JPS5859457A - 現像剤用キヤリア - 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】 本発明は静電記録装置において現像に用いられる現像剤
に関し、更に詳しくは現像剤によって磁気ブラシを形成
し、現像を行うキャリアとトナーとから成る２成分系現
像剤のキャリＺＫ関する。

一般ｔＣ＃電紀鮎装置においては・感光体を一様に帯電
した後・該帯電された感光体表面に光像を照射せしめ、
該光像に対応した静電潜像を感光体表面上に得る手法が
汎用されている。この様にして静電潜像が得られる原理
は、感光体が光照射を受ける事により導電体へと変化し
、表面に帯電によって付与された電荷を消散あるいは減
衰せしめるという事で一般に良く゛知られている。

上記の如くして得られた静電層ｆＩｊＩｒｔ担持する感
光体の表面においては、光照射を受けた部分（該部分の
ｔ＊は消散あるいは、減衰してしまっている）と光照射
を受けぬ部分（該部分の電荷は変化しない）との聞に電
位差が形成されている。、従つて、光照射な受けぬ部分
（反転現像を意図とする場合には光照射を受けた部分）
Ｋ付着し得る如き静電荷を有する微細な着色トナーな感
光体表面に付与する事によって、感光体表面に担持され
る静電潜像が現像されることとなる。

該方法の具体的な態様としては現在に至るまで種々のも
のが提案されかつ、実用化されて来ている。その代表的
なものとして、現像剤によって磁気ブラシを形成し、該
ブラシで静電潜像担体（例えば前述の感光体等）の表面
な擦過する方法、いわゆる磁気ブラシ現像方法が広く知
られている。

この現像方法にては、通常粒径５ｏ〜２００μｍ程度の
鉄粉等からなるキャリアと称される粒子と、粒径１０μ
ｍ程度の着色トナーとの混合からなる現像剤、いわゆる
２成分現像剤が常用される。該現像剤について詳しく説
明すると、前記キャリアとトナーとは混合攪拌される事
により互いに逆極性にｊＩｋｇＡ帯電し１するものであ
り、かつ、通常トナーが静電潜像の極性と逆の極性にＩ
Ｉｉ擦帯電される様に鴬トナー及びキャリアの材質等が
選択されている。この様７２現像剤は、現像に際し、中
ヤリ７０表面にトナーを静ｔ＠着した状態で静電潜像担
体の表面を擦過し、その際現像剤中のトナーのみが機械
力と静電気力との組合せによってキャリア表面から１１
！され、潜像の電荷によって静電潜像担体へと付着する
事となり、それによって静電潜像が現像され６゜ この様な現像方法は極めて実用的であり、多くの利点を
有するものであるが、その反面、（１）　）ナーとキャ
リアとの混合比を絶えず一定罠しておかねば安定した現
像効果が期待できず、かつ、該混合比を一定にする場合
においても、その許容範囲が狭く、該混合比を一定に維
持するための対策に苦慮せねばならない。（２）現像剤
を長期使用した場合には一キャリアの一面にスベン））
ナーと呼ばれる現像に寄与せぬトナーが数階するトナー
フィルミングが起こり、現像剤の劣化が生じ、それに　
　伴ない現像された画像の画質も劣化して行く０このた
め、周期的に現像剤を交換する手数を要し、かつ不経済
である。（３）現像された画像の寛容度の鰯が狭くなり
、現像されたＷＭ鎗の解像力も低くなる等といった種々
の問題点をも有するものである二上記の問題点（１）　
Ｋ対してはキャリアの比表面積【大きくすることＫよっ
て許容範囲を拡げることができる。（２）に対しては、
キャリア表面を合成樹脂等で被覆して、トナーとの表面
エネルギーの差を小さくシ、トナーフィルミングを防止
できる。

しかしキャリアである磁性粒子と披＊Ｗ脂との接着が十
分でない場合が多く、屡々被覆が破壊される。またＣ（
）に対してはキャリアを微小化することによって対処で
きる。

上に述べた観点から午ヤリ７粒子を数１０ｆｉｌ１１程
度にまで小さくすれば上記問題点（１）および（３）は
解消できる。

しかしながら数１０μ属の磁性粒子そのもの【安定に生
絨Ｔることは困難であり、コスト的にも高くなる。又、
このことができるにしても問題点（２）の解決は同様に
困難である。

