JPS60196777A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真、静電記録および静電印刷等に使用
される静電荷像現像剤用キ鵞・リアに閉覆る。

従来技術 酸化亜鉛、セレン、有機光導電体もしくは絶縁性のポリ
エステルフィルムで被覆された硫化カドミウムなどの画
像担体表面に静電荷像を形成し、この静電荷像を磁気ブ
ラシ法により現像し、得られたトナー像を転写シー１〜
上に転写し、ついで、定着して最終画像を得る電子写真
方法は、よく知られている。

上記の磁気ブラシ法においては、磁気現像剤として鉄粉
、鋼球およびフェライ１−粒子等の磁性キャリアと樹脂
中に着色剤等を分散さした絶縁性粒子である非磁性トナ
ーとの混合粉体が、多く使用されている（例えば、特開
昭５０−５６９４６号。

特公昭５３−１５０４０号、特開昭５４．−１３４６３
６号、同５６−１１４６０号等の各公報参照）。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
トナーを所定の化率で混合攪拌し、両者を摩擦帯電せし
め、トナーを所定の極性に帯電させてドブーのみを画像
担体表面に（＝Ｊ着さけるもので、転写が容易であると
いう利点があるが、中間調の再現性が悪く画質が硬くな
るという問題がある。特に、中間調の再現性が悪い主な
理由としては、キャリアの粒径が１００〜３００μｍと
大きいことが挙げられる。

そこで、平均粒径が１５〜３０μｍの小粒径キャリノア
を用いることも提案され、実用化されている。しかしな
がら、小粒径キｌ！リアは、画質の点では有利であるか
、濃度、！Ｙｌ！像度の点で改良の余地が残されでおり
、まＩ〔キャリア引きを生じ易いという問題がある。

発明の目的 本光明の目的は、このような欠点を解消したものＣ・、
濃度ａ３よび解像度が高く、かつ階調性の良い画像が得
られるキャリアの提供を、目的とする。

発明の構成 本発明の構成は、磁１１（Ａ料からなる実質的に球状の
粒子からなり、１０１３Ω・ｃｍ以上の抵抗と２ｏｏｏ
ｏｅ以−にの保磁力とを有し、かつ１００〜５００μ■
の粒度分イｌｉをイＪする大粒径キ＼・リアと、実質的
に球状の粒子からなり、１０”Ω・ｃｍ以下の抵抗と５
０００ｅ以下の保磁ツクどを有し、かつ１０〜１００μ
ｍの粒度分布を有する小粒径キャリアとを混合した静電
荷像現像剤用キャリアにある。

高品質の画像を得るために本発明前が検問した結果、酸
化鉄粉または軟磁性〕１ライト等の通常のキャリア材よ
りも保磁力（ＩＨＣ）のｉ’；、ｉｌいＩＪ　′ＦＡか
らなる大粒径キャリアと通常のキャリア材からなる小粒
径キャリアを、１：９〜９：１の比率で混合したキャリ
アを用いることにより、高品質の画像が得られるのを見
出した。

まず、大粒径のキャリアの材料としては、３　ｒ−フエ
ライ１〜あるいは３ａ−フ■ライ１〜等のハードフェラ
イト磁石材料、希土類磁石＋、ｌ斜、　Ｉ−’ｃ　−０
ｒ−Ｃｏ系磁石材料、Ａ、、ｆ２−Ｎｔ−Ｃｏ系磁石材
料、Ｍｎ　−Ａ１磁石材料等の公知の永久磁石材料が挙
げられる。これらの磁石材料を用いてキｉ・リアを製造
する場合、キャリアどしての物性は、保磁力（Ｉ　ＨＣ
）が２００００ｅ以上で、かつ抵抗が１０１３Ω・ｃｍ
以上とする必要がある。これは保磁力（Ｉ　ｌ−Ｉ　Ｃ
）が２００００ｅ未満では規像剤支１５ｉ体く非磁性回
転スリーブ）との吸着が悪くキャリア引きを起こしやす
いためである。また、抵抗が１０１２０・Ｃｎ１未満で
は、トナーとの間で十分な摩擦帯電性を得ることができ
ないためである。

そして粒度分布に関しては１００〜５００μｍの範囲で
よい。これは１００μｍ未満では、高帯電性であり、キ
ャリア引きが増すためであり、５００μｍを越えると、
比表面積が小さくなり、トナー淵度が低くなり、最適１
〜ナ一瀧度範囲が狭くなるからである。

