JPH03293366A - 磁性トナー - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真法や静電印刷記録法等に使用さ・れる
静電荷像現像用トナー、特に磁性粉を含有する磁性トナ
ーに関する。

〔従来の技術〕

一般に電子写真法は感光体上に電気的な潜像を形成し、
ついで該潜像をトナーを用いて現像し、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。このような電子写
真法に用いられる現像剤としては、トナーとキャリアと
からなる二成分現像剤とトナーにキャリアの機能を備え
た一成分現像剤とがある。

一成分現像剤は、主に磁性粉を１０％〜７０％程度含有
したいわゆる磁性トナーが用いられる。

磁性トナーは導電性磁性トナーと絶縁性磁性トナーに大
別され、そのうち絶縁性磁性トナーは一成分接触現像方
式や一成分非接触現像方式に使用されるほか、近年適当
なキャリアと組み合わされて二成分現像方式に用いられ
るようになってきた。

このような−成分現像方式では、磁性トナーの摩擦帯電
を促進すべきキャリアが存在しないので、いかに磁性ト
ナー自身に摩擦帯電を保持させておくかが重要であり、
磁性トナー同志あるいは磁性トナーとドクターブレード
等との僅かな接触によって摩擦帯電量が早く飽和値に達
する性質（以下、摩擦帯電性と称する）が、画像濃度、
地力ブリ。

画質等の現像特性及び耐久性に大きく影響を及ぼすもの
である。一方、磁性トナーとキャリアからなる二成分現
像方式においても現像器のシステムがトナー濃度のコン
トロールを行なわないようにして構゛造を簡略化したも
のがほとんどであるため、低トナー濃度から高トナー濃
度まで安定した現像特性を得るためには、−成分現像方
式と同様に磁性トナーの良好な摩擦帯電性が必要不可欠
である。

しかしながら、磁性トナーは磁性粉、結着樹脂。

帯電制御剤などの混合物であるために、トナー粒子表面
に各材料が不均一に存在しやすく、したがって個々の磁
性トナーが均一な摩擦帯電性を有しているとはいい難い
。そこでより均一な摩擦帯電性を得るために磁性トナー
に混在する粗粒子や微粒子を分級によって取り除いて粒
径を均一にしたり、摩擦帯電性に機能する各種の外添剤
をトナー粒子表面に付着あるいは固着させたりすること
によって、個々の磁性トナーの摩擦帯電性を均一にして
現像特性を向上させることが提案されているが、磁性ト
ナーに必要な均一の摩擦帯電性を得るにはまだ十分なも
のではない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記の問題を解決すべくなされたものであり、
−成分現像方式及び二成分現像方式においても良好な摩
擦帯電性、すなわち早い摩擦帯電量の立ち上がりが得ら
れ、それによってすぐれた画像濃度、地力ブリ、画質等
の現像特性が得られる磁性トナーを提供するものである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はＢＥＴ法による比表面積が３．０ｒｒｒ／ｇ以
下であって、かつＣＯ□ガス吸着個数が１０”〜１０３
個／ｎｍ！であることを特徴とする磁性トナーである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の磁性トナーを得るには、熱ロール、ニーダ−、
エクストルーダー等の熱混練機によって下記に述べる構
成材料を良く混練した後、機械的な粉砕、分級によって
４〜２０μｍの磁性トナーを作成する際の粉砕工程及び
粉砕分級後の後処理により達成することができる。

すなわち本発明の特徴とする磁性トナーの比表面積を３
．０ｍ／ｇ以下にし、かつＣＯ□ガス吸着個数を１０”
〜１０’個／ｎｍ”にするためには、該トナーの製造工
程において衝撃力を加えることにより達成することがで
きる。具体的には、磁性トナーの製造時の粉砕工程にお
いて粉砕圧を下げることにより磁性トナーを粉砕板に複
数回衝突させたり、磁性トナーを粉砕分級した後にヘン
シェルミキサー等の流動撹拌機で一定時間撹拌すること
によっても調整可能である。また、表面改質装置（奈良
機械製作所；ナラ・ハイブリダイゼーション・システム
等）によって粉砕分級後の磁性トナーに強い衝撃力を与
えることによっても本発明の磁性トナーを得ることがで
きる。

