JPH05341570A

JPH05341570A - トナー組成物

Info

Publication number: JPH05341570A
Application number: JP5038329A
Authority: JP
Inventors: John Murray Mccabe; マーレィマクケイブジョン
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1993-12-24
Also published as: EP0558046A1

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、トナーの転写特性及び帯電
特性を改善すること、並びに非常に小さな粒径の添加剤
でトナー粒子を被覆することに関連する問題を解決する
ことである。【構成】本発明による熱定着性静電写真用トナー組成
物は、表面に小粒子が均一分布で強く付着しているトナ
ー粒子を含有する。これら小粒子は水性分散液からトナ
ー表面に適用される。こうして被覆されたトナー粒子
は、初期の未被覆トナーよりも低い帯電量を有し、しか
も優れた転写特性及び画像形成能を示す。小粒子の水性
分散液は、小粒子と同時にトナー粒子表面に適用される
電荷制御剤をさらに含有することが任意にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電トナー及び現像剤
組成物に、またさらに詳細には、改善された帯電及び転
写特性を示す被覆されたトナーとその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】トナーの転写特性は、現在の静電写真製
品から得ることができる画質に関する主な制限を代表し
ている。受容体シートへの転写が不十分であると、複写
機内の光導電性表面に多量のトナーが残存することにな
り、均一性が不十分で且つ濃度が低い画像、また画像受
容性シートの平滑性に対する感受性の増大した画像をも
たらすことになる。この問題は、高解像度が望まれる粒
径の小さなトナーを用いる場合には特に重大である。

【０００３】静電写真トナーの帯電特性もまた、トナー
配合物における重大な関心事である。これらの特性が、
現像ステーションにおける挙動、並びに調色プロセス及
び転写プロセスを制御する。最初のトナーが製造されて
以来ずっと、トナー粒子表面の静電帯電量を制御するた
めの電荷制御剤として、有機及び金属有機化合物が用い
られている。これらをトナーに導入するための通常の方
法は、トナー製造の配合工程の際にこれらをトナーポリ
マーに溶融配合する方法である。電荷制御剤は、トナー
ポリマーに対して 0.5〜5 重量％の量で使用するのが普
通である。これらの電荷制御剤の一部は高価な化学薬品
である。電荷制御剤の有効である唯一の部分は、トナー
表面部分である。というのは、現像剤中のキャリヤ粒子
並びに光導電性層と接触するのはトナー表面だからであ
る。さらに、これらの電荷制御剤はトナー粒子中で均一
に分散させることが往々にして困難であり、その結果飛
散、短い現像剤寿命、及び不安定な帯電量を含む不十分
な現像剤挙動をもたらす。

【０００４】各種材料、例えば樹脂、顔料及び無機酸化
物の小粒子を添加することによって、トナーの粉末流動
性、定着性及び摩擦帯電性を改善するための努力が多数
行われてきた。例えば、米国特許第 4,803,144号明細書
は、SnO₂の粉末、またはSnO₂とその他の無機酸化物、例
えば ZnO、TiO₂、SiO₂、等との混合物の粉末を表面に含
有するトナー粒子について開示している。米国特許第
4,513,074号明細書は、外添剤としてのコロイドシリカ
粒子について開示している。同様に、トナーの流動性、
摩擦帯電性及びその他の特性を改善するために疎水性シ
リカを添加することが、米国特許第 4,623,604号及び同
第 4,797,339号並びに特開昭54−051844号及び同62−23
7463号明細書に記載されている。

【０００５】米国特許第 4,301,228号明細書は、トナー
粒子と、キャリヤ粒子と、そしてそのトナー粒子との摩
擦接触によって帯電するシリカやアルミナのような金属
酸化物の電気絶縁性微粒子との三成分現像剤について開
示している。

【０００６】粒径 1〜100 nmの疎水性シリカ粒子を物理
的に分散させた粒状で含有するトナー組成物が、英国特
許出願公報第 2,166,881号に開示されている。また特開
昭63−256967号明細書は、トナー表面の、コロイドまた
は疎水性シリカとポリフッ化ビニリデンでできた絶縁性
粒子について記載している。また、特開平01−237561号
明細書は、安定な帯電を付与するために、表面にアミノ
シランを有するシリカ微粉末をトナー粒子に添加するこ
とについて開示している。

【０００７】米国特許第 4,965,158号明細書は、樹脂粒
子と、顔料粒子と、そしてコロイドシリカ、酸化アルミ
ニウム、タルク、クレー、等のような流動調整剤の表面
に収着させた帯電向上成分を含んで成る表面添加剤との
トナー組成物について開示している。米国特許第 4,93
7,157号明細書は、コロイドシリカのような流動助剤の
表面に適用することができる水不溶性重硫酸第四アンモ
ニウム帯電向上剤について開示している。

【０００８】上記開示文献では、小粒子はトナーと乾式
配合すべきであると理解されており、その結果トナーへ
の付着が弱いものとなっている。この技法は、光導電体
表面に付着堆積する塵を発生させ、また現像剤の安定性
に悪影響を及ぼす。

