JPH0299973A - 電子写真現像用キャリア - 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） この発明は電子写真現像用キャリアに関し、更に詳しく
は、二成分系の現像剤であって、非接触磁気ブラシ現像
法にも用いることができるキャリアに関するものである
。

（従来の技術） 電子写真用の現像法として現在最も広く利用されている
のは磁気ブラシ現像法である。この磁気ブラシ現像法で
は、磁性キャリアと非磁性トナーとを撹拌混合した二成
分系現像剤が用いられている。そして、この方法は静電
潜像の保持体である感光体と磁気ブラシを接触掃引させ
て、潜像にトナーのみを静電吸着させて可視像化するこ
とを特徴としている。この種の現像剤における磁性キャ
リアとして例えば特開昭５８−１２３５４９号公報に見
られるようにマグネシウム−亜鉛系フェライト材が一般
に用いられてきた。

（発明が解決しようとする課題） 従来の磁気ブラシ現像法は上記のように磁気ブラシと感
光体を接触させて潜像面にトナーを吸着させるために磁
性ロールを回転させたときに発生する磁気ブラシのみだ
れが潜像を忠実に可視像化するときの妨げになり、文字
のかき取りやかすれ、ブラシマーク等の原因となってい
た。

これを防止するために磁気ブラシと静電潜像保持体の接
触量を極めて小さくするか、あるいは接触させないとい
った非接触磁気ブラシ現像法も考えられる。

しかし、従来のキャリアでは磁化力が大きいために磁気
ブラシが長くつらなりやすく、穂切り規制ブレードでブ
ラシの長さを小さく規制しても均一に短くすることは困
難であった。また磁気ブラシを短くするために磁性ロー
ルの磁力を弱める方法もあるが、ロール自体の設計変更
を伴ったり、現像剤の搬送性が低下する等の問題があり
実用的ではなかった。

また、同様に磁気ブラシを非接触で行う現像法において
も従来のキャリアを使用した場合、磁気ブラシの一部が
潜像保持体と接触して画像欠陥を生じさせ、潜像を忠実
に可視像することは極めて困難であった。

この発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、非接触磁気ブラシ現像法にも利
用することが可能であり、潜像保持体に書き込まれた潜
像を極めて忠実に現像を行うことができ、しかも長期に
わたって高品位な画像を再現することのできる電子写真
現像用キャリアを提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するため、本発明に係る電子写真現
像用キャリアでは、モル比でＦ　ｅ　２０　ａが４０％
〜５０％、ＭｇＯが１５〜３５％、　ＺｎＯが１０〜２
５％、ＣｕＯが１．０〜５．０％。

Ｍ　ｎ　Ｏ２が１．０〜７．０％の組成からなる磁性粒
子を核とし、該核の周囲を帯電制御剤を含有した合成樹
脂層で被覆してなり、かつ、該帯電制御剤の重量が該合
成樹脂層中の樹脂成分の０．１〜５νｔ％とすることで
ある。

ここで上記のようにモル比を決定したのは数多くの実験
から求めたものであり、以下の理由からなる。

くＦｅ２Ｏ８が４０〜５０ｍｏ１％〉 本発明はまず、Ｆｅ２Ｏ３含有率を５０ｍｏ１％未満と
し、比較的多量のＭ　ｇ　０２成分を含む点に特徴を有
する。このようにＦｅ２Ｏ３成分を４０Ｉｌｏ１％以上
とするのは４０Ｉｌｌｏ１％より少ないと磁性ロール・
スリーブ上におけるキャリア粒子の連結方が弱くなり、
磁性ロールを高速で回転させたとき遠心力によりキャリ
アの連結が切れてスリーブからの飛散が生じるためであ
る。また５０ＩＩ１０１％未満とするのは５０ｍｏ１％
以上ではキャリア粒子の固有抵抗が小さくなり、スリー
ブからの電荷注入によって静電潜像保持体へキャリアが
誘導されやすくなり、印刷紙面へのキャリア付着を誘発
するためである。

＜　Ｍ　ｇ　Ｏが１５〜３５ｍｏ１％〉ＭｇＯ成分を１
５ｍｏ１％以上とするのは１５ｎ＋。

１％より少ないとキャリア粒子の固有抵抗が小さくなり
、キャリア付着を誘発するためである。また３５ｍｏ１
％以下とするのは３５ｍｏ１％より多いとキャリア粒子
の密度が小さくなり、流動層コーティング法で被膜を形
成する際キャリア粒子が軽すぎるがために、コーティン
グに適した流動状態を得ることが困難になるためである
。

