JPH024280A - 二成分現像剤用キャリア - 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】 〔概要〕 電子写真等に使用する磁性キャリアに関し、帯電特性を
向上し、トナー濃度許容幅が広い現像剤を実用化するこ
とを目的とし、 結着樹脂中に磁性粉末を分散させ球状をしたキャリアの
表面に帯電制御剤を固着させた後、更に該帯電制御剤の
上に樹脂粉末を融着させ二成分現像剤用キャリアを形成
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フォトコンドラムの表面をコロ
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、オフさせた光を光導電性絶縁体に照射して静
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
シを形成しっ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、静電潜像があるフォトコンドラムの表面を磁気ブ
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
Ｏｚ）粉、マグネタイト（Ｆｅ、Ｏｔ）粉などの磁性粉
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
広く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、か＼るキャリアは磁力が弱くなるので磁気ブラシ
を構成するマグネットロールから離れ易いため、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、磁力が強く、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、磁力を弱めることなくキャリアの帯電性を向上
することにより、トナー濃度許容幅が広く、トナー濃度
制御機構を必要としない現像法に適したキャリアを実現
することが課題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は結着樹脂中に磁性粉末を分散させ、球状を
したキャリアの表面に帯電制御剤を固着させた後、更に
この帯電制御剤の上に樹脂粉末を融着させた二成分現像
剤用キャリアの使用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キャリア
の表面に帯電制御剤を固着させ、帯電特性を向上させる
ものである。

こ＼で、キャリアの表面に均一な濃度分布で固着させる
にはキャリアは球状がよく、また単にキャリアの表面に
固着させただけでは現像器の中でトナーと攪拌して摩擦
帯電させる過程で剥離してしまうので、この帯電制御剤
の上を樹脂で薄く被覆するものである。

本発明は先ず樹脂キャリアを球形化した後、この表面に
帯電制御剤を付着させ、次に樹脂キャリアの表面を熱溶
融させて帯電制御剤を固着させ、次に、この上に樹脂被
覆する方法をとるが、これらの方法を何れも物理的に行
う。

すなわち、樹脂キャリアを高速で仮に衝突させ、衝突エ
ネルギにより樹脂キャリアの表面を熱溶融させて球形化
を行い、次に、一定量の球形化した樹脂キャリアと帯電
制御剤とを高速で轡壱場混合攪拌を行い、帯電制御剤を
樹脂キャリアの表面に静電的に付着させる。

次に、帯電制御剤が付着した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、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
の表面に固着させる。

次に、キャリアと樹脂粉末とを高速で混合攪拌を行い、
樹脂粉末を樹脂キャリアの表面に静電的に付着させた後
、樹脂粉末が付着した樹脂キャリアを高速で仮に衝突さ
せるような衝撃力を加え、衝突エネルギにより樹脂粉末
を熱溶融させ、樹脂キャリアの表面に融着させることに
より樹脂キャリアを作ることができる。

なお、樹脂キャリアを構成する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などを使用することができる。

また、・磁性粉末としては感磁性を示す材料例えば鉄、
ニッケル等の金属、金属酸化物１含金などが挙げられる
が、一般に使用される材料は鉄。

フェライト、マグネタイトなどである。

Ｃ実施例〕 実施例１： スチレン−アクリル樹脂（ハイマーＴＢ−１０００゜三
洋化成工業）　　　・・・　３５重量部鉄粉末（粒径２
μｍ、ＩＫＯｅでの磁化９３ｅｍｕ／ｇ関東電化）　　
　　　・・・　６０重量部カーボンブランク（ｂｌａｃ
ｋ　Ｐｅａｒｌｓ　２０００．キャボソト製）　　　　
　　　・・・　５重量部を溶融混練した後、粉砕分級し
て平均粒径が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遠心回転型混合機（メカ
ノミルＭＭＩＯ，岡田精工）に投入して撹拌を行い、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（ＢＯＮＴＲＯ
Ｎ　Ｎ−０１，オリエント科学工業）を５重量部と前記
の樹脂キャリア１００重量部とをヘンシェルミキサ（Ｆ
Ｍ−１０Ｂ型、三井三池製作所エンジニアリング）を用
いて混合撹拌を行い、帯電制御剤を樹脂キャリアの表面
に静電的Ｇこ付着させた。

次に、これを遠心回転型混合機（メカノミル聞１０、開
田精工）に投入して混合を行い、ニグロシン染料を樹脂
キャリアの表面に固定化させた。

次に、樹脂粉末として、平均粒径０．４μｍのポリメチ
ルメタクリレート１０重量部と樹脂キャリア１００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）により混合攪拌を行い、帯電
制御剤を樹脂キャリアの表面に静電的に付着させた。

次に、この混合物を遠心回転型混合機（メカノミルＭＭ
ＩＯ，岡田精工）に投入して混合を行い、樹脂キャリア
の表面に樹脂被覆を形成した。

このようにして製造した樹脂キャリアと絶縁性トナー（
平均粒径１２μｍ）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〜−１５μＣ／ｇの帯電性を示
した。

更に、熱ロール定着方式の市Ｖｉ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重量％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ＢＯＮＴＲＯＮ　ＡＦＰ−Ｂ（オリエ
ント化学工業）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〜−１５μＣ／ｇの帯電性を示
した。

次に、実施例Ｉと同様にして印字評価を行ったところ、
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、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れな央った。

実施例３： 帯電制御剤の上に付ける樹脂粉末として平均粒径が０．
５μｍのスチレン−アクリル樹脂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−ｌＯ〜−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５〜４０重量％の範囲で画像背景部のカプリ
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れな４った。

比較例１； 樹脂キャリアを球形化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
と混合攪拌して磁性現像剤を調製した。

この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
かぶりが発生した。

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、ト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認め
られた。

比較例２： 帯電制御剤を用いなかった以外は実施例１と全く同様に
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％の範囲でト
ナー比電荷が−ｌＯ〜−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重量％以上
ではかぶりが発生した。

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枚以降トナー不足による印字不良が認め
られた。

比較例３： 帯電制御剤の上の樹脂粉末として平均粒径が２μｍのス
チレン−アクリル樹を用いた以外は実施例１と全く同様
にして磁性キャリアを調製した。

得られた現像剤はトナー濃度５〜３０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３０重量％以上
ではかぶりが発生した。

次に、実施例１と同様に初期トナー濃度を３０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枚以降トナー不足による印字不良が認め
られた。

比較例４： 樹脂粉末を用いなかった以外は実施例１と全く同様にし
て磁性キャリアを調製した。　得られた現像剤はトナー
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５〜４０重量％の範囲で画像背景部のかぶり
やキャリア付着の少ない画像が得られた。

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１０００枚以
降トナーの帯電量の低下によると思われるかぶりが発生
した。

〔発明の効果〕

本発明に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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　結着樹脂中に磁性粉末を分散させ、球状をしたキャリ
   アの表面に帯電制御剤を固着させた後、更に該帯電制御
   剤の上に樹脂粉末を融着させたことを特徴とする二成分
   現像剤用キャリア。