JP3080433B2

JP3080433B2 - 電子写真用キャリアー

Info

Publication number: JP3080433B2
Application number: JP03126694A
Authority: JP
Inventors: 平八油科; 幸弘佐藤; 康夫鴨下; 博文尾田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-04-30
Publication date: 2000-08-28
Anticipated expiration: 2015-08-28
Also published as: JPH04329553A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真用キャリアー
に関するものであり、詳しくは、２成分系磁気ブラシ現
像用コートキャリアーであって、トナーとの混合によ
り、高画質、長寿命の現像剤を構成し得るように改良さ
れた電子写真用キャリアーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真感光体の潜像保持面上に
形成される静電荷像を現像するための現像剤としては、
キャリアーとトナーとから成る二成分系現像剤が知られ
ている。そして、二成分系現像剤を使用した現像方式と
しては、カスケード方式と磁気ブラシ方式とがあるが、
高速現像法としては、磁性キャリアーを使用し、磁石上
に形成されたブラシ状のキャリアーを感光体に接触させ
る磁気ブラシ方式が広く採用されている。この方式は、
トナーの供給能力が高く磁気ブラシの先端が感光体に極
めて近接した現像電極として作用するため、線画のみな
らずベタ黒の画面でも画質が良好であるという特徴を有
する。

【０００３】近時、磁性キャリアーとして、磁性体コア
粒子の表面を樹脂被覆して成るコートキャリアーが提案
され実用に供されている。斯かるコートキャリアーは、
現像時トナーのスペント化が起こり難く、その結果、帯
電量が安定し、現像剤の長寿命化が図れるという特徴を
有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
磁性コートキャリアーは、その樹脂コートに伴い高抵抗
化もしくは絶縁化され、現像時に現像電極としての役割
を果たさなくなり、その結果、特に、ベタ黒部でのエッ
ジ効果および均一性に欠けるという問題点が指摘されて
いる。

【０００５】磁性コートキャリアーの上記の問題を補う
方法としては、例えば金属や半金属およびそれらの酸化
物の導電性微粉末を外添剤として現像剤に少量添加する
方法が知られている。

【０００６】しかしながら、上記のような導電性微粉末
は、現像剤の高抵抗化を抑制し、コートキャリアーの現
像電極としての効果を促進する役割を有しているが、研
磨作用が強すぎてトナーのクリーニング時に不必要に感
光体の損耗を招くことがある。つまり、感光体表面に導
電性微粉末による筋状の研磨傷が発生して画像欠陥を惹
起したり、感光体の膜減りが激しくなって感光体の電気
的あるいは光学的性能が低下する。また、導電性物質
は、時として、紙上にも転写されコピー画像を汚染する
という問題をも有する。

【０００７】本発明は、上述した従来の現像剤の問題点
を解決すべくなされたものであって、その目的は、不必
要に感光体を損耗させることなく、繰り返し使用時にお
いてトナーの帯電量を上昇させることなく、すなわち、
画像濃度の低下を生じることなく線画部およびベタ黒部
の画質を高品位に保持し得る電子写真用キャリアーを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、磁性体コア粒子の表面を樹脂被覆して成るコートキ
ャリアーであり、該コートキャリアーの動的抵抗の測定
において、１００〜５００Ｖの直流電圧の範囲にブレー
クダウン電圧を有することを特徴とする電子写真用キャ
リアーに存する。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
電子写真用キャリアーは、基本的には、従来の磁性コー
トキャリアーと同様に、磁性体コア粒子の表面を樹脂被
覆して構成される。

【００１０】磁性体としては、例えば、マグネタイトや
一般式ＭＯ・ｎＦｅ₂Ｏ₃で表される各種フェライトが
挙げられる。上記の一般式におい、Ｍは、具体的には、
Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｄ等で
あり、その組合せは１種又は２種以上でもよい。また、
フェライトの組成は、非化学量論的であってもよく、少
量の金属元素、その他を含んでいてもよい。磁性体は、
体積平均粒径１０〜３００μｍの大きさでコア粒子とし
て使用される。

【００１１】樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂ま
たはその変成品、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、スチ
レン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリア
ミド樹脂、セルロース樹脂、アセタール樹脂、石油系樹
脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合体樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、１種また
は２種以上組み合わせて使用される。

