JP2001281908A - 磁気ブラシ現像システム用トナーおよび現像剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦電気の安定性および画質の安定性を向上
された現像剤を提供する。 【解決手段】 少なくとも１種類の結合剤と、少なくと
も１種類の着色剤と、好適には１種類以上の添加剤を含
むトナー粒子のトナーが好都合に現像剤として調剤さ
れ、磁気ブラシ現像システムで用いられて一貫した高画
質コピー画像を実現する。キャリア粒子と摩擦電気的に
接触した後で、トナー粒子の粒径当りの電荷（Ｑ／Ｄ）
は０．６〜０．９ｆＣ／μｍ、摩擦電気の電荷は２０〜
２５μＣ／ｇである。トナー粒子の平均粒径は好適には
７．８〜８．３μｍである。トナーはキャリア粒子と組
み合わされて現像剤を実現し、キャリア粒子の平均直径
は好適には４５〜５５μｍの範囲にあり、亜鉛と銅を実
質的に含まず、ポリフッ化ビニリデンポリマーまたはコ
ポリマーおよびポリメチルメタクリル樹脂ポリマーまた
はコポリマーを含むコーティングされたフェライトの核
を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトナーと、トナーを
含む現像剤、および磁気ブラシ現像システムを利用した
現像剤による画像形成の方法に関する。本発明は特に、
磁気ブラシ現像システムにより静電画像の現像に用いら
れた際に優れた印刷品質を与えるべく、入念に調整され
た特性を有するトナーおよび現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第５,５４５,５０１号に、キャ
リア粒子およびトナー粒子を含む静電画像現像剤の組成
について述べている。そのトナー粒子のサイズ分布は、
体積平均粒子サイズ（Ｔ）が４μｍ≦Ｔ≦１２μｍ、か
つ前記キャリア粒子との摩擦電気接触後の直径当たり平
均電荷（絶対値）がフェムトクーロン／１０μｍ
（Ｃ_T）単位で１ｆＣ／１０μｍ≦Ｃ_T≦１０ｆＣ／１０
μｍであって、（ｉ）前記キャリア粒子のテスラ（Ｔ）
で表わされる飽和磁化値Ｍ_satがＭ_sat≧ ０．３０Ｔで
あり、（ｉｉ）前記キャリア粒子の体積平均粒子サイズ
（Ｃ_avg）が３０μｍ≦Ｃ_avg≦ ６０μｍであり、（ｉ
ｉｉ）前記体積ベースの粒子サイズ分布は、粒径Ｃが
０．５Ｃ_avg≦Ｃ≦２Ｃ_avgである粒子の少なくとも９０
％を占め、（ｉｖ）前記体積ベースの粒子サイズ分布
は、２５μｍより小さい粒子のｂ％を越えず（ただしｂ
＝０．３５×(Ｍ_sat)²×Ｐ、Ｍ_satはＴで表わされた飽
和磁化値、ＰはｋＡ／ｍで表わされた磁気発生極の最大
磁場強度）、（ｖ）前記キャリア粒子は樹脂コーティン
グ量（ＲＣ）が０．２％ｗ／ｗ≦ＲＣ≦２％ｗ／ｗであ
るようにコーティングされた核粒子を含む。要約を参照
されたい。上記特許はそのような現像剤により、潜像が
微細磁気ブラシにより現像されるシステムにおけるオフ
セット品質の画像が実現されることを述べている。前記
特許の第４段落、７〜１７行目を参照されたい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】Ｘｅｉｋｏｎ ＮＶ社
は現在、磁気ブラシ現像システム用にＡｇｆａ社より現
像剤を市場に供給している。これらの現像剤はトナーと
キャリア粒子を含む。トナーは顔料と２種類のポリエス
テル類、プロポキシル化（propoxylated）ビスフェノー
ル−Ａ、ヘキサン二酸、イソフタル酸ポリエステルおよ
びエトキシル化（ethoxylated）ビスフェノール−Ａエ
チレングリコール、イソフタル酸、テレフタル酸ポリエ
ステルを含むと考えられ、一方キャリアは、架橋構造の
シロキサンでコーティングされた鉄−亜鉛−銅酸化物の
核を含むと考えられる。しかし、このような現像剤は摩
擦電気の安定性および画質の安定性が低く、色範囲（ｇ
ａｍｕｔ）が不十分である短所がある。

【０００４】さらに望まれているのは、磁気ブラシで感
光体表面上の潜像を現像する際に、この電子写真方式で
生成したカラー画像が非常に高い画質を示し、従来の磁
気ブラシトナーや現像剤と比較して大部分の特性が向上
するような特性の組み合わせを有するトナーとキャリア
を含む現像剤の組である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、磁気ブ
ラシシステムにより画像が形成された際に、キャリア粒
子とともにカラートナーを含む現像剤が高画質を達成で
きるような特性の組をそれぞれ備えたカラートナーと現
像剤の組を提供することを目的とする。本発明はさら
に、摩擦電気および画質の安定性に優れたトナーおよび
現像剤を得ることを目的とする。

【０００６】本発明はさらに、望ましい特性を有する２
成分現像剤を得るためにトナーと組み合わせて用いるの
に適当なキャリアを開発することを目的とする。

【０００７】本発明はさらに、本発明による現像剤と合
わせて磁気ブラシを用いて、従来の磁気ブラシ現像剤と
比較してより優れた画質を有する画像を形成することを
目的とする。

【０００８】これらやその他の目的は本発明において、
少なくとも１種類の結合剤、少なくとも１種類の着色
剤、および必要に応じて１種類以上の添加剤を含むトナ
ー粒子を含むトナーにより実現され、キャリア粒子との
摩擦電気接触の後でトナーの粒径当りの電荷（Ｑ／Ｄ）
は０．６〜０．９ｆＣ／μｍ、摩擦電気の電荷は２０〜
２５μＣ／ｇ、１００ ℃におけるトナー溶融粘性は３
５，０００から７０，０００ポアズの範囲にあり、トナ
ー粒子の平均粒径は７．８〜８．３μｍである。これら
の目的はまた、シアン、マゼンタおよび黒トナー用のゲ
ルを含有するが黄トナー用のゲルは含有しないフマル酸
プロポキシル化ビスフェノールＡ樹脂を含む少なくとも
１種類の結合剤と、シアン、黄、マゼンタおよび黒から
なるグループから選択された顔料を含む少なくとも１種
類の着色剤と、１種類以上の二酸化珪素粉体、未処理の
二酸化物チタン粉体あるいはステアリン酸亜鉛粉体を含
む少なくとも１種類の外部添加剤を含むトナー粒子から
なるトナーにより実現される。

【０００９】現像剤のＡ_Tが３００×１０^-2μＣ／ｇ〜
５００×１０^-2μＣ／ｇの範囲にあるようにキャリアと
組み合わされたトナー粒子を含む現像剤を用いても、本
発明の目的は実現される。最後に、本発明はまた、感光
体、磁気ブラシ現像システム、および磁気ブラシ現像シ
ステムに関係つけられた筐体を備え、前述の現像剤を含
む静電記録式画像形成装置に関する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１、２に本発明の現像剤を用い
た２通りの異なる実験による現像剤密度の経時変化を概
略的に示す。

