JP2000298380A

JP2000298380A - 電子写真用キャリア及び製造方法

Info

Publication number: JP2000298380A
Application number: JP10606499A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Otaki; 一実大滝; Hiroshi Yaguchi; 宏矢口; Kokichi Izu; 光吉伊豆; Yasuo Asahina; 安雄朝比奈; Toru Suganuma; 亨菅沼; Yasuo Suzuki; 康夫鈴木; Shinichiro Yagi; 慎一郎八木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】効率よくコーティングが可能で、容易に高品
位のコーティング品が得られる流動層造粒装置による液
滴の噴霧コーティングキャリアおよびその製造方法を提
供すること。【解決手段】キャリア表面にシリコーン樹脂を主成分
とする被覆形成樹脂を一様に被覆しているキャリアにお
いて、被覆形成樹脂が網目構造または海島構造ではな
く、キャリア粒子表面が一様に膜構成されたことを特徴
とする電子写真用キャリア。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャリア粒子に液
滴を噴霧して、その表面にコーティングを行なってでき
た電子写真用キャリア及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】流動層造粒装置は、１９７０年頃から製
薬・食品業界を中心に、少量多品種生産、混合、造粒、
乾燥工程を同一容器内で処理ができるという理由から盛
んに導入されてきた。また、造粒製品に要求される社会
環境は、少量多品種生産に対し、粒径・密度・形状等の
造粒物が任意に得られ、混合・造粒・コーティング・乾
燥が単独設備によって行なわれ、任意の工程選択が可能
な複合操作と、前記した品質を任意に得ることができる
多機能型のＦＡ化無人化システムを望んでいた。

【０００３】これらの要望を受け、各装置メーカーで
は、１９８０年頃から複合造粒装置の開発、商品化が進
められ、流動層、撹拌、転動の各造粒法を同一容器内で
処理する装置が実用化された。複合型造粒は、同一容器
内に撹拌造粒、転動造粒、流動層造粒の各機能を結合或
いは融合し、造粒物の形状、密度、粒径等の品質を自在
に製造する機能や、混合、造粒、乾燥、コーティング等
の単位操作を目的、用途に応じて任意に操作できる機能
がある。

【０００４】各種複合型造粒装置の具体例としては、以
下の装置が挙げられる。まず、撹拌流動層型では、奈良
機械製作所製スーパーファインマトリックスＳＭＡ型
や、パウレック社製マルチフレックスグラニュレーター
ＭＰ型がある。また、転動流動層型では、岡田精工製ス
ピラコーターＳＰ型が挙げられる。そして、撹拌転動流
動層型では、フロイント産業製スパイラフローＳＦＣ型
や、不二パウダル製ニューマルメライザーＮＱ型等があ
る。

【０００５】しかし、これらの噴霧方式は、一般的に噴
霧方向を上部から下部へ噴霧するスプレー方式（トップ
スプレー方式：以後トップスプレー方式と呼ぶ）を採用
しているが、いくつかの問題を抱えている。その一つと
して、噴霧ノズルから噴霧された液滴がキャリア粒子に
到達するまでに距離があるため、噴霧直後とキャリア粒
子表面に到達したときの液滴物性（液滴表面張力や液滴
粘度、乾燥速度等）が変化し、所望とするコート品質が
得られないことがある。また、局部へ上部から噴霧する
ため、キャリア粒子以外（ディスク板、層内壁面等）に
多くのコーティング物質が付着或いは固着することが多
々ある。

【０００６】そして、従来の提案（特公平２−５６９３
５号公報、特公平３−１０６３号公報、特公平３−４２
０２８号公報、特公平３−４２０２９号公報、特公平３
−１３５４３０号公報、特公平５−４１２８号公報、特
公平５−４９９０１号公報、特公平５−１１５０８号公
報、特公平５−１９２５５５号公報、特公平６−１８６
号公報等に記載）は、噴霧液滴径について、本発明とは
異なり、微粒化制御していないので、キャリア粒子衝突
時に多くの分裂反跳液滴を発生させ、この液滴が装置内
壁面や回転ディスク板或いは他のキャリア粒子に多量に
付着し、凝集体を多く発生させている。また、それと同
時に分裂反跳液滴は噴霧液滴に比べ、非常に微粒化され
ているため、瞬時に固化するものも発生し、固化したコ
ート物質は低比重のため、装置外へ排出され歩留低下を
招いたり、乾燥固化状態（コートカス）でキャリア表面
に付着し、コート品質を悪化させたりしている。

