JPH0473664A - 静電潜像現像用湿式現像剤 - 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、電子写真プロセス等において静電潜像を現像
するだめの静電潜像現像用湿式現像剤に関するものであ
る。

［発明の概要］ 本発明は、湿式現像剤に含まれる着色剤粒子をオキシエ
チレンユニットとアルキル基を有するシランカップリン
グ剤により表面処理することにより、現像剤としての安
定性の向上を回り、良好な解像度１階調性を得ようとす
るものである。

〔従来の技（ネｉ〕

画像形成技術の分野において、−様に帯電さセた光導電
体上に画像信号に応じて選ＩＲ的に光照射を行い、形成
された静電潜像を現像する方法は一般に電子写真プロセ
スと呼ばれている。この電子写真プロセスには、大別し
て乾式現像法と湿式現像法とがある。

乾式現像法は、原理的に静電潜像に単に着色剤の粉末を
散布し付着させるだけなので、取り扱い性及び現像トナ
ー剤の保存性に優れるという長所を存している。しかし
ながら、電子スチル写真を印画するビデオプリンタ等に
見られる如く、近年高まりつつある高品位画像への要望
に対応するには、湿式現像法に一歩譲らざるを得ないの
が実情である。

これに対して湿式現像法は、着色剤としての染料あるい
は顔料を絶縁性媒体中に分散させた液体現像剤を使用す
る方法である。湿式現像法によれば、銀塩写真に匹敵す
る解像度と階調性を得ることが可能であるほか、特に着
色剤として顔料を使用した場合には、形成された画像の
耐候性に優れており、各方面で開発が進められている。

従来、湿式現像法に用いられる現像剤としては、絶縁性
媒体が例えば飽和炭化水素系のアイソパーＧ（エッソ社
製）等に代表される常温で液体状の物質である湿式現像
剤（以下、液体トナーと称する。）が知られている。

また、特開平２−６９６６号公報にその記載が見られる
ように、常温で固体であり加熱により液化する電気絶縁
性有機物に着色剤粒子等を分散させた湿式現像剤（以下
、固形トナーと称する。）も提案されている。この固形
トナーは、保存時には固体であるため、取り扱いが容易
で組成変化が少ない等の利点を有している。

このような湿式現像剤では、従来より着色剤粒子を帯電
させるために、スチレンやドデシルアクリレート等の樹
脂成分が用いられている。この樹脂成分は現像剤中に分
散されて着色剤粒子との相互作用により複合体を形成し
ている。この樹脂成分に電荷供与剤が取り込まれるので
、着色剤粒子は樹脂成分を介して帯電されることができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前述のような樹脂成分を用いる技術において
は、着色剤粒子に対して２〜５倍量の樹脂成分を加える
必要があるため、現像を繰り返すことによる組成変化や
現像装置への樹脂のこびりつき等が問題となっている。

また、樹脂成分の着色剤粒子への吸着は平衡状態である
ことから、着色剤粒子に吸着していない樹脂成分が多い
場合には、静電潜像の現像の際に、着色剤粒子に吸着し
ていない樹脂成分の感光体への吸着が着色剤粒子の感光
体への定着よりも結果的に早く起こると考えられる。こ
のような着色剤粒子の定着性の低下により十分な現像濃
度が得られないことがある。

また、現像剤の量を少なくするためには、現像剤中の着
色剤粒子の濃度を高くする必要がある。

ところが、着色剤粒子の濃度を高くすると着色剤粒子の
凝集が起こり、現像の際に解像度が著しく低下してしま
う。

このような現象は、現像時に分散媒を溶かすために加熱
する必要がある固形トナーにおいては、特に顕著である
。即ち、固形トナーでは、加熱によって樹脂成分の着色
剤粒子への吸着の平衡状態が崩れ易く、着色剤１粒子の
凝集や定着性の低下が起こることがある。このため、高
解像度を得ることが困難となる。

そこで、本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案され
たものであって、良好な電荷特性１分散安定性を示し、
解像度９階瀾性に優れた現像が可能な静電潜像現像用湿
式現像剤を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前述の目的を達成するために検討を行っ
た結果、オキシエチレンユニットとアルキル基を有する
シランカップリング剤を着色剤粒子の表面に作用させる
ことで、Ｈ！脂酸成分添加しなくとも電荷供与剤を取り
込むことができ、しかも、高い分散安定性を示す現像剤
が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったも
のである。

