JPH03263052A - 乾式２成分現像剤用キャリア - 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、電子写真法の現像工程において、トナーとと
もに用いられる乾式２成分現像剤用キャリアに関し、さ
らに詳しくはキャリアの劣化による画質の低下を解消し
た乾式２成分現像剤用キャリアに関する。

（従来の技術） 電子写真複写機において、感光体に形成された静電潜像
を乾式現像法により可視化するため、トナーとキャリア
が混合された２成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像法が
従来から行われている。

かかる２成分現像剤は帯電特性の異なるトナーとキャリ
アがそれぞれ接触によりそれぞれ反対極性の摩擦帯電を
帯び、キャリア表面上にトナーが吸引保持されているも
のであり、これが感光体表面の静電潜像に接触するとト
ナーと潜像の吸引力がキャリアとトナーとの間の吸引力
に打ち勝って潜像上にトナーが付着して現像が行われる
。

ところで、従来よりスペント現象の防止及びキ中リアの
抵抗を調整して画質を向上させるためにキャリアとして
樹脂で被覆された被覆キャリアが使用されている。しか
し、このような現像剤を用いて長期間複写作業を行った
場合には、現像中にキャリアの樹脂層が摩擦や剥離等に
よって減少し、キャリアの電気抵抗率が低下するという
現象が起きる。その結果、画像濃度が上昇し、文字潰れ
、前ビキ等の画質劣化を引き起こすという問題がある。

このような問題を解消するために、例えば樹脂層の硬度
の調整によって対策することが考えられる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、樹脂層を硬質のもので形成すると耐衝撃性に劣
るために摩耗が起こり易くなり、逆に樹脂層を軟質のも
ので形成するとキャリアコアに対する密着性に劣り樹脂
層の剥離が起こり易くなり、いずれの場合も樹脂層の減
少を満足いくレベルで解消することはできない。また、
この樹脂層の減少の進行は使用環境等によって異なり、
しかもその進行程度は容易に知ることはできないため知
らない間に画像劣化が起こることになる。

本発明は、上記の問題を解決したものであり、その目的
とするところは、現像器内におけるキャリアの抵抗率が
低下することによる画質劣化を防止し長期間に亘って良
好な画質が得られる乾式２成分現像剤用キャリアを提供
することにある。本発明の他の目的は、キャリアコアの
外面に積層した樹脂層の摩耗が生じた場合でもその摩耗
程度を簡便に知ることができる乾式２成分現像剤用キャ
リアを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の乾式２成分現像剤用キャリアは、キャリアコア
と、該キャリアコアの外面に積層された樹脂からなる内
層と、該内層の外面に積層された樹脂からなる外層と、
を有する乾式２成分現像剤用キャリアであって、該内層
を形成する樹脂と該外層を形成する樹脂は同種の樹脂に
て形成され、且つ内層の硬度は外層の硬度に比して高く
設定されており、そのことにより上記目的が達成される
。

また、本発明の他の乾式２成分現像剤用キャリアは、キ
ャリアの電気抵抗率がｓ、　ｏｘ　１ｏｊ〜５．０Ｘ１
０１１（Ωａｍ）にあり、上記キャリアコアに上記内層
のみが積層された状態の電気抵抗率は該キャリアの電気
抵抗率の０．２〜０．５倍であり、そのことにより上記
目的が達成される。上記内層と外層は異色の樹脂にて形
成されているのが好ましい。

以下に、図面を参照しながら本発明を説明する。

第１図には本発明の乾式２成分現像剤用キャリアの断面
が示され、このキャリアはキャリアコア１とキャリアコ
ア１の外面に積層された樹脂からなる内層２と該内層２
の外面に積層された樹脂からなる外層３とを有している
。

本発明に用いられるキャリアコアｌとしては、酸化また
は未酸化の鉄粉、ニッケル、コバルト、フェライト等の
未被覆キャリアがあげられ、特に球形のフェライトが好
ましい。そのキャリアコア１の中心粒径は通常１５〜２
００μ箇であり、５０〜１５０μｍが好ましい。

