JPS59104664A - 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】 本発明は静電荷像現像用キャリアに関するものである。

一般に電子写真法又は靜亀記、録法等においては。

光導電性感光体又は誘電体等より成る隊支持体上に形成
された静電荷像を現像するために、着色微粉であるトナ
ーとキャリアとよ構成る現像剤が用いられる。この現ｌ
剤を構成する。トナーは、搬送の過程でキャリアと相互
に摩擦されて静電荷像とは反対極性の電荷がトナーに誘
起され、現＠器による現像の過程で当該トナーが像支持
体に静電的に付着して可視像が形成される。

従って、現像器における現像剤中のトナーは現像の都度
消費されるが、これに応じて現像器には新しいトナーが
補充されるので、現像器においては常にトナーの更新が
行なわれる。然るにキャリアは、初期に調製されたもの
が長期に亘って繰シ返し使用されるものでｉｂ、このた
め現像を重ねるに従ってキャリアの特性が劣化する。例
えはキャリア表面にトナーの一部が融着するようになっ
ていわゆるスペントトナーが生じてキャリアの摩擦帯電
特性が低下し、或いは現像剤にバイアス電圧を印加して
行なわれる画質調整におい１所期の効果が得られず、良
好な現像を達成することができない。

また一般にキャリアとしては無機質粉粒体がそのまま用
いられるが、その表面状態が親水性である場合には現ｌ
剤の耐湿性が低下して同様に良好な現はを達成すること
ができない。

以上の如き問題を解決するための手段として、例えは無
機質粒子をキャリア芯材とし、その表面にトナーとの摩
擦帯電特性の優れた樹脂よシ成る被覆層を形成すること
が知られておシ、斯かる被覆層を形成するだめの樹脂と
して、メタクリル酸エステルを単量体成分とする単一重
合体あるいはスチレン等との共重合体が１例えは特開昭
４７−１８９５４号等によって知られている。

しかしながら、メタクリル酸エステルを単量体成分とす
る重合体のすべてが、キャリアの被覆層を形成する材質
として好適なものではない。すなわち、メタクリル酸エ
ステルのエステル酸基と結合する炭化水素基のね類の相
違によって、メタクリル酸エステル重合体の吸湿性やガ
ラス転移温度ｌＺどの熱的性質が異１より、そのためこ
れらの重合体によつ工被覆層を形成してなるキャリアの
特性、特にトナーに対する摩擦帯電特性あるいは流動特
性等が影響を受ける。特に、メタクリル酸エステルのエ
ステル酸基と結合する炭化水素基の親水性が大きい場合
には、このメタクリル酸エステル単量体を用いた重合体
の吸湿性が太きくなシ、そのためこのような吸湿性の大
きい重合体を被覆層に用いたキャリアは徐々に吸湿して
、その摩擦帯電特性ならびに流動特性が低下して、結局
長期に亘って安定な現像を達成することができない。例
えば、メタクリル酸エステルのエステル酸基と結合する
炭化水素基がメチル基であるメタクリル酸メチルは、メ
チル基がアルキル基の中でも最も親水性の大きいもので
あるため、このメタクリル酸メチルを単量体成分とした
重合体によつ工被覆層を形成したキャリアは、吸湿性が
大きく、シたがって摩擦帯電特性の経時劣化が激しい。

また、メタクリル酸エステルのエステル酸基と結合する
炭化水素基としてメチル基以外の鎮状アルキル基を有す
る単量体の重合体によシ被覆層を形成したキャリアは、
前述のメタクリル酸メチル単量体の重合体を用いた場合
よルも吸湿性は小さいが、必ずしも十分な耐湿性を有す
るものとならず、しかも好適なガラス転移温度を有する
ものとならないため熱的性質の点で難点があル、特にキ
ャリアの流動特性に悪影響を与えるなどの欠点を有する
ものである。すなわち、ガラス転移温度が低いと複写機
内の雰囲気での特に熱による特性変化が生じる。

