JPH024277A - 単一成分トーナー粉末 - 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】 本発明は電子写真複写の非衝撃印刷法に有用な単一成分
（または−成分）トーナー粉末に関する。

さらに特に、それは熱可塑性結合剤および磁鉄鉱のよう
な磁気に反応する材料から作られる乾式熱−溶融性で圧
力−固層性トーナー粉末に関する。

電子写真によるまｙ：はゼログラフィー複写またを工非
衝撃印刷法においては、幾多の理由のために正像形成よ
りも反転像形成がしばしば望まれる。

例えば正像形成においては全背景区域は明るくされる。

これは背景に筋または線を生じさせそして多皺の散乱光
を生じて像を不明瞭にする。これらの問題は反転像形成
の使用によって克服される。

この型の像形成は特質、即ち、尤に当った、帯電しない
区域だけが明るくなりそして調色される。

これは画遣区域が背景または未慮形成区域よりも一般に
より小さいためにより早いそしてよりエネルギー効率の
よい像形成のためである。

二成分トーナーは支持体粒子との大接触民面による多数
の小トーナー粒子の効率的でそして調節した摩擦帯ｔ（
接触帯電ノリために高面＠ｌ密度および良コントラスト
に関して反転像形成が著しく有効になる。〔電子写真、
反転像形成および摩擦帯電についてのそれ以上の詳＃Ｉ
はＲ，Ｍ、　８０ｈａｆｆｅｒｔの「ｗＬ電子写真、フ
ォーカル／ベースティングハウス、ニューヨーク、１９
８５を参照さｎたい〕。

単一成分トーナー（同様に本願では一成分トーナーとも
称する）は低現像速度の場合を除き以前にを工高画像密
度および良コントラストを与えなかった。支持体粒子が
不在のため、摩擦帯電は通常トーナーそれ自身の表面接
触ま７：はトーナーと現像ローラーまたはドクターブレ
ードとの接触によって友は生じる。この小表面区域の接
触のため、以前の単一成分トーナーは主として誘導方法
により、即ち、適用されるＷｊＬｍ下でのみ帯電するよ
うになる。このように、従前の単一成分トーナーは単一
成分トーナー粒子が２成分トーナーに勝る多くのＮ要な
利点を提供するにもかかわらず、反転は形成用には１士
とんど柑いられなかった。これらの利点のあるものはＡ
、Ｒ，ＫｏｔｚおよびＲ，０，８ｐｒｅｎｇの「リボン
およびトーナーへの第三年次ガイド」中の「単一成分ト
ーナーによる電子像形成」、Ｄａｔｌｉｌｋ出版社、Ｎ
ｅｗｔｏｎｖｉｌｌｅ、ＭＡ、　１９８２年６月および
ＷｌｌｓＯｎ　ＣＩ）米国特許！　２，８４６．３３３
号中に教えられており、後者は普通紙上に静電的に転写
しそして融層することができる潜像を現像するための磁
力デラッシュシステムの使用を記載している。Ｐ０１）
θｔ、の米国特許第４．２２４．３９６号ははウィルソ
ンのトーナーの導電度は静電的転写を妨けそして低抵抗
のトナー粉末を与えるために帯電調節剤として第四アン
モニウムポリマーを使うことを報告している。ボレーの
トーナーは単一成分であるかまたは支持体と共に使うこ
とができる。

多数のその他の単一成分トーナー粉末が特許され、それ
らのほとんどはボレーのものと化学的に類似している、
例えば磁気的に反応する材料、スチレンおよびアクリレ
ートまたはメタクリレートのコポリマーのような熱可塑
性結合剤の混合物から形成され、帯電調節剤として作用
１するほとんどが架材である付加的材料を８口えたもの
である。例えばワタナベ等の米国特許第４．２３０．７
８７号を見ると、そこでは、先行トーナー粉末の尋電度
はこれを紙の上に転写でるのを妨げたので、帯電調節染
料を単一成分トーナー粉末中に配合した。

ミヤカワ等の米国特許第４．４０１．７４１号は正の帯
電調節剤と負の帯電調節剤の双方を配合した単一成分ト
ーナー粉末に関する。そのようにすることで先行トーナ
ー粉末の使用中に経験した流動分トーナー粉末を普通紙
上に正の帯電隊を現像するために使う場合の特に画像の
鮮明度に関する。

これは「現像段階において磁気特性と帯電特注間に成る
均衡」が套装であるとミヤカワは言い（６欄、４２−５
１行）、粉末中に少なくとも１４個、好ましくは少なく
とも１８個の炭素原子′？：有する脂肪族カルボン酸ま
たはその金属塩を配合丁、ることでこれに答えている。

ミヤカワは酸またはその塩を工「磁気材料の微細粉末状
態における均一な分散を促進する機能を有しそして現像
（トーナー２粒子の負側の帯電を調節するのに有効であ
る」とい５（５欄、３４−４０行〕。

８４　ｔａｒａｍｌ　ａｈの米国特許第４．４３０．４
０８号は単一成分トーナー粉末を開示しこれは磁気プラ
ッシュシステム中の、特にＮ８１５１０Ｈの米国特許！
４，１２１．９３）号、［Ｏｔｇの米国特許第３．８１
６．８４０号または米国特許第３．９０９．２５８号中
に記載されたようなレコーディング中の現ＩＩギャップ
およびドクターブレードギャップにおける寸法の変化に
敏感でないと言われる。シタ２ミアーをエトーチー粉末
中に弗素−変性リアルキルシロキサンを含有させそして
粒子の表面にカーボンブラックを付層させることによっ
てこれを達成する。シタ２ミアー特許の有用な熱可塑性
結合剤にはワックス成分およびスチレンと一つまγこは
一つ以上のアクリレートまたはメタクリレートモノマー
のコポリマーのような熱り塑性有機樹脂の配合物を含有
する。有用なワックス成分にをエアミドヒＶロキシワッ
クス類のような脂肪族ワックスを含み、その４つは４欄
、５５−６４行に指定されている。

