JPS6371860A - 乾式キヤリア - 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、靜ｔｍ像を現像する為の現像剤特に乾式キャ
リアに１１する。

従来技衝 電子写真法あるいはｅ電記録法によシ複写物を得る方法
が矧られている。これは、感光体あるいは、静電記録体
に形成された静電潜像を現像剤で現像し、転写紙にトナ
ー像を転写後定着して複写物を得るものである。

この現像剤としては、キャリアとトナーの、２成分から
なる現像剤が一般的に用いられている。現像装置内で現
像剤を攪拌することにより、キャリアとトナーとの間に
摩擦帯ｔを生じさせ、トナーに静電潜像と逆極性の電荷
を付与して、ｍ像に付着して現像させる。

従来この様な現像剤としては、トナー！ニジ粒径の大き
なキャリアを用いて現りを行々つて込た。

しかし粒径がトナーのそれよ）大きいキャリアを用いた
場合、ｐｉｆ調性の再現が悪く、またｗ１士部へのトナ
ー付着が生じやすいという欠点を生じていた。そこで近
年この様な欠点を解決する為、キャリアの粒径を、トナ
ーの粒径とほぼ同じにした現像剤が提案されてしる。例
えば、砧気ブラシ現像法において用いる現像剤として平
均粒径が５〜５０μｍで結着樹脂と磁性粉とからなる小
粒径キャリアと、平均粒径が５〜２０μｍであるトナー
とを混合した現像剤が知られている・この様な現像剤は
、前述の欠点を解決しうるものであるが、トナーが潜像
に付着するに必要な帯［量の許容範囲が狭く、帯電量が
大きすぎると、画像濃度の低下、およびキャリアの背景
部への付着が生じ、また帯電量が小さすぎると、トナー
の飛散あるいは、トナーの背景部への付着等が生じるも
のであり、かつ許容範囲が狭い為、通常の現像条件下で
もこの様な現象が生じるものであった。

また近年感光体として有機系感光体が用いられる様にな
っており、この場合潜像極性は負極性であ夛、トナーが
正、即ちキャリアが負に帯電し得る様構成されなければ
ならない。この様な試みとして、トナーの表面にコロイ
ダルシリカを付着させる方法が知られてｈる。Ｌ＄ｔ、
２：ｍ、シリカの研磨作用により感光体をけずってしま
ったり、トナーとキャリアとの摩擦帯電過程における帯
電速度が遅くしかも帯電の電荷分布が広が９、逆極性に
帯電したトナーが生じて、背景部へのトナー付着が起こ
る。更に長時間使用した場合シリカがキャリアに付着し
、キャリアがシリカで汚染され、キャリアの帯電性が変
化し、背景部へのキャリア剤を提供するものであシ、小
粒径キャリアを用い次現像剤における画像濃度の低下、
背景部付着を防止した現像剤を提供するものである。更
に本発明は、キャリアが安定な負に帯電し得る現ｉｆ剤
をと；ロイダルシリカとを混合してなることを特徴とす
る乾式キャリアを与えることＫより達成することができ
る。

（１）　　キャリア （ａ）　　結着樹脂 本発明において使用するキャリアの結着樹脂は、キャリ
ア中での含有量か、キャリアの飽和磁束密度の大きさを
決定づける。通常キャリア中の結酒樹脂と磁性粉との配
合比は、２Ｑ：８０〜６０：４０好ましくは、２０：８
０〜４０：６ａである。これは、結着樹脂の含有量が２
０ｔｆｉ部未満では、結着剤が少なくなり過ぎて結着能
が得られず、キャリア粒子がもろくなったシ、製造が困
難であるという問題が生じ、６０重量部を超えると、十
分な磁性が得られず、搬送性が悪化するからである・ま
た結着樹脂としては、ポリエチレン、ポリアクリレート
、ポリメタクリレート、ビニル系樹脂、ぼりエステル、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、Ｉリ
アクリロニトリル、ポリエーテル、ポリカー？ネート、
セルロース系樹脂、ポリアミドおよびそれらのモノマー
共重合体を使用できる。中でもトナーに使用する結着樹
脂と帯電列的に近い樹脂を用いたものが好ましい。これ
は、キャリアとトナーの結着樹脂に同帯電列的な結着樹
脂を用いることに↓り、キャリア中に含有するコロイダ
ルシリカでキャリアに負帯電性を付与し、トナーが潜像
に付着するに必要冷帯電量の許容範囲にたやすく達しう
るからである。

伽）磁性粉 本発明において使用するキャリアの磁性粉としては、平
均粒径０．１〜３μのもの？用い、磁性粉と結着樹脂と
の配合比は、４０：６０〜８０　：２０好ましくは、６
０：４０〜８０：　２０であゐ。磁性粉としてマグネタ
イト、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、ｒ−へマ
タイト、二酸化クロム等の微粉末を使用できる。中でも
安価でかつ安定して使用できるものとしてマグネタイト
が好ましい。

