JPS635352A - 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］ 本発明は、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
るための機能が改善された材料ないし部材、すなわち電
荷付与材（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」の語を用いる）に関する。

［従来の技術］ 従来、電ｆ一写真υ：とじては米国特許第２，２９７，
６９１　号−，特公昭４２−２３９１０り公報，及び特
公昭４３−　２４７４８号公報などに，種々の方法か記
載されているが、それらは要するに，光導電性絶縁体層
Ｌに−・様な静電荷を１１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、次いで該潜像を名
該技術でトナーとｕｌ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，加勢、加
圧、或いは溶剤，％気などによって定ｚｉを行なうもの
である。

これらの電子写真法等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。前名は、更
に二成分系現像剤を川いる方法と、−成分系現像剤を用
いる方法に二分される。

〕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不−
／　’　｝ブラシ法，ビーズ　キャリャを用いるカスケ
ート７人、ファーを用いるファーブラシ法等がある。

また、一・成分現像方法に属するものには、トナー粒ｆ
を噴霧状ＩＥＩにして用いるパウダークラウト法、トナ
ー粒ｆ−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，り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ｌｍ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川いられている。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
はこれに加えてで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、１−記のようなトナーは通常、
カラスビーズ、鉄粉などのキャリャ一粒了一と混合され
て用いられる。

また、トナーは、現像される静電潜像の極性に応じてｆ
め１Ｆまたは負の電荷がＩＪ−えちれる。

トナーに電荷を付４せしめるためには、トナーの成分で
ある樹脂の斤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イ；？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〈、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午するために
、帯電性を強化する染料、顔料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
ナーに帯電性を付榮するためには，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
，トナー回七の摩擦、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、ヤヤリアなどのｌり染、，−》電潜像保持体
，例えば感光体ベルトあるいはト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
を縁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
Ｌ問題となる。

Ｌ記した問題点は、トナーのバインダーと、｛ｉ？電性
を付グーする染顔料あるいは荷電制御剤等の添加剤の親
和性、分散性を向トすることによって改みできるがこれ
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
付ケ性の低下する場合が多く、また機楓的にシェアを強
くかけ細かく分散すると１　トナー表面に出る添加剤の
割合が減少し、・１１″１電性が充分に付かされない傾
向となる。これらのことから、実川的に充分猫足する程
度にトナーに・１；２電性を付′１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１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７Ｅ，である。

このような賽情に鑑み、トナーへの電荷付グー特性の向
１−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，トクターブレード等の搬送，規制あるいは摩
擦部材（本明細書では，これらを総称して「電荷付テ材
」と称する）のトナーへの電荷付′Ｊ−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，本明細占で
「電荷付グー材」とは，現像［程あるいはこれに先立っ
てトナーに接触して、トナーに現像のために必要な′市
荷を付１Ｆシあるいは電荷を補助的に付’Ｊ−　Ｌ得る
材料ないし部材である。

この電荷付グ，材により積極的にトナーへの電荷伺ケー
を行なう方法では、トナーに帯電特性の向上のための添
加剤を含右させる必要性が殆どなくなるため，旧記した
ような問題点に対する本質的な改廊を図ることができる
，例えば、キャリア粒子、感光体などの汚染原因が木質
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ＩＪが解決しようとする問題点コ キャリア、スリーブ、ドクターブレードなどの′心荷付
与材は、単に強い電荷付学能カを有するのみではなく、
トナーとの庁擦に耐え、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
久性を有することか要求される。

本発明の目的は、上述の如き問題点を解決した電荷付！
ｊ一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゛心荷を付か
す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，長期間の使用で性能の劣化のな
い電荷付学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゛屯荷付与材を提供することにある。

ざらに木９：ψノの目的は、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。

［問題点を解決するだめの手段および作用］木発ＩＪＩ
ｌ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、ジオルガノスズオキサイトとホウ酸あ
るいはオルガノボロン酸との反応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電荷付与材であ
る。

