JPH03243959A

JPH03243959A - 摩擦帯電付与部材

Info

Publication number: JPH03243959A
Application number: JP2041526A
Authority: JP
Inventors: Masanori Suzuki; 政則鈴木; Toshiki Minamitani; 俊樹南谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1991-10-30

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〕本発明は、静電潜像現像装置に用いる摩擦帯電付与部材
に関する。本発明における摩擦帯電付与部材は、トナー
に摩擦帯電を付与するものであれば何んでもよく、キャ
リアおよびスリーブ、ドクターブレード等の搬送規制部
材等であることができる。

〔従来技術〕

従来から、特開昭６１−１４７２６１号に開示されてい
るように静電荷像をトナーを用いて現像する方法は大別
して、トナーとキャリアとが混合されてなるいわゆる二
成分系現像剤を用いる方法と、キャリアと混合されずに
トナー単独で用いられる一成分系現像剤を用いる方法と
がある。

前記の方法は、トナーとキャリアとを攪拌摩擦すること
により、各々を互いに異なる極性に帯電せしめ、この帯
電したトナーに本り反対極性を有する静電荷像が可視化
されるものであり、トナーとキャリアの種類により、鉄
粉キャリアを用いるマグネットブラシ法、ビーズキャリ
アを用いるカスケード法、ファーブラシ法等がある。

後者の一成分系現像法には、トナー粒子を噴霧状態にし
て用いるパウダークラウド法、トナ−粒子を直接的に静
電潜像面に接触させて現像する接触現像法（タッチダウ
ン現像ともいう）。

磁性の導電性トナーを静電潜像面に接触させる誘導現像
法などがある。

これらの各種の現像方法に適用されるトナーとしては、
天然樹脂あるいは合成樹脂からなる結着樹脂に、カーボ
ンブラック等の着色剤を分散させた微粉末が用いられて
いる。例えば、ポリスチレン等の結着樹脂中に１着色剤
を分散させたものを１〜３０μｍ程度に微粉砕した粒子
がトナーとして用いられている。また、これらの成分に
さらにマグネタイト等の磁性材料を含有せしめたものは
磁性トナーとして用いられる。

前述のごとく、種々の現像方法に用いられるトナーは、
現像される静電荷像の極性に応じて。

正または負の電荷が保有せしめられるが、トナーに電荷
を保有せしめるためには、トナーの成分である樹脂の摩
擦帯電性を利用することもできるが、この方法ではトナ
ーの帯電性が小さいので、現像によって得られる画像は
カブリ易く。

不鮮明なものとなる。そこで、所望の摩擦帯電性をトナ
ーに付与するために、帯電性を付与する染料、顔料、あ
るいは荷電制御剤なるものを添加することが行なわれて
いる。

しかしながら、これらのトナーに添加される染顔料ある
いは荷電制御剤は、帯電性を付与するため、ある程度ト
ナー表面に出ていなければならない。そのため、トナー
同志の摩擦、キャリアとの衝突、静電潜像保持体との摩
擦などにより、トナー表面からこれらの添加剤が脱落し
キャリア等の汚染、静電潜像保持体、例えば感光体ベル
トあるいはドラムなどの汚染が生じる。

その結果、帯電性が悪くなり、更に耐久枚数が増すにし
たがって劣化が進み、画像濃度が低下し、細線再現性、
カブリ性などが、実用上問題となってくる。

そこで、トナーの結着樹脂と帯電性を付与する染顔料あ
るいは荷電制御剤との親和性、分散性を向上させること
によって上記問題点を改善することが行われている。例
えば、これらの添加剤を、親和性を高めるため表面処理
する方法があるが、表面処理をすると帯電付与性が低下
する場合が多い。また１分散性向上のため、機械的せん
断力を強くして、細かく分散させる方法もあるが、トナ
ー表面に出る添加剤の割合が減少し、帯電性が十分に付
与されない傾向となる。

