電子写真用キャリア及びその製造方法
【課題】簡単な方法で、キャリア心材の表面に樹脂を被覆した電子写真用キャリアにおける被覆樹脂の遊離を押さえ、初期状態での画質の安定性を得るとともに、多数枚の画像形成後における画質変化を防ぐことのできる電子写真用キャリア及びその製造方法を提供することが課題である。
【解決手段】磁性材からなるキャリア心材を、樹脂溶液に浸漬する、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧することにより樹脂被覆層を形成し、その後、樹脂被覆層形成後のキャリアを気流中で瞬間的に加熱処理して凹凸のある樹脂被覆層の表層と遊離樹脂粉末を溶融し、遊離樹脂粉末をキャリア表面の樹脂層に取り込無と共に表面の凹凸を無くすようにした。
【解決手段】磁性材からなるキャリア心材を、樹脂溶液に浸漬する、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧することにより樹脂被覆層を形成し、その後、樹脂被覆層形成後のキャリアを気流中で瞬間的に加熱処理して凹凸のある樹脂被覆層の表層と遊離樹脂粉末を溶融し、遊離樹脂粉末をキャリア表面の樹脂層に取り込無と共に表面の凹凸を無くすようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に用いる電子写真用キャリア及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびこれらの複合機などの画像形成装置においては、まず、潜像担持体（感光体）の表面を帯電手段によって一様に帯電させ、次いで所定の原稿情報に基づき、半導体レーザー、発光ダイオード等の露光手段によって露光して潜像を形成後、この潜像を現像手段によって現像または反転現像してトナー像に顕像化し、そして、このトナー像を転写手段によって紙などの被印刷物の表面に直接に転写するか、もしくは中間転写体の表面に転写した後紙などの被印刷物の表面に再転写し、その後、定着手段によって定着させることで一連の画像形成の工程が完了する。
【０００３】
また、トナー像の所定用紙への転写後、感光体表面は、クリーニングブレード等によりクリーニングされて残存するトナーが除去され、さらに必要により光照射等による除電が行われて次の画像形成行程が行われる。
【０００４】
潜像担持体上の潜像をトナー像に現像するための現像方式としては、大別して乾式、湿式の２つがあるが、現在は乾式の現像方式が広く普及している。また、乾式の現像方式は、トナーおよび鉄粉などで構成される磁性キャリアを用いる２成分現像方式とキャリアを用いない１成分現像方式に分類される。
【０００５】
そして、トナーおよび鉄粉などで構成される磁性キャリアを用いる２成分現像剤は、例えば現像装置に設けられ、内部に複数の磁極を有するマグネットを内蔵して回転可能とした現像スリーブ上に現像槽から供給される。供給された２成分現像剤は、この現像スリーブ上に磁気ブラシの形で保持されて感光体と現像スリーブが対面した現像域に搬送され、磁気ブラシ中のトナーが感光体上に形成された静電潜像部に付着してトナー像の形成が行われる。この場合、磁性キャリアは現像によっては消費されず、そのまま現像槽に回収されて再びトナーと混合されて使用されてゆく。
【０００６】
ここで使用される２成分現像剤の磁性キャリアとしては、鉄粉やフェライト粒子等による磁性粒子が用いられるが、この粒子は表面に凹凸があるためトナーが付着しやすく、トナーの帯電レベルが変化してしまうために耐久性上問題となる。そのため、トナーの帯電量や極性の制御、湿度依存性の改良、フィルミングの防止、流動性向上等を目的として上記磁性粒子をキャリア心材とし、その表面に樹脂コート層を形成した、いわゆる樹脂被覆キャリアが一般的に使用されている。
【０００７】
こういったキャリアにおける樹脂コーティングの方法として従来では、心材粒子を樹脂溶液に浸漬して被覆層を形成する浸漬法や、心材粒子に流動床中で樹脂溶液を噴霧して樹脂層を形成する流動床法が一般的に用いられている。しかしこれらの方法は、樹脂被覆層を形成する際にキャリアに完全に付着できなかった樹脂が遊離して遊離樹脂粉末となったり、キャリア同士の接触によって微量の凝集体が発生し、該凝集体の解砕時に遊離樹脂粉末が発生する。
【０００８】
ところがこの遊離樹脂粉末は、初期現像剤作製時にトナーと凝集体を作ってトナー飛散を生じさせる。また、多数枚の画像形成によってこの樹脂微粉末は徐々に現像槽から消費されてはゆくが、それまでの間トナーの帯電を妨げてトナー濃度調整を困難にし、画像濃度の初期変動をもたらす大きな原因となって画質が不安定となる、という問題が生じる。
【０００９】
そのため例えば特許文献１には、こういった遊離樹脂を除去するため、心材粒子に樹脂をコーティングして硬化及びほぐし工程を行った後、界面活性剤で洗浄処理する、或いは有機溶剤で溶解処理する、或いは気流分級機で分級する、等のいずれかの方法を用いて遊離樹脂を減少させるキャリア製造方法が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−５９５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながらこの特許文献１に示されたキャリアの製造方法のうち、界面活性剤で洗浄処理したり有機溶剤で溶解処理する方法は、これらの洗浄処理後に洗浄液や溶剤を除去するための加熱処理工程が必要で、その際、再凝集を起こして樹脂粉を発生させるという問題がある。また、界面活性剤で洗浄処理する方法では界面活性剤が残存し、帯電量に影響を与えたり環境安定性を低下させるという問題もある。また、気流分級機で分級する方法は、比重の重いキャリアを気流中で分級するため分級時にキャリア表面を傷つけ、逆に遊離樹脂粉を発生させて初期状態での画質の安定性と耐久時の画質変化に対する安定性が不十分となる問題を生じる。
【００１２】
そのため本発明においては、簡単な方法でキャリア心材の表面に樹脂を被覆した電子写真用キャリアにおける被覆樹脂の遊離を押さえ、初期状態での画質の安定性を得るとともに、多数枚の画像形成後における画質変化を防ぐことのできる電子写真用キャリア及びその製造方法を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の課題を解決するため本発明者らは鋭意検討した結果、キャリア心材を樹脂溶液に浸漬する、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧することで、キャリア心材の表面に樹脂を被覆した電子写真用キャリアを作成した後、このキャリアを気流中で瞬間的に加熱処理し、遊離樹脂粉末粒子の含有濃度を５×１０３個／ｍｌ以下とすることで、上記問題を防止できることを見出した。
【００１４】
すなわち本発明になる電子写真用キャリアは、
磁性材からなる心材上に樹脂を被覆して得られる電子写真用用キャリアにおいて、
該キャリアの遊離樹脂粉末粒子の含有濃度が５×１０３個／ｍｌ以下であることを特徴とする電子写真用キャリアである。
【００１５】
そしてこの電子写真用キャリアの製造方法は、
