JPS6214167A - 電子写真現像剤用キヤリヤ−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、現像剤の製造方法、詳しく言えば電子写真等
に使用する乾式現像剤用キャリアの樹脂皮膜形成方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

一般に使用される′重子写真用乾式２成分現像剤では、
キャリアとトナーを混合して摩擦帯電させ、キャリヤー
によって輸送されたトナーが、感光体の潜像を現像し、
トナー像が被転写紙に転写され、熱又は圧力で定着する
ことにより、画像の形成がなされるが、特に近年用いら
れる磁性キャリヤーを使用する２成分磁気ブラシ現像法
では、長時間使用すると現像機内における激しいかくは
んによる機械力又は摩擦熱などにより、キャリヤーの損
傷が著しくなシ、シん材料のカケ、樹脂皮膜のはがれ、
また、キャリヤー表面へのトナーの固着などにより、現
像剤の帯電性が著しく低下し、画像品質の劣下につなが
ることが多い。また現像剤の帯電性の変化により画質の
変化もおこりやすい。

このため、キャリヤーコート材料として、フッ素系樹脂
やシリコン系樹脂をキャリヤーコアに溶液塗布又は、焼
結塗布したものを用いることによって、トナーの固着を
防止する方法が利用されているが、この方法でもコート
樹脂が長時間にわたる機械力によってはがされてしまい
、しん材料の篇出し九部分に１　）ナー固着が生じるた
め、現像剤の寿命を恒久的なものとするまでには至って
いない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は頑強で、皮膜はがれの生しにくい電子写
真現像剤用キャリヤーの製造方法を提供することＫある
。

本発明の他の目的は、トナー固着の起こｌ：＜い電子写
真現障剤用キャリヤーの製造方法を提供することＫある
。

本発明の更に他の目的は、現像剤の帯電性を初期のもの
に維持し、かつ現ｆ１剤の導電性の変化を抑制し、恒久
的に使用可能な電子写真現像剤用キャリヤーの製造方法
を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明の目的は、まず第一に常温常圧で気体状のモノマ
ーを気相中で、キャリヤーしん材料表面上で直接重合さ
せ、実質的に重合と同時に樹脂コートする方法によって
達成される。

常温、常圧で気体上のモノマーは、例えば、第１図に示
すごとき容量結合型プラズマ重合装置中で、振動基板１
上に１キヤリヤーしん材料を置き、真空にひいた後、シ
ラン又はメタンのような原料モノマーガスを流し込みな
がらしん材料に振動を与え、上下の極板間に、例えば、
高周波プラズマを生せしめれば、活性化された七ツマ−
により、基板及びしん材料表面で重合が進み、均一な樹
脂コートがなされる。

このようなモノマーガスの気相重合法としては前述のプ
ラズマ重合法の他に、高周波グロー放電とスノツタリン
グを組み合せたような方法（特開昭５８−７９８０７）
、又はイオン化蒸着法（表面科学第３巻、第２号、ｐ　
７５、’８２　）を用いることが可能である。

本発明の目的は、また前記第一の方法における常温、常
圧で気体状のモノマー釦式えて液体のモノマーを用いる
第二の方法によっても達成することができる。液体のモ
ノマーを原料とする方法はボン（、配管などの取シ扱い
の面から、ｉた原料価格面からも有利であシ実用的に極
めて有用である。

この第二の製造方法は、具体的には、第一の方法と同様
に第１図に示すように容量結合型プラズマ重合装置中で
、振動基板（しん材料を断えずかくはんし、均一なコー
ティングを行なうためのもの）ｌ上にキャリヤーしん材
料を置き、真空にひいた後、パルゾロを開いて、原料容
器からガス化したモノマーを導入して、所定の圧力に保
ち、上下の極板間に、例えば高周波のプラズマ放電を生
起させ、断えずしん材料をかくはんすれば、しん材料表
面で、重合が進行し、均一な樹脂コートが得られる。

コーティングの速度は、モノマ一種類、重合容器の形状
、放電電力、ガス圧などの様々な条件で変わるため、キ
ャリヤーコーティングに最適な皮膜構造、皮膜形成速度
が得られる条件を各種七ツマ−に応じて適時、見い出す
ことが必要でおる。

本発明の目的は、またキャリヤーコート層Ｋ、フッ素化
された黒鉛成分を含むことによシ達成される。

一般に、黒鉛をフッ素化したものは、極めて低い表面エ
ネルギーを示し、通常のフッ素樹脂などに比較しても、
はるかに小さい。従って、微粒化したフッ化黒鉛をキャ
リヤーコアに対し、接着性の良好な樹脂に均一に分散し
、キャリヤーコーティングに用いても、キャリヤー表面
の低表面エネルギー化忙は、充分寄与することが期待さ
れるが、一般に、７ツ化黒鉛は、その低表面エネルギー
が故に１樹脂との相溶性が怒〈均一な分散は極めて難し
い。また、たとえ分散したとしても、キャリヤーコーテ
ィング後、キャリヤー表面から、フッ化黒鉛微粒子が、
かけ落ちてしまったシするため、充分な効果を発揮して
ないという難しさがある。

