JPH063867A

JPH063867A - 摩擦帯電付与部材

Info

Publication number: JPH063867A
Application number: JP4183140A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Kato; 貴久加藤; Mitsuo Aoki; 三夫青木; Masanori Suzuki; 政則鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】キャリアやブレード等の摩擦帯電付与部材を
汚染することなく、従来より強い正帯電能を与える摩擦
帯電付与部材を提供すること、鮮やかなカラートナーの
帯電に適した摩擦帯電付与部材を提供すること、および
連続複写後も初期画像と同等の画像品質を与える摩擦帯
電付与部材を提供すること。【構成】下記一般式〔Ｉ〕及び〔ＩＩ〕で示される構
造単位を持ち、〔Ｉ〕と〔ＩＩ〕の比率が重量比で６
５：３５〜９７：３の範囲にある共重合体化合物を、少
なくとも表面に持つことを特徴とする摩擦帯電付与部
材。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法や静電印刷
法などに用いられる静電荷像現像用トナーに対し、摩擦
帯電を付与するための機能を持つ摩擦帯電付与部材に関
するものであり、トナーに摩擦帯電を与える役割を持つ
キャリア、または現像スリーブや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
するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】一般に電子写真法や静電
記録法等では、光導電性感光体または誘電体等のような
潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するために、
現像スリーブ等トナー供給ローラー上でブレード等で薄
層化され、且つ適当に帯電され微粉末化されたトナーを
用い、現像後必要に応じて紙等の転写材に画像を転写し
た後、加熱圧力や溶剤蒸気等によって定着して複写物が
得られる。これら電子写真法等に適用される現像方法
は、大別して乾式現像法と湿式現像法とがある。前者は
更にトナーとキャリアを使用する二成分系現像法と、ト
ナーだけを使用する一成分系現像法に二分される。二成
分系現像法は、トナーとキャリアを撹拌・摩擦して互い
に異なった極性に帯電させ、帯電したトナーによって反
対の極性を持つ静電荷像（潜像）を可視化させるもので
ある。この方法はトナーを搬送するキャリアの種類によ
り、鉄粉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、ファーを用いるファー
ブラシ法等に分類される。

【０００３】一成分系現像法には、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
静電潜像面に接触させて現像する接触現像法（コンタク
ト現像またはトナー現像）、トナー粒子を静電潜像面に
直接接触させず、荷電したトナー粒子を静電潜像の持つ
電界により該潜像面に向けて飛行させるジャンピング現
像法、磁性を持つ導電性トナーを静電潜像面に接触させ
て現像するマグネドライ法等がある。これらの現像法に
使用されるトナーは、天然樹脂や合成樹脂からなる結着
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
が使用されている。例えば、ポリスチレン等の結着樹脂
中に着色剤を分散させたものを、１〜３０μｍ程度に微
粉砕した粒子がトナーに用いられている。また、これら
の成分にマグネタイト等の磁性材料を加えたものは磁性
トナーに使用される。

【０００４】前記した種々の現像方法に使用されるトナ
ーは、現像される静電荷像の極性によって正または負の
電荷に帯電されるが、この場合のトナー帯電能は種々の
方法が有る。例えば、トナーの成分である樹脂の摩擦帯
電能を利用することもできるが、この方法ではトナーの
帯電量が少ないため現像で得られる画像はカブリ易く不
鮮明である。そこで、所望の摩擦帯電能をトナーに与え
るために、帯電能を付与する染料、顔料、あるいは荷電
制御剤を添加することが行われている。これらのトナー
に添加される染・顔料あるは荷電制御剤は、帯電能を付
与するため少なくとも一部はトナー表面になければなら
ない。そのため、トナー同志の摩擦やキャリアとの衝突
あるいは静電潜像保持体との摩擦などでトナー表面から
前記添加剤が脱落し、キャリアのほか感光体ベルトのよ
うな静電潜像保持体、さらにドラムなどにも汚染が生じ
る。その結果、帯電能が低下するから該キャリアや該装
置の使用度が増すにしたがって劣化が進み、画像濃度が
低下すると共に細線再現性やカブリ性などの点でも悪化
し、実用上問題となってくる。

