JPH01288866A - 電子写真現像剤用キャリア - 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、電子写真法、静電記録法、静電印刷法などに
おいて、静電潜像または磁気潜像を現像する二成分現像
剤の構成成分でおるキャリア、更に詳しく言えば、磁性
粒子分散型の負帯電型キャリアに関する。

従来の技術 電子写真法においては、セレンを初めとする光導電性物
質を感光体として用い、種々の手段を用いて電気的潜像
を形成し、この潜像に磁気ブラシ現像法などを利用して
トナーを付着させ、顕像化する方式が一般的に採用され
ている。

この現像工程において、トナーに適当量の正または負の
電気量を付与させるために、キトリアと呼ばれる担体粒
子を併用する二成分現像剤が最もよく使用されている。

現像剤用キャリアとしては、種々のタイプのものが開発
され、実用化されている。

キャリアに対して要求される特性は種々おるが、特に重
要な特性として、適当な帯電性、耐衝撃性、耐摩耗性、
現像性、現像剤寿命等を市げることができる。

ところで、従来使用されているキャリアは、依然として
改善すべき問題を残しており、上記諸特性を十分に満足
できるものではなかった。

例えば、酸化鉄粉をはじめとする導電性キャリアは、ソ
リッド現像性には倭れているものの、細線再環性に劣り
、また寿命延長のために特殊な帯電制御剤をトナーに含
有させることを必要とする等の欠点を有している。これ
等の欠点を改良する目的で、磁性微粒子を結＠樹脂中に
分散させた小粒径キャリア、いわゆるマイクロトーニン
グ用キャリアが提案され、実用化もされている。（特開
昭５４−６８１３４号、特開昭５８−２２０１４６号公
報参照）。

また、磁性微粒子として針状磁性粉を用いることも提案
されている（特開昭５９−２２３４５８号公報）発明が
解決しようとする課題 しかしながら、従来提案されたキャリアは、感光体への
付着、表面に遊離した磁性微粒子に起因する高湿、低湿
時の帯電量の変化、表面処理が困難なことにより、抜本
的寿命の延長が困難でおること等の不都合を有し、上記
した諸要求特性を十分満足するものではなかった。例え
ば、特開昭５９−２２３４５８号公報に記載のものは、
長期間使用すると、機内汚染や背景かぶりが生じ、現像
剤寿命が非常に翔いと言う欠点があった。

他方、本発明者等は、先に磁性粉と結＠樹脂よりなるキ
ャリア中にフッ素系樹脂を含有させたものを提案したが
（特願昭６１−１７３５５９号）、コピー操作の初期か
らキャリア及びトナーが背景部に付着して、背景部にか
ぶりのあるコピー画像となり、これは、現像機にどの様
な工夫を凝らしても、また、キトリアの粒径をどの様に
調整しても、解消することができなかった。

本発明は、先行技術にあける上記のような問題点に鑑み
てなされたものである。

したがって、本発明の目的は、電子写真法、静電記録法
において、静電潜像の現像のために使用される磁気ブラ
シ現像用負帯電型キャリアを提供することに必る。

本発明の他の目的は、現像剤寿命が長く、環境安定性に
優れ、背景部トナーかぶり、及び背景部キャリアかぶり
の生じない磁気ブラシ現像用負帯電型キャリアを提供す
ることにある。

課題を解決するための手段 本発明者等は、前記従来のキャリアの有する欠点を改善
すべく種々研究、検討を重ねた結果、特定の樹脂微粉末
を含有させ、かつ特定の磁性粉を使用した磁性微粒子分
散型のキャリアを使用すると、上記キャリアの諸要求特
性を改良するのに有効でおることを見出だし、本発明を
完成するに至った。

すなわち、本発明の電子写真現像剤用負帯電型キャリア
は、結着樹脂と磁性粉を必須成分とするものであって、
キャリア中にフッ素系樹脂微粉末を含有させ、かつ該磁
性粉の一部が針状磁性粒子よりなることを特徴とする。

本発明の負帯電型キャリアの必須成分として用いられる
結着樹脂は、一般に熱可塑性樹脂として知られているも
のならば、どのようなものでも使用可能である。具体的
には、スチレン、クロルスチレン等のスチレン類；エチ
レン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオ
レフィン；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香薗
ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル；アクリル駿メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル
酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル
、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリ
ル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂
肪族モノカルボン酸エステル；ビニルメチルエーテル、
ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニ
ルエーテル：ビニルメチルケトン、ビニルへキシルケト
ン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン等の
単独重合体或いは共重合体をめげることができる。

特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレ
ン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレンーメタクリ
ル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共
重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、スチレン−無
水マレイン酸共重合体をあげることができる。更に、ポ
リエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリアミド
、変性ロジン、パラフィン、ワックス類をあげることが
できる。

