JPH09185185A - 静電荷像現像用コートキャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナースペント防止効果、帯電制御性に優
れ、本コートキャリアを使用した現像剤により良好な画
像が得られる静電荷像現像用コートキャリアを提供する
こと。 【解決手段】 キャリアコーティング樹脂として、環状
構造を持ったポリオレフィン樹脂を少なくとも含み、し
かも高粘度の上記ポリオレフィン樹脂をキャリアコーテ
ィング樹脂全体中に５０重量％未満含有してなるものと
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電荷像現像用コ
ートキャリアに関し、詳しくは、乾式トナーを現像させ
る際、トナースペント防止効果の良好な、且つ帯電制御
性に優れたコートキャリアを提供することにより、鮮明
で安定な画像を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】静電荷像現像式複写機及びプリンターに
関し、オフィスオートメーション化の広がりを背景に、
高品位な即ち鮮明で安定した複写画像の要請が益々高ま
りつつある。静電荷像現像式複写機及びプリンターにお
けるキャリアの一般的な処方は表１に示されるが、その
複写画像の鮮明性及び画像安定性を向上させる主な要因
の一つはキャリアの表面コーティング用樹脂にある。静
電荷像現像式複写機及びプリンターにおいては、潜像担
持体上の静電荷像にトナーを供給して顕像を得た後、そ
のトナー像を普通紙若しくはＯＨＰ用フィルム等に転写
し、これを定着させている。現状においては、潜像担持
体上の静電荷像にトナーを供給して顕像を得る手段とし
て、トナー粒子を鉄粉製、又はニッケル・コバルトなど
を主体としたフェライト製キャリア粒子に静電気的に結
合させた現像剤が多く用いられている。これらキャリア
表面には、フッ素・アクリルグラフトポリマー、セルロ
ースブチルアセテート、シリコーン系樹脂等がコーティ
ング材として、帯電制御、スペントトナー防止（スペン
トトナー現象＝キャリア表面に付着したトナーが静電気
的、あるいは物理的、化学的に強くキャリアと結合し、
トナーが潜像担持体上の静電荷像に転写されない現象）
を目的に使用されているが、初期複写画像は良好であっ
ても、長期使用の際、接触帯電により付着したトナー粒
子がトナーとキャリア間の静電荷蓄積によりキャリアか
ら分離し難くなり、あるいは付着トナー粒子がキャリア
表面に摩擦熱により融着することで補給トナーが帯電せ
ず、潜像担持体上の静電荷像にトナーの補給が足りず、
画像劣化、即ち、現像剤寿命を招く原因となっている。

【０００３】

【表１】

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
問題点に鑑み、静電荷像現像式複写機及びプリンターの
複写画像のより高品位な、即ち、画像鮮明性、現像剤の
長寿命化を実現できるコートキャリアを提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、第一
に、キャリア芯粒子にコーティング樹脂をコートしてな
るコートキャリアにおいて、環状構造を持ったポリオレ
フィン樹脂を少なくとも含み、しかもi.v.（極限粘度）
≧０．２５ｄｌ／ｇで、ＨＤＴ（熱変形温度ＤＩＮ５３
４６１−Ｂ）≧７０℃であって、且つＧＰＣでの測定に
おいて数平均分子量が７５００以上で重量平均分子量が
１５０００以上である環状構造を持ったポリオレフィン
樹脂をコーティング樹脂全体中で５０重量％未満含有す
るコーティング樹脂を、キャリア芯粒子に対し１〜３０
重量％コートしてなることを特徴とする静電荷像現像用
コートキャリアが提供される。第二に、前記コーティン
グ樹脂が、環状構造を持ったポリオレフィン樹脂１〜１
００重量部とフッ素・アクリルグラフトポリマー、セル
ロースブチルアセテート及びシリコーン系樹脂から選ば
れた少なくとも一種の樹脂０〜９９重量部とからなるこ
とを特徴とする上記第一に記載した静電荷像現像用コー
トキャリアが提供される。第三に、前記環状構造を持っ
たポリオレフィン樹脂が、カルボキシル基、水酸基及び
アミノ基から選ばれた少なくとも一種の官能基を有する
ものであることを特徴とする上記第一又は第二に記載し
た静電荷像現像用コートキャリアが提供される。第四
に、前記環状構造を持ったポリオレフィン樹脂が、アイ
オノマー又はジエン類により架橋された構造を有するも
のであることを特徴とする上記第一、第に又は第三に記
載した静電荷像現像用コートキャリアが提供される。

