JPH02110577A - 二成分現像剤用キャリアの製造方法 - 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】 〔概要〕 電子写真の磁気ブラシ現像剤を構成する磁性キャリアに
関し、 帯電特性を向上し、トナー濃度許容幅の広い現像剤を実
用化することを目的とし、 疎水性シリカを付着させた帯電制御剤を球状をした樹脂
キャリアと混合し、帯電制御剤を均一に樹脂キャリア上
に分散させた後、融着・固定することにより二成分現像
剤用キャリアの製造方法を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は帯電性を高め、トナー濃度許容幅を拡大した二
成分現像剤用キャリアに関する。

電子写真技術は複写機に広く使用されているがプリンタ
やファクシミリなどの情報機器にも盛んに利用されてい
る。

こ＼で電子写真式プリンタの印字プロセスとしては、光
導電性絶縁体を被覆した感光体の表面をコロナ放電など
により一様に帯電させた後、電気信号に対応してオン、
オフさせた光を感光体に照射して静電潜像を作り、この
潜像にトナーを付着して可視像とする。

こ＼で、トナーは合成樹脂の中に着色剤を分散させた着
色微粒子であり、キャリアと呼ばれる磁性粉と共に磁気
ロールに供給され、キャリアが磁気吸引されて磁気ブラ
シを形成しつ一回転する段階でキャリアとトナーとが相
互に摩擦して互いに逆極性に帯電して磁性現像剤が作ら
れる。

次に、静電潜像がある感光体の表面を磁気ブラシの穂が
擦過することによりトナーのみを電気的な吸引力により
分離付着させて静電潜像を現像する。

このようにして作られたトナー像は転写部で記録紙の裏
側から電界を与えることにより静電的に記録紙上に写し
取らせた後、定着器でトナー像に熱と圧力を加えて記録
紙に融着させることにより記録が完成している。

次に、キャリアとトナーの二成分からなる磁性現像剤は
二成分現像剤と言われ、キャリアとしては平均粒径が１
００μｍ程度の鉄（Ｆｅ）粉、フェライト（ｒ−Ｆｅｚ
Ｏｉ）粉、マグネタイト（Ｆｅｔｅ４）粉などのるＨ性
粉末、或いは、これに樹脂被覆を施した磁性粉末が使わ
れている。

また、トナーとしては天然樹脂或いは合成樹脂からなる
結着樹脂の中に着色剤を分散して平均粒径１０μｍ程度
に微粉砕した非磁性の絶縁粉末が常用されている。

〔従来の技術〕 上記のようにキャリアとトナーからなる二成分現像剤を
用いて現像を行うと、転写性と定着性は優れるもの＼、
キャリアとトナーとの混合比を示すトナー濃度の許容幅
が非常に狭いために、使用中は消費されたトナーを適切
に補給し、常に一定のトナー濃度に保つ必要がある。

そのため精度の高いトナー補給機構とトナー濃度制御機
構が必要で、装置が高価になると云う問題があった。

そこで、このような問題を緩和してトナー濃度許容幅を
広（する方法として粒径の小さな磁性キャリアを用いる
方法が知られている。

然し、小粒径化した磁性粉末を使用する場合は樹脂被覆
を均一な厚さに行うことが難しくなり、そのために電気
抵抗や帯電性の調節の効果が不充分になる。

そこで、この問題を解決する方法として絶縁樹脂中に磁
性粉末を分散した小粒径の樹脂キャリアが開発され、こ
れにより電気抵抗と帯電性の制御が可能となった。

然し、比表面積を更に広（するために樹脂キャリアの粒
径を小さくしすぎると樹脂キャリアの磁力が弱くなり、
現像器内のマグネットロールから離れ易くなり、印刷に
当たってキャリアが用紙に付着すると云う問題があった
。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上記したように、磁力が強（１帯電性に優れトナー濃
度許容幅が広く、電気抵抗と帯電性の制御が可能なこと
がキャリアの必要条件である。

そこで、ｔＰｌ力を弱めることな（キャリアの帯電性を
向上し、トナー濃度に対するトナー比電荷の依存性が少
なく、トナー濃度許容幅が非常に広く、トナー濃度制御
機構を必要としない現像方法に適したキャリアを実用化
することが課題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は疎水性シリカを付着させた帯電制御剤を球
状をした樹脂キャリアと混合し、帯電制御剤を均一に樹
脂手中リア上に分散させた後、融着・固定する二成分現
像用キャリアの製造方法により解決することができる。