シタ２ミアーのように現在市場にあるほとんどのトーナ
ー粉末は時には埋封し、時には表面にそして時にはノグ
チ等の米国特許第４，１８９．３９０号のように埋封お
よび表面の双方でカーボンブラックを含有でる。カーボ
ンブラックに対する一つの機能は不透明像を得ることで
あるけれども、ノグチはその電気的性質に対して導電性
カーボンブランクを使用し、彼のトーナーは「本質的に
球状部材であり本質的にプラスチック結合剤、磁性粒子
およびそり中に分散した第一導電性粒子、および部材の
球状表面上に埋封した第二４電柱粒子で構成される」形
態である（２掴、７−１５行〕。

第一および第二導電性粒子は双方ともカーざンブラック
が可能である。

本発明は単一成分トーナー粉末に関しこれは本来驚くほ
ど調節された方法で高度に摩擦帯電しそして極めて譲い
諌を非常に高速度で生じる。好ましい場合には、生じる
葎は市販の好結果を得る単一成分トーナー粉末によって
得られる画像よりも通常紙に実質的により良く固着され
る。

本発明の単一成分トーナー粉末は多数の離散粒子で構成
され、それぞれは［１）約４５°から約７５℃までの範
囲のガラス転移温度を有するスチレンとアクリレートお
よびメタクリレートモノマーの少なくとも一つとのコポ
リマーの少なくとも一つで構成される熱可塑性結合剤お
よびｔ２）０．５から２０重量％までの熱可塑性結合剤
で第二アミン基がアクリレートで付２１０されたものを
含むアミン−含有脂肪族ワックスであり、該アミン−含
有脂肪族ワックスはそれぞれが少なくとも１２個の炭素
原子を有する二つり炭素鎖を有することを特徴とする磁
気的に反応しつる材料の混合物である。

新規の単一成分トーナー粉末によって形成される画酸は
二成分トーナーを使用することでこれまでに達成できた
ように良好なコントラストであると共に二成分トーナー
の欠点を回避することかできる。本発明の単一成分トー
ナー粉末はまた溶融温度および現像イヤツゾの寸法にお
ける変化を含めて、複写および非衝撃印刷方法における
変化に非常に許容性である。新規トーナー粉末は望まし
い溶融温度の範囲を有しそしてまた好ましくは関係湿度
における変化のような環境変化も許容する。

現在市場にある指導的単一成分トーナー粉末は一ナー粉
末は本来摩擦帯電性である。従って、それは金属浅慮ロ
ー２−と単に接触するだけで積極的に帯電されるように
なりそして帯電傾向は現像ａ−２−上のトーナー粉末に
よって経験される攪拌によって実質的に高められる。単
一成分上り鳶くほど大きくそして予期しない８よく調節
される固有摩擦電気的帯電の存在は著しく高速度の像形
成を許容するものと信じられる。同様に、新規トーナー
が積極的に帯電する強い選択はいｆ−つの商業的要求を
光たて。それは負にｉｔする光導電体による画像形成の
促進に使うことができるけれども、非衝撃印刷または複
写に対して使われるセレニウム１には三七レン化砒素の
ようなほとんどの普通の市販光導電体は正に帯電するよ
うになる。

そのようなものとして、新規トーナー粉末は多くの市販
の非衝撃印刷機において反転像形成のために有効に使う
ことができる（上記で検討した反転現鐵の多くの利点を
与える）。

新規トーナー粉末は比較的低い光導電体電圧において高
画像密度を与えるので、それは実質的に光導電体寿命を
高めることができ、これも同様に著しい利点となる。

本発明に従えば多数の離散粒子で構成される単一成分ト
ーナー粉末が与えられ、それぞれの粉末は磁気に反応す
る材料と熱可塑性結合剤との混合物で構成される。熱可
塑性結合剤は（ａ）スチレンと、少なくとも一つのアク
リレートまたはメタクリレートとの一つまたは一つ以上
のコーポリマー、および（ｂ）帯電調節剤として作用す
る０、５から２０重址％までのアミン−含有脂肪族ワッ
クスの混合物で構成される。その他の熱可塑樹脂もスチ
レン−アクリレートコーポリマーと組合わせて使うこと
ができるけれども、後者は何れのそのような組合わせで
も主要部分を構成する。

スチレン含有コポリマーは４５°から７５℃までのガラ
ス転移温度（Ｔｇ）を有すべきである。

７５℃よりも高いＴｇでは、この新規の単一成分トーナ
ー粉末は流ｎず、紙に付着せず、または受容できる低溶
融温度においても充分溶融しないであろう。それに対し
て４５℃より低いＴｇでは、トーナー粒子は充分には自
由流動なせずそして成る環境条件下でをニブロッキング
を引き起こすおそれがある。前記の好ましい範囲内のＴ
ｇを与えるスチレンと少なくとも一つのアクリレートお
よびメタクリレートとの如何なる組み合わせも有用なコ
ポリマーを与えるであろう。

本発明に有用なアクリレートおよびメタクリレートモノ
マーは好ましくはアルキル基が１から１２個までの炭素
原子を含有する低級アルキルアクリレートおよびメタク
リレートから選ばれる。

