JPH0380262A - コーティングキャリア - 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、静電記録法、静電印刷法等に用
いられる現像剤を構成するキャリアに関し、詳しくは、
磁性体粒子の表面に樹脂コーティング層を有してなるコ
ーティングキャリアに関する。

〔従来の技術〕

電子写真法等に用いられる現像剤としては、トナーとキ
ャリアとからなる二成分系現像剤が知られているが、斯
かるキャリアとしては、耐久性等の向上を図る観点から
、磁性体粒子の表面に樹脂コーティング層を設けてなる
コーティングキャリアが有利に用いられている。

樹脂コーティング層の樹脂としては、従来、トナー物質
のキャリア表面への付着を防止してキャリアの摩擦帯電
性の安定化を図る観点から、低表面エネルギー特性を有
する含フッ素系樹脂を用いることが提案されている（特
開昭５８−２０８７５４号公報、同６０−１７６０４８
号公報、同６０−１６６１７号公報、同５９−２４０７
５８号公報等参照）。

しかし、斯かるコーティングキャリアは、含フッ素系樹
脂が絶縁性の高いものであるためにキャリアとしての電
気抵抗が高くなり、その結果トナーに付与される摩擦帯
電量が過大になって現像性が悪化し、また現像領域にお
いて感光体と現像器との間に印加されるバイアス電圧が
十分に作用せず、得られる複写画像にカブリが発生しや
すい問題があった。特に、近年においては、レーザープ
リンターのように感光体の帯電電位を従来より低くして
現像プロセスを遂行する装置が普及しつつあるが、上記
コーティングキャリアをこのような現像プロセスに適用
する場合にはカブリの発生が顕著となる。

すなわち、感光体の帯電電位が低い場合には、感光体の
帯電電位Ｖと画像濃度りとの相関関係を示すいわゆるＶ
−０曲線においてその傾きの大きな現像剤が必要とされ
、これを達成するためには、コーティングキャリアの電
気抵抗を小さくすることが必要となる。

しかるに、コーティングキャリアの電気抵抗を小さくす
る技術としては、従来、樹脂コーティング層に界面活性
剤を含有させる技術が提案されている（特開昭５６−１
４３４４６号公報、同５６−１４３４４７号公報、同５
７−４０２６５号公報等参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、界面活性剤が含有された樹脂コーティング層を
有するコーティングキャリアにおいては、界面活性剤が
吸湿性の高いものであるため、樹脂コーティング層の表
面に露出している界面活性剤の存在によりコーティング
キャリアの摩擦帯電性が変化しやすく、特に高温高湿の
環境下においては摩擦帯電性の変化が顕著となる。

このようにコーティングキャリアの摩擦帯電性が変化す
ると、結果としてトナーに好適な摩擦帯電電荷を付与す
ることが困難となり、コーティングキャリアを早期に交
換しなければならない不都合が生ずる。

本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであ
って、その目的は、高温高湿の環境下において多数回に
わたり繰り返して使用に供するときにも良好な摩擦帯電
性が安定に発揮されるコーティング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〕

上記目的を達成するため、本発明は、磁性体粒子の表面
に、内層と外層の２層からなる樹脂コーティング層を設
けてなるコーティングキャリアにおいて、前記内層が界
面活性剤を含有してなる構成を採用する。

そして、外層は低表面エネルギーの樹脂からなることが
好ましい。

すなわち、本発明は、樹脂コーティング層を内層と外層
の２層構成としたうえ、特に内層を選択してこれに界面
活性剤を含有させることにより、樹脂コーティング層の
表面に界面活性剤を露出させないようにして摩擦帯電性
の湿度依存性を小さくし、かつ、後述する実施例の説明
から理解されるように界面活性剤の存在位置が内層であ
ってもコーティングキャリアの全体としての電気抵抗の
減少効果が平静に得られることを確認して完成されたも
のである。

このように本発明によれば、界面活性剤が存在する内層
によって電気抵抗の減少を図ることができ、外層によっ
て界面活性剤の露出を防止しながら好ましい低表面エネ
ルギー特性を得ることができ、これらの相乗効果によっ
て、いわゆるＶ−０曲線においてその傾きが大きく、か
つ高温高湿の環境下においても良好な摩擦帯電性が安定
して得られる現像剤を得ることが可能となる。

