JPH0495969A - 電子写真用現像剤 - 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、静電記録法あるいは静電印刷法等
で形成した静電潜像を現像するのに用いる電子写真用現
像剤に関する。

〔従来の技術〕

電子写真法において感光体上に形成された静電潜像は現
像剤により現像された後、必要に応じ転写シート上に転
写、定着される。ここで用いられる現像剤としては、従
来よりトナーとキャリアとよりなる二成分系の現像剤が
知られている。この二成分系現像剤を用いる現像法は、
キャリアとトナーを所定の割合で混合し、両者を摩擦帯
電せしめ、トナーを所定の極性に帯電させてトナーのみ
を感光体に付着させるもので、転写が容易である等の利
点がある。しかしながら、トナーとキャリアとを良好に
摩擦帯電させるための混合手段を必要とし、また、現像
中トナーのみが消費されるので均一なトナー濃度を保つ
ためのトナー濃度コントロール装置が必要となるので、
現像装置が大型化しかつ構造も複雑となるという問題が
あり、更に所定期間使用するとキャリアが疲労するので
、現像剤を交換する必要がある等の問題点を有していた
。

そこで、近年現像剤として磁性粉と結着樹脂を主成分と
する一成分系の磁性トナーが使用されるようになった。

磁性トナーを用いる一成分現像方式はキャリアが存在し
ないため、トナー濃度のコントロールが必要なく、その
ためトナー濃度を検知する装置も必要ない。しかしなが
ら、現像剤が磁性トナーのみから成るため、磁性トナー
の凝集が生じやすく、また磁性トナーが低抵抗の場合は
転写効率が悪く転写画像が乱れるという問題があり、高
抵抗の場合は現像剤層が高抵抗であるため静電潜像が通
過した後も現像領域に誘起された電荷が残留することに
よりライン像のエツジ部が荒れたりにじみが生じるとい
う問題が存在した。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであり、二
成分系現像剤及び−成分系現像剤のおのおのの利点を合
せもった現像剤を提供するものであり、特に高画質な画
像が得られる新規な電子写真用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、磁性粉の含有量が３０〜５０重量％の磁性ト
ナーと、直流１００００　Ｖ／ｃｍにおける体積固有抵
抗が１０４〜１０′２Ω・印、飽和磁化が３０〜６０ｅ
ｍｕ／ｇ、平均粒子径が３０〜７０μｍである樹脂コー
トフェライトキャリアとからなることを特徴とする電子
写真用現像剤である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明を構成する磁性トナーは、磁性粉、結着樹脂、電
荷制御剤、その他必要に応じて添加される添加剤を所定
の配合にトライブレンドし、この混合物をエクストルー
ダー、ロールミル等を用いて溶融混練せしめ、得られた
塊状体をジェットミル等の機械的粉砕手段により粉砕し
て、所定の粒径の粒子に分級して製造する。その際必要
に応じてヘンシェルミキサー等の混合機により磁性トナ
ーの表面に流動改質剤等を外添して付着させてもよい。

本発明でいう磁性トナーを構成する磁性粉としては、コ
バルト、鉄、ニッケル等の金属、アルミニウム、コバル
ト、銅、鉄、ニッケル、マグネシウム、スズ、亜鉛、金
、銀、セレン、チタン、タングステン、ジルコニウム、
その他の金属の合金、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化
ニッケル等の金属酸化物、強磁性フェライト、マグネタ
イトまたはその混合物を挙げることができる。この磁性
粉は、平均粒子径が０．１〜３μｍのものが好適に使用
され、磁性トナー全体に対する含有量は３０〜５０重量
％でなければならない。磁性粉の含有量が３０重量％よ
り少ない場合は、磁性トナーの体積固有抵抗が高くなる
ためトナー同士の摩擦により帯電、凝集しやすく、凝集
した磁性トナーが地力ブリを発生させる。一方、５０重
量％より多い場合には体積固有抵抗が低くなるため、キ
ャリアとの所望する摩擦帯電量が得られなく画像濃度が
低くなる。

