JPS61128259A - 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】 ｒ　＋＊　ｆ　ｌ−の１１１田分野］ 本発明は、電子写真、静電記鎚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
キャリヤーの種類により、鉄粉キャリャーを用いるマグ
ネットブラシ法、ビーズキャリヤ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１〜３０ＪＬ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
れる画像はカプリ易く、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。

その結果、帯電性が悪くなり、画出し枚数が増加するに
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１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、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機本体が使用不能になるまで
使用するため、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。

［問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明は、下記一般式にて表わされる複素環化合
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。

〔但し、Ｒ，、Ｒ２，Ｒ３は、同一または異なる基であ
って、水素、環状アルキル基、アルケニル基、アリール
基、アラルキル基、アルキル基等の炭化水素を基本骨格
とするＭ換基若しくは窒素、イオウ若しくは酸素を含む
複素環若しくはアミノ基又はこれ等を組合せた置換基の
いずれかを表わし、上記帯電付与部材としては、具体的
には例えば上記化合物をキャリヤー、スリーブあるいは
ドクターブレード等の表面に、コートあるいは塗布等の
手段により分散させ、該表面に担持したもの等が挙げら
れる。

このような帯電付与部材に用いられる化合物の代表的な
具体例としては、以下に列挙するようなものが挙げられ
る。

〔化合物例〕

化合物例（１） 化合物例（２） 化金物例（４） 化合物例（９） 化合物例０＆） 化合物例０匂 化合物例− 化合物例Ｏａ＞ 化合物例− 化合物例（Ｉ７） 上記例の他、上記ＢＦ４−イオンをそれぞれ置換した化
合物等も具体的なものとして挙げられる。

これら化合物は公知の方法で合成することが可能であり
、例えば上記化合物例（１）であれば、以下のような反
応で作成される。尚、他の化合物例についても下記方法
と同様の方法で作成することができる。

ＨＣｘＨｓ エテ／Ｉ／フェニルヒドラジン　　　　テアゾリルジア
ゾニウムクロ２イド化合物例（１） 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。

樹脂に分散して用いても良い。

これに、シリカ粉末、酸化アルミニウム、Ｉ！１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：Ａ筐に用いても良い、
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、ａ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ェ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ｉ量は、キャリア　ＩＫｇ当り　２ｇ〜２００ｇ、好
ましくは１０ｇ〜１００ｇ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１　ｃｍ２当り０．
０１ｍｇ−１０ｍｇ、好ましくは０．１＋ｓｇ〜２　ｔ
ｒｒｇが良い、上記範囲に満たないと帯電付写力および
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、特に限定すべきも
のでなく、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、　Ｓｉｎ、　ＢａＴｉＯ３，５ｒＴｉ０３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、ｍ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、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１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。

合成例 後述の実施例で使用した化合物例（４）、（９）、（１
１）及び（１４）を、以下のように合成した。

化合物例（４）は、下記式（Ａ）で表わされるＣＩ塩（
東京化成株式会社製）を出発原料として合成を行なった
。

トリフェニルテトラゾリウムクロライドまず、ＮａＢＦ
４（テトラフロロホウ素ナトリウム）５０ｇｔ−蒸留水
約ｌｌ中に溶解して溶液（Ｂ）を得た。別に上記化合物
（Ａ）２５ｇを蒸留水約８００１ｊ中に溶解して溶液Ｃ
Ｃ）を得た。

次いで、上記溶液（Ｂ）に溶液（Ｇ）を滴下混合した後
、濾過、洗浄、乾燥の操作を経て化合物例（０を得た。

得られた化合物につき、元素分析、ＩＲ分析、融点測定
等を行なうことによって同定した所、該化合物は化合物
例（４）の構造式を有することが認められた。

以下、化合物例（９）、（１１）及び（１４）について
も、それぞれ合成すべき化合物に、対応する】塩（東京
化成株式会社製）を出発原料として、上記と同様の方法
で合成を行なった。得られた化合物につき、上記と同様
の同定を行なった所、それぞれ目的の化合物が合成され
ていることが確認された。

実施例エ メチルエチルケトン　ｌ中に化合物例（４）を１００ｇ
溶解分散し、これに鉄粉キャリア（粒径；２５０〜４０
０ａｅｓｈ）　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ｎ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：エツソ化学製）１０
０部 カーボンブラック（商品名ラーベｙ３５００：キャポッ
ト社製）　　　　　　　　　　　　６部上記のトナーの
材料を混練、粉砕、分級し１粒度を　１〜３０−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。

