JPH0274955A - 電子写真現像剤用キャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真用キャリア、すなわちトナーと共に電
子写真現像剤を構成するキャリアに関する。

［従来の技術］ 従来より、電子写真法については米国特許２２９７８９
１号、特公昭４２−２３９１０号公報、特公昭４３−２
４７４８号公報等に記載されているごとく、光導電層上
にコロナ放電によって、−様に静電荷を与え、これに原
稿に応じた光像を露光させる事により露光部分の電荷を
消滅させ、潜像形成を行なう、この得られた静ＭｌＨｓ
像上に微粉末検電物質、いわゆるトナーを付着させるこ
とにより現像を行なうものである。

トナーは光導電層上の電荷量の大小に応じて静電潜像に
引きつけられ漬浸を持ったトナー像を形成する。このト
ナー像は必要に応じて紙又は布帛等の支持表面に転写し
、加熱、加圧又は溶剤処理や上塗り処理など適当な定着
手段を用い支持表面上に永久定着する。またトナー像転
写工程を省略したい場合には、このトナー像を光導電層
上に定着することもできる。

前記、静電潜像の現像において、トナーは、比較的大粒
子であるキャリアと混合され、電子写真用現像剤として
用いられる。トナーとキャリアの両者の組成は、相互の
接触摩擦により、トナーが光導電層上の電荷と反対の極
性を帯びるように選ばれる。また両者の接触摩擦の結果
、キャリアはトナーを表面に静電的に付着させ、現像剤
として、現像装置内を搬送し、また光導電層上にトナー
を供給する。

従来知られている現像法の一つに磁気ブラシ現像法があ
る。この現像法は結着樹脂中に染料、顔料を分散し微粒
化したトナーと還元鉄粉、酸化鉄粉、カルボニル鉄粉、
フェライト、センダスト合金等の高透磁性粉末（キャリ
ア粒子）とを混合してなる乾式現像剤が磁石によって、
その磁界作用により磁石表面にブラシ状にならぶ、この
磁気ブラシで静電潜像を保持する表面をこするとトナー
は静電潜像の吸引力によって磁気ブラシから静電潜像へ
吸引され潜像は顕像化される。

従来、磁気ブラシ現像法において使用される現像剤は、
粒径１０隔履程度の絶縁性トナーと、粒径１００〜２０
０鉢ｍ程度の鉄粉からなるキャリアとを混合するこきに
よって構成されている。しかし、この種の現像剤を用い
た現像法においては、トナーとキャリアとの混合比を常
時一定にしておかなければ安定した現像が期待できず、
しかも混合比の許容範囲が狭いため混合比を一定にする
ための対策に苦慮しなければならない。

更に、トナーの？ｉＦ　’ｉｌｔ性を安定化するために
、トナーとキャリアの混合を十分に行なうための複雑な
攪拌装置を使用しなければならない。

更にこの種の現像剤を用い磁気ブラシ法で現像した画像
は静電荷の強弱にかかわらず画像濃度に差がつきにくく
階調に富んだ原稿の再現が得られず、細線の再現性に対
しても満足いくべきものではない。

また、この鉄粉キャリアを含む現像剤は鉄粉キャリアの
磁気特性が大きいため、硬いブラシを形成することがあ
り、この硬いブラシによりベタ黒部に白線を引き起こす
（ベタ黒部白線）という欠点がある。

更に、鉄粉キャリアを用いた現像剤は比重が重く、しか
も磁気特性が大きいので４　トナー粒子がキャリア粒子
に強く衝突して付着し、キャリア粒子を汚染し、現像特
性に悪影響を与える傾向があり、更にまた磁気ブラシの
駆動に大きなトルクを必要とする欠点もある。

