JPH04274252A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真、静電記録等
における潜像を現像するのに使用される磁性トナーに関
し、特に高画質が得られると共に、画像担体の表面の損
傷が少ない磁性トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真や静電記録を利用した画像形成
法においては、光導電体若しくは誘電体の表面に形成さ
れた静電潜像を磁性トナーによって現像し、次いで直接
定着するか、若しくはこのトナー像を普通紙などの転写
シート上に転写した後に定着して最終画像を得ている。 また磁性トナーは、磁気記録媒体上に形成された磁気潜
像を現像する場合にも使用されている。

【０００３】磁性トナーを使用する現像方法としては、
種々の現像方法が提案されている。例えば特公昭５６−
２７０５号公報には、内部に磁石ロールを有しかつ導電
性材料からなるスリーブ上に導電性の磁性トナーを保持
し、静電潜像の電荷によってスリーブに誘起された静電
潜像と逆極性の電荷をトナーブラシの先端に集めて磁性
トナーを静電潜像面に付着することが開示されている。 しかし導電性の磁性トナーを使用する場合は、磁性トナ
ーの電気抵抗の値が低いので、転写工程を含むいわゆる
ＰＰＣ方式に適用すると、転写画像が不鮮明となる。

【０００４】そこで磁性トナーの電気抵抗値を高めた絶
縁性の磁性トナーを使用する現像法が提案されている。 例えば特開昭５３−３１１３６号公報には、磁性トナー
の表面に電気抵抗の値が低くならない程度に導電性粒子
を付着させた絶縁性の磁性トナーを使用し、スリーブの
高速回転によって磁性トナーを電極に繰り返し接触させ
、電極から磁性トナーに電荷を注入する方法が開示され
ている。 しかしこのような非荷電型の磁性トナーにおいては、現
像方式を工夫しても一般に磁性トナーが帯電しにくいと
いう難点がある。

【０００５】そこで特開昭５５−４８７５４号、同５７
−４５５５５号公報等に開示されている磁性トナーに荷
電制御剤を添加した荷電型の磁性トナーを使用して、磁
性トナーをスリーブやドクターブレード等との接触によ
って摩擦帯電させる方法が提案され、かつ実用化されて
いる。このような荷電型の磁性トナーは磁気ブラシ現像
法のみならず、ジャンピング現像法（例えば特公昭５８
−３２３７５号公報参照）にも使用されている。

【０００６】上記のように磁性トナーにも種々あるが、
磁性トナーが結着樹脂と磁性体粒子とを必須の含有成分
としている点においては共通している。上記必須の含有
成分の一つである磁性体粒子としては、例えば特開昭５
０−４５６３９号公報に記載されているように、平均粒
径が　０．１〜１μｍ程度の強磁性体、すなわち、Ｆｅ
３　Ｏ４　、γ−Ｆｅ２　Ｏ３　等の鉄酸化物、Ｍｎ−
Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト等のフェライト
粉末、Ｎｉ、Ｃｏ等の強磁性を示す金属若しくはその合
金粉末が使用されている。

【０００７】また通常の場合、上記の強磁性体微粒子の
うち、磁性トナー中に分散し易くするためと、磁気特性
および色相を向上させる目的から、平均粒径が０．２〜
　１．０μｍのＦｅ３　Ｏ４　が多用されている。これ
らの例としては、平均粒径０．０５〜　０．５μｍの酸
化鉄（Ｆｅ３　Ｏ４　、Ｆｅ２　Ｏ３　）を５０〜８５
重量％含有するもの（特公昭５３−２１６５６号公報参
照）、平均粒径３００Å以下で界面活性剤で被覆したマ
グネタイトを含有するもの（特開平１−２６９９４６号
公報参照）等がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記のような磁性トナ
ーにおいては、画像濃度が高くしかも地カブリの少ない
画像を得るために、平均粒径が１０〜１３μｍとなるよ
うにその粒度分布を調整するのが一般的である。しかし
最近は高画質化、すなわちきめの細かい画像の形成に対
する要求が増しており、このような要求を満足すべく磁
性トナーは小粒径化の傾向にある（例えば特開平１−１
１２２５３号公報参照）。

