JPH0673030B2 - 電子写真用被覆キヤリア− - Google Patents

電子写真用被覆キヤリア−

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JPH0673030B2
JPH0673030B2 JP61081866A JP8186686A JPH0673030B2 JP H0673030 B2 JPH0673030 B2 JP H0673030B2 JP 61081866 A JP61081866 A JP 61081866A JP 8186686 A JP8186686 A JP 8186686A JP H0673030 B2 JPH0673030 B2 JP H0673030B2
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貢 友松
和吉 岡
俊男 山田
国彦 若狭
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Tohpe Corp
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/10—Developers with toner particles characterised by carrier particles
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    • G03G9/1132—Macromolecular components of coatings
    • G03G9/1133—Macromolecular components of coatings obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子写真用キヤリアー、特にトナーとキヤリア
ーとからなる2成分系現像剤におけるキヤリアーに関す
る。さらに詳しくは耐久性にすぐれた電子写真用被覆キ
ヤリアーに関する。
従来の技術と問題点 電子写真法は、導電性層上に設けられた光導電性層にコ
ロナ放電により静電荷を与え、この電荷を帯びた光導電
性層を原画(原稿)に対応して露光して当該露光部の静
電荷を消失させて静電潜像のみを残留させ、次いで光導
電性層の静電荷と反対の極性の静電荷を有するトナー粒
子を静電潜像上に付着させ静電潜像を現像することから
なる。
このようなトナー粒子の付着による静電潜像の現像手段
としては、代表的にはカスケード法及び磁気ブラシ法が
知られている。これらの方法においては、現像剤は2成
分、すなわち比較的細かいトナー粒子と比較的大きいキ
ヤリアー粒子との混合物からなる。このトナー粒子とキ
ヤリアー粒子との混合物を再循環使用すると機械的摩擦
によりキヤリアー核から被覆の一部または全部が剥離し
て劣化して行き、またトナー粒子とキヤリアー粒子の接
触、衝突によりトナー粒子がキヤリアー粒子の表面に強
固に付着して徐々に堆積する現象がみられる。これらの
現象の結果として、キヤリアー粒子の特性が劣化されま
た画像に対して悪影響がもたらされる。
従つて、キヤリアー粒子には、望ましい適切な摩擦帯電
特性を有することが要求されるのはもちろんであるが、
それ以外に耐摩耗性にすぐれていること、及びトナー粒
子の付着、堆積が生じにくいことも要求される。
このような諸特性を兼備したキヤリアーを得る方法とし
て、キヤリアー粒子(コア材)の表面に樹脂被覆層を設
けることが数多く提案されている。特に摩擦帯電特性及
び耐摩耗性に着目した場合、数多くの樹脂類の内でフツ
素系樹脂が好ましく、例えば特開昭47−17434号公報、
同47−17435号公報、同48−90238号公報、同51−117638
号公報等にそれを見ることができる。
しかし、フツ素系樹脂の最大の欠点は、コア材との接着
性に劣ることであり、例えば特開昭47−17434号及び同4
7−17435号公報には、ポリテトラフルオロエチレン等の
フツ素系ポリマーに変性のための樹脂として、エポキシ
樹脂、ポリウレタン等を混合して、接着性の改善を図る
ことが記載されており、また特開昭48−90238号公報に
は、コア材に予め下塗りをした上でポリテトラフルオロ
エチレンを被覆することが記載されており、さらには特
開昭51−117638号公報では官能基を有するパーフルオロ
化合物、例えばパーフルオロアルコール、パーフルオロ
アミン等を用いることが記載されている。
