JPH01147478A - 電子写真現像法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、電子写真法、静電印刷法などに用いられる静
電荷像現像用トナーに対し、摩擦帯電を付与する為の機
能を有する摩擦帯電付与部材、たとえばトナーに摩擦帯
電を付与するキャリアーや、スリーブ、ドクターブレー
ド等の搬送規制部材、あるいはその他の摩擦帯電付与部
材を使用した電子写真現像法に関する。

〔従来技術〕

一般にポリエステルはトナー用樹脂としているいろな有
用な特性を有している。たとえば。

ポリエステルをトナー用樹脂として使用すると。

帯電制御剤を用いなくとも充分な負帯電を得ることがで
きるのでたいへん有利である。これはポリエステル樹脂
の原料である酸が負に帯電し易いこと、及び酸価の大き
さにより帯＠量を調整できるためだと考えられている。

又、ポリエステルは比較的溶融粘度の低いものを得やす
いこと及びエステル基やカルボキシル基、ヒドロキシル
基が転写紙のセルロースと水素結合する為、良好な定着
性を得ることができる。

しかしながら、主要極性基がエステルであるので、吸湿
し易く、どの様な摩擦帯電付与部材を使用した場合でも
、高湿度雰囲気で帯電量が低下するという欠点があった
。

〔目　　的〕

本発明は、従来のポリエステルトナー用樹脂の欠点であ
る高湿度雰囲気でのトナーの？ｉＦ電量の低下を防止し
、現像剤の耐久性を改良した電子写真現像法を捉供する
ことを目的とする。

〔構　　成〕

本発明者等は前記目的を達成するために鋭意研究した結
果、ポリエステル樹脂を主成分として含有するトナーを
使用し、且つアミノシランカップリング剤を含有するシ
リコーン樹脂で被覆された摩擦？ｆ電付与部材を使用す
ることを特徴とする現像法を捉供することによって前記
目的が達成できることを見い出した。

本発明の現像法によれば、高湿度雰囲気において帯’Ｃ
ｒｔがほとんど低下しない。

上記摩擦帯電付与部材は、トナーに摩擦帯電を付与する
キャリヤー芯材や、スリーブ、ドクターブレード等の搬
送規制部材、あるいはその他の摩擦帯電付与部材である
。

またトナー中のポリエステルの含有量が４０重重量より
少ないと、上記摩擦帯電付与部材を使用しても充分なト
ナー帯電が得られない。従って、ポリエステルの含有量
は４０重世％以上であることが必要である。

本発明においてバインダーとして用いるポリエステル樹
脂はアルコールとカルボン酸との縮重合によって得られ
るが、用いられるアルコールとは、エチレングリコール
、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１
，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリ
コール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、１，４−ブチンジオールなどのジオール類、１，
４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフ
ェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエ
チレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビ
スフェノールＡなどのエーテル化ビスフェノール類、こ
れらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素
基で置換した二価のアルコール単量体、その他の二価の
アルコール単量体を挙げることができる。

またポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン
酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、メサコン
酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカ
ルボン酸。

コハク酸、アジピン酸、セパチン酸、マロン酸。

これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水
素基で置換した二価の有機酸単量体、これらの酸の無水
物、低級アルキルエステルとりルーイン酸の二量体、そ
の他の二価の有機酸単量体を挙げることができる。

バインダー樹脂として用いるポリエステル樹脂を得るた
めには、以上の二官能性単量体のみによる重合体のみで
なく、三官能以上の多官能性単量体による成分を含有す
る重合体を用いることも好適である。かかる多官能性単
量体である三価以上の多価アルコール単量体としては。

例えばソルビトール、ｌ、２，３．６−ヘキサンテトロ
ール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジ
ペンタエリスリトール、トリペンタエリスリ１−−ル、
蔗糖、１，２．４−ブタントリオール、１，２．５−ペ
ンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパン
トリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオー
ル、トリメチロールエタン、１〜リメチロールプロパン
、１，３．５−トリμドロキシメチルベンゼン、その他
を挙げることができる。

