JPH0293544A - 磁性トナー及びその製造方法 - 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】 （従来の技術） 本発明は静電写真プロセスの磁性トナーに関し、とくに
、現像時に導電性トナーとして振舞い、かつ普通紙に転
写可能なトナー粒子およびその製造法に関するものであ
る。

（従来の技術） ■、静電写真プロセスの代表的現像方法として２成分映
像がある。

この方式では、導電率力月Ｑ−１！　　（Ω・ｃｍ）−
’以下の絶縁トナーとトナーの直径の５倍〜２．００倍
程度のキャリア粒子を用いて両者を混合することにより
トナーを摩擦帯電させ、現像器の電界強度に応じて潜像
部分に選択的にトナー粒子を現像するものである。

この２成分現像方式では、キャリアとトナーの濃度を一
定に保つこと、トナー粒子を摩擦帯電するために、帯電
量分布がシャープに安定にすることが必要で、そのため
に現像器の構造や制御系が複雑となり、かつ更に、トナ
ー及びキャリアの安定性が求められる。

■、また、トナーの導電率が１０−３〜１０−６（Ω・
Ｃ１１）−’程度の導電性粒子を用いて現像の場で静電
誘導によりトナー粒子を帯電させる１成分導電トナー現
像方式が提案されている。

この現像方式は、２成分現像方式に比べ現像器が簡単に
なること、トナーの帯電が均一であること、かつエツジ
効果が少ないこと等、原理的にきれいな画像が得られる
利点を有する。

この導電性トナーを用いて直接記録方式のファクシミリ
や静電プロッターが実用化されている。

然しなから、間接転写型静電写真プロセスではトナーが
導電性であるため、静電的に紙に転写するときに電荷の
リークが発生し、画像に著しい乱れを生ずる問題点を有
する。

■、トナーの導電率が１０−６（Ω・ＣＩ）−’以下の
１成分絶縁性現像方式が実用化されている。

この方式では、静電転写可能で上記問題点は解決されて
いるが、現像時にトナーは絶縁性であり、トナー支持部
材等との摩擦帯電によりトナー粒子を帯電させるために
、現像器側に摩擦帯電を均一にする機構が要求される。

■、これらのあい矛盾するトナーの導電率特性を改善す
る以下の提案が幾つかなされている。

（１）撹拌状態で導電性を示すトナーを用いる現像方法
（米国特許第３，６３９．２４５号明細書）。

すなわち、トナーは静的状態に電界強度が１０ｋｖ／ｃ
ｍでかつ導電率が１０−６（Ω・ｃｍ）−’以下の絶縁
性粒子であつて、現像スリーブ上で攪拌されることによ
り導電的に振舞う現像方式を提案している。

この方法で用いるトナーは、表面に導電性物質がむきだ
しとなる構造を持ち、安定した静電転写が期待できない
。

（ｉｉ）磁界中で導電性を示すトナー（特開昭５７−１
８９１４５号公報）。

すなわち、トナー内の磁性粉に着磁きせて磁気双極子の
方向と導電性の方向を一致させ、磁気ブラシを形成した
時に、すなわち現像時にトナー粒子に導電性を持たせて
いる。

この方法はトナーの製造コストが高く実用的でない。

（ｉｎ）導電率の電解依存性を持つトナー（特開昭６０
−１２５８４９号公報）。

すなわち、現像時の電界強度と転写時の電界強度の違い
を利用して高電界で導電性で、かつ低電界で絶縁性をも
つトナーである。このトナーは基本的には芯粒子の表面
に２層被覆させ、夫々の層の電気抵抗を規定している。

この特定の組成および特定の構造をもつトナーの導電率
は高い電界依存性を示すが、広範囲で変化する現像電界
強度に対して導電率の変化が大きく、現像が安定せずに
好ましくない。

また、高電界で導電性を示すトナーは現像の場に運ばれ
て初めて導電性を示し、現像の場に至るまでに、トナー
は絶縁性を示すので、現像器に投入するまでに、或いは
現像器投入後に、機内で攪拌されてトナー同志摩擦によ
り帯電する。現像スリーブ表面では、静電潜像担体と対
向する場所以外では高電界がかかっていないので、絶縁
性であるトナーはお互いに接触して摩擦帯電が避けられ
ない、この時に、トナーは十に帯電するものと−に帯電
するものとが発生する。

