JP2001272827A - 電子写真現像剤用キャリア及び該キャリアを用いた現像剤 - Google Patents
電子写真現像剤用キャリア及び該キャリアを用いた現像剤Info
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Abstract
下を防止することによって、現像剤の長寿命化、高印字
濃度が達成され、またトナー飛散、カブリがない電子写
真現像剤用キャリア及び該キャリアを用いた現像剤を提
供する。 【解決手段】 キャリア芯材表面に導電剤が分散された
樹脂からなる被覆層を有し、該被覆層がキャリア芯材側
の内面層と該内面層を被覆する表面層の2層からなり、
該内面層の導電剤が該内面層の樹脂固形分に対して7〜
20重量%含有され、該表面層の導電剤が該表面層の樹
脂固形分に対して3〜15重量%含有され、かつ該内面
層の導電剤の含有量をA重量%、該表面層の導電剤の含
有量をB重量%とした時に、B/A<1.0を満足する
ことを特徴とする電子写真現像剤用キャリア。
Description
キャリア及び該キャリアを用いた現像剤に関し、詳しく
はキャリア抵抗を最適化し、かつ帯電能力の低下を防止
することによって、現像剤の長寿命化、高印字濃度が達
成され、またトナー飛散、カブリがない電子写真現像剤
用キャリア及び該キャリアを用いた現像剤に関する。
二成分系現像剤の長寿命化や高品位画質を得るために、
キャリア芯材をを各種樹脂により被覆した樹脂被覆キャ
リアが提案されている(例えば、米国特許3,526,
533号、特開昭59−131944号公報等)。
樹脂、フッ素/アクリル樹脂等の樹脂はそれら材料の抵
抗が高く、樹脂被覆キャリアの抵抗が高抵抗になってし
まい、それによりエッジ現像、帯電量上昇等の不具合が
発生し、所望の性能が得られないという問題があった。
ンブラック等の導電性物質(導電剤)を分散、添加した
樹脂被覆キャリアが提案されている(例えば特開昭56
−75659号公報、特開昭54−7343号公報
等)。このように、カーボンブラック等を被覆樹脂中に
分散、添加することによって、キャリアの抵抗を下げ、
現像性の向上、帯電量上昇の抑制が図られる。
多くなると、帯電能力が低下してしまい、これにより、
低帯電トナーが発生し、トナー飛散、カブリ等の画像欠
陥が発生する。
157号公報、特開平7−140723号公報、特開平
7−219281号公報、特開平8−179570号公
報、特開平8−146663号公報等には、樹脂被覆層
を2層又はそれ以上とし、キャリア性能の向上を図る試
みがなされている。
である外層(表面層)に導電剤が存在しておらず、表面
抵抗が高くなり、キャリアの電極効果が低減してしま
う。また、帯電量上昇の抑制効果も低減してしまい、こ
れにより所望の性能が得られない。
は、内部層(内面層)に導電性カーボンブラック、表面
被覆層(表面層)に白色系導電剤を添加した乾式2成分
系現像剤用キャリアが提案されているが、導電剤が内面
層と表面層で異なるため、強度的に問題があり、耐久性
が充分でない。
最適化し、かつ帯電能力の低下を防止することによっ
て、現像剤の長寿命化、高印字濃度が達成され、またト
ナー飛散、カブリがない電子写真現像剤用キャリア及び
該キャリアを用いた現像剤を提供することにある。
果、表面層と内面層との2層の樹脂被覆層を有するキャ
リアにおいて、各樹脂被覆層に含有される導電剤の含有
量を一定範囲とし、かつ内面層の導電剤の含有量を表面
層の導電剤の含有量よりも多くすることによって、上記
目的が達成し得ることを知見した。
ので、キャリア芯材表面に導電剤が分散された樹脂から
なる被覆層を有し、該被覆層がキャリア芯材側の内面層
と該内面層を被覆する表面層の2層からなり、該内面層
の導電剤が該内面層の樹脂固形分に対して7〜20重量
%含有され、該表面層の導電剤が該表面層の樹脂固形分
に対して3〜15重量%含有され、かつ該内面層の導電
剤の含有量をA重量%、該表面層の導電剤の含有量をB
重量%とした時に、B/A<1.0を満足することを特
徴とする電子写真現像剤用キャリアを提供するものであ
る。
を用いた電子写真用現像剤を提供するものである。
する。本発明のキャリアは、キャリア芯材表面に導電剤
が分散された樹脂からなる被覆層を有し、該被覆層がキ
ャリア芯材側の内面層と該内面層を被覆する表面層の2
層からなる。
脂で、具体的にはポリオレフィン樹脂、例えばポリエチ
レン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン及びクロロ
スルホン化ポリエチレン;ポリビニル及びポリビニリデ
ン系樹脂、例えばポリスチレン、アクリル樹脂(例えば
ポリメチルメタクリレート)、ポリアクリルニトリル、
ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾ
ール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン;塩化
ビニル/酢酸ビニル共重合体;スチレン/アクリル酸共
重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシ
リコーン樹脂のようなシリコーン樹脂又はその変性樹脂
(例えばアルキド樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、
ポリウレタン等による変性樹脂);フッ素樹脂、例えば
ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン又
はその変性樹脂;ポリアミド;ポリエステル、例えばポ
リエチレンテレフタレート;ポリウレタン;ポリカーボ
ネート;アミノ樹脂、例えば尿素・ホルムアルデヒド樹
脂;エポキシ樹脂等が挙げられる。
コーン樹脂又はその変性樹脂、フッ素樹脂又はその変性
樹脂が好ましく、特にシリコーン樹脂又はその変性樹脂
が好ましい。
とは異なっていてもよいが、通常は内面層の樹脂と表面
層の樹脂とは同一の樹脂を用いることが望ましい。
よい。このような硬化触媒としては、シリコーン樹脂用
として、オクチル酸や四級アンモニウム塩系触媒、例え
ばテトラメチルアンモニウムアセテート等がある。
ク、ファーネスブラック、アセチレンブラック等のカー
ボンブラックやTiO2 、ZnO2 、SnO2 等の白色
系導電剤が用いられる。特に好ましくはカーボンブラッ
クが用いられる。また、白色系導電剤としてはTiO2
が好ましい。
電剤の含有量は、内面層の樹脂固形分に対して、7〜2
0重量%、好ましくは10〜15量%である。また、表
面層に用いられる導電剤の含有量は、表面層の樹脂固形
分に対して、3〜15重量%、好ましくは5〜10重量
%である。内面層に用いられる導電剤の含有量が7重量
%未満の場合又は表面層に用いられる導電剤の含有量が
3重量%未満の場合には、帯電量が上昇し、画像濃度が
低下する。また、内面層に用いられる導電剤の含有量が
20重量%を超える場合又は表面層に用いられる導電剤
の含有量が15重量%を超える場合には、帯電能力が低
下してしまい、カブリが生じる。
量をA重量%、該表面層の導電剤の含有量をB重量%と
した時に、B/A<1.0を満足することが必要であ
り、B/Aは好ましくは0.2〜0.8である。B/A
≧1.0の場合には、カブリが生じ、長期の耐刷におい
てトナー飛散が発生し画像欠陥が生じる。
は、従来より公知のものが使用できる。例えば、鉄粉、
フェライト粉、マグネタイト粉等が挙げられるが、樹脂
コート後のキャリア特性に影響を及ぼす、芯材の表面、
形状、抵抗等のコントロールの容易な各種のフェライト
粉が好ましい。また、平均粒径は20〜200μmが好
ましい。
は、内面層及び表面層の樹脂の合計でキャリア芯材に対
して0.03〜5.0重量%であり、好ましくは0.0
5〜3.0重量%である。樹脂被覆量が0.03重量%
未満になるとキャリア表面に均一な被覆を形成すること
ができず、3.0重量%を超えると被覆層が厚くなりす
ぎてキャリア粒子同士の造粒が発生し、均一なキャリア
粒子を得ることが困難となる。
溶剤に希釈した樹脂をキャリア表面に被覆するのが一般
的であり、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、混練法等
により塗布された後、溶剤を揮発させる。なお、このよ
うな溶剤を用いた湿式法ではなく、乾式法によってキャ
リア表面に樹脂粉を被覆することも可能である。
き付けすることもできる。焼き付け装置としては、外部
加熱方式又は内部加熱方式のいずれでもよく、例えば、
固定式又は流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナ
ー炉でもよく、もしくはマイクロウエーブによる焼付で
もよい。焼付温度に関しては、150〜300℃が好ま
しい。
成分現像剤として用いられる。ここに用いられるトナー
としては、結着樹脂中に着色剤等を分散させたものであ
り、公知の黒色及びカラートナーが使用できる。トナー
に使用する結着樹脂としては特に限定されるものではな
いが、ポリスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−
クロロスチレン共重合体、スチレン−アクリル酸エステ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、さらに
はロジン変性マレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポ
リウレタン樹脂等が挙げられる。これらは単独または混
合して用いられる。
しては、任意のものを用いることができる。例えば、正
荷電性トナー用としは、ニグロシン系染料、4級アンモ
ニウム塩等があり、負荷電性トナー用としては、含金属
