JPH04296864A - 静電記録体 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多針電極を用いた静電プ
ロッターやプリンターに適した静電記録体に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、静電記録方式で鮮明な画像を得
るには、針電極と静電記録体の誘電体層との空隙の大き
さを、パッシェンのカーブから推定される最適範囲に制
御する必要がある。このため、誘電体層を構成する高分
子絶縁性樹脂中に絶縁性顔料をスペーサーとして加え、
適当な凹凸を形成した誘電体層と針電極を接触させるこ
とにより、空隙を制御する方法が行われている。

【０００３】しかし、多針電極を使用する静電プロッタ
ーや静電プリンターでは、多針電極に記録電圧を印加し
て静電記録体の誘電体層表面に静電潜像を形成し、次に
この静電潜像をトナーで現像して可視像が記録されるが
、多針電極に電圧を印加すると、印加電圧の露洩電流が
現像器に注入されるため、ＬＥＦ（リード・エッジ・フ
ォッグ）現象と呼ばれる先端カブリを発生しやすい。

【０００４】このため、支持体として紙を使用した静電
記録体では、支持体裏面にも導電処理を施し、露洩電流
を支持体の体積方向に逃がすことによりＬＥＦ現象を防
止する方法が取られている。しかし、このように処理し
た記録体を高湿度環境下で記録すると、印加パルスが最
高電圧に至らないで減衰することがあり、結果的に記録
濃度が低下してしまう。

【０００５】また、支持体として絶縁性フィルムを使用
した静電記録体では、支持体が非常に高い体積抵抗を有
するため、導電層の一部（普通は記録体端面）を露出さ
せたり、その部分にカーボンブラックなどの導電性塗料
を塗工してアース電極を形成してＬＥＦ現象を防止して
いる。しかし、導電層の露出巾のコントロールが難しく
、製造工程も増えるため、生産性が悪く、コスト高とな
る欠点が付随する。

【０００６】このため、誘電体層を高分子絶縁性樹脂と
導電性粒子で構成する静電記録体（特開昭６１−２１３
８５１号、特開平２−８３５４７号）が提案されている
が、これらの提案では、ＬＥＦ現象の防止効果は認めら
れるものの、オールマーク記録の際に記録電極と平行な
方向にかき傷状の白抜けが多発したり、絶縁性不足によ
る記録濃度の低下現象が発生する。また、長時間記録す
ると、導電性粒子が記録電極に滞留して記録電極の破損
を招くといった欠点も認められる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】かかる現状に鑑み、本
発明者等は静電記録体で発生するＬＥＦ現象の改良につ
いて検討した結果、ＬＥＦ現象は、気中放電により誘電
体層表面に潜像が形成されたとき、反対電荷が誘起され
、その結果、導電層中に発生する電荷が逃げ場を失い、
接地されている現像器の部分で静電的に誘電体層にトナ
ーが引きつけられカブリを発生する現象であることを確
認した。また、この導電層中に発生する電荷は、痕跡量
の導電性粒子を導電層と現像器を電気的に繋ぐように存
在させれば解消されることも確認できた。

【０００８】かかる知見に基づき、ＬＥＦ現象を効率よ
く防止し、しかもオールマーク記録時に発生するかき傷
状の白抜けや、絶縁性不足による記録濃度の低下も解消
し、さらに長時間記録しても、記録電極の破損が発生し
ない静電記録体について鋭意研究の結果、誘電体層を構
成する顔料粒子として、少なくとも表面の一部に特定の
イオン導電性高分子電解質を付着せしめた粒子を使用す
ると、上記目的が極めて効率よく達成されることを見出
し本発明を完成するに至った。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、導電性支持体
上に誘電体層を形成した静電記録体において、該誘電体
層が少なくとも絶縁性樹脂と顔料粒子を含有しており、
且つ顔料粒子の少なくとも一部の表面に、誘電体層の形
成に使用する有機溶剤に不溶なイオン導電性高分子電解
質を付着せしめたことを特徴とする静電記録体である。

【００１０】

【作用】一般に導電性の顔料で、ＬＥＦ現象を防止する
には、誘電体層の厚み方向にわたって、導電層から誘電
体層表面まで貫通することが好ましいが、完全に貫通し
ていなくても効果がある。これは、誘電体層中に含有せ
しめられる導電性の顔料粒子が導電層とつながるよう配
置されていれば、導電性の顔料粒子上に極薄い誘電体層
膜が形成されていても電気的には導電点と考えられ、こ
の導電点が、現像器やアースロールと接触して効果を発
揮するためと思われる。