【００１１】図３、４に本発明の現像剤を用いた２通り
の異なる実験によるＡ_T安定性の経時変化を概略的に示
す。

【００１２】図５にＸｅｉｋｏｎ ＮＶ社が製造する公
知の現像剤のＡ_T安定性の経時変化を概略的に示す。

【００１３】一般に、 電子写真印刷のプロセスは、光
伝導性部材をほぼ一様な電位に帯電させてその表面を感
光化させるステップを含む。光導電性表面の帯電部分
は、例えば走査レーザー光線、ＬＥＤ発光源等、または
複写中のオリジナル文書からの光画像に露出される。こ
れにより感光体の光伝導性表面に静電潜像が記録され
る。静電潜像が光伝導性表面に記録された後で、潜像は
現像される。

【００１４】本発明において、現像のために２成分現像
剤材料を用いる。典型的な２成分現像剤は、自身に摩擦
電気的に付着するトナー粒子を有する磁性キャリア小粒
を含む。トナー粒子は、光伝導性表面の上にトナー粉体
画像を形成しつつ、潜像に吸着される。続いてトナー粉
体画像はコピー紙に転写される。最終的に、トナー粉体
画像は加熱されてコピー用紙へ画像の形状で永久融着さ
れる。

【００１５】感光体上に潜像を現像させる一般に公知の
方法として、１個以上の磁気ブラシの利用がある。例え
ば、ここに引用した米国特許第５，４１６，５６６号、
第５，３４５，２９８号、第４，４６５，７３０号、第
４，１５５，３２９号および第３，９８１，２７２号を
参照されたい。現像剤のトナーは負電荷あるいは正電荷
を帯びるように調剤されていて、いずれの場合でも現像
される静電潜像に関してトナー粒子が適切な動作電荷を
獲得すべく、キャリアと対で選択される。従って、現像
剤が感光体の光伝導性表面と動作的に接触した場合、帯
電した画像の引力の方が大きいためにトナー粒子がキャ
リア粒子から離れてプレートの画像部に付着する。

【００１６】上述の磁気ブラシは通常、回転可能なよう
に支持された管状の部材またはスリーブを有するロール
を備える。スリーブは非磁性材料で製造されているのが
好適である。１個以上の磁石がスリーブ内に取り付けら
れている。キャリア粒子とトナー粒子を含む現像剤の供
給源にスリーブの一部が入り込むかまたは接触するよう
に、ロールが配置されている。

【００１７】その結果、現像剤はスリーブの表面に磁気
的に引き付けられ、その上にブラシ状に並ぶ。このよう
に、静電潜像を搭載した感光体がブラシと物理的に接触
した場合、画像領域内の感光体表面上の静電電荷の引力
は、トナーをキャリア粒子に保持する力より強く、トナ
ーを磁気ブラシローラーから引き離して画像領域に付着
させて画像を可視化する。

【００１８】上述の電子写真マーキングプロセスはカラ
ー画像を生成するように変更することができる。このよ
うなプロセスにおいて、画像の各色が連続的に現像され
て紙等の受像基板に転写され、現像された画像の輪郭が
基板の上に順次形成されていく。

【００１９】本発明は、制約の多い磁気ブラシ現像環境
で動作して従来技術のトナーや現像剤よりも優れた画質
を実現する、新規のトナーおよび現像剤の態様について
述べる。本現像剤は、光沢がより良く色範囲がより広い
だけでなく、摩擦電気の安定性と画質の安定性もより高
い現像剤について述べる。色範囲すなわち印刷できる色
の最大限の組は、このような４色電子写真システムとし
ては優れている。ソリッドおよびハーフトーン領域の密
度と色は一様でかつ安定している。光沢も一様である。
描画部分は正確かつ現実的な出力（rendition）を含
む。テキスト部分はフォントサイズやタイプにかかわら
ずエッジが明確なため明瞭である。背景は写らない。カ
ラー、ソリッド、ハーフトーン、光沢、描画部分、テキ
スト部分および背景はジョブ実行全体を通して安定して
いる。プリントには好ましくない用紙の丸まりが生じ
ず、同様に画像を例えばビニル表面と接触して保管した
場合のような、取り扱いや保管の仕方による損傷も起き
ない。

【００２０】本発明により、磁気ブラシ現像システムで
機能するのに必要な特性を有するカラートナーおよび現
像剤が実現される。フルカラー画像の現像には通常、シ
アン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄（Ｙ）および黒（Ｋ）
の４種類の異なるカラートナーが用いられる（ただし他
のカラートナーを用いてもよい）。本発明のこれらのカ
ラートナーの各々は、少なくとも樹脂結合剤、適切な着
色剤、および１個以上の添加剤を含む添加パッケージを
含んでいることが好適である。本発明のトナーを作成す
るにあたって使用に適当かつ好適な材料について以下に
述べる。

【００２１】本発明のトナーと現像剤組成として選択さ
れた適当なトナー樹脂の具体例として、スチレンポリマ
ー、アクリロニトリルポリマー、ビニルエーテルポリマ
ー、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂ポリマー等のビ
ニルポリマー、エポキシポリマー、ジオレフィン類、ポ
リウレタン類、ポリアミド類およびポリイミド類、ジカ
ルボン酸およびジフェノールを含むジオールの高分子エ
ステル化生成物等のポリエステル類、架橋ポリエステル
類等がある。本発明のトナー組成として選択されたポリ
マー樹脂は、２種以上のモノマーのホモポリマーまたは
コポリマーを含む。ポリエステル樹脂は本発明における
最も好適な結合剤樹脂である。

【００２２】本発明のトナー組成への利用に適したポリ
エステル樹脂中のジカルボン酸単位の具体例として、フ
タル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸、グル
タル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼラ
イン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、ジメチル
グルタル酸、ブロモアジピン酸、ジクロログルタル酸等
があり、一方ポリエステル樹脂中のジオール単位の具体
例として、エタンジオール、プロパンジオール、ブタン
ジオール、ペンタンジオール、ピナコール、シクロペン
タンジオール、ヒドロベンゾイン、ビス（ヒドロキシフ
ェニール）アルカン類、ジヒドロキシビフェニール、置
換されたジヒドロキシビフェニール等がある。

【００２３】ある種のトナー樹脂として、ジカルボン酸
とジフェノールから導かれたポリエステル樹脂が選択さ
れている。これらの樹脂は米国特許第３，５９０，００
０号に述べられており、その開示内容をすべて本明細書
に引用している。また、ビスフェノールＡとプロピレン
酸化物の反応から得られ、特にその生成物とフマル酸と
の反応により得られるポリエステルを含むポリエステル
樹脂、およびジメチルテレフタレートと１，３−ブタン
ジオール、１，２−プロパンジオール、およびペンタエ
リスリトールとの反応の結果得られた分鎖ポリエステル
樹脂も同様に好適に利用できる。さらに、開示内容を引
用した米国特許第５，２２７，４６０号に述べられてい
る、特に反応性押し出し成型により生成された低温融解
ポリエステルをトナー樹脂として選択することができ
る。他の特定のトナー樹脂は、スチレン−メタクリル酸
エステルコポリマー、スチレンブタジエンコポリマー、
ＰＬＩＯＬＩＴＥＳ（登録商標）、および懸濁重合スチ
レンブタジエン（その開示内容をすべてここに引用した
米国特許第４，５５８，１０８号）を含んでいてよい。

【００２４】本発明での利用に最も好適な樹脂結合剤
は、米国特許第５，２２７，４６０号（上で引用）に述
べられている種類の直鎖状部分と架橋構造部分の両方を
含むポリエステル樹脂を含む。

【００２５】結合剤の架橋構造部分は本質的に、走査型
電子顕微鏡と透過型電子顕微鏡により確認された、平均
体積粒径が最大約０．１μｍ、好適には約０．００５〜
０．１μｍの範囲にあるミクロゲル粒子から構成され、
ミクロゲル粒子は直鎖状部分全体にわたってほぼ一様に
分布している。この樹脂は当分野で公知のように反応性
溶融混合プロセスにより生成される。直鎖状部分全体に
稠密に分布して架橋構造の割合が高いミクロゲル粒子は
樹脂に弾性をもたらし、それにより樹脂のオフセット特
性を改善しつつ、樹脂の最低凝固温度にはほとんど影響
しない。

