JPS6134554A - 光導電性トナ− - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は光導電性トナーに関し、更に詳しくは、光感度
が高く全可視光領域にまで拡大した分光感度領域をもち
、非常に実用性に富む光導電性トナーに関する。

［発明の技術的背景とその問題点１ 一般に、電子□写真における複写方法では、例えばセレ
ンから成る電子写真感光体の上に形成したトナー粉末像
を普通紙に転写して該像のコピーをとるゼログラフィー
法が採用されている。□しかしながら、この方法におい
ては、トナー粉末による現像工程が必要であるため、複
写装置が複雑かつ高価な也のになってしまう、更には、
複写系が感光体とトナー粉末（現像剤）との各々独立し
た材料によって構成されているため、これら材料のうち
いずれか一方が、例えば感光体の光疲労による帯電特性
の低下のようにその性能を劣化した場合には、高品質の
コピーを得ること力く困難になる。この問題を避けるた
めには、感光体とトナー粉末を常時所望の性能に維持す
ることが必要であるが、しかし、それは多大な労力の保
守作業を不可避とする。

このようなことから、最近では、感光体と現像剤との両
方の性能を備えた光導電性トナーが開発されている。こ
の光導電性トナーは、通常、各種の光導電性材料と該材
料を定着するための定着用樹脂とを所定の割合いで配合
して構成之れる。

このような光導電性トナーを用いて画像番形成する場合
には、金属板などの導電性支持体のにに、前記トナーを
Ｍｈｔ、て均一な厚みの薄層を形成し、この薄層に帯電
、露光処理を順次施し、更に必要に応じては露光された
薄層部分を除去したのちに転写を行なう。

この場合、露光はトナー薄層！−の電荷を導電性支持体
側に移動させることによって実現する。

したがって、トナーに含有されている光導電性材料の光
感度が低い場合には、トナーに帯電している電荷が支持
体側に円滑に流れることがなく、結局は感度低下の原因
を構成してしまう。

このように、従来の光導電性トナーを用いた画像形成に
あっては、トナー中の光導電性材料の光感度の影響を強
く受けるということが実用トの欠点である。

［発明の目的］ 本発明は、トナーを構成する光導電性材料が新規かつ高
感度であり、したがって、実用性の富んだ光導電性トナ
ーの提供を目的とする。

［発明の概要］ 本発明の光導電性トナーは、 次式： （式中、Ｒは水素原子、アルキル基、アルコキシ基、脂
肪族残基又は芳香族残基を表わす）で示される化合物の
アモルファス状態相が含有されていることを特徴とする
。

本発明のトナーは、式（Ｉ）で示される化合物（ペリレ
ンテトラカルボン酸ジイミド）のアモルファス状態相の
成分を光導電性材料とし、他の成分としてはトナゴ・定
着用樹脂成分を含有して構成される。

まず、式（１）の化合物において、Ｒは、−Ｈ；−ＣＨ
３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７のような炭素数１〜３のア
ルキル基；−０ＣＨ３，−０Ｃ２Ｈ５，−ＱＣ：３１７
のような炭素数ｌ〜３のアルコキシ基；　−ｏｃｏｃｎ
３　、−ｏｃｏｃ２ｏ５　。

−０ＣＯＣ’３Ｈ７のような炭素数１〜３の飽和又は不
飽和の脂肪属残基；　（ｙＯＣＨ３＋、　−Ｃ）−０Ｃ
２）１５　。

いずれかを表わす。

この化合物は通常結晶相の状態で製造される。

しかし、結晶相のものは、その光感度がアモルファス状
態相のものに比べて著しく低く、本発明の適用対象では
ない。したがって、本発明にあっては、光導電性材料が
に記構造式の化合物であったとしても、それがアモルフ
ァス状態相であることを最大の特徴とする。

このようなアモルファス状態相は次のようにして製造す
ることができる。第１の方法は、顔料として市販されて
いる結晶相の化合物（Ｉ）を例えば硫酸に溶解し、得ら
れた溶液を急速に水に注加する硫酸ペースト法である。

、第２の方法は昇華法である。本発明にあっては１、こ
の方法が好適である。この方法は、例えばｊ　Ｏ’、、
、〜１０４Ｐａに減圧された真空槽の中において、タン
タルのような材料の加熱用容器に結晶相の化合物（Ｉ）
をいれ、これを加熱して前記化合物（Ｉ）を昇華せしめ
、その蒸気をガラスのような材料の基板の上に堆積させ
るという方法である。堆積物は、昇華前と同じ構造式の
化合物であるが、しかしそれはアモルファス状態相にな
っている。この後者の方法を適用する際に重要な問題は
、基板の温度及び昇華速度を適正に制御することである
。基板温度が室温以上である場合には、堆積物は結晶相
に成長し易くなる。したがって、基板温度は、通常−３
０℃〜１５℃に管理されることが好ましい。

