JPH07225499A - 電子写真用キャリヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真用のキャリヤ 【構成】 気相中、撹拌された核の存在下に、有機スズ
化合物を酸化的に分解することにより得られる二酸化ス
ズ被覆された磁性核をベースとする電子写真用のキャリ
ヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気相中、撹拌された核
の存在下に、有機スズ化合物を酸化的に分解することに
より得られる二酸化スズ−被覆された磁性核をベースと
する新規の電子写真用キャリヤに関する。

【０００２】更に、本発明は、これらのキャリヤの製造
及び電子写真２成分現像剤の製造のためのその使用及び
これらのキャリヤを含有する電子写真２成分現像剤に関
する。

【０００３】

【従来の技術】２成分現像剤は、電子写真複写機及びレ
ーザプリンタ中で電子写真により製造された潜像を現像
するために使用され、かつ通常、キャリヤ粒子及びトナ
ー粒子からなる。キャリヤ粒子は、一般に、２０〜１０
００μｍの粒度を有する磁性粒子である。トナー粒子
は、本質的に着色成分及びバインダからなり、かつ約５
〜３０μｍの粒度を有する。

【０００４】複写プロセスでは、静電潜像は、静電的に
充電された光導電体ドラムをオリジナルから反射された
光に選択的に露呈させることにより製造される。レーザ
プリンタでは、これはレーザビームにより作用される。

【０００５】静電像の現像のために、トナー粒子は、磁
気ブラシ、即ちセクターマグネットの磁場線に沿って配
向されたキャリヤ粒子により光導電体ドラムに移され
る。このトナー粒子は静電的にキャリヤ粒子に付着し、
磁場への移行の間の摩擦の結果としてのキャリア粒子の
電荷と反対の静電荷を得る。こうして磁気ブラシから光
導電体ドラムに移行されたトナー粒子は、トナー像を生
じ、これは次いで静電的に帯電された紙に移行され、定
着される。

【０００６】使用キャリヤ粒子は、いくつかの要求を満
足すべきである：それらは磁化可能であり、従って迅速
に磁気ブラシを形成せしめるべきである。更に、その表
面は、セクターマグネットと光導電体ドラムとの間の短
絡を避けるために低い導電率を有すべきである。この導
電率は、長い期間に渡って一定に現像剤の摩擦電気によ
る充電を保持するためにも、キャリヤの長い作動時間に
渡って一定に保持されるべきである。更に、キャリヤ粒
子は、易流動性であるべきであり、かつ現像剤貯蔵器中
で凝集すべきではない。

【０００７】これらの要求を満足するために、磁性物質
からなるキャリヤ粒子は、一般に被覆されるべきであ
る。

【０００８】例えば、ドイツ特許（ＤＥ−Ａ）第４１４
０９００号明細書は、高い正電荷をトナーに与えるその
能力のために特に重要である二酸化スズ−被覆キャリヤ
を記載している。同様にこれらは、殊にその良好な定着
特性のゆえに高速複写のために好適であるが、通常、負
にのみ帯電されうるポリエステル樹脂トナーの正電荷を
与える。

【０００９】しかし、ドイツ特許（ＤＥ−Ａ）第４１４
０９００号明細書中に記載された四塩化スズの加水分解
により二酸化スズで被覆されたキャリヤは、次の欠点を
有する。特に、鋼キャリヤの場合に、製造の間に存在す
る水蒸気及び形成される塩化水素により生ずるキャリヤ
核の錆びによる、短い耐用期限が認められる。フェライ
トキャリヤの場合にも、塩化水素による侵食は、塩化鉄
の形成を伴うキャリヤ表面の変化を生ぜしめ、その変化
は、酸化金属被覆の接着強さを減少させうる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
の欠点を有さない二酸化スズ−被覆キャリヤを提供する
ことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題は、気相中で、
撹拌された核の存在下に有機スズ化合物を酸化的に分解
することにより得られる二酸化スズ−被覆された磁性核
をベースとする電子写真用キャリヤにより達成されるこ
とを発見した。

【００１２】また、これらのキャリヤの製法を発見し、
ここでは、有機スズ化合物を気相中で、撹拌された核の
存在下に酸素−含有ガスと反応させることにより分解す
る。

【００１３】更に、電子写真２成分現像剤の製造のため
のこれらのキャリヤの使用及びこのキャリヤを含有する
電子写真２成分現像剤を発見した。

【００１４】新規のキャリヤの核は、慣用の磁性軟物
質、例えば、鉄、鋼、磁鉄鉱、フェライト（例えば、ニ
ッケル／亜鉛、マンガン／亜鉛及びバリウム／亜鉛フェ
ライト）、コバルト及びニッケルからなるか、又は磁性
硬物質、例えばＢａＦｅ₁₂Ｏ₁₉又はＳｒＦｅ₁₂Ｏ₁₉から
なっていてよく、かつ球状又は不規則な形の粒子又はス
ポンジ状の形であってよい。混成キャリヤ、即ち、ポリ
マー樹脂中に埋め込まれたこれらの金属又は金属化合物
の粒子も好適である。