この不都合を回避するために曳絶縁性機脂中に磁性微粉
末【分散させ、且つその磁性微粉末の、粒子全体に占め
る割合が沁〜７５　ｍ１１％である分散糸キャリアが提
案された。分散系にすることによって数１０μｍのキャ
リアは容易に安価に作成することができる。

しかし−から（１）ｆｌｉ性粒子粒子量に含むために１
分散バインダーと磁性粒子とのｋＩ着着手不足ため破騙
しＪ！い。（２）キャリア表面に露呈した磁性粒子にト
ナーフィルミングか起る、更に（３Ｊトナーの帯電がキ
ャリアの磁性粒子バインダーと磁性粒子の両者によって
起るのでトナーの荷電制御が不一定になる、蛤の問題点
がある。

本発明の目的は、こｔらの点に鑑み、前述の如き従来の
磁気ブラシ現像方法のイノしていた柚々の問題点を解消
する静電記録用の現像剤を提供Ｔることである。

更に許しくに、転写型静ＩＥ複写機に適する上記の如き
現像剤、あるいは１勤略Ｗ或からなる現像装置を使用し
得る上記の如き現像剤ｅ提供することである。

以上述べた本発明の目的は、静亀紀鮎装置に用いる２ｒ
Ｒ，分糸現像剤のキャリアにおいて、磁性粒子とバイン
ダーを含むコアーと、該コアーを被覆したシエールから
構成された現像剤用キャリアを現像剤に適用することに
よって達成される。

次に本発明について、実施態様に言及しながら詳しく説
明する。

第１図に本発明のキャリアの構成を示した。図において
、ｌはコＴ、−１１１は磁性粒子、１２は磁性粒子１１
を分散保持するバインダーである。２はシェルであって
コアー１を被覆し外部から遮断している。

コアー１に分散させる磁性粒子としては、例えハ、鉄、
クロム、ニッケル、コバルトなどの金属およびそれらの
化合物もしくは合金、例えば、それらの金属粉、四三酸
化鉄、ｒ−ｒｌｔ化第二鉄、二酸化クロム、酸化マンガ
ン、フェライト、マンガン、銅系合金など通常使用され
る公知の強磁性体粉末や常磁性体粉末が使用されてよい
・また、バインダーとしては１通常使用されている従来
公知のものが使用されてよく、例えば、スチレン糸樹脂
、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジン変性樹脂、アク
リル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂：ワックス類；バルジチン酸、ステアリン酸な
どの脂肪酸類があげられる０またシェルｉには主として
合成樹脂を用い、前述シたコアーのバインダーに用いた
樹脂の中カラ少くとも１種【選んで使用することができ
る。この場合、ファーのバインダーとシェルに同一組成
の樹脂を用いるとファーとシェルの接着は甚だ良好であ
って耐久性の大きい中ヤリ７が得られる。

またコアーに導電性カーボン或は金属粉末等の少くとも
１種を混入し導電性を付与し、対向電極効果を上げるこ
とができる。更に上述の導電性付与はシェルに対して行
ってもよい。

またシェルに公知の荷電制御剤を入れ、トナーの帯電量
を調整することは画質向上に効果がある。

むろん荷電制御剤はトナーに入れることもできる。

またキャリアの粒径は１０〜２００μｍ　（好ましくは
１０〜１００μｍ）またファー中の磁性粒子の皺はキャ
リアが従来と同様の磁化を示すことが必要であり、この
ことから（資）〜９０恵量襲であることが好しく１ここ
のことは次に述べる実施例によって理解される。

尚このようにして作成されたキャリアは、１〜（９）μ
ｍのトナー及び必要に応じ粒子の流動ｆ＃ｒＪをよくす
る流動化剤側光ばコロイダルシリカ、シリコンフェス、
金属石鹸あるいは非イオン表面活性剤等、および感光体
などの像担持体表面の清浄化の助剤として用いるクリー
ニング剤例えば脂肪ａ！金属塩、有機基置換シリコンあ
るいは弗素系表面活性剤等と混合し、現像剤に仕上げら
れる。

