JPH03131866A - 磁性トナー - Google Patents
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Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は電子写真法、静電記録法などに用いられるトナ
ーに関し、特に絶縁性の磁性トナーに関する。
ーに関し、特に絶縁性の磁性トナーに関する。
従来電子写真法としては米国特許第2,297,691
号明細書、特公昭42−23910号公報(米国特許第
3,666.363号明細書)及び特公昭43−247
48号公報(米国特許第4,071,361号明細書)
等に記載されている如く、多数の方法が知られているが
、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感
光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーで
現像を行って可視像とし、必要に応じて、紙等の転写材
にトナー画像を転写した後、加熱、圧力等により定着し
、複写物を得るものである。
号明細書、特公昭42−23910号公報(米国特許第
3,666.363号明細書)及び特公昭43−247
48号公報(米国特許第4,071,361号明細書)
等に記載されている如く、多数の方法が知られているが
、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感
光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーで
現像を行って可視像とし、必要に応じて、紙等の転写材
にトナー画像を転写した後、加熱、圧力等により定着し
、複写物を得るものである。
静電潜像をトナーを用いて可視像化する現像方法も種々
知られている。例えば米国特許第2,874゜063号
明細書に記載されている磁気ブラシ法、同第2,618
,552号明細書に記載されているカスケード現像法及
び同第2,221,776号明細書に記載されているパ
ウダークラウド法、ファーブラシ現像法、液体現像法等
、多数の現像法が知られている。
知られている。例えば米国特許第2,874゜063号
明細書に記載されている磁気ブラシ法、同第2,618
,552号明細書に記載されているカスケード現像法及
び同第2,221,776号明細書に記載されているパ
ウダークラウド法、ファーブラシ現像法、液体現像法等
、多数の現像法が知られている。
これらの現像法において、特にトナー及びキャリヤーを
主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、カスケード法
、液体現像法などが広く実用化されている。これらの方
法はいずれも比較的安定に良画像の得られる優れた方法
であるが、反面キャリヤーの劣化、トナーとキャリヤー
の混合比の変動という2成分現像剤にまつわる共通の欠
点を有する。
主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、カスケード法
、液体現像法などが広く実用化されている。これらの方
法はいずれも比較的安定に良画像の得られる優れた方法
であるが、反面キャリヤーの劣化、トナーとキャリヤー
の混合比の変動という2成分現像剤にまつわる共通の欠
点を有する。
か\る欠点を回避するため、トナーのみよりなるl成分
系現像剤を用いる現像方法が各種提案されているが、中
でも、磁性を有するトナー粒子より成る現像剤を用いる
方法に優れたものが多い。
系現像剤を用いる現像方法が各種提案されているが、中
でも、磁性を有するトナー粒子より成る現像剤を用いる
方法に優れたものが多い。
米国特許第3,909,258号明細書には電気的に導
電性を有する磁性トナーを用いて現像する方法が提案さ
れている。これは内部に磁性を有する円筒状の導電性ス
リーブ上に導電性磁性トナーを支持し、これを静電像に
接触せしめ現像するものである。この際、現像部におい
て、記録体表面とスリーブ表面の間にトナー粒子により
導電路が形成され、この導電路を経てスリーブよりトナ
ー粒子に電荷が導かれ、静電像の画像部との間のクーロ
ン力によりトナー粒子が画像部に付着して現像される。
電性を有する磁性トナーを用いて現像する方法が提案さ
れている。これは内部に磁性を有する円筒状の導電性ス
リーブ上に導電性磁性トナーを支持し、これを静電像に
接触せしめ現像するものである。この際、現像部におい
て、記録体表面とスリーブ表面の間にトナー粒子により
導電路が形成され、この導電路を経てスリーブよりトナ
ー粒子に電荷が導かれ、静電像の画像部との間のクーロ
ン力によりトナー粒子が画像部に付着して現像される。
この導電性磁性トナーを用いる現像方法は従来の2成分
現像方法にまつわる問題点を回避した優れた方法である
が、反面トナーが導電性であるため、現像した画像を、
記録体から普通紙等の最終的な支持部材へ静電的に転写
する事が困難であるという欠点を有している。
現像方法にまつわる問題点を回避した優れた方法である
が、反面トナーが導電性であるため、現像した画像を、
記録体から普通紙等の最終的な支持部材へ静電的に転写
する事が困難であるという欠点を有している。
静電的に転写をする事が可能な高抵抗の磁性トナーを用
いる現像方法として、トナー粒子の誘電分極を利用した
現像方法がある。しかし、か\る方法は本質的に現像速
度がおそい、現像画像の濃度が十分に得られない等の欠
点を有しており、実用上困難である。
いる現像方法として、トナー粒子の誘電分極を利用した
現像方法がある。しかし、か\る方法は本質的に現像速
度がおそい、現像画像の濃度が十分に得られない等の欠
点を有しており、実用上困難である。
高抵抗の磁性トナーを用いるその他の現像方法として、
トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブ等との摩
擦等によりトナー粒子を摩擦帯電し、これを静電像保持
部材に接触して現像する方法が知られている。しかしこ
れらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触回数が少
な(摩擦帯電が不十分となり易い、帯電したトナー粒子
はスリーブとの間のクーロン力が強まりスリーブ上で凝
集し易い、等の欠点を有しており、実用上困難であった
。
トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブ等との摩
擦等によりトナー粒子を摩擦帯電し、これを静電像保持
部材に接触して現像する方法が知られている。しかしこ
れらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触回数が少
な(摩擦帯電が不十分となり易い、帯電したトナー粒子
はスリーブとの間のクーロン力が強まりスリーブ上で凝
集し易い、等の欠点を有しており、実用上困難であった
。
ところが、特開昭55−18656号公報等において、
上述の欠点を除去した新規な現像方法が提案された。こ
れはスリーブ上に磁性トナーをきわめて薄く塗布し、こ
れを摩擦帯電し、次いでこれを静電像にきわめて近接し
て現像するものである。この方法は、磁性トナーをスリ
ーブ上にきわめて薄く塗布する事によりスリーブとトナ
ーの接触する機会を増し、十分な摩擦帯電を可能にした
事、磁力によってトナーを支持し、かつ磁石とトナーを
相対的に移動させる事によりトナー粒子相互の凝集をと
くとともにスリーブと十分に摩擦せしめている事、トナ
ーを磁力によって支持し又これを静電像に接する事なく
対向させて現像する事により地力ブリを防止している事
等によって優れた画像が得られるものである。
上述の欠点を除去した新規な現像方法が提案された。こ
れはスリーブ上に磁性トナーをきわめて薄く塗布し、こ
れを摩擦帯電し、次いでこれを静電像にきわめて近接し
て現像するものである。この方法は、磁性トナーをスリ
ーブ上にきわめて薄く塗布する事によりスリーブとトナ
ーの接触する機会を増し、十分な摩擦帯電を可能にした
事、磁力によってトナーを支持し、かつ磁石とトナーを
相対的に移動させる事によりトナー粒子相互の凝集をと
くとともにスリーブと十分に摩擦せしめている事、トナ
ーを磁力によって支持し又これを静電像に接する事なく
対向させて現像する事により地力ブリを防止している事
等によって優れた画像が得られるものである。
このような現像方法に用いられる現像器は、簡単な構成
でひじょうに小さ(できることが特徴である。
でひじょうに小さ(できることが特徴である。
そのため、例えば高速機においては、感光体のまわりに
余裕ができるため、他の色の現像器をいくつか配置し、
ワンタッチで色の変更をしたり、アナログ光と同時にレ
ーザー光を用い、ページや文字の書き込みを複写と同時
に行うなどが容易になるというような利点がでてくる。
余裕ができるため、他の色の現像器をいくつか配置し、
ワンタッチで色の変更をしたり、アナログ光と同時にレ
ーザー光を用い、ページや文字の書き込みを複写と同時
に行うなどが容易になるというような利点がでてくる。
特に小型機においては、全体を軽く、小さくできるため
、複写機のバーンナル化には必要な技術となってきてい
る。
、複写機のバーンナル化には必要な技術となってきてい
る。
また、小型のLBP (レーザービームプリンター)に
代表されるようにプリンターにおいてもドツトプリンタ
ーや熱転写プリンターにない音が静かで、しかも高速と
いう相反する性能を両立させるために現像器スペースを
ひじょうに小さくとれ、しかもシンプルで軽いというこ
とが、ひじょうに有効となっている。
代表されるようにプリンターにおいてもドツトプリンタ
ーや熱転写プリンターにない音が静かで、しかも高速と
いう相反する性能を両立させるために現像器スペースを
ひじょうに小さくとれ、しかもシンプルで軽いというこ
とが、ひじょうに有効となっている。
しかしながら、この現像方式はシンプルで軽(、小さい
現像器という特徴のため、逆にこの方式に使われるトナ
ーは従来トナー以上に、より高性能でなければ、全体と
してすぐれた画像性、耐久性、安定性を得られないとい
う問題を含んでいる。すなわちかかるトナーの性能がシ
ステムの性能にそのまま反映される場合が多いというこ
とである。
現像器という特徴のため、逆にこの方式に使われるトナ
ーは従来トナー以上に、より高性能でなければ、全体と
してすぐれた画像性、耐久性、安定性を得られないとい
う問題を含んでいる。すなわちかかるトナーの性能がシ
ステムの性能にそのまま反映される場合が多いというこ
とである。
ところで、特に、複写機自体も従来のアナログ式に変わ
りデジタル潜像を用いたものができるようになり、その
ため、潜像が今までになく微細に書かれるようになった
。このような微細な潜像に充分追従していくトナーは高
解像の現像能力をもったものでなければならない。さら
に複写機はより高速化の方向にも進んでいるため、トナ
ーは高解像と高速現像、高耐久などを高度に満足しなけ
ればならなくなってきている。
りデジタル潜像を用いたものができるようになり、その
ため、潜像が今までになく微細に書かれるようになった
。このような微細な潜像に充分追従していくトナーは高
解像の現像能力をもったものでなければならない。さら
に複写機はより高速化の方向にも進んでいるため、トナ
ーは高解像と高速現像、高耐久などを高度に満足しなけ
ればならなくなってきている。
プリンターにこのような現像方式を用いた場合も、同様
の高度の性能の要求があるが、高耐久性という面ではコ
ンピューターのアウトプットとして用いられるため、出
力ひん度が高く、耐久性能は複写機以上にきびしいもの
がある。
の高度の性能の要求があるが、高耐久性という面ではコ
ンピューターのアウトプットとして用いられるため、出
力ひん度が高く、耐久性能は複写機以上にきびしいもの
がある。
また、画像はただ黒いというだけでは不充分となってき
ている。複写機の場合は特に写真も忠実に再現する(す
なわち中間調の再現)ことが要求され、また、デジタル
潜像方式では中間調を線の密度の違いで表現するため、
常に線の太さが同じでないと、中間調を同じように表現
できず問題となって(る。
ている。複写機の場合は特に写真も忠実に再現する(す
なわち中間調の再現)ことが要求され、また、デジタル
潜像方式では中間調を線の密度の違いで表現するため、
常に線の太さが同じでないと、中間調を同じように表現
できず問題となって(る。
このような階調性の再現も、特にデジタル潜像方式のプ
リンターでは高度に要求され、耐久の初期と終わりなど
で常に安定に同じ中間調を出力することは、従来のトナ
ーでは充分なし得ていないといって良い。
リンターでは高度に要求され、耐久の初期と終わりなど
で常に安定に同じ中間調を出力することは、従来のトナ
ーでは充分なし得ていないといって良い。
