JPH0772667A - 磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子及びその製造方法並びに磁気ブラシ帯電方法 - Google Patents
磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子及びその製造方法並びに磁気ブラシ帯電方法Info
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Landscapes
- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 帯電バイアス条件を変化させても絶縁破壊し
にくい磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子及びその製造
方法さらに、これを利用する磁気ブラシ帯電方法を提供
することにある。 【構成】 スリーブ22上に磁性粒子芯材211の表面をカ
ーボンブラック213を含む樹脂で被覆して形成した樹脂
層212を有し、磁性粒子芯材211と樹脂層212との抵抗比
が103〜10-3である樹脂被覆磁性粒子21からなる磁気ブ
ラシ21Aを形成させ、磁気ブラシ21Aに直流成分を有する
交流バイアス電圧を印加して、像形成体110の移動に対
して移動・摺擦させることによって、感光ドラム110の
帯電を行う。
にくい磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子及びその製造
方法さらに、これを利用する磁気ブラシ帯電方法を提供
することにある。 【構成】 スリーブ22上に磁性粒子芯材211の表面をカ
ーボンブラック213を含む樹脂で被覆して形成した樹脂
層212を有し、磁性粒子芯材211と樹脂層212との抵抗比
が103〜10-3である樹脂被覆磁性粒子21からなる磁気ブ
ラシ21Aを形成させ、磁気ブラシ21Aに直流成分を有する
交流バイアス電圧を印加して、像形成体110の移動に対
して移動・摺擦させることによって、感光ドラム110の
帯電を行う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は静電写真法を採用する複
写機、プリンタ等の画像形成装置に組み込まれ、像形成
体に接触して帯電を行う帯電方法に用いられる導電性を
有する樹脂被覆磁性粒子及びその製造方法並びに係る製
造方法により得られる樹脂被覆磁性粒子からなる磁気ブ
ラシを用いて像形成体を均一に帯電する磁気ブラシ帯電
方法に関する。
写機、プリンタ等の画像形成装置に組み込まれ、像形成
体に接触して帯電を行う帯電方法に用いられる導電性を
有する樹脂被覆磁性粒子及びその製造方法並びに係る製
造方法により得られる樹脂被覆磁性粒子からなる磁気ブ
ラシを用いて像形成体を均一に帯電する磁気ブラシ帯電
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】像形成体との接触手段として磁性粒子か
ら形成される磁気ブラシは柔軟なブラシであるため、フ
ァーブラシ帯電装置、導電性弾性ローラを用いた接触型
の帯電装置に比較して機械的力による像形成体の損傷が
少ない利点を有する。ここでいう磁気ブラシ帯電方法と
は、導電性を有する部材からなる円筒(以下、スリーブ
と定義する。)上に形成された磁性粒子からなる磁気ブ
ラシを用いて像形成体を帯電するものである。
ら形成される磁気ブラシは柔軟なブラシであるため、フ
ァーブラシ帯電装置、導電性弾性ローラを用いた接触型
の帯電装置に比較して機械的力による像形成体の損傷が
少ない利点を有する。ここでいう磁気ブラシ帯電方法と
は、導電性を有する部材からなる円筒(以下、スリーブ
と定義する。)上に形成された磁性粒子からなる磁気ブ
ラシを用いて像形成体を帯電するものである。
【0003】斯かる磁気ブラシ帯電方法を採用する手段
として、マグネットを内包したスリーブ上に磁性粒子を
吸着して磁気ブラシを形成し、スリーブと像形成体との
間隙(以下、これを単に間隙Dsdという)に電圧を印加し
て磁気ブラシで像形成体の表面を摺擦することにより像
形成体を帯電する装置を開示している(特開昭59-133569
号)。ここでは、以下に述べることも開示している。磁
性粒子は鉄粉をコーティング処理した粒子、又は磁性粒
子と樹脂を主成分としてこれを熱錬成後に粉砕して得ら
れる磁性樹脂粒子等である。像形成体にできるだけ付着
させないように導電率や磁気特性及び粒径を考慮してい
る。具体的には磁気吸引力を強くするように飽和磁化の
高いものが望まれ、粒径については磁気ブラシの均一性
を保つために20〜150μm程度が好適である。スリーブと
マグネットロールを同時に回転させることは均一帯電を
行うのに好適である。しかしながら、当該帯電手段にお
いても、像形成体を完全に安定にして一様に帯電できな
い場合がある。
として、マグネットを内包したスリーブ上に磁性粒子を
吸着して磁気ブラシを形成し、スリーブと像形成体との
間隙(以下、これを単に間隙Dsdという)に電圧を印加し
て磁気ブラシで像形成体の表面を摺擦することにより像
形成体を帯電する装置を開示している(特開昭59-133569
号)。ここでは、以下に述べることも開示している。磁
性粒子は鉄粉をコーティング処理した粒子、又は磁性粒
子と樹脂を主成分としてこれを熱錬成後に粉砕して得ら
れる磁性樹脂粒子等である。像形成体にできるだけ付着
させないように導電率や磁気特性及び粒径を考慮してい
る。具体的には磁気吸引力を強くするように飽和磁化の
高いものが望まれ、粒径については磁気ブラシの均一性
を保つために20〜150μm程度が好適である。スリーブと
マグネットロールを同時に回転させることは均一帯電を
行うのに好適である。しかしながら、当該帯電手段にお
いても、像形成体を完全に安定にして一様に帯電できな
い場合がある。
【0004】かかる課題を解決する方法として、接触型
の帯電手段で像形成体を均一に帯電する帯電バイアスの
印加方法が既に開示されている(特開平4-21873号、同4-
116674号公報)。これは、像形成体とその表面を帯電さ
せる帯電手段であって、当該帯電手段として磁性粒子か
らなる磁気ブラシを用い、これに直流成分に放電限界値
Vthを越えるピーク値を有する交流成分を重畳した帯電
バイアスを印加し、像形成体表面を摺擦する。スリーブ
に印加する電圧が直流成分に放電限界値Vthを越えるピ
ーク値を有する交流成分を重畳した帯電バイアスである
場合、像形成体の表面電位Vs(V)(以下、単に表面電位
Vsという)は概ね帯電バイアスの直流成分電圧と等しく
なることを開示している。
の帯電手段で像形成体を均一に帯電する帯電バイアスの
印加方法が既に開示されている(特開平4-21873号、同4-
116674号公報)。これは、像形成体とその表面を帯電さ
せる帯電手段であって、当該帯電手段として磁性粒子か
らなる磁気ブラシを用い、これに直流成分に放電限界値
Vthを越えるピーク値を有する交流成分を重畳した帯電
バイアスを印加し、像形成体表面を摺擦する。スリーブ
に印加する電圧が直流成分に放電限界値Vthを越えるピ
ーク値を有する交流成分を重畳した帯電バイアスである
場合、像形成体の表面電位Vs(V)(以下、単に表面電位
Vsという)は概ね帯電バイアスの直流成分電圧と等しく
なることを開示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た磁気ブラシ帯電方法(特開平4-21873号、同4-116674号
公報)にあっては、磁気ブラシの抵抗変化によって帯電
条件が変動することになる。例えば、低温低湿になると
磁性粒子の抵抗が高くなり、像形成体に磁性粒子が付着
したり、電荷の注入が充分に行われず帯電ムラを発生す
る場合がある。また、温湿度変動により同一の直流成分
に交流成分を重畳した帯電バイアスでも表面電位Vsが
変動する場合がある。又、像形成体に摩擦によるダメー
ジを与える場合がある。
た磁気ブラシ帯電方法(特開平4-21873号、同4-116674号
公報)にあっては、磁気ブラシの抵抗変化によって帯電
条件が変動することになる。例えば、低温低湿になると
磁性粒子の抵抗が高くなり、像形成体に磁性粒子が付着
したり、電荷の注入が充分に行われず帯電ムラを発生す
る場合がある。また、温湿度変動により同一の直流成分
に交流成分を重畳した帯電バイアスでも表面電位Vsが
変動する場合がある。又、像形成体に摩擦によるダメー
ジを与える場合がある。
【0006】係る課題の解決方法としては、均一帯電を
行うために例えば磁性粒子の抵抗値を105〜1010Ω・cm
の範囲で温湿度に依って変化しないように改良すること
が必要である。磁性粒子の抵抗値を温湿度に依存しない
ように調整する方法としては、樹脂により磁性粒子芯材
(以下、単に芯材と略称する。)を被覆することが考え
られる。本発明者は芯材に電気抵抗を制御するために導
電性微粒子を分散させた樹脂からなる樹脂層を形成する
ことにより、磁気ブラシ帯電方法に好ましい樹脂被覆磁
性粒子を検討した。
行うために例えば磁性粒子の抵抗値を105〜1010Ω・cm
の範囲で温湿度に依って変化しないように改良すること
が必要である。磁性粒子の抵抗値を温湿度に依存しない
ように調整する方法としては、樹脂により磁性粒子芯材
(以下、単に芯材と略称する。)を被覆することが考え
られる。本発明者は芯材に電気抵抗を制御するために導
電性微粒子を分散させた樹脂からなる樹脂層を形成する
ことにより、磁気ブラシ帯電方法に好ましい樹脂被覆磁
性粒子を検討した。
【0007】しかしながら、導電性を有する樹脂被覆層
を設けただけでは、不均一な帯電やブレークダウンが起
こる問題がある。このことから、本発明者は樹脂被覆磁
性粒子の抵抗比及び樹脂層の厚さ・導電性微粒子の分散
状態と像形成体の不均一な帯電現象との関係を解析して
みた。樹脂層厚が不均一であれば、スリーブと像形成体
との間隙Dsdに印加するバイアスによって、電気抵抗の
低い芯材あるいは導電性を有する樹脂層を通してブレー
クダウンしやすい。係る課題を解決するには芯材と導電
性を有する樹脂層との抵抗比を小さく設定することが重
要である。
を設けただけでは、不均一な帯電やブレークダウンが起
こる問題がある。このことから、本発明者は樹脂被覆磁
性粒子の抵抗比及び樹脂層の厚さ・導電性微粒子の分散
状態と像形成体の不均一な帯電現象との関係を解析して
みた。樹脂層厚が不均一であれば、スリーブと像形成体
との間隙Dsdに印加するバイアスによって、電気抵抗の
低い芯材あるいは導電性を有する樹脂層を通してブレー
クダウンしやすい。係る課題を解決するには芯材と導電
性を有する樹脂層との抵抗比を小さく設定することが重
要である。
【0008】又、樹脂被覆磁性粒子の導電性を有する樹
脂層は導電性微粒子を不均一に分散してあれば、スリー
ブと像形成体との間隙Dsdに印加するバイアスによっ
て、樹脂被覆磁性粒子に局所的に抵抗値が低下してブレ
ークダウンを発生し、帯電バイアスが印加されない為に
起こる帯電抜けであるバンディングを発生しやすくな
る。これは導電性を有する樹脂層は形成方法によって導
電性微粒子が局所的に多く混入した部分と純粋な樹脂部
分に分離していたりして導電性微粒子が不均一に分散し
ているからである。係る課題を解決するためには樹脂層
に導電性微粒子を均一に分散することが重要である。
脂層は導電性微粒子を不均一に分散してあれば、スリー
ブと像形成体との間隙Dsdに印加するバイアスによっ
て、樹脂被覆磁性粒子に局所的に抵抗値が低下してブレ
ークダウンを発生し、帯電バイアスが印加されない為に
