JP3178331B2

JP3178331B2 - 電子写真用キャリアの製造方法、及び該製造方法によって得られるキャリア並びに電子写真用現像剤

Info

Publication number: JP3178331B2
Application number: JP3764896A
Authority: JP
Inventors: 英世田中
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 2001-06-18
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: JPH09230634A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真用キャリ
ア、更に詳しくは電子写真の二成分系乾式現像剤に使用
されるキャリアの製造方法、および該製造方法によって
得られる電子写真用キャリアを用いてなる電子写真用現
像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より鉄粉、ガラス粉等のキャリア粒
子と樹脂及び着色剤を主成分とするトナー粒子との混合
物からなるいわゆる二成分系乾式現像剤はよく知られて
いる。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を両粒子の摩擦により
発生した電気力によって保持してなるものである。この
二成分系乾式現像剤は、感光体上に形成された静電潜像
に近接されると静電潜像が形成する電界によって、トナ
ー粒子が潜像方向に吸引され、トナー粒子とキャリア粒
子間の結合力（摩擦により発生した電気力）に打ち勝っ
て、トナー粒子は、キャリア粒子から離れ静電潜像上に
吸引付着されて静電潜像が可視化される二成分系乾式現
像方式に用いられるものである。この現像方式の場合、
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。従って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且つ充分な帯電量に摩
擦帯電しなければならない。

【０００３】しかしながら、従来の現像剤は、粒子間の
衝突または粒子と現像機械との衝突等の機械的衝突、あ
るいは衝突時の発熱でキャリア表面にトナー膜が形成さ
れる所謂スペント化が生じ、キャリアの帯電特性が使用
時間と共に低下し、現像剤全体を取り換える必要が生じ
る。この様なスペント化を防止するため、キャリアコア
粒子を種々の樹脂で被覆してなるコーティングキャリア
を用いることが多々提案されている。中でも、表面エネ
ルギーの小さいシリコーン樹脂でコア粒子を被覆し、キ
ャリアの絶縁性を高め、繰り返し使用によるトナーの融
着を防ぐことが知られている。このようなシリコーン樹
脂被覆キャリアは、被覆用シリコーン樹脂を適当な有機
溶媒に溶解させた溶液を用いて、一般的な製造方法、例
えば浸漬法、スプレー法、或いは流動床法等によりキャ
リアコア粒子上に塗布乾燥させ被覆層を形成し、係る被
覆層を硬化させて得られるものである。

【０００４】しかしながら、これら従来の方法において
は溶媒乾燥、被覆層形成、被覆層硬化工程を終始、攪拌
或いは混合下で行うためキャリア粒子同士の衝突、キャ
リア粒子と製造装置との衝突等により形成した被覆層に
機械的ストレスが加わり、被覆層の摩耗、剥がれ或いは
均一に被覆できない等の問題が生じてしまう。被覆層の
剥離等が生じない程度に被覆層硬化工程を短時間化する
ことによって、この問題を回避することも検討されては
いるが、この場合は被覆層の硬化が不十分になるという
新たな問題を生ずる。被覆層の硬化が不十分だと膜強度
が不足し、被覆層が使用時に剥離するなどして、その結
果帯電特性の経時的変化を引き起こしやすく、画質が不
安定になりやすい。