これらのことから、実用に十分満足する帯電付与のため
の添加剤は非常に限られていて、実用化されているもの
は数が少ない。

また、白黒画像だけでなくカラー画像を得るためには、
トナーに添加されるものは無色であることが好ましいが
、従来用いられている染料、顔料あるいは荷電制御剤の
多くが暗色であり、そうなると、実用化しているものは
ほとんど無いのが現状であり、鋭意研究が続けられてい
る。

そこで、帯電付与をトナーの添加剤で行うのではなく、
キャリアやスリーブ、ドクターブレードなどの搬送規制
、あるいはそのほかの摩擦帯電付与部材で行うことが提
案されている。

ここで、摩擦帯電付与部材とは、トナーに接触して、現
像のために必要な電荷を付与もしくは補助的に付与しう
る部材を意味し、以下、これらを総称して摩擦帯電付与
部材と称する。

〔目　　的〕

本発明は、従来の欠点を克服した、優れた正帯電性を付
与する摩擦帯電付与部材を提供することを目的とし、更
に他の目的は鮮やかなカラートナーの帯電に適した摩擦
帯電付与部材を提供すること並びに、連続複写後も、初
期画像と同等の画像品質を与える摩擦帯電付与部材を提
供することを目的とする。

〔構　　成〕

本発明は、下記一般式で示される３位にカルボキシル基
を有するインドールカルボン酸系化合物を少なくとも表
面に有することを特徴とする摩擦帯電付与部材に関する
。

（以下余白）前記化合物は、そのまま溶剤や分散媒中に分散して用い
てもよく、また、樹脂中に分散して用いてもよい。この
ような樹脂としては、一般的なものが使用でき、それら
は例えば、ポリスチレン、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
等のスチレン系共重合体、ポリアクリル酸エステル、ポ
リメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリ
イソプレンやポリブタジェンなどのゴム系樹脂、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、ポリカーボネート、ロジ
ン、フェノール樹脂、塩素化パラフィン、シリコーン樹
脂、テフロン、及びこれらの誘導体、あるいはこれらの
共重合体、及びこれらの混合物である。

前記塗液を摩擦帯電付与部材の母材にディッピング、ス
プレー法、ハケ塗りなどにより塗布し、乾燥させれば、
本発明の摩擦帯電付与部材が得られる。また、前記化合
物を分散させた樹脂をそのまま成形して摩擦帯電付与部
材としてもかまわない。この場合、補強、摩耗防止効果
を上げるため、シリカ、カーボン、カーボン繊維、ガラ
ス繊維等の無機フィラーを含有させてもよい。キャリア
形態の摩擦帯電付与部材の母材としては、公知のキャリ
アがすべて使用可能であり、鉄、ニッケル、アルミニウ
ム等の金属または合金、金属酸化物などの金属化合物の
粒子など、さらには、ガラス、炭化ケイ素などのセラミ
ック粒子が用いられる。さらに、スリーブやドクターブ
レード形態の摩擦帯電付与部材の母材としては、鉄、ア
ルミニウム、ステンレス等の金属または合金、プラスチ
ック、ゴム等の非金属化合物など、従来使用されている
スリーブ、ドクターブレードが使用できる。

本発明は各種の実験を繰り返した結果、摩擦帯電付与部
材に前記一般式の化合物を使用することにより高い正帯
電を得、良好な複写物を得ることを確かめたという知見
に基づくものである。

本発明で用いられる前記一般式の化合物には、以下のよ
うなものが例示できる。

■ しＨよ本発明の摩擦帯電付与部材に補助的に添加することので
きる帯電付与剤の例としては次のようなものがある。例
えば、モノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びそ
の塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のＧｏ、
Ｃｒ、Ｆｅ等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシア
ニン顔料、ニトロ基、ハロゲンを導入したスチレンオリ
ゴマー、塩素化パラフィン、メラミン樹脂等がある。

