JPS635357A - 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】 ３．発明の１；Ｔ細な説明 ［産業Ｌの利川分野］ 本発明は，電ｆ一写真，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４−
ｆ−　’ｉ−するための機能が改羨された材料ないし部
材、すなわち電荷付γ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ｌｉｎを川いる）
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 ２，２９７，１３９１　号，特公昭４２−２３９１０壮
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，それらは安するに，光導
電性絶縁体層ヒに−様な静電荷を１Ｆ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′Ｉ″Ｉ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、必黄に１５じて紙などに粉像を転
写した後、加熱、加圧、或いは溶剤ノ入気などによって
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，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
キャリャの種類により、鉄粉キャリャを用いるマグネン
トブラシ法，ビーズ・キャリャ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、一成分現像方法に属するものには、トナー才４ｆ
を噴霧状態にして用いるパウダークラウド法、トナー粒
ｆを直接的に静電渣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
電して静電潜像の右する電界により該潜像面に向けて飛
行させるシャンピング現像法，磁性の導電性トナーをυ
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１〜３０μｍ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、ト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Ｔ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
ラスビーズ，鉄粉などのキャリャー粒子と混合されて用
いられる。

また，トナーは、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ケえられる。

トナーに電荷を付テせしめるためには、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゛屯性が小さいので，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４ｊ′ｆ電性をトナーに付かするた
めに，帯電性を強化する染料、顔′＃１等をはじめとす
る荷ｆｉ制御剤を添加することが行なわれている。

しかしながら，これらの添加剤を加えることにより，ト
ナーに帯電性をイ］手するためには、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，トナー同上の摩擦、キャリアとの種■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、１■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
を嶽り返し行なうにしたがって劣化が進み、画像濃度が
低ドし、細線再現性の低下、カプリの増加などが、実川
上問題となる。

Ｌ記した問題点は、トナーのパイングーと、イ；？電性
を付テ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ｈできるかこれら
の添加剤に親和性を高めるため表面処理をすると；；２
電付γ性の低下する場合が多（、また機械的にンエアを
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、帯電性が充分に付グーされない傾向とな
る。これらのことから、実用的に充分満足する程度にト
ナーにセ１シ電性を付グーすることの可能な添加剤は、
非常に限られ、実川化されているものは数少ない。特に
、白黒画像だけでなく、カラ一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Ｌ満足なものはほとんどない状態であ
る。

このようなニバ情に鑑み、トナーへの電荷付ケ特性の向
」二を、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スるキャリア，
スリーブ、ドクターブレード等の搬送、規；υ１あるい
は斤擦部材（本明細書では、これらを総称して「電荷付
７ｊ，材］と称する）のトナーへの電荷付グー特性の向
上により行なうことも提案されている。すなわち、本明
細，＋７で「電荷付！ｊ材」とは、現像下程あるいはこ
れに九ケってトナーに接触して、トナーに現像のために
必要な電荷を付ケ．しあるいは電荷を補助的に付テし得
る材ネ゜ｌないし部材である。

この電荷付ケ材により積極的にトナーへの電荷付かを行
なう方法では，トナーに帯電特性の向」二のだめの添加
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とを図ることができる。

例えば、キャリア粒子，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． ［発明が解決しようとする問題点］ キャリア、スリーブ、ドクターブレードなどの電荷付学
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。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条される． 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４ｊ一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
荷付与材を提供することにある。

［問題点を解決するための手段および作用］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、本発明は下記−股式（Ｉ）で示される化合物を少
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
電荷付与材である。

Ｒ２　Ｎ｝ｌ （但し、Ｒｌ，Ｒ２はアリール基またはアラルキル基を
示し、Ｒ３はアルキル基、環状アルキル大、アリール基
またはアラルキル基を示し、同一であっても異っていて
も良い。） Ｒｌ，　Ｒ２，　Ｒ３の７リール基、アラルキル基とし
ては、電子供与性基で置換されたものが好ましい．具体
的な代表例としては、例えばＰｉリル基、２，６−ジエ
チルフェニル基、ｐ−ジェチルアミノフェニル基、０−
イソプロビルフェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ナ
フチル基、４−ｔ−プチルナフチル基，アントリル基、
４−ｔ−プチルアントリル基などがある。また、Ｒ３の
アルキル基、環状アルキル基については特に限定はない
． 本発明のグアニジンの特徴とするところは．　Ｒ３をア
リール基、アラルキル基，アルキル基、環状アルキル基
等で置換したことであり、これによりＲ３が水素の場合
のグアニジンと比べ、さらに高湿下での庁擦帯電能が向
上した。

（Ｉ）式で示される化合物の代表的具体例としては、次
のようなものがある。

Ｃ｝Ｉ：ｉ ＯＣＨ−Ｖ （１）式で示される化合物は、：二硫化炭素とアミンの
反応で合成される。基本的な反応式を以下に示す。

例えば化合物例（１）は，ｐ−メチルアニリンと二硫化
炭素を１００℃で反応させることで合成される。

前記化合物は，適用すべき電荷付グ．材の形！Ｅにもよ
るが、−股にモ均粒径が１０〜０．０１ｇｍ、特に２〜
０．１　４ｍの粒ｆとして電荷付（１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，溶剤あるいは分散奴中に溶解ないし分散させて得た
塗液を電荷付γ材の母材にディッピング，スプレー法、
ハケ塗り笠により塗布するか、あるいは母材がキャリア
粒子状である場合は、これをヒ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
合物の流動化ベント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グー
材が得られる。またバインダー樹脂と直接，溶融混練し
、ＲＩ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ケ材を得てもよい。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ｆ，スリーブあるいはトクターブレードの形状に成形
して電荷付グー材としてもよい。

