JPH0369109B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、電子写真、静電記録及び静電印刷等
において静電荷像を現像するために用いるトナー
に電荷を付与するための機能が改善された材料な
いし部材、すなわち電荷付与材（ここでは定形を
有する部材に加えて粒状材料を含む趣旨で「材」
の語を用いる）に関する。

背景技術 従来、電子写真法としては米国特許第2297691
号、特公昭42−23910号公報、及び特公昭43−
24748号公報などに種々の方法が記載されている
が、それらは要するに、光導電性絶縁体層上に一
様な静電荷を与え、該絶縁体層に光像を照射する
ことによつて静電潜像を形成し、次いで該潜像を
当該技術でトナーと呼ばれる微粉末によつて現像
可視化し、必要に応じて紙などに粉像を転写した
後、加熱、加圧、或いは溶剤蒸気などによつて定
着を行なうものである。

これらの電子写真法等に適用される現像方法と
しては、大別して乾式現像法と湿式現像法とがあ
る。前者は、更に二成分系現像剤を用いる方法
と、一成分系現像剤を用いる方法に二分される。
二成分系現像方法に属するものには、トナーを搬
送するキヤリヤーの種類により、鉄粉キヤリヤー
を用いるマグネツトブラシ法、ビーズキヤリヤー
を用いるカスケード法、フアーを用いるフアーブ
ラシ法等がある。

また、一成分現像方法に属するものには、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、トナー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（コンタクト現像、または
トナー現像ともいう）、トナー粒子を静電潜像面
に直接接触させず、トナー粒子を荷電して静電潜
像の有する電界により該潜像面に向けて飛行させ
るジヤンピング現像法、磁性の導電性トナーを静
電潜像面に接触させて現像するマグネドライ法等
がある。

これらの現像法に適用するトナーとしては、従
来、天然あるいは合成樹脂中に染料、顔料を分散
させた微粉末が使用されている。例えば、ポリエ
チレンなどの結着樹脂中に着色剤を分散させたも
のを１〜30μ程度に微粉砕した粒子がトナーとし
て用いられている。また磁性トナーとしては、上
記した染料又は顔料に代えて、あるいはこれに加
えてマグネタイトなどの磁性体粒子を含有せしめ
たものが用いられている。いわゆる二成分現像剤
を用いる方式の場合には、上記のようなトナーは
通常、ガラスビーズ、鉄粉などのキヤリアー粒子
と混合されて用いられる。

また、トナーには、現像される静電潜像の極性
に応じて予め正または負の電荷が与えられる。

トナーに電荷を付与するためには、トナーの成
分である樹脂の摩擦帯電性のみを利用することも
出来るが、この方法ではトナーの帯電性が小さい
ので、現像によつ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、帯電性を強化する染
料、顔料等をはじめとする荷電制御剤を添加する
ことが行われている。

しかしながら、これらの添加剤を加えることに
より、トナーに帯電性を付与するためには、これ
らの添加剤が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、キヤ
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
ヤリアなどの汚染、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などが生じ
る。その結果、帯電性が悪くなり、さらに現像作
業を繰り返し行なうにしたがつて劣化が進み、画
像濃度が低下し、細線再現性の低下、カブリの増
加などが実用上問題となる。

上記した問題点は、トナーのバインダーと、帯
電性を付与する染顔料あるいは荷電制御剤等の添
加剤の親和性、分散性を向上することによつて改
善できるがこれらの添加剤に親和性を高めるため
表面処理をすると帯電付与性の低下する場合が多
く、また機械的にシエアを強くかけ細かく分散す
ると、トナー表面に出る添加剤の割合が減少し、
帯電性が充分に付与されない傾向となる。これら
のことから、実用的に充分満足する程度にトナー
に帯電性を付与することの可能な添加剤は、非常
に限られ、実用化されているものは数少ない。特
に、白黒画像だけでなく、カラー画像を得るため
には、トナーに添加する荷電制御剤は無色である
ことが好ましく、この場合、実用上満足なものは
ほとんどない状態である。

このような事情に鑑み、トナーへの電荷付与特
性の向上を、トナーの添加剤のみにより達成する
のではなく、現像プロセス中においてトナーと接
触するキヤリア、スリーブ、ドクターブレード等
の搬送、規制あるいは摩擦部材（本明細書では、
これらを総称して「電荷付与材」と称する）のト
ナーへの電荷付与特性の向上により行なうことも
提案されている。すなわち、本明細書で「電荷付
与材」とは、現像工程あるいはこれに先立つてト
ナーに接触して、トナーに現像のために必要な電
荷を付与しあるいは電荷を補助的に付与し得る材
料ないし部材である。