磁性材からなるキャリア心材を、樹脂溶液に浸漬する、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧することにより樹脂被覆層を形成する電子写真用樹脂被覆キャリアの製造方法において、
前記樹脂被覆層形成後のキャリアを気流中で瞬間的に加熱処理することを特徴とする。
【００１６】
このように、樹脂被覆した後の電子写真用キャリアを気流中で瞬間的に加熱処理することで凹凸のある樹脂被覆層の表層と遊離樹脂粉末が融け、遊離樹脂粉末がキャリア表面の樹脂層に取り込まれて微粉のない樹脂被覆が形成され、遊離樹脂粉末粒子の含有濃度が５×１０３個／ｍｌ以下であると共に、樹脂被覆層の表層における凹凸が表面張力によって無くなり、トナーの付着も少なくなって、初期状態での画質の安定性を得ることが可能となると共に、多数枚の画像形成後における画質変化を防ぐことのできる、電子写真用キャリア及びその製造方法を提供することができる。
【００１７】
そして、前記瞬間加熱処理は、キャリア被覆に熱硬化性樹脂を用いた場合は被覆処理に用いた温度より１００℃以上高い温度で行ない、キャリア被覆に熱可塑性樹脂を用いた場合は樹脂のガラス転移温度に１００℃〜２００℃を加えた範囲の温度で行うことが本発明の好適な実施例である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、樹脂被覆した後の電子写真用キャリアを気流中で瞬間的に加熱処理する、という簡単な方法で電子写真用キャリアにおける被覆樹脂の凹凸と遊離を押さえることができ、初期状態での画質の安定性が得られると共に、多数枚の画像形成後における画質変化も防ぐことができて、良質な画像を長期間提供できる電子写真用キャリア及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２０】
図１は、本発明になる樹脂被覆コート層を有する電子写真用キャリアのイメージ図で、（Ａ）はキャリア心材に樹脂被覆コート層を設けた状態を、（Ｂ）はその樹脂被覆コート層を形成したキャリアをさらに気流中で瞬間的に加熱処理し、遊離樹脂粉末を融かしてキャリア表面樹脂層に取り込ませると共に、コート層表層も融かして表面張力により凹凸の少ない表面となった状態を示しており、図２はキャリア心材に樹脂被覆コート層を設けたキャリアを気流中で瞬間的に加熱処理する装置の概略構成を示した図である。
【００２１】
本発明になる電子写真用キャリアは、キャリア心材を樹脂溶液に浸漬する浸漬法、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧する流動床法等を用いて樹脂コート層を形成し、その後、気流中で瞬間的に加熱処理してコート層表層と遊離樹脂粉末を融かし、遊離樹脂粉末をキャリア表面の樹脂層に取り込ませて減少させると共に、溶融したコート層表層が表面張力で凹凸の少ない表面となるようにして製造する。この時の加熱処理装置としては、例えばサフュージョンシステム、メテオレインボーシステム（日本ニューマチック工業社製）等を使用することができる。
【００２２】
すなわち、キャリア心材１を樹脂溶液に浸漬する浸漬法、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧する流動床法等を用いて樹脂コート層を形成すると、図１（Ａ）のようにキャリア心材１の周囲に凹凸のある樹脂被覆コート層２１が形成されるが、この樹脂被覆コート層２１の形成時に、同時に微粉３も生じてしまう。
【００２３】
そしてこれら樹脂被覆コート層２１や微粉３は、前記したように樹脂被覆コート層２１に凹凸があることでそこにトナーが付着し、トナーの帯電レベルを変化させたり、さらに微粉３が遊離樹脂粉末となり、初期現像剤作製時にトナーと凝集体を作ってトナー飛散を生じさせる。また、この遊離樹脂粉末３は多数枚の画像形成によって徐々に現像槽から消費されてゆくが、その間、トナーの帯電を妨げてトナー濃度調整を困難にし、画像濃度の初期変動をもたらして画質が不安定となる。
【００２４】
しかし、図１に４で示したように樹脂被覆コート層２１をさらに気流中で瞬間加熱処理してコート層２１の表層と遊離樹脂粉末３を融かし、遊離樹脂粉末３をキャリア表面の樹脂層２１に取り込ませると共に、図１（Ｂ）に示したように、溶融したコート層２１の表層が表面張力で凹凸の少ない樹脂被覆コート層２２とし、その結果、キャリアの遊離樹脂粉末粒子３の含有濃度を５×１０３個／ｍｌ以下とすることで、こういった問題が解消され、良質な画像を長期間提供できる電子写真用キャリア及びその製造方法を提供することができる。
【００２５】
このキャリア心材１に樹脂被覆コート層２１を設けたキャリアを気流中で瞬間加熱処理する装置は、図２に構成概略を示したように、原料としての樹脂被覆コート層２１を設けたキャリア１０をエアーと共に送り込む分散ノズル１１の周囲に、冷媒１２を供給・排出するノズル１３と熱風１４を供給するノズル１５、及びその周囲に冷却エアー１６を送り込むようにして構成され、さらに、分散ノズル１１における原料（キャリア１０）の送出先には、吹き出したキャリア１０を一気に熱風１４の中に分散させる分散板１７が設けられている。
【００２６】
そして、分散ノズル１１から樹脂被覆コート層２１を設けたキャリア１０をエアーと共に送り込むと、分散板１７によってこのキャリア１０が熱風１４の中に分散させられ、熱風１４で瞬間的に加熱されて遊離樹脂粉末３と樹脂被覆コート層２１の表層が融かされる。そのため、微粉３や樹脂被覆コート層２１の凹凸はキャリア表面の樹脂層に取り込まれ、凹凸や微粉のない樹脂被覆コート層２２となって、周囲に送り込まれている冷却エアー１６によってすぐに冷却され、図１（Ｂ）に示したようなキャリアとなる。
【００２７】
表面に樹脂コート層を形成するキャリア心材１としては、鉄、酸化処理鉄、還元鉄、マグネタイト、銅、ケイ素鋼、フェライト、ニッケル、コバルト等の粒子や、これらの材料とマンガン、亜鉛、アルミニウム等との合金の粒子、鉄−ニッケル合金、鉄−コバルト合金等の粒子、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸リチウム、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウム等のセラミックスの粒子、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素カリウム、ロッシェル塩等の高誘電率物質の粒子等、従来公知の種々のキャリア心材があげられる。
【００２８】
このキャリア心材の粒径は、１０〜２００μｍの範囲内で、特に３０〜１５０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００２９】
そしてキャリア心材１の樹脂コート層２１に使用する樹脂としては、（メタ）アクリル系重合体、スチレン系重合体、スチレン−（メタ）アクリル系共重合体、オレフィン系重合体（ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、セルロース樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等）、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、アミノ樹脂等のコーティングキャリア用として従来公知の種々の樹脂が上げられる。これらは、単独で、或いは２種以上混合して使用される。
