JPH0373967A - コーティングキャリア - 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、静電記録法、静電印刷法等に用
いられる現像剤を樋底するキャリアに関し、詳しくは、
磁性体粒子の表面に樹脂コーティング層を有してなるコ
ーティングキャリアに関する。

〔従来の技術〕

電子写真法等に用いられる現像剤としては、トナーとキ
ャリアとからなる二成分系現像剤が知られているが、斯
かるキャリアとしては、耐久性等の向上を図る観点から
、磁性体粒子の表面に樹脂コーティング層を設けてなる
コーティングキャリアが有利に用いられている。

樹脂コーティング層の樹脂としては、従来、トナー物質
のキャリア表面への付着を防止してキャリアの摩擦帯電
性の安定化を図る観点から、低表面エネルギー特性を有
する含フッ素系樹脂を用いることが提案されている（特
開昭５８−２０８７５４号公報、同６０−１７６０４８
号公報、同６０−１６６１７号公報、同５９−２４０７
５８号公報等参照〉。

しかし、斯かるコーティングキャリアは、含フッ素系樹
脂が絶縁性の高いものであるためにキャリアとしての電
気抵抗が高くなり、その結果トナーに付与される摩擦帯
電量が過大になって現像性が悪化し、また現像領域にお
いて感光体と現像器との間に印加されるバイアス電圧が
十分に作用せず、得られる複写画像にカプリが発生しや
すい問題があった。特に、近年においては、レーザープ
リンターのように感光体の帯電電位を従来より低くして
現像プロセスを遂行する装置が普及しつつあるが、上記
コーティングキャリアをこのような現像プロセスに適用
する場合にはカブリの発生が顕著となる。

すなわち、感光体の帯電電位が低い場合には、感光体の
帯電電位Ｖと画像濃度りとの相関関係を示すいわゆるＶ
−Ｄ曲線においてその傾きの大きな現像剤が必要とされ
、これを達成するためには、コーティングキャリアの電
気抵抗を小さくすることが必要となる。

しかるに、コーティングキャリアの電気抵抗を小さくす
る技術としては、従来、樹脂コーティング層に導電性微
粒子を含有させる技術が提案されている（特開昭５８．
−２００２４５号公報、同５７−４０２６７号公報、同
５８−１０８５４９号公報、同５５−１６３５４４号公
報、同５９−２２３４５２号公報、同５４−７３４３号
公報、同６ｌ−２１９（１５５号公報、同６３−２８１
１７３号公報等参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、導電性微粒子が含有された樹脂コーティング層
を有するコーティングキャリアにおいては、樹脂コーテ
ィング層の表面に存在する導電性微粒子が脱離しやすく
、この脱離した導電性微粒子がトナーに付着してトナー
の摩擦帯電性を悪化させる問題がある。また、樹脂コー
ティング層の表面に導電性微粒子が存在するため、コー
ティング樹脂の低表面エネルギー特性が十分に発揮され
ないという問題がある。

このようにコーティングキャリアの摩擦帯電性が変化し
たり、低表面エネルギー特性が発揮されないと、結果と
してトナーに好適な摩擦帯電電荷を付与することが困難
となり、コーティングキャリアを早期に交換しなければ
ならない不都合が生ずる。

本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであ
って、その目的は、多数回にわたり繰り返して使用に供
するときに良好な摩擦帯電性およびコーティング樹脂の
低表面エネルギー特性が安定に発揮されるコーティング
キャリアを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、磁性体粒子の表面
に、内層と外層の２層からなる樹脂コーティング層を設
けてなるコーティングキャリアにおいて、前記内層が導
電性高分子材料を含有してなる構成を採用する。

そして、外層は低表面エネルギーの樹脂からなることが
好ましい。

すなわち、本発明は、樹脂コーティング層を内層と外層
の２層構成としたうえ、特に内層を選択してこれに導電
性高分子材料を含有させることにより、樹脂コーティン
グ層の表面に導電性高分子材料を露出させないようにし
て導電性高分子材料の脱落を防止し、かつ、後述する実
施例の説明から理解されるように導電性高分子材料の存
在位置が内層であってもコーティングキャリアの全体と
しての電気抵抗の減少効果が十分に得られることを確認
して完成されたものである。

