JP3611334B2 - Electrostatic latent image developing carrier and electrostatic latent image two-component developer - Google Patents

Electrostatic latent image developing carrier and electrostatic latent image two-component developer Download PDF

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は電子写真法、静電印刷法などに用いられる電子写真用キャリア及び現像剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からキャリア粒子と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、静電潜像に近接すると、静電潜像が形成する電界によるトナー粒子に対する静電方向への吸引力が、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】
一般的に二成分系現像剤用キャリア材料として広く使用されているのがマグネタイト、フェライトなどの金属酸化物であり、鉄粉キャリアなどに比べ見かけ密度が小さく現像剤として軽量化が可能であるため、現像器内において現像剤を撹拌する場合その撹拌抵抗が小さくなるという利点を有している。更に鉄粉キャリアに比べて磁気特性上、残留磁束密度が低く、また抗磁力も小さく結果的にヒステリシスループの面積が小さい特徴を有し、磁化反転及び磁化履歴に対して常に初期特性を保持する特性を有している。またマグネタイト、フェライトなどは酸化物であるため化学的に安定であり、複写機内で発生するオゾン、NO等による化学変化が起きにくい。
【0004】
しかしながらこのようなフェライト、マグネタイト等の酸化物キャリアも、高速現像や多数枚複写による現像剤粒子間の衝突、または現像剤粒子と現像機械との衝突等の機械的衝突、またはこれらの作用による発熱でキャリア表面上にトナー膜が形成される、いわゆるスペント化が生じ、キャリアの帯電特性が使用時間とともに低下しトナー飛散、地かぶり等が発生するという欠点があった。
【0005】
このようなスペント化を防止するために、従来から核体粒子表面に種々の樹脂を被覆する方法が提案されているが、未だに満足のゆ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あまり長くなかった。また、四フッ化エチレン重合体を被覆したキャリアは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上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。
【0006】
これに対して、キャリア表面をシリコーンのような低表面エネルギーを有する材料で被覆する方法が考え出されているが、このような樹脂被覆を施したキャリアについても以下に述べる二つの欠点が見られた。第1の欠点は、キャリアの電気抵抗が高いために現像剤として用いた場合、エッジ現像や電荷の蓄積現象によって画像品質が劣るというものであった。また、第2の欠点は高速現像や多数枚複写による現像剤粒子間の摩擦、または現像剤粒子と現像機械との摩擦等の機械的摩擦により、使用時間とともにキャリアの被覆膜が摩耗し、帯電特性が低下するというものであった。
【0007】
この被覆キャリアの第1の欠点に関しては、被覆層に導電性物質を分散させることにより改良することができる。即ちキャリアにある程度の導電性が与えられるとキャリアが現像電極として作用し、現像電極と現像される感光体の表面が非常に密接した状態で現像が行われるために、線部はいうまでもなく大面積の黒部であっても原稿どおり忠実に再現される。
【0008】
従来このような導電性材料としてはカーボン、酸化スズ等が用いられているが、このような導電性材料をキャリアの被覆層に分散させた場合次のような欠点が生じた。
【0009】
一般にトナーとキャリアは両者が接触することにより帯電する。この場合、キャリアの電気抵抗が小さくなるとトナーに発生した電荷はキャリアを通してしまい帯電量を維持できない。また、経時の使用により導電性材料が被覆層から離脱してしまい帯電量が変化してしまうという問題があった。この問題を解決するために特開昭62−182759では、カーボンをアミノシラン、アミノ変性シリコーンオイル等で処理することによって改良しているが、処理工程が増えるためにコストが高くなることが問題であった。
【0010】
また、トナーの結着樹脂としては従来からスチレン系樹脂が用いられてきたが、このトナーは経時使用や環境中での帯電量の安定性には優れているが、塩ビマットへの融着、低温定着に対応できない等多くの問題があった。これらの問題を解決する手段として、近年ポリエステル樹脂が用いられている。ポリエステル樹脂はそれ自体負の摩擦帯電性を有するため、負帯電性のトナーを得ようとする場合にはコストが高い極性制御剤の量を少なくできるという利点がある。また、オフセット現象を生ぜずに低温で良好な定着ができる。さらにポリエステル樹脂のSP値は塩ビマット中の可塑剤のSP値とは異なるため融着が防止できる。しかしながら負極性荷電制御剤として従来から用いられているものは、モノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のCo、Cr、Fe等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、ニトロ基、ハロゲンを導入したスチレンオリゴマー、塩素化パラフィン、メラミン樹脂等があるが、これらの染料は構造が複雑で性質で一定せず、安定性に乏しい。また、熱混練時に分解、機械的衝撃、摩擦、温湿度条件の変化などにより分解または変質し易く、荷電制御性が低下する現象を起こし易い。または環境により、帯電性が変化するものが多い。更に、従来の該荷電制御剤を含有するトナーを長時間使用した際には帯電不良に起因して感光体へフィルミングを起こしたりする。
【0011】
従ってポリエステル樹脂をバインダー樹脂としたトナーとシリコーン樹脂を被覆したキャリアとの組合せでは、帯電量が低く、環境安定性が不良で、経時使用により帯電量が低下し、カブリ・トナー飛散等が生じて使用し難いという問題があった。これはポリエステル樹脂は化学構造上−COOH、−OH基等の官能基が残っており、安定な帯電性を維持することを阻害しているためと考えられる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、地汚れやトナー飛散がなく、エッジ現象や電荷の蓄積現象によって画像品質の劣化がなく、連続使用時においても被覆層の割れ、剥がれ、摩耗、導電性微粉末の離脱がないため摩擦帯電が安定で、初期画像と同等の忠実度の高い画像の得られる静電潜像現像用キャリアを提供することである。また他の目的はトナーとキャリア間の摩擦帯電が安定で、かつ摩擦帯電量分布がシャープで均一である現像剤を提供することである。また他の目的は、使用する現像システムに適した帯電量にコントロールできる現像剤を提供することである。さらに、他の目的は温・湿度の変化に影響されない安定した画像を再現し得る現像剤の提供にある。またさらに他の目的は地汚れやトナー飛散がなく、エッジ現象や電荷の蓄積現象によって画像品質の劣化がなく、連続使用時においてもキャリア被覆層の剥がれ、導電性微粉末の離脱がないため摩擦帯電が安定で、初期画像と同等の忠実度の高い画像の得られる二成分現像剤を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、シリコーン樹脂被覆層を有する電子写真用キャリアにおいて、シリコーン樹脂被覆層中のSi−C結合とSi−O結合の比Si−C/Si−Oの値を0.15〜0.35の範囲にすることにより上記欠点が解消されることを見出した。Si−C結合とSi−O結合の比Si−C/Si−Oの値が0.15より小さい場合には被覆層が柔らかく長時間の使用で膜が削れキャリア芯材の露出等により摩擦帯電性が低下し易い。また、0.35よりも大きい場合にはシリコーン被覆層が硬くて脆くなり割れが生じ易くて耐久性が劣る。従って0.15〜0.35の範囲内を保持することが必要である。また、Si−C/Si−Oの値により帯電レベルが変化するので、所望の帯電量を得るための手段として、その値を変化させて用いることも可能である。尚、この結合比の値はXPSを用いて測定することができる。
【0014】
また、特に前記キャリアのシリコーン樹脂層に硬化触媒としての有機スズ化合物の添加量を変化させることにより、容易にトナーを所望の帯電量にすることができる。
【0015】
また、本発明は核体粒子表面を導電性微粉末とシランカップリング剤を含有したシリコーン樹脂で被覆することにより、従来のシリコーン樹脂被覆キャリアの有している利点を同様に維持し、キャリアに導電性を付与することによりキャリアへの電荷の蓄積現象と被覆層の剥がれ、導電性微粉末の脱離を効果的に抑止するものである。
【0016】
また、特に前記キャリアのシリコーン樹脂被覆層に導電性微粉末とシランカップリング剤を含有し、該導電性微粉末がカーボンブラックであることにより、微量の添加で耐久性があり、エッジ現象や電荷の蓄積現象による画像品質の劣化がなく、経時使用においても安定した摩擦帯電付与性を発揮する電子写真用二成分系現像用キャリアが得られた。
【0017】
また特に所望の負極性を有する現像剤を得る場合には、前記該シランカップリング剤がアミノ基を有するアミノシランカップリング剤であることにより、耐久性があり、経時使用においても安定した負極性の摩擦帯電付与性を発揮する電子写真用二成分系現像用キャリアが得られた。
