JPH0313962A - 磁性トナーの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要］ 電子写真の一成分現像剤を構成する磁性トナーに関し、 圧力定着方式に適し、トナー飛散が少なく、且つ保存安
定性に優れた磁性トナーを提供することを目的とし、 磁性粉を含有した球形状トナーの表面に磁性粉を熱融着
させて固着させるか、樹脂よりなり球形をしたトナーの
表面に少なくとも磁性粉と樹脂粉末を付着させた後、前
記トナーの表面に樹脂粉末を熱溶融させて前記トナーの
表面に磁性粉を固着させるか、或いは少なくとも磁性粉
と樹脂粉とを溶融混練して得た混合物を粉砕して粉末と
した後、該粉末を樹脂よりなり球形をしたトナーの表面
に熱融着させて固着せしめることにより磁性トナーの製
造方法を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は一成分現像剤に使用する磁性トナーの製造方法
にに関する。

電子写真技術は複写機に広く使用されているがプリンタ
やファクシミリなどの情報機器にも盛んに利用されてい
る。

こ−で、電子写真式プリンタの印字プロセスとしては、
光導電性を有する静電潜像担体にコロナ放電などにより
一様な静電荷を与え、種々の手段により静電潜像担体上
に光像を照射することによって電気的潜像を形成し、次
いで、この潜像をトナーと呼ばれる着色微粉末を用いて
現像可視化し、必要に応じて紙などにトナー画像を転写
した後、圧力、熱、光などを加えて定着を行い、印刷物
を得るものである。

こ−で、トナーの現像方法としては、米国特許第２７８
６４３９号などに記載されている磁気ブラシ現像法が広
（実用化されている。

すなわち、磁性キャリアとトナーとを混合撹拌して互い
に逆極性に摩擦帯電させた磁性現像剤を用い、この磁性
現像剤を磁石上に保持したブラシ状の穂により静電潜像
担体の表面を擦過することにより、トナーのみを電気的
な吸引力により分離付着させ、静電潜像を現像するもの
である。

【従来の技術〕 従来、磁性現像剤としては上記の所謂る二成分現像剤が
使用されていた。

これはキャリアとして平均粒径が約１００μｌの鉄粉、
フェライト粉、マグネタイト粉などの磁性粉末またはこ
れに樹脂を被覆した粉末を用い、−方、トナーとしては
天然または合成高分子よりなる結着樹脂中に着色剤等を
分散して平均粒径１０μ曽程度に微粉砕した非磁性絶縁
性粉末が使用されている。

この二成分現像剤を使用すると、非磁性トナーのみが現
像されるため、転写性と定着性にすぐれている反面、良
好な画像を得るためのキャリアとトナーとの混合比であ
るトナー濃度の許容幅が非常に狭いために、常に消費さ
れたトナーを適切に補給して一定のトナー濃度を保持し
なければならない。

このため、トナー濃度を正確に検知して制御するトナー
濃度制御機構や制御レベルに従って少量ずつ適時にトナ
ーを自動補給するトナー補給機構など高価な機構を備え
る必要がある。

然し、か−る問題点はトナーに磁性をもたせ、キャリア
を使用しない一成分磁性現像剤の使用により解決するこ
とができる。

然し乍ら一成分磁性現像剤用のトナーは磁性粉を４０〜
７０重量％程度含むために、圧力定着方式では充分な定
着性が得られないと云う問題があった。

また、定着性を上げるため磁性粉の含有量を減らすと現
像器のマグネットロールに保持される力が弱くなり、ト
ナーの飛散が発生すると云う問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように一成分現像剤を使用すると精度の高いトナ
ー補給機構やトナー濃度制御機構が不要となるので、装
置のコスト低減が実現できる。

然し、トナーは磁性粉を４０〜７０重量％程度含むため
圧力定着方式では充分な定着性を得ることができない。

また、定着性を上げるために磁性粉の含有量を減らすと
現像器のマグネットロールに保持される力が弱くなり、
トナーの飛散が発生すると云う問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は磁性粉を含有した球形状トナーの表面に磁
性粉を熱融着させて固着させるか、樹脂よりなり球形を
したトナーの表面に少なくとも磁性粉と樹脂粉末を付着
させた後、トナーの表面に樹脂粉末を熱溶融させてトナ
ーの表面に磁性粉を固着させるか、或いは少なくとも磁
性粉と樹脂粉とを溶融混練して得た混合物を粉砕して粉
末とした後、この粉末を樹脂よりなり球形をしたトナー
の表面に熱融着させて固着せしめた磁性トナーを使用す
ることにより解決することができる。

