JPS6342778B2 - - Google Patents

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JPS6342778B2
JPS6342778B2 JP54091109A JP9110979A JPS6342778B2 JP S6342778 B2 JPS6342778 B2 JP S6342778B2 JP 54091109 A JP54091109 A JP 54091109A JP 9110979 A JP9110979 A JP 9110979A JP S6342778 B2 JPS6342778 B2 JP S6342778B2
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JP
Japan
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magnetic
toner
toner particles
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resistance
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Expired
Application number
JP54091109A
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English (en)
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JPS5616145A (en
Inventor
Masumi Asanae
Keitaro Yamashita
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5616145A publication Critical patent/JPS5616145A/ja
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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る磁性ト
ナーに係り、より詳細には転写型の磁性トナーに
関する。
従来静電写真法で形成される静電潜像を現像す
るために現像法の一つとして磁気ブラシ法が広く
使用されている。磁気ブラシ現像法に使用される
現像剤としては鉄粉等の粉末磁性キヤリアーと定
着用媒質中に顔料を分散させたトナー粒子との混
合粉体である2成分系現像剤が知られている。ま
た近年四三酸化鉄等の磁性材料微粉末を必要に応
じ他の顔料と共に定着用樹脂中に分散させてなる
一成分系の現像剤が使用されつつあり、さらに必
要に応じ導電性処理を表面に施した導電性の磁性
トナーとすることも知られている。
通常この導電性の磁性トナーは現像後定着して
直接コピーを得るいわゆるCPCと称する複写方
式に使用されている。
また現像して得られたトナー像を転写シートに
静電気的に転写しついで圧力もしくは熱により定
着するいわゆるPPCと称する複写方式にも磁性
トナーが使用されつつある。PPC方式において
良好なコピー画像を得るためには現像性と共に転
写性も向上させる必要がある。しかしながら現像
性は一般にトナーの電気抵抗が低い程良好で、一
方転写性はトナーの電気抵抗が高い程良好である
ため現像性および転写性を両立させることは困難
である。そこでこの問題を解決するために例えば
現像性を考慮してトナーの電気抵抗を下げ、即ち
半導電性のトナーを用い、一方転写性を上げるた
めに表面を高抵抗処理した転写部材を用いること
も行なわれており良好な画像が得られているが、
転写部材として普通紙を用いると像がにじみをお
びたり、多くのチリを発生するので普通紙には適
用できないという問題がある。
この他転写性を考慮してトナーの電気抵抗を高
めること即ち絶縁性のトナーを用いることも行わ
れている。この場合感光体としてZnO感光体を用
いた時は良好な現像が行なえる。ただしZnO感光
体には感光体の寿命が短いという難点がある。一
方感光体として寿命の長いSe感光体やOPC感光
体を用いた場合、トナーへ誘導される電荷量は少
なくなり極端な場合は巾広い黒部のエツジ部のみ
しかトナーが付着しないというように現像性が低
下するという難点があるる そこで絶縁性磁性トナーを用いてSeなどの感
