JPS61147263A - 静電荷像現像用電荷付与材 - 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】 扼亙圀Ｉ 本発明は、電子写真、静電記録及び静電印刷等において
静電荷像を現像するために用いるトナーに電荷を付与す
るための機能が改善された材料ないし部材、すなわち電
荷付与材（ここでは、定形を有する部材に加えて、粒状
材料を含む趣旨で「材」の語を用いる）に関する。

１且韮遺 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、光導電性絶縁体層上に一様な
静電荷を与え、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分野でト
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、或いは溶
剤蒸気などによって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、更
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。

また、−成分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、また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結着樹脂
中に着色剤を分散させたものを１〜３０−程度に微粉砕
した粒子がトナーとして用いられている。また磁性トナ
ーとしては。

Ｊ−記した染料又は顔料に代えて、あるいはこれに加え
て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、上記のようなトナーは通常、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。

また、トナーには、現像される静電潜像の極性に応じて
予め正または負の電荷が与えられる。

トナーに電荷を付与するためには、トナーの成分である
樹脂の摩擦帯電性のみを利用することも出来るが、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午するために、帯電性
を強化する染料、顔料等をはじめとする荷電制御剤を添
加することが行われている。

しかしながら、これらの添加剤を加えることにより、ト
ナーに帯電性を付与するためには、これらの添加剤があ
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、さらに現像作業を繰り
返し行なうにしたがって劣化が進み、画像濃度が低下し
、細線再現性の低下、カブリの増加などが、実用上問題
となる。

」；記した問題点は、トナーのバインダーと、帯電性を
付与する染顔料あるいは荷電制御剤等の添加剤の親和性
、分散性を向上することによって改善できるが、これら
の添加剤に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〈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
れらのことから、実用的に充分満足する程度にトナーに
帯電性を付与することの可能な添加剤は、非常に限られ
、実用化されているものは数少ない、特に、白黒画像だ
けでなく、カラー画像を得るためには、トナーに添加す
る荷電制御剤は無色であることが好ましく、この場合、
実用上満足なものはほとんどない状態である。

このような事情に鑑み、トナーへの電荷付与特性の向上
を、トナーの添加剤のみにより達成するのではなく、現
像プロセス中においてトナーと接触するキャリア、スリ
ーブ、ドクターブレード等の搬送、規制あるいは摩擦部
材（本明細書では、これらを総称して「電荷付与材」と
称する）のトナーへの電荷付与特性の向上により行なう
ことも提案されている。すなわち、本明細書で「電荷付
与材」とは、現像工程あるいはこれに先立ってトナーに
接触して、トナーに現像のために必要な電荷を付与しあ
るいは電荷を補助的に付与し得る材料ないし部材である
。

この電荷付与材により積極的にトナーへの電荷付与を行
なう方法では、トナーに帯電特性の向上のための添加剤
を含有させる必要性が殆どなくなるため、上記したよう
な問題点に対する本質的な改善が計れる。例えば、キャ
リア粒子、感光体などの汚染原因が木質的に低減され、
したがって現像操作の繰り返しにより帯電性が低下した
り、潜像を乱すことがない。更にカラートナーの色調を
害することなく容易に帯電させることができる。

ここにおいて、キャリアー、スリーブ、ドクターブレー
ドなどの電荷付与材は、単に強い電荷付与部材を有する
のみではなく、トナーとの摩擦に酎え、耐久性のあるも
のでなければならない。

例えば、キャリアーは長期間交換せずに使用することが
望まれ、またスリーブは現像機本体と同程度の耐久性を
有することが要求される。

先１夏上順 本発明の目的は、」−述の如き間顕点を解決した電荷付
与材を提供することにある。

さらに本発明の目的は、トナーに適正な負電荷を付与す
る電荷付与材を提供することにある。

さらに本発明の目的は、長期間の使用で性能の劣化のな
い電荷付与材を提供することにある。

さらに本発明の目的は、細線再現性及び階調性の優れた
画像を得る電荷付与材を提供することにある。

さらに本発明の目的は、カラートナーの帯電に適した電
荷付与部材を提供することにある。

発」Ｌの」Ｌ贋 木発明者等は、上述の目的の達成のために研究した結果
、下記一般式で表わされる特定の構造を有する有機アン
チモン化合物は、これを電荷付与材の表面に塗布あるい
は練り込み分散等により存在させることにより、優れた
荷電制御性を有し、加熱あるいは吸湿に対する安定性を
有するだけでなく、トナーとの摩擦に対して耐久性の良
好な電荷付与材を与えることを見出した。

本発明の静電荷現像用電荷伺与材は、このような知見に
基づくものであり、特に下記一般式で表わされる有機ア
ンチモン化合物を少なくとも表面に有することを特徴と
するものである。

−３ｂ−Ｒ （但し、式中のＲは、アリール基または置換アリール基
を示す。） 以下、本発明を更に詳細に説明する。以下の記載におい
て、量比を表わす「部」および「％」は、特に断らない
限り重量基準とする。

