JPS61120164A - 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。

［従来の技盲］ 従来電子写真法としては、米国特許第２．２’９７，８
９１号、特公昭４２−２３１１１０号公報及び特公昭４
３−２４７４８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、次いで該潜像な当該技術でトナー
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応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トティ法等がある。

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、ポリスチレンなどの粘着樹脂中に着色剤を分散
させたものを１〜３０４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ｉ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。

［発明が解決しようとする問題点］ 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。その結果、
帯電性が悪くなり、耐久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、カブ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、分散性を向上させるこ
とによって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。

［問題点を解決するための手段］ 上述の事情に鑑み、本発明者らは帯電付与を、トナーの
添τ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。

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
乙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い、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１強力な帯電付与簡力を有し、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。

即ち、本発明は、下記一般式にて示される第４アンモニ
ウム化合物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にあ（但し、　Ｒ，は炭素
数が１１以上のアルキル、アラルキルまたは、アリール
基あるいは、これらを基本骨格とする誘導体を示し、Ｒ
２−Ｒ４は炭素数が８以下のアルキル、アラルキルま、
たはアリニル基あるいはこれらを基本骨格とする誘導体
を示し、　Ａ−は陰イオンを示す、） 通常Ｒ，は炭素数１１〜２４の上記基もしくはそれらの
誘導体であり、又Ｒ２〜Ｒ４は炭素数１〜８の上記基も
しくはそれらの誘導体である。又Ａは選ばれる。上記誘
導体としては、Ｒ１の場合は例えば、一般的な有機置換
基であるが、有機金属化合物を置換基として含んでもか
まわない、Ｒ２−Ｒ４の場合は例えば、ハロゲン、アミ
７基、ニトロ基、アシル基、アルコキシ基等を置換基と
して含むものが挙げられる。

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。

第４級アン毛ニウム塩は、公知の種々の方法で合成され
るが、化合物例１〜７は、例えば東京化成工業（株）か
ら市販されているものが使用可能である。

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１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１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ＩＫ−当り　Ｉｇ　−１００ｇ、好
ましくは５ｇ〜２０　ｇ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１ｃｍ”当り０．Ｏ１
腸ｇ〜１０■ｇ、好ましくはｏ、ｉ鳳ｇ〜２層ｇが良い
、Ｌ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。

前記化合物を適用できるキャリアは、特に限定されない
が、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、Ｓｉｎ、　Ｂ
ａＴｉＯ３，５ｒＴｉＯｓなどノ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、前記化合物を適用できるスリーブは、鉄、アル
ミニウム、ステンレス、ニッケル、などの金属又はこれ
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たものであればよい。

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１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、　５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
いてキャリア表面に付着させる等、通常の方法が採用さ
れる。

またスリーブ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）　ｌｏｎ
ｇを溶解分散し、これに鉄粉キャリア（粒径：２５Ｇ　
〜４００ｍｅｇｈ）　１Ｋｇ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ニジニル化学型）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）　　　“　　　　　　　　Ｂ部上記のトナー
の材料を混線、粉砕１分級し、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：ｌ
ＧＧに混合し、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、−４１２１Ｌｃ／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、ｓｏ、ｏｏｏ枚の耐久テストでも細線再現性が良
く１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）　　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、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。

この現像剤のトリボをブローオフ法により測定したとこ
ろ、　　−８，９ｃ／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（３）を５０ｇ混合した
溶液を調製した。

この溶液にキャノンＭＰ−４０ＱＲＥ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／ｃｍ’　〜０．８
ｍｇ／Ｃ鳳２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ｔ４〜３０ルの粒径にそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）〜−３００．
Ｇｏｏ　　　　　　　　　　　　　　　　ｔｏｏ部離部
側型剤品名ＰＥ−１３０：ヘキスト社製）４部磁性粉（
商品名ＢＬ−２００：チタン工業社製）６０部 このトナーを用い、キャノン製ＭＰ−４００ＲＥ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
を測定したところ一３１Ｖ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２０ｇ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．
１ｍｇ／ｃｍ２〜０．５＋＊ｇ／ｃｍ２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、粒径をｌ終〜３０
ＩＬにそろえた。

ポリ　（スチレン−ブチルメタクリレート）Ｆ％ＩＩ冨
１５０．Ｇｏｏ　　　　　　　　　　　　　　　　１０
０部離型剤（商品名ＰＨ−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
−２０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１９０　ｇチャージし、トナーがなくなるまで
テストを行ったが、画像の変化がなく、細線再現性、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一２９Ｖであり、帯電
付与効果が確認された。

実施例５〜７ 前記化合物例を代えた以外は実施例１と全く同様に実験
を繰返した。

［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 (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式にて表わされる第４アンモニウ化合物
   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。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｒ＿１は炭素数が１１以上のアルキル、アラル
   キルまたは、アリール基あるいは、これらを基本骨格と
   する誘導体を示し、Ｒ＿２〜Ｒ＿４は炭素が８以下のア
   ルキル、アラルキルまたはアリール基あるいはこれらを
   基本骨格とする誘導体を示し、Ａ＾−は陰イオンを示す
   。）
2. （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、ドクターブレードに被覆されている特許請求
   の範囲第１項記載の静電荷像現像用帯電付与部材。