＜ｚｎＯが１０〜２５ｉｎｏ１％〉 ＺｎＯ成分を１０ｍｏ１％以上とするのは、１０ｍｏ１
％より少ないとキャリアの残留磁化が大きくなり、現像
剤の流動性が低下するため現像剤の攪拌トルクが増大す
るとともにトナー濃度を均一に保持することが困難にな
るためである。また２５ｍｏ１％以下とするのは２５ｎ
＋ｏ１％より多いとキャリア粒子の磁化力が弱くなり、
磁性ロール・スリーブからの飛散が生じるためである。

＜ＣｕＯが１．０〜５．０ｍｏ１％〉 ＣｕＯ成分を１．０ｍｏ１％以上５．０ｍｏ１％以下と
するのは、それ以外であれば原料の焼結反応が不均一に
なり、粒子表面の平滑性が保持できなくなり、コーティ
ング時にムラやピンホールのない被覆層を得ることが困
難になるためである。

＜　Ｍ　ｎ　Ｏ２が１　、　０〜７　、　　Ｏｎｏｏ１
％〉Ｍ　ｎ　Ｏ２成分を１．０ＩＩｌｏ１％以上とする
のは、１、Ｏｍｏ１％より少ないと焼結反応時キャリア
粒子の固有抵抗が変化しやすくなるためである。７゜０
ＩＩｌｏ１％以下とするのは７．Ｏ＋ｅｏ１％より多い
とキャリア粒子に必要な強度が得られにくくなり、現像
剤の攪拌時にキャリア粒子の破壊現像が発生し、長期に
わたって安定した画像を維持することが困難になるため
である。

く所定の組成からなる磁性粒子の周囲に被覆形成する合
成樹脂層中に含有される帯電制御剤が樹脂成分の０．１
〜５ｗｔ％〉 」二記フェライトキャリア材に帯電制御剤を特定比率で
含む合成樹脂で被覆することによって長期にわたって画
像安定性の優れた現像剤を得ることが可能となる。

そして、帯電制御剤の重量を被覆層樹脂重量の０．１〜
５ｗｔ％とするのは０．１ｖｔ％より少ないとトナー粒
子との摩擦帯電力が弱く、磁性ロールを高速で回転させ
て現像剤を静電潜像保持体表面へ搬送する際にトナーが
キャリア表面から遊離して現像器回りを汚染したり、現
像時に非印刷部分に付着して紙面地肌のよごれや印字の
解像力低下となるためである。また５ｗｔ％以下とする
のは５ｗｔ％より多いと現像剤攪拌時間の長さとともに
摩擦帯電量が増加して画像濃度の低下が生じるためであ
る。

この帯電制御剤を含有させる被覆樹脂としては、アクリ
ル樹脂、スチレン・アクリル共重合樹脂、エポキシ樹脂
、ポリエステル樹脂、ブタジェン系樹脂、メラミン樹脂
、フッ素樹脂、ブチラール樹脂、セルロース樹脂が用い
られ、これらは単体でもあるいは数種を混合しても使用
することができる。

（作　用） 上述したように、Ｆｅ　　Ｏ、ＭｇＯ，Ｚｎ０゜ＣｕＯ
，ＭｎＯ２を所定のモル比で組成したものをキャリアと
すれば容易に穂立状態の均一な短い磁気ブラシを得るこ
とが可能となる。そして、これを非接触現像法に用いた
場合、必要以上に穂立ちの長いブラシは形成されないの
で磁気ブラシが静電潜像保持体へ接触することがない。

またたとえ接触した場合でもブラシがやわらかいために
潜像（潜像保持体上に形成された像）を破壊することが
ないので、潜像に極めて忠実に現像することが可能とな
る。

さらに上記のキャリアの周囲に所定の合成樹脂層を被覆
し、非接触現像法の現像剤に用いると、長期にわたって
、高品質な画像を維持することができる。

また、上記に示す樹脂被覆フェライト粒子を非接触現像
法にキャリアとして用いた場合、高品質な画像を長期に
わたって維持することが可能であり、特に２色現像法の
第二現像用キャリアとして優れた効果を発揮する。すな
わち、２色現像法は１回の記録過程で第一現像部と第二
現像部で同時に２度の現像を行う方法であり、第二現像
用キャリアに要求される特性は第一現像で可視化された
像を第二現像部で破壊することなしに重ねて現像できる
ことである。そして本キャリアはこの特性を十分に満た
しており、第一現像で遊離したトナーが第二現像部に混
入して起こる混色に対しても、第−現像用トナーを負に
、第二現像用トナーを正にそれぞれ帯電させる効果によ
り、第一現像トナー混入時にはそのトナーの電荷を中和
させて現像に寄与することを阻止してしまうので、混色
のない二色記録画像が容易に得ることができる。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について説明する。