さらに、環境安定性についても、複写機のパーソナル化
、あるいはLBPの低価格化による家庭への普及が進ん
だため、従来では使われなかったきびしい環境で使われ
ることが多(なった。
、あるいはLBPの低価格化による家庭への普及が進ん
だため、従来では使われなかったきびしい環境で使われ
ることが多(なった。
特に家庭で何日も環境の悪い所におかれ、時々、数枚コ
ピーするという使われ方は、トナーにとって画像安定性
、環境依存性という面でひじような高性能を要求される
。
ピーするという使われ方は、トナーにとって画像安定性
、環境依存性という面でひじような高性能を要求される
。
これらの性能を満足させるため、トナーの粒径を小さ(
することが考えられて(る。これは通常、10〜14μ
mの体積平均径であるトナーの粒径を9μm以下とした
ものである。確かに、細線再現性、中間調再現性、階調
再現性などがかなり向上する。しかしながら従来トナー
をただ小さ(しただけでは、g当りの帯電量が増加しす
ぎるため、画像濃度の低下や画質の劣化が生じる。特に
、小径スリーブを用いる小型機や高速機、さらには低温
低湿環境下では顕著になる。そこで帯電量の調整が種々
検討されている。しかしながら単純に帯電量を下げると
、常温常湿環境下、特には、高温高湿環境下、あるいは
、長期放置において、画像濃度の低下や画質の劣化を生
じる。
することが考えられて(る。これは通常、10〜14μ
mの体積平均径であるトナーの粒径を9μm以下とした
ものである。確かに、細線再現性、中間調再現性、階調
再現性などがかなり向上する。しかしながら従来トナー
をただ小さ(しただけでは、g当りの帯電量が増加しす
ぎるため、画像濃度の低下や画質の劣化が生じる。特に
、小径スリーブを用いる小型機や高速機、さらには低温
低湿環境下では顕著になる。そこで帯電量の調整が種々
検討されている。しかしながら単純に帯電量を下げると
、常温常湿環境下、特には、高温高湿環境下、あるいは
、長期放置において、画像濃度の低下や画質の劣化を生
じる。
また、粒径の小さいトナーは飛散しやすい傾向であり、
画像のバックグラウンドが汚れるかぶりという現象が起
きやすい。
画像のバックグラウンドが汚れるかぶりという現象が起
きやすい。
これらのきびしい要求に答えるため、トナーの研究、開
発が鋭意行われている。
発が鋭意行われている。
磁性トナーに使われる材料の中で、特に磁性体はトナー
全体に対して重量で20〜70%含有されるためトナー
の性能を太き(左右する。その磁性体の特に粒度及び粒
度分布についての提案がなされている。
全体に対して重量で20〜70%含有されるためトナー
の性能を太き(左右する。その磁性体の特に粒度及び粒
度分布についての提案がなされている。
特開昭58−169153号公報に50%個数平均径が
0.3〜1.0 μm、 50%重量平均径が0.4〜
1.3μm1個数粒度分布において極大値を与える粒径
が0.4〜1.3μmである粒度分布を有する磁性粉を
含有する磁性トナーが、画質の忠実性、安定性、さらに
地力ブリ現象の除去、高解像で、高濃度、他に環境特性
も良いとして提案されている。
0.3〜1.0 μm、 50%重量平均径が0.4〜
1.3μm1個数粒度分布において極大値を与える粒径
が0.4〜1.3μmである粒度分布を有する磁性粉を
含有する磁性トナーが、画質の忠実性、安定性、さらに
地力ブリ現象の除去、高解像で、高濃度、他に環境特性
も良いとして提案されている。
確かに、従来のアナログ方式の機械では、実用上、充分
な性能であるが、今日のような50枚/分以上の高速機
などによる高速現像、高耐久性、さらに高階調性、また
デジタル潜像に対する高解像、細線再現性などには、充
分とは言えなくなっている。
な性能であるが、今日のような50枚/分以上の高速機
などによる高速現像、高耐久性、さらに高階調性、また
デジタル潜像に対する高解像、細線再現性などには、充
分とは言えなくなっている。
特に、中間調を長期に安定に出すためには、充分とは言
えな(なっている。さらに粒径の小さいトナーにはまっ
た(不充分である。
えな(なっている。さらに粒径の小さいトナーにはまっ
た(不充分である。
また、特開昭58−187951号公報にやはり、磁性
体の粒度分布について体積基準換算50%径が1.5〜
4.5μm1同様に体積基準換算20%径が1.0〜4
.0 μm、 75%径が2.5〜6.0μmの粒度分
布を有するものが良いと提案されているが、これはカラ
ートナー用であり、通常の黒画像としては適していない
。すなわち、黒さが不充分で好ましくない。
体の粒度分布について体積基準換算50%径が1.5〜
4.5μm1同様に体積基準換算20%径が1.0〜4
.0 μm、 75%径が2.5〜6.0μmの粒度分
布を有するものが良いと提案されているが、これはカラ
ートナー用であり、通常の黒画像としては適していない
。すなわち、黒さが不充分で好ましくない。
他に例えば従来トナーで単純に高解像性、高細線再現性
を達成しようとすると、トナーののり量を少なくし、線
を細らせ、余分なトナーが線のまわりに飛び散らないよ
うにすることが考えられる。
を達成しようとすると、トナーののり量を少なくし、線
を細らせ、余分なトナーが線のまわりに飛び散らないよ
うにすることが考えられる。
しかし、この方法はベタ黒の画像濃度が低下し好ましく
ない。一般に、他に画像濃度を高くするとバックグラウ
ンドの汚れを生じる方向であり、特に低温低湿環境下に
長(トナーを放置しておくとバックグラウンドの汚れが
顕著になる場合がある。
ない。一般に、他に画像濃度を高くするとバックグラウ
ンドの汚れを生じる方向であり、特に低温低湿環境下に
長(トナーを放置しておくとバックグラウンドの汚れが
顕著になる場合がある。
すなわち、画像濃度、高解像、バックグラウンドの汚れ
を高度に良くすることは容易ではない。
を高度に良くすることは容易ではない。
本発明の目的は、かかる問題点を解決した磁性トナーを
提供するものである。
提供するものである。
本発明の目的は、特に高解像の現象能力をもつ磁性トナ
ーを提供するものである。
ーを提供するものである。
他に本発明の目的は、高速現像においても、安定した画
像を与える磁性トナーを提供するものである。
像を与える磁性トナーを提供するものである。
またさらに、本発明の目的は、耐久性のすぐれた磁性ト
ナーを提供するものである。
ナーを提供するものである。
