JP3945810B2

JP3945810B2 - Electrophotographic carrier, developer, process cartridge

Info

Publication number: JP3945810B2
Application number: JP2003029137A
Authority: JP
Inventors: 昭宏小番; 公利山口; 直樹今橋; 宏明高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2023-02-06
Also published as: JP2004240161A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式における二成分現像方式に用いるキャリア、現像剤および現像プロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式を用いるプリント装置は急速にカラー化が進み、また、そのプリント速度の高速化が進んでいる。
従来から、二成分現像法は高速なプリントに適し、非磁性トナーの取り扱いが容易なため、フルカラー画像の形成装置にも広く利用されてきた。しかし、フルカラープリント装置は装置内に複数の現像装置を備える必要があり、モノクロ機に比べ、装置が大型化し、重量が大きくなるなどの欠点があった。特に二成分現像装置は、一成分現像装置に比べ、トナーとは別に現像剤の収納容積と、その攪拌機構を具備する必要があり、現像ユニットの小型化のためには、現像剤量の少量化が必須であった。
【０００３】
現像剤中のキャリアは現像装置内でトナーとの摩擦、スリーブやブレードなどの摺擦部材、規制部材やスクリュー、パドルなどの攪拌搬送部材により機械的な摩擦や衝撃を繰り返し受けている。現像剤を少量化することは、プリント枚数あたりのトナーとキャリアの摩擦機会の増加、キャリアが現像部を通過する頻度の増加を意味し、結果として現像ユニット内のキャリアの疲労が急速に進行する。
プリント速度の高速化も相まって、キャリアの耐久性、特にキャリア表層の皮膜の高い耐摩耗性とトナーや他部材によるキャリア表面の汚染（スペント）を防ぎながら、長期間に渡って、速やかな帯電性を維持することが以前にもまして重要になってきている。
【０００４】
最近のデジタル複写機やプリンタでは負極性に帯電した感光体を用いて、ネガポジ現像を行なう場合が多く、負極性に帯電したトナーを用いる場合が多い。トナーを負に帯電するために、キャリア皮膜中に窒素を含有する有機化合物を含有させる例が多く知られている。
たとえば、シリコーン樹脂にアミノシランカップリング剤を混合して用いる例や、ある種の酸アミドを内添する例、メラミン、グアナミンなどのアミノ化合物やその誘導体を内添する方法などである。
こうした窒素含有有機材料をコート材料として用いる例として、従来から、ポリアミドを用いる例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、ナイロンに代表されるポリアミド樹脂は、一般にトナーに負帯電性を付与するには、好ましい材料であるが、その多くが溶媒溶解性に乏しいため、溶液を塗布するなど簡易な方法で層形成することが困難であったり、ポリアミド自体の耐摩耗性が充分でないなどの問題点もあった。
【０００５】
そこで、ポリアミドを溶媒可溶化して用いる例として、アミド結合の水素原子をアルコキシ化、アルコキシアルキル化して用いる例が開示され（例えば、特許文献２〜６参照。）、そうしたポリアミドを主鎖に有するグラフトポリマーを用いる例が開示されている（例えば、特許文献７、８参照。）が、主成分にこうしたポリアミドを用いた皮膜は皮膜の耐摩耗性において充分とはいえなかった。
【０００６】
また、Ｎ−メトキシメチル化ポリアミドを含有し、表面抵抗が１３Ω・ｃｍ以下であって、ポリアミドを一部メトキシメチル化することにより、皮膜抵抗を低抵抗化した樹脂被覆を有するキャリアが示されている（例えば、特許文献９参照。）が、残留メトキシ基によるキャリアの低抵抗化はメトキシ基の高い水親和性によりもたらされるものであり、帯電量の環境変動性、現像剤帯電量の保存低下が大きいなどの不具合があった。また、樹脂の主骨格であるアミド結合が強い水素結合性を持つため、親水性が高く、温湿度環境による帯電量の変動が生じやすいという欠点があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭４９−１１５５４９号公報（第１頁左下欄第３行目〜第６行目の特許請求の範囲、第２頁右上欄第１９行目〜左下欄第１６行目）
【特許文献２】
特開平１−１１８１５０号公報（第１頁左下欄第４行目〜末行目の特許請求の範囲第１項）
【特許文献３】
特開平１−１１８１５１号公報（第１頁左下欄第４行目〜右上欄第１行目の特許請求の範囲第１項）
【特許文献４】
特開平４−１８８１６０号公報（第１頁左下欄第４行目〜第７行目の特許請求の範囲、第３頁右上欄第６行目〜第１２行目、第３頁右下欄第４行目〜第１４行目）
【特許文献５】
特開２００１−２０１８９４号公報（第２頁第１欄第１行目〜第４５行目の特許請求の範囲）
【特許文献６】
特許第３０４４３９０号公報（第１頁第１欄第１行目〜第９行目の請求項１、第３頁第５欄第８行目〜第１３行目、第３頁第６欄第２行目〜第８行目、第３頁第６欄第１９行目〜第３４行目）
【特許文献７】
特許第２８３５９７１号公報（第１頁第１欄第１行目〜第２頁第１１行目の特許請求の範囲、第３頁第５欄第４１行目〜第４頁第７欄第２２行目）
【特許文献８】
特許第２８３５９７２号公報（第１頁第１欄第１行目〜第２欄第１０行目の特許請求の範囲、第３頁第６欄第１３行目〜第４３行目）
【特許文献９】
特許第２９３２１９２号公報（第１頁第１欄第１行目〜第２欄第９行目の特許請求の範囲、第２頁第４欄第４２行目〜第３頁第６欄第７行目、第３頁第５欄第４６行目〜第６欄第３５行目）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記の課題を解決することにある。
すなわち、長期に渡り安定した帯電付与能力を有し、かつ、皮膜の耐摩耗性に優れ、トナー組成物のスペントによる帯電変動のないキャリアを提供することにある。また、帯電性の環境変動性に優れ、さまざまな使用環境においても画像濃度変動、地肌汚れなどの不具合のないキャリアを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば下記の構成のキャリアをもって、上記の目的が達成される。
（１）「最表面を形成する表面層が、少なくともＮ−アルコキシアルキル化ポリアミドとシラノール基および／またはアルコキシ基を有するシリコーン樹脂、およびフッ化アルキル鎖を有するアルコキシシラン化合物の縮合物を含有することを特徴とする特徴とするキャリア」が提供され、特に、シラノールを含有するシリコーンを用いることで、皮膜強度とスペント性に優れたキャリアを得ることができる。その際、さらに、フッ化アルキル鎖を有するアルコキシシラン化合物を皮膜中に含有することにより、ポリアミドに由来する皮膜の親水化を抑止し、温湿度環境による帯電量の変動を防止することができる。
（２）「前記フッ化アルキル鎖が、炭素数１〜１８のトリアルコキシシラン化合物であることを特徴とする前記第（１）項に記載のキャリア」が提供され、含有するフッ化アルキル鎖が比較的短鎖の炭素数１〜１８のトリアルコキシシラン化合物を用いることで、遊離の微量オイル状成分がキャリアに含まれることなく、スペント性を防止し、かつ、所望の環境安定性を得ることができる。
（３）「前記表面層に、触媒として沸点が１００℃以上である固体有機酸を含有することを特徴とする前記第（１）項又は第（２）項に記載のキャリア」が提供され、これにより、皮膜硬化時の加熱工程において、触媒が揮散することなく、皮膜の架橋反応を確実に行なうことができる。
（４）「前記表面層中にメチロールメラミンを有することを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載のキャリア」が提供され、これにより、皮膜の帯電性を向上させ、かつ、さらに高い皮膜強度を得ることができる。
（５）「前記表面層にフェノール樹脂による架橋成分を有することを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア」が提供され、ポリアミドの一部に架橋構造を設けることにより、さらに摩耗性に優れた皮膜が得られる。
（６）「印加電界５０Ｖ／ｍｍにおける抵抗値のＬｏｇＲが１４以上１７以下であり、２５０Ｖ／ｍｍにおける抵抗値のＬｏｇＲが８以上１６以下であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項のいずれかに記載のキャリア」が提供され、これにより、帯電性の環境変動、現像剤の放置帯電量低下を抑制し、さまざまな使用環境によっても、安定な画像を形成することができる。
（７）「前記表面層に低抵抗物質として導電性カーボンを有することを特徴とする前記第（１）項乃至第（６）項のいずれかに記載のキャリア」が提供され、これにより任意な電気抵抗を得ることが可能となる。
（８）「前記表面層に硬質微粒子を有することを特徴とする前記第（１）項乃至第（７）項のいずれかに記載のキャリア」が提供され、これにより、皮膜の補強効果により、高い耐久性が得られる。
（９）「前記表面層中の硬質微粒子が、Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌのいずれかの酸化物である金属酸化物粒子であることを特徴とする前記第（８）項に記載のキャリア」が提供される。
（１０）「前記表面層中の金属酸化物粒子の含有量が表面層重量全体の５％〜７０％の範囲であることを特徴とする前記第（９）項に記載のキャリア」が提供される。
（１１）「前記第（１）項乃至第（１０）項のいずれかに記載のキャリアと重量平均粒子径４〜８μｍのトナーからなることを特徴とする現像剤」が提供される。
（１２）「前記第（１１）項に記載の現像剤を擁することを特徴とする現像プロセスカートリッジ」が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について述べる。
本発明のキャリアは、磁性粉体表層にアルコキシアルキル化ポリアミドと該ポリアミドと反応可能なシリコーン樹脂と、フッ化アルキル基を有するアルコキシシランの混合溶液を塗布することで形成される。
本発明に用いられるポリアミドとしては、主鎖のアミド結合の水素原子をアルコキシアルキル化した溶媒可溶化ポリアミドを用い、該ポリアミドの低級アルコール溶液と、該ポリアミドと反応性を有する樹脂を１種もしくは複数種および必要に応じて架橋を促進する触媒を混合溶解して調製したコート液を磁性を有するキャリア芯材に塗布、乾燥し、加熱硬化することによって皮膜を形成する。ここでいうポリアミドとは、一般的な、ジカルボン酸とジアミンから得られるものや、各種のラクタムの開環縮重合によりなるポリアミドなどである。
【００１１】
たとえば、ポリアミドのメトキシメチル化の方法としては、蟻酸のようなポリアミドを溶解する酸溶媒中、メタノールなどの低級アルコールの存在下で、ホルマリンと反応させることにより行なう。
こうして得られたメトキシメチル化ポリアミドは、その反応比に応じてメタノールなど低級アルコールに対する溶解性が向上するため、キャリア表面に皮膜形成することが容易になる。また、該ポリアミドはゴム弾性を示し、適当な酸触媒の存在下で加熱することにより、自己のメトキシ基の縮合により、架橋し、硬度が増す。これをシラノール縮合性シリコーンと混合して、キャリア皮膜として塗布し、加熱することにより、シリコーンと、ポリアミド間の架橋構造を有する皮膜が形成される。
ポリアミドと共に用いられるシリコーン樹脂とは、ポリアミド中のメトキシ基との縮合反応性を有するアルコール、アルキロール、およびその誘導体であるアルコキシ基を有するシリコーン樹脂をいう。シリコーン樹脂はその皮膜強度とともに、得られる皮膜の表面エネルギーが低いことから、キャリアにトナーが付着、汚染する、いわゆるスペント性の抑制効果もあり、好ましく用いられる。加熱により、シラノール基とポリアミドのメトキシ基間の相互の架橋構造を形成し、また、ポリアミドの触媒として用いる有機酸とのエステル結合を生成し、残留の酸触媒による帯電性の負極性化が抑制される。さらに本発明では皮膜の成分としてフッ化アルキル鎖を有するシラン化合物を含有させことにより、ポリアミドに由来する親水性が抑止され、温湿度環境による帯電量レベルの変化や、スペント性が改善される。
【００１２】
ここで本発明に用いられるポリアミドの例を示すと、例えばジアミンとしては１，６−ヘキサンジアミン、１，８−オクタジアミン、１，２−プロパンジアミンなどの直鎖アルキルジアミン、分岐型アルキルジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ｏ−フェニレンジアミン、トルエン−２，５−ジアミン、Ｎ−フェニル−ｐ−フェニルジアミン、４，４−ジアミノジフェニルアミンなどの芳香族ジアミン、カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカン酸、マロン酸、などの多価脂肪酸、芳香族ジカルボン酸、各種のアミノ酸などの縮重合体、これら複数種のモノマーからなる共重合体、また、各種のカプロラクタムの開環縮重合やアミノウンデカン酸などのアミノ酸の自己縮重合体、それら相互の共重合体などである。
【００１３】
ポリアミドの可溶化のためのアルキルアルコキシ化処理は、アミド結合の活性水素の置換率にして２０〜７０ｍｏｌ％程度がよい。これより少ない場合には、アルコール可溶性が乏しく、皮膜形成時に析出したり、皮膜形成後に偏析するなどの不具合がある。７０％以上になると、皮膜密度が低下し、摩耗性が悪化する。金属酸化物粒子を添加した場合においても同様である。
【００１４】
ここで用いるフッ化アルキル鎖とは、アルキル鎖が１〜１８の範囲のトリアルコキシシラン化合物が好ましく用いられる。ジもしくは、モノアルコキシシラン化合物を用いた場合、皮膜中に微量に生成するフッ化アルキルシランの低分子量体の生成がみられ、スペント性や、帯電安定性に好ましくない。アルキル鎖としては、炭素数１〜１８の比較的短鎖のものが好ましく用いられる。アルキル鎖長が長くなると、キャリア上へのトナーのスペント性が悪化するため、好ましくない。
【００１５】
フッ化アルキル鎖を有するシラン化合物としては、例えば、下記構造を有する化合物が挙げられる。
【化１】
ＣｍＦｎＳｉ（ＯＣＨ_３）_３
または
【化２】
ＣｍＦｎＳｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３
（ｎ＝２ｍ＋１、ｍは１〜１８の整数を表わす。）
【００１６】
皮膜の充分な硬化を行なうために、酸性下で加温することが好ましいが、用いる酸触媒としては有機物の固体酸をコート剤溶液に含有させることが好ましい。
触媒の沸点が１００℃以下では、皮膜乾燥時に触媒の蒸発を伴い、架橋形成のための追加熱によって皮膜の硬化が充分に行なうことができない。中でも二塩基酸以上の多価カルボン酸化合物は好ましく用いられる。