【００３０】
また上記樹脂コート層には、必要に応じて、シリカ、アルミナ、カーボンブラック、脂肪酸金属塩、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等の、樹脂コート層の特性を調整するための添加剤を含有させることもできる。
【００３１】
樹脂コート層の膜厚は従来と同程度でよく、特に限定されないが、具体的には、キャリア心材へのコート量で表して、キャリア心材に対して０．０１〜１０重量％、特に０．０５〜５重量％コート量であることが好ましい。
【００３２】
このような構成で製造した本発明になる電子写真用キャリアは、従来同様、トナーと適当な割合で混合し、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に使用することができる。なお、キャリアとトナーとの配合割合は、従来と同じでよい。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。なお、以下の説明で用いたキャリア心材の材料、粒径は一例であって前記した種々の材料、粒径のものを用いうることは自明である。
【００３４】
（実施例１）
キャリア心材１として平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、熱硬化性樹脂の信越シリコーン製メチルシリコーン樹脂ＫＲ−２５１ １０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液に浸し、浸漬法にて樹脂を被覆した後、１５０℃で１時間熱処理を行って電子写真用キャリアとした。そしてこのキャリアを、日本ニューマチック工業社製サフュージョンシステムを用い、最高温度４００℃、滞留時間１秒で瞬間加熱処理して遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
【００３５】
（実施例２）
実施例１と同様キャリア心材１として平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、熱硬化性樹脂の信越シリコーン製メチルシリコーン樹脂ＫＲ−２５１ １０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液を用いて流動床にて樹脂を被覆した後、１５０℃で１時間熱処理を行って電子写真用キャリアとした。そしてこのキャリアを、日本ニューマチック工業社製サフュージョンシステムを用い、最高温度４００℃、滞留時間１秒で瞬間加熱処理して遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
【００３６】
（実施例３）
前記実施例１における瞬間加熱処理における加熱条件を、最高温度３００℃として遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
【００３７】
（実施例４）
前記実施例１における瞬間加熱処理における加熱条件を、最高温度５００℃として遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
【００３８】
（実施例５）
キャリア心材として、平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、熱可塑性スチレンアクリル共重合体（ガラス転移温度Ｔｇは１３６℃）１０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液に浸し、浸漬法にて樹脂を被覆した後、１２０℃で１時間熱処理を行って電子写真用キャリアとした。そしてこのキャリアを、日本ニューマチック工業社製サフュージョンシステムを用い、最高温度２４０℃、滞留時間１秒で瞬間加熱処理して遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
なお、ガラス転移温度は以下の方法で測定した。
ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定：
セイコー電子工業社製示差走査熱量計（ＤＳＣ２１０）を用いて２００℃まで昇温し、その温度から降温速度１０℃／分で０℃まで冷却したサンプルを昇温速度１０℃／分で測定し、融解熱の最大ピーク温度以下のベースラインの延長線と、ピークの立ち上がり部分からピークの頂点まで最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とする。ガラス転移温度のピークが２つ以上ある場合は、付加重合系樹脂についてその原料モノマーの組成からＦｏｘ法により算出されるガラス転移温度をピークの帰属判断の補助として使用することができる。
【００３９】
（実施例６）
上記実施例５における瞬間加熱処理における加熱条件を、最高温度３３０℃として遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
【００４０】
（比較例１）
実施例１と同様、キャリア心材１として平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、ＫＲ−２５１（信越シリコーン製メチルシリコーン樹脂）１０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液に浸し、浸漬法にて樹脂を被覆した後、１５０℃で１時間熱処理を行って瞬間加熱処理を行わずに電子写真用キャリアとした。
【００４１】
（比較例２）
比較例１と同様、キャリア心材１として平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、ＫＲ−２５１（信越シリコーン製メチルシリコーン樹脂）１０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液を用いて流動床にて樹脂を被覆した後、１５０℃で１時間熱処理を行って瞬間加熱処理を行わずに電子写真用キャリアとした。なお、これら比較例１、２は、従来の電子写真用キャリアの製造方法に該当する。
【００４２】
（比較例３）
前記実施例１における瞬間加熱の最高温度を２５０℃とし、遊離樹脂３の固着を行って電子写真用キャリアとした。
【００４３】
（比較例４）
前記比較例１で得られたキャリアを、トルエンにて洗浄した後溶剤の乾燥を行い、電子写真用キャリアとした。
【００４４】
（比較例５）
前記比較例１で得られたキャリアを、気流式分級を行って電子写真用キャリアとした。
【００４５】
（比較例６）
実施例５と同様キャリア心材として平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、熱可塑性スチレンアクリル共重合体（ガラス転移温度Ｔｇ：１３６℃）１０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液に浸し、浸漬法にて樹脂を被覆した後、１２０℃で１時間熱処理を行って瞬間加熱処理を行わずに電子写真用キャリアとした。
