JPH043072A - 光導電性トナーの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プリンタ、複写機等における電子写真に用
いられる光導電性トナーの製造方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

第４図は従来のカールソンプロセスによる電子写真方式
を用いた複写機を示す構成図であり１図において、１は
表面に光導電性材料が被着された感光体ドラム、２は感
光体ドラム１の表面製帯電させるコロナ帯電気、３は感
光体ドラム１の表面に帯電した電荷、４は感光体ドラム
１の表面を照射する光、５は現像器、６は現像器５に収
納されたトナー、７はトナー６を感光体ドラム１に被着
させるための磁性材料、６ａは感光体ドラム１に被着し
たトナー、８は画像を記録する記録紙、６ｂは記録紙８
に被着したトナー、９は記録紙８に直流バイアスを与え
る転写器、１０は記録紙８に被着したトナー６ｂを定着
する定着器、１１は感光体ドラム１の残留電荷を消去す
る消去器、１２は感光体ドラム１を洗浄するクリーナ、
１３は感光体ドラム１を帯電させる前に露光する前露光
ランプである。

次に動作について説明する。

電子写真方式による画像成形法は広く知られており、現
在、最も一般的なものは第４図に示すカールソンプロセ
スといわれているものである。図において、光導電材料
を表面に被覆した開口体ドラム１の表面を前露光ランプ
１３で露光した後、コロナ帯電器２で帯電させる。次に
、光４の照射により、その帯電部分の静電荷３を選択的
に失わせ、静電潜像を形成させる。次いで、この場合は
。

電荷を失った部分に現像器５を用いて、選択的にトナー
６を被着させる。そして感光体ドラム上上のトナー６８
を、転写器９により記録紙８の上に転写し、圧力または
熱により定着器１０で定着させる。

近年、かかるプリンタ、複写機などのカラー化が望まれ
るようになり、第５図に示すような、上記方式で３つの
現像器５が用いられ、それぞわトナー６としてイエロー
、マジエンタ、シアンの３色が用いられ、感光体ドラム
１も３回転させて、３色の光４を用いる多重露光記録方
式が行われるようになってきた。

また、記録の高速化９機器の低コスト化、小型軽量化が
望まれるようになってきており、記録方式自身に新規な
感光体ドラムレス方式、ワンショットフルカラ一方式と
いうものが提案されるに至っている。これらの方式の一
つに、光導電性トす−を用いる記録方式というのがある
。これは、例えば第６図に示すように、感光体を被着し
ないトラム１５上に、帯電器１６で帯電した光導電性ト
ナー１７を被着し、光４の照射によって、光導電性トナ
ー１７の帯電電荷をドラム１５を通して中和し、転写器
９によって、プリンタの場合は電荷を失った光導電性ト
ナー１７を、複写機の場合は電荷を保持した光導電性ト
ナー１７をそれぞれ記録紙８の上に転写し、圧力または
熱により定着するというものである。

また、光導電性トナー１７を用いてカラー記録を行う場
合は１例えば第７図に示すように、光導電性トナー１７
として、ブルー、グリーン、レッドの光に対してそれぞ
れ光導電性の感度を有するイエロー、マジエンタ、シア
ンの３色の光導電性トナー１７を混合して用い、ブルー
、グリーン。

レッドの３色の光４を露光するという方法などが提案さ
れている（ＪＡＰＡＮ　　ＤＩＳＰＬＡＹ８６、講演要
旨集ｐｐ、５６８−５７１）。

また従来より知られている光導電性トナー１７の製造方
法として、（１）熱可塑性樹脂と光導電性を有する化合
物およびその他の添加物とを加えて混練した後、これを
粉砕し、さらに分級して一定の範囲に粒径を揃える方法
、（２）光導電性物質から成る分散液と熱可塑性樹脂を
分散させた溶液とからマイクロカプセルを得る方法、な
どが知られている。

第８図は上記（１）の方法で作られた光導電性トナー１
７の粒体の構成を示すもので、上記熱可塑性樹脂２２と
上記光導電性化合物等２３とが混合されて一体となって
いる。