酸触媒の例としては、乳酸、ラウリン酸、クロトン酸、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバチン酸、シュウ酸、コハク酸、グリコール酸、マロン酸、マレイン酸、イタコン酸、酒石酸、安息香酸、フタル酸、トリメリット酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸などの代表的な有機酸、塩酸、硫酸、硝酸、次亜燐酸等の無機酸などを単独、もしくは、混合して用いることができるが、先の架橋反応を適切に進めるためには、少なくとも１種類の酸触媒が１００℃以上の沸点を持つものを選択すればよい。
【００１７】
皮膜の帯電量制御、および皮膜強度の向上の目的で、他の架橋型樹脂を混合させることも可能である。なかでもヘキサメチロールメラミンに代表される各種のアルキロールメラミン、およびその誘導体は、皮膜強度と高い帯電量を同時に得られるため、好ましく用いられる。
皮膜強度の向上の目的で、微量のフェノール樹脂を含有させることも好ましい。フェノール樹脂の含有量は、好ましくは最表層を形成する樹脂中の２％以上１０％以下であり、更に好ましくは４％〜８％である。２％未満では皮膜強度の向上効果が得られず、１０％を超える場合、フェノールの負帯電性により、経時的な帯電性の低下が見られる。
【００１８】
本発明に用いるアルコキシアルキル化ポリアミドは、非架橋状態ではその電気抵抗が低いため、画像形成時に地肌汚れや、現像剤の帯電量の放置低下、温湿度による帯電量の変動などの不具合があるため、シリコーン樹脂と、架橋構造を形成するための加熱工程により、残留するメトキシ成分を充分に分解する必要がある。こうして得られるキャリアの電気抵抗は５０Ｖ／ｍｍにおけるＬｏｇＲが１４以上１７以下であり、２５０Ｖ／ｍｍにおける抵抗値がＬｏｇＲが８以上１６以下が好ましい範囲である。５０Ｖ／ｍｍにおける電気抵抗値が１４未満では放置時の帯電量低下が大きく、また、温湿度による帯電量の変動が大きい。また、２５０Ｖ／ｍｍにおける抵抗値がＬｏｇＲ１６を超えると、連続印刷時にキャリアのチャージアップによる画像濃度の低下が生じ、好ましくない。
【００１９】
キャリアの電気抵抗を適正にするために、キャリア皮膜中に導電性物質を含有させることが可能である。ここでいう導電性物質とは、公知の導電性材料を用いることができるが、なかでも、カーボンブラックは広範囲に抵抗値を得られるために好ましく用いられる。
【００２０】
導電性物質の例としては、たとえば導電性ＺｎＯ、Ａｌ等の金属粉、各種の方法で作られたＳｎＯ_２及び種々の元素をドープしたＳｎＯ_２、ホウ化物、例えばＴｌＢ_２、ＺｎＢ_２、ＭｏＢ_２、炭化ケイ素及び導電性高分子（ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ（パラ−フェニレンスルフィド、ポリピロール）などがあるが、最も好ましくは導電性のカーボンブラックである。
【００２１】
また、皮膜の補強の目的で皮膜中に他の硬質な微粒成分を含有させることができる。なかでも金属酸化物、無機酸化物粒子は均一な粒子径で、かつ皮膜の成分であるポリアミドと高い親和性が得られ、高い補強効果を示すため、好ましく用いられる。
こうした微粒子としては、従来公知の材料を単独、もしくは、混合して用いることが可能であり、代表的にはシリカ、酸化チタン、アルミナなどがある。
【００２２】
皮膜中に含有させる硬質微粒子の含有量として５％〜７０％が好ましく、より好ましくは２〜４０％の範囲である。含有量は用いる微粒子の粒子径、比表面積によって、適切に選ばれるが、５％未満では皮膜の耐摩耗効果が発現しにくく、７０％を超えると微粒子の脱離が生じやすくなる。
【００２３】
本発明に使用される磁性粉末としては、マグネタイト、マグヘマタイトなどの磁性酸化鉄粒子粉末、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネルフェライト粒子粉末、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト粒子粉末、表面に酸化層を有する鉄およびその合金の微粒子粉末等を用いることができる。また、ヘマタイト、ゲータイト、ウスタイトなどの非磁性酸化鉄粒子粉末を用いることもでき、場合によっては前記磁性酸化鉄粒子と混合して用いることもできる。
好ましくはマグネタイト、マグヘマタイト等の磁性酸化鉄粒子粉末、またはヘマタイト、ゲータイトなどの非磁性酸化鉄粒子粉末である。その粒子形状は、粒状、球状、針状のいずれであっても良い。前記粒子の粒子径は、０．０５〜５μｍであることが好ましく、トナー中に数％〜７０重量％含有させて、磁性トナーを得ることができる。
【００２４】
本発明に使用されるトナーとしては、バインダー樹脂としての熱可塑性樹脂を主成分とし、着色剤、微粒子、そして帯電制御剤、離型剤等を含むものである。
また、一般公知の粉砕法、重合法等の各種のトナー製法により作製されたトナーを用いることができる。
【００２５】
バインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−ｏ−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソブチレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが単独あるいは混合して使用できる。
【００２６】
ポリエステル樹脂としては、アルコールと酸との重縮合反応によって得られ、例えばアルコールとしては、ポリエチレングリコール、ジエチルグリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオールなどのジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡなどのエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価のアルコール単量体、その他の２価のアルコール単量体、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−サルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ショ糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等の３価以上の高級アルコール単量体を挙げることができる。また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸からの二量体、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボン酸−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体、これらの酸の無水物等の３価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。
【００２７】
さらにエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの重縮合物等があり、例えば、エポミックＲ３６２、Ｒ３６４、Ｒ３６５、Ｒ３６６、Ｒ３６７、Ｒ３６９（以上、三井石油化学工業社製）、エポトートＹＤ−０１１、ＹＤ−０１４、ＹＤ−９０４、ＹＤ−０１７（以上、東都化成社製）、エポコート１００２、１００４、１００７（以上、シェル化学社製）等の市販のものがある。
【００２８】
着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｇレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、染顔料など、従来公知の染顔料を単独あるいは混合して使用し得る。
【００２９】
また、トナーは、通常使用されるトナーと同様に摩擦帯電性を制御する目的で含有せしめる薬剤を含有していても何ら不都合はない。そうした、いわゆる極性制御剤としては、例えばモノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属錯体等を単独または混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。無色トナーに使用される極性制御剤は無色であることが必要であり、極性を有するポリマー型の極性制御性物質は好ましく用いられる。
【００３０】
本発明に使用されるトナーには流動性改質剤を添加することができる。流動性改質剤の例としては、有機樹脂微粒子、金属石鹸など、ポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤、或いは酸価セリウム、炭化ケイ素などの研磨剤、一般に流動性改質の目的に用いられる公知の金属酸化物、代表的には酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの酸化金属微粒子、およびその表面を疎水化した粒子などである。これらのいずれの微粉末もその表面を疎水化することは流動性の面で優れた効果をもたらす。表面を疎水化処理するためには、例えば、シランカップリング剤やシリル化剤として一般に知られる珪素化合物を粒子表面と接触、反応させることができる。
【００３１】
疎水化剤としては例えばクロロシラン類としては代表的にトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、エチルジクロロシラン、ジエチルクロロシラン、トリエチルクロロシラン、プロピルジクロロシラン、ジプロピルジクロロシラン、トリプロピルクロロシランなどアルキルクロロシラン、フェニルクロロシランなど。そのフッソ置換体としてフルオロアルキルクロロシラン、パーフルオロアルキルクロロシランの類。シリルアミン類としては、代表的にヘキサメチルジシラザン、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジエチルアミノトリメチルシランなど。シリルアミド類としては、代表的にＮ，Ｏ−ビストリメチルシリルアセトアミド、Ｎ−トリメチルシリルアセトアミド、ビストリメチルシリルトリフルオロアセトアミドなど。また、アルコキシシラン類として、メチルトリアルコキシシラン、ジメチルジアルコキシシラン、トリメチルアルコキシシラン、エチルジアルコキシシラン、ジエチルアルコキシシラン、トリエチルアルコキシシラン、プロピルトリアルコキシシラン、ジプロピルジアルコキシシラン、トリプロピルアルコキシシランなど、アルキルクロロシランや、フェニル基を有するフェニルアルコキシシランなど。また、そのフッソ置換体としてフルオロアルキルアルコキシシランの類、パーフルオロアルキルアルコキシシランの類、シリコーンオイルとして、ジメチルシリコーンオイル、およびその誘導体、フッ素置換体、ジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサンなどシロキサンの類など、一般公知の疎水化剤として用いられ化合物が使用できる。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はここに例示される実施例に限定されるものではない。
＜製造例１＞
メトキシメチル化ポリアミド１０部、シラノール型シリコーン樹脂１０部をメタノール８０部に溶解し、さらにアジピン酸を用いてｐＨ４とし、５０℃にて３時間還流したのち、得られた溶液に、化合物１（Ｃ_３Ｆ_７Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３）を４部添加した。この溶液を固形分濃度５ｗｔ％になるよう、メタノールで希釈し、コート材溶液Ａを得た。
ついで、キャリア芯材として体積平均粒径３６ミクロン、１０００Ｇａｕｓｓにおける磁気モーメントが６８ｅｍｕ／ｇのフェライト粒子に流動床乾燥装置によって、コート材溶液Ａを塗布、乾燥してナイロン−シリコーン樹脂皮膜を設けた。得られたキャリアの全皮膜厚さは０．９ミクロンであった。このキャリアを２１０℃にて２時間加熱乾燥し、皮膜厚さ０．６μｍのキャリア粒子Ａを得た。本キャリアをギャップ２ｍｍ、電極面積１００ｍｍ^２の平行電極を有するセルに充填し、印加電圧１００Ｖおよび５００Ｖにおける抵抗率を測定した。
＜製造例２＞
製造例１において化合物１を化合物２（Ｃ_９Ｆ_１９Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３）の４部に変える以外はすべて同様にしてキャリアＢを得た。
＜製造例３＞
製造例１において化合物１を化合物３（Ｃ_１７Ｆ _３５Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３）の４部に変える以外はすべて同様にしてキャリアＣを得た。
＜製造例４＞
製造例１においてコート剤溶液Ａを次のように調製した。
メトキシメチル化ポリアミド１０部、シラノール型シリコーン樹脂８部、メチロールメラミン樹脂溶液の固形分２部相当をメタノール８０部に溶解し、さらにアジピン酸を用いてｐＨ４とし、５０℃にて３時間還流したのち、得られた溶液に、前記化合物１を４部添加した。この溶液を固形分濃度５ｗｔ％になるよう、メタノールで希釈し、コート材溶液Ａを得た。
この溶液を製造例１と同様にフェライト芯材に塗布、乾燥してキャリアＤを得た。
＜製造例５＞
製造例１においてコート剤溶液Ａを次のように調製した。
メトキシメチル化ポリアミド１０部、シラノール型シリコーン樹脂８部、レゾール型フェノール樹脂溶液の固形分２部相当をメタノール８０部に溶解し、さらにアジピン酸を用いてｐＨ４とし、５０℃にて３時間還流したのち、得られた溶液に、前記化合物１を４部添加した。この溶液を固形分濃度５ｗｔ％になるよう、メタノールで希釈し、コート材溶液Ａを得た。
この溶液を製造例１と同様にフェライト芯材に塗布、乾燥してキャリアＥを得た。
＜製造例６＞
製造例４においてコート剤溶液Ａの固形分量に対し、１０ｗｔ％相当の疎水性シリカ微粒子（平均粒径０．０１２μｍ）を添加し、これをホモジナイザーで攪拌してコート剤溶液を得た。
この溶液を製造例１と同様にフェライト芯材に塗布、乾燥してキャリアＦを得た。
＜製造例７＞
製造例４においてコート剤溶液Ａの固形分量に対し、５ｗｔ％相当のアルミナ微粒子（平均粒径０．２μｍ）を添加し、これをホモジナイザーで攪拌してコート剤溶液を得た。
この溶液を製造例１と同様にフェライト芯材に塗布、乾燥してキャリアＧを得た。
＜製造例８＞
製造例７において、コート剤溶液にさらに、導電性カーボンブラックを樹脂の固形分濃度に対して１０ｗｔ％相当添加し、これをホモジナイザーで攪拌してコート剤溶液を得た。
この溶液を製造例１と同様にフェライト芯材に塗布、乾燥してキャリアＨを得た。
＜製造例９＞
さらに、メトキシメチル化ポリアミド（メトキシ化率３０％）２０部をメタノール８０部に溶解し、これに安息香酸を用いてｐＨ４とし、５０℃にて３時間還流した後、固形分濃度が５ｗｔ％になるよう希釈して、コート材溶液Ａを得た。
この溶液を製造例１と同様にフェライト芯材に塗布、乾燥してキャリアＩを得た。
【００３３】
＜実施例１＞
製造例１で作成したキャリアＡ９３部とＩＰＳＩＯＣｏｌｏｒ８０００用黒トナー７部を混合し、現像剤とし、これをＩＰＳＩＯＣｏｌｏｒ８０００に装填して、画像面積率１２％、文字画像チャートを用いて１０万枚の連続プリント試験を行なった。
試験開始時、および、連続プリント終了時の現像剤を少量抜き出し、この現像剤中のキャリアの帯電量を測定した。また、１０万枚プリント終了時の画像の地肌汚れ、現像剤の帯電量を同様に評価した。さらに、本機を４０℃９０％Ｒｈの高温多湿環境下に一昼夜放置し、１０００枚の画像プリント後の帯電量および地肌汚れを評価した。