これらのアルキル基は［８または分枝鎖でよい。

本発明に有用なスチレン−含有コポリマーの実例には５
７ｂｒｏｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから購入できる。ｌｏ
ｎａｃＴＭシリーズの材料を含む。これら材料の特殊な
例には、５８邪のスチレンと４２部のメタクリル酸メチ
ルとのコポリマーであるといわれているｘｏｎａｃＴＭ
ｘ　−２１）ｍ　６５部ｃｖ、ｘ、チｖント８５ｇのメ
タクリルｔＲｎ−ブチルとのコポリマーであるといわれ
ている工ｏｎａｃＴＭＸ　−２３）を含む。その他の有
用なスチレン−含有モノマーは７５から９０部までのス
チレンと２５から１００部までのアクリル酸イソオクチ
ルとのコポリマーで構成される。そのようなコポリマー
類はＰＯｌｙｍｅｒ　ｉｇ　ａｔｉｏ　ｎｐｒ□（Ｂａ
ｓｓｅｓ、Ｏ，Ｌ　５ｃｈｉｌｄｋｎｅｃｈｔおよび工
、８にθ１８ｔにヨッて編集され、Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅ
ｙ　ａｎｄ　５ｏｎｓ、工ｎｃ。

１９７７版中に記載されるようなこの技術で知られてい
る技法によってつくることができる。

アミン−含有脂肪族ワックスは少なくとも１２個の炭素
原子の炭化水素鎖な有丁べきである。そうでなければそ
れは過度に熱可塑性結合剤を歇化させるであろう。好ま
しくは鎖は少なくとも１８個の炭素原子を有する。市場
で入手できる好ましいアミン−含有脂肪族ワックスは第
二アミン基を有する０１８脂肪族ワックスである、即ち
、Ａｒｍａｋ７７７　ハニー　７１））らｒｔ）　「Ａ
ｒｍｅｅｎ　Ｊ　２ＨＴであり、そして（０１８Ｈ３７
）２ＮＨの式を有すると了解される。アミン−含有脂肪
族ワックスはフルオローオクチルーサルホニルーエチル
　アクリレートまたはイソオクチル　アクリレートのよ
うなアクリレートを付加できる。脂肪族ワックスのアミ
ン−末端基は好ましくに第二アミンであるが、第三およ
び第一アミン端末基もまた有用である。

好ましくはアミン−含有脂肪族ワックスは１かε ら１０重量％までｄ新規トーナー粉末ｆ構成する。

約１％より低い濃度は比較的貧弱な帝ＩＥを有するトー
ナーを生じるのに対し、約１０係以上の纜度は軟かすぎ
るトーナーを生じるであろう。約２−５％のアミン−含
有ワックスが好ましい。

新規トーナー粉末は、電場下の元導電注ドラム上にトー
ナー粉末を現鐵しそして引き続き紙の上に転写されるの
を促進するために好ましくは３０から７０重ｌｌ係まで
の磁気的に反応する材料を含有する。

新規トーナー粉末はまた黒色像が望まれる場合には非導
電性（固有抵抗＞ｉｏ”オーム−α、好ましくに約１０
１５オーム−ｃｒｎ）のカーざシブラックを含むことが
好ましい。先行技術のように、カーボンブラックをエト
ーナー粒子の中に分散させることができ、粒子の表面に
埋封されまたは双方が全体に分散されそして表面に埋封
される。摩擦電気帯電を妨書しないために、表面におけ
る何れのカーボンブラックも電気的に非導電性、即ち１
０１２オーム−ｃ！ｒＬより大きい固有抵抗、好ましく
は約１０１５オーム−ｃ！ＩＬを有すべきである。

本発明のトーナー粉末もまた普通こり技術で用いられる
、例えば、流れを助けるための疎水性シリカのような池
の材料を含むこともできる。

以下の列は好ましい本発明の摩擦篭気単一成分トーナー
粉末の製造を説明する。例中聡ての部は京址による。

列１ 磁鉄鉱粉末（ｃｌｔｃｏ　）　　　　　　　　　　３０
部５８部のスチレンと４２部のメタクリル戚ｎ−デチル
（シブロン　ケミカルズか Ｍ らのｚｏｎａｃ　　　Ｘ−２１））　　　　　　　　　
　　　　３６アミン−含有脂肪族ワックス（Ａｒｍｅｅ
ｎ　　２ＨＴ）　　　　４性 抵抗Ｉのあるカーボン　プラック粉末〔コロンビア　ケ
ミカルズからりＲａｖθｎＴＨ５７５０〕　　　２式Ｃ
Ｃｊ１ｓＨｓｔ）Ｎｉｌを有するものと了解される脂肪
原籍 ワックスをコポリマーσフペースｗ頻の成分中に溶融配
合し、そしてこの配合物をハンマーミルで処理して２０
−メツシュ篩な通す乾燥配合物を生じさせる。残余のベ
ース樹脂は磁鉄鉱およびカーボンブラック粉末と共にツ
イン−シェル配合機中で室＠において２時間乾式−配合
した。これら２つの乾燥配合物を３０驕り２本スクリュ
ー同時回＆浴融混合機中で１２０−１５０℃の範囲の温
度に設定した７（１）１熱機によって混合した。混合物
をニツビング（ｎｉＰＩ）ｉ”ｇ）急冷ロール上で溶融
ミキサーからＡＭフレークにした。このフレークを２０
メツシユ篩を遡るようにハンマーミルにかけそして次に
空気−ジエツトミル中でマイクロメーター寸法まで磨砕
した。生じた粉末を８から２０マイクロメーターの粒子
寸法に空気分級した。光れ特性を改良するために、本発
明の粉末を０．１重量係の疎水性シリカ粉末（「ａａｒ
ｏｓｉｌＪ　Ｒ−９７２３とツィンシュを配合機中で室
温で１時間表面一配合を行った。