【００１１】導電層中に発生する電荷の逃げ場を形成す
るに必要な接地点は、痕跡量の導電性顔料が導電層と現
像器を電気的に繋ぐように存在すればよい。そのため、
例えばフィルムを支持体とした静電記録体では、誘電体
層表面１００ｍｍ２　中に１ケの導電性顔料が存在すれ
ば十分であり、表面処理された顔料粒子が、塊状、凝集
体であってもよく、絶縁性顔料の表面を被覆するような
状態で存在させても効果が期待できるものである。

【００１２】本発明の静電記録体で使用される導電性粒
子は、上記の如く、特定のイオン導電性高分子電解質で
表面処理された顔料であるが、この顔料を使用すると、
モース硬度の高い顔料を使用しても、カギ状の白抜けや
電極の破損が発生しないことも明らかとなった。而して
、顔料粒子表面の少なくとも一部に付着せしめられる導
電性物質は、イオン導電性高分子電解質であり、しかも
誘電体層の形成に使用される有機溶剤に溶けない高分子
電解質が選択的に使用されるものである。

【００１３】そのため、誘電体層を形成する際に使用さ
れる有機溶剤との兼ね合いで、高分子電解質を選択する
必要があるが、例えばポリビニルベンジルトリメチルア
ンモニウムクロライドなどのカチオン性高分子電解質や
ポリスチレンスルホン酸などのアニオン性高分子電解質
等は、一般に抵抗性能を向上させるために水可溶型の高
分子溶液として使用されるが、このような水可溶型の高
分子溶液を使用する場合には、誘電体層を例えばトルエ
ン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に可溶な高絶縁性
樹脂で形成すればよい。また使用されるイオン導電性高
分子電解質が、例えばエタノール、メタノール、イソプ
ロピルアルコール、エチレングリコールモノメチルエー
テル、エチレングリコールモノエチルエーテル等の溶剤
に可溶であっても、誘電体層を形成する際に使用される
有機溶剤に溶けなければ、本発明の所望の効果が達成さ
れる。

【００１４】イオン導電性高分子電解質を付着した顔料
は、例えば、高分子電解質の溶液を顔料の表面に粉霧し
ながら乳鉢等で攪拌したのち乾燥する方法。イオン導電
性高分子電解質と顔料を予め溶液混合したのち乾燥する
方法。エタノール等の低沸点溶剤に可溶のイオン導電性
高分子電解質の場合には、それより高沸点の有機溶剤中
で顔料とイオン導電性高分子電解質のスラリーを作った
後、低沸点溶剤の沸点まで加温して顔料表面に有機溶剤
に不溶な高分子膜を形成する方法等で製造することがで
きる。さらに、本質的には有機溶剤に不溶であるが、混
合直後には有機溶剤に対して安定な溶解性を示すような
イオン導電性高分子電解質の場合には、有機溶剤と混合
して安定な溶解性を示す状態のうちに、顔料を添加して
表面処理をすることも可能である。なお、必要に応じて
、表面処理された顔料を粉砕あるいは分級して粗大粒子
などを除いてもよい。

【００１５】表面処理する顔料１００重量部に対する、
イオン導電性高分子電解質の処理量は、０．０５〜１０
重量部程度でよく、好ましくは、０．５〜５重量部程度
の範囲で調節される。なお、高分子電解質の量が余りに
過剰になると、高分子電解質が粒子状や塊状の形で析出
し、これを用いた静電記録体では、かき傷状の白抜けが
発生したり、記録濃度の低下、記録ヘッドの損傷といっ
たトラブルを起こす恐れがあるため、過剰の添加は避け
るのが好ましい。そのため、イオン導電性高分子電解質
が付着した顔料粒子の１０ｋｇ／ｃｍ２　圧力下での比
抵抗を１０５　〜１０８　Ω・ｃｍの範囲に調節するの
が望ましい。 因に、１０５　Ω・ｃｍより比抵抗が低くなると、かき
傷状の白抜けが発生したり、記録濃度が低下してしまう
。しかし１０８　Ω・ｃｍより比抵抗が高いと、ＬＥＦ
現象の防止効果が不充分となる。

