JPS626267A - 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】 反ＪＬＬＬ 本発明は、電子写真法、静電記録法あるいは静電印刷法
等で形成した製造潜像を顕像化するために用いられる乾
式現像剤用キャリアの改良、特に表面被覆キャリアに関
する。

従来技術 従来よりキャリア粒子とトナー粒子との混合物からなる
、いわゆる二成分系乾式現像剤はよく知られている。こ
の二成分系乾式現像剤は、比較的大きなキャリア粒子表
面上に微小なトナー粒子が雨粒子の摩擦により発生した
電気力により保持されており、静電潜像に近接されると
静電潜像が形成する電界によるトナー粒子に対する該潜
像方向への吸引力が、トナー粒子とキャリア粒子間の結
合力に打ち勝ってトナー粒子は静電潜像上に吸引付着さ
れて静電潜像が可視化されるものである。そして、現像
剤は現像によって消費されたトナーを補充しながら反復
使用される。

従って、キャリアは長期間の使用中、常にトナー粒子を
所望とする極性で、且つ充分な帯電量に摩擦帯電しなけ
ればならない。しかしながら従来の現像剤は、粒子間の
衝突又は粒子と現像機械との衝突等の機械的衝突又はこ
れらによる発熱でキャリア表面にトナー族が形成され、
所謂スペント化が生じ、キャリアの帯電特性が使用時間
と共に低下し、現像剤全体を取換える必要が生ずる。

このようなスペント化を防止するため、従来よりキャリ
ア表面に種々の樹脂を被覆する方法が提案されている。

しかし、これら樹脂被覆キャリアは被覆していないキャ
リアに比較し、電気抵抗が高くなり、この為樹脂被覆キ
ャリウを使用した現像剤も電気抵抗が高くなる。その結
果、現像能力が低下し、画像濃度が低くなってしまうと
いう根本的な問題が存在していた。

この問題点を改良する為従来より種々の提案がなされて
いる。すなわち、樹脂中に１［性徴粉末を分散し、キャ
リア表面に被覆する方法もその一つであるが、そのため
には樹脂被覆キャリアの表面性を実質的に変化させず、
またトナーとの摩擦帯電性を変化させず、しかも耐衝撃
性に優れた材料が必要であるがそのような材料はなかっ
た。例えば導電性微粉末として、カーボンブラックを樹
脂中に分散し、キャリア表面を被覆することにより作製
したキャリアはカーボンブラックの含有量を変化させる
ことにより、キャリアの電気抵抗をコントロールするこ
とが可能であるが、目的とするキャリアの電気抵抗にな
るまでカーボンブラックを含有させると樹脂を被覆した
キャリア表面にカーボンブラックが露出し、樹脂自体の
スペント防止作用の効果が低減してしまう。また、樹脂
中にカーボンブラックが分散しているためにキャリア芯
材との接着性が低下し、機械的な衝突により樹脂被膜が
キャリア芯材からはがれてしまい、その結果スペントの
発生又は摩擦帯電の変動をまねく原因となっていた。こ
のために少量の添加聞でも樹脂被覆キャリアの電気抵抗
を調節できる材料が望まれていた。

本発明の目的は、上記の如き従来の欠点を解決すること
にあり、特に被覆する樹脂の電気抵抗を下げ、そのスペ
ント防止作用の効果を維持し、かつ高濃度の画像が得ら
れるキャリアを提供することである。

また他の目的は摩擦帯電安定性に優れ、長時間使用して
も画像品質が劣化せず環境依存性がないキャリアを提供
することである。

監−一」（ 上記目的を達成するための本発明の構成は、複数のカル
ボキシル基を有する有機酸またはその酸無水物を分散含
有する樹脂で表面を被覆した電子写真用キャリアである
。

上記、有機酸として用いられるものを具体的に例示する
と、ジカルボン酸としてはシュウ酸、マロン酸、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸
、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、
フタル酸、インフタル酸、テレフタル酸、イタコン酸、
メサコン酸、シトラコン酸等がある。

