JPH11133673A - キャリア組成物およびその調製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿度変動に対し摩擦帯電特性と導電性特性の
抵抗性を有するキャリア組成物およびその調製方法を提
供する。 【解決手段】 導電性顔料、少なくともひとつのコーテ
ィング樹脂、および安定剤化合物を混合するステップ
と、得られた混合物をキャリアコアの表面にコーティン
グするステップと、を含むコーティングキャリアの調製
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真処理に用
いられるトナーとキャリアからなる現像剤に関し、特
に、摩擦帯電特性及び導電率特性の劣化しにくいキャリ
アの調製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電複写処理は公知であり、また特に電
子写真処理は公知である。この処理は、感光体上に静電
潜像を形成し、それに続いて現像し、およびその次に適
切な基板に対して画像の転写を行うものである。多数の
異なる方式の電子写真画像形成処理が公知である。たと
えば、絶縁性現像剤粒子または導電性トナー組成物は、
使用される現像システムによって選択される。さらに、
前述した現像剤組成物に関して重要であるのは、現像剤
組成物に関連する摩擦帯電値であり、その理由は、摩擦
帯電値によって高品質で優れた解像度の現像画像を連続
して一定に生成することが可能となるためである。

【０００３】静電潜像の現像に使用するキャリア粒子
は、たとえば、米国特許第３，５９０，０００号を含む
多数の特許に開示されている。これらのキャリア粒子
は、たとえば鋼などの種々のコアより構成することが可
能であり、コアは、フッ素ポリマーと、スチレン、メタ
クリル酸エステル、およびシラン化合物のテルポリマー
とを含む被膜によってコーティングすることができる。
従来の研究は、現像品質の改良を目的としたキャリア粒
子のコーティングを実現し、その上、リサイクル可能で
あり、画像形成部材に悪影響を及ぼさない粒子を実現す
ることに集中されてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これら多数のコーティ
ングは急速に劣化することがあり、特に、連続電子写真
処理に対して利用される場合に著しい。コーティング全
体がキャリアコアからチップまたはフレーク状に分離
し、装置部品および他のキャリア粒子との衝撃接触また
は摩耗接触に欠ける。これらのフレークまたはチップ
は、一般に、現像剤混合物から回収することは不可能で
あり、キャリア粒子の摩擦帯電特性に悪影響を及ぼすの
で、キャリアコア表面にコーティングが保持された現像
剤組成物に比べて解像度の劣る画像が生成されることに
なる。さらに、一部の従来技術のコーティングの場合に
生ずる別の問題は、摩擦帯電特性の変動であり、特に、
相対湿度の変化による摩擦帯電特性の変動である。前述
したような摩擦帯電特性が変化することによって、現像
画像が低品質となり、またバックグラウンド被着が生成
する。これらは、米国特許第４，２３３，３８７号、第
４，９３７，１６６号、第４，９３５，３２６号、およ
び第４，８１０，６１１号に開示されている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の組成物および調
製処理は、静電複写分野において有用であり、たとえ
ば、電子写真プリンタおよび複写機において有用であ
る。電子写真プリンタおよび複写機の場合は、厳しい環
境条件下、たとえば、高湿度または湿度の変動下におい
て動作する現像剤が必要とされる。長期間、たとえば、
約１２時間から約２ヶ月まで、また２年までにわたる連
続印刷運転において一定の様式で確実に実行できる現像
剤である。さらに、現像剤が、使用前に長期間保存され
た後であっても、安定な現像性能を示すことも必要とさ
れる。

【０００６】実施形態によれば、本発明によって、少な
くともひとつのポリマー、実施形態においては、好適に
は、ひとつのポリマー、導電性成分、および安定剤化合
物よりなるコーティングによって覆われるコアを含むキ
ャリア組成物が提供され、コーティングされたキャリア
粒子の摩擦帯電特性および導電性特性は、長時間、湿度
条件の変動下において、事実上、一定に保持される。

【０００７】画像形成処理は、少なくともひとつのポリ
マー、導電性成分、または添加剤、および安定剤化合物
よりなるコーティングによって覆われるコアを含むポリ
マーコーティングされたキャリアを提供するステップ
と、ポリマーコーティングされたキャリアを、高分子樹
脂および導電性または非導電性顔料を含むトナーと混合
し現像剤を形成するステップと、現像剤によって、感光
性画像形成部材上に形成された潜像を現像するステップ
と、を含み、ポリマーコーティングされたキャリアおよ
び現像剤は摩擦帯電特性および導電性特性を有し、これ
らの特性は酸化および湿度による分解に対して抵抗性が
あり、酸化および湿度によって、事実上、影響されな
い。また、キャリア組成物を含み環境および経時変化に
対して安定であるポリマーコーティング鉄を調製する方
法は、導電性成分、少なくともひとつのコーティング樹
脂、および安定剤化合物を混合するステップと、得られ
る混合物を鉄含有キャリアコア粒子の表面にコーティン
グするステップと、を含む。得られたコーティングされ
たキャリアは、摩擦帯電特性および導電性特性を有し、
これらの特性は酸化および湿度による分解に対して抵抗
性があり、酸化および湿度によって、事実上、影響され
ない。

【０００８】理論にこだわる意図はないが、本発明によ
るキャリアおよび現像剤組成物の高度な安定性および抵
抗性は、全体としても部分的にも、安定剤化合物の存在
および活性によると確信される。