起こる帯電抜けであるバンディングを発生しやすくな
る。これは導電性を有する樹脂層は形成方法によって導
電性微粒子が局所的に多く混入した部分と純粋な樹脂部
分に分離していたりして導電性微粒子が不均一に分散し
ているからである。係る課題を解決するためには樹脂層
に導電性微粒子を均一に分散することが重要である。
【0009】本発明者は各種方法により製造される導電
性を有する樹脂被覆磁性粒子を検討している。
性を有する樹脂被覆磁性粒子を検討している。
【0010】流動層式樹脂被覆磁性粒子及び浸透式磁性
粒子等の溶液中に導電性粒子を分散する所謂湿式樹脂被
覆磁性粒子は、いずれも造粒率が高くなるので、樹脂被
覆磁性粒子が大径化し所望の粒度分布を得難い、被覆層
が不均一となりやすく又、被覆層に導電性粒子を含有さ
せるのにいずれも溶液中に導電性微粒子を分散させるた
め、分散状態の不均一を発生し、結果として特性の変動
を生じたり、被覆層中に固定化されずに遊離した導電性
微粒子が発生し、芯材表面に付着しやすく、不均一な帯
電やブレークダウンを起こし易い。
粒子等の溶液中に導電性粒子を分散する所謂湿式樹脂被
覆磁性粒子は、いずれも造粒率が高くなるので、樹脂被
覆磁性粒子が大径化し所望の粒度分布を得難い、被覆層
が不均一となりやすく又、被覆層に導電性粒子を含有さ
せるのにいずれも溶液中に導電性微粒子を分散させるた
め、分散状態の不均一を発生し、結果として特性の変動
を生じたり、被覆層中に固定化されずに遊離した導電性
微粒子が発生し、芯材表面に付着しやすく、不均一な帯
電やブレークダウンを起こし易い。
【0011】これに対して、芯材とポリマー微粒子を機
械的に混合し、芯材の表面にポリマー微粒子を付着させ
被覆層を形成し、その後ポリマー微粒子を熱で熔融して
固定化するか、又は溶剤で溶解して固定化することで芯
材の表面に樹脂層を被覆した所謂乾式樹脂被覆磁性粒子
がある(特開昭63-37358号公報)。この樹脂被覆磁性粒
子によれば、導電性微粒子の分散の不均一、導電性微粒
子の遊離を解決できるので、特性変動を防止できる可能
性を見い出すことができる。
械的に混合し、芯材の表面にポリマー微粒子を付着させ
被覆層を形成し、その後ポリマー微粒子を熱で熔融して
固定化するか、又は溶剤で溶解して固定化することで芯
材の表面に樹脂層を被覆した所謂乾式樹脂被覆磁性粒子
がある(特開昭63-37358号公報)。この樹脂被覆磁性粒
子によれば、導電性微粒子の分散の不均一、導電性微粒
子の遊離を解決できるので、特性変動を防止できる可能
性を見い出すことができる。
【0012】特公昭63-26385号公報には、乾式コーティ
ングにより芯材上に樹脂を被覆させた後、加熱を施し、
芯材上に樹脂を融着させる技術が開示されている。
ングにより芯材上に樹脂を被覆させた後、加熱を施し、
芯材上に樹脂を融着させる技術が開示されている。
【0013】また、特開昭63-37858号公報は、チタンカ
ップリング剤を乾式コーティングした芯材上に、さら
に、乾式コーティングにより0.5μmの樹脂粒子を芯材上
に被覆させた後、加熱により樹脂層を融着する技術が開
示されている。
ップリング剤を乾式コーティングした芯材上に、さら
に、乾式コーティングにより0.5μmの樹脂粒子を芯材上
に被覆させた後、加熱により樹脂層を融着する技術が開
示されている。
【0014】前述したように未だ、高速画像形成装置の
過酷な使用条件下に適した磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁
性粒子を得るために、製造上、品質上においても解決す
べき課題が残されている。
過酷な使用条件下に適した磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁
性粒子を得るために、製造上、品質上においても解決す
べき課題が残されている。
【0015】本発明の第1の目的は、上記課題に鑑み、
帯電バイアス条件を変化させても絶縁破壊しにくい磁気
ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子を提供することにある。
帯電バイアス条件を変化させても絶縁破壊しにくい磁気
ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子を提供することにある。
【0016】本発明の第2の目的は、上記課題に鑑み、
帯電バイアス条件を変化させても絶縁破壊しにくく、か
つ長期間使用しても帯電性能の低下しない磁気ブラシ帯
電用樹脂被覆磁性粒子の製造方法を提供することにあ
る。
帯電バイアス条件を変化させても絶縁破壊しにくく、か
つ長期間使用しても帯電性能の低下しない磁気ブラシ帯
電用樹脂被覆磁性粒子の製造方法を提供することにあ
る。
【0017】本発明の第3の目的は、上記課題に鑑み、
接触型の帯電装置に関連する種々の条件が変動した場合
でも、それらの変動に影響されることなく、像形成体に
応じて所望の帯電電位Vsを得ることができる磁気ブラ
シ帯電方法を提供することにある。
接触型の帯電装置に関連する種々の条件が変動した場合
でも、それらの変動に影響されることなく、像形成体に
応じて所望の帯電電位Vsを得ることができる磁気ブラ
シ帯電方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の目的を達
成するものであり、磁性粒子芯材の表面を導電性を有す
る樹脂で被覆して形成した磁気ブラシ用樹脂被覆磁性粒
子であって、前記磁性粒子芯材と前記樹脂被覆磁性粒子
との抵抗比が10-3〜103であることを特徴とする。
成するものであり、磁性粒子芯材の表面を導電性を有す
る樹脂で被覆して形成した磁気ブラシ用樹脂被覆磁性粒
子であって、前記磁性粒子芯材と前記樹脂被覆磁性粒子
との抵抗比が10-3〜103であることを特徴とする。
【0019】本発明の第2の目的を達成するものであ
り、導電性を有する樹脂層は導電性微粒子及び熱可塑性
を有する樹脂粒子と磁性粒子芯材とを混合撹拌して前記
磁性粒子芯材表面に前記樹脂粒子を被覆することを特徴
とする。
り、導電性を有する樹脂層は導電性微粒子及び熱可塑性
を有する樹脂粒子と磁性粒子芯材とを混合撹拌して前記
磁性粒子芯材表面に前記樹脂粒子を被覆することを特徴
とする。
【0020】本発明の第3の目的を達成するものであ
り、搬送担体上に磁性粒子からなる磁気ブラシを形成さ
せ、当該磁気ブラシに直流成分を有する交流バイアス電
圧を印加して、像形成体の移動に対して移動・摺擦させ
ることによって、前記像形成体の帯電を行う磁気ブラシ
帯電方法であって、前記磁性粒子は磁性粒子芯材の表面
を導電性を有する樹脂で被覆して形成した樹脂層を有
し、前記磁性粒子芯材と前記樹脂被覆磁性粒子との抵抗
比が10-3〜103であることを特徴とする。更に樹脂被服
磁性粒子の抵抗は1×105Ω・cm以上であり、1×1010
Ω・cm以下であることが好ましい。
り、搬送担体上に磁性粒子からなる磁気ブラシを形成さ
せ、当該磁気ブラシに直流成分を有する交流バイアス電
圧を印加して、像形成体の移動に対して移動・摺擦させ
ることによって、前記像形成体の帯電を行う磁気ブラシ
帯電方法であって、前記磁性粒子は磁性粒子芯材の表面
を導電性を有する樹脂で被覆して形成した樹脂層を有
し、前記磁性粒子芯材と前記樹脂被覆磁性粒子との抵抗
比が10-3〜103であることを特徴とする。更に樹脂被服
磁性粒子の抵抗は1×105Ω・cm以上であり、1×1010
Ω・cm以下であることが好ましい。
【0021】
【実施例】以下、本願発明を具体的に説明する。
【0022】〔磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子〕図
1は第1の発明の磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子を
示す模式図である。
1は第1の発明の磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子を
示す模式図である。
【0023】本実施例における磁気ブラシ帯電に用いる
樹脂被覆磁性粒子21は、磁性粒子芯材(以下、単に芯材
と再定義する。)211として後述するものを用い、その
表面に例えばカーボンブラック、酸化スズ、酸化クロム
(CrO2)等の平均粒径1μm以下、抵抗率104Ω・cm
以下の導電性微粒子213を重量比3/100〜20/100の割
合で分散して含有した熱可塑性樹脂等で、0.05〜5μm
好ましくは0.5〜2μmの厚さに被覆して得られた樹脂被
覆磁性粒子を従来公知の平均粒径選別手段で粒径選別す
ることによって図1に示す導電性を有する樹脂被覆磁性
粒子21が得られる。212は芯材211の表面を被覆する導電
性を有する樹脂層、213は導電性粒子である。樹脂被覆
磁性粒子21の平均粒径(重量平均)は30〜150μm、その
飽和磁化は20〜100emu/g、その飽和磁化40〜80emu/
g、樹脂層212と芯材211との抵抗比10-3〜103であるこ
とが好ましい。
樹脂被覆磁性粒子21は、磁性粒子芯材(以下、単に芯材
と再定義する。)211として後述するものを用い、その
表面に例えばカーボンブラック、酸化スズ、酸化クロム
(CrO2)等の平均粒径1μm以下、抵抗率104Ω・cm
以下の導電性微粒子213を重量比3/100〜20/100の割
合で分散して含有した熱可塑性樹脂等で、0.05〜5μm
好ましくは0.5〜2μmの厚さに被覆して得られた樹脂被
覆磁性粒子を従来公知の平均粒径選別手段で粒径選別す
ることによって図1に示す導電性を有する樹脂被覆磁性
粒子21が得られる。212は芯材211の表面を被覆する導電
性を有する樹脂層、213は導電性粒子である。樹脂被覆
磁性粒子21の平均粒径(重量平均)は30〜150μm、その
飽和磁化は20〜100emu/g、その飽和磁化40〜80emu/
g、樹脂層212と芯材211との抵抗比10-3〜103であるこ
とが好ましい。
【0024】ここで抵抗比は後述する抵抗(Ω・cm)の
測定方法により得られる芯材211の抵抗(Ω・cm)と芯
材211に樹脂層212を被覆後の抵抗を割った値とから得ら
れるものである。
測定方法により得られる芯材211の抵抗(Ω・cm)と芯
材211に樹脂層212を被覆後の抵抗を割った値とから得ら
れるものである。
【0025】抵抗(Ω・cm)は、芯材211を0.50cm2の断
面積を有する容器に入れてタッピングした後、詰められ
た芯材211上に1kg/cm2の荷重をかけ、荷重と底面電極
との間に1,000V/cmの電界が生ずる電圧を印加したと
きの電流値を読み取ることによって得られる値である。
同様にして樹脂被覆磁性粒子21の抵抗も得ている。
面積を有する容器に入れてタッピングした後、詰められ
た芯材211上に1kg/cm2の荷重をかけ、荷重と底面電極
との間に1,000V/cmの電界が生ずる電圧を印加したと
きの電流値を読み取ることによって得られる値である。
同様にして樹脂被覆磁性粒子21の抵抗も得ている。
【0026】抵抗比を上記の値に設定することは、樹脂
層212と芯材211との電気抵抗の差が小さいことを意味
し、樹脂被覆磁性粒子21の被覆が不完全でも、或いは摩
耗により変化しても特性上に影響を及ぼさない。従っ
て、電気伝導性等の変動を防止し、樹脂被覆磁性粒子21
が常に一定の性能を有するようになる。樹脂層212を有
する芯材211の抵抗比を有効に前述の値にするために
は、芯材211の重量に対して樹脂を通常は、0.1重量%以
上、好ましくは、0.5〜10.0重量%の範囲内となるよう
に調整して樹脂層212を形成するのがよい。スチレン系
