JP3489032B2

JP3489032B2 - 静電写真用の帯電制御剤を含有する液体現像剤

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Publication number: JP3489032B2
Application number: JP51648594A
Authority: JP
Inventors: テランスマイケルローソン; スティーヴンランセルニコラス
Original assignee: リサーチラボラトリースオブオーストラリアプロプライエタリーリミテッド
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1994-01-18
Publication date: 2004-01-19
Anticipated expiration: 2019-01-19
Also published as: US5591557A; ATE215709T1; DE69419900T2; US5612162A; WO1994017454A1; ATE182992T1; EP0680629A1; DE69430300D1; EP0680629B1; DE69430300T2; EP0680628A4; WO1994017453A1; JPH08505710A; CN1115421A; EP0680629A4; CN1078360C; JP3567238B2; EP0680628A1; DE69419900D1; CN1115422A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、静電写真に適した液体現像剤に関する。

背景となる技術静電写真とは、帯電した像形成粒子が基板上の帯電部
位へ引きつけられることによって、可視できる像を形成
する、様々なノンインパクト印刷法を表すために使用さ
れる用語である。このような帯電部位は、通常“潜像”
と称されるものを形成するが、これは、一時的に光導電
体又は均一な誘電体上に維持されることができ、かつそ
の場で可視できるようにされるか、もしくは別の基板に
転写され、その位置で現像される。さらにこのような帯
電部位は、強誘電体及び他のこのようなエレクトレット
類の場合と同様に、永久分極した物質内に存在するそれ
らの構成された電荷の反射であることがある。

静電写真は、一般に電子写真及び電気写真として公知
である、これらの方法を含んでいる。

一般に、静電写真用の液体現像剤は、酸化鉄、カーボ
ンブラック、ニグロシン、フタロシアニンブルー、ベン
ジジンイエロー、キナクリドンピンクなどの無機又は有
機の着色剤を、合成又は天然のポリマー類、例えばアク
リル樹脂、アルキド樹脂、ロジン、エステルガム、エポ
キシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、スチレン−ブタジエンなど
を内部に溶解もしくは分散された状態で含むことができ
る液体ビヒクル中に、分散することによって調製され
る。さらに、このような分散された粒子上に静電荷を生
じる又は増強するために、帯電誘導剤（charge directo
r）又は帯電制御剤として公知の添加剤を含むことがで
きる。このような物質は、金属セッケン、脂肪酸、レク
チン、有機リン化合物、スクシンイミド、スルホスクシ
ネートなどであることができる。

このような現像剤は、正又は負のいずれに帯電してい
たとしても、共通の属特性を示すある成分、すなわちキ
ャリヤ液を有す。液体トナーの歴史の冒頭から、前述の
キャリヤ液のある電気特性が、通常の静電写真の液体現
像法の効果的な機能に必ず必要であることが認められて
いる。これらは、低い導電性であり、かつ他の条件、例
えば低毒性、耐火性の増強、低い溶解力、弱臭性などが
必要であることが明らかになってきた。これらの理由
で、エクソン社によって製造されたアイソパー（Isopa
r）類、シェル化学社によって製造されたシェルソール
（Shellsol）類及びフィリップ石油会社によって製造さ
れたソルトール（Soltol）類のようなイソパラフィン系
炭化水素が、液体トナーキャリアの工業標準規格になっ
た。

しかしさらに最近になって、これらのイソパラフィン
類のある欠陥が明らかになっている。環境に関する懸念
から、液体現像法は、揮発物質の放出を低減又は除去す
るように、圧力が増す状況にある。さらに引火性も、世
界中に存在しかつ先鞭をつけられたより厳格な輸送規制
に関して、重要になっている。

画像を融着する場の新たな設計によって、キャリア液
の熱安定性の重要性が増している。

これらの制限を克服するために、液体トナーに適用で
きる他の物質が調べられ、かつこれらの中でシリコーン
油類は、明らかに過去及び現在に所望された最新液体ト
ナーキャリヤの特性を全て組み合わせた液体である。

