系添加剤は凝集したやや粗大な粒子の形でト
ナー粒子表面に付着しているが、攪拌の続行と共にこれ
らの添加剤が次第に微細な粒子の形でトナー粒子表面に
存在するようになり、それと同時にトナー粒子表面に存
在する添加剤粒子の数が減少していくことが認められ
た。この終段の過程で、トナー粒子表面に存在するシリ
カ系乃至アルミナ系添加剤粒子の数が減少するという事
実は、添加したシリカ系乃至アルミナ系添加剤が本来失
われる筈もないことから一見不思議な感じを与えるが、
添加されたシリカ系乃至アルミナ系添加剤がトナー粒子
中に埋没され、吸収されるとすれば矛盾なしに説明が付
く。

実際に、最初の段階、最終の段階及び中間の段階で得
られた一成分系現像剤について、現像剤として用いたと
きの画像濃度や流動性を試験すると、最初の段階のもの
では、シリカ系乃至アルミナ系添加剤がトナー粒子から
離脱しやすく、画像濃度の向上や流動性の改善は望むべ
くもなく、また最終の段階のものでは、やはり画像濃度
もトナー粒子の流動性もシリカ系乃至アルミナ系添加剤
未配合のものに比して殆ど改善されていないことが判っ
た。

以上の事実から、シリカ系乃至アルミナ系添加剤は、
一成分系磁性トナー中に配合された現像剤の状態で、或
る一定粒径の状態でしかも特定の付着状態乃至分散状態
でトナー粒子表面に存在することが、トナー粒子の帯電
性や流動性に関して重要で或ることが了解される。

本発明においては、シカリ系添加剤とアルミナ系添加
剤とが、前述した範囲の付着粒径及び面積被覆率（Ｃ）
を満足するようにして磁性トナー粒子表面外に付着して
存在していることにより、最も優れた分散構造と最適の
帯電特性とが得られる。

例えば、シリカ系添加剤或いはアルミナ系添加剤の付
着粒径が、前述した範囲よりも大であると、添加剤粒子
がトナー粒子から離脱して十分な帯電性や帯電安定性が
得られず、流動性も低下する傾向がある。また付着粒径
が前述した範囲よりも小さい場合にも、帯電性やその安
定性が低下する傾向があり、更には面積被覆率（Ｃ）が
小さくなる傾向もある。添加剤粒子の面積被覆率（Ｃ）
が前述した範囲よりも小さいとトナー帯電量が低下し、
画像濃度が本発明の場合よりかなり低下する傾向があ
り、一方、面積被覆率（Ｃ）が前述した範囲よりも大き
くなると、トナー帯電量が高くなり過ぎて、やはり本発
明に比して画像濃度の低下が認められる。

［発明の好適態様］ 一成分系磁性トナー 本発明における一成分系磁性トナーは、前述した球形
度と比表面積とを満足するものである。一般に、一成分
系磁性トナー組成物は、定着用の電気絶縁性媒質中に、
磁性材料粉末を、必要により荷電制御剤と共に分散させ
たものから成る。この組成物から、前記式（１）を満足
する球形度のトナー粒子を製造するには、それ自体公知
の球状トナー成形法を利用して所定球形度のトナーとす
る事ができる。例えば、トナー球状化法としては従来、
溶融組成物を冷却雰囲気中でスプレー造粒する方法；組
成物の溶液乃至分散液を乾燥雰囲気中でスプレー造粒す
る方法；混練粉砕法で得られた不定形粒子を熱風等によ
り球状化する方法（特開昭56-52758号、同58-134650号
及び同59-127662号公報）；組成物の粗粉砕物を微粉砕
すると同時に熱風で球状化する方法（特開昭61-61627号
公報）；組成物の混練粉砕法による不定形粒子を気相中
で機械的衝撃力で球状化する方法（特開昭63-235953号
公報）；懸濁、分散或いは乳化重合法により球状粒子を
直接製造する方法（特開昭56-121048号公報）等多数の
方法が知られているが、これらの方法は何れも本発明に
用いる磁性トナー粒子の製造に適用することができる。
球形度の調節は、用いる熱風や雰囲気の温度を変えるこ
とにより、或いは造粒ゾーンでの滞溜時間を変えること
により、所望の範囲にすることができる。

磁性粉としては、それ自体公知の任意の材料、鉄、コ
バルト、ニッケル等の強磁性体の金属乃至合金、或いは
それらの化合物等が使用される。好適な化合物は、マグ
ネタイト（Fe₃O₄）や各種フェライトである。粒径が0.1
乃至３ミクロンの範囲にある磁性粉が好適に使用され
る。