またさらに、本発明の目的は、特に階調再現性のすぐれ
た磁性トナーを提供するものである。
た磁性トナーを提供するものである。
また、本発明の目的は、中間調、細線再現性を安定に長
期にわたって与える磁性トナーを提供するものである。
期にわたって与える磁性トナーを提供するものである。
また、本発明の目的は環境安定性のすぐれた磁性トナー
を提供するものである。
を提供するものである。
また、本発明の目的は、使用ひん度が少ない場合でも長
期間にわたって、常に安定した画像を与える磁性トナー
を提供するものである。
期間にわたって、常に安定した画像を与える磁性トナー
を提供するものである。
また、本発明の目的は、高画像濃度、特に高解像性、高
階調再現性であるにもかかわらず、バックグラウンドの
汚れがなく、飛散もなく特に低温低湿環境下でも安定に
良好な画像を長期に出せる磁性トナーを提供するもので
ある。
階調再現性であるにもかかわらず、バックグラウンドの
汚れがなく、飛散もなく特に低温低湿環境下でも安定に
良好な画像を長期に出せる磁性トナーを提供するもので
ある。
具体的には、本発明は、少なくとも磁性体を含有する磁
性トナーにおいて、磁性体の平均粒径が0.1〜0.2
μmであり、その個数分布の標準偏差σを平均粒径Xで
割って、%で表わした(σ/X)X100が40%以下
であり、八面体形状を有し、磁性トナーの体積平均径り
が9μm以下で、その標準偏差をσ□とすると(σr/
D)X100が、25〜35%であることを特徴とする
磁性トナーに関する。
性トナーにおいて、磁性体の平均粒径が0.1〜0.2
μmであり、その個数分布の標準偏差σを平均粒径Xで
割って、%で表わした(σ/X)X100が40%以下
であり、八面体形状を有し、磁性トナーの体積平均径り
が9μm以下で、その標準偏差をσ□とすると(σr/
D)X100が、25〜35%であることを特徴とする
磁性トナーに関する。
本発明において、磁性体の平均粒径、変化係数(%)と
は、透過型電子顕微鏡により得られた1万倍の磁性体の
写真を4倍に拡大し、4万倍の写真とした後、ランダム
に250個の磁性体を選び、その径を実測し、その径と
個数から個数分布を出し、求めるものである。
は、透過型電子顕微鏡により得られた1万倍の磁性体の
写真を4倍に拡大し、4万倍の写真とした後、ランダム
に250個の磁性体を選び、その径を実測し、その径と
個数から個数分布を出し、求めるものである。
変化係数は、分布の標準偏差σを求め゛、それを平均値
で割ったものに100をかけ、%で表わしたものである
。
で割ったものに100をかけ、%で表わしたものである
。
また、トナーの体積平均径はコールタ−カウンター粒度
分布測定機(TA−If型)を用い、100μmアパー
チャーを−使った時の分布から求めたものである。
分布測定機(TA−If型)を用い、100μmアパー
チャーを−使った時の分布から求めたものである。
従来、磁性体の粒径、特にその粒度分布についてはあま
り注目されなかった。その最も大きな理由は、磁性体が
主にトナーの搬送性のため考えられ、他はバインダーレ
ジンとの分散性向上のみの見地からしか検討されなかっ
たからである。しかしながら、今日の特に高速化、小型
化、デジタル化などの複写機やプリンターに対するきび
しい要求や高画質化に関わるトナーの小粒径化から、磁
性体のとらえ方の精度を上げ、鋭意検討した結果本発明
に至ったのである。
り注目されなかった。その最も大きな理由は、磁性体が
主にトナーの搬送性のため考えられ、他はバインダーレ
ジンとの分散性向上のみの見地からしか検討されなかっ
たからである。しかしながら、今日の特に高速化、小型
化、デジタル化などの複写機やプリンターに対するきび
しい要求や高画質化に関わるトナーの小粒径化から、磁
性体のとらえ方の精度を上げ、鋭意検討した結果本発明
に至ったのである。
何ら理論にとられれるわけではないが、小粒径化したト
ナーに用いる磁性体の粒径及びその粒度分布は、現像に
おけるトナーの帯電の安定化と現像でのトナーの選択性
、他に飛散性、定着性などに関係していることを見い出
した。
ナーに用いる磁性体の粒径及びその粒度分布は、現像に
おけるトナーの帯電の安定化と現像でのトナーの選択性
、他に飛散性、定着性などに関係していることを見い出
した。
特に、トナーに対する帯電付与部材である現像スリーブ
と強(摩擦帯電する状況下においても、必要以上に帯電
量が上昇しないように、コントロールすることができる
。これは、従来実用化されているより小さい粒径の磁性
体で粒度分布のそろっているものを用いることによりト
ナーの表面付近に従来トナーより多くの磁性体粒子が存
在するようになるため、トチ−表面が微視的に見ても、
均一化して(るためである。すなわち、トナーが現像ス
リーブと摩擦帯電するとき、従来トナーではスリーブと
接する部分がトナー表面の磁性体のまったくない所であ
ったりすると、トナー表面の帯電はそこだけ高くなり、
帯電が不均一なトナーとなる。これを磁性体の含有量を
増して同様の効果を得ようとするとトナー1個の磁気力
も増加するため、トナーが現像スリーブから離れにくく
なり、画像濃度の低下や定着性の悪化などをまねき好ま
しくない。
と強(摩擦帯電する状況下においても、必要以上に帯電
量が上昇しないように、コントロールすることができる
。これは、従来実用化されているより小さい粒径の磁性
体で粒度分布のそろっているものを用いることによりト
ナーの表面付近に従来トナーより多くの磁性体粒子が存
在するようになるため、トチ−表面が微視的に見ても、
均一化して(るためである。すなわち、トナーが現像ス
リーブと摩擦帯電するとき、従来トナーではスリーブと
接する部分がトナー表面の磁性体のまったくない所であ
ったりすると、トナー表面の帯電はそこだけ高くなり、
帯電が不均一なトナーとなる。これを磁性体の含有量を
増して同様の効果を得ようとするとトナー1個の磁気力
も増加するため、トナーが現像スリーブから離れにくく
なり、画像濃度の低下や定着性の悪化などをまねき好ま
しくない。
特に粒度分布も、粒径を小さくした分、そろっていなけ
れば種々の問題を起す。細かいものが多いと、細かいも
のは凝集性が強いため通常のトナーの製造装置ではトナ
ー中に充分分散できず、また定着性にも好ましくない。
れば種々の問題を起す。細かいものが多いと、細かいも
のは凝集性が強いため通常のトナーの製造装置ではトナ
ー中に充分分散できず、また定着性にも好ましくない。
