JPS5929862B2 - 磁性トナ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマスター紙上に形成された磁性トナー像中に含
まれる染料のみを所定の物質層に加熱転写するのに使用
される磁性トナーに関する。

任意の原画を繊維や紙などの受像シートにプリントする
方法として、電子写真法により原画に対応する静電潜像
を感光体の光導電性表面に形成し、ついで所定の温度で
昇華又は蒸発する染料を含む着色トナーで現像した後、
感光体表面と繊維類を接触させ染料の昇華又は蒸発温度
以上に加熱し染料のみを布類に転写染色する方法が知ら
れている。そして近年上記の染色法において、例えば特
開昭５０−１０７９３７号公報にみられるようにトナー
中に強磁性物質を含ませた磁性トナーを用いる方法が提
案されている。この方法は原画の色分離に対応する静電
潜像を磁気ブラシ法により昇華性染料を含む磁性トナー
で現像し、あるいはさらに定着してマスターを作成し、
そしてこのマスターを昇華性染料の蒸気に対して親和力
を有する受像シートと接触させ、ついで染料のみを加熱
転写するものである。上記の乾式染色法に使用される昇
華性染料を含む磁性トナーとしては、例えば特開昭５０
８７６５２号公報には帯磁性粒子核の各々を染料を含む
重合体で被覆したものが開示されている。

しかしこの磁性トナーにおいては、加熱時に染料を容易
に被染色物に転写させるために染料に対する親和力の弱
いものを用いるので、使用できる樹脂が限定され、よつ
て定着性特に圧力定着性の点で十分ではなかつた。そこ
で特開昭５２−６３２２１号公報には、熱可塑性を強化
して定着性を向上せしめてなる磁性トナーが提案されて
いる。

即ち被覆剤としてポリマーに熱可塑性で１００℃〜１６
０℃で軟化する可塑剤もしくはワツクスを加えたものを
用いることにより、定着性を向上せしめ特に圧力定着可
能な磁性トナーを得ようとするものである。しかしなが
ら上記の磁性トナーにおいては、トナーの製造し易いと
いう点で染料に対して親和性を有すると共に加熱転写時
に染料の蒸気を発生させ易いポリマーを用いるため実用
上使用できるポリマーは限定されるという問題がある。
詳述すれば上記磁性トナーはスプレードライ法で製造す
るために、ポリマーとしては特に染料となじみやすいも
のとする必要がある。また上記のような磁性トナーでは
樹脂の種類や樹脂の配合量さらにトナーの特性、特に電
気抵抗を所定の範囲に収めるための特別な工夫がなされ
ていないため、静電潜像の現像に際し、原画に忠実な現
像画像が得られない、画像濃度が十分でない、現像後の
定着特に圧力定着においてオフセツトが生じやすい、さ
らにはトナーの保存安定性が弱いという問題があつた。

これは前記引例にて提案されている磁性トナーが、従来
２成分系現像剤と同様にトナーが現像前にあらかじめ帯
電しているのではなく、非帯電型の一成分系トナーであ
り、静電潜像により生じた電界により静電潜像面へ吸引
力が働く現像機構にて十分なる電気的な考慮がなされて
おらず、現像時に支障を生じるものである。本発明の目
的は、上記の従来技術の欠点を排除し、調整が容易で、
保存安定性にすぐれ、そして原画に忠実で鮮明なプリン
ト模様が得られる圧力定着可能な磁性トナーを提供する
ことである。