【０００７】他方、液滴を装置側面から噴霧する方法
（接線スプレー方式）を採用した装置類の提案（特開平
５−１９２５５５号公報に記載）、或いは、市販品（フ
ロイント産業製スパイラフロー、グラニュレックス、パ
ウレックス社製パウダープロセッサー等）があるが、こ
の方式によるコーティング方法も問題を抱えている。そ
の問題の一つは噴霧方式である。噴霧方式は接線スプレ
ー方式を採用しているが、噴霧方向が旋回流動するキャ
リア粒子層の最外周部に噴霧コーティングするため、噴
霧液滴がキャリア粒子に衝突した際、分裂反跳液滴が装
置内壁部に多く付着・固化し、生産性（歩留）やコート
品質を低下させている。また、トップスプレー方式同様
に噴霧液滴径を微粒化制御していないため、キャリア粒
子に噴霧液滴が衝突した際、分裂反跳液滴が多く発生し
やすくなる。そのため、キャリア粒子表面のコート膜厚
が不安定な状態（膜厚不均一）になることや、コーティ
ングされたキャリア粒子表面上にコーティング材料のカ
スが発生し、電気特性、帯電特性等多くの品質へ悪影響
を与えることがある。

【０００８】電子写真技術を用いた画像形成において
は、大半が１、２成分系現像方法にあって、比較的大き
なキャリア粒子表面に微小なトナー粒子が摩擦により発
生したり、力により保持されており、静電潜像に近接す
ると、静電潜像が形成する電界によるトナー粒子に対す
る該潜像方向への吸引力が、トナー粒子とキャリア粒子
間の結合力に打ち勝ってトナー粒子は静電潜像上に吸引
付着されて、静電潜像が可視化されるものである。

【０００９】そして、現像剤は現像によって消費された
トナーを補給しながら反復使用される。この場合、トナ
ー粒子は必ず光導電体上の所望の像領域へ優先的に引き
つけられるような正確な帯電性及び電荷の大きさを有し
ていなければならない。また、キャリアは長期間の使用
中、常にトナー粒子を所望とする極性で、かつ十分な帯
電量に摩擦帯電していなければならない。特に、キャリ
アを磁気ブラシ現像法で用いる場合には、キャリアは適
切な磁性も帯びていなければならない。

【００１０】そこで、磁気ブラシ現像法で用いるキャリ
アとして、鉄粉キャリア、フェライトキャリア或いはバ
インダー型キャリア（磁性体微粒子を分散させた樹脂粒
子）等が開発され、実用化されている。鉄粉キャリアに
は、形状がフレーク状、スポンジ状、球状のものがある
が、真比重が７〜８であって、嵩密度も３ｇ／ｃｍ³〜
４ｇ／ｃｍ³と大きいために、現像機中で撹拌するため
には大きな駆動力を必要とし、機械的な損耗が多く、ト
ナーのスペント化、キャリア自体の帯電性劣化や感光体
の損傷を招きやすい。また、フェライトキャリアは、球
状であって、真比重は４．５〜５．５くらいであり、嵩
密度は２ｇ／ｃｍ³〜３ｇ／ｃｍ³くらいであるため、鉄
粉キャリアの欠点である重さをある程度解消し得るが、
現像スリーブ又はスリーブ内の磁石の回転数が大きい高
速複写機や汎用コンピューターの高速レーザープリンタ
ー等に対応するためには未だ十分ではない。