【０００９】最近のその他の特許が、トナー表面に小粒
子を埋込む方法について記載している。米国特許第 4,9
50,573号明細書は、低温定着性能を向上させるために、
熱可融性トナー粒子中に小さな有機ポリマー粒子を埋込
む方法について開示している。米国特許第 4,900,647号
明細書は、機械的衝撃力を用いてトナー粒子中に改質剤
粒子を埋込む方法について記載している。しかしなが
ら、これらの方法は、トナー表面のくぼみや隙間に蓄積
する結果として、表面粒子を一様でない深さで埋込ませ
たり、またトナー粒子表面に不均一に分布させたりする
恐れがある。さらに、このような機械的融合法はトナー
粒子の加熱を引き起こす結果、それらの凝集をもたらす
恐れもある。その上、これらの方法は、添加剤小粒子が
乾燥した非凝集状態にあることを必要とするが、この状
態を直径 0.1μｍ以下の粒子で実現することは往々にし
て困難である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】トナーの転写及び帯電
特性を改善することができ、また非常に小さな粒径の乾
燥した添加剤でトナー粒子を被覆することにおいて遭遇
する問題を解決することができれば望ましいであろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の熱定着
性静電写真用トナー組成物は、熱可塑性樹脂のトナー粒
子であって、その表面に、水性分散液から均一分布で適
用され且つトナー粒子に強く付着する小粒子の被膜を有
する前記トナー粒子を含んで成る。本発明により調製さ
れたトナー粒子は、非常に良好な転写特性をもつと同時
に、各種の画像受容性材料表面で優れた均一濃度パッチ
及び高画質を示す。本発明の一部の実施態様では、トナ
ー粒子はまた、強く付着する小粒子と同時に適用される
電荷制御剤を表面に有する。

【００１２】熱定着性静電写真用トナー組成物を製造す
るための本発明の方法は、ａ）小粒子の水性分散液を着
色熱可塑性樹脂のトナー粒子と混合する工程、ｂ）得ら
れたトナー粒子と小粒子の混合物を攪はんして確実に均
一分布させる工程、及びｃ）得られたトナー組成物を乾
燥する工程を含んで成る。ある実施態様では、小粒子の
水性分散液が電荷制御剤をも含有する。

【００１３】記述するトナーは、例えば磁性キャリヤ粒
子と新規トナー組成物を含んで成る二成分現像剤組成物
に用いるのに適している。

【００１４】一般に、トナー粒子に使用するのに適して
いることが当該技術分野で知られている種類の任意のポ
リマーを、本発明の実施で出発材料として用いるトナー
粒子のマトリックスまたは連続相として、使用すること
ができる。本発明のトナー粒子に用いられるポリマー
は、トナー粒子が受容性シート、例えば紙等に容易に融
着できるように、一般に50℃〜120 ℃の範囲のガラス転
移温度(Tg)及び105 ℃〜200 ℃の範囲の溶融点を示す。
しかしながら、特別な受容性シート、例えば金属板等が
望まれる場合には、さらに高いTg及び高い溶融温度をも
つポリマーを使用することができる。

【００１５】本明細書で使用する用語「溶融点」は、ト
ナー溶融ロールのニップにおいて通常発生する圧力下に
置かれた場合に、トナーが流動し始める温度をいう。本
明細書で使用する用語「ガラス転移温度」または「Tg」
は、ポリマーがガラス状態からゴム状態へ変化する温度
をいう。Tgは、Techniques and Methods of PolymerEva
luation, Vol. 1, Marcel Dekker, Inc., N. Y., 1966
に開示されている示差熱分析法によって測定することが
できる。

【００１６】適当なポリマーの例の中にポリエステルと
ポリエステルアミドがある。本発明のある実施態様に用
いられる出発のトナー粒子中のマトリックス相として用
いられるポリエステルポリマーは、ジクロロメタン中で
25℃で濃度0.25 gm/l で測定した場合に0.05〜0.80の範
囲のインヘレント粘度を示す。

【００１７】トナー粒子に用いるのに適したその他のポ
リマーには、スチレンまたは置換スチレンとアクリル酸
モノマーのようなコモノマーとのコポリマー、例えばス
チレン／ブチルアクリレートコポリマー；ポリカーボネ
ート；改質アルキル樹脂；フェノール−ホルムアルデヒ
ド樹脂；等が含まれる。

