| 【発明の名称】 |
磁性一成分カラートナー |
| 【発明者】 |
【氏名】平本 廣幸
【氏名】野村 晋一
【氏名】宇井 和久
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| 【要約】 |
【課題】従来の磁性一成分トナーは、該トナーの必須成分である磁性粉の本質的な色調が黒色であるため着色剤を添加してカラートナ−を得ても黒色の色調のものしか得られずカラートナーとすることが難しかった。また、カラートナー若しくはカラートナーに分散される粉体粒子同士が凝集し、取り扱い難いという問題があった。そこで、本発明は色度特性に優れた磁性一成分カラートナーを得ることおよび凝集を防止することを目的とする。
【解決手段】本発明では磁性体粒子等の表面を黒色以外の色調のコーティング層、特に黒色以外の色調のシリコン系重合膜にて被覆することで、上記した課題を解決するものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 少なくともバインダ樹脂、着色材料及び磁性体粒子を含有する静電荷現像用磁性一成分カラートナーにおいて、前記磁性体粒子の表面は黒色以外の色調のコーティング層にて被覆されていることを特徴とする磁性一成分カラートナー。
【請求項２】 前記磁性一成分カラートナーには、黒色以外の色調のコーティング層にて被覆されているカ−ボンブラック粒子が含有されていることを特徴とする請求項１記載の磁性一成分カラートナー。
【請求項３】 前記コーティング層が重合膜であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁性一成分カラートナー。
【請求項４】 少なくとも着色材料、バインダ樹脂及び磁性体粒子を含有する静電荷現像用磁性一成分トナーにおいて、前記磁性一成分カラートナーの表面が黒色以外の色調のプラズマ重合膜からなるコーティング層にて被覆されていることを特徴とする磁性一成分カラートナー。
【請求項５】 黒色以外の色調のコーティング層にて被覆されている磁性体粒子および又はカ−ボンブラック粒子を含有することを特徴とする請求項４記載の磁性一成分カラートナー。
【請求項６】 前記重合膜がシリコン系のプラズマ重合膜であることを特徴とする請求項３、請求項４又は請求項５のいずれか記載の磁性一成分カラートナー。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電記録法などに用いられる静電記録の画像を現像するトナーに関するもので、特に磁性一成分のカラートナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子写真法、静電記録法などに用いられる静電記録の画像に選択的に付着して、可視化する機能を持った乾式現像剤として一成分トナー及びキャリアを用いる二成分トナーが知られている。
【０００３】一成分トナーを用いた場合の現像プロセスは、例えば図４に示したマグネダイナミック法による磁気ブラシ現像のように、磁気ロ−ラー６２の外周に導電性スリーブ６１を配置したマグネットロ−ラー６０によりスリーブ６１外周に沿って搬送された導電性磁性一成分トナー４０が光導電層５２を設けた導電性支持体５１上に形成された静電潜像５３に静電力により選択的に付着することにより行われる。
【０００４】この例のように磁性キャリアを必要としない一成分トナーにトナー搬送のために磁性を付した磁性一成分トナー４０は、図５に示したようにポリエステル系樹脂等からなるバインダ樹脂４１の中に粒径０．１〜０．５ミクロン程度の磁性粉４２を分散させることにより磁性を付与している。
【０００５】また、該トナーを使用する現像システムに応じてトナー４０の電気抵抗も調整され、導電性磁性一成分トナーの場合には磁性粉４２の量比調整やカーボンブラック粒子４３を内添するなどしてトナーの抵抗をＥ３（１０００）〜Ｅ８Ωｃｍの低抵抗もしくはＥ８〜Ｅ１２Ωｃｍの高抵抗のもの、またはＥ１３Ωｃｍ以上の高抵抗とした絶縁性トナ−とされ現像システムに応じた値とされている。
【０００６】さらに、必要に応じてトナーには着色材料４４や図示しない染料、離型剤、内添剤などが添加されていたり、外表面にカーボンブラックなどの外添層４５が形成されていたりするものとされ、トナー粒子４０の粒度をおよそ１０ミクロン程度のものとしている。