これらの欠点を改良するため、磁気ブラシ現像用キャリ
アとして、フェライトを用いることが提案されている。

フェライトキャリアは磁気特性が鉄粉より大きくないの
で、硬いブラシによるベタ黒部白線が発生せず、現像剤
の耐久性も向上し、更に磁気ブラシの駆動に大きなトル
クを必要としない利点がある。しかしながら磁気ブラシ
現像にフェライトキャリアを用いても現像剤の混合比の
許容範囲はせまく、更に１階調性及び細線再現性共に満
足いくべきものとなっていない、このような現像方法に
おいて、現像剤の混合比の許容範囲の拡大や高画質を得
るためには、キャリア粒子を微小化することが必要であ
る。しかし、磁気特性の小さいフェライトキャリアを微
小化すると、キャリアが光導電層上に付着する問題が発
生し、上記の効果を得る程、十分キャリアの微小化を行
なうことができなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記の如き欠点を解決した電子写真現像剤用キ
ャリアを提供するもので、その目的とするところは、 ■線画像、ベタ黒画像１階調再現性、解像力等に債れた
高品位画像を与えること ■トナーとキャリアの混合比の許容範囲が広いこと ■耐久性に富み使用寿命が長いこと ■搬送性・トナー供給効率に優れ、低速機から高速機ま
で幅広い複写装置に適用できることにある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、平均
粒径が２５〜４５ｇで且つその飽和磁化が１４０〜２４
０ｅｓマ／ｇの磁性粒子Ａと、平均粒径が４５〜８０Ｊ
Ｌで且つその飽和磁化が４５〜８０ｅｍｖ／ｇの磁性粒
子Ｂとを混合してなり、磁性粒子Ａが全磁性粒子中に１
０〜５０％の範囲で混合されていることを特徴とする電
子写真現像剤用キャリアにある。

本発明に用いる磁性粒子Ａは小粒径であるため、キャリ
ア比表面積を増大する効果があり、その結果、現像剤の
混合比の許容範囲が広くなる。

従って、現像剤のトナー濃度を高めることが可能となり
、高い画像濃度の画像を提供できる。更に磁性粒子Ａの
ような小粒径キャリアが現像剤中に存在すると、トナー
粒子が均一に帯電しやすくなり、微小な静電潜像に対す
るトナーの付着が忠実であり、静電潜像端部の）・ナー
付着の乱れが少ない、その結果、高解像度で階調再現性
に優れた高品位画像となる。

また、磁性粒子Ａは粒径が小さいにもかかわらず、飽和
磁化が大きいのでキャリア付着を発生しにくい。

しかしながら、磁性粒子Ａはその飽和磁化が大きいので
全キャリア中の５０重量％を超えるとベタ黒部白線やト
ナーによるキャリア汚染などが発生しやすくなり、更に
磁気ブラシの駆動に大きなトルクを必要とする問題を生
じてしまう。

一方、磁性粒子Ａに混合して用いられる磁性粒子Ｂは磁
性粒子Ａに比較して、その粒径が大きく、且つ飽和磁化
が小さいことが好ましい。磁性粒子Ａに磁性粒子Ｂが混
合されることによって。

ベタ黒部白線、トナーによるキャリア汚染等の問題が改
善される。

磁性粒子Ｂの粒径は、その磁気特性の程度から、４５〜
８０ｐｍであることが好ましい、磁性粒子Ｂの平均粒径
が４５μ膿以下であるとキャリア付着の問題が発生し、
逆に８０琲履を超えると、キャリア全体の比表面積が低
下し、現像剤の混合比の許容範囲が狭くなり、またトナ
ーの帯電が不均一となり。

画質が悪化する原因となる。

磁性粒子Ａ、Ｈに使用される材料としては、それぞれの
８１気特性の値から、磁性粒子Ａは鉄粉。

磁性粒子Ｂはフェライト粉が好ましいが、必ずしもこれ
に限定されない。

更に、磁性粒子Ａ、Ｂは搬送性などの点から球形である
ことが好ましい。

更に１本発明に使用される混合キャリアはトナーの帯電
量を制御するために樹脂等で被覆されていてもよい。

上記磁性粒子の表面への被覆物質としては、トナー材料
により異なるが、例えば、正帯電する樹脂としては、ア
ミノアクリレート樹脂、アクリル樹脂、あるいはそれら
の樹脂とスチレン系樹脂との共重合体などが帯電系列に
おいて正帯電側に位置し、好適である。負帯電する樹脂
としては、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリテ
トラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレ
ン重合体、ポリフッ化ビニリデンなどが、帯電系列にお
いて負側に位置し、好適であるが、必ずしもこれに制約
されない。

