JPS58221851A - 電子写真用キヤリア− - 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、電子写真現像剤、特にトナーとキャリアーと
から成る２次分現像剤におけるキャリアーに関するもの
である０さらに詳しくは耐久性にすぐれた被覆キャリア
ーに関するものである０ 電子写真は、導電性層上に設けられた光導電性層にコロ
ナ放電によシ静電荷を与え、この電荷を帯びた光導電性
層を原稿に対応して露光し露光部の静電荷を消失させ１
次いで光導電性層の静電荷と反対の静電荷を有するトナ
ー粒子を静電潜像上に付着せしめ静電潜像を現像するこ
とで達成される。

このトナー粒子の付着による静電潜像の現像手段として
は、カスケード法及び磁気ブラシ法が代表的なものとし
て知られている。

これらの方法において現像剤は２次分、すなわち比較的
細かいトナー粒子と比較的大きいキャリアー粒子との混
合体から成る。このトナー粒子とキャリアー粒子の混合
物は機械的摩擦により再循環使用するとキャリアー核か
ら被覆の１部或いは全部が剥離して劣化して行き、また
トナー粒子とキャリアー粒子の接触・衝突によりトナー
粒子がキャリアー粒子の表面に付着し、徐々に堆積する
現象（トナー膜の形成）がみられる。これらの現象はキ
ャリアー粒子の特性を劣化させ１画像に対して悪い影響
を及ばずことになる・ 従って、キャリアー粒子には望ましい摩擦帯電特性を有
することが要求されることはもちろんであるが、さらに
耐摩耗性にすぐれ、トナー粒子の付着堆積が生じにくい
ものであることが要求される。

この様な特性を有するキャリアーを得る方法としてキャ
リアー粒子（コア材）表面に樹脂被覆層を設けることが
数多く提案されている。例えば特公昭４４−２７８７９
号公報及び特開昭５０−２５４３号公報ではコア材をシ
リコン樹脂のような低表面エネルギーを持つ材料で被覆
する方法が提案されている。この方法によれば得られた
キャリアー表面へのトナー粒子の付着は防止できる。し
かし、この方法たより得られたキャリアーにおいては、
コア材へのシリコン樹脂の密着性が一般的に必ずしも充
分とは言えない上に、摩耗及び衝撃にも弱い等機械的強
度も不足している◎従って、長時間にわたって連続複写
を行なっていると、キャリアー同志やキャリアーと機械
部品の接触・衝突の繰り返しによりコア材表面に被覆さ
れたシリコン樹脂が摩耗もしくは剥離してしまい、コア
材が露出して摩擦帯電が本来のトナーとシリコン樹脂と
の摩擦帯電からトナーとコア材の摩擦帯電に変り、摩擦
帯電特性が一定に保六れず、それに伴ってコピー画質が
劣化してしまう欠点がある。

また１例えば特開昭５３−１２９０４１号公報ではコア
材表面にエピ−ビス型エポキシ樹脂をポリアミド樹脂で
硬化させた被覆層を設けることが提案されている０しか
し、エポキシ樹脂をポリアミド樹脂で硬化させただけの
被覆層では、キャリアーのみの現像機攪拌で電気抵抗が
次第に低下して行く現象が見られる。この現象は被覆層
の摩耗と剥離によるコア材の露出によって　　　　。

起るものであり、機械的強度及び密着性が充分でない証
拠である。

本発明の目的は、上記欠点を改良した電子写真用キャリ
アーを提供することにある。更に詳述すれば、本発明の
第１の目的は表面にトナー膜の形成のないキャリアーを
提供することにあｐ、さらに第壱の目的は鉄粉コアに対
して極めて密着性が良い上に機械的強度を充分に有して
いる被覆キャリアーを提供することにある＾また第３の
目的はトナーとの摩擦帯電特性の経時安定性にすぐれた
キャリアーを提供することにある。

本発明は耐久性に優れた被覆キャリアー、さらに詳しく
は磁気ブラシ法に好適に用いられる被覆キャリアー、即
ちコア材の表面に、シリコン樹脂を含有するエポキシ樹
脂をイミダシリン化合物又はイミダゾリ／些金物を主体
とした硬化剤で硬化させ之被覆層を有する電子写真用キ
ャリアーを提供するものである。

