JPH04324869A - 静電荷像現像用キャリア製造方法 - 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】

【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現像用キャリヤに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法など静電潜像を経て画像情報
を可視化する方法は、現在様々な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
上に形成された静電潜像がトナーを含む現像剤により現
像されて、転写・定着工程を経て可視化される。現像に
用いられる現像剤には、トナーとキャリヤが混合されて
なる二成分現像剤と磁性トナー等によりトナー単独で用
いられる一成分現像剤とがあるが、二成分現像剤はキャ
リヤにより現像剤の撹拌／搬送／帯電などの機能が付与
されているために現像剤として機能分離されているため
に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ヤを用いる場合帯
電制御性が向上し、環境依存性、経時安定性が改善され
る傾向にある。

【０００３】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、現在の主流は現像剤搬送単体と
して磁気ロールを用いる磁気ブラシ法による現像法であ
る。

【０００４】このようなキャリヤを用いる二成分現像剤
における磁気ブラシ現像法における問題は、トナーが非
画像部に付着する背景部汚れの発生とキャリヤの画像へ
の付着による画像の荒れとキャリヤ消費、そしてそのこ
とに伴う画像濃度ムラの発生であり、さらには、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
の発生などである。本発明は、これらの課題を解決せん
とするものであり、その目的とするところは、経時安定
性、環境安定性に優れ、低コストで、良好な画質を維持
しうる現像剤を提供するキャリヤを製造する方法にある
。

【発明が解決しようとする課題】現像剤の劣化はトナー
成分によりキャリヤ表面が汚染され、帯電性が低下する
ことにより生じる。キャリヤ表面汚染を防止するために
、種々のタイプのコートキャリヤが開発され、かつ実用
化されている。例えば、フッ素化ビニルポリマーのよう
な低表面エネルギー樹脂被覆キャリヤは耐表面汚染性に
優れているために、広く用いられているが、コア表面に
対する成膜性及び密着性の悪さにおいて問題があるため
、特開昭４９−５１９５０号公報に見られるようなフッ
素樹脂とコア材間の密着性を補強するための中間層を有
した被覆コートキャリヤ、あるいは特開昭５４−１１０
８３９号公報、特開昭５６−１１３１４６号公報に見ら
れるようなフッ素樹脂と、コアに対して強力な接着特性
を有する第２のポリマーとのポリブレンドからなるコー
トキャリヤ等の種々の方法が記載されている。

【０００５】しかしながら、このような系においては、
フッ素樹脂と第２のポリマーとの摩擦帯電極性は互いに
逆極性であるため、第２のポリマーは帯電調節機能と密
着性補強機能を兼ね備えており、帯電性と密着性との要
求値が両立するためにはポリブレンド比の範囲が限定さ
れてくる。また、フッ素樹脂の密着性を改善するために
はフッ素樹脂との相溶性に優れている樹脂、例えばメタ
クリル酸メチル共重合体などが有効であるが、こうした
ポリブレンド系はフッ素樹脂の固体潤滑性、及び低粘着
性といった優れた性質に少なからず悪影響ををもたらす
ことがあり、耐表面汚染性に関して飛躍的向上は困難で
あると言える。

【０００６】またコートキャリヤの他の欠点としてソリ
ッド再現性の悪さや、連続使用時の電荷の上昇による濃
度低下等の問題が挙げられる。これらの問題は共に被覆
樹脂の絶縁性に起因するものであり、コート膜厚が増大
するほど悪化する傾向にある。又、電荷の上昇を抑える
方法としてチタン系や錫系の酸化物等により表面の導電
性制御を行う方法が知れらているが、コストが高く、又
、導電度の制御も満足な結果が得られなかった。

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記の
ようなポリブレンドコート法では得ることが困難である
系、すなわち結晶性が極めて強い低表面エネルギー樹脂
の単独コート、もしくは密着性補助のための第２のポリ
マーのブレンド量が少量であっても十分な成膜性が得ら
れるキャリヤ製造法とその製造法で得られるキャリヤの
提供にある。本発明の他の目的は耐表面汚染性と耐磨耗
性に優れ、かつ帯電性とキャリヤ抵抗値を自由に制御で
きるキャリヤを提供することにある。

【０００７】本発明の前記並びにその他の目的は、以下
のように規定したキャリヤ製造法により達成できる。す
なわち磁性コア表面に低表面エネルギー樹脂を主成分と
した被覆用樹脂溶液を施し、溶剤を除去して前記樹脂を
磁性コア表面に付着させ、次いで磁性微粒子を添加した
後撹拌状態において、前記低表面エネルギー樹脂の融点
以上の温度で加熱した後、冷却することからなる樹脂被
覆型キャリヤの製造方法に関する。

