JP3119705B2 - Carrier for electrostatic latent image developer - Google Patents
Carrier for electrostatic latent image developerInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は静電潜像現像剤用キャ
リアに関し、より詳細には、電子写真、静電記録などの
静電潜像を現像するための乾式2成分現像剤に使用され
る改良されたキャリアに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carrier for an electrostatic latent image developer, and more particularly, to a dry two-component developer for developing an electrostatic latent image such as electrophotography and electrostatic recording. Improved carrier.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、トナーを用いて静電潜像を現像す
る方法としては、カスケード現像法(米国特許第261
8552号参照)や磁気ブラシ現像法(米国特許第28
74063号参照)が知られている。このいずれの方法
においても二成分系乾式現像剤が用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of developing an electrostatic latent image using toner, a cascade developing method (US Pat.
No. 8552) or a magnetic brush developing method (US Pat.
No. 74063) is known. In each of these methods, a two-component dry developer is used.
【0003】この二成分系乾式現像剤は、比較的大きな
キャリア粒子表面上に微小なトナー粒子が両粒子の摩擦
により発生した電気力により保持されており、静電潜像
に接近すると静電潜像が形成する電界によるトナー粒子
に対する該潜像方向への吸引力がトナー粒子とキャリア
粒子間の結合力に打ち勝ってトナー粒子は静電潜像上に
吸引付着されて静電潜像が可視化されるものである。そ
して、現像剤は、現像によって消費されたトナーを補充
しながら反復使用される。[0003] In this two-component dry developer, fine toner particles are held on the surface of relatively large carrier particles by an electric force generated by friction between the two particles. The attraction force of the toner particles in the direction of the latent image due to the electric field generated by the image overcomes the bonding force between the toner particles and the carrier particles, and the toner particles are attracted and adhered on the electrostatic latent image to visualize the electrostatic latent image. Things. Then, the developer is repeatedly used while replenishing the toner consumed by the development.
【0004】この場合トナー粒子は必ず光導電体上の所
望の像領域へ優先的に引きつけられるような正確な帯電
性および電荷の大きさを有していなければならない。ま
たキャリアは長期間の使用中、常にトナー粒子を所望と
する極性でかつ充分な帯電量に摩擦帯電しなければなら
ない。しかしながら従来の現像剤は、粒子間の衝突又は
粒子と現像機構との衝突等の機械的衝突または、これら
による発熱によって、トナー粒子の一部はキャリア粒子
の表面に物理的に付着して膜を形成する性質がある。こ
のような事態になると、キャリア粒子表面上にトナーが
しだいに蓄積され、キャリア粒子とトナー粒子との間の
摩擦帯電がトナー同士の摩擦帯電に置換されてしまい、
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が多数付着するといういわゆる地汚
れの現象が生じ、コピー品質が低下することとなる。ま
た、キャリア表面に対するトナー膜の形成がひどくなる
と現像剤全体を交換しなければならなくなり、コスト増
につながる欠点となっている。In this case, the toner particles must have the correct chargeability and charge magnitude so as to be preferentially attracted to the desired image area on the photoconductor. In addition, the carrier must always frictionally charge the toner particles with a desired polarity and a sufficient charge amount during long-term use. However, in the conventional developer, a part of the toner particles physically adheres to the surface of the carrier particles due to mechanical collisions such as collisions between particles or collisions between the particles and the developing mechanism or heat generated by these collisions, thereby forming a film. There is a property to form. In such a situation, the toner is gradually accumulated on the surface of the carrier particles, and the frictional charge between the carrier particles and the toner particles is replaced by the frictional charge between the toners,
The triboelectric charging characteristic of the entire developer is deteriorated, so that a so-called background stain phenomenon that a large amount of toner adheres to the background portion of the copy image occurs, and the copy quality is reduced. Further, if the formation of the toner film on the carrier surface becomes severe, the entire developer must be replaced, which is a disadvantage that leads to an increase in cost.
【0005】このようなスペントを防止するため、従来
よりキャリア表面に種々の樹脂を被覆する方法が提案さ
れているがいまだ満足のいくものは得られていない。例
えば、スチレン・メタクリレート共重合体、スチレン重
合体等の樹脂で被覆されたキャリアは、帯電特性は優れ
ているが、表面の臨界表面張力が比較的高く、繰り返し
複写するうちにやはりスペント化が起こるため、現像剤
としての寿命がそれほど長くない。また、四フッ化エチ
レン重合体を被覆したキャリアは表面張力が低いためト
ナーのスペント化は起きにくいが四フッ化エチレン重合
体が摩擦帯電系列において最も負側に位置していること
からトナーを負極性に帯電しようとする場合には用いる
ことができない。また低表面張力を持つものとしてシリ
コン樹脂含有の被覆層でコートしたキャリアが提案され
ている。例えば、不飽和シリコン樹脂とオルガノシリコ
ン、シラノール等をスチレン・アクリル樹脂と混合して
キャリア表面を被覆したもの(米国特許第356253
3号)、ポリフェニレン樹脂とオルガノシリコンターポ
リマー樹脂とで表面を被覆されたキャリア(米国特許第
3847127号)、シリコン樹脂と正帯電特性を有す
る窒素含有樹脂とを含有するコート層で被覆されたキャ
リア(特開昭55−127567号)および樹脂変性シ
リコン樹脂で表面を被覆されたキャリア(特開昭55−
157751号)等が挙げられる。[0005] In order to prevent such spent, there have been proposed methods of coating the surface of the carrier with various resins, but no satisfactory method has yet been obtained. For example, a carrier coated with a resin such as a styrene-methacrylate copolymer or a styrene polymer has excellent charging characteristics, but has a relatively high critical surface tension of the surface, and also causes spent during repeated copying. Therefore, the life of the developer is not so long. Also, since the carrier coated with the ethylene tetrafluoride polymer has a low surface tension, it is difficult for the toner to be spent, but since the ethylene tetrafluoride polymer is located at the most negative side in the triboelectric series, the toner is negatively charged. It cannot be used when charging is intended to be carried out. Further, a carrier coated with a coating layer containing a silicon resin has been proposed as having a low surface tension. For example, an unsaturated silicon resin, organosilicon, silanol, or the like mixed with a styrene / acrylic resin to coat the carrier surface (US Pat. No. 356253)
No. 3), a carrier whose surface is coated with a polyphenylene resin and an organosilicon terpolymer resin (US Pat. No. 3,847,127), and a carrier coated with a coat layer containing a silicon resin and a nitrogen-containing resin having positively-charging properties. (JP-A-55-127567) and a carrier whose surface is coated with a resin-modified silicone resin (JP-A-55-127567).
