JPS58211167A - 静電荷像現像用キヤリア - 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】 本発明は静電荷像現像用キャリアに関するものである。

一般に電子写真法又は静電記録法等においては、光導電
性感光体又は誘電体等より成る像支持体上に形成された
静電荷像を現像するために、着色微粉であるトナーとキ
ャリアとより成る現像剤が用いられる。この現像剤を構
成するトナーは、搬送の過程でキャリアと相互に摩擦さ
れ−て静電荷像とは反対極性の電荷がトナーに誘起され
、現像器による現像の過程で当該トナーが像支持体に静
電的に付着して可視像が形成される。

従って、現像器における現像剤中のトナーは現像の都度
消費されるが、これに応じて現像器には新しいトナーが
補充されるので、現像器においては常にトナーの更新が
行われる。然るにキャリアは、初期に調製されたものが
し期に亘って繰り返し使用されるものであり、このため
現像を重ねるに従ってキャリアの特性が劣什する。例え
ばキャリア表面にトナーの一部が融着するようになって
いわゆるスペン））ナーが生じてキャリアの摩擦帯電特
性が低下し、或いは現像剤にバイアス屯田を印加して行
なわれる画ｉｆ整において所期の効果が得られず、良好
な現像を達成することができない。

また一般にキャリアとしては無機質粉粒体がそのまま用
いられるが、その表面状態が親水性である場合には現像
剤の耐湿性が低下して同様に良好な現像を達成すること
ができない。

以上の如き問題を解決するための手段として、例えば無
機質粒子をキャリア芯材とし、その表面にトナーとの摩
擦帯電特性の優れた樹脂より戊る被覆層を形成すること
が、例えば特公昭４４−２７８７９号公報、特開昭４１
７−１３９５４号公報などに示されている。ル［かる樹
脂被覆層を有するいわゆるコーティングキャリアによれ
ば、キャリア表面に寸着するスペントトナーによる現像
剤の特性の劣什はある程度抑止される。しがしながら、
従来の樹脂被覆キャリアによる現１象剤は、現像器内を
流動する過程において器壁と衝突して樹脂被聞層がキャ
リア表面より欠落するようになり、キャリアとしての性
能が劣仕するという欠点がある。

そこで、例えば特開昭５５−８３１０９号公報に記載さ
れるように、アルキルトリアルコキシシラン及びテトラ
アルコキシシラン等のシラン系カップリング剤層を予め
磁性体表面に設け、更にこの上に樹脂被巽層な設ける試
みもある。しかしながらこの手段においては、シラン系
カップリング剤の加水分解性が高いため、耐湿性が征下
し、耐久性が小さく、又シラン系カップリング剤の磁性
体に対する反応性が小さいため被覆層の被覆強度が小さ
く、更に帯電極性制御が困難であるという欠点がある。

このように、現在においては、実用的に十分満足し得る
キャリアは見い出されていないのが実情である。

本発明は、以上の如き事情に基いてなされたものであり
、その目的とするところは、樹脂被覆層を有し、トナー
［が生ずることがなくて特性の劣仕が小さく、シかも樹
脂被覆層が無機質キャリア芯材に強固に結合していてし
期間に亘る使用においても特性の劣什が小さく、良好な
現像を達成することのできる静電荷像現像用キャリアを
提供することにある。

本発明の他の目的は、耐湿性に擾れ、帯電極性１ｔｉｌ
ｌ　（ａｌｌを容易に行なうことのできる静電荷像現像
用キャリアを提供することにある。

上述の目的は、無機質キャリア芯材の表面に、下記一般
式１で表わされる化合物と樹脂とによる被覆層を形成し
たものを静電荷像現像用キャリアとすることによって達
成される。

一般式エ バ　−へ−射−Ｊ　　　ｌｊ　　　ＩＪ−員（式中、Ｒ
ｏは炭素原子数４〜３０のアルキル基又はアルケニル基
、 Ｒ２は水素原子又はメチル基、 Ｒ８は炭素原子数１〜４の２価のアル キル基、 Ａ　はカルボニル基又はスルホニル基、Ｍ　は水素原子
、アルカリ金属、アル カリ土類金属又はアミン を表わす。） 本発明静電荷像現像用キャリアを製造するためには、 （１）前記一般式１で表わされる化合物（以下「化合物
■」という。）により無機質キャリア芯材を処理した後
樹脂被匿を施す方法。

