JPH06506782A - 電子写真現像剤組成物 - Google Patents

電子写真現像剤組成物

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JPH06506782A
JPH06506782A JP4506873A JP50687392A JPH06506782A JP H06506782 A JPH06506782 A JP H06506782A JP 4506873 A JP4506873 A JP 4506873A JP 50687392 A JP50687392 A JP 50687392A JP H06506782 A JPH06506782 A JP H06506782A
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ダヴェルニエ, セルジュ マルタン
オプ ド ベーク, ヴェルネル ジョゼフ
ジャンサン, ロベール フラン
コパン, ポール ジョゼフ
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アグファ−ゲヴェルト ナームロゼ ベンノートチャップ
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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】 電子写真現像剤組成物 発明の分野 本発明は、一方で間隔粒子(spacing particles )、そし2 て他方で級別された微細トナー粒子を含有する静電荷パターンの現像に使用する のに好適な乾式現像剤組成物に関する。
背景技術 光導電性部材上に、電子的に適用しつる像を書き込むディジタル化されたデータ に相当するか、又は複写されるべき原画に相当する静電層像を形成することは、 電子記録、静電記録及び電子写真複写及び印刷の技術分野で良(知られている。
別の像形成法においては、静電潜像は、誘電下1に向う針で像に従った放電によ り形成される。別の像形成法は、例えばヨーロッパ特許出願0243934に記 載されている如きゼロ印刷法と称され、それは、感光性重合体マスターを像に従 って露光し、例えばコロナによって帯電し、t2fiもしくは液体トナーで調色 し、別の基体に転写することを含む。光導電性の電気的に絶縁性の記録材料及び 非光導iffの電気的に絶縁性の記録材料上に静電像を製造するための種々の方 法の調査は、例えばUS−A4130670に記載されている。
静電潜像は、絶縁液体中の帯電したコロイド粒子のコロイド系からなる液体現像 剤を用いて現像できる。殆どの場合において、潜像は、微粒子化現像材料又はト ナーで現像されて粉末像を形成し、これが次いで紙の如き支持体シート上に転写 される。トナー粉末像を担持する支持体シートは続いて溶融装置中を通過し、そ の後最終プリントに相当する最終複写として印刷機に相当する複写機から放出さ れる。
全体的な静電写真法に設定された目的の一つは、最良の可能な品質を有する最終 プリントに相当する最終複写に像を提供することにある。
静電写真における「品質」とは、複写されるべき原画の真に忠実な再現、又は電 子的に利用しつる像の5実な可視プリントと一般に理解される。
従って品質とは、像部域の均一な暗さ、背景品質、線の鮮明な描写、及び像の綜 合的な解像度の如き特長を含む。
電子印刷又は複写装置で形成される潜在静電写真像を目視で識別しつる複写に現 像する解像を含めた精度は、主として使用する現像剤の特性によって決る。
主たる寄与特性の一つは、使用する現像剤粒子の大きさ及び粒度分布であり、2 成分現像剤材料を使用する場合、特に使用するトナー粒子の大きさ及び粒度分布 にあることは知られている。
米国、カリフォルニア州、El ドラド、ブリーザントーバレイ、ロードのAT RCorporationより1988年3月28日発行されたEeffect  of Toner 5hape on Image Qualityなる資料 には、像品質、特に高解像度の像のためのトナー粒子直径及び形の影響が試験さ れている。
高解像度レーザービームプリンターに使用すべき現像剤について、像についての トナー粒度及び形の効果が実験的に試験された。結果としてトナーの形及びその 電荷分布とは別に、微細粒子が高解像度を与久るのに最も有効であることを明ら かにした。
それ自体知られているこの事実は、微細トナー粒子の製造、特に粒度分布が良( 規定された級別に合致するトナー粒子について幾つかの先行提案がなされている 。
US3942979、US4284701、GB2180948、EP−AO2 55716及び特にEP−A89201695.7に、かかる級別した微細現像 剤が記載されている。
かかる微細現像剤を用いて遭遇する問題の一つは、光導電性面から儂受容基体へ の微細トナー像層を転写する低下した効率にある。
かかる問題は例えばEP−A354531で明白に認められており、この中で従 来の電子写真法は大きなトナー粒子で良好に作用する、しかしトナー粒子の大き さが減すると共に困難が生ずると述べている。「八ツ欠陥」、「中空特性(ho llow charactor ) 」、及び「点破裂(dot explos ion) Jの如き像欠陥が生ずる。従って高解像度の像は非常に小さい粒子を 必要とするが、イ象欠陥のない高解像度の像は、静電的に助けられた転写を使用 しては達成されなかった。
実験で、光導電性ドラム上に存在するトナー像が、従来の電子写真転写ステーシ ョンで転写されるとき、高解像度の儂を得るために要求される如く、転写効率は 微細トナー粒子を使用するとき実質的に低下することも判った。
