JPS62296156A - 現像剤用キヤリヤの製造法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真法、静電記録法、静電印刷法等におい
て、静電潜像または磁気潜像を現像する二成分現像剤の
構成成分であるキャリヤの製造法、さらに詳しく言えば
球形磁性体分散型キャリＡ７の製造法に関するものでお
る。

［従来の技術］ 電子写真法においては、セレンをはじめとする光導電性
物質を感光体として用い、種々の手段−を用いて電気的
潜像を形成し、この潜像に磁気ブラシ現像法等を利用し
てトナーを付着させ、顕像化する方式が一般的に採用さ
れている。

この現像工程において、トナーと共に適当ヱの正または
負の電気量を付与するためにキャリヤと呼ばれる担体粒
子を併用する二成分現像剤が最もよく使用されている。

現像剤用キャリヤとしては、種々のタイプのものが開発
され、実用化されている。

キャリヤに対して要求される特性は種々あるが、特に重
要な特性として適当な帯電性、耐衝撃性、耐摩耗性、現
像性、現像剤寿命等を挙げることができる。

上記特性を考慮すると、従来使用されているキャリヤは
依然として改善すべき問題を残しており、完全なものは
得られていないのが実情である。例えば、酸化鉄粉をは
じめとする導電性キャリヤはソリッド現像性には優れて
いるものの、細線再現性に劣り、また寿命延長のために
特殊な帯電制御剤をトナーに含有せしめることを必要と
する等の欠点を有し、一方コート系の絶縁性キャリヤは
寿命、細線の再現性等には優れているものの、ソリッド
再現性に劣るという欠点を有している。これら欠点を改
良する目的で磁性微粒子を粘着樹脂中に分散せしめた磁
気ブラシ現像用小粒径キャリヤ、いわゆるマイクロトー
ニング用キセリャが提案され、実用化もされているが（
特開昭５４−６６１３４号等参照）、小粒径に起因する
キャリヤの感光体への付着、表面に遊離した磁性粒子に
起因する高湿および低湿時の帯電性の変化、表面処理が
困難なことによりコーティングによって広本的な寿命延
長が不能であること等の不都合を有する。

［弁明が解決しようとする問題点］ 磁性微粒子を分散状態で含有するキャリヤにおける前記
の不都合は、基本的にはキャリヤの製造方法に起因する
ものである。

すなわち、磁性粉含有キャリヤは、従来ｍ樹脂おにび磁
性体粉末の混合物を溶融混練した後固化し、次いで粉砕
して所望の粒径のキャリヤを得る方法、および（ｉｉ）
樹脂の溶剤溶液中に磁性体粉末を分散し、この分散液を
噴霧し、高温（〜１５０′Ｃ程度）で溶剤を蒸発せしめ
て球形キャリヤを作る方法により製造されているが、（
ｉ）の方。

法では球形のものが（ｑにくく、表面が凹凸であるため
に磁性粉が遊離しやすく、また所望の粒径に規定するこ
とが困難であり、（ｉｉ）の方法では溶剤が蒸発しなが
ら固化するために表面がポーラスとなり脆く、またコー
ティングによる処理が不可能なものしか得られなかった
。

従って本発明の目的は、磁性微粒子含有キャリヤにおけ
る前記の問題点を解消し、球形で表面平滑性に優れた磁
性微粒子含有キャリヤの製造法を提供することにある。

”本発明の伯の目的は耐表面汚染性が良好でランニング
時における帯電圧の低下を起こすことがなく、カブリの
早期発生、機内汚染を生ずることがなく、更に現像剤寿
命および高速現像性に優れた磁気ブラシ現像用キャリヤ
の製）貨法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は樹脂と磁性粉とを必須成分とするキャリヤ材料
を溶剤を用いることなく混合加熱した後、溶融状態のま
まで直接噴霧し、比較的低温の空気流により冷却するキ
ャリヤの製造方法を提供することによって前記の問題点
を解決したものである。

なお、トナーに関してはマイクロカプセルトナーのコア
を溶融噴霧冷却法によって製造している例が必るが、マ
イクロカプセルトナーのコアはワックス状物質であり、
このコアは殻物質により保護されるために厳密な物性、
特に強度を必要とせず、従って容易に溶融冷却法が適用
できる。

