JPH03255462A - 電子写真用二成分現像剤及びその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真用二成分現像剤とその製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

電子写真法において、感光体上に形成された静電荷像を
磁気ブラシ法により現像する際に使用される現像剤は、
トナー粒子とキャリアとの二成分系のものが用いられて
いる。この現像剤は、通常、微細なトナー粒子と比較的
大きな粒子からなるキャリアとの混合物であり、互いの
粒子の接触によって生ずる反対極性の静電荷によってキ
ャリア表面へトナー粒子が保持される。そして、この現
像剤が感光体上の静電荷像と接触するとトナー粒子が静
電荷像に引きつけられ画像を形成する。

この現像剤は攪拌時において、キャリアとトナー粒子間
及び現像機の機械部分間で繰り返しなされる、接触、衝
突によって生ずる攪拌抵抗によりトナー粒子の一部がキ
ャリアの表面に付着して膜を形成する現象（以下、スペ
ント現象と称する）がある。このような事態になるとキ
ャリア表面にトナー粒子の膜が徐々に蓄積され、キャリ
アとトナー粒子との間の摩擦帯電が、トナー粒子とキャ
リア表面に蓄積されたトナー粒子の膜との摩擦帯電に変
わってしまい、現像剤全体の摩擦帯電特性が劣化し、ひ
いてはコピー画像の地肌部にトナー粒子が多数付着する
といういわゆる地力ブリという問題が生しコピー画質が
低下していた。

従来、このようなスペント現象を防止するためキャリア
の表面にシリコーン樹脂、アクリル樹脂、スチレン−ア
クリル共重合体樹脂等のコート材をコーティングするこ
とが知られている。

しかしながら、このようなコーティングキャリアにおい
ても複写枚数が１０万枚という多数枚にいたると、キャ
リア表面のコート材がキャリア表面より剥離しはじめる
ため剥離したキャリア部分にトナー粒子が付着し、現像
剤の疲労が著しくなり、摩擦帯電量の低下をひき起し、
地力ブリ、トナー飛散の問題を有していた。

（発明が解決しようとする課題〕 本発明はかかる従来の電子写真用二成分現像剤の問題を
解消するもので、長寿命の電子写真用二成分現像剤及び
その製造方法を提供するものである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、キャリアと、結着樹脂及び着色剤を主成分と
するトナー粒子とからなる電子写真用二成分現像剤にお
いて、前記キャリアがコア材粒子の表面に前記トナー粒
子の一部が予め固着された構成をなし、かつ該固着がコ
ア材粒子１００重量部に対しトナー粒子０．１〜１０重
量部の比率にてなされていることを特徴とする電子写真
用二成分現像剤であって、その製造方法は、前記キャリ
アが、コア材粒子１００重量部に対し前記トナー粒子０
．Ｉ〜１０重量部とを混合して混合物を作成する工程と
、該混合物に対して圧縮力及び摩擦力を与えることによ
りコア材粒子の表面に複数のトナー粒子を固着する工程
とからなることを特徴とするものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の電子写真用二成分現像剤を構成するキャリアに
使用するコア材粒子は、鉄粉、フェライト（ＭＯ・Ｆｅ
ｚＯ３なる組成をもつ一部の鉄酸化物で、Ｍは２価の金
属イオンであり、例えばＭｎ”、Ｆｅ”Ｃｏ”、Ｎｉ”
、Ｃｕ”、Ｚｎ”である）、マグネタイト（Ｆｅ、０４
）のいずれかを用い、該コア材粒子は粒子径が２０〜１
００μｍの範囲内であることが好ましい。また、該コア
材粒子は微細なフェライトまたはマグネタイトを造粒せ
しめたものでもよい。

一方、前記コア材粒子の表面に固着するトナー粒子は、
本発明の電子写真用二成分現像剤を構成するトナー粒子
の一部であり、すなわち、本発明の電子写真用二成分現
像剤に使用するトナーと同一配合処方のものである。本
発明でいうトナー粒子は、具体的には添加される添加剤
を所定の配合にトライブレンドした後、溶融混練、粉砕
、分級工程を経て平均粒子径１〜２０μｍに製造したも
のである。該結着樹脂としては、例えばスチレン樹脂、
ポリアクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エ
ステル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル
、ポリ塩化ビニルデン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂
、ポリエステル樹脂等であり、電荷制御剤としては、例
えばニグロシン系染料、アルコキシ化アミン、第四級ア
ンモニウム塩、アルキルアミド、モノアゾ染料の金属錯
塩、塩素化ポリオレフィン、ナフテン酸金属塩、脂肪酸
の金属塩等を所望する極性に応して添加するものである
。また、着色剤としては例えばカーボンブラック、モノ
アゾ系赤色顔料、ジスアゾ系黄色顔料、キナクリドン系
マゼンタ顔料、アントラキノン染料等が挙げられ、その
他の添加物としては、ポリテトラフルオロエチレン粉等
の潤滑剤、酸化セリウム等の研磨剤、低分子量ポリプロ
ピレン等の定着助等を挙げることができる。

