JPS60247253A - 静電潜像現像用磁性トナ− - 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、電子写真や静電記録等に使用される静電荷像
現像用磁性トナーに関する。

酸化亜鉛、セレン、有機光導電体もしくはマイラー（商
品名）で被覆された硫化カドミウムなどの画像担体表面
に静電荷像を形成し、この静電荷像を磁気ブラシ法によ
り現像し、得られたトナー像を転写シート上に転写し、
ついで定着して最終画像を得る電子写真複写方法は、よ
く知られている。

上記の磁気ブラシ法においては、現像剤として鉄粉、鋼
球、フェライト粒子等の磁性キャリアと樹脂中に着色剤
を分散させた絶縁性粒子である非磁性トナーとの混合粉
体が多く使用されている（例えば、特公昭５３−１５０
４０号、特開昭５０−５６９４６号、同５４−１３４６
３６号、同５６−１１４５９号、同５６−１１４６０＠
等各公報参照）。この二成分系現像剤を用いる磁気ブラ
シ現像法は、キャリアとトナーを所定の比率で混合攪拌
し、両者を摩擦帯電せしめ、トナーを所定の極性に帯電
させてトナーのみを画像担体表面に付着させるもので、
絶縁性トナーを使用するため転写が容易であるという利
点がある。

このほかの磁性現像剤としては、樹脂と磁性粉を主成分
とする一成分系磁性トナーが知られている。（例えば、
特開昭４９−４５３２号、同５０−５００４２号および
同５７−９７５４号の各公報参照）。

しかし通常の磁性トナーは５〜５０μｍの粒度分布を有
し、特に転写工程を含む電子写真複写方式に使用する場
合は５〜３０μの粒度分布とすることが多いが、トナー
の粒径によって、複写画像の画質が変化するという問題
がある。すなわち、一般には、小粒径トナーが解像度の
点で有利である。

しかし小粒径トナーと大粒径トナーが混在したいわゆる
粒度分布の広いトナーにおいては小粒径トナーが先に使
用され、大粒径トナーが残り画質の変化を招いてしまう
。

この様なトナーの選択現像が起こる要因としては小粒径
トナーの質量が小さいことにもよるが、最大の原因とし
ては粒度分布の広いトナーに対してトナーの抵抗調節処
理を同一の条件にて行なうことにより、トナーの粒径の
差異による表面積の違いによって、トナーの持つ単位重
量当りの帯電量が異なってくるからである。

従ってこのような欠点を除くため、狭い範囲の粒度分布
を有するトナーを用いるか、微粉を極端に少なくしたト
ナーを用い７ｊす、磁性粉の含有量を変えたり（例えば
特開昭５２−１４５２２５号参照）、あるいはコピ一枚
数に応じてバイアス電圧の切換等を行なっているものの
、いずれも手間の割にさほどの効果が得られないのが実
情であった。

本発明は、この様な従来技術の欠点を解消し、比較的広
い粒度分布を持ったトナーでも小粒径トナーと大粒径ト
ナーの両トナーとも均一に現像される静電潜像用磁性ト
ナーを提供することを目的とするものである。

本発明の構成は、熱可塑性樹脂と磁性粉とを主、−β− 成分とする磁性トナー粒子において、比較的粒径の大き
い粒子からなるトナー（以下大粒径トナーという）の表
面に所定の絶縁処理を施し、比較的粒径の小ざい粒子か
らなるトナー（以下小粒径トナーという）の表面の絶縁
性を大粒径トナーより低下せしめることにより、大粒径
トナーと小粒径トナーの帯電量が単位重量あたり同じレ
ベルになる様に調整した粒度分布の広い磁性トナーであ
る。

通常の磁性トナー粒子は樹脂と磁性粉を必須成分として
含み、トナーの現像性、転写性を向上するために、表面
の絶縁処理を行なう。しかし、その際のトナーの帯電量
と粒径の関係は第１図に示す通りであり、トナーの摩擦
帯Ｎ量は粒径が小さくなるにつれて急激に増加する。し
かして、摩擦帯電量の多いトナーを用いて画像を作成す
ると、トナーの選択現像のほか感光体に付着した１〜ナ
ーはクリーニング工程においては除電が不十分のため、
クリーニング不足を起こし、次工程の帯電からの一連の
システムにメモリー効果となり、ゴースト現象を引起こ
すという問題もある。なお、第、−ター １図は、トナーの組成は後述の実施例１と同様であるが
、トナー粒子表面に添加するシリカ微粉末の量は同一で
トナーの粒径を変化させた場合の結果である。

