JPH04338971A - 磁性トナー - Google Patents
磁性トナーInfo
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- JPH04338971A JPH04338971A JP3091106A JP9110691A JPH04338971A JP H04338971 A JPH04338971 A JP H04338971A JP 3091106 A JP3091106 A JP 3091106A JP 9110691 A JP9110691 A JP 9110691A JP H04338971 A JPH04338971 A JP H04338971A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
法、磁気記録法などにおいて用いられる磁性トナーに関
する。
現像方法は種々知られている。例えば米国特許第2,8
74,063号明細書に記載されている磁気ブラシ法、
同第2,618,552号明細書に記載されているカス
ケード現像法、同第2,221,776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及
び液体現像法の如く多数の現像法が知られている。これ
らの現像法の中で、特にトナー及びキャリヤーを主体と
する二成分系現像剤を用いる磁気ブラシ法、カスケード
法及び液体現像法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二成分系現像剤にまつわる共通の
欠点を有する。
なる一成分系現像剤を用いる現像方法が各種提案されて
いる。この現像方法の中でも、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。
は電気的に導電性を有する磁性トナーを用いて現像する
方法が提案されている。この方法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、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二成分系現像
方法にまつわる前記の欠点を回避した優れた方法である
。しかしながらトナーが導電性であるため、現像した画
像を、記録体から普通紙の如き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。
性トナーを用いる現像方法として、トナー粒子の誘電分
極を利用した現像方法がある。しかし、かかる方法は本
質的に現像速度がおそい、現像画像の濃度が十分に得ら
れない等の欠点を有しており、実用上困難である。
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像する方法が知られてい
る。しかしこれらの方法は、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になり易い、帯電し
たトナー粒子は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
難であった。
等において、上述の如き欠点を除去した新規な現像方法
が提案された。この現像方法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、次いでこれ
を静電像にきわめて近接して現像する所謂ジャンピング
現像方法という方法である。この方法は、以下の理由に
よって優れた画像を得ることが出来る。(a)磁性トナ
ーをスリーブ上に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が増え、トナーを十分に摩擦
帯電させることが出来るため。(b)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がとかれ、トナーをスリー
ブと十分に摩擦させることが出来るため。(c)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
向させて現像するため。
現像方法は、繰り返し複写を続けると、場合により、現
像剤担持体上に担持された現像剤層の均一性がそこなわ
れ、現像剤担持体の円周方向にスジ状のコーティング不
良が発生したり、或いは担持された現像剤の層の厚さが
初期と比較し部分的に極端に厚くなり、ハン点様のムラ
やサザ波様のコーティング不良が発生する。前者は現像
した際に画像に白スジとして観察され、後者はハン点状
あるいはサザ波状の濃度ムラとなって観察されたりする
。これらの現象は、通常の繰り返し複写ではほとんど発
生しないが、特に長期間の超低温低湿の環境条件下での
連続使用で発生する場合がある。さらに、この環境条件
下での連続使用では、画像濃度の低下が生じるため、好
ましくない。
現像剤層の厚さが変化し薄くなる場合が多く、しばしば
画像濃度の低下を引き起こすため好ましくない。
ころスリーブ上への現像粉の付着およびスリーブからの
現像粉の転写が変化するためであることを見出した。
環境条件の変化によって、現像剤担持体上に担持された
現像剤層において、摩擦帯電量の不均一部分が生ずるこ
とによるものである。
像剤担持体表面と現像剤との摩擦により現像剤の摩擦帯
電電荷が極端に大きい成分が発生し、その電荷に起因す
る鏡映力のため、現像剤担持体近傍に上記の摩擦帯電電
荷の極端に大きい成分が蓄積する。この蓄積した摩擦帯
電電荷の極端に大きい成分が連続耐久などによって、現
像剤層の上層部分の現像剤のコーティングの均一性や現
像されやすさに影響をあたえ、現象として、前記した白
スジや、ハン点状のムラ、サザ波状のコーティング不良
