JPH04174863A

JPH04174863A - 光導電性トナー

Info

Publication number: JPH04174863A
Application number: JP2302931A
Authority: JP
Inventors: Tomio Ando; 富雄安藤; Chiseki Yamaguchi; 智責山口; Yuji Hiraoka; 平岡　佑二
Original assignee: JAPAN IMEEJINGU SYST KK
Current assignee: JAPAN IMEEJINGU SYST KK
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-06-23

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〕本発明は光導電性トナーに関し、特に電子写真等に使用
される光導電性トナーに関する。

〔従来の技術〕

従来の電子写真技術を用いた画像形成方法としては、例
えば、セレン、セレン−テルル、アモルファスシリコン
等の電子写真怒光体上に得られたトナー粉末像を普通紙
等の記録媒体に転写して画像情報を得るゼログラフィー
法が挙げられるが、この方法では、低寿命の電子写真感
光体が必要となり、また電子写真感光体への帯電および
現像という２つのプロセスが必要となるために、電子写
真画像形成装置が複雑かつ高価なものとなり、さらには
電子写真感光体をはしめとする定期的な部品の交換を必
要とする要メンテナンス装置になってしまうという欠点
がある。

この欠点を解消するために、例えば特開昭５３−７９５
４２号公報に示すように、光導電性トナーを用い、光導
電性トナーを直接帯電し、その後の露光により選択的に
光導電性トナーの電位を落とし、記録媒体上にトナー画
像を転写するという光導電性トナーによる画面形成方法
が提案されている。このような光導電性トナーで画像形
成するには、金属板等の導電性支持体上に光導電性トナ
ーを帯電および散布し、これに露光を施し、さらに必要
があれば被露光トナーを他の支持体に写すあるいは被露
光トナーを除去するなどした後に、記録媒体にトナー画
像の転写を行う。

〔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では、帯電させるのに摩
擦帯電等の帯電プロセスがどうしても必要となり、特に
摩擦帯電は光Ｒ電性トナーの表面に存在する光導電性材
を剥離させてしまう等の光導電性トナーの性能劣化を引
き起こしてしまうという問題点があった。

また、摩擦帯電以外に帯電電極を用いて強制的に光導電
性トナーを帯電させる方法も提案されているが、粉体の
光導電性トナーを均一に帯電させることは難しく、帯電
用に高圧電源および帯電極が必要となる等の問題点があ
った。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、あらかしめ半永久的
な電荷保持をさせておくためにエレクトレット性を持た
せるようにした光導電性トナーを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光導電性トナーは、少なくとも光導電性材を含
むまたは含まない定着用樹脂媒質からなる芯と、この芯
の表面あるいは表面近傍を全面的にあるいは部分的に被
覆する少なくとも光導電性材を含む外殻とから構成され
ている。

定着用樹脂媒質としては、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリスチレンアクリレート、ポリメチルメタアクリ
レート等が使用できる。なお、定着用樹脂媒質には、ト
ナーとしての顔料、染料といった色材や電荷制御剤など
が含有されることはいうまでもない。主として定着用樹
脂媒質からなる芯の径は、５〜２０μｍ程度がよい。

光導電性材としては、Ｔｉ０−フタロシアニン。

Ｃｕ−フタロシアニンをはじめとする金属フタロシアニ
ン系化合物や、ポリビニルカルバゾール等が使用できる
。そして、光導電性材を単独で使用するか、エポキシ、
ポリカーボネートポリスチレン、ポリメチルメタアクリ
レート、ポリアミド等の樹脂をバインダとして分散させ
て使用するかして外殻を形成する。外殻の層厚は、０．
１〜５μｍ以下が望ましい。

電荷輸送材としては、ヒドラゾン誘導体、２゜４．７−
−）リニトロフルオレノン等が使用できる。

電荷輸送材の定着用樹脂媒質に対する分散比としては、
ｌ／１０００〜ｌ／１０重量比程度が適当である。

光導電性トナーのエレクトレット化には、加熱し高電圧
を印加しながら冷却する熱エレクトレ・ノド法や、絶縁
破壊に近い高電圧（１０’Ｖ／ｃｍ程度）を室温で印加
するエレクトロエレクトレット法などを用いることがで
きる。また、エレクトレット性を付与された光導電性ト
ナーの保持電荷量としては、最大３　Ｘ　１０−”Ｃ／
　ｃ　ｍ”以上もの電荷量を保持させておくことができ
るが、もちろん画像形成上、最も良好なｉｆ荷量条件に
合わせればよいことはいうまでもない。

