JPH021878A - 二成分系現像剤用キャリア及びその製法 - 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〕 絶縁性トナー粒子と磁性キャリアの混合物からなる二成
分系現像剤に用いるためのキャリアに関し、 磁力を弱めることなく比表面積を大きくし、かつ電気抵
抗及び帯電特性を制御することのできる二成分系現像剤
用キャリアを提供することを目的とし、磁性微粉末が結
着樹脂中に分散せしめられてなる樹脂キャリアからなり
かつ該樹脂キャリアの表面の部分に帯電制御剤が固着せ
しめられているように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子写真技術に関し、さらに詳しく述べると、
絶縁性トナー粒子と磁性キャリアの混合物からなる二成
分系現像剤に用いるためのキャリア、そして該キャリア
の製造方法に関する。本発明の二成分系現像剤用キャリ
アは、特に、例えばカスケード現像法、磁気プラン現像
法等のような電子写真現像法において用いられる二成分
系現像剤の製造に有利に用いることができる。

〔従来の技術〕

電子写真法としては、米国特許第２．２９７．６９１号
等に記載された方式が周知である。かかる電子写真方式
は、一般には、光導電性を有する静電潜像担体にコロナ
放電などにより一様な静電荷を与え、種々の手段により
該静電潜像担体上に光像を照射することによって電気的
潜像を形成し、次いで該潜像をトナーと呼ばれる着色微
粉末を用いて現像可視化し、必要に応じて紙等にトナー
画像を転写した後、圧力、熱、光等により定着を行い印
刷物を得るものである。

トナーの現像方法としては、特に米国特許第２、７８６
．４３９号等に記載された磁気ブラシ現像法が広く実用
化されている。磁気ブラシ現像法について詳説すると、
磁気キャリアとトナーとを混合攪拌して互いに逆極性に
摩擦帯電させた磁性現像剤を用い、該磁性現像剤を磁石
上に保持したブラシ状の穂により前記静電潜像担体表面
を擦過することにより前記トナーのみを電気的な吸引力
により分離付着させ、静電潜像を現像するものである。

従来、磁性現像剤としては、所謂二成分系磁性現像剤、
詳しくは前記キャリアとして平均粒径１００−程度の鉄
粉、フェライト粉、マグネタイト粉等の磁性粉末または
これらの磁性粉末の樹脂被覆粉末が、また前記トナーと
して天然または合成高分子物質よりなる結着樹脂中に着
色剤等を分散し平均粒径１（１−程度に微粉砕した非磁
性絶縁性粉末が常用されている。従来の二成分系磁性現
像剤を用いた場合、しかし、非磁性絶縁性トナーのみ現
像されるため、転写性、定着性に優れている反面、良好
な画像を得るためのキャリアとトナーの混合比、所謂ト
ナー濃度の許容幅が非常に狭いため、常に消費されたト
ナーを適切に補給して一定トナー濃度を保持しなければ
ならなかった。このため、従来、トナー濃度を正確に検
知し制御するトナー濃度制御機構、制御レベルに従い適
時少量ずつトナーを自動補給するトナー補給機構等、複
雑にして高価な機構を設けなければならなかった。

上記の問題点を緩和し、トナー濃度の許容幅を広くする
手段として、キャリアの比表面積を大くするために粒径
を小さくする方法が考えられた。

しかし、鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉等の磁性
粉末を小粒径化した場合、電気抵抗や帯電性を制御する
ために常用している樹脂被覆が製造上困難となるため、
満足し得る効果が得られなかった。また、上記問題点を
解決するため、絶縁性結着樹脂中に磁性粉末を分散した
樹脂キヤ・リアも考えられた。これは、トナーと同様に
製造できるため、粒径を小粒径化でき、電気抵抗と帯電
性の制御が可能になった。しかし、比表面積をさらに大
きくするために樹脂キャリアの粒径を小さくするに際し
、その粒径を小さくし過ぎると、・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やす
くなり、印刷時にキャリアが用紙に付着するという別の
問題が発生した。したがって、現在、磁力を弱めること
なく、樹脂キャリアの帯電特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小さく、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
方法に適する現像剤を提供することが望まれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の第１の目的は、磁力を弱めることなく比表面積
を大きくし、かつ電気抵抗及び帯電特性を制御すること
のできる二成分系現像剤用キャリアを提供することにあ
る。

