JPH027062B2

JPH027062B2 -

Info

Publication number: JPH027062B2
Application number: JP58098808A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Amagai; Hiroaki Yoshikawa
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1983-06-03
Filing date: 1983-06-03
Publication date: 1990-02-15
Also published as: JPS59223458A

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ヤリアに関す
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、キヤリアとトナーの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撹拌することにより、キヤリ
アと現像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
径の大きなキヤリア（60〜500μｍ）を用いて現
像を行なつていた。しかし粒径がトナーのそれよ
り大ききいキヤリアを用いた場合、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、キヤリアの粒径をトナーの粒
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
して平均粒径がが５〜30μｍで結着樹脂と磁性粉
とからなる小粒径キヤリアと、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、およびキヤリアの背景部への
付着が生じまた帯電量が小さすぎると、トナーの
飛散あるいは、トナ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像が、生じるもので
あつた。また近年感光体として、有機系感光体が用いら
れるようになつており、この場合、潜像極性は負
極性であり、トナーが正、即ちキヤリアが負に帯
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、トナーとキヤ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
キヤリアとの摩擦帯電過程における帯電速度が遅
く、しかも帯電の電荷分布が広がり、逆極性に帯
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、
背景部へのキヤリア付着が発生し、画像に影響を
及ぼすものであつた。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、小粒径キヤリアを用
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
発明はキヤリアが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中に、針状
磁性粉と粒状磁性粉とを分散してなることを特徴
とする乾式現像法に用いられる乾式キヤリア粒子
により達成することができる。 (i) キヤリア (a) 結着樹脂本発明において使用するキヤリアの結着樹
脂は、キヤリア中での含有量が、キヤリアの
飽和磁束密度の大きさを決定づける。通常キ
ヤリア中の結着樹脂と磁性粉との配合重量比
は20：80〜60：40好ましくは20：80〜40：60
である。これは、結着樹脂の含有量が20重量
部未満では、結着剤が少なくなり過ぎて、結
着能が得られず、キヤリア粒子がもろくなつ
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景部へキ
ヤ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、ポリカーボネート、セ
ルロース系樹脂、ポリアミドおよびそれらポ
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、キヤリアに使用する結
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ヤリアを得るとキ
ヤリア表面に針状磁性粉の一部が露出して、
トナーとの帯電でキヤ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ヤリアの針状磁
性粉としては、平均粒径0.1〜3μのもので、
長軸／短軸比が２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、ｒ−Fe₂O₃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
キヤリア中の配合量は40〜80wt％であるが、
磁性粉が全て針状磁性粉である必要はなく、
磁性粉のうち少なくとも10％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10％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
ヤリアの背景部付着が発生するからである。また、全磁性粉中、粒状磁性粉の含有量
は、90％〜50％の範囲が適当である。特開昭59−30544号には、針状磁性粉と結
着樹脂とを混合してなるキヤリア粒子が開示
されているが、磁性粉として針状磁性粉と粒
状磁性粉を混合して用いることは記載されて
いない。針状磁性粉のみを用いると表面積が
大きくなりすぎ、結着樹脂とのぬれ性（親和
性）が低下してキヤリアの混練不良が生じ、
キヤリアの組成が不均一になりやすい。しか
し、本発明では粒状磁性粉を併用しているた
め、このような欠点がない。本発明のキヤリアでは必要に応じて、導電
性調節剤としてカーボンブラツク、界面活性
剤、および帯電制御剤を添加しても良い。 (c) キヤリアの粒径本発明のキヤリアは、トナーと混合して安
定した負帯電性が得られ、特にトナー並びに
キヤリアの背景部への付着ががなく、解像
力、階調性などの画質に優れた長時間の使用
に耐えうるるものである。キヤリアの平均粒
径は10〜40μｍ好好ましくは20〜30μｍであ
る。キヤリア粒径10μｍ未満では、キヤリア
１個当たりの磁力が小さく、キヤリアの感光
体への付着が生じ易くなり、また40μｍ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ブリが生じ易く
なるからである。 (d) キヤリアの製造方法本発明のキヤリアの製造方法としては、混
練・粉砕法、結着樹脂を溶剤に溶かし、磁性
