JPH1048891A

JPH1048891A - コートキャリアの製造方法

Info

Publication number: JPH1048891A
Application number: JP21907896A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Baba; 善信馬場
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】適当な帯電性、印加電界に対する耐圧性、耐
衝撃性、耐スペント性、耐摩耗性等の諸特性を満足する
ように、コート樹脂が均一にコートされ、また、繰り返
しの使用においても劣化しないコートキャリアを、効率
的に製造する製造方法を提供することにある。【解決手段】コア粒子及びコート樹脂を有するコート
キャリアの製造方法において、実質的に凸部を有してい
なく且つ中心部から容器内壁までの距離が一定でない回
転容器１と、その内部に該容器の回転方向と反転方向に
回転する実質的に凹部を有していなく且つ中心軸から容
器内壁までの距離が一定でない回転羽根２とを具備する
表面処理機により、該コート樹脂をコア粒子にコートす
るコートキャリアの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法などに用いられるコートキャリアの製造方法に関
し、特に二成分現像剤を構成するキャリアを乾式で樹脂
コートして製造するコートキャリアの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法等の静電潜像を現像する工程
は、帯電させたトナー粒子を静電潜像の静電相互作用を
利用して静電潜像上に画像形成を行うものである。一般
にかかる静電潜像をトナーを用いて現像する方法のう
ち、一方では非磁性トナーを現像剤担持体上で規制部材
等によりトナーを押しつけて帯電させ現像する、または
磁性体を樹脂中に分散してなる磁性トナーを用いる一成
分系現像剤があり、他方では、非磁性トナーをキャリア
と呼ばれる媒体に分散させた二成分系現像剤があり、特
に小型軽量化を要求されるプリンターには前者が好適に
用いられており、また、高画質を要求されるフルカラー
複写機には後者が好適に用いられている。

【０００３】近年、高画質な画像を得るために、トナー
粒径の小粒径化が行なわれている。しかし一方で、現像
剤を長期使用した場合にキャリアによる負荷が大きい
と、小粒径トナーを用いた場合、現像剤の耐久劣化が生
じ易く、それに伴って画質劣化が起こり易い。従って小
粒径トナーを用いた現像剤を長期使用する場合におい
て、高画質画像を維持するために上記キャリアに対して
要求される特性としては、適当な帯電性、印加電界に対
する耐圧性、耐衝撃性、耐スペント性、耐摩耗性、現像
性、生産性等が挙げられるが、特に現像剤にかかる負担
を小さくすることが重要となってくる。

【０００４】近年、コンピュータ、ハイビジョン等の発
達により、更に高精細なフルカラー画像を出力する手段
が要望されている。この目的のため、フルカラーの複写
画像をさらに高画質、高精細化する努力がなされてい
る。

【０００５】こうした要求に応じて、プロセス及び材料
などの種々の観点から検討が加えられている。例えば電
子写真プロセスでは、画像をアナログ処理からデジタル
処理する方式に変更する、あるいは現像時に交流バイア
スを印加して現像剤ブラシを細かく振動させる方法など
を挙げることができる。また現像剤に関しては、トナー
及びキャリアの粒径を小さくする方法を挙げることがで
きる。

【０００６】ここで、キャリアの小粒径化はキャリア１
個の持つ磁気が小さくなり、現像剤ブラシの穂立ちを細
く密にでき、現像時における磁気ブラシの掃き目を軽減
できることや、潜像担持面に対してトナーの密度を高め
ることができるという点で高画質化、高精細化に寄与す
るが、その反面、現像剤担持体による磁気拘束力が小さ
くなるために潜像担持体の画像部あるいは非画像部上に
キャリアが現像、付着する、いわゆるキャリア付着を生
じてしまう。

【０００７】これを防止するために磁性キャリアの高抵
抗化が試みられている。例えば、特公平５−８４２４号
公報に開示されるように磁性キャリアの比抵抗を１０¹³
Ωｃｍ以上にすることでキャリア付着を軽減することが
できると記載されているが、しかし、我々の検討による
と１０¹³Ωｃｍ以上の比抵抗を示す磁性キャリアを用い
てもコアが露出していたり、さらには長期の繰り返し使
用によりコート材が剥がれたりする場合においてキャリ
ア付着を十分満足できる程度に防止することができない
場合があった。

【０００８】上述したように、特にキャリアを小粒径化
したときにキャリア付着を十分満足できるように防止し
高精細な画像を得るには、磁性キャリアのコート樹脂に
よるコートが非常に重要となる。

【０００９】一方、上述した高精細画像を初期と共に長
期間に渡って維持するために上記コートキャリアに対し
て要求される特性としては、適当な帯電性、印加電界に
対する耐圧性、耐衝撃性、耐スペント性、耐摩耗性等が
挙げられる。したがって、コートキャリアにおいて、コ
ア粒子、コート樹脂、コート方法の選択が上記要求され
る特性を満足するために重要となる。