樹脂等の樹脂を芯材211重量に対して上記の重量比で用
いて形成した樹脂層212の厚さは、好ましくは0.5〜2μ
mの範囲内である。
層212と芯材211との電気抵抗の差が小さいことを意味
し、樹脂被覆磁性粒子21の被覆が不完全でも、或いは摩
耗により変化しても特性上に影響を及ぼさない。従っ
て、電気伝導性等の変動を防止し、樹脂被覆磁性粒子21
が常に一定の性能を有するようになる。樹脂層212を有
する芯材211の抵抗比を有効に前述の値にするために
は、芯材211の重量に対して樹脂を通常は、0.1重量%以
上、好ましくは、0.5〜10.0重量%の範囲内となるよう
に調整して樹脂層212を形成するのがよい。スチレン系
樹脂等の樹脂を芯材211重量に対して上記の重量比で用
いて形成した樹脂層212の厚さは、好ましくは0.5〜2μ
mの範囲内である。
【0027】芯材211の表面は、カップリング剤により
表面処理していることが好ましい。
表面処理していることが好ましい。
【0028】上記カップリング剤は、チタンカップリン
グ剤、アルミニウムカップリング剤、または、シランカ
ップリング剤の少なくとも1種からなることが好まし
い。
グ剤、アルミニウムカップリング剤、または、シランカ
ップリング剤の少なくとも1種からなることが好まし
い。
【0029】具体的に述べれば、シランカップリング剤
としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキ
シシラン、γ-クロロクロピルトリメトキシシラン、γ-
クロロプロピルメチルジクロロシラン、γ-クロロプロ
ピルメチルジエトキシラン、γ-クロロプロピルジメト
キシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N
-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキ
シシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメ
トキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキ
シシラン等がある。
としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキ
シシラン、γ-クロロクロピルトリメトキシシラン、γ-
クロロプロピルメチルジクロロシラン、γ-クロロプロ
ピルメチルジエトキシラン、γ-クロロプロピルジメト
キシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N
-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキ
シシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメ
トキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキ
シシラン等がある。
【0030】チタンカップリング剤としては、イソプロ
ポキシ基を有するモノアルコキシ型、オキシ酢酸残基あ
るいはエチレングリコール残基を有するキレート型、テ
トラアルキルチタネートに亜リン酸エステルを付加させ
たコーディネート型が挙げられる。
ポキシ基を有するモノアルコキシ型、オキシ酢酸残基あ
るいはエチレングリコール残基を有するキレート型、テ
トラアルキルチタネートに亜リン酸エステルを付加させ
たコーディネート型が挙げられる。
【0031】モノアルコキシ型としては、イソプロピル
ジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピ
ルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロ
ピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ
(N-アミノエチルアミノエチル)チタネート、イソプロピ
ルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルトリイソ
ステアロイルチタネート、イソプロピルトリデジルベン
ゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリドデシル
ベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス
(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート等がある。
ジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピ
ルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロ
ピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ
(N-アミノエチルアミノエチル)チタネート、イソプロピ
ルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルトリイソ
ステアロイルチタネート、イソプロピルトリデジルベン
ゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリドデシル
ベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス
(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート等がある。
【0032】キレート型としては、ビス(ジオクチルパ
イロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ジク
ミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジクミルフ
ェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイ
ルエチレンチタネート等がある。
イロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ジク
ミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジクミルフ
ェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイ
ルエチレンチタネート等がある。
【0033】コーディネート型としては、テトライソプ
ロピルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テ
トラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネー
ト等がある。
ロピルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テ
トラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネー
ト等がある。
【0034】アルミニウムカップリング剤としては、ア
セトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙
げられる。
セトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙
げられる。
【0035】芯材211の被覆樹脂としては、スチレン系
樹脂(スチレン単独重合体,スチレンとアルキル(メタ)
アクリレートとの共重合体)、エポキシ系樹脂(ビスフ
ェノールAとエピクロルヒドリンとの共重合体等)、ア
クリル系樹脂(ポリメタクリル酸メチル等)、ポリオレ
フィン系樹脂(ポリエチレン系、LLDPE、ポリブタジエ
ン系樹脂等)、ポリウレタン系樹脂(ポリウレタン樹
脂、ポリエステールーポリウレタン樹脂等)、含窒素ビ
ニル系共重合体(ポリビニルピリジン等)、ポリエステ
ル系樹脂(エチレングリコールなどのジオールとマレイ
ン酸あるいはフタル酸などのジオールとマレイン酸ある
いはフタル酸などの二価有機カルボン酸などから製造さ
れる重合体等)、ポリミド系樹脂(6ナイロン、6-6ナ
イロン等)、ポリカーボネイト(フタル酸ポリエチレン
等)、セルロース誘導体(ニトロセルロース、アルキル
セルロース等)およびシリコン樹脂を挙げることができ
る。
樹脂(スチレン単独重合体,スチレンとアルキル(メタ)
アクリレートとの共重合体)、エポキシ系樹脂(ビスフ
ェノールAとエピクロルヒドリンとの共重合体等)、ア
クリル系樹脂(ポリメタクリル酸メチル等)、ポリオレ
フィン系樹脂(ポリエチレン系、LLDPE、ポリブタジエ
ン系樹脂等)、ポリウレタン系樹脂(ポリウレタン樹
脂、ポリエステールーポリウレタン樹脂等)、含窒素ビ
ニル系共重合体(ポリビニルピリジン等)、ポリエステ
ル系樹脂(エチレングリコールなどのジオールとマレイ
ン酸あるいはフタル酸などのジオールとマレイン酸ある
いはフタル酸などの二価有機カルボン酸などから製造さ
れる重合体等)、ポリミド系樹脂(6ナイロン、6-6ナ
イロン等)、ポリカーボネイト(フタル酸ポリエチレン
等)、セルロース誘導体(ニトロセルロース、アルキル
セルロース等)およびシリコン樹脂を挙げることができ
る。
【0036】なかでも、特に、スチレンおよびアクリル
系樹脂が好ましい。
系樹脂が好ましい。
【0037】スチレン及びアクリル系樹脂は、芯材211
との密着性が良好なので、得られる樹脂被覆磁性粒子21
の機械的強度が向上すると共に、他の樹脂を用いた場合
よりも電気抵抗が安定する。さらに、高温高湿条件下
(例えば、温度:30℃、湿度:80%)で長時間にわた
り、保存或いは使用しても、樹脂被覆磁性粒子21の電位
抵抗の変動が殆どない。
との密着性が良好なので、得られる樹脂被覆磁性粒子21
の機械的強度が向上すると共に、他の樹脂を用いた場合
よりも電気抵抗が安定する。さらに、高温高湿条件下
(例えば、温度:30℃、湿度:80%)で長時間にわた
り、保存或いは使用しても、樹脂被覆磁性粒子21の電位
抵抗の変動が殆どない。
【0038】前記スチレン系樹脂としては、例えば、ス
チレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチ
ルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリ
エチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、
ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレンおよびオクチルス
チレンなどのアルキルスチレン、フルオロスチレン、ク
ロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレンおよ
びヨードスチレンなどのハロゲン化スチレン、ニトロス
チレン、アセチルスチレンおよびメトキシススチレン、
アセチルスチレンおよびメトキシスチレンなどのストレ
ン系単量体の単独重合体およびメチル(メタ)アクリレー
ト、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレ
ートからなるアルキル(メタ)アクリレート系単量体の単
独重合体およびこれらの共重合体が挙げられる。
チレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチ
ルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリ
エチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、
ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレンおよびオクチルス
チレンなどのアルキルスチレン、フルオロスチレン、ク
ロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレンおよ
びヨードスチレンなどのハロゲン化スチレン、ニトロス
チレン、アセチルスチレンおよびメトキシススチレン、
アセチルスチレンおよびメトキシスチレンなどのストレ
ン系単量体の単独重合体およびメチル(メタ)アクリレー
ト、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレ
ートからなるアルキル(メタ)アクリレート系単量体の単
独重合体およびこれらの共重合体が挙げられる。
【0039】これらのスチレン系樹脂の中でも、スチレ
ンとアルキル(メタ)アクリレートとの共重合体が好まし
く、この場合、アルキル(メタ)アクリレートとしては、
通常は、メチルメタクリレート(MMA)を用いる。この
場合、共重合体中におけるスチレン繰り返し単位として
メチルメタクリレート繰り返し単位との含有モル比を
5:95〜95:5(さらに好ましくは10:90〜90:10)の
範囲内にするのが望ましい。上記の範囲内の共重合体を
用いることにより、高温高湿条件下における芯材211の
粉体維持特性がさらに長期間維持されるようになる。
ンとアルキル(メタ)アクリレートとの共重合体が好まし
く、この場合、アルキル(メタ)アクリレートとしては、
通常は、メチルメタクリレート(MMA)を用いる。この
場合、共重合体中におけるスチレン繰り返し単位として
メチルメタクリレート繰り返し単位との含有モル比を
5:95〜95:5(さらに好ましくは10:90〜90:10)の
範囲内にするのが望ましい。上記の範囲内の共重合体を
用いることにより、高温高湿条件下における芯材211の
粉体維持特性がさらに長期間維持されるようになる。
【0040】本実施例で用いるスチレン単独重合体、あ
るいは上記の共重合体の数平均分子量は、通常は50,000
〜200,000の範囲内にあり、Mw/Mnの値は通常は、
1.0〜5.0の範囲内、好ましくは1.5〜2.5の範囲内にあ
る。
るいは上記の共重合体の数平均分子量は、通常は50,000
〜200,000の範囲内にあり、Mw/Mnの値は通常は、
1.0〜5.0の範囲内、好ましくは1.5〜2.5の範囲内にあ
る。
【0041】なお、この重合体あるいはスチレン単重合
体は、他の繰り返し単位を含んでいてもよい。ただし、
スチレン系共重合体により形成されている場合、スチレ
ン系共重合体の有する特性を有効に利用するためには、
この層におけるスチレン系共重合体の含有率を通常は50
重量%以上にする。
体は、他の繰り返し単位を含んでいてもよい。ただし、
スチレン系共重合体により形成されている場合、スチレ
ン系共重合体の有する特性を有効に利用するためには、
この層におけるスチレン系共重合体の含有率を通常は50
重量%以上にする。
【0042】樹脂粒子の重量平均粒径が過大のときに
は、芯材211の表面に樹脂粒子が遅延しにくくなり、乾
式コーティング処理が困難となる。
は、芯材211の表面に樹脂粒子が遅延しにくくなり、乾
式コーティング処理が困難となる。
【0043】前述した樹脂粒子には、導電性微粒子213
であるカーボンブラック、酸化スズ、酸化クロム等を予
め分散する。両者の混合重量比は、比重等によっても異
なり、一概には規定することができないが、例えば、樹
脂粒子100部に対して、導電性微粒子3〜20部程度が好
ましい。導電性微粒子211の含有率が過小のときは、樹
脂被覆磁性粒子21の抵抗比が低下せず、適正な導電性の
ものが得られない、一方、含有率が過大のときは、摩擦
帯電性の劣化が生じ樹脂被覆磁性粒子21の耐久性が落ち
る。また、芯材211表面に樹脂粒子が遅延しにくくな
り、乾式コーティング処理が困難になる。
であるカーボンブラック、酸化スズ、酸化クロム等を予
め分散する。両者の混合重量比は、比重等によっても異
なり、一概には規定することができないが、例えば、樹
脂粒子100部に対して、導電性微粒子3〜20部程度が好
ましい。導電性微粒子211の含有率が過小のときは、樹
脂被覆磁性粒子21の抵抗比が低下せず、適正な導電性の
ものが得られない、一方、含有率が過大のときは、摩擦
帯電性の劣化が生じ樹脂被覆磁性粒子21の耐久性が落ち
る。また、芯材211表面に樹脂粒子が遅延しにくくな
り、乾式コーティング処理が困難になる。
【0044】重量平均粒径は、「マイクロトラック」
(リード・アンド・ノースラップ(LEEDS & NORTHRUP)
社製、TYPE7981-OX)を用いて乾式で測定されたもので
ある。上記導電性微粒子213のカーボンブラックとして
は、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック、
チャネルブラック等のすべての導電性微粒子が使用でき
る。粒径は樹脂粒子中に分散できる大きさであればよ
く、例えば1〜500nm程度でよい。
(リード・アンド・ノースラップ(LEEDS & NORTHRUP)
社製、TYPE7981-OX)を用いて乾式で測定されたもので
ある。上記導電性微粒子213のカーボンブラックとして
は、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック、
チャネルブラック等のすべての導電性微粒子が使用でき
る。粒径は樹脂粒子中に分散できる大きさであればよ
く、例えば1〜500nm程度でよい。
【0045】樹脂粒子への導電性微粒子213の分散は、
適宜の方法でよい。例えば、樹脂粒子と導電性微粒子21
3とを混合し、これを加熱練肉して得られたものを粉砕
し、さらに、粉砕したものを分級して、所望粒径の樹脂
粒子を得る方法、あるいは、樹脂粒子を形成する際に、
重合溶剤に導電性微粒子213を分散し、重合開始剤と樹
脂粒子の原料モノマーを加えて、導電性微粒子を取り込
ませながら重合を行って、樹脂粒子を得る方法がある。
これらの粒子径は0.1〜5μmが好ましい。
適宜の方法でよい。例えば、樹脂粒子と導電性微粒子21
3とを混合し、これを加熱練肉して得られたものを粉砕
し、さらに、粉砕したものを分級して、所望粒径の樹脂
粒子を得る方法、あるいは、樹脂粒子を形成する際に、
重合溶剤に導電性微粒子213を分散し、重合開始剤と樹
脂粒子の原料モノマーを加えて、導電性微粒子を取り込
ませながら重合を行って、樹脂粒子を得る方法がある。
これらの粒子径は0.1〜5μmが好ましい。
【0046】芯材211としては、鉄およびニッケルなど
の金属、酸化鉄、フェライトおよびマグネタイト等の金
属酸化物粒子等を用いることができる。なかでも特にフ
ェライトを芯材211として用いれば、好ましい電気抵抗
を有するものが得られる。本実施例では芯材211自体の
抵抗は1×1013Ω・cm以下、さらには1×102Ω・cm以
上のものが好ましい。又、樹脂被覆磁性粒子は1×1010
Ω・cm以下で、さらには1×105Ω・cm以上のものが好
ましい。この抵抗は上述した方法により得られるもので
ある。
の金属、酸化鉄、フェライトおよびマグネタイト等の金
属酸化物粒子等を用いることができる。なかでも特にフ
ェライトを芯材211として用いれば、好ましい電気抵抗
を有するものが得られる。本実施例では芯材211自体の
抵抗は1×1013Ω・cm以下、さらには1×102Ω・cm以
上のものが好ましい。又、樹脂被覆磁性粒子は1×1010
Ω・cm以下で、さらには1×105Ω・cm以上のものが好
ましい。この抵抗は上述した方法により得られるもので
ある。
【0047】ここで、フェライトとは、鉄を含有する酸
性酸化物を総称しており、MO・FeO3の化学式で示される
スピネル型フェライトに限定されない。芯材211として
好ましく用いられるフェライトは不定形でよいが、好ま
しくは球形である。フェライトの大きさは重量平均粒径
が20〜200μmの範囲が好ましく、30〜150μmの範囲内で
あればなお好ましい。20μmより小さい粒子は樹脂層が
形成しにくい。得られる樹脂被覆磁性粒子21が小径なも
のとなるので、像形成体に付着しやすくなる。一方、20
0μmより大きい粒子は得られる樹脂被覆磁性粒子21が大
径なものとなるので、比表面積が小さくなるので、樹脂
被覆磁性粒子21をスリーブ22上に均一にしかも、高い密
度で担持させることが困難となり、その結果搬送量が不
安定となり、帯電量が不安定となる。
性酸化物を総称しており、MO・FeO3の化学式で示される
スピネル型フェライトに限定されない。芯材211として
好ましく用いられるフェライトは不定形でよいが、好ま
しくは球形である。フェライトの大きさは重量平均粒径
が20〜200μmの範囲が好ましく、30〜150μmの範囲内で
あればなお好ましい。20μmより小さい粒子は樹脂層が
形成しにくい。得られる樹脂被覆磁性粒子21が小径なも
のとなるので、像形成体に付着しやすくなる。一方、20
0μmより大きい粒子は得られる樹脂被覆磁性粒子21が大
径なものとなるので、比表面積が小さくなるので、樹脂
被覆磁性粒子21をスリーブ22上に均一にしかも、高い密
度で担持させることが困難となり、その結果搬送量が不
安定となり、帯電量が不安定となる。
【0048】フェライトはその円形度が0.70以上である
ことが好ましい。このような円形度の高い芯材211を用
いるときには得られる樹脂被覆磁性粒子21が円形度が高
いものとなるので、樹脂被覆磁性粒子21の流動性は高く
なり、その結果、適正な量の樹脂被覆磁性粒子21を安定
にDsdに搬送することができるので、一層優れた均一帯
電が期待できる。
ことが好ましい。このような円形度の高い芯材211を用
いるときには得られる樹脂被覆磁性粒子21が円形度が高
いものとなるので、樹脂被覆磁性粒子21の流動性は高く
なり、その結果、適正な量の樹脂被覆磁性粒子21を安定
にDsdに搬送することができるので、一層優れた均一帯
電が期待できる。
【0049】ここでいう円形度とは次式で定義されるも
のを言う。
のを言う。
【0050】円形度=(粒子の投影面積と同一面積を有
する円の周長/粒子の投影像の輪郭の長さ)2 この円形度は例えば画像解析装置(日本アビオニクス社
製)を用いて測定することができる。
する円の周長/粒子の投影像の輪郭の長さ)2 この円形度は例えば画像解析装置(日本アビオニクス社
製)を用いて測定することができる。
【0051】〔磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子の製
造方法〕本実施例における磁気ブラシ帯電に用いられる
樹脂被覆磁性粒子21は、磁性粒子とカップリング剤で表
面処理された芯材211とカーボンブラック、酸化スズ、
酸化クロム(CrO2)等の平均粒径1μm以下、抵抗率
104Ω・cm以下の導電性微粒子213を重量比3/100〜20
/100の割合で分散して含有した樹脂粒子を、例えば通
常の回転翼型混合撹拌装置を改良した装置等に入れて混
合撹拌することにより、芯材211の表面に前述の樹脂粒
子を静電的に付着させた後、さらに所定温度下で所定時
間だけ機械的衝撃力を繰り返して付与して樹脂被覆磁性
粒子21を得るものである。芯材211と樹脂粒子との混合
に加える衝撃力は、例えば芯材211としてのフェライト
が摩耗、解砕することなく、かつ樹脂粒子が粉砕されな
