JPH04345171A

JPH04345171A - 静電荷像現像用キャリア

Info

Publication number: JPH04345171A
Application number: JP3118431A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Izumi; 一郎出水; Toshiaki Urano; 鋭明浦野
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1991-05-23
Filing date: 1991-05-23
Publication date: 1992-12-01

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、トナーと組み合わされ
、現像剤として使用される樹脂被覆キャリアに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真用静電潜像現像方式
として、絶縁性非磁性トナーとキャリア粒子とを混合す
ることにより、トナーを摩擦帯電させると共に、現像剤
を搬送させ、静電潜像と接触させ現像する二成分系現像
方式が知られている。

【０００３】このような二成分系現像方式に使用される
粒状キャリアは、キャリア表面へのトナーのフィルミン
グ防止、キャリア均一表面の形成、表面酸化防止、感湿
性低下の防止、現像剤の寿命の延長、感光体のキャリア
によるキズあるいは摩耗からの保護、帯電極性の制御ま
たは帯電量の調節等の目的で、通常、適当な樹脂材料で
被覆される。

【０００４】このような樹脂材料の１つとして、スチレ
ン−アクリル樹脂が知られている（例えば、特開昭６０
−５７３５２号公報あるいは特開平２−１０８０６９号
公報等）が、依然として耐久性あるいは耐熱性に問題が
あり、またトナーのキャリア表面へのスペント化、それ
に伴う帯電量の不安定化ならびにトナーカブリ等の発生
の問題がある。さらに、耐環境性を改良する必要がある
。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたものであり、耐久性、帯電特性に優れ、トナ
ーカブリ、トナースペント等が生じず、耐環境性に優れ
たキャリアを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は熱硬
化性樹脂被覆キャリアにおいて、被覆樹脂がスチレン−
アクリル系重合体であり、スチレン系単量体の割合が、
被覆樹脂を構成する全単量体の６０モル％〜９５モル％
であることを特徴とする静電荷像現像用キャリアに関す
る。

【０００７】本発明のキャリアは少なくともキャリア芯
粒子と該芯粒子を被覆するスチレン−アクリル系共重合
樹脂よりなる。

【０００８】キャリア芯粒子としては、静電潜像担持体
へのキャリア付着（飛散）防止の点から小さくとも２０
μｍ（平均粒径）の大きさのものを使用し、キャリアス
ジ等の発生防止等画質の低下防止の点から大きくとも１
００μｍのものを使用する。具体的材料としては、電子
写真用二成分キャリアとして公知のもの、例えばフェラ
イト、マグネタイト、鉄、ニッケル、コバルト等の金属
、これらの金属と亜鉛、アンチモン、アルミニウム、鉛
、スズ、ビスマス、ベリリウム、マンガン、セレン、タ
ングステン、ジルコニウム、バナジウム等の金属との合
金あるいは混合物、酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシ
ウム等の金属酸化物、窒化クロム、窒化バナジウム等の
窒化物、炭化ケイ素、炭化タングステン等の炭化物との
混合物および強磁性フェライト、ならびにこれらの混合
物等を適用することができる。

【０００９】上記キャリア芯粒子には、スチレン−アク
リル系共重合樹脂をメラミン系化合物またはイソシアネ
ート系化合物で架橋させた樹脂を被覆する。本発明にお
いては、該共重合樹脂のスチレン系単量体の割合が、全
構成単量体の６０モル％〜９５モル％、好ましくは、７
０〜９０モル％のものを使用する。そうすることにより
、トナーのキャリアへのスペント化を防止することがで
き、帯電安定化を図れるとともに、耐環安定性を防止す
ることができる。スチレン系単量体の割合が６０モル％
より少ないと、キャリアへのトナースペント性、耐熱性
および耐環境性が劣化する。その割合が９５モル％より
多いと被覆樹脂膜がもろくなり、樹脂剥離が生じる。このような剥離が生ずると、キャリアの電気抵抗が低下
し、電荷注入により、キャリア現像がおきる。また、帯
電性が低下するため、トナー飛散、地肌カブリが発生し
やすくなるという問題が生じる。

【００１０】本発明のキャリア被覆樹脂を構成するアク
リル系単量体としては、例えば、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、メタクリ
ル酸ステアリル等のメタクリル酸アルキルエステル類；
　アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸オクチル等のアクリル酸アルキルエ
ステル類；　アクリロニトリル、アクリルアミド；　あ
るいは、メタクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、
メタクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、アクリル
酸ジメチルアミノエチルエステル、ジメチルアミノプロ
ピルメタクリルアミド等のアミノ基含有ビニルモノマー
等を使用することができ、またスチレン系単量体として
は、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、
ｐ−エチルスチレン等を使用することができる。

