JPH07230182A

JPH07230182A - 磁性トナー

Info

Publication number: JPH07230182A
Application number: JP6041812A
Authority: JP
Inventors: Shuji Sato; 修二佐藤; Chiaki Suzuki; 千秋鈴木; Satoru Torigoe; 哲鳥越; Toshimoto Inoue; 敏司井上; Takahisa Fujii; 隆寿藤井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】解像力が高く、ドット再現性、細線再現性に
優れ、高画像濃度で、かつかぶりラチチュードが十分に
広く、フィルミングを抑制し、ディレッション等、クリ
ーニング性が高く、感光体摩耗を抑制した磁性トナーを
提供する。【構成】本発明は、少なくとも結着樹脂と磁性体より
なる体積平均径Ｄ50が４〜９μｍの磁性トナーにおい
て、ＢＥＴ比表面積が５．８ｍ²／ｇ以上の磁性体微粉
末をトナー粒子表面に付着させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電荷像現像用磁性ト
ナーに関する。さらに詳しくは、トナー現像部までトナ
ー担持体上にトナーを薄層コートし、搬送する工程を有
し、ヒートロール等の熱定着機構を有し、さらに潜像担
持体をクリーニングする工程を有する画像形成装置に適
する磁性トナーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、実用化されている種々の静電複写
方式における乾式現像法としては、トナーおよび鉄粉等
のキャリアを用いる二成分現像方式と、キャリアを用い
ずトナーのみを用いる一成分現像方式、例えば、トナー
内部に磁性体を含有する磁性トナーを用いる磁性一成分
現像方式が知られている。磁性トナーを用いる一成分現
像方式は、二成分現像方式の現像器に必要な自動濃度調
節機などが不必要なため、現像器がコンパクトになり、
またキャリアの汚染がないため、キャリア交換のような
メンテナンスが不要になる。そのため低速の小型複写機
やプリンターだけでなく、中速以上の複写機やプリンタ
ー、プロッターにも用いられるようになってきており、
さらに性能の向上が期待されている。

【０００３】一方、近年はプリンターだけでなく複写機
の分野でもデジタル化が進み、より高繊細に潜像を形成
できるようになり、特に、小さな漢字とドットによる微
妙な階調を表現できるようになってきた。また、他方、
大型図面用のプロッターにも磁性一成分現像方式を用い
た、より小型化した装置が開発されている。図面を用い
る場合、図面は殆どが線画であり、線の太さを忠実に安
定に再現することが重要であるが、デジタル化により、
高繊細に潜像を形成するようになってきている。

【０００４】また一方、一成分現像方式、二成分現像方
式を問わず、これらの優れた特性を達成できるようにな
ってきたのには、高感度の有機（ＯＰＣ）感光体の研究
によるところが大きい。すなわち無機感光体で発生して
いたコロナ帯電による帯電劣化や温度、湿度、ごみ、圧
力等による結晶化という問題を改善することにより、長
期にわたって安定した感度と耐久性が得られる様になっ
てきている。しかし反面、ＯＰＣ感光体は、表面硬度が
小さく傷がつきやすいという欠点、およびそのために感
光体表面を強くクリーニングすることができず、コロナ
放電等により感光体表面に生成する低抵抗物質や表面に
付着した紙粉その他低抵抗物質を除去し難いため、特に
高温高湿下では前記物質が水分を吸収して、極端に抵抗
が下がって潜像が乱れやすいという欠点を有する。ＯＰ
Ｃ感光体のこの様な欠点を克服するには、磁性粉のよう
なＯＰＣ感光体に対して適度な硬度の微粒子を含有する
磁性一成分トナーを用いることが有効であるが、未だ充
分ではない。

