JPH06180514A

JPH06180514A - 静電像現像用キャリア

Info

Publication number: JPH06180514A
Application number: JP43A
Authority: JP
Inventors: Tomohide Iida; 智英飯田; Masanori Fujii; 正憲藤井; Yusuke Takada; 祐介高田; Hiroaki Yamaguchi; 弘明山口
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1994-06-28

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、高速複写機においてもスペ
ント化の防止を図り、かつ、安定した摩擦帯電性を長期
にわたって維持できる耐久性のより向上した静電像現像
用キャリアを提供することにある。【構成】本発明によれば、表面に被覆樹脂層を有する
キャリヤにおいて、当該被覆樹脂層中にフライアッシュ
微粉末が含有されていることを特徴とする静電像現像剤
用キャリアが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法等に使用す
る現像剤用キャリアに関し、より詳細には帯電性と耐久
性が著しく向上する現像剤用キャリアに関する。

【０００２】

【従来技術】二成分現像剤を用いる電子写真法は、結着
樹脂樹脂中に着色剤が分散された着色樹脂粒子であるト
ナーと鉄粉やフェライト等からなる磁性キャリアとを混
合し、この二成分現像剤を内部に磁石を備えた現像スリ
ーブ上に供給して、この組成物からなる磁気ブラシを形
成させ、静電潜像を有する光導電性物質から成る感光層
にこの磁気ブラシを摺察せしめることにより、トナー像
を感光層上に形成させる。トナーは磁性キャリアとの摩
擦によって所望の摩擦電荷を所得し、磁気ブラシ上のト
ナーが感光層上の静電潜像へ静電気力等によって移行し
て付着し静電潜像の現像が行なわれる。そして、現像に
よって得られた感光層上のトナー像は転写紙等の転写材
上に転写され、熱または圧力によって転写材上に転写さ
れて画像形成がなされるものである。そして、上記の画
像形成によって現像装置内のトナー消費されていくため
に、画像形成を繰り返し行なうためには、消費に見合っ
た量の新たなトナーが装置内に供給され、磁性キャリア
との摩擦攪拌によって速やかに帯電することが必要とな
る。

【０００３】しかしながら、現像作業の繰り返しととも
に磁性キャリアの表面にトナー膜が形成するいわゆるス
ペント化が発生するために良好な帯電制御が行えなくな
る場合がある。そこで、このような欠点を解決するため
に、従来より磁性キャリアを様々な樹脂によって被覆
し、スペント化の防止と耐久性の向上を図っている。

【０００４】この被覆層を有するキャリアは従来の欠点
をある程度改善し、電気抵抗が調整できるので多用され
ているが、未だ満足する被覆材料は見いだされておら
ず、改良されたキャリア粒子が依然として要望されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】ところで、近年、複
写機等の画像形成装置は高速化が進み、毎分５０〜７０
枚（Ａ４判）のスピードで画像形成が行なわれている。
また、複写機の使用頻度も年々多くなってきており、現
像剤の攪拌もより高速かつ頻繁に行なわれるようになっ
てきている。このため、現像剤、特にキャリアの耐久性
のより一層の向上が大きな技術的課題となっている。

【０００６】しかし、従来の被覆キャリアは、未被覆の
キャリアに比べて、スペント化の防止においてある程度
の成果をあげることができているが、高速攪拌、長期の
連続攪拌といった過酷な条件下で複写作業を行なうと、
被覆層を有するキャリアであってもスペント化が進み、
帯電の立ち上がりが不十分となったり、トナー帯電量の
変動が生じ画像カブリや画像濃度の低下を引き起こすこ
とがある。このことは複写作業の継続とともに一層激し
く起こるようになる。

【０００７】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は高速複写機においても、スペント化
の防止を図り、かつ、安定した摩擦帯電性を長期にわた
って維持できる耐久性のより向上した静電像現像用キャ
リアを提供することにある。

【０００８】

【問題点を解決するための手段及び作用】本発明によれ
ば、表面に被覆樹脂層を有するキャリヤにおいて、当該
被覆樹脂層中にフライアッシュ微粉末が含有されている
ことを特徴とする静電像現像剤用キャリアが提供され
る。キャリアの被覆樹脂層中にフライアッシュ微粉末が
含有されることにより、スペント化の防止が図れるのは
次のような機構によるものと考えられる。すなわち、現
像器内での攪拌時、キャリアの被覆樹脂層に分散してい
るフライアッシュ微粉末が、キャリア同士の接触により
キャリア表面を研磨することでキャリアのスペント化が
防止でき、また帯電の安定性が長期にわたって良好に維
持できるのである。これによりキャリアの耐久性が著し
く向上する。また、キャリアの被覆樹脂層に分散させる
フライアッシュ微粉末は低抵抗であるため、キャリアの
電気抵抗を所望の範囲内に調整することができるのであ
る。

【０００９】本発明に用いられるフライアッシュとして
は、微粉炭燃焼ボイラーの煙道ガスから集塵機で採取す
る微少な灰の粒子であって、ＳｉＯ2、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂
Ｏ₃、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ₃ 等の成分を主成分として
含有してなる多成分系酸化物の微粉末である。また、フ
ライアッシュ微粉末の平均粒径は石炭の燃焼条件にもよ
るが数μｍのものから数十μｍのものまで様々である。

