JP2906818B2 - 静電荷像現像剤用キャリア組成物 - Google Patents

静電荷像現像剤用キャリア組成物

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JP2906818B2 JP4089530A JP8953092A JP2906818B2 JP 2906818 B2 JP2906818 B2 JP 2906818B2 JP 4089530 A JP4089530 A JP 4089530A JP 8953092 A JP8953092 A JP 8953092A JP 2906818 B2 JP2906818 B2 JP 2906818B2
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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、電子写真法、静電記録
法等による静電潜像を現像するために使用されるキャリ
ア組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子写真法、静電記録法、静電印
刷法(以下、電子写真法と略す)が目覚ましい発展を遂
げているが、これらの技術は、Electrophotography(R.
M.Schaffert著、 Focal Press 社)等に記述されている
ように、感光体表面を一様に帯電した後、原稿に応じた
像を露光することにより、露光部分の電荷を消滅あるい
は減少させ、静電潜像の形成を行う。次に、この静電潜
像上に静電荷現像用トナー(以下トナーと略記すること
もある)を静電的に付着させることにより、現像を行
い、静電潜像を可視化する。この場合、感光体表面の電
荷量の大小に応じてトナーの付着量が変化し、その結
果、濃淡を持ったトナー像が形成される。このトナー像
は、目的に応じて、紙、布、高分子フィルム等の支持体
に転写され、一般的には直接又は間接的に加熱され、支
持体表面に定着される。
【0003】電子写真法における現像方式として多くの
方法が知られているが、大別すると、鉄粉、フェライ
ト、ガラス等の微粒子(20〜400μm)からなるキ
ャリアとトナーとからなる混合物を現像剤として用いる
二成分現像法と、トナーのみからなる現像剤を用いる一
成分現像法とがある。しかし、一成分現像法では、環境
の影響を受けトナーの帯電性が不安定になりやすく、ま
た、高精度な現像装置条件が必要となる等の問題点があ
り、原稿に対する忠実な再現性を必要とする高画質画像
を求める場合や、高信頼性という面で広く二成分現像法
が用いられている。
【0004】二成分現像法の代表例として、米国特許
2, 618, 552号明細書に記載のカスケード法、及
び米国特許2, 874, 063号明細書に記載の磁気ブ
ラシ法がある。これらの方法によると、比較的安定な画
像が得られる。しかし、特に一般的な磁気ブラシ法で
は、現像器中のトナーとキャリアの混合比の許容範囲が
狭いため、混合比制御が難しく、それに伴いトナーの帯
電量を安定化するための工夫を現像器自体に持たせる必
要があり、そのため現像器が複雑で大型になりやすかっ
た。また、現像剤担持体上の現像剤によって形成される
磁力線方向にキャリア粒子が並んだ、いわゆる現像剤穂
(磁気ブラシ)が、磁気力が強いために感光体表面に強
く押圧されることにより、現像剤、感光体の寿命を短く
していた。ここで言う現像剤担持体とは、例えば内部に
複数の磁極を持つ円筒形状のものが一般的である。ま
た、画質面でもこの硬い現像剤穂によりベタ画像部の均
一性を低下させていた。
【0005】例えば、特公昭59−24446号公報で
は、このキャリアに磁性粉を70〜90%含有するいわ
ゆる樹脂キャリアを用いることによって、前出の問題点
を解決する方法が開示されている。すなわち、樹脂キャ
リアはその組成上、鉄粉やフェライトのキャリアに比べ
電気抵抗が高く、磁気的拘束力が弱くなり、そのため現
像剤担持体上の現像剤穂を柔らかく感光体上に接触させ
ることができる。また、そのため、感光体潜像に対して
均一に接触するため、画像の再現性が向上される。さら
に、粒径を任意に設定することができるため、表面積を
大きくすることができ、トナー混合比を高くすることが
可能となり、混合比制御の許容幅を広げられることがで
き、現像器を小型化、簡略化することができる。しか
し、逆に、磁気力が弱いことによって生じる問題点とし
て、感光体へのキャリア付着が挙げられる。つまり、鉄
粉やフェライト等のキャリアに比べ現像剤担持体との磁
気拘束力が弱いため、感光体の非画像部にキャリアが付
着する現象が生じる。特に、キャリア中の磁性材料の含
有量が少ない、もしくは、磁性材料が遍在しているもの
は、そのキャリア付着の現象が起こりやすくなり、この
現像方法の大きな問題点になっている。
【0006】この問題点を解決するためには、磁性材料
の樹脂中への分散性ないし分配性を向上させる必要があ
り、その一つの方法として、磁性材料の表面処理が挙げ