【０００９】

【発明の実施の形態】安定剤化合物として、アルカリ性
化合物、酸化防止剤化合物、腐食防止剤化合物、および
それらの混合物を利用できる。この安定剤化合物には相
当な重複が見られる。例えば、その特性や前述した安定
剤化合物の分類の有用性である。したがって、前述した
分類のひとつから得られる安定剤化合物の種は、それら
の電気化学的特性のために、多くの場合、複数に分類ま
たは含有される。珪酸ナトリウムは、アルカリ性化合
物、酸化防止剤化合物、または腐食防止剤化合物の化学
機能基準を満足する化合物の例である。安定剤添加量
は、コーティング材料の全重量を基準として、たとえ
ば、約０．１重量％から約１０重量％まで、好適には、
約０．５重量％から約５重量％である。導電性成分の量
は、約５重量％から約９０重量％まで、好適には、約１
０重量％から約８５重量％である。

【００１０】アルカリ性化合物は、約７．５から約１２
までのｐＨを有する有機または無機化合物を含み、たと
えば、酢酸ナトリウムおよび安息香酸ナトリウムのよう
なカルボン酸化合物の塩、２，６−ジ−ｔ−ブチルピリ
ジンのような束縛ヘテロ芳香族塩基、水酸化物のＩＡお
よびIIＡ族アルカリ金属およびアルカリ土類塩、ナトリ
ウムエトキシドのようなおよそ１からおよそ２０までの
炭素原子を有するアルコキシド、およびそれらの混合物
を含む。

【００１１】酸化防止剤化合物は、公知であり、たとえ
ば、ヒンダードフェノール、ジメチル２，６−ピリジン
ジカルボン酸エステルのようなヒンダードアミンカルボ
ン酸エステル、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−１，４−フェニレ
ンジアミンのようなヒンダードアミン、トリアリルアミ
ンおよびテトラメチル−トリル−ビフェニルジアミンの
ようなビス（トリアリルアミン）、フェロセンのような
メタロセン、ホスホン酸塩、２−（４−ビフェニル−６
−フェニル）ベンゾオキサゾール等の非求核性窒素原子
を有する複素環式化合物、ならびにそれらの混合物を含
む。酸化防止剤には、ブチル化ヒドロキシトルエン（Ｂ
ＨＴ）および同様なヒンダードフェノール化合物ならび
にヒドロキノンのような公知の食品、ゴムおよびプラス
チック用の酸化防止剤化合物が含まれる。たとえば、米
国特許第５，６１４，４７９号および同特許に記載の参
考文献も参照されたい。

【００１２】腐食防止剤化合物としては、公知の鉄、非
鉄、および合金腐食防止剤化合物および保護剤を使用す
ることが可能である。たとえば、珪酸塩、ホウ酸塩、硝
酸塩、モリブデン酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩、な
ど、およびそれらの混合物のような有機および無機化合
物が含まれ、特に、珪酸ナトリウム、メタ過ホウ素酸ナ
トリウム、リン酸水素ナトリウム、ホスホン酸ジメチル
メチル、ホスホン酸ジメチルｎ−ブチル、などが含まれ
る。

【００１３】キャリア粒子のためのコア材料として、た
とえば、酸化されていない鉄、鋼、フェライト、および
それらの混合物を選択することができる。キャリア粒子
の直径は、体積平均直径として、約３０μｍから約３０
０μｍまで、好適には、約６５μｍから約１００μｍま
でである。

【００１４】キャリアコア粒子をコーティングするため
に使用されるポリマーは、熱硬化性または熱可塑性ポリ
マー、およびそれらの混合物とすることができる。使用
されるポリマーコーティングの重量は、コーティングさ
れるべきコア粒子の重量を基準として、約０．１重量％
から約５重量％、好適には、約１重量％から約３重量％
である。

【００１５】２成分系現像装置における通常の帯電にお
いてキャリアに与えられる摩擦電荷は、安定しており、
たとえば、−４０から＋４０μＣ／ｇ、または、−３５
から＋３５μＣ／ｇの範囲である。キャリアの導電率
は、安定しており、約１０^-6から約１０^-15（Ωｃｍ）
^-1、特に約１０^-7から約１０^-14（Ωｃｍ）^-1の範囲と
することができる。摩擦帯電特性および導電率特性は、
たとえば、約１時間から約２年間の期間にわたり、約３
０％から１００％の相対湿度において、事実上、変化を
受けないで保持される。

【００１６】導電性成分としては、前述した安定剤化合
物およびポリマーまたはコポリマーコーティング樹脂と
組み合わせて使用されるとき、所望の導電率特性をコー
ティングされたキャリアコア粒子に与えることができる
顔料または顔料の混合物を使用することが可能である。
その導電性顔料は、酸素または他の酸化剤の酸化効果に
よる影響を受けず、また、加水分解、水和物形成、水素
結合形成、および湿度の上昇によって供給される環境中
の水分子との反応または相互反応に関係がある関連処理
による影響を受けない。適切な導電性成分の例は、導電
性顔料であり、カーボンブラック、酸化スズのような金
属酸化物、金属、金属アマルガムまたは合金、金属硝酸
塩、およびハロゲン化金属が含まれるが、これに限定さ
れるものではない。実施形態においては、好適な導電性
顔料は、化学式ＣｕＩを有するヨウ化銅である。本発明
において選択され使用される導電性顔料粒子は、約１０
０ｎｍ未満から１００μｍ以上までの平均粒子サイズを
有することが可能であり、当業者は、一般に、導電性の
観点からは導電性粒子は小さいほど好適であるが、小さ
なサイズの導電性粒子の費用および入手可能性を大きな
平均サイズの粒子材料と対比して考慮する必要がある。
ヨウ化銅が選択されるときは、約０．１μｍから約１０
μｍまでの平均粒子サイズを有する導電性顔料粒子が、
所望の活性を与えることが認められた。

