JP2640298B2 - 静電荷現像用トナー - Google Patents

静電荷現像用トナー

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JP2640298B2
JP2640298B2 JP3132123A JP13212391A JP2640298B2 JP 2640298 B2 JP2640298 B2 JP 2640298B2 JP 3132123 A JP3132123 A JP 3132123A JP 13212391 A JP13212391 A JP 13212391A JP 2640298 B2 JP2640298 B2 JP 2640298B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は静電荷現像用トナーに関
し、特に磁性粉を含有する導電性の静電荷現像用トナー
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に電子写真法は感光体上に電気的な
潜像を形成し、ついで該潜像をトナーによって現像し、
必要に応じて紙などの転写材にトナー画像を転写した
後、加熱・加圧などの手段によって定着し被複写物を得
るものである。このような電子写真法に用いられる現像
剤としては、トナーとキャリアからなる二成分現像剤と
トナーとキャリアの機能を同時に備えた一成分現像剤と
がある。
【0003】一成分現像剤には磁性一成分現像剤と非磁
性一成分現像剤があり、このうち磁性一成分現像剤とし
ては磁性粉を30〜70重量%程度含有した磁性トナー
が用いられる。また、磁性トナーは導電性磁性トナーと
絶縁性磁性トナーに分類され、前者は静電誘導あるいは
電荷注入により電荷が付与され、後者は摩擦帯電により
電荷が付与され静電潜像に現像される。
【0004】導電性磁性トナーを用いた一成分現像方式
では、導電性磁性トナー自体が現像電極となるため、エ
ッジ効果のない均一な画像が得られるという利点がある
ことが知られている。
【0005】しかし、導電性磁性トナーは静電転写時に
転写紙を介してトナーの電荷がリークしやすく、普通紙
への転写が困難であるという欠点がある。また、感光体
上にトナー粒子が1層しか現像されないため、画像濃度
の確保が困難であるという欠点もある。
【0006】従来これらの問題を解決するために高抵抗
処理を施した特殊紙を用いたり、ゴムローラによる圧力
転写方式を採用したりする手段が用いられてきた。しか
しながら、これらの手段を用いてもいまだ満足される状
況にはない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の技
術における問題点を解決し、転写性が良好であり、十分
な画像濃度が得られる静電荷現像用トナーを提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁性粉を30
〜70重量%含有してなるトナー粒子100重量部に対
して、カーボンブラックが0.2〜2.0重量部および
樹脂粒子が0.5〜10.0重量部付着してなり、該樹
脂粒子が印加温度と溶融粘度の関係において、(イ)8
5℃のとき3×10 POISE、(ロ)120℃のと
き5×10 POISE、(ハ)205℃のとき5×1
POISE、(ニ)170℃のとき3×10 PO
ISEで与えられる点(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)
を直線で結ぶ領域内の溶融粘度特性をもつことを特徴と
する静電荷現像用トナーである。
【0009】以下、本発明を詳述する。本発明の静電荷
現像用トナーを構成するトナー粒子は、磁性粉、結着樹
脂、必要に応じてモノアゾ染料の金属染料やニグロシン
系染料等の帯電制御剤、カーボンブラック等の着色剤を
熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等の熱混練機に
よって良く混練した後、機械的な粉砕、分級によって平
均粒子径4〜20μmの粒子として得るものである。
【0010】本発明において、トナー粒子に使用される
結着樹脂はポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ビニル系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレ
ート、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポ
リエーテル、ポリカーボネート、熱可塑性ポリエステ
ル、熱可塑性エポキシ樹脂、セルロース系樹脂及びそれ
らのモノマーの共重合樹脂などの熱可塑性樹脂の他、変
性アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリ
ア樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することができる。ま
た磁性粉としては結晶学的にスピネル、ペロブスカイ
ト、六方晶、ガーネット、オルソフェライト構造を有す
るフェライトやマグネタイトなどが適用される。フェラ
イトの構成はニッケル、亜鉛、マンガン、マグネシウ
ム、銅、リチウム、バリウム、バナジウム、クロム、カ
ルシウムなどの酸化物と3価の鉄酸化物との焼結体であ
