JPS61159660A - 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ν術〕 従来電子写真法としては、米国特許第２．２９７゜８１
３１号、特公昭４２−２Ｈ１０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樹脂中に色剤を分散させた
ものを１〜３０ＪＬ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、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。

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、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］ 上記目的は、以下の静電荷像現像用帯電付与部材によっ
て達成される。

すなわち１式Ｉ Ｒ。

へ （ここで、Ｒ１−Ｒ６のうち、２個はシアノ基であり、
他はそれぞれ独立に水素または電子供与性置換基である
）で表わされるフタロニトリル化合物を表面に有するこ
とを特徴とする静電荷現像用帯電付与部材である。

前記電子供与置換基は、例えば炭素原子数０１〜（Ｚａ
のアルキル基、アミノ基、アルコキシ基などである。

前記化合物は、具体的には例えば０−フタロニトリル、
ｍ−フタロニトリル、ｐ−フタロニトリル、１．３−ジ
シアノ−５メチルベンゼン、ｌ。

３−ジシアノ−５プロピルベンゼン、１，４−ジシアノ
−２メチルベンゼン、１．４−ジシアノ−２ブチルベン
ゼン等がある。

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５ＩＷ１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
重量は、キャリア１Ｋｇ当り　２００ｇ〜２ｇ、好まし
くはｌｏｎｇ−１０ｇが良く、スリーブなどへ付着させ
る場合は、有効表面積１　ｃｍ２当り０．０１ｍｇ〜１
０■ｇ、好ましくは０．１層ｇ〜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、特に限定すべきも
のはなく、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。

金属酸化物を含む金属化合物の粉体または粒子。

ガラス、　　Ｓｉｎ、　ＢａＴｉＯ２，５ｒＴｉ０２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、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。

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。

キャリアコアに、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
表面に付着させる等１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］ 以下に実施例をあげて本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ メチルエチルケトン１７中に０−フタロニトリルを１０
０ｇ溶解分散し、これに鉄粉キャリア（粒径；　２５０
〜４００ｍｅｓｈ）　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：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）　　　　　　　　　　　６部上記のトナー材
料を混線、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１０：１００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、−４，２終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、ｓｏ　、ｏｏｏ枚の耐久テス
トでも細線再現性が良く、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１ｊ中にポリメチルメタアクリレート樹脂１２
０ｇを溶解し、これにＯ−フタロニトリルを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１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、−４，Ｉ　ＩＬｃ／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。−フタロニトリルを４０部混合
した溶液を調製した。

この溶液にキャノンＮＰ−４００ＲＥ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０−
フタロニトリルの付着量が０．０５１ｇ　／ｃ鵬２〜０
．５ｍｇ／ｃ腸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ｌ＝〜３０−の粒径にそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ヘ−３００，
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
を測定したところ一２５Ｖ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１５０ｇを溶解
し、ざらに０−フタロニトリルを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０−フタロニトリルの付着量が０
．０５＋ｓｇ　／ｃｍ２〜０．８ｍｇ／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粒径は１ル〜３０
終にそろえた。

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、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一２１Ｖであり、帯電付
与効果が確認された。

実施例５〜８ 実施例１〜４において使用した。−フタロニトリルをそ
れぞれ順にｍ−フタロニトリルに置き換える以外は、実
施例１〜４と同様に実施して、満足な結果を得た。

なお、対応して測定した摩擦帯電量ならびに表面電位は
下記の通りであった。

実施例５−８．２μｃ／ｇ 実施例６−９．１鉢ｃ／ｇ 実施例７−３３Ｖ 実施例８−３０Ｖ 実施例９〜１２ 実施例１〜４において使用した。−フタロニトリルをそ
れぞれ順に、ｐ−フタロニトリルに置き換える以外は、
実施例１〜４と同様に実施して、満足な結果を得た。

なお、対応して測定した摩擦帯電量ならびに表面電位は
下記の通りであった。

実施例９−Ｌ２鉢ｃ／ｇ 実施例１０−１０．３１Ｌｃ／ｇ 実施例ｔｉ−４１Ｖ 実施例１２−２８Ｖ 実施例１３〜１６ 実施例１〜４において使用した。−フタロニトリルをそ
れぞれ順に１．３−ジシアノ−５メチルベンゼンに置き
換える以外は、実施例１−４と同様に実施して、満足な
結果を得た。

なお、対応して測定した摩擦帯電量ならびに表面電位は
下記の通りであった。

実施例１３−８．２ルｃ／ｇ 実施例１４−７．３弘ｃ／ｇ 実施例１５−２１Ｖ 実施例１８−２９Ｖ 実施例１７〜２０ 実施例１〜４において使用した０−フタロニトリルをそ
れぞれ順に、１，３−ジシアノ−５プロピルベンゼンに
置き換える以外は、実施例１〜４と同様に実施して、満
足な結果を得た。

なお、対応して測定して摩擦帯電量ならびに表面電位は
下記の通りであった。

実施例１？−４，９終ｃ／ｇ 実施例１８〜８．３１Ｌｃ／ｇ 実施例１９−４１Ｖ 実施例２Ｏ−４１Ｖ 実施例２１〜２４ 実施例１〜４において使用した０−フタロニトリルをそ
れぞれ順に１，４−ジシアノ−２メチルベンゼンに置き
換える以外は、実施例１〜４と同様に実施して、満足な
結果を得た。

なお、対応して測定した摩擦帯電量ならびに表面電位は
下記の通りであった。

実施例２１−８．２ＪＬｃ、／ｇ 実施例２２−４Ｊルｃ／ｇ 実施例２３−２８Ｖ 実施例２４−４１Ｖ 実施例２５〜２８ 実施例１−４において使用したＯ−フタロニトリルをそ
れぞれ順に１．４−ジシアノ−２−ブチルベンゼンに置
き換える以外は実施例１〜４と同様に実施して、満足な
結果を得た。

なお、対応して測定して摩擦帯電量ならびに表面電位は
下記の通りであった。

実施例２５−１０．３ｇｃ／ｇ 実施例２Ｂ　−１３，３ＪＬｃ／ｇ 実施例２７−３１Ｖ 実施例２８−４９Ｖ ［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、又耐久テスト
も優れている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、式 I ▲数式、化学式、表等があります▼ （ここで、Ｒ＿１〜Ｒ＿６のうち、２個はシアノ基であ
   り、他はそれぞれ独立に水素または電子供与性置換基で
   ある）で表わされるフタロニトリル化合物を表面に有す
   ることを特徴とする静電荷像現像用帯電付与部材。