なお、上記（２）の方法としては、特開昭５３−８２４
１７号公報に示されるものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕 従来の光導電性トナーを用いる記録方式は以上のように
行われているので、トナー自身が光導電性材料を含有し
ており、帯電によって与えられた電荷が光照射により急
速に失われるという性質を持っていることが必要である
。この過程の一例を第９図に示す。図において、帯電に
よる負電荷１８を表面に持った光導電性トナー１７に光
４が照射されると、トナー内部に電子１９とホール２０
とのペアが生成される。このホール２０はトナー表面に
移動し、負電荷１８を中和する。他方、電子１９はトナ
ー１７とドラム１５との界面２１を通過し、電機的に設
置したドラム１５に流入する。

この場合、光４の照射により、電子１９とホール２０と
のペアが生成するのは、実際にはトナー１７の極表面近
傍のみであり、このためトナー中を電子１９またはホー
ル２０の少なくとも一方を移動させるのが困難となる。

これは通常、トナー粒径は１０μｍであり、この１０μ
ｍの距離を移動させる間に電子１９またはホール２０が
トラップに捕らえられたりして消滅する確率が高いため
である。また、トナー１７とドラム１５との界面２１は
点接触になっており、この間の電子１９の移動も離しい
。このため、光導電性トナー１７による記録方式は、低
感度になってしまうという課題があった。

また、この記録方式を高感度化するための光導電性トナ
ーの製造方法として従来より前述した（１）および（２
）の方法が知られているが、上記（１）の方法は、熱可
塑性樹脂と光導電性化合物とを単純に混合しているので
、光導電性化合物の分散状態により感度特性が変化しや
すいために。

再現性のよい感度特性を得るためには厳密な分散状態の
制御が必要である。また、十分な感度を得るためには光
導電性化合物の配合を多くする必要があるために、トナ
ーの低コスト化に不利になると共に、十分な記録速度と
良好な画質を得ることができず、電子写真記録方式にお
いて、実用しろる光導電性トナーを得ることができない
などの課題があった。

また、上記（２）の方法では、溶剤を用いるため乾燥工
程が必要となることおよび溶剤による公害発生等の課題
があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、十分な記録速度が得られ、通常のトナーに要求
される定着性なども満足する光導電性のトナーを得ると
共に、感光体ドラムレス。

ワンショットフルカラー記録の可能な、高感度の光導電
性トナーを得ることができる光導電性トナーの製造方法
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この第１項または第２項の請求項の発明に係る光導電性
トナーの製造方法は、熱可塑性樹脂を主体とする粒子の
表面に光により電荷発生機能を有する粉体を被覆するか
または電荷発生機能を有する粉体と電荷移動機能を有す
る粉体とを同時にまたは逐次に被覆し、この被覆処理を
、芯粒子となる上記粒子および上記粉体を気相中に分散
させながら、衝撃力を主体とする機械的熱的エネルギを
上記粉体に与えることにより実施するようにしたもので
ある。

また、この第３の請求項の発明に係る光導電性トナーの
製造方法は、電荷発生機能を有する顔料を含む熱可塑性
樹脂を主体とする粒子の表面に、電荷移動機能を有する
粉体を被覆し、この被覆処理を、芯粒子となる上記粒子
および上記粉体を気相中に分散させながら、衝撃力を主
体とする機械的熱的エネルギを上記粉体に与えることに
より実施するようにしたものである。

さらに、この第４の請求項の発明に係る光導電性トナー
の製造方法は、電荷移動機能を有する化合物を含む熱可
塑性樹脂を主体とする粒子の表面に電荷発生機能を有す
る粉体を被覆し、この被覆処理を、芯粒子となる上記粒
子および上記粉体を気相中に分散させながら、衝撃力を
主体とする機械的熱的エネルギを上記粉体に与えること
により実施するよう°にしたものである。

