JPS61120170A - 静電像現像用負帯電性キャリア - 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］ 本発明はトナーと共に静電像現像剤を構成するキャリア
に関し、特にキャリア芯材に特定の樹脂°　被覆をする
ことにより、耐久性を向りさせ、かつ前画質の画像を得
ることができる静゛屯鯨現塚田キャリアに関する。 〔従来枝術］ 電子写真法においては、光４’ｉｌｔ性２ｉ！素よりな
る感光体に暗所にて均一な表面電荷をケえた後１画像露
光により静電像を形成し、この静１Ｌ像を現像して可視
像が形成される。 −・般にかかΔ静電像を現像する方法は湿式現像法と乾
式現像法とに大別される。湿式現像法は絶縁性有機液体
中に各種の顔料や染料を微細粒子として分散して成る液
体現像剤を用いて現像する方法であり、また乾式現像法
は、天然又は合成の樹脂中にカーボンブラ・、り等の着
色剤を分散会イ（して成るトナーと称する微粉末検電粉
を使用する現象方法である。この乾式現像方法には、前
記トナーのみを主成分とした現像剤を用いる所謂毛ブラ
シ法、インプレッション法、パウダークラウド法の外、
鉄粉或いはカラスビーズ等よりなるキャリアと前記トナ
ーとの混合体を現像剤として用いる所謂磁気ブラシ法、
カスケード法かある。 これらの現像方法により、現像剤中に含有される電荷を
４１するトナー粒子等の検電粒子が静電縁に付着して口
■視像が形成される。この可視像は熱、圧力、Ｉｄ奴蒸
気等によりそのまま感光体上に或いは紙その他の像支持
体に転写された後に定着される。 本発明は、上記現像法のうちｍ気ブラシ法及びカスケー
ド法に用いる現像剤のキャリア、すなわちトナーと共に
攪拌されることによってトナーに所望の電荷を竹竿する
ためのキャリアに関するものである。 ［発明が解決しようとする問題点］ 一般にこのキャリアは導電性キャリアと絶縁性キャリア
とに大別される。 ４電性キヤリアとしては、通常酸化された又は％１ 未酸化の鉄粉が用いられるが、この鉄粉キャリアを成分
とする現像剤においては、トナーに対する摩擦帯電性が
不安定であり、又現像剤により形成される可視像にカブ
リが発生する欠点がある。すなわち、現像剤の使用に伴
ない鉄粉キャリア粒子の表面にトナー粒子が付着するた
めキャリア粒子の電気抵抗が増大してバイヤス電流が低
下し、しかも摩擦帯電性が不安定となり、この結果形成
される可視像の画像濃度が低下し、カプリが増大する。 従って鉄粉キャリアを含有する現像剤を用いて電子複写
装五により連続的に複写を行うと少数回で現像剤が劣化
するため現像剤を早期に交換することが必要となり、良
好な画像を続けて得られない。 また絶縁性キャリアとしては、一般に鉄、ニッケル、フ
ェライト等の強磁性体より成るキャリア芯材の表面を絶
縁性樹脂により均一に被覆したキャリアが代表的なもの
である。この絶縁性キャリアを用いた現像剤においては
、キャリア表面にド−）−粒子が融着することが導電性
キャリアの場合に比べ著しく少なく、同時にトナーとキ
ャリアとの摩擦帯電性を制御することができ耐久性が比
較的優れる。また高速の電子複写機に用いることができ
る利点もある。しかしながら、この絶縁性キャリアにお
いては、キャリア芯材の表面を被覆する被覆層が十分な
耐摩擦性を有すること（耐久性）、キャリア表面にトナ
ーによる膜体が形成されぬよう被ｍＰ＋が良好なＵＩＡ
２ｆ防止特性を有すること、及びキャリアと共に用いら
れる特定のトナーとの摩擦により所望の大きさ並びに極
性の帯電状態が得られること（（ｉ？導電性が要求され
る。 すなわち、絶縁性キャリアは現ｆＩＲ器内において他の
キャリア粒−ト、トナー粒子及び器壁等と摩擦されるが
、被１１層がこの摩擦により摩滅すると、トナーとの摩
擦によって生ずる帯電特性の安定性が失われるようにな
り、結局トナー粒子に所望の帯電状態を竹竿することが
できない、また、絶縁性キャリアの被Ｗｉ層・が十分な
耐Ｆ９！擦性を有していてもその芯材に対する接着性が
悪いと上述の摩擦により被重層が剥離し、或いは砕ける
ことによって同様に帯電特性が失われるようになる。さ
らに被覆層の表面にトナーが付着して被膜が形成される
とやはり帯電特性が不安定となる。かかる場合には何れ
の場合においても現像剤全体を早期に新しいものと交換
する必要が生ずる。 従来かかる欠点を改良する技術として、キャリア芯材の
表面をパーフルオロアルカン、／＜−フルオロフルキル