を生ずる。
さが減少する現象は現像剤と現像剤担持体との摩擦帯電
の不均一から発生するものであり、現像剤担持体表面近
傍の現像剤の摩擦帯電量の不安定性によるものである。
よって、地カブリ現象が起き、画像上の大きな欠点とな
る。近年、複写機の機能が多様化し、画像の一部を露光
等によって消しておき、次でその部分に別の画像を挿入
するような多重多色コピーを行なったり、転写紙の周辺
を枠ぬきするような機能においては、画像上の白く抜い
ておくべき部分に地カブリが生じていることは問題であ
る。
位と反極性の電位をLEDやヒューズランプ等の強い光
で与え画像を消去すると、その部分にカブリが発生する
傾向が高まる。さらに、多色で多重コピーを行なう場合
には、色の混在が発生し、画像の鮮明さをそこなうこと
にもなる。
件下においても濃度変動の小さい磁性トナーを提供する
ことを目的とする。
に蓄積し、適正な電荷を維持できず、濃度低下等を発生
する、いわゆるチャージ・アップ現象の発生が抑えられ
た磁性トナーを提供することを目的とする。
の発生のない或いは少ない鮮明な画像を与える磁性トナ
ーを提供することを目的とする。
前述のような問題点を解決するため、鋭意検討を行なっ
た結果、磁性トナー中に含有される磁性体がこれらの問
題点の主要な原因の一つであることをつきとめ、これら
の問題点を解決しうる磁性体について検討を行なった。
、トナー帯電時に安定に適度に電荷を調節でき、耐環境
性に優れた磁性体を開発し、この磁性体を用いたトナー
によって、本発明の目的を達成したものである。
び結着樹脂を有する磁性トナー粒子を有する磁性トナー
において、該磁性酸化鉄は下記条件(a),(b)及び
(c) (a)鉄元素溶解率が5±1重量%の場合、溶解された
鉄元素中のFe(II)の含有率は14〜33.3重量
%である (b)鉄元素溶解率が10±1重量%の場合、溶解され
た鉄元素中のFe(II)の含有率は17〜33.3重
量%である (c)鉄元素溶解率が15±1重量%の場合、溶解され
た鉄元素中のFe(II)の含有率は18〜33.3重
量%である を満足することを特徴とする磁性トナーである。
は次の通りである。
ついては、従来、中和に用いるアルカリの種類、或いは
中和後の水酸化第一鉄を含有する溶液のpH等に関して
、種々提案されている。しかしながらこれらの磁性酸化
鉄粒子は、耐環境性の面でいまだ改良すべき点を有して
いる。
代表される逆スピネル型フェライトの構成成分の他に、
添加物質に関して特開昭58−2226号公報に提案さ
れている如くケイ酸、アルミニウム、リン酸の如き物質
を付加する方法が挙げられる。添加元素としてのケイ酸
に関しては、粒子表面を被覆する事による耐熱性の改善
効果(例えば、特開昭53−35697号公報)等が知
られているが、磁性トナーに用いた場合には、表面に残
留しているケイ酸化合物又は含水ケイ酸の如きケイ酸成
分が、著しく耐湿性を損う傾向がある。
、磁性酸化鉄のFeOの含有率を規定した磁性トナーが
開示されているが、本発明者らが鋭意検討した結果によ
ると、確かに磁性酸化鉄中のFeOの含有量が16〜2
5重量%の範囲にある磁性酸化鉄を用いたトナーは異な
る環境条件下においても摩擦帯電量の変動が小さくなる
傾向にはあるが、さらに改善すべき点がある。
含有量が26重量%以上の磁性酸化鉄が挙げられている
が、この磁性酸化鉄は表面層におけるFeO含有量が少
なく、反対に中心層のFeO含有量が著しく高く、磁性
酸化鉄全体としてFeO含有量が多くなっているもので
、この磁性酸化鉄を用いたトナーは公報中に記載通り、
摩擦帯電量の変動が著しい。
酸化鉄の表面層におけるFe(II)の分布状態が、ト
ナーの様々な環境下における摩擦帯電量の安定に寄与す
ることを本発明者らは見い出した。
いが、磁性酸化鉄中の表面層でのFe(II)の適度な
分布状態が、トナーの繰り返しの摩擦による帯電量の蓄
積とミクロな界面でのFeO,Fe(II)特有の電荷
の緩和効果とのつり合いの上に成り立っているものと推
察している。
化鉄について詳述する。本発明の磁性トナーに用いる磁
性酸化鉄は鉄元素溶解率と溶解された鉄元素中のFe(
II)の含有率との関係が下記条件(a),(b)及び
(c) (a)鉄元素溶解率が5±1重量%の場合、溶解された
鉄元素中のFe(II)の含有率は14〜33.3重量
%である (b)鉄元素溶解率が10±1重量%の場合、溶解され
た鉄元素中のFe(II)の含有率は17〜33.3重
量%である (c)鉄元素溶解率が15±1重量%の場合、溶解され
た鉄元素中のFe(II)の含有率は18〜33.3重
量%である を満足することが必要である。
た鉄元素中のFe(II)の含有率との関係が、下記条
件(h),(i)及び(j) (h)鉄元素溶解率が5±1重量%の場合、溶解された
鉄元素中のFe(II)の含有率は、14〜30重量%
である (i)鉄元素溶解率が10±1重量%の場合、溶解され
た鉄元素中のFe(II)の含有率は、17〜32重量
%である (j)鉄元素溶解率が15±1重量%の場合、溶解され
た鉄元素中のFe(II)の含有率は、19〜33重量
%である を満足することが良い。
では磁性体のごく外周および表面層の状態を分析するこ
とができる。特に、ごく表面層である鉄元素溶解率で1
6重量%までに存在するFe(II)が適度に均質に存
在することにより、トナーの過度な電荷蓄積を緩和する
ことが可能となる。上述の条件(a),(b)及び(c
)をともに満足しなければ帯電安定性及び電荷の緩和効
果が失われ、トナーの各環境条件下での良好な摩擦帯電
を行なうことが出来なくなる。
ずれか1つでもそれぞれの範囲の上限を越えるものは高
湿下におけるトナーの帯電安定性を損ねる。また(a)
