JPH0372372A - 静電荷像現像用キヤリア，乾式現像剤および画像形成方法 - 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、電子写真法等に訃いて形成される静電荷像の
現像に有用な静電荷像現像用キャリア。

乾式現像剤及び画像形成方法に関する。

（従来の技術） 電子写真法にかいて、感光体を一様に帯電させた後、原
図に基づいた光像を前記感光体に露光し。

光照射部分の電荷を消滅あるいは減少させて感光体に原
図に対応する静電潜像を形成させ、その後にキャリア粒
子とトナー粒子から成る。いわゆる二成分系乾式現像剤
によう顕像化して複写物を得る方法は、従来からよく知
られている。この二成分系乾式現像剤は比較的大きなキ
ャリア粒子表面上に微小なトナー粒子が２両粒子の摩擦
によう発生した電気力によシ保持されてカシ、静電潜像
に近接すると、静電潜像が形成する電界によるトナー粒
子に対する潜像方向への吸引力が、トナー粒子とキャリ
ア粒子間の結合力に打ち勝って、トナー粒子は静電潜像
上に吸引付着されて静電潜像が可視化されるものである
。そして、乾式現像剤は現像によって消費されたトナー
を補充しながら反復使用される。

したがって、キャリアは長期間の使用中、常に所望する
極性と充分な帯電量をトナー粒子に付与しなければなら
ない。しかし、従来のキャリアはトナー粒子との摩擦、
衝突などによシ、又はこれらによる発熱などによシ、キ
ャリア表面にトナー膜が形成され、いわゆるスペントが
発生し、このためキャリアの摩擦帯電特性が使用時間と
共に低下し、現像剤全体を取り替える必要が生じる。

又、近年、静電荷像用感光体として＊　Ｓｅ、　８ｅ−
Ｔｅ、　Ａｓ１Ｓｅ３等の無機光導電層に代わって有機
光導電層を有する感光体（以下、有機感光体というンが
複写機やプリンターに使用されてきている。この有機感
光体は、無機感光体に比較して１表面硬度が低く、現像
剤、特に、キャリアによるきすや摩耗を受は易い。

従来の電子写真法を用いたレーザービームプリンターの
機能は、アルファベット、数字、漢字等の線画像の出力
であった。近年、線画像に加えて。

バーコード、黒ペタ等の面画像の出力の必要が増してき
た。バーコード印字のような面画像印字では、感光体ド
ラム表面に形成された潜像パターンの中央部はエツジ部
と比較して電束密度が非常に低くなる。従って、現像プ
ロセスの際、トナーがパターンのエツジ部に集中的に付
着し、中央部にはほとんどトナーが付着しないという印
字プロセス上の欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） これらの欠点を解消し１面画像を出力するために、バイ
アス電圧を印加し、印字の制御を行う方法が提案されて
いる。このバイアス電圧は感光体ドラム表面と磁気ブラ
シの間に感光体ドラム側がトナーの有する電圧の極性に
対して、逆極性となるように印加される静電圧である。

このバイアス電圧によって感光体ドラム表面にかける低
い電束密度の部分へトナー粒子が移動し、その結果、均
一な面画像が見られる。しかしながら、バイアス電圧が
非常に強い場合は、感光体ドラムに形成された潜像以外
の部分にもトナーが付着し、いわゆるカブリと言われる
現像が発生する場合がある。

上記のようなバイアス電圧による方法にかいては、特に
電気抵抗の低いキャリアを使用した現像剤が有効である
。電気抵抗の高いキャリアを使用した場合、磁気ブラシ
部での電圧降下が大きく。

磁気ブラシ先端と感光体表面間の電圧が低くなう。

有効なバイアス電圧印加の効果を得ることが出来ない。

一方、電気抵抗が極端に低いキャリアを使用した場合は
、磁気ブラシ部分の電圧降下は小さく、バイアス電圧効
果の面では好筐しいが、トナーとの帯電性、即ちトナー
に対する電荷付与の立場から好ましくない。