【００１０】従来、キャリアのコート方法としては、コ
ート樹脂を溶媒に溶かしその溶液をコアに添加しつつ加
熱しながら撹拌してコートする方法や、コア粒子の流動
層を形成し、そこにコート樹脂溶液を噴霧して乾燥させ
る方法等の湿式でのコート方法や、コート樹脂を乾式で
コアヘ固着させる乾式コート方法がある。

【００１１】前者はコート過程では、均一な膜形成がで
きる反面、乾燥過程でキャリア間の結着がおこり、これ
を解砕して用いた場合にコア表面が露出する場合があ
る、あるいは初期のコート状態は均一にコートできてい
るが乾燥が不十分な場合等に長時間の使用においてコー
ト樹脂が剥がれたり摩滅したりする場合がある。また、
溶剤に溶けにくい樹脂やコアとの濡れ性が悪い樹脂等に
対して良好なコートができない場合もある。

【００１２】また後者は特開平６−３１７９３７号公報
に開示されるように磁性粒子上に樹脂粒子等を機械的衝
撃により乾式でコーティングする方法であるが、湿式コ
ート方法に比べ、特に磁性体分散樹脂コアのように溶剤
に溶解しやすい材料表面にコートする場合や、コア材と
の濡れ性の悪いコート樹脂等をコートする場合に、コア
粒子，コート樹脂の選択できる幅が広い反面、図４に示
されるように従来の乾式コート装置では、撹拌羽根の形
状が片羽であることによりデッドスペースができやす
く、また、撹拌による材料の飛散等による混合不良が起
こりやすく、十分コートできているキャリアがある一
方、コートがほとんどなされていないキャリアも存在す
る場合がある。

【００１３】以上のように、特にフルカラー現像の高画
質化を図るため、特にコートキャリアの粒径が小さくな
ったときにキャリア付着を防止し、十分耐久性のあるコ
ートキャリアを製造する方法がなかった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、高画質用現像剤に用いられるコートキャリアの製
造方法において、適当な帯電性、印加電界に対する耐圧
性、耐衛撃性、耐スペント性、耐摩耗性等の諸特性を満
足するように、コート樹脂が均一にコートされ、また、
繰り返しの使用においても劣化しないコートキャリア
を、効率的に製造する製造方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の前述
した目的は、コア粒子及びコート樹脂を有するコートキ
ャリアの製造方法において、実質的に凸部を有していな
く且つ中心部から容器内壁までの距離が一定でない回転
容器と、その内部に該容器の回転方向と反転方向に回転
する実質的に凹部を有していなく且つ中心軸から容器内
壁までの距離が一定でない回転羽根とを具備する表面処
理機により、該コート樹脂をコア粒子にコートするコー
トキャリアの製造方法により達成できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明はコートキャリアの製造方
法を改良することにより、上述した本発明の目的を達成
するものである。かかる観点から本発明者が詳細な検討
を行ったところ、乾式でのコート方法において、本発明
の方法は実質的に凸部を有していなく且つ中心部から容
器内壁までの距離が一定でない回転容器により、コア粒
子及びコート樹脂を滞留させることなく、混合しつつ、
その内部に該容器の回転方向と反転方向に回転する実質
的に凹部を有していなく且つ中心軸から容器内壁までの
距離が一定でない回転羽根により、できる限りデッドス
ペースをなくし、剪断，圧縮を行うことで、コア粒子を
均一にコートすることができるようになった。

【００１７】また、特にコート樹脂のガラス転移温度
（Ｔｇ）が５０℃以上の樹脂を用いることで、剪断力が
加わった際に樹脂が微細溶融し、コア表面へのより良好
な接着が可能となると同時に、コートの耐久性、特に繰
り返し使用時における耐剥がれ性、耐磨耗性に特に優れ
ることがわかった。

【００１８】さらに、本発明のコート方法を用いると剪
断力，圧縮力が加わるのは回転容器と回転羽根との最小
となる間隙のみで、かつその位置は常に動いており、コ
ア粒子とコート樹脂は最小間隙に存在するもののみが圧
着され、その後ただちにこれらは解放される。したがっ
て、剪断力がコア粒子，コート樹脂に加わるのは瞬間的
であるために、コートされた樹脂がキャリア間で結着す
る等のキャリアの凝集を防止している。

【００１９】本発明のキャリアは、高画質化達成のため
にその平均粒径が２００μｍ以下であることが必要であ
る。より好ましくは１００μｍ以下であり、さらに好ま
しくは５０μｍ以下であることが、トナー粒子を多量に
担持できるために、より高画質化をはかることができ
る。さらに、キャリアコアの粒径はコート樹脂の粒径お
よび最小間隙の距離と密接に関係している。例えば、コ
ア材の粒径が１００μｍ以下の時、コート樹脂の粒径は
５００μｍ以下であり、最小間隙の距離は３ｍｍ以下で
あることが、粒子の凝集を防ぎコア粒子に均一に樹脂コ
ートする点で好ましい。また、コア粒子が５０μｍ以下
である場合には、コート樹脂の粒径は２００μｍ以下で
あり、最小間隙の距離はｌｍｍ以下であることが、キャ
リアに対し良好なシェアを与え、コート樹脂の延展性が
得られるために、より均一なコート状態を得ることがで
きる。

