JPH0327114B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷
法等において形成される静電荷像を現像するため
の磁性トナーに関するものである。 〔従来技術〕 現在において、或る画像情報に基いて可視画像
を形成する方法として、静電荷像を経由する方法
が広く利用されている。これは、与えられた画像
情報により静電荷像支持体上に静電荷像を形成し
てこれを現像剤により現像し、得られるトナー像
を通常は転写紙に転写して定着せしめて可視画像
を形成する方法である。このような画像形成方法
における静電荷像を現像するための現像剤として
は、粉体現像剤がその取扱いの容易さの点から賞
用されている。粉体現像剤は、バインダー樹脂の
粒子体中に着色剤などが含有されて成るトナー
に、鉄粉、ガラスビーズなどより成るキヤリアを
混合して成るいわゆる二成分系現像剤と、バイン
ダー樹脂の粒子体中に磁性体の微粉末などが含有
されて成る磁性トナーのみより成り、キヤリアと
混合されずに使用されるいわゆる一成分系現像剤
とに大別することができ、後者の一成分系現像剤
は、二成分系現像剤におけるように使用に伴つて
キヤリアに対するトナー濃度が変化する、という
問題点を本質的に有していない点で好ましいもの
である。 斯かる磁性トナーは、比較的抵抗の低いいわゆ
る導電性磁性トナーと、比較的抵抗の大きいいわ
ゆる絶縁性磁性トナーとに大別される。 而して電子写真プロセスによる画像形成におい
ては、画質を左右する重要な因子として現像性及
び転写性がある。前記導電性磁性トナーによる現
像においては潜像電荷の静電誘導に基いて現像が
進行するため、トナーに真電荷を有せしめること
を必要とせず、そして誘導電荷は湿度によつては
その値が変動しないため現像性が変動するという
弊害がないという利点があるが、静電的転写手段
によつてトナー像を転写紙に転写する際に電気力
線の乱れを生じ転写像に「にじみ」が生ずるとい
う欠点がある。他方絶縁性磁性トナーによる現像
においては、当該絶縁性磁性トナーは潜像電荷と
逆極性の真電荷を有するものであり、この絶縁性
磁性トナーの真電荷と潜像電荷との電気的吸引に
より現像が進行するが、絶縁性磁性トナーの真電
荷は湿度により常に変動するものであるため、現
像性が変動するという欠点がある。ところが静電
的転写手段によりトナー像を転写紙に転写する際
に電気力線の乱れがなく「にじみ」のない転写像
が得られるという利点がある。このように導電性
磁性トナーと絶縁性磁性トナーとでは現像性と転
写性とで相反する特性を有し、画像形成において
いずれの磁性トナーを用いても良質の画像を安定
して得るのがむずかしいという問題があつた。 かかる問題を解決する手段として、例えば導電
性磁性トナーを用いて現像する一方、転写紙とし
て樹脂コートしたコーテツドペーパを用いるよう
にし、転写時の電気力線の乱れを防止し、転写性
を向上する方法が試みられている。しかしなが
ら、かかるコーテツドペーパーは普通紙に比べて
余分な加工を必要とするため費用がかさみ、普通
紙が使えるという転写方式本来のメリツトが失な
われることとなる。そこで絶縁性磁性トナーを用
いて現像性を改良する試みがなされている。 例えば絶縁性磁性トナー粒子は通常バインダー
樹脂中に磁性体の微粉末が含有されてなるが、そ
のままでは絶縁性磁性トナー粒子の流動性が低く
現像性が悪いので、これを改善するためにシリカ
微粉末などの流動性向上剤を絶縁性磁性トナー粉
末に混合添加することが知られている。しかし単
にこのような手段では絶縁性磁性トナーの帯電特
性が不安定となり、現像プロセス或いは装置を複
雑なものとせざるを得ない問題点がある。また静
電荷像に対するトナー付着量を充分なものとする
ために、帯電極性が互に反対の染料よりなる荷電
制御剤がそれぞれ混合添加された、互に帯電極性
を異にする２種の磁性トナー粉末の両者を混合し
て磁性トナーとすることが知られている（特開昭
57−64252号公報、特開昭57−10150号公報）。し
かしながら、単にこのような手段では、荷電制御
剤の構造に起因するためか湿度に対するトナーの
現像特性の変化が大きく、特に湿度が高くなるに
従つてトナー粒子の帯電量が大幅に小さくなるた
