JPH0273363A - 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］ 本発明は感光体を使用しない画像形成方法に使用する光
導電性トナーの製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、光導電性トナーを使用する画像形成方法は、感光
体と絶縁性または導電性トナーを用い、静電気力により
画像形成する電子写真方式に比較して、感光体を使用し
ない、露光と現像を同時ド行うことができる、カラー化
が容易などのメリットを持っているため、シュガーマン
方式（ＵＳＰ２７５８９３９）など現在までに多数の提
案がなされている。また光導電性トナーにおいても画像
形成方法と同様に多数の提案がなされている。

般に光導電性トナーは、通常のトナーと同様に熱可塑性
樹脂の中に光導電性物質を分散させた単一構造のものと
、熱可塑性樹脂と着色剤からなる粒子の表面を光導電性
物質からなる光導電層を被覆した多層構造の二種類のも
のに大別できる。また製造方法としては、混練粉砕法、
スプレードライ方、マイクロカプセル法などがある。最
近では特開昭６０−１３３４５９に光導電性物質を水性
溶液に分散した分散液と熱可塑性樹脂の水性溶液に分散
した分散液とを混合して、スプレードライ法により乾燥
させ光導電性トナーとする方法、または自然乾燥により
塊状物を粉砕、分級して光導電性トナーとする方法が開
示されている。さらに特開昭８０−１７５０５８には球
状で透明なポリマーからなる核体粒子に光導電性物質と
微小ポリマー粒子を混合し、均一に分散させて、微小ポ
リマー粒子のガラス転移点以上の温度で噴霧乾燥して、
球状で透明な核体粒子表面に、ポリマーと光導電性物質
の混合物からなる被覆層を形成させる方法が開示されて
いる。さらに特開昭６１−６８５７には光導電性物質粒
子が分散せれた分散液及びバインダー材となる熱可塑性
樹脂粒子が分散された分散液を混合して得られた混合溶
液に熱可塑性樹脂を主成分とする芯体を混入、分散して
、芯体に前記混合ＩＮを被着させる。そして、この芯体
をスプレードライ法などにより乾燥させて熱可塑性樹脂
粒子により光導電性物質が保持された二層構造の光導電
性トナーを製造する方法が開示されている。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ しかしながら、前述の特開昭６０−１３３４５９の製造
方法においては、光導電性物質及び熱可塑性樹脂の分散
液の作製が複雑で安定な製造を行うことができない、さ
らに均一な分散を行わなければならないため、材料選択
の範囲が狭くなり光導電性トナーの特性を向上させるの
に限界がある。

また、単層構造のため、光導電特性と定着性の両方を満
足させる光道電性トナーを得ることができないという課
題を有している。また特開昭６０−１７５０５６及び６
１−８６５７の製造方法においても同様に、芯体粒子の
作製、被覆用樹脂微粒子の作製、分散及び光導電性物質
の分散が複雑で安定な製造を行うことができない。また
、分散液をスプレードライ法などで乾燥させるため、粒
度分布がブロードで分級操作を必要とする。さらに、芯
体表１に付着した、樹脂微粒子は、付着力が弱く剥がれ
易いという課題を有している。

従って本発明の目的は、上記課題を解決する光導電性ト
ナーの製造方法である。つまり、１）製造が簡単で安価
な光導電性トナーを提供すること。

２）材料選択に制限がないため光導電特性及び定着性に
優れた光導電性トナーを提供すること、３）保存性に優
れた光導電性トナーを提供すること。

４）流動性の優れた光導電性トナーを提供すること、５
）安定な帯電性を有する光導電性トナーを提供すること
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の製造方法は、少なくとも熱可
塑性樹脂と着色剤よりなる粒子の周りに熱可塑性樹脂を
結着剤として、光導電性物質を分散させたものを光導電
層として被覆してなる光導電性トナーにおいて、前記光
導電層をメカノケミカル反応により被覆形成することを
特徴とする。

また、メカノケミカル反応において、処理温度Ｘが前記
光導電層の結着樹脂のガラス転移温度Ｔ以下であり、か
つ処理温度Ｘがガラス転移温度Ｔ−１０（’Ｃ）以上で
あることを特徴とする。

［作用］ メカノケミカル反応は熱的かつ機械的エネルギーを併用
する反応であるため、粒子表面に樹脂溜を被覆形成する
ことが知られている。この点についてはまだ不明な点が
多いが、鋭意研究を行った結果、さらに、樹脂被覆層に
光導電性物質を分散させることができることが明かとな
った。この原因は被覆用熱可塑性樹脂微粒子の表面に光
導電性物質が静電気力などの力で付着し、さらに前記熱
可塑性微粒子が少なくとも熱可塑性樹脂と着色剤よりな
る粒子（以下、母粒子とする。）に付着する。同時に熱
的かつ機械的エネルギーが加えられることにより、被覆
用熱可塑性樹脂が溶解し、光導電性物質が分散されるも
のだと考えられる。さらに、メカノケミカル反応はその
機械的エネルギーにより光導電層を強固に母粒子に付着
させるため、剥がれなどによる特性の劣化がない、また
、メカノケミカル反応による処理には、造粒作用がある
ため、被覆層形成だけでなく、流動・性を向上させるこ
とができるものと考えられる。