結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ビニ
ル系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリエーテ
ル、ポリカーボネート、ポリエステル、セルロース系樹
脂及びそれらのモノマーの共重合樹脂等の熱可塑性樹脂
の他、変性アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹
脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂を使用できる。

電荷制御剤としては、トナーに用いられる電荷制御剤な
ら使用できるが、特に以下に述べる樹脂コートフェライ
トキャリアと摩擦帯電性が良好となる鉄系含金染料、ニ
グロシン化合物、第四級アンモニウム塩が好適に使用で
きる。

その他必要に応して添加される添加剤としてはカーボン
ブランク等の着色剤、低分子量ポリプロピレン等の定着
助剤等であり、また磁性トナーの表面に付着させる流動
改質剤としては疎水性シリカ、コロイダルシリカ、脂肪
酸金属塩等を適宜使用することができる。

一方、本発明の現像剤を構成する樹脂コートフェライト
キャリアは、二・ンケル、亜鉛、マンガン、マグネシウ
ム、銅、リチウム、バリウム、バナジウム、クローム、
カルシウム等の金属酸化物と３価の鉄酸化物との焼結体
であるフェライト粒子の表面に樹脂をコートしたもので
ある。フェライト粒子の表面にコートする樹脂としては
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチ
レン、及びクロロスルホン化ポリエチレンの如きポリオ
レフィン類；ポリビニル及びポリビニリデン、例えばポ
リスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロ
ニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニ
ルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケ
トン、塩化ビニル−酢酸ビニルポリマー、スチレン−ア
クリルコポリマー；シリコン樹脂；フロロカーボン例え
ばポリテトラフルオロエチレン、フッ化ポリビニル、フ
ッ化ポリビニルデン、ポリクロロトリフルオロエチレン
；ポリアミド樹脂；ポリエステル例えばポリエチレンテ
レフタレート；ポリウレタン；ポリカーボネート；アミ
ノ樹脂例えば尿素−ホルムアルデヒド；エポキシ樹脂等
が挙げられる。特に好ましいのはアクリル系樹脂、シリ
コン樹脂、フッ素系樹脂である。

一般的に絶縁性の磁性トナーを感光体表面に現像するた
めには磁性トナーの体積固有抵抗は低いほど良く、紙等
への転写に対しては体積固有抵抗は高いほど転写効率は
良くなる。したがって、磁性トナーの体積固有抵抗を高
くした場合には、現像時に感光体の表面電位を高くし、
磁性トナー層の厚さを薄くする必要がある。このような
理由により現像ギャップ及びドクターギヤ、プは０．３
〜０．６皿という狭い幅に規制することが求められてい
る。

本発明の現像剤もこのような現像システムにも適用でき
なければならない。したがって、本発明においては、現
像剤を０．３〜０．６　Ｍｌｌという狭い現像ギャップ
及びドクターギャップに通過させるため、樹脂コートフ
ェライトキャリアの平均粒子径は３０〜７０μｍにする
必要がある。３０μｍより小さい場合には、現像スリー
ブ上からキャリアが飛散するという問題を生じ、７０μ
ｍより大きい場合には、ドクターギャップを容易に通過
することができず現像スリーブ上に適性な穂を形成する
ことができない。

また、本発明においては高画質な画像を得るため樹脂コ
ートフェライトキャリアの体積固有抵抗は直流１０００
０　Ｖ　７ｃｍを印加した場合に１０４〜１０１２Ω・
Ｃｌ１１でなければならない。この場合、体積固有抵抗
は次のようにして求めることができる。

すなわち、樹脂コー・トリェライトキャリアを１０ｇ秤
量し、この樹脂コートフェライトキャリアを第１図に示
すような測定装置のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）からなる円筒２に投入する。