【０００５】上記のような問題点に対し、シリコーンオ
イルを含有するコーティング剤をキャリア芯材の表面に
コーティングし、静置状態で熱処理する方法が特開平５
−７２８１４号公報に記載されている。しかし、係る方
法によるコーティングキャリアは、コーティング層の最
表面にのみシリコーンオイルを有するものである。従っ
て、最表面のシリコーンオイル層が使用時に剥離した場
合、画質が経時劣化しやすいという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】そこで本発明は、上
記問題点を解消し、以下の特徴を有する電子写真用キャ
リアを提供しようとするものである。耐摩耗性に優れた被覆層で表面を被覆した電子写真
用キャリア。現像剤の繰り返し使用による現像特性の劣化の無
い、安定な画像品質を与える電子写真用キャリア。帯電特性の経時的変化の少ない電子写真用キャリ
ア。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、第1の発明
は、キャリアコア粒子と、下記式（１）にて表される化
合物、架橋剤、硬化触媒を含有する被覆用組成物とを加
熱混合し、キャリアコア粒子の表面を被覆用組成物で被
覆し、粘着性がなくなり集塊しなくなった時点からは機
械的ストレスを与えずに、加熱・乾燥装置である熱風オ
ーブンを用いて、キャリアコア粒子の表面の被覆用組成
物を硬化せしめ、解砕工程を経ないことを特徴とする電
子写真用キャリアの製造方法であり、第2の発明はこの
ようにして得られた電子写真用キャリアを用いてなる電
子写真用現像剤である。

【０００８】式（１）Ｒ³ _aＳｉ（ＯＲ⁴）_bＯ_[4-(a+b)]/2 （ただし、式中Ｒ³は炭素原子数１〜１０のアルキル基
又はフェニル基、Ｒ⁴は水素原子又は炭素原子数１〜１
０のアルキル基、アルケニル基もしくはアルコキシアル
キル基であり、ａは０．８≦ａ≦１．８、ｂは０＜ｂ＜
３である。）

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電子写真用キャリ
アの製造方法について説明する。本発明で使用するキャ
リアのコア粒子としては、鉄粉、ニッケル、銅、亜鉛、
グネシウム、バリウム等の元素から構成されるフェライ
ト粉、マグネタイト粉等で平均粒径は15〜 500μm 、好
ましくは20〜 300μm が適当である。

【００１０】本発明に用いられる式（１）にて表される
化合物は、被覆用組成物の主剤となるものであって、Ｒ
³は工業的観点からメチル基又はフェニル基であること
が好ましく、Ｒ⁴は水素原子、メチル基、イソプロピル
基又はイソブチル基であることが好ましい。また、ａ
は０．８≦ａ≦１．８、ｂは０＜ｂ＜３であり、好まし
くは０．９≦ａ≦１．３、ｂは０＜ｂ＜１．２である。

【００１１】本発明に用いられる用いられる架橋剤とし
てはアセトキシ基末端封鎖型ポリシロキサンのような脱
酢酸型の他、脱オキシム型、脱アルコール型、脱アミノ
型などの種類がある。その中でも脱オキシム型のメチル
トリ（エチルメチルケトオキシム）シラン等が好まし
い。添加量としては式（１）にて表される化合物の５〜
５０％、好ましくは１０〜３０％である。

【００１２】本発明に用いられる用いられる硬化触媒と
しては、酸、アルカリ、アミン、金属の有機酸塩、チタ
ネート等が有効であるが、一般的には亜鉛、鉛、コバル
ト、錫、鉄等のオクチル酸、ラウリル酸等の有機酸塩
や、トリエタノールアミン、コリンヘキソエート等のア
ミンが使用される。その中でも有機錫化合物のジブチル
スズオクトエート等が好ましい。添加量としては式
（１）にて表される化合物の０．１〜３％が好ましい。

【００１３】本発明の製造方法は、溶媒乾燥、樹脂被覆
層の形成、塗膜硬化の工程を経るが、そのうち、溶媒乾
燥・樹脂被覆層の形成は、例えば次のようにして行う。
浸漬法で行う場合は、浸漬法装置内にキャリアのコア粒
子及び被覆用シリコーン樹脂溶液を入れ、適当な混合を
行いながら加熱して溶媒を乾燥し、所望の厚さの被覆層
を形成せしめる。また、流動床法で行う場合は、流動床
法装置内で上昇する加圧ガス流（通常は空気流）により
キャリア粒子を並行した高さ迄上昇せしめ、キャリア粒
子が再び落下する迄の間に上方或いは側面から被覆用シ
リコーン樹脂溶液をスプレーし、溶媒を乾燥させ所望の
厚さの被覆層を形成せしめる。なお、本発明において
は、必ずしも上記方法に限定されるものではない。本発
明の製造方法における最も重要な点は、硬化の途中まで
は撹拌・混合するが、硬化過程の後半においては撹拌を
せずに硬化を進行させるという点である。すなわち、上
記方法により得られた被覆層を有するキャリア粒子表面
の粘着性が無くなり、粒子間同士が集塊しなくなった
ら、撹拌せずに所定の温度に設定してある乾燥器中に静
置（完全に機械的ストレスの無い状態）し、塗膜を硬化
させる。なお、溶媒乾燥や静置硬化には加熱・乾燥装置
として熱風オーブン用いればよい。