【０００９】一方磁性トナーを製造する場合には、原材
料を加熱混練して冷却後、ターボミル、ジェットミル等
によって粉砕するのが通常である。しかしながら、この
ような粉砕法によると、粉砕時において磁性粉の表面と
樹脂との間で分離される、すなわちこの部位を境界とし
て粉砕されるために、磁性トナーの表面に比較的硬度の
高い磁性粉が露出することになる。このように磁性粉が
表面に露出した磁性トナーを使用して画像形成を行うと
、転写後の余剰の磁性トナーを除去するクリーニング時
において画像担体の表面を損傷することがある。このよ
うな非所望な現象は、例えばブレードクリーニング手段
の場合においては、ブレードと画像担体との間における
磁性トナーの滑り、若しくは磁気ブラシクリーニング手
段の場合においては、磁性トナーのブラシによる画像担
体表面の摺擦に起因するものであり、従来の磁性トナー
においては避けられない現象であった。

【００１０】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、画像担体表面の損傷が少なく、かつ高画質化の
要請に応え得る比較的小粒径の磁性トナーを提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、結着樹脂と磁性材料粉末とを
含有する磁性トナーにおいて、結着樹脂と１０〜７０重
量％の磁性材料粉末とを含有するトナー粒子の外表面を
、樹脂によって被覆すると共に、平均粒径を１５μｍ以
下に形成する、という技術的手段を採用した。

【００１２】本発明における平均粒径は、重量平均粒径
であり、具体的にはコールターカウンターモデルＴＡ−
ＩＩ（コールターエレクトロニクス社製）によって測定
した値とする。

【００１３】本発明の磁性トナーは、高画質化を実現さ
せるために比較的小粒径とすることが望ましく、具体的
には平均粒径が１５μｍ以下が好ましく、より好ましく
は１３μｍ以下である。なお最も好ましい平均粒径は８
〜１２μｍである。

【００１４】本発明における磁性材料粉末としては、Ｆ
ｅ３　Ｏ４、Ｆｅ２　Ｏ３　、γ・Ｆｅ２　Ｏ３　、ｎ
ＭＯ・Ｆｅ２　Ｏ３　（但し、ＭはＢａ、Ｓｒ、Ｐｂの
１種若しくは２種以上、ｎ＝５〜６）の１種若しくは２
種以上の酸化鉄系の磁性材料粉末を使用することができ
る。なお上記材料のうちでは、磁気特性、色相の点でＦ
ｅ３　Ｏ４　が望ましい。

【００１５】次に上記磁性材料粉末の含有量が１０重量
％未満であると、定着性は向上するものの、磁性トナー
の磁力を低下させるため、現像領域において現像ロール
の表面から離脱し、地カブリにより画像を汚すと共に、
トナー飛散を惹起するため不都合である。一方上記含有
量が７０重量％を超えると、現像ロール表面への吸着力
が大となり、現像領域において像担持体側への円滑な移
行を妨げ、現像性を低下させると共に、後段における定
着性を阻害するため好ましくない。

【００１６】本発明における結着樹脂としては、公知の
トナー用樹脂を使用することができるが、基本的には定
着方式に応じて定められる。例えば定着方式が加熱定着
方式である場合、スチレン類、ビニルエステル類、α−
メチレン脂肪族モノカルボン酸のエステル類、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、ビニ
ルエーテル類、Ｎビニル化合物等の単量体を重合させた
ホモポリマー若しくはこれら単量体を２種以上組合わせ
て共重合させたコポリマーあるいはそれらの混合物を使
用することができる。またロジン変性フェノールホルマ
リン樹脂、油変性エポキシ樹脂、セルローズ樹脂、ポリ
エーテル樹脂等の非ビニル系熱可塑性樹脂等の非ビニル
系樹脂、あるいはそれらと前記のようなビニル系樹脂と
の混合物も使用できる。