【０００７】一般に多用されているモノカラー用黒色トナーの場合にはファーネスブラック、チャネルブラック等のカーボンブラックをトナー内部に添加していたり、トナー表面に設けたカーボンブラック等の外添層が使用されていたりするのでこれを着色材料として使用すれば良いが、カラートナーの場合にはイエロー、マゼンタ、シアン等の着色が必要なので、着色材料４４として所望の色の材料粒子を添加することが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁性一成分トナーに用いられる磁性粉としてマグネタイト（四三酸化鉄）、フェライトなどの磁気特性を有する磁性体を用いることが不可欠であるが、マグネタイト及びフェライトは黒色着色顔料でもあるため黒色のモノカラー用トナーとしては好ましいが、カラートナーに用いた場合に磁性粉の本質的な色調である黒色が発現し好ましくないものとなる。また、他の磁性粉としてマグヘマイトもあるが、マグヘマイトは茶色を呈するものであるため、メグネタイトと同様に着色の問題を生じるものであり、所望のカラートナーの色に準じた本質的な色調を有する適当な磁性粉は存在しない。
【０００９】さらに、導電性を調整するためにカーボンブラック粒子４３を用いている場合には、カーボンブラック粒子４３自体も黒色であるため、磁性粉及びカーボンブラックの本質的な色調である黒色がより一層濃度を増して表れるものとなり、例えば色純度の高いイエロー等の着色剤４４を添加したとしても該カラートナーを用いて現像した画像が黒っぽいイエロー色となるという問題があり、色度特性に優れた磁性一成分のカラートナーを得ることは難しかった。
【００１０】また、カラートナー４０及びカラートナーに分散させる磁性粉４２、カーボンブラック粒子４３などの微粒子同士は凝集しやすく取り扱いが難しいという問題があった。
【００１１】そこで、本発明は色度特性に優れた磁性一成分カラートナーを得る事を第１の目的とする。また、カラートナーもしくはカラートナーに分散させる微粒子が凝集しにくい磁性一成分カラートナーを得る事を第２の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を解決するための具体的な手段として、少なくともバインダ樹脂、着色材料及び磁性体粒子を含有する静電荷現像用磁性一成分カラートナーにおいて、前記磁性体粒子等の表面を黒色以外の色調のコーティング層、特に黒色以外の色調のシリコン系重合膜にて被覆することが提案される。
【００１３】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態に基づいて説明する。図１は本発明により得られる磁性一成分カラートナーの１例である。
【００１４】本発明により得られるトナー１０は、バインダ樹脂１の中に磁性粉２及び着色剤４を分散させた磁性一成分カラートナー１０としている点は従来と同一であり、この図の例ではトナー粒子の表面に外添層５を形成している。
【００１５】しかしながら、本願発明においては磁性粉２を従来のようにマグネタイト（四三酸化鉄）、フェライトなどの磁気特性を有する磁性体の粉体をそのまま用いるのではなく、第２図（Ａ）に示すように磁性材料２Ａと該磁性材料２Ａを覆うコーティング層２Ｂからなる被覆構造とした粉体を用いている。
【００１６】マグネタイト（四三酸化鉄）、フェライトなどの磁気特性を有す磁性体の粉体からなる磁性材料２Ａの表面をコーティング層２Ｂにて被覆することで、磁性粉による黒色着色が目立たなくなり、結果として現像した静電潜像への黒色着色が緩和されるものとなる。
【００１７】特にコーティング層２Ｂを白色系もしくは着色剤４と同系統色に着色したものとしたり、外部光を散乱する散乱層とすることにより、着色剤４により表示するカラートナー１０の色度特性を黒っぽい特性ではなく着色剤４の色純度に近い明瞭な色彩のものとすることができる。
【００１８】以下図３に示した具体的な製造方法に沿って説明する。本願発明に使用する磁性粉２は例えば次のようにして製造される。図３にコーティング装置２０の１例を示す。圧力調整可能な反応チャンバー２１内に上側電極２３及び下側電極２４が適宜な距離を離れて平行に対向配置されており、チャンバー２１内には原料供給口２８よりコーティング原料２２が導入されるようになっている。下側電極２４は振動装置２６により振動可能なものとなっており、上側電極２３には電源２５が接続されて電極間にてプラズマを発生可能なものとしている。電源として例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いた場合には上部電極がＲＦカソード電極となり、アースに接続した下側電極がＲＦアノード電極となる。