【００１７】本発明によるコーティングされたキャリア
粒子およびそのキャリア粒子を含む現像剤組成物は、酸
化的アグロメレーション現象に対して高度な抵抗性を有
する。酸化的アグロメレーションは、ひとつのキャリア
粒子の表面の露光された鉄または他の金属の酸化反応が
第２のキャリア粒子の表面の酸化促進剤によって誘発さ
れることによって、キャリア粒子が全体としてまたは相
互に融合することと定義される。その後の反応によっ
て、キャリア粒子間に化学的架橋または物理的結合が形
成され、これらは機械的に破壊することが困難である。
酸化的アグロメレーション現象は、キャリア試料を高い
相対湿度の環境下に置き、任意に温度を上昇させて処理
を促進させ、たとえば、数週間の期間、材料を静置して
放置することによって簡単に観測される。試験期間の終
了時に、すなわち、化学反応が発生するために十分な時
間が経過したときに、キャリアをキャリアの直径とキャ
リアの直径の約２倍との中間のスクリーン目開きサイズ
を有する振動式金属スクリーンを通過させた。金属スク
リーンを通過した材料の重量および金属スクリーンの上
に残留した材料の重量を測定し、融合し金属スクリーン
を通過できないほど大きくアグロメレーションしたキャ
リアの重量百分率を求めた。たとえば、本発明によるキ
ャリア処方の場合は、この比率は小さく、好適には、５
０重量％未満、さらに好適には、２０重量％未満、最も
好適には、１重量％未満である。比較のために、本明細
書に述べる安定剤添加剤を含まないキャリア処方を使用
すると、この比率は１００重量％となることがある。

【００１８】コーティングされたキャリア粒子は、摩擦
帯電特性および導電率特性に関する湿度による劣化効果
に対して抵抗性があり、またはその影響を受けない。し
たがって、実施形態においては、本発明によるキャリア
または現像剤は、高湿度、たとえば、約３０％から約１
００％までの相対湿度、または湿度の変化する条件下
に、長時間暴露しても、摩擦帯電特性および導電率特性
を保持する。一方、前述した安定剤化合物を含有しない
同様なキャリアまたは現像剤は、前述した同じ湿度条件
に暴露したとき、摩擦帯電特性および導電率特性の急速
な劣化を示す。

【００１９】実施形態によれば、本発明によるコーティ
ングされたキャリア粒子の最初の導電率および動作時の
導電率、すなわち、コーティングされたキャリア粒子が
現像器中で一時使用された後の導電率は、たとえば、約
１０^-6から約１０^-15（Ωｃｍ）^-1までであり、たとえ
ば、約−４０から約＋４０μＣ／ｇの摩擦電荷を有す
る。

【００２０】コーティング樹脂すなわちコーティングさ
れたキャリア形成に使用される樹脂は、ひとつ以上のポ
リマー、または、たとえば、約２から約１０までのポリ
マーのコポリマーとすることが可能であり、これらのポ
リマーまたはコポリマーは、熱可塑性ポリマー、熱硬化
性ポリマー、およびそれらの混合物とすることが可能で
ある。ポリマーは、好適には、少数の酸性官能基を含
み、すなわち、コーティング樹脂はプロトン供給源とし
ては弱く、コーティング樹脂は好適には、酸性官能基を
含有しない。熱可塑性プラスチックは、たとえば、スチ
レン−ブタジエンコポリマー、スチレン−アクリル酸エ
ステルコポリマー、ポリメタクリル酸メチルのようなメ
タクリル酸エステルポリマーまたはメタクリル酸メチル
−メタクリル酸ブチルコポリマーのようなメタクリル酸
エステルコポリマー、およびそれらの混合物であってよ
い。適切な熱硬化性ポリマーは、たとえば、ポリウレタ
ン、エポキシ樹脂、ポリエステル、エポキシ−ポリエス
テルコポリマー、ポリエステル−ポリウレタン共縮合
体、および同様な材料、ならびにそれらの混合物を含
む。

【００２１】本発明は、コーティングされたキャリア粒
子およびトナー組成物よりなる現像剤組成物を包含し、
コーティングされたキャリア粒子は、少なくともひとつ
のポリマー、導電性顔料、および安定剤化合物よりなる
コーティングによって覆われているコアを含み、トナー
組成物は、トナー樹脂粒子および顔料粒子よりなる。

【００２２】トナー組成物は、多数の公知の方法によっ
て調製することが可能であり、たとえば、スチレンブタ
ジエンコポリマーのような樹脂粒子と、マグネタイト、
カーボンブラック、またはそれらの混合物、およびシア
ン、黄、マゼンタ、緑、褐色、赤、またはそれらの混合
物のような着色料粒子と、好適には、約０．５％から約
５％までのトナー押し出し成形装置における帯電促進添
加剤と、を混合して加熱し、形成されたトナー組成物を
装置から除去することによって調製され、帯電促進添加
剤には、たとえば，Ｗｅｒｎｅｒ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅ
ｒより入手できるＺＳＫ５３がある。冷却後、約２５μ
ｍ未満、好適には、約６から約１２μｍの体積中央値直
径を有するトナー粒子を得るために、トナー組成物は、
たとえば、Ｓｔｕｒｔｅｖａｎｔ微粉砕機を使用して粉
砕される。トナー粒子の直径は、コールターカウンター
によって測定される。次に、トナー組成物は、トナー微
粒子、すなわち、体積中央値直径が約４μｍ未満である
トナー粒子を除去するために、Ｄｏｎａｌｄｓｏｎ Ｍ
ｏｄｅｌ Ｂ分級器を使用して分級される。代替方法と
しては、トナー組成物を、分級器ホイールを備える流動
層粉砕器によって粉砕後、分級する。

