JPH07175264A - 電子写真用現像剤 - Google Patents

電子写真用現像剤

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JPH07175264A
JPH07175264A JP5318106A JP31810693A JPH07175264A JP H07175264 A JPH07175264 A JP H07175264A JP 5318106 A JP5318106 A JP 5318106A JP 31810693 A JP31810693 A JP 31810693A JP H07175264 A JPH07175264 A JP H07175264A
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JP
Japan
Prior art keywords
carrier
ferrite
developer
core material
toner
Prior art date
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Pending
Application number
JP5318106A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Mochizuki
賢 望月
Fumihiro Sasaki
文浩 佐々木
Hidefumi Gohara
秀文 郷原
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーの帯電量の経時低下がほとんどなく、
高いバイアスにおけるキャリア付着が改善でき、ベタ部
のエッジ効果がほとんど発生しない電子写真用二成分現
像剤を提供すること。 【構成】 少なくともスチレン−アクリル樹脂とモノア
ゾ染料の金属錯体を含有する負帯電トナーとシリコーン
被覆したフェライトキャリアとを含有する2成分系現像
剤において、被覆キャリアの体積固有抵抗が1014Ωc
m以上であり、芯材として使用するフェライトのBET
値が250〜350cm2/gで平均粒径が80μm以
上あり、さらに流動度が31秒/50g以上、見掛け密
度が2.50〜2.70g/ccである電子写真用現像
剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真用現像剤に関
し、さらに詳しくはトナーと磁性キャリアを混合した2
成分現像剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、トナーを用いて静電潜像を現像す
る方法としては、カスケード現像法(米国特許第261
8552号参照)や磁気ブラシ現像法(米国特許第28
74063号参照)が知られている。このいずれの方法
においても二成分系乾式現像剤が用いられている。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両粒子の摩擦により発生した電
気力により保持されており、静電潜像に近接されると静
電潜像が形成する電界によるトナー粒子に対する該潜像
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、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。
【0003】この場合トナー粒子は必ず光導電体上の所
望の像領域へ優先的に引きつけられるような正確な帯電
性および電荷の大きさを有していなければならない。ま
たキャリアは長期間の使用中、常にトナー粒子を所望と
する極性で、かつ充分な帯電量に摩擦帯電しなければな
らない。しかしながら従来の現像剤は、粒子間の衝突又
は粒子と現像機構との衝突等の機械的衝突または、これ
らによる発熱によって、トナー粒子の一部はキャリア粒
子の表面に物理的に付着して膜を形成する性質がある。
このような事態になると、キャリア粒子表面上にトナー
がしだいに蓄積され、キャリア粒子とトナー粒子との間
の摩擦帯電がトナー同士の摩擦帯電に置換されてしま
い、現像剤全体の摩擦帯電特性が劣化し、ひいてはコピ
ー画像の地肌部にトナーが多数付着するといういわゆる
地汚れの現象が生じ、コピー品質が低下することとな
る。また、キャリア表面に対するトナー膜の形成がひど
くなると現像剤全体を交換しなければならなくなり、コ
スト増につながる欠点となっている。
【0004】このようなスペントを防止するため、従来
よりキャリア表面に種々の樹脂を被覆する方法が提案さ
れているがいまだ満足のいくものは得られていない。例
えば、スチレン・メタクリレート共重合体、スチレン重
合体等の樹脂で被覆されたキャリアは、帯電特性は優れ
ているが、表面の臨界表面張力が比較的高く、繰り返し
複写するうちにやはりスペント化が起こるため、現像剤
としての寿命がそれほど長くない。また、四フッ化エチ
レン重合体を被覆したキャリアは表面張力が低いためト
ナーのスペント化は起きにくいが四フッ化エチレン重合
体が摩擦帯電系列において最も負側に位置していること
からトナーを負極性に帯電しようとする場合には用いる
