JP2003533742A - エレクトログラフ現像剤組成物および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エレクトログラフ現像処理に用いられる現像剤組成物およびそのような組成物を用いるための方法を開示する。前記現像剤には、キャリアとしての硬質磁気材料だけでなく、ポリマー樹脂と、着色剤と、疎水性シリカまたは親水性シリカとを含有してなるトナー材料も含まれる。前記疎水性シリカまたは親水性シリカは、使用中の前記キャリア粒子から前記トナー粒子のダスティングを少なくするのに十分な、並びに、前記現像剤組成物の耐用寿命を延ばすために前記トナーの電荷対質量比を維持するのに十分な量で用いられる。さらに、このような現像剤組成物を用いる方法も開示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 関連出願との相互参照 本出願は、開示内容全体が本願明細書に引用される、２０００年５月１７日に
出願された先願の同時係属出願中の米国仮特許出願番号第６０／２０４，９４２
号の３５ ＵＳＣ §１１９（ｅ）の下での利益を請求する。さらに、以下の関
連米国特許出願、すなわち、本出願と同時に出願された「硬質磁気キャリア粒子
を用いたエレクトログラフ法」というタイトルの米国出願番号第 （代
理人事件整理番号：１００４４）も留意される。この出願の開示内容全体が本発
明に引用される。

【０００２】 発明の背景 本発明はエレクトログラフィーに関するものであり、さらに詳しくは、静電電
荷像を乾式現像するための現像剤組成物に関する。

【０００３】 エレクトログラフィーにおいて、静電荷像は、誘電体の表面上に、典型的には
光導電性記録部品の表面上に形成される。具体的に、この像の現像は、この像を
、トナーとして知られる着色された樹脂粒子とキャリアとして知られる磁気的に
引き寄せることができる粒子との混合物を含有する２成分現像剤と接触させるこ
とによって行われる。キャリア粒子は、荷電面積現像構成を用いた場合に、非磁
性トナー粒子が衝突することによって静電像の電荷とは逆の摩擦電荷を得ること
ができる部位として作用する。同様に前記トナー粒子も、当該技術分野において
周知であるように、放電面積現像構成に対して有用である摩擦電荷を得ることが
できる。静電像と現像剤混合物とが接触している間に、前記帯電像に伴うかなり
強い静電力によって（摩擦電気力によって）元々くっ付いていたキャリア粒子か
らトナー粒子が引き剥がされる。このようにしてトナー粒子が光導電性部品上に
沈着することによって静電潜像が見えるようになる。

【０００４】 内部に磁気コアが設置された非磁性材料製の円筒形スリーブからなる磁気アプ
リケータによって前記類の現像剤組成物を静電画像に印加することは一般に知ら
れている。前記コアは、通常、Ｎ極向きとＳ極向きの磁場が交互にあるようにコ
ア表面の周りに配置される、複数の平行な磁気ストリップからなる。これらの磁
場は、前記スリーブを通じて、放射状に広がっており、前記現像剤組成物をスリ
ーブ外面に引き付けることによって当該技術分野において一般に「ブラッシュド
ナップ（ｂｒｕｓｈｅｄ ｎａｐ）」と呼ばれるものを形成する役割を果たす。
前記円筒形スリーブおよび前記磁気コアの片方または両方が互いを基準にして回
転することによって、前記現像剤組成物が供給ためから前記現像剤組成物が現像
される静電像と接触する位置まで送られる。現像後、トナーが離れたキャリア粒
子は上記ためへと戻り、トナーを補給する。

【０００５】 従来は、トナー粒子を静電像まで運んで供給するために軟質磁気材料製のキャ
リア粒子が用いられていた。米国特許第４，５４６，０６０号、４，４７３，０
２９号および５，３７６，４９２号には、キャリア粒子としての硬質磁気材料の
使用およびそのような硬質磁気キャリア粒子を用いて静電像を現像するための装
置が教示されている。前記特許の教示は、すべて本願明細書に引用される。これ
らの特許では、キャリア粒子が、磁気的に飽和したときに少なくとも３００エル
ステッドの飽和保磁力と、１，０００エルステッドの印加磁気フィールドにおい
て少なくとも２０ＥＭＵ／ｇｍの誘導磁気モーメントとを示す硬質磁気材料から
なることが必要とされる。米国特許第４，７６４，４４５号には、より導電性の
高い磁気フェライト材料を得るためにランタンを含有することによって現像効率
および／または現像速度を高める、エレクトログラフ現像用途に用いられる硬質
磁気フェライトキャリア粒子が開示されている。

【０００６】 磁気材料を指す場合の「硬質」および「軟質」という用語は、１９７２年にア
ディソン−ウェスレイ出版社によって出版されたＢ．Ｄ．クリティによる磁気材
料への入門の１８ページに示されているような一般に受け入れられている意味を
有する。

【０００７】 前記硬質磁気キャリア材料は、画像の現像状態が良好なままで現像速度が著し
く速くなるという点で、軟質磁気キャリア材料を使用するよりもずっと進歩して
いる。軟質磁気キャリア粒子を用いた場合の最高速度の４倍の速度まで実証され
ている。

【０００８】 前述の特許で教示されている方法において、硬質磁気材料から成る現像剤が前
記スリーブの外面上に存在する状態で前記スリーブ内の多重極磁気コアが高速回
転することによって、前記現像剤は現像される静電像と基本的に同じ速度で同じ
方向に移動する。前記スリーブ上の急速な極遷移は、キャリアの高い飽和保磁力
のために、キャリアによって機械的に抵抗される。（トナー粒子がキャリア粒子
の表面上に存在する状態の）キャリアのブラッシュドナップからなるキャリア粒
子の鎖がスリーブ上で急速に「反転」することによって、回転する磁気コアによ
って課される磁場の反転に合わさるように列をなし、その結果、光導電素子上の
静電像に接触または近接している現像領域内をスリーブ上のトナーと一緒に移動
することになる。この現像剤と電荷像との相互作用を、便宜上、以降「接触する
」または「接触」と呼ぶことにする。さらに、現像剤の速度を上げるために前記
スリーブも回転してもよい。そのような工程をさらに説明するために米国特許第
４，５３１，８３２号を参照されたい。前記特許の教示も、すべて本願明細書に
引用される。

【０００９】 前記急速な極遷移は、例えば２，０００ｒｐｍの速度で前記磁気コアが回転す
るときに前記スリーブ表面上で最大で毎秒６００回起こり、現像剤が前記現像領
域を通過するときに現像剤に非常に活発で激しい動きをさせる。この激しい動作
は、絶えず現像剤をスリーブの表面からナップの外側へと再循環させて現像のた
めのトナーを供給する。また、この反転動作によって真新しいトナー粒子が前記
像に絶えず供給されることになる。前述の特許に記載されているように、この方
法は、比較的速い現像速度で高密度で高品質の像を提供する。

【００１０】 前記現像剤のナップと前記像部材とが直接相互作用することによって、現像剤
が現像領域の入力側に押し戻されることになる。この押し戻しによって現像剤と
像部材の間の接触面積が広くなり、そのためシステムの現像完成度が高くなる。