モノアゾ染料等が挙げられる。
料及び/又は顔料が使用可能である。例えば、カーボン
ブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントレッ
ド、クロムイエロー、フタロシアニングリーン等を使用
することができる。この着色剤の含有量は、結着樹脂1
00重量部に対し0.5〜10重量部程度でよい。その
他、トナーの流動性、耐凝集性向上のためシリカ微粉
体、チタニア等の如き外添剤をトナー粒子に応じて加え
ることができる。
はなく、例えば、結着樹脂、荷電制御剤、着色剤をヘン
シェルミキサー等の混合機で十分混合し、次いで、二軸
押出機等で溶融混練し、冷却後、粉砕、分級し、外添剤
を添加後、ミキサー等で混合することにより得ることが
できる。
樹脂被覆層を設け、また帯電量の上昇の抑制、抵抗を下
げることによって現像性の向上を図るため、樹脂被覆層
に導電剤を添加することに加えて、被覆樹脂層に導電剤
の含有量の異なる内面層及び表面層を設け、内面層の導
電剤によりキャリアの抵抗を最適に維持しながら、表面
層の導電剤の含有量を内面層の導電剤の含有量より少な
くすることにより、帯電能力の低下を防止するものであ
る。
力の低下を防止し、現像剤の長寿命化、高印字濃度が達
成され、さらにトナー飛散、カブリの無い高品位な性能
を有する現像剤となるのである。
明する。
のモノメチルシリコーン樹脂に導電性カーボンカーボン
ブラック(商品名:ケッチェンブラックEC−600、
ケッチェンブラック・インターナショナル社製)を上記
モノメチルシリコーン樹脂固形分に対して10重量%を
添加し、さらに硬化触媒としてオクチル酸を4重量%添
加し、内面層用樹脂を得た。
上記と同一の導電性カーボンブラックをモノメチルシリ
コーン樹脂固形分に対して7重量%を添加し、上記と同
様に硬化触媒としてオクチル酸を4重量%添加し、表面
層用樹脂を得た。
材に、上記内面層用樹脂をキャリア芯材に対して1.0
重量%流動床コートにより被覆した後、引き続き上記表
面層用樹脂を0.5重量%被覆した。被覆後、260℃
で3時間の焼き付け処理を行い、冷却後、解砕してキャ
リア1を得た。このキャリアの製造における各種条件を
表1に示す。
ナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製した。
市販のデジタル複写機クリアージュ7350(三田工業
社製)に現像剤を入れ、10万枚の耐刷試験を行った。
初期及び耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動
性)、画像特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表
2に示す。尚、キャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)
及び画像特性(画像濃度、カブリ)の測定は下記に基づ
いて行った。
量測定装置を使用した。 (2)抵抗;東亜電波工業社製SM−5Eスーパーメガ
オームメーターを使用した。 (3)流動性;JIS−Z 2502「金属粉の流動度
試験法」に準じた。 (4)画像濃度;ベタ部分の画像濃度をマクベス濃度計
により測定した。 (5)カブリ;白地画像上のカブリを日本電色工業社製
測色式差計Z−300Aを使用した。
準に基づいて評価した。 ◎;初期及び10万枚において、画像濃度1.35以
上、カブリ0.8以下で高いレベルで目標を達成してい
る。 ○;初期及び10万枚において、画像濃度1.30以
上、カブリ1.0以下の目標を達成。 △;初期及び10万枚において、画像濃度1.30以
上、カブリ1.1以下で許容範囲である。 ×;画像特性が目標水準に達成されず、許容できない。 ××;×よりさらに水準が劣る。
対する導電性カーボンブラックの含有量を、内面層用樹
脂の固形分に対して13重量%、表面層用樹脂の固形分
に対して5重量%とした以外は、実施例1と同様な方法
によって、内面層用樹脂及び表面層用樹脂を得た。
イト芯材に、上記内面層用樹脂、上記表面層用樹脂を、
実施例1と同様の条件で被覆、焼き付け処理を行い、冷
却後、解砕してキャリア2を得た。このキャリア2の製
造における各種条件を表1に示す。
ナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製し、実
施例1と同様に10万枚の耐刷試験を行った。初期及び
耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)、画像
特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表2に示す。
ウム塩系触媒(テトラメチルアンモニウムアセテート)
2重量%を用いた以外は、実施例1と全く同様にして、
内面層用樹脂及び表面層用樹脂を得た。