い大きさであればよく、詳細は後述する。
造方法〕本実施例における磁気ブラシ帯電に用いられる
樹脂被覆磁性粒子21は、磁性粒子とカップリング剤で表
面処理された芯材211とカーボンブラック、酸化スズ、
酸化クロム(CrO2)等の平均粒径1μm以下、抵抗率
104Ω・cm以下の導電性微粒子213を重量比3/100〜20
/100の割合で分散して含有した樹脂粒子を、例えば通
常の回転翼型混合撹拌装置を改良した装置等に入れて混
合撹拌することにより、芯材211の表面に前述の樹脂粒
子を静電的に付着させた後、さらに所定温度下で所定時
間だけ機械的衝撃力を繰り返して付与して樹脂被覆磁性
粒子21を得るものである。芯材211と樹脂粒子との混合
に加える衝撃力は、例えば芯材211としてのフェライト
が摩耗、解砕することなく、かつ樹脂粒子が粉砕されな
い大きさであればよく、詳細は後述する。
【0052】機械的衝撃力を付与するための装置として
は、高速撹拌装置を好ましく用いることができる。具体
的には、以下に説明する品温制御装置を具備した高速撹
拌装置等を用いることができる。図2〜図6は高速撹拌
装置の説明図であり、図2は高速撹拌装置の構造を模式
図的に示す説明図である。図3は水平方向回転体の平面
図であり、図4は水平方向回転体の正面図であり、図5
は水平方向回転体の要部拡大図であり、図6は高速撹拌
装置の平面図である。
は、高速撹拌装置を好ましく用いることができる。具体
的には、以下に説明する品温制御装置を具備した高速撹
拌装置等を用いることができる。図2〜図6は高速撹拌
装置の説明図であり、図2は高速撹拌装置の構造を模式
図的に示す説明図である。図3は水平方向回転体の平面
図であり、図4は水平方向回転体の正面図であり、図5
は水平方向回転体の要部拡大図であり、図6は高速撹拌
装置の平面図である。
【0053】先ず、例えば、樹脂粒子と導電性微粒子の
一例としてカーボンブラックの微粒子213とを混合し、
これを練肉して得られたものを粉砕し、さらに、粉砕し
たものを分級して、所望粒径の樹脂粒子を得る樹脂分散
工程、あるいは、樹脂粒子を形成する際に、重合溶剤に
導電性微粒子213を分散し、重合開始剤と樹脂粒子の原
料モノマーを加えて、導電性微粒子を取り込ませながら
重合を行う樹脂分散工程を行う。このようにして樹脂被
覆磁性粒子21原料を得る。
一例としてカーボンブラックの微粒子213とを混合し、
これを練肉して得られたものを粉砕し、さらに、粉砕し
たものを分級して、所望粒径の樹脂粒子を得る樹脂分散
工程、あるいは、樹脂粒子を形成する際に、重合溶剤に
導電性微粒子213を分散し、重合開始剤と樹脂粒子の原
料モノマーを加えて、導電性微粒子を取り込ませながら
重合を行う樹脂分散工程を行う。このようにして樹脂被
覆磁性粒子21原料を得る。
【0054】混合撹拌槽1の上蓋2には、投入弁4が設
置された原料投入口3と、フィルタ5と、点検口6が設
けられている。投入弁4を経て原料投入口3から投入さ
れたカーボンブラックの微粒子213を分散した樹脂層212
を形成した樹脂被覆磁性粒子21原料は、モータ13により
駆動される水平方向回転体9の回転翼9A,9B,9Cにより
撹拌され、これにより機械的衝撃力が付与される。この
水平方向回転体9は、図3に示すように、矢印方向に回
転される中心部分9Dと、この中心部9Dに関して対象的な
位置に設けられた3つの回転翼9A,9B,9Cとを備えてな
る。これらの回転翼は、図4及び図5に示すように、混
合撹拌槽1の底部1A(図2参照)から斜め上方に角度θ
で立ち上がる斜面を有している。角度θは20〜60°が好
ましい。
置された原料投入口3と、フィルタ5と、点検口6が設
けられている。投入弁4を経て原料投入口3から投入さ
れたカーボンブラックの微粒子213を分散した樹脂層212
を形成した樹脂被覆磁性粒子21原料は、モータ13により
駆動される水平方向回転体9の回転翼9A,9B,9Cにより
撹拌され、これにより機械的衝撃力が付与される。この
水平方向回転体9は、図3に示すように、矢印方向に回
転される中心部分9Dと、この中心部9Dに関して対象的な
位置に設けられた3つの回転翼9A,9B,9Cとを備えてな
る。これらの回転翼は、図4及び図5に示すように、混
合撹拌槽1の底部1A(図2参照)から斜め上方に角度θ
で立ち上がる斜面を有している。角度θは20〜60°が好
ましい。
【0055】従って、投入された樹脂被覆磁性粒子21原
料はこれらの回転翼により上方へ掻き上げられる。掻き
上げられた樹脂被覆磁性粒子21原料は、混合撹拌槽1の
傾斜した上部内壁または下部内壁に衝突し、水平方向回
転体9の回転翼9A,9B,9Cの回転範囲に落下する。一
方、水平方向回転体9の上部には垂直方向回転体10が設
けられていて、この垂直方向回転体10は2枚の回転翼よ
りなり、上下方向に回転して混合撹拌槽1の内壁に跳ね
返された芯材211と衝突する。この垂直方向回転体10
は、樹脂被覆磁性粒子21原料の撹拌を促進し、その凝集
を防止する役割を果たす。
料はこれらの回転翼により上方へ掻き上げられる。掻き
上げられた樹脂被覆磁性粒子21原料は、混合撹拌槽1の
傾斜した上部内壁または下部内壁に衝突し、水平方向回
転体9の回転翼9A,9B,9Cの回転範囲に落下する。一
方、水平方向回転体9の上部には垂直方向回転体10が設
けられていて、この垂直方向回転体10は2枚の回転翼よ
りなり、上下方向に回転して混合撹拌槽1の内壁に跳ね
返された芯材211と衝突する。この垂直方向回転体10
は、樹脂被覆磁性粒子21原料の撹拌を促進し、その凝集
を防止する役割を果たす。
【0056】このようにして樹脂被覆磁性粒子21原料
は、水平方向回転体9、垂直方向回転体10、混合撹拌槽
1の内壁との衝突、あるいは樹脂被覆磁性粒子21原料同
士の衝突を繰り返し、これにより機械的衝撃力が付与さ
れて、樹脂被覆層212の表面が改良されて行く。このよ
うにして得られた樹脂被覆磁性粒子21は、排出弁12を開
き、製品排出口より取り出される。
は、水平方向回転体9、垂直方向回転体10、混合撹拌槽
1の内壁との衝突、あるいは樹脂被覆磁性粒子21原料同
士の衝突を繰り返し、これにより機械的衝撃力が付与さ
れて、樹脂被覆層212の表面が改良されて行く。このよ
うにして得られた樹脂被覆磁性粒子21は、排出弁12を開
き、製品排出口より取り出される。
【0057】ジャケット8は、例えば樹脂被覆磁性粒子
21原料の撹拌時には加熱手段として機能し、樹脂被覆磁
性粒子21原料の撹拌終了後には冷却手段として機能する
ものであり、このジャケット8により混合撹拌槽1の外
壁がほぼ3/4の高さすなわち垂直方向回転体10が取り付
けられている高さまで覆われている。樹脂被覆磁性粒子
21原料の品温は、品温計7によって測定され、ジャケッ
ト8により品温が樹脂粒子が熔融しない温度であること
が好ましく、特に樹脂粒子のガラス転移点より50℃高い
温度を上限とする範囲にコントロールされる。
21原料の撹拌時には加熱手段として機能し、樹脂被覆磁
性粒子21原料の撹拌終了後には冷却手段として機能する
ものであり、このジャケット8により混合撹拌槽1の外
壁がほぼ3/4の高さすなわち垂直方向回転体10が取り付
けられている高さまで覆われている。樹脂被覆磁性粒子
21原料の品温は、品温計7によって測定され、ジャケッ
ト8により品温が樹脂粒子が熔融しない温度であること
が好ましく、特に樹脂粒子のガラス転移点より50℃高い
温度を上限とする範囲にコントロールされる。
【0058】樹脂粒子のガラス転移点より50℃高い温度
を越えると、次第に樹脂粒子の粘着性が高くなり、その
結果、樹脂粒子同士が凝集し塊状化しやすくなる。さら
に品温が高くなる程に芯材211が樹脂粒子により結合さ
れて造粒するようになり、樹脂粒子を均一に付着させる
ことができなくなる。
を越えると、次第に樹脂粒子の粘着性が高くなり、その
結果、樹脂粒子同士が凝集し塊状化しやすくなる。さら
に品温が高くなる程に芯材211が樹脂粒子により結合さ
れて造粒するようになり、樹脂粒子を均一に付着させる
ことができなくなる。
【0059】品温計7は、長さ10cm、直径6.4mmのステ
ンレス製カバー付きのクロメルーアルメル熱電対(林電
工(株)製、T40−K−2−6.4−100−U−304−K
X−G−3000)を用いている。この品温計7は混合撹拌
槽1のほぼ1/3の高さの地点から、混合撹拌槽1の底
部1Aに平行に水平方向回転体9の中心へ向けて挿入する
ことにより、混合撹拌槽1に装着されている。挿入の深
さは、品温計の先端が翼部の先端側から、ほぼ1/5の長
さに位置するように応じて設けられるものであり、水平
方向回転体9のみを設けるようにしてもよい。従って、
ここでいう品温とは芯材211に樹脂粒子を付着してなる
樹脂被覆磁性粒子21原料が衝撃力を付与されて流動する
粒子集団中に品温プローブを挿入して、該プローブに粒
子をランダンムに接触させて得られる樹脂被覆磁性粒子
21の近似的な表面温度の平均値をいうのものである。
ンレス製カバー付きのクロメルーアルメル熱電対(林電
工(株)製、T40−K−2−6.4−100−U−304−K
X−G−3000)を用いている。この品温計7は混合撹拌
槽1のほぼ1/3の高さの地点から、混合撹拌槽1の底
部1Aに平行に水平方向回転体9の中心へ向けて挿入する
ことにより、混合撹拌槽1に装着されている。挿入の深
さは、品温計の先端が翼部の先端側から、ほぼ1/5の長
さに位置するように応じて設けられるものであり、水平
方向回転体9のみを設けるようにしてもよい。従って、
ここでいう品温とは芯材211に樹脂粒子を付着してなる
樹脂被覆磁性粒子21原料が衝撃力を付与されて流動する
粒子集団中に品温プローブを挿入して、該プローブに粒
子をランダンムに接触させて得られる樹脂被覆磁性粒子
21の近似的な表面温度の平均値をいうのものである。
【0060】ガラス転移点は示差走査熱量測定法(DS
C)に従い、例えば、「DSC-20」(セイコー電子工業社
製)によって測定できる。具体的には試料約10mgを一定
の昇温速度(10℃/min)で加熱し、ベースラインと吸
熱ピークの傾線との交点により得る。
C)に従い、例えば、「DSC-20」(セイコー電子工業社
製)によって測定できる。具体的には試料約10mgを一定
の昇温速度(10℃/min)で加熱し、ベースラインと吸
熱ピークの傾線との交点により得る。
【0061】上述した高速撹拌装置は所謂掻き上げ機構
を有し、Dはいわゆる吹上機構を有する。これにより、
水平方向回転体により衝撃力を受けた樹脂被覆磁性粒子
21が再び、水平方向回転体の翼部の回転方向に戻ること
ができるために、撹拌効率がよく、好ましい。
を有し、Dはいわゆる吹上機構を有する。これにより、
水平方向回転体により衝撃力を受けた樹脂被覆磁性粒子
21が再び、水平方向回転体の翼部の回転方向に戻ること
ができるために、撹拌効率がよく、好ましい。
【0062】機械的衝撃力を付与する時間は、通常、5
〜40分である。機械的衝撃力の大きさは、通常、周速3
〜20m/sであり、好ましくは4〜15m/sである。周
速3m/sよりも低いときは、ブロッキングが発生しや
すい。また、15m/sよりも高いときは、樹脂層212の
破壊を生じる場合がある。あるいは樹脂被覆磁性粒子21
の芯材211自体の破壊を生じる場合がある。
〜40分である。機械的衝撃力の大きさは、通常、周速3
〜20m/sであり、好ましくは4〜15m/sである。周
速3m/sよりも低いときは、ブロッキングが発生しや
すい。また、15m/sよりも高いときは、樹脂層212の
破壊を生じる場合がある。あるいは樹脂被覆磁性粒子21