従って、帯電性と導電性の両方の条件を満足させ、かつ
面画印字特性を向上させるには、キャリアの有する電気
抵抗が重要なパラメータとなる。

また、キャリアの抵抗は、スペントによっても高くなる
。このスペント貴を減らす方法として。

キャリア表面にトナーが付着しにくい材料１例えば、弗
素樹脂、ポリブタジェン樹脂等ヲコーティングする方法
が採用されているが、このコーティング材料自身の電気
抵抗が高く、キャリアの低抵抗化には適していない。

一方、＃画印字品質の向上のために比表面積の大きなキ
ャリアを用い、現像剤中のトナー濃度を高めようとする
方法も検討されている。しかし慶から、この方法におい
ては２面画間字品質を長期間保持することが困難である
。

本発明は、これらの課題を解決し、長寿命の現像剤を提
供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、導電性物質を分散した樹脂組成物からなシ、
その比抵抗が１０Ｓ−１０”Ω（至）である被覆材によ
シ、核体粒子の表面が被覆されてなる静電荷像現像用キ
ャリア、該キャリアとトナーを含有する静電荷像現像用
二成分乾式現像剤及び該現像剤を使用することを特徴と
する画像形成方法に関する。

本発明に用いる被覆材の成分となる樹脂としては、スチ
レン−アクリル樹脂、シリコーン樹脂。

フッ素含有樹脂、ポリエステル樹脂、変性アミノ樹脂等
から１種又は２種以上を選択して用いることができる。

これらは９例えばトナーのパインダ−樹脂の種類等に応
じて選択される。これらの樹脂に導電性物質を分散させ
て樹脂組成物とし９本発明の被覆材として用いる。導電
性物質としては。

カーボンブラック、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マ
グネシウム等の脂肪酸金属塩、酸化亜鉛。

酸化チタン、マグネタイト等の金属酸化物があげられる
。この中で特にマグネタイトが樹脂に対する分散性及び
抵抗のｖ！４整しやすさにかいて優れている。導電性物
質の使用量はその被覆材の目的とする抵抗によシ決定さ
れるが１通常、樹脂成分に対して、１〜３０重量％の割
合で用いられる。導電性物質は樹脂成分に均一に分散さ
せなければならない。均一に分散させる方法としては、
樹脂成分をトルエン、ジクロールメタン、テトラヒドロ
フラン等の有機溶剤に溶解し、それに導電性物質を配合
し、ボールミル、サンドミル、アトライタ等を用いてお
こなうことができる。

本発明の被覆材は比抵抗が１０Ｓ〜１０１３Ω０である
ことが必要であジ、好１しくは１０７〜ｌ　ＱｌｌΩ印
とされる。被覆材の比抵抗はＪＩＳ　Ｃ２１０３に準じ
て測定される。被覆材の比抵抗が１０１３０−を越える
場合は１本発明の目的とする画質が得られない。又１０
ＳΩ圓未満の場合はトナーと組み合わせた時、トナーの
飛散が激しく、現像剤としての使用に耐えない。

本発明に使用される。核体粒子（ヤヤリア芯材ンには鉄
、ニッケル、コバルト、フェライト等の。

平均粒径が３０〜３００μｍの磁性材料が好ましく用い
られる。核体粒子の平均粒径が３０μｍ未満である場合
は、感光体表面にキャリアが付着し。

感光体の損傷や画像の品質の劣化の傾向がある。

一方、平均粒径が３００μｍを超える場合は、キャリア
表面に担持てきるトナー量が少なくなシ。

連続複写時に画像の品質が変動しやすくなる傾向がある
。

筐た。静電荷像用感光体として、有機感光体を使用する
場合は、核体粒子は、フェライト系の磁性材料が感光体
に対するダメージが少ないことから、特に好ましい。

本発明に係る静電荷像現像用キャリアは前記被覆材ヲ、
ジクロルメタン、ジクロルエタン、テトラクロルフラン
等の有機溶剤で希釈し、核体粒子表面を被覆することに
よジ製造される。