〔作用〕

この発明における光導電性トナーは、光照射によりキャ
リアを生成する電荷発生物質単独、あるいは好ましくは
電荷発生物質と、そのキャリアを輸送する電荷移動物質
が層状的に機能分離した構成に作製され、効率よくトナ
ー表面の帯電電荷を中和できるので、地汚れのない画像
が得られる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図、第２図および第３図はそれぞわ請求項（２）、
（３）、（４，）の発明により製造された光導電性トナ
ーの構成を示すものである。

第１〜第３図において、３０は光導電性トナー（以下、
単にトナーという）、３１は球体をなすトナー３０の粒
子としての芯粒子、３２は芯粒子３〕を被覆する子粒子
、３３は芯粒子３１を構成する熱可塑性樹脂の粉体、３
４は光による電荷発生機能を有する粉体、３５は電荷移
動機能を有するキャリアとしての粉体である。

第１図の実施例では、熱可塑性樹脂単体を主体とする粉
体３３を芯粒子３］とし、これを電荷発生機能を有する
粉体３４および電荷移動機能を有する粉体３４で被覆し
て子粒子３２としている。

第２図の実施例では、熱可塑性樹脂の粉体３３と電荷発
生機能を有する顔料粉体３４とを予め混合分散した粉体
を芯粒子とし、これを電荷移動機能を有する粉体３５で
被覆して子粒子３２としている。

第３図の実施例では、熱可塑性樹脂の粉体３３と電荷移
動機能を有する粉体３５との化合物とを予め混合分散ま
たは溶解した粉体を芯粒子３１とし、これを電荷発生機
能を有する粉体３４で被覆ン樹脂アクリル系樹脂、メタ
アクリル系樹脂、ボ索 リエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ酢酸ビニル、
ポリ塩化ビニル、ワックス類などが単独でまたは共重合
物、あるいは混合物などとして用いることができる。

また、上記電荷発生機能を有する顔料粉体３４としては
、無機物質および有機物質の何れでも用いることができ
、無機物質としては、例えばＣｄｓ、ＺｎＯなどセレン
、シリコン、亜鉛を中心とする無定形化合物や結晶があ
る。有機物質としては、例えば、アゾ系、アントラキノ
ン系、ペリレン系、キノン系、インジゴ系２シアニン系
、カルボニウム系、イミン系、メチン系、キノリン系。

ニトロソ系、イミド系、キナクリドン系、ビリリウム系
、スクアリリウム系、フタロシアニン系などの有機色素
類を単独あるいは併用して用いることができる。

また、」二記電荷移動機能を有する粉体３５としては、
公知のオキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、
チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾー
ル誘導体、イミダゾール誘導体、イミダシロン誘導体、
イミダゾリジン誘導体。

ビスイミダゾリジン誘導体、ピラゾリン誘導体。

オキサシロン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体。

ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体。

ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘
導体、アミノスチルベン誘導体、カルバゾール誘導体、
ヒドラゾン誘導体などが用いられる。

上記粉体３４，３５を子粒子３２として芯粒子３１に被
覆する方法としては、芯になる粉体を気相中に分散させ
ながら衝撃力を主体とする機械的熱的エネルギーを被覆
する粉体に与えるものであればよい。例えば通常の電子
写真プロセスにおいて用いられるトナー（現像剤）の製
造における「外添」工程がそのまま応用できる。すなわ
ち、例えばヘンシェルミキサー（三井三池製作所製）。

フォルバーグミキサ（ノルウェー、フォルバーブ社製）
、ハイブリダイザ−（奈良機械製作斯文）などが適用で
きる。

芯粒子３］の大きさは５００〜１゜０μｍで、被覆する
子粒子３２は５０−０．０１μｍであり、芯粒子３１は
子粒子３２の１０倍以上の大きさであることが好ましい
。芯粒子３］に子粒子３２を被覆する際、芯粒子３１と
子粒子３２とを冷却または加熱してもよく、通常機械的
な摩擦力によって芯粒子３１と子粒子３２は５０〜８０
’Ｃに加熱される。子粒子３２が軟化、溶融するまで加
熱されると、子粒子３２は芯粒子３１の表面に膜状とな
り、それ以下の温度では子粒子３２は芯粒子３１に打ち
込ま九で固定化され、る。

