JPH05249703A - 静電記録体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】静電記録体で発生する、ＬＥＦ（リード・エッ
ジ・フォッグ）現象と言われる先端カブリを効果的に解
消し、しかも記録濃度の低下、カギ傷状の白抜けの発生
しない静電記録体を提供する。 【構成】誘電体層に配合する顔料の少なくとも一部とし
て、導電性金属酸化物半導体粉末で被覆処理された平均
粒子径が２〜１０μｍであるプラスチックピグメントを
使用することによって上記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多針電極を用いた静電プ
ロッターやプリンターに適した静電記録体に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、静電記録方式で鮮明な画像を得
るには、針電極と静電記録体の誘電体層との空隙の大き
さを、パッシェンのカーブから推定される最適範囲に制
御する必要がある。このため、誘電体層を構成する高分
子絶縁性樹脂中に絶縁性顔料をスペーサーとして加え、
適当な凹凸を形成した誘電体層と多針電極を接触させる
ことにより、空隙を適当に制御する方法が行われてい
る。

【０００３】しかし、多針電極を使用する静電プロッタ
ーや静電プリンターでは、多針電極に記録電圧を印加し
て静電記録体の誘電体層表面に静電潜像を形成し、次に
この静電潜像をトナーで現像して可視像が記録される
が、多針電極に電圧を印加すると、印加電圧の露洩電流
が現像器に注入されるため、ＬＥＦ（リード・エッジ・
フォッグ）現象と呼ばれる先端かぶりを発生しやすい。

【０００４】このため、支持体として紙を使用した静電
記録体では、支持体裏面にも導電処理を施し、露洩電流
を支持体の体積方向に逃がすことによりＬＥＦ現象を防
止する方法が取られている。しかし、このように処理し
た記録体を高湿度環境下で記録すると、印加パルスが最
高電圧に至らないで減衰することがあり、結果的に記録
濃度が低下してしまう。

【０００５】また、支持体として絶縁性フィルムを使用
した静電記録体では、支持体が非常に高い体積抵抗を有
するため、導電層の一部（普通は記録体端面）を露出さ
せたり、その部分にカーボンブラックなどの導電性塗料
を塗工してアース電極を形成してＬＥＦ現象を防止して
いる。しかし、導電層の露出巾のコントロールが難し
く、製造工程も増えるため、生産性が悪く、コスト高と
なる欠点が付随する。

【０００６】このため、誘電体層を高分子絶縁性樹脂と
導電性粒子で構成する静電記録体（特開昭６１−２１３
８５１号、特開平２−８３５４７号）が提案されている
が、これらの提案では、ＬＥＦ現象の防止効果は認めら
れるものの、オールマーク記録の際に記録電極と平行な
方向にかき傷状の白抜けが多発したり、絶縁性不足によ
る記録濃度の低下現象が発生する。また、長時間記録す
ると、導電性粒子が記録電極に滞留して記録電極の破損
を招くという欠点も認められる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】かかる現状に鑑み、本
発明者は、静電記録体で発生するＬＥＦ現象の改良につ
いて検討した結果、ＬＥＦ現象は、気中放電により誘電
体層表面に潜像が形成されたとき、反対電荷が誘起さ
れ、その結果、導電層中に発生する電荷が逃げ場を失
い、接地されている現像器の部分で静電的に誘電体層に
トナーが引きつけられカブリを発生する現象であること
を確認した。また、この導電層中に発生する電荷は、痕
跡量の導電性粒子を導電層と現像器を電気的に繋ぐよう
に存在させれば解消されることも確認できた。

【０００８】かかる知見に基づき、ＬＥＦ現象を効率よ
く防止し、しかもオールマーク記録時に発生するかき傷
状の白抜けや、絶縁性不足による記録濃度の低下も解消
し、さらに長時間記録しても、記録電極の破損が発生し
ない静電記録体について鋭意研究の結果、誘電体層を構
成する顔料粒子の少なくとも一部に、導電性金属酸化物
半導体粉末で被覆処理された特定の平均粒子径を有する
プラスチックピグメントを使用すると、上記目的が極め
て効率よく達成されることを見出し、本発明を完成する
に至った。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、導電性支持体
上に誘電体層を形成した静電記録体において、該誘電体
層が少なくとも絶縁性樹脂と顔料粒子を含有しており、
且つ顔料粒子の少なくとも一部が、導電性金属酸化物半
導体粉末で被覆処理された平均粒子径が２〜１０μｍの
プラスチックピグメントであることを特徴とする静電記
録体である。