シリコーン油は、液体トナーに関して言及されてい
て、例えばS W Johnsonの米国特許第3105821号、及びH
G Greigの米国特許第3053688号がある。これらの初期の
特許のいずれも、シリコーン油の価値を認めているが、
その時点での液体トナーの機能についての理解は、比較
的経験的なものであり、これらの特許は、化学的相溶性
には無関係にシリコーン油への乾燥トナーの機械的分散
を簡便に示し、これらは順にこのようにして形成された
分散体の最終の粒度及び安定性を決定している。ごく最
近になって、日本国特開平第３−43749号公報に明らか
になっているように、シリコーン油が再び認められてい
る。

しかし、この本出願においても、同じく機械的分散の
みに頼り、更にその必要性が液体静電トナーの分野でよ
く確立されている、化学的相溶性又は最も重要な帯電誘
導剤については言及していない。

シリコーン油が、プラスチック類に対し溶解力が低
く、かつこの特性が複写機の構成部材及び有機光導電体
の寿命に良く適していることは周知である。これに対す
る好ましくない必然的結果は、液体トナー類において通
常使用された多くのポリマー類が、G Koselらの米国特
許第3990980号、又はより最近のKatoらの米国特許第511
2716号によって、もしくは日本国特開平第３−43749号
公報のような通常の分散技術に基づいて、化学的に調製
されたかどうかに係わらず、シリコーン油に対し不溶性
又は不相溶性であることである。このことは、このよう
なポリマー類がシリコーン油に溶解し、その後分散した
着色剤上に吸着されないために、このようにして調製さ
れた分散体の達成できる粒度及び安定性をひどく制限
し、それらの再凝集に対する立体障壁となっている。

それゆえに最近の環境的な要求に合致し、かつ印刷品
質基準が求める像形成能力、すなわち色調及び解像力を
さらに有しているような、安定した液体現像剤の必要性
が存在する。

従って本発明の目的は、キャリヤ液として不純でない
シリコーン油を含有する、静電写真用トナーを提供する
ことである。

本発明の別の目的は、シリコーン油と相溶性の荷電デ
レクターによって達成された、安定した粒子荷電特性を
有する、静電写真用トナー組成物を提供することであ
る。

本発明は、着色剤として顔料又は染料を含むもしくは
含有することができる粒子類、並びに帯電制御剤を、電
気抵抗が少なくとも10⁹（オーム−cm）かつ誘電率が3.5
以下である液体キャリヤ中に分散された状態で含有す
る、静電写真用の液体現像剤に関する。特にこのキャリ
ヤ液は、一般にシリコーン油として公知である、有機化
合物を含有するシリコーンであることを特徴とする。

発明の説明従ってある形態において、本発明は、シリコーン油、
マーカー粒子及び帯電制御剤を含有する、静電写真用の
液体現像剤に属すると言われている。

好ましくはこの帯電制御剤は、シリコーン油に可溶性
であり、かつ有機金属化合物であってよい。

前記有機金属化合物は、テトラ−２−エチルヘキシル
チタネート、テトラｎ−ブチルチタネート及びテトライ
ソプロピルチタネートから選択された有機チタネートで
あることができる。

前記有機金属化合物は、該前記有機金属化合物は、該
トナー粒子の0.01〜10重量％の範囲、好ましくは0.1〜
２重量％の範囲で存在することができる。

トナー粒子の0.01〜10重量％の範囲、好ましくは0.1
〜２重量％の範囲で存在することができる。

前記マーカー粒子は、静電写真の形成に適した、いず
れかの粒子であることができる。これらは、ポリマー、
結合剤、顔料、染料及び他の公知の成分であるか、もし
くは含むことができる。

前記ポリマー粒子は、その表面に吸着された顔料及び
染料から選択された着色剤を有することができる。

前記シリコーン油は、ポリフェニルメチルシロキサ
ン、ジメチルポリシロキサン及びポリジメチルシクロシ
ロキサンから選択される。

従って本発明は、キャリヤ溶液が、化学的性質によ
り、純粋にシリコーン油であり、かついずれかの炭化水
素を基剤とした溶液によって、品質を落とされないよう
な、液体静電写真用トナー組成物を提供する。粒度、分
散安定性及び粒子の電荷は、機械的分散及び相溶性のあ
る帯電誘導剤の組み合わせによって達成される。