【００１１】 このような硬質磁気キャリア現像剤を用いる上記現像システムは、使用中に、
時間の経過とともに「ダスティング」の量が次第に増加してゆく様を示す傾向を
有することがある。このダスティングの現象は、比較的低い電荷対質量（Ｑ／ｍ
）を有するトナー粒子が、回転磁気コア調色ローラーの現像剤ナップから文字通
り振り落とされるときに起こる。これらの現像システムの特徴である、前述のよ
うな激しい鎖の反転動作は、このダスティングの問題の一因であると信じられて
いる。仮説に縛れるつもりはないが、このようなダスティングの原因であると考
えられている仕組みとは、「スカム」の形成、すなわち、キャリア表面へのトナ
ー樹脂の蓄積およびトナー微粒子の現像剤中での蓄積（大きい方の粒子が小さい
方のトナー粒子よりも優先的に現像をする）の如き要因によってキャリアの帯電
力が失われることによって新しい補充トナーの帯電速度が低下するというもので
ある。

【００１２】 米国特許第５，２８６，９１７号には、単成分現像剤と一緒にシリカを用いる
ことによってトナーの流動性を高めることが開示されている。シリカは、米国特
許第５，７２９，８０５号でも同じ理由で用いられていると言われている。これ
らの特許は、硬質磁気材料からなるキャリア材料を用いない現像システムに関す
るものであるため、硬質磁気キャリアを用いる現像システムに特有な特徴には触
れておらず、特に、前述のトナーのダスティングの問題を提示している。

【００１３】 理解されるように、現像剤が老朽してゆくときのトナーの電荷を保持する能力
と他の利点を改善するだけでなく、トナーのダスティングを抑制または最小限に
する改善された方法および材料を開発することが望ましい。

【００１４】 発明の開示 本発明は、シランまたはシリコーン含有材料で処理されて表面を疎水性にされ
たシリカ材料や親水性シリカをも包含する、特定の粒径を有するシリカ材料を現
像剤組成物を調製する際に用いられるトナーに添加することによってダスティン
グの起こる傾向を低下させることができるだけでなく、前記現像剤の寿命が尽き
るまでの電荷安定性も向上させることができるという発見に関する。一般に、こ
のようなシリカの添加量は、ダストの形成を最小限に抑えるのに充分な量である
が、使用中の現像剤が老朽してゆく中でトナーの電荷対質量（Ｑ／ｍ）特性を少
なくとも維持するために充分な量でもある。「トナーの電荷対質量（Ｑ／ｍ）比
を少なくとも維持するため」という句またはそれと同等なものの意味するところ
は、エレクトログラフ処理においてトナーを少なくとも約１０時間、好ましくは
少なくとも約４０時間使用する間に、使用中の（絶対値としての）Ｑ／ｍ値が、
前記トナーの初期Ｑ／ｍ値の少なくとも約５０％の値に維持され、好ましい実施
態様では、前記Ｑ／ｍ値が前記初期Ｑ／ｍ値の少なくとも約７５％の値に維持さ
れ、さらに好ましくは前記初期Ｑ／ｍ値の少なくとも約９０％の値に維持され、
最も好ましくは前記トナーの初期Ｑ／ｍ値よりも大きい値に維持されるというこ
とである。「初期Ｑ／ｍ値」とは、上記処理において上記のように使用されると
きの使用開始時におけるトナーの電荷対質量である。「ダストの形成を最小限に
抑える」という句またはそれと同等なものの意味するところは、トナーのダスト
レベルまたはスローオフが、約５ｇ／ｈｒ未満であることが望ましく、約２ｇ／
ｈｒ未満であることが好ましく、約０．５ｇ／ｈｒ未満であることがさらに好ま
しく、０．１ｇ／ｈｒ未満であることが最も好ましい。

【００１５】 シリカの使用量はトナーの粒径に依って変化するが、トナーの総重量に対して
、一般には約０．１〜約５重量％、好ましくは約０．２５〜約２．５重量％、さ
らに好ましくは約０．４〜約２重量％、最も好ましくは約０．５〜１．７重量％
の量のシリカが用いられる。上記量は、平均粒径が約４〜１２μｍであるトナー
樹脂へ用いる場合に特に好ましい。前記平均粒径は、公知のＣｏｕｌｔｅｒ Ｃ
ｏｕｎｔｅｒ装置を用いて求められる。トナーの粒径が小さくなると、同じ効果
を得るためには必要とされるシリカの量を一般には増やす必要があるが、これは
トナーの粒径が小さいほど処理すべきトナーの総表面積が増えるためであること
は理解されるべきである。

【００１６】 従って、１つの態様において、本発明は、静電潜像の現像に用いられる静電乾
式現像剤組成物に関する。前記現像剤組成物は、帯電したトナー粒子および逆の
極性に帯電した、硬質磁気材料を含有するキャリア粒子との混合物とを含有して
なる。前記トナー粒子の外部表面上には、ＢＥＴ表面積が約５０ｍ²／ｇよりも
大きい疎水性または親水性シリカ粒子が分散されている。

【００１７】 他の態様において、本発明は、静電像を少なくとも１つの磁気ブラシと接触さ
せることからなる前記像を現像するための方法であって、前記磁気ブラシは、（
ａ）予め選択された磁界強度の回転磁気コア、（ｂ）前記回転磁気コアの周りに
配置された外部非磁性シェルおよび（ｃ）帯電したトナー粒子とそれとは逆の極
性に帯電した硬質磁気材料からなるキャリア粒子との混合物を含有するエレクト
ログラフ現像剤組成物とを含有してなり、前記トナー粒子はＢＥＴ表面積が約５
０ｍ²／ｇよりも大きい疎水性または親水性シリカ粒子をその外部表面上に分散
していることを特徴とする前記方法に関する。

【００１８】 本発明の詳細な説明 本発明は、硬質磁気キャリア材料の粒子とトナー粒子を含有する２成分材料で
ある現像剤組成物に関する。本発明者らは、シランまたはシリコーン含有材料で
処理されて表面を疎水性にされたシリカ材料や親水性シリカをも包含する、特定
の粒径を有するシリカ含有材料を前記現像剤組成物を調製する際に用いられるト
ナーに添加することによってダスティングの起こる傾向を低下させることができ
るだけでなく、前記現像剤の寿命が尽きるまでの電荷安定性も向上させることが
できるということを発見した。

【００１９】 開示内容が本願明細書に引用される米国特許第４，５４６，０６０号および４
，４７３，０２９号に関連して前述したように、「硬質」磁気材料をキャリア粒
子として用いると、「軟質」磁気粒子からなるキャリア粒子と比べて、現像速度
が飛躍的に速くなる。これらの特許に開示されている好ましいフェライト材料に
は、Ｍがバリウム、ストロンチウムまたは鉛であるという式ＭＯ．６Ｆｅ₂Ｏ₃で
表されるバリウムフェライト、ストロンチウムフェライトおよび鉛フェライトが
包含される。これらの材料は一般に単相の六方結晶構造を有する。

【００２０】 フェライトキャリアを用いたときの現像効率は、フェライト材料自身の固有抵
抗によって制限される。例えば、これらの材料の固有抵抗は約１×１０¹¹Ωｃｍ
である。しかしながら、元の画像の高品質のコピーを得るには、前記粒子の導電
性も高めながら高い磁気特性、すなわち、磁気的に飽和したときに少なくとも約
３００エルステッドの飽和保磁力と、１，０００エルステッドの印加フィールド
において少なくとも約２０ＥＭＵ／ｇｍの誘導磁気モーメントとを維持すること
が必要である。

