JPS59121054A - 磁性現像剤 - 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】 本発明は電子写真法、静電記録法、静電印刷法等におけ
る静電荷像を現像するのに使用される磁性現像剤に係り
、特に地かぶりが少なく、現像性がすぐれ、しかも現像
剤の寿命が非常に長い磁性−現像剤に関するものである
。

静電荷像現像用現像剤としては、従来から磁性・トナー
とよばれる一成分系トナーとキャリヤとト・ナーの混合
物からなる二成分系現像剤の二種類が・知られている。

一成分系トナーはマグネットロールにより搬送・されて
磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシが静電・潜像をもつ
セレン、酸化亜鉛、硫化カドミウム等・の光導電体又は
絶縁処理を施こされた静電記録体。

等の静電潜像保持体に接触して、この保持体に残・、。

されている潜在電荷とトナーのもつ誘導静電スス。

はトナー粒子内の電荷の分極によりトナーが付着。

し、現像がおこなわれる。

従って一成分系トナーにおいては静電荷の極性。

によらず電荷の存在する場所にトナーが付着する１゜の
が大きな特徴である。

これに対して、二成分現像剤はキャリヤー粒子。

とトナー粒子の混合物から成り、これら粒子を互。

に十分混合攪拌させることにより両者を摩擦帯電させ、
静電潜像保持体と接触し、静電吸引力によ−リトナーの
みを保持体に付着させるものである。。

従ってこの場合には、静電荷潜像の極性により゛トナー
の摩擦帯電量を調整する必要がある。すな。

わち、正規現像を行なわせる場合、セレン等のよ゛うに
正電高をもつ感光体に対しては、トナーに強□７い負電
荷をもたせる必要があり、逆極性に帯電さ゛せると反転
現像とよばれる静電荷の無い部分にト・ナーが付着する
ことになる。

上記の一成分系トナーおよび二成分系現像剤が・静電荷
潜像現像剤の主流となっているが、−成分・・′・系ト
ナーは、その名の通り単一成分より成るため、複写中に
トナーが不足した場合には補給するだけ。

でよく、メインテナンスの点で非常に有利である。

が、摩擦電荷をもたないため、高速現像性の点に。

おいて劣り、又特に高湿時における画質および低１−い
転写効率が最大の欠点とされている。

これに対して、二成分系トナーはキャリヤーと。

お互に摩擦帯電するため現像性がすぐれ、高速機。

に適しており、又高湿時における画像の安定性も。

高い。その反面、キャリヤーとトナーを互に摩擦、。

帯電させるため現像装置に攪拌機機を設けること゛が必
要であり、しかもトナーとキャリヤーの混合・比率が使
用中変化してくると帯電量が変化し、画・質が低下する
ことから常圧一定の比率に保つ手段・を設けることが必
要である。更に不利なことは、・トナーの大部分は有機
物樹脂より成り、しかも、・キャリヤーと逆極性に強く
帯電しているためキヤ。

リヤー表面にトナーが付着する、いわゆるスペン。

ト現象が生じ、キャリヤーを定期的に交換する必。

要がある。　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１
・本発明の目的は、上述の従来の二成分系現像剤。

の欠点を排除した磁性現像剤を提供することであ。

る。

本発明の磁性型現像剤は、少なくとも強磁性体。

キャリヤーおよびトナーより成り、しかも前記ト１゜ナ
ー粒子は結着剤樹脂および磁性粒子を含み、前記強磁性
体キャリヤーが非常に小さい摩擦帯電量をもつことを特
徴とするものである。

更に１本発明の磁性現像剤は、強磁性体キャリヤーとト
ナーの磁気特性である飽和磁化比が１４か、　３　。

ら１０の範囲にあり、トナー粒子は１０〜６５重量パ。

−セントの磁性体粒子を含み、強磁性体キャリヤ。

−とトナーの摩擦帯電量が１１０１μＣ／ｆ以下である
。

ことが好ましい。

従来から強磁性体キャリヤーとトナーより成る二９成分
系現像剤において該トナーに磁性をもたせる・という提
案は例えば特公昭４３−３４３４号公報に記・載された
ように一般に知られているが、基本的に・は従来と同様
にキャリヤーとトナーを互に強く摩・擦帯電させるもの
であり、地かぶり、トナー飛散１１゜等に大きな効果は
期待できるが、基本的には従来。