これらの磁性粉を分散させる定着用媒質としては、熱
或いは圧力の適用下に定着性を示す樹脂、ワックス状物
質或いはゴムが使用される。これらの定着用媒質は、単
独でも或いは２種類以上の組み合わせでも使用される
が、これらの定着用媒質は、マグネタイトを含有させな
いで測定して１×10¹⁵Ω−cm以上の体積固有抵抗を有す
るものが望ましい。

定着用媒質としては、種々のモノ乃至はジエチレン系
不飽和単位量体、特に（Ａ）ビニル芳香族単量体、
（Ｂ）アクリル系単量体の単独重合体や共重合体等が使
用される。

ビニル芳香族単量体としては、下記式 式中、R₁は水素原子、低級（炭素数４以下の）アルキル
基、或いはハロゲン原子であり、R₂は低級アルキル基、
ハロゲン原子等の置換基である、 で表わされる単量体、例えばスチレン、ビニルトルエ
ン、α−メチルスチレン、α−クロルスチレン、ビニル
キシレン等やビニルナフタレン等を挙げることができ
る。この中でも、スチレン、ビニルトルエンが好適であ
る。

アクリル系単量体としては、下記式 式中、R₃は水素原子或いは低級アルキル基であり、R₄
は水酸基、アルコシキ基、ヒドロキシアルコキシ基、ア
ミノ基或いはアミノアルコキシ基である、 で表わされるアクリル系単量体、例えばアクリル酸、メ
タクリル酸、エチルアクリレート、メチルタクリレー
ト、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、２−
エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタ
クリレート、３−ヒドロキシプロピルアクリレート、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート、３−アミノプロピ
ルアクリレート、３−Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノプロピル
アクリレート、アクリルアミド等を挙げることができ
る。

これらの単量体（Ａ）或いは（Ｂ）と組合せで、或い
は単独で使用される他の単量体としては、例えば下記式 式中、R₅は水素原子、低級アルキル基又はクロル原子
である、 で表わされる共役ジオレフィン系単量体、例えば、ブタ
ジエン、イソプレン、クロロプレン等、他に無水マレイ
ン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸等の他のエチ
レン系不飽和カルボン酸或いはそのエステル類や、酢酸
ビニル等のビニルエステル類、ビニルピリジン、ビニル
ピロリドン、ビニルエーテル類、アクリロニトリル、塩
化ビニル、塩化ビニリデン等を挙げることもできる。

これらのビニル系重合体の分子量は3,000乃至300,00
0、特に5,000乃至200,000の範囲にあるのが望ましい。

本発明に使用する一成分系磁性トナーは、前記式
（３）の密度と粒径との関係を満足するものでなければ
ならない。この密度は、磁性粉の含有量が大きくなれば
当然大きくなるから、粒径も磁性粉の含有量に依存す
る。しかしながら、磁性粉の含有量が少なすぎると磁気
的に吸引される力が弱くなり、一方樹脂の含有量が少な
くなると定着性が小さくなるので、磁性粉及び樹脂の含
有量には自ずから制限が存する。一般に、定着用樹脂媒
質と磁性粉との合計量を基準として、磁性粉を35乃至75
重量％、特に40乃至70重量％の量で用いて、磁性トナー
の密度を1.1乃至2.0g/cm³、特に1.3乃至1.7g/cm³にする
のが望ましい。トナー粒子には、造粒に先だってそれ自
体公知の現像剤の補助成分をそれ自体公知の処方に従っ
て配合し得る。例えば、現像剤の色調を改善するため
に、カーボンブラックの如き顔料や、アシツドバイオレ
ットのごとき染料を単独で或いは２種以上の組み合わせ
で使用できる。また、増量の目的で、炭酸カルシウム、
微粒末ケイ酸等の充填剤を、全体当たり20重量％の量で
配合することができる。現像剤を熱ロールで定着する方
式では、シリコーンオイル、低分子量オレフイン樹脂
類、各種ワックス類等のオフセット防止剤を、全体当た
り２乃至15重量％の量で使用できる。また、現像剤を圧
力ロールで定着する用途には、パラフィンワックス、各
種動・植物ロウ、脂肪酸アミドなどの圧力定着性賦与剤
を全体当たり５乃至30重量％の量で使用してもよい。ま
た、帯電極性を制御するために、電荷制御剤、例えばク
ロム、鉄或いはコバルトを含有する錯塩アゾ染料を含有
させることができる。一成分系磁性トナー粒子の粒度
（粒径）も前記式（３）を満足するものでなければなら
ず、この粒径は、濃度や解像力等にも関連するが、一般
に５乃至35ミクロンの範囲でしかもトナー密度との関連
式（３）を満足するものであることが望ましい。

