JP2000250270A - 被覆されたキャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被覆されたキャリアを提供する。 【解決手段】 コアと、コアを覆う、ポリマー複合体、
導電性成分、およびマトリックス樹脂、ならびに導電性
成分を含まない第２樹脂からなるコーティングと、によ
って構成されるキャリア組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広くは現像剤組成
物に関し、より詳しくは、たとえば乾粉法によって調製
できる被覆されたキャリア成分、または被覆されたキャ
リア粒子を有する現像剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４，９３７，１６６号および
第４，９３５，３２６号には、ポリマーの混合物、たと
えば摩擦電気系列において近接していない２つのポリマ
ーを含むキャリアが開示されている。さらに、米国特許
第４，８１０，６１１号には、約２５重量％から約７５
重量％の量の、無色導電性ハロゲン化金属のキャリアコ
ーティングに対する添加が開示されており、このような
ハロゲン化物には、ヨウ化銅、フッ化銅、およびそれら
の混合物が含まれる。この開示は全体として本願に引用
して援用する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の態様によれ
ば、導電性であり摩擦電気により高度に帯電されるキャ
リア粒子が提供され、またより少ない導電性成分の量に
よって高い伝導率を有するキャリア粒子も提供される。

【０００４】

【課題を解決するための手段】さらに詳しくは、本発明
は、コアと、その中に導電性成分が完全に分散されるマ
トリックス樹脂、導電性成分、および樹脂からなるポリ
マー複合体コーティングと、によって構成され、導電性
成分は第２樹脂から完全に排除され、すなわち、複合体
の顕微鏡検査によって、すべての導電性成分は第１樹脂
中に存在し、導電性成分は第２樹脂、すなわち排除相樹
脂中には存在しないことが示される組成物、特にキャリ
ア組成物に関する。さらに、排除相樹脂の摩擦電位は高
く、たとえば、ポリマー複合体中の排除相樹脂の濃度が
４０重量％未満、好ましくは２０重量％未満の場合、グ
ラム当たり約３０マイクロクーロン以上、好ましくはグ
ラム当たり約４０マイクロクーロン以上の摩擦電荷をト
ナーに付与する。導電性成分を複合体の２つの樹脂の内
の１つの樹脂中に閉じこめることによって、高い複合体
導電率を実現するために必要とされる導電性成分の濃度
が減少される。複合体中の各成分の好ましい範囲は、約
５重量％から約１７重量％の導電性成分、約５重量％か
ら約４５重量％の排除相ポリマー、および約９０重量％
から約３８重量％のマトリックス樹脂であり、導電性成
分はマトリックス樹脂中に完全に分散されている。より
詳しくは、ポリマー複合体は、マトリックス樹脂、たと
えば、Ｅｎｖｉｒｏｃｒｏｎとして入手可能な架橋ポリ
エステル−ポリウレタンと、たとえばカーボンブラック
からなる導電性フィラーと、排除相樹脂、たとえば架橋
メラミン樹脂粒子とからなる。

【０００５】マトリックス樹脂の主な機能は、複合体が
実質上均質であり機械的に強靱であるように、すなわ
ち、チッピング、小はがれ（ｆｌａｋｉｎｇ）、または
はがれ（ｐｅｅｌｉｎｇ）によるコアからの剥離に対す
る耐性と、キャリア上のポリマー表面の摩耗または逐次
的減耗に対する耐性があるように、複合体構成要素をキ
ャリアコア表面に結合することである。マトリックス樹
脂によって、優れた機械的特性が条件に合った流れ特質
および被覆特質と組み合わされることが望ましい。導電
性成分の主な機能は、ポリマーコーティングを通り抜け
る導電性経路を生成し、接触するキャリア粒子間の電荷
移送を可能とすることであり、摩擦電位の高い排除相、
たとえばメラミン架橋樹脂粒子の主な機能は、キャリア
ビーズの表面上の高い摩擦帯電を有するサイトを電荷ト
ナーに付与し、同時に、カーボンブラック（または他の
導電性フィラー）をポリマーマトリックス樹脂から分離
することである。導電性添加剤が排除相樹脂から排除さ
れると、その結果、樹脂マトリックス中の導電性相が濃
縮されることによって、複合体中のカーボンブラックの
所定の濃度において、より導電性の高いキャリアが得ら
れる。特に、複合体中のカーボンブラックを１０重量％
とすることによって、排除相樹脂の無い状態においては
６×１０^-12モー／ｃｍのキャリア導電率が得られ、４
０重量％のメラミン排除相樹脂を包含する場合は９．８
×１０^-9モー／ｃｍのキャリア導電率が得られる。ある
いは、導電性添加剤を排除相樹脂から分離することによ
って、複合体中のより低いカーボンブラック濃度におい
て同等な導電率が得られる。特に、複合体中のカーボン
ブラックを１５重量％とすることによって、排除相の存
在しない場合に３×１０^-9モー／ｃｍのキャリア導電率
が得られ、また複合体中のカーボンブラックを１０重量
％とすることによって、４０重量％のメラミン排除相を
包含する場合に９．８×１０^-9モー／ｃｍのキャリア導
電率が得られる。本発明は理論によって限定されるべき
ものではないが、排除相樹脂の存在によって、マトリッ
クス樹脂相中の添加剤が濃縮され、その結果、隣接する
導電性粒子間の接触が増大され、複合体が電気を伝導す
るようになる導電性添加剤濃度、すなわち浸出しきい値
として定義される濃度が効果的に低下される。特に、排
除相樹脂が複合体中に全複合体の約１０重量％以上、好
ましくは約２０重量％以上、最も好ましくは約３０重量
％以上で存在する場合、導電性添加剤の濃度は、約１５
重量％以上、また排除相樹脂の存在しない場合は好まし
くは約２０重量％以上から、１２重量％以下、また排除
相樹脂の存在する場合は好ましくは８重量％以下に低下
する。

【０００６】また、より詳しくは、導電性成分が存在す
る場合、約２０％から約９０％の相対湿度において、た
とえばトナーグラム当たり約２５マイクロクーロン以
上、好ましくはトナーグラム当たり約３５から約８０マ
イクロクーロン、最も好ましくはトナーグラム当たり約
４５マイクロクーロンを超える改善された現像剤摩擦電
気応答、改善された画像品質性能、約１０^-10から約１
０^-7（オーム−ｃｍ）^-1の優れた高伝導率範囲などを有
する、機能を付与されたキャリアが存在する。本発明の
キャリアに関連する重要な長所には、摩擦電荷が高いこ
と、たとえば、グラム当たり、約プラス（正電荷）２０
から約１００マイクロクーロン、好ましくは約プラス２
０から約プラス９０マイクロクーロン、最も好ましくは
グラム当たり約プラス２５から約プラス５０マイクロク
ーロンのキャリア摩擦電荷範囲であることが含まれる。

【０００７】本発明のキャリア粒子は、多数の多様な電
子写真複写機およびプリンタ、たとえば、高速カラー電
子写真複写機、プリンタ、ディジタル複写機のために選
択することが可能であり、特に、優れた実質上地肌沈積
物のないカラーコピーを具体化することができる。本明
細書において述べるキャリア粒子からなる現像剤組成物
は、一般に、静電複写または電子写真像形成システム、
特に電子写真像形成およびプリンティング処理、ならび
にデジタル処理において有用である。その上、実質上導
電性キャリア粒子からなる本発明の現像剤組成物は、比
較的一定の導電率パラメータが所望される画像形成法に
おいて有用である。さらに、前述した画像形成法におい
ては、キャリア粒子の摩擦電荷は、選択されるポリマー
組成および導電性成分に応じて、事前に選択することが
できる。

【０００８】本発明によるキャリアの長所には、実施形
態によれば、耐久性が大きく正の高い値を有するキャリ
ア摩擦電荷、好ましくは負の高い値を有するトナー摩擦
電荷、優れた混合たとえば電荷分光写真によって測定す
るとき約１秒から約３０秒の範囲などが含まれる。より
詳しくは、トナー摩擦電荷は、キャリアに対する正の摩
擦電荷に対応して、約マイナス５０から約マイナス１５
０、約マイナス５５から約マイナス９０、または約マイ
ナス６０から約マイナス８５である。摩擦電荷は、ファ
ラディ遮蔽など多数の公知の方法によって測定すること
ができる。