【００１１】また、キャリアがトナーと融着する現象で
あるスペント化を防止するため、従来よりキャリア表面
に種々の樹脂を被覆する方法が提案されているが、未だ
満足のいくものは得られていない。例えば、そのための
コート樹脂として、トナーとキャリアとの融着を防ぐた
めに、フッ素系樹脂である四フッ化エチレン重合体やシ
リコーン樹脂等に代表される表面の臨界表面張力が低い
材料が用いられる。しかし、四フッ化エチレン重合体は
スペント化は防止できるが、負極性が強いため、トナー
を負極性に帯電させようとする場合には用いることがで
きない。また、シリコーン樹脂の場合、耐スペント性は
向上するが、キャリアの見掛け比抵抗が高くなるので、
周辺効果を生じやすく、広い黒領域、中間調領域の再現
性が悪くなる欠点がある。また、トナー脱離時のカウン
ターチャージも過大となるので、静電潜像による非画像
部へのキャリア付着が発生しやすくなる。特に、この現
象は高バイアス時に顕著に現れる。

【００１２】そこで、樹脂からなる被覆層にカーボンブ
ラック等の導電性を有する物質を混在させることが提案
されている。例えば、特開平９−２６６７５号公報には
２種以上の非相溶の樹脂からなり、１つの樹脂内にカー
ボンブラック等の導電粉を分散させ被覆したキャリアが
開示されている。また、カラー現像剤用キャリアについ
ては、色汚れが問題とならない白色系金属酸化物を混入
することが提案されている。また、特開平５−１７３３
７２号公報には、酸化チタン系、酸化亜鉛系及び酸化ス
ズ系粒子を１種或いは２種以上、シリコーン樹脂被覆中
に含有させたキャリアが開示されている。このようにフ
ェライトキャリア表面に導電性物質を含有するシリコー
ン樹脂を被覆すると、耐スペント性は著しく向上し、且
つキャリアの抵抗も容易に調整できるが、その画質につ
いては現在市場で求められている、更なる写真原稿再現
性や、更なる細線再現性等の高画質化の水準には至って
いない。

【００１３】そこで、このような高画質化を達成させる
ため、トナーやキャリア粒径を小粒径化する開発が進め
られているが、小粒径キャリアについては、前記した導
電性物質を均一に被覆層に含有させるためには、カーボ
ンブラックのように微粒化する必要があると同時に、微
粒化した場合、コート樹脂液の粘度が急激に増粘し、ス
プレー法では対応できなくなるという問題がある。ま
た、前記微粒化した導電性物質を使用するためには、あ
らかじめ前工程で微粉砕処理が必要となり、処理工程増
によるコストアップにつながる問題もある。

【００１４】一方、導電性物質を用いず、キャリア抵抗
を調整する方法として、キャリア表面を一部露出させる
方法（特開平４−９３９５４号公報記載）が提案されて
いるが、この方法は画像色調への影響はないが、部分的
に露出部があるため、露出部でのトナースペントが発生
し、急激な帯電劣化を生じて異常画像を招く問題があ
る。また、長期コピー（ランニング）した際、露出部が
あるため、トナースペントをおこし、高耐久性が得られ
ないという問題もある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
のコーティング法や装置の問題点を解決することによっ
て、効率よくコーティングが可能で、容易に高品位のコ
ーティング品が得られる流動層造粒技術による液滴の噴
霧コーティングキャリアおよびその製造方法を提供する
ことにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意検討し
た結果、上記課題は本発明の（１）「キャリア表面にシ
リコーン樹脂を主成分とする被覆形成樹脂を一様に被覆
しているキャリアにおいて、被覆形成樹脂が網目構造ま
たは海島構造ではなく、キャリア粒子表面が一様に膜構
成されたことを特徴とする電子写真用キャリア」、
（２）「遠心撹拌転動運動するキャリア粒子に対し、キ
ャリア粒子の進行方法と同一方向、且つ、水平ラインに
対して、＋５°〜−４０°の範囲に噴霧コーティングす
る工程を含む電子写真用キャリアの製造方法であって、
噴霧液滴の平均粒径が５〜３０μｍであることを特徴と
する電子写真用キャリアの製造方法」、（３）「遠心撹
拌転動運動するキャリア粒子に対し、キャリア粒子の進
行方法と同一方向、且つ、水平ラインに対して、＋５°
〜−４０°の範囲に噴霧コーティングする噴霧コーティ
ング手段を有する電子写真用キャリアの製造装置であっ
て、噴霧液滴の平均粒径を５〜３０μｍとすることを特
徴とする電子写真用キャリアの製造装置」、（４）「該
キャリアの小粒径側の膜厚と大粒径側の膜厚の差が平均
膜厚に対して５％以下であることを特徴とする前記
（１）項に記載の電子写真用キャリア」、（５）「該噴
霧液滴径は、レーザー式粒度分布計測器により下記に示
される条件で計測され、算出されることを特徴とする前
記（２）項に記載の電子写真用キャリアの製造方法、計測器：レーザー式粒度分布測定装置、ＬＤＳＡ−２３
００Ａ、噴霧モード（東日コンピューターアプリケーシ
ョンズ株式会社）粒径算出：ＳＭＤ（ＳａｕｔｅｒＭｅａｎＤｉａｍ
ｅｔｅｒ）