【００１２】本発明の電子写真用キャリアーの特徴は、
動的抵抗の測定において、１００〜５００Ｖの直流電圧
の範囲にブレークダウン電圧を有する点にある。すなわ
ち、本発明は、磁性コートキャリアーに所定範囲で発生
するブレークダウン電圧特性を付与することにより、感
光体に不必要に損耗を与えることなく感光体の静電静像
を表面電位の低い所から高い所まで言い替えればハーフ
トーンから線画部やベタ部黒まで高画質に再現し得るよ
うにしたものである。

【００１３】本発明にいう動的抵抗の測定は、磁気ブラ
シ方式の市販の複写機を用い、感光体をＡ１素管に変更
し、磁気ブラシとＡ１素管の間に直流電圧を印加し、現
像槽中にコートキャリアーのみを収容して磁気ブラシを
回転させ、キャリアーの穂が対抗電極であるＡ１素管に
接触した時に電流−電圧値を測定する方法により行われ
る。そして、ブレークダウン電圧とは、上記の測定にお
いて、急激に電流値が立ち上がる時の電圧を言い、本発
明の電子写真用キャリアーにおいては、斯かるブレーク
ダウン電圧が１００〜５００Ｖの直流電圧の範囲にあ
る。そして、ブレークダウン電圧は、実際には、使用さ
れる機種によって現像槽の形、ドクターギャプ、現像ギ
ャップの間隔、磁気ブラシ回転数等が異なるため、それ
ぞれの使用機種において感光体をＡ１素管に変更して測
定される。

【００１４】図１は、後記の実施例において得られた磁
性コートキャリアーの電圧−電流特性を示すグラフであ
り、図中（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明のコートキャリア
ーであり、（Ｃ）は、比較のためのコートキャリアーで
ある。図１から明らかなように、本発明の磁性コートキ
ャリアーは、１００〜５００Ｖの直流電圧の範囲に明確
なブレークダウン電圧を有する。

【００１５】本発明の磁性コートキャリアーは、基本的
には、例えば、フローコーター法、スプレードライヤー
法等により、適当な溶媒に溶解したコート用樹脂を磁性
体コア粒子に被覆して乾燥する方法により製造される。
塗布方法は、ランダム塗布または層状重ね塗布のいずれ
でもよいが、磁性体コア粒子の表面に不均一の樹脂コー
ト層を設けることが好ましい。そして、得られるコート
キャリアーは、の電気的特性は、磁性体コア粒子の抵抗
値や表面状態、樹脂組成、塗布溶液中の樹脂濃度、磁性
体コア粒子と樹脂との使用割合（塗布厚さ）等によって
異なるため、目的とする磁性コートキャリアーが得られ
るように上記の条件を適宜選択する必要があるが、磁性
体コア粒子としては抵抗値の小さいものを使用するのが
好ましく、樹脂コート層の膜厚は、０．０５〜３μｍの
範囲とするのが好ましい。なお、上記の層状重ね塗布の
場合は、上記の操作を繰り返した後、篩分けして通過分
をコートキャリアーとして得る方法を採用することがで
き、また、コート用樹脂中には、コート層の抵抗調節、
強度アップ、摩擦調節を目的として種々のフィラーを添
加することもできる。

【００１６】本発明の電子写真用キャリアーは、トナー
と組合せて現像剤を構成し、磁気ブラシ現像用の現像剤
として使用される。そして、トナーとしては、主とし
て、バインダー樹脂、着色剤、帯電制御剤などから成る
従来公知のトナーがそのまま使用できる。

【００１７】バインダー樹脂としては、ポリスチレン、
スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メ
タクリル酸エステル共重合体およびスチレン−ブタジエ
ン共重合体などのスチレン系樹脂をはじめ、ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、クマロン樹
脂、塩素化パラフィン、キシレン樹脂、塩化ビニル系樹
脂、ポリエチレン並びにポリプロピレン等が挙げられ
る。また、これらのバインダー樹脂は、単独で使用の他
に２種以上を併用することもできる。

【００１８】着色剤としては、特に制限はないが、例え
ば、カーボンブラック、アニリンブラック、キナクリド
ンマゼンタ、ローダミンＢ、ブリリアントカーミン６
Ｂ、フタロシアニンブルー、ビクトリアブルー、インダ
スレンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグ
リーン、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、キノリ
ンイエロー等が挙げられる。