【００２１】 広義には磁気フェライト、詳しくは硬質六方結晶構造フェライト（Ｂａ、Ｓｒ
またはＰｂ）、の調製は文献に詳しく記録されている。前記フェライト粒子を調
製するのに、米国特許第３，７１６，６３０号、４，６２３，６０３号および４
，０４２，５１８号（これらの教示は、すべて本願明細書に引用される）；欧州
特許出願第００８６４４５号；”Ｓｐｒａｙ Ｄｒｙｉｎｇ” ｂｙ Ｋ．Ｍａ
ｓｔｅｒｓ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ｌｅｏｎａｒｄ Ｈｉｌｌ Ｂｏｏｋ
ｓ Ｌｏｎｄｏｎ、ｐａｇｅｓ ５０２−５０９および”Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅ
ｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”、Ｖｏｌｕｍｅ ３ ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｅ．
Ｐ．Ｗｏｈｌｆａｒｔｈ ａｎｄ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ｎｏｒｔｈ−Ｈ
ｏｌｌａｎｄ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ａｍｓｔｅｒｄａｍ、
Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、Ｏｘｆｏｒｄ、ｐａｇｅｓ ３１５ ｅｔ ｓｅｑ（これら
の教示も本願明細書に引用される）に記載されている方法の如きあらゆる好適な
方法を用いることができる。例えば、調製されるフェライトが硬質磁気ストロン
チウムフェライトである場合、約８〜１２部のＳｒＣＯ₃および８５〜９０部の
Ｆｅ₂Ｏ₃を、分散剤ポリマー、アラビアゴムおよび溶媒である水と混合してスラ
リーを形成する。このスラリーを噴霧乾燥させて溶媒を取り除き、得られた未加
工のビーズを約１，１００℃〜約１，３００℃で焼成することによって、前述の
所望の硬質磁気フェライト材料が形成される。その後、得られたフェライト材料
を解凝集および／または粉砕することによって、粒径をキャリア粒子として一般
に必要とされる粒径、すなわち、１００μｍ未満、好ましくは約３〜６５μｍに
まで小さくする。そして、得られたキャリア粒子は、本願明細書に記載される粒
子を磁気的に飽和させるのに十分な強度の印加磁気フィールドに曝されることに
よって永久的に磁化される。

【００２２】 本発明は、２種類のキャリア粒子からなる。これらのキャリアの一方は、少な
くとも１種類の多価金属イオンでドープされていてもいなくてもよく、米国特許
第４，５４６，０６０号で用いられているものの如き、バインダーを含有しない
磁気粒子状硬質磁気フェライト材料からなる。このようなキャリアの例として、
米国特許第４，７６４，４４５号並びに共に２０００年５月１７日に出願された
同時係属出願中の米国特許出願番号第０９／５７２，９８８号および０９／５７
２，９８９号に記載されているキャリアが挙げられる。これらの特許および特許
出願の開示内容全体が本願明細書に引用される。これらのキャリア粒子は、前述
のような必要な飽和保磁力と誘導磁気モーメントとを示す。これらの類のキャリ
アが好ましい。

【００２３】 もう一方のキャリアは不均質であり、バインダー（マトリックスとも呼ばれる
）と、必要な飽和保磁力と誘導磁気モーメントとを示す磁気材料との複合物を含
有する。本願明細書において前述の硬質磁気フェライト材料は、個別の微粒子と
してバインダー中に分散される、しかしながら、当業者らが周知なように、用い
られるバインダーは、例えば米国特許第５，２５６，５１３号に記載されている
ようにポリスチレンのようなビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂およ
びポリオレフィン樹脂の如きポリマーバインダーの場合のように、本質的に抵抗
が高い可能性がある。

【００２４】 前記磁気フェライト材料の各小片の大きさは比較的均一で、生成される複合キ
ャリア粒子よりも直径が十分に小さいことが好ましい。一般に、前記磁気材料の
平均直径は、キャリア粒子の平均粒径の約２０％を超えるべきではない。都合の
よいことに、これよりずっと低いキャリアに対する磁気成分の平均粒径比を用い
ることができる。磁気粒子の平均粒径が約５μｍ〜０．０５μｍである場合に優
れた結果が得られる。細分化の度合が磁気特性に不要な変更を加えたりせず、ま
た、選択されたバインダーの量および性質が十分な強度を生み出すだけでなく、
得られるキャリア粒子にも他の望ましい機械的および電気的性質を与えるのであ
れば、上記範囲よりも小さな粒子を用いることもできる。

【００２５】 前記複合物中の磁気材料の濃度は一定でなくてもよい。複合キャリアの固有抵
抗が前述のようなフェライト粒子を表す固有抵抗であるならば、前記粒子中に用
いられる細分化された磁気材料の量は約２０〜約９０重量％でもよい。

【００２６】 １，０００エルステッドの印加フィールドにおける複合キャリアの誘導モーメ
ントは、前記粒子中の磁気材料の濃度に依存する。従って、前記磁気材料の誘導
モーメントは、そのような誘導モーメントに対する前記磁気材料のバインダー中
での希釈による影響を補償するには、約２０ＥＭＵ／ｇｍよりも十分に大きくな
ければならないことは理解されるであろう。例えば、前記複合粒子中の磁気材料
の濃度が約５０重量％である場合、前記磁気材料の１，０００エルステッドの印
加フィールドにおける誘導磁気モーメントは、前記複合粒子にとって最低レベル
である２０ＥＭＵ／ｇｍを達成するには、少なくとも約４０ＥＭＵ／ｇｍでなけ
ればならないことは理解されるであろう。

【００２７】 前記細分化された磁気材料と共に用いられるバインダー材料は、必要とされる
機械的および電気的特性を与えるものが選択される。前記バインダー材料は、（
１）磁気材料との接着性がよく、（２）強くて表面の平滑な粒子の形成を促進さ
せ、そして（３）好ましくは、前記トナーがキャリアと混合するときに前記トナ
ーとキャリアの間の静電荷の極性と大きさが適切となるように、前記トナー粒子
とは摩擦電気特性に関して十分に異なっているべきである。

【００２８】 マトリックスは有機でも無機でもよく、例えばガラス、金属、シリコーン樹脂
などからなるマトリックスが挙げられる。天然若しくは合成ポリマー樹脂または
適当な機械的特性を有するそのような樹脂の混合物の如き有機材料が用いられる
ことが好ましい。（このように用いられる樹脂を調製するのに用いることができ
る）適当なモノマーの例として、アルキルアクリレートおよびアルキルメタクリ
レートの如きビニルモノマー、スチレンおよび置換スチレン並びにビニルピリジ
ンの如き塩基性モノマーが挙げられる。これらと、アクリル酸やメタクリル酸の
ような酸性モノマーの如き他のビニルモノマーとを用いて調製されたコポリマー
を用いることができる。都合のよいことに、このようなコポリマーは、ジビニル
ベンゼン、グリコールジメタクリレート、トリアリルシトラートなどの如き多官
能性モノマーを少量含有している。ポリエステル、ポリアミドまたはポリカーボ
ネートの如き縮合ポリマーを用いることもできる。

【００２９】 本発明による複合キャリア粒子の調製では、熱を利用して熱可塑性材料を軟ら
かくしたり、熱硬化性材料を硬化させたり、蒸発乾燥を利用して液状ビヒクルを
除去したり、成形、注入成形、押出成形、切断またはせん断において圧力または
熱と圧力の両方を用いてキャリア粒子を形成したり、例えばボールミルで粉砕す
ることによってキャリア材料の大きさを適当な粒径にまで小さくしたり、および
、シフティング作業によって前記粒子を分類することができる。

