JPS59223458A - 乾式キャリア粒子 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、静電潜像を現像する為の現像剤、特に乾式現
像法に用いられる乾式キャリアに関する。

従来技術 電子写真法あるいは、静電記録法により複写物を得る方
法が知られている。これは感光体あるいは、静電記録体
に形成された静電潜像を現像剤で現像し、転写紙にトナ
ー像を転写後定着して、複写物を得るものである。

この現像剤としては、キャリアと　ト　ナーの２成分か
らなる現像剤が一般的に用いられている。

現像装置内で現像剤を攪拌することにより、キャリアと
トナーとの間に摩擦帯電を生じさせ、トナーに静電潜像
と逆極性の電荷を付与して、潜像に付着して現像させる
。

従来このような現像剤としては、トナーより粒径の大き
なキャリア（６０〜５００μｍ）を用いて現像を行なっ
ていた。しかし粒径がトナーのそれより大きいキャリア
を用いた場合、階調性の再現が悪く、また背景部へのト
ナー付着が生じやすいという欠点を生じていた。そこで
近年、この様な欠点を解決する為、キャリアの粒径なト
ナーの粒径とほぼ同じにした現像剤が提案されている。

例えば、磁気ブラシ現像法において用いる現像剤として
平均粒径が３〜３０８ｍで結着樹脂と磁性粉とからなる
小粒径キャリアと、平均粒径が５〜．２０μｍであるト
ナーとを混合した現像剤が知られている。この様な現像
剤は、前述の欠点を解決しうるものであるが、トナーが
潜像に付着するに必要な帯電量の許容範囲が狭く帯電量
が大きすぎると画像濃度の低下、およびキャリアの背景
部への＋Ｊ着が生じまた帯電量が小さすぎると、トナー
の飛散あるも・ば、トオーの背景部への付着等が生じる
ものであり、かつ許容範囲が狭いため、通常の現像条件
下でもこのような現象が、生じるもの１であった。

また近年感光体として、有機系感光体が用いられるよう
になっており、この場合、潜像極性は負極性であり、ト
ナーが正、即ちキャリアが負に帯電し得るよう構成され
なければならない。この場合、前述の帯電量の許容範囲
を狭くする試みとして、トナーとキャリアに使用する結
着樹°脂を同じにする方法が知られている。この方法は
トナーとキャリアとの摩擦帯電過程における帯電速度が
遅く、シかも帯電の電荷分布が広がり、逆接性に帯電し
たトナーが生じて、背景部へのトナー付着が起こる。更
に長時間使用した場合に帯電の電荷分布が広いことから
低帯電量のトナーが現像で消費され、徐々に帯電の電荷
分布が高い方へ変化し、背景部へのキャリア付着が発生
し、画像に影響を及ぼすものであった。

本発明の目的 本発明の目的は、このような欠点を解決した現像剤を提
供するものであり、小粒径キャリアを用いた現像剤にお
ける画像濃度の低下、背景部付着を防止した現像剤を提
供するものである。更に本発明はキャリアが安定な負に
帯電し得る、電荷分布の狭い現像剤を提供することを目
的、とする。

本発明の構成 本発明の目的は少なくとも結着樹脂と針状磁性粉とが混
合されていることを特徴とする乾式キャリアにより達成
することができる。

（ｉ）キャリア ａ）結着樹脂 本発明において使用するキャリアの結着樹脂は、キャリ
ア中での含有量が、キャリアの飽和磁束密度の大きさを
決定づける。通常キャリア中の結着樹脂と磁性粉との配
合■量比は、２ｏ　：　ｇｏ〜乙Ｏ：１ｉ−ｏ好ましく
は、２．ｏ：ｇｏ−７グ０：６０である。、これは、結
着樹脂の含有量がす０重量部未満では、結着剤が少な（
なり過ぎて、結着能が得られず、キャリア粒子がもろく
なったり、混練し難い問題が生じ、６０重量部を超える
と十分な磁性が得られず、搬送性が悪化し、更に感光体
上の潜像もしくは背ゝ景部へキャリアが付着するので好
ましくない。また結着樹脂としてはポリスチレン、ポリ
アクリレート、ポリメタクリレート、ビニル系樹脂、ポ
リエステル樹脂、°ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリエーテル、
プリカーボネート、セルロース系樹脂、ポリアミドおよ
びそれらボ・リマーを構成するモノマーの共重合体を使
用できる。

本発明では、キャリアに使用する結着樹脂とトナーとが
摩擦帯電列的に、はなれていても使用できる。これは、
本発明の針状磁性粉を混合して小粒径キャリアを得ると
キャリア表面に針状磁性粉の一部が露出して、“トナー
との費電でキャリアの負帯電量が低く押えられ電荷分布
のバラツキが少くなるからである。

