JPH08248686A - 静電潜像現像用キャリア及び静電潜像用現像剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 文字ちりを防止できる技術を提供することで
ある。 【構成】 無機微粒子を含有する樹脂被覆層を磁性体粒
子表面に形成してなるキャリアにおいて、前記無機微粒
子は、酸化モリブデンであり、その数平均一次粒子径が
１０〜１００ｎｍであって、かつ、ＢＥＴ比表面積換算
形状係数が０．５０〜０．９５である静電潜像現像用キ
ャリア。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は静電潜像現像用キャリア
及び静電潜像用現像剤に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】電子写真法を利用した複写装置の小型化
・現像器の小型化に伴い、二成分現像剤においてはトナ
ーが補給されてから現像ニップ部に移動する間に如何に
高速で適正な帯電量を持たせるかが重要な課題になって
いる。この為、負帯電性現像剤の帯電立ち上がり特性の
向上手段として、従来から、トナーに負帯電性ＣＣＡを
添加することが行われて来た。しかし、今日のような小
型の現像器を用いた場合には、これだけでは不十分であ
る。すなわち、弱帯電トナーの増加により、帯電量分布
が拡大し、トナーの機内飛散や画像に現れるカブリが顕
著になった。

【０００３】又、帯電立ち上がり特性向上のキャリア側
の手段として、特開平２−８８６０号公報の如く、キャ
リアに正帯電ＣＣＡを添加することが行われている。正
帯電ＣＣＡとしては、特開昭４９−５１９５１号公報、
特開昭５２−１０１４１号公報などに開示されている第
４級アンモニウム化合物、特開昭５６−１１４６１号公
報や特開昭５４−１５８９３２号公報などに開示されて
いるアルキルビリジニウム化合物、アルキルピコリニウ
ム化合物（例えば、ニグロシンＳＯ、ニグロシンＥＸ
等）が挙げられる。しかし、これらのＣＣＡは凝集力の
高い有機化合物であり、分散性が悪い。この為、キャリ
アの被覆層中ではＣＣＡの遍在や遊離によってトナーが
帯電不良を起こし易い。従って、帯電量分布が拡大し、
弱帯電成分が増加し、定着開始部進入時に電気的反発力
による文字ちりが発生し易い。

【０００４】

【発明の開示】前記定着開始進入時の文字ちりの問題の
解決は、現像剤の帯電量分布を可能な限り狭くし、弱帯
電成分を削減すること、更にその帯電量分布を長時間に
わたって維持することによって達成できる。そして、帯
電量分布を狭くする為には、帯電立ち上がりの改良を図
ることが必要であり、キャリアの正帯電性を向上するこ
とで達成できる。

【０００５】この点についての研究を鋭意押し進めて行
った結果、正帯電性の付与として酸化モリブデン微粒子
をキャリアに添加すれば、長期にわたって安定した正帯
電性を有するものになることが判って来た。すなわち、
酸化モリブデンは形状が球形に近い構造を有しており、
かつ、表面処理が不要で、特定の酸化モリブデン自体で
正帯電性の安定化が可能であることから、安定した帯電
を長期にわたって付与することが可能となった。

【０００６】このような知見を基にして本発明が達成さ
れたものであり、本発明の目的は、文字ちりを防止でき
る技術を提供することである。この本発明の目的は、無
機微粒子を含有する樹脂被覆層を磁性体粒子表面に形成
してなるキャリアにおいて、前記無機微粒子は、酸化モ
リブデンであり、その数平均一次粒子径が１０〜１００
ｎｍであって、かつ、ＢＥＴ比表面積換算形状係数が
０．５０〜０．９５であることを特徴とする静電潜像現
像用キャリアによって達成される。

【０００７】又、少なくとも結着樹脂、及び着色材を含
有してなる着色粒子と、少なくとも無機微粒子を含有す
る樹脂被覆層を磁性体粒子表面に形成してなるキャリア
とを有する静電潜像用現像剤であって、前記無機微粒子
は、酸化モリブデンであり、その数平均一次粒子径が１
０〜１００ｎｍであって、かつ、ＢＥＴ比表面積換算形
状係数が０．５０〜０．９５であることを特徴とする静
電潜像用現像剤によって達成される。