本発明において使用される磁性粉としては、その一部が
針状磁性粒子より構成されるものである。

針状磁性粒子としては、平均粒径０．１〜３朗、長軸／
短軸比が２以上のもので、針状マグネタイト、針状フェ
ライト、γ−Ｆ８２０３等の微粉末が使用できる。これ
等の針状磁性粒子は、磁性粉の総量に対して５重量％以
上で使用されることが好ましく、より望ましくは、２０
〜５０重量％の範囲であり、この配合時に、より良好な
結果を得ることができる。５重量％以下では背景部にキ
ャリア及びトナー付着が生じる。

上記針状磁性微粒子と共に使用される磁性微粒子として
は、通常使用されている強磁性体の微粒子ならば全て用
いることができ、具体的には四三酸化鉄、γ−三二散化
鉄、各種フェライト、酸化クロム、各種金属等の粉末が
あげられる。また、これ等の粒径に関しては、通常５＃
１以下、特に２−以下のものが用いられる。

その一部が針状磁性粒子よりなる磁性粉の含有量は、キ
レリア総量に対して、通常５０〜９０重量％程度であり
、望ましくは６５〜８５重量％の範囲が良好な結果を与
える。

本発明において、キャリア中に微粉末状態で含有させる
フッ素系樹脂としては、以下のものがあげられる。すな
わち、主鎖にフッ素を含有する重合体、例えばテトラフ
ロロエチレン、トリフロロエチレン、フッ化ビニリデン
、モノフロロエチレン、ヘキサフロロプロピレン等の単
独重合体または上記モノマーとエチレン、プロピレン、
ブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、トリフロロエ
チレン、その他の共重合可能な不飽和結合含有単量体と
の共重合体があげられる。

これ等のフッ素樹脂は、キャリア中に微粉末（−次位子
）の状態で分散されるが、その平均粒径は、サブミグロ
ン−数即が適当である。

フッ素系樹脂微粉末の割合は、その種類によって異なる
が、キャリア総量の３重量％以上が用いられ、好ましく
は３〜２０重量％である。フッ素系樹脂微粉末の割合が
３重量％未満では、キャリアに充分な帯電量を付与する
ことが出来ず、現像剤寿命延長の効果に乏しくなる。ま
た２０重量％より高くなると、使用するトナーによって
は、帯電量が上がり過ぎ、画像が低濃度となる場合があ
る。

本発明の負帯電型キャリアには、前記結着樹脂、磁性粉
、フッ素系樹脂微粉末の他に、帯電制御、分散向上、強
度補強、流動性向上その他の目的で、樹脂、帯電制御剤
、カップリング剤、フィラー、その他の微粉末などをキ
ャリア内部に添加することもできる。

本発明のキャリアは、種々の方法、例えば、結着樹脂、
フッ素系樹脂微粉末、磁性粉をニーダ−、バンバリー、
エクストルーダー等の加熱溶融混合装置によって、粉砕
、分級する方法等により製造することができる。

本発明のキャリアの粒径は、前記の現像剤寿命と感光体
キャリア付着及び画質とのバランス上から、平均粒径３
０〜２００１ＩＩ！ｉ、より望ましくは５０〜１００即
とするのが適当である。すなわち、キャリアの平均粒径
が５ＯＮ１以上の場合には、トナーと混合した場合に、
現像機に何等工夫を凝らすことなく、背景部にキャリア
及びトナーの付着のないコピー画像が１ｑられるので好
ましい。

この様にして得られる本発明の負帯電型キャリアは、ト
ナーと混合して、静電潜像現像用の磁気ブラシ現像剤と
して使用される。

トナーとしては、結着樹脂中に着色剤を分散させたもの
であって、通常電子写真法で使用されるものならば、如
何なるものでも使用することができる。特に外添剤とし
て、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化
錫等の金属酸化物を使用したトナーと組合せて使用した
場合に、著しく効果が現れる。

作用 不発明の負帯電型キャリアは、上記の構成を有するもの
でおるが、結着樹脂中に分散されたフッ素系樹脂微粉末
は、トナーに高い帯電量を付与し、キャリアの寿命、し
たがって現像剤の寿命を長くすると共に、環境依存性を
少なくするように作用するものと推測される。また、磁
性粉の一部として使用される針状磁性微粒子は、キャリ
ア及びトナーの背景部への付着を極端に少なくするよう
作用するものと推測される。

実施例 以下、本発明を、実施例及び比較例によってざらに具体
的に説明する。しかしながら、本発明は、この実施例に
よって回答限定されるものではない。

なお、下記の例中、「部」は「重量部」を表わす。

実施例１ 粒状マグネタイト（粒径０．５即）　　　　４５部マグ
ネタイト針状粉（長軸径０．５ｕａ、短軸径０．０５即
）２５部 スチレン−アクリル共重合体　　　　　２４部ポリフッ
化ビニリデン（ＫＹＮＡＲ。

