JPH0561266A

JPH0561266A - 静電潜像現像用湿式現像剤

Info

Publication number: JPH0561266A
Application number: JP3244848A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yakura; 雄次矢倉; Koichi Kawakado; 浩一川角
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【構成】現像液に含有させる着色剤粒子２として、チ
オニルクロライドで表面処理されるとともに、チオニル
クロライドと反応し得る官能基およびオキシエチレン基
を有する樹脂３と化学的に結合されているものを使用す
る。【効果】固形化湿式トナー方式現像剤等として使用し
た場合にも、解像度、階調性、定着性に優れた現像を行
うことが可能な静電潜像現像用湿式現像剤を得ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセス等に
おいて静電潜像を現像するための静電潜像現像用湿式現
像剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成技術の分野において、一様に帯
電させた光導電体上に画像信号に応じて選択的に光照射
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。

【０００３】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有してい
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。

【０００４】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、特に着色剤としての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。

【０００５】従来、湿式現像法に用いられている現像剤
としては、絶縁性媒体が、例えば、飽和炭化水素系アイ
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、保存時には固形であるた
め、取扱いが容易で組成変化が少ない等の利点を有して
いる。

【０００６】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
レート等を繰り返し単位として含む共重合体などの樹脂
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
ており、この樹脂成分に電荷供与剤が取り込まれてるの
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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
現像液においては、樹脂と着色剤粒子の吸着が不十分で
ある等の点から、以下のような多くの問題が生じてい
る。すなわち、これまでの現像液で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。このた
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生じ易い。また、樹脂成分の着色
剤粒子への吸着は平衡状態であり、着色剤粒子に吸着し
ていない樹脂成分が多い場合には、静電潜像の現像に際
して、着色剤粒子に吸着していない樹脂成分の方が、着
色剤粒子よりも感光体へ結果的に早く泳動すると考えら
れ、これにより着色剤粒子の付着量が低下し、十分な現
像濃度が得られないことがある。

【０００８】また、長時間保存する場合、着色剤粒子に
吸着していた樹脂成分が時間と共に脱着し、着色剤粒子
の凝集や沈殿が起こり、現像の際の解像度が著しく低下
したり、再使用不可能になるなどの問題もある。また、
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。

【０００９】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、特に
顕著である。すなわち、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平衡状態が崩れ易く、着
色剤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。

【００１０】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、分散安
定性を示し、解像度、階調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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等が前述の目的
を達成するために検討を行った結果、着色剤粒子の表面
をチオニルクロライドで処理するとともに、樹脂とし
て、カルボキシル基等のチオニルクロライドと反応し得
る官能基およびオキシエチレン基を有するものを使用す
ることにより、着色剤粒子と樹脂の結合が強固なものと
することができ、着色剤粒子の電荷特性，分散性が向上
するとの知見を得るに至った。

【００１２】本発明の静電潜像湿式現像剤は、このよう
な知見に基づいて完成されたものであり、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、チオニルクロライドで表面処理されるとともに、チ
オニルクロライドと反応し得る官能基およびオキシエチ
レン基を有する樹脂と化学的に結合されていることを特
徴とするものである。

【００１３】現像剤において、着色剤粒子は、樹脂と結
合することにより、樹脂に取り込まれた電荷供与剤の電
荷が樹脂を介して与えられ、静電潜像現像用の着色剤粒
子として適正な電荷とされるとともに表面の物理的性質
が変化して分散性が向上する。本発明においては、この
ような現像剤において、着色剤粒子としてチオニルクロ
ライドで表面処理されたものを、樹脂としてチオニルク
ロライドと反応し得る官能基およびオキシエチレン基を
有するものを使用することにより、さらに着色剤粒子と
樹脂の結合を強固なものとし、着色剤粒子の電荷特性，
分散性の向上を図ることとする。

【００１４】チオニルクロライドと反応し得る官能基と
しては、カルボキシル基，アミノ基等が挙げられる。こ
のうちカルボキシル基を有し、且つオキシエチレン基を
有する樹脂としては、たとえば化１或いは化２で表され
るものが使用される。