【００１８】一般に、このようなポリマーの製造方法は
周知であり、便利ないずれの製造手順を利用してもよ
い。例えば、ポリエステルの場合、重合性モノマー混合
物中に存在するモノマーは、ジカルボン酸とジオール、
またはそれらの官能的等価物であることが普通である。
官能的等価物には、例えばジカルボン酸の場合、エステ
ル、無水物、酸ハロゲン化物、等が含まれる。ジカルボ
ン酸とそれらの官能的等価物の例として、テレフタル
酸、イソフタル酸、スルホイソフタル酸、グルタル酸、
テレフタル酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、無水フタ
ル酸、等が挙げられる。適当なジオールの例には、エチ
レングリコール、1,2-プロパンジオール、ネオペンチル
グリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、等が含
まれる。また、１分子当たり２個以上のカルボキシル基
または２個以上のヒドロキシル基を有する多官能性化合
物も有用である。トリオール、テトロールといった各種
のポリオール、または各種の多酸を使用して、ポリエス
テル鎖中に枝分れを生じさせることができ、その例とし
て、グリセロール、ペンタエリトリトール、トリメチロ
ールプロパン、無水トリメリット酸、ピロメリット酸二
無水物、等が挙げられる。実施態様の中には、反応性モ
ノマー混合物の10モル％までが、３個以上のヒドロキシ
ル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物で占め
られる態様もある。重合手順は当該技術分野では周知で
ある。枝分れポリエステル樹脂は、例えば、米国特許第
4,140,644号及び同第 4,217,400号に記載されているよ
うな二段階ポリエステル化手順によって製造することが
できる。

【００１９】本発明の方法によって製造されるトナー組
成物用の出発トナー粒子は、周知の手順によってポリマ
ーから製造することができる。一つの手順によると、所
望の添加剤、例えば着色剤（染料もしくは顔料）または
電荷制御剤（粘着防止剤を含む）を任意に含有する熱可
塑性または熱硬化性固体ポリマーを、加熱した配合ロー
ルまたは溶融押出機で均一組成物が得られるまで溶融配
合する。該ポリマーは、製品組成物の少なくとも50重量
％を占め、その残りの100 重量％までの部分をこのよう
な添加剤が占める。着色剤の濃度は 0.5〜20重量％の範
囲に、また電荷制御剤の量は0.05〜5 重量％の範囲にあ
ることができる。

【００２０】トナー粒子は、正帯電性であってもまた負
帯電性であってもよい。有用な電荷制御剤の例が、米国
特許第 3,893,935号；同第 4,079,014号及び同第 4,32
3,634号；並びに英国特許第 1,501,065号及び同第 1,42
0,839号に開示されている。第四アンモニウム塩電荷制
御剤が、Research Disclosure No. 21,030, Vol. 210,O
ctober, 1981(Industrial Opportunities Ltd. 刊、Hom
erwell, Havant, Hampshire, P09 1EF 、英国）に開示
されている。正帯電性電荷制御剤を含有する本発明のト
ナー組成物が最良の転写効率を提供した。

【００２１】電荷制御剤は、一般にトナーポリマーの
0.5〜5 重量％、さらに普通には 1.0〜1.5 重量％の濃
度でトナー粒子中に含まれるが、トナー表面部分にある
電荷制御剤のみが有効である。米国特許第 4,756,991号
明細書は、シリコーンオイルのような液状スリップ剤と
組み合わせた少なくとも 0.5重量％の濃度の水溶性ポリ
マー第四アンモニウム化合物による蛍光トナーの表面被
膜について開示している。また、米国特許第 4,224,396
号明細書は、ポリマー第四アンモニウム化合物を、典型
的には１重量％未満の濃度でトナー表面に適用すること
について開示している。特開昭59−135479号明細書で
は、アルキルアミン塩または第四アンモニウム塩である
ことができるカチオン性界面活性剤 0.2〜5 重量％が、
トナーが低溶解度を示す極性溶剤から、着色トナー粒子
の表面に適用されている。

【００２２】本発明の一部の実施態様では、電荷制御剤
を小粒子の水性分散液中に含めることによって、小さな
均一分布した表面粒子と同時に電荷制御剤がトナー粒子
に便利に且つ有益に適用される。電荷制御剤は、水中
に、あるいは水とメタノールのようなその他の溶剤との
混合物中に可溶性であることができる。また、電荷制御
剤はトナー粒子表面にあるため、それらはトナーポリマ
ー重量に対して0.0025〜0.1 ％の濃度で有効であり、こ
の値は、電荷制御剤をポリマー中に溶融配合する場合に
通常用いられる濃度よりもはるかに低い。

【００２３】適当な着色剤の例が、米国特許第 4,140,6
44号；同第 4,416,965号；同第 4,414,152号及び同第
2,229,513号明細書に開示されている。ブラックトナー
には、カーボンブラックが適当な顔料の一例である。

【００２４】トナーは、例えば米国特許第 4,089,472号
明細書に記載されているようなジェットミルまたは流体
エネルギーを使用して、所望の粒径へと圧潰及び粉砕さ
れる。

【００２５】トナー粒子製造用のその他の手順も有用で
ある。例えば、米国特許第 4,833,060号明細書は、蒸発
制限集合法(evaporative limited coalescence proces
s) による小さな球形粒子の製造について開示してい
る。非常に小さな粒径のトナーマイクロビーズは、例え
ば米国特許第 2,932,629号明細書に開示されている制限
集合懸濁重合法によって製造することができる。粒子中
に色素を導入することは、色素をポリマー生成と同時
に、またはそれに続いて添加することによって行うこと
ができる。代わりに、着色剤及び／または電荷制御剤と
一緒に溶剤中のポリマー溶液をスプレー乾燥してトナー
粒子を形成させることもできる。