芯粒子３１と子粒子３２の形状は特に限定されることな
く用いることができる５また、前もって芯粒子３１と子
粒子３２とに別々に機械的熱的エネルギを与え、球形化
処理した粒子を使ってもよい。芯粒子３１と子粒子３２
の割合は、子粒子３２が芯粒子３１の５０重量％以下で
あり、３０重景％以下が好ましい。

以下、具体的な実験例と比較例に基づき説明する。

「実験例１ｊ 芯粒子として、スチレンアクリル共重合体３００ｇ、子
粒子として昇華精製したβ型銅フタロシアニン１５ｇを
用いた。これらの粒子を、上記ハイブリダイゼーション
システム（奈良機械製作所）を使って芯粒子３１の表面
に子粒子３２を付着させた。その際の処理条件は１回転
数が５５００ｒ。

ｐ、ｍ、時間が５分であった。

得られた第１図のトナー３０は、平均粒径が１２μｍで
、青色であった。また、Ｘ線回折の結果から、銅フタロ
シアニンの結晶型に何ら変化のないことも確認できた。

また、このトナー３０を鉄板上に均一に散布し、暗室中
で負帯電し、原画マスクの上から１０ｏＩＸの光を照射
し、風を吹き付け、光照射部のトナーを除去した後、ト
ルエン蒸気でトナーを鉄板上に定着した。この結果、ト
ナー３０は十分な光感度を有しており、実用し得ること
が確認された。

「実験例２．！ｌ 芯粒子３１として、前もって球形化処理を施した平均粒
径１１μｍをのポリカーボネート樹脂４００ｇを用い、
子粒子３２として平均粒径０．５μｍの４，４′−ジメ
チル−４’　−（４−メチル）スチリル−トリフェニル
アミン２５ｇと無金属フタロシアニン１０ｇとを用いた
。これらをハイブリダイゼーションシステムで６５００
ｒ、ｐ、ｍ、８分間の処理を施し、目的とする平均粒径
１３μｍの第１図に示すトナー３０を得た。このトナー
３０は、芯粒子３１上に子粒子３２が付着した構造であ
ることがＳＥＭ＠察より認められた。

このトナー３ｏによりアルミドラム上にトナー薄層を形
成し、しかるのち−６ＫＶのコロナチャージを施し、ト
ナー層を一様に帯電させ、像露光を行い、トナー層に静
電潜像を形成した。この電荷分布を保持したトナー層に
転写紙を介して＋６ＫＶのコロナチャージを施し、アル
ミドラム上のトナー層を転写紙上に転写分離し、目的の
画像を得た。

「実験例３」 ペリレン顔料１５ｇとスチレンアクリル共重合体１８０
ｇとを混合、混線７分級した平均粒径９μｍの芯粒子３
１と、ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド−ジフェニ
ルヒドラゾン２２ｇの子粒子３２とをハイブリダイゼー
ションシステムで５８００ｒ、ｐ、ｍ、６分間の処理を
施し、目的とする第２図に示すトナー３０を得た。

このトナー３０を用いて上記実験例２と同様の記録プロ
セスで［・ナー３０の画像を得ることができた。

「実験例４．！Ｉ ポリスチレン２８０ｇとＰＶＫ５０ｇとを混合。

混線１分級した芯粒子３１とキナクリドンＬｏｇを子粒
子３２として、実験例１と同様の処理を施すことにより
第３図に示すトナー３０を得た。

このトナー３０を用いて実験例１と同様の工程を経て目
的の画像が得られた。

「比較例１」 実験例１において用いたスチレンアクリル共重合体３０
０ｇと昇華精製したβ型銅フタロシアニン１５ｇから混
合、混線２分級した前記従来の製法（１）による第８図
に示す光導電性トナー１７を得た。

