JPS635359A - 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、電子写真法としては米国特許第 ２，２９７，Ｈｌ　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
方法が記犠されているが、それらは要するに、光導電性
絶縁体層Ｌに一様な１静電荷をかえ，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
像をち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。前者は、更
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υ、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ネ
ントブラシ法、ビーズ・キャリャを用いるカスケード法
、フ７−を用いるファーブラシ法等がある。

また、−成分現像方法に１ヱするものには、トナー粒子
を噴霧状ＦＥ，にして用いるパウダークラウ１・法、ト
ナーあｔｆ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ｆを静電潜像面に直接接触ざせず、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ビング現像法、磁性の導電性ト
ナーを静電Ｐ？Ｉｆ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，顔料を分散ざせた微粉末が
使用されている。例えば、ポリスチレンなとの結着樹脂
中に着色剤を分散させたものを１〜３０ｕ．ｍ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。いわゆる二成分現像剤
を用いる方式の場合には，Ｊｌ＋１のようなトナーは通
常，カラスヒーズ、鉄粉などのギャリャー粒ｔと混合さ
れて用いられる。

また，トナーは，現像される，５》電潜像の極性に応じ
てｔめ正または負の電荷が！ｊえられる。

トナーに電荷を付与せしめるためには、トナーの成分で
ある樹脂のＪ８″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、所望の庁擦帯電性をトナーに付′トするため
に，帯電性を強化する染料、顔ｔ′１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′１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
持体との斤擦などにより、トナー表面からこれらの添加
剤が脱落し、ギヤリアなどの汚染、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、画像濃度が低下
し，細線再現性の低下，カブリの増加などが、実川Ｌ問
題となる。

ト記した問題点は、トナーのバインダーと、帯゛屯性を
付ｌｊ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１身できるがこれ
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
〈かけ細かく分散すると、１・ナー表面に出る添加剤の
割合が減少し、・１１７屯性が充分に付′ｊされない傾
向となる。これらのことから、実川的に充分満足する程
度にトナーに・；１｝電性を付リーすることの可能な添
加剤は、非常に限られ、実川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，実川ヒ満足なものはほとんどない
状態である。

このような・１ν情に鑑み、トナーへの電荷付！ｊ特性
の向Ｌ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、ドクタープレート等の搬送，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ｔ
ｊ材」と称する）のトナーへの電荷付学特性の向」二に
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′ｊ．材」とは、現像玉程あるいはこれに先
立ってｌ・ナーに接触して、トナーに現像のために必要
な電荷を付午しあるいは電荷を捕助ｃｒｊに付かしｆ１
Ｉる材ネ゛１ないし部材である。

この′市荷付ケ材により積極的にトナーへの電荷付かを
行なう方法では、トナーにク；２電特性の向Ｌ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、Ｌ記し
たような問題点に対する，（質的な改善を図ることがで
きる。例えば、キャリア粒子、感光体などの汚染原因が
本質的に低減ざれ、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Ｉｆ？　′屯
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、屯に強い電荷付ケ能力を有するのみではなく、ト
ナーとの庁擦に酎え、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、Ｌ述の如き間屈点を解決した電荷付与
材を提供することにある。

さらに本発明の目的は，トナーに適正な負電荷を付かす
る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、長期間の使用で性能の劣化のな
い電荷付亭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コ木発明者等
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、ジオルガノスズリ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
材である。

本発明のジオルガノスズリン＃塩の電荷付与性が何に侶
因しているかは不明であるが、Ｓｎ−０結合が重要な｛
動きをしているものと考えられる。

従って、スズに結合するオルガノ基は特に限定されるも
のではないが、スズの電荷密度を高くするような基が好
ましい。

例えば、一例を挙げると、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、シクロペ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アラルキル
基または上述した置換基を基本骨格とする誘導体などで
ある。

本発明のジオルカノスズリン酸塩は、対応するジオルガ
ノスズオキサイドとリン酸の脱水反応により合成される
。

例えば、ジブチルスズリン酸塩は，ジブチルスズ才キサ
イトとリン酸をモル比３：１〜ｌ：３の範囲内で、トル
エンを溶奴として、還流しながら脱水反応させることで
合成される。

前記化合物は、適川すへき電荷付与材の形態にもよるが
、−股にモ均粒径が１０〜Ｏ．ＯＩ４ｍ、特に２〜０．
１　４ｍの粒子として電荷付ケ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ｊ材の母材にディッピング、スプレー法、
八ケ塗り等により塗布するか、あるいは母材がキャリア
粒子状である場合は、これを上記塗液と浸ｖｉ’ＩＡ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ヘットによる被覆等の方法により，
母材Ｌに前記化合物の塗４１層を形成すれば木発明の′
１［荷付γ材が得られる。またバインダー樹脂と直接，
溶融混練し，母村上に押出しラミネートして前記材料を
含右する被覆層を有する電荷付ｔ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′ｊ材としてもよい。

パインタ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、イソ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
の共屯合体、またはそれらの混合体が使川ｕ７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、電荷付グ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重都
部，特に２〜１００重雀部となるような割合で用いるこ
とが好ましい。

