JPH0534988A - 電子写真用キヤリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電コントラストが低くても高い濃度で現像
を行うことができる磁性粉分散型キャリアーを提供す
る。この磁性粉分散型キャリアーは、製造時に安定で、
磁力、帯電性が変化せず、また、使用に際して、感光体
に付着せず、かつ長時間の使用にわたっても安定であ
る。 【構成】 結着樹脂と少なくとも磁性粉を有する磁性粉
分散型粒子よりなる電子写真用キャリアであって、表面
に酸化防止層を設けた磁性粉を含有する。この酸化防止
層は、コバルト、金、銀、酸化けい素、窒化けい素、炭
化けい素等の無機被着層を用いることができ、特に、コ
バルト被着層であるのが好ましい。

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
において用いられる磁性粉分散型の電子写真キャリアに
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法は、複写機或いはプリンター
に広く使用され、多様化されてきているが、感光体と現
像剤を安定化させる技術は、これらの商品の信頼性を向
上させる上で最も重要な要素技術であり、多くの研究、
開発が進められてきている。感光体としては、コスト、
安定性等の面から有機感光体が注目されてきているが、
その場合、感光体を高い電位で帯電させると感光体が破
壊され易く、寿命が短くなるという問題があった。ま
た、近年のオフィスの事務書類におけるカラー化の進展
とともに、感光体の表面電位を多値化することにより、
２色以上のトナーを用いて現像する方式が用いられるよ
うになってきた。このような方式においては、現像に必
要なコントラスト電位を従来より大幅に下げることが必
要となってきている。

【０００３】一方、現像に関しては、磁気ブラシ現像と
称せられるキャリアーとトナーとから主として構成され
る二成分現像剤を用いる現像方式が主として利用されて
いる。しかしながら、上記のような感光体の表面電位が
低い場合、つまり静電コントラストが高くとれない電子
写真方式においては、これら二成分現像剤を使用するに
あたっては、トナーとキャリアーの付着力をある程度弱
めておく必要があった。その理由は、キャリアーに付着
したトナーをキャリアからはがして、静電像へ付着させ
ねばならないこと、及びトナーの電荷が高いと少ないト
ナー量で静電像の電荷が中和し、多くのトナーを付着で
きないことによって説明され得る。しかしながら、トナ
ーの電荷量を低くするためには、トナーのキャリアーに
対する割合を増大させることが必要となり、トナー同士
の摩擦帯電やキャリアーとの接触が不十分となり、逆極
性トナーが増大する。また、現像剤の使用と共に、トナ
ーがキャリアー表面に付着して逆極性トナーが増大す
る。

【０００４】これらの問題を解決するために、低比重、
小粒径、低磁力の磁性粉分散型粒子をキャリアーとして
用い、現像効率の向上及び帯電量の安定化をはかること
が行われている。しかしながら、磁性粉分散型キャリア
ーは、小粒径、低磁力であるために、キャリアー粒子が
感光体表面に付着することにより、画質障害を引き起こ
したり、或いは現像剤が減少するために現像剤寿命が短
くなるという問題点があった。また、キャリアーの感光
体表面の付着を防止するために、キャリアーに針状粉を
添加して、残留磁化、保磁力を上げることも試みられて
いる。たとえば、特開昭５９−２２３４５８号に示され
るように、磁性粉分散型キャリアにおいて、針状磁性粉
と粒状磁性粉を併用することが提案されている。しかし
ながら、この系では保磁力がまだ十分ではなく、保磁力
を高めるために針状磁性粉を多量に入れた場合には、製
造時の発熱、発火などの問題が発生していた。すなわ
ち、針状粉を樹脂に分散させるために溶融混練、もしく
は溶融分散させると、加熱された磁性粉が酸化して、所
望の磁力や帯電性が得られなかったり、製造時に発熱、
発火するなどの問題点があり、添加量を多くすることが
できないという問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記のような問題点を改善することを目的とし
てなされたものである。すなわち、本発明の目的は、静
電コントラストが低くても高い濃度で現像を行うことが
できる磁性粉分散型キャリアーを提供することにある。
さらに具体的には、キャリアー粒子が感光体に付着せ
ず、かつ長時間の使用にわたっても安定である磁性粉分
散型キャリアーを提供することにある。また、本発明の
目的は、製造時に安定で、磁力、帯電性が変化しない磁
性粉分散型キャリアーを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、結
着樹脂と磁性粉を必須成分とする磁性粉分散型粒子より
なる電子写真用キャリアにおいて、磁性粉として、表面
にコバルト被着層を設けたものを使用することにより達
成することができる。本発明の電子写真用キャリアー
は、磁性粉と結着樹脂とを必須成分とする、いわゆる磁
性粉分散型キャリアーであり、結着樹脂と磁性粉を溶融
混練し粉砕、分級することにより得られた粒子、あるい
は結着樹脂と磁性粉を溶融混練し、噴霧冷却し造粒する
ことにより得られた粒子等に、適用することができる。