,(b)及び(c)のいずれか1つでもそれぞれの範囲
の下限未満であるものは、特に低温低湿環境条件下にお
ける電荷の緩和効果が得られない。
酸化鉄は、磁性酸化鉄中のFeOの含有率が鉄元素を基
準として30〜40重量%であることが好ましい。さら
に該磁性酸化鉄は、鉄元素溶解率(重量%)をxとし、
溶解された鉄元素中のFe(II)の含有率(重量%)
をyとした場合下記条件(d)に基づいて下記式(e)
及び(f) (d)4≦x≦16
(g) (g)0<x≦30 に基づいて上記式(e)及び(f)を満足することが良
い。
より、より帯電安定性及び電荷の緩和効果が向上するの
で、各環境条件下での摩擦帯電をより安定に行なうこと
が出来る。
似した場合、鉄元素溶解率30重量%までは表面から約
100Åくらいの表面層であり、さらに鉄元素溶解率1
6重量%までは表面から約50Åくらいの表面層である
。
おいては、見かけ嵩密度は0.1〜1.2g/ccが好
ましい。該磁性酸化鉄の見かけ嵩密度がこの範囲であれ
ば、該磁性酸化鉄は、凝集性が小さく、かつ分散性に優
れた八面体形状の粒子を主体として含有するので、本発
明の効果をより向上させることが出来る。さらに、本発
明の磁性トナーに用いる磁性酸化鉄は樹脂または有機溶
剤への親和性に優れている。
数平均粒径は0.05μmより大きく0.35μm未満
であることが好ましい。さらに好ましくは0.10μm
より大きく0.28μm未満であることが良い。該平均
粒径が0.05μm以下であると、凝集しやすく、かつ
、耐環境安定性が低下する傾向にある。該平均粒径が0
.35μm以上であると、薄膜、或いは微小粒子中に分
散して用いるときに、それらの表面に過度に突出したり
、或いは偏在がおきたりすることがあり、トナーの帯電
安定性の点から好ましくない。さらに、色相として、黒
色度が減退する傾向にある。
以下に詳述する。
よびFe(II)の存在率(鉄元素を基準とする)およ
び鉄元素の溶解率は、次のような方法によって求めるこ
とができる。例えば、5リットルのビーカーに約3リッ
トルの脱イオン水を入れ該水温が45〜50℃になるよ
うにウォーターバスで加温する。約400mlの脱イオ
ン水でスラリーとした磁性酸化鉄約25gを別途用意し
た約805mlの脱イオン水で水洗しながら、該脱イオ
ン水とともに5リットルビーカー中に加える。
液の温度を約50℃、撹拌スピードを約200rpmに
保ちながら、特級硫酸約695mlを前記5リットルの
ビーカー中に加え、溶解を開始する。このとき、磁性酸
化鉄濃度は約5g/l,硫酸水溶液は約5規定となって
いる。磁性酸化鉄の溶解開始から、すべて溶解して透明
になるまで10分毎に溶解液を20mlサンプリングし
、0.1μmメンブランフィルターで濾過し、ろ液を採
取する。
分光(ICP)によって、鉄元素の定量を行なう。
式によって算出される。
液10mlに、イオン交換水約100mlを加えて試料
を調製し、該試料を0.1NのKMnO4水溶液を用い
て、滴定し、該試料が微紅色へと着色したところを終点
として滴定量を出す。並行してブランクテストを行ない
、次式によりFe(II)の鉄元素に対する比率(重量
%)を求めることができる。
鉄の見かけ嵩密度は次のようにして測定する。嵩密度測
定装置としてパウダーテスター(細川ミクロン製)を用
い、710μmのふるいをセットし、ふるいの上に解砕
を行なった磁性酸化鉄を少量ずつ投入し、振巾約1mm
で振動させる。磁性酸化鉄のふるいへの投入及び振動は
、付属のカップに磁性酸化鉄が山盛りになるまでつづけ
る。停止後、付属のブレードで、カップに山盛りになっ
た粉の表面をすり切って秤量する。カップの内容積は1
00ccとして、カップの風袋値を差し引いて試料重量
を求め次式によって見かけ密度を計算する。
00(cc) 本発明において、磁性酸化物の数平均粒径の測定および
形状の観察は次のようにして行なう。透過電子顕微鏡(
日立製作所H−700H)でコロジオン膜銅メッシュに
処理した試料を用いて、加電圧100KVにて、10,
000倍で撮影し、焼きつけ倍率3倍で焼き付けて、最
終倍率30,000倍の写真を得る。得られた写真を用
いて試料の形状の観察を行ない、撮影された各粒子の最
大長を計測し、その平均をもって数平均粒径とする。
次の製造方法によって作られる。
H水溶液で中和し、Fe(OH)2を得、NaOH水溶
液の調整によりpH12〜13にした後、蒸気と空気に
より酸化し、マグネタイトのスラリーを得る。
或いは窒素ガスを代表とする不活性ガス中で50℃〜1
40℃で空気中で乾燥した後、解砕しマグネタイト粒子
を得る。必要であれば減圧下で乾燥したり、さらに得ら
れたマグネタイトを水素雰囲気下で還元し、マグネタイ
ト(磁性酸化鉄)中のFeOの含有率を調整し、さらに
フレットミル等の解砕機により適当な嵩密度に調整する
ことも出来る。
で行なうと磁性酸化鉄の表面が酸化されやすく、表面の
Fe(II)の分布が減少傾向にあるので、不活性ガス
中で行なうのが好ましい。
イトのスラリーをアトライターで場合により分散剤を用
い、固形分40wt%位に調整し、ディスクアトマイザ
ー方式などのスプレードライヤーで乾燥することも出来
る。
結着樹脂100重量部に対し40〜150重量部、好ま
しくは50〜120重量部含有させるのがよい。
しては、ローラー表面にオイル塗布する装置を有する加
圧加熱ローラ定着装置を使用する場合には、公知のあら
ゆるトナー用結着物質の使用が可能である。例えば、ポ
リスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルト
ルエンの如きスチレン及びその置換体の単重合体;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、スチレン−ビニルナフタリン共重合
