JPH05297703A

JPH05297703A - 摩擦帯電付与部材

Info

Publication number: JPH05297703A
Application number: JP4098241A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Nagase; 貴行永瀬; Kiyotaka Yamaguchi; 清隆山口; Masashi Takei; 正史武居; Shigeo Yamamura; 重夫山村; Masayuki Kiyoyanagi; 正幸清柳; Junko Yamamoto; 純子山本; Masaharu Nomura; 正治野村
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd; Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd; Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1993-11-12

Abstract

(57)【要約】【構成】下記一般式(1) で表される化合物の少なくと
も１種を表面に有することを特徴とする摩擦帯電付与部
材。【化１】［式(1) においてＲ₁、Ｒ₂及びＲ₃は水素原子、ハロ
ゲン原子、アルキル基、メトキシ基又はエトキシ基を、
Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆及びＲ₇は水素原子、ハロゲン原子、
アセチル基、アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、水
酸基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、又はアミ
ノ基を、Ｘは水素原子、アルキル基、アリール基、アラ
ルキル基、−ＣＯ−Ｏ−Ｒ₈又は−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ
₈（Ｒ₈はアルキル基、アリール基、アラルキル基又は
シクロアルキル基）を、Ａ^-は陰イオンを表す］【効果】地肌汚れがなく、階調性、細線再現性等に優
れ、環境安定性の高い摩擦帯電付与部材が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真、静電印刷、
静電記録等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部材に関する。

【０００２】詳しくは、トナーに摩擦帯電を付与するキ
ャリアやスリーブ（現像ローラー）、ドクターブレード
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。

【０００３】

【従来の技術】従来から、静電荷像をトナーを用いて現
像する方法として、トナーとキャリアとを混合した二成
分現像剤を用いる方法と、トナーのみを単独に用いる、
いわゆる一成分現像剤を用いる方法とが知られている。

【０００４】前記の方法は、トナーとキャリアとを攪拌
摩擦することによりお互いをそれぞれ逆極性に帯電せし
め、この帯電したトナーにより静電荷像を可視化する方
法であり、トナーとキャリアの種類により、磁性キャリ
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、ファーブラシ法がある。

【０００５】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
直接的に静電荷像面に接触させて現像する接触現像法
（タッチダウン現像法ともいう）等がある。

【０００６】これらの現像方法に適用されるトナーとし
て、一般に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、あるいはこれにさらにマグネタイトな
どの磁性材料を分散させた磁性微粉末を用いる。

【０００７】このようなトナーは、静電荷像の極性に応
じて正または負の電荷に帯電せしめられる。この目的の
ためにはトナーの主成分である結着樹脂の摩擦帯電性を
利用して帯電させることもできるが、それだけでは帯電
性は総じて低く、現像によって得られた画像は弱帯電ト
ナーの影響でかぶり易く、しかも不鮮明なものとなる。
そこで、高い摩擦帯電量をトナーに与えるために、帯電
性を付与する荷電制御剤をトナー中に含有分散させるこ
とが行われている。

【０００８】しかしながら、これらのトナーに添加され
る荷電制御剤は所望の帯電性を付与するためにある程度
の量がトナーの表面にでている必要がある。そのため、
かなりの量の荷電制御剤を添加する必要があることや、
またこの表面に出ている荷電制御剤が、トナーとキャリ
アの摩擦、トナー同士の摩擦、静電潜像担持体との摩
擦、搬送規制部材との摩擦等によりトナー表面から脱落
し、キャリアや静電潜像担持体、現像スリーブ等の汚染
が生じる。その結果、これらがトナーの帯電性に悪影響
を及ぼし、さらに印字枚数が進むに従って、画像濃度の
低下、かぶりの増大、細線再現性の低下などの種々の画
像品質の低下を招く。

【０００９】そこで、これらの問題を解決するために、
例えば荷電制御剤と結着樹脂との親和性を高めるために
荷電制御剤を表面処理する方法があるが、このような表
面処理を施すと帯電付与性が低下することが多い。ま
た、分散性向上のために機械的剪断力を強くするなどの
方法により、荷電制御剤を細かく分散させてこれらの問
題を解決する方法もあるが、トナー表面に存在する荷電
制御剤の割合が減少し、充分な帯電性を得るためには、
さらに多くの荷電制御剤を添加する必要がある。

