JPS5838958A - 磁性トナ− - 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】 本発明は静電潜像を現像するのに用いられる磁性トナー
、特ＫＳｅ感光体上に形成された静電潜像を現像するの
に使用される磁性トナーに関する。

電子写真を利用した複写方式の１つとして、感光体上に
形成された静電潜像を磁性現像剤を用いて磁気プツシ法
により現像し、現像画像を普通紙等の転写シート上に転
写した後定着して最終画像を得るいわゆるＰＰＣ方式が
知られている。このＰＰＣ方式において、磁性現像剤と
して磁性キャリアと定着用樹脂中に顔料中染料等を添加
してなる非磁性トナーとの混合粉体であるいわゆる二成
分系の現像剤が一般に使用されている。しかるＫこの二
成分系の現像剤を使用するためＫは、現像剤中のトナー
濃度を一定に保つための手段やトナーと命中リアを均一
混合させるための手段を現像装置に設ける必要があり、
現像装置が複雑化、大型化しやすい、また定期的にキャ
リアを交換する必要があるなどの問題もある。そこで近
年磁性現像剤として、樹脂中に磁性粉を添加してなる一
成分系の磁性トナーが使用されつつある。

ところで上記のＰＰＣ方式において、定着予熱時間が不
要即ちクイックスタートが可能でかつ消費電力が少なく
てすむ等の利点を有する圧力定着が採用されつつあ′す
、この′圧力定着に適した磁性トナーも種々開発されて
いる。この圧力定着用磁性トナーにおいては、定着用樹
脂としてはワックス。

ボリアイド、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル共重合
体等が知られており、特にワックスが一般的に使用され
【いる。しかるにワックス単独ではコスリ等のマサツカ
に対する付着性とは強いが紙との接着性が弱いため、ワ
ックスにエチレン酢酸ビニル共重合体を加えて改質した
ものが使用されている。このワックスとエチレン酢酸ビ
ニル共重合体とを定着用樹脂として用いた磁性トナーは
、定着性、保存安定性ならびに流動性にすぐれており実
用化されているが、感光４体としてＳｅ感光体を用いた
ＰＰＣ方弐に適用した場合、耐刷性の点で劣るという問
題があった。すなわちＳｅ感光体の寿命は通常２〜Ｓ万
枚以上であるが、上記の磁性トナーを用いた場合、１万
枚糧度のコピーを行なうと感光体上にフィルミングと称
する薄い磁性トナーの層が形成され、この層は転写後の
クリーニングを行なりても除去できないため、画質の低
下をきたしていた。

本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、％に
耐刷性にすぐれしかも定着性ならびに流動性等の他の特
性も良好で、高品質の画像が得られる磁性トナーｔ−提
供することである。

本発明の磁性トナーにおい【は、樹脂成分としてポリエ
チレンワックス、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリプ
ロピレンおよびシリコンフェスを用いる・まずポリエチ
レンワックスについては、比較的低圧力で塵性変形しう
るために、温度特性α（ＤＩＮ規格ＨＤＴｋよる弊変形
温度に相当する、但し測定法が異なるので一致はしない
）が８０〜１００℃の範１ｉｋありかつＴ寓（軟化点に
和尚する、但し測定法が異なるので一致はしない）が９
５〜１２５ＣＫあるポリ、エチレンワックスを用いる。

ポリエチレンワックスがこれらの温度特性を有するため
ｋは、その分子量が５００〜５０００のＩｉＨにあるこ
とが必要で、好オしくは分子量が５ａｏｏ〜４０００の
範囲にあるポリエチレンワックスを用いるとよい。

本発明において使用できるポリエチレンワックスとして
は、へ中スト製ＰＥ１５０（分子量５ｏｏｏ　）三片石
油化学製ＨＩＷＡＸ５１　ｏＰ（分子量！＋０００　）
　、ＨＩＷＡＸ４００Ｐ、　４１０Ｐ　（以上分子量４
０００　）、三洋化学製すニワックス１５１−Ｐ（分子
量５５００　）等があり、特Ｋ　ＨＩＷＡＸ４００Ｐ、
　４１０Ｆが好ましい。