の二成分トナーと同じものである。

一方、本発明の磁性現像剤は先にものべたよう。

に、キャリヤーとトナーが従来の二成分現像剤の。

ように強く互に帯電しないということを特徴とし、２て
おり、現像時においてはキャリヤーの磁力はトナーの磁
力よりも強いため、キャリヤーは磁気的に搬送手段であ
るマグネット０−ル上に保持され主にトナーが静電荷像
側に移動し現像が成されるものである。このときのキャ
リヤーとトナーの磁・　４　・ 気持性としては飽和磁化がもつとも重要であり、゛キャ
リヤを静電荷像剤に移動させないためには、。

この比が１．４以上がよい。又この値は、それが増加゛
することはトナー中の磁性粉の含有量が少なくな。

ること忙なるので％１０以下が画質の点で好ましい・。

又トナー粒子内の磁性粉の含有量としては１０〜６５゛
重量パーセント、好ましくは２０〜６０重量バーセ・ン
十がよい。強磁性体キャリヤーとトナーは互に・強く摩
擦帯電していないため互の静電結合力は弱・く、トナー
中の磁性体粒子の含有量が１０重量パー；・１セント未
満となると、画像上に地かぶりおよび装。

直向にトナー飛散が多くなり、一方６５重量パーセ。

ントを越えると静電潜像へのトナー付着能力が低。

下し、表面電位を上げたり静電潜像保持体とマグ。

ネットロールとのギャップを狭ばめる等の必要が、。

でてきて実用的でなくなるので好ましくない。　。

またキャリヤー粒子とトナー粒子の摩擦帯電量。

は従来の二成分系現像剤においては１１５１μＣ／を以
。

上で、特に１２０１〜１３０１μＣ／を程度が一般的で
ある。

が、このように強く帯電させると先にのべた種々の欠点
が生じてしまう。そこで本発明者等が鋭意゛検討を行な
ったところ、本発明の磁性現像剤にお゛いては、強磁性
体キャリヤーとトナーの摩擦帯電。

量は１１０１μＣ′７１以下、好ましくは１８１μＣ／
ｆ　以下゛で、はとんどゼロでも良好な結果を得ること
ができることが確認された。摩擦帯電量がｊ１０１μｃ
ｒｇ　・を越えると、キャリヤー粒子の表面にトナーが
付・着するいわゆるスペント現象が多く起こるように・
なり、連続コピーを行なった場合、画像の濃度変・化が
大きくなる。　　　　　　　　　　　　　　　１・・強
磁性体キャリヤーとトナーの摩擦帯電量が小。

さくとも現像できる理由は、本発明の磁性現像剤。

自身が現像剤の搬送支持体であるスリーブ、現像。

剤の穂高を規制するドクターブレードあるいはホ。

ツバ−と摩擦帯電することにより、実際には静電１−潜
像の電荷とは正又は逆にかなり太く節電しているためで
はないかと考えられる。

すなわち１本発明におけるキャリヤーは摩擦帯電機能は
あまり有しておらず、実質的にトナーの搬送助剤として
働くものであり、流動性は悪いが現像、転写性のすぐれ
た比較的低磁力のトナーに゛きわめて有効となるもので
ある。

本発明における強磁性体キャリヤーとしては、゛従来か
らよく知られている鉄又は酸化鉄、７−ラ。

イトなどが用いられる。また本発明ではこれらに限らず
、強磁性体微粒子を樹脂により結合させた・ものも用い
ることができる。キャリヤーの粒径と・しては、特に大
きな制限はないが、あまり大きす・ぎると現像剤の穂高
を規制する時にドクターブレ・−ドとスリーブの間につ
まるので、ドクターキャｊ１ツブ（本発明では１ｍ以下
が好ましい）の１７２以。

下好ましくは１７５堤下の粒径のキャリヤーを用い。

るのがよい。又電気抵抗については、特に大きな。

影響がみとめられなかったが、１０５Ω・値以下の値。

が好ましい。抵抗がこの値以下となると、キャリヤー粒
子と静電潜像が接触した際放電が発生するためか、画像
上に白点が発生してしまう。

本発明におけるトナー粒子は少なくともバインダー樹脂
および微粉磁性体よりなるものであり、これら以外には
帯電制御剤の添加は効果があるこ・　７　・ とがある。

上記のバインダー樹脂は、定着方式に応じて定“めれば
よく、圧力定着の場合には１例えば低分子゛量ポリエチ
レン、エチレン酢酸ビニル共重合体な・どの塑性変形を
起こすものが有効である。又ヒー・トロールによる定着
の場合には、例えばスチレン・−アクリル酸エステル、
スチレン−メタクリル酸−エステル、スチレン−マレイ
ン酸系樹脂共重合体・。