本発明を実施する際の最良の態様従って、本発明は、着色剤、電気的に絶縁性のシリコ
ーン油の中に分散されたポリマーのようなトナー粒子、
並びに有機チタネートのようなシリコーン油に相溶性の
帯電誘導剤を含有する、改善された静電写真用の液体現
像剤組成物を提供する。

本発明を、好ましい実施態様を引用し、論ずる。

多種のポリマーの非水性分散体が、トナー製造の技術
分野において周知である。しかし、これらの非水相は、
炭化水素溶液、さらに詳細に述べるとイソパラフィン系
炭化水素に限定されている。シリコーン油は、この技術
においては特徴付けられていない。

シリコーン油類は、化合物類の範囲に含まれ、最も頻
繁に使用される種類は、ジメチルポリシロキサン類であ
り、これは下記の化学構造を有す：（式中、ｎは、０〜2000を変化し、かつそれ以上である
こともできる。）。ｎ値が高ければ高いほど、このシリ
コーン油の粘度が高くなる。これら具体的なポリシロキ
サン類の粘度は、0.65センチストークスから1,000,000
センチスロトーク以上の範囲であることができる。本発
明の好ましい範囲は、粘度は、0.65〜60,000センチスト
ークスの範囲である。

前述のシリコーン油は、ある種のポリフェニルメチル
シロキサン、及びポリジメチルシクロシロキサンのよう
な低粘度のシリコーン油、又はジメチルポリシロキサン
のような高粘度のシリコーン油から選択することができ
る。

トナー製造法の必要な工程としての液体現像剤の着色
は、該分散体に顔料または染料を物理的に混合する方法
を使用することができる。染料及びポリマー分散体の混
合物を加熱することによって促進された、分散したポリ
マーへの染料の吸着のような当該技術分野において周知
の他の方法を使用することもできる。

帯電誘導剤、帯電制御剤又は帯電強化剤として公知の
物質が、該トナー組成物に混合される場合に、液体トナ
ーがより安定であり、かつより予測がつくようになるこ
とは、トナー製造業者にとって周知である。該組成物及
びこれらの物質の有用性に関し、多くの特許が付与され
ていて、例えばJ Rotemanらの米国特許第3411936号、G
L Beyerの米国特許第3417019号、S H Merrillらの米国
特許第4170563号、G Gibsonらの米国特許第4897332号及
びR Swindlerらの米国特許第5045425号がある。さらに
多くの論文が、これらの添加剤の機能を明らかにしよう
という試みの下で執筆されていて、その例として、F M
Fowkesらの論文（非水性溶液における粒子の電荷の仕組
み（Colloids and Surfaces in Reprographic Technolo
gy,1982）がある。

単独の液体キャリヤとしてシリコーン油は基剤とした
液体トナーの実験過程において、我々は一般に使用され
る帯電誘導剤は、シリコーン油に対し不溶性又は不相溶
性のいずれかであることを発見した。

我々は、溶液として供給されるある種の金属セッケ
ン、例えばジルコニウムオクトエート、マンガンナフテ
ネートなどの物質について、シリコーンキャリヤの純度
を汚染しないように一旦それらの溶媒が除去される場合
に、溶液の安定性に問題があり、かつ時間がたつにつれ
て析出することを発見している。

我々は、有機金属化合物の具体的な種類の一つである
有機チタネートが、いずれか他の液体又は溶媒が全く存
在しない状態で、完全にシリコーン油に溶解することが
でき、そのような状態で、本出願中に示された方法によ
って、そのシリコーン油中に分散したトナー及び着色剤
粒子上に静電荷を生じ、増強し、かつ安定化することを
発見している。

このような有機チタネート類の具体的な例は、テトラ
−２−エチルヘキシルチタネート、テトラオクチルチタ
ネート、テトラｎ−ブチルチタネート及びテトライソプ
ロピルチタネートである。この有機チタネートは、本発
明の液体トナーにおいて、分散したポリマーの0.01〜10
重量％の量、好ましくは0.1〜２重量％の範囲で使用す
ることができる。