【００４６】
（比較例７）
前記比較例６における瞬間加熱の最高温度を２００℃とし、遊離樹脂３の固着を行って電子写真用キャリアとした。
【００４７】
（比較例８）
前記比較例６における瞬間加熱の最高温度を３５０℃とし、遊離樹脂３の固着を行って電子写真用キャリアとした。
【００４８】
以上の各実施例、比較例の製造条件を図３の表１に纏めて示した。また、これら各実施例、比較例で製造したキャリアの遊離樹脂濃度は、シスメックス株式会社製のフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を使用し、１０μｍ以下の粒子濃度を測定した。
【００４９】
評価に使用したトナーは以下に記す方法で作製した。すなわち、スチレンアクリル共重合体１００質量部にカーボンブラックを７質量部、離型剤としてのワックスを５質量部、正電荷制御剤としてニグロシン系染料を２質量部加え、ヘンシェルミキサーを用いて混合して２軸押出機にて溶融混練したのち冷却し、ハンマーミルにて租粉砕した。その後、機械式粉砕機にてさらに微粉砕したものを気流式分級機により分級し、体積平均粒径８．０μmの磁性トナーを得た。
【００５０】
さらに上記で得られたトナー粉体に、シリカを０．５質量部ヘンシェルミキサーで外添し、磁性トナー粉末の表面に付着させてトナーを調製した。
【００５１】
そして上記トナー９５質量部に対し、前記実施例及び比較例で作製したフェライトキャリア５質量部と混合し、スタート現像剤を調整した。
【００５２】
また、この現像剤を用い、有機感光体搭載の京セラミタ製複写機（ＫＭ−５５３０）に装填して初期画像及び耐久性を評価し、併せて現像器下の飛散状態を目視にて確認した。評価結果は図４の表２に示した。
【００５３】
この図４の表２において、「遊離樹脂粉含有粒子濃度」は前記したシスメックス株式会社製のフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を使用し、１０μｍ以下の粒子濃度を測定した値であり、「初期」とは現像剤投入直後の画像での評価を、「１０万枚」はＩＳＯ４％原稿を連続で１０万枚画像形成した後の画像で評価したことを示す。また、比較例８は製造時にキャリア同士の凝集が発生し、評価を中止した。
【００５４】
また、現像器下への現像剤の飛散状態を目視観察し、フィルミングの有無の評価を行った。表中の記号は下記状態を示している。
○：飛散無し
△：飛散が有るが、画像には影響がない
×：飛散が有り、搬送路に落ちて画像に影響している
【００５５】
まず、実施例１〜４、比較例１〜５で示した熱硬化性樹脂を被覆したキャリアを用いた結果であるが、実施例１〜４は遊離樹脂粉含有粒子濃度が３〜５×１０３個／ｍｌで、帯電量も１１．０〜１２．８μＣ／ｇと安定して維持されており、初期から１０万枚目まで現像器下を汚すことなく長期にわたって安定した画像品質の維持を達成した。
【００５６】
それに対して瞬間加熱を行わなかった比較例１、２、瞬間加熱を行ないはしたが、その最高温度が２５０℃と低い比較例３では、遊離樹脂粉含有粒子濃度が４９〜８４×１０３個／ｍｌと多く、初期攪拌時に遊離樹脂粉とトナーの凝集体が発生し、現像器下を汚すとともに搬送路にも落ちてしまった。また、帯電量が初期に８．３〜９．５μＣ／ｇと低かった。
【００５７】
また、瞬間加熱を行わずにトルエン洗浄、気流式分級で遊離樹脂を減少させた比較例４、５は、遊離樹脂粉含有粒子濃度が比較例４で２４×１０３個／ｍｌ、比較例５で１８×１０３個／ｍｌと微粉除去処理を全く行わなかった場合よりは良いが、比較例４では初期に現像器下に飛散があり、比較例５は、初期には良かったが気流分級時にキャリアを傷つけ、多数枚の画像形成と共に樹脂粉が発生し、現像器下を汚すために十分なレベルとは言い難い。
【００５８】
次に、実施例５〜６、比較例６〜８で示した熱可塑性樹脂を被覆したキャリアを用いた結果であるが、実施例５〜６は遊離樹脂粉含有粒子濃度が３〜５×１０３個／ｍｌで、帯電量も１０．２〜１．７μＣ／ｇと安定して維持されており、初期から１０万枚目まで現像器下を汚すことなく長期にわたって安定した画像品質の維持を達成した。
【００５９】
それに対して瞬間加熱を行ないはしたが、その最高温度が１２０℃、２００℃、３５０℃と低い比較例６〜８では、遊離樹脂粉含有粒子濃度が比較例６で６５×１０３個／ｍｌ、比較例７で２８×１０３個／ｍｌと微粉除去処理を全く行わなかった場合よりは良いが、比較例６は初期攪拌時に遊離樹脂粉とトナーの凝集体が発生し、現像器下を汚すとともに搬送路にも落ちてしまった。また比較例７は、遊離樹脂粉のレベルは向上したものの現像器下を汚すため、十分なレベルとは言い難く、比較例８では製造時にキャリア同士の凝集という製造上の問題が発生してしまった。
【００６０】
以上のことより熱硬化性樹脂を用いてキャリアを樹脂被覆した場合は、瞬間加熱は初期キャリアの熱処理温度（実施例１〜４では１５０℃）より１００℃以上高い温度で行った場合に効果があり、熱可塑性樹脂を用いてキャリアを樹脂被覆した場合は、瞬間加熱は樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）に１００℃〜２００℃を加えた範囲の温度で行うと効果があることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、良質な画像を長期間提供できる電子写真用キャリア及びその製造方法を提供することができ、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明になる樹脂被覆コート層を有する電子写真用キャリアのイメージ図で、（Ａ）はキャリア心材に樹脂被覆コート層を設けた状態を、（Ｂ）はその樹脂被覆コート層を形成したキャリアをさらに気流中で瞬間的に加熱処理し、遊離樹脂粉末を融かしてキャリア表面樹脂層に取り込ませると共に、コート層表層も融かして表面張力により凹凸の少ない表面となった状態を示した図である。
【図２】キャリア心材に樹脂被覆コート層を設けたキャリアを気流中で瞬間的加熱処理する装置の概略構成を示した図である。
【図３】各実施例、比較例の製造条件を纏めた表である。
【図４】各実施例、比較例の評価結果を示した表である。
【符号の説明】
【００６３】
１ キャリア心材
２１、２２ 樹脂被覆コート層
３ 微粉
４ 瞬間加熱処理
１０ キャリア
１１ 分散ノズル
１２ 冷媒
１３ ノズル
１４ 熱風
１５ ノズル
１６ 冷却エアー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に用いる電子写真用キャリア及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびこれらの複合機などの画像形成装置においては、まず、潜像担持体（感光体）の表面を帯電手段によって一様に帯電させ、次いで所定の原稿情報に基づき、半導体レーザー、発光ダイオード等の露光手段によって露光して潜像を形成後、この潜像を現像手段によって現像または反転現像してトナー像に顕像化し、そして、このトナー像を転写手段によって紙などの被印刷物の表面に直接に転写するか、もしくは中間転写体の表面に転写した後紙などの被印刷物の表面に再転写し、その後、定着手段によって定着させることで一連の画像形成の工程が完了する。
