JP3048663B2 - 静電荷現像用キャリア - Google Patents
静電荷現像用キャリアInfo
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Description
に関する。さらに詳しくは、表面を熱硬化性樹脂で均一
に被覆した静電荷現像用キャリアに関する。
リアは、キャリア表面へのトナーのフィルミング防止、
キャリア均一表面の形成、表面酸化防止、感湿性低下の
防止、現像剤の寿命の延長、感光体のキャリアによるキ
ズあるいは摩耗からの保護、帯電極性の制御または帯電
量の調節等の目的で、通常、適当な樹脂材料で被覆され
る。そのような樹脂材料の1つとして熱硬化性樹脂が使
用されることが知られている。
等磁性粉末で、低抵抗なものが用いられるため、樹脂被
覆が不均一であるとトナーの帯電不良を起こしトナー飛
散による機内汚れ、トナーカブリ等を生じやすく、ま
た、現像時、電荷注入が起き、キャリア付着が生じる。
さらに、環境安定性の問題、トナーのキャリア表面への
スペント化、それに伴う帯電量の不安定化ならびにトナ
ーカブリ等の発生の問題もある。
るように樹脂被覆したキャリアを提供し、帯電不良、ト
ナーカブリ、トナー飛散等が発生せず、耐スペント性、
耐環境性等に優れたキャリアを提供することを目的とす
る。
被覆キャリアにおいて、下記式[I]で表わした単位面積
当りの二酸化炭素(CO2)分子の吸着個数n(個/nm2):
樹脂を被覆した後の値(n2)が 70≧n2/n1≧20 を示すことを特徴とする静電荷現像用キャリアに関す
る。
の均一性は、上記式[I]で表わされるように単位面積当
りの二酸化炭素(CO2)分子の吸着個数n(個/nm2)と表
わしたとき、キャリア被覆前の値(n1)、とキャリアに樹
脂を被覆した後の値(n2)との比n2/n1で表現するものと
する。
素(N2)ガスの吸着等温線を描き、BET式より算出さ
れる値をいう。N2分子は、キャリア自体の表面、被覆
樹脂表面共に、均一に付着するので、樹脂被覆前後のキ
ャリア粒子の比表面積を正確に算出できる。「CO2単分
子層吸着量(ml/g)」は、二酸化炭素(CO2)ガス吸着等
温線を描きBET式より算出される値をいう。CO2分
子は樹脂被覆前のキャリア自体の表面にはほとんど付着
しないが、被覆樹脂表面には、均一に付着することがで
き、その吸着量を測定することにより、CO2の吸着分
子数を知ることができ、上述のN2により比表面積と併
せ、樹脂被覆の程度を比較することが可能となる。「6
×1023(個/mol)」は、アボガドロ数を表わす。「22
414(ml/mol)」は、標準状態での分子1モル当りの容
量(ml)を表わす。
覆の均一性が本発明の目的を達成するためには、n2/n1
の値が20以上、好ましくは10以上70以下が必要で
ある。この値が20以下であると、キャリア被覆が不均
一とみなされる。このような場合、被覆量が不足し、キ
ャリア粒子の露出がみられる。また、被覆量が多いとn2
/n1の値は大きくなるが、その値が70を越えるとキャ
リアどうしの多次凝集が生じるようになる。
は、熱硬化性樹脂を、適当な溶媒に溶解した樹脂液を使
用し、浸漬法、スプレードライ法等を適用すればよい。
熱硬化性樹脂としてモノマー単独あるいはモノマーの混
合物を使用する場合は、芯粒子表面への付着量を確保す
るために、モノマー混合溶液の段階で、ある程度硬化さ
せて粘性を付与しておくことは好ましい処理である。
のキャリア付着(飛散)防止の点から小さくとも20μm
(平均粒径)の大きさのものを使用し、キャリアスジ等の
発生防止等画質の低下防止の点から大きくとも100μ
mのものを使用する。具体的材料としては、電子写真用
二成分キャリアとして公知のもの、例えばフェライト、
マグネタイト、鉄、ニッケル、コバルト等の金属、これ
らの金属と亜鉛、アンチモン、アルミニウム、鉛、ス
ズ、ビスマス、ベリリウム、マンガン、セレン、タング
ステン、ジルコニウム、バナジウム等の金属との合金あ
るいは混合物、酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシウム
等の金属酸化物、窒化クロム、窒化バナジウム等の窒化
物、炭化ケイ素、炭化タングステン等の炭化物との混合
物および強磁性フェライト、ならびにこれらの混合物を
適用することができる。
ては加熱すると硬化(不溶化)する樹脂として知られてい
るものを適用できる。例えば、フェノール−ホルムアル
デヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−
ホルムアルデヒド樹脂、アクリルポリオールをイソシア
ネートで硬化させた樹脂、ポリエステルポリオールをイ
ソシアネートで硬化させた樹脂、アクリルポリオールを
メラミンで硬化させた樹脂、あるいはアクリル酸をメラ
ミンで硬化させた樹脂等である。また熱硬化性樹脂の構
成成分であるモノマーを組み合わせて用いてもよい。そ
の他に熱可塑性樹脂でも架橋によって硬化し耐熱性を有
する樹脂であれば、本発明の熱硬化性樹脂に含まれる。
特に、キャリアと組み合わせて使用されるトナーの構成
樹脂がポリエステル系樹脂で構成されている場合は、ト
ナーは負帯電性であり、キャリアをより正帯電性とする
ために、熱硬化性アクリル樹脂を使用することが好まし
い。熱硬化性アクリル樹脂は、少なくとも1種のアクリ
ル系単量体、あるいはアクリル系単量体およびスチレン
系単量体を重合してなる共重合体をメラミン系化合物、
イソシアネート系化合物によって架橋させたものであ
る。アクリル系単量体としては、例えばメタクリル酸メ
チル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、メ
タクリル酸ステアリル等のメタクリル酸アルキルエステ
ル類;アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリ
ル酸ブチル、アクリル酸オクチル等のアクリル酸アルキ
ルエステル類;アクリロニトリル、アクリルアミド;ある
いは、メタクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、メ
タクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、アクリル酸
ジメチルアミノエチルエステル、ジメチルアミノプロピ
ルメタクリルアミド等のアミノ基含有ビニルモノマー等
を使用することができ、またスチレン系単量体として
は、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、
p−エチルスチレン等を使用することができる。
して、2.7〜3.5重量%、好ましくは2.9〜3.
3重量%である。そして樹脂被覆前後のCO2のキャリ
アへの吸着個数の比n2/n1≧20を達成するには、以下
の点に注意して被覆処理を行なうようにすればよい。
に、多数回に分けて行なうようにする。このとき、1回
当りの被覆量を総被覆量の1/3以下にすることが好ま
しい。 被覆処理の回数を重ねるにつれ、被覆樹脂量を減少さ
せていく。特に嵩密度が2.6g/cm3以下のフェライト
は、被覆樹脂量を減らして行くことが好ましい。さらに
好ましくは、最終被覆処理行程の被覆樹脂量を各回の平
均樹脂量の1/2以下にすることである。
行う。焼成処理は、熱硬化性樹脂の硬化開始温度以上〜
その温度プラス30度以下の温度で適当な時間行なう。
熱硬化開始温度は、通常、キャリア被覆に使用される熱
硬化樹脂であれば、120℃程度あれば十分である。焼
成終了後、キャリア粒子は、凝集してバルクとなってい
るので、そのバルクを解砕し、篩にかけ、所望の粒径の
キャリアを得る。本発明においては、以上の工程を「1
次焼成」ということにする。1次焼成処理で得られた熱
硬化性樹脂被覆キャリアに対して、さらに焼成処理を施
すことが好ましい。この1次焼成後の焼成を「2次焼成」
ということにする。
り高い温度で、かつ1次焼成温度プラス50度以下の温
度、好ましくは1次焼成温度プラス10度〜1次焼成温
度プラス40度、より好ましくは1次焼成温度プラス2
0度〜1次焼成温度プラス40度で焼成する。焼成温度
が、1次焼成温度プラス50度より高いと、被覆層を構
成する樹脂自体が分解し、被覆層が脆くなるため、被覆
層の剥離が生じ易くなる。2次焼成時間、焼成温度にも
よるが、1〜5時間程度あれば十分である。
は、その組成の安定性および熱に対する安定性が向上す
る。これは2次焼成処理により、1次焼成処理だけでは
不十分な架橋がさらに促進されるとともに、被覆層中に
残存する未架橋成分、溶剤、触媒等が除かれるためと考
えられる。
の過程を何度も行う場合は、最後の焼成が終わると、解
砕することなく、そのままの状態で、2次焼成温度に上
昇し、連続的に行うことは可能である。望ましくは、焼
成後解砕し、一定粒径のキャリア粒子にしたあと、2次
焼成を行う方が、キャリア粒子の表面積が大きくなり、
熱処理効率が高くなるので、不十分な架橋がさらに促進