【０００９】本発明の他の長所としては、電子写真環境
における機械によるエージングに対するキャリアの耐久
性の増大および環境の相対湿度に対するキャリア摩擦電
荷値の感度の低下がある。トナー摩擦電荷が負の大きな
値である場合、この特性は、電子写真、特にカラー用途
に対して重要であり、その理由は、主として、画像形成
部材、たとえば、感光体の強いフリンジ電界が存在する
領域、すなわちべた領域の境界および線においてトナー
粒子の現像が可能となるためである。これらのフリンジ
電界によるトナー粒子の現像によって、画像の隣接する
２色の間に出現する画像の未調色部分が最小とされ、ま
たは除去される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の態様は、コアと、コアを
覆う、ポリマー組成物、導電性成分、およびマトリック
ス樹脂、ならびに導電性成分を含有しない第２樹脂から
なるコーティングとによって構成されるキャリア組成物
と；約５重量％から約１７重量％の導電性成分、約５重
量％から約４５重量％の第２樹脂、および約９０重量％
から約３８重量％のマトリックス樹脂が存在するキャリ
アと；コアと、コアを覆う、導電性フィラー粒子を含む
マトリックスポリマー、および導電性フィラーより高い
摩擦電荷を有する成分からなるコーティングとによって
構成されるキャリアと；その成分がポリマーであるキャ
リアと；第２成分が架橋ポリマーであるキャリアと；成
分が、架橋メラミンポリマー樹脂、またはメタクリル酸
メチル（ＭＭＡ）とメタクリル酸ジイソプロピルアミノ
エチル（ＤＩＡＥＭＡ）のコポリマーからなり、約１重
量％から約６０重量％の量であるキャリアであって、約
２０から約１００マイクロクーロン／グラムの摩擦電荷
範囲を有するキャリアと；成分が無機添加剤からなるキ
ャリアと；マトリックスポリマーは熱可塑性樹脂である
キャリアと；マトリックスポリマーは熱硬化性樹脂であ
るキャリアと；マトリックスポリマーは、たとえば約７
５重量％から約９５重量％のポリエステルポリマーを含
む熱硬化性樹脂であり、適切な架橋剤と結合されるとき
昇温下において架橋ポリ（ウレタン）樹脂を形成するキ
ャリアと；導電性フィラーはカーボンブラックであるキ
ャリアと；導電性フィラーは金属酸化物であるキャリア
と；導電性フィラーは金属であるキャリアと；フィラー
は約１重量％から約７５重量％の量で存在するキャリア
と；導電性フィラーは約２０重量％から約５０重量％の
量で存在するキャリアと；導電性フィラーは約１重量％
から約１０重量％の少量で存在するキャリアと；ポリマ
ーコーティング重量は約１重量％から約３重量％である
キャリアと；コアは金属、金属酸化物、またはフェライ
トであるキャリアと；グラム当たり約プラス２０から約
プラス５０マイクロクーロンの摩擦電荷を有するキャリ
アと；キャリアとトナーからなる現像剤と；トナーは熱
可塑性樹脂と色料からなる現像剤と；色料は顔料であ
り、樹脂はスチレンポリマー、またはポリエステルであ
る現像剤と；（１）コアと、コアを覆う、導電性成分を
含むマトリックスポリマー、および導電性成分より高い
摩擦電荷を有するポリマー成分とからなるキャリアと、
（２）トナーとからなる現像剤と；キャリアコアは、
鉄、フェライと、鋼およびニッケルからなる群から選択
される現像剤と；さらに第２ポリマーコーティングを含
むキャリアと；第２コーティングはスチレンアクリレー
ト、スチレンメタクリレート、またはフルオロポリマー
からなるキャリアと；第２コーティングはポリウレタン
からなり、ポリウレタンはその中に分散される導電性成
分を任意に含むキャリアと；第２コーティングはその中
に分散されるカーボンブラックを含むポリウレタン／ポ
リエステルからなるキャリアと；トナーと、好ましく
は、たとえば粉末コーティング法によって調製されるキ
ャリア粒子とからなり、キャリア粒子はそれを覆う一定
のコーティングを有するコアからなる現像剤組成物と；
に関する。より詳しくは、選択されるキャリア粒子は、
たとえば、被覆されたキャリア粒子重量を基準として約
０．０５重量％から約３重量％の範囲の低密度多孔質の
磁性金属、または磁気吸引性金属コアキャリア粒子を、
本明細書に述べるポリマーコーティングと、機械による
固着または静電吸引によってそれらがキャリアコアに付
着されるまで混合し、得られるキャリアコア粒子とポリ
マーとの混合物を、たとえば、約２００°Ｆ（９３℃）
から約６２５°Ｆ（３２９℃）、好ましくは約４００°
Ｆ（２０４℃）に、たとえば、約１０分から約６０分の
有効期間中加熱してポリマーが融解しキャリアコア粒子
に融合することを可能とし、コーティングされたキャリ
ア粒子を冷却し、その後、得られたキャリア粒子を分級
し、所望の粒子サイズ、たとえば直径が約５０μｍから
約２００μｍとすることによって調製することができ
る。

【００１１】キャリアコーティングは、（１）マトリッ
クスポリマーと、（２）マトリックスポリマー中に含ま
れる導電性フィラーと、（３）導電性成分が完全に排除
された高い摩擦電荷を有するポリマー樹脂相樹脂とから
構成することができる。すなわち、複合体の顕微鏡検査
によれば、すべての導電性成分は、マトリックスポリマ
ー樹脂中に存在し、第２樹脂すなわち排除相樹脂中には
導電性成分の一部でも存在しないことが明らかである。
キャリアコーティングは、通常、厚さが約０．２μｍか
ら約２μｍであり、キャリアサイズおよび形態に応じ
て、キャリアの約０．０５重量％から約５重量％の範囲
で変更することができる。マトリックスポリマー（成分
１）は、全複合体重量を基準として、たとえば、約３０
重量％から約９０重量％、好ましくは約４５重量％から
約８５重量％の熱可塑性樹脂、たとえば、ポリスチレ
ン、ポリメタクリル酸メチル、線状ビスフェノール−Ａ
プロピレンオキシドフマル酸エステルなどのポリエステ
ル、または分岐ポリマー、フッ化ポリビニリデンなどの
フルオロポリマー、などと、熱硬化性樹脂、たとえば、
ポリエステル−ポリウレタン（たとえば、Ｅｎｖｉｒｏ
ｃｒｏｎ）、エポキシ樹脂類、アクリル樹脂類、アルキ
ド樹脂類、熱硬化性樹脂のハイブリッド化合物、などと
からなる。マトリックスポリマーは、主として、他の成
分を互いに結合およびキャリアコアに結合し、その結
果、機械的に強靱となり、また被覆が容易になる。

【００１２】マトリックス樹脂は、約３０重量％から約
９０重量％、好ましくは約４５重量％から約８５重量％
のコーティングを含むことができる。導電性フィラー
（成分２）は、たとえば、約５００ｎｍ未満、好ましく
は約１００ｎｍ未満、たとえば約１０ｎｍから約７５ｎ
ｍの一次体積中央値粒子サイズを有する任意の導電性粉
末で構成することができる。このような成分の例は、カ
ーボンブラック、好ましくは約５重量％から約２０重量
％のアンチモンまたはインジウムによってドープされた
酸化スズ、ＺｎＯ、金属ハロゲン化物（たとえば、Ｃｕ
Ｉ）、あるいはＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｆｅな
どの金属である。導電性フィラーは、約２％から約４０
％（重量％）、好ましくは約５％から約２５％のコーテ
ィングを含むことができる。導電性フィラー粒子は、通
常、約５×１０^-4モー／ｃｍから約５×１０^-7モー／ｃ
ｍの導電率範囲を有する。高い摩擦電荷を有する排除相
（成分３）は、約１μｍ未満、好ましくは約５００ｎｍ
未満、たとえば約２５ｎｍから約３００ｎｍの一次体積
中央値粒子サイズを有する粉末から構成することができ
る。この粉末は、トナーに比較して高い摩擦電荷値に帯
電され、その中に導電性添加剤は存在しない。すなわ
ち、導電性添加剤は、化学または熱処理技術、たとえば
押し出しによる排除相ポリマーおよび導電性添加剤のマ
トリックスポリマーへの組み込みステップ、粉末コーテ
ィングキャリア製造工程における調製中の粉末の粉砕な
どのその後のポリマー処理ステップ、あるいはキャリア
製造工程におけるキャリアコアの表面に対するポリマー
複合体の熱処理ステップのいずれかにおいて、この粉末
から完全に排除される。排除相は、有機組成物、たとえ
ばポリマーでも、無機組成物、たとえばセラミックでも
よい。より詳しくは、排除相は、約１μｍ未満、好まし
くは約５００ｎｍ未満の平均体積中央直径値を有する粒
子からなり、その結果、排除相樹脂はキャリアコーティ
ングの一体化した部分であり、たとえば電子写真プリン
トエンジン環境において、キャリアの表面から容易に分
離しないことが保証されることが好ましい。また、マト
リックスポリマーおよび排除相ポリマーの融解流動性
は、導電性要素および排除相樹脂がマトリックスポリマ
ー中に取り込まれる処理温度において十分に異なるこ
と、および導電性樹脂の一部でも排除相ポリマー中に分
散されないことが重要である。より詳しくは、処理温度
において、マトリックスポリマー類と排除相ポリマーと
の融解流動性の差は、１０ｃＰより大、好ましくは１０
０ｃＰより大、最も好ましくは約１，０００ｃＰより
大、たとえば約１，０００ｃＰから約５，０００ｃＰで
ある。