られる。すなわち、磁性材料表面と混練する樹脂系との
濡れ性、親和性を高めるために、磁性材料表面に、例え
ば、カップリング剤、脂肪酸などでコーティング等の前
処理を行った磁性材料を用いたり、また、磁性材料と樹
脂の混練時に界面活性剤を用いて、分散性を向上させる
ことである。しかし、この方法では表面処理剤の末端基
の例えばカルボキシル基、水酸基、スルホン酸基等の親
水性基の影響により、環境変化による安定性が悪く、特
に高湿環境下での現像性、キャリア付着を悪くさせてい
た。また、この表面処理剤は高価であり、かつ表面処理
するための工程を増やさなければならず、コストアップ
につながっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、化合物
の構造式と磁性材料の結着性・凝集防止作用との関連に
ついて鋭意研究した結果、ある種の化合物を樹脂キャリ
ア組成物として添加することにより、磁性材料に前述の
例えば、界面活性剤で表面処理を行うような前処理工程
を加えることなく、樹脂への分散性ないし分配性が向上
し、非画像部へのキャリア付着のない樹脂キャリアが得
られることを見いだし、本発明に至った。
【0008】本発明の目的は、樹脂キャリア中の磁性材
料を均質にかつ安定にキャリア樹脂中に分散ないしは分
配させ、非画像部へのキャリア付着のない静電荷像現像
剤用キャリアを提供することにある。
【0009】本発明の目的は、さらには、生産性の優れ
た樹脂キャリア組成物を安価に提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、樹脂中に磁性
材料及び下記一般式(1)で表されるフタロシアニン誘
導体を配合してなることを特徴とする静電荷像現像用キ
ャリア組成物である。 一般式(1)
【化2】 (ただし、Pcはハロゲン原子により置換されていても
よいフタロシアニン残基、Aは直接結合あるいは−CH
2 NH−、−SO2 NH−、−CH2 NHCOCH2
H−、−CONH−、−SO2 −、−CH2 NHCOC
2 −、−CO−から選ばれる二価の結合基、R1 ,R
2 は炭素数1〜30のアルキル基、あるいはR1 ,R2
で窒素原子又は酸素原子を含んでいてもよく、更に置換
基を有していてもよいヘテロ環、mは0〜6の整数、n
は1〜4の整数を表す。)
【0011】樹脂キャリア用バインダ樹脂としては、溶
融混練が可能な従来トナー用樹脂として使用されている
樹脂であればよく、例えば、ポリスチレン、スチレン−
ブタジエン共重合体、スチレン−アクリル共重合体等の
スチレン系重合体やポリエチレン、エチレン−酢酸ビニ
ル系共重合体、エチレン−ビニルアルコール系共重合体
のようなエチレン系共重合体さらにフェノール系樹脂、
エポキシ系樹脂、ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂
を使用することができる。
【0012】また、磁性材料としては、各種のフェライ
ト、マグネタイト、ヘマタイト等の鉄、亜鉛、コバル
ト、ニッケル、マンガン等の合金もしくは化合物等、ま
た、各種金属微粉末を使用することもできる。
【0013】上記磁性材料の使用量は、キャリア重量中
の30〜95重量%であり、より好ましくは45〜90
重量%である。本発明に示した構造式を有するフタロシ
アニン誘導体は使用する磁性材料の0.1〜20重量%
添加することにより樹脂中への分散性が向上するまた、
経済的な意味からより好ましくは0.1〜10重量%の
添加量が好ましい。また、樹脂キャリアの平均粒径は感
光体への影響を考慮し20〜400μm、より好ましく
は、30〜200μmのものがよい。
【0014】本発明のフタロシアニン誘導体はフタロシ
アニンを原料として公知の方法により合成することがで
きる。フタロシアニン誘導体の中心金属としては銅、亜
鉛、アルミニウム、鉄等があるが、無金属フタロシアニ
ンであってもよい。フタロシアニン誘導体を具体的に挙
げれば以下のものがある。
【0015】
【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
【化14】
【化15】
【化16】
【0016】さらに本発明に関する樹脂キャリアには、
キャリア自身の帯電性を付与させる内添材料を使用して
もよく、例えば、正の帯電性を付与するために、ニグロ
シン系の油溶性染料、クリスタルバイオレット、トリフ
ェニルアミン、四級アンモニウム塩等を用いてもよい。
また、負の帯電性を付与するために、バラチン染料、オ
ラゾール染料等の金属錯塩染料を用いてもよい。
【0017】本発明に関する樹脂キャリアの製造方法と
しては、前述したキャリア構成材料を、2軸押出混練
機、1軸押出混練機、2本ロールミル、加圧ニーダー等
の混練機を用いて熱溶融混練した後、冷却固化しロール
クラシャー、ディスインテグレーター、スクリューミ
ル、スタンプミル、ピンミル、ハンマーミル、遠心分級
型ミル、ボールミル、振動ボールミル、遊星型粉砕機、
ジェットミル等の粉砕機を用いて粉砕し、気流分級機、