ｂ）針状磁性粉 本発明において使用するキャリアの針状磁性粉としては
、平均粒径θ、／〜３μのもので、長軸／短軸比が一以
上のものを用いる。針状磁性粉として針状マグネタイト
、針状フエ、ライト、γ−Ｆ　ｅ　２０ｚ。

等の微粉末を使用できる。中でも安価でかつ安定して使
用できるものとして針状マグネタイトが好ましい。磁性
粉のキャリア中の配合創は４ｔθ〜ｇ　ｏ　ｏＪｔ％で
あるが、磁性粉が全て針状磁性粉である必要はな（、磁
性粉にうち少なくとも７０％の針状磁性粉を使用する必
要がある。これは、磁性粉のうち針状粉が７０％未満で
ある場合には、本発明の目的である帯電量を押え、電荷
分布を狭くすることができなくなり、画像濃度の低下、
キャリアの背景部付着が発生するからである。

本発明のキャリアでは必要に応じて、導電性調節剤とし
てカーがンブラック、界面活性剤、および帯電制御剤を
添加しても良い。

Ｃ）キャリアの粒径 本発明のキャリアは、トナーと混合して安定した４１帯
り」；性がイＨられ、特にトナー並びにキャリアの背景
部への付着がなく、解像力、階調性などの。

画質に優れた長時間の使用に耐えうるものである。

キャリアの平均粒径ゆ１０〜’Ｉ　ＯｔＬｍ好ましくは
２０〜３０μｍである。キャリア粒径１０μｍ未満では
、キャリア／個当たりの磁力が小さく、キ゛ヤリアの感
光体への例着が生じ易（なり、また１７０８ｍを超える
と画像の鮮明さが失われ、画質が低下すること、および
トナー濃度を高くした際、トナーの背景部付着いわゆる
カプリが生じ易くなるからである。

ｄ）キャリアの製造方法 本発明のキャリアの製造方法としては′、混線・重合す
る際、磁性粉をモノマー中に分散して得る方法のいずれ
でも良い。

（ｉｉ）　　　）　　カ一 本発明のキャリアと摩擦帯電して使用されるトナーは、
正帯電可能な様に構成するのが良℃・。トナーに使用さ
れる結着樹脂は定着方式によりかなり限定されるが、キ
ャリアと同様な結着樹脂を使用することができる。また
トナーの着色剤としては、任意の適当な顔料または染料
が用（・られ、結着樹脂を着色するに十分な量、一般に
はトナーの２汐のｔ％以下、好ましくは／〜２０のｔ％
の一■゛で用いられる。またトナーの正帯電性を付与す
るためにニグロシン染料等の塩基性染料、ｑ級アンモニ
、、１ウム塩等の帯電制御剤を添加するか、結着１ＳＬ
ｊ脂中に窒素を化学的に含有すると好適である。トナー
の平均粒径は５−２０μが好ましい。これはＳμ未満で
はトナーの流動性の悪化、トナーの背景部への付着が生
じ、２０μを超えると画像の鮮明さが失われ画質の低下
が生じるからである。トナーの製造方法としては、前述
したキャリアの製造方法と同じである。

本発明の効果 本発明のキャリアは、上述のトナーと混合攪拌された際
、安定した負帯電性を示すものである。

本発明はキャリアに針状磁性粉を含有している。

これは磁性キャリア表面の斜状磁性粉の露出が多く、針
状磁性粉が結着樹脂中に均一に分散されていることによ
り、トナーと接触摩擦した際、トナーに対して有効な正
帯電性を与え、しかもトナーがｎ像に何着するに必要な
帯電量の許容範囲を与えることができる。従って長時間
使用しても、キャリアの帯電量が上昇することなく、一
定であり電荷分布が狭いのでキャリアの背景部付着が発
生しない。特に感光体潜像のフリンジ電界部では通常の
背景部よりも、キャリアがフリンジ電界により磁気ブラ
シの磁力より強い力で吸引されることを防ぎ、潜像部近
傍の背景部への付着がなく鮮明な画質が得られる。

本発明のキャリアは、小粒径で軽量並びに帯電量が小さ
く電荷分布にバラツキが少いことから、現像器を攪拌す
るのに必要なトルクが小さく、キャリア表面への汚染も
ないので長時間使用しても信頼性の高い現像剤が得られ
る。

本発明のキャリアを用いた現像剤は、ＣｄＳ。

ＺｎＯ＋有機系の感光体に形成される負極性潜像に好ま
しく用いられる。またＳｅ　、　Ｓｅ合金系感光体での
正極性潜像に対しては、反転現像剤として用いられる。

本発明のキャリアを用いる現像法の一例としては、感光
体あるいは静電記録体に形成された静電潜像を磁気ブラ
シ現像装部により現像する。本発明に係わる現像剤は、
キャリアが負にトナーが正に帯電することから、トナー
が負極性潜像に吸引、現像され、転写紙にトナーが転写
された後定着される。