【0018】
また、特に所望の正極性を有する現像剤を得る場合には、前記該シランカップリング剤がエポキシ基を有するエポキシシランカップリング剤であることにより、耐久性があり、経時使用においても安定した正極性の摩擦帯電付与性を発揮する電子写真用二成分系現像用キャリアが得られた。
【0019】
また、キャリアとトナーからなる電子写真用現像剤において、該トナーがバインダー樹脂としてポリエステル樹脂と極性制御剤として下記一般式で示される含フッ素4級アンモニウム塩化合物を少なくとも含有し、該キャリアが導電性微粉末を含有したシリコーン樹脂被覆層を有し、シリコーン樹脂層中のSi−C結合とSi−O結合比Si−C/Si−Oの値が0.15〜0.35の範囲にある電子写真用現像剤によって上記問題が一層よく解決された。
【0020】
一般式(1)
【0021】
【化2】

Figure 0003611334
【0022】
〜R:水素原子または炭素数1〜10の低級アルキル基、アリール基
n :正の整数
m :正の整数
X :−CO,−SO
またさらに、トナーのバインダー樹脂をポリエステル樹脂とすることによる、耐塩ビマット融着性やカラートナーの色材の本来の色を損なうことのない、帯電の環境安定性の良好な電子写真用現像剤を得ることができる。
【0023】
本発明においてシリコーン樹脂で被覆するキャリア核体粒子としては、従来より公知のものでよく、例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属;マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物;ガラスビーズ等が挙げられる。これら核体粒子の平均粒径は通常10〜1000μm、好ましくは30〜500μmである。なお、シリコーン樹脂の使用量としては、通常キャリア核体粒子に対して1〜10重量%である。
【0024】
本発明で用いられるシリコーン樹脂としては従来より知られるいずれのシリコーン樹脂であってもよく、例えば市販品として入手できる信越シリコーン社製のKR261、KR271、KR272、KR275、KR280、KR282、KR285、KR251、KR155、KR220、KR201、KR204、KR205、KR206、SA−4、ES1001、ES1001N、ES1002T、KR3093や東レシリコーン社製のSR2100、SR2101、SR2107、SR2110、SR2108、SR2109、SR2115、SR2400、SR2410、SR2411、SH805、SH806A、SH840等が用いられる。シリコーン樹脂層の形成法としては、従来と同様、キャリア核体粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段でシリコーン樹脂を塗布すればよい。被覆層組成物はシリコーン樹脂溶液中に導電性微粉末とシランカップリング剤を添加して適宜のミキサーで分散して調製される。
【0025】
被覆層中に分散される導電性微粉末は、0.01〜5.0μm程度の粒径のものが好ましく、シリコーン樹脂100重量部に対して0.01〜30重量部添加されることが好ましく、さらには0.1〜20重量部が好ましい。導電性微粉末としては有機物質としては、従来より公知のカーボンブラックでよく、コンタクトブラック、ファーネスブラック、サーマルブラックが挙げられ、無機物質としては、ホウ化物、炭化物、窒化物、酸化物等が挙げられる。好ましくは微量で導電性効果を示すカーボンブラックがよい。
【0026】
シランカップリング剤としては
X−Si−Rn
(nは1〜3の整数)
なる式で表わされる化合物であり、Xは有機質と反応する官能基で、Rはアルコキシ基である。特に負極性を有する現像剤を得る場合には、アミノ基を有するアミノシランカップリング剤が望ましい。また特に正極性を有する現像剤を得る場合には、エポキシ基を有するエポキシシランカップリング剤が望ましい。
【0027】
本発明において使用されるシランカップリング剤の具体的な例としては、次のような構造の化合物が使用できる。
【0028】
(1) HNCHCHCHSi(OCH
(2) HNCHCHCHSi(OC
【0029】
【化3】
Figure 0003611334
【0030】
(5) HNCONHCHCHCHSi(OC
(6) HNCHCHNHCHCHCHSi(OCH
(7) HNCHCHNHCHCHNHCHCHCH・Si(OCH
(8) HOCOCHCHNHCHCHCHSi(OCH
(9) HOCOCHCHNHCHCHNHCHCHCH・Si(OCH
(10) HOCOCHCHNHCHCHNHCHCHNHCH・CHNHCHCHCHSi(OCH
(11) HCOCOCHCHNHCHCHNHCHCHCH・Si(OCH
【0031】
【化4】
Figure 0003611334
【0032】
(16) CH=CHSi(OC
(17) CH=CHSi(OCOCH
【0033】
【化5】
Figure 0003611334
【0034】
【化6】
Figure 0003611334
【0035】
本発明において使用される有機スズ化合物の具体的な例としては次のような構造の化合物が使用できる。
【0036】
(I) R(OCOR’) (R及びR’はC〜C10のアルキル基)
(II) [HC(CH[OOC(CHCH
【0037】
【化7】
Figure 0003611334
【0038】
【化8】
Figure 0003611334
【0039】
(V) [CH(CHSn(OCH
【0040】
【化9】
Figure 0003611334
【0041】
(VIII) S(OCOR) (RはC〜C10のアルキル基)
また、本発明において使用される極性制御剤の具体的な例としては、次のような構造の化合物が使用できる。
【0042】
【化10】
Figure 0003611334
【0043】
【化11】
Figure 0003611334
【0044】
本発明において荷電制御剤として使用される前記化合物の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜20重量部の範囲で用いられる。0.1重量部未満では、トナーの負帯電が不足し実用的でない。また20重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、キャリアとの静電的吸引力の増大のため、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【0045】
本発明に使用されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【0046】
又特に圧力定着用に好適な結着樹脂として例を挙げると下記のものが単独あるいは混合して使用できる。
【0047】
ポリオレフィン(低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、酸化ポリエチレンポリ4弗化エチレンなど)、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体(モノマー比5〜30:95〜70)、オレフィン共重合体(エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂)、ポリビニルピロリドン、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体、マレイン酸変性フェノール樹脂、フェノール変性テルペン樹脂等がある。また特に本発明で使用されるポリエステル樹脂としては、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られ、例えばアルコールとしては、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオールなどのジオール類、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールAなどのエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数3〜22の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した二価のアルコール単位体、その他の二価のアルコール単位体、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−サルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、蔗糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の三価以上の多価アルコール単量体を挙げることができる。また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などのモノカルボン酸、マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数3〜22の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した二価の有機酸単量体、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸の二量体、その他の二価の有機酸単量体、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタル、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体酸、これらの酸の無水物等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。
【0048】