またキャリア同士の摩擦、キャリアと現像器の器壁との
摩擦などで発熱した場合に、当該樹脂が粘着性を帯びる
ようになシ、流動性が悪くなる。

本発明は以上のような事情に基づいてなされたものでｓ
ｂ、その目的とするところは、１Ｆｒ１湿性および熱的
性質の優れた被覆層を有しておシ、そのため摩擦帯電特
性、流動特性が高く、良好な現像を長期に亘って達成す
ることのできる静電荷作現像用キャリアを提供すること
にある。

上述の目的は、キャリア芯材の表面に、メタクリル酸シ
クロアルキルエステルを単量体成分として含む重合体に
よる被覆層を形成した静電荷隙現縁用キャリアによシ達
成される。

以下、本発明について具体的に説明する。

本発明においては、そのエステル酸基に結合した炭化水
素基がシクロアルキル基ｐあるメタクリル酸シクロアル
キルエステル単量体の単一重合体あるいは共重合体より
なる樹脂を、キャリアの被覆層形成材料として用い、こ
れを例えば溶剤に溶解し、この溶液をキャリア芯材の表
面に塗布して乾燥することによルキャリアを形成する。

なお、キャリア芯材に樹脂溶液を塗布する方法としては
、浸漬法、スプレー法、流動化ベッド法等がある。

本発明キャリアにおいては、その被覆層の材料としてメ
タクリル酸シクロアルキルエステルを単量体成分として
含む重合体を用いておシ、この重合体は、そのエステル
酸基に結合した炭化水素基がシクロアルキル基であって
親水性が小さいので吸湿性が低く、したがって耐湿性に
優れたものであル、そのためキャリアは摩擦帯電特性の
劣化が小さく、長期に亘って安定に現像に供することの
できるものとなる。また前記重合体としては、良好なガ
ラス転移温度を有するものが容易に得られるので、当該
重合体は良好な熱的性質を有することができ、したがっ
てキャリアを流動特性の高いものとすることができる。

さらにまた、エステル酸基と結合する炭化水素基が、フ
ェニル基のよう、な芳香族炭化水素基である単量体の重
合体は、牛ヤリアの摩擦帯電特性に悪影響を与えるが、
メタクリル酸シクロアルキルエステル単量体の重合体は
このような欠点を有さす、トナーに対して良好な摩擦帯
電特性を発揮することができる。

本発明においては、キャリア芯材としては粒径８０〜１
０００ミクロン、好ましくは８０〜２００ミクロンの例
えば砂、ガラス、又はコバルト、鉄、銅、ニッケル、フ
ェライト、亜鉛、アルミニウム、黄欽、などの金属若し
くはそれらの合金若しくはその酸化物など、従来キャリ
ア芯材として用いられているものを使用することができ
るが、実際には。

採用される現四方式に従って適宜選択される。このキャ
リア芯拐は球状でおることが好ましい。

本発明キャリアにおける芯材の被覆層に用いる重合体の
単量体成分であるメタクリル酸シクロアルキルエステル
としては、置換あるいは未置換のシクロアルキルの環を
形成する炭素数が８〜７個のものが好ましく、メタクリ
ル酸シクロプロピル、メタクリル酸シクロブチル、メタ
クリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクＰヘキシル
、メタクリル酸シクロヘプチル等が挙げられるが、これ
らの中でも特にメタクリル酸シクロヘキシルが好ましい
。

そして、キャリアの被覆層を形成するための重合体とし
ては、上述のメタクリル酸シクロアルキルエステル単量
体の単一重合体あるいはスチレン、酢酸ビニル、塩化ビ
ニル等の他の単量体との共重合体およびこれらの混合物
を挙けることができる。

また、被覆用重合体のガラス転移温度は少くとも６０Ｃ
であることが好ましく、また本発明キャリアは、共に用
いられるトナーに対し１通常の使用条件で、絶対値で５
〜４０マイクロク一ロン／ｇの電荷を与えるものである
ことが好ましい。