【００２６】商業用の複写機は、平均粒径10μｍ〜30μ
ｍのトナー粒子を採用することが普通である。画像の解
像度を向上させるためには、粒径のさらに小さなトナー
粒子が望まれるが、これらを高い効率で静電的に転写す
ることは非常に困難である。本発明の方法の重要な利点
は、出発の被覆されていないトナーが十分に転写しない
場合でさえも、非常に効率よく転写される小さな被覆ト
ナー粒子を製造することができるという点にある。本発
明の一部の実施態様では、平均粒径１μｍ〜15μｍのト
ナー粒子が採用される。本明細書で用いている平均粒径
とは、CoulterMultisizer II(登録商標) カウンターで
測定した体積平均をいう。

【００２７】平均粒径範囲２〜６μｍの出発トナー粒子
から本発明により製造された被覆トナーは、1992年 2月
28日出願のAslam らの共通譲渡された同時係属米国特許
出願第07/843,666号（発明の名称"Image Forming Metho
d and Apparatus Using an Intermediate"）に開示され
ているように、加熱補助静電転写に特に有用である。

【００２８】本発明によるトナー粒子をキャリヤ粒子と
混合して現像剤組成物を形成することができる。キャリ
ヤ粒子は各種の材料から選ぶことができる。このような
材料には、キャリヤコアー粒子や、トナー粒子の摩擦帯
電性を改善する薄い樹脂層を表面被覆したコアー粒子が
含まれる。適当な樹脂の例が、米国特許第 3,547,822
号；同第 3,632,512号；同第 3,795,618号；同第 3,89
8,170号；同第 4,545,060号；同第 4,478,925号；同第
4,076,857号及び同第 3,970,571号明細書に記載されて
いる。

【００２９】キャリヤコアー粒子は、導電性の、非導電
性の、磁性の、または非磁性の材料を含んで成ることが
でき、これらの例が米国特許第 3,850,663号及び同第
3,970,571号明細書に開示されている。例の中には、酸
化された表面を有する多孔質鉄粒子、スチール粒子、並
びに強磁性材料、例えばガンマ酸化第二鉄またはバリウ
ム、ストロンチウム、鉛、マグネシウムもしくはアルミ
ニウムのフェライト、があり、特許文献例として、米国
特許第 4,042,518号；同第 4,478,925号及び同第4,546,
060号明細書を参照されたい。

【００３０】本発明により製造される熱定着性トナー組
成物中のトナー粒子表面は、小粒子で均一に被覆され、
これら小粒子は水性分散液から被覆される。この分散液
には、Triton X-100（登録商標）（Rohm and Haas 社
製）のような界面活性剤を任意に添加することができ
る。これらの小粒子は、無機材料でも有機ポリマーでも
よく、またトナー粒子の 0.1〜10重量％の濃度でトナー
粒子表面に適用することができる。該小粒子の平均粒径
は0.01μｍ〜0.2 μｍであることができる。

【００３１】この小さな被覆粒子に適した無機材料に
は、例えばSiO₂、Al₂O₃ 及びTiO₂のような金属酸化物が
含まれる。実施態様の中には、平均粒径0.02μｍ〜0.08
μｍを示す水性コロイド分散液を使用する態様もある。
該分散液は、ナトリウムイオンまたはアンモニウムイオ
ンによって安定化されるか、あるいは酸安定化されるこ
とができる。このような材料はNalco Chemical社から入
手することができる。小粒子を水性分散液からトナー粒
子へ適用することを促進するために、界面活性剤を使用
することができる。

【００３２】この小さな被覆粒子に適した有機ポリマー
には、例えばスチレンまたは置換スチレンのホモポリマ
ー及びコポリマー、アクリル酸系ホモポリマー及びコポ
リマー、並びにスチレン−アクリル酸系コポリマーが含
まれる。実施態様の中には、平均粒径0.02μｍ〜0.2 μ
ｍを示す単分散ラテックス分散液を使用する態様もあ
る。

【００３３】本発明の方法によると、小粒子は、その水
性分散液を出発のトナー粒子と激しい機械的攪はんを利
用して混合することによって、出発のトナー粒子に適用
される。次いで、その混合物の機械的攪はんを継続しな
がら、被覆されたトナー粒子のスラリーを、大気圧また
は減圧のいずれかにおいて加熱することによって乾燥す
る。その湿った被覆済トナー粒子は、対流炉または電子
オーブンのような装置によって加熱することができる。
本発明による一つの乾燥方法は、低出力レベルで且つ真
空下の電子オーブン中でトナー粒子を加熱する方法であ
る。代わりに、湿った被覆トナー粒子を、加熱された室
内で水が蒸発するまで浮遊させることによって乾燥する
こと、あるいは真空室へ導入する前に熱交換器で加熱す
ることによって真空フラッシュ乾燥することができる。