また三価以上の多価カルボン酸単量体としては、例えば
１，２．４−ベンゼントリカルボン酸、ｌ、２．５−ベ
ンゼントリカルボン酸、１゜２．４−シクロヘキサント
リカルボン酸、２゜５．７−ナフタレントリカルボンａ
、１，２゜４−ナフタレントリカルボンＭ、１，２．４
−ブタントリカルボン酸、１，２．５−ヘキサントリカ
ルボン１．１．３−ジカルボキシル−２−メチル−２−
メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボ
キシル）メタン、１゜２．７．８−オクタンテトラカル
ボン酸、エンボール三量体酸、これらの酸無水物、その
他を挙げることができる。

次に本発明の現像法でトナー用樹脂として使用されるい
くつかのポリエステル樹脂の合成例を下記に示す。これ
らの合成は公知の手段により行なうことができる。

合成例１ テレフタル酸　　　　　　　　　　　　　　７モル（１
１６２ｇ）トリメリット酸　　　　　　　　　　　　　
　２モル（４２０ｇ）グリセリン　　　　　　　　　　
　　０．１６モル（１４，７ｇ）これらの混合物を２１
０℃で約６時間加熱攪拌し、反応終了後室温に冷却し、
ポリエステル樹脂（Ａ）を得た。

合成例２ テレフタル酸　　　　　　　　　　　　　　　　　９モ
ルこれらの混合物を２２０℃で約６時間加熱攪拌し、反
応終了後室温に冷却し、ポリエステル樹脂（Ｂ）を得た
。

合成例３ イソフタル酸　　　　　　　　　　　　　　　　９モル
これらの混合物を２００℃で約７時間加熱攪拌し１反応
終了後室温に冷却し、ポリエステル樹脂（Ｃ）を得た。

合成例４ テレフタル酸　　　　　　　　　　　　　　　　７モル
トリメリット酸　　　　　　　　　　　　　　　　２モ
ルこれらの混合物を２１０℃で約７時間加熱攪拌し、反
応終了後室温に冷却し、ポリエステル樹脂（Ｄ）を得た
。

又、トナーはポリエステル樹脂以外の熱可塑性の樹脂を
６０重量％未満含有しても良い。ポリエステル以外の樹
脂は特に限定されず、種々のものを用いることができる
。例えば、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−
α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合
体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジ
ェン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合
体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン
−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エ
チル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体。

スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−ア
クリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル
酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共
重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチ
レン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタク
リル酸フェニル共重合体等）、スチレン −α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−ア
クリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチ
レン系樹脂（スチレン又はスチレン置換体を含む単一重
合体又は共重合体）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸
ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、エポキシ
樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹
脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチル
アクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチ
ラール等の熱溶融性樹脂や天然又は合成ワックス等のワ
ックス類が挙げられる。これらは単独又は混合して使用
される。