〔作用〕

現像器の中にあるマグネットロールにトナーが吸引され
る力を強くするには、トナー内の磁性粉の量を増すこと
以外にトナー内の磁性粉の分布を変えて外周部分に分布
させると効果的である。

従来は第５図に示すようにトナー１の中に磁性粉２を４
０〜７０重量％混入したものを用いているため、マグネ
ットロールには良く吸着され、印字性能は良いが、樹脂
３の量が少ないため、圧力だけで定着させる圧力定着方
式では充分な定着性を得ることができない。

そこで、本発明は磁性粉をトナー表面に固着させる方法
をとることにより、磁性粉の含有量が減って樹脂の含有
量が増すことから圧力定着を可能にするものである。

そのためには次のような各種の構造がある。

構造１： 樹脂よりなる球状をしたトナー１０表面に磁性粉２を一
層だけ一様に固着させる。

この場合、−層だけの固着に要する磁性粉の量は１０〜
２０重量％程度であるがため、この程度の量ではトナー
はマグネットロールに充分には吸引されない。

そこで、この方法をとる場合は第１図に示すように、ト
ナー１の内部に２０〜３０重量％の磁性粉２を含有させ
る必要がある。

然し、この構造をとっても磁性粉２の総量を従来の４０
〜７０重量％より３０〜５０重量％に減らすことができ
、樹脂の比率が増加するために圧力定着が可能になる。

構造２： 樹脂よりなり、球状をしたトナーの表面のみに磁性粉を
固着させ、このトナーをマグネットロールに充分に吸引
させるようにするには、磁性粉を複数層に亙って被覆す
る必要があるが、そのためには樹脂をバインダとして磁
性粉を積み重ねる必要がある。

それには１次のような各種の構造がある。

構造２−１： 球形をしたトナーと磁性粉と樹脂粉とを高速で撹拌混合
し、第２図（Ａ）に示すように磁性粉２と樹脂粉４とを
トナー１の表面に付着させた後、高速で仮に衝突させる
ような衝撃力を加え、衝突エネルギーによりトナー１の
表面と樹脂粉４とを熱溶融させ、第２図（Ｂ）に示すよ
うに樹脂５をバインダとして磁性粉２をトナー１の表面
に固着させることにより磁性トナーを得ることができる
。

構造２−２： トナーの上に均一に磁性粉と樹脂粉を分散させて積み重
ねる方法として第３図に示すように、磁性粉２と樹脂粉
４に疎水性シリカを加え、これを球形をしたトナー１と
高速で撹拌混合し、磁性粉２と樹脂粉４をトナー１の表
面に付着させた後、構造２−１の場合と同様に、衝突エ
ネルギーを与えて磁性粉２をトナー１の表面に固着させ
ることにより磁性トナーを得ることができる。

こ−で疎水性シリカの添加は撹拌混合する際の流動性を
良くするためで、この添加により磁性粉２と樹脂粉４と
をトナー１の上に均一に分散させることができる。

構造２−３： トナーの表面における磁性粉の含有量が多くなると、帯
電異常のような障害が起こり易くなか、発明者等は磁性
粉にカップリング処理を施しておけば防げることを見出
した。

こ−で、カップリング剤としては樹脂粉を構成する樹脂
と反応する有機官能基をもつ次のようなシランカップリ
ング剤が適当である。

ＣＨｚＣ（ＣＨｓ）　Ｃ００ＣＨｚｃＨｔｃＨｚｓ　ｉ
　（ＯＣＨｓ）　ｓ　、　ＨＪＣＨｚｃＴｏｃＨｔｓｉ
　（ＯＣＲ冨ＣＨｓ）ｓ、ｃＨｌ　ＣＨ３１（ＣＨ２Ｃ
Ｈ２０ＣＨｓ）ｚなど。

製造法としては、カップリング処理を施した磁性粉２と
樹脂粉４を球状をしたトナーＩに混合し、高速で撹拌混
合し、磁性粉２と樹脂粉４をトナー１の表面に付着させ
た後、衝突エネルギーを与えて磁性粉２をトナー１の表
面に固着させることにより第３図と同じ構造のトナーを
得ることができる。

なお、樹脂粉４をトナー１と同じ材料を用いて構成すれ
ば密着性を向上することができる。

構造３： 第４図は別の構成を示すもので、予め磁性粉２と樹脂粉
との混合物を溶融混練して樹脂塊を作り、これを粉砕し
て分級し、磁性粉２が一様に分布している樹脂粉６を作
る。

この樹脂粉６を球形をしたトナー１と高速で撹拌混合し
、樹脂粉６をトナー１の表面に付着させた後、衝突エネ
ルギーを与えて熱溶融させ、樹脂５をバインダとして磁
性粉２をトナー１の表面に固着させることにより磁性ト
ナーが得られる。