【００１７】

【数２】（６）「該噴霧液滴の噴霧高さが、ディスク面からの高
さをキャリア舞い上がり高さの１／７〜１／２として噴
霧コーティングすることを特徴とする前記（２）項に記
載の電子写真用キャリアの製造方法」、（７）「スプレ
ーノズルを流動するキャリア層の最内周部からキャリア
層中心部に設置して液滴をスプレー噴霧することを特徴
とする前記（２）項に記載の電子写真用キャリアの製造
方法」によって達成されることを見い出した。

【００１８】また、本発明の（８）「該噴霧液滴径は、
レーザー式粒度分布計測器により下記に示される条件で
計測され、算出されることを特徴とする前記（３）項に
記載の電子写真用キャリアの製造装置、計測器：レーザー式粒度分布測定装置、ＬＤＳＡ−２３
００Ａ、噴霧モード（東日コンピューターアプリケーシ
ョンズ株式会社）粒径算出：ＳＭＤ（ＳａｕｔｅｒＭｅａｎＤｉａｍ
ｅｔｅｒ）

【００１９】

【数３】（９）「該噴霧液滴の噴霧高さが、ディスク面からの高
さをキャリア舞い上がり高さの１／７〜１／２として噴
霧コーティングすることを特徴とする前記（３）項に記
載の電子写真用キャリアの製造装置」、（１０）「スプ
レーノズルを流動するキャリア層の最内周部からキャリ
ア層中心部に設置して液滴をスプレー噴霧することを特
徴とする前記（３）項に記載の電子写真用キャリアの製
造装置」によって達成されることを見い出した。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図によって説明す
る。本発明のコーティング装置として、図１〜３に示し
た流動層装置を用いて説明する。これらの図において、
（１）は造粒筒、（２）はキャリア流動層、（３）は液
ポンプ、（４）はスプレーノズル、（５）は回転ディス
ク板、（６）は調湿装置、（７）はブロアー、（８）は
エアー供給管、（９）は排気管、（１０）は製品回収用
サイクロンを表わす。造粒工程においては、造粒筒
（１）内にキャリア粒子を供給し、ブロアー（７）を介
して回転ディスク板の下から加熱ガスを供給してキャリ
ア流動層（２）を形成し、このキャリア流動層（２）内
に位置するスプレーノズル（４）から液滴を噴霧するこ
とによりキャリアの噴霧コーティングを行ない、得られ
た造粒品（製品）をサイクロン（１０）を介して回収
し、次工程に供給するものである。