【００１５】

【化１】

【００１６】

【化２】

【００１７】ここで、オキシエチレンユニットは電荷供
与剤に対する相互作用を増大させるためのものであり、
−ＯＣＨ₂ＣＨ₂−なる繰り返し単位を有し、その酸素
原子によって配位場が形成される。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場に電荷供
与剤の金属イオンが取り囲まれる。

【００１８】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２〜２３程度であり、好ましくは６
程度以下である。ｍがあまり大きすぎると無極性溶媒に
溶解しにくくなり、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。

【００１９】また、側鎖の長鎖アルキル基あるいはベン
ゼン環は分散性を向上させる点から導入され、これによ
り着色剤粒子の凝集が防止される。

【００２０】一方、着色剤粒子は、チオニルクロライド
によって表面処理されると、チオニルクロライドが該着
色剤粒子表面に存在するカルボキシル基等の酸性の官能
基と反応して、当該表面に化学的に結合される。したが
って、着色剤粒子としては、その表面にカルボキシル基
等を有することが好ましいが、反応性の高いものに関し
ては、必ずしもこの官能基がなくても良い。

【００２１】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、有機顔料、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．Ｉ．１１６８
０）、ベンジジンイエローＧ（Ｃ．Ｉ．２１０９０）、
ベンジジンオレンジ（Ｃ．Ｉ．２１１１０）、ファース
トレッド（Ｃ．Ｉ．３７０８５）、ブリリアンドカーミ
ン３Ｂ（Ｃ．Ｉ．１６０１５−Ｌａｋｅ）、フタロシア
ニンブルー（Ｃ．Ｉ．７４１６０）、ビクトリアブルー
（Ｃ．Ｉ．５０４１５）、オイルブルー（Ｃ．Ｉ．７４
３５０）、アルカリブルー（Ｃ．Ｉ．４２７７０Ａ）、
ファーストスカーレット（Ｃ．Ｉ．１２３１５）、ロー
ダミン６Ｂ（Ｃ．Ｉ．４５１６０）、ローダミンレーキ
（Ｃ．Ｉ．４５１６０−Ｌａｋｅ）、ファーストスカイ
ブルー（Ｃ．Ｉ．７４２００−Ｌａｋｅ）、ニグロシン
（Ｃ．Ｉ．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
すれば良い。

【００２２】本発明の湿式現像剤は、前述の処理をした
着色剤粒子および樹脂の他、分散媒、電荷供与剤、電荷
増強剤等を含有する。

【００２３】まず、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、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。

【００２４】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、揮発性や安定性、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。

【００２５】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扱い性等を考慮す
ると、融点が３０℃以上であることが好ましく、より好
ましくは４０℃以上とされる。融点の上限は特に限定さ
れるものではないが、実用的にはおよそ１００℃以下、
より好ましくは８０℃以下である。この理由は、融点が
あまり高す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
ヘキサコンタンに至る炭素数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、オゾ
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。湿式現像剤には、
通常電荷供与剤を添加する。使用可能な電荷供与剤に
は、例えばナフテン酸、オクテン酸、オレイン酸、イシ
ステアリン酸或いはラウリル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。

【００２６】また、着色剤粒子の帯電電位を向上させる
ために、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、Ｇ
ａ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＧｅＯ₂、ＳｎＯ₂、Ｐｂ
Ｏ₂、ＭｇＯ等の金属酸化物粒子やこれらの混合物を電
荷増強剤として添加しても良い。

【００２７】前述の各成分の配合比であるが、まず着色
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２〜１０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。

【００２８】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０．００１〜１０ｇ、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。