る。
【0011】次に本発明においては、トナー粒子100
重量部に対して、0.2〜2.0重量部のカーボンブラ
ックをトナー粒子の表面に混合付着した後、樹脂粒子を
0.5〜10.0重量部追加して混合付着する。これら
の混合の手段としては、タービン型撹拌機や、スーパー
ミキサー、ヘンシェルミキサなどの撹拌混合機が好適に
使用される。また、奈良機械製作所社のナラ・ハイブリ
ダイゼーションシステムやホソカワミクロン社のオング
ミル等の表面改質機と称される混合機を使用してもよ
い。本発明は、トナー粒子にカーボンブラックを付着す
ることで静電荷現像用トナーとして現像に必要な導電性
を付与するとともに、トナー粒子に樹脂粒子を添加する
ことで、トナー粒子の表面を部分的に絶縁性とし、静電
荷現像用トナーに良好な転写性を付与するものである。
【0012】本発明においてトナー粒子の表面に付着さ
せるカーボンブラックとしては、個数平均粒径、吸油
量、pH等に制限なく使用できるが、市販品として以下の
ものが挙げられる。例えば、キャボット社製リーガル
(REGAL)400R、660R、330R、CSX
−99、コロンビア・カーボン社製ラーベン(RAVE
N)410、420、430、450、三菱化成工業社
製#40、#2400B、MA−100、電気化学社製
デンカブラック等が挙げられる。また、これらのカーボ
ンブラックは単独で、あるいは二種以上を種々の組成に
組み合わせて用いることができる。
【0013】樹脂粒子としては、スチレン−アクリル共
重合体樹脂、スチレン−ブチルアクリレート共重合体樹
脂、ポリエステル樹脂、低分子量ポリプロピレンなどの
熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミ
ン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などの熱硬化性を有する
樹脂粒子や、シリコーン樹脂粒子、4フッ化エチレン
粉、尿素とホルムアルデヒドの縮合化合物粒子、ナイロ
ン樹脂粒子などが挙げられる。また、本願発明における
樹脂粒子の高架式フローテスターで測定したときの溶融
粘度特性は図1に示すごとく印加温度と溶融粘度の関係
において、(イ)85℃のとき3×10POISE、
(ロ)120℃のとき5×10POISE、(ハ)2
05℃のとき5×10POISE、(ニ)170℃の
とき3×10POISE、で与えられる点(イ)、
(ロ)、(ハ)、(ニ)を直線で結ぶ領域内、すなわち
A領域の溶融粘度特性をもつことが必要である。なぜな
らば、上記のA領域以上の高い溶融粘度特性をもつB領
域の樹脂粒子は溶融粘度が高いためにトナー粒子に付着
しにくく、またA領域以下の低い溶融粘度特性をもつC
領域の樹脂粒子は凝集性が強いために樹脂粒子の凝集塊
が多くなり樹脂粒子のトナー粒子に対する分散状態が悪
く、トナー粒子の表面に樹脂粒子が均一に付着しにくい
ためである。
【0014】本発明の静電荷現像用トナーは、マグネッ
トローラーによって現像スリーブ上に穂が形成される。
このためトナー粒子に含有される磁性粉は30〜70重
量%であることが必要である。30重量%未満では静電
荷現像用トナーの磁力が小さくなるため搬送性が不良と
なる。また、70重量%を越えて多い場合は、磁性粉を
結着樹脂中に分散させるのが困難になるだけでなく、カ
ーボンブラック等の導電性材料の配合量が少なくなるた
めに導電性の確保が困難となる。
【0015】本発明に用いる樹脂粒子は、その平均粒子
径が、0.1〜1.0μmが望ましい。0.1μmより
小さいものでは、一次粒子どうしの凝集性が強くトナー
粒子表面への均一な分散付着が困難であるばかりでな
く、分散不良の結果、樹脂粒子がトナー粒子と同等もし
くはそれ以上の大きさの二次凝集塊として残り、トナー
の塊が発生し画像不良を起こす原因となる。一方、樹脂
粒子の一次粒子が1.0μmより大きくなるとトナー粒
子への分散性は良好であるが、トナー粒子への付着性が
低下し、良好な転写性が確保できなくなる。
【0016】また、カーボンブラックの付着量が0.2
重量部未満では、充分な導電性が得られず、現像時の画
像濃度が低くなる。一方、カーボンブラックが2.0重
量部をこえる付着量では、トナー粒子へのカーボンブラ
ックの付着が過飽和となり、カーボンブラック粒子が現
像時に飛散し、現像槽まわりを中心とした機内汚れの原
因となり好ましくない。樹脂粒子は0.5重量部未満で
は、普通紙への転写性が悪い。一方、10.0重量部を
こえた場合では転写性が向上する反面、トナーの導電性
が低下し現像性が悪くなる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。 実施例1 上記の材料を混合後、溶融混練し、ジェットミルで粉砕
して、体積平均粒子径が9.5μmのトナー粒子を得
た。該トナー粒子100重量部に対して、カーボンブラ
ック(CSX−99、キャボット社製)を0.2重量部
添加しヘンシェルミキサーで混合してトナー粒子の表面
にカーボンブラックを付着させた。次にヘンシェルミキ
サー内のカーボンブラックを付着させたトナー粒子にス
チレン−ブチルアクリレート共重合体からなる樹脂粒子
(TSF−2、藤倉化成社製、平均粒子径0.2μm、
溶融粘度特性;150℃で7.4×105 POISE、
160℃で3.4×105 POISE、170℃で2.