この導電現像方法は、静電誘導により帯電していないト
ナーを静電潜像担体の潜像によって選択的に一方の極性
に帯電させることにより潜像の情報を正確に現像するこ
とを特徴としている。

この観点から、トナーが事前に両極にわたって帯電して
いるのは好ましくなく、単にトナーの導電率が電界依存
性があるだけでは良好な画像が期待できない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明が解決しようとする課題は、−成分磁気ブラシを
用いた現像方式において、帯電が容易で安定した現像性
を示し、かつ優れた転写性を示す現像剤であって、従来
、充分に満足のいくものがなかったという点である。

（課題を解決するための手段） 一般的な磁性トナーは、主として、樹脂成分からなる結
着剤、磁性粉、電気抵抗調整剤、着色剤、帯電調整削、
潤滑剤等から構成されているが、広い電界強度範囲に対
して完全にオーミックではなく、電界強度の増大に対し
て緩やかな導電率の増加を示す、この電界依存性を顕著
にするには、第２図に概念的に示すように、結着剤と磁
性粉２からなる芯粒子１表面に導電性物質からなる第１
層３を被覆し、さらに絶縁性物質からなる第２層４を被
覆する構造が有効であることが従来知られている。

本発明者は先に述べたように、安定した現像性と優れた
転写性を示すトナーの構造等について鋭意検討を重ねて
きた結果、第２図に示されるように、最外層に磁性粉、
カーボンブラッグ等の導電性物質を含有しない構成、す
なわち絶縁性物質からなる第２層４とすると同時に、第
１層目３に被覆した導電性物質が最外層表面にむき出し
にならない構造とすることが、極めて有効であることを
見出し、本発明に至った。

即ち、本発明のトナーは、樹脂成分からなる結着剤、磁
性粉、および添加剤から構成される芯粒子表面に、重量
平均粒径が１μｍ以下で導電率が１０−・（Ω・Ｃｍ）
−’以上の導電性物質が被覆され、さらに、重量平均粒
径が０．１〜１．０ｏｍで導電率が１０−６（Ω・ｅｌ
ｌ）−’以下の絶縁性物質が被覆され、少なくとも、最
外層に導電性物質が　むき出しとならない構造を持つこ
とを特徴とする重量平均粒径５〜５０μｍの磁性トナー
である。

このトナーは基本的に一成分磁性トナーであるが、電気
特性において、材料組成、製造条件を適宜選択すること
により、下記の導電率特性を満足するようになり、より
好ましい態様とすることが可能となる。

■　平板にトナーを挟み込んだ状態でトナーの導電率を
測定して５，０００ｖ／ｃｍの電界強度で導電率（ρ８
．Ｓ）がＩＱ−ＩＩ（Ω−Ｃ１１）−’以下であること
。

■　磁気ブラシを形成し磁気ブラシを回転させた状態で
磁気ブラシに対向して導体を接触させて導電率を測定し
て、電界強度が１ｏ、ｏＯｏＶ、／ｃｍ〜３０＋　　０
００　Ｖ／Ｃ１１の時に導電率が１０−■（Ω・ＣＩ）
−’以上であること。

■（ρＤ１．。）／（ρ。、。）〈１０であること。

なお、ρ８．．Ｉ、ρ。、つは各々後述の特定の測定方
法による導電率であり、添字Ｘ　はｋｖ／ｃｍ単位の電
界強度である。

模式的には、第１図のような導電率特性を示す。

ａのラインは■の平板による導電率の特性であり、ｂは
■の回転磁気ブラシによる導電率特性である。

■の電気特性は、静電転写が可能であるための必要条件
であり、■〜■は導電現像を安定に実現するための条件
になっている。

次に１本発明について具体的に述べる。

芯粒子としては、結着剤、磁性粉、および必要により、
種々の添加剤で構成される。芯粒子の粒径は、最終的に
得ようとするトナーの粒径によって適宜、理論的に計算
することが可能であるが、重量平均粒径３〜４８μｍ程
度の粒子を用いる。

結着剤としては、スチレン類、（メタ）アクリル酸エス
テル１−６（ここで（）内の文字は読んでも読まなくて
も良いものとする。　以下同じ）、ニトリル類等の単量
体から得られる（共）重合体樹脂、あるいは、ポリエス
テル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、フェノ
ール系樹脂等が使用できる。