【００２９】本発明の現像剤を調製するには、まず、上
記着色剤粒子をチオニルクロライドによって表面処理し
た後、この処理済着色剤粒子を樹脂，電荷供与剤ととも
に分散媒中に分散させて十分攪拌する。これにより、図
１に示すように、樹脂３の側鎖の官能基と着色剤粒子２
表面に処理によって導入された官能基とが反応して結合
部位１が形成される。この結合は非常に強固であるた
め、樹脂は着色剤粒子に安定に吸着することとなる。ま
た、電荷供与剤４はオキシエチレンユニット鎖３ａで形
成される配位場に取り囲まれる。そして、この樹脂に取
り込まれた電荷供与剤４の電荷が樹脂３を介して着色剤
粒子２に供給され、着色剤粒子２は静電潜像に吸着する
のに適正な電荷とされる。このようにして調製された現
像剤は、樹脂３と着色剤粒子２の複合構造が安定である
ため、着色剤粒子２は常に高い電荷特性を示すとともに
樹脂３のアルキル基３ｂ等による分散効果も常に維持さ
れ、解像度、階調性に優れた現像を行うことが可能であ
る。

【００３０】なお、現像剤の調製に際して、着色剤粒子
をチオニルクロライドで表面処理した後、洗浄して未反
応の化合物を除去するようにしても良い。これにより、
より良好な特性を発揮する現像剤が得られることとな
る。

【００３１】

【作用】本発明の現像剤においては、樹脂としてオキシ
エチレン基およびチオニルクロライドと反応し得る官能
基を有するもの、着色剤粒子としてチオニルクロライド
で表面処理されたものを使用する。

【００３２】着色剤粒子をチオニルクロライドによって
表面処理すると、化３に示すようにチオニルクロライド
が該着色剤粒子表面に存在するカルボキシル基等の酸性
の官能基と反応して、着色剤粒子の表面に−ＣＯＣｌ基
が生成する。

【００３３】

【化３】

【００３４】このようにチオニルクロライドで表面処理
された着色剤粒子にカルボキシル基，アミノ基等のチオ
ニルクロライドと反応し得る官能基を有する樹脂を添加
すると、着色剤粒子と樹脂とは、強固に結合し、安定な
複合構造をとる。これは、化４に示すように、着色剤粒
子２表面に生成された−ＣＯＣｌ基と樹脂のカルボキシ
ル基あるいはアミノ基等が結合して、樹脂が着色剤粒子
にグラフトするためと考えられる。

【００３５】

【化４】

【００３６】なお、化３，化４中、ＣＢは着色剤粒子を
示すものである。また、樹脂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、当該
オキシエチレンユニットで形成される配位場に金属イオ
ン等の電荷供与剤が取り込まれる。樹脂に結合した着色
剤粒子は、このように樹脂に取り込まれた電荷供与剤に
よって帯電され、静電潜像現像用の着色剤粒子として適
正な電荷とされる。

【００３７】したがって、上記現像剤においては、電荷
供与剤の電荷が樹脂を介して効率よく着色剤粒子に与え
られるとともに樹脂と着色剤粒子の結合が強固であるた
め、例え高温環境下で使用した場合でも、着色剤粒子と
樹脂とがはずれることがなく、着色剤粒子は高い電荷特
性が維持され、解像度、階調性、定着性に優れた静電潜
像が形成されることとなる。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について実験結
果に基づいて説明する。

【００３９】実施例１着色剤粒子となるカーボンブラックＲａｖｅｎ１０６０
（コロンビヤン・カーボン社製）約０．５０ｇをアイソ
パーＨ５０ｍｌ中に分散させ、さらにチオニルクロライ
ド約０．０８０ｇを添加し、数時間攪拌しながら反応さ
せた。反応後、反応液中に、化１において、Ｒ¹＝Ｈ、
Ｒ²＝Ｈ、Ｒ³＝ＣＨ₃、Ｒ⁴＝Ｈ、Ｒ＝−ＣＯＯ（Ｃ
₅Ｈ₁₀ＣＯＯ）₂Ｈ、ｗ＝０．５５、ｘ＝０．４０、ｙ
＝０、ｚ＝０．０５、ａ＝１、ｂ＝１８、ｍ＝０である
樹脂ＹＤ４−１のトルエン分散液（トルエン中に樹脂を
重量比で１：１に分散させたもの）約１．００ｇを添加
し、約２４時間分散させ、更に電荷供与剤を数μｌ〜数
十ｎｌを加え、数時間攪拌して現像剤を調整した。