被覆する方法としては、上記被覆材溶液に核体粒子とな
る磁性材料を浸漬、乾燥する方法、または磁性材料に流
動床で該溶液を噴霧し、乾燥する方法などがある。

乾燥時の温度としては、１２０〜２００℃であるのが好
筐しい。

充分な被覆を形成し、均一な帯電性、耐湿性。

耐久性を得るためには、上記被覆材溶液の濃度を３〜３
０重量優にするのが好ましい。同様の理由で被覆層の厚
さ＃ｉ０．１〜１０μｍ程度であるのが好ましい。

本発明に係る静電荷像現像用キャリアと共に乾式現像剤
の成分として用いられるトナーとしては。

従来公知のトナーがあａ、＊に制限されない。例えば、
スチレン−アクリル酸エステル共１合体。

スチレン−メタクリル酸エステル共重合体等のビニル樹
脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱可塑性樹
脂に、カーボンブラック、各種染料等の着色剤、マグネ
タイト等の顔料、ニグロシン。

アゾ染料、サリチル酸誘導体及びそれらの金属塩等の荷
電制御剤、ポリプロピレン、ポリエチレン。

カルナウバワックス等の定着特性向上剤などのトナー材
料を加えてよく混合し、熱ロールミル、コニーダ等の混
合機でよく溶融混練した後、冷却。

粉砕９分級して得たトナーが使用できる。

筐た。前記熱可塑性樹脂以外のトナー材料を熱可塑性樹
脂の重合時に添加した。ｈわゆる重合法トナーを用いる
こともできる。更に、これらのトナーに疎水化シリカ、
アルミナ、二硫化モリブデン、酸化チタン等の流動性向
上剤、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、
ラウリン酸亜鉛等のクリーニング性向上剤等を添加して
用りることもできる。

本発明に使用されるトナーのうちで特に有用なものとし
て、スチレン−アクリル系樹脂を結着樹脂成分とするト
ナーを挙げることができる。このスチレン−アクリル系
樹脂を結着樹脂成分とするトナーは、トナーの流動性に
優れ、更に、キャリアを汚染しに＜＜、長寿命の現像剤
を提供することができる。

キャリアに対するトナーの使用量は、キャリア表面の２
０〜９０％をトナーが被覆する程度であるのが好オしい
。このような被覆度を得るには。

例えば、トナー／キャリアの重量比は１／９９〜６／９
４程度で混合される。被覆度が２０％よう少ない場合に
は９画像濃度が低くなる傾向にあり。

９０％を越える場合には、カブリが増えたシ、トナーが
飛散したシする傾向にある。

得られる現像剤は、複写機、レーザビームプリンタ等に
搭載される種々の感光体上に形成された静電潜像と接触
させて、該潜像を顕像化（現像）し９紙等の支持体に転
写し９次いで公知の定着方法によシ定着される。こうし
て９本発明の現像剤を用いて得られる画像は、非常に優
れたものである。

な）、現像方法としては、磁気ブラシ法が好喧しく使用
され、定着方法としては、熱ロール法が好筐しく使用さ
れるが、これらに制限されるものではない。

（実施例〉 次に９本発明を実施例によう更に詳しく説明するが１本
発明はこれに限定されるものではない。

トナーの製造 カーボンブラック（三菱化成■製、φ４４）　　１０重
量部を配合し、二本ロールによる混線、ハンマーミルに
よる粗粉砕、ジェットミルによる微粉砕、更にジグザグ
分級機による分級を経て１粒子径５〜２５μｍのスチレ
ン−アクリル系トナーＩを作成した。

実施例１ 被覆キャリアの製造 （１）被覆材の調整 スチレン−アクリル樹Ｊｌ（ハイーｒ−８ＢＭ６００゜
三洋化成工業■製）ｓｏｏｇ及びイソブチルエーテル化
メラミン樹脂（メラン２８１日立化成工業■製）２００
ｇをジクロルエタン／トリクロルエタン＝１／１　（重
量比ンの溶剤に濃度４０重重量圧なるように溶解した。