【０００５】そこで、トナーの結着樹脂と帯電能を付与
する染・顔料あるいは荷電制御剤との親和性、分散性を
向上させることによって前記の問題点を改善することが
試みられている。例えば、親和性を高めるために前記添
加剤の表面を処理する方法があるが、表面処理によって
帯電付与能を低下させる場合が多い。また、分散性向上
のため機械的せん断力を強化して細かく分散させる方法
もあるが、この場合はトナー表面の添加剤比率が減少す
るため帯電能が充分に付与されなくなる。これらのこと
から、実用上に問題がない程度に帯電能付与の可能な添
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。また、白黒画像だけでなくカラー画像も得るため
トナー添加剤は無色が好ましいが、従来用いられている
染・顔料や荷電制御剤の多くが暗色であり、そのためカ
ラー画像用に実用化しているものはほとんど無いのが現
状である。

【０００６】そこで、帯電能付与をトナー添加剤でなく
キャリアや現像スリーブまたはドクターブレードなどの
搬送規制部材、あるいはその他の摩擦帯電付与部材で行
うことが提案されている（特開昭６１−１４７２６１号
公報等）。この方法によれば、トナーに殆ど帯電能付与
のための添加剤を含有させる必要がないので前記したキ
ャリアや潜像担持体等の汚れがなく、そのため複写中に
帯電能が低下したり潜像が乱れたりすることがない。こ
のような摩擦帯電付与部材に摩擦帯電付与能を持たせる
ためには、強い帯電付与能力を持つと共に母材に塗工可
能な帯電付与能形成用塗布液、あるいは機械的強度を損
なわずに前記部材に強い帯電付与能を与える添加剤が必
要である。しかし、このようなすべての面で満足し得る
摩擦帯電能付与用塗布液や添加剤は、いまだ見出されて
いないのが現状である。なお、摩擦帯電付与部材とはト
ナーに接触して現像に必要な電荷を付与または補助的に
付与しうる部材を意味し、これらを総称して摩擦帯電付
与部材と云う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の欠点
を除き優れた正帯電能を与える摩擦帯電付与部材を提供
することを課題とし、更に他の課題は鮮やかなカラート
ナーの帯電に適した摩擦帯電付与部材を提供すること、
並びに連続複写後も初期画像と同等の画像品質を与える
摩擦帯電付与部材を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
達成するため鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成する
ことができた。すなわち、本発明によれば、下記一般式
〔Ｉ〕及び〔II〕で示される構造単位を持ち、〔Ｉ〕と
〔II〕の比率が重量比で６５：３５〜９７：３の範囲に
ある共重合体化合物を、少なくとも表面に持つことを特
徴とする摩擦帯電付与部材が提供される。

【化１】

【０００９】本発明の共重合体化合物において、一般式
〔Ｉ〕で示される部分の重量が９７重量％より多くなる
と帯電特性が充分に発現せず、６５重量％よりも少なく
なると耐湿性が低下する傾向がみられる。前記の化合物
は、そのまま溶剤や分散媒中に分散して使用してもよい
し、樹脂中に分散して使用してもよい。この場合の樹脂
としては、通常の熱可塑性または熱硬化性樹脂の使用が
可能であり、具体的にはポリスチレン、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などのゴム系
樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、
ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリカーボ
ネート、ロジン、フェノール樹脂、塩素化パラフィン、
シリコーン樹脂、テフロンなどのフッ素系樹脂、各種共
重合体あるいはこれらの混合物などを挙げることができ
る。

【００１０】前記の共重合体化合物を含有する摩擦帯電
付与部材の作成方法は、該重合体を含む溶液あるいは分
散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、ハケ塗りなどにより塗布・乾燥させればよい。ま
た、前記共重合体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
及び摩擦防止効果を上げるため、シリカ、カーボン、カ
ーボン繊維、ガラス繊維等の無機フィラーを含有させて
もよい。キャリア形態の摩擦帯電付与部材の母材には、
公知のキャリアがすべて使用可能であり、鉄、ニッケ
ル、アルミニウム等の金属や合金、あるいは金属酸化物
のような金属化合物の粒子、さらには、ガラス、炭化ケ
イ素などのセラミック粒子が用いられる。スリーブやド
クターブレード形態の摩擦帯電付与部材の母材には、
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、ゴム等の非金属化合物など従来使用されて
いるスリーブやドクターブレードが使用できる。

【００１１】本発明の摩擦帯電付与部材に、より一層の
帯電付与能を与えるために帯電付与剤を添加することも
できる。このような、補助的に添加する帯電付与剤の例
としては次のようなものがある。例えば、モノアゾ染料
の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、
ナフトエ酸、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ等を金属成分とするジカ
ルボン酸の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン
顔料、ニトロ基やハロゲンを導入したスチレンオリゴマ
ー、塩素化パラフィン、メラミン樹脂等が挙げられる。
前記のような本発明の摩擦帯電付与部材と組み合わせて
使用されるトナーは、従来の電子写真用トナーに用いら
れているものがすべて使用できる。すなわち、トナーは
磁性、非磁性いづれでもよく、より効果的な帯電付与能
を与えるために少量の帯電付与剤、例えば染・顔料や荷
電制御剤などを含有してもよい。

