JPH04264563A

JPH04264563A - 静電荷像現像用キャリア及びその製造方法

Info

Publication number: JPH04264563A
Application number: JP3026277A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Matsumura; 保雄松村; Hiroshi Takano; 洋高野; Masahiro Takagi; 正博高木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1992-09-21

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法等により形成される静電荷像を二成分現像剤により現
像する際に用いられる静電荷像現像用キャリアに関する
。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法など静電荷像を経て画像情報
を可視化する方法は、現在様々の分野で利用されている
。電子写真法においては、帯電、露光工程により感光体
上に静電潜像を形成し、トナーを含む現像剤で静電潜像
を現像し、転写、定着工程を経て可視化される。ここで
用いる現像剤は、トナーとキャリアからなる二成分現像
剤と、磁性トナーなどのようにトナー単独で用いる一成
分現像剤とがあるが、二成分現像剤は、キャリアが現像
剤の攪拌・搬送・帯電などの機能を分担し、現像剤とし
て機能分離されているため、制御性がよいなどの特徴が
あり、現在広く用いられている。特に、樹脂被覆を施し
たキャリアを用いる現像剤は、帯電制御性が優れ、環境
依存性、経時安定性の改善が比較的容易である。また、
現像方法としては、古くはカスケード法などが用いられ
ていたが、現在は現像剤搬送担体として磁気ロールを用
いる磁気ブラシ法が主流である。

【０００３】二成分現像剤を用いる磁気ブラシ法には、
現像剤の帯電劣化による画像濃度の低下、著しい背景部
の汚れの発生、画像へのキャリアの付着による画像荒れ
及びキャリアの消費、さらには画像濃度ムラの発生など
の問題がある。画像へのキャリアの付着メカニズムは、
キャリアの抵抗が低下することにより、画像部に誘導電
荷が注入されてキャリアが付着するか、キャリアの帯電
量の上限制御が不十分であるために、現像後のキャリア
の帯電量が過剰になり、エッジ部にキャリアが付着する
ものと考えられている。

【０００４】近年、負帯電型有機感光体が普及し、また
、無機感光体の場合でも静電荷像をレーザー等を用いて
記録する反転現像法が多用されるようになり、負帯電ト
ナーはもちろんのこと、正帯電トナーにおいても高品質
な現像剤の需要が高い。このため、キャリアの帯電性能
は、トナーの帯電極性、帯電強さに応じて自由に制御で
きることが望ましい。

【０００５】一方、キャリアを効率的に製造する方法と
して、核体粒子と被覆用樹脂とを乾燥状態で混合し、加
熱、溶融、冷却してキャリアを得る方法が提案されてい
る。ここで使用される被覆用樹脂は、加熱温度範囲で軟
化する必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消し、キャリアの帯電維持性を向上させ、かつ、
必要な帯電量に制御することにより、感光体上の画像部
へのキャリアの付着を防止し、安定した画質の形成を可
能にするとともに、キャリアの消費を抑制し、そして、
有機感光体用、無機感光体における反転現像用の高品質
な現像剤に適用することができる静電荷像現像用キャリ
ア及びそのキャリアを効率的に製造する方法を提供しよ
うとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、軟化点が５０
℃以上であるメチルフェニルシリコーン重合体を含有す
る被覆用樹脂で核体粒子を被覆したことを特徴とする静
電荷像現像用キャリア、及び、上記被覆用樹脂と核体粒
子とを乾燥状態で混合した後、加熱して上記樹脂を溶融
し、上記核体粒子を被覆することを特徴とする静電荷像
現像用キャリアの製造方法である。

【０００８】

【作用】本発明は、メチルフェニルシリコーン重合体を
含有し、５０℃以上の軟化点を有する樹脂を核体粒子の
被覆用に用いることにより、シリコーン樹脂の溶融塗布
を可能にし、キャリア表面に凹凸を増加させて帯電制御
を容易にし、良好な帯電維持性を確保することができる
ようになり、キャリアの付着防止等を可能にした。シリ
コーン重合体は、通常、若干の水酸基を含有するために
加熱又は脱溶剤の際の脱水又は脱アルコール反応により
、架橋が進行しやすく明瞭な軟化点を有しないばかりか
、加熱時に高粘度を示し、加熱工程を有するキャリアの
製造方法に適していない。例えば、東レダウシリコーン
製のトレフィン等の３次元架橋されたシリコーン微粒子
は、熱硬化挙動をほとんど示さず、被膜形成に使用する
ことができなかった。