【００１６】本発明の静電記録体では、誘電体層を構成
する顔料の一部または全部を、上記の如くイオン導電性
高分子電解質で処理した顔料を使用するものであるが、
顔料としては、例えばクレー、デッカイト、ナクライト
、カオリン、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、焼
成クレー、無定形シリカ、アルミナ、焼成カオリン、硫
酸バリウム、酸化チタン、これらの顔料表面を絶縁処理
した顔料等が使用される。なお、誘電体層を構成する絶
縁性樹脂と顔料の配合割合は、樹脂：顔料＝９５：５か
ら４０：６０重量部程度の範囲で調節するのが望ましく
、好ましくは、８５：１５から５０：５０程度の範囲で
調節される。なお、イオン導電性高分子電解質で表面処
理した顔料の、誘電体層を構成する顔料中に占める配合
割合は、表面処理顔料の比抵抗等に応じて適宜調節され
るが、一般に、表面処理顔料の使用量を、絶縁性樹脂１
００重量部に対して５〜１００重量部程度の範囲で調節
するのが望ましい。また、表面処理した導電性顔料粒子
が、導電層と接触し誘電体層の表面近くまで存在する程
、ＬＥＦ現象の防止効果に優れているため、表面処理し
た導電性顔料の粒子径を、併用される通常の顔料粒子の
径より大きくしたり、軽く凝集した集合体として使用す
るのが好ましい。

【００１７】なお、顔料の平均粒子径が余りに大きすぎ
ると、記録体表面と多針電極との空隙を適当な範囲に保
持するのが困難となり、オールマーク記録時に白抜けが
発生する恐れがあり、逆に小さすぎると、オールマーク
記録時にベタムラが発生する恐れがあるため、顔料の平
均粒子径は１〜１５μｍ程度、好ましくは２〜１０μｍ
程度の範囲で調節するのが望ましい。

【００１８】本発明の静電記録体において、誘電体層を
構成する高絶縁性樹脂としては、例えばアクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシル
、アクリル酸デシル、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸イソブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のア
クリル酸エステル共重合体やメタクリル酸エステル共重
合体、酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ブ
チラール樹脂、ポリエステル樹脂、ニトロセルロース、
ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、スチレン
−メタクリル酸共重合体、フェノール樹脂等が挙げられ
る。

【００１９】誘電体層は、一般にトルエン、メチルエチ
ルケトン、キシレン等の適当な有機溶剤に絶縁性樹脂、
通常の顔料や表面処理顔料を溶解分散して得た塗液を、
例えばバーコーター、コントラコーター、グラビアコー
ター、カーテンコーター、チャンプレックスコータ、ロ
ールコーター、ブレードコーター等の適当な塗布装置で
、導電性支持体上に塗布する方法で形成される。導電性
支持体としては、ポリビニルベンジルトリメチルアンモ
ニウムクロライド、ポリジメチルジアリルアンモニウム
クロライド、スチレンアクリル酸トリエチルアンモニウ
ムクロライド等のカチオン性高分子電解質またはポリス
チレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリビニルホ
スフェート等のアニオン性高分子電解質、あるいは酸化
亜鉛、酸化スズ等に不純物を混入した金属半導体粉末等
を、含浸ないし塗布し、その表面抵抗を常湿で１０５　
〜１０９　Ωとし、その表面ベック平滑度を２００秒以
上とした紙、合成紙、和紙、さらには各種のフィルム、
布、不織布等が使用される。

【００２０】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をより具体的に
説明するが、勿論、本発明はこれらに限定されるもので
はない。なお、実施例及び比較例で得られた静電記録体
の記録評価は以下の方法に従って行った。

【００２１】記録濃度　　　　松下電送製モノクロプロ
ッター〔ＥＰ−１０３〕で２７℃，８５％ＲＨの環境条
件下で記録し、その記録濃度を測定した。 ＬＥＦ濃度　　同上のプロッターで２３℃，２５％ＲＨ
の環境条件下で記録し、この時の、記録電極と現像器の
間のカブリ濃度を測定した。そして、このカブリ濃度か
ら白紙部濃度を差し引いた濃度をＬＥＦ濃度とした。 白抜け　　　　　　同上のプロッターで２３℃，５０％
ＲＨの環境条件下でオールマーク記録を行い、カギ状白
抜けの発生の有無を判定した。 電極破損　　　　ゼロックス製カラー静電プロッター〔
ＣＥ−３４２４〕でオールマーク記録を行い、電極破損
の有無を調べた。

