JPH05197194A - トナー組成物 - Google Patents

トナー組成物

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JPH05197194A
JPH05197194A JP4233712A JP23371292A JPH05197194A JP H05197194 A JPH05197194 A JP H05197194A JP 4233712 A JP4233712 A JP 4233712A JP 23371292 A JP23371292 A JP 23371292A JP H05197194 A JPH05197194 A JP H05197194A
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エル サマーズ レイモンド
John J Kopko
ジェイ コプコ ジョン
Julie C Pickering
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーおよび現像剤組成物、およびこれらの
組成物を用いた像形成方法、特に、カラー像形成方法を
提供することを目的とする。 【構成】 樹脂、カーボンブラック、マグネタイト、正
帯電促進添加剤、および高分子ヒドロキシ化合物と第4
級アンモニウム化合物で処理したコロイド状シリカとを
含む表面添加剤混合物;並びに表面上にポリマー混合物
コーティングを有するフェライトコアを含むキャリヤー
粒子を含む現像剤組成物が開示される。本発明の現像剤
組成物は実質的にバックグラウンドの汚れのない優れた
ブラックトナー像を与え、各カラートナーに対して実質
的に不活性であり各カラートナーの摩擦電気特性および
その現像した像のカラー強度に悪影響を与えず、従っ
て、カラー像形成方法において有利に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般にトナー、現像剤、
および多色像を形成させるための全色カラー像形成方法
のような像形成方法に関し、さらに詳細には、本発明は
1色がブラックである4色像のような多色像を得る方法
に関し、1つの実施態様においては、像形成部材を4回
帯電させて現像することを含み、ブラックトナーを像の
1つにおいて用いる。本発明のこのブラックトナーは電
荷分光写真で測定したときの、例えば、約15〜約60
秒の優れた混合特性、公知のファラデイ ケージ測定法
で測定したときの、例えば、約+10〜約25マイクロ
クーロン/gの望ましい摩擦電気特性、許容し得かつ安
定なAt 等を有する。本発明のブラックトナーは実質的
にバックグラウンドの汚れがなく許容し得る斑点性、最
小の像粒状性を有し、望ましくない履歴的像欠陥がな
く、彗星状化(Cometing)を回避または最小化
した優れたブラック像を提供し、現像剤ハウジング内お
よびトナーディスペンサー内での改良されたトナー流動
特性を示す。さらにまた、このトナーは使用する各カラ
ートナーに対して、例えば、各カラートナーの摩擦電気
特性およびその現像した像のカラー強度が悪影響を受け
ない点で実質的に不活性である。各実施態様において、
本発明のトナーおよび現像剤は加工色(プロセスカラ
ー)等のような特定のカラー像形成方法において使用し
得る。本発明による他の利点は、現像後に高品質像、即
ち、広範囲の湿度条件、即ち、例えば20〜80%の相
対湿度下で、例えば、約50〜約120°F(約10〜
約48.9℃)好ましくは約60〜約90°F(約1
5.5〜約32.2℃)の範囲の有効範囲の温度領域に
おいて実質的にバックグラウンドの汚れのないまた実質
的にスミアリングのない像の形成を可能にする安定な正
摩擦電気特性を有する現像剤を提供することである。
【0002】上記の現像法の1つの例はおよそ6時方向
に取り付けられた2本オーガー輸送の単一磁性ブラシ設
計を有する現像剤ハウジングを含む。磁性ブラシロール
(現像剤ロール)は直径約30mmであり、現像剤輸送
用の溝付き表面を有し、好ましくは、感光体即ち像形成