磁性粉としては、鉄、ニッケル、コバルト、マンガン等
の単体金属、合金、あるいはこれら金属の酸化物が使用
でき、重量平均粒径が０．１〜１μｍ程度のものがよい
。

芯粒子は、この他に電気抵抗調整剤、着色剤、帯電調整
剤、潤滑剤等の従来公知の添加剤を任意に含有すること
ができる０例えば、定着性を改善するために数％程度の
ワックスを添加剤として加えてもよい。

磁性粉は芯粒子全重量に対し３０〜７０重量％になるよ
うに配合するのがよい、この割合を磁性粉比率と呼ぶ、
　磁性粉比率は、現像の場において磁石にトナーが保持
されるので、磁気力という点でトナーの現像性能に大き
な影響を与えると共に、トナーの導電率電界依存性にも
関係し、ひいては静電力の点からも現像性能に影響する
。

磁性粉比率が、３０重量％未満の場合は現像器周辺への
トナー飛散が発生し易く、また画像白地部へのトナー飛
散（所謂”かぶり”〕が大幅に増加し、好ましくない、
磁性粉比率が７０重重量を越えると現像濃度が低下し、
また定着性能が低下して同様に好ましくない。

芯粒子を製造する方法は、特に制限はないが、幾つかの
好ましい例を述べるならば、上記の結着剤、磁性粉、お
よび必要により、種々の添加側をニーダ−等で加温、溶
融混練する。これを冷却後、混練物を回転式粉砕機等（
例えば、奈良機械製自由粉砕機等）で直径約１ｍｍ以下
に粗粉砕する。

さらに、この粗粉砕混練物をジェットミル等にて３〜４
８μｍ程度に微粉砕し、所望の粒度分布が得られるよう
風力式分級機等で分級する０重量平均粒径として、１０
〜２０μｍ程度のトナーが粉砕分級処理もし易く、画像
解像度の点から好ましい。

また、芯粒子として、特願昭６３−１３２７７８号に記
載されている磁性粒子を用いることもできる。すなわち
、従来公知の懸濁重合゛によって得られる重合体粒子や
、必要により、これを分級したもの、あるいは、特公昭
５７−２４３６９号公報に開示されているいわゆる二段
膨潤方法によって得られる重合体粒子、さらには、米国
特許第４゜５２４、１９９号明細書に開示されている分
散重合方法によって得られる重合体粒子などを磁性化処
理するなどの方法によって得ることもできる。

トナーの導電率に顕著な電界依存性を持たせるため、ま
ず芯粒子表面に導電性物質を固着させる。

導電性物質としては、重量平均粒径が１μｍ以下で、且
つ導電率が１０−＠（Ω・１）−１以上の物質であるこ
とが必要である。これらの物質の例としては、導電性カ
ーボンブラック、ニッケル粉、銅粉等があるが、通常の
黒色トナーの場合は導電性カーボンブラックが最も好ま
しい。

芯粒子と導電性物質との粒径比は、１０／１以上に設定
することが好ましく、更に好ましくは２０／１以上であ
る。

芯粒子と導電性物質は各々、９９〜７０重量部、および
１〜３０重量部重量部用いることが好ましい、導電性物
質を固着させた状態で粉体の導電率を測定し、導電率が
１０−”　〜１０−’　（Ω・ｅｌｌ）−’程度になる
よう両者の混合割合と固着運転条件を選択する。

次に、固着方法について具体的に説明する。

まず、芯粒子と導電性物質を所望の導電性物質含有量に
なるように計量し、これらを混合して芯粒子表面に導電
性物質を静電的に付着させる。

次いで、導電性物質を実質的に固着させるには、乾式の
機械的混合法を好ましく使用することができる。これら
の具体例を挙げるならば、回転造粒機、粉体混合機（タ
ンブルミキサー、Ｖ形ミキサー）、衝撃式表面処理装置
１１Ｆ（例えば、奈良機械製ハイブリダイザ−）、磨砕
式表面処理装置（例えば、細用ミクロン製　メカノヒユ
ージョン）、高速回転式粉体温合機（例えば、三井三池
化工機製　ヘンシェルミキサー）等を挙げることができ
る。

固着をより完全に行うためには、粒子表面に大きな衝撃
エネルギーを与えることが好ましく、この点からいえば
、衝撃式粉体表面改質装置（例えば、奈良機械製ハイブ
リダイザ−）等が好ましい例として挙げることができる
。