比較例この比較例は、帯電制御剤を含まない液体現像剤用キ
ャリヤとしての、シリコーン油の使用を示す。

Kunstharz SK 100g DC344液 400g フタロシアニンブルー 20g Kunstharz SKは、ケトンアルデヒドポリマー樹脂であ
り、DC344液は、粘度が２センチスロトロークのシリコ
ーン油である。

前述の成分をボールジャーに入れ、４日間粉砕した。
次に、このようにして生成された青色顔料／樹脂分散体
を用いて、帯電した記録用部材上の潜像を現像した。全
体の画質は不良であり、かつ画像には、バックグラウン
ドかぶりが現れた。最高画像濃度は、グレタッグ（Gret
ag）SP100反射デンシトメーターで測定すると、0.4光学
濃度単位（odu）であった。

下記の実施例で説明した液体現像剤組成物を、例とし
て示し、かつ本発明の範囲とする。

本発明の実施例実施例１ Kunstharz SK 100g DC344液 400g フタロシアニンブルー 20g ジルコニウムオクテート 0.5g このジルコニウムオクテートは、ホワイトスピリット
を溶媒とする25％溶液で使用し、ジルコニウムを６重量
％含有した。そのホワイトスピリットを除去して、ジル
コニウムオクテートが溶液中に残存するようにしたが、
この溶液は不安定であり、かつジルコニウムオクテート
が、時間経過とともに析出した。

前述の成分をボールジャーに入れ、４日間粉砕した。
次に、このようにして生成された青色顔料／樹脂分散体
を用いて、帯電した記録用部材上の潜像を現像した。全
体の画質は、普通であった。最高画像濃度は、グレタッ
グSP100反射デンシトメーターで測定すると、0.4光学濃
度単位（odu）であった。

実施例２ Kunstharz SK 100g DC344液 400g フタロシアニンブルー 20g テトラオクチルチタネート 0.5g 前述の成分をボールジャーに入れ、４日間粉砕した。
次に、このようにして生成された青色顔料／樹脂分散体
を用いて、帯電した記録用部材上の潜像を現像した。画
質は非常に良好で、際立った解像度を伴っていた。最高
画像濃度は、グレタッグSP100反射デンシトメーターで
測定すると、0.6光学濃度単位（odu）であった。

前述の比較例において示されたように、帯電制御剤を
使用しない場合は、画質不良であったことを注記してお
く。ジルコニウムオクテートの添加は、ある程度の改善
をもたらしたが、これは完全にシリコーン油に可溶性で
はないので、良好な画質は得られなかった。最良の画質
は、シリコーン油に可溶性のテトラオクチルチタネート
を使用した場合に得られた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ニコラススティーヴンランセルオーストラリアサウスオーストラリア 5172 ウィールンガジャイルズロード（番地なし) (56)参考文献特開平４−319961（ＪＰ，Ａ) 特開平６−214431（ＪＰ，Ａ) 特開平６−138712（ＪＰ，Ａ) 特開平１−210964（ＪＰ，Ａ) 特開平１−260462（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−6559（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−50951（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−172158（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコーン油、マーカー粒子及び帯電制御
剤としてテトラ−２−エチルヘキシルチタネート、テト
ラオクチルチタネート、テトラｎ−ブチルチタネート及
びテトライソプロピルチタネートから選択された有機チ
タネートを含有する、静電写真用の液体現像剤。
【請求項２】前記有機チタネートが、前記マーカー粒子
の0.01〜10重量％の範囲、好ましくは0.1〜２重量％の
範囲で存在する、請求の範囲第１項記載の静電写真用の
液体現像剤。
【請求項３】前記マーカー粒子がポリマー粒子である、
請求の範囲第１項記載の静電写真用の液体現像剤。
【請求項４】前記ポリマー粒子が、その表面に吸着され
た顔料及び染料から選択された着色剤を有する、請求の
範囲第３項記載の静電写真用の液体現像剤。
【請求項５】前記シリコーン油が、ポリフェニルメチル
シロキサン、ジメチルポリシロキサン及びポリジメチル
シクロシロキサンから選択された、請求の範囲第１項記
載の静電写真用の液体現像剤。