JPS60179749A - 静電荷像現像剤用キヤリア - 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】 技術分野 本発明は゛電子写真法、静電記録法あるいは静電印刷法
等に使用される静電荷ｇＩ！現像剤用キャリアに関する
。

先行技術 酸化亜鉛、セレン、有機光導電体もしくはマイラー（商
品名）で被覆された硫化カドミニウム等の画像担体表面
に形成された静電荷像を磁気ブラシ法により可視像化す
るための現像剤としては、磁性キャリアとトナーと称す
る着色樹脂微粉末との混合粉体である二成分系現像剤が
従来から使用されている。この二成分系現像・剤を用い
る磁気ブラシ現像法は、キャリアとトナーを所定の比率
で混合し、両者を摩擦帯電せしめて、所定の極性に帯電
したトナーのみを画像担体表面に付着させるもので、絶
縁性トナーを使用するため転写が容易であるという利点
がある。

上記二成分系現像剤におけるキャリアとしては、例えば
特公昭４７−１９５９８号、同４Ｂ−８１５８号、％Ｒ
昭４９−１７７４０号および同５０−１２７６４０号の
公報に記載されている様な鉄粉キャリアが多く使用され
ており、。

キャリアの疲労防止および摩擦帯電特性の安定化のため
に、通常は鉄粉の表面に酸化処理を施し、更に有機重合
体で被覆することも行なわれている。

しかしてこの鉄粉中ヤリ１には、長期間の使用に伴い粒
子表面にトナーの被覆が形成されたり、粒子の表面の酸
化物が大造するため、キャリア粒子の抵抗が大幅圧変化
して摩擦帯電特性が不安定となるという問題がある。そ
の結実現像して得られた画像の濃度が低下したり、カプ
リが増大するという不具合が生ずる。

そこで鉄粉キャリアの代りに、例えば特公昭５菖−１５
０４０号公報、特公昭５６−５２５０５号公報および特
開昭５８−１４５４２１号公報に記載されているように
軟磁性を示す金属酸化物粒子からなるフェライトキャリ
アを用いることが提案され、実用化されている。このフ
ェライトキャリアは鉄粉キャリアに較べて化学的に安定
で、使用中の抵抗変化が少ない、見掛密度が低い（鉄粉
の約２／３）ため、軽くて搬送時のトルク・が小さくて
済む等の利点がある。フェライトキャリアは、また飽和
磁化も鉄粉中ヤリアより小ざいため、流動性、攪拌性圧
すぐれており、軟い磁気ブラシが形成され、従って画質
（特に中間調の再現性）が優れているという利点がある
Ｏ また鉄粉キャリアの場合も同様であるが、寿命め点から
現在実用イヒされているフェライト牟ヤリ７は球状粒子
からなりている。しかして球状粒子のみからなるキャリ
アは現像電極効果が弱まるため現像性が低下し、画像濃
度が出にくいという欠点があった。

目　的 本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、濃度
が高くしかも中間調の再現性の良い高品質の画像が得ら
れる静電荷像現像剤用キャリアを提供することである。

要旨 本発明の静電荷像現像剤用キャリアは、軟磁性を示すフ
ェライト材料からなる実質的に球状の粒子からなる静電
荷像現像剤用キャリアにおいて、飽和磁化が４０〜９０
　ｅｍｕ／ｇの範囲にあり、２０〜２００μｍの範囲に
ある粒度分布を示し、全粒子数の１０個数チ以上を前記
球状粒子が複数個集合した粒子が占めていることを特徴
とするものである。この場合、もちろん複数個集合した
粒子の１次粒子は２０μｍ以下であってもかまわない。

構成 本発明に係るフェライトキャリアは、具体的には適当な
金属酸化物と鉄酸化物との完全混合物より構成され、結
晶学的にはスピネル、ペロプスカイト、六方晶、ガーネ
ットあるいはオルンフェライト構造を有する軟磁性材料
として特徴づけられ、。

即チ、ニラクル、亜鉛、マンガン、マグネシウム。

銅、リチウム、バリウム、バナジウム、クローム。

カルシウム等の酸化物と５価の鉄酸化物との焼結体であ
る。本発明に係るフェライトキャリアの具体的な組成は
、特開昭５８−２０２４５６号公報の記載に従りて定め
ることが適当である。