本発明者等が検討したる結果、この帯電量が著しく多く
なる小粒径トナーの帯電量を減少せしめることが必要で
あるが、帯電量の減少を粒度分布の広いトナー全体にわ
たって行なってしまうと、トナー全重量の大部分を占め
る大粒径トナーの帯電台も減少せしめることになり、結
果としてトナー全体として良好な転写性などの特徴が弱
まるので、トナーの粒径に応じて帯電量の差をつけてや
ればよいことが判明した。

本発明においては高い解像度が得られる小粒径トナーと
搬送性、保存性の向上に有効な大粒径トナーとを別々の
条件で帯電処理して帯電量を調整することにより、第２
図に示すように各粒子の持つ単位重量当りの帯電量を平
均化し、よってかかる磁性トナーが良好な現像性、転写
性を示し、選択現像も従来より十分少なくなり、しかも
クリーユング時のクリーニング不足を解消できることが
確認された。なお第２図は、トナーの組成は後述の実施
例１ど同様であり、トナー粒子の表面に添加するシリカ
粉末の量をトナーの粒径に応じて変化させた場合の結果
である。

本発明による磁性トナーの帯電性の調整は、次のような
方法で行なうことが適当である。

ある一定の粒度分布を有する磁性トナーの内入粒径トナ
ー（１０〜２５μｍ程度の粒度分布を有するトナー）は
、トナーに対し、０．３〜１．０重量部の疎水性シリカ
微粉末（日本アエロジル製Ｒ９７２）を加えて、そのシ
ステムに望まれる帯電量に調整づる（例えば−２０μｃ
／Ｆ＞。次に分級された小粒径のトナー（３〜１５μｍ
粒度の粒度分布を有するトナー粒子）は、以下の如くの
種々の手段によりその帯電量を上記大粒径トナーのそれ
と同じかもしくはやや大きくすればよい。

■疎水性シリカ微粉末の添加量を少なくする。

■帯電量が小さい微粉末（アルミナ微粉末ＲＸ−Ｃ等）
又はＲ９７２より帯電量が比較的低い微粉末（ＴａＯ２
、アエロジル３８０等）を添加する。

（但し、添加量は大粒径トナーのそれと同じ）■導電性
微粉末（カーボンブラック等）を添加する。

この様に処理した２種類のトナーを混合することにより
、各粒子の単位重量あたりの帯電量を平均化することが
できるので、画質の良い小粒径トナーと、搬送性、保存
性の良い大粒径トナーの両方の特徴を備えたトナーを得
ることができる。なお粒度分布の異なる３種類もしくは
それ以上のトナーを混合する場合は、上記■〜■の方法
を適宜組合せて帯電量を平均化してもよいことはもちろ
んである。

上記の如くの帯電量を調整づるための微粉末としては、
例えば公知のシリカ微粉末を使用することができる。負
帯電タイプでアロエジル１３０．２００１３００、Ｒ９
７２、Ｒ９７４、Ｒ９７６、ＲＸ２００、Ｒ８１２等、
中性タイプでＲＸ−Ｃ１ｏｘｉｄｏ−ｃ等、および正帯
電タイプでＲＡ　２００１−１．　ＲＡ−１７０Ｈ１Ｒ
ＡＣＨ等（いずれも日本アロエジル製）が挙げ、−，７
− られる。

これ以外の微粉末としては、各種セミラック微粉末（Ａ
Ｑ　２０３　、Ｔｉ　０２　Ｗ）　、有機’／ＩＪ！ｐ
−ヨルこの種の荷電制御剤、樹脂の微粉末が使用できる
。

また導電性微粉末としてはカーボンブラックやフェライ
トやマグネタイト等の微粉末が使用できる。

なお本発明における帯電量の測定は、東芝ケミカル製の
ブローオフ粉体帯電量測定機（ＴＢ−２００）により、
キャリアとして日本鉄粉製Ｚ−２００を用い、トナー濃
度は５％として、ブロー圧１．０ｋｇ／ｃｍ２　、ブロ
一時間４０ｓｅｃの条件にて行なうものとする。また粒
度分布はコールタ−カウンターＴＡ−Ｉ　（コールタ−
エレクトロニクス社製）により測定するものとする。

本発明のトナーの材料としては、上記の微粉末のほかに
、以下に）ボベるように通常の磁性トナーに用いられる
種々の材料が用い得る。

定着用樹脂は、定着方式により適宜選定する必要がある
。定着方式が加熱によるオーブン式の場８− 合、およびヒートロール等の熱ロール式の場合において
、例えば、下記のような熱可塑性樹脂が用いられる。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、ビニルニータル類、ごニ
ルケトン類、Ｎ−ビニル化合物等の単量体を重合させた
ホモポリマー、もしくは、これら単量体を２種以上組合
せて共重合させたコポリマー、あるいは、それらの混合
物を用い得る。また、ロジン変性フェノールホルマリン
樹脂、ポリウレタン樹脂、セルローズ樹脂、ポリエーテ
ル樹脂、ポリエス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、それらと前記の如きビ
ニル系樹脂との混合物も用い得る。