体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン
−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロ
ルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−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−ビニルエチルエーテル共重合体、スチ
レン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジ
エン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレ
ン−アクリロニトリル−インデン共重合体の如きスチレ
ン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然
樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂
、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニール、
シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポ
リアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹
脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンイ
ンデン樹脂、石油系樹脂が使用できる。
熱加圧ローラ定着方式に於ては、トナー像支持体部材上
のトナー像の一部がローラに転移する所謂オフセット現
象及びトナー像支持部材に対するトナーの密着性が重要
な問題である。より少ない熱エネルギーで定着するトナ
ーは通常保存中もしくは現像器中でブロッキングもしく
はケーキングし易い性質があるので、同時にこれらの問
題も考慮しなければならない。これらの現象にはトナー
中の結着樹脂物質の物性が最も大きく関与している。本
発明者等の研究によればトナー中の磁性体の含有量を減
らすと、定着時に前述した様にトナー像支持部材に対す
るトナーの密着性は良くなるが、オフセットが起こり易
くなり又ブロッキングもしくはケーキングも生じ易くな
る。それ故、本発明においてオイルをローラ表面に殆ど
塗布しない加熱加圧ローラ定着方式を用いる時には結着
物質の選択がより重要である。好ましい結着物質として
は架橋されたスチレン系共重合体もしくはポリエステル
がある。このスチレン系共重合体のコモノマーとしては
、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アク
リル酸オクチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、ア
クリル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル
、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリ
ル酸オクチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル
、アクリルアミドの如き二重結合を有するモノカルボン
酸もしくはその置換体;例えば、マレイン酸、マレイン
酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルの如
き二重結合を有するジカルボン酸及びその置換体;例え
ば塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルの如きビニ
ルエステル類;例えばエチレン、プロピレン、ブチレン
の如きエチレン系オレフィン類;例えばビニルメチルケ
トン、ビニルヘキシルケトンの如きビニルケトン類;例
えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビ
ニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類の如き
ビニル単量体が単独もしくは2つ以上用いられる。
することが出来る。架橋剤としては、主として2個以上
の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられる。例
えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンの如き芳
香族ジビニル化合物、例えばエチレングリコールジアク
リレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,
3−ブタンジオールジメタクリレートの如き二重結合を
2個有するカルボン酸エステル、例えば、ジビニルアニ
リン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニ
ルスルホンの如きジビニル化合物及び3個以上のビニル
基を有する化合物が単独もしくは混合物として用いられ
る。
知の圧力定着性トナー用結着樹脂の使用が可能である。 例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチレン、
ポリウレタンエラストマー、エチレン−エチルアクリレ
ート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオ
ノマー樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン
−イソプレン共重合体、線状飽和ポリエステル、パラフ
ィンがある。
ーを負荷電性に制御するものとしては、例えば有機金属
錯体、キレート化合物が有効である。具体的化合物とし
ては、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、
芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸
系の金属錯体がある。他には芳香族ハイドロキシカルボ
ン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、
無水物、エステル類;ビスフェノール等のフェノール誘
導体類があげられる。
磁性トナーを正荷電性に制御するものとしては、ニグロ
シン及びその変成物、例えば、トリブチルベンジルアン
モニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩
、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの
如き四級アンモニウム塩、例えば、ジブチルスズオキサ
イド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルス
ズオキサイドの如きジオルガノスズオキサイド、例えば
、ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジ
シクロヘキシルスズボレートの如きジオルガノスズボレ
ートを用いる事ができる。
6)R4:−CH2−,−C2H4−,−C3H6−で
表わされるモノマーの単重合体または、前述したような
スチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル
の如き重合性モノマーとの共重合体を正荷電制御剤とし
て用いることができる。この場合、正荷電制御剤は、結
着剤としての働きも有している。
粉末を外添することが好ましい。ケイ素元素を有する磁
性酸化物と正荷電制御剤とシリカ微粉末を組み合せたト
ナーにおいては、従来のトナー以上に高性能に摩擦帯電
量を制御し、帯電を安定化するものである。
ついて述べる。まず、結着樹脂、磁性粉、荷電制御剤等
のトナー組成物をボールミルの如き混合機を用いて予備
混合する。得られた混合物をロールミルの如き溶融混練
機を用いて混練する。冷却後ハンマーミルの如き粉砕機
を用いて数mm以下の大きさに粗粉砕する。次いで超音
速ジェット粉砕機を用いて微粉砕する。得られる粒子は
0.1〜50μm程度の微粒子である。得られた微粒子
を分級してトナーを得る。このとき、粉砕をコントロー
ルして分級前の粒度分布を設定し、さらに分級をトナー
の比重及びフィード量に応じて設定することにより、所
定の粒度分布を有するトナーが得られる。上記分級時に
微粉側のカットに用いられるものとして、例えば、アル
ピネ社製、商品名、ミクロプレックス132MP、ドナ
ルドソン社製、商品名、アキュカットA−12、もしく
は細川ミクロン社製、商品名、ミクロンセパレーターM
S−1の如き風力分級機などがある。粗粉側をカットす
るものとしてアルピネ社製、商品名、ミクロプレックス
400MPもしくは細川ミクロン社製、商品名、ミクロ
ンセパレーターMS−1の如き風力分級機、泰工社製、
商品名、ブロワシフターの如きふるいによる分級機があ
る。
り、これ以外にも懸濁重合法によるトナー、マイクロカ
プセル法によるトナーの如き種々の方法が可能である。
の離型性を向上させ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、サゾールワックスの如きワックス
状物質を結着樹脂基準で0.5〜6重量%程度加えるこ
ともできる。
性、現像性、流動性、或いは、耐久性の向上の為、シリ
カ微粉末を添加することが好ましい。
T法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g
以上(特に50〜400m2/g)の範囲内のものが良
好な結果を与える。磁性トナー粒子100重量部に対し
てシリカ微粉体0.01〜8重量部、好ましくは0.1
〜5重量部使用するのが良い。
必要に応じ、疎水化、帯電性コントロールの如き目的で
例えば、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス
、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラ
ンカップリング剤、官能基を有するシランカップリング
剤、その他の有機ケイ素化合物の如き処理剤の単独或い
は併用によって処理されていることも好ましい。
は、例えばテフロン、ステアリン酸亜鉛、ポリ弗化ビニ
リデンの如き滑剤(それらの中でもポリ弗化ビニリデン
が好ましい);例えば酸化セリウム、炭化ケイ素、チタ
ン酸ストロンチウムの如き研磨剤(それらの中でもチタ
ン酸ストロンチウムが好ましい);例えば酸化チタン、
酸化アルミニウムの如き流動性付与剤(中でも特に疎水
性のものが好ましい);ケーキング防止剤、例えばカー
ボンブラック、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化スズの
如き導電性付与剤;磁性トナー粒子と逆極性の白色微粒
子或いは磁性トナー粒子と逆極性の黒色微粒子の如き現
像性向上剤が挙げられ、これらを必要に応じて適宜添加
することができる。
が、これは本発明をなんら限定するものではない。なお
以下の配合における部数は重量部である。
示す。
蒸気で加温して、40℃以上を維持しながら鉄濃度2.