【００１７】特にオーブンによる非接触加熱定着方式の
場合には、ビスフェノール型エポキシ樹脂が望ましく、
熱ロールによる接触加熱定着方式の場合には、スチレン
系樹脂あるいはポリエステル樹脂が好ましい。スチレン
系樹脂はスチレン成分が多い程熱ロールに対する離型性
が向上する。熱ロールに対する離型性を更に向上させる
ためには、脂肪酸金属塩類、低分子量ポリオレフィン、
天然あるいは合成のパラフィン類を添加することが有効
である。

【００１８】上記の他、圧力定着方式の場合には、ワッ
クス類、ロジン誘導体、アルキッド類、エポキシ変性フ
ェノール樹脂、シリコン樹脂、アクリル酸またはメタク
リル酸と長鎖アルキルメタクリレート、長鎖アルキルア
クリレートとの共重合オリゴマー、ポリオレフィン、エ
チレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルキ
ルエーテル共重合体、無水マレイン酸系共重合体等が使
用される。

【００１９】これらの樹脂は、任意に選定し、また任意
に混合して使用できるが、トナーとした場合の流動性を
低下させないためには、ガラス転移点が４０℃を超える
樹脂、若しくは樹脂混合物（但しワックス類は除く）が
有効に使用される。

【００２０】本発明においては、必要に応じて上記結着
樹脂と共に着色剤、荷電制御剤等の各種材料を使用でき
る。着色剤としては、例えば、カーボンブラック、アニ
リンブルー、カルコオイルブルー、クロームイエロー、
キノリンイエロー、デュポンオイルレッド、マラカイト
グリーンオクサレート、ランプブラック、ローズベンガ
ル、ニグロシン染料等の顔料または染料を使用できる。 荷電制御剤としては、例えば、脂肪酸変性ニグロシン染
料、トリフェニルメタン系染料、含金属アゾ染料等を使
用できる。

【００２１】さらに本発明の磁性トナーには、必要に応
じて、疎水性シリカ、アルミナ、二酸化チタン等の無機
微粉末、ポリテトラフルオロエチレンやポリスチレン等
の樹脂微粉末等を添加してもよい。

【００２２】上述した磁性材料粉末および結着樹脂を除
いた種々の材料の添加量は磁性トナーに要求される電気
的特性などに応じて定めればよいが、一般に１０重量％
以下とすることが望ましい。

【００２３】本発明の磁性トナーは、公知の粉砕法によ
って製造することができる。例えば、結着樹脂および磁
性材料粉末等の原料を混合した後、加熱混練し、冷却固
化、粉砕、分級を行なって得られたトナー粒子に、樹脂
（好ましくは結着樹脂と同種類の樹脂）を有機溶媒中に
溶解させてなる溶液をスプレードライヤー等によって吹
き付け、トナー粒子の表面に被膜を形成すればよい。

【００２４】本発明の磁性トナーは、キャリア粒子を使
用しない１成分現像剤として使用できるのみならず、フ
ェライトキャリアのような磁性キャリアと混合して２成
分現像剤（例えば特公平２−３１３８３号公報参照）と
しても使用できる。

【００２５】

【作用】上記の構成により、磁性トナーの表面は円滑に
形成され、従来の粉砕法のみによるものと比較して流動
性が向上するため、小粒径であってもトナー粒子が凝集
することなく、高画質の画像を形成することができる。 またトナー粒子の表面に磁性粉が露出していないため、
画像担体表面の損傷を少なくすることができる。

