JPH04177368A - 摩擦帯電付与部材 - 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、静電印刷法などに用いられる静電
荷像現像用トナーに対し摩擦帯電を付与するキャリアや
スリーブ、弾性ブレード等の搬送規制部材あるいはその
他の摩擦帯電付与部材に関する。

［従来の技術］ 電子写真感光体や静電記録などの上に形成された静電荷
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。

前者の方法は、トナーとキャリアとを撹拌摩擦すること
により、各々を互いに異なる極性に帯電せしめ、この帯
電したトナーによ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（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、着色剤
を分散させたものを１〜３０ｐ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。

このようなトナーは、前述したように、現像される静電
荷像の極性に応じて、正または負に帯電される。トナー
に電荷をもたせるためには、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考えられるが、この方法で
はトナーの帯電性が小さいので、得られる画像はカブリ
易く、不鮮明なものとなる。従って、所望の摩擦帯電性
をトナーに付与するために、染料、顔料、有機酸塩、界
面活性剤などを荷電制御剤として添加することが行なわ
れている。

ところが、これらのトナーに添加される荷電制御剤は、
トナーに帯電性を付与するためには、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
リアの汚染、静電潜像担持体、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、更に複写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、カブリ性などが問題と
なってくる。

そこで、トナーの結着樹脂と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
とが行なわられている。例えば、親和性を高めるため表
面処理を施す方法があるが、表面処理を行なうと帯電付
与性が低下する場合が多い。また、分散性を向上させる
ために、機械的穿断力を強くして、細かく分散させる方
法もあるが、この方法によるとトナー表面に出る荷電制
御剤の割合が減少し、帯電性が十分に付与されない傾向
がでる。

これらのことから、充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。

一方、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
、これまで用いられている染料、顔料あるいは荷電制御
剤の多くは暗色であり、そうなると、実用化している染
料、材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
ある。

そこで、帯電付与をトナーの添加剤で行なうのではなく
、キャリアや現像スリーブ若しくはドクターブレードな
どの搬送規制部材、あるいはその他の摩擦帯電付与部材
で行なうことが提案されている（特開昭６１−１４７２
６１号公報等）。この方法によれば、トナーに殆ど帯電
付与のための添加剤を含有させる必要がないので、前記
したキャリア、潜像担持体等の汚れがなく、そのため複
写中に帯電性が低下したり、潜像が乱れたりすることが
ない。

また、カラーシートも容易に帯電することができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、このような摩擦帯電付与部材に摩擦帯電付与
性をもたせるためには、強い帯電付与能力を有し、しか
も母材に塗工可能で且つ強い機械的強度を有するもので
なければならない。しかし、このようなすべての面で満
足される摩擦帯電付与部材は、未だ見出されていないの
が現状である。

従って、本発明の目的は、このような問題点を克服した
、即ちトナーに優れた正帯電性を付与し、鮮明な画像が
得られ、しかも連続使用においても初期画像と同等の良
質画像を多数枚径ることができる摩擦帯電付与部材を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、特定の第４級ア
ンモニウム塩を少くとも表面に含有するｊＩ！擦帯電付
与部材が上記目的に適合することを知見し、本発明を完
成するに至った。

即ち、本発明によれば、下記構造式（Ｉ）で示される第
４級アンモニウム塩を少なくとも表面に含有することを
特徴とする摩擦帯電付与部材が提供される。

（Ｒ，〜Ｒ４は、炭素数１〜１８個のアルキル基、フェ
ニル基、ベンジル基を表わし、またＸは、例えばハロゲ
ン化合物、リン酸、酢酸、硝酸、安息香酸、硫酸エステ
ル、アルキル硫酸エステル、過塩素酸、テトラフェニル
ボレート、ベンゼンスルホネート、モリブデン酸、タン
グステン酸等の陰イオンを表わす。） なお、こ）でいう摩擦帯電付与部材とは、トナーと接触
して、現像のために必要な電荷を付与若しくは補助的に
付与し得る部材を意味する。

