JP3237325B2 - 静電潜像現像用キャリア - Google Patents
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Description
めの現像剤に使用されるキャリア、特にバインダー樹脂
中に磁性粉を分散してなるキャリアに関するものであ
る。
ー等に使用される現像剤として、トナーおよび鉄粉等の
磁性キャリアからなる二成分現像剤が知られている。こ
のような二成分現像剤を使用した現像方法においては、
キャリア粒子間の磁気強度が大きすぎて磁気ブラシの穂
が硬くなり、黒べたの画像中に白スジが発生する等の問
題が生じる。また、鉄粉キャリアではキャリア自体の体
積固有電気抵抗が低いため、連続使用等により現像剤中
のトナー濃度が低下すると、静電潜像担持体上の電荷が
キャリアを介して逃げてしまって潜像が乱れ、画像に欠
損等が生じたり、現像スリーブからキャリアへの電荷の
注入によりキャリアが画像部に付着したりする問題が生
じる。また、鉄粉等の硬いキャリアが静電潜像担持体に
付着すると、残留トナーを除去する際に静電潜像担持体
表面を傷付けることがある。
末をバインダー樹脂中に分散してなるバインダー型キャ
リアが提案されている。バインダ−型キャリアは、鉄粉
等のキャリアに較べて一般に現像装置における磁場中で
の磁化が低く、ソフトな穂を形成することができ、キャ
リアによる白スジのない優れた画像を得られる利点を有
している。
用した場合でも、特に平均粒径が3〜9μmの小粒径ト
ナ−と組み合わせて使用した場合に、トナ−帯電性が不
十分であったり、現像剤の流動性が不十分であるという
問題が生じる。さらに、静電潜像担持体の非画像部にキ
ャリアが付着しそれが現像されて画像ノイズとなるキャ
リア付着の問題が生じてしまう。
事情に鑑みなされたもので、その課題とするところは、
小粒径のトナ−と組み合わせて使用した際においても、
帯電性および流動性に優れ、かつキャリア付着の生じな
いキャリアを提供することにある。
脂中に磁性粉を分散してなる静電潜像現像用キャリアに
おいて、平均粒径が33〜69.5μmであり、かつ下
記関係式11.33≦(x) 2 /σ 2 ≦16.60 x:平均粒径 σ2:粒径分布の分散 を満足することを特徴とする静電潜像現像用キャリアに
関する。
インダ−型キャリアとを組み合わせて使用した場合に、
帯電性および流動性が不十分であるという問題並びにキ
ャリア付着の発生の問題が、キャリア中に含まれる小粒
径のキャリアおよび大粒径のキャリアの含有量に起因す
ることを見い出し、そして、上記問題がキャリアの粒径
分布を所定の範囲に制御することにより解決できること
を見い出したものである。
2(x:平均粒径、σ2:粒径分布の分散)が、11.
33以上である。(x) 2 /σ 2 が11.33より小さ
いと大粒径および小粒径のキャリアの比率が多くなり、
帯電性および流動性が不十分となるとともに、キャリア
付着が発生する。
9.5μm、好ましくは33〜60μmである。キャリ
アの平均粒径が33μmより小さいと静電潜像担持体へ
のキャリア付着が生じやすくなり、69.5μmより大
きくなると、通常の鉄粉キャリア等のようにハケムラが
生じ、鮮明な画像が得られなくなるとともに、平均粒径
が3〜9μm程度の小粒径トナ−と組み合わせて使用す
る場合に、トナ−の帯電量が不十分になりやすい。
としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリ(メタ)
アクリル系樹脂、スチレンーアクリル共重合系樹脂、ポ
リオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系
樹脂等が使用可能である。
は、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の金属、これら
の金属と亜鉛、アンチモン、アルミニウム、鉛、スズ、
ビスマス、ベリリウム、マンガン、セレン、タングステ
ン、ジルコニウム、バナジウム等の金属との合金あるい
