JPH04503262A - チャージディレクタ組成物 - 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】 発明の名称 チャージディレクタ組成物 背景技術 本発明は液体現像剤使用静電写真複写並に特にチャージディレクタ溶液の安定化 方法と新規の安定化されているチャージディレクタ組成物とに関する。

基板上に静電荷パターンとして存在する静電像を形成させる方法はよく知られて いる。静電プリントまたは静電複写では、結像面を帯電コロナを通して一様な速 度で動かすことにより、まず一様な静電荷を光導電性結像面に与える。それから その結像面を複写しようとする原稿の光学像に露出させる。この光学像は静電潜 像を形成するようその結像面をあるパターンで選択的に放電させる。明るい背景 に暗いプリン）１持つ原稿の場合には、この潜像は、光への露出により実質的に 放電された１背景１部分中、原稿の図形に対応した、実質的に放電し几°プリン ト１部分よりなる。その潜像は、原稿の濠に対応するパターンで潜像のプリント 部分に付着する、反対に帯電した着色トナー粒子に曝されて現像される。

液体現像剤使用写真複写機では、これらの帯電トナー粒子は担体液とトナー粒子 とチャージディレクタとからなる液体現像剤中に懸濁している。全静電潜像は液 体現像剤受器からの液体現像剤の薄い膜で被覆される。その液体現像剤中の帯電 トナー粒子は光導電面上にパターンを形成する友め潜像の反対帯電１プリント１ 部分に移動する。それから、このパターンおよび対応するトナー粒子が可視＠を 形成するようにシート上に転写される。この処置後光導電面上に残っている液体 現像剤は何れも液体現像剤受器中に再循環して戻す。

チャージディレクタは前記の現像法において重要な役割全潰する。チャージディ レクタはトナー粒子上の極性および電荷を制御するように働く、分子性またはイ オン性何れかの化学種である。そのチャージディレクタは、トナー粒子が確実に 付着するよう、そして結像面に所望の像を形成するように移動するように、結像 材料の帯電を起させる帯電した種を作り出す。ま九液体現像剤を全体として実質 的に電気的に中性に保つため対イオンも作り出される。本発明はレシチンとバリ ウム　ペトロナー）　（ｂａｒｉｕｍ　ｐｅｔｒｏｎａｔｅ　）とを例とする幾 つかのチャージディレクタを用いて行ってもよい。

チャージディレクタとして用いられる材料に関する主要な問題の１つは電気泳動 現像処置中に作り出される電場印加の下における帯電種の劣化である。帯電種の 劣化はまた担体液を用いての現像剤の補給の間、チャージディレクタの希釈のた めにも起る。帯電種の劣化はその液体現像剤全電気的に不安定化する。液体現像 剤の安定な電気的特性が高品質の像を得るために重要であるから、特に液体現像 剤の分散液を変えることなく多数の印刷を行はねばならない場合、チャージディ レクタの劣化は低品質の複写をも几らす。

多くの液体現像剤においてはチャージディレクタ分子が反転ミセルを形成してい ると信じられている。これらのミセルの例を図１に示す。そのミセルは凝集によ り、チャージディレクタ分子の極性部分は内側に向き、無極性部分はシステムの 総括表面エネルギを減少させるため外側を向くように形麿されている。これらの ミセルはチャージディレクタ分子の解離により生ずるイオンを溶解していてもよ い。チャージディレクタミセルによるイオンの可溶化は、ミセル内部および周囲 における、より高い誘電率をもつ微細環境の形成のためであると信じられている 。チャージディレクタミセルによるイオンの可溶化はその中心に帯電種を含有す るミセルを生じさせる。その幾つかのミセルは中心に正荷電種をもち、他は中心 に負荷１種をもつ。我我は電気泳動現像処置の間にこれらのミセルが帯電光導電 面により作られる電場の影響の下でこわれると信じている。この破壊の正確な機 構は知られていない。ミセルの破壊は、相対的に強い正並に負荷電と担体液の低 い誘導率とのために互に他と再会合して電気的に中性な化合物を形成する傾向の あるミセルの中心の帯電種を凍結することにより、液体現像剤溶液の電気的性質 を変える。これらの電気的に中性な化合物の形成はこの液体現像剤の総括的電気 的性質を変える。液体現像剤の電気的性質の変化は、複写品質における劣化をも 几らす液体現像剤におけるトナー粒子の分散と帯電種の数とを変える。

我我はまた写真複写機中における液体現剤の分散液が新規の担体液の添加により 元の様にされる場合、ミセルは破壊するとも信じている。またこの正確な機構も 知られていない。この破壊の効果はシステム中の帯電種の不安定性で明らかにさ れている。また総括的な結果は複写品質の劣化である。