前記のような本発明の摩擦帯電付与部材と組み合わせて
使用されるトナーは、従来の電子写真用トナーとして用
いられているものが使用できる６即ち、トナーは磁性、
非磁性いづれでもよい。さらに詳しくは、トナーは、結
着樹脂中に着色剤を含有させた着色微粒体であり、必要
に応じて磁性粉を含有してもよい。またさらにこれらの
トナーは、より効率的な帯電付与を与えるために、少量
の帯電付与剤、例えば染顔料、帯電制御剤などを含有し
てもよいが、従来よりかなり少なくてよい。帯電付与剤
としては１例えばニグロシン、炭素数２〜Ｉ６のアルキ
ル基を含むアジン系染料（特公昭４２−１６２７号）、
塩基性染料、塩基性染料のレーキ顔料、Ｃ，１，ソルベ
ントブラック３、ハンザイエローＧ、　Ｃ，１，モルプ
ラントブラック１１、Ｃ，１，ピグメントブラック１、
ギルツナイト、アスファルト、４級アンモニウム塩、高
級脂肪酸の金属塩、アセチルアセトンの金属錯体、アミ
ノ基を含有するビニル系ポリマー、アミノ基を含有する
縮合系ポリマー等のポリアミン樹脂等がある。

また必要に応じて、コロイダルシリカのような流動化剤
、酸化チタン、酸化アルミニウム等の全翼酸化物や、炭
化ケイ素等の研磨剤、脂肪酸金属塩などの滑剤などを含
有させてもよい。

〔実施例〕

以下、本発明を下記の実施例によって更に具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１トルエン１リツトル中に前記例示化合物（１）３０ｇと
スチレン−メチルメタクリレート（ＨＭＡ）共重合体７
０ｇを溶解分散し、これを球形フェライトキャリア（平
均粒径１００μｍ＋）５ｋｇに、流動床型コーティング
装置でコートした。

トナーは下記組成物より作製した。

スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体１００部
ポリプロピレン　　　　　　　　　　　　　　　５部ｃ
、ｒ、ピグメントブルー１５　　　　　　　　　　　５
部前記組成の混合物を混線、冷却、粉砕１分級し、５〜
２０μ議の粒径の青色トナーを得た。

このトナー２．５部に対し、前記キャリア９７．５部と
をボールミルで混合し、現像剤を得た。

次に前記現像剤をリコー社製ＦＴ４８２０にセットし、
画像テストを行ったところ、良好な画像が得られ、その
画像は１０万枚画像出し後も変わらなかった。

また、トナーの帯電量をブローオフ法で測定したところ
、初期の帯電量は＋２１．３μＣ／ｇであり、１０万枚
ランニング後におけるトナーの帯電量は＋２０．６μ０
７ｇと初期値とほとんど差がなかった。又３５℃９０１
ＲＨという高湿環境下、及び１０℃１５％ＲＨという低
湿環境下でも、常温と同等の画像が得られた。

実施例２前記例示化合物（２）を使用し、実施例１と同様に、コ
ートキャリアを作製した。トナーは下記組成物より作製
した。

スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体１００部
ポリプロピレン　　　　　　　　　　　　　　　５部カ
ーボンブラック　　　　　　　　　　　　　　１０部前
記組成の混合物を混線、冷却、粉砕、分級し、５〜２０
μ−の粒径の黒色トナーを得た。

このトナー３部に対し、前記キャリア９７部とをボール
ミルで混合し、現像剤を得た。

次に前記現像剤をリコー社１１！ＦＴ４８２０にセット
し１画像テストを行ったところ、良好な画像が得られ、
その画像は１０万枚画像出し後も変わらなかった。

また、トナーの帯電量をブローオフ法で測定したところ
、初期の帯電量は＋２０．７μＣ／ｇであリ、１０万枚
ランニング後におけるトナーの帯電量は＋２０．０μＣ
／ｇと初期値とほとんど差がなかった。又３５℃９０％
ＲＨという高湿環境下、及び１０’ＣＩ５％ＲＨという
低湿環境下でも、常湿と同等の画像が得られた。

