JPH07117765B2 - 負荷電性磁性カラートナー - Google Patents

負荷電性磁性カラートナー

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JPH07117765B2
JPH07117765B2 JP59220560A JP22056084A JPH07117765B2 JP H07117765 B2 JPH07117765 B2 JP H07117765B2 JP 59220560 A JP59220560 A JP 59220560A JP 22056084 A JP22056084 A JP 22056084A JP H07117765 B2 JPH07117765 B2 JP H07117765B2
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    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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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、静電記録、静電記録法、磁気記録
法などにおいて潜像を現像する為の負荷電性磁性カラー
トナーに関するものである。
[従来の技術] 電子写真法は、硫化カドミウム、ポリビニルカルバゾー
ル、セレン、酸化亜鉛等の光電導体の性質を利用して静
電潜像を形成するもので、例えば光導電体層上に一様に
電荷を付与し、画像露光を施して静電潜像を形成し、つ
いで前記静電潜像の電荷とは逆極性に荷電したトナー粉
末で現像し、さらに必要に応じて転写シートに転写した
定着する方法である。
電子印刷法は電界を利用して荷電粉末トナーを記録材料
上に導き定着して印刷する方法である。
静電記録法は、誘電体層上に電荷を画像状に付与し、そ
れに荷電トナー粉末を付着させ定着する方法であり、ま
た磁気印刷法もこれと同様に記録材料上に磁気潜像を形
成し、これを磁性材料を含むトナー粉末で現像し、転写
材料へ転写し、定着する方法である。
上記プロセスの現像システムにおいて、一成分系磁性ト
ナーを用いる方法では、トナーはマグネットロールによ
り搬送され磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシが硫化カ
ドミウム等の光電導体や絶縁性の静電荷保持体に接触
し、該保持体の電荷とトナーが保持する誘導静電気又は
摩擦帯電静電気とが吸引し、トナーが静電荷保持体に付
着することによって現像が行なわれる。この一成分系磁
性トナーによる現像方法はキャリア粒子を使用した二成
分系現像方法に見られるような現像剤中のトナー濃度を
一定に保つための装置等が不必要で、現像装置が簡略化
され低コスト又は小型化の点で有利である。
一方最近では使用目的が多種多様になり必要に応じて求
める色の画像が得られる小型で安価な多色コピー用の複
写機が望まれている。
前述した磁性一成分現像方式は小型で安価な複写機には
適しているが、磁性一成分トナーにはその磁性体として
従来マグネタイトあるいはフェライト等を使用してお
り、これらの磁性体の色は黒または暗褐色であり、黒色
トナーを得るためには有効であるが、いわゆるカラート
ナーを得るためには大きな障害となっていた。
磁性体の色調を隠蔽するためにはトナー中の磁性体量を
減少させるか、あるいは着色顔料の量を増加することが
考えられるが、磁性体量を減少させすぎると現像性が悪
くなり、着色顔料の量を増加しすぎると現像性低下ある
いは定着性の低下という弊害が生じた。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上記の点に鑑みなされたものである。
即ち、本発明の目的は磁性体の色調を十分に隠蔽した色
彩豊富な負荷電性磁性カラートナーを提供することにあ
る。
さらに、本発明の目的は、得られた画像の濃度が高く、
鮮明でかぶりの少ない負荷電性磁性カラートナーを提供
することにある。
さらに本発明の目的は、定着性のすぐれた負荷電性磁性
カラートナーを提供することにある。
[問題点を解決するための手段及び作用] 本発明は、ある特定の窒素吸着によるBET比表面積を持
つ磁性体を用いた上で、SiO2で表面処理されたシリカ処
理チタン白を含有させることにより、上記欠点を克服し
た負荷電性磁性カラートナーの得られることを見出した
ことに基づきなされたものである。
本発明は、結着樹脂、窒素吸着によるBET比表面積が0.3
〜6m2/g、好ましくは、0.5〜4m2/gである磁性粉及びS
iO2で表面処理されている窒素吸着によるBET比表面積が
2〜20m2/g、好ましくは、5〜15m2/gのシリカ処理チタ
