JPS60458A - 電子写真用キヤリア− - Google Patents

電子写真用キヤリア−

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JPS60458A
JPS60458A JP58103379A JP10337983A JPS60458A JP S60458 A JPS60458 A JP S60458A JP 58103379 A JP58103379 A JP 58103379A JP 10337983 A JP10337983 A JP 10337983A JP S60458 A JPS60458 A JP S60458A
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治 山口
Kenkichi Hara
原 研吉
Shigeo Yokoe
横江 重夫
Wakichi Oka
岡 和吉
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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】 本発明は、乾式複写機用現像剤、即ちトナーとキャリア
ーとからなる2成分乾式現像剤におけるキャリアーに関
するものである。
乾式複写、即ち電子写真法において、感光体上に形成さ
れた静電荷像を磁気ブラシ法により現像する際に使用さ
れる乾式現像剤はトナーとキャリアーの2成分系のもの
が用いられる。この現像剤は、通常、微細粒子から成る
トナーと比較的大きな粒子から成るキャリアーとの混合
物であり、キャリアーとしては、鉄、ニッケル、コバル
ト等の磁性材料あるいはそれらの表面を樹脂でコーティ
ングしたもので粒径30〜250μのものが使用される
。トナーとしては天然あるいは合成の樹脂にカーボンブ
ランク等の顔料あるいはニグロシン染料などの染料と必
要に応じて電荷制御剤、離形剤等を分散含有せしめた粒
子径5〜20μのものが一般に使用される。
現像中のキャリアーの役割はトナーが感光体上に形成さ
れた静電荷像に優先的且つ選択的に引きつけられるよう
に、トナーに正確な摩擦帯電特性及び適当な電荷を付与
せしめ、画像部に付着したトナーを再度静電気的に吸引
して除去し鮮明な画像を形成せしめることにある。
ところで、一般に電子写真に用いられる従来の乾式現像
剤は攪拌時において、キャリアー粒子とトナー粒子間及
び現像機の機械部分間での繰り返し、接触、衝突によっ
て生ずる攪拌抵抗によりトナー粒子の一部がキャリアー
粒子の表面に付着して膜を形成する性質がある。このよ
うな事態になるとキャリアー粒子表面にトナー材(トナ
ー粒子)の膜が徐々に蓄積され、キャリアー粒子とトナ
ー粒子との間の摩擦帯電がトナー材同士の摩擦帯電に変
わってしまい、現像剤全体の摩擦帯電特性が劣化し、ひ
いてはコピー画像の地肌部にトナー粒子が多数付着する
という所謂地汚れ現象が生じ、コピー画質が低下するこ
とになる。
このようにキャリアー粒子表面でのトナー材付着による
膜形成は結果的に現像剤の寿命を低下させる事になる。
これを防止するためキャリアー粒子にはトナー粒子に対
し適当な帯電量を与える物質を選択すると共に、トナー
材の付着による膜形成が防止出来る表面特性を有するこ
とが必要である。更にキャリアー粒子へのトナー材の付
着による膜形成は現像混合時における攪拌抵抗が大きく
関与しており、攪拌抵抗が大きくなるとキャリアー粒子
とトナー粒子の接触圧が増加し、キャリアー粒子への1
−ナー付着が起こり易くなるため攪拌抵抗を低下させる
ことが必要となる。
攪拌抵抗に影響を与えるキャリアー粒子の因子としては
、比重、粒子形状及び粒度が挙げられる。
即ち、キャリアー粒子の比重が大きくなると攪拌抵抗が
増加し、又キャリアー形状が球形に近づく程キャリアー
の流動性が良く攪拌抵抗は、減少する。又、キャリアー
粒度が細かくなると、流動性が低下し攪拌抵抗は増加す
る。
従来、キャリアー粒子としては不定形あるいは球形の鉄
粉またはこれらに樹脂をコーティングしたものが用いら
れているが現像剤の寿命を満足するに至っていない。そ
の理由としては、鉄粉キャリアーは比重が大きく現像剤
攪拌時の攪拌抵抗が大きいことが挙げられる。
キャリアー粒子として使用される鉄粉の比重は、一般に
形状因子を含めて見掛は比重で判定され、その値は2.
