JPS61128258A - 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】 ｊ　；Ｉｇ　　’＠　　Ｌ　　／ｒＳｉｌｌ　　Ｉｆｌ
　ＩＡ　ｔ＜　１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２，２９７，６９
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１．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、鉄粉キャリャーを用いるマグ
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１ｖ、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ＨＩ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１〜３０川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、トナー同士の摩擦、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、画出し枚数が増加するに
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の低下
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、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
現像用帯電行手部材である。

（但し、Ｒ，、Ｒ２、Ｒ３は、同一または異なる基であ
って、水素、環状アルキル基、アルケニル基、アリール
基、アラルキル基、アルキル基等の炭化水素を基本骨格
とする置換基若しくは窒素、イオウ若しくは酸素を含む
複素環若しくはアミ７基又はこれ等を組合せた置換基の
いずれかを表わし、Ｘ−は、ＣＩ−、Ｂｒ−、■−１５
Ｏ４２−１ＳＯ３２−。

ＮＯ３−又はＣ２０ａ　２−のいずれかを表わす。）上
記帯電付与部材としては、具体的には例えば上記化合物
をキャリヤー、スリーブあるいはドクターブレード等の
表面に、コートあるいは塗布等の手段により分散させ、
該表面に担持したもの等が挙げられる。

このような帯電付与部材に用いられる化合物の代表的な
具体例としては、以下に列挙するようなものが挙げられ
る。

（化合物例〕 化合物例（４） 化合物例（８）。

化合物例（９） 化合物例（］ｌ） 化合物例（１乃 化合物例Ｏ壽 化合物側御 化合物例ａη 化合物例Ｑ＠ 上記例の他、上記］−イオンをそれぞれＢｒ−２■−１
Ｓ０４２−１Ｓ０３２″、ＮＯ３−又はＣ２Ｏ４２−に
置換した化合物等も具体的なものとして挙げられる。

これら化合物は公知の方法で合成することが可能であり
１例えば上記化合物例（１）であれば、以下のような反
応で作成される。尚、他の化合物例についても下記方法
と同様の方法で作成することができる。

エチルフェニルヒドラジン　　チアゾリルジアゾニウム
クロライド化合物例（１） 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、例えば脂肪附金屈塩、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ＩＫｇ当り２ｇ〜２００ｇ、好まし
くは１０ｇ−１００ｇ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１ｃ１１２当り３．０１
ｍｇ〜ｔｏｍｇ、好ましくはＱ、１ｍｇ〜２　ｒａｇ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、特に限定すべきも
のでなく、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ａｍ化物を含む金属化合物の粉体または粒子、 ガラス、　Ｓｉｎ、　ＢａＴｉＯ３、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、（ａ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？１２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、醇化セリウム、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
リデンなと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、ドクターグレード等の表面に
、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１ メチルエチルケトンｌｔ中に化合物例（４）（東京化成
株式会社製〕を１００ｇ溶解分散し、これに鉄粉キャリ
ア（粒径；　２５０〜４００ｉｅｓｈ）　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３
１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　：キャポ
ット社製）　　　　　　　　　　　　θ部上記のトナー
の材料を混練、粉砕、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ＩＯ：１００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、　−１１終ｃ／ｇであった。

この現像剤を用い、キャノン製Ｎρ−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ｆＢ線再現性が良く、階調性も良好で、カブリも全
くなかった。

これとは別に上記化合物例（４）のＣ１−イオンを、そ
れぞれＢｒ−１Ｉ−１５Ｏ４２−５ＳＯ３２−１ＮＯ３
−及びＣ２０，２−の各イオンに置換した化合物につい
ても上記同様の方法で本発明の部材を作成し、５万枚耐
久テストによる画像評価を行なった所、いずれの場合に
も細線再現性および階調性が良好で、カブリも全くない
良好な画像が得られた。

実施例２ キシレン　１１中にポリメチルメタアクリレート樹脂１
００ｇを溶解し、これに化合物例（１４）　（東京化成
株式会社製）を５０ｇ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。

