JPH05134462A - 電子写真用現像剤 - Google Patents

電子写真用現像剤

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JPH05134462A
JPH05134462A JP3323982A JP32398291A JPH05134462A JP H05134462 A JPH05134462 A JP H05134462A JP 3323982 A JP3323982 A JP 3323982A JP 32398291 A JP32398291 A JP 32398291A JP H05134462 A JPH05134462 A JP H05134462A
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JP
Japan
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ferrite carrier
zno
toner
metal oxide
particle size
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JP3323982A
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English (en)
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Koji Harakawa
孝司 原川
Takayuki Sano
隆之 佐野
Makoto Miura
誠 三浦
Akira Fujiwara
晃 藤原
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Tomoegawa Co Ltd
Original Assignee
Tomoegawa Paper Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles
    • G03G9/107Developers with toner particles characterised by carrier particles having magnetic components
    • G03G9/108Ferrite carrier, e.g. magnetite
    • G03G9/1085Ferrite carrier, e.g. magnetite with non-ferrous metal oxide, e.g. MgO-Fe2O3

Abstract

(57)【要約】 【構成】 結着樹脂と着色剤を主成分とするトナーと、
ZnO5〜40モル%及びFe23 60〜95モル%を
基本組成とし且つ3000エルステッドの印加磁場にお
ける飽和磁化値が70〜100emu/gであるフェラ
イトキャリアーとからなる電子写真用現像剤。 【効果】 環境条件が変化しても安定した高い画像濃
度、地カブリの低減、感光体表面上へのフェライトキャ
リアーの付着防止及び高精細、高画質の画像を多数枚安
定して得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法等で形成され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。
【0002】
【従来の技術】電子写真の現像法としては、カスケード
現像法、磁気ブラシ現像法などの方法があるが、これら
の現像方法に用いられるトナー及びキャリアーに要求さ
れる特性は、トナーが適度な摩擦帯電性を有すること、
粒子が均一であること、表面の状態が温度等によって変
わらず種々の特性が安定していること等である。
【0003】従来よりトナー及びキャリアーとして種々
の材料が使用されてきているが、最近では安定した帯電
特性をもつフェライトキャリアーが広く用いられてい
る。従来使用されていたフェライトキャリアーは、その
粒子径分布が40〜180μm、平均粒径が100μm
前後の大粒径であり、かつ基本組成はFe23 を主成分
とし、BaO,ZnO,CuO,MgO,MnO等で構
成され、電気抵抗率103 〜1012Ω・cm、3000
エルステッドの印加磁場における飽和磁化値10〜80
emu/g、粒子表面は酸化又は樹脂被覆をほどこした
フェライトキャリアーが一般的である。
【0004】ところが、近年コピーの画像に対して高精
細、高画質の要求が高まり、この要求を満たすためにフ
ェライトキャリアーの粒子径分布を30〜150μm、
平均粒径50〜60μmにした小粒径フェライトキャリ
アーが求められるようになってきた。しかしながら、二
成分系現像剤においては、フェライトキャリアーを小粒
