JPH0269772A - 樹脂被覆キャリア - 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、電子写真法において現像用として使用する二
成分現像剤を構成するキャリアに関し特にフェライト粒
子からなる芯材の表面を樹脂で被覆した樹脂被覆キャリ
アに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、電子写真法においては１例えば光導電性物質を利
用した感光体の表面を一様帯電させた後画像情報と対応
する露光により、感光体表面に選択的に静電荷像を形成
し、別途摩擦帯電手段を介して所定の静電荷を付与した
現像剤を前記静電荷像と接触させ、現像剤中のトナーを
静電荷像上に付着させて顕像化したトナー像を形成する
。次にこのトナー像を記録紙上に転写した後、熱若しく
は圧力手段を介して定着させて可視画像を得るのが一般
的である。この場合二成分系現像剤は、磁性キャリアと
トナーとからなり、トナーとの帯電量の適性化および高
品質の画像を得るため、前記キャリアの表面を樹脂材料
によって被覆した樹脂被）Ｗキャリアが使用されている
（例えば特開昭６１２０４６４３号、同６２−１８２７
５９号公報等参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の樹脂被覆キャリアは９例えば流動層炉中にキ
ャリアを装入して加熱後、溶剤でスラリ化させた樹脂を
スプレーしてキャリア表面を被覆し、乾燥硬化させて形
成するのが最も一般的である。このため樹脂被覆キャリ
アの表面が平滑に形成されており、現像剤としてトナー
と混合した場合においてもトナーとの接触面積が少なく
なり。

トナーへの帯電付与能力が劣化する傾向がある。

従ってトナー濃度が増加した場合においては非帯電状態
のトナーの発生量が増大し、かぶりを生じ易いという問
題点がある。このためかぶり等の不都合が発生しない最
適トナー濃度の範囲が極めて狭いと共に、トナー濃度コ
ントロールが困難であるという問題点がある。

本発明は、上記従来技術に存在する問題点を解決し、現
像剤中のトナーに対する帯電付与能力が大であると共に
、トナー濃度コントロールが容易である樹脂被覆キャリ
アを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明においては平均粒径
ｌＯ〜２００μｍのフェライト粒子を芯材とし、その表
面に樹脂を被覆してなる樹脂被覆キャリアにおいて、樹
脂中にこの樹脂と非反応性を有する材料からなる平均粒
径３〜５０μｍの微粉末を含有させると共に１表面を凹
凸状に形成する。

という技術的手段を採用した。

本発明において使用するフェライト粒子は儀式（ＭＯ）
　＋００−Ｘ　　（Ｆ　ｅｘ　ｏ３）　ｘで表され。

この場合ＭはＢａ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、ＭｎＬｉ、Ｃｕ
、Ｖ、ＣｒおよびＣａ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５５〜７０モル％である。

上記金属酸化物と鉄酸化物との混合物から構成されるフ
ェライト粒子は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５オルソフエライト構造を有する磁性材料で
ある。なおＸが５５モル％未満であるとフェライト粒子
の飽和磁化が小さくなり、現像性の低下や感光体ドラム
へのキャリア付着等の問題を発生するため好ましくない
。またＸが７０モル％を越えると、上記飽和磁化が大き
くなり１画像上に現像スジムラを発生するため不都合で
ある。また上記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）により５０００
０ｅの磁場を印加した場合の測定値で４０〜８０ｅｍｕ
／ｇとするのが好ましい。

上記のフェライト粒子は下記の方法によって調製するこ
とができる。まず−上記組成に対応する原材料を混合し
た後、　　９００−１０００℃の温度で０．５〜３時間
仮焼する。原料として例えばＢａＣＯ５等の炭酸塩を使
用した場合には、この仮焼によってＣＯ，が除去されて
ＢａＯ等の金属酸化物に変成する０次に上記仮焼粉を例
えば鋼球を粉砕媒体とする湿式粉砕機等によって平均粒
径約２μｍ以下に微粉砕する。このようにして得た微粉
末を例えばスプレードライヤー法によって１０〜２００
μｍの平均粒径となるように造粒する。造粒方法として
は上記の他に、粉末をバインダーと共にニーダで転動圧
縮して整粒する方法、押出し法、振動または流動層中で
バインダー噴霧により会合させる方法または回転パン上
で運転する方法等がある。

上記のようにして造粒した粉末を例えば匣鉢に詰めて１
１００〜１３５０℃の温度で３〜５時間焼成した後クラ
ッシャ等によって解砕し、適当な粒度分布となるように
分級してフェライト粒子とする。

本発明においてフェライト粒子に被覆し得る樹脂として
は、スチレン−アクリル系共重合体、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
キシ樹脂等があるが、キャリアとして要求される電気抵
抗、帯電特性等を勘案して適宜選定することができる。

次に上記被覆樹脂中に含有させるべき微粉末を構成する
材料としては、ウレタン系、アクリル系等の樹脂、酸化
物系、窒化物系若しくは炭化物系のセラミックス、タル
ク、クレイ、ＣａＣ０，、。