なお、磁石材料としてハードフェライトを用いる場合は
、比較的高い絶縁性を示すので、そのままでもｉ　Ｑ　
１３　Ｑ・Ｃｌ１１以上の抵抗が得られるが、金属磁石
材料の場合は、導電性を示Ｊので、キャリア粒子の表面
を１−ナー樹脂に対して非粘着性の樹脂で被覆覆ること
もできる。このような樹脂としでは、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
１３ノるが、例えば、四フッ化エチレン樹脂、ポリフッ
化ビニルフ゛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覆ればよい
が、十分な耐久性とＩｒＩ擦帯電特竹を得るために、コ
アに対して０．１〜５重１１Ｘ％の範囲が適当である。

次に、小粒径キレリアの材料としては、酸化鉄粉もしく
は金属酸化物（Ｎｔ、Ｚｎ　、Ｍｎ　、Ｍ（］　。

］ＣＵ、Ｌ−ｔ＋３ａ、ｖ、Ｃｒ、ｃａ等の酸化物）と
、３価の鉄酸化物（Ｆｅ　２０３）どの完全混合物より
４１４成される軟磁性フ１ライ１〜粉末が使用でき、例
えば、フェライトキャリアとする場合の具体的な組成は
、特開昭５８−２０２４５６号公報記載に従うことが適
当である。

これらの材料を用いてキャリアを製造りる場合、キャリ
アどしての物性は、保磁力（Ｉ　ＨＣ）は必然的に５０
００ｅ以下となるが、抵抗は１０９Ω・ｃｍ以下とする
必要がある。これは、抵抗が１０θΩ・ｃｍを越えると
ベタ黒画像が不均一どなるからである。そしてキャリア
の粒度分布は、１０〜１００μｍの範囲がよい。即ちキ
ャリアの粒径が小さい程比表面積が大きくなって最大ト
ナー濃度を高くでき、ま１＝耐久性を向上するので、１
００μｍ以下とする必要がある。ただし、１０μｍ未満
ではキャリア引ぎが生じやすくなるので、１０μｍ以下
の粒子は、キャリア全体の１０重間％以下がよい。

なお、キャリアの粒子形状に関しては、大粒径キャリア
および小粒径キャリアのいずれも、寿命の点から実質的
に球状化した粒子とすることが必要である。そして、上
記の大粒径キャリアは、次のような方法で調整Ｊること
ができる。まず、適当な磁石材料を５μｍ以下に粉砕す
る。次に粉砕粉を必要に応じ粘結剤を加えて加熱噴霧乾
燥して球状粒子を得る。得られた球状粒子を所定の粒度
分布に分級すればよい。

まＩζ、上記の小粒径キャリアは、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　２０ａ　）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。次にこの粉砕粉を必要に応じて粘結剤を加え、
加熱雰囲気中で噴霧乾燥して球状粒子を得る。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。

前記本発明に係る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５８−１
５０９５．７号、同５８−１５Ｑ９５８号、同５８−１
９６５４９号、同５７−６０３４１号、同５７−６０３
４２号の各公報等を参照）、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。そして１−ナーは、非磁性トナーに限らず、磁性粉
を含有せしめた磁性トナーとしてもよい。

なお、本発明にお１ノるキャリアの抵抗値は、次の装置
および方法によるものとする。

ここで、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、例えばテフ
ロン（商品名）製パイプのような絶縁性円筒、４は下部
電極、５は電流訓、６は電圧訓、７は定電圧直流電源で
ある。

上記装置によれば、絶縁性円筒３内に試料（キＩ７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により電流値を読−みとり、抵抗値を算出す
る。

また、本発明に係るキャリアの磁気特性は、振動試別型
磁力計（東英■業製ＶＳＭ−３型）を用いて測定した餡
である。

実施例１ モル比にてＦＯ２０ａ　／Ｂａ　Ｏ＝５．６なる基本組
成を有するＢａ−フェライト磁石材料を、公知の粉砕機
（ア１〜ライター）により５μｍ以下に粉砕した。次に
粉砕粉に粘結剤を加えて造粒し、ついで分級して粒度分
布が２００〜３００μｍの大粒径キャリアを調整した。