No. 157751) and the like.
【0006】以上のように、樹脂被覆キャリアにするこ
とによって耐スペント性は向上するが、キャリアが高抵
抗となるのでエッジ効果が生じやすく広い黒領域、中間
調領域の再現性が悪いという欠点がある。また、トナー
脱離時のカウンターチャージも過大となるので静電現像
による非画像部へのキャリア付着が発生し易くなる。特
にこの現象は高バイアス時に顕著に発生する。As described above, the use of a resin-coated carrier improves the spent resistance, but has the disadvantage that the carrier has a high resistance, so that the edge effect is likely to occur and the reproducibility of a wide black area and a halftone area is poor. is there. Also, the counter charge at the time of toner detachment becomes excessively large, so that carrier adhesion to a non-image portion due to electrostatic development easily occurs. In particular, this phenomenon occurs remarkably at a high bias.
【0007】この欠点を解決するために被覆層中にカー
ボンブラック等の導電性を有する物質を混在させること
が提案されている。例えば、多孔性カーボンブラックと
樹脂とを主成分とする材料で被覆したもの(特開昭56
−75659号)およびカップリング処理したカーボン
ブラックを含有したシリコン樹脂で被覆したもの(特開
昭62−182759号)等が挙げられる。To solve this drawback, it has been proposed to mix a conductive substance such as carbon black in the coating layer. For example, one coated with a material mainly composed of porous carbon black and a resin (Japanese Patent Laid-Open No.
And coated with a silicone resin containing carbon black subjected to coupling treatment (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-182759).
【0008】このように、キャリア表面にカーボンブラ
ックを含有するシリコン樹脂を被覆するとキャリアの抵
抗を容易に調整でき、エッジ効果およびキャリア付着の
改良が可能である。しかし、低抵抗化すると逆に画像部
へのキャリア付着が発生するという問題がある。さらに
キャリアの低抵抗化のためにカーボンブラックを添加し
すぎるとコート膜が弱くなり膜削れが起き、現像剤の反
復使用によりキャリアの抵抗が変動してしまい安定した
画像が得られなくなるという問題も発生する。また、キ
ャリアの抵抗を下げすぎると現像剤の帯電量が経時保存
により著しく低下する。例えば、製造後、長時間経た
(たとえば一ヶ月)現像剤を複写機にて使用すると帯電
量が低下しており、その結果、トナー付着量の増加によ
る細線のつぶれ、地汚れ、トナー飛散が発生する。ま
た、複写機内に入っている現像剤が高温高湿下に置かれ
ると帯電量が急激に低下して安定な画像が得られなくな
る。更に、現像剤の製造時における環境条件により帯電
量が大きくばらついてしまい安定した現像剤が得られな
い等の不具合があった。As described above, when the surface of the carrier is coated with a silicon resin containing carbon black, the resistance of the carrier can be easily adjusted, and the edge effect and the adhesion of the carrier can be improved. However, when the resistance is lowered, there is a problem that the carrier adheres to the image area. Furthermore, if carbon black is added too much to lower the resistance of the carrier, the coat film becomes weak and the film is abraded, and the repeated use of the developer fluctuates the resistance of the carrier, so that a stable image cannot be obtained. Occur. On the other hand, if the resistance of the carrier is too low, the charge amount of the developer is remarkably reduced by storage over time. For example, when a developer that has been manufactured for a long time (for example, one month) has been used in a copying machine, the charge amount has decreased. As a result, the thinning of lines due to an increase in the amount of adhered toner, background contamination, and toner scattering have occurred. I do. Further, when the developer contained in the copying machine is placed under high temperature and high humidity, the charge amount sharply decreases and a stable image cannot be obtained. Furthermore, there is a problem that the amount of charge greatly varies depending on environmental conditions during the production of the developer, and a stable developer cannot be obtained.