光体上の静電潜像を良好に現像するために以下の
様な提案がなされている。例えば特開昭53−
31136号公報には絶縁性磁性トナーに急速かつ乱
流的物理的混合作用を与えて、トナーを電極と繰
返し接触させることにより電極からトナーに電荷
を注入する現像方式が記載されている。また特開
昭54−24632号公報には二成分系現像剤の代りに
磁性トナーを用いて現像することが記載されてい
る。さらに特開昭53−118056号公報及び特開昭54
−22835号公報には抵抗の異なる2種類の磁性ト
ナーを混合したものを用いて現像することが記載
されている。さらに米国特許第4142981号明細書
には104〜1010Ω・cmの抵抗を有する導電性磁性ト
ナーと1011Ω・cmより大きい抵抗を有する絶縁性
非磁性トナーを混合した現像剤が記載されてい
る。そして特開昭54−42141号公報には現像部の
トナー層を極端に薄くして、感光体とトナー担体
(例えば非磁性スリーブ)との間隔を短くして現
像性を向上せしめることが記載されている。
上記の様な種々の工夫により絶縁性磁性トナー
を用いても現像性を向上することができるが、現
像装置に特別な工夫を必要とするなどの難点があ
る。またトナーとして特殊なものを用いるため実
用性に問題があり、そらにもつとも重大な問題は
前記2種類のトナーの混合型トナーでは現像時に
働く静電気力と磁気吸引力のバランスが同一でな
く、どちらかの成分が優先的に消費されて組成が
コピー枚数と共に変化しやすいことである。
本発明の目的は、特殊な現像方式によらずとも
通常の現像方式によつてもまた感光体の種類によ
らず良好な現像性が得られ、さらに普通紙を用い
ても良好な転写が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、少なくとも樹脂と磁性
粉含む磁力ならびに電気抵抗の相異する2種類以
上の磁性トナー粒子を混合してなる磁性トナーに
おいて、飽和磁束密度が200〜1200ガウスでかつ
保磁力が150エルステツド以下の磁気特性を有し、
D.C.4000V/cmの電界における電気抵抗が
1013Ω・cm以上で、平均粒径が5〜20ミクロンの
比較的低磁力でかつ高抵抗の小粒径磁性トナー粒
子(A)と、飽和磁束密度が1200〜3000ガウスでかつ
保磁力が150エルステツド以上の磁気特性を有し、
D.C.4000V/cmの電界における電気抵抗が
1013Ω・cm以下で、平均粒径が10〜40ミクロンで
かつ前記トナー粒子(A)よりも平均粒径が大きい比
較的高磁力でかつ低抵抗の大粒径磁性トナー粒子
(B)と、を含むことを特徴としている。
内部に磁界発生手段を備えたマグネツトロール
の非磁性スリーブ等の担体上に磁性トナーを保持
して静電潜像の電界の作用する現像部に搬送した
場合、磁性トナーに作用する力のうち磁気吸引力
FMはトナーの磁力、特に飽和磁束密度に比例し
一方は静電吸引力FEはトナーの電気抵抗に反比
例する。従つて比較的低磁力でかつ高抵抗の磁性
トナー粒子(以下Aトナーという)に働くFM
よびFEともに小となる。一方比較的高磁力でか
つ低抵抗トナー(以下Bトナーという)に働く
FMおよびFEともに大となる。従つてAトナーと
Bトナーの混合粉を前記のように現像部へ搬送し
た場合、現像時に働く力関係はAトナー、Bトナ
ー共にほぼ同様なバランス関係を生じ、かつ磁力
の強いBトナーの周囲にAトナーが付着してこれ
らが鎖状に連なつた状態となると共に磁界が作用
するためFMおよびFEともに大となつて、混合粉
のみかけの上の電気抵抗は低下しよつて潜像面へ
のトナーの付着性が増して良好な現像が行なえ
る。
次にこの様に現像して得られたトナー像を転写
部材上へ転写する場合、通常転写部の裏面から感
光体へ向かつて電界が印加されかつもはや磁界は
発生しないので、FMおよびFEともに小となつて、
混合粉のみかけ上の電気抵抗は高くなりよつて転
写部材上へのトナーの移動が容易に行なわれ良好
な転写が行われる。特にBトナーの保磁力を150
エルステツド以上とし、Aトナーの平均粒径をB
トナーの半分以下とすることによりマグネツトロ
ールで磁気搬送時および現像終了時にBトナーの
外周にAトナーが磁気的および静電的に付着して
集団を作りやすく上記効果が一層増長される。
即ち本発明は、磁力抵抗および粒径の相異する
磁性トナーを混合した場合現像部と転写部におけ
るみかけ上の電気抵抗が変化することを利用して