しかし、これらの公知方法によつて被覆されたキヤリア
ーにおいては、未だコア材と被覆との密着性が充分とは
言えず、長時間にわたつて連続複写を行なつていると、
キヤリアー粒子同志や、キヤリアー粒子と機械部品との
接触、衝突の繰り返しによつて被覆層が剥離してコア材
が露出してしまうようなこともあり、このような状態に
至ると、摩擦帯電がそれまでのトナーと被覆キヤリアー
との間の摩擦帯電から、トナーとコア材自体との間の摩
擦帯電へ変り、摩擦帯電特性が一定に保たれず、その結
果としてコピー画質が劣化してしまう欠点がある。また
上記の公知方法によつて得られる被覆キヤリアーの表面
は均質化しておらず、長時間の複写によりキヤリアー表
面の欠陥部位へのトナー材の強固な付着が生じてコピー
画面に汚れを生じさせたり、鮮明度を低下させる傾向の
欠点もある。
発明の目的 本発明の目的は、上記諸欠点を除去ないし軽減した電子
写真用被覆キヤリアーを提供することにある。更に詳し
くは、本発明の第1の目的は、鉄粉コアに対して極めて
密着性が良い上に機械的強度を充分に有している被覆層
を、鉄粉コア表面に担持した被覆キヤリアーを提供する
ことにある。また本発明の第2の目的は表面にトナー膜
が固着形成されないキヤリアーを提供することにある。
さらに本発明の第3の目的は、トナー粒子との摩擦帯電
特性の経時安定性にすぐれたキヤリアーを提供すること
にある。
問題を解決するための具体的手段 かくして本発明は耐久性にすぐれた被覆キヤリアーを提
供する。さらに詳しくは分子内に水酸基を有するフツ素
系樹脂中に微細なフツ素樹脂粉末を分散せしめた被覆材
によりコア材を被覆してなるキヤリアーあるいは該被覆
材をポリイソシアネートと反応させウレタン結合を形成
させてコア材を被覆してなるキヤリアーを提供する。特
に後者のキヤリアーが好ましく、また磁気ブラシ法での
使用に殊に適当である。
本発明に用いる水酸基含有フツ素系樹脂はフルオロ不飽
和炭化水素とシクロヘキシルエーテル基を有する化合物
との共重合体であり、かつその分子内に水酸基を有する
ものが好ましい。
本発明の水酸基含有フツ素系樹脂の製造に用いるフルオ
ロ不飽和炭化水素は、テトラフルオロエチレンが好まし
く、クロルトリフルオロエチレンであつてもよい。また
ジクロヘキシルエーテル基を有する共重合性化合物とし
て代表的なものは、シクロヘキシルビニルエーテルであ
る。また本発明に用いるフツ素系樹脂の水酸基含有フツ
素含有量は15〜35重量%、また水酸基の量はOH価で10〜
100であるのが好ましい。
尚、本発明の水酸基含有フツ素系樹脂は分子中にカルボ
キシル基が存在しても良く、カルボキシル基の存在によ
りコア材との密着性及び顔料分散性等が向上する。
水酸基含有フツ素系樹脂中に分散せしめるフツ素樹脂と
してはポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフ
ルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビ
ニルフルオライド又はテトラフルオロエチレン−エチレ
ン共重合体が好ましくまたはこれらの混合物であつても
良い。
より具体的な市販品としては、ダイキン工業製ポリフロ
ンTFE、ルブロン、ダイフロンCTFE、三井フロロケミカ
ル製Teflon、ペンウオルト製Kynar、3M製KEL−F81、旭
硝子製アフロンCOP等が挙げられ、分子内のフツ素含有
量は30〜80%の範囲であるものが好ましい。
また、この粒子径は被覆層の厚味を考慮すれば電子顕微
鏡による一次粒子径が1μ以下であることが好ましい。
さらに、水酸基含有フツ素系樹脂中に分散せしめるフツ
素樹脂粉末の量は水酸基含有フツ素系樹脂100部に対し
て10〜100部が好ましく、10部未満では分散せしめた効
果がなく100部より多くては被覆層の強度が低下するた
め好ましくない。
水酸基含有フツ素系樹脂をポリイソシアネートと反応さ
せてウレタン結合を形成させる場合のポリイソシモネー
トの配合量は、フツ素系樹脂の水酸基1に対してポリイ
ソアネートのイソシアネート基が0.8〜1.2(当量比)で
あるのが好ましい。使用するポリイソシアネートは慣用
的なものであつてよく、例えばトリレンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソアネート、その他の多価アル
コール付加タイプのポリイソシアネート等である。
本発明の一利点はバインダー樹脂である水酸基含有フツ