本発明の第２の目的は、上記のような二成分系現像剤用
キャリアを製造する方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記した第１の目的は、本発明（第１の発明）によれば
、絶縁性トナー粒子と磁性キャリアの混合物からなる二
成分系現像剤に用いるためのキャリアであって、磁性微
粉末が結着樹脂中に分散せしめられてなる樹脂キャリア
からなりかつ該樹脂キャリアの表面の部分に帯電制御剤
が固着せしめられていることを特徴とする二成分系現像
剤用キャリアによって達成することができる。

本発明のキャリアでは、樹脂キャリアの表面の部分に帯
電制御剤が固着せしめられる。帯電制御剤の固着はいろ
いろな形で行われ、好ましくは、帯電制御剤を樹脂キャ
リアの表面の部分に埋め込む形で行なわれる。

樹脂キャリアを構成する結着樹脂は、特に限定されるも
のでなく、例えば、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）ｌＪ７へポリエ
ーテル、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリエステル、ビニ
ル系樹脂等のホモポリマー及びそれらのモノマーを２種
以上組み合わせた共重合樹脂あるいはそれらの混合物な
どの熱可塑性樹脂など、ポリウレタン樹脂、変性アクリ
ル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、その他を包含
する。また、このような結着樹脂中に分散せしめられる
べき磁性微粉末としては感磁性を示すあらゆる材料が包
含される。例えば、鉄、ニッケル等の金属、金属酸化物
、合金等の材料の微粉末が有用である。しばしば使用さ
れる材料として、鉄、フェライト、マグネタイト等があ
る。このような微粉末の粒径は、好ましくは、約５０〜
１５０廁である。さらにまた、適当な帯電制御剤として
は、例えばニグロシン染料、クロム錯塩型アゾ化合物な
どをあげることができる。

前記した第２の目的は、本発明（第２の発明）によれば
、絶縁性トナー粒子と磁性キャリアの混合物からなる二
成分系現像剤に用いるためのキャリアを製造するに当っ
て、磁性微粉末を結着樹脂中に分散せしめ、得られた樹
脂キャリアを球形化し、該樹脂キャリアを所定量の帯電
制御剤と高速攪拌条件下に混合し、得られた混合物に衝
突エネルギーを作用させて前記樹脂キャリアの表面の部
分に帯電制御剤を固着せしめることを特徴とする、二成
分系現像剤用キャリアの製造法によって達成することが
できる。

磁性微粉末が結着樹脂中に分散せしめられてなる樹脂キ
ャリアは、常法に従って、例えば磁性微粉末及び結着樹
脂を所望の量比で混練することによって、調製すること
ができる。引き続いて、得られた樹脂キャリアを球形化
する。この球形化は、好ましくは、例えば樹脂キャリア
を高速で板に衝突させるなどして衝撃力を加え、この衝
突エネルギにより樹脂表面を熱溶融させ、いろいろな形
状をしていたものを球形化する。このように樹脂キャリ
アを球形化すると、表面を均一にでき、固着されるべき
帯電制御剤を均一に付着させることができる。次に、一
定量の球形化した樹脂キャリアと所定量の帯電制御剤と
を高速で混合攪拌を行い、帯電制御剤を樹脂キャリア表
面に静電的に付着させる。帯電制御剤は均一に付着する
であろう。次に、帯電制御剤を樹脂キャリアの表面に固
着させる。これは、好ましくは、樹脂キャリアを高速で
板に衝突させるなどして衝撃力を加え、衝突エネルギに
より樹脂キャリア表面を熱溶融させ、帯電制御剤を樹脂
キャリアの表面の部分に埋め込むことにより、有利に行
うことができる。このように樹脂キャリアの表面に帯電
制御剤を固着することにより、キャリアの帯電特性を向
上でき、均一にでき、トナー濃度マージンを拡大できる
。

〔作　用〕

本発明による二成分系現像剤用キャリアでは、その結着
樹脂中に磁性微粉末が分散されるも、帯電制御剤は分散
されないので、また、帯電制御剤は樹脂キャリアの表面
部分のみに分布するので、帯電制御剤の作用を効果的に
ひき出すことができる。また、帯電制御剤は樹脂キャリ
アの表面部分に固着せしめられているので、トナー粒子
との混合時等において不所望な脱落を示すことがない。