即ち、本発明の静電潜像現像用湿式現像剤は、分散媒と
着色剤粒子と電荷供与剤とを含有してなり、前記着色剤
粒子はオキシエチレンユニットとアルキル基を有するシ
ランカップリング剤により表面処理されていることを特
徴とする。

オキシエチレンユニットとアルキル基ををするシランカ
ップリング剤としては、次式（１）％式％（１） 或いは、次式（２） 〔但し、ｘ、ｙ、ｚのうち少なくとも１つはハロゲン、
もしくはアルコキシ（メトキシ、エトキシ等）である。

Ｒはアルキル基を表す、ｎはＯ〜１０程度の整数である
０ｍは２〜２０程度の整数であるが、好ましくは６程度
以下である。〕で示される化合物が好適である。

前記シランカップリング剤により着色剤粒子を表面処理
すると、着色剤粒子の表面に存在する水酸基（例えば吸
着水等による水酸基）等と反応して、当該表面に化学的
に結合される。

従って、着色剤粒子としては、その表面に水酸基を有す
ることが好ましいが、前記シランカップリング剤の反応
性が極めて高いために必ずしもこれらの官能基がなくと
もよい。

このような観点から、使用可能な着色剤粒子としては、
従来公知の無機顔料、有Ｉ！顔料、染料及びこれらの混
合物が挙げられる。

例えば無機顔料としては、クロム系顔料、カドミウム系
顔料、鉄系顔料、コバルト系顔料、群青、紺青等が挙げ
られる。また、有機顔料や染料としては、ハンザイエロ
ー（Ｃ，１，１１６８０）　、ベンジジンイエローＧ　
（Ｃ，１，２１０９０）　、ベンジジンオレンジ（Ｃ。

１．２１１１０）　、ファーストレッド（Ｃ，１，３７
０８５）　、ブリリアンドカーミン３　Ｂ　（Ｃ，１，
１６０１５−Ｌａｋｅ）、フタロシアニンブルー（Ｃ，
１，７４１６０）　、ビクトリアブルー　（Ｃ，１，４
２５９５−Ｌａｋｅ）、スピリットブラック（Ｃ，１，
５０４１５）　、オイルブルー（Ｃ，１，７４３５０）
　、アルカリブルー（Ｃ，１４２７７０Ａ）、ファース
トスカーレット（Ｃ，Ｉ。

１２３１５）　、ローダミン６　Ｂ　（Ｃ，１，４５１
６０）　、ローダミンレーキ（Ｃ，［４５１６０−Ｌａ
ｋｅ）、ファーストスカイブルー（Ｃ，１，７４２００
−Ｌａｋｅ）、ニグロシン（Ｃ，１，５０４１５）、カ
ーボンブラック等が挙げられる。これらは単独でも２種
以上の混合物としても用いることができ、所望の発色を
有するものを選択して使用すればよい。

本発明では、オキシエチレンユニットとアルキル基を有
するシランカップリング剤が表面処理によって着色剤粒
子の表面に咬着されているが、このシランカップリング
剤のオキシエチレンユニットによって電荷供与剤に対す
る相互作用が増大されるとともに、アルキル基によって
分散性の低下が防止される。

オキシエチレンユニットは、−０−ＣＬ−ＣＬ−なる繰
り返し単位を有するもので、その酸素原子によって配位
基が形成される。

前記シランカップリング剤のオキシエチレンユニットは
、あたかもクラウンエーテルのような挙動を示し、ポリ
オキシエチレン鎖で形成される配位基に電荷供与剤の金
属イオンが取り囲まれる。

前記オキシエチレンユニットの単位ユニットの繰り返し
数ｍは２〜２０程度であり、好ましくは６程度以下であ
る０ｍがあまり大きすぎると無極性溶媒に溶解し雛くな
り、小さすぎると溶解性は向上するものの官能基として
の作用が減少してしまう。

一方、シランカップリング剤のアルキル基は、直鎖型で
も良く、分岐型でも良い、なお、アルキル基の炭素数は
１〜３０程度である。炭素数があまり大きすぎると無極
性溶媒に溶解し難くなる。