等のフルオロ化合物によって被覆する技術が知られてい
る（特開昭５１−１１７６３８号公報参照）、シかし当
該技術においては、被覆層含有化合物が比較的低分子量
のため、被覆強度が弱く、耐摩擦性がそれ程改良されて
いないため、耐久性に劣り摩擦帯電性が安定していない
という欠点があった。 そこで被膜強度を高める技術としては、特定構造を有す
るフッ素化アクリレート又はメタクリレートを１へψ体
成分として含む兎合体で被ＹＱする技術が知られている
（特開昭５３−９７４３５号公報谷照）。 しかし当該キャリアは、被膜強度は高まったものの高速
度及び長時間の反復使用において性能が低ドし、耐久性
に問題があることが判った。 そこで本発明の目的は１画ｆ！ｃ度を高くすることがで
き、かつ高速及び長期使用においても耐久性を有すると
共に安定した摩擦帯電特性を有する静電健現像用キャリ
アを提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明にかかる静電像現像用キャリアは、キャリア芯材
の表面に、少なくともド記一般式（Ｌ）で示される単量
体を５０ｗｔ％以上含有する重合体。 または該重合体を含む組成物を被覆してなることを特徴
とする。 一般式（１） ％式％） ［式中　ｉｌｌは水素原子またはメチル基を表わし、ｎ
は１亥たは２を表わし、易は１〜６の整数を表わす、］ 以下、本発明について詳説する。 本発明に係るキャリアの被覆物質は、上記一般式（１）
で示される単量体を５０ｗｔ％以上含有する重合体その
ものであってもよいし、該重合体を含む組成物であって
もよい。 １記一般式（１）で丞される単量体はフルオロ含有置換
基である−（ＣＦ２３ＩＨの構造に特徴を有し。 特に水素原子を含有している点に特徴を有しており、従
来の置換基の構造とは異なっている。すなわち１本発明
者の知る限りでは、特開昭５３−９７４３５号公報に記
載のようなパーフルオロフルキル基しか知られておらず
、水素原子を含有した置換基は知られていない。 本発明者は鋭意研究の結果、本発明特有のキャリアを用
いることにより、高画質の画像が得ることができると共
にコア材との接着性を向上させることができることを見
い出し、さらに水素原子を含有するためと思われるが、
著しく重合体の溶媒溶解性を向上させることができ、キ
ャリア芯材の製造を極めて容易に行うことができること
を見い出したのである。 本発明において、単量体成分が５０ｗｔ％未満の場合に
は、摩擦帯電性が不足しカブリなどの原因となり、さら
に量を少なくすると逆帯電トナーができる。更に又表面
張力の増大からトナーの付着が起こりやすくなる。 本発明に用いられる上記以外の単量体成分（第２１＆、
分）としては、 本発明に用′いられる上記以外の単量体成分（ｙ４２Ｉ
ＩＩｃ分）としては、例えばアクリル（メタクリル）酸
、アクリル（メタクリル）＃メチル、アクリル（メタク
リル）酸エチル、アクリル（メタクリル）酸ブチル、ア
クリル（メタクリル）酸ベンジル、アクリル（メタクリ
ル）酸７ミド、アクリル（メタクリル）酸シクロヘキシ
ル、アクリル（メタクリル）酸グリシジル、アクリル（
メタクリｌし）Ｎヒドロキシエチル、スチレン、酢酸ビ
ニル、エチレン、プロピレン、インプレンなどを挙げる
ことができる。 本発明に用いられる重合体（共重合体を含む）の具体例
としては、下記のものが挙げられるがこれらに限定され
ない。 以下余白

【例示化合物】

重合体（１） Ｖｈ 重合体（２） Ｈ３ −４０）Ｉ２−Ｃヒ ■ Ｃ０Ｇ（Ｃ１ｈ）（ＣＦ２）６Ｈ 重合体（４） 重合体（５） Ｈ３ ■ 重合体（８） 本発明に係るキャリアの被覆物資としては、と車重合体
に他の物質を含有せしめた組成物を用いることもで５、
該他の物質としては特開昭５３−９７４３５号公報記載
の化合物からなる重合体又は共重合体を挙げることがで
き、これを含有せしめて、ブレンド組成物を得ることが
できる。 と記のように本発明におけるキャリア被覆樹脂は、単量
体単独の重合体、他の単量体を含む共重合体、あるいは
前記重合体又は共重合体と上記他の成分とのブレンドで
あってもよく、いずれの場合も本発明の目的を達成しう
る。 組成物（ブレンド物）中における本発明の重合体含有量
は３ｏｗｔＡ好ましく、更に５ＱｗｔＭより好ましい。 本発明に用いられるキャリアの製造においては、上記重
合体又は組成物を有機溶媒に溶解して、被覆液を調製し
、例えばドライスプレー法によりキャリア芯材表面に塗
布して、被ＷＩＭを形成した後、さらに加熱又は放置に
