JPS6153654A - 乾式キヤリア - 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〕 本発明は静電潜像を現像するための現像剤、特・に乾式
キャリアに関する。

〔従来技術〕

電子写真法あるいは静電記録法により複写物を？１・る
方法が知られている。これは感光体あるいは静電記録体
に形成された静電潜像を現像剤で現像し転写紙にトナー
像を転写後、定着して複写物を辱るものである。− この現像剤としては、キャリアとトナーの２成分とから
なる現像剤が一般的に用いられている。

現像装置内で現像剤を欅拌することによりキャリアとト
ナーとの間に摩擦帯電を生じさせ、トナーに静電潜像と
逆極性の電荷を付与して潜像に付着させ現像する。

従来このような現像剤としては、トナーより粒径の大き
なキャリア（６０〜５００μ）を用いて現像を行なって
いた。しかしキャリアの粒径がトナーのそれより大きい
キャリアを用いた場合階ｉｊ＋！１性の再現像が悪く、
また、トナーのキャリアに対する割合が増加すると背景
部へのトナー付着が生じやすいという欠点があった。そ
こで近年この様な欠点を解決するためキャリアの粒径を
トナーの′＋ｉ、径とほぼ同じにした現像剤が提案され
ている。

例えば磁気ブラシ現像法において用いる現像剤として平
均粒径が５〜３０μで結着樹脂と磁性粉とからなる小粒
径キャリアと平均粒径が５〜２０μであるトナーとを混
合した現像剤が知られている。

このような現像剤は、前述の欠点を解決しうるものであ
り、画像濃度再現性が優れ、また背景部へのトナーの付
着（いわゆるカブリ）を生じるトナー濃度は従来の２成
分系現像剤に比較して著しく高＜、複写物の許容できる
トナー濃度範囲は非常に広いという利点を有する。これ
は、キャリアの粒子径が小さいため有効表面積が広くな
り、その結果トナー濃度の許容範囲が広くなるものと考
えられる。しかし、このような小粒径でしかも結着樹脂
と磁性粉とからなるキャリアはキャリア１個当たりの飽
和磁束密度が低いため背景部に付着し易い傾向がある。

この背景部へのキャリア付着は帯電量を高くすると発生
し易いので、帯電量を余り高くすることはできない。こ
のような小粒径キャリアは帯電量を低くする必要がある
が、たとえ帯電量を低くしてもカブリに対して安定して
いるので、実用上はさしつかえない。しかしキャリアと
トナーを使用する２成分系現像剤は、長時間使用した際
及び、環境特に高湿度になると経時的に帯電量が下がる
のが通例である。従って、帯電量を低くする必要がある
小粒径のキャリアの場合には最初の帯電量が低いことに
加えて、長時間使用すると経時的に帯電量が更に低下す
るので、非常に低い帯電量になってしまう。その結果、
トナーの飛散や画像濃度再現性低下が発生する。従って
小粒径キャリアの場合には環境が変化しても、また長時
間使用しても低い帯電量を安定に維持させる必要がある
。

また、近年感光体として有機系感光体が用いら　１れる
様になっており、この場合、潜像極性は負極性であり、
トナーが正、即ち磁性キャリアが負に帯電し辱るように
構成されなければならない。

トナーを正に帯電させる方法として、トナー中に正帯電
制御剤を加える方法が知られている。しかしながら、ト
ナーに通常加えられるカーボンブラックが一般に負帯電
性であることから、このように正帯電ｊｌｉｌ制御剤を
加えてもトナー粒子個々の帯電性を均一なものにするこ
とが難しいという欠点があった。このため、トナーとキ
ャリアの摩擦帯電において電荷分布がブロードになり、
現像され易いトナーと現像されにくいトナーとが発生ず
ることとなる。従ってトナーの正帯電性における電荷分
布をシャープに制御する技術が必要である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、この様な従来の欠点を解決した現像剤
を提供することであり、小粒径キャリアを用いた現像剤
におけるトナーの電荷を明確に正帯電させ、繰り返し使
用しても帯電量の低下を起さない現像剤を提供すること
である。

更に本発明の目的は、キャリアが安定して負に帯電する
ことができ、長時間使用しても、また環境が変化しても
帯電量の変化が少ない安定した現像剤を提供することで
ある。