シリカ乃至アルミナ系添加剤 本発明では、トナー粒子表面に付着させる微粒子添加
剤として、疎水性シリカや親水性シリカなどのシリカ系
微粒子と、アルミナ系微粒子とを組み合わせで使用す
る。この疎水性シリカは、気相法シリカ、即ち塩化ケイ
素の高温（火焔）加水分解法により得られる微細シリカ
を、ジメチルジクロルシランのようなシラン類で処理
し、表面のシラノールをオルガノシラン類で封鎖するこ
とにより得られる。このため、このシリカは通常の気相
法シリカに比して高度に疎水性であり、トナー粒子に優
れた耐湿性、保存性を与える。この疎水性シリカは５乃
至50nmの一次粒径と50乃至400m²/gの比表面積を有する
ことが望ましい。

本発明の目的に好適な疎水性シリカはTS-720やR-972
（日本アエロジル社）の商品名で入手し得る。一方、親
水性気相法シリカとしては、通常の気相法シリカの内種
々のグレードのものを使用でき、例えばシリカ単体から
なるものの他に、シリカを主体とし、少量のアルミナを
含む気相法シリカ（例えばアエロジルMOX80、M0X170、C
OK84等）を用いることもできる。気相法シリカの好適な
ものは５乃至50nmの一次粒径と50乃至400m²/gの比表面
積を有する。この疎水性シリカは親水性シリカに比して
より導電性であり、20℃及び60％RHで測定した体積抵抗
値が10¹³Ω−cm以下である。

アルミナ系添加剤としては、通常の気相法アルミナの
内種々のグレードのものを使用でき、例えば未処理の気
相法アルミナや、前述した疎水性シリカと同様に気相法
アルミナをシラン類で表面処理した疎水性気相法アルミ
ナが使用される、また、粒径の微細なものであれば、湿
式法アルミナも使用することができる。気相法アルミナ
が好適であり、特に好適なものは10乃至500nmの一次粒
径と40乃至100m²/gの比表面積を有する。このアルミナ
系添加剤は、シリカ系添加剤とは全く逆に正への帯電傾
向を示す。

現像剤 本発明の一成分系磁性現像剤は、上述した磁性トナー
粒子とシリカ及びアルミナ等の微粒子添加剤とを、添加
剤付着粒子の粒径及び面積被覆率が前記範囲となるよう
に攪拌混合することにより製造されるが、攪拌混合に際
しては、必要十分ではあるが過度ではない攪拌混合を行
うべきである。

例えば、オングミルやスーパーミキサー等の剪断力の
大きい混合機は、シリカ系添加剤粒子やアルミナ系添加
剤粒子のトナー粒子中への埋込みを生じるので、避ける
べきである。また、アルミナやシリカの添加剤の凝集粒
子は適度に解砕されるが、混合物に圧縮力を及ぼすこと
も避けるべきであり、かかる見地から、ナウタミキサー
やヘンシェルミキサー等の混合機の使用が好ましい。必
要な混合時間は、混合攪拌機の種類や、アルミナ系添加
剤粒子やシリカ系添加剤粒子の凝集の程度に依存する
が、一般に0.5乃至10分間程度の混合が望ましい。勿
論、任意の攪拌機について、混合時間とトナー付着添加
剤粒子の粒子径及び面積被覆率との関係を予じめ実験的
に求めておくことにより、最適の混合時間を設定するこ
とができる。

用いる添加剤の配合量は、設定する面積被覆率にも依
存するが、一般に、シリカ系添加剤とアルミナ系添加剤
との合計量として、磁性トナー粒子当り0.1乃至5.0重量
％、特に0.5乃至2.0重量％の範囲にあるのがよい。ま
た、最初にアルミナ系添加剤を混合し、次いでシリカ系
添加剤を混合するのがよい。

尚、シリカ系添加剤として疎水性シリカと親水性シリ
カとを併用する場合には、両者を、一般に9:1乃至1:9、
特に6:1乃至1:6、最も最適には5:1乃至1:5の重量比で用
いるのがよい。

