JP2683802B2 - 現像剤用キャリヤの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等に
おいて、静電潜像または磁気潜像を現像する２成分現像
剤の構成成分であるキャリヤの製造方法、更に詳しく言
えば磁性体分散型キャリヤの製造方法に関する。 ［従来の技術］ 電子写真法においては、セレンをはじめとする光導電
性物質を感光体として用い、種々の手段により電気的潜
像を形成し、この潜像に磁気ブラシ現像法等を用いてト
ナーを付着させ、顕像化する方式が一般的に採用されて
いる。 この現像工程において、トナーに適当量の正または負
の電気量を付与するためにキャリヤと呼ばれる担体粒子
が使用される。キャリヤとしては種々のタイプのものが
開発され、実用化されている。 ［発明が解決しようとする問題点］ キャリヤに対して要求される特性は種々あるが、特に
重要な特性として適当な帯電性、耐衝撃性、耐摩耗性、
現像性、現像剤寿命等を挙げることができる。 上記諸要求特性を考慮すると、従来使用されてきたキ
ャリヤは依然として改善すべき問題を残しており、充分
に満足できるものは知られていない。例えば、酸化鉄粉
をはじめとする導電性キャリヤはソリッド現像性には優
れているものの細線再現性に劣り、また寿命延長のため
に特殊な帯電制御剤をトナーに含有せしめることを必要
とする等の欠点を有し、一方コート系の絶縁性キャリヤ
は寿命、細線の再現性等には優れているものの、ソリッ
ド再現性に劣るという欠点を有している。これらの欠点
を改良する目的で磁性微粒子を結着樹脂中に分散せしめ
た小粒径キャリヤ、いわゆるマイクロトーニング用キャ
リヤが提案され、実用化されているが、小粒径に起因す
るキャリヤの感光体へ付着、表面に遊離した磁性粒子に
起因する高湿時及び低湿時の帯電変化、キャリヤ表面処
理が因難であるため寿命を抜本的に延長することができ
ない等の不都合を有する。 従って、本発明の主な目的は電子写真法、静電記録法
において静電潜像の現像のために使用される新規な磁気
ブラシ現像用キャリヤの製造方法を提供することにあ
る。 本発明の他の目的は、耐表面汚染性が良好なため、ラ
ンニング時における帯電量の低下を起すことがなく、更
に現像剤寿命、高速現像性に優れた磁気ブラシ現像用キ
ャリヤの製造方法をを提供することにある。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、結着樹脂と磁性粉を必須成分とする現像剤
用キャリヤにおいて、結着樹脂と磁性粉を必須成分とす
るキャリヤ材料溶融物を噴霧冷却して平均粒径が20〜20
0μｍのキャリヤコアを形成する工程、及び、該キャリ
ヤコア表面にフッ素化樹脂またはシリコン系樹脂からな
るコート層を設ける工程を有する製造方法を利用するこ
とにより、前記及びその他の目的を達成したものであ
る。 本発明において用いられるキャリヤコアの結着樹脂と
しては、一般の熱可塑性樹脂群の全てが使用できるが、
具体的には、スチレン、クロルスチレン、ビニルスチレ
ン等のスチレン類：エチレン、プロピレン、ブチレン、
イソブチレン等のモノオレフィン：酢酸ビニル、プロピ
オン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニル
エステル：アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチ
ル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタク
リル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデ
シル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸のエステ
ル：ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビ
ニルブチルエーテル等のビニルエーテル：ビニルメチル
ケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニル
ケトン等のビニルケトン類の単独重合体あるいは共重合
体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂として
は、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重
合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチ
レン−アクロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン
共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエ
チレン、ポリプロピレンを挙げることができる。 更に、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、
