JPH0346671A

JPH0346671A - 現像剤用キャリア

Info

Publication number: JPH0346671A
Application number: JP1183152A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kawada; 秀明川田; Masatomi Funato; 船戸　正富; Kiminori Umeda; 公規梅田; Nobuaki Kono; 信明河野; Koji Honda; 本田　浩二
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1991-02-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は電子写真法等に使用する現像剤用キャリアに関
し、より詳細には流動性と耐久性が著しく向上した現像
剤用キャリアに関する。

（従来技術）二成分現像剤を用いる電子写真法は、結着樹脂樹脂中に
着色剤が分散された着色樹脂粒子であるトナーと鉄粉や
フェライト等からなる磁性キャリアとを混合し、この二
成分現像剤を内部に磁石を備えた現像スリーブ上に供給
して、この組成物からなる磁気ブラシを形成させ、静電
潜像を有する光導電性物質から成る感光層にこの磁気ブ
ラシを摺擦せしめることにより、トナー像を感光層上に
形成させる。トナーは磁性キャリアとの摩擦によって所
望の摩擦電荷を所得し、磁気ブラシ上のトナーが感光層
上の静電潜像へ静電気力等によって移行して付着し静電
潜像の現像が行われる。そして、現像によって得られた
感光層上のＩ・ナー像は転写紙等の転写祠上に転写され
、熱または圧力によって転写材上に定着されて画像形成
がなされるものである。

そして、上記の画像形成によって現像装置内のトナーは
消費されていくために、画像形成を繰り返し行うために
は、消費に見合った量の新たなトナーが装置内に供給さ
れ、磁性キャリアとの摩擦攪拌によって速やかに帯電す
ることが必要となる。

しかしながら、磁性キャリアは現像作業の繰り返しとと
もに表面にトナー膜を形成するスパン１−化を発生した
り、吸湿性を示すために良好な帯電制御が行えなくなっ
たりする。そこで、このような欠点を解決するために、
従来より樹脂やシリコーンオイルによって磁性キャリア
を被覆し、スペント化と耐湿度性の付与をおこなってい
る。この被覆層を有するキャリアは上記の欠点をある程
度改善し、電気抵抗が調整できるというメリットもあっ
て多く使用されるようになってきており、近年において
は、樹脂被覆層にシリコーンオイルを含有させたキャリ
アも種々提案されている。

（発明が解決しようとする問題点）近年において、複写機等の画像形成装置は高速化が進み
、毎分５０〜７０枚（Ａ４判）のスピードで画像形成が
行われたり、また、複写機の使用頻度も年々多くなって
きており、現像剤の攪拌もより高速且つ頻繁に行われる
ようになってきているため、現像剤、特にキャリアの耐
久性の向上が大きな技術的課題となっている。

そして、上記従来の被覆層にシリコーンオイルを有する
キャリアは未被覆のキャリアに比べて、耐湿度性やスペ
ン１−化の防止においである程度の成果をあげることが
できている。しかしながら、高速攪拌を行ったり、長期
の連続攪拌を行うような過酷な条件下で複写作業を行う
と、シリコーンオイルとキャリアコア材、或いはシリコ
ーンオイルと被覆樹脂との固定化が充分に行えないため
か、被覆層の表面状態を粗悪なものとし、その粘着性の
ために現像剤の流動性を低下させて、帯電の立ち上がり
が不十分であったり、シｉ）電量の変動がおこって、画
像カブリや画像濃度の低下を引き起こすことがある。そ
して、このことは複写作業の継続とともに一層激しく起
こるようになる。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的
は、シリコーンオイルのキャリアへの固定化を充分にお
こない、スペント化の防止と耐湿度性に優れ、且つ、流
動性と安定した摩擦帯電性を長期にわたって維持できる
耐久性の向上した現像剤用キャリアを提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明によれ
ば、下記一般式のシリコーンオイルを含有してなる被覆
層が形成されていることを特徴とする現像剤用キャリア
が提供される。

更に、本発明によれば被覆樹脂層に少なくとも下記一般
式のシリコーンオイルが含有されていることを特徴とす
る現像剤用キャリアが提供される。

本発明は、被服層に含有させるシリコーンオイルとして
、上記一般式で表されるアルコール変性シリコーンオイ
ルを用いることを特徴とするものである。

つまり、シリコーンオイル中に導入された水酸基がキャ
リア表面或いは被覆樹脂中の水酸基と反応して固定化反
応か起こり、シリコーンオイルのキャリア表面での固定
化が良好となって、スペント化の防止、耐環境性の付与
はもとより、流動性、帯電安定性が長期にわたって良好
に維持でき、耐久性が著しくし向上するものである。

