JPH07120978A

JPH07120978A - 静電荷像現像用電荷付与材

Info

Publication number: JPH07120978A
Application number: JP5266383A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ono; 均小野; Noriaki Takahashi; 徳明高橋; Osamu Ando; 修安藤; Masako Takeuchi; 昌子竹内
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1993-10-25
Filing date: 1993-10-25
Publication date: 1995-05-12

Abstract

(57)【要約】【構成】一般式（Ｉ）【化１】（式中、Ｘはピロリジン環またはピペリジン環を表し、
Ｒ¹およびＲ²はそれぞれ水素原子、置換基を有してい
てもよいアルキル基または置換基を有していてもよいア
ラルキル基を表し、Ａは置換基を有していてもよい芳香
族環残基を表し、ｎは自然数を表す）で表される化合物
を少なくとも表面の一部に有する静電荷像現像用電荷付
与材。【効果】本発明の静電荷像現像用電荷付与材は長期間
の使用に際しても性能の劣化がなく、また、該電荷付与
材を用いることにより、静電荷像現像用トナーの摩擦帯
電量が向上し、画像濃度、細線再現性、および階調性が
良好でカブリの少ない鮮明な画像を形成することが出来
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子複写機等において
静電荷像を現像するために用いるトナーに電荷を付与す
るための機能が改善された材料もしくは部材に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては光導電性絶縁
体層上に一様な静電荷を与え、該絶縁体層に光像を照射
する事に依って、静電荷像を形成し、次いで該像を当該
技術でトナーにより現像可視化し、必要に応じて紙など
に粉像を転写した後、定着工程に依ってコピー紙面に定
着される。

【０００３】これらに適用するトナーとしては、従来天
然あるいは合成樹脂中に染料、顔料を分散させた微粉末
が使用されている。二成分現像剤を用いる場合にはトナ
ーは通常、鉄粉などのキャリアー粒子と混合されて用い
られる。トナーに電荷を付与するためにトナー成分中の
樹脂の摩擦帯電性の利用のみならず、帯電性を強化する
染料、顔料等の帯電制御剤を添加することが行われてい
る。現在、当該技術分野で知られている帯電制御剤とし
てはニグロシン染料、アジン系染料、トリフェニルメタ
ン染料、第４アンモニウム塩あるいは第４アンモニウム
を側鎖に有するポリマー等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】トナーに帯電性を付与
するためにはこれら帯電制御剤がある程度トナー表面に
露出していなければならない。そのため、トナー同士の
摩擦、キャリアとの衝突等により、トナー表面から帯電
制御剤が脱落し、キャリア汚染等が生じ、帯電性不良、
画像濃度低下、細線再現性低下、カブリ増加等の実用上
の問題が生じる。実用的に十分満足する程度にトナーに
帯電性を付与することの可能な帯電制御剤は非常に限ら
れ、実用化されているものは数少ない。

【０００５】トナーへの電荷付与特性の向上をトナーの
添加剤のみにより達成するのではなく、現像プロセス中
においてトナーと接触するキャリア、スリーブ、層形成
ブレード等の搬送、規制あるいは摩擦部材（以下これら
を含めて「電荷付与材」といい、現像工程あるいはこれ
に先だってトナーに接触して、トナーに現像のために必
要な電荷を付与し、あるいは電荷を補助的に付与し得る
材料ないし部材を総称するものとする）により、行う事
も試みられている（特開昭６１−２５８２６９号公報参
照）。この電荷付与材により積極的にトナーへの電荷付
与を行う方法では上記したような問題点に対する本質的
な改善がはかれる。

【０００６】しかし、キャリアー、スリーブ、層形成ブ
レードなどの電荷付与材は、トナーとの摩擦に耐え、耐
久性に富むものでなければならず、特にキャリアーは長
期間交換せずに使用することがのぞまれる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等はト
ナーに適正な正電荷を付与する電荷付与材を提供し、か
つ長期間使用で性能に劣化がなく、細線再現性及び階調
性の優れた画像を得る電荷付与材を提供すべく、鋭意検
討を行った結果、特定の構造を有する化合物を用いる事
により、上述の目的を達成し得ることを見いだし、本発
明に到達した。すなわち、本発明の要旨は一般式（Ｉ）

【０００８】

【化２】

【０００９】（式中、Ｘは、ピロリジン環又はピペリジ
ン環を表し、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ水素原子、置換
基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有して
いてもよいアラルキル基を表し、Ａは置換基を有してい
てもよい芳香族環残基を表し、ｎは自然数を表す）で表
わされる化合物（以下、化合物（Ｉ）と称する）を少く
とも表面の一部に有する静電荷像現像用電荷付与材にあ
る。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
静電荷像現像用電荷付与材は、化合物（Ｉ）を１種以上
含有することが特徴である。一般式におけるＸとは、第
４アンモニウムカチオンのＮを環上に有するピロリジン
環又はピペリジン環を表し、特にピペリジン環であるこ
とが好ましい。

