(57)【要約】【課題】現像剤の寿命を伸ばし、安定した印字品質を達成し、また濃度変化がなく、カブリのない電子写真用現像剤キャリアを提供することを目的とする。【解決手段】ほぼ球体からなるキャリア心材１の周りに、導電材料を分散させた合成樹脂からなる樹脂層２を被覆した電子写真用現像材キャリアにおいて、樹脂層２は、キャリア心材外周に接する樹脂内面側から外周の樹脂表面側へ導電材料の含有率が連続的に疎から密になるように、具体的には、樹脂固形分に対して樹脂内面側から樹脂表面側へ導電材料を連続的に０．５〜１質量％から１０〜１５質量％に変化させた電子写真用現像剤キャリアとしたものであり、耐刷時にキャリア心材１表面の樹脂層２に剥がれが発生していっても、内側に向かって導電材料の含有率が低くなって行くため、低抵抗化を促進させる導電材料の効力がなくなり、急激な低抵抗化を抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ球体からなるキャリア心材の周りに、導電材料を分散させた合成樹脂からなる樹脂層を被覆した電子写真用現像材キャリアにおいて、前記樹脂層は、前記キャリア心材外周に接する樹脂内面側から外周の樹脂表面側へ導電材料の含有率が連続的に疎から密になるように導電材料を分散させたものであることを特徴とする電子写真用現像剤キャリア。
【請求項２】
前記樹脂層は、前記導電材料の含有率が、樹脂固形分に対して樹脂内面側から樹脂表面側へ連続的に０．５〜１質量％から１０〜１５質量％に変化しているものであることを特徴とする請求項１記載の電子写真用現像剤キャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二成分系電子写真用現像剤用キャリアに関するものであり、特に、経時的な抵抗値の変化を低減し、帯電特性の劣化を抑えることによって現像剤の寿命を伸ばし、安定した印字品質を達成し、また濃度変化がなく、カブリのない電子写真用現像剤キャリアに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタにおいて長寿命、高画質を得る方法として二成分系現像剤が一般的に使用されている。これには、フェライトを含む粒径数十μｍ程度のコアの磁性粉体がキャリアとして使用される。そして磁性体の組成比と製造法の条件により、磁気特性を決定する。また絶縁性を高くするために、鉄粉やフェライト粒子の表面に樹脂コーティングをしたり、フェライト微粉を樹脂で練り固めて粉砕するなどする。そのときキャリアを高抵抗にするために被覆剤としてシリコーン樹脂やアクリル樹脂、フッ素樹脂等を使用する。そして高抵抗における画像の劣化や帯電量上昇を防ぐため、カーボンブラック等の導電剤を樹脂中に添加、均等に分散させる。またトナースペントによる寿命帯電量の変化を抑えるため、シランカップリング剤等の改質剤を使用する（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、現像剤の長寿命化のため、キャリア心材の表面に導電剤の密度の異なる内部樹脂層と表面樹脂層の２層をコートした現像剤キャリアが使用されている（例えば、特許文献３，４参照）。
【特許文献１】特開平６−３８６５号公報
【特許文献２】特開平８−１９４３４０号公報
【特許文献３】特開平８−２８６４２９号公報
【特許文献４】特開２００１−２７２８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記（特許文献１，２）に開示されたキャリアでは、複写機やプリンタ等の画像形成装置による寿命印字（印字を行った時間経過において、装置の状態が安定あるいは変化していくさま）において、現像器内の攪拌により現像剤同士のストレスが起こる。そしてキャリア表面の樹脂部に剥がれが発生する。これによりキャリア心材に対する樹脂被覆量が減少していくことで、樹脂量および材料によって決められていた抵抗値が変化し、いわゆる低抵抗となっていく。そうすると、導電性が高くなり感光体上の静電像を除電して画像を劣化させ、また誘導電荷により感光体面にキャリアが飛散し、数々のトラブルの原因となる。
【０００５】
また上記を解決する手段として、導電剤を投与する方法がとられているが、抵抗値はキャリア心材の導電特性だけでなく導電剤でも制御されている。よってその導電剤も同様に減少していくことで、添加、分散されている樹脂が劣化し、抵抗値が変化していく。
【０００６】