上記キャリアコアｌの外面に積層された内層２と外層３
を形成する樹脂としては、従来よりコーティング用とし
て使用されている各種の樹脂が使用され、例えば、スチ
レン系重合体、アクリル系重合体、フッ素樹脂系重合体
、ポリエステル、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、ポリ
カーボネート、エポキシ樹脂等の重合体があげられ、ス
ペント化防止の点で特にシリコーン樹脂が好ましい。

上記内層２を形成する樹脂と外層３を形成する樹脂は同
種の樹脂にて形成されており、内層２と外層３の結着性
が高められる。例えば、内層２をシリコーン樹脂で形成
した場合には外層３もシリコーン樹脂で形成されている
。そして、内層２の硬度は外層３の硬度に比して高く設
定される。硬度の翼なる内層２と外層３を形成するには
、内層２を形成する樹脂と外層３を形成する樹脂の分子
量、架橋密度、層の形成条件等を変えることにより行う
ことができる。例えば、内層２及び外層３をシリコーン
樹脂にて形成する場合には、内層２を形成する樹脂とし
て一般式が次式（１）で表されるモノメチルシリコン化
合物を主成分としてなるシリコーン樹脂を用い、外層３
を形成する樹脂として上記モノメチルシリコン化合物と
一般式が次式（２）で表されるジメチルシリコン化合物
とを主成分としてなるシリコーン樹脂を用いるのが好ま
しい。

５ｉ（ＯＲｈＣＨａ　　　　　　　・・・　（１）Ｓｔ
（ＯＲ）２（ＣＨ３）２　　　　・・・　（２）（式中
、Ｒはアルキル基を表す） この場合において、内層２はモノメチルシリコン化合物
を主成分としてなるシリコーン樹脂にて形成されること
により、外層３に比べてキャリアコア１に対する密着性
に優れている。この理由は、内層形成用樹脂は、キャリ
アコア１表面の活性基と水素結合し得る水酸基を多く有
しているためと、内層形成用樹脂は外層形成用樹脂に比
べて高硬度の被膜を形成し得るためと推測される。また
、外層３は上記モノメチルシリコン化合物と上記ジメチ
ルシリコン化合物とを主成分としてなるシリコ、−ン樹
脂にて形成されていることにより、内層２に比べてより
弾性を有することになり耐衝撃性等の力学物性が改善さ
れる。内層２を形成する樹脂として、モノメチルシリコ
ン化合物と少量のジメチルシリコン化合物とを成分とし
て得られるシリコーン樹脂を用いてもよく、この場合に
は外層３を形成する樹脂としてジメチルシリコン化合物
の比率を内層形成用樹脂に比べて上げるのがよい。

このように、本発明のキャリアでは、その表面からキャ
リアコアに至るまで樹脂層に硬度の勾配が形成されてお
り、表面は弾性に富むことから耐衝撃性があり、内層２
は高硬度でキャリアコア１との密着性に富むために、樹
脂層の摩耗と剥離が抑制され、現像剤の性能維持特性を
改善することができる。

また、キャリアコア１と内層２と外層３とを有する乾式
２成分現像剤用キャリアにおいて、内層２と外層３を異
色の樹脂にて形成してもよく、内層２は、染料、顔料等
の着色剤で着色し外層３は未着色とするか、あるいは外
層３を内層２とは異なる色の着色剤で着色してもよい。