の芯材211自体の破壊を生じる場合がある。
【0063】このようにして得られた樹脂被覆磁性粒子
21は成膜性がよく、被覆効率が高い樹脂層212を設ける
ものである。
21は成膜性がよく、被覆効率が高い樹脂層212を設ける
ものである。
【0064】乾式コーティングプロセスは必ずしも明ら
かでないが、次のように考える。
かでないが、次のように考える。
【0065】オーダードミックスチャーの状態で芯材21
1上に付着している樹脂粒子が衝撃力を受けて芯材211上
を移動または変形しながら、再配置する。さらに樹脂粒
子が芯材や隣接する樹脂粒子と接触しながら固定化さ
れ、変形分は空隙に押し込まれて、樹脂層212が粗密化
する。
1上に付着している樹脂粒子が衝撃力を受けて芯材211上
を移動または変形しながら、再配置する。さらに樹脂粒
子が芯材や隣接する樹脂粒子と接触しながら固定化さ
れ、変形分は空隙に押し込まれて、樹脂層212が粗密化
する。
【0066】さらに芯材211表面をカップリング剤で処
理すると、芯材211に樹脂粒子が強く接着するので、樹
脂層212を厚くするために樹脂量を増しても、未固定の
樹脂が発生せず、被覆効率が低下しない。このようにし
て得られた樹脂被覆粒子は繰り返し使用しても樹脂層21
2に傷が付きにくく、芯材211の特性が表面に露出するこ
とが無いために均一帯電を行うことができる。
理すると、芯材211に樹脂粒子が強く接着するので、樹
脂層212を厚くするために樹脂量を増しても、未固定の
樹脂が発生せず、被覆効率が低下しない。このようにし
て得られた樹脂被覆粒子は繰り返し使用しても樹脂層21
2に傷が付きにくく、芯材211の特性が表面に露出するこ
とが無いために均一帯電を行うことができる。
【0067】〔磁気ブラシ帯電装置及びそのバイアス方
法〕本願発明の接触帯電方法を採用するに好ましい画像
形成装置の概略構成等を説明する。
法〕本願発明の接触帯電方法を採用するに好ましい画像
形成装置の概略構成等を説明する。
【0068】図9は本発明の接触帯電方法を採用する画
像形成装置の構成の概要を示す断面図である。
像形成装置の構成の概要を示す断面図である。
【0069】図において、像形成体110は矢示方向に回
転する(−)帯電の塗布型OPCから成るドラム状の感
光体であり(以下、これを感光ドラムと略称する)、感
光ドラム110は、導電基材110bとその表面を覆う感光層
110aとからなり、膜厚15〜30μm、誘電率2.0〜5.0であ
って導電基材110bは接地されている。
転する(−)帯電の塗布型OPCから成るドラム状の感
光体であり(以下、これを感光ドラムと略称する)、感
光ドラム110は、導電基材110bとその表面を覆う感光層
110aとからなり、膜厚15〜30μm、誘電率2.0〜5.0であ
って導電基材110bは接地されている。
【0070】感光ドラム110の周縁部には後述する一様
露光ランプ15、帯電装置20、書込装置からの像光Lの入
射する露光部、現像器30、転写ローラ43、クリーニング
装置50を設け、給紙トレイ40、第2給紙ローラー42、転
写ローラ43等からなる給紙系を備えている。
露光ランプ15、帯電装置20、書込装置からの像光Lの入
射する露光部、現像器30、転写ローラ43、クリーニング
装置50を設け、給紙トレイ40、第2給紙ローラー42、転
写ローラ43等からなる給紙系を備えている。
【0071】図7は本実施例における磁気ブラシ帯電装
置を示す断面図である。図8は本実施例の磁気ブラシ帯
電装置に印加する帯電バイアスを示すグラフである。
置を示す断面図である。図8は本実施例の磁気ブラシ帯
電装置に印加する帯電バイアスを示すグラフである。
【0072】本実施例における磁気ブラシ帯電装置の構
成を説明する。
成を説明する。
【0073】帯電装置20の上流には一様露光ランプ15が
設定され、帯電前の感光体電位を除電する。これによ
り、感光ドラム110の表面電位Vsは略0Vとなり、帯電
時に流れる直流成分の電流が一定となるようにする。
設定され、帯電前の感光体電位を除電する。これによ
り、感光ドラム110の表面電位Vsは略0Vとなり、帯電
時に流れる直流成分の電流が一定となるようにする。
【0074】帯電装置20は、スリーブ22上に磁性粒子21
からなる磁気ブラシ21Aを形成させ、スリーブ22に直流
成分に交流成分を重畳した帯電バイアスを印加すること
により、スリーブ22と感光ドラム110との間隙Dsd(以
下、単に間隙Dsdと略称することもある。)に帯電開始
電圧の2倍以上の振動電界を形成し、当該振動電界下で
磁気ブラシ21Aを移動する感光ドラム110に摺擦させて帯
電する所謂磁気ブラシ帯電装置であり、スリーブ22には
直流定電流源28及び交流定電流源27から保護抵抗29を介
して帯電バイアスが印加され、特に感光ドラム110の感
光層110aや磁性粒子21の抵抗変化に関連する情報に対応
して所望の帯電電位Vsを得るように直流及び交流定電
流源27,28を調整する機能を有するものである。
からなる磁気ブラシ21Aを形成させ、スリーブ22に直流
成分に交流成分を重畳した帯電バイアスを印加すること
により、スリーブ22と感光ドラム110との間隙Dsd(以
下、単に間隙Dsdと略称することもある。)に帯電開始
電圧の2倍以上の振動電界を形成し、当該振動電界下で
磁気ブラシ21Aを移動する感光ドラム110に摺擦させて帯
電する所謂磁気ブラシ帯電装置であり、スリーブ22には
直流定電流源28及び交流定電流源27から保護抵抗29を介
して帯電バイアスが印加され、特に感光ドラム110の感
光層110aや磁性粒子21の抵抗変化に関連する情報に対応
して所望の帯電電位Vsを得るように直流及び交流定電
流源27,28を調整する機能を有するものである。
【0075】ケーシング25は樹脂被覆磁性粒子21の貯蔵
部を有し、マグネットローラ23を内包したスリーブ22を
配置してある。ケーシング25の開口には非磁性の部材か
ら成る規制板26が設けてあって、スリーブ22に付着して
搬出される樹脂被覆磁性粒子21層の厚さを規制するよう
になっている。規制板26とスリーブ22との間隙は樹脂被
覆磁性粒子21の搬送量即ち帯電領域におけるスリーブ22
上の樹脂被覆磁性粒子21の存在量が10〜300mg/cm2、特
に好ましくは30〜150mg/cm2となるよう調整される。感
光ドラム110とスリーブ22との間隙Dsdは所定の層厚に
規制した樹脂被覆磁性粒子21からなる磁気ブラシ21Aで
接続され、所望の帯電電圧となるよう調整される。
部を有し、マグネットローラ23を内包したスリーブ22を
配置してある。ケーシング25の開口には非磁性の部材か
ら成る規制板26が設けてあって、スリーブ22に付着して
搬出される樹脂被覆磁性粒子21層の厚さを規制するよう
になっている。規制板26とスリーブ22との間隙は樹脂被
覆磁性粒子21の搬送量即ち帯電領域におけるスリーブ22
上の樹脂被覆磁性粒子21の存在量が10〜300mg/cm2、特
に好ましくは30〜150mg/cm2となるよう調整される。感
光ドラム110とスリーブ22との間隙Dsdは所定の層厚に
規制した樹脂被覆磁性粒子21からなる磁気ブラシ21Aで
接続され、所望の帯電電圧となるよう調整される。
【0076】樹脂被覆磁性粒子21は上述の導電性を有す
るようコーティングした球形フェライト粒子である。良
好な帯電を行うために、外形は真球で粒径50μm、比抵
抗108Ω・cmに調整されていて、トナーとの摩擦帯電量
はトナー濃度1%の条件で−5μC/g である。
るようコーティングした球形フェライト粒子である。良
好な帯電を行うために、外形は真球で粒径50μm、比抵
抗108Ω・cmに調整されていて、トナーとの摩擦帯電量
はトナー濃度1%の条件で−5μC/g である。
【0077】樹脂被覆磁性粒子21の粒径は、平均粒径が
150μm以下30μm以上であることが好ましい。なお、本
実施例に示した接触型の帯電装置においては、磁化の強
さは20〜100emu/g、更に好ましくは40〜80emu/gの
ものが好ましく用いる。
150μm以下30μm以上であることが好ましい。なお、本
実施例に示した接触型の帯電装置においては、磁化の強
さは20〜100emu/g、更に好ましくは40〜80emu/gの
ものが好ましく用いる。
【0078】スリーブ22は例えばステンレスなどの非磁
性かつ導電性の金属で形成されたスリーブであり、スリ
ーブ22表面は樹脂被覆磁性粒子21の安定な均一搬送のた
めに表面の平均粗さを2〜15μmとすることが好まし
い。平滑であると搬送は十分に行えなく、粗すぎると表
面の凸部から過電流が流れ、どちらにしても帯電ムラが
生じ易い。上記の表面粗さとするにはサンドブラスト処
理が好ましく用いられる。またスリーブ22の表面に高抵
抗部材をもって被覆してもよい。このようなスリーブ22
においては、マグネットローラ23との相対的な回転によ
って、スリーブ22の表面に形成される粒子層が波状に起
伏して移動するようになるから、新しい樹脂被覆磁性粒
子21が次々と供給され、スリーブ22表面の粒子層に多少
の層厚の不均一があっても、その影響は上記波状の起伏
によって実際上問題とならないように十分カバーされ
る。樹脂被覆磁性粒子21の搬送量は30〜150mg/cm2であ
ることが好ましい。スリーブ22の回転による樹脂被覆磁
性粒子21の搬送速度は、感光ドラム110の移動速度より
遅くてもよいが、殆ど同じかそれよりも早いことが好ま
しい。また、スリーブ22の回転による搬送方向は、帯電
部において同方向が好ましい。同方向の方が反対方向の
場合よりも帯電の均一性に優れている。しかし、それら
に限定されるものではない。
性かつ導電性の金属で形成されたスリーブであり、スリ
ーブ22表面は樹脂被覆磁性粒子21の安定な均一搬送のた
めに表面の平均粗さを2〜15μmとすることが好まし
い。平滑であると搬送は十分に行えなく、粗すぎると表
面の凸部から過電流が流れ、どちらにしても帯電ムラが
生じ易い。上記の表面粗さとするにはサンドブラスト処
理が好ましく用いられる。またスリーブ22の表面に高抵
抗部材をもって被覆してもよい。このようなスリーブ22
においては、マグネットローラ23との相対的な回転によ
って、スリーブ22の表面に形成される粒子層が波状に起
伏して移動するようになるから、新しい樹脂被覆磁性粒
子21が次々と供給され、スリーブ22表面の粒子層に多少
の層厚の不均一があっても、その影響は上記波状の起伏
によって実際上問題とならないように十分カバーされ
る。樹脂被覆磁性粒子21の搬送量は30〜150mg/cm2であ
ることが好ましい。スリーブ22の回転による樹脂被覆磁
性粒子21の搬送速度は、感光ドラム110の移動速度より
遅くてもよいが、殆ど同じかそれよりも早いことが好ま
しい。また、スリーブ22の回転による搬送方向は、帯電
部において同方向が好ましい。同方向の方が反対方向の
場合よりも帯電の均一性に優れている。しかし、それら
に限定されるものではない。
【0079】スリーブ22の直径は5〜20mmφが好まし
い。上記径とすることにより帯電に必要な接触領域を確
保する。接触領域が必要以上に大きいと帯電電流が過大
となるし、小さいと帯電ムラが生じ易い。また上記のよ
うに小径とした場合、遠心力により樹脂被覆磁性粒子21
が飛散あるいは感光ドラム110に付着し易いために、ス
リーブ22の線速を感光ドラム110より周方向でかつ遅く
することが好ましい。
い。上記径とすることにより帯電に必要な接触領域を確
保する。接触領域が必要以上に大きいと帯電電流が過大
となるし、小さいと帯電ムラが生じ易い。また上記のよ
うに小径とした場合、遠心力により樹脂被覆磁性粒子21
が飛散あるいは感光ドラム110に付着し易いために、ス