従って、本発明の１つの目的は電場の影簀下における劣化に耐えるチャージディ レクタ組成物である。

本発明の他の目的は液体現像剤組成物への担体液の補給の間における劣化に抵抗 するチャージディレクタ組成物である。

更に本発明の目的は不安定化に抵抗するチャージディレクタ溶液である。

図面の簡単な説明 図１はチャージディレクタミセルの理想化された描写である。

図２は４つの連続的電気パルスについての、レシチン溶液中の電流の図解である 。

図３はレシチンと本発明の材料との希釈の下での導電率の動力学の図解である。

図４は本発明の１種なチャージディレクタ組成物の安定性の図解である。

図５はレシチンと本発明のチャージディレクタとについての、２１チ被覆目標に 対する長期現像運転の間の電導率の絶対変化を示す。

本発明の要約 本発明はチャージディレクタと溶剤と極性モノマー種とを混合し、ついでそのモ ノマー分子を重合させた、チャージディレクタ溶液を安定する方法に向けられて いる。重合全開始するのに開始剤種が用いられ、その反応は実質的に終了するま で行われる。我我は、その結果はチャージディレクタミセルの核（ｃｏｒｅ　） 中への極性重合体穐の化学的取り込みにあると信じている。

極性種はミセルの核を安定化し、ミセルの破壊の可能性を減少させる。

本発明に従えば、チャージディレクタミセルは、帯電種が劣化に対しより安定で 、より敏感でなくなるよう不溶性の重合体分子と会合する。帯電種の存在は電気 泳動結像法には肝要であるがら、液体現像剤組成物の帯電種の劣化の減少により その現像剤により形成される像はより長時間の使用期間に亘りより濃いであろう ことが判ろう。

詳細な説明 本発明においてはチャージディレクタと溶剤と極性モノマー種とが混合され、次 いでそのモノマー分子が重合される。開始剤種が重合開始のため用いられ、その 反応は実質的な終結まで進行させられる。形成される重合体積は可溶性でなく、 本発明のモノマー穐はチャージディレクタ含有溶剤中に可溶である。少くとも部 分的にミセルとして存在するチャージディレクタは、モノマー種の重合に界面活 性剤として働く。七ツマ−［Ｈ−ｔのミセルにくっつき、ミセルの核中で重合す る。

選択された溶剤は必要な重合が起ってもよいどんな適当な溶剤であってもよい。

多くの無極性溶剤、ｌ５ｏｐａｒ（エクソン（ＥＸＸＯｎ　）社の商標製品１と イソパラフィンとへキサンとシクロヘキサンとｔ−ブチルベンゼンと２．２．４ −）リメチルペンタンとｎ−パラフィンとを含め、本発明においてはよく働く。

選択されるモノマー種は選択される溶剤に可溶で、適当な開始剤存在の下で、そ の溶剤中で重合するどんな不飽和上ツマ−であってもよい。多数の不飽和分子が 本発明においてモノマーとしてよく働くが、ある種、１−ビニル−２−ピロリド ンと２−ビニル　ピリジンとビニルフランとメタアクリル酸メチルとを含め特に よく働くと信じられる。

開始剤は、アゾビスブチロニトリルと過酸化ベンゾイルとトリフェニルアゾベン ゼンとクメンヒドロペルオキシドと過酢酸ｔ−ブチルとを含む、重合反応を開始 る数多くの種の中のどんな１つであってもよいと信じられる。

本発明の１つの好ましい態様においては、ｌ５ｏｐａｒを、還流冷却器をつけ几 反応容器中約５０℃に加熱する。この反応は窒素雰囲気の下に行う。レシチンｔ ゆつくりとそのｌ５ｏｐａｒ中に混合する。その溶液を約８０〜９０℃に加熱し 、１−一二ルー２−ピロリドン、ついで重合開始剤例えばアゾビスブチロニトリ ルを添加する。温度を一定に保ち、その反応を約２４時間道行させる。この方法 で形成し几チャージディレクタ組成物は安定化重合体分子を欠く組成物より帯電 種の劣化をより受け難い。劣化に対するこの優れた抵抗は電流をこの組成物にか けた場合およびこの組成物が溶剤（ｌ５ｏｐａｒ　）で希釈される場合とで発揮 される。