従って、特に、近年普及しつつある感光体の帯電電位を
低電位にする現像プロセスに適用する場合にも、カブリ
、トナー飛散を生ぜずに多数回にわたり安定して画像の
形成に供することができる。

また、外層には界面活性剤が存在しないので、界面活性
剤が存在する場合には生じやすい外層の割れ等が生ぜず
、機械的強度の面からもキャリアの耐久性が向上する。

コーティングキャリアの芯材である磁性体粒子としては
、コーティングキャリアの磁性体粒子として従来用いら
れているものを用いることができ、具体的には、フェラ
イト、マグネタイト等の粒子を挙げることができる。

磁性体粒子の平均粒径（重りは、キャリア付着を有効に
防止し、かつ繊細な画像の形成を可能にする観点から、
１０〜５００ｐ程度が好ましい。

樹脂コーティング層の内層を構成する樹脂（以下「内層
樹脂」という。）としては、膜強度を高める観点から磁
性体粒子との接着性の良好なものが好ましく、かつ界面
活性剤の分散性を高める観点から当該界面活性剤との相
溶性の高いものが好ましい。具体的には、スチレン−ブ
タジェン樹脂等のスチレン系樹脂、スチレン−アクリル
系樹脂、アクリル系樹脂等を好ましく用いることができ
る。

この内層に含有される界面活性剤としては、イオン性の
界面活性剤、非イオン性の界面活性剤のいずれをも用い
ることができるが、コーティングキャリアの電気抵抗を
減少させる効果が顕著に発揮されることからアニオン系
界面活性剤およびカチオン系界面活性、剤が好ましい。

斯かるアニオン系界面活性剤としては、−Ｃ○ＯＮａ等
の親水基を有するセッケン等のカルボン酸塩、　ＯＳ　
Ｏｙ　Ｎ１１等の親木基を有する、高級アルコール硫酸
エステル塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩、硫
酸化油、硫酸化脂肪酸エステル、硫酸化オレフィン等の
硫酸エステル塩、−８○ａＮａ等の親水基を有する、ア
ルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルナフタレンス
ルフォン酸塩、パラフィンスルフォン酸塩等のスルフォ
ン酸塩、−〇ＰＯ５Ｎａ２等の親水基を有する、高級ア
ルコールリン酸エステル塩等のリン酸エステル塩等を用
いることができる。

また、カチオン系界面活性剤としては、第１級アミン塩
、第２級アミン塩、第３級アミン塩、第４級アンモニウ
ム塩等を用いることができる。

界面活性剤の含有割合は、内層樹脂１００重量部に対し
て０．５〜ＩＯ重量部が好ましく、特に１〜８重量部が
好ましい。斯かる範囲にあれば界面活性剤による電気抵
抗の減少効果が十分に発揮される。

樹脂コーティング層の外層を構成する樹脂（以下「外層
樹脂」という。〉としては、トナー物質の付着を有効に
防止する観点から低表面エネルギー特性を有する樹脂が
好ましい。具体的には、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四
フッ化エチレン、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン
共重合体、側鎖にフッ素原子を置換してなる基を有する
含フッ素系樹脂等を用いることができる。この含フッ素
系樹脂の中でも特にアクリル酸−１，１，３−）ジヒド
ロパーフルオロ−ｎ−プロピルとアクリル酸−１，１−
ジヒドロパーフルオロ−ｎ−プロピルとの共重合体、ア
クリル酸−１，１−ジヒドロパーフルオロエチル重合体
等が好ましい。

内層の厚さは０．４〜２．９ｎ程度、外層の厚さは０．
１〜２．６ｎ程度がよく、樹脂コーティング層の全体の
厚さとしては０．５〜３．０ｎ程度がよい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこ
れらの態様に限定されるものではない。

なお、以下において「部」は「重量部」を表す。

実施例１ スチレン／メチルメタクリレート共重合体１５ｇをメチ
ルエチルケトン３００−に溶解した溶液に、ラウリル酸
アルコール硫酸エステルナトリウム塩（界面活性剤）Ｉ
ｇをホモジェッターを用いて分散し、内層用被覆液を調
製した。

この内層用被覆液を用いて、スビラコーターにより球状
のフェライト粒子の表面に平均膜厚がｌμの内層を懲戒
し、−次キャリアを得た。

次いで、アクリル酸−１，１，３−）リヒトロパープル
オローｎ−プロピル／アクリル酸−１゜１−ジヒドロパ
ーフルオロ−ｎ−プロピル共重合体く低表面エネルギー
樹脂〉１２ｇをアセトン５０〇−に溶解して、外層用被
覆液を調製した。