＊実施例−１ Ｆｅ２０３４５ＩＩ０１％、Ｍｇ０２９ｍｏ１％、２ｎ
０２０ｍｏ１　％、Ｃｕ０３ｍｏｌ　％、ＭｎＯ２３ｍ
。

１％の組成からなる混合原料を９００℃で仮焼成した。

これをボールミルにて粉砕し、結着剤及び分散剤を含む
水溶液に分散してスラリーとして熱風中で噴霧乾燥して
約５０μｓのペレットを得た。

さらにこのベレットを１２５０℃で焼結後分級したとこ
ろ平均粒径が４０μｓの球状フェライトを得た。次にス
チレン・アクリル樹脂１００ｇを１ｉ［溶剤２０００ｃ
ｃに完全に溶解させた後、帯電制御剤１ｇをこの溶液に
均一に分散させてコーティング剤溶液とした。これをワ
ースター型流動層コーティング装置を用いて上記球状フ
ェライト祠１０籾に均一に噴霧乾燥して樹脂被覆キャリ
アを得た。

このキャリアに７ｖｔ％のポリエステル系トナーを加え
て１０分間ボールミルで混合し、この現像剤のトナー比
電荷量を測定したところ１４μＣ／　ｇであった。

次にこの現像剤を市販のレーザープリンターに実装して
初期印字したところ、得られた画像は細線再現性・階調
性に優れ、画像欠陥は認められなかった。

また、黒ベタ部を光学反射濃度計で測定したところ、１
．４の画像濃度を得ていた。さらにこの現像剤で連続５
万枚の耐刷試験を行ったところ、得られた画像は初期に
得られた画像と何ら変るところがなかった。

＊実施例−２ Ｆ　ｅ　２０　ａ　４７　ｍｏｌ　％、Ｍｇ０３０＋ｏ
１％、２ｎｏ１９＋ｏｏｌ　％、Ｃｕｒ１．５ｍｏｌ　
％、　　Ｍ　ｎ　Ｏ２２，５ｉｏ１％の組成からなる混
合原料を実施例−１と同様な方法で作成して平均粒径が
４０４の球状フェライト材を得た。次にエポキシ樹脂１
００ｇを有機溶剤２０００ｃｃに完全に溶解させたのち
、帯電制御剤１．５ｇをこの溶液に均一に分散してコー
ティング剤溶液とした。これをワースター型流動層コー
ティング装置を用いて上記球状フェライト材１０ｋｇに
均一に噴霧乾燥して樹脂被覆キャリアを得た。

このキャリアに１０ｖｔ％のポリエステル系トナーを加
えて１０分間ボールミルで混合して、この現像剤のトナ
ー比電荷量を測定したところ１５μＣ／ｇであった。

次にこの現像剤を市販のレーザープリンターに実装して
初期印字したところ、得られた画像は細線再現性・階調
性に優れ、画像欠陥は認められなかった。

また、黒ベタ部を光学反射濃度計で測定したところ、１
．４の画像濃度を得ていた。さらにこの現像剤で連続５
万枚の耐刷試験を行ったところ、得られた画像は初期に
得られたものと何ら変るところがなかった。

＊実施例−３ Ｆｅ２０３４９ｓ＋ｏｌ　％、Ｍｇ０３３ｍｏｌ　％、
２ｎｏ１５ｗｏ１％、Ｃｕｒ１．５ｇｏ１％１Ｍ　ｎ　
Ｏ２１，５ｓｏ１％の組成からなる混合原料を実施例−
１とと同様な方法で作成して平均粒径が４０μｓの球状
フェライト材を得た。次にスチレン・アクリル樹脂５０
ｇを有機溶剤１５００ｃｃに完全に溶解させたのち、帯
電制御剤０．３ｇをこの溶液に均一に分散させてコーテ
ィング剤溶液とした。これを上記フェライト材とともに
攪拌器に入れ、撹拌乾燥して樹脂被覆キャリアを得た。

このキャリアに８ｖｔ％のポリエステル系トナーを加え
て１０分間ボールミルで混合して、この現像剤のトナー
比電荷量を測定したところ１５μＣ／ｇであった。

次にこの現像剤を市販のレーザープリンターに実装して
初期印字したところ、得られた画像は細線再現性・階調
性に優れ、画像欠陥は認められなかった。

また、黒ベタ部を光学反射濃度計で測定したところ、１
．４の画像濃度を得ていた。さらにこの現像剤で連続５
万枚の耐刷試験を行ったところ、得られた画像は初期に
得られたものと何ら変るところがなかった。