【００２３】本発明によるトナーおよび現像剤に適する
樹脂の実例は、線形または分岐アクリル酸スチレン、メ
タクリル酸スチレン、スチレンブタジエン；二つ以上の
ビニルモノマーよりなる線形または分岐ホモポリマーお
よびコポリマーを含むビニル樹脂であって、ビニルモノ
マーとして、スチレン、ｐ−クロロスチレン、ブタジエ
ン、イソプレンおよびミルセンを含むビニル樹脂；アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチ
ル、およびメタクリル酸ブチルを含むモノカルボン酸エ
ステル；アクリロニトリル、アクリルアミド；などを含
む。好適なトナー樹脂は、スチレンブタジエンコポリマ
ー、それらの混合物、などを含む。他の好適なトナー樹
脂は、スチレン／アクリル酸ｎ−ブチルコポリマー、Ｐ
ＬＩＯＬＩＴＥＳ（登録商標）；懸濁重合スチレンブタ
ジエンを含む。米国特許第４，５５８，１０８号を参照
されたい。

【００２４】トナー組成物においては、樹脂粒子は、十
分であり効果的な量、たとえば、約７０重量％から約９
０重量％までの量で存在する。したがって、１重量％の
帯電促進剤が存在し、１０重量％のカーボンブラックの
ような顔料または色料が樹脂に含有されるときは、約８
９重量％の樹脂が選択される。また、帯電促進剤は、顔
料粒子にコーティングされていることもある。コーティ
ングとして使用するとき、帯電促進剤は、約０．１重量
％から約５重量％まで、好適には、約０．３重量％から
約１重量％までの量で存在する。

【００２５】多数の公知の適切な顔料または染料が、ト
ナー粒子の着色料として選択することが可能であり、た
とえば、ＲＥＧＡＬ３３０（登録商標）のようなカーボ
ンブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、マグネ
タイト、またはそれらの混合物を含む。顔料は、好適に
は、カーボンブラックであり、トナー組成物を強く着色
させるために十分な量で存在することが望ましい。一般
に、顔料粒子は、トナー組成物の全重量を基準として、
約１重量％から約２０重量％まで、好適には、約２重量
％から約１０重量％までの量で存在する。しかし、これ
より少ない量または多い量の顔料粒子を選択することは
可能である。

【００２６】顔料粒子がマグネタイトよりなるときは、
それによって、所望により、単独成分トナーが可能とな
る場合があり、そのマグネタイトは、市場においてＭＡ
ＰＩＣＯ ＢＬＡＣＫ（登録商標）として入手できるマ
グネタイトを含む酸化鉄（ＦｅＯ・Ｆｅ₂０₃）の混合物
であり、これらは、トナー組成物中に、約１０重量％か
ら約７０重量％まで、好適には、約１０重量％から約５
０重量％までの量で存在する。カーボンブラックとマグ
ネタイトとの混合物、およびＭＡＰＩＣＯ ＢＲＡＣＫ
（登録商標）のようなマグネタイトは、たとえば、約５
重量％から約６０重量％まで、好適には、約１０重量％
から約５０重量％までの量で選択することができる。そ
のカーボンブラックとマグネタイトとの混合物は、約１
重量％から約１５重量％までのカーボンブラック、好適
には、約２重量％から約６重量％までのカーボンブラッ
クを有する。

【００２７】色料は、顔料、染料、それらの混合物、顔
料の混合物、染料の混合物、などを含む。

【００２８】トナー組成物を流動促進添加剤を含む外部
添加粒子と混和することは可能であり、その添加剤は通
常トナー組成物の表面に存在する。これらの添加剤の例
は、ＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）のようなコロイドシリ
カ、金属塩およびステアリン酸亜鉛を含む脂肪酸の金属
塩、酸化アルミニウム、酸化セリウム、およびそれらの
混合物であり、添加剤は、一般に、約０．１重量％から
約１０重量％まで、好適には、約０．１重量％から約５
重量％までの量で存在する。前述した添加剤の幾つか
は、米国特許第３，５９０，０００号および第３，８０
０，５８８号に開示されている。

【００２９】本発明に関連して使用されるトナーについ
てさらに述べると、ＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）のよう
なコロイドシリカは、約１から約３０重量％、好適に
は、約１０重量％の量の帯電添加剤によって表面処理す
ることが可能であり、次に、そのコロイドシリカはトナ
ーに対し、約０．１から約１０重量％、好適には、約
０．１から約１重量％の量で添加される。

【００３０】また、トナー組成物には、低分子量ワック
スが含まれることがあり、たとえば、Ａｌｌｉｅｄ Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎから市場において入手できるポリプロ
ピレンおよびポリエチレン、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．から市場におい
て入手できるＥＰＯＬＥＮＥ Ｎ−１５（登録商標）、
ＶＩＳＣＯＬ ５５０−Ｐ（登録商標）、Ｓａｎｙｏ
Ｋａｓｅｉ Ｋ．Ｋ．から入手できる低重量平均分子量
ポリプロピレン、および同様な材料である。市場で入手
できる選択されるポリエチレンは、約１，０００から約
１，５００までの分子量を有するが、市場で入手でき
る、トナー組成物に使用されるポリプロピレンは、約
４，０００から約５，０００の分子量を有すると考えら
れる。本発明に有用である多数のポリエチレンおよびポ
リプロピレン組成物が、英国特許第１，４４２，８３５
号に開示されている。

【００３１】低分子量ワックス材料は、本発明によるト
ナー組成物すなわち高分子樹脂ビーズに、種々の量で任
意に存在するが、一般に、これらのワックスは、トナー
組成物中に、約１重量％から約１５重量％までの量で、
好適には、約２重量％から約１０重量％までの量で存在
し、実施形態においては、定着器ロール離型剤として機
能することができる。