好ましい操作条件をさらに詳しく述べるならば、静電付
着操作は羽根先端速度１〜１０ｍ／ｓ、処理時間２〜３
０分程度で行う、実質的な固着は、混合物をハイプリダ
イザ−等に投入し、羽根先端速度１００ｍ／ｓ以上、処
理時間３〜２０分の程度で実施することが好ましい。

固着の温度条件については、特に制限はないが、導電性
物質の含有量によっては、芯粒子のガラス転移点以上に
加温すると良好な結果を得ることがある０例えば、導電
性物質含有量が３０％でガラス転移点が５０〜６０℃の
芯粒子を用いる場合には、固着装置の巨視的温度がガラ
ス転移点に対し５〜１０℃高い温度で処理することによ
り固着が促進される。

粒子表面に導電性物質を固着させる原理は総て解明され
ている訳ではないが、比較的緩やかな混合で芯粒子の表
面に導電性物質が静電付着し、次に、比較的高い機械的
エネルギーにより、芯粒子と導電性物質との接触部に熱
エネルギーが加わって瞬間的な温度上昇を引き起こし、
場合によって融点を越える温度まで上昇し固着するもの
と推定される。

粒子に加わる力および処理時間を増大させると、カーボ
ンブラック等１次粒子の極めて小さい粒子は芯粒子樹脂
中に埋没し導電率が低下する。

これは、芯粒子中へ導電性物質が固着した瞬間は局部的
に温度が上昇し、近傍の樹脂は溶融するか或いは弾性変
形して導電性物質の大きさに応じた穴があき、この穴は
粒子が冷却されるとともに穴を塞ぐよう元に復帰するた
めと考えられる。また、芯粒子のガラス転移点、および
処理温度によっても導電率が変化する。

後述の第２層目の固着処理をし易くするという見地から
は（芯粒子表面が樹脂成分の方が固着させ易い）、導電
性物質を完全に芯粒子内に埋没させた状態で上記導電率
を達成させる方がよい。

従って、芯粒子／導電性物質の混合比率の選定と同時に
、導電性物質が固着する程度の大きなエネルギーを芯粒
子、導電性物質に与える必要があり、処理時間、回転数
、および温度を適切に選択する必要がある。

導電性物質を固着した後、さらにその表面に導電率が１
０−６（Ω・Ｃ■）−１以下で、且つ重量平均粒径が０
．１〜１．　０μｍの絶縁性物質を上記に挙げた装置、
方法を用いて固着させる。

これらの絶縁物質としては、スチレン類、（メタ）アク
リル酸エステル類、ニトリル類、酢酸ビニル、塩化ビニ
ル、さらには、エチレン、プロピレン等のアルキレン類
の中から選ばれる一種以上の単量体から得られる（共）
重合体、さらには、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂
、高級脂肪酸類、高級脂肪酸金属塩類、ロジン誘導体、
ポリオレフィン、ワックス類、エポキシ変性フェノール
樹脂、ポリウレタン等芯粒子の結着剤に使用する樹脂と
同様の樹脂、さらには酸化チタン、チタン酸バリウム、
酸化亜鉛などの無機材料が例示できる。

実際の現像の場を想定し、磁気ブラシを形成し、磁気ブ
ラシを回転させた状態で磁気ブラシに対向して導体を接
触させて導電率（ρ。、８）を測定した時に、導電率の
変化を少なくするには無機材料の方が好ましい。

導電率に顕著な電界依存性を持たせるには、表面絶縁層
の厚みが薄いほうが好ましいが、絶縁層の表面固着むら
があって表面に下地の導電性物質が広く剥き出しになっ
ていると、高電圧を印加してトナーの導電率を測定する
時に、トナーにリークが発生し、実際に画像出力時にお
いても不安定な現象が生じる恐れがある。

このために、第２層目は、導電性物質を固着させた粒子
の表面積に対して第２層目に固着させるべき絶縁粒子の
投影面積基準で１層で完全に被覆されるべき量比を計算
し、その混合比率より絶縁粒子の混合比率を決定し固着
させる。

薄くて均一な絶縁層の条件として、絶縁層の粒子直径０
．１〜１．０１１ｍ、および１層完全被覆混合比率理論
値の０．２倍〜２倍の混合比率で固着させることがよい
。

混合比が１層完全被覆混合比率計算値より小さいと言う
ことは（上記混合比率が１倍以下）、部分的に導電性物
質がトナー表面にむき出しになっていると考えられ、上
記の説明と矛盾する。