【０００３】
また、トナー像の所定用紙への転写後、感光体表面は、クリーニングブレード等によりクリーニングされて残存するトナーが除去され、さらに必要により光照射等による除電が行われて次の画像形成行程が行われる。
【０００４】
潜像担持体上の潜像をトナー像に現像するための現像方式としては、大別して乾式、湿式の２つがあるが、現在は乾式の現像方式が広く普及している。また、乾式の現像方式は、トナーおよび鉄粉などで構成される磁性キャリアを用いる２成分現像方式とキャリアを用いない１成分現像方式に分類される。
【０００５】
そして、トナーおよび鉄粉などで構成される磁性キャリアを用いる２成分現像剤は、例えば現像装置に設けられ、内部に複数の磁極を有するマグネットを内蔵して回転可能とした現像スリーブ上に現像槽から供給される。供給された２成分現像剤は、この現像スリーブ上に磁気ブラシの形で保持されて感光体と現像スリーブが対面した現像域に搬送され、磁気ブラシ中のトナーが感光体上に形成された静電潜像部に付着してトナー像の形成が行われる。この場合、磁性キャリアは現像によっては消費されず、そのまま現像槽に回収されて再びトナーと混合されて使用されてゆく。
【０００６】
ここで使用される２成分現像剤の磁性キャリアとしては、鉄粉やフェライト粒子等による磁性粒子が用いられるが、この粒子は表面に凹凸があるためトナーが付着しやすく、トナーの帯電レベルが変化してしまうために耐久性上問題となる。そのため、トナーの帯電量や極性の制御、湿度依存性の改良、フィルミングの防止、流動性向上等を目的として上記磁性粒子をキャリア心材とし、その表面に樹脂コート層を形成した、いわゆる樹脂被覆キャリアが一般的に使用されている。
【０００７】
こういったキャリアにおける樹脂コーティングの方法として従来では、心材粒子を樹脂溶液に浸漬して被覆層を形成する浸漬法や、心材粒子に流動床中で樹脂溶液を噴霧して樹脂層を形成する流動床法が一般的に用いられている。しかしこれらの方法は、樹脂被覆層を形成する際にキャリアに完全に付着できなかった樹脂が遊離して遊離樹脂粉末となったり、キャリア同士の接触によって微量の凝集体が発生し、該凝集体の解砕時に遊離樹脂粉末が発生する。
【０００８】
ところがこの遊離樹脂粉末は、初期現像剤作製時にトナーと凝集体を作ってトナー飛散を生じさせる。また、多数枚の画像形成によってこの樹脂微粉末は徐々に現像槽から消費されてはゆくが、それまでの間トナーの帯電を妨げてトナー濃度調整を困難にし、画像濃度の初期変動をもたらす大きな原因となって画質が不安定となる、という問題が生じる。
【０００９】
そのため例えば特許文献１には、こういった遊離樹脂を除去するため、心材粒子に樹脂をコーティングして硬化及びほぐし工程を行った後、界面活性剤で洗浄処理する、或いは有機溶剤で溶解処理する、或いは気流分級機で分級する、等のいずれかの方法を用いて遊離樹脂を減少させるキャリア製造方法が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−５９５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながらこの特許文献１に示されたキャリアの製造方法のうち、界面活性剤で洗浄処理したり有機溶剤で溶解処理する方法は、これらの洗浄処理後に洗浄液や溶剤を除去するための加熱処理工程が必要で、その際、再凝集を起こして樹脂粉を発生させるという問題がある。また、界面活性剤で洗浄処理する方法では界面活性剤が残存し、帯電量に影響を与えたり環境安定性を低下させるという問題もある。また、気流分級機で分級する方法は、比重の重いキャリアを気流中で分級するため分級時にキャリア表面を傷つけ、逆に遊離樹脂粉を発生させて初期状態での画質の安定性と耐久時の画質変化に対する安定性が不十分となる問題を生じる。
【００１２】
そのため本発明においては、簡単な方法でキャリア心材の表面に樹脂を被覆した電子写真用キャリアにおける被覆樹脂の遊離を押さえ、初期状態での画質の安定性を得るとともに、多数枚の画像形成後における画質変化を防ぐことのできる電子写真用キャリア及びその製造方法を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の課題を解決するため本発明者らは鋭意検討した結果、キャリア心材を樹脂溶液に浸漬する、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧することで、キャリア心材の表面に樹脂を被覆した電子写真用キャリアを作成した後、このキャリアを気流中で瞬間的に加熱処理し、遊離樹脂粉末粒子の含有濃度を５×１０３個／ｍｌ以下とすることで、上記問題を防止できることを見出した。
【００１４】
すなわち本発明になる電子写真用キャリアは、
磁性材からなる心材上に樹脂を被覆して得られる電子写真用用キャリアにおいて、
該キャリアの遊離樹脂粉末粒子の含有濃度が５×１０３個／ｍｌ以下であることを特徴とする電子写真用キャリアである。
【００１５】
そしてこの電子写真用キャリアの製造方法は、
磁性材からなるキャリア心材を、樹脂溶液に浸漬する、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧することにより樹脂被覆層を形成する電子写真用樹脂被覆キャリアの製造方法において、
前記樹脂被覆層形成後のキャリアを気流中で瞬間的に加熱処理することを特徴とする。
【００１６】
このように、樹脂被覆した後の電子写真用キャリアを気流中で瞬間的に加熱処理することで凹凸のある樹脂被覆層の表層と遊離樹脂粉末が融け、遊離樹脂粉末がキャリア表面の樹脂層に取り込まれて微粉のない樹脂被覆が形成され、遊離樹脂粉末粒子の含有濃度が５×１０３個／ｍｌ以下であると共に、樹脂被覆層の表層における凹凸が表面張力によって無くなり、トナーの付着も少なくなって、初期状態での画質の安定性を得ることが可能となると共に、多数枚の画像形成後における画質変化を防ぐことのできる、電子写真用キャリア及びその製造方法を提供することができる。
【００１７】
そして、前記瞬間加熱処理は、キャリア被覆に熱硬化性樹脂を用いた場合は被覆処理に用いた温度より１００℃以上高い温度で行ない、キャリア被覆に熱可塑性樹脂を用いた場合は樹脂のガラス転移温度に１００℃〜２００℃を加えた範囲の温度で行うことが本発明の好適な実施例である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、樹脂被覆した後の電子写真用キャリアを気流中で瞬間的に加熱処理する、という簡単な方法で電子写真用キャリアにおける被覆樹脂の凹凸と遊離を押さえることができ、初期状態での画質の安定性が得られると共に、多数枚の画像形成後における画質変化も防ぐことができて、良質な画像を長期間提供できる電子写真用キャリア及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２０】