【００１０】これらのことから、実用上満足し得る帯電
付与のための添加剤は非常に限られており、実用化され
ているものは少ない。

【００１１】また、カラー画像を得るためには、トナー
に添加される荷電制御剤は、白色または無色である必要
があるが、従来から用いられているものは暗色のものが
多く、実用化されているものは非常に少ないのが現状で
ある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は帯電付与をト
ナーの添加剤のみで行うのみでなく、トナーに接触して
現像に必要な電荷を付与もしくは補助的に付与させるよ
うな摩擦帯電付与部材（キャリア、現像スリーブ、ドク
ターブレード等）に関して、従来の問題点を克服した優
れた帯電性を付与する摩擦帯電付与部材を提供すること
にある。

【００１３】さらに、カラートナーの帯電に適した摩擦
帯電付与部材の提供並びに連続印字を行っても初期画像
と同等の優れた画像品質を与える、摩擦帯電付与部材を
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は前記の課題
を解決するために鋭意検討した結果、下記の一般式、

【００１５】

【化２】

【００１６】［式(1) においてＲ₁、Ｒ₂及びＲ₃は互
いに独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜６の
アルキル基、メトキシ基、又はエトキシ基を、Ｒ₄、Ｒ
₅、Ｒ₆及びＲ₇はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲ
ン原子、アセチル基、炭素数１〜５のアルキル基、メト
キシ基、エトキシ基、水酸基、ジメチルアミノ基、ジエ
チルアミノ基、又はアミノ基を、Ｘは、水素原子、炭素
数１〜８のアルキル基、炭素数６〜８のアリール基、炭
素数７〜10のアラルキル基、−ＣＯ−Ｏ−Ｒ₈又は−Ｃ
Ｏ−ＮＨ−Ｒ₈（Ｒ₈は、置換若しくは未置換のアルキ
ル基、置換若しくは未置換のアリール基、置換若しくは
未置換のアラルキル基、又は置換若しくは未置換のシク
ロアルキル基を表す）を、Ａ^-は陰イオンを、それぞれ
表す］で表される化合物の少なくとも１種を表面に有す
ることを特徴とする摩擦帯電付与部材を提供することに
より前記の課題が解決されることを見いだした。

【００１７】上記化合物は、そのまま溶剤や分散媒中に
分散するか、または樹脂中に分散して塗液となして使用
する。バインダー樹脂を使用する場合、その１００部に
対し上記化合物が０．５〜２００部、特に１０〜１００
部（部は重量部を意味する）となるような割合で用いる
のが好ましい。このような樹脂としては、一般的なもの
が使用できる。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、ポリイソプレンやポリブタジエン等のゴム系樹
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、テフロン、及びこれらの誘導体、あるい
はこれらの共重合体、及びこれらの混合物である。

【００１８】上記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
させれば、本発明の摩擦帯電付与部材がえられる。上記
摩擦帯電付与化合物をキャリアに混合付着させる場合の
付着量は、キャリア１Kg当り１〜１００ｇ、好ましくは
５〜３０ｇがよく、スリーブ等へ付着させる場合の付着
量は、有効面積１cm²当り０．０１〜１０mg、好ましく
は０．１〜２mgがよい。上記範囲に満たないと帯電付与
力及び寿命が充分でなく、又上記範囲を超えて使用して
も帯電付与力、寿命等の効用は飽和して無駄である。ま
た、上記化合物を分散させた樹脂をそのまま成形して摩
擦帯電付与部材としてもよい。この場合、補強、摩耗防
止、抵抗調節等の効果を考慮して、カーボンブラック、
カーボン繊維、ガラス繊維、シリカ、酸化チタン、酸化
アルミニウム、酸化スズなどの添加剤を含有させても良
い。さらに、キャリアやスリーブへのトナースペントを
防ぐ目的で脂肪酸金属塩、弗化ビニリデン等を含有させ
ても良い。

【００１９】前記化合物を適用できるキャリアとして、
公知のキャリアがすべて使用でき、鉄、ニッケル、アル
ミニウム、銅等の金属または合金、金属酸化物等の金属
化合物の粒子、さらには、ガラス、炭化ケイ素等のセラ
ミック粒子が用いられる。