しかし、表面固着装置でトナーに機械的な力が加わると
、導電性物質が芯粒子の樹脂の中に埋没し、見かけ上芯
粒子樹脂が絶縁層として作用する。

さらに、第２層の絶縁粒子が塑性変形することもありう
る。従って、必ずしも第２層に固着させる絶縁物質が上
記理論値を下廻っても、完全被覆されることがありうる
。

また、第２層に固着させる物質として磁性粉やカーボン
ブラック等の導電性物質を含む材料構成とすると、固着
処理条件を変えても（例えば、固着の処理時間を長くす
る、あるいは、処理温度を高くする等）、導電性物質の
表面への露出を抑えることは難しく、好ましくない。

要するに、好ましくは、■、平板にトナーを挟み込んだ
状態でトナーの導電率を測定して、５゜０００ｖ／ｃｍ
の電界強度で導電率（ρ５．．）が１０−１３　（Ω・
ＣＩ）−’以下であり、■、磁気プラシを形成し、磁気
ブラシを回転させた状態で磁気ブラシに対向して導体を
接触させて導電率を測定して、電界強度が１０．０００
　ｖ／　ｃｍ〜３０．ｏｏｏ　　Ｖ／ＣＩの時に導電率
（ρ。、１．）、（ρ。、３・）が１０−’（Ω・Ｃ１
１）−’以上を示して、かつ（ρ。、３・）〜（ρ。５
．。）の変化が１０倍以下である導電率特性を示すトナ
ーを作るに当たり、芯粒子／第１層導電性物質の混合比
率、芯粒子／第２層絶縁性物質の混合比率、表面固着装
置の回転数、処理時間、および温度等の運転条件を選択
する必要がある。

（測定方法の説明） （１）　　平板による導電率（ρ１．Ｘ）の測定。

第３図に示すような測定器と市販のエレクトロメーター
を用いて測定する。

アルミ製主電極５とアルミ製ガード電極６とをプラス電
位とし、対向側のアルミ製副電極７をマイナス電位とし
て、電極間にトナーを挟み込んで主電極５と副電極７の
間に流れる電流を測定し、トナーの電気抵抗を求め、導
電率を算出する。

トナーの充填の仕方により再現性が決まるので、トナー
を副電極７上に若干多めに載せ、テフロン製ケース８の
面に、平滑な金属板を当てて動かし、副電極７とテフロ
ン製ケース８で形成される直方体上の空間部に、トナー
をフリー状態（圧縮しない状態）で充填する。

空間部の体積に対してトナーの見掛は比重から所定のサ
ンプル量を決めておくとよい。

測定に用いた電極寸法は第３図に示す通りであるが、主
電極を３２ｍｍ角、電極間隔を１ｍｍにすると、測定抵
抗値の１００倍がΩ・１で表した体積抵抗に相当し、そ
して１００ｍｍ角、１ｍｍとすると１，０００倍となり
、分かり易い。

端部の影響をなくすために、主電極５とガード電極６の
間を５ｍｍ以上、ガード電極６の幅を１０ｍｍ以上にす
れば、電極寸法はいかなる大きさでもよいと思われる。

測定器全体は接地したシールドボックスに入れて測定す
る。

（２）磁気ブラシ回転時のトナー導電率測定（ρＤ、買
）。

第４図に測定装置を示す。

直径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのアルミ製ドラム１１と
直径１６ｍｍのアルミ製スリーブ１２を３００μｍの間
隔を隔てて対向させ、ドラム１１を５ＣＩ／　Ｓ　、ス
リーブ１２を７１／ｓで互いに反対口りに回転させる。

スリーブ１２内部には６極の固定磁石１３を有し、スリ
ーブ１２表面上の最大磁束密度は７５０ガウス程度であ
る。

スリーブ１２にアルミ製の穂立ち規制板１４を２００μ
ｍの間隔で配置する。被測定トナーをスリーブ１２に載
せ、ｌ成分の磁気ブラシを形成する。穂立ちの高さは、
アルミドラム１１と対向する部分で６００〜９００μｍ
程度であり、ドラム１１及びスリーブ１２間隔からみて
、トナーは確実にドラム１１表面に接触した状態になっ
ている。

