JPS62267766A - 静電荷像現像用キヤリア - 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、優れた現像性を有する静電荷像現像用キャリ
ア関する。

［従来の技＃１１ 静電荷像現像用キャリアとして、従来よりフェライトキ
ャリアが広範に使用されている。フェライトキャリアと
は一般に、Ｂａ、Ｎｉ、Ｚｎ。

Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｑ等の金属の酸化物の一種又は二種以上
と、三価の酸化鉄とが焼成により一体に結合してなるも
のである。フェライトキャリアは優れた磁気特性を有し
、現像機の磁気ロール上に高い磁気ブラシを形成する。

フェライトキャリアを含有する二成分系現像剤のもう一
方の成分であるトナーは、フェライトキャリア上に静電
気的に担持される。そこで磁気ブラシが感光ドラムに接
触すると、フェライトキャリアに担持されたトナーは感
光ドラムの静電潜像に付着し、潜像に応じたトナー像が
形成される。

米国特許第４．４８５，１６２号は、一般式：（ＭＯ）
　１ｏｏ−ｘ（Ｆｅ２０ａ）ｘ　　（ただし、ＭはＭＱ
、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎ　ｉ、又はＭｃｘとｚｎ。

Ｃｕ、Ｍｎ及びＣＯからなる群から選ばれた少なくとも
１種の金属との組み合わせであり、Ｘは５３モル％以上
である。）により表わされるフェライトキャリアを開示
している。このフェライトキャリアは、焼成温度を種々
変えることにより連続的に変化する抵抗値を有すること
ができる。抵抗値の変化幅は、１ｏ　〜１０　Ωである
。また焼成中の酸素分圧を低下することによりフェライ
ト。

キャリアの抵抗値を低下させることもできる。このよう
に焼成条件により抵抗値を秤々変えることができるため
に、画像濃度、コントラスト等を調節することができる
。

しかしながら、上記フェライトキャリアは現像性が劣り
、コントラストも悪く硬調画像となるという欠点がある
。また上記フェライトキャリアを含有する二成分系現像
剤を使用すると画質が湿度により変化するという欠点も
認められる。

そこで、フェライトキャリア粒子を種々の樹脂によりコ
ーティングすることにより、キャリアの電気抵抗を高め
るとともに画質の湿度依存性を低下することが行われて
いる。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、樹脂コーティングキャリアでも連続コピ
ーを行なうと摩擦帯電量が変化し、画像濃度の低下や地
かぶりが発生する。またコピー画質の環境依存性、特に
湿度依存性が大きいという問題があった。

従って、本発明の目的は現像性が優れているとともに画
質の湿度依存性がほとんどない静電荷象現徴用キャリア
を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 上記の問題点に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、従来
の樹脂コーティングキャリアにおいては、フェライト粒
子の表面が必ずしも十分に被覆されてないことにより露
出した下地（フェライト粒子）の影響が現れ、上記特性
上の問題が発生することに着目し、フェライト粒子のほ
ぼ全面を樹脂でコーティングすることにより上記問題が
実質的にないキャリアが得られることを発見した。本発
明はかかる発見に基づくものである。

すなわち、本発明の静電荷像現像用キャリアは、一般式
：　（ＭＯ＞　１ｏ　ｏ−ｘ（Ｆｅ２０ａ）Ｘ（ただし
ＭはＢａ、Ｎ　ｉ、Ｚｎ、ＭＣＪ、Ｍｎ及びＬｉからな
る群から選ばれた少なくとも１種類の元素であり、Ｘは
５５乃至７０モル％である。）により表わされるフェラ
イト粒子の実質的に全面が樹脂コーディングで覆われ、
電気抵抗が１×１０　Ω・ｃｍ〜１×１０　Ω・ｃｕｒ
であることを特徴とする。

［実施例］ 本発明に使用されるフェライト粒子は一般式：（ＭＯ）
　１ｏ　ｏ−ｘ（Ｆｅ　２０３　）Ｘにより表されるが
、典型的な例は３ａ−Ｎｉ−７ｎフエライト、Ｍｎ−２
ｎフエライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、ｌ　１−２ｎフ
エライト、Ｍｃ＋−Ｚｎフェライト等である。Ｘの範囲
は５５乃至７０モル％である。

Ｘが５５モル％より小さいと飽和磁化が小さくなり、現
像性の低下やキャリア付＠等の問題を発生する。またＸ
が７０モル％より大きいと飽和磁化が大きくなり、画像
上に現像スジムラを発生する。