【００３０】 ある調製法によれば、粉末状の磁気材料をバインダー樹脂の溶液に分散させる
。その後、溶媒を揮発させ、得られた固形の塊を粉砕および篩い分けによって細
分化することによって適当な大きさのキャリア粒子を生成することができる。別
の方法によれば、乳化重合または懸濁重合を用いることによって平滑性と耐用寿
命に優れた均一なキャリア粒子が生成される。

【００３１】 磁気材料の飽和保磁力とは、誘導磁気モーメントを残留磁気（ｒｅｍａｎａｎ
ｃｅ）値から０まで下げるのに必要な最小の外部磁力を意味する。前記飽和保磁
力は、外部フィールド内だけでなく、前記材料が磁気的に飽和された後、すなわ
ち、前記材料が永久的に磁化された後にも一定に保たれる。本発明のキャリア粒
子の飽和保磁力の測定には各種装置および方法を用いることができる。本発明の
場合、オハイオ州、ＷｅｓｔｅｒｖｉｌｌｅのＬａｋｅｓｈｏｒｅ Ｃｒｙｏｔ
ｒｏｎｉｃｓ社から入手可能なＬａｋｅｓｈｏｒｅ Ｍｏｄｅｌ ７３００ Ｖ
ｉｂｒａｔｉｎｇ Ｓａｍｐｌｅ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒを用いて粉末状の
サンプルの飽和保磁力を測定する。磁気フェライト粉末を非磁性ポリマー粉末（
磁気粉末が９０重量％、ポリマーが１０重量％）を混合する。この混合物を、前
記ポリマーの融点よりも高い温度にまで加熱した毛細管に投入し、室温まで冷却
する。次に、前記装填された毛細管を前記磁力計のサンプルホルダー内に設置し
、外部フィールド（単位：エルステッド）対誘導磁気（単位：ＥＭＵ／ｇｍ）の
磁気ヒステリシスループのグラフを作図する。この測定の間、サンプルは０〜±
８，０００エルステッドの外部フィールドに曝されている。

【００３２】 現像剤のトナー粒子を適切に帯電させるために、キャリア粒子をコーティング
してもよい。これは、フェライト材料と、少量の粉末樹脂、例えば前記フェライ
ト材料と前記樹脂の総重量に対して約０．０５〜約３．０重量％の前記樹脂との
乾燥混合物を形成し、この混合物を加熱して前記樹脂を溶融させることによって
行われる。そのような低濃度の樹脂が、フェライト粒子の表面上に、薄いまたは
不連続な樹脂の層を形成する。

【００３３】 硬質磁気キャリア粒子をコーティングするものとして各種樹脂材料を用いるこ
とができる。その例として、米国特許第３，７９５，６１７号、３，７９５，６
１８号および４，０７６，８５７号に記載されているものが挙げられる。これら
の特許の教示は、すべて本願明細書に引用される。樹脂の選択は、対象となるト
ナーとの摩擦電気に関する関係に依存する。正に帯電することが望まれるトナー
と共に用いられる場合、キャリアをコーティングするのに好ましい樹脂としては
、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリ（フッ化ビニリデン）およびポリ（フ
ッ化ビニリデン−共−テトラフルオロエチレン）の如きフルオロカーボンポリマ
ーが挙げられる。負に帯電することが望まれるトナーと共に用いられる場合、キ
ャリアをコーティングするのに好ましい樹脂としては、シリコーン樹脂、アクリ
ル樹脂およびポリ（フッ化ビニリデン）とポリメチルメタクリレートの混合物の
如き樹脂同士の混合物が挙げられる。このようなコーティングに好適な各種ポリ
マーは、米国特許第５，５１２，４０３号にも記載されている。前記特許の教示
は、すべて本願明細書に引用される。

【００３４】 現像剤は、キャリア粒子とトナー粒子とを好適な濃度で混合することによって
形成される。本発明の現像剤には、高濃度のトナーを用いることができる。従っ
て、本発明の現像剤は、前記現像剤の総重量に対して、約７０〜９９重量％のキ
ャリアと、約３０〜１重量％のトナーとを含有することが好ましく、約７５〜９
９重量％のキャリアと、約２５〜１重量％のトナーとを含有することが最も好ま
しい。

【００３５】 本発明のトナー成分は、着色されていてもよい粉末状の樹脂でもよい。通常、
それは、樹脂と、着色剤すなわち染料または顔料と、当該技術分野において公知
である任意の他の所望の添加物とを、ピグメントフラッシュ（ピグメントプレス
ケーキと当該技術分野において公知の樹脂との特殊な混合物）、顔料−樹脂マス
ターバッチまたは純粋なドライバルクピグメントのいずれかの形態で混合するこ
とによって調製される。不透明度の低い現像像が所望される場合、着色剤を添加
する必要は全くない。しかしながら、着色剤を含有する方が一般的であり、その
着色剤は、原則として、カラーインデックス、ＩおよびII巻、第２版に記載され
ている材料のいずれでもよい。カーボンブラックが特に有用である。着色剤の量
は広範囲に亘っていてもよく、例えばトナー成分の約２〜約２０重量％である。
複数の着色剤を組み合わせて用いることもできる。

【００３６】 樹脂と着色剤の混合物を加熱および粉砕することによって着色剤と他の添加物
とを樹脂中に分散させる。この塊を冷却し、より小さな塊へと粉砕してから微粉
砕する。得られたトナー粒子の粒径は約０．５〜約２５μｍ、平均粒径は約１〜
約１６μｍの範囲に亘る。キャリアのトナー粒子に対する平均粒径比は、約１５
：１〜約１：１の範囲にあることが好ましい。しかしながら、５０：１といった
高いキャリア対トナー平均粒径比が有用である。

【００３７】 トナー樹脂は、例えば、米国特許第４，０７６，８５７号に記載されているよ
うな天然または合成樹脂および改質天然樹脂といった広範囲の各種材料から選択
することができる。特に有用なのは、米国特許第３，９３８，９９２号および３
，９４１，８９８号に記載されている架橋ポリマーである。スチレンまたは低級
アルキルスチレンと、アルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレートの如
きアクリルモノマーとの架橋または非架橋共重合体が特に有用である。さらに、
ポリエステルの如き縮合ポリマーも有用である。トナー樹脂として好適に用いら
れる多数のポリマーが米国特許第４，８３３，０６０号で紹介されている。米国
特許第３，９３８，９９２号、３，９４１，８９８号、４，０７６，８５７号お
よび４，８３３，０６０号の教示は、すべて本願明細書に引用される。

【００３８】 トナーの形状は、粉砕されたトナーの場合のように不揃いでもよいし、球形で
もよい。球形のトナーは、溶媒中のトナー樹脂の溶液を噴霧乾燥させることによ
って得られる。あるいは、球形粒子は、Ｊ．Ｕｇｅｌｓｔａｄに対して１９７９
年９月５日に発行された欧州特許第３９０５号に記載されているポリマービーズ
膨潤法、並びに、米国特許第４，８３３，０６０号に記載されている方法の如き
懸濁重合によって調製することができる。これらの教示は、すべて本願明細書に
引用される。

