JPS61122660A - 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１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１〜３０牌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６　　　　
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
刊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。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、ｍ録再現
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。

〔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、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
酎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〕

すなわち本発明は、キナルジン酸または置換基を有する
キナルジン酸誘導体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である
。上記置換基とは、塩素原子、水酸基、および側鎖を有
することのある炭素数１〜４のアルキル基である。また
金属錯体を構成する金属はＦｅ、　Ｃｒ、　Ｃｄ、　Ｚ
ｎ、　Ｃｏ、　Ｃｕの中から選べ　　　　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例
としては、次のようなものがある。

これらの化合物は公知の方法で合成される。一般に各金
属塩水溶液にキナルジン酸とアルカリを加えて熱すると
沈殿を生じ、これを精製、乾燥。

粉砕することにより得られる。

上記金属塩水溶液は、硝酸、硫酸、塩酸、酢酸等の有機
、無機酸の金属塩で、水に対する溶解性の比較的大きな
ものの水溶液が通常好ましく使用しうる。

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、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　１００ｇ〜１ｇ、好ま
しくは２０ｇ〜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１　ｃｍ２当り０．０１ｍ
ｇ〜１０■ｇ、好ましくは０．１膳ｇ〜２履ｇ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５　　　　　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、ＳｉＧ、−Ｂ
ａＴｉ０３．５ｒＴｉ０３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容を与えない限り
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、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〕

実施例１ メチルエチルケトン１１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
０腸ｅｓｈ）　１にｇ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　：ギヤポ
ット社製）　　　　　６部 上記のトチ−の材料を混線、粉砕、分級し、粒度を１〜
３０μｓ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、　−１３，Ｉ　ＪＬ　ｃ／ｇであった。この現像剤
を用い、キャノン製ＮＰ−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画像濃
度の変化がなく細線再現性が良く、階調性も良好で、カ
プリも全くなかった。

実施例２ キシレン１１中にポリメチルメタアクリレートゞ　　　
　樹脂１００ｇを溶解し、これに化合物例（２）を５０
ｇを混合した。これを実施例１と同様に鉄粉キャリアＩ
Ｋｇ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。この現像剤のトリポをブロー
オフ法により測定したところ、−９゜８　ｐ−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０．１部ｇ／ｃｔａ２〜０．８
ｍｇ／ｃ１１２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ＩＩＬ〜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）ｒｂ−３ｏｏ
、ｏｏｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１００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）６０部このトナーを用い、キャノン製ＭＰ−４００
ＲＥ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
を測定したところ一２９Ｖ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（４）の付着量がＯ
，１ｍｇ／ｃｍ２〜０．５ｍｇ／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ＩＪＬ〜３
０勝にそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ル履１５０，
０００　　　　　　　　　　　　ｔｏｏ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）　　　　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１００ｇ充填し、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一３９ｖであり、帯電付与効
果が確認された。

実施例５〜８ 化合物例（５）〜（８）について実施例１〜４と同様の
方法で本発明の静電荷現像用部材を得、それぞれ実施例
１〜４と同様の方法で性能評価を行った。

それぞれの化合物について使用した溶剤、分散剤、部材
の構成、性能試験方法および性能の評価等に関しては、
実施例１〜４の場合も含め表１に記した。性能評価の欄
に示すように、各化合物を用いて得た静電荷現像用部材
は何れも良い性能を発揮した。

なお表中法のように略記した。

ＭＥＫ・・・・・・・・・メチルエチルケトンＰＭＭＡ
・・・・・・・・・ポリメチルメタアクリレート樹脂Ｐ
Ｓ　　・・・・・・・・・ポリスチレン（商品名Ｄ−１
２５：エツソ化学製） ＰＳＢ　３０万・・・ポリ（スチレン−ブチルメタクリ
Ｌ／　−）　）　Ｍｗ３００，０００ ＰＳＢ　１５万・・・ポリ（スチレン−ブチルメタクリ
レート）　Ｍｗ１５０，０００ ＰＣ・・・・・・・・・ポリカーボネート樹脂ＣＢ　　
・・・・・・・・・カーボンブラック（商品名ラーベン
、　　　　　　　　　　　　　　　　３５００　：ギヤ
ボット社製）離型剤および磁性粉はそれぞれ実施例３に
記した商品名のものを使用した。

画像濃度；細線再現性。階調性は良好をＯと表示した。

表−１噛き） 性能評価〔■〕 画像出し試験 〔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亘って濃度変化が極
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）キナルジン酸または置換基を有するキナルジン酸誘
   導体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。