【００１１】一般式（Ｉ）におけるＲ¹，Ｒ²として
は、好ましくは、水素原子、炭素数１〜１８のアルキル
基、またはベンジル基等のアラルキル基が挙げられる。
また、Ｒ¹，Ｒ²における置換基としてはクロル基、ブ
ロム基などのハロゲン基；炭素数１〜４のアルキル基
（アラルキル基の置換基として）；ビニル基、アリル基
などのアルケニル基；フェニル基；ニトロ基；アルコキ
シル基などが好ましい。

【００１２】Ａは置換基を有していてもよい芳香族環残
基を表し、該芳香族環残基としては、ベンゼン環残基、
ナフタレン環残基、アントラセン環残基が挙げられ、特
にベンゼン環残基、ナフタレン環残基が好ましい。又、
かかる芳香族環残基の置換基としては、低級アルキル
基、ハロゲン基、水酸基、アミノ基またはアルキル置換
アミノ基が好ましく、中でも特に水酸基が好ましい。
又、ｎは１、または２が好ましく、中でも２が特に好ま
しい。

【００１３】化合物（Ｉ）の中で本発明の静電荷像現像
用トナーに含有させるのに好適なものの具体例として
は、下記の構造式で表される化合物を挙げることができ
るが、これらに限定されるものではない。

【００１４】例示化合物（以下、下記のカチオン、アニ
オンの組合せにより得られる化合物をそれぞれ例示化合
物（ｃ１）（ａ１）、例示化合物（ｃ１）（ａ２）、・
・・と称する）カチオン側

【００１５】

【化３】アニオン側

【００１６】

【表１】（ａ１）ｐ−ヒドロキシベンゼンスルホン酸イオン（ａ２）ｐ−クロルベンゼンスルホン酸イオン（ａ３）ｐ−トルエンスルホン酸イオン（ａ４）トルエン−３，４−ジスルホン酸イオン（ａ５）１，２−ジヒドロキシベンゼン−３，５−ジス
ルホン酸イオン（ａ６）ｍ−ベンゼンジスルホン酸イオン（ａ７）１−ナフトール−４−スルホン酸イオン（ａ８）１−ナフトール−５−スルホン酸イオン（ａ９）２−ナフトール−６−スルホン酸イオン（ａ１０）２−ナフトール−８−スルホン酸イオン（ａ１１）１，５−ナフタレンジスルホン酸イオン（ａ１２）２−ナフトール−６，８−ジスルホン酸イオ
ン（ａ１３）１，６−ナフタレンジスルホン酸イオン（ａ１４）２，６−ナフタレンジスルホン酸イオン（ａ１５）３，６−ナフタレンジスルホン酸イオン（ａ１６）１−ナフトール−３，６−ジスルホン酸イオ
ン（ａ１７）１−ナフトール−４，８−ジスルホン酸イオ
ン（ａ１８）３−アミノ−１，５−ナフタレンジスルホン
酸イオン（ａ１９）１−アミノ−８−ナフトール−２，４−ジス
ルホン酸イオン（ａ２０）１，８−ジヒドロキシナフタレン−３，６−
ジスルホン酸イオン（ａ２１）３−アミノ−２，７−ナフタレンジスルホン
酸イオン

【００１７】化合物（Ｉ）は、その製造方法によらず本
発明に用いることができるが、以下にその具体的製造方
法の一例を説明する。化合物（Ｉ）は、一般には例えば
一般式（II）

【００１８】

【化４】

【００１９】（式中、Ｘ、Ｒ¹およびＲ²は上記一般式
（Ｉ）中と同義、Ｚは塩素基、臭素基等のハロゲン基を
表わす）で表わされるハロゲン化第４アンモニウム塩化
合物を一般式（III)

【００２０】

【化５】

【００２１】（式中、Ａおよびｎは一般式（Ｉ）と同
義、Ｍはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属を表わ
す）と水中もしくはアルコール中で５０〜７０℃前後に
加温して反応させることにより得られる。化合物（Ｉ）
は、適用すべき電荷付与材の形態にもよるが、一般に平
均粒径が１０−０．０１μ、特に２−０．１μの粒子と
して電荷付与材の形成に供することが好ましい。

【００２２】化合物（Ｉ）は、必要に応じてバインダー
樹脂とともに、溶媒あるいは分散媒中に溶解または分散
させて得た塗液を電荷付与材の母材にディッピング、ス
プレー法、ハケ塗り等によって塗布するか、あるいは母
材がキャリアー粒子状である場合は、これを上記塗液と
浸せき混合したのち乾燥する方法、あるいは母材と化合
物（Ｉ）の直接混合物の流動化ベッドによる被覆等の方
法により、母材上に化合物（Ｉ）の被覆層を形成すれば
本発明の電荷付与材が得られる。また、バインダー樹脂
と直接、溶解混練し、母材上に押し出しラミネートして
化合物（Ｉ）を含有する被覆層を有する電荷付与材を得
てもよい。さらに成形可能な樹脂中に化合物（Ｉ）を含
有させ、これをキャリアー粒子、スリーブあるいは層形
成ブレードの形状に成形して電荷付与材としても良い。