しかしキャリヤについては、耐久性が要求されるため、
溶融粘度、冷却温度等溶融及び冷却の条件設定が難しく
、これまで溶剤を使用せずに溶融噴霧冷却法によってキ
ャリヤを製造したという報告はない。

本発明の方法では、キ丸・リヤ必須成分の１つである樹
脂としては、一般の熱可塑性樹脂群の全てを用いること
ができるが、具体的には、スチレン、クロルスチレン、
ビニルスチレン等のスチレン類：エチレン、プロピレン
、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフィン：酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酢酸ビニ
ル等のビニルエステル：アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アク
リル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン
酸のニスデル：ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエ
ーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル：ビ
ニルメチルケトン、ビニルへキシルケトン、ビニルイソ
プロペニルケ　′トン等のビニルケトン等の単独重合体
おるいは共重合体を例示することができ、特に代表的な
結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル
酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル
共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチ
レン−ブタジェン共重合体、スチレン−無水マレイン酸
共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
フィンを挙げることができる。

その他ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポ
リアミド、変性ロジン、パラフィン、ワックス類を挙げ
ることができる。　これらのうち、特に好ましいのは、
ポリエステルおよび分子債が５００〜２０，０００程度
のポリオレフィンである。

本発明の方法において使用するもう一方の必須成分であ
る磁性微粒子としては、通常用いられる強磁性体の微粒
子は全て用いることかでき、具体的には四三酸化鉄、γ
−三二酸化鉄、各種フェライト扮、酸化クロム、各種金
属粉等が挙げられる。

磁性粒子の含有量は結着樹脂に対し通常３０〜９５重量
部程度であり、望ましくは４５〜９０重量部の配合が良
好な結果を与える。

結着樹脂、磁性微粒子の他に帯電制御、分散向上剤、強
度補強剤、帯電制御剤、カップリング剤等をキャリヤ内
部に添加することもできる。

［キャリヤの製造方法］ 前記結着樹脂及び磁性微粒子を必須成分とし、所望によ
りこれらの他に任意成分を混合し、加熱溶融し、その混
練物を固化させない状態で噴霧し微粒子の状態のまま、
比較的低温の空気流によって冷却固化することにより球
形で表面平滑性にすぐれたキャリヤを製造することがで
きる。

さらに詳述すれば、製造装置は前処理設備として加熱溶
融混合装置及び混練物粘度調整槽を用い、ざらに噴霧装
置まで混練物を搬送するポンプ及び噴霧した混練物を冷
却固化させる冷却塔で構成されている。

加熱溶融混合装置としては、ニーダ−、ロールミル、バ
ンバリー、サンドミル、アトライター、ヘンシェルミキ
サー等の使用が可能であり、噴霧装置としては、ノズル
式または円板式のものが小粒径のキャリＡ７を得るのに
比較内通しているが、これらに限定されるものではない
。

キャリヤの形状及び表面性に大きな影響を与える因子と
して、噴霧時における混練物の液粘度、磁性粉の粒子径
、冷却温度等があるが、真珠でかつ表面平滑性の高いキ
レリヤを得るためには溶融時の液粘度が、１００’Ｃ〜
２００　’Ｃの温度で１０゜ｏｏｏｃｐ以下、好ましく
は７．ｏｏｏｃｐ以下が望ましい。

また、磁性粉の粒径に関しては通常５μｍ以下、特に２
μｍ以下のものが用いられる。

冷却温度は、室温から１００℃、好ましくは５０℃〜１
００℃程度であり、室温に近いと充分な球形のものが得
られにくい傾向がある。

本発明のキレリヤ粒子の粒径は前述の現像剤寿命と感光
体キャリヤ付着及び画質とのバランス上から平均粒径２
０〜４００μｍ、より望ましくは３０〜２００μＴｒＬ
とするのが適当であり、このような粒径のものは主とし
て噴霧装置のノズル径あるいは円板の回転速度を調節す
ることによって容易に１ｑることができる。