シリコン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィン、
ワックス類を挙げることができる。 キャリヤコアにおいて結着樹脂中に分散させて使用す
る磁性微粒子は通常用いられる強磁性体の微粒子を全て
用いることができるが、具体的には四三酸化鉄、γ−三
二酸化鉄、各種フェライト粉、酸化クロム、各種金属微
粉等が挙げられる。 磁性粒子の含有量は結着樹脂全量に対し通常30〜95重
量％程度であり、望ましくは45〜90重量％の配合が良好
な結果を与える。 キャリヤコアには、結着樹脂、磁性微粒子の他に帯電
制御、分散向上、強度補強、流動性向上その他の目的で
樹脂、帯電制御剤、カップリング剤、フィラー、その他
の微粉末等を添加することもできる。 本発明のキャリヤの製造方法は、キャリヤコアを形成
する工程、及びキャリヤコア表面にコート層を設ける工
程を有する。第１の工程であるキャリヤコアの製造は、
必須成分である前記結着樹脂及び磁性微粒子と、他の成
分を加熱溶融混合し、その混合物を固化させない状態で
比較的低温の空気流により空気流により冷却固化するこ
とによって行なわれる。 さらに詳述すれば、製造装置は前処理設備として加熱
溶融混合装置及び混練物粘度調整槽を備え、さらに噴霧
装置まで混練物を搬送するポンプ及び噴霧した混練物を
冷却固化させる冷却塔で構成されている。 加熱溶融混合装置としては、ニーダー、ロールミル、
バンバリー、サンドミル、アトライター、ヘンシェルミ
キサー等の使用が可能であり、噴霧装置としては、ノズ
ル式又は円板式のものが小粒径のキャリヤを得るのに比
較的適しているが、これらに限定されるものではない。 本発明のキャリヤコアの平均粒径は、現像剤寿命と感
光体へのキャリヤの付着及び画質とのバランス上から20
〜200μｍ、より望ましくは30〜200μｍとするのが適当
である。 次にキャリヤコアの表面をコーティングするコート層
について説明する。 本発明でコート層に用いる材料は、フッ素化樹脂また
はシリコン系樹脂である。フッ素化樹脂としては、主鎖
にフッ素を含有する単量体、例えばテトラフロロエチレ
ン、トリフロロエチレン、フッ化ビニリデン、モノフロ
ロエチレン、ヘキサフロロプロピレン等、およびこれら
の単量体とエチレン、プロピレン、ブチレン、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、トリフロロエチレン、その他の共
重合可能な不飽和結合を含有する単量体との組み合わせ
が挙げられる。 また、側鎖にフッ素を含有する化合物も好適で、特に
フッ素化アルキルアクリレート、およびフッ素化アルキ
ルメタアクリレートが代表的化合物として挙げられる。 さらに、フッ素化エポキシ樹脂、フッ素化ポリエステ
ル樹脂、フッ素化シリコン樹脂等を用いることができ
る。 これらのコート材料は単独もしくは２種類以上の組合
わせで用いられる。 さらに必要により、帯電制御、分散向上、強度補強、
流動性向上その他の目的で樹脂、帯電制御剤、カップリ
ング剤、フィラー、その他の微粉末等をコート樹脂中に
添加することもできる。 次に本発明の第２の工程であるコート層形成は、前記
キャリヤコア用結着樹脂及び磁性微粒子を必須成分とす
るキャリヤ材料溶融物を噴霧冷却して得られたキャリヤ
コアの表面に、コート層樹脂もしくはコート層樹脂及び
添加剤を、キャリヤコア用結着樹脂を溶解しない溶媒中
に、溶解あるいは分散した溶液を塗布し、溶媒を除去す
ることによりコートする一般的方法が用いられる。 コート装置としては、流動床、スプレードライヤー、
ニーダーコーターその他の通常のコート装置の使用が可
能である。 キャリヤのコート層の厚さは、0.01μｍ〜５μｍ、よ
り望ましくは0.1〜1.0μｍとするのが適当である。 上述した本発明の製造方法により得られるキャリヤは
トナーと混合して静電潜像現像用の磁性ブラシ現像剤と
して使用される。 トナーとしては結着樹脂中に着色剤を分散させた、通
常の電子写真法で使用されているいかなる帯電性トナー
を使用することもでき、特に制限されない。 ［発明の効果］ 本発明の製造方法により得られる磁気ブラシ現像用キ
ャリヤによれば、磁性微粉末、結着樹脂を溶融、噴霧、
冷却して得られる球形で平滑なキャリヤコアにコート層
を設けたことに基いて、以下のような種々の効果を達成
することが可能となる。 まず、磁性微粒子が表面と遊離することがないため、
環境安定性、特に夏場と冬場の帯電量変化が従来の非コ
ート磁性粉分散型キャリヤに比べて大幅にすぐれてい
る。 またコート層に用いる樹脂あるいはコート層中に含有
させる添加剤の種類及び量を調整することによりキャリ
ヤの帯電性を制御することが可能である。さらにフッ素
化樹脂、シリコン樹脂等の低表面エネルギー材料をコー
トすることにより、トナーのキャリヤ汚染を防止でき、
長寿命化、帯電性の安定化が可能となる。 また、噴霧冷却法で得られるキャリヤコアは、球形で