図１は、本発明になる樹脂被覆コート層を有する電子写真用キャリアのイメージ図で、（Ａ）はキャリア心材に樹脂被覆コート層を設けた状態を、（Ｂ）はその樹脂被覆コート層を形成したキャリアをさらに気流中で瞬間的に加熱処理し、遊離樹脂粉末を融かしてキャリア表面樹脂層に取り込ませると共に、コート層表層も融かして表面張力により凹凸の少ない表面となった状態を示しており、図２はキャリア心材に樹脂被覆コート層を設けたキャリアを気流中で瞬間的に加熱処理する装置の概略構成を示した図である。
【００２１】
本発明になる電子写真用キャリアは、キャリア心材を樹脂溶液に浸漬する浸漬法、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧する流動床法等を用いて樹脂コート層を形成し、その後、気流中で瞬間的に加熱処理してコート層表層と遊離樹脂粉末を融かし、遊離樹脂粉末をキャリア表面の樹脂層に取り込ませて減少させると共に、溶融したコート層表層が表面張力で凹凸の少ない表面となるようにして製造する。この時の加熱処理装置としては、例えばサフュージョンシステム、メテオレインボーシステム（日本ニューマチック工業社製）等を使用することができる。
【００２２】
すなわち、キャリア心材１を樹脂溶液に浸漬する浸漬法、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧する流動床法等を用いて樹脂コート層を形成すると、図１（Ａ）のようにキャリア心材１の周囲に凹凸のある樹脂被覆コート層２１が形成されるが、この樹脂被覆コート層２１の形成時に、同時に微粉３も生じてしまう。
【００２３】
そしてこれら樹脂被覆コート層２１や微粉３は、前記したように樹脂被覆コート層２１に凹凸があることでそこにトナーが付着し、トナーの帯電レベルを変化させたり、さらに微粉３が遊離樹脂粉末となり、初期現像剤作製時にトナーと凝集体を作ってトナー飛散を生じさせる。また、この遊離樹脂粉末３は多数枚の画像形成によって徐々に現像槽から消費されてゆくが、その間、トナーの帯電を妨げてトナー濃度調整を困難にし、画像濃度の初期変動をもたらして画質が不安定となる。
【００２４】
しかし、図１に４で示したように樹脂被覆コート層２１をさらに気流中で瞬間加熱処理してコート層２１の表層と遊離樹脂粉末３を融かし、遊離樹脂粉末３をキャリア表面の樹脂層２１に取り込ませると共に、図１（Ｂ）に示したように、溶融したコート層２１の表層が表面張力で凹凸の少ない樹脂被覆コート層２２とし、その結果、キャリアの遊離樹脂粉末粒子３の含有濃度を５×１０３個／ｍｌ以下とすることで、こういった問題が解消され、良質な画像を長期間提供できる電子写真用キャリア及びその製造方法を提供することができる。
【００２５】
このキャリア心材１に樹脂被覆コート層２１を設けたキャリアを気流中で瞬間加熱処理する装置は、図２に構成概略を示したように、原料としての樹脂被覆コート層２１を設けたキャリア１０をエアーと共に送り込む分散ノズル１１の周囲に、冷媒１２を供給・排出するノズル１３と熱風１４を供給するノズル１５、及びその周囲に冷却エアー１６を送り込むようにして構成され、さらに、分散ノズル１１における原料（キャリア１０）の送出先には、吹き出したキャリア１０を一気に熱風１４の中に分散させる分散板１７が設けられている。
【００２６】
そして、分散ノズル１１から樹脂被覆コート層２１を設けたキャリア１０をエアーと共に送り込むと、分散板１７によってこのキャリア１０が熱風１４の中に分散させられ、熱風１４で瞬間的に加熱されて遊離樹脂粉末３と樹脂被覆コート層２１の表層が融かされる。そのため、微粉３や樹脂被覆コート層２１の凹凸はキャリア表面の樹脂層に取り込まれ、凹凸や微粉のない樹脂被覆コート層２２となって、周囲に送り込まれている冷却エアー１６によってすぐに冷却され、図１（Ｂ）に示したようなキャリアとなる。
【００２７】
表面に樹脂コート層を形成するキャリア心材１としては、鉄、酸化処理鉄、還元鉄、マグネタイト、銅、ケイ素鋼、フェライト、ニッケル、コバルト等の粒子や、これらの材料とマンガン、亜鉛、アルミニウム等との合金の粒子、鉄−ニッケル合金、鉄−コバルト合金等の粒子、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸リチウム、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウム等のセラミックスの粒子、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素カリウム、ロッシェル塩等の高誘電率物質の粒子等、従来公知の種々のキャリア心材があげられる。
【００２８】
このキャリア心材の粒径は、１０〜２００μｍの範囲内で、特に３０〜１５０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００２９】
そしてキャリア心材１の樹脂コート層２１に使用する樹脂としては、（メタ）アクリル系重合体、スチレン系重合体、スチレン−（メタ）アクリル系共重合体、オレフィン系重合体（ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、セルロース樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等）、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、アミノ樹脂等のコーティングキャリア用として従来公知の種々の樹脂が上げられる。これらは、単独で、或いは２種以上混合して使用される。
【００３０】
また上記樹脂コート層には、必要に応じて、シリカ、アルミナ、カーボンブラック、脂肪酸金属塩、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等の、樹脂コート層の特性を調整するための添加剤を含有させることもできる。
【００３１】
樹脂コート層の膜厚は従来と同程度でよく、特に限定されないが、具体的には、キャリア心材へのコート量で表して、キャリア心材に対して０．０１〜１０重量％、特に０．０５〜５重量％コート量であることが好ましい。
【００３２】
このような構成で製造した本発明になる電子写真用キャリアは、従来同様、トナーと適当な割合で混合し、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に使用することができる。なお、キャリアとトナーとの配合割合は、従来と同じでよい。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。なお、以下の説明で用いたキャリア心材の材料、粒径は一例であって前記した種々の材料、粒径のものを用いうることは自明である。
【００３４】
（実施例１）
キャリア心材１として平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、熱硬化性樹脂の信越シリコーン製メチルシリコーン樹脂ＫＲ−２５１ １０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液に浸し、浸漬法にて樹脂を被覆した後、１５０℃で１時間熱処理を行って電子写真用キャリアとした。そしてこのキャリアを、日本ニューマチック工業社製サフュージョンシステムを用い、最高温度４００℃、滞留時間１秒で瞬間加熱処理して遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
