JPS6026352A - 磁性カラ−トナ− - 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】 本発明は電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静
電荷像を現像するためのトナーに関するものであり、特
に磁性カラートナーに関するものである。

従来、電子写真法としては米国特許第２，２９７．６９
１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報及び特公昭
４３−２４７４８号公報等に記載されている如く、多数
の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用
し、種々の手段に、１ニジ感光体上に電気的潜像を形成
し、次いで該潜像を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
或いは溶剤蒸気などによシ定着し複写物を得るものであ
る。

電子印刷法は、特公昭４２１４３４２号公報等で提案さ
れるように、電界を利用して荷電粉末トナーを記録材料
上に導き定着して印刷する方法である。

静電記録法は誘電体層上に電荷を画像状に付与し、それ
に荷１ｔｊ　）ナー粉末を付着させ定着する方法であシ
、また磁気印刷法もこれと同様に記録材料上に磁気潜像
を形成し、これを磁性材料を含むトナー粉末で現像し、
転写材料へ転写し定着する方法である。

このような、電気的、磁気的潜像をトナーを用いて可視
化する現像方法も種々知られているが、大別して、乾式
現像法と湿式現像法とがある。前者はさらにキャリア粒
子を使用する二成分現像剤を用いる方法と、キャリア粒
子を使用しない一成分現像材を用いる方法とに二分され
る。

二成分現像方法に属するものには、トナーを搬送するキ
ャリアの種類によシ、鉄粉キャリアを用いる磁気プラン
法、ビーズキャリアを用いるカスケード法尋が広く実用
化されている。

一方、トナーのみよシなる一成分現像剤を用いる現像方
法が各槙提案されているが、中でも磁性トナーを使用し
た方法に優れたものが多く実用化されている。磁性−成
分現像剤を使用する現像方法としては、導電性トナーを
使用するマグネドライ法、特開昭５２−９４１４０号公
報のトナー粒子の誘電分極を使用する方法、特開昭５３
−３１１３６号公報のトナーの撹乱による電荷移送の方
法、また、近年本出願人が提案したすぐれた現像方法と
して、特開昭５４−４２１４１号公報、特開昭５５−１
８６５６号公報の如き潜像に対してトナー粒子を飛翔さ
せ最近では、前述の電子写真等の使用目的が多種多様と
なシ、必要に応じて所望の色の画像が得られる小型で安
価なカラーコピー用の複写機が望壕れている。

前述した磁性−成分現像方式は、小型で安価な複写機に
は適しているが、磁性−成分トナーにはその磁性体とし
て従来マグネタイトあるいはフェライト等を使用してお
シ、これらの磁性体の色は黒または暗褐色であり、黒色
トナーを得るためには有効であるが、いわゆるカラート
ナーを得るためには大きな障害となっていた。

この障害を克服するために、黒い磁性体を白色化した９
、あるいは着色することが、特開ｔｌ／（５１−４２５
３９号、同５１−４６１３１号公報等で提案されている
。しかしながら、上記の方法では、トナー中に含まれる
磁性体が微粉末であるために白色化、着色の方法がむず
かしく、工程も複雑になって１７まうため高価なものに
なってしまう。また、がなシ多量の着色剤を用いないと
磁性体の色を消すことができない等の欠点があった。

一方、磁性体の粒径を大きくし、磁性体の着色力を小さ
くする方法を検討したが、大きな磁性体は樹脂中に不均
一に存在し易いため、磁性トナーの現像性たとえば画質
低下、磁性体を含まない粒子による地汚れ耐久における
画像劣化等の欠点があった。

先に、本出願人は、少なくともある特定の粒子径で特定
の粒度分布を有する磁性体と結着樹脂およびトナーのチ
ャージアソゾを低下させる目的で導電性微粒子を含有さ
せたときに、上記欠点を克服した磁性カラートナーの得
られることを見出したが、色彩的には未だ不十分で、特
にＯＨＰに適用するとはなはだ不満足な色彩しか得られ
ないのが現状である。