5〜4.5 g /ccであり、形状が不定形から球形
に近づく程見掛は比重は増加する。上述の如く攪拌抵抗
を低下させるためには、キャリアーの比重を小さくし更
に形状を球形に近づけることが好ましいが、鉄粉の場合
、形状を球形に近づけると流動性が向上するが逆に見掛
は比重が増加するために全体的には攪拌抵抗はあまり改
良されない。又、鉄粉の形状を不定形にして見掛は比重
を小さくすると流動性が低下し全体的には攪拌抵抗はあ
まり改良されない。
更に、キャリアー粒子表面へのトナー粒子の付着を防止
するために鉄粉に樹脂をコーティングした場合、トナー
材の付着は防止出来ても樹脂自体がコア材である鉄粉と
の密着性が充分でない上に摩擦及び街撃に対し弱い等の
機械的強度も不足している。またコア材が鉄粉であるが
故に比重が大きく攪拌抵抗が大きいため長時間使用に耐
えられない欠点を有している。
本発明は、かかる欠点を解消した電子写真用キャリアー
を提供するものである。
即ち、本発明の電子写真用キャリアーは、微細なマグネ
タイト(Fe304)粒子を球形に造粒せしめた、球形
マグネタイト(Fe304)粒子をコア材としてその表
面に樹脂でコーティングした軽量な球形コーティングキ
ャリアーであり、従来の鉄粉キャリアーを使用した場合
に比較して現像剤寿命の著しく向上した新規な2成分磁
気ブラシ現像用キャリアーである。更に本発明のキャリ
アーは従来の鉄粉キャリアーを使用した場合に比較して
コピー画像の緻密性が向上した高品位のコピー画像を提
供することが出来るキャリアーである。
マグネタイト(Fe304)ば比重が約5g/cc、の
磁性鉄酸化物であり、金属鉄の比重(7,6g/cc)
の約3分の2である。
本発明に係る球形マグネクイ) (Fe304)粒子の
造粒に用いられる微細なマグネタイト粒子は、粒子径が
5μ以下、純度95%以上のものが望ましく、これを球
形、好ましくは粒子径20〜100μに造粒することに
より、球形鉄粉(見掛は比重約4.5g/cc)より軽
い見掛は比重2.0〜2.5の流動性良好な本発明に係
る球形マグネタイトとする。
この結果、現像剤攪拌時の攪拌抵抗は従来の鉄粉キャリ
アーに較べて大中に低下する。更に本発明において2成
分磁気ブラシ現像用キャリアーに適したキャリアー抵抗
を与えさらにキャリアー表面へのトナー付着をより完全
に防止するために該粒子をコア材として樹脂をコーティ
ングすることにより従来の鉄粉キャリアーに較べ飛躍的
に寿命の向上した高品位のコピー画質を示すキャリアー
が1Mられる。
前述の如く、コーティングに用いる樹脂は鉄粉のような
攪拌抵抗の大きなキャリアーにコーティングした場合、
長時間使用出来る程の機械強度を有していないが、本発
明に用いる軽量な球形キャリアーにコーティングした場
合、軽量で流動性が極めて良好であることから攪拌抵抗
が大巾に減少するため攪拌による樹脂皮膜の破壊が大中
に減少し、従来の樹脂でも耐久性が向上するのである。
本発明のキャリアー粒子の好ましい製造方法は次の通り
であるが、必ずしもこれに限定されるも即ち、予め微細
化したマグネタイト(Fe304)をボールミルあるい
はアトライター等により固形分濃度が40〜70%で適
当な溶媒中で攪拌混合した後、マグネタイトスラリーを
スプレードライヤーにより噴霧乾燥して20〜100μ
の球形粒子とする。この範囲を外れると流動性の面での
適合性に若干欠ける。次いでこの球形化粒子を電気炉等
により窒素雰囲気中で1000℃以上の温度で熱処理し
、充分な機械的強度を有するものとした後、公知の方法
で該粒子の表面に樹脂コーティングを行うことにより本
発明のキャリアー粒子を得る。また本発明においてマグ
ネタイトスラリーを得る時必要に応じ適当な分散剤、バ
インダー等を添加してもよい。
本発明の粒子表面にコーティングする樹脂は、トナーに
対して適当な帯電特性を示す樹脂であればよいが、粒子
表面との密着性が良いことが好ましい。本発明に用いら
れるコーティング用樹脂としては、ポリオレフィンを含
む熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン
、塩素化ポリエチレン、及びクロロスルボン化ポリエチ