【０００６】本発明者らは上記課題を解決するために、
帯電制御性に優れ、表面潤滑性及び耐摩耗性の良い樹脂
を利用することを一つの解決策として考えた。その様な
樹脂としては、フッ素・アクリルグラフトポリマー、セ
ルロースブチルアセテート、シリコーン樹脂等が挙げら
れるが、これらの樹脂はキャリア表面コーティング樹脂
としての要求性能、例えば帯電制御性、表面潤滑性及び
耐摩耗性の点で満足されるものではなく、コーティング
樹脂として使用する上で問題のあることが既に知られて
いる。本発明者らはこの欠点を改良するために種々検討
した結果、無色透明で帯電制御性、表面潤滑性及び耐摩
耗性の良い環状構造を持ったポリオレフィン樹脂、但し
該環状構造を持ったポリオレフィン樹脂中の高粘度を有
する樹脂をコーティング樹脂全体中で５０重量％未満含
有した樹脂を、用いることによって、高品位の画像、長
寿命の現像剤を提供するキャリアが製造できることを確
かめた。本発明は、こうした知見により完成されたもの
である。これらの特性を満足する環状構造を持ったポリ
オレフィン樹脂をキャリア用表面コーティング樹脂とし
て用いたキャリアは、トナースペント防止効果、帯電性
に優れたものとなり、本キャリアを使用した現像剤によ
ると、高品位、鮮明な画像を実現できることが判明し
た。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の静電荷像現像用キャリア
は、コーティング樹脂として、環状構造を持ったポリオ
レフィン樹脂を少なくとも含み、しかもｉ．ｖ．（極限
粘度）≧０．２５ｄｌ／ｇで、ＨＤＴ（熱変形温度ＤＩ
Ｎ５３４６１−Ｂ）≧７０℃であって、且つＧＰＣでの
測定において数平均分子量が７５００以上で重量平均分
子量が１５０００以上である環状構造を持ったポリオレ
フィン樹脂をコーティング樹脂全体中で５０重量％未満
含有するものを使用することを特徴とする。ここで用い
る環状構造を持ったポリオレフィン樹脂は、例えばエチ
レン、プロピレン、ブチレン等のα−オレフィンとシク
ロヘキセン、ノルボルネン等の二重結合を持った脂環式
化合物との共重合体であり、無色透明で且つ高い光透過
率を有する。この環状構造を持ったポリオレフィンは、
例えばメタロセン系、チーグラー系触媒を用いた重合法
により得られる重合物である。

【０００８】本発明で使用される無色透明で帯電制御
性、表面潤滑性及び耐摩耗性の良い環状構造を持ったポ
リオレフィン樹脂としては、ＧＰＣ法にて測定した数平
均分子量が１０００から７５００、好ましくは３０００
から７５００、重量平均分子量が１０００から１５００
０、好ましくは４０００から７５００の範囲にあリ、I.
v.（極限粘度）＜０．２５ｄｌ／ｇで、ＨＤＴ（熱変形
温度ＤＩＮ５３４６１−Ｂ）＜７０℃の低粘度の樹脂
と、ＧＰＣ法にて測定した数平均分子量が７５００以
上、好ましくは７５００〜５００００、重量平均分子量
が１５０００以上、好ましくは１５０００〜１００００
０の範囲にあり、i.v.≧０．２５でＨＤＴ≧７０℃の高
粘度の樹脂が、好んで使用される。

【０００９】ただ、高粘度の環状構造を持ったポリオレ
フィン樹脂は、前記物性を有するため、低粘度の同樹脂
の場合と比較して、キャリアコート皮膜の耐摩耗性等機
械的強度を向上させることができる。また、皮膜のキャ
リア粒子への密着強度が確保される。しかし乍ら、該高
粘度の環状構造を持ったポリオレフィン樹脂の組成が５
０％以上になると、スペントトナー防止性に支障をきた
す。

