JPH0346669A - 現像剤用キャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真法等に使用する現像剤用キャリアに関
し、より詳細には流動性と耐久性が著しく向上した現像
剤用キャリアに関する。

（従来技術） 二成分現像剤を用いる電子写真法は、結着樹脂中に着色
剤が分散された着色樹脂粒子である１・すと鉄粉やフェ
ライト等からなる磁性キャリアとを混合し、この二成分
現像剤を内部に磁石を備えた現像スリーブ上に供給して
、このＭｉ或物からなる磁気ブラシを形成させ、静電潜
像を有する光導電性物質から成る感光層にこの磁気ブラ
シを摺擦せしめることにより、トナー像を感光層上に形
成させる。トナーは磁性キャリアとの摩擦によって所望
の摩擦電荷を所得し、磁気ブラシ上のｌ・ナーが感光層
上の静電潜像へ静電気力等によって移行してイ」着し静
電潜像の現像が行われる。そして、現像によって得られ
た感光層上のトナー像は転写紙等の転写材上に転写され
、熱または圧力によって転写祠上に定着されて画像形成
がなされるものである。

そして、上記の画像形成によって現像装置内のトナーは
消費されていくために、画像形成を繰り返し行うために
は、消費に見合った量の新たなトナーが装置内に供給さ
れ、磁性キャリアとの摩擦攪拌によって速やかに帯電す
ることが必要となる。

しかしながら、磁性キャリアは現像作業の繰り返しとと
もに表面にトナー膜を形成するスパン１〜化を発生した
り、吸湿性を示すために良好な帯電制御が行えなくなっ
たりする。そこで、このような欠点を解決するために、
従来より樹脂やシリコーンオイルによって磁性キャリア
を被覆し、スペント化と耐湿度性の付与をおこなってい
る。この被覆層を有するキャリアは上記の欠点をある程
度改善し、電気抵抗が調整できるというメリットもあっ
て多く使用されるようになってきており、近年において
は、樹脂被覆層にシリコーンオイルを含有させたキャリ
アも種々提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 近年において、複写機等の画像形成装置は高速化が進み
、毎分５０〜７０枚（Ａ４判）のスピードで画像形成が
行われたり、また、複写機の使用頻度も年々多くなって
きており、現像剤の攪拌もより高速且つ頻繁に行われる
ようになってきているため、現像剤、特にキャリアの耐
久性の向上が大きな技術的課題となっている。

そして、上記従来の被覆層にシリコーンオイルを有する
キャリアは未被覆のキャリアに比べて、耐湿度性やスペ
ント化の防止においである程度の成果をあげることがで
きている。しかしながら、高速攪拌を行ったり、長期の
連続攪拌を行うような過酷な条件下で複写作業を行うと
、シリコーンオイルとキャリアコア材、或いはシリコー
ンオイルと被覆樹脂との固定化が充分に行えないためか
、被覆層の表面状態を粗悪なものとし、その粘着性のた
めに現像剤の流動性を低下させて、帯電の立ち上がりが
不十分であったり、帯電量の変動がおこって、画像カブ
リや画像濃度の低下を引き起こすことがある。そして、
このことは複写作業の継続とともに一層激しく起こるよ
うになる。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的
は、シリコーンオイルのキャリアへの固定化を充分にお
こない、スペント化の防止と耐湿度性に優れ、且つ、流
動性と安定した摩擦帯電性を長期にわたって維持できる
耐久性の向上した現像剤用キャリアを提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明によれ
ば、下記−形成のシリコーンオイルを含有してなる被覆
層が形成されていることを特徴とする現像剤用キャリア
が提供される。

更に、 本発明によれば被覆樹脂層に少なくとも下記−形成のシ
リコーンオイルが含有されていることを特徴とする現像
剤用キャリアが提供される。

本発明は、 被覆層に含有させるシリコーンオイ ルとして、上記の一般式で表されるエポキシ変性シリコ
ーンオイルを含有させることを特徴とするものである。

つまり、シリコーンオイル中に導入されたグリシジル基
がキャリアコア表面或いは被覆樹脂中の水酸基と反応し
て固定化反応が起こり、シリコンオイルのキャリア表面
での固定化が良好となって、スペント化の防止、耐環境
性はもとより、流動性、弔電安定性が長期にわたって良
好に維持でき、嗣久外が著しくｌ；ｉ］Ｊ二する。

本発明の現像剤用キャリアは電気抵抗の調整、耐久性の
点で被覆樹脂中に上記−形成のシリコーンオイルを含有
さセて生成することが好ましいが、シリコーンオイルを
単独でキャリアコア材に被覆しても優れた効果を得るこ
とができる。

