JPS61118765A - 静電荷像現像用帯電付与部材 - 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、静電記録及び静電印刷等における
静電荷像を現像するためのトナーに荷電を付与する部材
に関する。

［従来の技術］ 従来電子写真法としては、米国特許第２，２９７，８９
１号、特公昭４２−２３９１０号公報及び特公昭４３−
２４７４８号公報などに種々の方法が記載されているが
、それらは要するに、光導電性絶縁体層上に一様な静荷
電を与え、該絶縁体層に光像を照射することによって静
電潜像を形成し、次いで該潜像を当該技術でトナーと呼
ばれる微粉末によって現像可視化し、必要に応じて紙な
どに粉像を転写した後、加熱、加圧、あるいは溶剤蒸気
などで定着を行なうものである。

これらの電子写真法等に適用される現像方法としては、
大別して乾式現像法と湿式現像法とがある。前者はさら
に二成分系現像剤を用いる方法と、−成分系現像剤を用
いる方法に二分される。

二成分系現像方法に属するものには、トナーを搬送する
キャリヤーの種類により、鉄粉キャリヤーを用いるマグ
ネットブラシ法、ビーズキャリヤー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がある。

又、−成分系現像方法に属するものには、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
（コンタクト現像又はトナー現像ともいう）、トナー粒
子を静電潜像面に直接接触させず、トナー粒子を荷電し
て静電潜像の有する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、磁性の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。

例えば、ポリエチレンなどの粘着樹脂中に着色剤を分散
させたものを１〜３ｏＩＬ程度に微粉砕した粒子がトナ
ーとして用いられている。磁性トナーとしてはマグネタ
イトなどの磁性体粒子を含有せしめたものが用いられて
いる。

いわゆる二成分現像剤を用いる方式の場合には、トナー
は通常ガラスピーズ、鉄粉などのキャリアー粒子と混合
されて用いられる。

又、トナーは、現像される静電潜像の極性に応じて正ま
たは負の電荷が保有せしめられる。

トナーに電荷を保有せしめるためには、トナーの成分で
ある樹脂の摩擦帯電性を利用することもできるが、この
方法ではトナーの帯電性が小さいので現像によって得ら
れる画像はカブリ易く、不鮮明なものとなる。そこで、
所望の摩擦帯電性をトナーに付与するために、帯電性を
付与する染料、顔料、さらには荷電制御剤なるものを添
加することが行われている。

しかしながら、これらの添加剤は、帯電性を付与するた
め、ある程度トナー表面に出ていなければならない、そ
のため、トナー同志の摩擦、キャリアとの衝突、静電潜
像保持体との摩擦などにより、トナー表面からこれらの
添加剤が脱落し、キャリアなどの汚染、静電潜像保持体
例えば感光体ベルトあるいはドラムなどの汚染などが生
じる危険性がある。その結果、帯電性が悪くなり、画出
し枚数が増すにしたがって劣化が進み、画像濃度が低下
し、細線再現性、カプリ性などが実用上問題となってく
る。

これはトナーのバインダーと帯電性を付与する染料、顔
料あるいは荷電制御剤の親和性５分散性を向上させるこ
とによって６改善することができるが、これらの添加剤
の親和性を高めるため表面処理をすると帯電付与性が低
下する場合が多く、また機械的にシェアを強くかけ細か
く分散すると、トナー表面に出る添加剤の割合が減少し
、帯電性が充分に付与されない傾向となる。これらの理
由で実用上充分満足すべき帯電付与用添加剤は、きわめ
て限定され、実用化されているものは少数にすぎない、
特に将来白黒画像のみならずカラー画像の需要の増大に
対処するためには、トナーに添加する添加剤は無色であ
ることが好ましく、現在この条件に合う実用化された添
加剤はほとんど無い。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述の事情に鑑み、本発明者らは帯電付与を、トナーの
添加剤で行う手段を採らず、キャリア、スリーブ、ドク
ターブレードなどの搬送規制あるいは帯電部材で行うべ
く鋭意検討を行った。

本発明で帯電付与部材とは、トナーに接触して現像のた
めに必要な電荷を付与し、もしくは補助的に付与しうる
部材である。この方法ではトナーに帯電付与用添加剤を
ほとんど含有させる必要がないため、前記の問題点例え
ばキャリア、感光体などの汚染が発生せず、画出し中に
帯電性が低下したり、潜像を乱すことがなくなる。さら
にカラートナーを容易に帯電することができる。

しかしながら、キャリア、スリーブ、ドクターブレード
などの搬送規制あるいは帯電部材に帯電付与性を保有さ
せるためには、帯電付与物質は。

強力な帯電付与能力を有し、部材に塗布もしくはコート
、分散可能な材料でなければならない、さらにキャリア
は長期間交換することなく、またスリーブは現像機本体
が使用不能になるまで使用する場合、が多いため、帯電
付与部材は長期の使用に耐えるものでなければならない
。