この理由は、トランスペアランシー（ＴＰ）上のトナー
粒子が定着後においても粒子状でおるために、ＯＨＰに
適用した場合光がトナー粒子によって吸収されるだけで
はなく、反射、屈折を受けそれによって光量が減シ、全
可視光域で暗くなることが主因である。

本発明者らは、上記性質を向上するために鋭意検討を行
った結果、少なくとも結着樹脂と磁性粉とを含有する磁
性トナーにおいて着色剤として結着樹脂と相溶性のある
染料を含有させて、上記性質の向上した磁性カラートナ
ーの得られることを見出した。

すなわち、本発明の目的は、上述の如き性質の一段と向
上゛した鮮明な色彩の画像の得られる磁性カラートナー
を提供することにある。

さらに本発明の目的は、製造工程がｒｒＭ　拳で安価な
磁性カラートナーを提供することにある。

さらに本発明の目的は、現像性、転写性、定着性の一段
と優れた磁性カラートナーを提供することにある。

さらに本発明の目的は、ＴＰへの気相転写に適用できる
磁性カラートナーを提供することにおる。

本発明の特徴とするところは少なくとも磁性粉と結着樹
脂と染料とを含有する磁性トナーにおいて、前記磁性体
の体積基準積算５０チ径が１．５〜６．５μ、２５ｑｂ
径が１．　ｏ〜５．５μ、７５チ径が２．５〜７．５μ
の粒度分布を有していることを特徴とする磁性カラート
ナーである。

本発明に使用する磁性粉としては、体積基準積葺５０％
径が１．５〜６．５μ、同２５チ径が１．０〜５．５μ
。

同７５チ径が２．５〜７．５μの粒度分布を有する強磁
性元素およびこれらを含む合金、化合物などの粉末があ
り、例えばマグネタイト　γ−ヘマタイトフェライト等
の鉄　コバルト　ニッケル　マンガンなどの合金や化合
物その他の強磁性合金など従来よシ磁性材料として知ら
れているものがあるが、特にマグネタイト等は青または
縁糸、γ−へマタイト等は黄または赤系の磁性トナーに
適する。

本発明に使用する磁性体の粒度範囲が、上記に示したも
のであるのは、磁性粉の粒度がこれより太きいと着色剤
（による着色は容易になるが、トナー粒子中における磁
性粉の分散が不均一になｐ易く、また磁性体を含まない
トナー粒子もできやすくなり、画質の低下、地汚れ等が
生じ、特に低湿環境下においてその傾向が強くなる。

一方、磁性体の粒度がこれらの範囲より小さいと磁性体
による着色が強くなり、磁性体以外の着色剤による着色
が困難となると同時に定着温度が高くなシ定着性が低下
する。

また、上記磁性体の製造は、粉砕による方法、湿式沈降
時に粒子成長を行う方法、磁性体の焼結による方法ある
いはフラックスによる粒子成長の方法のどれでも製造可
能であるが、磁性体の粒度分布を狭くできることから焼
結法またはフラックス法が望ましい。

さらにこれら磁性体の最も好ましく用いられる製法とし
ては焼結法であって、具体的にはおよそ０．３〜１．０
μ程度のｃｌ、　−Ｆｅ２Ｏ３ｆ　１０００−１１０　
（１℃に加熱して焼結し、次いで機械粉砕する。必袂に
応じて４００〜２００メツシユのフィルターを通して湿
式分級する。さらに得られた粉体を２５０〜５００℃に
加熱し、水床、プロパン等で還元する。しかる後解砕し
、本発明に使用する磁性粉を得る。さらに必要に応じて
磁性粉を表面処理しても良い。

