JPH02302760A - 光導電性トナー及び画像形成装置 - 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ＩＡ明は光導電性トナーを用いた画像形成装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来の光導電性トナーを使用した画像形成装置として、
黒色の印字をする場合、例えば光導電剤として色素増感
Ｚ　ｎ　Ｏ，色素増感ＴｉＯ２等の無機材料、あるいは
フタロシアニン、キナクリドン、ベンジジン系等の有機
光導電剤を用い、シアン、マゼンタ、イエローに着色さ
れた３色混合系が用いられてきた。さらに別の方法とし
ては上記光導電剤とカーボン・ブラック等の黒色の着色
剤の混合されたトナーが用いられてきた。この場合色素
増感ＺｎＯが光導電剤としては多く用いられている。ま
た、それらを用いたプロセスの例としては特開昭６０−
３１１５０に示されているものがあった。

従来の光導電性トナーを用いた画像形成装置の光源とし
ては可視光の物が用いられてきた。半導体レーザーを用
いた画像形成装置としては光導電性トナーを用いた特願
昭６３−２８９０９４のものがあった。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の光導電性トナー及び光導電性トナーを用
いた画像形成装置には以下の課題が指摘され、解決が望
まれている。

１８　　光源に対する感光感度を十分に取るため顔料の
添加量が過剰な割合で作製されるため定着性が悪く、ま
た色再現性も悪い。

２、マイクロカプセルタイプのトナーとした場合外殻の
接着力が弱く耐久性に欠ける傾向があるる。

３、カプセルの外殻の厚みを厚く積層するのは技術的に
難しく、厚みムラが生じこれが感度低下をもたらす。

そこで本発明は、上記課題を解決するものであって、そ
の目的とするところは、近赤外領域に感度を有し、光導
電性トナーの帯電性や感度等を維持しつつ、黒色の鮮明
な画像を再現性良く得ることを可能にするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の光導電性トナーは、少なくとも樹脂からなる内
核粒子と、顔料と樹脂を混合した系からなる外殻との間
に、内核樹脂と異なる樹脂を用いた中間層を設けること
を特徴とする。また、中間層に用いる樹脂として、外殻
樹脂と溶解度パラメーターが±２以内のものであること
を特徴とする。

また画像形成装置は、上記光導電性トナーを使用し、光
源として半導体レーザーを使用することを特徴とする。

［作用］ マイクロカプセルタイプのフオトナーとした場合、内核
樹脂と外殻樹脂がお互いによく濡れ合わないと、その界
面の付着力が弱く、トナーとして使用中に剥がれてしま
う現象が生じる。さらに外殻をつける際にムラを生じ、
厚くつけることが離しいといったことが起こる。

樹脂同士がよく濡れ合うにはそれぞれの溶解度パラメー
ターが近い値のものを選択することが必要となる。本発
明によれば、内核粒子の周りに中間層を薄くつけた上で
、中間層と溶解度パラメーターの近い樹脂を用いること
で厚く、強固な外殻を形成することが可能になった。こ
れにより安定した性能のマイクロカプセルトナーが提供
できるようになり、定着性、色調の良好な印字が可能に
なった。

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

［実施例コ 本発明の光導電性トナーの構成を以下に示す。

基本的には光導電性顔料、増感剤、結着定着用樹脂、及
び着色剤が用いられる。

光導電性顔料としては次のものが用いられる。

酸化亜鉛、酸化チタン、硫化亜鉛、セレン、硫化カドミ
ウム、α−シリコン。

増感剤は光導電材料及び感光波長域により任意の染料を
選ぶことができる。例えばトリフェニルメタン染料、ジ
アリルメタン染料、モノメチンシアニン、トリメチンシ
アニン、ペンタメチンシアニン、ヘプタメチンシアニン
、スチリル染料、オキソノール、メロシアニン、錯シア
ニン、アゼニウム染料、アゾ染料、アントラキノン染料
、インジゴ染料、ビニレン染料、アゾメチンが用いられ
る。これらの種類の染料の例としては、ローズベンガル
、アクリジンオレンジ、ローダミンＢ、エリスロシン、
エオシン、フルオレッセイン、ブリリアントグリーン、
クリスタルバイオレット等がある。

黒色着色剤としてはアゾ系の合金染料を用いることとし
た。

結着定着用樹脂として用いられる樹脂としては公知の絶
縁性熱可塑性樹脂が使用可能で、ポリアクリレート、ポ
リメタクリレート等のアクリル樹脂及びその共重合体、
ポリスチレン、ポリ−１−メチルスチレン等のスチレン
樹脂及びその共重合体、ポリビニルクロライド、ポリビ
ニリデンクロライド、ポリビニルフルオライド、ポリビ
ニリデンフルオライド、ポリエステル樹脂及びその共重
合体、ポリカーボネ゛−ト樹脂、セルロース樹脂、ボリ
アリレート樹脂が単独で、あるいは混合されて使われる
。中間層、外殻用樹脂は帯電性、顔料分散性を考慮して
これらから選ばれる。