されるとともに、被覆層中に残存する未架橋成分、溶
剤、触媒等が除去され易くなり、かつ処理後の解砕が容
易であるので、好ましい。本発明のキャリアはトナーと
組み合わされて2成分現像剤として使用される。以下、
実施例を用いて本発明を説明する。
チルアクリレート、メタクリル酸からなるスチレン−ア
クリル系共重合体(1.5:7:1.0:0.5)80重量
部とブチル化メラミン樹脂20重量部をトルエンで希釈
し、固形比2%のスチレンアクリル樹脂溶液を調合し
た。
平均粒径:50μm、嵩密度:2.53g/cm3;パウダーテ
ック社製)を用い、上記スチレンアクリル樹脂溶液をス
ピラーコーター(岡田精工社製)により塗布し、乾燥し
た。得られたキャリアを熱風循環式オーブン中にて14
0℃で2時間放置して焼成した。冷却後、フェライト粉
バルクを目開き210μmと90μmのスクリーンメッシ
ュを取り付けたフルイ振盪器を用いて解砕し、樹脂被覆
されたフェライト粉とした。このフェライト粉に対し、
上記塗布,焼成,解砕をさらに2回繰り返した(1次焼
成)。このとき、1回目の被覆量は、フェライト粉に対
して1.4重量%、2回目は1.0重量%、3回目は
0.6重量%となるように被覆条件を設定した。
ーブン中にて170℃で3時間焼成した(2次焼成)。冷
却後、フェライトバルクを上記と同様に解砕し、樹脂被
覆キャリアを得た。
被覆樹脂量(Rc)は2.95%、嵩密度は2.43g/cm
3、電気抵抗は約8×1010Ω・cmであった。
6(日本ベル社製)でおこなった。被覆前後のものにつ
いて、CO2,N2ガス等温吸着曲線より、BET法で
単位面積当りのCO2吸着個数n(個/nm2)を求める
と、n1(被覆前のn)=8.5、n2(被覆後のn)=
230であり、n1/n2=27であった。
キ化学工業社製)80重量部とブチル化メラミン樹脂2
0重量部とからなる樹脂溶液を使用し、実施例1と同様
にして、スピラコーターでフェライト粉(F−300、
平均粒径48μm、嵩密度2.49g/cm3;パウダーテッ
ク社製)に塗布し、乾燥後、150℃で2時間焼成し
た。冷却後、フェライト粉バルクを実施例1と同様に解
砕し、アクリル樹脂被覆フェライト粒子を得た。上記塗
布、焼成、解砕をさらに3回繰り返し、1次焼成を終了
した。
粉に対して、1.1重量%、2回目は、1.1重量%、
3回目は0.9重量%、4回目は0.3重量%となるよ
うに被覆量を設定した。
1と同様にして170℃、4時間焼成(2次焼成)し、樹
脂被覆キャリアを得た。
被覆樹脂量(Rc)は3.33%、嵩密度は2.40g/cm
3、電気抵抗は約7×1010Ω・cmであった。実施例1
同様の方法でCO2吸着個数nを求めると、n1(被覆前の
n)=12.3、n2(被覆後のn)=420であり、n2/n1
=34であった。
で、それぞれ1重量%とし、2次焼成を140℃で3時
間おこなった以外、実施例1と同様に被覆キャリアを製
造した。得られたキャリアの平均粒径は53μm、Rcは
2.98%、嵩密度2.45g/cm3、電気抵抗4×10
10Ω・cmであった。CO2の吸着個数は、n1=8.5、n
2=153てあり、n2/n1=18.0であった。
回目および3回目は0.8重量%、4回目は0.9重量
%に設定し、2次焼成を140℃で4時間行なった以外
実施例2と同様に被覆キャリアを形成した。得られたキ
ャリアの平均粒径は、57μm、Rcは3.30%、嵩密
度は2.39g/cm3、電気抵抗は3×1010Ω・cmであ
った。CO2の吸着個数はn1=12.3、n2=166で
あり、n2/n1=13.5であった。
ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン68重量部、イソフタル酸16重量
部、テレフタル酸16重量部、無水マレイン酸0.3重
量部、ジブチル錫オキシド0.06重量部をフラスコに
仕込み、窒素雰囲気下で230℃で24時間反応を続け
て取り出し、不飽和ポリエステルを含有するポリエステ
ル樹脂を得た。得られたポリエステル樹脂の重量平均分
子量は10,600であった。
ン50重量部をフラスコに仕込み溶解した。キシレンが
還流するまで温度を上げ、キシレン還流下にスチレン1
3重量部、メタクリル酸メチル2重量部にアゾビスイソ
ブチロニトリル0.4重量部を溶解したものを窒素雰囲
気下約30分で滴下した。滴下後3時間保温し、キシレ
ンを減圧蒸留した後、樹脂を取り出し、重量平均分子量
が13,100、100℃における溶融粘度が6×104