飼２ 磁鉄鉱粉末（ａｌｔｃｏ）　　　　　　　　　　　３０
部「ＩｏｎａｃＪ　Ｘ−２１）３６ アミン含有脂肪族ワックス付加物　　　　　　　　　　
４恒恒 抵抗力のあるカーボンブラック粉末 （「ＲａｖｅｎＪ　　５７５０　）　　　　　　　　　
　　　　　２７１０熱マントル、機械攪拌機、および＠
度肝を装備した１立入り、６つロフラスコを使ってアミ
ン−含有脂肪族ワックス付加物をつくった。例１リアミ
ン−含有脂１辺族ワックス２３０ｙとフルオローオクチ
ルーサルホニルーエチル　アクリレート３００Ｉをフラ
スコ中に秤敏して入１した。３０℃に熱したときに混合
物は攪拌できるようになった。

攪拌しながらさらに１２０℃まで熱すると完全に浴融し
た透明混合物を生じた。これを１２０−１３０″Ｇで６
部分間反応させ、１ｉｏ’ｃに律動し、そして次にこγ
しを皿の中に注入するとそこで室温で硬く、脆い固体と
なった。

反応： Ｃ４Ｈ６ ０８Ｆ１７８０３ＮＯ２Ｈ４００００ｇＨ４Ｎ（Ｏ１８
Ｈ３，）２この付／７０物を工本発明の単一成分トーナ
ー粉末をつくるために例１の脂Ｔｖｊ族ワックスと同様
の方法で使用した。

試験 図面の第１および第２図を作るために使ったデータはス
プリングフィーｋ　ｓ　ＳＶＡ　ノ５ｏｃｉｅｔｙ　ｏ
ｆｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ　５ｃｉｅｎｔｉｓｔｓ　
ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓによって出版されたＢｈａ
ｔａｊａ等の「抵抗性単一成分トー１７５−１７９頁の
第１図の実験的試験リグ、（ｒｉｇ）を使って得た。図
面の第６−５図中に示されるデータは溶融または固着性
質に関するもの、即ち、像形成区域内におけるトーナー
粉末粒子が如何に良く相互にまたは紙の表面に溶融する
かに関する。これらのデータは本発明の新規単一成分ト
ーナーおよび反転像形成方式（しかしその正常な熱溶融
をできなくしたものンで作動する３Ｍの「Ｓθｃｒｅｔ
ａｒｙＪ　ｌｌ［複写機を使用してまず普通紙上に必要
とされる非溶融像を生じさせる。異なるトーナーによっ
て示される有用な溶融温度ウィンＦつについて何等かの
情報を得るために、次に上記の不溶融像を広い幅（１３
０−２２０°）ＶＣわたって溶融＠度だけを変え、他の
総ての事をニ一定に保って、融通性試験リグ中で溶融し
た。この仕事に対する蝙ての溶融像を生じさせるために
シリコーン熱溶融ロールを使用した。使用した溶融試験
リグ（工Ａ、　（１！、　ＢｕｔｔｏｎおよびＲ，Ｏｏ
Ｅａｂｅｒｇ　ｖ）　「ｎｏｔ　ｒｏｌｌｆｕｓｉｎｇ
　ｏｆ　ｍｏｎｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｔｏｎｅｒｓ　
Ｊ　、　Ｔｈｅ　２ｎｄ工ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　
Ｏｏｎｇｒｅａａ　ｏｎ　Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｎ
ｏｎ−工ｍｐａｃｔ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｉｅｓ、ＡｒｌｉＡｒｌｌｎ　。

■Ａ％１）月４−８日、１９８４年、２Ｌ１２頁中にム
己載された。

溶融の良否は２つの異なる試験によって評価した：（ａ
）りＯツクメーター（Ｏｒｏｃｋｍｅｔｅｒ）試験、こ
れは摩擦落ちまたは摩滅試験である、および（１））テ
ープ固着試験、これはトーナー粉末粒子面における固着
の度合を測定する。

「クロックメーター試験」は効果的に一定荷重下にある
プラスチック　プラグの下側上に新しい木綿布の白色片
を備え、試験されるべき＠／印刷物上に置きそしてクロ
ックメーターを５サイクル作動させて摩滅させることを
含む。クロックメーター試験をした当て布のマクベス反
射率密度は画像から摩滅し去られるトーナーの尺度であ
りそしてクロックメーター数（ＯＮ）と称される。従っ
て、ＯＮの値が低いほど、溶融品質はそれだけよいこと
となる。クロックメーター試験についてのさらに詳細は
下記の参照文献に見出すことができる：１、　　Ｓ、　
Ｋ、　ＢｈａｔｅｊａおよびＪ、　Ｒ，Ｇ１）ｂｅｒｔ
の、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ工ｍａｇｔｎｇＴｅｃｈｎＯ
ＩＯｇ７．　ｎ　１２、　　Ｓ、　Ｋ、　Ｂｈａｔｅｊ
ａおよびＪ、凡Ｇ１）ｋ）ａｒｔ、のＪｏｕｒｎａｌ　
ｏｆ工Ｊ１）１ａｇｉｎｇＴ１３（！ｈｎｏｌｏｇ７．
　　［。

