JPH07261462A - 電子写真用キャリア及び帯電付与部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯電安定性、キャリア劣化防止、環境安定性
等の優れた電子写真用キャリア及び帯電付与部材を提供
しようとするものである。 【構成】 下記構造式１又は２で表される芳香族ビニル
ケトン樹脂を含有する被覆樹脂で芯材、又は、帯電付与
部材を被覆したことを特徴とする電子写真用キャリア、
又は、帯電付与部材。 【化１】 【化２】 （式中、ｎは１〜４０の範囲の整数を表し、Ｒは水素又
はＣＨ₂ ＯＨを表す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法等により形成される静電荷像を二成分現像剤で現像す
る際に用いる電子写真用キャリア及び帯電付与部材に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法など静電荷像を経て画像情報
を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されてい
る。電子写真法は、帯電、露光工程で感光体上に静電潜
像を形成し、トナーを含む現像剤で静電潜像を現像し、
転写、定着工程を経て可視化される。ここで用いる現像
剤は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤と、磁性
トナーなどのようにトナー単独で用いる一成分現像剤が
あるが、二成分現像剤は、キャリアが現像剤の攪拌、搬
送、帯電などの機能を分担し、現像剤として機能分離さ
れているため、現像剤の設計が容易であり、現在広く用
いられている。

【０００３】特に、樹脂を被覆したキャリアを用いる現
像剤は、帯電制御性に優れ、環境依存性、経時安定性な
どの改善が比較的容易である。また、現像方法は、古く
はカスケード法などが用いられてきたが、現在は現像剤
搬送担体として磁気ロールを用いる磁気ブラシ法が主流
である。また、一成分現像剤においても、現像ロール、
トナー供給ロール、帯電ブレード等に特定の樹脂や帯電
制御剤を含有させて画質向上、画質維持性向上を行って
いる。

【０００４】二成分現像剤を用いる磁気ブラシ法には、
現像剤の帯電劣化による画像濃度の低下や、著しい背景
部汚れの発生、画像へのキャリアの付着による画像の荒
れ、キャリアの消費及び画像濃度ムラの発生などの問題
がある。現像剤の帯電劣化は、キャリアコート層へのト
ナー成分の固着やコートの剥離などにより帯電劣化が発
生し易く、また、コート層が不均一になると、湿度、温
度などの環境変動時、トナーの追加時、高トナー濃度時
に背景部汚れなどを発生する傾向がある。

【０００５】これらの帯電劣化の防止のために、被覆樹
脂の硬度を上げて剥離を抑制したり、被覆樹脂の表面エ
ネルギーを低下させることにより、キャリアコート層へ
のトナー成分の固着を防止したり、あるいは、それらを
併用して帯電劣化を防止する努力がなされてきた。

【０００６】例えば、帯電安定性、キャリア劣化防止等
を改善することを目的として、キャリア表面を安息香酸
やアセトフェノンのような低分子化合物で処理すること
が提案されている（特開昭５４─４４５３４号公報参
照）。しかしながら、このような低分子化合物で処理さ
れたキャリアは、処理層の強度が低く、キャリア同志の
接触により、処理層が剥がれたり、欠損を生ずるため、
キャリアの帯電付与特性を長期間維持することができな
いという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記の問題を解消し、次の特徴を備えた電子写真用キャリ
ア及び帯電付与部材を提供しようとするものである。 キャリア同志の接触による破壊及びトナーのインパク
ションを防止して高画質の確保と、キャリアの消費を抑
制すること、 トナー追加時の背景部汚れを改善し、現像剤、帯電付
与部材の寿命を延長すること、 環境変動に基づく帯電性変化を抑制して、画質維持性
を改善すること、 黒ベタ及び細線を有する画像の再現性が優れているこ
と。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ケトン系
樹脂の特徴を生かして、帯電安定性、キャリア劣化防
止、環境安定性等の優れた被覆樹脂について鋭意検討し
た結果、上記の芳香族ビニルケトン誘導体を含む被覆樹
脂が前記の特性を有することを見出して本発明を完成し
た。本発明の具体的な態様を記載すると以下のとおりで
ある。

【０００９】(1) 芯材上に樹脂被覆層を設けてなる電子
写真用キャリアにおいて、前記樹脂が下記構造式(1) 又
は(2) で表される芳香族ビニルケトン誘導体を含有する
ことを特徴とする電子写真用キャリア。