さらにまた、本発明で使用されるエポキシ樹脂としては、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの重縮合物などであり、例えば、エポミックR362、R364、R365、R366、R367、R369(以上三井石油化学工業(株)製)、エポトートYD−011、YD−012、YD−014、YD−904、YD−017(以上東都化成(株)製)、エピコート1002、1004、1007(以上シェル化学社製)等市販のものがある。
【0049】
本発明に使用される着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローダミン6Gレーキ、オルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系染顔料など、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合して使用し得る。
【0050】
更に本発明のトナーは、二成分系現像剤として用いる場合にはキャリア粉と混合して用いられる。
【0051】
本発明のトナーは更に磁性材料を含有させ、磁性トナーとしても使用し得る。本発明の磁性トナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金およびその混合物などが挙げられる。
【0052】
これらの強磁性体は平均粒径が0.1〜2μm程度のものが望ましく、トナー中に含有させる量としては樹脂成分100重量部に対し約20〜200重量部、特に好ましくは樹脂成分100重量部に対し40〜150重量部である。
【0053】
又本発明のトナーは、必要に応じて添加物を混合してもよい。添加物としては、例えばテフロン、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤あるいは酸化セリウム、炭化ケイ素等の研磨剤、あるいは例えばコロイダルシリカ、酸化アルミニウムなどの流動性付与剤、ケーキング防止剤、あるいは例えばカーボンブラック、酸化スズ等の導電性付与剤、あるいは低分子量ポリオレフィンなどの定着助剤等がある。以下、本発明を下記の実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、部数はすべて重量部である。
【0054】
次にいくつかのシリコーン樹脂を被覆層に有するキャリアの製造例を示す。これらは公知の手段により行うことができる。
【0055】
製造例1
被覆層形成液の組成
シリコン樹脂溶液(東レシリコーン社製SR2410) 100部
酸化亜鉛 10部
例示化合物I 0.4部
トルエン 100部
上記処方をホモミキサーで30分間分散して被覆層形成液を調製した。この被覆層形成液を平均粒径100μmの球状フェライト1000部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成したキャリアAを得た。この時のSi−C/Si−O比をXPSで測定したところ0.2であった。
【0056】
製造例2〜9
下記第1表に示す各成分とトルエン100部を混合し、ホモミキサーで30分間分散して被覆層形成液を調製した。
【0057】
【表1】
Figure 0003611334
【0058】
【表2】
Figure 0003611334
【0059】
この被覆層形成液を平均粒径100μmの球状フェライト1000部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成したキャリアB、C、D、E、F、G、H、Iを得た。
【0060】
【実施例】
実施例1
スチレン−n−ブチルメタクリレート 100部
ポリプロピレン 5部
カーボンブラック 5部
含金属モノアゾ染料(オリエント化学社製ボントロンS−34) 3部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで130〜140℃の温度で約30分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物を粉砕分級し、5〜20μmの粒径の黒色トナーを得た。
【0061】
このトナー2.5部に対し、シリコーンキャリアA97.5部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。
【0062】
次に上記現像剤を当社製FT7570にセットし、現像を行ったところ、鮮明な高画質が得られ、その画像は10万枚画像出し後も変わらなかった。
【0063】
また、トナーの帯電量をブローオフ法で測定したところ、初期の帯電量は−22.1μc/gであり、10万枚ランニング後におけるトナーの帯電量は−20.2μc/gと初期値とほとんど差がなかった。
【0064】
比較例1
実施例1のシリコーンキャリアAをSi−C/Si−O値0.05のキャリアBに変えること以外は実施例1と同様に現像剤を得、画像テストを行った。初期画像から、カブリのある不鮮明な画像が得られた。また、実施例1と同様に帯電量を測定したところ、初期の帯電量は−8.2μc/gと低い値であり、3万枚後のキャリア被覆層の厚さは初期から0.4μ削れていた。
【0065】
比較例2
実施例1のシリコーンキャリアAをSi−C/Si−O値1.2のキャリアCに変えること以外は実施例1と同様に現像剤を得、画像テストを行った。初期画像は、濃度の薄い不鮮明な画像が得られたが、1万枚頃からカブリのある不鮮明な画像になった。また、実施例1と同様に帯電量を測定したところ、初期の帯電量は−31.1μc/gであった。この1万枚ランニング後のキャリアの表面を電顕観察したところ、被覆層が割れて剥がれていた。
【0066】
比較例3
実施例1のシリコーンキャリアAから有機スズを除いたキャリアDを用いたこと以外は実施例1と同様に現像剤を得、画像テストを行った。初期画像は、カブリのない鮮明な画像が得られたが、1万枚頃から、カブリのある不鮮明な画像になった。また、実施例1と同様に帯電量を測定したところ、初期の帯電量は−13.1μc/gと低く、3万枚後には−6.3μc/gとさらに低下していた。実施例2
実施例1のシリコーンキャリアAを有機スズ未添加でクロロシランカップリング剤含有のシリコーンキャリアEに替えること以外は実施例1と同様に現像剤を得、画像テストを行ったところ鮮明な高画質が得られ、その画像は15万枚画像出し後も変わらなかった。
【0067】
また、トナーの帯電量をブローオフ法で測定したところ、初期の帯電量は−22.1μc/gであり、15万枚ランニング後におけるトナーの帯電量は−20.8μc/gと初期値とほとんど差がなかった。
【0068】
実施例3
実施例1のシリコーンキャリアAを有機スズ未添加で導電性微粉末がカーボンブラックでアミノシランカップリング剤含有のシリコーンキャリアFに変えること以外は実施例1と同様に現像剤を得、画像テストを行ったところ鮮明な高画質が得られ、その画像は20万枚画像出し後も変わらなかった。
【0069】
また、トナーの帯電量をブローオフ法で測定したところ、初期の帯電量は−24.3μc/gであり、20万枚ランニング後におけるトナーの帯電量は−23.8μc/gと初期値とほとんど差がなかった。
【0070】
実施例4
ポリエステル樹脂 90部
スチレン−ン−n−ブチルメタクリレート 10部
例示含フッ素化合物a 2.5部
含金属モノアゾ染料(オリエント化学社製ボントロンS−34) 3部
カーボンブラック 5部
上記組成の混合物を実施例1と同様に、ヘンシェルミキサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで130〜140℃の温度で約30分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物を粉砕分級し、5〜20μmの粒径のトナーを得た。このトナー100部に対し、疎水性コロイダルシリカ0.4部をスピードニーダで十分撹拌混合してトナーとした。
【0071】
このトナー2.5部に対し、シリコーンキャリアF97.5部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。また実施例1と同様な画像出しテストを行ったところ、鮮明な高画質が得られ、その画像は20万枚画像出し後も変わらなかった。
【0072】
また、トナーの帯電量をブローオフ法で測定したところ、初期の帯電量は−24.4μc/gであり、20万枚ランニング後におけるトナーの帯電量は−23.9μc/gと初期値とほとんど差がなかった。又35℃90%RHという高湿環境下では−24.2μc/g、及び10℃15%RHという低湿環境下では−24.3μc/g、常温とあまり変わらない帯電量を示し、同等の画像が得られた。
【0073】
また、実施例1と同様に塩ビマット保存性を試験したところ、マットへのトナーの融着はみられず、良好な塩ビマット保存性を示した。
【0075】
実施例5
実施例4でキャリアのアミノシランカップリング剤を除いたシリコーンキャリアGを用いた以外は実施例4と同様に現像剤を得、画像テストを行った。初期画像及び8万枚後の画像は、カブリのない鮮明な画像が得られた。また、実施例1と同様に帯電量を測定したところ、初期の帯電量は−16.1μc/gであったが、8万枚後には−15.5μc/gと安定していた。
【0076】
実施例6
スチレン−n−ブチルメタクリレート 100部
フタロシアニンブルー 5部
第4級アンモニウム塩(オリエント化学社製ボントロンP−51) 2部
上記組成の混合物を120℃の熱ロールで溶融混練した後、冷却固化せしめ、これをジェットミルで粉砕し、5〜20μmの粒径のトナーを得た。このトナー2.5部に対してシリコーンキャリアH、97.5部とをボールミルで混合し、現像剤を得た。この現像剤を当社製の複写機FT7570にセットし、画像テストを行ったところ、鮮明な高画質が得られ、その画像は20万枚画像出し後も変わらなかった。