３、　　ｓ、　Ｂ、　ｃｏｌｌｉｎｅ、　Ａ、　ｃ、　
ＢｕｔｔｏｎおよびＲ，Ｈ。

ｎｅｌｌａｎａ、　　ｒ　Ｆｕｓｉｎｇ　ｏｆ　ｓｉｎ
ｇｌｅ−Ｏｏｍｐｏｎｅｎｔ　Ｊｏｎｅｒｓ　Ｊ　　、
　　４　ｔｈ　工ｎｔａｒｎａｔｉ−ｏｎａｌ　Ｃ”ｏ
ｎｆｅｒａｎｃｅ　ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｇ
ｒａｐ−ｈ７　、ワシントン、　Ｄ、Ｃ！、、　ｉ　１
月（１９８１）、１７９頁。

上記参照文献２および３中に詳細忙記載されるテープ−
同情試験は試験丁べき画家上にスコッチ（ｓｃｏｔａｈ
）　商ｉｍ　ｆ　　ｆ　（＋　８１０　）を一定圧方下
で横たえそして１８０度で一定速度でそれを画像から、
剥離することを含む。試験される画像の反射率密度はト
ーナー／紙界面における固着程度の尺度であり；高い数
字はよりよい固着を示す。報告される単位を工元学密度
単位（０，Ｄ、σ、）である。

試験中に「対照標準」として使用されるのは市販の単一
成分トーナーであり、これは「８θｃｒｅｔａｒｙＪ■
複写機に使うために現在市場にある何れの池の単一成分
トーナーから得られるものと少なくとも総体的画像性質
で等しい印刷物を生じると信じられるものである。これ
は以下「先行粉末Ａ」と称される。

＠１図中、透過画像密度は例１および２のトーナー粉末
を用い先行粉末Ａと比較して、２つのそれぞれ異なる現
像速度、即ち、２４ｃ！ＩＬ／秒および１３０ｃＩＩＬ
／秒において作った画像から測定した。

多くの商業上の複写機および非衝撃印刷機はおよそ２Ｏ
−３０ｃＷＬ／秒で操作するが、例１および２のトーナ
ー粉末を用いた第１図のデータは１３０ｃｒｎ／秒もの
高い現像速度における操作の実現性を立証する。

第１図中： カーブ１０およびＩＨ工、それぞれ２４および１３０ｃ
ＩＩＬ／秒の現像速度において例１のトーナー粉末を使
用して得た透過度密度な示す。

カーブ１３および１４はそれぞれ２４および１３０ｃＩ
ｒＬ／秒の現像速度において例２のトーナー粉末を使用
して得た透過度密度を示し、そしてカーブ１）．１３お
よび１４は第１図の右側は示さないのはそれらの右側部
分はカーブ１０のものと実質的に重複するからである。

カーブ１６および１７はそれぞれ２４および１３０ｃＩ
ＩＬ／秒の現像速度において先行粉末Ａを使用して得た
透過度密度を示す。

第１図から本発明のトーナーが成る摩擦電気機構のため
、即ち、金属製現＠ローラーとの接触のために本来的に
強（正に帯電することが判るであろう。これと比べると
、先行粉末Ａは中性になる、即ちそれは正にまたは負に
帯電する優先性がない（第１図を参照）。この事は先行
技術の単一成分トーナーの典型であり、それは従って、
誘導法によって作動するようになる、即ち、それらは電
圧下の場合にだけ帯電するようになる。しかし、本発明
の単一成分粉末は扁くことに、典型的に単一成分トーナ
ーが現［ａ−７−と小表面区域しか接触しないにもかか
わらず、大きくそして良く調節した固有帯電な示す。本
発明のトーナー粉末の正の帯電および随伴する高画像密
度への強い優先性は正帯゛框光導’ＭＥ＜セレニウムの
ようなりを利用する非衝撃印刷機における反転像形成に
対してそれらを著しく魅力的なものとする。そして、市
販の非衝撃印刷機に使われるほとんどの正帯電光導電体
は正帯電である。

２４の７秒の現像速度−成る種の市販複写機で現在用い
られている速度−において例１および２のトーナー粉末
をそれぞれ使用して著しく高度の画像が得られることが
第１図からまた知ることができる。第１表はガ１または
例２の何れかのトーナー粉末を使用して現・像したトー
ナー層の透明度対先行粉末Ａを使用して得られる現像し
たトーナーｒｉｇの透明度の比率αを変化する現像電圧
および説明用に選ばれる２つの現像速度のそれぞれにお
いて示す。比率αは現像電圧および現像速度に応じてど
こでも２．０９から〉１０まで変ることが判るであろう
。第１図のカーブ１）および１４は、１３０ｃｒＩＬ／
秒よりも僅かに遅い現像速度において、列１および２の
単一成分トーナーのそれぞれは先行粉末Ａ（カーブ１６
）を使用するわずかに２４ＣｎＬ／秒において得られる
ものと透明度密度において実質的に等しい像を与えるで
あろうことを示す。このことは本発明のトーナー粉末が
商業的に魅力のある高速度において作業を許容するであ
ろうから先行粉末Ａ（または先行技術）を越えた主要利
点を本発明のトーナー粉末に対して提供することになる
。本発明のトーナー粉末は向上した光４を体寿命に関し
ていま一つの主要利点を提供する。本発明のトーナー粉
末によって得られる極めて濃厚な画像の観点から言って
、それらは比較的低い光導ｘ電圧において著しく高い光
４電寿命を生じることを許容するであろう。

第１表 −１，３００４，４３ −１，０００２，５３ −７５０２，５７ ５００２，９７ ２００１０，０ ２，８７２，０９ ２，７０２，３９ ２，２９５，７１ ２，９７７，５ ９，５０＞１０ ２．６４ ２．７４ ７．０ ７．０ 〉１０ 第２図中、カーブ２０．２１および２２をニガ１のトー
ナー粉末を使用し２４ｃｒｎ／秒の現像速度およびそれ
ぞれ０．２５．０．７５および１．５騙り現像ギャップ
において種々の電圧で得られる画像の透明度密度を示す
。カーブ２４．２５および２６は先行粉末Ａを使用し同
じ条件下において、また０、２５．０．７５および１．
５ｔｌのそれぞれの現像ギャップにおいて得られる画像
の透明度密度を示す。

