JPH0561248A - 静電荷像現像用磁性トナ― - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電子写真法、静電印刷法などに用
いられる磁性一成分現像用トナーの改良に関する。 【構成】 少なくとも結着樹脂、磁性体及び荷電制御剤
からなる磁性トナーにおいて、磁性体が樹脂層で被覆さ
れ、その被覆樹脂の重量平均分子量が結着樹脂の重量平
均分子量よりも大きいことを特徴とするもの。 【効果】 トナー表面に磁性体が露出するのを防止し、
トナーは現像部での均一な帯電を実現し、かぶりやすじ
等の画質の低下のない画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電印刷
法などに用いられる静電荷像現像用トナーに関し、さら
に詳しくは磁性−成分現像用トナーに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真法、または静電記録法等
においては、光導電性感光体または誘電体等によりなる
潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するために、
現像スリーブ等トナー供給ローラー上でブレード等によ
って薄層化され、かつ適当に帯電され微粉末化されたト
ナーを用いて現像し、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、溶剤蒸気等によって定
着し複写物を得ている。

【０００３】これら電子写真法等に適用される現像方法
としては、大別して乾式現像法と湿式現像法とがある。
前者はさらに二成分現像剤を用いる方法と一成分系現像
剤を用いる方法に二分される。二成分現像法に属するも
のには、トナーを搬送するキャリアの種類により、鉄粉
キャリアを用いるマグネットブラシ法、ビーズキャリア
を用いるカスケード法、ファーを用いるファーブラシ法
等がある。

【０００４】また、一成分現像方法に属するものには、
トナー粒子を噴霧状態にして用いるパウダークラウド
法、トナー粒子を直接的に静電潜像面に接触させて現像
する接触現像方法（コンタクト現像、またはトナー現
像）、トナー粒子を静電潜像面に直接接触させず、トナ
ー粒子を荷電して静電潜像の有する電界により該潜像面
に向けて飛行させるジャンピング現像法、磁性の導電性
トナーを静電潜像面に接触させて現像するマグネドライ
法等がある。

【０００５】磁性トナーの製造方法には、ジェットミル
などの粉砕機を用いた粉砕法がある。この方法では、結
着樹脂、荷電制御剤、磁性体などを加熱溶融混練し冷却
・固化した後、ジェットミルなどにより粉砕し、分級し
て磁性トナーとされる。しかし、このような方法では、
磁性体が親水性であるため結着樹脂との濡れが悪く、そ
れゆえ粉砕時に磁性体と結着樹脂との界面に破断面が進
行して粉砕される。その結果、トナー表面に磁性体が露
出したり遊離の磁性体が発生したりする。トナー中の結
着樹脂は絶縁性であるのに対し磁性体は半導電性であ
り、トナー表面に半導電性部分と絶縁性部分が不規則に
混在しトナーの帯電挙動を複雑にしていることが推察さ
れる。それによりかぶり等の画質の低下を引き起こすと
いった問題を生じる。

【０００６】このような問題点を改良するための手段と
して、磁性体表面に分散性向上剤を付着する技術（特開
昭５４−１３９５５４）、磁性体表面をチタンカップリ
ング剤やシランカップリング剤で処理する技術（特開昭
５５−２８０１９、５８−９１５３）などがあり、磁性
体の結晶樹脂への分散性を向上させることによって、あ
るいは磁性体表面と結着樹脂の付着力を強めることによ
り、粉砕時に磁性体がトナー表面に露出する確率を減ら
す技術があるが、必ずしも目的通りの効果が上がってい
るとは言えない。