【００１９】まず始めに下側電極上に所望の粒径の粉体に加工した磁性材料２Ａを容器２７の中に厚みが１ｍｍ程度になるように薄く入れて配置し、その状態で反応チャンバー２１内を減圧する。所定の圧力に調整してバルブ２９を開けてヘキサメチルジシロキサン等のシリコン系化合物モノマーのコーティング原料２２をガス状にして反応チャンバー２１内に導入させ、電源２５により電極間、即ちカソード電極とアノード電極間に高周波プラズマ放電を発生させる。このとき下側電極２４は振動装置２６により振動させられているので磁性材料２Ａもプラズマ空間内で振動し、結果として磁性材料２Ａの表面全面にヘキサメチルジシロキサン等のシリコン系化合物モノマーのプラズマ重合膜が形成されて磁性材料２Ａの表面がコーティング層２Ｂで被覆された磁性粉２が得られる。例えば、電極径２００ｍｍの場合には高周波出力を５００Ｗとして５〜１０分程度の時間で磁性材料２Ａの表面全面に白色コーティング層２Ｂが得られた。
【００２０】磁性材料２Ａは平均粒径０．１〜１０ミクロン程度とされたマグネタイト、フェライト、マグヘマイト等の公知の磁性粉が用いられるが、特に１ミクロン以下、より好ましくは０．１〜０．５ミクロン程度とした磁性材料の粉体を用いるとトナー１０のバインダ樹脂１内における分散性に優れ好ましいものとなる。コーティング層２Ｂは前記したヘキサメチルジシロキサンに限らず、トリメトキシシラン、テトラメチルシラン、テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ジエリルアミノトリメチルシラン、トリビニルシランなどの有機珪素のシリコン系モノマーや、アセチレン、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、シクロヘキセン、ベンゼン、トルエン等の不飽和炭化水素モノマー、テトラフルオロエチレン等のフルオロカーボンモノマー、スチレン、メタクリル酸メチル等のビニルモノマー等の各種モノマーや、これらの混合物のモノマーをコーティング原料２２として用いることができる。
【００２１】また、図示しないが、これらのコーティング原料２２のみではなくアルゴン、酸素、窒素等のキャリアーガスもコーティング原料２２と同時に反応チャンバー２１内に導入させて電極間にプラズマ放電を発生させても良く、複数のコーティング原料及びキャリアーガスを混合しても良い。
【００２２】磁性材料２Ａを被覆する際のコーティンング原料、圧力、電力、原料供給速度、キャリアーガス等の条件を適宜選択することでコーティング層２Ｂのプラズマ重合膜の重合度や着色度を変更することができ、例えばヘキサメチルジシロキサンモノマーを用いた場合には条件を変えて重合度を変更することで透明から白色もしくは外部光を拡散する白濁した膜とすることができ、外見上白色とされた磁性粉２を得る事ができ好ましいものとなる。また、他のシリコン系モノマーを用いた場合も同様に成膜条件を適宜調整することで外見上白色などとした磁性粉２を得る事ができる。
【００２３】このようにして作成した磁性粉２を無機顔料または有機顔料等からなる着色剤４と共にバインダ樹脂１中に分散させてカラートナー１０を得ると、本質的に黒色系の磁性粉２が外見上白色のものとされているので、黒色が表面に表れることがなく着色剤４の色純度に優れたカラートナー１０が得られるものとなる。
【００２４】なお、コーティング装置は本実施例に限定されるものではなく、電源を他の周波数の電源としたり直流のものを用いたりしてもよく、電極も上下に水平対向配置した平行平板方式ではなく垂直に対向配置したものとしたり、誘導励起によりプラズマを発生させる外部誘導電極方式としてもよい。被コーティング材料である磁性材料２Ａも下側基板の上に振動するように載置するのみでなく、キャリアガス等により乱流を起こして舞い上がるようにしたり、プラズマにより励起された長い空間をコーティングされながら搬送されるようにしたりするものであってもよい。
