JPS635358A - 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］ 木発明は、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
るだめの機能が改善された材ネ１ないし部材、すなわち
′１ヒ荷付与一材（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１．Δを用いる）に関す
る。

［従来の技術］ 従来、電ｆ一写真法としては米国特許第２，２９７．６
９１　ｒ：、特公昭４２−２３９１ｏ号−公報，及び特
公昭４３−　２４７４８　Ｓ；公報などに，種々の方法
が記載されているが，それらは黄するに、光導電性絶縁
体層１二に−様な静電荷をｔえ、，該１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，６を行なうも
のである。

これらの電ｒ一写真法７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−ユ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゜，分される。

−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ッ
トプラン法、ヒーズ・ギャリャを用いるカスケート法、
ファーを用いるファーブラシ法等がある。

また、−成分現像方法に屈するものには，トナー粒Ｆを
噴霧状態にして用いるパウダークラウド法、トナー粒了
−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かある
。

これらの現像／Ｉ！：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、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、Ｌ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了−と混合
されて用いられる。

また、トナーは、現像される静電Ｗｉ像の極性に応じて
ｒめ正または負の電荷が与えられる。

トナーに電荷を付４Ｆ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ケするために、
帯電性を強化する染料、顔ネ゛１等をはじめとする荷電
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′１ｔ性を付４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
緑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、実用ト
間届となる。

Ｌ記した問題点は、トナーのバインダーと、帯電性を付
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？Ｌ
’電性を付寮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゜１￥情に鑑み、トナーへの電荷付ケ特性の
向ｌ一を、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Ｔの搬送，規制あるいは
庁擦部材（本明細どでは、これらを総称して「電荷付グ
ー材」と称する）のトナーへの電荷付γ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γ材」とは、現像丁程あるいはこれに先ケって
トナーに接触して、トナーに現像のために必要な電荷を
付失しあるいは電荷を補助的に付γし得る材料ないし部
材である． この電荷付学材により積極的にトナーへの電荷付！ｊ，
を行なう方法では、トナーにイ１｝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μを図ることがで
きる。例えば、キャリア粒Ｔ−，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イ；｝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γ
材は、巾に強い電荷付寮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求される。

本発明の目的は、上述の如き問題点を解決した電荷付ケ
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ケす
る電荷付ケ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ケ材を提
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、ジオルガノスズポレートを少なくとも
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。

本発明に用いるジオルカノスズポレートのオルガノ基は
特に制限はないが、電子供与性基の方がより好ましい．
好ましいオルガノ基の一例を示すと、メチル基、エチル
基、ブチル基、オクチル基、ステアリル基などのアルキ
ル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの環状
アルキル基，トリル基、２．４−ジメチルフェニル基、
ｐ−ジエチルアミノフェニル基、ナフチル基，アントリ
ル基等のアリール基、ベンジル基，フェネチル基などの
７ラルキル基がある． ジオルガノスズホウ酸塩は、例えば以下の様にして合成
される。

２つのオルガノ基が同一種の基である場合、塩化スズ（
Ｓｒ＋Ｃ：ｉ’２）にジオルガノ水銀（Ｒ２Ｈｇ）を作
用させて、ユ塩化ジオルガノスズを得る．次いで二一塩
化ジオルガノスズにトリエチルアミンの存在下，エーテ
ルを溶媒としてホウ酸を作用させることで合成される。

例えば、ジブチルスズホウ酸塩は、トリエチルアミンの
存在下、エーテルを溶媒として二塩化ジブチルスズにホ
ウ酸を作用させる。生じた白色沈殿物をｏｊ別後，乾燥
し、白色粉体を得た。

また、２つのオルガノ基が異なる場合、まず塩化スズ（
ＳｎＣｊ）２）にオルガノクロライドを作用させ，−ミ
塩化オルガノスズを得，次いでエーテル溶媒中で：．塩
化オルガノスズに別種のオルガノ基を有するオルガノリ
チウムを作用させて，非対称の−ｔ１１４化オルガノス
ズを合成する。

この非対称の二塩化ジオルガノスズにトリエチルオミン
の存在ド、エーテル溶媒中でホウ酸を作用させることで
合成される。

ｒ”ｉｉ記化合物は、適用すべき電荷付！ｊ材の形ＩＥ
にもよるが、一・ｆ４文にモ均才冫径がｌＯ〜Ｏ．ＯＩ
ＩＬｍ．　４．’Ｆ番こ２〜０．１　ｐ．ｍの粒子とし
て電荷付ケ材の形成に供することが好ましい． これらの化合物は、必要に応じてパインダー樹脂ととも
に，溶剤あるいは分散なｙ中に溶解ないし分散させて得
た塗液を電荷付学材のＩＪ材にディンピング、スプレー
法、ハケ塗り等により９ｍするか、あるいは母材がキャ
リア粒子状である場合は、これを北記塗液と浸債混合し
たのち、乾燥する方法あるいは、これと前記化合物の直
接混合物の流動化べ冫ドによる被覆等の方法により，ｒ
Ｉ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．またパイングー樹脂と直接、溶融混
練し、母村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テ材を得てもよい．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ドの形状に成
形して電荷付午材としてもよい． 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
アクリ口ニトリル、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，ポリアミド、エ
ポギシ樹脂，ロンン、ポリカーホネート、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
の共屯合体，またはそれらの混合体が使Ｊｌｌ　”ｆ　
ｆＦｓ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、電荷付グー材表層の耐
久性の向１二をはかることもできる。