【０００７】さらに、特開昭５８−７９２５１、６２−
７５６４７にみられるように、磁性体粒子表面にビニル
単量体やアクリル系樹脂の単量体を重合させることによ
り得られた樹脂被覆磁性体を用いる試みがなされてい
る。こうすることにより磁性体と被覆樹脂層の接着力が
向上し、粉砕時にトナー表面に磁性体が露出することを
防止できる。しかしこのようにして得られたトナー表面
に露出した磁性体の被覆樹脂層には荷電制御剤が含まれ
ていない。したがって、特に結着樹脂中の磁性体含有率
が高いトナーほど、トナー粒子表面上に荷電制御剤の存
在していない部分が多くなるため、現像部での均一な摩
擦帯電が見込めず、かぶり等の画質の低下招くことにな
る。この様な重合法による磁性体表面の樹脂被覆では、
荷電制御剤を分散させながら重合することは非常に困難
である。そこで発明者等はあらかじめ荷電制御剤を分散
させた樹脂を磁性体粒子表面にスプレイドライ法により
被覆する方法を用いて良好な画像を得ることが出来た。
ところが、スプレイドライ法で磁性体を被覆する方法で
は、樹脂と磁性体の接着強度が小さく、樹脂が脱離しや
すい欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、樹脂あるい
は荷電制御剤を分散させた樹脂を被覆した磁性体を用
い、粉砕時に被覆樹脂の磁性体からの脱離を防止して、
安定した帯電挙動を実現し、良好な画像を得んとするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも結
着樹脂、磁性体及び、荷電制御剤からなる磁性トナーに
於て、該磁性体が樹脂層あるいは荷電制御剤を分散させ
た樹脂層で被覆され、その被覆樹脂の重量平均分子量が
結着樹脂の重量平均分子量よりも大きいことを特徴とす
る静電荷像現像用磁性トナーに関するものである。

【００１０】以下に詳細を示す。まず、樹脂層あるいは
荷電制御剤を分散させた樹脂層で磁性体を被覆する目的
は、従来技術の項に記した通り、トナー粒子表面に磁性
体が露出するのを防止しするためである。又、樹脂中に
荷電制御剤を分散させるのはトナーにおける荷電制御剤
の分散を向上させるためである。しかしスプレードライ
法により被覆した樹脂層と磁性体との接着強度は必ずし
も十分とはいえず、磁性体から樹脂層が脱離しやすいと
いう欠点が生じていた。そこで被覆樹脂層の重量平均分
子量（Ｍｗと略す）を結着樹脂のＭｗよりも大きくする
ことによって、粉砕時に結着樹脂部分を優先的に割れ易
くして被覆樹脂層が脱離するのを抑えることが可能とし
た。

【００１１】本発明に使用される結着樹脂としては、ポ
リスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトル
エンなどのスチレン及びその置換体の単重合体；スチレ
ン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレ
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−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−
アクリル酸オクチル共重合体、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−メタクリル酸ブチル共重合体、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、
スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸
エステル共重合体など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、ポリ塩
化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポ
キシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹
脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹
脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹
脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げ
られ、単独あるいは混合して使用できる。

【００１２】又、特に圧力定着用に好適な結着樹脂とし
て例を挙げると下記のものが単独あるいは混合して使用
できる。ポリオレフィン（低分子量ポリエチレン、低分
子量ポリプロピレン、酸化ポリエチレンポリ４弗化エチ
レンなど）、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレ
ン−ブタジエン共重合体（モノマー比５〜３０：９５〜
７０）、オレフィン共重合体（エチレン−アクリル酸共
重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチ
レン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸
エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂）、ポ
リビニルピロリドン、メチルビニルエーテル−無水マレ
イン酸共重合体、マレイン酸変性フェノール樹脂、フェ
ノール変性テルペン樹脂。

【００１３】本発明トナー中に使用される荷電制御剤と
しては、正帯電性に制御するものとして、第四級アンモ
ニウム塩、その他、塩基性電子供与性の有機物質など、
トナーを負帯電性に制御するものとして、モノアゾ染料
の金属錯体、テトラフェニルホウ素ナトリウム及びカリ
ウム等のテトラフェニルホウ素誘導体等があげられる。
トナー中に含有させる量は、結着樹脂に対して１〜１０
重量部である。被覆樹脂中に含まれる荷電制御剤の量は
１〜４０重量部が望ましい。

【００１４】本発明の磁性トナー中に含まれる磁性材料
としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の
酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいは
これら金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネ
シウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマ
ス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタ
ン、タングステン、バナジウムのような金属の合金およ
びその混合物などが挙げられる。これらの強磁性体は平
均粒径が０．１〜２μｍ程度のものが望ましく、トナー
中に含有させる量としては樹脂成分１００重量部に対し
約２０〜２００重量部、特に好ましくは樹脂成分１００
重量部に対し４０〜１５０重量部である。また、予めシ
ランカップリング剤等で処理し、樹脂との接着性を良好
にするのが良い。

【００１５】又、本発明のトナーは、必要に応じて添加
物を混合してもよい。添加物としては、例えばテフロ
ン、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤あるいは酸化セリウ
ム、炭化ケイ素等の研磨剤、あるいは例えばコロイダル
シリカ、酸化アルミニウムなどの流動性付与剤、ケーキ
ング防止剤、あるいは例えばカーボンブラック、酸化ス
ズ等の導電性付与剤、あるいは低分子量ポリオレフィン
などの定着助剤等がある。