次にポリエチレンワックスを単独で用いた場合の紙との
接着性が弱いという欠点を改良するために、エチレン酢
酸ビニル共重合体として酢酸ビニルのモル容重が１０〜
２０重量−の範−囲にあるものを用いる。これは、エチ
レン酢酸ビニル共重合体中の酢酸ビニル量が多すぎると
紙との接着性は向上するが流動性が低下してブロッキン
グを起こしやすくなり、一方酢酸ビニルの量が少なすぎ
るとブロッキング性ならびにコスリ゛に対しては強くな
るが樹脂が硬くなって紙との接着性が低下するからであ
る。本発明において使用できるエチレン酢酸ビニル共重
合体としては、例えばアライドケイカル製ＡＣ４００（
酢酸ビニル含有量１４重量ｓ）、三井ポリケミカル製エ
バフレックス４５０（酢酸ビニル含有量１９重量ｓ）４
！がある。

本発明では上記のポリエチレンワックスならびにエチレ
ン酢酸ビニル共重合体のほかに１％に耐刷性向上のため
にポリプロピレンを樹脂成分に加えている０本発明に適
したボしプロピレンはワックス同＠　％　−Ｔｔ温度の
高い高分子量タイプは、圧力定着性を低下させるため低
分子量タイプ、すなわち分子量５万以下のものが好まし
い。このようなポリプロピレンとしては三片石油化学製
Ｆ６０１、出光石−油化学製Ｊ−７００３．三洋化成製
ハイマー３３ＯＰ、　　ビスコール５５０Ｐ等がある。

本発明では上記のごとく樹脂成分としてポリエチレンワ
ックス、エチレン酢酸ビニル共重合体ならびにポリプロ
ピレンを用いるが、これらは次のような割合で配合する
必要がある。まずポリエチレンワックスは樹脂１００重
量部中に３０〜５０重量部含有させる必要がある。これ
はポリエチレンワックスの含有量が３０重量部未満だと
樹脂の塑性変形能が低下して低圧力での定着が困難とな
り、一方ポリエチレンワックスの含有量が５０重量部を
越えると樹脂が軟化してしまい保存性が低下するからで
ある。次にエチレン酢酸ビニル共重合体は樹脂１００重
量部中に２５〜３５重量部含有させる必要がある。これ
はエチレン酢酸ビニル共重合体の含有量が２５重量部未
満だと紙との接着性があまり向上せず、一方エチレン酢
酸ビニル共重合体の含有量が３５重量部を越えると、樹
脂の降伏点か低下しよって保存性が劣化するさらに高温
での流動性も低下する、およびバルジングと称するマグ
ネットロール上でのブロッキング現・象を生ずるなどの
問題を生ずるからである。そしてポリプロピレンは樹脂
１００重量部中に１５〜２５重量部含有させる必要があ
る。これはポリプロピレンの含有量が１５重量部未満だ
と耐刷性向上の効果はなく、２５重量部を越えると圧力
定着性が低下するためである。

また樹脂成分として上記３種類の他にシリコンワニスを
加える必要がある。このシリコンワニスの添加により、
圧力定着時に転写紙上のトナーの一部が定着ロールに付
着しよって定着ロールの回転によりそこに付着したトナ
ーが再び転写紙に付着するいわゆるオフセット現象の防
止に有効である。さらにシリコンワニスの添加は感光体
のフィルミンクの発生に対し有効であり、軟化点の高い
シリコンワニスを用いることにより、感光体へのトナー
の付着も防止できる。この場合、シリコンワニスの添加
量は樹脂成分１００重量部に対しα１重量部以上であれ
ば効果があるが、添加量が５．０重量部を超えるとトナ
ーの定着性が低下してし、オうので、　　［ｌＬ１〜５
．Ｏｉ量部の範囲とする必要かあ、る、また軟化点の低
い、シリコンワニスを用いるとトナーの凝集が生じやす
くなるため１通常の複写機における最高内部温度である
５５℃以上の軟化点を有するシリコンワニスを石いるこ
とが多裂である。軟化点が５５℃以上のシリコンワニス
としては１例えば信越化学１１１ＫＲ２１５，ＫＢ、２
１６．ＫＲ２２０，Ｑ−８００８等があげられる。

