(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負帯電性の電荷制御剤及び正帯電性の電荷制御剤を含有した樹脂コート剤で被覆された電子写真用キャリアであって、前記負帯電性の電荷制御剤と正帯電性の電荷制御剤の含有量が重量比率で３：９７〜９７：３であることを特徴とする電子写真用キャリア。
【請求項２】
負帯電性の電荷制御剤及び正帯電性の電荷制御剤の総含有量が樹脂コート剤中の樹脂１００重量部に対して０．５〜３０重量部であることを特徴とする請求項１記載の電子写真用キャリア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機やプリンター等に用いられる電子写真用キャリアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より広く使用されている電子写真用現像剤は、一成分系現像剤と、二成分系現像剤とに大別することができる。
上記一成分系現像剤はトナーのみで構成されており、トナー自体が電荷を有している。上記二成分系現像剤は、トナーとキャリアとから構成されている。
近年、二成分系現像剤を用いる複写機やプリンターは多種多様なものが製造され、例えばプリント速度が３〜１００枚／分程度の広い範囲の複写機やプリンターが上市されている。
このような複写機やプリンターに使用される二成分系現像剤は、そのプリント速度に合わせて適正な摩擦帯電量を維持するように処方設計される。プリント速度が異なる複写機やプリンターでは、使用される二成分系現像剤の適切な摩擦帯電量が異なり、適切な摩擦帯電量を有しない二成分系現像剤では摩擦帯電量が高い場合では画像濃度が低下し画質が悪くなり、摩擦帯電量が低い場合では地カブリの発生が問題となる。
従来、二成分系現像剤の摩擦帯電量の調整は、▲１▼トナー及びキャリアの電気抵抗による調整、▲２▼トナーの表面に外添する外添剤による調整、▲３▼トナー中の電荷制御剤量による調整、が行われていた。
しかし、上記▲１▼による調整はトナー及びキャリアの電気抵抗を安定してコントロールすることが難しく、トナー及びキャリアの抵抗が低すぎると現像剤の放置後に摩擦帯電量が著しく低下し地カブリが発生し、高すぎると低温低湿環境下において摩擦帯電量が上昇して画像濃度低下の問題が発生していた。また、上記▲２▼による調整は外添剤が多数枚プリントの過程でトナー表面に埋没しやすいために初期の摩擦帯電量を多数枚プリント後まで維持することが困難であり、したがって多数枚プリント時における画像濃度低下や地カブリの発生等の問題を有していた。また、上記▲３▼による調整はトナー中への電荷制御剤の分散が不均一に行われるために十分に電荷制御剤が含有していないトナー粒子が生じやすく、未帯電トナー粒子の発生により地カブリが生じやすいという問題を有していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、摩擦帯電量を適切に調整することができる二成分系現像剤用の電子写真用キャリアを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる電子写真用キャリアは、負帯電性の電荷制御剤及び正帯電性の電荷制御剤を含有した樹脂コート剤で被覆された電子写真用キャリアであって、前記負帯電性の電荷制御剤と正帯電性の電荷制御剤の含有量が重量比率で３：９７〜９７：３であることにより前記目的を達成した。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子写真用キャリアについて詳細に説明する。
電子写真用キャリアの樹脂コート剤で被覆されるコア粒子としては、鉄粉、マグネタイト、フェライト等の磁性体を使用することができるが、特にフェライトが好ましい。該フェライトからなるコア粒子は、下記一般式で示される３価の鉄酸化物と、金属酸化物との焼結体である。
【数１】
（ＭＯ）X（Ｆｅ2Ｏ3）Y
（ただし、上記式中、Ｍは銅、亜鉛、マンガン、マグネシウム、ニッケル、バリウム、リチウム、バナジウム、カルシウム、クロム、コバルト、および鉄等からなる群から選択される１種類、もしくは２種類以上の金属を示す。XおよびYはモル比を示し、磁気特性等の要求される特性により適宜決定される。）