まず、本発明者等は上記のような軟磁性フェライト粒子
からなるギヤリアの物性および粒子形態について検討し
たる結果、次のような構成とすることにより高品質の画
像が得られるのを見出した。

キャリア物性のうち飽和磁化（σ、）は４０〜９゜ｅｍ
ｕ／ｇｒの範囲とする必要がある。これはσ、が４゜ｅ
ｍｕ／ｇｒ未満であると、現像用磁石ロールの磁力を杢
きくしても（例えば非磁性スリーブ上で８５０Ｑ以上）
スリーブ上からキャリアが離脱して感光体表面に付着し
易くなり、一方σ−が９０２ｍｕ／ｇｒを越えると搬送
性が強すぎてトナーが変形又は破壊し、又磁気ブラシの
穂が硬くなり、中間調の再現性が悪くなるからである。

粒度分布は、２０〜２００μｍの範゛囲とする必要があ
る。即ち、キャリア粒子の粒径は小さい根比表面積が大
となり、最大トナー濃度を高くでき、かつ耐久性も向上
し、１ｉｌＩＩ′Ｘもキメが細かくなるので、２００μ
ｍｌｌ下とする必要がある。ただし２０μｍ以下の微粒
子の量が増加すると（例えばキャリア全重量の６０〜４
０　％　）、ｉｊＬ像性が向上して画像濃度は向上する
が、感光体表面へのキャリア付着が発生し易くなるので
実用的ではなく、２０μｍ以下の微粒子の量は３０重量
％以下が適当である。

特忙、粒子形態に関しては、従来の如（完全に個々の粒
子忙分離した球状粒子（以下１次粒子という）のみとす
ると磁気ブラシの穂は直線的になり、現像性が低下して
しまう。これに対してキャリアの全個数の１０９ｂ以上
を、１次複数個集合した粒子（以下２次粒子という）と
すると、磁気ブラシの穂の直線性が柔らげられる。その
結果、現像剤の混合能力が増し、しかも磁気ブラシの山
の部分の現像電極効果が大きくなり、現像性が向上する
。従りて画像濃度を高めることができる。また１次粒子
は２０μｍ以下であっても、このような粒子形態とする
ことにより、２０１１ｍ以上の粒子が多くなるので、キ
ャリア付着は有効に防止できる。

またキャリアの抵抗は、現像条件（感光体の種類、現像
ギャップ等）によって適宜設定すればよいが、一般的に
は低すぎるとキャリヤー付着が発生し、一方高すぎると
エッヂ効果が強まり、ベタ黒画像濃度が不均一となるの
で、１０５〜１０１２Ω・副の範囲がよい。゛このキャ
リアの抵抗は、例えば焼成条件を変える（具体的には焼
成時の平衡酸素分圧を変える）ことによって調整できる
。

更に、本発明においては、前述したトナーのスペント現
象を防止し、その耐久性を高めるため忙キャリア粒子の
表面をトナー樹脂に対して非粘着性の樹脂で被覆するこ
ともできる。このような樹脂としては、公知の適当な樹
脂材料（例えば特開昭５１−３２３８号公報参照）を用
い得るが、例えば四井化エチレン樹脂、ポリフッ化ビニ
リデン等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ
る。被覆樹脂の量は使用条件に応じて適宜調整すればよ
いが、十分な耐久性と摩擦帯電゛特性を得るために、。

コアに対して０．１〜５重量％の範囲が適当である。

次に、本発明のフェライトキャリアは次のような方法で
調整することができる。

最初に、ニッケル、亜鉛、マンガン、バリウム等の酸化
物と酸化鉄（Ｆｅ、ｏ、　）を所定の比率で混合し、得
られた混合物を８００〜１０００℃の温度で数時間仮焼
し、しかる後粒径数μｍ以下に粉砕する。

次に粉砕粉を、８喪に応じて粒結剤を加え加熱雰囲気中
で雰霧乾燥して球状粒子（１次粒子）を得る。そして球
状粒子を１１００〜１３００℃の温度で焼結した後分級
して所定の粒度分布とする。上述した２次粒子は、上記
の製造工程のうち焼結時に作成することができる。また
分級時に解砕処理を施すことにより１次粒子とすること
もできる。

前記本発明のキャリアと共に使用されるトナーは、公知
のトナー組成物が使用でき（例えば特開昭５８−１５０
９５７号、同５８−１５０９５８号、同５８−１９６５
４９号、同５７−６０３４１号、同５７−６０５４２号
の各公報参）、またキャリアとトナーの混合比率は、ト
ナー濃度で３〜１０％の範囲が適当である。