ポリエステル等で比較的高粘度の樹脂がよく用い。

られている。　　　　　　　　　　　　　　　　　・・
・微粉磁性体としては強磁性体の金属、酸化物等。

種々のものが用いられるが、実用的にはマグネタ。

イト、フェライトなどの粒径が数ミクロン以下、。

好ましくは１μ以下のものがよい。

又トナーの帯電量をコントロールするために、。

ミグロジン又は含金属タイプの染料を添加することもで
きる。

代表的なトナーの製造方法としては、例えば磁性粉、樹
脂原料をニーダ−等により溶融混練させ、ついで冷却固
化粗、微粉砕を行ない、所定の粒度・　８　・ に分級する。いわゆる粉砕法が知られており１本。

発明にも適用できる。

一成分系トナーにおいては、粉砕後、更に流動・性をよ
くするため球状化処理、トナー表面の導電・処理を必要
とすることが例えば米国特許第３６３９２４５号明細書
等により提案されているが、本発明におけるトナーは、
搬送助剤として磁気搬送力の強い・強磁性体キャリヤー
を用いるため、トナー粒子は。

球状化処理以降の工程を必要とせず、非常に安価・にで
きることも大きな特徴としている。　　　　・１゜トナ
ーの物性値としては、帯電量以外に電気低。

抗、粒度分布等が重要となり、電気抵抗は、内径。

約３．０５ｍのテフロン（商品名）１Ｂ中空セル中にト
ナーを約２ｖｍ充填し、４０００Ｖ／ｌｘ　の直流電圧
を印。

加した場合に、　　１×１０１５０・０以上、好ましく
は１×１００・１以上がよい。トナーの電気抵抗が。

１×１０　Ω・１未満になると、トナーを静電高潜像支
持体から普通紙などの転写シート上へ転写させる際、忠
実な転写が行なわれず画像にボケを生ずるためである。

粒度分布としては、通常の一成分系トナーにお゛いては
５〜５０μ程度が一般的であるが、これはマグネタトロ
ールによるトナーの搬送力から規制さ。

れるものであり１画質的には細かいほどよいもの゛の、
流動性が低下するため、止むなく大きな粒子も用いてい
るというのが実情であろう。　　　　・これに対して、
本発明の磁性現像剤においては・キャリヤーが従来の二
成分現像剤と異なり、実質・的にトナー搬送助剤として
働くため、比較的微粉・の流動性の極端に悪いトナー粒
子をも用いること１．。

ができ、キメの細かい高品質の画像が得られる。。

以上はすべて、現在処おいてもっとも一般的な。

静電荷潜像の間接記録型のいわゆるＰＰＣシステ。

ムに適用した場合について述べたが、本発明の磁。

性現像剤はｃｐｃと称する感光体に直接記録する。一方
式への適用が可能であることはもちろんであり、。

この場合、更に低抵抗のトナーが使用できること。

はもちろんである。さらに本発明におけるトナ二は、そ
れ自身磁性をもつため磁気潜像現像への適用が可能であ
ることももちろんである。

以下実施例により更に詳細に説明する。　　　。

〔実施例１〕 トナー粒子としては、樹脂（スチレン−ブチル。

メタクリレート系の三洋化成製ＳＢＭ７００％磁性扮（
戸田工業製マグネタイトＥＰＴ５００）、帯電制御・剤
（オリエント化学製負帯電型染料５５４）の各村・料を
用いて表１に示す６種類のものを作成した。

表　　　１ （注）組成は重量部で示す。

トナーの作成方法は、原料を周知の加熱混線材により十
分混練した後、冷却固化した。冷却固化物を粉砕しつい
で粉砕粉を５〜２０μの粒度に分級した。トナーの電気
抵抗はいずれも１×１００・傭以上であった。

一方、キャリヤーとしては、飽和磁化が７５ａｍφ・　
１１　・ で直径が４４〜１００μｍの範囲にある酸化ニッケルー
゛酸化亜鉛−酸化鉄系スピネル型ツーライト粒子を・噴
霧乾燥法により作成して用いた。