は混合物、酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシウム、等
の金属酸化物との混合物、および強磁性フェライト、マ
グネタイト並びにこれらの混合物が使用可能である。
の均一分散の観点から一次粒径が5μm以下、好ましく
は2μm以下、より好ましくは0.1〜1μmであるこ
とが望ましい。
樹脂100重量部に対して磁性粉100〜900重量
部、好ましくは200〜600重量部である。磁性粉の
配合量が900重量部より多いと、磁性粉の二次粒子化
を生じ均一分散されずキャリアが脆くなる。また、磁性
粉の配合量が100重量部より少ないと充分な磁性が得
られない。
ボンブラック、シリカ、チタニア、アルミナ等の分散剤
を含有しても良い。分散剤を含有することによりバイン
ダ樹脂中の磁性粉の均一分散性を向上させることができ
る。分散剤の含有量はキャリアに対して0.01〜3重
量%とすることが好ましい。
と磁性粉を所定の混合比で加熱混合し、冷却後粉砕・分
級する方法、あるいはバインダ樹脂を溶剤に溶解し、こ
の樹脂溶液に磁性粉を分散させた後、スプレードライす
る方法等により製造することができる。
る場合、粒子を微粉砕する工程で使用される粉砕装置と
して、通常図1に示されるジェット粉砕装置が使用され
る。
1は、ジェットノズル2から噴出する高速気流により加
速されて衝突板3に激しく衝突することによって粉砕さ
れる。
ャリアの製造に使用する場合、磁性粉末の含有比率が高
いため、均一な粒径に粉砕することが困難である。この
ようなジェット粉砕装置の衝突板は、従来図2に記載さ
れている粒子の粉砕面が平板状の衝突板、あるいは図3
に記載されている粉砕面が円錐状の衝突板が使用されて
いる。図2の衝突板を使用して上述したキャリアの粉砕
を行うと、粉砕性は非常に良好であるが、過粉砕されて
微粉が多量に発生し粒径分布が広くなり易い。また、図
3の衝突板を使用した場合には、粒径分布は狭くなるも
のの、粉砕性が悪いため単位時間当りの処理量が少なく
なる。
衝突板を使用したところ、特に図4に記載された衝突板
を用いた場合に、粒径分布を狭くするとともに粉砕性も
維持できることが判明した。即ち、本願のキャリアの如
く比重の大きい粒子の粉砕に対して、図4の形状の衝突
板の使用が、得られる粒子の粒径分布の制御並びに粉砕
効率の観点から有効である。衝突板のθおよびdの値
は、粉砕する物の硬さや大きさによって適切な値に設定
される。なお、本願のキャリアの製造に関しては、図4
の衝突板において、100°≦θ≦140°、6mm≦
d≦16mmのものを使用することが望ましい。
後で加熱処理を行っても良い。加熱処理はキャリアを気
流中に噴出して瞬間的に加熱処理を施すことが望まし
く、このような加熱処理装置としては、例えばサフュー
ジングシステム(日本ニューマチック工業社製)等を使
用することができ、加熱温度は約150〜350℃程度
で行うことが好ましい。
面状態を改質することができ、繰り返し使用時にも磁性
粉の脱離等のない優れた耐久性を有するキャリアを得る
ことができる。
るトナ−としては、公知のトナ−を使用することがで
き、その平均粒径は2〜20μmのものを使用すること
ができる。特に、平均粒径3〜9μmの小粒径トナ−と
本願のキャリアを組み合わせて使用した場合に、顕著な
効果が得られ小粒径トナ−における流動性の不足および
帯電不良の問題を良好に向上させることができる。
明するが、これに限定されるものではない。
製)100重量部と、フェライト粉(MFP−2:TD
K社製)500重量部と、カーボンブラック(ケッチェ
ンブラックEC:ライオン油脂社製)2重量部と、シリ
カ(#200:日本アエロジル社製)1.5重量部とを
ヘンシェルミキサ−で充分混合した後、加圧ニ−ダ−で
溶融混練した。この混練物を冷却後フェザ−ミルで粗粉
砕した後、衝突板として図4の衝突板(θ:120°、
d:8mm)を装着したジェットミル(IDS−II型)
を用いて、粉砕エア−圧力2.5Kg・f/cm2で微
粉砕し、マルチプレックスで分級して平均粒径が69.