〔作用〕

本発明の光導電性トナーでは、エレクトレット性が付与
されてあらかじめ半永久的に電荷が保持されているので
、露光されると光導電性材より発した電荷が電荷輸送材
をキャリアとして伝播し、光導電性トナーの両側におけ
る電荷を中和する。

なお、露光部位により光導電性トナーの表面電荷極性と
逆極性の電荷が光導電性材に発生したとしても表面の電
荷量が凍ることになり、光導電性トナーにおける全体的
な被露光トナーの電荷量が減少して画像部あるいは非画
像部の転写あるいは除去等による光導電性トナーの選択
が十分に可能となる。しかしながら、例えば第３図に示
すように、実際の支持体（あるいは担持体）上の光導電
性トナーは規則的に配列されるので、基本的には支持体
に対する極（ここでは負になっている）と逆極性の電荷
が発生する電荷輸送材を選択するのがよい。

Ｃ実施例〕次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

〈第１実施例〉第１図は、本発明の第１実施例に係る光導電性トナーの
構成を示す断面図である。本実施例の光導電性トナーは
、電荷輸送材３が分散された定着用樹脂媒質からなる芯
Ｉと、芯ｌの表面に被覆された光導電性材４を含む外殻
２とから構成されており、エレクトレット性が付与され
ていて両側（図では上下）に互いに反対極性の電荷が保
持されている。

このように構成された第１実施例の光導電性トナーでは
、露光されると光導電性材４より電荷が発生し、発生し
た電荷が電荷輸送材３をキャリアとして伝播し、エレク
トレット性によりあらかしめ半永久的に保持されている
光導電性トナーの両側の電荷が中和される。この結果、
被露光トナーの電荷量が減少して画像部あるいは非画像
部の転写あるいは除去等による光導電性トナーの選択が
可能となる。

次に、第１実施例の光導電性トナーの製造方法の一例に
ついて説明する。

バインダとしてポリスチレンを８０重量％と、色材とし
てカーボンブラック、クリスタルハイオレソト等を１０
重量％と、電荷制御剤を５重量％と、離型剤として低分
子量ポリエチレンを５重量％とを混合して、定着用樹脂
媒質とした。

次に、ヒドラゾン誘導体である４−ジベンジルアミノ−
２−メチルヘンゾールデヒド−１，１′−ジフェニルヒ
ドラゾンを、電荷輸送材３とした。

続いて、定着用樹脂媒質を１００重量部と、電荷輸送材
３を３０重量部とを、トナー製造時の混練プロセス時に
均一に分散させた後、粉砕プロセスおよび分級プロセス
を行い、粒径を８〜１２μｍに揃えた芯物質を得た。

次に、光導電性材４であるＴｉｅ、−フタロシアニンを
７５重量％と、バインダとしてポリエステルを２５重量
％とを、塩化メチレンで融解し混練した後に、真空乾燥
炉にて溶剤成分を除去し、さらにボールミルで粗粉砕し
た後に、自動乳ばちを用いて１μｍ以下の微粉末に微粉
砕して、外殻物質を得た。

続いて、芯物質を９５重量％と、外殻物質を５重量％と
を、オーダードミックスチュアー（商品名；株式会社奈
良機械製作所製）およびハイブリダイザ−（商品名；株
式会社奈良機械製作所製）を用いて物理的にマイクロカ
プセル化し、外Ｍ！２の層厚が約０．１μｍの光導電性
トナーを得た。

次に、例えば第２図（ａ）に示すように、モータ２１ａ
および攪拌羽１２１ｂを有するスターラ２１により光導
電性トナーをイソプロパツールと混合し、ポンプ２２お
よび調整バルブ２３を介して加熱ヒータ２４で例えば７
０’Ｃに加熱した後、例えば第２図（ｂ）に示すような
ノズル上半部２５ａ、ノズル下半部２５ｂおよび両者を
絶縁する絶縁スペーサ２５ｃとからなり高圧電源Ｅ１か
ら例えば８ＫＶが印加された加電圧ノズル２５から噴射
させることにより、光導電性トナーにエレクトレット性
を付与した。エレクトレット性が付与された光導電性ト
ナーを補集タンク２６に補集し、しかる後に補集タンク
２６の光導電性トナーを吸引濾過して真空乾燥した。

く第２実施例〉第４図は、本発明の第２実施例に係る光導電性トナーの
構成を示す断面図である０本実施例の光導電性トナーは
、第１図に示した第１実施例の光導電性トナーが電荷輸
送材３を芯１にだけ分散させていたのに対して、外殻２
にも分散させるようにしたものである。