【0077】
また、トナーの帯電量をブローオフ法で測定したところ、初期の帯電量は+25.4μc/gであり、10万枚ランニング後におけるトナーの帯電量は+24.9μc/gと初期値とほとんど差がなかった。又20万枚後のキャリア被覆膜の厚さは、初期から約0.1μ摩耗していた。
【0078】
比較例4
実施例6でキャリアのエポキシシランカップリング剤を除いたキャリアIを用いたこと以外は実施例6と同様に現像剤を得、画像テストを行った。初期画像は、カブリのない鮮明な画像が得られたが、1万枚頃から、カブリのある不鮮明な画像になった。また、実施例1と同様に帯電量を測定したところ、初期の帯電量は+20.1μc/gであったが、3万枚後には+6.3μc/gと低下していた。また、10万枚後のキャリア被覆膜の厚さは初期から約0.2μ摩耗していた。
【0079】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のような特定の電子写真用現像用キャリア及び現像剤を使用することによって、連続複写後も初期画像と同等の品質を示す画像が得られ、安定した摩擦帯電性が得られ、鮮明なコピー画像が得られる。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an electrophotographic carrier and developer used for electrophotography, electrostatic printing and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, so-called two-component dry developers composed of a mixture of carrier particles and toner particles are well known. In this two-component dry developer, minute toner particles are held on the surface of relatively large particles by the electric force generated by the friction of both particles. The attracting force in the electrostatic direction with respect to the toner particles by the electric field to be formed overcomes the binding force between the toner particles and the carrier particles, and the toner particles are attracted and adhered onto the electrostatic latent image to visualize the electrostatic latent image. Is. The developer is repeatedly used while replenishing the toner consumed by the development.
[0003]
In general, metal oxides such as magnetite and ferrite are widely used as carrier materials for two-component developers because their apparent density is small compared to iron powder carriers and the like, and they can be reduced in weight as developers. When the developer is stirred in the developing device, the stirring resistance is reduced. Furthermore, it has the characteristics that the residual magnetic flux density is low and the coercive force is small and the area of the hysteresis loop is small compared to the iron powder carrier, and the initial characteristics are always maintained for the magnetization reversal and the magnetization history. It has characteristics. Magnetite, ferrite, etc. are oxides and are chemically stable. Ozone and NO generated in the copierXIt is difficult for chemical changes to occur.
[0004]
However, such oxide carriers such as ferrite and magnetite also generate mechanical collisions such as collisions between developer particles due to high-speed development and multiple sheet copying, collisions between developer particles and a developing machine, or heat generated by these actions. As a result, the toner film is formed on the carrier surface, so-called spent, and the charging characteristics of the carrier deteriorate with use time, causing toner scattering, ground fogging, and the like.
[0005]
In order to prevent such spenting, methods for coating the surface of the core particles with various resins have been proposed, but no satisfactory one has been obtained yet. For example, a carrier coated with a resin such as a styrene-methacrylate copolymer or a styrene polymer has excellent charging characteristics, but the surface has a relatively high critical surface tension. The lifetime as a developer was not so long. In addition, the carrier coated with the tetrafluoroethylene polymer is less likely to be spent on the toner, but the tetrafluoroethylene polymer is located on the most negative side in the triboelectric charging series, so that the toner is negatively charged. If you want to use it.
[0006]
On the other hand, a method of coating the carrier surface with a material having a low surface energy such as silicone has been devised, but the carrier having such a resin coating has the following two drawbacks. It was. The first drawback is that when the carrier is used as a developer due to the high electric resistance of the carrier, the image quality is inferior due to edge development or charge accumulation phenomenon. The second drawback is that the coating film of the carrier wears over time due to mechanical friction such as friction between developer particles due to high-speed development or multiple sheet copying, or friction between developer particles and the developing machine, The charging characteristics were deteriorated.