本発明の具体的例を以下に示すが本発明がこれらに限定
されるものでないことは言うまでもない。

［実施例１］ 本発明に示されるトナーの組成及び製法を以下に示す。

内核樹脂としては定着性を考慮して平均粒径１０μｍの
ポリスチレン粒子を用いた。これを着色染料を含む溶液
中で染料を含浸させ着色した。別の方法としてポリスチ
レン樹脂と着色染料の均一溶液からスプレードライ法で
約１０μｍの着色粒子を作製したものを用いてもよい、
今回用いた黒色染料は第２図に示すような基本構成で、
ナフタレン環とアゾカップリングを有し、ＭｅとしてＣ
ｒ、Ｘｉ、Ｘ３が長鎖メチル基、Ｘ２．Ｘ４が長鎖エチ
ル基のものを採用した。

外殻樹脂としては顔料の分散性を考慮して溶解度パラメ
ーター値が９．２のポリエステル系樹脂を用いた。これ
に合わせて中間層に用いる樹脂としては溶解度パラメー
ター値が９．１のメタクリル系樹脂で作製した。作製方
法は通常のコアセルベーション法により、イソプロピル
アルコール中にメタクリル系樹脂を溶解し、この中に内
核粒子を分散させる。この溶液中にメタノールを滴下し
ていき、内核粒子上にメタクリル樹脂を徐々に析出させ
ていく。こうしてメタクリル樹脂でコートされた内核粒
子は濾別、乾燥し回収される。

次に外殻成分の分散溶液を下記組成で作製した。

酸化亜鉛・・・４０重量部 増感色素・・・０．０４重皿部 エチルアルコール・・・５ｏｉｉｔ部 増感色素としては半導体レーザーを光源に考えるため、
下記構造のシアニン色素を採用した。

実施例１の増感色素 上記材料を混合し、超音波で均一に分散、吸着させた。

吸着後、遠心分離により溶媒であるエチルアルコールを
除去し、乾燥した色素吸着酸化亜鉛を得る。

次に下記の材料をメチルエチルケトン溶媒中で溶解し、
樹脂溶液を作製した。

ポリエステル樹脂・・・４０重量部 上記二つの原料を混合し、樹脂中で均一分散になるよう
超音波分散する。このようにして外殻となる感光層用溶
液を作製し、その中に樹脂コートした内核粒子を加える
。この原料溶液をさらに超音波分散し、スプレードライ
法により約１２μｍのマイクロカプセルタイプの光導電
性トナー（以下フォトナーと呼ぶ。）を作製した。

上記フオトナーをＳＥＭで観察したところ、ムラがなく
均一に外殻の感光層がコートされていた。

また、ＴＥＭでフオトナー断面を見たところ、約１μｍ
の厚みで表面をコートしているのがわかった。

次に、第１図に本発明の光導電性トナーを用いた画像形
成装置のプロセスの概略を示す。基本構成は、ドラム、
二成分現像器、書き込み用光学系、コロナ転写器、ヒー
トロール、クリーニングブラシよりなる。

次にプロセスの説明を行う。ドラム表面は誘電体で形成
され、内側の導電性基板は接地されている。二成分磁気
ブラシ２により現像電界印加中に、露光系３で光照射し
像形成を行う、酸化亜鉛を増感色素により近赤外増感し
ているため、光源は安価な半導体レーザーが使用できる
。光照射を受は導電化されたトナーのみ電荷注入され誘
電体表面に一層付着される。この現像された導電性トナ
ーにコロナチャージャー１２でコロナ照射し抵抗回復さ
せ、転写部では普通紙８を通して通常の静電転写で紙上
に像形成する。次にヒートロール６により永久定着させ
る。ドラム上に残ったトナーはクリーニングブラシ７で
除去する０本プロセスを通して実際に画像形成したとこ
ろ、３００ＤＰＨの解像度で、２　’ＯＰ　Ｐ　Ｍの印
字スピードが得られた。黒のベタ画像はＯ，Ｄ値で１．
５以上が確保された、また、１万回の印字テストで良・
好な画像が再現性良く得られた。この時の露光系の光量
は１０ｅｒｇ／ｃｍ２で書き込みを行った。この方式で
は現像と露光を同時に行うためスピードアップが図られ
、電荷注入により一層だけ現像されるので地汚れもなく
、像の切れの良い印字が可能となった。こうした印字結
果は感光層が均一に付着しているためフォトナーが光応
答性を示したものであり、また＃剛性の向上に関しても
外殻が強固に付着していることを示すものである。また
、鮮明で再現性のよい印字は内核粒子の効果と考えられ
１、トナーとしての普通紙定着性、黒色の印字温度が所
望の設計通り機能していることを示すものである。