ついで導電性物質としてマグネタイ）　（ＭＧ−ＲＦ、
三井金属■製）１００９を加え三本ロールで十分混練し
た。さらに上記溶剤で濃度５重量多になる様に調整した
。この被覆材の比抵抗をＪＩＳ　　０　２１０３に従っ
て測定したところ３　Ｘ　１０５Ω・０であった。

（２）被覆キャリアの製造 （１）で調整された被覆材を、平均粒径１００μｍのフ
ェライトキャリア（Ｆ−１００，日本鉄粉■製）ｓｋｇ
の表面に流動床型被覆装置によって被覆し、更に１５０
℃で１時間加熱乾燥させ、膜厚約２μｍの被覆キャリア
Ｉを得た。

被覆キャリア■にスチレン−アクリル系トナーＩをキャ
リア／トナーが９８／２（重量比）になる様配合し、Ｖ
型ブレンダーで混合し現像剤■を作成した。

実施例２ 実施例１で調整した被覆材を用いて平均粒径７５μｍの
フェライトキャリアＣＰ−１５０，日本鉄粉■製７５に
９の表面に流動床型被覆装置によって被覆し、更に１７
０℃で１時間加熱乾燥させ。

膜厚約２μｍの被覆キャリア■を得た。

この被覆キャリア■にスチレン−アクリル系トナー■を
キャリア／トナーが９７／３（重量比）になるよう配合
し、Ｖ型ブレンダーで混合し、現像剤■を作成した。

実施例３ （１）被覆材の調整 スチレン−アクリル樹脂（ハイマーＳＢＭ６００゜三洋
化成工業■製）ｓｏｏｇ及びインブチルエーテル化メラ
ミン樹脂（メラン２８９日立化成工業■製）２００ｇ及
びマグネタイト（ＭＧ−ＲＦ。

三井金属■製）２５０９を加え実施例１と同様にして被
覆材を調整した。この被覆材の比抵抗をＪＩＳ　Ｃ２１
０３に従って測定したところ５　Ｘ　１０７Ω・国であ
った。

（２）被覆キャリアの製造 実施例１と同様にフェライトキャリアＦ−１００を被覆
し、被覆キャリア■を得た。

この被覆キャリア■にスチレン−アクリル系トナーＬを
、キャリア／トナーが９８／２　（重量比ンになるよう
配合し、現像剤■を作成した。

実施例４ 実施例３で調整した被覆材を用いて実施例３と同様にフ
ェライトキャリアＦ−１５０を被覆し被覆キャリア■を
得た。

この被覆キャリア■にスチレン−アクリル系トナーＴを
、キャリア／トナーが９７／３　（重Ｉ比ンになるよう
に配合し、現像剤■を作成した。

比較例１ フェライトキャリアＦ−１５０にスチレン−アクリル系
トナー■を、キャリア／トナーが９７／３（Ｘ量比）に
なる様配合し、現像剤■を作成した。

比較例２ 被覆材のｐ４ｕ スチレン−アクリル樹脂ハイマーＳＢＭ６００８００ｇ
及びイソブチルエーテル化メラミン樹脂メラン２８　　
ｚｏｏｇをジクロルエタン／トリクロルエタン−＝１／
１　（重量比）の溶剤に濃度５１ｉ量嘩になる様に調整
した。

この被覆材の比抵抗をＪＩＳ　　Ｃ２１０３に従って測
定したところ２　Ｘ　１０１１１Ω・（至）であった。

この様に調整された被覆材をフェライトキャリアＦ−１
００に実施例１と同様に被覆し、被覆キャリアＶを得た
。

この被覆キャリアＶにスチレン−アクリル系トナーＩを
、キャリア／トナーが９８／２（重量比）になる様に配
合し、現像剤■を作成した。

比較例３ （１）被覆材の調整 スチレン−アクリル樹脂ハイマーＳＢＭ６００８００ｇ
及びインブチルエーテル化メラミン樹脂メラン２８　２
ｏｏｇ及びマグネタイトＭＧ−ＲＦ１０００９を加え実
施例１と同様にして被覆材を調整した。

