JPS6019156A - 静電潜像現像剤用表面被覆キヤリア - 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】 技術分野 この発明は、乾式二成分現像剤に用いる表面被覆キャリ
アーである。

従メ（技術 従来よりキ１うリア粒子とトナー粒子との混合物からな
る所謂二成分系乾式現像剤はよく知られＣ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Ｆ
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Ｊ：り保持されており、静電潜像に近接されると静
電潜像が形成する電界によるトナー粒子に対する該潜像
方向への吸引）〕が、〕１−ナー粒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。

従って、キャリアは長期間の使用中、常にトナー粒子を
所望とする極性で、且つ充分な帯電量に摩擦帯電しなけ
ればならない。しかしながら従来の現像剤は、粒子間の
衝突又は粒子と現像機械との衝突等の機械的衝突又はこ
れらによる発熱でキャリア表面にトナー膜が形成され、
所謂スペント化が生じ、キャリアの帯電特性が使用時間
と共に低下し、現像剤全体を取換える必要が生じる。

このようなスペント化を防止するため、従来よりキャリ
ア表面に種々の樹脂を被覆する方法が提案されているが
いまだ満足の行くものは得られていない。例えば、スチ
レン・メタフリレート共重合体、スチレン重合体等の樹
脂で被覆されたキャリアは、帯電特性は優れているが、
表面の臨界表面張力が比較的高く、繰り返し複写するう
ちにやはりスペント化が起きる為、現像剤としての寿命
がそれ程長くない。又、四フッ化エチレン重合体を被覆
したキャリアは表面張ノｊが低いためトナーのスペント
化は起き難いが四フッ化エチレン重合体が摩擦帯電系列
において最も負側に位向していることからトナーを負極
性に帯電しようと一す−る揚台には用いることができな
い。

また低表面張力を持つものとしてシリコーン樹脂金イｊ
の被覆層で被覆したキャリアが提案されている。、例え
ば、不飽和シリコーン樹脂とオルガノシリコーン、シラ
ノール等をスヂレン〜アクリル樹脂と混合してキャリア
表面を被覆したちのく米国特許第３５６２５３３号）：
ポリフェニレン樹脂とオルガノシリコーンターポリマー
樹脂とで表面を被覆されたキャリア（米国特許第３８４
７１２７号）：スチレン〜アクリレート〜メタクリレー
ト樹脂と、オルガノシラン、シラノール、シロキサン等
で表面を被覆されたキャリア（米国特許第３６２７５２
２号）：シリコーン樹脂と正帯電特性を有する窒素含有
樹脂とを含有づる被覆層で被覆されたキャリア（特開昭
５５−１２７５６７号）：及び樹脂変性シリコーン樹脂
で表面を被覆・されたキャリア（特開昭５５−１５７７
５１号）等が挙げられる。

しかし、シリコーン樹脂及びシリコーン樹脂含有の被覆
層は、表面張力が低いためにトナーのスペント化は起き
にくいが、キャリア芯材との接着力も強くない。したが
って、現像機械により加えられる摩擦力、衝撃ノコ１剪
断力等により被覆層が接着界面よりはがれ、帯電特性や
電気抵抗が変化し、画像品質が低下してしまう。これは
複写機が高速になり、キャリアに加えられるストレスが
一層増大する今後の複写技術の傾向、あるいは、キャリ
ア表面が平滑な場合に特にその傾向が顕著であり、」−
記従来技術に共通の問題点であった。

目　的 この発明の目的は、シリコーン樹脂含有の被覆層を有す
るギヤリアーにおいて、キャリア７ド、祠と被覆層との
接着力を高め、被覆層の剥離による現像剤の劣化を防止
し、１〜ナーのスペン１〜化による劣化も生じない高耐
久性現像剤用ギヤリアを提供することである。

構成 この発明は、表面にシリコーン樹脂含有被覆層を有づる
表面被覆キャリアであって、キャリア芯材の表面にシラ
ンカップリング剤を含有する層が存在することを特徴と
する静電潜像現像剤用キャリアである。