【００１１】メラミン系化合物、イソシアネート系化合
物等の架橋剤は被覆樹脂１００重量部に対して５〜４０
重量部、好ましくは１０〜３０重量部使用する。それに
よってキャリアの正荷電性を高くすることができる。

【００１２】キャリアの被覆樹脂量は、キャリアに対し
て２．７〜３．５重量％であることが望ましい。２．７
重量％より少ないと芯材表面を完全に被覆することが困
難になりキャリアの抵抗が低下するためキャリア現像が
生じ易くなる。特に、磁性材料は通常黒色であるためフ
ルカラー画像形成方法においてキャリアが画像部に付着
する画像ノイズとして問題になる。また、３．５重量％
より多いと、被覆層形成時にキャリア同士がブロッキン
グし易くなる。

【００１３】被覆樹脂をキャリア芯粒子に塗布するには
、上記した被覆樹脂を、適当な溶媒に溶解した樹脂溶液
を使用し、浸漬法、スプレードライ法等を適用すればよ
い。塗布後、乾燥し、必要に応じて焼成処理を行う。焼成終了後、キャリア粒子は、凝集してバルクとなって
いるので、そのバルクを解砕し、篩にかけ、所望の粒径
のキャリアを得る。

【００１４】樹脂膜の厚さを稼ぐためには、上記塗布、
焼成、解砕を繰り返せばよい。本発明のキャリアはトナ
ーと組み合わされて、二成分現像剤として使用される。特に、トナーがポリエステル系樹脂で構成されている場
合あるいは負荷電性トナーを使用する場合に、本発明の
効果をより有効に享受することができる。また、本発明
のキャリアはトナーがフルカラー用トナーである場合、
特にその効果が顕著であるが、通常の黒トナーに対して
も有効に使用することができる。以下、本発明を実施例
を用いて説明する。

【００１５】トナーの製造　　（バインダー樹脂：ビニル変性ポリエステル樹脂の
製造）ポリオキシエチレン（２）−２，２−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）プロパン６８重量部、イソフタル酸１６
重量部、テレフタル酸１６重量部、無水マレイン酸０．
３重量部、ジブチル錫オキシド０．０６重量部をフラス
コに仕込み、窒素雰囲気下で２３０℃で２４時間反応を
続けて取り出し、不飽和ポリエステルを含有するポリエ
ステル樹脂を得た。得られたポリエステル樹脂の重量平
均分子量は１０，６００であった。

【００１６】このポリエステル樹脂５０重量部、キシレ
ン５０重量部をフラスコに仕込み溶解した。キシレンが
還流するまで温度を上げ、キシレン還流下にスチレン１
３重量部、メタクリル酸メチル２重量部にアゾビスイソ
ブチロニトリル０．４重量部を溶解したものを窒素雰囲
気下約３０分で滴下した。滴下後３時間保温し、キシレ
ンを減圧蒸留した後樹脂を取り出し、重量平均分子量が
１３，１００、１００℃における溶融粘度が６×１０４
ポイズ、ガラス転移温度が６３℃のバインダー樹脂を得
た。

【００１７】ただし、溶融粘度は島津製作所製フローテ
スターＣＦＴ−５００を用い、ノズル径１ｍｍ、ノズル
長さ１ｍｍ、荷重３０ｋｇ、昇温速度３℃／分の条件で
測定した値である。

【００１８】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　重量部・上記で得られた
スチレンアクリル変性ポリエステル樹脂　　　　　　　
　　　　　１００・シアン顔料；　銅フタロシアニンブ
ルー　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　３　　Ｌｉｎｏｌ　Ｂｌｕｅ　ＦＧ
　７３５０（東洋インキ製造社製）・帯電制御剤　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　３　　（ボントロンＥ−８４、オリエント化学社
製）　　上記材料をヘンシェルミキサーで十分混合し、二軸
押出機で混練後、冷却した。混合物をフェザーミルで粗
粉砕し、その後、ジェット粉砕機と風力分級機を用い、
粒径５〜２５μｍ（平均粒径１０．５μｍ）の粒子を得
た。

【００１９】次に、疎水性チタン（日本アエロジル社製
：　Ｔ−８０５）１．０重量％と疎水性シリカ（ワッカ
ー社製；　Ｈ２０００／４）０．２重量％を添加し、ヘ
ンシェルミキサーで混合し、トナーを得た。

