JPS61120166A - 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．Ｒ１
号、特公昭４２−２３９１０号公報及び特公昭４３−２
４７４８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。前者はざら
に二成分系現像剤を用いる方法と、−成分系現像剤を用
いる方法に二倍される。

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ルカスケート法、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１〜３０ｇ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。

［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
潜像保持体との麿擦などにより、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１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＃御剤のｌｌｌ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〕 上述の本漬に鑑み、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。

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、強力な帯電付与能力を有し１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
言いため、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ＣＩ）にて表わされる複素環化
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関する。

（但しｎは４または５の整数を示し、Ｒ１＊　Ｒ２は水
素、アルキル、アリールまたはアラルキル基あるいは、
これらを基本骨格とする誘導体を示し、Ａ−は（Ｊ−、
Ｂｒ−、Ｉ−、ＮＯ３−、ｈ０４２−　　。

＋ＳＯ３２−などの陰イオンを示す、）また上記一般式
（Ｉ）において、複素環中に、アルキル、アリール、ま
たはアラルキル基、あるいはこれらを基本骨格とする誘
導体を置換基として１つ以上含む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
材に関する。

Ｒ１ｅ　Ｒ２は通常水素、　ＣＩ４　Ｃ２゜のアルキル
基、４〜Ｃ１２の７リール基、ＣフルＣ２０アラルキル
基であって、互いに同一もしくは異なっていてもよい、
アリール基、アラルキル基は単環でも縮合環であっても
よい、又それらの誘導体としてはＩ＼ロゲン置換体、ア
ミノ基、ニトロ基、アシル基、シアノ基、アリール基、
アルコキシ基置換体などが・選ばれる。

複素環中の置換基は通常、０１〜Ｃ２０のアルキル、　
Ｑｘ　Ｃ１２の７リール、０７〜Ｃ２０の７ラルキル基
を１〜５含むものであって同−基でも、異っていてもよ
い、又それらの誘導体としてはノーロゲン置換体、アミ
ン基、ニトロ基、アシル基、シアノ基、アリール基、ア
ルコキシ基置換体などが選ばれる。

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

〔化合物例〕

これらの化合物は、公知の方法で合成される。

例えば、ピペリジン（■）あるいはヒロリシン（ＩＩＩ
）　　（いずれも東京化成工業■から市販さている）に
、ハロゲン化アルキルあるいは硫酸ジアルキルを作用さ
せることで合成される。

（反応例〕 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。

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゛いてあればよい
。

また１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。

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’Ａ’Ｊ　ｌ　ｇ〜　１００
ｇ、好ましくは５ｇ〜２０ｇ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ＩＣ１２当りＱ、
０１ｍｇ〜１０■ｇ、好ましくは０−１ｍｇ〜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。

前記化合物を適用できるキャリアは、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、Ｓｉｎ、　Ｂ
ａＴｉＯ３，５ｒＴｉ０３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。

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７りン酸金属塩、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。′ ｔ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］ 実施例１ メチルエチルケトンｌｌ中に化合物例（１）を１００ｇ
溶解分散し、これに鉄粉キャリア（粒径；２５０〜４０
０ｍｅｓｈ）　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：工−２ソ化学製）１
００部 カーボンブラック（商品名シーベン３５００　：キャポ
ット社製）　　　　　　　　　　　　６部上記のトナー
材料を混線、粉砕、分級し、粒度を　１〜３０μにそろ
えた。このトナーと前記キャリアを重量比でｔｏ　：　
ｔｏｏ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、−１０，３ｐ、　
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、　５０，０
００枚の耐久テストでも細線再現性ｂ（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）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、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、−９，４７Ｌ　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５０部混合した
溶液を調製した。この溶液にキャノンＮＰ−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Ｏ，１ｍｇ／
ａｍ２〜０．８ｍｇ／ａｍ２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ｌＩＬ〜３０ＩＬの粒径にそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）Ｆｈ＋＋　−
３００，０００ｔｏｏ部 離型剤（商品名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）８０部 このトナーを用い、キャノン製ＮＰ−４００ＲＥで画出
し耐久テストを行った。　５０．０００枚耐久で初期か
ら画像の変化が少なく、細線再現性１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
を測定したところ一２７Ｖ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（０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０．１
ｍｇ／ａｍ２〜０．５ｍｇ／ａｍ２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ρ処方により調製し、粒径を１ル〜３０
ＩＬにそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ｘ−ｔｓｏ、
ｏｏｏ　　　　　　　　　　　　　　　ｔｏｏ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）　　　６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　ｉｓｏｇチャージし、トナーがなくなるまで
テストを行ったが１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一３１Ｖであり、帯電
付与効果が確認された。

実施例５〜８ 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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）下記一般式にて表わされる複素環化合物を少なく
   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ｎは４または５の整数を示し、Ｒ＿１、Ｒ＿２は
   水素、アルキル、アリールまたはアラルキル基あるいは
   、これらを基本骨格とする誘導体を示し、Ａ−はＣｌ−
   、Ｂｒ＾−、Ｉ＾−、ＮＯ＿３＾−、１／２ＳＯ＿４＾
   ２＾−、１／２ＳＯ＿３＾２＾−などの陰イオンを示す
   。）（２）上記一般式において、複素環中に、アルキル
   、アリール、もしくはアラルキル基、またはこれらを基
   本骨格とする誘導体を置換基として１つ以上含む化合物
   を少なくとも表面に含有することを特徴とする静電荷像
   現像用帯電付与部材。 （３）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。 （４）特許請求の範囲第２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２項記載の静電荷像現像用帯電付与部材。