【００２６】

【実施例】

　　スチレン−ｎブチルメタクリレート共重合体　　　
　　　　　　　　　　　　　　　５０重量部　　　　（
Ｍｗ＝２５万、Ｍｎ＝３万５千）　　マグネタイト（戸
田工業製　　ＥＰＴ５００）　　　　　　　　　　　　
　　　　　　４５重量部　　ポリプロピレン（三洋化成
製　　ビスコール５５０Ｐ）　　　　　　　　　　　　
３重量部　　荷電制御剤（オリエント化学製　　ボント
ロンＮ−０３）　　　　　　　　　　２重量部上記原料
をスーパーミキサ−で乾式混合した後、ニーダで加熱混
練し、冷却固化後、ハンマーミルで粗粉砕し、ジェット
ミルで微粉砕後、分級して表１に示す平均粒径のトナー
粒子を得た。

【００２７】次に上記スチレン−ｎブチルメタクリレー
ト共重合体を有機溶媒、例えばトルエンに溶解した溶液
（樹脂分６０重量％）を準備する。この溶液と前記トナ
ー粒子とを、表１に示す被覆樹脂の量となるように配合
してヘンシェルミキサーに投入し、ミキサー内を減圧し
ながら混合し、トナー粒子の表面を樹脂によって被覆し
て磁性トナーとした。

【００２８】表１は上記磁性トナーを使用して形成した
画像の評価結果を示す表である。この場合フェライトキ
ャリア（日立金属製ＫＢＮ−１００、平均粒径７４〜１
４９μｍ）６０重量部と磁性トナー４０重量部とを混合
した２成分現像剤を使用して現像した。なお現像条件お
よび定着条件は次の通りである。

【００２９】すなわち、外径３１ｍｍのＳＵＳ３０４製
のスリーブの内部に、８極対称着磁を施した円柱状の永
久磁石を備え、スリーブ上の磁束密度を６５０Ｇとした
マグネットロールを設けた現像装置によりＯＰＣ感光体
上の静電潜像（表面電位−６００〜−４００Ｖ）を現像
した。感光体とスリーブとの間隔を０．４ｍｍ、トナー
規制厚さを０．３５ｍｍとし、現像部においてスリーブ
を感光体と同方向に２００ｒ．ｐ．ｍ．で回転させ、永
久磁石をスリーブと逆方向に９００ｒ．ｐ．ｍ．で回転
させた。現像して得られたトナー像は普通紙にコロナ転
写し、熱ロール定着した。 定着は、表面をＰＦＡ樹脂で被覆した加熱ロールとシリ
コンゴムからなる加圧ロールにより、定着温度を１８０
℃、定着圧力を線圧で　１．０ｋｇ／ｃｍ　として行っ
た。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から明らかなように、Ｎｏ．１におい
てはトナー粒子の表面に樹脂被覆を欠如するものであり
、磁性粉の露出により感光体の表面に傷が発生している
ことが認められる。またＮｏ．２においては、樹脂被覆
による傷低減の効用が認められるものの、若干不充分で
ある。これに対してＮｏ．３〜Ｎｏ．６においては、感
光体の表面の傷は全く認められず、カブリのない良質の
画像が得られている。次にＮｏ．７は平均粒径が小であ
るためカブリの発生が認められ、Ｎｏ．９においては平
均粒径が大であるため解像度が低下している。これに対
してＮｏ．８はカブリのない良質の画像が得られている
。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、画像担体表面の損傷を大幅に低減させる
ことができ、画像担体の寿命を延長することができる。 また粒径を比較的小に形成したものであるから、画像濃
度および解像度が共に高く、カブリのない高画質の画像
を安定して形成できるという効果がある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　結着樹脂と磁性材料粉末とを含有する
   磁性トナーにおいて、結着樹脂と１０〜７０重量％の磁
   性材料粉末とを含有するトナー粒子の外表面を樹脂によ
   って被覆すると共に、平均粒径を１５μｍ以下に形成し
   たことを特徴とする磁性トナー。