［実施例］ 以下の実施例により本発明を具体的に説明する。

本発明に用いる母粒子は一般の混練粉砕法、スプレード
ライ法、重合法によって作製された平均粒径約１０μｍ
のものを使用することができる０次に、従来の方法で作
製した母粒子に熱可塑性微粒子と光導電性物質°を混合
し、メカノケミカル反応により母粒子表面に光導電層を
形成させる。光導電層の厚さは、光透過性、定着性を考
慮して１〜３μｍの範囲が好ましい、また光導電層の光
導電性物質の含有率は樹脂及び光導電性物質の種類によ
り任意に設定することができる。また、メカノケミカル
反応における処理温度Ｘ（℃）は、光導電層に用いる熱
可塑性微粒子のガラス転移温度（混合系の場合は、ガラ
ス転移温度の低い方とする。

）をＴ（℃）とすると、ＴとＴ−１０の範囲内（Ｔ−１
０＜Ｘ＜Ｔ）で行う、ガラス転移温度以上であると熱可
塑性微粒子同士の凝集が生じてしまい、光導電層を形成
することができないからである。また、ガラス転移温度
・よりも１０℃低い温度以下では熱可塑性微粒子に熱的
変化が与えられないため光導電層を形成することができ
ない、メカノケミカル反応を行う方法としては、いわゆ
る、高速流動攪はん機を使用する６例えば、メカノフュ
ージョンシステム（線用ミクロン製）、ナラハイブリタ
イゼイシ３ンシステム（奈良機械製作新製）などを用い
ることができる。しかし、メカノケミカル反応を行う装
置としては、決して、これらに限定されるものではなく
、機械的かつ熱的エネルギーを加えることができる装置
であれば上記装置以外でも構わない。

母粒子の組成としては特に限定されるものではなく、一
般的なものを使用することができる。例えば、熱可塑性
樹脂として、ポリスチレン及び共重合体、例えば、水素
添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチレン共重合体、
ＡＢＳ樹脂、Ａ　Ｓ　Ａ樹脂、　Ａｓ樹脂、　ＡＡＳＡ
ｓ樹脂　ＡＣ３樹脂、　ＡＢＳ樹脂、スチレン・Ｐ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・ブタジェン架橋ポリマー　スチレン・ブタジ
ェン・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・
アルコール共重合体、スチレン・ブタジェンゴムエマル
ジョン、スチレンマレイン酸エステル共重合体、スチレ
ン・イソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン酸
共重合体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレー
ト系樹脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹脂
及びその共重合体、例えば、スチレン・アクリル共重合
体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレー
ト共重合体、スチレン・ブタジェン・アクリル酸エステ
ル共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート共重合
体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート共重合体、
スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共
重合体、スチレン・メチルメタアクリレート・ｎ−ブチ
ルアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリ
レート・ブチルアリレート・Ｎ−（エトキシメチル）ア
クリルアミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアク
リレート共重合体、スチレン・ブタジェン・ジメチル°
アミノエチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ア
クリル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチ
レン・メタアクリル酸メチル。

アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体、スチレン・Ｎ
−ブチルアリレート・エチルグリコールメタアクリレー
ト共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・
アクリル酸共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリ
レート・無水マレイン酸共重合体、スチレン・ブチルア
クリレート・イソブチルマレイン酸ハーフエステル・ジ
ビニルベンゼン共重合体、ポリエステル及びその共重合
体、ポリエチレン及びその共重合体、エポキシ樹脂、シ
リコーン樹脂、ポリプロピレン及びその共重合体、フッ
ソ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニールアルコール樹脂
、ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などを
一種類あるいは、二種類以上ブレンドしたものを使用す
ることができる。

着色剤としてはカーボンブラック、スピリットブラック
、ニグロシンなどの黒色染・顔料を使用する。カラー用
としては、ローダミンＢレーキ、ソーラピュアイエロー
８　Ｇ、　　キナクリドン、ポリタングストリン酸、イ
ンダスレンブルー　スルホンアミド誘導体、フタロシア
ニンなどの染料を使用することができる。この他に磁性
剤としてＦｅ３０４、Ｆｅｅ’ｓ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、
Ｃｏなどの磁性粉を添加する。さらに、分散剤として、
電子受容性の有機錯体、塩素化ポリエステル、ニトロフ
ニン酸、第４級アンモニウム塩、ピリジニル塩などを添
加することができる。

