JPS632077A - 静電荷像現像用キヤリア - 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、電子写真法において有用な静電潜像現像剤用
キャリアに関する。

（従来の技術） 電子写真法において、感光体を一様に帯電させた後、原
図に基づいた光像を前記感光体に露光し、光照射部分の
電荷を消滅あるいは減少させて感光体に原図に対応する
静電潜像を形成させ、その後にキャリア粒子とトナー粒
子から成る、いわゆる二成分系乾式現像剤により顕像化
して複写物を得る方法は、従来からよく知られている。

この二成分系乾式現像剤は比較的大きなキャリア粒子表
面上に微小なトナー粒子が、雨粒子の摩擦により発生し
た電気力により保持されており、静電潜像に近接すると
、静電潜像が形成する電界によるトナー粒子に対する潜
像方向への吸引力が、トナー粒子とキャリア粒子間の結
合力に打ち勝って、トナー粒子は静電潜像上に吸引付着
されて静電潜像が可視化されるものである。そして、現
像剤は現像によって消費されたトナーを補充しながら反
復使用される。

したがって、キャリアは長期間の使用中、常に所望する
極性と充分な帯電量をトナー粒子に付与しなければなら
ない。しかし、従来のキャリアはトナー粒子との摩擦、
衝突などにより、又はこれらによる発熱などによりキャ
リア表面にトナー膜が形成され、いわゆるスペントが発
生し、このためキャリアの摩擦帯電特性が使用時間と共
に低下し、現像剤全体を取り替える必要が生じる。

このようなスペントを防ぐために従来からキャリア表面
に種々の樹脂を被覆する方法が提案されており、これに
よって現像剤の耐久性が大幅に向上したが、いまだに満
足するものは得られていない。

（発明が解決しようとする問題点） 例えば、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体等の
樹脂で被覆されたキャリアは、耐摩耗性に優れているが
、この樹脂そのものは比較的硬くて、脆く、キャリア同
士の衝突時にはがれ易く、被覆効果が減少する。

また、四フッ化エチレン重合体を被覆したキャリアは、
表面エネルギーが低いために、スペントは生じ難いが、
溶媒に溶けに（いために製造が困難であり、また、他の
樹脂と混合して摩擦帯電能力を調整することが困難であ
る等の欠点がある。

また、他の低表面エネルギー樹脂であるシリコーン樹脂
を被覆し、スペントを減少させることが提案されている
が、シリコーン樹脂自体の機械的強度が弱いため、現像
機内の攪拌中にキャリア表面のシリコーン樹脂が摩耗し
、トナー粒子との摩擦帯電が不安定になり、複写画像の
品質が劣化する。

本発明は、このような問題点を解決し、耐久性に冨むキ
ャリアを提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、アクリル酸シクロペンチル成分及び／又はメ
タクリル酸シクロペンチル成分を有する重合体を含有す
る被覆材により、核体粒子の表面が被覆されてなる静電
荷現像用キャリアに関する。

本発明における被覆材を構成する重合体は、アクリル酸
シクロペンチル及び／又はメタクリル酸シクロペンチル
を少量でも含有していればよく、これにより可撓性及び
耐摩耗性が向上する。特に、アクリル酸シクロペンチル
及び／又はメタクリル酸シクロペンチルを全被覆材（固
形分）中に成分として３０重重量以上含有させると、上
述の効果が著しく向上するので好ましい。また、重合体
は、分子量が小さすぎると、耐久性が低下しやすくなる
ため、２０，０００〜１，０００，０００の範囲の重量
平均分子量のものが好ましく、ブロッキング性の点から
５０℃以上のガラス転移点（Ｔｇ）を有するのが好まし
い。重量平均分子量は、ゲルパーミェーションクロマト
グラフィーにより標準ポリスチレンの検量線を用いて測
定したものである。