本発明の目的は、上述の如き問題点を解決した帯電付与
部材を提供するものである。

さらに本発明の目的は、トナーに適正な負帯電性を付与
する帯電付与部材を提供するものである。

さらに本発明の目的は、長期間の使用で性能の劣化のな
い帯電付与部材を提供するものである。

さらに本発明の目的は、細線再現性及び階調性の優れた
画像を得る帯電付与部材を提供するものである。

さらに本発明の目的は、カラー化に適した帯電付与部材
を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明は、 １、　２．２’−ビピリジンまたは置換基を１つ以上有
する２、２′−ビピリジンの金属錯体を少なくとも表面
に有することを特徴とする静電荷像現像用帯電部材、更
には ２、上記記載の金属錯体がキャリア、スリーブ、または
ドクターブレードに被覆されてなる静電荷像現像用帯電
部材、 に関する。

本発明の帯電付与部材に用いる化合物の代表的な具体例
としては１次のようなものがある。

〔化合物例〕

以上例示したごとく本発明でいう置換基は、メチル基、
エチル基、ブチル基等のアルキル基、および塩素臭素等
のハロゲン、水酸基であり、金属は、Ａｎ、　Ｔｉ、　
Ｃｒ、　Ｖ、　Ｆｅ、　Ｋｎ、旧から選ばれたちのであ
る。

これらの化合物は公知の方法で合成される０例えば化合
物例（１）は次のようにして合成される。

真空系に接続した反応管中で、金属リチウム約０、１ｇ
（０，０１４ｍｏ　１）と　２．２′−ビピリジン０．
８ｇ（ｏ、ｏｏｓ腸ｏ１）にテトラヒドロフラン（あら
かじめ精製、脱気したもの）約１０１を加え１反応管を
封じ切る。

振りまぜ機にかけて振りまぜると、　３〜４時間で溶液
は赤紫色を経て暗緑色となり、ジリチウムビピリジンＬ
　ｉ２（ｂｐｙ）が生成したことがわかる。一方、窒素
雰囲気中で塩化アルミニウム無水和物０．４５ｇ（０，
００３４ｍａｌ）と　２．２′−ビビリジｙ　１．３ｇ
（０゜００８３＋ｗｏｌ）をテトラヒドロフラン１５−
に混合すると、ただちに白い懸濁液が生ずる（これは塩
化ア　　　　゛ルミニウムとビピリジンのｔｉｔ付加物
が生成したためと考えられる）、ここで前につくってお
いたジリチウムビピリジンの溶液（未反応の金属リチウ
ムは濾別しておく）を加えマグネチツクスターラーで４
〜５時間かきまぜる０反応生成物を吸引濾過によって集
め、数時間真空乾燥する。こうして得た粗製品をベンゼ
ンで抽出し、再結晶させる。

また化合物例（３）は次のようにして得られる。

ビピリジンＩｇ（０，００８■ｏｌ）をテトラヒドロフ
ラン（ＴＨＦ）３０ｍｇに溶かし、金属リチウムの小片
を加えて振ると、ジリチウムビピリジンの暗緑色溶液が
得られる。一方、塩化チタン（ｆｆ）０．８ｇ（０，０
０３■ｏｌ）とビビリシフ１ｇ（０，００８■ｏｌ）を
ＴＨＦ５０ａｊに溶かしておき、そこヘジリチウムピピ
リジンの溶液を濾過板をとおして少しずつ加える。濃青
色の溶液が生成し、そこからＴｉ（０）化合物が銅色の
微細針状晶となって析出する。しばらく放置した後濾過
する。最初に少量の無水エタノール、次いでＴＨＦで洗
浄し、真空乾燥する。この粗成品をＴＨＦで還流抽出す
る。抽出容器中に析出した１腸程度の長さの微細針状晶
を濾過によって集め、洗浄し、真空乾燥する。収量１ｇ
（８１＄）　−また化合物例（７）は次のようにして得
られる。

［Ｃｒ（ｂｐｙ）３１（Ｃ１０ａ）ｚの１．４ｇ（０，
００２＋ｗｏｌ）を０．１ｚ過塩素酸水溶液ＩＱＯｄに
懸濁させ、１時間酸素を吹き込むと、黄色の懸濁液に変
わる。＋！！刑し、エタノールと水で洗う、温水より再
結晶し、室温で真空乾燥すると、黄色結晶として得られ
る（濃硫酸上で乾燥すると０．５水和物が得られる）。