め、高湿条件下においては静電荷像に対するトナ
ー粒子の付着量が減少して常に安定した充分な現
像を達成することができない問題点を有してい
る。 〔発明の目的〕 本発明は以上の如き背景の下になされたもので
あり、その目的は、トナー粒子の流動性が良く、
しかもトナー粒子が摩擦帯電において充分な帯電
量で帯電し、そのうえ湿度に対するトナー粒子の
帯電特性の変化が小さくて湿度変化の影響を受け
ることなく安定した現像を達成することができる
磁性トナーを提供することにある。 更に本発明の目的は、広範囲に亘る種々の現像
方法及び現像装置に適応し得る優れた磁性トナー
を提供することにある。 〔発明の構成〕 以上の目的は、磁性体を含有し、表面に負帯電
性シリカ微粉末が付着する第１のトナー粉末と、
磁性体を含有し、表面に正帯電性シリカ微粉末が
付着する第２のトナー粉末とが混合されてなるこ
とを特徴とする磁性トナーによつて達成される。 以下本発明について具体的に説明する。 本発明においては、バインダー樹脂中に磁性体
微粉末と必要に応じて添加される添加剤とを分散
含有せしめてなる樹脂粒子粉末に、負帯電性シリ
カ微粉末を例えば混合撹拌することにより、当該
樹脂粒子の表面に負帯電性シリカ微粉末が付着す
る第１のトナー粉末を得る一方、バインダー樹脂
中に磁性体微粉末と必要に応じて添加される添加
剤とを分散含有せしめてなる樹脂粒子粉末に、正
帯電性シリカ微粉末を例えば混合撹拌することに
より、当該樹脂粒子の表面に正帯電性シリカ微粉
末が付着する第２のトナー粉末を得、これら第１
のトナー粉末と第２のトナー粉末とを混合して磁
性トナーとする。 前記第１のトナー粉末と第２のトナー粉末との
混合割合は重量比で２〜８：８〜２であることが
好ましい。 前記第１のトナー粉末または第２のトナー粉末
におけるバインダー樹脂として用いられる樹脂と
しては、例えばｐ−クロルスチレン、メチルスチ
レン等のスチレン類；塩化ビニル、臭化ビニル、
フツ化ビニル等のハロゲン化ビニル類；酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪
酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、
アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、ア
クリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸３−クロルエ
チル、アクリル酸フエニル、α−クロルアクリル
酸メチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル
酸エチル、メタアクリル酸ブチル等の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、メタアクリロニトリル、アクリルアミ
ド、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルー
テル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル
類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケト
ン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケト
ン類などの単量体を重合させたホモポリマー或い
は、この他の樹脂としてエポキシ樹脂、ロジン変
性フエノールホルマリン樹脂、セルローズ樹脂、
ポリエーテル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、
ポリエステル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、
ポリウレタン樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、
メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂、テフロン
等のフツ素樹脂等の樹脂を単独で若しくはブレン
ドして使用することができる。 このうち、スチレン−アクリル系樹脂（例えば
