JPH0440471A - 電子写真現像用磁性キャリヤ粒子 - 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、電子写真現像用磁性キャリヤ粒子に関する。

さらに詳しくは、特に磁気ブラシ現像に用いられ、樹脂
コートを施した磁性キャリヤ粒子に関する。

〈従来の技術〉 従来、電子写真現像用の磁気ブラシ現像に用いる磁性キ
ャリヤ粒子の１つとしては、鉄粉やいわゆるフェライト
粒子に樹脂コーティングを施したものが用いられている
。

ところで、このような磁性キャリヤ粒子は、トナーを摩
擦帯電することにより、トナーを静電的に付着させ、現
像時にトナーを感光体上に移動させるものである。

このため、キャリヤ粒子の摩擦帯電量が大きく、帯電性
が均一で、トナーを有効かつ均一にとりあげ、析出させ
ることが要求される。

また、キャリヤ粒子は、現像機中での搬送性が良好でな
ければならず、粉体として良好な流動性を示すことが要
求される。

さらに、キャリヤ粒子は、現像部分で一方の電極として
機能し、電界を均一にする役目をはたすものであり、樹
脂コートを施される磁性粒子の組成をかえることにより
、また、樹脂の組成をかえることにより、１０’〜１０
１２Ωの範囲において、複写機に応じた所望の抵抗をも
つことが要求される。

しかも、この電気抵抗は、高温下で低下しないことが望
まれる。

また、キャリヤ粒子は、現像機中で、上記緒特性を安定
して維持、発揮するための、耐久性をもつことが要求さ
れる。

ある。　また、被覆強度も十分でない。

また、トナー補給時の帯電の立ち上がり特性の点でも未
だ不十分であり、帯電量の経時変化も生じやすく、トナ
ースペント（キャリヤへのトナー融着）が生じやすい。

これから、画像再現性や解像度等の画質の点で不十分で
ある。

また、例えば数万枚以上のくり返し複写により、画像濃
度、カブリ、再現性、解像度等が経時劣化したり、キャ
リヤ付着やトナー飛散等を生じてしまうという欠点もあ
る。

本発明の主たる目的は、帯電特性が良好で、被覆強度が
高く、得られる画質が良好で、耐久性や安定性が高い電
子写真現像用磁性キャリヤ粒子を提供することにある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来の樹脂コートキャリヤは、帯電量分
布がブロードであるという欠点が〈課題を解決するため
の手段〉 このような目的は、下記（１）の本発明によって達成さ
れる。

（１）４５〜５５ｅｍｕ／ｇの飽和磁化を有し、粒径が
７４〜１４９μｍの範囲にある粒子が９０重量％以上で
あるフェライトキャリヤ芯材に、エチルメタクリレート
とスチレンとの共重合体を主成分とし、前記共重合体中
のスチレンの含有量が１５〜２５重量％であり、さらに
それぞれ２重量％以下のドデシルメタクリレートと２−
ヒドロキシエチルアクリレートとを含有する樹脂で被覆
層を形成し、抵抗値が８．５〜２２０Ｘ１０７Ωである
ことを特徴とする電子写真現像用磁性キャリヤ粒子。

〈作用〉 本発明では、芯材フェライトの飽和磁化と粒度分布とを
規制するとともに、樹脂被覆の主成分をなす共重合体の
組成として、（メタ）アクノル酸の低級アルキルエステ
ルとスチレンとの共重合体を選択して、そのスチレン共
重合比を規制し、さらに、この共重合体に所定の第３お
よび第４成分を加え、さらに抵抗値を規制する。

〈発明の具体的構成〉 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の電子写真現像用磁性キャリヤ粒子は、磁性粒子
の表面に樹脂被覆を有する。

本発明において、樹脂被覆の主成分は、アクリル−スチ
レン共重合体である。

この場合、アクリルモノマーは、エチルメタクリレート
である。

他のアクリルモノマーでは、帯電の立ち上がり特性や、
帯電量の経時変化等が悪化する。

エチルメタクリレートは、非置換のスチレンモノマーと
共重合体を構成する。

共重合体中のスチレン含有量は、１５〜２５重量％であ
る。

これ以外のスチレン含有量では、帯電の立ち上がり特性
や、帯電量の経時変化等が悪化する。

共重合体中には、第３成分として、ドデシルメタクリレ
ートが含有される。

ドデシルメタクリレートの含有量は、２重量％以下、特
に０．１〜２重量％であることが好ましい。

ドデシルメタクリレートの含有により、カーボンブラッ
ク等の抵抗制御剤との相溶性が向上し、抵抗のばらつき
が減少し、環境依存性が向上する。

また、共重合体中には、第４成分として、２−ヒドロキ
シエチルアクリレートが含有される。

２−ヒドロキシエチルアクリレートの含有量は２重量％
以下、特に０，１〜２重量％であることが好ましい。

２−ヒドロキシエチルアクリレートの含有により、フェ
ライト芯材との密着性が向上し、膜強度が向上し、ラン
ニング耐久性が向上する。

このような共重合体は、上記のエチルメタクル−ド、ス
チレン、ドデシルメタクリレートおよび２−ヒドロキシ
エチルアクリレートから、常法に従い例えば溶液重合法
等によって形成すればよい。