磁性トナーの比表面積が３．０ｒｒｒ／ｇより大きい場
合には、磁性トナーの表面に起伏が多いために磁性トナ
ー同志あるいは磁性トナーとキャリアとの接触頻度が低
く、したがってコピー時における摩擦帯電量が安定せず
、トナー飛散等の問題を有する。また、ＣＯ□ガス吸着
個数が１０！個／ｎｌ１１２より小さい場合には磁性ト
ナーの感光体への現像性が悪いために画質が悪くなった
り、地力ブリが発生する。一方、ＣＯｚガスは大きい４
型棒モーメントを持つ水に近い極性分子であるために、
ＣＯ□ガス吸着個数が１０３個／ｎｍ２より大きい場合
には、その磁性トナーは吸水性が大きくなってしまい高
温高温環境下での摩擦帯電量が低下し地力ブリ等の問題
が発生する。

本発明において磁性トナーの比表面積あるいはＣ（ｈガ
ス吸着個数を測定する方法としては、市販の高精度自動
ガス吸着装置（日本ベル社製、商品名ＢＥＬＳＯＲＰ　
２８）等を使用して測定する。この場合、比表面積はＢ
ＥＴ法によるものであり、吸着ガスとしては不活性ガス
であるＮｔガスを用いるものである。具体的には磁性ト
ナーの表面に単分子層を形成するのに必要な吸着量Ｖｍ
　（ｃｃ／ｇ）を測定し、次式において比表面積Ｓ　（
ｒｄ／ｇ）を求めることができる。

Ｓ＝４．３５Ｘνｍ（耐／ｇ） 又、ＣＯ□ガス吸着個数はＣＯ□ガスの吸着量を測定し
、次式により求めることができる。

（個／ｎ１） 次に本発明の磁性トナーを構成する材料につぃて説明す
る。

本発明の磁性トナーは磁性体及び結着樹脂を主成分とし
、該磁性体としては、結晶学的にスピネル、ペロブスカ
イト、六方晶、ガーネット、オルソフェライト構造を有
するフェライトやマグネタイト等が本発明に通用され、
その構成はニッケル、亜鉛、マンガン、マグネシウム、
銅、リチウム、バリウム、バナジウム、クローム、カル
シウム等の酸化物と３価の鉄酸化物との焼結体である。

また、前記結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ビニル系樹脂、ポリアクリレー
ト、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリア
クリロニトリル、ポリエーテル、ポリカーボネート、熱
可塑性ポリエステル、セルロース系樹脂及びそれらのモ
ノマーの共重合樹脂等の熱可塑性樹脂の他、変性アクリ
ル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等
の熱硬化性樹脂を使用できる。

また、本発明の磁性トナーには、必要に応じてモノアゾ
染料の金属染料やニグロシン系染料等の帯電制御剤、カ
ーボンブラック等の着色剤、コロイダルシリカ、脂肪酸
金属塩等の流動性改質剤を混合（外添）して用いてもよ
い。

０作　用〕 本発明は、前記のように磁性トナーの比表面積とＣＯｚ
ガス吸着個数を特定の範囲になるよう磁性トナーに衝撃
力を加えて調整することによって磁性トナー個々の摩擦
帯電性を均一にするものである。このような作用効果を
生ずる理由は以下のように推定される。

すなわち、磁性トナーに吸着されるＣＯ□の個数が多い
ということは、磁性トナーの表面が化学吸着しやすい状
態（活性状態）になっていることを示しており、それは
同時に摩擦帯電しやすい状態であるものと推定される。

しかしながら、ＣＯ□ガス吸着量が増すに従い吸水性が
大きくなるので摩擦帯電量が低下しやすくなるという相
反した特性を持つものである。したがって、特定範囲に
ＣＯ□ガス吸着個数を調整することにより良好な摩擦帯
電立ち上がり特性と、帯電の均一性を得ることができる
。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

なお、以下の配合における部はすべて重量部である。

実施例１ 上記組成物を二軸混練機にて溶融混練し、冷却後ジェッ
ト粉砕機で微粉砕した後気流式分級機で分級して微粒子
を得た。

その際のジェット粉砕機における粉砕条件を下記に示す
。

上記微粒子１００部に対し疎水性シリカ（日本アエロジ
ル社製Ｒ−９７２）を０．３部スーパーミキサーによっ
て混合し、平均粒子径１０μｍの本発明の磁性トナーを
得た。