上記フェライトは、従来より実施されている一般的な方法により得ることができる。例えば、上記一般式を有するフェライトの原料である３価の鉄酸化物と金属酸化物を湿式で充分混合してスラリー状にする。得られたスラリー状の原料をスプレードライ法により造粒、乾燥する。この乾燥粒を焼成した後、解砕し、ふるい分けすることにより得ることができる。
【０００６】
樹脂コート剤を構成する樹脂としては、シリコーン樹脂、シリコーングラフト樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ウレタン系樹脂、およびフッ素系樹脂等が挙げられる。特にシリコーン樹脂はキャリア表面へのトナー融着現象（スペント）が生じにくいので好適に使用できる。
【０００７】
樹脂コート剤に含有させる負帯電性の電荷制御剤及び正帯電性の電荷制御剤としては次のものが挙げられる。
負帯電性の電荷制御剤としては、例えば、オリエント化学工業社の商品名：ボントロンＳ−３１、ボントロンＳ−３２、ボントロンＳ−３４、保土谷化学工業社の商品名：ＴＲＨ等の含金属アゾ染料、オリエント化学工業社の商品名：ボントロンＥ−８２、ボントロンＥ−８４等のサリチル酸の金属錯体化合物、藤倉化成社製の商品名：ＦＣＡ１００１Ｎ等の樹脂系電荷制御剤、日本カーリット社製の商品名：ＬＲ−１４７等のボロン化合物を挙げることができる。
また、正帯電性の電荷制御剤としては、例えば、オリエント化学工業社の商品名：ボントロンＰ−５１等の第４級アンモニウム塩、オリエント化学工業社の商品名：ボントロンＮ−０１、ボントロンＮ−０２、ボントロンＮ−０３、ボントロンＮ−０４、ボントロンＮ−０５、ボントロンＮ−０７、ボントロンＮ−０９、ボントロンＮ−１１等のアジン化合物、オリエント化学工業社の商品名：オイルブラックＢＳ等のニグロシン系染料、オリエント化学工業社の商品名：ボントロンＡＦＰ−Ｂ等のポリアニリン系樹脂、ヘキスト社の商品名：コピーブルーＰＲ等を挙げることができる。
この中でも特に含金属アゾ染料とアジン化合物とを組み合わせて用いることが良好な摩擦帯電性を有するので好ましい。
前記負帯電性の電荷制御剤と正帯電性の電荷制御剤との組み合わせは、各々１種類とは限らず２種類以上を適宜要求する特性に応じて用いればよい。
【０００８】
上記負帯電性の電荷制御剤と正帯電性の電荷制御剤の含有量は、重量比率で３：９７〜９７：３でなければならない。負帯電性の電荷制御剤又は正帯電性の電荷制御剤の比率が３未満ではトナーと摩擦帯電させた場合に未帯電のトナー粒子が発生しやすいために画像に地カブリが生じ本発明の目的を達成することができない。
また、負帯電性の電荷制御剤及び正帯電性の電荷制御剤の総含有量が樹脂コート剤中の樹脂１００重量部に対して０．５〜３０重量部であることが好ましい。０．５重量部未満では樹脂コート剤中で負帯電性の電荷制御剤及び正帯電性の電荷制御剤の分散にムラが生じやすく個々の電子写真用キャリアの摩擦帯電性にバラツキが生じて地カブリやトナー飛散等の問題をおこしやすい。また、３０重量部より多い場合では多数枚プリント時に電子写真用キャリアの抵抗が低下しやすく、地カブリの発生やトナー消費量の増加等の問題をおこしやすい。
【０００９】
樹脂コート剤は、例えば溶剤に溶かした樹脂に前記負帯電性の電荷制御剤及び正帯電性の電荷制御剤を添加してヘンシェルミキサーやスーパーミキサー等の撹拌機で混合撹拌すれば得ることができる。
そして次に、通常の方法により前記コア粒子表面に上記樹脂コート剤を被覆することにより本発明の電子写真用キャリアを得ることができる。例えば流動床法を使用する製造方法では、流動層の下方から気流を吹き上げ、フェライト等のコア粒子群を浮遊懸濁状態に保ちつつ、ついで流動化した粒子に樹脂コート剤を噴霧してコア粒子の表面に付着させる。ついで上記樹脂コート剤からなる膜をコア粒子に焼付けることにより該樹脂を熱硬化させ、ふるい分けをして所望の粒子径を有する本発明の電子写真用キャリアを得る。
【００１０】