【０００９】そこで、本発明者等は、種々のシリコーン
重合体の熱軟化挙動を調べたところ、メチルフェニルシ
リコーン重合体が被覆用樹脂に適していることを見いだ
した。メチルフェニルシリコーン重合体とは、下記一般
式（１）（２）（３）　で示される単量体成分からなる
重合体である。

【００１０】

【化１】

【００１１】上記の単量体からなる重合体は、比較的線
状の重合体構造を有し、水酸基をほとんど有せず、明瞭
な軟化点を示し、熱流動性を示すため、被膜形成が可能
である。即ち、この重合体を含有する被覆用樹脂は、核
体粒子と乾燥状態で混合し、加熱、溶融、冷却してキャ
リアを製造する方法に適用して均一なコーティングを行
うことができる。このメチルフェニルシリコーン重合体
を単独で用いる場合は、正帯電性のキャリアとしての特
性を示し、負帯電性トナーとの組み合わせで良好な帯電
特性を確保することができ、フッ素含有樹脂のような負
帯電の樹脂を混合併用することにより、適切な負帯電量
を確保することも可能であり、正負両方のトナーに適用
することができる。帯電量は、これらの樹脂の混合併用
、又は、樹脂全体の被覆量で調整することができる。帯電量の適正範囲は、トナー粒径によって変わるが、例
えば、平均粒径１０μｍのトナーの場合ブローオフ帯電
量で５〜４０μｃ／ｇ、好ましくは１０〜３０μｃ／ｇ
がよい。また、この重合体は、低表面エネルギー挙動を
示すため、キャリアの汚染を抑えることができ、良好な
帯電性能を維持することができる。さらに、被覆樹脂の
強度を補填するために、アクリル系樹脂を始めとする強
度の高い樹脂を併用することも可能である。

【００１２】負帯電性キャリアとするために併用する樹
脂としては、フッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン
、ヘキサフルオロプロピレン、モノクロロトリフロロエ
チレン、モノクロロエチレン、トリフロロエチレンなど
のビニル系フッ素含有モノマーの共重合体を挙げること
ができ、また、強度向上又は帯電制御を目的とする他の
併用樹脂としては、スチレン、クロルスチレン、メチル
スチレン等のスチレン類；メチルメタクリレート、メチ
ルアクリレート、プロピルアクリレート、ラウリルアク
リレート、メタクリル酸、アクリル酸，ブチルメタクリ
レート、ブチルアクリレート、２─エチルヘキシルアク
リレート、エチルメタクリレート等のα─メチレン脂肪
族モノカルボン酸類；アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル等のニトリル類；２─ビニルピリジン、４─ビニ
ルピリジン等のビニルピリジン類；ビニルエーテル類；
ビニルケトン類；エチレン、プロピレン、ブタジエン等
のオレフィン類の単独重合体、又は、共重合体を使用す
ることができ、さらに、ビスフェノール、グリコール等
を含むポリエステル類を使用することもできる。

【００１３】本発明で使用するメチルフェニルシリコー
ン重合体は、製造時の冷却工程におけるキャリアの凝集
を避けるために、また、使用時に現像機中で温度上昇が
起きるときに、現像剤の流動性の低下を抑えるために、
重合体の軟化点を５０℃以上にする必要がある。他の樹
脂を併用するときも、被覆用樹脂として軟化点を同様に
５０℃以上にすることが望ましい。また、被覆用樹脂の
軟化点の上限は、必ずしも明瞭でないが、フッ素樹脂を
用いる場合でも、設備の耐久性、製造時の冷却時間効率
、及び、安全性の観点から、２００℃以下、特に１５０
℃以下が好ましい。

【００１４】被覆用樹脂の配合量は、通常キャリアに対
して０．２〜３．０重量％、併用樹脂の比率は、メチル
フェニルシリコーン重合体１に対し、併用樹脂０．１〜
１０重量％の範囲、好ましくは０．２〜５重量％の範囲
が望ましい。