【００２０】本発明に用いるキャリアのコア材として
は、ガラスビーズ、鉄、ニッケル、コバルトと言った磁
性体金属、およびそれらの合金、あるいは希土類を含有
する合金類、鉄系合金、例えば、鉄−シリコン系、鉄−
アルミニウム系、鉄−シリコン−アルミニウム系、パー
マロイ合金等を用いることができる。本発明において好
ましくは、鉄、ニッケル、コバルトのうち少なくとも１
種以上の元素を有する金属酸化物であり、さらに好まし
くはヘマタイト、マグネタイト、フェライトであって、
該フェライト粒子が周期律表ＩＡ、ＩＩＡ、ＩＩＩＡ、
ＩＶＡ、ＶＡ、ＶＩＡ、ＩＢ、ＩＩＢ、ＩＶＢ、ＶＢ、
ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩ族の中から選ばれる元素を
少なくとも１種類以上含有しており、かつ、その他の元
素の含有量が１重量％未満であるキャリアを用いること
ができる。具体的にはマンガン−亜鉛系フェライト、ニ
ッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系
フェライト、リチウム系フェライト、銅−亜鉛系フェラ
イトと言った鉄系酸化物、およびそれらの混合物を挙げ
ることができる。

【００２１】また、本発明には、上記磁性体の微粒子を
通常は溶液コートでの方法では溶けてしまうような樹脂
中に分散した樹脂分散型コアも用いることができるのが
本発明の特徴である。その時の磁性体としては、Ｆｅ₂
Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄、各種フェライト等を好ましく使用で
き、磁性体の粒径としては、ｌμｍ以下のものが、コー
ト時の磁性体の脱離や現像剤を複写機等に入れ長期間使
用したときの磁性体の脱離を防止する点で好ましい。樹
脂分散型コアに用いるバインダー樹脂としては、熱硬化
性樹脂、熱可塑性樹脂いずれでも用いることができる
が、トナーとの帯電性等を考慮したバインダー樹脂の選
択をすることが好ましい。また特にコート時のコア材強
度を考慮すると熱硬化系樹脂の方を、より好ましく用い
ることができる。

【００２２】本発明のキャリアコアは、焼結法、アトマ
イズ法等の製造方法によって製造が可能であり、必要に
応じて、磁性体粒径分布をシャープにして造粒したり、
焼結温度、昇温速度、加熱保持時間等をコントロールす
ることにより磁気特性を低磁気力あるいは高磁気力に制
御したキャリアコアを製造できる。

【００２３】本発明では、上記の金属、合金あるいは金
属酸化物のごとき無機系のコア材の他に、上記磁性を有
する無機粒子の微粒子を樹脂に分散した磁性体分散樹脂
粒子をコアとして用いて、コートキャリアを得ることに
特徴がある。この場合のコア材製造方法は、バインダー
樹脂、磁性体等を溶融混練し、粉砕，分級等を行って得
る方法や、モノマー、磁性体等を分散した溶液を直接重
合して得る方法等種々の製造方法により得ることが可能
であるが、中でも、硬化系のモノマー、磁性体を直接重
合法により製造した磁性体分散樹脂粒子を好ましく使用
できる。これら、コア粒子に含有する磁性体はその水平
方向フェレ粒径が１．０μｍ以下のものが磁性体の脱離
等を考慮すると好ましく用いることができ、より好まし
くは０．５μｍ以下の磁性体を用いることでより強度を
高めることができる。また、コア材の樹脂としてはいず
れの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂でも使用できることが
本発明の特徴であるが、特に溶液コートでは均一にコー
トが難しい熱可塑性の樹脂コアを用いることが帯電性、
成形性等の選択できる幅が広がり好ましく用いることが
できる。さらに、好ましくはコート樹脂のＴｇよりもコ
ア材のＴｇを高めた方がキャリア表面を良好にコートで
きる点で好ましく用いることができる。

【００２４】粉砕法に用いられる樹脂としては好ましく
は熱可塑性樹脂を有する樹脂が用いられる。具体的に
は、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、スチレ
ン−アクリル酸共重合体等のアクリル樹脂、スチレン−
ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン樹脂、
フルオロカーボン樹脂、パーフロロカーボン樹脂、溶剤
可溶性パーフロロカーボン樹脂、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、石
油樹脂、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロー
ス、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、
ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセル
ロース等のセルロース誘導体、ノボラック樹脂、低分子
量ポリエチレン、飽和アルキルポリエステル樹脂、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリアクリレートと言った芳香族ポリエステル樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン
樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテル
ケトン樹脂を挙げることができる。