ハインダー樹脂あるいは成形樹脂を使用する場合，その
１００屯Ｆ一部に対して前記化合物が０５〜２００千渥
，ｉ−部、特に２〜１００重ｊ４部となるような割合で
用いることが好ましい． ゛１シ荷付り”−材の表面に塗布する場合、前記化合物
のコー１・あるいは塗ＩＨｊ量は適宜コントロールする
必黄かあるが，前記材料が０．０１ｍｇ／ｃＩＩ１２〜
１０ＩＩｌｇ／Ｃｍ２の範囲か良く，好ましくは０．１
ＩＩｌｇ／ｃｆｆｉ２〜２　１１１ｇ／ＣＩｌ！’か良
い。

またＬ記−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
素などのセラミン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
テ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，例えば脂肪酸金屈塩、弗化ビニリデ７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、金屈酸化
物を含む金属化合物の粉体あるいは粒ｆ，更にはガラス
、ＳｉＣ　．　ＢａＴｉ０２、ＳｒＴｉ０２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。モ均粒径は２０〜２５０ｇｍ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３の屯
ａｉｒ伺り−．材のＣＪ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、
セラミンクス、プラスチン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川
町能なものを用いることができる。

−力，ｌ．記のような本発明の電荷付か材と組み合わせ
て使用すべきト士一は、従来の静電荷像現像川トナーと
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Ｊ＋磁性、磁性トナーのい
ずれも用いられる。より．ｉＴ　Ｌ　＜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
四に応じて，磁性粉を含ｈＩ，でもよい。更にこれらの
トナーは，より効−ｊｉ的な帯電付ｌｊをするため，少
；１ｔのクｉ｝電付Ｕ物質、例えば染料，顔料、あるい
はいわゆる荷電制御剤を含イ１しても良く，またコロイ
ダルシリ力のような％Ｃ　ＩＥＩＪ化剤、酸化セリウム
、チタン醇ストロンチウム、炭化ケイ７ｋなどの研摩剤
、ステアリノ酎金屈見シ，弗化ビニリデンなどの゜滑剤
を含有しても良い。またカーポンブラック、酸化スズ等
の導電性付ケ剤を含有しても良い。

上記した本発明の電荷付ケ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 ＭＥＫｌｆｌ中にジブチルスズホウ酸塩をＩＯＯｇｌｆ
７解分散し、これに鉄粉キャリア（粒径；２５０〜４０
０ｍｅｓｈ　）　　ｌ　Ｋｇ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、未発ＩＩによるキャリア状
電荷付Ｔ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
〈トナーを作成した。

スチレン　　　　　　　　　　　　　１００毛量部（商
品名ラーベン３５００　：キャポット社製）１二記の材
料を混練、粉砕、分級し粒度をｌ〜３０終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着をプロー才フ法により測定した
ところ，　　−１４．１ＩＬｃ／ｇであった。

この現像剤を用い２キヤノン製ＮＰ−５０００複写機で
画像出しを行なったところ、５０，Ｑ’ｌＱ枚の酎久テ
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。また力ブリもなかった。

実施例２ キシレンｌｕ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シシクロヘキシルホウ酸塩を５
０ｇ９合した。これを実施例ｌと同様の鉄粉キャリアと
混合し、乾燥することにより電荷付手効果のあるキャリ
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−１３．７ｇｃ／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，階調性を示し力ブ
リもなかった。

実施例３ 午シレン１文中にポリメチルメタクリレート樹脂１００
　ｇを溶解しジ才クチルスズホウ酸塩を５０ｇ混合した
溶液を用意した。この溶液に、キヤノンＮＰ−４００Ｒ
Ｅ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／Ｃｍ？　〜０．８ＩＩｌｇ
／ｃＩＩ１２　のコートをした。

このスリーブをもとの現像機にセン｝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。

スチレンープチルメタクリレート　　１００重量部共重
合体　　　％ｗ　＝３００，０００離　　　型　　　剤
　　　　　　　　　　　　　　　　　４重量部（商品名
ＰＥ−１３０　：へ午スト社製）磁　　　性　　　粉　
　　　　　　　　　　　　　　　６０重量部（商品名Ｂ
Ｌ−２００　：チタン工業社製）作成したトナーは、粒
径を１ｕ．ｍ〜３０ＩＬｍにそろえた。

このトナーを用いキヤノン製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、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−３９ｖ
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。

［発明の効果コ 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゛市荷
像現像用トナーに荷電を付グーするための電荷付り”−
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１Ｊ−材の表面に塗ｌ１ｊ
あるいは練り込み分１我等により存在させることにより
、トナーとの斤擦使川ドでの耐久性に優れた良好な電荷
付′ｊ−材を与える。したがって、この電荷付Ｉｊ．材
を用いればトナーのみに電荷付１ｊ−剤を混入して、そ
の帯゛屯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１４が得られる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジオルガノスズボレート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。
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。