なお、本発明において磁性粉の粒度分布は、コールタ−
カウンターモデルＴＡ−ｎｌＪ、５０μ径のアノや一チ
ャーチューブを用いて適正な条件下で測定した。

又本発明は、少なくとも結着樹脂と大きな粒径の磁性粉
と染料とを含有する磁性カラートナーにおいて、前記染
料として特に結着樹脂と相溶性のある染料を含有せしめ
ることによシ、メルトフロラインデックスＣＭＩ　値＞
が１２５℃、１０ｋｇ荷重で１．５〜２０（好ましくは
２．０〜１５．０）の範囲にあり、なおかつ上記磁性カ
ラートナーのＭＩ値（１）と染料を含有しない以外は上
記トナーと同様のペース材のメルト７０ウインデツクス
（１１）の比Ｉ／ＩＩが１．０〜７．０（好ましくは１
．２〜５．０）の範囲にあるカラートナーにある。。

ＭＩ値がこの範囲にあるのは、ＭＩ値がこれより小さい
と、熱定着時の流動性が十分でなく、トナーが粒子状に
存在してしまい、鮮明なカラー画像が得られないからで
あり、また、これより大きいと熱定着時にオフセット、
巻き付き等のトラブルを発生するからである。

なお、本発明のメルトフロラインデックスの測定方法は
、ＪＩＳ規格に７２１０のＡ法にのっとっ−Ｃおこなわ
れる。測定条件として温度が１２５℃、荷重１０ｋｇで
測定される。

本発明における磁性カラートナーは、少なくとも結着樹
脂と磁性粉および染料を金山するが、その組成比は結着
樹脂１００重量部に対して、磁性粉２０〜１２０！ｉ部
（好ましくは４０〜８０７Ｍ　ｍ　８１５）　。

染料ｏ、ｉ〜２０重量部（好ましくは１〜１５重り部）
であることが望ましく、必要に応じてコロイダルシリカ
０．１〜２．０重量部（好ましくは０２〜１．０重量部
）、導電性微粒子０．０１〜５重量部（好ましくは０．
０５〜２重量部）添加しても良い。

本発明に使用される結着樹脂としては１．＋５リステレ
ン、ポリｐ・クロルスチレン、ポリビニルトルエン、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等のスチレン及びその
置換体の単独重合体及びそれらの共重合体スチレン−ア
クリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸−ｎ・
ブチル共重合体等のステレンとアクリル酸エステルとの
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ｎ−ゾチル共重合体等のスチレンとメタクリル
酸ニスデルとの共重合体、スチレンとアクリル酸エステ
ル及びメタクリル酸エステルとの多元共重合体、その他
スチレンーアクリロニトリル共重合体。

スチレン−ビニルメチルニーｆ、１１／共重合体、　ス
チレン−ブタジェン共重合体、スチレンービニルメチル
クトン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデ
ン共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等
のスチレンと他のビニル系モノマーとのスチレン系共重
合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリ
レートポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミド、エ
ポキシ樹脂。

ホリビニルプチラール、ポリアクリル酸、フェノール樹
脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂２石油樹脂、塩素
化・９ラフイン等公知の結着物質が単独または混合して
使用できる。

さらには、圧力定着方式に供せられるトナー用の結着樹
脂として、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピ
レン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体、エチレンアクリル酸エステル共重合体、高
級脂肪酸、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が単独
または混合して使用できる。

本発明に使用する着色剤としては、結着樹脂に相溶し、
ＭＩ値を高めるすべての染料が使用可能であるが、カラ
ーＯＨＰに適用し得る点でおよそ１００〜２５０℃で昇
華し得る昇華性染料を使用することが好ましい。例えば
、カヤロンファーストイエロー４　Ｒ（Ｃ，１，２６０
９０）、カヤロンファーストイエローＧ（Ｃ，１，１１
８５５）、カヤロンファーストブラウンＲ（Ｃ。