本発明の目的は、またコア材表面に、炭化水素化合物の
気相重合法により黒鉛４Ａ造部分を含む重合膜を形成し
た後、黒鉛構造部分をフッ素化することを特徴とする第
３の方法によって達成することができる。

すなわち、炭化水素ガスモノマーを原料に、キャリヤー
コア表面で、直接重合したカーボン膜中に、適度ｆｋ／
ラファイト構造を含有させることができる、これをフッ
素化することが可能である。

フッ素化の工程は、通常フッ素ガスを用い、５００℃前
後の高温で処理されるが、通常のコート材料に用いる熱
可塑性樹脂の融点はこの処理温度よりはるかに低いため
、適用が難しく、また、活性なＦ２ガスの取シ扱いにも
注意を要する。例えば、先に第１図を参照して述べたプ
ラズマ１合装置で、黒鉛構造を含む樹脂層をもつキャリ
ヤーを、フレオン（ＣＦ４）を使って処理することにょ
シ、低温でかつ安全なガスを使用して、キャリヤー表面
露出部分の黒鉛構造部分をフッ素化することができる。

またフッ素化では、黒鉛部分のみならず、コート樹脂部
分も一部フッ素化されるため、総じて、表面エネルギー
はよシ小さいものとなっていくことが明らかになった。

これら、帥述の本発明の構造方法において用いられる原
料モノマーとしては、例えばメタン、エタン、プロパン
、ルーメタン、ｉ−７’タン、エチレン等の常温常圧で
気体のモノマー原料、およびベンゼン、トルエン、キシ
レン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、アクリル酸、メ
タクリル酸およびそれらの各種エステル、スチレン及び
その誘導体、クロルベンゼン、フロモベンゼン等のハロ
ゲン化炭化水素など常温で液体のモノマー原料、またテ
トラメチルシラン、テトラエチルシラン、トリメチルシ
リルジメチルアミン等の有機ケイ素化合物を使用するこ
ともできる。また表面の黒鉛構造のフッ素化を考えない
場合にはシランやジシラン等のモノ！−も使用できる。

また帯電性の極性制御、表面エネルギー制御、導電性制
御等の目的でフレオン、アンモニア、ジボラン、アルシ
ン等を適涜混合しド−ピングすることもできる。また本
発明の方法ではキャリヤーガスとして、水素、アルゴン
等を使用しても良い。

また、ギヤリヤーのコア材としては、例えば鉄粉、フェ
ライトの他、ガラス、砂、ポリマービーズなど、絶縁性
、非磁性の材料も使用することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明の方法によるキャリヤーの製造方法によれば、材
料の選択幅が広く、精密な物性制御が可能となるととも
に、キャリヤーしん材料上に、強固で、密着性の高く、
しかも均一な皮膜を形成することができ、通常のキャリ
ヤー製造工程におけるような、調液、塗布、乾燥などの
作業を必要とせず一工程で、経済的にキャリヤーを製造
することができる。

〔実施例〕

実施例　１ 第１図のプラズマ重合装置において、まず表面を薬品に
より、清浄浄化したフェライト粉（平均粒径９０μ　日
本鉄粉社ｊＸ）５０Ｊｌｔ−ｍ動基板１上に置き、真空
ポンプによシ、排気して、１０””ｔｏｒｒに保ち、さ
らにヒーターで、振動基板を１５０℃に保って、振動コ
ントローラーをＯＮとして、フェライト粉のかくはんを
開始した。次に、導入管から、高純度のアルゴン及びシ
ランを導入し、ペルジャー内の真空度が、Ｑ、５　ｔｏ
ｒｒに保持されるようにし、高周波電源をＯＮとしてグ
リ−放電を行なった。

基板の振動を継続しながら、４０分間重合を行なったと
ころ、フェライト表面に均一なシリコ／皮膜が形成され
た。

このキャリヤーを同様の方法で、２．５ｋｌ！作成し、
さらに、ポリエステルを結着樹脂とし、カーボンブラッ
ク、帯電制御剤を分散したトナーと混合し、富士ゼロッ
クス３５００機を用いて、複写を行なったところ、極め
て鮮明な画像が得られた。さらに１８万コピーの寿命試
験を行なったが、画像の劣化は見られなかった。試験後
のキャリヤー表面を電顕観察したが、樹脂コート材のカ
ケはほとんど見られなかった。

実施例　２ 第１図のプラズマ重合装置を用いて、表面を浄化した鉄
粉（平均粒径７０μ１日本鉄粉社１ｔり８０．９を振動
基板１上に置き、実施例１のシラン、アルボ／のかわル
に１メタ／を導入して重合を行なった。実施例１に比べ
て重合速度は、緩まんで、約２時間の重合時間で、均一
な炭素皮膜が形成でき友。また、重合終了間近に、マレ
オンを５分間導入して重合した。

このキャリヤーを３ｋｌ？作成し、実施例１よシやや負
帯電性の強いトナーと混合して、富士ゼロツク３５００
機で、複写を行なったところ鮮明な画像が得られた。１
５万コピーの寿命試験を行なっても両津の劣化は認めら
れず、また、試験後のキャリヤー表面１に電顕硯察して
も、トナーの固着は従来キャリヤーに比較し著しく少な
かった。

