JPS60247254A - 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ギヤ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　５４−１３４
６３６号、同５６−１１４５９号、同５６−１１４６０
号等各公報参照）。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５０−５００４２Ｍ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貝複写方式に使用する場
合には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
ナーを用いたり、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
ナーの両トナー共均−に現像されることにＪ：り連続コ
ピーにても安定した画像を得ら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成分とす
るトナー粒子からなる磁性トナーにおいて、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、比較的粒径の小さい
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、−，３− るために、表面の絶縁処理を行なう。しかしその際トナ
ーの帯電量と粒径の関係は第１図に示す通りであり、ト
ナーの摩擦帯電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、トナーの選択現像を示し、また感光体
に付着したト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
ト現象を引起こすことも生じる。なお、第１図は、トナ
ーの組成は後述の実施例１と同様であるが、粒径とトナ
ー粒子表面に添加するシリカ微粉末の量を変化させた場
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高く
なる傾向を示す小粒径トナーの帯電量を下げてやること
が必要であるが、帯電量を下げてやることを全体にわた
って行なってしまってはトナー全重量の大部分を占める
大粒径トナーの帯電量も下げることにつながり、結果と
してトナー全体の良好な転写性などの特徴が弱まるので
、トナ、−４− 一の粒径に応じて帯電量を変化させ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を別々の
条件で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
かかる磁性トナー現像性、転写性を示し選択現象も従来
より十分少なくなり、しかもクリーニング時のクリーニ
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と同様であり、トナー
粒子表面に添加するシリカ微粉末の口をトナーの粒径に
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の一例としては
、通常の粒度範囲の磁性トナーの白太粒径トナー（１５
〜３０μＩＩＩ）はトナーに対し所定重量％の負帯電性
微粉末（例えば日本アエロジル製Ｒ９２７）を加えて、
そのシステムに合致する帯電量に調整する（例えば−２
３μＣｌ０）。次に分級された小粒径のトナー（３〜２
０μ１ｌｌ）は正帯電性徴粉末（例えば日本アロエジル
製ＲＡ２００＋１）を少量加えることにより、大粒径ト
ナーの場合の添加量、添加剤では、粒径が小さいため極
端に大きくなる負帯電性を制御し、かつ９猷にて負帯電
性を下げることが出来る。

この様にして逆極性を示す帯電制御剤を添加したとして
も、正帯電性よりもベースになる組成の負帯電性が強い
ため、副作用は全く見られず、小粒径トナーの粒子とは
相まって、大粒径トナーの帯電量とほぼ同等の値にする
ことが出来る。

上記の如くの帯電量を調整す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。具
体的には負帯電タイプのアエロジル１３０．２００．３
００、Ｒ９７２、Ｒ９７４、Ｒ９１６、ＲＸ２００、Ｒ
８１２等、中性タイプ（７）ＲＸ−Ｃ，０ｘｉｄｏ−ｃ
等、および正帯電タイプのＲＡ２００、ＲＡ　２００Ｈ
，ＲＡ−１７０Ｈ，ＲＡＣＨ等（いずれも日本アエロジ
ル製）が挙げられる。

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等）、有機物によるこの種の
荷電制御剤、樹脂の微粉末が利用できる。

ざらに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、東芝ケミカル製ブ
ローオフ粉体帯電儀測定１１ａ　（ＴＢ−２００）によ
り、キレ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１．０ｋ（］／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］−ルターカウンターＴＡ−■（］−ル
ターエレクトロニクス社製）により測定するものとりる
。

本発明のトナーの月利どしては、上記の微粉末のほかに
、以下に述べるように通常の磁性トナーに用いられる種
々の月利が用い得る。

定着用樹脂は、定着方式により適宜選定する必要がある
。定着り式が加熱によるオーブン式の場合、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−、−−７− 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、ビニルケトン類、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
れらと前記の如ぎ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
、−８− 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重石部の範囲内で添加する必要があ
る。

上記の顔料や染料は、トナーの視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、正に摩擦帯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（Ｃｒ　）アゾ染料が挙げられる。