【0009】[0009]
(1)本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、その
目的はキャリアの被覆層の電気抵抗を低く抑え、エッジ
効果およびキャリア付着に対する強い防止作用を何ら損
ねることなく現像剤の帯電量の経時安定性および製造安
定性の優れた乾式現像剤用キャリアを提供するものであ
る。(1) The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to suppress the electric resistance of a coating layer of a carrier to be low, and to prevent the edge effect and the strong prevention action against carrier adhesion from being impaired at all. The present invention provides a carrier for a dry developer having excellent stability over time and production stability.
【0010】(2)本発明は、キャリアの被覆層の電気
抵抗が低いにもかかわらず、画像部へのキャリア付着に
対して優れた乾式現像剤用キャリアを提供するものであ
る。 (3)更に、本発明はカーボンブラックの添加量をでき
るだけ少量に抑えることによりコート被膜の削れに対し
て強い長寿命の乾式現像剤用キャリアを提供するもので
ある。(2) The present invention provides a carrier for a dry developer which is excellent in carrier adhesion to an image area despite the low electric resistance of a coating layer of the carrier. (3) Further, the present invention provides a long-life dry developer carrier that is resistant to abrasion of a coating film by minimizing the amount of carbon black added.
【0011】この発明は、特許請求の範囲に記載したと
おり、平均粒径の異なる2種類のカーボンブラックを含
有するシリコン樹脂で芯材表面を被覆した静電潜像現像
剤用キャリアであって、特にファーネスブラックとして
特定範囲の表面積と特定範囲の吸油量を有するものを用
いた静電潜像現像剤用キャリアである。According to the present invention, there is provided a carrier for an electrostatic latent image developer having a core material surface coated with a silicon resin containing two types of carbon blacks having different average particle sizes, as described in the claims, Particularly, it is a carrier for an electrostatic latent image developer using furnace black having a specific range of surface area and a specific range of oil absorption.
【0012】アセチレンブラックは、従来から知られて
いる導電性カーボンブラックでありアセチレンの熱分解
により得られるカーボンブラックであり、カーボンブラ
ック中の不純物が少なく炭素含有量高いカーボンブラッ
クである。炭素含有量は、99%以上であり好ましくは
99.3%以上である。このようなアセチレンブラック
の市販品としては、電気化学工業社のデンカブラック粒
状、デンカブラック粉状、ポストマン社のAnacar
bonがある。Acetylene black is a conventionally known conductive carbon black which is obtained by thermal decomposition of acetylene, and is a carbon black having a small amount of impurities in the carbon black and a high carbon content. The carbon content is at least 99%, preferably at least 99.3%. Commercial products of such acetylene black include Denka Black granules and Denka black powder, manufactured by Denki Kagaku Kogyo, and Anacar manufactured by Postman.
There is a bon.
【0013】ファーネスブラックも、従来から知られて
いる導電性の高いカーボンブラックであり、一般に原油
の残渣を高温下で不完全燃焼し炭化したカーボンブラッ
クであり、窒素吸着法による表面積(カーボンブラック
便覧:カーボンブラック協会、昭和47年5月25日、
2版発行の試験法比表面積測定法P513〜P514)
が50〜500m2/gであり、かつDBP吸油量が5
0〜200ml/100gであり、さらに好ましくは表
面積が100〜400m2/g、DBP吸油量が100
〜200ml/100gである。このようなファーネス
ブラックの市販品としては、キャボット社のMONAR
CH700,800,880,900,1000,RE
GAL330,660,BLACK PEARLS70
0,800,880,1000,三菱化成工業社の#4
0,44,45,デグサ社のCorax P,Prin
tex60,Printex L,PrintexL−
6等がある。Furnace black is also a conventionally known carbon black having high conductivity, and is generally carbon black obtained by incompletely burning a residue of crude oil at high temperature and carbonized, and has a surface area determined by a nitrogen adsorption method (carbon black handbook). : Carbon Black Association, May 25, 1972,
2nd edition test method specific surface area measurement method P513-P514)
Is 50 to 500 m 2 / g, and the DBP oil absorption is 5
0 to 200 ml / 100 g, more preferably 100 to 400 m 2 / g, and a DBP oil absorption of 100
200200 ml / 100 g. Commercial products of such furnace black include Cabot's MONAR.
CH700,800,880,900,1000, RE
GAL330,660, BLACK PEARLS70
0,800,880,1000, # 4 from Mitsubishi Kasei Kogyo
0,44,45, Degussa's Corax P, Prin
tex60, Printex L, PrintexL-
6 and others.
【0014】[0014]
【0015】シリコン樹脂についても、ファーネスブラ
ック,アセチレンブラックそれぞれ単独もしくはブレン
ドして添加することにより、シリコン樹脂の抵抗を低下
させ導電性を付与することができる。しかし、ファーネ
スブラックを単独で添加するとシリコン樹脂の架橋反応
を阻害するため、シリコン被膜の強度を低下させる。し
たがって、ファーネスブラックを帯電性付与材として用
いるシリコンコートキャリアでは、カーボンブラックを
大量に添加できずそのため十分抵抗を下げることが難し
い。The silicon resin may be added alone or as a blend of furnace black and acetylene black to reduce the resistance of the silicon resin and impart conductivity. However, the addition of furnace black alone inhibits the cross-linking reaction of the silicon resin, thus lowering the strength of the silicon coating. Therefore, in a silicon-coated carrier using furnace black as a charge-imparting material, a large amount of carbon black cannot be added, so that it is difficult to sufficiently lower the resistance.
