JPS63143561A - 磁性単一成分トナー組成物 - 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】 光凱■宜景 本発明は一般にトナー組成物に関し、さらに詳細には、
マグネタイト粒子と架橋樹脂成分を含む単一成分トナー
組成物に関する。本発明の１つの実施態様によれば、架
橋樹脂粒子、ポリエチレンおよびポリプロピレンを包含
する低分子量ワックス物質、マグネタイト、第１および
第２添加剤粒子、およびある種の任意成分としての帯電
促進添加剤とからなるトナー組成物が提供される。この
トナー組成物は、キャリヤー粒子を用いない静電写真像
形成装置において、像の現像を行うのに特に有用である
。

貧米肢朋 単−成分トナー組成物は公知であり、例えば、米国特許
第４，３１Ｌ７７９号は約４５〜約６５重量％の磁性物
質を含み、スチレン　ブタジェンのような共役ジオレフ
ィンの特定のコポリマーを包含するバインダーを使用し
ている磁性現像剤を開示している。該米国特許の第４欄
、６０行よりの記載には、現像剤に混入すべき微分割磁
性粒子の量は４５〜６５重四％特に５０〜６０重量％で
あるべきことが示唆されている。同様な教示は上記米国
特許第４，３１１，７７９号に開示されているのと同様
なトナーを利用している複写方法に関する米国特許第４
，３１５．０６４号にも存在する。さらに、米国特許第
４，４９５，２６７号には、バインダー中にマグネタイ
トを含み、マグネタイトの水溶性成分含有量が約０．１
５重量％以下でありまた２０°Ｃの温度および６０％の
相対湿度におけるマグネタイトの水含有量が０．３重量
％以下である改良された湿気依存性を有する磁性トナー
が開示されている。さらにまた、米国特許第４，４９５
．２６８号には、架橋していないと信じられる特定の線
状ポリマーを含む磁性現像剤を用い、特別な形状の等軸
マグネタイトを用いた光複写方法を開示している。また
、興味あるものとしてはピーク値分子量を示す１種以上
のビニル　タイプ　コポリマーとエチレン　タイプオレ
フィン　ホモポリマーまたはコポリマーとを含む現像剤
粉末に関する米国特許第４，４９９．１６８号がある。

さらに、米国特許第４，２２９，９００号には、絶縁性
であり１０〜５０重量％の粒径約２０〜２５ミクロンの
磁性トナー粒子を含む磁性現像剤を磁場の存在下に像発
生部材に電気的に転写することによる現像方法が開示さ
れている。

米国特許第４，５５６，６２４号には、架橋コポリマー
化合物と第２ポリマーのポリブレンド混合物、顔料粒子
、分子量約５００〜約２０，０００のワックス成分およ
び帯電促進添加剤とからなる静電トナー組成物が記載さ
れている。第１樹脂粒子としては、例えばジビニル　ベ
ンゼンで架橋したスチレンアルキル　メダクリレ−１・
を包含する架橋コポリマー樹脂を使用できる。

さらに、米国特許第４．４３３，０４０号には、本発明
で使用するものと同じような染料を包含する金属複合体
染料を任意構成成分として含む電子写真用トナーを開示
しているが、その主な相違は本発明の染料が該第４，４
３３．０４０号米国特許の特許請求の範囲に記載されて
いるＨ゛部分りもむしろＮＦ■４゛部分を含むことであ
る。ただし、そのような部分は該米国特許の本文中には
記載されている。使用し得る樹脂の例はその第２欄、６
４行よりにお＼よそ記載されているが、架橋樹脂に言及
している記載はなく、さらに該米国特許には、例えば、
本発明の現像剤組成物で使用する第１および第２添加剤
成分に関する何らの示唆もない。さらにまた、米国特許
第４，５６２，１３６号には、例えば、アニオンＡがＮ
Ｈ，’である本発明の現像剤組成物で使用できる任意成
分としての帯電促進添加剤を含む２成分乾燥タイプ現像
剤が開示されている。

この米国特許はシラン樹脂でコーティングしたキャリヤ
ー粒子と、例えば、その特許請求の範囲第１項に記載し
ているような式のモノアゾ金属複合体染料を含むトナー
粒子とを含む２成分現像剤を記載している。