本発明ではトナーに所定の磁気特性を付与せしめるため
に磁性粉を含んでおり、磁性粉としてはＰ　ｅＢ　０ｎ
　＋　Ｆ　６ｓ　０４−等の鉄酸化物、Ｎｉ、ｃｒ等の
金属粉末等の種々のものが使用できるが、磁気特性９点
からＦｅ、（％およびＦｅ１Ｏ４が好ましい、トナーの
磁気特性は通常保磁力（ｘＨｏ　）および飽和磁化（Ｃ
Ｆｉｉ）により表わされ、ＩＨｏが低すぎると使用中に
トナーが固まりやすくなるので使用するマグネットクー
ルの磁力等を考慮して通常ｘＨｏは１６０〜４０００゜
の範囲で！１４整され、・そして虫は低すぎるとマグネ
ットロール上での搬送性が低下し、一方面すぎると墓ざ
りにくくなり定着性が１下することから５０〜６５ｅｍ
ｕ／／’ｇｒの範囲に調整される。なお磁気特−性の調
整はトナー中の磁性粉゛の含有量−や使用する磁性粉の
種類によって調整でき、鳴の調整は比較的容易であるの
に対しｘＨａの調整は困難であることがある。これは通
常、市販されているＦｅ、０４はｘＨａがそれぞれ１０
００ｅ近傍、　２０００ｅ、近傍ならびに４０００ｅ近
傍のものに限られているからである。よって例えばｘｌ
ｌａが１６０〜５０００ｅのトナーを得ようとする場合
は、低ｘＨｏ　Ｆ＞Ｆ　ｅＢ　０４と高ｘＨ，のＦｅ５
Ｏａｆ：混合して用いればよい。低ｚＨ０のＦｅ、ｏ４
として戸田工業製ＫＮ３２０．ＢＰＴ５００．ＥＰＴｌ
　０００（以上ｘＨｏ　１００−１３００Ｃ）、関東電
化製ＫＢＣ１ｏｏ（工Ｈｏ８０）等が知られ１ｘＨｏ２
０００　ｇ近傍のものではチタン工業Ｊｉｌｔ　ＲＢ−
ＢＬ（ｘＨｏ　２５００ｅ　）等が知られ、高ｚ）（ｏ
のＰｅ１０４として畔戸田工業製ＭＴＡ７４０　（ｚＨ
ｏ　４０　ｏｏｅ　）、関東電化製ＣＪ−５０００Ｃｘ
Ｈｏ約４ｎｏｒｅ）ｅ　ＭＢＡ５００（ｚＨｇ５５００
６）等が知られている。なお高ｘＨ，のＦｅ、０４のう
ち声〇が４０００６近傍のもののなかには針状を有し細
長くなりておりかつ細い粒子を多く含んでいるものもあ
るので、このような場合トナー中の含有量が多いと体積
比率が増加して定着性を損う傾向にあるので、磁性粉中
への、含有量は３Ｏ−５ｏ；量−とする必要がある。ま
たトナー中の磁性粉の含有量は６０〜８０重量−の範囲
とする必要がある。これは磁性粉の含有量が６０重量％
未満だと、肌の荒れたまたチリの多い画、像となり、ト
ナーの飛散も発生しやすくなり、一方８０重量−を芦え
る樹脂の量が少なくなるため、定着性が低下する、樹脂
との混合が十分でき４くなる、圧、／−ｊａ応力が大と
なりて層性変形能が低下する等の問題が生じるからであ
る。

なお本発明では樹脂と磁性粉の他に添加剤として、Ｓｔ
Ｏ，やカーボンブラック等の流動性改質剤を用い、これ
ら粒子を単独もしくは複合でトナー粒子表面に固着させ
てもよい、この場合Ｓ　ｔ　Ｏ，はトナーに帯電性を付
与するのに有効であり、カーボンブラックはＳ６感光体
への付着を防ぐのに有効である。これらの添加剤のうち
カーボンブラックは導電性を有するため、その含有量が
多すぎるとトナーの抵抗が下りすぎるのでトナー全量に
対してα０５〜ｔｏ重量−程度固着させればよい。