レン;ポリビニル及びポリビニリデン、例えばポリスチ
レン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリ
ル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポ
リビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカル
バゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン;
塩化ビニル−酢酸ビニルポリマー、スチレン−アクリル
コポリマー、シリコン樹脂;フロロカーボン例えばポリ
テトラフルオロエチレン、フン化ポリビニル、フン化ポ
リビニルデン、ポリクロロトリフルオロエチレン;ポリ
アミド樹脂;ポリエステル例えばポリエチレンテレツク
レート;ポリウレタン;ポリカーボネート;アミノ樹脂
例えば尿素−ボルムアルデヒド;エポキシ樹脂等が挙げ
られる。特に好ましいのはアクリル系樹脂、シリコン樹
脂、フッ素系樹脂である。
粒子に対するコーテイング量は、少なくとも粒子表面に
、連続した皮膜を形成する量があればよいが、一般的に
は0.04〜4重量%、好ましくは0.05〜3重量%
が良い。
本発明によるキャリアー粒子と併用されるトナーは、特
に制限はなく、天然樹脂、天然及び合成樹脂を組み合わ
せた改良材を含む広範囲の材料に周知の各種染料、顔料
を分散せしめて製造されたものが挙げられる。
又、本発明のキャリアーを使用した現像剤は、公知のセ
レン、酸化亜鉛、硫化カドミウムあるいはポリビニルカ
ルバゾール等を光電導体とする光電導性感光体上に形成
された静電荷像、又は感光性をもたない静電記録シート
上に形成さた静電荷像の何れであっても適用することが
出来るものである。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
実施例1 湿式法マグネタイト(平均粒子径0.6μ、形状二立方
状)15Kgとポリビニルアルコール(日本合成部、G
H17) 150 gを含む水溶液22Kgをアトライ
ターにて8時間分散混合せしめてマグネタイトのポリビ
ニル水溶液スラリーを開裂した。
上記スラリーをスプレードライヤーを用いて噴霧乾燥し
、20〜40μの球形粒子を得た(見掛は比重2.2)
。次いでこの球形粒子を窒素雰囲気下で約1200℃の
温度で約2時間焼結した後、冷却する。
得られた焼結粒子10Kgに対しアクリル樹脂(三菱レ
ーヨン製、BPO4)のメチルエチルケトン溶液(樹脂
分4%)2.5Kgをスプレーコートし本発明のキャリ
アーをf’Fた。
上記樹脂コートキャリアーを市販の磁気ブラシ現像用ト
ナー(東芝製、BD4511月トナー)色トナー合して
現像剤を調製し、セレン感光体上の静電潜像を現像した
ところ鮮明な画像が得られ、12万回の現像後でも画質
に大きな変化は見られなかった。
実施例2 湿式法マグネタイト(平均粒子径0.6μ、形状:立方
状)15Kgとポリビニルアルコール(日本合成部、G
H17)150gを含む水溶液6Kgをアトライク−に
て8時間分散混合せしめてマグネタイトのポリビニル水
溶液スラリーを調製した。
上記スラリーをスプレードライヤーを用いて噴霧乾燥し
、40〜100μの球形粒子を得た(見掛は比重2.1
)。次いでこの球形粒子を窒素雰囲気下で約1200℃
の温度で約2時間焼結した後、冷却する。
得られた焼結粒子10Kgに対しアクリル樹脂(三菱レ
ーヨン製、ER83)のメチルエチルケトン液(樹脂分
4%)2.5Kgをスプレーコートし本発明のキャリア
ーを得た。
上記樹脂コートキャリアーを市販の磁気ブラシ現像用ト
ナー(東芝製、BD4511用トナー)色トナー合して
現像剤を調製し、セレン感光体上の静電潜像を現像した
ところ鮮明な画像が得られ12万回の現像後でも画質に
大きな変化は見られなかった。
実施例3 実施例1で得た焼結球形粒子10Kgにシリコーン樹脂
(信越化学層、KR280)のトルエン溶液(樹脂分4
%)2.5Kgををスプレーコートし本発明のキャリア
ーを得た。
上記樹脂コートキャリアーを市販の磁気ブラシ現像用ト
ナー(Xerox製、2830)と攪拌混合して現像剤
