JPS59192262A - 電子写真用磁性現像剤 - 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】 技術分野 本発明は電子写真用磁性現像剤、具体的には。

絶縁性トナーと磁性キャリアからなり、前記トナーをキ
ャリアとの摩擦接触により所定の極性に帯電させる一方
、磁石を回転させることにより、あるいは現像スリーブ
を回転させることにより、前記トナーとキャリアからな
る磁気刷子を現像スリーブ上に形成させると共に搬送し
、該磁気刷子で静電潜像担体表面を摺擦させることによ
り該担体表面に担持された静電潜像を現像する。いわゆ
る磁気刷子現像法において使用される磁性現像剤に関す
る。

従来技術 従来、この種の磁性現像剤としては、平均粒径１００〜
２００μｍ程度の鉄粉等からなる磁性キャリアと、平均
粒径１０〜２０μｍ程度の絶縁性トナーとを混合してな
る現像剤が知られているか、この様な現像剤では特にト
ナーとキャリアとの混合比を精度良く一定に維持してお
かなければ良質な現像画像が安定して得られず、しかも
混合比の適正範囲が狭いため使用時に適正な混合比に維
持することが困難であること、また長期使用によってキ
ャリア表面にトナーが融着してキャリアが劣化するため
１周期的に現像剤を新しいものと交換しなければならず
、保守に多大の工数を要し、かつ不経済であること、さ
らに、現像画像中にカブリを生じ易く画像の解像度も低
いなどの欠截を伴うものであった。他方、この鉄粉キャ
リアに起因する欠点を解決するものとして、フェライト
をギヤ１ｊア材料とすることが提案されている。このフ
ェライト粒子をキャリアとした場合、搬送性がよく高濃
度の複写画像が得られる利点があるが、画質を高める為
、小粒径化すると、磁気刷子形成時にキャリア間で生じ
る磁気吸引力が強過ぎて磁気刷子の穂が硬く、各キャリ
アが磁概刷子相体上で連鎖状もしくはフィン状に凝集し
、これが現像剤の搬送障害となり、ンリッＦ状の現像画
像中に白スジ等のトラブルを発生させる他、フエライ１
−の体積固有抵抗が１０９Ω・ｏｎ程度と低い為、現像
剤中のトナーａ度が低いときなどに、静電潜像担体上の
電荷が逃げてしまい潜像が乱れ１画像欠損等を生じたり
、ギヤリアが静電潜像担体の画像部にイ」着したりする
問題があり、寸だ、エツジ効果もあ１り得られず細線の
再現がシャープでないという欠点がある。しかも、キャ
リアが静′ｉｌｌ￥潜像担体表面にイ：１着した場合、
フエライ１−は極めて硬いので、プレートクリーナで除
去する際、静電潜像担体表面に傷がつくという欠点があ
る。なお、抵抗が低いことによる問題は、フエライ１−
単体粒子を絶縁性材料で被覆することによって解決でき
るが。

磁気刷子の穂が硬く現像画像に白スジが発生する問題は
そのまま残されており、しかも、抵抗が低い場合とは逆
（乙キャリアの帯電−けが増大し過き′て、現像バイア
スの高い場合などに、静電潜像担体上の非画像部にキャ
リアか付着することかあり、それか原因となって静′Ｓ
Ｉ潜像担体全損謁する問題かある。

発明の目的 本発明は１強磁性体粒子単体捷たは絶縁性イオ掛で被覆
した強磁性体粒子をキャリアとする磁性現像剤の利点を
損なうことなく、穂のソフトな磁９刷子を形成できるよ
うにすると共に、キャリアが凝集するのを防止すること
、およびキー？Ｆ　ＩＪアの静電潜像担体表面への付着
を防止することを目的とする。

発明の要旨 本発明は、絶縁性トナーと１強磁性体粒子からなる強磁
性体キャリアと、バインダ樹脂中に磁性微粉末を分散さ
せて々るバインダ型磁性キャリアとを含有してなる電子
写真用磁性現像剤にある。

本発明に係る磁性現像剤における絶縁性トナーは、従来
の絶縁性トナーと同様、熱可塑性樹脂中に着色剤を分散
させたもの、あるいは必要に応じて、さらに帯電制御剤
などを分散させたもので、通常、９〜２０μｍの平均粒
径を有するものが使用される。なお、前記樹脂としては
、ポリスチレン、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂、弗素樹脂、ポリエステルな
ど従来使用されているものを使用すればよい。