粉を分散した懸濁液をスプレードライする方
法、また結着樹脂を重合する際、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) トナー本発明のキヤ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
い。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、キヤリアと同様な結
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
が用いられ、結着樹脂を着色するに十分な量、
一般にはトナーの25wt％以下、好ましくは１
〜20wt％の量で用いられる。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、４級アンモニウム塩等の帯電制御剤
を添加するか、結着樹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5μ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、前述したキヤリアの製造方法と同じであ
る。本発明の効果本発明のキヤリアは、上述のトナーを混合撹拌
された際、安定した負帯電性を示すものである。本発明はキヤリアに針状磁性粉を含有してい
る。これは磁性キヤリア表面の針状磁性粉の露出
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
ーが潜像に付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。従つて長時間使用しても、
キヤ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ヤ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の電界部で
は通常の背景部よりも、キヤ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。本発明のキヤリアは、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、
現像器を撹拌するのに必要なトルクが小ささく、
キヤ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。本発明のキヤ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。本発明ののキヤ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置により現像する。本
発明に係わる現像剤は、キヤ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。本発明のキヤリアを用いた現像剤では、キヤリ
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、連続複写を行なつても、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ヤリアを用
いると、キヤリアの背景部付着が生じ使用に耐え
られない。本発明のキヤリアは、小粒径キヤリアでなくと
も60〜150μｍのキヤリアで用いても、トナー濃
度を小粒径キヤリアよりも低くすればよく、現像
剤の軽量化をはかることができ現像器の撹拌トル
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１スチレン・メタクリル酸ｎ−ブチル共重合体
（スチレン：メタクリル酸ｎ−ブチル＝65：35
重量平均分子量＝80000、数平均分子量＝
29000） 30重量部針状マグネタイト（長軸径0.5μ、短軸軸径
0.05μ） 35重量部粒状マグネタイト（d₅₀＝0.5μ） 35重量部カーボンブラツク（Black Pearls880：キヤボ
ツト社製）３重量部を混合し、溶融混練後、微粉砕、分級級を行な
い、平均粒径24.8μｍの磁性キヤリアを得た。実施例２スチレン−アクリル酸２−エチルヘキシル共
重合体（スチレン：アクリル酸２−エチルヘキ
シル＝80：20、重量平均分子量＝120000、数平
均分子量＝45000） 30重量部針状マグネタイト（長軸径径0.45μ、短軸径
0.05μ） 15重量部針状マグネタイト（d₅₀＝0.6μ） 55重量部カーボンブラツク（Black Pearls800；キヤボ
ツト社製）５重量部を実施例１と同様にして平均粒径25.4μｍのキヤ
リアを得た。比較例１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１と同
じ組成で、実施例１と同様の方法で平均粒径
25.0μｍのキヤリアを得た。比較例２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２と
同じ組成で、実施例１と同様の方法で平均粒径
24.3μｍのキヤリアを得た。トナーの実施例スチレン・メタクリル酸ｎ−ブチル共重体
（スチレン：メタクリル酸ｎ−ブチル＝65：35、
重量平均分子量＝75000、数平均分子量＝
24000） 92重量部カーボンブラツク（Reagal330：キヤボツト社
製）６重量部四級化アンモニウム塩（セチルピリジニウムク
ロライド）２重量部を混合し、溶融混練、粉砕により平均粒径12.1μ
ｍ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ヤリア90重量部に
トナー10重量部を加え、Ｖ型混合器にて約10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
の間隔を1.0mmにし、XEROX7600改造機に４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。

【表】背景部へのキヤリア付着が発生した比較例１、
２のキヤ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、キヤリア
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２
表のような値が得られた。

【表】第２表からもわかるように針状マグネタイトを
含有しないキヤリアを用いると、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量
が高くなることがわかつた。次に実施例１と２のキヤ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

【特許請求の範囲】

１少なくとも結着樹脂中に、針状磁性粉と粒状
磁性粉とを分散してなることを特徴とする乾式現
象法に用いられる乾式キヤリア粒子。