この現像剤のトリポをブローオフ法により測定したとこ
ろ、−８，５ｇ　ｃ／ｇであった。

この現像剤を用い、キャノン製ＭＰ−５０００＃ｉ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
。

これとは別に上記化合物例（１４）のＣＩ−イオンを、
それぞれＢｒ−１■−１ＳＯ４２−１ＳＯ３２−１ＮＯ
３−及びＣ２Ｏ４２−の各イオンに置換した化合物につ
いても上記同様の方法で本発明の部材を作成し、５万枚
耐久テストによる画像評価を行なった所、いずれの場合
にも細線再現性および階調性が良好で、カブリも全くな
い良好な画像が得られた。

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１
００ｇを溶解し、これに化合物例（９）（東京化成株式
会社製）を５０ｇ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（９）の付着量が０．１Ｂ／ｃｍ２〜０．８ｆｆ
１ｇ／ｃ＋ｏ　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、一般の混練、粉砕、分級等の
工程を経て　Ｉｇ、〜３０ＪＬの粒径にそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）〜−１３００
，０００１００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−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
を測定したところ一２８Ｖ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。

これとは別に上記化合物例（９）のＣＩ−イオンを、そ
れぞれＢｒ−１Ｔ−、５Ｏ４２−１ＳＯ３２−１Ｎ０３
−及びＣ２０ａ　２−の各イオンに置換した化合物につ
いてもＬ配回様の方法で本発明の部材を作成し、５万枚
耐久テストによる画像評価を行なった所、いずれの場合
にも細線再現性および階調性が良好で、カブリも全くな
い良好な画像が得られた。

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（１１）　（東京化成株式会社製）を
　２５ｇ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Ｉｆｆ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（１１）の付Ｆｔｍが
０．１ｍｇ／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１粒径を１ル〜３０
ｊＬにそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ルー　１５０
．０００　　　　　　　　　　　　　　、１００部離型
剤（商品名ＰＥ−１３０＋ヘキスト社製）４部青色若色
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１２０ｇ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一２３ｖであり、帯電付
与効果が確認された。

これとは別に上記化合物例（１１）のＣＩ−イオンを、
それぞれＢｒ−１■−１５Ｏ４２−１ＳＯ３２−１ＮＯ
３−及びＣ２０ａ　２−の各イオンに置換した化合物に
ついても上記同様の方法で本発明の部材を作成し、５万
枚耐久テストによる画像評価を行なった所、いずれの場
合にも細線再現性および階調性が良好で、カブリも全く
ない良好な画像が得られた。

実施例５ 第１表に示すＮｏ、（５１）〜（５７）の化合物をそれ
ぞれ用いる以外は、実施例１と同様の手順に従って本発
明の部材を得た。これら部材について実施例１と同様の
方法で現像剤を作成し、５万枚耐久テストによる画像評
価を行なった所、第２表の結果を得た。

これとは別に第１表の化合物のＣ１−イオンを、それぞ
れＢｒ−１■−１９０，２−１，５ｏ３２−１　ＮＯ３
−及びＣ２Ｏ４２−の各イオンに置換した化合物につい
ても上記同様の方法で本発明の部材を作成し、５万枚耐
久テストによる画像評価を行なった所、いずれの場合に
も細線再現性および階調性が良好で、カブリも全くない
良好な画像が得られた。

第２表 ［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　１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)

【特許請求の範囲】
1. （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、Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３は、同一または異なる
   基であって、水素、環状アルキル基、アルケニル基、ア
   リール基、アラルキル基、アルキル基等の炭化水素を基
   本骨格とする置換基若しくは窒素、イオウ若しくは酸素
   を含む複素環若しくはアミノ基又はこれ等を組合せた置
   換基のいずれかを表わし、Ｘ＾−は、Ｃｌ＾−、Ｂｒ＾
   −、Ｉ＾−、ＳＯ＿４＾２＾−、ＳＯ＿３＾２＾−、Ｎ
   Ｏ＿３＾−又はＣ＿２Ｏ＿４＾２＾−のいずれかを表わ
   す。）