【００１３】排除相材料の例には、架橋メラミン樹脂
類、ポリウレタン樹脂類、非架橋または部分架橋アクリ
ル酸エステルポリマーたとえばポリメタクリル酸メチル
またはメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）とメタクリル酸ジ
イソプロピルアミノエチル（ＤＩＡＥＭＡ）のコポリマ
ー、フルオロポリマーたとえばポリフッ化ビニリデン、
無機酸化物たとえばＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＡＬ₂Ｏ₃、Ｂａ
ＴｉＯ₃、などである。実施形態によれば、２００°Ｆ
（９３℃）において、本発明においてマトリックス樹脂
として用いられる熱硬化性ポリエステル−ポリウレタン
樹脂（Ｅｎｖｉｒｏｃｒｏｎ ＰＣＵ１０１０１、ＰＰ
Ｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手）の粘度は約１，０
００ｃＰであり、本発明において排除相として用いられ
る架橋メラミンポリマー粒子（Ｅｐｏｓｔａｒ Ｔｙｐ
ｅＳ、Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｈｏｋｕｂａｉ Ｃｏ．，Ｌｔ
ｄ．から入手）の粘度は約１×１０⁸ｃＰより大きい。
排除相は、１％から６０％、好ましくは約５％から約４
０％のコーティングを含むことができる。排除相は、キ
ャリア粒子と接触されるとき、グラムのトナー当たり好
ましくは２０マイクロクーロンより大きい、最も好まし
く４０マイクロクーロンより大きい、たとえば約４０か
ら約１００マイクロクーロンの摩擦電荷をトナー粒子に
付与する。

【００１４】本発明の態様には、コアと、コアを覆う、
たとえば全キャリア組成物の約０．０５重量％から約３
重量％の量の本明細書において述べるコーティングとか
らなり、コーテイングの導電性成分は約１０重量％から
約７５重量％の量で選択される組成物が含まれる。キャ
リアは、２つ以上、たとえば５、好ましくは２つのポリ
マーを有し、キャリアの本明細書において述べる複合体
は、キャリアを覆う第１ポリマーを有する。第１または
第２ポリマーのいずれかのための導電性成分は、金属酸
化物、または顔料、多分、好ましくはカーボンブラック
である。好ましくは、導電性成分は、約１０重量％から
約５０重量％の量で選択されるカーボンブラックであ
る。第２ポリマーは、本明細書に述べるように、すなわ
ちたとえば、フルオロカーボン、ポリメタクリル酸メチ
ル（ＰＭＭＡ）、熱硬化性ポリマーたとえば熱硬化性ポ
リウレタン、ポリエステル、スチレンをベースとするポ
リマーである。また、第１ポリマーは、キャリア中に存
在するすべてのポリマーおよび導電性成分の全重量を基
準として約１重量％から約１００重量％、または約１０
重量％から約７５重量％の量で選択され、第２ポリマー
は、すべてのポリマーの全重量を基準として、約９９重
量％から約０重量％、または約９０重量％から約２５重
量％の量で選択される。キャリアコアは、たとえば公知
のキャリアコアのような金属、フェライト、金属酸化
物、などである。

【００１５】樹脂被覆キャリア粒子が粉末コーティング
法によって調製されるとき、大部分のコーティング材料
はキャリア表面に融着され、その結果、キャリア材料上
のトナー衝撃サイトが減少する。さらに、本発明の方法
およびそれによるキャリアによって、所望の摩擦帯電特
性と導電率値を、互いに独立に具体化することができ
る。すなわち、たとえばキャリア粒子上のコーティング
重量の増大は、摩擦帯電特性の増大も可能とするように
機能することができるという米国特許第４，２３３，３
８７号の方法による状態であると考えられる状態におい
て、摩擦帯電パラメータは、キャリアコーティング重量
に依存することはない。したがって、特に、本発明のキ
ャリア組成物およびその製法によって、選択された高摩
擦帯電特性と導電率値の少なくとも一方を多数の異なる
組合せを有する現像剤を調合することができる。したが
って、本出願の発明によれば、たとえば、約１０^-6（オ
ーム−ｃｍ）^-1から約１０^-17（オーム−ｃｍ）^-1、好
ましくは約１０^-10（オーム−ｃｍ）^-1から約１０
^-6（オーム−ｃｍ）^-1、最も好ましくは約１０^-8（オー
ム−ｃｍ）^-1から約１０^-6（オーム−ｃｍ）^-1の、磁気
ブラシ導電セルによる測定による導電率と、グラム当た
り約プラス２０から約プラス８０マイクロクーロン、お
よびたとえば、約プラス２５から約プラス５０マイクロ
クーロンの公知のファラディ遮蔽法によるキャリア粒子
上の高いキャリア摩擦帯電値とを有するキャリアを調合
することができる。したがって、本発明の現像剤は、た
とえばキャリア粒子上に同じ全コーティング重量を保持
し、その中に、たとえばカーボンブラックの導電性粒子
を含むことによって、異なる摩擦帯電特性の場合に一定
の範囲の導電率値を有するように調合することができ
る。

【００１６】種々の適切な中実キャリアコアを、本発明
のキャリアおよび現像剤のために選択することができ
る。重要な特有のコア特性には、トナー粒子が、正電荷
または負電荷と、機械的安定性と、頑強性と、コーティ
ングの密着性の実現と、電子写真像形成装置内に存在す
る現像剤貯蔵器内において所望の流れ特性を可能とする
キャリアコアと、を獲得することを可能とする特性が含
まれる。また、キャリアコア特性に関して重要であるの
は、たとえば、磁気ブラシ現像法において磁気ブラシ形
成を可能とする適切な磁気特性である。さらに、キャリ
アコアは所望の機械エージング特性を有し、また現像剤
の高い導電率を可能とする適切なコア表面形態は、キャ
リアと適切なトナーとを含む。選択することができるキ
ャリアコアの例には、適切な金属、適切な金属酸化物、
など、たとえば鉄、鋼、たとえばＳｒ（ストロンチウ
ム）−フェライト、Ｂａ−フェライト、Ｃｕ／Ｚｎ−フ
ェライト、およびＮｉ／Ｚｎ−フェライトなどのフェラ
イト、マグネタイト、ニッケル、それらの混合物、など
が含まれる。好ましいキャリアコアには、フェライト、
および海綿鉄、または約３０μｍから約２００μｍの平
均粒子サイズ直径を有する鋼粗粒などが含まれる。

【００１７】ポリマーコーティングマトリックスは、そ
の中に分散される導電性成分、たとえば酸化スズのよう
な金属酸化物、導電性カーボンブラック、などを、適切
な量、たとえば、約１重量％から約７０重量％、好まし
くは約１５重量％から約６０重量％で有し、さらに好ま
しくは少量、たとえば約１重量％から約５重量％を選択
することができる。導電性成分の特定の例には、Ｃｏｎ
ｄｕｃｔｅｘ，Ｉｎｃ．から入手可能なカーボンブラッ
クＳＣ Ｕｌｔｒａ、およびＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ製の
アンチモンをドープした酸化スズＺｅｌｅｃ ＥＣＰ３
００５−ＸＣが含まれる。