スチレン−メチルメタアクリレート、スチレン−
ブチルメタアクリレート等）、ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ブチ
ラール樹脂、セルローズ樹脂等が特に有用であ
る。 前記第１のトナー粉末または第２のトナー粉末
において用いられる磁性体微粉末としては、通常
使用されているものを用いることができるが、そ
の具体例としては、コバルト、鉄、ニツケル等の
金属、アルミニウム、コバルト、銅、鉄、鉛、ニ
ツケル、マグネシウム、スズ、亜鉛、金、銀、セ
レン、チタン、タングステン、ジルコニウム、そ
の他の金属の合金、酸化アルミニウム、酸化鉄、
酸化ニツケル等の金属酸化物、強磁性フエライ
ト、その他の微粉末またはその混合物を挙げるこ
とができる。この磁性体微粉末は、平均粒径が
0.05〜３ミクロンのものが好適に使用され、トナ
ー全体に対する割合は通常10〜80重量％、好まし
くは35〜65重量％とされる。この磁性体微粉末は
着色剤としても有効な場合がある。 前記第１のトナー粉末において用いる負帯電性
シリカ微粉末としては、例えば有機ケイ素化合物
により疎水化処理されたシリカ微粉末を挙げるこ
とができ、具体的には「アエロジルＲ−972」、
「アエロジルＲ−812」（以上、日本アエロジル社
製）などを挙げることができる。このシリカ微粉
末の使用量は第１のトナー粉末の全量に対して
0.01〜10重量％、好ましくは0.05〜５重量％であ
る。 前記第２のトナー粉末において用いる正帯電性
シリカ微粉末としては、例えばアミノ基含有物質
により疎水化処理されたシリカ微粉末を挙げるこ
とができ、具体的には「アエロジルRA−200H」
（日本アエロジル社製）などを挙げることができ
る。このシリカ微粉末の使用量は第２のトナー粉
末の全量に対して0.01〜10重量％、好ましくは
0.05〜５重量％である。 前記第１のトナー粉末または第２のトナー粉末
において必要に応じて用いられる添加剤として
は、例えば着色剤、荷像制御剤、オフセツト防止
剤、滑剤その他を挙げることができ、着色剤とし
ては、例えばカーボンブラツク、ニグロシン染料
（C.INo.50415B）、アニリンブルー（C.INo.50405）、
カルコオイルブルー（C.INo.azoec Blue3）、クロ
ームイエロー（C.INo.14090）、ウルトラマリンブ
ルー（C.INo.77103）、デユポンオイルレツド（C.I
No.26105）、オリエントオイルレツド＃330（C.INo.
60505）、キノリンイエロー（C.INo.47005）、メチ
レンブルークロライド（C.INo.52015）、フタロシ
アニンブルー（C.INo.74160）、マラカイトグリー
ンオクサレート（C.INo.42000）、ランプブラツク
（C.INo.77266）、ローズベンガル（C.INo.45435）、
オイルブラツク、アゾオイルブラツク、その他の
ものを単独で、又は混合して用いることができ
る。また荷電制御剤、オフセツト防止剤、滑剤な
ども従来知られているものを用いることができ
る。 〔発明の効果〕 本発明磁性トナーは、粒子表面に負帯電性シリ
カ微粉末が付着された第１のトナー粉末と、粒子
表面に正帯電性シリカ微粉末が付着された第２の
トナー粉末との混合体よりなるものであるため、
トナー粒子の流動性が良く、しかもトナー粒子が
摩擦帯電において充分な帯電量で帯電し、そのう
え湿度に対するトナー粒子の帯電特性の変化が小
さくて湿度変化の影響を受けることなく安定した
現像を達成するとができる。 斯かる作用効果が奏される理由としては、シリ
カ微粉末の有する流動化作用が発揮されること、
第１のトナー粉末の粒子の表面及び第２のトナー
粉末の粒子の表面にそれぞれ付着されたシリカ微
粉末はその帯電極性が互に反対のものであるた
め、第１のトナー粉末の粒子は積極的に負に帯電
し、第２のトナー粉末の粒子は積極的に正に帯電
するようになること、そしてこれらのシリカ微粉
末は化学的にも物理的にも安定なものであり、水
分に対して優れた耐久性を有しているため、高湿
条件下においてもトナー粒子の良好な帯電特性が
充分に発揮されること、などが考えられる。 また上述のようにトナー粒子の帯電量が充分な