上述の重合体は、アクリル酸シクロペンチル及び／又は
メタクリル酸シクロペンチルと必要に応じて他の重合性
単量体をｆ重合させて得られる。

上記の他の重合性単量体としては、スチレン、０−メチ
ルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン
、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ
−ｎ−ブチルスチレン、ｐｔｅｒ　ｔ−ブチルスチレン
、ｐ−ｎ−へキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレ
ン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン
、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｎ−メトキシスチレン、
ｐ−フェニルスチレン、ｎ−クロルスチレン、３，４−
ジクロルスチレン等のスチレン及びその誘導体、エチレ
ン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレ
ン不飽和モノオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデ
ン、臭化ビニル、弗化ビニルなどのハロゲン化ビニル類
、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンジェ酸ビニル
、酪酸ビニルなどのビニルエステル類、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリ
ル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−
オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸２−エチル
ヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロ
ルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸
メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸プロピル、メタクリル酸イソブチル、メタク
リル酸イソブチル、メタクリル９ｎ−オクチル、メタク
リル酸ドデシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メ
タクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、アクリ
ル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミ
ノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリ
ル酸ジエチルアミノエチルなどのα−メチレン脂肪族モ
ノカルボン酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリル、アクリルアミド、アククリルアミド、アク
リル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキ
シプロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタ
クリル酸２−ヒドロキシプロピル等のアクリル酸若しく
はメタクリル酸誘導体、場合によってはアクリル酸、メ
タクリル酸、マレイン酸、フマール酸等も使用できる。

また、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、
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、ビニルへキシルケトン、メチルイソプ
ロピルビニルケトン等のビニルケトン類、Ｎ−ビニルピ
ロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドー
ル、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物、ビニ
ルナフタリン塩等の１種もしくは２種以上を組み合わせ
て使用できる。

１重合に際し、重合触媒として、過酸化ベンゾイル、ジ
ｔｅｒ　ｔ−ブチルペルオキシド等の過酸化物系ラジカ
ル開始剤、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバレ
ロニトリル等のアゾ系ラジカル開始剤が用いられる。ま
た、水溶性重合開始剤として（乳化重合法の場合）、過
硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類、過
塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム等の過塩素酸塩類
、塩素酸カリウム、臭素酸カリウム等のハロゲン酸の塩
類、過酸化水素等を用いることができる。

重合方法としては、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合
法及び乳化重合法があるが、１重合体を溶剤に溶かして
、キャリアに塗布するので、溶液重合法が好ましい。重
合は、約８０〜１３０°Ｃの反応温度で、約２〜１０時
間の反応時間で実施する。

本発明における被覆材は、上述のようなアクリル酸シク
ロペンチル及び／又はメタクリル酸シクロペンチルを含
有する共重合体以外に、他の樹脂、例えばスチレン−ア
クリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エ
ステル共重合体、シリコーン樹脂、フン素含有樹脂等を
含有して良いが、アクリル酸シクロペンチルの含有量が
全被覆材（固形分）中の３０重量％以上となるようにす
るのが好ましい。

本発明におけるキャリア芯材には、鉄、ニッケル、コバ
ルト、フェライト等の平均粒径３０μｍ〜３００μｍの
磁性材料が好ましく用いられる。

平均粒径が３０μｍ以下である場合には、感光体表面に
キャリアが付着し、感光体を損傷するばかりでなく、画
像の品質が著しく劣化する。また、平均粒径が３００μ
ｍ以上である場合には、キャリア表面に担持できるトナ
ー量が少なくなり、連続複写時に画像の品質が変動し易
くなる。

磁性材料に樹脂の被覆を形成する方法としては、トルエ
ン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、アセトン、酢酸ブチル、メチルセロソルブ、ク
ロロホルム、テトラヒドロフラン等の存機溶剤に樹脂を
溶解した溶液に、磁性材料を浸漬した後、乾燥する方法
、磁性材料に流動床で該溶液を噴霧し、更に乾燥する方
法等がある。

充分な被覆を形成するためには、上記溶液の樹脂濃度を
３〜３０重量％にするのが好ましい。

被覆層の厚さは、０．１〜１０μｍ程度であるのが好ま
しい。

本発明に係るキャリアと共に用いられるトナーとしては
、従来公知のトナーがあり、例えば、スチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステ
ル共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱
可塑性樹脂に、カーボンブラック、染料、マグネタイト
等の顔料、ニグロシン、アブ染料、サリチル酸誘導体及
びそれらの金属塩等の荷電制御剤、ポリプロピレン、ポ
リエチレン、カルナウバワックス等の定着性向上剤等を
よく混合し、熱ロールミル、コニーダ等の混練機でよく
溶融混練した後、冷却、粉砕、分線して得ることができ
る。また、前記トナー材料を樹脂重合時に添加した、い
わゆる重合トナーを用いることもできる。更に、これら
のトナーに疎水化シリカ、アルミナ、二硫化モリブデン
、酸化チタン等の流動性向上剤、ステアリン酸亜鉛、ス
テアリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛等のクリ−ニ
ング性向上剤等を添加して用いることもできる。