【００１０】

【化３】

【００１１】

【化４】

【００１２】（式中、ｎは１〜４００、好ましくは５〜
２００、より好ましくは５〜１００の範囲の整数であ
り、ＲはＨ又は−ＣＨ₂ ＯＨを表す。なお、ｎが４００
を上回ると、不溶性不融となり、被覆が不十分になると
いう不都合がある。）

【００１３】(2) 上記芳香族ビニルケトン誘導体の、カ
ルボニル基の部分を水素化した樹脂を使用することを特
徴とする上記(1) 記載の電子写真用キャリア。

【００１４】(3) 上記芳香族ビニルケトン誘導体又はそ
の水素化樹脂は、軟化点が６０〜３００℃、好ましくは
７０〜２８０℃，より好ましくは８０〜２５０℃の範囲
にある上記芳香族ビニルケトン誘導体又はその水素化樹
脂を使用することを特徴とする上記(1) 又と(2) 記載の
電子写真用キャリア。

【００１５】(4) 上記(1) 〜(3) のいずれか１項に記載
の電子写真用キャリアの表面に、上記芳香族ビニルケト
ン誘導体及びその水素化樹脂以外の他の樹脂を被覆した
複層構造の電子写真用キャリア。

【００１６】(5) 樹脂を被覆してなる電子写真用帯電付
与部材において、前記樹脂が上記(1) 〜(3) のいずれか
１項記載の芳香族ビニルケトン誘導体を含有することを
特徴とする電子写真用帯電付与部材。

【００１７】

【作用】本発明は、上記の芳香族ビニルケトン誘導体
（例えば、置換フェニル基を有するもの等）又はその水
素化樹脂を含む被覆樹脂を用いることにより、電子写真
用キャリア及び帯電付与部材の帯電安定性、キャリア劣
化防止、環境安定性等を向上させることに成功した。

【００１８】本発明で使用する被覆樹脂は、上記の芳香
族ビニルケトン誘導体又はその水素化樹脂単独でも使用
できるが、他の樹脂と混合して使用することもできる。
ここで、他の樹脂としては、フッ化ビニリデン、テトラ
フロロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、モノクロ
ロトリフロロエチレン、モノクロロエチレン、トリフロ
ロエチレン等のビニル系フッ素含有モノマーの共重合
体；スチレン、クロルスチレン、メチルスチレン等のス
チレン類；メチルメタクリレート、メチルアクリレー
ト、プロピルアクリレート、ラウリルアクリレート、メ
タクリル酸、アクリル酸、ブチルメタクリレート、ブチ
ルアクリレート、２エチルヘキシルアクリレート、エチ
ルメタクリレート等のα−メチレン脂肪族モノカルボン
酸類；ジメチルアミノエチルメタクリレートなどの含窒
素アクリル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル
等のニトリル類；２ビニルピリジン、４ビニルピリジン
等のビニルピリジン類；ビニルエーテル類；ビニルケト
ン類；エチレン、プロピレン、ブタジエン等のオレフィ
ン類；メチルシリコン、メチルフェニルシリコン等のシ
リコン類の単独重合体、又は、共重合体を使用すること
ができ、さらに、ビスフェノール、グリコール等を含む
ポリエステル類も使用することができる。

【００１９】被覆樹脂中の上記の芳香族ビニルケトン誘
導体又はその水素化樹脂の配合量は、１〜１００重量
％、好ましくは１０〜１００重量％、より好ましくは２
０〜１００重量％の範囲が適しており、この範囲は被覆
層の強度、帯電付与能力の点で好ましく用いられる。ま
た、被覆樹脂の配合量は、キャリアに対して総量で０．
１〜１０重量％、好ましくは１．０〜７．０重量％、よ
り好ましくは１．５〜６．０重量％の範囲が、画質、２
次障害及び帯電性を同時に満たす点で好ましく用いられ
る。

【００２０】本発明で使用する核体粒子としては、フェ
ライト粒子、造粒マグネタイト粒子などほぼ球形の形状
を有し、表面性の制御可能な粒子が適しており、平均粒
径が２０〜１２０μｍの範囲が好ましい。

【００２１】また、本発明の帯電付与部材としては、金
属スリーブやブレードなどの表面に上記の被覆樹脂をコ
ートしたものである。

【００２２】本発明のキャリアは次の方法で製造するこ
とができる。 上記の芳香族ビニルケトン誘導体又はその水素化樹脂
を含有する被覆樹脂を溶剤に溶解して後、核体粒子と混
合し、減圧化で加熱、混練して溶剤を揮発させ、核体粒
子を被覆する方法。 上記被覆樹脂粉末と核体粒子とを溶剤を用いずに混合
した後、被覆樹脂の融点以上に加熱、混練し、被覆樹脂
を溶融して核体粒子を被覆する方法。