（２）前記化合物工を含有する樹脂により無機質キャリ
ア芯材を被覆する方法。

（３）前記化合物工を含有するモノマーにより無機質キ
ャリア芯材を被覆すると共に、当該上ツマ−を重合せし
める方法 等の方法を利用することができる。

詳細に説明すると、方法（１）による場合には、キャリ
ア思料を前記仕合物工により処理して処理芯材を得、被
覆用樹脂を溶Ｉ５１］に溶解した溶液を、例えは流動（
ヒベッド装置により前記処理芯材に塗布して乾燥せしめ
、或いは被覆用樹脂を与えるモノマーを同様に塗布して
これを重合せしめればよい。

方法（２）及び（３）による場合にも、被冑手段として
は公知の手段を用いることができる。

ここで方法（１）によれば、第１図に模式的に示すよう
に、キャリア芯材１の外表面上に形成される被＠層２は
、前記化合ウニの層２人と、樹脂層２Ｂとの債層体より
戊るものとなり、特に圏れた耐湿性と耐久性が得られる
。父方法（２）又は方法（３）によれば、第２図に示す
ように被ν層２は前記化合物■が含有された樹脂より成
るものと成り、特に極面が容易である利点がある。

本発明においては、キャリア芯材としては粒径３０〜１
０００ミクロン、好ましくは３０〜２００ミクロンの例
えば砂、ガラス、又はコＩ（ルト、鉄、銅、ニッケル、
フェライト、亜鉛、アルミニウム、黄銅、などの金属若
しくはそれらの合金若しくはその酸化物など、従来キャ
リア芯材としＣ用いられているものを使用することがで
きるか、実際（こは、採用される現像方式に従って適宜
選択される。

このキャリア芯材は球状であることが好ましし１゜本発
明において用いる化合ウニの具体的な例示化合物として
は、例えば次のものを挙げることができる。

例示化合物 ［サルコシネー）ＬＨＪ（日光ケミカルシ１社製）［サ
ルコシネー）ＯＨＪ（日光ケミカルズ社製）「メディア
ランＡＪ　（ヘキスト社製）１フ）以上１）〜１６）の
塩 塩の例を説明すると、金属塩として例えば、ナトリウム
塩、リチウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、鉛塩、長い炭
住水素鎖を有する脂肪族アミン又はオレフィンアミンと
して例えばリルイルアミン、オレイルアミン、ラウリル
アミン、カカオ脂アミン、複素環式アミンの塩として例
えばモルホリン、１分子当り数個のアミン基を有するア
ミンとして例えばジエチレントリアミン、トリエチレン
テトラミン、芳香族アミンとして例えばアルキル置換ア
ニリン、第三アミンの塩として例えばトリエタノールア
ミンのようなトリアルカノールアミン及びトリエチルア
ミンのようなトリアルキルアミン、その他のアミンによ
る塩、その他を挙げることができる。

本発明において被覆用樹脂としては、種々のものを使用
することができ、例えばスチレン、パラクロロスチレン
、α−メチルスチレン等のスチレン類多アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アク
リル酸ｚ−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、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
−ブチル、メタクリルＮ！！、２−エチルヘキシル、メ
タクリル酸フェニル等のα−メチレンＭＦＪｊＭ＝−ノ
ｂルｙｙン酸エステル類書アクリロニトリル、メタアク
リロニトリル等のビニルニトリル＄５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
；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ＩＮ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル環状
化合物類１ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、
メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類薔プロ
ピレン、エチレン、イソプレン、ブタジェン等の不飽和
炭住水素類；クロロブレン等のハロゲン系不飽和炭住水
素類等の単量体よりなる重合体或いはこれら単量体を２
種以上組み合わせた共重合体及びこれらの混合物或いは
例えばロジン変性フェノールホルマリン樹脂、油変性エ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リイミド樹脂等の非ビニル縮合系樹脂或いはこれらと前
記ビニル系樹脂との混合物を挙げることができる。