特に、現像したトナー像をオーブン加熱により定着する
場合には、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ール型ポリエステル樹脂が望ましく、熱ロールを用いて
定着する場合には、スチレン系樹脂を主成分とする樹脂
、あるいはポリエステル樹脂が望ましい。。スチレン系
樹脂は、スチレン成分が多い側熱ロールに対する離型性
が向上する。また、熱ロールに対する離型性を更に高め
るためには、脂肪酸金属塩類、低分子量のポリエチレン
、ポリプロピレン、炭素数２８以上を有する高級脂肪酸
類、天然あるいは合成のパラフィン類、熱可塑性ゴム類
等を添加すれば効果がある。

これらの樹脂は、任意に選定し、また任意に混合して用
いるが、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℃を越える樹脂、もしくは樹
脂混合物が有効に用いられる。

定着用樹脂のトナー中に含有せしめる量は、強磁性体微
粒子、色調節用顔料、染料、電荷制御剤を除く割合であ
るが、トナー全量の３５重量％以上添加する必要がある
。

色調節顔料、および染料は、一般の乾式現像剤に用いら
れている種々のものを任意に用いることができる。しか
し、トナー全量に対する含有量と、トナーの電気特性を
低下させることのない範囲で添加する必要がある。本発
明では、これらの添加量は、トナー全量に対して１０重
量％未満が適当である。用い得る顔料および染料として
は、例えばニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオ
イルブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー
、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブル−、
マラカイトグリーンオフサレート、ランプブラック、ロ
ーズベンガルおよびそれらの混合物が使用される。強磁
性体微粒子自体が着色しており、これら色調節剤を加え
る必要のない場合は、あえてトナーに添加する必要はな
い。またカーボンブラックを用いめ場合には、カーボン
ブラックは、導電性粒子であるのでトナーの電気絶縁性
を低下させないため、トナーの樹脂成分１００重量部当
り、０．０１〜１０重量部の範囲内で添加する必要があ
る。

上記の顔料や染料は、トナーの現像用磁性ロールのスリ
ーブ表面や、記録体表面との摩擦帯電を制御する目的で
、強磁性体微粒子、定着用樹脂との組合せで、特定の顔
料、染料を選定し用いることができる。しかし、トナー
の電荷を制御するた、−，１１− めには、従来より公知の染料あるいは顔料を電荷制御剤
として添加することができる。例えば、正に摩擦停電量
を有するニグロシン染料、あるいは高級脂肪酸で編成し
たニグロシン染料、負に摩擦帯電性を有する含金属（Ｃ
ｒ　）アゾ染料が挙げられる。

本発明のトナーは、樹脂、磁性粉としては、磁場によっ
てその方向に極めて強く磁化する物質、例えば、フェラ
イト、マグネタイトなどをはじめと？ｌ−’ル鉄、コバ
ルト、ニッケルなどの強磁性を示す元素を含む合金、あ
るいは化合物、その地熱処理等なんらかの処理を施すこ
とによって、強磁性を示す種々の合金等も有効に用いら
れる。これらの磁性体は、トナー中に含有せしめるため
、平均粒径が０．１〜３μｍ程度のものが望ましく、ト
ナー中に含有せしめる量は、トナーの全重量に対し、７
０重量％以下以下とするのが望ましい。７０重量％を越
える場合は、定着性が低下してしまう。

本発明に係る現像剤は、上記の各組成を用いて公知の製
造法、例えば、粉砕法あるいは雲霧乾燥、−，１２− 法により調整することが出来る。

次に本発明の実施例について述べる。

実施例１ スチレン−ブチルメタクリレート（三洋化成製ＳＢＭ−
６００）　３８重量部、低分子量ポリプロピレン（三洋
化成製ビスコール６６０Ｐ）４重量部、磁性粉（戸田工
業製Ｅ　Ｐ　Ｔ　５００）　５８重問部より成る混合物
をパンバリにて１３０℃で加熱混練し、冷却固化後ハン
マーミルによりそ粉砕しついでジェットミルで微粉砕を
行なった。次に風力分級を行なって３〜１５μｍの範囲
の粒度分布を有する分級粉と１０〜３０μｍの範囲の粒
度分布を有する分級粉の２種類の分級粉を作成した。

