JPS604950A - 磁性カラートナー - 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】 本発明は電子写真法、静電記録法などに用いられるトナ
ーに関し、特に絶縁性の磁性トナーに関するものである
。

従来電子写真法としては米国特許第２，２９７，８８１
号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許第
３．８８６．３ｆ１３号明細書）及び特公昭４３−２４
７４８号公報（米国特許第４，０７１，３８１号明細書
）等に記載されている如く、多数の方法が知られている
が、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により
感光体上に電気的潜像を形成し、必要に応じて、紙等の
転写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力等により
定着し、複写物を得るものである。

静電潜像をトナーを用いて可視像化する現像方法も種々
知られている。例えば米国特許第２８７４０８３号明細
書に記載されている磁気ブラシ法、同第２８１８５５２
号明細書に記載されているカスケード現像法及び同第２
２２１７７８号明細書に記載されているパウダークラウ
ド法、ファーブラシ現像法、液体現像性等多数の現像法
が知られている。

これらの現像法において、特にトナー及びキャリヤーを
主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、カスケード法
、液体現像法などが広く実用化されている。これらの方
法はいずれも比較的安定に良画像の得られる優れた方法
であるが、反面キャリヤーの劣化、トナーとキャリヤー
の混合比の変動という２成分現像剤にまつわる共通の欠
点を有する。

か−る欠点を回避するため、トナーのみよりなる１成分
系現像剤を用いる現像方法が各種提案されているが、中
でも、磁性を有するトナー粒子より成る現像剤を用いる
方法に優れたものが多い。

米国特許第３，９０９，２５８号明細書には電気的に導
電性を有する磁性Ｉ・ナーを用いて現像する方法が提案
されている。これは内部に磁性を有する円筒状の導電性
スリーブ上に導電性磁性トナーを支持し、これを静電像
に接触せしめ現像するものである。この際、現像部にお
いて、記録体表面とスリーブ表面の間にトナー粒子によ
り導電路が形成され、この導電路を経てスリーブよりト
ナー粒子に電荷が導かれ、静電像の画像部との間のクー
ロン力によりトナー粒子が画像部に付着して現像される
。この導電性磁性トナーを用いる現像方法は従来の２成
分現像方法にまつわる問題点を回避した優れた方法であ
るが、反面トナーが導電性であるため、現像した画像を
記録体から普通紙等の最終的な支持部材へ静電的に転写
する事が困難であるという欠点を有している。

静電的に転写をする事が可能な高抵抗の磁性）・ナーを
用いる現像方法として、特開昭５２−８４１４０号公報
にはトナー粒子の誘電分極を利用した現像方法が示され
ている。しかし、７５）−る方法ｔよ木質的に現像速度
がおそい、現像画像の濃度カー十分に得られない等の欠
点を有しており、実用上困難である。

高抵抗の磁性トナーを用いるその他の現イ象方法として
、トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブ等との
摩擦等によりトナー粒子を摩擦帯電し、これを静電像保
持部材に接触して現（８４する方法か知られている。し
かしこれらの方法ｌよ、トナー粒子と摩擦部材との接触
回数が少なく摩擦帯電が不十分となり易い、帯電したト
ナー粒子ｌよスリーブとの間のクーロン力が強まりスリ
ーブ上で凝集し易い、等の欠点を有しており、実用上困
黄角であった・ ところが、特開昭５５−１８８５８号公報等におｌ／Ｘ
て、上述の欠点を除去した新規な現像方法力く提案され
た。これはスリーブ上に磁性トナーをきわめて薄く塗布
し、これを摩擦帯電し、次１．Ｎでこれを静電像にきわ
めて近接して現像するものである。

この方法は、磁性トナーをスリーブ上←こきわめて薄く
塗布する事によりスリーブとトナーの接触する機会を増
し、十分な摩擦帯電を可能にした事、磁力によってトナ
ーを支持し、かつ磁石とトナーを相対的に移動させる事
によりトナー粒子相互の凝集をとくとともにスリーブと
十分に摩擦せしめている事、トナーを磁力によって支持
し又これを静電像に接する事なく対向させて現像する事
により地力ブリを防止している事等によって優れた画像
が得られるものである。