本発明のキャリアーは、メチルエチルケトン、シクロヘ
キサノン、メチルイソブチルケトンのよりなケトン類、
イソプロパツール、ｎ−ブタノールのようなアルコール
類又はエチルセロソくはこれらの混合溶剤に、シリコン
樹脂、エポキシ樹脂、及びイミダシリン化合物又はイミ
ダシリン化合物を主体とした硬化剤、また必要に応じて
更に他の樹脂或いは添加剤を溶解した樹脂溶液に、コア
材である鉄粉を浸漬する方法、或いは鉄粉を流動化せし
めておき、これに上記樹脂溶液をスプレーする方法等に
より上記樹脂溶液をコア材に被覆後、これを所定の温度
で熱処理を施し、コア材表面に被覆層を形成することに
よって製造することができる。この場合、上記溶液中の
固型分濃度は、樹脂液が流動性を有しておりさえすれば
特に限定はないが、スプレーする方法をとる場合には溶
液の流動度及びコーテイング後の乾燥工程の効率化を考
慮すると、１〜１０重量％の範囲であることが好ましい
ｎ 本発明に用いられるシリコン樹脂としては、加熱硬化型
のもの１例えば信越化学工業■製の変性用シリコーンワ
ニスＫＲ２１４、シリコーンアルキツドワ＝　スＫＲ２
０１、ＫＲ２０６及び５Ａ−４、シリコーンエポキシワ
ニスＥ！５１００ＩＮ　、シリコーンアクリルワニスＫ
Ｒ３０９３、シリコーンポリエステルワニスＫＲ５２０
３、混合用シリコーンワニスＫＲ２１１、ストレートシ
リコーンワニスＫＲ２５５、ＫＲ２７１及びＫＲ２８０
等が好適なものとして挙げられる。

本発明に用いられるエポキシ樹脂としては、ビスフェノ
ールＡ型のエポキシ樹脂で５例えば１シエル化学製のエ
ピコート８２８．８３６％ＩＱＯＩ　。

１００４　、　１００？　、　１００９　、及び１０３
１等、分子量ａＯＯ〜４０００のものが用いられる。

また、硬化剤として用いられるイミダシリン化合物は、
一般式ＨＯＯＣＨＯＨ２）ＨＯＯＯＨ（ｎは１０以下の
整数）で表わされる脂肪族ジカルボン酸と一般式Ｈ２Ｎ
（ＯＨ１０Ｈ２ＮＨ）ＩｎＨ（ｍは３以下の整数）で表
わされるポリアミンとを縮合反応させて製造される、一
般式 ％式％ で表わされ石粘度５０〜１ｊ００ＰＳ　（２５℃）の淡
黄ネ２色透明の液体状の化合物である。これをストレー
トに用いることが好ましいが、可使時間をｖ４整したシ
或いは被覆キャリアー〇電気特性を調整するために、ア
クリロニトリル、酸無水物等で変性するか或いは他の硬
化剤と混合しての使用も可能である。このエポキシ樹脂
硬化剤の混合量はエポキシ樹脂ｉｏｏ重量部に対して工
２〜３５重量部であり、１２重量部より少ない場合は硬
化が充分でなく被覆強度が落ち、また３５重量部より多
い場合は被覆材の接着性が低下する。

上記シリコン樹脂の量は、被覆層を形成する全被覆材中
１〜３０重量％であることが好ましい。即ち、１重ｉ％
未満の場合にはシリコン樹　　　　・、）脂の特性が失
なわれ、キャリアー表面へのトナー粒子の付着が防止で
きず、また３０重量％より多い場合には被覆材のコア材
への密着性が低下する上に機械的強度も不足して来る。

以上の組成を有する被覆材は、前述の通シ溶液として調
製され、該溶液にコア材を浸漬あ名いは該溶液をコア材
にスプレーして、コア材ニ被覆された後、５０〜１５０
℃で２〜４時間加熱硬化される。加熱温度が５０℃より
低い場合は硬化にかなりの時間を要し工業的でな’＜−
ｉｓ。