本発明を構成するキャリアにおいて、コア材粒子の表面
に固着させるトナー粒子の量は、コア材粒子１００重量
部に対してトナー粒子が０．１〜１０重量部であること
が必要である。この場合０．１重量部未満ではコア材粒
子の表面の全面をトナー粒子で固着することができない
ため、トナー粒子を固着していないコア材の表面に補充
用のトナーすなわち現像にともなって消費されるトナー
粒子を補充するためのトナーが付着してスペント現象が
発生し、摩擦帯電量が低下して地力ブリの問題を生しさ
せる。一方、１０重量部を超えると量が多いために均一
なトナー粒子層のコア材粒子への強固な固着ができず従
って現像機内での攪拌によって容易にトナー粒子がコア
材粒子より剥離する。

本発明ではコア材粒子の表面にトナー粒子を固着させる
方法としては次のような手段を用いる。

すなわち、コア材粒子とトナー粒子とを所望の量で混合
して混合物を作成した後、該混合物に対して圧縮力及び
摩擦力とを与えて該コア材粒子の表面にトナー粒子を固
着せしめるものであり、このような圧縮力及び摩擦力と
を与える手段としては下記のごとき表面改質機を適用す
るものである。

ここでいう表面改質機とは例えば、衝突リング内に設置
されている多数の衝撃ビンを有する回転盤を高速回転さ
せ、該衝突リングと回転盤との間に二種以上の固体粒子
を投入し、衝撃ビンによって固体粒子に瞬間的な打撃作
用を生しさせ、周辺の衝撃リングに固体粒子を衝突させ
て、固体粒子間を強固に固着せしめるものである。この
ような表面改質機の具体的なものとしては、「オングξ
ル（ホソカワミクロン社製）」や「ナラ・ハイブリダイ
ゼーション・システム（奈良機械製作所社製）」等があ
る。

本発明では、上記の表面改質機を用いることにより、混
合攪拌機中でコア材粒子とトナー粒子とが点接触し、接
触点において圧縮力及び摩擦力、場合により衝撃力が働
き、該接触点でトナー粒子の融点以上の熱が瞬時に発生
し、融着による固着現象が生起するものと考えられる。

本発明でいう固着とは、例えば表面改質機によって得ら
れたコア材粒子とトナー粒子との複合粒子を水中に分散
しても両者は剥離しないような強固に結合した状態を示
すものである。

〔作用〕

本発明を構成するキャリアはあらかじめコア材粒子の表
面に、電子写真用二成分現像剤に使用するトナー粒子と
同一配合処方のトナー粒子を固着させておき、キャリア
の表面に予めトナー粒子の連続層を生起させておくもの
である。この場合、キャリアの表面と電子写真用二成分
現像剤に使用するトナー粒子とは同し帯電極性であるた
め、互いに摩擦帯電をすることなく所望の摩擦帯電量を
得ることができないという問題が考えられるが、本発明
においては、コア材粒子の表面に固着するトナー粒子の
量を調整したり、電子写真用二成分現像剤に使用するト
ナー粒子に配合する電荷制御剤の添加量を多めに調整す
ることによって所望の摩擦帯電量にすることができる。

このように本発明の電子写真用二成分現像剤においては
、キャリアの表面にトナー粒子の連続層が適正な摩擦帯
電を保持できるよう調整されているため、連続コピー時
においてキャリアの表面にそれ以上のトナー粒子の不要
なスペント現象が発生してもトナー粒子の摩擦帯電量は
低下することはない。

また、連続コピー時にキャリアの表面に固着したトナー
粒子がコア材より！ＩＩ離しても、電子写真用二成分現
像剤を構成する同−組成のトナー粒子が前記剥離したコ
ア材粒子表面の欠損部分に付着し修復されるので、トナ
ー粒子の摩擦帯電量は変化することはない。

〔実施例〕

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。なお、実施
例に記載の各成分の量（部）は重量部である。

実施例１ 上記の配合による混合物を二軸混練機を用いて熱溶融混
練した後、粉砕、分級し平均粒子径が１０μｍのトナー
粒子を得た。

次にフェライトのコア材粒子（Ｆ　−１００，）＜ウダ
ーチック社製、平均粒子径７０μｍ）　　１００部と前
記のトナー粒子１部とを混合し、該混合物を表面改質機
（オングミル、ホソカワミクロン社製）Ｇこ投入して、
該コア材粒子の表面にトナー粒子を固着して本発明を構
成するキャリアを得た。

次に前記のトナー粒子５部とキャリア１００部とをボー
ルミルで３０分間攪拌して本発明の電子写真用二成分現
像剤を作成した。

実施例２ 実施例１のトナー粒子１部とフェライトのコア材粒子（
同和鉄粉社製、平均粒子径６０μｍ）１００部とを混合
し、該混合物を表面改質機（オングミル、ホソカワミク
ロン社製）に投入して、該コア材粒子の表面にトナー粒
子を固着して本発明を構成するキャリアを得た。

