JPH04178653A - 導電性磁性トナー - 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などに使用される
静電荷像現像用トナー、特に導電性現像方式に用いられ
る導電性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によって現像し、必要に応じて紙
などの転写材にトナー画像を転写した後、加熱・加圧な
どの手段によって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
とキャリアからなる２成分現像剤とトナーにキャリアの
機能を同時に備えた１成分現像剤とがある。

１成分現像剤には磁性１成分現像剤と非磁性１成分現像
剤があり、この内磁性１成分現像剤としては磁性粉を１
０ｗｔ％〜７０ｗｔ％程度含有した磁性トナーが用いら
れる。また、磁性トナーは導電性磁性トナーと絶縁性磁
性トナーに分類され、前者は静電誘導あるいは電荷注入
が現像駆動力となり、後者は摩擦帯電による電荷が現像
駆動力となる。

導電性磁性トナーを用いた１成分現像方式では、１成分
現像であることによるトナー濃度コントロ−ルが不用で
あるという利点の他に、導電性磁性トナー自体が現像電
極となるため、エツジ効果のない均一な画像が得られる
という利点があることが知られている。また、導電性磁
性トナーの固有抵抗率をおよそ１０４Ω・ｃｌｌｌ以下
という低抵抗に下げることによって現像電位が２００ｖ
以下程度のシステムにも利用できるという利点が生じる
。

しかし、導電性磁性トナーは静電転写時に転写紙を介し
てトナーの電荷がリークしやすく、普通紙への転写が困
難であるという欠点がある。また、導電性を付与するた
めにカーボンブラックを多量に添加すると熱定着し難く
なるという欠点もある。

この中で転写性の問題については高抵抗処理を施した特
殊紙を用いたり、圧力転写方式を用いたりすることによ
っである程度解決されるが、熱定着特性については依然
不十分であり、従来技術では低抵抗化と定着特性の両方
を満足できていない。

低抵抗化と定着特性を同時に満足させる方法としては、
固有抵抗率が１０６〜１０９Ω・ｃｌｌ＋程度の比較的
高抵抗なトナー粒子にカーボンブラックを多量に外添す
る方法や、同様のトナー粒子表面に導電性カーボンブラ
ックを衝撃力によって固定する方法などが提案されでい
る。しかし、これらの方法では見かげ上の固有抵抗率は
低下するもののトナーの内部抵抗はそれほど低くないた
めに実際の現像時には導電路の形成が不十分となり電荷
注入が不良となるため、特に低現像電位のシステムでは
画像濃度の低下や地力ブリの増加などの問題を起こして
しまうことが多い。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は定着性を悪化させずに導電性磁性トナーの低抵
抗化を図ることによって、低現像電位のシステムに於い
ても高い画像濃度と地力ブリの少ない良好な画像が得ら
れる導電性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〕

本発明は固定抵抗率が１×１０６Ω・ｃｎ＋以下の磁性
粉を４０〜６０−ｔ％含有し、かつ比表面積が８００〜
１５００ｍ”７ｇでＤＢＰ吸油量が２００ｃｃ／１００
ｇ以上のカーボンブラックを８〜１５−ｔ％含有するこ
とを特徴とする導電性磁性トナーであり、その表面にカ
ーボンブラックを付着させたことを特徴とする導電性磁
性トナーである。

本発明で比表面積及びＤＢＰ吸油量を特定したカーボン
ブラックは、小粒径であり、かつストラフチャーと呼ば
れている粒子相互の鎖状構造が密であるため導電性磁性
トナーに含有させた場合、トナー中で導電路を形成しや
すい。しかし、このようなカーボンブラックを結着樹脂
中に分散すると分散物の粘度が高くなり、トナーの熱定
着特性が悪化する。そのため、熱定着特性を満足させる
にはその配合量は限定される。

そこで、本発明ではトナーの熱定着特性を満足できる限
度のカーボンブラックを含有し、導電性磁性トナー中で
比較的含有量の多い磁性粉として固有抵抗率の低いもの
を採用することによって導電性磁性トナーの内部抵抗を
低くすることを可能としたものである。

本発明に使用される磁性粉は固有抵抗率が１×１０６Ω
・ｃ＋ａ以下であれば特に材料組成の制限はない。この
固有抵抗率は、主電極面積１．００ｃｍ２の円筒型電極
に試料を入れて２００　ｇ　／ｃｔａ２の加重をかけ、
１００　Ｖ　７ｃｍの電界下で測定された値である。こ
のような磁性粉として、結晶学的にスピネル、ペロプス
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などが本発明に適用さ
れる。フェライトの構成はニッケル、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、
クロム、カルシウムなどの酸化物と３価の鉄酸化物との
焼結体である。本発明に使用される磁性粉として、具体
的には関東電化工業社のマグネタイ１−ＫＢＩ−２０Ｖ
（商品名）やＫＢＣ−１００（商品名）が挙げられる。