【０００５】そこで、一成分トナーの利点を生かし、上
記の欠点を改善する検討が種々成されている。これを解
決するために、例えば、特開昭６０−１９２９６５号公
報に、窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積が０．５〜５０
０ｍ²／ｇの非磁性無機微粉末を含有する磁性トナーが
提案されている。確かに、微粉体は大きな比表面積を持
っているために、前記のドラム上に付着する低抵抗物質
をその表面に吸着もしくは付着させて除去させるためと
思われる。シリカやアルミナ、酸化チタン等の微粉体の
添加により、トナーのドラムに対してのディレッション
（付着）等、クリーニング性は向上するものの、トナー
特性の最も重要な、そして画像品質に大きく影響する摩
擦帯電量が変化してしまい、かぶりや飛散等の問題を生
じ、好ましくない。そこで、トナー粒子表面にシリカ微
粉末および磁性微粉末を付着させたトナーが提案されて
いる（例えば、特開平２−２６９３６２号公報）。すな
わち、この技術は、シリカ等の微粉体を単独で使用する
場合に大きな問題になっていた摩擦帯電量の上昇を、導
電性の磁性微粉末によって抑制することを狙ったもので
ある。しかしながら、感光体の摩耗が著しくなり、維持
性、省資源の点で問題となる。また、感光体が不均一に
削られるため、画質が悪化する場合がある。特に近年、
高画質化を狙ってトナーの粒径は小径化の方向にある
が、単に磁性体を表面に付着させただけの小径トナーで
は、ディレッション等、クリーニング性は向上するが、
感光体摩耗による電位変動の影響を受け、優れた階調再
現が損なわれてしまう。ワックスを含有するトナーの場
合、スマッジやホットオフセット等、定着性に優れたも
のになるが、フィルミングが発生し易くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
問題を解決できる磁性トナーは未だ提案されていない。
本発明は、従来の技術における上記のような問題点を解
決することを目的としてなされたものである。すなわ
ち、本発明の目的は、フィルミングを抑制し、ディレッ
ション等、クリーニング性が高く、感光体摩耗を抑制し
た磁性トナーを提供することにある。本発明の他の目的
は、解像度の高い磁性トナーを提供することにある。本
発明のさらに他の目的は、ドット再現性、細線再現性に
優れた磁性トナーを提供することにある。本発明の別の
目的は、高画像濃度で、かつかぶりラチチュードが実用
上十分に広い磁性トナーを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、小径トナ
ーにおいて感光体を削ることなく、クリーニング性を向
上させるべく、種々検討を行った結果、添加する磁性体
のＢＥＴ比表面積を特定の範囲にすることにより、上記
目的を達成する優れた磁性トナーが得られることを見出
し、本発明を達成するに至った。本発明は、少なくとも
結着樹脂と磁性体よりなる体積平均径Ｄ50が４〜９μｍ
の磁性トナーにおいて、ＢＥＴ比表面積が５．８ｍ²／
ｇ以上の磁性体微粒子をトナー粒子表面に付着させたこ
とを特徴とする。また、結着樹脂中にポリオレフィンワ
ックスを含有させるのが好ましい。

【０００８】以下、本発明について、詳細に説明する。
本発明において、結着樹脂としては、磁性トナー用とし
て従来から使用されているものであれば、何如なるもの
でも使用することができる。例えば、１または２以上の
ビニルモノマーのホモポリマーおよびコポリマーがあげ
られる。代表的なビニルモノマーとしては、スチレン、
ｐ−クロロスチレン、ビニルナフタレン、例えば、エチ
レン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレ
ン系不飽和モノオレフィン類、例えば、塩化ビニル、臭
化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル、ぎ酸ビニル、ステ
アリン酸ビニル、カプロン酸ビニル等のビニルエステル
類、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル
酸ドデシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−
クロロエチル、アクリル酸フェニル、メチル−α−クロ
ルアクリレート、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチ
ル等のエチレン性モノカルボン酸およびそのエステル
類、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、
アクリルアミド等のエチレン性モノカルボン酸置換体、
例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マ
レイン酸ジブチル等のエチレン性ジカルボン酸およびそ
のエステル類、例えば、ビニルメチルケトン、ビニルヘ
キシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニル
ケトン類、例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルイソ
ブチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエー
テル類、例えば、ビニリデンクロリド、ビニリデンクロ
ルフロリド等のビニリデンハロゲン化物、例えば、Ｎ−
ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニル
インドール、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合
物等があげられる。

【０００９】本発明において、結着樹脂中に分散される
磁性体としては、マグネタイト、フェライトを始めとす
る、鉄、コバルト、ニッケル等の強誘電性を示す元素を
含む合金或いは化合物よりなるもの、さらにそれらの表
面をシランカップリング剤、アルミニウムカップリング
剤等の表面処理剤で処理したもの、或いはポリマーでコ
ーティングしたもの等をあげることができる。磁性体の
粒径は、個数平均径が０．０５〜０．４μｍの範囲、さ
らに好ましくは、０．０５〜０．２５μｍの範囲であ
る。磁性体の含有量の好ましい範囲は、３０〜７０重量
％であり、さらに好ましい範囲は３５〜６０重量％であ
る。磁性体の含有量が３０重量％よりも少なくなると帯
電量のコントロールが難しくなり、かぶりが発生する。
特に、低湿低温環境下では、画像濃度の低下あるいは不
均一現像が生じる。磁性体の含有量が７０重量％よりも
多くなると、高湿高温環境下で画像濃度の低下を招く。

【００１０】本発明のトナー粒子には、さらに離型剤を
含有させることが好ましい。離型剤としては、炭素数８
以上のパラフィン、ポリオレフィン等が好ましく、例え
ば、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラフィンワック
ス、パラフィンラテックス、マイクロクリスタリンワッ
クス、カルナバワックス等があげられる。これらのポリ
オレフィンの配合量は、一般に１〜１０重量％の範囲で
ある。