【００３４】本発明のその他の実施態様の中には、トナ
ー粒子をスプレー乾燥する態様もある。この手順では、
未被覆トナー粒子を気体流によって加熱室内で流動化さ
せておくと同時に小粒子の水性分散液によってスプレー
し、その後その被覆されたトナー粒子を加熱室内で乾燥
させる。

【００３５】

【実施例】本発明を以下の実施例でさらに説明する。現
像剤中のトナー帯電量が、通常のマイクロクーロン／グ
ラム（μｃ／ｇ）として表示される場合には、"MECCA"
法と称される技法によって帯電量を測定した。該方法の
装置は、高さ１cmの絶縁ポストによって分離された２枚
の平行金属プレートから成る。下方のプレートの下にＡ
Ｃ電磁石を配置して磁気攪はんを供給し、そして約2000
ボルトのＤＣ電位をプレート間に印加することができ
る。例えば、粒径12μｍのトナーについては、トナー12
部と適当なキャリヤ88部とを混合することによって現像
剤を調製する。（さらに粒径の小さなトナーについて
は、さらに低濃度のトナーを現像剤に使用する。）秤量
した現像剤試料 0.1 gを下方プレート表面に配置して、
磁気攪はんによって30秒間帯電させる。（実施例の中に
は、攪はんを２分間行う例もあった。）次いで、電界と
磁界の両方を30秒間印加する（実施例によっては２分
間）。トナーは、磁気攪はんと電界との組み合わされた
効果によってキャリヤから分離されて、また電界によっ
て装置の上方プレートへ輸送される。上方プレート表面
に集められたトナー上の帯電量をエレクトロメーターに
よりマイクロクーロン単位で測定し、そしてトナー重量
を定量する。帯電量を転写トナー重量で割り算すること
によって、トナー重量当たりの帯電量を算出する。

【００３６】実施例１ Sunbeam Mixmaster(登録商標) ミキサー中の40 gの黒色
スチレン−ブチルアクリレート系トナー（粒径８μｍ、
体積平均）及び25 ml の水に、固形分５重量％を含有す
るシリカの水性分散液 6 gを１滴ずつ加えた。この分散
液は、Nalcoag1060（登録商標）コロイドシリカ（Nalco
Chemical社製）、すなわち0.060 μｍの平均粒径を示
すシリカ粒子の50重量％分散液、を希釈することによっ
て調製した。30分間の攪はん後、低出力レベルで且つ真
空下の電子オーブン内で加熱し、次いで風乾することに
よって水を蒸発させた。被覆トナー表面のシリカの量
は、コアートナー粒子 100部当たり0.75部、あるいは約
0.75重量％であった。

【００３７】同様の手順によって、被覆シリカを 1.5、
2.0 及び2.5 重量％で含有するトナーを調製した。

【００３８】上記の MECCA法によって、シリカで被覆し
たトナーを含有する現像剤及び未被覆コアー粒子を含有
する現像剤について、トナー帯電量の測定を行った。さ
らに、本発明のトナーについては、紙の補強リング（内
径６mm、外径14mm及び厚さ75μｍ）を紙の受容体に貼着
し、そしてローラー転写により、調色された画像のパッ
チを光導電性フィルムから該受容体へ転写することによ
って、ギャップ−ジャンピング(gap-jumping) 転写性能
の試験を行った。該リング内の受容体領域は、典型的に
はそれらの外側の領域よりも光導電性フィルムとの接触
が不十分であり、リング内側の転写濃度はその外側より
も低くなる。リング外側の濃度のパーセントとして表示
したリング内側の濃度が、画質及び効率の測定値を提供
する。これらの試験結果は以下のとおりであった：

【００３９】

【表１】

【００４０】未被覆トナーと比較すると、本発明のシリ
カ被覆トナー表面の帯電量は有意に減少しており、また
シリカ濃度が高くなるにつれて帯電量は減少した。さら
に、補強リング内側の転写画像濃度は、トナー粒子表面
に被覆されたシリカの量の増加とともに顕著に増加し
た。これらの結果は、本発明のトナー組成物の優れた帯
電特性及び画像形成能を例示するものである。

【００４１】実施例２実施例１に記載した手順によって、40 gのトナーと53 m
l の水の混合物を、固形分５重量％を含有する酸化アル
ミニウムの水性分散液 4 gで処理した。この分散液は、
Degussa 社のAluminum Oxid C(登録商標) から調製し
た。十分に混合した後、被覆されたトナーを乾燥した。
このトナー表面の酸化アルミニウムの量は、コアートナ
ー粒子 100部当たり 0.5部、または約 0.5重量％であっ
た。

【００４２】同様の手順によって、被覆酸化アルミニウ
ムを 1.0、1.5 及び2.0 重量％で含有するトナーを調製
した。

【００４３】上記の MECCA法によって、酸化アルミニウ
ムで被覆したトナーを含有する現像剤及び未被覆コアー
粒子を含有する現像剤について、トナー帯電量の測定を
行った。また、実施例１に記載した手順によってギャッ
プ−ジャンピング転写性能についても評価した。これら
試験の結果を以下に示す：