背景的に興味ある他の特許には米国特許第４．５６３，
４０９号；第４，５９０．１４１号；第４，４（１１，
７４１号；第４，４０４，２６９号；第４，３８８，３
９６号および第４．５７６．８８８号がある。米国特許
第４，５６３，４０９号には、その特許請求の範囲第１
項に記載されているような式の対称２：Ｉ金属複合体、
および該金属複合体約１〜５０重量％と樹脂約５０〜９
９重量％とを含む電子写真用トナーが開示されており；
米国特許第４，５９０，１４１号はコア材料、該コア材
料表面上にコーティングしたシリコーン樹脂層、および
キャリヤー粒子の摩耗に対する添加剤としての炭化ケイ
素およびチタン酸カリウムからなる群より選ばれた無機
補強用充填剤粒子とからなる２成分現像剤用のキャリヤ
ー粒子に関し：米国特許第４，４（１１，７４１号は電
気絶縁性バインダー物質と磁性物質粉末とからなり、該
パイングー物質中に分散させた正または負帯電調節剤お
よび該帯電調節剤とは反対極性を有する帯電調節剤とを
１１０．０５〜１　／　１．５の重量比で含む磁性１成
分タイプ現像剤に関し；米国特許第４．４０４，２６９
号は磁性トナー粒子と非磁性トナー粒子の混合物からな
り、磁性トナー粒子が特定比のある種の複数の成分を含
み、非磁性トナー粒子が負帯電調節剤を包含する特定の
成分を含む点で改良された２成分複合現像剤に関し；米
国特許第４，３８８，３９６号は現像剤中に脂肪族フル
オロカーボン化合物およびフルオロクロロカーボン化合
物からなる群より選ばれたオフセット防止剤を混入させ
てなる静電像の現像方法に関し；また米国特許第４．５
７６．８８８号は着色剤成分としてのシリカコアを有す
るアゾイック顔料およびこのシリカコア表面にアミツク
）ンカソプリング剤を介して化学的に結合したモノまた
はポリアゾイック染料のコーティングとからなるトナー
に関する。

上述のトナー組成物はその意図する目的には適するけれ
ども、新規な特定のトナー組成物、特に、静電写真像形
成システムにおいて使用できる単一成分組成物が求めら
れている。さらに詳細には、前述の米国特許第４，２２
９，９００号に開示されているようなジャンピング現像
方法（ｊｕｍｐｉｎｇ　ｄｅｖｅｌｏｐｍ−ｅｎｔ　ｐ
ｒｏｃｅｓｓ）において、特に有用なトナー組成物が求
められている。また、静電像形法で用いたとき長時間に
亘って優れた解像力の像を与える単一成分トナー組成物
が求められている。さらにまた、現像した像を適当な支
持基体に効果的に転写する架橋樹脂粒子を含む単一成分
トナー組成物が求められている。また、溶融混合処理中
に均質特性を保持している単一成分トナーが求められて
いる。

さらに、カーボン　ブラックのような顔料が存在しない
単一成分トナーが求められている。さらにまた、静電写
真像形成複写装置で使用するとき、高固形領域密度（１
，１密度単位以上）、高密度線コピー、受は入れ可能な
トナー複写曲線を有する均一なハーフトーン、清浄な背
景領域および適切な転写特性を存する像を得ることので
きる単一成分トナー組成物が求められている。

光肌■旦呵 本発明の目的は上述の利点を有するトナー組成物を提供
することである。

本発明の別の目的は架橋トナー樹脂を含む単一成分トナ
ー組成物を提供することである。

さらに、本発明の別の目的は添加剤、低分子量ワックス
成分および架橋樹脂を含む単一成分磁性トナー組成物を
提供することである。

さらに、本発明の別の目的はコロイド状シリカのような
流動促進剤、およびセリウムおよび他の希土類金属の酸
化物を包含する特定の添加剤を含む単一成分トナー組成
物を提供することである。

また、本発明のさらに別の目的は帯電促進添加剤を含む
単一成分トナー組成物を提供することである。

本発明のさらに別の目的はジャンピング現像を用いる装
置を包含する静電写真像形成装置で像の現像方法を提供
することである。

本発明のさらに別の目的はマピコ　ブラックのようなキ
ユービクル　マグネタイトを含みそれによって静電写真
像形成装置において実質的に背景付着物のない優れた解
像力を像を形成する単一成分トナーを提供することにあ
る。