実施例３トリエン１リツトル中にシリコーン樹脂（東しシリコー
ン社製；商品名Ｓ　Ｒ２４００）　１００ｇを溶解し、
これにさらに前記例示化合物（３）を５０ｇ混合した。

これを実施例１と同様に１球形フェライトキャリアをコ
ートした。

トナーは下記組成物より作製した。

Ｃ，１，ピグメントブルー１５　　　　　　　　　　２
部Ｃ，１，ピグメントイエロー１７　　　　　　　　　
　５部上記組成の混合物を混線、冷却、粉砕、分級し、
５〜２０μ墓の粒径の緑色トナーを得た。

このトナー２．５部に対し、前記キャリア９７．５部と
をボールミルで混合し、現像剤を得た６次に前記現像剤
をリコー社製ＦＴ４８２０にセットし、画像テストを行
ったところ、良好な画像が得られ、その画像は１０万枚
画像出し後も変わらなかった。

また、トナーの帯電量をブローオフ法で測定したところ
、初期の帯電量は＋２０．３μＣ／ｇであり、１０万枚
ランニング後におけるトナーの帯電量は＋１９．４μＣ
／ｇと初期値とほとんど差がなかった。又３５℃９０％
ＲＨという高湿環境下、及び１゜”ＣＩ５％ＲＨという
低湿環境下でも、常温と同等の画像が得られた。

実施例４トルエン１リツトル中に阿ＭＡ樹脂１００ｇを溶解し、
これにさらに前記例示化合物（４）を５０ｇ混合した。

これを実施例１と同様に、球形フェライトキャリアをコ
ートした。

トナーは下記組成物より作製した。

ポリエステル樹脂　　　　　　　　１００部Ｃ，１，ピ
グメントレッド５７　　　　　５部Ｃ，１，ピグメント
レッド４８　　　　　３部上記組成の混合物を混線、冷
却、粉砕、分級し、５〜２０μｍの粒径の赤色トナーを
得た。

次に前記現像剤をリコー社製ＦＴＪ８２０にセットし、
画像テストを行ったところ、良好な画像が得られ、その
画像は１０万枚画像出し後も変わらなかった。

また、トナーの帯電量をブローオフ法で測定したところ
、初期の帯電量は＋１９．６μＣ／ｇであり、１０万枚
ランニング後におけるトナーの帯電量は＋１９．１μＣ
／ｇと初期値とほとんど差がなかった。又３５℃９０％
ＲＨという高温環境下、及び１０”Ｃ１５％ＲＨという
低湿環境下でも、常湿と同等の画像が得られた。

実施例５トルエン１リツトル中に前記例示化合物（１）３０ｇと
スチレン−ＭＭＡ共重合体７０ｇを溶解分散し、これに
第１図に示されているトナー搬送部材２をディッピング
でコートし、現像部にセットした。

実施例１のトナー１００部に対し、炭化ケイ素（粒径２
μｍ）３部、疎水性コロイダルシリカ０．１部をスピー
ドニーダで十分攪拌混合して本実施例のトナーとした。

このトナーを第１図に示す現像装置に装入し、連続複写
を行い、画像テストを行ったところ。

良好な画像が得られた。その画像は５万枚画像出し後も
変わらなかった。

この現像方法について説明すると、図面に示すようにト
ナータンク７に内蔵されているトナー６は攪拌羽根５に
よりスポンジローラ４に強制的に寄せられ、トナーはス
ポンジローラ４に供給される。そして、スポンジローラ
４に取り込まれたトナーはスポンジローラが矢印方向に
回転することにより、トナー搬送部材２に運ばれ、摩擦
され、静電的あるいは物理的に吸着し。