ン白(但し、結着樹脂100重量部当り粒径0.3〜0.8μの
チタン白10〜40重量部を含有する場合を除く)を少なく
とも含有しており、該シリカ処理チタン白は、チタン白
100重量部に対して0.3〜10重量部のSiO2で処理されてい
ることを特徴とする負荷電性磁性カラートナーに関す
る。
本発明における磁性カラートナーは、少なくとも結着樹
脂、磁性体、シリカ処理チタン白を含有するが、その好
適な組成比としては、結着樹脂100重量部に対して、磁
性体20〜120重量部(好ましくは40〜80重量部)、シリ
カ処理チタン白5〜60重量部(好ましくは10〜40重量
部)、必要に応じて着色剤1〜20重量部(好ましくは5
〜15重量部)である。
本発明に使用される磁性粉としては窒素吸着によるBET
比表面積が0.3〜6m2/gである強磁性の元素およびこれ
らを含む合金、化合物などの粉末があり例えばマグネタ
イト、γ−ヘマタイト、フェライト等の鉄、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
性合金など従来より磁性材料として知られているものが
あるが、特にマグネタイト等は青または緑系、γ−ヘマ
タイトは黄、または赤系の磁性トナーに適する。
本発明に使用する磁性粉の比表面積が上記に示したもの
であるのは、磁性粉の比表面積が0.3m2/gより小さいと
チタン白による磁性体の隠蔽は容易になるがトナー粒子
中における磁性粉の分散が不均一になりやすく、また磁
性体を含まないトナー粒子もできやすくなり画質の低
下、地汚れが生じ特に低湿環境下においてその傾向が強
くなる。
一方、磁性体の比表面積が6m2/gより大きいと磁性体に
よる着色が強くなりチタン白による隠蔽が困難となると
同時に、定着温度が高くなり定着性が低下する。
また、上記磁性体の製造は粉砕による方法、湿式沈降時
に粒子成長を行なう方法、磁性体の焼結による方法ある
いはフラックスによる粒子成長の方法のどれでも製造可
能であるが、磁性体の粒度分布を狭くできることから焼
結法またはフラックス法が望ましい。さらに必要に応じ
て磁性体を表面処理しても良い。
さらに、本発明に最も好ましく用いられる製法は焼結法
であって具体的には、およそ0.3〜1.0μ程度のαFe2O3
を1000〜1100℃に加熱して焼結し、次いで機械粉砕す
る。必要に応じて400〜200メッシュのフィルターを通し
て湿式分級する。さらに得られた粉体を250〜500℃に加
熱し、水素、プロパン等で還元する。しかる後、解砕
し、本発明に使用する磁性粉を得る。
而して、本発明において用いる磁性粉は、窒素吸着によ
るBET比表面積が0.3〜6m2/gのものである。なお、体積
基準積算50%径が1.0〜6.5μ、同25%径が0.5〜5.5μ、
同75%径が2.0〜7.5μの粒度分布を有することが望まし
い。この場合磁性粉の粒度分布は、コールターカウンタ
ーモデルAT-II型、50μ径のアパーチャーチューブを用
いて適正な条件下で測定した値による。
本発明に用いられるSiO2で表面を被覆したシリカ処理チ
タン白(二酸化チタン微粉体)を製造する方法としては
例えば、ベースとなる二酸化チタン微粉体の水分散液中
に、特定の粒度のケイ砂を適当量添加する。それをオー
トクレーブ中で150〜200℃において水熱処理を行なう。
これをある一定の速度で冷却すると溶解析出反応が生起
し、ケイ酸が酸化チタン粒子の表面に薄層として析出す
る。これをロ過し、乾燥後粉砕し、約800℃の酸化雰囲
気中で加熱酸化する。これを再び粉砕して適当な粒径に
調整する。上記の方法で製造されたシリカ処理チタン白
は、SiO2の特性のため、その帯電性は負に帯電し、負荷
電性トナーの顔料として使用した時には、カブリがな
く、また画像濃度の濃い、優れた現像剤となる。さらに
未処理酸化チタンは、その電気抵抗が低く、高抵抗磁性
トナーには不向きとされていたが、SiO2を処理すること
によってその弊害も解消された。
さらに、本発明においては、シリカ処理チタン白がチタ
ン白100重量部に対して0.3〜10重量部のSiO2で表面処理
されているため、このような特定の処理量のSiO2で処理
されたシリカ処理チタン白は、流動性が向上し、トナー
粒子中での分散性が向上することから、窒素吸着による
BET比表面積が2〜20m2/gの範囲において、磁性体の高
い隠蔽効果を有するものである。このシリカ処理チタン
白の比表面積が2m2/gより小さく、粒径が大きいと磁性
体に対する隠蔽力が小さくなり、20m2/gより大きいと粒
径が小さくなりすぎ透明性が増し、隠蔽力が減少すると
同時にトナーの定着点が高くなってしまうからである。
本発明に使用される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−アクリル酸メチル共重