この外層用被覆液を用いて、スビラコーターにより前記
−次キャリアの内層の表面に外層を形成し、もって合計
の平均膜厚が約２ｐの樹脂コーティング層を有する平均
粒径が８０μｍのコーティングキャリアＣＩを得た。

実施例２ 実施例１において、外層用被覆液を、アクリル酸−１，
１−ジヒドロパーフルオロエチル重合体く低表面エネル
ギー樹脂〉１２ｇをアセトン５００ｄに溶解して調製し
た外層用被覆液に変更したほかは同様にしてコーティン
グキャリアＣ２を得た。

実施例３ 実施例１において、界面活性剤を、ラウリルトリメチル
アンモニウムクロライド１ｇに変更したほかは同様にし
てコーティングキャリアＣ３を得た。

比較例１ 実施例１において、界面活性剤を含有させないで内層用
被覆液を調製したほかは、同様にして比較用のコーティ
ングキャリアＣ１を得た。

比較例２ アクリル酸−１，１−ジヒドロパーフルオロエチル重合
体１２ｇをアセトン５０（ｌｒｎｌに溶解した溶液に、
ラウリル酸アルコール硫酸エステルナトリウム塩（界面
活性剤）　１ｇをホモジェッターを用いて分散し、被覆
液を調製した。

この被覆液を用いて、スビラコーターにより球状のフェ
ライト粒子の表面に平均膜厚が２μ真の樹脂コーティン
グ層を懲戒し、樹脂コーティング層が１層からなる平均
粒径が８Ｏｎの比較用のコーティングキャリアＣ２を得
た。

比較例３ 実施例１において、内層用被覆液を、界面活性剤を含有
させないほかは同様にして調製した内層用被覆液に変更
し、外〜履用被覆液を、アクリル酸−１，１，３−）ジ
ヒドロパーフルオロ−ｎ−プロピル／アクリル酸−１，
１−ジヒドロパーフルオロ−ｎ−プロピル共重合体１２
ｇをアセトン５０〇−に溶解した溶液に、ラウリル酸ア
ルコール硫酸エステルナトリウム塩（界面活性剤）０．
８ｇをホモジェッターを用いて分散してなる外層用被覆
液に変更したほかは同様にして比較用のコーティングキ
ャリアＣ３を得た。

比較例４ 実施例１において、外層用被覆液を、アクリル酸−１，
１，３−）ジヒドロパーフルオロ−ｎ−プロピル／アク
リル酸−１，１−ジヒドロパーフルオロ−ｎ−プロピル
共重合体１２　ｇをアセトン５００　ｍｌに溶解した溶
液に、ラウリル酸アルコール硫酸エステルナトリウム塩
〈界面活性剤）０．８ｇをホモジェッターを用いて分散
してなる外層用被覆液に変更したほかは同様にして比較
用のコーティングキャリアＣ４を得た。

〈実写テスト〉 以上の実施例および比較例で得られた各キャリアと、ト
ナーとをそれぞれトナー濃度が５重量％となる割合で混
合して各二成分系現像剤を調製した。なお、使用したト
ナーは、次のようにして得られたものである。

すなわち、スチレン／メチルメタクリレート／ブチルア
クリレート共重合体樹脂１００部と、カーボンブラック
１０１ｉＦＩＳと、ポリプロピレンワックス３部とを、
混合、練肉、粉砕、分級し、平均粒径１０ｎの粉末を得
た。さらに、この粉末１００部と、疎水性シリカ微粒子
０．８部とをヘンシェルミキサーで混合し、トナーを得
た。

上記二成分系現像剤をそれぞれ用いて、電子写真複写機
ｒ：Ｕ−Ｂｉｘ　１０１７Ｊ　　（コニカ■製）により
、感光体の黒地部（画像部〉電位が−４００Ｖ、白地部
（非画像部〉電位が一５０Ｖ１現像領域におけるバイア
ス電圧が一１５０Ｖの条件で実写テストを行い、下記の
項目について評価した。

■キャリアの耐久性 温度３３℃、相対湿度８０％の高温高湿環境下において
１層万枚の実写テストを行ったときの現像剤の帯電量変
化を測定して判定した。すなわち、この帯電量変化の少
ないものほどキャリアの耐久性が優れている。