トナー粒子を、直接懸濁重合法、スプレー乾燥、不均質凝集等の如き従来の方法 又は別の製造方法によって作るかどうかは、前述した転写挙動における臨界性を 変化させない。
Xerox Disclosure Journal、第2巻、第5号(197 7年9月/り0月)、の13頁のToner +5ixture for im proved image qualityには、二元形(bi −modal ) トナー粒度分布を使用するとき、高転写効率を得ることができると記載され ている。トナーの好ましい混合物は、約10〜ISμの直径の粒子と約4μ以下 の粒子を含有する。しかしながら前記発表では、高転写効率を得るために使用す べき小さいトナー粒子と大きいトナー粒子のそれぞれの量についての指標は含ん でいない、実験から本発明者等は、後述する如く、驚いたことに、高転写効率及 び従って高像品質は、小さい粒子対大きい粒子の特定の比又は量を使用するとき にのみ得ることができることを知った。
発明の目的 従って本発明の目的は、例えば光導電性ドラムの如き像担持部材から基体へのト ナー像層の転写を含み、これによって高像品質、特に目につくような像欠陥のな い高解像度を生ゼしぬる例えば電子写真法で発生させた静電荷パターンの現像に 使用するのに好適な乾式現像剤組成物を提供することにある。
本発明の別の目的は、像担持部材から基体へのトナー像層の静電的に助けられた 転写を含み、これによって前述した像欠陥を生ゼしぬない電子写真法に使用する にのに好適な乾式現像剤組成物を提供することにある。
別の目的は以下の説明から明らかになるであろう。
発明の要約 本発明者等は、前記目的は静電荷パターンの現像において使用するのに好適な乾 式現像剤組成物を使用することによって果すことができ、前記組成物が、平均粒 子直径が3〜10μの間にあるトナー粒子及び平均粒子直径が大きくても40μ であり、トナー粒子の平均粒子直径の少な(とも2倍である間隔粒子(spac ing particles)を含み、間隔粒子とトナー粒子の綜合量中の間隔 粒子の部分が1〜8重量%の間、更に好ましくは2〜5重量%の間にある乾式現 像剤組成物を見出した。
本発明の好ましい例によれば、前記乾式現像剤組成物は、平均粒子直径が3〜6 μの間にあるトナー粒子及び平均粒子直径が10〜20μの間にある間隔粒子を 含有する。
別の好ましい例によれば、トナー粒子及び間隔粒子は同じ化学組成を有し、その 粒度分布のみが異なる。これは間隔粒子自体が調色粒子として作用し、綜合乾式 現像剤組成物が、トナーの二元形粒度分布による特徴とを有することを意味する 。
別の好ましい例は以下の説明から明らかになるであろう発明の詳細な説明 綜合現像剤組成物中の間隔粒子 本発明者等は、間隔粒子を後述する如き条件の下に現像剤組成物中に混入すると き、像担持部材から基体へのトナー像を転写する効率が驚く程著しく増大し、中 空特性等の如き前述した問題が生じないことを見出した。
以下に詳細に説明する如く、「平均粒子直径」なる定義は、数による平均粒子直 径に容量による平均粒子直径を乗じた積の平方根として定義される。
間隔粒子は、前記間隔粒子がトナー粒子の平均粒子直径の少なくとも2倍の平均 粒子直径を有するとき、後述する如(「間隔機能」を作用させることができるだ けである。
更に間隔粒子は40μを越久ない粒子直径を有すべきである。40μより大なる 粒子直径を有する間隔粒子は、像担持部材と転写ローラーの間の空隙が大きすぎ 、低すぎる転写電場を生ぜしぬることにより、転写効率の如き問題を生ぜしめる 。更に間隔粒子の直径が40μに近くなると、品質劣化が生じ始める。
基体上に高解像度の像を得るため、本発明の現像剤組成物に使用するトナー粒子 は低い平均粒子直径を特長としており、その平均粒子直径は3〜10μの間に、 更に好ましくは3〜6μの間に位置すべきである。
間隔粒子は狭い粒度分布を特長としていることが更に好ましい:それらの平均粒 子直径は好ましくは10〜20μの間にあるべきである。それらはトナー粒子と 同じ製造法により、そして同じ基本材料から作ることができる。例えば噴霧乾燥 、重合法、不均質凝集等の如き従来のトナー製造法及び別の方法を考えることが できる。トナー粒子を一つの方法で作るとき、間隔粒子は同じ方法で又は他の方 法で作ることができる。好ましい例においては、トナー粒子及び間隔粒子は同じ 化学組成を有し、それらは同じ方法を用いて作る。しかしながら、間隔粒子組成 は、選択した着色剤、帯電剤等についてトナー粒子とは異なることもできる。以 下に従来の如く作られたトナー粒子の製造を説明する。トナー粒子ご同様に、間 隔粒子は基本樹脂から作られ、更に種々の添加剤例えば電荷制御剤、流動増強添 加剤、そして磁性単一成分トナーを使用する場合には磁化性顔料を含有できる。
着色剤を間隔粒子中に混入する場合においては、トナー粒子の製造のために使用 したのと同じ着色剤を用いる、このとき間隔剤自体も調色粒子として作用する。
微細な級別したトナー粒子と共に間隔粒子を使用することは、実際には綜合トナ ー組成物を使用することになり、その粒度分布はいわゆる二元形粒度分布を得る 。前記二元形粒度分布における小さい大きさのトナー粒子は、実際の微細な大き さのトナー粒子粒度分布に相当し、前記二元形粒度分布における大きな大きさの 間隔粒子は間隔粒子粒度分布に相当する。