−の−　・１ 本発明において、荷電制御剤として用いる有機アンチモ
ン化合物は、」−記一般式においてＲがアリール基また
は置換アリール基からなるものであり、置換基には低級
アルキル基、ハロゲン基、アミノ基、アルコキシ基等が
含まれる。

より具体的には、上記一般式で表わされる有機アンチモ
ン化合物の代表例としては、次のようなものがある。

■ Ｈ３ これらの有機アンチモン化合物は公知の方法により合成
される。例えば上記例（１）の化合物は、以下のように
し合成される。

トリクロルアンチモン（ＳｂＣ１ａ）と、ｐ−ｔｅｒｔ
−ブチルベンゼンマグネシウムプロマイ溶液中で反応さ
せる（グリニヤール反応）。

ＣＨ。

＋３ＭｇＢｒＣ１ 」−記したような有機アンチモン化合物は、適用すべき
電荷付与材の形態にもよるが、一般に平均粒径が１０〜
０．０１用、特に２〜０．１ｐＬの粒子として電荷付与
材の形成に供することが好ましい。

これら有機アンチモン化合物は、必要に応じてバインダ
ー樹脂とともに、溶剤あるいは分散媒中に溶解ないし分
散させて得た塗液を電荷付与材の母材にディッピング、
スプレー法、へヶ塗り等により塗布するか、あるいは母
材がキャリアー粒子状である場合はこれを上記塗液と浸
漬混合したのち、乾燥する方法あるいはこれと有機アン
チモン化合物の直接混合物の流動化ベッドによる被覆等
の方法により、母材上に有機アンチモン化合物の塗布層
を形成すれば本発明の電荷付与材が得られる。また、有
機アンチモン化合物をバインダー樹脂と直接、溶融混練
し、母材上に押出しラミネートして有機アンチモン化合
物含有被覆層を有する電荷付与材を得てもよい。更に成
形可能樹脂中に有機アンチモン化合物を含有させ、これ
をキャリアー粒子、スリーブあるいはドクターブレード
の形状に成形して電荷付与材としてもよい。

バインダー樹脂あるいは成形樹脂としては、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、イソプレンや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、テフロンなどこれらの誘導体及びそ
の共重合体、またはそれらの混合体が使用可能である。

これら樹脂は、塗布あるいは成形後、必要に応じて架橋
構造をとらせて、電荷付与材表層の耐久性の向上をはか
ることもできる。

バインダー樹脂あるいは成形樹脂を使用する場合、その
１００部に対して有機アンチモン化合物が０．５〜２０
０部、特ニｉ　ｏ　−ｔ　ｏ　ｏ部トナルような割合で
用いることが好ましい。

電荷付与材の表面に塗布する場合、有機アンチモン化合
物のコートあるいは塗布量は適宜コントロールする必要
があるが、前記材料が０．０１ｍ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２
〜１０　ｍ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２の範囲が良いが、好ま
しくは０．１ｍｇ／　Ｃｍ２〜２ｍｇ／Ｃｍ２が良い。

また上記一連の場合を通じて、有機アンチモン化合物と
ともに、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堆積を
ふせぐため、離型剤など、例えば脂肪酸金属塩、弗化ビ
ニリデンなどを用いても良い。

キャリア形態の電荷付与材の母材としては、公知のキャ
リアーがすべて使用可能であり、鉄、ニッケル、アルミ
ニウム、銅などの金属あるいは、合金もしくは、金属酸
化物を含む金属化合物の粉体あるいは粒子、更にはガラ
ス、５ｉＣ１ＢａＴｉＯ２，ＳｒＴｉＯ２などのセラミ
ックス粉体あるいは粒子が用いられる。またこれらの表
面を樹脂などで処理したもの、あるいは、樹脂粉末、も
しくは磁性体を含有する樹脂粉体などをあげることがで
きる。平均粒径は２０〜２５０ル程度が好適である。

さらに、スリーブあるいはドクターブレード形態の電荷
伺与材の母材としては、鉄、アルミニウム、ステンレス
、ニッケルなどの金属もしくは合金など、セラミックス
、プラスチックスなどの非金属化合物など、一般にスリ
ーブあるいはドクターブレードとして使用可能なものを
用いることができる。

一方、１−記のような本発明の電荷付与材と組み合わせ
て使用すべきトナーは、従来の静電荷像現像用トナーと
して用いられていたものの実質的にすべてが有効に用い
られる。すなわち、トナーは非磁性、磁性トナーのいず
れも用いられる。より詳しくは、トナーは、結着樹脂中
に着色剤を含有させた着色微粒体であり、必要に応じて
、磁性粉を含有してもよい。更にこれらのトナーは、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。

上記した本発明の電荷付与材およびトナーを用いる現像
方法としては、二成分現像剤あるいは二成分現像剤を用
いる現像方法の実質的に全てが用いられる。

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、非磁性トナーを使用して現像
するジャンピング現像方式である。