従来磁性トナー用の磁性体として、強磁性の元素及びこ
れらを含む合金、化合物（例えばマグネタイト、マグネ
タイト、フェライトなどの様な鉄、コバルト、ニッケル
、マンガン、亜鉛等ヲ含む化合物）が知られている。そ
して、この様な磁性体に要求される緒特性としては、例
えば（１）　４０ｅｌＩｌｕ／ｇ程度以上の最大磁化力
ｃｒｍ、（２）１５０〜５０００ｅ程度の保持力Ｈｃ、
（３）　１０２〜１０７Ω−ａｍの固有電気抵抗率、（
４）実用上十分な黒色度、（５）良好な耐温性、（６）
樹脂との良好な混合性等が知られている。通常、磁性ト
ナーには鉄黒と称され顔料として汎用されているマグネ
タイトを利用する例が多く、種々の特許文献記載例も多
い。このマグネタイトは上記要求をおおむね満足するも
のであるが、しかし絶縁性磁性トナー用としては樹脂と
の混合性、トナー凝集性、摩擦帯電性、耐久性能の点で
、その特性の十分なる吟味が必要とされる。

ｌ成分系磁性トナーを磁力によって支持し、又これを静
電荷像に接触することなく対向させ、現像時に交番電界
及びバイアス電界を印加して現像する場合に、個々の現
像剤粒子には、静電荷像との間のクーロン力、磁気ブラ
シ形成用磁石との間の磁気力、交番電界による力等が作
用する。そしてクーロン力が大きい粒子は静電荷像に引
きつけられ、一方磁気力が大きく作用する粒子は現像ス
リーブの方に引きつけられ、静電荷像に応じた現像が達
成される。さらに感光体上に現像された磁性トナーを転
写紙上に転写する場合には、転写紙の背面から、磁性ト
ナーの電荷極性とは逆極性の、つまり静電潜像と同極性
のコロナ放電を行つて、トナー像を転写紙表面に吸引さ
せる。この際、トナー粒子上の電荷が容易に逃げて消失
してしまったりすると、転写画像のみだれや、あ−るい
は転写効率の低下を招くことになる。すなわち、磁性ト
ナーはその構成成分として比較的多量の磁性粉体を含ん
でいるが故にその磁性粉体に電荷を安定に保持する特性
を強く要求される。

又、従来の１成分トナーには磁性体が２０〜８０重量％
も含まれている為に、熱定着や、圧力定着によって複写
紙にトナーを定着しにくいという欠点があった。

一方最近では使用目的が多種多様になり、必要に応じて
める色の画像が得られる小型で安価な多色コピー用の複
写機が望まれている。着色剤を結着樹脂中に添加するだ
けでは磁性体の色調を隠蔽できない。例えば、特開昭５
１−４２５３１１１号公報では磁性粉に化学的処理によ
って白色顔料を被覆することが記載されているが、現像
特性に悪影響を与えない磁性粉量や染顔料量の範囲内で
は、単に化学的処理を施して被覆するだけでは十分磁性
体の色調を隠蔽できず効果が少なかった。上記の方法で
望みの色調のトナーを得るには、磁性体量を必要以上に
減少させるか、あるいは着色顔料の量を増加させること
が考えられるが、磁性体量を減少させすぎると現像性の
低下、また着色顔料を増加させすぎると現像性の低下、
定着性の低下等の整置が生じた。現像性、色調、定着性
等の特性をすべて満足する磁性トナーの製造は困難であ
った。

本発明の目的は、色彩豊富な磁性トナーを提供すること
にある。

更に本発明の目的は濃度が高く、鮮明でかぶりの少ない
画像が得られる磁性トナーを提供することにある。

更に本発明の目的は、定着性の優れた磁性トナーを提供
することにある。

その特徴とするところは、平均粒径０．２ｐ以下で、保
持力１０００エルステッド頁Ｏｅ）以上の磁性体を０．
００１〜２ｗｔ％含むトナーにある。

本発明に使用した磁性体は、より好ましくは、平均粒径
２００″Ａ−０，２−のもの、比表面積５゜０〜１００
ｍ２／ｇのものが良い。

本発明に適用する超微粒子磁性体は、例えば約ｏ、ｏ５
μノ剣状Ｆｅ　０　、０．０２〜Ｏ，Ｏ’２５　ＰＬ（
７）　Ｆｅ−Ｇｏ、　４ 約０．０３　ｇ　（７）　Ｆｅ−Ｎｉ　、約０．０３ｇ
ノＮｉ、約０．０３＃（７）Ｇ。