イト芯材に、上記内面層用樹脂、上記表面層用樹脂を、
実施例1と同様の条件で被覆、焼き付け処理を行い、冷
却後、解砕してキャリア3を得た。このキャリア3の製
造における各種条件を表1に示す。
ナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製し、実
施例1と同様に10万枚の耐刷試験を行った。初期及び
耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)、画像
特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表2に示す。
面層の導電剤の含有量を内面層用樹脂の固形分に対して
20重量%、表面層の導電剤の含有量を表面層用樹脂の
固形分に対し15重量%とした以外は、実施例1と全く
同様にして、内面層用樹脂及び表面層用樹脂を得た。
イト芯材に、上記内面層用樹脂、上記表面層用樹脂を、
実施例1と同様の条件で被覆、焼き付け処理を行い、冷
却後、解砕してキャリア4を得た。このキャリア4の製
造における各種条件を表1に示す。
ナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製し、実
施例1と同様に10万枚の耐刷試験を行った。初期及び
耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)、画像
特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表2に示す。
した以外、実施例1と全く同様にして、内面層用樹脂及
び表面層用樹脂を得た。
イト芯材に、上記内面層用樹脂、上記表面層用樹脂を、
実施例1と同様の条件で被覆後、220℃で2時間焼き
付け処理を行い、冷却後、解砕してキャリア5を得た。
このキャリア5の製造における各種条件を表1に示す。
ナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製し、実
施例1と同様に10万枚の耐刷試験を行った。初期及び
耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)、画像
特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表2に示す。
対する導電性カーボンブラックの含有量を、内面層用樹
脂の固形分に対して7重量%、表面層用樹脂の固形分に
対して3重量%とした以外は、実施例1と同様な方法に
よって、内面層用樹脂及び表面層用樹脂を得た。
イト芯材に、上記内面層用樹脂、上記表面層用樹脂を、
実施例1と同様の条件で被覆、焼き付け処理を行い、冷
却後、解砕してキャリア6を得た。このキャリア6の製
造における各種条件を表1に示す。
ナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製し、実
施例1と同様に10万枚の耐刷試験を行った。初期及び
耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)、画像
特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表2に示す。
対する導電性カーボンブラックの含有量を、内面層用樹
脂の固形分に対して17重量%、表面層用樹脂の固形分
に対して15重量%とした以外は、実施例1と同様な方
法によって、内面層用樹脂及び表面層用樹脂を得た。
イト芯材に、上記内面層用樹脂、上記表面層用樹脂を、
実施例1と同様の条件で被覆、焼き付け処理を行い、冷
却後、解砕してキャリア7を得た。
ナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製し、実
施例1と同様に10万枚の耐刷試験を行なった。初期及
び耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)、画
像特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表2に示
す。
シリコーン樹脂を用い、実施例1と同様の導電性カーボ
ンブラックを上記モノメチルシリコーン樹脂の固形分に
対して17重量%添加し、さらに硬化触媒としてオクチ
ル酸を4重量%添加し、被覆用樹脂を得た。
イト芯材を用い、上記被覆用樹脂をキャリア芯材に対し
て1.5重量%流動床コートにより被覆した後、実施例
1と同様の条件で焼き付け処理を行い、冷却後、解砕し
てキャリア8を得た。このキャリア8製造における各種
条件を表1に示す。
ナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製し、実
施例1と同様に10万枚の耐刷試験を行った。初期及び
耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)、画像
特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表2に示す。
対する導電性カーボンブラックの含有量を内面層用樹脂
の固形分に対して17重量%、表面層用樹脂には導電性
カーボンブラックを入れない樹脂溶液を得た。
イト芯材に、上記被覆用樹脂を、実施例1と同様の条件
で被覆、焼き付け処理を行い、冷却後、解砕してキャリ
ア9を得た。このキャリア9の製造における各種条件を
表1に示す。
ナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製し、実
施例1と同様に10万枚の耐刷試験を行った。初期及び
耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)、画像
特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表2に示す。
導電剤を添加することなしに、そのまま被覆用樹脂とし
た。
イト芯材に、上記被覆用樹脂を、比較例1と同様の条件
で被覆、焼き付け処理を行い、冷却後、解砕してキャリ
ア10を得た。このキャリア10の製造における各種条
件を表1に示す。
トナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製し、
実施例1と同様に10万枚の耐刷試験を行った。初期及
び耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)、画
像特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表2に示
す。
対する導電性カーボンブラックの含有量を、内面層用樹
脂の固形分に対して3重量%、表面層用樹脂の固形分に
対して7重量%とした以外は、実施例1と同様な方法に
よって、内面層用樹脂及び表面層用樹脂を得た。
イト芯材に、上記内面層用樹脂をキャリア芯材に対して
1.0重量%流動床コートにより被覆した後、引き続き
上記表面層用樹脂を0.5重量%被覆した。実施例1と
同様の条件で焼き付け処理を行い、冷却後、解砕してキ
ャリア11を得た。このキャリア11製造における各種
条件を表1に示す。
トナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製し、
実施例1と同様に10万枚の耐刷試験を行った。初期及
び耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)、画
像特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表2に示
す。
した以外、比較例1と全く同様にして、被覆用樹脂を得
た。
イト芯材に、上記被覆用樹脂を、比較例1と同様の条件
で被覆後、220℃で2時間焼き付け処理を行い、冷却
後、解砕してキャリア12を得た。このキャリア12の
製造における各種条件を表1に示す。
トナーを用いてトナー濃度3重量%で現像剤を作製し、
実施例1と同様に10万枚の耐刷試験を行った。初期及
び耐刷後のキャリア物性(帯電量、抵抗、流動性)、画
像特性(画像濃度、カブリ)及び総合評価を表2に示
す。
比較例1〜5に比較して、耐刷試験において、帯電能力
の低下を防止し、且つ帯電量の上昇が抑制され、初期及
び耐刷後において画像濃度及びカブリが良好である。
現像剤用キャリアは、キャリア抵抗及び帯電能力が最適
化され、帯電量の上昇による画像濃度の低下及び帯電能
力の低下が防止される。この結果、長寿命化、高印字濃
度が達成され、またトナー飛散、カブリが生じない現像
剤が得られる。
3)
Claims (4)
- 【請求項1】 キャリア芯材表面に導電剤が分散された
樹脂からなる被覆層を有し、該被覆層がキャリア芯材側
の内面層と該内面層を被覆する表面層の2層からなり、
該内面層の導電剤が該内面層の樹脂固形分に対して7〜
20重量%含有され、該表面層の導電剤が該表面層の樹
脂固形分に対して3〜15重量%含有され、かつ該内面
層の導電剤の含有量をA重量%、該表面層の導電剤の含
有量をB重量%とした時に、B/A<1.0を満足する
ことを特徴とする電子写真現像剤用キャリア。 - 【請求項2】 上記B/Aが0.2〜0.8である請求
項1記載の電子写真現像剤用キャリア。 - 【請求項3】 上記内面層の導電剤が該内面層の樹脂固
形分に対して10〜15重量%含有され、上記表面層の
導電剤が該表面層の樹脂固形分に対して5〜10重量%
含有される請求項1又は2記載の電子写真現像剤用キャ
リア。 - 【請求項4】 請求項1〜3記載のキャリアとトナーと
を用いた電子写真現像剤。
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