JPS62238579A - 電子写真用被覆キヤリア− - 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 本発明は電子写真用キャリアー、特にトナーとキャリア
ーとからなる２成分系現像剤におけるキャリアーに関す
る。さらに詳しくは耐久性にすぐれた電子写真用被覆キ
ャリアーに関する。

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
ャリアー粒子との混合物からなる。このトナー粒子とキ
ャリアー粒子との混合物を再循環使用すると機械的摩擦
によりキャ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ャリアー粒子の接
触、衝突によりトナー粒子がキャ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、キャ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。

従って、キャリアー粒子には、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（いことも要求される。

このような緒特性を兼備したキャリアーを得る方法とし
て、キャリアー粒子（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（
の樹脂類の内でフッ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、フッ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４７−１７４３５号公報には、ポリテトラフルオ
ロエチレン等のフッ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
でホリテトロ・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、例エバパーフ
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って被覆されたキャリア
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、長時間にわたって連続複写を行なっていると、
キャリアー粒子同志や、キャリアー粒子と機械部品との
接触、衝突の繰り返しによっ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ャリアー
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って得られる被覆キャリアーの表面
は均質化しておらず、長時間の複写によりキャリアー表
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。

ユｊ狂とｌ葭 本発明の目的は、上記諸欠点を除去ないし軽減した電子
写真用被覆キャ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ャリアーを提供する
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
れないキャ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ャ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（して本発明は耐久性にすぐれた被覆キャリアーを提
供する。さらに廊しくは分子内に水酸基を有するフッ素
系樹脂中に微細なフッ素樹脂粉末を分散せしめた被機材
によりコア材を被覆してなるキャ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ャリアーを提供する。特
に後者のキャリアーが好ましく、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が好ま
しい。

本発明のフッ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マシく、クロル
トリフルオロエチレンであってもよい。またシクロヘキ
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、シクロヘキシルヒニルエーテルである。また本
発明に用いるフッ素系樹脂のフッ素含有量は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、本発明のフッ素系樹脂は分子中にカルボキシル基が
存在しても良（、カルボキシル基の存在によりコア材と
め密着性及び顔料分散性等が向上する。

フッ素系樹脂中に分散せしめるフッ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
ゝ、ポリクロロトリフルオロエチレン又はポリビニルフ
ルオライドゝ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っても良い。

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、グイフロンＣＴＦＥ、三井フロロ
ケミカル製Ｔｅｆ１ｏｎ　、　　ペンウォルト製Ｋｙｎ
ａｒ　、　３　Ｍ製ＫＥＬ−Ｆ８１旭硝子製７７０７Ｃ
ＯＰ等が挙げられ、分子内のフッ素含有量は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、フッ素系樹脂中に分散せしめるフッ素樹脂粉末
の量はフッ素系樹脂に対して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。

フッ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アネートの配合量
は、フッ素系樹脂の水酸基１に対してポリインシアネー
トのインシアネート基が０．８〜１．２（当量比）であ
るのが好ましい。使用するポリインシアネートは慣用的
なものであってよく、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シアネート、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フッ素系樹脂が
フッ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、フッ素系樹脂が各極溶剤、例工ばトルエン、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、フッ素含有樹脂がバインダーであるために従来の
欠点であったフッ素樹脂粉末の分散性、密着性が改良さ
れ、さらＫこのフッ素樹脂粉末の低表面エネルギー効果
により、キャリアー粒子表面がトナーによって汚染され
ることが極端に少なくなり、長期間の使用に耐え得るキ
ャ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
電剤を添加して使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ェライトが用いら
れる。

本発明による被覆キャ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ってよい。

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、その被覆材の鉄粉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っても、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。

各例中の電流値は、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、■は直流１００ボルト電源、Ｒは
１キロオームの抵抗、ｍ■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５朋、Ｍ
Ｒ回転数を１５０　ｒｐｍとした同一条件で行なった。