この例によれば、本発明は一方で小さく、他方で大きいトナー粒子を含む二元形 トナー粒度分布を特長とする乾式現像剤組成物を提供する:前記分布において、 微細粒子は3〜10μの間、更に好ましい例によれば3〜6μの間に含まれる平 均粒子直径を萄し、大きい粒子は40μ以下、そして微細な粒子の平均粒子直径 の少な(とも2倍の平均粒子直径を有する。好ましい例によれば大きい粒子の平 均粒子直径は10〜20μの間である0本発明の綜合現像剤組成物における大き い間隔粒子に対する微細なトナー粒子間の重量割合は次の通りであるのが好まし い:大きな間隔粒子は現像剤組成物の綜合重量(2成分現像剤組成物を使用する 場合においてはキャリヤー粒子の重量を除く)の1〜8%、更に好ましくは2〜 5%で変化させることができる;これは微細トナー粒子が綜合現像剤組成物の9 9〜92%、更に好ましくは98〜95%で変化することを意図する。
二元形トナー粒度分布を特長とする現像剤を使用する本発明の例によれば、前記 現像剤は別々に作った微細なトナー粒子と大きな間隔粒子を混合することによっ て作る:このとき微細トナー粒子及び大きな間隔粒子の平均粒子直径は、両粒子 を混合する前に測定することができ、二元形粒度分布を得るようにすることがで きる。
本発明者等は、例えば電子写真転写法の転写効率について本発明の現像剤組成物 において間隔粒子を使用することの有利な利点は、特定のトナー受容基体の使用 に限定されないことを見出した。トナー受容基体としては、普通紙、バリーのI mpasse Re1lle 1のArjomari S、 A、にょって供給 されるような80.120又は200g/m2の紙型コーチ(couche )  、ポリエチレン被覆紙、写真植字フィルム又は紙、例えばベルギー国のAgf a −Gevaert N、 Vにより商品名Transparexで市販され ているフィルムの如きポリエチレンテレフタレートから作られた透明重合体フィ ルム、及び例久ばEP−A89201696に記載された如きプラスチックフィ ルム支持体上の架橋した親水性層を含む平版印刷版プリカーサ−を挙げることが できる。転写効率についての前述した有利な効果、従って再現されるべき原画の 高忠実度は、これらのトナー受容基体の何れを用いたときでも同等に良好に見ら れる。
像形成法 (像に従った)帯電、(像に従った)放電、現像、転写、定着及び続く像担持部 材の清浄化の如き工程を含む、本発明の現像剤組成物を使用する例えば電子写真 法の如き基本像形成法は、例えばロンドンのThe Focal Press発 行、1975年の拡大改訂版にR,M、 5chaffertによって書かれた Electrophotographyに記載されている如(、当業者に知られ ている方法により行われる。
電子写真の実施は当業者に良く知られていることから、電子写真装置の各処理ス テーションは詳細には説明しない。本発明による現像剤組成物が使用できる電子 写真装置は例久ばEP−AO131070に記載されている。
潜像の現像 静電荷パターンの現像は、潜像記録面によって担持された電荷パターンにクーロ ン力によって引きつけられるトナー粒子を用いて普通に生起させる。ポジーポジ 現像においては、トナー粒子は、現像されるべき原像に対してポジーポジ関係に ある電荷担持面のこれらの部域で付着する。反転現像においては、トナー粒子は 移行し、原像に対してポジーネガ関係にある記録面部域で付着する。適切にバイ アスされた現像電極を介して誘導することによって放電された部域又は始めから 帯電していない部域において、トナー電荷に対して反対の電荷が生ぜしめられ、 前記部域で付着するにューヨーク及びロンドンの丁he Focal pres s 1975年発行、R,M、 5chaffert著、Electropho tography、拡大改訂版、50〜51頁、及びロンドンのAcademi c Pressl 979年発行、T、 P、 Maclean著、Elect ronic Iolaging 、 231頁参照)。
トナー粒子は通常キャリヤー粒子の形での別の材料との接触で通常摩擦電気的に 帯電される、摩擦電気系における材料はトナーの材料から充分に離れている。ト ナー材料の製造の指標として作用する摩擦電気系は定期刊行物、Physi(3 Today、1986年5月の51頁に与えられている。
顕微鏡的な規模で、トナー電荷の信号及び大きさはトナーとキャリヤー粒子面組 成の間の摩擦電気関係によって決る。その混合物を作るに当って生ずるそして現 像工程中に生ずる機械的攪拌がトナー粒子の必要な帯電を確実にする静電荷パタ ーンの現像に使用する種々の方法の調査は、IEEE Transaction s on Electron Devices 、 ED −19巻、4号(1 972年4月)にThoIIlas L、 Thoursonにより、Xero graphic Developo+ent Processの表題で与えられ ている。そこから、主たる乾式現像法が、(Alカスケード現像、(B)磁気ブ ラシ現像(この両者はキャリヤー・トナー混合物で操作する)及び (C)単一 成分乾式現像(タッチダウン現像が特別の例である)として規定されている。
導電性磁性キャリヤー粒子を用いて操作する磁気ブラシ現像は、カスケード現像 より良好な充実部域現イ象を可能にし、市場の複写する人に最も良く用いられて しする現イ象の一つである。現像中、非磁性回転スリーブ中の磁石の磁場線に従 ってトナー配合磁性キャリヤー粒子毒こよりで汗ぢ成された磁気ブラシが現像帯 域を通って移動し、これによって摩擦電気的に帯電したトナーが、磁気的に保持 されたキャリヤー粒子から静電荷パターン上に転写される。電荷像を担持する記 録素子と、トナー粒子を持ったギヤ1ツヤー粒子ストリングのブラシフィラメン トとの接触力≦、比較的弱し1クーロン引力のみを示す帯電像部域で充分なトナ ーイ寸着を達成するために必要である。摩擦電気的に吸弓1されたトナー粒子を 有するキャリヤー粒子のストリングによりで升ヨ成された前記ブラシ状フィラメ ントの接触ζよ、像の微細細部を妨!!するブラシマークを生ぜしめるから、高 解像作業を損う欠点を有する。