本発明の摩擦帯電付与部材において、少くとも表面に含
有される前記構造式（Ｉ）で示される化合物は、公知の
手段で合成される。該化合物は単独で用いてもよいし、
２種以上を併用してもよい。

また、他の摩擦帯電付与部材物を併用することもできる
。

本発明の摩擦電付与部材に用いる前記一般式（Ｉ）で示
される化合物の具体例を示すと、次のようなものがあげ
られるが、もちろんこれらに限定されるものではない。

前記化合物は、そのま）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。この場
合の樹脂としては、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、ポリイソプレン、ポリブタジェン、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、フェノール樹脂、塩素化パラフ
ィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン樹脂
、弗素樹脂及びこれらの共重合体などが挙げられ、これ
らは単独であるいは２種以上混合して使用される。

前記化合物を分散させて得た塗液を、摩擦帯電付与部材
の母材に、ディッピング、スプレー法、ハケ塗り等によ
り塗布し、乾燥させることによって、本発明の摩擦帯電
付与部材が得られる。

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、合金又は金属の酸化物を含む金属
化合物の粒子等、更にはガラスや炭化珪素等のセラミッ
ク粒子が用−Ｃ）られる。

また、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
の金属又は合金あるいはプラスチック、ゴム等の非金属
化合物など、従来使されているスリーブやドクターブレ
ードが使用できる。

なお、本発明においては、前記化合物を分散させた樹脂
をそのま）成形して、摩擦帯電付与部材とすることもで
きる。この場合、補強、摩耗防止効果向上のために、シ
リカ、カーボン、炭素繊維、ガラス繊維等の無機フィラ
ーを含有させることもできる。

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。即ち、トナーは磁性あるいは非磁性
の何れでもよい。更に詳しくは、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。

更にトナーには、より効率的に帯電付与されるために、
少量の帯電付与剤、例えば染・顔料、荷電制御剤等を含
有していてもよいが、従来のトナーよりも該帯電付与剤
の含有量はかなり少量ですむ。帯電付与剤としては、例
えばニグロシン、炭素数２〜１６のアルキル基を含むア
ジン系染料（特公昭４２−１６２７号公報）、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，モンデラントブ
ラック１１．　Ｃ，Ｉ、ピグメントブラックｌ、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などがある。

また、トナーには、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金属
酸化物や炭化珪素などの研摩剤、あるいは脂肪酸金属塩
等の潤滑剤などを含有させてもよい。

〔発明の効果〕

本発明の摩擦帯電付与部材は、前記構造式（Ｉ）で示さ
れる化合物の少くとも１種を、少くとも表面に含有した
ことから、トナーとキャリアとの間又はトナーと現像ス
リーブ若しくはドクターブレードとの間の摩擦帯電を正
極性の安定した摩擦帯電性に保持することができる。

このため、本発明の摩擦帯電付与部材を用いて静電荷像
の現像を行なうと、連続複写後も初期画像と同等の高品
質画像を得ることができる。また、高温高湿等の環境下
においても良好な帯電性が示されるので、種々の環境下
においても高品質画像を得ることができる。

〔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 前記構造式において、Ｘ″″がＣＱＯＪで、Ｒ３及びＲ
３がメチル基で、Ｒ８及びＲ４がｃ＋ｔＬａからなる化
合物をトルエン１２中に５０ｇ溶解分散し、これを球形
フェライトキャリア（平均粒径１０１００ｐ）５に流動
・原型コーティング装置でコートした。

別に、下記組成の混合物を混線、冷却、粉砕、分級し、
５−２０ｐの粒径の黒色トナーを得た。

スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート　　　１００部カ
ーボンブラック　　　　　　　　　　　　１０部このト
ナーを前記キャリア１００部に対し、３部加えボールミ
ルで混合し、現像剤を得た。