本発明に使用するシリコーンオイルはポリシロキサン中
にグリシジル基を導入した構造を有するもので、具体例
としては、信越シリコーン社製、ＫＦ−１００Ｔ、ＫＦ
−１０１、Ｋｌ”−１０２、ＫＦ−１０３、ＫＦ−１０
５、Ｘ−６０−１６４、Ｘ−２２−３６６７、東芝シリ
コーン社製、ＴＳＦ−４７３０、ＸＦ４２−３０１、Ｔ
Ｉ”−３９６５（何れも商品名）として入手することが
できる。

これらシリコーンオイルの使用割合としては、後述する
キャリアコア材に対して０．００００１乃至１０重量％
、好ましくは０．０００１乃至５重量％使用する。また
、被覆樹脂とともに使用する場合は被覆樹脂に対し−１
，０１重量％以」二、特に０．１重量％以上を使用する
とよい。上記範囲を越えて多く使用しすぎると、被覆表
面が半均一番こなって耐久性、流動性に影響を与える。

また、上記範囲よりも使用量が少なくなると、本発明の
シリコーンオイルによる効果が発揮されず耐環境性、ス
ペント化の防止、耐久性の向上が期待できなくなる。本
発明に使用されるキャリアコア材としては、この分野で
使用されるそれ自体公知の電子写真用現像剤用キャリア
コア材が使用でき、例えば、酸化鉄、還元鉄、銅、フェ
ライト、ニッケル、コバルト等やこれら亜鉛、アルミニ
ウム等との合金等が挙げられるが、電気抵抗の環境及び
経時変化が小さく、柔らかい穂の形成できるフェライト
系粒子が好ましく、例えば、Ｚｎ系フェライト、ＮＪ系
フェライト、Ｃｕ系フェライト、Ｍｎ系フェライト、Ｎ
　１−Ｚｎ系フェライト、ＭｎＭｇ系フェライト、Ｃｕ
−Ｍｇ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト・、Ｍｎ
−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等が挙げられる。特に、Ｍ　
ｎ−ＣＩＩ　−Ｚ　ｎ系フェライ１−が好ましい。これ
らコア材の粒径は１０乃至２００　μｍ、好ましくは３
０乃至１５０／Ｊ　ｍのものが使用され、飽和磁化ば３
５乃至７０ｅｍｕ／ｇ特に４０乃至６５ｅｍｕ／ｇのも
のが好ましく使用される。

また、本発明においてシリコーンオイルとともに使用す
る被覆樹脂としては、それ自体公知のキャリア用被覆樹
脂が用いられ、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウ
レタン樹脂、ポリアセタール樹脂、ボリア≧ド樹脂、ポ
リカーポネー１樹脂、フェノール樹脂、酢酸ビニル樹脂
、セルロース樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッソ樹脂、
アミノ樹脂等の一種または二種以上が混合して用いられ
る。

本発明のキャリアの製造方法としては、キャリアコア材
に単独でシリコーンオイルを被着させてもよいが、溶剤
で希釈して用いてもよく、このような溶剤としては、ト
ルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、ｌ・リフク
ロロエチレン、パークロロエチレン等のハロゲン化炭化
水素類や、アセトンやメチルエチルケトン等のアセトン
類や、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類、メタノ
ール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコ
ール類等が使用でき、この濃度はシリコーンオイルの濃
度が０．１乃至８０重量％であることが好ましい。また
、被覆樹脂とともに用いる場合は、被覆樹脂とシリコー
ンオイルとを上記の適当な溶剤に溶解して用いるとよい
。この場合、樹脂溶液は樹脂分が０．０５乃至５０重量
％、好ましくは０．１乃至４０重量％程度の濃度にする
とよい。

そして、被覆に用いる処理機としては、それ自０ 体公知の混合機例えば、ヘンシェルミキサ−（＝井三池
製作所製）、■型ブレンダー（不二バウダル社製）、ナ
ラター呉キザー（細用旦クロン社製）等を挙げられるこ
とができ、他の方法としては、得られた溶液を、浸漬法
、スプレー法、流動床法等の方法によってキャリアコア
材表面に塗布し、その後、加熱、乾燥して溶剤を揮発さ
せるか、溶剤の揮発後に更に加熱処理を行って硬化する
こともできる。

