JPS62138858A - 樹脂被覆キヤリア - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は静電複写装置に使用する現像剤に関し。

特に現像剤を構成する樹脂波ＩＷキャリアに係るもので
ある。

〔従来の技術〕

静電手段によって光導電材料の表面上に画像を形成して
現像することは周知であり、カスケード現像法、タッチ
ダウン現像法および磁気ブラシ現像法のように２電気潜
像上に検電粒子を付与する方法もまた公知である。この
うち６ｆｔ気ブラシ現像法においては、トナーおよび磁
性キャリア粒子からなる現像剤を６ｎ気手段によって搬
送し、磁気手段の磁場が磁性キャリアを電気潜像表面と
保合するように整列させ、静電力によってトナー粒子を
現像剤から電気潜像の方に吸引させるものである。

最近の研究の焦点はキャリア粒子に置かれ、　’ｔ、’
？にキャリアの被覆が重要視されている。しかしながら
、現在使用されている被覆材料の多くは、現像剤として
要求される緒特性を必らずしも充分に満足すべきものが
ない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

、従来使用されている被覆材料としてはフッ素系。

スチレン−アクリル系およびシリコーン系樹脂が知られ
ている。被覆材料として要求される特性は。

トナー帯電量の調節機能、樹脂被覆したキャリアの耐摩
耗性、樹脂被覆層の耐剥離性、トナーの耐フィルミング
性等がある。しかしながら、上記従来の被覆材料には一
長一短があり１例えばフッ素系樹脂はトナー帯電量の調
節・制御機能は比較的良好であるが、耐剥離性が不充分
である。すなわちキャリアを構成するコアとの接着性が
不充分であるという欠点がある。スチレン−アクリル系
樹脂は接着性は比較的良好であるが、トナー帯電制御の
面では充分ではない。またシリコーン系樹脂は前二者の
略中間的存在であるが、接着性およびトナー帯電制御の
何れにおいても前二者を超えるものがない。その他耐摩
耗性、耐フィルミング性の点でも満足すべきものがない
。

本発明は、上記のような従来の被覆材料に存在する問題
点を解消し、トナー帯電制御機能および接着性共に充分
であり、かつその他の被覆材料に要求される諸機能を満
足する樹脂材料によって被覆した樹脂被覆キャリアを提
供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、キャリアを構成するコア表面に樹脂材料から
なる被覆層を有する樹脂被覆キャリアであり、被覆層を
親水性官能基１例えばカルボキシル基および／または水
酸基を含むフッ素樹脂を主成分として形成したものであ
る。

フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン。

ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルフルオライド。

フルオロエチレンプロピレン共重合体、エチレンテトラ
フルオロエチレン共重合体、ポリクロロトルフルオロエ
チレン、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体
、フルオロエチレン共重合体等が知られている。本発明
では、被覆樹脂として。

上記のフン素樹脂に、カルボキシル基、水酸基。

アミノ基、エポキシ基等の親水性官能基を導入した樹脂
を用いる。

また本発明では、上記親水性官能基を含むフン素樹脂を
強固にコア表面に固着するために、硬化剤を併用するこ
ともできる。このような目的のために用いる硬化剤とし
ては、メラミン、各種アミン塩等の熱硬化性化合物が挙
げられる。

更に１本発明において、コアの被覆材料として。

コアとの接着性の向上、あるいは耐摩耗性の向上。

１−ナーの融着防止、トナー帯電量の制御、現像剤の流
動性付与を目的として、上記のほかにフェノール樹脂、
尿素樹脂、アルキッド樹脂、その他の充填剤、稀釈剤、
可撓性付与剤等を小量ブレンドすることができる。

なおコアとして鉄粉、酸化処理鉄粉、フェライト、ニッ
ケルなどの、平均粒径が１０〜２００μｍ（好ましくは
３０〜１５０μｍ）の磁性体粒子を使用することができ
るが、フェライト粒子が最もな了ｉらである。

フェライト粒子は従来の表面を酸化して用いる酸化処理
鉄粉キャリアに比べ化学的に安定で錆の問題がなく、使
用中の砥抗変化が少ない。また。

流動性、撹拌性が良好である。さらに鉄粉キャリアに比
べ比重が２／３程度であり、軽くて搬送時のトルクが小
さい等の利点を有しており、キャリア自身の寿命が長＜
、トナーにかかる機械的な力も必要以上に大きくない。

このようなフェライト粒子は、具体的には適当な金属酸
化物と鉄酸化物との混合物により構成され、結晶学的に
はスピネル、ペロプスカイト六方晶、ガーネット、オル
ソフェライト構造を存する磁性材料として特徴づけられ
る。即ち、ニッケル、亜鉛、マンガン、マグネシウム、
銅、リチウム、バリウム、バナジウム、クロム、カルシ
ウム等の酸化物と３価の鉄酸化物との焼結体である。

次に本発明の樹脂被覆キャリアの製造方法について説明
する。

まず親水性官能基を含むフッ素樹脂の希薄溶液を作成す
る。この希薄溶液はイソプロピルアルコールなど各種ア
ルコール類、メチルセルソルブや水などの単独ないしば
混合溶剤を用いて生成する。

この樹脂溶液に、必要あれば上記添加剤を溶解又は分散
添加することができる。

次に上記樹脂溶液に硬化剤を加えて混合する。

フッ素樹脂に対する硬化剤の混合比が小さすぎると、硬
化反応に時間を要するばかりか、硬化性に乏しくなるお
それがあり、逆に混合比が大きすぎると、コアに対する
接着性が低下し、更に脆くなって耐摩耗性が劣るおそれ
がある。従ってフッ素樹脂と硬化剤との比が１００重量
部：１〜２０重量部であるのが好ましい。