【００３２】本発明の範囲内に包含されるものは、着色
トナーおよび現像剤組成物であり、トナー樹脂粒子、キ
ャリア粒子、前述したような帯電促進添加剤、ならびに
顔料または着色料としての赤、青、緑、褐色、マゼン
タ、シアンおよび／または黄粒子、およびそれらの混合
物よりなる。特に、帯電促進添加剤を有する現像剤組成
物を使用するカラー画像に関して、顔料として選択する
ことができるマゼンタ材料の実例は、たとえば、カラー
インデックスにおいてＣＩ ６０７１０として識別され
る２，９−ジメチル−置換キナクリドンおよびアントラ
キノン染料、ＣＩＤｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｒｅｄ １５、
カラーインデックスにおいてＣＩ ２６０５０として識
別されるジアゾ染料、ＣＩ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ
１９、などを含む。顔料として使用することができるシ
アン材料の実例は、銅テトラ−４−（オクタデシルスル
ホンアミド）フタロシアニン、カラーインデックスにＣ
Ｉ７４１６０として記載されているＸ−銅フタロシアニ
ン顔料、ＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ、およびカラ
ーインデックスにおいてＣＩ ６９８１０として識別さ
れるＡｎｔｈｒａｔｈｒｅｎｅ Ｂｌｕｅ、Ｓｐｅｃｉ
ａｌ ＢｌｕｅＸ−２１３７、などを含む。一方、選択
することができる黄顔料の実例は、ジアリリド イエロ
ー ３，３−ジクロロベンジデン アセトアセトアニリ
ド、カラーインデックスにおいてＣＩ １２７００とし
て識別されるモノアゾ顔料、ＣＩＳｏｌｖｅｎｔ Ｙｅ
ｌｌｏｗ １６、カラーインデックスにおいてＦｏｒｏ
ｎ Ｙｅｌｌｏｗ ＳＥ／ＧＬＮとして識別されるニト
ロフェニルアミンスルホンアミド、ＣＩ Ｄｉｓｐｅｒ
ｓｅｄ Ｙｅｌｌｏｗ ３３、２，５−ジメトキシ−４
−スルホンアニリド、フェニルアゾ−４′−クロロ−
２，５−ジメトキシアセトアセトアニリド、およびＰｅ
ｒｍａｎｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ＦＧＬである。前述し
た顔料は、本発明の目的が達成される場合は、種々の適
切な有効量でトナー組成物中に組み込まれる。一実施形
態においては、これらの着色顔料粒子は、トナー樹脂粒
子の重量を基準として計算して、トナー組成物中に、約
２重量％から約１５重量％までの量で存在する。

【００３３】現像剤組成物の処方の場合は、これらの着
色トナーは、トナー粒子キャリア成分、特に、摩擦電荷
によってトナー組成物の極性の対向極性を帯びることが
できるトナー粒子キャリア成分と混合される。したがっ
て、キャリア粒子は、負の極性を有するものとして選択
され、正に帯電されるトナー粒子をキャリア粒子に被着
させキャリア粒子を取り囲ませることができる。キャリ
ア粒子の実例は、鉄粉、鋼、ニッケル、鉄、銅亜鉛フェ
ライトを含むフェライト、などを含む。さらに、キャリ
ア粒子として、米国特許第３，８４７，６０４号に開示
されているベリー状ニッケルキャリアを選択することが
できる。キャリア粒子は前述したコーティング組成物に
使用され、このコーティング組成物は、一般に、スチレ
ン、メタクリル酸メチル、およびトリエトキシシランの
ようなシランよりなるテルポリマーを含む。たとえば、
ＫＹＮＡＲ（登録商標）とポリメタクリル酸メチルとの
混合物（４０／６０）を含む米国特許第３，５２６，５
３３号、第４，９３７，１６６号、および第４，９３
５，３２６号を参照されたい。コーティング重量は、本
明細書に述べるように変化させることができるが、一般
に、約０．３重量％から約２重量％まで、好適には、約
０．５重量％から約１．５重量％までのコーティング重
量が選択される。

【００３４】さらに、好適には、球形状であるキャリア
粒子の直径は、一般に、約５０μｍから約１，０００μ
ｍまでであり、実施形態においては、約１７５μｍであ
り、それによって、キャリア粒子に十分な密度および慣
性を保有させ、現像処理中に静電画像に付着することを
回避させることができる。キャリア成分は、種々の適切
な組み合わせでトナー組成物と混合することができる
が、最良の結果は、約２００重量部のキャリアに対し
て、およそ１から５部から約１０部のトナーが選択され
るときに得られる。

【００３５】本発明によるコーティングされたキャリア
に関連して使用されるトナー組成物は、本明細書に記載
されるような多数の公知の方法によって調製することが
できる。たとえば、トナー樹脂粒子、顔料粒子または着
色料、および帯電促進添加剤を押し出し溶融混和し、次
に、機械式摩耗にかけることによって調製できる。別の
方法は、噴霧乾燥、溶融分散、エマルジョン凝集、およ
び押し出し成形処理のような技術上公知である処理を含
む。また、本明細書において述べるように、大量のトナ
ー中に帯電促進添加剤を含まないトナー組成物は調製す
ることが可能であり、次に、帯電添加剤によって表面処
理されたコロイドシリカが添加される。

【００３６】トナーおよび現像剤組成物は、正または負
に帯電される従来の感光体を含む静電複写画像形成装置
に使用するために選択することができる。したがって、
トナーおよび現像剤組成物は、米国特許第４，２６５，
９９０号に開示されている感光体のような負に帯電でき
る層状感光体と共に使用することができる。画像形成お
よび印刷処理のために選択することができる無機感光体
の実例は、セレン；セレン砒素、セレンテルルなどのよ
うなセレン合金；ハロゲン添加セレン物体；およびハロ
ゲン添加セレン合金を含む。