次に本発明に用いる光導電層形成用熱可盟性樹脂微粒子
としては上記母粒子用の熱可塑性樹脂を同様に用いるこ
とができるが、特に好ましくは、ポリメチルメタアクリ
レート、ポリエチルメタアクリレート、ポリｎ−ブチル
メタアクリレート、ポリエステル、　（スチレン−ブタ
ジェン）コポリマー　（ＰＶＣ，ＰＶＡ、ＰＶＡｃ）＝
ｒポリマーポリγ−メチルーＬ−グルタメートなどを用
いる。

また、熱可塑性微粒子としては０．　２μｍｘ１μｍの
範囲が好ましく、この範囲以外では光導電剤の分散性が
悪くなるため好ましくない。

さらに光導電剤としては特に限定されるものではなく、
酸化亜鉛、酸化チタン、フタロシアニン系顔料、キナク
リドン系顔料、ベンジジン、ジオキサン系顔料、ベンズ
イミダゾール系顔料、シアニン系染料、アゾ系顔料、イ
ンジゴイド顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔
料などを用いることができる。また酸化亜鉛、酸化チタ
ンなどの無機物光導電剤においては、光導電剤に増感色
素を吸着させて、任意の波長に感度を有するように調整
する。光導電剤の粒径としては、光導電層内の分散性を
考慮すると、　１０ｎｍ〜０．５μｍの範囲が好ましい
。

以上前記方法と原料を使用して着色用かつ定着用母粒子
の表面に光導電層を形成することができる。これにより
乾式で簡単に光導電性トナーを製造することができる。

以下に本実施例をより詳細に説明する。

［実施例１コ 〔母粒子の作製〕 スチレン・アクリル共重合体　　　９０重量部カーボン
ブラック　　　　　　　　１０重皿部上記組成の原料を
使用し、スクリュウ押出機で混練し、冷却祖粉砕する。

次にジェット粉砕機で微粉砕し、分級して平均粒径１０
μ・ｍの母粒子を作製した。

〔光導電層の形成〕

光導電層は熱可塑性微粒子としてポリブチルメタアクリ
レ−）　（ＰＢＭＡ）樹脂微粒子と色素吸着した酸化亜
鉛粉末を使用して形成した０組成を以下に示す。

母粒子　　　　　　　１００重量部 ＰＨＭＡ微粒子　　　　５０重量部 色素吸着Ｚｎ０　　　　５０重量部 これらの原料を混合して、ナラハイブリタイゼイション
システム（奈良機械製作新製）を用いて、メカノケミカ
ル反応により母粒子表面に樹脂結着型酸化亜鉛光導電層
を形成して光導電性トナーを作製した。

また、酸化亜鉛への色素吸着は以下の方法で行った。

ＺｎＯ粉末　　　　　　　　　１０重量部マラカイトグ
リーン　　　０．０１重量部ローズベンガル　　　　　
０．０１重量部無水フタル酸　　　　　　０．０１重量
部エチルアルコール　　　　　　２０重量部上記原料を
超音波分散器で１時間分散させる。

その後エチルアルコールを蒸発乾燥させ、ＺｎＯ粒子に
色素を吸着させ増感を行った。

さらに前記ＰＢＭＡ微粒子は粒径０．　２μｍ、ガラス
転移温度は８５℃である。また処理温度は、８０℃で行
った。この結果得られた光導電性トナーの光導電層の厚
みは約２μｍであった。また光導電性トナーの暗時比抵
抗は１０Ｉ５Ω印、明時比抵抗は１０テΩ口であった。

この時の光感度は１０ｅｒｇ／ｃｍｔであった。

次に本実施例で作製した光導電性トナーを用いて画像形
成を行った。まず、光導電性トナーを導電性磁性キャリ
アと混合し磁気ブラシを形成する。

この磁気ブラシを透明絶縁性基体と接触させる。

次にこの接触部分の反対側から像露光を行い、同時にバ
イアス電圧を印加して光照射された光導電性トナーに帯
電保持している電荷とは逆極性の電荷を注入して光導電
性トナーを選択的に付着させる１次にこの絶縁性基体上
の光導電性トナーを静電転写により普通紙に転写し、熱
定着ローラにより定着を行った。書き込み用光源として
は液晶シャッターを用いた。得られた画像は良好な定着
性を示し、ざらにＯ，Ｄ、　　値１．５の地かぶりの無
い鮮明な画像であった。また、現像時にブロッキングや
ケーキングを起こすこともなかった。さらに、３万枚の
耐久テストを行ったところブロッキングやケーキングを
起こすことなく初期と同様な鮮明な画像を得ることがで
きた。また、本実施例で作製した光導電性トナーを容器
に密閉し、３０℃−８０％の環境下に三ケ月間保存して
同様なテストを行ったが凝集などの特性上の劣化は無く
、初期と同様な鮮明な画像を得ることができた。耐久テ
ストにおいても同様であった。