径化することにより、フェライトキャリアーが感光体表
面上に付着したり、現像器から飛び出したりするため、
感光体の破損、感光体クリーニングブレードの破損、画
像上の汚れ、被写機内の汚れ等の問題が生ずる。
【0005】従って、上記の問題を解決するためには、
低磁化率が高いフェライトキャリアーの小粒径部、特に
60μm以下の粒子を排除しなければならないため、結
局小粒径のフェライトキャリアーを用いて高精細、高画
質の画像を得ることは従来技術では困難であった。そこ
で、平均粒子径が100μm前後の従来のフェライトキ
ャリアーを使って高精細、高画質の画像を得るようにす
るならば、トナーの体積平均粒子径を10μm以下に小
粒径化しなければならない。しかし、トナーを小粒径化
することにより種々の問題が生じる。一般的には、例え
ば環境依存性の増大、トナー帯電量の上昇による不安
定、トナー流動性の低下、耐熱保存性の悪化、画像濃度
の低下、非画線部の地汚れの増加、クリーニング性の不
良等である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小粒
径のフェライトキャリアーを使用して高精細、高画質の
画像特性を維持しながら且つ感光体表面上にフェライト
キャリアーの付着を生じない新規は電子写真用現像剤を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、結着樹脂と着
色剤を主成分とするトナーと、ZnO5〜40モル%及
びFe23 60〜95モル%からなり、かつ3000エ
ルステッドの印加磁場における飽和磁化値が70〜10
0emu/gであるフェライトキャリアーとからなるこ
とを特徴とする電子写真用現像剤である。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。本発明を
構成するフェライトキャリアーの基本組成における特徴
は、Fe23 ,ZnOの2価の金属酸化物を用いること
にあるが、ZnOに替わる他の金属酸化物を用いた場合
は、上記飽和磁化値を求めることは不可能である。Zn
Oは、それ自体では磁力を保持しないが、他の金属酸化
物と混合して使用した場合、その酸化物の持つ磁気特性
の効果を有効に発揮させる特徴がある。しかし、他の金
属酸化物、例えばCuO、MgO、MnO、BaOとF
e23 とを用いた場合は、お互いの持つ磁気特性が相殺
作用を働き、上記飽和磁化値を満足することはできな
い。
【0009】フェライトキャリアーの飽和磁化値が70
emu/g以下では、平均粒子径が50〜60μmの場
合、感光体表面上へのフェライトキャリアーの付着、そ
の他の従来の問題が発生し、又低現像電位での画像濃度
も満足する値は得られない。また、フェライトキャリア
ーの飽和磁化値が100emu/g以上だと、細線の再
現性、黒ベタ部画像の均一性等の特性を得ることができ
ない。本発明において飽和磁化値が70〜100emu
/gである場合は、フェライトキャリアーの粒子径分布
において、粒径63μm以下の重量比が30%以内、好
ましくは10%以内であれば感光体表面上へのフェライ
トキャリアーの付着、その他の問題点は防止可能であ
る。
【0010】本発明の電子写真現像剤は特に、反転現像
方法のような低現像電位のシステムにも応用され、良好
な結果が得られる。例えば、フェライトキャリアーの保
持している磁力によって、一定のギャップで制御された
現像槽内のマグネットスリーブ上に形成される現像剤の
形状は異なるため、当然、磁力の高いフェライトキャリ
アーの方が形成された穂の高さを増加させ、より感光体
表面上への接触面積を拡大し、感光体表面上に形成され
た潜像へのトナー供給は容易となり、低現像電位でも高
画像濃度が得られる。
【0011】また、本発明のフェライトキャリアーは、
その表面に樹脂被覆していてもしていなくても、どちら
でも良い。樹脂被覆材料としては、フッ素樹脂、アクリ
ル樹脂、スチレン−アクリル共重合体樹脂、シリコン樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリブタジエン樹脂等が挙げら
れる。
【0012】本発明のフェライトキャリアーの電気抵抗
率は、10Ω・cm以下であると、抵抗が低すぎて高精
細、高画質の画像が得られず、また1012Ω・cm以上
であると、バイアス電圧がかかりにくくなり、非画線部
の地汚れ、感光体表面上の地汚れ、画像濃度の低下が生
じやすくなり好ましくない。
【0013】本発明のフェライトキャリアーは、次のよ
うにして製造される。Fe23 とZnOを所定の比率で
混合し、800〜1000℃で数時間仮焼し、その後微
粉砕し、得られた粉砕粉を必要に応じてポリビニルアル
コール等の結着剤を加えて、加熱雰囲気下で雰霧乾燥し