を調製し、セレン感光体上の静電潜像を現像したところ
鮮明な画像が得られ12万回の現像後でも画質に大きな
変化は見られなかった。
実施例4 実施例1で得た焼結球形粒子10Kgにフッ素樹脂(デ
ュポン製、テフロン5954−101)のメチルエチル
ケトン溶液−(樹脂分4%)1)[gをスプレーコート
し本発明のキャリアーを得た。
上記樹脂コートキャリアーを市販の磁気ブラシ現像用ト
ナー(シャープ製、5F750)と攪拌混合して現像剤
をm製し、有機感光体上の静電潜像を現像したところ鮮
明な画像が得られ9万回の現像後でも画質に大きな変化
は見られなかった。
比較例1 20〜40μの球形鉄粉(見掛は比重4.5)5Kgに
アクリル樹脂(三菱レーヨン製、BPO4)のメチルエ
チルケトン溶液(樹脂分4%)1.25Kgをスプレー
コートした後、市販の磁気ブラシ現像用トナー(東芝製
、BD4511用トナー)色トナー合して現像剤を調製
し、セレン感光体上の静電潜像を現像したところ、初期
は鮮明な画像が得られたが、4万回の現像後で画像濃度
が低くかぶりの多い不鮮明な画像となった。
比較例2 20〜40μの不定形鉄粉(見掛は比重2.8)5 K
gニア ’/ +7 /lz樹nFj (三t L/ 
−a y製、BPO4)のメチルエチルケトン溶液(樹
脂分4%)1.25Kgをスプレーコートした後、市販
の磁気ブラシ現像用トナー(東芝製、BD4511用ト
ナー)色トナー合して現像剤を凋製し、セレン感光体上
の静電潜像を現像したところ、多少スジ目のアルコール
画像が得られ、6万回の現像後で画像濃度が低(かぶり
の多い不鮮明な画像となった。
手続補正書 1.事件の表示 特願昭58−103379号 2、発明の名称 電子写真用キャリアー 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 関東電化工業株式会社 4、代理人 東京都港区赤坂九丁目6番29号 パシフィック乃木坂601号 ■107 意03 (479)2531自発補正(出願
口から1年3ケ月以内の補正)7、補正の内容 (1)特許請求の範囲の間を別紙添付の通り補正。
(2)第11頁4〜5行の1(見掛り比重2.2)Jを
削除。
(3)第11頁7行の「冷却する」の次に[(粒子の見
掛は比重2.2)Jを加入。
(4)第12頁5〜6行の[(見掛は比重2.1)jを
削除。
(5)第12頁8行の「冷却する」の次に[(粒子の見
掛は比重2.1)Jを加入。
(6)第13頁5行のr2830Jをr2830用トナ
ー」と補正。
(7)第13頁15のrsF750jをrSF750用
トナー」色トナー (8)第14頁16〜17行の「アルコール」を「ある
」と補正。
以上 2、特許請求の範囲 +11コア材が球形マグネタイト(Fe304)粒子か
らなり該球形ヌグネタイ) (Fe304)粒子が樹脂
被覆されていることを特徴とする電子写真用キャリアー
(2)球形マグネタイト粒子が直径20〜100μ■も
のである特許請求の範囲第(11項記載の電子写真用キ
ャリアー。
(3)球形マグネタイト粒子が微細マグネタイトを造粒
し、しかる後1000℃以上で焼成して造られたもので
ある特許請求の範囲第+11項記載の電子写真用キャリ
アー。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)コア材が球形マグネタイト(Pe304)粒子か
    らなり該球形マグネタイト(Fe30a)粒子が樹脂被
    覆されていることを特徴とする電子写真用キャリアー。
  2. (2)球形マグネタイト粒子が直径20〜100μもの
    である特許請求の範囲第(1)項記載の電子写真用キャ
    リアー。 (3ン球形マグネタイト粒子が微細マグネタイトを造粒
    し、しかる後100℃以上で焼成して造られたものであ
    る特許請求の範囲第(1)項記載の電子写真用キャリア
    ー。
JP58103379A 1983-06-09 1983-06-09 電子写真用キヤリア− Granted JPS60458A (ja)

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