【００２５】また、重合法におけるモノマーは、スチレ
ン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メ
チルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルス
チレン、ｐ−クロルスチレン等のスチレンおよびその誘
導体；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン
等のエチレン不飽和モノオレフィン類；メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メ
タクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル等のα
−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、
アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル
酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸２−
エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２
−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エ
ステル類等が挙げられる。これらのモノマーを単独ある
いは混合して用いることができる。

【００２６】また硬化性樹脂として重合法に供せられる
モノマーとしては、具体的には、フェノール樹脂、変性
フェノール樹脂、マレイン樹脂、アルキド樹脂、エポキ
シ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、尿素樹脂、
メラミン樹脂、尿素−メラミン樹脂、キシレン樹脂、ト
ルエン樹脂、グアナミン樹脂、メラミン−グアナミン樹
脂、アセトグアナミン樹脂、グリプタール樹脂、フラン
樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイ
ミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂
等のモノマーを挙げることができる。

【００２７】本発明に用いるコート樹脂としては、熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の種々の樹脂の中から選択で
きるが、特に溶液コートではコート液の分散やコア材と
の濡れ性に乏しくコートが難しい表面張力の低い材料を
含有する樹脂等を好ましく用いることができることに特
徴がある。また、熱可塑性樹脂を有する樹脂の場合、Ｔ
ｇが５０℃以上のものであることがコートキャリアを長
時間繰り返し使用した際にコート材の摩滅等を生じさせ
なくするために好ましい。より好ましくは、コート材の
Ｔｇが７０℃以上の樹脂を用いることでよりキャリア耐
久性を向上させることができる。この際のコート条件と
してはＴｇが高くなると共に最小となる間隙幅を狭くす
る、あるいはキャリア材料を汚染しないメディアと呼ば
れる無機粒子を適当量混合してコートを行うことが好ま
しい。メデイアの粒径は３ｍｍ以下のものが好ましく、
コア材粒径、コート樹脂の粒径によって適宜選択する。
より好ましくは２ｍｍ以下である。メディアは真球状セ
ラミック製粒子、好ましくはジルコニア、アルミナ、酸
化チタン、酸化セリウム等を用いることが好ましい。

【００２８】上述した本発明の目的のために使用するコ
ート樹脂としては、熱可塑性の樹脂であっても一部熱硬
化性樹脂であっても使用でき、具体的には例えば熱可塑
性の樹脂としてはポリスチレン、ポリメチルメタクリレ
ート、スチレン−アクリル酸共重合体等のアクリル樹
脂；スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリフッ化ビ
ニリデン樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフロロカー
ボン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセター
ル、ボリビニルピロリドン、石油樹脂、セルロース、酢
酸セルロース、硝酸セルロース、メチルセルロース、ヒ
ドロキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導
体；ノボラック樹脂、低分子量ポリエチレン、飽和アル
キルポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレートと言った
芳香族ポリエステル樹脂；ポリアミド樹脂、ポリアセタ
ール樹脂、ボリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホ
ン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイ
ド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、熱可塑性シリコーン
樹脂を挙げることができる。

【００２９】またかかる硬化性樹脂としては、具体的に
は例えば、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレ
イン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹
脂、具体的には例えば無水マレイン酸、テレフタル酸等
と多価アルコール等の重縮合によって得られる不飽和ポ
リエステル、尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素−メラミン
樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グアナミン樹脂、
メラミン−グアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、グ
リプタール樹脂、フラン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイ
ミド、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹
脂、ポリウレタン樹脂等を挙げることができる。また、
熱可塑性樹脂に硬化剤などを混合し硬化させて使用する
こともできる。

【００３０】上述した熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂は、
それぞれ単独で使用してもそれぞれを混合して使用して
もよい。本発明で使用されるコート材のコート量は、
０．５％〜１５重量％の範囲であり、さらには０．６重
量％から１０重量％の範囲であることがコア材表面を均
一に覆うために最も好適である。

【００３１】本発明に用いるキャリアコート装置につい
て、図１をもって説明する。本発明のコート装置の最も
特徴とするところは、実質的に凸部を有していなく且つ
中心部から容器内壁までの距離が一定でない回転容器１
と、その内部に該容器の回転方向と反転方向に回転する
実質的に凹部を有していなく且つ中心軸（回転軸３）か
ら容器内壁までの距離が一定でない回転羽根２を具備す
る表面処理機により、該回転容器１と該回転羽根２との
最小となる間隙Ａをを形成し、そこで生じる剪断力によ
りコア材への樹脂コートを行うものである。また、回転
容器１は比較的低速で回転し、相対的に高速回転する回
転羽根２は回転容器１に対して逆方向に回転する。それ
により、コア粒子，コート樹脂は対流を起こし、分散及
び混合しつつコートを行うことが可能となる。