【００１２】この場合のトナーに含有される帯電付与剤
としては、例えばニグロシン、炭素数２〜１６のアルキ
ル基を含むアジン系染料（特公昭４２−１６２７号公
報）、塩基性染料、塩基性染料のレーキ顔料、カラーイ
ンデックス（以下Ｃ．Ｉ．と省略）に示されるソルベン
トブラック３、ハンザイエローＧ、Ｃ．Ｉ．に示される
モルデラントブラック１１、Ｃ．Ｉ．に示されるピグメ
ントブラック１、ギルソナイト、アスファルト、４級ア
ンモニウム塩、高級脂肪酸の金属塩、アセチルアセトン
の金属錯体、アミノ基を含有するビニルポリマー、アミ
ノ基を含有する縮合系ポリマー等のポリアミン樹脂等が
ある。なお、本発明では摩擦帯電付与部材の帯電能を高
くしているから、トナーに含有させる帯電付与剤の量は
従来の使用量より大幅に少なくしても良い。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
ンや酸化アルミニウム等の金属酸化物あるいは炭化ケイ
素等の研磨剤、脂肪酸金属塩等の滑剤などをトナーに含
有させてもよい。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を下記の実施例によって更に具
体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。なお、本実施例の部は重量部を表す。

【００１４】実施例１トルエン１リットル中に、一般式〔Ｉ〕(Ｒ¹＝Ｈ）と
〔II〕の比率が重量比で７０：３０の共重合体化合物５
ｇと、スチレン／ＭＭＡ共重合体７０ｇを溶解・分散
し、これを球形フェライトキャリア（平均粒径１００μ
ｍ）５ｋｇに流動床型コーティング装置でコートした。
トナーは下記組成物より作製した。スチレン／ｎ−ブチルメタクリレート共重合体１００部ポリプロピレン５部Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５５部上記組成の混合物を混練・冷却・粉砕・分級し、粒径５
〜２０μｍの青色トナーを得た。このトナー２．５部と
前記の共重合体で被覆されたキャリア９７．５部をボー
ルミルで混合し、現像剤を得た。次に、この現像剤をリ
コー製複写機ＦＴ４８２０にセットして画像テストを行
ったところ、良好な画像が得られ、その画像は１０万枚
画像出し後も変わらなかった。また、トナーの帯電量を
ブローオフ法で測定したところ初期の帯電量は＋２１．
３μＣ／ｇであり、１０万枚ランニング後のトナー帯電
量は＋２０．６μＣ／ｇとなり、初期値とほとんど差が
なかった。なお、３５℃、９０％ＲＨという高湿環境
下、及び１０℃、１５％ＲＨという低湿環境下でも、常
湿時と同等の画像が得られた。

【００１５】実施例２一般式〔Ｉ〕のＲ¹＝ＣＨ³とする以外は実施例１と同様
にしてコートキャリアを作製した。トナーは下記組成物
より作製した。スチレン／ｎ−ブチルメタクリレート共重合体１００部ポリプロピレン５部カーボンブラック１０部上記組成の混合物を混練・冷却・粉砕・分級し、粒径５
〜２０μｍの黒色トナーを得た。このトナー３部と、前
記コートキャリア９７部をボールミルで混合し、現像剤
を得た。次に、この現像剤をリコー製複写機ＦＴ４８２
０にセットして画像テストを行ったところ、良好な画像
が得られ、その画像は１０万枚画像出し後も変わらなか
った。また、トナーの帯電量をブローオフ法で測定した
ところ初期の帯電量は＋２０．７μＣ／ｇであり、１０
万枚ランニング後のトナー帯電量は＋２０．０μＣ／ｇ
となり、初期値とほとんど差がなかった。なお、３５
℃、９０％ＲＨという高湿環境下、及び１０℃、１５％
ＲＨという低湿環境下でも、常湿時と同等の画像が得ら
れた。

