JPH0727285B2 - 電子写真現像用キャリア - Google Patents

電子写真現像用キャリア

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JPH0727285B2
JPH0727285B2 JP63078184A JP7818488A JPH0727285B2 JP H0727285 B2 JPH0727285 B2 JP H0727285B2 JP 63078184 A JP63078184 A JP 63078184A JP 7818488 A JP7818488 A JP 7818488A JP H0727285 B2 JPH0727285 B2 JP H0727285B2
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英樹 岡田
雅則 斉藤
丈夫 前田
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富士電気化学株式会社
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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攪拌混合した二成
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Fe2O3が15%〜40%,MgOが2
5〜55%,CuOが15〜35%の組成とした。
また好ましくは、前記した組成の磁性粒子を核とし、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中の樹脂
成分の0.1〜5wt%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。
<Fe2O3が15〜40mol%> 本発明はまず、Fe2O3含有率を40mol%以下とし、比較的
多量のMgO成分を含む点に特徴を有する。このようにFe2
O3成分を40mol%以下とするのは40mol%より多いと磁性
ロール面における磁化力が強くなり、穂切り規制ブレー
ドで磁気ブラシを短く規制しても、ブラシの長さが不均
一につらなるためである。また、15mol%以上とするの
は15mol%未満であればキャリアの連結力が弱くなり、
現像剤搬送時に磁性ロールからの飛散が発生するためで
ある。
<MgOが25〜55mol%> MgO成分を55mol%以下とするのは55mol%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。また25mol%以上とするのは25mol%未満で
あればキャリア粒子の固有抵抗が小さくなり、現像時に
静電潜像保持体へキャリアが誘導されやすくなり、画像
へのキャリア付着を誘発するためである。
<CuOが15〜35mol%> CuO成分を15〜35mol%とするのは、15mol%未満であれ
ば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するためで
ある。また35mol%以下とすることは35mol%より多くCu
Oを含ませることは粒子の強度が飽和状態にあり、それ
以上の添加は生産コスト上無意味だからである。
<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0.1〜5
wt%> 上記のように帯電制御剤の重量を被覆層樹脂重量の0.1w
t%以上とするのは、0.1wt%未満であればトナー粒子と
の摩擦帯電力が弱く磁性ロールを高速で回転させ現像剤
を搬送する際に、トナーのみ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トナ
ーが付着して、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。
そして、この帯電制御剤を含有させる被覆樹脂として
は、ポリエステル樹脂、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、ブタジエン系樹脂、メラ
ミン樹脂、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、Fe2O3,MgO,CuO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、一部の穂の長いブラシが静
電潜像保持体へ接触することがなく、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。
一方、上記のキャリアの周囲に所定の合成樹脂層を被覆
した場合には、更に長期にわたって、高品質な画像を維
持することができる。
《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 Fe2O315mol%,CuO35mol%,MgO50mol%の組成からなる混
合原料を1000℃で仮焼成した。この仮焼成品をボールミ
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50μmのペレ
ットを得た。さらにこのペレットを1200℃で焼結後、分
級したところ平均粒径が40μm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7wt%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/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
性にすぐれ、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 Fe2O325mol%,CuO30mol%,MgO45mol%の組成からなる混
合原料を1000℃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50μmのペレットを
得た。さらにこのペレットを1200℃で焼結後分級したと
ころ平均粒径が40μmの球状フェライト材を得た。次に
エポキシ樹脂100gを有機溶剤2000ccに完全に溶解させた
のち、帯電制御剤1.5g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10wt%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
性にすぐれ、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−3 Fe2O340mol%,CuO25mol%,MgO35mol%の組成からなる混
合原料を1000℃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50μmのペレットを
得た。さらにこのペレットを1200℃で焼結後分級したと
ころ平均粒径が40μmの球状フェライト材を得た。次に
スチレン・アクリル樹脂50g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8wt%のポリエステル系トナーを加えて1
0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
性にすぐれ、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−4 上記した各実施例はいずれも所定の組成の磁性粒子を核
として、その周囲を樹脂層でコーティングしたものにつ
いての実験結果であるが、本発明はこれに限らずコーテ
ィングをしないものでも良く、その実験結果を以下に示
す。
Fe2O325mol%,CuO30mol%,MgO45mol%の組成からなる混
合原料を1000℃で仮焼成した。この仮焼成品をボールミ
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50μmのペ
レットを得た。さらにこのペレットを1200℃で焼結後分
級したところ平均粒径が40μmの球状フェライト材を得
た。これに15wt%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17μC/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
性にすぐれ、画像欠陥は認められなかった。
*比較例−1 Fe2O310mol%,CuO35mol%,MgO55mol%の組成からなる混
合原料を実施例−1と同様な作成方法により平均粒径が
40μm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材10kgに均一に
噴霧乾燥して樹脂液被覆キヤリアを得た。このキャリア
に7wt%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/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、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 Fe2O350mol%,CuO25mol%,MgO25mol%の組成からなる混
合原料を実施例−1と同様な作成方法により平均粒径が
50μmの球状フェライト材を得た。次にエポキシ樹脂50
gを有機溶剤2000ccに完全に溶解させたのち、帯電制御
剤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12wt%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が発
生しており、連続耐刷試験5000枚より画像濃度が低下し
て黒ベタ部の画像濃度が1.0を割ったため印刷を中止し
た。またその後画像品質は回復しなかった。
*比較例−3 Fe2O338mol%,CuO12mol%,MgO50mol%の組成からなる混
合原料を実施例−1と同様な作成方法により平均粒径が
42μmの球状フェライト材を得た。次にアクリル樹脂10
g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に均一に噴霧して樹脂被
覆キャリアを得た。このキャリアに7wt%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16μC/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、得られた画像は濃度にムラが生じ
て不具合なものであった。
また、黒ベタ部を光学反射濃度計で測定したところ、1
万枚より画像濃度にムラが生じ、1万3千枚で黒ベタ部
の画像濃度が1.0を割ったため印刷を中止した。
この現像剤を走査型電子顕微鏡で調査したところ、キャ
リアに割れ、及び被覆層の剥離が確認された。
さらに、CuOの存在比率を下げると不具合の程度が大き
くなった。
*比較例−4 Fe2O324mol%,CuO16mol%,MgO60mol%の組成からなる混
合原料を実施例−1と同様な作成方法により平均粒径が
42μmの球状フェライト材を得た。次にエポキシ樹脂10
0g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コーティング装置を
用いて上記球状フェライト材10kgに噴霧したところ、こ
のフェライト材は回収用のフィルターに多量に付着して
均一な流動を維持できなかったため、コーティング処理
を中止した。
《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像を極めて忠実に
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−145621(JP,A) 特開 昭64−28234(JP,A) 特開 昭62−184470(JP,A) 特開 平1−147477(JP,A) 特開 昭64−28233(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モル比でFe2O3が15%〜40%,MgOが25〜55
    %,CuOが15〜35%の組成からなることを特徴とする電子
    写真現像用キャリア。
  2. 【請求項2】前記した組成の磁性粒子を核とし、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請求項1記載
    の電子写真現像用キャリア。
JP63078184A 1988-04-01 1988-04-01 電子写真現像用キャリア Expired - Fee Related JPH0727285B2 (ja)

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JPH01252977A JPH01252977A (ja) 1989-10-09
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