【００１１】また、本発明のトナー粒子には、必要に応
じて帯電制御剤等の添加剤を含有させることができる。
例えば、帯電制御剤としては、フッ素系界面活性剤、サ
リチル酸クロム錯体、アゾ系金属化合物のような含金属
染料、マレイン酸を単量体成分として含む共重合体の如
き高分子酸、４級アンモニウム塩、ニグロシン等のアジ
ン系染料、カーボンブラック等があげられる。本発明に
おけるトナー粒子は、従来公知の方法で製造することが
できるが、特に粉砕方式によるものが好ましい。すなわ
ち、好ましくは、磁性体微粉末、結着樹脂および着色剤
その他の成分を熱混練機で溶融混練し、冷却した後、粉
砕、分級を行なうことによって製造される。

【００１２】トナー粒子の粒径は、体積平均径Ｄ50が４
〜９μｍの範囲にあることが必要である。なお、トナー
粒子の粒径は、粒度測定機ＴＡ−II（アパーチャー径１
００μｍ、コールターカウンター社製）で行うことがで
きる。トナー粒子の体積平均径Ｄ50が４μｍよりも小さ
いと、トナー担持体上での層形成が不良となりやすく、
画像濃度の低下を招きやすい。また、９μｍよりも大き
いと、感光体に傷が発生するようになり、画質が悪化す
る場合がある。

【００１３】本発明において、上記トナー粒子は、その
表面にＢＥＴ比表面積が５．８ｍ²／ｇ以上の磁性体微
粉末をトナー粒子表面に付着させるが、磁性体微粉末と
しては、前記した公知の磁性体が使用される。この場
合、磁性体微粉末のＢＥＴ比表面積は５．８ｍ²／ｇ以
上であることが必要であり、好ましくは１１ｍ²／ｇ以
下であって、６．５ｍ²／ｇ以上、さらに好ましくは
７．５ｍ²／ｇ以上のものである。ＢＥＴ比表面積を上
記の範囲にするためには、粒径および形状を制御すれば
よい。例えば、マグネタイトやフェライトの場合、硫酸
鉄または塩化鉄の水溶液に苛性ソーダ水溶液を加え、ｐ
Ｈと温度を制御して酸化する公知の方法を採用し、その
際、ｐＨ、反応温度、反応時間、酸化剤の種類およびそ
の添加時期により粒径を制御することができ、それによ
り容易に上記の範囲のものを得ることができる。磁性体
微粉末のＢＥＴ比表面積が５．８ｍ²／ｇないし１１ｍ
²／ｇの範囲の場合には、良好なクリーニング効果を得
ることができる。ＢＥＴ比表面積が５．８ｍ²／ｇより
も低い場合には、感光体に対するクリーニング性が低下
し、感光体が摩耗するようになる。

【００１４】磁性体微粉末の付着量は、トナー粒子１個
に平均して１０〜５０個の範囲で粒子が付着してなるも
のが好ましい。特には、トナー粒子１個に平均して２５
〜３５個の範囲で粒子が付着してなるものが好ましい。
これらは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により、確認で
きる。なお、本発明においては、上記磁性体微粒子と共
にさらに疎水性コロイダルシリカを付着させるのが好ま
しい。その付着量は、トナー粒子に対して０．２〜５重
量％の範囲が好ましい。上記トナー粒子の表面に磁性体
微粒子および所望によって添加される無機微粉末を付着
させる為には、公知の混合方法によって実施することが
できる。

【００１５】

【作用】トナー粒子の体積平均粒径を４〜９μｍにする
と非常に高画質化されるが、クリーニング性向上のため
に、単に磁性体微粉末をトナー表面に含有させた場合に
は、不均一な感光体の削れが発生し、維持性や省資源の
点で問題になるばかりでなく、削れによる電位変動の影
響を受け、優れた階調性等、高画質が損なわれる。ま
た、ワックス含有トナーでは、感光体の摩耗は低減し、
スマッジ、ホットオフセット等、定着性は良化するが、
フィルミング現象が生じる。しかしながら、本発明にお
けるＢＥＴ比表面積が５．８ｍ²／ｇ以上の磁性体微粉
末をトナー粒子表面に付着させると、上記の問題が改善
される。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明を実施例を用いて説明する
が、本発明は、これらにより限定されるものではない。実施例１結着樹脂：スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体４５．２重量部（共重合比６０／４０）（数平均分子量Ｍｎ：４，０００、重量平均分子量Ｍｗ：２００，０００）磁性体：マグネタイト（ＢＥＴ比表面積：７．５ｍ²／ｇ）５０重量部帯電制御剤：含Ｆｅ染料（保土谷化学社製）０．８重量部離型剤：ポリプロピレンワックス４重量部上記材料をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これ
を設定温度１５０℃のエクストルーダーにより溶融混練
した。冷却した後、粗粉砕および微粉砕し、５０％体積
径Ｄ50が６．５μｍの粉砕物を得た。これをさらに分級
してＤ50＝７．１μｍの分級品を得た。得られた分級品
に、疎水性コロイダルシリカ１．０重量部、およびＢＥ
Ｔ比表面積：７．５ｍ²／ｇのマグネタイト１．０重量
部を加え、ヘンシェルミキサーで１０分間混合して、ト
ナー粒子表面に疎水性コロイダルシリカとマグネタイト
を付着させて、磁性トナーを得た。トナー表面には、平
均して２５個の磁性粒子が付着していた。