パ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エンなどのゴム
系樹脂，ポリエステル、ポリウレタン，ボリアミド、エ
ポ午シ樹脂、ロジン，ポリカーポネート、フェノール樹
脂，１′！！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
及びその共工合体、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１耐久性の向
Ｌをはかることもできる。

／へイングー樹脂あるいは成形樹脂を使用する場合、そ
のｔｏｏｑ＜♀−部に対して前記化合物が０．５〜２０
０屯は部、特に２〜１００セ呈部となるような割合で用
いることが好ましい。

電荷付′１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４ｊ憂：は適宜コントロールする必要があ
るが、前記材料が０．０　１ｍｇ／ｃａ２〜ｌＯＩＩＩ
ｇ／ｃｆｆｉ２の範囲が良く、好ましくは０．１ｍｇ／
ｃｍ２　〜２　ｍｇ／ｃｍ２が良い。

また七記一連の場合を通じて、前記化合物とともに、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ｙクス粉末を充てん剤として用いても良
い．また，カーポンブラック、酸化スズなどの導電性付
′ｆ剤を導電性の調簾に用いても良い。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、蕩型剤など、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γ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、ニンケル、アルミニ
ウム、銅などの金屈あるいは、合金もしくは、金屈酸化
物を含む金属化合物の粉体あるいは粒子、更にはガラス
、ＳｉＣ　．　ＢａＴｉ０２、ＳｒＴｉ０２などのセラ
ミンクス粉体あるいは粒ｆ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２０〜２５０ＩＬ＋ｗ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
付学材の母材としては、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． −方，七記のような本発明の電荷付手材と組み合わせて
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′ｊ−をするため、少州の帯電付ケ．物
質，例えば染料、顔Ｆ＋、あるいはいわゆる荷電制御剤
を含右しても良く、またコロ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、ステアリン酩金属塩、弗化ビニリデ
ンなどの滑剤を含有しても良い．またカーポンブランク
、酸化スズ竿の導電性付笑剤を含有しても良い。

Ｌ記した本発明の電荷付ｌｊ材およびトナーを用いる現
像方法としては，Ｘ一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
ンピング現像方式であ−る。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。

実施例Ｉ ＭＥＫ　１文中に化合物（１）を１００ｇ溶解分散し，
これに鉄粉キャリア（粒径；　２５０　〜４００ｍｅｓ
ｈ　）ＩＫｇを分散しポールミル中で約３０分間纜拌し
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
荷付学材を得た。

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重量部（商
品名ラーベン３５００　：キャポット社製）Ｅ記の材料
を混練、粉砕，分級し粒度をｌ〜３０棒ｍにそろえた。

このトナーと前記キャリア１Ｌ１．比でＩＯ：１００に
混合し，現像剤とした． この現像剤の摩擦帯電■をブローオフ法によりｉ１１１
定したところ，　　−　１０．６ｇｃ／ｇテあッタ。

この現像剤を用い，キヤノン製ＮＰ−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＋＋ｊ現性が良く、
階調性も良好であった。また力ブリもなかった。

実施例２ キシレンＩＱ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化合物（２）を５０ｇ混合した
。これを実施例ｌと同様の鉄粉キャリアと混合し、乾保
することにより電荷付＋１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
、トナーの摩擦帯電量は−１１．１μｃ／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枚の耐久テストでちまった〈、初期とかわ
らない良好な画像濃度、細線再現性，階調性を示し力ブ
リもなかった。

実施例３ キシレン１交中にポリメチルメタクリレート樹脂１００
ｇを溶解し化合物（３）を５０ｇ混合した溶腋を用意し
た。この溶液に，キヤノンＮＰ−４００ＲＥ用１７）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／ｃｍ２〜０．８ｍｇ／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。

作成したトナーは、粒径を１μｍ〜３０μｍにそろえこ
のトナーを用いキヤノン製ＮＰ−４００ＲＥで画出し１
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かなく，細線
＋１現性、階調性が良く、カブリもなかった。

また，スリーブ］二の表面電位をδＩＩＩ定したところ
−２６ｖであり、トナーが完全に負にぜ；２電している
ことか礒認された． ［発明の効果］ Ｌ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テするための電荷付乍材が提供
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！Ｆ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，トナーとの斤擦
使用Ｆでの耐久性に優れた良好な電荷付γ材を失える。

したがって、この電荷付ケ材を用いればトナーのみに電
荷付γ剤を混入して、そのクｉ？重特性を向トする場合
のもろもろの問題点に対する本質的な改ｈが得られる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式（ I ）で示される化合物を少なくと
   も表面に有することを特徴とするを静電荷像現像用電荷
   付与材。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （但し、Ｒ＿１、Ｒ＿２はアリール基またはアラルキル
   基を示し、Ｒ＿３はアルキル基、環状アルキル基、アリ
   ール基またはアラルキル基を示し、同一であっても異っ
   ていても良い。）
2. （２）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）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）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。