℃よシ高い場合は硬化が急激に進行するため被覆材の可
撓性が失なわれ好ましくない。しかし、前述の通り、イ
ミダシリン化合物の変性或いは他の硬化剤との混合によ
り上配東件はかなりの幅で変更が可能である。例えばア
クリロニトリルで変性したイミダシリン化合物を使用し
た場合、好ましい加熱硬化条件は１００〜２００℃、４
〜６時間である。また、ストレートアミンを混合した場
合、その混合割合によっては常温硬化も可能になる。

而して、上記樹脂被覆材の被覆量はあまシ薄くても、ま
たあまりに厚くても不都合が生じやすく、コア材に対し
て０．０５〜２重量％、特に０．１〜１重′Ｊ１．ｑ６
が好ましい。

ま念、本発明で使用するコア材としては、粒子径が３０
〜２００ミク目ンの鉄粉が好ましく、この場合鉄粉であ
れば任意のものが使用でき。

還元鉄粉、アトマイズ鉄粉、電解鉄粉等の純鉄粉或いは
これらの鉄粉の表面を酸化処理したものも使用できる。

本発明のキャリアーと併用されるトナーについては特に
制限はなく、天然樹脂、天然および合成樹脂を組合せた
改良剤を含む広い材料に周知の各種染顔料を分散せしめ
て製造されたものが使用できる。

以上の如く構成した本発明の電子写真用キャリアーは、
その樹脂ｆ被覆材が鉄粉コア材に対して極めて密着性が
良く、コア材が例え扁平な形状を有しているものであっ
てもエツジ部分での剥離、摩耗が起らず、また充分な機
械的強度を有しているので表面にトナー膜が形成し難く
、且つトナーとの摩擦帯電特性の経時安定性にすぐれて
いる。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定され
るものではない。

実施例１ シリコン樹脂ＫＲ２０１（信越化学展、固形分５０％）
１部（重量部、以下同じ）、エポキシ樹脂エピコー）　
８２８　（シェル化学展）２０部及び粘度１００ＰＥＩ
　（２４５℃）のイミダシリン化合物（自社製）４部を
メチルエチルケトン２００部に溶解し塗布液を調製した
。

粒子径範囲４４〜１４９μの扁平不定形鉄粉（見掛密度
２．７１．Ｐ／ｄ）３０００部に、流動コーティング装
置を用いて前記塗布液を熱風温度５０℃でスプレーコー
トシ、スプレーコー）　静子後昇温して１００℃で２時
間保持し本発明の電子写真用キャリアーを得た。

上記電子写真用キャリアー１０００部に対して市販の磁
気ブラシトナー（東芝製ＢＤ３５０４用トナー）４０部
を１４ポリエチレンビンに秤りとり、７５ｒ、ｐｍ、に
て１時間攪拌して現像剤を調製した。

上記現像剤を用いてＳｅ感光体上の静電潜像を現像した
結果、得られたコピー画像はいずれもカブリのない優れ
た画質を有し、５０．０００回の現像でも初期画質を維
持するものであった。

実施例２ シリコン樹脂１！ｌ５１００ＩＮ（信越化学展、固形分
４５チ）５部、エポキシ樹脂エピコー）　Ｗｏｏｌ　（
シェル化学展）２０部及び粘度２５０ｐｓのイミダシリ
ン化合物（自社製）６部をエチルセロソルブ２５０部に
溶解し塗布液を調製した。

粒子径範囲４４〜１４９μの粒状不定形鉄粉（見掛密度
２．９０　ｆ／Ｃ４）　３０００部に、流動コーティン
グ装置を用いて前記塗布液を熱風温度５０℃でスプレー
コートし、スプレーコート終了後昇温して１２０℃で１
．５時間保持し本発明の電子写真用キャリアーを得た。

上記電子写真用キャリアー１０００部に対して　　　　
［：市販の磁気ブラシ用トナー（小西六写真工業製ｕ−
Ｂｉｘ）ナー）４０部を１１ポリエチレンビンに秤りと
り、７５ｒ、ｐｍにて１時間攪拌して現像剤を調製した
〇 上記現像剤を用いて酸化亜鉛感光体上の静電潜像を現像
した結果、得られたコピー画像はいずれもカプリのない
優れた画質を有し、　ｓｏ、ｏｏ。