【0016】一方、アセチレンブラックを単独で添加し
た場合は、シリコン樹脂の架橋反応を阻害しない。した
がってファーネスブラックを単独で添加した場合とは逆
にシリコン樹脂だけで表面を被覆したキャリアに比べて
被覆層の磨耗が少なくシリコン樹脂にアセチレンブラッ
クを添加することにより被覆の補強効果が見られる。し
かし、アセチレンブラックを単独でシリコン樹脂に添加
した樹脂溶液で表面被覆したキャリアは、トナーと混合
して作製した現像剤の帯電量がシリコン樹脂の変動(主
に粘度)及び製造条件及び製造環境により大きく変動し
てしまう。On the other hand, when acetylene black is added alone, it does not inhibit the crosslinking reaction of the silicone resin. Therefore, in contrast to the case where furnace black is solely added, wear of the coating layer is less than that of a carrier whose surface is coated only with silicon resin, and the effect of reinforcing the coating can be seen by adding acetylene black to the silicon resin. However, in the case of a carrier whose surface is coated with a resin solution in which acetylene black alone is added to a silicone resin, the charge amount of a developer prepared by mixing with the toner varies depending on the silicone resin (mainly viscosity), manufacturing conditions and manufacturing environment. It fluctuates greatly.
【0017】そこで、アセチレンブラックとファーネス
ブラックの混合物を添加したシリコン樹脂で表面被覆し
たキャリアが提案された(特開昭61−260254
号)。このキャリアは、ファーネスブラックを単独添加
したシリコン樹脂被覆キャリアに比べて被覆層の強度が
あり、現像剤を繰り返し使用した場合の被覆層の磨耗が
少なく耐久性に優れたものとなる。またアセチレンブラ
ック単独添加したシリコン樹脂被覆キャリアに比べても
現像剤の帯電量の製造時の変動が少なく安定している。
しかし、この考案だとカーボンブラックをシリコン樹脂
100重量部(固形分換算)に対して5〜10重量部添
加しなければシリコン被覆層が適正な抵抗とならない。
その理由としてアセチレンブラックもファーネスブラッ
ク(表面積800m2/g以上、DBP吸油量が300
ml/100g以上)も粉砕粒径が非常に細かく分散安
定性に優れているが粒径が細かいために大量のカーボン
ブラックを添加しないと低抵抗化が計れない。また、カ
ーボンブラックを比較的多く含有するキャリアは、現像
剤の帯電量の保存時の経時劣化が激しい。そこで製造時
最適な帯電量を与えても実際に複写機内にて使用される
までに帯電量が低下してしまい細線のつぶれ、地汚れ、
トナー飛散が発生してしまう。さらに使用するカーボン
ブラックの表面積が大きく空気中の水分を吸収しやすい
ため、コーティング時の製造安定性に問題がある。その
ため、シリコン樹脂被膜に添加するカーボンブラックの
量には限界があり、画像品質と現像剤の製造安定性およ
び経時安定性を完全に両立できるキャリアはない。Therefore, a carrier whose surface is coated with a silicone resin to which a mixture of acetylene black and furnace black has been added has been proposed (JP-A-61-260254).
issue). This carrier has a higher strength of the coating layer than a silicon resin-coated carrier to which furnace black alone is added, and has less wear of the coating layer when the developer is repeatedly used, and has excellent durability. Also, compared to a silicon resin-coated carrier to which only acetylene black has been added, the charge amount of the developer has less fluctuation during production and is stable.
However, according to this invention, the silicon coating layer does not have an appropriate resistance unless carbon black is added in an amount of 5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight (in terms of solid content) of the silicon resin.
The reason is that acetylene black is also furnace black (surface area 800 m 2 / g or more, DBP oil absorption 300
(m / 100 g or more), the pulverized particle size is very fine and the dispersion stability is excellent. However, since the particle size is small, the resistance cannot be reduced unless a large amount of carbon black is added. In addition, a carrier containing a relatively large amount of carbon black is significantly deteriorated with time during storage of the charge amount of the developer. Therefore, even if the optimal charge amount is given at the time of manufacturing, the charge amount decreases until it is actually used in a copying machine.
Toner scattering occurs. Furthermore, since the carbon black used has a large surface area and easily absorbs moisture in the air, there is a problem in production stability at the time of coating. Therefore, there is a limit to the amount of carbon black added to the silicone resin film, and there is no carrier that can completely satisfy both image quality, production stability of developer, and stability over time.
【0018】そこで発明者は、添加するカーボンブラッ
クの量を少なくして、いかに抵抗を下げさらに帯電量の
保存時の経時低下を抑えるか検討を加え結果、以下のよ
うな方法を発明した。Therefore, the inventor studied how to reduce the amount of carbon black to be added, how to lower the resistance, and also to suppress the deterioration of the charge amount with time during storage, and as a result, invented the following method.