平滑な表面をもっているため従来の混練粉砕法により得
られる不定型磁性粉分散型キャリヤコアに比較し、薄層
でも容易に均一なコートが可能であり、前記効果をより
効果的に発現でき、かつコート層の強度も向上し、長期
使用時の帯電性の安定化及び長寿命化が可能となる。 ［実施例］ 以下、参考例、実施例及び比較例を対照して本発明を
更に具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれら
実施例により何等限定されるものではない。なお、下記
の例中、部は重量部を表わす。 参考例 磁性微粒子（EPT−1000,戸田工業社製） 80部 ポリエチレン（三井ハイワックス400P,三井石油化学社
製） 20部 を加圧ニーダーで加熱溶融混練した。十分混練した後、
円板式の噴霧装置を用いて冷却固化し、次いで分級し、
平均粒径100μｍの球形磁性粒子分散型キャリヤコアを
得た。 このキャリヤコア100部に対し、スチレン（St）−メ
タクリル酸メチル（MMA）共重合体（St/MMA＝95/5:重量
比）0.5部の10％アセト溶液を流動床コーティング装置
を用いてコートし、コート型球形キャリヤを得た。 比較例１ 参考例のキャリヤコアの場合と同じ配合でコート操作
を取止めたこと以外は全て参考例と同様の方法で、混
練、造粒、分級を行ない、平均粒径100μｍの非コート
型球形磁性粒子分散型キャリヤを得た。 実施例１ 磁性微粒子（EPT1000,戸田工業社製） 80部 ポリエステル（水素化ビスフェノールＡおよびブタンジ
オールとフマル酸との縮合物） 20部 を加圧ニーダーで加熱溶融混練した。その後粘度調整槽
で600cpに粘度調整し、円板式の噴霧装置により噴霧、
冷却、固化し、平均粒径60μｍの球形磁性粒子分散型キ
ャリヤコアを得た。 このキャリヤコア100部に対し、パーフロロヘキシル
エチルメタクリレート−アクリル酸エチル（8:2）共重
合体0.5部の10％フッ素系溶媒（ダイフロンソルベント
Ｓ−3,ダイキン工業社製）溶液をニーダーコーターを用
いてコートし、本発明に係るコート型球形磁性粒子分散
型キャリヤを得た。 比較例２ 実施例１のキャリヤコアの場合と同じ配合でコート操
作を取止めたこと以外は全て実施例１と同様の方法で混
練、造粒、分級し、平均粒径60μｍの非コート型球形磁
性粒子分散型キャリヤを得た。 参考例、実施例１および比較例１、２で得たキャリヤ
を現像剤として評価した。トナーとしてはスチレン−ア
クリル樹脂とカーボンブラックからなる平均粒径11μの
FX−7770複写機用トナー（富士ゼロックス社製）を用
い、濃度が３重量％となる割合でキャリヤと混合して現
像剤とした。 これらの現像剤について、感光体速度350mm/sec及び
現像磁気ロール（スリーブ）速度550mm/secとして、評
価用ベンチマシーンで初期の帯電量、ソリッド画像濃
度、背景部汚れ、細線再現性および感光体へのキャリヤ
の付着性、および10万枚ランニング時の帯電量、ソリッ
ド画像濃度、背景汚れ、細線再現性等を評価し、更に高
湿（30℃、80％R.H.）及び低湿（10℃、30％R.H.）環境
条件でもテストを行なった。その結果は次表に示すとお
りであり、本発明に係るキャリヤの優秀さが明らかとな
った。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 正之 南足柄市竹松1600番地 富士ゼロックス 株式会社竹松事業所内 (72)発明者 松村 保雄 南足柄市竹松1600番地 富士ゼロックス 株式会社竹松事業所内 (72)発明者 青木 孝義 南足柄市竹松1600番地 富士ゼロックス 株式会社竹松事業所内 (56)参考文献 特開 昭61−120158（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−121046（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−174857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−201247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−21750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−123857（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．結着樹脂と磁性粉を必須成分とする現像剤用キャリ
   ヤの製造方法において、結着樹脂と磁性粉を必須成分と
   するキャリヤ材料溶融物を噴霧冷却して平均粒径が20〜
   200μｍのキャリヤコアを形成する工程、及び、該キャ
   リヤコア表面にフッ素化樹脂またはシリコン系樹脂から
   なるコート層を設ける工程を有することを特徴とする現
   像剤用キャリヤの製造方法。