【００３２】本発明の回転容器は、実質的に凸部を有し
ていなく且つ中心部から容器内壁までの距離が一定でな
い内壁を有する容器であればいずれも使用可能である
が、その形状としては楕円状（図１，２）、長方形の角
を落とした形状（図３）等の形状の内壁を有するもので
あり、容器内壁の長軸及び短軸の長さが異なるものであ
ることが必須である。中心部から容器内壁までの距離が
一定でない容器にすることで、キャリア材料を良好に撹
拌することが可能となる。中心部から容器内壁までの距
離が一定のものであると、たとえば、円形のものである
と容器を回転してもキャリア材料が良好に持ち上がら
ず、混合不良を起こす場合がある。また、実質的に凸部
を有する形状の内壁の容器を使用すると、凸部付近での
デッドスペースの形成により、コートされないキャリア
が存在するようになる。

【００３３】本発明の撹拌羽根は、容器の回転方向と反
転方向に回転する実質的に凹部を有していなく且つ中心
軸から容器内壁までの距離が一定でないものであれば、
いずれも使用できるが、その回転羽根表面の形状として
は、三角形の角を取り除いた形状（図１）、五角形の角
を取り除いた形状（図２）、四角形の角を取り除いた形
状（図３）、楕円形等の表面形状を有するものであるこ
とが必須である。また、この場合も中心部から回転羽根
表面までの距離が一定でない形状の羽根にすることで、
キャリア材料に対するシェアの緩急をつけることがで
き、撹拌とコートを同時に良好にすることができる。実
質的に凹部を有していない表面形状を有する羽根にする
ことで、コートキャリア材料の表面処理装置内での遍在
がなく、均一に混合されることにより均一なコートを行
うことができる。

【００３４】本発明の回転容器の回転数は、１〜３００
ｒｐｍであることがキャリア材料の良好な混合を行うこ
とができ好ましい。より好ましくは１０〜２００ｒｐｍ
である。さらにより好ましくは１５〜１５０ｒｐｍであ
る。ｌｒｐｍ未満であると、材料がコート装置内部に滞
留し、部分的なコート不良を招く。また、３００ｒｐｍ
を超えると、材料が強烈に撹拌されるため、飛散等によ
りかえって混合不良を起こしてしまう場合がある。

【００３５】この場合、容器内の空気を減圧する減圧弁
５から減圧を行い、空気の対流を防止し、キャリア材料
の混合をよりよくすることが好ましい。減圧は、コート
を行う前に減圧することが好ましく、圧力は１００Ｔｏ
ｒｒ以下であることが空気の対流による飛散等を防止す
る上で好ましく、より好ましくは１０Ｔｏｒｒ以下であ
る。

【００３６】本発明の回転羽根は回転容器と逆回転し、
その回転数は、３００ｒｐｍ以上であることが好まし
い。３００ｒｐｍ未満であると、材料に良好な剪断力を
与えることができなくなり、コート不良を招く。好まし
くは１０００〜１００００ｒｐｍであり、さらに時間を
短縮し、均一化を図るためには２０００〜８０００ｒｐ
ｍが好ましい。

【００３７】また、回転容器の回転数Ｒｏと回転羽根の
回転数Ｒｉの比（Ｒｉ／Ｒｏ）が１０以上であることが
混合とコートを同時に満足させるために好ましい。Ｒｉ
／Ｒｏが１０未満であると、剪断力不足あるいは混合撹
拌力不足となり、均一なコートを行うことができなくな
る。より好ましくはＲｉ／Ｒｏが５０以上である。これ
らはコア材及びコート樹脂の密度に関係して調節する必
要があり、密度差が小さいときに比べ密度差が大きくな
ると、相対的にＲｉ／Ｒｏを大きくする必要がある。

【００３８】最小距離となる間隙Ａは、１０ｍｍ以下が
材料に対して良好に剪断力を付加するために好ましく、
また、コア粒子が１００μｍ以下であり、コート樹脂が
５００μｍ以下の場合には間隙Ａは３ｍｍ以下であるこ
とがより好ましく、さらに好ましいコートの方法として
はコア粒子が５０μｍ以下であり、コート樹脂が２００
μｍ以下の場合には間隙Ａはｌｍｍ以下で、無機粒子の
メディアを用いることが好ましい。該メディアとして
は、キャリア材料に対して汚染の影響のないものであれ
ばいかなるものでも用いることができ、好ましくはセラ
ミック製の実質的に真球状のビーズが好ましい。メディ
アのサイズとしては、３ｍｍ以下の粒子が適当である。
この時、最小距離となる間隙の幅は１０ｍｍ以下で、か
つ最小距離となる間隙の幅がメディアの粒径の２倍以上
あることが材料の詰まり等を防止し、均一にコートする
ために好ましい。

【００３９】コート装置に仕込む材料は所定のコート量
になるようにコア材とコート樹脂をそれぞれ仮混合した
ものを投入し、その総量はコート装置全容量の１０〜５
０容量％になるようにすることがコートを良好に行うた
めに重要である。より好ましくは、２０〜４０容量％で
ある。

【００４０】本発明におけるキャリアコート樹脂や一部
コア材のＴｇ測定は、パーキンエルマー社製示差走査熱
量計ＤＳＣ−７を用いて、ＪＩＳＫ７１２１−１９８
７に従って測定を行い、中点法によりＴｇを求める。