カーブ２１および２２は、総ての正電圧において画像密
度が著しく低く　（０，２ｃＤ、σ、より低い）そのた
めにその他のカーブをより明瞭に見ることができるので
第２図の右側には示さなかった。前に指摘したように、
本発明のトーナーは強く正に帯電される。

カーブ２１はカーブ２４と比較すると大きい現１象ギヤ
ツプ変化に対する例１リトーナー粉末の顕著な許容性を
示す。カーブ２４を得るために先行粉末人によって使用
されるものの６倍の大きさの現像ギャップにおいてでさ
え本発明のトーナー粉末はより高密夏の画像を与えるで
あろうという事は篤くべきことである。これは本発明の
トーナー粉末を使用すれば現像ギャップは極めて厳密に
固定しまたは調節する必要がないであろうことを意味す
る。この種類のギャップまたは機械許容度は非衝撃印刷
または複写機械には極めて望ましい。

第６から５図までは非衝撃印刷機および複写機において
必然的に起きる溶融温度変化に試験したトーナー粉末を
使用して普通紙上につくられる画像の許容度を証明する
。

第３図中棒グラフ３０．３）および３２は、クロックメ
ーター試験によって測定したところの例１、例２、およ
び先行粉末へのトーナー粉末をそれぞれ使用して種々の
溶融温度において作った黒色像の摩擦落ちに対する抵抗
を示す。

第４図において棒グラフ４０．４１および４２はクロッ
クメーター試験によって測定した９１）、例２のトーナ
ー粉末および先行粉末Ａをそれぞれ使用して檜々の溶融
温度においてつくった灰色像の摩擦落ちに対する抵抗を
示す。

第６および４図中、俸グ２７上にａ、ｂＳｃ。

ｄおよびθとして示される種々の異なる区域は次のもの
を示す； 区域ａ＝熱い喰違い、即ち、成る種のトーナーはシリコ
ーン溶融ロールに粘着しこれは次の印刷物上にゴースト
隊として現われる区域ｂ＝優れた溶融品質、即ち、ＯＮ
＜　０．２００．　Ｄ、σ。

区域Ｃ＝良好な溶融品質、即ち、ＯＮ　＝　０．２−０
．３００、Ｄ、σ。

区域ｄ＝佳良な浴融品質、即ち、ＯＮ＝　０．３０−０
．４０、Ｄ、σ。

区域θ＝貧堝な浴融品質、即ち、ＯＮ＞０．４００、　
Ｄ、σ。

第５図中、棒グラフ５０．５１および５２はテープ試験
０．　Ｄ、　Ｕ、によって測定した列１、ＰＩ３のトー
ナー粉末および先行粉末Ａをそれぞれ用いて変化させた
溶融温度においてつくった黒色像のトーナー／紙の粘着
水準を示す。６本の棒上の種々の異なる区域は次のよう
に示す： 区域ａ′＝熱い喰い違い 区域ｂ′＝優れた浴融品質（テープ試験０．Ｄ、σ。

＞１．０） 区域Ｃ′＝良好な溶融品質（テープ試験０．Ｄ、σ、＝
０．４Ｏ−ＬＯ） 区域、１／＝貧弱な溶融品質（テープ試験０．Ｄ、σ。

＜０．４０） 第６．４および５図から判るよう罠、例１および２のト
ーナー粉末は望ましくそして広い範囲の溶融温度にわた
ってシリコーン溶融ローラーと適合性である、即ち、溶
融工程中の広い温度範囲にわたって、トーナー粒子は溶
融ローラーに像形成区域から移されずまた粘着もせず；
溶融ローラーとの適合性はトーナーが使用できることを
示さなければならない特徴であり、そうでなければ引き
続（印刷物上にビースト像が現われることとなる。

第３．４および５図を比較すると、例１および２のトー
ナー粉末は、黒色および灰色印刷物（第３および４図）
ならびにトーナー／紙結合（第５図ンにおける摩擦落ち
抵抗を考嵐すると、先行粉末人の場合よりも著しく広い
浴融温度ウィンドウを与える。事実、実施例１のトーナ
ー粉末は列外的に広い溶融温度ウィンＦつを与える。溶
融温度は、このように、前に指摘した本発明のトーナー
粉末の寛大な性質、例えば、現像ギャップの変化、現像
速度または光導電電圧に対しいま一つのパラメーターヲ
加える。機械のパラメーターの設定におけるトーナー粉
末の役割へのそのような極端な許容度、即ち、広い機械
の寛容度はその商業的使用または適用に関して主要な利
点を提供する。

例６ 出発成分が下記のようであった点を除き実施例２と同様
の方法で本実施例のトーナー粉末をつくった： 磁鉄鉱粉末（Ｃ１ｔｃｏ）　　　　　　　　　３０部ｒ
　Ｉｏｎａｃ　Ｊ　Ｘ−２３）３６ アミン−含有脂肪族ワックス付加物　　　　　　　　　
４抵抗注カーがン　ブラック粉末 （ｒＲａｖｅｎＪ　５７５０　）　　　　　　　　　　
　　　２「工ｏｎａｃ　Ｊ　Ｘ　−２３）は６５部のス
チレンと３５部のメタクリル酸ｎ−デチルのコポリマー
であると了解される。