【0019】まず、シリコン被覆層の抵抗全体を目標ま
で下げるのではなく被覆層と同等もしくは被覆層より粒
径の大きいカーボンブラックを添加して部分的に抵抗を
下げる方法を考えた。しかし、今まで主として使われて
いる多孔性カーボンブラックでは、細かい粒径になりや
すいためファーネスブラック中でも比較的表面積が小さ
くDBP吸油量の小さいものを使用する。好ましくは窒
素吸着法による表面積が50〜500m2/gでありD
BP吸油量が50〜200ml/100gであることが
良い。さらに平均粒径としては、コート膜厚の1.0〜
1.5倍になるように調整すると一層効果が大きい。本
手段を用いることによってカーボンブラックの使用量を
少なく抑えてもキャリアの低抵抗化が計れ、エッジ効果
の改良および画像部へのキャリア付着が防止できる。し
かし、高バイアス側のキャリア付着はほとんど改善され
ない。そこで高バイアスキャリア付着の改良のために、
細かく粉砕したアセチレンブラックをファーネスブラッ
クとともにシリコン樹脂中に分散させた樹脂溶液を芯材
にコートする。このとき添加したアセチレンブラックの
平均粒径は、0.1〜0.5μmに調整されたものを使
用する。一般に粒径の細かいカーボンブラックは比較的
大量に添加しなければ低抵抗化の効果が現れない。しか
し本発明の場合、抵抗は上記方法により目標まで下がっ
ておりアセチレンブラックの添加により下げる必要がな
いため少量の添加で十分効果が上げられる。従来法では
3〜10重量部(シリコン樹脂100重量部に対して)
の添加が必要であるが、本方法では0.5〜5.0重量
部の添加で良い。さらに最適な画像品質を得るために
は、ファーネスブラック(B)と被覆層の膜厚(C)と
の比B/Cとコート層の樹脂分100重量部に対するア
セチレンブラック(A)とファーネスブラック(B)の
合計A+Bとの積(B/C)*(A+B)が0.75〜
5.0の範囲であることが好ましい。First, a method was considered in which the overall resistance of the silicon coating layer was not lowered to the target, but rather the resistance was partially lowered by adding carbon black having a particle size equal to or larger than the coating layer. However, porous carbon blacks that have been mainly used so far tend to have a fine particle size, so that furnace black having a relatively small surface area and a small DBP oil absorption is used. Preferably, the surface area by nitrogen adsorption is 50 to 500 m 2 / g and D
The BP oil absorption is preferably 50 to 200 ml / 100 g. Further, as the average particle diameter, 1.0 to
The effect is even greater when adjusted to be 1.5 times. By using this means, the resistance of the carrier can be reduced even if the amount of carbon black used is kept small, and the edge effect can be improved and the carrier can be prevented from adhering to the image area. However, carrier adhesion on the high bias side is hardly improved. Therefore, to improve high bias carrier adhesion,
A core material is coated with a resin solution in which finely ground acetylene black is dispersed in a silicon resin together with furnace black. The average particle size of the acetylene black added at this time is adjusted to 0.1 to 0.5 μm. Generally, unless a relatively large amount of carbon black having a small particle diameter is added, the effect of lowering the resistance does not appear. However, in the case of the present invention, the resistance has been lowered to the target by the above-mentioned method, and it is not necessary to reduce the resistance by adding acetylene black. 3 to 10 parts by weight (based on 100 parts by weight of silicone resin)
Is required, but in this method, 0.5 to 5.0 parts by weight may be added. In order to further obtain an optimum image quality, the ratio B / C of the furnace black (B) to the film thickness (C) of the coating layer and the acetylene black (A) and the furnace black ( The product (B / C) * (A + B) with the sum A + B of B) is 0.75 to
It is preferably in the range of 5.0.
【0020】以上、平均粒径の異なる2種類のカーボン
ブラックをシリコン被膜中に添加することによって目的
を達成できた。また従来よりカーボンブラックをコート
液中に分散させる方法としては、一般に湿式粉砕法が用
いられていた。しかし湿式粉砕法を用いる場合、粒径分
布が二山分布になりやすく、また液の粘度、温度により
平均粒径がばらつき易いので抵抗の安定化が難しい。ま
た本特許のように2種類のカーボンブラックを用いる場
合においては、湿式法において粒径を任意に変えること
は不可能に近い。また乾式法においては、粗粉分級によ
り粗大粒子の混入を防止することも容易である。As described above, the object was achieved by adding two kinds of carbon blacks having different average particle diameters to the silicon coating. Conventionally, as a method of dispersing carbon black in a coating solution, a wet pulverization method has been generally used. However, when the wet grinding method is used, it is difficult to stabilize the resistance because the particle size distribution tends to have a two-peak distribution, and the average particle size tends to vary depending on the viscosity and temperature of the liquid. When two types of carbon black are used as in this patent, it is almost impossible to arbitrarily change the particle size by a wet method. In the dry method, it is also easy to prevent coarse particles from being mixed in by coarse powder classification.