【００１５】本発明で使用する核体粒子としては、フェ
ライト、マグネタイトをはじめとし、鉄、コバルト、ニ
ッケルなどの強磁性を示す金属又は合金、これらの元素
を含有する化合物、あるいは強磁性を示す元素を含まな
いが熱処理を施すことにより強磁性を示すようになる合
金、例えば、マンガン─銅─アルミニウム、マンガン─
銅─錫などのマンガンと錫を含むホイスラー合金、二酸
化クロムなどを挙げることができ、粒径は、通常２０〜
２００μ、好ましくは４０〜１５０μ程度のものが使用
される。

【００１６】核体粒子と混合するときの、メチルフェニ
ルシリコーン重合体を含有する被覆用樹脂の粒径は，核
体粒子の平均粒径にもよるが、均一なコーティングを施
すために、概略３０μ以下、好ましくは、２０μ以下と
することが好ましい。

【００１７】本発明のキャリアの製造方法は、熱媒によ
る加熱設備を備えたニーダー、ヘンシェルミキサー、ア
トライター、ラジゲミキサー、ＵＭミキサー、プラネタ
リーミキサーなどを使用することができ、樹脂量などの
配合比によっては羽根剪断のかかりにくい加熱型流動転
動床、加熱型キルンなども使用することができる。

【００１８】本発明のキャリアはトナーと混合して２成
分現像剤として用いられる。トナーは結着樹脂中に着色
剤等を分散させたものであり、トナーに使用する結着樹
脂としては、スチレン、パラクロロスチレン、α─メチ
ルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラウ
リル、アクリル酸２─エチルヘキシル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル
、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２─エチルヘキ
シル等のα─メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類
；アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のビニル
ニトリル類；２─ビニルピリジン、４─ビニルピリジン
等のビニルピリジン類；ビニルメチルエーテル、ビニル
イソブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチ
ルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニル
ケトン等のビニルケトン類、エチレン、プロピレン、イ
ソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素類及びそのハ
ロゲン化物、クロロプレン等のハロゲン系不飽和炭化水
素類などの単量体による重合体、あるいは、これらの単
量体を２種以上組み合わせて得られる共重合体、及び、
これらの混合物、さらにはロジン変性フェノールホルマ
リン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエー
テル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂あるいはこれらと前記
ビニル系樹脂との混合物を挙げることができる。

【００１９】トナーに用いる着色剤としては、カーボン
ブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオ
イルブルー、クロームイエロー、ウルトラマリンブルー
、メチレンブルー、ローズベンガル、フタロシアニンブ
ルー、又はこれらの混合物を挙げることができる。

【００２０】着色剤以外のトナー成分としては、荷電制
御剤、オフセット防止剤、流動性向上剤などがあり、ま
た、必要に応じて磁性体微粉末を含有してもよい。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれにより限定されるものではない。（実施例１）軟化点７０℃（ＤＳＣ測定ピーク値）のメ
チルフェニルシリコーン重合体Ｍ９０８０（東レダウコ
ーニングシリコーン）をジェットミル粉砕機で平均粒径
１５μに調整した後、平均粒径８０μのＣｕ−Ｚｎフェ
ライトコア（パウダーテック製）１０００重量部に対し
、上記重合体を１０重量部加えて５Ｌ小型ニーダーで５
分間混合し、次いで、熱媒温度を１９５℃に設定して４
０分間攪拌混練した後ヒーターを切り、攪拌しながら５
０分間冷却した。その後、１７７μの篩で篩分を行って
キャリアを得た。また、結着樹脂（スチレン─ｎブチル
メタクリレート）８５重量％、カーボン（キャボットＢ
ＰＬ）１０重量％、帯電制御剤（保土ヶ谷化学ＴＲＨ）
１重量％、及び、ポリエチレンワックス（三井石油化学
４００Ｐ）４重量％を用いて混練粉砕法により、平均粒
径１０μのトナーを得た。そして、トナー濃度４％とな
るようにトナーとキャリアを混合して現像剤を作製した
。この現像剤の帯電量は、東芝製ブローオフ帯電量測定
器で測定すると、─２２μｃ／ｇであった。この現像剤
について、富士ゼロックス製の複写機（ＦＸ５０３９）
を用いて画質維持性試験を行ったところ、５万枚複写後
の画像も鮮明であり、カブリ汚れも皆無で、画像のムラ
などの発生もなく、優れた画質を得ることができた。ま
た、キャリアの消費も僅かであった。