本発明の湿式現像剤は、前述の着色剤粒子の他、分散媒
、電荷供与剤、’ｉ荷増強剤等を含有する。

先ず、分散媒としては電気絶縁性有機物であれば何れも
使用可能であり、常温で液状の電気絶縁性有機物でもよ
く、常温で固体で加熱により液化する電気絶縁性有機物
でもよい。

常温で液状の電気絶縁性有機物としては、例えば脂肪族
炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン
化炭化水素、ポリシロキサン類等が使用でき、揮発性や
安全性、毒性、臭気等の点から脂肪族炭化水素の中でも
特にイソパラフィン系石油溶剤が好適である。イソパラ
フィン系石油溶剤としては、アイソパーＧ、アイソパー
Ｈ，アイソパーＬ、アイソパーＫ（いずれもエッソ社製
）、シェルゾール７１　（シェル石油社製）等を挙げる
ことができる。

また、常温で固体の電気絶縁性有機物固形トナーとして
は、通常の使用環境や取り扱い性等を考慮すると、融点
が３０°Ｃ以上であることが好ましく、より好ましくは
４０°Ｃ以上とされる。融点の上限は特に規定されるも
のではないが、実用的にはおよそ１００°Ｃ以下、より
好ましくは８０゛Ｃ以下である。この理由は、融点があ
まり高過ぎても加熱に余分なエネルギーを消費すること
、基体上に保持して使用する場合に基体として一般に使
用される材料の耐熱温度を越えてはならないこと等を考
慮したことによる。これらの要求を満たす材料としては
、パラフィン類、ロウ類、及びこれらの混合物が挙げら
れる。まず、パラフィン類としては、ノナデカンからヘ
キサコンクンに至る炭素数１９−６０の各種の正パラフ
ィンがある。またロウ類としては、カルナウバロウ、綿
ロウ等の植物ロウ、ミツロウ等の動物ロウ、オシケライ
ト、及びパラフィンロウ、微晶ロウ、ペトロラタム等の
石油ロウ等が挙げられる。これらの材料は、誘電率が１
．９〜２．３程度の誘電体である。更には、ポリエチレ
ン、ポリアクリルアミドや、ポリｎ　−ステアリルアク
リレート、ポリｎ−ステアリルメタクリレート等のポリ
アクリレートのホモポリマー或いはコポリマー（コポリ
ｎ−ステアリルアクリレートエチルメタクリレート等）
などの側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子も使
用可能であるが、加熱時の粘度等を考慮すると先のパラ
フィン類、ロウ類が好適である。　温式現像剤には、通
常電荷供与剤を添加する。使用可能な電荷供与剤は、例
えばナフテン酸、オクテン酸、オレイン酸、ステアリン
酸、イソステアリン酸或いはラウリン酸等の脂肪酸の金
属塩、スルホコハク酸エステル類の金属塩、油溶性スル
ホン酸エステル金属塩、アビエチン酸等の金属塩、芳香
族カルボン酸金属塩、芳香族スルホン酸金属塩等である
。

また、着色剤粒子の帯電電荷を向上させるために、Ｓｉ
ｎｇ、　ＡｌｌＯｓ、ＴＩＯ！、　ＺｎＯ，Ｇａ１０３
．　　Ｉｎｔｏ３．　Ｇｅ０ｚＳｎＯ□、　ＰｂＯ＊、
　ＭｇＯ等の金属酸化物粒子やこれの混合物を電荷増強
剤として添加しても良い。

前述の各成分の配合比であるが、先ず着色剤粒子は分散
媒１１に対して０．０１〜１００ｇであることが好まし
く、より好ましくは０．１〜１０ｇである。特に効率的
な現像を行い廃トナーの量を抑制するためには、分散媒
に対する濃度〔分散媒と着色剤との比率（希釈率）〕で
２２〜１０重量とすることが好ましい。

なお、前記着色剤の濃度範囲は、あくまでも現像工程に
おける濃度であって、例えば保存時等にはより高い濃度
に濃縮されていても良い。

また、電荷供与剤は前記着色剤粒子と同量以下程度の範
囲で加えられ、前記着色剤粒子と同様分散媒１１に対し
て通常０．００１−１０、好ましくは０．０１〜１ｇの
範囲である。更に電荷増強剤は着色剤粒子に対し重量比
で２倍以下、好ましくは同量以下の範囲で添加する。