本発明の一成分系磁性現像剤は、マグネット内蔵現像
スリーブ上に供給して、該現像剤の磁気ブラシを形成
し、この磁気ブラシを感光体表面に近接乃至摺擦せしめ
て、その表面の電荷像を現像するのに使用することがで
きる。近接現像の場合には、現像スリーブと感光体との
間に振動電界（交番電界）を印加するのがよく、また摺
擦現像の場合には、両者の間にバイアス電界を印加する
のがよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、磁性トナー粒子として球形度（Ds）
や比表面積が一定範囲にあるものを選択し、これにシリ
カ系添加剤粒子及びアルミナ系添加剤粒子を分散させ、
付着させて現像剤とすることにより、現像剤の帯電性及
び流動性、最終的には画像濃度や画質を顕著に向上させ
ることができる。

［実施例］ （実験例１） スチレン−アクリル系共重合体 100重量部 （三井東圧社製、DPR600B） マグネタイト（Fe₃O₄） 70重量部 （チタン工業社製、BL220） 低分子量ポリプロピレン ３重量部 （三洋化成社製、ビスコール550P） 負電荷制御剤 ３重量部 （オリエント化学社製、ボントロンS-34） 上記成分をヘンシェルミキサーにて混合後、二軸押出
機を用いて溶融混練を行った。冷却後、ロートプレック
スで粗粉砕し、さらにジェットミルを用いて微粉砕を行
った。次いで、アルピネ分級機で風力分級を行い、粒径
５〜35μｍの磁性トナーを得た。

このトナーの球形度は65％で比表面積は2.3m²/gであ
った。

そして、このトナー全重量に対して、疎水性シリカ
（日本アエロジル製、TS-720）１重量％を加え、ヘンシ
ェルミキサーを用いて60秒間混合を行い、本発明の磁性
現像剤を作製した。

次に、得られた磁性現像剤を用いて、レーザープリン
ター（三田工業社製、LRX-2）により画像形成を行い、
画像濃度を測定した。画像濃度の測定は、反射濃度計
（東京電色社製）にて行った。この結果を表１に示す。

また現像剤の流動性の評価を次のような方法で行っ
た。磁性現像剤20gを第３図に示す落下量試験機１に投
入し、ローレット加工が施された金属製ローラー２（直
径20mm、長さ135mm）を５分間回転させ、そのときの落
下量を調べた。ここで、現像剤の落下量が多いほど、流
動性が優れていることを示している。この結果を第１表
に示す。

（実験例２） スチレン 80重量部 ２−エチルヘキシルアクリレート 20重量部 マグネタイト 70重量部 負電荷制御剤 １重量部 （オリエント化学社製、ボントロンS-34） 低分子量ポリプロピレン 1.5重量部 （三洋化成社製、ビスコール550P） ジビニルベンゼン 0.5重量部 上記処方よりなる混合物をボールミルにて十分分散し
た後、重合開始剤（2,2′−アゾビス、2,4−ジメチルバ
レロニトリル）２重量部を溶解させて重合性組成物を調
製した。この組成物を第３リン酸カルシウム12重量部が
微量分散した水400重量部の中に投入し、TKホモミキサ
ー（特殊機化工業社製）を用いて600rpmにて15分間懸濁
分散させた。この後、窒素気流下80℃にて３時間重合反
応を行った。得られたトナーを濾過、水洗し、この操作
を２回繰り返してケーキを得た。得られたケーキを400
重量部のメタノール注に分散させ、30分間攪拌した後、
濾過、乾燥させてトナーを得た。

このトナーの球形度は95％で比表面積1.0m²/gであっ
た。

このトナーについて、実験例１と同様にして現像剤を
調製し、画像濃度の測定及び流動性（トナー落下量）の
評価を行った。結果を第１表に示す。

第１表の結果から明らかな通り、トナー球形度が70％
よりも低い場合には（実験例１）、流動性（トナー落下
量）及び画像濃度のいずれも不満足である。またトナー
の球形度が90％よりも高い場合には（実験例２）、流動
性は満足し得るとしても画像濃度が不満足であることが
判る。

（実験例３） 実験例１と同様に磁性トナーを調製した後、空気流に
よって粉体に旋回運動を与える方式の球形化装置を用
い、得られたトナーに球形化処理を行った。

この球形化処理を行ったトナーの球形度は85％で比表
面積は1.8m²/gであった。

次いで、球形化処理された磁性トナーについて、疎水
性シリカとの混合時間を10秒間に変更した以外は（実験
例１では60秒間）、実験例１と同様にして磁性現像剤を
調製した。