（特許文献３，４）に開示された２層の樹脂層では、内部樹脂層中の導電剤と表面樹脂層中の導電剤の含有量を表面側が小さくなるように形成しているが、キャリア表面の樹脂部の剥がれにより、抵抗値が低い方向へ大きく変化していく。これによりキャリア飛びなどの問題が起きやすくなる。また２層構造であるため、その界面での抵抗値の変化により、急に特性が変化するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するもので、現像剤の寿命を伸ばし、安定した印字品質を達成し、また濃度変化がなく、カブリのない電子写真用現像剤キャリアを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、キャリア心材の周りに被覆される合成樹脂製の樹脂層を１層とし、その１層の中で、キャリア心材外周に接する樹脂内面側から外周の樹脂表面側へ導電材料の含有率が連続的に疎から密になるように導電材料を分散させていることを主要な特徴とする。
【０００９】
本発明においては、検討の結果、合成樹脂製の樹脂層１層の中で、導電材料が、樹脂内面側から樹脂表面側へ連続的に疎から密へ変化するように分散させることで上記目的を達成することができた。これにより、耐刷時にキャリア表面の樹脂層に剥がれが発生していっても、内側に向かって導電材料の密度が低くなって行くため、低抵抗化を促進させる導電材料の効力がなくなり、急激な低抵抗化を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、キャリア心材の周りに被覆される合成樹脂製の樹脂層を１層とし、その１層の中で、キャリア心材外周に接する樹脂内面側から外周の樹脂表面側へ導電材料の含有率が連続的に疎から密になるように導電材料を分散させているので、耐刷における抵抗値の変化が低減し、帯電特性の劣化を抑えることによって現像剤の寿命が伸び、安定した印字品質が達成され、また濃度変化がなく、カブリのない電子写真用現像剤キャリアを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、現像剤の寿命を伸ばし、安定した印字品質を達成し、また濃度変化がなく、カブリのない電子写真用現像剤キャリアを提供するという目的を、キャリア心材の周りに被覆される合成樹脂製の樹脂層を１層とし、その１層の中で、キャリア心材外周に接する樹脂内面側から外周の樹脂表面側へ導電材料の含有率が連続的に疎から密になるように導電材料を分散させることにより実現した。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、ほぼ球体からなるキャリア心材の周りに、導電材料を分散させた合成樹脂からなる樹脂層を被覆した電子写真用現像材キャリアにおいて、樹脂層は、キャリア心材外周に接する樹脂内面側から外周の樹脂表面側へ導電材料の含有率が連続的に疎から密になるように導電材料を分散させたものであり、これにより、耐刷においてキャリア表面の樹脂部に剥がれが発生していっても、内側に向かって導電剤の密度が低くなって行くため低抵抗化を促進させる導電剤の効力がなくなり、急激な低抵抗化を抑えることができる。
【００１３】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、第１の発明において、樹脂層は、導電材料の含有率が、樹脂固形分に対して樹脂内面側から樹脂表面側へ連続的に０．５〜１質量％から１０〜１５質量％に変化しているものであり、これにより好適な寿命、印字品質を得ることができる。
【００１４】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図１および図２に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態におけるキャリアの断面図、図２は本発明の実施の形態におけるキャリアの樹脂層拡大図である。
【００１６】
これらの図において、本実施の形態に係るキャリアは、ほぼ球体からなるキャリア心材
１と、このキャリア心材１の周りに導電材料を分散させた合成樹脂の樹脂層２とからなり、この樹脂層２の１層中に、樹脂内面側３から樹脂表面側４へ導電材料を連続的に疎から密へ分散させている。
【００１７】
本実施の形態で使用されるキャリア心材１としては、鉄、フェライト、マグネタイト等の組成をもった強磁性を示す元素を含むものを用いる。直径は２０〜３００μｍのコアであることが望ましい。これらにより飽和磁化、抵抗値等の磁性特性に影響を及ぼす。