現像剤の帯電量は、現像装置のスリーブ上から少量の現像剤を採取し、公知のブローオフ法に基づいて行なった。キャリアの膜厚の測定は、現像剤からキャリアを分離し、蛍光Ｘ線により、キャリア重量あたりのＳｉ元素の含有量を求めた。
皮膜の摩耗率は次のように求めた。
皮膜摩耗率（％）＝１００×（初期現像在中のＳｉ量−ランニング後現像剤中のＳｉ量）／（初期現像在中のＳｉ量）
地肌汚れの評価は目視評価で４段階の評価とした。
以上の評価結果は表１に示す。なお、表中記載の記号は、◎：大変良好、○：良好、△：若干不良、×：不良（×は許容不可のレベル）とした。
【００３４】
＜実施例２〜８、比較例１＞
実施例１においてキャリアＡに換えてキャリアＢ〜Ｉをそれぞれ用いて（表１参照）、同様に現像剤とし画像評価を行なった。結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的な説明より明らかなように、本発明によると、皮膜の耐摩耗性に優れ、帯電変動なく、信頼性に優れたキャリアを提供でき、また、帯電性の環境変動性に優れ、さまざまな使用環境においても画像濃度変動、地肌汚れなどの不具合のないキャリアを提供することができるという優れた効果を奏する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a carrier, a developer, and a development process cartridge used in a two-component development system in an electrophotographic system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, printing apparatuses using an electrophotographic system have been rapidly colorized and the printing speed has been increased.
Conventionally, the two-component development method is suitable for high-speed printing and has been widely used in full-color image forming apparatuses because non-magnetic toner is easy to handle. However, the full-color printing apparatus needs to have a plurality of developing devices in the apparatus, and there are drawbacks such as an increase in the size and weight of the apparatus as compared with a monochrome machine. In particular, the two-component developing device needs to be equipped with a developer storage volume and a stirring mechanism in addition to the toner as compared with the one-component developing device. To reduce the size of the developing unit, a small amount of developer is required. It was essential.
[0003]
The carrier in the developer is repeatedly subjected to mechanical friction and impact in the developing device by friction with toner, a rubbing member such as a sleeve and a blade, a regulating member and a stirring and conveying member such as a screw and paddle. Decreasing the amount of developer means an increase in the chance of friction between the toner and the carrier per the number of printed sheets and an increase in the frequency of the carrier passing through the developing portion. As a result, the fatigue of the carrier in the developing unit rapidly proceeds. .
Combined with high printing speed, carrier durability, especially high abrasion resistance of the surface film of the carrier and prevention of contamination of the carrier surface with toner and other components (spent), and quick charging over a long period of time Maintaining it has become more important than ever.
[0004]
In recent digital copying machines and printers, negative-positive development is often performed using a negatively charged photoconductor, and negatively charged toner is often used. Many examples are known in which a carrier film contains an organic compound containing nitrogen to negatively charge the toner.
For example, there are an example in which an aminosilane coupling agent is mixed with a silicone resin, an example in which a certain kind of acid amide is internally added, a method in which an amino compound such as melamine or guanamine or a derivative thereof is internally added.
As an example of using such a nitrogen-containing organic material as a coating material, an example of using polyamide has been disclosed (for example, see Patent Document 1).
However, polyamide resins typified by nylon are generally preferred materials for imparting negative chargeability to toners, but many of them are poor in solvent solubility, so that layers can be formed by a simple method such as applying a solution. There are also problems such as difficulty in wear and insufficient wear resistance of the polyamide itself.
[0005]
Thus, as an example of using a polyamide solubilized in a solvent, an example in which a hydrogen atom of an amide bond is alkoxylated and alkoxyalkylated is used (see, for example, Patent Documents 2 to 6), and the polyamide has such a polyamide in the main chain. Although an example using a graft polymer is disclosed (for example, see Patent Documents 7 and 8), a film using such a polyamide as a main component has not been sufficient in abrasion resistance of the film.
[0006]
Further, there is shown a carrier containing N-methoxymethylated polyamide, having a surface resistance of 13 Ω · cm or less, and having a resin coating in which film resistance is reduced by partially methoxymethylating the polyamide. However, the lowering of the resistance of the carrier due to the residual methoxy group is caused by the high water affinity of the methoxy group, and the environmental variability of the charge amount and the storage amount of the developer charge amount are reduced. There were problems such as large. In addition, since the amide bond, which is the main skeleton of the resin, has a strong hydrogen bonding property, there is a disadvantage that the hydrophilicity is high and the amount of charge easily varies depending on the temperature and humidity environment.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-49-115549 (Claims on page 1, lower left column, lines 3 to 6; page 2, upper right column, line 19 to lower left column, line 16)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 1-118150 (1st page, lower left column, line 4 to end line)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-1118151 (claim 1 in the first page, lower left column, fourth line to upper right column, first line)
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-188160 (1st page, lower left column, claims 4-7), 3rd page, upper right column, 6th-12th line, 3rd page, lower right column 4th to 14th lines)
[Patent Document 5]
JP 2001-201894 A (2nd page, first column, line 1 to line 45)
[Patent Document 6]
Japanese Patent No. 3443390 (1st page, 1st column, 1st line to 9th line, claim 1, 3rd page, 5th column, 8th line to 13th line, 3rd page, 6th column, 2nd page) (Lines 8 to 8, page 3, column 6, lines 19 to 34)
[Patent Document 7]
Japanese Patent No. 2835971 (Claims on page 1, column 1, line 1 to page 2, line 11; page 3, column 5, line 41 to page 4, column 7, line 7, line 22) Eye)
[Patent Document 8]
Japanese Patent No. 2835972 (Claims on page 1, column 1, line 1 to column 2, line 10), page 3, column 6, lines 13 to 43)
[Patent Document 9]
Japanese Patent No. 2932192 (Claims on page 1, column 1, line 1 to column 2, line 9), page 2, column 4, line 42 to page 3, column 6, column 6, line 7 Eyes, page 3, column 5, line 46 to column 6, line 35)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above problems.