4mol/lの溶液を作り、空気等の酸素を含有するガ
スを吹き込みながらおよそ70℃にて酸化した。
燥を行ない磁性酸化鉄を得た。磁性酸化鉄中のFeOの
含有量およびその分布状態を制御するため酸化及び乾燥
工程は表1に示す如く酸化時間:24時間、酸化温度:
80℃、乾燥時間:72時間、乾燥温度:60℃、乾燥
雰囲気:空気中、乾燥圧力:常圧で酸化及び乾燥を行な
い表2に示すような物性値を有する磁性酸化鉄を製造し
た。
に対する[Fe(II)の溶解量/鉄元素溶解量)×1
00]の割合の変化を図1に示した。
間、酸化温度、乾燥時間、乾燥温度、乾燥雰囲気及び乾
燥圧力を表1に示す条件に代えて行なうこと以外は、製
造例1と同様にして、表2に示す物性値を有する磁性酸
化鉄をそれぞれ得た。
〜3の磁性酸化鉄における[鉄元素溶解率]に対する[
(Fe(II)の溶解量/鉄元素溶解量)×100]の
割合の変化を図1及び図2に示した。また、製造例5に
ついては図3に、比較製造例4については図4に示した
。
Fe(II)含有率は、経時的に鉄元素溶解率に対する
溶解した鉄元素中のFe(II)含有率をそれぞれ後述
する計算方法によって求めることにより決定する。
累積の鉄元素溶解量、鉄元素溶解率及びFe(II)溶
解量、さらに、溶解時間の各区間における溶解された鉄
元素中のFe(II)含有量のデータを示す。
中のFe(II)の含有率は表3に記載の数値に基づい
て、以下の計算式によって求めた。
/70.0)×100=22(重量%)鉄元素溶解率5
.1重量%:[(34.93−15.40)/(178
.5−70.0)]×100=18(重量%) 鉄元素溶解率10.6重量%:[(75.35−34.
93)/(371.0−178.5)]×100=21
(重量%) 鉄元素溶解率15.0重量%:[(109.23−75
.35)/(525.0−371.0)]×100=2
2(重量%)
ゼン共重合体 100部 (共重合重量比:8
0/19.5/0.5、重量平均分子量:30万)
負荷電性制御剤(モノアゾ系クロム錯体)
2部 低
分子量ポリプロピレン
3部 製造例1の磁性酸化鉄
80部上記材料をブレンダーでよく混
合した後、ロールミルにて温度150℃で溶融混練した
。混練物を冷却後、ハンマーミルにて粗粉砕したのち、
ジェット気流を用いた粉砕機にて微粉砕し、更に風力分
級機を用いて分級し、体積平均径が8.2μmの黒色粉
体(磁性トナー粒子)を得た。
ンチウム粉体4部、及び疎水性シリカR812(日本ア
エロジル製)0.6部を添加しヘンシェルミキサーで混
合し磁性トナーを得た。
ン社製複写機NP8582を用いて画出しを行なったと
ころ、23.5℃,60%RHの常温常湿環境下で画像
濃度は1.38と高く地カブリもなく、かつ解像度の高
い画像が得られた。更に15℃,10%RHの低温低湿
環境条件下において、画像濃度は1.35と高く、また
、35℃,85%RHの高温高湿環境条件下においても
、画像濃度は1.31と高く、異なる環境条件下に於て
も画像濃度の変動は小さかった。さらに5万枚の繰り返
しコピーを続けても画像濃度は安定しており、地カブリ
、反転カブリも問題とならなかった。
及び4の磁性酸化鉄を用いることを除いては実施例1と
同様にして磁性トナーを得た。得られた磁性トナーは、
異なる環境条件下において、いずれも高い画像濃度でそ
の変動も小さく、繰り返しコピーによっても安定してい
た。
を用いることを除いては実施例1とほぼ同様にトナーを
作製し、キヤノン社製複写機NP4835を用いて画出
ししたところ鮮明な高い画像濃度の画像が得られた。環
境条件をかえても良好で変動も小さく繰返しコピーによ
っても安定していた。
化鉄を用いる事を除いては、実施例1と同様にして磁性
トナーを得た。得られた磁性トナーを用いて実施例1と
同様にテストを行なった。
件下に於ては、画像濃度が1.27と実施例1のものよ
りも低く、かつ地カブリが僅かにあった。10℃,15