〔実施例〕

実施例１：　（構造１に対応） バインダ樹脂　（サンワックスＬＥＬ−４００−Ｐ、三
洋化成・工業）　　　　　・・・　５４重量部磁性粉　
（品名ＨＰＴ−１０００．戸田工業）・・・　２０重量
部 カーボンブラック（ｂｌａｃｋ　Ｐｅａｒｌｓ　Ｌ、キ
ャボッット製）　　　　　　・・・　３重量部染料　（
オイルブラックＢＹ、オリエント化学）・・・　３重量
部 を溶融混練した後、粉砕分級して平均粒径１１μｍの磁
性トナーを作った。

次に、得られた磁性トナーを表面改質装置（ハイブリダ
イゼーションシステムＮＨＳ−１，奈良機械）に投入し
、磁性トナーを機械的に球形化した。

このようにして製造された磁性トナーを圧力定着方式の
市販複写機により２０００枚の連続印刷試験を行った結
果、現像器内でのトナーの凝集は見られず、またトナー
の飛散が少な（、定着性に優れた印刷が得られた。

実施例２：　（構造２−１に対応） バインダ樹脂　（サンワックスＬＢＬ−４００−Ｐ、三
洋化成工業）　　　　　・・・　４９重量部カーボンブ
ラック（ｂｌａｃｋ　Ｐｅａｒｌｓ　Ｌ、キャボッット
製）　　　　　　・・・　３重量部染料　（オイルブラ
ックＢＹ、オリエント化学）・・・　３重量部 を溶融混練した後、粉砕分級して平均粒径１１μ禦のト
ナーを得た。

次に、このトナーを表面改質装置（ハイブリダイゼーシ
ョンシステムＮＨ３−１，奈良機械）に投入し、トナー
を機械的に球形化した。

次に、 磁性粉　（品名ＵＰ↑−１ｏｏｏ、戸田工業）・・・３
０重量部 樹脂粉（ポリメチルメタクリレート、品名１０００、綜
研化学）　　　　・・・　５重量部と上記のトナー５５
重量部とを表面改質装置（ハイブリダイゼーションシス
テムＮＨ３−１，奈良機械）に投入し、磁性粉をトナー
表面に固着させた。

このようにして製造された磁性トナーを圧力定着方式の
市販複写機により２０００枚の連続印刷試験を行った結
果、現像器内でのトナーの凝集は見られず、またトナー
の飛散が少なく、定着性に優れた印刷が得られた。

実施例３：（構造２−２に対応） 磁性粉　（品名１！ＰＴ−１０００，戸田工業）・・・
　２５重量部 樹脂粉（ポリメチルメタクリレート、品名１０００、綜
研化学）　　　　・・・　５重量部疎水性シリカ（品名
ＴＳ−７２０．キャボット）・−０，１重量部 とをヘンシェルミキサ（ＦＭ−１０Ｂ型、三井三池制作
所エンジニアリング）により混合撹拌を行い、磁性粉と
樹脂粉を均一に混合した。

この混合物と実施例２で使用したと同じ球形化したトナ
ー６０重量部とを表面改質装置（ハイブリダイゼーショ
ンシステムＮＨ３−１，奈良機械）に投入し、磁性粉と
樹脂粉とをトナー表面に均一に固着させた。

このようにして製造された磁性トナーを圧力定着方式の
市販複写機により２０００枚の連続印刷試験を行った結
果、現像器内でのトナーの凝集は見られず、またトナー
の飛散が少なく、定着性に優れた印刷が得られた。

実施例４：　（構造２−３に対応） 磁性粉　（品名ＥＰＴ−１０００．戸田工業）・・・　
２５重量部 樹脂粉（ポリメチルメタクリレート、品名１０００、綜
研化学）　　　　・・・　５重量部シランカップリング
剤（品名サイラエース、　５３３０、チッソ■）　　　
　・・・　０．５重量部疎水性シリカ（品名ＴＳ−７２
０．キャボット）・−０，１重量部 とをヘンシェルミキサ（ＦＭ−１０Ｂ型、三井三池制作
所エンジニアリング）により混合撹拌を行い、磁性粉と
樹脂粉を均一に混合した。

この混合物と実施例２で使用したと同じ球形化したトナ
ー６０重量部とを表面改質装置（ハイブリダイゼーショ
ンシステムＮＨ３−１，奈良機械）に投入し、磁性粉と
樹脂粉とをトナー表面に均一に固着させた。

このようにして製造された磁性トナーを圧力定着方式の
市販複写機により２０００枚の連続印刷試験を行った結
果、現像器内でのトナーの凝集は見られず、またトナー
の飛散が少なく、定着性に優れた印刷が得られた。