リーブ22の線速を感光ドラム110より周方向でかつ遅く
することが好ましい。
【0080】マグネットローラ23はスリーブ22の内部に
固定して配設された柱状の磁石体であり、マグネットロ
ーラ23は周縁にスリーブ22表面で500〜1,000ガウスとな
るようにS極及びN極を配置して着磁されている。これ
らの磁極のうち感光ドラム110に最も近接した帯電領域
の磁極を主磁極ということにする。
固定して配設された柱状の磁石体であり、マグネットロ
ーラ23は周縁にスリーブ22表面で500〜1,000ガウスとな
るようにS極及びN極を配置して着磁されている。これ
らの磁極のうち感光ドラム110に最も近接した帯電領域
の磁極を主磁極ということにする。
【0081】マグネットローラ23の感光ドラム110に最
も近接した主磁極の位置は、スリーブ22と感光ドラム11
0との最近接した位置、即ち感光ドラム110の中心とスリ
ーブ22の中心を結ぶ中心線の近傍にあって、スリーブ22
の中心と主磁極とを結ぶ直線の前記中心線となす角度θ
は、−15°≦θ≦15°の範囲、特に好ましくは上流側
(θ>0)にあるのが好ましい。ここでは、スリーブ22
は導電性円筒内に磁石を内包したものを用いて説明する
が、これに限らずマグネットローラのみからなり、当該
マグネットローラを回転する方式のものでもよい。
も近接した主磁極の位置は、スリーブ22と感光ドラム11
0との最近接した位置、即ち感光ドラム110の中心とスリ
ーブ22の中心を結ぶ中心線の近傍にあって、スリーブ22
の中心と主磁極とを結ぶ直線の前記中心線となす角度θ
は、−15°≦θ≦15°の範囲、特に好ましくは上流側
(θ>0)にあるのが好ましい。ここでは、スリーブ22
は導電性円筒内に磁石を内包したものを用いて説明する
が、これに限らずマグネットローラのみからなり、当該
マグネットローラを回転する方式のものでもよい。
【0082】帯電用電源は交流定電流源27及び直流定電
流源28からなり、直流定電流源28は帯電電位VSが一定
になるように予め設定された直流成分を供給し、交流定
電流源27は電荷を感光ドラム110に転移させ又はトナー
等の粉塵を感光ドラム110から除去するための交流成分
を重畳した帯電バイアスを供給する電源であり、間隙D
sdの大きさ、感光ドラム110を帯電する帯電電圧等によ
って異なるが、間隙は0.1〜5mmの間に保持され、−50
〜−150μAの直流成分に、ピーク間電圧VPPとして放電
開始電圧Vth-300〜-1500Vの2倍以上に相当する600〜
3,000V,0.3〜10KHzの電流値としては500μA〜5000μA
の交流成分を重畳した帯電バイアスを保護抵抗29を介し
て供給することにより、好ましい帯電条件を得ることが
できた。交流成分は図8に示した白抜き範囲とするが安
定して帯電が行われる。図8で縦線で陰を有した範囲は
絶縁破壊を生じやすい範囲であり、斜線で付した範囲は
帯電ムラを生じやすい範囲であり、散点状の陰を施した
低周波領域は帯電ムラを生ずる範囲である。交流成分の
波形は、正弦波に限らず、矩形波や三角波等であっても
よい。なお直流成分のみで交流成分を重畳しないときは
感光ドラム110はほとんど帯電しない。
流源28からなり、直流定電流源28は帯電電位VSが一定
になるように予め設定された直流成分を供給し、交流定
電流源27は電荷を感光ドラム110に転移させ又はトナー
等の粉塵を感光ドラム110から除去するための交流成分
を重畳した帯電バイアスを供給する電源であり、間隙D
sdの大きさ、感光ドラム110を帯電する帯電電圧等によ
って異なるが、間隙は0.1〜5mmの間に保持され、−50
〜−150μAの直流成分に、ピーク間電圧VPPとして放電
開始電圧Vth-300〜-1500Vの2倍以上に相当する600〜
3,000V,0.3〜10KHzの電流値としては500μA〜5000μA
の交流成分を重畳した帯電バイアスを保護抵抗29を介し
て供給することにより、好ましい帯電条件を得ることが
できた。交流成分は図8に示した白抜き範囲とするが安
定して帯電が行われる。図8で縦線で陰を有した範囲は
絶縁破壊を生じやすい範囲であり、斜線で付した範囲は
帯電ムラを生じやすい範囲であり、散点状の陰を施した
低周波領域は帯電ムラを生ずる範囲である。交流成分の
波形は、正弦波に限らず、矩形波や三角波等であっても
よい。なお直流成分のみで交流成分を重畳しないときは
感光ドラム110はほとんど帯電しない。
【0083】プロセスCPU70は一般に静電写真プロセ
スを実行するための各プロセス部材を制御するものであ
るが、感光ドラム110毎に対応して操作パネル72より入
力して設定された直流電流IDC及び上記設定値に対応し
て温湿度変動時に再設定するIDC,IACの変換テーブル
をROM71に書き込んである。
スを実行するための各プロセス部材を制御するものであ
るが、感光ドラム110毎に対応して操作パネル72より入
力して設定された直流電流IDC及び上記設定値に対応し
て温湿度変動時に再設定するIDC,IACの変換テーブル
をROM71に書き込んである。
【0084】本実施例のコピープロセスの基本動作は、
操作パネル72よりコピー開始指令がプロセスCPU70に
送出されると、プロセスCPU70の制御により、感光ド
ラム110は矢示方向に回転を始める。感光ドラム110を矢
示方向に回転させながらスリーブ22を矢示同方向に感光
ドラム110の周速度の0.2〜0.9倍の周速度で周方向に回
転させると、スリーブ22に付着・搬送される樹脂被覆磁
性粒子21の層はマグネットローラ23の磁力線によりスリ
ーブ22上の感光ドラム110との対向位置で磁気的に鎖状
に連結して一種のブラシ状になり、いわゆる磁気ブラシ
21Aを形成する。この磁気ブラシ21Aはスリーブ22の回転
方向に搬送して感光ドラム110の感光層110aに接触し摺
擦する。スリーブ22と感光ドラム110との間には感光ド
ラム110の回転に従い、感光ドラム110の回転開始と同時
又はその後に帯電装置20により先ず振動電界が形成さ
れ、次に画像形成領域を含む範囲に対して直流電界が振
動電界に対して重畳して形成され、この画像形成領域が
一様に帯電されて通過する。感光ドラム110上には、書
込装置からの例えば像光Lを照射して画像形成領域に静
電潜像を形成される。
操作パネル72よりコピー開始指令がプロセスCPU70に
送出されると、プロセスCPU70の制御により、感光ド
ラム110は矢示方向に回転を始める。感光ドラム110を矢
示方向に回転させながらスリーブ22を矢示同方向に感光
ドラム110の周速度の0.2〜0.9倍の周速度で周方向に回
転させると、スリーブ22に付着・搬送される樹脂被覆磁
性粒子21の層はマグネットローラ23の磁力線によりスリ
ーブ22上の感光ドラム110との対向位置で磁気的に鎖状
に連結して一種のブラシ状になり、いわゆる磁気ブラシ
21Aを形成する。この磁気ブラシ21Aはスリーブ22の回転
方向に搬送して感光ドラム110の感光層110aに接触し摺
擦する。スリーブ22と感光ドラム110との間には感光ド
ラム110の回転に従い、感光ドラム110の回転開始と同時
又はその後に帯電装置20により先ず振動電界が形成さ
れ、次に画像形成領域を含む範囲に対して直流電界が振
動電界に対して重畳して形成され、この画像形成領域が
一様に帯電されて通過する。感光ドラム110上には、書
込装置からの例えば像光Lを照射して画像形成領域に静
電潜像を形成される。
【0085】現像器30内には二成分現像剤(以下、単に
現像剤と略称する)を装填してあり、現像剤は撹拌スク
リュウ33A,33Bによって撹拌されたのち、マグネット
ローラ32の外側にあって回転する現像スリーブ31外周に
付着して現像剤の磁気ブラシ21Aを形成し、現像スリー
ブ31には所定のバイアス電圧が印加されて、感光ドラム
110に対向した現像領域において反転現像が行われる。
現像剤と略称する)を装填してあり、現像剤は撹拌スク
リュウ33A,33Bによって撹拌されたのち、マグネット
ローラ32の外側にあって回転する現像スリーブ31外周に
付着して現像剤の磁気ブラシ21Aを形成し、現像スリー
ブ31には所定のバイアス電圧が印加されて、感光ドラム
110に対向した現像領域において反転現像が行われる。
【0086】給紙カセット40からは、記録紙Pが一枚ず
つ第1給紙ローラによって繰り出される。この繰り出さ
れた記録紙Pは、感光ドラム110上の前記トナー像と同
期して作動する第2給紙ローラ42によって感光ドラム11
0上に送出される。そして転写ローラ43の作用により、
感光ドラム110上のトナー像が記録紙P上に転写され、
感光ドラム110上から分離される。トナー像を転写され
た記録紙Pは搬送手段を経て図示しない定着装置へ送ら
れ、熱定着ローラ及び圧着ローラによって挟持され、溶
融定着されたのち装置外へ排出される。記録紙Pに転写
されずに残ったトナーを有して回転する感光ドラム110
の表面は、ブレード51等を備えたクリーニング装置50に
より掻き落とされ清掃されて次回の複写に待機する。
つ第1給紙ローラによって繰り出される。この繰り出さ
れた記録紙Pは、感光ドラム110上の前記トナー像と同
期して作動する第2給紙ローラ42によって感光ドラム11
0上に送出される。そして転写ローラ43の作用により、
感光ドラム110上のトナー像が記録紙P上に転写され、
感光ドラム110上から分離される。トナー像を転写され
た記録紙Pは搬送手段を経て図示しない定着装置へ送ら
れ、熱定着ローラ及び圧着ローラによって挟持され、溶
融定着されたのち装置外へ排出される。記録紙Pに転写
されずに残ったトナーを有して回転する感光ドラム110
の表面は、ブレード51等を備えたクリーニング装置50に
より掻き落とされ清掃されて次回の複写に待機する。
【0087】表1に示すように樹脂被覆磁性粒子21の抵
抗を103〜1012Ω・cmで選択して、上述した製造法によ
り得られる樹脂被覆磁性粒子21の抵抗比を芯材211に対
して10-3〜103で調整し、本実施例に示した帯電装置20
に採用して感光ドラム110の表面状態を観察した結果を
示したものである。
抗を103〜1012Ω・cmで選択して、上述した製造法によ
り得られる樹脂被覆磁性粒子21の抵抗比を芯材211に対
して10-3〜103で調整し、本実施例に示した帯電装置20
に採用して感光ドラム110の表面状態を観察した結果を
示したものである。
【0088】
【表1】
【0089】樹脂被覆磁性粒子21の抵抗を104Ω・cm以
下では帯電が不均一になり、ブレークダウンが大きい。
一方、1011Ω・cm以上では高抵抗のために帯電が十分に
行われなかった。これらの領域は好ましくない領域であ
り、好ましくない領域であるので×印をつけてある。
下では帯電が不均一になり、ブレークダウンが大きい。
一方、1011Ω・cm以上では高抵抗のために帯電が十分に
行われなかった。これらの領域は好ましくない領域であ
り、好ましくない領域であるので×印をつけてある。
【0090】又、芯材211の抵抗に対する樹脂被覆粒子
の抵抗比が10-4より小さい場合或いは10-4より大きい場
合は、帯電ムラを発生するために同じく×印を付けてあ
る。
の抵抗比が10-4より小さい場合或いは10-4より大きい場
合は、帯電ムラを発生するために同じく×印を付けてあ
る。
【0091】△は樹脂被覆磁性粒子21は先に記した帯電
バイアス条件下で絶縁破壊しないが、僅かに帯電ムラを
発生したことを示すものである。
バイアス条件下で絶縁破壊しないが、僅かに帯電ムラを
発生したことを示すものである。
【0092】○は帯電バイアスを印加しても絶縁破壊す