次に上記現像剤をリコー社製ＦＴ４０６０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ｌＯ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−２３，１μＣ／ｇであり、ｌＯ万枚
プリント後におけるトナーの帯電量は−２２，７μＣ／
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℃、１５％ＲＨという
低湿環境下でも、常温常温と同等の画像が得られた。

実施例２ 前記構造式（Ｉ）において、Ｘ−がＣＱＯ，−で、Ｒ１
、Ｒ１及びＲ１がメチル基で、Ｒ１がＣ＋５Ｈｓｑの化
合物をトルエン１２中に５０ｇ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にディッピングでコ
ートし、本発明の摩擦帯電付与部材を得た。

別に、実施例１で用いたと同様のトナー１００部に対し
、炭化珪素（粒径２ｐ）３部をスピードニーダ−で充分
撹拌混合して現像剤とした。

次に、第１図に示すような現像装置に前記摩擦帯電付与
部をセットし、かつ上記の現像剤を装入し、連続複写を
行ない画像テストを行なったところ良好な画像が得られ
た。その画像は５万枚プリント後も変わらなかった。ま
た、５万枚プリントにおける、吸引法に於ける帯電量は
、−１０，５μＣ／ｇと初期値（−１０，３μＣ／ｇ）
と、殆ど差がなかった。また、高湿、低湿下でも、常温
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。

上記現像方法について、図面に基いて詳しく説明すると
、図面は静電荷像現像装置の一例の模式的断面図である
。図面において、トナータンク７に内蔵されているトナ
ー６は、トナー補給補助部材５によりトナー供給部材４
に強制的に寄せられ、トナーはトナー供給部材４に供給
される。そして、トナー供給部材４に取り込まれたトナ
ーは、トナー供給部材４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、トナー厚規制部材３により均一なトナー薄層
が形成されると共に摩擦帯電する。

その後、トナー搬送部材２と接触若しくは近接している
静電潜像担持体１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５ｏｏｖの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。なお、トナ
ー搬送部材のトナーの比電荷量：　Ｑ／Ｍは、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性比電荷
量測定装置により測定した。

実施例３ 前記構造式（Ｉ）においてＸ−がＣα０４−でＲ１及び
Ｒ５カメチル基テ、Ｒ３カｏ−ＣＨ３テ、ＲＪＣ，、Ｈ
，、ノ化合物５０部、ポリエステル樹脂１００部、カー
ボンブラック３０部とを混合し、それを加熱溶解し、形
成し、樹脂ブレードを作製し、それを図面に示されるト
ナー層厚規制部材３に取り付けた。

別に下記組成の混合物を混線、冷却、粉砕、分級し、５
〜２０ｐの粒径の黒色トナーを得た。

スチレン−〇−ブチルメタクリレート　　　１００部ポ
リプロピレン　　　　　　　　　　　　　５部カーボン
ブラック　　　　　　　　　　　　１０部荷電制御剤に
グロシン染料）０．５部 このトナー１００部に対し、炭化珪素（粒径２ｐ）３部
、酸化チタン０．５部を久ビードニーダ−で充分撹拌混
合して現像剤とした。

次に、図面の示すような現像装置に、前記摩擦帯電付与
部材（トナー層厚規制部材）をセットし且つ上記現像剤
を装入して、実施例１と同様にして画像テストを行なっ
たところ、鮮明且つ良好な黒色画像が得られた。

また、実施例１と同様にトナーの帯電量を吸引法で測定
したところ初期が−１０，５μＣ／ｇで５万枚後が−１
０，２μＣ／ｇであり、殆ど変化がなかった。また、高
湿、低湿下でも常温常湿と同等の画品質な画像が得られ
た。