That is, an object of the present invention is to provide a carrier that has a stable charge-imparting ability over a long period of time, is excellent in abrasion resistance of a film, and is free from fluctuation in charge due to spent toner composition. It is another object of the present invention to provide a carrier that has excellent charging environment variability and is free from problems such as image density fluctuation and background stain even in various usage environments.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the present invention, the above object is achieved with a carrier having the following configuration.
(1) “The surface layer forming the outermost surface contains at least an N-alkoxyalkylated polyamide, a silicone resin having a silanol group and / or an alkoxy group, and a condensate of an alkoxysilane compound having a fluorinated alkyl chain. In particular, a carrier excellent in film strength and spent property can be obtained by using a silicone containing silanol. At that time, by further including an alkoxysilane compound having an alkyl fluoride chain in the film, hydrophilicity of the film derived from polyamide can be suppressed, and variation in the charge amount due to the temperature and humidity environment can be prevented.
(2) The carrier according to (1) above, wherein the fluorinated alkyl chain is a trialkoxysilane compound having 1 to 18 carbon atoms, and the fluorinated alkyl chain contained therein is provided. By using a relatively short-chain trialkoxysilane compound having 1 to 18 carbon atoms, free trace oil-like components are not contained in the carrier, and spent property is prevented and desired environmental stability is obtained. Can do.
(3) “The carrier according to (1) or (2) above, wherein the surface layer contains a solid organic acid having a boiling point of 100 ° C. or more as a catalyst”, Thereby, in the heating process at the time of film hardening, the cross-linking reaction of the film can be reliably performed without volatilization of the catalyst.
(4) The carrier according to any one of (1) to (3), wherein the surface layer has methylol melamine is provided, whereby the chargeability of the film is increased. It can be improved and higher film strength can be obtained.
(5) An electrostatic latent image developing carrier according to any one of (1) to (3), wherein the surface layer has a crosslinking component of a phenol resin. By providing a crosslinked structure in a part of the polyamide, a film having further excellent wear properties can be obtained.
(6) The above-mentioned items (1) to (1), wherein the LogR of the resistance value at an applied electric field of 50 V / mm is 14 to 17, and the LogR of the resistance value at 250 V / mm is from 8 to 16. The carrier according to any one of (5) ”is provided, and thereby, it is possible to suppress a change in charging environment and a decrease in the charged amount of the developer, and to form a stable image even in various usage environments. Can do.
(7) There is provided "the carrier according to any one of (1) to (6) above, characterized in that the surface layer has conductive carbon as a low resistance substance", thereby Electrical resistance can be obtained.
(8) "The carrier according to any one of (1) to (7) above, characterized in that the surface layer has hard fine particles" is provided. High durability is obtained.
(9) “The carrier according to (8) above, wherein the hard fine particles in the surface layer are metal oxide particles that are oxides of Si, Ti, or Al” is provided. Is done.
(10) “The carrier according to (9) above, wherein the content of the metal oxide particles in the surface layer is in the range of 5% to 70% of the total weight of the surface layer” is provided. The
(11) A “developer comprising the carrier according to any one of (1) to (10) and a toner having a weight average particle diameter of 4 to 8 μm” is provided.
(12) There is provided a “development process cartridge characterized by including the developer described in item (11)”.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The carrier of the present invention is formed by applying a mixed solution of an alkoxyalkylated polyamide, a silicone resin capable of reacting with the polyamide, and an alkoxysilane having a fluorinated alkyl group to the surface layer of the magnetic powder.
As the polyamide used in the present invention, a solvent-solubilized polyamide in which the hydrogen atom of the amide bond in the main chain is alkoxyalkylated is used, and one or a plurality of lower alcohol solutions of the polyamide and a resin reactive with the polyamide are used. A coating solution prepared by mixing and dissolving the seed and, if necessary, a catalyst for promoting crosslinking is applied to a carrier core material having magnetism, dried, and heat-cured to form a film. The term “polyamide” as used herein refers to a general polyamide obtained from a dicarboxylic acid and a diamine, or a polyamide formed by ring-opening condensation polymerization of various lactams.
[0011]
For example, a method for methoxymethylation of polyamide is performed by reacting with formalin in an acid solvent for dissolving polyamide such as formic acid in the presence of a lower alcohol such as methanol.
Since the methoxymethylated polyamide thus obtained has improved solubility in lower alcohols such as methanol depending on the reaction ratio, it is easy to form a film on the carrier surface. Further, the polyamide exhibits rubber elasticity, and is heated in the presence of an appropriate acid catalyst to be cross-linked and increased in hardness by condensation of its own methoxy group. This is mixed with silanol-condensable silicone, applied as a carrier film, and heated to form a film having a crosslinked structure between silicone and polyamide.
The silicone resin used together with the polyamide refers to a silicone resin having an alcohol group, an alkylol having a condensation reactivity with a methoxy group in the polyamide, and an alkoxy group which is a derivative thereof. Silicone resins are preferably used because of their low film surface strength and low surface energy of the resulting film, so that the toner adheres to and contaminates the carrier, so-called spent property is suppressed. By heating, a cross-linked structure between the silanol group and the methoxy group of the polyamide is formed, and an ester bond with the organic acid used as the catalyst of the polyamide is generated, and the negative acidity due to the residual acid catalyst is suppressed. Is done. Furthermore, in the present invention, by including a silane compound having an alkyl fluoride chain as a component of the film, hydrophilicity derived from polyamide is suppressed, and changes in charge level due to temperature and humidity environments and spent properties are improved.
[0012]