〔発明の構成〕

本発明の目的は、少なくとも結着樹脂とカルボン酸で被
覆した磁性粉とを混合してなることを特徴とする乾式キ
ャリアにより達成することができる。

本発明に使用する磁性粉を被覆するカルボン酸は、カル
ボキシルＪＩＫ　　−Ｃ（］Ｏ１ｌ　　をもつ有機化合
物ＲＣＯ口Ｈ（Ｒは炭化水素基）の総称で、以下に説明
するような全てのカルボン酸が含まれる。カルボキシル
基の個数によりモノカルボン酸、ジカルボン酸、トリカ
ルボン酸と呼び、炭化水素基の類別に従って鎖式カルボ
ン酸と芳香族カルボン酸、あるいは飽和カルボン酸と不
飽和カルボン酸とに分類できる。カルボン酸としてギ酸
、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ビバル酸、ラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸な
どの飽和脂肪族モノカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、
コハク酸、グルクル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペ
リン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの飽和脂肪族ジ
カルボン酸、アクリル酸、プロピオール酸、メタクリル
酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイ酸など
の不飽和脂肪酸、安息香酸、トルイル酸、ナフトエ酸な
どの芳香族カルボン酸を使用できる。磁性粉に対するカ
ルボン酸の被覆量は、０．１〜ｌＱｗｔ　％好ましくは
０．５〜５　ｗｔ　％が適当である。これは、カルボン
酸の被覆量が磁性粉に対してＱｌ、、１ｗＬ　％未満で
は、磁性粉の被覆割合が少な（、前述した帯電量の経時
安定性に効果がなく、ｌ　Ｑ　ｗｔ　％を越えると磁性
粉表面積に対して過剰なカルボン酸が結着樹脂中に多量
に存在するようになり、結着能が得られず、キャリア粒
子がもろくなるからである。

カルボン酸の磁性粉への被覆方法としては、カルボン酸
を水または有機溶媒中に溶解させ磁性粉をその溶液に分
散吸着させる方法、応力のかかるミキサーなどで乾式状
態で攪拌混合して被覆させる方法、また、ロールミルな
どでカルボン酸を溶融させその中へ磁性粉を投入して分
散させる方法のいずれでも良い。

本発明に使用する磁性粉としては、平均粒径０．１〜３
μのものを用いるのが好ましい。磁性粉としてマグネタ
イト、フェライト、鉄、ニッケル、二酸化クロム、γ−
へマタイト、コバルトなどの微粉末を使用できる。中で
も安価でかつ安定して使用できるものとしてマグネタイ
トが好ましい。

本発明において使用するキャリアの結着樹脂としてはポ
リスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテ
ン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアクリロニト
リル、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタ
クリル酸、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、などの付
加重合型樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド
樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの縮合型樹
脂およびそれらモノマーの共重合体を使用できる。本発
明で使用するキャリアの結着樹脂は、　　　（含有量が
磁性キャリアの飽和磁束密度に多大な影響を及ぼすので
注意する必要がある。キャリア中の結着樹脂と磁性粉の
配合比は重量比で２０：８０〜７０：３０、好ましくは
２０：８０〜５０：５０が適当である。これは、結着樹
脂の含有量が２０重量部未７１；４では結若剤が少なく
結着能が得られず、キャリア粒子がもろくなったり、結
着樹脂が少ないため製造し難いなどの問題が生じ、一方
、７０重指部を越えると十分な磁性がＩＭられず搬送性
が悪化するからである。その他必要に応じて、導電性調
節剤としてのカーボンブラック帯電制御剤を添加しても
良い。

本発明の磁性キャリアの重量平均粒径は１０〜３０μ好
ましくは１５〜２５μが適当である。これは、１０μ未
満では背景部へのキャリア付着が、生じ、３０μを越え
ると、画像の鮮明さが失われ画質が低下するからである
。しかし、本発明のキャリアは、小粒径でな（，６０〜
１５０μで用いてもよく、その場合トナー濃度を小粒径
キャリアより低くすればよい。

本発明のキャリアの製造方法としては、混練、粉砕する
方法、結着樹脂を溶剤に溶解し、磁性粉を分散した懸？
ｒＸＪ／＆をスプレードライして造粒する方法、また、
結着樹脂を重合する際磁性粉をモノマー中に分散して僻
る方法のいずれでも良い。重合法で磁性粉をモノマー中
に分散させてＩ’％・る場合にはカルボン酸を七ツマー
中に溶解させ重合することにより磁性粉処理を同時に行
ってもよい。

