JPH0121503B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電子写真現像剤用キヤリヤ、特にそ
の形状に関する。 電子写真（又は静電記録）方式は公知であり、
その基本原理は、均一な静電荷を与えた光伝導性
絶縁層上に、露光部分の電荷が消散することを利
用して静電潜像を形成し、これにトナーと呼ばれ
る粉末着色剤を静電的に付着して現像し、その像
状のトナーを紙などの記録媒体に静電的に転写
し、そして定着することから成る。電子写真方式
では二成分系粉体現像剤（トナーとそれの担体粒
子であるキヤリヤとから成る）が、好ましいもの
として一般的に用いられている。二成分系粉体現
像剤を用いた現像法としては、現像剤を静電潜像
上に自然落下させる「カスケード」法と、磁石を
用いて現像剤を静電潜像近傍へ運びかつブラシ状
に整列させる「磁気ブラシ」法とが代表的であ
る。 本発明は上記二成分系粉体現像剤用のキヤリヤ
（以下単に「キヤリヤ」と称する。）、特にその形
状に関するものである。従来、キヤリヤとして
は、球状のもの（第１図ａ）、塊状のもの（第１
図ｂ）、板状のもの（第１図ｃ）、球状や塊状のも
のを樹脂等で会合させたもの（第１図ｄ）、形状
を特定できない不定形のもの、又はこれらの混合
体が用いられている。 球状のキヤリヤは画像を比較的均一にし、また
シヤープな文字や線画をもたらすが、広い面積の
画像部分は周辺部が強調された所謂白抜け画像と
なる傾向がある。これは、球状粒子は比較的均一
な表面電荷となるので均一なトナーの吸引、従つ
て均一なトナーの析出及び均一な最終画像を与
え、他方、静電潜像のエツジ効果をも忠実に再現
して、シヤープな文字や線画とともに白抜けのあ
る黒べタ部を与えるのである。又、球状のキヤリ
ヤは転がり易い性質を有するのでカスケード現像
に適し、さらに流動性もあるので磁気ブラシ現像
におけるキヤリヤの運搬のための負荷が小さくて
すみ、磁気ブラシ用モータの発熱量が少ないとい
う利点があるけれども、比表面積が相対的に小さ
いのでトナーの運搬効率が悪く、トナー濃度の減
少に敏感であり、またトナーの運搬量を増加しよ
うするとモータが発熱するという欠点がある。比
表面積が小さいということは、トナーの粘着によ
る電荷付与表面の減少及び消減が早いことを意味
し、キヤリヤとして寿命が短い。前述のモーター
による発熱がキヤリヤのトナーの粘着を増加する
ことは明らかであるが、さらに潜像媒体への粘着
も増加し、それは転写工程に干渉し、光伝導表面
を破壊する。 しかし、球状のキヤリヤは鋭い先端部がないの
で光伝導表面に引掻き傷をつけたり、放電電極と
して働いて光伝導表面を破壊したりすることが少
ないという利点を有していることは忘れられな
い。 これに対して、塊状、板状又は不定形のキヤリ
ヤは、上述の球状キヤリヤの特性と丁度正反対の
性質を有している。広い面積部分や階調性を有す
る画像部分は忠実に再現するが、文字や線画のシ
ヤープさに欠け、バツクグラウンドも比較的に汚
れる。比表面積が相対的に大きいのでトナーの運
搬効率は高く、トナーの濃度減少にも強いが、転
がり易さ及び流動性に欠けるので磁気ブラシのモ
ーターが発熱し、トナーの粘着を誘発する。そし
て、これらの形状のキヤリヤは鋭い先端部を有す
るので、光伝導表面に引掻き傷をつけたり、放電
破壊を起こしたりしやすい。 そこで、球状のものと例えば塊状や不定形のも
のとを混合することによつて上述の中間的性質を
得ようとする提案が行なわれたが、実際的には両
者の欠点を併用したものとなり、所望の効果が得
られない。又、樹脂等で球状若しくは塊状のもの
を会合させた場合には、樹脂等の絶縁性又は低誘
電性のために現像電極としての効果が阻害される
ので、現像電流がとれず、現像効率が低下する。 なお、従来は製造の容易さから塊状のもの又は
板状のものが用いられたが、近時、単位時間当り