%RHの低温低湿環境条件下では地カブリがふえ、かつ
3万枚の繰り返しコピーをする事によって画像濃度の低
下がおこり、初期1.30であった濃度が1.15に下
った。又、32.5℃,85%RHの高温高湿環境条件
下では、初期画像濃度が1.02と低く、かつ3万枚の
繰り返しコピーによって濃度が0.95まで下った。
化鉄を用いることを除いては、実施例1と同様に磁性ト
ナーを得た。得られた磁性トナーを用いて実施例1と同
様にテストを行なった。23.5℃,60%RHの常温
常湿環境条件下で実施例1の場合と比較して画像濃度が
低かった。低温低湿環境条件下においても、実施例1の
場合と比較してさらに画像濃度が低下し、かつ3万枚の
繰り返しコピーでは、初期に1.15であった画像濃度
が、1.09に下がり、さらに、5万枚では1.02に
下った。又、高温高湿環境条件下では、初期1.22の
画像濃度であったがトナーの飛散が目立ち、5万枚では
1.08に低下した。
化鉄を用いることを除いては、実施例1と同様に磁性ト
ナーを得た。得られた磁性トナーを用いて実施例1と同
様にテストを行なった。23.5℃,60%RHの常温
常湿環境条件下では、実施例1の場合と比較してほぼ同
等であった。しかしながら10℃,15%RHの低温低
湿環境条件下では実施例1の場合と比較してやや濃度が
低く、かつ3万枚の繰り返しコピーでは、初期1.30
であった濃度が、1.28であったが、5万枚では1.
20に下った。又、32.5℃,85%RHの高温高湿
環境条件下では、初期1.28の画像濃度が3万枚では
1.24に低下しさらに、5万枚では1.21に低下し
た。
ナーによる画像濃度を表4に示す。
ゼン共重合体 100部 (共重合重量比79
/20.5/0.5、重量平均分子量29万) 負荷
電性制御剤(モノアゾ系クロム錯体)
2部 低分子
量ポリプロピレン
3部 製造例5の磁性酸化鉄
80部上記材料をブレンダーでよく混合し
た後、ロールミルにて温度150℃で溶融混練した。混
練物を冷却後、ハンマーミルにて粗粉砕したのち、ジェ
ット気流を用いた粉砕機にて微粉砕し、更に風力分級機
を用いて分級し、体積平均径が9.0μmの磁性黒色粉
体(磁性トナー粒子)を得た。
ンチウム粉体4部及び疎水性シリカR812(日本アエ
ロジル製)0.6部を添加しヘンシェルミキサーで混合
し磁性トナーを得た。
ン社製複写機NP5060を用いて画出しを行なったと
ころ、23.5℃,60%RHの常温常湿環境条件下で
画像濃度は1.40と高く地カブリもなく、かつ解像度
の高い画像が得られた。更に15℃,10%RHの低温
低湿環境条件下において画像濃度は1.37と高く、ま
た32.5℃,85%RHの高温高湿環境条件下におい
ても、画像濃度は1.32と高く、異なる環境条件に於
ても画像濃度の変動は小さかった。さらに5万枚の繰り
返しコピーを続けても画像濃度は安定しており、地カブ
リ、反転カブリも問題とならなかった。
及び8の磁性酸化鉄を用いることを除いては実施例1と
同様にして磁性トナーを得た。得られた磁性トナーは異
なる環境条件下において、いずれも高い画像濃度でその
変動も小さく、繰り返しコピーによっても安定していた
。
を用いることを除いては実施例6とほぼ同様にトナーを
作製し、キヤノン社製複写機NP3825を用いて画出
ししたところ鮮明な高い画像濃度の画像が得られた。環
境条件をかえても良好で変動も小さく繰返しコピーによ
っても安定していた。
化鉄を用いる事を除いては、実施例6と同様にして磁性
トナーを得た。得られた磁性トナーを用いて実施例6と
同様にテストを行なった。
件下に於ては、画像濃度が1.28と実施例6のものよ
りも低く、かつ地カブリが僅かにあり、10℃,15%
RHの低温低湿環境条件下では地カブリがふえ、かつ3
万枚の繰り返しコピーをする事によって画像濃度の低下
がおこり、初期1.27であった画像濃度が1.18に
下った。又、32.5℃,85%RHの高温高湿環境条