て球状粒子を得る。そして、得られた球状粒子を窒素雰
囲気下、1100〜1300℃の温度で焼成した後、分
級することによりフェライトキャリアーを得ることがで
きる。
【0014】窒素雰囲気下で焼結を行うとフェライトキ
ャリアーが酸化されるとともに一部還元され、磁化され
た高磁力のFeOが発生するため満足する飽和磁化値が
得られる。しかし、他の雰囲気下、例えば水素雰囲気下
では、窒素雰囲気下と同様の品質のフェライトキャリア
ーを得ることができるが、製造工程時に爆発等の危険が
伴い、またコスト的にもアップするため優位点は見られ
ない。また、大気中で行われた場合は、窒素雰囲気下と
は異なりフェライトキャリアーが還元されないため、飽
和磁化値も満足する値を得ることができない。本発明を
構成するトナーは以下に述べる結着樹脂,電荷制御剤,
着色剤およびその他の添加物等とをよく混合し、溶融混
練した後、冷却、固化後微粉砕および分級して得ること
ができる。又、スチレン系等の単量体組成物に着色剤等
を共存させて懸濁重合法等によって重合する重合トナー
も本発明に使用することができる。本発明のトナーに使
用される結着樹脂としては、例えばスチレン樹脂、ポリ
アクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステ
ル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポ
リ塩化ビニルデン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リエステル樹脂などが挙げられる。
【0015】電荷制御剤としては、第四級アンモニウム
塩、Ca、Baなどのチタネートあるいはカーボネー
ト、アルコキシル化アミン、ナイロン等各種ポリアミド
系樹脂、アミノ基を含有する縮合系ポリマー等のポリア
ミン樹脂などが挙げられる。また本発明のトナーに使用
される着色剤としては、例えばカーボンブラック、モノ
アゾ系赤色顔料(パーマネントレッド4Rなど)、ジス
アゾ系黄色顔料、キナクリドン系マゼンタ顔料、アント
ラキノン染料などが挙げられる。トナーに配合されるそ
の他の添加物としては、潤滑剤、研摩剤、定着助剤など
の例えばポリテトラフルオロエチレン粉、高級脂肪酸の
金属塩、酸化セリウム、低分子量ポリエチレン、低分子
量ポリプロピレンなどが挙げられる。
【0016】
【実施例】本発明を実施例によって詳細に説明する。な
お「部」は重量部を意味する。 〔トナーAの作成〕本発明の実施例および比較例に用い
るトナーの組成は下記のとおりである。 スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂 100部 (モノマー組成:スチレン/メチルメタアクリレート/ブチルアクリレート) 低分子量ポリプロピレン 3部 (商品名:ビスコール550P,三洋化成工業社製) 電荷制御剤 (商品名:TRH,保土ヶ谷化学工業社製) 1部 カーボンブラック (商品名:MA−100,三菱化成工業社製) 5部 上記配合の材料をエクストルーダーにて溶融混練後、ジ
ェットミルにて粉砕分級して体積平均粒子径8.5μm
であって5μm以下の粒子径が12個数%の微粉子を得
た。次に、該微粒子100部に対して流動化剤としてS
iO2 (商品名:R−972アエロジル社製)0.3部
をヘンシェルミキサーで混合してトナーを得た。トナー
粒子径の測定方法は、コールターカウンター(米国コー
ルターエレクトリック社製)により直径100μmのア
パチャーチューブを用いて測定した。
【0017】実施例1 ZnOが5モル%、Fe23 が95モル%からなる組成
を有し、3000エルステッドの印加磁場における飽和
磁化値が80emu/g、電気抵抗率が105 Ω・cm
であって、かつ粒子径が下記の表1に示す分布を有する
シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリヤー96部
に対して、前記トナーAを4部混合して本発明の電子写
真用現像剤を作成した。なお、本発明に用いられるフェ
ライトキャリアーの粒径分布の測定分布は、JIS−Z
8801の標準節を使用して、JIS−H2601鉄粉
の測定方法に準じて行った。
【0018】この現像剤を市販のレーザープリンター
(京セラ社製L−980)でバイアス電圧を200V〜
600Vに変化させて撮像試験を行った。環境条件は、
温度10℃×15%RHと温度35℃×85%RHの2
条件で行った。画像濃度(ID)は、マクベス反射濃度
計で測定し、非画線部の地汚れ(BG)は、ハンター白
色度計にて測定し、キャリア付着(Ca付着)は、感光
体の表面に吸着したキャリアーの数を目視によって測定
した。画質の評価は、画像処理装置EXCEL II (日