【００２１】本発明のコーティング方法は、噴霧方向を
被コーティング物質の進行方向と同一方向に、しかも水
平ラインに対し、＋５°〜−４０°に噴霧コーティング
する。そして、スプレーノズルからキャリア粒子へ液滴
径の平均粒径（５〜３０μｍ）の大きさの噴霧液滴をコ
ーティングする。噴霧液滴平均粒径は好ましくは５〜２
０μｍである。噴霧液滴平均粒径が３０μｍを超える
と、被コーティング粒子（キャリア粒子）径の１／２以
上の大きさとなり、キャリア粒子表面上に形成された乾
燥後の膜が大きな凹凸状として形成されるため、不均一
なコート皮膜となる。また、突起部分では膜内部が乾燥
しにくくなるため、（膜表面が乾燥しても内部は未乾燥
状態として存在する）、他のコーティング物質（コーテ
ィング後の小粒径キャリア粒子）との接触時及び衝突時
に接合して凝集体となる。また、液滴径が大きいため、
所望のコーティング膜厚が得られず、膜厚ばらつきを生
じることがある。

【００２２】また、噴霧液滴が５μｍ以下になると、噴
霧後の液滴中に含まれている溶媒分が瞬時に蒸発（乾燥
速度アップによる）して、固形化し、膜化できなくな
る。このため、コート液中の樹脂分が乾燥固形粒子とな
り、飛散物或いはカスとして装置内壁部へ付着したり、
排気側へ飛び、歩留低下を生じることもある。本発明の
コーティング方法では、キャリア粒子が装置層内で環状
流と渦流をなす複合気流中で水平方向＋５°〜−４０°
方向に液滴が噴霧コーティングされる。層内での被コー
ティング物質の挙動が環状流だけの挙動では、コーティ
ング後のキャリア粒子とコーティング前のキャリア粒子
の移動が円滑に行なわれず、全粒子に均一コーティング
されなくなることがある。

【００２３】本発明のスプレーノズルは、図５に示すよ
うに、ディスク板からの高さがキャリア舞い上がり高さ
（Ｈ）の１／７〜１／２の位置に設定される。スプレー
ノズルをキャリア舞い上がり高さの１／７以下の高さに
設置して噴霧すると、ノズルの位置が低いため、ディス
ク板へ噴霧液が付着・固化したり、キャリア粒子同士の
凝集も多く発生する。一方、スプレーノズルをキャリア
舞い上がり高さの１／２以上の高さに設置して噴霧する
と、噴霧液適のキャリア粒子への付着効率が大きく低下
する。

【００２４】本発明に使用されるキャリアに用いられる
芯材は、フェライト、鉄粉、マグネタイト等の材料が使
用できるが、これらに限定はされない。また、本発明で
用いられる芯材の被覆樹脂であるシリコーン樹脂は、従
来から知られているいずれかのシリコーン樹脂であって
もよく、下記式に示されるオルガノシロキサン結合のみ
からなるストレートシリコーン樹脂及びアルキッド、ポ
リエステル、エポキシ、ウレタン等で変性したシリコー
ン樹脂が挙げられる。

【００２５】

【化１】（式中、Ｒ₁は水素原子、炭素数１〜４のアルキル基又
はフェニル基、Ｒ₂及びＲ ₃は水素基、炭素原子１〜４の
アルキル基、炭素原子１〜４のアルコキシ基、フェニル
基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数２〜
４のアルケニルオキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシル
基、エチレンオキシド基、グリジニル基、または下記で
示される基である。

【００２６】

【化２】式中、Ｒ₄、Ｒ₅はヒドロキシ基、カルボキシル基、炭素
原子１〜４のアルキル基、炭素原子１〜４のアルコキシ
基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数２〜
４のアルケニルオキシ基、フェニル基、フェノキシ基を
表わし、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐは１以上の整数を表わ
す。）上記各置換基は未置換のものの他、例えばアミノ基、ヒ
ドロキシ基、カルボキシル基、メルカプト基、アルキル
基、フェニル基、エチレンオキシド基、ハロゲン原子の
ような置換基を有していてもよい。