【００１６】実施例３トルエン１リットル中に、一般式〔Ｉ〕（Ｒ¹＝Ｈ）と
〔II〕の比率が重量比で７０：３０の共重合体化合物５
ｇと、スチレン−ＭＭＡ共重合体７０ｇを溶解・分散
し、この液に図１に示すトナー搬送部材２を浸漬して該
搬送部を前記共重合体でコートした。実施例１のトナー
１００部に炭化ケイ素（粒径２μｍ）３部と疎水性コロ
イダルシリカ０．１部を加え、スピードニーダで充分に
撹拌・混合してトナーを作成した。このトナーを、前記
共重合体でコートしたトナー搬送部材２を装着した図１
の現像装置に装入し、連続複写による画像テストを行っ
たところ良好な画像がえられた。その画像は５万枚画像
出し後も変わらなかった。

【００１７】この現像方法について説明すると、図１に
示すように、トナータンク７に内臓されているトナー６
は撹拌羽根５でスポンジローラ４に強制的に寄せられ、
トナーはスポンジローラ４に供給される。スポンジロー
ラ４に取り込まれたトナーは、スポンジローラが矢印方
向に回転するためトナー搬送部材２に運ばれ、摩擦さ
れ、静電的あるいは物理的に吸着する。吸着したトナー
は、トナー搬送部材２が矢印方向に強く回転するため、
弾性ブレード３で均一なトナー薄層が形成されると共に
摩擦帯電する。その後、トナー搬送部材２と接触または
近接している静電潜像担持体１の表面に運ばれ、潜像が
現像される。なお、静電潜像は有機感光体を８００Ｖの
マイナスＤＣに帯電させてから露光することで形成され
る。また、出口側にフィルター層を備えたファラデーケ
ージを介してトナー搬送部材上のトナーを吸引し、ファ
ラデーケ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、トナー搬送部材上
のトナーの比電荷量Ｑ／Ｍを測定したところ＋９．８μ
Ｃ／ｇの値が得られ、充分に帯電されているのが確かめ
られた。５万枚ランニング後の帯電量も＋９．１μＣ／
ｇと初期値とほとんど差がなかった。このほか、高湿下
や低湿下でも常湿時と同等の画像品質が得られること、
感光体へのトナーフィルミングが生起しないことも確認
した。

【００１８】実施例４一般式〔Ｉ〕のＲ¹＝ＣＨ³とする以外は実施例３と同様
にして得られたトナー搬送部材２を使用した実験を行っ
た。トナーは下記組成物より作製した。スチレン／２−エチルヘキシルアクリレート共重合体１００部ポリエチレン５部Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７５部Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８３部上記組成の混合物を混練・冷却・粉砕・分級し、粒径５
〜２０μｍの赤色トナーを得た。このトナー１００部
に、炭化ケイ素（粒径２μｍ）２部と疎水性コロイダル
シリカ０．１部を加え、スピードニーダで充分に撹拌・
混合してトナーとした。このトナーを図１の現像部に入
れ、実施例３と同様な方法で画像テストを行ったところ
鮮明かつ良好な赤色画像が得られた。また、実施例３と
同様にしてＱ／Ｍを測定したところ、初期が＋８．９μ
Ｃ／ｇで５万枚後が＋８．３９μＣ／ｇであり、ほとん
ど変化がなかった。なお、高湿下や低湿下でも常湿時と
同等の画像品質が得られた。

【００１９】実施例５トルエン１リットル中に、一般式〔Ｉ〕（Ｒ¹＝Ｈ）と
〔II〕の重量比が９０：１０の共重合体化合物５ｇと、
スチレン／ＭＭＡ共重合体７０ｇを溶解・分散し、この
液を図１に示される弾性ブレード（ステンレス製）にス
プレーコートし、乾燥してから現像部にセットし、実施
例４のトナーを使って実施例３と同様な画像テストを行
ったところ、鮮明かつ良好な赤色画像が得られた。ま
た、実施例３と同様にＱ／Ｍを測定したところ、初期が
＋８．３μＣ／ｇで５万枚後が＋７．９μＣ／ｇであ
り、ほとんど変化がなかった。なお、高湿下や低湿下で
も常湿時と同等の画像品質が得られた。

【００２０】実施例６一般式〔Ｉ〕のＲ¹＝ＣＨ³とする以外は実施例５と同様
にして得られた弾性ブレード（ステンレス製）を現像部
にセットした。実施例４のトナーを使い、実施例３と同
様に画像テストを行ったところ鮮明かつ良好な赤色画像
が得られた。また、実施例３と同様にＱ／Ｍを測定した
ところ初期が＋７．９μＣ／ｇで５万枚後が＋７．１μ
Ｃ／ｇであり、ほとんど変化がなかった。なお、高湿下
や低湿下でも常湿時と同等の画像品質が得られた。