【００２６】従ってトナー樹脂は、直鎖状不飽和ポリエ
ステル樹脂等の直鎖状不飽和樹脂（以下、主剤と呼ぶ）
を、例えば押出し成型機等の溶融混合装置内で化学開始
剤と高温（例：樹脂の溶融温度より高く、溶融温度より
最大１５０の℃高い温度）かつ高剪断下で架橋させるこ
とにより生成される不飽和ポリエステル等の部分的に架
橋構造をなす不飽和樹脂であることが好適である。

【００２７】トナー樹脂の樹脂混合物中のミクロゲル重
量比（ゲル含有量）は、通常約０〜５０重量％、好適に
は約１〜約２０重量％、さらに好適には約９〜約１８重
量％、さらに好適には約１０〜１５重量％、最適には約
１３〜１５重量％の範囲にある。本発明の最も好適な実
施の形態において、マゼンタ、黒、およびシアンのトナ
ー用の樹脂のゲル含有量は、トナー樹脂の重量比で例え
ば１０〜１５％であり、一方黄トナー用の樹脂はゲルを
含まないのが好適である。直鎖状部分は主剤、好適には
不飽和なポリエステルを含み、前記トナー樹脂の重量比
で約５０〜約１００％の範囲、好適には前記トナー樹脂
の重量比で約７０〜約９８％の範囲にある。樹脂の直鎖
状部分は好適には、架橋形成反応の間に架橋しなかった
低分子量の反応性主剤、好適には不飽和ポリエステル樹
脂を含む。

【００２８】樹脂の分子量分布はこのように、結合剤の
直鎖状および架橋構造部分により異なる範囲を有するバ
イモーダル（bimodal）である。ゲル浸透クロマトグラ
フィー（ＧＰＣ）により測られた直鎖状部分の数平均分
子量（Ｍｎ）は、例えば、約１，０００〜約２０，００
０、好適には約３，０００〜約８，０００の範囲にあ
る。直鎖状部分の重量平均分子量（Ｍｗ）は、例えば、
約４，０００〜約４０，０００、好適には約５，０００
〜約２０，０００の範囲にある。一方、ゲル部の重量平
均分子量は一般に、１，０００，０００より大きい。直
鎖状部分の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、例えば、約
１．５〜約６、好適には約１．８〜約４の範囲にある。
示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測られた直鎖状部分の
ガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば、約５０℃〜約７０
℃の範囲にある。

【００２９】この結合剤樹脂は、最低凝固温度が約１０
０℃〜約２００℃、好適には約１００℃〜約１６０℃、
より好適には１１０℃〜約１４０℃の範囲にある低温溶
融トナーを提供することができ、同低温溶融トナーに広
い融着許容範囲を与えることにより、光沢強調モジュー
ル（ＧＥＭユニット）内でペーパー光沢に合わせ、ロー
ルへのトナーのオフセットを最小限にするかまたは阻止
して、トナーの高い微粉化効率を維持保守する。トナー
樹脂、またこのようにトナーにおいて、ビニルオフセッ
トは最小限に抑えられるか、全く存在しない。

【００３０】好適な実施の形態において、架橋構造部分
は本質的に高密度（ゲル含有量で測った）の架橋構造を
有し、例えば、テトラヒドロフラン、トルエン等、ほぼ
あらゆる溶媒に溶解しない極めて高分子量のミクロゲル
粒子で構成されている。ミクロゲル粒子は架橋構造の割
合が高いポリマーであり、架橋構造の距離はたとえある
にせよ非常に短い。この種の架橋構造ポリマーは、化学
開始剤と直鎖状不飽和ポリマー、より好適には直鎖状不
飽和ポリエステルを、高温度かつ高剪断下で反応させる
ことにより形成することができる。開始剤分子はラジカ
ル内に侵入してポリマー鎖内の１個以上の２重結合ある
いは他の反応点で反応してポリマーラジカルを形成す
る。このポリマーラジカルは何度も他のポリマー鎖やポ
リマーラジカルと反応して、高い割合で直接架橋された
ミクロゲルを形成する。これによりミクロゲルは極めて
高密度になり、その結果ミクロゲルは溶媒中であまり膨
張しない。高密度のミクロゲルはまた、樹脂に弾性をも
たらし、高いオフセット温度を上昇させる一方でその最
低凝固温度には影響しない。

【００３１】主剤として用いられる直鎖状不飽和ポリエ
ステルは低分子量縮合ポリマーであり、飽和または不飽
和両方の二塩基酸（または無水物）とジヒドロキシアル
コール（グリコールまたはジオール）の間の段階的な反
応により形成することができる。結果として得られる不
飽和ポリエステルは２つの位置で反応性（例：架橋可
能）を有する。すなわち、（ｉ）ポリエステル鎖に沿っ
た不飽和部位（２重結合）、および（ｉｉ）カルボキシ
ル基、ヒドロキシ基等の官能基、酸をベースにした反応
に対して敏感な基である。本発明に有用な典型的な不飽
和ポリエステルベースの樹脂は、二塩基酸および／また
は無水物およびジオールを用いた溶融重縮合その他の重
合プロセスにより生成される。適当な二塩基酸および二
価無水物は、例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサクロロエンド
メチレンテトラヒドロフタル酸、フタル酸無水物、クロ
レンド酸無水物、 テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキ
サヒドロフタル酸無水物、エンドメチレンテトラヒドロ
フタル酸無水物、テトラクロロフタル酸無水物、テトラ
プロモフタル酸無水物等およびこれらの混合物等の飽和
二塩基酸および／または無水物、および例えばマレイン
酸、フマル酸、クロロマレイン酸、メタクリル酸、アク
リル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、マレ
イン酸無水物等およびこれらの混合物等の不飽和二塩基
酸および／または無水物を含むが、これに限定されるも
のではない。適当なジオールは、例えばテトラヒドロフ
ラン、トルエン等の良質な溶媒に可溶な、例えばプロピ
レングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、ネオペンチルグリコール、ジプロピレングリコ
ール、ジブロモネオペンチルグリコール、プロポキシル
化ビスフェノールＡ、２，２，４−トリメチルペンタン
−１，３−ジオール、テトラブロモビスフェノールジプ
ロポキシエーテル、１，４−ブタンジオール等およびこ
れらの混合物を含むが、これに限定されるものではな
い。

【００３２】好適な不飽和ポリエステル主剤は、例えば
マレイン酸無水物、フマル酸等、およびこれらの混合物
等の二塩基酸および／または無水物、および、例えばプ
ロポキシル化ビスフェノールＡ、プロピレングリコール
等、およびこれらの混合物等のジオールから生成され
る。最も好適なポリエステルはポリ（フマル酸プロポキ
シル化ビスフェノールＡ）である。