【００２３】バインダー樹脂あるいは成形樹脂成分とし
ては、公知の種々のものを使用できる。例えば、スチレ
ン系樹脂、スチレンアクリル系共重合樹脂、ポリエステ
ル系樹脂、エポキシ系樹脂及びこれらの混合樹脂、ま
た、これらのアルキル側鎖にアミノ基を有するもの等が
ある。これら樹脂は塗布あるいは成形後、必要に応じて
架橋構造をとらせて、電荷付与材表層の耐久性の向上を
はかることもできる。

【００２４】バインダー樹脂あるいは成形樹脂を使用す
る際の化合物（Ｉ）の含有率は樹脂１００部に対して
０．５−２００部が好ましく、中でも２−１００部が特
に好ましい。母材を被覆する場合、その被覆量は適宜コ
ントロールする必要があるが、化合物（Ｉ）が０．０１
−１０ｍｇ／ｃｍ²の範囲が好ましく、中でも０．１−
２ｍｇ／ｃｍ²が特に好ましい。

【００２５】また上記一連の場合を通じて、化合物
（Ｉ）とともにシリカ粉末、酸化アルミニウム、酸化セ
リウム、炭化ケイ素などのセラミックス粉末を充てん剤
として用いても良い。また、カーボンブラック、酸化ス
ズなどの導電性付与剤を導電性の調節に用いても良い。
さらにスリーブやキャリア表面へのスペントトナーの堆
積をふせぐため、例えば脂肪酸金属塩、フッ化ビニリデ
ン等の離型剤を用いても良い。

【００２６】キャリア形態の電荷付与材の母材として
は、公知のキャリアーがすべて使用可能であり、鉄、ニ
ッケル、アルミニウム、銅などの金属あるいは合金、も
しくは、金属酸化物を含む金属化合物の粉体あるいは粒
子、さらにはガラス、ＳｉＣ、ＢａＴｉＯ₂などのセラ
ミックス粉体あるいは粒子が用いられる。またこれらの
表面を樹脂などで処理したもの、あるいは樹脂粉末、も
しくは磁性体を含有する樹脂粉体などをあげることがで
きる。平均粒径は１０−２００μ程度が好適である。

【００２７】さらに、スリーブあるいは層形成ブレード
形態の電荷付与材の母材としては、鉄、アルミニウム、
ステンレス、ニッケルなどの金属もしくは合金など、セ
ラミックス、プラスチックなどの非金属化合物など、一
般的にスリーブあるいは層形成ブレードとして使用可能
なものを用いる事ができる。

【００２８】一方、上記のような本発明の電荷付与材と
組み合わせて使用すべきトナーは従来の静電荷像現像用
トナーと実質的に同様のものすべてが有効に用いられ
る。すなわち、トナーは非磁性、磁性トナーのいずれで
も良い。より詳しく述べれば、結着樹脂中に着色剤を含
有させた着色微粒体であり、磁性粉を含有していても良
い。更に、これらのトナーは少量の帯電付与物質、例え
ば、染料、顔料、あるいは荷電制御剤を含有していても
よく、また、コロイダルシリカのような流動化剤、酸化
セリウム、炭化ケイ素等の研磨剤、ステアリン酸金属塩
などの滑剤を含有しても良い。また、カーボンブラッ
ク、酸化スズ等の導電性付与剤を含有しても良い。

【００２９】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例
によりなんら制限されるものではない。なお、下記実施
例中に単に「部」とあるのはいずれも「重量部」を意味
するものとする。

【００３０】実施例−１メチルエチルケトン（ＭＥＫ）１リットル中に例示化合
物（ｃ１）（ａ３）を１００ｇ溶解分散し、これに鉄粉
キャリア（粒径；２５０−４００ｍｅｓｈ）１ｋｇを分
散し、ボールミル中で約３０分間撹はんした。この鉄粉
キャリア混合液を乾燥し、完全に溶剤を消去したのち、
軽い凝集をほぐし、本発明によるキャリア状電荷付与材
を得た。別途、次の処方によりトナーを作成した。

【００３１】

【表２】スチレン系樹脂１００部（三洋化成社製、商品名ＳＢＭ−６００）カーボンブラック１０部（三菱化成（株）製＃４４）第４アンモニウム塩化合物２部（オリエント化学製、商品名ボントロンＰ−５１）