〔作用〕

本発明はトナー濃度許容幅を拡げる方法として帯電制御
剤を均一に樹脂キャリアの表面に付着させるもので、そ
の方法として疎水性シリカをまぶした帯電制御剤を使用
するものである。

すなわち、球形化した樹脂キャリアの上に帯電制御剤を
均一に付着させる方法として従来は一定量の球形化した
樹脂キャリアと帯電制御剤とを高速で混合攪拌し、帯電
制御剤を樹脂キャリアの表面に静電的に付着させ、次に
帯電制御剤が付着している樹脂キャリアを高速で板に衝
突させるような衝撃力を加えて、この衝突エネルギーに
よす樹脂キャリアの表面を熱溶融させ、帯電制御剤を樹
脂キャリアの表面に固着するなどの方法がとられていた
。

然し、この場合は帯電制御剤が樹脂キャリアの表面に一
様に付着している場合は少なかった。

第２図はこの状態を示すもので、球状をした樹脂キャリ
ア２の上に複数個の帯電制御剤１が塊状となって固定す
る場合が多く、そのために予期するようには帯電制御の
効果が上がらなかった。

そこで、本発明は帯電制御剤ｌの表面に疎水性シリカを
予めまぶせておき、この帯電制御剤１と樹脂キャリア２
とを混合攪拌させるもので、疎水性シリカが滑材として
働くために帯電制御剤１の流動性が良くなり、−様に樹
脂キャリア上に静電付着させるものである。

第１図はこの状態を示すもので、混合攪拌の段階で滑材
として作用する疎水性シリカ３のために帯電制御剤１の
流動性が良くなり、樹脂キャリア２の上に一様に静電付
着させることができる。

なお、本発明の実施において、樹脂キャリアを予め球形
化しておく理由は混合攪拌を容易にし、また、表面を均
一にでき、帯電制御剤を均一に付着できるからである。

このようにすると樹脂キャリアの帯電特性が向上し、ト
ナー濃度マージンを拡大することが可能となる。

こ＼で、樹脂キャリアを構成する結着樹脂としてはポリ
スチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレートポリ
アクリロニトリル、ポリエーテル、ポリ塩化ビニル、熱
可塑性ポリエステルなどのホモポリマ及びそれらのモノ
マを組み合わせた共重合樹脂或いはこれらの混合物など
の他、ポリウレタン樹脂、変成アクリル樹脂、フェノー
ル樹脂、メソラミン樹脂なども使用できる。

また、これと混合する磁性微粉末としては感磁性を示す
あらゆる材料を使用することができる。

例えば、しばしば使用される鉄、フェライトマグネタイ
トの他、鉄、ニッケルなどの金属酸化物や合金なども使
用することができる。

また、帯電制御剤としては、ニグロシン染料アルキルア
ミド、アゾ染料、塩素化ポリオレフィン、脂肪酸の金属
塩などを使用することが可能である。

〔実施例〕

実施例１： スチレン−アクリル樹脂（ハイマー５８Ｍ−６００三洋
化成工業）　　　・・・　２８重量部鉄粉末（粒径２μ
ｍ、ＩＫＯｅでの磁化９３ｅｍｕ／ｇ関東電化）　　　
　　・・・　６５重量部カーボンブラック（ｂｌａｃｋ
　Ｐｅａｒｌｓ　Ｌ、キャボノト製）　　　　　　　　
・・・　７重量部を熔融混練した後、粉砕分級して平均
粒径２０μｍの樹脂キャリアを作った。

次に、得られた樹脂キャリアを表面改質装置（ハイブリ
ダイゼーションシステム、　Ｎｌｌ５−１　奈良機械）
に投入して撹拌を行い、樹脂キャリアを球形化した。

次に、帯電制御剤として粒径が２〜３μｍのニグロシン
染料（オイルシラツクＢＹ、オリエント化学）５重量部
と平均粒径が０．０１μｍの疎水性シリカ０．０１重量
部とをヘンシェルミキサ（ＦＭ−１０Ｂ型三井三池製作
所エンジニアリング）を用いて混合した。