【００３３】本発明の最も好適な実施の形態においてト
ナー結合剤樹脂は、（ｉ）（ａ）直鎖状フマル酸プロポ
キシル化ビスフェノールＡ樹脂と（ｂ）この直鎖状樹脂
の反応性押し出しによりゲル含有量が約２７〜約３７重
量％の範囲に架橋された樹脂とを溶融押し出し混合して
ゲル含有量が９〜１８重量％の樹脂を生成するか、ある
いは（ｉｉ）直鎖状フマル酸プロポキシル化ビスフェノ
ールＡ樹脂に反応性押し出しを施してゲル含有量が９〜
１８重量％とすることにより生成される。直鎖状フマル
酸プロポキシル化ビスフェノールＡ樹脂は、例えばＲｅ
ｉｃｈｈｏｌｄＣｈｅｍｉｃａｌｓ社から商品名ＳＰＡ
Ｒ、ＲｅｓａｎａＳ．Ａ．社から商品名Ｒｅｓａｐｏｌ
ＨＴ、あるいはＲｅｓａｎａ Ｓ．Ａ．社またはＲＵＣ
Ｏ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ／Ａ Ｓｙｂｒｏｎ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌｓ社から商標名ＸＰ７６７およびＸＰ７７７と呼
ばれる樹脂が販売されている。トナーを適切に保管する
とともにビニルオフセットを防止するために、ポリエス
テル樹脂ブレンドのガラス転移温度（Ｔｇ）は例えば、
５０〜６５℃の範囲が好適である。

【００３４】本発明の架橋構造トナー樹脂を作るのに、
例えば、有機過酸化物あるいはアゾ化合物等の化学開始
剤が好適である。適当な有機過酸化物は、例えばデカノ
イルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、およびベ
ンゾイルペルオキシド等のジアシルペルオキシドと、例
えばシクロヘキサノンペルオキシドおよびメチルエチル
ケトン等のケトンペルオキシドと、例えばｔ−ブチルペ
ルオキシネオデカノアート、２，５-ジメチル２，５−
ジ(２−エチルヘキサノイルペルオキシ)ヘキサン、ｔ−
アミルペルオキシ２-エチルヘキサノアート、ｔ−ブチ
ルペルオキシ２−エチルヘキサノアート、ｔ−ブチルペ
ルオキシアセテート、ｔ−アミルペルオキシアセテー
ト、ｔ−ブチルペルオキシベンゾアート、ｔ−アミルペ
ルオキシベンゾアート、ｏｏ−ｔ−ブチルｏ−イソプロ
ピルモノペルオキシカーボネート、２，５−ジメチル
２，５−ジ(ベゾイルペルオキシ)ヘキサン、ｏｏ−ｔ−
ブチルｏ−(２−エチルヘキシル)モノペルオキシカーボ
ネート、およびｏｏ−ｔ−アミルｏ−(２-エチルヘキシ
ル)モノペルオキシカーボネート等のアルキルペルオキ
シエステルと、例えばジクミルペルオキシド、２，５−
ジメチル２，５−ジ(ｔ−ブチルペルオキシ)ヘキサン、
ｔ−ブチルクミルペルオキシド、ビス(t−ブチルペルオ
キシ) ジイソプロピルベンゼン、ジ−ｔ−ブチルペルオ
キシドおよび２，５-ジメチル２，５−ジ(ｔ−ブチルペ
ルオキシ) ヘキシン−３等のペルオキシドと、例えば
２，５−ジヒドロペルオキシ２，５−ジメチルヘキサ
ン、クメンヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペル
オキシドおよびｔ−アミルヒドロペルオキシド等のアル
キルヒドロペルオキシドと、例えば吉草酸ｎ−ブチル
４，４−ジ(ｔ−ブチルペルオキシ) 、１，１−ジ(ｔ−
ブチルペルオキシ)３，３，５−トリメチルシクロヘキ
サン、１，１−ジ(ｔ−ブチルペルオキシ)シクロヘキサ
ン、１，１−ジ(ｔ−アミルペルオキシ)シクロヘキサ
ン、２，２−ジ(ｔ−ブチルペルオキシ)ブタン、エチル
３，３−ジ(ｔ−ブチルペルオキシ) ブチラートおよび
エチル３，３−ジ（ｔ−アミルペルオキシ）ブチラート
等のアルキルペルオキシケタールとが含まれる。適当な
アゾ化合物は、アゾビス−イソブチロニトリル、２，２
´−アゾビス（イソブチロニトリル）、２，２´−アゾ
ビス（２，４−ジメチルのヴァレロニトリル）、２，２
´−アゾビス（メチルブチロニトリル）、１，１´−ア
ゾビス （ シアノシクロヘキサン）、その他の類似の公
知化合物を含む。

【００３５】低濃度の化学開始剤の使用を許し、架橋形
成反応で通常約０．０１〜約１０重量％、好適には約
０．１〜約４重量％の範囲でそのすべてを利用すること
により、好適な実施の形態における架橋形成反応により
生成される残余汚染物質は最小限に抑えられる。架橋形
成反応は高温で実行できるため、反応は非常に速く
（例：１０分を下回り、好適には約２秒〜約５分の滞留
時間）、そのため未反応開始剤は生成物にほとんどある
いは全く残留しない。

【００３６】低温溶融トナーおよびトナー樹脂は反応性
溶融混合プロセスにより生成されてよく、その中で反応
性樹脂は部分的に架橋される。例えば、低温溶融トナー
は、（１）溶融混合装置内で反応性主剤を溶融して、そ
れによりポリマーメルトを形成するステップと、（２）
好適には化学的架橋開始剤を用いて反応温度が上昇した
状態でポリマーメルトの架橋形成を開始するステップ
と、（３）主剤の部分的架橋形成が達成されるのに十分
な滞留時間ポリマーメルトを溶融混合装置内に保持する
ステップと、（４）架橋形成の間に形成されたゲル粒子
のサイズを小さいまま維持してポリマーメルト内に良好
に分布させるために架橋形成反応の間十分に高い剪断を
与えるステップと（５）必要に応じてポリマーメルトか
ら揮発分を除去してあらゆる揮発性廃液を除去するステ
ップと、（６）最終生成物樹脂中のゲル含有量が所望の
レベルに達するべく、必要に応じて架橋形成の後で追加
の直鎖状主剤を加えるステップとを含む反応性溶融混合
プロセスにより生成することができる。高温反応性溶融
混合プロセスにより極めて高速に架橋形成が行なわれ、
それにより実質的にミクロゲル粒子のみを生成すること
が可能になり、プロセスの高剪断によりミクロゲルの過
度な成長が防止され、樹脂中にミクロゲル粒子が一様に
分布させることが可能になる。

【００３７】反応性溶融混合プロセスは、押し出し器等
の溶融混合装置内で溶融相にあるポリマーに対して化学
反応が実行できるプロセスである。トナー樹脂を生成す
る際に、これらの反応を利用してポリマーの化学構造と
分子量を変更し、それにより溶融レオロジーおよび融着
特性を変更する。反応性溶融混合は高粘性材料に特に効
率的であり、溶媒を必要としないのが利点でり、それゆ
え環境面での制御が容易である。所望の程度に架橋形成
が達成されると直ちに、反応生成物を迅速に反応チャン
バから除去することができる。

【００３８】本発明のトナーに含まれる樹脂の量は、一
般に約４０〜約９８重量％、より好適には約７０〜約９
８重量％の範囲にあるが、本発明の目的が達成されるの
であれば、これより多くても少なくてもよい。

【００３９】続いてトナー樹脂は溶融混合その他の方法
により、着色剤、電荷キャリア添加剤、界面活性剤、乳
化剤、色素分散剤、流動性添加剤等と混合することがで
きる。その結果得られた生成物は次に、ミリング等の公
知の方法により微粉化されてトナー粒子が形成される。
必要に応じて、ポリエチレン、ポリプロピレン、および
パラフィンワックス等、分子量が約１，０００〜約７，
０００の範囲にあるワックスを融着リリース剤としてト
ナー組成中または上に含ませてもよい。

