(57)【要約】【課題】カラー印刷可能な磁性トナー及び磁性キャリアを提供する。【解決手段】透明な磁性半導体を使用することで着色剤の発色に悪影響を与えないカラー印刷用の磁性トナー及びキャリアを提供するものであって、前記磁性半導体はチタンコバルト複合酸化物で、該複合酸化物に含まれるコバルトの量が、チタンとコバルトの総量の１から５０原子％である磁性半導体であり、湿度による色調変化が小さいために長期安定性にすぐれたトナー及びキャリアである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コバルトを一部固溶した酸化チタン系複合酸化物であって、含有されるコバルト量がチタンとコバルトの総和の１から５０原子％である磁性半導体からなることを特徴とするチタンコバルト複合酸化物を使用した磁性トナー及びキャリア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の各種プリンタ電子写真法、静電記録法などにおいて形成される静電潜像を現像するために使用される磁性トナー及びキャリアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子写真法においては感光体を均一に帯電した後に画像を露光させてできた静電潜像を形成し、これをトナーと呼ばれる粉体現像剤によりトナ２ー像を形成し、この像を紙などの媒体へ転写し、引き続き加熱することで媒体へトナー像を定着させることで、複写像や印刷像を形成している。トナーは一般に磁性材料を利用した磁性トナーと含有しない非磁性トナーがあり、本発明は磁性トナーに関するものである。
また、非磁性トナーを転写するために磁性を持たる機能のキャリアに関するものである。
【０００３】磁性トナーはトナー自身の磁性を利用して磁気ブラシを形成することが可能であるため、キャリアを利用しない１成分現像剤として磁気ブラシ現像法に利用することができるという利点がある。導電性キャリアとトナーからなる２成分現像剤においても、静電気力によりトナーをキャリアに確実に引きつけることが難しい場合にも、磁性トナーであれば磁力を利用して確実に引き寄せることが可能となる。
【０００４】磁性トナーやキャリアに用いられる磁性材料は一般にマグネタイトやフェライトが用いられるが、これらはともに黒色もしくは茶色であり、カラー用の磁性トナーやキャリアとして利用した場合に、磁性トナー自体の色が顔料の色と干渉してしまい、所望の発色が得られにくいという不具合のために、黒、茶色以外のカラー用磁性トナーやキャリアとしては実用化されていなかった。
【０００５】こうした課題に対して、トナー材料に透明な磁性体を使用することが提案されており、例えば、特開平５−２８４５６０号において、組成式Ｃｄ（１−ｘ）ＭｎｘＴｅで表される透明磁性半導体を使用したカラートナーが開示されている。
しかしながら、この化合物は湿度に反応しやすいという問題があった。例えば、２０℃６０％で１０００時間放置すると、化合物の一部が酸化物に変化するために、トナーとしての色調に影響を与えてしまうといった、長期安定性に問題があった。
【解決しようとする課題】
【０００６】透明磁性半導体を使用した透光性に優れ、くすみ、曇りのないカラー印刷を可能にし、さらに大気中に長期間放置しても色調変化を起こさない磁性トナー及び磁性キャリアを提供するのものである。
【解決するための手段】
【０００７】下記化１の一般式（１）
【化１】
2004163489.tif 000002
で表される、湿度に対して比較的安定な酸化物系の透明磁性半導体材料を利用することで、従来提案されていたものに比べて、特に大気中で変質しにくい磁性カラートナー及び磁性キャリアを提供する。
【実施例】
【０００８】本発明では、上記一般式（１）で表される磁性半導体（以下、Ｔｉ（１−ｘ）ＣｏｘＯ（２−δ）と表現することがある）を磁性トナーとして利用している。これは通常の光半導体であるＴｉＯ（２−δ）のＴｉの一部をＣｏで置換したアナターゼ型の結晶構造をもつ複合酸化物であり、半導体と磁性体の両面の性質を示す。
【０００９】Ｃｏの置換量ｘは０．０１〜０．５が好ましく、０．１〜０．３がさらに好ましい。
【００１０】ＣｏがＴｉＯ２結晶内に固溶するに従って若干の酸素欠陥の発生を伴うこともあり、酸素量が２−δとなる場合があるが、本発明の趣旨には何ら影響を与えるものではない。