ことができない。また、低表面張力を持つものとしてシ
リコン樹脂含有の被覆層を有するキャリアが提案されて
いる。例えば、不飽和シリコン樹脂とオルガノシリコ
ン、シラノール等をスチレン・アクリル樹脂と混合して
キャリア表面を被覆したもの(米国特許第356253
3号)、ポリフェニレン樹脂とオルガノシリコンターポ
リマー樹脂とで表面を被覆されたキャリア(米国特許第
3847127号)、シリコン樹脂と正帯電特性を有す
る窒素含有樹脂とを含有する被覆層を有するキャリア
(特開昭55−127567号)および樹脂変性シリコ
ン樹脂で表面を被覆されたキャリア(特開昭55−15
7751号)等が挙げられる。
【0005】以上のように、樹脂被覆キャリアにするこ
とによって耐スペント性は向上するが、キャリアが高抵
抗となるのでエッジ効果が生じやすく広い黒領域、中間
調領域の再現性が悪いという欠点がある。また、トナー
脱離時のカウンターチャージも過大となるので静電現像
による非画像部へのキャリア付着が発生し易くなる。特
にこの現象は高バイアス時に顕著に発生する。この欠点
を解決するために被覆層中にカーボンブラック等の導電
性を有する物質を混在させることが提案されている。例
えば、多孔性カーボンブラックと樹脂とを主成分とする
材料で被覆したもの(特開昭56−75659号)およ
びカップリング処理したカーボンブラックを含有したシ
リコン樹脂で被覆したもの(特開昭62−182759
号)等が挙げられる。
【0006】このように、キャリア表面にカーボンブラ
ックを含有するシリコン樹脂を被覆するとキャリアの抵
抗を容易に調整でき、エッジ効果およびキャリア付着の
改良が可能である。しかし、低抵抗化すると逆に画像部
へのキャリア付着が発生するという問題がある。さらに
キャリアの低抵抗化のためにカーボンブラックを添加し
すぎると被覆膜が弱くなり膜削れが起き、現像剤の反復
使用によりキャリアの抵抗が変動してしまい安定した画
像が得られなくなるという問題も発生する。また、キャ
リアの抵抗を下げすぎると現像剤の帯電量が経時保存に
より著しく低下する。例えば、製造後、長時間経た(た
とえば一ケ月)現像剤を複写機にて使用すると帯電量が
低下しているために、トナー付着量の増加による細線の
つぶれ、地汚れ、トナー飛散が発生する。また、複写機
内に入っている現像剤が高温高湿下に置かれると帯電量
が急激に低下して安定な画像が得られなくなる。更に、
現像剤の製造時における環境条件により帯電量が大きく
ばらついてしまい安定した現像剤が得られない等不具合
があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの従来
の技術の一連の問題点を解決した現像剤を提供すること
を目的とし、2成分現像剤を用いた場合の画像特性の改
善を果たし、環境依存性の少ない現像剤を提供すること
を目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の構成は (1)少なくともスチレン−アクリル樹脂とモノアゾ染
料の金属錯体を含有する負帯電トナーとシリコーン被覆
したフェライトキャリアとを含有する2成分系現像剤に
おいて、被覆キャリアの体積固有抵抗が1014Ωcm以
上であり、芯材として使用するフェライトのBET値が
250〜350cm2/gで平均粒径が80μm以上あ
り、さらに流動度が31秒/50g以上、見掛け密度が
2.50−2.70g/ccである電子写真用現像剤。 (2)フェライトがNi−Cu−Znフェライトである
上記(1)記載の電子写真用現像剤。 (3)芯材として使用するフェライトのラフネス(BE
T値/芯材を真球ときなした時の計算上の比表面積)が
1.3〜1.7である上記(1)または(2)記載の電
子写真用現像剤。
【0009】本発明で用いられるトナーは、結着樹脂と
して少なくともスチレン−アクリル共重合体樹脂を含有
しており、さらに電荷制御剤として2:1型金属錯塩化
物のごとき有機錯体が用いられる。本発明の磁性キャリ
アを構成するフェライトは球状に近い粒子であり、平均
粒径80μm以上のものが用いられる。さらにフェライ
トの表面状態として結晶が比較的大きく1次結晶粒子が
表面に存在せず、尚且つBET値が250〜350cm
2/gの範囲にあり、さらに流動度が31秒/50g以
上見掛け密度が2.50〜2.70g/ccのものを使
用する。すなわち本発明でいう磁性キャリアは、その表
面を被覆する樹脂がコア材の表面を均一膜厚に被覆せ
ず、膜厚にムラがあるようにする。また、一部凸部にお
いて未被覆部が存在してもよい。樹脂で被覆したキャリ
アにおいて、一部フェライトの表面が露出したキャリア
の提案は特開平4−93954にてなされている。しか
し、この方法は芯材の表面の結晶を細かくして凹凸を付
け、芯材にたいして表面の微細な1次結晶粒子の凹凸が
隠れない程度に被覆量を規制しなければならず作り込み
が非常に難しい。さらにこの方法では被覆後のキャリア
の体積固有抵抗も比較的低く、現像剤の帯電量の経時低
下も大きい。しかし本発明のような芯材を使用すれば、
被覆する樹脂量を比較的多くしても不均一な被覆膜をつ
