JPH0228664A - 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］ 本発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
光導電体を用い、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。ざらに別の方法とし
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Ｚｎ○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。

また、酸化亜鉛を近赤外に増感させる例としては特開昭
５９−７８３５８の電子写真用感光体があった。

［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問題点が指摘され、解決が
望まれている。

１、近赤外に有効に増感されたトナーが得られないため
、光源として安価な半導体レーザーが採用されにくくな
り、装置のコスト・アップにつながる。

２、黒色着色剤としてカーボン・ブラックを用いた場合
、吸収域が可視から赤外まで伸びているので、光導電性
トナーとしての感光感度が著しく低下してしまう。

３．３色混合系では色調のズした濁った色になり、また
再現性に欠ける。

４、着色剤の配合量によっては、トナーの光感度、電気
抵抗等電子写真特性が低下してくるということが起こる
。これは特に光導電剤と黒色着色剤の混合系で顕著であ
る。

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、少なくとも黒色染料、及び
−設計Ａ−（ＣＨ”ＣＨ）３　　ＣＨ＝Ｂ［式中、Ａま
たはＢは （但しＸは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基。

シアン基、カルボニル基、カルボキシル基、ニドｅ、Ｒ
１は−ＣＯＯＨ，またはそのアルカリ金属塩。

−３Ｏ３Ｈまたはそのアルカリ金属塩、アルキル基。

Ｒ２は陰イオンであってもよい−ＣＯＯＨ，−８゜３Ｈ
，また分子中に複素環中の陽イオンを中和させるために
Ｉ−、Ｃ１−、Ｃ１○４−、Ｂｒ−を共存させる。ｍは
１〜７の整数である。）を示す。］で表される増感色素
を含み、黒色染料としてアゾ系の含金染料をもちいるこ
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。

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

［実施例］ 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、瑠感剤、結着樹脂からなり必
要に応じて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、エリスロシス
　エオシン、フルオレツセイン、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含金染料を用いることとし
た。

結着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、
ポリカーボネート樹脂、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。

本発明の具体的例を以下に示す。

［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。

酸化亜鉛・・・４０重量部 増感色素・・・０．０４重量部 エチルアルコール・・・８０重量部 増感色素として、下記構造のシアニン色素を採用した。

上記材料を混合し、超音波で均一に分散、吸着させた。

次に下記の材料をエチルアルコール溶媒中で溶解、相溶
させた。

ブチラール樹脂・・・４０重量部 黒色染料−１・・・２０重量部 黒色染料−１は第３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ｃｒ、Ｘ
ｉ、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。

上記二つの原料を混合し、樹脂中で均一分散になるよう
さらに超音波分散する。このようにして原料溶液を固形
分５％になるよう作製し、スプレードライ法により約１
０μｍの光導電性トナー（以下フォトナーと呼ぶ。）を
作製した。

次に、第１図に本発明の画像形成装置を用いたプロセス
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、中間転写装置、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。導電性基板１上に、二成分
磁気ブラシ法により光導電性トナーを均一に薄層化させ
る。この際、フオトナーは磁気ブラシ中に負帯電を帯び
た状態になっている。この負帯電トナーを露光系２で潜
像を形成する。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
。また光は未露光部が像となるよう照射する。その後、
表面が高絶縁性の中間転写装置３により露光され導電性
となったホトナーを、導電性基板との間にバイアスを印
加して除去する。これによりドラム上には負帯電を帯び
たままの絶縁性トナーが顕像化されて残った状態になる
。次に普通紙９を挟んでコロナ転写器６により、通常の
静電転写で紙上に像形成する。これをヒートロール７に
通すことにより永久定着する。ドラム上に残ったトナー
はクリーニングブラシ８により回収される。

本プロセスを通して実際に画像形成したところ、３００
ＤＰＩの解像度で、２０ＰＰＭ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１．　Ｏｅ　ｒ　ｇ
　／　ｃ　ｍ　２で書き込み、また中間転写時のバイア
ス電圧は７５０ｖ以下とした。