この被覆材の比抵抗をＪＩＳ　　Ｃ２１０３に従って測
定したところ２　Ｘ　１０４Ω・□□□であった。

（２）被覆キャリアの製造 実施例１と同様にフェライトキャリアＦ−１００を被覆
し、被覆キャリア■を得た。

この被覆キャリア■にスチレン−アクリル系トナーＩを
、キャリア／トナーが９８／２（重量比）になるように
配合し、現像剤■を作成した。

実施例１〜４．比較例１〜３で作成した現像剤の特性を
表１に示す。

現像剤の評価（画像形成）方法 市販のＬＢＰプリンター（感光体；電荷発生層に７タロ
シアニン系顔料を使用した有機感光体。

印刷速度；１２枚／分、半導体レーザー、磁気ブラシ現
像機、二成分反転現像方式、熱ロール定着。

バイアス電圧１００Ｖのもの）を用い評価した。

なか、評価方法は以下のようにして行った。

線画像濃度 それぞれ作成した現像剤を前記の市販レーザービームプ
リンターを使用してｒＩＪの字を出力した。ユニオン光
学■製マイクロホトメータで「工」の字の濃度を測定し
た。測定値はマクベス濃度値に変換し判定した。

面画像濃度 線画像濃度と同様にして３ｃｍＸ３ｃｍの画像を出力し
た。マクベス濃度計を用い中心部の濃度を測定し９判定
した。

解像度 線画像濃度と同様にして１．６ライン／インチ。

２０ライン／インチ、２５ライン／インチ、３．２ライ
ン／インチ、４０ライン／インチ、５．０ライン／イン
チ、ａ３ライン／インチ、＆０ライン／インチ、１α０
ライン／インチ、１２５ライン／インチ、１６ライン／
インチの線画を出力した。

出力された画像が細部筐で読み取れるライン数の最大で
示した。

耐久性 それぞれ作成した現像剤を複写機を用い、温度３０℃、
相対湿度８０φの条件で１ｏｏｏｏ枚連続複耳を行った
。この時に発生するトナーの飛散を調べ、以下の評価で
判定した。

◎・・・・・・トナーの飛散がない。

○・・・・・・トナーの飛散が若干見られる。

△・・・・・・トナーの飛散が多い。

×・・・・・・トナーの飛散が多量に発生する。

（発明の効果） 本発明に係る乾式現像剤は２％定の被覆材によシ被覆さ
れたキャリアを用いるためキャリアとトナーの摩擦帯電
性にかいて優れ、実施例からも明らかなように線画像濃
度と面画像濃度がバランス良く優れている。

本発明に係る静電荷像現像用キャリアは、耐久性にも優
れる。

また、このキャリアを用いた乾式現像剤は、有機感光体
を使用する複軍機、プリンター等に用いた場合特に、優
れた耐久性を示す。

従って１本発明に係る乾式現像剤を使用する画像形成方
法によれば、電子写真複写機、レーザービームプリンタ
ーなどにかいて、長期間圧れた画質の画像を生じ、線画
及び面画出力に優れた画像を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電性物質を分散した樹脂組成物からなり、その比
   抵抗が１０＾５−１０＾１＾３Ωｃｍである被覆材によ
   り、核体粒子の表面が被覆されてなる静電荷像現像用キ
   ャリア。 ２、核体粒子がフェライトである請求項１記載の静電荷
   像現像用キャリア。 ３、導電性物質がマグネタイトである請求項１又は２記
   載の静電荷像現像用キャリア。 ４、請求項１、２又は３記載のキャリアとトナーを含有
   する乾式現像剤。 ５、請求項４記載の乾式現像剤を使用することを特徴と
   する画像形成方法。