本発明に於いて固有抵抗率が１×１０６Ω・ｃｍを越え
る磁性粉を使用すると、導電性磁性トナーの内部抵抗が
高くなるため、低現像電位システムでの画像濃度の低下
や地力ブリの増加の原因となる。また、磁性粉含有量が
４０ｗｔ％未満では導電性磁性トナーの現像ロールに対
する磁気的束縛力が低下し、トナーの搬送不良やトナー
飛散が発生する。一方６０−ｔ％を越える場合、製造工
程での熱溶融混練性が悪いため結着樹脂への磁性粉の分
散が困難になり、また画像の熱定着性が悪化する。

本発明に使用されるカーボンブランクは、ファーネス法
、チャンネル法などで製造され、その比表面積が８００
〜１．５００ｍ”７ｇでＤＢＰ吸油量が２００ｃｃ／１
００ｇ以上のものである。比表面積はＮ２ガス吸着によ
るＢＥＴ法によって測定されたものであり、ＤＢＰ吸油
蓋は１００ｇのカーボンブラックの空隙を満たすのに必
要なりＢＰ（ジブチルフタレイト）の量を吸油針で測定
した値である。比表面積が８００ｍ”／ｇ未満あるいは
ＤＢＰ吸油量が２００ｃｃ／１００ｇ未満ではカーボン
ブラックのストラフチャーが発達していないため、本発
明の低抵抗の導電性磁性トナーは得られない。

−力比表面積が１５００ｍ”／　ｇを越える場合は結着
樹脂へのカーボンブラックの分散性が悪くなるために地
力ブリが発生しやすくなる。本発明に使用されるカーボ
ンブラックとして、具体的にはうイオン・アクゾ社のケ
ンチェンブラックＥＣ（商品名）やキャボット社のＢＬ
ＡＣＫ　ＰＥＡＲＬＳ　２０００　（商品名）などがあ
る。本発明に於いて、カーボンブランクの含有量が８ｗ
ｔ％未満では十分な導電性が得られず、１５ｗｔ％を越
えると製造時に分散・混練が困難となりトナーの溶融粘
度が上昇するため熱定着性が不良となる。

本発明の導電性磁性トナーは前記の磁性粉及びカーボン
ブラックの他に結着樹脂やその他添加剤を熱ロール、ニ
ーダ−、エクストルーダーなどの混練機によって混練し
た後機械的に粉砕し、さらに分級機によって４〜２０μ
程度に分級して得られる。また、分級後にトナー粒子表
面の導電性を均一化するためにカーボンブランクなどの
導電性材料を、また流動性向上のためにシリカなどの添
加剤を各々トナー粒子表面に付着させても良い。

なお、カーボンブラックをトナー粒子に付着させる方法
としては、タービン型撹拌機、ヘンシェルミキサーなど
の一般的な混合機を用いる方法や、表面改質機として知
られる奈良機械製作所社のハイブリダイザ−、ホソカワ
ミクロン社のオングミルなどを使用してトナー粒子の表
面にカーボンブラックを強固に付着させてもよい。

本発明の導電性磁性トナーに使用される結着樹脂として
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、熱可
塑性エポキシ樹脂、セルロース系樹脂及びそれらの千ツ
マ−の共重合樹脂など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、ユリア樹脂な
どの熱硬化性樹脂を使用することができる。

また、その他の添加剤としてはアゾ系の金属染料やニグ
ロシン系染料などの帯電助剤、カーボンブラック以外の
着色剤、ポリプロピレンなどの定着助剤が使用できる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１ 上記組成物を二軸混練機にて熔融混練し、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平均
粒子径１０μｍの本発明の導電性磁性トナーを得た。こ
の導電性磁性トナーの固有抵抗率を測定したところ、４
．２Ｘ１０’Ω・ｃｔｎであった。

実施例２ ［エポキシ樹脂（油化シェル社製エビ：７−ＨＯＯ４）
　　　４Ｆｗｔ％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
機で分級して平均粒子径１０μｍのトナー粒子を得た。

このトナー粒子の固有抵抗率を測定したところ、４．２
Ｘ１０’　Ω・Ｃ川であった。

上記トナー粒子１００重量部につきカーボンブラック（
三菱化成工業社製＃４０）０．８重量部をミキサーで混
合し、表面にカーボンブラックが付着した本発明の導電
性磁性トナーを得た。この導電性磁性トナーの固有抵抗
率は１．８Ｘ１Ｏ２Ω・ｃｍであった。