【００１８】また、キャリアコーティングは、その中に
組み込まれる種々の公知の帯電強化添加剤、たとえば第
４級アンモニウム塩、より詳しくは、ジステアリルジメ
チルアンモニウム硫酸メチル（ＤＤＡＭＳ）、ビス［１
−［（３，５−ジ置換−２−ヒドロキシフェニル）ア
ゾ］−３−（モノ置換）−２−ナフタレンオラト（２
−）クロム酸エステル（１−）、アンモニウム ナトリ
ウムおよび水素（ＴＲＨ）、セチルピリジウムクロリド
（ＣＰＣ）、ＦＡＮＡＬ ＰＩＮＫ（登録商標）Ｄ４８
３０、その他、本明細書において述べる添加剤など、お
よび他の有効な公知の帯電剤または帯電添加剤を有する
ことができる。帯電添加剤は、種々の有効な量、たとえ
ばポリマー、導電性添加剤、および帯電添加剤成分のす
べての重量の合計を基準として、約０．０５重量％から
約１５重量％、および約０．１重量％から約３重量％で
選択される。

【００１９】その上、任意に、マトリックスポリマー、
導電性添加剤、および排除相ポリマーからなるポリマー
複合体は、キャリアコーティング処理中に、独特の第２
ポリマーまたはポリマー複合体と結合することができ
る。選択される第２ポリマーの例としては、ポリモノア
ルキルまたはジアルキルメタクリル酸エステル類または
アクリル酸エステル類、ポリウレタン類、フルオロカー
ボンポリマー類たとえばポリフッ化ビニリデン、ポリフ
ッ化ビニル、およびポリペンタフルオロスチレン、ポリ
エチレン、ポリエチレン−酢酸ビニル−コポリマー、ポ
リフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−コポリ
マー、などがある。本明細書においては詳しく述べない
が、たとえば、前述した米国特許第４，９３７，１６６
号および第４，９３５，３２６号に記載のポリマーなど
他の公知の関係のあるポリマーも選択することができ
る。

【００２０】任意に、第２ポリマーは、第１ポリマー複
合体の別個の３成分のうちの１つ以上の成分から構成す
ることができる。このような第２ポリマーの例は、熱硬
化性ポリマー、より詳しくは、たとえば、約７５重量％
から約９５重量％、好ましくは約８０重量％のポリエス
テルポリマーを含むポリ（ウレタン）熱硬化性樹脂であ
り、この樹脂は、適切な架橋剤たとえばイソフェロンジ
イソシアナートなどおよび開始剤たとえばジブチルジラ
ウリル酸スズなどと混合されると、高温において架橋ポ
リ（ウレタン）樹脂を形成する。ポリウレタンの一例
は、ポリ（ウレタン）／ポリエステルポリマー、すなわ
ちＥｎｖｉｒｏｃｒｏｎ（製品番号ＰＣＵ１０１０１、
ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手）で
ある。このポリマーは、約２１０°Ｆ（９９℃）から約
２６６°Ｆ（１３０℃）の範囲の融解温度、および約３
４５°Ｆ（１７４℃）の架橋温度を有する。第２ポリマ
ーは、一般に、コアと混合する前に、第１ポリマーマト
リックスと一緒に混合され、混合物は融解されると、第
１および第２ポリマーのコーティングがキャリア表面上
に形成される。第２ポリマーは、第１および第２ポリマ
ーならびに第１ポリマー中の導電性成分の合計重量を基
準として、約０重量％から約９９重量％の量で存在す
る。

【００２１】種々の有効かつ適切な方法を選択し、ポリ
マーマトリックスおよび添加ポリマー、たとえば約２種
から約５種、好ましくは２種のポリマーコーティングを
キャリア粒子の表面に塗布することができる。この目的
のための代表的な方法の例には、キャリアコア材料、お
よびポリマーマトリックス、第２ポリマー、ならびに導
電性成分を、カスケードロール混合、またはタンブリン
グ、ミリング、振り混ぜ、静電粉末雲噴射、流動床、静
電ディスク処理、および静電カーテンによって結合する
ことが含まれる。ポリマーマトリックス、および第２ポ
リマー、または複数のポリマーの塗布後、加熱を開始
し、コーティング剤の流れ出し、すなわちキャリアコア
の表面の被覆を可能とする。コーティング材料粉末粒子
の濃度、および加熱ステップのパラメータは、キャリア
コアの表面上にコーティングポリマーの連続フィルムの
形成を可能とするように、またはキャリアコアの選択さ
れた領域のみをコーティングすることを可能とするよう
に、選択することができる。金属キャリアコアの選択さ
れた領域がコーティングされずに、または暴露されたま
ま残る場合、コア材料が金属を含むときは、キャリア粒
子は導電特性を有することになる。前述した伝導率に
は、種々の適切な値が含まれる。しかし、一般に、この
導電率は、たとえば、１０ボルトの印加電圧において
０．１インチ（２．５４ｍｍ）の磁気ブラシの両端にお
いて測定したとき、約１０^-7から約１０^-17モー／ｃｍ
^-1である。この場合、コーティング被覆率は、約１０％
から約１００％の範囲である。さらに、被覆されたキャ
リアの調製のために、公知の溶液法を選択してもよい。

【００２２】トナーバインダの実例としては、キャリア
と混合するとき現像剤組成物を生成する熱可塑性樹脂が
あり、このようなバインダには、スチレンをベースとす
る樹脂類、スチレンアクリレート類、スチレンメタクリ
レート類、スチレンブタジエン類、ポリアミド類、エポ
キシ類、ポリウレタン類、ジオレフィン類、ビニル樹脂
類、ポリエステル類、たとえばジカルボン酸とジフェノ
ールを含むジオールとの重合エステル化生成物類として
得られるポリエステルが含まれる。

【００２３】１つのトナー樹脂として、ジカルボン酸と
ジフェノールと含むジオールとのエステル化生成物を選
択することができる。詳細は、米国特許第３，５９０，
０００号を参照されたい。他の特定のトナー樹脂として
は、スチレン／メタクリル酸エステルコポリマー類、ス
チレン／ブタジエンコポリマー類、ビスフェノールＡと
プロピレンオキシドの反応によって得られるポリエステ
ル樹脂類、ならびにテレフタル酸ジメチル、１，３−ブ
タンジオール、１，２−プロパンジオール、およびペン
タエリスリトールの反応から得られる分岐ポリエステル
類がある。また、米国特許第５，３７６，４９４号の架
橋反応性押し出し成形ポリエステル類を、トナー樹脂と
して選択することもできる。

【００２４】一般に、約１重量部から約５重量部のトナ
ー粒子が、約１０重量部から約３００重量部のキャリア
粒子と混合される。

【００２５】多数の公知の適切な色料、たとえば顔料、
染料、またはそれらの混合物、好ましくは顔料を、トナ
ー粒子のための色料として選択することができる。色料
には、たとえば、カーボンブラック、ニグロシン染料、
ランプブラック、酸化鉄類、マグネタイト類、およびそ
れらの混合物が含まれる。色料は、好ましくはカーボン
ブラックであり、トナー組成物を高度に着色するために
十分な量で存在することが望ましい。したがって、色料
は、たとえば、トナー成分の全重量を基準として、約１
重量％から約２０重量％、好ましくは約５重量％から約
１２重量％の量で存在するが、しかし、より少量または
より多量の顔料を選択することはできる。色料には、染
料、顔料、それらの混合物、染料の混合物、顔料の混合
物、などが含まれる。

【００２６】色料粒子が、酸化鉄類（ＦｅＯ・Ｆｅ
₂Ｏ₃）の混合物たとえばＭＡＰＩＣＯＢＬＡＣＫ（登録
商標）として市場において入手可能なマグネタイト類か
らなるとき、色料粒子は、トナー組成物中に、約１０重
量％から約７０重量％までの量、好ましくは約２０重量
％から約５０重量％までの量で存在する。

【００２７】樹脂粒子は、十分であるが効果的な量で存
在するので、１０重量％の顔料、すなわち色料、たとえ
ばＲＥＧＡＬ ３３０（登録商標）などのカーボンブラ
ックが樹脂粒子中に含まれるとき、約９０重量％のバイ
ンダ材料が選択される。一般に、トナー組成物は、約８
５重量％から約９７重量％のトナー樹脂粒子と、約３重
量％から約１５重量％の色料粒子たとえばカーボンブラ
ックとからなる。