以下、本発明を実施例で説明する。

実施例１ スチレン、アクリル樹脂（三洋化成−ハイマーｕｐ１１
０融点１１０℃）１００重量部と、磁性微粉末（チタン
工業製マグネタイトＲＢ−ＢＬ平均粒径１μ）１５０重
量部とを溶融混練し、冷却後、粉砕、分散して平均粒径
ｌフμの粒子を得たＯこの粒子に前記樹脂粉末２０ｗｔ
％を更に混合してスプレードライ装置に入れ、２００〜
２２０℃の温度で熱処理しシェルをＩｌ成した０得られ
たキャリアの平均粒径は加μであった。

一方、スチレンアクリル樹脂（ハイマーｕｉ）１１０）
１００重量部、カーボンブラック（三菱化成製Ｍム一１
０Ｆ）１０！１Ｉｊｉ部、ニグロシン５重量部からなる
平均粒径１５声のトナーをつくり、前記キャリアにこの
トナーを２０ｗｔ％混合して粉像転写型電子写真複写機
の磁気ブラシ現像製蓋に適用し、実写テストをおこなっ
た。

ここで、磁気ブラシ現像装置はスリーブおよび磁石回転
式であり又スリーブの回転＆は１００　ｒ、ｐ、ｍ。

磁石の回転数は１２００ｒ、μである。また被現像面で
あるＯｄ８　Ｋ、光体上の鰻高電位は一５ｏｏ　ｖであ
り、この感光体上のトナー像を普通紙に転写し一定着は
表面温度１４０℃のヒートローラ定着装蓋によったＯ 上記実験で得られた画像はカプリのない鮮明なものであ
った。これにより、充分な摩擦帯電蓋為安定した帯電極
性が得られていることがわかる・また５万枚コピー後も
初期と変らぬ画像かえられた。

実施例２ スチレン、アクリル樹脂（三洋化成製）１イマ−ｕｐ１
１０融点１１０℃）１００重ｌｉｔ部と、磁性微粉末（
日本鉄粉製マグネタイト平均粒径８μ）２００ム皺部と
から、実施例１と同様にして粒子を造粒し。

た。この粒子をスプレードライ装置に入ｎ、２００〜２
２０℃の温度で熱処理し球形化を行った。次にこの粒子
に、上記樹脂粉末を２０ｗｔ％追加混合し＼実施例１と
同様に熱処、、理してシェルを構成し、得たキャリアな
実施例１で示したトナー２ｏｗｔ％と１司様の実写テス
）をおこなったところ１．ｌｌ：常に良好な結果が得ら
れた。

実施例３ スチレン、アクリル樹脂（Ｅ　洋化成Ｗ　／’イマーｕ
ｐ１１０融点１１０℃）１００重量部と、磁性微粉末（
チタン工業製マグネタイトＲＢ−ＢＬ平均粒径１μ）１
５０真鷺部とを溶融混練し、冷却後、粉砕、分散して平
均粒径２μの粒子なｉたＯこの粒子をスプレードライ装
置に入れ、２００〜２２０℃ｃｖ　温［ｒ　Ｍ処理し球
形化処理を行ったＯ 次にこの粒子を４０〜７０℃の温風気流中に浮遊流動さ
せ、これに荷電制御剤のニグロシンと上記樹脂の溶剤溶
液をスプレーガンで噴霧し、樹脂被覆既チシェルの形成
を行った。得られたキャリアの平均粒径は（９）μｍで
あった。

一方、スチレン７クリルＷ脂（ハイマーｕｐＨ０）１０
０京輩部、カーボンブラック（三菱化成製ＭＡ−１００
）　１０重置部からなる平均粒径１５μのトナーをつく
り、前記キャリアにこのトナーを２０ｗｔ％混合してｌ
！Ｂ気ブラシ現像装置に適用し一実写テストをおこなっ
た。