[0007]
The first drawback of the coated carrier can be improved by dispersing a conductive substance in the coating layer. That is, when a certain degree of conductivity is given to the carrier, the carrier acts as a developing electrode, and development is performed in a state where the developing electrode and the surface of the photoconductor to be developed are in very close contact with each other. Even a black area with a large area is faithfully reproduced exactly as it was written.
[0008]
Conventionally, carbon, tin oxide or the like has been used as such a conductive material. However, when such a conductive material is dispersed in the coating layer of the carrier, the following drawbacks occur.
[0009]
In general, the toner and the carrier are charged by contacting each other. In this case, if the electric resistance of the carrier is reduced, the charge generated in the toner passes through the carrier and the charge amount cannot be maintained. Further, there is a problem that the conductive material is detached from the coating layer due to use over time and the charge amount is changed. In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-182759 improves the carbon by treating it with aminosilane, amino-modified silicone oil or the like, but the problem is that the cost increases due to an increase in the number of treatment steps. It was.
[0010]
In addition, a styrene resin has been conventionally used as a binder resin for the toner, but this toner is excellent in stability of charge amount over time and in the environment, but it can be fused to a PVC mat, There were many problems such as inability to cope with low-temperature fixing. In recent years, polyester resins have been used as means for solving these problems. Since the polyester resin itself has a negative triboelectric chargeability, there is an advantage that the amount of the polarity control agent, which is expensive, can be reduced when obtaining a negatively chargeable toner. Also, good fixing can be achieved at a low temperature without causing an offset phenomenon. Furthermore, since the SP value of the polyester resin is different from the SP value of the plasticizer in the vinyl mat, fusion can be prevented. However, conventionally used as a negative charge control agent are metal complexes of monoazo dyes, nitrohumic acid and its salts, metal complexes of salicylic acid, naphthoic acid, dicarboxylic acid such as Co, Cr, Fe, and sulfonated copper. There are phthalocyanine pigments, nitro oligomers, styrene oligomers introduced with halogens, chlorinated paraffins, melamine resins, etc., but these dyes have a complex structure, are not constant in nature, and have poor stability. In addition, during thermal kneading, it is likely to be decomposed or altered due to decomposition, mechanical shock, friction, changes in temperature and humidity conditions, and the like, and a phenomenon in which charge controllability is likely to deteriorate is likely to occur. In many cases, the chargeability changes depending on the environment. Furthermore, when a conventional toner containing the charge control agent is used for a long time, filming may occur on the photoreceptor due to poor charging.
[0011]
Therefore, the combination of a toner using a polyester resin as a binder resin and a carrier coated with a silicone resin has a low charge amount, poor environmental stability, a decrease in charge amount over time, fogging, toner scattering, etc. There was a problem that it was difficult to use. This is presumably because the polyester resin has functional groups such as —COOH and —OH groups remaining due to its chemical structure, which inhibits maintaining stable chargeability.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is that there is no scumming or toner scattering, there is no deterioration in image quality due to edge phenomenon or charge accumulation phenomenon, and even during continuous use, the coating layer cracks, peels off, wears, and the conductive fine powder is detached. Therefore, it is an object of the present invention to provide a carrier for developing an electrostatic latent image that is stable in triboelectric charge and can provide an image with high fidelity equivalent to that of an initial image. Another object of the present invention is to provide a developer in which the frictional charge between the toner and the carrier is stable and the triboelectric charge amount distribution is sharp and uniform. Another object is to provide a developer capable of controlling the charge amount suitable for the developing system to be used. Furthermore, another object is to provide a developer capable of reproducing a stable image that is not affected by changes in temperature and humidity. In addition, there is no background stain or toner scattering, image quality is not deteriorated due to edge phenomenon or charge accumulation phenomenon, and carrier coating layer is not peeled off even during continuous use, and conductive fine powder is not detached. An object of the present invention is to provide a two-component developer that is stable in charge and can provide an image with high fidelity equivalent to the initial image.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have determined that the ratio of Si—C bond to Si—O bond in the silicone resin coating layer is Si—C / Si—O in the electrophotographic carrier having the silicone resin coating layer. It has been found that the above-mentioned drawbacks can be eliminated by setting the value in a range of 0.15 to 0.35. When the ratio of Si-C bond to Si-O bond, Si-C / Si-O, is smaller than 0.15, the coating layer is soft and the film is scraped after a long period of use, and the triboelectric charge is caused by exposure of the carrier core material. It is easy to deteriorate. On the other hand, if it is larger than 0.35, the silicone coating layer is hard and brittle and easily cracks, resulting in poor durability. Therefore, it is necessary to keep the range of 0.15 to 0.35. Further, since the charge level changes depending on the value of Si—C / Si—O, it is also possible to use the value by changing the value as means for obtaining a desired charge amount. The value of this coupling ratio can be measured using XPS.
[0014]
In particular, by changing the amount of the organotin compound as a curing catalyst in the silicone resin layer of the carrier, the toner can be easily charged to a desired charge amount.
[0015]
The present invention also provides the carrier with the same advantages as the conventional silicone resin-coated carrier by coating the core particle surface with a silicone resin containing conductive fine powder and a silane coupling agent. By imparting conductivity, the phenomenon of charge accumulation on carriers, peeling of the coating layer, and detachment of the conductive fine powder are effectively suppressed.
[0016]
Further, in particular, the silicone resin coating layer of the carrier contains conductive fine powder and a silane coupling agent, and the conductive fine powder is carbon black. Thus, an electrophotographic two-component development carrier that does not deteriorate image quality due to the accumulation phenomenon and exhibits stable triboelectric chargeability even when used over time was obtained.
[0017]
In particular, when obtaining a developer having a desired negative polarity, the silane coupling agent is an amino silane coupling agent having an amino group, which is durable and stable in the use over time. An electrophotographic two-component developing carrier exhibiting triboelectric charge imparting properties was obtained.
[0018]
In particular, in the case of obtaining a developer having a desired positive polarity, the positive electrode is durable and stable even over time because the silane coupling agent is an epoxy silane coupling agent having an epoxy group. A two-component developing carrier for electrophotography that exhibits a high triboelectric chargeability was obtained.
[0019]
In the electrophotographic developer comprising a carrier and a toner, the toner contains at least a polyester resin as a binder resin and a fluorine-containing quaternary ammonium salt compound represented by the following general formula as a polarity control agent. An electron having a silicone resin coating layer containing fine powder and having a value of Si—C bond and Si—O bond ratio Si—C / Si—O in the silicone resin layer in the range of 0.15 to 0.35. Photographic developers have solved the above problems better.