本発明の磁性トナーは、上述の各組成を用いて次のよ５
ｋして調整できる。ま゛ず、樹脂ならび磁性粉を（キサ
−等によりて予備混合し、ついでニーダ等により加熱混
練後冷却固化する。この冷却固化物をジェッ）ｆル等に
より粉砕し１次に粉砕粉を熱気流中和導入して球状化処
理を行ない、さらに必要に応じカーボンブラック等の添
加を行なった後分級する。

上記のようｋして磁性トナーを調整する場合、％にトナ
ーの体積抵抗と粒度分布について考慮する必要がある。

まず体積抵抗について、は、その値により現像性ならび
に転写性が変化することから、感光体の種類、現像条件
、転写紙等を考慮して定められており、感光体として８
ｅドラムを使用する場合に＠　Ｄ、Ｃ１０’　Ｖ／ｅｓ
（Ｄ電Ｗ下テｔｌ）ｆｌｉカ１０”〜１０”Ω・傭の磁
性トナーを用いる必要がある。これは、体積抵抗が１０
１４０・備を超えると、転写効率は向上するものの、Ｓ
Ｃドラムとマグネットロールのギャップをかなり狭くす
る必要がある。８ｅドラムの表面電位を高くする必要が
あり感光体の寿命低下をきたし中すいおよびエッヂ効果
の強い画像しか得らないなどの問題が生ずるからである
。一方トナーの体積抵抗か１０１１０・個未満になると
、トナーは８ｅドラム表面に付着し中すくなり現像性は
良くなるが、転写紙として普通紙を用いると転写ボケや
チリが生じてしま５からである。なお上記の１ｉｌＩの
体積抵抗値を有する磁性トナーを使用する場合。

良好な転写を行なう、ためには、転写紙として１０１２
Ω・儒以上の高抵抗となるように表面処理した＝’ｔ　
ｉｔ用いればよく、帯電特性が向上するため良好な転写
が行なえる。またトナーの体積抵抗ｔＪＳ高い場合忙は
、比較的体積抵抗の低い転写紙を用いても良好な転写が
行なえる。

またトナーの粒度分布も画質に大きな影響を与えるので
、感光体の移動速度やマグネットロールの磁力等に応じ
て定める必要があるが、例えば感光体の移動速度が１０
０シｓｅｃ前門およびマグネットロールの磁力が５００
〜６０’ＯＧ程度であれば次のようにすればよい、すな
わち磁性トナーを使用する場合１粒度の細いものから消
費され、粒度の粗いものが残ってしまい、結局粒度分布
が広すぎると初期画像はキレがよいもののコピ、一枚数
の増加とともに字太り現象が発生し肌があれてしまりの
で、１０〜２０μｍという狭い粒度分布するのが理想で
ある。しかして実用上は粒度分布を１０〜２５μｍもし
くは１ト３０μｍとしかつ１０ｆｉｍ以下のトナーを１
０］ｌ量−以上含ませるととｋより、トナーの飛散をと
もなわ゛ずに文字の周辺のチリやプラスト現象とする黒
部もしくは中間色の字の付近に現われる地汚れを防止で
きる。

〔実施例１〕 Ｆｅ３Ｏ３（戸田工業製ＭＴＡ７４０　）　３５重量部
とＦｅ、０゜（関東電化１１１ＫＢ０１００　）　５５
重量部とをヘンセルミキサーで混合し、さらにポリエチ
レンワックス（三片石油化学ＩＩ！　ＨＩＷＡＸ４１０
Ｐ　）１５重量部、エチレン酢酸ビニル共重合体（三片
ポリケｉカル製エバフレックス４５０　）　？　ｉｎ、
ポリプロピレン（三洋化学製ビスコール５ｓｏｐ）およ
びシリコンワニス（信越化学製ＫＲ２１Ｓ（軟化点９０
℃））α２重量部を加えて均一に混合した。この混合物
をニーダにより約１５０℃の温度で混線後、冷却固化さ
せた。この冷却固化物をビンミルにて粗粉砕し、ついで
ジェッ）（ルにて平均粒径２０μｓＫ微粉砕した。得ら
れた微粉を（Ｌ５重量部のカーボンブラック（三菱化成
製φＳＯ）と共Ｋ　１５０〜１６０℃の熱気流中に通し
て球状化処理し、しかる後ジグザグ分級機にて分級した
。得られたトナーの粒度分布は１０〜２０μｍであり、
１０μｍ以下の粒子を５重量−そして２０μｍ以上の粒
子を８重量−含んでいた。ｔたトナー粉末を内径約五Ｏ
５−１１のテフロン製シリンダー中に１〜２露程度の厚
さだけ充填し、約２００ｇｒの荷重を印加した状態でＤ
　、　Ｃ１０’　Ｖ／ｌｌＩの電界下で体積抵抗を測定
したところ、５Ｘ１０”Ω・備の体積抵抗を示した。さ
らにトナーの磁気特性を測定したところ、偽は６０ｅｍ
ｕ／ｇｒそしてＩＨｏは２０００ｅでありた。