この大粒径キャリアの物性は、３ｒが３９００Ｇ、ＩＨ
Ｃが３４０００ｅ、抵抗が１０＋４Ω・ｃｍであった。

また、モル比でＢａ０１５％、Ｚｎ０２５％。

Ｎｔ０１０％、Ｆｅ２０ａ６０％となるように各原料を
秤量し、ボールミルＣ乾式混合した。１！ノられた混合
粉を９００℃の温瓜で２１１ｒ仮焼し、ついで仮焼粉を
再びボールミルに投入しＣ−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１３００℃の温度で２ｈｒ空中で焼結
し、しかる後分級して粒径２０〜４０μｌのフェライト
キャリアを調整した。この小粒径キレリアの物性は、Ｂ
ｒが１５００Ｇ、ＩＨＣが８００ｅ、抵抗が１０６Ω−
ｃｍであった。

上記の大粒径キャリア５００ｇ、小粒径キ１アリア５０
０ｇおよびトナー３０（ｌを混合して現像剤を調整した
。この現像剤を用いて市販の電子写真複写機（Ｘ　ｅｒ
ｏｘ社製３５００）により作像したところ、濃度１．２
以上、解像反８本／ｍｍで、ベタ黒濃度均一で、更に階
調性の良い画像が得られた。

なお、比較のために、上記小粒径キャリアで粒度分布を
１１０〜２００μｍに変えたキャリアのみを用いた場合
は、濃度は１．１．Ｍ（１０度は５゜０本７ｍｍに低下
した画像となった。

実施例２ １４％Ｎｔ　２４％Ｃ０−８％△ｉ−３％Ｃｕ−０．２
５％７ｒ−残部実質的にＦｅの磁石材料（アルニコ５相
当）を、実施例１と同様に粉砕。

造粒Ｊ３よび分級した。そしてポリテトラフルオロ」ヂ
レン分散剤（ハニー化成製）を上記分級粉１００（Ｉ＋
”当り５ｇｒの割合で、１００〜１２０′Ｃの条イ′１
下でウルスター型の循環流動化ベッドにてスプレーし、
次いて１８０〜２００℃の炉内において３０分間硬化し
た。そして炉から取り出して空気中で室温まで冷ＭＩ　
して大粒径キャリアを得た。この人粒仔キ１７リアの物
性は、［３ｒが８５００Ｇ。

１１−Ｉ　Ｃが１５０００８．抵抗が１０１５Ω−Ｃｎ
１テあつＩこ。

また、セル比でＢａ０１５％、Ｚｎ０２５％。

Ｎｔ０１０％、Ｆｅ２Ｏに＋６０％となるように冬服わ
］を秤ｆｂシ、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２ｈｒ仮焼し、ついで仮焼粉を
再びボールミルに投入して粒径１μｍ以下の粒子に粉砕
した。１！？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ｒ１３００℃の温度で２ｈｒ空中で焼
結し、しかる後分級して粒径２０〜４０μｍのノエライ
トキ１ノリアを調整した。この小粒径キャリアの物性は
、Ｂｒが１５００Ｇ、’ＩＨＣが８００ｅ、抵抗が１０
”Ω−Ｃ１１であった。

上記の大粒径キ１？リアｂｏｏｇ、小粒径キャリア５０
０ｇおよびトナー３０ｇを混合して現像剤を調整した。

この現像剤を用いて市販の電子写真複写機（Ｘ　ｅｒｏ
ｘ社製３５００）により作像したどころ、濃度１．２以
」１．解像度８本／ｍｍで、ペタ黒濃度均一で、更に階
調性の良い画像が得られた。

発明の効果 以上述べたように、本発明は、総合して、澗Ｉ良および
解像度が高く、かつ階調性の良い画像が得られる効果を
奏するも゛のである。

【図面の簡単な説明】

図はキャリアの抵抗値を測定Ｊ−る抵抗測定装置の概略
図Ｃある。 １・・・静電前像現像剤用キレリア、２・・・上部電極
、３・・・絶縁性円筒、４・・・下部電極、５・・・電
流計、６・・・電圧器、７・・・直流電源。 特許出願人 日　立　金　属　株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性材料からなる実質的に球状の粒子からなり、
   １Ｑ１３０−ｃｍ以上の抵抗と２０００００以上の保磁
   力とを有し、かつ１００〜５００μｍの粒度分布を有す
   る大粒径キャリアと、実質的に球状の粒子からなり、１
   ０８Ω・ｃｍ以下の抵抗と５０００ｅ以下の保磁力とを
   イｊし、かつ１０〜１００μｍの粒度分布を右する小粒
   径キャリアとを混合したことを特徴とづる静電荷像現像
   剤用キャリア。
2. （２）上記大粒径および小粒径キャリアの各粒子の表面
   を有機重合体材料で被覆したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の静電荷像現像剤用キャリア。