JPH0664364B2 - 静電荷像現像用帯電付与部材 - Google Patents

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ける
静電荷像を現像するためのトナーに荷電を付与する部材
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2,297,691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荷電を与え、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で定着を行なうもので
ある。

これらの電子写真法等に適応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。前者はさら
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の種類により、鉄粉キ
ャリアを用いるマグネットブラシ法、ビーズキャリアを
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。

又、一成分系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、ポリエチレンなどの粘着樹脂中に着色剤を分散
させたものを１〜30μ程度に微粉砕した粒子がトナーと
して用いられている。磁性トナーとしてはマグネタイト
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、トナー
は通常ガラスビーズ、鉄粉などのキャリア粒子と混合さ
れて用いられる。

又、トナーは、現像される静電潜像の極性に応じて正ま
たは負の電荷が保有せしめられる。

トナーに電荷を保有せしめるためには、トナーの成分で
ある樹脂の摩擦帯電性を利用することもできるが、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
付与する染料、顔料、さらには荷電制御剤なるものを添
加することが行われている。

しかしながら、これらの添加剤は、帯電性を付与するた
め、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
じる危険性がある。その結果、帯電性が悪くなり、複写
枚数が増すにしたがって劣化が進み、画像濃度が低下
し、細線再現性、カブリ性などが実用上問題となってく
る。

これは、トナーのバインダーと帯電性を付与する染料、
顔料あるいは荷電制御剤の親和性、分散性を向上させる
ことによって改善することができるが、これらの添加剤
の親和性を高めるため表面処理をすると帯電付与性が低
下する場合が多く、また基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
理由で実用上充分満足すべき帯電付与用添加剤は、きわ
めて限定され、実用化されているものは少数にすぎな
い。特に将来白黒画像のみならずカラー画像の需要の増
大に対処するためには、トナーに添加する添加剤は無色
であることが好ましく、現在この条件に合う実用化され
た添加剤はほとんど無い。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述の事情に鑑み、本発明者らは帯電付与を、トナーの
添加剤で行う手段を採らず、キャリア、スリーブ、ドク
ターブレードなどの搬送規制あるいは帯電部材で行うべ
く鋭意検討を行った。

本発明で帯電付与部材とは、トナーに接触して現像のた
めに必要な電荷を付与し、もしくは補助的に付与しうる
部材である。この方法ではトナーに帯電付与用添加剤を
ほとんど含有させる必要がないため、前記の問題点例え
ばキャリア、感光体などの汚染が発生せず、画出し中に
帯電性が低下したり、潜像を乱すことがなくなる。さら
にカラートナーを容易に帯電することができる。

しかしながら、キャリア、スリーブ、ドクターブレード
などの搬送、規制あるいは帯電部材に帯電付与性を保有
させるためには、帯電付与物質は、強力な帯電付与能力
を有し、部材に塗布もしくはコート、分散可能な材料で
なければならない。さらにキャリアは長期間交換するこ
となく、またスリーブは現像基本体が使用不能になるま
で使用する場合が多いため、帯電付与部材は長期の使用
に耐えるものでなければならない。

本発明の目的は、上述の如き問題点を解決した帯電付与
部材を提供するものである。

さらに本発明の目的は、トナーに適性な負帯電性を付与
する帯電付与部剤を提供するものである。

さらに本発明の目的は、長期間の使用で性能の劣化のな
い帯電付与部材を提供するものである。

さらに本発明の目的は、細線再現性及び階調性の優れた
画像を得る帯電付与部材を提供するものである。

さらに本発明の目的は、カラー化に適した帯電付与部材
を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的は以下の静電荷像現像用帯電付与部材によって
達成することができる。

すなわち、式（Ｉ）または(II)または(III)または(IV)
または(V)または(VI)、 （式中、Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_４，Ｒ_５は、それぞれ独
立に水素、アルキル基、環状アルキル基、アルケニル
基、アリール基、アラルキル基または置換基を有するこ
とのあるアミノ基である）で表わされる1,2,3−トリア
ゾール系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帯電付与部材である。

アルキル基とは、Ｃ_１〜Ｃ_２４の直鎖または分枝あるア
ルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピ
ル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、
ｔ−ブチル基、ラウリル基、ステアリル基等である。

環状アルキル基とは、シクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基、シクロオクチル基等である。

アリール基とは、フェニル基、ニトロフェニル基、チオ
カルバモイルフェニル基、トリル基、ナフチル基、５−
メチルナフチル基等である。

アラルキル基とは、ベンジル基、３−メチルベンジル
基、３−フェニルプロピル基等である。置換基を有する
ことのあるアミノ基とは、アミノ基、メチルアミノ基、
ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基
等である。