本発明における摩擦帯電付与部材はアミノシランカップ
リング剤を含有するシリコーン樹脂で被覆されている。

本発明で使用されるアミノシランカップリング剤は下記
の一般式。

Ｒ□Ｓ　ｉ　Ｙｎ で示されるシランカップリング剤でよく、特に本発明に
用いるのに好ましいアミノシランカップリング剤は次の
様な構造式で示されるものである。

Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ　（ＯＣＨ−）３゜Ｈ２
ＮＣＨ２Ｃ１（２Ｃ）１２　Ｓｉ　（ＱＣ２１（５）３
、８２Ｎｅｔ（、ＣＨ２ＣＨ２５ｉ（ＱＣ）ｌ、）２、
Ｃ１１３ １Ｉ２ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）ＩＣｔ（２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ
　（ＱＣ）ｌ、　）、、Ｈ２ＮＣ０ＮＨＣＨ２ＣＨ２Ｃ
）Ｉ、　Ｓｉ　（ＱＣ２Ｒ５）３、Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２
ＮｌｌＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ　（ＯＣＩＩ、　）３、
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２Ｃ１（２ＮＨＣ）Ｉ２Ｃ
Ｈ２ＣＨ２・Ｓｉ　（ＯＣＨ，）、、１（ｓ　Ｃ２０Ｃ
ＯＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２・Ｓｘ　（ＯＣ
Ｈ−）３、ＨｓＣ２０ＣＯＣ）１２ＣＨ２ＮＨＣＨ２Ｃ
Ｈ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２・Ｃ）Ｉ２−５ｉ（ＱＣ）１．　
）３、Ｈ，Ｃ０ＣＯＣＨ□ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２Ｎ）
ＩＣ１（２ＣＨ２Ｃ１１２・Ｓｉ（ＯＣＨ３）、、Ｈ，
Ｎ−◎−５ｉ　（ＯＣＨ，）、　。

◎−ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ　（ＯＣＨ，）３．８
２ＮＣ）１２ＣＨ２ＮＨＣ）Ｉ２−◎−ＣＩ（２Ｃｌ（
２・Ｓｌ　（ＯＣＨｉ　）□、（Ｃ４）１．　）２ＮＣ
Ｈ２ＣＨ２ＣＨ２・Ｓｘ　（ＯＣＨｘ　）３、（Ｃ４Ｈ
，）２ＮＣＨ，ＣＨ，Ｃ）Ｉ２・Ｓｉ　（ＱＣ，Ｈ，）
ｆｆ等。

上記化合物のアルコキシ基が塩素原子であってもよい。

これらのシランカップリング剤は１種または２種以上の
混合系で用いられてよい。

アミノシランカップリング剤を含有させるシリコーン樹
脂としては、従来知られているいずれのシリコーン樹脂
であってもよく、オルガノシロキサン結合のみからなる
ストレートシリコンおよびアルキド、ポリエステル、エ
ポキシ、ウレタンなどで変性したシリコーン樹脂が挙げ
られる。

上記式中Ｒ工は水素原子、炭素原子数１〜４のアルキル
基またはフェニル基、Ｒ２およびＲ３は水素基、炭素原
子１〜４のアルキル基、炭素原子数１〜４のアルコキシ
基、フェニル基、フェノキシ基、炭素原子数２〜４のア
ルケニル基、炭素原子数２〜４のアルケニルオキシ基、
ヒドロキシ基、カルボキシル基、エチレンオキサイド基
、グリシジル基または Ｒ９ ０−５ｉ　　Ｒ５ Ｒ９ Ｒ４、Ｒ９はヒドロキシ基、カルボキシル基、炭素原子
数１〜４のアルキル基、炭素原子数１〜４のアルコキシ
基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数２〜
４のアルケニルオキシ基、フェニル基、フェノキシ基、
ｋ、１．　ｍ、　ｎ、０、Ｐは１以上の整数を示す。

上記各置換基は未置換のもののほか、例えばアミノ基、
ヒドロキシ基、カルボキシル基、メルカプト基、アルキ
ル基、フェニル基、エチレンオキシド基、グリシジル基
、ハロゲン原子のような置換基を有していてもよい。

例えば、市販品としてストレートシリコーン樹脂は、信
越化学製のＫＲ２７１，ＫＲ２５５、ＫＲ１５２、トー
レレリコン製の５Ｒ２４００，５Ｒ２４０６等があり、
変性シリコーン樹脂は信越化学製のＫＲ２０６（アルキ
ッド変性）、ＫＲ５２０ｇ　（アクリル変性）、ＥＳＩ
ｏｏｌＮ　（エポキシ変性）、ＫＲ３０５（ウレタン変
性）、トーレシリコン製のＳ、Ｒ２１１５（エポキシ変
性）、５Ｒ２１１０（アルキッド変性）などがある。