トナー粉末の層が光導電性記録部材上で静電荷ノ\ターンのタッチダウン現像の ために用し)られる現像部材の使用(よ、例えばUS−P2895847に記載 されてしする、この中にはトナー適用を例えばらくだ毛ブラシ等で11う。カ) 力)る毛ブラシと現像部材との直接接触では、ブラシマークの形成は避けること ができない。
タッチダウン現像法において、トナー素子と称される帯電トナー粒子の層を担持 する面は、電荷ノくターンを担持する材料と実際に接触するようにもたらされ、 次し1で除去され、ドナーから帯電面部域へのトナーの転写を生ゼしぬる。タッ チダウン現像の特別の例は例え1fEP−AO322940に記載されている。
前述した現像法の何れもが、本発明の現像剤組成物を光導電性面に適用するため に使用できる。磁気ブラシ現像法が好ましい方法である0本発明のトナー粒子及 び間隔粒子は、別の現像ステーションで又は一つの同じ現像ステーションで一緒 に潜像に像に従って転写できる0間隔粒子が大きなトナー粒子である本発明の好 ましい例においては、二元形現像剤混合物を、一つの磁気ブラシ現像ステーショ ンで漕偉担持部材に像に従って転写する。
トナー像の転写 前述した如く、潜在静電荷像の現像後、トナー像はトナー基体に静電的に転写さ れるべきである。この転写は、像担持部材例えば光導電性ドラム上で現像された トナ一層と接触状態でトナー受容基体を置き、潜像の極性と同じ極性で電気的に 基体を帯電し、次いで基体な像担持部材から剥すことによって通常行われる。基 体に適用した電荷は、トナー粒子に対し潜像の吸引を克服し、それを基体から引 く現像剤組成物 本発明を適用するため、乾式現像剤組成物における種々のトナーを使用できる0 本発明において使用するのに好適なトナーは二成分又は−成分現像剤組成物の何 れにも使用される。トナー粒子は一般に樹脂結合剤、着色剤、及び1種以上の添 加剤例えば電荷制御剤及び流動増強剤を含有する。
間隔粒子は着色剤を除いてトナー粒子と同じ成分で作ることができる。しかしな がら本発明の好ましい例によれば、着色剤も間隔粒子中に混入できる。微細トナ ー粒子と共にかかる着色剤を混入した間隔粒子はこのときいわゆる二元形現像剤 組成物を形成する。
樹 脂 本発明により使用するためのトナー樹脂の代表例には、数多くの既知の好適な樹 脂を含み、例えばポリエステル、スチレン/ブタジェン、スチレン/メタクリレ ート、スチレンとアクリレートの重合体、ポリアミド、エポキシド、ポリウレタ ン及びビニル樹脂を含む、好適なビニル樹脂にはホモポリマー又は2種以上のビ ニル単量体のコポリマーを含む。特に好適なビニル樹脂及びそれらの製造法はE P−AO380813に見出すことができる。特に好適なポリエステル樹脂には 、EP−A89201695.7に詳細に記載されており、プロポキシル化ビス フェノールAフマレートポリエステルであるATLACT500(米国、プラウ エア州、ウイルミントンのAt1as Chemical Industrie s Inc、の商品名)がある。
電荷制御剤 トナー粒子の負又は正方向の何れかでの耐電可能性を増強するため、本発明のト ナー粒子組成物に帯電制御剤を和犬ることができる。例えば負に帯電しつるトナ ー粒子を生ゼしぬるためにはドイツ公開特許出願(DE−OS)3022333 に記載されているもの、又は正に帯電しつるトナー粒子を生ゼしぬるためにはド イツ公開特許出願(DE−O3)2362410、及びUS−P4263389 及びUS−P4264702に記載されているものがある。
正電荷極性を与えるために非常に有用な電荷制御剤には、樹脂酸変性ニグロシン 染料であるBONTRON NO4(日本のオリエンタル化学工業社の商品名) がある、これは例えばトナー粒子組成物に対して5重量%までの量で使用できる 。負電荷極性を与えるために非常に有用な電荷制御剤には、例えばトナー粒子組 成物に対して5重量%までの量で使用できる金属錯塩染料であるBONTRON  S 36 (日本のオリエンタル化学工業社の商品名)がある。
顔 料 更にトナー粒子は着色剤を含有すべきであり、間隔粒子は所望により着色剤を含 有してもよい、着色剤は重合体結合剤に可溶性又は分散性の染料又は顔料である ことができる。
着色剤のスペクトル吸収帯域で充分な光学濃度を有するトナー粒子を得るため、 着色剤は全トナー組成物に対して好ましくは少な(とも2重量%の量、更に好ま しくは5〜15重量%の量で使用する。
黒色トナーについては、着色剤としてカーボンブラックが好ましい。
カーボンブラック及び従って同様の形の例には、ランプブラック、チャンネルブ ラック、及びファーネスブラック、例えば5PEZIALSCHIIARZ I V (ドイツ国、フランクアルト・アム・マインのDegussaの商品名)及 びVULCAN X C72及びCABOT REGAL400 (米国、ボス トンのCabot Corp、の商品名)がある。
カラー像の製造のためのトナーは、フタロシアニン染料、キナクリドン染料、ト リアリールメタン染料、硫化染料、アクリジン染料、アゾ染料及び蛍光染料の群 の有様染料又は顔料を含有できる。これらの染料の調査は、二ニーヨークのEl sevier Publishing Company 、 In、1950年 発行、Paul Karrer著、Organic Chemistryに見出 すことができる。