【００１５】新規の二酸化スズ−被覆キャリヤは、撹拌
されたキャリヤ粒子の存在下に酸化ガスと反応させるこ
とにより有機スズ化合物を分解することによる新規の製
法により有利に得ることができる。

【００１６】好適な有機スズ化合物は、特に、不活性条
件下で本質的に分解せずに気化させることができ、かつ
酸化的に、即ち、酸素又は空気又は他の酸素／不活性ガ
ス混合物との反応により分解し、二酸化スズを生ずるこ
とができる化合物である。

【００１７】式ＳｎＲ₄の化合物（式中、基Ｒは、同一
であるか又は異なり、かつ、それぞれアルキル、アルケ
ニル又はアリールである）、例えば、テトラアルキルス
ズ、テトラアルケニルスズ又はテトラアリールスズ又は
混合されたアリールアルキルスズ又はアルキルアルケニ
ルスズが特に好適である。

【００１８】アルキル、アルケニル及びアリール基中の
炭素原子の数は、原則的に重要ではないが、容易な気化
を保証するために、約２００℃以上で充分に高い蒸気圧
を有する化合物が有利である。

【００１９】従って、４個の同一の基Ｒを有するスズ有
機化合物の場合には、特にＣ₁〜Ｃ₆−アルキル、殊にＣ
₁〜Ｃ₄−アルキル及びＣ₂〜Ｃ₆−アルケニル、殊にアリ
ル及びフェニルが有利である。

【００２０】最後に、例えば、酸素原子により橋かけさ
れていてもよい、二核及び多核のスズ有機化合物も使用
することができる。

【００２１】好適な有機スズ化合物の例は、ジアリルジ
ブチルスズ、テトラアミルスズ、テトラ−ｎ−プロピル
スズ、ビス（トリ−ｎ−ブチルスズ）オキシド及び特
に、テトラ−ｎ−ブチルスズ及びテトラメチルスズであ
る。

【００２２】この二酸化スズ−被覆キャリヤの新規製法
は、有利には次のとおりである：スズ有機化合物を、不
活性担持ガス、例えば窒素又はアルゴンを用いて、２０
℃から特定のスズ有機物の沸点に保持された蒸発器から
ノズルを介して、その中にキャリヤ核の流動床又は撹拌
された固定床が存在する加熱された反応器中に移動させ
る。分離した流入管を介して酸素含有ガスを供給し、有
機スズ化合物を分解して、直接キャリヤ粒子の表面上に
定着させられる二酸化スズを生ぜしめる。

【００２３】好適な反応器は、固定又は回転管又は撹拌
混合装置である。キャリヤ核の撹拌は、ガス流を用いて
の流動化により、自由落下混合により、重力の又は反応
器中の撹拌素子の作用により作用させることができる。

【００２４】分解温度は、一般に、２００〜１０００
℃、有利に３００〜５００℃である。

【００２５】温度及び酸素の量は、有機基の二酸化炭素
及び水への酸化が完全であり、かつ炭素が二酸化スズ層
に導入されないように選択するのが有利である。実際
に、導入される酸素の量が化学量論的に必要な量よりも
少ない場合には、選択温度により、スズ有機化合物は部
分的にのみ分解され、次いで排出ガス圏内で凝縮するか
又はカーボンブラック及び他の分解生成物を形成する。

【００２６】更に、スズ有機化合物を含有する蒸発器ガ
ス流を、細分された二酸化スズ粒子の形成を回避するた
めに、ガス状スズ有機化合物が反応器中のガスの全量の
約１０容積％を越えないように有利に調節すべきであ
る。キャリヤガス流中の有利なスズ有機化合物濃度その
ものは、通常、≦５体積％である。

【００２７】この新規方法は、特定の方法で非常に薄い
及び非常に厚い二酸化スズ層をキャリヤ核に施与するた
めに使用することができる。通常、慣用の施与のために
に典型的な層厚は、１〜５００ｎｍである。

【００２８】新規のキャリヤは、均質な、耐摩滅性性二
酸化スズ被覆及び所望の低い表面導電率を有する。更
に、キャリヤ及びこれらから製造された現像剤は、ほと
んど、無期限の耐用時間を有する。

【００２９】

【実施例】

Ａ．新規の二酸化スズ−被覆キャリヤの製造 例１ ７５〜１８０μｍの平均粒度を有する球状鋼キャリヤ
（ＴＣ１００タイプ、Pometon S.p.A.、Maerne、Italy)
１８００ｇの二酸化スズでの被覆を、回転蒸発器ドライ
ブのシャフトと接続され、キャリヤの混合のために回転
され、かつ加熱用のヒンジタイプ電気オーブン中に存在
する５００ｍｌ石英フラスコ中で実施した。空気及びス
ズ有機化合物含有窒素用の２つの分離したガス供給装置
を有する温度調節可能な金属ノズルを、シャフト及びフ
ラスコ頸部を通してキャリヤ層中に通じた。