Here, examples of polyamides used in the present invention include, for example, 1,6-hexanediamine, 1,8-octadiamine, linear alkyldiamine such as 1,2-propanediamine, branched alkyldiamine, Examples of aromatic diamines such as m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, o-phenylenediamine, toluene-2,5-diamine, N-phenyl-p-phenyldiamine, and 4,4-diaminodiphenylamine, and carboxylic acids include , Maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanoic acid, malonic acid, polyhydric fatty acid, aromatic dicarboxylic acid, various Condensation polymers such as amino acids, and these multiple types Ranaru copolymer, also amino self condensation polymer such as a ring-opening polycondensation or aminoundecanoic acid various caprolactam, and the like thereof mutual copolymers.
[0013]
The alkylalkoxylation treatment for solubilizing the polyamide is preferably about 20 to 70 mol% in terms of the substitution rate of active hydrogen of the amide bond. If the amount is less than this, the alcohol solubility is poor, and there are problems such as precipitation during film formation and segregation after film formation. When it becomes 70% or more, the film density decreases and the wear resistance deteriorates. The same applies to the case where metal oxide particles are added.
[0014]
As the fluorinated alkyl chain used here, a trialkoxysilane compound having an alkyl chain in the range of 1 to 18 is preferably used. When di- or monoalkoxysilane compounds are used, low molecular weight fluorinated alkylsilanes are produced in minute amounts in the film, which is unfavorable for spent properties and charging stability. As the alkyl chain, a relatively short chain having 1 to 18 carbon atoms is preferably used. When the alkyl chain length is long, the spent property of the toner on the carrier is deteriorated, which is not preferable.
[0015]
Examples of the silane compound having a fluorinated alkyl chain include compounds having the following structure.
[Chemical 1]
CmFnSi (OCH ₃ ) ₃
Or [Chemical 2]
CmFnSi (OC ₂ H ₅ ) ₃
(N = 2m + 1, m represents an integer of 1 to 18)
[0016]
In order to sufficiently cure the film, it is preferable to heat under acidic conditions, but as the acid catalyst to be used, it is preferable to contain an organic solid acid in the coating agent solution.
When the boiling point of the catalyst is 100 ° C. or less, the catalyst is evaporated at the time of drying the film, and the film cannot be sufficiently cured by the additional heat for forming a crosslink. Of these, polybasic carboxylic acid compounds having a dibasic acid or higher are preferably used.
Examples of acid catalysts include lactic acid, lauric acid, crotonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid, oxalic acid, succinic acid, glycolic acid, malonic acid, maleic acid, itaconic acid , Typical organic acids such as tartaric acid, benzoic acid, phthalic acid, trimellitic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hypophosphorous acid, etc. Although it can be used, in order to appropriately advance the crosslinking reaction, it is sufficient to select one having at least one acid catalyst having a boiling point of 100 ° C. or higher.
[0017]
For the purpose of controlling the charge amount of the film and improving the film strength, it is possible to mix other cross-linked resins. Among them, various alkylol melamines typified by hexamethylol melamine and derivatives thereof are preferably used because they can simultaneously obtain film strength and a high charge amount.
For the purpose of improving the film strength, it is also preferable to contain a trace amount of phenol resin. The content of the phenol resin is preferably 2% or more and 10% or less in the resin forming the outermost layer, and more preferably 4% to 8%. If the content is less than 2%, the effect of improving the film strength cannot be obtained. If the content exceeds 10%, the chargeability with time decreases due to the negative chargeability of phenol.
[0018]
The alkoxyalkylated polyamide used in the present invention has low electrical resistance in the non-crosslinked state, and therefore has problems such as background stains during image formation, a decrease in the charge amount of the developer, and a change in the charge amount due to temperature and humidity. It is necessary to sufficiently decompose the remaining methoxy component by a silicone resin and a heating step for forming a crosslinked structure. The electrical resistance of the carrier thus obtained is such that LogR at 50 V / mm is 14 or more and 17 or less, and the resistance value at 250 V / mm is LogR is 8 or more and 16 or less. If the electrical resistance value at 50 V / mm is less than 14, the charge amount drop upon standing is large, and the charge amount variation due to temperature and humidity is large. On the other hand, if the resistance value at 250 V / mm exceeds Log R16, the image density is lowered due to charge-up of the carrier during continuous printing, which is not preferable.
[0019]
In order to make the electric resistance of the carrier appropriate, it is possible to contain a conductive substance in the carrier film. As the conductive substance here, a known conductive material can be used, and among them, carbon black is preferably used because a resistance value can be obtained in a wide range.
[0020]
Examples of the conductive material, such as conductive ZnO, metal powder such as Al, SnO ₂ doped with SnO ₂ and various elements made by various methods, borides, eg _TlB _{_2,} ZnB _2, MoB 2 , Silicon carbide and conductive polymer (polyacetylene, polyparaphenylene, poly (para-phenylene sulfide, polypyrrole)), and most preferably conductive carbon black.
[0021]
Further, for the purpose of reinforcing the film, other hard fine particle components can be contained in the film. Among these, metal oxide and inorganic oxide particles are preferably used because they have a uniform particle diameter, high affinity with polyamide as a component of the film, and a high reinforcing effect.
As such fine particles, conventionally known materials can be used alone or in combination, and typically include silica, titanium oxide, alumina and the like.
[0022]
The content of hard fine particles contained in the film is preferably 5% to 70%, more preferably 2 to 40%. The content is appropriately selected depending on the particle diameter and specific surface area of the fine particles to be used, but if it is less than 5%, the wear resistance effect of the film is hardly exhibited, and if it exceeds 70%, the fine particles are liable to be detached.
[0023]