又下記特許出願の一つに記載された染料を本発明の現像剤のトナー中に混入でき る:EP−AO384040,EP−A0393252、EP−AO40070 6、EP−A89203156、EP−A89203157、EP−A9020 0991、EP−A90203014、EP−A0384990、EP−A03 94563、EP−A90200483゜ 代表的な無機顔料には、黒色酸化鉄(III) 、酸化銅(II)及び酸化クロ ム(III)粉末、ミロリブルー、ウルトラマリンコバルトブルー及び過マンガ ン酸バリウムを含む。
磁性を有するトナー粒子を得るため、トナー製造中に磁性もしくは磁化性材料を 加えることができる。特別の例において着色剤及び帯電性添加剤は一つの同じ化 合物であることができる。
トナー及び間隔粒子の製造 本発明の現像剤組成物中に含有させるトナー及び間隔粒子の製造に好適な従来の 製造法を以下に説明する。
前述した如(、使用するトナー粒子の大きさ及び粒度分布は、電子写真再生にお ける高忠実度を得るための主たる寄与特性の一つである。
その観点において、特に分級したトナー粒子を本発明においては優先的に使用す る。
かかる分級したトナー粒子は、前述した特許明細書、特にEP−、A39201 695.7に記載された方法の一つにより製造できる。
本発明により使用するのに好適なトナー組成物は、既知トナー混合及び微粉砕法 の幾つかを選択し、変性することによって製造すべきである。一般に知られてい る如く、トナーは続けて溶融状態で各成分を配合し、混合し、冷却後形成された 混合物を混練し、微粉化することによって作られる。その後予定した粒度に相当 するトナー粒子を得るように好適な粒子分級法を使用する0代表的な分級法には エア分級、スクリーニング、サイクロン分離、水簸、遠心分離及びそれらの組合 せを含む。
本発明の微細トナー粒子を得るための好ましい方法は遠心分離エア級別によるも のである。
好適な微粉砕及びエア分級結果は、エア分級装置としてのA、 T、 P、(A lpine Turboplex windsichter)タイプ50G、S 、を備えた微粉砕装置としての^、 F、 G、(Alpine FILess beth −Gegenstrahlmuehle )タイプ100の如き組合 せ装置を使用するとき得ることができる、この形式の装置は英国、Cheshi re、 RuncornのRivington Roadの Whttehou se 、Industrial Estateの Alpine Proces sTechnology Ltd、から入手できる。
更にエア分級は、追加分級装置としてA 100 MZR(Alpine Mu ltiplex Labor Zick −zack 5ichter)を用い て実現できる、この型式の装置もAlpine ProcessTechnol ogy Ltd、から入手できる。かくして得られたトナー粒子の粒度分布は、 英国、Bedfordshire 、 NorthwellDrive 、 L utonのCoulter Electronics Corp、から人手でき るCoulter Counter type T A II/ P CA 1 モデルを用いて通常の方法で測定できる。
エア分級装置においては、空気又は他のガスを輸送媒体して使用し、流体中に含 有された粒子は、二つの相反する力、即ち流体の内方に向うけん引力及び外方に 向う粒子の遠心力に暴露される。一定の粒度、即ちカットサイズ粒子のためには 、両方の力が平衡にある。大きい即ち重い粒子は質量依存遠心力によって支配さ れ、小さい即ち軽い粒子は粒子直径に比例する摩擦力によって支配される。従っ て大きな又は重い粒子は粗い画分として外方へ飛び、一方小さい又は軽い粒子は 微細画分として空気によって内方へ運ばれる。「カットサイズ」は通常幾何学的 及び操作パラメーターによって決る。カットサイズの調整は前述したパラメータ ーの変動によって行うことができる。
前述した装置を操作するに当ってのパラメーターは、本発明の乾式電子写真現像 剤組成物中のトナー粒子が3〜10tL、更に好ましくは3〜6μの平均粒子直 径を有するよう設定すべきである。
本発明の現像剤組成物に使用する間隔粒子を作るとき、操作条件は、それらの粒 子直径が、前述した如(40μ未満であり、それらの平均粒子直径がトナー粒子 の平均粒子直径の少なくとも2倍であるように設定すべきである。「平均粒子直 径」なる語は後述する実施例に規定する。
流動改良剤 好適な流動改良剤を加えることにより、前述した如く作ったトナー粒子及び間隔 粒子の流動性は、本発明において使用するのに特に好適であるトナー粒子を得る よう充分に増強できる。
流動改良添加剤は大部分極度に微細な無機又は有機材料である。この点で広く使 用されるのはヒエームド無磯物質例えばシリカ、アルミナ又は酸化ジルコニウム 又は酸化チタンである。トナー組成物のための流動改良剤としてのシリカの使用 は英国特許明細書第1438110号に記載されている。
ヒユームドシリカ粒子は滑らかな実質的に球形の面を有し、好ましくはそれらは メチル化によって得られる如き疎水性層で被覆されている。それらの比表面積は 100〜400m”/gの範囲であるのが好ましい。
ヒユームドシリカは、ドイツ国、フランクアルト・アム・マインのDeguss a及び米国、マサチューセッツ州ボストンの、Cabot Corp、0xid es Divisionによって市販されている商品名AERO3IL 及びC AB−0−3I Lがある。