【００１０】本発明の目的から、本発明に使用するフラ
イアッシュ微粉末の平均粒径は、５．０μｍ以下のもの
が好ましい。本発明に使用されるキャリアコア材として
は、この分野で使用されるそれ自体公知の電子写真用現
像剤用キャリアコア材が使用でき、例えば、酸化鉄、還
元鉄、銅、フェライト、ニッケル、コバルト等やこれら
亜鉛、アルミニウム等との合金等が挙げられるが、電気
抵抗の環境及び、経時変化が小さく、柔らかい穂の形成
できるフェライト系粒子が好ましく、例えば、Ｚｎ系フ
ェライト、Ｎｉ系フェライト、Ｃｕ系フェライト、Ｍｎ
系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系
フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｚ
ｎ系フェライト、等が挙げられる。特に、Ｍｎ−Ｃｕ−
Ｚｎ系フェライトが好ましい。これらコア材の粒径は１
０乃至２００μｍ、好ましくは３０乃至１５０μｍのも
のが使用され、飽和磁化は３５乃至７０ｅｍｕ／ｇ、特
に、４０乃至６５ｅｍｕ／ｇのものが好ましく使用され
る。また、本発明においてフライアッシュ微粉末ととも
に使用する被覆樹脂としては、それ自体公知のキャリア
用被覆樹脂が用いられ、例えば、アクリル樹脂、スチレ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン
樹脂、ウレタン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリカーボネイト樹脂、フェノール樹脂、酢酸ビ
ニル樹脂、セルロース樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ
素樹脂、アミノ樹脂等の一種または、二種以上が混合し
て用いられる。（キャリアの製造）本発明のキャリアの製造方法として
は、適当な溶剤に被覆用樹脂とフライアッシュ微粉末と
を分散し、当該分散液でキャリアコア材を被覆すればよ
く、被覆方法は特に限定されず一般的方法でよい。フラ
イアッシュの添加量としては、被覆樹脂１００重量部に
対して２〜３０重量部添加されることが好ましく、さら
には５〜２０重量部が好ましい。

【００１１】また、被覆樹脂の溶剤に対する濃度として
は、０．０５〜５０重量％であることが好ましい。ま
た、適当な溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香
族炭化水素類や、トリクロロエチレン、パークロロエチ
レン等のハロゲン化炭化水素類や、アセトンやメチルエ
チルケトン等のアセトン類や、テトラヒドロフラン等の
環状エーテル類、メタノール、エタノール、イソプロピ
ルアルコール等のアルコール類が使用できる。

【００１２】被覆に用いる処理機としては、それ自体公
知の混合機例えば、ヘンシェルミキサー（三井三池制作
所製）、Ｖ型ブレンダー（不二パウダル社製）、ナウタ
ーミキサー（細川ミクロン社製）等を挙げることがで
き、他の方法としては、得られた溶液を、浸漬法、スプ
レー法、流動床法等の方法によってキャリアコア材表面
に塗布し、その後、加熱、乾燥して溶剤を揮発させる
か、溶剤の揮発後に更に加熱処理を行なって硬化するこ
ともできる。

【００１３】また、加熱、乾燥工程においては、溶剤の
種類によっても異なるが加熱温度が３０〜１５０℃で行
なうのが良い。加熱、乾燥後の硬化反応においては、一
般に８０〜６００℃、特に、１００〜４００℃の温度で
行なうのが良い。また、本発明のキャリアには、被覆層
中に他の添加剤を含有させることもでき、例えば、シリ
カ、アルミナ、カーボンブラック、脂肪酸金属塩、チタ
ン酸バリウム、等を挙げることができる。

【００１４】このようにして得られた本発明のキャリア
は、電気抵抗が１０⁴ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍ、特に１０⁶ 〜
１０¹²Ω・ｃｍの範囲に調整することが好ましく、使用
するキャリアコア材自体の電気抵抗、被覆層の厚み、添
加剤の種類と量をさまざま変更して調整することができ
る。（現像剤の製造）本発明に係わるキャリアは、それ自体
公知の絶縁性の定着用樹脂中にそれ自体公知の着色剤等
の添加剤が分散した粒子が５〜２５μｍの樹脂粒子であ
るトナーと混合して現像剤とする。本発明に係わるキャ
リアとトナーの混合割合としては、９８：２〜９０：１
０の範囲に調整するのが良い。また、この時シリカ、ア
ルミナ、酸化スズ、酸化ストロンチウム、各種樹脂粉等
のこの分野で使用されるそれ自体公知の外部添加剤を同
時に混合して現像剤に調整することもできる。

【００１５】以下、本発明を実施例にもとづいて説明す
る。

【００１６】

【実施例１】キャリアジメチルシリコーンオイル１０００重量部（商品名「ＫＦ−９６」信越化学社製）フライアッシュ微粉末１０重量部（平均粒径０．８μｍ）トルエン１０００重量部上記材料をホモミキサーで３０分間分散して被服層形成
液を作製した。キャリアコア材として平均粒径が１００
μｍのフェライト粒子２５００重量部を使用して、流動
床型コーティング装置を用いて被覆処理を行なった。次
いで、温度５０℃で乾燥して溶剤を除去し、被覆キャリ
アを作製した。得られたキャリアの電気抵抗は１．０×
１０¹⁰Ω・ｃｍであった。