【００３７】トナー組成物は、通常、調製後に、噴出さ
せて分級し、好適には、約５μｍから約２５μｍまで、
さらに好適には、約５μｍから約１２μｍまで、最も好
適には、約５μｍから８μｍまでの平均直径を有するト
ナー粒子を得ることができる。また、トナー組成物は、
好適には、約０．１から約２フェムト（１０^ー15）クー
ロン／μｍまでの摩擦電荷を有し、この電荷は公知の電
荷分光写真器によって測定される。トナーのための混合
時間は、好適には、約５秒から１分まで、さらに特に好
適には、約５秒から約１５秒であり、公知の電荷分光写
真器によって測定される。急速混合特性を有するこれら
のトナー組成物によって、たとえば、電子写真画像形成
装置における画像の現像が可能となり、その画像は、あ
る場合には、たとえば、毎分２０ｇを超える高いトナー
供給速度においても画像上のバックグラウンド被着が無
い。さらに、このようなトナー組成物は、高速電子写真
装置、すなわち、毎分７０コピーを超える電子写真装置
のために選択することができる。

【００３８】また、トナー組成物は、一実施形態におい
て、約０．１から約５重量％までの帯電促進添加剤を有
するときは、所望の狭い正または負の電荷分布、好適に
は、約１０から約４０まで、さらに好適には、約１０か
ら約３５μＣ／ｇの最適帯電摩擦電荷値を保有し、これ
らの値は公知のファラデー遮蔽法によって測定される。
また、電荷分光写真器によって測定される急速混合帯電
時間は、１５秒未満であり、さらに好適には、一部の実
施形態においては、約１秒から約１４秒までである。

【００３９】実施例１．酸非含有コーティングされたキ
ャリアの調製 ヨウ化銅（８０重量％、ＣｕＩ）と残余成分であるスチ
レン−ブタジエンコポリマーとを２０４℃（４００°
Ｆ）の円筒部温度、１７７℃（３５０°Ｆ）のダイヘッ
ド温度において、２６％荷重、２３ｇ／分の供給速度の
条件下で、１５０回転／分において動作するＡＰＶ押し
出し成形機によって押し出し成形した。スチレン−ブタ
ジエンコポリマーは、８７％のスチレンと１３％の１，
３−ブタジエンを含み、数平均分子量は約１６，００
０、重量平均分子量は約１４０，０００であった。得ら
れた粉末を粉砕し、約３．８μｍの体積中央値サイズと
した。粉末の導電率は、圧搾ペレットにして測定した結
果、２．４×１０^-5（Ωｃｍ）^-1であった。次に、３．
５ｇの導電性粉末を９６．５ｇの１００μｍ球形鋼コア
（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｔａｌｓ Ｉｎｃ．から入手可
能）と手で混合し、相対湿度制御環境下に２週間放置し
た。その期間中、ＣｕＩと鋼コア間の反応は全く観察さ
れなかった。その後の材料のスクリーニングは、材料を
８４メッシュスクリーン（目開き２１０μｍ）を通過さ
せることより行ったが、コアアグロメレーションは全く
認められなかった。

【００４０】対照実験として、充填された８０％ＣｕＩ
および安定剤を添加していないポリメタクリル酸メチル
（Ｓｏｋｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能）を押し
出し成形し、粉砕し、同じ試験をした結果、同条件下で
鋼酸化の証拠および１００％コアアグロメレーションが
認められ、すなわち、結果としてパック（ｐｕｃｋ）状
融合鋼を得た。

【００４１】キャリアの調製は、最初に、ヨウ化銅（８
０重量％、ＣｕＩ）と前述したスチレン−ブタジエンコ
ポリマー導電性粉末との混合物９１ｇを、４，４５４ｇ
の１００μｍ球形鋼製コアと混合した。混合は、Ｍ５Ｒ
ブレンダ内で、以下の処理条件において実行した。処理
条件は、５０回転／分のブレンダ速度および３０分の混
和時間であった。この結果、肉眼観察によって測定され
るように、コア上に一様に分散され静電気によって付着
したポリマーが得られた。次に、コア／ポリマー混合物
は、ロータリーキルン炉によって以下の条件において処
理した。処理条件は、滞留時間３０分、ピークビーズ温
度１７７℃（３５０°Ｆ）であった。ＣｕＩ／スチレン
−ブタジエンコポリマー導電性粉末は、得られたキャリ
アの２重量％を構成した。得られたキャリアの導電率
は、キャリア粒子よりなる長さ２．５４ｍｍ（０．１イ
ンチ）磁気ブラシを形成し、ブラシの両端に１０ボルト
電位を印加することによって測定し、５．６×１０^-10
（Ωｃｍ）^ー1の値を得た。公知のファラデー遮蔽法によ
って測定される摩擦電荷は−２０．７μＣ／ｇであり、
この値は、３０％（重量）ゲル含有部分架橋ポリエステ
ル樹脂よりなる９μｍ平均直径模造トナーと、ペイント
シェーカ内で１０分混和後に得られた。この部分架橋ポ
リエステル樹脂は、米国特許第５，３７６，４９４号に
開示されており、線形ポリエステル樹脂（ビスフェノー
ル−Ａ 酸化プロピレンフマル酸エステルポリマー、Ｒ
ｅｓａｎａ Ｃｏ．から入手可能）の反応押し出し成形
によって得られた。キャリアは、相対湿度制御環境下に
２週間放置した。その期間中、キャリアを８４メッシュ
スクリーンを完全に通過させたところ、キャリアのアグ
ロメレーションは全く認められなかった。