トナー搬送部材２が矢印方向に強く回転し、弾性ブレー
ド３により均一なトナー薄層が形成されるとともに摩擦
帯電する。その後、トナー搬送部材２と接触もしくは近
接している静電潜像担持体ｌの表面に運ばれ、潜像が現
像される。

静電潜像は有機感光体に８００ｖのマイナスＤＣ帯電を
した後、露光し、潜像を形成し、現像されるのである。

また、トナー搬送部材のトナーの比電荷量：Ｑ／Ｍを測
定するために、出口側にフィルター層を具備したファラ
デーケージを介してトナー搬送部材上のトナーを吸引し
、ファラデーケージ内にトラップされたトナーの比電荷
を測定する吸引法比電荷量測定装置により、Ｑ／Ｍを測
定したところ＋９．８μＣ／ｇと十分な帯電がなされて
いるのが確かめられた。

また５万枚ランニングにおける帯電量は＋９．１μＣ／
ｇと初期値とほとんど差がなかった。また。

高湿、低湿下でも、常湿と同等の画像品質が得られた。

また、感光体へのトナーフィルミングもなかった。

実施例６トリエン１リツトル中にシリコーン樹ＪＩＷ１００ｇを
溶解し、これにさらに前記例示化合物（２）を５０ｇ混
合した。こ九を第１図に示されているトナー搬送部材２
にスプレーでコートし、現像部にセットした。

トナーは下記組成物より作製した。

ポリエチレン　　　　　　　　　　　　　　　　５部Ｃ
，１，ピグメントレッド５７　　　　　　　　　　５部
Ｃ，１，ピグメントレッド４８　　　　　　　　　　３
部前記組成の混合物を混線、冷却、粉砕、分赦し、５〜
２０μｌの粒径の赤色トナーを得た。

このトナー１００部に対し、炭化ケイ素（粒径２μ■）
２部、疎水性コロイダルシリカ０．１部をスピードニー
ダで十分攪拌混合してトナーとした。

このトナーを第１図の現像部に入れ、実施例５と同様に
画像テストを行ったところ、鮮明かつ良好な赤色画像が
得られた。

また、実施例５と同様にＱ／Ｍを測定したところ、初期
が＋８．９μＣ／ｇで、５万枚後が＋８．３μＣ／ｇで
あり、はとんど変化がなかった。

また、高温、低湿下でも常温と同等の画像品質が得られ
た。

実施例７トリエン１リツトル中に前記例示化合物（４）３０ｇと
スチレン−ＭＭＡ共重合体７０ｇを溶解分散し、これを
第１図に示されている弾性ブレード（ステンレスＩＩ）
にスプレーコートシ、現像部にセットした。実施例６の
トナーを使い、実施例５と同様に画像テストを行ったと
ころ、鮮明かつ良好な赤色画像が得られた。

また、実施例５と同様にＱ／Ｍを測定したところ、初期
が＋８．３μＣ／ｇで、５万枚後が＋７．９μＣ／ｇで
あり、はとんど変化がなかった。

また、高湿、低湿下でも常湿と同等の画像品質が得られ
た。

実施例８トリエン１リツトル中にシリコーン樹脂１００ｇを溶解
し、これにさらに前記例示化合物（２）を５０ｇ混合し
た。これを第１図に示されている弾性ブレード（ステン
レス製）にスプレーコートし、現像部にセットした。実
施例６のトナーを使い、実施例５と同様に画像テストを
行ったところ、鮮明かつ良好な赤色画像が得られた。

また、実施例５と同様にＱ／Ｍを測定したところ、初期
が＋７．９μＣ／ｇで、５万枚後が＋７．１μＣ／ｇで
あり、はとんど変化がなかった。

実施例９前記例示化合物（１）５０部とシリコーン樹脂１００部
とを混合し加熱溶融し、成形した樹脂ブレードを、第１
図に示される弾性ブレード３に取り付けた。

トナーは下記組成物より作製した。

エポキシ樹脂　　　　　　　　　　１００部ポリプロピ
レン　　　　　　　　　　５部Ｃ，１，ピグメントブル
ー１５　　　　　２部Ｃ，１，ピグメントイエロー１７
　　　５部前記組成の混合物を実施例１と同様に、混線
、冷却、粉砕１分級し、５〜２０μ■の粒径の緑色トナ
ーを得た。