【００４０】実施例２樹脂として、化１において、Ｒ¹＝Ｈ、Ｒ²＝Ｈ、Ｒ³
＝ＣＨ₃、Ｒ⁴＝Ｈ、Ｒ＝−ＣＯＯ（Ｃ₅Ｈ₁₀ＣＯＯ）
₂Ｈ、ｗ＝０．６８、ｘ＝０．３０、ｙ＝０．０１、ｚ
＝０．０１、ａ＝１、ｂ＝１８、ｍ＝４の樹脂ＹＤ４−
３を使用した以外は実施例１と同様にして現像剤を調整
した。

【００４１】比較例１アイソパーＨ５０ｍｌに、着色剤粒子となるカーボンブ
ラック約０．５０ｇと、化１において、Ｒ¹＝Ｈ、Ｒ²
＝Ｈ、Ｒ³＝ＣＨ₃、Ｒ⁴＝Ｈ、Ｒ＝−ＣＯＯ（Ｃ₅Ｈ
₁₀ＣＯＯ）₂Ｈ、ｗ＝０．５５、ｘ＝０．４０、ｙ＝
０、ｚ＝０．０５、ａ＝１、ｂ＝１８、ｍ＝０である樹
脂ＹＤ４−１のトルエン分散液（トルエン中に重量比で
１：１に分散させたもの）約１．００ｇとを分散させ、
更に電荷供与剤を数μｌ〜数十ｎｌを加え、数時間攪拌
して現像剤を調整した。

【００４２】以上のように各実施例において調整した現
像剤を使用して現像を行い、現像濃度の測定およびトナ
ーの定着性、分散性、階調性、透明度の検討を行った。
現像濃度の測定結果を表１に示す。なお、現像はコロナ
帯電によって、約−７００Ｖに帯電させたフィルム上に
行った。また、表１中、現像濃度は、マクベス濃度計で
測定した時の最高濃度であり、フィルム上に像が現れな
い場合は０とした。

【００４３】

【表１】

【００４４】現像特性の検討の結果、実施例１及び実施
例２において調整された現像剤を使用した場合、いずれ
も５０本／ｍｍ以上の高解像度が得られ、トナーの定着
性、分散性、階調性及び透明度も良好なものとなった。
また、表１を見てわかるように、いずれの場合において
も、現像濃度が高く、中でも、実施例２において調整さ
れた現像剤では、１．６４という高い現像濃度が得られ
た。

【００４５】したがって、これらのことから、着色剤粒
子としてチオニルクロライドで表面処理されたものを、
樹脂としてチオニルクロライドと反応し得る官能基およ
びオキシエチレン基を有するものを使用することによ
り、優れた現像特性が獲得できることがわかった。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の現像剤においては、着色剤粒子としてチオニルクロ
ライドで表面処理されたものを、樹脂としてチオノルク
ロライドと反応し得る官能基およびオキシエチレン基を
有するものを使用しているので、樹脂と着色剤粒子の結
合は非常に安定なものとなる。

【００４７】したがって、高温条件での使用、たとえば
５０〜７０℃程度に加熱することにより分散媒を液化し
て使用する固形化湿式トナー方式現像剤に適用した場合
にも、樹脂から着色粒子が離脱することがなく、着色剤
粒子は高い電荷特性，良好な分散性を示し、解像度、階
調性、定着性に優れた湿式現像を行うことが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂と着色剤粒子の結合状態を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１・・・結合部位２・・・着色剤粒子３・・・樹脂３ａ・・オキシエチレンユニット４・・・電荷供与剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、チオニルクロライドで表面処理され
るとともに、チオニルクロライドと反応し得る官能基お
よびオキシエチレン基を有する樹脂と化学的に結合され
ていることを特徴とする静電潜像現像用湿式現像剤。