JPH0389253A - 電子写真用キャリア及びその製造方法 - Google Patents

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〉 本発明は静電転写型複写機等の電子写真装置に供される
２成分乾式現像剤用キャリアとして用いられる中空微小
粒子とその製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 転写対象像の静電荷像を形威し、これを現像用トナーに
より顕像化して転写紙等に転写した後、定着を行って可
視画像とする方法を用いる電子写真法や静電記録法等で
は、トナーと該トナーを現像に適する極性に摩擦帯電す
るためのキャリアとから成る２戒分系現像剤！たはマイ
クロカプセルトナーから成る１戒分系現像剤が用いられ
ている。

２成分系現像剤は１成分系現像剤に比べ広く普及してか
り、高速現像や反転現像、発色性の制御が容易である等
の利点を有している。

これに対し、１成分系現像剤として用いられるマイクロ
カプセルトナーは、微粒子状の樹脂カプセル内に圧力定
着性を有する液状物質または軟質の固体と着色剤が芯材
として封入された構造を有しており、着色成分がカプセ
ル化されているために感光体へのフィルミングがない、
圧力定着が可能なために熱や溶媒を用いる必要がなく、
ウオームアップタイムをなくせる、定着に要するエネル
ギーが少なくて済む、等の利点を有している。

〈発明が解決しようとする課題〉 １成分系現像剤として用いられているマイクロカプセル
トナーを２成分系現像剤として用いることにより、両者
の利点をあわせ持つ優れた現像剤を得ることができる。

ところで、現在２成分系現像剤に用いられているキャリ
アには、カスケード現像方式に使用されるガラスピーズ
、珪砂、アルミビーズ、スチール球等、マグネットブラ
シ現像方式に使用される鉄粉、磁性体粉等、さらに樹脂
中に磁性体粉を分散してつくられるバインダー型キャリ
ア、キャリア表面を樹脂などで被覆したコーティングキ
ャリア等、種々のものがある。しかしながら、これらの
キャリアとマイクロカプセルトナーとから成る混合物を
２成分系現像剤として使用した場合、マイクロカプセル
トナーの機械的強度が小さいために、現像剤撹拌時にキ
ャリアとの摩擦や衝撃によりカプセルが破損し、現像剤
の流動性の低下や同化、さらには凝集を生じ、詰筐りの
原因となって現像を困難にしたり、キャリアや現像装置
内を汚染しクリーニング不良を起こしたりという問題が
生じる。これは、従来のキャリアの比重がマイクロカプ
セルトナーの破損を防ぐには大きすぎるためである。

以上を鑑み、本発明は撹拌時にマイクロカプセルトナー
を破壊することのない比重の小さなキャリア粒子を提供
しようとするものである。

く課題を解決するための手段〉 本発明によれば、マイクロカプセルトナーとキャリアと
からなる２成分系現像剤のキャリアであって、樹脂によ
り形成され、その構造がマイクロバルーン状であること
を特徴とする電子写真用キャリアと、該キャリアを構成
する成分を１０〜４０重量％含有する疎水性溶媒溶液を
調整し、該溶液を水系媒体と混合し、上記疎水性溶媒溶
液を水系媒体中に油滴状に分散し、この後または同時に
疎水性溶媒を除去する工程からなり、上記疎水性溶媒溶
液が上記水系媒体の比重より小さいことを特徴とする該
キャリアの製造方法が提供される。

本発明の２成分系現像剤に用いられるマイクロカプセル
トナーは、着色ワックスや油性インキ等を適当な樹脂で
マイクロカプセル化したものであり、従来知られている
方法、例えばコアセルベーション法、１ｎ−８ｉｔｕ　
　重合法、スプレードライ法、相分離法、界面重合法等
によりカプセル化される。

マイクロカプセルトナーの壁形成用材としては、例えば
、ポリスチレン類、スチレン−ブチルメタクリレート共
重合体、スチレンアクリル酸エステル共重合体、スチレ
ン−メタクリル酸共重合体等のスチレン系共重合体、ポ
リ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸エス
テル、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ポリエチレン、ポリウレア、ポリウレタン等の
樹脂が用いられる。筐た、着色剤として、例えば、カー
ボンブラック等の無機顔料、各種レーキ顔料、フタロシ
アニン顔料、黄鉛アゾ顔料等が用いられる。さらに、芯
材としては、例えば、ワックス類（パラフィンワックス
、カルナバロウ等）、高級脂肪酸（ステアリン酸、パル
ミチン酸等）、高級脂肪酸の金属塩（ステアリン酸アル
ミニウム、ステアリン酸バリウム等）、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等）
、オレフィン共重合体（エチレン−アクリル酸エステル
等）、スチレン系樹脂（低分子量ポリスチレン、スチレ
ン−アクリル系化合物共重合体等）などが、単独でまた
は組み合わせて用いられる。尚、本発明において用いら
れるマイクロカプセルトナーは、平均粒径７〜２０μｍ
のものが特に適している。