【００１９】上記のバインダー樹脂と着色剤との使用割
合は、バインダー樹脂１００重量部に対して着色剤０．
１〜３０重量部、好ましくは０．５〜１０重量部の範囲
である。そして、２種以上の着色剤を併用する場合にお
いても、バインダー樹脂と着色剤との使用割合は、前記
の範囲が良好である。

【００２０】帯電制御剤としては、公知のものがすべて
使用可能である。例えば、正帯電性用としては、ニグロ
シン染料、トリフェニルメタン系染料、４級アンモニウ
ム塩、スチレン／アミノアクリレート共重合体、ポリア
ミン樹脂等が使用でき、また、負帯電用としては、金属
含有アゾ染料、アルキルサリチル酸の金属塩等が使用で
きる。金属含有アゾ染料における金属としては、Ｃｒ、
Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ等が挙げられる。帯電制御剤の使用量
は、バインダー樹脂１００重量部に対して０．１〜１０
重量部、好ましくは０．５〜５重量部の範囲である。２
種以上の帯電制御剤を併用する場合においても、帯電制
御剤の使用量は、前記の範囲が良好である。また、帯電
制御剤は、バインダー樹脂中に混合してもトナー表面に
付着させて使用してもよい。

【００２１】トナー中には、上記の他、熱特性、物理特
性等を調整する目的のために、各種可塑剤、離型剤等の
助剤を添加することも可能である。例えば、オフセット
性改良のための低分子量ポリオレフィンや流動性改良の
ためのコロイダルシリカ、チタニア、アルミナ等が挙げ
られる。また、現像機構上、トナー中に磁性微粉末を含
有させることができる。磁性粉末としては、フェライ
ト、マグネタイト等の強磁性を示す元素を含む合金また
は化合物を挙げることができる。そして、磁性微粉末
は、平均粒径０．０５〜１μｍの微粉末状で樹脂中に６
０重量％以下の量を分散させて用いられる。

【００２２】以上説明した本発明の電子写真用キャリア
ーは、通常、キャリアー１０重量部に対してトナー１〜
１０重量部の割合で混合して使用され、高画質、長寿命
の現像剤を提供する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、実施例中「部」
は「重量部」である。

【００２４】実施例＜トナーａの作製＞下記処方のトナー原料を熱ロールミ
ルで溶融混練し、冷却後、ハンマーミルを用いて粗粉砕
し、次いで、エアージェット方式による微粉砕機で微粉
砕した。得られた微粉末を分級し、コールターカウンタ
ー法による体積平均粒径９．８μｍのトナーを得た。更
に、このトナーに対し、微粒子シリカ（アエロジルＲ９
７２、日本アエロジル製）０．２ｗｔ％をミキサーで外
添してトナーａを作成した。スチレン／ｎ−ブチルアクリレート共重合体１００部カーボンブラック＃４０（三菱化成製）７部４級アンモニウム塩ボントロンＰ−５１（オリエント化学製）２部ポリプロピレンワックスビスコール５５０Ｐ（三洋化成製）２部

【００２５】＜トナーｂの作製＞下記処方のトナー原料
を使用し、トナーａの作成法と同様の方法により、体積
平均粒径１１．３μｍのトナーを得た。更に、このトナ
ーに対し、微粒子シリカ（アエロジルＲ９７２、日本ア
エロジル製）０．１ｗｔ％をミキサーで外添してトナー
ｂを作成した。ポリエステル樹脂１００部（ビスフェノールＡのプロピレンオキシド付加物とフマル酸との重縮合物）キナクリドン顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２）５部４級アンモニウム塩ボントロンＰ−５１（オリエント化学製）３部

【００２６】＜トナーｃの作製＞下記処方のトナー原料
を使用し、トナーａの作成法と同様の方法により、体積
平均粒径１０．３μｍのトナーを得た。更に、このトナ
ーに対し、微粒子シリカ（アエロジルＲ９７２、日本ア
エロジル製）０．３ｗｔ％をミキサーで外添してトナー
ｃを作成した。スチレン／ｎ−ブチルアクリレート共重合体１００部カーボンブラックＭＡ−８（三菱化成製）６部含金属染料ボントロンＳ−３４（オリエント化学製）１部ポリプロピレンワックスビスコール５５０Ｐ（三洋化成製）２部