［比較例１］ 実施例１で作製した母粒子を使用して、実施例１と同様
な光導電層形成用原料を混合した０次にヘンシェルミキ
サーを用いて光導電層を形成した。

前記光導電性トナーを用いて実施例１と同様に画像形成
を行ったところ、本実施例で作製した光導電性トナーは
光感度が全く無く、画像を形成することができなかった
。

［比較例２］ 比較例１のヘンシェルミキサーの変わりに母粒子表面へ
の光導電層の形成をボールミルによって（テったが、比
較例１と同様な結果であった。

［実施例２］ 実施例１の光導電性トナー製造において、メカノケミカ
ル反応の処理温度を変えて作製した。その他は実施例１
と同様に行った。結果を第１表に示す。

第１表 第１表の中で、光導電性の結果の０は暗時比抵抗１０１
５Ωωが開時に比抵抗が１０１Ω−以下に変化する光導
電性トナーである。Ｘは上記以外の変化、あるいは全く
変化しない光導電性トナーである。

第１表に示す光導電性トナーにおいて、実施例１と同様
に画像形成を行ったところ、Ｎｏ、３とＮ００４の光導
電性トナーは実施例１と同様な結果となり鮮明な画像を
形成することができた。しかし、Ｎｏ、　　１．　　Ｎ
ｏ、　　２．　　Ｎｏ、　　５については画像を形成す
ることができなかった。

【実施例３］ 実施例１の母粒子の作製をスプレードライ法で行った。

実施例１の母粒子の作製に用いた原料を使用して、これ
を固形分１５％になるようにトルエンに溶解分散させた
。この分散液をスプレードライヤーにより噴霧造粒して
母粒子を作製した。噴霧方式は二流体ノズルを用いた。

噴霧条件は圧力２　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２、乾燥温度
３０℃で行った。得られた粒子は分級により平均粒径１
０μｍに調整し、光導電性トナーの母粒子として用いた
。前記母粒子を用いて〔光導電層の形成〕以下実施例１
と同様にして行った。その結果実施例１と同様な光導電
性トナーを得ることができ、さらに実施例１と同様に画
像形成を行ったところ実施例１と同様な鮮明な画像を形
成することができた。

［実施例４］ 実施例１と同様な製造方法により、シアン、マゼンタ、
イエローのカラー光導電性トナーを作製した０組成を第
２表に示す。

第２表 上記組成で作製した三色の光導電性トナーは実施例１で
作製した光導電性トナーと同様な特性を示した。さらに
実施例１と同様な画像形成方法を用いてカラー画像を形
成したところ、実施例１と同様に色再現性に優れたカラ
ー画像を形成することができた。

以上本発明の実施例を示したが、本発明の光導電性トナ
ーはこれらの実施例に限定されるものではなく、さらに
本発明の製造方法によって作製された光導電性トナーは
本実施例の画像形成方法に限定されるものではなく全て
の光導電性トナーを用いた画像形成方法に用いることが
できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の光導電性トナーの製造方法に
よれば、少なくとも熱可塑性樹脂と着色剤よりなる粒子
の表面に熱可塑性樹脂を結着剤として、光導電性物質を
分散させた光導電層をメカノケミカル反応により形成す
ることにより、非常に簡単に光導電性トナーを製造する
ことができる。

さらに、光導電特性と定着特性の双方が優れ、保存性、
流動性、帯電安定性の優れた光導電性トナーを提供する
ことができる。また、本発明の製造方法によれば、短時
間かつ省エネルギーで処理ができ、さらに処理後分級な
どの操作が不用であるため咬価な光導電性トナーを提供
できるという効果を有する。

゛本発明の光導電性トナーの製造方法は、複写機、プリ
ンター　ファクシミリなどに使用するトナーにも応用す
ることができる。

以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも熱可塑性樹脂と着色剤よりなる粒子の
   周りに熱可塑性樹脂を結着剤として、光導電性物質を分
   散させたものを光導電層として被覆してなる光導電性ト
   ナーにおいて、前記光導電層をメカノケミカル反応によ
   り被覆形成することを特徴とする光導電性トナーの製造
   方法。
2. （２）メカノケミカル反応において、処理温度Ｘが前記
   光導電層の結着樹脂のガラス転移温度Ｔ以下であり、か
   つ処理温度Ｘがガラス転移温度Ｔ−１０（℃）以上であ
   ることを特徴とする請求項１記載の光導電性トナーの製
   造方法。