また、昇華速度が、小さくなると基板上の堆積物は結晶
相になり易い。通常、昇華速度が　１００Ａ／分以上と
なるように加熱温度、槽内減圧度等の因子を管理するこ
とが好ましい。

このようにして得られた堆積物を例えばボールミルで粉
砕したのち分級して所定粒径の粉末に整粒すれば、本発
明にかかる光導電性材料を得ることができる。トナーに
用いるためには、平均粒径０．０１〜３０ｐｍ、好まし
くは０．１〜３１１．ｍに分級する。

本発明の光導電性トナーの他の成分はトナー用定着性樹
脂である。このような樹脂としては、例えば、ポリエス
テル樹１１ｈ、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、
スチレン−アクリル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹
脂、塩化ビニル樹脂。

エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂をあげる
ことができる。

本発明の光導電性トナーは、上記の光導電性材料と定着
性樹脂を配合して容易に製造することができる。

このときの配合割合は、後者　１００重量部に対し、前
者０．１〜８０重量部であることが好ましい。

光導電性材料が０．１重量部（樹脂１００重駿部に対し
）未満の場合には、得られたトナーの光感度が低くなり
、逆に８０重酸部を超えると、光感度の顕著な向１ユは
みられずトナー全体が脆くなって定着性は低下するのみ
ならず、誓荷保持率の低下を招いて帯電しなくなるから
である。

なお、トナーの光感度を高めるために、更には、アリー
ルアルカン、ピラゾリン、オキサジアゾール、ヒドラゾ
ン、トリフェニルアミン、フェニレンジアミン、ビフェ
ニルアミン、カルバゾール、フルオレノンのような低分
子酸有機光導電体；又は、ポリビニルフェニルアントラ
セン、ポリビニルピラゾリン、ポリビニルベンゾチオフ
ェン、ポリビニルピレン及びこれらの誘導体のような光
導電性高分子；を配合してもよい。この場合の配合量は
、定着性樹脂１００重量部に対し１０〜８０重量部であ
ることが好ましい。

これら各成分の配合は、通常、トルエン、クロロベンゼ
ン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンのような溶
剤を用いて例えばボールミル中で行なわれる。得られた
組成物を、例えばスプレードライヤー、スピロコーダに
よって噴霧乾燥すれば、本発明のトナーが得られる。粒
径は通常的１０＃Ｌｍに管理すればよい。

［発明の実施例］ 実施例１　　　″ （１）アモルファス状態相の形成 （化合物（Ｉ）でＲが一■）で示されるペリレンテトラ
カルボン酸ジイミド（ＢＡＳＦ社製の赤色顔料）５０ｇ
をタンタル酸の加熱ポートにいれ、真空槽中にセットし
て　２Ｘ　１ｏ−３Ｐａに減圧した。ポートの開口部に
対向してガラス製の基板を配置し該基板の温度を５℃に
維持した。ついで、ポートを加熱して３００℃とした。

昇華が始まり基板にには濃赤色の貸華物が堆積し始めた
。堆積物の厚みを測定して昇華速度を算出したところ、
約７０ＯＡ／分であった。この状態で１時間加熱を続け
たところ、基板１ジには４１ｇの堆積物が得られた。

この堆積物をメノウ乳鉢で粉砕して平均粒径ＩＩＬｍの
粉末を得た。

得られた粉末につき、粉末Ｘ線回折パターンを観察した
。その結果を第２図に示した。比較のために、昇華法を
適用する前の化合物についても粉末Ｘ線回折パターンを
観察し、その結果番第３図に示した。

両図の比較から明らかなように、本発明にかかる光導電
性材料体全角度範囲において回折パターンは認められず
、明らかにアモルファス状態相であるこ、とが確認され
た。

（２）光電特性の測定 （１）における昇華、法を適用する前の化合物（ＩＩ　
）及び適用後の化合物（ＩＩ　）をそれぞれ櫛型電極の
一ヒに蒸着し、得られた各薄層につき３ｍＷ／ｍ２の光
照射前後における光電特性を測定した。その結果を第１
図に示した。

図で、・・壷・・は邦、晶相の暗電流−電圧特性、＋は
アモルファス状態相の暗電流−電圧特性を表わし、・・
Ｏ・・は結晶相の光電流−電圧特性、（）−はアモルフ
ァス状態相の光電流−電圧特性を表わす。

図から明らかなように、本発明のアモルファス状態相の
ものは結晶相のものに比べてその暗電流が著しく小さい
ばかりではなく、光照射に対しては光電流が格段に大き
くなっている。すなわち、光電ｆｆｉ／暗電流の比は、
アモルファス状態相の場合は約４桁であり、それは結晶
相の場合の約１．５桁の変化に比べて著しく大きい。こ
のことは、アモルファス状態相のものが帯電し易くかつ
光感度が著しく高いことを意味している。