【００３５】
（実施例２）
実施例１と同様キャリア心材１として平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、熱硬化性樹脂の信越シリコーン製メチルシリコーン樹脂ＫＲ−２５１ １０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液を用いて流動床にて樹脂を被覆した後、１５０℃で１時間熱処理を行って電子写真用キャリアとした。そしてこのキャリアを、日本ニューマチック工業社製サフュージョンシステムを用い、最高温度４００℃、滞留時間１秒で瞬間加熱処理して遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
【００３６】
（実施例３）
前記実施例１における瞬間加熱処理における加熱条件を、最高温度３００℃として遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
【００３７】
（実施例４）
前記実施例１における瞬間加熱処理における加熱条件を、最高温度５００℃として遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
【００３８】
（実施例５）
キャリア心材として、平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、熱可塑性スチレンアクリル共重合体（ガラス転移温度Ｔｇは１３６℃）１０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液に浸し、浸漬法にて樹脂を被覆した後、１２０℃で１時間熱処理を行って電子写真用キャリアとした。そしてこのキャリアを、日本ニューマチック工業社製サフュージョンシステムを用い、最高温度２４０℃、滞留時間１秒で瞬間加熱処理して遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
なお、ガラス転移温度は以下の方法で測定した。
ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定：
セイコー電子工業社製示差走査熱量計（ＤＳＣ２１０）を用いて２００℃まで昇温し、その温度から降温速度１０℃／分で０℃まで冷却したサンプルを昇温速度１０℃／分で測定し、融解熱の最大ピーク温度以下のベースラインの延長線と、ピークの立ち上がり部分からピークの頂点まで最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とする。ガラス転移温度のピークが２つ以上ある場合は、付加重合系樹脂についてその原料モノマーの組成からＦｏｘ法により算出されるガラス転移温度をピークの帰属判断の補助として使用することができる。
【００３９】
（実施例６）
上記実施例５における瞬間加熱処理における加熱条件を、最高温度３３０℃として遊離樹脂の固着を行い、電子写真用キャリアとした。
【００４０】
（比較例１）
実施例１と同様、キャリア心材１として平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、ＫＲ−２５１（信越シリコーン製メチルシリコーン樹脂）１０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液に浸し、浸漬法にて樹脂を被覆した後、１５０℃で１時間熱処理を行って瞬間加熱処理を行わずに電子写真用キャリアとした。
【００４１】
（比較例２）
比較例１と同様、キャリア心材１として平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、ＫＲ−２５１（信越シリコーン製メチルシリコーン樹脂）１０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液を用いて流動床にて樹脂を被覆した後、１５０℃で１時間熱処理を行って瞬間加熱処理を行わずに電子写真用キャリアとした。なお、これら比較例１、２は、従来の電子写真用キャリアの製造方法に該当する。
【００４２】
（比較例３）
前記実施例１における瞬間加熱の最高温度を２５０℃とし、遊離樹脂３の固着を行って電子写真用キャリアとした。
【００４３】
（比較例４）
前記比較例１で得られたキャリアを、トルエンにて洗浄した後溶剤の乾燥を行い、電子写真用キャリアとした。
【００４４】
（比較例５）
前記比較例１で得られたキャリアを、気流式分級を行って電子写真用キャリアとした。
【００４５】
（比較例６）
実施例５と同様キャリア心材として平均粒径８０μｍの球状フェライト粒子１０００重量部を用意し、熱可塑性スチレンアクリル共重合体（ガラス転移温度Ｔｇ：１３６℃）１０重量部を溶媒（トルエン）５００重量部に加えて希釈した液に浸し、浸漬法にて樹脂を被覆した後、１２０℃で１時間熱処理を行って瞬間加熱処理を行わずに電子写真用キャリアとした。
【００４６】
（比較例７）
前記比較例６における瞬間加熱の最高温度を２００℃とし、遊離樹脂３の固着を行って電子写真用キャリアとした。
【００４７】
（比較例８）
前記比較例６における瞬間加熱の最高温度を３５０℃とし、遊離樹脂３の固着を行って電子写真用キャリアとした。
【００４８】
以上の各実施例、比較例の製造条件を図３の表１に纏めて示した。また、これら各実施例、比較例で製造したキャリアの遊離樹脂濃度は、シスメックス株式会社製のフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を使用し、１０μｍ以下の粒子濃度を測定した。
【００４９】
評価に使用したトナーは以下に記す方法で作製した。すなわち、スチレンアクリル共重合体１００質量部にカーボンブラックを７質量部、離型剤としてのワックスを５質量部、正電荷制御剤としてニグロシン系染料を２質量部加え、ヘンシェルミキサーを用いて混合して２軸押出機にて溶融混練したのち冷却し、ハンマーミルにて租粉砕した。その後、機械式粉砕機にてさらに微粉砕したものを気流式分級機により分級し、体積平均粒径８．０μmの磁性トナーを得た。
【００５０】
さらに上記で得られたトナー粉体に、シリカを０．５質量部ヘンシェルミキサーで外添し、磁性トナー粉末の表面に付着させてトナーを調製した。
【００５１】
そして上記トナー９５質量部に対し、前記実施例及び比較例で作製したフェライトキャリア５質量部と混合し、スタート現像剤を調整した。
【００５２】
また、この現像剤を用い、有機感光体搭載の京セラミタ製複写機（ＫＭ−５５３０）に装填して初期画像及び耐久性を評価し、併せて現像器下の飛散状態を目視にて確認した。評価結果は図４の表２に示した。
【００５３】
