JPS61120167A - 静電荷像現像用帯電付与部材 - 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゜８９
１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。前者はざら
に二成分系現像剤を用いる方法と、−成分系現像剤を用
いる方法に二倍される。

二成分系現像方法に属するものには、トナーを搬送する
キャリヤーの種類により、鉄粉キャリヤーを用いるマグ
ネットブラシ法、ビーズキャリャ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等がある。

又、−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
像面に接層させて現像するマグネドライ法等がある。

これらの牌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東門・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粘着樹脂中に着色剤を分散
させたものを１〜３０ル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。

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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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、トナー同志の摩擦、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、耐久枚数が増すに
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め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。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の事情に鑑み１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。

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い、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、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
ブは現像機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、トナーに適正な負帯電性を付与
す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、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。

即ち、本発明は、下記（１）式にて示されるホスフィン
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にある。

Ｒ，−Ｐ　−Ｒ３（１） （但しＲ１＊　Ｒ２ｅ　Ｒ３は、アルキル基、環状アル
キル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基。

アラルキル基、アシル基等の炭化水素を基本骨格とする
置換基を示す、） 亀〜−は通常炭素数１〜２ｏの上記基であり、互に同−
基であってもよいし、異なってもよい、ｇ状アルキル基
、アリール基、アラルキル基は、単環でも単環集合体で
もよい、アミノ基などの電子供与基置換基を有する環構
造でもよい。

本発明の帯電付与部材に用いる化合物の代表的な具体例
としては、次のようなものがある。

〔化合物例〕

（１）　　　　　　　　ＣＨ３ Ｈ２Ｏ−Ｃ−ＣＩ。

コ （１０）　　　　　　　　　０ＣＨｓ これら化合物は公知の方法で合成される０例えば化合物
例（１）は次のように作られる。

三塩化リン（キシダ化学株式会社製）にｐ−ｔｅｒｔ−
ブチル−フェノキシナトリウム（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチル
フェノール（東京化成工業株式会社、！２）に金属ナト
リウムを作用させて合成〕を作用させて、夏リン酸トリ
ス（ｐ−ｔａｒｔ−ブチルベンゼン）を得る０次に、エ
ーテル中で上記物質に臭化フェニルマグネシウムを作用
させ、置換反応により、トリス（ｐ−ｔｅｒｔ　−フチ
ルベンイン〕ホスフィンを得た。

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、また、樹脂に分散し
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ｍｗｉ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、＃１型剤など、例えば脂肪酸金属塩、
弗化ビ一二すデンなど衛混合して用いても良い。

また１分散用の樹脂は、一般的なものを用いることがで
きる０例えば、ポリスチレン、ポリアクリル酸エステル
、ポリメタクリル斂エステル、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”エノール樹脂、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
重量は、キャリアＩＫｇ当りｌ［〜　１００ｇ、好まし
くは５ｇ〜２０ｇ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ＩＣ１１２当り０．０１ｍｇ
〜１０１ｇ、好ましくは０．１ｓｇ〜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。

前記化合物を適用できるキャリアは、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、　　Ｓｒｃ、
　ＢａＴｉＯ３，５ｒＴｉ０３などノセラミックス粉体
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たもの・であればよい
。

また１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、−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、コロイダルウリ力のような流動
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、ステアリン醜金属塩、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
ーと充分接触する機会のある材料あるいは機材、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ッドを用いて
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〕

実施例１ メチルエチルケトン１１中に化合物例（１）を１００ｇ
溶解分散し、これに鉄粉キャリア（粒径；２５０〜４０
０ｍｅｓｈ）　Ｉ　Ｋｇを分散し、ボールミル中で約３
０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ニジエル化学製）１０
０部 カーボンブラック（商品名シーベン３５００　：キャポ
ット社製）　　　　６部 上記のトナーの材料を混線、粉砕、分級し、粒度を１〜
３０Ｑにそろえた。このトナーと前記キャリアを重量比
でｌｏ：１０Ｇに混合し、現像剤とした。

この現像剤のトリポをブローオフ法により測定したとこ
ろ、−９，４１Ｌｃ／ｇであった。この現像剤を用い、
キャノン製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１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フ中にポリメチルメタアクリレート樹脂１０
０ｇを溶解し、これに化合物例（２）　５０ｇを混゛合
した。これを実施例１と同様に鉄粉キャリアｌＫ、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。

この現像剤のトリポをブローオフ法により測定し゛たと
ころ、−８，７ＪＬｃ／ｇであった。この現像剤を用い
、キャノン製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。

実施例３ キシレンｌｔ中にポリメチルメタアクリレート樹脂１０
０ｇを溶解し、これに化合物例（３）を５０ｇ混合した
溶液を調製した。この溶液にキャノンＮＰ−４００ＲＥ
用の現像スリーブ（ステンレス製）をディッピングし、
スリーブ表面に化合物例（３）の付着量が０．１ｍｇ／
ｃｍ２〜０．８ｍｇ／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　ｔｇ〜３０終の粒径にそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ル＝　３００
．０００　　　　　　　　　　　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、キャノン製ＭＰ−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
なく、細線再現性、階調性が良く、かぶりもな）っだ。

また、耐久テスト終了後スリーブ上のトナーの表面電位
を測定したところ一３２Ｖ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ｌｔ中にポリカーボネート樹脂８０ｇを溶解し
、さらに化合物例（０を２０ｇ混合した溶液を調製した
。この溶液にキャノン製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）をディッ
ピングし、スリーブ表面に化合物例（４）の付着量が０
．１ｍｇ／ａｍ２〜０．５ｍｇ／ａｍ２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ッ゛トした。

一方トナーは次の処方により調製し、粒径をｌＩＬ〜３
０終にそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ルー１５０．
ＯＱＯｔｏｏ部 離部側型剤品名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１９０ｇ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、−２１ｖであり、帯電
付与効果が確認された。

実施例５〜８ 前記化合物例を代えた以外は実施例りと全く同様に実験
を繰返した。

〔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長期にわたっで変化が極め
て少なく、細線再現性や階調性も良く、かぶりも少ない
、又カラー現像にも有効に使用でき、きわめて鮮明な画
像が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）下記一般式にて表わされるホスフィン化合物を少な
   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。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但しＲ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３はアルキル基、環状アル
   キル基、アルケニル基、アリール基、アシル基、アラル
   キル基、アルコキシ基の炭化水素を基本骨格とする置換
   基を示す。） ２）特許請求の範囲第１項記載の化合物がキャリア、ス
   リーブ、ドクターブレードに被覆されている特許請求の
   範囲第１項記載の静電荷像現像用帯電付与部材。