磁性粉は、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
とする鉄、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。これらの強磁性体は、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、７０重量％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法により調整す
ることが出来る。

次に本発明の詳細な説明する。

実施例１ ゛　−？１１　− スチレンブチルメタクリレート（三洋化成製ＳＢＭ−７
００）　３８重量部、低分子量ポリプロピレン（三洋化
成製ビス］−ル５５０Ｐ）４重量部、磁性粉（戸田工業
製Ｆ　Ｐ　Ｔ　−１０００）　５８重量部より成る混合
物をパンバリにて１３０℃で加熱混練し、冷却固化後微
粉砕を行なった。微粉砕後風力分級により３〜１５μｍ
と１０〜３０μｍの範囲に８５％が入る２種類の分級物
を作成した。

粒度分布が１０〜３０μｍの分級物はシリカ微粉末（Ｒ
９７２）を０．２重量部添加して、１００℃の熱気流中
を通し、大粒径トナーＡを作成した。得られたトナーの
帯電量は一２０μＣ／Ｃ＋であった。

次に粒度分布が３〜１５μｍの分級物には正極性のシリ
カ微粉末（ＲＡ２００１−１）を０．０５重量部添加し
、熱気流中を通し小粒径トナーＢを作成した。

この小粒径トナーの帯電量は一２０μＯ／Ｑであった。

上記２種類のトナーをＡ／Ｂ＝　２／　１の割合（重量
比）で混合し、磁性トナーを作成した。本トナーを熱定
着式複写機（キャノン社製２００Ｊ改、−，１２− 造機）に入れ作像したところ、濃度が十分く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
示さなかった。

実施例２ スチレンルアクリル共重合体（分子量Ｍｗ　＝２６．５
ｘ１０４　、Ｍｎ　＝　３．３ｘ１０４　）３３重量部 低分子量ポリプロピレン（三洋化成製ビスコール５５０
Ｐ　）　５重囲部 磁性粉（戸田工業製ＥＰＴ５００）　５８重量部荷電制
御剤（オリエント化学製ボントロンＥ８２）４重量部 より成る混合物を実施例１と同様の工程で粉砕粉を作成
した。粉砕粉は３〜８μｍ、５〜２０μｍ１５〜３５μ
ｍと分級を行ない、３種類の分級物を作成した。

１５〜３５ｆ１ｍの分級物には負帯電シリカ（Ｒ９７２
）を０．７重量部添加し、熱風炉を通して、トナーＡ′
を作成した。このトナーの帯電間は−２２μＣ／０であ
った。

５〜２０μｍの分級粉はシリカ（Ｒ９７２）を０．３重
量部添加し、同じく加熱して、トナーＢ′を作成した。

このトナーの帯電量は一２４μＣ／ｌ）であった。

最も小粒径の３〜８μｍの分級粉は正帯電シリカ（ＲＡ
　２００１−１）を０．０１重量％添加し、熱気流中を
通しトナーＣ′を作成した。このトナーの帯電量は一２
５μＣ／（Ｊであった。

上記各トナーを、Ａ’　／Ｂ’　／Ｃ’　−１／　２／
１の割合（重量比）に混合し、Ｓｅ感光体複写機（サイ
バネット社製ＣＰ５５Ｎａ造機〉で作像したところ、初
期、連続コピー共に解像度、濃度が良好で変化ない画像
が得られた。

以上に記述の如く、本発明によれば、大粒径トナーと小
粒径トナーに別々の帯電処理を施して、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
ーが得られ、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
帯電量の関係を示す図、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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、熱可塑性樹脂と磁性粉とを主成分とづるトナー粒子
   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、負帯電性を付与させるための帯電処
   理を変化させ、各トナー粒子の有する単位重量当りの帯
   電量を平均化するとともに小粒径トナーの処理において
   、正帯電性を有する添加剤を添加し、大粒径トナーと同
   程度の負帯電性を付与せしめることを特徴とする静電潜
   像現像用磁性トナー。