【００２７】例えば、市販品としてのストレートシリコ
ーン樹脂は信越化学社製のＫＲ２７１、ＫＲ２５５、Ｋ
Ｒ１５２、東レダウコーニング社製のＳＲ２４００、Ｓ
Ｒ２４０５等があり、変性シリコーン樹脂は信越化学社
製のＫＲ２０６（アルキッド変性）、ＫＲ５２０８（ア
クリル変性）、ＥＳ１００１Ｎ（エポキシ変性）、ＫＲ
３０５（ウレタン変性）、東レダウコーニング社製のＳ
Ｒ２１１５（エポキシ変性）、ＳＲ２１１０（アルキッ
ド変性）等がある。更に、以下の理由により、特定の官
能基を有するシランカップリング剤を添加することがで
きる。

【００２８】シランカップリング剤を加えることによ
り、キャリアとシリコーン樹脂被覆層の接着性が向上
し、被覆層の剥がれのない高耐久のキャリアとなる。シランカップリング剤にアミノ基を含有させることに
より、キャリア自体の帯電性を正極性にすることができ
るため、負極性トナーに対し、均一な帯電を付与するこ
とが可能である。シランカップリング剤にクロロ基或いはグリシドキシ
基を含有させることで、キャリア自体の帯電性を負極性
にすることができるため、正極性トナーに対し、均一な
帯電を付与することが可能である。

【００２９】本発明に用いられるカップリング剤として
は以下に挙げるシランカップリング剤が好ましいが、そ
の他チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング
剤等も用いることができる。本発明に好ましく用いられ
るシランカップリング剤としては、例えばγ−（２−ア
ミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−
（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシ
シラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキ
サメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキ
シシラン、ビニルトリメトキシシラン、オクタデシルジ
メチル［３−トリメトキシシリル）プロピル］アンモニ
ウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシ
シラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシ
ラン、トリメチルクロロシラン（以上、東レシリコン社
製）、アリルトリエトキシシラン、３−アミノプロピル
メチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、１，３−ジビ
ニルテトラメチルジシラザン、メタクリルオキシエチル
ジメチル（３−トリメトキシシリルプロピル）アンモニ
ウムクロライド（以上、チッソ社製）等が挙げられる。

【００３０】本発明に用いられるシランカップリング剤
の量としては、シリコーン樹脂固形分に対し１〜２５ｗ
ｔ％が好ましい。シランカップリング剤の含有量が１ｗ
ｔ％より少ないと、その効果が発揮しにくく、該キャリ
アとシリコーン被覆層の接着性が劣るため、長期間の使
用で被覆層の剥がれが生じやすくなる。また、含有量が
２５ｗｔ％を超えるとシリコーンの耐スペント性が悪化
し、やはり長期間でのトナーのスペント化が発生しやす
くなる。

【００３１】また、本発明においては、スプレーノズル
の設置位置は、図６に示すように流動する粉体粒子層の
最内周部〜中心部とされる。設置位置を粒子最内周部よ
り更に内側にすると、粉体粒子に噴霧液滴が衝突したと
きに発生する分裂反跳液滴がディスク板に付着したり、
乾燥固形樹脂となって、排気側へ排気され、付着効率が
大きく低下する問題が発生する。一方、設置位置が中心
部より外側であると、粉体流動層を突き抜け、装置内壁
部に付着し、粉体粒子が装置内壁部へ付着する問題が発
生する。

【００３２】本発明のコーティング方法では、図７、８
の噴霧・衝突モデル図に示すように小粒径粉体粒子挙動
層内で噴霧コーティングされるため、噴霧液滴（ｍ）が
粉体粒子（ｐ）に衝突・コートするときに分裂反跳液滴
（ｓ）が発生しても、分裂反跳液滴（ｓ）周辺に多くの
粉体粒子（ｐ）が挙動しているので、粉体粒子挙動層外
へ飛び出ることもなく、周辺粉体粒子（ｐ）に再び衝突
・コートされる。