このように構成された第２実施例の光導電性トナーでも
、第１図に示した第１実施例の光導電性トナーの場合と
同様に、露光されると、光導電性材４より電荷が発生し
、発生した電荷が電ｒ＠輸送材３をキャリアとして伝播
し、エレクトレット性によりあらかしめ半永久的に保持
されている光導電性トナーの両側の電荷が中和される。

この結果、被露光トナーの電荷量が減少して、画像部あ
るいは非画像部の転写あるいは除去等による光導電性ト
ナーの選択が可能となる。

次に、第２実施例の光導電性トナーの製造方法の一例に
ついて説明する。

バインダとしてポリエステルを８０重量％と、色材とし
てカーボンブランクを１０重量％と、電荷制御剤を５重
量％と、離型剤として低分子量ポリプロピレンを５重量
％とを混合して、定着用樹脂媒質とした。

次に、ヒドラゾン誘導体を、電荷輸送材３とした。

続いて、定着用樹脂媒質を１００重量部と、電荷輸送材
３を２０重量部とを、混練し粉砕して分級により粒径を
８〜１２μｍに揃え、芯物質を得た。

次に、光導電性材４であるＴ　ｉ　Ｏｚ−フタロンアニ
ンを５０重量％と、ヒドラゾン誘導体を２０重量％と、
バインダとしてボリカーボ２−トを３０重量％とを、塩
化メチレンで融解および混練し、真空乾燥炉にて溶剤を
除去した後に微粉砕して、外殻物質を得た。

続いて、芯物質を９５重量％と、外殻物質を５重量％と
を、オーダードミクスチャーおよび／Ｓイブリダイザー
を用いて物理的にマイクロカプセル化し、外殻２の層厚
が約０．１μｍの光導電性トナーを得た。

次に、例えば第５図に示すように、光導電性トナーを収
納したオルワニス型ホッパ５１をバルブ５２を介してダ
クト５３に接続し、ヒータ５４゜ファン５５および風量
調整フィン型バルブ５６を備える温風ブロー了５７によ
り例えば８０°Ｃのエアをダクト５３に送り、高圧電ｉ
！ｉＥ２から例えば８ＫＶが印加された加電圧ノズル５
８　（第２図（ｂ）に示した加電圧ノズル２５と同様の
構成）から光導電性トナーを吹き出させ、光導電性トナ
ーにエレクトレット性を付与した。エレクトレット性が
付与された光導電性トナーをファンモータ５９により補
集タンク６０に補集した。

〈第３実施例〉第６図は、本発明の第３実施例に係る光導電性トナーの
構成を示す断面図である。本実施例の光導電性トナーは
、第１図に示した第１実施例の光導電性トナーが電荷輸
送材３を芯１だけに分散させていたのに対して、電荷輸
送材３を外殻２だけに分散させるようにしたものである
。

このように構成された第２実施例の光導電性トナーでも
、第１図に示した第１実施例の光導電性トナーの場合と
同様に、露光されると、光導電性材４より電荷が発生し
、発生した電荷が電荷輸送材３をキャリアとして伝播し
、エレクトレット性によりあらかじめ半永久的に保持さ
れている光導電性トナーの両側の電荷が中和される。こ
の結果、被露光トナーの電荷量が減少して、画像部ある
いは非画像部の転写あるいは除去等による光導電性トナ
ーの選択が可能となる。

なお、第３実施例の光導電性トナーの構成において、光
導電性材４として電界破壊的になだれ現象が発生する光
導電性物質（例えば、α型の金属フタロシアニン系等）
を使用すれば、電荷輸送材３は使用しなくてもよい。ま
た、なだれ現象をさらに効果的に発生させるために、光
導電性材４を定着用樹脂媒質に分散させておくこともで
きる。

次に、第３実施例の光導電性トナーの製造方法の一例に
ついて説明する。

バインダとしてポリエステルを８５重量％と、色材とし
てカーボンブラックを７重量％と、電荷制御剤を３重量
％と、離型剤として低分子量ポリエチレンを５重量％と
を混合して、定着用樹脂媒質とした。

次に、光導電性材４であるポリビニルカルバゾールを９
７重量％と、電荷輸送材３である２、４゜７トリニトロ
フルオレノンを３重量％とを混合して、外殻物質を得た
。詳しくは、２．４．７１−リニトロフルオレノンとＰ
−ジオキサンとを半分ずつ（５０重量％ずつ）混ぜてお
いてからポリビニルカルバゾールを入れ、約６０”Ｃで
６時間はどマグネットスターラによって攪拌および加熱
した後に、真空乾燥炉にて溶剤を除去し、１μｍ以下に
微粉砕した。

