JP3094676B2 - 磁性トナー - Google Patents
磁性トナーInfo
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Description
プリンターなどの電子写真装置に用いられる磁性トナー
に関するものである。
297691、特公昭42−23910号公報、及び特
公昭43−24748号公報等で多種の方法が記載され
ている。一般には光導電性物質を利用して種々光学手段
により感光体上に電気的静電潜像を形成し、ついでこの
静電潜像をトナーを用いて可視像化し、必要に応じて紙
等に転写した後、加熱あるいは圧力等により定着し、コ
ピー画像を得るものである。
法として、米国特許第2874063に記載されている
磁気ブラシ法、同第2618552に記載されているカ
スケード現像法及び同第2909258に記載されてい
る導電性磁性トナーを用いる方法など種々知られてい
る。
と呼ばれる鉄粉やガラスビーズ等とトナーを混合したも
のを現像剤として用いる二成分現像方式と、トナー単独
で用いる一成分現像方式がある。
アを混合撹拌して相互の摩擦帯電によりトナーを帯電さ
せる現像方式であるため、帯電性、搬送性は安定する。
しかしこの方法はトナーが逐次消費されるため、トナー
とキャリアの比を常に一定に維持する機能が必要であ
り、小型、軽量化が困難である。
方式には磁気力でトナーを搬送、保持する磁性一成分現
像方式が多種考案されている。
る磁性トナーにおいては、トナーの帯電量を制御するた
めに、バインダー樹脂や電荷制御剤、外添剤の組成検討
が広く行われている。
報で提案されているようにトナー帯電量を増加させるた
めに樹脂に官能基を付与したり、電荷制御剤添加量を増
加させたり、あるいは特公昭59ー164562号公
報、特開昭63ー139367号公報では強い帯電性を
示す乾式シリカを外添する事によってトナー帯電量が上
昇する事が示されている。
方法は、いずれも比較的簡単にトナー帯電量を制御する
事が可能な方法であるが、磁性トナーの場合には磁性粉
の比抵抗が低いため磁性粉の含有量が増加するとトナー
の電気抵抗は急激に低下し、帯電量を増加させる事は困
難になるため、電荷制御剤の増量やシリカ添加量変更を
行うと環境安定性の悪化や個々のトナーにおける分散性
の悪化が発生するという問題点を有している。
もつため、表面に水分を吸着しやすく特に高温高湿下に
おいて十分な帯電量が得られなかったり、電荷制御剤の
トナー中への分散やシリカのトナー表面への均一付着が
その量比が増加するにつれ困難になる事に起因してい
る。
れたものであって、トナー表面に露出した磁性粉を磁性
トナー表面を改質する事によって減少させ、トナーの誘
電体損を低下させる事によって電荷制御剤などの添加量
を増加させることなくトナー帯電量制御を行う事を目的
とする。
め、本発明は、 磁性トナーが少なくともバインダー樹
脂と磁性体から構成され、磁性トナーの誘電体損が3.