フェライト粒子の飽和磁化は、振動試料型磁力計（東英
工業製ＶｓＭ−３型）にて５００００ｅの磁場を印加し
た時の測定値で、４０〜８０　ｅｌｕ／ｇである。

上記フェライト粒子は以下の方法により得ることができ
る。まず、上記範囲内の組成のフェライト原料を混合す
る。混合した原料は９００〜１０ｏＯ℃の温度で０．５
〜３時間仮焼する。フェライト原料としてＢａＣ０ａ等
の炭酸塩を使用することもできるが、その場合には仮焼
によりＣＯ２が除去される。

仮焼はバッチ式又はロータリーキルン等の連続式のいず
れによっても行うことができる。

フェライトの仮焼粉は約２μｍ以下の平均粒度にまで微
粉砕する。これにはスチールボールを粉砕媒体とする湿
式粉砕機等の装置を使用する。

次にフェライト微粉末を杓１０〜２００μｍの粒度に造
粒する。造粒方法として、スプレードライヤー法、粉末
をバインダーとともにニーダで転動圧縮し整粒する方法
、押出し法、振動又は流！ｔｈ１層中でバインダー噴霧
して会合させる方法、回転パン上で運転する方法等があ
る。

造粒した粉末は次に焼成する。焼成は１１００〜１３５
０℃の温度で３〜５時間行う。前述の温度で均一に焼成
を行うには、匣鉢に詰めて、比較的長時間上記温度に保
持するのが好ましい。

焼成したフェライトはクラッシャ等により解砕し、適当
な粒度分布を有するように分板する。

本発明のキャリアにコーティングし得る樹脂としては、
スチレン−アクリル共重合体、シリコーン樹脂、マレイ
ン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ
樹脂等あるが、電気抵抗、コーテイング膜の密者性及び
帯電特性の観点から、スチレン−アクリル共重合体が好
ましい。スチレン−アクリル共重合体は、３０〜９０１
ｆｆｉ％のスチレン分を有するものが好ましい。この場
合スチレン分が３０重但％未満だと現像特性が低く、９
０重量％を越えるとコーテイング膜が硬くなって剥離し
やすくなり、キャリアの寿命が短くなる。

スチレン−アクリル共重合体のコーティングは、例えば
共重合体を適当な有別溶剤に溶解し、得られた溶液を浸
漬法、スプレー法又は流動化ベット法等によりキャリア
粒子上に塗布する。適当な溶剤としては、例えばトルエ
ン、キシレンなどがある。また、水溶液に分散させたエ
マルジョン系のスチレン−アクリル共重合体樹脂でも同
様の効果が得られる。

樹脂コーティングしたキャリア粒子は１２０〜２００℃
の温度で乾燥する。

本発明の樹脂コーティングは、上記共重合体の他に、接
着付与剤、硬化剤、１１ｉ１滑剤、導電材。

荷電制御剤等を含有してもよい。

本発明の樹脂コーティングキャリアは、１×１０６Ω・
ｃＩｎ以上と高い電気抵抗を有するが、その上限は１×
１０　Ω・ｏｎ以下である。電気抵抗がこれより高いと
現像性はかえって低下する。

この抵抗は、直径２５．２ｍｍ、高さ５　ｍｅｎのテフ
ロン（商品名）製シリンダー中に試料を充填し、１．０
Ｋｇの荷重下、２００■／Ｃ１ｗＩの直流電場を印加し
て測定する。

上記範囲の電気抵抗を有するためには、フェライトキャ
リア粒子はほぼ全面が樹脂でコーティングされている必
要がある。しかし、樹脂のコーテイング量が多ずぎると
電気抵抗が高すぎ現像性が低下するので、樹脂量を適当
にコントロールする必要がある。これは樹脂の種類やキ
ャリア粒子の表面状態によって若干異なるが、一般にフ
ェライト粒子に対する樹脂の割合は１〜５重量％である
。