ポイズ、ガラス転移温度が63℃のバインダー樹脂を得
た。
ターCFT−500を用い、ノズル径1mm、ノズル長さ
1mm、荷重30kg、昇温速度3℃/分の条件で測定した
値である。
機で混練後、冷却した。混合物をフェザーミルで粗粉砕
し、その後、ジェット粉砕機と風力分級機を用い、粒径
5〜25μm(平均粒径10.5μm)の粒子を得た。
T−805)1.0重量%と疎水性シリカ(ワッカー社
製:H2000/4)0.2重量%を添加し、ヘンシェル
ミキサーで混合し、トナーを得た。
実施例1および2、比較例1および2で製造された各キ
ャリア92重量部を混合し、現像剤とした。この現像剤
をEP−570(ミノルタカメラ社製)をオイル塗布定着
に改造したものを用い、5000枚の複写を行ない、下
記項目について評価した。
おいて、上記複写機を用いて画出しを行なった。画像上
のカブリについては、白地画像上のトナーカブリを評価
し、ランク付けを行なった。△ランク以上で実用上使用
可能であるが、○以上が望ましい。
評価しランク付けを行った。△ランク以上で実用上使用
可能であるが、○以上が好ましい。
電量および30℃、85%の環境下で24時間保管後の
帯電量を求めた。
0枚後の機内のトナー飛散の程度についてランク付けを
行った。△ランク以上で実用上使用可能であるが、○以
上が好ましい。以上の結果を表1にまとめた。
により、トナー帯電立ち上がり、帯電安定性に優れ、地
肌カブリ、トナー飛散等が防止されたキャリアを得るこ
とができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 キャリアの単位面積当りの二酸化炭素
(CO2)分子の吸着個数n(個/nm2)を下記式[I]: 【数1】 により表わしたとき、樹脂被覆前の値(n1)と樹脂被覆後
の値(n2)が 70≧n2/n1≧20 を示すことを特徴とする静電荷現像用キャリア。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3076031A JP3048663B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 静電荷現像用キャリア |
US07/799,129 US5204204A (en) | 1990-11-30 | 1991-11-27 | Carrier for developing electrostatic latent image |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3076031A JP3048663B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 静電荷現像用キャリア |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04309964A JPH04309964A (ja) | 1992-11-02 |
JP3048663B2 true JP3048663B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=13593455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3076031A Expired - Fee Related JP3048663B2 (ja) | 1990-11-30 | 1991-04-09 | 静電荷現像用キャリア |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3048663B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5899181B2 (ja) * | 2013-10-16 | 2016-04-06 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 2成分現像剤、及び2成分現像剤の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP3076031A patent/JP3048663B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH04309964A (ja) | 1992-11-02 |
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