カオリン、ヘントナイト等の無機酸化物等の材料を使用
することができ１要するに被覆樹脂と非反応性の材料で
あればよい。

上記微粉末は平均粒径を３〜５０μｍとするのが好まし
く、また被：′Ｗ樹脂における含を量は５５〜８０重星
％とするのが好ましい。微粉末は被覆樹脂と混合した状
態で前記フェライト粒子の表面に固着して、キャリア全
体として表面を凹凸状に形成するのであるが、上記範囲
未満であるとキャリア表面を凹凸状に形成することが困
難であり。

従って表面積を増大させる作用が期待できないため不都
合である。一方上記範囲を越えると、フェライト粒子の
表面から剥離し易く、遊離した微粒子が現像剤中に介在
し、現像性能を低下させるため好ましくない。

またフェライト粒子の表面を樹脂によって被覆し、およ
び樹脂中に微粉末を含有させることにより、キャリアと
しての飽和磁化が低下し、現像時にキャリア付着が発生
する傾向がある場合には。

樹脂中に平均粒径０．１μｍ以下の磁性粉を含有させる
ことが好ましい。この場合の磁性粉としてはフェライト
、マグネタイトを初めとする鉄、コバルトニッケルなど
の強磁性を−示す金属若しくは合金またはこれらの元素
を含む化合物を使用することができる。なお上記磁性粉
の平均粒径が０．１μｍを越えるとキャリアとしてのフ
ェライト粒子表面を凹凸状に形成する作用に支障を招来
するため好ましくない。

更に前記微粒子および／または磁性粉の表面をシランカ
ップリング剤で処理すると、フェライト粒子の表面から
の剥離に対する強度を増大させるため好ましい。

なお上記微粉末および磁性粉を含有する樹脂をフェライ
ト粒子表面に被覆する場合には、適当な有機溶剤によっ
て被覆樹脂を溶解しく微粉末は溶解せず；溶液中に分散
している）、この溶？夜を浸漬法、スプレー法または流
動化ベツド法等によりフェライト粒子上に塗布した後、
１２０〜２００℃の温度で乾燥すればよい。

なお被覆樹脂中には上記微粉末の他に、接着付与剤、硬
化剤、潤滑剤、導電剤、荷電制御剤等を含有させてもよ
い。

（作用〕 上記の構成により、樹脂被覆キャリアの表面を例えば金
米塘状に凹凸状とすることができるから。

平滑な表面を有する球形状のものと比較して表面積を大
幅に増大させるという作用を期待できる。

〔実施例〕

使用原料 （１１フェライト粒子 日立金属製　ＫＢＮ−１００ 平均粒径　１００８ｍ （２）微粉末　５ｉＣ （３）　　　　句１性零分 間材製油製　超微粒子マグネタイト 平均粒径　０．０１μｍ （４）　　シリコーン樹脂 信越化学型　ＫＲ２５０ まずシリコーン樹脂の有機溶剤希釈液を作成し。

この希釈液中にＳｉＣ微粉末２０重量部および磁性粉５
０重量部を均一に分散させる。この場合ＳｉＣ微粉末と
して後記するような平均粒径の異なるものについて夫々
作成すると共に、比較例としてＳｉＣ微粉末および／ま
たは磁性粉を含まないものも作成した。これらの配合比
を第１表に示す。なお有機溶剤としてはトルエン、アル
コール類、キシレン、メチルエチルケトン、テトラヒド
ロフラン、クロロホルム等の単独若しくはこれらの混合
溶剤を使用することができる。

以下余白。

第　　１ 表 （単位：重量％） 次にフェライト粒子を例えばアルコールによって脱脂洗
浄して表面を清浄状態とし、５０〜１５０°Ｃに加温し
た状態で前記希釈溶液をスプレーすることにより、フェ
ライト粒子の表面にＳｉＣ微粉末を含有するシリコーン
樹脂の被膜を形成する。

なお有機溶剤は上記の雰囲気によって迅速に揮発し、更
に１２０〜２００″Ｃにおける乾燥によって前記被膜が
固化し、樹脂被覆キャリアを得ることができる。

次に上記樹脂被覆キ、ヤリアと混合すべきトナーについ
て記述する。

使用原料 （１）スチレン−アクリル系共重合体　８５重量部（三
洋化成製　ハイマーＳＢＭ６００）（２）低分子量ポリ
プロピレン　　　　　３重量部（三洋化成製　ビスコー
ル５５０　Ｐ）（３）荷電制御剤　　　　　　　　　　
　２重量部（オリエント化学型　ボントロンＮ、０３）
（４）　　カーボンブラック　　　　　　　　１０重量
部（三菱化成製　＃５０） 上記配合の原料をボールミルにより乾式予備混合し、ニ
ーダによって加熱溶融混練した後、冷却固化させ、ジェ
ットミル等で粉砕し１分級により平均粒径１２μｍの正
帯電性のトナーを作成した。