【0021】なお、カーボンブラックの粒径は一般の沈
降式粒度分布測定器にて測定した。この発明で用いられ
るシリコン樹脂としては、従来知られているいずれのシ
リコン樹脂であってもよく、オルガノシロキサン結合の
みからなるストレートシリコンおよびアルキド、ポリエ
ステル、エポキシ、エレタンなどで変性したシリコン樹
脂が挙げられる。例えば、市販品としてストレートシリ
コン樹脂は、信越化学社のKR271,KR255,K
R152,東レダウコーニングシリコーン社のSR24
00,SR2406等があり、変性シリコン樹脂は、信
越化学社のKR206(アルキッド変性),KR520
8(アクリル変性),ES1001N(エポキシ変
性),KR305(ウレタン変性),東レダウコーニン
グシリコーン社のSR2115(エポキシ変性),SR
2110(アルキッド変性)などがある。The particle size of the carbon black was measured by a general sedimentation type particle size distribution analyzer. The silicone resin used in the present invention may be any conventionally known silicone resin, including straight silicone consisting only of an organosiloxane bond and silicone resin modified with alkyd, polyester, epoxy, eletan, and the like. . For example, as a commercial product, straight silicone resin is KR271, KR255, K
R152, Toray Dow Corning Silicone SR24
And modified silicone resins such as KR206 (Alkyd modified) and KR520 of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
8 (acrylic modification), ES1001N (epoxy modification), KR305 (urethane modification), SR2115 (epoxy modification) of Toray Dow Corning Silicone, SR
2110 (alkyd denaturation).
【0022】この発明で、シリコン樹脂で被覆するキャ
リア粒子としては、平均粒径が10〜1000μm好ま
しくは30〜500μmの砂、コバルト、鉄、銅、ニッ
ケル、亜鉛、アルミニウム、黄銅、ガラス等の非金属や
金属、金属合金等従来使用されている材料が広く用いら
れ、シリコン樹脂被膜層の形成法としては、被覆層組成
物を前記該粒子表面に流動化ベット法、浸漬法等の従来
公知の手段で塗布すればよい。In the present invention, the carrier particles coated with the silicone resin include non-metals such as sand, cobalt, iron, copper, nickel, zinc, aluminum, brass and glass having an average particle size of 10 to 1000 μm, preferably 30 to 500 μm. Conventionally used materials such as metals and metals, metal alloys are widely used, and as a method for forming a silicon resin coating layer, a coating layer composition is fluidized on the surface of the particles, and a conventionally known method such as a dipping method is used. What is necessary is just to apply by means.
【0023】この発明のキャリアとともに使用するトナ
ーは、従来から公知の方法で得られたものが用いられ、
具体的には、樹脂成分、通常可視像の形成に必要なカー
ボンブラック等の着色剤をよく混合し、熱ロールミルで
混練した後、冷却、個化後粉砕、分級して得られる。As the toner used together with the carrier of the present invention, a toner obtained by a conventionally known method is used.
Specifically, it is obtained by well mixing a resin component, a coloring agent such as carbon black necessary for forming a visible image, kneading with a hot roll mill, cooling, individualizing, pulverizing and classifying.
【0024】キャリアならびにトナーの使用量として
は、トナー粒子がキャリア粒子のシリコン樹脂表面に付
着して、その表面積の30〜90%を占める程度に両粒
子を混合するのが好ましい。The amount of the carrier and the toner used is preferably such that the toner particles adhere to the surface of the silicone resin of the carrier particles and occupy 30 to 90% of the surface area of the carrier particles.
【0025】[0025]
【実施例】以下、実施例と比較例によってキャリアを製
造し、その性質を比較することによって、この発明を説
明する。EXAMPLES The present invention will be described below by producing carriers according to Examples and Comparative Examples and comparing their properties.
【0026】下記表1に示す各組成になるように各成分
を混合し、被覆層形成液を調整した。また、カーボンブ
ラックは乾式粉砕法にて任意の粒径に調整した。次にこ
の溶液を平均粒径100μmの球状フェライト5000
重量部の表面上に流動床型コーティング装置を用いて被
覆し、次に同表1に示す温度で2時間加熱後、解砕して
樹脂被覆キャリアを得た。Each component was mixed so as to have each composition shown in Table 1 below to prepare a coating layer forming solution. The carbon black was adjusted to an arbitrary particle size by a dry pulverization method. Next, this solution was made into spherical ferrite 5000 having an average particle size of 100 μm.
The surface of a part by weight was coated with a fluidized bed type coating apparatus, heated at a temperature shown in Table 1 for 2 hours, and then crushed to obtain a resin-coated carrier.
【0027】比較例1〜6については、実施例同様乾式
粉砕法を用いたが、比較例7は、湿式法を用いた。具体
的には、各成分をホモミキサーにて30分分散して液を
調整した。In Comparative Examples 1 to 6, the dry pulverization method was used as in the examples, but in Comparative Example 7, a wet pulverization method was used. Specifically, each component was dispersed by a homomixer for 30 minutes to prepare a liquid.
【0028】表1に記載するシリコン樹脂のうち、 KR206:信越化学社製のアルキッド変性シリコン樹
脂である。Among the silicone resins listed in Table 1, KR206 is an alkyd-modified silicone resin manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
【0029】SR2400:東レダウコーニングシリコ
ーン社製のストレートシリコン樹脂である。SR2400: Straight silicone resin manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.
【0030】表1に記載するカーボンブラックのうち Printex L−6:デグサ社製ファーネスブラッ
クで窒素吸着法による表面積が265m2/g、DBP
吸油量が123ml/100gである。Of the carbon blacks listed in Table 1, Printex L-6: furnace black manufactured by Degussa Co., having a surface area of 265 m 2 / g by nitrogen adsorption, DBP
The oil absorption is 123 ml / 100 g.