【００１０】

【作用】一般に導電性の顔料で、ＬＥＦ現象を防止する
には、誘電体層の厚み方向にわたって、導電層から誘電
体層表面まで貫通することが好ましいが、完全に貫通し
ていなくても効果がある。これは、誘電体層中に含有せ
しめられる導電性の顔料粒子が導電層とつながるよう配
置されていれば、導電性の顔料粒子上に極薄い誘電体層
膜が形成されていても電気的には導電点と考えられ、こ
の導電点が、現像器やアースロールと接触して効果を発
揮するためと思われる。

【００１１】導電層中に発生する電荷の逃げ場を形成す
るに必要な接地点は、痕跡量の導電性顔料が導電層と現
像器を電気的に繋ぐように存在すればよい。そのため、
例えばフィルムを支持体とした静電記録体では、誘電体
層表面１００mm² 中に１ケの導電性顔料が存在すれば十
分であり、本発明においても、表面処理されたプラスチ
ックピグメントは、塊状、凝集体であってもよく、絶縁
性顔料の表面を被覆するような状態で存在させても効果
が期待できるものである。

【００１２】ＬＥＦ現象を防止するために、モース硬度
の高い無機の導電性顔料やカーボンブラックを直接誘電
体層中に添加すると、記録電極との摩擦で導電性顔料表
面の誘電体層樹脂がはぎ取られる結果、カギ状の白抜け
が発生したり、導電性顔料の破片が、電極に滞留するた
めか電極破損を引き起こすことがある。しかし、本発明
のように、プラスチックピグメントの表面に導電性金属
酸化物半導体粉末を被覆処理して使用すると、誘電体層
表面に存在する導電性粉末の量を最小限にコントロール
できるため、カギ状の白抜けや電極破損を起こすことな
く所望の効果を得ることができる。

【００１３】本発明の静電記録体で使用される導電性顔
料は、上記の如くプラスチックピグメントの表面に導電
性金属半導体粉末を被覆処理した顔料粒子であるが、母
顔料となるプラスチックピグメントとしては、誘電体層
を形成する絶縁性樹脂を溶解しているトルエン、キシレ
ン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に不溶な、例えば
ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコン、メチルシリ
コン、テトラフルオロカーボンなどの粉末が好ましく使
用される。また、これらの母顔料に被覆処理される導電
性金属酸化物半導体粉末としては、不純物半導体粉末で
ある導電性酸化錫、導電性酸化亜鉛、あるいは導電性酸
化錫等を表面に析出させて焼成した酸化チタン等が好ま
しく用いられる。

【００１４】一般に、静電記録体の誘電体層中に配合さ
れる顔料粒子の平均粒子径が大きすぎると、記録体表面
と多針電極との空隙を適当に保つことが困難となり、オ
ールマーク記録時に白抜けが発生する恐れがあり、逆に
小さすぎると、オールマーク記録時にベタムラを発生す
る恐れがあるため、顔料粒子の平均粒子径は、１〜１５
μｍ程度、好ましくは２〜１０μｍ程度に調節するのが
望ましいと言われている。本発明で使用する導電性金属
半導体粉末で被覆処理されたプラスチツクピグメントに
おいても、その平均粒子径が２μｍ未満になると、ＬＥ
Ｆ現象の防止効果が不十分となり、逆に１０μｍを越え
ると、カギ状の白抜けが発生する恐れがあるため、２〜
１０μｍの平均粒子径を有する顔料粒子として誘電体層
中に含有せしめられるものである。

【００１５】なお、プラスチツクピグメント表面に被覆
処理される導電性金属半導体粉末の粒子径は、母顔料の
粒子径に対して１０分の１以下程度が好ましく、望まし
くは０．０１〜１μｍ程度の粒子が使用される。因み
に、導電性金属半導体粉末の粒子径が大きすぎると、プ
ラスチックピグメント上に被覆処理されない粒子が多数
発生し、ＬＥＦ現象の防止効果が低下するのみならず、
誘電体層の絶縁性の低下や異常ドットの発生、さらに
は、電極破損などのトラブルを引き起こす恐れがある。
また、プラスチックピグメント表面に形成される導電性
金属半導体粉末の層は、プラスチックピグメントの表面
を完全に被覆している必要はなく、表面にある程度の導
電路が形成されている程度で十分である。このため、導
電性金属半導体粉末で被覆処理されたプラスチックピグ
メントの粉体比抵抗が１０Kg／m²の圧力下で１０⁸ 〜１
０¹ Ω・cm程度となるよう処理するのが好ましい。