[0020]
General formula (1)
[0021]
[Chemical 2]
Figure 0003611334
[0022]
R1~ R4: A hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group
n: positive integer
m: positive integer
X: -CO, -SO2
Furthermore, by using a polyester resin as the binder resin of the toner, an electrophotographic developer having good charging environmental stability without impairing the PVC mat fusion resistance and the original color of the color toner coloring material. Can be obtained.
[0023]
The carrier core particles coated with the silicone resin in the present invention may be those conventionally known, for example, ferromagnetic metals such as iron, cobalt and nickel; alloys and compounds such as magnetite, hematite and ferrite; glass beads and the like. Can be mentioned. The average particle diameter of these core particles is usually 10 to 1000 μm, preferably 30 to 500 μm. In addition, the usage-amount of a silicone resin is 1 to 10 weight% normally with respect to a carrier core particle.
[0024]
The silicone resin used in the present invention may be any conventionally known silicone resin, such as KR261, KR271, KR272, KR275, KR280, KR282, KR285, KR251, manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., which are commercially available. KR155, KR220, KR201, KR204, KR205, KR206, SA-4, ES1001, ES1001N, ES1002T, KR3093, SR2100, SR2101, SR2107, SR2110, SR2108, SR2109, SR2115, SR2400, SR2410, SR2411, manufactured by Toray Silicone SH806A, SH840, etc. are used. As a method for forming the silicone resin layer, a silicone resin may be applied to the surface of the carrier core particles by means of a spraying method, a dipping method or the like, as in the past. The coating layer composition is prepared by adding conductive fine powder and a silane coupling agent to a silicone resin solution and dispersing with a suitable mixer.
[0025]
The conductive fine powder dispersed in the coating layer preferably has a particle size of about 0.01 to 5.0 μm, and is preferably added in an amount of 0.01 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silicone resin. Furthermore, 0.1-20 weight part is preferable. As the conductive fine powder, the organic substance may be a conventionally known carbon black, and examples thereof include contact black, furnace black, and thermal black, and the inorganic substance includes boride, carbide, nitride, oxide, and the like. It is done. Carbon black showing a conductive effect in a small amount is preferable.
[0026]
As a silane coupling agent
X-Si-Rn
(N is an integer of 1 to 3)
Wherein X is a functional group that reacts with an organic substance, and R is an alkoxy group. In particular, when a developer having negative polarity is obtained, an aminosilane coupling agent having an amino group is desirable. In particular, when obtaining a developer having positive polarity, an epoxy silane coupling agent having an epoxy group is desirable.
[0027]
As a specific example of the silane coupling agent used in the present invention, a compound having the following structure can be used.
[0028]
(1) H2NCH2CH2CH2Si (OCH3)3
(2) H2NCH2CH2CH2Si (OC2H5)3
[0029]
[Chemical 3]
Figure 0003611334
[0030]
(5) H2NCONHCH2CH2CH2Si (OC2H5)3
(6) H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si (OCH3)3
(7) H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2・ Si (OCH3)3
(8) H5C2OCOCH2CH2NHCH2CH2CH2Si (OCH3)3
(9) H5C2OCOCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2・ Si (OCH3)3
(10) H5C2OCOCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2・ CH2NHCH2CH2CH2Si (OCH3)3
(11) H3COCOCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2・ Si (OCH3)3
[0031]
[Formula 4]
Figure 0003611334
[0032]
(16) CH2= CHSi (OC2H5)3
(17) CH2= CHSi (OC2H4OCH3)3
[0033]
[Chemical formula 5]
Figure 0003611334
[0034]
[Chemical 6]
Figure 0003611334
[0035]
As a specific example of the organotin compound used in the present invention, a compound having the following structure can be used.
[0036]
(I) R2Sn(OCOR ’)2  (R and R 'are C1~ C10Alkyl group)
(II) [H3C (CH2)3]2Sn[OOC (CH2)nCH3]2
[0037]
[Chemical 7]
Figure 0003611334
[0038]
[Chemical 8]
Figure 0003611334
[0039]
(V) [CH3(CH2)3]2Sn (OCH3)2
[0040]
[Chemical 9]
Figure 0003611334
[0041]
(VIII) Sn(OCOR)4  (R is C1~ C10Alkyl group)
Further, as a specific example of the polarity control agent used in the present invention, a compound having the following structure can be used.
[0042]
[Chemical Formula 10]
Figure 0003611334
[0043]
Embedded image
Figure 0003611334
[0044]
The amount of the compound used as the charge control agent in the present invention is determined by the toner production method including the type of the binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the dispersion method. Although not specifically limited, Preferably it is used in 0.1-20 weight part with respect to 100 weight part of binder resin. If the amount is less than 0.1 parts by weight, the toner is not practically negatively charged. On the other hand, when the amount exceeds 20 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, and the electrostatic attraction force with the carrier increases, leading to a decrease in developer fluidity and a decrease in image density.
[0045]
The binder resin used in the present invention includes styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and homopolymers of substituted products thereof; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer. Styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer Polymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene -Vinyl methyl ether copolymer, steel -Vinyl ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene -Styrene copolymers such as maleic acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, polyamide, epoxy resin, polyvinyl butyral, polyacrylic acid Resins, rosins, modified rosins, terpene resins, phenol resins, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be used, and these can be used alone or in combination.
[0046]
In addition, as examples of binder resins particularly suitable for pressure fixing, the following can be used alone or in combination.
[0047]
Polyolefin (low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyethylene oxide polytetrafluoroethylene, etc.), epoxy resin, polyester resin, styrene-butadiene copolymer (monomer ratio 5-30: 95-70), olefin copolymer (ethylene -Acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid ester copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ionomer Resin), polyvinylpyrrolidone, methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer, maleic acid-modified phenol resin, phenol-modified terpene resin, and the like. In particular, the polyester resin used in the present invention is obtained by condensation polymerization of an alcohol and a carboxylic acid. Examples of the alcohol include polyethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3- Diols such as propylene glycol, 1,4-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A , Etherified bisphenols such as polyoxypropylenated bisphenol A, divalent alcohol units obtained by substituting these with saturated or unsaturated hydrocarbon groups having 3 to 22 carbon atoms, and other divalent alcohol units Body, sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sarbitane, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, sucrose, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5- Trivalent or higher polyvalent such as pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene Mention may be made of alcohol monomers. Examples of the carboxylic acid used to obtain the polyester resin include monocarboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid, and oleic acid, maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, and phthalic acid. , Isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, divalent organic acid monomers substituted with saturated or unsaturated hydrocarbon groups having 3 to 22 carbon atoms , Anhydrides of these acids, dimers of lower alkyl esters and linolenic acid, other divalent organic acid monomers, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalene Recarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxyl) metal, 1,2 , 7,8-octanetetracarboxylic acid embol trimer acid, trivalent or higher polyvalent carboxylic acid monomers such as anhydrides of these acids.