【０００８】本発明に用いられる低表面エネルギー樹脂
としては２５ｄｙｎ／ｃｍ以下のフッ素樹脂ならば全て
使用できる。典型的なフッ素樹脂としては、ポリ弗化ビ
ニリデン　　、ポリトリフルオロエチレン、ポリトリフ
ルオロクロルエチレンのようなハローフルオロポリマー
、ポリテトラフルオロエチレン、ポリパーフルオロプロ
ピレン等のホモ重合体、弗化ビニリデンとアクリル単量
体との共重合体、弗化ビニリデンとトリフルオロクロル
エチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンとヘキ
サフルオロプロピレンとの共重合体、弗化ビニリデンと
テトラフルオロエチレンとの共重合体、弗化ビニリデン
とヘキサフルオロプロピレンとの共重合体等が挙げられ
るが、これに何ら限定されるものではない。

【０００９】また、本発明に係る被覆用樹脂溶液として
は、前記フッ素樹脂を単独で用いても充分実用に耐え得
る帯電性、コート膜特性を有するが、組み合せトナーと
の帯電調整自由度をさらに高めるためには他の被覆用樹
脂を併用し、溶剤に溶解させたものでもよい。併用する
樹脂としては、スチレン及びメチルメタクリレートの共
重合体、スチレンメチルメタクリレート及びオルガノシ
ランの三元共重合体の如き可溶性アクリル、メタクリル
酸及びその塩を含む共重合体、ポリカプロラクタム、ポ
リヘキサメチレンテレフタレートの如きポリエステル等
が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【００１０】磁性微粒子は通常の強磁体微粉であり、具
体的には四三酸化鉄、α−三二酸化鉄、各種フェライト
粉等の各種磁性微粉が用いられる。本発明におけるキャ
リヤのコート膜形成は、以下の手順で行われる。

【００１１】まず第１に、転動流動床、スプレードライ
等の溶液コート法で、コア材表面に樹脂を被覆、もしく
は付着させる。この際、使用する被覆樹脂溶液の粘度、
低表面エネルギー樹脂の溶解性及び結晶性の違い及びポ
リブレンドの有無、ブレンド比率の違い等により、樹脂
のコア　　表面に対する被覆率（コア粒子全表面積に対
する樹脂被覆面積の割合）は異なった値を示し、必ずし
も良好なコート状態とは言えない。しかしながら、次に
撹拌状態において、前記低表面エネルギー樹脂の融点以
上の温度で加熱処理を施すことにより、該被覆層の引き
延ばし効果が得られ、表面性が平滑で、かつ連続したコ
ート膜の形成が可能となる。

【００１２】また、加熱前に添加された磁性微粒子はキ
ャリヤが被覆樹脂の融点に達するまでの所要時間の間に
キャリヤ上に均一に分布させることができ、被覆層の溶
融後に樹脂中に埋没し、樹脂被覆層に適度な導電性を付
与することができる。磁性粉の含有量は被覆樹脂量に対
し、２０〜９５重量部程度、好ましくは３０〜８５重量
部が適当である。ここで、加熱法としてはキルン及び加
熱型ニーダー等撹拌を伴う加熱装置等が使用できる。

【００１３】帯電量の高低は被覆樹脂量、被覆樹脂の組
み合せの選択及びポリブレンド比の調節、さらに磁性粉
の種類量の調節により、組み合せトナーに対し自由に調
整可能である。本発明において使用する芯物質としては
、鉄粉末、酸化鉄粉末、カルボニル鉄粉末、マグネタイ
ト、ニッケル及びフェライト等の粉末等を例示すること
ができ、通常キャリヤとして１０〜５００μ、好ましく
は４０〜１５０μの粒径となるような大きさのものが使
用される。本発明に用いる二成分現像剤を構成するトナ
ーは、バイダー樹脂中に着色剤などのトナー成分を分散
せしめて成るものであり、ここにバインダー樹脂として
は、種々の熱可塑性樹脂が用いられる。

【００１４】その具体例としては、例えば、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−ブチル，メタクリル酸ラウリル，
メタクリル酸２−エチルヘキシルなどの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などのビニルニトリル類、２−ビニ
ルビリジン，４−ビニルビリジンなどのビニルビジン類
、ビニルメチルエーテル，ビニルイソブチルエーテルな
ど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，メチルイソプロペニルケトンなどのビニル
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およびそのハロゲン化物、ク
ロロプレンなど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、これら単量体を２個以上組
み合せて得られる共重合体、およびこれらの混合物、あ
るいは例えば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、ポリエーテル樹脂など
の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。着色剤としては、例
えばカーボンブラック、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、またはこれらの混合物を挙げることが
できる。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
要に応じて磁性体磁粉末が含有されていてもよい。