部材の速度の約3.0倍で作動する。現像剤ロールは感
光体から約0.5mm離れており、負DCバイアスによ
って、例えば、200〜約500ボルトバイアスされて
いる。静置磁石が回転現像剤ロールスリーブに内部的に
設置されており、この磁石は設計された磁極形状を有す
るフェライトを含み現像剤輸送および現像性をコントロ
ールする条件を満たしている。現像剤流動性(スリーブ
上の量、即ち、MOSを称す)はトリミング時点での磁
場内での低浸透性トリマー棒の位置によってコントロー
ルする。典型的には、MOSを約25〜約40mg/cm2
にセットし、トリム間隙、トナー濃度(TC)および現
像剤摩擦電気に対して感応性とする。現像剤ハウジング
穴内の2本オーガーは現像剤を反対方向に運び、先ずト
ナーディスペンサーに通し次いで現像剤ロールの現像剤
ピックアップ領域に通す。各オーガーはオーガー内に構
築されたスリットを有し現像剤に加えられた新鮮トナー
の混合を容易にする。通常、4つ程の複数の潜像を像形
成部材上に形成させ、先ず本発明のブラックトナーで、
次いで、マゼンタトナー、シアントナーおよびイエロー
トナーで順次現像する。また、ブラックのみを、あるい
はブラックを1種以上の他のカラーと共に現像し得る。
【0003】
【従来の技術】従来技術としては、次の米国特許があ
る:第4,288,517号、第4,301,228
号、第4,533,616号、第4,828,954号
および第4,973,540号。米国特許第4,94
8,686号には、スチレン ブタジエンのようなある
種の樹脂粒子、銅フタロシアニンのような第1の顔料、
帯電調節添加剤、外部添加剤としてのコロイド状シリカ
および脂肪酸の金属塩を含む第1のトナーと、例えば、
ターポリマー オーバーコーティングを有するスチール
コアを含む第1のキャリヤーとを含むカラー現像剤;お
よびブラックトナー、第2の帯電添加剤およびある種の
高分子オーバーコーティングを有するスチールコアキャ
リヤーを含む第2の現像剤とによる2色像の形成方法が
開示されている。2色像形成方法は米国特許第4,26
4,186号に開示されている。感光性像形成部材を1
つの極性に帯電させその上に同じ極性の少なくとも3つ
の異なる電位値を含む像を発生させる方法は米国特許第
4,078,929号に開示されている。この米国特許
は像形成表面上にバックグラウンド領域としての第1の
帯電領域、この第1領域よりも高い電圧の第2領域、お
よび第1領域よりも低い電圧の第3領域を含む帯電像を
形成させることによる2色像の形成方法を開示してお
り、第2および3領域は像領域として機能する。帯電像
は第1段階で第1カラーの正帯電トナー粒子で現像し、
つぎの現像段階で、第2カラーの負帯電トナー粒子で現
像する。また、帯電像は1現像工程で2つの異なるカラ
ーのトナーを含有するドライ現像剤で現像してもよい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はトナー
および現像剤組成物、並びにこれら組成物を用いた像形
成方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の上記および他の
目的は、各実施態様において、本発明の現像剤、トナー
および像形成方法を提供することによって達成し得る。
本発明の1つの実施態様においては、樹脂粒子、ブラッ
ク顔料粒子、マグネタイト、帯電促進添加剤、およびあ
る種の処理コロイド状シリカとペトロライト社から入手
し得るユニリン(UNILIN、登録商標)のような高
分子ヒドロキシ化合物との混合物を含む表面添加剤を含
むトナー組成物が提供される。現像剤はこれらのトナー
をフェライトのようなキャリヤー好ましくはポリメチル
メタクリレートとカイナール(KYNAR、登録商標)
とのようなポリマー混合物でコーティングしたフェライ
トキャリヤー(米国特許第4,937,166号および
第4,935,326号参照)と混合することによって
調製し得る。
【0006】本発明のトナー用に使用する樹脂粒子の例
にはスチレン アクリレート、スチレン メタクリレー
ト、ポリエステル、架橋スチレン メタクリレート、ス