前記化合ウニと被覆用樹脂による被覆量は適切な範囲内
にあることが必要であり、前記化合ウニの被覆量が多過
ぎると当該化合ウニが析出するようになって被朦層のキ
ャリア芯材に対する被着性が小さくなり、又現像剤とし
ての流動性が低下して搬送性が悪くなる。好ましい被覆
量は、キャリア全量に対し、前記化合ウニが０．０１〜
５３ＭＭ％の範囲内であり、且つ被滝用樹脂が０．１〜
ｌＯ重量％の範囲内である。

また被覆用樹脂のガラス転移湿度は少なくとも６０°Ｃ
であることが好ましく、ガラス転移温度が低いとキャリ
ア同士の摩擦、キャリアと現像器の器壁との摩擦などで
発熱した場合に当該樹脂が粘着性を帯びるようになり、
流動性が悲くなる。尚本発明キャリアは、共に用いられ
るトナーに対し、通常の使用条件で、絶対値で５〜４０
マイクロクーロ−＞／ｇの電荷を与えるものであること
が好ましい。

本発明キャリアと共に現像剤を構成するトナーは、樹脂
中に着色剤を分数せしめて成るものであり、ここに結着
剤樹脂としては、種々の熱可塑性樹脂が用いられる。そ
の具体例としては、例えば、スチレン、パラクロロスチ
レン、α−メチルスチレンなどのスチレン類寥アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピ°
ル、アクリル師ラウリル、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−ブチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル
酸２−エチルヘキシルなどのα−メチレン脂Ｕｊ　族モ
ノカルボン酸エステルｉｔ　＋アクリロニトリル、メタ
アクリロニトリルなどのビニルニトリル類＋２−ビニル
ピリジン、４−ビニルピリジンなどのビニルピリジン＠
ｊＩビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル
などのビニルエーテル分ロビニルメチルヶトン、ビニル
エチルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニ
ルケトン類；エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタ
ジェン等の不飽和戻イシ水紫類及びそのハロゲン化物、
クロロブレンなどのハロゲン系不飽和炭住水素数ｊなど
の単量体による重合体あるいは、これら単量体を２種以
上組み合わせて得られる共重合体、及びこれらの混合物
、あるいは、例えばロジン変性ツユノールホルマリン樹
脂、油変性エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエー
テル樹脂など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０ また、前記着色剤の具体例としては、例えば、カーボン
ブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルフォ
イルブルー、クロームイエロー、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かできる。

本発明静電荷像現像用キャリアは以上の通りであるから
、既述の化合ウニと樹脂とより成る被胃層により無機質
キャリア芯材が被膜されているため、後述する実施例か
らも理解されるように、当該被＠層が強固にキャリア芯
材に固着してその欠落が生ぜず、又トナー付着も生ずる
ことがなくて大きな耐久性を有し、し期間に亘ってその
優れた特性が維持され、総じて良好な静電荷像の現像を
達成することができる。勿論本発明キャリアには必要に
応じて種々の添加剤、例えば帯電極性制御剤その他を加
えることができる。

以下、本発明を実施例をもって説明するが、本発明がこ
れらに限定されるものではない。

実施例１ 平均粒径１００ミクロンの鉄粉をキャリア芯材として用
い、その１　ｋｇに、「サルコシネートＬＨＪ（日光ケ
ミカルス社製）（例示仕合物１））ｔ　ｏ　ｇをトルエ
ン４００−に溶解した溶液を加えて８時間攪拌した後固
型物を濾別し乾燥して処理芯材を得た。この処理芯材は
走査型電子顕微鏡ｒＪｓＨ−Ｔ２００Ｊ　　（日本電子
社製）により３５００倍で゛観察したところ、均一で良
好な被膜が形成されていることがわかった。この処理芯
材にメチルメタクリレート７０ｇとスチレン３０ｇとを
混合し、更に重合開始剤としてラウロイルパーオキサイ
ド２．５ｇを溶解した溶液を添加し、約８０分間攪拌し
、静置して上澄液な分離し、分散安定剤としてのコロイ
ド状リン酸カルシウムを１゜５ｇ含有する水溶液５００
−を添加し、十分分散させながら温度７５°Ｃで８時間
重合せしめた。その後糸を冷却して濃塩酸２−を加え、
１０分間攪拌した後固型物を取り出し、十分水洗して本
発明キャリアを得た。これを「試料ｌ」とする。