AEROSIL R972は110m”/gの比表面積を有するヒユームド疎水 性シリカである。比表面積は、AnalyticalChemistry 30 巻、8号(1958年)、1387〜1390頁に、Determinatio n of 5urface Area Adsorption Measure +aents by continuous Flow Methodの表題で Ne1sen及びEggertsenによって発表された方法で測定できる。
トナー材料に対するヒユームドシリカの好ましい割合は、0.5〜3重量%の範 囲である。
ヒユームドシリカに加えて、金属石けん、例えば米国特許明細書第137925 2号に記載されている如きステアリン酸亜鉛も追加流動改良剤として使用できる 。他の流動改良添加剤はサブミクロンの大きさの弗素含有重合体粒子を基本にし ている。
トナー又は間隔材料に対するステアリン酸亜鉛の如き金属石けんの好ましい割合 は、0.05〜1重量%の範囲である。同じことがF含有粒子にも保たれる。
特に好ましい流動改良ミクロ粒子はEP−A90113845.3に記載されて いる如き弗素化シリカ系ミクロ粒子である。
前記明細書において、弗素化AEROSILがヒユームドシリカと CJs(C Hi)xsi(OCHm)xの間の反応によって得られる。
か(得られた弗素化AERO3ILは、本発明において使用するトナーのための 流動改良添加剤として特に有用である。
キャリヤー 2成分現像剤組成物を使用するとき、トナー粒子及び間隔粒子を含有する現像剤 混合物は、キャリヤー粒子と組合せて使用すべきである。
カスケード現像に有用なキャリヤー材料には、塩化ナトリウム、塩化アンモニウ ム、塩化アルミニウムカリウム、ロッシェル塩、硝酸ナトリウム、硝酸アルミニ ウム、塩素酸カリウム、粒状ジルコン、粒状ケイ素5シリカ、メチルメタクリレ ート、ガラスを含む0Mi気ブラシ現像のために有用なキャリヤー材料には、鋼 、ニッケル、鉄、フェライト、強磁性材料例久ばマグネタイト(重合体被覆で被 覆されているか又はいない)を含む。他の好適なキャリヤー粒子には、例えばU S−P4600675に記載されている如(結合剤中に粉末の形で分散した磁性 又は磁化性材料を含む、前述したそして代表的なキャリヤーの多くは、導電性キ ャリヤー被覆を目的としてはUS−P2618441、US−P2638416 、US−P2618522、US−P2S51503及びUS−P353383 5に記載されており、重合体被覆キャリヤーを目的としてはUS−P35265 33に記載されている。酸化物被覆鉄粉末キャリヤー粒子は例えばUS−P37 67477に記載されテイル。US−P3847604及びUS−P37675 78はニッケルを基本にしたキャリヤービーズに関する。
約30μ〜約1000μの最終被覆キャリヤー粒子直径が好ましい。キャリヤー 粒子は、カスケード現像法中静電偉に接着するのを避け、そして磁気ブラシ現像 で操作する遠心力によって失われることのない充分な慣性を有する。キャリヤー は任意の好適な組合せでトナー組成物と共に使用する、一般に満足できる結果は 、トナー1重量部を、キャリヤー約5〜約200重量部と共に使用するとき得ら れたキャリヤー粒子は、トナー粒子及び間隔粒子がキャリヤー粒子に接着し、と りまくようにトナー粒子及び間隔粒子の極性と反対の極性の電荷を摩擦電気的に 得ることができる限り、導電性、絶縁性、磁性又は非磁性(Mi磁気ブラシ現像 ためにはそれらは磁性でなければならない)であることができる。
原画のポジ再現を形成するため静電像を現像するに当り、キャリヤー粒子組成物 及び/又はトナー及び/又は間隔粒子組成物は、トナー粒子及び間隔粒子付着が 像担持部材の帯電部域で生ずるよう静電潜像の極性と反対の極性を有する電荷を トナー及び間隔粒子が得るように選択する。或いは、静電潜像の反転再現に当っ ては、キャリヤー粒子組成物及びトナー/間隔粒子組成物は、トナー/間隔粒子 が静電層像の極性と同じ極性を有する電荷を得るよう選択し、像担持部材の非帯 電部域にトナー/間隔粒子付着を生せしめる。
本発明を実施例によって更に説明する。
トナー粒子の製造 フェノール/オルソジクロロベンゼン(60/40重量)の混合物中で25℃で 測定した固有粘度0.175及び酸価13.9及び65〜85℃の範囲の融点及 び51℃のガラス転移温度を有するプロポキシル化ビスフェノールAフマレート ポリエステルであるATLACT500(米国、プラウエア州、ウイルミントン のAt1as Chemical Industries Inc、の商品名) 90部、及びカーボンブラックであるCabot Regal 400 (米国 、マサチェセツツ州、ボストンのCabot Corp、の商品名)10部を混 練磯に導入し、混線を開始したとき溶融物を形成するよう120℃に加熱した。
約30介接混線を停止し、混合物を室温(20℃)に冷却した。その温度で混合 物を破砕し、粉末化して粉末を形成した、これを更にジェットミリングで粒度を 小さくした。次にトナー粒子の分級をエア分級装置としてA、 T。
P、 (Alpine Turboplex windsfchiter )タ イプ50GSを備えた微粉化装置としてのA、 F、 G、 (Alpine  Fliessbeth −Gegenstrahlmuehle)タイプ100 の如き組合せ装置によって行った、この装置は英国のA1.pine Proc ess Technology Ltd、から入手できる。かくして得られたト ナー粒子の粒度分布は英国のCoulter Electronics Cor p、から入手できるCoulter Counter type TA II  /PACA1を用いて通常の方法で測定した。