【００１４】本発明の製造方法により得られたキャリア
と共に現像剤を構成するトナーとしては、トナー用樹脂
及び着色剤を主成分とし、これに必要であれば各種帯電
制御剤を添加した粒子が使われる。トナー用樹脂として
は、ポリスチレン、スチレンと他のビニルモノマーとの
共重合体等のスチレン樹脂が主に用いられる。その他の
ビニルモノマーとしてはエチレン、プロピレン、イソブ
チレン等の不飽和モノオレフィン類；酢酸ビニルのよう
なビニルエステル類；ビニルエチルケトン、ビニルヘキ
シルケトン類のビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロール、
Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物；アクリロ
ニトリル；メタアクリロニトリル；アクリルアミド；メ
タアクリルアミド及びそれらの混合物が用いられる。ト
ナー用樹脂としては以上のようなスチレン樹脂の他、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ビニルエステル樹脂、ロ
ジン変性フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂等も使用できる。

【００１５】トナーに用いられる着色剤としては、カー
ボンブラック、ニグロシン染料(C.I.No.504158) 、アニ
リンブルー(C.I.No.50405)、カルコニルブルー(C.I.No.
Azess Blue 3) 、クロムイエロー(C.I.No.14090)、ウル
トラマリンブルー(C.I.No.77103)、メチレンブルークロ
ライド(C.I.No.52015)、フタロシアニンブルー(C.I.No.
74160)、デュポンオイルレッド(C.I.No.26105)、キノリ
ンイエロー(C.I.No.47005)、マラカイトグリーンオキザ
レート(C.I.No.42000)、ランプブラック(C.I.No.7726
6)、ローズベンガル(C.I.No.45435)、等の染料または顔
料およびそれらの混合物が挙げられる。尚以上の染料の
うち、ニグロシン染料は安価な正極性用帯電制御剤であ
る。主としてトナー用樹脂及び着色剤からなるトナーの
粒子径としては平均粒径 5〜20μm が適当である。尚こ
れらのトナーと本発明の製造方法により得られたキャリ
アとの配合割合は、トナー濃度（現像剤中に含まれるト
ナーの重量％）で１〜３０％程度が好ましい。

【００１６】

【実施例】

［実施例１］オルガノポリシロキサン［平均構造式、
(ＣＨ₃)_1.15Ｓｉ(ＯＣＨ₃)_0.05(ＯＨ) _0.1Ｏ_1.35、重量
平均分子量８０００］を濃度４０重量％になるようにト
ルエンで希釈した溶液に、架橋剤（メチルトリ（エチル
メチルケトオキシム）シラン）及び有機錫触媒（ジブチ
ルスズオクトエート）の５０％キシレン溶液を、それぞ
れ１６．０重量％、０．３０重量％添加し、溶剤揮発油
で濃度が２０重量％になるように調整した。次に、平均
粒径 100μm の銅−亜鉛フェライト粒子９９．５重量部
に、前記オルガノポリシロキサンを０．５重量部含有す
る溶液を浸漬法装置内で配合し、熱媒温度１５０℃に設
定して６０分間攪拌混合し、粘着性がなくなった時点
で、混合物を該装置内から取り出し１５０℃に設定して
ある乾燥器中で６０分間静置硬化処理し、シリコーン樹
脂被覆キャリアを製造した。次に得られたシリコーン樹
脂被覆キャリア９７重量部に対して、市販の黒トナー３
重量部をボールミルにて混合し二成分系現像剤を得、市
販のＯＰＣ感光体を有する電子写真複写機で連続実写テ
ストを行った。この結果、１０万枚複写後の画像も問題
無く、画質維持性も良好であった。