【００１０】本発明においては、前記の特性を満足する
環状構造を持ったポリオレフィン樹脂と他の樹脂を混合
してコーティング樹脂として用いたコートキャリアも、
高品位、鮮明な画像を実現できる。この場合、結着樹脂
中における環状構造を持ったオレフィン樹脂とその他の
樹脂との使用割合は、前者を１〜１００、好ましくは２
０〜９０、更に好ましくは５０〜９０重量部、後者を０
〜９９、好ましくは１０〜８０、更に好ましくは１０〜
５０重量部とするのが好ましい。前者を１重量部未満と
した場合には、高品位画像、長寿命の現像剤を得ること
が困難になる。

【００１１】また、環状構造を持ったポリオレフィン樹
脂に溶融空気酸化法又は無水マレイン酸変性等によりカ
ルボキシル基を導入することにより、他の樹脂との相溶
性、顔料の分散性を向上させることができる。水酸基、
アミノ基を既知の方法により導入することによっても、
同様の向上が実現できる。更に、環状構造を持ったポリ
オレフィン樹脂に、ノルボルナジエン、シクロヘキサジ
エン等のジエンモノマーとの共重合により、あるいはカ
ルボキシル基を導入した環状構造を持ったポリオレフィ
ン樹脂に、亜鉛、銅、カルシウム等の金属の添加により
架橋構造を導入することにより、耐摩耗性、スペントト
ナー防止性を更に向上させることができる。

【００１２】本発明において、環状構造を持ったポリオ
レフィン樹脂は、鉄粉、フェライト等よりなるキャリア
芯粒子の表面コーティング剤として、キャリア芯粒子に
対し１〜３０重量％がスプレードライヤー等の塗工手段
によりキャリア芯粒子に塗布される。塗布量が１重量％
未満では充分にキャリア表面を被覆することができず、
スペントトナー防止効果が低下する。また、３０重量％
を越えると安定した帯電制御性が得られなくなる。本発
明のコートキャリアを使用した現像剤により、鮮明な画
像及び長期間の画質安定性が得られる。

【００１３】本発明のコートキャリアと現像剤を構成す
るトナーとしては、結着樹脂及び着色剤を主成分とし、
それらに必要に応じて荷電制御剤その他の添加剤を添加
した粒子が使われる。

【００１４】この場合、結着樹脂としては公知のものが
すべて使用可能であるが、例えばポリスチレン、ポリｐ
−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン
及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチ
レン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレ
ン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタ
リン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、
スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アク
リル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル
共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、ス
チレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタ
クリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタク
リル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共
重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、ス
チレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビ
ニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重
合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アク
リロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン
酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体な
どのスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、
ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビ
ニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロ
ジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環
族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィ
ン、パラフィンワックスなどが単独あるいは混合して使
用できる。

【００１５】また、着色剤としては、カーボンブラッ
ク、ジスアゾイエロー、フタロシアニンブルー、キナク
リドン、カーミン６Ｂ、モノアゾレッド、ペリレン等、
従来公知のものを使用することができる。

【００１６】また、荷電制御剤としては、ニグロシン染
料、脂肪酸変性ニグロシン染料、含金属ニグロシン染
料、含金属脂肪酸変性ニグロシン染料、３，５−ジ−ｔ
ｅｒｔ−ブチルサリチル酸のクロム錯体、四級アンモニ
ウム塩、トリフェニルメタン染料、アゾクロム錯体等、
従来公知のものを使用することができる。

【００１７】更に、トナーには、コロイダルシリカ、酸
化アルミニウム、酸化チタン等の流動化剤や、ステアリ
ン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸バ
リウム等の脂肪酸金属塩からなる滑剤を添加することも
できる。

【００１８】

【実施例】以下に、実施例、比較例を挙げて本発明を更
に具体的に説明する。

【００１９】〈キャリアの調製方法〉乾式二成分系現像
剤用キャリアとして、表面コーティング剤５重量部を核
物質である鉄粉又はフェライト粉９５重量部にスプレー
ドライヤーを用いて塗布し、キャリアを得た。

【００２０】実施例１ パウダーテック（株）社製鉄粉ＴＥＦーＶ１５０、９５
部に、トルエンに溶解させたＴ−７４５（請求項１に記
載の環状構造を持ったポリオレフィン樹脂）５部をスプ
レードライヤーを用いて塗布し、キャリアを得た。