【０００７】本発明において使用する磁性粉は、表面に
酸化防止層を設けたものであれば、特に限定はされない
が、より望ましくは、針状マグネタイトが適当である。
表面の酸化防止層としては、コバルト、金、銀、酸化け
い素、窒化けい素、炭化けい素等の無機被着層を用いる
ことができるが、特に、コバルトが磁気特性への影響が
少ないので、好ましく用いることができる。これらの無
機被着層の形成は、例えばめっき法やスパッタリング法
により被着することができる。特にコバルトを被着する
場合にはめっき法が好ましく用いられる。具体的には、
コバルト−クエン酸錯体やコバルト−酒石酸錯体等のコ
バルト錯体を用いたアルカリ浴中での無電解めっき法
が、均一な厚さで磁気特性上も均一なものが得られると
いう点で好ましい。被着量としては、０．０５〜５重量
％の範囲で用いることができる。また、被覆層の厚さは
５オングストローム〜１μｍが用いられ、より好ましく
は、２０オングストローム〜０．１μｍの範囲が適当で
ある。被着量が０．０５重量％より低いと、酸化防止の
効果が製造法によっては十分でない場合が発生し、ま
た、５重量％を越えると、磁気特性が低下してしまう。
これらの酸化防止層を表面に設けた磁性粉は、それ単独
でも使用できるが、他の磁性粉と組み合せて使用するこ
ともできる。磁性粉の添加量は、キャリアー全量に対し
て２０〜９５重量％、より望ましくは５０〜９０重量％
の範囲に設定するのが適当である。

【０００８】本発明に用いる結着樹脂としては、キャリ
アに一般に使用される可塑性樹脂ならば如何なるもので
も使用することができるが、具体的には、スチレン、ク
ロルスチレン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、
ブチレン、イソブチレン等のモノオレフィン類；酢酸ビ
ニル、フロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酢酸ビニ
ル等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、ア
クリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メ
タクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボ
ン酸エステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエ
ーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類；
ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイ
ソプロぺニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体
もしくは共重合体を例示することができ、特に代表的な
結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル
酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル
共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチ
レン−ブタジェン共重合体、スチレン−無水マレイン酸
共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレンを挙げること
ができる。さらに、ポリエステル類、ポリウレタン類、
エポキシ樹脂類、ポリアミド類、シリコン樹脂類、変性
ロジン類、パラフィン類、ワックス類を挙げることがで
きる。

【０００９】本発明の電子写真用キャリアーの粒径は、
１０〜５００μｍ、より望ましくは２０〜２００μｍの
範囲に設定するのが適当である。本発明のキャリアに
は、帯電制御剤や導電性微粒子等の添加剤を添加するこ
とができる。

【００１０】本発明の電子写真用キャリアと組み合わせ
て使用するトナーは、特に制限されるものではなく、ス
チレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹
脂、エポキシ系樹脂等、公知の結着樹脂を用い、所望の
色調に応じてカーボンブラック、磁性粉、顔料、染料等
を添加し、必要に応じて荷電調整剤、ワックス等を添加
したものが使用できる。

【００１１】

【実施例】以下に、実施例により本発明をさらに具体的
に説明する。しかしながら、本発明は、これら実施例に
より何等限定されるものではない。なお、下記の説明に
おいて部は全て重量部を表す。 実施例１ スチレン−メタクリル酸メチル共重合体（７０：３０） ２５部 コバルト被覆針状マグネタイト粉 ７５部 （保磁力：６６２ Ｏｅ、飽和磁化：７８．５ｅｍｕ／ｇ、 被着量：０．５ｗｔ％、被覆層厚：２０〜３０オングストローム） 上記材料を２軸式押し出し混練機により混練した後、粉
砕、分級して、平均粒径４５μｍの磁性粉分散型キャリ
ア粒子を得た。