■画像のカブリ １層万枚の実写テストを行ったときの複写画像の白地部
（非画像部）の相対濃度の変化を測定して判定、した。

すなわち、この変化の小さいものほどキャリアの摩擦帯
電性およびその安定性が優れている。

■現像性 ｌＯ万枚の実写テストを行ったときの複写画像の黒地部
（画像部ンの相対濃度の変化を測定して判定した。すな
わち、この変化の小さいものほどキャリアの現像性なら
びに摩擦帯電性およびその安定性が優れている。

■トナー飛散 １層万枚、の実写テストを行ったときその終了後におけ
るトナー飛散の状況を次の６段階で評価した。

すなわち、トナー飛散の少ないほどキャリアの摩擦帯電
性およびその安定性が優れている。

Ａ：全く飛散が認められない。

Ｂ：現像器周辺に若干の飛散は認められるが他の部分へ
の飛散は認められない。

Ｃ：現像器周辺に飛散が認められ他の部分への飛散も若
干認められるがコピー品質、メンテナビリティは共に支
障は認められない。

Ｄ＝複写機内全体に飛散が認められ光学系の汚れによる
地力ブリが若干認められる。

Ｅ：複写機内全体にかなりの飛散を生じ光学系の汚れに
よる地力ブリが明らかに認められ、また搬送部の汚染に
よるコピー汚れが生ずる。

Ｆ：飛散したトナーが複写機外に排出され、周囲を汚染
する。

結果は第１表に示す通りである。

このｆｉ１表から理解されるように、実施例１乃至３の
コーティングキャリアは、磁性体粒子の表面に内層と外
層の２層からなる樹脂コーティング層を有するのみなら
ず、特に内層に界面活性剤を含有してなるので、高温高
湿の環境下において多数回にわたり画像の形成に供する
ときにも安定した摩擦帯電性および現像性が発揮され、
カブリ、トナー飛散を伴わずに高濃度の画像を安定に形
成することができ、キャリアの耐久性が格段に向上する
。

これに対して、比較例１のコーティングキャリアは、界
面活性剤をまったく含有していないので、バイアス電圧
が十分に作用せず、画像濃度が低くまたカブリの発生も
顕著である。

比較例２のコーティングキャリアは、１層の樹脂コーテ
ィング層に界面活性剤が含有されてなるので、１０万回
複写後においては、摩擦帯電量が大きく低下し、画像濃
度の低下も著しく、カブリおよびトナー飛散の発生が顕
著である。

比較例３のコーティングキャリアは、内層ではなくて外
層に界面活性剤が含有されており、また、比較例４のコ
ーティングキャリアは内層のみならず外層にも界面活性
剤が含有されているので、いずれのコーティングキャリ
アにおいても樹脂コーティング層の表面に界面活性剤が
存在することになるため、ｌＯ万回複写後においては、
摩擦帯電量が大きく低下し、画像濃度の低下が著しく、
カブリおよびトナー飛散の発生が顕著である。

〔発明の効果〕

請求項１の発明によれば、樹脂コーティング層を内層と
外層の２層構成としたうえ、特に内層に界面活性剤を含
有させたので、樹脂コーティング層の表面には界面活性
剤が露出せず、従って、高温高湿の環境下においても界
面活性剤による電気抵抗の減少効果が安定に発揮され、
多数回にわたり画像の形成に供するときにも安定した摩
擦帯電性が発揮され、カブリ、トナー飛散が発生せず、
キャリアの耐久性が向上する。そして、外層には界面活
性剤が存在しないので外層の割れ等が生じにくく、機械
的強度の面からもキャリアの耐久性が向上する。

そして、これらの優れた性能は、レーザープリンター等
のように感光体の帯電電位が低電位である現像プロセス
に適用する場合にも安定に発揮される。

請求項２の発明によれば、外層の低表面エネルギー特性
によりトナー物質の付着が有効に防止されるので、さら
に優れた耐久性が発揮される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性体粒子の表面に、内層と外層の２層からなる
   樹脂コーティング層を設けてなるコーティングキャリア
   において、 前記内層が界面活性剤を含有してなることを特徴とする
   コーティングキャリア。
2. （２）外層が低表面エネルギーの樹脂からなることを特
   徴とする請求項１に記載のコーティングキャリア。