【００２８】また、トナー樹脂粒子と、キャリア粒子
と、色料として、たとえば、顔料、染料、およびそれら
の混合物、好ましくはマゼンタ、シアン、および黄粒子
の少なくとも１つ、およびそれらの混合物と、からなる
着色トナー組成物を選択することもできる。これらの色
料、特に顔料は、一般に、トナー組成物中に、トナー成
分であるバインダおよび顔料の重量を基準として、約１
重量％から約１５重量％、たとえば、約２重量％から約
１２重量％の量で存在する。

【００２９】前述した現像剤組成物の帯電特性をさらに
増強するため、任意の成分として、トナー帯電強化添加
剤を組み込むことができる。このトナー帯電強化添加剤
には、アルキルピリジニウムハライド類（米国特許第
４，２９８，６７２号参照）、有機硫酸エステルまたは
有機スルホン酸エステル組成物類（米国特許第４，３３
８，３９０号参照）、ジステアリルジメチル硫酸アンモ
ニウム（米国特許第４，５６０，６３５号、この特許の
開示は全体を本願に引用して援用する）、および他の同
様な公知の帯電強化添加剤、たとえば金属錯体類、ＢＯ
ＮＴＲＯＮ Ｅ−８４（商標）、ＢＯＮＴＲＯＮ Ｅ−
８８（商標）、などが含まれる。これらの添加剤は、通
常、約０．１重量％から約２０重量％、たとえば、約３
重量％から約１２重量％の量で選択される。これらの帯
電強化添加剤は、本明細書において述べるように、キャ
リアポリマーコーティング中に分散することもできる。

【００３０】本発明のトナー組成物は、多数の公知の方
法、たとえば、トナー樹脂粒子、および本発明の色料を
融解混和後、エマルジョン／凝集／合体のままの状態で
機械摩減することなどによって調製することができる。
他の方法としては、技術上公知の方法たとえば噴霧乾
燥、融解分散、分散重合および懸濁重合などがある。分
散重合による一方法においては、樹脂粒子および顔料粒
子の溶媒分散液を制御された条件下で噴霧乾燥すること
によって、所望の生成物が得られる。トナー粒子サイズ
および形状は公知であり、たとえば、コールターカウン
ターによって測定される体積平均直径が約２μｍから約
２５μｍ、好ましくは約６μｍから約１４μｍのトナー
サイズであり、不規則、円形、球形、などの形状を選択
することができる。

【００３１】トナーおよび現像剤組成物は、従来の感光
体、たとえば無機および有機感光体画像形成部材をその
中に含む静電複写像形成法において使用するために選択
することができる。画像形成部材の例は、セレン、セレ
ン合金、およびハロゲンなどの添加剤またはドーパント
を含むセレンまたはセレン合金である。さらに、有機感
光体を選択することが可能であり、その実例には、移送
層と光生成層とからなる層化感光素子（米国特許第４，
２６５，９９０号、第４，５８５，８８４号、第４，５
８４，２５３号を参照）、および他の同様な層化感光素
子が含まれる。生成層の例は、三方晶系セレン、金属フ
タロシアニン類、無金属フタロシアニン類、チタンフタ
ロシアニン類、ヒドロキシガリウムフタロシアニン類、
およびバナジンフタロシアニン類である。電荷移送分子
として、米国特許第４，２６５，９９０号に開示されて
いるアリールジアミン類を選択することができる。これ
らの層化部材は、都合よく負に帯電されるので、正に帯
電したトナーが必要とされる。

【００３２】この現像剤組成物を用いて得られる画像、
特に着色画像は、たとえば、満足なべた、優れた中間
調、および許容できるまたは実質上地肌沈積物のない所
望の線解像度、優れたクロマ、優勢な色強度、長期間、
たとえば１，０００，０００画像形成サイクルにわたる
一定の色クロマおよび強度などを有する。

【００３３】

【実施例】実施例１．キャリアコーティング処理の第１
ステップにおいて、以下の方法によってポリマー複合体
を調製した。６８２ｇの熱硬化性ポリエステル−ポリウ
レタン樹脂（Ｅｎｖｉｒｏｃｒｏｎ ＰＣＵ１０１０
１、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手）、１３６
ｇの導電性カーボンブラック（Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ Ｓ
Ｃ−Ｕｌｔｒａ、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）、および５４５ｇの標準
光散乱法による測定で０．２５μｍの体積中位直径を有
する架橋メラミンポリマー粒子（Ｅｐｏｓｔａｒ Ｔｙ
ｐｅ Ｓ、ＮｉｐｐｏｎＳｙｏｋｕｂａｉ Ｃｏｍｐａ
ｎｙから入手）を、機械攪拌によって事前に混合し、混
合物を、２００°Ｆ（９３℃）のバレル温度（Ｅｎｖｉ
ｒｏｃｒｏｎに関する３３０°Ｆ（１６６℃）の最低架
橋温度より低い）、２２５°Ｆ（１０７℃）のダイヘッ
ド温度、４３％負荷、毎分６ｇの供給速度、および毎分
１５０回転の条件で作動中の単一スクリュー押し出し成
形機（ＡＰＶ，Ｉｎｃ．製）に供給した。押し出し物
を、機械的に破砕し、次に、Ｏ２Ｏ２微粉砕機（Ｆｌｕ
ｉｄＥｎｅｒｇｙ Ａｌｊｅｔ製）によって、１０６ｐ
ｓｉ（７３１ｋＰａ）の粉砕圧力および毎分８ｇの供給
速度において粉砕し、標準レーザ回折法による測定で約
５μｍの体積中位直径粒子サイズ（ｖｏｌｕｍｅ ｍｅ
ｄｉａｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉ
ｚｅ）を実現した。ポリマー複合体粉末の最終組成は、
５０重量％の熱硬化性ポリエステル−ポリウレタン樹
脂、１０重量％の導電性カーボンブラック、および４０
重量％のメラミンビーズであった。前述した材料のレオ
ロジー特性および処理設定点は、カーボンブラックがポ
リエステル−ポリウレタン樹脂中に完全に分散されメラ
ミン樹脂から完全に排除された最終粉末製品を提供する
ために選択された。特に、２００°Ｆ（９３℃）におい
て、マトリックス樹脂として用いられた熱硬化性ポリエ
ステル−ポリウレタン樹脂の粘度は、約１，０００ｃＰ
であり、排除相として用いられた架橋メラミンポリマー
粒子の粘度は、１×１０⁸ｃＰより大きかった。透過電
子顕微鏡による分散の測定によって、所望の分散が実現
されたことが確認された。

【００３４】キャリアコーティング処理の第２ステップ
において、５４５ｇの前述の方法により調製した粉砕済
みポリマー複合体を、６８．０ｋｇのＨｏｅｇａｎａｅ
ｓ，Ｉｎｃ．から入手した、標準レーザ回折法により測
定したとき７７μｍの体積中位直径を有する微粉化鋼粉
末と混合した。混合は、Ｍｕｎｓｏｎ Ｍｉｎｉｍｉｘ
ｅｒブレンダによって以下の処理条件において実施し
た。すなわち、毎分１７回転のブレンダ速度、３０分の
混和時間、および７ｍｍＨｇの湿度の条件において処理
した。この結果、肉眼観察による測定によれば、キャリ
アコア上に一様に分散され静電気によって固着されたポ
リマーが得られた。その後、得られたキャリア粒子を、
回転管状炉に３５分間挿入した。この炉は、３８０°Ｆ
（１９３℃）の温度に保持されるので、ポリマー樹脂が
融解され、粉末がコアに融着された。最終生成物は、表
面上に合計で１．０重量％ポリマー混合物を有する鋼キ
ャリアコアからなり、ポリマーは、４０重量％のメラミ
ン、１０重量％のカーボンブラック、および５０重量％
のＥｎｖｉｒｏｃｒｏｎからなる。

