JPH086310A

JPH086310A - 電子写真用キャリア及び電子写真用帯電付与部材

Info

Publication number: JPH086310A
Application number: JP6134239A
Authority: JP
Inventors: Sakon Takahashi; 左近高橋; Ikutaro Nagatsuka; 育太郎長束; Manabu Serizawa; 学芹澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】帯電上昇速度が高く、ランニング時の帯電低
下を抑制でき、画像への濃度むらや地汚れのない優れた
画質を形成できる電子写真用キャリア及び電子写真用帯
電付与部材を提供しようとするものである。【構成】下記化学式で表されるポリアリルアミンを含
有する被覆樹脂で芯材を被覆してなる電子写真用キャリ
ア、及び、電子写真用帯電付与部材である。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法等により形成される静電荷像を現像する際に用いる電
子写真用キャリア及び電子写真用帯電付与部材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法など静電荷像を経て画像情報
を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されてい
る。電子写真法では、帯電、露光工程で感光体上に静電
潜像を形成し、トナーを含む現像剤で静電潜像を現像
し、転写、定着工程を経て可視化される。ここで用いる
現像剤は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤と、
磁性トナーなどのように単独で用いる一成分現像剤があ
るが、二成分現像剤は、キャリアが現像剤の攪拌、搬
送、帯電などの機能を分担し、現像剤として機能分離が
なされているため、制御性がよいなどの理由で現在広く
用いられている。特に、樹脂被覆キャリアを用いる現像
剤は、帯電制御性が優れ、環境依存性並びに経時安定性
の改善が比較的容易である。また、現像方法としては、
古くはカスケード法などが用いられてきたが、現在は現
像剤搬送担体として磁気ロールを用いる磁気ブラシ法が
主流である。

【０００３】二成分現像剤を用いる磁気ブラシ法には、
現像剤の帯電劣化による画像濃度の低下、著しい背景部
汚れの発生、画像へのキャリアの付着による画像の荒
れ、キャリアの消費、及び、画像濃度ムラの発生などの
問題がある。現像剤の帯電劣化は、キャリアコート層へ
のトナー成分の固着又はコートの剥がれなどにより発生
し易く、また、コート層が不均一になると、湿度、温度
などの環境変動時、トナー追加時及び高トナー濃度時に
背景部汚れを発生する傾向がある。

【０００４】これらの帯電劣化を防止するため、被覆樹
脂の硬度を上げて剥がれ難くしたり、被覆樹脂の表面エ
ネルギーを下げることにより、キャリアコート層へのト
ナー成分の固着を防止したり、これらの方法を併用して
帯電劣化を防止する努力がなされてきた。

【０００５】例えば、帯電安定性及びキャリアの劣化防
止を目的に、アミン構造やアミド構造を有する被覆樹脂
を用いることが提案された（特開昭５０─５４３３４号
公報参照）が、こここに示されている材料は、帯電の分
布が広く、帯電付与能力が低く、環境依存性が大きいと
いう問題があり、初期画像やトナー追加時に背景部汚れ
や画像濃度ムラを生じさせていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消し、以下の特徴を備えた電子写真用キャリア及
び電子写真用帯電付与部材を提供しようとするものであ
る。 (1) トナー追加時の背景部汚れを改善するとともに、現
像剤、帯電付与部材の寿命を延長すること。 (2) 黒ベタ及び細線再現性に優れた画質を提供できるこ
と。 (3) キャリア同士の破壊や付着、トナーのインパクショ
ンを防止して安定した高画質を提供でき、キャリアの消
費を抑制できること。 (4) 環境変動などによる帯電性変化に対する画質維持性
を改善すること。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、(1) 下記化学
式で表されるポリアリルアミンを含有する樹脂で芯材を
被覆してなることを特徴とする電子写真用キャリア、及
び、(2) 下記化学式で表されるポリアリルアミンを含有
する樹脂で芯材を被覆してなることを特徴とする電子写
真用帯電付与部材である。