この電荷付与材により積極的にトナーへの電荷
付与を行なう方法では、トナーに帯電特性の向上
のための添加剤を含有させる必要性が殆どなくな
るため、上記したような問題点に対する本質的な
改善が計れる。例えば、キヤリア粒子、感光体な
どの汚染原因が本質的に低減され、したがつて現
像操作の繰り返しにより帯電性が低下したり、潜
像を乱すことがない。更にカラートナーの色調を
害することなく容易に帯電させることができる。

又、キヤリアー、スリーブ、ドクターブレード
などの電荷付与材は、単に強い電荷付与能力を有
するのみではなく、トナーとの摩擦に耐え、耐久
性のあるものでなければならない。例えば、キヤ
リアーは長期間交換せずに使用することが望ま
れ、またスリーブは現像機本体と同程度の耐久性
を有することが要求される。

発明の目的 本発明の目的は、上述の如き問題点を解決した
電荷付与材を提供することにある。

さらに本発明の目的は、トナーに適正な負電荷
を付与する電荷付与材を提供することにある。

さらに本発明の目的は、長期間の使用で性能の
劣化のない電荷付与材を提供することにある。

さらに本発明の目的は、細線再現性及び階調性
の優れた画像を得る電荷付与材を提供することに
ある。

さらに本発明の目的は、カラートナーの帯電に
適した電荷付与部材を提供することにある。

発明の概要 本発明者等は、上述の目的の達成のために研究
した結果、以下の発明に到達した。

即ち、本発明は、 一般式〔〕で表される化合物を配位子とする
金属錯体を表面に有することを特徴とする静電荷
像現像用電荷付与材にある。

〔式中、R₁〜R₄はＨ又はアルキル基を示し、同
じであつても異つていてもよい。ｎは１〜３の整
数を示す。〕 以下、本発明を更に詳細に説明する。以下の記
載において、量比を表わす「部」および「％」
は、特に断らない限り重量基準とする。

発明の具体的説明 本発明の荷電付与材に用いる化合物の代表的な
具体例としては、以下のようなものが挙げられ
る。

本発明の金属錯体は、公知の方法によつて合成
することが出来る。即ち、対称金属錯体の場合
は、配位すべき化合物のNa、Ｋ等の塩を水に溶
解或いは分散またはメタノール、エタノールある
いはエチルセロソルプ等に溶解或いは分散し、金
属付与剤通常塩化物等をモル比で２：１になるよ
うに混合する。次いで加温し、PH調整剤を加え反
応し、スラリーの場合はそのまま濾取し、反応混
合物が溶液の場合は鉱酸を含む水で稀釈して沈殿
せしめ濾取する。非対称金属錯体の場合は配位す
べき片側の化合物の金属塩類を水に溶解或いは分
散またはメタノール、エタノール等に溶解或いは
分散し、金属付与剤をモル比で１：１になるよう
混合する。次いで加温し、PH調整剤を加え反応
し、１：１型錯体を得る。

次いで配位すべき残りの化合物の金属塩類を加
えて反応し、生じた沈殿物を濾取する。

このようにして取られたケーキは必要に応じて
精製、乾燥、粉砕等の後処理を行う。

前記化合物は、適用すべき電荷付与材の形態に
もよるが、一般に平均粒径が10〜0.01μ特に２〜
0.1μの粒子として電荷付与材の形成に供すること
が好ましい。

これらの化合物は、必要に応じてバインダー樹
脂とともに、溶剤あるいは分散媒中に溶解ないし
分散させて得た塗液を電荷付与材の母材にデイツ
ピング、スプレー法、ハケ塗り等により塗布する
か、あるいは母材がキヤリアー粒子状である場合
は、これを上記塗液と浸漬混合したのち、乾燥す
る方法あるいは、これと前記化合物の直接混合物
の流動化ベツドによる被覆等の方法により、母材
上に前記化合物の塗布層を形成すれば本発明の電
荷付与材が得られる。またバインダー樹脂と直
接、溶融混練し、母材上に押出しラミネートして
前記材料を含有する被覆層を有する電荷付与材を
得てもよい。更に成形可能な樹脂中にこれらの化
合物を含有させ、これをキヤリアー粒子、スリー
ブあるいはドクターブレードの形状に成形して電
荷付与材としてもよい。