ることなく、かつ約10,000コピーにわたって概ね均一帯
電できたことを示している。
ることなく、かつ約10,000コピーにわたって概ね均一帯
電できたことを示している。
【0093】◎は感光ドラムや温湿度に応じて帯電バイ
アスを印加しても帯電ムラを生じることなく、絶縁破壊
することなく、かつ約10,000コピーにわたってこの状態
が継続したことを示している。
アスを印加しても帯電ムラを生じることなく、絶縁破壊
することなく、かつ約10,000コピーにわたってこの状態
が継続したことを示している。
【0094】このように芯材211の抵抗と芯材211に対し
て樹脂被覆を行った樹脂被覆磁性粒子21との抵抗比が少
なく、即ち10-3〜103の間とした樹脂被覆磁性粒子21に
より、安定した帯電を行うことができた。
て樹脂被覆を行った樹脂被覆磁性粒子21との抵抗比が少
なく、即ち10-3〜103の間とした樹脂被覆磁性粒子21に
より、安定した帯電を行うことができた。
【0095】又、特に好ましい範囲は10-1〜101の範囲
である。また、樹脂被覆磁性粒子21の抵抗は105〜1010
Ω・cmが好ましく、特に好ましい範囲は107〜109Ω・cm
である。
である。また、樹脂被覆磁性粒子21の抵抗は105〜1010
Ω・cmが好ましく、特に好ましい範囲は107〜109Ω・cm
である。
【0096】
【発明の効果】第1の本願発明は、磁性粒子芯材の表面
を導電性を有する樹脂で被覆して形成した磁気ブラシ用
樹脂被覆磁性粒子において、前記磁性粒子芯材と前記樹
脂被覆磁性粒子との抵抗比が10-3〜103とすることによ
り、帯電バイアス条件を変化させても絶縁破壊しにくい
磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子を提供することがで
きた。
を導電性を有する樹脂で被覆して形成した磁気ブラシ用
樹脂被覆磁性粒子において、前記磁性粒子芯材と前記樹
脂被覆磁性粒子との抵抗比が10-3〜103とすることによ
り、帯電バイアス条件を変化させても絶縁破壊しにくい
磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子を提供することがで
きた。
【0097】第2の本願発明は、導電性を有する樹脂層
は導電性微粒子及び熱可塑性を有する樹脂粒子と磁性粒
子芯材とを混合撹拌して前記磁性粒子芯材表面に前記樹
脂粒子を被覆することにより、帯電バイアス条件を変化
させても絶縁破壊しにくく、かつ長期間使用しても帯電
性能の低下しない磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子の
製造方法を提供することができた。
は導電性微粒子及び熱可塑性を有する樹脂粒子と磁性粒
子芯材とを混合撹拌して前記磁性粒子芯材表面に前記樹
脂粒子を被覆することにより、帯電バイアス条件を変化
させても絶縁破壊しにくく、かつ長期間使用しても帯電
性能の低下しない磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子の
製造方法を提供することができた。
【0098】第3の本願発明は、搬送担体上に磁性粒子
からなる磁気ブラシを形成させ、当該磁気ブラシに直流
成分を有する交流バイアス電圧を印加して、像形成体の
移動に対して移動・摺擦させることによって、前記像形
成体の帯電を行う磁気ブラシ帯電方法において、前記磁
性粒子は磁性粒子芯材の表面を導電性を有する樹脂で被
覆して形成した樹脂層を有し、前記磁性粒子芯材と前記
樹脂被覆磁性粒子との抵抗比が10-3〜103とすることに
より、接触型の帯電装置に関連する種々の条件が変動し
た場合でも、それらの変動に影響されることなく、像形
成体に応じて所望の帯電電位Vsを得ることができる磁
気ブラシ帯電方法を提供することができた。
からなる磁気ブラシを形成させ、当該磁気ブラシに直流
成分を有する交流バイアス電圧を印加して、像形成体の
移動に対して移動・摺擦させることによって、前記像形
成体の帯電を行う磁気ブラシ帯電方法において、前記磁
性粒子は磁性粒子芯材の表面を導電性を有する樹脂で被
覆して形成した樹脂層を有し、前記磁性粒子芯材と前記
樹脂被覆磁性粒子との抵抗比が10-3〜103とすることに
より、接触型の帯電装置に関連する種々の条件が変動し
た場合でも、それらの変動に影響されることなく、像形
成体に応じて所望の帯電電位Vsを得ることができる磁
気ブラシ帯電方法を提供することができた。
【図1】第1の発明の磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒
子を示す模式図である。
子を示す模式図である。
【図2】高速撹拌装置の構造を模式図的に示す説明図で
ある。
ある。
【図3】水平方向回転体の平面図である。
【図4】水平方向回転体の正面図である。
【図5】水平方向回転体の要部拡大図である。
【図6】高速撹拌装置の平面図である。
【図7】本実施例における磁気ブラシ帯電装置を示す断
面図である。
面図である。
【図8】本実施例の磁気ブラシ帯電装置に印加する帯電
バイアスを示すグラフである。
バイアスを示すグラフである。
【図9】本発明の接触帯電方法を採用する画像形成装置
の構成の概要を示す断面図である。
の構成の概要を示す断面図である。
20 帯電装置 21 樹脂被覆磁性粒子 21A 磁気ブラシ 22 スリーブ 23 マグネットローラ 26 規制板 110 像形成体(感光ドラム) 211 磁性粒子芯材 212 樹脂層 213 導電性微粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細越澤 幸恵 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 小野寺 正泰 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 磁性粒子芯材の表面を導電性を有する樹
脂で被覆して形成した磁気ブラシ用樹脂被覆磁性粒子に
おいて、前記磁性粒子芯材と前記樹脂被覆磁性粒子との
抵抗比が10-3〜103とすることを特徴とする磁気ブラシ
帯電用樹脂被覆磁性粒子。 - 【請求項2】 導電性を有する樹脂層は導電性微粒子及
び熱可塑性を有する樹脂粒子と磁性粒子芯材とを混合撹
拌して前記磁性粒子芯材表面に前記樹脂粒子を被覆する
ことを特徴とする磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子の
製造方法。 - 【請求項3】 搬送担体上に磁性粒子からなる磁気ブラ
シを形成させ、当該磁気ブラシに直流成分を有する交流
バイアス電圧を印加して、像形成体の移動に対して移動
・摺擦させることによって、前記像形成体の帯電を行う
磁気ブラシ帯電方法において、前記磁性粒子は磁性粒子
芯材の表面を導電性を有する樹脂で被覆して形成した樹
脂層を有し、前記磁性粒子芯材と前記樹脂被覆磁性粒子
との抵抗比が10-3〜103とすることを特徴とする磁気ブ
ラシ帯電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22130393A JPH0772667A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子及びその製造方法並びに磁気ブラシ帯電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22130393A JPH0772667A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子及びその製造方法並びに磁気ブラシ帯電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772667A true JPH0772667A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=16764684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22130393A Pending JPH0772667A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 磁気ブラシ帯電用樹脂被覆磁性粒子及びその製造方法並びに磁気ブラシ帯電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772667A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0892319A1 (en) * | 1997-06-13 | 1999-01-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic apparatus, image forming method and cartridge |
| US6026260A (en) * | 1997-10-21 | 2000-02-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic apparatus, image forming method and process cartridge |
| JP2005072553A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-03-17 | Ricoh Co Ltd | 磁石コンパウンド材料、磁石成型体、現像マグネットローラ、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
-
1993
- 1993-09-06 JP JP22130393A patent/JPH0772667A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0892319A1 (en) * | 1997-06-13 | 1999-01-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic apparatus, image forming method and cartridge |
| US6285848B1 (en) | 1997-06-13 | 2001-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic apparatus, image forming method, and process cartridge for developing an image with toner containing an external additive |
| US6026260A (en) * | 1997-10-21 | 2000-02-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic apparatus, image forming method and process cartridge |
| JP2005072553A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-03-17 | Ricoh Co Ltd | 磁石コンパウンド材料、磁石成型体、現像マグネットローラ、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
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