具体的には、下記のような化合物を挙げることができ
る。

上記化合物は、全て公知の方法で合成することができ
る。

前記化合物は帯電付与材料として、そのまま溶剤あるい
は分散媒に分散して用いても良く、又樹脂に分散して用
いても良い。

これに、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たい
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混合して用いても良い。

また、分散用の樹脂は、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、イソプレンおよび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、テフロンおよびこれらの誘導体、共重合体、
混合体が使用可能である。

前記帯電付与化合物をキャリアに混合付着させる場合の
付着量は、キャリア１kg当り200ｇ〜２ｇ、好ましくは1
00ｇ〜10ｇが良く、スリーブなどへ付着させる場合の付
着量は、有効表面積１cm²当り0.01mg〜10mg、好ましく
は0.1mg〜２mgが良い。上記範囲に満たないと帯電付与
力および寿命が充分でなく、また上記範囲を超えて使用
しても帯電付与力、寿命などの効用は飽和して無駄であ
る。

前記化合物を付加できるキャリアは、特に限定されない
が、例えば 鉄、ニッケル、アルミニウム、銅などの金属およびこれ
らの合金の粉体または粒子。

金属酸化物を含む金属化合物の粉体または粒子。

ガラス、SiC,BaTiO₃,SrTiO₃などのセラミックス粉体ま
たは粒子。

上記粉体または粒子の表面を樹脂などで処理したもの。

樹脂粉末、磁性体を含有する樹脂粉体。

などをあげることができる。

さらに、前記化合物を適用できるスリーブは、鉄、アル
ミニウム、ステンレス、ニッケル、などの金属又はこれ
らを含有する合金などの金属材料およびセラミックス、
プラスチックスなどの非金属材料など、一般にスリーブ
として使用可能な材料を用いてあればよい。

また、本発明の部材を使用する際に用いるトナーは、非
磁性、磁性トナーのどちらでも有効であり、二成分現像
法、一成分現像法を問わずトナーを帯電させて現像する
すべての方式に適用できる。

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
ピング現像方式などに適用可能である。

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
ゆる荷電制御剤を本発明の実施に悪影響を与えない限り
含有しても良く、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
イ素などの研摩剤、ステアリン酸金属塩、ポリ弗化ビニ
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。

本発明の部材を製造するためには、現像時点以前にトナ
ーと充分接触する基会のある材料あるいは基材、具体的
にはキャリア、スリーブ、ドクターブレード等の表面
に、前記化合物を保持させるとよい。すなわち、キャリ
ア処理においては、前記化合物を溶解または分散させた
溶液を槽内でドブ漬け、スプレー又は流動ベツドを用い
てキャリアコア表面に付着させる等、通常の方法が採用
される。

またスリーブ等にコートする場合には、同様の溶液を用
いて、ディッピング法、スプレー法、刷毛塗りなどの方
法がとられる。

さらに、成形可能な樹脂中に上記化合物を公知の方法で
含有させた後、キャリア、スリーブ、ドクターブレード
等に成型加工することにより、本発明の部材を製造する
ことができる。

［実施例］ 以下に実施例をあげて本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ メチルエチルケトン１中に4,5−ジメチル−１−ジメ
チルアミノ−1H-1,2,3−トリアゾール(1)を100ｇ溶解分
散し、これに鉄粉キャリア（粒径；250〜400mesh)１Kg
を分散し、ボールミル中で約30分攪拌混合した。

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、軽く凝集をほぐして本発明の静電荷現像用部材
を得た。

別にトナーは通常の材料および方法により下記処方で調
製した。帯電付与物質は含有させなかった（以下部は重
量部を示す）。

ポリスチレン（商品名D-125：エッソ化学製） 100部 カーボンブラック（商品名ラーベン3500：キャボット社
製） ６部 上記のトナーの材料を混練、粉砕、分級し、粒度を１〜
30μｍ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。

この現像剤のトリボをブローオフ法により測定したとこ
ろ、-5.9μｃ／ｇであった。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ったところ、50,000
枚の耐久テストでも細線再現性が良く、階調性も良好
で、カブリも全くなかった。

実施例２ キシレン１中にポリメチルメタアクリレート樹脂120
ｇを溶解し、これに4,5−ｎ−ヘプチル−２−ジエチル
アミノ−2H−1,2,3−トリアゾール(2)を50ｇを混合し
た。これを実施例１と同様に鉄粉キャリア１kgに処理
し、本発明の部材である帯電付与効果のあるキャリアを
得た。