【００１８】
樹脂層２の主たる被覆剤として使用されるのは絶縁性の合成樹脂であり、シリコーン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等を用いることができる。また表面エネルギーを下げるためにフッ素樹脂を使用したり、添加し化合物とすることもある。
【００１９】
導電材料としては、カーボンブラックを使用することが望ましい。ケッチェンブラックのような、従来に比べ少量で同様の導電性をもつものや、金属粉末等の導電性粒子でも良い。
【００２０】
本実施の形態において、ほぼ球体のキャリア心材１の周りに、導電材料を分散させた合成樹脂の樹脂層２を有し、この樹脂層２は、１層中で、樹脂内面側３から樹脂表面側４へ導電材料を連続的に疎から密へ分散させている層であり、樹脂固形分に対して樹脂内面側３から樹脂表面側４へ導電材料を連続的に０．５〜１質量％から１０〜１５質量％に変化させている。導電材料を樹脂表面側４の樹脂固形分に対して１５％以上添加すると、抵抗値が低くなり画像を劣化させ、帯電性能の低下によりカブリが起こる。逆に０．５％以下であると導電剤の効力が発揮されない。
【００２１】
またこれらの樹脂には、シランカップリング剤やシラン剤等の改質剤を使用してもよい。これにはビニルシラン、エポキシシラン、アミノシラン、クロロシラン、アルコキシシラン等の媒体がある。
【００２２】
キャリア心材１上の被覆樹脂量は、樹脂表面側４の層から樹脂内面側３の層の樹脂の合計で、キャリア心材１に対して０．５〜８％が好ましい。０．５％未満になるとキャリアとしての耐久性が低下し、８％以上になると樹脂層２が厚くなり凝集によって均一なキャリア粒子を得にくくなる。
【００２３】
キャリア心材１への被覆方法としては、溶剤に希釈した樹脂をコア表面に被覆するのが一般的であり、浸漬法、スプレー法、流動層法、転動法がある。塗布された後、溶剤を乾燥により揮発させる。
【００２４】
本実施の形態において、樹脂層２の１層中で樹脂内面側３から樹脂表面側４へ導電材料を連続的に疎から密へ分散させている層を製造するため、導電剤の含有量を段階的に変えている樹脂剤を作製し、含有量の少ない順にキャリア心材１であるコアに被覆して行く。その後最終まで導電材料を有する樹脂被覆剤を塗布する。
【００２５】
樹脂層２をキャリア心材１に被覆した後、焼付けにより樹脂を硬化させる。焼付け法としては固定式または流動式どちらでもよく、その温度は１８０〜３００℃が望ましい。
【００２６】
以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説明する。
【実施例１】
【００２７】
シリコーン樹脂（ＳＲ２４０５、エポキシ変性メチル系シリコーン樹脂、東レダウコー
ニング社製）に対して導電性カーボンブラック（ケッチェンブラックＥＣ、ケッチェンブラック・インターナショナル社製）を０．５質量％添加し、さらにシランカップリング剤（ＫＰ３６２、信越化学工業社製）を１質量％使用し、樹脂内面側用樹脂剤を得た。
【００２８】
上記と同様のシリコーン樹脂に、導電性カーボンブラックを各２，４，６，８，１０質量％添加し、上記と同一のシランカップリング剤を１質量％使用し、この順に樹脂剤を得た。
【００２９】
そして上記と同様のシリコーン樹脂に、導電性カーボンブラックを１２質量％添加し、上記と同一のシランカップリング剤を１質量％使用し、最終の樹脂表面側剤を得た。
【００３０】
平均粒径８０μｍのフェライト心材１であるコアに対して樹脂内面側３の層の樹脂を転動法コートにより４．０質量％被覆した。その時スプレーによる被覆を行うが、樹脂剤は導電材料の含有率の少ないものから順に投与し、連続的に樹脂内面側３から樹脂表面側４へ、導電剤含有量が少ない状態から多い状態になるようにした。
【００３１】
被覆後、２４０℃で３０分の焼付けを行い、冷却してキャリアＮｏ．１を得た。処方条件を（表１）に示す。
【００３２】
現像剤として、このキャリアＮｏ．１に対してメイン樹脂ポリエステルトナー濃度５．５質量％で作成した。ボトルにより充分攪拌させた後、デジタル複写機であるＤＰ−３０１０（パナソニック社製）に投入し、６万枚の耐刷試験を行った。印字中、現像剤のサンプリングを行い、帯電量、ベタ濃度、カブリによる画像評価を行った。評価結果を（表１）に示す。
【００３３】