次に該キャリア１００部と実施例１のトナー粒子５部と
をボールミルで３０分間攪拌して本発明の電子写真用二
成分現像剤を作成した。

実施例３ 上記の配合による混合物を二軸混練機を用いて熱溶融混
練した後、粉砕、分級し平均粒子径が８μｍのトナー粒
子を得た。

次にフェライトのコア材粒子（同和鉄粉社製、平均粒子
径７０μｍ）　１００部と前記のトナー粒子１部とを混
合し、該混合物を表面改質機（ナラ・）＼イブリダイゼ
ーション・システム、奈良機械製作所社製）に投入して
、該コア材粒子の表面にトナー粒子を固着して本発明を
構成するキャリアを得た。

次に前記のトナー粒子４部と電子写真用キャリア１００
部とをボールミルで６０分間攪拌して本発明の電子写真
用二成分現像剤を作成した。

比較例１ フェライト（同和鉄粉社製、平均粒子径６０μｍ）から
なるキャリア１００部と実施例１のトナー粒子５部とを
ボールミルで６０分間攪拌して比較用の電子写真用二成
分現像剤を作成した。

比較例２ シリコーン樹脂（東し社製）５部をメチルエチルケトン
１００部に溶解し、樹脂溶液を調製した後、該樹脂溶液
を流動コーティング装置を用いて実施例２のフェライト
のコア材粒子（同和鉄粉社製、平均粒子径６０μｍ）に
塗布し、その後スプレードライヤーで乾燥を行いキャリ
アを得た。

次に該キャリア１００部と実施例１のトナー粒子５部と
をボールミルで６０分間攪拌して比較用の電子写真用二
成分現像剤を作製した。

比較例３ アクリル樹脂５部をメチルエチルケトン１００部に熔解
し、樹脂溶液を調製した後、該樹脂溶液を流動コーティ
ング装置を用いて実施例２のフェライトのコア材粒子（
同和鉄粉社製、平均粒子径６０μｍ）に塗布し、その後
スプレードライヤーで乾燥を行いキャリアを得た。

次に該キャリア１００部と実施例３のトナー粒子５部と
をボールミルで６０分間攪拌して比較用の電子写真用二
成分現像剤を作製した。

以上、実施例１〜３及び比較例１〜３の電子写真用二成
分現像剤を市販の複写機（Ｆ　Ｔ　−４０３０゜リコー
社製）に設置して３０万枚までの多数枚複写を行い、そ
の評価結果を第１表に示す。

なお、多数枚複写に使用した補充用のトナーは、実施例
１、実施例２、比較例１及び比較例２の電子写真用二成
分現像剤については実施例１のトナー粒子を使用し、実
施例３及び比較例３の電子写真用二成分現像剤について
は実施例３のトナー粒子を使用した。

また、第１表中の画像濃度はマクベス反射濃度計で測定
し、地力ブリはハンター白色度計、摩擦帯電量はブロー
オフ帯電量測定装置（東芝ケミカル社製）で測定した。

第１表の評価結果から明らかなように、本発明による実
施例１〜３の電子写真用二成分現像剤は、初期から３０
万枚後まで摩擦帯電量の低下が少なく、地力ブリも少な
い良好な画像を維持していた。

一方、比較例１は１０万枚でトナーのスペント現象が発
生したため現像剤の疲労が著し←摩擦帯電量の低下、地
力ブリの発生、画像濃度の低下がみられた。また、比較
例２と比較例３は１０万枚以降にコート材の剥離、トナ
ーのスペント現象が顕著になっているために３０万枚後
の摩擦帯電量の低下、地力ブリの発生、画像濃度の低下
となって現れている。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明は、画像濃度が安定してお
り、地力ブリの極めて少ない長寿命な電子写真用二成分
現像剤を提供することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャリアと、結着樹脂及び着色剤を主成分とする
   トナー粒子とからなる電子写真用二成分現像剤において
   、前記キャリアが、コア材粒子の表面に前記トナー粒子
   の一部が予め固着された構成をなし、かつ該固着がコア
   材粒子１００重量部に対しトナー粒子０．１〜１０重量
   部の比率にてなされていることを特徴とする電子写真用
   二成分現像剤。
2. （２）キャリアと、結着剤樹脂及び着色剤を主成分とす
   るトナー粒子とを混合する電子写真用二成分現像剤の製
   造方法において、前記キャリアが、コア材粒子１００重
   量部に対し前記トナー粒子０．１〜１０重量部とを混合
   して混合物を作成する工程と、該混合物に対して圧縮力
   及び摩擦力を与えることによりコア材粒子の表面に複数
   のトナー粒子を固着する工程とからなることを特徴とす
   る電子写真用二成分現像剤の製造方法。