JP2829749B2

JP2829749B2 - 磁性カラートナー

Info

Publication number: JP2829749B2
Application number: JP1280138A
Authority: JP
Inventors: 秋雄松井; 文彦石川; 將浩谷内; 八郎登坂; 基折原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-10-27
Filing date: 1989-10-27
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JPH03140967A

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、静電記録、静電印刷などにおけ
る静電荷像を現像するための磁性カラートナーに関す
る。

〔従来の技術〕

多色カラー複写画像形成法は、一般に反射原稿であれ
ばこれに白色光を照射し、その反射光をグリーンフィル
ターを通して均一に電荷が付与されている感光体に照射
して静電荷像を形成し、これを前記フィルターとは補色
関係にあるマゼンタトナーで顕色化（現像）し、普通紙
等に転写した後、次に分解フィルターを赤フィルター及
びトナーをシアン色に夫々代え、更に分解フィルターを
ブルーフィルター及びトナーをイエローに夫々代えて、
前記と同様な現像・転写操作を繰返し、普通紙上に３色
トナーを担持した減色法によるカラートナー像をつく
り、これを定着せしめることによって得るような手段が
とられている。この場合、使用される感光体は一つでも
よいが、多くは各色ごとに設けられており、またカラー
画像の形成用トナーはシアン、マゼンタ、グリーンの３
色の外に、黒色トナーを加えた４色で構成されている
（４色からなるカラー複写では感光体は四つ設けられて
いる）ことも多い。なお、色分解の順序は任意に行な
え、透過原稿であれば、色分解フィルターの透過光を均
一電荷が付与された感光体上に照射せしめるようにすれ
ばよい。

ところで、最近、装置の小型化、低コストのメリット
があるところから、一成分系磁性トナーによる現像方式
が注目されてきているが、これをカラー化するには、磁
性体の色調に限界があり、鮮明な色調の画像を得ること
はむずかしいとされている。即ち、着色剤を結着樹脂中
に添加しても、磁性体固有の色を隠ぺいしきれないため
である。そこで、磁性体を白色化したり、あるいは着色
することが提案されている（特開昭51−42539号、特開
昭51−46131号、特開昭58−25643号公報等参照）が、い
ずれも磁性体の色調を隠ぺいし、求める色調の画像を得
るには不充分であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

即ち、従来の磁性トナーに用いられる磁性体は、フェ
ライト又はマグネタイトなどの黒色又は暗褐色の無機磁
性体であるため、無機磁性体、樹脂、着色剤などからな
る従来のカラー用磁性トナーでは黒色を帯びたカラー色
調となり、鮮明なカラー画像とはなりえなかった。更
に、無機磁性体を樹脂中に分散させた磁性トナーでは、
トナー粒子内での均一分散が達成しがたく、また現像器
でのトナーの撹拌時及びトナーの生産工程等において、
もろくなる等の問題点がある。その上、フェライト、マ
グネタイト等の無機磁性体は、その密度が一般的に2g/c
m³以上であり、特に磁性トナーに用いられるものは５〜
6g/cm³であって、この無機磁性体がトナー中に20〜80重
量％配合されているトナーは、密度が高くなり、トナー
としての取扱い性が悪く且つ現像器内でのトナーの撹拌
性も悪く、更に駆動エネルギーも高くなるという欠点が
ある。

本発明者らは、かかる欠点を解消するために先に磁性
体として、縮合多環多核芳香族型の強磁性樹脂や有機金
属錯体系等の有機磁性体を用いた磁性カラートナーを提
案した。かかるトナーは無機磁性体を用いたトナーに比
べ、軽量であり、また、鮮明に着色材料の色を出せると
いった長所を有するものであるが、無機磁性体を含有さ
せたトナーに比べその磁性特性が劣るため、高い磁気特
性が要求される現像システムには使用しにくいといった
難点を有することが判明した。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
軽量でありながら鮮明に着色材料の色が出せると共に高
い磁気特性を有し、かつその取扱い性に優れ、広範囲な
現像システムに利用し得る磁性カラートナーを提供する
ことを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、磁性体として
有機磁性体と無機磁性体を併用することにより前記課題
が解決できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

即ち、本発明によれば、少くとも結着樹脂、磁性体及
び着色剤を含有するトナーにおいて、該磁性体として有
機磁性体と無機磁性体を用いたことを特徴とする静電荷
像現像用の磁性カラートナーが提供される。