【００２３】上記又はの方法で被覆された粒子の
表面に、前記の被覆樹脂より低い融点を有する他の樹脂
を用い、前記の被覆樹脂の融点より低い温度で他の樹脂
を溶融して被覆する複層被覆方法。 上記又はの方法で被覆された粒子の表面に、前記
の被覆樹脂を溶解しない別の溶剤に溶解した他の樹脂を
用い、溶液コート法で被覆する複層被覆方法。なお、上
記の方法に使用する製造装置としては、加熱ニーダー、
加熱型ヘンシェルミキサー、ＵＭミキサー、プラネタリ
ーミキサー等を挙げることができる。

【００２４】本発明のキャリアはトナーと混合して２成
分現像剤として用いられる。トナーは結着樹脂中に着色
剤などを分散させたものである。トナーに使用する結着
樹脂としては、スチレン、パラクロロスチレン、α−メ
チルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラ
ウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピ
ル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘ
キシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル
類；アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のビニ
ルニトリル類；２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジ
ン等のビニルピリジン類；ビニルメチルエーテル、ビニ
ルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメ
チルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニ
ルケトン等のビニルケトン類；エチレン、プロピレン、
イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素類及びその
ハロゲン化物、クロロプレン等のハロゲン系不飽和炭化
水素類などの単独重合体、又は、共重合体、並びに、そ
れらの混合物、さらに、ロジン変性フェノールホルマリ
ン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテ
ル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、あるいはこれらと前記
ビニル系樹脂との混合物を挙げることができる。

【００２５】トナーに用いる着色剤は、カーボンブラッ
ク、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブ
ルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、メチレ
ンブルー、ローズベンガル、フタロシアニンブルー又は
これらの混合物を挙げることができる。

【００２６】着色剤以外のトナー成分としては、荷電制
御剤、オフセット防止剤、流動性向上剤などがあり、必
要に応じて磁性体微粉末を含有してもよい。トナーの粒
径は小径とする高画質傾向にあり、５〜１２ミクロン程
度、特に５〜１０ミクロンの平均径を有することが好ま
しい。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例でより詳しく説明する
が、これにより本発明が限定されるものではない。な
お、実施例において「部」は重量部を意味する。また、
軟化点の測定はＪＩＳ Ｋ ７２０６により行った。

【００２８】〔実施例１〕上記構造式(2)(ｎ＝８〜１
０、軟化点＝１０５〜１１５℃）の水素化ビニルケトン
樹脂（本州化学社製ハロン１１０Ｈ）３０部を１００部
のメチルエチルケトンに溶解した。この溶液と、Ｃｕ−
Ｚｎフェライト（パウダーテック製、平均粒径５０μ）
１０００部を１Ｌ小型ニーダー中に投入し、攪拌しなが
ら減圧加熱してメチルエチルケトンを留去した。その
後、１０５μの篩で篩分してキャリアを得た。

【００２９】〔実施例２〕Ｃｕ−Ｚｎフェライト（パウ
ダーテック製、平均粒径５０μ）１０００部と、上記構
造式(1)(ｎ＝８〜１０、軟化点＝８０〜９０℃）のポリ
ビニルケトン樹脂（本州化学社製ハロン８０）３０部
を、加熱ヒーターを備えた１Ｌ小型ニーダー中で、室温
で５分間混合し、次いで、熱媒温度を１６０℃に上昇さ
せ、４０分間攪拌混練した後、ヒーターを切り、攪拌し
ながら、５０分間冷却した。そして、１０５μの篩で篩
分してキャリアを得た。

【００３０】〔実施例３〕上記構造式(1)(ｎ＝８〜１
０、軟化点＝８０〜９０℃）のポリビニルケトン樹脂
（本州化学社製ハロン８０）１０部と、ポリメチルメタ
クリル酸メチル（三菱レイヨン社製ＢＲ−８０）２０部
とを、１００部のトルエンに溶解した。この溶液と、Ｃ
ｕ−Ｚｎフェライト（パウダーテック製、平均粒径５０
μ）１０００部を１Ｌ小型ニーダー中に投入し、攪拌し
ながら減圧加熱してトルエンを留去した。その後、１０
５μの篩で篩分してキャリアを得た。