キャリヤ芯材としては、公知のキャリヤ芯材がすべて使
用可能であり、鉄、ニッケル、アルミニウム等の金属又
は合金、金属酸化物又はこれらを含む金属化合物の粒子
等、さらにはガラス、炭化ケイ素等の粒子が用いられる
。

さらにスリーブやドクターブレード形態の摩擦帯電付与
部材の母材としては鉄、アルミニウム、ステンレス等の
金属又は合金、プラスチック、ゴム等の非金属化合物等
、従来使用されているスリーブやドクターブレードが使
用できる。

なお、摩擦帯電付与部材の表面をアミノシランを含むシ
リ−コン樹脂で被覆する方法としては、シリコーン樹脂
にアミノシランを添加し、これらを溶媒に溶かした後、
摩擦帯電付与部材の母材にディッピング、スプレー法、
ハケ塗り等により塗布し、乾燥して得られる。

又、シリコーン樹脂には、補強及び摩擦防止のため、シ
リカ、炭化ケイ素、酸化チタン等の金Ｒ酸化物、カーボ
ン、カーボン繊維、ガラス等を含有させても良い。　　
　　　　′次に本発明の現像法で使用される摩擦帯電付
与部材の具体的製造例を下記に示す。

製造例１ トルエン　　　　　　　　　　　　　　　ｉｏｏ重量部
上記混合物をホモミキサーで１５分間攪拌し、被覆層形
成液を調整した。

この液を平均粒径１００μｍの球状鉄粉の表面に、流動
床型塗布装置を用いて塗布した後、２゜０℃で５時間焼
成し、平均膜厚１．ＯＩＬｍのコートキャリヤを得た。

製造例２ シリコーン樹脂（ＫＲ２５０、信越化学■）　　　　１
００重量部トルエン　　　　　　　　　　　　　　　　
１．００重量部上記混合物をホモミキサーで１５分間攪
拌し、被覆層形成液を調整した。

この液を平均粒径７０μｍのフェライト粒子の表面に、
流動球型塗布装置を用いて塗布した後。

２５０℃で２時間焼成し、平均膜厚１．２μｍのコート
キャリヤを得た。

製造例３ 製造例１で使用したものと同じ被覆層形成液を使用して
、第１図に示すトナー搬送部材に、ディッピングにより
平均膜厚５μｍ（７）被膜を形成した。その後、２５０
°Ｃで５時間焼成して第１図に示すトナー搬送部材２と
した６ 以下、実施例に従い本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１ ポリエステル樹脂（Ａ）１００部 カーボン　　　　　　　　　　　　１０部これらを溶融
混練した後、粉砕、分級をして平均粒径１２μｍのトナ
ーを得た。このトナーに対して、製造例１のキャリヤを
用いて、トナー濃度２ｔｚｔ％の現像剤を作った。

この現像剤を低温低湿（１０℃、２０％）及び高温高湿
（３０℃、９０％）で５時間調湿し、帯電量を調べたと
ころ、帯電量はそれぞれ−２７，１μＣ／ｇ、−２６，
３μｃ／ｇであった。そこで、それぞれの環境において
、リコー社製ＦＴ６０８０を使用して画像出しを行なっ
たところ、常温常温（２０℃、６０％）と変わらない高
画質が得られた。

又、常温常湿で１０万枚のランニングテストを行なった
ところ、１０万枚後も帯電量の低下は起こらず、地汚れ
のない高画質であった。

実施例２ ポリエステル樹脂（Ｂ）　　　　　　　ｌｏｏ部カーボ
ン　　　　　　　　　　　　１０部上記処方で、１２μ
ｍのトナーを作り、製造例２のキャリヤを用いて、トナ
ー濃度３　ｗｔ％の現像剤を調整した。