一方、本発明に用いられるトナーの結着樹脂としては、
ポリスチレン、ポリｐ−クロルスチレン、ポリビニルト
ルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体；スチ
レン−ｐ−りａルスチレン共重合体、スチレン−プロピ
レン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、ス
チレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリ
ル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重
合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン
−アクリル醜オクチル共重合体、スチレン−メタクリル
酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重
合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレ
ン−アクリル−アミノアクリル系共重合体、スチレン−
アミノアクリル系共重合体、スチレン−αクロルメタク
リル酸メチル共重合体、スチレンーアークリロニトリル
共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、
スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−
ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジェン共
重合体、スチレン−インブレン共重合体、スチレン−ア
クリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイ
ン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体
などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート
、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢
酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビ
ニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロ
ジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂
環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィ
ン、パラフィンワックスなどが単独或いは混合して使用
できる。

トナーにおいては、任意の適当な顔料や染料が着色剤と
して使用可能である０例えば、カーボンブラック、鉄黒
、フタロシアニンブルー、群青、キナクリドン、ベンジ
ジンイエローなど公知の染顔料がある。

また、荷電制御剤としてアミノ化合物、第４級アンモニ
ウム化合物および有機染料、特に塩基性染料とその塩、
ベンジルジメチル−ヘキサデシルアンモニウムクロライ
ド、デシル−トリメチルアンモニウムクロライド、ニグ
ロシン塩基、ニグロシンヒドロクロライド、サフラニン
γ及びクリスタルバイオレット、を添加しても良い。

本発明トナーの製造にあたっては、熱ロール、ニーグー
、エクストルーダー等の熱混練機によって構成材料を良
く混練した後、機械的な粉砕、分級によって得る方法、
あるいは結着樹脂溶液中に磁性粉等の材料を分散した後
、噴霧乾燥することにより得る方法、あるいは、結着樹
脂を構成すべき単量体に所定材料を混合した後、この乳
化懸濁液を重合させることによりトナーを得る重合トナ
ー製造法等それぞれの方法が応用できる。

［実施例］ 以下本発明を実施例により具体的に説明するが、これは
本発明を何等限定するものではない。

尚、以下の配合における部数は、全て重量部である。

実施例１ 上記の混合物をロールミルで加熱混練した。これを放冷
した後カッターミルで粗砕物とし、超音波ジェットミル
により微粉砕した後、風力分級器で、体積平均粒径１２
．５μ膣の青色粒子を得た。この粒子１００部にコロイ
ダルシリカ０．５重量％を添加し、トナーとした。

一方、平均粒径３５ル、飽和磁化１９０ｅｍマ／ｇの珠
状鉄粉２０部、平均粒径５１ル、飽和磁化６７ｅｙｒマ
／ｇの球状フェライト粉８０部をそれぞれ混合し、本発
明の混合キャリアを得た。このようにして形成した混合
キャリアと前記トナーとを以下の重量比率で混合し、３
種類の現像剤を得た。

キャリア：トナー（重量比） 現像剤Ａ　　　　　９５：５ Ｂ　　　　　８５　　：　　１５ Ｃ７５：　　２５ この３種類の現像剤を市販ＭＰ−ＣＯＬＯＲ−Ｔ　（キ
ャノン製複写機）を用いて複写した所、いずれの現像剤
も表１に示すようにカブリやトナー飛散がなく、画像濃
度、細線再現性、解像力に優れた階調性のある画像が得
られた。また、１万枚連続複写後も初期と変らない良好
な画像であった。

比較例１ 平均粒径１００ル、飽和磁化８２ｅｍマ／８の球状フェ
ライト粉と実施例１で用いたトナーとを、以下の重量比
率で混合し以下の現像剤を得た。

キャリア：トナー（重量比） 現像剤Ａ’　　　　９５：５ ３３’　　　　８５　　：　　１５ Ｃ’　　　　７０　　：　　３０ この３種の現像剤を用いて、実施例１と同様に画出しし
たところ、いずれも表１に示すように細線再現性、解像
力１階調性などは良好でなかった。

更にＡ′現像剤はベタ黒部の画像がガサツキ、画像濃度
もやや低く、一方Ｃ′現像剤は、カブリ、トナー飛散が
発生してしまった。結果として、１００蒔のフェライト
キャリアを使用した現像剤はキャリアとトナーの混合比
の許容範囲がせまかった。