スリーブ１２とドラム１１間にエレクトロメーター１５
をつないで、スリーブ１２及びドラム１１を上記速度で
回転させた状態でトナーの電気抵抗を測定する。導電率
に換算する時の基準面積と高さは、ドラム部分の接触面
積（２ｍｍＸ２５０ｍｍ）、ドラム及びスリーブの間隔
（０，３ｍｍ）を用いる。

（１）、　（２）の２つの導電率測定法に関し、被測定
トナーの充填状態及び基準面積と高さの違いから、測定
した導電率が同一尺度で取り扱えるかどうかを調べるた
めに、電界依存性の小さい数種類の市販絶縁トナーを用
いて２つの測定法による導電率を比較した。その（ρ。

、、）／（ρ８．Ｘ）は１〜１０となっており、同一尺
度で評価できると考えられる。

（発明の作用・効果） 本発明の磁性トナーは、ｌ成分磁気ブラシを用いた現像
方式において、広い高電界強度に対してトナーが安定な
導電性を示すために、静電潜像担体上に安定な現像を行
うことができ、さらに静的状態で安定な絶縁性を示すた
めに普通紙に静電的に転写することが可能である。

実施例１ 下記組成の樹脂及び磁性粉を混練用ニーダ−で１３０″
Ｃで、１０分間混練し、冷却後に抜き出して粗粉砕した
ところ、１ｍｍ前後の樹脂と磁性粉の混合物が得られた
。ジェットミルで微粉砕し、風力分級機で分級して芯粒
子を得た。

ポリスチレン系樹脂（三洋化成製ＴＢ−１０００）　　
　　　　・・・・・・・４８重量％ポリエチレン系ワッ
クス（三洋化成製サンワックス１３１　Ｐ）　・・・・
・・・・２重量％磁性粉マグネタイト（戸田工業型ＥＰ
Ｔ−１０００）　　　　　・・・・・・・・５０重量％
芯粒子の粒径分布は、重量基準のＤ　Ｉ　６　／　Ｄ　
？　ｍで約８μｍ／１７μｍであった。

また、（１）の平板法で測定した導電率は、１０−６（
Ω・ＣＩ）−’以下であった。

この芯粒子１００重量％に対して、第１層の導電性物質
としてキャボット製導電力−ボンプラックモナーク７０
０を５重量％の混合比率で、粉体混合機の羽根先端周速
４　ｍ　／　ｓ、５分間の運転条件で静電的に付着させ
た。

奈良機械製ハイプリダイザ−を用いて、周速１００ｍ／
ｓ、１分間の運転条件でカーボンブラックを表面に固着
させた。処理中の最高温度は、５２℃であうた。

第１層を固着させた状態で（１）の平板法で粒子の導電
率を測定したところ、１０−’（Ω・ｃｍ）−’以上で
粒子が導電化した。

カーボンブラックの付着の程度を調べるために、５ｍｍ
厚のフェルトにサンプルを載せ、反対側より掃除機で真
空に引き、カーボンブラックの固着状態を電子顕微鏡で
観察した。

１０．０００倍〜１００，０００倍程度でカーボンブラ
ンクの１次粒子が観察されるが、真空で吸引前後で表面
のカーボンブラックの分散状態に差はなかった。ちなみ
に、粒子の表面状態は全面カーボンブラックではなく、
芯粒子樹脂の中にカーボンブラックが埋没し、樹脂が表
面にむき出しになっている部分も観察される。

第２層に重量平均粒径０．２５μｍ、導電率が１０−＠
（Ω・Ｃ■）−１の酸化亜鉛を用いて、カーボンブラッ
クを固着させた粒子１００重量％に対し、２０重量％で
混合し、静電付着させた。

運転条件は第１層の場合と同様に羽根先端速度４　ｍ　
／　ｓ、処理時間５分にした。

これらの混合物を同様にハイプリダイザ−で固着させた
。運転条件は周速１００　ｍ　／　ｓ　ｓ　６分間にし
た。処理中の最高温度は６５℃であった。

得られたトナーの重量平均粒径は１２μｍであった。

（１）の平板法で導電率を測定したところ、２．０００
ｖ　／　ｅｌｌ、５＋ＯＯＯＶ／ＣＩＪ、１０，０ＯＯ
ｖ／ｃｍで、夫々（ρ３．鵞）＜１０−”　　（ρｓ、
５）＝４ＸＩＱ−１％　　　（ρ１．１゜）＝１．２Ｘ
１０−”　　（Ω・ＣＩ）−’であった。