【００２２】実施例１ 厚さ７５μｍの上質紙の裏面にカチオン性高分子電解質
である、ケミスタット６３００（三洋化成工業製）を乾
燥重量で０．５ｇ／ｍ２　塗布し、反対面にも同様に乾
燥重量で３ｇ／ｍ２　塗布して中間導電層を形成した。 〔表面処理顔料の調製〕炭酸カルシウム粉末（平均粒子
径：７．５μｍ）１００重量部を乳鉢にとり、ポリビニ
ルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドの希釈水
溶液を固形分で２重量部粉霧しながら攪拌した。得られ
た粉体を乾燥し、分級して粗大な凝集体を除去し、平均
粒子径が８．１μｍで、１０ｋｇ／ｃｍ２　圧力下での
比抵抗が２．５×１０６　Ω・ｃｍである表面処理顔料
を得た。 〔誘電体層の形成〕上記の表面処理顔料１５重量部と、
無定形シリカ（商品名：ニップシールＳＳ−５０，日本
シリカ製）５重量部を、トルエン：メチルエチルケトン
＝１：１の混合溶媒中に分散し、さらにブチラール樹脂
７５重量部を混合して調製した固形分濃度３０重量％の
誘電体層塗液を、上記中間導電層上にメイヤーバーを用
いて乾燥重量で３ｇ／ｍ２　塗布して誘電体層を形成し
静電記録体を製造した。

【００２３】実施例２ 実施例１の表面処理顔料の調製において、ポリビニルベ
ンジルトリメチルアンモニウムクロライド希釈水溶液の
噴霧量を固形分で７重量部に変更し、比抵抗が５×１０
５　Ω・ｃｍの表面処理顔料を得た。この表面処理顔料
を使用した以外は、実施例１と同様にして静電記録体を
製造した。

【００２４】実施例３ 〔表面処理顔料の調製〕水酸化アルミニウム粉末（平均
粒子径：８．５μｍ）１００重量部を、固形分３重量部
のポリスチレンスルホン酸水溶液に分散して６０重量％
のスラリーを調製した。これを濾紙で濾過したのち、乾
燥、粉砕して平均粒子径が９．０μｍで１０ｋｇ／ｃｍ
２　圧力下での比抵抗が３×１０７　Ω・ｃｍの表面処
理顔料を得た。 〔誘電体層の形成〕上記の表面処理顔料１０重量部と、
平均粒子径が２．５μｍの炭酸カルシウム３０重量部を
、トルエン：メチルエチルケトン＝１：１の混合溶媒中
に分散し、さらにメチルメタアクリレート樹脂６０重量
部を混合して調製した固形分濃度３０重量％の誘電体層
塗液を、実施例１で使用した支持体の中間導電層上にメ
イヤーバーを用いて乾燥重量で３ｇ／ｍ２　塗布して誘
電体層を形成し静電記録体を製造した。

【００２５】実施例４ 実施例１の表面処理顔料の調製において、ポリビニルベ
ンジルトリメチルアンモニウムクロライド希釈水溶液の
噴霧量を固形分で０．７重量部に変更し、比抵抗が７×
１０８　Ω・ｃｍの表面処理顔料を得た。この表面処理
顔料を使用した以外は、実施例１と同様にして静電記録
体を製造した。

【００２６】比較例１ 実施例１の誘電体層の形成において、表面処理顔料１５
重量部の代わりに、表面処理していない炭酸カルシウム
１５重量部を使用した以外は、実施例１と同様にして静
電記録体を製造した。 比較例２ 実施例２の誘電体層の形成において、表面処理顔料１５
重量部の代わりに、通常の導電性酸化亜鉛１５重量部を
使用した以外は、実施例１と同様にして静電記録体を製
造した。

【００２７】かくして得られた６種類の静電記録体につ
いて、前記の方法に従って記録評価を行い、その結果を
表１に記載した。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】表１の結果から明らかなように、本発明
の各実施例で得られた静電記録体は、いずれも低湿度環
境下でのＬＥＦ現象の発生がなく、高湿度環境下での画
像濃度の低下、白抜け、記録電極の破損もない優れた特
性を有する記録体であった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性支持体上に誘電体層を形成した静電
   記録体において、該誘電体層が少なくとも絶縁性樹脂と
   顔料粒子を含有しており、且つ顔料粒子の少なくとも一
   部の表面に、誘電体層の形成に使用する有機溶剤に不溶
   なイオン導電性高分子電解質を付着せしめたことを特徴
   とする静電記録体。
2. 【請求項２】イオン導電性高分子電解質が付着した顔料
   粒子の比抵抗が１０５　〜１０８　Ω・ｃｍである請求
   項１記載の静電記録体。