本発明のキャリアを用いた現像剤では、キャリアに針状
磁性粉を含有することにより、帯電量の許容範囲の狭い
現像法に適用できる。また他の効果として、連続複写を
行なっても、トナーの帯電量が安定しており、印刷並の
画質が維持することができる。針状磁性粉を含有しない
キャリアを用いると、キャリアの背景部付蓋が生じ使用
に耐えられない。

本発明のキャリアは、小粒径キャリアでなくとも乙θ〜
／り０μｍのキャリアで用いても、トナー濃度を小粒径
キャリアよりも低（すればよく１、現像剤の軽層化をは
かることができ現像器の攪拌。

トルクを小さくすることができる。

実施例 以下本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例／ スチレン・メタクリル酸ｎ−ブチル共重合体　　　　３
０重量部（スチレン：メタクリル酸ｎ−ブチルル−６３
：３！；重量平均分子量＝ｇｏ、ｏθ０、数平均分子量
＝２９，００θ）針状マグネタイト（長軸径θＳμ、短
軸径％３μ）　　３１重量部粒状マグネタイト（ｄ　　
　＝０．３μ）　　　　　　　３５重量部０ カーボンブラック　　　　　　　　　　　　　　３重量
部（Ｂｌａｃｋ　Ｐｅａｒｌｓ　ｇｇｇ：キャボット社
Ｍ）？混合し、溶融混線後、微粉砕、分級を行な℃・、
刊均粒径２　’１．ｇμｍの磁性キャリアを得た。

実施例コ スチレンーアクリル酸コーエチルヘキシル共重合体　３
０重量音μ（スチレン：アクリル酸コーエチルヘキシル
＝ｇＯ：２０．重量平均分子量＝７２０，０００゜数平
均分子量＝４’ぷ０θ０） カーボンブラック　　　　　　　　　　　　３重量音ｌ
５（Ｂｌａｃｋ　　Ｐｅａｒ、ＩＳ　ｇｏｏ：キャ？ッ
ト社製）を実施例／と同様にして平均粒径２　！；、’
１μｍのキャリアを得た。

比較例／ 針状マグネタイトを含有しな℃・で粒状マク゛ネタイト
７０重量部に変更したこと以外（ま実施ｆｌＪ　／と　
　　：同じ組成で、実施例／と同様の方法で平均粒径２
５．０μｍのキャリアを得た。

比較例コ 針状マグネタイトを含有しないで粒状マグネタイト７０
重量部に変更したこと以外は、実施例Ωと同じ組成で、
実施例／と同様の方法で平均粒径２ダ、３μｍのキャリ
アを得た。

トナーの実施例 スチレン・メタクリル酸ｎ−ブチル共重体　　　　９２
重量部（スチレン：メタクリル酸ｎ−ブチル−６５：３
左、重量平均分子量＝７洩θｏｏ、数平均分子量＝２り
。ｏｏ）カーボンブラック　　　　　　　　　　　　　
　６重量部（Ｒｅａｇａｌ　３３０：キヤビット社製）
四級化アンモニウム塩　　　　　　　　　　　コ重量部
（セチルピリジニウムクロライド） を混合し、溶融混練、粉砕により平均粒径／２．７μｍ
のトナーを得た。

現像剤の調製 前記実施例および比較例のキャリア９０重量部にトナー
７０重量部を加え、Ｖ型混合器にて約／θ分間混合して
現像剤を調製した。

有機感光体を塗布した感光体と現像゛スリーブとノ間隔
ヲへ０　ｍｔｎ　Ｋ　Ｌ／、ＸＥＲＯＸ　　７　Ａ　Ｏ
θ改造機にダ種類の現像剤を入れ、現像し、コピーを得
たところ第１表のような画質が得られた。

（ペタ黒部濃度は、マクベス濃度計による）背景部への
キャリア付着が発生した比較例ハコのキャリアを用いた
現像剤では、現像スリーブに印加するバイアス電圧を高
くすると、キャリア付着が著しく増加し、またコピーす
る環境を低温低湿にすると増大することが判明した。

そこで帯電量の環境変化を測定したところ第−表のよう
な値が得られた。

第２表 第２表からもわかるように針”状マダネタイトを含有し
ないキャリアを用いると、帯電量が高く、環境による変
化が大きく、特に低温低湿時帯電派が高くなることがわ
かった。

次に実施例／とΩのキャリアを使用した現像剤をそれぞ
れトナーを補給しながら、１０万コピーしてもカブリ濃
度低下のない階調性の優れた画像が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも結着樹脂と針状磁性粉とが混合されているこ
   とを特徴とする乾式現像法に用いられる乾式キャリア。