強磁１４日鉢体ャリアとしては１強磁性体粒子単体から
なるものを使用すればよく、要すれば、その強磁性体粒
子の表ｍｊを薄く樹脂などの絶縁材料で被覆したものを
使用してもよい。この強磁性体キャリアは、３５〜９０
μｍの平均粒径を有するものを使用するのが好適である
。これは、強磁性体キャリアの平均粒径が３５μｍ未満
では、搬送性が悪化して画像濃度が低下する傾向があり
、寸だ９０μｍを超えると磁戴刷子の穂が硬くなり、画
像に白スジが発生したりキメの細かい画像が得難くなる
からである。強磁性体材料としては、公知の材料、例え
ば、ニッケル、マンガン、マグネシウム、亜鉛その他の
金属の酸化物と鉄酸化物からなるソフトタイプのフェラ
イト等を使用すればよい。この種の強磁性体材料は、通
常、１０７〜１ｏ１０Ω・副の体積固有抵抗を有してお
り、捷だ、ＦＪｊＪ紀範囲の体積固有抵抗を有するのが
好すしい。

バインダ型１種性キャリアは、バインダね１指中に磁性
微粉末を、要すれば導電１４三制御剤、帯７ｆｆ制御剤
などと共に、分散させ、粉砕、分級することによって得
られるが、その平均粒径は２０〜５５μｍの範囲のもの
が好適である。これは、バインダ型磁性キャリアの平均
粒径が２０μｍ未満ではＦＭ’電潜電相像担体表面着し
易く、また５５μｍを超えるとキメの純かな画像が得難
くなるからである。

磁性微粉末としては、平均粒径３μｍ以下の鉄粉、磁性
酸化鉄、フェライトなど公知のものを使用しうるが、通
常、６０工ルステツド以上の保持力を有するバインダ型
磁性キャリアか得られるように、種類およびバインダ樹
脂との混合比を選択するのが好捷しい。また、バインダ
樹脂としては、前記絶縁性トナー用の樹脂と同様のもの
以外に、熱硬化性樹脂をも使用できる。

前記バインダ型磁性キャリアは、１０　Ω・α以上の体
積国有抵抗を有するものを使用するのが好ましい。これ
は、その体積固有抵抗が１０　Ω・ｏｎ未満では、比較
的低抵抗値を示す強磁性体キャリアの体積固有抵抗との
かねあいで、キャリア全体の抵抗が低下し、静電潜像担
体表面の重荷のＩＪ−り、あるいはエツジ効果の低下ｌ
こ伴なうａ線再現性の悪化などを生じるからである。な
お、このバインダ型磁性キャリアの平均粒径は、　＋ｇ
ｉＪ記の様に２０〜５５μＩｎの範囲であるが、現像剤
に良好な１般送性を１ｎるためには、その平均粒径が強
磁性体キャリアの平均粒径よりも小さい方が好適である
。

強磁性体キャリアとバインダ型磁性キャリアとの混合比
は、全キャリア（強磁性体キャリアとバインダ型キャリ
ア）中に占める強磁性体キャリアの含有量が２０〜８０
重量パーセンｌ−（ｗ【％）になるようにするのが望捷
しい。これは、強磁性体キャリアが２０ｗ」％未満では
搬送性が低下すると共に、バインダ型磁性キャリアが静
電潜像担体表面に付着するようになり、また３ＱｗＬ％
を超えるとキャリア全体の体積固有抵い−が低下し過き
ると共に、キャリアの凝集を生じ、画像に白スジを発生
するようになるからである。

本発明に係る磁性現像剤は、いわゆる磁気刷子現像法に
おいて用いられるのであるが、特に、その現像方法の実
殉に当っては、その周面に順次極性を異にして着磁され
た磁気ローラを非磁性体で形成された現像スリーブで覆
った構造の現像装置を使用するのか有効である。この場
合、内部の磁貧ローラを固定して現像スリーブを回転さ
せる方式、現像スリーブを固定して（磁気ローラを回転
させる方式、および両者を共に同方向に又は相互に逆方
向に回転させる方式のいずれの方式も採用できる。前記
現像装置上しては１例えは、第１図に示す構造のものか
あ（げられる。

第１図の現像装置は、感光体トラム（１）に対向して設
置された現像スリーブ（２）と、その内部で高速回転駆
動される磁気ローラ（３）と、現ｆ象剤を攪拌し７摩擦
帯電された現像剤を印像スリーブ（２）の周囲へと搬送
供給するパケットローラ（４）とからなり、現像スリー
ブ（２）はアルミニウムその他の非磁性体導電利料で筒
状にフ１４成され、感光１．４＜　Ｉ−ラム（１）との
間に微小間隙をおいて配設され、磁気ローラ（３）の回
転力向（ｂｌと同方向に低速で回転し、その周囲に磁％
Ｃローラ（３）の作用により現像剤の刷子を形成すると
共に、刷子状の現像剤を回転方向（１））と逆方向に搬
送する。