【００４４】

【表２】

【００４５】未被覆トナーと比較すると、本発明の酸化
アルミニウム被覆トナー表面の帯電量は有意に減少して
おり、また酸化アルミニウム濃度が高くなるにつれて帯
電量は減少した。さらに、補強リング内側で転写された
トナーの割合が、アルミナ被覆トナーについては大きく
増加した。

【００４６】実施例３ 4.0 重量％の橋かけされたアルミニウムフタロシアニン
顔料（米国特許第 4,311,775号明細書に記載されている
とおりに調製）を含有し、粒径12.7μｍ（体積平均）を
示すシアンポリエステル（Kodak Coloredge(登録商標))
トナー50 gに、Waring配合機内で、固形分４重量％を含
有するシリカの水性分散液12.5 gを１滴ずつ加えた。こ
の分散液は、実施例１に記載したNalcoag 1060（登録商
標）コロイドシリカを希釈して調製したものである。こ
の分散液の添加後、混合物を30分以上攪はんし、次いで
大きな皿に移した。被覆トナー表面のシリカ量は、コア
ートナー粒子 100部当たり 1.0部、または約 1.0重量％
であった。

【００４７】シアントナーについての上記手順を使用し
て、 3.0重量％のNovopermイエロー顔料（Hoechst 社
製）を含有し、粒径15.3μｍ（体積平均）を示すイエロ
ーポリエステル（Kodak Coloredge(登録商標))トナー50
gに、固形分４重量％を含有する、Nalcoag 1060（登録
商標）コロイドシリカから調製したシリカの水性分散液
12.5 gを混合した。被覆イエロートナー表面のシリカ量
は、コアートナー粒子 100部当たり 1.0部、または約
1.0重量％であった。

【００４８】同様に、2.0 重量％のRhodamine 色素を含
有し、粒径12.1μｍ（体積平均）を示すマゼンタポリエ
ステル（Kodak Coloredge(登録商標))トナー50 gを、固
形分４重量％を含有する、Nalcoag 1060（登録商標）コ
ロイドシリカから調製したシリカの水性分散液12.5 gで
処理した。被覆マゼンタトナー表面のシリカ量は、コア
ートナー粒子 100部当たり 1.0部、または約 1.0重量％
であった。

【００４９】上記の MECCA法によって、シリカ被覆トナ
ーを含有する現像剤及び未被覆コアー粒子を含有する現
像剤について、トナー帯電量の測定を行った。また、実
施例１に記載したようにギャップ−ジャンピング転写性
能についても評価した。これら測定結果を以下に示す：

【００５０】

【表３】

【００５１】これらの結果は、本発明に従いシアン、イ
エロー及びマゼンタトナーをシリカ小粒子で被覆するこ
とによって、帯電量の大幅な減少と、キャップ−ジャン
ピング転写性能の多大な向上が得られることを例示して
いる。

【００５２】実施例４実施例１の手順を使用して、粒径９μｍ（体積平均）を
示す40 gのシアンポリエステルトナーと46 ml の水との
混合物を、Nalcoag 1060（登録商標）コロイドシリカか
ら調製した固形分５重量％を含有するシリカの水性分散
液４ gと、0.3%Triton X-100(登録商標) 界面活性剤（R
ohm and Haas 社からの非イオン性ポリエーテル系洗
剤）とで処理した。低出力且つ真空下の電子オーブン内
で乾燥させた被覆トナー粒子は、コアートナー粒子 100
部当たり 0.5部のシリカ、または約0.5 重量％を含有し
た。

【００５３】同様の手順によって、被覆シリカを 1.0、
2.0 及び3.0 重量％で含有するトナーを調製した。

【００５４】上記の MECCA法によって、シリカ被覆トナ
ーを含有する現像剤について、トナー帯電量の測定を行
った。その結果を以下に示す：

【００５５】

【表４】

【００５６】これらのデータは、本発明の方法によって
被覆されたシリカの量が増加するにつれて、トナー帯電
量が連続的に減少することを例示している。

【００５７】実施例５米国特許第 4,833,060号明細書に開示されている蒸発制
限集合法を採用して、Hercules社製のスチレン−ブチル
アクリレートコポリマーであるPiccotoner 1221(登録商
標)200部と、橋かけされたアルミニウムフタロシアニン
顔料32部と、そして電荷制御剤としてm-ニトロベンゼン
スルホン酸オクタデシルジメチル−ベンジルアンモニウ
ム 0.3部とを含有する平均粒径3.5 μｍのトナー粒子を
調製して洗浄した。実施例１に記載した手順を使用し
て、これら粒子の一部である40 gと32 ml の水と固形分
５重量％を含有するシリカの水性分散液８ gとを混合し
た。その水性分散液は、平均粒径0.020 μｍのシリカ粒
子の50重量％分散液であるNalcoag 1050（登録商標）コ
ロイドシリカを希釈することによって調製した。実施例
１に記載したように乾燥させた被覆シアントナー表面の
シリカの量は、コアートナー粒子 100部当たり 1.0部、
または約 1.0重量％であった。