かくして得られる本発明のキャリヤはそのままトナーと
混合して静電潜像現像用の磁性ブラシ現像剤として使用
することもできるが、高い表面平滑性を有し、かつ球形
であるため表面を樹脂、カップリング剤、界面活性剤、
帯電制御剤、微粉末等によって容易に表面処理あるいは
被覆処理して使用することができる。

本発明のキャリヤと共に用いられるトナーとしては結着
樹脂中に着色剤を分散ざＵた、通常の電子写真法で使用
されているいかなる帯電性トナーをも使用することがで
き、特に制限されない。

［発明の効果］ 本発明の製造法によれば、はぼ完全な球状のキャリヤが
得られるため、細線画像性に優れ、強度も上昇し、長時
間使用しても劣化現象がないこと、磁性微粒子が表面と
遊離することが少ないため環境安定性、特に夏場と冬場
の帯電量変化が少なく、従来の混練粉砕法による磁性粒
子分散型に対して大幅に優れていること、ざらに表面平
滑性に優れているため、各種帯電制御材料溶液、分散液
等のコーティングが容易であり、従って帯電性が安定化
し、また寿命が著しく延長することができるなどの特徴
がある。

［実施例］ 以下、実施例および比較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より
何等限定されるものではない。

なお、下記の例中、部は重量品を現わす。

実施例１ 磁性微粒子（ＥＰＴ−１０００戸田工業社製）７５部、
ポリエステル（水素化ビスフェノールＡ、ブタンジオー
ル、フマル酸縮重合物）２５部を加圧ニーダ−で加熱溶
融混練した。

充分混練した後、粘度調整槽で５，０ＯＯｃｐに粘度調
整し、円板式の噴霧装置を用いて回転数１０、ｏｏｏｒ
ｐｍで冷却固化した後、分級して平均粒径５０μｍの本
発明に係る球形磁性粒子分散型キャリヤを（ｑた。

このキャリヤの見掛密度は’１１７’ｊ／ｃｍ３、飽和
磁化は５３ｅｒｎｕ／９であった。

比較例１ 実施例１と同じ成分配合で実施例１と同様に加圧ニーダ
−で混練した後、ターボミル及び分級機を用いて粉砕分
級し、平均粒径５０μｍの不定形磁性粒子分散型キャリ
ヤを得た。

実施例２ 磁性粉としてＣｕ−Ｚｎフェライト（日本鉄粉社製）を
湿式ボールミルで粉砕し、平均粒径１．５μｍの磁性微
粒子を得た。

この磁性微粒子を７０部、ポリエチレン（三井石油化学
社製４００Ｐ）３０部を加圧ニーダ−で加熱溶融混練し
、実施例１と同様の方法で噴霧冷却固化した後、分級し
て平均粒径５５μ瓦の本発明に係る球形磁性粒子分散型
キレリヤを得た。

実施例３ 磁性粉としてＮｒ−２ｎフエライ、ト（日本鉄粉社製）
を７トライターで粉砕し、平均粒径１μｍの磁性微粒子
を得た。この磁性微粒子を７０部、ポリエチレン（三井
石油化学社’１４００Ｐ）３０部を加圧ニーダ−で加熱
溶融混練し、実施例１と同様の方法で噴霧冷却固化した
後、分級して平均粒径６０μｍの本発明に係る球形磁性
粒子分散型キレリヤを得た。

実施例１〜３および比較例１で得たキャリヤをＦＸ−７
７７０複写機用トナーく富士げロツクス社製）とトナー
濃度が３手量％となるようにそれぞれ混合して現像剤と
した。

これらの現像剤をＦＸ−７７７０複写機で感光体速度３
５０　ｍｍｌ　ｓｅｃ及び現像磁気ロール５５０Ｍ／Ｓ
ｅＣとして評価用ベンチマシーンで初期画像ソリッド濃
度、背景汚れ、細線再現性及び１０万枚ランニング時の
画像（同じくソリッド濃度、背景汚れ、細線再現性）テ
ストを行ない、また高湿および低湿環境条件下での帯電
量を調べた。

この結果を次表に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 樹脂と磁性粉を必須成分とする混合物を溶融した後噴霧
   し、冷却することを特徴とする現像剤用キャリヤの製造
   法。