JPS635353A - 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Ｊ 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ネＩないし部材、すなわち
電荷付与材（ここでは足形を有する部材に加えて粒状材
料を含む趣旨で「材」の，：ｈを用いる）に関する。

［従来の技術］ 従来、電ｆ写真法としては米国特許第 ２，２９７，８９１号，特公昭４２−２３９１０号公’
（ｋ、Ｆｋ．　ｖ特公昭４３−　２４７４８　＋；−公
報などに、種々の方法が記儀されているが、それらは要
するに、光導電性絶縁体層１−に−・様な静電荷を与え
，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８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、或いは溶剤蒸気などによっ
て定着を行なうものである。

これらの電ｆ写真法等に角川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。ｎｆｆ者は
，更に二成分系現像剤をＩｎいる方法と、−成分系現像
剤を用いる方法に二分される。

二成分系現像力法に屈するものには、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ネ”
／　｝ブラシ法、ヒーズ・キャリャを川いるカスケート
法，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、トナー粒子を
噴霧状態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Ｔを静電ＷＩ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用いられている。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−成分現像剤を
用いる方式の場合には，上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ー粒ｒ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ｐ
め正または負の電荷がかえられる。

トナーに電荷を付かせしめるためには、トナーの成分で
ある樹脂の庁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かするために、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
ナーに帯電性を付かするためには、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
、トナー同士の摩擦、キャリアとの衝突、静電潜像保持
体との庁擦などにより，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、さらに現像作業を繰り
返し行なうにしたがって劣化が進み，画像濃度が低丁し
、細線再現性の低下、カブリの増加などが，実用ト問題
となる。

上記した問題点は，トナーの７へインダーと、帯電性を
付かする染顔料あるいは荷電制御剤等の添加剤の親和性
、分散性を向上することによって改片できるがこれらの
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ｔされない傾向となる。これ
らのことから、実用的に充分満足する程度にトナーに帯
電性を付デ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，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態である。

このような゜１１情に鑑み，トナーへの電荷付ｔ１特性
の向１二を，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＋ヤリ
ア、スリーブ、ドクターブレード等の搬送、規制あるい
は斤擦部材（未明細、１；では、これらを総称して「電
荷付Ｔ材」と称する）のトナーへの電荷付グー特性の向
上により行なうことも提案されている。すなわち，本明
細書で「電荷付グー材」とは、現像丁程あるいはこれに
先ヴってトナーに接触して、トナーに現像のために必問
な電荷を付ケ・しあるいは電荷を補助的に付ケし得る材
料ないし部材である。

この電荷付γ材により積極的にトナーへの電荷付ｆを行
なう方法では、トナーに帯′１シ特性の向」二のための
添加剤を含有させる必要性が殆どなくなるため、上記し
たような問題点に対する本質的な改ｇ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′屯性が低下したり，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９１２電させ
ることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ キャリア，スリーブ、ドクターブレードなどの電荷付ケ
材は、単に強い電荷付与能力を有するのみではなく、ト
ナーとの摩擦に酎え、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
性を有することが要求される。

本発明の目的は、上述の如き問題点を解決した電荷付ケ
材を提供することにある． さらに本発明の目的は，トナーに適正な負電荷を付尖す
る電荷付ケ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
い電荷付与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，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。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明者等
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、ビス（ジオルガノスズカルボン酸塩）
ジカルポンｍ塩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委る・ ビス（ジオノレガノスズカルポン酸塩）ジカルポン酸塩
の電荷付与性が何に起因しているかは不明であるが、Ｓ
ｎ−０結合が重要な働きをしていると考えられる．従っ
て、スズ原子の結合しているオルガノ基は特に限定され
るものではない。しかし，好ましくは、スズ原子の電荷
密度を高めるような電子供与性基を用いる方がより効果
的である． 例えばメチル基、エチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、オク
チル基、ステアリル基等のアルキル基、またはシクロペ
ンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の環
状アルキル基またはこれらを基本骨格とする誘導体があ
る．また、若Ｆ電荷密度は低Ｔするが、ベンジル基、フ
ェネチル基等の７ラルキル基，あるいはフェニル基，ナ
フチル基、アントリル基，トリル基、４−ｔｅｒｔ−プ
チルフェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｐ−ジメチ
ルアミノフェニルノ，（等のアリール基あるいはこれら
を基本骨格とする誘導体も良好に用いることができる。