そして、着色剤粒子（２）に対して電荷供与剤を作用さ
せると、着色剤粒子（２）に吸着したシランカップリン
グ剤（＋１に存在するオキシエチレンユニット（１ａ）
があたかもクラウンエーテルのような挙動を示し、当該
オキシエチレンユニット（ｌａ）で形成される配位基に
電荷供与剤の金属イオン（３）が取り込まれる。

また、シランカンプリング剤（１）は、末端にアルキル
基（１ｂ）を有しているので、無極性溶媒に対する高い
相溶性を示す、従って、シランカップリング剤（１）が
着色剤粒子（２）に吸着すると、着色剤粒子（２）の凝
簗が抑えられ、分散安定性に優れた静Ｔ：Ｌ潜像現像用
湿式現像剤が得られる。

〔作用〕

着色剤粒子をオキシエチレンユニットとアルキル基を有
するシランカップリング剤で表面処理すると、第１図に
示すように、シランカンブリング剤（１）が着色剤粒子
（２）表面の水酸基等と反応して当該着色剤粒子（２）
表面に化学結合される。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例について実験結果にもとづ
いて説明する。

シーン力 １ン の八 オキシエチレン構造を有し長鎖アルキル基を有するシラ
ンカップリング剤Ａを以下のような経路によって合成し
た。

ＣＩＪｚｓ（Ｏ−Ｃｆｌｚ−ＣＨ！＋４ＯＮａ　＋　Ｃ
Ｉ＋ＣＨハコ５ｉ（ＯＣＨｚ）ｉＣ＋　ｚｔｌｚｓ（Ｏ
−ＣＬ−ＣＬｈＯ−＋ＣＨｄコＳｉ　（ＯＣＬ）ｓシー
ン力　プ１ング　Ｂの人 オキシエチレン構造を有し長鎖アルキル基及びエステル
結合を有するシランカップリング剤Ｂを以下の手法によ
り合成した。

先ス、クロロホルム中でＮ、　Ｎ　　−ジシクロへキシ
ルカルボジイミド（ＤＣＣ）をアラキシン酸とテトラエ
チレングリコールとともに室温にて混合し、エステル化
させた。この反応により白色の沈澱物ＣＩ＋３（Ｃ１１
１ＣＯＯ（Ｃ１ｈ−ＣＩ＋□−〇）、Ｈが得られた。

この時の反応を次式（５）に示す。

次に、脱水したジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を溶媒
として用い、上述の反応における生成物にＮａＨを加え
て約８０°Ｃで約２時間攪拌した。

その後、シランカップリング剤である３−クロロプロピ
ルトリメトキシシランを加え、約３５℃で２〜３時間程
度攪拌し、生成した沈澱物をｎ−ヘキサン又はシクロヘ
キサンに溶解させ、中性になるまで純水により洗浄して
、得られた生成物をシランカップリング剤Ｂとした。こ
の時の反応を次式（６）　、　（７）に示す。

ｉｎ　　ＤＭＦ ＣＨｄＣＨ！　ｈＣＯＯ＋　ＣＨｚ　−ＣＨｔ　−Ｏｈ
　Ｎ　ａＣＪｌｉｆＣｔｌｚｈ−ｓｃＯＯｆｃ）Ｉｚ７
Ｃｔｌｚ−ＯｈＮａ　＋　ＣＩ（ＣＨｚ？＋５ｉ（ＯＣ
Ｈｉ）ｓＣＨ３（ＣＨｔ＋ｒ＠ｃＯｏ（Ｃ）Ｉ　Ｚ　−
ＣＨ！　−０）Ｔ（Ｃ８ｚｈｓ　ｉ　（ＯＣＩＩ　２）
　５なお、上述のそれぞれの反応にける各生成物は、核
磁気共鳴（ＮＭＲ）測定によって確認した。