分所■盪威 本発明の上記および他の目的は樹脂粒子、マグネタイト
成分、低分子量ワックス成分、第１添加剤、第２添加剤
、およびある種の帯電促進添加剤とからなる単一成分ト
ナー組成物を提供することによって達成される。本発明
の１つの重要な実施態様においては、架橋スチレン　メ
タクリレート、分子量６．０００以下のワックス成分、
マグネタイト粒子、コロイド状シリカの第１流動添加剤
粒子、酸化セリウムの第２添加剤粒子、およびある種の
帯電促進添加剤からなる単一成分トナー組成物が提供さ
れる。

架橋され、かくして本発明のトナーおよび現像剤組成物
に混入するのに有用なトナー樹脂の具体的例には、例え
ば、ポリエステル、スチレン／ブタジェン、スチレン／
アクリレート、スチレン／メタクリレート、エポキシ、
ビニル樹脂、およびジカルボン酸とジフェノールのよう
なジオールとの高分子エステル交換生成物がある。適当
なビニル成分には各種ビニルモノマーのホモポリマーま
たはその２種以上のコポリマーがある。ビニルモノマー
１１位の例にはスチレン、ｐ−クロロスチレン；エチレ
ン、プロピレン、ブチレン、インブチレンおよび他の同
様なオレフィン類のようなエチレン系不飽和モノオレフ
ィン類；酢酸ビニル、醋酸ビニル等のビニルエステル類
；メチル　アクリレート、エチル　アクリレート、ｎ−
ブチル　アクリレート、イソブチル　アクリレート、メ
チルメタクリレート、エチル　メタクリレート、ブチル
　メタクリレート等のアルファメチレン脂肪族モノカル
ボン酸のエステル頚；スチレン　ブタジェン　コポリマ
ーを包含するジオレフィン類等がある。

好ましい架橋樹脂はポリスチレン　メタクリレート、米
国特許第３．６５５，３７４号に記載されているような
ポリエステル、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル
と１，３ブタンジオールのようなグリコールおよびヘン
タエリスリトールとの縮合から得られるポリエステル、
およびプリオライド（Ｐｌｉｏｌｉｔｅ）樹脂から選ば
れる。プリオライド樹脂はスチレンが約８０〜約９５重
量％の量で存在しブタジェンが約５〜約２０重量％の量
で存在するスチレンとブタジェンのコポリマー樹脂であ
ると信じられている。

上述した樹脂は各種公知の架橋用化合物、例えば、ジビ
ニルベンゼン、エチングリコール　ジメチルアクリレー
ト等のような芳香族および非芳香族物質による重合処理
法を包含する公知の方法によって架橋する。他の架橋用
化合物も本発明の目的が達成される限り使用できる。本
発明に関して重要なことは、架橋樹脂は次の理由によっ
て使用されるということである、即ち、この方法におい
て、トナー像が定着ロールに望ましくなくオフセントし
それによってトナーを定着圧力ロールに移行させさらに
その後形成した像コピーに移行するのを低減するからで
ある。また、架橋樹脂を含む本発明のトナー組成物によ
れば、延長された定着機耐久性、および像形成部材から
紙のような適当な基体への現像したトナー像の転写時の
改良されたはく離特性が得られる。

一般に、存在する総モノマー基卓で０．１〜約１５重世
％の量の架橋成分を上記千ツマ−の存在下に約り５℃〜
約１５０°Ｃの温度で架橋が生しるまで反応させる。本
発明において“架橋”とは樹脂ポリマー鎖を架橋物質と
共有結合により結合させてポリマー綱状化を形成させる
ことを意味する。

架橋度および架橋領域はガラス転移温度測定、ＣＨＣｌ
　３不溶性ゲル含有量、レオロジー等の公知の方法によ
って測定する。

本発明のトナー組成物で使用する特に好ましい樹脂は、
約５８重量％のスチレンと約４２重量％のｎ−ブチル　
メタクリレートを含むスチレンｎ−ブチル　メタクリレ
ートであり、各七ツマ−が約０．１〜約０．３％の量の
架橋物質ジビニル　ベンゼンと重合し、またＣ　ＨＣ１
ｙ可溶性ポリスチレンと等価の重量平均分子量が約６０
　、０００〜約１２０、０００のものである。