本発明の磁性トナーは少なくとも結着剤と磁性粉を主成
分とし、さらに大気圧下で７００〜２６℃で昇華又は蒸
発する染料を一種又は二種以上含む磁性トナーにおいて
、該結着剤が該染料とのなじみが悪い、分子量５００〜
１００００のワツクス類からなりかつ該ワツクス類が１
０〜５０重量％含まれ、該磁性粉が４０〜８０重量％含
まれ、該染料が１〜３０重量％含まれ、さらに導電性粒
子が１〜３０重量％含まれると共にＤ．ＣｌＯＯＶ／Ｃ
ｍにおける電気抵抗が１０２〜１０４Ω・？の範囲にあ
ることを特徴としている。本発明では現像された画像を
マスター紙土に圧力定着させる、かつ保存安定性向上の
ため、結着剤は軟化点もしくは融点が常温よりも高い範
囲、具体的には２０℃以上好ましくは５０高〜２００℃
の温度範囲にあり、かつ軟化点または融点以下の温度で
塑性するもので、さらに紙との接着性が良く加えて染料
とのなじみが悪いものがよく、よつて分子量５００〜１
００００の天然又は合成のワツクス類を用いる必要があ
る。

例えば密ろう、パラフインワツクス、マイクロクリスタ
リンワツクス、水素添加ワツクス、カルナバワツクス、
ハロゲン化パラフイン、ポリエチレンワツクスなどが使
用できる。これらのワツクス類のうち、後述の実施例で
使用されるマイクロクリスタリンワツクスおよびポリエ
チレンワツクス、ならびにパラフインワツクスは、分子
構造中に極性基（−ＣＯＯＨ、一ＣＯｌ−ＮＯｌ−０Ｈ
等）を持たないため本発明では特に有効である。すなわ
ち本発明の磁性トナーにおいては、染料とのなじみが悪
いワツクスを用いることにより、染料の昇華温度以上に
加熱した場合、染料蒸気を発生し易く、よつて染料の含
有量が比較的少なくても良好な染色が可能となる。

本発明において使用できる磁性粒子としては、鉄、ニツ
ケル、コバルト等の金属やその合金、鉄酸化物、金属酸
化物などの金属化合物、強磁性フエライト、Ｎｉ−Ｚｎ
フエライト、Ｍｎ−Ｚｎフエライトなどがあり、一般に
はマグネタイト、ストロンチユウムフエライト、バリウ
ムフエライトなどが用いられる。

磁性粉の配合量は通常の磁性トナーと同様にトナ一全量
中に４０〜８０重量％の範囲内とすればよい。

これは磁性粉の配合量が少なすぎるとトナ一の磁気特性
を所定の範囲に収めることができず、一方磁性粉の配合
量が多すぎると定着性が低下する。さらに本発明の磁性
トナーにおいては、磁気特性を次のような範囲に収める
ことが好ましい。

まず飽和磁化量は７００〜２０００ガウスの範囲が好ま
しい。これは飽和磁化量が７００ガウス未満だとトナー
が磁気的にソフトな材質となるので、各々のトナー粒子
が単独で行動してマグネツトロール上で凝集しやすくな
る。すなわちプロツキングを起こしやすくなり、一方２
０００ガウスを越えると磁気吸引力が過大となり現像性
が劣化し、濃度が低下する。ただし飽和磁化量はこの範
囲で大きい方がトナー粒子が集団として磁気ブラシを形
成するのでトナーの飛散が極めて少なくなる、さらにト
ナーの搬送力が大となるという利点であるためより好ま
しい。次に保磁力は５０〜４００エルステツドの範囲が
好ましい。これは次の理由による。保磁力が５０エルス
テツド未満だとトナーのマグネツトロール上の搬送力が
小さくなつてトナーの搬送力が小さくなり、よつて均一
にトナを供給することが困難となる、トナーの飛散が大
となり、そしてトナーが自由に動きやすくなるため静電
潜像面の非帯電部にトナーが付着しやすくなる。すなわ
ちカブリが大となる。そして保磁力が４００エルステツ
ドを越えるとトナーが互いに凝集しやすく、そしてトナ
ーの搬送力が強すぎるためにマグネツトロール上を搬送
されるトナーの厚さを規制する部分で強く圧縮され、よ
つてプロツキングを起こしたり変質したりしてしまう。
本発明において使用できる染料は大気圧下７０℃〜２６
０℃の範囲の温度で気化する染料であり、一般に知られ
ている塩基性染料、分散性染料あるいは脂肪質染料の中
から選ぶことができる。具体的にはオキシキノフタロン
、１−アミノ−２フエノキシ一４−オキシアントラキノ
ン、１・４−ジオキシ−５−アミノ−８−イソプロピル
アミノアントラキノン、１・４−ジアミノ−２・３−ジ
クロロ−アントラキノン、３−ハイドロオキシーキノフ
タロンなどの染料である。これらの染料は単独でもある
いは二種以上組合わせてもよいが、トナー全量に対する
添加量は１〜２０重量％の範囲内、好ましくは５〜１５
重量％の範囲がよい。