′１ｔ荷付ケ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／ｃａ＋２〜１０ＩＩＩｇ
／ｃｍ２の範囲が良く、好ましくは０．１ｍｇ／ｃｍ２
　〜２　ｍｇ／ｃｍ２が良い。

また北記−・連の場合を通じて、前記化合物とともに，
シリカ粉末，ｍ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、カーポンブラック、酸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，例えば脂肪酸金属塩、弗化ビニリデン
などを用いても良い． キャリア形態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、ニンケル，アルミニ
ウム、銅などの金属あるいは、合金もしくは、金属酸化
物を含む金屈化合物の粉休あるいは才＆　了−．更には
力゛ラス、ＳｉＣ．ＢａＴｉ０２、ＳｒＴｉ０７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２０〜２５０ｐｍ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
付尖材の母材としては、鉄、アルミニウム、ステンレス
、ニッケルなどの金属もしくは合金など、セラミックス
、プラスチックスなどの非金屈化合物など，一般にスリ
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
用いることができる。

一方、上記のような本発明の電荷付学材と組み合わせて
使用すべきトナーは、従来の静電荷像現像用ト十−とし
て用いられていたものの実質的にすべてが有効に用いら
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。より詳しくは、トナーは、結着樹脂中に
着色剤を含有させた着色微粒体であり，必要に応じて、
磁性粉を含有してもよい。更にこれらのトナーは、より
効率的な帯電付学をするため、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、ステアリン醜金屈塩、弗化ビニリデンなどの
滑剤を含有しても良い。またカーポンブラック、酸化ス
ズ等の導電性付ケ剤を含右しても良い． 北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，いわゆるジャンビ
ング現像方式、あるイハ、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 ＭＥＫＩＪＩ中にジブチルスズリン酸塩を１００　ｇ溶
解分散し、これに鉄粉キャリア（粒径；″２５０〜４０
０ｍｅｓｈ　）　Ｉ　Ｋｚを分散しポールミル中で約３
０分間攪拌した。

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、次の処方により、特に荷′屯制御剤を加えること
なくトナーを作成した。

スチレン　　　　　　　　　　　　　１００重着部（商
品名ラーベン３５００　：キャポント社製）上記の材料
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ＩＯ：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オフ法により測定した
ところ、−　９．８　１ｔ．ｃ／ｇであった。

この現像剤を用い、キヤノン５ＪＮＰ−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ｌ２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ジシクロへキシルスズリン酸
塩を５０ｇｆｉ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か効果のあ
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、トナーの彦擦帯電量は−１０．１ｐｃ／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ｅ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１文中にポリメチルメタクリレート樹脂１００
　ｇを溶解しジ才クチルスズリン＃塩を５０ｇ混合した
溶液を用５ヘした。この溶液に、ギヤノンＮＰ−４００
ＲＥ川の現像スリーブ（ステンレス製）をディッピング
し、スリーブ上に０．１ｍｇ／ｃｍ２〜０．６ｍｇ／ｃ
ｍ２　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。

スチレンーブチルメタクリレート１００重量部共重合体
　　　ＩＶｉ賛＝　３００，０００ｌｉａ　　　　型　
　　剤　　　　　　　　　　　　　　　　　４正量部（
商品名ＰＥ−１３０　：ヘキスト社製）磁　　　性　　
　粉　　　　　　　　　　　　　　　　６０屯雀部（商
品名ＢＬ−２００　：チタン工業社製）作成したトナー
は、粒径をＩＩＬｍ〜３０ｇｍにそろえた。

このトナーを用いキヤノン製ＭＰ−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
ＩＩ■現性，階調性が良く、カプリもなかった。

また、スリーブヒの表面電位を測定したところ−２３Ｖ
であり、トナーが完全に負に帯電していることかｇ認さ
れた。

実施例４ キシレン１２中にポリカーポネート樹脂８０ｇを溶解し
ジ（ｐ−ｔ−プチルフェニル）スズリン酸塩を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用青田カートリッジの現像機の現像スリーブ
（アルミニウム製）をデイツピングし、スリーブＬにＯ
．ｌｍｇ／ｃｍ２〜０．５ｍｇ／ｃｍ２　のコートをし
た。

このスリーブをもとの現像機にセツ｝した。

−・方トナーは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　　１００重量部レ　
ー　ト　）　　　　　　５研ｉ賛　＝　　１５０，００
０作成したトナーは，粒径をＩＩＬｍ〜３０ＩＬｍ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、１
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、画像の変化がなく、
細線再現性、階調性が良い鮮明な１７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−
２．６ｖであり負に帯電していた。

［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電を付ゲするだ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，これを電荷付亭材の表面に塗布あるいは練り込
み分散等により存在させることにより、トナーとの彦擦
使川下での耐久性に優れた良好な電荷付与材を与える。

したがって、この電荷付ケ材を用いればトナーのみに電
荷付手剤を混入して、その帯電特性を向北する場合のも
ろもろの問題点に対する本質的な改ｈが得られる。

出即人　キヤ，ノン株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジオルガノスズリ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）キヤ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。