【００２０】さらには、前記化合物を適用できる現像ス
リーブ、ドクターブレードとしては、鉄、アルミニウ
ム、ステンレス等の金属または合金、プラスチックやゴ
ム等の非金属化合物などから作られた、従来使用されて
いるスリーブ、ドクターブレードが使用できる。

【００２１】また、本発明の摩擦帯電付与部材を使用す
る際に用いるトナーは、非磁性、磁性のいずれであって
も有効であり、しかもトナーを帯電させて現像するすべ
ての現像方法に適用できる。

【００２２】さらにこれらのトナーは、より効率的な帯
電付与を与えるために、少量の帯電付与剤、例えば染
料、顔料、荷電制御剤等を含有していてもよい。また必
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ケイ素
などの研磨剤、脂肪酸金属塩等の潤滑剤などを含有させ
てもよい。

【００２３】本発明の摩擦帯電付与部材に用いる化合物
の具体例としては、下記に示すような化合物(1) −(83)
が挙げられる。

【００２４】

【化３】

【００２５】

【化４】

【００２６】

【化５】

【００２７】

【化６】

【００２８】

【化７】

【００２９】

【化８】

【００３０】

【化９】

【００３１】

【化１０】

【００３２】

【化１１】

【００３３】

【化１２】

【００３４】

【化１３】

【００３５】

【化１４】

【００３６】

【化１５】

【００３７】

【化１６】

【００３８】

【化１７】

【００３９】

【化１８】

【００４０】

【化１９】

【００４１】

【化２０】

【００４２】これらの化合物は公知の方法、例えばトリ
アリールホスフィンとトリチルクロライド等のハロゲン
化物をアセトニトリルなどの溶媒中もしくは無溶媒で反
応させることにより得られる。また、生成したホスホニ
ウム塩は、公知の方法により陰イオンを他の陰イオンに
置き換えることができる。

【００４３】次に本発明の式(1) の化合物の合成例を示
す。合成例中、部は特に限定しない限り重量部を表す。

【００４４】合成例１．α−ブロモジフェニルメタン
6.2部を 100部のアセトニトリルに溶解させ、これにト
リフェニルホスフィン 6.6部を加え、還流下で３時間加
熱した。放冷した後、これを少量のエチルエーテル希釈
し、析出した無色の結晶を濾別し、少量のアセトニトリ
ルで洗浄して10.5部のトリフェニル（ジフェニルメチ
ル）ホスホニウムブロマイド（例示化合物１）を得た。

【００４５】合成例２．合成例１により得られたトリフ
ェニル（ジフェニルメチル）ホスホニウムブロマイド10
部をメタノール 100部に溶解した。この溶液を３％モリ
ブデン酸アンモニウム水溶液 840部に滴下し、水洗する
と26部のトリフェニル（ジフェニルメチル）ホスホニウ
ムモリブデート（例示化合物21）が得られた。

【００４６】同様に合成することにより、 (2)〜(83)の
化合物が得られた。

【００４７】前記化合物は、適用すべき摩擦帯電付与部
材の母材形態にもよるが、一般にメチルエチルケトン、
キシレン等の溶剤に完全に溶解させるか、平均粒径が１
０〜0.01μm 、特に２〜0.1 μm の粒子として溶剤に分
散させて、本発明の摩擦帯電付与部材の形成に供するこ
とが好ましい。

【００４８】以下、本発明を下記の実施例によってさら
に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。

【００４９】

【実施例】

実施例１メチルエチルケトン１リットル中に化合物(1) を 100ｇ
溶解分解させ、これに鉄粉キャリア（パウダーテック社
製Ｚ−200 キャリア）１kgを分散させ、ボールミル中で
１時間攪拌混合させた。

【００５０】このキャリア混合液を乾燥させ、完全に溶
剤を除去し、軽い凝集をほぐして本発明の摩擦帯電付与
部材を得た。

【００５１】また本発明品と比較するため、上記操作に
おいて化合物(1) を添加しないで、比較品キャリアを作
製した。

【００５２】別途、トナーは下記組成物より作製した。

【００５３】スチレン−２エチルヘキシルアクリレート 100重量部カーボンブラック 10重量部上記組成の混合物を混練、粉砕、分級し、５〜20μm の
粒径の黒色トナーを得た。

