JPH043071A - 光導電性トナー製造方法 - 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の表面を帯電させるコロナ帯電器、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ｌ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１上のトナー６ａ
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１ｏ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、それぞれトナー６としてイエロー
、マジェンタ、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２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−
っに、光導電性トナーを用いる記録方式というのがある
。これは２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、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、レッドの光に体してそれぞ
れ光導電性の感度を有するイエロー、マジェンタ、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線した後、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、？＋Ｆ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】２９とホー
ル２０とのペアが生成される。このホール２ｏ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
のベアが生成するのは、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２ｏ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
すし）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、実用しう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〕

この発明の第１の請求項に係る光導電性トナーの製造方
法は、光重合性化合物および光重合開始剤を分散剤で水
中に懸濁させ、この状態で光照射を行って粒状高分子を
形成した後、さらに、この粒状高分子の表面に電荷発生
機能を有する顔料粉体を被覆するようにしたものである
。

この発明の第２の請求項に係る光導電性トナーの製造方
法は、光重合性化合物および光重合開始剤を分散剤で水
中に懸濁させ、この状態で光照射を行って粒状高分子を
形成した後、さらに、この粒状高分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被覆
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の製造方法は、光重合
性化合物および光重合開始剤を、界面活性材を分散剤と
して水中に懸濁させるので、重合反応時の撹拌速度調整
や光重合性化合物の種類に応じて、所期の均一粒径で球
状のトナー核である芯粒子を形成可能にし、これにより
、各トナー核の帯電量を均一にし、鮮明な記録画像が得
られるようにする。また、このトナー核の表面に光導電
性物質を高密度で付着させることにより、光照射による
キャリア発生およびキャリア移動を、この部分にだけ行
わせて、材料の高感度化を可能にする。

〔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図および第２図はそれぞれ請求項（１）。

（２）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図および第２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はトナー３０の芯粒子
、３２は芯粒子３１を被覆する子粒子、３３は芯粒子３
１を構成する熱可塑性樹脂の粉体、３４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、熱可塑性樹脂単体の高分子粒子を
主体とする粉体３３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、熱可塑性樹脂単体の高分子粒子を
主体とする粉体３３を芯粒子３１とし。

これの表面に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３５を同時または逐次に被覆して
子粒子３２としている。

また、熱可塑性樹脂の芯粒子３１としては、光重合性化
合物および光重合開始剤を分散剤で水中に懸濁させた状
態で光照射を行って得られる高分子粒子が用いられる。

ここで、上記光重合性化合物とは、分子中に１個のビニ
ル基を有する化合物で、例えばアク＋Ｊル酸エステル類
、メタクリル酸エステル類、スチレンなどを単独もしく
は混合して用いることができるが、好ましくは室温下で
液状であり、水に不溶のものがよい。また重合速度を上
げるために多官能のビニールモノマーを少量（５重量％
以下程度）加えてもよい。ここで、上記光重合性を実用
上阻害しない程度であれば、イエロー、マジェンタ。

シアン等の染料、顔料を着色剤として添加することもで
きる。

また上記光重合開始剤とは、光照射によりラジカルを発
生する化合物で、通常のベンゾフェノン。

ベンゾイオン系化合物などが用いられる。この場合の開
始剤も上記光重合性化合物に溶解して、水に溶解しない
ものが好ましい。

また、上記分散剤としては、通常の界面活性剤が用いら
れるが、使用する光重合性化合物の種類によって適宜選
択し、重合反応時の液撹拌速度等と合オ）ぜて、生成す
る重合体の粒径等を調節すればよい。

その地熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン樹脂、アク
リル系樹脂、メタアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂
、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Ｌ２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、例えばセレン。

チタン、シリコン、亜鉛などの原子を含む無定形化合物
や結晶がある。有機物質としては１例えば、アゾ系、ペ
リレン系、キノン系、インジゴ系、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、上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、１′ミダゾロン誘導体、
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ぜ
ながら箇撃力を主体とする機械的熱的エニ、トルギーを
被覆する粉体に与えるものであｔｂばよい、例えば通常
の電子写真プロセスにおいて用いらｉする１−ナー（現
像剤）の製造における「外添」工程が（のまま応用でき
る。すなわち、例えばヘンシてルミキサ−（三井三池製
作所製）、ノオルバーグミキサ（ノルウェー、フォルバ
ーブ社製）、ハイブリダイザ・−（奈良機械製仁術製）
などが適用できる。

芯粒子・３１の大きさは５００へ４．０μｌη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３１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に打ち込まれて固定化される。

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。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９芯粒子３１と子粒子３２
の割合は、子粒子３２が芯粒子３１０５０％重量以下で
あり、３０重量％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。

第３図は芯粒子３１を製造するための、懸濁重合（パー
ル重合）法（特に光重合法の用いられる場合はＮａｄｏ
法とも呼ば九る）による高分子粒子製造装置の一実施例
を示す構成図であり、４１はケース、４２．４３は光重
合用の水銀ランプ等からなる光源、４４は先端に羽根４
５を有する撹拌器、４６はチッ素ガス封入用のパイプ、
４７は温度計である。