素系樹脂が分散用フツ素樹脂との親和性が良いので均一
分散が可能である上に、水酸基含有フツ素系樹脂が各種
溶剤、例えばトルエン、キシレン、酢酸エチル等に可溶
性であるので、均一な塗膜の状態に容易に形成させ得る
ことにあり、しかもその塗膜がコア材に対し良好な密着
性を示すことである。
即ち、水酸基含有フツ素含有樹脂がバインダーであるた
めに従来の欠点であつたフツ素樹脂粉末の分散性、密着
性が改良され、さらにこの分散用フツ素樹脂粉末の低表
面エネルギー効果により、キヤリアー粒子表面がトナー
によつて汚染されることが極端に少なくなり、長期間の
使用に耐え得るキヤリアーの提供を可能としたことであ
る。
また本発明に使用する被覆材に対しては顔料ばかりでな
く一般に各種の添加剤も良好な分散性を示し、例えば導
電剤を添加して用することができる。
本発明の被覆材は、酢酸エチル、トルエン、キシレン等
の溶剤に溶解した後、コア材を浸漬しまたはコア材にス
プレーすることにより、コア材に被覆され、次いで乾燥
あるいは加熱硬化される。被覆量は、コア材に対して約
0.05〜6重量%が良く、さらに好ましくは約0.1〜4重
量%である。
本発明で使用するコア材としては粒子径が30〜200ミク
ロンの鉄粉、マグネタイト又はフエライトが用いられ
る。
本発明による被覆キヤリアーと組合せて使用されるトナ
ーは任意の公知電子写真用トナーであつてよい。
以上の如く構成した本発明の電子写真用被覆キャリアー
は、その被覆材のコア材に対する密着性が極めて良好で
かつ機械的強度が充分であるので、たとえコア材が扁平
な形状を有しているものであつても、エツジ部分での剥
離、摩耗に対し充分な抵抗を示す。また被覆材の表面が
均一で平滑であるので固着トナー膜が形成し難く、そし
てトナーとの摩擦による摩擦帯電特性の経時安定性にす
ぐれている。
実施例 以下、実施例及び比較例により本発明を更に説明する。
各列中の電流値は、添付図面に示す電流値測定回路を用
いて測定した。図面においてMRはマグロール、Dはアル
ミニウム製ドラム、Vは直流100ボルト電源、Rは1キ
ロオームの抵抗、mVはミリボルト計またはミリボルト記
録装置である。測定はMR〜D間距離を5mm、MR回転数を1
50rpmとした同一条件で行なつた。
実施例−1 フツソ系樹脂塗料ニユーガーメツト2000(水酸基のOH価
=52、固形分=40重量%)にポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂粉末を前記の樹脂100部に対して50部を分散せし
めたフツソ樹脂37.5gを同塗料用イソシアネート系硬化
剤5.0gをトルエン200mlに溶解してコーテイング溶液を
調製した。
流動コーテイング装置を用いて、このコーテイング溶液
を44〜105ミクロンの粒子径範囲の扁平不定形鉄粉3000g
にスプレーし、温度110℃で30分間流動加熱して被覆層
を有するキヤリアーを製造した。得られたキヤリアーは
非粘着性で集塊せず流動性が良好であつた。
この被覆キヤリアー940gに対して市販の磁気ブラシ用プ
ラストナー60gを1ポリエチレン製びんに秤り入れ120
rpmで15分間撹拌して現像剤を調製した。このときブロ
ーオフ粉体帯電量測定装置(東芝ケミカル製TB−200
型)で測定したトナーの帯電量は25.0μe/gであつた。
又現像剤の電流値は0.50μAであつた。
この現像剤を用いてOPC感光体上の静電潜像を現像して
得られたコピーはいずれもかぶりのないすぐれた画像を
有した。ODC感光体上の静電潜像を現像した際の現像回
数と現像剤の特性及び実写結果を表−1に示す。
実施例−2 実施例−1で得られた本発明のコート材を75〜150ミク
ロンの粒子径範囲の球形マグネタイトにスプレーコート
し(実施例−1のコート量)110℃で30分間流動加熱し
て被覆層を有するキヤリアーを製造した。得られたキヤ
リアーは実施例−1同様非粘着性で集塊せず流動性が良
好であつた。この被覆キヤリアー960gに対して市販の磁
気ブラシ用プラストナー40gを1ポリエチレン製びん
に秤り入れ120rpmで15分間撹拌して現像剤を調製した。
この現像剤を用いてOPC感光体上の静電潜像を現像して
得られたコピーはいずれもかぶりのないすぐれた画像を
有した。OPC感光体上の静電潜像を現像した際の現像回
数と現像剤の特性及び実写結果を表−1に示す。
実施例−3 実施例−1で得られた本発明のコート材を75〜150ミク
ロンの粒子径範囲の球形フエライトにスプレーコートし