5×10 -3 以下である磁性トナーである。 さらに、誘電
体損を3.5×10 -3 以下に設定する手段が、バインダ
ー樹脂の軟化点以上の温度を持つ熱風気流中に磁性トナ
ーを分散させる熱処理により磁性トナーに表面改質処理
を施し、磁性トナー表面に露出する磁性体量を減少させ
ることである磁性トナーである。さらに、誘電体損を
3.5×10 -3 以下に設定する手段が、回転または振動
する攪拌衝撃部材が発生する連続衝撃力を磁性トナーに
与える手法により磁性トナーに表面改質処理を施し、磁
性トナー表面に露出する磁性体量を減少させることであ
る磁性トナーである。
下であれば、磁性トナー表面に露出する磁性体量が減少
し磁性トナーの表面抵抗値が増加する事により、表面か
らリークする電荷量が減少する事から磁性トナーの帯電
量が向上するのである。
明する。本発明における磁性トナーは少なくともバイン
ダー樹脂と磁性体、必要に応じて電荷制御剤、離型剤、
流動化剤、着色剤、第2の外添物質から構成される。バ
インダー樹脂としては公知のものすべてが使用可能であ
るが、たとえばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂、テルペン
樹脂、フェノール樹脂、あるいはそれらの共重合体樹脂
等が用いられる。
ト、ヘマタイトなどの鉄、マンガン、コバルト、ニッケ
ル、銅、亜鉛、マグネシウムなどの合金や化合物など強
磁性体として知られる物質が使用できる。これらの磁性
体を平均粒径約0.05〜5μm好ましくは0.1〜1μmの微
粉末としてバインダー樹脂100重量部あたり30〜1
00重量部好ましくは40〜90重量部含有させればよ
い。
は必要に応じて各種染顔料などの電荷制御剤、ポリエチ
レン、ポリプロピレンなどの離型剤、シリカ、アルミ
ナ、ジルコニア、チタニアなどの各種金属酸化物、カー
ボンブラック等の着色剤が含有、あるいは外添されてい
てもよい。
加圧下で12mmφのペレット状に成形し、LCRメーター
を用い周波数1kHzで測定した。
定装置によって測定した。
荷制御剤によらず帯電量制御が行える事から環境安定性
が向上し、また電荷制御剤の分散性悪化による帯電の不
安定を解決できるため、環境変動に対して性能変化がな
く、画像濃度が十分に高いものである。
がら説明する。本発明はこれに限定されるものではな
い。
る。本発明の磁性トナーはバインダー樹脂1と磁性粉
2、電荷制御剤3、ポリエチレン、ポリプロピレン等の
離型剤4、シリカ等の外添剤5、カーボンブラック等の
着色剤6、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどの各種
金属酸化物等の第2の外添物質7から構成される。電荷
制御剤、離型剤、着色剤、第2の外添物質は必要に応じ
て含有される。
a1の材料組成を(表1)に示した。
知の方法が用いられる。混合、混練、粉砕、分級であ
る。混合は(表1)に示した結着樹脂と磁性体、電荷制
御剤の内添剤を撹拌羽根を具備したミキサー等により均
一分散する工程である。そして混合された材料を加熱し
てせん断力により結着樹脂に内添剤を分散させる工程が
混練である。このときの混練としては公知の加熱混練機
を用いて行なうことが出来る。加熱混練機としては、三
本ロール型、一軸スクリュウー型、二軸スクリュウー
型、ハ゛ンハ゛リーミキサー型等の混練物を加熱してせん断力をか
けて練る装置を使用することが出来る。本実験では池貝
鉄工社製のPCM30を使用した。本発明はこれに限る
ものではない。その塊をカッターミル等で粗粉砕し、そ
の後ジェットミル粉砕機等で細かく砕く粉砕、更に気流
式分級機で微粉粒子がカットされ、所望の粒度分布を得
る分級と続く。機械式による粉砕、分級も可能である。
例えば固定したステータに対して回転するローラとの微
小な空隙にトナーを投入し、粉砕する方式がある。また
分級でも回転するロータにより遠心力で分級する方法も
ある。いずれも公知の方法が用いられる。分級後に熱気
流中で表面改質処理を行う。これは分級された磁性トナ
ーを圧縮空気により分散ノズルから分散噴射し、それに
ヒータで加熱された熱風を放射することにより表面改質
処理される。熱気流の熱風温度は50〜600度が好ま
しい。50度以下の時、磁性体の樹脂表面の露出を抑え
ることが不十分なため、誘電体損を下げることが出来な