【０００８】

【化２】

【０００９】

【作用】本発明は、上記のポリアリルアミンを被覆樹脂
に芯材に被覆することにより、帯電安定性、帯電付与能
力、キャリア劣化防止の効果が向上することを見出し、
本発明を完成するに至った。

【００１０】本発明に用いるポリアリルアミンは、上記
一般式で表されるポリアリルアミンであり、式中、
Ｒ₁，Ｒ₂は水素原子、アルキル基、好ましくは炭素数
が１〜１０の範囲にあるアルキル基、又は、アリール
基、好ましくは炭素数が６〜３０の範囲にあるアリール
基であり、分子量が２０００〜３０００００、好ましく
は５０００〜１０００００、より好ましくは８０００〜
５００００の範囲にあるものが、成膜性、帯電性の面で
適当である。その中でも、Ｒ₁，Ｒ₂が共に水素原子又
はメチル基の場合がより適している。

【００１１】本発明で使用する被覆樹脂としては、上記
のポリアリルアミン単独でも使用できるが、他の樹脂と
の混合でも使用できる。他の樹脂としては、フッ化ビニ
リデン、テトラフロロエチレン、ヘキサフルオロプロピ
レン、モノクロロトリフロロエチレン、モノクロロエチ
レン、トリフロロエチレン、パーフロロアルキルアクリ
レートなどのフッ素含有モノマーの重合体；スチレン、
クロルスチレン、メチルスチレン等のスチレン類；メチ
ルメタクリレート、メチルアクリレート、プロピルアク
リレート、ラウリルアクリレート、メタクリル酸、アク
リル酸、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート、
2-エチルヘキシルアクリレート、エチルメタクリレート
等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸類；ジメチルア
ミノエチルメタクリレートなどの含窒素アクリル類；ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル類；
2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン等のビニルピリジ
ン類；ビニルエーテル類；ビニルケトン類：エチレン、
プロピレン、ブタジエン等のオレフィン類；メチルシリ
コン、メチルフェニルシリコン等のシリコン類などの単
独重合体、又は共重合体を使用することができる。ま
た、ビスフェノール、グリコール等を含むポリエステル
類も使用することができる。

【００１２】上記の他の樹脂を配合する場合は、その配
合割合は、他の樹脂が１０〜９９重量％、好ましくは３
０〜９９重量％の範囲が適している。これらの割合にお
いては、環境安定性が良好となるからである。

【００１３】本発明で使用する磁性核体粒子としては、
通常のフェライト粒子、造粒マグネタイトなどを用いる
ことができる。また、ほぼ球形の形状を有し、表面性を
制御可能な粒子であれば使用することができる。核体粒
子の平均粒径は通常２０〜１２０μｍの範囲のものが使
用される。

【００１４】被覆樹脂の配合量は、キャリアに対して総
量で０．１〜１０重量％、好ましくは１．０〜７．０重
量％、より好ましくは１．５〜６．０重量％の範囲が、
画質維持性、２次障害の回避、及び、帯電性を確保する
点で適している。また、帯電付与部材については、金属
スリーブやブレード表面に対し、上記の被覆樹脂を被覆
する。

【００１５】本発明のキャリアの製造方法は、被覆樹脂
を溶剤に溶解した後、核体粒子と混合し、減圧下で加
熱、混練して溶剤を揮発させ、核体粒子を被覆するか、
また、溶剤を用いずに、被覆樹脂と核体粒子を混合した
後、被覆樹脂の融点以上に加熱、混練し、被覆樹脂を溶
融して核体粒子を被覆する。製造装置としては、加熱型
ニーダー、加熱型ヘンシェルミキサー、ＵＭミキサー、
プラネタリーミキサーなどを使用することができる。

【００１６】上記の方法で被覆された粒子は、そのまま
キャリアとして使用できるが、さらに、上記の被覆樹脂
の融点より低い温度で溶融する他の樹脂と混合した後、
他の樹脂のみ加熱溶融して被覆したり、また、溶剤に溶
解した他の樹脂を溶液コート法で被覆して複層キャリア
として用いることも可能である。