【００３９】 また、トナーには、電荷制御剤やブロッキング防止剤の如き、当該技術分野に
おいて周知であるようなその他の成分が少量含有されていてもよい。特に有用な
電荷制御剤は、米国特許第３，８９３，９３５号および４，２０６，０６４号並
びに英国特許第１，５０１，０６５号に記載されている。これらの特許の教示は
、すべて本願明細書に引用される。また、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕ
ｒｅ、Ｎｏ．２１０３０、Ｖｏｌｕｍｅ ２１０、Ｏｃｔｏｂｅｒ、１９８１（
ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅ
ｓ Ｌｔｄ．、Ｈｏｍｅｗｅｌｌ、Ｈａｖａｎｔ、Ｈａｍｐｓｈｉｒｅ、ＰＯ９
１ＥＦ、Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ）に記載されているような第４級アン
モニウム塩電荷剤も有用である。

【００４０】 一般に、このようなシリカの添加量は、ダストの形成を最小限に抑えるのに充
分な量であるが、使用中の現像剤が老朽してゆく中でトナーのＱ／ｍ電荷比を少
なくとも維持するために充分な量でもある。前述のように、シリカの量はトナー
の粒径に幾分依存して変化するが、トナーの総重量に対して、一般には約０．１
〜約５重量％、好ましくは約０．２５〜約２．５重量％、さらに好ましくは約０
．４〜約２重量％、最も好ましくは約０．５〜１．７重量％の量のシリカが用い
られる。

【００４１】 本発明の方法の実施態様では、回転磁気コアと、外部非磁性シェルと、前述の
２成分乾式現像剤からなる磁気ブラシ現像装置に静電像を接触させる。このよう
にして現像される静電像は、光レセプターの像に合わせた光伝導減衰、または、
誘電記録素子の表面への像に合わせた電荷像の適用の如き様々な方法によって形
成することができる。高速電子写真式コピー装置の場合のように光レセプターが
用いられる場合、静電像を整形するためにハーフトーンスクリーニングを用いる
ことができるが、スクリーニングと本発明の方法に従った現像との組み合わせに
よって、高いＤｍａｘと優れた階調範囲を示す高品質の像が生成される。光レセ
プターを一体型ハーフトーンスクリーンと共に用いる方法を含む代表的なスクリ
ーニング法は、米国特許第４，３８５，８２３号に記載されている。

【００４２】 以下の実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。

【００４３】本発明の具体的な実施態様 以下の実施例では、特に断らない限り、すべての「部」および「％」は、それ
ぞれ「重量部」および「重量％」を意味し、温度は摂氏（℃）で示されるものと
する。

【００４４】実施例１〜３ 図１は、本発明による、硬質磁気キャリア粒子（硬質ストロンチウムフェライ
ト）と、様々な濃度のシリカで処理されたトナーとを用いて調製された負の極性
の現像剤のデータを示す。

【００４５】 実施例１〜３では、それぞれ、疎水化シリカ（ドイツのデグッサ社製のＲ９７
２）を、前記トナーの総重量に対して、０．２５重量％、０．７重量％および１
．５重量％の量で前記トナーに添加する。前記Ｒ９７２シリカは、ジクロロジメ
チルシランで表面処理されることによって疎水化されており、製造業者によれば
、前記表面疎水化処理前は、公知のＢＥＴ分析によって求められるように約１３
０（±２５）ｍ²／ｇの表面積を有する。製造業者によれば、前記表面疎水化処
理後は、前記Ｒ９７２シリカのＢＥＴ表面積は１１０ｍ²／ｇである。

【００４６】 前記トナーは、ポリエステル樹脂と、銅フタロシアニン顔料「フラッシュ」と
を、電荷制御剤、すなわち、ジ−ｔ−ブチルサリチル酸のアルミニウム複合物で
ある日本のＯｒｉｅｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製のＢｏｎｔｒｏｎ Ｅ−８８
と一緒に混合することによって調製される。前記材料は、押出ブレンドされた後
に粒状に微粉砕される。前記トナーを分級することによってＣｏｕｌｔｅｒ Ｃ
ｏｕｎｔｅｒ装置によって測定された場合に約８μｍである体積中央粒径が得ら
れる。

【００４７】 この得られたトナーを、ドイツのカッセルにあるティセン ヘンシェル インダ
ストリーテクニーク ＧｍｂＨ社製の高エネルギーミキサーであるヘンシェル
ＦＭ７５ミキサー中で、前記粉砕分級されたトナー粒子を前記Ｒ９７２表面処理
剤とパウダーブレンドすることによって表面処理する。前記トナーと前記Ｒ９７
２シリカは、前述の重量％が得られるのに十分な量で前記ミキサーに投入される
。その後、前記ミキサーを１，７４５ｒｐｍの速度で２．５分間作動させる。そ
して、得られたトナー／シリカ混合物を収集し、３２５メッシュの篩いで篩い分
けることによって、凝集したシリカ粒子を取り除く。そして、表面処理され篩い
にかけられたトナーを用いて、以下に説明するように現像剤を調製する。

【００４８】 用いられるキャリアは、インディアナ州のバルパリソにあるパウダーテック社
製の硬質磁気ストロンチウムフェライト粒状材料である。前記入手されるキャリ
アはシリコーン樹脂で被覆されている。

【００４９】 前記現像剤は、前記トナーとキャリアとを、得られる現像剤の６重量％がトナ
ーで、前記現像剤組成物の残りをキャリアが占めるような量で混合することによ
って調製される。

【００５０】 一式の現像剤寿命試験を寿命試験器具の上で行った。前記寿命試験器具は、教
示全体が本願明細書に引用される米国特許第４，４７３，０２９号に記載されて
いるものと同様の調色機からなる。前記調色機は、磁気トナー濃度モニターと、
供給機構（搬送ローラーまたはバケットブリゲードおよび供給スカイブ（ｆｅｅ
ｄ ｓｋｉｖｅ））と、回転コアと、シェル調色ローラーと、トナー補充装置と
を備えた混合ためを有する。トナーは、バイアス現像によって連続して金属ドラ
ムへと取り出され、ブレードクリーニング機構によって前記金属ドラムから取り
除かれる。前記装置からトナーが無くなると、前記磁気モニターと制御回路とが
、前記サンプ中のトナーの濃度が一定に保たれるように補充トナーを添加する。
取り出し速度は、バイアス現像の電圧によって制御される。質量単位の電荷は、
後述のＥＴ法またはＭＥＣＣＡ法によってオフラインで測定され、削り取られる
前の金属ドラム上のトナーの真空プローブ（ＶＰ法）によってオンラインで測定
される。ダストは、前記調色ローラー自体に隣接して取り付けられた真空フィル
ター装置によって測定されるが、一般に収集は約１５分間行われ、収集されたダ
ストはｇ／ｈ単位で報告される。

【００５１】 トナーＱ／ｍ比は、空間を置いて平行に配置された２枚の電極板からなるＭＥ
ＣＣＡ装置で測定されるが、前記２枚の電極板は、現像剤のサンプルに電界と磁
界の両方を印加することによって、電界と磁界が組み合わさった影響で前記混合
物の２つの成分、すなわちキャリア粒子とトナー粒子、とを分離させることがで
きる。０．１００ｇの現像剤混合物のサンプルを、金属底板の上に設置する。次
に、このサンプルに、前記２枚の電極板の間で３０秒間、６０Ｈｚの磁界と２，
０００ボルトの電位を受けさせて、現像剤を攪拌する。前記ＥＴ法は、回転磁界
を用いること以外は、前記ＭＥＣＣＡ法と基本的に同じである。電界と磁界が組
み合わさった影響を受けてキャリア粒子からトナー粒子が放出され、放出された
トナー粒子は上の方の電極板に引き付けられて、その上に沈着するが、磁気キャ
リア粒子の方は下の方の電極板に留まったままである。電位計によって、上の方
の電極板に沈着したトナーの累積電荷が測定される。マイクロクーロン／グラム
（μＣ／ｇ）単位で表されるトナーのＱ／ｍ比は、上の方の電極板から回収した
沈着トナーの質量で前記累積電荷を割ることによって計算される。