(実施例−1のコート量)110℃で30分間流動加熱して
被覆層を有するキヤリアーを製造した。得られたキヤリ
アーは実施例−1同様非粘着性で集塊せず流動性が良好
であつた。
この被覆キヤリアー960gに対して市販の磁気ブラシ用プ
ラストナー40gを1ポリエチレン製びんに秤り入れ120
rpmで15分間撹拌して現像剤を調製した。この現像剤を
用いてOPC感光体上の静電潜像を現像して得られたコピ
ーはいずれもかぶりのないすぐれた画像を有した。
OPC感光体上の静電潜像を現像した際の現像回数と現像
剤の特性及び実写結果を表−1に示す。
比較例−1 フツソ系樹脂塗料ニユーガーメツト2000(水酸基のOH価
=52、固形分=40重量%)37.5gを同塗料用イソシアネ
ート系硬化剤7.5gをトルエン200mlに溶解してコーテイ
ング溶液を調製した。実施例−1と同じコアにスプレー
コーテイングしてキヤリアーを製造した。
得られたキヤリアーは非粘着性で集塊せず流動性が良好
であつた。この被覆キヤリアーを実施例−1と同様に現
像剤を調製し、OPC感光体上の静電潜像を現像して得ら
れたコピーは、初期はかぶりのない鮮明な画像であつた
が、20,000回の現像後に先端カケの多いコピー画像が得
られ現像剤の明らかな劣化が認められた。結果を表−1
に示す。
比較例−2 フツソ系樹脂塗料ニユーガーメツト2000(水酸基のOH価
=52、固形分=40重量%)にポリテトラフロオロエチレ
ン樹脂粉末を前記の樹脂100部に対して120部を分散せし
めたフツソ樹脂37.5gを同塗料用イソシアネート系硬化
剤3.75gをトルエン200mlに溶解してコーテイング溶液を
調製した。この被覆キヤリアーを実施例−1と同様に現
像剤を調製し、OPC感光体上の静電潜像を現像して得ら
れたコピーは、初期はかぶりのない鮮明な画像であつた
が、5,000回の現像後には抵抗の低い時にみられる様な
不鮮明なコピー画像が得られ、現像剤の明らかなハガレ
が認められた。結果を表−1に示す。
【図面の簡単な説明】
添付図は、実施例においてキヤリアーの電流値測定に用
いた装置の概念図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 和吉 群馬県渋川市金井字歯黒425番地 関東電 化工業株式会社研究開発センター内 (72)発明者 山田 俊男 茨城県猿島郡総和町北利根8−5 東亞ペ イント株式会社茨城工場内 (72)発明者 若狭 国彦 茨城県猿島郡総和町北利根8−5 東亞ペ イント株式会社茨城工場内 (56)参考文献 特開 昭59−53857(JP,A) 特開 昭60−60659(JP,A)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分子内に水酸基を有するフッ素系樹脂中に
    当該樹脂100部に対して10〜100部の微細なフッ素樹脂粉
    末を分散せしめた被覆層をコア材の表面に担持させてな
    る電子写真用被覆キャリアー。
  2. 【請求項2】水酸基含有フッ素系樹脂はフルオロ不飽和
    炭化水素とシクロヘキシルエーテル基を有する化合物と
    の共重合体であり、かつその分子内に水酸基を有するも
    のである特許請求の範囲第1項に記載のキャリアー。
  3. 【請求項3】分散用のフッ素樹脂粉末はポリテトラフル
    オロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロ
    ロトリフルオロエチレン、ポリビニルフルオライドの内
    の1種もしくは2種以上の混合物である特許請求の範囲
    第1又は2項に記載のキャリアー。
  4. 【請求項4】被覆層はコア材の表面における水酸基含有
    フッ素系樹脂とポリイソシアネートとのウレタン形成反
    応により硬化させたものである特許請求の範囲第1〜3
    項のいずれかに記載のキャリアー。
  5. 【請求項5】被覆層の量はコア材に対して0.05〜6重量
    %の範囲である特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに
    記載のキャリアー。
  6. 【請求項6】コア材の鉄粉、マグネタイト又はフエライ
    トのいずれかである特許請求の範囲第1〜5項のいずれ
    かに記載のキャリアー。
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