回の現像後でも初期画質を維持するものであった０ 実施例３ 実施例１で用い念扁平不定形鉄粉にかえて酸化処理した
粒状不定形鉄粉（酸素含有量０．８９１ｇ）を用いた以
外は実施例１と同様にして本発明の電子写真用キャリア
ーを得た。この電子写真用キャリアーを用いて、実施例
１と同様に、現像剤を調製して静電潜像を現像したとこ
ろ、実施例１と同様に良好な結果が得られ、　５０，０
００回の現像後でも初期画質を維持し念鮮明な画像が得
られた。

実施例４ 実施例２で用いたイミダシリン化合物にかえて゛アクリ
ロニトリル変性イミダシリン化合物Ｃ粘度１００ｐ日ア
クリロニトリル／イミダシリン化合物＝２／１）を用い
、加熱保持を１５０℃で５時間と【７た以外は実施例２
と同様にして本発明の電子写真用キャリアーを得た。こ
の電子写真用キャリアーを用いて、実施例２と同様に、
現像剤を調製して静電潜像を現像したところ、実施例２
と同様に良好な結果が得られ、　　５０，０００回の現
像後でも初期画質を維持した鮮明な画像が得られた。

実施例５ 実施例１で用いたシリコン樹脂ＫＲ２０１にかえてシリ
コン樹脂ＫＲ３０９３を用いた以外は実施例１と同様に
して本発明の電子写真用キャリアーを得た。この電子写
真用キャリアーを用いて、実施例１と同様に、現像剤を
調製して静電潜像を現像し７七ところ、実施例１と同様
に良好な結果が得られ、　５０，０００回の現像後でも
初期画質を維持した鮮明な画像が得られたＯ 比較例１ シリコン樹脂ＫＲ２０１（信越化学製、固形分５０チ）
２０部をメチルエチルケトン２００部に溶解し、て調製
した塗布液を用いた以外は実施例１と同様にして電子写
真用キャリアーを得、これを用いて実施例１と同様に、
現像剤を調製して静電ｉ像を現像したところ、初期は鮮
明なコピー画像が得られたが、　１２，０００回の現像
後ではカブリが多く画像濃度の低い不鮮明な画像が得ら
れた０ 比較例２ 実施例２で用いたシリコン樹脂を入れない以外は実施例
２と同様にして電子写真用キャリアーを得、これを用い
て実施例２と同様に、現像剤を調製して静電潜像を現像
したところ、初期画像は鮮明であったが、２０，０００
回の現像後には画質濃度が低下しカブリの多いコピー画
像が得られた。

比較例３ エポキシ樹脂エピコー）　８２８　（シェル化学製）２
０部及びポリアミド樹脂パーサミド１２１５　（ゼネラ
ルミルズ社製）１５部をトルエン２５０部に溶解し塗布
液を調製した。

粒子径範囲４４〜１４９μの扁平不定形鉄粉（見掛密度
２．ｒ１ｙ／ｃｌ］ａｏｏｏ部に流動コーティング装置
を用いて前記塗布液を熱風温度４０℃でスプレーコート
し、スプレーコート終了後昇温して１００℃で４５分間
保持して電子写真用キャリアーを得た。

上記電子写真用キャリアー１０００部を用いて実施例１
と同様に、現像剤を調製して静電潜像を現像したところ
、５ｏｏｏ回の現像後ではカブリが多く画像濃度が低下
したコピー画像が得られた。

特許出願人 関東電化工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　シリコン樹脂を含有するエポキシ樹脂をイミ
   ダシリン化合物又はイミダシリン化合物を主体とした硬
   化剤で硬化させた被覆層がコア材の表面にあることを特
   徴とする電子写真用キャリアー。 Ｑ）被覆層の量がコア材に対して０．０５〜２重量％で
   ある特許請求の範囲第（１）項記載の電子写真用キャリ
   アー〇 （３）シリコン樹脂が被覆層中に１〜３０重ｔｈ−チ含
   有されている特許請求の範囲第（１）項記載の電子写真
   用キャリアー。