JPS6275547A - 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】 ［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（明細書中、定形を有する部材に加えて粒状材料
を含む趣旨で「材」の＋’ｉｆｊを用いる）に関する。

［従来技術］ 従来、電子写真法としては米国特許第２２９７６９１号
明細書、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、光導電性絶縁体居士に一様な
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、加圧あるいは溶剤蒸
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一成分系現
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
キャリアーの種類により、鉄粉キャリアーを用いるマグ
ネットブラシ法、ビーズ拳キャリア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などがある。

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
などがある。

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成程度に微粉砕
した粒子がトナーとして用いられている。上記した染料
または顔料に代えて、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。

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が出来るが、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与するために、帯電性
を強化する染料、顔料など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、キャリアーとの衝突、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、キャリアーなどの汚染などが生じる。その結果
、帯電性が悪くなり、更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などの添加剤の親和性
、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、トナー表面にでる添加剤の割合が
減少し、帯電性が十分に付与されない傾向となる。

これらのことから、実用的に十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ー、ス
リーブ、ドクターブレードなどの搬送、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−ヒのための添加剤
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られる。例えば、キ
ャリアー粒子、感光体などの汚染原因が本質的に低減さ
れ、したがって現像操作の縁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。

また、キャリアー、スリーブ、ドクターブレードなどの
電荷伺与材は、単に強い電荷付与能力を有するのみでな
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。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。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、上述の如き問題点を解決した静電荷像
現像用電荷付与材を提供すること、トナーに適正な負電
荷を付与する静電荷像現像用電荷付与材を提供すること
、長期間の使用で性能の劣化のない静電荷像現像用電荷
付与材を提供すること、細線再現性及び階調性の優れた
画像を得る静電荷像現像用電荷付与材を提供すること、
カラートナーの帯電に適した静電荷像現像用電荷付与材
を提供することである。

［問題点を解決する手段９作用］ 本発明−Ｐｉ等は、上述の問題点の解決のために研究し
た結果１本発明に到達した９ 即ち、本発明は、有機スズオキシドと３価のアルコール
との反応物を表面に有することを特徴とする静電荷像現
像用電荷付与材から構成される。

本発明において反応物の一方の成分と成り得る主な有機
スズオキシドとしては例えば、ジメチルスズオキシド、
ジブチルスズオキシド、ジオクチルスズオキシド、ジラ
ウリルスズオキシド、ジイソプロピルスズオキシド、ビ
ス（２−アミンオクチル）スズオキシド、ビス（２−ト
リルオクチル）スズオキシドなどの枝分れあるいは置換
基を有してもよいジアルキルスズオキシド、ジシクロへ
キシルスズオキシド、ジシクロペンチルスズオキシド、
ジシクロオクチルスズオキシド、ビス（２−アミノシク
ロヘキシル）スズオキシド、ビス（２−メチルシクロヘ
キシル）スズオキシドなどのｍ換基を有してもよいジシ
クロアルキルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、
ジトリルスズオキシド、ジナフチルスズオキシド、ビス
（０−フェニルフェニル）スズオキシド、ビス（２−メ
チル−４−エチルナフチル）スズオキシド、ビス（４−
アミ７フエニル）スズオキシド、ジ−α−アントリルス
ズオキシド、ジ−β−アントリルスズオキシド、ジ−α
−アントリルスズオキシドなどの置換基を有してもよい
ジアリールスズオキシド、ジベンジルスズオキシド、ビ
ス（４−メチルヘンシル）スズオキシド、ジフェニルエ
チルスズオキシド、ビス（４−イソプロピルフェニルエ
チル）スズオキシド、ジナフチルエチルスズオキシドな
どの置換基を有してもよいジアルキルスズオキシド、ジ
アリルスズオキシド、ジインプロペニルスズオキシド、
ジアリルスズオキシド、ビス（２−アミンブテニル）ス
ズオキシドなどの枝分れあるいは置換基を有してもよい
ジアルケニルスズオキシドなどがある。

また本発明の反応物の他方の成分と成り得る主な３価の
アルコールとしては、例えばグリセリン、トリメチロー
ルプロパン、２．４−ジヒドロキシ−３−ヒドロキシメ
チルペンクン、１，２．６−ヘキサンドリオール、１，
１．１−　トリス（ヒドロキシメチル）プロパン、２，
２−ビス（ヒドロキシメチルブタノール−３などがある
。

本発明に使用される有機スズオキシドと３価のアルコー
ルとの反応物の主な具体例について推定される構造式を
以下に示す。

Ｎｏ、　　　　反応物の構造式 ｈ これらの反応物は以下の方法で合成される。

すなわち、ベンゼン、トルエンあるいはキシレンなどを
溶媒として対応する２置換布機スズオキシドを分散させ
、それに対応する３価のアルコールを作用させる。

アルコールとスズオキシドの脱水反応により有機スズア
ルコキシドが合成される０反応は上記分散溶液を煮沸し
、反応進行中生成する水を共沸混合物として除去しなが
ら行なう。

例えば、前記反応物例（１）の化合物は次のようにして
合成される。

トルエン中に、ジブチルスズオキシドを分散させ、ｌ：
１のモル比でグリセリンを添加、煮沸すれば得られる。

本発明に使用する前記の特定の反応物は、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
，，０１，、特に２〜０．１ｐ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。

これらの反応物は、必要に応じてへインター樹脂ととも
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、はけ
塗りなどにより塗布するか、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前記反応物の直接混合物
の流動化ベッドによる被覆などの方法により、母材上に
前記反応物の塗布層を形成すれば本発明の静電荷像現像
用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反応物を含有する被覆層を有する
静電荷像現像用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反応物を含有させ、こ
れをキャリアー粒子、スリーブ、あるいはドクターブレ
ードの形状に成型して静電荷像現像用電荷付与材として
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。