[0048]
Furthermore, the epoxy resin used in the present invention is a polycondensate of bisphenol A and epichlorohydrin, for example, Epomic R362, R364, R365, R366, R367, R369 (Mitsui Petrochemical Co., Ltd.) ), Epototo YD-011, YD-012, YD-014, YD-904, YD-017 (manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), Epicoat 1002, 1004, 1007 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) There is.
[0049]
Colorants used in the present invention include carbon black, lamp black, iron black, ultramarine blue, nigrosine dye, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine 6G lake, olco oil blue, chrome yellow, quinacridone. Any conventionally known dyes such as benzidine yellow, rose bengal, triallylmethane dyes, monoazo dyes and disazo dyes can be used alone or in combination.
[0050]
Further, the toner of the present invention is used by mixing with carrier powder when used as a two-component developer.
[0051]
The toner of the present invention further contains a magnetic material and can be used as a magnetic toner. Examples of the magnetic material contained in the magnetic toner of the present invention include iron oxides such as magnetite, hematite, and ferrite, metals such as iron, cobalt, and nickel, and these metals and aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, Examples include alloys of metals such as zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, and mixtures thereof.
[0052]
These ferromagnetic materials preferably have an average particle size of about 0.1 to 2 μm. The amount of the ferromagnetic material to be contained in the toner is about 20 to 200 parts by weight, particularly preferably 100 parts by weight of the resin component, with respect to 100 parts by weight of the resin component. 40 to 150 parts by weight per part.
[0053]
The toner of the present invention may be mixed with additives as necessary. Examples of additives include lubricants such as Teflon and zinc stearate, abrasives such as cerium oxide and silicon carbide, fluidity imparting agents such as colloidal silica and aluminum oxide, anti-caking agents, or carbon black and tin oxide, for example. And a fixing aid such as a low molecular weight polyolefin. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. All parts are parts by weight.
[0054]
Next, the manufacture example of the carrier which has some silicone resins in a coating layer is shown. These can be performed by known means.
[0055]
Production Example 1
Composition of coating layer forming solution
100 parts of silicone resin solution (SR2410 manufactured by Toray Silicone Co., Ltd.)
10 parts of zinc oxide
Illustrative Compound I 0.4 parts
100 parts of toluene
The above formulation was dispersed with a homomixer for 30 minutes to prepare a coating layer forming solution. Carrier A in which the coating layer was formed on the surface of 1000 parts of spherical ferrite having an average particle size of 100 μm by using a fluidized bed coating apparatus was obtained from this coating layer forming liquid. When the Si—C / Si—O ratio at this time was measured by XPS, it was 0.2.
[0056]
Production Examples 2-9
Each component shown in Table 1 below and 100 parts of toluene were mixed and dispersed with a homomixer for 30 minutes to prepare a coating layer forming solution.
[0057]
[Table 1]
Figure 0003611334
[0058]
[Table 2]
Figure 0003611334
[0059]
Carriers B, C, D, E, F, G, H, and I in which a coating layer was formed on the surface of 1000 parts of spherical ferrite having an average particle diameter of 100 μm by using a fluidized bed coating apparatus were obtained from this coating layer forming liquid. .
[0060]
【Example】
Example 1
100 parts of styrene-n-butyl methacrylate
5 parts of polypropylene
Carbon black 5 parts
Metal-containing monoazo dye (Orient Chemical Co., Ltd. Bontron S-34) 3 parts
The mixture having the above composition was sufficiently stirred and mixed in a Henschel mixer, then heated and melted at a temperature of 130 to 140 ° C. for about 30 minutes with a roll mill, cooled to room temperature, and then the obtained kneaded product was pulverized and classified, and 5 to 20 μm in size. A black toner having a particle size was obtained.
[0061]
A toner was obtained by mixing 2.5 parts of this toner with 97.5 parts of silicone carrier A using a ball mill.
[0062]
Next, when the developer was set in FT7570 manufactured by our company and developed, a clear high image quality was obtained, and the image did not change even after the 100,000 sheets were put out.
[0063]
Further, when the charge amount of the toner was measured by the blow-off method, the initial charge amount was −22.1 μc / g, and the charge amount of the toner after running 100,000 sheets was −20.2 μc / g, almost the initial value. There was no difference.
[0064]
Comparative Example 1
A developer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the silicone carrier A in Example 1 was changed to a carrier B having a Si—C / Si—O value of 0.05, and an image test was performed. From the initial image, a blurred and blurred image was obtained. Further, when the charge amount was measured in the same manner as in Example 1, the initial charge amount was a low value of -8.2 μc / g, and the thickness of the carrier coating layer after 30,000 sheets was scraped by 0.4 μm from the initial value. It was.
[0065]
Comparative Example 2
A developer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the silicone carrier A in Example 1 was changed to the carrier C having a Si—C / Si—O value of 1.2, and an image test was performed. As the initial image, an unclear image having a low density was obtained, but from around 10,000 sheets, the image was blurred. Further, when the charge amount was measured in the same manner as in Example 1, the initial charge amount was -31.1 μc / g. When the surface of the carrier after running 10,000 sheets was observed with an electron microscope, the coating layer was cracked and peeled off.
[0066]
Comparative Example 3
A developer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the carrier D obtained by removing organotin from the silicone carrier A in Example 1 was used, and an image test was performed. As the initial image, a clear image without fogging was obtained, but from around 10,000 sheets, it became a blurry image with fogging. Further, when the charge amount was measured in the same manner as in Example 1, the initial charge amount was as low as −13.1 μc / g, and after 30,000 sheets, it was further decreased to −6.3 μc / g. Example 2
A developer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the silicone carrier A of Example 1 was replaced with a silicone carrier E containing no chlorosilane coupling agent without addition of organotin, and a clear image quality was obtained when an image test was performed. The image did not change after 150,000 images were put out.
[0067]
Further, when the charge amount of the toner was measured by the blow-off method, the initial charge amount was −22.1 μc / g, and the toner charge amount after running 150,000 sheets was −20.8 μc / g, almost the initial value. There was no difference.
[0068]
Example 3
A developer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the silicone carrier A of Example 1 was changed to a silicone carrier F containing no aminotin and the conductive fine powder being carbon black and containing an aminosilane coupling agent. As a result, clear high image quality was obtained, and the image did not change even after 200,000 images were put out.
[0069]
In addition, when the charge amount of the toner was measured by the blow-off method, the initial charge amount was −24.3 μc / g, and the charge amount of the toner after running 200,000 sheets was almost −23.8 μc / g, which was almost the initial value. There was no difference.