この図４の表２において、「遊離樹脂粉含有粒子濃度」は前記したシスメックス株式会社製のフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を使用し、１０μｍ以下の粒子濃度を測定した値であり、「初期」とは現像剤投入直後の画像での評価を、「１０万枚」はＩＳＯ４％原稿を連続で１０万枚画像形成した後の画像で評価したことを示す。また、比較例８は製造時にキャリア同士の凝集が発生し、評価を中止した。
【００５４】
また、現像器下への現像剤の飛散状態を目視観察し、フィルミングの有無の評価を行った。表中の記号は下記状態を示している。
○：飛散無し
△：飛散が有るが、画像には影響がない
×：飛散が有り、搬送路に落ちて画像に影響している
【００５５】
まず、実施例１〜４、比較例１〜５で示した熱硬化性樹脂を被覆したキャリアを用いた結果であるが、実施例１〜４は遊離樹脂粉含有粒子濃度が３〜５×１０３個／ｍｌで、帯電量も１１．０〜１２．８μＣ／ｇと安定して維持されており、初期から１０万枚目まで現像器下を汚すことなく長期にわたって安定した画像品質の維持を達成した。
【００５６】
それに対して瞬間加熱を行わなかった比較例１、２、瞬間加熱を行ないはしたが、その最高温度が２５０℃と低い比較例３では、遊離樹脂粉含有粒子濃度が４９〜８４×１０３個／ｍｌと多く、初期攪拌時に遊離樹脂粉とトナーの凝集体が発生し、現像器下を汚すとともに搬送路にも落ちてしまった。また、帯電量が初期に８．３〜９．５μＣ／ｇと低かった。
【００５７】
また、瞬間加熱を行わずにトルエン洗浄、気流式分級で遊離樹脂を減少させた比較例４、５は、遊離樹脂粉含有粒子濃度が比較例４で２４×１０３個／ｍｌ、比較例５で１８×１０３個／ｍｌと微粉除去処理を全く行わなかった場合よりは良いが、比較例４では初期に現像器下に飛散があり、比較例５は、初期には良かったが気流分級時にキャリアを傷つけ、多数枚の画像形成と共に樹脂粉が発生し、現像器下を汚すために十分なレベルとは言い難い。
【００５８】
次に、実施例５〜６、比較例６〜８で示した熱可塑性樹脂を被覆したキャリアを用いた結果であるが、実施例５〜６は遊離樹脂粉含有粒子濃度が３〜５×１０３個／ｍｌで、帯電量も１０．２〜１．７μＣ／ｇと安定して維持されており、初期から１０万枚目まで現像器下を汚すことなく長期にわたって安定した画像品質の維持を達成した。
【００５９】
それに対して瞬間加熱を行ないはしたが、その最高温度が１２０℃、２００℃、３５０℃と低い比較例６〜８では、遊離樹脂粉含有粒子濃度が比較例６で６５×１０３個／ｍｌ、比較例７で２８×１０３個／ｍｌと微粉除去処理を全く行わなかった場合よりは良いが、比較例６は初期攪拌時に遊離樹脂粉とトナーの凝集体が発生し、現像器下を汚すとともに搬送路にも落ちてしまった。また比較例７は、遊離樹脂粉のレベルは向上したものの現像器下を汚すため、十分なレベルとは言い難く、比較例８では製造時にキャリア同士の凝集という製造上の問題が発生してしまった。
【００６０】
以上のことより熱硬化性樹脂を用いてキャリアを樹脂被覆した場合は、瞬間加熱は初期キャリアの熱処理温度（実施例１〜４では１５０℃）より１００℃以上高い温度で行った場合に効果があり、熱可塑性樹脂を用いてキャリアを樹脂被覆した場合は、瞬間加熱は樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）に１００℃〜２００℃を加えた範囲の温度で行うと効果があることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、良質な画像を長期間提供できる電子写真用キャリア及びその製造方法を提供することができ、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明になる樹脂被覆コート層を有する電子写真用キャリアのイメージ図で、（Ａ）はキャリア心材に樹脂被覆コート層を設けた状態を、（Ｂ）はその樹脂被覆コート層を形成したキャリアをさらに気流中で瞬間的に加熱処理し、遊離樹脂粉末を融かしてキャリア表面樹脂層に取り込ませると共に、コート層表層も融かして表面張力により凹凸の少ない表面となった状態を示した図である。
【図２】キャリア心材に樹脂被覆コート層を設けたキャリアを気流中で瞬間的加熱処理する装置の概略構成を示した図である。
【図３】各実施例、比較例の製造条件を纏めた表である。
【図４】各実施例、比較例の評価結果を示した表である。
【符号の説明】
【００６３】
１ キャリア心材
２１、２２ 樹脂被覆コート層
３ 微粉
４ 瞬間加熱処理
１０ キャリア
１１ 分散ノズル
１２ 冷媒
１３ ノズル
１４ 熱風
１５ ノズル
１６ 冷却エアー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材からなる心材上に樹脂を被覆して得られる電子写真用用キャリアにおいて、
該キャリアの遊離樹脂粉末粒子の含有濃度が５×１０３個／ｍｌ以下であることを特徴とする電子写真用キャリア。
【請求項２】
磁性材からなるキャリア心材を、樹脂溶液に浸漬する、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧することにより樹脂被覆層を形成する電子写真用樹脂被覆キャリアの製造方法において、
前記樹脂被覆層形成後のキャリアを気流中で瞬間的に加熱処理することを特徴とする電子写真用キャリアの製造方法。
【請求項３】
前記瞬間加熱処理は、キャリア被覆に熱硬化性樹脂を用いた場合は被覆処理に用いた温度より１００℃以上高い温度で行ない、キャリア被覆に熱可塑性樹脂を用いた場合は樹脂のガラス転移温度に１００℃〜２００℃を加えた範囲の温度で行うことを特徴とする請求項２に記載した電子写真用キャリアの製造方法。
【請求項１】
磁性材からなる心材上に樹脂を被覆して得られる電子写真用用キャリアにおいて、
該キャリアの遊離樹脂粉末粒子の含有濃度が５×１０３個／ｍｌ以下であることを特徴とする電子写真用キャリア。
【請求項２】
磁性材からなるキャリア心材を、樹脂溶液に浸漬する、或いは流動床中で樹脂溶液を噴霧することにより樹脂被覆層を形成する電子写真用樹脂被覆キャリアの製造方法において、
前記樹脂被覆層形成後のキャリアを気流中で瞬間的に加熱処理することを特徴とする電子写真用キャリアの製造方法。
【請求項３】
前記瞬間加熱処理は、キャリア被覆に熱硬化性樹脂を用いた場合は被覆処理に用いた温度より１００℃以上高い温度で行ない、キャリア被覆に熱可塑性樹脂を用いた場合は樹脂のガラス転移温度に１００℃〜２００℃を加えた範囲の温度で行うことを特徴とする請求項２に記載した電子写真用キャリアの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２５６８５８（Ｐ２００７−２５６８５８Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８４２２０（Ｐ２００６−８４２２０）
【出願日】平成１８年３月２４日（２００６．３．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２４日（２００６．３．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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