なお、出発物質として［Ｃｒ（ｂｐｙ）３］２＋塩の用
意がない場合は、脱酸素した水溶液中でＣｒ（■）とビ
ピリジンをｌ二３のモル比で混合してから空気酸化すれ
ば、直接目的物を得ることができる。

前記化合物は帯電付与材料としてそのまま溶剤あるいは
分散媒に分散して用いても良く、また、樹脂に分散して
用いても良い。

これに、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たい積
をふせぐため、離型剤など、例えば脂肪酸金属塩、弗化
ビニリデンなどを混合して用いても良い。

また、分散用の樹脂は、一般的なものを用いることがで
きる０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、
イソプレンおよびブタジェンなどのゴム系樹脂、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、テフロンおよびこれらの誘導体、共重合体、混合体
が使用可能である。

前記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ＩＫｇ当り１００８〜１ｇ、好まし
くは２０　ｇ〜　５ｇが良く、スリーブなどへ付着させ
る場合の付着量は、有効表面積１ｃｍ２　当り０．０１
層ｇ〜１０１ｇ、好ましくは０．１層ｇ〜２１ｇが良い
、上記範囲に満たないと帯電付与力および寿命が充分で
なく、また上記範囲を超えて使用しても帯電付与力、寿
命などの効用は飽和して無駄である。

前記化合物を付加できるキャリアは、特に限定されない
が１例えば鉄、ニッケル、アルミニウム、銅などの金属
およびこれらの合金の粉体または粒子、金属酸化物を含
む金属化合物の粉体または粒子、ガラス、ＳｉＣ，Ｂａ
ＴｉＯ３、５ｒＴｉ０３などのセラミックス粉体または
粒子、上記粉体または粒子の表面を樹脂などで処理した
もの、樹脂粉末、磁性体を含有する樹脂粉体などをあげ
ることができる。

さらに、前記化合物を付加できるスリーブは、鉄、アル
ミニウム、ステンレス、ニッケル、などの金属又ノ士こ
れらを含有する合金などの金属材料、およびセラミック
ス、プラスチックスなどの非金属材料など、一般にスリ
ーブとして使用可能な材料を用いてあればよい。

また、本発明の部材を使用する際に用いるトナーは、非
磁性、磁性トナーのどちらでも有効であり、二成分現像
法、−成分現像法を問わずトナーを帯電させて現像する
すべての方式に適用できる。

例えば、磁気ブラシ現像法、カスケード現像法、ファー
ブラシ現像法、磁性体含有樹脂粉をキャリアとして用い
るいわゆるマイクロトーニング現像方式、あるいは樹脂
粉をキャリアとして用いる現像方式、いわゆるジャンピ
ング現像方式、あるいは非磁性トナーを現像するジャン
ピング現像方式などに適用可能である。

これらのトナーは、より効率的な帯電付与をするため、
少量の帯電付与物質、例えば染料、顔料、あるいはいわ
ゆる荷電制御剤を本発明の実施に悪影響を与えない限り
含有しても良く、また、コロイダルシリカのような流動
化剤、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、炭化ケ
イ素などの研摩剤、ステアリン酸金属塩、弗化ビニリデ
ン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。

本発明の部材を製造するためには、現像時点以前にトナ
ーと充分接触する機会のある材料あるいは機材、具体的
にはキャリア、スリーブ、ドクターブレード等の表面に
、前記化合物を保持させるとよい、すなわち、キャリア
処理においては。

前記化合物を溶解または分散させた溶液を槽内でドブ漬
け、スプレー又は流動ベッドを用いてキャリアコア表面
に付着させる等１通常の方法が採用される。

またスリーブ等にコートする場合には、同様の溶液を用
いて、ディッピング法、スプレー法、刷毛塗りなどの方
法がとられる。

さらに、成形可能な樹脂中に上記化合物を公知の方法で
含有させた後、キャリア、スリーブ、ドクターブレード
等に成型加工することにより、本発明の部材を製造する
ことができる。

実施例１ メチルエチルケトン１１中に化合物例（１）を　　　　
１１００ｇ溶解分散し、これに鉄粉キャリア（粒径；２
５０−４００ｇ＋ｅｓｈ）　ＩＫｇを分散し、ボールミ
ル中で約３０分攪拌混合した。この鉄粉キャリア混合液
を乾燥し、完全に溶剤を除去したのち、軽く凝集をほぐ
して本発明の静電荷現像用部材を得た。