本アビオニクス社製)を使用して、レーザープリンター
(京セラ社製L−980)で撮像した直線画像のライン
幅を5点測定し、その平均値を示した。評価結果は下記
の表2〜6に示した。
【0019】実施例2 ZnOが35モル%、Fe23 が65モル%からなる組
成を有し、3000エルステッドの印加磁場における飽
和磁化値が93emu/g,電気抵抗率が105 Ω・c
mであって、かつ粒子径が下記表1に示す分布を有する
シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリヤー96部
に対して、前記トナーAを4部を混合して本発明の電子
写真用現像剤を作成した。該現像剤を実施例1と同様に
して評価した結果を表2〜6に示す。
【0020】実施例3 ZnOが20モル%、Fe23 が80モル%からなる組
成を有し、3000エルステッドでの印加磁場における
飽和磁化値が98emu/g,電気抵抗率が105 Ω・
cmであって、かつ粒子径が下記表1に示す分布を有す
るシリコン樹脂で被覆したフェライトキャリヤー96部
に対して、前記トナーAを4部を混合して本発明の電子
写真用現像剤を作成した。該現像剤を実施例1と同様に
して評価した結果を表2〜6に示す。
【0021】比較例1 実施例1と同じトナーAを4重量部に対して、CuO2
0%モル,ZnO30モル%,Fe2 3 50モル%か
らなり、3000エルステッドでの飽和磁化値が58e
mu/gで粒子径が下記表1に示す分布であるシリコン
樹脂で被覆したフェライトキャリアー96重量部を混合
して比較用の電子写真用現像剤を製造し、実施例1と同
様に撮像試験を行った。評価結果は下記の表2〜6に示
した。
【0022】比較例2 実施例1と同じトナーAを4重量部に対して、CuO1
2モル%、ZnO18モル%、Fe2 3 70モル%か
らなり、3000エルステッドでの飽和磁化値が38e
mu/gで粒子径が下記表1に示す分布であるシリコン
樹脂で被覆したフェライトキャリアー96重量部を混合
して比較用の電子写真用現像剤を製造し、実施例1と同
様に撮像試験を行った。評価結果は下記の表2〜6に示
した。
【0023】
【表1】 フェライトキャリヤーの粒子径分布(単位;
重量%)
【0024】
【表2】 温度10℃×15%RHの環境条件下の測定
【表3】
【0025】
【表4】 温度35℃×85%RH下の環境条件の測定
【表5】
【0026】
【表6】 画質の評価
【0027】上記の結果から明らかなように、本発明に
よる現像剤は、比較例(従来品)に比べて画像濃度、非
画線部の地汚れ、感光体表面上へのフェライトキャリア
ーの付着及び画質とも大変優れていることが確認され
た。又実施例3で作成した現像剤を前記レーザープリン
ターに装填し、温度23℃、湿度60%RHの環境条件
下にて、7000枚の多数数連続印字試験をおこなった
ところ、画像濃度(ID)、非画線部の地汚れ(BG)
とも良好で安定した状態を維持した。又、画質について
も画線処理装置EXCEL II (日本アビオニクス社
製)による細線の再現性は常にライン幅120μm前後
を維持し、且つ、感光体へのキャリヤー付着や機内への
キャリヤー飛散を生ずることなく、小粒径キャリヤーの
効果を十分に発現するものであった。
【0028】
【発明の効果】本発明の電子写真用現像剤は、環境条件
が変化しても安定した高い画像濃度、非画線部の地汚れ
の低減、感光体表面上へのフェライトキャリアーの付着
防止及び高精細、高画質の画像を多数枚安定して得るこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 晃 静岡県静岡市用宗巴町3番1号 株式会社 巴川製紙所化成品工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結着樹脂と着色剤を主成分とするトナー
    と、ZnO5〜40モル%及びFe23 60〜95モル
    %からなり、かつ3000エルステッドの印加磁場にお
    ける飽和磁化値が70〜100emu/gであるフェラ
    イトキャリアーとからなることを特徴とする電子写真用
    現像剤。
  2. 【請求項2】 フェライトキャリアーの電気抵抗率が1
    0〜1012Ω・cmであることを特徴とする請求項1の
    電子写真用現像剤。
  3. 【請求項3】 フェライトキャリアーの粒子径分布が3
    7〜150μmであることを特徴とする請求項1の電子
    写真用現像剤。
JP3323982A 1991-11-13 1991-11-13 電子写真用現像剤 Pending JPH05134462A (ja)

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