また、（２）の磁気ブラシ回転法により導電率を測定し
たところ、１０．０ＯＯＶ／Ｃ１１，３０，０００ｖ／
ｃｍで各々（ｐ　ｌ　ｔｏ）　＝３Ｘ１０−”　　（ρ
ｏ、ｓｏ）　＝　１０−＠（Ω・ｃｍ）−’であった。

１０゜０００　ｖ／ｃｔａ　〜３０．　０００　Ｖ／Ｃ
１Ｂにかけて導電率は約３倍に変化している。

（１）の平板性測定による５＋０００　Ｖ／ｅｌｌの導
電率の値と（２）の磁気ブラシ法測定による３０，０Ｏ
ＯＶ／Ｃ１１の導電率の値との比（（ρ。、　３．）　
／　（ρ３．．Ｓ））は（１０−・）／（４Ｘ１０−１
′）であり、１０−倍以上のトナーである。

これから、現像時には導電性で、転写時には絶縁性を示
すトナーと言える。

後述の実施例２．３も含めて電界強度と導電率との関係
のグラフを第５図に示す０図中撚字ａは（１）の平板性
測定を、ｂは（２）の磁気ブラシ法測定を表す。

酸化亜鉛の固着の程度は、第１層のカーボンブラックと
同様に、真空吸引前後での観察及びＸ線による元素分析
（Ｘ線マイクロアナライザー）によって、充分強固に固
着していること、また、カーボンブラックはむき出しに
なっていないことを確認した。

このトナーを用いて、画像評価用の電子写真プロセス実
験機で現像スリーブに感光ドラムの非露光部表面電位と
同一の直流電位を加え、反転現像の絵出し評価を行った
ところ、普通紙上に良好な画像が得られた。

また、現像スリーブ電位を感光体露光部表面電位に等し
くして、さらに静電転写用のコロナ転写器の印加極性を
マイナスに切り換えて正転現像の絵出し評価を行ったと
ころ、反転現像時と同様に、普通紙上に良好な画像が得
られた。

この結果から、実施例１のトナーは反転、正転現像方式
によって各々マイナス、プラスに帯電しており、現像の
場で静電潜像担体とトナー間で静電誘導によりトナーが
帯電したと考えられる。

実施例２ 第２層に固着させる絶縁性物質としてチタン酸バリウム
を用いた以外は、実施例１と全く同じ材料、および運転
条件でトナーを試作した。

第１層の固着は、芯粒子１００重量％に対してカーボン
ブラックの混合比率を２重量％にして行った。

第２層に固着させるチタン酸バリウムの重量平均粒径は
０．２μ−で　、導電率が１０−６（Ω・１）−瓢のも
のを用い、カーボンブラックを固着させた粒子１００重
量％に対してチタン酸バリウムの混合比率は１０重量％
である。得られたトナーの重量平均粒径は１２μｍであ
った。このトナーの導電率測定値を第５図に示す。

（ρ。、１゜）、（ρ１．３゜）は、はぼ一定である。

また、（ρ９，３゜）／（ρ８．Ｓ）は約１０’である
。

実施例１と同様に反転、正転現像ともに普通紙上に良好
な画像が得られた。

実施例３ 第２層の固着粒子にポリメチルメタアクリレートを用い
た以外は、実施例１と全く同じ材料、製法でトナーを試
作した。

ポリメチルメタアクリレートの重量平均粒径は０．１５
μｍ、カーボンブラックを固着させた粒子１００重量％
に対して、ポリメチルメタアクリレートの混合比率は５
重量％である。得られたトナーの重量平均粒径は１２μ
ｍであった。

導電率測定値を第５図に示す。

（ρ。、３゜）、（ρ。、１．）は５倍大きくなってい
る。また、（ρ　。９．。）／（ρ８３．）は約４，０
００である。

実施例１と同様に反転、正転現像ともに普通紙上に良好
な画像が得られた。

比較例１ 第１層に固着させる導電性物質の混合比率以外は°、実
施例２と全く同じ材料、製法でトナーを試作した。

第１層に固着させる導電性物質の混合比率は、芯粒子１
００重量％に対して、カーボンブラック５重量％である
。

このトナーの導電率を測定すると、実施例とほぼ同等の
値が得られるが、時折トナーのリークが発生し、不安定
な電気特性を示す、電子顕微鏡で観察したところ、この
トナーは、第１層として固着させた導電性物質に対する
第２層目の絶縁性物質の被覆が不充分であることが観察
された。