【００４０】本発明のトナーには適当な着色顔料、染
料、およびそれらの混合物を含むさまざまな任意の色の
適当な着色剤を無制限に使用することができる。それら
の例として、Ｒｅｇａｌ３３０カーボンブラック（Ｃａ
ｂｏｔ）等のカーボンブラック、アセチレンブラック、
ランプブラック、アニリンブラック、ダイアリライドイ
エロー、サンファストイエロー、ポリトンイエロー、ア
リライドイエロー、クロムイエロー、ジンクイエロー、
シコファストイエロー、サンブライトイエロー、ルナイ
エロー、ノヴァパームイエロー、クロムオレンジ、ベイ
プラストオレンジ、カドミウムレッド、リトールスカー
レット、ルービンズ、キナクリドン類、ローダミンレイ
クＣ．サントーン、マゼンタ、ポリトンマゼンタ、ホス
タパームレッド、ファナルピンク、ホスタパームピン
ク、リトールレッド、ローダミンレイクＢ．ブリリアン
トカーマイン、サントーンシアン、ポリトンシアン、ヘ
リオゲンブルー、ホスタパームブルー、ネオパンブル
ー、ＰＶファストブルー、フタロシアニンブルー、シン
カッシグリーン、ホスタパームグリーン、二酸化チタ
ン、コバルト、ニッケル、鉄粉、Ｓｉｃｏｐｕｒ４０６
８ＦＦ、およびマピコブラック（Ｌａｐｏｒｔｅ Ｐｉ
ｇｍｅｎｔｓ社）等の酸化鉄、ＮＰ６０８およびＮＰ６
０４（Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｐｉｇｍｅｎｔ社）、Ｂａｙ
ｆｅｒｒｏｘ ８６１０（Ｂａｙｅｒ社）、ＭＯ８６９
９（Ｍｏｂａｙ社）、ＴＭＢ−１００（Ｍａｇｎｏｘ
社）、およびこれらの混合物等がある。

【００４１】トナーに所望の色を与えるために着色剤、
好適には黒、シアン、マゼンタおよび／または黄色の着
色剤が十分な量含まれている。一般に、色素または染料
が約２〜約６０重量％、好適には約２〜約１０重量％の
範囲で用いられている。最も好適な実施の形態におい
て、直鎖状ポリエステル合成樹脂の量を増やした場合に
事前分散させた顔料として、黄、シアンおよびマゼンタ
の顔料が供給される。これによりトナー結合剤への顔料
の混合が容易になる。

【００４２】本発明において任意の適当な表面添加剤を
用いてもよい。本発明で最も好適なのは、外部表面添加
剤としての１個以上のＳｉＯ₂（シリカまたは二酸化珪
素）、ＴｉＯ₂（チタニアまたは二酸化チタン）および
ＺｎＳｔ（ステアリン酸亜鉛）である。一般に、シリカ
を適用するのはトナーの流れ、摩擦電気の強調、混合剤
制御、現像と転写安定性の向上およびトナーブロッキン
グ温度の上昇をもたらすためである。ＴｉＯ₂を適用す
るのは相対湿度（ＲＨ）安定性、摩擦電気の制御および
現像と転写安定性を向上させるためである。

【００４３】ＳｉＯ₂とＴｉＯ₂の基本粒子サイズは２０
ｎｍ未満であるのが好適である。シリカの基本粒子サイ
ズは６〜１０ｎｍの範囲が好適である。チタニアの基本
粒子サイズは１３〜１７ｎｍの範囲が好適である。広範
囲の面積カバー率とジョブラン長にわたって現像と転写
を維持するのに、ＴｉＯ₂が特に有用であることがわか
っている。好適にはＳｉＯ₂とＴｉＯ₂がトナー表面に適
用されて、トナーのカバー面積総計は例えば、表面積カ
バー率（ＳＡＣ）が約１３０〜２００％の範囲わたる。
添加剤の量と大きさに関連する別の尺度として、“ＳＡ
Ｃ×Ｓｉｚｅ”（（表面積カバー率）×（ｎｍ単位の添
加剤の基本粒子サイズ））があり、この場合添加剤の総
ＳＡＣ×Ｓｉｚｅは、例えば１，３００〜２，３００の
範囲にあるのが好適である。

【００４４】最も好適には、添加されたＳｉＯ₂は ＨＭ
ＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）で処理済みの表面であ
る。処理済みフュームシリカはＣａｂｏｔ社Ｃａｂ−Ｏ
−Ｓｉｌ部門からＴＳ５３０として販売されている。最
も好適なチタニアは未処理チタニアである。二酸化チタ
ンは日本エアロシル社からＰ−２５として販売されてい
る。

【００４５】ステアリン酸亜鉛はまた、本発明のトナー
用の外部添加剤として用いられ、ステアリン酸亜鉛は潤
滑特性を与えるのが好適である。ステアリン酸亜鉛は現
像剤導電性および摩擦電気を強化するが、これは共にそ
の潤滑性質による。さらに、トナーとキャリア粒子の間
の接触頻度を増やすことにより、ステアリン酸亜鉛はト
ナー帯電および帯電安定性を高めることができる。ステ
アリン酸カルシウムとステアリン酸マグネシウムも同様
の機能を提供する。最も好適なのは、３２５スクリーン
を通過する粒子サイズを有し、Ｆｅｒｒｏ社ポリマー添
加剤部門が製造するステアリン酸亜鉛Ｌとして知られて
いる市販のステアリン酸亜鉛である。

【００４６】最も好適には、トナーは例えば、約０．５
〜５．０重量％の範囲のチタニア、約０．１〜３．０重
量％の範囲のＨＭＤＳ処理済みシリカ、約０．１〜２．
０重量％の範囲のステアリン酸亜鉛を含んでいる。

【００４７】上述の添加剤は、高いトナー帯電および電
荷安定性だけでなく、優れたトナー流動特性を可能にす
べく選択されている。

【００４８】ここで述べた現像剤組成の正帯電特性をさ
らに強化するために、また任意成分として、トナーの中
あるいはその表面に帯電強化添加剤を加えてもよく、そ
のような例として、その開示内容すべてを本明細書で引
用した米国特許第４，２９８，６７２号によるアルキル
ハロゲン化ピリジニウム、その開示内容すべてを本明細
書で引用した米国特許第４，３３８，３９０号による有
機硫酸塩またはスルホン酸塩化合物、ジステアリルジメ
チルアンモニウム硫酸塩、重硫酸塩等、およびその他の
公知の帯電強化添加剤がある。また、ＢＯＮＴＲＯＮ
Ｅ−８８等のアルミニウム錯体のような負帯電強化添加
剤も選択されてよい。これらの添加剤はトナー中に約
０．１重量％〜約２０重量％、好適には１〜約３重量％
の範囲の量が含まれていてよい。

【００４９】以下の表１は本発明で利用するのに最も好
適なトナーを掲載している。表１において、百分率はす
べてトナーの重量比である。Ｙは黄、Ｃはシアン、Ｍは
マゼンタ、Ｋは黒を表わす。

【表１】

【００５０】本発明のトナー組成は、トナー樹脂粒子、
顔料粒子や着色剤の溶融混合とそれに続く機械的摩滅
等、多数の公知の方法により生成することができる。他
の方法として当分野で公知のスプレー乾燥、溶融散布、
散布重合、懸濁、および押し出し成型等がある。