本発明の現像剤用キャリアは電気抵抗の調整、耐久性の
点で被覆樹脂中に上記一般弐のシリコーンオイルを含有
させて生成することが好ましいが、シリコーンオイルを
単独でキャリアコア材に被覆しても優れた効果を得るこ
とができる。

本発明に使用するシリコーンオイルはポリシロキサン中
に（−ＯＨ基）を導入した構造を有するもので、具体例
としては、信越シリコーン社製、ＫＦ−８５１、Ｘ＞２
２−８０１Ｂ　（何れも商品名）として入手することが
できる。

これらシリコーンオイルの使用割合としては、後述する
キャリアコア材に対して０．００００１乃至１０重里％
、好ましくは０．０００１乃至５重量％使用する。また
、被覆樹脂とともに使用する場合は被覆樹脂に対して０
．０１重量％以上、特に０．１重量％以上を使用すると
よい。上記範囲よりも使用量が少なくなると、本発明の
シリコンオイルによる効果が発揮されず耐環境性、スペ
ント化の防止、耐久性の向上が期待できなくなる。

また、使用量が多ずぎると被覆表面の均一性が低下して
流動性に悪影響を与える。

本発明に使用されるキャリアコア材としては、この分野
で使用されるそれ自体公知の電子写真用現像剤用キャリ
アコア材が使用でき、例えば、酸化鉄、還元鉄、銅、フ
ェライト、ニッケル、コバルト等やこれら亜鉛、アル嵩
ニウム等との合金等が挙げられるが、電気抵抗の環境及
び経時変化が小さく、柔らかい穂の形成できるフェライ
ト系粒子が好ましく、例えば、Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ
系フェライト、Ｃｕ系フェライト、Ｍｎ系フェライト、
Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｃ
ｕ　　Ｍｇ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｍ
ｎ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等が挙げられる。特に、Ｍ
　ｎ　−ＣＩＩ　−Ｚ　ｎ系フェライ１〜が好ましい。

これらコア材の粒径は１０乃至２００μｍ、好ましくは
３０乃至１５０μｍのものが使用され、飽和磁化は３５
乃至７０ｅｍｕ／ｇ特に４０乃至５５　ｅｍｕ／ｇのも
のが好ましく使用される。

また、本発明においてシリコーンオイルとともに使用す
る被覆樹脂としては、それ自体公知のキャリア用被覆樹
脂が用いられ、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウ
レタン樹脂、ポリアセクール樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、フェノール樹脂、酢酸ビニル樹脂
、セルロース樹脂、ポリオレフィン樹脂、フンソ樹脂、
アミノ樹脂等の一種または二種以上が７昆合して用いら
れる。

本発明のキャリアの製造方法としては、キャリアコア材
に単独でシリコーンオイルを被着させてもよいが、溶剤
で希釈して用いてもよく、このような溶剤としては、ト
ルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、トリククロ
ロエチレン、パークロロエチレン等のハロゲン化炭化水
素類や、アセトンやメチルエチルケトン等のアセトン類
や、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類、メタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコー
ル類等が使用でき、この濃度はシリコーンオイルの濃度
が０．１乃至８０重量％であることが好ましい。また、
被覆樹脂とともに用いる場合は、被覆樹脂とシリコーン
オイルとを上記の適当な溶剤に溶解して用いるとよい。

この場合、樹脂溶液は樹脂分が０．０５乃至５０重量％
、好ましくは０．１乃至４０重量％程度の濃度にすると
よい。

そして、被覆に用いる処理機としては、それ自体公知の
混合機例えば、ヘンシェルごキサ−（三井三池製作所製
）、Ｖ型ブレンダー（不二パウダル社製）、ナラター５
キサ−（細用５クロン社製）等を挙げられることができ
、他の方法としては、得られた溶液を、浸漬法、スプレ
ー法、流動床法等の方法によってキャリアコア材表面に
塗布し、その後、加熱、乾燥して溶剤を揮発させるか、
溶剤の揮発後に更に加熱処理を行って硬化することもで
きる。