磁慨ロー引３）は周囲にＮ極と８極が交互に配列サレ、
パケットローラ（４）のバケツｌ−（５＋で搬送す汽て
くる現像剤を現像スリーブ（２）上に磁気吸引した状態
でキャリアを自転させつつ磁気力により現像剤を搬送さ
せる。（６）は現像剤貯溜４１１１として機能するケー
シングで、その底部にはトナー濃度検出用センサ（７）
が配設されている。このセンサ〔７）は非接触式のイン
ダクタンス変位センサで、現像剤の存在によって生する
渦電流によるインダクタンスの変化を検出するもので、
現像剤中の１−ナーの消費あるいは補給により現像剤の
全体としての電労抵抗および透磁圭が変化するため、そ
れらの変化がトナー濃度の変化として検出される。本発
明の磁性現像剤においては、トナーとギヤリアとの物１
４−２特ｌ乙透磁出の差異が大きいため、Ｉ−ナーａ度
の変化に伴なうインダクタンスの変化か大きく、高精度
でトナー濃度を検出できる。（８）は現像スリーブ（２
）の表「ｎｊに磁気的に吸着されている現像剤を掻き落
すスクレーパ、（９）は現（ｌｊ　ｉｌｌのｊ滋啜刷子
の穂の高さを規制する穂高規制板である。なお、便宜上
。

以下の説明では、現像バイアスとして直流バイアスＫＬ
＆現像スリーブｌこ印加した場合ムこついて述べるが、
これに交流バイアス電圧を石畳させてもよく、また現像
スリーブ（２）を１妾地するようにしてもよい。

静電潜像担体としての感光体トラム（１）は、公知の任
意のものを使用すればよく、特に制限はない。

なお、この踵の感光体ｌ・ラム（１）の光導電Ｎは、無
機または有機光導電１主材料から成り、その代表的な無
機光導電材料には、イオウ、セレン、硫ｆヒ亜鉛、ｅ化
亜ｉ、セレン化ロドミウム、セレンヒ素、セレンテルル
等が含まれる。寸だ、代表的な有機光ｉｔ　材料には、
トリフェニルアミン、２，４−ビス（４，４’−ジエチ
ルアミノフェノール）−１，３，４−オギシジアゾール
、Ｎ−インプロピルカルバゾール、ポリビニルカルバゾ
ール−トリニトロ−フルオレノン電荷輸送錯体、フタロ
シアニン（Ｃｕ’）およびこれらの混合物か含まれる。

Ｏ１Ｊ記構成の現像装置により本発明に係る磁性現像剤
を用いて感光体ドラム（１）の表面に担持されている静
電潜像を現像する場合、ケーシング（６）内の現像剤は
、矢印（Ｃ）の方向に回転するノくケラトローラ（４）
で攪拌され、トナーとキャリアは各々摩擦帯電すると共
にそのパケット（５）で順次すくい上げられて現像スリ
ーブ（２）の近傍へ搬送され、その内部で高速回転する
磁気ローラ（３）の作用により現像スリーブ（２）上に
磁気吸引され、磁気刷子を形成し。

転動しながら矢印ｆｂｌと逆方向に磁蟻的に搬送される
。現像領域に搬送された現像剤は磁λ刷子の状態で感光
体ドラム（１）の表面を摺擦し、その表面上に形成され
た静電潜像を現像して顕像化する。前記のようにして現
像に供された後、現像スリーブはスクレーパ（８）ｌこ
て掻き落され、再びパケットローラ（４）で攪拌され、
再使用される。

本発明に係る磁性現像剤（ハ１強磁性体キャリアとバイ
ンダ型磁性キャリアとを併用することによってンフトな
穂を形成することができると同時に、＝ｉｔ性体キャリ
アの凝集が防止されるため搬送性を一段と向上させるこ
とができ、高濃度で、キメの細かいシャープな画像を得
ることができ、キャリアの静電潜像担体への付着やキャ
リアの凝集による白スジの発生などがないという憂れた
効果を奏する。