なお、共重合体中には、前記のモノマー以外に、他のエ
チレン性モノマーが含有されていてもよい。

使用されるエチレン性モノマーとしては、他のアクリル
系モノマーやシアン系モノマー等があり、その使用量は
、共重合体中、２重量％以下とすることが好ましい。　
２重量％をこえると、耐湿性や耐久性が低下して（る。

このような共重合体のガラス転移点Ｔｇは、１３０℃以
下、特に４０〜１３０℃であることが好ましい。

さらに、被覆中には、抵抗制御剤として、０８５〜５重
量％程度のカーボンブラック、帯電制御剤として０．５
〜３重量％程度の金属錯体等を含有させてもよい。

これに対し、本発明において用いる磁性粒子芯材の材質
は、スピネル構造をもつフェライトの粉体である。

スピネル構造をもつフェライトとしては、いわゆる２−
３スピネルや１−３スピネル等のソフトフェライト、マ
グネタイト（ｐｅｓｏ＜）、等のフェライトのいずれで
あってもよい。

ソフトフェライトとしては、Ｎｉ、ＭｎＭｇ、Ｚｎ、Ｃ
ｕ、Ｃｏ等のうちの１種以上を有するものいずれであっ
てもよい。

そして、これらの磁性粒子は、公知の方法に従い作製さ
れる。

このようなフェライトキャリヤ芯材の粒度分布としては
、７４〜１４９μｍの範囲の粒径の粒子が９０重量％以
上なければならない。

特に７４．ｔａｎ未満の粒子が多くなると、キャリヤ付
着が発生するからである。

また、その飽和磁化は４５〜５５　ｅｍｕ／ｇである。

磁化が低いと、キャリヤ付着が発生し、また磁化が高い
と、細線の再現性が悪化する。

なお、磁性粒子表面には、樹脂被覆前に各種カップリン
グ剤の下地処理を行なってもよい。

この場合、カップリング剤は、樹脂溶液中に添加しても
よい。

樹脂被覆を磁性粒子の表面に形成するには、流動層ない
し転勤層を形成した容器中で、加熱下、樹脂溶液をノズ
ルスプレーを用いて被覆し、必要に応じ、乾燥すればよ
い。

コーティング温度は４０〜８０°Ｃ１乾燥温度は４０〜
８０℃程度とする。

本発明では、このような磁性粒子に、ノズルスプレー等
により被覆を形成し、必要に応じ乾燥したのち、熱処理
を施す。

熱処理温度は、合成樹脂のガラス転移点Ｔｇ以上、好ま
しくは１００〜３００℃程度とし、熱処理時間は５〜９
０分程度とする。

このようにして得られる合成樹脂の被覆は、０１〜５μ
ｍより好ましくは０．５〜３μｍの厚さの連続被膜であ
る。

また、本発明の磁性キャリヤ粒子は５〜４５１＋Ｃ／ｇ
の帯電量をもつ。

また、５０ｇあたりの流動度は、２５〜３５ｓｅｃの値
を示す。

この場合、流動度は、５０ｇのキャリヤを秤取し、粉末
流動計にて求めたキャリヤ５０ｇの落下速度である。

そして、電気抵抗は印加電圧１０００Ｖの範囲において
、８．５Ｘ１０７〜２．２Ｘ１０９Ω程度の値を示さな
ければならない。

これより小さな抵抗では、細線の再現性が悪くなり、ま
たこれより大きな抵抗では、ベタ部の再現性が悪（なり
、キャリヤ付着を生じる。

電気抵抗値は、以下のようにして測定する。

すなわち、磁気ブラシ現像方式を模し、第２図および第
３図に示されるように、磁石２．２を配置し、電極間間
隙５ｍｍにて、Ｎ極およびＳ極を対抗させる。　この場
合、磁極の表面磁束密度は１５００　Ｇａｕｓｓ　、対
向磁極面積は１０×３０ｍｍとする。

この磁極間に電極間間隙２ｍｍにて、平行平板電極１．
１を配置し、電極間に試料２００ｍｇを入れ、磁力によ
り保持する。

そして、絶縁抵抗計（東亜電波工業株式会社製ＴＯＡ　
５ＵＰＥＲＭＥＧＯＨＭＭＥＴＥＲＭＯＤＥＬ　５Ｍ−
５Ｅ）により抵抗を測定すればよい。

なお、電極１．１および磁石２．２は、絶縁ゴム製の脚
部４を有する絶縁体の基体３．３上に載置されている。

なお、キャリヤ粒子の飽和磁化は、前記のとおり４５〜
５５　ｅｍｕ／ｇである。

本発明の磁性キャリヤ粒子は、トナーと組合わせて、電
子写真用の現像用とされる。

用いるトナーの種類や、トナー添加量等については制限
がない。

なお、静電複写画像を得るにあたり、用いる磁気ブラシ
現像方式や感光体の種類等については制限はない。

〈実施例〉 以下に本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例１ 磁性粒子として、下記表１に示す粒度分布と飽和磁化と
をもつＭ　ｇ　−Ｃｕ　−Ｚ　ｎ系フェライト粒子を用
いた。