また、加熱、乾燥工程においては、溶剤の種類によって
も異なるが、加熱温度が３０乃至１５０°Ｃで行うのが
よい。加熱、乾燥後の硬化反応においては、一般に８０
乃至６００°Ｃ１特に１００乃至４００°Ｃの温度で行
うのがよい。また、本発明のキャリアには、被覆層中に
他の添加剤を含有させることもでき、例えば、シリカ、
アルくす、カーボンブラック、脂肪酸金属塩、チタン酸
ハリウ０ム、等をあげることができる。

このようにして得られた本発明のキャリアは電気抵抗が
１０４乃至１０１４Ω・ｃｍ、特に１０６乃至１０′２
Ω・ｃｍの範囲に調整することが好ましく、使用するキ
ャリアコア材自体の電気抵抗、被覆層の厚み、添加剤の
種類と量を種々変更して調整することができる。

本発明のキャリアは、それ自体公知の絶縁性の定着用樹
脂中にそれ自体公知の着色剤等の添加剤が分散した粒径
が５乃至２５μｍの樹脂粒子であるトナーと混合して現
像剤とする。本発明のキャリアとトナーの混合割合とし
ては、９８：２乃至９０：１０の範囲に調整するのがよ
い。また、この時シリカ、アルミナ、酸化スズ、酸化ス
トロンチウム、各種樹脂粉等のこの分野で使用されるそ
れ自体公知の外部添加剤を同時に混合して現像剤に８周
整することもできる。

以下、本発明を実施例にもとづいて説明する。

（実施例１）キャリア ■ アルコール変性シリコーンオイル二ＫＦ−８５１（信越
シリコーン社製、商品名）１０重量部をトルエン２００
重量部で希釈したものを用い、キャリアコア材として平
均粒径が１００μｍのフェライト粒子１０００重量部を
使用して、流動床型コーティング装置を用いて被覆処理
をおこなった。

次いで、温度５０’Ｃで乾燥して溶剤を除去した後、更
に２００°Ｃで加熱処理を行って硬化反応を進行させた
。このようにして得られたキャリアの電気抵抗は１．０
ＸＩＯ”Ω・ｃｍであった。

トナースチレン−アクリル共重合体　　１００重量部カーボン
ブラック　　　　　　　　１０重量部（ＭＡ−１００、
三菱化成社製）電荷制御剤　　　　　　　　　　１．５重量部（ボント
ロＳ−３２＝オリエント化学社製）低分子量ポリプロピ
レン　　　　　　３重量部（ビスコール５５０Ｐ：三洋
化戒社製）シリカ　　　　　　　　　　　　０．２重量
部（アエロジルＲ９７２：日本アエロジル社製）上記処
方からなる混合物をヘンシェルミキサーで前混合した後
、二軸押出機で溶融混練して放冷した。この混練品をカ
ッティングミルで粗粉砕したものを超音波式ジェットミ
ルで微粉砕してアルビネ分級機で粒径５μｍ以下をカッ
トして、５〜２０μｍの範囲で平均粒径１１．０μｍの
トナーを得た。

上記キャリアとトナ、−を混合してトナー濃度３゜５％
の現像剤に調整し、電子写真複写機ＤＣ＝５５８５（Ａ
４版５５枚／分、三田工業社製商品名）改造機で１００
０００枚の耐刷試験を行ったところ、初期〔画像濃度（
１，Ｄ）：ｌ、３１、カブリ濃度（Ｆ、Ｄ）：０．００
２、スペンＩ・量（％）二〇〕、１０００００枚目〔１
，Ｄ：１゜３３、Ｆ、　　Ｄｒｏ、００１、スペント量
（％）０゜０４〕で長期にわたって良好な画像が得られ
た。

また、高温・高温（３５°Ｃ１８５％ＲＨ）下において
も上記画像特性とほぼ同様の良好画像が１０００００枚
を通して得られた。

（実施例２）３被覆樹脂としてのシリコーン樹脂９．９重量部とアルコ
ール変性シリコーンオイル：　ＫＦ−８５１（信越シリ
コーン社製、商品名）０．１重量部を１−ルエン２００
重量部で希釈して樹脂溶液を作製した。上記得られた樹
脂溶液とキャリアコア材としての平均粒径が１００μｍ
のフェライト粒子１０００重量部を使用して流動床型コ
ーティング装置によって被覆処理を行い、そして５０°
Ｃで乾燥して溶剤を揮発させ、更に温度を２００°Ｃに
上げて硬化反応を行って被覆キャリアを得た。電気抵抗
は１．５Ｘ１０Ｉ０Ω・ｃｍであった。