本発明の磁性トナーを用いて静電潜像を現像し、ついで
圧力定着をしてマスター紙上に可視像を形成する場合、
マスター紙としては通常のＣＰＣ複写機に使用される酸
化亜鉛紙やフアクシミリに使用されている静電記録紙を
用い、非磁性スリーブ内に永久磁石ロールを組込んでな
る現像装置が使用される。

この場合、良好な現像を行なうためには導電性磁性トナ
ーを用いる必要があり、特にトナ一の電気抵抗はＤ．Ｃ
ｌＯＯ／ＣｒＩＬの電界印加時において１０２〜１０４
Ω・？の範囲内とする必要がある。本発明者等は種々の
抵抗を有する磁性トナーを準備し、これらを用いて３種
の異なる条件の下でコピーテストを行なつたところ第１
図に示すような結果が得られた。

使用した磁性トナーは樹脂として三井石油化学製ハイワ
ツクス２００Ｐ、マグネタイトとして戸田工業製ＥＰＴ
５ＯＯ及びカー，ボンブラツクとして三菱化成製＃４０
および昇華性染料としてオキシキノフタロンを用いて後
述のように調整した。また市販のＣＰＣ複写機を用いて
、後述の実施例１に示す条件で現像および定着を行なつ
てコピー画像を得た。但しスリーブはアルミヱウム製の
導電スリーブとアルミニウム製スリーブの外周にポリエ
ステルフイルムを巻いた絶縁スリーブの二種類を使用し
た。また第１図において斜線及び点で示す範囲が良好な
画像が得られる。第１図から明らかなように絶縁スリー
ブを用いた場合はトナーの抵抗が１０２Ω・？以上だと
全ての条件下で地汚れのない良好な画像がえられる。一
方トナーの抵抗が高くなると低湿時（２０℃×１５％）
において低湿カブリと称する低湿時特有のカブリが発生
してしまい、また高温高湿時で静電潜像電位が低下した
場合でも良好な画像をうるためにはトナーの抵抗を１０
４Ω・い以下として現像性を保証する必要がある。導電
スリーブを用いた場合も絶縁スリーブを用いた場合と同
様の傾向が見られるが、全ての条件下で良好な画像を得
るためには抵抗を１０３〜１０４Ω・礪上狭い範囲に収
める必要がある。

従）つて本発明の磁性トナーは絶縁スリーブを用いるこ
とがより好ましい。第２図からトナーの抵抗が１０４〜
１０１０Ω・？の範囲においてはトナーの抵抗がカーボ
ンブラツクの添加量により大きく影響を受けるが、１０
２〜１０４Ω・訓の範囲であればカーボンブラツクの添
加量によりそのほど影響されず、電気抵抗値が安定して
おり、従つてトナーの抵抗が１０２〜１０４Ω・儂の範
囲は製造上からも有利である。

上記の如く画像品質ならびに製造しやすさの点から本発
明の磁性トナーはその抵抗を１０２〜１０４Ω・訓の範
囲とする。

次に第２図にカーボンブラツクの添加量とトナーの電気
抵抗の関係を示したもので、図中Ａ，ＢおよびＣの曲線
はそれぞれトナー粒子の内部にのみカーボンブラツクを
添加した場合、トナー粒子の表面にのみカーボンブラツ
クを添加した場合、そしてトナー粒子の内部および表面
にカーボンブラツクを添加した場合の結果を示している
。

