JPS59229569A - 磁気ブラシ現像用磁性キヤリア及びその製法 - 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】 本発明は磁気ブラシ現像装置において用いられる二成分
現像剤の磁性キャリアの改良、詳しくは比重を小さくし
て流動性を高めた磁性キャリア及びその製造方法に関す
るものである。

電子写真装置においては、二成分現像剤を用いる磁気ブ
ラシ現像方法が広く用いられている。この磁気ブラシ現
像方法において使用される二成分現像剤は、磁性を有す
るキャリア粒子と樹脂と着色剤等から成るトナー粒子と
から栂成され、キャリア粒子とトナー粒子との摩擦帯電
により相互に異極性に帯電させ、生ずる静電引力により
粒径の大きいキャリア粒子の表面にトナー粒子が付着す
る形態で混在している。そして、磁性を有するキャリア
粒子とトナー粒子とで形成される磁気ブラシを現像ロー
ラ上で一定の速度で搬送し、現像ローラに対向して配置
され静電潜像が形成されている感光体にトナーを供給し
て磁気ブラシ現像が行なわれる。そして、現像プロセス
によりトナーが消費されるため、その消費量に応じて新
たなトナーを補給する必要がある。しかし補給されるト
ナーはキャリアとの混合攪拌がされていないため補給後
素速く現像剤中に均一に分散させキャリアとの摩擦帯電
により所定のレベルに帯電させなければならない。そし
て、補給されたトナーを短時間で均一に分散及び摩擦帯
電させるにはキャリアの流動性が一番大きい要因である
。即ち、キャリア粒子の流動性が悪いと新たに補給され
たトナーが現像剤中で均一に分散せず、キャリアと均一
に摩擦帯電が行なわれなくなり、トナーの帯電量が低下
して画像性能上著しい不具合を生ずるばかりでなく、現
像器の攪拌モータにかかる負荷も増大する不具合が生ず
る。特に高速機においては補給したトナーをより短時間
で均一に分散させ所望の電位まで摩擦帯電させる必要が
あり、磁性キャリアの流動性の向上が強く要請されてい
る。

キャリアの流動性を向上させる要因としては、現像機の
構造、キャリア粒子の形状、キャリア粒子の比重、トナ
ー濃度など種々の要因があげられるが、このうちキャリ
ア粒子の比重が強く影響している。従来、二成分現像剤
の磁性キャリアとして鉄粉キャリアが広く用いられてい
たが、その流動性の向上を図るため不定形粒子から球形
粒子へ形状の改良がなされ、更に、比重を小さくして流
動性を向上させるため磁性材料としてフェライトが用い
られるようになった。しかし、フェライトキャリアを用
いても十分な流動性を確保するには至っていない。また
、比重の小さい磁性キャリアの製造方法として、化学メ
ッキ等の方法を用いて樹脂粒子表面を磁性材料で被覆す
る方法も本願人は提案しているが、化学的方法で被覆す
る方法では製造装置が大型になる欠点があるばかりでな
く、廃液等の処理に難点がある。

本発明の目的は、比重が小さく流動性が極めて良好で、
しかも短時間でトナーを分散させ均一に帯電し得る磁性
キャリアを提供することを目的とし、熱可塑性樹脂粒子
の表面に、この樹脂粒子の粒径よりも小さい粒径を有す
る多数の磁性体粒子を均一に付着させたことを特徴とす
るものである。