また、荒いものが入ると、現像で荒い磁性体の入ったト
ナーが選択され、長期に安定に高画像を保つことが難し
い。
ナーが選択され、長期に安定に高画像を保つことが難し
い。
ここで、磁性体の粒径が、0.1μm未満であると、磁
性体の色が明らかな赤味になり、実用上好ましくなく、
さらに、凝集力が大きくほぐれに(いため分散性が悪く
なり、耐久性、画像安定性などが問題となってくる。
性体の色が明らかな赤味になり、実用上好ましくなく、
さらに、凝集力が大きくほぐれに(いため分散性が悪く
なり、耐久性、画像安定性などが問題となってくる。
また、0.2μmより大きいと、トナー中に均一に磁性
体が入らず、特に微粒径のトナーに不均一なものが増し
、特に低温低湿環境下で画像性、特に中間調、細線再現
性を長期に安定に維持することがむずかしく、飛散、カ
ブリなども生じやすい、また特に、高速現像で長期に安
定した画像が得られにくい。好ましくは0.14〜0.
19μm1さらに好ましくは0,15〜0.19μmで
ある。
体が入らず、特に微粒径のトナーに不均一なものが増し
、特に低温低湿環境下で画像性、特に中間調、細線再現
性を長期に安定に維持することがむずかしく、飛散、カ
ブリなども生じやすい、また特に、高速現像で長期に安
定した画像が得られにくい。好ましくは0.14〜0.
19μm1さらに好ましくは0,15〜0.19μmで
ある。
また、変化係数が40%より大きいと、定着性の悪くな
る場合があり、長期耐久において画質変動が生じ細線再
現性も問題となってくる。また、低温低湿環境下の耐久
で画像濃度の低下する場合がある。これは、磁性体の分
散に関係している問題であると考えている。
る場合があり、長期耐久において画質変動が生じ細線再
現性も問題となってくる。また、低温低湿環境下の耐久
で画像濃度の低下する場合がある。これは、磁性体の分
散に関係している問題であると考えている。
変化係数は、好ましくは35%以下であり、さらに好ま
しくは30%以下であり、さらに好ましくは25%以下
、さらに好ましくは20%以下である。
しくは30%以下であり、さらに好ましくは25%以下
、さらに好ましくは20%以下である。
また、磁性体のカサ密度は、0.35g/cc以上が好
ましく、さらに好ましくは0.40g/ccであり、さ
らには0.50g/ccであり、さらには0.60g/
ccであり、さらには0.70g/ccである。特に磁
性体の粒子径が、0.2μm以下、さらに0.18μm
以下になると、磁性体は空気を粒子間に含みやすくなる
ため、カサ密度の高い方が分散に好ましい。
ましく、さらに好ましくは0.40g/ccであり、さ
らには0.50g/ccであり、さらには0.60g/
ccであり、さらには0.70g/ccである。特に磁
性体の粒子径が、0.2μm以下、さらに0.18μm
以下になると、磁性体は空気を粒子間に含みやすくなる
ため、カサ密度の高い方が分散に好ましい。
トナーの結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリp−ク
ロルスチレン、ポリビニルトルエン、スチレン−pクロ
ルスチレン共重合体、スチレンビニルトルエン共重合体
等のスチレン及びその置換体の単独重合体及びそれらの
共重合体;スチレンへアクリル酸メチル共重合体、スチ
レン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル
酸n−ブチル共重合体等のスチレンとアクリル酸エステ
ルとの共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合
体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン
−メタクリル酸n−ブチル共重合体等のスチレンとメタ
クリル酸エステルとの共重合体;スチレンとアクリル酸
エステル及びメタクリル酸エステルとの多元共重合体;
その他スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレン
−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ブタジェ
ン共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、
スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチ
レン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレンと他の
ビニル系モノマーと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、ポリ酢酸
ビニル、ポリエステル、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、フェノール樹脂
、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、石油樹脂、塩素化パ
ラフィン、等が単独または混合して使用出来る。
ロルスチレン、ポリビニルトルエン、スチレン−pクロ
ルスチレン共重合体、スチレンビニルトルエン共重合体
等のスチレン及びその置換体の単独重合体及びそれらの
共重合体;スチレンへアクリル酸メチル共重合体、スチ
レン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル
酸n−ブチル共重合体等のスチレンとアクリル酸エステ
ルとの共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合
体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン
−メタクリル酸n−ブチル共重合体等のスチレンとメタ
クリル酸エステルとの共重合体;スチレンとアクリル酸
エステル及びメタクリル酸エステルとの多元共重合体;
その他スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレン
−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ブタジェ
ン共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、
スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチ
レン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレンと他の
ビニル系モノマーと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、ポリ酢酸
ビニル、ポリエステル、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、フェノール樹脂
、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、石油樹脂、塩素化パ
ラフィン、等が単独または混合して使用出来る。
特に圧力定着方式に供せられるトチ−用の結着樹脂とし
て、低分子ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、工チレンーアクリル酸エ
ステル共重合体、高級脂肪酸、ポリアミド樹脂、ポリエ
ステル樹脂等が単独または混合して使用出来る。
て、低分子ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、工チレンーアクリル酸エ
ステル共重合体、高級脂肪酸、ポリアミド樹脂、ポリエ
ステル樹脂等が単独または混合して使用出来る。
用いる重合体、共重合体、あるいはポリマーブレンドは
、スチレンに代表されるビニル芳香族系またはアクリル
系のモノマーを40wt%以上の量で含有すると、より
望ましい結果が得られる。
、スチレンに代表されるビニル芳香族系またはアクリル
系のモノマーを40wt%以上の量で含有すると、より
望ましい結果が得られる。
トナーには、磁性体に加えて任意の適当な顔料や染料を
使用しても良い。例えば、カーボンブラック、フタロシ
アニンブルー、郡青、キナクリドン、ベンジジンイエロ
ーなど公知の染顔料がある。
使用しても良い。例えば、カーボンブラック、フタロシ
アニンブルー、郡青、キナクリドン、ベンジジンイエロ
ーなど公知の染顔料がある。
磁性体としては、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性
元素、あるいは、マグネタイト、マグネタイト、フェラ
イトなどの鉄、コバルト、ニッケル、マンガンなどの合
金や化合物、その他の強磁性合金などがある。
元素、あるいは、マグネタイト、マグネタイト、フェラ
イトなどの鉄、コバルト、ニッケル、マンガンなどの合
金や化合物、その他の強磁性合金などがある。
このような磁性体の中から、マグネタイトについて記述
する。
する。
マグネタイトは、第一鉄塩溶液とアルカリ性水溶液を混
合して、温度70〜1000C,pH10以上の水酸化
第一鉄を含む懸濁液を生成させ、次いで、該懸濁液に酸
素含有ガスを通気することにより得られる。マグネタイ
ト粒子の形状は生成条件を選ぶことにより、八面体状の
粒子径を呈する。
合して、温度70〜1000C,pH10以上の水酸化
第一鉄を含む懸濁液を生成させ、次いで、該懸濁液に酸
素含有ガスを通気することにより得られる。マグネタイ
ト粒子の形状は生成条件を選ぶことにより、八面体状の
粒子径を呈する。
アルカリ性水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム等のアルカリ金属の水酸化物及び水酸化マグネシウム
、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物を
使用することができる。
ム等のアルカリ金属の水酸化物及び水酸化マグネシウム
、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物を
使用することができる。
水酸化第一鉄を含む懸濁液中にケイ酸ナトリウム、ケイ
酸カリウム等の水可溶性ケイ酸塩(生成するマグネタイ
ト粒子に対しSiO2換算で0.1〜2.0重量%)を
存在させると生成するマグネタイトの分布をさらによ(
することができるので好ましい。
酸カリウム等の水可溶性ケイ酸塩(生成するマグネタイ
ト粒子に対しSiO2換算で0.1〜2.0重量%)を
存在させると生成するマグネタイトの分布をさらによ(
することができるので好ましい。
アルカリ性水溶液と第一鉄塩水溶液を混合して得られる
水酸化第一鉄を含む温度70〜100℃、 pH10以
上の懸濁液に加熱しながら酸素含有ガスを通気すると、
粒度が微細で粒度分布もシャープである即ち変化係数が
小さなマグネタイト粒子が得られる。
水酸化第一鉄を含む温度70〜100℃、 pH10以
上の懸濁液に加熱しながら酸素含有ガスを通気すると、
粒度が微細で粒度分布もシャープである即ち変化係数が
小さなマグネタイト粒子が得られる。
次に本発明に用いるマグネタイトの合成を実験例で詳述
する。
する。
実験例−1
反応器として径350m1内容積501の気泡酸化型反
応塔を用いた。Fe”1.75mol/1を含む硫酸第
一鉄水溶液20/、4Nの水酸化ナトリウム水溶液18
I!、水41及びケイ酸ソーダ(3号) (Si022
8.55wt%) 18.9g (生成マグネタイトに
対し、SiO□換算で0.23重量%に該当する。)を
用い、温度88℃、pH13において421のFe (
OH)2を含む懸濁液を調整した。
応塔を用いた。Fe”1.75mol/1を含む硫酸第
一鉄水溶液20/、4Nの水酸化ナトリウム水溶液18
I!、水41及びケイ酸ソーダ(3号) (Si022
8.55wt%) 18.9g (生成マグネタイトに
対し、SiO□換算で0.23重量%に該当する。)を
用い、温度88℃、pH13において421のFe (
OH)2を含む懸濁液を調整した。
上記Fe (OH)2を含む懸濁液に温度90℃におい
て毎分1001の空気を120分間通気して黒色沈殿を
生成した。生成粒子は、常法により、水洗、ろ別、乾燥
、粉砕した。得られたマグネタイト粒子粉末は、電子顕
微鏡で観察した結果、平均粒径0.16μm1変化係数
19%の八面体状を呈した粒子であった。これをマグネ
タイトAとする。上記反応条件のうち、水酸化第一鉄を
含む懸濁液を生成する際のFe”+濃度、温度、pH,
ケイ酸ソーダの添加量及び酸化条件の温度、空気量を変
えた以外は、実験例−1と同一条件でマグネタイトB、
C・・・Lを得た。反応条件と生成したマグネタイト
の平均粒径と変化係数を一緒にまとめると、表1のよう
になる。
て毎分1001の空気を120分間通気して黒色沈殿を