現像性ならびに転写性共に向上せしめようとする
ものである。
本発明のトナーを使用する場合、現像部および
転写部においてAトナーとBトナーが一体となつ
て移動する即ちBトナーの周囲にAトナーが付着
する場合が最も良好な結果となる。そのためには
Bトナーの平均粒径はAトナーの平均粒径より大
とする好ましくは2倍以上とし、Aトナーの平均
粒径を5〜20ミクロン、Bトナーの平均粒径を10
〜40ミクロンとするとよく、A、Bトナーの樹脂
を変えると一層好結果が得られる。
上記のBトナーにおいては、比較的高磁力とす
るため IHcが300Oe以上の磁気特性を有する磁性
粉を用い、そして磁性粉の含有量は50重量%以上
好ましくは70〜90重量%の範囲として、トナーの
飽和磁束密度を1200〜3000ガウス、保磁力を150
エルステツド以上とするのがよい。またBトナー
は低抵抗とする必要があるが、良好な現像を行な
うためにD.C.4000V/cmの電界における電気抵抗
が1013Ω・cm以下とする必要があり好ましくは
1010Ω・cm以下がよい。
次に上記のAトナーにおいては、比較的低磁力
とするため IHcが400Oe以下の磁気特性を有する
磁性粉を用い、そして磁性粉の含有量は70重量%
以下好ましくは20〜50重量%の範囲としてトナー
の飽和磁束密度が200〜1200ガウス保磁力が150エ
ルステツド以下とするのがよい。飽和磁束密度が
300ガウス以下となり非磁性トナー化してくると
磁気搬送に不都合を生じ高磁力Bトナーと分離し
やすくなる。さらに高抵抗とし良好な転写を行な
うためには、D.C.4000V/cmの電界における電気
抵抗を1013Ω・cm以上とする必要がある。
上記のAトナーおよびBトナーを混合する場
合、その混合比はBトナー10重量部に対してAト
ナー1〜8重量部の比率が好ましい。これは磁性
粉の多いBトナーの含有量が多すぎると定着性が
低下し、一方Aトナーの含有量が多すぎると抵抗
が高すぎて現像が良好に行なえなくなるからであ
る。
本発明の磁性トナーにおいて、使用できる磁性
粉としてはFe3O4、γ−Fe2O3、N1粉末等の通常
のものが使用でき、これらのうちから所定の磁気
特性を有するものを用いればよい。なお本発明の
磁性トナーを用いて現像・転写後の感光体に残留
する磁性トナーを磁気ブラシクリーニングにより
除去する場合は、500〜1000エルステツド程度の
磁界で高く飽和磁化されるものがよく、よつてσs
が75emu/gr以上のものが好ましい。
次に本発明の磁性トナーにおいて使用できる樹
脂としては通常の天然又は合成樹脂があり、例え
ばオーブン定着用としてはエポキシ樹脂、アクリ
ル系樹脂等、ヒートロール定着用としてはスチレ
ン系樹脂、ブタジエン系樹脂、そして圧力定着用
としてはワツクス、スチレン−ブタジエン共重合
体系等があり、これらの樹脂を一種又は二種以上
組合せて用いればよい。
さらに本発明の磁性トナーにおいては、上記の
樹脂と磁性粉に加えて、必要に応じて種々の添加
剤をトナー中および/またはトナー表面に使用で
きる。添加剤としては例えばカーボンブラツク等
の抵抗調節剤、シリカ等の流動性改剤、染料およ
び界面活性剤等の帯電制御剤があり、これらは単
独でも2種以上組合せてもよい。
なお本発明の磁性トナーは上記のようにAトナ
ーとBトナーの2種類の磁性トナーを混合したも
のに限らず、これらの中間の磁力と抵抗を有する
磁性トナーを一種類又は二種類以上混合させても
同様の効果が得られる。
実施例 1 高抵抗トナーとして、エポキシ樹脂(シエル化
学社製エピコート1004と1007の混合物)70重量
部、磁性粉としてFe3O4(戸田工業社製EPT500:
130Oe)30重量部を混合、混練、粉砕し、5〜
20μに分級して平均粒径7μのトナー(A)を得た。飽
和磁束密度は300ガウス、保磁力は80エルステツ
ドであり、そして抵抗は4000V/cmで2×
1015Ω・cmであつた。
低抵抗トナーとして、エポキシ樹脂(エピコー
ト1007)12重量部、カーボンブラツク8重量部、
磁性粉としてFe3O4(戸田工業社製MTA740:
380Oe)80重量部を混合、混練粉砕し、10〜30μ
に分級し平均粒径20μのトナー(B)を得た。飽和磁
束密度は2200ガウス、保磁力は250エルステツド
であり、抵抗は3×103Ω・cmであつた。
このトナーAとBと1:2(重量比)に混合し
て作像実験を行なつたところ、20℃、80%R.H.