チレン ブタジエン特に商業的に入手し得るグッドイヤ
ー社のプリオライト(PLIOLITE、登録商標)、
プリオトーン(PLIOTONE、登録商標)のような
約80〜約95重量%のような高スチレン含有量を有す
るもの等がある。樹脂は、例えば、約70〜約98重量
%の有効量で存在する。特定のトナー樹脂には公知のス
チレン アクリレート、スチレン メタクリレート(5
8/32);線状および枝分かれポリエステル;グッド
イヤー ケミカル社から入手し得るプリオライト、プリ
オトーン類;スチレン−ブタジエンポリマー、特に、ス
チレン成分が約83〜約93重量%好ましくは約88重
量%の量で存在し、ブタジエン成分が約7〜約17重量
%好ましくは約12重量%の量で存在するスチレン−ブ
タジエンコポリマーがある。また、スチレン−n−ブチ
ルメタクリレートポリマー特にスチレンセグメントが約
50〜約70重量%好ましくは約58重量%の量で存在
し、n−ブチルメタクリレートセグメントが約30〜約
50重量%好ましくは約42重量%の量で存在するスチ
レン−n−ブチルメタクリレートコポリマーも適し得
る。これらの樹脂の混合物も使用し得る。トナー樹脂と
して好ましいのは、好ましくは約87〜約89重量%の
量で存在する乳化重合スチレン ブタジエンである(米
国特許第4,469,770号参照)。
【0007】ブラックトナー顔料は公知であり、レーガ
ル(REGAL)330,ヴァルカン(VULCA
N),ファーネス ブラック等がある。ブラック顔料
は、例えば、トナーの約1〜約15重量%好ましくは約
2〜約10重量%のような種々の有効量で存在する。こ
れらの顔料はマピコ ブラック(MAPICO BLA
CK)のようなマグネタイトとの混合物の1部である。
混合物は、各実施態様において、好ましくは約2〜約1
0重量%野ような有効量のカーボンブラックと好ましく
は約2〜約10重量%より好ましくは約2〜約7重量%
のマピコ ブラックようなマグネタイトを含有する。1
つの好ましい混合物は5.5重量%のレーガル330カ
ーボンブラックと4.5重量%のマピコ ブラックを含
む。
【0008】約0.5〜約10重量%好ましくは約1〜
約2重量%のような種々の有効量で存在する帯電促進添
加剤の例には、ジステアリル ジメチル アンモニウム
メチル サルフェート、セチル ピリジニウム ハラ
イド特にクロライド、ビスルフィド、およびこれらの混
合物のような公知の添加剤がある。特定の帯電添加剤の
例には、アルキル ピリジニウム ハライド好ましくは
セチル ピリジニウムクロライド(米国特許第4,29
8,672号参照);有機硫酸塩およびスルホン酸塩
(米国特許第4,338,390号参照);好ましい添
加剤であるジステアリル ジメチル アンモニウム メ
チル サルフェート(DDAMS)(トナーの1.2重
量%で優れた混合特性を与える、米国特許第4,56
0,635号参照)等がある。各実施態様のブラックト
ナーは、通常、約5〜約35マイクロクーロン/g好ま
しくは約8〜約25マイクロクーロン/gの正電荷(こ
の電荷は、存在する帯電促進添加剤の量;およびトナー
樹脂、顔料、キャリヤーコア、およびキャリヤーコア用
に用いたコーティングのような他の成分の正確な組成の
ような多くの公知の要因による)、および約15〜約6
0秒好ましくは約15〜約30秒の混合時間を有する。
トナー組成物の調製においては、通常、トナー樹脂、顔
料、マグネタイトおよび帯電促進添加剤を含む調製物を
微細化および分級に供することができ、分級は主として
微細物および実質的に極めて大きい粒子を除去して、例
えば、約8〜約15ミクロン好ましくは約8〜約12ミ
クロンの平均容積直径を有するトナー粒子を得ることを
目的とする。各実施態様における本発明のトナーは押出
のような方法で調製でき、押出法は樹脂、ブラック顔
料、マグネタイト、および帯電調節添加剤を乾燥混合
し、これら材料を押出機に入れ、混合物を溶融混合し、
混合物を押出し、押出した材料を減衰させてペレットを
得ることを含む連続方法である。ペレットは磨砕または
噴射によりさらに減衰させ、次いで、粒子サイズまで分