実施例２ 実施例１におけると同様の処理芯材１に９を、重量比で
メチルメタクリレート：スチレン＝７（１：３０のメチ
ルメタクリレート−スチレン共重合体１５ｇをトルエン
５００−に溶解した溶液により、流動化ベッド装置を用
いて処理し、本発明キャリアを得た。これを「試料２」
とする。

実施例３ ［サルフシネ−）ＬＨｊ（日光ケミカルス社製）５ｇと
、重量比でメチルメタクリレート：スチレン＝７０：８
０のメチルメタクリレート−スチレン共重合体１５ｇと
をトルエン５００ｆｎｌに溶解した溶液を用い、平均粒
径１００ミクロンの鉄粉１〜を流動化ベッド装置により
処理して本発明キャリアを得た。これを「試料８」とす
る。

実施側番 ［サルコシネー）ＬＨＪ（日光ケミカルス社製）５ｇを
トルエン３００ｄに溶解した溶液を用いて平均粒径１０
０ミクロンの鉄粉１ｋｇを流動化ベッド装置により処理
して処理芯材を得た。この処理芯材を、重量比でメチル
メタクリレート：スチレン＝７０：８０のメチルメタク
リレート−スチレン共重合体１５ｇをトルエン５００−
に溶解した溶液により処理して本発明キャリアを得た。

これを「試料４」とする。

実施例５ 実施例１における［サルコシネー）ＬＨＪの代りに「サ
ルコシネー）ＯＨＪ（日光ケミカルス社製）（例示仕合
物（２））を用いたほかは実施例１と同様にして本発明
キャリアを得た。これを「試料５」とする。

実施例６ 実施例２における［サルコシネー）ＬＨＪの代りに「サ
ルコシネー）ＯＨＪを用いたほかは実施例２と同様にし
て、本発明キャリアを得た。これを「試料６」とする。

実施例７ 実施例８における［サルコシネー）ＬＨＪの代りに［サ
ルコシネー）ＯＨＪを用いたほかは実施例３と同様にし
て本発明キャリアを得た。これを「試料７」とする。

実施例８ 実施例４における［サルヨシネー）ＬＨＪの代りに［サ
ルコシネー）ＯＩ（Ｊを用いたほかは実施例４と同様に
して本発明キャリアを得た。これを「試料８」とする。

実施例９ 実施例１における「サルコシネー）ＬＨＪの代りに、「
メディアランＡＪ　（ヘギスト社製）（例示化合物（３
））を用いたほかは実施例１と同様にして本発明キャリ
アを得た。これを１試料９」とする。

実施例１Ｏ 実施例２における「サルコシ不−）ＬＨＪの代りに「メ
ディアランＡ」を用いたほかは実施例２と同様にして本
発明キャリアを得た。これを「試料１０」とする。

実施例１１ 実施例８におけるしサルコシネー）Ｌ）ＩＪ（７）Ｋり
に１メデイアランＡ」を用いたほかは実施例３と同様に
して本発明キャリアを得た。これを［試料１１Ｊとする
。

実施例１２ 実施例４における「サルコシネー）ＬＨＪの代りに「メ
ディアランＡ」を用いたほかは実施例４と同様にして本
発明キャリアを得た。これを［試料１２ｊとする。

以上の実施例１〜１２で得られた試料１〜試料１２の各
々に電子写真複写機［Ｕ　−Ｂｉｘ　Ｖ　Ｊ川のトナー
を加えてトナー濃度が５％の合計１２種の現像剤を作り
、当該現像剤を数分間振盪して摩擦帯電させた後公知の
ブローオフ法により帯電量テストを行なった。結果は第
１表に示す通りである。

第　　１　　表 又上記現像剤の各々を用いて電子写真複写機「Ｕ−Ｂｉ
ｘＶＪ（小西六写真工業社製）を用いて実写テストをも
なったところ、１０万コピーに至るまでカブリのない良
好な複写画像が得られた。

そしてｌＯ万ココピー後各現像剤について再び帯電量テ
ストを行なった。結果は第２表に示す通りである。

第　　２　　表 又上記現像剤の各々を用いて、温度５０°Ｃ１相対湿度
８０％の高温高湿度雰囲気下で同様の実写テストを行な
ったが、ｌＯ万ココピー至るまで良好な複写画像を得る
ことができた。