特にフェライト粒子の表面が平滑の場合１〜３重量％で
、凹凸がある場合２〜５重量％とする。

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１ ＮｉＯ２０モル％、Ｚｎ０２０モル％及びｌ”ｅ２０３
６０モル％からなるスピネル型の結晶形を有するフェラ
イトキャリア（Ｎ　１ｏ−ＺｎＯ）Ｆｅ２０３を調製し
た。粒度は、６３〜１２５μｍ、電気抵抗値は７Ｘ１０
　　Ω・口、飽和磁化は７０８ｍＬＪ／９であった。こ
のフェライト粒子の表面は平滑であった。コーティング
樹脂としてスチレン−アクリル共重合体（三洋化成ＳＢ
Ｍ６００）を用い、トルエン溶液にして種々のコーテイ
ング量となるようにキャリアにコーティングをした。

また荷電制御剤としてオリエント化学製ボンド・ロンＮ
０．３を０．５％添加した。このキャリアの表面状態、
電気抵抗及び摩擦帯電量を測定した。

また、スチレン−アクリル樹脂８０ｆｆｉｆｆｉ％、ボ
リブＯピレン（三洋化成製、ビスコール５５０Ｐ）３重
量％、荷電制御剤くオリエント化学製ボントロンＥ８１
）２１ｆｆｉ％、及びカーボンブラック（三菱化成製＃
５０）１５重伍％を配合し、粒度５〜１６μｍのトナー
を調製した。このトナーを５．０重量％の濃度になるよ
うに各キャリアに配合し、二成分系現像剤を作成した。

得られた現像剤を用いて、市販の複写礪（小西六社ＭＵ
８１Ｘ−３０００ｆｉ＞にて得られたコピーの画質及び
キャリアの寿命について比較した。これらの結果をキャ
リアの物性とともに表１に示す。

実施例２ Ｂａ０５モル％、Ｎｉ０１５モル％、ｚｎｏｉ５モル％
及びＦｅ２０３６５モル％からなるフェライトキャリア
＜ＢａＣＩＮ　１ｏ−ＺｎＯ）Ｆｅ２０３を調製した。

このフェライト粒子は化学量論組成から少しずれた組成
を有し、粒度は６３〜１２５μｍ１電気抵抗値は５Ｘ１
０　Ω’　Ｃ１１％飽和磁化は６８　ｅｒａｕ／ｇで、
表面は凹凸状であった。

実施例１と同じ樹脂で表面コーティングを行い、同様の
実験を繰り返した。結果を表２に示す。

実施例３ 実施例１のＮ０１３及び実施例２のＮＯ６７のキャリア
について種々の湿度条件下で電気抵抗値を測定するとと
もに、実施例１と同様の現像を行い、コピー画質を調べ
た。比較としてＮｏ、　１及びＮＯ１９のキャリアにつ
いても同様の実験を行った。結果を表３に示す。

［発明の効果１ 以上の通り、本発明の静電荷像現像用キャリアは実質的
に全面が樹脂で被覆されているので、現像性が良く、さ
らに画質の湿度依存性が著しく小さいという利点を有す
る。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式： （ＭＯ）１００−ｘ（Ｆｅ＿２Ｏ＿３）＿ｘ（ただし、
   ＭはＢａ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ及びＬｉからなる群
   から選ばれた少くとも１種類の元素であり、ｘは５５乃
   至７０モル％である。）により表わされるフェライト粒
   子の実質的に全面が樹脂コーティングで覆われ、電気抵
   抗が １×１０＾６Ω・ｃｍ乃至１×１０＾１＾２Ω・ｃｍで
   あることを特徴とする静電荷像現像用キャリア。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の静電荷像現像用キ
   ャリアにおいて、前記フェライト粒子の飽和磁化が４０
   乃至８０ｅｍｕ／ｇであることを特徴とする静電荷像現
   像用キャリア。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の静電荷
   像現像用キャリアにおいて、前記樹脂がスチレン−アク
   リル共重合体であることを特徴とする静電荷像現像用キ
   ャリア。
4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
   載の静電荷像現像用キャリアにおいて、前記樹脂が前記
   フェライト粒子の１〜５重量％であることを特徴とする
   静電荷像現像用キャリア。
5. （５）特許請求の範囲第４項に記載の静電荷像現像用キ
   ャリアにおいて、前記フェライト粒子の表面が平滑であ
   り、かつ前記樹脂が前記フェライト粒子の１〜３重量％
   であることを特徴とする静電荷像現像用キャリア。
6. （６）特許請求の範囲第４項に記載の静電荷像現像用キ
   ャリアにおいて、前記フェライト粒子の表面が凹凸状で
   あり、かつ前記樹脂が前記フェライト粒子の２〜５重量
   ％であることを特徴とする静電荷像現像用キャリア。