該磁性トナーの比表面積とＣＯＺガス吸着個数は高精度
自動ガス吸着装置（日本ベル社製ＢＥＬＳＯＲＰ２８）
を用いて測定し、以下のとおりであった。

実施例２ 実施例１と同配合の組成物を二軸混練機にて溶融混練し
、冷却後ジェット粉砕機で微粉砕した後気流式分級機で
分級して微粒子を得た。

その際のジェット粉砕機における粉砕条件を下記に示す
。

ここで、ジェット粉砕機の衝突板角度を９０゜にした場
合は４５６に比べて粉砕物は粉砕され易くなる。

次に上記の微粒子をヘンシェルミキサーに投入し、回転
羽根の周速３０ｍ／ｓｅｃで１０分間撹拌した後、スー
パーミキサーによって撹拌後の微粒子１００部と疎水性
シリカ（日本アエロジル社製Ｒ−９７２）　０．３部と
を混合し、平均粒子径１０μ麟の本発明の磁性トナーを
得た。

該磁性トナーの比表面積とＣ（ｈガス吸着個数は、実施
例１と同様の測定装置を使用し、その測定値は以下のと
おりであった。

実施例３ 実施例２の微粒子を奈良機械製作所のナラ・ハイブリダ
イゼーション・システムに投入し５０００ｒｐｍで３分
間処理した後、スーパーミキサーによって撹拌後の微粒
子１００部と疎水性シリカ（日本アエロジル社製Ｒ−９
７２）　０．３部とを混合し、平均粒子径１０μ−の本
発明の磁性トナーを得た。

該磁性トナーの比表面積とＣＯｚガス吸着個数は、実施
例１と同様の測定装置を使用し、その測定値は以下のと
おりであった。

比較例 実施例２の微粒子１００部と疎水性シリカ（日本アエロ
ジル社製Ｒ−９７２）　０．３部とをスーパーミキサー
によって混合し、比較用の磁性トナーを得た。

該磁性トナーの比表面積とＣＯｚガス吸着個数は、実施
例１と同様の測定装置を使用し、その測定値は以下のと
おりであった。

前記の実施例１〜３及び比較例の磁性トナーについて、
摩擦帯電の立ち上がり特性を評価した。

測定法は以下の通りである。

■ノンコート鉄粉キャリア１００部と磁性トナー１０部
をビーカーに入れる。

■ビーカー中の試料をマグネットスターラーで撹拌し、
一定時間ごとに摩擦帯電量を測定する。

なお、この際摩擦帯電量の測定はマグネットブローオフ
法を用いた。マグネットブローオフ法は、磁力の差によ
って磁性トナーとキャリアを分離してキャリアに残った
電荷を測定するものである。

測定結果を第１表に示し、その結果のグラフを第１図に
示す。

第１表及び第１図から明らかなように本発明の磁性トナ
ーは、短時間の撹拌で摩擦帯電量が飽和値に達し、且つ
高い値を示していることがわかる。

また、前記の実施例１〜３及び比較例の磁性トナーを一
成分現像方式の複写機と二成分現像方式のレーザプリン
タに適用して１万枚までのコピー評価試験を行い第２表
及び第３表にその結果を示す。なお、レーザープリンタ
においては、各磁性トナー１５部とフェライトキャリア
１００部とを混合して得た現像剤を適用した。また、表
中の画像濃度はマクベス反射濃度計、地力プリはハンタ
ー白色度計で測定し、画質は目視にて下記項目に基づい
て評価を行った。

（以下余白） 第２表 一成分現像方式の複写機による評価結果第３表 二成分現像方式のレーザプリンタによる評価結果本発明
の磁性トナーは、第２表及び第３表から明らかなように
一成分現像方式及び二成分現像方式共に１万枚後まで良
好な画像濃度と画質を維持し、地力ブリも少ないことが
確認された。一方比較用の磁性トナーは一成分現像方式
及び二成分現像方式共に初期より画質が悪く、−成分現
像方式においては１万枚後の画像濃度が低くて、二成分
現像方式においては１万枚後の地力ブリが多いという実
用上支障をきたすものであった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は一成分現像方式及び二成
分現像方式共に地力ブリのない良好な画像濃度と画質を
多数枚得られる磁性トナーを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は摩擦帯電量立ち上がり特性を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＢＥＴ法による比表面積が３．０ｍ＾２／ｇ以下であっ
   て、かつＣＯ＿２ガス吸着個数が１０＾２〜１０＾３個
   ／ｎｍ＾２であることを特徴とする磁性トナー。