また、カルポン酸あるいはジカノレポン酸も熱的に安定
で、吸湿性の低いものであれば，全て用いることができ
る。

以下に本発明のビス（ジオルガノスズカルボン酸塩）ジ
カルポン酸塩の代表的具体例の一例を示す。

前記化合物は、適用すべき電荷付グー材の形店；にもよ
るが，一・股にモ均粒径がＩＯ＝０．０１ｇｆｆｉ，特
に２〜０．１　ＩＬｍの粒子として電荷付ｌｊ材の形成
に供することが好ましい。

これらの化合物は，必要に応じてパインダー樹脂ととも
に、溶剤あるいは分散奴中に溶解ないし分散させて得た
塗液を電荷付ケ材の母材にディッピング、スプレー法、
ハケ塗り等により％　１６するか、あるいは母材がキャ
リア粒子状である場合は、これを上記ケ液と浸ｖｉ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ッドによる被覆等の方法により、
母村上に前記化合物の塗布層を形成すれば本発明の電荷
付惧材が得られる。またバインダー樹脂と直接、溶融混
練し、ＩＪ材上に押出しラミネートして前記材料を含有
する被覆層を有する電荷付与材を得てもよい。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ｆ，スリーブあるいはドクターブレードの形状に
成形して電荷付ケ材としてもよい。

バインダー樹脂あるいは成形樹脂としては，一般的なも
のを用いることかでさる。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、ポリエステル，ポリウレタン，ポリアミド、エ
ボ午ン樹脂，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話導体及びそ
の共屯合体，またはそれらの混合体が使用ｉ’＋｝能で
ある。これら樹脂は、塗布あるいは成形後，必要に応じ
て架橋構造をとらせて，電荷付′ｊ材表層の耐久性の向
上をはかることもできる。

パインダー樹脂あるいは成形樹脂を使用する場合，その
１００玉發部に対して前記化合物が０．５〜２００屯Ｆ
，腎部、特に２〜１００爪量部となるような割合で用い
ることが好ましい。

電荷付′ト材の表面に塗７口する場合、前記化合物のコ
ートあるいは’／９　ＩＨＴ量は適宜コントロールする
必要があるが、前記材料が０．０　１ｍｇ／ｃｍ２〜１
０ｍｇ／ｃｍ２の範囲が良く、好ましくは０．１ｍｇ／
ｃｍ２〜２　ｍｇ／ｃｍ２が良い。

またＬ記一連の場合を通じて１前記化合物とともに、シ
リカ粉末、醇化アルミニウム，酎化セリウム、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、カーポンブラック，〜化スズなどの導電性付
ケ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堆積をふせぐため
、離型剤など，例えば脂肪酸金屈塩、弗化ビニリデンな
どを用いても良い。

キャリア形慝の電荷付テ材のＬｑ材としては，公知のキ
ャリアがすへて使用可能であり、鉄，ニッケル、アルミ
ニウム、銅などの金屈あるいは、合金もしくは、金属酸
化物を含む金属化合物の粉体あるいは粒Ｐ、更にはガラ
ス、ＳｉＣ，　ＢａＴｉ０２、ＳｒＴｉ０７などのセラ
ミン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２０〜２５０４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ｙＥの電
荷付与材の母材としては、鉄、アルミニウム、ステンレ
ス、ニッケルなどの金屈もしくは合金など、セラミンク
ス，プラスチックスなどの非金属化合物など，一般にス
リーブあるいはドクタープレートとして使用＋１Ｔ能な
ものを用いることができる。

一方，上記のような本発明の電荷付′ｊ材と組み合わせ
て使用すべきトナーは、従来の静゛屯荷像現像川トチー
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
ずれも川いられる。より．ｉＴ　Ｌ　＜は、トナーは，
結着樹脂中に着色ｎ１を含有させた着色微粒体であり、
必要に応じて、磁性粉を含右してもよい。更にこれらの
トナーは，より効率的な帯電付グーをするため、少１１
ｌの帯電付＋７，物質，例えば染料、顔料、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、酸化セリウム、チタ／酸ストロ
ンチウム、炭化ケイ素などの研斤剤、ステアリノ酸金属
塩、弗化ビニリデンなどの滑剤を含右しても良い。また
カーポンブランク、酸化スズ等の導電性付′ｊ一剤を含
右しても良い。