本発明の電子写真用キャリアは、樹脂コート剤に負帯電性の電荷制御剤及び正帯電性の電荷制御剤を含有する。そして、該負帯電性の電荷制御剤と正帯電性の電荷制御剤との含有比率と総含有量を調整することによりトナーの摩擦帯電性を制御することが可能となった。
例えば負帯電性トナーにおいて、摩擦帯電量を低下させたい場合は、従来技術では該トナー中に含有させる電荷制御剤の含有量を少なくしていた。しかし、電荷制御剤の含有量が少ないとトナー粒子表面上に存在する電荷制御剤の量が個々のトナー粒子により差ができやすくなり、未帯電のトナー粒子が生じて地カブリやトナー飛散の原因となっていた。
そこで、負帯電性トナーにおいて電荷制御剤の含有量を減らさないで、樹脂コート剤に負帯電性の電荷制御剤を多く含有させた本発明の電子写真用キャリアを該負帯電性トナーと組み合わせて用いることにより、該電子写真用キャリアによって摩擦帯電性を調整して負帯電性トナーの摩擦帯電性を低下させることが可能となる。この結果、個々のトナー粒子の電荷制御剤の量を十分に保ちつつ、摩擦帯電性を維持し、一方本発明の電子写真用キャリアによって摩擦帯電量を下げることが可能となるので良好な現像特性を得ることができる。
正帯電性トナーの場合では、上記とは逆にトナー中の電荷制御剤で摩擦帯電性を維持しつつ、電子写真用キャリアの樹脂コート剤の正帯電性の電荷制御剤でトナー粒子の摩擦帯電量を下げることが可能となる。
【００１１】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明をより詳しく説明する。なお、下記において「部」とは「重量部」を示す。
（実施例１）
シリコーン樹脂  １００部、負帯電性の電荷制御剤（保土谷化学工業社の商品名：ＴＲＨ）７部及び正帯電性の電荷制御剤（ヘキスト社の商品名：コピーブルーＰＲ）３部をトルエン５００部に溶解し、スーパーミキサーにより混合撹拌して樹脂コート剤を得た。
次に、流動床法に基づく装置を用いて該装置を構成する流動層に上記樹脂コート剤１部を敷き、市販のノンコートのフェライトキャリア１００部を配置する。ついで気流中でフェライトキャリアを浮遊状態に保ち、樹脂を噴霧してフェライト粒子の表面に樹脂コート剤を付着させて樹脂被覆されたキャリアコアを得た。ついでこのキャリアコアを６０℃で２４時間加熱して、樹脂を硬化させて本発明の電子写真用キャリアを得た。
【００１２】
（実施例２）
アクリル樹脂  １００部、負帯電性の電荷制御剤（オリエント化学工業社の商品名：ボントロンＳ−３４）３部、正帯電性の電荷制御剤（オリエント化学工業社の商品名：ボントロンＮ−０４）７部をトルエン５００部に溶解し、スーパーミキサーにより混合撹拌して樹脂コート剤を得た。
次に、流動床法に基づく装置を用いて該装置を構成する流動層に上記樹脂コート剤１部を敷き、市販のノンコートのマグネタイトキャリア１００部を配置する。ついで気流中でマグネタイトキャリアを浮遊状態に保ち、樹脂を噴霧してマグネタイト粒子の表面に樹脂コート剤を付着させて樹脂被覆されたキャリアコアを得た。ついでこのキャリアコアを６０℃で２４時間加熱して、樹脂を硬化させて本発明の電子写真用キャリアを得た。
【００１３】
（比較例１）
実施例１において、負帯電性の電荷制御剤及び正帯電性の電荷制御剤を含有させないで樹脂コート剤を作製し、その他は同様にして比較用の電子写真用キャリアを得た。
【００１４】
（比較例２）
実施例１において、負帯電性の電荷制御剤の含有量を９．７５部及び正帯電性の電荷制御剤の含有量を０．２５部にした以外は同様にして電子写真用キャリアを得た。
【００１５】
（比較例３）
実施例２において、負帯電性の電荷制御剤の含有量を０．２５部及び正帯電性の電荷制御剤の含有量を９．７５部にした以外は同様にして電子写真用キャリアを得た。
【００１６】
次に下記原料に基づいて負帯電性トナー及び正帯電性トナーを得た。