【００４２】このキャリアの摩擦電荷値は、５０％相対
湿度環境において時間の関数としてモニタリングし、５
３日間にわたり安定であると認められた。すなわち、キ
ャリアの摩擦電荷値は、前述した初期値測定と同じ条件
において測定し、５０％相対湿度環境に１０日間暴露
後、−２０．８μＣ／ｇの値を得た。４５日後、摩擦電
荷値は−２０．５μＣ／ｇであり、また、６３日後、摩
擦電荷値は−２１．９μＣ／ｇであった。

【００４３】対照実験においては、８０％ＣｕＩ充填ポ
リメタクリル酸メチル（ＳｏｋｅｎＣｈｅｍｉｃａｌか
ら入手可能）によってコーティングされ安定剤を含まな
いキャリアを、押し出し成形し、粉砕した所、初期摩擦
電荷値は−６．４μＣ／ｇと認められた。５０％相対湿
度において１４日放置後、摩擦電荷値は−４．２μＣ／
ｇに減少し、５０％相対湿度において４１日放置後、摩
擦電荷値は−０．１μＣ／ｇに減少した。この８０％Ｃ
ｕＩ充填ポリメタクリル酸メチルによってコーティング
されたキャリアは、安定な摩擦電荷特性を示さなかっ
た。

【００４４】実施例２．アルカリ性コーティングされた
キャリアの調製 ヒンダードアミン添加剤として、２，６−ジ−ｔ−ブチ
ルピリジンをＣｕＩに関して５重量％の量で混合物に添
加し、ＣｕＩの解離を防止したこと以外は、実施例１．
を繰り返した。安定化アルカリ性添加剤の添加は、たと
えば、ポリマー調製中のような樹脂および他の添加剤の
溶融混合前、または、樹脂および他の添加剤の溶融混合
中のいずれかに実行できる。

【００４５】実施例３．酸化防止剤含有コーティングさ
れたキャリアの調製 吸着水中におけるＣｕＩの溶解から発生するヨウ化物イ
オン（Ｉ^-）による鉄コアの酸化を抑制するために、酸
化防止安定剤を樹脂コーティング混合物に含有させたこ
と以外は、実施例１．を繰り返した。酸化防止剤は、腐
食防止化合物または腐食防止剤として公知である場合も
あり、酸化防止剤の添加は、たとえば、ポリマー調製中
のような樹脂および他の添加剤の溶融混合前、または、
樹脂および他の添加剤の溶融混合中のいずれかに実行で
きる。

【００４６】実施例４．酸化防止剤含有コーティングさ
れたキャリアの調製 ポリメタクリル酸メチル（１９重量％、Ｓｏｋｅｎ Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ）、ＣｕＩ（８０重量％）、およびテト
ラメチル−トリル−ビフェニルジアミン安定化添加剤
（導電性顔料およびポリマーの混合物の重量を基準とし
て１重量％）の混合物をＡＰＶ押し出し成型機によって
押し出し成形した。押し出し成形条件は、円筒部温度２
０４℃（４００°Ｆ）、ダイヘッド１７７℃（３５０°
Ｆ）、４８％荷重、供給速度１０ｇ／分、および１５０
回転／分であった。得られた粉末を粉砕し、６．４μｍ
の体積中央値サイズとした。粉末の導電率を圧搾ペレッ
トとして測定し、３．４×１０^-4（Ωｃｍ）^-1の値を得
た。導電性粉末を、１００μｍのサイズの球形鋼コア、
３．５重量％ポリマーと混合し、相対湿度制御環境下に
２週間放置した。その期間中、ごく少量の鋼酸化が認め
られた。その後の材料のスクリーニングによって、低度
のアグロメレーション、たとえば、約１５％のコアアグ
ロメレーションが認められた。この結果は、比較実施例
と反対の特質である。比較実施例においては、前述した
テトラメチル−トリル−ビフェニルジアミン安定化化合
物を含まない点が異なるが他は同様に処理した粉末にお
いて１００％コアアグロメレーションが認められた。

【００４７】キャリアの調製は、最初に、１５９ｇの前
述したポリメタクリル酸メチル（１９重量％、Ｓｏｋｅ
ｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、ＣｕＩ（８０重量％）、およ
びテトラメチル−トリル−ビフェニルジアミン（１重量
％）導電性粉末を、４，３８６ｇの１００μｍ球形鋼コ
ア（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｔａｌｓから入手可能）と混
合した。この混合は、Ｍ５Ｒブレンダによって以下の処
理条件において実行した。処理条件は、ブレンダ速度５
０回転／分および混和時間３０分であった。肉眼観察に
よって、コアの表面に一様に分散され静電気によって付
着されたポリマーが認められた。次に、コア／ポリマー
混合物は、ロータリーキルン炉によって、以下の処理条
件において処理した。処理条件は、滞留時間３０分、ピ
ークビーズ温度２６０℃（５００°Ｆ）であった。Ｃｕ
Ｉ／ポリメタクリル酸メチル／テトラメチル−トリル−
ビフェニルジアミンポリマー複合体は、得られたコーテ
ィングキャリアの３．５重量％を構成した。得られたコ
ーティングキャリアの導電率は、キャリア粒子よりなる
長さ２．５４ｍｍ（０．１インチ）の磁気ブラシを形成
し、ブラシの両端に１０ボルト電位を印加することによ
って測定し、５．３×１０^-7（Ωｃｍ）^-1の値を得た。
摩擦帯電は、公知のファラデー遮蔽法によって測定し、
３０重量％ゲル含有部分架橋ポリエステルよりなる９μ
ｍの平均直径の模造トナーとペイントシェーカで１０分
間混和後、−４．７μＣ／ｇの値を得た。この部分架橋
ポリエステルは、線形ポリエステル樹脂（ビスフェノー
ル−Ａ酸化プロピレン フマル酸エステル ポリマー、
Ｒｅｓａｎａ Ｃｏ．から入手）の反応押し出し成形に
よって得た。米国特許第５，３７６，４９４号を参照さ
れたい。