【００４１】本発明におけるキャリアの特性評価方法と
して、キャリア表面の電子顕微鏡観察を行う。キャリア
表面の観察は、日立製作所（株）製走査電子顕微鏡Ｓ−
８００を用いて、電子倍率２０００〜１００００倍程度
に拡大して評価を行う。

【００４２】また、本発明におけるキャリアの特性評価
方法としてトナーのトリボを測定する。その方法は、ト
ナーとキャリアを所定のトナー濃度となるように混合
し、ターブラミキサーで６０秒混合する。この現像剤を
底部に５００メッシュの導電性スクリーンを装着した金
属製の容器にいれ、吸引機で吸引し、吸引前後の重量差
と容器に接続されたコンデンサーに蓄積された電位から
摩擦帯電量を求める。この際、吸引圧を２５０ｍｍＨｇ
とする。この方法によって、摩擦帯電量を下記式を用い
て算出する。Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）＝（Ｃ×Ｖ）×（Ｗ₁−Ｗ₂）^-1 （式中、Ｗ₁は吸引前の重量であり、Ｗ₂は吸引後の重量
であり、Ｃはコンデンサーの容量、及びＶはコンデンサ
ーに蓄積された電位である。）

【００４３】

【実施例】以下に本発明を実施例をもって具体的に説明
するが、本発明は実施例によって制限されるものではな
い。

【００４４】

【実施例】

（実施例１）コア材として、水平方向フェレ径の平均粒
径（ニレコ（株）社製Ｌｕｚｅｘ３により測定）が４４
μｍの直接重合法により得た磁性体分散樹脂粒子（マグ
ネタイト８５重量％、硬化性フェノール樹脂１５重量
％）を用いた。真密度は３．１９ｇ／ｃｍ³であった。

【００４５】コート樹脂として、フッ化ビニリデン−テ
トラフルオロエチレン共重合体（組成比７８／２２、Ｍ
ｗ２０３，０００）の平均粒径１８０μｍ樹脂粒子を用
いた。樹脂のＴｇは１１２℃であった。

【００４６】コート量が２．５重量％になるようにコア
材５０重量部、コート樹脂１．２５重量部をコーヒーミ
ルに投入し、１５秒間仮混合した。この後、この材料を
図１に示す表面処理装置に投入した。キャリア材料を投
入後、ふたを閉めて減圧弁５から減圧を行い、容器内の
圧力を１００Ｔｏｒｒとし、その後にコートを行った。
コートの条件は、回転容器１の回転数４０ｒｐｍ、回転
羽根２の回転数５０００ｒｐｍ、回転容器１と回転羽根
２との最小間隙幅Ａは０．５ｍｍ、コート時間は３０分
とした。

【００４７】得られたコートキャリアの表面観察を行っ
た結果、表面のコート状態はいずれの粒子においても均
一であった。

【００４８】一方、ポリエステル樹脂、銅フタロシアニ
ン顔料、サリチル酸のクロム錯体、酸化チタン微粉末よ
りなる重量平均粒径８．ｌμｍのシアントナーを調製し
た。このシアントナーと上記キャリアとでトナー濃度
５．０重量％になるように現像剤を作製した。このとき
のトナーのトリボは、−２６．４μＣ／ｇであった。

【００４９】上記の現像剤をキヤノン製フルカラー複写
機ＣＬＣ−５００を６００ｄｐｉに改造したマシンに投
入し、画像出し試験を行った。その結果、ハーフトーン
部の均一性、画像濃度ともに良好であった。また、非画
像部のキャリア付着は生じていなかった。この現像剤に
より、２００００枚の耐久試験を行った。その結果、画
像濃度も初期と同等であり、ハーフトーン部の再現性も
良好であった。また、耐久中キャリア付着も発生しなか
った。また、耐久後のキャリア表面観察においても初期
と同様なコート状態であり、トナートリボを測定した結
果、−２５．９μＣ／ｇと初期とほぼ同等であった。

【００５０】（比較例１）実施例１で用いたコア材粒子
とコート樹脂を実施例１と同様に所定の処方量で仮混合
し、図４に示す表面処理装置を用いてコートを行った。
回転羽根１６Ａの回転数１０００ｒｐｍ、１０分間コー
トを行った結果、磁性体の離脱が若干認められ、また、
コート状態は良好であるものの、中に殆どコートがなさ
れていないキャリア粒子が存在した。

【００５１】このキャリアと実施例１のトナーを用いて
トリボを測定した。そのときのトナー濃度を５．０重量
％とした。その結果、トリボは、−３１．７μＣ／ｇで
あった。

【００５２】上記の現像剤を実施例１と同様に画像出し
試験を行った。その結果、細線の再現性は良好であった
が、ハーフトーンやベタ部の均一性はやや劣り、また、
非画像部のキャリア付着が認められた。さらに２０００
０枚の耐久試験を行った。耐久後のトリボは、−３６．
５μＣ／ｇであった。