実施例１と同様に、ＦＴ６０８０を使用して、高湿、低
湿でのテスト及び常湿での１０万枚ランニングテストを
行なった。結果は表１に示す様に、高温での帯電量低下
はなく、１０万枚ランニング後も初期と同様の高画質で
あった。

比較例１ アミノシランを含有しなかった他は製造例１と全く同じ
方法で平均膜厚１．０μｍのコートキャリヤを得た。

このキャリヤを使用して、実施例１と同様に、高湿、低
湿でのテスト及び常湿での１０万枚ランニングテストを
′行なった。結果は表１に示した様に、高湿での帯電量
低下が大きく、又、１０万枚ランニング後には帯電量低
下が起こり、地汚れの多い画像となった。

比較例２ 実施例２で使用したトナーと、平均粒径７０μｍのフェ
ライト粒子を用い、トナー濃度３ｔｚｔ％の現像剤を作
った。

この現像剤を用い、高湿、低湿試験及び常温でのランニ
ングテストを行った。

結果を表１に示す。

実施例３ ポリエステル樹脂（Ｃ）８０部 カーボン　　　　　　　　　　　　　　　　　１０部上
記処方で、１２μｍのトナーを作り、製造例１のキャリ
ヤを用いて、トナー濃度２νｔ％の現像剤を調整した。

高温、低湿試験及び常湿でのランニングテスト結果を表
１に示す。

比較例３ ポリエステル樹脂（Ｃ）　　　　　　　　　　　３０部
カーボン　　　　　　　　　　　　　　　　１０部上記
処方で、１２μｍのトナーを作り、製造例１のキャリヤ
を用いて、トナー濃度２ｗｔ％の現像剤を調整し、高温
、低湿試験及び常湿でのランニンク試験を行った。結果
を表１に示す。

実施例４ 実施例２で使用したトナーを第」図に示す電子写真−成
分現像装置に入れ、高湿、低湿でそれぞれ５時間調湿し
、製造例３で作成したトナニ搬送部材２からトナーを吸
引してトナーの帯電量を調べた。高湿で−１２，７μｃ
／ｇ、低湿で−１３，４μｃ／ｇであった。

又、常温常湿で１０万枚ランニングを行なったところ、
表１に示す様に帯電量の低下はほとんどなく、初期と変
わらない地汚れのない高画質が維持された。

比較例４ アミノシランを含有しなかった他は製造例３と全く同じ
方法で第１図に示した一成分現像装置用トナー搬送部材
２を作成した。この−成分現像装置に実施例２で使用し
たトナーをノ＼れ。

実施例４と同様の実験を行なった。結果は表１に示す様
に高湿で帯電量低下が起こり、常温のランニングテスト
では地汚れが発生した。

〔効　　果〕

トナーがポリエステル樹脂を主成分とし、　ＩｆｆＦ−
ＩＦｉ付与部材がアミノシランカップリング剤を含有す
るシリコーン樹脂で被覆されていることによって、トナ
ーの高湿における帯電量低下が防止でき、且つ現像剤の
寿命を長くすることができる。

またトナー中のポリエステル樹脂の比率を４０重蚤％以
上とすることによって、アミノシランカップリング剤を
含有したシリコーン梗脂で被ｍされた摩擦帯電付与部材
との帯電を充分に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例４及び比較例４で使用した電子
写真現倫装置の説明図である。 １・・静電潜像担持体　　　２・・・トナー搬送部材３
・弾性ブレード　　　　４・・スポンジローラー５・・
・攪拌羽根　　６・・・トナー　　７・・・トナータン
ク特許出願人　　株式会社　リ　コ　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリエステル樹脂を主成分として含有するトナーを
   使用し、且つアミノシランカップリング剤を含有するシ
   リコーン樹脂で被覆された摩擦帯電付与部材を使用する
   ことを特徴とする現像法。 ２、前記使用トナーがポリエステル樹脂を４０重量％以
   上含有する特許請求の範囲第１項記載の方法。