い。また600度以上の時トナー相互の凝集が発生す
る。この表面改質処理後に外添剤である疎水性シリカを
外添処理し、磁性トナーが完成する。本実施例では分級
後のトナーに表面改質処理を施した後に疎水性シリカを
外添処理したが、磁性体の露出を抑え得ることが出来れ
ば、分級されたトナーに疎水性シリカを外添処理した後
に熱気流中で表面改質処理を施しても高帯電化されたト
ナーが得られる。トナーa1はスチレンブチルアクリレ
ート樹脂と磁性粉と電荷制御剤を混合後、溶融混練し、
冷却後粉砕、分級して平均粒径10μmの磁性トナー粉
末を得た。この磁性トナーを350℃の熱気流中に導入
しトナー表面樹脂を溶融させ磁性体の露出を抑える処理
を行いトナーa1を完成した。熱気流中での処理時間(熱
風中をトナーが通過する時間)は約0.1〜4sec、
供給量は1kg/h、熱気流を発生させる風量は風圧3
kg/cm2G時で0.2〜0.6m3/minが好まし
く、本実施例では0.35m3/minで行った。
ろ2.8×10ー3であった。この磁性トナーの帯電量を
7℃10%の低温低湿下、33℃80%の高温高湿下で
測定したところ、高帯電量が得られ、環境による影響は
少なかった。(表2)に各磁性トナーの誘電体損、帯電
量を示した。
(株)製レーザービームプリンタFP−L330改造機
を使用して7℃10%の低温低湿下、33℃80%の高
温高湿下で印字を行った。(表3)に各磁性トナーの画
像濃度を示す。
a2の材料組成を(表4)に示した。
粉と電荷制御剤とを混合後溶融混練し、冷却後粉砕、分
級して平均粒径10μmの磁性トナー粉末を得た。この
磁性トナー粉末と疎水性シリカを一定配合量でヘンシュ
ルミキサー(三井三池化工機 FM−20B)に投入
し、衝撃処理を施した。この時の投入量は1kg、攪拌
軸回転数は2000r.p.m.(軸直径260mm)で、3
0分間撹拌しトナー表面に衝撃力を連続して作用させ
た。この時の槽内温度は40度、攪拌軸の羽根形状はZ
O、SOで行った。
ろ3.3×10ー3であった。 (比較例1)比較例1で使用されるトナーa3の材料組成
を(表5)に示した。
ート樹脂と磁性粉と電荷制御剤を混合後溶融混練し、冷
却後粉砕、分級して平均粒径10μmの磁性トナー粉末
を得、その後疎水性シリカを外添処理し、トナーa3を
完成させた。
ろ4.7×10ー3であった。表面改質を行なったものに
比べて帯電量が低く特に高温高湿下で顕著であった。
a4の材料組成を(表6)に示した。
様の方法でトナー化して平均粒径10μmの磁性トナー
粉末を得た。
ー3であった。表面改質を行なったものに比べて低温低湿
下での帯電量は大差なかったが高温高湿下での帯電量低
下が顕著であった。
果を奏する。磁性トナーの表面を改質する事により誘電
体損を3.5×10ー3以下に抑えることによって、電荷
制御剤増量によらず帯電量制御が可能になり、高温高
湿、低温低湿環境下でのトナー帯電量安定化、画像濃度
安定化を達成することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】磁性トナーが少なくともバインダー樹脂と
磁性体から構成され、前記磁性トナーの誘電体損が3.
5×10 -3 以下である事を特徴とする磁性トナー。 - 【請求項2】誘電体損を3.5×10 -3 以下に設定する
手段が、バインダー樹脂の軟化点以上の温度を持つ熱風
気流中に磁性トナーを分散させる熱処理により前記磁性
トナーに表面改質処理を施し、前記磁性トナー表面に露
出する磁性体量を減少させることである事を特徴とする
請求項1記載の磁性トナー。 - 【請求項3】誘電体損を3.5×10 -3 以下に設定する
手段が、回転または振動する攪拌衝撃部材が発生する連
続衝撃力を磁性トナーに与える手法により前記磁性トナ
ーに表面改質処理を施し、前記磁性トナー表面に露出す
る磁性体量を減少させることである事を特徴とする請求
項1記載の磁性トナー。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1992
- 1992-07-29 JP JP04202191A patent/JP3094676B2/ja not_active Expired - Fee Related
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