この現像剤のトリポをブローオフ法により測定したとこ
ろ、−８，９ルｃ／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、階調性も良好で、カプリも全
くなかった。

これとは別に上記の化合物例（４）のＢＦ４−イオ〜Ｐ
　−（＠　）　６の各イオンに置換した化合物について
も上記同様の方法で本発明の部材を作成し、５万枚耐久
テストによる画像評価を行なった所、いずれの場合にも
細線再現性および階調性が良好で、カブリも全くない良
好な画像が得られた。

実施例２ キシレン　ｌｌ中にポリメチルメタアクリレート樹脂１
００ｇを溶解し、これに化合物例（１４）を５０ｇ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、−７，２ＪＬｃ／ｇであった。

この現像剤を用い、キャノン製ＭＰ−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。

−ｐ−〇〈＝）＞　６の各イオンに置換した化合物につ
いても上記同様の方法で本発明の部材を作成し。

５万枚耐久テストによる画像評価を行なった所、いずれ
の場合にも細線再現性および階調性が良好で、カブリも
全くない良好な画像が得られた。

実施例３ キシレンｌｌ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（９）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（９）の付着量が０．１ｍｇ／ｃｍ２〜０．７履
ｇ７ｃｍ　’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、一般の混線、粉砕、分級等の
工程を経て　１ル〜３０ｐの粒径にそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ルー３００．
０００　　　　　　　　　　　　　　１００部離型剤（
商品名ＰＫ−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ＮＰ−４００ＲＥで画出
し耐久テストを行った。　ｓｏ、ｏｏｏ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
を測定したところ一３０Ｖ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。

これとは別に上記の化合物例（９）のＢＦ、−イオいて
も上記同様の方法で本発明の部材を作成し、５万枚耐久
テストによる画像評価を行なった所、いずれの場合にも
細線再現性および階調性が良好で、カブリも全くない良
好な画像が得られた。

実施例４ キシレンｌｌ中にポリカーボネート樹脂８０ｇを溶解し
、さらに化合物例（１１）を２５ｇ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（１１）の４寸着量が０
．１ｍｇ／ｃｍ２〜０．４Ｂ／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ットし晃。

一方トナーは次の処方により調製し１粒径を１ｐ〜３０
ＩＬにそろえた。

ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート）ル憇１５０，
０００　　　　　　　　　　　　　　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１２０ｇ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一２８Ｖであり、帯電付
与効果が確認された。

これとは別に上記の化合物例（１１）のａＦａ−″イオ
いても上記同様の方法で本発明の部材を作成し、５万枚
耐久テストによる画像評価を行なった所。

いずれの場合にも細線再現性および階調性が良好で、カ
ブリも全くない良好な画像が得られた。

実施例５ 第１表に示すＮｏ、（５１）〜（５７）の化合物をそれ
ぞれ用いる以外は、実施例１と同様の手順に従って本発
明の部材を得た。これら部材について実施例１と同様の
方法で現像剤を作成し、５万枚耐久テストによる画像評
価を行なった所、第２表の結果を得た。

これとは別に第１表の化合物のＢＦ４−イオン−Ｐ−←
＠）６の各イオンに置換した化合物についても上記同様
の方法で本発明の部材を作成し、５万枚耐久テストによ
る画像評価を行なった所、いずれの場合にもｍ線再現性
および階調性が良好で、カブリも全くない良好な画像が
得られた。

第２表 ［５＠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て濃度変化が
極めて少なく、ｍ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)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式にて表わされる複素環化合物を少なく
   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、同一または異なる
   基であって、水素、環状アルキル基、アルケニル基、ア
   リール基、アラルキル基、アルキル基等の炭化水素を基
   本骨格とする置換基若しくは窒素、イオウ若しくは酸素
   を含む複素環若しくはアミノ基又はこれ等を組合せた置
   換基のいずれかを表わし、Ｘ＾−は、ＢＦ＿４＾−、Ｐ
   Ｆ＿６＾−、▲数式、化学式、表等があります▼、又は
   ▲数式、化学式、表等があります▼のいずれかを表わす
   。）