【００２０】実施例１　　スチレン、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシ
エチルアクリレート、メタクリル酸からなるスチレン−
アクリル系共重合体（７：１．５：１：０．５）８０重
量部とブチル化メラミン樹脂２０重量部をトルエンで希
釈し、固形比２％のスチレンアクリル樹脂溶液を調合し
た。

【００２１】芯材として焼成フェライト粉（Ｆ−３００
；　平均粒径：５０μｍ、嵩密度：２．５３ｇ／ｃｍ３
；　パウダーテック社製）を用い、上記スチレンアクリ
ル樹脂溶液をスピラーコーター（岡田精工社製）により
塗布し、乾燥した。得られたキャリアを熱風循環式オー
ブン中にて１４０℃で２時間放置して焼成した。冷却後
、フェライト粉バルクを目開き２１０μｍと９０μｍの
スクリーンメッシュを取り付けたフルイ振盪器を用いて
解砕し、樹脂コートされたフェライト粉とした。このフ
ェライト粉に対し、上記塗布、焼成、解砕をさらに３回
繰り返し、樹脂被覆キャリア■を得た。

【００２２】次に、得られたキャリア■９２重量部に対
して、前記で得られたトナー８重量部を混合し、現像剤
とした。

【００２３】さらに、上記現像剤をフルカラー複写機Ｃ
Ｆ−７０（ミノルタカメラ社製）を使用し、画像評価を
したところ５０００枚耐刷後も良好な複写画像が得られ
た。

【００２４】キャリア■の耐熱性の結果と現像剤の耐環
境性および５０００枚耐刷後のスペント量の結果を表１
に示した。

【００２５】実施例２　　実施例１におけるスチレン−アクリル系共重合体を
、スチレン、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエ
チルアクリレート、メタクリル酸からなるスチレン−ア
クリル系共重合体（９：０．２：０．３：０．５）とす
る以外は、実施例１と同様に行い、樹脂被覆キャリア■
を得た。次に、実施例１と同様にキャリア■を使用し、
現像剤を調製し、画像評価を行ったところ、良好な画質
の複写画像が得られた。結果を表１に示した。

【００２６】比較例１　　実施例１におけるスチレン−アクリル系共重合体を
スチレン、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート、メタクリル酸からなるスチレン−アク
リル系共重合体（２：５：２：１）とする以外は実施例
１と同様に行い、樹脂被覆キャリア■を得た。次に、実
施例１と同様に、キャリア■を用い現像剤を調製し、画
像評価を行ったところ、５０００枚耐刷後においてスペ
ント量が多いため、トナー飛散が多く、地肌カブリが悪
くなった。結果を表１に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】なお、スペント量、耐熱性、耐環境性は、
以下のごとく評価した。・スペント量スペントトナー量は現像剤をサンプリングしブローオフ
法によって現像剤をトナーとキャリアに分離し、単離し
たキャリア約１．００ｇをエタノール２０ｍｌに２時間
浸漬した後、濾過して濾液の５００ｎｍにおける吸光度
を分光光度計で測定する。これとは別にトナー中の染料
成分について検量線を得ておき先の５００ｎｍでの吸光
度から溶出したトナー中の染料の量を算出する。この値
とトナーに含まれる染料の割合とからキャリアに固着し
たトナーの量としてスペントトナー量（ｍｇ／キャリア
１ｇ）を求める。

【００２９】・耐熱性キャリア１０ｇを容器に入れ６０℃のオーブン中１時間
放置し、冷却後のキャリア凝集の有無を判定し、以下の
ごとくランク付した。 ○：　凝集なし △：　凝集あるが簡単にほぐれる（実用下限）×：　凝
集大でほぐれない（実用不可）

【００３０】・耐環境性現像剤を１０℃、１５％の環境下で２４時間保管後の帯
電量（ＱＬＬ）および３０℃、８５％の環境下で２４時
間保管後の帯電量（ＱＨＨ）を求め、その差ΔＱ；ΔＱ
＝ＱＬＬ−ＱＨＨ（μＣ／ｇ）を求め、以下のごとくランク付けを行なうことにより、
帯電の環境変動を評価した。「×」は環境変動が大きく
実用不可であることを、「△」以上で実用上使用可能で
あるが、○以上が望ましいことを示す。

【００３１】

【発明の効果】本発明のキャリアは、耐トナースペント
化、耐環境性、耐熱性に優れ、トナー飛散、カブリのな
い優れた画質の画像を形成することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　熱硬化性樹脂被覆キャリアにおいて、
被覆樹脂がスチレン−アクリル系重合体であり、スチレ
ン系単量体の割合が、被覆樹脂を構成する全単量体の６
０モル％〜９５モル％であることを特徴とする静電荷像
現像用キャリア。