【００１７】実施例２実施例１で得られたＤ50＝７．１μｍの分級品に、疎水
性コロイダルシリカ１．０重量部、およびＢＥＴ比表面
積：６．７ｍ²／ｇのマグネタイト１．０重量部を加
え、ヘンシェルミキサーで１０分間混合してトナー粒子
表面に疎水性コロイダルシリカとマグネタイトを付着さ
せて、磁性トナーを得た。トナー表面には、平均して２
７個の磁性粒子が付着していた。実施例３実施例１で得られたＤ50＝７．１μｍの分級品に、疎水
性コロイダルシリカ１．０重量部、およびＢＥＴ比表面
積：５．８ｍ²／ｇのマグネタイト１．０重量部を加
え、ヘンシェルミキサーで１０分間混合してトナー粒子
表面に疎水性コロイダルシリカとマグネタイトを付着さ
せて、磁性トナーを得た。トナー表面には、平均して２
８個の磁性粒子が付着していた。

【００１８】比較例１実施例１で得られたＤ50＝７．１μｍの分級品に、疎水
性コロイダルシリカ１．０重量部、およびＢＥＴ比表面
積：５．０ｍ²／ｇのマグネタイト１．０重量部を加
え、ヘンシェルミキサーで１０分間混合してトナー粒子
表面に疎水性コロイダルシリカとマグネタイトを付着さ
せて、磁性トナーを得た。トナー表面には、平均して２
４個の磁性粒子が付着していた。比較例２実施例１で得られたＤ50＝７．１μｍの分級品に、疎水
性コロイダルシリカ１．０重量部、およびＢＥＴ比表面
積：１．０ｍ²／ｇのマグネタイト１．０重量部を加
え、ヘンシェルミキサーで１０分間混合してトナー粒子
表面に疎水性コロイダルシリカとマグネタイトを付着さ
せて、磁性トナーを得た。トナー表面には、平均して１
０個の磁性粒子が付着していた。比較例３実施例１で得られたＤ50＝７．１μｍの分級品に、疎水
性コロイダルシリカ１．０重量部を加え、ヘンシェルミ
キサーで１０分間混合してトナー粒子表面に疎水性コロ
イダルシリカを付着させて、磁性トナーを得た。

【００１９】これらの磁性トナーを、プリンターＰＣ−
ＰＲ１０００（ＮＥＣ社製）によって評価した。約５０
００枚のランニングテストをした後、クリーニング性
（ディレッショングレード）、感光体の摩耗を評価し
た。結果を表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】なお、評価基準は次の通りである。（ディレッショングレード）Ｇ０：ディフェクト未発生、Ｇ１：非常に軽微に発生、
Ｇ２：狭い幅状で発生、Ｇ３：広い幅状で発生、Ｇ４：
全面に発生、Ｇ５：全面に発生（文字判断不可）（感光体の摩耗） ◎：非常に良好、○：良好、△：実用上問題なし（大き
な画像乱れなし）、×：画像乱れ有り。（総合評価） ◎：非常に良好、○：良好、△：実用上問題なし、×：
実用上問題有り。

【００２２】

【発明の効果】本発明の磁性トナーは、上記のように粒
子表面に特定の粒度分布を有する磁性体を付着させたも
のであるから、本発明の磁性トナーは、高い解像力、優
れたドット再現性および細線再現性を有し、高画像濃度
でかぶりラチチュードが広い。また、感光体を摩耗する
ことなくフィルミングやコメットの発生を抑制すること
ができ、クリーニング性が向上するという効果を生じ
る。したがって、本発明の磁性トナーは、デジタル潜像
の現像に適しており、高画像濃度で優れた解像度および
優れた階調再現性を有する画像を形成することができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所３７４ (72)発明者井上敏司神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者藤井隆寿神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結着樹脂と磁性体よりなる体
積平均径Ｄ50が４〜９μｍの磁性トナーにおいて、ＢＥ
Ｔ比表面積が５．８ｍ²／ｇ以上の磁性体微粉末をトナ
ー粒子表面に付着させたことを特徴とする磁性トナー。