よって本発明に用いられるキャリアを得る。 具体的には１例えば流動化ベッド装置において、上昇す
る加圧ガス流によりキャリア芯材を平衡の高さまで上昇
せしめ１次に前記芯材が再び落下する時までに前記被羨
液をスプレー塗布する。 この塗布をくり返し行い、あらかじめ披Ｍ層を形成せし
める。なお凝集したキャリアがあった場合には篩分けし
て、最終的に所望の膜厚を有する本発明のキャリアを得
ることができる。被覆層の厚みは０．０５勝−〜２０１
Ｌ■の範囲、好ましくは０．１湊−〜２ＩＬ＠の範囲で
ある。 上記製造において用いられる有機溶媒は、本発明の重合
体を主成分とする樹脂を溶解するものであれば任意であ
るが１例えば、アセトン、メチルニナルケトン等のケト
ン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルスル
ホキシドあるいはこれらの混合溶剤等が用いられる。 本発明におけるキャリア芯材の材質としては。 砂、ガラス、金属等の従来キャリア芯材として用いられ
ているものを使用することができるが、特に磁場によっ
てその方向に強く磁化する物質、例えばフェライト、マ
グネタイトをはじめとして。 鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す金属、あるい
はこれらの金属を含む合金または化合物、強磁性元素を
含まないが適当に熱処理することによって強磁性を示す
ようになる合金１例えば、マンガン−銅−アルミニウム
もしくはマンガン−銅−錫等のホイスラー合金とよばれ
る種類の合金または二酸化クロム等を好適なものとして
挙げることができる。これらのキャリア芯材の粒径は３
０〜１０００終ｌ、好ましくは５０〜ＳＯＯル膳である
。なお本発明のキャリアは、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ルＣ／ｇの電
荷を与えるものであることが好ましい。 本発明に係るキャリアは、任意のトナーと二成分現像剤
を構成することかでさる。中でも好ましいトナーとして
は、バインダーとしてポリスチル樹脂又はスチレン／ア
クリル系樹脂を用いたものが挙げられる。 ポリスチル樹脂は、アルコールとカルボン酸との１ｉｉ
ｆｆｉ合によって得られるが、用いられるアルコールと
しては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、Ｌ、２−プロピレング
リコール、１．３−プロピレングリコール、１，４−プ
゛タンジオール、ネオペンチルグリコール、１．４−７
’テンジオール等のジオール類、ｘ、ｉ−ヒス（ヒドロ
キシメチル）シクロヘキサン、及びビスフェノールＡ、
水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビス
フェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノール
Ａ等のエーテル化ビスフェノール類、その他の二価のア
ルコール単量体を挙げることができる。 又カルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸
、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン附、グルタコン
酸、フタル酸、イソフタル醜、テレフタル酸、シクロヘ
キサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セへチン
酸、マロン酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエス
テルとリルイン酸の二量体、その他の二価の有機鎖単量
体を挙げることができる。 本発明において用いるポリスチル樹脂としては１以上の
二官能性単量体のみによる正合体だけでなく、三官能以
上の多官能性単量体による成分を含有する重合体を用い
ることも好適である。かかる多官能性単量体である三価
以上の多価アルコール単量体としては１例えばソルビト
ール、ｌ。 ２．３．８−ヘキサンテトロール、１．４−ソルビタン
、ペイタエリスリトール、ジペンタエリスリトール。 トリペンタエリスリトール、シ＊ｉ！、　１．２．４−
ブタントリオール、１，２．５−ペンタトリオール、グ
リセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチ
ル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエ
タン、トリメチロールプロパン、　１，３．５−トリヒ
ドロキシメチルベンゼン、その他を挙げることができる
。 又三価以上の多価カルボン酸単量体としては。 例えば１，２．４−ベンゼントリカルボン酸、１，２．
５−ベンゼントリカルボン酸、　　１，２．４−シクロ
ヘキサントリカルボン酸、　２，５．？−ナフタレント
リカルボン酸、　１，２．４−ナフタレントリカルボン
酸、　１，２．４−ブタントリカルボン酸、　１．２．
５−ヘキサントリカルボン酸、　１．３−ジカルボキシ
ル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テ
トラ（メチレンカルボキシル）メタン、　１，２，７．
８−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、
及びこれらの酸の無水物、その他を挙げることができる
。 以上のような多官能性単量体による成分は、！１合体に
おける構造単位としてのアルコール成分又は酸成分の各
々における２０〜３０モル％の割合で含有されるのが望
ましい。 スチレン／アクリル系樹脂としては、特開昭５０−１３
４６５２号公報に記載されたα、β−不飽和エチレン系
単量体を構成単位として含有し、かつ重量平均分子１０
１＋ｔ）／数平均分子量（Ｍｆｉ）が３．５〜４０の樹
脂を用いることができる。 上記ポリスチル樹脂又はスチレン／アクリル系樹脂はト
ナー全量に対して３０〜９５ｗｔ％含有されるのが望ま
しい。 本発明に用いられるトナーを製造するには、前記バイン
ダー中に着色剤を含有せしめ、必要に応じ各種添加剤を
添加せしめ、ボールミル等により混合し、混練、粉砕１
分級の各工程を経て本発明に用いられるトナーを得るこ
とができる。 なお、上記以外の製造法、例えばスプレードライ法、界
面重縮合、＠渦電縮合あるいは溶液重縮合等の方法によ
っても得ることができる。 上記方法により得られたトナーの粒径は１〜５゜ル履で
あり、好ましくは５〜３０ルーである。 トナーに含有される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ができる
。 また必要に応じ添加される添加剤としては、オフセット
防止剤、荷電制御剤等が挙げられる。 上記の現像剤は上記本発明のキャリアとトナーを混合す
ることによって得られ、その混合比はキャリア１００重
量部に対して０．３〜２０ｆｆｉ輩部が好ましい。 ［発明の効果］ 本発明のキャリアは、その被覆層の材料としてフッ素原
子をもつ側鎖を有する特有の単量体を単量体酸分として
含む共重合体を用いているため。 ；− 高画質の画像な得ることができ、コア材との接着性が向
上し、長期使用において摩擦帯電特性が非常に安定して
おり、高耐久性であるという効果を有する。 また本発明の重合体は、有機溶剤に対する溶解性が高い
ため、ドライスプレー法や浸漬法が採用できるので製造
が容易であるという効果もある。 すなわち、従来のフッ素系樹脂により被覆したキャリア
は、フッ素系樹脂が溶媒溶解性が小さいために、製造法
における芯材と樹脂との固着手段として焼成法が採られ
ていたので、下記のような欠点があった。 例えば、キャリア芯材の表面をフッ素系樹脂としてテト
ラフルオロエチレンとへキサフルオロプロピレンとの共
重合体及び変性剤としてエポキシ樹脂やポリウレタンを
用いて被覆する技＃ｋ（特開昭４７−１７４３５号公報
参照）では、非接着性のフッ素系樹脂を芯材表面へ接着
するためにエポキシ又はポリウレタン等のような架橋性
樹脂をブレンドして焼成することによって固着しており
、またキャリア芯材の表面をフッ素系樹脂としてテトラ
フルオロエチレンを用い、これの接着剤としてクロムま
たはリン酸を含むプライマーをもって被覆する技術（特
開昭４８−９０２３８号公報参照）では、やはり接１性
を向上するためにクロム、リン酸毫含むプライマー被覆
し、これにさらにフッ素系樹脂を被覆して焼成しており
、これらはいずれも３００〜４００℃という高温で焼成
する必要があり、温度条件によってＭＩＲ性や現像剤の
庫擦帯電特性が変化する等製造面に欠点があった。 これに対し、本発明は上記の欠点がなく、上述したよう
な諸効果を発揮することができる。 ［実施例］ 以下に本発明の実施例について説明するが１本発明の実
施態様はこれに限定されるものではない。 キャリアの製造 例示重合体（１）〜（８）の各々１５ｇを７セトンーメ
チルエチルケトン（１：　ｌ）混合溶媒又は１．１゜２
−トリフルオロ−１，２，２−トリクロルエタン（重合
体（３）の場合）　５００ｓｊＬに溶解して被覆液を調
製し、この被覆液によりキャリア芯材である球形鉄粉ｒ
ＤｓＰ−１３５ＣＪ　　（同和鉄粉工業社製）ＩＫ８を
流動化ベッド装置を用いて被覆し、ＩＩ厚約２糾■の本
発明キャリアを製造した。これらを「キャリアＡ」、「
キャリアＢ」、「キャリアＣ」、「キャリアＤ」、「キ
ャリアＥ」、ｒキャリア芯材とする。 一方下記正合体（ａ）　、　（ｂ）を用い、被覆溶媒と
して！、１．２−トリフルオロー１．２．２−）リクロ
ルエタンを使用して５本発明・キャリアの製造と同様に
して「比較キャリアＡ」、「比較キャリアＢ」を製造し
た。 を合体（ａ） Ｈｘ 一４ＧＨｚ　−Ｃ← Ｃ００ＣＨ２（（：Ｆ２ｈＣＦｓ 重合体（ｂ） トナーＡ テレフタル酸３３２ｇとポリオキシプロピレン（２，２
）−２，２−ヒス（４−ヒドロキシフェニル）プロパ７
９Ｇ、と、ビスフェノールＡ　５８？、とヲ、ｆｌＪ［
計、ステンレススチール製攪拌器、ガラス製窒素ガス導
入管及び流下式コンデンサを備えた丸底フラスコ内に入
れ、このフラスコをマントルヒーターにセットし、窒素
ガス導入管より窒素ガスを導入してフラスコ内を不活性
雰囲気に保った状態で昇温せしめた。モしてｏ、ｏｓ　
ｇのジブチル錫オキシドを加え、軟化点において反応を
追跡しながら温度２００℃で反応せしめ、ポリエステル
ｍ脂を製造した。 このポリエステル樹脂ｔｏｏ！、１１部、カーボンブラ
ック「リーガル８１１０ＲＪ　　（キャボット社！り　
１００改量、低分子着ポリプロピレン「ビスコール８８
０ＰＪ　　（三洋化成工業社製）２重量部及びエチレン
ビスステアロイルアマイド「へキストワックスＣＪ　　
（ヘキスト社！１）　　２重量部をボールミルにより混
合し、混線、粉砕１分級の各工程を経て、平均粒径ＩＱ
ＩＬｍのトナーＡを製造した。 トナーＢ スチレン、メタクリル酸メチル及びメタクリル酸ｎ−ブ
チルをモル比５０　：　２０　：　３Ｇで反応させて得
られたスチレン／メタクリル酸メチル／メタクリル酸ｎ
−ブチル共重合体１００改量部、カーボンブラック「リ
ーガル６６０ＲＪ　　（キャボット社製）　ＩＯ＠一部
、低分子量ポリプロピレン「ビスフール８８０ＰＪ（三
洋化成工又社製）３重量部をボールミルにより混合し、
混練、粉砕、分級の各工程を経て、平均粒径１１ル■の
トナーＢを製造した。 実施例及び比較例 未発１１のキャリアＡ−Ｆ及びトナーＡ〜Ｂを表１に示
す組合せによりトナー濃度２％で混合して合計８種の現
像剤を調製した。 処方、比較のため、比較キャリアＡ、ＢとトナーＡ〜Ｂ
とをトナー濃度２％で各々組合せて合計２種の現像剤を
調製した。 次にキャリア発生物質として７ントアントロン系顔料を
用い、キャリア輸送物冑としてカルバゾール誘導体を用
いてなる負帯電性二層構造有機光導′電性感光体を搭載
した電子写真複写機ｒＬＩ−Ｂｉｇ　３０００Ｊ　　（
小西六写真工業社製）改造機を使用して、各々の現像剤
について２００００枚までの連続複写を行った。結果を
表１に示す。 以ド余白 な８、表中「帯電ら一ノは公知のブローオフＶ、により
１１１１１定したトナー１ｇ当りの庁！！ｌ　（ｉＦ電
性電荷州の値であり、「最高画像濃度」は原画の画像濃
度を１．３としたときの現像画像の相対濃度によって示
し、「耐久性」はカブリが発生し画像品質が著しく低下
し始めたときの複写枚数で表わした。 上記表１から明らかなように１本発明のキャリアを使用
した場合、トナー帯電量も適当であり、又最高画像濃度
が高く、耐久性も良好であることが判かる。。 これに対し比較用キャリアを使用した場合は。 初期はトナー帯電量、画像濃度とも満足のいくものであ
ったが、ｌｌ１１久性が悪くなった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 キャリア芯材の表面に、少なくとも下記一般式（１）で
   示される単量体を５０ｗｔ％以上含有する重合体、また
   は該重合体を含む組成物を被覆してなることを特徴とす
   る静電像現像用キャリア。 一般式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＾１は水素原子またはメチル基を表わし、ｎ
   は１または２を表わし、ｍは１〜６の整数を表わす。〕