件下では、初期画像濃度が1.29であり、3万枚の繰
り返しコピーによって濃度が1.25以上であった。
化鉄を用いることを除いては、実施例6と同様に磁性ト
ナーを得た。得られた磁性トナーを用いて実施例6と同
様にテストを行なった。23.5℃,60%RHの常温
常湿環境条件下で実施例1の場合と比較して画像濃度が
低かった。10℃,15%RHの低温低湿環境条件下に
おいても、実施例6の場合と比較してさらに画像濃度が
低下し、3万枚の繰り返しコピーでは、初期に1.24
であった画像濃度が、1.10に低下した。10℃,1
5%RHの低温低湿環境条件下では初期に1.20が1
.02に下った。又、32.5℃,85%RHの高温高
湿環境条件下では、初期に1.26の画像濃度であった
がトナーの飛散が目立ち、3万枚では1.13に低下し
た。
化鉄を用いることを除いては、実施例6と同様に行なっ
た。23.5℃,60%RHの常温常湿環境条件下で初
期画像濃度が1.32であり、10℃,15%RHの低
温低湿環境条件下において初期画像濃度が1.30であ
ったが、3万枚の繰り返しコピーでは、23.5℃,6
0%RHの常温常湿環境条件下で初期の画像濃度が1.
23と低下し、10℃,15%RHの低温低湿環境条件
下では1.17まで画像濃度が低下した。又32.5℃
,85%RHの高温高湿環境条件下では、初期に1.2
8の画像濃度が3万枚では1.21に低下した。
ーによる画像濃度を表5に示す。
トナーはカブリのない、濃度の高い画像が得られ、異な
る環境条件下においても、画像濃度変動が小さく、さら
に低温低湿環境条件下においても適正な電荷を保ちチャ
ージ・アップによる濃度低下などを発生することがなく
、高い画像濃度を維持できる。
鉄元素溶解率に対する溶解した鉄元素中のFe(II)
の含有率の割合の変化を示した図である。
鉄元素溶解率に対する溶解した鉄元素中のFe(II)
の含有率の割合の変化を示した図である。
対する溶解した鉄元素中のFe(II)の含有率の割合
の変化を示した図である。
率に対する溶解した鉄元素中のFe(II)の含有率の
割合の変化を示した図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 少なくとも磁性酸化鉄及び結着樹脂を
有する磁性トナー粒子を有する磁性トナーにおいて、該
磁性酸化鉄は下記条件(a),(b)及び(c)(a)
鉄元素溶解率が5±1重量%の場合、溶解された鉄元素
中のFe(II)の含有率は14〜33.3重量%であ
る (b)鉄元素溶解率が10±1重量%の場合、溶解され
た鉄元素中のFe(II)の含有率は17〜33.3重
量%である (c)鉄元素溶解率が15±1重量%の場合、溶解され
た鉄元素中のFe(II)の含有率は18〜33.3重
量%である を満足することを特徴とする磁性トナー。 - 【請求項2】 該磁性酸化鉄は、鉄元素溶解率(重量
%)をxとし、溶解された鉄元素中のFe(II)の含
有率(重量%)をyとした場合、下記条件(d)に基づ
いて下記式(e)及び(f) (d)4≦x≦16 【数1】 を満足することを特徴とする請求項1記載の磁性トナー
。 - 【請求項3】 該磁性酸化鉄は、鉄元素含有率(重量
%)をxとし、溶解された鉄元素中のFe(II)の含
有率(重量%)をyとした場合、下記条件(g)に基づ
いて下記式(e)及び(f) (g)0<x≦30 【数2】 を満足することを特徴とする請求項1記載の磁性トナー
。 - 【請求項4】 該磁性酸化鉄は、磁性酸化鉄中のFe
Oの含有量が鉄元素を基準として30〜40重量%であ
ることを特徴とする請求項1乃至3記載の磁性トナー。 - 【請求項5】 該磁性酸化鉄は磁性トナー粒子中に結
着樹脂100重量部に対して、40〜150重量部含有
されていることを特徴とする請求項1乃至4記載の磁性
トナー。
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