前記Coulter Counter装置で測定した容量による平均粒子直径は 4.2μであった、そして数による平均粒子直径は3.8μであった。容量によ る平均粒子直径に数による平均粒子直径を乗じた積の平方根と定義した平均粒子 直径は、これらの粒子について4.0μとなった。
トナー粒子へのミクロ粒子の添加 前記の方法で作ったトナー粒子を後述する方法により混合装置に混入し、無接ミ クロ粒子をトナー粒子に混合したミクロ粒子は火災加水分解によって作った変性 ヒユームドシリカであり、180m”/gの比BET表面積を有していた。ヒユ ームドシリカは下記化合物で変性した:C4Ht (CHz )2 Si (O CHi )sトナー粒子への変性AEROSILを加える方法は次の通りであっ た:100gのトナー及び1.7gのAEl’1O3ILを、20℃で熱安定化 し、2000Orpmの速度で回転するJanke and Kunkel 1 abor −m1ll装置タイプIKAM20に供給した(この装置はドイツ国 、5taufenのJanke andkunkel G+gbH、IKA L abortechnikより入手できる)。
混合時間は15秒であった。
間隔粒子Aの製造 間隔粒子は、下記の点を変えて、トナー粒子の製造のため前述したのと同じ方法 により作った。破砕、ジェットミリング及びエア分級操作は前述したのと同じ装 置を用いて行った、但し操作条件は、Coulter Counter装!で測 定したとき、形成された間隔粒子が、12.2μの容量による平均粒子直径、1 0.9μの数による平均粒子直径、及び11.6μの前述した如き平均粒子直径 を特性として有するように設定した。
前述した製造法でのトナー粒子の平均粒子直径に対するか(作った間隔粒子の平 均粒子直径の比は、従って2.75であった。
かかる間隔粒子の容易にして自由に流動する粉末を得るように、前記した如きミ クロ粒子を0.6重量%の量で前記間隔粒子組成物に加えた。
間隔粒子Bの製造 間隔粒子を、それが17.5μの容量による平均粒子直径、154uの数による 平均粒子直径及び16.4μの前述した如き平均粒子直径を特性として有するよ う(Coulter Counter装置で測定したとき)、ジェットミリング 及びエア分級操作の条件を設定して、前述したのと同じ方法で作った。
製造法は前述したトナー粒子の平均粒子直径に対するかく作った間隔粒子の平均 粒子直径の比は、かくして4.15となった。
かかる間隔粒子の容易にして自由に流動する粉末を得るように、前記間隔粒子に 前述したミクロ粒子を0.4重量%の量で加えた。
実施例 1(比較例) 2成分電子写真法で使用するための現像剤組成物を次の通りにして作った:通常 のZn−Ni−フェライトキャリヤー(75μの平均粒子直径を有する)に、前 述した方法により作ったトナー粒子を、キャリヤー100重量部について4重量 部の量で添加後、30%の装置装填度で、30分間、300rpmで、6cmの 直径を有する金属箱中で回転して現像剤を活性化した。
実施例 2 2成分電子写真法に使用するための現像剤組成物を次の通りに作った:前述した 方法で作ったトナー粒子97重量部及び前述した方法で作った間隔粒子Aの3重 量部を、実施例1に設定したのと同じ重量比で、即ちトナー及び間隔粒子の混合 物4重量部及びZn−Ni−フェライトキャリヤー100重量部で、Zn−Ni −フェライトキャリヤーに加えた。次に現像剤を実施例1に記載したのと同じ方 法で活性化した。
実施例 3 94重量部のトナー粒子及び6重量部の間隔粒子Aを含む混合物を用いて、実施 例2に記載したのと同じ現像剤組成物製造法をhk返した。
実施例 4 91重量部のトナー粒子及び9重量部の間隔粒子Aを含む混合物を用いて、実施 例2に記載したのと同じ現像剤組成物製造法を繰返した。
実施例 5 99重量部のトナー粒子及び1重量部の間隔粒子Aを含む混合物を用いて、実施 例2に記載したのと同じ現像剤組成物製造法を繰返した。
実施例 6 995重量部のトナー粒子及び0.5重量部の間隔粒子Aを含む混合物を用いて 、実施例2に記載したのと同じ現像剤組成物製造法を繰返した。
実施例 7,8.9 方法Aにより作った間隔粒子の代りに、方法Bにより作った間隔粒子を使用して 、実施例4.5及び6に記載した如き現像剤組成物製造法を繰返した。
便宜上、前記各実施例の現像剤組成物の必須特性を下表工に集約して示す。
実施例No、 間隔粒子 トナー粒子 間隔粒子(比較例) 6 A 99.5 0.5 7 B 91 9 8 B 99 1 9 B 99.5 0.5 電子写真法における実施例1〜9の現像剤組成物の使用現像及び転写 コロナグリッド放電により正に帯電し、固定305mmレンズと移動原画を用い 、光学走査装置で像に従って露光した電子写真記録装置、即ちAsよSew被覆 光導電性ドラム上に形成した静電像を、前記各実施例の現像剤組成物を用いて磁 気ブラシで現像した。
前記各実施例の静電的に付着したトナー及び間隔粒子の転写は、紙型Couch e 120 g/ m” (バリーのArjomariS、 A、から入手でき る)である受容基体の裏側と近接させて保ったDC転写コロナに7kVの正電圧 を印加して行った、その前側は従って光導電体上のトナー/間隔像と近接して保 った。光導電体面から転写されたトナー像を有する受容基体を除(のを容易にす るため、DC転写コロナの適用に続いて直ちに受容基体の裏にACコロナ放電を 適用した一 定 着 トナー像形成した基体を、反射性被覆を設けた赤外ラジェーターで操作する融着 装置に送った。受容基体の裏側に加熱板を設けた。赤外ラジェーターはトナー像 形成した基体面から10mmの距離においた、基体面は5cm/秒の速度でラジ ェーターを通過させた。