ここで、磁気ブラシ現像装置はスリーブ固定磁石回転式
であり、磁石の回転数は１２００ｒ、ｐ、ｍ、である。

また被現像面であるＳＩ感感体体上最高電位は＋７５０
ｖであり、この感光体上のトナー像を普通紙に転写し、
定着は表面温度１４０℃のヒートローラ定着装置によっ
た。

上記実験で得らｎた画像はカブリのない鮮明なものであ
った。これにより、充分な摩擦帯電量、安定した帯電極
性が得られていることがわかる。

まｒ−５万ｊビー後も初期と変らない画像が得られた。

実施例４ スチレン、７クリル樹脂（三洋化成製ハイマーｕｐ１１
０融点１１０℃）１００重量部と、導電性カーボン（Ａ
ＫＺＱ＆ケッチェンブラック）５重量部と、磁性−微粉
＊（チタン工業製７グネタイ）ＲＢ−Ｂ、Ｌ平均粒径ｌ
μ）１５０重量部とを溶融混練し、冷却後、粉砕、分散
して平均粒径ゐμの粒子な得た。この粒子をスプレード
ライ装置に入れ、２００〜２２０℃の温度で熱処理し、
球形化処理な行りＴ−０次にこの粒子を４０〜７０℃の
温風気流中に浮遊させ、これに荷電制御剤ニグロシンと
上記＃ｔ＆の溶剤溶液をスプレーガンで噴霧Ｌ１シェル
を形成した。得られたキャリアの粒径は美μ翼であった
。

一方、スナレンアクリルＩｉｌ脂（ハイマーｕｐ　１１
０　）１００重量部、カーボンブラック（三菱化成製Ｍ
Ａ−１００）　１０重量部からなる平均粒径１５μのト
ナーをつくり、前記キャリアにこのｔナーを２０ｗｔ％
混合して磁気ブラシ現像装置に適用し、実写ナストをお
こなった。

ここで、磁気ブラシ現像装置はスリーブ固定磁石回転式
であり、磁石の回転数は１２００ｒ、ｐ、ｍ、である。

また被現像面である８ｅ感元体上の最高電位は＋　７５
０　Ｖであり、この感光体上のトナー像な普通紙に転写
し、定着は表面温度１４０℃のヒートローラ定着装置に
よった。

上記実験で得られた画像は、エツジ効果の少い、またカ
ブリのない鮮明なものであった。これにより、充分な摩
擦帯電量、安定、した帯電極性が得らｎていることがわ
かる。

また５万枚フビー後も初期と変らない画像が得られた。

以上述べたように本発明は１キヤリアに芯部に磁性粒子
を包含Ｔるファー・シェル構造を与えることによって、
また更にコアー或はシェルに導電性、葡電制ｍｌ　ｍ＠
あるいは流動性等を付与Ｔる助剤を添加することによっ
て、（１）画質向上に好都合な微粒子、（２）　）ナー
フイルミングの少い、（３）丈夫で長寿命の、（４）軽
い、そして助剤の添加によって（５）荷電制御の確実な
、（６）対向電極制御の利＜　、（７）流動性がよく凝
集性の少い、等々と言う数多くの特徴をもつキャリアを
安価に且つ再現性よく調製することができ、静電記録装
置に用いる優れた現像剤を調製１提供することができる
。

尚本発明のファー・シェル法は１００μｍ以上の大きざ
のキャリア粒子に対しても適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明キャリアのファー・シェル構造な示す。 ｌ・・・・・・コアー、１１・・・・・・磁性粒子、１
２・・・・・・バインダー、 ２・・・・・・シェル。 代理人　　桑　ＩｊＫ　　―　美

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）静電記録装置に用いる二成分系現像剤のキャリア
   において、磁性粒子とノずインダーを含むコアーと、該
   ファーを被１１したシェルから構成された現像剤用キャ
   リア。 （２）　　上記現像剤用キャリア０粒径が１０〜２００
   μ重である特許請求の範囲第一項記載の現像剤用キャリ
   ア〇 （３）上記コアーに磁性粒子を（資）〜頭重量外を含有
   する特許請求の範！！第一項および第二項記載の現像剤
   用キャリアｏ・ （４）　　上記コアーに導電性を付与した特許請求の範
   匪第−項乃至第五項記載の現鎗剤用キヤ１Ｊ７０（５）
   上記シェルに荷電制御剤を含んでし罵る特許請求の範Ｈ
   第一項乃至第四項記載の現像剤用キャリ　　７　。 （６）　　上記ファーのバインダーと上記シェルの主構
   成物質が同一である特ｒｆｌＩＩ求σノ範囲第−項乃至
   第五項記載の現像剤用キャリア。