JPS5913243A - 電子写真用キャリアとその製造方法 - 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】 （ａ）　　発明の技術分ψｒ 本発明は面画印字ムラの解消に有効な電子写真用キャリ
アの摺電に関する。

（ｂ）　技術の背景 ｗＶ機、ファクシミリ、静電プリンタ、レーザグリンタ
などの乾式電子写真法に使用されている２成分現像剤は
カスケード現像剤と磁気ブラシ現像剤に大別さノするが
何れもトナーとキャリアとからなり、混合操作により両
者がそれぞれ逆極性番こ帯電し、トナーがキャリアの表
＋ｙｉに静電付着することを利用している。

すなわち、キャリア粒子上にトナーを付着させた状態で
現像剤を潜像部分ｌこ運搬すると、トナーは潜像部分に
静電的に吸引さゼ付着することにより潜像の可視化が行
われるが、これを現像とよんでいる。

と＼で現像には正現像法と反転現像法の２種類があり、
それぞれ使用目的により使い分けられている。

すなわち、複写機に用いφ正現像法は静電潜像部分（こ
潜像とは反対の極性に帯電したトナーを付着させて現像
するものであり、一方プリンタ等に用いられる反転現像
法は光照射等により電荷が抜けて生じた潜像に同極性に
帯電したトナーを付着させて現像するものである。

さて乾式電子′り真で扱われる潜像には文字、線図等各
種のものがあるが、１ｍ画に対しては潜像の中央部にト
ナーが付着しない通常白抜けと云われる現象を生じこれ
は反転現像法に訃いて顕著である。

本発明はか＼る面画の不均一現像（以下略して白抜け）
を無くするためのキャリアの改良に関するものである。

（ｃｌ　　従来技術と問題点 第１図と第２図は白抜は現象が起る原因と今まで提案さ
れている解決法を示す説明図である。

ようｌこ全面に亘って帯電させた後光例えばレーザ光２
を用いて情報の書き込みが行われる。

このとき、光照射部分３は抵抗率が急減するため電荷が
リークし、その結果電荷の抜けた部分には図示の極性に
帯電している場合、矢印４の方向に電界を生じこの電気
力線の分布密度は中央部よりも周辺部の方が太きい。次
に逆転現像法の場合、正に帯電したトナーを光導電層ｌ
の表面に与えると電界に引かれて電荷の抜けた部分に付
着するがこのトナーの付着前は電気力線密度の低い中央
部よりも密度の高い周辺部が大きくなる。これが白抜は
現象の起る原因である。

これを無くする方法としてバイアスコントロール法があ
る。第２図はこの説明図であっ゛Ｃ，トナー７とキャリ
ア８からなる現像剤を磁気ブラシ５會用い°Ｃ元導電層
１０表面に付与する場合に磁気ブラシ５と光導電層１と
を直流電源６に連結し１両者の間ｌこ電界を与える方法
である。

こ＼でトナー７がｆに帯電していると該電界によってキ
ャリアから引き離され、先□に光照射によって電荷の抜
けた部分３にトナーが付着する。

しかし、この電界が強すぎると潜像以外の部分にもトナ
ーが付着し、所謂カプリを生ずることになり、逆に弱い
と優れた面画印字性が得られない。

然し乍ら磁気ブラシ現像剤の場合、キャリヤ８は鉄（Ｆ
ｅ）或は酸化鉄（ＦｅｉＯｎ一般名マグネタイト）のよ
うな磁性体からなり、またトナー７はエポキシ樹脂、ス
チレン樹脂、アクリル樹脂を基材とし、カーボン或はニ
グロキン系染料等により着色した平均粒径約１０μｍの
粒子からなっており、また現像剤はこれらの微細なトナ
ー粒子が平均粒径５０〜５００μｍのキャリア粒子に帯
電吸着したもの＼集合体からなっているが、トナー７が
絶縁物であるために電界の強さは？磁気ブラシ５と光導
電層１の裏面との距離で決り、この距離が大きいため高
い電圧を必要とし、また電界が強すぎる場合、放電火花
が飛び、光導電層に損傷金与えると云う問題点があった
。