【０００８】そして、磁性体粒子表面に特定の酸化モリ
ブデン微粒子を添加した樹脂からなる樹脂層を被覆させ
てなるキャリアを用いた場合、トナーを容易に負帯電さ
せることが出来、帯電立ち上がり特性に優れ、弱帯電成
分を減少することが出来る。そして、文字ちりを防止で
きる。以下、本発明を詳細に説明する。

【０００９】〔磁性体粒子〕本発明の磁性体粒子として
は、例えばフェライト、マグネタイトを始めとする鉄、
ニッケル、コバルト、銅、亜鉛等の金属、あるいは前記
金属を含む合金、又は化合物等が挙げられる。尚、比重
が３〜７の磁性体粒子を用いた場合は、現像器内での混
合攪拌時に現像剤が受けるストレスが低減されるから好
ましい。

【００１０】磁性体粒子の飽和磁化に関しては、現像方
式に応じて必要により決められるが、一般的には、飽和
磁化σは１５〜７０ｅｍｕ／ｇが好ましい。又、体積平
均粒径は２０〜２００μｍが好ましい。この体積平均粒
径はマイクロトラックＳＲＡ ＭＫ−ＩＩ（日機装社
製）によって測定される。 〔被覆用樹脂〕磁性体粒子表面に特定の酸化モリブデン
微粒子を添加した樹脂からなる樹脂層を構成する樹脂と
しては、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチ
レン−アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹
脂、ロジン変性樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹
脂などを用いることが出来る。これらの樹脂は単独でも
組み合わせて用いても良い。

【００１１】樹脂被覆量は磁性体粒子の粒径に応じて適
宜調整されるが、磁性体粒子に対して０．５〜１０重量
％が好ましい。又、被覆層の厚さ（平均厚さ）は０．２
〜３μｍ、特に０．２〜２μｍが好ましい。 〔酸化モリブデン〕本発明の酸化モリブデンは、例えば
モリブデンヘキサカルボニル等のモリブデン有機化合物
を気相酸化することにより調整される。特に、酸化モリ
ブデンは気相酸化法で調整されたものが好ましい。

【００１２】酸化モリブデンの数平均一次粒子径は１０
〜１００ｎｍであり、ＢＥＴ比表面積換算形状係数が
０．５〜０．９５と通常の無機微粒子に比較して球状に
近い形状を有している。特に好ましいのは、数平均一次
粒子径が２０〜９０ｎｍ、ＢＥＴ比表面積換算形状係数
が０．６０〜０．９０である。本発明において、数平均
一次粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＬＰＡ−３０００／
３１００、大塚電子製）によって測定された数平均一次
粒径を示す。ＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ比表面積測定装
置（Ｆｌｏｗ Ｓｏｒｂ ＩＩ２３００、島津製作所
製）を用いて一点法で測定された値を示す。

【００１３】本発明において、ＢＥＴ比表面積換算形状
係数とは、真球と仮定して算出される比表面積と実測さ
れたＢＥＴ比表面積との比により算出される係数であ
り、真球の形状が１．０となる。この為、不定形構造を
有するものである程、小さな値を示す。本発明の酸化モ
リブデンが目的である正帯電性の安定化に効果を発揮す
る理由については明確でないが、モリブデンヘキサカル
ボニルを気相酸化することにより形成したことから、ア
モルファス状態の構造であり、更に格子欠陥を有した構
造となっており、電子の授受が容易に行われる構造を有
している為、正帯電性の保時が安定して保たれるものと
考えた。

【００１４】酸化モリブデンはキャリア被覆用樹脂に対
して０．５〜７０ｗｔ％、好ましくは１〜６０ｗｔ％添
加するのが良い。尚、この添加量が過多であると、樹脂
被覆層の成膜が困難になり、膜剥がれ等の耐久性低下を
引き起こす。逆に、過少であると、キャリアの正帯電性
安定化効果が少なくなり、長期にわたって帯電を安定化
することが出来ない。