上記付加物は５２１部の（ＯｘｅＨｓｙ）２ＮＨと１８
６部のアクリル酸イソオクチルとから例２と同一手順に
よってつ（つた。

生じたトーナー粉末は透明度画像密度に対し例１および
２のトーナーの場合と同じ方法で試験した。ドクターデ
レー−のギャップは０．４６１）１）１であり、現像ギ
ャップは０．５騙であり、そして現像シェルは３５０　
ｒｐｍ　（現像速度は２４ｃｍ／秒）で回転した。得ら
れる透明度密度は第■表中に示す。

第■表 透明度密度 電圧　　　　　（０，Ｄ、σ、） −１３００１，１２ −１００００，７８ ８５００，４９ ７０００，３８ −２００−一 ２００　　　　　　　０．０３ ５００　　　　　　　０．０４ ８００　　　　　　　０．０４ １０００　　　　　　　０．０６ １３００　　　　　　　０．２７ データはトーナーは本来的に強く正に帯ｔすることを示
す。

」Ｏ工 攪拌機、凝縮器、窒素パージおよび温度調節器を備えた
２−立スゾリット　フラスコを使用しスチレン−アクリ
ル酸イソオクチル　コポリマーをツクッた。フラスコ中
に８ｙの０ａ３（ＰＯ４）２．１重量％のラウリル硫酸
ナトリウムの水溶液０．１．９゜および８００Ｉの脱イ
オン水を秤量して入れた。

ａ　拌Ｌ　窒素バージノ下で成分を７０°Ｑ　ＦＣ０ａ
３（ＰＯ４Ｊ２が総て分散されるまで熱した。３５０＆
のスチレン、ｓｏｙのアクリル酸インオクチル、ｏ、ｉ
　ｙのチオグリコール酸イソオクチルおよび２ｙのア１
）−ビスーイソデチロニトリルで構成するプレミックス
をつくりそして次にフラスコＫ　ＴＪＱえた。温度調節
を７０℃に定めそして窒素パージ下で１６時時間分を反
応させた。発熱の暴走は見られなかった。冷却ｌ−を停
止し、フラスコへの熱供給な増しそして室累で４時間退
い出して未反応モノマーを蒸留し去った。生じた熱いポ
リマービーズな２層のチーズ布を通して濾し、そしてビ
ーズ’＆５立の水道水を７ＪＯえて洗い続いて２回６立
の脱イオン水を供給して洗った。次いでビーズを剥離剤
を塗布した紙上に拡げそして２日間６５°Ｃで乾かした
。

ポリマーの重置平均分子ｔ　（３５６，４３２）および
数平均分子ｔ　（１０３，５２９）を決定するためにｒ
ル透過クロマトグラフィーを用いた。ポリマーのがラス
転移温度（６２，８℃〕を決定するために差動走査熱量
法を用いた。

出発成分を除き例１と同様の方法で次にトーナー粉末を
つくった： 磁鉄鉱粉末（ｃｉｔｃｏ　）　　　　　　　　　　３０
部スチレンとアクリル酸イソオクチルとのコポリマー　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　６６Ａｒｍｅｅ
ｎ”　’ｌ　ＨＴ　　　　　　　　　　　　　　　　４
Ｈ Ｒａｖｅｎ　　　５７５Ｑ　カーゴｙ−ｆ−）ｙり２生
じたトーナー粉末なし１）１および２のトーナーと同様
の方法で透明度像密度に対して試験した。

ドクタープレーＰイヤツｆは０．４６ｕ、現像ギャップ
は０．５１）Ｌｌ、そして現像機シェルを工３５０　ｒ
ｐｍで回転した（２４ｃＩＩＬ／秒の現像速度）。得ら
れる透明度密度は第■表中に示される。

第■表 電圧　　　　　　透明度密度 −１３００１，７ −１０００１，０５ −７５００，６５ ５０００，１５ ２０００，０２ ２０００，０２ ５０００、０２ ７５００，０２ １００００，０５ １３０００，７ データはトーナーは本来的に強く正に帯電することを示
す。

列５ 出発成分が次のようであった点を除き例２と同様の方法
で本災施例のトーナー粉末をつくった：磁鉄鉱粉末（ｃ
ｉｔｃｏ）３０部 スチレン／アクリル敗イソオクチル 例４のポリマー　　　　　　　　　　　　　　　　３６
例２のアミン−含有脂肪族ワックス付加物　　　　　４
ＲａｖｅｎＴＨ５７５Ｑ　カーｄｅ７　　ｉラック２生
じたトーナー粉末を例１および２のトーナーと同様の方
法で透明度家密度に対して試験した。

Ｖフタ−デレーＶ　ギャッｆは０．４６ｕ、現像ギャッ
プは０．５１ＪＩ、そして現像シェルは３５０　ｒｐｍ
で回転した（２４ｃｍ／秒の現像速度）。得られる透明
度密度は第■表中に示される。