[0070]
Example 4
90 parts of polyester resin
10 parts of styrene-n-butyl methacrylate
Illustrative fluorine-containing compound a 2.5 parts
Metal-containing monoazo dye (Orient Chemical Co., Ltd. Bontron S-34) 3 parts
Carbon black 5 parts
In the same manner as in Example 1, the mixture having the above composition was sufficiently stirred and mixed in a Henschel mixer, heated and melted at a temperature of 130 to 140 ° C. for about 30 minutes with a roll mill, cooled to room temperature, and the obtained kneaded product was pulverized. Classification was performed to obtain a toner having a particle diameter of 5 to 20 μm. To 100 parts of this toner, 0.4 part of hydrophobic colloidal silica was sufficiently stirred and mixed with a speed kneader to obtain a toner.
[0071]
2.5 parts of this toner and 97.5 parts of silicone carrier F were mixed with a ball mill to obtain a developer. Further, when an image output test similar to that in Example 1 was performed, a clear high image quality was obtained, and the image did not change even after the 200,000 images were output.
[0072]
In addition, when the charge amount of the toner was measured by the blow-off method, the initial charge amount was −24.4 μc / g, and the toner charge amount after running 200,000 sheets was −23.9 μc / g, which was almost the same as the initial value. There was no difference. In addition, it shows a charge level that is not much different from room temperature, -24.2 μc / g in a high humidity environment of 35 ° C. and 90% RH, and −24.3 μc / g in a low humidity environment of 10 ° C. and 15% RH. was gotten.
[0073]
Further, when the storage stability of the PVC mat was tested in the same manner as in Example 1, the toner did not adhere to the mat, and the storage stability of the PVC mat was good.
[0075]
Example 5
A developer was obtained in the same manner as in Example 4 except that the silicone carrier G excluding the carrier aminosilane coupling agent in Example 4 was used, and an image test was performed. The initial image and the image after 80,000 sheets were clear images with no fog. When the charge amount was measured in the same manner as in Example 1, the initial charge amount was −16.1 μc / g, but after 80,000 sheets, it was stable at −15.5 μc / g.
[0076]
Example 6
100 parts of styrene-n-butyl methacrylate
Phthalocyanine blue 5 parts
Quaternary ammonium salt (Orient Chemical Co., Ltd. Bontron P-51) 2 parts
The mixture having the above composition was melt-kneaded with a hot roll at 120 ° C. and then cooled and solidified, and pulverized with a jet mill to obtain a toner having a particle diameter of 5 to 20 μm. Silicone carrier H and 97.5 parts were mixed with 2.5 parts of this toner by a ball mill to obtain a developer. When this developer was set in our copier FT7570 and subjected to an image test, a clear high image quality was obtained, and the image did not change even after 200,000 images were put out.
[0077]
Further, when the toner charge amount was measured by the blow-off method, the initial charge amount was +25.4 μc / g, and the toner charge amount after running 100,000 sheets was +24.9 μc / g, which is almost different from the initial value. There wasn't. Further, the thickness of the carrier coating film after 200,000 sheets was worn about 0.1 μm from the beginning.
[0078]
Comparative Example 4
A developer was obtained in the same manner as in Example 6 except that Carrier I except the carrier epoxysilane coupling agent in Example 6 was used, and an image test was performed. As the initial image, a clear image without fogging was obtained, but from around 10,000 sheets, it became a blurry image with fogging. When the charge amount was measured in the same manner as in Example 1, the initial charge amount was +20.1 μc / g, but after 30,000 sheets, it decreased to +6.3 μc / g. The thickness of the carrier coating film after 100,000 sheets was worn about 0.2 μm from the beginning.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, by using a specific electrophotographic developing carrier and developer as in the present invention, an image having the same quality as the initial image can be obtained even after continuous copying, and stable triboelectric chargeability. And a clear copy image is obtained.

Claims (5)

電子写真現像用キャリアにおいて、このキャリアが有機スズ化合物またはシランカップリング剤、および導電性微粉末を含有したシリコーン樹脂被覆層を有し、このシリコーン樹脂被覆層中のSi−C結合とSi−O結合の比Si−C/Si−Oの値が0.15〜0.35の範囲にあることを特徴とする静電潜像現像用キャリア。In the carrier for electrophotographic development, this carrier has a silicone resin coating layer containing an organotin compound or a silane coupling agent and a conductive fine powder, and the Si—C bond and Si—O in the silicone resin coating layer. A carrier for developing an electrostatic latent image, wherein the bond ratio Si-C / Si-O is in the range of 0.15 to 0.35. 導電性微粉末がカーボンブラックでシランカップリング剤がアミノシランカップリング剤であることを特徴とする請求項1記載の静電潜像現像用負帯電付与キャリア。2. The negatively charged carrier for developing an electrostatic latent image according to claim 1, wherein the conductive fine powder is carbon black and the silane coupling agent is an aminosilane coupling agent. 導電性微粉末がカーボンブラックでシランカップリング剤がエポキシシランカップリング剤であることを特徴とする請求項1記載の静電潜像現像用正帯電付与キャリア。2. The positively charged carrier for developing an electrostatic latent image according to claim 1, wherein the conductive fine powder is carbon black and the silane coupling agent is an epoxy silane coupling agent. キャリアとトナーからなる電子写真用現像剤において、該トナーがバインダー樹脂としてポリエステル樹脂と極性制御剤として下記一般式で示される含フッ素4級アンモニウム塩化合物を少なくとも含有し、該キャリアが導電性微粉末を含有したシリコーン樹脂被覆層を有し、このシリコーン樹脂被覆層中のSi−C結合とSi−O結合比Si−C/Si−Oの値が0.15〜0.35の範囲にあることを特徴とする静電潜像二成分現像剤。
一般式(1)
Figure 0003611334
〜R:水素原子または炭素数1〜10の低級アルキル基、アリール基
n :正の整数
m :正の整数
X :−CO,−SO
In an electrophotographic developer comprising a carrier and a toner, the toner contains at least a polyester resin as a binder resin and a fluorine-containing quaternary ammonium salt compound represented by the following general formula as a polarity control agent, and the carrier is a conductive fine powder. A silicone resin coating layer containing Si, and a value of Si—C bond and Si—O bond ratio Si—C / Si—O in the silicone resin coating layer is in the range of 0.15 to 0.35. An electrostatic latent image two-component developer.
General formula (1)
Figure 0003611334
R 1 to R 4 : hydrogen atom or lower alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, aryl group n: positive integer m: positive integer X: —CO, —SO 2
キャリアを被覆しているシリコーン樹脂被覆層中にアミノシランカップリング剤を含有することを特徴とする請求項記載の静電潜像現像用二成分現像剤。5. The two-component developer for developing an electrostatic latent image according to claim 4, wherein the silicone resin coating layer covering the carrier contains an aminosilane coupling agent.
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