（３）トナーの製造 スチレン−メタクリル樹脂３型騒部をトルエン１５市績
部に溶解してＡ液とした。（１）で得られた粉末２重量
部をジオキサン５重星部に溶解してＢ液とした。Ａ液と
Ｂ液をボールミル中で３時間混合し、得られた組成物を
スプレードライヤで噴霧乾燥したのち、引き続き４０℃
で５時間乾燥して平均粒径８〜１０ｇｍのトナーを得た
。

（４）画像形成 （３）で得られたトナーをアルミニウム基板の１−に均
一に散布して、約７５１Ｌｍのトナー単層を形成した。

このトナー単層に暗所で−８，ＯｋＶのコロナ帯電処理
を施し、ついで画像露光を行なって静電潜像を形成した
。静電引力が弱まっている露光部のトナーをエアプロー
で除去したのち、このにに普通紙を密着させ、紙側から
＋８．５ｋＶのコロナ帯電処理を施して静電ＷＩ像部の
トナーを普通紙」−に転写し、更に　１８０℃で加熱定
着を行なった。普通紙上には高密度で鮮明な赤色のポジ
画像が形成された。

実施例２ 化合物（ＩＩ　）に代えて、次式： で示されるビスージメチルフェニルペリレンテトラカル
ポン酸ジイミドを用いたことを除いては実施例１と同様
の条件でそのアモルフス状態相を製造した（収率７２％
）。Ｘ線回折パターンは第２図と同様であった。

ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール２重量部、アクリル樹脂
３重量部をクロロベンゼン５０重級部に加熱溶解し、得
られた溶液に上記アモルファス状態相のもの２平綴部を
テトラヒドロフラン３重量部とともに加えて全体をボー
ルミルで２時間攪、拌混合した。

得られた組成物を実施例１と同様の条件で噴霧乾燥して
粒径７〜９ｐｍのトナー粉末を得た。

このドナーを　ＩＴＱ透ソ透電１電極に＃に布して約　
１００＃Ｌｍの薄層を形成し、更にこのトに厚み１ＩＩ
１１のスペーサを介して普通紙、対向電極を順次重ね合
わせた。

ついで、両電極間に、透明電極側が−１，５ｋＶとなる
ような電界を形成し、かつ同時に透明電極側から画像露
光を行なった。

露光後、普通紙を取り出したところ、画像露光されたト
ナーが普通紙にに移動して赤色の鮮明なネガ像を得るこ
とができた。一方、透明電極−Ｌには画像の未露光部で
あるポジ像が残っていた。

実施例３ 次式： で示される赤色顔料５０重量部を加熱ポートにいれ、真
空槽中にセットして７Ｘ　１Ｏ−３Ｐａに減圧した。ポ
ートを３３０℃に加熱し、基板温度を１５℃に管理して
　１．５時間昇華した。３７重量部の堆積物が得られた
。昇華速度８００人／分。この堆積物を回収し、ライカ
イ器で粉砕して０．５〜２ＩＬｍの粉末を得た。この粉
末のＸ線回折パターンは第、２図と同じであり、アモル
ファス状態相であることが確認された。

エポキシ樹脂５重量部をトルエン５０重量部・に溶解し
、得られた樹脂液に上記粉末２重量部とカルバゾール１
重量部をジオキサン２０重量部とともに加えて溶解した
。

ついで、スプレードライヤー法で噴霧乾燥して粒径１１
〜！３１Ｌｍのトナーを得た。

このトナーをアルミニウム基板の」二に散布して厚み５
０ＩＬｍの薄層を形成し、該薄層に暗中でコロナ帯電処
理を施して正電荷を付与したのち、写真用引伸機を用い
て光ｆｆ１０００１ｕｘの白色光で画像露光し、引き続
き、ここに普通紙を重ねて裏面からコロナ転写した。汁
通紙１−には、原画と殆ど同じ極めて鮮明なポジ画像が
得られた。

［発明の効果］ 以１−の説明で明らかなように、本発明の光導電性トナ
ーは、その光電流／暗電流の比が非常に大きい光導電性
材ネ゛］を含有しているのでその光感度が高い。それゆ
え、その分光感度は４００〜８５０ｎｍの波長領域に亘
り、全０１視光波長領域でも優れた光感度特性を有する
。また、トナーの光導電性材料はアモルファス状態であ
るためその粉末化は極めて容易である。したがって、本
発明のトナーはその実用範囲が広くｒ二業的に資するこ
と大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で用いた化合物（ＩＩ　）の結晶相と
アモルファス状態相の光照射前後における光電特性を表
わす図である。 第２図及び第３図は、それぞれ、化合物（ＩＩ　）のア
モルファス状態相、結晶相の粉末Ｘ線回折パターンを表
わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 次式： ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・（ I
   ） （式中、Ｒは水素原子、アルキル基、アルコキシ基、脂
   肪族残基又は芳香族残基を表わす）で示される化合物の
   アモルファス状態相が含有されていることを特徴とする
   光導電性トナー。