の記録量の多い高速機が求められるに及んで、光
伝導表面の保護及び長い寿命のキヤリヤが重要と
なり、そうした場合球状で滑らかな表面のキヤリ
ヤが好んで用いられている。 本発明は、上述のような従来技術における形状
のキヤリヤの欠点を克服することを目的とする。 即ち、本発明は、低バツクグラウンドで広狭い
ずれの面積の画像でも忠実に現像することを可能
ならしめ、かつ潜像媒体表面に損傷を与えず、ト
ナー濃度の変化に対して敏感でなく、キヤリヤ寿
命が長く、そして製造容易なキヤリヤを提供する
ことを目的とする。 本発明は、キヤリヤの形状をコイン形にするこ
とによつて上記の目的を達成する。 キヤリヤの形状がコイン形である場合には、板
状や塊状のキヤリヤの欠点をなしていた鋭い先端
部が実質的になくなり、かつ球状のキヤリヤの欠
点である比表面積の小ささも改良されるので、従
来技術における形状を持つキヤリヤの欠点を克服
し、板状や塊状のものと球状のものとの両方の長
所を合わせ持つキヤリヤが提供される。このコイ
ン形キヤリヤの優れた点は本発明者らが実際に確
認したが、さらに、後述するようにその製造はき
わめて容易であるので、本発明は実際的意義を有
するものである。 ここにそして本明細書全体において「コイン
形」（又は「コイン状の形状」）の用語は、平行な
二平面を有する実質的に鋭い先端部のない形状を
指称する。従つて、円板状のもの（第２図ａ）、
太鼓状のもの（第２図ｂ）から、平行な二平面は
有するが球状に近いもの（第２図ｃ）、さらには
平行な二平面に平行な断面の形状が例えば楕円、
八角形、六角形、又は四角形等のものであつても
実質的に鋭い先端部のないものは、これを包含す
るものである。本発明のコイン形キヤリヤは典型
的には球状物を押し潰して製造するが、例えばこ
の押し潰し工程を２回以上行なつてできる形状の
キヤリヤもその殆んどは上記コイン形キヤリヤの
定義に含まれることは明らかであり、かつ出願人
はこれらを含ましめる意味で上記定義を行なつて
いる。さらに、本発明によるコイン形キヤリヤは
上記定義の範囲内の様々の特定形状の混合物を含
むことは明らかであるが、その混合物に他の形状
のものをさらに一定程度混合した場合にもコイン
形キヤリヤの利点は及ぶものであるから、そうし
た混合物も実質的には本発明の範囲内である。従
つて、上記の押し潰しを多数回実施してできるキ
ヤリヤはこの意味でも本発明の範囲内にある。 本発明に依るコイン形キヤリヤは、実質的に球
状のキヤリヤ材料を押し潰して製造できることは
明らかであり、またそうすることによつて本発明
の利点はよく発揮される。キヤリヤ材料を球状に
することは慣用の手法のいずれかを用いて実施す
ればよい。球状のキヤリヤ材料を押し潰すことも
一般的手法を用いれば足り、例えば、反対方向に
回転するローラ間に送るとか、金槌などで叩く等
によることができる。押し潰しの程度、即ち例え
ば円板状にするか太鼓状にするかなどの選択は用
途に応じて選択すればよい。高速機では球状のも
のに近いことが好ましいので、球状から極端に遠
ざからない範囲で比表面積を増大させることにな
ろう。 キヤリヤは平均粒度分布30〜500ミクロンであ
るものが像形成において好ましい。平均粒度分布
は、メツシユの異なる篩を用いて（即ち、粒子の
最大寸法に基いて）粒度分布を測定し、重量基準
でその平均値を計算することによつて求めたもの
である。こうしたキヤリヤをトナーと混合して現
像剤組成物を調整する場合、主として幾何学的理
由から、キヤリヤが組成物の95.0〜99.5重量パー
セントをなすと好ましい。 キヤリヤ材料は、金属、ガラス、プラスチツク
などが一般的であるが、磁気ブラシ法では強磁性
体であることが好ましいことは明らかであり、金
属、特に鉄はその製造の容易性も加つて特に好ま
しい。金属はカスケード法における転がり易さの
点でも優れている。さらに、トナーの付着性のな