このトナーを用いて画像評価用の電子写真プロセス実験
機で絵出し評価を行ったところ、画像中に時々、黒筋が
発生する欠陥画像であった。

比較例２ 芯粒子の磁性粉比率を２０重量％とし、ワックスを３重
量％にした以外は、実施例１と全く同じ材料、製法でト
ナーを試作した。

画像評価用実験機の現像器によりこのトナーで磁気ブラ
シを形成させたところ、磁気ブラシの回転によってトナ
ーが飛散した。また、画像はかぶりが多く好ましくなか
った。

比較例３ 芯粒子の磁性粉比率を７５５重量とし、ワックスを１重
量％にした以外は、実施例１と全く同じ材料、製法でト
ナーを試作した。

このトナーを用いて画像評価用の電子写真プロセス実験
機により絵出し評価を行ったところ、画像濃度が極めて
低く好ましくなかった。

表１は実施例１〜３および比較例１〜３についての測定
データーを示す。

画像評価用に使用した電子写真プロセス実験機の仕様を
下記に記す。

静電潜像担体に有機感光ドラムを用い、−帯電で反転現
像法により評価した。

■ドラム速度　・・・・・・・・　ｌ０ＣＩＩ／Ｓ■露
光　（ＬＥＤアレー）・・・　３００　ＤＰＩ■非露光
部表面電位　・・・・・　−６００ｖ■露光部表面電位
　　・・・・・　−１２０ｖ■スリ一ブ上最大磁束密度
・・・　７２０ガウス■現像クリアランス　・・・・・
　４５０　μｍ■穂立ち高さ・・・・・・・　６００〜
８００　μ鴎■スリーブ上トナー速度・・・・　　３８
ｃｍ／ｓ■転写　・・・・　＋コロナによる静電転写［
相］定着・・・・・・・・　ヒートロールなお、表１に
おいて、画像評価のかぶりは白地１ｍｎ？当たりのトナ
ー個数であり、１００倍の顕微鏡で測定した。

解像度は、ｌ当たり６本の黒線、白線の＆Ｉｌ（所謂６
ラインペア／ｍａｉ）が２０倍に拡大して判別できるか
否かで判定した。

また、転写効率は約２．０００枚印刷後の現像機と排ト
ナーボックスの重量から算出した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の磁性トナーの導電率特性を示すグラ
フである。 第２図は、本発明の磁性トナーの層構造を模式％式％ 第３図は、本発明の磁性トナーの導電率を測定するのに
用いる平板式測定器を模式的に示す図である。 第４図は、本発明の磁性トナーの導電率を測定するのに
用いる磁気ブラシ回転式測定器を概念的に示す図である
。 第５図は、本発明の磁性トナーの例について、電界強度
と導電率との関係を示すグラフである。 ｌ：芯粒子 ２：磁性粉 ３：導電性物質からなる第１層 ４：絶縁性物質からなる第２層 ５：主電極 ６：ガード電極 ７：副電極 ８：テフロン製ケース ９：テフロンカバー １０：エレクトロメーター １１ニアルミ製ロール １２：　アルミスリーブ １３：６極固定磁石 １４：穂立ち規制板 １５：　ニレクロトメーター −は刀１１　るノ 第１図 電 界 強 度 （Ｖ／ｃｒｒＬ） 第２図 第３図 第５図 電 界 強 濱（Ｖ／ｃＪ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂成分からなる結着剤、磁性粉、及び添加剤か
   ら構成される芯粒子表面に、重量平均粒径が１μｍ以下
   で導電率が１０＾−＾６（Ω・ｃｍ）＾−＾１以上の導
   電性物質が被覆され、さらに、重量平均粒径が０．１〜
   １．０μｍで導電率が１０＾−＾６（Ω・ｃｍ）＾−＾
   １以下の絶縁性物質が被覆され、少なくとも、最外層に
   導電性物質がむき出しとならない構造を持つ重量平均粒
   径５〜５０μｍの磁性トナー。
2. （２）芯粒子表面に順次導電性物質、絶縁性物質を乾式
   にて被覆する請求項（１）記載の磁性トナーの製造方法
   。