【００３５】次に、２００ｇの前述のように調製したキ
ャリアを１０ｇの７μｍ体積中位直径（体積平均直径）
を有するシアントナー組成物と混合して、現像剤組成物
を調製した。トナー組成物は、７８．３８重量％の線状
ポリエステル樹脂（Ｒｅｓａｐｏｌ ＨＴ、Ｒｅｓａｎ
ａから入手）と、１５．０２重量％の架橋ポリエステル
樹脂と、６．６０重量％のＳｕｎ Ｆｌｕｓｈ Ｂｌｕ
ｅ顔料（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙか
ら入手）とから生成し、標準トナー製造法によって押し
出し、粉砕した。架橋ポリエステルは、３０重量％のゲ
ル含量を有し（米国特許第５，３７６，４９４号参照、
この特許の開示は本願に引用して援用する）、線状ビス
フェノール−Ａプロピレンオキシドフマル酸エステルポ
リマーの反応押し出しによって得られた。その後、キャ
リア粒子上の摩擦電荷を、公知のファラディ遮蔽法によ
って測定し、グラム当たり４４．２マイクロクーロンの
正電荷がキャリア上に測定された。さらに、キャリア粒
子の長さ０．１インチ（２．５４ｍｍ）の長い磁気ブラ
シを形成し、ブラシの両端に１０ボルトの電位を印加す
ることによって導電率を測定したとき、キャリアの導電
率は９．８×１０^-9（モー−ｃｍ）^-1であった。したが
って、これらのキャリア粒子は導電性であった。

【００３６】第１比較キャリアは、以下のようにして調
製した。キャリアコーティング処理の第１ステップにお
いて、以下の方法によってポリマー複合体を調製した。
１，２２７ｇの熱硬化性ポリエステル−ポリウレタン樹
脂（ＥｎｖｉｒｏｃｒｏｎＰＣＵ１０１０１、ＰＰＧ
Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手）と、１３６ｇの導電性
カーボンブラック（Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ ＳＣ−Ｕｌｔ
ｒａ、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍ
ｐａｎｙから入手）を機械攪拌によって事前に混合し、
混合物を、前述と同じ条件で作動している単一スクリュ
ー押し出し成形機（ＡＰＶ，Ｉｎｃ．製）に供給した。
押し出し物を機械的に破砕し、次に、Ｏ２Ｏ２微粉砕機
（Ｆｌｕｉｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｌｊｅｔ製）によって
１０６ｐｓｉ（７３１ｋＰａ）の粉砕圧力下で粉砕し、
標準レーザ回折法により測定したとき、約５μｍの体積
中位直径粒子サイズを実現した。ポリマー複合体粉末の
最終組成は、９０重量％熱硬化性ポリエステル−ポリウ
レタン樹脂および１０重量％の導電性カーボンブラック
であった。透過型電子顕微鏡による測定によって、カー
ボンブラックはポリエステル−ポリウレタン樹脂中に完
全に分散され、カーボンブラックが排除された領域は存
在しないことが確認された。キャリアコーティング処理
の第２ステップにおいて、５４５ｇの前述した方法によ
って調製した粉砕済みポリマー複合体を、６８．０ｋｇ
のＨｏｅｇａｎａｅｓ，Ｉｎｃ．から入手した、７７μ
ｍの体積中位直径を有する微粉化鋼粉末と混合した。キ
ャリアを処理した条件は、前述したキャリアの条件と実
質上同じであった。最終生成物は、表面上に合計で１．
０重量％のポリマー混合物を有する鋼キャリアコアであ
り、ポリマーは１０重量％のカーボンブラックと、９０
重量％のＥｎｖｉｒｏｃｒｏｎとから構成された。

【００３７】次に、現像剤組成物を、前述した同じ方法
によって調製した。その後、公知のファラディ遮蔽法に
よってキャリア粒子上の摩擦電荷を測定し、グラム当た
り２３．２マイクロクーロンの正電荷がキャリア上に測
定された（本実施例の場合のグラム当たり４４．２マイ
クロクーロンに対比して）。さらに、キャリア粒子の長
さ０．１インチ（２．５４ｍｍ）の長い磁気ブラシを形
成し、ブラシの両端に１０ボルトの電位を印加すること
によって導電率を測定したとき、キャリアの導電率は６
×１０^-12（モー−ｃｍ）^-1であった（本実施例の場合
の９．８×１０^{- 9}（モー−ｃｍ）^-1に対比して）。した
がって、これらのキャリアは半導電性であった。

【００３８】ポリマー複合体中に４０％のメラミンを包
含することによって、ポリマー複合体中のカーボンブラ
ックの等しい濃度において、キャリアの摩擦電荷値およ
び導電率の両者が実質上増大した。

【００３９】第２比較キャリアは、以下のようにして調
製した。キャリアコーティング処理の第１ステップにお
いて、以下の方法によってポリマー複合体を調製した。
１，１５９ｇの熱硬化性ポリエステル−ポリウレタン樹
脂（ＥｎｖｉｒｏｃｒｏｎＰＣＵ１０１０１、ＰＰＧ
Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手）と、２０５ｇの導電性
カーボンブラック（Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ ＳＣ−Ｕｌｔ
ｒａ、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍ
ｐａｎｙから入手）を機械攪拌によって事前に混合し、
混合物を、前述と同じ条件で作動している単一スクリュ
ー押し出し成形機（ＡＰＶ，Ｉｎｃ．製）に供給した。
押し出し物を機械的に破砕し、次に、Ｏ２Ｏ２微粉砕機
（Ｆｌｕｉｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｌｊｅｔ製）によって
１０６ｐｓｉ（７３１ｋＰａ）の粉砕圧力下で粉砕し、
標準レーザ回折法により測定したとき、約５μｍの体積
中位直径粒子サイズを実現した。ポリマー複合体粉末の
最終組成物は、８５重量％熱硬化性ポリエステル−ポリ
ウレタン樹脂および１５重量％の導電性カーボンブラッ
クであった。透過型電子顕微鏡による測定によって、カ
ーボンブラックはポリエステル−ポリウレタン樹脂中に
完全に分散され、カーボンブラックが排除された領域は
存在しないことが確認された。キャリアコーティング処
理の第２ステップにおいて、５４５ｇの前述した方法に
よって調製した粉砕済みポリマー複合体を、６８．０ｋ
ｇのＨｏｅｇａｎａｅｓ，Ｉｎｃ．から入手した、７７
μｍの体積中位直径を有する微粉化鋼粉末と混合した。
キャリアを処理した条件は、前述したキャリアの条件と
実質上同じであった。最終生成物は、表面上に合計で
１．０重量％のポリマー混合物を有する鋼キャリアコア
であり、ポリマーは１５重量％のカーボンブラックと、
８５重量％のＥｎｖｉｒｏｃｒｏｎとから構成されてい
た。

【００４０】次に、現像剤組成物を、前述した同じ方法
によって調製した。その後、公知のファラディ遮蔽法に
よってキャリア粒子上の摩擦電荷を測定し、グラム当た
り１９．１マイクロクーロンの正電荷がキャリア上に測
定された（本実施例の場合のグラム当たり４４．２マイ
クロクーロンに対比して）。さらに、キャリア粒子の長
さ０．１インチ（２．５４ｍｍ）の長い磁気ブラシを形
成し、ブラシの両端に１０ボルトの電位を印加すること
によって導電率を測定したとき、キャリアの導電率は３
×１０^-9（モー−ｃｍ）^-1であった（本実施例の場合の
９．８×１０^-9（モー−ｃｍ）^-1に対比して）。したが
って、これらのキャリアは導電性であった。

【００４１】したがって、５０重量％Ｅｎｖｉｒｏｃｒ
ｏｎ／４０重量％メラミン／１０重量％カーボンブラッ
ク複合体に匹敵するように伝導率を増大させるため、複
合体中のカーボンブラック濃度を１５重量％に増加させ
ることによって、摩擦電荷はＥｎｖｉｒｏｃｒｏｎ／１
０重量％カーボンブラックコーティングキャリアの伝導
率より低いレベルにさらに減少する。