【００３３】本発明のコーティング方法は、接線スプレ
ー方式を採用するが、従来の接線スプレー方式とは異な
る。本発明の方式と従来の方式の違いについて以下に示
す。本発明の噴霧方式は図９に示すように、粉体粒子
（ｐ）とほぼ同一方向に噴霧液滴（ｍ）を噴霧スプレー
しており、且つ噴霧液滴径を超微粒化制御している。そ
れに対し、従来方式は図１０、図１１に示されるよう
に、いずれも粉体粒子（ｐ）に対して一定角度で噴霧コ
ートさせている。また、装置外壁部から内部へスプレー
する方式を採用しているので、流動する粉体最外周層に
噴射することになる。そのため、液滴が粉体粒子に衝突
したときに発生する分裂反跳液滴が全て他の粉体粒子に
衝突・膜化せずに、装置内壁部に付着し、装置内を流動
している粉体粒子が内壁部に付着するという問題を抱え
ている。更に、従来方法で提案されている方法・方式で
は、本発明のように噴霧液滴径を超微粒化制御していな
いので、粉体粒子衝突時の分裂反跳液滴が大量に発生す
る。

【００３４】本発明のコーティング方法は、噴霧液滴径
を超微粒化制御しているので、従来まではコーティング
が困難であった小粒径粉体粒子（５０〜１００μｍ）の
コーティングも可能になる。また、噴霧液滴径を超微粒
化制御しているので、コート溶液が溶剤系でも水系でも
高固形液でも均一な膜形成が可能である。通常、コート
液の固形分濃度が高くなると、液滴の乾燥速度は、急激
に速くなるとともに、液粘度も増粘してくる。そしてそ
れに伴い、液滴乾燥速度が速くなるので、短時間でのコ
ートが必要となる。また、従来のトップスプレー方式、
接線スプレー方式では、液固形分濃度が高固形化する
と、液滴径が微粒化されていないことと、噴霧後短時間
でコートされないため、粉体粒子表面上には、高固形の
樹脂膜ではなく、乾燥した樹脂滴（玉）が形成されやす
くなる。その場合、粉体粒子表面上には不均一な樹脂膜
或いは樹脂滴が多く点在し、多くの品質特性に悪影響を
与える問題を抱えている。本発明のコーティング方法
は、噴霧液滴径を超微粒化制御することにより、液滴が
粉体粒子に衝突時に発生する分裂反跳液滴を極力低減さ
せ、なお且つ、噴霧液滴の粉体粒子までの噴霧距離を短
くすることにより、前記問題を解決したものである。

【００３５】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。実施例１〜５及び比較例１〜４の実施条件を表
１、表２に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】［実施例、比較例における固定条件］・コート装置：株式会社岡田精工製、スピラコーター
ＳＰ−４０・キャリア粒子：５０〜１００μｍのフェライトキャリ
ア・処理量：５ｋｇ／バッチ・その他：層内差圧は、層内エアー流量とディスク回転
板の回転数で調整。液滴粒径はレーザー式粒径分布測定
器（ＬＤＳＡ−２３００Ａ）にて計測して求める。な
お、計算方法は、ロージン・ラムラー分布関数で算出
し、ＳＭＤ値を液滴平均粒径とした。また、キャリア舞
い上がり高さは、ディスク板からの高さを３５〜４０ｃ
ｍの範囲に制御した。

【００３９】［評価方法］・凝集発生量：コーティング前のキャリア粒子と噴霧コ
ーティング液が乾燥したときの固形分重量のトータルを
総投入量とし、その重量に対し特定篩上に残留した重量
の比とする。・コート膜厚差：平均膜厚、各コート粒子の小粒径側膜
厚、大粒径側膜厚を計測し、大粒径側粒子膜厚と小粒径
側粒子膜厚との差を平均膜厚で割り、膜厚差（％）とす
る。・内壁面付着状態：付着度合いを５段階に送別し、付着
のほとんど見られないものを◎とし、付着度合いに応じ
て評価分けする。・歩留：総投入量に対して、コート後回収された重量の
比（ｗｔ％）とする。但し、凝集発生量はコート後の出
来高からは除く。（凝集品は製品として使用できないた
め）・電気特性、帯電特性：基準値（目標値）に対して、ず
れ度合いに応じて５段階に送別し、ずれの最も少ないも
のを◎とし、ずれに応じて評価分けする。・総合評価：製品の生産性、品質を含め５段階に評価分
けする。評価結果を表３に示す。