実施例５：（構造２−２に対応） バインダ樹脂　（エビクロンＥχへ−１１９１．大日本
インキ化学）　　　　　・・・　９２重量部カーボンブ
ラック（ｂｌａｃｋ　Ｐｅａｒｌｓ　Ｌ、キャボッット
製）　　　　　　　・・・　５重量部染料　（オイルブ
ラックＢＹ、オリエント化学）・・・　３重量部 を溶融混練した後、粉砕分級して平均粒径１１μ−のト
ナーを作った。

次に、得られたトナーを表面改質装置（ハイブリダイゼ
ーションシステムＮＨＳ−１，奈良機械）に投入し、磁
性トナーを機械的に球形化した。

次に、 磁性粉　（品名ＥＰ丁−１ｏｏｏ、戸田工業）・・・　
２５重量部 樹脂粉（品名エビクロンｌ！ＸＡ−１１９１，大日本イ
ンキ化学）　　　　　　・・・　５重量部疎水性シリカ
（品名ＴＳ−７２０．キャボット）・・・　０．１重量
部 とをヘンシェルミキサ（ＦＭ−１０Ｂ型、三井三池制作
所エンジニアリング）により混合撹拌を行い、磁性粉と
樹脂粉を均一に混合した。

この混合物と実施例２で使用したと同じ球形化したトナ
ー６０重量部とを表面改質装置（ハイブリダイゼーショ
ンシステムＮ）Ｉｓ−１，奈良機械）に投入し、磁性粉
と樹脂粉とをトナー表面に均一に固着させた。

このようにして製造された磁性トナーを圧力定着方式の
市販複写機により２０００枚の連続印刷試験を行った結
果、現像器内でのトナーの凝集は見られず、またトナー
の飛散が少なく、定着性に優れた印刷が得られた。

実施例６：　（構造３に対応） 磁性粉　（品名１！ＰＴ−１０００，戸田工業）・・・
　２５重量部 樹脂粉（ポリメチルメタクリレート、品名ｉｏｏ。

、綜研化学）　　　　・・・　５重量部シランカップリ
ング剤（品名サイラエース、　５３３０、チッソ■）　
　　・・・　０．５重量部疎水性シリカ（品名ＴＳ−７
２０．キャボット）・・・　０．１重量部 を溶融混練して樹脂塊とした後、これを粉砕し、分級し
て粒径が１μ−以下の粉体とした。

この粉体と実施例２で使用したと同じ球形化したトナー
６０重量部とを表面改質装置（ハイブリダイゼーション
システムＮＨ３−１，奈良機械）に投入し、磁性粉と樹
脂粉とをトナー表面に均一に固着させた。

このようにして製造された磁性トナーを圧力定着方式の
市販複写機により２０００枚の連続印刷試験を行った結
果、現像器内でのトナーの凝集は見られず、またトナー
の飛散が少な（、定着性に優れた印刷が得られた。

比較例１： 磁性トナーの中の、磁性粉量を４０ｆｉ１部にし、磁性
粉を磁性トナー表面に固着しない以外は実施例１と全く
同様にして磁性トナーを作り、実施例１と同様にして連
続印刷試験を行った結果、磁性粉のマグネットロールに
引かれる力が小さいため、トナーの飛散が多く、印字背
景部にトナーが付着しミ印刷画像の劣化が見られた。

〔発明の効果〕

以上記したように本発明の実施により圧力定着方式のプ
リンタでも充分な定着性を得ることができ、また現像器
内での凝集することのない磁性トナーを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る構造１に対応する磁性トナーの断
面図、 第２図は構造２−１に対応する磁性トナーの断面図、 第３図は構造２−２に対応する磁性トナーの断面図、 第４図は構造３に対応する磁性トナーの断面図、第５図
は従来の磁性トナーの断面図、 である。 図において、 １はトナー　　　　　　　２．は磁性粉、３．５は樹脂
、　　　　　４，６は樹脂粉、である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性粉を含有した球形状トナーの表面に磁性粉を
   熱融着させて固着したことを特徴とする磁性トナーの製
   造方法。
2. （２）樹脂よりなり球形をしたトナーの表面に少なくと
   も磁性粉と樹脂粉末を付着させた後、前記トナーの表面
   に樹脂粉末を熱溶融させ、前記トナーの表面に磁性粉を
   固着させたことを特徴とする磁性トナーの製造方法。
3. （３）少なくとも磁性粉と樹脂粉とを溶融混練して得た
   混合物を粉砕して粉末とした後、該粉末を樹脂よりなり
   球形をしたトナーの表面に熱融着させて固着したことを
   特徴とする磁性トナーの製造方法。