【００２１】実施例７一般式〔Ｉ〕（Ｒ¹＝Ｈ）と〔II〕の重量比が８０：２
０の共重合体化合物１０部と、シリコーン樹脂１００部
を混合・加熱・溶融してから成形した樹脂ブレードを、
図１に示される弾性ブレード（３）に取り付けた。トナ
ーは下記組成物より作製した。エポキシ樹脂１００部ポリプロピレン５部Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５２部Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７５部上記組成の混合物を実施例１と同様に混練・冷却・粉砕
・分級し、粒径５〜２０μｍの緑色トナーを得た。この
トナー１００部に、炭化ケイ素（粒径２μｍ）２部とス
テアリン酸亜鉛微粉末０．１部を加え、スピードニーダ
で充分に撹拌・混合してトナーとした。このトナーを使
い、実施例３と同様な画像テストを行ったところ鮮明か
つ良好な緑色画像が得られた。また、実施例３と同様に
Ｑ／Ｍを測定したところ、初期が＋９．３μＣ／ｇで５
万枚後が＋８．０μＣ／ｇであり、ほとんど変化がなか
った。なお、高湿下や低湿下でも常湿時と同等の画像品
質が得られた。

【００２２】実施例８一般式〔Ｉ〕のＲ¹＝ＣＨ³とする以外は実施例７と同様
にして樹脂ブレードを作製した。実施例７のトナーを使
い、実施例３と同様な画像テストを行ったところ鮮明か
つ良好な赤色画像が得られた。また、実施例３と同様に
Ｑ／Ｍを測定したところ、初期が＋８．１μＣ／ｇで５
万枚後が＋７．１μＣ／ｇであり、ほとんど変化がなか
った。なお、高湿下や低湿下でも常湿時と同等の画像品
質が得られた。

【００２３】比較例１一般式〔Ｉ〕(Ｒ¹＝Ｈ）と〔II〕の重量比を９９：１と
する以外は実施例１と同様にしてコートキャリアを作製
し、実施例１と同様にして現像剤を調製した。これをリ
コー製複写機ＦＴ４８２０にセットし、画像テストを行
うと良好な画像が得られたが１０万枚画像出し後は多少
の地カブリがみられた。また、トナーの帯電量をブロー
オフ法で測定したところ、初期の帯電量は＋２１．３μ
Ｃ／ｇであり、１０万枚ランニング後のトナー帯電量は
＋１０．６μＣ／ｇと帯電量低下がみられた。さらに、
３５℃、９０％ＲＨの高湿環境下や１０℃、１５％ＲＨ
の低湿環境下でも、前記した常湿時と同様の地カブリ及
び帯電量低下が確認された。

【００２４】比較例２一般式〔Ｉ〕(Ｒ¹＝Ｈ）と〔II〕の重量比を５５：４５
とする以外は実施例１と同様にしてコートキャリアを作
製し、次いで実施例１と同様にして現像剤を調製した。
これをリコー製複写機ＦＴ４８２０にセットし、画像テ
ストを行うと良好な画像が得られ、その画像は１０万枚
画像出し後も変わらなかった。また、トナーの帯電量を
ブローオフ法で測定したところ、初期の帯電量は＋２
１．３μＣ／ｇであり、１０万枚ランニング後のトナー
帯電量は＋２０．６μＣ／ｇと帯電量変化も少なかっ
た。しかし、３５℃、９０％ＲＨの高湿環境下や１０
℃、１５％ＲＨの低湿環境下では、１０万枚後の画像に
多少の地カブリが確認された。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、連続複写後も初期画像
と同様の品質を示す画像が得られ、正帯電量の変化や環
境変動も少なく、１０万枚以上の複写後も鮮明なカラー
画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の摩擦帯電付与部材を使用した現像方法
を説明するための現像装置の一例を示す模式断面図であ
る。

【符号の説明】

１静電潜像担持体２トナー搬送部
材３弾性ブレード４スポンジロー
ラー５撹拌羽根６トナー７トナータンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｇ０３Ｇ 9/097

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式〔Ｉ〕及び〔ＩＩ〕で示され
る構造単位を持ち、〔Ｉ〕と〔ＩＩ〕の比率が重量比で
６５：３５〜９７：３の範囲にある共重合体化合物を、
少なくとも表面に持つことを特徴とする摩擦帯電付与部
材。【化１】