【００１６】樹脂被覆磁性体の被覆樹脂は、結着樹脂と
して示したような樹脂を用いることができ、好ましくは
結着樹脂と相溶性の良い材質のものを選び、できれば結
着樹脂と同種のものを用いるのがよい。被覆樹脂に分散
させる荷電制御剤は結着樹脂中に分散させるものと同一
のものを用いる。荷電制御剤の被覆樹脂中への分散方法
は、結着樹脂中に荷電制御剤を分散させるのと同様に、
熱ロール等の手段を用いて混練することによる。混練
後、粉砕して適量のトルエン溶媒に溶かして被覆樹脂溶
液とする。被覆樹脂中の荷電制御剤の含有率は、結着樹
脂中の荷電制御剤の含有率同量程度であれば良い。

【００１７】被覆方法としては、上記の磁性体に樹脂溶
液をスプレードライ法により被覆した。この樹脂溶液の
処理量は、磁性体１００重量部に対し０．１〜１０重量
部であり、好ましくは１〜５重量部である。０．１重量
部未満では、磁性体を被覆するには不十分であり、１０
重量部を越えるとトルエン溶媒の揮発が不十分となり易
く、かえって樹脂層が剥離するという不具合を生じる。

【００１８】

【実施例】まず、下記４種の樹脂被覆磁性体を用意し
た。 樹脂被覆例１ スチレン−アクリル系樹脂（Ｍｗ＝４００００）３重量
部をトルエン溶媒１０００重量部に溶かし、磁性体にス
プレードライ法にて被覆した。 樹脂被覆例２ ポリエステル系樹脂（Ｍｗ＝５００００）３重量部をト
ルエン溶媒１０００重量部に溶かし、磁性体にスプレー
ドライ法にて被覆した。

【００１９】樹脂被覆例３ スチレン−アクリル系樹脂（ＭＷ＝４００００） １００重量部 荷電制御剤（含金属錯塩） ３重量部 以上を混練粉砕して得られるものを被覆樹脂１とする。

【００２０】被覆樹脂１、３重量部をトルエン溶媒に溶
かし、スプレードライ法により磁性体に被覆させた。 樹脂被覆例４ ポリエステル系樹脂（Ｍｗ＝５００００） １００重量部 荷電制御剤（含金属錯塩） ３重量部 以上を混練粉砕して得られるものを被覆樹脂２とする。
被覆樹脂２、３重量部をトルエン溶媒に溶かし、スプレ
ードライ法により磁性体に被覆させた。

【００２１】実施例１ スチレン−アクリル系樹脂（Ｍｗ＝４０００００） １００重量部 離型剤（低分子ポリプロピレン） ５重量部 荷電制御剤（含金属錯塩） ５重量部 樹脂被覆例１の磁性体 １００重量部 以上の物質を２本ロールによって混練した後、粉砕、分
級し、平均粒径７．５μｍのトナーを得た。

【００２２】このトナーを現像装置にて画像出しをおこ
なったところ、良好な画像が得られその画像は１万枚の
ランニング後も変わらなかった。また現像スリーブや感
光体へのトナーフィルミングもなかった。ランニング前
後のトナーの帯電量はそれぞれ−７．６（μＣ／ｇ）、
−７．０（μＣ／ｇ）とほとんど変化しなかった。また
走査型電子顕微鏡によりトナー表面を観察すると、磁性
体の露出している部分はほとんど見られなかった。

【００２３】比較例１ 実施例１で作製したトナーと同一の処方で、被覆樹脂と
して結着樹脂と同一の重量平均分子量のものを用いた樹
脂被覆磁性体で作製したトナーを用いて現像装置にて画
像出しをおこなったところ、初期画像において、かぶり
を生じた。トナー帯電量もランニング初期において−
６．６（μＣ／ｇ）であったのに対し、ランニング後は
−４．９（μＣ／ｇ）に低下した。また、ＳＥＭにより
観察すると、トナー表面上に磁性体が露出しているのが
確認された。