【００１５】キャリアの製造方法については、特に限定
されるものではない。一般的な流動層式スプレーコート
法、浸漬式コーティング法、焼結式コーティング法など
が挙げられるが、コーティング中にキャリア粒子の造粒
が発生せず、生産性が向上する点、酸化モリブデンの分
散が向上する点から乾式コーティングが好ましい。 〔トナー〕本発明で用いるトナーは、結着樹脂と、着色
材と、必要に応じて使用されるその他の添加剤とを含有
した着色粒子である。その平均粒径は体積平均粒径で、
通常、１〜３０μｍ、好ましくは５〜１５μｍである。

【００１６】着色粒子を構成する結着樹脂は特には限定
されない。従来から公知の種々の樹脂が用いられる。例
えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−ア
クリル系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられる。
中でも、負帯電性になり易い点でポリエステル系樹脂が
好ましい。着色材も特には限定されない。従来からカラ
ートナーとして公知のカーボンブラック、ニグロシン染
料、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロ
ー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キ
ノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシ
アンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ローズ
ベンガル等が挙げられる。例えば、黒トナーとしてはカ
ーボンブラック、ニグロシン染料等が使用される。イエ
ロー、マゼンタ、シアントナーに必要な顔料としては、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメン
トブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレ
ッド４８−３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド２１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッ
ド５７−１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．
Ｉ．ピグメントイエロー８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエ
ロー１５４等の顔料を好適に使用することが出来る。

【００１７】更に、流動性の改善による現像性の向上や
クリーニング性の向上を図る為、無機微粒子を着色樹脂
に外添することが好ましい。この無機微粒子としては負
帯電性の付与能力や流動性の向上効果から、表面をシラ
ンカップリング剤やチタンカップリング剤などで疎水化
処理したシリカ微粒子やチタニア微粒子が好ましい。特
に、数平均一次粒子径が５〜１０００ｎｍのものが好ま
しく用いられる。無機微粒子の添加量としては着色粒子
に対して０．１〜５．０ｗｔ％添加するのが好ましい。
その他の添加剤としては、帯電立ち上がり特性を一層
向上させる為に、含クロム金属錯体のような負帯電性の
荷電制御剤、低分子量ポリオレフィンやカルナバワック
ス等の定着性改良剤等が挙げられる。

【００１８】更に、トナーにはクリーニング助剤として
数平均一次粒子径が０．１〜２．０μｍのスチレン−ア
クリル系樹脂微粒子やステアリン酸亜鉛のような高級脂
肪酸金属塩を添加しても良い。尚、クリーニング助剤は
着色粒子に対して０．０１〜１．０ｗｔ％添加するのが
好ましい。 〔画像形成方法、定着方法〕本発明の現像剤が適用され
る画像形成装置、並びに画像形成方法や定着方法は、特
には限定されない。

【００１９】以下、本発明について説明するが、本発明
はこれらの実施例に限られるものではない。

【００２０】

【実施例】

〔酸化モリブデン製造例〕モリブデンヘキサカルボニル
を気相中で酸化処理することにより、表−１に示す物性
を有する本発明の酸化モリブデンを得た。 表−１ 数平均一次粒子径（ｎｍ） ＢＥＴ比表面積換算形状係数 酸化モリブデン１ ３０ ０．８６ 酸化モリブデン２ ３０ ０．６９ 酸化モリブデン３ ６０ ０．８４ 酸化モリブデン４ ８０ ０．７９ 〔キャリア製造例〕比重５．０、体積平均粒径５０μ
ｍ、１０００エルステッドの外部磁場を印加した際の飽
和磁化σが４５ｅｍｕ／ｇのＣｕ−Ｚｎフェライト粒子
の表面に、メルメタクリレート／スチレン＝６／４組成
の共重合体と下記表−２に示す添加剤とを用いて平均膜
厚が２．０μｍの被覆層を設け、キャリア１〜キャリア
７を得た。