こうした印字結果は増感色素が十分に酸化亜鉛に吸着・
増感し、光導電性トナーが所望の設計どおり機能してい
ることを示す。

［実施例２コ 実施例１のプロセスに変えて、第２図に示すプロセスを
用いて画像形成を行った。まず、プロセスの概略を示す
。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。二成分磁気ブラシにより現像電界印加
中に、半導体レーザーにより光照射し像形成を行う。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。

次に導電化されたフオトナーをコロナチャージャー１２
により抵抗回復させ、普通紙を通して通常の静電転写で
紙上に像形成する。さらにヒートロール７により永久定
着させる。残ったトナーはクリーニングブラシで除去す
る。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。

これは本実施例のトナーが光導電性トナーとしての光応
答性、トナーとしての普通紙定着性、黒色の印字濃度が
設計通り機能していることを示す。

［実施例３］ 実施例１では同じ溶媒系が使えたため二つの原料を混合
するだけで原料溶液を作製できたが一般には吸着させる
溶液と樹脂を溶解させる溶液は違う場合が多い９本実施
例ではこのような場合について述べる。

光導電性トナーとして以下のような組成のものを用いた
。

酸化亜鉛・・・４０重量部 増感色素・・・０．０４重量部 エチルアルコール・・・８０重量部 増感色素は実施例１と同様とした。

上記材料を混合し、超音波で均一に分散、吸着させた。

次に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。

下記の材料をアセトン溶媒中で溶解、相溶させた。

アクリル樹脂・・・４０重量部 黒色染料−２・・・２０重量部 黒色染料−２は第３図に示すような基本構成で、黒色染
料−１のナフタレン環に変えて、ベンゼン環を側鎖とし
てつけた構造で、またＭｅとしてＣｒ、Ｘｉ、Ｘ３が長
鎖メチル基、Ｘ２．Ｘ４がエチル基のものを採用した。

この溶液中に上記の色素吸着酸化亜鉛を加え、樹脂中で
均一分散になるようさらに超音波分散する。このように
して原料溶液を固形分５％になるよう作製し、スプレー
ドライ法により約１０μｍのフオトナーを作製した。

得られたフオトナーを現像剤として、実施例２のプロセ
スに通したところ地力ブリのない鮮明な画像が再現性よ
く得られた。このことは本実施例で作製したトナーが設
計通り機能していることを示す。

［実施例４］ フオトナーの光応答性発現のため、増感色素に加えて増
感助剤を添加することも感度を高める上で有効である場
合が多い。この場合用いられる材料としては以下のよう
な電子親和性化合物が用いられる。

ヨウ素、クロロアニル、ｐ−ベンゾキノン、無水フタル
酸、無水マレイン酸等酸無水物。

本実施例では下記の組成でフオトナーを作製した。

酸化亜鉛・・・４０重量部 増感色素・・・０６０４重量部 無水フタル酸・・・０，０４重量部 エチルアルコール・　・８０重量部 増感色素は実施例１と同様とした。この材料系を用いて
実施例３の手順で色素吸着酸化亜鉛を作製した。

次に下記の材料をアセトン溶媒中で溶解、相溶させた。

アクリル樹脂・・・４０重量部 黒色染料−２・・・２０重量部 この樹脂溶液中に先に作った色素吸着酸化亜鉛を投入し
均一に分散させてスプレードライ法でフオトナーを作製
した。

得られたフオトナーを現像剤として、実施例２のプロセ
スに通したところ地力ブリのない鮮明な画像が再現性よ
く得られた。このことは本実施例で作製したフォトナー
の光感度が設計通り８！能していることを示す。尚、増
感助剤の種類、添加量は本実施例に限定されるものでは
ないことはいうまでもない。

［実施例５］ 本発明の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、内核は定着性確保のため樹脂を過剰に
した二重構造のマイクロカプセル型トナーを作製した。

マイクロ力プセルフオトナーの組成及び製法をを以下に
示す。

まず粒径的１０μｍのアクリル粒子を用い、黒色染料−
１のアルコール溶液中で直接染色してこれを内核用粒子
とする。

次に以下の溶液を作製する。

酸化亜鉛・・・７５重量部 シアニン色素・・・０．０７５重量部 エチルアルコール・・・１５０重量部 ブチラール樹脂・　・２５重量部 増感色素は実施例１と同様なものを用いた。