実施例３ 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平均
粒子径１０μｍのトナー粒子を得た。このトナー粒子の
固有抵抗率を測定したところ、８．５Ｘ１０’　Ω・ｃ
ｍであった。

上記トナー粒子１００重量部につきカーボンブラック（
三菱化成工業社製＃４０）０．８重量部をミキサーで混
合し、表面にカーボンブラックが付着した本発明の導電
性磁性トナーを得た。この導電性磁性トナーの固有抵抗
率は３．４Ｘ１０２Ω・ｃｍ１であった。

比較例１ 上記組成物を二軸混練機にで溶融混練し、冷却後ジエン
）粉砕機で微粉砕した後、気流式分級機で分級して平均
粒子径１０μｍのトナー粒子を得た。このトナー粒子の
固有抵抗率を測定したところ、２．ｌＸ１０６Ω・ｃｍ
であった。

上記トナー粒子１００重量部につきカーボンブラック（
三菱化成工業社製＃４０）０．８重量部をミキサーで混
合し、表面にカーボンブラックが付着した比較用の導電
性磁性トナーを得た。この導電性磁性トナーの固有抵抗
率は２．７Ｘ１０’Ω・ｃｌｌｌであった。

比較例２ 上記比較例１と同一のトナー粒子１００重量部につき、
カーボンブラック（三菱化成工業社製＃４０）２．０重
量部をミキサーで混合し、表面にカーボンブラックが付
着した比較用の導電性磁性トナーを得た。この導電性磁
性トナーの固有抵抗率は７．２Ｘ１０２Ω・Ｃｌ１１で
あった。

比較例３ 比較例１と同一のトナー粒子１００重量部につき、カー
ボンブラック（ライオン・アクヅ社製ケッチエンブラッ
クＥＣ）２．０重量部をミキサーで混合した後、奈良機
械製作所社のハイブリダイザ−を使用して気流中で衝撃
力を加え、カーボンブラックが表面に固定された比較用
の導電性磁性トナーを得た。この導電性磁性トナーの固
有抵抗率は４．３Ｘ１０３Ω・ｃｍであった。

比較例４ エポキシ樹脂　（油化シェル　社製エピコート１００４
）　　　　　４８ｗｔ％ポリブｎピレン　　（三洋化成
工業社製しスコー１１５５０Ｐ）　　２ｉｖｔ％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平均粒子径
１０μｍのトナー粒子を得た。このトナー粒子の固有抵
抗率を測定したところ、４．、３　Ｘ　１０　ｌＩΩ’
ｃｍであった。

上記トナー粒子１００重量部につきカーボンブランク（
三菱化成工業社製＃４０）０．８重量部をミキサーで混
合し、表面にカーボンブラックが付着した比較用の導電
性磁性トナーを得た。この導電性磁性トナーの固有抵抗
率は６．２Ｘ１０６Ω・Ｃｆｆ１であった。

実施例及び比較例の各トナーをＳｅ感光体を有する低現
像電位（１５０Ｖ）のテスト複写機を用いて試験したと
ころ、第１表の結果を得た。ここで、画像濃度は感光体
上の画像を透明な粘着テープで剥離し、該粘着テープを
白紙に貼付けた後マクヘス濃度計で測定した。また、地
力ブリは感光体上の非画像部上のトナーを透明な粘着テ
ープで剥離し、画像濃度と同様にして測定した。

第】表 第１表の結果のように、本発明の導電性磁性トナーは低
現像電位のシステムにおいて十分な画像濃度と少ない地
カブＩＪを示した。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本願発明は低現像電位システムでも
高い画像濃度と地力ブリの少ない良好な画像が得られる
導電性磁性トナーを提供することができる。

特許出願人　　株式会社　巴川製紙所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固有抵抗率が１×１０＾６Ω・ｃｍ以下である磁
   性粉を４０〜６０ｗｔ％含有し、かつ比表面積が８００
   〜１５００ｍ＾２／ｇでＤＢＰ吸油量が２００ｃｃ／１
   ００ｇ以上であるカーボンブラックを８〜１５ｗｔ％含
   有したことを特徴とする導電性磁性トナー。（２）固有
   抵抗率が１×１０＾６Ω・ｃｍ以下である磁性粉を４０
   〜６０ｗｔ％含有し、かつ比表面積が８００〜１５００
   ｍ＾２／ｇでＤＢＰ吸油量が２００ｃｃ／１００ｇ以上
   であるカーボンブラックを８〜１５ｗｔ％含有したトナ
   ー粒子の表面にカーボンブラックを付着させたことを特
   徴とする導電性磁性トナー。