本発明に用いる反応生成物を得るためのジオルガノスズ
オキサイドには特に制限はないが、スズ原子の電荷密度
を高くするような基の方が好ましい。例えばオルガノ基
の具体的な例としては、メチル基、エチル基、ｔ−ブチ
ル基、オクチル基、ラウリル基等のアルキル基、シクロ
ヘキシル基、シクロベンチル基などの環状アルキル基、
フェニル基、ナフチル基、アントリル基などのアリール
基、ベンジル基、フェニルエチル基などの７ラルキル基
または上述した置換基を基本骨格とする誘導体であり，
２つのオルガノ基は同一であっても異っていても良い。

また、オルガノボロン酸にも特に制限はない．−股的な
オルガノボロン酸としては，例えばメチルポロン酸、エ
チルポロン酸，ｎ−プチルポロン酸等のアルキルポロン
酸、フェニルポロン酸、ナフチルボロン酸等のアリール
ポロン酸などが良く知られている。

ジオルカノスズ才午サイドとオノレカ′ノポロン酸の反
応は、以ドの様にして行なう。

ＢＴＸ　　（ヘンゼン、トルエン、キシレン）を溶媒と
して，ジオルガノスズオキサイドとオルガノボロン酸を
等モルで約１００゜Ｃの加熱下で反応させる反応の終点
は用いた原本′１と等モルの水が生成した時とする。

前記化合物は、適用すべき電荷付学材の形態にもよるが
、一般にモ均粒径が１０〜０．０１μｍ、特に２〜０．
１　ｌＬｍの粒了として電荷付′ｉ−材の形成に供する
ことが好ましい。

これらの化合物は、必要に応じてバ・イングー樹脂とと
もに，溶剤あるいは分散奴中に溶解ないし分散させて得
た塗液を電荷付テ材のｒ′．１材にディンビング、スプ
レー法、ハケ塗り等により塗７１１するか、あるいはＢ
Ｌ材がキャリア粒子状である場合は、これを１二記塗液
と浸漬混合したのち，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ベントによる被覆等の方
法により．＋１材Ｌに前記化合物の塗４１層を形成すれ
ば本発明の電荷付ｒ材が得られる。またパインター樹脂
と直接、溶融混練し、ｆリ材ヒに押出しラミネートして
市記材料を含有する被覆層を有する電荷付′ｊ．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ｒ、スリーブあるいはドクタ
ープレートの形状に成形して゛『に荷付グー材としても
よい． パインダー樹脂あるいは成形樹脂としては、−股的なも
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、インプレンやブタジエンなどのゴム
系樹脂、ポリエヌテル、ポリウレタン、ポリ７ミド，エ
ポキシ樹脂、ロジン、ポリカーポネート，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
の共重合体，またはそれらの混合体が使用可能である。

これら樹脂は、塗４ｊあるいは成形後、必要に応じて架
橋構造をとらせて、電荷付与材表層の耐久性の向上をは
かることもできる。

パインター樹脂あるいは成形樹脂を使用する場合、その
１００重量部に対して前記化合物が０．５〜２００屯量
部、特に２〜１００玉量部となるような割合で用いるこ
とが好ましい． 電荷付ｑ一材の表面に塗布する場合，前記化合物のコー
トあるいは塗布量は適宜コントロールする必要があるが
、前記材料が０．０１ｍｇ／ｃｍ２〜１０ｌＩｌｇ／Ｃ
ｆｆｉ２の範囲が良く、好ましくは０．１ｍｇ／Ｃｍ２
〜２　Ｂ／ｃｍ２が良い。

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ックス粉末を充てん剤として用いて
も良い。また、カーポンプランク、醇化スズなどの４′
．Ｅ性付′ｊ剤を導電性のＡ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，＃型剤など、例えば脂肪酸金属塩、弗化ヒ
ニリデンなどを用いても良い。

キャリア形５ｆ，の電荷付与材の母材としては，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，金属
酩化物を含む金属化合物の粉体あるいは粒子、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２０〜２５０Ｈ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の電荷
付学材のけ材としては、鉄、アルミニウム，ステンレス
，ニッケルなどの金属もしくは合金など、セラミンクス
、プラスチックスなどの非金属化合物など，−・般にス
リーブあるいはドクターブレードとして使用可能なもの
を用いることかでさる。