尖崖例」− 着色剤粒子としてアゾ系イエロー顔料を用い、このイエ
ロー顔料約０．５ｇに上述のように合成したシランカッ
プリング剤Ａ数μ２〜数百μｌを加えて混練し、シラン
カップリング剤による表面処理を行った。この際、溶媒
は約０．５ｇのイ゛ツノぐラフイン系溶媒（アイソパー
旧を用いた。そして、表面処理されたイエロー顔料をフ
ーノく−・マーシー法で微細化して処理粉末を作製した
。

なお、イエロー顔料とシラン力・ンプリング剤Ａとの反
応は下記の通りである。

前述のように表面処理されたイエロー顔料約０゜５ｇを
５０ｄのアイソパーＨに分散させ、更に電荷供与剤数μ
ｔ〜数十ｎｌを加え、数時間攪拌して現像剤を調製した
。

実去Ｉ帽４ 上記実施例１と同様にして表面処理を施したイエロー顔
料約０．５ｇを加熱により液化させた５０ｄのパラフィ
ン（融点４０〜１００°Ｃ程度）に分散させ、更に電荷
供与剤数μｌ〜数十ｎｌｌを加え、５０〜７０°Ｃに保
持した状態で数時間攪拌して現像剤を調製した。

！！１Ｊｌｌ 上記実施例１において使用したシランカップリング剤Ａ
の代わりにシランカップリング剤Ｂを０゜０３〜０．７
５　ｇ加えて、その他は実施例１と同様の手法により現
像剤を調製した。

なお、イエロー顔料とシランカップリング剤Ｂとの反応
は下記の通りである。

上記実施例２において使用したシランカップリング剤Ａ
の代わりにシランカップリング剤Ｂを０゜０３〜０．７
５　ｇ加えて、その他は実施例２と同様の手法により現
像剤を調製した。

以上のように各実施例において調製した現像剤の現像特
性を評価する目的で、現像を行った。

その結果、実施例１乃至実施例４について、最も分散性
が悪く一般的に現像が回能とされているイエロー顔料を
使用した場合でも、何れも５０本／ｌ１ｌ１以上の高解
像度が得られるとともに、良好なトナーの定着性１分散
性２階調性及び透明度を示した。

また、実施例２や実施例４の結果から、現像時に加熱す
る必要がある固体トナーでも、本実施例にかかるシラン
カップリング剤により着色剤粒子を表面処理すれば、優
れた現像特性が得られるが判った。これは、樹脂成分と
着色剤粒子のような系において起こる吸着平衡が存在し
ないので、分散媒を液化するために加熱しても着色剤粒
子の凝集が起こる虞れがなく、高い電荷特性を維持する
ことができるためと考えられる。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
オキシエチレンユニットとアルキル基を有するシランカ
ップリング剤による表面処理を行って着色剤粒子に当該
シランカップリング剤を化学的に結合させているので、
前記オキシエチレンユニットに電荷供与剤が取り込まれ
て強固な帯電構造を確保することができる。この帯電構
造においては、樹脂成分と着色剤粒子のような系におい
て起こる吸着平衡が存在しないことがら、高温において
も高い電荷特性を維持できる。従って、分散媒を液化す
るために加熱しても電荷供与剤が着色剤粒子から離脱す
ることはなく、５０〜７０℃程度の高い温度においても
解像度１階調性、定着性に優れた湿式現像を行うことが
可能であり、固形化湿式トナ一方式現像剤に適用して有
用である。

また、前記シランカップリング剤のアルキル基によって
良好な分散安定性が得られるので、着色剤粒子の濃度を
高（しても着色剤粒子の凝集が起こる震れがない。

更に、本発明では、従来のように着色粒子を帯電させる
ために樹脂成分を用いる必要がないので、現像を繰り返
すことによる組成変化や現像装置への樹脂のこびりつき
等が起こることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は着色剤粒子の表面に吸着したシランカップリン
グ剤のオキシエチレンユニットによる金属イオンの取り
込み状態を示す模式図である。 （１）・　・ （ｌａ）・ （１ｂ）・ （２）・　・ （３）・　・ シランカップリング剤 ・オキシエチレンユニット ・アルキル基 着色剤粒子 金属イオン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 分散媒と着色剤粒子と電荷供与剤とを含有してなり、 前記着色剤粒子はオキシエチレンユニットとアルキル基
   を有するシランカップリング剤により表面処理されてい
   ることを特徴とする静電潜像現像用湿式現像剤。