【００５２】 図１において、μＣ／ｇ単位の電荷対質量（Ｑ／ｍ）は、前記トナーを表面処
理するシリカの量が増えるにつれて高くなるように見える。一方、ダスティング
レベルは、シリカの濃度が高くなるにつれて低くなるように見える。

【００５３】実施例４〜７ 図２および３は、実施例４〜７の場合の、Ｒ９７２シリカの一連の濃度（トナ
ーの総重量に対して０．７重量％、１．０重量％、１．２重量％および１．５重
量％）と現像剤の寿命との結果を示すものであり、前記結果は、以下の点を除い
て、実施例１〜３の結果と同様である。

【００５４】 トナーは、電荷制御剤がジ−ｔ−ブチルサリチル酸の亜鉛複合体である、オリ
エント ケミカル社製のボントロン Ｅ−８４であること以外は、実施例１〜３
と実質的に同じ様にして調製する。前記トナーのコールターカウンターによって
測定された体積中央平均粒径は８μｍである。

【００５５】 一方、キャリアは、実施例１〜３のシリコーンコーティングではなく、６０重
量％のポリフッ化ビニリデンと４０重量％のポリメチルメタクリレートとの混合
物で被覆されている。前記キャリアは、このポリマー混合物を前記キャリアと混
合した後に、前記ポリマー混合物が前記キャリアと溶融するのに十分な点までオ
ーブンで前記ポリマー混合物と前記キャリアとの混合物を加熱することによって
、前記ポリマー混合物によって被覆される。前記ポリマー混合物は、前記キャリ
アの総重量に対して約１．２３重量％の量で前記キャリアにコーティングされる
。

【００５６】 さらに、現像剤は６重量％のトナーを含んでなり、その残りはキャリアが占め
る。

【００５７】 理解されるように、表面処理用のＲ９７２の濃度を上げると、Ｑ／ｍ（図２）
は増加するが、現像剤寿命の関数としてのダスティング（図３）は減少する。こ
れらの試験を時間をかけて行うと、現像剤の相対感湿度がトナーの相対電荷レベ
ルに影響を及ぼす。１．５重量％での試験を一般的な夏の天候と同じ高湿度条件
で実施すると、前記条件は、それよりも湿度の低い天候条件下において実施され
る１．２重量％での試験に対して、電荷レベルを低下させる。従って、図面上で
はほぼ同じ様に見えるとしても、１．５重量％の前記材料は１．２重量％の前記
材料よりも高い荷電力を持っていると信じられている。

【００５８】実施例８および９ 実施例８および９では、以下の点を除いて、実施例４〜７の手順を実質的に繰
り返す。図４は、実施例４〜７で説明したのと同じキャリアを用いた同様の現像
剤を用いた寿命試験器具による実験の結果を示している。トナーには、用いる着
色剤がカーボンブラック、すなわちマサチューセッツ州のＢｏｓｔｏｎにあるキ
ャボット社製のリーガル ３３０を除いて、同じ成分を用いている。前記トナー
は、ドイツのデグッサ社製のＲＹ２００シリカで表面処理されており（製造業者
によれば、疎水化される前のシリカの、ＢＥＴ分析によって測定される表面積は
２００（±２５）ｍ²／ｇである）、前記シリカは、前記トナーの総重量に対し
て０．７〜１．０重量％の量で前記トナーに添加される。前記製造業者から得ら
れるＲＹ２００シリカは、シリコーン油で表面処理されることによって、その表
面が疎水性になる。Ｒ９７２シリカを用いた場合のように、シリカレベルの増加
は、現像剤寿命の関数としてダスティングが減少することが図４から分かる。Ｍ
ＥＣＣＡ法およびＶＰ法によれば、トナーのシリカ含有量が高いほど電荷も高か
った。ＭＥＣＣＡ法が現像剤サンプル全体を測定（すべての使用可能なトナーを
現像する）のに対し、ＶＰ法は、（使用可能なトナーの一部のみを現像すること
で知られている）代表的な調色処理で現像されるトナーを観察する。

【００５９】 上記実施例に基づくと、シリカに関連する基本的な現象および性能の向上は、
いずれのキャリア表面被膜、すなわちシリコーン樹脂またはポリフッ化ビニリデ
ン／ポリメチルメタクリレート樹脂混合物の場合も、および、いずれのシリカ、
すなわちＲ９７２シリカおよびＲＹ２００シリカの場合も同じように見える。

【００６０】 仮説に縛れるつもりはないが、電子顕微鏡によるデータは、シリカがトナー粒
子間を自由に移動することによって、これらの自由に移動できるシリカが新しい
補充トナーと電荷を共有することができるので、ダストの問題が最小限に抑えら
れることを示しているように見える。

【００６１】 シリカの主粒径が小さいほど、電荷の増加とトナーダスティングの減少の効果
、すなわち「スローオフ（ｔｈｒｏｗｏｆｆ）」、がより顕著になる。一般に、
粒径は、シリカの表面処理が行われる前のシリカ粒子のＢＥＴ分析によって測定
される表面積が約５０ｍ²／ｇよりも大きくなるような値をとるべきであり、そ
のようなＢＥＴ分析による値が約１００〜約４１０ｍ²／ｇであることが好まし
い。ＢＥＴ分析は表面処理が行われる前に実施されるべきであるが、これは、表
面処理によってシリカの表面特性が変わってしまい、表面処理後に前記分析を実
施すると間違った粒径のデータが得られるためである。

【００６２】実施例１０〜１２および比較例ＡおよびＢ 以下に説明するアドミックスダスト試験を用いてダストレベルを特徴付ける。
図５は、実施例１〜３のシリコーンで被覆されたキャリア粒子を用いて調製され
た現像剤を用いて実施したシリカ濃度実験の結果を示している。トナーは、ポリ
エステルバインダーと、ピグメントレッド５７：１マゼンタピグメントと、ボン
トロン Ｅ−８８電荷制御剤とから成る。用いられるシリカは、前述したＲ９７
２シリカとＲＹ２００シリカ、並びにキャボット社製のＴＧ８１０Ｇシリカであ
る。製造業者によれば、ＴＧ８１０ＧシリカのＢＥＴ分析によって測定された（
疎水化処理前の）ＢＥＴ表面積は３２５（±２５）ｍ²／ｇである。

【００６３】 現像剤組成物の総重量に対するトナー濃度（ＴＣ）が８重量％である現像剤を
ロボットリストシェーカで２分間攪拌した後に、ボトルブラシ装置で１０分間攪
拌した。第１の運動期間では、４〜７グラム分の現像剤を４ドラムのガラス製ね
じ口びんに投入し、蓋を締め、そして約２ヘルツ（Ｈｚ）、最大振幅約１１ｃｍ
の条件下で２分間「手首運動型」ロボットシェーカを作動させてこのびんを振動
させることによって前記現像剤を激しく振動させて、摩擦電気を帯電させる。