級する。本発明の1つの実施態様においては、約8〜約
15好ましくは約8〜約12ミクロンの平均粒度を有す
るトナー組成物が好ましい。外部添加剤はその後上記の
分級トナーと公知の中強度乾燥粉末混合機中で混合し得
る。各成分を、例えば、バンバリー内で溶融混合し、次
いで、冷却、磨砕および分級を行うような他の公知のト
ナー調製法も使用し得る。
【0009】上述のトナーは、表面または外部成分添加
剤として、有効量例えば約0.18〜約1重量%で、約
0.8〜約0.22好ましくは約0.15重量%の有効
量で存在するエロジール(AEROSIL)#76のよ
うなある種のコロイド状シリカと約0.1〜約0.4好
ましくは0.25重量%の有効量で存在するユニリン
(UNILIN)〔式:CH3 (CH2 n CH2 OH
の高分子ヒドロキシ化合物、式中、nは約30〜約30
0の数好ましくは約30〜約50の数である〕との混合
物を含む。1つの好ましいヒドロキシ化合物は約475
〜約1,400の数平均分子量より好ましくは約475
〜約750の数平均分子量を有する。これらのヒドロキ
シ化合物およびそのトナーは米国特許第4,883,7
36号に開示されている。これら2種の外部添加剤の量
を変化させてトナーの帯電値の調整を行い得る。例え
ば、エロジール#76と高分子ヒドロキシ化合物の量を
増大させると摩擦電荷を一般に正方向に調整し混合時間
を改善する、混合時間は新鮮トナーが現像剤と接触した
後に摩擦電気的に帯電するのに要する時間量の尺度であ
る。
【0010】本発明の1つの実施態様における現像剤用
のキャリヤーは、フェライト好ましくはD.M.ステワ
ード社から入手し得る平均直径約40〜約80ミクロン
好ましくは約45〜約60ミクロンの平均容積直径を有
する銅亜鉛コアとその表面上の、例えば、ポリフッ化ビ
ニリデン(カイナール)とポリメチルメタクリレートの
好ましい比35対65(しかしながら、カイナールのよ
うな第1のポリマーは約25〜約45の範囲、ポリメチ
ルメタクリレートのような第2のポリマーは約55〜約
75の範囲である)の0.15〜約1重量%好ましくは
0.3重量%のコーティング量の高分子コーティングと
を含み得る。使用し得る好ましいキャリヤーは米国特許
第4,937,166号および第4,935,326号
に開示されているようなフェライトキャリヤーである。
これらのキャリヤーは、1つの実施態様においては、摩
擦電気系列において近接していない2種のポリマーコー
ティングを有するコアを含む。これらのキャリヤーは約
40〜約80ミクロンの好ましくは半導電性フェライト
においては約45〜約60ミクロンの粒径を有する。
【0011】本発明の方法において使用する像形成部材
の例には、米国特許第4,265,990号に開示され
ているような多層型有機材料のようなゼログラフィー、
イオノグラフィーまたは他の電子写真法において適し得
る種々の誘電性または光導電絶縁性材料がある。1つの
実施態様においては、4つの潜像を形成させ、これらの
像の1つを前述したように本発明のブラックトナーで現
像する。公知のカラートナーを他の各潜像の現像に用い
る、これらのトナーには約5%フラッシ加工のファーナ
ル ピンク(FANAL PINK)のようなマゼン
タ、約2重量%のPV ファースト ブルー(FAST
BLUE)のようなシアン、約5%のパーマネント
イエロー FGLのようなイエローがあり、樹脂は通常
乳化重合スチレン ブタジエンであるが前述したような
他のトナー樹脂も各実施態様において使用し得る。次い
で、現像した像は紙、透明材料等の任意の適当な基体に
転写する。転写は基体の裏面をトナーの極性と反対の極
性にコロトロンにより帯電させることによるような任意
の適当な手段により得る。転写像は次いで任意の適当な
手段により基体に永久的に定着させる。本発明の各トナ
ーにおいては、加熱および加圧による定着が好ましい。
紙のような基体上に、ブラック、グリーン、ブルー、レ
ッド、イエロー、ブラウン等の絵画的カラーを得る。
【0012】現像は米国特許第2,874,063号に
開示されているような磁性ブラシ現像法によって一般に