【００５３】（実施例２）実施例１で用いたキャリアコ
アのかわりに平均粒径３６μｍの銅−亜鉛フェライトを
用いた。真比重は５．０ｇ／ｃｍ³であった。

【００５４】コート樹脂として、スチレンと２−エチル
ヘキシルメタクリレートの共重合体（組成比８０／２
０、Ｍｗｌ３６，０００）の平均粒径４ｌ０μｍ樹脂粒
子を用いた。樹脂のＴｇは７１℃であった。

【００５５】コート量が２．３重量％になるようにコア
材４０重量部、コート樹脂０．９２重量部をコーヒーミ
ルに投入し、１５秒間仮混合した。この後、この材料を
図１に示す表面処理装置に平均粒径ｌｍｍのジルコニア
粒子１０重量部とともに投入した。コートの条件は、回
転容器１の回転数３０ｒｐｍ、回転羽根２の回転数４０
００ｒｐｍ、回転容器１と回転羽根２との最小間隙幅Ａ
は３．０ｍｍ、コート時間は２０分とした。コート終了
後、ジルコニア粒子を２００メッシュの振動ふるいによ
り分離してキャリアを得た。

【００５６】得られたコートキャリアの表面観察を行っ
た結果、表面のコート状態はいずれの粒子においても均
一であった。

【００５７】このキャリアと実施例１で用いたトナーを
トナー濃度７．５重量％になるように現像剤を作製し
た。このときのトナーのトリボは、−２６．８μＣ／ｇ
であった。

【００５８】上記の現像剤を実施例１と同様に画像出し
試験を行った。その結果、画像濃度は高く、ハーフトー
ン部の均一性も良好であった。また、非画像部のキャリ
ア付着は生じていなかった。２００００枚の耐久試験の
結果、画像濃度も初期と同等であり、ハーフトーン部の
再現性も良好であった。また、耐久中キャリア付着も発
生しなかった。また、耐久後のキャリア表面観察におい
ても初期と同様なコート状態であり、トナートリボを測
定した結果、−２７．０μＣ／ｇと初期とほぼ同等であ
った。

【００５９】（比較例２）実施例２で用いたコアを流動
層コート装置に入れ、流動層を形成させたところへ、実
施例２で用いた樹脂をトルエン溶液に１０％となるよう
に調製した塗布液をコア材に噴霧コートした。その流動
層を維持したまま、流動層内を加熱し、９０℃で１時間
乾燥させた。得られたコートキャリアは、表面が均一に
コートされており、実施例１のトナーと現像剤化（トナ
ー濃度７．５重量％）したところ、そのときのトナート
リボは−２５．４μＣ／ｇであった。

【００６０】上記の現像剤を実施例１と同様に画像出し
試験を行った。その結果、画像濃度は高く、ハーフトー
ン部の均一性も良好であった。また、非画像部のキャリ
ア付着は生じていなかった。しかし、２００００枚の耐
久試験の結果、画像濃度の低下、ハーフトーン部の再現
性が低下し、がさついた画像が得られた。また、耐久後
のキャリア表面観察において、コート材の磨滅を生じて
おり、トナートリボを測定した結果、−２０．４μＣ／
ｇと初期に比べ低くなった。

【００６１】（実施例３）コア材として、ポリスチレン
（Ｍｗ１０１，０００）２５重量％、マグネタイト７５
重量％を溶融混練し、粉砕分級を行った、平均粒径３３
μｍの磁性体分散樹脂粒子を用いた。真比重は２．５３
ｇ／ｃｍ³であった。

【００６２】コート樹脂として、平均粒径１５０μｍの
熱可塑性シリコーン樹脂粒子を用いた。樹脂のＴｇは６
２℃であった。

【００６３】コート量が３．０重量％となるように図２
の表面処理装置を用いて、あらかじめ１０Ｔｏｒｒに減
圧した後、以下のコート条件でコートを行った。

【００６４】コート条件コア材４０重量部、コート樹脂１．２重量部回転容器１の回転数３３ｒｐｍ、回転羽根２の回転数２
０００ｒｐｍ、回転容器１と回転羽根２との最小間隙Ａ
は３．０ｍｍ、平均粒径０．８ｍｍの真球状ジルコニア
粒子１０重量部、コート時間２０分

【００６５】得られたコートキャリアの表面観察を行っ
た結果、表面のコート状態はいずれの粒子においても均
一であった。また、コア材からの磁性体離脱がなく、コ
ア製造時の粉砕により生じていた粒子の角がやや丸くな
っていた。

【００６６】実施例１のトナーとトナー濃度が６．５重
量％になるように混合し、トナートリボを測定した。そ
の結果、２７．９μＣ／ｇであった。

【００６７】また、実施例１と同様に画像試験、耐久試
験を行った結果、実施例１と同様良好であった。

【００６８】（実施例４）実施例１で用いたコア材及び
コート樹脂を用いて図３に示す表面処理装置により、実
施例１とコート条件を以下のようにする以外同様にして
コートを行った。