い樹脂を金属キヤリヤの表面に被覆して表面を滑
らかにし、トナーの粘り付きを防止することは、
本発明によるコイン形キヤリヤにおいても好まし
い。 このようにして、前述した目的は、コイン形キ
ヤリヤであることを特徴とする本発明によつて十
分に達成される。 以下、本発明を例を用いてさらに説明する。 例 １ 関東電化製球状鉄粉ST−200（粒径70〜150μｍ
の真空状鉄粉でその表面は酸化処理が施されてい
る）をキヤリヤとして用いた。このキヤリヤに、
カーボンブラツク５％、スチレン−メタクリル酸
ｎ−ブチル共重合体とポリビニルブチラールとの
ブレンド90％、ニグロシン染料３％、及びアミン
系電荷調整剤２％から成るトナー組成物を混合
し、現像剤を調整した。 次に、富士通製高速レーザプリンタＦ−6715D
に上記の現像剤を次の条件で使用した。セレン系
フオトコンダクターの表面にコロナチヤージヤで
＋700Vに帯電し、レーザ光を照射し、得られた
静電潜像を＋200Vの現像バイアスで磁気ブラシ
現像した。結果は後記の表の通りであつた。 例 ２ 同和鉄粉製板状鉄粉DSP−128B（粒径50〜200μ
ｍの比較的に板厚の厚に板状鉄粉でその表面は酸
化処理されている）をキヤリヤとして用いたこと
を除いて、例１と同様の処理を行なつた。結果は
後記の表の通りであつた。 例 ３ 日本鉄粉製球形鉄粉ASRU又は関東電化製球
形鉄粉ST（いずれも粒径約50〜150μｍの表面が比
較的滑らかな球形鉄粉である）を、ギヤツプ間隔
約60μｍの相互に反対方向に回転している鋼製ロ
ーラ間に電磁フイーダで少量つづ落下させ、押し
潰し、潰れた球即ち太鼓状ないし円板状の混合物
（別言すれば、厚さの異なる各種コイン形混合物）
の鉄粉を作成した。この鉄粉を250メツシユの篩
（JIS）を通して、篩に残つたものをキヤリヤとし
て使用した。以降の処理は例１におけると同様に
行ない、後記表の結果を得た。 例 ４ 旭ダウ製ハイインパクトポリスチレン470（スチ
レンブタジエン共重合体）に導電性キヤボツトバ
ルカンXC−72（カーボン）10重量％を分散させた
ものを、例３で作成したキヤリヤに約1μｍの厚
さで樹脂被覆して、本例におけるキヤリヤとした
ことを除いて、例３におけると同じ処理を行なつ
た。結果は下記の表の通りである。

【表】 結果の検討：表から明らかなように、コイン形
キヤリヤを用いると、黒ベタ部の印字濃度及び線
画の印字濃字も両者共に優れており、かつフオト
コンに対する損傷もないので、球状コイン及び板
状コインの長所を兼ね備えている。 なお、樹脂被覆したコイン形キヤリヤでは、現
像バイアスを±1000V間で振らせてもキヤリヤと
フオトコンの間で放電が全く起こらず、極めて電
位マージンの広い現像を可能ならしめることが判
明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来用いられているキヤリヤの形状の
概略図であり、第２図は本発明によるキヤリヤの
形状の概略図である。 第１図：ａ……球状、ｂ……塊状、ｃ……板
状、ｄ……会合物、第２図ａ〜ｃ……コイン形。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 球状、回転楕円体、卵形のように実質的に鋭
   い突出部のない形状を押しつぶして１又は２以上
   の平行面を有するようにした強磁性金属からなる
   ことを特徴とする電子写真現像剤用キヤリヤ。 ２ 前記キヤリヤが鉄である、特許請求の範囲第
   １項記載のキヤリヤ。 ３ 前記キヤリヤが樹脂被覆を施した鉄である、
   特許請求の範囲第１項記載のキヤリヤ。 ４ 前記キヤリヤが約30〜500ミクロンの平均粒
   度分布を有する、特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれか１項に記載のキヤリヤ。