行う。この方法は磁性トナーおよび磁性キャリヤー粒子
を含有する現像剤物質を磁石により搬送することを含
む。本発明の方法においては、導電性磁性ブラシ法が好
ましく、この方法においては、現像剤が導電性キャリヤ
ー粒子を含みかつバイアスさせた磁石間の電場をキャリ
ヤー粒子を通して感光体に伝導し得るものである。本発
明において使用する現像剤組成物は種々の有効量のキャ
リヤーとトナーを一般に含む。一般に、約6〜約12重
量%好ましくは8.5重量%のトナーと、約88〜約9
4重量%好ましくは91.5重量%のキャリヤーを混合
して現像剤を調製する。トナー対キャリヤーの比は、例
えば、所望する摩擦電荷等によって変化し得る。各カラ
ートナーの粒度は容積平均直径で一般に約9〜約14ミ
クロン好ましくは約11ミクロンである。
【0013】本発明の実施態様には、樹脂、カーボンブ
ラック、マグネタイト、正帯電促進添加剤、および高分
子ヒドロキシ化合物と第4級アンモニウム塩化合物で処
理したコロイド状シリカとの表面添加剤混合物を含むト
ナーと、表面上にポリマー混合物コーティングを有する
フェライトコアを含むキャリヤー粒子とを含む現像剤組
成物;並びに、光導電性像形成部材上に複数の個々の潜
像を形成させ、次いで、1つの像をブラック現像剤組成
物で現像し、その後、残りの3つの像を樹脂とブラック
以外のカラー顔料を含む3種の異なるトナーで順次現像
し、第2の像用に用いるトナー顔料は第3の像用に用い
るトナー顔料と異なり、第3の像用に用いるトナー顔料
は第4の像用に用いるトナー顔料と異なり、続いて、現
像した各像を適当な基体に転写し各像を基体に定着させ
ることを含む全色カラー像形成方法がある。
【0014】
【実施例】
【実施例1】ブラック現像剤組成物を次のようにして調
製した。88.8重量%の乳化重合スチレン ブタジエ
ン(89/11)、5.5重量%のレーガル330カー
ボンブラック、4.5重量%のマグネタイトであるマピ
コ ブラック、および1.2重量%の帯電添加剤ジステ
アリル ジメチル アンモニウム メチル サルフェー
トを、ダイを130〜170℃の温度に維持しかつ機体
温度が約70〜約150℃の範囲にあるエクストルダー
ZSK53内で溶融混合し、次いで、冷却、微細化およ
びエアー分級を行って容積平均直径9.5ミクロンのト
ナー粒子を得た。次いで、このトナー粒子を、0.15
重量%のジメチルオクタデシル−3−トリメトキシ(シ
リル)プロピル アンモニウム クロライド処理コロイ
ド状シリカ粒子〔この粒子はポロン(POLON)MF
−50で処理したエロジール#76であると考えられて
おり、日本のテイカ社より入手し得る〕および0.25
重量%の平均分子量700を有するユニリン(米国特許
第4,883,736号の実施例1参照、該米国特許の
記載はすべて参考として本明細書に引用する;このユニ
リンはペトロライト社から入手した)と混合した。続い
て、キャリヤー粒子を、ステワード ケミカル社から入
手した50ミクロン径銅亜鉛フェライトキャリヤーを
0.3%のコーティング重量でカイナール35重量%と
ポリメチルメタクリレート65重量%の混合物でドライ
粉末コーティングすることによって調製した。次に、ブ
ラック現像剤を100重量部の上記コーティングキャリ
ヤー粒子を10重量部の上記ブラックトナーとロジゲ
(Lodige)ブレンダー内で約15分間60RPM
で混合して約8.5%のトナー濃度で公知のファラデー
ケージ装置中で測定したとき+13マイクロクーロン
/gの摩擦電荷を示すトナーを含む現像剤を得るするこ
とによって調製した。上記で調製したトナーと同じ成分
を含む実質的に未帯電の添加トナーの混合時間は公知の
電荷分光写真で測定したとき約15秒であった。
【0015】その後、上記のブラック磁性現像剤を、マ
ゼンタトナー、シアントナーおよびイエロートナーを含
んだゼッロクス コーポレーション5775全4色カラ
ー像形成装置に組み入れて、優れた品質を有し実質的に
バックグラウンドを含まないブラック、およびレッド、
イエロー、ブルー、グリーンの同じ現像剤帯電絵模様と
本文活字を有する100,000枚のコピーを転写し加