また別に実施例１と全く同様なトナーを調製し、トナー
とキャリアを実施例１と同様の重量比で混合して現像剤
とした。

この現像剤のトリボをブローオフ法により測定したとこ
ろ、-5.4μｃ／ｇであった。

この現像剤を用い、キヤノン製NP-5000複写機で画像出
しを行ったところ、50,000枚の耐久テストでも初期とま
ったくかわらない良好な画像濃度、細線再現性および階
調性を示し、カブリも認められなかった。

比較例 4,5−ｎ−ヘプチル−２−ジエチルアミノ−2H−1,2,3−
トリアゾール(2)50ｇのかわりに、ニトロン 50ｇを使用することを除いて、実施例２と同様にしてキ
ャリアを生成した。実施例２と同様にしてトナーと得ら
れたキャリアを混合して現像剤を調整し、トナーの摩擦
帯電量を実施例２と同様にして測定したところ-9.5μＣ
／ｇであったが、温度３５℃、湿度９０ＲＨの高温高湿
環境下でトナーの摩擦帯電量を測定したところ−５μｃ
／ｇに大幅に低下した。

これに対して、実施例２のキャリアを有する現像剤のト
ナーの摩擦帯電量を温度３５℃で、湿度９０％ＲＨの高
温高湿環境下で測定したところ-4.5μＣ／ｇであり、通
常環境下の摩擦帯電量(-5.4μＣ／ｇ）と比較して変動
が少なかった。

実施例３ キシレン１中にポリメチルメタアクリレート樹脂100
ｇを溶解し、これに4,5−ビス（ジエチルアミノ）−3H
−1,2,3−トリアゾール(3)を50ｇ混合した溶液を調製し
た。

この溶液にキヤノンNP-400RE用の現像スリーブ（ステン
レス製）をディピングし、スリーブ表面に化合物例(3)
の付着量が0.1mg/cm²〜0.6mg/cm²になるごとくコートし
本発明の部材を得た。

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、分級等の
工程を経て１μ〜30μの粒径にそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ｗ＝300,00
0 100部 離型剤（商品名PE-130：ヘキスト社製） ４部 磁性粉（商品名BL-200：チタン工業社製） 60部 このトナーを用い、キヤノン製NP-400REで画出し耐久テ
ストを行った。50,000枚耐久で初期から画像の変化が少
なく、細線再現性、階調性が良く、かぶりもなかった。

また、耐久テスト終了後スリーブ上のトナーの表面電位
を測定したところ-29V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中にポリカーボネート樹脂80ｇを溶解し、
さらに1H−1,2,3-(5−メチル−１−ジメチルアミノ）ベ
ンゾトリアゾール(4)を20ｇ混合した溶液を調製した。

この溶液にキヤノン製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）をディピングし、
スリーブ表面に化合物例(4)の付着量が0.1mg/cm²〜0.5m
g/cm²になるごとくコートして本発明の部材を得た。こ
のスリーブをもとの現像機にセツトした。

一方トナーは次の処方により調製し、粒径は１μ〜30μ
にそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ｗ＝150,00
0 100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 このトナーを用い、上記スリーブを取付けた現像機を用
い、PC-20を改造して反転現像可能なようにし、耐久画
像出しを行った。

トナーを100ｇチャージし、トナーがなくなるまでテス
トを行ったが、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-31Vであり、帯電付与効果
が確認された。

［発明の効果］ 本発明による帯電付与部材を用いることによって、電子
写真、静電記録および静電印刷などにおける静電荷像の
現像によって得られる画像は変化が極めて少なく、細線
再現性や階調性も良く、かぶりも少ない。又耐久テスト
も優れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 勝彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−78365（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−177565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−200253（ＪＰ，Ａ) 「色材」第50巻９号（1977）第517〜 519，522頁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】式（Ｉ）または(II)または(III)または(I
   V)または(V)または(VI)、 （式中、Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_４，Ｒ_５は、それぞれ独
   立に水素、アルキル基、環状アルキル基、アルケニル
   基、アリール基、アラルキル基または置換基を有するこ
   とのあるアミノ基である）で表わされる1,2,3−トリア
   ゾール系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帯電付与部
2. 【請求項２】トナーにマイナスのトリボ電荷を付与する
   ための部材である特許請求の範囲第１項の静電荷像現像
   用帯電付与部材。