トナーの製造方法は各々下記原料をスーパーミキサーで混合し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後乾式気流分級機で分級して体積平均粒子径が８μｍの粒子を得、該粒子１００部対して負帯電性トナーでは疎水性シリカ（日本アエロジル社製  商品名：Ｒ９７２）０．８部をヘンシェルミキサーで５分間撹拌し、正帯電性トナーでは疎水性シリカ（ヘキスト社製  商品名：ＨＶＫ２１１５）０．８部をヘンシェルミキサーで５分間撹拌してトナー得た。
【００１７】
（負帯電性トナーの原料）
・スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂        ８８．８部
（三井化学社製  商品名：ＣＰＲ−１００）
・負帯電性の電荷制御剤                              １．２部
（保土谷化学工業社の商品名：ＴＲＨ）
・カーボンブラック                                      ８部
（三菱化学社製、商品名：ＭＡ−１００）
・低分子量ポリプロピレン                                ２部
（三洋化成工業社製、商品名：ビスコール３３０Ｐ）
【００１８】
（正帯電性トナーの原料）
・スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂        ８８．５部
（三井化学社製  商品名：ＣＰＲ−１００）
・正帯電性の電荷制御剤                              １．５部
（ヘキスト社の商品名：コピーブルーＰＲ）
・カーボンブラック                                      ８部
（三菱化学社製、商品名：＃４０）
・低分子量ポリプロピレン                                ２部
（三洋化成工業社製、商品名：ビスコール５５０Ｐ）
【００１９】
次に前記実施例１〜２及び比較例１〜３のキャリアを表１に示すトナーと組み合わせて二成分系現像剤を作製し１０００００枚まで連続コピー試験を行った。その結果は表１に示す通りであった。
なお、正帯電性トナーを用いた現像剤はシャープ社製の複写機  商品名：ＳＤ−２０６０により試験を行い、負帯電性トナーを用いた現像剤はシャープ社製の複写機  商品名：ＳＦ−９８００により試験を行った。
なお、各特性の評価方法に使用した装置は次の通りである。
（１）摩擦帯電性（Ｑ／Ｍ）：東芝ケミカル社製のブローオフ摩擦帯電量測定装置ＴＢ−２００を用いてトナーの摩擦帯電量を記した。
（２）画像濃度（ＩＤ）：マクベス社製の反射濃度計ＲＤ−９１４（実用上必要な値は１．３０以上である。）
（３）地カブリ（ＢＧ）：日本電色工業社製の測色色差計ＺＥ−２０００（実用上必要な値は１．００以下である。）
（４）感光体カブリ（ＰＣＢＧ）は転写紙に転写されていない感光体上に現像された非画像部上のトナー粒子を透明な粘着テープに貼着し、該テープを白紙に貼り付けて透明粘着テープ面から前記反射濃度計で画像濃度を測定した値である。（実用上必要な値は０．０３以下である。）
（５）トナー飛散：現像器周辺を目視で確認し、トナー飛散が発生しないで実用上問題がないものを○、トナー飛散が発生して実用上問題があるものを×とした。
【００２０】
【表１】
0003990507.tif 000002
【００２１】
表１から明らかなように、実施例１及び２で得られた電子写真用キャリアによる画像は、１０００００枚コピーした後も安定した画像特性を有していた。つまり、地カブリ及び感光体カブリは実用上問題なく画質濃度も安定していた。また、トナー飛散も発生していなかった。
一方、比較例１で得られた電子写真用キャリアによる画像は、１０００００枚において画像濃度が低く実用上問題を生じた。
また、比較例２及び３で得られた電子写真用キャリアによる画像は、１０００００枚において地カブリ及び感光体カブリが多く、トナー飛散が発生し実用上問題があることを確認した。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の電子写真用キャリアは、トナーの摩擦帯電量を適切に調整することができる。その結果、画像濃度が十分あり、地カブリやトナー飛散のない画像特性を多数枚得ることができる。