上記キャリアと実施例１と同様のトナーを用いてトナー
濃度３．５％の現像剤に調整し実施例１と同様にして１
０００００枚の耐刷試験を行ったところ、初期〔画像濃
度（１，Ｄ）：　１．４２、カブリ濃度（Ｆ、Ｄ）：　
０．ＯＯ１、スペント量（％）：Ｏ〕、１０００００枚
目（ｒ、Ｄ：　１゜４０、Ｆ、Ｄ：０．００１、スペン
ト量（％）０゜０６〕で長期にわたって良好な画像が得
られた。

また、高温・高温（３５°Ｃ１８５％ＲＨ）下にお４いても上記画像特性とほぼ同様の良好画像が１００００
０枚を通じて得られた。

（比較例１）シリコーン樹脂１０重量部をトルエン２００重量部で希
釈して樹脂溶液を作製した。そして、上記樹脂溶液とキ
ャリアコア利としての平均粒径が１００μｍのフェライ
ト粒子１０００重量部を使用して流動床型コーティング
装置によって被覆処理を行った。得られたキャリアの電
気抵抗は１．５Ｘ１０”Ω−ｃｍであった。

上記キャリアと実施例１と同様の１〜ナーを用いて１−
ナー濃度３．５％の現像剤に調整し、実施例１と同様に
して１０００００枚の耐刷試験を行ったところ、初期〔
画像濃度（１，Ｄ）：　１．４３、カブリ濃度（Ｆ、Ｄ
）：０．００１、スペント量（％）：０〕、１００００
０枚目Ｃ１，Ｄ：１゜５１、Ｆ、Ｄ：０．００Ｂ、スペ
ント量（％）０゜５０〕で複写作業の継続とともにカブ
リの発生が顕著となり、スペント量も増えていった。

また、高温・高温（３５°Ｃ１８５％ＲＨ）下に５おいては、カブリの発生がより顕著となり５００００枚
を越えたころから、画像濃度の異常上昇も認められた。

（比較例２）実施例１においてシリコーンオイルとして、ジメチルシ
リコーンオイル：ＫＦ−９６（信越化学社製商品名）１
０重量部を用いた以外は同様にして被覆キャリアを作製
した。このキャリアの電気抵抗は１．ｌＸｌ０”Ω・ｃ
ｍであった。

」二記キャリアと実施例（と同様のトナーによりトナー
濃度４．０％の現像剤に調整したが、キ叶・リア表面が
不均一なために流動性が極めて悪く、現像剤として使用
することができなかった。

（比較例３）実施例２においてシリコーンオイルとして、ジメチルシ
リコーンオイル：ＫＦ−９６（信越化学社製商品名）０
．１重量部を使用した以外は同様にして被覆キャリアを
作製した。キャリアの電気抵抗は１．５Ｘ１０１０　Ω
・ｃｍであった。

以下、実施例と同様にして耐刷試験を行ったとにろ、初期〔画像濃度（１，Ｄ）：ｌ、４３、カブリ濃度
（Ｆ、Ｄ）：０．００１、スペント量（％）：Ｏ）、１
０００００枚目［１，Ｄ：１．。

４８、Ｆ、Ｄ：０．００６、スペント量（％）０゜４６
〕で、複写作業の継続とともにカブリとスペント化が認
められようになった。また、高温・高湿（３５°Ｃ１８
５％ＲＨ）下においては、カブリの発生がより顕著とな
り５００００枚を越えたころから、画像濃度の異常上昇
も認められた。

（発明の効果）本発明によれば、シリコーン樹脂とキャリアコア材或い
は被覆樹脂との固定化が良好となり、キャリア表面が均
−且つ滑らかになって、スペント化の防止、耐環境性、
流動性を著しくし向上させ、耐刷枚数を飛躍的に向上す
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記一般式のシリコーンオイルからなる被覆層が
形成されていることを特徴とする現像剤用キャリア。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔Ｒは、アルキル基（Ｃ：１〜４）、フェニル基ｎは正
の整数を表す。〕
（２）被覆樹脂層に少なくとも下記一般式のシリコーン
オイルが含有されていることを特徴とする現像剤用キャ
リア。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔Ｒは、アルキル基（Ｃ：１〜４）、フェニル基ｎは正
の整数を表す。〕