【００３１】〔比較例１〕ポリメチルメタクリル酸メチ
ル（三菱レイヨン社製ＢＲ−８０）３０部を１００部の
トルエンに溶解した。この溶液と、Ｃｕ−Ｚｎフェライ
ト（パウダーテック製、平均粒径５０μ）１０００部を
１Ｌ小型ニーダー中に投入し、攪拌しながら減圧加熱し
てトルエンを留去した。その後、１０５μの篩で篩分し
てキャリアを得た。

【００３２】〔比較例２〕２，４−ジフルオロアセトフ
ェノン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）３０部を１００部のメタ
ノールに溶解した。この溶液と、Ｃｕ−Ｚｎフェライト
（パウダーテック製、平均粒径５０μ）１０００部を１
Ｌ小型ニーダー中に投入し、攪拌しながら減圧加熱して
メタノールを留去した。その後、１０５μの篩で篩分し
てキャリアを得た。

【００３３】（トナーの製造例１）結着樹脂（スチレン
−ｎブチルメタクリレート）８７部、カーボンブラック
（キャボット製ＢＰＬ）８部、帯電制御剤（保土谷化学
製ＴＲＨ）１部、及びポリプロピレンワックス（三洋化
成製６６０Ｐ）４部を用い、混練粉砕法で平均粒径７．
５μのトナー粒子を得た。このトナー粒子１００部に対
してコロイダルシリカ（日本アエロジル製Ｒ９７２）１
部を添加してヘンシェルミキサーで混合して評価用トナ
ーとした。

【００３４】（画質評価試験）実施例１、２、３及び比
較例１、２のキャリアを、トナー濃度が５％となるよう
に上記トナーと混合して評価用現像剤を作製した。この
現像剤について、富士ゼロックス製５０３９改造機を用
いて画質評価試験を行い、表１の結果を得た。表１より
明らかなように、実施例１〜３のキャリアは、比較例
１、２と比べて多数枚にわたる画質の維持性、現像性に
優れていることが分かる。

【００３５】

【表１】

【００３６】〔実施例４〕富士ゼロックス社製レーザー
プリンター４１０５用のステンレス製現像ロールスリー
ブを、上記構造式(1)(ｎ＝８〜１０、軟化点＝８０〜９
０℃）のポリビニルケトン樹脂（本州化学社製ハロン８
０）のメチルエチルケトン溶液中にディッピングさせ、
ロールスリーブ上に５０ｇ／ｃｍ² の被膜を形成した。

【００３７】〔比較例３〕富士ゼロックス社製レーザー
プリンター４１０５用のステンレス製現像ロールスリー
ブをそのまま使用した。

【００３８】（トナーの製造例２）結着樹脂（スチレン
−ｎブチルメタクリレート）４４部、マグネタイト粉
（戸田工業社製ＥＰＴ−１０００）５０部、帯電制御剤
（保土谷化学製ＴＲＨ）２部、及び、ポリプロピレンワ
ックス（三洋化成製６６０Ｐ）４部を用い、混練粉砕法
で平均粒径９．０μのトナー粒子を得た。このトナー粒
子１００部に対してコロイダルシリカ（日本アエロジル
製Ｒ９７２）０．８部を添加してヘンシェルミキサーで
混合して評価用トナーとした。

【００３９】（画質評価試験）実施例４及び比較例３の
現像ロールスリーブを、富士ゼロックス製レーザープリ
ンター４１０５に装着し、トナー製造例２のトナーを用
いて画質評価試験を行い、表２の結果を得た。表２から
明らかなように、実施例４の現像ロールスリーブは、比
較例３と比べて画質安定性が優れていることが分かる。

【００４０】

【表２】

【００４１】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、電子写真用キャリア及び帯電付与部材によるトナ
ーの帯電上昇速度が高く、かつ、適度の帯電量を与える
ことができ、ランニング時の帯電量の低下を抑制できる
ので、カブリの早期発生や機内汚染が生ずることもな
い。また、コート層の破壊が抑制され、機械的強度が向
上するため、キャリア若しくは現像剤の長寿命化を可能
にした。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材上に樹脂被覆層を設けてなる電子写
   真用キャリアにおいて、前記樹脂が下記構造式(1) 又は
   (2) で表される芳香族ビニルケトン誘導体を含有するこ
   とを特徴とする電子写真用キャリア。 【化１】 【化２】 （式中、ｎは１〜４００の範囲の整数を表しＲはＨ又は
   −ＣＨ₂ ＯＨを表す。）
2. 【請求項２】 樹脂を被覆してなる電子写真用帯電付与
   部材において、前記樹脂が請求項１記載の芳香族ビニル
   ケトン誘導体を含有することを特徴とする電子写真用帯
   電付与部材。