本発明は更に、上述した比重の小さい磁性キャリアを製
造するにあたり、化学メッキ等を使用せず容易にしかも
均一に樹脂粒子表面に磁性粒子を被覆する製造方法を提
供することを目的とし、熱可塑性樹脂粒子とこの粒子よ
りも小さい粒径の磁性体粒子とを、前記熱可塑性樹脂の
融解点よりも・低い温度条件下において混合攪拌して、
攪拌時に発生する摩擦熱を利用して前記樹脂粒子表面に
前記磁性体粒子を均一に付着させることを特徴とするも
のである。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ａは本発明にかかる磁性キャリアの外観図であり
、＠１図すはその断面図である。磁性キャリア１は、は
ぼ球形をした樹脂粒子２の表面を粒径の小さい磁性体粒
子３が覆うように全面に亘り均一に付着した形態で構成
される。第２図すから理解されるように磁性体粒子８が
樹脂粒子２の中に部分的に埋め込まれるように付着して
おり、磁性体粒子８は樹脂粒子中に完全に埋め込まれて
はいない。その表面は、部分的に樹脂の面が露出しては
いるが、トナー粒子の粒径を考慮すれば無視できる大き
さであり、表面全体が均一に磁性体で覆われているもの
と同等である。従って、このような磁性キャリアは内部
は樹脂でできているが、その表面は磁性体としての性質
を有し、全体の比重が小さくなる点を除いて、全体とし
ては磁性体どしての特性を発揮することができる。

コアとなる樹脂は、後述する製造方法との関係より熱可
塑性樹脂が好適であり、アクリル樹脂、アルキイト樹脂
、スチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂
、及びポリアミド樹脂等があげられる。磁性材料として
は、鉄、クロム、ニッケル、コバルト及び酸化鉄と金属
の酸化物の化合物であるフェライト等があげられる。

次に本発明に係る磁性キャリアの製造方法について説明
する。

（実施例） コアとなる樹脂粒子として平均粒径５ｏμｍのスチレン
系樹脂粒子を、磁性体粒子として平均粒径″１０μｍの
フェライトを用いた。第２図ａは本発明に係る製造装置
であるロールミルの斜視図であり、第２図すは第２図ａ
のＩ−Ｉ線断面図である。１５．．００００の内部容積
を有するロールミル用四−ルボトル１１が２本のゴムル
ーラ１２上に載置され、一定の回転速度で連続回転でき
るようにされている。このロールボトル１１内に２００
９の樹脂粒子１３とｘｏｏｏｇの磁性体粒子１４とを装
填し、樹脂粒子１８の融解点より若干低い温度である７
０°Ｃにロールボトル１１を加熱維持して、１２°ｇ　
ｒｐｍの回転速度で８０分間混合攪拌を行なった。四−
ルボトル１１内の樹脂粒子１８と磁性体粒子１４はロー
ルボトル１１の回転に伴ない内壁をすべり落ちる過程を
繰り返して樹脂粒子１３の表面に磁性体粒子１４が付着
してゆく。ここで重要なことはロールミル用のロールボ
トル１１を樹脂粒子の融解点より低い温度条件下におい
て混合攪拌することである。熱度ｉ性樹脂がら成る樹脂
粒子１８の融解点以上に加熱すると樹脂粒子が融解して
形状変形を゛おこしてしまい、キャリアとして機能を果
し得ない形状になってし蚤う。

一方、融解点より若干低い温度条件下で混合攪拌すると
、樹脂粒子１８は全体として変形゛を生ずるにいたらな
いが、樹脂粒子１８と磁性体粒子１４との間において生
ずる摩擦熱により樹脂粒子１８の表面のみが局部的に加
熱されて熱変形をおこし、この表面層部分に磁性体粒子
１４が埋め込まれほぼ全表面に亘り均一に磁性体粒子が
付着するようになる。次に冷却した後２５０メツシユな
いし１４５メツシユの粒径（６７μ〜１０５μに相当）
のものを分級して磁性キャリアを得た。

次に上記実施例により得た磁性キャリアの密度と分散性
について従来の鉄粉キャリアとフェライトキャリアとの
比較した結果を表１及び表２に示す０ 表１に示すように本発明により製造された磁性キャリｔ
は嵩密度が鉄粉キャリアの４１％に減少し、フェライト
キャリアの６７％に減少している。

分散性の確認実験は、第８図に示す現像器を用いて行な
つ、た０この現像器２１は図示しない攪拌モータに連結
されている複数の攪拌羽根２２を具える攪拌装置、現像
ｐ−ラ２８、ドクターブレード２４及びトナー補給口２
５を具えている。まず従来の鉄粉キャリア及びフェライ
トキャリアと本発明ニ係る実施例で製造したキャリアに
ついて各々黒色トナーを用いて８容積％のトナー濃度の
二成分現像剤をつくり、各々の現像剤を上記現像器２１
に装填した。そして攪拌装置及び現像ローラ２８を駆動
させながら現像ローラ２３の長手方向に開口する巾６　
ｃｍのトナー補給口２５からｍ初歩色トナーを供給して
この赤色トナーが現像ローラ２８上で矢印Ｂで示す方向
に現像ローラの長手方向に巾ＩＱｃｍに広がるまでの時
間を測定した。