樹脂の溶液はコアの表面に均一に被覆されるようにスプ
レーする。均一な表面被覆を得るために。

コアを流動状態に維持する。この目的には、流動床式コ
ーティング装置を使用することが望ましい。

樹脂溶液のスプレーは約２５０°Ｃ以下、好ましくは１
５０〜２００　’Ｃの雰囲気中で行ない、溶剤を迅速に
除去する。この工程で樹脂被覆の乾燥まで行なう。

さらに、樹脂被覆キャリア粒子を加熱し、樹脂を硬化さ
れる。加熱温度は１５０〜２５０°Ｃである。均一な加
熱を行なうためにはキャリア粒子を流動状態に維持する
のが好ましい。

このようにして、十分に硬化した樹脂で被覆されたキャ
リア粒子が得られる。樹脂被覆の厚さは０．１〜１０μ
ｍである。その後必要に応し、キャリアを解砕し１分級
する。

このようにして得られた樹脂被覆キャリアを２例えばカ
ーボンブランクで着色したポリエステル樹脂などのトナ
ーど混合して、電子写真用現像剤を容易に調整すること
ができる。

本発明において、キャリアの比抵抗は、サンプルを少量
（数１０■）を計り取り、ダイアルゲージを改良した内
径３．０５ｍｍψ（Ｉ＃ｒ面積＝　０．０７３ｃ＋＋Ｉ
）のテフロン（商品名）製絶縁シリンダー中に充填し、
０．１ｋｇの圧力下、　Ｄ、Ｃ，ｌ　ＯＯＶ　７ｃｍの
電場で抵抗を測定し１体積抵抗を算出した。測定には横
河ヒューレノドパソカード製絶縁抵抗計（４３２９Ａ型
）を用いた。

〔実施例〕

キャリア　　　　　　　　　　１００重量部Ｂａ−Ｎｉ
−Ｚｎ系フェライト ＫＢＮ−１００比抵抗　１０７Ωｃｍ 樹脂　　　　　　　　　　　　　　３重量部カルボキシ
ル基含有ポリビニール フルオライド（酸価　２０） 硬化剤　　変性メラミン　　　　０．１重量部上記配合
にて流動床式コーティング装置を使用し、１７０’Ｃ３
０分の熱処理を行ない、解砕後分級して１７・１〜１４
９μｍの樹脂被覆キャリアを得た。

一方比較例として。

キャリア　ＫＢＮ−１００１００重量部樹脂　　　フッ
素系エマルジョン　３重量部を２５０°ｃ３０分の熱処
理により作成した。

市販（７）複写ａ　（シ＋−）社′ＭＳ　Ｆ　７５５　
）　（７）現像機に上記キャリア１　ｋｇを投入し、ｒ
Ｒ，拌テストを行なった。また上記の各キャリアとトナ
ー（日立金属製　正帯電型）とから、現像剤（トナー濃
度５％）を作成し、これらを用いて上記複写機により画
像を評価した。

第１図および第２図は各々室温２０　’Ｃ、湿度６０％
における撹拌時間とキャリア比）氏抗との関係を表わす
図、および室温２０°Ｃ１湿度２５％におけるコピ一枚
数と画像７農度との関係を表わす図である。

第１図から明らかなように、比較例すなわら従来のもの
は、撹拌時間が増加するに従ってキャリア比抵抗が急激
に減少するのに対し、実施例のものは、撹拌時間１００
　Ｈに至ってもなおキャリアの比抵抗値は不変である。

フッ素系樹脂は表面エネルギーが低く、連続撹拌を続け
ると樹脂被覆が剥離するため、従来のものでは第１図の
比較例に示すような結果となる。本実施例においては、
フッ素系樹脂にカルボキシル基を２Ｘ人して変成し。

硬化したため、キャリア表面に強固な被覆層を形成し得
るのである。

第２図はコピ一枚数と画像濃度との関係を示す図であり
、従来のものを示す比較例Ｂでは、コピ一枚数の増加に
従って旧人画像７農度が劣化するのに対し１本実施例の
ものＡでは、　　２０，０００枚の連続複写を行なって
もなお画像／ｍ度の劣化が起っていない。

本実施例においては、フッ素樹脂の変成用にカルボキシ
ル基を使用した例を示したが、熱硬化が可能な他の親水
性官能基でもよい。

〔発明の効果〕

本発明は上記のような構成および作用により。

次のような効果を奏することができる。

（１）　　フッ素系樹脂固有のトナー帯電制御機能を当
然に具備すると共に、接着性を向上させることができる
。

（２）長時間連続して使用しても、耐摩耗性に優れ。

電気抵抗値の減少がない。

（３）キャリア表面に強固な被覆層を形成しているため
、耐摩耗性、耐剥離性に優れ、長寿命である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例および比較例における撹拌時間
とキャリア比抵抗との関係を表わす図。 第２図は同じくコピ一枚数と画像濃度との関係を表わす
図である。 特許出願人　　　　日立金属株式会社 代理人弁理士　　　森　１）　寛 ′ｏ　　　　′Ｏ′ｃ！ ＃＋フト＝糞・城員 ：；。 ＩＱさ−＠２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）３０〜２００μｍの平均直径を有するコアとコア
   表面に樹脂材料からなる被覆層を被覆した樹脂被覆キャ
   リアであって、被覆層を親水性官能基を含むフッ素樹脂
   を主成分として形成したことを特徴とする樹脂被覆キャ
   リア。
2. （２）親水性官能基がカルボキシル基および／または水
   酸基である特許請求の範囲第１項記載の樹脂被覆キャリ
   ア。