この現像剤について、トナー粒子に付着している疎水
性シリカの平均粒径と、トナー粒子への面積被覆率を調
べた。平均粒径は、走査型電子顕微鏡により実測した値
である。また面積被覆率は、走査型電子顕微鏡を用い
て、トナーの投影面積と、シリカの投影面積および粒子
個数を測定し、式（１）により計算して求めた値であ
る。これらの結果を第２表に示す。

また、この現像剤について、実験例１と同様にして、
画像濃度の測定及び流動性（トナー落下量）の評価を行
った。結果を第２表に併せて示した。

（実験例４） 実験例３において、球形化処理された磁性トナー（球
形度;85％，比表面積;1.8m²/g）と疎水性シリカとの混
合時間を180秒間に変更した以外は（実験例３では10秒
間）、実験例３と全く同様にして磁性現像剤を調製し、
トナー粒子に付着している疎水性シリカの平均粒径及び
面積被覆率、並びに画像濃度の測定及び流動性（トナー
落下量）の評価を行った。結果を第２表に示す。

（実験例５） 実験例３において、１重量％の疎水性シリカ（TS-72
0）を用いる代わりに、0.5重量％の疎水性シリカ（日本
アエロジル製,R-972）と0.5重量％の酸化アルミ（アル
ミナ）（日本アエロジル製,Aluminium Oxide C）を用
い、これらを同時に磁性トナーと混合する以外は（混合
時間は60秒間）、実験例３と全く同様にして磁性現像剤
を調製した。

この現像剤について、トナーに付着しているシリカ及
びアルミナの平均粒径、面積被覆率を測定し、且つ画像
濃度の測定及び流動性（トナー落下量）の評価を実験例
３と同様に行い、その結果を第２表に示した。

この実験例５は、本発明例である。

（実験例６） 実験例５において、磁性トナーと、疎水性シリカ及び
アルミナとの混合時間を10秒間に変更した以外は（実験
例５では60秒間）、実験例５と同様にして磁性現像剤を
調製し、トナーに付着しているシリカ及びアルミナの平
均粒径、面積被覆率を測定し、且つ画像濃度の測定及び
流動性（トナー落下量）の評価を行った。その結果を第
２表に示す。

（実験例７） 実験例５において、磁性トナーと、疎水性シリカ及び
アルミナとの混合時間を180秒間に変更した以外は（実
験例５では60秒間）、実験例５と同様にして磁性現像剤
を調製し、トナーに付着しているシリカ及びアルミナの
平均粒径、面積被覆率を測定し、且つ画像濃度の測定及
び流動性（トナー落下量）の評価を行った。その結果を
第２表に示す。

第２表の結果から理解されるように、一定の球形度及
び比表面積を有する磁性トナーにシリカ系添加剤とアル
ミナ系添加剤とが組み合わせで混合され、しかも、これ
ら添加剤のトナー粒子への面積被覆率が一定の範囲内に
ある実験例５の現像剤は、シリカ系添加剤しか使用され
ていない実験例３及び４の現像剤や、或いは面積被覆率
が本発明の範囲外である実験例６及び７の現像剤と比較
しても、画像濃度及び流動性の何れもが最適となってい
ることが理解される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、シリカ系添加剤が表面に付着している一成分
系磁性現像剤の粒子構造を示す走査型電子顕微鏡写真で
あり、 第２図は、シリカ系添加剤及びアルミナ系添加剤が表面
に付着している本発明の一成分系磁性現像剤の粒子構造
を示す走査型電子顕微鏡写真であり、 第３図は、現像剤の落下量測定装置である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 伸行 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−152552（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−293366（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−83733（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−235953（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一成分系磁性トナー粒子と、シリカ系添加
   剤と、アルミナ系添加剤とから成る一成分系磁性現像剤
   において、 前記磁性トナー粒子は、式 Ds＝Cc/CT 式中、Ccはトナー投影面積と同面積の円の外周、CTはト
   ナー投影面の実際の外周である、 で定義されるトナー球形度（Ds）が70乃至90％で且つ比
   表面積が1.4乃至2.0m²/gを満足する粒子であり、 シリカ系添加剤は、20nm以上100nm未満の粒径の粒子の
   形で且つ磁性トナー粒子への面積被覆率が３乃至30％と
   なるように磁性トナー粒子表面外に付着しており、 アルミナ系添加剤は、100nm乃至１μｍの粒径の粒子の
   形で且つ磁性トナー粒子への面積被覆率が0.1乃至３％
   となるように磁性トナー粒子表面外に付着していること
   を特徴とする電子写真用現像剤。