【００５１】トナーは、好適には、最初に上述のように
直鎖状樹脂と架橋構造樹脂の両方で構成され、好適な結
合剤と着色剤を、好適な押し出し器のような混合装置内
で混合し、次いでその混合物を押し出すことによって生
成される。押し出された混合物は次に、外部添加剤とし
て用いられるシリカの総量の約０．３〜約０．５重量％
とともに粉砕器で微粉化される。トナーは次に分類され
て、上述のように所望の体積メジアン粒子サイズおよび
％微細度を有するトナーが生成される。本方法では粗い
粒子、ホコリ、巨大粒子の発生を抑えるための注意もま
た必要である。続いて好適にはミキサーやブレンダー、
例えばＨｅｎｓｃｈｅｌミキサーを用いて残留外部添加
剤のトナートナーブレンディングを実施し、その後でス
クリーニングを行なって最終トナー生成物が得られる。

【００５２】本発明の好適な実施の形態において、完成
したトナー粒子の平均粒子サイズ（直径）は、公知のＣ
ｏｕｌｔｅｒカウンター技法により計測されたところで
は、約７．８〜８．３μｍ、最も好適には約７．９〜
８．２μｍの範囲にある。最も好適には、数で測った場
合に大きさが５μｍ未満のものは８％未満、体積で測っ
た場合に大きさが１６μｍを越えるものは１％未満であ
る。

【００５３】融着画像の光沢要件を満たし、かつ装置内
の光沢強調モジュール（ＧＥＭユニット）のロールにホ
ットオフセットしないトナーを提供するために、トナー
の溶融粘性は、１００℃で例えば３５，０００〜７０，
０００ポアズ、１２５の℃で例えば２，３００〜７，０
００ポアズ、１５０℃で例えば８００〜２，０００ポア
ズの範囲にあるのが好適である。溶融粘性はレオメータ
ー（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ社製のＲＭＳ−８００モデ
ル）を用いて４０ラジアン／秒で測定された。溶融粘性
特性がこのように狭い範囲にあることで、要求される最
低凝固点、適切な光沢および望ましいホットオフセット
挙動がもたらされ、磁気ブラシ現像システムにおけるロ
ールの寿命を長持ちさせることができる。

【００５４】トナーとキャリア粒子の摩擦電気的接触後
のトナーの帯電を、ｆＣ／μｍ単位の電荷／粒径（Ｑ／
Ｄ）で表わす。トナー粒子の粒径当たりの電荷（Ｑ／
Ｄ）の平均値は、例えば０．３〜１．１、好適には０．
６〜０．９ｆＣ／μｍの範囲にある。本トナーを用いて
得られる画像の一貫した品質を保証するために、この電
荷は現像プロセスを通じて安定していなければならな
い。

【００５５】トナー粒子の平均Ｑ／Ｄの測定は当分野で
公知の電荷スペクトルグラフ装置により行なうことがで
きる。例えば、ここに引用した米国特許第４，３７５，
６７３号を参照されたい。スペクトルグラフを用いて、
測定されたトナー直径（μｍ単位のＤ）に関するトナー
粒子帯電（ｆＣ単位のＱ）の分布を測定する。測定結果
はｆＣ／μｍ（横座標）として表されたＱ／Ｄ比率上の
同じＱ／Ｄ比率の粒子頻度百分率（縦座標）で表わされ
る。

【００５６】トナー粒子から結果的に得られる各色は次
に、現像剤組成中の基準にすることができる。好適に
は、トナー粒子は２成分現像剤組成を実現するためにキ
ャリア粒子と混合される。

【００５７】本発明の上述のトナーを含む現像剤を生成
するのに用いるキャリア粒子として利用するのに好適
な、上述の特性を備えた材料について次に述べる。トナ
ー粒子はキャリアの表面に摩擦電気的に付着する。

【００５８】本発明に従って生成されたトナー組成と混
合させるべく選択できるキャリア粒子の具体例として、
トナー粒子と逆極性の電荷を摩擦電気的に得ることがで
きる粒子がある。適当なキャリア粒子の具体例として、
顆粒状ジルコン、顆粒状シリコン、ガラス、鋼、ニッケ
ル、フェライト、鉄フェライト、二酸化珪素等がある。
その他のキャリアは米国特許第４，９３７，１６６号お
よび第４，９３５，３２６号に開示されており、それら
の開示内容はすべて本明細書で引用している。

【００５９】好適な実施の形態において、キャリアの核
はフェライト粒子を含む。最も好適には、フェライト粒
子は亜鉛と銅の両方を実質的に含まない。ここにそのす
べてを引用した同時出願中の米国特許出願第０９／４４
４，７０１号（１９９９年１１月２４日出願）にこのよ
うなフェライト粒子について述べられている。同時出願
で述べられているように、「実質的に含まない」とは、
フェライト粒子がフェライト粒子の重量比で銅を２，０
００ｐｐｍ未満、亜鉛を４，０００ｐｐｍ未満しか含ん
でおらず、この値はフェライト粒子の総重量比で０．２
５ｗｔ．％未満の酸化銅と０．５０ｗｔ．％未満の酸化
亜鉛にほぼ対応することを意味する。フェライト粒子は
フェライト粒子の重量比で好適には銅を１，０００ｐｐ
ｍ未満、より好適には銅を２５０ｐｐｍ未満、最も好適
には銅を１５０ｐｐｍ未満しか含まず、フェライト粒子
の重量比で亜鉛を１，０００ｐｐｍ未満、より好適には
亜鉛を２５０ｐｐｍ未満、最も好適には亜鉛を１００ｐ
ｐｍ未満しか含まない。本発明でキャリアの核として用
いられるフェライト粒子はこのように、銅と亜鉛をせい
ぜい不純物としてしか含んでいない。

【００６０】最も好適には、フェライト粒子はＭｎ−Ｍ
ｇ−Ｓｒフェライト粒子である。このようなフェライト
粒子は、例えばＰｏｗｄｅｒｔｅｃｈ社から販売されて
おり、ＥＦ−Ａ６０、ＥＦ−Ｂ７５、ＥＦ−Ｂ６５、Ｅ
Ｆ−Ｂ５５およびＥＦ−Ｃ３０、あるいは商標名ＰＸＣ
−１５０と称する材料として知られている。

【００６１】本発明において核として用いられるフェラ
イト粒子の平均粒子サイズ（直径）は、標準的なレーザ
ー回折技術により決定されたように、例えば１０〜１０
０μｍ、好適には３０〜８０μｍ、最も好適には４５〜
５５μｍであることが好適である。さらに、フェライト
核粒子の磁気飽和は例えば、３０〜１１ｅｍｕ／ｇ、好
適には４０〜１００ｅｍｕ／ｇ、より好適には５０〜７
５ｅｍｕ／ｇ、最も好適には６０〜６５ｅｍｕ／ｇであ
り、ＡＳＴＭテストＢ−２１２−８９で決定された粒子
密度は２．０〜３．０ｇ／ｃｍ³、好適には２．２〜
２．５ｇ／ｃｍ³、最も好適には約２．４０ｇ／ｃｍ³で
あり、導電率は２〜１０×１０^-10 (ｏｈｍ−ｃｍ)^-1、
最も好適には約６×１０^-10 (ｏｈｍ−ｃｍ)^-1であり、
また破壊電圧は７００〜１０００Ｖ、最も好適には約８
５０Ｖである。核の導電率は、静的（非回転）モードに
おいて０．１インチ（０．２５ｃｍ）の磁気ブラシの両
端に２００ボルトの一定電圧を印加することにより測定
する。その結果材料を通過する電流は核の導電率を計算
するために用いられる。核の電圧破壊は回転中に一定の
率で増加する電圧を０．１インチ（０．２５ｃｍ）の磁
気ブラシの両端に印加することにより測定される。１０
０マイクロアンペアの電流がサンプルを通って流れる印
加電圧を破壊電圧として定義する。例えば、ここに引用
した米国特許第５，１９６，８０３号を参照されたい。