【００５４】このトナーを前記夫々のキャリア 100重量
部に対して５重量部加えて混合し、現像剤とした。

【００５５】これらの現像剤の摩擦帯電量をブローオフ
法により測定したところ下記の通りであった。

【００５６】本発明品（実施例１） −12.3μc ／ｇ比較品 − 4.0μc ／ｇ次にこの現像剤について、三洋電気社製ＳＦＴ1150を用
いて画像テストを行ったところ、本発明品では地肌汚れ
のない、階調性、細線再現性等に優れた良好な画像が得
られ、しかもその画像は50,000枚の画像出し後も変らず
良好であった。これに対し比較品では、地肌汚れが多
く、階調性、細線再現性の悪い画像で、しかも 2,000枚
で画像濃度の変化を生じた。

【００５７】又、本発明品は35℃85％ＲＨ、及び10℃20
％ＲＨという高温高湿及び低温低湿環境下においてもほ
とんど変化がなく良好であった。

【００５８】実施例２キシレン１リットル中にポリメチルアクリレート樹脂 1
00ｇを溶解し、これに化合物(4) を50ｇ溶解分散させ
た。これに鉄粉キャリア１kgを分散させ、実施例１と同
様に処理し、本発明の摩擦帯電付与部材を得た。また本
発明品と比較するため、上記操作において化合物(4) を
添加しないで、比較品キャリアを作製した。

【００５９】これらを用いて実施例１と同様にトナーと
組合わせて現像剤とした。

【００６０】この現像剤の摩擦帯電量をブローオフ法に
より測定したところ下記の通りであった。

【００６１】本発明品（実施例２） −14.5μc ／ｇ比較品 − 5.1μc ／ｇ次に、この現像剤について、実施例１と同様に三洋電気
社製ＳＦＴ1150を用いて画像テストを行ったところ、本
発明品では地肌汚れのない、階調性、細線再現性等に優
れた良好な画像が得られ、しかもその画像は50,000枚の
画像出し後も変らず良好であった。これに対し比較品で
は、地肌汚れが多く、階調性、細線再現性の悪い画像
で、しかも 2,000枚で画像濃度変化を生じた。

【００６２】又、本発明品は35℃85％ＲＨ、及び10℃20
％ＲＨという高温高湿及び低温低湿環境下においてもほ
とんど変化がなく良好であった。

【００６３】実施例３キシレン１リットル中にポリメチルメタクリレート樹脂
100ｇを溶解し、これに化合物(19)を20ｇ及びケッチェ
ンブラックＥＣ５ｇを溶解分散させた。この溶液に現像
スリーブ（ポリウレタンローラ（硬度26度、体積固有抵
抗 4.6×10⁵Ω・cm））をディッピングでコートし、乾
燥後、本発明の摩擦帯電付与部材を得た。これをリコー
社製プリンターＬＰ1060−ＳＰ３の現像器にセットし
た。

【００６４】また本発明品と比較するため、上記操作に
おいて化合物(19)を添加しないで、比較品現像スリーブ
を作製し、同様に現像器にセットした。

【００６５】別途、トナーは下記組成物より作製した。

【００６６】スチレン−２エチルヘキシルアクリレート 100重量部ポリプロピレンワックス 3重量部カーボンブラック 10重量部上記組成の混合物を混練、粉砕、分級し、５〜20μm の
粒径の黒色トナーを得た。このトナーを上記現像器に装
入し、ＬＰ1060−ＳＰ３を用いて画像テストを行ったと
ころ、本発明品では地肌汚れのない、階調性、細線再現
性等に優れた良好な画像が得られ、しかもその画像は2
0,000枚の画像出し後も変らず良好であった。これに対
し比較品では、地肌汚れが多く、階調性、細線再現性の
悪い画像で、しかも 1,000枚で画像濃度変化を生じた。

【００６７】さらに、現像スリーブ上のトナーの比電荷
量：Ｑ／Ｍを測定するために、出口側にフィルター層を
具備したファラデーゲージを介して現像スリーブ上のト
ナーを吸引し、ファラデーゲ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法比電荷量測定装置によ
り、Ｑ／Ｍを測定したところ本発明品（実施例３） − 8.4μc ／ｇ比較品 − 1.6μc ／ｇであり、本発明品の場合トナーが完全に負に帯電してい
ることが確認された。