【００３０】テトラブチルスズ８．７ｇ（５．９ｍｌ）
を、１８０℃に加熱された上流蒸発器からの窒素流５０
ｌ／ｈを用いて２時間かけて、１８５℃に温度調節され
た供給管及び同じく加熱された金属ノズルを介して４０
０℃に加熱された反応器中に移動させた。

【００３１】キャリヤ層の加熱を、窒素中への導入の間
に実施した。所望のキャリヤ及び蒸発器温度を達成した
後に、テトラブチルスズを蒸発器中に導入し、かつ第２
のガス流を空気５０ｌ／ｈに変えた。

【００３２】次いで、被覆されたキャリヤを、窒素中へ
の導入の間に冷却させ、取り出した。

【００３３】このキャリヤのスズ含分は、原子吸光分光
学により０．１２重量％と測定された。

【００３４】例２ ４０〜１２０μｍの粒度を有するスポンジ状キャリヤ
（ＸＣＳ ４０−１２０ＮＯＤタイプ、Hoeganaes、Swe
den)３．５ｋｇの被覆を、１０ｍｍの内径まで円錐状に
先細であり、かつ玉弁により閉鎖することができる下端
を有する電子的に加熱された垂直石英ガラスチューブ型
反応器（内径６０ｍｍ、長さ８０ｃｍ）中で実施した。
キャリヤは、下部オリフィスを通って反応器から流出
し、かつ９００ｌ／ｈの窒素流を用いて気体作用的に温
度調節可能なガラス管（内径１５ｍｍ）を通して再び反
応器の頭部に移動された。

【００３５】蒸発器からの空気及びスズ有機化合物含有
窒素用の２本の、分離したガス供給管を有する温度調節
可能な金属ノズルを、反応器中央のキャリヤ層中に装入
した。

【００３６】キャリヤを、窒素への導入の間に３５０℃
まで加熱し、かつ蒸発器及びガス供給管及びノズルを１
５０℃まで加熱した後に、テトラブチルスズ５９．２ｇ
（４０ｍｌ）を、蒸発器中に導入し、かつ窒素流１００
ｌ／ｈを用いて５時間かけて反応器中に移動させた。同
時に、空気１００ｌ／ｈを、この反応器中に導通させ
た。

【００３７】引き続く窒素下での冷却の後に、０．３１
重量％のスズ含分（ＡＡＳ）を有する被覆されたキャリ
ヤが得られた。

【００３８】Ｂ．現像剤の製造及び検査 現像剤の製造のために、このように被覆されたキャリヤ
を、市販のレーザプリンタに好適なポリエステル樹脂ト
ナー（１１μｍの平均粒度及び６〜１７μｍの粒度分布
を有する架橋されたフマル酸／プロポキシ化ビスフェノ
ールＡ樹脂）と、それぞれの場合に９７：３の重量比で
混合し、かつこの混合物を、３０ｍｌガラス容器中で、
１０分間、タンブラーミキサー中、２００ｒｐｍで充分
に混合することにより活性化させた。

【００３９】帯電能Ｑ／ｍ［μＣ／ｇ］を測定するため
に、それぞれの分散剤２．５ｇの重量を計り、電位計に
接続され、かつその中にメッシュサイズ３２μｍの篩が
装備されているハードブローオフセル（hard blow-off
cell:ＰＥＳ−研究所（Dr.R.Epping、Neufahrn）のＱ／
Ｍメーター）中に入れた。激しい空気流（約３０００ｃ
ｍ³／ｍｉｎ）を用いての吹出し及びそれと同時の空気
抜取りにより、トナーパウダーを実際に完全に除去し、
他方、キャリヤ粒子を篩により計測セル中に留めた。

【００４０】この後、この電荷分離により生じた電圧を
電位計から読み取り、トナー上の反対符号の電荷に相応
するキャリヤ上の電荷（Ｑ＝Ｃ゜Ｕ、Ｃ＝ｌｎＦ）の測
定に使用し、かつ計測セルを再び重量計測することによ
り、キャリヤ上の前記の電荷を吹出されたトナーの重量
に関連させ、こうしてその静電荷Ｑ／ｍ［μＣ／ｇ］を
測定した。

【００４１】この測定により得られた結果を下記の第１
表にまとめるが、その際、それぞれの場合に被覆されて
いないキャリヤを用いて得られた計測値（Ｖ１及びＶ
２）も、比較のために記載する。

【００４２】第１表

【００４３】

【表１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真用キャリヤにおいて、気相中、
   撹拌された核の存在下に、有機スズ化合物を酸化的に分
   解することにより得られる二酸化スズ−被覆された磁性
   核をベースとする、電子写真用キャリヤ。