実施例 平均粒径０．５μｔｎの酸化第２鉄６ａ、ａｗｔ％、平
均粒径（ｋ１μｍＣＩ酸化亜鉛２５．９ｗｔ％および平
均粒径１３μｍの酸化ニッケル１０．８ＷＬ％の混合物
３０００ｇと水１１９５９とを混合してスラリー化し、
これにダーバン７（アール拳ティ・、パンデルビルト社
製ポリメグクリル酸ナトリウム塩の商品名）の２５Ｗ【
％水溶２９８　（！を加えて混合した後、アトマイザ−
で噴霧乾燥し、次いで、空慨中１１９０°Ｃで２時間焼
成して、フェライト（ｍ成：　（ＮＩ　Ｏ’）　ｏ、ａ
　（ＺｎＯ）０．７（Ｂ　ｃ２０＝、　）　ｏ、Ｂ５’
）を得、これを分級して平均粒径５０μｍの強磁性体キ
ャリアを得たまの保磁力は約０工ｌレステ゛ソド、体積
固有抵抗（５００Ｖ／ｍの電界下で涜１］定）は１、ｌ
Ｘｌ０”Ω・ｍで、真比重は４．８であった。

また、これとは別に、スチレン・アクＩＪ　）し共重合
樹脂、・・イマ−７５（商品名、三洋イヒ成脚）１００
重１８′部と、磁性粉、Ｒ１３−Ｂ　］、　（商凸八へ
：チタン工業製）２００重量部と、カーボンフ゛う゛ツ
ク４重量部とをボーフレミル１こて２０時１１１ｊ混合
し。

三木ロールにて充分に混合した後、放７６し、フェザ−
ミルにて５■以下に粗粉砕し、さら番こジエ・ントミル
にて微粉砕した後、分級して、平均粒テ羊３７μｍのバ
インダ型磁性キャＩＪアを得た。その保磁力ｎ２００エ
ルステツド、体積固有抵抗（５００Ｖ／、の電界下で測
定、以下同じ）は１０１４Ω・−で、真比重は２．４で
あった。

サラニ、スチレン働アクリル共重合樹脂、フ０ライオラ
イトＡＣＬ（商品名、グツドイヤー製）１００重量部と
、カーボンブラック５重合部と、荷電制御剤、ニクロシ
ンベーヌＥＸ（商品名、オリエント化学製）５直壁部を
混練し、粉砕１分級して平均粒径１３μｍの絶縁性トナ
ーを得た。その真比重は１．２であった。

このようにして得た強磁性体キャリア、ノζインダ型キ
ャリアおよびトナーを型部゛比１００：１００：１５の
割合で混合して磁性現像剤を調製し、第１図の現像装置
を備えだ粉像転写型゛重子写真複写機により下記の条件
で複写したところ、白スジやカブリがなく、充分な画像
濃度の複写画像が得られた。また、シャープで細線の再
現性も良好で、強磁性体キャリアおよびバインダ型磁性
キー？リアの感光体への付着も全くなく５Ａ４→１イズ
で６万枚複写しても、初期と変らない良好な画像が得ら
れた。

現像条件 光導電層、　　　ＣｄＳ系 現像スリーブ：直ｍａ１ｍアルミニウム製、５　Ｑ　　
ｒｐｍ 磁慨ローラ：　８極、磁束密度１０００ガウス。

１５００ｒｐｍ 現像剤穂規制ギャップ：Ｑ、７＋＋＋Ｉ＋＋現像ギャッ
プ：０．７＋ｍ 感光体ドラム周速＝２０（７）／ｓｅｃ静電潜像最高電
位：　−５５０Ｖ 現像バイアス：　　　−２Ｏ０Ｖ 々お、前記強磁性体キャリアとバインダ型磁性キャリア
との混合比を重量比で１０：１９０〜１９０：１０の範
囲で変化させ、それらの混合物２００重量部に対し前記
絶縁性トナー１５重量部を加えて現像剤を調製し、前記
現像条件下で現像したところ１強磁性体キャリアの含有
号が２０〜３ＱｗＬ％の範囲では良好な結果が侶られだ
が。

ｌＱｗＬ％では画像濃度が若干薄く、また強磁性体キャ
リアの付着も発生し、９５ｗＬ％では画像に白スジが発
生し、細線のシャープさに欠けることが認められた。

また、前記組成のバインダ型磁性キャリアの平均粒径を
１３〜７０μｍの範囲で種々に変えたものを得、各バイ
ンダ型磁性キャリア１００重量部を前記組成の平均粒径
５０μｍの強磁性体キャリア１００重量部と混合し、各
混合物に前記絶縁性トナー１５重量部を加えて現像剤を
調製し、各現像剤を用すて前記現像条件下で現像したと
ころ、平均粒径２０〜５５μｍのバインダ型磁性キャリ
アを含む現像剤では良好な結果が墨られたが、平均粒径
１３μｍのバインダ型磁性キャリアを含むものではバイ
ンダ型磁性キャリアの付着がみられ、平均粒径７０μｍ
のバインダ型磁性キャリアを含むものではキメのやや荒
い画像しか得られなかった。