本発明によるキャリアは、上記マイクロカプセルトナー
と混合され使用されるものであって、カスケード現像法
、マグネットブラシ現像法のいずれの現像法に釦いても
使用できる。本キャリアは、例えばポリスチレン類、ス
チレン−ブチルメタクリレート共重合体、スチレンアク
リル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重
合体等のスチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢
酸ビニル、ポリメタクリル酸エステル、ポリビニルｆｉ プ主＃−ル、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチ
レン、ポリウレタン酢酸ビニル共重合体等の樹脂により
単独でまたは混合で形成される。

さらに、本発明によるキャリアを用いた現像剤をマグネ
ットブラシ現像法等のキャリアに磁化を有することが要
求される方法にかいて使用する場合には、上記樹脂中に
磁性体微粉末が分散される。

この磁性体微粉末としては、マグネタイト、各種フェラ
イト、ヘマタイト等の微粉末が用いられ、０．１〜２μ
ｍの粒径をもつものが好１しく、さらに、磁性体微粉末
はチタンカップリング剤、シランカップリング剤等によ
り疎水化処理される事が好筐しい。また、上記樹脂と磁
性体微粉末の配合比はキャリアの磁化の強さに多大の影
響を及ぼすために注意を要するものであり、重量比で２
０：８０〜７０　：　８０、好！シ＜ば３０ニア０〜５
０：５０が適している。これは、樹脂が７０重量部をこ
えると充分な磁性が得られず搬送性が悪化し、２０重量
部未満では充分な結着能が得られず粒子がもろくなるか
らである。その他、必要に応じて導電性調節剤としての
カーボンブラック、帯電制御剤等が樹脂中に加えられて
もよい。

上記説明した本発明によるキャリアの平均粒径は、１０
〜５００μｍであり、通常用いられている大粒径キャリ
アとして、筐た小粒径キャリアとしてのいずれとして用
いてもよい。！た、キャリアとしての使用に際し、流動
化剤、例えばシリカ、アルミナ等金属酸化物を添加して
キャリアどうしの融着を防止してもよい。

さて、本発明によるキャリアの製造方法において、キャ
リア粒子を構成する成分は以上示したようなものであっ
て、分散性を良くするために例えば溶融混練される。こ
のキャリア成分は、水と実質的な相溶性を持たず、水よ
りも比重が小さく、かつ比較的簡便に揮散し得る溶媒中
に溶解筐たは分散され、疎水性溶媒溶液が調整される。

上記溶媒としては、トルエン、ジエチルエーテル等の有
機溶媒が適してかり、これらが単独または混合されて用
いられる。また、上記疎水性溶媒溶液において、キャリ
ア成分は後に油滴状に分散した際に、油滴中にキャリア
成分が１６〜２４重量％含有されるように調整されてい
ることがより好ましく、これは予め疎水性溶媒中に上記
含量のキャリア成分を均一に溶解！たは分散させてかく
ことによって達成される。このように調整された疎水性
溶媒溶液が分散安定剤を有する水と混合され、この水系
媒体中に均一に分散される。この際に疎水性溶媒溶液は
油滴状に分散されるのであるが、均−分散及び油滴の大
きさの調節にはホモジナイザーを用いることが好ましい
。油滴の大きさは撹拌速度によりコントロールされ、こ
れにより得られるキャリアの粒径が決筐るが、１０〜５
００μｍの粒径を有するキャリアを得るには、ホモジナ
イザーの撹拌速度を５００〜５０００ｒｐｍに調節する
のが良い。この後またはこれと同時に疎水性溶媒を除去
するには、加温等の方法によるいわゆる液中乾燥法が用
いられる。疎水性溶媒を保持する水系媒体は上記疎水性
溶媒の沸点以下、好壕しくはキャリア成分中の樹脂のガ
ラス転移温度以下に加熱されるのが良く、さらに好壕し
くは加熱撹拌されるのが良い。このようにして製造され
る粒子は、樹脂濃度に応じて０．７〜２．０　ｇ／　ｃ
ｍ３　　の見掛比重を有するマイクロバルーン状の粒子
となる。

〈作　用〉 本発明によるキャリア粒子はマイクロバルーン状である
ために見掛比重が小さく、また樹脂で形成されているた
めにトナーに対する衝撃力も小さくなる。このために、
マイクロカプセルトナーと共に用いた場合にも、従来の
キャリアのようにマイクロカプセルトナーの殻壁を破壊
することがない。

また、本発明による製造方法によれば、キャリア成分を
含有する疎水性溶媒溶液が水系媒体の比重より軽いため
に、分散されて生じる油滴が油相成分を揮散させながら
水系媒体の液面から空気を取り込むために、特に中空に
なるような工夫をせずとも内部に中空部を有するマイク
ロバルーン状の粒子が簡単に得られる。