１−ビニル−２−ピロリドン　モノマーハ可溶テ、その重合体は不溶である無極 性溶剤？用いるのが好ましい。その溶剤は、その反応条件下でも液状でいるよう 、９０℃以上より実質的に高い温度で沸とうすべきである。重合反応が進行する に従って重合体分子はそれがその溶剤に不溶になる臨界長さ以上に達すると信じ られる。これらの重合体分子のその溶剤中での非常に細い分散液が生じ、チャー ジディレクタミセルがその重合体分子の周りに形成される。それでそのミセルが この重合体分子により堅くされ、安定化される。大きな安定化効果を得るに必要 なビニル　ピロリドン重合体の臨界百分率はチャージディレクタ固形物に対し約 ５〜９　ｗｔ　％である。９チまたはそれ以上の重合物濃度では、溶剤による希 釈または電場の賦課に際して帯電橿の極めて小さい劣化しか起らない。しかし５ チ重合体濃度以下では相当の劣化が起る。本発明を更に次の実施例により説明す るが、それに限定はされない。

実施例Ｉ 窒素雰囲気の下、ｌ５ｏｐａｒ−Ｈ１４００、！ｉ”ｔ”、還流冷却器をつけ、 機械的に攪拌される４頚２ｔがラス反応器中で５０℃に加熱する。レシチン６０ ０ｇｔそのｌ５ｏｐａｒ−Ｈ中に除徐に添加し、攪拌する。そのｌ５ｏｐａｒ− Ｈ／レシチン溶液ｔ−８０℃に加熱し、それから１−ｍ＝ルー２−ピロリドン１ ０２ｇをその溶液に添加する。

それからｌ５ｏｐａｒ−Ｈ１０−２０ｄ中に懸濁させ几アゾビスデチロニトリル ５Ｎｔ−添加し、その反応終結まで２４４時間行させる。

実施例■ ｌ５ｏｐａｒ−Ｈ５００、！ｉ’とレシチン１０ｙと１−ビニに２−ｃロリドン １．７ｇとを、Ｎ２雰匣気下の、４頚がラス丸底フラスコ中、９０℃で混合する 。アゾビスブチロニトリル０．５ｇをｌ５ｏｐａｒ　２０　ｊｉ中に分散させ、 それを添加する。反応を１７．５時間行う。得られた溶液は透明で、ｌ５ｏｐａ ｒ中のレシチン溶液より幾分暗色である。

本発明の有利さを次の実験結果により説明する。

表１と図２とは通常の不安定にされているチャージディレクタ、レシチン溶液に 対する、印加電場の影響についての実験結果を示す。実験においては８００ｖ直 流パルスを、レシチン溶液を含有するセルに４秒間次次に印加し、各パルスに関 する、レシチン溶液の電荷輸送を測定した。表１は各パルスに就いて溶液中の電 荷輸送を示している。図２はパルス期間中の、ランタン（Ｌａｎｔｅｒｎ　）溶 液中における電流の図解である。

表１と図２とにおいて示すごとく、チャージディレクタ溶液への電気パルスの印 加はその溶液の電気的性質を変える。その実験の印加された電気パルスは複写処 置中に生ずる電場と同じである。それ故、このレシチン溶液に対するこの電気パ ルスの影響は液体現像剤溶液の、複写処置中に生ずる電場の影響と似ている。

図６は、共に担体液例えばｌ５ｏｐａｒ添加後における、レシチン対照と比較し た、本発明に従う１７％モノマー安定化種を含む組成物の導電率を示している。

図３に示すごと（、ｌ８ｏｐａｒ中の安定化された組成物の導を率は時間に対し て比較的一定であるが、一方対照のそれは時間とともに低下する。それ数本発明 の安定化された組成物は、その導電率が時間につれて明らかには変らない故に、 写真複写機に用いるには有利である。

図４は本発明に従う１種な安定化されたチャージディレクタ組成物に関する同じ 実験の結果を示す。この実験では、４８００Ｖ直流パルスをチャージディレクタ 溶液含有のセルに次次に印加し、そのセル中の全電荷輸送を各パルスにつｂて測 定した。対照のチャージディレクタ溶液は前記実験に用すたごとき安定化されて いないし／チン溶液である。本発明に従って作った５つの安定化したチャージデ ィレクタ溶液を試験し几。

各チャージディレクタ溶液は異ったモノマー安定此程百分率で作られている。図 ４に示すごとく、電荷輸送の高い一定性全達成するには、チャージディレクタは チャージディレクタ固形物に対し５〜９　ｗｔチｉたはそれ以上のモノマー安定 化種を含むべきである。また、図４で示すごとく、チャージディレクタ固形物に 対し１７％のモノマー安定化種を含むチャージディレクタ組成物によっては電荷 輸送は少ししか劣化しない。