上記の磁性トナーを用いて、外径２１０■、周速１００
ＩｌｌＬ／ｓＣＣの８ｅドラムをそなえた転写盤複写機
を用いて、感光体の表面電位を＋７００■として画像評
価を行なった。ただしマグネットロールは外径５２−の
ステンレス製円筒の中に外径２９閤−で１０極対１称着
磁を施してなりスリーブ上の磁束密度が５５０ガウスの
ハードフェライト磁石を有するものを用い、スリーブを
２０Ｏｒ、ｐ、ｍ、で回転させ、スリーブ上のトナー厚
さをａ３ｍｋ規制しそしてスリーブと感光体のギャップ
をα３１ＩＩＩＫ設定して現像を行なった。現像して得
られた磁性トナー像は１ｇ１ｌΩ０国の抵抗を有するよ
うに表面処理を施した紙に転写し、ついで線圧Ｓ　Ｏｈ
／ｅｘの定着ロール間に通して圧力定着を行なりた。

得られた画像は、コスリに強く、解像度ならびに階調性
も良好で、プラストや字太りも見られず、。

黒部の濃度もｔ５と実用上十分でありた。引続き連続コ
ピーテストを行なったところ、　ｓＱ、０００枚までは
８ｅド２ムにはフイルイングは全く生ぜずまた画質−も
全んど変化しなかった。またブロッキングも全く発生し
なかつた。

〔実施例２〕 実施例１において、ポリエチレンワックスとし”ＣＨＩ
ＷＡＸ４１０Ｐの代りにヘキスト製ワックス匹１３０を
、エチレン酢酸ビニル共重合体としてエバフレックス４
５００代りにアライドケイカル製ＡＣ４００をそしてポ
リプロピレンとしてビスコール５５０Ｐの代りにハイマ
ー５ｓｏｐを用い、シリコンフェスとしてＫＨ２２０（
軟化点６５〜９０℃）を用い、他は同様の組成ならびに
配合比で、実施例１と同様にトナーを調整した０次にこ
のトナーを用いて実施例１と同様の条件で；ビーテスト
を行なったところ、やはり実施例１と同様に約５０．０
００枚まではフィル（ングが発生しなかった。

以上に記述の如く、本発明の磁性トナーは定着性や保存
性のみならず、特に耐刷性にすぐれており、この磁性ト
ナーによれは画像濃度も十分でかつ肌の細い、鮮明な画
像が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくとも分子量が２０００〜５０００の範囲にあ
   るポリエチレンワックスと酢酸ビニルのモル分率が１０
   〜１４重量膚の範囲にあるエチレン酢酸ビニル共重合体
   とを含む樹脂と磁性粉６０〜８０重量％を主成分とし、
   ｆ）、Ｃ１０’　Ｖ／ｃｍにおける体積抵抗が１０１凰
   〜１０１４Ω・百の範囲にある磁性トナーにおいて、前
   記樹脂が前記ポリエチレンワックスｇｏ、、ｓｏ重量部
   、前記エチレン酢酸ビニル共重合体２５〜６５重量部お
   よびポリプロピレン１５〜２５重量部からなることを特
   徴とする磁性トナー。 ２　樹脂としてさらにα１〜５．０重量部の軟化点が５
   ５℃以上のシリコンフェスを含むと共にトナーの表面に
   α０５〜ｔｏ重量部のカーボンブラックを含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁性トナー。