本発明のトナーに用い、例えば、約３０〜約５０重星％
、好ましくは約３５〜約４０重星％の量で存在する酸化
鉄混合物であるマグネタイトの例としては、マピコ　ブ
ラック、ファイザーブラソク、モーベイケミカル社より
入手できるヘイフエロソクス（［１ａｙｆｅｒｒｏｘ）
およびこれらの混合物等がある。

本発明のトナー組成物に混入させるワックス成分は約５
００〜約２０．０００の重量平均分子量を有するものと
信じられており、好ましいのは約ｉ　、　ｏｏ。

〜約６，０００の重量平均分子量を有するものである。

本発明のトナー組成物に用いる低分子量ワックス物質の
具体的例には、アライド　ケミカル社およびペトロライ
ト社より商業的に人手できるポリエチレン；イーストマ
ン　ケミカル　プロダクツ社より商業的に入手できるエ
ボレンＮ−１５（Ｅｐｏｌｅｎｅ　　Ｎ　−１５）　　
；サンヨーカセイに、に、より商業的に入手できる低分
子量ポリプロピレンであるビスコール５５０ｐ等がある
。使用できるこれら商業的に人手できるポリエチレンは
約１　、０００〜約２，０００の分子量を有し、また本
発明のトナー組成物に混合し得る商業的に入手できるポ
リプロピレンは約４，０００〜約５，０００の分子量を
有する。

本発明で使用できるポリエチレンおよびポリプロピレン
の多くは英国特許第１，４４２，８３５号に例示されて
いる。

さらに、上記低分子量ワックス物質は種々の有効量でト
ナー組成物に混入させ得るが、一般には、これらワック
スは約１〜約１０重量％の量で存在し、好ましくは、約
２〜約７重量％の量で存在する。前述の帯電促進添加剤
は、例えば、トナー粒子の総重Ｍ基準で約０．５〜約２
０重量％好ましくは約１〜約５重呈％の量で存在する。

他の量のワックスおよび帯電促進添加剤も本発明の目的
が達成される限り使用できる。

第１流動添加剤としては、約０．１〜約５重量％好まし
くは約０．１〜約１重量％の量の種々のコロイド状シリ
カを使用できる（例えば、米国特許第３、９００．５８
８号参照。）第１添加剤として特に有用なのは約０．８
重量％の量で存在するエーロジル（八ｅｒｏｓｉｌ）　
　Ｒ９７２である。

第２添加剤粒子としては酸化セリウム、酸化アルミニウ
ムのような各種酸化物、チタン酸ストロンチュームおよ
びこれらの混合物等を約０．１〜約５重量％の量好まし
くは約０．１〜約１重里％の量で使用できる。特に好ま
しい第２添加剤粒子は約０．３〜約０．８重量％の■で
存在する酸化セリウムである。これらの添加剤は好まし
くは外部添加剤として使用する、即ち、トナー組成物を
樹脂粒子と第１および第２添加剤粒子と混合することに
よって調製するよりはむしろトナー組成物を先ず調製し
その後第１添加剤および第２惑加剤粒子と混合させる。

一般に有効量で存在する帯電促進添加剤としては、特定
のスピロン　ブラック　クロメート染料、さらに詳細に
は、アイゼン　スピロン　ブラック（Ａｉｚｅｎ　５ｐ
ｉｌｏｎ　Ｂｌａｃｋ）、即ち、ＴＲＨとして知られ保
土谷化学社より人手できるアンモラム　ビス（１−（３
，５−ジニトロ−２ヒドロキシ　フェニル）ア７’−３
−（Ｎ−フェニル　カルバモイル）−２−ナフタレンオ
レート〕クロメート染料を使用できる。この添加剤は米
国特許第４．４３３．０４０号および第４．５６２．１
３６号に開示されている。また、これら米国特許の他の
同様な帯電促進添加剤も本発明の目的を達成できる限り
本発明のトナー組成物に使用できる。この添加剤は得ら
れるトナー組成物がその負電荷を保持できるようにする
。従って、この添加剤は負帯電促進添加剤として機能す
る。さらに、上記染料帯電促進添加剤を含む得られた単
一成分トナー組成物は約１０〜約２０ミクロン好ましく
は約１１〜約１３ミクロンの平均粒径を有する。また、
本発明の単一成分トナー組成物の１９０℃および１０ｋ
ｇ荷重でのメルト　インデックスは約１２０〜約３００
ｇ／ｌｏ秒である。