【００１７】［比較例１］乾燥器による静置硬化処理を
行わない以外は、実施例１と同様にしてシリコーン樹脂
被覆キャリアを製造し、次いで現像剤を得たところ、シ
リコーン樹脂の硬化が不十分で帯電量が低くかった。連
続実写テストを行ったところ３０００枚程度でカブリが
増加し、画質が低下した。また、複写機内のトナーの飛
散も顕著だった。

【００１８】［比較例２］浸漬法装置内での攪拌時間を
１２０分とし、乾燥機による塗膜硬化処理を行わない以
外は、実施例１と同様にしてキャリアを製造し、次いで
現像剤を得、連続実写テストを行ったところ、５万枚程
度からカブリが増加し、画像濃度も著しく増加し、複写
機内の飛散も増加した。

【００１９】［比較例３］撹拌時間３０分、ペースト状
態の時点で撹拌を止め、１５０℃、１２０分静置したと
ころ「カタマリ状」となってしまい、キャリアとしては
使用できなかった。

【００２０】

【発明の効果】本発明によって、被覆樹脂の摩耗や剥離
に対して、強靱で耐久性に優れ、帯電特性の経時的変化
が少なく且つ初期の画像を長時間の使用においても維持
する電子写真用キャリアを製造することできるようにな
った。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】キャリアコア粒子と、下記式（１）にて
表される化合物、架橋剤、硬化触媒を含有する被覆用組
成物とを加熱混合し、キャリアコア粒子の表面を被覆用
組成物で被覆し、粘着性がなくなり集塊しなくなった時
点からは機械的ストレスを与えずに、加熱・乾燥装置で
ある熱風オーブンを用いて、キャリアコア粒子の表面の
被覆用組成物を硬化せしめ、解砕工程を経ないことを特
徴とする電子写真用キャリアの製造方法。式（１）Ｒ³ _aＳｉ（ＯＲ⁴）_bＯ_[4-(a+b)]/2 （ただし、式中Ｒ³は炭素原子数１〜１０のアルキル基
又はフェニル基、Ｒ⁴は水素原子又は炭素原子１〜１０
のアルキル基、アルケニケル基もしくはアルコキシアル
キル基でありａは０．８≦ａ≦１．８、bは０＜b＜３で
ある。)
【請求項２】請求項１記載の製造方法によって得られ
る電子写真用キャリア。
【請求項３】請求項２記載の電子写真用キャリアを用
いることを特徴とする電子写真用現像剤。
【請求項４】キャリアコア粒子と、下記式（１）にて
表される化合物、架橋剤、硬化触媒を含有する被覆用組
成物とを加熱混合し、キャリアコア粒子の表面を被覆用
組成物で被覆し、粘着性がなくなり集塊しなくなった時
点からは機械的ストレスを与えずに、加熱・乾燥装置で
ある熱風オーブンを用いて、キャリアコア粒子の表面の
被覆用組成物を硬化せしめ、解砕工程を経ないで得られ
る電子写真用キャリア。式（１）Ｒ ³ _a Ｓｉ（ＯＲ ⁴ ） _b Ｏ _[4-(a+b)]/2 （ただし、式中Ｒ ³ は炭素原子数１〜１０のアルキル基
又はフェニル基、Ｒ ⁴ は水素原子又は炭素原子１〜１０
のアルキル基、アルケニケル基もしくはアルコキシアル
キル基でありａは０．８≦ａ≦１．８、bは０＜b＜３で
ある。)