【００２１】 表−２ 添加剤 添加量 キャリア１ 酸化モリブデン１ １０ｗｔ％ 本発明 キャリア２ 酸化モリブデン２ １０ｗｔ％ 本発明 キャリア３ 酸化モリブデン３ ３５ｗｔ％ 本発明 キャリア４ 酸化モリブデン４ ３０ｗｔ％ 本発明 キャリア５ 酸化モリブデン５ ２０ｗｔ％ 比較例 キャリア６ なし − 比較例 キャリア７ ニグロシンSO（正帯電CCA) ３ｗｔ％ 比較例 ＊酸化モリブデン５は粉砕法で調整した酸化モリブデンで、数平均一 次粒子径は１２０ｎｍ、ＢＥＴ比表面積換算形状係数は０．４５ ＊ニグロシンSOの数平均一次粒子径は３０２ｎｍ 〔トナー製造例〕ポリエステル樹脂１００重量部、低分
子量ポリプロピレン４重量部、カーボンブラック６重量
部を混合し、溶融、混練、粉砕、分級した後、体積平均
粒径が８．４μｍの着色粒子を得た。これに疎水性シリ
カを０．８重量％添加してトナーを得た。

【００２２】〔現像剤製造例〕上記各キャリア４６０ｇ
とトナー４０ｇとをＶ型混合機を用いて、２０℃、５５
％ＲＨ下で２０分間混合し、現像剤を得た。 〔実機評価〕コニカ社製複写機Ｕ−Ｂｉｘ３０３５を下
記のように改造し、３００００枚実写テストを行い、２
０℃、５５％ＲＨ下において下記の評価項目について評
価したので、その結果を表−２に示す。

【００２３】（１）帯電部：放電極性をマイナスからプ
ラスに変更し、画像部の感光体電位を７５０Ｖ、非画像
部の感光体電位を５０Ｖに調整。尚、感光体は正帯電性
有機感光体を用いた。 （２）転写部：放電極性をマイナスからプラスに変更し
た。 （３）現像部：現像バイアスを−１５０Ｖに変更した。

【００２４】（４）定着部：定着条件には下記の二種を
採用した。 〔熱ローラ定着〕図１タイプの定着装置を用いた。す
なわち、熱ローラ定着方式として、表面２をテトラフル
オロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合体で被覆した直径３０ｍｍφのヒータ４を中央部に
内蔵した円柱状の鉄３からなる上ローラ１と、表面が同
様にテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル共重合体で被覆したシリコンゴムで構成さ
れた直径３０ｍｍφの下ローラ５とを有した定着装置を
用いた。線圧は０．８ｋｇ／ｃｍに設定され、ニップ幅
は４．３ｍｍとした。この定着装置を使用して、印字の
線速を２５０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。尚、定着装置の
クリーニング機構としては粘度が１００００ｃｐのシリ
コーンオイルを含浸したパッドを装着して使用した。定
着機の設定温度は１９０℃である。

【００２５】〔フィルム状定着〕図２タイプのエンド
レスシート定着装置を用い、下記の定着条件で行った。 定着条件：加熱体温度Ｔ１＝１９０℃ 加熱体温度Ｔ２＝１７６℃ 加熱体温度Ｔ３＝１７４℃ フィルム材速度＝１５０ｍｍ／ｓｅｃ 加熱体・加圧ローラ間総圧＝１５ｋｇ 加圧ローラ・フィルム材間ニップ＝３ｍｍ フィルム材：表面に導電性物質を分散したポリテトラフ
ルオロエチレンを被覆した厚みが１５μｍのポリイミド
フィルム材 ウォーターアップタイム：４ｓｅｃ クリーニング機構なし 尚、図２中、１１は駆動ローラ、１２は従動ローラ、１
３は加圧ローラ、１４はフィルム材、１５はライン状加
熱体、１６は温度センサ、１７はアルミナ基板である。
又、温度Ｔ１は温度センサ１６で検出された温度、温度
Ｔ２はフィルム状部材１４の表面温度、温度Ｔ３はフィ
ルム材１４がトナー定着表面より剥離する部分における
フィルム材１４の表面温度である。