この発明による光導電性トナー３０は、光照射によりキ
ャリアを生成する電荷発生物質とそのキャリアを輸送す
る電荷移動物質とに機能を分離されているために、光の
感度が改善されている。

また、芯粒子３１の表面に光導電性物質が高密度で付着
しているために、光照射によるキャリア発生およびキャ
リア移動をこの部分だけで行わせることができ、材料の
高感度化が可能になった。

なお、上記実験例２においては、電荷発生機能を有する
粉体３４と電荷移動機能を有する粉体３５とを子粒子３
２として同時に芯粒子３１に被覆しているが、粉体３４
単独、もしくは両輪体３４゜３５を別々に逐次被覆する
ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この第１の請求項の発明によれば、熱可
塑性樹脂を主体とする粒子の表面に光により電荷発生機
能を有する粉体を被覆するようにし、また第２の請求項
によれば、熱可塑性樹脂を主体とする粒子の表面に、上
記電荷発生機能を有する粉体と電荷移動機能を有する粉
体とを同時に若しくは逐次に被覆するようにし、また、
第３の請求項の発明によれば電荷発生機能を有する化合
物を含む熱可塑性樹脂を主体とする粒子の表面に。

電荷移動機能を有する化合物粉体を被覆するようにし、
さらに、第４の請求項の発明によれば、電荷移動機能を
有する化合物を含む熱可塑性樹脂を主体とする粒子の表
面に、光により電荷発生機能を有する粉体を被覆するよ
うにしたので、均一粒径のトナーが容易に得られるとと
もに、従来と比較して高い光感度を有する光導電性トナ
ーを得ることができ、また、比較的簡単な製法でかつ公
害等を軽減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は請求項（２）。 （３）、（４）の発明による光導電性トナーの製造方法
により製造された光導電性トナー粒体を示す構成図、第
４図は従来の電子写真プロセスによる複写機を示す構成
図、第５図は同様のカラープリンタを示す構成図、第６
図は光導電性トナーを用いる記録方式を示す構成図、第
７図は同様のカラー記録方式を示す構成図、第８図は従
来の光導電性トナーを示す構成図、第９図は従来の光導
電性トナーを用いる記録方式の原理を示す構成図である
。 ３０は光導電性トナー、３１は芯粒子、３２は子粒子、
３３は熱可塑性樹脂の粉体、３４は電荷発生機能を有す
る粉体、３５は電荷移動機能を有する粉体。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂を主体とする粒子の表面に光により
   電荷発生機能を有する粉体を被覆し、この被覆処理を、
   上記粒子および上記粉体を気相中に分散させながら、衝
   撃力を主体とする機械的エネルギを上記粉体に与えるこ
   とにより実施する光導電性トナーの製造方法。
2. （２）熱可塑性樹脂を主体とする粒子の表面に電荷発生
   機能を有する粉体と電荷移動機能を有する粉体とを同時
   にまたは逐次に被覆し、この被覆処理を、上記粒子およ
   び上記粉体を気相中に分散させながら、衝撃力を主体と
   する機械的エネルギを上記粉体に与えることにより実施
   する光導電性トナーの製造方法。
3. （３）電荷発生機能を有する顔料を含む熱可塑性樹脂を
   主体とする粒子の表面に、電荷移動機能を有する粉体を
   被覆し、この被覆処理を、上記粒子および上記粉体を気
   相中に分散させながら、衝撃力を主体とする機械的エネ
   ルギを上記粉体に与えることにより実施する光導電性ト
   ナーの製造方法。
4. （４）電荷移動機能を有する化合物を含む熱可塑性樹脂
   を主体とする粒子の表面に電荷発生機能を有する粉体を
   被覆し、この被覆処理を、上記粒子および上記粉体を気
   相中に分散させながら、衝撃力を主体とする機械的エネ
   ルギを上記粉体に与えることにより実施する光導電性ト
   ナーの製造方法。