【００２１】実施例２ パウダーテック（株）社製鉄粉ＴＥＦーＶ１５０、９５
部に、トルエンに溶解させたＴ−７４５とＳ−８００７
の混合品（６０：４０で混練機にて混合した請求項１に
記載の環状構造を持ったポリオレフィン樹脂）５部をス
プレードライヤーを用いて塗布し、キャリアを得た。

【００２２】実施例３ 実施例１と同様の方法を用い、Ｔ−７４５とフッ素・ア
クリルグラフトポリマー樹脂（綜研化学社製、ＬＦー４
０）〔５０：５０で混練機にて混合した請求項２に記載
の環状構造を持ったポリオレフィン樹脂〕の混合物をパ
ウダーテック（株）社製鉄粉ＴＥＦーＶ１５０表面に塗
布し、キャリアを得た。

【００２３】実施例４ 実施例１と同様の方法を用い、Ｔ−７４５−ＭＯ（Ｔ−
７４５に溶融酸化にてカルボキシル基を付加した請求項
３に記載の環状構造を持ったポリオレフィン樹脂）をパ
ウダーテック（株）社製鉄粉ＴＥＦーＶ１５０表面に塗
布し、キャリアを得た。

【００２４】実施例５ 実施例１と同様の方法を用い、Ｔ−７４５−ＣＬ（エチ
レン、ノルボルネン、ノルボルナジエンの三元共重合体
に過酸化物を添加して架橋させた請求項４に記載の環状
構造を持ったポリオレフィン樹脂）をパウダーテック
（株）社製鉄粉ＴＥＦーＶ１５０表面に塗布し、キャリ
アを得た。

【００２５】実施例６ パウダーテック（株）社製フェライト粉９５部に、トル
エンに溶解させたＴ−７４５（請求項１に記載の環状構
造を持ったポリオレフィン樹脂）５部をスプレードライ
ヤーを用いて表面に塗布し、キャリアを得た。

【００２６】実施例７ 実施例６と同様の方法を用い、Ｔ−７４５とＳ−８００
７の混合品（６０：４０で混練機にて混合した請求項１
に記載の環状構造を持ったポリオレフィン樹脂）をパウ
ダーテック社製フェライト粉表面に塗布し、キャリアを
得た。

【００２７】実施例８ 実施例６と同様の方法を用い、Ｔ−７４５とフッ素・ア
クリルグラフトポリマー樹脂（綜研化学社製ＬＦー４
０）〔５０：５０で混練機にて混合した請求項２に記載
の環状構造を持ったポリオレフィン樹脂〕の混合物をパ
ウダーテック（株）社製フェライト粉表面に塗布し、キ
ャリアを得た。

【００２８】実施例９ 実施例６と同様の方法を用い、Ｔ−７４５−ＭＯ（Ｔ−
７４５に溶融酸化にてカルボキシル基を付加した請求項
３に記載の環状構造を持ったポリオレフィン樹脂）をパ
ウダーテック（株）社製フェライト粉表面に塗布し、キ
ャリアを得た。

【００２９】実施例１０ 実施例６と同様の方法を用い、Ｔ−７４５−ＣＬ（エチ
レン、ノルボルネン、ノルボルナジエンの三元共重合体
に過酸化物を添加して架橋させた請求項４に記載の環状
構造を持ったポリオレフィン樹脂）をパウダーテック
（株）社製フェライト粉表面に塗布し、キャリアを得
た。

【００３０】比較例１ 実施例１と同様の方法を用い、フッ素・アクリルポリマ
ー（綜研化学社製ＬＦー４０）をパウダーテック（株）
社製鉄粉ＴＥＦーＶ１５０表面に塗布し、キャリアを得
た。

【００３１】比較例２ 実施例６と同様の方法を用い、フッ素・アクリルポリマ
ー（綜研化学社製ＬＦー４０）をパウダーテック社製フ
ェライト粉表面に塗布し、キャリアを得た。

【００３２】表２に実施例に使用した環状構造を持った
ポリオレフィン樹脂の基本物性を示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】〈評価〉前記キャリア調製法にて調製され
たキャリアを市販の電子写真複写機（富士ゼロックス社
製、Ｖｉｖａｃｅ ４５０）に入れて、性能試験を行っ
た。その結果を表３にまとめて示した。表３から、実施
例のキャリアは比較例のキャリアに比べ画像鮮明性、耐
トナースペント性において何れも優れていることがわか
る。