5μm、(x)2/σ2が11.33のキャリア1を得
た。
図6に示す。図6中横軸は表1のチャンネルを示す。
量部添加し、粉砕エア−圧力を3.5Kg・f/cm2
にする以外は同様にして、平均粒径が43μm、(x)
2/σ2が12.43のキャリア2を得た。得られたキャ
リアの粒径分布を表1および図7に示す。
量部添加し、粉砕エア−圧力を4.5Kg・f/cm2
にする以外は同様にして、平均粒径が33μm、(x)
2/σ2が16.60のキャリア3を得た。得られたキャ
リアの粒径分布を表1および図8に示す。
以外は同様にして、平均粒径が71μm、(x)2/σ2
が5.93のキャリア4を得た。
図9に示す。
Kg・f/cm2 にする以外は同様にして、平均粒径が
46μm、(x)2/σ2が6.85のキャリア5を得
た。得られたキャリアの粒径分布を表1および図10に
示す。
Kg・f/cm2 にする以外は同様にして、平均粒径が
31μm、(x)2/σ2が4.85のキャリア6を得
た。得られたキャリアの粒径分布を表1および図11に
示す。
熱した3本ロール上で混練した。混練物を放置冷却後、
ハンマ−ミルで平均粒径2mmに粗粉砕し、これをクリ
プトロンで平均粒径11μmに粉砕した後、さらにジェ
ットミルで微粉砕した。次に、風力分級し、平均粒径
8.5μmのトナーを得た。
−II型(コ−ルタ−カウンタ社製)を用い、500μm
のアパチャ−チューブで粒径別相対重量分布を測定し
た。
ロイダルシリカR974(日本アエロジル社製)0.1
重量部を混合して後処理を行った。このトナ−とキャリ
ア1〜6とを、トナー混合比5%でバイアルローテータ
を用いて10分間混合して現像剤を調整し、25℃、湿
度65%の条件でトナー帯電量Q1 (μc/g)を測定
した。次に、各現像剤をペイントコンディショナ−によ
り強撹拌を30分間行った後でトナ−帯電量Q2 (μc
/g)を測定した。撹拌強度により帯電量変化量として
|Q1−Q2|を表2に示す。
(ミノルタカメラ社製)を用いて実写評価した。結果を
表2に示す。
キャリアを目視により評価し、○はキャリア付着がない
ことを、△はキャリア付着は生じているものの実用上問
題とならないレベルであることを、×はキャリア付着が
目立ち画像ノイズとして問題があることを示す。
(ミノルタカメラ社製)用の現像器にセットし、10分
間空回転させたときに、現像器長手方向に現像剤の片寄
りが発生しないように現像器内の搬送スクリューを調節
した。こうして調節した現像器を上記複写機に取り付
け、耐刷テストを行った。10000枚耐刷時の黒ベタ
画像において、通紙方向と直角方向に20cm離れた点
の画像濃度を測定し、現像剤の片寄りによって生じる現
像器長手方向の濃度差を測定した。
0.1未満を△、0.1以上を×とした。得られた結果
を表2に示す。
み合わせて使用した場合においても、帯電性および流動
性に優れ、キャリア付着の発生しない良好な画像を得る
ことができる。
す概略図である。
す概略図である。
示す概略図である。
示す概略図である。
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 バインダー樹脂中に磁性粉を分散してな
る静電潜像現像用キャリアにおいて、平均粒径が33〜
69.5μmであり、かつ下記関係式11.33≦(x) 2 /σ 2 ≦16.60 x:平均粒径 σ2:粒径分布の分散 を満足することを特徴とする静電潜像現像用キャリア。 - 【請求項2】 前記バインダー樹脂100重量部に対し
て磁性粉を100〜900重量部含有することを特徴と
する請求項1記載の静電潜像現像用キャリア。 - 【請求項3】 前記キャリアが混練粉砕法により製造さ
れ、ジェット粉砕装置の衝突板として、頂角θが100
〜140°の円錐から、頂角部を含む小円錐部分を除去
した形状を有しており、小円錐部分の除去により形成さ
れた円形面の直径が6〜16mmである衝突板を用いて
粉砕されて得られたキャリアであることを特徴とする請
求項1記載の静電潜像現像用キャリア。 - 【請求項4】 前記キャリアが150〜350℃の熱気
流中で加熱処理されていることを特徴とする請求項1記
載の静電潜像現像用キャリア。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP18592293A JP3237325B2 (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 静電潜像現像用キャリア |
US08/281,563 US5472817A (en) | 1993-07-28 | 1994-07-28 | Carrier for development of electrostatic latent images |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP18592293A JP3237325B2 (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 静電潜像現像用キャリア |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0743951A JPH0743951A (ja) | 1995-02-14 |
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ID=16179230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18592293A Expired - Lifetime JP3237325B2 (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 静電潜像現像用キャリア |
Country Status (2)
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US5736287A (en) * | 1996-03-14 | 1998-04-07 | Minolta Co., Ltd. | Development method |
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JP2797294B2 (ja) * | 1987-01-29 | 1998-09-17 | ミノルタ株式会社 | バインダー型キヤリア |
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- 1993-07-28 JP JP18592293A patent/JP3237325B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-07-28 US US08/281,563 patent/US5472817A/en not_active Expired - Lifetime
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