本発明の単一成分トナー組成物は静電像形成装置特にジ
ャンピング現像による装置（例えば、米国特許第４．３
７８．１５８号参照。）において特に有用であり、その
方法は像形成部材上に静電潜像を形成させ、像を本発明
のトナー組成物と接触させ、次いで現像した像を紙のよ
うな適当な基体に転写し像を基体に加熱を含む種々の適
当な手段によって永久的に定着させることからなる。

上記像形成装置用の光導電性部材としては、セレン；セ
レンひ素、セレンひ素テルルヲ包含スるセレン合金；ハ
ロゲン化セレン物質；ハロゲン化セレン合金；硫化カド
ミウム：水素化無定形ケイ素等を使用できる。

実施例 以下、実施例により本発明の特定の実施態様を説明する
が、これらの実施例は例示を目的とするものであり本発
明の範囲を限定するものでないことに注意されたい。部
およびパーセントは特に断わらない限り重量による。

実施例　１ ０．２重量％のジビニル　ベンゼンで架橋したスチレン
　ｎ−ブチル　メタクリレート　コポリマー　（５８／
４２）５８重量％、マピコ　ブラック３７重量％、サン
ヨー力セイ社からビスコール５５０ｐとして人手できる
ポリプロピレン　ワックス４重量％、および帯電促進添
加剤アイゼンスピロン　ブラック、即ち、保土谷化学社
からＴＲＨとして人手できるアンモニウム　ビス〔１−
（３，５−ジニトロ−２ヒドロキシ　フェニル）ア７’
−３−（Ｎ−フェニル　カルバモイル）−２−ナフタレ
ンオレート〕クロメート染料１重量％からなる単一成分
トナー組成物を、溶融混合し次いで機械的に摩砕するこ
とによって調製し、その後、この調製したトナー組成物
に０．８重量％のエーロジルＲ９７２および０．６重量
％の酸化セリウムを加えた。

次に、上記トナー組成物をジャンピング現像を含む静電
写真像形成装置に組み入れた。この装置はキャノンＮＰ
２１０として人手でき、硫化カドミウム光導電体を使用
していた。現像後に、実質的に背景付着物のない１．１
０密度単位以上の固形領域密度を有する高解像力の像を
得た。また、最終の定着コピー上に得た線は強請黒色で
ありハーフトーンは受は入れ可能なトーン複写曲線を有
する均一な外観を有していた。

実施例　２ トナー組成物を、０．３重量％のエーロジルＲ９７２を
用いた以外は実施例１の手１噴を繰返すことによって調
製し、実質的に同様結果を得た。

実施例　３ トナー組成物を、５７重量％の樹脂粒子を用い、またト
ナー組成物を最初調製するときに実施例１の帯電促進添
加剤１重量％を加えた以外は実施例１の手順を繰返すこ
とによって調製し、実質的に同様な結果を得た。

実施例　４ トナー組成物を実施例１の手順を繰返すことによって調
製したが、０．４重量％のジビニル　ベンゼンで架橋し
たスチレン　ｎ−ブチル　ヌククリレート５フ重量％、
マグネタイトであるマピコブラック３７重量％、ビスコ
ール５５０ｐとして入手できる６０００以下の分子量を
有するポリプロピレン　ワックス５重量％、およびＴＲ
Ｈ帯電促進添加剤１重量％を用いた。続いて、このトナ
ー組成物に０．８重量％のエーロジル（流動添加剤とし
て機能する）、および０．６重量％の酸化セリウム（Ｃ
ｅＤ。）を加えた。