この場合、樹脂層の摩耗が進行したとしても抵抗率が大
きく変動しない範囲で樹脂層の減少を確認することがで
き、現像剤の寿命あるいは交換時期を知ることができる
。

キャリアコアｌに内層２及び外層３を積層した状態の本
発明のキャリアの電気抵抗率は、５．ＯＸ　１０９〜５
．０ＸＩＯ”の範囲とするのがよい。また、キャリアコ
ア１に内層２を積層した状態のキャリアＢの電気抵抗率
は上記電気抵抗率の０．２〜０．５倍とするのが好まし
い。つまり、キャリアコア１に内層２のみを積層したキ
ャリアＢの電気抵抗率を、複写作業においてそのキャリ
アを用いた現像剤によって良好な画像を形成するのに必
要な下限値とすることにより、外層３が摩耗したとして
も内層２が露出し始めるまでは良好な画像が形成される
と判断できる。従って、第１図（ａ）〜（ｂ）に示すよ
うに、複写作業によって外層３が摩耗している段階では
キャリアは所望範囲の電気抵抗率を有しており、さらに
外層３の摩耗が進んで第１図（Ｃ）に示すように内層２
０色が視認できた時点で別の新しいキャリアと取り替え
ればよい。

本発明の現像剤用キャリアを製造するには、種々の方法
が採用できる。例えば、流動床型塗布装置を用いてキャ
リアコア１の表面に樹脂溶液を塗布乾燥して内層２を形
成し、その後内層２の表面に別の樹脂溶液を塗布乾燥し
て外層３を形成すればよい。樹脂溶液に着色剤を添加し
ておけば着色した樹脂層が形成される。

このようにして得られた本発明の現像剤用キャリアはト
ナーと混合されて現像剤が調製される。

トナーとしては、従来より公知のものが使用され、例え
ば、スチレン−アクリル共重合樹脂とカーボンブラック
等とを熱溶融して、混練粉砕、分級したもの、あるいは
これらにシリカ等の表面処理剤を混合して表面処理した
ものが使用できる。

（実施例） 以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、
本発明はこれによって限定されるものではない。

Ｋ血豆エ メチルシリコーン樹脂（縮合体がモノメチルシリコン化
合物からなるもの（ＣＨ３／５ｉｓ１．Ｏ）、信越化学
社製、ｌＲ２５１）　１０重量部をトルエン１０重量部
に溶解して樹脂溶液Ａを調製した。

メチルシリコーン樹脂（縮合体がジメチルシリコン化合
物からなるもの（Ｃ１ｈ／Ｓｔ＞１．０）、信越化学社
製、にＲ２５５）　１０重量部をトルエン２０重量部に
溶解して樹脂溶液Ｂを調製した。

次に、平均粒径が１００μ層の球形酸化磁性鉄１０００
重量部の表面に流動床型塗布装置を用いてＡ溶液を塗布
した。Ａ溶液を塗布した後、次にＢ溶液を塗布すること
により樹脂層を形成させた。このようにして、樹脂層と
キャリアコアとの元素量比Ｓｉ／Ｆｅが０．１６．０．
１８の２種類のキャリアを得た。なお、この元素量比Ｓ
ｉ／Ｆａは、樹脂層の量とキャリアコアの量を元素分析
によって求めたものである。

一方、スチレン−アクリル樹脂とカーボンブラック等を
熱溶融して混練粉砕、分級し、及びこれにシリカにて表
面処理してトナーを得た。次いで、上記で得られた２８
ｉ類のキャリアとトナーとをそれぞれ、トナー濃度が３
．２％となるよう混合して２種類の現像剤を得た。得ら
れた各現像剤について、電子写真複写機ＤＣ−２５８５
（三田工業■製）を用いて画像出しを行い３万枚の複写
試験を行った。

その結果、３万枚ランニング後においても当初の画像と
同等の品位の画像が得られた。また、各キャリアａ及び
ｂのキャリアコアに対する樹脂層の元素量比Ｓｔ／Ｆｅ
の変動を測定したところ第２図に示す通りであり、Ｓｉ
／Ｆｅ比が０．１８のもの（第２図中ａで示される）は
０．１７、Ｓｉ／Ｆｅ比が０．１６のもの（第２図中す
で示される）は０．１４となり、いずれも樹脂層の摩耗
、剥離による減少は少なかった。