【００６２】選択されたキャリア粒子はコーティングの
有無にかかわらず用いることができ、コーティングは一
般に、ポリフッ化ビニリデン樹脂、スチレンのターポリ
マー、メタクリル酸メチル樹脂、トリエトキシシラン等
のシラン、テトラフルオロエチレン、これらの混合物、
その他の公知のコーティング等のフルオロポリマーを含
む。

【００６３】本発明の最も好適な実施の形態において、
フェライト粒子は少なくとも２種類の乾燥ポリマー成分
の混合物でコーティングされており、その乾燥ポリマー
成分は好適には摩擦電気の列内で近接しておらず、最も
好適には選択されたトナーに関して逆電荷極性を有す
る。

【００６４】電気陰性ポリマー、すなわちそれが接触し
ているトナー上に通常正電荷を与えるポリマーは、好適
にはポリフッ化ビニリデンポリマーまたはコポリマーを
含む。このようなポリフッ化ビニリデンポリマーは、例
えばＥｌｆＡｔｏｃｈｅｍ社から商品名Ｋｙｎａｒで販
売されている。Ｋｙｎａｒ３０１Ｆ、商標名のバージョ
ンのＫｙｎａｒ５００はポリフッ化ビニリデンであり、
Ｋｙｎａｒ２０１、商標名のバージョンのＫｙｎａｒ４
６０は コポリフッ化ビニリデンテトラフルオロエチレ
ンである。

【００６５】電気陽性ポリマー、すなわちそれが接触し
ているトナー上に通常負電荷を与えるポリマーは、好適
にはポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）のポリマ
ーまたはコポリマーを含み、必要に応じてカーボンブラ
ック又はその他の導電性材料がその中に分散している。
ＰＭＭＡ自体は絶縁ポリマーである。導電性ＰＭＭＡを
得るために、例えばカーボンブラックのような導電性成
分がポリマー中に分散されている。その結果得られるコ
ポリマーが適当な粒子サイズを維持する限り、ＰＭＭＡ
はあらゆる所望のコモノマーを用いて共重合されてよ
い。適当なコモノマーとして、モノアルキル、あるいは
ジメチルアミノメタクリル酸エチル樹脂、ジエチルアミ
ノメタクリル酸エチル樹脂、ジイソプロピルアミノメタ
クリル酸エチル樹脂等のジアルキルアミン類、あるいは
ｔ−ブチルアミノメタクリル酸エチル樹脂、その他が含
まれてよい。ＰＭＭＡポリマーの中にカーボンブラック
が分散されている場合、例えばここにそのすべてを引用
した米国特許第５，２３６，６２９号に述べるように、
半懸濁重合プロセスで形成されるのが好適である。ＰＭ
ＭＡポリマーの重量平均分子量は例えばＳｏｋｅｎ社か
ら販売されているＰＭＭＡのように、３００，０００〜
３５０，０００の範囲であってよい。

【００６６】キャリアのコーティング混合物中に存在す
る各ポリマーの百分率は選択された特定の成分、コーテ
ィング重量、および所望の特性に依存して変化し得る。
特に、所定の印刷装置の特定のＡ_T要件を満たすために
キャリアの摩擦電気特性を調整するために２種類のポリ
マーの比率を変化させることができる。一般に、コーテ
ィングに使われたポリマー混合物は電気陰性ポリマーを
約３〜約９７％、また電気陽性ポリマーを重量比で約９
７〜約３％の範囲で含んでいる。好適には、選択的に混
合されたポリマーは電気陰性ポリマーを重量比で約３〜
２５％、また電気陽性ポリマーを重量比で約９７〜７５
％の範囲で含んでいる。最も好適には、選択的に混合さ
れたポリマーは電気陰性ポリマーを重量比で約５〜２０
％、また電気陽性ポリマーを重量比で約９５〜８０％の
範囲で含んでいる。

【００６７】キャリア粒子は、キャリア核を、コーティ
ングされたキャリア粒子の重量に基づき、例えば重量比
で約０．０５〜約１０％の範囲で、最も好適には約０．
３％〜約０．５％の範囲で、乾燥ポリマーの混合物が機
械的詰め込みおよび／または静電引力によりキャリア核
に接着するまで混合することにより生成される。キャリ
ア核粒子とポリマーの混合物は次に、例えば約２００°
Ｆ〜約６５０°Ｆ（約９３℃〜約３４３℃）、好適には
３２０°Ｆ〜５５０°Ｆ（１６０℃から２８８℃）、最
も好適には３８０°Ｆ〜４２０°Ｆ（１９３℃〜２１６
℃）の範囲の温度まで、例えば約１０分〜約６０分の範
囲の時間加熱され、それによりポリマーは融けてキャリ
ア核粒子に融着することができる。コーティングされた
キャリア粒子は続いて冷却され、その後所望の粒子サイ
ズに分類される。コーティングのコーティング重量は、
好適にはキャリアの重量比で例えば０．１〜３．０％、
好適には重量比で０．１〜１．O ％の範囲にある。

【００６８】各種の有効かつ適当な手段を用いてキャリ
ア核粒子の表面にポリマー混合物のコーティングを施す
ことができる。この目的を達成するための典型的な手段
の事例として、キャリア核材料とポリマーの混合物をカ
スケードロールミキシングまたはタンブリング、ミリン
グ、しシェーキング、静電粉体雲噴霧、流動床、静電デ
ィスクプロセッシング、および静電カーテンにより結合
することを含む。ポリマー混合物をコーティングした後
で、加熱を開始することによりコーティング材料がキャ
リア核の表面にわたって延びることができる。加熱ステ
ップのパラメータと同様、コーティング材料粉体粒子の
濃度は、キャリア核の表面上にコーティング材料の連続
した膜を形成させるか、あるいは単にキャリア核の選択
された領域だけにコーティングさせるべく選択すること
ができる。

【００６９】本発明の２成分現像剤組成は、キャリア核
粒子を樹脂粒子と色素粒子を含むトナー組成と混合する
ことにより生成することができる。

【００７０】キャリア体積メジアン直径のトナー体積メ
ジアン直径の比を、約５：１〜７：１、好適には約６：
１に維持するのが好ましい。このようにコーティングが
完了したキャリア粒子の平均粒子サイズ（直径）は、標
準レーザー回折技術により決定されたように、例えば４
５〜５５μｍの範囲にあるはずである。最も好適には、
サイズが３１μｍ未満のキャリア粒子は全体の３％未
満、サイズが３６μｍ未満のキャリア粒子は全体の１０
％以下、サイズが７２μｍを越えるキャリア粒子は全体
の１０％以下である。

【００７１】キャリア粒子は各種の適当な組合わせでト
ナー粒子と混合させることができる。しかし、最も良い
結果が得られるのは、約１〜約５重量部のトナー粒子を
約１０〜約３００重量部のキャリア粒子と、好適には３
〜５重量部のトナー粒子を９０〜１１０重量部のキャリ
ア粒子と混合した場合である。電子写真現像ハウジング
に最初に設置された現像剤中のトナー濃度はこのよう
に、現像剤の総重量比で好適には、例えば３〜６重量％
の範囲にある。

【００７２】本発明のコーティングされたキャリアを含
む現像剤は、例えば、キャリア粒子上に同じコーティン
グ重量を維持しながらポリマーコーティング比率を変え
ることにより、異なる摩擦電気帯電特性のもとで一定の
導電度で調剤することができる。同様に、ポリマー比率
コーティングを一定に保ちながらキャリア粒子のコーテ
ィング重量を変えることにより定常な摩擦電気の帯電値
が実現され、かつ導電度が変化する現像剤組成を調剤す
ることができる。