Ｌ記した本発明の′市荷付＋７−材およびトナーを用い
る現像方法としては、二成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用いられる。

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
ンピング現像方式である。

［実施例］ 以ド、実施例により本発明を更に具体的に説明する。

実施例ｌ ＭＥＫ　ｌ交中に化合物（１）を１００　ｇ溶解分散し
，これに鉄粉キャリア（粒径；　２５０　〜４００ｍｅ
ｓｈ　）ＩＫｇを分散しポールミル中で約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
ア状電荷付与材を得た。

別途．ＰＸ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屯州部（商
品名ラーペン３５００　：キャポ，ト社製）１二記の材
料を混練、粉砕，分級し粒度を１〜３０ＩＬｍにそろえ
た。

このトナーと前記キャリアを重量比でＩＯ＋１００に混
合し，現像剤とした． この現像剤の摩擦帯電發をブローオフ法により測定した
ところ、−　８．７４ｃ／ｇであった・この現像剤を用
い、キヤノン５ＡＮＰ−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，′ｍ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 午シレン１文中にポリメチルメタクリレート樹脂１００
ｇを溶解しこれにさらに化合物（２）を５０ｇ混合した
。これを実施例ｌ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ｌと同様にトナーと組合せたところ
、トナーのＢＰＩ帯電量は−８．５島ｃ／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 午シレン１文中にポリメチルメタクリレート樹脂１００
ｇを溶解し化合物（３）を５０ｇ混合した溶液を用意し
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）をディッピングし、スリーブ上
にＯ．Ｉｍｇ／ｃｍ２〜０．８ｍｇ／ｃ＋＋２　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　　１０ｏ！ｌｒ＋′
呈部八屯合体　　　％ｗ　＝３００，０００＃　　　甲
　　　　剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　４屯
州部（商品名ＰＥ−１３０　：ヘキスト社製）磁　　　
性　　　粉　　　　　　　　　　　　　　　　６０屯量
部（商品名ＢＬ−２００　：チタン下業社製）作成した
トナーは，粒径をＩＬＬｒａ〜３０１にそろえた。

このトナーを用いキヤノン製Ｎρ−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ｙ
ｊ＋＋｝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ａｌＩＩ定したところ−
　２１Ｖであり、トナーが完全に負にク１″ｆ電してい
ることが確認された。

実施例４ 午シレンｌ文中にポリカーボネート樹脂８０ｇを溶解し
化合物例（４）を２０ｇさらに混合した溶液を用意した
。この溶液に、キヤノン製ＰＣ−２０　用．”；　用カ
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，ビノグし、スリーブＦにＯ．ｌｍｇ／ａｍ’　
〜０．５ｍｇ／ｃｍ２　のコートをした。

このスリーブをともの現像機にセットした。

一方トナーを次の処方により作成した．ポリ（スチレン
ーブチルメタクリ　　１０ＱｉＱ部レート）Ｍ豐＝１５
０，０００ 敲　　　型　　　剤　　　　　　　　　　　　　　　　
　４重量部（商品名ＰＥ−１３０　：ヘキスト社製）青
色着色剤　　　　　　　６重量部 （フタロシアニン顔ｔ：１） 作成したトナーは，粒径をｌ編ＩＩ１〜３０ＩＬＩＩ１
にそろえた． このトナーを用い、上記スリーブをとりつけた現像機を
用い，ＰＣ−２０を改造し反転現像可能なようにし，耐
久画像出しを行なった。その結果、トナーがなくなるま
で，画像の変化がな〈、ｍ線再現性、階調性が良い鮮明
な青色画像を得た。さらにスリーブ上にトナーの表面電
位を測定したところ．−２２Ｖであり負に帯電していた
。

［発明の効果］ １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
現像用トナーに荷電を付デ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゛ＩＬ制
御性を有し、加熱あるいは吸湿に対する安定性を有する
だけでなく、これを電荷付ｔ材の表面に”Ｉ　ＩＩｊあ
るいは練り込み分散等により存在させることにより、ト
ナーとのＪ９！擦使川ドでの耐久性に優れた良好な電荷
付ケ材を４える．したがって，この電荷付与材を用いれ
ばトナーのみに電荷付γ剤を混入して、その帯電特性を
向トする場合のもろもろの問題点に対する本質的な改み
が得られる．

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビス（ジオルガノスズカルボン酸塩）ジカルボン
   酸塩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。