続いて、芯物質を９５重量％と、外殻物質を５重量％と
を、オーダードミクスチャーおよびハイブリダイザ−を
用いて物理的にマイクロカプセル化し、外殻２０層厚が
約０．１μｍの光導電性トナーを得た。

次に、第２図（ａ）または第５図に示した装置を用いて
、第１実施例または第２実施例の光導電性トナーの場合
と同様にして、光導電性トナーにエレクトレット性を付
与した。

〈第４実施例〉第７図は、本発明の第４実施例に係る光導電性トナーの
断面図である。本実施例の光導電性トナーは、光導電性
トナーの帯電極性側に応して外殻を第１の外殻半部２−
１と第２の外殻半部２−２とに分離するようにしたもの
である。

このように構成された第４実施例の光導電性トナーでは
、帯電極性に対応して第１の外殻半部２−１および第２
の外殻半部２−２を分けであるので、第１実施例〜第３
実施例の光導電性トナーに比べて、より高精度な光導電
性トナーの電荷制御が可能となる。

なお、第４実施例の光導電性トナーについても、電荷輸
送材３の使用・不使用および配設・配置においては、第
１実施例〜第３実施例の光導電性トナーの場合と同様に
様々な組合せが可能で、基本的な作用は第１実施例〜第
３実施例の光導電性トナーと同様である。

次に、第４実施例の光導電性トナーの製造方法の一例に
ついて説明する。

バインダとしてポリスチレンアクリレートを６０重量％
と、色材としてカーボンブランクを１０重量％と、電荷
制御剤を５重量％と、離型剤として低分子量ポリプロピ
レンを５重量％と、電荷輸送材３であるヒドラゾン誘導
体を２０重量％とを混合して、芯物質を得た。

次に、光ｌ１ｉｉ性材４であるＣｕ−フタロシアニンを
４０重量％と、ポリエステルを１０重量％と、塩化メチ
レンを５０重量％とを混合して、第１の外殻物質を得た
。

続いて、光導電性材４であるポリビニルカルバゾールを
２重量％と、２．４．７）リニトロフルオレノンを４８
重量％とを、５０重量％のＰ−ジオキサンでなる溶剤に
溶かして、第２の外殻物質を得た。

次に、例えば第８図に示すように、導電性のシリコンラ
バーベルトでなる搬送ヘルド８１を接地して一対のロー
ラ８２ａおよび８２ｂ間に掛は渡し、スプレーノズル８
３から第２の外殻物質を噴霧して第２の外殻半部２−２
を形成し、次にスプレーノズル８４から芯物質を噴霧し
て芯１を形成し、スプレーノズル８５から第１の外殻物
質を噴霧して第１の外殻半部２−１を形成して光導電性
トナーを得た後に、コロトロン帯電器８６によって光導
電性トナーを正に帯電させ、加熱ヒータ８７で加熱する
ことにより、光導電性トナーにエレクトレット性を付与
した。このようにしてできたエレクトレット性が付与さ
れた光導電性トナーをクリーニングブレード８８によっ
て搬送ヘルド８１上から掻き落とし、補集タンク８９に
補集した。

く第５実施例〉第９図は、本発明の第５実施例に係る光導電性トナーの
構成を示す断面図である。本実施例の光ｉｔ性トナーは
、芯１が中空的な形状となっており、芯１の外周面と芯
１の中空内面との間で電荷の極性を変えてエレクトレッ
ト性が付与されている。なお、第９図に示す実施例では
、芯１の外周面が正で芯１の中空内面が負となっている
が、これは芯１の外周面が負で芯１の中空内面が正であ
っても原理は同じであることはいうまでもない。

また、本実施例の光導電性トナーには、表面近傍に光導
電性材４からなる外殻２が被覆されており、また芯１の
定着用樹脂媒質に電荷輸送材３が分散されている。

第５実施例の光導電性トナーでも、第１実施例の光導電
性トナーと同じく、電荷輸送材３の使用・不使用および
配設・配置において様々な組合せが可能である。

このように構成された第５実施例の光導電性トナーでも
、第１図に示した第１実施例の光導電性トナーの場合と
同様に、露光されると、光導電性材４より電荷が発生し
、発生した電荷が電荷輸送材３をキャリアとして伝播し
、エレクトレット性によりあらかじめ半永久的に保持さ
れている芯１の外周面の電荷と芯１の中空内面の電荷と
が中和される。この結果、被露光トナーの電荷量が減少
して、画像部あるいは非画像部の転写あるいは除去等に
よる光導電性トナーの選択が可能となる。