比較例２ 平均粒径４０ル、飽和磁化８７ｅ層マ／ｇの球状フェラ
イトキャリアと実施例１で用いたトナーとを、７５：２
５の重量比率で混合し、現像剤りを得た。

この現像剤を用いて実施例１と同様に画出ししたところ
、カブリやトナー飛散は発生しなかったが、キャリア付
着が発生し、良好な画像が得られなかった。

実施例２ 積平均粒径１２．２Ｊｊ、の赤色微粉末を得た。この粒
子１００部にコロイダルシリカ０．８重量％を添加し、
ト±−とした。

一方、平均粒径４ｉｐ、飽和磁化２２０ｅｍｖ／Ｈの球
状鉄粉と平均粒径６３μ、飽和磁化Ｂ５ｅｍｖ／Ｈの球
状フェライト粉とを４２：５８の重量比率で混合し５本
発明のキャリアを得た。

次に、このキャリアを前記トナーと８８：１２の重量比
率で混合し２．現像剤Ｅを得た。この現像剤を用いて、
実施例１と同様に画出ししたところ、実施例１と同様に
良好な結果となった。

比較例３ 平均粒径４Ｉル、飽和磁化２２０ｅｒｍマ／ｇの球状鉄
粉と平均粒径６３ＩＬ、飽和磁化８５ｅ鳳マ／ｇの球状
フェライト粉とを８５：３５の重量比率で混合し、混合
キャリアを得た。

次にこのキャリアと実施例２で用いたトナーとを９０：
１０の重量比率で混合し、現像剤Ｅ′を得た。この現像
剤を用いて実施例１と同様に画出ししたところ、表１に
示すようにベタ黒部に白線が生じ、更に複写枚数を重ね
ると共にカブリが発生してきた。

実施例３ ポリ弗化ビニリデン６０ｇ、スチレン−メチルメタクリ
レート（７０：３０）共重合体６０ｇをそれぞれアセト
ン−メチルエチルケトン（混合比１　：　ｌ）混合溶媒
５文に溶解して被覆液を調製した。次に、平均粒径３２
ｐ、飽和磁化２２５ａｍｗ／Ｈの球状鉄粉と平均粒径７
０μ、飽和磁化５９ｅｍｖ／Ｈの球状フェライト粉とを
１８：８２の重量比率で混合したキャリア１０Ｋｇを、
前記被覆液により流動化ベット装置を用いて被覆し、被
覆キャリアを得た。このキャリアを実施例２で用いたト
ナーと８５：１５の重量比率で混合し、現像剤Ｆを得た
。

この現像剤を用いて市販ＣＬＣ−１（キャノン製複写機
）を用いて複写した所、実施例１と同様に良好な結果が
得られた。

（以下余白） 本発明において、細線再現性は次に示すような方法によ
って測定を行った。すなわち、正確に幅１００ｇ曹とし
た細線のオリジナル原稿を、適正なる複写条件でコピー
した画像を測定用サンプルとし、測定装置として、ルー
ゼックス４５０粒子アナライザーを用いて、拡大したモ
ニター画像から、インジケーターによって線幅の測定を
行う、このとき、線幅の測定位置はトナーの細線画像の
幅方向に凹凸があるため、凹凸の平均的線幅をもって測
定点とする。これより、細線再現性の値（％）は、下記
式によって算出する。

本発明において、解像力の測定は次の方法によって行っ
た。すなわち、線幅および間隔の等しい５木の細線より
なるパターンで、１■の間に２．８．３．２．３．６．
４．０．４．５．５．０．５．８．８．３．７．１又は
８．０本あるように描かれているオリジナル画像をつく
る。この１０種類の線画像を有するオリジナル原稿を適
正なる複写条件でコピーした画像を、拡大鏡にて観察し
、細線間が明確に分離している画像の本数（木／ｌ＋ｓ
）をもって解像力の値とする。

この数字が大きいほど、解像力が高いことを示す。

［発明の効果］ 以上のように本発明の現像剤は下記の如き優れた効果を
発揮するものである。

ｉ）細線再現性、解像度９階調性１画像濃度にすぐれた
現像剤である。

ｉ）トナー濁度が変動しても常に良好かつ高品位な画像
を与える現像剤である。

ｉＴ＋）性能劣化が起こらず、繰返し使用に耐える現像
剤である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒径が２５〜４５μで且つその飽和磁化が１
   ４０〜２４０ｅｍｖ／ｇの磁性粒子Ａと、平均粒径が４
   ５〜８０μで且つその飽和磁化が４５〜８０ｅｍｖ／ｇ
   の磁性粒子Ｂとを混合してなり、磁性粒子Ａが全磁性粒
   子中に１０〜５０％の範囲で混合されていることを特徴
   とする電子写真用現像剤用キャリア。