Magnetic powder used in the present invention includes magnetic iron oxide particles such as magnetite and maghematite, and spinel ferrite particles containing one or more metals other than iron (Mn, Ni, Zn, Mg, Cu, etc.). A powder, a magnetoplumbite type ferrite particle powder such as barium ferrite, a fine particle powder of iron and its alloy having an oxide layer on the surface, and the like can be used. Moreover, nonmagnetic iron oxide particle powders such as hematite, goethite, and wustite can also be used, and in some cases, they can be used by mixing with the magnetic iron oxide particles.
Preferred are magnetic iron oxide particles such as magnetite and maghematite, or nonmagnetic iron oxide particles such as hematite and goethite. The particle shape may be any of granular, spherical and acicular. The particle diameter of the particles is preferably 0.05 to 5 μm, and a magnetic toner can be obtained by adding several to 70% by weight in the toner.
[0024]
The toner used in the present invention is mainly composed of a thermoplastic resin as a binder resin, and contains a colorant, fine particles, a charge control agent, a release agent and the like.
In addition, toners produced by various toner production methods such as generally known pulverization methods and polymerization methods can be used.
[0025]
As binder resin, styrene such as polystyrene and polyvinyltoluene and homopolymers thereof, styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-acrylic acid Methyl copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer Polymer, styrene-o-chloromethyl acrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isobutylene Copolymer, styrene-maleic acid Polymer, styrene copolymer such as styrene-maleic acid ester copolymer, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, epoxy resin, polyvinyl butyral, poly Acrylic resin, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or aromatic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax and the like can be used alone or in combination.
[0026]
The polyester resin is obtained by a polycondensation reaction between an alcohol and an acid. Examples of the alcohol include polyethylene glycol, diethyl glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4- Diols such as propylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylenated bisphenol A Etherified bisphenols such as these, divalent alcohol monomers in which these are substituted with a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 3 to 22 carbon atoms, other divalent alcohol monomers, sorbitol, 1, 2, 3, -Hexanetetrol, 1,4-sarbitane, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, sucrose, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol And trihydric or higher alcohol monomers such as 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane and 1,3,5-trihydroxymethylbenzene. Examples of the carboxylic acid used to obtain the polyester resin include monocarboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid, and oleic acid, maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, and succinic acid. Acids, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, divalent organic acid monomers in which these are substituted with saturated or unsaturated hydrocarbon groups having 3 to 22 carbon atoms, anhydrides of these acids, lower alkyl esters and Dimer from linolenic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1, 2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxylic acid-2-methyl A trivalent or higher polyvalent carboxylic acid monomer such as 2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid embol trimer, and anhydrides of these acids; Can be mentioned.
[0027]
Further, examples of the epoxy resin include polycondensates of bisphenol A and epichlorohydrin. For example, Epomic R362, R364, R365, R366, R367, R369 (above, manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.), Epototo YD-011, YD There are commercially available products such as -014, YD-904, YD-017 (above, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), Epocoat 1002, 1004, 1007 (above, manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.).
[0028]
Colorants include carbon black, lamp black, iron black, ultramarine, nigrosine dye, aniline blue, phthalocyanine blue, Hansa Yellow G, rhodamine 6G lake, calco oil blue, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triallyl. Conventional dyes and pigments such as methane dyes, monoazo dyes, disazo dyes, and dyes can be used alone or in combination.
[0029]
Further, the toner does not have any inconvenience even if it contains a drug to be contained for the purpose of controlling the triboelectric chargeability as in the case of the toner that is usually used. As such so-called polarity control agents, for example, metal complexes of monoazo dyes, nitrohumic acid and its salts, metal complexes of salicylic acid, naphthoic acid, dicarboxylic acid such as Co, Cr, Fe, etc. can be used alone or in combination. However, it is not limited to these. The polarity control agent used in the colorless toner needs to be colorless, and a polymer type polarity control substance having polarity is preferably used.
[0030]
A fluidity modifier can be added to the toner used in the present invention. Examples of fluidity modifiers include organic resin fine particles, metal soaps, polytetrafluoroethylene fluororesins, lubricants such as zinc stearate, or abrasives such as acid value cerium and silicon carbide, generally fluidity modifiers For example, known metal oxides, typically metal oxide fine particles such as silicon oxide, titanium oxide and aluminum oxide, and particles whose surfaces are hydrophobized. Hydrophobizing the surface of any of these fine powders has an excellent effect in terms of fluidity. In order to hydrophobize the surface, for example, a silicon compound generally known as a silane coupling agent or silylating agent can be brought into contact with and reacted with the particle surface.
[0031]
As the hydrophobizing agent, for example, chlorosilanes typically include trichlorosilane, methyldichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, ethyldichlorosilane, diethylchlorosilane, triethylchlorosilane, propyldichlorosilane, dipropyldichlorosilane, tripropylchlorosilane, etc. Alkylchlorosilane, phenylchlorosilane, etc. Fluoroalkyl chlorosilanes and perfluoroalkyl chlorosilanes as the fluoro-substituted product. Typical examples of silylamines include hexamethyldisilazane, diethylaminotrimethylsilane, and diethylaminotrimethylsilane. Typical examples of silylamides include N, O-bistrimethylsilylacetamide, N-trimethylsilylacetamide, bistrimethylsilyltrifluoroacetamide, and the like. Examples of alkoxysilanes include methyltrialkoxysilane, dimethyldialkoxysilane, trimethylalkoxysilane, ethyldialkoxysilane, diethylalkoxysilane, triethylalkoxysilane, propyltrialkoxysilane, dipropyldialkoxysilane, and tripropylalkoxysilane. Alkylchlorosilane and phenylalkoxysilane having a phenyl group. In addition, fluoroalkyl alkoxysilanes, perfluoroalkylalkoxysilanes as fluorine-substituted products, dimethylsilicone oil and derivatives thereof as silicone oils, fluorine-substituted products, siloxanes such as disiloxane, hexamethyldisiloxane, etc. A compound that can be used as a generally known hydrophobizing agent can be used.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. In addition, this invention is not limited to the Example illustrated here.
