JPH01180563A

JPH01180563A - 静電潜像現像剤用キャリア

Info

Publication number: JPH01180563A
Application number: JP63005347A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Yamamura; 和彦山村
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1988-01-13
Publication date: 1989-07-18

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、静電潜像現像剤用キャリアに関し、より詳細
には、現像剤の流動性と帯電安定性に優れた静電潜像現
像剤用キャリアに関する。

（従来技術及びその問題点）電子写真技術等において、静電潜像を可視像化する現像
システムとして、従来よりカスケード現像法や磁気ブラ
シ現像法等が知られている。そして、これらに使用され
る現像剤として、キャリアとトナーを混合してなる所謂
二成分現像剤が多く用いられている。

このとくに磁気ブラシ現像法に用いられる二成分現像剤
は、着色剤含有樹脂粒子よりなるトナーと磁性材料から
なるキャリア粒子を接触混合して摩擦帯電させ、反対極
性に帯電したトナー粒子がキャリア粒子表面に保持され
ている。そして、この混合物を光導電体等に形成された
静電潜像に接触させ、トナー粒子が潜像に引きつけられ
ることによって可視像化されて現像がおこなわれる。

上記現像システムにおいて高画質な画像を得る為に、現
像剤の帯電量が常に安定に維持されることが重要である
。しかしながら、二成分現像剤は、キャリアとトナー粒
子間及び現像器内の機械部品との間の衝突の繰り返しに
よって、トナー粒子の一部がキャリア粒子表面に付着し
、トナーの膜が形成されるといった所謂スペント化が発
生する。

そして、スペント化されたキャリアが発生すると、キャ
リアの帯電付与能力が低下し、十分な帯電量をトナーに
与えることができなくなり、細線再現性が低下したり、
非画像部にトナーが付着する所謂地肌カブリが発生し、
画像品質が低下してしまう。更に、このスペント化され
たキャリア粒子が増大すると現像剤自体を交換しなけれ
ばならず、コスト増につながってしまう。

そこで、スペント化を防止するために、各種樹脂をキャ
リアコアに被覆する方法が検討されているが、未だ満足
出来る効果が得られていない。例えば、フッ素樹脂を被
覆したキャリアは、表面張力が低く、トナーのスペント
化は起きにくいが、フッ素樹脂はそれ自体が負帯電し易
いためにトナーを負に帯電させることができない。また
、表面張力が低い樹脂としてシリコーン系の樹脂を被覆
することもあるが、シリコーン樹脂は機械的強度が不足
し、キャリア同志やキャリアと現像器内の機械部品との
衝突で、樹脂がキャリアコアから剥がれたり、樹脂の微
粒子を発生させたりして逆に摩擦帯電性が安定しない。

また、樹脂被覆したキャリアは電気抵抗が高（、エツジ
効果による画像濃度の低下を引き起こすこという問題点
もある。

本発明は上述した問題点を解決し、トナーのスペント化
が有効に防止され、流動性が良好で、トナーに対して安
定した負電荷を付与することができる静電潜像現像剤用
キャリアを提供することを目的とする。

（問題点を解決する手段及び作用）本発明によれば、キャリアコア表面に脂肪酸金属塩の薄
膜が形成された静電潜像現像剤用キャリアを使用するこ
とで、上記問題点を解決し、本発明の目的が達成される
。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に使用される、キャリアコアとなる磁性材料とし
、は、７■〜イ１．７グネツイトをはじめとする鉄、コ
バルト、ニッケル等の強磁性をしめす金属、もしくは、
これら金属の合金またはこれらの元素を含む化合物、或
いは、強磁性元素を含まないが、熱処理をすることによ
って強磁性を示すような合金、例えばマンガン−銅−ア
ルミニウムといったマンガンと銅を含むホイスラー合金
等の公知の磁性材料が使用され、このうち安価で画像特
性に優れるフェライト、酸化鉄等が好ましく使用される
。

また、本発明に使用される脂肪酸金属塩としてはステア
リン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸
カリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリ
ウム、ステアリン酸リチウム等が用いられる。

そして、上記キャリアコアと脂肪酸金属塩をヘンシェル
ミキサー、ナウターミキサ−、タービュラーミル、■型
混合機等の混合撹拌器機に入れて撹拌することにより、
キャリアコアと脂肪酸金属塩との衝突エネルギーによっ
てキャリアコア表面に脂肪酸金属塩の薄膜が均一に形成
される。そして本発明者は、この形成された薄膜がトナ
ーとの混合撹拌においてもはがれることがなくコア表面
に強固に付着安定することを見出した。このようにして
得られた脂肪酸金属塩の薄膜を有する静電潜像現像用キ
ャリアは、低表面張力であるためにスペントトナーの発
生が抑えられ、良好な流動性を示し、しかもこの脂肪酸
金属塩による薄膜は樹脂のように高抵抗でなく１０６Ω
・ｃｍ乃至１０８Ω・ｃｍ程度であるために、エツジ効
果による画像ン震度の低下も防止できる。また、脂肪酸
金属塩はそれ自体が正極性に帯電する性質を持つために
、トナーに対する負電荷付与効果を持ち、帯電特性を良
好にする。