このように本発明によれば、導電性高分子材料が存在す
る内層によって電気抵抗の減少を図ることができ、外層
によって導電性高分子材料の露出を防止しながら好まし
い低表面エネルギー特性を得ることができ、これらの相
乗効果によって、いわゆるＶ−Ｄ曲線においてその傾き
が大きく、良好な摩擦帯電性が安定して得られる現像剤
を得ることが可能となる。

従って、特に、近年普及しつつある感光体の帯電電位を
低電位にする現像プロセスに適用する場合にも、カブリ
、トナー飛散を生ぜずに多数回にわたり安定して画像の
懲戒に供することができる。

また、外層には導電性高分子材料が存在しないので、導
電性高分子材料が存在する場合には生じやすい外層の割
れ等が生ぜず、機械的強度の面からもキャリアの耐久性
が向上する。

コーティングキャリアの芯材である磁性体粒子としては
、従来用いられているものを用いることができ、具体的
には、フェライト、マグネタイト等の粒子を挙げること
ができる。

樹脂コーティング層の内層を構成する樹脂（以下「内層
樹脂」という。）としては、膜強度を高める観点から磁
性体粒子との接着性の良好なものが好ましく、かつ導電
性高分子材料の分散性を高める観点から当該導電性高分
子材料との相溶性の高いものが好ましい。具体的には、
スチレン−ブタジェン樹脂等のスチレン系樹脂、スチレ
ン−アクリル系樹脂、アクリル系樹脂等を好ましく用い
ることができる。

この内層に含有される導電性高分子材料としては、異方
性の高い高分子材料にドーピングを行い、導電化したも
のを用いることができ、例えば、延伸したポリアセチレ
ンにフッ化ヒ素（ＡｓＦｓ）をドーピングした重合体、
延伸したポリアセチレンに塩化鉄（Ｆ　ｅ　Ｃｊｌ　３
　）をドーピングした重合体、ポリピロールに過塩素酸
イオン＜ＣＩ　Ｏ、−）をドーピングした重合体、ポリ
カルバゾールにヨウ素（■２）をドーピングした重合体
、ポリピリジンにテトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ
）をドーピングした重合体、ポリキノリンにナトリウム
（Ｎａ）をドーピングした重合体、ポリフランに過塩素
酸イオン（ＣＪＯ，−）をドーピングした重合体、ポリ
バラフェニレンにカリウム（Ｋ）をドーピングした重合
体、ポリ−２，６−ナフチレンにフッ化アンチモン（Ｓ
ｂＦ、）をドーピングした重合体等を挙げることができ
る。

導電性高分子材料の含有割合は、内層樹脂１００重量部
に対して２〜５０重量部が好ましく、特に５〜３０重量
部が好ましい。斯かる範囲にあれば導電性高分子材料に
よる電気抵抗の減少効果が十分に発揮される。

樹脂コーティング層の外層を構成する樹脂（以下「外層
樹脂」という。）としては、トナー物質の付着を有効に
防止する観点から低表面エネルギー特性を有する樹脂が
好ましい。具体的には、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四
フッ化エチレン、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン
共重合体、側鎖にフッ素原子を置換してなる基を有する
含フッ素系樹脂、縮合硬化型シリコーン樹脂等を用いる
ことができる。前記含フッ素系樹脂の中でも特にアクリ
ル＃−１．１，３−）ジヒドロバーフルオロ−ｎ−プロ
ピルとアクリル酸−１，１−ジヒドロパーフルオロ−ｎ
−プロピルとの共重合体、アクリル酸−１，１−ジヒド
ロパーフルオロエチル重合体等が好ましい。

内層の厚さは０．４〜２．９ｎ程度、外層の厚さは０．
１〜２．６μ膚程度がよく、樹脂コーティング層の全体
の厚さとしては０．５〜３．Ｏｎ程度がよい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこ
れらの態様に限定されるものではない。

なお、以下において「部」は「重量部」を表す。

実施例１ スチレン／メチルメタクリレート共重合体１５ｇをメチ
ルエチルケトン３００ｍｊ！に溶解した溶液に、延伸し
たポリアセチレンに塩化鉄（Ｆ　ｅ　ＣＪ　３）をドー
ピングした重合体（導電性高分子材料、平均粒径１μ）
３ｇをホモジェッターを用いて分散し、内層用被覆液を
調製した。