別にトナーは通常の材料および方法により下記処方で調
製した。帯電付与物質は含有させなかった（以下部は重
量部を示す）。

ポリスチレン（商品名Ｄ−１２５：エッソ化学製）１０
０部 カーボンブラック（商品名ラーベン３５００　：キャボ
ット社製）　　　　　　　　　　　　８部上記のトナー
材料を混線、粉砕、分級し１粒度を１〜３０−にそろえ
た。このトナーと前記キャリアを重量比で１０：１００
に混合し、現像剤とした。この現像剤のトリボをブロー
オフ法により測定したところ、−９，３１Ｌｃ／ｇであ
った。この現像剤を用い、キャノン製ＭＰ−５０００複
写機で画像出しを行ったところ、５０，０００枚の耐久
テストでも細線再現性が良く、階調性も良好で、カブリ
も全くなかった。

実施例２ キシレンｌｌ中にポリメチルメタアクリレート樹脂１０
０ｇを溶解し、これに化合物例（２）を　５０ｇを混合
した。これを実施例１と同様に鉄粉キャリアＩＫｇに処
理し１本発明の部材である帯電付与効果のあるキャリア
を得た。また別に実施例１と全く同様なトナーを調製し
、トナーとキャリアを実施例１と同様の重量比で混合し
て現像剤とした。

この現像剤のトリポをブローオフ法により測定したとこ
ろ、　　−１３，０ｈ　ｃ／ｇであった。この現像剤を
用い、キャノン製ＭＰ−５０００複写機で画像出しを行
ったところ、５０，０００枚の耐久テストでも初期とま
ったくかわらない良好な画像濃度、細線再現性および階
調性を示し、カブリも認められなかった。

実施例３ キシレン１１中にポリメチルメタアクリレート樹脂１０
０ｇを溶解し、これに化合物例（３）を５０ｇ混合した
溶液を調製した。この溶液にキャノンＭＰ−４００ＲＥ
用の現像スリーブ（ステンレス製）をディッピングし、
スリーブ表面に化合物例（３）の付着量が０．１ｍｇ／
ｃ＋ｗ２〜０．８ｍｇ／ｃｍ２になるごとくコートし本
発明の部材を得た。このスリーブをもとの現像機にセッ
トした。

トナーは次の処方により、一般の混線、粉砕、分級等の
工程を経てＩＪＬ〜３０１Ｌの粒径にそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ル膳３００．
０００　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１００部離型剤（商品名ＰＨ−１３０：ヘキ
スト社製）４部磁性粉（商品名ＢＬ−２００：チタン工
業社製）８０部 このトナーを用い、キャノン製ＭＰ−４０ＯＲＥで画出
し耐久テストを行った。　５０，０００枚耐久で初期か
ら画像の変化が少なく、細線再現性、階調性が良く、か
ぶりもなかった。

また、耐久テスト終了後スリーブ上のトナーの表面電位
を測定したところ一３７Ｖであり、トナーが完全に負に
帯電していることが確認された。

実施例４ キシレンｌｌ中にポリカーボネート樹脂８０ｇを溶解し
、さらに化合物例（４）を２０部混合した溶液を調製し
た。この溶液にキャノン製ＰＣ−２０用青色カートリッ
ジの現像機の現像スリーブ（アルミニウム製）をディッ
ピングし、スリーブ表面に化合物例（０の付着量が０．
１１ｇ／ｃ厘２〜０．５層ｇ／ｃ濡２になるごとくコー
トして本発明の部材を得た。このスリーブをもとの現像
機にセットした。

一方トナーは次の処方により調製し１粒径を１ｆｉＬ〜
３０終にそろえた。

ポリ　（スチレン−ブチルメタクリレート）〜−１５０
，０００１００部 離型剤（商品名ＰＥ−１３０：ヘキスト社製）４部青色
着色剤（フタロシアニン顔料）　　　８部このトナーを
用い、上記スリーブを取付けた現像機を用い、ＰＣ−２
０を改造して反転現像可能なようにし、耐久画像出しを
行った。

トナーを１００ｇチャージし、トナーがなくなるまでテ
ストを行−たが・画像の変化がなく・細線　　　　　ｊ
再現性１階調性が良い鮮明な青色画像を得た。さらにス
リーブ上トナーの表面電位を測定したところ一３４Ｖで
あり、帯電付与効果が確認された。

［発明の効果］ 本発明による帯電付与部材を用いることによって、電子
写真、静電記録および静電印刷などにおける静電荷像の
現像によって得られる画像は長期にわたって濃度変化が
極めて少なく、細線再現性や階調性も良く、かぶりも少
ない、又カラー現像にも有効に使用でき、きわめて鮮明
な画像が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２，２′−ビピリジンまたは置換基を１つ以上有す
   る２，２′−ビピリジンの金属錯体を少なくとも表面に
   有することを特徴とする静電荷像現像用帯電付与部材。 ２、特許請求の範囲第１項記載の化合物が、キャリア、
   スリーブ、またはドクターブレードに被覆されてなる特
   許請求の範囲第１項記載の静電荷像現像用帯電部材。