【００３２】上記の材料を混練後、粉砕、分級し平均粒
子径１１μｍのトナーを得た。このトナーと前記キャリ
ア状電荷付与剤を重量比４：１００に混合し、現像剤と
した。トナーの摩擦帯電量をブローオフ法により測定し
たところ＋３２μＣ／ｇであった。

【００３３】次いでこの現像剤を有機光導電体を感光体
とする市販の複写機で実写したところ、初期より１５０
０００枚まで、画像濃度の変化がなく、細線再現性がよ
く、階調性も良好でカブリもない等、鮮明な画像形成を
行った。

【００３４】実施例−２例示化合物（ｃ１）（ａ３）の代わりに例示化合物（ｃ
５）₂（ａ６）を用いたこと以外は実施例−１と同様に
現像剤を調製した。トナーの摩擦帯電量は＋２６μＣ／
ｇであった。また、初期より８００００枚まで鮮明な画
像形成を行った。

【００３５】実施例−３ＭＥＫ１リットル中に例示化合物（ｃ１）（ａ３）を１
００ｇ溶解分散する代わりに、テトラヒドロフラン（Ｔ
ＨＦ）１リットル中にスチレンアクリル樹脂１００ｇを
溶解し、例示化合物（ｃ４）（ａ８）を２０ｇ混合した
こと以外は実施例−１と同様に現像剤を調製した。トナ
ーの摩擦帯電量は＋２８μＣ／ｇであった。また、初期
より５００００枚まで鮮明な画像形成を行った。

【００３６】実施例−４例示化合物（ｃ４）（ａ８）の代わりに例示化合物（ｃ
１０）（ａ３）を用いたこと以外は実施例−３と同様に
現像剤を調製した。トナーの摩擦帯電量は＋２７μＣ／
ｇであった。また、初期より６００００枚まで鮮明な画
像形成を行った。

【００３７】実施例−５ＴＨＦ１リットル中にスチレンアクリル樹脂１００ｇを
溶解し、例示化合物（ｃ６）₂（ａ２１）を１０ｇ混合
した溶液を用意し、現像スリーブにこの溶液をディッピ
ングにより塗布し、層厚５μｍとした。このスリーブを
市販の複写機（磁性一成分現像方式）に装着し、実写テ
ストを行った。初期より５０００枚まで鮮明な画像形成
を行った。

【００３８】実施例−６例示化合物（ｃ６）（ａ２１）を１０ｇの代わりに例示
化合物（ｃ１２）（ａ７）を３０ｇ使用したこと以外は
実施例−５と同様に現像剤を調製した。初期より４００
０枚まで、鮮明な画像形成を行った。

【００３９】実施例−７ＴＨＦ１リットル中にスチレンアクリル樹脂１００ｇを
溶解し、例示化合物（ｃ５）₂（ａ１２）を１０ｇ混合
した溶液を用意し、金属ブレードにこの溶液をスプレー
塗布し、層厚２０μｍとした。この金属ブレードを市販
の複写機（磁性一成分方式）の層形成ブレードとして装
着し、実写テストを行った。初期より６０００枚まで、
鮮明な画像形成を行った。

【００４０】実施例−８例示化合物（ｃ５）（ａ１２）を１０ｇの代わりに例示
化合物（ｃ２）（ａ９）を５０ｇ使用したこと以外は実
施例−７と同様に現像剤を調製した。初期より３０００
枚まで鮮明な画像形成を行った。

【００４１】比較例−１例示化合物（ｃ１）（ａ３）を溶解分散しないこと以外
は実施例−１と同様に現像剤を調製した。トナーの摩擦
帯電量は＋２０μＣ／ｇであった。また初期から１５０
０００枚にかけて画像濃度に変化がみられ、細線再現性
及び階調性にも欠けていた。カブリも発生した。

【００４２】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像用電荷付与材は長
期間の使用に際しても性能の劣化がなく、また、該電荷
付与材を用いることにより、静電荷像現像用トナーの摩
擦帯電量が向上し、画像濃度、細線再現性、および階調
性が良好でカブリの少ない鮮明な画像を形成することが
出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹内昌子神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地三菱化成株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（Ｉ）【化１】（式中、Ｘはピロリジン環またはピペリジン環を表し、
Ｒ¹およびＲ²はそれぞれ水素原子、置換基を有してい
てもよいアルキル基または置換基を有していてもよいア
ラルキル基を表し、Ａは置換基を有していてもよい芳香
族環残基を表し、ｎは自然数を表す）で表される化合物
を少なくとも表面の一部に有する静電荷像現像用電荷付
与材。
【請求項２】キャリア粒子である請求項１に記載の静
電荷像現像用電荷付与材。
【請求項３】スリーブである請求項１に記載の静電荷
像現像用電荷付与材。
【請求項４】層形成ブレードである請求項１に記載の
静電荷像現像用電荷付与材。