【００４８】実施例５．酸化防止剤含有コーティングさ
れたキャリアの調製 ポリメタクリル酸メチル（１９重量％，Ｓｏｋｅｎ Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ）、ＣｕＩ（８０重量％）、およびフェ
ロセン安定剤（１重量％）の混合物を、ＡＰＶ押し出し
成型機によって押し出し成形した。押し出し成形条件
は、円筒部温度２０４℃（４００°Ｆ）、ダイヘッド１
７７℃（３５０°Ｆ）、５９％荷重、供給速度１４ｇ／
分、および１５０回転／分であった。得られた粉末を粉
砕し、７．８μｍの体積中央値サイズとした。粉末の導
電率を圧搾ペレットとして測定し、２．７×１０^-4（Ω
ｃｍ）^-1の値を得た。粉末を、１００μｍのサイズの球
形鋼コア、３．５重量％ポリマーと混合し、相対湿度制
御環境下に２週間放置した。その期間中、中間量の鋼酸
化のみが認められた。その次の材料のスクリーニングに
よって、中間レベルのアグロメレーション、すなわち、
約５０％のコアアグロメレーションが認められた。この
結果は、比較実施例と対照的であり、比較実施例におい
ては、前述したフェロセン安定剤化合物を含まない点は
異なるが他は同様に処理した粉末で１００％コアアグロ
メレーションが認められた。

【００４９】キャリアの調製は、最初に、１５９ｇの前
述したポリメタクリル酸メチル（１９重量％、Ｓｏｋｅ
ｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、ＣｕＩ（８０重量％）、およ
びフェロセン（１重量％）粉末を、４，３８６ｇの１０
０μｍ球形鋼コア（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｔａｌｓから
入手可能）と混合した。この混合は、Ｍ５Ｒブレンダに
よって以下の処理条件において実行した。処理条件は、
ブレンダ速度５０回転／分および混和時間３０分であっ
た。肉眼観察によって、コアの表面に一様に分散され静
電気によって付着されたポリマーが認められた。次に、
コア／ポリマー混合物は、ロータリーキルン炉によっ
て、以下の処理条件において処理した。処理条件は、滞
留時間３０分、ピークビーズ温度２６０℃（５００°
Ｆ）であった。ＣｕＩ／ポリメタクリル酸メチル／フェ
ロセンポリマー複合体は、得られたコーティングされた
キャリアの３．５重量％を構成した。得られたキャリア
の導電率は、キャリア粒子よりなる長さ２．５４ｍｍ
（０．１インチ）の磁気ブラシを形成し、ブラシの両端
に１０ボルト電位を印加することによって測定し、１．
３×１０^-7（Ωｃｍ）^ー1の値を得た。摩擦帯電は、公知
のファラデー遮蔽法によって測定し、３０重量％ゲル含
有部分架橋ポリエステルよりなる９μｍの平均直径の模
造トナーとペイントシェーカで１０分間混和後、−４．
３μＣ／ｇの値を得た。この部分架橋ポリエステルは、
線形ポリエステル樹脂（ビスフェノール−Ａ酸化プロピ
レン フマル酸エステル ポリマー、Ｒｅｓａｎａ Ｃ
ｏ．から入手）の反応押し出し成形によって得た。米国
特許第５，３７６，４９４号を参照されたい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビング アール シー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウェブ スター フレゼント ビュー レーン 1092 (72)発明者 ロナルド エフ ジオーロ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウェブ スター インペリアル ドライブ 1206 (72)発明者 リチャード ダブリュー エリス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター グレノラ ガーデン 125 アパ ートメント ４ (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 サウス グッドマン ストリート 34 アパートメント 501 (72)発明者 ベルナルド エイ ケリー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 オンタ リオ リッジ ロード 120 エイ アパ ートメント ８

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともひとつのポリマー、導電性着
   色料、および安定剤化合物によってコーティングされた
   コア粒子を含むキャリア。
2. 【請求項２】 画像形成処理方法であって、 少なくともひとつのポリマー、導電性着色料、および安
   定剤化合物によってコーティングされたコア粒子を含む
   キャリアを供給するステップと、 前記コーティングされたキャリアを、高分子樹脂および
   着色料を含むトナーと混合し、現像剤を形成するステッ
   プと、 前記現像剤によって、感光性画像形成部材上に形成され
   た潜像を現像するステップと、を含み、 前記コーティングされたキャリアおよび現像剤は、摩擦
   帯電特性および導電率特性を有し、 前記特性は、酸化および湿度による劣化に対して抵抗性
   を有し、前記特性は、事実上酸化および湿度の影響を受
   けないことを特徴とする画像形成処理方法。
3. 【請求項３】 導電性顔料、少なくともひとつのコーテ
   ィング樹脂、および安定剤化合物を混合するステップ
   と、 得られた混合物をキャリアコアの表面にコーティングす
   るステップと、を含むコーティングキャリアの調製方法
   であって、 得られたコーティングキャリアは、摩擦帯電特性および
   導電率特性を有し、 前記特性は、酸化および湿度による劣化に対して抵抗性
   を有し、前記特性は事実上酸化および湿度の影響を受け
   ないことを特徴とするコーティングキャリアの調製方
   法。