この内層用被覆液を用いて、スピラコーターにより球状
のフェライト粒子の表面に平均膜厚が１ｐの内層を形成
し、−次キャリアを得た。

次いで、アクリル酸−１，１，３−）リヒドロバーフル
オローｎ−プロピル／アクリル酸−１゜１−ジヒドロパ
ーフルオロ−ｎ−プロピル共重合体（低表面エネルギー
樹脂）１２ｇをアセトン５０〇−に溶解して、外層用被
覆液を調製した。

この外層用被覆液を用いて、スピラコーターにより前記
−次キャリアの内層の表面に外層を形成し、もって合計
の平均膜厚が約２ｎの樹脂コーティング層を有する平均
粒径が１（１０ｕのコーティングキャリアＣ１を得た。

実施例２ 実施例１において、外層用被覆液を、アクリル酸−１，
１−ジヒドロパーフルオロエチル重合体く低表面エネル
ギー樹脂）１２ｇをアセトン５０〇−に溶解して調製し
た外層用被覆液に変更したほかは同様にしてコーティン
グキャリアＣ２を得た。

実施例３ 実施例１において、導電性高分子材料を、ポリピロール
に過塩素酸イオンくα０４−）をドーピングした重合体
（平均粒径ＩＩＪＭ）に変更したほかは同様にしてコー
ティングキャリアＣ３を得た。

比較例１ 実施例１において、導電性高分子材料を含有させないで
内層用被覆液を調製したほかは、同様にして比較用のコ
ーティングキャリアＣ１を得た。

比較例２ アクリル酸−１，１−ジヒドロパーフルオロエチル重合
体１２ｇをアセトン５００ｍｆに溶解した溶液に、酸化
鉄（導電性微粒子）３ｇをホモジェッターを用いて分散
し、被覆液を調製した。

この被覆液を用いて、スビラコーターにより球状のフェ
ライト粒子の表面に平均膜厚が２μ口の樹脂コーティン
グ層を形成し、樹脂コーティング層が１層からなる平均
粒径が１００μ膚の比較用のコーティングキャリアＣ２
を得た。

比較例３ 比較例１において、外層用被覆液を、アクリル酸−１，
１−ジヒドロパーフルオロエチル重合体１２ｇをアセト
ン５００−に溶解した溶液に、延伸したポリアセチレン
に塩化鉄（ＦｅＣ！１３）をドーピングした重合体（平
均粒径ｉｎ）３ｇをホモジェッターを用いて分散した外
層用被覆液に変更したほかは同様にして比較用のコーテ
ィングキャリアＣ３を得た。

比較例４ 実施例１において、外層用被覆液を、アクリル１１１２
−１．１−ジヒドロパーフルオロエチル重合体１２ｇを
アセトン５００ｒｎｌに溶解した溶液に、延伸したポリ
アセチレンに塩化鉄（ＦｅＣ１，）をドーピングした重
合体（平均粒径ＩＪＩＭ）３ｇをホモジェッターを用い
て分散した外層用被覆液に変更したほかは同様にして比
較用のコーティングキャリアＣ４を得た。

〈実写テスト〉 以上の実施例および比較例で得られた各キャリアと、ト
ナーとをそれぞれトナー濃度が４重量％となる割合で混
合して各二成分系現像剤を調製した。なお、使用したト
ナーは、次のようにして得られたものである。

すなわち、スチレン／メチルメタクリレート／ブチルア
クリレート共重合体樹脂１００部と、カーボンブラック
１０部と、ポリプロピレンワックス３部とを、混合、練
肉、粉砕、分級し、平均粒径１０ｎの粉末を得た。さら
に、この粉末１００部と、疎水性シリカ微粒子０．８部
とをヘンシヱルミキサーで混合し、トナーを得た。

上記二成分系現像剤をそれぞれ用いて、電子写真複写機
「Ｕ　−Ｂｉｘ　１０１７Ｊ　　（コニカ■製〉により
、感光体の黒地部（画像部）電位が−４００Ｖ、白地部
（非画像部）電位が一５０Ｖ、現像領域におけるバイア
ス電圧が一１５０Ｖの条件で実写テストを行い、下記の
項目について評価した。

■キャリアの耐久性 １層万枚の実写テストを行ったときの現像剤の帯電量変
化を測定して判定した。すなわち、この帯電量変化の少
ないものほどキャリアの耐久性が優れている。