生成した。生成粒子は、常法により、水洗、ろ別、乾燥
、粉砕した。得られたマグネタイト粒子粉末は、電子顕
微鏡で観察した結果、平均粒径0.16μm1変化係数
19%の八面体状を呈した粒子であった。これをマグネ
タイトAとする。上記反応条件のうち、水酸化第一鉄を
含む懸濁液を生成する際のFe”+濃度、温度、pH,
ケイ酸ソーダの添加量及び酸化条件の温度、空気量を変
えた以外は、実験例−1と同一条件でマグネタイトB、
C・・・Lを得た。反応条件と生成したマグネタイト
の平均粒径と変化係数を一緒にまとめると、表1のよう
になる。
\ノ
本発明において、磁性体は結着樹脂100重量部に対し
て20〜150重量部、好ましくは30〜120重量部
使用するのが良い。
て20〜150重量部、好ましくは30〜120重量部
使用するのが良い。
トナーには必要に応じて添加剤を混合しても良い。その
ような添加剤と・しては例えばテフロン、ステアリン酸
亜鉛の如き滑剤、導電性付与剤として酸化スズの如き金
属酸化物、疎水性コロイダルシリカの如き流動性向上剤
があげられる。
ような添加剤と・しては例えばテフロン、ステアリン酸
亜鉛の如き滑剤、導電性付与剤として酸化スズの如き金
属酸化物、疎水性コロイダルシリカの如き流動性向上剤
があげられる。
実施例1
上記材料を粉体混合し、これを140℃に設定したロー
ルミルで約20分間熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕
(ジェットミル)した。さらにこれをアルピネ社製ジグ
ザグ分級機により微粉及び粗粉をセットし、コールタ−
カウンター社製TA−nによる測定で、体積平均径8.
1 μm、 ((7r / D) X 100が29%
である磁性トナーを得た。
ルミルで約20分間熱混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕
(ジェットミル)した。さらにこれをアルピネ社製ジグ
ザグ分級機により微粉及び粗粉をセットし、コールタ−
カウンター社製TA−nによる測定で、体積平均径8.
1 μm、 ((7r / D) X 100が29%
である磁性トナーを得た。
得られた磁性トナー100重量部に疎水性コロイダルシ
リカ0.5重量部を外添し、これをキャノン製複写機N
P−8580を用いて評価した。
リカ0.5重量部を外添し、これをキャノン製複写機N
P−8580を用いて評価した。
その結果、通常環境下で15万枚の耐久テストでも、画
像濃度、細線再現性、階調再現性など安定でひじょうに
良く、特に細線の解像は、5.5〜6本/mmで安定し
ており、カブリ、飛散もなかった。
像濃度、細線再現性、階調再現性など安定でひじょうに
良く、特に細線の解像は、5.5〜6本/mmで安定し
ており、カブリ、飛散もなかった。
さらに、低温低湿環境下での連続画像出しテスト5万枚
でもチャージアップ現象がなく、カブリも発生せず、画
像濃度、画質とも良く安定していた。
でもチャージアップ現象がなく、カブリも発生せず、画
像濃度、画質とも良く安定していた。
比較例1
実施例1の磁性体のかわりに磁性体Bを用いた以外は、
実施例1と同様にして磁性トナーを作成した。
実施例1と同様にして磁性トナーを作成した。
磁性トナーの体積平均径は8.0μmであり、(σr/
D)X100は30%であった。
D)X100は30%であった。
得られた磁性トナーを実施例1と同様に評価した。
その結果、通常環境下での耐久テストでは、はぼ実用上
としては、良いレベルであるが耐久テストlO万枚位か
ら細線再現性、階調再現性などがやや低下してきた。
としては、良いレベルであるが耐久テストlO万枚位か
ら細線再現性、階調再現性などがやや低下してきた。
また、低温低湿環境下でのテストでは、3万枚位からチ
ャージアップ現象がやや発生し、そのためカブリが少し
発生した。また、階調再現性も耐久が進むにつれて低下
した。また、定着性はやや悪くなった。
ャージアップ現象がやや発生し、そのためカブリが少し
発生した。また、階調再現性も耐久が進むにつれて低下
した。また、定着性はやや悪くなった。
実施例2
上記材料を使用して実施例1と同様にして磁性トナーを
生成した。トナーの体積平均径は7.6μm、(σ、/
D)X100は33%であった。
生成した。トナーの体積平均径は7.6μm、(σ、/
D)X100は33%であった。
得られた磁性トナー100重量部に疎水性シリカ0.5
重量部を外添し、これをキャノン製レーザービームプリ
ンターLBP−8I[に入れ、評価した。
重量部を外添し、これをキャノン製レーザービームプリ
ンターLBP−8I[に入れ、評価した。
その結果、初期からトナー切れまで、デジタル潜像を忠
実に再現し、解像性、中間調などひじょうに良(安定し
ていた。
実に再現し、解像性、中間調などひじょうに良(安定し
ていた。
また、画像濃度も1.38〜1.4と高く安定していた
。さらにカブリ、飛散もなかった。特に低温低湿環境下
での耐久テストでも、同様に安定し、バックグラウンド
のカブリもなかった。さらに、カートリッジを低温低湿
下に約4カ月放置し、画像出しをしたがまったく問題な
く、良好な画質、画像濃度で安定であった。
。さらにカブリ、飛散もなかった。特に低温低湿環境下
での耐久テストでも、同様に安定し、バックグラウンド
のカブリもなかった。さらに、カートリッジを低温低湿
下に約4カ月放置し、画像出しをしたがまったく問題な
く、良好な画質、画像濃度で安定であった。
比較例2
実施例2における磁性体Cのかわりに磁性体りを用いた
以外は実施例2と同様にして磁性トナーを作成した。磁
性トナーの体積平均径7.7μm、(σ□/D)X10
0が31%であった。
以外は実施例2と同様にして磁性トナーを作成した。磁
性トナーの体積平均径7.7μm、(σ□/D)X10
0が31%であった。
得られた磁性トナーを実施例2と同様に評価した。
その結果、トナー切れ付近でやや解像性、中間調が低下
してきた。低温低湿環境下での耐久テストでは、画像濃
度が耐久とともにやや低下した。これは、細線が初期と
比べて徐々に細くなってきたためである。また、バック
グラウンドのカブリもやや悪くなってきた。また、定着
性も悪くなった。
してきた。低温低湿環境下での耐久テストでは、画像濃
度が耐久とともにやや低下した。これは、細線が初期と
比べて徐々に細くなってきたためである。また、バック
グラウンドのカブリもやや悪くなってきた。また、定着