［実施例２］ 内核樹脂として低密度ポリエチレン、外殻の結着樹脂と
してポリエステルを用い、中間層としてポリスチレンを
使って実施例１と同様にしてマイクロカブセルフオトナ
ーを作製した。ポリエステルは溶解度パラメーター９．
２、ポリスチレンは９．１のものを使った。コアソルベ
ージョン用の溶媒はポリスチレン溶解用としてアセトン
、析出用としてメチルアルコールを使用した。スプレー
用溶媒はメチルエチルケトンとした。ＳＥＭ、ＴＥＭに
よる観察では約１μｍの厚みで顔料の分散した感光層が
表面を均一にコートしているのがわかった。このフォト
ナーを用いて実施例１のプロセスにかけたところ鮮明で
再現性のよい印字が可能であった。このことは本実ｍ例
で作製したフォトナーが設計通り機能していることを示
す。

［実施例３］ 実施例２と同様な材料構成、すなわち内核樹脂として低
密度ポリエチレン、外殻の結着樹脂としてポリエステル
を用い、中間層としてポリスチレンを使ってメカノケミ
カル的な手法を用いてマイクロ力ブセルフォトナーを作
製した。

実施例１と同様にして増感色素を吸着させた酸化亜鉛と
ポリエステル樹脂を用意し、これとコアソルベージョン
により中間層をつけた内核粒子を混合し、メカノフュー
ジョン（細用ミクロン製）を用いて機械的、熱的に外殻
層を形成した。電子顕微鏡による観察で外殻層は顔料が
均一に分散され、厚み約１μｍのマイクロカプセルフォ
トナーが形成されていることが確認された。このフォト
ナーを用いて実施例１のプロセスにかけたところ鮮明で
再現性のよい印字が可能であった。このことは本実施例
で作製したフォトナーが設計通り機能していることを示
す。

［実施例４］ 内核樹脂としてポリスチレン、外殻樹脂としてポリエス
テルに量定して中間層を種々に変えてフオトナーを作製
した。使用したポリエステルの溶解度パラメーター値は
９．２である。

第１表 これからもわかるように中間層をつけなかったもの、溶
解度パラメーターが離れすぎてうまく混ざらないものは
印字品質も低下してしまう。外殻をうまく付けるための
中間層に用いる樹脂としては外−殻樹脂との溶解度パラ
メーター値が２以内のものが望ましいといえる。

［実施例５］ 本発明のフオトナー構造として表面は光応答性のため酸
化亜鉛過剰な組成で作製したが、その感光層の組成比を
以下のように変えたフオトナーで印字実験を行った。

第２表 この表からもわかる通り、酸化亜鉛顔料／結着樹脂の比
が１〜２０で印字は可能で、鮮明さと感度の点から望ま
しくは３〜１０にとることが適当である。この範囲では
本発明のフォトナーが表面での絶縁性が確保され、摩擦
帯電性、転写性に期待通り作用し、また光応答性、内核
粒子での定着性、着色性が設計通り機能していることを
示す。

以上実施例を述べたが、本発明のフオトナーを用いたプ
ロセスは、以上の実施例のみならず、光導電性トナーを
用いた全てのプロセスに応用可能である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、光導電性トナーが少
なくとも樹脂からなる内核粒子と、顔料と樹脂を混合し
た系からなる外殻との間に、内核樹脂と異なる樹脂を用
いた中間層を設け、また、中間層に用いる樹脂として、
外殻樹脂と溶解度パラメーターが±２以内のものである
ものを用いたことで表面感光層を強固にかつ均一に、厚
くコートすること、が可能になった。

また上記光導電性トナーを使用した画像形成装置は、光
源として安価な半導体レーザーを使用することが可能に
なった。

本発明による光導電性トナーを使用した画像形成装置を
用いるならば、近赤外領域に感度を有し、光導電性トナ
ーの帯電性や感度等を維持しつつ、黒色の鮮明な画像が
再現性良く得られ、小型・簡略したプロセスの低価格装
置を畿供することを可能にするという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像形成装置を用いたプロセスを表
す図。 第２図は本発明の光導電性トナーに用いられる黒色染料
の構成を表す図。 第３図は本発明の光導電性トナーの断面構造を示す図。 １、導電性ドラム ２、二成分磁気ブラシ現像器 ３、露光系 ４、フォトナー ５、中間転写装置 ６．コロナ転写器 ７、ヒートロール ８、クリーニングブラシ ９、普通紙 １０、誘電体基板 １１、導電性基板 １２、コロナチャージャー １３、外殻感光層 １４、中間層 １５、内核粒子 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木喜三部（化１名）第１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導電性トナーの構成要素として、少なくとも樹
   脂からなる内核粒子と、顔料と樹脂を混合した系からな
   る外殻との間に、内核樹脂と異なる樹脂を用いた中間層
   を設けることを特徴とする光導電性トナー。
2. （２）中間層に用いる樹脂として、外殻樹脂と溶解度パ
   ラメーターが±２以内のものであることを特徴とする請
   求項１記載の光導電性トナー。
3. （３）請求項１記載の光導電性トナーを用いることを特
   徴とする画像形成装置。
4. （４）光源として半導体レーザーを用いることを特徴と
   する請求項３記載の画像形成装置。