【００１６】プラスチツクピグメント表面への導電性金
属半導体粉末の被覆処理の方法は、特に限定されない
が、例えば軟化粘着性を有する軟化点９５〜１２０℃の
ポリエチレン粉末を母顔料として使用する場合には、こ
の粉末と導電性金属半導体粉末とを、タンブラー型や攪
拌羽根型などの乾式混合機に添加して混合した後、ポリ
エチレン粉末が軟化して粘着性を示す１００〜２００℃
程度の温度まで加熱し、攪拌しながら放冷する方法など
で製造することができる。このときポリエチレン粉末粒
子の外表面は軟化または溶融しているが、粒子内部は形
状を保持できる程度の剛性状態にある過渡状態であるた
め、ポリエチレン粉末粒子表面と導電性金属半導体粉末
が接触部で融着して一体化した粉末として得られるもの
である。

【００１７】なお、本発明の静電記録体では、誘電体層
中に配合する顔料の一部または全てを上記の如く導電性
金属半導体粉末で被覆処理したプラスチックピグメント
とするものであるが、他の顔料を併用する場合には、導
電性金属半導体粉末で被覆処理したプラスチックピグメ
ントの平均粒子径が、他の顔料より小さいと、電荷アー
スの導電点として作用せず、ＬＥＦ現象の防止効果が得
られないため、被覆処理したプラスチックピグメントの
平均粒子径は、他の顔料と同じか、それより大きくする
必要がある。

【００１８】併用される他の顔料としては、例えばクレ
ー、デッカイト、ナクライト、カオリン、水酸化アルミ
ニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、無定形
シリカ、アルミナ、焼成クレー、焼成カオリン、硫酸バ
リウム、酸化チタン、およびこれらの顔料の表面を絶縁
処理した顔料、さらには表面処理されていないプラスチ
ックピグメント等が挙げられる。

【００１９】誘電体層中に配合される導電性金属半導体
粉末で被覆処理したプラスチックピグメントを含む全顔
料と樹脂の配合比率は、一般に、顔料：樹脂＝５：９５
重量部〜６０：４０重量部程度、好ましくは１５：８５
重量部〜５０：５０重量部程度の範囲で調節される。な
お、導電性金属半導体粉末で被覆処理したプラスチック
ピグメントの配合割合が少ない場合には、低い比抵抗と
なるように導電性金属半導体粉末での被覆処理を進め、
逆に、配合割合が多い場合には、導電性金属半導体粉末
での被覆処理を少なめに抑えればよい。しかし、一般に
導電性金属半導体粉末で被覆処理したプラスチックピグ
メントの配合割合が、誘電体層全固形分の０．１〜１０
重量％程度の範囲となるように調整して、ＬＥＦ現象を
防止するのが好ましい。

【００２０】本発明の静電記録体において、誘電体層を
構成する高絶縁性樹脂としては、例えばアクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシ
ル、アクリル酸デシル、メタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸イソブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等の
アクリル酸エステル共重合体やメタクリル酸エステル共
重合体、酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
ブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ニトロセルロー
ス、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、スチ
レン−メタクリル酸共重合体、フェノール樹脂等が挙げ
られる。

【００２１】誘電体層は、一般にトルエン、メチルエチ
ルケトン、キシレンなどの適当な有機溶剤に絶縁性樹脂
や顔料を溶解・分散して得た誘電体層形成塗液を、例え
ばバーコーター、コントラコーター、グラビアコータ
ー、カーテンコーター、チャンプレックスコータ、ロー
ルコーター、ブレードコーターなどの適当な塗布装置で
導電性支持体上に塗布する方法で形成される。

【００２２】また、導電性支持体としては、例えばポリ
ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ポ
リジメチルジアリルアンモニウムクロライド、スチレン
アクリル酸トリエチルアンモニウムクロライド等のカチ
オン性高分子電解質、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリ
アクリル酸塩、ポリビニルホスフェート等のアニオン性
高分子電解質、あるいは、酸化亜鉛、酸化スズ等に不純
物を混入した金属半導体粉末等を、含浸ないし塗布し、
その表面抵抗を常湿で１０⁵ Ω／□〜１０⁹ Ω／□と
し、その表面ベツク平滑度を好ましくは２００秒以上と
した紙、合成紙、和紙等の紙シートや、各種合成樹脂フ
ィルム、布、不織布等が使用されるが、本発明の誘電体
層は、合成樹脂フィルムを支持体とした場合でも、顕著
なＬＥＦ現象の防止効果を発揮するため、特に合成樹脂
フィルムを支持体とした静電記録体で有効である。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をより具体的に
説明するが、勿論、これらの実施例に限定されるもので
はない。なお、実施例および比較例で得られた静電記録
体の記録評価は以下の方法で行ない、その結果を表１に
記載した。