まず上記材料の内樹脂を除いて混合し、超音波で均一に
分散、吸着させた。

次にこの分散液中に樹脂を加え同様に超音波分散させて
酸化亜鉛分散樹脂溶液を作製する。さらにこの樹脂溶液
中に内核粒子を添加し引き続いて超音波で均一分散させ
る。このようにして原料溶液を固形分１０％になるよう
作製し、スプレードライ法により表面コートされたフオ
トナーを作製した。電子顕微鏡の観察によれば約１μｍ
の厚みで酸化亜鉛分散膜がコートされていることが確認
された。

このマイクロカプセル型トナーを用いて実施例２のプロ
セスにかけたところ良好な印字が得られた。このことは
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
性が設計通り礪能していることを示す。

［実施例６］ 本発明の化合物において、メチン鎖の水素原子の一つは
、下記に記すような種々の置換基により置換されたもの
であってもよい。たとえば−ＣＨ３、−Ｃ１，−Ｂ　ｒ
、　　−Ｉ、　　あるいは環状構造で固定されたもので
もよい。これらの環の例としては下記に示すようなもの
がある。こうしたメチン鎖中の置換基及び環状構造はこ
れらに限定されるものではないのはいうまでもない。

Ｒ＝Ｈ、Ｍｅ Ｑ＝Ｃ）（２、ＮＲ Ｘ！ハロゲン 増感色素として、 下表に示される化合物を用νＡ てフオトナーを作製した。

組成、 製法、 印字プロ セスは実施例３ と同様である。

ｊ９１感色素 瓦１表 この表からも明らかなようにいづれも良好な感度及び印
字濃度を示した。

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
なくとも黒色染料及び−設計　Ａ−（ＣＨ＝ＣＨ）ａ−
ＣＨ＝Ｂ　　［式中、ＡまたはＢは（但しＸは水素原子
、ハロゲン原子、ニトロ基。

シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、ニトリル基
、Ｚは　　　　　　　、　　Ｏ，Ｓ、　　Ｓｅ、　　Ｔ
ｅ、Ｒ＋は−ＣＯＯＨ，またはそのアルカリ金属塩。

−３ＯａＨまたはそのアルカリ金属塩、アルキル基。

Ｒ２は陰イオンであってもよい−ＣＯＯＨ，−３゜３Ｈ
，また分子中に複素環中の陽イオンを中和させるために
Ｉ−＋　　Ｃ１−、Ｃ１０４−Ｉ　　Ｂｒ−を共存させ
る。ｍは１〜７の整数である。）を示す・　］で表され
る増感色素を含み、黒色染料としてアゾ系の含金染料を
もちいたことで、近赤外領域に光感度を有する黒色の現
像剤が提供できるようになった。

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
置を提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図は本発明の画像形成装置の別のプロセスを表す図
。 第３図及び第４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。 １、導電性ドラム ２、二成分磁気ブラシ現像器 ３、露光系 ４、フオトナー ５８　　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 ｂ 第 図 第 図 第３図 第４１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、少なくとも黒
   色染料、及び一般式Ａ−（ＣＨ＝ＣＨ）＿３−ＣＨ＝Ｂ
   ［式中、ＡまたはＢは ▲数式、化学式、表等があります▼▲数式、化学式、表
   等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼▲数式、化学式、表
   等があります▼▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼▲数式、化学式、表
   等があります▼▲数式、化学式、表等があります▼ （但しＸは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ
   基、カルボニル基、カルボキシル基、ニトリル基、Ｚは
   、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔ ｅ、Ｒ＿１は−ＣＯＯＨ、またはそのアルカリ金属塩、
   −ＳＯ＿３Ｈまたはそのアルカリ金属塩、アルキル基、
   Ｒ＿２は陰イオンであってもよい−ＣＯＯＨ、−ＳＯ＿
   ３Ｈ、また分子中に複素環中の陽イオンを中和させるた
   めにＩ＾−、Ｃｌ＾−、ＣｌＯ＿４＾−、Ｂｒ＾−を共
   存させる。ｍは１〜７の整数である。）を示す。］で表
   される増感色素から成ることを特徴とする光導電性トナ
   ー。
2. （２）黒色染料としてアゾ系の含金染料を用いることを
   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。