前記キャリアコアの粒径は１０μｍ乃至４００μｍ特に
４０乃至２００μｍが好ましい。そして、キャリアコア
１００重量部当り、脂肪酸金属塩を０．１重量部乃至１
０重量部使用して混合処理を施す。形成された薄膜の厚
さは０．１乃至５μｍが好ましい。薄膜の厚さが上記範
囲を越えると、コア表面に強固に付着しない脂肪酸金属
塩が増え、トナーとの撹拌操作においてキャリア粒子か
ら離れ、現像操作を行うにつれて感光体表面にフィルミ
ングして絶縁層となり画像品質が低下する。上記範囲よ
り少ない場合は、充分なスペント防止効果が得られず、
現像剤の流動性も低下する。また、混合機でキャリアコ
アと脂肪酸金属塩を混合した後に、過剰の脂肪酸金属塩
を風力分級によって取り除いてもよい。

本発明のキャリアと共に用いられるトナーとしては、従
来公知のトナーが使用され、例えばスチレン−アクリル
酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル
共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱可
塑性樹脂に、カーボンブランク、染料、マグネタイトな
どの顔料、ニグロシン、アゾ顔料、サリチル酸誘導体及
びそれぞれらの金属などの電荷制御剤、ポリプロピレン
、ポリエチレン、カルナウバワックス等の定着性向上剤
などを混練機でよく混合し、熱ロールミル、コニーダな
どの混練機でよく溶融混練した後、冷却、粉砕、分級し
て得ることができる。また前記トナー材料を樹脂重合時
に添加して一挙にトナー粒子を得る所謂重合トナーを用
いることもできる。

本発明のキャリアは上記トナーとトナー濃度が３％乃至
１０％に混合して現像剤として使用する。

以下に、実施例および比較例により更に詳細に説明する
が本発明がこれによって限定されるものでない。

（実施例１）キャリア芯材として、平均粒径が１５０μｍのフェライ
ト粒子（日本鉄粉社製）１０ｋｇと、脂肪酸金属塩とし
てステアリン酸アルミニウム１０ｇをヘンシェルミキサ
ーに入れ１０分間混合撹拌し、余剰の脂肪酸金属塩を風
力分級機で取り除き、膜厚１μｍのステアリン酸アルミ
ニウムの薄膜が形成されたキャリア粒子を得た。そして
、このキャリア粒子９５．５重量部とスチレン−アクリ
ル共重合体を結着樹脂としカーボンブランク、電荷制御
剤、ワックスを混合した平均粒径１０μｍのトナー４．
５重量部とを混合した二成分現像剤を調整し、電気抵抗
と帯電量を測定した。

現像剤の電気抵抗は８．５Ｘ１０７Ω・ｃｍであり、摩
擦混合による帯電量の立ち上がりも早く、トナー帯電１
が−１３，５乃至−１８，５μＣ／ｇの安定した帯電量
を示した。次に、上記現像剤を使用して電子写真複写機
ＤＣ−１２０５（三田工業株式会社製）改造機にて画像
出しを行ったところ、ベタ部の濃度も充分であり、ｍ線
、中間温の再現性も良好な複写画像が得られた。

また、流動性をみるためにＪＩＳ−７２５０２（金属粉
の流動度試験法）に基づいて流動度を測定したところ４
５　ｓ　ｅ　ｃ１５０ｇと良好な結果が得られ、６時間
ｗＥ続してエージングを行ったがスペントトナーの付着
したキャリアは発生しなかった。

（実施例２）キャリアコアとして平均粒径が１００μｍのフェライト
粒子を２５ｋｇ使用し、脂肪酸金属塩としてステアリン
酸亜鉛を２０ｇ使用して、ナウターミキサ−で１時間混
合して薄膜の厚さが０．６μｍである本発明のキャリア
を得た。そして、実施例１と同様のトナーとトナー濃度
が４％になるように調整して現像剤とした。この現像剤
の電気抵抗を測定したところ７．５Ｘ１０”Ω・Ｃｍの
体積固有抵抗を示し、摩擦撹拌による帯電性は良好な立
ち上がりを示し、−２０，１μｃ／ｇ乃至一２４．９μ
ｃ／ｇの安定したトナー帯電量が得られた。

上記実施例と同様の試験を行ったところ、複写画像、現
像剤の流動性も良好で、６時間のエージングによっても
スペントトナーの付着したキャリアは僅か０．１％以下
で、良好なスペント防止効果が得られた。

（比較例）上記実施例１に於いて、キャリア芯材に対して脂肪酸金
属塩による表面処理を行わない未被覆のフェライト粒子
を用い、他の条件は同じにして現像剤を得た。現像剤の
電気抵抗は４．６Ｘ１０’Ω・ｃｍの体積固有抵抗を示
し、摩擦撹拌による帯電性は帯電立ち上がりが遅（、−
７，５μＣ／ｇ乃至一９．６μｃ／ｇの低いトナー帯電
量しか得られなかった。また、同様にして複写試験、流
動性、スペント化キャリアの発生率を評価したところカ
ブリの多い複写画像となり、流動性も５２ｓｅｃ７５０
ｇと悪く、スペントトナーの付着したキャリアは０．７
％発生した。

（発明の効果）本発明によれば、脂肪酸金属塩とキャリアコアを機械的
に混合撹拌するだけで、各々の衝突によリ、コア表面に
強固に付着した脂肪酸金属塩の薄膜が形成される。そし
て、この薄膜によってスペント化キャリアの発生が防止
され、現像剤の流動性が良好になり安定した帯電特性が
得られる。更に、この薄膜は低抵抗で、負電荷付与効果
を有するためにエツジ効果を引き起こさず、安定した現
像特性が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）キャリアコア表面に脂肪酸金属塩の薄膜を有する
ことを特徴とする静電潜像現像剤用キャリア。
（２）上記脂肪酸金属塩の膜厚が０．１μｍ乃至５μｍ
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静
電潜像現像剤用キャリア。