次に、疎水性シリカを外添したニグロシン染料（オイル
ブラックＢＹ、オリエント化学）を５重量部と樹脂キャ
リア１００重量部とを表面改質装置（ハイブリダイゼー
ションシステム、　ＮＨ３−１奈良機械）に投入し、ニ
グロシン染料を樹脂キャリアの表面に均一に固着させた
。

このようにして製造された樹脂キャリアと平均粒径が１
２μｍの絶縁性トナーをボールミルにて混合攪拌して磁
性現像剤を調製した。

得られた磁性現像剤はトナー濃度５〜４０重量％の範囲
でトナー比電荷が−１０〜−１５μＣｏｇの帯電性を示
した。

更に、熱ロール定着方式の市販複写機により印字試験を
行った結果、トナー濃度５〜４０重量％の範囲で画像背
景部のカブリやキャリア付着の少ない良好な画像が得ら
れ、トナー濃度許容幅を非常に広くすることができた。

次に、初期トナー濃度を４０重重景に設定し、トナーの
補給をせずに４０００枚の印字を行ったが初期と同等な
画像が得られ、キャリアの付着も認められなかった。

実施例２： 帯電制御剤として白色で粒径が２〜３μｍのＢＯＮＴＲ
ＯＮ　ＡＦＰ−Ｂ（オリエント化学）を用いた以外は実
施例１と全く同様にして樹脂キャリアを作り、実施例１
と同じトナーと混合攪拌して磁性現像剤を作った。

得られた磁性現像剤はトナー濃度５〜４０重量％の範囲
でトナー比電荷が−１０〜−１５μＣ／ｇの帯電性を示
した。

次に、実施例１と同様にして印字評価を行ったところ、
トナー濃度５〜４５重量％の範囲で画像背景部のカブリ
やキャリア付着の少ない良好な画像が得られ、次に、初
期トナー濃度を４０重量％に設定し、トナーの補給を行
わずに４０００枚の印字を行ったが初期と同等な画像が
得られ、キャリアの付着も認めら礼なたった。

比較例に（疎水性シリカを用いない場合）疎水性シリカ
を使用しなかった以外は実施例１と全く同様にして磁性
キャリアを作り、実施例１と同じトナーと混合攪拌して
磁性現像剤を調製した。

得られた磁性現像剤はトナー濃度５〜３５重量％の範囲
でトナー比電荷が−１０〜−１５μＣ／ｇとトナー比電
荷のトナー濃度依存性が強く、トナー濃度が３５重量％
以上ではカブリが発生した。

次に実施例１と同様に初期トナー濃度を３５重量％に設
定し、１−ナーの補給を行わずに４０００枚の印字を行
ったが、３５００枚以降トナー不足による印字不良が見
られた。

比較例２：（帯電制御剤を用いない場合）帯電制御剤を
使用しなかった以外は実施例１と全く同様にして樹脂キ
ャリアを作り、実施例１と同じトナーを混合攪拌して磁
性現像剤を調製した。

得られた現像剤はトナー濃度５〜２０重量％の範囲で１
−ナー比電荷が−１０〜−１５μＣ／ｇとトナー比電荷
のトナー濃度依存性が強く、トナー濃度が２０重世％以
上ではカブリが発生した。

次に、実施例１と同様に初期トナー濃度を２０重重量に
設定し、トナーの補給を行わずに４０００枚の印字を行
ったが、２０００枚以降でトナー濃度不足による印字不
良が発生した。

〔発明の効果〕

本発明Ｑこよれば帯電性に優れ、トナー濃度許容幅の広
いキャリアを作ることができ、これによりトナー濃度制
御機構の精度の緩和が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は帯電制御剤の付着状態を示す本発明にに係る樹
脂キャリアの断面図、 第２図は帯電制御剤の付着状態を示す従来の樹脂キャリ
アの断面図、 図において、 １は帯電制御剤、　　　　　２は樹脂ギヤリア、３は疎
水性シリカ、 である。 冨／　ロ 脣トΔ刹ｊ守Ｐ、幻１６つ）１５１しく那ξ之示ず従ヌ
ーｎ男ヒ福イヤリフ？面図 第　２２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 疎水性シリカ（３）を付着させた帯電制御剤（１）を球
   状をした樹脂キャリア（２）と混合し、前記帯電制御剤
   （１）を均一に樹脂キャリア（２）の上に分散させた後
   、融着・固定させることを特徴とする二成分現像剤用キ
   ャリアの製造方法。