【００７３】本発明の最も好適な実施の形態において、
上述のような磁気ブラシ現像システムを用いて潜像を現
像するのに現像剤を用いられる。このようなシステムで
は機械の機能要件として、通常約３００〜５００×１０
^-2μＣ／ｇのＡ_Tが必要条件である。Ａ_Tは現像剤の帯電
能力特性を定量化するのに好都合な方法である。画像生
成装置の最小Ａ_T値とは、それより小さければ装置内で
現像剤を用いた画像生成が失敗する（その理由として例
えば、トナーの帯電が非常に小さいため、プリントの背
景が目に見えるか、あるいは画像領域で現像されるトナ
ーが多すぎるため画質の劣化が生じている）、現像剤の
Ａ_Tである。Ａ_Tは（現像剤中のトナーのｑ／ｍの大き
さ）×（現像剤のトナー濃度＋オフセット値）と定義さ
れる。本発明のトナーと現像剤を用いる画像生成装置の
場合、オフセット値は約８であり、高画質および機械が
汚れないために要求される最小Ａ_Tは、例えば約３００
×１０^-2μＣ／ｇである。Ａ_Tが約３００×１０^-2μＣ
／ｇより小さい現像剤を使用した場合、トナーが画像の
外側へ押し出されたり引きずられたりしてマシンの汚
れ、背景の目立ち過ぎ、あるいは画像のぼやけが生じる
恐れがある。これらの値は当分野で公知の技術により導
かれる。例えば、Ｒ．Ｊ．Ｎａｓｈ ａｎｄＪ．Ｔ．Ｂ
ｉｃｋｍｏｒｅ，４^thＩｎｔｌ．Ｃｏｎｇ．Ｏｎ Ａｄ
ｖ．Ｉｎ Ｎｏｎ−Ｉｍｐａｃｔ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ
Ｔｅｃｈ．，Ｒ．Ｊ．Ｎａｓｈ，ｅｄ．，ＩＳ＆Ｔ，，
Ｓｐｒｉｎｇｆｉｅｌｄ，ＶＡ，ｐｐ１１３−２６（１
９８８）やＥ．Ｊ．Ｇｕｔｍａｎ ａｎｄ Ｇ．Ｃ．Ｈ
ａｒｔｍａｎｎ，Ｊ．Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｃｉ．＆Ｔｅ
ｃｈ．３６，４，３３５（１９９２）を参照されたい。

【００７４】このように、本発明の現像剤のＡ_Tは好適
には３００〜５００×１０^-2μＣ／ｇである。現像剤の
寿命を通じて得られた画像が一貫している（すなわち、
一貫して高画質を維持する）ように、Ａ_Tは現像剤の寿
命にわたって安定している必要がある。現像剤の寿命は
通常、少なくとも、例えばＡ４用紙２００，０００枚の
印刷に耐える。

【００７５】感光体表面が傷付けられた場合にショート
するのを避け、またより低い現像ガンマ値を実現するた
めに現像剤は絶縁性であることが最も好適である。現像
剤はキャリア設計の選択により絶縁される。キャリアの
破壊電圧は１，７００ボルトより大きく、磁気ブラシ導
電性セルを用いた測定によれば２００ボルトにおいて導
電度は約１×１０^-11〜約１×１０^-10（オーム−ｃｍ）
^-1の範囲にある。（例えば、ここに引用した米国特許第
５，１９６，８０３号を参照されたい）。特に、現像剤
の摩擦電気値（公知のファラデーケージプロセスにより
測定した）は好適には、例えば２０〜２５μＣ／ｇの範
囲にあり、同様に、現像剤の寿命を通じて摩擦電気の安
定性を示す。

【００７６】現像剤の導電性は主にキャリア導電性によ
り制御される。低導電性キャリアを実現するために、ほ
ぼ完全な、すなわち表面の４０％を超えるポリマーコー
ティングを施してキャリア核を覆う。さらに、より球状
に形成されたキャリア核が現像剤の導電性を下げる。

【００７７】最も好適な現像剤組成は表１のトナーを用
いて、表２に要約されるとおりである。

【表２】

【００７８】本発明の現像剤は摩擦電気の安定性、ソリ
ッド領域密度の安定性および優れた光沢を示す。

【００７９】例えば、磁気ブラシ現像システムにより画
像を現像するために表１、２に要約された本発明の最も
好適な現像剤を用いて、現像剤は２００，０００枚を超
える印刷に対して摩擦電気の安定性とソリッド領域密度
の安定性を示す。

【００８０】図１、２に本発明の現像剤のソリッド領域
密度（ＳＡＤ）安定性を示す。黄色現像剤のＳＡＤは、
例えば０．９５〜１．０５、シアン現像剤のＳＡＤは、
例えば１．０５〜１．１５、マゼンタ現像剤のＳＡＤ
は、例えば１．０５〜１．１５、黒色現像剤のＳＡＤ
は、例えば１．３５〜１．４５の範囲にある。

【００８１】図３、４に本発明の現像剤のＡ_T安定性を
示す。しかし、市販されているＸｅｉｋｏｎ社／Ａｇｆ
ａ現像剤はＡ_Tの安定性が欠如しており、図５に示すよ
うに印刷を重ねる間にＡ_Tが下がり続ける。

【００８２】さらに、本発明の現像剤とＸｅｉｋｏｎ社
／Ａｇｆａ現像剤から０．６ＴＭＡにおける湿式沈着パ
ッチが用意された。これらのパッチは、トナーの水溶液
を、例えば、適当な界面活性剤を用いて形成して、フィ
ルタの上にトナーを沈着させるためにをフィルタ通して
液体を引っ張ることにより用意される。赤、緑、青の層
が次の色順で作られている。すなわち黄色の上にマゼン
タ、黄色の上にシアン、シアンの上にマゼンタである。
白色測定はバージン湿式沈積フィルタ上で行われる。

【００８３】結果を表３に要約し、本発明の現像剤の色
範囲（ｇａｍｕｔ）体積増加は９１Ｋを超える。

【表３】 機械色範囲用のデータも測定され、表４に示す。

【表４】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の現像剤を用いた実験による現像剤密
度の経時変化を示す概略図である。

【図２】 本発明の現像剤を用いた図１とは異なる実験
による現像剤密度の経時変化を示す概略図である。

【図３】 本発明の現像剤を用いた実験によるＡ_T安定
性の経時変化を示す概略図である。

【図４】 本発明の現像剤を用いた図３とは異なる実験
によるＡ_T安定性の経時変化を示す概略図である。

【図５】 Ｘｅｉｋｏｎ ＮＶ社が製造する公知の現像
剤のＡ_T安定性の経時変化を示す概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バーバラ エム ファーガソン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 キュー カ パーク エスペランザ ドライブ 110

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１種類の結合剤と、少なくと
   も１種類の着色剤と、必要に応じて１種類以上の添加剤
   と、を含有するトナー粒子を含むトナーであって、 キャリア粒子と摩擦電気的に接触した後で、前記トナー
   の粒径当たりの電荷は０．６〜０．９ｆＣ／μｍ、摩擦
   電気帯電は２０〜２５μＣ／ｇの範囲にあり、 １００℃におけるトナー溶融粘性は３５,０００〜７０,
   ０００ポアズの範囲にあり、 トナー粒子の平均粒径は７．８〜８．３μｍの範囲にあ
   ることを特徴とするトナー。