この発明でいうシランカップリング剤は一般的に下記の
化学構造をもつ化合物である。

ＹＲ３ｉ　Ｘ３ ただし、Ｘはけい素原子に結合している加水分解基でク
ロル基−、アルコキシ基、アセトキシ基、アルキルアミ
ノ基、プロペノキシ基などがある。

Ｙは有機マトリックスと反応する有機官能基でビニル基
、メタクリル基、エポキシ基、グリシドキシ基、アミノ
基、メルカプト基などがある。

Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基またはアルキレン基で
ある。

このようにシランカップリング剤は一つの分子中に右様
相と無機相の両方に反応し、化学的に結合Ｊ°る官能基
をもった反応性の有機シリコーン七ツマ−である。

この発明者等は、無機系のキャリア芯材に対してシリコ
ーン樹脂含有の被覆層を形成するにあ１＝す、シランカ
ップリング剤を作用させることにより、キャリア芯材に
対する被覆層の接着強度が向上し、現像機械によって加
えられる摩擦力、衝撃力、剪断力等に対しても被覆層の
剥離が生じることがなく、安定したキャリアが得られる
ことを見出した。

シランカップリング剤としては、例えば下記の表のもの
が挙げられる。

表 番号　化学名ＪＪ　にび　最少被覆面積化学構造式　（
＋１１２／（１’） １、　？！−クロロプロピルトリメトキシシラン　３９
４ＣＩ　ＣＩ　Ｈ６Ｓｉ　（ＯＣＨ３）３２、　ビニル
トリクロルシラン　４８５ＣＨｚ　＝ＣＨ８ｉ　Ｃｌ　
３ ３、　ビニルトリエトキシシラン　４１１ＣＨ２＝ＣＨ
８ｉ　（ＯＣ２Ｈｓ　）３４、　ビニル１〜リメトキシ
シラン　５２６ＣＨ２＝ＣＨ３ｉ　（ＯＣＨ３）３ ５、　ビニル・トリス（β−メトキシエトキシ）シラン
７９ ＣＩ−１２＝ＣＨ８ｉ　（ＯＣ２ｔ−Ｌ　０ＣＨ３）３
６、１−メタクリロキシプロピルトリメ１〜キシシラン
１６ Ｃｌ１２＝ＣＣＨ２ＣＯＯＣ３Ｈｓ　Ｓｉ　（ＯＣＨ３
）３７、　β−（３，４−■ポキシシクロヘキシル）エ
チルトリメトキシシラン　３１８ ８、　ｌ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン９
９ １−ＩＳＣ３ＨＥ　Ｓｉ　（ＯＣＨ３）３１０、′？ｒ
−アミノプロビルトリエ［・キシシラン５４ Ｎｌ−ｈ　Ｃ３Ｈ６Ｓｉ　（ＯＣ２Ｈ５）３１１、Ｎ−
β−（アミノエヂル）−ｒ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン　３５３ ＮＨｚ　Ｃ２１−１４Ｎｌ−１ｃ３　Ｉ」ｒ、Ｓｉ　（
ＯＣＨ３）　３１２．１−ニレイドプロピルトリエトキ
シシラン４８ Ｎ８２０ＯＮＩ−ＩＣ３Ｈ６５ｔ　（ＯＣ２Ｈ５）３１
−１７リア芯月としでは従来のコーティングキｔ・リア
に使用されて、ＱＮる芯材のうち無機質のものが選ばれ
る。

例えば、鉄、フェライト、ニッケル、亜鉛、アルミニウ
ム、コバルト、黄銅、ガラス、砂等の金属や非金属があ
り、粒径は１０〜１０００μりｆましくは３０〜５００
μである。

シリコーン樹脂含有の被覆材としては従来知られでいる
シリコーン樹脂、従来キャリアの被覆に使用されている
樹脂とシリコーン樹脂どの混合物あるいは樹脂変性シリ
コーン等があげられる。

シラン７Ｊツブリング剤による処理方法は、−１トリア
芯材を直接シランカップリング剤で処理りるか、被覆材
料にシランカップリング剤を添加したものを使って被覆
処理をすればＪ、い。両方法の組合Ｕも可能である。

芯材をシランカップリング剤で直接処理する方法として
はスプレー法、スラリー法、浸漬法などがあり、処理に
必要なシランカップリング剤のｆｆ１Ｍはキャリア芯材
の表面積とシランの最少被覆面積（前記衣に記載の数値
）により下記の数式によって決定する。

Ｍ＝Ｃ”　Ｓｃ　／Ｓｍ ただし、 Ｃ・・・キャリアの量（ＣＩ　＞ ＳＣ・・・キャリア表面積（ｎ＋　２１０　＞８＋１１
・・・シランの最小被覆面積（ｍ　２／（＋　）本発明
のキャリアとともに用いられるトナーとしては、従来か
ら知られた方法で得られたものが用いられ、具体的には
樹脂成分、通常可視像の形成に必要なカーボンブラック
等の着色剤をにり混合し、熱ロールミルで混練した後、
冷却、同化後、粉砕、分級して得られる。