上記高分子粒子製造装置を用いて、光重合性化合物およ
び光重合開始剤を分散剤で水に懸濁させ、これに紫外線
を効率よく発生する光源４２．４３から光照射を行って
光重合により粒状高分子を得て、この生成した高分子粒
子を分離して乾燥する。

しかる後に、電荷発生機能を有する顔料粉体、または該
粉体と電荷移動機能を有する粉体を同時または逐次に被
覆する。

以下、この発明の有用性を示す具体的について説明する
。

「実験例ＩＪ 第３図の高分子粒子製造装置のケース４１内に、水２０
Ｑ、エチルアクリレート６００ｍＱ、トリメチロールプ
ロパントリアクリレート６０ｍＤ。

ベンゾインイソブチルエーテル４ｍＱ、ラウリル酸カリ
ウム１．０ｇを入れ、チッソガス雰囲気中で、３０００
ｒｐｍで撹拌しながら、高圧水銀灯を５分間照射した。

得られた重合体粒子を室温下。

真空乾燥したところ平均粒径１０μｍであった。

これを７〜１５μｍに分級したところ、収量７１重量％
であった。上記で得た粒子３００ｇと、昇華精製したＸ
型無金属フタロシアニン３０ｇをボールミルで一昼夜混
練りし、平均粒径１２μｍの光導電性トナーＡを得た。

「実験例２ｊ 実験例１で得た光重合粒子を芯粒子３００ｇとして、昇
華精製したβ型網フタロシアニン１５ｇを子粒子として
それぞれ用い、ハイブリダイゼーションシステム（奈良
機械製作断裂）を使って、芯粒子の表面に子粒子を付着
させて、平均粒径１１μｍの光導電性トナーＢを得た。

このときの処理条件は、回転数５５０Ｏｒｐｍ、時間５
分とした。

「実験例３．！ｌ 高分子粒子製造装置のケース４１内に水２０Ｑ−エチル
アクリレート４００ｍＱ、ｎ−ブチルメタリレート２０
０ｍＱ、　　トリメチロールプロパントリアクリレート
２０ｍＱ、ベンゾインイソブチルエーテル６ｍＱ、ラウ
リル酸カリウム２、Ｏｇを用い、実験例１と全く同様に
して加工処理を行ったところ、平均粒径８μｍの光重合
粒子を得た。

この粒子を芯粒子３００ｇとして、昇華精製したβ型銅
フタロシアニン１５ｇおよび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）２０ｇを子粒子と
して、実験例２の方法で、平均粒径１０μｍの光導電性
トナーＣを得た。

「実験例４．！Ｉ そこで、上記実験例１〜３で得た光導電性トナーＡ−Ｃ
を、アルミニウム板に均一に散布して記録試験を行い以
下の結果を得た。

（１）光導電性トナーＡおよびＢをそれぞれ暗室中で正
帯電し、１００１ｕｘ・秒の光で露光し、負バイアスで
転写を行ったところ、未露光部のトナーが転写し５鮮明
な画像形成が行われたことを確認した７ （２）光導電性トナーＡおよびＢをそれぞれ暗室中で正
帯電し、２００１ｕｘ・秒の光で露光し、正バイアスで
転写を行ったところ、露光部のトナーが転写し、鮮明な
画像形成が行われたことを確認した。

（３）光導電性トナーＣを暗室中で負帯電し、１゜０１
ｕｘ・秒の光で露光し、正バイアスで転写を行ったとこ
ろ、未露光部のトナーが転写し、鮮明な画像形成が行わ
れたことを確認した。

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をＮａｄｏ法で作製するため、均一粒
子径の真球形状が得られ、コア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３２
として同時に芯粒子３１に被覆しているが、両粉体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光重合
性化合物および光重合開始剤を分散剤で水中に懸濁させ
た状態で光照射を行って粒状高分子を得た後、この粒状
高分子の表面に電荷発生機能を有する顔料粉体を被覆す
るようにし、また、第２の請求項の発明によれば光重合
性化合物および光重合開始剤を分散剤で水中に懸濁させ
た状態で光照射を行って粒状高分子を得た後、その粒状
高分子表面に電荷発生機能を有する粉体と電荷移動機能
を有する粉体とを被覆するようにしたので、均一粒径で
球状のトナーが容易に得られると共に、従来と比較して
高い光感度で、帯電量が一定の光導電性トナーを得るこ
とができ、これにより、鮮明な電子写真画像の記録が行
えるとともに、比較的簡単な製法で、溶剤不使用により
公害の発生をなくすることができるものが得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は請求項（１）、（２）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３図はこの発明に用いられ
る高分子粒子製造装置の実施例を示す構成図、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 (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光重合性化合物および光重合開始剤を分散剤で水
   中に懸濁させ、この状態で光照射を行って粒状高分子を
   形成し、さらに、この粒状高分子の表面に電荷発生機能
   を有する顔料粉体を被覆するようにした光導電性トナー
   の製造方法。
2. （２）光重合性化合物および光重合開始剤を分散剤で水
   中に懸濁させ、この状態で光照射を行って粒状高分子を
   形成し、さらに、この粒状高分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被覆する
   ようにした光導電性トナーの製造方法。