１．１１１００　）、カヤロンファーストルーピンＢ（
Ｃ，Ｉ。

１１１１５　）以上日本化某社製、ミクトンファースト
スカーレットｎ　（Ｃ，１，１１１１０）、ミケトンフ
ァーストビ／りＲＬ　（Ｃ，１，６０７５５）、ミケト
／７アーストブリリアントプルーＢ（Ｃ，１，６１５０
５）、ミケトンファーストターコイズブルーＧ　（Ｃ，
Ｉ　、６２５００　）、ミケトンポリエステルイエロー
５　Ｒ（Ｃ，１，２６０９０）以上三井東圧社製、スミ
カロンイエローＦＧ　（Ｃ，１，１２６９０）、スミカ
ワ／オレンジＦＧ　（Ｃ，１，Ｄｉｓｐｅｒｓ＠Ｏｒａ
ｎｇｅ２０）、スミカロンレッド３　Ｂ　Ｒ（Ｃ，Ｉ　
、Ｄｌ　５ｐｅｒｓｅＲａｄ６５）、スミカロンノ々イ
オレットＲ（Ｃ，Ｉ。

Ｄｉｓｐｅｒｔｅ　Ｖｉｏｌｅｔ　２３　）、スミカロ
ンブルーＢＲ（Ｃ，１，６３３０５）以上住友化学工業
社製など力；ある。

また、本発明のトナーには、さらに必要に応じて定着助
剤としてたとえば低分子量ポリエチレンなど、研磨剤と
して酸化セリウムなどラフ１モ合しても良い・ 本磁性トナーの製造にあたってなま、熱ロール。

ニーグー、エクストルーダー等の熱混澹東（幾によって
構成材料を良＜ｍ練した後、機械的な粉砕、分級によっ
て得る方法、あるいは結着材７溶液中ｔこ磁性粉等の材
料を分散した後、噴霧乾燥することにより得る方法、お
るいは結着樹脂を構成すべき単量体に所定材料を混合し
た後、この乳イヒ懸濁液を重合させることによシ磁性ト
ナーを得る重合トナー製造法等それぞれの方法が応用で
きる。

なお、本発明において、磁性粉の粒度分布は、コールタ
−カウンターモデルＴＡ−ＩＩ型、５０μ径のアパーチ
ャーチューブ金円いて適正な条件下で測定した。

以下、実施例をもって本発明の詳細な説明するが、本発
明はこれをもってなんら限定されるものではない。なお
、以下の配合における部はすべて東量部である。

実施例１ スチレン−アクリル酸ブチル−マレイン酸ブチル（７０
：２５：５）共重合体　ｉｏｏ部磁性粉（マグネタイト
体積基準積算５０％径５．１６μ、２５％径４．３８μ
、７５チ径６．０５μ）　６０部Ｃｅ１ｌｉｔｏｎ　Ｄ
ｉａｃｌｘａｒｇｅ　Ｂｌｕｅ　ＦＦＲ（Ｃ，１，１１
４１０）１０部 上記混合物をロールミルで１５０℃で混練し、冷却後ス
ピードミルで粗粉砕する。その後、ジェットミルで微粉
砕し、風力分級機にて５〜２０μの粉体を得、これにコ
ロイダルシリカ０．５部全添加してＭＩ値６．８の青色
の磁性トナーを得た。この時の染料を含まないペース材
のＭＩ値は１．６でありＭＩ値の比は４．３であった。

この磁性カラートナーを市販の普通紙複写機（商品名、
ＮＰ−２００Ｊキヤノン製）を用いて画出しを行ったと
ころ、非常に鮮明で高濃度の青色画像が得られ７こ。さ
らに、１ｏｏｏｏ枚の連続コピーを行ったところ、その
後においても高濃度の鮮明な画像が得られ、色調の変化
もなかった。

さらにまた、普通紙画像とＴＰとを重ねて、２００℃６
０秒間気相転写を行ったとこへ非常に鮮明で高濃度の青
色ＯＨＰが得られた。

比較例１ 磁性粉として、次の磁性粉（マグネタイト、体積基準積
算５０俤径１．８８μ、２５チ径１．４９μ。

７５襲径２．２８μ）を使用した以外は実施例１と同様
にしてＭＩ値３．５の磁性トナーを得、画出しを行った
ところ、やや青味の黒色画像しか得られず、高温尚湿下
（３０℃、９０％ＲＨ）で画像濃度が低下したＯ このときのベース材とのＭＩ値の比は３．５／１．２＝
２，９であった。