図５は紙を供給しない、連続的電子写真複写機の操作の間の、チャージディレク タ溶液の導電率低下に関する実験結果を示す。チャート上に示すレシチン　チャ ージディレクタ溶液は安定化されていない通常のチャージディレクタ溶液である 。他のチャージディレクタは、チャージディレクタ固形物に対し１７ｗｔ％のモ ノマー安定化種を含み、本発明の実施例■に従って作られた。前節で議論したご とく、電子写真工程の間に安定化されていないチャージディレクタミセルは破壊 し、帯電種の数の減少と液体現像剤の体積導電率（ｂｕｌｋ　ｃｏｎｄｕｃｔｆ ｖ４ｔｙ　）の減少と複写品質の劣化を起すと信じられる。図５に示されるごと く、安定化されていないレシチン溶液においては電子写真複写機操作の間溝電率 で１３ｐｍｈｏ／ｃｍの低下がある。しかしチャージディレクタ固形物に対し１ ７ｗｔ％のモノマー安定化種を含み、本発明の実施例■に従って作られた溶液は 連続的電子写真複写機操作の間僅４ｐｍｈｏ／ｃｍの導電率低下しか示さなかっ た。

前記の説明は単に説明の目的のためであり、発明は次の請求範囲内にある凡ての 変更態様を包含するものと理解すべきである。

１（ｐＡ） ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＩＴＹ　ｐｒＪ／ｃｍ％ＤＥＣＲＥＡＳＥ　ＩＮ ＣＨＡＲＧＥ　ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ ＲＡＮＧＥ　ＯＦ　ＣＨＡＮＧＥ　ＩＮ　Ｃ０ＮＤＵＣＴＩＶＩＴＹＤＵＲＩＮ ＧＩＮＴＥＮＳＩＶＥＬＯＮＧＲＵＮＦＩＧ、　５ ＣＨＡＲＧＥ　ＴＲＡＮＳＰＯＲＴＡＴＩＯＮ　ＩＮ　ＴＨＥ　ＣＥＬＬＥＲ５ ＵＳ ＴＨＥ　ＮＵＭＢＥＲＯＦ　５ＵＣＣＥＳＳＩＶＥ　ＰＵＬＳＥＳ。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８の規定による）平成　３年　８月　６日

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．チャージディレクタを溶剤と極性モノマー種と混合する段階と、 重合反応を、終結まで進行させるために開始する段階と を包含する、チャージディレクタ溶液を安定化する方法。
2. ２．極性モノマー秘が１−ビニル−２−ピロリドンである、前項１に記載の方法 。
3. ３．チャージディレクタがレシチンである、前項１に記載の方法。
4. ４．溶剤が化合物の混合物を含む無極性有機化合物である、前項１に記載の方法 。
5. ５．無極性有機溶剤がＩｓｏｐａｒ−Ｈである、前項４に記載の方法。
6. ６．反応をアゾビスブチロニトリルの添加により開始させる、前項１に記載の方 法。
7. ７．反応を窒素、アルゴンまたは他の不活性ガス雰囲気の下で行わせる、前項１ に記載の方法。
8. ８．極性モノマー種をチャージディレクタ固形物に対し少くとも５ｗｔ％含む、 前項１に記載の方法。
9. ９．極性モノマー種をチャージディレクタ固形物に対し５〜９ｗｔ％含む、前項 １に記載の方法。
10. １０．極性モノマー種をチャージディレクタ固形物に対し１０〜１７ｗｔ％含む 、前項１に記載の方法。
11. １１．溶剤と前記溶剤に不溶の極性重合体と前記溶剤に可溶で、前記重合体と会 合しているチャージディレクタとを含むチャージディレクタ組成物。
12. １２．前記溶剤が無極性有機化合物または化合物の混合物である、前項８に記載 のチャージディレクタ組成物。
13. １３．無極性有機溶剤がＩｓｏｐａｒ−Ｈである、前項９に記載のチャージディ レクタ組成物。
14. １４．チャージディレクタがレシチンである、前項８に記載のチャージディレク タ組成物。
15. １５．重合体がポリビニルピロリドンである、前項８に記載のチヤージディレク タ組成物。
16. １６．極性モノマー種をチャージディレクタ固形物に対し少くとも５ｗｔ％含む 、前項１１に記載のチャージディレクタ。
17. １７．極性モノマー種をチャージディレクタ固形物に対し５〜９ｗｔ％含む、前 項１１に記載のチャージディレクタ。
18. １８．極性モノマー種をチャージディレクタ固形物に対し１０〜１７ｗｔ％含む 、前項１１に記載のチャージディレクタ。
19. １９．チャージディレクタを溶剤と極性モノマー種とを混合する段階と 前記モノマー種の分子間の重合反応を開始する段階と 前記重合反応を終結まで進行させる段階とを含む方法により形成させたチャージ ディレクタ組成物。