本発明において使用するキャリアのコロイダルシリカと
しては、平均粒径０．１μｍ以下好ましくは０−００５
〜０＊０５Ｊｇｍの、市販されているコロイダルシリカ
を使用すればよい・コロイダルシリカの配合比は、磁性
粉と結着樹脂の混合物に対して、０．１〜１０ｗｔ％好
ましくは、０．５〜５　ｗｔ％である・シリカは、キャ
リアに適度な負帯電性を付与し、かつ、トナー表面にシ
リカを添加した場合には、静電気的に反発し合い、トナ
ー表面シリカのキャリアへの付着を防止するのに有用で
あ’）　、Ｏｅ　１ｗｔ　　未満ではその効果が期待で
きず、、１０ｗｔ％を超えると上記の効果は発揮できる
が、画質の低下並びに製造が困繕であるからである。市
販のコロイダルシリカとして八ｅｍｓｌ　Ｉ　２００　
、　Ａｅｒｏｓｌｌ　Ｒ−９７２等を使用すればよい。

その他必要に応じて、２５電性調節剤としてカーがンブ
ラック、帯電制御剤を添加しても良い。

本発明のキャリアは、トナーと混合して安定した負帯電
性が得られ、特にトナー並びにキャリアの背景部への付
着がなく、解像力、階調性などの画質に優れた長時間の
使用に耐えうるものである。キャリアの平均粒径は１０
〜４　Ｑ　Ｂｍ　ｔＦｆ”！しくは２０〜５０４ｍであ
る・これは、１０μｍ未満では、ギヤ０フ１個当たシの
磁力が小さく、キャリアの感光体への付着が生じ易くな
り、４０μｍｆ超えると画像の鮮明さが失われ、画質が
低下することおよびトナー濃度を高くした際、トナーの
背景部付着いわゆるカブリが生じ易くなるからである。

（Ｃ）　　キャリアの製造方法 本発明のキャリアの製造方法としては、混線・粉砕した
後分級する方法、結屑侮脂を溶剤に溶かし磁性粉とコロ
イダルシリカを分散した懸濁液をスプレードライで造粒
した後分級する方法、また、結着樹ＰＩ′ｇを頁合する
際、磁性０句コロイダルシリカをモノマー甲に分散して
得る方法のいずれでも良い。

Ｇｉ）　　トナ一 本発明のキャリアと４擦帯電して使用されるトナーは、
正帯電可能な様に構成される。トナーに使用される結着
樹脂は定着方弐忙よシ１かなり限定されるが、キャリア
と同様な結着樹脂を使用することができる。またトナー
の着色剤としては、任葛の適轟な顔料゛または染料が用
いられ、結着樹脂を着色するに充分な量１一般にはトナ
ーの２５　ｗｔ％塘で好ましくは、１〜２０ｗｔ％の量
で用いられる。塘たトナーの正帯電性を付与するため忙
、４級アンモニウム塩、ニグロシン染料等の帯電制御剤
を添加すると好適である。トナーの平均粒径は５〜２０
μｍが好ましい、これは５μｍ未膚未満、トナーの流動
性の悪化、トナーの背景部への付着が生じ２０μｍを超
えると、画像の鮮明さが失われ画質の低下が生じるから
である。トナーの製造方法としては、前述したキャリア
の製造方法と同じである。

本発明のキャリアは、前述したトナーと混合攪拌された
際、安定した負帯電性を示すものである＠本発明はキャ
リアにコロイダルシリカを含有している。これは、磁性
キャリア表面の磁性粉の露出は少なく、湛びに少なくと
も数１ＯＡの厚みで結着樹脂が磁性粉を被覆してシシ、
コロイダルシリカが結着樹脂中に均一に分散されている
ことにより、トナーと接触摩擦した際、トナーに対して
有効な正帯電性を与え、しかもトナーがｍ像に付着する
に必要な帯電量の許容範囲を与えることができるからで
ある。更に大きな特徴は、クリーニング方式によりａ滑
剤及びトナーの流動性を目的゛として、トナー表面にコ
ロイダルシリカｔ−ｍ加する場合があるが、正帯電性ト
ナー表面にコロイダルシリカを添加すると、トナーの帯
電性が、大幅に負側に移行し、しかも電荷分布が広がシ
トナー濃度を高くすると、背景部にトナーおよびキャリ
アが付着するという現像が生じる。しかし本発明のよう
に１キヤリアにコロイダルシリカを含ませることによシ
このような問題を防止することができる。これはトナー
表面ＫＭ加したコロイダルシリカの一部がキャリアに移
行し、電荷分布が広がるのが防止され、トナーに有効な
正帯電性が付与されるからである・ 本発明の中ヤリアを用いた現像剤はｓｃｄ’５ｓＺｎＯ
１有機系の感光体に形成される負極性ｍ像に好ましく用
いられる・ま九Ｓｅ％Ｓｅ　合金系感光体での正極性潜
像に対しては、反転現像剤として用いることもできる・ 本発明のキャリアを用いる現像法の一例としては、感光
体あるいは静電記録体に形成された静電潜像を磁気ブラ
シ現像装置によシ現像する０本発明に係わる現像剤は、
キャリアが負にトナーが正に帯電することから、トナー
が負極性ｆｔＩ像に吸引、現像され、転写紙にトナー像
が転写された後、定着される。