（ｄ）　　発明の目的 本発明の目的は白抜り現象を解消するにあり、そのため
に有効な現像剤特に新しい構造のキャリアを提供するこ
と全目的とする。

（ｅｌ　　発明の構成 本発明の目的は、キャリア粒子の表面に突起状の導電性
領埴ヲもつ金属磁性体或は酸化物磁性体でキャリアを構
成することにより達成することができる。

（ｆ）　　発明の実施例 磁気ブラシ現像剤に使用されるキャリアは先に記したよ
うに磁性体よりなっており、バイアスコントロール法を
有効に使用するためには現像剤の抵抗が低いこと、特に
キャリアのみを集合した時にその漬合体が低抵抗である
ことが必要である。

然しキャリアを構成するＦｅ或はＦｅ３Ｏ４などの磁性
粒子は本来は低抵抗体であるが表面が酸化していること
および粒子が球状である場合は相互の接触が点接触で行
われているため特に接触抵抗値が高くなっている。

また、トナー粒子がキャリアの表向に融着し所謂スペン
トトナーを生じ易ｌ、それでこの発生を防ぐためにキャ
リア表面全ポリブタジェン樹脂或は弗素樹脂など非粘着
特性を示−を樹脂で被覆する手法が採られる。そのため
実質的にはギヤリアは高抵抗粒子の集合体よりなってい
た。

さて、バイアスコントロール法が適用でき月つ優れた現
像剤全構成するためにはキャリアは次の諸条件を満すこ
とが必要である。

１、導電性舌゛イ”丁（７、且つトナーに対し充分な帯
電能をもつこと。

２、表面にスペントトナーの中成を防ぐ被覆処理が施さ
れていること。

３、帯電能のｐ時変化がないこと。

第３図は本発明に係るキャリアの断面構造を示すもので
従来のキャリア芯９の上に導電性の突起１０を設けると
共にヌペントトナーの生成を防ぐために設けられるコー
ティング層１１＃こ導電性を与えることにより上記の必
要φ件を総べて満している。

すなわち使用するトナー粒子の２倍以上の直径をもつ導
電性突起１０１に複数個設けることによってキャリア同
志が接触する場合も突起１（１通し−ご充分な導電性が
得られるようになっている。

こ＼で第３図において記載を省略したトナーは突起１０
の間に入り込んでキャリア芯９との間に異符号の帯電を
し、吸着される。

首たコーティング層１１はスペントトナー〇生成を防ぐ
働き全すると共に導電性突起１０’＆−保持する役割り
を果すが、これに１０−７〜１〇−蓼モ−／ｃｍ程度の
導電性を附与することによってギヤ１１アへの電荷の蓄
積を防いでいる。

以下実施例について本発明を説明する。

実施例１ キャリアの基材鉄粉として５Ｔ−２０ＯＲ（関東電化製
、平均粒径１５０１１ｍ）を、導電性突起形成用として
粒径３０±５μｍのＦ　ｅｓ　０４　ｋ、またコーティ
ング層形成用として１．２ポリブタジエン（ＲＢ８１０
日本合成ゴム製）、硬化剤としてＤＣＰＯ（ジクミルパ
ーオキサイド）、導電性附与剤として平均粒径０．３μ
ｍのＦｅ３０４１を用いロータリードライ法１ｉ−１８
０℃、２時間の熱処理を行ってキャリア七作成した。

第１表はキャリアの組成を示すものであり、第４図は導
電性突起形成のために添付したＦｅ５Ｏａの添加ＩＡを
ｘとしてキャリア集合体の抵抗率との関係會示すもので
ある。