キャリア並びにトナーの使用量としては、トナー粒子が
キャリア粒子のシリコーン樹脂表面に付着してその表面
積の３０〜９０％を占める程度に雨粒子を混合するのが
好ましい。

以下本発明を実施例によって、具体的に説明りるが、本
発明はこれらめ例に限定されるしのではない。

実施例１ 蒸留水１００ｍ１にビニルトリエトキシシラン０．３ｇ
を加えた水溶液を流動床型被覆装置を用いて　１００μ
酸化鉄粉　５ｋ（ｌに噴霧、乾燥した芯材にシリコン樹
脂［信越化学工業■製ＫＲ２５０］　１．５ｋｇとトル
エン１．ｓｋｇの混合溶液を流動床型被覆装置を用いて
被覆し、キャリアを得た。　仁のキャリア　１００重ｆ
ｆｉ　ＥＢに対し、２．５重量部のトナー（リコー製タ
イプ２５００トナー）をｆ１１合し、現熾剤を製造した
。

この現像剤により、複写機（リコー製ＦＴ−７５００）
　′ｃ２９万枚のコピーをしＩＣが、トナーの帯電量は
ほとんど変化なく、電子顕微鏡で４−１１リア表面を観
察してもトナーのスペント化も生じていず、また被覆層
の剥離も生じていなかった。

比較例１ ビニル１〜リエ１〜キシシランで処理していない１００
μの酸化鉄粉５ｋｇに、実施例１と同様の条件でシリコ
ン樹脂（ＫＲ２５０）を被覆し、キャリアをた。

このキ１７リアを用いて実施例１と同様にして現像剤を
製造し、２０万枚のコピーをしたが画像に地肌汚れが発
生し、トナーの帯電量が低下していた。

電子顕微鏡でキャリア表面を観察したところ、トナーの
スペント化は観察されなかったが、一部の被覆層がキャ
リア芯材との接着面から剥離していた。

実施例２ アクリル樹脂変率シリコン樹脂［信越化学工業観ＩＩＵ
　Ｋ　Ｒ−３０９３］　５ｇｇをメチルエチルケトン１
℃に溶解した後、ｒ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン１Ｑを添加し、ボモミキザーで５分間攪拌混
合した混合溶液を流動床型被覆装置により　１００μ酸
化鉄粉５ｋ（１に被覆し、キャリアとした。

このキャリア１００重量部に対し、２．５重量部のトナ
ー（す］−製タイブ２５００トナー）を７昆合し、現像
剤を製造した。

この現像剤を用いて、複写ｍ（リコー製ＦＴ　−７５０
０＞で２０万枚コピーをした。２０万枚後の二］ピーら
初期と同様に良好な画像であり、帯電量も初期と同程度
の値であった。

電子顕微鏡によりキャリア表面を観察してもトナーのス
ペント化はなく、また被覆層の剥１ｉｕｌｌも生じでい
なかった。

比較例２ 実施例２と同じ芯材に、上記実施例２の混合溶液の成分
のうちｒ−メタクリロキシプロピルトリメ］−キシシラ
ンを含有せず、その他の成分は上記混合溶液と同じもの
を被覆し、二■レリアを製造した。

このキャリアを用いて、実施例２と同じ条イ′１で２０
万枚のコピーをしたが画像に地汚れが発生し、トナーの
帯電量が低下していた。

電子顕微鏡にＪ、す、トナーのスペント化は発生してい
なかったが、キャリアの被覆層の剥離が一部生じている
ことが観察された。

効　果 以上説明したように、この発明（よればシランカップリ
ング剤を用いることにより、キャリア芯材と被覆層との
接着強瓜が高くなり、被覆層の剥離が生ぜず、しかも被
覆層は表面張力が小さいのでトナーのスペント化も生じ
ない高耐久性現像剤用キャリアが提供できる。

特許出願人　株式会社リ　コ　− 代理人　弁理士　小　松　秀　岳 代理人　弁理士　旭　宏

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面にシリコーン樹脂含有被覆層を有する表面被覆キャ
   リアであって、キャリア芯材の表面にシランカップリン
   グ剤を含有する層が存在覆ることを特徴とする静電潜像
   現像剤用キ１７リア。