篩などにより所望の粒度分布に調節し、製造するのが好
ましい。
【0018】
【実施例】以下本発明に係わるキャリアについて説明す
る。それぞれの実施例、比較例に示した材料を充分に混
合した後、150から170℃に加熱溶融させて2軸押
出混練機で混練し、冷却固化後、ハンマーミルにて粉砕
した後、気流分級機にて分級して平均粒径約50μmで
あり、25μm以下約4%、80μm以上約1%に粒度
分布を揃えて試料とした。その後、後述のトナーをキャ
リア100重量部に対し、トナー10重量部の割合で加
え、回転混合機にて、30分混合することにより現像剤
を作製し、適性評価を行った。また、本試料の適性評価
については、市販の複写機(商品名、FP−1300、
松下電器産業(株)製)を改造して行った。
【0019】実施例1 スチレン−アクリル系樹脂(商品名:エスレックP−502、積水化学工業( 株)製) 20部 スチレン−アクリル系樹脂(商品名:ルナペール912、荒川化学工業(株)製 ) 5部 フェライト系磁性材料(商品名:PP−7、関東電化工業(株)製) 75部 フタロシアニン誘導体(前記構造式(a)) 3部
【0020】比較例1 フタロシアニン誘導体を配合しない他は実施例1と同様
とした。
【0021】実施例2 ポリエステル系樹脂(商品名:タフトンNE−382、花王(株)製)25部 電荷調整剤(商品名:ボントロンN−02、オリエント工業(株)製 75部 フタロシアニン誘導体(前記構造式(b)) 3部
【0022】比較例2 フタロシアニン誘導体を配合しない他は実施例2と同様
とした。
【0023】実施例3 スチレン−アクリル系樹脂(商品名:エスレックP−502、積水化学工業( 株)製) 20部 マグネタイト系磁性材料(商品名:EPT−500、戸田工業(株)製)80部 フタロシアニン誘導体(前記構造式(c)) 4部
【0024】比較例3 フタロシアニン誘導体を配合しない他は実施例2と同様
とした。
【0025】実施例4 ポリエステル系樹脂(商品名:NE−382、花王(株)製) 20部 マグネタイト系磁性材料(商品名:EPT−500、戸田工業(株)製)80部 フタロシアニン誘導体(前記構造式(d)) 4部
【0026】比較例4 フタロシアニン誘導体を配合しない他は実施例2と同様
とした。
【0027】各例で製造した評価用現像剤用として、以
下のトナーを用いた。 トナーA:負帯電性磁性黒トナー(松下電器産業(株)
製、FP−1300用トナー) トナーB:正帯電性非磁性シアントナー(松下電器産業
(株)製、FP−C1用トナー)
【0028】トナーとキャリアと逆極性帯電するため、
トナーAには正帯電性の実施例1〜2に記載のキャリ
ア、トナーBには負帯電性の実施例3〜4のキャリアを
用いて比較例との比較評価を行った。その評価結果を表
−1および表−2に示した。表中の評価基準は、画像線
間のキャリア付着数により、 ○:5粒以下 △:5〜20粒 ×:20粒以上 で表した。なお、キャリア付着数が5粒以下であれば、
実用上問題ない。
【0029】
【0030】
【0031】
【発明の効果】本発明ではフタロシアニン誘導体を分散
剤として樹脂キャリア組成物に添加することにより、磁
性材料の樹脂中への分散性が向上し、磁気的拘束力が優
れた樹脂キャリアと得られる。このため、従来の樹脂キ
ャリアに見られる非画像部へのキャリア付着を低減する
ことができる。また、フタロシアニン誘導体の添加によ
り樹脂中への磁性材料の分散させるエネルギーが少なく
てすみ、生産性の優れた樹脂キャリア組成物を安コスト
で提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−217858(JP,A) 特開 昭60−177359(JP,A) 特開 昭62−70864(JP,A) 特開 昭63−96666(JP,A) 特開 昭63−96667(JP,A) 特開 昭58−69255(JP,A) 特開 平1−116650(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 9/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂中に磁性材料及び下記一般式(1)
    で表されるフタロシアニン誘導体を配合してなることを
    特徴とする静電荷像現像剤用キャリア組成物。 一般式(1) 【化1】 (ただし、Pcはハロゲン原子により置換されていても
    よいフタロシアニン残基、Aは直接結合あるいは−CH
    2 NH−、−SO2 NH−、−CH2 NHCOCH2
    H−、−CONH−、−SO2 −、−CH2 NHCOC
    2 −、−CO−から選ばれる二価の結合基、R1 ,R
    2 は炭素数1〜30のアルキル基、あるいはR1 ,R2
    で窒素原子又は酸素原子を含んでいてもよく、更に置換
    基を有していてもよいヘテロ環、mは0〜6の整数、n
    は1〜4の整数を表す。)
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