な討、本発明におけるキャリアの抵抗は次の装置および
方法によるものとする。

第１図は抵抗測定装置の概略図である。゛同図において
、１は試料、２は上部電極、３は絶縁性円筒（例えばテ
フロン（商品名）製パイプ）、４は下部電極、５は電流
計、６は電圧計、７は定電圧直流電源である。

上記装＆Ｋ・よれば、絶縁性円ＨＳ内に試料（キャリア
）を静かに充填し、ついで上部電極２を試料１の上に載
置してから上、下電極間に約２００Ｖの電圧を印加し、
電流計５により電流を読みとり抵抗を算出する。

また、本発明におけるキャリアの磁気特性は、振動試料
製磁力計（東英工業製Ｖ８Ｍ−４）を用いて測定した値
である。

実施例１ モル比でＢａ０１５％　、　Ｚｎ　０２５％、　Ｈｉ　
Ｏ１０％　ｔＦｅ、０．６０　％となるように各原料を
秤量し、ボールミルで乾式混合した。得られた混合粉を
９００℃の温度で２ｈ仮焼し、ついで仮焼・粉を再びボ
ールミルに抜入して粒径１μｍ以下の粒子に粉砕した。

得られた粉砕粉に粘結剤を加えて造粒しく球形化処理）
、ついで１５００℃の温度で２ｈ　、空気中で焼結し、
しかる後分級して粒径６６〜１２５μｍのフェライトキ
ャリアを調整した。

この場合、焼結条件を変えて第１表忙示す通りの６種類
のフェライトキャリアを得た。ただし各キャリアとも、
σ８は６０ｅｍｕ／ｇｒで、抵抗は５　Ｘ　１０’ｋ）
ｃｙｘであった。

これらのフェライトキャリアを用いて、トナー濃度３％
にて現像剤を調整し、市販の電子写真複写機（小西六社
＠Ｖ−Ｂｒｘ５０Ｑ０４４１　）　＃ＣＣ佳作１２　Ｌ
、り。

得られた画像の評価結果は同じく第１表に示す通りであ
る。

第　１　表 （注）○：艮、゛Δ：やや艮 上表から明ら、かなようＫ、２次粒子の含有量に比例と
して画像濃度が高くなり、特に２次粒子が１０−以上で
は濃度１．２０以上でかつ後端のカスレのない高品質の
画像が得られる。

実施例２ ポリテトラフルオロエチレン分散剤（ハニー化成製）を
実施例１の各フェライトキャリア１００ｇｒ当り５ｇｒ
の割合で、１００〜１２０℃の条件下でベルスター型の
循環流動化ベッドにてスプレーし、次いで１８０〜２０
０℃の炉内において３０分間硬化した。

そして炉から取出して空気中で室温まで冷却して６種類
の被覆キャリアを得た。

得られた被覆キャリアを用いて、実施例１と同様の条件
にて現像剤を調整し、作像した。得られた画像の評価結
果は、第２表に示す通りである。

第　２　表 （注）キャリアー４１’〜６′は、それぞれ第１表のキ
ャリアーＡ１〜Ｉ６６を被覆したものである。

上表から明らかなよう忙、実施例１と同様に２次粒子が
１０％以上では濃度１２０以上でかつ後端のカスレのな
い高品質の画像が得られる。更に一’？ヤリアの寿命も
大幅に長くすることができる。

効果 以上に記述の如く、本発明によれば、画像濃度が十分に
高く、高品質の画像が得られ、かつ長寿命（５〜５万枚
以上）を有するというすぐれた効果を奏しえる。

【図面の簡単な説明】

第１図はキャリアの抵抗測定装置の概略図である。 第　１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　軟磁性を示すフェライト材料からなる実質的に球状
   の粒子を含有する静電荷像現像剤用キャリアにおいて、
   飽和磁化が４０〜９Ｑ　ｅｆｎｌ　７ｇの範囲にあり、
   ２０〜２００μｍの範囲忙ある粒度分布を有し、全粒子
   数の１０個数チ以上を前記球状粒子が複数個集合した粒
   子が占めていることを特徴、と守る静電荷像現像剤用キ
   ャリア。 ２　各粒子の表面を有機重合体で被覆したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の静電荷偉現像剤用キ
   ャリア。