【００１５】

【作用】本発明により得られたキャリヤは、表面平滑性
と低表面エネルギー樹脂の低粘着性によりキャリヤの同
一場所でトナーが応力を連続して受けることを防止でき
るため、トナー等によるキャリヤ表面汚染を効果的に防
止できる。また、樹脂被覆層に埋没させた磁性微粒子の
存在によりキャリヤ抵抗値の抑制が可能なため、連続コ
ピー時の現像剤のチャージアップを防止し、ソリッド再
現性に優れたキャリヤを得ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。しかしながら、本発明はこれら実施例に制限さ
れるものではない。

【００１７】

【実施例１】ポリフッ化ビニリデン（Ｔｍ１７４°Ｃ、
γｃ＝２５ｄｙｎ／ｃｍ）１５重量部、及びスチレン−
メチルメタクリレート共重合体（Ｔｇ＝１００°Ｃ）７
重量部を１２０重量部のジメチルホルムアミドに溶解し
、この溶液を転動流動床コーティング装置を用いて平均
粒径８０μｍの球形Ｃｕ−Ｚｎフェライト１０００重量
部にコートした。次いで加熱型ニーダーに磁性粉（チタ
ン工業；ＢＬＳＰ）５０重量部と共に投入し、２２０°
Ｃ設定の撹拌下で４０分加熱、さらに４０分間撹拌放冷
し、本発明のキャリヤを得た。

【００１８】

【実施例２】フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレ
ン共重合体（Ｔｍ＝１２６°Ｃ、γＣ＝２５ｄｙｎ／ｃ
ｍ）１２重量部を１００重量部のジメチルホルムアミド
に溶解し、この溶液を転動流動床コーティング装置を用
いて平均１００μｍのＣｕ−Ｚｎフェライト１０００重
量部にコートした。次いで加熱型ニーダーに磁性粉（戸
田工業：ＥＰＴ１０００）３０重量部と共に投入し、２
００°Ｃ設定の撹拌下で４０分加熱、さらに４０分間撹
拌放冷し、本発明のキャリヤを得た。

【００１９】

【比較例１】磁性粉の添加を行わない以外は実施例１と
すべて同様の操作でキャリヤを得た。

【００２０】

【比較例２】磁性粉無添加及び加熱処理を行わない以外
は、実施例２と同様の操作でキャリヤを得た。組み合せ
るトナーとしてスチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共
重合体（Ｔｇ＝６２°Ｃ）８４重量％を結着樹脂として
、カーボンブラックキャボットＢＰＬを１０重量％、ニ
グロシンボントロンＮｏ．４を１重量％及び三洋化成ビ
スコール５５０Ｐを５重量％をバンバリーミキサーによ
り溶融混練し、冷却後ジェットミルにより微粉砕を行い
、更に分級機により平均粒径１１μｍのトナーを得た。 このトナー１００重量部に対し、平均粒径０．１μｍの
シリカ微粒子１部をヘンシェルミキサーにより混合し、
トナーを調節した。

【００２１】キャリヤ１００重量部に対しトナー５重量
割合でＶブレンダーにて混合し、ＦＸ５９９０改造機で
連続したコピーテストを実施した。現像剤が新しい状態
（初期）と１０万枚コピーした状態におけるトナーの帯
電量、コピー品質等について表１に結果を示す。尚、ソ
リッド濃度はマクベスによる光学濃度であり、１．０以
上の濃度が必要である。

【発明の効果】本発明のキャリヤ製造方法に基づき、低
表面エネルギー樹脂を主成分とした材料をキャリアコア
表面に強く密着させることが可能となり、トナーを適切
に帯電させ、かつ電荷の上昇がなく低コストなキャリヤ
を製造することが可能となり、かつトナー等による汚染
の少ないキャリヤを提供することができた。結果として
、長期間に渡って濃度低下、かぶりの問題が少ない現像
剤を提供することが可能となった。

【表１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁性コア表面に低表面エネルギー樹脂
   を主成分とした被覆用樹脂溶液を施し、溶剤を除去して
   、前記樹脂を磁性コア表面に付着させ、次いで磁性微粒
   子を添加し撹拌状態において、前記低表面エネルギー樹
   脂の融点以上の温度で加熱した後、冷却することからな
   るキャリヤの製造方法。
2. 【請求項２】　　前記低表面エネルギー樹脂の表面エネ
   ルギーが２５ｄｙｎ／ｃｍ以下のフッ素樹脂であること
   を特徴とした請求項１記載のキャリヤの製造方法。