実施例４ 前記構造式（Ｉ）においてＲ１及びＲ３がメチル基で、
Ｒ、カｏ）−ＣＨ、−テ、Ｒ４ｆＪ＜Ｃ，、’Ｈ，、、
ＸカｃＱ−ノ化合物を５０部、ポリエステル樹脂１００
部、カーボンブラック３０部とを混合し、それを加熱溶
解し、形成し、樹脂ブレードを作製し、それを図面に閉
されるトナー層厚規制部材３に取り付けた。

別に下記組成の混合物を混線、冷却、粉砕、分級し、５
〜２０ρの粒径の黒色トナーを得た。

スチレン−〇−ブチルメタクリレート　　　１００部ポ
リプロピレン　　　　　　　　　　　　　５部カーボン
ブラック　　　　　　　　　　　１０部荷電制御剤にグ
ロシン染料）　　　　　　　０．５部このトナー１００
部に対し、炭化珪素（粒径２ρ）３部、酸化チタン０．
５部をスピードニーダ−で充分撹拌混合して現像剤とし
た。

次に、図面に示すような現像装置に、前記摩擦帯電付与
部材（トナー層規制部材）をセットし且つ上記現像剤を
装入して、実施例１と同様にして画像テストを行なった
ところ、鮮明且つ良好な黒色画像が得られた。

また、実施例１と同様にトナーの帯電量を吸引法で測定
したところ初期が−１０，８μＣ／ｇで５万枚後が−１
０，６μＣ／ｇであり、殆ど変化がなかった。また、高
温、低湿下でも常温常温と同等の画品質な画像が得られ
た。

実施例５ 前記構造式（Ｉ）においてＲ１及びＲ３がメチル基でＲ
、カＱ７−　ＣＨ，−テ、Ｒ，ｆＪ＜Ｃ８Ｈ，、、Ｘ　
カＢ　（−ｏ）、−の化合物を５０部、ポリエステル樹
脂１００部、カーボンブラック３０部とを混合し、それ
を加熱溶解し、形成し、樹脂ブレードを作製し、それを
図面に示されるトナー層厚規制部材３に取り付けた。

別に下記組成の混合物を混練、冷却、粉砕、分級し、５
−２０ρの粒径の黒色トナーを得た６スチレンーｎ−ブ
チルメタクリレート　　　１００部ポリプロピレン　　
　　　　　　　　　　　５部カーボンブラック　　　　
　　　　　　　　１０部荷電制御剤にグロシン染料）０
．５部 このトナー１００部に対し、炭化珪素（粒径２　ｐｎ　
）　３部、酸化チタン０．５部をスピードニーダ−で充
分撹拌混合して現像剤を得た。

次に、図面に示すような現像装置に、前記摩擦帯電付与
部材（トナー層規制部材）をセットし且つ上記現像剤を
装入して、実施例１と同様にして画像テストを行なった
ところ、鮮且つ良好な黒色画像が得られた。

また、実施例１と同様にトナーの帯電量を吸引法で測定
したところ初期が−１１，２μＣ／ｇで５万枚後が−１
０，６μＣ／ｇであり、殆ど変化がなかった。また、高
温、低湿下でも常湿と同等の画品質な画像が得られた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法の実施に有用な本発明の非磁性−成
分系トナーを用いた現像装置の一例を示す模式断面図で
ある。 １・・・静電潜像担持体、２・・・トナー搬送部材、３
・・・トナー層厚規制部材、４・・・トナー供給部材、
５・・・トナー補給補助部材、６・・・トナー、７・・
・トナータンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記構造式（ I ）で示される第４級アンモニウ
   ム塩を少なくとも表面に含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▼（ I ） （Ｒ＿１〜Ｒ＿４は、炭素数１〜１８個のアルキル基、
   フェニル基、ベンジル基を表わし、またＸは、例えばハ
   ロゲン化合物、リン酸、酢酸、硝酸、安息香酸、硫酸エ
   ステル、アルキル硫酸エステル、過塩素酸、テトラフェ
   ニルボレート、ベンゼンスルホネート、モリブデン酸、
   タングステン酸等の陰イオンを表わす。）