【００６８】又、35℃85％ＲＨ、及び10℃20％ＲＨとい
う高温高湿及び低温低湿環境下においてもほとんど変化
がなかった。

【００６９】実施例４メチルエチルケトン１リットルとレザミンＭＥ−823 Ｌ
Ｐ（ポリエステル系ウレタン樹脂溶液（固形分30％）：
大日精化工業（株）製） 100ｇを混合し、これに化合物
(21)を20ｇ及びケッチェンブラックＥＣ５ｇを溶解分散
させた。この溶液に現像スリーブ（ポリウレタンローラ
（硬度26度、体積固有抵抗 4.6×10⁵Ω・cm））をディ
ッピングでコートし、乾燥後、本発明の摩擦帯電付与部
材を得た。これをリコー社製プリンターＬＰ1060−ＳＰ
３の現像器にセットした。

【００７０】また本発明品と比較するため、上記操作に
おいて化合物(21)を添加しないで、比較品現像スリーブ
を作成し、同様に現像器にセットした。

【００７１】これらの現像器に実施例３と同じトナーを
装入し、ＬＰ1060−ＳＰ３を用いて画像テストを行った
ところ、本発明品では地肌汚れのない、階調性、細線再
現性等に優れた良好な画像が得られ、しかもその画像は
20,000枚の画像出し後も変らず良好であった。これに対
し比較品では、地肌汚れが多く、階調性、細線再現性の
悪い画像で、しかも 1,000枚で画像濃度変化を生じた。

【００７２】さらに、現像スリーブ上のトナーの比電荷
量：Ｑ／Ｍを実施例３と同様に吸引法比電荷量測定装置
により測定したところ、本発明品（実施例４） −10.2μc ／ｇ比較品 − 1.3μc ／ｇであり、本発明品の場合トナーが完全に負に帯電してい
ることが確認された。

【００７３】又、35℃85％ＲＨ、及び10℃20％ＲＨとい
う高温高湿及び低温低湿環境下においてもほとんど変化
がなかった。

【００７４】実施例５〜11 実施例１〜４において、夫々使用した各化合物を下記の
如く置き換え、それぞれ実施例１〜４の操作に従って、
実施例５〜11を実施した。

【００７５】化合物(1) → (20) 実施例５化合物(1) → (23) 実施例６化合物(4) → (41) 実施例７化合物(19) → (46) 実施例８化合物(19) → (62) 実施例９化合物(21) → (70) 実施例10 化合物(21) → (83) 実施例11 その結果は良好なものであり、それぞれ対応する実施例
に記載の方法で測定したブローオフ法による帯電量ある
いは吸引法による比電荷量は次の通りであった。

【００７６】実施例５ −12.1μc ／ｇ実施例６ −10.9μc ／ｇ実施例７ −15.3μc ／ｇ実施例８ − 8.6μc ／ｇ実施例９ − 9.3μc ／ｇ実施例10 − 9.8μc ／ｇ実施例11 − 9.5μc ／ｇ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武居正史兵庫県神戸市兵庫区明和通三丁目二番一五号バンドー化学株式会社内 (72)発明者山村重夫埼玉県大宮市宮原町１丁目184の23 (72)発明者清柳正幸埼玉県浦和市井沼方263 (72)発明者山本純子東京都中央区日本橋人形町１−18−３ (72)発明者野村正治埼玉県蓮田市蓮田211

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式【化１】［式(1) においてＲ₁、Ｒ₂及びＲ₃は互いに独立に、
水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜６のアルキル基、
メトキシ基、又はエトキシ基を、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆及び
Ｒ₇はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アセ
チル基、炭素数１〜５のアルキル基、メトキシ基、エト
キシ基、水酸基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ
基、又はアミノ基を、Ｘは、水素原子、炭素数１〜８の
アルキル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素数７〜10
のアラルキル基、−ＣＯ−Ｏ−Ｒ₈又は−ＣＯ−ＮＨ−
Ｒ₈（Ｒ₈は、置換若しくは未置換のアルキル基、置換
若しくは未置換のアリール基、置換若しくは未置換のア
ラルキル基、又は置換若しくは未置換のシクロアルキル
基を表す）を、Ａ^-は陰イオンを、それぞれ表す］で表
される化合物の少なくとも１種を表面に有することを特
徴とする摩擦帯電付与部材。
【請求項２】請求項１に記載の一般式(1) で表される
化合物で、キャリヤー、現像スリーブ、またはドクター
ブレードを被覆してなる摩擦帯電付与部材。