【００４０】

【表３】

【００４１】

【発明の効果】以上、詳細且つ具体的な説明より明らか
なように、本発明の電子写真用キャリア製造方法によれ
ば、キャリア粒子表面が一様で、且つ粒子の大きさによ
るコート皮膜バラツキが小さいので、安定品質が得られ
る。また、液滴径を微粒化し、且つスプレー方式を改善
しているので、コートカスの発生が極力低減されるた
め、凝集の発生が少なくなり、コート品質が安定すると
いう優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いる流動層造粒装置の一例を示す説
明図である。

【図２】本発明の噴霧方式についての説明図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】本発明のコーティング方法の一例を示す説明図
である。

【図５】本発明のコーティング方法の他の例を示す説明
図である。

【図６】本発明のコーティング方法の別の例を示す説明
図である。

【図７】本発明のコーティング方法における、噴霧液滴
と粉体粒子との衝突のモデルを示した図である。

【図８】図７の拡大図である。

【図９】本発明における接線スプレー方式の説明図であ
る。

【図１０】従来の接線スプレー方式の一例を示す説明図
である。

【図１１】従来の接線スプレー方式の他の例を示す説明
図である。

【符号の説明】

１造粒筒２キャリア流動層３液ポンプ４スプレーノズル５回転ディスク板６調湿装置７ブロアー８エアー供給管９排気管１０サイクロンｍ噴霧液滴ｐ粉体粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊豆光吉東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者朝比奈安雄東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者菅沼亨東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者鈴木康夫東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者八木慎一郎東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H005 BA02 BA06 BA11 CA12 EA05 4D075 AA01 AA08 AA82 AA83 AA85 AB07 AB60 CA47 DA11 DC27 EA02 EB42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャリア表面にシリコーン樹脂を主成分
とする被覆形成樹脂を一様に被覆しているキャリアにお
いて、被覆形成樹脂が網目構造または海島構造ではな
く、キャリア粒子表面が一様に膜構成されたことを特徴
とする電子写真用キャリア。
【請求項２】遠心撹拌転動運動するキャリア粒子に対
し、キャリア粒子の進行方法と同一方向、且つ、水平ラ
インに対して、＋５°〜−４０°の範囲に噴霧コーティ
ングする工程を含む電子写真用キャリアの製造方法であ
って、噴霧液滴の平均粒径が５〜３０μｍであることを
特徴とする電子写真用キャリアの製造方法。
【請求項３】該キャリアの小粒径側の膜厚と大粒径側
の膜厚の差が平均膜厚に対して５％以下であることを特
徴とする請求項１に記載の電子写真用キャリア。
【請求項４】該噴霧液滴径は、レーザー式粒度分布計
測器により下記に示される条件で計測され、算出される
ことを特徴とする請求項２に記載の電子写真用キャリア
の製造方法。計測器：レーザー式粒度分布測定装置、ＬＤＳＡ−２３
００Ａ、噴霧モード（東日コンピューターアプリケーシ
ョンズ株式会社）粒径算出：ＳＭＤ（ＳａｕｔｅｒＭｅａｎＤｉａｍ
ｅｔｅｒ）【数１】
【請求項５】該噴霧液滴の噴霧高さが、ディスク面か
らの高さをキャリア舞い上がり高さの１／７〜１／２と
して噴霧コーティングすることを特徴とする請求項２に
記載の電子写真用キャリアの製造方法。
【請求項６】スプレーノズルを流動するキャリア層の
最内周部からキャリア層中心部に設置して液滴をスプレ
ー噴霧することを特徴とする請求項２に記載の電子写真
用キャリアの製造方法。