実施例１に記載した手順により像を現像の後、実質的に
背景付着物のない典型的な固形領域密度１．４を有する
像を得た。

本発明の他の変形は本明細書の記載に基づいて当業者に
とって容易である。これらの変形は本発明の範囲に属す
るものとする。

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. （１）架橋樹脂粒子、低分子量ワックス成分、マグネタ
   イト、および第１の流動促進添加剤粒子および第２の金
   属酸化物添加剤粒子からなる群より選ばれた外部添加剤
   粒子とからなる単一成分トナー組成物。
2. （２）ワックス成分が約５，０００〜約２０，０００の
   分子量を有する特許請求の範囲第（１）項記載のトナー
   組成物。
3. （３）ワックスが約６，０００以下の分子量を有するポ
   リエチレンおよびポリプロピレンからなる群より選ばれ
   る特許請求の範囲第（１）項記載のトナー組成物。
4. （４）樹脂が架橋スチレンメタクリレートである特許請
   求の範囲第（１）項記載のトナー組成物。
5. （５）樹脂が架橋スチレンブチルメタクリレートである
   特許請求の範囲第（１）項記載のトナー組成物。
6. （６）第１添加剤粒子がコロイド状シリカである特許請
   求の範囲第（１）項記載のトナー組成物。
7. （７）第２添加剤粒子が酸化セリウムである特許請求の
   範囲第（１）項記載のトナー組成物。
8. （８）樹脂粒子が約５０〜約７０重量％の量で存在する
   特許請求の範囲第（１）項記載のトナー組成物。
9. （９）低分子量ワックスが約１〜約１０重量％の量で存
   在する特許請求の範囲第（１）項記載のトナー組成物。
10. （１０）マグネタイト粒子が約３５〜約４５重量％の量
    で存在する特許請求の範囲第（１）項記載のトナー組成
    物。
11. （１１）第１添加剤粒子が約０．１〜約１．５重量％の
    量で存在する特許請求の範囲第（１）項記載のトナー組
    成物。
12. （１２）第２添加剤粒子が約０．１〜約１重量％の量で
    存在する特許請求の範囲第（１）項記載のトナー組成物
    。
13. （１３）樹脂粒子を共重合させジビニルベンゼンで架橋
    させたモノマーから調製する特許請求の範囲第（１）項
    記載のトナー組成物。
14. （１４）さらに、帯電促進添加剤アイゼン　スピロンブ
    ラック、即ち、アンモニウム　ビス〔１−（３，５−ジ
    ニトロ−２　ヒドロキシ　フェニル）アゾ−３−（Ｎ−
    フェニル　カルバモイル）−２−ナフタレンオレート）
    クロメート染料を含む特許請求の範囲第（１）項記載の
    トナー組成物。
15. （１５）帯電促進添加剤が約０．１〜約１０重量％の量
    で存在する特許請求の範囲第（１４）項記載のトナー組
    成物。
16. （１６）像形成部材上に静電潜像を形成させ、この像を
    特許請求の範囲第（１）項記載のトナー組成物で現像し
    、続いてこの像を適当な基体に転写し、その後、像を基
    体に永久的に定着させることからなる現像方法。
17. （１７）像形成部材がセレン、セレン合金、ハロゲン化
    セレン物質、ハロゲン化セレン合金および硫化カドミウ
    ムからなる群より選ばれる特許請求の範囲第（１６）項
    記載の方法。
18. （１８）トナーに用いるワックス成分が約６０００以下
    の分子量を有し、ポリエチレンおよびポリプロピレンよ
    りなる群より選ばれる特許請求の範囲第（１６）項記載
    の方法。
19. （１９）トナー組成物が第１添加剤組成物としてコロイ
    ド状シリカを、また第２添加剤粒子として酸化セリウム
    を含む特許請求の範囲第（１６）項記載の方法。
20. （２０）トナー組成物が、さらに、帯電促進添加剤とし
    てアイゼン　スピロン　ブラック、即ち、アンモニウム
    　ビス〔１−（３，５−ジニトロ−２　ヒドロキシ　フ
    ェニル）アゾ−３−（Ｎ−フェニル　カルバモイル）−
    ２−ナフタレンオレート）クロメート染料を含む特許請
    求の範囲第（１６）項記載の方法。
21. （２１）帯電促進添加剤が約１〜約１０重量％の量で存
    在する特許請求の範囲第（２０）項記載の方法。