【００２５】図３に示した実施例の装置を用いずに他の湿式方法によりコーティング層２Ｂを形成するものとすることもできる。但し、被コーティング材料である磁性材料２Ａの粒径が小さいものであるので、湿式方法によるコーティングよりも、前述したプラズマ重合等の乾式方法によるコーティングが好ましく、また、コーティング層２Ｂを重合膜とすると容易に粒径の小さい磁性材料２Ａ全表面をコーティング層２Ｂで被覆した構造を得る事ができ好ましいものとなるので、特に乾式で重合膜を形成できるプラズマ重合膜もしくは蒸着重合膜等の方法によりコーティング層２Ｂを形成することが優れている。
【００２６】また磁性材料２Ａにシリコン系のコーティング層２Ｂを形成した場合には磁性材料２Ａのみの形態で用いた場合に比べて磁性粉２の凝集が抑止され、バインダ樹脂１内への分散性が向上するものとなった。さらに、シリコン系のコーティング層２Ｂは耐湿性を向上させると共に安定した帯電性を確保することのできる高抵抗、例えばヘキサメチルジシロキサン重合膜の場合にはＥ１５〜Ｅ１６Ωｃｍの膜とすることができ絶縁性磁性一成分トナーとしての利用も可能である。
【００２７】図３の実施例では磁性粉２を磁性材料２Ａとそれを被覆するコーティング層２Ｂからなる被覆構造としたものを使用したが、図３の実施例にて説明した方法と同様の方法で磁性材料２Ａのみではなく電気抵抗の調整や着色を目的に添加するカーボンブラック粒子３にも、図２（Ｂ）に示したようにカーボンブラック材料３Ａの表面をコーティング層３Ｂで被覆した被覆構造のカーボンブラック３とすることもできる。この場合にも、実施例１と同様に本質的には黒色系統の色のカーボンブラック材料３Ａの着色が目立たなく成り、色純度に優れたカラートナーが得られるという先の実施例と同様の効果が得られるものとなる。
【００２８】前述した実施例では図２（Ａ）、（Ｂ）及び図３に示したようにカラートナー内部に分散する磁性粉２Ａおよび又はカーボンブラック粒子３Ａをコーティング層にて被覆した被覆構造としていた。本実施例ではカラートナー１自体にも実施例１と同様の方法にてプラズマ重合膜からなる外添層５を設けるものとしている。
【００２９】即ち、図３の実施例では反応チャンバー２１内の容器２７に磁性体粉２Ａを準備し、これにプラズマ重合膜のコーティング層２Ｂを形成するものとしていたが、磁性体粉２Ａの代わりにバインダ樹脂１の中に着色剤４、磁性粉２等を分散させて所定の粒径、例えば１０ミクロン程度の平均粒径としたものを準備し、これに被覆するものとすることで図１に示したような外添層５を有する磁性一成分カラートナー１が得られるものとなる。
【００３０】また、このようにして得た磁性一成分カラートナー１の内部に分散されている磁性粉２、カーボンブラック粒子３を図２（Ａ）、（Ｂ）に示したような被覆構造のものとしても良く、必要に応じて染料、離型剤などを加えるものとしても良い。
【００３１】本実施例のようにカラートナーの表面に重合膜、特にシリコン系の重合膜を形成することにより、トナー同士の凝集防止と耐湿性を向上させることができる。また、Ｓｉ−Ｏ結合は強いので成膜条件を調整することで重合膜の硬度を高める事もできる。従って、適宜コーティング条件を設定することでカラートナーの流動性、摩擦帯電量の調整、クリーニング性などの機能向上を図る事が可能となる。
【００３２】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、使用する材料の本質上の色彩が黒色の磁性粉、カーボンブラックなどを外見上白色のものとすることができるので、黒色が表面に現れることが抑止され、カラートナーの色度特性を黒っぽい色度特性ではなく着色剤の色純度に近い明瞭な色彩のものとすることができる。また、磁性粉、カーボンブラック、カラートナーのいずれかの表面に重合膜、特にシリコン系のプラズマ重合膜を形成したことで、重合膜を形成した粉体同士の凝集防止と耐湿性が向上する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２３０３
【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）９月４日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−８４７２０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）３月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２５４１２７ |
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