本発明のキャリアとともに使用されるトナーは、正帯電
可能なように構成するのが良い。トナーに正帯電性を付
与するには、４級アンモニウム塩、ニグロシン染料等の
帯電制御剤を添加するのが好適である。トナーの平均粒
径は５〜２０μが好ましい。これは、５μ未満では、ト
ナーの流動性の悪化、トナーの背景＝＋＜への付着が生
じ、２０μを越えると、画像の鮮明さが失われ画質の低
下が生じるからである。トナーの製造方法としては、前
述したキャリアの製造方法と同様の方法が適当である。

本発明のキャリアは、トナーと混合して使用されるがそ
のトナーとキャリアの配合比は、重量比で２：９８〜３
０ニア０、好ましくは５二９５〜２０ニア５の範囲が適
当である。これは、トナーが２ｗｔ　％未満では、画像
濃度が不充分であり、また３０νｉｔ　％を超えると、
トナーの飛散およびトナーの背景部付着が発生するから
である。

本発明のキャリアはＣｄ５５２ｎＯ、有機系の感光体な
どに形成される負極性潜像の現像に好ましく用いられる
。また、Ｓｅ、Ｓｅ　　合金系感光体での正極性潜像に
対しては、反転現像剤として用いることもできる。

本発明のキャリアを用いる現像法の一例としては、感光
体あるい、は静電記録体に形成された静電潜像を磁気ブ
ラシ現像装置により現像する。本発明に係わるキャリア
は負に帯電し、トナーは正に帯電することから、トナー
が負極性潜像に吸引、現像され、転写紙にトナー像が転
写された後、定着される。

〔発明の効果〕

本発明のキャリアは、安定した帯電性が得られ、現像に
用いられた際、背景部へのトナー付着やキャリア付着が
なく、解像力、階調性などの画質に殴れ、特に長時間の
使用に耐えることができる。

したがって、たとえば２０万枚の複写を行なっても、ト
ナーの帯電量が安定しており、印刷並の画質が維持され
る。

また本発明のキャリアでは、現像剤の軽量化がはかれる
。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例 マグネタイト１００重量部とステアリン酸３重量部とを
ヘンシェルミキサーに入れ周速３０ｍ／ｓｅｃの回転数
で１０分間攪拌し、ステアリン酸処理マグネタイトを得
た。次に スチレン−メタクリル酸ｎ−ブチル共重合体（スチレン
量７Ｑｗｔ％、Ｍｗ＝８０，０００　）３０重量部 ステアリン酸処理マグネタイト　　　　　　　　　（７
０重量部 を混合し、溶融混練後、微粉砕し、分級を行ない、平均
粒径２２．８μの磁性キャリアを１等だ。

比較例 ステアリン酸で処理しない以外は、上記実施例と同様に
して平均粒径２２．５μのキャリアを得た。上記キャリ
アとは別にトナーとして、スチレンーメククリル酸ｎ−
ブチル共重合体９３重量部 カーボンブラック　　　　　　　６重量部ニグロシン染
料　　　　　　　　１重量部を溶融混練後、微粉砕して
平均粒径１０．８μのトナーを寿だ。

キャリア９２重量部、トナー８重量部を■型ブレンダー
にて混合し現像剤を調製した。試験方法としては現像剤
欅拌装置を備えた磁気ブラシ現像ｍ　Ｕを用い、負極性
静電潜像を連続して現像し帯電量と画質の維持性を観察
した。

画質の観察結果を表１に示す。表１から明らかなように
、ステアリン酸を施さない比較例のキャリアを用いた場
合には、画像濃度の低下、カブリ、トナ一層数が発生す
るのに対し、本発明のキャリア（実施例）を用いた場合
には、２０万枚複写しｉても何ら問題がなく、すぐれた
画質が維持されることが証明された。

連続複写時における現像剤の帯電量を添付図面に示す。

本発明に係わる実施例のキャリアは２０万枚複写しても
帯電量が安定していることがわかる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、連続複写時における現像剤の帯電量を示す
グラフである。 市

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも結着樹脂と、カルボン酸で被覆した磁性粉と
   を混合してなることを特徴とする乾式キャリア。