本発明キャリアと共に現鐵剤を構成するトナーは、樹脂
中に着色剤を分散せしめて成るものであシ、ここに結着
剤樹脂としては、梅々の熱可塑性樹脂が用いられる。そ
の具体例としては、例えば、スチレン、パラクロロスチ
レン、α−メチルスチレンなどのスチレン類；アクリル
敵メチル、アクリル酸エチル、アクリル［ｎ−プロピル
、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル
、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリ
ル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸
？−エチルヘキシルなどの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、メタアクリロニ
トリルなどのビニルニトリル類；２−ビニルピリジン、
４−ビニルピリジンなど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などのビニ／
Ｌエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケト
ン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類
；エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジェン等の
不飽和炭化水素類及びそのハロゲン化物、クロロプレン
などのハロゲン系不飽和炭化水素類などの単量体による
重合体あるいは、これら単量体を二種以上組み合わせて
得られる共重合体、及びこれらの混合物、あるいは、例
えばロジン変性フェノールホルマリン樹脂、油変性エポ
キシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂。

ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂な
どの非ビニル縮合系樹脂あるいはこれらと前記ビニル系
樹脂との混合物を挙けることができる。

また、前記着色剤の具体例としては、例えば、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、クロームイエロー、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。

本発明は以上のように、耐湿性、熱的性質ともに優れた
メタクリル酸シクロアルキールエステルを単量体成分と
する重合体にょっ工、キャリア芯材の表面に被覆層を形
成しているため、摩擦帯電特性、流動特性が高く、した
がって良好な静電荷隊の現像を長期に亘っ℃安定に達成
することができる。

もちろん５本発明キャリアには必要に応じて種々の添加
剤、例えば帯電極性制御剤その他を加えることができる
。

以下本発明を実施例をもって説明するが１本発明がこれ
らに限定されるものではない。

実施例 スチレンとメタクリル酸シクロヘキシルとを重量比７０
：３０で反応させてスチレン−メタクリル酸シクロヘキ
シル共重合体を合成し、この共重合体１２ｇによって平
均粒径１００μの球形鉄粉（同和鉄粉社製ｌ′ＤＳＰ１
３５ｃ、ｌ）ｌ＃に、流動化ベット法を用いて厚さ約２
μの被覆層を形成して本発明キャリアを製造した。

このキャリア９８重量部に対してＵ−Ｂｉｘ４５００用
トナー（小西六写真工業社製）２重量部を混合して現像
剤とし、この現像剤について温度３０℃、相対湿［８０
％の高温高湿度雰囲気（以下「雰囲気■」という。）お
よび温度１０℃、相対湿度２０％（以下「雰囲気■」と
いう。）下で摩擦帯電量テストならびに電子写真複写機
ｒＵ−Ｂｉｘ４５００Ｊ（小西六写真工業社製）を使用
した実写を行ない、形成された可視画像についてそ９最
高画像濃度を調べた。なお、摩擦帯電量テストは現像剤
を数分間振盪して摩擦帯電させた後、公知の１０−オフ
法を用いた。

一方比較のため、スチレンとメタクリル酸メチルとを重
量比７０：８０で反応させてスチレン−メタクリル酸メ
チル共重合体を合成し、同様の実験を行なった。

実験結果は第１表ならびに第２表のとおりであり、摩擦
帯電テストの結果は、トナー１ｇ当シの帯電電荷量（表
中においてはＱで表わす。）によって示し、また最高両
縁濃度テストの結果は、原画の画像濃度を２としたとき
の現像画像の相対濃度（表中においてはＤｍａｘで表わ
す。）によって示す。第１表は雰囲気ＩＫおける結果を
示し、第２表は雰囲気■における結果を示す。

第　　１　　表 第２表 この実験結果よシ１本発明の実施例に係るキャリアを用
いた現像剤は、高温高湿度雰囲気においても安定した摩
擦帯電特性を保有することがわかる。

なお、スチレン−メタクリル酸シクロヘキシル共重合体
の代シにスチレン−メタクリル酸フェニル共重合体を用
いた他は実施例と同様にして得られたキャリアは原振帯
電量が低くて実用に供し得なかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）キャリア芯材の表面に、メタクリル酸シクロアルキ
   ルエステルを単量体成分として含む重合体による被覆層
   を形成したことを特徴とする静電荷像現像用キャリア。 ２）メタクリル酸シクロアルキルエステルがメタクリル
   酸シクロヘキシルである特許請求の範囲第１項記載の静
   電荷像現像用キャリア。