磁性体として、従来は黒色系のフェライト、マグネタ
イト等又は茶系統のγ−Fe₂O₃等の無機物が用いられ、
これに着色剤を配合し磁性カラートナーを作製すると、
着色剤に赤色染料（又は顔料）を用いると黒色を帯びた
赤色、即ちセピア系の色調になる。同様に青色顔料を用
いると黒色を帯びた青色になり、鮮明なカラー画像は得
られない。

また、磁性体として従来の無機物を用いた場合には、
磁性体（及び外添加剤）以外のトナー用材料が有機系材
料であるために分散性が悪く、その結果トナー粒子間で
磁性特性、電気特性にバラツキが発生しやすく、また生
産工程、現像器内での撹拌中に砕けやすく、また磁性体
の密度が高いためにトナーとしても高密度になり取扱い
性等に問題がある。

一方、磁性体として有機磁性体を単独で用いた場合に
は、その構造を変えることにより、各種の色調を現出さ
せ、またトナーの軽量化や均一分散性が図れるといった
利点が奏されるものの、有機磁性体は無機磁性体に比べ
磁性特性が劣るため、その用途が制限され低い磁性特性
用のトナーに用いるかあるいはその配合量を多くしなけ
れば広範囲の用途に使用できないといった難点がある。

本発明者はかかる事情を考慮し、磁性体として有機磁
性体と無機磁性体を併用すると、無機磁性体により磁性
トナーとして十分な磁力が確保され、かつ有機磁性体に
より着色剤の色調を損なうことなく鮮明なカラー画像が
得られると同時に軽量化も図られ、この結果、軽量であ
りながら、鮮明なカラー画像が得られると共に均一分散
性に優れ、かつ高い磁気特性を有するカラートナーが得
られることを知見した。

本発明はかかる知見に基づいてなされたものである。

本発明において、有機磁性体とは特定の化学構造によ
って外部磁場に応じた強さで磁化し、常磁性あるいは強
磁性を示す有機化合物、有機金属錯体及び高分子化合物
をいう。

かかる有機磁性体としては、例えば高分子磁性体であ
るCOPNA（縮合多環多核芳香族）型の強磁性樹脂（大谷
杉郎、太田道也、小林清、五十嵐三千也：日本化学会第
57秋期年会3D411（1988）参照）や有機金属錯体系の磁
性体であるポリテトラアザポルフィン鉄錯体（特開昭62
−192383号公報等参照）、ポリ−ビス−2,6−ピリジン
ジイルメチリデンニトリロヘキサメチレンニトリロメチ
リデン・硫酸鉄〔F.Lions and K.V.Martin:J.Am.Chem.S
oc.,79,2733（1957）参照〕等が挙げられる。

本発明による有機磁性体は、その特性構造を変えるこ
とにより無色、白色、淡色、赤色系、青色系等の色調を
呈することが可能である。即ち、有機磁性体を用いるこ
とにより、着色剤の色調を損なうことなく鮮明なカラー
画像を得ることが可能である。また、特に赤色のカラー
用には赤色の有機磁性体を用い、青色のトナー用には青
色の有機磁性体を用いると効果がある。同様に、着色剤
の色調に合った同系色の有機磁性体を用いると効果があ
る。また、無色、白色の有機磁性体は多くの色調に用い
ることができる。

また、磁性体として有機磁性体を用いることにより、
トナー用材料が有機系材料で構成することができる、ト
ナーとして均一な構成にすることが可能であり、また有
機磁性体は一般的に密度が0.7〜4.3g/cm³であるが、こ
れらのうちハロゲン原子を含む化合物を除けば、0.7〜
1.8g/cm³と考えてよく、従って無機磁性体より軽く、そ
の結果トナーを軽量化することが可能である。

また、本発明において、無機磁性体とはフェロ磁性あ
るいはフェリ磁性を示す強磁性体を意味する。

フェロ磁性体としては、Fe、Ni、Co及びその合金、Cr
O₂等の酸化物等が、フェリ磁性体としては、スピネル型
フェライト（MnFe₂O₄、Fe₃O₄、γ−Fe₂O₃、NiZnFe₄O₉、
ZnFe₂O₄）、ガーネット（Y₃Fe₅O₁₂等）などが挙げられ
る。