キャリアに対するトナーの使用量は、キャリア表面の２
０〜９０％をトナーが被覆する程度であるのが好ましい
。２０％より少ない場合には、画像濃度が低くなり、９
０％を越える場合には、カブリが増えたり、トナーが飛
散したりするので好ましくない。

（実施例） 次に、実施例に基づいて本発明を具体的に詳述するが、
本発明はこれ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」を意味する。

実施例１ キシレン１４０部及びメチルイソブチルケトン６０部の
混合溶液を攪拌機及び還流冷却器を備えたフラスコに仕
込み、１００℃に保温しながらアクリル酸シクロペンチ
ル１４０部、メタクリル酸ブチル６０部及びアゾビスブ
チロニトリル３部の単量体混合液を２時間かけて滴下し
た後、同じ温度で更に４時間反応させて、共重合樹脂溶
液を得た。共重合樹脂の重量平均分子量は、約４５，０
００及び’ｒｇは７３℃であった。

得られた共重合樹脂溶液を固形分１０重量％になるよう
に溶剤トルエンで希釈し、キャリア被覆溶液とした。

この溶液を平均粒径７０μの不定形酸化鉄５　ｋ＋ｒの
表面上に流動床型被覆装置によって該酸化鉄の流動層に
上記溶液を噴霧し、被覆し、更に１５０℃で１時間加熱
乾燥させ、グラフト共重合樹脂被覆キャリアを得た。

このキャリア９５部に対し、５部の割合で正帯電性トナ
ー（ＳＦ−７５５用トナー、シャープ■商品）を混合し
て現像剤を作り、複写機（ＳＦ−７５５改造機、シャー
プ■製）を使用して１万枚のコピーを作成したところ、
画像の変化もなく、カブリも発生しない、良好なコピー
が得られた。

実施例２ アクリル酸シクロペンチル６０部、スチレン８０部、メ
タクリル酸ブチル６０部及びアゾビスイソブチロニトリ
ル３部の単量体混合液を実施例１と同様にして反応させ
て、共重合樹脂溶液を得た。共重合樹脂の重量平均分子
量は、３５，０００であり、Ｔｇは６８℃であった。こ
の共重合樹脂溶液を固形分１０％になるように溶剤トル
エンで希釈し、キャリア被覆溶液とした。この溶液を用
いて実施例１と同様にして被覆キャリアを得た。

得られたキャリアを実施例１と同条件で試験した結果、
実施例１と同様の良好な結果を得た。

比較例１ スチレン１４０部、メタクリル酸ブチル６０部及びアン
ビスイソブチロニトリル３部の単量体混合物を実施例１
と同様にして反応させて共重合樹脂溶液を得た。共重合
樹脂の重量平均分子量は、４５．０００であり、Ｔｇは
７３℃であった。この共重合樹脂溶液を固形分１０％に
なるように溶剤トルエンで希釈し、キャリア被覆溶液と
した。この溶液を用いて実施例１と同様にして被覆キャ
リアを得た。

得られたキャリアを実施例１と同条件で試験した。１万
枚コピーしたところ、画像にかなりカブリが発生した。

比較例２ 樹脂被覆する素材とした平均粒径７０μの不定形酸化鉄
をそのままキャリアとし、実施例１と同条件で試験した
ところ、５０００枚コピーしたところでカブリがひどく
なり、また、画像に乱れが発生した。

（発明の効果） 本発明に係るキャリアは、実施例に示したように、耐久
性に優れている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アクリル酸シクロペンチル成分及び／又はメタクリ
   ル酸シクロペンチル成分を有する重合体を含有する被覆
   材により、核体粒子の表面が被覆されてなる静電荷現像
   用キャリア。 ２、被覆材がアクリル酸シクロペンチル成分及び／又は
   メタクリル酸シクロペンチル成分を３０重量％以上含む
   特許請求の範囲第１項記載のキャリア。