カルボキシル基を３個有する有機酸としては、トリカル
バリル酸、同じく、４個有する例は、ブレニド酸、メロ
ファン酸、ピロメリト酸、同じ（，５個有する例は、ベ
ンゼンペンタカルボン酸、同じく　６個有する例は、メ
リト等があり、これらの酸は単独あるいは混合して用い
ることができる。

また樹脂固型分に対する上記有機酸やその無水物（以下
有機酸と総称する）の含有量は０．０１〜５，０ｗｔ％
が望ましく、特にｏ、ｏｓ〜１，０ｗｔ％が好ましい。

０．０１ｗｔ％以下では実質的に効果がなく　、５．０
ｗｔ％以上ではキャリア芯材との接着性が低下し、キャ
リア表面から脱離又は剥離が生じる。本発明に於いて用
いられるキャリア芯材としては平均粒径が２０〜１゜Ｏ
Ｏμ、好ましくは５０〜５００μの砂、コバルト、鉄、
銅、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、黄銅、ガラス等の
非金属や金属、金属合金等従来使用されている材料が広
く用いられる。

またキャリア表面に被覆する樹脂としては、ポリスチレ
ン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリメチルメタクリ
レート、ポリウレタン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂
、シリコーン樹脂、四フッ化エチレン重合体等従来使用
されている材料が広く用いられるが、特に表面エネルギ
ーが低く、スペント化防止に対して効果が大きいシリコ
ーン樹脂及び四フフ化工チレン共重合体が右利に適用で
きる。樹脂に酸を分散させる手段は樹脂溶液に酸を処方
量添加し、各種ミキサーを用いることにより簡単に分散
できる。

またこれらの酸を分散した樹脂の被覆法としては、前記
樹脂溶液をキャリア芯材表面に噴霧法等の従来公知の手
段で塗布すればよい。

樹脂被膜の膜厚は用途に応じて任意の適当な厚さに調整
されるが、好ましくは、キャリア芯材表面にピンホール
のない均一の連続被覆薄膜を形成しうるようにすること
が好ましい。具体的には、約０．１〜約２０μ、より好
ましくは、０．３〜８μであり、このときに最適の耐久
性、摩擦帯電特性、トナーの耐圧着性及びコピー画質が
得られる。

前記本発明のキャリアと共に使用されるトナーは、従来
より公知の任意の物でよく、例えばクマロン−インデン
樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ロジン変性フ
ェノールホルムアルデヒド樹脂、メタクリル酸樹脂、ポ
リスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂等の樹脂成分とカー
ボンブラックの如き着色剤とより構成されるトナーが適
宜使用される。

キャリアとトナーの使用割合は、従来通りでよく、例え
ばカスケード及び磁気ブラシ現像方式での典型的なトナ
ー濃度は、トナー１重量部につきキサリア１０〜４００
重聞部程度である。

以下本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例１ 樹脂被覆形成液の組成 シリコーン樹脂 （信越化学￥ＪＫＲ２５０）　１に！１無水マレイン酸 （１５Ｑ東化学製試薬）１９ トルエン　　　　　　　　　　　ｉｋｇ上記の材料をホ
モミキサーで３０分間分散後、該分散液を平均粒径１０
０μｍの酸化鉄粉５ｋｇの表面上に流動床型コーティン
グ装置を用いて被覆し、本発明のキャリアを得た。

上記キャリアに対し、３，０ｗｔ％の割合でトナー（リ
コー製Ｔｙｐｅ　６２００）をボー／ｌｚ　ミ／Ｌ、　
ｒ１０分間混合し、現像剤を作製した後、複写機（リコ
ー製ＦＴ６２００）にて１０万枚の連続コピーを行なっ
た結果、トナーの帯電量も一２２μＣ１０程度を維持し
ており、また得られた画像はベタ部の画像Ｓ度を測定し
た結果１．４以上でありコントラストの高い鮮明な画像
であった。