実施例　３ 第１図のプラズマ重合容器において、平均粒径９０μｍ
のフェライト粉（巨木鉄粉社製）５０ｇを、振動基板１
上におき、真空ポンプで排気して、１０−’　ｔｏｒｒ
に保った後、アルゴンを導入して、１Ｏ−１ｔｏｒｒ　
Ｋ保ち、放電により、イオンボンバードメントでフェラ
イト表面を清浄化した。次に、容器内を排気して、１０
””　ｔｏｒｒにひいて、パルプ６を開けて、ガス化し
た高純度なベンゼンを導入し、約１ｔｏｔｔで再びメロ
−放電を生じせしめ、振動基板を作動させ、重合を３時
間継続した。

フェライト表面は茶かつ色の皮膜でコーティングされた
。この方法を繰り返し２．５時のキャリヤーを製作し、
ポリエステルを結着樹脂とし、カーボン１０％、帯電制
御剤としてり７人染料１係を含むトナー１００！１と混
合して、現像剤とした。この現像剤を用いて、Ｆ’Ｘ　
３５００機を使用して、複写を行なったところ画像は鮮
明であった。また、５万枚の寿命試験をしてもほとんど
、初期画像と変化なく、また試験後のキャリヤー表面を
！顕観察しても、皮膜のはがれは少なく、トナーインツ
クジョン量も微小であった。

実施例　４ 実施例３と同様にして、材料ガスとして、テトラエチル
シランを蒸気化したものを用い、１０−”ｔｏｒｒのガ
ス圧で高周波プラズマを生じさせて、２時間キャリャー
コーティングを行なった。

まえ、この材料ガスを充分に排気した後、１Ｏ−５ｔｏ
ｒｒまでひいて、フレオ／を導入し、１０　　ｔｏｆｆ
とし５分間直流でプラズマを発生させ、重合を終了させ
た。

この方法で、２−５　ｋｉ９のキャリヤーを作成し、実
施例１と同じトナーを用い現像剤とした。

ＦＸ　３５００機で複写を行なったが、鮮明な画質を示
し、また５万枚の寿命試験を行なっても、画像の劣化は
、はとんどなかった。

また、試験後のキャリヤー表面ｔ−’、ｉｔ顕で観察し
ても皮膜表面清浄に近く、トナーインバクジョンが少な
かった。

実施例　５ 実施例１で用いたプラズマ重合装置の基板上に平均粒径
７０μの鉄粉を振動基板上１／Ｃｉｌき、まずアルゴン
で、Ｑ、ｌ　ｔｏｒｒに保って、高周波でイオンボンバ
ードメントを行なった後、排気して高真空にひき、さら
に１メタンを導入して基板上でかくはんしながら高周波
放電を行なったところ、約３時間の放電で、鉄粉表面は
かつ色を呈した。この鉄粉の一部を取シ出してラマン分
光によりラマン綜を観測したところ、１３００〜１４０
０ｍ−’（ダイアモンド、無定型炭素）及び１５００〜
１７００ｍ　（黒鉛構造）付近にそれぞれ幅広いピーク
がみられ、黒鉛構造が含まれていることが確認された。

この鉄粉を、さらに重合器内でかくはんしながら、ＣＦ
４プラズマを直流で起こし、約１０分間で放電を停止し
た。

このキャリヤーを実施例１と同様に、トナーと混合し、
富士ゼロックス３５００機で、複写を行なったところ画
像は鮮明であった。さらＶＣ５Ｃ１０コピーテストを行
なったが、画質低下はなく、゛またテスト後、キャリヤ
ー光面を走査電顕で観察したが、トナーの固着は少なく
、また、コート層の損傷も少なかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像剤キャリヤー製造方法を実施す
るプラズマ重合装置例の概略図である。 図中符号： ｌ・・・撮動基板；２・・・電極二３・・・パツキン：
４・・・ペルジャー容器；５・・・原料ガス導入管；６
・・・パルプ。 （ほか２名） 第　　１　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）コア材表面に、炭化水素化合物あるいはケイ素化合
   物の気相重合法により重合膜を形成することを特徴とす
   る電子写真現像剤用キャリヤーの製造方法。 ２）炭化水素化合物が常温常圧で液体である特許請求の
   範囲第１項に記載の電子写真現像剤用キャリヤーの製造
   方法。 ３）炭化水素化合物が常温常圧で気体である特許請求の
   範囲第１項に記載の電子写真現像剤用キャリヤーの製造
   方法。 ４）コア材表面に、炭化水素化合物の気相重合法により
   黒鉛構造部分を含む重合膜を形成した後、黒鉛構造部分
   をフッ素化することを特徴とする電子写真現像剤用キャ
   リヤーの製造方法。 ５）炭化水素化合物が常温常圧で液体である特許請求の
   範囲第４項に記載の電子写真現像剤用キャリヤーの製造
   方法。 ６）炭化水素化合物が常温常圧で気体である特許請求の
   範囲第４項に記載の電子写真現像剤用キャリヤーの製造
   方法。