加熱板は125℃の温度にした。約2600にの1度に相当する赤外ラジェータ ーに550Wの電力を印加した。
板は約0.5〜1秒間照射した。
転写効率及び続いてのコピー品質の評価実施例1〜9の現像剤組成物について、 トナー受容基体への光導電体上のトナー像の転写の効率、及び得られた最終コピ ーの品質についての実験結果は次の通りであった。
実施例1の現像剤組成物を用いたとき、使用したトナー粒子の全体の小さい粒度 分布により、全体的な高解像品質が得られた;しかしながら、中空特性、揺れた 像部分、濃度の不均一等の外観の如き、光導電性面から前記受容体へのトナー粒 子の欠陥及び悪い転写によって生じた像欠陥が見られた。EP−A140996 に記載されたトナー濃度制御法に従ってコピ一工程中のトナーの消耗を補うため 現像剤組成物に規則的に新しいトナーを供給して1000枚のコピーをとった後 、前述した像欠陥は相変らず見られたしかしながら実施例2の現像剤組成物を用 いたとき、前述した欠陥のない綜合的に高解像品質が得られた。EP−A140 996の方法に従い実施例2に規定した如きトナー/間隔粒子混合物を供給して 1000枚のコピーをとった後、品質劣化は見られなかった。全体的像品質につ いての大きなトナー間隔粒子の悪い効果は見られなかった。
融着ステーション通過後、これらの大きな粒子も融着し、全体的に調色した像に おいて退色した。
実施例3の現像剤組成物を使用したとき、実施例2の現像剤組成物を用いたとき 記載した結果と殆ど同じ結果が得られた。
実施例4の現像剤組成物を使用したとき、実施例2及び3の現像剤組成物を用い たときと同様の結果が得られた。
しかしながら、不規則直線、文字の不鮮明な縁、解像損等の如き品質欠陥の開始 が見られた。結論として、全現像剤組成物中の9%の間隔粒子の濃度は越えるこ とができない実施例5及び6の現像剤組成物を用いたとき、実施例2及び3の現 像剤組成物を用いたときと同様の結果が得られた。しかしながら、1000枚の コピーを作ったとき、実施例5、特に実施例6において、不規則な間隔で、実施 例1の現像剤組成物を使用したとき、前述した像欠陥も見られた。その原因は、 全体としての現像剤組成物中の大きな間隔粒子の濃度が小さすぎるようになった ことにある。実施例6に記載した如き間隔粒子のこの低い量を、光導電性ドラム 上の潜像の現像に使用したとき、約100枚のコピーを作ったとき前記像欠陥が 最現した。この像品質における劣化は、間隔粒子のかかる低濃度を、前述した如 き通常のトナー補給法を用いて一定状態でのコピー操作を一定に殆ど保つことが できないという事実に多分原因がある。
結論として、綜合現像剤組成物中の間隔粒子の1〜2%が定常状態のための最低 の条件であることが判る。
実施例7.8及び9の現像剤組成物を使用したとき、前述した実験結果が確認さ れた。
国際調査報告 。0.7c。。5Jnn771国際調査報告 フロントベージの続き (72)発明者 ジャンサン、ロベール フランベルギー、 べ 2440 ジ エール、 アステルストラード 22 (72)発明者 コパン、 ポール ジョゼフベルギー、 べ 2300 テユ ルノ、 ショルヴオールトベルグ 121

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.平均粒子直径が3〜10μの間にあるトナー粒子、及び平均粒子直径が大き くても40μであり、かつトナー粒子の平均粒子直径の少なくとも2倍である間 隔粒子を含有する静電荷パターンの現像に使用するのに好適な乾式現像剤組成物 において、間隔粒子及びトナー粒子の綜合量中間隔粒子の部分が1〜8重量%の 間にあることを特徴とする乾式現像剤組成物。
  2. 2.間隔粒子及びトナー粒子の綜合量中間隔粒子の部分が2〜5重量%の間にあ る請求の範囲第1項記載の乾式現像剤組成物。
  3. 3.トナー粒子の平均粒子直径が3〜6μの間にある請求の範囲第1項記載の乾 式現像剤組成物。
  4. 4.間隔粒子の平均粒子直径が10〜20μの間にある請求の範囲第3項記載の 乾式現像剤組成物。
  5. 5.微細粒子及び大粒子の二元形トナーを含み、微細粒子が92〜99重量%を 構成し、平均粒子直径が3〜10μの間にあり、大粒子が8〜1重量%を構成し 、大きくても40μの平均粒子直径を有し、かつ微細粒子の平均粒子直径の少な くとも2倍であることを特徴とする静電荷パターンの現像に使用するのに好適な 乾式現像剤組成物。
  6. 6.微細粒子の平均粒子直径が3〜6μの間にある請求の範囲第5項記載の乾式 現像剤組成物。
  7. 7.大粒子の平均粒子直径が10〜20μの間にある請求の範囲第6項記載の乾 式現像剤組成物。
  8. 8.微細粒子が95〜98重量%を構成し、大粒子が5〜2重量%を構成する請 求の範囲第5項〜第7項の何れか1項記載の乾式現像剤組成物。
  9. 9.像担持部材上に存在する潜像を前記乾式現像剤組成物で現像し、像担持部材 から現像された像を基体に転写し前記基体上に前記現像された像を永久的に融着 することを特徴とする電子写真法における請求の範囲第1項〜第8項の何れか1 項の乾式現像剤組成物の用途。
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