上記のトナーと前記樹脂被覆キャリアとを１　トナー濃
度が２〜１２重量％となるように混合して現像剤を調製
し、市販の複写ｍ（シャープ社製ＳＦ７３００）により
複写テストを行い、地かぶりの評価を行った。なお地か
ぶりの評価は３日本電色製ＮＤ５０４ＤＥを使用し、複
写前後における複写紙の白色度の差によって行った。

図は複写テストの結果であるトナー濃度と白色度の差と
の関係を示す図である。図から明らかなようにトナー濃
度の増大によって白色度の差、すなわち地かぶりが増大
する傾向があるのは当然であるが、比較例１，２．４は
トナー濃度の高い領域において白色度の差が大であり、
地かぶりが特に顕著であることを示している。これは上
記比較例におけるキャリアには微粉末を含有しないか。

若しくは極めて平均粒径の小さい微粉末しか含有しない
ため１キヤリアの表面が比較的平滑である。

従ってトナーとの接触面積が少ないためトナーへの帯電
付与能力が少なく、非帯電状態のトナーの発生が多く、
地かぶりが大であると推定される。

これに対して実施例１〜３および比較例３においてはキ
ャリアを被覆する樹脂中に微粉末を含有させたものであ
り、キャリア表面を全米糠状の凹凸に形成したものであ
るから、前記比較例１，２゜４と比較して表面積が大で
ある。従ってトナーとの接触面積を増大させ得る結果、
トナーへの帯電付与能力が大であり、地かぶりを減少さ
せる作用がある。すなわち、平均粒径の大なる微粉末を
樹脂中に含有させることにより、トナー濃度の上昇に伴
う地かぶりの増大を抑制することができ、比較的広いト
ナー濃度範囲において地かぶりの少ない鮮明な画像を得
ることができることが認められる。但し比較例３におい
ては後記するような問題点がある。

次に上記の現像剤を使用して、キャリア付着が発生する
トナー濃度限界を測定した。第２表にその結果を示す。

なお添加磁性粉量およびキャリアの飽和磁化の値を併記
した。なおキャリアを構成する芯材のみの飽和磁化は５
７．Ｏｅｍｕ／ｇであった。

以下余白。

第　　２ 表 第２表から明らかなように、比較例３，４においては樹
脂中に磁性粉を含有しないため、キャリアの飽和磁化が
芯材単体である場合のそれより低い値を示している。こ
のためトナー濃度が第２表に示すように比較的高い値で
あるのみ拘らずキャリア付着が発生する。一般にキャリ
ア付着はトナー濃度が低下すると発生し易いのであるが
、これは低トナー濃度領域においてはトナーとキャリア
の帯電量が上昇し、現像領域内において現像ロールの磁
気吸着力に打ち勝って、トナーと共にキャリアが感光体
表面に転移するためである。従って上記キャリア付着を
抑制する飽和磁化が大であることが必要である。比較的
３，４においては、キャリアの飽和磁化の値が低いため
、キャリア付着が発生するトナー濃度限界が著しく高い
値である。

次に他の実施例として、微粉末として５ｉ３Ｎａからな
る平均粒径５μｍおよび２０μｍのものおよび平均粒径
０．０１μｍの超微粒子マグネタイトを使用して樹脂被
覆キャリアを作成した。この場合Ｓｉ、Ｎ、微粉末をア
ミノプロピルメトキシシランからなるカップリング剤に
よって処理した。

なお被覆樹脂としてはスチレン−アクリル共重合体（三
洋化成製　ハイマーＳＢＭ６００）を使用した以外は前
記実施例と同様である。

なお上記樹脂被覆キャリアと混合すべきトナーとしては
、荷電制御剤をオリエント化学製ボントロンＥ８１とし
、負帯電型トナーとした以外は前記実施例と同様である
。

上記のようにして調製した樹脂被覆キャリアとトナーと
を前記同様にして混合して複写テストを行った結果、地
かぶりおよびキャリア付着防止共良好な特性を示すこと
を確認した。

〔発明の効果］ 本発明は以上記述のような構成および作用であるから、
樹脂被覆キャリアの表面積を増大させ得るため、現像剤
中のトナーに対する帯電付与能力を増大させ、地かぶり
を抑制し得るという効果が得られ、よって広いトナー濃
度範囲で鮮明な画像が得られることから、トナー濃度コ
ントロールを容易にすることができるという効果を期待
することができる。

【図面の簡単な説明】

図はトナー濃度と白色度の差との関係を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒径１０〜２００μｍのフェライト粒子を芯
   材とし、その表面に樹脂を被覆してなる樹脂被覆キャリ
   アにおいて、樹脂中にこの樹脂と非反応性を有する材料
   からなる平均粒径３〜５０μｍの微粉末を含有させると
   共に、表面を凹凸状に形成したことを特徴とする樹脂被
   覆キャリア。
2. （２）樹脂中に平均粒径０．１μｍ以下の磁性粉を含有
   させ飽和磁化の値を芯材のみの値以上となるように構成
   した請求項（１）記載の樹脂被覆キャリア。
3. （３）微粉末および／または磁性粉をシランカップリン
   グ剤で表面処理してなる請求項（１）若しくは（２）記
   載の樹脂被覆キャリア。