この有機磁性体と無機磁性体の使用割合は重量比で9
5:5〜60:40好ましくは、90:10〜70:30である。

その使用割合が95:5未満であると地肌汚れを生じ易く
なり、また60:40を越えると無機磁性体を単独で使用し
た場合と同じく、トナーの密度が高くなり、トナーとし
ての取扱性が悪くなるばかりか、現像機内での撹拌性も
悪く、しかも駆動エネルギーも増大し、更には機械を高
速化した場合にトナー飛散が発生しやすくなるので好ま
しくない。

また、これらの磁性体混合物のトナー中の含有量は５
〜80重量％、好ましくは20〜60重量％である。

本発明のトナーを構成するための結着樹脂としては、
公知のものがすべて使用できる。例えば、ポリスチレ
ン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプ
レン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレ
ン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合
体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレ
ート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウタレン、ポ
リアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリ
アクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、
フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香
族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス
などが挙げられ、これらは単独であるいは２種以上混合
して使用される。

更に、本発明のトナーを構成するための着色剤として
は、公知のものがすべて使用できる。イエロー色の着色
剤としては、例えば、クロムイエロー、ベンジジンイエ
ロー、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、キノリン
イエロー等が使用できる。マゼンタ色の着色剤として
は、例えば、ローダミン6Gレーキ、ウォッチングレッ
ド、ローズベンガル、ローダミンＢ等が使用できる。シ
アン色の着色剤としては、例えば、フタロシアニンブル
ー、メチレンブルー、ビクトリアルブルー、アニリンブ
ルー、ウルトラマリンブルー等が使用できる。

なお、本発明のトナーには、必要に応じて、トナーの
帯電を制御する荷電制御剤、あるいはコロイダルシリカ
のような流動化剤、酸化チタン、酸化アルミニウム等の
金属酸化物や、炭化ケイ素等の研磨剤、脂肪酸金属塩な
どの滑剤などを含有させることができる。

〔発明の効果〕

本発明の磁性カラートナーは、磁性体として有機磁性
体と無機磁性体を配合した構成としたことから、次のよ
うな卓越した効果を奏する。

（イ）鮮明に着色材料の色を出せるカラー画像を得るこ
とができる。

（ロ）トナー粒子内で各成分が均一に配合され、密度も
低く、もろくなりにくい。従って、高速回転の現像スリ
ーブ回転式複写機に好適に使用することが可能になる。

（ハ）高い磁気特性を有する現像システムにも利用でき
る。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、
以下において示す部は重量部を意味する。

参考例１縮合多環芳香族系樹脂（COPNA樹脂）の合成ピレン202gとベンズアルデヒド106gを充分撹拌した
後、Ｐ−トルエンスルホン酸を５重量％加えて、アルゴ
ン気流中、かきまぜながら160℃で１時間加熱した。得
られた固体をクロロホルムに溶解し、メタノールに再沈
精製し、樹脂289g（収率93.9％）を得た。この樹脂の赤
外吸収スペクトルを第１図に、また元素分析結果を次に
示す。

次に、このＢステージ樹脂10gとベンゾキノン6gをジ
クロロメタン100mlに充分に溶解し、高圧水銀灯（ウシ
オ電機UM−102）を用いて撹拌下、12時間光照射を行な
った。光照射後、試料溶液をメタノールにて再沈精製
し、磁性体樹脂9.6g（収率96.0％）を得た。

この磁性体樹脂は白色で密度は1.4g/cm³であった。

実施例１スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体 100部４級アンモニウム塩（荷電制御剤）２部参考例１で得られた有機磁性体 50部マグネタイト（無機磁性体） 10部 C.I.Pigment Yellow 17 ５部上記組成の混合物をヘンシェルミキサーで充分撹拌混
合した後、ロールミルにて130〜140℃で30分間加熱溶融
し、これを室温まで冷却した。この混練物を粉砕、分級
し、５〜10μｍの粒径で密度1.4g/cm³のトナーを得た。