【００３５】

【表３】

【００３６】〈評価方法と判定基準〉 １）画像鮮明性：初期画像と５万枚複写後の画像の細線
解像力及び最大画像濃度の変化率が夫々、１０％未満が
○、１０％以上２０％未満が△、２０％以上を×とし
た。 ２）帯電制御性：トナーとキャリアの初期帯電量と３万
枚複写後の帯電量を東芝ケミカル社製ブローオフ５００
にて測定し、その変化率が、５％未満が○、５％以上１
０％未満が△、１０％以上を×とした。 ３）耐トナースペント性：現像剤ボックスの中に実施
例、比較例に記載したキャリアとトナー（富士ゼロック
ス社製）を所定量入れ、１週間撹拌、摩擦処理したトナ
ー付着キャリアを５ｇ計り取る。それを石鹸水に入れ
て、静電気にて表面付着したトナーを除去し、マグネッ
トにてキャリア磁性粉のみを取り出す。その磁性粉をア
セトン中に浸漬し、表面融着のスペントトナーを溶解除
去し、浸漬処理前後の重量変化が０．２％以下を○、
０．２〜０．５％を△、０．５％以上を×とした。

【００３７】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像用コートキャリア
は、コーティング樹脂として、環状構造を持ったポリオ
レフィン樹脂を少なくとも含み、しかもｉ．ｖ．（極限
粘度）≧０．２５ｄｌ／ｇで、ＨＤＴ（熱変形温度ＤＩ
Ｎ５３４６１−Ｂ）≧７０℃であって、且つＧＰＣでの
測定において数平均分子量が７５００以上で重量平均分
子量が１５０００以上である環状構造を持ったポリオレ
フィン樹脂をコーティング樹脂全体中で５０重量％未満
含有するものを使用したことから、トナースペント防止
効果、帯電性に優れたものとなり、本キャリアを含有し
た現像剤によると、高品位、鮮明な画像を実現できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒川 展行 東京都港区赤坂八丁目10番16号 ヘキスト インダストリー株式会社内 (72)発明者 福沢 純一 東京都港区赤坂八丁目10番16号 ヘキスト インダストリー株式会社内 (72)発明者 ホルスト・トーレ ラント ドイツ国 65719 ホフハイム アム オ ーベルトール 30 (72)発明者 フレディ ヘルマー・メッツマン ドイツ国 55270 エッセンハイム スタ デッカー ベーク５

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリア芯粒子にコーティング樹脂をコ
   ートしてなるコートキャリアにおいて、環状構造を持っ
   たポリオレフィン樹脂を少なくとも含み、しかもｉ．
   ｖ．（極限粘度）≧０．２５ｄｌ／ｇで、ＨＤＴ（熱変
   形温度ＤＩＮ５３４６１−Ｂ）≧７０℃であって、且つ
   ＧＰＣでの測定において数平均分子量が７５００以上で
   重量平均分子量が１５０００以上である環状構造を持っ
   たポリオレフィン樹脂をコーティング樹脂全体中で５０
   重量％未満含有するコーティング樹脂を、キャリア芯粒
   子に対し１〜３０重量％コートしてなることを特徴とす
   る静電荷像現像用コートキャリア。
2. 【請求項２】 前記コーティング樹脂が、環状構造を持
   ったポリオレフィン樹脂１〜１００重量部とフッ素・ア
   クリルグラフトポリマー、セルロースブチルアセテート
   及びシリコーン系樹脂から選ばれた少なくとも一種の樹
   脂０〜９９重量部とからなることを特徴とする請求項１
   記載の静電荷像現像用コートキャリア。
3. 【請求項３】 前記環状構造を持ったポリオレフィン樹
   脂が、カルボキシル基、水酸基及びアミノ基から選ばれ
   た少なくとも一種の官能基を有するものであることを特
   徴とする請求項１又は２記載の静電荷像現像用コートキ
   ャリア。
4. 【請求項４】 前記環状構造を持ったポリオレフィン樹
   脂が、金属イオン又はジエン類により架橋された構造を
   有するものであることを特徴とする請求項１、２又は３
   記載の静電荷像現像用コートキャリア。