【００１７】本発明のキャリアは、トナーと混合して二
成分現像剤として用いられる。トナーは結着樹脂中に着
色剤等を分散させたものである。トナーに使用する結着
樹脂としては、スチレン、パラクロロスチレン、α−メ
チルスチレン等のスチレン類；（メタ）アクリル酸メチ
ル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ
−プロピル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）ア
クリル酸2-エチルヘキシル等のα−メチレン脂肪族モノ
カルボン酸エステル類；（メタ）アクリロニトリル等の
ビニルニトリル類；2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジ
ン等のビニルピリジン類；ビニルメチルエーテル、ビニ
ルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメ
チルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニ
ルケトン等のビニルケトン類：エチレン、プロピレン、
イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素類及びその
ハロゲン化物、クロロプレン等のハロゲン系不飽和炭化
水素類などの単量体による重合体、又は、これらの単量
体を２種以上組み合わせて得られる共重合体、さらに
は、これらの混合物、また、ロジン変性フェノールホル
マリン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウ
レタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエ
ーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、又は、これらと上
記のビニル系樹脂との混合物を挙げることができる。

【００１８】トナーに用いる着色剤としては、カーボン
ブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオ
イルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、
メチレンブルー、ローズベンガル、フタロシアニンブル
ー又はこれらの混合物を挙げることができる。

【００１９】着色剤以外のトナー成分としては、電荷制
御剤、オフセット防止剤、流動性向上剤などがあり、ま
た、必要に応じて磁性体微粉末を含有してもよい。トナ
ーの粒径は、小径の方が高画質であり、５〜１２μｍ、
好ましくは５〜１０μｍ程度の平均粒径を有するトナー
が良好である。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、こ
れにより本発明が限定されるものではない。なお、実施
例において「部」は重量部を意味する。〔実施例１〕下記化学式のポリアリルアミン（日東紡績
社製、分子量約１万）３０部をメタノール１００部に溶
解した。この溶液とＣｕ−Ｚｎフェライト（パウダーテ
ック社製、平均粒径５０μｍ）１０００部を１Ｌ小型ニ
ーダーに投入し、攪拌しながら減圧加熱してメタノール
を留去した。その後、１０５μの篩で篩分を行い、実施
例１のキャリア得た。

【００２１】

【化３】

【００２２】〔実施例２〕実施例１で使用したポリアリ
ルアミン１０部を１００部のメタノールに溶解し、実施
例１で使用したＣｕ−Ｚｎフェライト１０００部ととも
に１Ｌ小型ニーダーに投入して攪拌しながら減圧加熱
し、メタノールを留去した。次に、これをポリメチルメ
タクリル酸メチル（三菱レンヨン社製、分子量約３万）
２０部をトルエン１００部に溶解した溶液を加えて攪拌
しながら減圧加熱してトルエンを留去した。その後、１
０５μの篩で篩分を行い、実施例２のキャリア得た。

【００２３】〔比較例１〕メチルメタクリレート（Aldr
ich 社製）９７．５部、ジメチルアミノメチルメタクリ
レート（Aldrich 社製）２部及びアゾビスイソブチロニ
トリル（Aldrich社製）０．５部と、トルエン４０部を
ガラス製反応容器に入れて内部の空気を窒素ガスに置換
した。次いで、反応混合物を常圧で約８０℃に加熱し、
２４時間攪拌した。生成したメチルメタクリレート・ジ
メチルアミノエチルメタクリレート共重合体（重量平均
分子量、約１３万）３０部を、１００部のトルエンに溶
解した。この溶液と、Ｃｕ−Ｚｎフェライト（パウダー
テック社製、平均粒径５０μ）１０００部を、１Ｌ小型
ニーダーに入れて、攪拌しながら減圧加熱してトルエン
を留去した。その後、１０５μｍの篩で篩分して比較例
１のキャリアを得た。