このトナー１００部に対し、炭化ケイ素（粒径２μｍ）
２部とステアリン酸亜鉛微粉末０．１部をスピードニー
ダで十分攪拌混合してトナーとした。

このトナーを使い、実施例５と同様に画像テストを行っ
たところ、鮮明かつ良好な緑色画像が得ら九た。

また、実施例５と同様にＱ／Ｍを測定したところ、初期
が＋９．３μＣ／ｇで、５万枚後が＋８．０μＣ／ｇで
あり、はとんど変化がなかった。

実施例１゜前記例示化合物（４）を使い、実施例９と同様に樹脂ブ
レードを作製した。実施例６のトナーを使い、実施例５
と同様に画像テストを行ったところ、鮮明かつ良好な赤
色画像が得られた。

また、実施例５と同様にＱ／Ｍを測定したところ、初期
が＋８．１μＣ／ｇで、５万枚後が＋７．１μＣ／ｇで
あり、はとんど変化がなかった。

実施例１１前記例示化合物（１０）５０部、ポリスチレン樹脂１０
０部、カーボンブラック３０部とを混合し、それを加熱
溶融し、成形し、樹脂ブレードを作製した。

トナーは下記組成物より作製した。

スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体１００部
ポリプロピレン　　　　　　　　　　　　　５　部カー
ボンブラック　　　　　　　　　　　　ｌＯ部荷電制御
剤にグロシン染料）０．５部前記組成の混合物を混線、冷却、粉砕、分級し、５〜２
０μｍの粒径の黒色トナーを得た。

このトナー１００部に対し、炭化ケイ素（粒径２μｍ）
３部、酸化チタン０．５部をスピードニーダで十分攪拌
混合してトナーとした。

このトナーを使用して、実施例５と同様に画像テストを
行ったところ、鮮明かつ良好な黒色画像が得られた。

また、実施例５と同様にＱ／Ｍを測定したところ、初期
が＋１０．３μＣ／ｇで、５万枚後が＋９．５μＣ／ｇ
であり、はとんど変化がなかった。

実施例１２前記例示化合物（１１）５０部、ＨＭＡ樹脂１００部、
炭酸カルシウム３０部とを混合し、実施例１１と同様に
して、樹脂ブレードを作製した。

トナーは下記組成物より作製した。

ポリエステル樹脂　　　　　　　　１００部ポリエチレ
ン　　　　　　　　　　　７部Ｃ，Ｉ、ピグメントブル
ー１５　　　　５部前記組成の混合物を混線、冷却、粉
砕、分級し、５〜２０μ腫の粒径の青色トナーを得た。

また、実施例５と同様にＱ／Ｍを測定したところ、初期
が＋９．８μＣ／ｇで、５万枚後が＋９．３μＣ／ｇで
あり、はとんど変化がなかった。

また、高温、低湿下でも常湿と同等の画像品質が得られ
た。

〔効　　果〕

以上述べたように、本発明によれば、連続複写後も初期
画像と同等の品質を示す画像が得られ、正帯電量の変化
もなく、環境変動も少なく、鮮明な画像が得られる。と
くにカラー画像の場合はその鮮明さが一層顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例で使用した現像装置である。

Claims

【特許請求の範囲】１、下記一般式で示される３位にカルボキシル基を有す
るインドールカルボン酸系化合物を少なくとも表面に有
することを特徴とする摩擦帯電付与部材。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、ｎ：０又は正の整数Ｘ、Ｙ：Ｈ、炭素数１〜１
０の低級アルキルまたは低級アルコキシ基）