【００６９】コート条件回転容器１の回転数２５ｒｐｍ、回転羽根２の回転数８
０００ｒｐｍ、回転容器１と回転羽根２との最小間隙Ａ
は０．６ｍｍ、コート時間１０分

【００７０】その結果、得られたコートキャリアの表面
状態は、いずれの粒子も良好であり、実施例１のトナー
と実施例１と同様にして現像剤化したトナーのトリボを
測定したところ、−２８．８μＣ／ｇであった。画像出
し試験及び２００００枚の耐久試験を行った結果、初期
及び耐久後の画像濃度は高く、カブリやキャリア付着も
なくハーフトーン再現性にも優れていた。耐久後のキャ
リア表面も初期とほぼ同等であった。

【００７１】

【発明の効果】本発明のキャリアの製造方法は、乾式で
のコート方法において、実質的に凸部を有していなく且
つ中心部から容器内壁までの距離が一定でない回転容器
と、その内部に該容器の回転方向と反転方向に回転する
実質的に凹部を有していなく且つ中心軸から容器内壁ま
での距離が一定でない回転羽根により、コア粒子及びコ
ート樹脂を滞留させることなく混合し、できる限りデッ
ドスペースをなくし、剪断，圧縮を行うことで、コア粒
子の種類、コート樹脂の種類を制限することなく、均一
にコートすることができる。それにより初期及び長時間
の使用後でも高画質な画像を提供でき、特にフルカラー
用として好ましく用いるコートキャリアを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に好適なコートキャリア製造装置の上か
ら投影した断面を概略図で示したものである。

【図２】本発明に好適な他のコートキャリア製造装置の
上から投影した断面を概略図で示したものである。

【図３】本発明に好適な他のコートキャリア製造装置の
上から投影した断面を概略図で示したものである。

【図４】従来の乾式コート装置の横から見た断面の概略
図である。

【符号の説明】

１回転容器２回転羽根３回転軸４キャリア５減圧弁Ａ最小間隙矢印回転方向１０混合撹拌槽１１上蓋１２原料投入口１３バグフィルター１４ジャケット１５品温計１６回転体１６Ａ撹拌羽根１７排出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コア粒子及びコート樹脂を有するコート
キャリアの製造方法において、実質的に凸部を有してい
なく且つ中心部から容器内壁までの距離が一定でない回
転容器と、その内部に該容器の回転方向と反転方向に回
転する実質的に凹部を有していなく且つ中心軸から容器
内壁までの距離が一定でない回転羽根とを具備する表面
処理機により、該コート樹脂をコア粒子にコートするこ
とを特徴とするコートキャリアの製造方法。
【請求項２】該コート樹脂のガラス転移温度Ｔｇが５
０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載のコー
トキャリアの製造方法。
【請求項３】該コア粒子がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち少
なくとも１種以上の元素を有する金属酸化物からなる粒
子であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコー
トキャリアの製造方法。
【請求項４】該コア粒子がバインダー樹脂及び磁性体
微粒子を有する粒子であることを特徴とする請求項１又
は２に記載のコートキャリアの製造方法。
【請求項５】該コア粒子がバインダー樹脂及び磁性体
微粒子を直接重合法により得た実質的に球形の粒子であ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載のコートキャ
リアの製造方法。
【請求項６】該回転容器の回転数が１〜３００ｒｐｍ
であり、該回転羽根の回転数が３００ｒｐｍ以上であ
り、回転容器の回転数Ｒｏと回転羽根の回転数Ｒｉの比
（Ｒｉ／Ｒｏ）が１０以上であることを特徴とする請求
項１乃至５のいずれかに記載のコートキャリアの製造方
法。
【請求項７】該コア粒子の平均粒径が１００μｍ以下
であり、コート樹脂の平均粒径が５００μｍ以下であ
り、該回転容器と該回転羽根との間隙の最小となる距離
が３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれかに記載のコートキャリアの製造方法。
【請求項８】該コア粒子の平均粒径が５０μｍ以下で
あり、該コート樹脂の平均粒径が２００μｍ以下であ
り、該回転容器と該回転羽根との間隙の最小となる距離
がｌｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれかに記載のコートキャリアの製造方法。
【請求項９】該コア粒子の平均粒径が１００μｍ以下
であり、コート樹脂の平均粒径が５００μｍ以下であ
り、平均粒径が３ｍｍ以下の実質的に球形の無機粒子を
メディアとして用い、該コア粒子の粒径に対する該無機
粒子の粒径が２倍以上であり、該回転容器と該回転羽根
との間隙の最小となる距離が１０ｍｍ以下であり、該無
機粒子の粒径に対して該間隙の最小となる距離が２倍以
上である表面処理機により、該コート樹脂をコア粒子に
コートすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
に記載のコートキャリアの製造方法。
【請求項１０】該回転容器から減圧する弁および減圧
装置とを具備する表面処理機により、あらかじめ容器内
の空気を減圧した後、該コート樹脂をコア粒子にコート
することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載
のコートキャリアの製造方法。