実施例−１ フラン系樹脂塗料ニューガーメツ）　２０００　（水酸
基のＯＨ価＝５２、固形分２４０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５０部を分散せしめたフッソ樹脂３７．５．５’を同
塗料用インシアネート系硬化剤５、ＯＩをトルエン２０
０ｍＡ！に溶解してコーティング溶液を調製した。

流動コーチインク装置を用いて、このコーティング溶液
を４４〜１０５ミクロンの粒子径範囲の扁平不定形鉄粉
３００（ｌ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ャリアーを製造した。得られ
たキャリアーは非粘着性で集塊せず流動性が良好であっ
た。

この被覆キャリアー９４０ｇに対して市販の磁気ブラシ
用プラスドナー６０１を１１ポリエチレン製びんに秤り
入れ１２０　ｒｐｍで１５分間攪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２
５．０μｅ／ｇであった。又現像剤の電流値は０．５０
μＡであった。

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−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
ートしく実施例−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ャリアーを製造した。得ら
れたキャリアーは実施例−１同様非粘着性で集塊せず流
動性が良好であった。この被覆キャリアー９６０Ｉに対
して市販の磁気ブラシ用プラスドナー４０！ｊを１４ポ
リエチレン製びんに秤り入れ１２０　ｒｐｍで１５分間
攪拌して現像剤を調製した。

この現像剤を用いて○ＰＣ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。○ＰＣ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ェライトにスプレーコー
トしく実施例−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ャリアーを製造した。得られ
たキャリアーは実施例−１同様非粘着性で集塊せず流動
性が良好であった。

この被覆キャリアー９６０１に対して市販の磁気ブラシ
用プラスドナー４０．９を１１ポリエチレン製びんに秤
り入れ１２　Ｏｒｐｍで１５分間攪拌して現像剤を調製
した。この現像剤を用いて○ＰＣ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 フラン系樹脂塗料ニューガーメツ）　２０００（水酸基
のＯＨ価＝５２、固形分２４０重量％）３７．５１を同
塗料用インシアネート系硬化剤７．５ｇをトルエン２０
０ｍ１に溶解してコーティ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ィングしてキャリアー
を製造した。

得られたキャリアーは非粘着性で集塊せず流動性が良好
であった。この被覆キャリアーを実施例−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、初期はかぷりのない鮮明な画像であっ
たが、２ＱＯＯＯ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 フッソ系樹脂塗料ニューガーメット２０００（水酸基の
ＯＨ価＝５２、固形分３４０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１
２０部を分散せしめたフッソ樹脂３７．５９を同塗料用
イソシアネート系硬化剤３７５ｇをトルエン２００ｍ１
に溶解してコーティング溶液を調製した。この被覆キャ
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ったが、５０００回の現像
後には抵抗が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・・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、実施例においてキャリアーの電流値測定に用
いた装置の概念図である。 特許出願人　関東電化工業株式会社 特許出願人　東亜投インド株式会社 （外５名） 手　　続　　補　　正　　書 昭和６１年！月２−９日 特許庁長官　　字　賀　道　部　パ殿 ｉ、ｑｔ件の表示 昭和６１年特許３１ｆｔ第８１８６６号２、発明の名称 電子写真用被覆キャリアー ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 名称　関東電化工業株式会社 （外１名） ４、代理人 ５、補正の対象 明細８Ｆ発明の詳細な説明］の欄 ６、補正の内容 （１）明細書中の下記個所の記載を補正する。 頁　　行　　　　補正前　　　　　補正後８　　３　　
　ン又はポリ　　　ン、ポリ８　３　　　ライドテトラ
　　ライド又はテトラ８　　９　　　　Ｆ８１旭　　　
　　Ｆ８１、旭１０　　　末　　鉄粉コア　　　　コア
（２）同第１７頁表−１の左から第３欄及び第８欄のそ
れぞれにおける 以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）分子内に水酸基を有するフッ素系樹脂中に微細なフ
   ッ素系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）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）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）被覆層はコア材の表面における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）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）コア材は鉄粉、マグネタイト又はフェライトのいず
   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。