さらにまた、普通紙画像よりＴＰへの気相転写を試みた
ところ、非常に鮮明ではあるが濃度の低いカラー〇ＨＰ
　ｌ、か得られなかった。

比較例２ 磁性粉として、次の磁性粉（マグネタ・イト、体積基準
積算、５０チ径６．５５μ、２５チ径５．１０μ。

７５チ径７．６０μ）を使用した以外は実施例１と同様
にしてＭＩ値８．６の青色磁性トナーを得、画出しを行
ったところ非常に鮮明な青色画像が得られ／ζが、連続
コピー特に低湿下で画質が低下した。

このときのベース材とのＭＩ値の比は８．６　／　２．
３＝３，７でありた。

実施例２ 又着色剤として、染料のセレスゾルーＲ（Ｃ，Ｉ。

Ｄｉｓｐｅｒｓｅ　Ｂｌｕｅ　１４　）’ｔ’使用する
以外は実施例１と同様にして、ＭＩ値７．６の青色磁性
トナーを得、画出しを行ったところ、実施例１同様非常
に鮮明で高濃度の青色画像が得られた。

このときのベース材とのＭＩ値の比は７．６／１．６＝
４．８であった。

実施例３ スチレン−アクリル酸ブチル（７０：３０）共重合体　
１００部 磁性粉（マグネタイト、体積基準積算５０チ径５．１６
μ、２５％径４．３８μ、７５チ径６．０５μ）６０部
Ｋａｙｉｓｅｔ　Ｂｌｕｅ　１３６　（日本化某社製）
　１０部ポリプロピレン　４部 を使用し、コロイダルシリカ０．５部を添加して実施例
１と同様にしてＭＩ値９．２の青色磁性トナーを得、画
出しを行ったところ実施例１同様、非常に鮮明で高濃度
の画像が得られた。このときのベース材とのＭＩ値の比
は９．２／６．Ｏ＝１．５であった。

さらに、ＴＰへの気相転写を行ったところ、黒みのない
非常に鮮明な高濃度のカラーＯＨＰが得られた。

実施例４ スチレン−メタクリル酸ブチル（７５：２５）共重合体
　ｉｏｏ部 磁性粉（γ−Ｆｅ２０３＋体積基準積算５０チ径４．８
６μ。

２５％径４．１０μ、７５ｑｂ径５．１２μ）　７０部
Ｋａｙａａｅｔ　Ｒｅｄ　１３０　（日本化某社製）　
５部ポリゾロぎレン　４部 を使用し、コロイダルシリカ０．６部を添加して、実施
例１と同様にしてＭＩ値５．４の赤色磁性トナーを得、
画出しを行ったところ、実施例１同様非常に鮮明で高濃
度の赤色画像が得られた。このときのベース材とのＭＩ
値の比は５．４／２．６＝２．１でを）−１た。さらに
、ＴＰへの気相転写を行ったところ、黒みのない非常に
鮮明な高濃度のカラー〇ＩＰがイυられた。

新部興艷ｑ １ｉ１Ｊｌｉｉ１、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも磁性粉と結着樹脂と染料とを含有する磁
   性トナーにおいて、前記磁性体の体積基準積算５０チ径
   が１．５〜６．５μ、２５−径が１．０〜５．５μ、７
   ５チ径が２．５〜７．５μの粒度分布を有していること
   を特徴とする磁性カラートナー。 ２、　メルトフロラインデックス（Ｉ）が１．５〜２０
   であり、かつ前記トナーのメルトフロラインデックス（
   １）と、染料を含有しない以外は前記トナーと同様のペ
   ース材のメルト７０ウインデツクス（１１）の比（１／
   １１　）が１．０〜７．０であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の磁性カラートナー。