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−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−ブタジエン共重合体、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
リマミド、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、脂肪族または脂環族炭化
水素樹脂、石油樹脂、塩素化パラフィン等公知の結着物
質が単独または混合して使用できる。
さらには圧力定着方式に供せられるトナー用の結着樹脂
として低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレ
ン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリル酸
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できる。
必要に応じて本発明に使用する着色剤としては、無機の
顔料、有機の染顔料を任意に使用できるが水溶性染料は
画像定着後もぬれに弱いことから好ましくなく、またカ
ーボンブラック等の黒色の顔料等もカラートナーを得る
上では好ましくないが、諸特性向上の目的のために、本
発明トナーの特性を著しく低下させない範囲で使用する
ことができる。
本発明に使用される顔料としては例えばベンジジンイエ
ロー、ハンザイエロー、フタロシアニンブルー、フタロ
シアニングリーン、紺青、群青、コバルトブルー、キナ
クリドン、トルイジントーナー、パーマネントイエロ
ー、バルカンファーストイエロー、パーマネントオレン
ジ、バルカンファーストオレンジ、インダンスレンブリ
リアントオレンジ、パーマネントレッド、バルカンファ
ーストピンク、ブリリアントカーシン、インダンスレン
ブルー、ナフトールグリーンなどがある。
また、染料としては、CI12700、CI18690、CI18736A、CI
26020、CI12150、CI12715、CI60725、CI74350、CI6156
5、CI10345、CI48000、CI11080、CI11100、CI62015、CI
64500、CI62500、などがあるが使用するバインダーと相
溶性の良いものが好ましい。
本発明のトナーにはさらに必要に応じて添加剤を混合し
ても良いがそのような添加剤としては、例えばポリフッ
化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ステアリ
ン酸亜鉛の如き滑剤、あるいは定着助剤として例えば低
分子量ポリエチレンなど、また流動性付与剤、ケーキン
グ防止剤として、例えばコロイダルシリカなど、また研
磨剤として酸化セリウムなどがある。
本磁性トナーの製造にあたっては、熱ロール、ニーダ
ー、エクストルーダー等の熱混練機によって構成材料を
良く混練した後機械的な粉砕、分級によって得る方法、
あるいは結着樹脂溶液中に磁性粉等の材料を分散した
後、噴霧乾燥することにより得る方法、あるいは結着樹
脂を構成すべき単量体に所定材料を混合した後、この乳
化懸濁液を重合させることにより磁性トナーを得る重合
トナー等製造法等それぞれの方法が応用できる。
[実施例] 以下実施例をもって本発明を詳細に説明するが本発明は
これをもってなんら限定されるものではない。なお、以
下において部は重量部を表わす。
実施例1 スチレン−アクリル酸ブチル 100部 (70:30,重量比)共重合体 磁性粉(マグネタイト比表面積2m2/g) 60部 フタロシアニンブルー 10部 負荷電制御剤 2部 シリカ処理チタン白 20部 (チタン白100部に対して2部のSiO2で処理) (比表面積10m2/g) 低分子量ポリプロピレン 4部 (数平均分子量5000) 上記、混合物をロールミルで150℃で混練し、冷却後、
スピードミルで粗粉砕する。その後ジェットミルで微粉
砕し、風力分級機に5〜20μの粉体を得、これにコロイ
ダルシリカ0.5部を添加して青色の磁性トナーを得た。
この磁性カラートナーを市販の複写機(商品名270REキ
ヤノン製)を用いて画出しを行ったところ、非常に鮮明
で高濃度の青色画像が得られた。さらに50000枚の連続
コピーを行ったところ、その後においても高濃度の鮮明
な画像が得られ色調の変化もなかった。また画像濃度は
1.2〜1.3と高濃度で安定していた。
比較例1 SiO2で表面処理をしていないチタン白(10m2/g)を使用
する以外は実施例1と同様にして青色磁性トナーを得、
画出しを行ったところ、やや黒味を帯びた青色のカブリ
の多い画像しか得られなかった。さらに連続コピーを行
なったところ2000枚程度で画質が低下し、画像濃度も0.