バインダー樹脂あるいは成形樹脂としては、一
般的なものを用いることができる。例えば、ポリ
スチレン、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、イソプ
レンやプタジエンなどのゴム系樹脂、ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、
ロジン、ポリカーボネート、フエノール樹脂、塩
素化パラフイン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、シリコーン樹脂、テフロンなどこれらの誘導
体及びその共重合体、またはこれらの混合体が使
用可能である。これら樹脂は、塗布あるいは成形
後、必要に応じて架橋構造をとらせて、電荷付与
材表層の耐久性の向上をはかることもできる。

バインダー樹脂あるいは成形樹脂を使用する場
合、その100部に対して前記化合物が0.5〜200部、
特に２〜100部となるような割合で用いることが
好ましい。

電荷付与材の表面に塗布する場合、前記化合物
のコートあるいは塗布量は適宜コントロールする
必要があるが、前記材料が0.01mg／cm²〜10mg／cm²
の範囲が良いが、好ましくは0.1mg／cm²〜２mg／
cm²が良い。

また上記一連の場合を通じて、前記化合物とと
もに、シリカ粉末、酸化アルミニウム、酸化セリ
ウム、炭化ケイ素などのセラミツクス粉末を充て
ん剤として用いても良い。また、カーボンブラツ
ク、酸化スズなどの導電性付与剤を導電性の調節
に用いても良い。さらに、スリーブやキヤリア表
面へのスペントトナーの堆積をふせぐため、離型
剤など、例えば脂肪酸金属塩、弗化ビニリデンな
どを用いても良い。

キヤリア形態の電荷付与剤の母材としては、公
知のキヤリアーがすべて使用可能であり、鉄、ニ
ツケル、アルミニウム、銅などの金属あるいは、
合金もしくは、金属酸化物を含む金属化合物の粉
体あるいは粒子、更にはガラス、SiC、BaTiO₃、
SrTiO₃などのセラミツクス粉体あるいは粒子が
用いられる。またこれらの表面を樹脂などで処理
したもの、あるいは樹脂粉末、もしくは磁性体を
含有する樹脂粉体などをあげることができる。平
均粒径は20〜250μ程度が好適である。本発明の
金属錯体は、キヤリア１Kg当り、0.5〜300ｇ、好
ましくは２〜200ｇ添着される。

さらに、スリーブあるいはドクターブレード形
態の電荷付与剤の母材としては、鉄、アルミニウ
ム、ステンレス、ニツケルなどの金属もしくは合
金など、セラミツクス、プラスチツクスなどの非
金属化合物など、一般にスリーブあるいはドクタ
ーブレードとして使用可能なものを用いることが
できる。

一方、上記のような本発明の電荷付与材と組み
合わせて使用すべきトナーは、従来の静電荷像現
像用トナーとして用いられていたものの実質的に
すべてが有効に用いられる。すなわち、トナーは
非磁性、磁性トナーのいずれも用いられる。より
詳しくは、トナーは、結着樹脂中に着色剤が含有
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。更にこれらのトナーは、より
効果的な帯電付与をするため、少量の帯電付与物
質、例えば染料、顔料、あるいはいわゆるに荷電
制御剤を含有しても良く、またコロイイダルシリ
カのような流動化剤、酸化セリウム、チタン酸ス
トロンチウム、炭化ケイ素などの研摩剤、ステア
リン酸金属塩、弗化ビニリデンなどの滑剤を含有
しても良い。またカーボンブラツク、酸化スズ等
の導電性付与剤を含有しても良い。

上記した本発明の電荷付与材およびトナーを用
いる現像方法としては、二成分現像剤あるいは一
成分現像剤を用いる現像方法の実質的に全てが用
いられる。

例えば、磁気ブラシ現像法、カスケード現像
法、フアーブラシ現像法、磁性体含有樹脂粉をキ
ヤリアとして用いるいわゆるマイクロトーニング
現像方法、あるいは樹脂粉をキヤリアとして用い
る現像方式、いわゆるジヤンピング現像方式、あ
るいは非磁性トナーを現像するジヤンピング現像
方法である。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明
する。

実施例 １ MEK1中に化合物例(1)を100ｇ溶解分散し、
これに鉄粉キヤリア（粒径：250〜400mesh）１
Kgを分散しボールミル中で約30分間撹拌した。

この鉄粉キヤリア混合液を乾燥し、完全に溶剤
を除去したのち、軽い凝集をほぐし、本発明によ
るキヤリア状帯電付与剤を得た。

別途、次の処方により、特に荷電制御剤を加え
ることなくトナーを作成した。

スチレン（商品名Ｄ−125：エツソ化学製）100部 カーボンブラツク（商品名ラーベン3500：キヤボ
ツト社） ６部 上記の材料を混練、粉砕、分級し粒度を１〜
30μｍにそろえた。このトナーと前記キヤリアを
重量比で10：100に混合し、現像剤とした。この
現像剤の摩擦帯電量をブローオフ法により設定し
たところ、−8.9μc／ｇであつた。