なお上記において使用したトナーの組成（重量％）は下
表に示す通りである。上述のような高導電性磁性トナー
とするためには磁性トナーに導電性粒子を１〜３０重量
％含ませる必要がある。

導電性粒子の添加はトナー粒子の表面のみ固着させても
、あるいはトナー粒子の内部に均一に分散させても、さ
らにはトナー粒子の表面に固着すると共に内部に均一に
分散させてもよい。これらにおいて、少なくともトナー
粒子の内部に導電粒子を分散する場合が後述するように
導電性粒子が予め添加されているため粉砕が容易で、粉
砕粒子の帯電凝集が少ないという製造上の利点の他導電
性粒子の添加量が多少ばらついてもトナーの電気抵抗の
バラツキはそれほどでなく抵抗調節が容易であるという
利点がある。さらに従来の昇華染料含有磁性トナーでは
導電性粒子を加えていないため、流動性が悪くよつて現
動時にトナーホツパー内でかたまる、あるいはスリーブ
上でプロツキングを起こしやすかつたのに対し、本発明
の磁性トナーは流動性がよいため、このような問題は全
く発生しない。

本発明において使用できる導電性粒子としてはカーボン
ブラツクの他銅、アルミニウム、銀などの金属粒子、導
電性有機ポリマーなどがあり、これらのうちカーボンブ
ラツクが最も一般的である。

なお本発明においては流動性を更に向上させるために酸
化ケイ素粉末等の微粉末を加えてもよい。また本発明に
おいては後述するように良好な現像を行なうために、粒
径が５〜５０μの粒子を９０重量％以上含むことが好ま
しい。本発明の磁性トナーは次のように調整される。

まず結着剤と磁性粉と昇華性染料そして必要に応じて導
電性粒子等の添加物を加熱混練した後冷却固化する。次
に冷却固化物を粉砕し、得られた粉砕粉を球状化処理し
、ついで分級して所定の粒度の磁性トナーを得る。上記
においてトナー粒子表面にカーボンブラツクを固着する
場合は、球状化処理後の磁性トナーにカーボンブラツク
を添加混合した後、再び熱処理すればよい。

あるいは熱処理の代りに機械的に固定してもよい。本発
明の磁性トナーはこのようにいわゆる粉砕法を適用する
ことにより、安全でかつ高収率の製造が可能となる。

実施例 １ 結着剤として三井石油化学製ハイワツクス２００Ｐが３
５重量部、マグネタイトとして戸田工業製ＥＰＴ５ＯＯ
が６５重量部、カーボンブラツクとして三菱化成＃４０
が５重量部および昇華性染料として１−アミノ−２−フ
エノキシ一４−ハイドロオキシ−アントラキノンを１０
重量部を用い、これらの原料を予備混合した後二ーダ一
にて１６０℃で加熱混練し、冷却固化した。

この冷却固化物をジニットミルにより粉砕し、粉砕粉を
熱処理炉に装入して１４０℃で球状化処理をした。得ら
れたトナーに３重量％の前記同様のカーボンブラツクを
添加し、スーパーミキサーにて混合かく拌した。ついで
分級して粒度分布が１０〜４０μの磁性トナーとした。
この磁性トナーの抵抗は４×１０２Ω・？である。上記
の磁性トナーを用いて、市販のＣＰＣ複写機を用いてマ
スター紙を作成した。

この時、現像装置としては外径３２ｍ！のアルミニウム
製スリーブの表面に厚さ５０μのマイラ一を被覆した絶
縁性スリーブと外径２９ｍｍで８極対称着磁の円筒状フ
エライトマグネツトとを有し、スリーブ上の磁束密度が
８００Ｇのマグネツトロールを組み込んだものを用い、
そしてスリーブ上のトナー層の厚さを０．６ｍｍに規制
してマグネツトを８００ｒ．ｐ．ｍで回転させて現像を
行なつた。定着は線圧２５ｋｇ／？の一対の圧力ロール
間を通過させて行なつた。なおマスター紙としてはＺｎ
Ｏ紙を用いた。上記のマスター紙にポリエステル１００
％の布を重ねて、２１０℃で５ｓｅｃ加熱したところ布
には原画に対応する鮮明な赤色の模様がプリントされた
。