このフェライト粒子を、流動層を形成した容器中に入れ
、５０　’Ｃに予備加熱した。

この後、下記表１に示される組成の各種共重合体を、転
流動層コーティング装置を用いて、５０℃でスプレーコ
ートし、１時間熱処理して、キャリヤ１．２．３を得た
。

なお、表１には、共重合体主組成（重量部）と、共重合
体中のエヂレン性モノマー添加量（重量％）および抵抗
値（Ω）が示される。

なお、抵抗値の調整は、共重合体溶液中にカーボンブラ
ックを添加することによって行なった。

フェライト粒子表面には０．６〜１，２μｍの均一な連
続被膜が形成されていた。

次に、下記の組成を用意した。

スヂレンーアクリル樹脂 １００重量部 低分子量ポリプロピレン ４重量部 荷電制御剤（含金属アゾ染料） １．５重量部 カーボンブラック　　　　　　　１０重量部上記の組成
をヘンシェルミキサーで混合し、混練機にて溶融混線後
、冷却し、粉砕した。

その後、分級機にて５〜２０１ａｌの粒度に調整した。

このトナー粒子にシリカを０．３重量％添加し、■ブレ
ンダーにより混合し、トナーを作製した。

各キャリヤ９６５重量部に対し、上記トナー３５重量部
を秤量し、これを７５　ｒｐｍにて２時間撹拌して現像
剤を調製した。

これら各現像剤を用いて、三田工業株式会社製の複写機
ＤＣ−３２５５の改造機にて、静電潜像を現像した。

トナーセンサにより、トナー濃度３．０重量％となった
とき、０．５重量％のトナーが補給されるようにして、
２０℃、６０％ＲＨで連続１５万回のテストヂャートの
コピーを行なった。

第１回目と複写後の画像濃度、カブリを表２に示す。

また、第１回目の複写後の再現性、解像度、非画像部へ
のキャリヤ付着の有無およびトナー飛散の有無を表２に
示す。

さらに、帯電量を表２に併記する。

帯電量は、複写後において、サンプリングした現像剤の
帯電量を、東芝ケミカル社製ブローオフ帯電量測定器に
よって測定した。　この場合、測定値は、測定器中にて
１０秒撹拌後の値である。

なお、第１図には、キャリヤＮｏ、　　１．１０．１１
の帯電の立ち上り特性が示される。

さらに、１０℃、２０％ＲＨおよび３０℃、８０％ＲＨ
にて、連続２万回のコピーを行なった。

２万回複写後の帯電量、画像濃度、カブリ、再現性、解
像度、キャリヤ付着、トナー飛散を表３に示す。

○ ○ ○ 〈 〈 ○ ○ ○ × ○ ○ ○ 〈 ０　　　ロ　　　０　　　ば）　　　ば）　　　ＯＢ）
＼デ　　　α）　　　ば）　　　六デ　　　＼デ　　　
＼デ　　　寸○ ○ ○ ○ ○ ○ 〈 ○ ○ ○ ○ 〈 〈 ○ ○ ○ ○ 〈 〈 ○ ○ ○ 〈 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 〈 以」二の結果から、本発明の効果があきらかである。

〈効果〉 本発明のキャリヤ粒子は、帯電量、電気抵抗、流動度等
の点で良好な特性を示す。

しかも、帯電量分布がシャープとなり、帯電の立ち」二
つ特性が良好で帯電量の経時変化が少ない。

しかも膜強度が向上する。

この結果、カブリやキャリヤ付着はきわめて少なく、画
像濃度、再現性、解像度にすぐれた画像を得ることがで
きる。

きわめて耐久性が高（、省悪な条件下でのくりかえし多
数回の複写によっても、帯電量や帯電特性や画像濃度や
カブリや解像度や再現性やキャリヤ付着の経時変化がき
わめて少ない。

また、被覆の摩耗や剥離が少なく、トナースペントが少
な（、トナー飛散も減少し、キャリヤの耐久性がきわめ
て高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、現像剤の帯電量と撹拌時間との関係を示すグ
ラフである。 第２図は、抵抗測定装置を示す正面図であり、第３図は
、第２図の平面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）４５〜５５ｅｍｕ／ｇの飽和磁化を有し、粒径が
   ７４〜１４９μｍの範囲にある粒子が９０重量％以上で
   あるフェライトキャリヤ芯材に、エチルメタクリレート
   とスチレンとの共重合体を主成分とし、前記共重合体中
   のスチレンの含有量が１５〜２５重量％であり、さらに
   それぞれ２重量％以下のドデシルメタクリレートと２−
   ヒドロキシエチルアクリレートとを含有する樹脂で被覆
   層を形成し、抵抗値が８．５〜２２０×１０＾７Ωであ
   ることを特徴とする電子写真現像用磁性キャリヤ粒子。