第■表 透明度密度（０，Ｄ、σ、） １．６５ １．０２ ０．６５ ０．２５ ０．０４ ０．０２ ０．０２ ０．１） ０．２２ ０．６ 電圧 −ｉｏｏ。

データはトーナーが本来的に強く正に帯電するこ４とを
示す。

【図面の簡単な説明】 図面中第１図は２つの異なる現像速度において本発明の
摩擦電気単一成分トーナー粉末と先行技術トーナーに対
する現像したトーナー層の透明度（光学的）密度対適用
表面電圧を示す。 第２図は第１図に対するデータを引き出すために使われ
るトーナー粉末に対する現ｇＩ！ヤヤツプを変える適用
表面電圧に対する現像したトーナー層の光学的透明度密
度を示す。 第６図は本発明のトーナー粉末および先行技術トーナー
からつくった印刷物の摩擦落ちに対する抵抗に関する相
対的溶融特質を示す棒グラフである。 第４図は黒色の代りに灰色であることを除き第６図で試
験したものに類似した印刷物の摩擦落ちに対する抵抗に
関する相対的溶融特質を示す棒グラフであって、トーナ
ーは第３図を得るために用いたものと同一である。 第５図はトーナー粉末界面における接着水準に関し、即
ち、感圧接層剤テープによる除去に対する溶融したトー
ナー層の抵抗に関する相対的溶融特質を示す棒グラフで
あって、試験したトーナー粉末は第６図を得るために用
いたものと同一である。 なお図面中に記入された数字は下記のものを表わで： １０：透過度密度カーブ（現像速度２４ｔｘ／秒入（Ａ
Ｉの粉末 １２：透過度密度カーブ（現像速度１３０ｃｍ／秒九例
１の粉末 １−３：透過度密度カーブ（現像速度２４ｃ１ｒＬ／秒
）、列２の粉末 １４：透過度密度カーブ（現像速度１３０ｃｒＩＬ／秒
λ例２の粉末 １６：透過度密度カーブ（現像速度２４ｔｘ／秒入先行
粉末Ａ １７：透過度密度カーブ（現鐵速度１３０ｃｒｒＬ／秒
入先行粉末Ａ ２０：透過度密度カーブ（現像速度２４ｃｔｎ／秒、現
像ギャップ０．２５ｃｒＩＬ）例１の粉末２１：透過度
密度カーブ（現像密度２４ｃｍ／秒、現像ヤヤツプ０．
７５ｃｍ）例１の粉末２２：透過度密度カーブ（現像速
度２４ｃｍ／秒、現像ギャップ１．５ｕ）例１の粉末 ２３：透過度密度カーブ（現像イヤッゾ０．２５Ｕ）先
行粉末Ａ ２４：透過度密度カーブ（現ｌ＃！ギャップ０．７５ａ
ｌ）先行粉末Ａ ２５：透過度密度カーブ（現像ギャップ１．５１Ｊｌ）
先行粉末Ａ ３０：黒色像の摩擦落ち抵抗の俸グラフ（列１の粉末） ３に黒色像の摩擦落ち抵抗の棒グラフ （例２の粉末） ３２：黒色像の摩擦落ち抵抗の棒グラフ（先行粉末Ａ） ４０：灰色渫の摩擦落ち抵抗の棒グラフ（例１の粉末） ４１：灰色隊の摩擦落ち抵抗の棒グラフ（例２の粉末） ４２：灰色像の摩擦落ち抵抗の棒グラフ（先行粉末）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の離散粒子で構成され、それぞれが１）約４
   ５゜から約７５℃までの範囲のガラス−転移温度を有す
   るスチレンと少なくとも一つのアクリレートおよびメタ
   クリレートとの少なくとも一つのコポリマーで構成され
   る熱可塑性結合剤および２）磁気的に反応性の材料の混
   合物であつて、０．５から２０重量％までの熱可塑性結
   合剤がアクリレートと付加した第二アミン基を有するア
   ミン−含有脂肪族ワックスであり、該アミン−含有脂肪
   族ワックスがそれぞれ少なくとも１２個の炭素原子の二
   つの炭素鎖を有することを特徴とする単一成分トーナー
   粉末。
2. （２）アミン−含有脂肪族ワックスが１から１０重量％
   までの粒子で構成されることをさらに特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項に記載の単一成分トーナー粉末。
3. （３）アミン−含有脂肪族ワックスがそれぞれ少なくと
   も１８個の炭素原子の二つの炭素鎖を有することをさら
   に特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の単一成
   分トーナー粉末。
4. （４）アミン−含有脂肪族ワックスが式（Ｃ＿１＿８Ｈ
   ＿３＿７）＿２ＮＨを有することをさらに特徴とする特
   許請求の範囲第（３）項に記載の単一成分トーナー粉末
   。
5. （５）アクリレートがフルオロ−アルキル−サルホニル
   −アルキルアクリレートであることをさらに特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項に記載の単一成分トーナー粉
   末。
6. （６）アクリレートがアクリル酸オクチルであることを
   さらに特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の単
   一成分トーナー粉末。
7. （７）該トーナー粉末が顔料を含むことをさらに特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項に記載の単一成分トーナ
   ー粉末。
8. （８）顔料がカーボンブラックで構成されることをさら
   に特徴とする特許請求の範囲第（７）項に記載の単一成
   分トーナー粉末。
9. （９）該トーナー粉末が本来摩擦電気的に正に帯電しそ
   して多数の離散粒子で構成され、それぞれが重量で１）
   ３０から７０％までの熱可塑性結合剤および２）３０か
   ら７０％までの磁気的に反応性材料の混合物で構成され
   、熱可塑性結合剤が（ａ）約４５゜から約７５℃までの
   範囲のガラス−転移温度を有するスチレンとアクリレー
   トおよびメタクリレートモノマーの少なくとも一つから
   選ばれるモノマーとの少なくとも一つのコポリマーの７
   ０から９９．５％、および（ｂ）第二アミン基を有しア
   クリレートを付加した０．５から２０％までのアミン−
   含有脂肪族ワックス、該アミン−含有脂肪族ワックスは
   少なくとも１２個の炭素原子の二つの炭素鎖を有する、
   で構成される ことを特徴とする単一成分トーナー粉末。
10. （１０）アミン−含有脂肪族ワックスが式（Ｃ＿１＿８
    Ｈ＿３＿７）＿２ＮＨを有することをさらに特徴とする
    特許請求の範囲第（９）項に記載の単一成分トーナー粉
    末。