実施例 ２ 結着剤としてモービル石油化学製マイクロクリスタリン
ワツクス一２２０が３０重量部、マグネタイトとして戸
田工業製ＥＰＴ５ＯＯを６２重量部、カーボンブラツク
として三菱化成製＃４０が８重量部そして昇華性染料と
して・・イドロオキシキノフタロン１５重量部を用い、
これらの原料を予備混合した後二ーダ一にて加熱混練し
、次に冷却固化後ジニットミルで粉砕し、１４０℃で球
状化熱処理し、ついで分級して粒度分布が１０〜４０μ
の磁性トナーとした。

この磁性トナーの抵抗は２×１０３Ω・？であつた。上
記の磁性トナーを用いて実施例１と同様の複写機で同じ
条件でマスター紙を作成し、ついでポリエステル５０％
、綿５０％の布に１８０℃、１０ｓｅｃで加熱転写した
ところ鮮明な黄色の画像がプリントされた。

実施例 ３ 結着剤としてモービル石油化学製モービルワツクス＃２
３０５が４０重量部、マグネタイトとして関東電化製Ｋ
ＢＣｌＯＯが６０重量部および昇華性染料としてオキシ
キノフタロンが５重量部を用い、これらの原料を実施例
２と同様に予備混合、加熱混練、冷却固化、球状化処理
した。

次に球状化後の粒子に５重量％のカーボンブラツク（三
菱化成製＃４４）とＳｉＯ２ｌ重量％を添加混合し、再
び球状化処理炉に送つてトナー表面にカーボンブラツク
とＳｉＯ２を固着した後、分級して粒度分布１０〜３０
μの磁性トナーを得た。上記の磁性トナーの電気抵抗は
９×１０３Ω・？であつた。この磁性トナーを用いて、
東京芝浦電気製フアクシミリ装置を用いてマスター紙を
作成した。ただしマスター紙としては静電記録紙を用い
た。このマスター紙に実施例１同様の布を重ねて１７０
℃で１０ｓｅｃの加熱転写をおこなつたところ黄色の鮮
明な画像をプリントすることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁性トナーの体積抵抗と画質の関係を示す図、
第２図は導電粒子の添加量と磁性トナーの体積抵抗の関
係を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも結着剤と磁性粉を生成分としかつ必須成
   分として大気圧下、７０゜〜２６０℃の範囲の温度で昇
   華又は蒸発する染料を一種又は二種以上含む磁性トナー
   において、前記結着剤か密ろう、パラフィンワックス、
   マイクロクリスタリンワックス、水素添加ワックス、カ
   ルナバワツクス、ハロゲン化パラフィンおよびポリエチ
   レンワックスの群から選ばれた、前記染料とのなじみが
   悪い、分子量５００〜１００００のワックス類からなり
   かつ該ワックス類が１０〜５０重量％含まれ、前記磁性
   粉が４０〜８０重量％含まれ、前記染料が１〜３０重量
   ％含まれ、さらに導電性粒子が１〜３０重量％含まれて
   いると共に、Ｄ．Ｃ１００Ｖ／ｃｍの電場における電気
   抵抗が１０＾２〜１０＾４Ω・ｃｍの範囲にあることを
   特徴とする圧力定着用磁性トナー。 ２ 導電性粒子がトナー粒子の内部に均一に分散されて
   いる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。 ３ 導電性粒子がトナー粒子の表面に固定されているこ
   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
   。 ４ 導電性粒子がトナー粒子の内部に均一に分散されて
   いると共にトナー粒子の表面に固定されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁性トナー。