ものであることから、静電荷像の電位が比較的低
電位である感光体例えば有機光導電性半導体より
なる感光体などに形成された静電荷像の現像に適
用した場合においても静電荷像に対するトナー付
着量が充分となつて良好な現像を達成することが
できる。 また本発明磁性トナーによれば簡単な摩擦帯電
によつてトナー粒子を充分な帯電量で帯電せしめ
るとができるので、現像方法及び現像装置は特殊
なものを用いることが不要であつて簡単となり、
しかも本発明磁性トナーは広範囲に亘る種々の現
像方法及び現像装置に充分に適応可能であつて汎
用性の優れたものである。 また上述のように互に異なる帯電極性のシリカ
微粉末を用いているため、トナー粒子にその他特
別の荷電制御剤を添加することが不要となる利点
も得られる。 そしてシリカ微粉末は比較的硬いので樹脂粒子
表面への付着性が良好であり、トナーの製造も容
易である。 これに対して、用いるシリカ微粉末が一種類で
ある場合には、後述する実施例からも理解される
ように、静電荷像に対するトナー付着量が小さく
て良好な現像を達成することができない。これ
は、シリカ微粉末の帯電極性がそろつたものとな
るため、却つてシリカ微粉末がトナー粒子の正ま
たは負の帯電性能を弱め、この結果充分な帯電量
を得ることができなくなるためであると考えられ
る。 〔実施例〕 以下本発明の実施例について説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。 実施例 １ スチレン−アクリル共重合体「ハイマーSBM
−73」 （三洋化成社製） 50重量部 磁性体微粉末（マグネタイト） 50重量部 以上の物質を混合し、溶融練肉、冷却、粉砕及
び分級の工程による通常のトナーの製造方法に従
い、平均粒径が15μmのトナー粉末材料を得た。 このトナー粉末材料の100重量部に、負帯電性
シリカ微粉末「アエロジルＲ−972」（日本アエロ
ジル社製）の0.5重量部を混合撹拌することによ
り、粒子表面に当該シリカ微粉末が付着した第１
のトナー粉末を得た。これを「トナー粉末１」と
する。 また上記トナー粉末材料の100重量部に、正帯
電性シリカ微粉末「アエロジルRA−200H」（日
本アエロジル社製）の0.5重量部を混合撹拌する
ことにより、粒子表面に当該シリカ微粉末が付着
した第２のトナー粉末を得た。これを「トナー粉
末２」とする。 以上のトナー粉末１の50重量部と、トナー粉末
２の50重量部とを混合して本発明磁性トナーを得
た。これを「現像剤１」とする。 次に、トナー粉末１、トナー粉末２及び現像剤
１の各々を現像剤として用いて、酸化亜鉛よりな
る感光体ドラムを搭載した電子写真複写機「Ｕ−
BixT」（小西六写真工業社製）により実写テス
トを行ない、感光体ドラム表面へのトナーの一次
付着量、最高画像濃度Dmaxを調べた。ここにト
ナーの一次付着量はいわゆるベタ黒電位が−
500vの個所における単位面積当たりのトナー付
着量である。尚感光体電位は−500Vとした。ま
た環境条件は、温度10℃で相対湿度20％、温度20
℃で相対湿度60％、温度32℃で相対湿度80％の３
通りとした。結果を第１表に示す。

【表】 比較的 １ 実施例１におけるトナー粉末材料の100重量部
に、負荷電型荷電制御剤「バリフアーストブラツ
ク3804」（オリエント化学社製）の0.5重量部を混
合撹拌することにより、粒子表面に当該荷電制御
剤が付着したトナー粉末を得た。これを「トナー
粉末３」とする。 実施例１におけるトナー粉末材料の100重量部
に、正荷電型荷電制御剤「ニグロシンSO」（オリ
エント化学社製）の0.5重量部を混合撹拌するこ
とにより、粒子表面に当該荷電制御剤が付着した
トナー粉末を得た。これを「トナー粉末４」とす
る。 次に以上のトナー粉末３の50重量部と、トナー
粉末４の50重量部とをを混合して比較用の磁性ト
ナーを得た。これを「比較現像剤１」とする。 比較例 ２ スチレン−アクリル共重合体 「ハイマーSBM−73」 50重量部 磁性体微粉末（マグネタイト） 50重量部 負荷電型荷電制御剤 「バリフアーストブラツク3804」 0.5重量部 以上の物質を混合し、溶融練肉、冷却、粉砕及
び分級の工程による通常のトナーの製造方法に従
い、平均粒径が15μmのトナー粉末を得た。これ