【００１７】トナースチレン−アクリル共重合体１００重量部カーボンブラック（三菱化成社製）１０重量部電荷制御剤（オリエント化学社製）１．５重量部低分子量ポリプロピレン（三洋化成社製）３重量部シリカ（日本アエロジル社製）０．２重量部上記処方からなる混合物をヘンシェルミキサーで前混合
した後、二軸押出機で溶融混練して放冷した。この混練
品をカッティングミルで粗粉砕したものを超音波式ジェ
ットミルで微粉砕し、アルピネ分級機で粒径５μｍ以下
をカットして、５〜２０μｍの範囲で平均粒径１１．０
μｍのトナーを得た。

【００１８】現像剤上記キャリアとトナーを混合してトナー濃度３．５％の
現像剤に調整した。

【００１９】

【実施例２】キャリアジメチルシリコーンオイル１０００重量部（商品名「ＫＦ−９６」信越化学社製）フライアッシュ微粉末８重量部（平均粒径１．３μｍ）トルエン１０００重量部上記材料をホモミキサーで３０分間分散して被服層形成
液を作製した。キャリアコア材として平均粒径が１００
μｍのフェライト粒子２５００重量部を使用して、流動
床型コーティング装置を用いて被覆処理を行なった。次
いで、温度５０℃で乾燥して溶剤を除去し、被覆キャリ
アを作製した。得られたキャリアの電気抵抗は１．５×
１０¹⁰Ω・ｃｍであった。

【００２０】現像剤上記キャリアと実施例１と同様のトナーを用いて、トナ
ー濃度３．５％の現像剤に調整した。

【００２１】

【比較例１】キャリアジメチルシリコーンオイル１００重量部（商品名「ＫＦ−９６」信越化学社製）トルエン１００重量部上記材料をホモミキサーで３０分間分散して被服層形成
液を作製した。キャリアコア材として平均粒径が１００
μｍのフェライト粒子２５００重量部を使用して、流動
床型コーティング装置を用いて被覆処理を行なった。次
いで、温度５０℃で乾燥して溶剤を除去し、被覆キャリ
アを作製した。得られたキャリアの電気抵抗は１．３×
１０¹⁰Ω・ｃｍであった。

【００２２】現像剤上記キャリアと実施例１と同様のトナーを用いて、トナ
ー濃度３．５％の現像剤に調整した。

【００２３】

【評価方法】上記現像剤をそれぞれ用いて、電子写真複
写機（商品名「ＤＣ−７０８５」Ａ４版７５枚／分、三
田工業社製）で１００，０００枚の耐刷試験を行なっ
た。評価項目および評価方法を以下に示す。（１）画像濃度（Ｉ．Ｄ．）測定反射濃度計（東京電色社製の型番ＴＣ−６Ｄ）を用いて
複写画像黒べた部の濃度を測定した。（２）カブリ濃度（Ｆ．Ｄ．）測定前記反射濃度計を用いて、複写画像余白部の濃度を測定
して、カバリ濃度とした。但し、比較的カブリが生じや
すいＨ／Ｈのみの測定とする。（３）スペント率１０，０００枚複写前後の現像剤をブローすることによ
ってトナーを除去し、それぞれを炭素量分析装置（商品
名「カーボンアナライザー」堀場製作所製）で含有炭
素量（重量％）を測定した。

【００２４】スペント率（重量％）とは、使用後キャリ
アの含有炭素量から使用前キャリアの炭素含有量を引い
た値である。

【００２５】

【評価結果】評価結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】実施例１の現像剤では、長期にわたって良
好な画像が得られた。また、高温・高湿（３５℃、８５
％ＲＨ）下においても上記画像特性とほぼ同様の良好な
画像が１００，０００枚を通して得られた。実施例２の
現像剤でも長期にわたって良好な画像が得られた。ま
た、高温・高湿（３５℃、８５％ＲＨ）下においても上
記画像特性とほぼ同様の良好な画像が１００，０００枚
通して得られた。

【００２８】これに対し比較例１の現像剤では、複写作
業の継続とともに帯電量が不安定になり、カブリの発生
が顕著となり、スペント率も増えている。また、高温・
高湿（３５℃、８５％ＲＨ）下においては、カブリの発
生がより顕著となり、５，０００枚を越えたころから画
像濃度の異常上昇も認められた。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、被覆樹脂中に含有され
るフライアッシュ微粉末の研磨作用により、スペント化
の防止に優れ、かつ、安定した摩擦帯電性を長期にわた
って維持でき、耐久性を向上することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口弘明大阪市中央区玉造１丁目２番28号三田工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に被覆樹脂層を有するキャリヤにおい
て、当該被覆樹脂層中にフライアッシュ微粉末が含有さ
れていることを特徴とする静電像現像剤用キャリア。