【００２４】記録濃度 松下電送製モノクロプロッ
ター〔ＥＰ−１０３〕で２７℃・８５％ＲＨ環境条件下
で記録し、その記録濃度をマクベス濃度計で測定した。 ＬＥＦ濃度 同上のプロッターで２３℃・２５％ＲＨ
環境条件下で記録し、この時の、記録電極と現像器の間
のカブリ濃度をマクベス濃度計で測定した。そして、こ
のカブリ濃度から白紙部濃度を差し引いた値をＬＥＦ濃
度とした。 白抜け 同上のプロッターで２３℃・５０％ＲＨ
環境条件下でオールマーク記録を行い、カギ状白抜けの
発生の有無を判定した。

【００２５】実施例１ 平均粒子径が８．０μｍである軟化点９６℃の高密度ポ
リエチレン粉末１００重量部と、アンチモンをドープし
た平均粒子径が０．４μｍの導電性酸化錫粉末１０重量
部とを、タンブラー型攪拌機で混合した後、１２０℃ま
で加熱して１分間保持し、その後放冷して導電性酸化錫
で被覆処理したポリエチレン粉末を調製した。なお、得
られた粉末にはポリエチレン粉末同士が融着した粗大粒
子が含まれていたので、風力分級器でこれを除去した。

【００２６】次に、厚さ７５μｍのポリエステルフイル
ムに、平均粒子径０．２μｍの導電性酸化錫を主成分と
する導電剤を処理して得た、表面抵抗値が１×１０⁶ Ω
の導電性フィルムの導電層面上に、上記で調製した導電
性酸化錫で被覆処理したポリエチレン粉末５重量部と、
平均粒子径が３．０μｍの炭酸カルシウム３５重量部
と、メチルメタアクリレート樹脂６０重量部とを、トル
エン溶液に分散・混合して調製した固形分濃度３０％の
誘電体層形成用溶液を、メイヤーバーで乾燥重量が３ｇ
／ｍ² となるように塗布して静電記録体を得た。

【００２７】実施例２ 実施例１において、導電性酸化錫粉末で被覆処理する高
密度ポリエチレン粉末の平均粒子径を、８．０μｍから
５．０μｍに変えた以外は、実施例１と同様にして静電
記録体を得た。

【００２８】実施例３ 実施例１において、導電性酸化錫粉末で被覆処理する高
密度ポリエチレン粉末の平均粒子径を、８．０μｍから
３．０μｍに変えた以外は、実施例１と同様にして静電
記録体を得た。

【００２９】比較例１ 実施例１において、導電性酸化錫粉末で被覆処理したポ
リエチレン粉末の代わりに、平均粒子径が８．０μｍの
水酸化アルミニウム粉末を使用した以外は、実施例１と
同様にして静電記録体を得た。

【００３０】比較例２ 実施例２において、導電性酸化錫粉末で被覆処理したポ
リエチレン粉末の代わりに、平均粒子径が４．６μｍの
導電性酸化亜鉛（本荘ケミカル社製，ＫＣＺ−４）を使
用した以外は、実施例２と同様にして静電記録体を得
た。

【００３１】比較例３ 実施例１において、導電性酸化錫粉末で被覆処理する高
密度ポリエチレン粉末の平均粒子径を、８．０μｍから
１．０μｍに変えた以外は、実施例１と同様にして静電
記録体を得た。

【００３２】比較例４ 実施例１において、導電性酸化錫粉末で被覆処理する高
密度ポリエチレン粉末の平均粒子径を、８．０μｍから
１２．０μｍに変えた以外は、実施例１と同様にして静
電記録体を得た。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】表１の結果から明らかなように、本発明
の各実施例で得られた静電記録体は、いずれも低湿度環
境下でのＬＥＦ現象の発生がなく、高湿度環境下での画
像濃度の低下や白抜けもない優れた特性を備えた記録体
であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性支持体上に誘電体層を形成した静電
   記録体において、該誘電体層が少なくとも絶縁性樹脂と
   顔料粒子を含有しており、且つ顔料粒子の少なくとも一
   部が、導電性金属酸化物半導体粉末で被覆処理された平
   均粒子径が２〜１０μｍのプラスチックピグメントであ
   ることを特徴とする静電記録体。