−方、玉記のような本発明の電荷付与材と組み合わせて
使用すへきトナーは，従来の静電荷像現像用トナーとし
て用いられていたものの実質的にすべてが有効に川いら
れる。すなわち，トナーは非磁性、磁性トナーのいずれ
も用いられる。より，Ｓｉ　Ｌ　＜は、トナーは、結石
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、磁性粉を含有してもよい。更にこれらのトナー
は、より効率的な・計電付与をするため、少量の帯電付
与物質、例えば染料、顔＞＋　．あるいはいわゆる荷電
制御剤を含有しても良く，またコロイダルシリ力のよう
な流動化剤、酸化セリウＬ１、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ｍ，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，ク、酸化スズ等の導′心性付与剤を含有しても良
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、二或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川いられる． 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υ：、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力式、いわゆるジャン
ピ／グ現像方式、あるいは、非磁性トナーを現像するジ
ャンピノグ現像方式である。

［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ｌ ＭＥＫｌｕ中にジブチルスズオキサイドとホウ酸の反応
物を１００ｇ溶解分散し，これに鉄粉キャリア（粒径；
　２５０　〜４００ｍｅｓｈ　）　Ｉ　Ｋｇを分散しホ
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、本発明によるキャリア状電
荷付！チ材を得た。

別途、次の処方により、特に荷電制御剤を加えることな
くトナーを作成した。

スチレン　　　　　　　　　　　　　１００重量部（ｎ
品名ラーベン３５００　：キャポット社製）上記の材料
を混練、粉砕、分級し粒度を１〜３０ＩＬ＋＋＋にそろ
えた。

このトナーと前記キャリアをｍ　＝比で１０：１００に
混合し、現像剤とした。

この現像剤の摩擦帯電量をブロー才フ法により測定した
ところ、−　１’２．８ｐｃ／ｇであった。

この現像剤を用い、キヤノン製ＭＰ−５０００複写機で
画像出しを行なったところ、５０，０００枚の耐久テス
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ＩＪＪ中にポリメチルメタクリレート樹脂１０
０ｇを溶解しこれにさらにジシクロヘキシルスズ才キサ
イドとホウ酸の反応物を５０ｇｉ合した。これを実施例
１と同様の鉄粉キャリアと混合し、乾燥することにより
電荷付与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
、トナーの庁擦帯電量は−１３．　１ｇｃ／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 キシレン１ｕ中にポリメチルメタクリレート樹１１Ｆ＋
ｌＯＯｇヲ溶解しジベンジルスズオキサイドとメチルポ
ロン酸の反応物を５０ｇ混合した溶液を用意した．この
溶液に、キヤノン）ＩＰ−４００ＲＥ用の現像スリーブ
（ステンレス製）をデイッピングし，スリーブ上に０．
１ｍｇ／ｃｍ２　〜０．８１Ｉｌｇ／ｃｍ２　のコート
をした． 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重量部共玉
合体　　　ＭＷ　＝３００，０００雛　　　型　　　剤
　　　　　　　　　　　　　　　　　４重量部（商品名
ＰＥ−１３０二ヘキスト社製）磁　　　性　　　粉　　
　　　　　　　　　　　　　　６０重量部（商品名ＢＬ
−２００　：チタン工業社製）作成したトナーは，粒径
をｌｐｍ〜３０ｇｍ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−３３ｖ
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］ 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電荷像
現像用トナーに荷′屯を付かするための電荷付ケ材が提
供される。特に，本発明の化合物は、優れた荷電制御性
を右し、加熱あるいは吸湿に対する安定性をイｆするだ
けでなく，これを電荷付′ｊ一材の表面に塗−６ｉある
いは練り込み分Ｉ″ｆ！！等により存在させることによ
り、トナーとの摩擦使川ドでの耐久性に優れた良好な電
荷付′ｊ材をグーえる。したがって、この電荷付一ｊ材
を川いればトナーのみに電荷付′１剤を混入して、その
ク：２電特性を向卜する場合のもろもろの問題点に対す
る木質的な改５４が得られる．

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジオルガノスズオキサイドとホウ酸あるいはオル
   ガノボロン酸との反応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。