【００２４】〔比較例２〕ポリメチルアクリレート（三
菱レイヨン社製、分子量約３万）６０部、ジエチルアミ
ノエチルアミン（Aldrich 社製）４０部と、トルエン５
０部を混合し、常圧で約９０℃に加熱しながら、４０時
間攪拌した。得られた反応生成物の変性量は３１％であ
った。この反応生成物３０部を、１００部のトルエンに
溶解した。この溶液とＣｕ−Ｚｎフェライト（パウダー
テック社製、平均粒径５０μ）１０００部を、１Ｌ小型
ニーダーに入れて、攪拌しながら減圧加熱してトルエン
を留去した。その後、１０５μｍの篩で篩分して比較例
２のキャリアを得た。

【００２５】〔トナー製造例１〕結着樹脂（スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート）８７部カーボンブラック（キャボット社製、ＢＰＬ）８部帯電制御剤（保土谷化学社製、ＴＲＨ）１部ポリプロピレンワックス（三洋化成社製、６６０Ｐ）４部上記材料を用いて混練粉砕法で平均粒径７．５μｍのト
ナー粒子を得た。そして、上記トナー粒子１００部及び
コロイダルシリカ（日本アエロジル社製Ｒ９７２）１部
をヘンシェルミキサーで混合して評価用トナーを得た。

【００２６】（評価）実施例１、２及び比較例１、２で
得たキャリアは、トナー濃度５％となるようにトナー製
造例１で得たトナーと混合して評価用現像剤を作製し
た。これらの現像剤について、富士ゼロックス社製５０
３９改造機を用いて画質評価試験を行い、表１の結果を
得た。表１から明らかなように、実施例の現像剤は、比
較例に比べて背景部汚れがなく、黒ベタ及び細線再現性
に優れた画質を提供できることが分かった。

【００２７】

【表１】

【００２８】〔実施例３〕富士ゼロックス社製レーザー
プリンター４１０５用現像ロールスリーブ（ステンレス
製）を、実施例１で使用したポリアリルアミンのメタノ
ール溶液中にデッィピングして、スリーブ表面に５０ｇ
／ｍ²のコート層を形成した。

【００２９】〔比較例２〕富士ゼロックス社製レーザー
プリンター４１０５用現像ロールスリーブ（ステンレス
製）をそのまま使用した。

【００３０】（トナーの製造例２）結着樹脂（スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート）４４部マグネタイト粉（戸田工業社製、ＥＰＴ−１０００）５０部帯電制御剤（保土谷化学社製、ＴＲＨ）２部ポリプロピレンワックス（三洋化成社製、６６０Ｐ）４部上記材料を用いて混練粉砕法で平均粒径９．０μｍのト
ナー粒子を得た。そして、上記トナー粒子１００部及び
コロイダルシリカ（日本アエロジル社製Ｒ９７２）０．
８部をヘンシェルミキサーで混合して評価用トナーを得
た。

【００３１】（評価）実施例３及び比較例３で得たスリ
ーブを富士ゼロックス社製レーザープリンター４１０５
に装着し、トナー製造例２のトナーを用いて画質評価試
験を行い、表２の結果を得た。表２から明らかなよう
に、実施例３のスリーブは、比較例２に比べて画質安定
性が優れていることが分かる。

【００３２】

【表２】

【００３３】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、帯電上昇速度が高く、かつ、ランニング時におけ
る帯電量の低下がないので、カブリの早期発生や機内汚
染を生ずることがなく、画像への濃度むらや地汚れのな
い優れた画質を提供することが可能になった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯材を樹脂で被覆してなる電子写真用キ
ャリアにおいて、該樹脂が下記化学式で表されるポリア
リルアミンを含有することを特徴とする電子写真用キャ
リア。【化１】
【請求項２】請求項１記載の被覆樹脂で芯材を被覆し
たことを特徴とする電子写真用帯電付与部材。