等が挙げられ、単独又は複合して用いることができる。

これらの超微粒子磁性体の製造方法としては、大別する
と化学的方法と物理的方法がある。前者は金属塩の熱分
解反応を利用する方法、金属塩の水溶液に沈殿剤を加え
て塩又は金属水酸化物の沈殿を作り、これをばい焼して
金属酸化物超微粒子粉とする方法などがある。

特に、本発明に適した超微粒子磁性体を得る方法として
は、金属エトキシドと金属アセトナートの水溶液を出発
原料として用い、ＰＨＩＯ〜１１で加水分解し、沈殿物
をａ　ｏ　ｏ　’ｃ前後で焼成する方法がある。この方
法により得られる超微粒子磁性体の具体例として５００
０〜７０００エノノステツドのバリウムへキサフェライ
トや、ストロンチウムヘキサフェライトがあげられる。

また、物理的方法としては、塊状物質の機械的粉砕、溶
融金属を噴霧化するアトマイゼーション法などがある。

特に本発明に適した。ｔ１１重粒子磁性体を得る方法と
しては、不活性ガス中で金属を蒸発させる方法が好まし
い。

超微粒子の磁性体は、トナー中にｏ、ｏｏｉ〜２重量％
好ましくは０．００１〜０．５重量％含有させるのが良
い。

磁性体の量が前記範囲（０，００１〜２重量％）より少
ないとトナーの磁気的特性が不十分となり、スリーブ搬
送性が悪くなり現像特性が低下する。

又この範囲より多いと電気的特性や定着性が低下し、又
カラートナーとした場合色が濁り、あざやかな色彩が得
られなくなる。

トナーの結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリｐ−ク
ロルスチレン、ポリビニルトルエン、スチレン−ｐクロ
ルスチレン共重合体、スチレンビニルトルエン共重合体
等のスチレン及びその置換体の単独重合体及びそれらの
共重合体；スチレンーアクリル酸メチル共重合体、スチ
レン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル
酸ｎ−ブチル・共重合体等のスチレンとアクリル酸エス
テルとの共重合体；スチレン−メタクリル酸メチル共重
合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレ
ン−メタクリル酸ｎ−ブチル共重合体等のスチレンとメ
タクリルエステルとの共重合体；スチレンとアクリル酸
エステル及びメタクリル酸エステルとの多元共重合体；
その他スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレン
ビニルメチルエーテル共重合体、スチレンブタジェン共
重合体、スチレンビニルメチルケトン共重合体、スチレ
ンアクリルニトリルインデン共重合体、スチレン−マレ
イン酸エステル共重合体等のスチレンと他のビニル系モ
ノマーとのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレ
ート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニルポリ
エステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチ
ラール、ポリアクリル酸フェノール樹脂、脂肪族又は脂
環族炭化水素樹脂、石油樹脂、塩素化パラフィン、等が
単独または混合して使用出来る。

更には圧力定着方式に供せられるトナー用の結着樹脂と
して、低分子ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、
エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリル酸エス
テル共重合体、高級脂肪酸、ポリアミド樹脂、ポリエス
テル樹脂等が単独または混合して使用出来る。

用いる重合体、共重合体、あるいはポリマーブレンドは
、スチレンに代表されるビニル芳香族系またはアクリル
系のモノマーを４０ｗｔ％以上の量で含有すると、より
望ましい結果か得られる。

更に本発明のトナー中には、必要に応じて、荷電制御剤
、着色剤、流動性改質剤を添加しても良く、荷電制御剤
、流動性改質剤はトナー粒子と混合（外添）して用いて
も良い。この荷電制御剤としては、含金属染料、ニグロ
シン等があり、着色剤としては従来より知られている染
料、顔料が使用可能であり、流動性改質剤としては、コ
ロイダルシリカ、脂肪酸金属塩などがある。

また増量の目的で、炭酸カルシウム、微粉状シリカ等の
充填剤を、０．５〜２０ｖｔ％の範囲でトナー中に配合
することも出来る。更にトナー粒子相互の凝集を防止し
て、その流動性を向上させるために、テフロン微粉末の
ような流動性向上剤を配合しても良く、熱ロール定着時
の離型性を良くする目的で低分子量ポリエチレン、低分
子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、
カルナバワックス、サゾールワックス等のワックス状物
質を０．５〜５ｗｔ％程度加えることも出来る。