その結果を表２に示す。巾ＩＱｃｍに広がるまでの所要
時間が短いことは、新しいトナーを補給した場合に現像
剤中のキャリアにより短時間で現像剤中に分散し及び短
時間で一定のレベルの帯電量に達することを意味してい
る。これは、トナー粒子はキャリアとの摩擦により帯電
してキャリアにより分散されることから理解できること
である。表２から理解されるように本発明の実施例によ
り製造されたキャリアを使用するとトナーの分散状態が
従来のキャリア声使用する場合に比べ一段と向上してい
るのが理解される。

更に、実施例で製造されたキャリアを用いて８容積％の
二成分現像剤を作った。トナーの帯電特性はほぼ所定の
帯電量を呈し、電子写真装置を用いて実際の現像を行な
ったところ、テーリング現象や地肌カブリのない鮮明な
画像を得ることができた。このことはトナーの帯電特性
及び現像ローラ上の穂立ち特性も良好な結果が得られた
ことを意味する。

以上説明したように本発明による磁性キャリア・はトナ
ーに与える帯電特性や、現像ローラ上の穂立ち特性を損
うことなく比重が小さくなっているから、従来の磁性キ
ャリアに比べ流動性が一段と向上し、その結果二成分現
像剤として使用した場合に新たに補給したトナ′−をよ
り短時間で分散及び帯電することが可能になる。特に高
速機用の磁性キャリアとして好適になる。

さらに、本発明に係る磁性キャリアの製造方法を用いれ
ば、一定温度下において樹脂粒子と磁性体粒子を混合攪
拌する。だけで樹脂粒子表面を均一に磁性体で被覆する
ことができるから、簡単な製造装置で容易に大量生産−
することが可能になる。

しかも化学約手法等を用いていないから公害対策のため
の処理設備も不要になる。

尚、実施例においては均質な樹脂粒子を用いているが、
コアとがる樹脂粒子として融点の高い樹脂を用い、その
表面層を融点の低い樹脂で覆った二重借造の樹脂粒子を
用いては、表面層の融点の低い樹脂の融解点を基準とす
ればコアとなる中心部の樹脂の熱変形が全く生せず、温
度制御が容易になると共に、融点の低い樹脂が磁性体粒
子の接着剤としての役割も果すためさらに有効に実施す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明に係る磁性キャリアの外観図、第１図
すは上記磁性キャリアの断面図、第２図ａは本発明の磁
性キャリアの製造方法を実施する装置の斜視図、 第２図すは第２図ａのＩ−Ｉ線断面図、第８図は現像剤
の分散性を試験するための現像器の斜視図である。 １・・・磁性キャリア　　　２，１８・・・樹脂粒子８
．１４・・・磁性体粒子　　１１・・・ロールボトル１
２・・・ゴムリーラ　　　　２１・・・現像装置２２・
・・攪拌羽根　　　　　２８・・・現像ローラ２４・・
・ブレード　　　　　２５・・・トナー補給口。 第１図ａ 第２１覆ａ ＃￥２Ｊ”ＭＩｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　熱可塑性樹脂粒子の表面に、この樹脂粒子の粒径よ
   りも小さい粒径を有する多数の磁性体粒子を均一に付着
   させたことを特徴とする磁気ブラシ現像用磁性キャリア
   。 区　熱可塑性樹脂粒子とこの粒子よりも小さい粒径の磁
   性体粒子とを、前記熱可塑性樹脂の融解点よりも低い湿
   度条件下において混合攪拌して、攪拌時に発生する摩擦
   熱を利用して前記樹脂粒子表面に前記磁性体粒子を均一
   に付着させることを特徴とする磁気ブラシ現像用磁性キ
   ャリアの製造方法。