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〜ｌＯＯ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、前記反応物のコート
あるいは塗布量は適宜コントロールスル必要があるが、
前記材料は０，０１〜１０ｍｇ／Ｃｍ２．好ましくはＯ
，１〜２ｒｎｇ／ｃｍ２の範囲がよい。

また上記一連の場合を通じて、前記反応物と共にシリカ
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填剤として用いてもよい。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よい。更にスリーブやキャリアー
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、フッ化ビニリデンなどを用い
てもよい。

キャリアー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が用いられ、更
にガラス、５ｉＣ１Ｂａ　Ｔｉ　０２　、Ｓｒ　Ｔｉ　
０２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２０〜２５０ｐ程度が好
適である。

更に、スリーブあるいはドクターブレード形態の電荷付
与材の母材としては鉄、アルミニウム、ステンレス、ニ
ン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。

−・方、上記のような本発明の電荷付与材と組み合せて
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検てか有効に用いられ
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磁性体であり、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
よく、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
磨剤、ステアリン酸金属塩、フッ化ビニリデンなどの滑
剤を含有してもよい。またカーボンブラック、酸化スズ
などの導電性付与剤を含有してもよい。

上記した本発明の静電荷像現像用電荷付与剤及びトナー
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ーとして用い
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
をキャリアー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［］ メチルニチルケトン１文中に反応物例（１）の化合物を
１００ｇ溶解分敬し、これに鉄粉キャリアー（粒径２５
０〜４００メンシユ）１ｋｇを分散しボールミル中で約
３０分間攪拌した。

この鉄粉キャリアー混合液を乾燥し、完全に溶剤を除去
したのち、軽い凝集をほぐし、本発明によるギヤリアー
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（＠品名Ｄ−１２５、ニ
ツソ化学製）１００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部を混練、粉砕、分
級し、粒径を１〜３０ルにそろえた。

このトナーと前記キャリアーを重量比で１０：１００に
混合し、現像剤とした。

この現像剤の摩擦帯電量をプローオフ法により測定した
ところ、−１０，Ｆｚｔｃ／ｇであった。

この現像剤を用い、キャノン■製、商品名ＮＰ−５００
０の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
がよく、階調性も良好であった。またカブリもなかった
。

実施例２ キシレン１立中に、ポリメチルメタクリレート１００ｇ
を溶解し、これに反応物例（２）の化合物を５０ｇｆｉ
合した。これを実施例１と同様の鉄粉キャリアーと混合
し、乾燥することにより電荷付与効果のあるキャリアー
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。トナ
ーの摩擦帯電量は−９，７ｐｃ／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５０．０
００枚の耐久テストでも、全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
。

実施例３ キシレン１文中に、ポリメチルメタクリレート１００ｇ
を溶解し、これに反応物例（３）の化合物を５０ｇｍ合
した溶液を用意した。

この溶液にキャノン株製、商品名ＮＰ−４００ＲＥの複
写機用の現像スリーブ（ステンレス酸）をディッピング
しスリーブ上に０．１〜０．６ｍｇ／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。

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−ブチルメタクリＬ／　−ト）　
Ｍ　ｗ　３００　、　ＯＯＯを１００部、離型剤（商品
名ＰＥ−１３０、ヘキスト社製）を４部、磁性粉（商品
名ＢＬ−２００、チタン工業株製）６０部、作成したト
ナーは、粒径を、〜３０．にそろえた。

このトナーを用いキャノン（０１製、商品名ＮＰ−４０
０ＲＨの複写機で画像出し、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、カブリもなかった。

また、スリーブ上の表面電位を測定したところ−３ＬＶ
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１交中にポリカーボネート８０ｇを溶解し、こ
れに反応物例（４）の化合物を２０ｇａ合した溶液を用
意した。

この溶液に、キャノン株制、商品名ＰＣ−２０の複写機
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、スリーブ上に０．１−０．
５ｍｇ／ｃｍ２のコートをした。

このスリーブを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−ブチルメタクリレート）Ｍｗ１５０．
０００を１００部、離型剤（商品名ＰＥ−１３０、ヘキ
スト社製）を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１〜３０ルにそろえた。

このトナーを用い、上記スリーブをとりつけた現像機を
用いてキャノン株製、商品名ＰＣ−２０を改造して、反
転現像可能なようにし、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。

さらにスリーブ上トナーの表面電位を測定したところ一
２６Ｖであり、負に帯電していた。

実施例５〜７ 実施例１〜３において使用した反応物例をそれぞれ順に
反応物例（５）、（６）、（７）の化合物に置き換える
以外は、実施例１〜３と同様に実施して、実施例５、実
施例６、実施例７とし、それぞれ満足な結果を得た。

対応して測定した摩擦Ｗｆ電量並びに表面電位は実施例
５ニー１０．３ｐｃ／ｇ 実施例６：　　−９，８ルｃ／ｇ 実施例７：−２７Ｖ　　であった。

［発明の効果］ １述したように本発明によれば１表面に電荷制御剤とし
ての特定の反応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
発明で使用する反応物は、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など
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。

従って、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。

特許出頭人　キャノン株式会社 代　理　人　弁理士　狩野　有

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機スズオキシドと３価のアルコールとの反応物
   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。
2. （２）静電荷像現像用電荷付与材がキャリアー粒子形態
   をなす特許請求の範囲第１項に記載の静電荷像現像用電
   荷付与材。
3. （３）静電荷像現像用電荷付与材が円筒状スリーブ形態
   をなす特許請求の範囲第１項に記載の静電荷像現像用電
   荷付与材。
4. （４）静電荷像現像用電荷付与材がドクターブレード形
   態をなす特許請求の範囲第１項に記載の静電荷像現像用
   電荷付与材。