<Production Example 1>
10 parts of methoxymethylated polyamide and 10 parts of silanol type silicone resin are dissolved in 80 parts of methanol, further adjusted to pH 4 using adipic acid, refluxed at 50 ° C. for 3 hours, and then the compound 1 (C 4 parts of ₃ F ₇ Si (OCH ₃ ) ₃ ) was added. This solution was diluted with methanol so as to have a solid content concentration of 5 wt% to obtain a coating material solution A.
Next, a coating material solution A was applied to a ferrite particle having a volume average particle size of 36 microns as a carrier core material and a magnetic moment of 68 emu / g at 1000 Gauss using a fluid bed dryer, and dried to provide a nylon-silicone resin film. The total film thickness of the resulting carrier was 0.9 microns. This carrier was heat-dried at 210 ° C. for 2 hours to obtain carrier particles A having a film thickness of 0.6 μm. The carrier was filled in a cell having parallel electrodes with a gap of 2 mm and an electrode area of 100 mm ² , and the resistivity at applied voltages of 100 V and 500 V was measured.
<Production Example 2>
Carrier B was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that Compound 1 was changed to 4 parts of Compound 2 (C ₉ F ₁₉ Si (OCH ₃ ) ₃ ).
<Production Example 3>
Carrier C was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that Compound 1 was changed to 4 parts of Compound 3 (C ₁₇ F ₃₅ Si (OCH ₃ ) ₃ ).
<Production Example 4>
In Production Example 1, a coating agent solution A was prepared as follows.
10 parts of methoxymethylated polyamide, 8 parts of silanol type silicone resin and 2 parts of solid content of methylolmelamine resin solution are dissolved in 80 parts of methanol, adjusted to pH 4 with adipic acid, and refluxed at 50 ° C. for 3 hours. Then, 4 parts of the compound 1 was added to the obtained solution. This solution was diluted with methanol so as to have a solid content concentration of 5 wt% to obtain a coating material solution A.
This solution was applied to a ferrite core material in the same manner as in Production Example 1 and dried to obtain carrier D.
<Production Example 5>
In Production Example 1, a coating agent solution A was prepared as follows.
10 parts of methoxymethylated polyamide, 8 parts of silanol type silicone resin, and 2 parts of solid content of resol type phenol resin solution were dissolved in 80 parts of methanol, further adjusted to pH 4 with adipic acid and refluxed at 50 ° C. for 3 hours. Thereafter, 4 parts of Compound 1 was added to the resulting solution. This solution was diluted with methanol so as to have a solid content concentration of 5 wt% to obtain a coating material solution A.
This solution was applied to a ferrite core material in the same manner as in Production Example 1 and dried to obtain carrier E.
<Production Example 6>
In Production Example 4, 10 wt% of hydrophobic silica fine particles (average particle size 0.012 μm) were added to the solid content of the coating agent solution A, and this was stirred with a homogenizer to obtain a coating agent solution.
This solution was applied to a ferrite core material in the same manner as in Production Example 1 and dried to obtain carrier F.
<Production Example 7>
In Production Example 4, alumina fine particles (average particle size 0.2 μm) corresponding to 5 wt% were added to the solid content of the coating agent solution A, and this was stirred with a homogenizer to obtain a coating agent solution.
This solution was applied to a ferrite core material in the same manner as in Production Example 1 and dried to obtain carrier G.
<Production Example 8>
In Production Example 7, conductive carbon black was further added to the coating agent solution in an amount corresponding to 10 wt% with respect to the solid content concentration of the resin, and this was stirred with a homogenizer to obtain a coating agent solution.
This solution was applied to a ferrite core material in the same manner as in Production Example 1 and dried to obtain carrier H.
<Production Example 9>
Furthermore, 20 parts of methoxymethylated polyamide (methoxylation rate 30%) was dissolved in 80 parts of methanol, and this was adjusted to pH 4 with benzoic acid, refluxed at 50 ° C. for 3 hours, and then the solid content concentration was adjusted to 5 wt%. As a result, the coating material solution A was obtained.
This solution was applied to a ferrite core material in the same manner as in Production Example 1 and dried to obtain Carrier I.
[0033]
<Example 1>
93 parts of carrier A created in Production Example 1 and 7 parts of black toner for IPSIO Color 8000 are mixed and used as a developer. This is loaded into IPSIO Color 8000, and the image area ratio is 12%. A continuous print test was performed.
A small amount of developer was extracted at the start of the test and at the end of continuous printing, and the charge amount of the carrier in the developer was measured. Further, the background stain of the image at the end of printing 100,000 sheets and the charge amount of the developer were similarly evaluated. Further, this apparatus was left in a high-temperature and high-humidity environment of 40 ° C. and 90% Rh for a whole day and night, and the charge amount and background stains after printing 1000 images were evaluated.
The charge amount of the developer was determined based on a known blow-off method by collecting a small amount of developer from the sleeve of the developing device. In measuring the thickness of the carrier, the carrier was separated from the developer, and the content of Si element per carrier weight was determined by fluorescent X-rays.
The wear rate of the film was determined as follows.
Film wear rate (%) = 100 × (Si amount during initial development−Si amount in developer after running) / (Si amount during initial development)
The evaluation of the background dirt was a four-step evaluation by visual evaluation.
The above evaluation results are shown in Table 1. The symbols described in the table were ◎: very good, ○: good, Δ: slightly bad, x: bad (x is an unacceptable level).
[0034]
<Examples 2-8, Comparative Example 1>
In Example 1, each of the carriers B to I was used in place of the carrier A (see Table 1), and image evaluation was similarly performed using the developer. The results are shown in Table 1.
[0035]
[Table 1]