よ笠五 上記キャリアコアにＡ溶液を塗布乾燥しなかった以外は
、実施例１と同様にしてキャリアを得た。

得られたキャリアについて、実施例１と同様に画像出し
を行ったところ、３万枚ランニング後において画像が当
初の画像に比べて太き（低下した。

また、キャリアのキャリアコアに対する樹脂層の元素量
比Ｓｉ／Ｐｅを測定したところ東２図に示す通りであり
（第２図中、Ｃで示される）、Ｓｉ／Ｆｅ比が０．２２
から０．１２に低下した。これは樹脂層が摩耗または剥
離したことを示している。

Ｌ１五主 メチルシリコーン樹脂（縮合体がモノメチルシリコン化
合物からなるもの（Ｃ１ｈ／Ｓｉｈ　１゜Ｏ）、ｆｆｉ
越化学社製、にＲ２５１）　１２．５重量部と青色顔料
（＃！フタロシアニン）１．０重量部をトルエン１２．
５重量部に溶解して樹脂溶液Ｃを調製した。

メチルシリコーン樹脂（縮合体がジメチルシリコン化合
物からなるもの（Ｃ１ｈ／Ｓｔ＞　１．０））　３０．
０重量部をトルエン３０．０重量部に溶解して樹脂溶液
りを調製した。

次に、平均粒径１００μ置の球形酸化磁性鉄１０００重
量部の表面に流動床型塗布装置を用いてＣ溶液を塗布し
た。キャリアコアにＣ溶液のみを塗布乾燥して得たキャ
リアの電気抵抗率は約ｌＸｌ０”（ΩＣ■）であった。

Ｃ溶液を塗布した後、次にＤ溶液を塗布乾燥することに
より樹脂層を形成した。このようにして、内層が青色に
着色され外層が未着色であるキャリアを得た。得られた
キャリアの電気抵抗率は、約Ｓ　Ｘ　ｔｏｗ・（０ｃｍ
）であった。

このキャリアと実施例１で得られたトナーとをそれぞれ
トナー濃度が３．２％となるよう混合して現像剤を得た
。得られた現像剤について、実施例１と同様に電子写真
複写機ＤＣ−２５８５（三田工業■製）を用いて画像出
しを行い３万枚の複写試験を行った。その結果、３万枚
ランニング後において、キャリアの表面が青色となり内
層が露出したことが確認された。また、その時のキャリ
アの電気抵抗率は約ｌＸｌ０’會（０ｃｍ）であった＠
（発明の効果） 本発明の構成は上述の通りであり、内層および外層はキ
ャリアコアから剥離したり摩耗することが減少され、長
期間の複写によってキャリアの電気抵抗が低下すること
による画像濃度の上昇、文字潰れ、前ビキ等の画質劣化
等の不具合を減少することができる。また、内層と外層
の色を異ならせるとキャリアの寿命を目視にて判断する
ことができるから、上記した不具合を簡便な方法で未然
に回避することができる。

４、　　　　　の　　　　な　　日 箪１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の乾式２成分現像剤用キ
ャリアの摩耗状態を示す説明図、第２図はキャリアのコ
ピー枚数と、キャリアコアと樹脂層との比率Ｓｆ／Ｆｅ
との関係を表した図である。

１・・・キャリアコア、２・・・内層、３・・・外層。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、キャリアコアと、該キャリアコアの外面に積層され
   た樹脂からなる内層と、該内層の外面に積層された樹脂
   からなる外層と、を有する乾式２成分現像剤用キャリア
   であって、該内層を形成する樹脂と該外層を形成する樹
   脂は同種の樹脂にて形成され、且つ内層の硬度は外層の
   硬度に比して高く設定されている乾式２成分現像剤用キ
   ャリア。 ２、キャリアの電気抵抗率が５．０×１０＾９〜５．０
   ×１０＾１＾１（Ωｃｍ）にあり、前記キャリアコアに
   前記内層のみが積層された状態の電気抵抗率は該キャリ
   アの電気抵抗率の０．２〜０．５倍である請求項１記載
   の乾式２成分現像剤用キャリア。 ３、前記内層と前記外層が異色の樹脂にて形成されてい
   る請求項１又は２記載の乾式２成分現像剤用キャリア。