先団立羞】 」二連したように、静電荷像現像用トナーに荷電を付与
するための本発明によれば、表面に電荷制御剤として特
定の構造を有する有機アンチモン化合物を存在させた電
荷付与材が提供Ｘれる。特にこのような有機アンチモン
化合物は、優れた荷電制御性を有し、加熱あるいは吸湿
に対する安定性を有するだけでなく、これを電荷付与材
の表面に塗布あるいは練り込み分散等により存在させる
ことにより、トナーとの摩擦使用下での耐久性に優れた
良好な電荷付与材を与える。したがって、この電荷付与
材を用いればトナーのみに電荷付与剤を混入して、その
帯電特性を向上する場合のもろもろの問題点に対する木
質的な改善が得られる。

以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。

支ム１」 ＭＥＫＩＪ中に上記例（１）の有機アンチモン化合物１
００ｇを溶解分散し、これに鉄粉キャリア（粒径：　２
５０−４００　ｍ　ｅ　ｓ　ｈ　）　Ｉ　Ｋ　ｇを分散
しボールミル中で約３０分間攪拌した。

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、軽い凝集をほぐし、本発明によるキャリア状電
荷付与材を得た。

別途、次の処方により、特に荷電制御剤を加えることな
くトナーを作成した。

スチレン　　　　　　　　　　　　１００部（商品名Ｄ
−１２５：エッソ化学製） カーボンブラック　　　　　　　　　　６部（商品名ラ
ーベン３５００　：キャポット社）上記の材料を混練、
粉砕、分級し粒度を１〜３０ｇ、ｍ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。

この現像剤の摩擦帯電量をブローオフ法により測定した
ところ−９、３ｇ　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
画像出しを行なったところ、５００００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
も良好であった。またカブリもなかった。

支」１江ヱ キシレンｌｌ中にポリメチルメタクリレート樹脂１００
ｇを溶解し、これにさらに上記例（２）の有機アンチモ
ン化合物を５０ｇ１合した。これを実施例１と同様の鉄
粉キャリアと混合し、乾燥することにより電荷付与効果
のあるキャリアを得た。

これを用いて実施例１と同様にトナーと組合せたところ
、トナーの摩擦帯電酸は−９，１ｇｃ／ｇとなり、これ
を用いて画像出しを行なったところ、得られた画像は、
５０，０００枚の耐久テストでもまったく、初期とかわ
らない良好な画像濃度、細線再現性、階調性を示しカブ
リもなかった。

丈」１１１ キシレンｌｌ中にポリメチルメタクリレート樹・　　脂
１００ｇを溶解し、更に上記例（３）の有機アンチモン
化合物を５０ｇ混合した溶液を用意した。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」−に０　、１　ｍ
　ｇ　／　ｃ　ｍ　２〜０　、６ｍ　ｇ　／　ｃ　ｍ　
２のコートをした。

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、粉砕方法で作成
した。

ポリ（スチレン−ブチルメタ　　　１００部り　　リ　
　し　−　　ト　）　　　　　　　Ｍｗ＝３００，００
０離型剤　　　　　　　　　　　　　　　４部（商品名
ＰＥ−１３０：ヘキスト社製）磁性粉　　　　　　　　
　　　　　　６０部（商品名ＢＬ−２００：チタン工業
社製）作成したトナーは、粒径をＩＪＬ〜３０ＩＬにそ
ろえた。

このトナーを用いキャノン製ＮＰ−４００ＲＥで画出し
耐久テストを行なった。

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、スリーブ上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。

支ｍ キシレン１７中にポリカーボネート樹脂８０ｇを溶解し
、上記例（４）の有機アンチモン化合物２０ｇをさらに
混合した溶液を用意した。

この溶液に、キャノン製ＰＣ−２０用青用カートリッジ
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」二に０．１ｍｇ／　Ｃｍ　２Ｎ０　
、５　ｍ　ｇ　／　Ｃｍ　２のコートをした。

このスリーブをもとの現像機にセットした。

一方トナーを次の処方により作成した。

ポリ（スチレン−ブチルメタ　　　１００部り　　リ　
　し　−　　ト　）　　　　　　Ｍｗ＝１５０，０００
離型剤　　　　　　　　　　　　　　　４部（商品名Ｐ
Ｅ−１３０：ヘキスト社製）青色着色剤　　　　　　　
　　　　　　６部（フタロシアニン顔料） 作成したトナーは粒径をｌＩＬ〜３０ＩＬにそろえた。

このトナーを用い、上記スリーブをとりつけた現像機を
用い、ＰＣ−２０を改造し、反転現像可能なようにし、
耐久画像出しを行なった。

その結果、トナーがなくなるまで、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
にスリーブ上にトナーの表面電位を測定したところ一３
１Ｖであり負に帯電していた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式で表わされる有機アンチモン化合物を少なく
   とも表面に有することを特徴とする静電荷像現像用電荷
   付与材。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中のＲは、アリール基または置換アリール基
   を示す。）