本発明のトナーを磁性カラートナーとして使用する場合
には必要に応じて着色剤を添加すれば良く、着色剤とし
ては周知の顔料又は染料を使用できる。染料としては例
えば、Ｃ，１，ダイレクトレッド１．Ｃ，１，ダイレク
トレッド４、Ｃ，１，アシッドレッド１．Ｃ：、１．ベ
ーシックレッド１．ｃ、１．モーダントレッド３０、Ｃ
，１，ダイレクトブルー１、Ｃ，Ｉ。

ダイレクトブルー２、Ｃ，１，アシッドブルー９、Ｃ，
１，アシッドブルー１５、Ｃ，１，ベーシックブルー３
、Ｃ，１，ベーシックブルー５、Ｃ，１，モーダンドブ
ルーア、Ｃ，１，ダイレクトグリーン６、Ｃ，１，ベー
シックグリーン４、Ｃ，１，ベーシックグリーン６等が
ある。顔料としては、黄鉛、カドミウムイエロー、ミネ
ラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトール
イエローｓ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエロー
ＮＣＧ、タートラジンレーキ、赤口黄鉛、モリブデンオ
レンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ，ピラゾロンオレ
ンジ、ベンジジンオレンジＧ、カドミウムレッド、パー
マネントレッド４Ｒ、ウオッチングレッドカルシウム塩
、エオシンレーキ、ブリリアントカーダン３Ｂ、マンガ
ン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレ
ーキ、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、
ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファ
ーストスカイブルー、インダンスレンブル−ＢＣ、クロ
ムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラ
カイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ
等がある。

トナーの製造にあたっては、熱ロール、二一ダー、エク
ストルーダー等の熱混練機によって構成材料を良く混練
した後、機械的な粉砕、分級によって得る方法、あるい
は結着樹脂溶液中に磁性粉等の材料を分散した後、噴霧
乾燥することにより得る方法、あるいは、結着樹脂を構
成すべき単量体に所定材料を混合した後、この乳化懸濁
液を重合させることにより磁性トナーを得る重合法トナ
ー製造法等、それぞれの方法が応用出来る。

ここで注意しなければならない点は、超微粒子磁性体は
比表面積が極度に大きい為に活性化されており、常温で
も急激な酸化や燃焼、爆発が起こる危険がある為、すべ
て上記工程を不活性ガスや窒素雰囲気又は真空中で行わ
なければならない事もある。

又トナー中に超微粒子磁性体が０．１重量％以上あれば
、現像器のマグネットは通常のフェライトマグネット（
スリーブ上で約８００Ｇ）で現像可能であるが、磁性体
が０．００１〜０．１重量％の場合は希土類元素合金の
マグネット（スリーブ上で７０００Ｇ以上）を使うこと
により現像性が確保される。

この様に超微粒子の磁性体を微量含んだ磁性トナーとす
ることにより定着性か向上し、色彩のあざやかなカラー
トナーをつくることが可能となる。

〔実施例１〕 スチレン−アクリル共重合体　１００重量部フタロシア
ニンブルー　５ｔＪＬ部 トリクレン　５重量部 上記の混合物を７０°Ｃで加熱しながらトリクレンを蒸
発させた。次にこの固形物をハンマーミルとジェット粉
砕機を通し、分級機を通すことによって５〜２０．の粒
子を得た。

次にこの粒子１００重量部に対して疎水性シリカ粉末を
０．５部外添混合し、現像剤を得、ＰＣ−１０（キャノ
ン酸、バーンナルコピア）の現像に供したところ、鮮彩
な青色画像が再現された。

〔実施例２〕 実施例１のＦｅ−Ｇｏの代わりに、Ｆｅ−Ｎ１（平均粒
径０．０３ｐＬ、　Ｈｃ＝１３００エルステッド）を用
いて実施例１と同様処理を施したところ実、流側１と同
様の結果が得られた。

〔実施例３〕 実施例１のＦｅ−Ｃｏと同成分で、平均粒径０．０２５
ｋ、Ｈｃ＝　１８００エルステツドのものを２重量部使
用した以外は、実施例１と同様処理を施したところ実施
例１と同様の結果が得られた。

〔実施例４〕 実施例１のフタロシアニンブルーをベンジジンイエロー
に代えた以外は、実施例１と同様に処理を施したところ
黄色画像が再現された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平均粒径０．２　ＩＬ以下で、保持力１０００エルステ
   ッド以上の磁性体を０．００１〜２ｗｔ％含むことを特
   徴とするトナー