さらに本発明のキャリアを３０１ＩＩｌφのセルに２１
１１１１１の厚みに充填し、１ｋＶの直流電圧を印加し
、電気抵抗を測定したところ１０１２Ωｃｍ程度であっ
た。

比較例１ 実施例１の処方から無水マレイン酸を除いた以外は実施
例１と同様にして現像剤を作製し、１０万枚の連続コピ
ーを行なった結果、トナーの帯電量は安定しているもの
の、−３５μＣ／＋＋程度と高く、また得られた画像は
ベタ部の画像濃度を測定した結果１．０以下と低く、コ
ントラストが低い画像であった。さらにこのキャリアを
実施例１と同様にして電気抵抗を測定したところ１０　
０ｃｍ程度と高かった。

比較例２ 実施例１の処方に於いて、無水マレイン酸の代りにカー
ボンブラック＃４４（三菱化成社製）を１０１Ｊ使用し
た以外は実施例１と同様にして現像剤を作製し、１０万
枚の連続コピーを行なった結果、初期的にはトナーの帯
′Ｉ！を量が一２０μＣ／ｇ程度であり得られた画像は
へり部の画像濃度を測定した結果１．４以上でありコン
トラストの高い鮮明な画像であった。しかし最終的には
トナーの帯電量が一１０μＣ／ｇ以下に低下し、得られ
た画像も地肌部にカブリが多く実用に適さないものであ
った。

さらにこのキャリアを実施例１と同様にして電気抵抗を
測定したところ１０１２Ωａｍ程度であったが、キャリ
ア表面を電子顕微鏡で観察した結果キャリア表面にカー
ボン粒子が露出している部分があった。

実施例２ 樹脂被覆形成液の組成 ポリメチルメタクリレート（三菱 レイヨン製ダイヤナールＢ　Ｒ−８５＞　１ｋ。

無水イタコン酸 （関東化学製試薬＞　　２ｇ トルエン　　　　　　　　　　　Ｉｋ（１上記の材料を
ホモミキサーで３０分間分散後、該分散液を平均粒径１
００μｍの酸化鉄粉５ｋＱの表面上に流動床型コーティ
ング装置を用いて被覆し、本発明のキャリアを得た。

上記キャリアに対し、３．０ｗｔ％の割合でトナー（リ
コー製ＴＩ／ｌ）ｅ　６２００）をボールミルで１０分
間混合し、現像剤を作製した後、複写機（リコー製ＦＴ
６２００）にて１０万枚の連続コピーを行なった結果、
トナーの帯電量も一１８μＣ／ａ程度を維持しており、
また得られた画像はベタ部の画像濃度を測定した結果１
．４以上であり、コントラストの高い鮮明な画像であっ
た。

さらにこのキャリアを実施例１と同様にして電気抵抗を
測定したところ１０’Ωｃｍ程度であった。

実施例３ 樹脂被覆形成液の組成 ポリスチレン（エッソ・スタンダード 石油製、ピコラスチックＤ　−１２５）　１ｋ。

無水フタル酸く関東化学製試薬＞　　１（１トルエン　
　　　　　　　　　　ＩＪ）上記の材料をホモミキサー
で３０分間分散後、該分散液を平均粒径７０μの酸化鉄
粉５ｋＱの表面上に流動床型コーティング装置を用いて
被覆し、本発明のキャリアを得た。

上記キャリアに対し、３．０ｗｔ％の割合でトナー（リ
コー製Ｔｙｐｅ　６２００）をボールミルで１０分間混
合し、現像剤を作製した後、複写機（リコー製ＦＴ６２
００）にて１０万枚の連続コピーを行なった結果、トナ
ーの帯電量も一２５μＧ／Ｑ程度を維持しており、また
得られた画像は・ベタ部の画像濃度を測定した結果１．
４以上でありコントラストの高い鮮明な画像であった。

さらにこのキャリアを実施例１と同様にして電気抵抗を
測定したところ１０１２ΩｃＩＩｌ程度であった。

実施例４ 樹脂被覆形成液の組成 シリコーン樹脂 （東しシリコーン製Ｓ　Ｒ−２４０６＞　ｌｋａ無水フ
タル酸（関東化学製試薬）　　３ａトルエン　　　　　
　　　　　１ｋＱ 上記の材料をホモミキサーで３０分間分散後、該分散液
を平均粒径１００μｍの酸化鉄粉５ｋｇの表面上に流動
床型コーティング装置を用いて被覆し、本発明のキャリ
アを得た。

上記キャリアに対し、３．０ｗｔ％の割合でトナー（す
］　−！１１　Ｔ　ｙｐｅ　６２００）をボールミルで
１０分間混合し現像剤を作製した後、複写機（リコー！
ｌｌＦ　Ｔ　６２００）にて１０万枚の連続コピーを行
なった結果、トナーの帯電量も一１８μＣ１０程度を維
持しており、また得られた画像はベタ部の画像濃度を測
定した結果１．４以上でありコントラストの高い鮮明な
画像であった。

さらにこのキャリアを実施例１と同様にして電気抵抗を
測定したところ１０”ΩｃｍＦｊ度であった。

実施例５ 実施例１における樹脂被覆形成液の組成のうち、無水マ
レイン酸１Ｑを無水トリメリド酸０．５ｇに代えた以外
はすべて実施例１と同じ条件でキャリアをつくり、同じ
条件で試験をした。

その結果は連続コピーをしたときのトナーの帯電量が実
施例１では一２２μＣ／（＋であったのが一２０μＯ／
Ｑになった以外はすべて実施例１と違いがなかった。

実施例６ 実施例２における樹脂被覆形成液の組成のうち、無水イ
タコン酸２ｇを無水ピロメリト酸１ｇに代えた以外はす
べて、実施例２と同じ条件でキャリアをつくり、同じ条
件で試験をした。

その結果は、連続コピーをしたときのトナーの帯電量が
一２５μ／ｇ１キャリアの電気抵抗が１０１１Ωｃｍ程
度に変化した以外はすべて実施例２と違いがなかった。

実施例７ 実施例３における樹脂被覆形成液の組成のうち、無水フ
タル酸を無水トリメリド酸に代えた以外はすべて実施例
３と同じ条件でトナーをつくり、同じ条件で試験をした
。

その結果は、連続コピーをしたときのトナーの帯電量が
一２０μＣ／ｇ程度になった以外はすべて実施例３と違
いがなかった。

実施例８ 実施例４における樹脂被覆形成液の組成のうち、無水フ
タル酸３ｇを無水ピロメリト酸０．５ｇに代えた以外は
すべて実施例４と同じ条件で１ヘナーをつくり、同じ条
件で試験をした。

その結果は、連続コピーをしたときのトナーの帯電量が
一２３μＣ１０程度になり、キャリアの電気抵抗が１０
１１Ωｃｍ程度に変った以外は実施例４と違いはなかっ
た。

以上、実施例によって、本発明を具体的に説明をしたが
、本発明のキャリアはそのキャリア芯材、被覆樹脂を上
記例示のもの以外に変えることによって種々の物が得ら
れ、また、上記例示のトナー以外のトナーと組合仕て用
いても同様の優れた効果を発揮することができる。

効　　　　果 以上説明したように、本発明のキャリアを用いた現像剤
は、コントラストの高い、鮮明な画像を形成することが
でき、かつ、連続使用をしても、キャリア表面にスペン
トが発生することがなく、樹脂被覆の剥離、脱落はみら
れない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のカルボキシル基を有する有機酸また はその酸無水物を分散含有する樹脂で表面を被覆したこ
   とを特徴とする電子写真用キャリア。