くることが可能なる。そのためには、BET値が250
cm2/g以上あり、さらに流動度が31秒/50g以
上の芯材を利用しなければならない。すなわち使用する
芯材としては、具体的に言うと結晶を大きく、さらに形
状としては球形から少し外れるような形となる。本方法
により作られたキャリアは、体積固有抵抗が高くなり1
14Ωcm以上あり、帯電量の経時低下の防止が可能と
なる。しかし、BET値が350cm2/gを超えると
体積固有抵抗が1014Ωcm以下となり帯電量の経時低
下が発生する。
【0010】この発明で用いられるシリコン樹脂として
は、従来知られているいずれのシリコン樹脂であっても
よく、オルガノシロキサン結合のみからなるストレート
シリコンおよびアルキド、ポリエステル、エポキシ、ウ
レタンなどで変性したシリコン樹脂が挙げられる。例え
ば、市販品としてストレートシリコン樹脂は、信越化学
社のKR271,KR255,KR152,東レダウコ
ーニングシリコーン社のSR2400,SR2406等
があり、変性シリコン樹脂は、信越化学社のKR206
(アルキッド変性),KR5208(アクリル変性),
ES1001N(エポキシ変性),KR305(ウレタ
ン変性),東レダウコーニングシリコーン社のSR21
15(エポキシ変性),SR2110(アルキッド変
性)などがある。このような磁性キャリアを用いて現像
剤を調製し多数枚複写を実施すると、体積固有抵抗が高
いにもかかわらず広い黒領域においてもエッジ効果がほ
とんど発生せず、帯電量の経時低下もほとんどない。さ
らに高バイアスにおいて発生するキャリア付着に対する
余裕度も向上する。さらに理由については不明である
が、Ni−Cu−Zn系フェライトを使用すると高バイ
アスにおけるキャリア付着の発生はほぼ完全に防止でき
る。
【0011】さらに、フェライトの形状としては、芯材
のBET値と粒度分布を考慮した計算上の比表面積の比
(BET値/芯材を真球とみなした時の計算上の比表面
積=ラフネスと呼ぶ)を1.3以上のものを使用する。
ラフネスが1.3以下の芯材(表面の結晶が成長して表
面が滑らかな芯材)を用いると膜厚が厚くなり、キャリ
ア付着が発生する。また、ラフネスが1.7を超えると
(表面の結晶が小さいもしくは、形状が不定形に近い)
体積固有抵抗が低くなり、帯電量の経時低下が大きくな
る。
【0012】本発明の磁性キャリア用フェライトの製造
に関しては従来より実施されている一般的な方法により
作られる。たとえばフェライト原料を湿式法でよく混合
しスラリー状にする。このスラリーをスプレードライ法
等にて造粒、乾燥する。この乾燥粒子を仮焼成した後解
砕し篩分けする。この時点で芯材の流動度がほぼ決定す
る。次にまた一般的な方法にて造粒、乾燥させフェライ
ト粒子を製造し、最後に篩分けにて所望の粒径のフェラ
イトを得る。その際BET値が250〜350cm2
gになるように焼成温度を調節する。このフェライトを
コア材として樹脂被覆する方法の代表的方法は、流動床
を用いて被覆を行い、さらに焼付け、篩分けを実施する
ことにより樹脂被覆された本発明の磁性キャリアが得ら
れる。樹脂の被覆量は1重量%から5重量%が好まし
い。
【0013】
【実施例】以下実施例によって本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例および比較例に記載の各成分の量
(部)は重量部である。 ・トナーの作製 スチレンアクリル共重合体 87部 帯電制御剤(ボントロンS−34) 2部 カーボンブラック(#44) 11部 上記配合で溶融混練したものを粉砕分級し、平均粒径1
1.5μのトナー粒子を得た。
【0014】・キャリアの作製
【0015】
【表1】
【0016】 フェライト(実施例1〜7、比較例1〜3) 5000部 シリコン樹脂(SR−2411、東レ・ダウコーニングシリ コーン) 500部 トルエン 500部 上記処方にて、流動床型被覆装置を用いて被覆し、次に
230℃、2時間焼成し被覆樹脂を硬化させ解砕する。
流動度は、JIS Z 2502に準じて測定した。
【0017】
【表2】
【0018】高バイアスキャリア付着のランク評価は、
段階見本により5段階評価をおこなった。数値として
は、ランク5が最も良くランク1が最も悪いことを示し
ている。また、実際の画像における許容範囲はランク
4.0以上である。帯電量の経時変化の低下率は、2
5.0%以内が許容範囲である。
【0019】実施例と比較例より請求項1記載の範囲内
の特性値の芯材及び被覆キャリアであれば高バイアスキ
ャリア付着及び帯電量の低下が許容範囲にあることがわ
かる。更にNi−Cu−Zn系フェライトを使用するこ
とにより一層の高バイアスにおけるキャリア付着の改善
が見られる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子写真
用現像剤は帯電量の経時低下がほとんどなく、高いバイ
アスにおけるキャリア付着が改善でき、原画の黒い領域
が大きくてもエッジ効果がほとんど発生しない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 9/113 G03G 9/10 321 352