【００１２】実施例２ スチレン−メタクリル酸メチル共重合体（７０：３０） ２５部 コバルト被覆針状マグネタイト粉 ４０部 （保磁力：６６２ Ｏｅ、飽和磁化：７８．５ｅｍｕ／ｇ） 被着量：０．５ｗｔ％、被覆層厚：２０〜３０オングストローム） ８面体状マグネタイト粉 ３５部 （保磁力：１２０ Ｏｅ、飽和磁化：８３．０ｅｍｕ／ｇ） 上記材料を２軸式押し出し混練機により混練後、粉砕、
分級して、平均粒径４５μｍの磁性粉分散型キャリア粒
子を得た。

【００１３】比較例１ スチレン−メタクリル酸メチル共重合体（７０：３０） ２５部 針状マグネタイト粉 ７５部 （保磁力：６６５ Ｏｅ、飽和磁化：７９．２ｅｍｕ／ｇ） 上記材料を２軸式押し出し混練機によって混練を試みた
が、混練物が以上加熱し、発火したため、キャリアーを
得ることができなかった。

【００１４】比較例２ スチレン−メタクリル酸メチル共重合体（７０：３０） ２５部 針状マグネタイト粉 ４０部 （保磁力：６６５ Ｏｅ、飽和磁化：７９．２ｅｍｕ／ｇ） ８面体状マグネタイト粉 ３５部 （保磁力：１２０ Ｏｅ、飽和磁化：８３．０ｅｍｕ／ｇ） 上記材料を、２軸式押し出し混練機により混練した後、
粉砕、分級し平均粒径４５μｍの本発明に係わる分散型
キャリア粒子を得た。

【００１５】 （トナーの製造） スチレン／ブチルアクリレート共重合体（８０／２０） １００部 カーボンブラック（Ｒｅｇａｌ ３３０：キャボット社製） １０部 ポリプロピレンワックス（ビスコール６６０Ｐ：三洋化成社製） ５部 荷電調整剤（ボントロンＰ−５１：オリエント化学社製） ２部 上記材料を、バンバリーミキサーで溶融混練した後、粉
砕、分級して、平均粒径１１μｍのトナーを得た。

【００１６】上記トナー５部と、実施例１、２および比
較例２のキャリアー１００部をＶ型ブレンダーを用いて
混合し、現像剤を得た。これらの現像剤について、ＦＸ
５０７５複写機（富士ゼロクス社製）を用い、非露光部
電位を７００Ｖ、露光部電位を１００Ｖ、現像バイアス
電位を２５０Ｖに設定し、連続複写試験を行ったとこ
ろ、表１に示されるような結果が得られた。

【００１７】

【表１】 表１の結果から、本発明の電子写真用キャリアが優れた
ものであることが分かった。

【００１８】

【発明の効果】本発明の電子写真用キャリアは、表面に
コバルト等の酸化防止層を設けた磁性粉を含有するか
ら、磁性粉表面が安定であり、製造時に加熱されても酸
化され難く、磁性粉を多量に添加することが可能にな
る。特に針状磁性粉等の表面積の大きい磁性粉の場合に
は有効である。すなわち、本発明の電子写真用キャリア
は、針状粉を多量に添加することができるので、残留磁
化、保磁力が大きくなり、キャリアー自体が磁化するた
めに、現像ロールとの磁気的引力が大きくなり、キャリ
アーの感光体への付着が発生し難くなる。その結果、帯
電量が変動してもキャリアーの感光体への付着が発生せ
ず、現像剤の減少が防止できるために、長期間にわたり
安定して良好な画質の画像が得られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結着樹脂と少なくとも磁性粉を有する磁
   性粉分散型粒子よりなる電子写真用キャリアにおいて、
   表面に酸化防止層を設けた磁性粉を含有することを特徴
   とする電子写真用キャリア。
2. 【請求項２】 該酸化防止層がコバルト被着層であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電子写真用キャリア。