【００５８】同様の手順によって、被覆シリカを 1.5及
び2.0 重量％で含有するトナーを調製した。

【００５９】上記の MECCA法によって、シリカ被覆トナ
ーを含有する現像剤と未被覆トナーを含有する現像剤に
ついて、トナー帯電量の測定を行った。その結果を以下
に示す：

【００６０】

【表５】

【００６１】これらのデータは、本発明の方法によって
トナー表面に被覆された非常に小さなシリカ粒子の量が
増加することによって、トナー帯電量が累進的に減少す
ることを例示している。

【００６２】実施例６実施例５に記載したように調製した小さなシアントナー
粒子の一部40 gを、実施例３に記載したWaring配合機内
で、Nalcoag 1060（登録商標）コロイドシリカを希釈す
ることによって調製した固形分５重量％を含有するシリ
カの水性分散液29.2 gと混合した。室温で乾燥させたシ
リカ被覆トナー粒子は、コアートナー粒子 100部当たり
3.0部、または約 3.0重量％のシリカを含有した。

【００６３】実施例５に記載したシアントナー粒子の別
の一部40 gを、Sunbeam Mixmaster(登録商標) ミキサー
内で、平均粒径0.1 μｍを示し固形分2.4 重量％を含有
するスチレン−スチレンスルホン酸ナトリウムコポリマ
ーの単分散ラテックス50 gと水7 mlとの混合物で処理し
た。トナーの均一な被覆を確実にするように攪はんした
後、粒子を出力30％の電子オーブン内で真空下で乾燥し
た。被覆トナー表面のスチレンコポリマーの量は、コア
ートナー粒子 100部当たり 3.0部、または約3.0 重量％
であった。

【００６４】実施例５に記載したトナー粒子の第三部分
40 gを、Sunbeam Mixmaster(登録商標) ミキサー内で、
Degussa 社製のAluminum Oxid C(登録商標) から調製し
た固形分５重量％を含有する酸化アルミニウムの水性分
散液24 gと水 16 mlとの混合物で処理した。粒子を出力
30％の電子オーブン内で真空下で乾燥した。被覆トナー
表面の酸化アルミニウムの量は、コアートナー粒子 100
部当たり 3.0部、または約3.0 重量％であった。

【００６５】上記のとおりシリカ、ポリマービーズ及び
酸化アルミニウムの水性分散液で被覆したシアントナー
粒子を、さきに引用した同時係属中のAslam らの出願明
細書に記載されている装置を用いて試験した。アルミニ
ウムドラムに、まずショアＡ硬度87の厚さ33ミルのポリ
カーボネートシートを被覆し、次いで逆複合有機光導電
体要素を被覆した。その光導電層を+450ボルトに帯電さ
せて、0.7 中性濃度フィルターを通して２秒間露光し
た。その光導電体の放電領域を、上述のすべて正に帯電
させた３種の被覆トナーと出発の未被覆トナーとを用い
たバイアス45ボルトの磁気ブラシで調色した。こうして
形成されたシアントナー画像を、金属ドラムの周囲に巻
き付けたニッケル中間シートに転写した。金属転写ドラ
ムをバイアスし且つ光導電性要素の導電層を接地するこ
とによって、450 ボルトの電界を発生させた。そのシア
ン画像は、温度70℃〜90℃及び線圧3.6 または5.4 kg／
線cm（20または30ポンド／線インチ）で、中間体から受
容体シートへ転写された。

【００６６】トナー転写のパーセントは、中間体に転写
させた画像と、光導電体表面の残存画像とを別々の受容
体シートに転写することによって決定した。各受容体シ
ート表面の画像の反射濃度を濃度計で測定し、これを用
いて転写百分率を算出した。これらの試験から以下の結
果が得られた。

【００６７】

【表６】

【００６８】上記結果は、本発明の方法によりシリカの
水性分散液を被覆した粒径 3.5μｍのシアントナー粒子
の、一連の温度及び圧力にわたる傑出した転写性能を例
示している。スチレン−スチレンスルホン酸ナトリウム
コポリマーの粒子で被覆したトナーを使用しても、優れ
た転写結果が得られた。同様に、酸化アルミニウム被覆
トナーは、未被覆トナーよりもはるかに高い転写パーセ
ントを生じた。

【００６９】実施例７電荷制御剤を含有しない黒着色したスチレン−ブチルア
クリレートトナーを、実施例１にあるように、Nalcoag
1060（登録商標）コロイドシリカをその初期のシリカ粒
子50重量％から 1.5重量％へ希釈し、そして水溶性電荷
制御剤のラウラミドプロピルトリメチルアンモニウムメ
チルスルフェートを 0.005〜0.05重量％の濃度で添加す
ることによって調製した水性分散液で処理した。攪はん
及び乾燥後に得られた被覆トナー粒子は、その表面に
1.5重量％のシリカと 0.005〜0.05重量％の電荷制御剤
を含有した。対照として、１重量％の同じ第四アンモニ
ウム電荷制御剤を上記トナー中に溶融配合した後、電荷
制御剤を含まない水性分散液から 1.5重量％のシリカを
表面被覆した。