【００４２】実施例２．キャリアコーティング処理の第
１ステップにおいて、以下の方法によってポリマー複合
体を調製した。７５０ｇの熱硬化性ポリエステル−ポリ
ウレタン樹脂（Ｅｎｖｉｒｏｃｒｏｎ ＰＣＵ１０１０
１、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手）、１３６
ｇの導電性カーボンブラック（Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ Ｓ
Ｃ−Ｕｌｔｒａ、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）、および４７７ｇの標準
光散乱法による測定で０．２５μｍの体積中位直径を有
する架橋メラミンポリマー粒子（Ｅｐｏｓｔａｒ Ｔｙ
ｐｅ Ｓ、ＮｉｐｐｏｎＳｙｏｋｕｂａｉ Ｃｏ．Ｌｔ
ｄ．から入手）を、機械攪拌によって事前に混合し、混
合物を、実施例１と同じ条件において作動中の単一スク
リュー押し出し成形機（ＡＰＶ，Ｉｎｃ．製）に供給し
た。押し出し物を、機械的に破砕し、次に、Ｏ２Ｏ２微
粉砕機（Ｆｌｕｉｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｌｊｅｔ製）に
よって、１０６ｐｓｉ（７３１ｋＰａ）の粉砕圧力にお
いて粉砕し、標準レーザ回折法による測定で約５μｍの
体積中位直径粒子サイズを実現した。ポリマー複合体粉
末の最終組成は、５５重量％の熱硬化性ポリエステル−
ポリウレタン樹脂、１０重量％の導電性カーボンブラッ
ク、および３５重量％のメラミンビーズであった。前述
した材料のレオロジー特性および処理設定点は、カーボ
ンブラックがポリエステル−ポリウレタン樹脂中に完全
に分散されメラミン樹脂から完全に排除された最終粉末
製品を提供するために選択された。特に、２００°Ｆ
（９３℃）において、マトリックス樹脂として用いられ
た熱硬化性ポリエステル−ポリウレタン樹脂の粘度は、
約１，０００ｃＰであり、排除相として用いられた架橋
メラミンポリマー粒子の粘度は、約１×１０⁸ｃＰより
大きかった。透過型電子顕微鏡による分散の測定によっ
て、所望の分散が実現されたことが確認された。

【００４３】キャリアコーティング処理の第２ステップ
において、５４５ｇの前述の方法により調製した粉砕済
みポリマー複合体を、６８．０ｋｇのＨｏｅｇａｎａｅ
ｓ，Ｉｎｃ．から入手した、７７μｍの体積中位直径を
有する微粉化鋼粉末と混合した。キャリアの処理条件
は、実施例１と実質上同じであった。最終生成物は、合
計で１．０重量％ポリマー混合物を有する鋼キャリアコ
アからなり、ポリマーは、３５重量％のメラミン、１０
重量％のカーボンブラック、および５５重量％のＥｎｖ
ｉｒｏｃｒｏｎからなる。

【００４４】次に、前述と同じ方法によって現像剤組成
物を調製した。その後、キャリア粒子上の摩擦電荷は、
公知のファラディ遮蔽法によって測定し、グラム当たり
３８．０マイクロクーロンの正電荷がキャリア上に測定
された。さらに、キャリア粒子の長さ０．１インチ
（２．５４ｍｍ）の長い磁気ブラシを形成し、ブラシの
両端に１０ボルトの電位を印加することによって導電率
を測定したとき、キャリアの導電率は１．３×１０
^-8（モー−ｃｍ）^-1であった。したがって、これらのキ
ャリアは導電性であった。実施例１の比較キャリアとの
比較によれば、ポリマー複合体中に３５重量％のメラミ
ンを包含することによって、ポリマー複合体中のカーボ
ンブラックの等しい濃度において、キャリアの摩擦電荷
値および導電率の両者が実質上増大すること、およびよ
り高い導電率を付与するために必要とされる高濃度のカ
ーボンブラックを包含させるとキャリアの摩擦電荷値が
さらに低下することが明らかになった。

【００４５】実施例３．キャリアコーティング処理の第
１ステップにおいて、以下の方法によってポリマー複合
体を調製した。８１８ｇの熱硬化性ポリエステル−ポリ
ウレタン樹脂（Ｅｎｖｉｒｏｃｒｏｎ ＰＣＵ１０１０
１、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手）、６８ｇ
の導電性カーボンブラック（Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ ＳＣ
−Ｕｌｔｒａ、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｃｏｍｐａｎｙから入手）、および４７７ｇの標準光
散乱法による測定で０．２５μｍの体積中位直径を有す
る架橋メラミンポリマー粒子（Ｅｐｏｓｔａｒ Ｔｙｐ
ｅ Ｓ、Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｙｏｋｕｂａｉ Ｃｏ．Ｌｔ
ｄ．から入手）を、機械攪拌によって事前に混合し、混
合物を、実施例１と同じ条件において作動中の単一スク
リュー押し出し成形機（ＡＰＶ，Ｉｎｃ．製）に供給し
た。押し出し物を、機械的に破砕し、次に、Ｏ２Ｏ２微
粉砕機（Ｆｌｕｉｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｌｊｅｔ製）に
よって、１０６ｐｓｉ（７３１ｋＰａ）の粉砕圧力にお
いて粉砕し、標準レーザ回折法による測定で約５μｍの
体積中位直径粒子サイズを実現した。ポリマー複合体粉
末の最終組成は、すべて重量基準で、６０重量％の熱硬
化性ポリエステル−ポリウレタン樹脂、５％の導電性カ
ーボンブラック、および３５％のメラミンビーズであっ
た。前述した材料のレオロジー特性および処理設定点
は、カーボンブラックがポリエステル−ポリウレタン樹
脂中に完全に分散されメラミン樹脂から完全に排除され
た最終粉末製品を提供するために選択された。特に、２
００°Ｆ（９３℃）において、マトリックス樹脂として
用いられた熱硬化性ポリエステル−ポリウレタン樹脂の
粘度は、約１，０００ｃＰであり、排除相として用いら
れた架橋メラミンポリマー粒子の粘度は、１×１０⁸ｃ
Ｐより大きかった。透過型電子顕微鏡による分散の測定
によって、所望の分散が実現されたことが確認された。

【００４６】キャリアコーティング処理の第２ステップ
において、５４５ｇの前述の方法により調製した粉砕済
みポリマー複合体を、６８．０ｋｇのＨｏｅｇａｎａｅ
ｓ，Ｉｎｃ．から入手した、７７μｍの体積中位直径を
有する微粉化鋼粉末と混合した。キャリアの処理条件
は、実施例１の条件と実質上同じであった。最終生成物
は、合計で１．０重量％ポリマー混合物を有する鋼キャ
リアコアからなり、ポリマーは、３５重量％のメラミ
ン、５重量％のカーボンブラック、および６０重量％の
Ｅｎｖｉｒｏｃｒｏｎからなる。

【００４７】次に、前述と同じ方法によって現像剤組成
物を調製した。その後、キャリア粒子上の摩擦電荷は、
公知のファラディ遮蔽法によって測定し、グラム当たり
３４．２マイクロクーロンの電荷がキャリア上に測定さ
れた。さらに、キャリア粒子の長さ０．１インチ（２．
５４ｍｍ）の長い磁気ブラシを形成し、ブラシの両端に
１０ボルトの電位を印加することによって導電率を測定
したとき、キャリアの導電率は３．１×１０^-10（モー
−ｃｍ）^-1であった。したがって、これらのキャリアは
導電性であった。

【００４８】比較キャリアは、以下のようにして調製し
た。キャリアコーティング処理の第１ステップにおい
て、以下の方法によってポリマー複合体を調製した。
１，２９５ｇの熱硬化性ポリエステル−ポリウレタン樹
脂（Ｅｎｖｉｒｏｃｒｏｎ ＰＣＵ１０１０１、ＰＰＧ
Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手）と、６８ｇの導電性
カーボンブラック（Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ ＳＣ−Ｕｌｔ
ｒａ、ＣｏｌｕｍｂｉａｎＣｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐ
ａｎｙから入手）を機械攪拌によって事前に混合し、混
合物を、前述と同じ条件で作動している単一スクリュー
押し出し成形機（ＡＰＶ，Ｉｎｃ．製）に供給した。押
し出し物を機械的に破砕し、次に、Ｏ２Ｏ２微粉砕機
（Ｆｌｕｉｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｌｊｅｔ製）によって
１０６ｐｓｉ（７３１ｋＰａ）の粉砕圧力下で粉砕し、
標準レーザ回折法のより測定したとき、約５μｍの体積
中位直径粒子サイズを実現した。ポリマー複合体粉末の
最終組成は、９５重量％熱硬化性ポリエステル−ポリウ
レタン樹脂および５重量％の導電性カーボンブラックで
あった。透過型電子顕微鏡による測定によって、カーボ
ンブラックはポリエステル−ポリウレタン樹脂中に完全
に分散され、カーボンブラックが排除された領域は存在
しないことが確認された。キャリアコーティング処理の
第２ステップにおいて、５４５ｇの前述した方法によっ
て調製した粉砕済みポリマー複合体を、６８．０ｋｇの
Ｈｏｅｇａｎａｅｓ，Ｉｎｃ．から入手した、７７μｍ
の体積中位直径を有する微粉化鋼粉末と混合した。キャ
リアを処理した条件は、前述したキャリアの条件と実質
上同じであった。最終生成物は、表面上に合計で１．０
重量％のポリマー混合物を有する鋼キャリアコアであ
り、ポリマーは５重量％のカーボンブラックと、９５重
量％のＥｎｖｉｒｏｃｒｏｎとから構成された。