このトナーをマイリコピーＭ−10（リコー社製）に入
れ、画像出しを行なったところ、鮮明な黄色画像が得ら
れた。

実施例２スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体 100部４級アンモニウム塩（荷電制御剤）２部参考例１で得られた有機磁性体 50部マグネタイト（無機磁性体） 10部 C.I.Pigment.Red 122 ３部上記組成の混合物をヘンシェルミキサーで充分撹拌混
合した後、ロールミルにて130〜140℃で30分間加熱溶融
し、これを室温まで冷却した。この混練物を粉砕、分級
し、５〜10μｍの粒径で密度1.4g/cm³のトナーを得た。

このトナーをマイリコピーＭ−10（リコー社製）に入
れ、画像出しを行なったところ、鮮明なマゼンタ色画像
が得られた。

実施例３スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体 100部４級アンモニウム塩（荷電制御剤）２部参考例１で得られた有機磁性体 50部マグネタイト（無機磁性体） 10部 C.I.Pigment Blue 15 ２部上記組成の混合物をヘンシェルミキサーで充分撹拌混
合した後、ロールミルにて130〜140℃で30分間加熱溶融
し、これを室温まで冷却した。この混練物を粉砕、分級
し、５〜10μｍの粒径で密度1.4g/cm³のトナーを得た。

このトナーをマイリコピーＭ−10（リコー社製）に入
れ、画像出しを行なったところ、鮮明な青色画像が得ら
れた。

比較例１スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体 100部４級アンモニウム塩（荷電制御剤）２部イットリウム鉄ガーネット（無機磁性体） 100部 C.I.Pigment Blue 15 ２部上記組成の混合物をヘンシェルミキサーで充分撹拌混
合した後、ロールミルにて130〜140℃で30分間加熱溶融
し、これを室温まで冷却した。この混練物を粉砕し、分
級し、５〜10μｍの粒径のトナーを得た。この密度は1.
6g/cm³であった。

このトナーをマイリコピーＭ−10（リコー社製）に入
れ、画像出しを行なったところ、無色に近い無機磁性体
を用いたトナーであるため、青色の鮮明な画像が得られ
たものの、トナーの密度が高いため現像中にトナーの微
粉化が起り、トナーの飛散と画像汚れが発生した。

比較例２スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体 100部４級アンモニウム塩（荷電制御剤）２部マグネタイト（無機磁性体） 100部 C.I.Pigment Blue 15 ２部上記組成の混合物をヘンシェルミキサーで充分撹拌混
合した後、ロールミルにて130〜140℃で30分間加熱溶融
し、これを室温まで冷却した。この混練物を粉砕、分級
し、５〜10μｍの粒径のトナーを得た。この密度は1.7g
/cm³であった。

このトナーをマイリコピーＭ−10（リコー社製）に入
れ、画像出しを行なったところ、一般的に磁性トナーに
用いる無機磁性体を混入したトナーであるため、黒色を
帯びた青色になってカラー画像とはなり得ないものであ
った。またその密度も高く、現像中にトナーの飛散が発
生した。

比較例３スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体 100部４級アンモニウム塩（荷電制御剤）２部参考例１で得られた有機磁性体 50部 C.I.Pigment Yellow 17 ５部上記組成の混合物をヘンシェルミキサーで充分撹拌混
合した後、ロールミルにて130〜140℃で30分間加熱溶融
し、これを室温まで冷却した。この混練物を粉砕、分級
し、５〜10μｍの粒径のトナーを得た。

このトナーをマイリコピーＭ−10（リコー社製）に入
れ、画像出しを行なったところ、画像面積率の多い原稿
の連続コピー時に、初期は問題のない画像が得られた
が、多数枚のコピー後に、ベタ画像濃度の低いものしか
得られなかった。これは、有機磁性体単独で作られたト
ナーの磁性が弱いため現像スリーブの磁界による磁気吸
引力が弱く、トナーの現像スリーブへの補給性が弱まっ
ているためと考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は参考例１で得られた縮合多環芳香族樹脂の赤外
吸収スペクトル図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者登坂八郎東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者折原基東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (56)参考文献特開平１−145662（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−192383（ＪＰ，Ａ) 特開平１−147473（ＪＰ，Ａ) 特開平１−277251（ＪＰ，Ａ) 特開平１−277253（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 9/083 ＣＡ（ＳＴＮ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少くとも結着樹脂、磁性体及び着色剤を含
有するトナーにおいて、該磁性体として有機磁性体と無
機磁性体を用いたことを特徴とする静電荷像現像用の磁
性カラートナー。