さらに、前記組成の強磁性体キャリアの平均粒径を２０
〜１２０μｍの範囲で種々に斐えたものを得、各平均粒
径の強磁性体ギヤリア１００重量部を前記組成の平均粒
径３７μｍのバインダ型磁性キャリア１００重量部と混
合し、その各混合物に前記絶縁性トナ−１５市量５部を
加えて現像剤を調製し、各現像剤を用いて前記条件下で
現像しだところ、平均粒径３５〜９０μ■１の強磁性体
キャリアを含む現像４］では良好な結果が得られたが。

平均粒径２０μｍの強磁性体キャリアを含むものでは画
像濃度が若干低く、平均粒径１２０μｍの強磁性体キャ
リアを含むものでは画像に白スジが発生すると共に、キ
メの荒い画像しかイ■られなかった。

比較例１ 実Ｗｈ例１で得た強磁性体ギヤ９フ１００重＠部と絶縁
性トナー５重量部を混合して磁性現像剤を調製し、ｌｉ
例１と同条件で現像したところ、画像中に白スジが多く
見られ、細線の再現の点でシャープさに欠けるものであ
った。また、連続複写したところ、画質が急激に劣化す
ると共に、画ｆ象が得られなくなった。この時、現像ス
リーブを観察したところ、キャリアがフィン状の壁を形
成し、良好に搬送されなくなっていた。

比較例２ 実施例１でそれぞれ得たバインダ型磁性キャリア１００
重量部と、絶縁性トナー１０重針部を混合して現像剤を
調製し、実施例１と同条件で現像したところ、若干画像
濃度が低く、非画像部に少量のキャリアの１＝Ｊ°着か
認められた。これは、いずれもキャリアの絶縁性が高す
ぎることと、磁剣的吸引力が弱いために起るものと推察
される。

実施例 下記組成を用い、実施例１と同様にして、下記物性の強
磁性体キャリア、バインダ型磁性キャリアおよび絶縁性
トナーを書、これらを重量比１００：］ＯＯ：２５で混
合して現像剤を調製した。

（強磁性体キャリアの組成、物性） （ＮｉＯ）（ｚｎＯ）０．７（ＩＩ″ｅ　２０３　’）
　ｏ、ｓ　５０．３ 平均粒径：　７５μｎｌ 保磁カニ　　〇エルステッド 体積固有抵抗：　　５Ｘ］ＯΩ・錆 （バインダ型磁性キャリアの組成、物性）ハイマーＳＢ
Ｍ７３　　　　１００重量部ＫＢＣ−１００Ｌ（商品名
、関東電化製１種性酸化鉄）　　　１５０重量部 カーボンブラック　　　　　　　　　４重量部平均粒径
：　３２μｍ 保磁カニ　　１２０エルステツド 体積固有抵抗＝ｌｏ１１−′１−Ｑ、・ａｎ（絶縁性ト
ナーの組成、物性） ハイマーＳ　Ｂ　４す７３　　　　　　　］　０００重
量部ＭＴ　Ａ−７’４．０　（商品名、戸田工業Ｑ磁性
酸化鉄）２０市量部 Ｔ　Ｉ＜　Ｈ（商品名、保土谷化学製負帯電性染料）４
重量部 カーボンブラック　　　　　　　　　　４０量部平均粒
径：　１４μｍ ｆｊｉＪ記現像剤を第１図の現像装置に入れて、静電潜
像の最高電位を＋６００■、バイアス電圧を→−２００
■とした以外は実砲例１と同じ条件下で現像したところ
、実症例１と同様、良好な画像を得ることができた。な
お、この場合、前記と異なり感光体ドラムの光導電層は
５ｅ−Ｔｅ系であり正帯電される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子写真用磁性現像剤を説明図で
ある。 １〜感光体ドラム、２〜現像スリーブ、３〜磁気ローラ
、４〜ノ・ケラトローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性トナーと、強磁性体粒子からなる強磁性体
   キャリアと、バインダ樹脂中に磁性微粉末を分散させて
   なるバインダ型磁性キャリアとを含有してなる電子写真
   用磁性現像剤。