比較例１ 「サルコシネー）ＬＨＪによる処理を施さないほかは実
施例２と全く同様にしてキャリアを得た。

これを「比較試料１」とする。

この比較試料１を用いて既述と同様にして現像剤を作り
、同様の帯電、量テストを行なったところ帯電Ｍは＋１
７．５マイクロク一ロン／ｇであった。

又上記現像剤を用いて同様の実写テストを行なったとこ
ろ、５万コピーまではカブリのない複写画像が得られた
が、その後はカブリが発生して画質が低下した。更に１
０万フビー降に行なった帯電量テストによる帯ｗｉｔは
＋１０　　マイクロクーロン／Ｃであった。

比較例２ 実施例１における［サルコシネー）ＬＨＪの代すニビニ
ルトリエトキシシランを用いたほかは実施例１と全く同
様にしてキャリアを得た。これを「比較試料２」とする
。

この比較試料２を用いて同様の現像剤を作り、同様の実
写テストを温度５０°Ｃ１相対湿度８０％の高温高湿度
雰囲気下で行なったところ、２万コピー後には複写両件
はｌｌｉ］ｌ質が非常に低下したものとなった。

実施例１８ 被覆用樹脂としてスチレン−塩化ビニリデン共重合体を
用いたほかは実施例２と同様にして本発明キャリアを得
た。これを１試料１３」とする。

実施例１４ 被覆用樹脂としてスチレン−塩什ビニリデン共重合体を
用いたほかは実施例６と同様にして本発明キャリアを得
た。これを「試料１４」とする。

実施例１５ 被覆用樹脂としてスチレン−塩化ビニリデン共重合体を
用いたほかは実施例１０と同様にして本発明キャリアを
得た。これを「試料１５」とする。

比較例３ 実施例２における［サルコシネー）ＬＨＪの代りにテト
ラｎ−ブトキシチタンを用い、更に被覆用樹脂としてス
チレン−塩化ビニリデン共重合体を用いたほかは実施例
２と同様にしてキャリアを得た。これを１比較試料３」
とする。

前記試料１８〜試料１５の王者と比較試料８とを温度５
０°Ｃ１相対湿度８０％の高温高湿度雰囲気下で１ケ月
間保荘したところ試料１８〜試料１５においては何ら変
化は認められず、実写テストにおいても１０万コピー後
でも良好な画質の画像が得られた。これに対し比較試料
３においては保存後に凝集が生じていた。このようにハ
ロゲン原子を含む樹脂を破開用樹脂として用いた場合に
も、本発明キャリアは優れた特性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明静電荷像現像用キャリア
の粒子の構成を模式的に示す説明用断面図である。 １・・・無機質キャリア芯材 ２・・・被置層　　　　　　２Ａ・・・化合ウニの層２
Ｂ・・・樹脂層 第１　図 第　２　圃 手続袖正書（自発） 昭和５８年８月２９１ｊ 特許庁長官　若杉和夫　殿 １　事件の表示 昭和５７年　　　　特許願第９３０５７　　冒２・　発
明の名称　　静電荷像現像用キャリア３、　補正をする
者 事件との関係　　　特許出願人 □、ア（’Ｂ　Ｍｌ、（１２７）小西六写真工業株式会
社５、　補正命令の日会ｊ 鉛塩、鉛塩、」を削除する。、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ）無機質キャリア芯材の表面に、下記一般式１で表わ
   される化合物と樹脂とによる被覆層を形成して成ること
   を特数とする静電荷像現像用キャリア。 一般式１ （式中、Ｒｏは炭素原子数４〜３０のアルキル基又はア
   ルケニル基、 Ｒ８は水素原子又はメチル基、 Ｒ８は炭素原子数１〜４の２価のア ルキル基、 Ａ　ハカルボニル基又はスルホニル基 Ｍは水素原子、アルカリ金屑、アル カリ土類金属又はアミン を表わす。） ｇ）　　前記被覆層における前記一般式１で表わされる
   化合物の前記キャリア芯材に対する割合が０．Ｏ１〜５
   重凰％である特許請求の範囲第１項記載の静電荷像現像
   用キャリア。