【００２６】〔評価項目〕 （１） 帯電量分布 初期と３００００枚複写後において、ＨＯＳＯＫＡＷＡ
ＭＩＣＲＯＮ 製Ｅ−ＳＰＡＲＴ ＡＮＡＬＹＺＥＲ
Ｍｏｄｅｌ：ＥＳＴ−１を用い、下記条件で測定を行
い、得られた個数％分布曲線を鋏で切り取って重量を測
定した。ｑ／ｄ分布が−０．５ｆｅｍｔ Ｃ／μｍのト
ナーの重量が全体の何重量％を占めるかで評価した。

【００２７】 ＰＵＬＳＥ ＤＵＲＡＴＩＯＮ；３ｓｅｃ インターバル ；４ｓｅｃ ガス圧 ；０．３ｋｇ／ｃｍ² 測定流量 ；３００ｍｌ／ｍｉｎ ローテーションスピード ；２００ｒｐｍ 測定トナーカウント ；２０００以上 （２） 文字ちり ２００μｍ間隔で、幅２００μｍ、長さ１ｃｍのライン
を５本配置したチャートをコピーし、その部分のちりの
状況を観察し、以下の４ランクに分類し、判定した。

【００２８】Ａ；顕微鏡で２０倍に拡大した時でも、ラ
イン周辺のちりが観察されない。 Ｂ；目視では判らないが、顕微鏡で２０倍に拡大した
時、周辺にちりが観察される。 Ｃ；目視で周辺のちりが観察される。 Ｄ；ライン間の判別が困難な程、激しくちりが発生。

【００２９】 表−２ キャリアNo -0.5femt C以下(%) 文字ちり 初期 30000枚 変化量 定着 定着 実施例１ キャリア１ 1.0 0.9 -0.1 Ａ Ａ 実施例２ キャリア２ 0.6 0.5 -0.1 Ａ Ａ 実施例３ キャリア３ 0.8 0.8 0 Ａ Ａ 実施例４ キャリア４ 1.0 0.8 -0.2 Ａ Ａ 比較例１ キャリア５ 1.5 55.6 54.1 Ｃ Ｃ 比較例２ キャリア６ 23.1 61.2 38.1 Ｄ Ｄ 比較例３ キャリア７ 1.2 55.4 54.2 Ｃ Ｃ

【００３０】

【効果】現像剤の帯電量分布が狭く、弱帯電成分を削減
でき、かつ、その帯電量分布を長時間にわたって安定し
て維持でき、文字ちりを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱ローラ定着装置の概略図

【図２】フィルム状定着装置の概略図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機微粒子を含有する樹脂被覆層を磁性
   体粒子表面に形成してなるキャリアにおいて、 前記無機微粒子は、 酸化モリブデンであり、 その数平均一次粒子径が１０〜１００ｎｍであって、 かつ、ＢＥＴ比表面積換算形状係数が０．５０〜０．９
   ５であることを特徴とする静電潜像現像用キャリア。
2. 【請求項２】 酸化モリブデンはキャリア被覆樹脂に対
   して０．５〜７０ｗｔ％含有することを特徴とする請求
   項１の静電潜像現像用キャリア。
3. 【請求項３】 酸化モリブデンが気相酸化法により得ら
   れたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２
   の静電潜像現像用キャリア。
4. 【請求項４】 少なくとも結着樹脂、及び着色材を含有
   してなる着色粒子と、少なくとも無機微粒子を含有する
   樹脂被覆層を磁性体粒子表面に形成してなるキャリアと
   を有する静電潜像用現像剤であって、 前記無機微粒子は、 酸化モリブデンであり、 その数平均一次粒子径が１０〜１００ｎｍであって、 かつ、ＢＥＴ比表面積換算形状係数が０．５０〜０．９
   ５であることを特徴とする静電潜像用現像剤。
5. 【請求項５】 酸化モリブデンはキャリア被覆樹脂に対
   して０．５〜７０ｗｔ％であることを特徴とする請求項
   ４の静電潜像用現像剤。
6. 【請求項６】 酸化モリブデンが気相酸化法により得ら
   れたものであることを特徴とする請求項４又は請求項５
   の静電潜像用現像剤。