すなわち第４図から２００ｇ以下の添加量では添加量の
増加と共に抵抗は減少するが２００ｇ以、ヒではキャリ
ア粒子間の接触は充分となり一定値ブ１ に落着く、然し５００ｇｋ越すとポリＩタジエンの添加
、晰が不足し導電性突起ｌＯの剥離が起るようになり適
当でない。

以上のことから第１表の組成に於いてはＸの値は２００
〜３００ｇが妥当である。

次にｘ＝２００ｇとして第１表の組成のキャリア全作り
こねに平均粒径１２μｍで抵抗率１０１！Ωｍのトナー
を加えレーザプリンタによる印字試験を行ったがトナー
ｆ％度が０〜４重量％では籾像剤の抵抗値は１０°Ｑｃ
ｍで殆んど変化なく、この範囲での印字では充分なバイ
アス効果が得られ、約−ｔ−２００ｖのバイアス電圧の
印加により面画の白抜けを無くすることができた。

実施例２ キャリアの基材鉄粉としてＴＳ−１０ＯＲ（日本鉄粉！
Ｉ！ＩＩ！異形球粒子、平均粒径１１ｌ１０１ｉを用い
、他の材料はすべて実施例１と同じ材料を用い第２表の
組成でキャリアを作った。第５図は導電性突起形式のた
めに添付したＦｅｊ”０４の添加ｔｘとキャリア集合体
の抵抗率との関係を示すもので第　２　表 実施例１の場合と同様に２００ｇ以上で一定値となり５
００ｇ以上では突起の剥離が認められた。

また実施例１で用いたと同じトナーを混合して抵抗を測
定したところトナー濃度が０〜５重ｉ％でははソ１０９
Ω備と一定しておりこれ以上では抵抗の増加が紹められ
た。

次にこの現像剤による印字試験をレーザプリンタを用い
て行った結果ではトナーＳ度２重景チ、帯電［１００μ
ｃ　／　ｇの条件で無バイアス下でも充分な面画印字が
可能であった。

発明の変形例 以上の実施例に訃いては何れも導電性突起を基板鉄粉の
表面に固定しているが、以下のように固定しなり場合で
も有効な結果を得ることができる。

すなわち、第３表に示す組成で球形キャリアを作り、こ
れに実施例１および２に用いたと同じトナーから現像剤
を調整した。

第３表 この明像剤は１０″Ωｍ以上の抵抗率を示し＋３００ｖ
の電圧を印加しても図面の白抜けを無くすることは不可
能であったが、これに１０１〜１０４０儒、平均粒径２
０μｍの磁性トナーを２０重量％混入することによって
現像剤の抵抗を３０９〜１０８　　Ωωにまで下げるこ
とができ、前記のレーザプリンタで印字した結果、無バ
イアス下でも充分な面画印字が可能であった。

この理由は磁気ロールからの外部磁界によってキャリア
の表面に磁性トナーが付着しこのため現像の状態では実
施例１および２と同様な状況が作られることによる。

（ｇ）　　発明の効果 本発明に係るキャリアの使用により従来と較べて低いバ
イアス電圧の印加により図面の印字ムラを無くすること
ができまた印字のコントロールも容易となり乾式電子写
真に長舟命で高い印字性能全付与することができた。

【図面の簡単な説明】

るキャリアの断面構成図、第４図と５図は導電性突起Ｆ
ｅ１Ｏｎの添加量の影９！、ヲ示す説明図である。 図において、１は光導電層、３は光照射部分、５は磁気
ブラシ、７はトナー、８はキャリア、９はキャリア芯、
１０は導電性突起、１１はコーテング層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帯１を魁た光導電層に形成された潜像ｌこトナーを搬送
   し該トナーを静電的に付着させ現像せしめるキャリアが
   粒子表面に突起状の導電性領斌を有する金粍磁性体或は
   酸化′吻磁性体からなること全特徴とする電子写真用キ
   ャリア。