熱による定着後に得た。上記磁性ブラックトナーの摩擦
電荷は100,000枚の現像ブラック像においても約
10〜約15マイクロクーロン/gで残っていた。用い
た像形成部材はアルミニウム基体、その上の三方晶セレ
ンの光生成層、および45重量%のマクロロン(MAK
ROLON)ポリカーボネートバインダー中に分散させ
たアリールアミンN,N, −ジフェニル−N,N, −ビ
ス(3−メチルフェニル)1,1 , −ビフェニル−4,
, −ジアミンの電荷輸送最上層を含んでいた(米国特
許第4,265,990号参照、該米国特許の記載はす
べて参考として本明細書に引用する)。
【0016】
【実施例2】トナーおよび現像剤を実施例1の手順を繰
り返すことによって調製したが、顔料として、40重量
%の顔料と60重量%のスチレン ブタジエン(グッド
イヤー ケミカル社からプリオライトとして入手)を含
みマピコ ブラックを含まないフラッシ加工ホスタパー
ム ピンクE12.5重量%を用いた。このトナーの摩
擦電荷は+15マイクロクーロン/gであった。このト
ナーは実施例1のトナーおよび2種の他のカラートナー
と一緒に前述のような全カラー像形成方法において使用
し得る。マゼンタ顔料の例にはアメリカン ヘキスト社
から入手し得るホスタパームピンクE、アメリカン ヘ
キスト社から入手し得るホスタパーム ピンクEB、B
ASF社から入手し得るファーナル ピンクD483
0、BASF社から入手し得るリトール ルビンNBD
4573、これらの、例えば、ホスタパーム ピンクE
Bまたはホスタパーム ピンクEとBASF社から入手
し得るバソニールレッド560との混合物のような有効
混合物がある。これらのマゼンタ顔料はトナー中に、例
えば、約0.1〜約15重量%好ましくは約1〜約5重
量%のような種々の有効量で存在する。また、マゼンタ
トナーの各実施態様においては、0.1〜0.3重量%
のバソニール レッド560を含有する約3.2重量%
のホスタパーム ピンクEを100部のトナー当たりで
使用し得る。同じようなトナーをホスタパーム ピンク
の代わりにシアンおよびイエロー顔料を用いても調製し
得る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 9/113 G03G 9/08 361 371 9/10 351 (72)発明者 ジョン ジェイ コプコ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14502 マセドン ウィローデイル ドライヴ 1381 (72)発明者 ジュリー シー ピッカリング アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウェブスター スラッシュウッド レー ン 436

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂、カーボンブラック、マグネタイ
    ト、帯電添加剤、および高分子ヒドロキシ化合物と第4
    級アンモニウム化合物で処理したコロイド状シリカとを
    含む表面添加剤混合物;並びに表面上にポリマー混合物
    コーティングを有するコアを含むキャリヤー粒子を含む
    現像剤組成物。
JP4233712A 1991-09-10 1992-09-01 トナー組成物 Expired - Lifetime JPH0769630B2 (ja)

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JPH0769630B2 JPH0769630B2 (ja) 1995-07-31

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DE69215806D1 (de) 1997-01-23
EP0532320B1 (en) 1996-12-11
CA2076847A1 (en) 1993-03-11
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