本比較例−１ Ｆ　ｅ　２０　ａ　３０　ｍｏｌ　％、Ｍｇ０４０ｓｏ
ｌ　％、２ｎ０１０ｍｏ１　％、Ｃｕ０１７ｍｏｌ　％
、　　Ｍ　ｎ　Ｏ２３ｍｏ１％の組成からなる混合原料
を実施例−１と同様な方法で作成して平均粒径が４０ｊ
Ｊの球状フェライト材を得た。次にスチレン・アクリル
樹脂１００ｇを有機溶剤２０００ｃｃに完全に溶解させ
たのち、帯電制御剤１ｇをこの溶液に均一に分散してコ
ーティング剤溶液とした。これをワースター型流動層コ
ーティング装置を用いて上記フェライト材１０ｋｇに均
一に噴霧乾燥して樹脂被覆キャリアを得た。このキャリ
アに７ｖｔ％のポリエステル系トナーを加えて１０分間
ボールミルで混合して、この現像剤のトナー比電荷量を
測定したところ１４μＣ／　ｔであった。

次にこの現像剤を市販のレーザープリンターに実装して
初期印字したところ、紙面上にキャリアが付着して得ら
れた画像は不具合なものであった。

＊比較例−２ Ｆ　ｅ　２０　ａ　４５　ｍｏｌ　％、Ｍｇ０２９＋ｏ
ｌ　％、２ｎ０２０＋ｏｌ　％、Ｃｕ０３ｓｏｌ　％、
Ｍｎ０２３ａ。

１％の組成からなる混合原料を実施例−１と同様な方法
で作成して平均粒径４０μｓの球状フェライト材を得た
。次にスチレン・アクリル樹脂１００ｇを有機溶剤２０
００ｃｃに完全に溶解させたのち、帯電制御剤０．０５
ｇをこの溶液に均一に分散させてコーティング剤溶液と
した。これをワースタ型流動層コーティング装置を用い
て上記フェライト材１０ｋｇに均一に撹拌乾燥して樹脂
被覆キャリアを得た。このキャリアに５ｗｔ％のポリエ
ステル系トナーを加えて１０分間ボールミルで混合して
、この現像剤のトナー比電荷量を測定したところ１１μ
Ｃ／ｇであった。

次にこの現像剤を市販のレーザープリンターに実装して
初期印字したところ、非印字部にカブリが発生して得ら
れた画像は不具合なものであった。

＊比較例−３ Ｆ　ｅ　２０　ａ　６５　ｍｏｌ　％、ＭｇＯ１５ｉｏ
１　％、２ｎ０１．５ａｏ１％、Ｃｕ０５ｏ＋ｏ１％の
組成からなる混合原料を実施例−１と同様な方法で作成
して平均粒径が４０μｓの球状フェライト材を得た。次
にエポキシ樹脂５０ｇを有機溶剤２０００ｃｃに完全に
溶解させたのち、帯電制御剤０．５ｇをこの溶液に均一
に分散させてコーティング剤溶液とした。

これを上記球状フェライト材とともに撹拌器に入れ、攪
拌乾燥して樹脂被覆キャリアを得た。このキャリアに１
２ｗｔ％のポリエステル系トナーを加えて１０分間ボー
ルミルで混合して、この現像剤のトナー比電荷量を測定
したところ１８μＣ／　ｇであった。

次にこの現像剤を市販のレーザープリンターに実装して
初期印字したところ、得られた画像は文字にカスレ、に
じみが発生しているとともに、紙面上に多数のキャリア
が付着していた。その後は装置保護のため印刷を中止し
た。

く本件発明のキャリアを２色現像法に用いる場合の検討
〉 ２色現像法の第二現像用キャリアとして、上記各実施例
、比較例におけるキャリアを用いた場合の結果を下記表
等に示す。

同表に示すように実施例１〜３では２色現像法として充
分良好な画質を得られたが、比較例のものは使用不能と
なった。

＊１・・・紙面へのキャリア付着 ＊２・・・非印字部へのカブリ ＊３・・・キャリア付着火 （発明の効果） 以上のように、本発明に係る電子写真現像用キャリアに
よれば、潜像保持体に書き込まれた潜イ象を極めて忠実
に現像する効果を発揮する。

またその表面に所定の成分による被覆層を形成した場合
には、長期にわたってその高品位な画像を再現しうる。

すなわち本発明の磁性キャリア材を電子写真二成分現像
剤に用いた場合、容易に高品質な画像を得ることが可能
となる。

特に、このキャリアを２色現像法に用いた場合には、上
記効果が優れたものとなる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モル比でＦｅ＿２Ｏ＿３が４０％〜５０％、ＭｇＯが１
   ５〜３５％、ＺｎＯが１０〜２５％、ＣｕＯが１．０〜
   ５．０％、ＭｎＯ＿２が１．０〜７．０％の組成からな
   る磁性粒子を核とし、該核の周囲を帯電制御剤を含有し
   た合成樹脂層で被覆してなり、かつ、該帯電制御剤の重
   量が該合成樹脂層中の樹脂成分の０．１〜５ｗｔ％であ
   ることを特徴とする電子写真現像用キャリア。