次に、第５実施例の光導電性トナーの製造方法の一例に
ついて説明する。

例えば、第１０図に示すように、バインダとしてポリス
チレンを６０重量％と、色材としてカーボンブラックを
１０重量％と、電荷制御剤を５重量％と、離型側を５重
量％と、電荷輸送材３であるヒドラゾン誘導体を２０重
量％とを、芯物質としてホッパ１０１に収納し、加熱し
−タ１０２で約８０°Ｃに加熱する。加熱された熱可塑
性の芯物質は、針状のスタイラス電極と円筒状の外部電
極とからなる加電圧ノズル１０４による高圧電源Ｅ３か
らの高圧印加により電荷注入を生し、芯１にエレクトレ
ット性が付与された。この後、エレクトレット性が付与
された芯１にスプレーノズル１０５から外殻物質（光導
電性材）をスプレーコートシて外殻２を形成し、ダイ１
０６およびカッタ１０７にて細かくカントして粉体化し
た。

なお、上記各実施例の光導電性トナー（定着用樹脂媒質
）中に磁性材料（フェライトパウダ、マグネタイトパウ
ダ等）を分散させて含有させることにより、光導電性ト
ナーの搬送を磁気力をもって実行させることが可能とな
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、光導電性トナー
にあらかじめ半永久的な電荷保持をさせておくためにエ
レクトレット性を持たせたことにより、光導電性トナー
を劣化させてしまったり、光導電性トナーの外殻（光導
電性材）を剥離させてしまう無理な帯電過程（特に摩擦
帯電）が不必要となるので、高品位な画像出力が可能と
なる効果がある。

さらに、光導電性トナーをチャージさせるための高圧電
源や帯電極がいらなくなるので、構成が簡単で低価格の
電子写真画像形成装置を提供することができるという絶
大な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る光導電性トナーの断
面図、第２図（ａ）および（ｂ）は第１実施例の光導電性トナ
ーにエレクトレット性を付与するための装置の一例およ
びその加電圧ノズルの一例をそれぞれ示す図、第３図は光導電性トナーの支持体上での配列の様子を模
式的に示す図、第４図は本発明の第２実施例に係る光導電性トナーの断
面図、第５図は第２実施例の光導電性トナーにエレクトレット
性を付与するための装置の一例を示す図、第６図は本発
明の第３実施例に係る光導電性トナーの断面図、第７図は本発明の第４実施例に係る光導電性トナーの断
面図、第８図は第４実施例の光導電性トナーを製造するための
装置の一例を示す図、第９図は本発明の第５実施例に係る光導電性トナーの断
面図、第１θ図は第５実施例の光導電性トナーを製造するため
の装置の一例を示す図である。図において、１・・・芯、２・・・外殻、２−１・第１の外殻半部、２−２・第２の外殻半部、３・・・電荷輸送材、４・・・光導電性材である。第３図光線第４図第５因第６区

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電荷輸送材を含む定着用樹脂媒質からなる芯と、
この芯の周りに被覆され光導電性材を含む外殻とから構
成され、エレクトレット性が付与されたことを特徴とす
る光導電性トナー。
（２）電荷輸送材を含む定着用樹脂媒質からなる芯と、
この芯の周りに被覆され光導電性材および電荷輸送材を
含む外殻とから構成され、エレクトレット性が付与され
たことを特徴とする光導電性トナー。
（３）定着用樹脂媒質からなる芯と、この芯の周りに被
覆され光導電性材および電荷輸送材を含む外殻とから構
成され、エレクトレット性が付与されたことを特徴とす
る光導電性トナー。
（４）電荷輸送材を含む定着用樹脂媒質からなる芯と、
この芯の一面に被覆され光導電性材を含む第１の外殻半
部と、前記芯の他面に被覆され光導電性材を含む第２の
外殻半部とから構成され、エレクトレット性が付与され
たことを特徴とする光導電性トナー。
（５）前記芯が中空で、前記芯の中空内面と前記外殻の
外面とが反対極性となるようにエレクトレット性が付与
されてなる請求項１ないし３記載の光導電性トナー。
（６）前記定着用樹脂媒質中に磁性材料を含有させたこ
とを特徴とする請求項１ないし５記載の光導電性トナー
。