[0036]
【The invention's effect】
As described above, as is clear from the detailed and specific description, according to the present invention, it is possible to provide a carrier having excellent wear resistance of the coating film, no charge fluctuation, and excellent reliability, and in addition to the environmental variability of chargeability. It has an excellent effect that it can provide a carrier free from defects such as image density fluctuations and background stains even in various usage environments.

Claims

The surface layer forming the outermost surface contains at least an N-alkoxyalkylated polyamide, a silicone resin having a silanol group and / or an alkoxy group, and a condensate of an alkoxysilane compound having a fluorinated alkyl chain. Characteristic carrier.

The carrier according to claim 1, wherein the fluorinated alkyl chain is derived from a trialkoxysilane compound having 1 to 18 carbon atoms.

The carrier according to claim 1, wherein the surface layer contains a solid organic acid having a boiling point of 100 ° C. or more as a catalyst.

The carrier according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface layer has methylol melamine.

The electrostatic latent image developing carrier according to any one of claims 1 to 3 , wherein the surface layer has a crosslinking component of a phenol resin.

The carrier according to any one of claims 1 to 5, wherein the LogR of the resistance value at an applied electric field of 50 V / mm is 14 or more and 17 or less, and the LogR of the resistance value at 250 V / mm is 8 or more and 16 or less. .

The carrier according to any one of claims 1 to 6, wherein the surface layer includes conductive carbon as a low-resistance substance.

The carrier according to claim 1, wherein the surface layer contains hard fine particles.

9. The carrier according to claim 8, wherein the hard fine particles in the surface layer are metal oxide particles that are oxides of Si, Ti, and Al.

The carrier according to claim 9, wherein the content of the metal oxide particles in the surface layer is in the range of 5% to 70% of the total weight of the surface layer.

A developer comprising the carrier according to claim 1 and a toner having a weight average particle diameter of 4 to 8 μm.

A development process cartridge comprising the developer according to claim 11.