本発明のキャリアを用いた現像剤では、キャリアにコロ
イダルシリカを含有することにより、帯１１ｃ量の許容
範囲の狭い現像法に適用できる。また他の効果として、
連続複写を行なっても、トナーの帯重量が安定してお〕
、印刷並の画質を維持することができる。コロイダルシ
リカを含有しないキャリアを用いると、背景部のカプリ
が生じ使用に耐えられない。

また、本発明のキャリアは、小粒径キャリアでなくとも
６０〜１５０μｍのキャリアで用いても１トナ一濃度を
小粒径キャリアよりも低くすればよく、現像剤の＠量化
を図ることができ、現像機の攪拌トルクを小さくするこ
とができる。

以下本発明を比較例、実施例によシ具体的に説°明する
。

実施例　１ スチレン争メタクリル酸ｎ−ブチ ル重合体　　　　　　　　　　　　３０！ｊｉｆ部（ス
チレン″Ｉｔ６５　ｗｔＸ、重量平均分子量＝８０，０
００） マグネメイト　　　　　　　　　　　７０重幅部コロイ
ダルシリカ　　　　　　　　　２重量部・（デグサ社裂
アエロジルＲ−９７２）を混合し、溶融混線後微粉砕、
分級を行ない、平均粒径２５μｍの磁性キャリアを得た
・またこれとは別に、トナーとして スチレン−メタクリル酸ｎ−ブチル 共重合体　　　　　　　　　　　　９０重量部（スチレ
ン量６０ｗｔ％、重量平均分子量＝５０，０００） カーボンブラック　　　　　　　　　ａｆｆｉｉ部（キ
ヤが、ットＨＢＬＡＣＫ　ＰＥＡＲＬＳ　８８０　）ニ
グロシン染料　　　　　　　　　　２重量部（オリエン
ト化学　がントロンＮｏ・３）を溶融混練、粉砕、分級
によシ平均粒径１５μｍのトナーを得た。

キャリア９０重量部にトナー１０重量部を加え■型混合
器にて約１０分間混合して現像剤を調製した。

実施例　２ スチレン−アクリル酸２−エチル ヘキシル共重合体　　　　　　　　３５重負部（スチレ
ン量８０　ｗｔＸ、重量平均分子量＝１．２０．［１０
０） マグネメイト　　　　　　　　　　６５重量部コロイダ
ルシリカ　　　　　　　　　１重を部（デグサ社製　＾
ｅｒｏｓ１１　２００　）カーボンブラック　　　　　
　　　　３重量部（キヤがット社！１！　８ＬＡＣＫ　
ＰＥＡＲＬＳ　　ａ　ｓ　ｏ　）を実施例１と同様にし
て平均粒径２３−ｍのキャリアを得た。

トナーとして、実施例１のトナー１００重量部１ｉ（、
コロイダルシリカ（ｒグサ社製Ａｅｒｏｓｌｌ　Ｒ−９
７ｚ）ｏ、ｓ重量部を加えヘンシェルミキサーにて１．
３分間混合攪拌してトナーを得た。

キャリア９０重量部にトナー１０！：ｔｔ部を加え実施
例１と同機にして現像剤を調製した。

比較例　１ コロイダルシリカを含有しないこと以外は実施例１と同
じ組成で、実地例１と同様の方法でキャリアおよびトナ
ーを得、現像剤を調製した。

比較例　２ コロイダルシリカを含有しないこと以外は、実施例２と
全く同じ組成でキャリアを得た。実施例２のトナーと、
同様の操作で現像剤をＩ！１製した・上記４桟類の現像
剤を用いて現像しコピーを得た結果第１表のよ５な画質
が得られた。

第　１　表 Ｃペタ部濃度はマク峙ス濃度計による）年１表からもわ
かるように、コロイダルシリカを含有しないキャリアを
用いると、カプリや濃度低下が著しく使用に耐えられな
かった・これら現像剤の帯電量を測定したところｆ１ｇ
２表のような結果を得た。

第　　２　　着 実施例１と２の現像剤を、それぞれトナーを補給しなが
ら、１０万枚コピーしても、カプリ、Ｃ度低下のない階
調性の優れた画像が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結着樹脂中に少くとも磁性粉とコロイダルシリカとを混
   合して構成されたことを特徴とする乾式現像法に使用さ
   れる乾式キャリア。