【００７０】２分間の攪はん時間を使用して、上記 MEC
CA法により、シリカと電荷制御剤を被覆したトナー粒子
を含有する現像剤及び対照トナーを含有する現像剤につ
いて、トナー帯電量を測定した。これらの試験結果を以
下に示す。

【００７１】

【表７】

【００７２】上記データが示すように、表面にシリカと
0.005重量％程度の少量の電荷制御剤とを被覆したトナ
ーの MECCA帯電性能は、ポリマー溶融物中に配合された
１重量％の同じ電荷制御剤を含有するシリカ被覆トナー
に匹敵するものであった。

【００７３】本発明のトナー組成物の融着特性、すなわ
ち、紙を折って擦った場合に紙表面に付着したトナー画
像が除去に抵抗する性能は、トナー粒子表面に被覆され
た電荷制御剤の量が 0.005から0.05重量％へと増加する
につれて向上した。 1.5％のシリカと0.05％の電荷制御
剤を表面被覆したトナーの性能は、 177〜218 ℃の融着
温度範囲では、被覆シリカを含まずに１％の溶融配合さ
れた電荷制御剤を含有するトナーと同等であった。

【００７４】実施例８実施例７の電荷制御剤を含有しないトナーを、Nalcoag
1060（登録商標）コロイドシリカから調製され、且つ
1.0％のシリカと0.0025〜0.025 ％の電荷制御剤の N-(2
-ベンゾイルオキシエチル)-N,N-ジメチルベンジルアン
モニウムm-ニトロベンゼンスルホネートとを含有する希
釈された水性分散液で処理した。この後者の化合物は水
溶性ではないが、10％メタノール溶液から水性シリカ分
散液へ添加される場合には溶解したままでいた。

【００７５】被覆トナー粒子を乾燥し、配合して現像剤
とし、そして実施例７にあるように帯電性能を測定し
た。その結果を以下に示す。

【００７６】

【表８】

【００７７】上記データは、本発明のトナー組成物が、
該トナー粒子表面の電荷制御剤濃度が0.0025重量％程度
の低濃度であっても、良好な MECCA帯電性能を有するこ
とを例示している。

【００７８】

【発明の効果】本発明の方法は、乾燥した非凝集状態で
利用することが容易ではないトナー添加剤としての材料
の使用を可能にする。無機物質またはポリマー有機物質
のどちらであってもよい小粒子が、トナー表面全体に均
一に分布して被覆され、そこにしっかりと付着し、そし
て容易に動いてしまうことがない。さらに、本発明の方
法によるトナー粒子を被覆するための水性組成物の利用
は、効率的な連続製造プロセスに特によく適する。

【００７９】本発明の方法によって製造された被覆トナ
ー粒子は、大幅に改善された転写特性を示し、被覆され
ていないトナーから得られる画像濃度よりも高くしかも
均一な画像濃度を生ぜしめる。とりわけ、本発明の方法
によって被覆したイエロー、マゼンタ及びシアントナー
の組合せは、ぶち色で且つ青味がかっている未被覆着色
トナーからの３色ブラック画像よりも濃く、より中性の
３色ブラック画像を与える。

【００８０】これらの有益な結果は、少なくとも部分的
には、本発明の方法によって調製されたトナー粒子によ
る改善されたギャップ−ジャンピング性能の結果であ
る。また、このギャップ−ジャンピングの改善は、粗い
ボンド紙及び平滑紙の両方の表面に同等の高品質画像を
形成することをもたらす。未被覆トナーがボンド紙表面
に与える画像は、典型的には劣るものである。さらに、
本発明の方法により調製されたトナーが良好な結果を得
るために要する転写電流は、未被覆トナーよりもかなり
低いものである。

【００８１】従来技術においてトナーと乾式配合されて
いる添加粒子とは違い、本発明によってトナー粒子表面
に水性分散液から被覆された小粒子は、トナー粒子表面
全体に均一分布し、しかも強力に付着しているが、該表
面に埋込まれてはいない。これらの小粒子は、超音波デ
ィスパーザーで被覆トナー粒子の懸濁液を激しく攪はん
することによっても、トナー表面から除去することがで
きない。小粒子がトナー表面にこのように強力に付着し
ているため、光導電性層表面のスカミングや融着ロール
の汚染といった問題が防止される。

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/08 ３７２３７４３７５

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性トナー粒子を含んで成る熱定着
性の静電写真用トナー組成物において、該トナー粒子は
その表面に均一分布状態で強く付着した水分散性の小粒
子を有し、該小粒子は平均直径0.01μｍ〜0.2 μｍを示
し、そして該小粒子は、該小粒子の水性分散液とトナー
粒子とを混合する工程、得られた混合物を攪はんして確
実に均一分布させる工程及び該トナー粒子を乾燥する工
程によって該トナー粒子に付着している、前記トナー組
成物。
【請求項２】該水性分散液が電荷制御剤を含有する、
請求項１記載のトナー組成物。