【００６４】 この現像剤を、回転コア磁気ブラシ上で、さらに１０分間の運動期間にさらす
。前記ロボットシェーカから回収されたびんが前記ブラシに固定されている間、
前記磁気コアが２，０００ｒｐｍで回転することによって、エレクトログラフ処
理における前記現像剤の実際の使用状態が見積もられる。このように、前記現像
剤は、まるで磁気ブラシの上に直接存在しているかのように運動させられるが、
びんに入れられているので減ることは全くない。この運動の後のトナーの電荷レ
ベルは、「１０分ＢＢ」または「１０分ボトルブラシ」と示される。

【００６５】 トナーのＱ／ｍはＥＴ法によって測定される。同じトナーを（４重量％）追加
し、（図５での混合工程の）得られた現像剤を手首の運動でさらに１５秒間振り
混ぜた後に、小型回転磁気コア調色ローラーの上に、真空濾過装置が前記ローラ
ーの上に直接設置されている状態で設置する。１分間作動させた後の前記フィル
ターで収集されたトナー粒子は、ダスト、すなわちスローオフ、値として図５に
示される。トナーに対するＲ９７２シリカ、ＲＹ２００シリカおよびＴＧ８１０
Ｇシリカの量が増えるとダスティングが減少することになることが分かる。これ
らのシリカは、それぞれ、ジクロロジメチルシラン、シリコーン油およびヘキサ
メチルジシラザンからなる疎水化処理を有し、表面処理前の出発シリカの表面積
は、それぞれ約１３０ｍ²／ｇ、２００ｍ²／ｇおよび３２５ｍ²／ｇである。

【００６６】 ４番目のシリカサンプル（比較例Ａ）であるＲＹ５０（デグッサ社製）はスロ
ーオフが向上していないことが示されている。これはシリコーン油処理を有する
が、ＢＥＴ法におけるバラツキを考慮しない場合の出発シリカのＢＥＴ表面積値
は５０ｍ²／ｇである（他の３種類のシリカよりも主粒径が大きい）。従って、
前記シリカの粒径は、トナーが硬質磁気キャリア現像処理において向上したダス
ティング性能を示すために、約５０ｍ²／ｇよりも大きくなるべきである。

【００６７】 これらのプロットにおける５番目のサンプル（比較例Ｂ）は、疎水性チタニア
であるデグッサ社のＴ８０５である。このチタニア材料はダスティングを著しく
増加させることが分かるが、この増加は好ましくはない。

【００６８】実施例１３〜１４ 疎水化Ｒ９７２シリカの代わりに親水性のヒュームドシリカ（デグッサ社製の
エーロシル２００であり、ＢＥＴ分析によって測定された比表面積は２００ｍ²
／ｇである）を用いる以外は、実施例４〜７の手順が実質的に繰り返される。用
いられるシリカの量は、トナーの総重量に対して、実施例１３では０．７重量％
、実施例１４では１．２重量％である。得られる現像剤の電荷対質量およびダス
トレベルなどの特性は、実施例１〜３で説明したＭＥＣＣＡ試験およびオンライ
ンダスト試験を用いることによって測定される。

【００６９】 実施例１３および１４のデータを図６に示す。分かるように、表面処理に用い
られる量の親水性シリカを用いて、電荷レベルや実施例１〜１２で説明されたダ
ストレベルを制御することができる。

【００７０】 同じまたは同等の粒径範囲を有する他の疎水化シリカおよび親水性シリカの場
合にも同じ様な結果が得られる。

【００７１】 本発明の現像剤組成物にトナー用の表面処理剤として疎水化シリカを用いるこ
とによって得られるデータは、そのようなシリカは、シリカ粒子がトナー樹脂バ
インダーの表面を貫通し、少なくともその１部を前記樹脂内に埋め込む、すなわ
ち取り込まれる、という傾向である「エンベッドメント（埋め込み）」に陥りに
くいことを示している。シリカ粒子および／またはチタニア粒子がトナー樹脂バ
インダー内に埋め込まれている表面処理されたトナーを調製するための方法は、
教示が本願明細書に引用される米国特許第６，１９７，４４６号および６，２０
０，７２２号に記載されている。このようなエンベッドメントによってダストの
制御および電荷レベルの維持の補助に関するシリカの性能が低下すると信じられ
ているので、そのようなエンベッドメントはシリカにとって必ずしも望ましいわ
けではないことが分かっている。

【００７２】 本願明細書で用いられる「エレクトログラフィー」および「エレクトログラフ
ィック」という用語は、表面に形成された静電電荷パターンを露光有りまたは無
しで現像するという像形成処理をも包含する広義な用語であるため、電子写真術
および他の同様の処理も包含される。

【００７３】 好ましい実施態様を詳細に検討しながら本発明をかなり詳しく説明してきたが
、このような実施態様に、本発明の適用範囲内で、変更および修正を加えること
ができることは理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （後述のＥＴ法およびＶＰ法によって求められる）電荷対質量（Ｑ／ｍ）（単
位：μＣ／ｇ）対現像剤寿命（単位：時間）のグラフであり、以下の実施例１〜
３に関連して述べられる。

【図２】 （後述のＭＥＣＣＡ法によって求められる）電荷対質量（Ｑ／ｍ）（単位：μ
Ｃ／ｇ）対現像剤寿命（単位：時間）のグラフであり、以下の実施例４〜７に関
連して述べられる。

【図３】 オンライントナースローオフ（単位：ｇ／ｈ）対現像剤寿命（単位：時間）の
グラフであり、以下の実施例４〜７に関連して述べられる。

【図４】 （ＭＥＣＣＡ法とＶＰ法の両方によって求められる）μＣ／ｇ単位の電荷対質
量（Ｑ／ｍ）とｇ／ｈ単位のオンライントナースローオフの現像剤寿命（単位：
時間）に対するグラフであり、以下の実施例８および９に関連して述べられる。

【図５】 μＣ／ｇ単位の電荷対質量（Ｑ／ｍ）とアドミックスダストレベル（単位：マ
イクログラム−ｍｇ）のトナーの表面処理に用いられたシリカの量（単位：トナ
ーの総重量に対する重量％）に対するグラフであり、以下の実施例１０〜１２お
よび比較例ＡおよびＢに関連して述べられる。

【図６】 ＭＥＣＣＡ法によって求められるμＣ／ｇ単位の電荷対質量（Ｑ／ｍ）とアド
ミックスダストレベル（ｍｇ）のトナーの表面処理に用いられたシリカの量（単
位：トナーの総重量に対する重量％）に対するグラフであり、以下の実施例１３
〜１４に関連して述べられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ， ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，Ｓ Ｎ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ( ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，Ｔ Ｍ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，Ｂ Ｂ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＺ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 スリニバサン・エイ・サトヤナラヤン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14620 ロチェスター、サバーバン・コート 102−８ (72)発明者 ペーター・エス・アレクサンドロビッチ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14617 ロチェスター、バン・ヴォーリス・アベ ニュー 324 (72)発明者 ロバート・ディ・フィールズ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14622 ロチェスター、ザ・ハイランズ 20 Ｆターム(参考） 2H005 AA08 BA02 CA12 CA26 CB04 CB13 EA01 EA05 EA07 EA10 FA02 2H031 AC08 AC11 AC17 AC22 AD01 BA05 BA09