0×105 POISE、180℃で1.1×105 PO
ISE)を3.0重量部添加混合しトナー粒子の表面に
カーボンブラックとスチレン−ブチルアクリレート共重
合体の樹脂粒子が付着した本発明の静電荷現像用トナー
を得た。
【0018】実施例2 カーボンブラックCSX−99の添加量を2.0重量部
にした以外は実施例1と同様にして本発明の静電荷現像
用トナーを得た。
【0019】実施例3 カーボンブラックCSX−99の添加量を1.0重量
部、スチレン−ブチルアクリレート共重合体からなる樹
脂粒子TSF−2の添加量を0.5重量部にした以外は
実施例1と同様にして本発明の静電荷現像用トナーを得
た。
【0020】実施例4 カーボンブラックCSX−99の添加量を1.0重量
部、スチレン−ブチルアクリレート共重合体からなる樹
脂粒子TSF−2の添加量を10.0重量部にした以外
は実施例1と同様にして本発明の静電荷現像用トナーを
得た。
【0021】実施例5 カーボンブラックCSX−99の添加量を1.0重量
部、スチレン−ブチルアクリレート共重合体からなる樹
脂粒子TSF−2の添加量を5.0重量部にした以外は
実施例1と同様にして本発明の静電荷現像用トナーを得
た。
【0022】実施例6 実施例1で得たトナー粒子100重量部に対して、カー
ボンブラック(デンカブラック、電気化学社製)を1.
0重量部添加しヘンシェルミキサーで混合してトナー粒
子の表面にカーボンブラックを付着させた。次にヘンシ
ェルミキサー内のカーボンブラックを付着させたトナー
粒子にスチレン−ブチルアクリレート共重合体からなる
樹脂粒子(TSF−2、藤倉化成社製、平均粒子径0.
2μm、溶融粘度特性;150℃で7.4×105 PO
ISE、160℃で3.4×105 POISE、170
℃で2.0×105 POISE、180℃で1.1×1
5 POISE)を5.0重量部添加混合しトナー粒子
の表面にカーボンブラックとスチレン−ブチルアクリレ
ート共重合体の樹脂粒子を付着させて本発明の静電荷現
像用トナーを得た。
【0023】比較例1 実施例1で得たトナー粒子を比較用の静電荷現像用トナ
ーとした。
【0024】比較例2 実施例1で得たトナー粒子100重量部に対して、カー
ボンブラック(CSX−99、キャボット社製)だけを
1.0重量部添加しヘンシェルミキサーで混合してトナ
ー粒子の表面にカーボンブラックを付着させ比較用の静
電荷現像用トナーを得た。
【0025】比較例3 カーボンブラックCSX−99の添加量を1.0重量
部、スチレン−ブチルアクリレート共重合体からなる樹
脂粒子TSF−2の添加量を15.0重量部にした以外
は実施例1と同様にして比較用の静電荷現像用トナーを
得た。
【0026】比較例4 実施例1で得たトナー粒子100重量部に対して、カー
ボンブラック(CSX−99、キャボット社製)だけを
4.0重量部添加しヘンシェルミキサーで混合してトナ
ー粒子の表面にカーボンブラックを付着させ比較用の静
電荷現像用トナーを得た。
【0027】比較例5 カーボンブラックCSX−99の添加量を4.0重量
部、スチレン−ブチルアクリレート共重合体からなる樹
脂粒子TSF−2の添加量を3.0重量部にした以外は
実施例1と同様にして比較用の静電荷現像用トナーを得
た。
【0028】比較例6 カーボンブラックCSX−99の添加量を4.0重量
部、スチレン−ブチルアクリレート共重合体からなる樹
脂粒子TSF−2の添加量を15.0重量部にした以外
は実施例1と同様にして比較用の静電荷現像用トナーを
得た。比較例7 実施例1で得られたトナー粒子に、機械的歪力を加える
ことで、トナー粒子に樹脂粒子とカーボン粒子を固着し
た。ハイブリダイザー(MHS−1型 奈良機械製作所
製)を用い、固着条件を6400rpm 5分間とし
た。 比較例8 実施例1において、ヘンシェルミキサーでカーボンブラ
ックを付着したトナー粒子を、比較例7と同様の手段で
カーボンブラックをトナー粒子に固着した。その後、実
施例1の樹脂粒子を実施例1と同様の方法で、トナー粒