また、加熱、乾燥工程においては、溶剤の種類、量など
により異なるが、加熱温度が３０乃至１５０°Ｃの範囲
が適当である。加熱、乾燥後の硬化反応においては、一
般に８０乃至６００°Ｃ１特に■００乃至４００°Ｃの
温度で行うのがよい。また、発明のキャリアには、被覆
層中に他の添加剤を含有させることもでき、例えば、シ
リカ、アルミナ、カーボンブラック、脂肪酸金属塩、等
をあげることができる。　　　　　　　　　　　　　　
　　　このようにして得られた本発明のキャリアは電気
抵抗が１０４乃至ＩＱ＋４Ω’ｃｍｍ、特に１０６乃至
１０１４Ω・ｃｍの範囲に調整することが好ましく、使
用するキャリアコア材自体の電気抵抗、被覆層の厚み、
添加剤の種類と量を種々変更して調整することができる
。

本発明のキャリアは、それ自体公知の絶縁性の定着用樹
脂中にそれ自体公知の着色剤等の添加剤が分散した粒径
が５乃至２５μｍの樹脂粒子であるトナーと混合して現
像剤とする。本発明のキャリアとトナーの混合割合とし
ては、９８：２乃至９０　：　１０の範囲に調整するの
がよい。また、この時シリカ、アルミナ、酸化スズ、酸
化ストロンチウム、各種樹脂粉等のこの分野で使用され
る外部添加剤を同時に混合して現像剤に調整することも
できる。

以下、本発明を実施例にもとづいて説明する。

（実施例１） 土土ｌヱ 信越シリコーン社製シリコーンオイル、ＫＦｌｏｌ（商
品名）１０重量部をトルエン２００重量部で希釈したも
のを用い、キャリアコア材として平均粒径が１００μｍ
のフェライトキャリア粒子１０００重量部を使用して、
流動床コーティング装置を用いて被覆処理を行った。次
いで、温度５０°Ｃで乾燥して溶剤を除去した後、更に
、２００°Ｃで加熱処理を行って、硬化反応を進行させ
た。

このようにして得られたキャリアの電気抵抗はｌ。

１×１０Ｉ０Ω・ｃｍであった。

上去二 スチレン−アクリル共重合体　　１００重量部カーボン
ブランク　　　　　　　　１０重量部（ＭＡ−１００、
三菱化成社製） 電荷制御剤　　　　　　　　　　１．５重量部（ボント
ロン５−３２、オリエント化学社製）低分子量ポリプロ
ピレン　　　　　　３重量部（ビスコール５５０Ｐ、三
洋化或社製）上記処方からなる混合物をヘンシェルミキ
サーで前混合した後、二輪押し出し機で溶融混練した後
放冷した。この混練品をカッティングミルで粗粉砕した
ものを越音波式ジェットミルで微粉砕してアルピネ分級
機で粒径５μｍ以下をカットして、３ ５〜２０μｍの範囲で平均粒径が１１μｍのトナーを得
た。

上記キャリアとトナーを混合してトナー濃度３゜５％の
現像剤に調整し、電子写真複写機Ｄ（、−５５８５（Ａ
４版５５枚／分、三田工業社製商品名）改造機で１００
０００枚の耐刷試験を行ったところ、初期〔画像濃度（
１，Ｄ）：　１．３５、カブリ濃度（Ｆ、Ｄ）０．００
１、スペント量（％）二〇〕、１０００００枚目Ｃ１，
Ｄ：１゜３２、Ｆ、　　Ｄｒｏ、００２、スペント量（
％）０゜０５〕で長期にわたって良好な画像が得られた
。

また、高温・高温（３５°Ｃ１８５％ＲＨ）下において
も上記画像特性とほぼ同様の良好画像が１０００００枚
を通じて得られた。

（実施例２） 被覆樹脂としてのシリコーン樹脂９．９重量部、信越シ
リコーン社製シリコーンオイル、ＫＦ−１０１（商品名
）０．１重量部をトルエン２００重量部で希釈したもの
を用い、キャリアコア材として平均粒径が１００μｍの
フェライトキャリア粒４ 子１０００重量部を使用して、流動床コーティング装置
を用いて被覆処理を行った。次いで、温度５０°Ｃで乾
燥して溶剤を除去した後、更に、２００″Ｃで加熱処理
を行って、硬化反応を進行させた。

このようにして得られたキャリアの電気抵抗は１４Ｘ１
０”Ω・ｃｍであった。

上記キャリアと実施例１と同様のトナーを用いてトナー
濃度３．５％の現像剤に調整し、同様にして］、　００
０００枚の耐刷試験を行ったところ、初期（画像濃度（
１，Ｄ）：］、４０、カブリ濃度（Ｆ、Ｄ）０．００３
、スペント量（％）＝ＯＬ　　１０００００枚目Ｃ１，
Ｄ：１．４２、Ｆ。

［０，００１、スペントＮ（％）０．０６３で長期にわ
たって良好な画像が得られた。また、高温・高湿（３５
°Ｃ１８５％ＲＨ）下においても上記画像特性とほぼ同
様の良好画像が１０００００枚を通して得られた。