の高湿度条件にて良好な現像が行なえ、転写も普
通紙にて80%以上の良好な転写効率が得られ、画
像も解像度が良く良好なものであつた。また画像
の定着は、従来組成のものが180℃であるのに対
して本発明トナーは130℃と定着可能最低温度を
著しく下げることができた。
実施例 2 高抵抗トナーとしてスチレンブタジエン共重合
体(グツドイヤー社製プライオライトS5A)70重
量部、ポリエチレンワツクス(三井石油化学工業
社製HIWAX400P)5重量部、Fe3O4(関東電化
社製KBC−100:80Oe)25重量部から成る混合
物を混練、粉砕し5〜20μに分級し、トナーAを
得た。このトナーAの飽和磁束密度は250ガウス、
保磁力は60エルステツドありそして抵抗は6×
1015Ω・cmであつた。
低抵抗トナーとしてスチレンブタジエン共重合
体(プライオライトS5B)20重量部、カーボンブ
ラツク8重量部、磁性粉としてフエライト磁粉
IHc:3000Oe)72重量部、を混合混練、粉砕
し、10〜30μのトナーBを得た。Bトナーの飽和
磁束密度は2000ガウス、保磁力は350エルステツ
ドそして抵抗は5×104Ω・cmであつた。上述の
AとBのトナーを1:7(重量比)に混合し現像
機に投入して、現像を行い、次いで転写後ヒート
ロール定着を行なつた。
得られた画像は良好でベタ黒部も均一で解像度
も6.0(本/mm)が得られた。また25℃、80%R.H.
の高湿下で転写を行なつたところ従来トナーが55
%であつたが本発明のトナーは8.2%と普通紙に
おいて良好な転写効率を示した。また定着温度も
従来トナーが180℃であつたのに対して本発明ト
ナーは155℃と定着温度を下げることができた。
実施例 3 高抵抗トナーとして、アミドワツクス(日本化
成社製ビスアミド)60重量部、エチレン酢酸ビニ
ル共重量体(アライドケミカル社製AC400)10重
量部、Fe3O4(EPT500)30重量部から成る混合物
を混練、粉砕し5〜25μに分級しトナーAを得
た。このトナーの飽和磁束密度は400ガウス、保
磁力は100エルステツド、そして抵抗は5×
1014Ω・cmであつた。
低抵抗トナーとしてポリエチレンワツクス(三
井石油化学工業社製HIWAX400P)15重量部、
Fe3O4(戸田工業社製MTA740)78重量部、カー
ボンブラツク7重量部を混合、混練、粉砕し10〜
44μのトナーBを得た。得られたトナーの飽和磁
束密度は2100ガウス、保磁力は200エルステツド
そして抵抗は7×105Ω・cmであつた。
AとBのトナーを1:3(重量比)に混合し、
普通の転写シートを用いて現像・転写実験を行な
い、圧力定着にて画像の定着を行なつた。得られ
た画像はベタ黒部も濃度1.2以上で均一であり、
解像度も5.2(本/mm)以上と良効なものであつ
た。定着も通常のトナーが線圧30Kg/cmでやつと
良好な定着性を示すものが15Kg/cmの線圧で同等
の定着性を有するものであつた。
以上に記述の如く本発明の磁性トナーによれば
現像性および転写性共に良好で高品質のコピー画
像が得られる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも樹脂と磁性粉とを含む磁力ならび
    に電気抵抗の相異する2種類以上の磁性トナー粒
    子を混合してなる磁性トナーにおいて、飽和磁束
    密度が200〜1200ガウスでかつ保磁力が150エルス
    テツド以下の磁気特性を有し、D.C.4000V/cmの
    電界における電気抵抗が1013Ω・cm以上で平均粒
    径が5〜20ミクロンの比較的低磁力でかつ高抵抗
    の小粒径磁性トナー粒子(A)と、飽和磁束密度が
    1200ガウス〜3000ガウスでかつ保磁力が150エル
    ステツド以上の磁気特性を有し、D.C.4000V/cm
    の電界における電気抵抗が1013Ω・cm以下で、平
    均粒径が10〜40ミクロンでかつ前記トナー粒子(A)
    よりも平均粒径が大きい比較的高磁力でかつ低抵
    抗の大粒径磁性トナー粒子(B)と、を含むことを特
    徴とする磁性トナー。 2 前記Bトナー粒子の平均粒径が前記Aトナー
    粒子の平均粒径の2倍以上であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の磁性トナー。 3 前記Bトナー粒子10重量部に対してAトナー
    粒子1〜8重量部を混合してなることを特徴とす
    る特許請求の範囲第2項に記載の磁性トナー。 4 前記Aトナー粒子の磁性粉の含有量を10〜50
    重量%としてそして前記Bトナー粒子の磁性粉の
    含有量を50〜90重量%としたことを特徴とする特
    許請求の範囲第3項に記載の磁性トナー。
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