米国Ｐｅｎｎ　Ｗａｉｔ社！り６部 上記成分を、加圧ニーダ−で溶融混練し、更にターボミ
ル及び分級機を用いて粉砕、分級を行い平均粒径７０ｐ
ｍのキャリアを得た。

実施例２ 粒状マグネタイト（粒径０．５μｍ）　　　５０部マグ
ネタイト針状粉（長軸径０．５μｍ、短軸径０．０５ｕ
ａ＞　　　　　　　　　　　２０部スチレン−アクリル
共重合体　　　　　２４部ポリ四フッ化エチレン（商品
名 ルブロン、ダイキン工業社製）　　　６部上記成分を用
い、実施例１におけると同様にして混線、粉砕、分級を
行い、平均粒径７０μｍのキャリアを得た。

比較例１ 粒状マグネタイト（粒径０．５Ｍ＞　　　　４５部マグ
ネタイト針状粉（長軸径０．５μｓ、短軸径０．０５７
ｍ＞　　　　　　　　　　２５部スチレン−アクリル共
重合体　　　　　３０部上記成分を用い、実施例１にお
けると同様にして混線、粉砕、分級を行い、平均粒径７
０即のキャリアを（ｑた。

比較例２ マグネタイト（ＥＰＴ　１０００゜ 戸田工業ｖｉＪ製〉７０部 スチレン−アクリル共重合体　　　　　２４部ポリフッ
化ビニリデン（ＫＹＮＡＲ。

米国ＰｅｒｉｎＷａ　ｌ　を社製）　　　　　　　　６
部上記成分を用い、実施例１におけると同様にして混線
、粉砕、分級を行い、平均粒径７０ｉｕｎのキャリアを
得た。

上記実施例１及び２及び比較例１及び２で得られたキャ
リアを、下記トナーと混合して、それぞれ現像剤１．２
．３及び４を１ｑた。すなわち、トナーとして、スチレ
ン−アクリル樹脂とウオッチングレッドからなる平均粒
径１２即で、外添剤として酸化チタンＰ−２５（日本ア
エロジル製）２重量部使用したものを用い、トナー濃度
が５重量％となる割合でキャリアと混合して現像剤を得
た。

これ等の現像剤について、感光体速度１５０　ｒｒｍ／
ｓｅｃ及び現像磁気ロール（スリーブ）速度４１０　ｍ
／ｓｅｃとして、評ｆｌｌｉ用ベンチマシーンで、初期
画質テスト及び寿命テストを行った。

初期画質テストにおいては、現像剤１．２及び３は、背
景部へのキャリア及びトナー付着が全くなく、現像スリ
ーブに印加するバイアス電圧を高くしても、また、低温
低湿環境においても、優れた画質の画像を得ることがで
きた。しかしながら、現像剤４は、背景部へのキャリア
及びトナー付着が著しく発生した。

次に、現像剤１，２及び３について、トナー補給しなが
ら寿命テストを行った結果、現像剤３の場合は、１万枚
のコピーで機内汚染が著しく、画質障害が現れたが、現
像剤１及び２の場合は、５万枚のコピーでも、機内汚染
が全くなく、かぶりや濃度低下のない、階調性の優れた
画像を得ることができた。

また、トナーとして、ウオッチングレッドの代わりに銅
フタロシアニンを着色剤として用いたものを使用した以
外は、上記と同様にしてテストを行ったところ、上記と
同様な結果が得られた。

発明の効果 本発明の負帯電型キャリアは、結着樹脂中にフッ素系樹
脂微粉末及び一部が針状磁性粒子よりなる磁性粉を分散
させたものでおるから、キャリアの帯電性を制御するこ
とができ、キャリア寿命、ひいては現像剤寿命の延長が
はかられると共に、キャリアの帯電性を高め、負帯電性
に制御することができ、感光体上へのキャリアの付着が
防止でき、そして背景部にトナー及びキャリアの付着の
ないコピー画像を得ることが可能になる。

また、特にキャリアの平均粒径を５０ｐｍ以上にした場
合には、トナーと混合した場合に、現像機に何等の工夫
を凝らさずとも、背景部にキャリア及びトナーの付着の
ないコピー画像を形成することが可能になる。

特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　製部　剛

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）結着樹脂と磁性粉を必須成分とする磁性粒子分散
   型の電子写真現像剤用負帯電型キャリアにおいて、キャ
   リア中にフッ素系樹脂微粉末を含有させ、かつ該磁性粉
   の一部が針状磁性粒子よりなることを特徴とする電子写
   真現像剤用負帯電型キャリア。
2. （２）フッ素系樹脂微粉末がキャリアの総量に対して３
   重量％以上含有されることを特徴とする請求項（１）記
   載の電子写真現像剤用負帯電型キャリア。
3. （３）針状磁性粒子が、磁性粉の総量に対して５重量％
   以上であることを特徴とする請求項（１）又は（２）記
   載の電子写真現像剤用負帯電型キャリア。
4. （４）キャリアの平均粒径が５０μｍ以上であることを
   特徴とする請求項（１）、（２）又は（３）記載の電子
   写真現像剤用負帯電型キャリア。