JPS61170750A - 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】 皮亙血１ 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。

１１且遣 従来、電子写真法としては米国特許第 ２．２９７，８９１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０例えば、ポリエチレンなどの結着樹脂
中に着色剤を分散させたものを１〜３０ＩＬ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、上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
しめたち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−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　　　
　ｌをトナーに付与するために、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、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。

上記した問題点は、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、ドクターブレート等の搬送、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
な問題点に対する木質的な改善が計れる０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。

又、キャリア−、スリーブ、ドクターブレー　ドなどの
電荷付与材は、単に強い電荷付与能力を有するのみでは
なく、トナーとの摩擦に耐え、耐久性のあるものでなけ
ればならない０例えば、キャリア−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。

λ豆立１」 本発明の目的は、上述の如き問題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。

え１立１１ 本発明者等は、上述の目的の達成のために研究した結果
、以下の発明に到達した。

即ち、本発明は、 一般式〔Ｉ〕で表される化合物を配位子とする金属錯体
を表面に有することを特徴とする静電荷像現像用電荷付
与材にある。

亀 〔式中、Ｒｓ”ＲａはＨ又はアルキル基を示し、同じで
あっても異っていてもよい、ｎは１〜３の整数を示す、
〕 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。

う 本発明の荷電付与材に用いる化合物の代表的な具体例と
しては、以下のようなものが挙げられる。

〔化合物例〕

（′。

Ｃ３Ｈ７暢ＣＨ３ ■− 本発明の金属錯体は、公知の方法によって合成すること
が出来る。即ち、対称金属錯体の場合は、配位すべき化
合物のＨａ、に等の塩を水に溶解或いは分散またはメタ
ノール、エタノールあるいはエチルセロソルブ等に溶解
或いは分散し、金属付与剤通常塩化物等をモル比で２＝
１になるように混合する０次いで加温し、ｐＨ調整剤を
加え反応し、スラリーの場合はそのまま濾取し、反応混
合物が溶液の場合は鉱酸を含む水で稀釈して沈殿せしめ
濾取する。非対称金属錯体の場合は配位すべき片側の化
合物の金属塩類を水に溶解或いは分散またはメタノール
、エタノール等に溶解或いは分散し、金属付与剤をモル
比で１：ｌになるよう混合する０次いで加温し、ｐＨ調
整剤を加え反応し、１：１型詰体を得る 次いで配位すべき残りの化合物の金属塩類を加えて反応
し、生じた沈殿物を濾取する。

このようにして取られたケーキは必要に応じて精製、乾
燥、粉砕等の後処理を行う。

前記化合物は、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〜ｏ、ｏｔ終特に２〜０、ｌ
ＩＬ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。

これらの化合物は、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
−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、これと前記化合物の直接
混合物の流動化ベッドによる被覆等の方法により、母材
上に前記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前記材料を含有する被
覆層を有する電荷付与材を得てもよい、更に成形可能な
樹脂中にこれらの化合物を含有させ、これをキャリア−
粒子、　　スリーブあるいはドクターブレートの形状に
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、−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、イン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、またはこ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部に対して前記化合物が０．５〜２００部、特に
２〜１００部となる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、前記化合物のコート
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．Ｏ１■ｇ／ｃゴ〜ｌＯ腸ｇ／ｃｒｎ’の
範囲が良いが、好ましくは０゜ｌａｇ／ｃｍ″〜２ｍｇ
／ｃｍ’が良い。

また上記一連の場合を通じて、前記化合物ととモニ、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−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、Ｓｉｎ、　ＢａＴｉＯ３゜５ｒＴｉ０３などのセラ
ミックス粉体あるいは粒子が用いうわ６．よえ。わ、。

表面や、１ヶ、エエイ、／たちの、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　ＩＬ程度が好適であ
る０本発明の金属錯体は、キャリア１ｋｇ当り、０．５
〜３００ｇ　、好ましくは２〜２００ｇ添着される。

さらに、スリーブあるいはドクターブレート形態の電荷
付与剤の母材としては、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トとして使用可能なものを
用いることができる。

一方、上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
着色剤が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
効果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、あるいはいわゆるに荷電制御剤を含有
しても良く、またコロイイダルシリ力のような流動化剤
、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一成分現像剤を用
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法、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
ピング現像方法である。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。

支舅１」 ＭＥＫｌｊ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：２５０〜４００ｍｅｓｈ）
　　ｌ　ｋｇを分散しボールミル中で約３０分間撹拌し
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帯
電付与剤を得た。

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：エツソ化学製） カーボンブラック　　　　　　　　６部（商品名ラーベ
ン３５００　：キャポット社）上記の材料を混線、粉砕
１分級し粒度を１〜３〇−にそろえた、このトナーと前
記キャリアを重量比でｌｏ：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設
定したところ、−８，９１Ｌｃ／ｇであった・ この現像剤を用い、キャノン製ＭＰ−５０００複写機で
画像出しを行なったところ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
も良好であった。またカブリもなかった。

実１跣ヱ キシレンｌｌ中にポリメチルメタアクリレート樹脂１０
０ｇを溶解しこれにさらに化合物例（２）を５０ｇ混合
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と同様にトナートと組合せたとこ
ろ、トナーの摩擦帯電量は−１０，１ＪＬ　ｃ／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１階調性を示
しカブリもなかった。

支１１」 キシレン１２中にポリメチルメタアクリレートｉｆ　Ｉ
ｌＭ　１００ｇ□１、イ、。Ｎ（３）　、５０ｇ　ｉｌ
ｓ＊Ｌえ　　−溶液を用意した。この溶液にキャノンＭ
Ｐ−４００ＲＥ用の現像スリーブ（ステンレス製）をデ
ィッピングし、スリーブ上に０．１ｍｇ／ｃゴ〜Ｏ，１
ｍｇ／ｃｒｎ’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、一般の混線、粉砕、方法で作
成した。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ルー３００．
０００　　　　　　　　　　　　　　　１００部離型剤
（商品名ＰＨ−１３０：ヘキスト社製）４部磁性粉　　
　　　　　　　　　　　　　６０部（商品名ＢＬ−２０
０：チタン工業社製）作成したトナーは、粒径をｌＩＬ
〜３０終にそろえた。

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−３８ｖ
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。

支墓遺」 キシレンｌｌ中にポリカーボネート樹脂８０ｇを溶解し
、化合物例（０を２０ｇ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、スリーブ上にＯ０ｌ騰ｇ　／ｃ■２〜０．５部ｇ
／ｃｍ２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。

一方トナーは次の処方により作成した。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ル冨１５０，
０００　　　　　　　　　　　　　　　１００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部作成したトナーは粒
径を１１Ｌ〜３０終にそろえた。

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、反転現像回部なかなく、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一４１
Ｖであり、負に帯電していた。

光」ＬΩ」Ｌ釆 上述したように、本発明によれば、表面に電荷制御剤と
しての特定の構造を有する化合物を存在させた静電荷像
現像用トナーに荷電を付与するための電荷付与材が提供
される。特に本発明の化合物は、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
与材を混入して、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。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式〔 I 〕で表される化合物を配位子とする
   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
   電荷像現像用電荷付与材。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿１〜Ｒ＿４はＨ又はアルキル基を示し、同
   じであっても異っていてもよい、ｎは１〜３の整数を示
   す。〕
2. （２）キャリア−粒子形態をなす特許請求の範囲第１項
   に記載の電荷付与材。
3. （３）円筒状スリーブ形態をなす特許請求の範囲第１項
   に記載の電荷付与材。
4. （４）ドクターブレート形態をなす特許請求の範囲第１
   項に記載の電荷付与材。