測定法として（１）帯電量：東芝ケミカル社製  吸引式ブローオフ帯電量測定器、（２）濃度：Ｍａｃｂｅｔｈ  ＲＤ９１４、カブリ：ＰＨＯＴＯＶＯＬＴ  ＭＯＤＥＬ５７７により測定した。
【実施例２】
【００３４】
シリコーン樹脂に対して実施例１と同様な方法により、樹脂内面側層から樹脂表面側層を得た。
【００３５】
実施例１で使用したものと同様のフェライト心材１であるコアに対して、樹脂内面側層と樹脂表面側層用樹脂を実施例１と同じ条件で被覆、焼付けを行い冷却してキャリアＮｏ．２を得た。処方条件を（表１）に示す。
【００３６】
現像剤として、このキャリアＮｏ．２に対して実施例１と同様のコアに対して樹脂内面側層樹脂を転動法コートにより８．０質量％被覆した。そしてボトルにより充分攪拌させた後、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を（表１）に示す。
【００３７】
（比較例１）
シリコーン樹脂に対して実施例１と同様な方法により、樹脂内面側層から樹脂表面側層を得た。
【００３８】
実施例１で使用したものと同様のフェライト心材であるコアに対して樹脂内面側層と樹脂表面側層用樹脂を実施例１と同じ条件で被覆、焼付けを行い冷却してキャリアＮｏ．３を得た。処方条件を（表１）に示す。
【００３９】
現像剤として、このキャリアＮｏ．３に対して実施例１と同様のコアに対して樹脂内面
側層樹脂を転動法コートにより１５．０質量％被覆した。そしてボトルにより充分攪拌させた後、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を（表１）に示す。
【００４０】
（比較例２）
シリコーン樹脂に対して導電性カーボンブラックを０．５質量％添加し、さらにシランカップリング剤（ＫＰ３６２、信越化学工業社製）を１質量％使用し、樹脂内面側層を得た。
【００４１】
上記と同様のシリコーン樹脂に、導電性カーボンブラックを各５，１０，１５質量％添加し、上記と同一のシランカップリング剤を１質量％使用し、この順に樹脂層を得た。
【００４２】
そして上記と同様のシリコーン樹脂に、導電性カーボンブラックを２０質量％添加し、上記と同一のシランカップリング剤を１質量％使用し、最終の樹脂表面層を得た。
【００４３】
実施例１で使用したものと同様のフェライト心材であるコアに対して樹脂内面側層から樹脂表面側層用樹脂を上記条件で被覆、焼付けを行い、冷却してキャリアＮｏ．４を得た。処方条件を（表１）に示す。
【００４４】
現像剤として、このキャリアＮｏ．４に対して実施例１と同様のコアに対して樹脂内面側層樹脂を転動法コートにより実施例１と同様の４．０質量％を被覆した。そしてボトルにより充分攪拌させた後、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を（表１）に示す。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
耐刷における特性は、帯電量２０〜３０μＣ／ｇ、濃度１．３０以上、カブリ１．５以下が比較的良好な範囲である。
【００４７】
（表１）の評価結果より実施例１、２は比較例１、２に比較して特性が良好で、濃度変化が少なくカブリのない結果となっている。
【００４８】
比較例１は樹脂が厚いため高抵抗となり、濃度が低くなっている。比較例２は導電剤の含有量が多いため抵抗が低い状態となり、初期から濃度が高くカブリが非常に多くなっている。
【００４９】
以上のことから、実施例１，２は、効果により比較的特性が安定している。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、経時的な抵抗値の変化を低減し、帯電特性の劣化を抑えることによって現像剤の寿命を伸ばし、安定した印字品質が達成され、また濃度変化がなく、カブリのない二成分系電子写真用現像剤キャリアとして複写機やプリンタにおいて利用することができる
。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態におけるキャリアの断面図
【図２】本発明の実施の形態におけるキャリアの樹脂層拡大図
【符号の説明】
【００５２】
１    キャリア心材
２    樹脂層
３    樹脂内面側
４    樹脂表面側
【図１】
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【図２】
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