【0031】Black Pearls 700:キャ
ボット社製ファーネスブラックで窒素吸着法による表面
積が200m2/g、DBP吸油量が117ml/10
0gでである。Black Pearls 700: Furnace black manufactured by Cabot Co., having a surface area of 200 m 2 / g by a nitrogen adsorption method and a DBP oil absorption of 117 ml / 10
0 g.
【0032】Black Pearls 2000:キ
ャボット社製ファーネスブラックで窒素吸着法による表
面積が1050m2/g、DBP吸油量が330ml/
100gである。Black Pearls 2000: Furnace black manufactured by Cabot Corporation, surface area by nitrogen adsorption method is 1050 m 2 / g, DBP oil absorption is 330 ml /
100 g.
【0033】デンカブラック粒状:電気化学工業社製ア
セチレンブラックで、カーボンブラックの炭素含有量が
99.5%である。Denka black granularity: acetylene black manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. The carbon content of carbon black is 99.5%.
【0034】一方トナーの組成は、 スチレンとn−ブチルメタクリレートとの共重合体 80部 カーボンブラック 10部 モノアゾ染料の2:1型クロム錯塩染料 3部 上記組成を有し、平均粒径11μmのトナーを調製し
た。そして、下記表1に示した各キャリア100部に対
して、このトナー2.5部を混合して現像剤をつくっ
た。On the other hand, the composition of the toner is as follows: 80 parts of a copolymer of styrene and n-butyl methacrylate, 10 parts of carbon black, 3 parts of a 2: 1 type chromium complex dye of a monoazo dye, and 3 parts. Was prepared. Then, 2.5 parts of this toner was mixed with 100 parts of each carrier shown in Table 1 below to prepare a developer.
【0035】[0035]
【表1】 [Table 1]
【0036】これらの現像剤を30℃,90%の環境下
へ放置し帯電量の経時による変化を調べた。また、リコ
ー製FT−4820を用いて製造直後および7日間放置
後の初期画像を出した。その結果を下記表2に示す。These developers were left in an environment of 30 ° C. and 90%, and the change with time in the charge amount was examined. Further, using FT-4820 manufactured by Ricoh, initial images were obtained immediately after production and after leaving for 7 days. The results are shown in Table 2 below.
【0037】[0037]
【表2】 [Table 2]
【0038】この表2から明らかなように、カーボンブ
ラック添加量の多いキャリア(比較例1,3,5,7)
は帯電量が低い傾向にある。さらに経時による帯電量の
低下も著しい。それに対して実施例はカーボンブラック
の添加量が少なく、帯電量が高くて経時による低下も少
ない。As is clear from Table 2, the carriers with a large amount of carbon black added (Comparative Examples 1, 3, 5, 7)
Tend to have a low charge amount. Furthermore, the amount of charge is significantly reduced with time. On the other hand, in Examples, the addition amount of carbon black is small, the charge amount is high, and the decrease with time is small.
【0039】一方画像品質については、比較例1,3,
5,7は帯電量の低下による細線の太りが発生する。そ
れに対して実施例および比較例2,4,6は帯電量の低
下が少なく細線の太りについては問題ない。On the other hand, regarding the image quality, Comparative Examples 1, 3,
In Nos. 5 and 7, thin lines are thickened due to a decrease in the charge amount. On the other hand, in Examples and Comparative Examples 2, 4, and 6, there is little decrease in the charge amount, and there is no problem with thickening of thin lines.
【0040】また、非画像部のキャリア付着についてみ
ると、実施例では全て良好であるのに対して比較例2,
4,6にてキャリア付着が発生している。これは、帯電
量の経時低下を少なくするために添加するカーボンブラ
ックを減らしたためである。同様に画像部のキャリア付
着については、比較例1,3,5,7にて発生してい
る。これは、帯電量が経時により低下したためである。Further, regarding the carrier adhesion in the non-image area, in the example, all were good, while in comparative example 2,
At 4 and 6, carrier adhesion occurs. This is because the amount of carbon black added to reduce the deterioration of the charge amount over time was reduced. Similarly, carrier adhesion to the image area occurs in Comparative Examples 1, 3, 5, and 7. This is because the charge amount has decreased over time.
【0041】以上のように、比較例では帯電量の安定性
と画像品質の両立ができない。これに対して実施例のよ
うに平均粒径の異なる2種類のカーボンブラックを添加
したシリコン樹脂で表面を被覆したキャリアは、帯電量
の安定性と画像品質の両立が可能である。As described above, in the comparative example, both the stability of the charge amount and the image quality cannot be achieved. On the other hand, the carrier whose surface is coated with a silicon resin to which two types of carbon blacks having different average particle diameters are added as in the example can achieve both the stability of the charge amount and the image quality.
【0042】次にこれらの現像剤を用いてそれにトナー
を補給しながら、OPC感光体上の潜像を現像、転写す
る工程を12万回繰り返した。その結果を下記表3に示
す。Next, the step of developing and transferring the latent image on the OPC photoreceptor was repeated 120,000 times while replenishing toner with the developer. The results are shown in Table 3 below.
【0043】[0043]
【表3】 [Table 3]
【0044】表3から明らかなように本発明の実施例
は、ファーネスブラックだけを添加したシリコン樹脂で
表面を被覆した比較例1,2のキャリアに比べて現像剤
の繰り返し使用によるキャリアの被覆層の削れが少なく
繰り返し使用前後での現像剤の帯電量変化が少なく安定
しており画像品質もよい。As is clear from Table 3, the embodiment of the present invention is different from the carriers of Comparative Examples 1 and 2 whose surface is coated with a silicon resin to which only furnace black is added, in that the coating layer of the carrier is obtained by repeatedly using the developer. Of the developer, the amount of charge of the developer before and after repeated use is small, and the image quality is good.