を「トナー粉末５」とする。 スチレン−アクリル共重合体 「ハイマーSBM−73」 50重量部 磁性体微粉末（マグネタイト） 50重量部 正荷電型荷電制御剤 「ニグロシンSO」 0.5重量部 以上の物質を混合し、溶融練肉、冷却、粉砕及
び分級の工程による通常のトナーの製造方法に従
い、平均粒径が15μmのトナー粉末を得た。これ
を「トナー粉末６」とする。 以上のトナー粉末５の100重量部と、トナー粉
末６の100重量部とを混合し、さらにシリカ微粉
末「アエロジルＲ−972」の0.5重量部を添加して
比較用の磁性トナーを得た。これを「比較現像剤
２」とする。 以上の比較現像剤１及び２の各々を用いて、実
施例１と同様にして実写テストを行ない、トナー
の一次付着量、最高画像濃度Dmaxを調べた。結
果を第１表に併せて示す。 実施例 ２ 実施例１におけるトナー粉末１とトナー粉末２
の混合割合を３：７にして本発明磁性トナーを得
た。これを「現像剤２」とする。 実施例 ３ 比較例２で得られたトナー粉末５の100重量部
に、負帯電性シリカ微粉末「アエロジルＲ−972」
の0.5重量部を混合撹拌することにより、粒子表
面に当該シリカ微粉末が付着した第１のトナー粉
末を得た。これを「トナー粉末７」とする。 比較例２で得られたトナー粉末６の100重量部
に、正帯電性シリカ微粉末「アエロジルRA−
200H」の0.5重量部を混合撹拌することにより、
粒子表面に当該シリカ微粉末が付着した第２のト
ナー粉末を得た。これを「トナー粉末８」とす
る。 以上のトナー粉末７の50重量部と、トナー粉末
８の50重量部とを混合して本発明磁性トナーを得
た。これを現像剤３とする。 比較例 ３ 比較例２で得られたトナー粉末５の100重量部
に、正帯電性シリカ微粉末「アエロジルRA−
200H」の0.5重量部を混合撹拌することにより、
粒子表面に当該シリカ微粉末が付着したトナー粉
末を得た。これを「トナー粉末９」とする。 比較例 ４ 比較例２で得られたトナー粉末６の100重量部
に、負帯電性シリカ微粉末「アエロジルＲ−972」
の0.5重量部を混合撹拌することにより、粒子表
面に当該シリカ微粉末が付着したトナー粉末を得
た。これを「トナー粉末10」とする。 比較例 ５ 比較例２で得られたトナー粉末５の100重量部
と、比較例３で得られたトナー粉末９の100重量
部とを混合して比較用の磁性トナーを得た。これ
を「比較現像剤３」とする。 比較例 ６ 比較例２で得られたトナー粉末６の100重量部
と、比較例４で得られたトナー粉末10の100重量
部とを混合して比較用の磁性トナーを得た。これ
を「比較現像剤４」とする。 以上の現像剤２及び３、トナー粉末９及び10、
比較現像剤３及び４の各々を用いて、実施例１と
同様にして実写テストを行ない。トナーの一次付
着量、最高画像濃度Dmaxを調べた。結果を第１
表に併せて示す。 以上の結果から明らかなように、本発明に係る
現像剤１乃至３によれば、湿度の変化に対しても
トナーの一次付着量及び最高画像濃度が殆ど変化
せず安定して良好な現像を行なうことができた。
これに対して一種類のシリカ微粉末を用いたトナ
ー粉末１、トナー粉末２、トナー粉末９またはト
ナー粉末10によれば、湿度が高くなるに従つてト
ナーの一次付着量及び最高画像濃度が著しく減少
し耐湿性が劣つていた。またシリカ微粉末を用い
ずに染料を荷電制御剤として用いた比較現像剤１
または２によれば、高湿条件下においてトナーの
一次付着量及び最高画像濃度が低く、湿度に対す
る安定性が安定性が劣つたものであつた。 また、第１のトナー粉末が混合されていない比
較現像剤３または第２のトナー粉末が混合されて
いない比較現像剤４によつても、湿度に対する安
定性が劣つたものであつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性体を含有し、表面に負帯電性シリカ微粉
   末が付着する第１のトナー粉末と、磁性体を含有
   し、表面に正帯電性シリカ微粉末が付着する第２
   のトナー粉末とが混合されてなることを特徴とす
   る磁性トナー。 ２ 第１のトナー粉末と第２のトナー粉末との混
   合割合が重量比で２〜８：８〜２である特許請求
   の範囲第１項記載の磁性トナー。