【００２４】実施例２ ポリエステル樹脂（Ｍｗ＝５０００００） １００重量部 離型剤（低分子ポリプロピレン） ５重量部 荷電制御剤 ５重量部 樹脂被覆例１の磁性体 １００重量部 以上の物質を２本ロールによって混練した後、粉砕、分
級し、平均粒径７．５μｍのトナーを得た。このトナー
を現像装置にて画像出しをおこなったところ、良好な画
像が得られその画像は１万枚のランニングの後も変わら
なかった。また現像スリーブや感光体へのトナーフィル
ミングもなかった。ランニング前後のトナーの帯電量は
それぞれ−６．４（μＣ／ｇ）、−５．６（μＣ／ｇ）
とほとんど変化しなかった。

【００２５】実施例３ スチレン−アクリル系樹脂（Ｍｗ＝４０００００） １００重量部 離型剤（低分子ポリプロピレン） ５重量部 荷電制御剤（含金属錯塩） ５重量部 樹脂被覆例２の磁性体 １００重量部 以上の物質を２本ロールによって混練した後、粉砕、分
級し、平均粒径７．５μｍのトナーを得た。

【００２６】このトナーを現像装置にて画像出しをおこ
なったところ、良好な画像が得られその画像は１万枚の
ランニング後も変わらなかった。また現像スリーブや感
光体へのトナーフィルミングもなかった。ランニング前
後のトナーの帯電量はそれぞれ−８．２（μＣ／ｇ）、
−８．１（μＣ／ｇ）とほとんど変化しなかった。また
走査型電子顕微鏡によりトナー表面を観察すると、磁性
体の露出している部分はほとんど見られなかった。

【００２７】実施例４ スチレン−アクリル系樹脂（Ｍｗ＝４０００００） １００重量部 離型剤（低分子ポリプロピレン） ５重量部 荷電制御剤（含金属錯塩） ５重量部 樹脂被覆例３の磁性体 １００重量部

【００２８】以上の物質を２本ロールによって混練した
後、粉砕、分級し、平均粒径７．５μｍのトナーを得
た。このトナーを現像装置にて画像出しをおこなったと
ころ、良好な画像が得られその画像は１万枚のランニン
グ後も変わらなかった。また現像スリーブや感光体への
トナーフィルミングもなかった。ランニング前後のトナ
ーの帯電量はそれぞれ−８．０（μＣ／ｇ）、−７．５
（μＣ／ｇ）とほとんど変化しなかった。また走査型電
子顕微鏡によりトナー表面を観察すると、磁性体の露出
している部分はほとんど見られなかった。

【００２９】比較例２ 実施例４で作製したトナーと同一の処方で、被覆樹脂と
して結着樹脂と同一の重量平均分子量のものを用いた樹
脂被覆磁性体で作製したトナーを用いて現像装置にて画
像出しをおこなったところ、初期画像において、かぶり
を生じた。トナー帯電量もランニング初期において−
５．８（μＣ／ｇ）であったのに対し、ランニング後は
−３．９（μＣ／ｇ）に低下した。また、ＳＥＭにより
観察すると、トナー表面上に磁性体が露出しているのが
確認された。

【００３０】実施例５ ポリエステル樹脂（Ｍｗ＝５０００００） １００重量部 離型剤（低分子ポリプロピレン） ５重量部 荷電制御剤（含金属錯塩） ５重量部 樹脂被覆例４の磁性体 １００重量部 以上の物質を２本ロールによって混練した後、粉砕、分
級し、平均粒径７．５μｍのトナーを得た。

【００３１】このトナーを現像装置にて画像出しをおこ
なったところ、良好な画像が得られその画像は１万枚の
ランニング後も変わらなかった。また現像スリーブや感
光体へのトナーフィルミングもなかった。ランニング前
後のトナーの帯電量はそれぞれ−９．２（μＣ／ｇ）、
−８．８（μＣ／ｇ）とほとんど変化しなかった。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、重量平均分子量によ
り樹脂被覆磁性体の被覆樹脂と結着樹脂を選定すること
によってトナー表面上に磁性体が露出するのを防止し、
トナーは現像部での均一な帯電を実現し、かぶりやすじ
等の画質の低下のない画像を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３７２ (72)発明者 富田 邦彦 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 杉本 正一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも結着樹脂、磁性体及び、荷電
   制御剤からなる磁性トナーに於て、該磁性体が樹脂層で
   被覆され、その被覆樹脂の重量平均分子量が結着樹脂の
   重量平均分子量よりも大きいことを特徴とする静電荷像
   現像用磁性トナー。
2. 【請求項２】 磁性体を被覆する樹脂層が荷電制御剤を
   含む請求項１記載の静電荷像現像用磁性トナー。