【0045】また、アセチレンブラックだけを添加した
シリコン樹脂で表面を被覆した比較例3,4のキャリア
は、現像剤の繰り返し使用によるキャリアの被覆層の削
れが少なく、この発明の実施例のキャリアと同等の耐久
性を有する。また、比較例5についてはファーネスブラ
ックと一緒にアセチレンブラックも添加しているために
比較例1,2よりは膜の削れる程度がよい。しかし、抵
抗を下げるために多量のカーボンブラックを添加してい
るために実施例と比べると耐久性が劣っている。Further, the carriers of Comparative Examples 3 and 4 whose surfaces were coated with a silicone resin to which only acetylene black had been added had little shaving of the carrier coating layer due to repeated use of the developer. Has the same durability. Further, in Comparative Example 5, since acetylene black was added together with furnace black, the degree of film shaving was better than in Comparative Examples 1 and 2. However, since a large amount of carbon black was added to lower the resistance, the durability was inferior to the examples.
【0046】次にコーティング時の製造安定性(環境変
動)についての結果を表4に示す。Table 4 shows the results of the production stability (environmental fluctuation) during coating.
【0047】[0047]
【表4】 [Table 4]
【0048】(注)帯電量の測定は、キャリアを100
mlのボールミル撹拌機に50g投入し、前記トナーを
1.5g入れ、1分間に300回転する架台に載せて1
0分間撹拌し現像剤を取り出しその帯電量を測定した。(Note) The charge amount was measured by measuring 100
50 g into a ball mill stirrer, and 1.5 g of the toner.
After stirring for 0 minute, the developer was taken out and its charge amount was measured.
【0049】抵抗は、体積固有抵抗(Ωcm)の対数変
換した値で表わした。たとえば、1×1011Ωcmは1
1.0(logΩcm)となる。The resistance was expressed as a logarithmic value of the volume resistivity (Ωcm). For example, 1 × 10 11 Ωcm is 1
1.0 (log Ωcm).
【0050】環境変動率は、30℃,80%の環境下で
シリコン樹脂を被覆したキャリアと15℃,30%の環
境下で被覆したキャリア物性の変動率である。(下式参
照)The environmental fluctuation rate is a fluctuation rate of the physical properties of the carrier coated with the silicon resin under the environment of 30 ° C. and 80% and the physical properties of the carrier coated with the environment of 15 ° C. and 30%. (See the formula below)
【0051】[0051]
【数1】 (Equation 1)
【0052】表4から明らかなように本発明の実施例
は、比較例と比べて帯電量,抵抗コート時の環境による
変動が少なく一年を通して安定した物性のキャリアを得
ることができる。As is clear from Table 4, in the examples of the present invention, there is little variation due to the amount of charge and the environment at the time of resistance coating as compared with the comparative example, and a carrier with stable physical properties can be obtained throughout the year.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上のことから明らかなように、この発
明の平均粒径の異なる2種類のカーボンブラックを被覆
層中に含有する本発明のキャリアは、現像剤にした場
合、帯電量の経時低下が少なく、さらに高品質のコピー
を提供できる。加えてキャリアの耐久性にも優れてい
る。また、年間を通して常に安定した品質のキャリアが
得られる。As is evident from the above, the carrier of the present invention containing two types of carbon black having different average particle diameters in the coating layer of the present invention, when used as a developer, has a charge amount with time. Higher quality copies can be provided with less deterioration. In addition, the carrier has excellent durability. In addition, a carrier of stable quality is always obtained throughout the year.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−260254(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-260254 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 9/10
Claims (2)
脂で表面を被覆した静電潜像現像剤用キャリアにおい
て、平均粒径の異なる2種類のカーボンブラックを被覆
層中に含有するものであって、該カーボンブラックがア
セチレンブラック(A)とファーネスブラック(B)で
あり、ファーネスブラックの窒素吸着法による表面積が
50〜500m 2 /gであり、かつDBP吸油量が50
〜200ml/100gであることを特徴とする静電潜
像現像剤用キャリア。1. A latent image carrier for a developer having a surface coated with a silicone resin containing carbon black, be one which contains two kinds of carbon blacks different in average particle size in the coating layer, the Carbon black
With cetylene black (A) and furnace black (B)
Yes, the surface area of furnace black by nitrogen adsorption
50-500 m 2 / g and DBP oil absorption of 50
A carrier for an electrostatic latent image developer, wherein the carrier weight is from 200 ml / 100 g .
0.1〜0.5μm、(B)の平均粒径が0.5〜2.
0μmであり、カーボンブラック(A)と(B)の平均
粒径の比が 0.1≦(A/B)≦0.5 であることを特徴とする請求項1記載のキャリア。2. The carbon black (A) has an average particle size of 0.1 to 0.5 μm, and the (B) has an average particle size of 0.5 to 2.
Is 0 .mu.m, carrier of claim 1, wherein the ratio of the average particle size of the carbon black (A) and (B) is characterized in that it is a 0.1 ≦ (A / B) ≦ 0.5.
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