（比較例１） 被覆樹脂としてのシリコーン樹脂１０重量部、をトルエ
ン２００重量部で希釈したものを用い、５ キャリアコア材として平均粒径が１００μｍのフェライ
トキャリア粒子１０００重量部を使用して、流動床コー
ティング装置を用いて被覆処理を行った。次いで、温度
５０°Ｃで乾燥して溶剤を除去した後、更に、２００　
’Ｃで加熱処理を行って、硬化反応を進行させた。この
ようにして得られたキャリアの電気抵抗は１．５Ｘ１０
１０Ω・ｃｍであった。

上記キャリアと実施例１と同様のトナーを用いてトナー
濃度３．５％の現像剤に調整し、同様にして１００００
０枚の耐刷試験を行ったところ、初期〔画像濃度（１，
Ｄ）：ｌ、４３、カブリ濃度（Ｆ、Ｄ）０．００１、ス
ペントＭ（％）：０〕、１０００００枚目（Ｔ、Ｄ：１
．５０、Ｆ。

Ｄ：Ｑ、００８、スペント量（％）０．５０）で複写作
業の継続とともにカブリが顕著となり、スペント量も増
えていった。

また、高温・高湿（３５°Ｃ１８５％ＲＨ）下において
は、−層カブリが発生し、５００００枚を越えた頃から
、画素濃度の異常上昇も認められた。

（比較例２） 実施例１においてシリコーンオイルとして、ジメチルシ
リコーンオイル、ＫＦ−９６（信越シリコーン社製、商
品名）１０重量部を用いた以外は同様にして被覆キャリ
アを作成した。このキャリアの電気抵抗は１．１ＸＩＯ
Ｉ０Ω・ｃｍであった。

上記キャリアと実施例１と同様のトナーによりトナー濃
度３．５％の現像剤に調整したが、キャリア表面が不均
一なために流動性が極めて悪く、現像剤として使用する
ことができなかった。

（比較例３） 実施例２においてシリコーンオイルとして、ジメチルシ
リコーンオイル、ＫＦ−９６（信越シリコーン社製、商
品名）を使用した以外は同様にして被覆キャリアを作成
した。キャリアの電気抵抗は１．５ＸｌＯ”Ω・ｃｍで
あった。

以下、実施例と同様の耐刷試験を行ったところ、初期〔
画像濃度（Ｌ　　Ｄ）：　１．４３、カブリ濃度（Ｆ、
Ｄ）Ｏ、スペント量（％）：０〕、１０００００枚目［
１，］）：　１．５０、Ｆ、Ｄ：Ｏ。

７ ００６、スペント量（％）０．４６）で複写作業の継続
とともにカブリが顕著となり、スペント量も増えていっ
た。

また、高温・高温（３５°Ｃ１８５％ＲＨ）下において
は、−層カブリが発生し、５００００枚を越えた頃から
、画素濃度の異常上昇も認められた。

（発明の効果） 本発明によれば、シリコーン樹脂とキャリアコア材或い
は被覆樹脂との固定化が良好となり、キャリア表面が均
−且つ滑らかとなって、スペント化の防止、耐環境性、
流動性を著しく向上させ、耐刷枚数を飛躍的に向上させ
ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式のシリコーンオイルからなる被覆層が
   形成されていることを特徴とする現像剤用キャリア。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔Ｒ＿１はアルキル基（Ｃ：１〜４）、フェニル基、Ｒ
   ＿２、Ｒ＿３、Ｒ＿４はアルキル基（Ｃ：１〜４）、フ
   ェニル基、少なくとも一個のビシナルエポキシ基を含有
   する一価の有機基を表し、Ｒ＿２、Ｒ＿３、Ｒ＿４のう
   ち少なくとも一箇所以上は少なくとも一個のビシナルエ
   ポキシ基を含有する一価の有機基であり、ｎとｍは正の
   整数を表す。〕
2. （２）被覆樹脂層に少なくとも下記一般式のシリコーン
   オイルが含有されていることを特徴とする現像剤用キャ
   リア。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔Ｒ＿１はアルキル基（Ｃ：１〜４）、フェニル基、Ｒ
   ＿２、Ｒ＿３、Ｒ＿４はアルキル基（Ｃ：１〜４）、フ
   ェニル基、少なくとも一個のビシナルエポキシ基を含有
   する一価の有機基を表し、Ｒ＿２、Ｒ＿３、Ｒ＿４のう
   ち少なくとも一箇所以上は少なくとも一個のビシナルエ
   ポキシ基を含有する一価の有機基であり、ｎとｍは正の
   整数を表す。〕