そして、円筒における樹脂コートフェライトキャリアの
層の厚さを測定し、この層の厚さがら印加電圧が１００
ＯＯＶ／ｃｍになるように直流電源をＣｕ−ＡｕＡ１１
ｏｙからなる上部電極１と下部電極４との間に加えて、
その時の電流値を測定し、下記式にて体積固有抵抗を求
める。

ρ＝ＲＸＳ／ｌ ρ：体積固有抵抗　（Ω・ｃｎ＋） Ｒ：微小電流計測定抵抗値　（Ω） （印加電圧／電流値） Ｓ：主電極の断面積　（ｃｍ”） ｔ：層の厚さ　（ｃｍ） 更にまた、本発明においては現像スリーブの表面に適性
な現像剤の穂を形成するため、樹脂コートフェライトキ
ャリアの飽和磁化を３０〜６０ｅｍｕ　／　ｇにしなけ
ればならない。樹脂コートフェライトキャリアの飽和磁
化が３０ｅｍｕ／ｇよりも小さい場合には、現像剤の搬
送中に現像スリーブの表面より樹脂コートフェライトキ
ャリアが離脱し、感光体表面に付着して画像に欠陥を生
ずる。

一方、飽和磁化が６０ｅｍｕ／ｇよりも大きい場合には
、樹脂コートフェライトキャリアの磁力による搬送性が
増大し、磁性トナーにかかる機械的な力が大きくなって
磁性トナーが破砕されるおそれがある。本発明における
樹脂コートフェライトキャリアの飽和磁化は、一般に市
販されている磁力計で測定すればよく、例えば東英工業
社製の振動試料型磁力計ＶＳＭ−Ｐ７等がある。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１〜４、比較例１〜１２ 第１表に示す配合による混合物を熱溶融混練後、粉砕分
級して平均粒子径が１１μｍの磁性トナーを作製した後
、該磁性トナーの表面にヘンシェルミキサーを用いて疎
水性シリカ（アエロジル社製Ｒ−９７２）をまぶした。

次に上記の磁性トナー３０重量％と５種類のシリコーン
コートフェライトキャリア７０重量％とを第２表に示す
ような組み合せにおいて混合し、本発明の電子写真用現
像剤及び比較用の現像剤を得た。

（以下余白） 次に実施例１〜４及び比較例１〜１２の現像剤を複写機
に設置し、６万枚までの連続複写試験を行った。その結
果を第３表に示す。ここで、画像濃度はマクベス反射濃
度計を用いて測定し、地力ブリは色差計を用いて測定し
た。また、画質は電子写真学会のチャー）Ｎａｌ−Ｒを
複写し、その複写画像を目視によって以下のようなラン
クにしたがい評価を行った。

（以下余白） 第３表から明らかなように本発明の電子写真用現像剤は
、初期より画像濃度が高くて地力プリも少なく、画質も
良好であり、また６万枚後まで安定した性能を有してい
た。一方、比較例１．３．７．９は地力ブリが非常に多
いため６万枚まで複写画像を得ることは不可能であった
。また比較例２．８は６万枚後の画像濃度が低く、比較
例４〜６及び比較例１０〜１２は画質が悪いため、実用
に耐えうる現像剤ではなかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、特定の磁性トナーと特定の磁気特定を
有する高抵抗な樹脂コートフェライトキャリアとを組合
せることにより、地力プリが少な（、画像濃度を維持し
て高画質な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はキャリアの体積固有抵抗を測定する装置の略図
である。 １・・・上部電極（Ｃｕ−Ｚｎ　Ａ１１ｏｙ）２・・・
円筒（ＰＴＦＥ） ３・・・キャリア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁性粉の含有量が３０〜５０重量％の磁性トナーと、直
   流１００００Ｖ／ｃｍにおける体積固有抵抗が１０＾４
   〜１０＾１＾２Ω・ｃｍ、飽和磁化が３０〜６０ｅｍｕ
   ／ｇ、平均粒子径が３０〜７０μｍである樹脂コートフ
   ェライトキャリアとからなることを特徴とする電子写真
   用現像剤。