【００１１】磁性トナーの材料として利用する場合には、可視光領域において着色剤の発色に悪影響を与えない程度に実用的な透明性があり、かつ実用的な磁気特性を発現することが重要である。Ｔｉ（１−ｘ）ＣｏｘＯ（２−δ）は、本発明のトナー中に５〜７０重量％配合することが好ましく、より好ましくは２０〜５０重量％である。Ｔｉ（１−ｘ）ＣｏｘＯ（２−δ）は平均粒径０．１〜３μｍ程度の微粒子にして配合することが好ましい。
【００１２】なお、Ｔｉ（１−ｘ）ＣｏｘＯ（２−δ）はスパッタリング法、ＣＶＤ法、ゾルーゲル法、共沈法などの方法によっても製造することができるが、これらの製造方法に限定されるものではない。本発明の磁性トナーにおいては、他の成分として通常のトナー用成分を配合することができ、着色剤の他に必要によっては、例えば着色助材、バインダー樹脂、電荷制御剤、離型剤、外添剤などを配合することができる。
【００１３】着色剤としては従来公知のものが使用できるが、これらに限定されるものではない。例えば、ベンジジン系黄色顔料、フォロンイエロー、アセト酢酸アニリド系アゾ染料、モノアゾ系染料、アゾメチン系色素などのイエロートナー用着色剤、キナクドンレッド、ナフトール系アゾ染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料などのマゼンダトナー用着色剤、銅フタロシアニン系顔料等のシアントナー用着色剤などが用いられる。
【００１４】バインダー樹脂としては、ポリエステル系樹脂やスチレンーアクリル共重合体などのスチレン系樹脂が代表的であり、そのほかにポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリメタクリレートなどの樹脂と混合することも可能である。本発明のトナーは通常の方法により各成分を混練し、得られた混練物を粉砕さらに分級した後に必要な場合には外添剤を添加することによる得ることができる。
【００１５】以下に、カラートナー用としての応用のための一例をさらに詳しく具体例を示しながら説明する。
【００１６】硝酸チタンと硝酸コバルトをＴｉとＣｏのモル比が９対１になるように計量し、これらを蒸留水に完全に溶解させ、引き続き、これらに１０％のアンモニア水を蒸留水と同量だけ添加してよくかき混ぜた後に、８０℃に加熱したホットプレートで上記混合溶液を徐々に加熱して沈殿物を得た。この沈殿物を窒素ガス中にて４００〜７００℃で焼成し、Ｔｉ０．９Ｃｏ０．１Ｏ２−δで表される透明磁性体を得た。
こうして製造した粉末を振動ミルを使用して平均粒径２μｍになるまで粉砕を行い、トナー用材料とした。
【００１７】ポリエステル系樹脂を６０重量％にポリエチレンワックスを３重量％、Ｔｉ０．９Ｃｏ０．１Ｏ２−δを３０重量％、電荷制御剤を１重量％、顔料を６重量％とを万能混合機で均一に混合攪拌し、上記混合物を１５０℃にて加圧ニーダーで溶融混練した。できた混練物を高速カッターで粉砕し、１０μｍ以下に分級した。さらに、外添剤としてシリカを０．３％添加してカラートナーとし、実際にカラーコピー機のトナーとして使用した（実施例１）。また、ｘ＝０．３の場合を実施例２とし、Ｘ＝０．５の場合を実施例３とする。
また、Ｘ＝０の場合を比較例とした。
【表１】
2004163489.tif 000003
【００１８】実用性の評価として、印刷画像の色調、にごり、にじみ、かぶりについて○、△、×の３段階で定性的に評価した。評価が×の場合は実用性がないと判断した。
磁性体自身の色が顔料の発色に影響を与えると、トナーの発色に影響を与えて、印刷物の色調変化、にごりとなってあわれる。
また、磁性体の磁気特性が低いと鮮明な印刷が困難になるため、印刷のにじみ、かぶりといった現象が見られるようになる。
【００１９】Ｃｏ含有量ｘを０〜０．５の範囲で調べたが、この範囲内ではイエロー、マゼンダ、シアンともに印刷物の色調変化、にごりといった発色には影響を与えなかった。
また、Ｃｏを添加した場合にはカラーコピーに実用上充分な磁気特性を発揮しており、鮮明な印刷が可能であった。しかし、Ｃｏを添加しない場合（比較例）には磁性がないためトナーの制御ができず、印刷は不可能であった。
【００２０】また、２０℃６０％の室内環境で１０００時間放置したのちに、トナーの色調変化を調べたがほとんど変化しなかった。
【発明の効果】
【００２１】本発明によればＴｉ（１−ｘ）ＣｏｘＯ（２−δ）で表される透明磁性体をカラートナーに使用した場合、長期安定性に優れたカラー印刷用磁性トナーが得られた。
【００２２】カラー印刷用の磁性トナーとしての応用例の他に、カラー印刷用の磁性キャリアとしても使用可能である。