9〜1.2と低く、不安定であった。
比較例2 比表面積が8m2/gの磁性粉を使用する以外は、実施例1
と同様にして青色磁性トナーを得画出しを行ったとこ
ろ、やや黒味を帯びた青色画像しか得られなかった。ま
た画像濃度も0.85〜1.15と低下した。
比較例3 比表面積が0.2m2/gの磁性粉を使用する以外は実施例1
と同様にして青色トナーを得、画出しを行なったところ
カブリの多い画像しか得られなかった。さらに、連続コ
ピーを行なったところ、2000枚程度で画質が低下した。
実施例2 ポリエステル 100部 磁性粉(マグネタイト比表面積1m2/g) 80部 フタロシアニンブルー 10部 負荷電制御剤 2部 シリカ処理チタン白 20部 (チタン白100部に対して2部のSiO2で処理) (比表面積10m2/g) 低分子量ポリエチレン(数平均分子量3000) 3部 実施例1と同様に青色磁性トナーを得、画出しを行った
ところ、非常に鮮明で高濃度の青色画像が得られた。ま
た画像の安定性は長期の耐久により変化しなかった。
実施例3 比表面積が5.5m2/gの磁性粉を使用する以外は実施例1
と同様にして青色磁性トナーを得、画出しを行ったとこ
ろ、非常に鮮明で高濃度の青色画像が得られた。同様に
画像の安定性は長期の耐久により変化しなかった。
実施例4 比表面積が3.5m2/gで7重量部のSiO2で処理されている
シリカ処理チタン白を使用する以外は、実施例1と同様
にして青色磁性トナーを得、画出しを行なった所、非常
に鮮明で高濃度の青色画像が得られた。また画像の安定
性においても優れていた。
実施例5 比表面積が17m2/gで5重量部のSiO2で処理されているシ
リカ処理チタン白を使用する以外は、実施例1と同様に
して青色磁性トナーを得、画出しを行なった所、非常に
鮮明で高濃度の青色画像が得られた。同様に画像の安定
性は長期の耐久により変化しなかった。
[発明の効果] 本発明における負荷電性磁性カラートナーは、上記のよ
うに、SiO2で表面処理されたシリカ処理チタン白を含有
するので、未処理のチタン白よりも、電気抵抗が高く、
高抵抗磁性トナーに使用可能となり、また、上記表面処
理されたシリカ処理チタン白により磁性体の色調を十分
に隠蔽した色彩豊富な磁性カラートナーとなり、また、
表面のSiO2のため、負に帯電し、負荷電性トナーの顔料
として働き、カブリがなく、また画像濃度の濃い良好な
画像を耐久においても与え得る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】結着樹脂、窒素吸着によるBET比表面積が
    0.3〜6m2/gである磁性粉及びSiO2で表面処理されてい
    る窒素吸着によるBET比表面積が2〜20m2/gのシリカ処
    理チタン白(但し、結着樹脂100重量部当り粒径0.3〜0.
    8μのチタン白10〜40重量部を含有する場合を除く)を
    少なくとも含有しており、該シリカ処理チタン白は、チ
    タン白100重量部に対して0.3〜10重量部のSiO2で処理さ
    れていることを特徴とする負荷電性磁性カラーナー。
  2. 【請求項2】磁性粉を結着樹脂100重量部に対して20〜1
    20重量部含有する特許請求の範囲第1項記載の負荷電性
    磁性カラートナー。
  3. 【請求項3】SiO2で表面処理されたシリカ処理チタン白
    を結着樹脂100重量部に対して5〜60重量部含有する特
    許請求の範囲第1項記載の負荷電性磁性カラートナー。
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