次に、上記キャリヤーに対して表１の各トナー・を２０
重重量部加して６種類の磁性現像剤を調整しへた。

表２には、これら磁性現像剤の物性をまとめて・示す。

表　　　２ 東芝ケミカル製プローオフ帯電量測定器（ＴＢ−２００
型）による摩擦帯電量はいずれの現像剤とも１１０　ｊ
ｐｃ’／ｆ以下であった。

これら現像剤を用い、セレン感光体（外径１２０ＩＩＩ
ＩＩφ、周速２００ｗｎ／ｓｅｃ　）を用いた実験用複
写機（ヒ・　１２・ 一トロール定着型）Ｋて画像評価を行なった。作゛像条
件は感光体表面電位を＋８００Ｖとし、マグネ・ットロ
ールが対称１０極着磁で外径５１．４ｍｍφのステン゛
レス鋼製スリーブ上で７５０Ｇのものを用い（スリ・−
プのみ１５０ｒ、ｐ、ｍ、で回転）又現像剤の穂高規制
・・なするドクターギャップを０．４　ｍ、感光体とス
リー・プ間の現像ギャップを０５簡とした。

コノ結果、トナー中のマグネタイト含有量を５・係とし
た＆１の現像剤においては地かぶりが発生。

Ｌ　ｔ、：　カ＆　２〜５の現像剤においては地かぶり
が減１．。

少し非常に良好な画像が得られた。

又＆６の現像剤においては感光体の表面電位が。

８００Ｖにおいて画像濃度が１０以下となり、実用上。

問題のある画像となった。

〔実施例２〕 実施例１にて作成したマグネタイト含有量が５０゜係の
洸４トナーと表面処理を変えた２種のキャリヤーを更に
作成し、表３に示す現像剤を作成した。

なおトナーとキャリヤーの摩擦帯電量はキャリヤーの電
気抵抗を変えることにより調整することができる。

表　　　に れら３種類の現像剤を用い、実施例１と同様１．。

に画像評価を行なったところいずれも初期的には。

非常に良好な画像となったが、連続コピーテスト。

による画像の安定性を確証したところ、＆４の現。

像剤においては２万枚コピーの時点で画像にほと。

んど変化がなかったが、洸７．８の現像剤においてはコ
ピ一枚数が１万枚を越えるころから画像濃度の低下がみ
とめられた。また＆７および８の現像剤の１２．０００
枚のコピ一時における摩擦帯電量を測定したところ、そ
れぞれ−１０および一１５μＣ／ｆと低下していた。こ
れはトナースペントによるキャリヤー劣化によるものと
思われる。

摩擦帯電量が小さくても、何故良好な現像が行。

なわれるかの詳細は不明であるが、本来摩擦帯電゛させ
るためのキャリヤーを含まない一成分系トナ・−におい
ても、従来とは全く異なる現像極性依存′性のある荷電
型トナーを作ることが可能であり、・これはスリーブ、
ドクターブレード又はホッパー・との摩擦帯電によるも
のと考えられ、本発明にな・る磁性現像剤もこのような
現象が起こっているも・のと考えられる。　　　　　　
　　　　　　　　　１１゜、１５゜ 手続補正書Ｃ方式） ％式％ 補正をする者 補正命令の日付　　　　昭和５８年３月２９日（発送日
）補１Ｆの対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄。

補正の内容 明細書第１頁１６行目「特許請求の範囲を削除し、「発
明の詳細な説明」と加入する。

３７５一 ・　１６・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　少なくとも強磁性体キャリヤーおよびトナー。 から成る静電荷潜像現像用磁性現像剤において１．。 前記トナーは、少なくとも結着剤樹脂および磁性。 粒子を含み、前記強磁性体キャリヤーは小さい摩。 擦帯電量を有することを特徴とする靜電荷潜像現。 偉用磁性現像剤。 ２、　強磁性体キャリヤーとトナーの飽和磁化の比４゜
   が１．４から１０の範囲にあり、トナーは１０〜６５重
   。 量パーセントの磁性体粒子を含み、強磁性体キャリヤー
   とトナーの摩擦帯電量が１１０１μＣ／ｆ以下であるこ
   とを特徴とする特許請求範囲第１項記載の磁性現像剤。