性も悪くなった。
実施例3
上記材料を使用して実施例1と同様にして磁性トナーを
得た。磁性トナーの粒度は9.0μm 、 (σt/D
)X100は26%であった。
得た。磁性トナーの粒度は9.0μm 、 (σt/D
)X100は26%であった。
得られた磁性トナー100重量部に疎水性コロイダルシ
リカ0.5重量部を外添し、これをキャノン製デジタル
複写機NP−9030を用いて評価した。
リカ0.5重量部を外添し、これをキャノン製デジタル
複写機NP−9030を用いて評価した。
その結果、通常環境下での耐久テストで初期から5万枚
まで画像濃度も高(,1,35以上で、特に中間調、カ
ブリ、飛散など良く安定していた。特にカブリ、飛散は
すぐれていた。また、低温低湿環境下での耐久テストで
も、同様に良好で安定していた。特にデジタル潜像の細
かい線の解像も良いレベルで、カブリもなかった。
まで画像濃度も高(,1,35以上で、特に中間調、カ
ブリ、飛散など良く安定していた。特にカブリ、飛散は
すぐれていた。また、低温低湿環境下での耐久テストで
も、同様に良好で安定していた。特にデジタル潜像の細
かい線の解像も良いレベルで、カブリもなかった。
比較例3
実施例3の磁性体Eのかわりに磁性体Kを用いた以外は
実施例3と同様に磁性トナーを作成した。
実施例3と同様に磁性トナーを作成した。
磁性トナーの粒度は8.9 μm、 (a 7 /D)
x to。
x to。
は27%であった。
これを実施例3と同様に評価した。その結果、通常環境
下での耐久テストでは4万枚以降に実用上はぼ問題ない
程度だが、耐久とともに、やや解像性、中間調などが低
下してきた。また、低温低湿環境下での連続の耐久テス
トでは、耐久とともにカブリがやや発生し、画像濃度も
やや低下した。特に細線が耐久とともにややとびちり、
画質低下した。
下での耐久テストでは4万枚以降に実用上はぼ問題ない
程度だが、耐久とともに、やや解像性、中間調などが低
下してきた。また、低温低湿環境下での連続の耐久テス
トでは、耐久とともにカブリがやや発生し、画像濃度も
やや低下した。特に細線が耐久とともにややとびちり、
画質低下した。
また、定着性も悪(なった。
実施例4〜6及び比較例4〜5
実施例2の磁性体Cのかわりに、それぞれ磁性体G−K
に変えた以外は実施例2と同様に磁性トナーを作成し、
評価した。結果を表2に示す。
に変えた以外は実施例2と同様に磁性トナーを作成し、
評価した。結果を表2に示す。
Claims (1)
- (1)少なくとも磁性体を含有する磁性トナーにおいて
、磁性体の平均粒径が0.1〜0.2μmであり、その
個数分布の標準偏差σを平均粒径@X@で割って、%で
表わした(σ/@X@)×100が40%以下であり、
磁性体が八面体形状を有し、磁性トナーの体積平均径D
が9μm以下で、その標準偏差をσ_rとすると(σ_
r/D)×100が、25〜35%であることを特徴と
する磁性トナー。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1271055A JPH0782246B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 磁性トナー |
DE69017343T DE69017343T2 (de) | 1989-10-17 | 1990-10-16 | Magnetischer Toner. |
EP90119863A EP0423743B1 (en) | 1989-10-17 | 1990-10-16 | Magnetic toner |
US08/186,884 US5422215A (en) | 1989-10-17 | 1994-01-26 | Magnetic toner |
HK118095A HK118095A (en) | 1989-10-17 | 1995-07-20 | Magnetic toner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1271055A JPH0782246B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 磁性トナー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03131866A true JPH03131866A (ja) | 1991-06-05 |
JPH0782246B2 JPH0782246B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=17494775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1271055A Expired - Fee Related JPH0782246B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 磁性トナー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0782246B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015034981A (ja) * | 2013-07-12 | 2015-02-19 | キヤノン株式会社 | 小粒径磁性酸化鉄を用いたトナー |
-
1989
- 1989-10-17 JP JP1271055A patent/JPH0782246B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015034981A (ja) * | 2013-07-12 | 2015-02-19 | キヤノン株式会社 | 小粒径磁性酸化鉄を用いたトナー |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0782246B2 (ja) | 1995-09-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080906 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906 Year of fee payment: 14 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |