JPS6385759A - 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】 めに用いられる磁気ブラシ用現住剤に関する。さらに詳
しくは、トナーフィルミングＫＭづくキャリアの帯電付
与能の劣化を起こし難く、かつ被覆強度の高い樹脂コー
トヤヤリアに関するものである。

（２］　　従来技術と問題点 〔産業上の利用分野〕 従来、電子写真法としては米国特許第２２９７６９１号
などに記載された方式が周知であるが、これは。

一般には光導電性絶縁体（フォトコンドラムなど）を利
用し、コロナ放電などにより該光導電性絶縁体上に−様
な静電荷を与え、様々な手段により肢光導電性絶縁体上
に光像を照射することＫよって静電潜像を形成し９次い
で、該潜像をトナート呼ばれる微粉末を用いて更像可視
化し、必要に応じて紙等圧トナー画像を転写した後、加
圧、加熱。

溶剤蒸気、光等により核トナー画像を溶融させて紙等に
定着させ、印刷物を得るものである。

これらの静電潜像を現像するトナーとしては。

従来より天然または合成高分子物質よりなるバインダー
樹脂中にカーボンブラックなどの着色剤等を分散させた
ものを１〜３０μｍ程度に微粉砕した粒子が用いられる
。かかるトナーは通常、鉄粉。

ガラスピーズなどの担体物質（キャリア）と混合され、
静電潜像の現像に用いられろ。キャリアとして鉄粉もし
くは他の強磁性体粒子を用いた場合。

トナーとキャリアとからなる現像剤は現像装置内で混合
攪拌されることＫより摩擦帯電し、さらＫ。

現像装置内のマグネットロールにより保持され磁気ブラ
シを形成し２Ｍマグネットロールが回転することＫより
電気ブラシが光導電性絶縁体上の潜像部分に運ばれ、帯
電したトナーのみが電気的吸引力により潜像に付着する
ととＫよって現像がおこなわれる。

ここで、トナーを構成するバインダー樹脂は紙等への定
着の過程です早く溶融し、良好な定着性を示す必要があ
ることから、溶融温度の低い低分子量の一般にオリゴマ
ーと称される高分子樹脂が広く用いられている。

〔従来技術および問題点〕

ところで、最近のように複写速度の増大が求められろよ
うになってくると、トナーはさらに早（溶けて定着する
必要があり、より溶融温度の低いバインダー樹脂が求め
られる傾向くある。しかし。

トナーを構成するバインダー樹脂の溶融温度を低くする
と、トナーは軟質となる。また、高速複写を行うために
は現像装置内でもトナーとキャリアｔ−混合攪拌を高速
に行う必要があり、トナーとキャリアを混合攪拌する際
のトナー、キャリア間に働く衝撃力も太き（なる。この
ため、この衝撃力によってキャリア表面に軟質なトナー
が粘着するといういわゆるトナーフィルミングと呼ばれ
る現象が生じ、現像剤を長期間使用するとキャリア表面
はトナーによって完全圧被覆されてしまう。このよ５Ｋ
）ナーにより被覆されたキャリアはトナーと混合攪拌し
ても摩擦帯電を起こさず、現像能力を全（失ってしまい
、現像剤の交換が必要となる。

明像剤の交換を頻繁に行５ことはランニングコストの上
昇につながるため好ましくなく、キャリア表面をシリコ
ーン樹脂やフッ素系樹脂（テフロン樹脂など）の表面エ
ネルギーの低い樹脂で被覆することによりキャリア表面
へのトナーの粘着を防止し、現像剤の交換周期を延ばす
ことが提案されている。

しかし、キャリアの被覆樹脂としてこのような表面エネ
ルギーの低い樹脂を用いろと、被覆樹脂の有する非粘着
性のため、キャリア表面にたいするトナーの粘着はある
程度防止できるものの、逆に、非粘着性のゆえに、これ
らの樹脂はキャリアコア材に対する密着性が悪く、長期
にわたり現像剤を使用していると、混合攪拌の衝撃力に
よりキャリアコア材から被覆樹脂の剥離が生じ、この結
果、キャリアの有する電気的特性、特に帯電特性に変化
をきたし、良好な現像能力が維持できな（なるという問
題が生じる。

また、非粘着性を有する樹脂としてシリコーン樹脂を用
いた場合、シリコーン樹脂は被覆樹脂層としたときの被
膜強度が弱く、現像器中での混合攪拌の際にキャリア同
士が擦られ樹脂層が摩耗して、キャリアの電気的特性が
変化し良好な現像能力を維持できなくなるという問題を
持っている。

この対策として、被覆樹脂層の厚みを増すと、キャリア
の電気抵抗が高くなりすぎ、良好な画面印刷が行えな（
なるという問題が新たに生じろ。

さらに、近年、ソフトタッチな現像ができ、中間画調の
再現に良好な特性を示すなどの利点全もっていることか
らキャリア；ア材として注目を浴びている小粒径のフェ
ライト粉に対してこのような樹脂コートを施そうとする
と、樹脂により小粒径のフェライト粉同士が接着会合し
てしまい、フェライト粉が小粒径であるととＫより発揮
されるソフトタッチ現偉の特性が失われてしまうため。

表面を被覆するととＫより現像剤の交換周期を延ばすと
いう手法が採れないという問題がある。

（３）発明の目的 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は以上の実情Ｋｆｉみなされたもので、キャリア
の被覆樹脂として、アルコキシ変性シリコーン樹脂クは
アルコキシシランを用い、同樹脂を被覆後重合させるこ
とＫよりキャリア表面にトナーに対して非粘着性を有し
、且つキャリアコア材に対する密着性の良いシリコーン
樹脂層を形成せしめ、長期にわたり帯電特性が安定した
長寿命な電子写真用キャリアを提供することにある。

また９本発明のさらなる目的は、上記目的を達成するた
め樹脂を被覆することＫより生じるキャリアの電気抵抗
の上昇を最小限におさえ、キャリアの良好な画面印刷性
を維持することにある。

また９本発明のさらなる目的は、小粒径のキャリアコア
材に対しても会合を起こさず非粘着性の樹脂層を形成せ
しめ、長期にわたり帯１！特性が安定した長寿命な小粒
径の電子写真用キャリアを提供することにある。

（４）発明の要点 〔作用〕 本発明者らは研究の結果、キャリア被覆樹脂としてアル
コキシ変性シリコーンを用いる事により上記目的が達成
されることを見出し１本発明をなすＫいたった。

通常のシリコーン樹脂を溶剤に溶かしてコーチイングツ
ニスとし、これをキャリアコア材表面に塗布した場合は
、溶剤の蒸発によりキャリアコア材表面でシリコーン樹
脂が濃縮、堆積することＫよりコーティングがなされ、
シリコーン樹脂とキロ９転　　、 ャリアコア材間に強固な結合は生じない（第２図参照）
。

しかし、アルコキシ変性シリコーンもしくはアルコキシ
シランをコーテイング材として用いた場合は、塗布後、
空気中に放置することによりこれらの分子中のアルコキ
シ基が空気中の水分と反応してシラノール基を形放しく
下式はトリアルコキシシランの場合）。

Ｒ−Ｓ　ｉ　（ＯＲ）、＋　ａ）１，０→Ｒ−８ｉ　（
ＯＨ）、＋　３１ＯＨこのシラノール基がキャリアコア
材上の吸着水などと脱水縮合を起こし、共有結合を形成
するため。

このようにアルコキシ基を有するシリコーン樹脂の塗膜
は他のシリコーン樹脂の塗膜に比ベキヤリ７＝ｒア材と
町密着性に勝る。

また、キャリアコア材上の吸着水との反応ＫＦＳ与しな
い他のシラノール基は近傍のシラノール基間で脱水縮合
して、加橋することにより樹脂層は強固な被膜を形成す
るため、他のシリコーン樹脂被膜に比べ被膜強度が高く
、耐摩耗性に優れる。

このため、薄い被覆樹脂層でも長期にわたりその特性を
維持できる。（第１図参照） また、アルコキシ変性シリコーンもしくはアルコキシシ
ランいずれを用いた場合でも、各シラノール基が脱水縮
合した後の樹脂層は架橋したシリコーン樹脂層であり２
表面エネルギーが低り、トナーに対して優れた非粘着性
を示す。

以上の理由に゛よりアルコキシ性シリコーンもしくはア
ルコジシランにより被覆したキャリアは。

被膜樹脂とキャリアコア材との良好な接着性を有し、ま
た、耐摩耗性に優れ、かつ、トナーが粘着しＫくいため
、長期にわたり帯電特性が安定し。

優れた寿命特性を示す。また、この被覆樹脂層はキャリ
アの画面印刷性を損なうほどの電気抵抗の上昇を引き起
こさない。

さらに、コーテイング材としてアルコキシ変性シリコー
ンオリゴマーもしくはアルコキシシランを用いた場合は
、これらの分子の分子量が小さいためコーチイングツニ
スの粘度が低く９粒径３０μｍ以下の小粒径粒子に対し
てコーティングしても、キャリアコア材同士が会合せず
、均一なコーティング樹脂１１１を形成させろことがで
きる。

このような特性を有するアルコキシ変性シリコーンもし
くはアルコキシシランとしては、アルコキシシランとし
てメチルトリエトキシシラン（東しシリコーン５Ｚ６０
７２）、メチルトリメトキシシラン〔東しシリコーン５
Ｚ６０７０）、ｒクロロプロピルトリメトキシシラン（
東しシリコーン５Ｈ６０７６）、ｒアニリノプロピルト
リメトキシシラン（東しシリコーン５Ｚ６０８３）、　
γアミノプロピルトリエトキシシラン（信越シリコーン
ＫＢＥ９０３　）などの各種シランカップリング剤類な
ど。

また、アルコキシ変性シリコーンポリマーとしてはメチ
ルメトキシシリコーンポリマー（信越シリコーンＫＣ−
８９）などがあげられる。

なお、これらのアルコキシ変性シリコーンモジくはアル
コキシシランによりより強固な樹脂Ｎを形成させるため
Ｋは被覆樹脂層分子間に３次元架橋構造が形成されてい
ることが望ましく、このため、アルコキシ変性シリコー
ンポリマーおよびオリゴマーにおいては１分子中に少な
くても３個以上のアルコキシ基を有するもの、また、ア
ルコキシシランにおいてはトリアルコキシシラン、テト
ラアルコキシシランであることが望ましい。

〔実施例〕

以下に実施例に基づき更に述べる。

■　実施ｆｉｌｌ’ メチルトリエトキシシランＩｇ？メタノール１ノで希釈
してコーティング溶液とし、キャリアコア材（フェライ
トコア；平均粒径７０μｍ）５ＫｇＫ対して、ロータリ
ードライ法を用いてコーティングした。コーティング後
、１２０μｍ以下の粒径を持つキャリアを回収し、これ
に対し空気雰囲気中で温度１２０℃の熱処理を１時間行
い試作キャリアＡを得た。

■実施例２ メチルメトキシシリコーンポリマー（ＭｍシＩＪコーン
ＫＣ−８９）Ｉｇをメタノール１１で希釈したもの？コ
ーティング溶液とする以外は実施例１と全く同様にして
試作キャリアＢ？得た。

■　実施例３ 平均粒径３０μｍフェライトコア材４ＫｇＫ対して、メ
チルトリエトキシシランＩｇ！メタノールＩｔで希釈し
てコーティング溶液としてコーティングし、その後、こ
れに対し空気雰囲気中で温度１２０℃の熱処理ｔ″１１
時間試作キャリアＣを得た。

■　比較的１ フルコキシ変性を行っていな（・シリコーン樹脂（メチ
ルハイドロジエンポリシロキサン信越シリコーンＫＦ−
９９）２ｇ′ｊｋ）リクロロエチレン１１で希釈したも
のをコーティング溶液とする以外は実施列１と同様にし
て試作キャリアＤを得た。

■　比較的２ コーティング溶液として比較例ＩＫ示すメチルハイドロ
ジエンポリシロキサン溶液ヲ用いろ以外は実施例３と同
様にして試作キャリアＥを得た。

これらのキャリアの内、キャリアコア材の平均粒径が７
０μｍＯＡ、　Ｂ、　Ｄキャリアについては。

これらのキャリアをスチレン−アクリル系トナーと組合
わせて現像剤とし、卓上型レーザプリンタを用いて５万
シートのランニング試験を行い、その経過でのキャリア
の電気抵抗、帯電付与能の変化を調査した（表１）。

表１かられかるようＫＤキャリアはランニング試験を行
つＩＣ従って、電気抵抗、帯電付与能ともにノンコート
のコア材の値に近づいており、コーティング被膜の剥離
もしくは摩耗が生じていることが予想されるが２本発明
の実施例ではＡキャリア、Ｂキャリアは５万シート印刷
後でもキャリアの電気抵抗、帯電付与能に変化は見られ
ず、印字品質も初期と同様に良好なものであった。

また、キャリアコア材の平均粒径が３０μｍのＣ，Ｈに
ついては、卓上型複写機改造機を用いて印字ｉｈｔ行っ
た結果、Ｃキャリアはハーフトーンも良好に再現する優
れた印字品質を示したのにに対し、Ｅキャリアはキャリ
ア同士の会合が多く。

これら会合したキャリアが現像器内で搬送されないため
、全く印字が行えなかった。

表１

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する図。 第２図は従来法を説明する図である。 ；＼ ・ｔ′＼ てノ ＋Ａ＞′ べ　　　　　　Ｒ８ θ　　　　　　　θ　　　　　　ρ 矛１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁性粉末表面を樹脂により被覆してなり、電子写真
   用磁気ブラシ現像剤用キャリアとして供せられる樹脂被
   覆キャリアにおいて、該被覆樹脂としてアルコキシ変性
   シリコーンを用いた事を特徴とする電子写真用キャリア
   。 ２、前記電気写真用キャリアのアルコキシ変性シリコー
   ン被覆樹脂量が該キャリア粒子重量の０．０５重量％以
   下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電子写真用キャリア。 ３、前記アルコキシ変性シリコーンがアルコキシ基を有
   するシリコーンポリマーもしくはシリコーンオリゴマー
   である特許請求の範囲第２項記載の電子写真用キャリア
   。 ４、前記アルコキシ変性シリコーンがキャリアコア材表
   面でアルコキシシランが縮重合することにより形成され
   たものであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の電子写真用キャリア。 ５、前記アルコキシシランがトリアルコキシシランもし
   くはテトラアルコキシシランであることを特徴とした特
   許請求の範囲第４項記載の電子写真用キャリア。 ６、前記磁性粉末が平均粒径３０μｍ以下のフェライト
   微粉末であることを特徴とする特許請求の範囲第５項記
   載の電子写真用キャリア。