３〜１５μｍの分級粉は表面にシリカ微粉末（Ｒ９７２
）を０．１重量部添加し、１００℃の熱気流中を通し、
トナーを調整をした。この小粒径トナーの帯電量は一２
５μＯ／Ｑであった。

一方１０〜３０μｍの範囲の粒度分布を有する分級粉の
表面に、シリカ微粉末（Ｒ９７２）を０．１重量部添加
し、１００℃の熱気流中を通し、トナーの調整をした。

この大粒径トナーの帯電量は一２３７１Ｃ／（］であつ
　ｌこ　。

上記２種類のトナーを小粒径トナｍ：大粒径トナー−１
＝４の比率（重量比）で混合し、磁性トナーを作成した
。この磁性トナーを熱定着型複写機（キャノン製ＵＰ３
００ＲＥ）に投入し、作像したところ、画像濃度が１．
３以上でかつカブリのない画像が得られた。また連続コ
ピーにおいても画質の低下は見られず、クリーニング不
足も示されなかった。

実施例２ 実施例１と同じ組成で同様の工程および条件で粒度分布
の異なる２種類の分級粉を作成した。大粒径トナーは実
施例１と同様に処理を行ない、−２３μＣ／ｇの帯電量
を有するトナーを得た。小粒径トナーはシリカ微粉末の
弛にカーボンブラック（三菱化成製ＭＡ　６００）を０
．０３重量部添加することにより一２５μＣ／Ｑの帯電
量を有するトナーを得た。上記２種類のトナーを小粒径
トナｍ：大粒径トナー＝１＝３の比率（重量比）で混合
し、熱定着型複写機（京セラ製ＣＰ５５改造機）で作像
したところ、解像度が高（（６，５本／ｍｉ）、画像、
濃度も１．２以上と十分でしかも連続コピーに問題のな
いコピーが得られた。

実施例３ スチレンルアクリル共重合体（藤愈化成ＨＴＲＯ４）３
５重量部 低分子ポリプロピレン（三洋化成ビスコール５５０Ｐ）
　３重量部 磁性粉（戸田■業ＦＰＴ５００）　５９重量部染料（オ
リエント化学製ボントロンＥ８２）３重量部 合計　１００重量部 上記組成より成る混合物を実施例１と同様の工程にて粒
度分布の異なる２種類の分級粉を作成した。

大粒径トナーは、分級粉にシリカ微粉末（Ｒ９７６を０
．７重量部添加し、１００℃の熱気流中を通して調整し
た。得られたトナーの帯Ｎ聞は一２３μＣ、−１１５− ７ｇであった。

小粒径トナーは、分級粉にシリカ微粉末（Ｒ９７２）を
０．７重鎖部添加し、１００℃の熱気流を通し調整した
。得られたトナーの帯電量は一２６μＣ／９であった。

上記大粒径トナーと小粒径トナーとを４：１の重量比に
て混合し、実施例２と同様の条件で作像したところ解像
度、濃度、連続コピーの点で良好なコピーが得られた。

以上に記述した如く、本発明によれば、大粒径トナーと
小粒径トナーに各々別々の帯電処理を施すことにより、
単位重量当りの帯電量を同じレベルに調整した粒度分布
の広い磁性トナーが可能となり、高品質の複写画像が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁性トナーにおける平均粒径とトナーの
帯Ｎ量の関係を示す図、第２図は本発明に係る磁性トナ
ーにおける平均粒径とトナーの帯電量の関係を示す図で
ある。 １６−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性樹脂と磁性粉とを主成分とするトナー粒子
   より成る静電潜像現像用磁性トナーにおいて、トナー粒
   子の粒径に応じて、負帯電性を付与するための帯電処理
   を変化させ、各トナー粒子の有する単位重量当りの帯電
   量を平均化することを特徴とする静電潜像現像用磁性ト
   ナー。 ２、粒子の表面に荷電性微粉末を添加した大粒径磁性ト
   ナーと荷電性微粉末の添加量を当該トナーのそれより少
   量にした小粒径磁性トナーからなり、両トナーの帯電量
   が略同−レベルであることを特徴とする特許請求範囲第
   １項に記載の静電潜像現像用磁性トナー。 ３、粒子の表面に荷電性微粉末を添加した大粒径磁性ト
   ナーと、当該微粉末より帯電量の少ない荷電性微粉末を
   添加した小粒径磁性トナーからなることを特徴とする特
   許請求範囲第１項に記載の静電潜像現像用磁性トナー。 ４、粒子表面に荷電性微粉末を添加した大粒径磁性トナ
   ーと、粒子の表面に導電性微粉末を添加した小粒径磁性
   トナーからなることを特徴とする特許請求範囲第１項に
   記載の磁性トナー。