この現像剤を用い、キヤノン製NP−5000複写
機で画像出しを行なつたところ50000枚の耐久テ
ストでも画像濃度の変化がなく、細線再現性が良
く、階調性も良好であつた。またカブリもなかつ
た。

実施例 ２ キシレン１中にポリメチルメタアクリレート
樹脂100ｇを溶解しこれにさらに化合物例(2)を50
ｇ混合した。これを実施例１と同様の鉄粉キヤリ
アと混合し、乾燥することにより電荷付与効果の
あるキヤリアを得た。

これを用いて実施例１と同様にトナートと組合
せたところ、トナーの摩擦帯電量は−10.1μc／ｇ
となり、これを用いて画像出しを行なつたとこ
ろ、得られた画像は50000枚の耐久テストでもま
つたく、初期とかわらない良好な画像濃度、細線
再現性、階調性を示しカブリもなかつた。

実施例 ３ キシレン１中にポリメチルメタアクリレート
樹脂100ｇを溶解し、化合物例(3)を50ｇ混合した
溶液を用意した。この溶液にキヤノンNP−
400RE用の現像スリーブ（ステンレス製）をデイ
ツピングし、スリーブ上に0.1mg／cm²〜0.6mg／cm²
のコートをした。

このスリーブをもとの現像機にセツトした。

トナーは次の処方により、一般の混練、粉砕、
方法で作成した。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ｗ＝
300000 100部 離型剤（商品名PE−130：ヘキスト社製） ４部 磁性粉（商品名BL−200：チタン工業社製） 60部 作成したトナーは、粒径を1μ〜30μにそろえ
た。

このトナーを用い、キヤノン製NP−400REで
画出し耐久テストを行なつた。50000枚耐久で初
期から画像の変化がなく、細線再現性、階調性が
良く、かぶりもなかつた。

また、スリーブ上の表面電位を測定したところ
−38Vであり、トナーが完全に負に帯電している
ことが確認された。

実施例 ４ キシレン１中にポリカーボネート樹脂80ｇを
溶解し、化合物例(4)を20ｇさらに混合した溶液を
用意した。

この溶液にキヤノン製PC−20用青色カートリ
ツジの現像機の現像スリーブ（アルミニウム製）
をデイツピングし、スリーブ上に0.1mg／cm²〜0.5
mg／cm²のコートをした。

このスリーブをもとの現像機にセツトした。

一方トナーは次の処方により作成した。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ｗ＝
150000 100部 離型剤（商品名PE−130：ヘキスト社製） ４部 青色着色剤（フタロシアニン顔料） ６部 作成したトナーは粒径を1μ〜30μにそろえた。

このトナーを用い、上記スリーブをとりつけた
現像機を用い、PC−20を改造し、反転現像可能
なようにし、耐久画像出しを行なつた。

その結果、100ｇのトナーがなくなるまで、画
像の変化がなく、細線再現性、階調性が良い鮮明
な青色画像を得た。さらにはスリーブ上にトナー
の表面電位を測定したところ−41Vであり、負に
帯電していた。

発明の効果 上述したように、本発明によれば、表面に電荷
制御剤としての特定の構造を有する化合物を存在
させた静電荷像現像用トナーに荷電を付与するた
めの電荷付与材が提供される。特に本発明の化合
物は、優れた荷電制御性を有し、加熱あるいは吸
湿に対する安定性を有するだけでなく、これを電
荷付与材の表面に塗布あるいは練り込み分散等に
より存在させることにより、トナーとの摩擦使用
下での耐久性に優れた良好な電荷付与材を与え
る。したがつて、この電荷付与材を用いればトナ
ーのみに電荷付与材を混入して、その帯電特性を
向上する場合のもろもろの問題点に対する本質的
な改善が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式〔〕で表される化合物を配位子とす
   る金属錯体を少なくとも表面に有することを特徴
   とする静電荷像現像用電荷付与材。 〔式中、R₁〜R₄はＨ又はアルキル基を示し、同
   じであつても異つていてもよい。ｎは１〜３の整
   数を示す。〕 ２ キヤリアー粒子形態をなす特許請求の範囲第
   １項に記載の電荷付与材。 ３ 円筒状スリーブ形態をなす特許請求の範囲第
   １項に記載の電荷付与材。 ４ ドクターブレード形態をなす特許請求の範囲
   第１項に記載の電荷付与材。