【００２７】＜コートキャリアーＡの作製＞コア粒子と
して体積平均粒径約１００μｍのフェライト（Ｂ−７０
０、関東電化製）５ｋｇをフローコーターに入れて流動
させながら、下記処方の被覆液を８０℃の加熱下に散布
し、その後１時間乾燥して塗布層を完成させた。得られ
たコートキャリアーの動的抵抗を測定した結果、ブレー
クダウン電圧は１９０ｖであった。ポリフッ化ビニリデン１１部ポリスチレン９部メチルエチルケトン２００部

【００２８】なお、上記のブレークダウン電圧は、市販
の複写機（シャープ（株）製のＳＦ８４００）を利用
し、これの感光体ドラムをＡｌ素管に変更した現像装置
を使用して測定した。

【００２９】＜コートキャリアーＢの作製＞コア粒子と
して体積平均粒径約１００μｍのフェライトキャリアー
（Ｂ−７００、関東電化製）５ｋｇをフローコーターに
入れて流動させながら、下記処方の被覆液を９０℃の加
熱下に散布し、その後、１５０℃で２時間乾燥して塗布
層を完成させた。得られたコートキャリアーのブレーク
ダウン電圧は２５０ｖであった。シリコーン樹脂（ＫＲ３１１、信越化学製）１０部トルエン１００部

【００３０】＜コートキャリアーＣの作製＞コア粒子と
して体積平均粒径約１００μｍのフェライトキャリアー
（ＤＦＣ−１５０、同和鉄粉製）５ｋｇをフローコータ
ーに入れて流動させながら、下記処方の被覆液を８０℃
の加熱下に散布し、その後１時間乾燥して塗布層を完成
させた。得られたコートキャリアーの動的抵抗を測定し
た結果、ブレークダウンは、５００ｖまで起こらなかっ
た。ポリフッ化ビニリデン６部ポリスチレン４部メチルエチルケトン２００部＜現像剤の作製＞上記のトナーａ〜ｃとコートキャリア
ーＡ〜Ｃとを表１に示すように組み合わせて〜の現
像剤サンプルとした。現像剤の作製方法としては、トナ
ー４部とキャリアー９６部とをＶ型混合機で混合した。

【００３１】

【表１】キャリアー（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（ブレークダウン電圧）１９０ｖ２５０ｖ５００ｖより大 ───────────────────────────────── トナー（ａ）トナー（ｂ）トナー（ｃ）

【００３２】＜現像剤の評価＞市販の複写機（シャープ
（株）製のＳＦ８４００、感光体：有機光導電体）を用
い、現像剤サンプル〜について初期実写を行ったと
ころ、キャリアーＣを使用した現像剤は、線画部では良
好ではあるが、ベタ黒部では画像濃度が低く、エッジ効
果の強い画像が得られた。これに対し、キャリアーＡ，
Ｂを使用した現像剤は、線画部も良好であり、ベタ黒部
についても画像濃度が高く、均一な良好な画像が得られ
た。また、現像剤サンプルについて、引続き３万枚の
連続実写テストを行ったところ、画質の変化も小さく長
期に亙って良好な画質を保持し得ることがわかった。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した本発明の磁性コートキャリ
アーは、線画部およびベタ黒部の両方の画質を高品位に
保持でき、しかも、長期に亙り連続使用した際も初期の
画像品質を安定に維持し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例において得られた磁性コートキャリアー
の電圧−電流特性を示すグラフであり、図中（Ａ）及び
（Ｂ）は、本発明のコートキャリアーであり、（Ｃ）
は、比較のためのコートキャリアーである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者尾田博文神奈川県茅ヶ崎市円蔵370 三菱化成株式会社茅ヶ崎事業所内 (56)参考文献特開平３−217856（ＪＰ，Ａ) 特開平３−160463（ＪＰ，Ａ) 特開平２−79863（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/113

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体コア粒子の表面を樹脂被覆して成
るコートキャリアーであり、該コートキャリアーの動的
抵抗の測定において、１００〜５００Ｖの直流電圧の範
囲にブレークダウン電圧を有することを特徴とする電子
写真用キャリアー。
【請求項２】磁性体コア粒子がフェライト又はマグネ
タイトであることを特徴とする請求項１記載の電子写真
用キャリアー。