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともスチレン−アクリル樹脂とモ
    ノアゾ染料の金属錯体を含有する負帯電トナーとシリコ
    ーン被覆したフェライトキャリアとを含有する2成分系
    現像剤において、被覆キャリアの体積固有抵抗が1014
    Ωcm以上であり、芯材として使用するフェライトのB
    ET値が250〜350cm2/gで平均粒径が80μ
    m以上あり、さらに流動度が31秒/50g以上、見掛
    け密度が2.50〜2.70g/ccであることを特徴
    とする電子写真用現像剤。
  2. 【請求項2】 フェライトがNi−Cu−Znフェライ
    トであることを特徴とする請求項1記載の電子写真用現
    像剤。
  3. 【請求項3】 芯材として使用するフェライトのラフネ
    ス(BET値/芯材を真球とみなした時の計算上の比表
    面積)が1.3〜1.7であることを特徴とする請求項
    1または請求項2記載の電子写真用現像剤。
JP5318106A 1993-12-17 1993-12-17 電子写真用現像剤 Pending JPH07175264A (ja)

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JP5318106A JPH07175264A (ja) 1993-12-17 1993-12-17 電子写真用現像剤

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JP5318106A JPH07175264A (ja) 1993-12-17 1993-12-17 電子写真用現像剤

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JPH07175264A true JPH07175264A (ja) 1995-07-14

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6627369B2 (en) 2001-03-30 2003-09-30 Powdertech Co., Ltd. Carrier for electrophotographic developer and developer containing the same
EP1840662A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-03 Powdertech Co., Ltd. Electrophotographic resin-coated ferrite carrier, method for producing the same, and electrophotographic developer
JP2013057964A (ja) * 2012-11-20 2013-03-28 Dowa Electronics Materials Co Ltd 電子写真現像剤用のキャリア芯材、電子写真現像剤用のキャリア、および電子写真現像剤

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US6627369B2 (en) 2001-03-30 2003-09-30 Powdertech Co., Ltd. Carrier for electrophotographic developer and developer containing the same
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JP2013057964A (ja) * 2012-11-20 2013-03-28 Dowa Electronics Materials Co Ltd 電子写真現像剤用のキャリア芯材、電子写真現像剤用のキャリア、および電子写真現像剤

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