【００４９】次に、現像剤組成物を、前述した同じ方法
によって調製した。その後、公知のファラディ遮蔽法に
よってキャリア粒子上の摩擦電荷を測定し、グラム当た
り３５．３マイクロクーロンの正電荷がキャリア上に測
定された（本実施例の場合のグラム当たり３４．２マイ
クロクーロンに対比して）。さらに、キャリア粒子の長
さ０．１インチ（２．５４ｍｍ）の長い磁気ブラシを形
成し、ブラシの両端に１０ボルトの電位を印加すること
によって導電率を測定したとき、キャリアの導電率は１
０^-14（モー−ｃｍ）^-1未満であった（本実施例の場合
の３．１×１０^{- 10}（モー−ｃｍ）^-1に対比して）。し
たがって、これらのキャリアは絶縁性であった。

【００５０】このように、ポリマー複合体中に３５％の
メラミンを包含する場合、カーボンブラックを単独のポ
リマー相中に集中させることによって、キャリアの摩擦
電荷値を実質上低下させることなく、キャリア導電率が
係数１０，０００だけ増大された。

【００５１】実施例４．キャリアコーティング処理の第
１ステップにおいて、１５重量％から３０重量％の範囲
の全固形分含量において、「無セッケン」または無界面
活性剤エマルジョン重合（“ＳＦＰ”）と呼ばれる方法
によって、ノニオン界面活性剤を添加しないエマルジョ
ン重合によりコポリマーを調製した。より詳しくは、機
械攪拌、窒素雰囲気、およびサーモスタット制御を備え
る適切な反応器中で、２．４ｇの過硫酸アンモニウムを
含む１リットルの蒸留水に溶解することによって、８重
量％のメタクリル酸ジイソプロピルアミノエチル（ＤＩ
ＡＥＭＡ）と９２重量％のメタクリル酸メチル（ＭＭ
Ａ）とのコポリマーを調製した。モノマー混合物（８％
ＤＩＡＥＭＡ／９２％ＭＭＡ）を反応器に計量注入する
とき、温度は７５±１℃に制御した。懸濁ポリマーは、
標準光散乱法によって測定したとき、０．４μｍから
０．９０μｍの個数中位粒子直径が得られた。得られた
凍結乾燥粉末の分子量Ｍｗは、ＧＰＣ法による測定によ
れば、５０，０００から１２０，０００であり、ＭｗＤ
（Ｍｗ／Ｍｎ）＝２．２〜３．０であった。

【００５２】キャリアコーティング処理の第２ステップ
において、以下の方法によってポリマー複合体を調製し
た。９２７ｇの熱硬化性ポリエステル−ポリウレタン樹
脂（Ｅｎｖｉｒｏｃｒｏｎ ＰＣＵ１０１０１、ＰＰＧ
Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手）、２３２ｇの導電性
カーボンブラック（Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ ＳＣ−Ｕｌｔ
ｒａ、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍ
ｐａｎｙから入手）、および２０５ｇの前述のように調
製したポリ（ＤＩＡＥＭＡ−ＭＭＡ共重合）エマルジョ
ンポリマーを、機械攪拌によって事前に混合し、混合物
を、実施例１と同じ条件において作動中の単一スクリュ
ー押し出し成形機（ＡＰＶ，Ｉｎｃ．製）に供給した。
押し出し物を、機械的に破砕し、次に、Ｏ２Ｏ２微粉砕
機（Ｆｌｕｉｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｌｊｅｔ製）によっ
て、１０６ｐｓｉ（７３１ｋＰａ）の粉砕圧力において
粉砕し、標準レーザ回折法による測定で約５μｍの体積
中位直径粒子サイズを実現した。ポリマー複合体粉末の
最終組成は、６８重量％の熱硬化性ポリエステル−ポリ
ウレタン樹脂、１７重量％の導電性カーボンブラック、
および１５重量％のポリ（ＤＩＡＥＭＡ−ＭＭＡ共重
合）エマルジョンポリマーであった。前述した材料のレ
オロジー特性および処理設定点は、カーボンブラックが
ポリエステル−ポリウレタン樹脂中に完全に分散されポ
リ（ＤＩＡＥＭＡ−ＭＭＡ共重合）樹脂から完全に排除
された最終ポリマー粉末を提供するために選択された。
特に、２００°Ｆ（９３℃）において、マトリックス樹
脂として用いられた熱硬化性ポリエステル−ポリウレタ
ン樹脂の粘度は、約１，０００ｃＰであり、排除相とし
て用いられた架橋メラミンポリマー粒子の粘度は、約１
×１０⁵ｃＰであった。透過型電子顕微鏡による分散の
測定によって、所望の分散が実現されたことが確認され
た。

【００５３】キャリアコーティング処理の第３ステップ
において、５４５ｇの前述の方法により調製した粉砕済
みポリマー複合体を、６８．０ｋｇのＨｏｅｇａｎａｅ
ｓ，Ｉｎｃ．から入手した、７７μｍの体積中位直径を
有する微粉化鋼粉末と混合した。キャリアの処理条件
は、実施例１の条件と実質上同じであった。最終生成物
は、合計で１．０重量％ポリマー混合物を有する鋼キャ
リアコアからなり、ポリマーは、１５重量％のポリ（Ｄ
ＩＡＥＭＡ−ＭＭＡ共重合）エマルジョンポリマー、１
７重量％のカーボンブラック、および６８重量％のＥｎ
ｖｉｒｏｃｒｏｎからなる。

【００５４】次に、前述と同じ方法によって、現像剤組
成物を調製した。その後、キャリア粒子上の摩擦電荷
を、公知のファラディ遮蔽法によって測定し、グラム当
たりプラス４７．４マイクロクーロンの電荷がキャリア
上に測定された。さらに、キャリア粒子の長さ０．１イ
ンチ（２．５４ｍｍ）の長い磁気ブラシを形成し、ブラ
シの両端に１０ボルトの電位を印加することによって導
電率を測定したとき、キャリアの導電率は２．１×１０
^-8（モー−ｃｍ）^-1であった。したがって、これらのキ
ャリアは導電性であった。

【００５５】実施例１の比較キャリアとの比較によっ
て、ほぼ等しいカーボンブラック濃度の場合、ほぼ係数
１０の導電率の増加（本実施例の場合の２．１×１０^-8
（モー−ｃｍ）^-1対１５％カーボンブラックを含む実施
例１の第２比較例の３×１０^-9（モー−ｃｍ）^-1）、お
よびグラム当たり２８．３マイクロクーロンのキャリア
の摩擦電荷値の増加（本実施例のグラム当たり４７．４
マイクロクーロン対１５％カーボンブラックを含む実施
例１の第２比較例のグラム当たり１９．１マイクロクー
ロン）が認められた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スコット エム サイレンス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 フェア ポート ネルソン ストリート 42 (72)発明者 ケイ デレク ヘンダーソン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター オーク レイン 181 (72)発明者 ジョン ジー ヴァンドゥーゼン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウォル ワース オンタリオ センター ロード 3624

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアと、 コアを覆う、ポリマー複合体、導電性成分、およびマト
   リックス樹脂、ならびに前記導電性成分を含まない第２
   樹脂からなるコーティングと、 を含むキャリア組成物。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のキャリアにおいて、約
   ５重量％から約１７重量％の導電性成分と、約５重量％
   から約４５重量％の第２樹脂と、約９０重量％から３８
   重量％のマトリックス樹脂と、が存在することを特徴と
   するキャリア。
3. 【請求項３】 コアと、 コアを覆う、導電性フィラー粒子を含むマトリックスポ
   リマー、および前記導電性フィラーより高い摩擦電荷を
   有する成分からなるコーティングと、 を含むキャリア。