また、かかる帯電制御剤の固着は、それに先がけて樹脂
キャリアの球形化が行われているので、良好かつ均一で
ある。

〔実施例〕

次に、本発明をその実施例について説明する。

なお、以下の実施例は本発明を限定するものではないこ
とを理解されたい。

例１ を溶融混練後、粉砕分級し、平均粒径２０ｐｍの樹脂キ
ャリアを得た。

次に、得られた樹脂キャリアを遠心回転型混合機（メカ
ノミルＭＭＩＯ，岡田精工製）に投入し、攪拌を行い、
樹脂キャリアを機械的に球形化した。

次に、帯電制御剤としてニグロシン染料（オイルブラッ
クＢＹ、オリエント化学製）を５重量部と前記樹脂キャ
リアを１００重滑部とをヘンシェルミキサ（ＦＭ−１０
Ｂ型１三井三池製作所エンジニアリング製）により混合
攪拌し、帯電制御剤を樹脂キャリア表面に静電的に付着
させた。引き続いて、前記混合物を遠心回転型混合機（
メカノミルＭＭ１０、開田精工製）に投入し、混合を行
い、ニグロシン染料を樹脂キャリア表面に固定化させた
。

このようにして製造された樹脂キャリアと絶縁性トナー
（平均粒径１２ＩＭ）をボールミルにて混合攪拌し、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
５〜４Ｑｗｔ％の範囲でトナー比電荷が−１０〜−１５
μＣ／ｇの帯電性を示した。さら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
〜４Ｑｗｔ％の範囲で画像背景部のかぶりやキャリア付
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４
０ｗｔ％に設定し、トナーの補給をせずに４０００枚の
印字を行ったが、初期と同等の画像が得られ、キャリア
付着も見られなかった。

例２ 帯電制御剤としてＢＯＮＴＲＯＮ　　ＡＦＰ−Ｂ（オリ
エント化学工業製）を用いた以外は前記例１と全く同様
にして樹脂キャリアを得、前記例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５〜４Ｑｗｔ％の範囲でトナー比電荷が−１
０〜−１５μＣ／ｇの帯電性を示した。次に、前記例１
と同様にして印字評価を行ったところ、トナー濃度５〜
４Ｑｗｔ％の範囲で画像背景部のかぶりやキャリア付着
の少ない良好な画像が得られ、次に、初期トナー濃度を
４Ｑｗｔ％に設定し、トナーの補給をせずに４０００枚
の印字を行ったが、初期と同等の画像が得られ、キャリ
ア付着も見られなかった。

比較例１ 樹脂キャリアを球形化しなかった以外は前記例１と全く
同様にして磁性キャリアを得、前記例１と同じトナーと
混合攪拌して磁性現像剤を調製した。得られた現像剤は
トナー濃度５〜３５ｗｔ％の範囲でトナー比電荷が−１
０〜−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３５ｗｔ％以上ではかぶりが発
生した。次に、前記例１と同様に、初期トナー濃度を３
５ｗｔ％に設定し、トナーの補給をせずに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かった以外は前記例１と全く同様に
して磁性キャリアを得、前記例１と同じトナーと混合攪
拌して磁性現像剤を調製した。得られた現像剤はトナー
濃度５〜２Ｑｗｔ％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２Ｑｗｔ％以上ではかぶりが発生した
。次に、前記例１と同様に、初期トナー濃度を２Ｑｗｔ
％に設定し、トナーの補給をせずに４０００枚の印字を
行ったが、２０００枚以降トナー不足による印字不良が
見られた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁力を弱めることなく、樹脂キャリア
の帯電特性を向上しトナー濃度に対するトナー比電荷の
依存性が小さく、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する現像剤
を与えることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁性トナー粒子と磁性キャリアの混合物からなる
   二成分系現像剤に用いるためのキャリアであって、磁性
   微粉末が結着樹脂中に分散せしめられてなる樹脂キャリ
   アからなりかつ該樹脂キャリアの表面の部分に帯電制御
   剤が固着せしめられていることを特徴とする二成分系現
   像剤用キャリア。 ２、絶縁性トナー粒子と磁性キャリアの混合物からなる
   二成分系現像剤に用いるためのキャリアを製造するに当
   って、磁性微粉末を結着樹脂中に分散せしめ、得られた
   樹脂キャリアを球形化し、該樹脂キャリアを所定量の帯
   電制御剤と高速攪拌条件下に混合し、得られた混合物に
   衝突エネルギーを作用させて前記樹脂キャリアの表面の
   部分に帯電制御剤を固着せしめることを特徴とする、二
   成分系現像剤用キャリアの製法。