【００２２】（実施例２）軟化点１００℃（ＤＳＣ測定
ピーク値）のメチルフェニルシリコーン重合体Ｍ９１１
０（東レダウコーニングシリコーン）をジェットミル粉
砕機で、平均粒径１５μに調整した後、このメチルフェ
ニルシリコーン重合体５重量部、及び、フッ化ビニリデ
ン─テトラフルオロエチレン共重合体（ペンウオールト
ＫＹＮＡＲ７２０１）１０重量部に、核体粒子である平
均粒径６０μのＣｕ−Ｚｎフェライトコア（ＴＤＫ製）
１０００重量部を加えて１５Ｌプラネタリーミキサーで
１０分間混合し、次いで、熱媒温度を２２０℃に設定し
て３０分間攪拌混練した後、ヒーターを切り、攪拌しな
がら４０分間冷却した。その後、１４９μの篩で篩分を
行ってキャリアを得た。また、結着樹脂（スチレン─ｎ
ブチルメタクリレート）８４重量％、カーボン（キャボ
ットＢＰＬ）１０重量％、帯電制御剤（オリエント製ボ
ントロンＮ０４）２重量％、及び、ポリエチレンワック
ス（三井石油化学４００Ｐ）４重量％を用いて混練粉砕
法により、平均粒径１１μのトナーを得た。そして、ト
ナー濃度４％となるようにトナーとキャリアを混合して
現像剤を作製した。この現像剤の帯電量は、東芝製ブロ
ーオフ帯電量測定器で測定すると、＋２０μｃ／ｇであ
った。この現像剤について、富士ゼロックス製のＦＸ５
０１７改造機を用いて画質維持性試験を行ったところ、
５万枚複写後の画像も鮮明であり、カブリ汚れも皆無で
、画像のムラなどの発生もなく、優れた画質を得ること
ができた。また、キャリアの消費も僅かであった。

【００２３】（実施例３）軟化点７０℃（ＤＳＣ測定ピ
ーク値）のメチルフェニルシリコーン重合体Ｍ９０８０
（東レダウコーニングシリコーン）をジェットミル粉砕
機で平均粒径１５μに調整した後、このメチルフェニル
シリコーン重合体を８重量部、及び、スチレン─メチル
メタククリレート共重合体（三菱レーヨン製ＢＲ５２）
４重量部に、核体粒子として平均粒径１００μの鉄粉（
パウダーテック製ＴＳＲＹＶ）１０００重量部を加えて
５Ｌ小型ニーダーで５分間混合し、次いで、熱媒温度を
１９５℃に設定して４０分間攪拌混練した後ヒーターを
切り、攪拌しながら５０分間却した。その後、２５０μ
の篩で篩分を行ってキャリアを得た。また、結着樹脂（
スチレン─ｎブチルメタクリレート）８５重量％、カー
ボン（キャボットＢＰＬ）１０重量％、帯電制御剤（保
土ヶ谷化学ＴＲＨ）１重量％、及び、ポリエチレンワッ
クス（三井石油化学４００Ｐ）４重量％を用いて混練粉
砕法により、平均粒径１０μのトナーを得た。そして、
トナー濃度４％となるようにトナーとキャリアを混合し
て現像剤を作製した。この現像剤の帯電量は、東芝製ブ
ローオフ帯電量測定器で測定すると、─１８μｃ／ｇで
あった。この現像剤について、富士ゼロックス製のＦＸ
６７９０改造機を用いて画質維持性試験を行ったところ
、２０万枚複写後の画像も鮮明であり、カブリ汚れも皆
無で、画像のムラなどの発生もなく、優れた画質を得る
ことができた。また、キャリアの消費も僅かであった。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、キャリアの帯電維持性を向上させることができ、
画像へのキャリアの付着が防止されてカブリやムラのな
い安定した画質を得ることができるようになった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　軟化点が５０℃以上であるメチルフェ
ニルシリコーン重合体を含有する被覆用樹脂で核体粒子
を被覆したことを特徴とする静電荷像現像用キャリア。
【請求項２】　　軟化点が５０℃以上であるメチルフェ
ニルシリコーン重合体を含有する被覆用樹脂と核体粒子
とを乾燥状態で混合した後、加熱して上記樹脂を溶融し
、上記核体粒子を被覆することを特徴とする静電荷像現
像用キャリアの製造方法。