尚、油滴中のキャリア成分が１０重量％未滴の場合には
、キャリア成分濃度が低すぎるために中全粒子の外壁が
形成されないか、もしくは形成途中で破壊され、不定型
粒子が生成される割合が高くなり、４０重量％を超える
場合には、油滴の比重が大きくなり中空でない球状粒子
が生成される割合が高くなる。このようなことから、疎
水性溶媒溶液中のキャリア成分を１０〜４０重量％、よ
り好筐しくは１６〜２４重量％とすることによって確実
に中空粒子が生成される。

以下、実施例により本発明を説明するがこれにより本発
明は限定されるものではない。

〈実施例〉 スチレン−ブチルメタクリレート共重合体３０重量部 チタネートカップリング処理マグネタイト７０重量部 の重量部にてジエチルエーテル中に全体の２０重量％と
なるようにキャリア成分を溶解、分散させた。得られた
疎水性溶媒溶液の比重は２０℃で０、８６　ｇ／ｃｍ３
であった。次に、この溶液をリン酸三カルシウムを３，
０重量％含み、４０００　ｒｐｍで回転するホモジナイ
ザーによって高速撹拌されている水中に投入し、分散し
た。この後、系の湿炭を３０℃に昇温し、撹拌速度４０
００　ｒｐｍの撹拌下で溶媒を揮散させた。

その結果、平均粒径５０μｍ１見掛比重１．０ｇ／ｃｍ
３の第１図に示すような中空の断面を有するキャリアを
得た。このキャリアｌは、バインダー樹脂２の中に磁性
体３が分散し、全体が中空の構造となっている。このキ
ャリアを用い、マイクロカプセルトナーとトナー混合比
１０重量％となるように混合し、これをサンプル管の中
に入れ、ミキサーミルにて１５００回／分で２時間振動
させたが凝集は見られなく流動性は良好であった。また
、マイクロカプセルトナーの破壊もみられなかった。

尚、ここで用いたマイクロカプセルトナーは以下のよう
にして作製した。

パラフィンワックス　　　　　　　８０重量部スチレン
−ブチルメタクリレート共重合体１０重量部 カーボンブラック　　　　　　　　　７重量部ニグロシ
ン　　　　　　　　　　　　３重量部の重量部にてクロ
ロホルム中に全体の３０重量％となるように上記成分を
分散させ、５０℃に加温し溶融分散した後、この分散液
をリン酸三カルシウム３重量％を含み、７０００ｒｐｍ
で回転するホモジナイザーによって撹拌されている５０
℃の水中に投入して分散した。この後、撹拌速度を２０
゜ｒｐｍの撹拌下でクロロホルムを揮散し、平均粒径１
０μｍのトナー芯材料を得た。この窓材料ｉｏ。

重量部を１．２５重量％のスチレン−ブチルメタクリレ
ート共重合体とニグロシン０．１２５重量％のトルエン
溶液４００重量部中に分散し、このサスベンジ５ンをス
プレィドライヤーで噴霧乾燥することで窓材料の周囲を
スチレン−ブチルメタクリレートで被覆したマイクロカ
プセルトナーを得た。

比較例 溶媒にクロロホルムを使用し、溶媒を揮散させる際の温
度を５０℃にした以外は、実施例と同様にして微粒子を
得た。この際の疎水性溶媒溶液の比重は２０℃で１．６
３　ｇ／ｚ３であった。この微粒子を顕微鏡で観察した
ところ粒内部に中空部はみられなかった。筐たこの微粒
子は平均粒径が５０μｍ、見掛比重が２．６　ｇ／ａｎ
３であった。この微粒子を用いて実施例と同様にマイク
ロカプセルトナーと混合して評価したところ、凝集が激
しく、流動性も著しく低下することがわかった。

〈発明の効果〉 本発明のキャリアを用いることによって、マイクロカプ
セルトナーを２成分系現像剤に用いることができるよう
になった。これによって高速現像や反転現像また発色性
の制御が容易であり、かつ圧力定着も可能であるという
ような、従来の２成分系現像剤と１成分系マイクロカプ
セルトナー現像剤との両方の利点をあわせ持つ優れた現
像剤の製造が可能となった。さらに、本発明の製造方法
によれば非常に簡便に本発明のキャリアを製造すること
ができるために、低価格で本発明のキャリアを供給する
ことができる。また、本発明による製造方法は、広くマ
イクロバルーンの製造に応用できるものであり、安価な
マイクロバルーンの供給を可能とする。

４、

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例に示すキャリアの断面図である
。 ：キャリア、 ：バインダー樹脂、 ：磁性 体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マイクロカプセルトナーとキャリアとからなる２成
   分系現像剤のキャリアであって、樹脂により形成され、
   その構造がマイクロバルーン状であることを特徴とする
   電子写真用キャリア。 ２、キャリアを構成する成分を１０〜４０重量％含有す
   る疎水性溶媒溶液を調整し、該溶液を水系媒体と混合し
   、上記疎水性溶媒溶液を水系媒体中に油滴状に分散し、
   この後または同時に疎水性溶媒を除去する工程からなり
   、上記疎水性溶媒溶液が上記水系媒体の比重より小さい
   ことを特徴とする請求項１記載のキャリアの製造方法。