子に外添し、カーボンのみをトナー粒子に固着したトナ
ーを作製した。 比較例9 実施例1において、ヘンシェルミキサーで先に樹脂粒子
だけを付着したトナー粒子を、比較例7と同様の手段で
トナー粒子に固着した。なお、樹脂粒子の付着量は実施
例1と同じとした。その後、実施例1のカーボンブラッ
クを実施例1と同様の方法で、トナー粒子に外添し、樹
脂粒子のみをトナー粒子に固着したトナーを作製した。
【0029】以上の実施例1〜6および比較例1〜6で
得た静電荷現像用トナーを用いて、表面電位を200V
に設定した一成分現像方式の複写機で5000枚までの
連続コピーを行った。連続コピーでの初期の特性の評価
結果を表1に、5000枚後の評価結果を表2に示す。
なお、表1および表2において、転写効率は黒ベタのパ
ターン(50mm×200mm)での感光体上の現像トナー
重量(Md)と、同パターンでの普通紙への転写トナー
重量(Mt)との比(Mt/Md)×100〔%〕とし
て求めた。また、トナー飛散は静電荷現像用トナーを現
像器に投入し、30分間空転後の現像器のまわりの機内
汚れを下記の評価基準にもとづいて目視判断した。 現像時の画像濃度は、上記黒ベタのパターンを用いて感
光体上に静電荷現像用トナーを転写して、感光体上の静
電荷現像用トナーを透明粘着テープで剥離してサンプリ
ングし、該透明粘着テープを普通紙にはりつけて、静電
荷現像用トナーの画像濃度を反射型画像濃度計RD−9
14(マクベス社製)で測定した。定着時の画像濃度
は、上記の黒ベタパターンを現像後、普通紙に転写定着
してRD−914で画像濃度を測定した。また、カブリ
はコピー前後の普通紙の白色度差をハンター色差計(日
本電色社製)で測定した。
【0030】表1および表2の結果から明らかなように
本発明の静電荷現像用トナーは、初期特性および500
0枚後の特性とも転写効率が80%以上あり、画像濃度
は十分でカブリ、トナー飛散とも問題のない良好な結果
であった。これに対して比較用の静電荷現像用トナーは
初期より画像濃度および転写効率が低く、カブリ、トナ
ー飛散も悪くて実用上支障をきたすものであることが確
認された。また、比較例7〜9のトナー粒子を、同様に
性能評価し、次の結果を得た。 以上のように、カーボンのみが付着状態の場合(比較例
9)は画像濃度は良好なものの、転写性は劣る。樹脂粒
子のみが付着状態の場合(比較例8)は転写性は比較的
良好なものの画像濃度が劣る。両者とも固着の場合(比
較例7)は、画像濃度、転写性とも劣る。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、画像濃度が十分であ
り、転写性が良好で、カブリ、トナー飛散の問題のない
静電荷現像用トナーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は樹脂粒子の溶融粘度特性を示す図であ
る。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性粉を30〜70重量%含有してなる
    トナー粒子100重量部に対して、カーボンブラックが
    0.2〜2.0重量部および樹脂粒子が0.5〜10.
    0重量部付着してなり、該樹脂粒子が印加温度と溶融粘
    度の関係において、(イ)85℃のとき3×10 PO
    ISE、(ロ)120℃のとき5×10 POISE、
    (ハ)205℃のとき5×10 POISE、(ニ)1
    70℃のとき3×10 POISEで与えられる点
    (イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)を直線で結ぶ領域内の
    溶融粘度特性をもつことを特徴とする静電荷現像用トナ
    ー。
  2. 【請求項2】 樹脂粒子の平均粒子径が0.1〜1.0
    μmであることを特徴とする請求項1記載の静電荷現像
    用トナー。
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