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を現像するのに用いられる静電乾式現像剤組成物で
   あって、前記現像剤組成物は、帯電したトナー粒子および硬質磁気材料からなる
   逆の極性に帯電したキャリア粒子の混合物を含有してなり、前記トナー粒子はＢ
   ＥＴ表面積が約５０ｍ²／ｇよりも大きいシリカ粒子がその外部表面上に分散さ
   れていることを特徴とする前記現像剤組成物。
2. 【請求項２】 前記シリカは疎水性シリカであり、前記シリカ粒子は、前記
   シリカ粒子の表面疎水化処理の前に、約５０ｍ²／ｇよりも大きいＢＥＴ表面積
   を有する、請求項１に記載の現像剤組成物。
3. 【請求項３】 前記シリカは、ジクロロジメチルシラン、シリコーン油また
   はヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカである、請求項２に記
   載の現像剤組成物。
4. 【請求項４】 前記シリカ粒子は、前記シリカ粒子の表面疎水化処理の前に
   、約１００〜約４１０ｍ²／ｇのＢＥＴ表面積を有する、請求項２に記載の現像
   剤組成物。
5. 【請求項５】 前記シリカは親水性シリカである、請求項１に記載の現像剤
   組成物。
6. 【請求項６】 前記シリカは、約１００〜約４１０ｍ²／ｇのＢＥＴ表面積
   を有する、請求項１に記載の現像剤組成物。
7. 【請求項７】 前記トナー粒子の平均粒径は約４〜１２μｍである、請求項
   １に記載の現像剤組成物。
8. 【請求項８】 用いられるシリカの量が、前記トナー粒子の総重量に対して
   、約０．１〜約５重量％である、請求項１に記載の現像剤組成物。
9. 【請求項９】 用いられるシリカの量が、前記トナー粒子の総重量に対して
   、約０．４〜約２重量％である、請求項１に記載の現像剤組成物。
10. 【請求項１０】 用いられるシリカの量が、前記トナー粒子の総重量に対し
    て、約０．５〜１．７重量％である、請求項１に記載の現像剤組成物。
11. 【請求項１１】 前記硬質磁気材料が硬質磁気フェライトである、請求項１
    に記載の現像剤組成物。
12. 【請求項１２】 前記硬質磁気フェライトがストロンチウムフェライトであ
    る、請求項１１に記載の現像剤組成物。
13. 【請求項１３】 前記トナー粒子は、エレクトログラフ法で用いられるとき
    に初期電荷対質量比（Ｑ／ｍ）を有し、前記シリカ粒子は、前記現像剤組成物が
    前記エレクトログラフ法で用いられる際に初期Ｑ／ｍ値の少なくとも５０％のＱ
    ／ｍ値を維持するのに十分な量で用いられる、請求項１に記載の現像剤組成物。
14. 【請求項１４】 前記シリカ粒子は、初期Ｑ／ｍ値の少なくとも９０％の前
    記トナーについてのＱ／ｍ値を維持するのに十分な量で用いられる、請求項１３
    に記載の現像剤組成物。
15. 【請求項１５】 前記シリカ粒子は、前記初期Ｑ／ｍ値よりも大きなＱ／ｍ
    値を維持するのに十分な量で用いられる、請求項１３に記載の現像剤組成物。
16. 【請求項１６】 前記シリカ粒子は、５ｇ／ｈｒ未満のトナーダストレベル
    を維持するのに十分な量で用いられる、請求項１に記載の現像剤組成物。
17. 【請求項１７】 前記シリカ粒子は、約０．５ｇ／ｈｒ未満のトナーダスト
    レベルを維持するのに十分な量で用いられる、請求項１に記載の現像剤組成物。
18. 【請求項１８】 前記シリカ粒子は、約０．１ｇ／ｈｒ未満のトナーダスト
    レベルを維持するのに十分な量で用いられる、請求項１に記載の現像剤組成物。
19. 【請求項１９】 静電像を少なくとも１つの磁気ブラシと接触させることか
    らなる前記像を現像するための方法であって、前記磁気ブラシは、（ａ）予め選
    択された磁界強度の回転磁気コア、（ｂ）前記回転磁気コアの周りに配置された
    外部非磁性シェルおよび（ｃ）前記シェルの外部表面上に接触した状態で配置さ
    れたエレクトログラフ現像剤組成物、この現像剤組成物は、帯電したトナー粒子
    とそれとは逆の極性に帯電した硬質磁気材料からなるキャリア粒子との混合物か
    らなり、前記トナー粒子はＢＥＴ表面積が約５０ｍ²／ｇよりも大きいシリカ粒
    子をその外部表面上に分散していることを特徴とする前記方法。
20. 【請求項２０】 前記シリカは疎水性シリカであり、前記シリカの粒子は、
    前記シリカ粒子の表面疎水化処理の前に、約５０ｍ²／ｇよりも大きいＢＥＴ表
    面積を有する、請求項１９に記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記シリカは、ジクロロジメチルシラン、シリコーン油ま
    たはヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカである、請求項２０
    に記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記シリカ粒子は、前記シリカ粒子の表面疎水化処理の前
    に、約１００〜約４１０ｍ²／ｇのＢＥＴ表面積を有する、請求項２０に記載の
    方法。
23. 【請求項２３】 前記シリカは親水性シリカである、請求項１９に記載の方
    法。
24. 【請求項２４】 前記シリカは、約１００〜約４１０ｍ²／ｇのＢＥＴ表面
    積を有する、請求項１９に記載の方法。
25. 【請求項２５】 前記トナー粒子の平均粒径は約４〜１２μｍである、請求
    項１９に記載の方法。
26. 【請求項２６】 用いられるシリカの量が、前記トナー粒子の総重量に対し
    て、約０．１〜約５重量％である、請求項１９に記載の方法。
27. 【請求項２７】 用いられるシリカの量が、前記トナー粒子の総重量に対し
    て、約０．４〜約２重量％である、請求項１９に記載の方法。
28. 【請求項２８】 用いられるシリカの量が、前記トナー粒子の総重量に対し
    て、約０．５〜１．７重量％である、請求項１９に記載の方法。
29. 【請求項２９】 前記硬質磁気材料が硬質磁気フェライトである、請求項１
    ９に記載の方法。
30. 【請求項３０】 前記硬質磁気フェライトがストロンチウムフェライトであ
    る、請求項２９に記載の方法。
31. 【請求項３１】 前記トナー粒子は、エレクトログラフ法で前記現像剤組成
    物が用いられている間に初期電荷対質量比（Ｑ／ｍ）を有し、前記シリカ粒子は
    、前記現像剤組成物が前記エレクトログラフ法で用いられる際に初期Ｑ／ｍ値の
    少なくとも５０％の前記トナーについてのＱ／ｍ値を維持するのに十分な量で用
    いられる、請求項１９に記載の方法。
32. 【請求項３２】 前記シリカ粒子は、前記初期Ｑ／ｍ値よりも大きなＱ／ｍ
    値を維持するのに十分な量で用いられる、請求項３１に記載の方法。
33. 【請求項３３】 前記シリカ粒子は、約５ｇ／ｈｒ未満のトナーダストレベ
    ルを維持するのに十分な量で用いられる、請求項１９に記載の方法。
34. 【請求項３４】 前記シリカ粒子は、約０．５ｇ／ｈｒ未満のトナーダスト
    レベルを維持するのに十分な量で用いられる、請求項１９に記載の方法。
35. 【請求項３５】 前記シリカ粒子は、約０．１ｇ／ｈｒ未満のトナーダスト
    レベルを維持するのに十分な量で用いられる、請求項１９に記載の方法。