■画像のカブリ １層万枚の実写テストを行ったときの複写画像の白地部
（非画像部）の相対濃度の変化を測定して判定した。す
なわち、この変化の小さいものほどキャリアの摩擦帯電
性およびその安定性が優れている。

■現像性 １層万枚の実写テストを行ったときの複写画像の黒地部
（画像部）の相対濃度の変化を測定して判定した。すな
わち、この変化の小さいものほどキャリアの現像性なら
びに摩擦帯電性およびその安定性が優れている。

■トナー飛散 ｌＯ万枚の実写テストを行ったときその終了後における
トナー飛散の状況を次の６段階で評価した。

すなわち、トナー飛散の少ないほどキャリアの摩擦帯電
性およびその安定性が優れている。

Ａ：全く飛散が認められない。

Ｂ：現像器周辺に若干の飛散は認められるが他の部分へ
の飛散は認められない。

Ｃ：現像器周辺に飛散が認められ他の部分への飛散も若
干認められるがコピー品質、メンテナビリティは共に支
障は認められない。

Ｄ＝複写機内全体に飛散が認められ光学系の汚れによる
地力ブリが若干認められる。

Ｅ：複写機内全体にかなりの飛散を生じ光学系の汚れに
よる地力ブリが明らかに認められ、また搬送部の汚染に
よるコピー汚れが生ずる。

Ｆ：飛散したトナーが複写機外に排出され、周囲を汚染
する。

結果は第１表に示す通りである。

この第１表から理解されるように、実施例１乃至３のコ
ーティングキャリアは、磁性体粒子の表面に内層と外層
の２層からなる樹脂コーティング層を有するのみならず
、特に内層に導電性高分子材料を含有してなるので、多
数回にわたり画像の形成に供するときにも安定した摩擦
帯電性および現像性が発揮され、カブリ、トナー飛散を
伴わずに高濃度の画像を安定に形成することができ、キ
ャリアの耐久性が格段に向上する。

これに対して、比較例１のコーティングキャリアは、導
電性高分子材料をまったく含有していないので、バイア
ス電圧が十分に作用せず、画像濃度が低くまたカブリの
発生も顕著である。

比較例２のコーティングキャリアは、１層の樹脂コーテ
ィング層に導電性高分子材料が含有されてなるので、ｌ
Ｏ万回複写後においては、摩擦帯電量が大きく低下し、
画像濃度の低下も著しく、カブリおよびトナー飛散の発
生が顕著である。

比較例３のコーティングキャリアは、内層ではなくて外
層に導電性高分子材料が含有されており、また、比較例
４のコーティングキャリアは、内層のみならず外層にも
導電性高分子材料が含有されているので、いずれのコー
ティングキャリアにおいても樹脂コーティング層の表面
に導電性高分子材料が存在することになるため、１層万
回複写後においては、摩擦帯電量が大きく低下し、画像
濃度の低下も著しく、カブリおよびトナー飛散の発生が
顕著である。

〔発明の効果〕

請求項１の発明によれば、樹脂コーティング層を内層と
外層の２層構成としたうえ、特に内層に導電性高分子材
料を含有させたので、樹脂コーティング層の表面には導
電性高分子材料が露出せず、従って、導電性高分子材料
による電気抵抗の減少効果が安定に発揮され、多数回に
わたり画像の形成に供するときにも安定した摩擦帯電性
および現像性が発揮され、カブリ、トナー飛散が発生せ
ず、キャリアの耐久性が向上する。そして、外層には導
電性高分子材料が存在しないので外層の割れ等が生じに
くく、機械的強度の面からもキャリアの耐久性が向上す
る。

そして、これらの優れた性能は、レーザープリンター等
のように感光体の帯電電位が低電位である現像プロセス
に適用する場合にも安定に発揮される。

請求項２の発明によれば、外層の低表面エネルギー特性
によりトナー物質の付着が有効に防止されるので、さら
に優れた耐久性が発揮される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性体粒子の表面に、内層と外層の２層からなる
   樹脂コーティング層を設けてなるコーティングキャリア
   において、 前記内層が導電性高分子材料を含有してなることを特徴
   とするコーティングキャリア。
2. （２）外層が低表面エネルギーの樹脂からなることを特
   徴とする請求項１に記載のコーティングキャリア。