(57)【要約】【課題】コーティング樹脂中へ多量の導電性材料を組み込むことができ、一方で、望ましい電子写真品質、例えば高いコーティング効率、適切な性能、及び安定な荷電特性を与え、かつ維持できる。【解決手段】コアおよびこのコア上のコーティングを含んでいるキャリヤーであって、前記コーティングが、このコアよりも導電性があり、前記コアが鋼を含まず、前記コーティングが、導電性ポリマーで被覆された導電性粒子を含んでいる。導電性経路がコーティング材料を通ることによって、コアよりも導電性があるキャリヤーを得ることができる。【選択図】図２
2007233385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアおよびこのコア上のコーティングを含んでいるキャリヤーであって、前記コーティングが、このコアよりも導電性があり、前記コアが鋼を含まず、前記コーティングが、導電性ポリマーで被覆された導電性粒子を含んでいることを特徴とするキャリヤー。
【請求項２】
コアおよびこのコア上のコーティングを含んでいるキャリヤーであって、前記コーティングが、このコアよりも導電性があり、前記コアが、６．５ｇ／ｃｍ3以下の密度を有し、前記コーティングが、導電性ポリマーで被覆された導電性粒子を含んでいることを特徴とするキャリヤー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリヤー組成物に関し、より具体的には、導電性コーティングで被覆されたキャリヤー組成物に関するものである。これらの被覆されたキャリヤー組成物は、電子写真方法および電子写真装置に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
静電写真方法、特に電子写真方法は公知である。この方法は、光受容体上に静電潜像の形成、次いで現像剤でのこの画像の現像、及び次いでこの画像の適切な基体への転写を包含する。電子写真において、導電性層上に光伝導性絶縁層を含有する電子写真プレート、ドラム、ベルトなど（画像化部材または光受容体）の表面は、まず均一に静電的に荷電される。この画像化部材は次いで、活性な電磁波、例えば光のパターン状に露光される。この電磁波は、選択的に光伝導性絶縁層において照射された領域上の電荷を消失させ、一方で、非照射領域上に静電潜像を残す。この静電潜像は次いで現像され、光伝導性絶縁層の表面上に、細かく分離した検電的な印をつけた粒子（electroscopic marking particles）を付着させることによって可視画像が形成される。その結果生じた可視画像は、次いで、この画像化部材から直接または間接的に、（例えば転写またはほかの部材によって）印刷基体、例えば透明体または紙へ転写することができる。この画像化工程は、再使用可能な画像化部材を用いて何度も繰り返すことができる。
【０００３】
コアとポリマーコーティングとからなるキャリヤーであって、このコーティングが、カーボンブラックマトリックス中に含有された導電性ポリピロールまたはポリアニリンを含有するキャリヤーについての記載がある（例えば、特許文献１参照。）。いくつかの実施形態において、このポリマーコーティングは、ポリメチルメタクリレートおよびイーオノマー（ＥＥＯＮＯＭＥＲ）（商標）を含有している。
【０００４】
キャリヤーおよび現像剤組成物、および実質的に安定な導電性パラメーターを有するキャリヤー粒子の調製方法であって、（１）キャリヤーコアおよびポリマー混合物を供給する工程、（２）これらのコアとポリマー混合物とを乾燥混合する工程、（３）キャリヤーコア粒子およびポリマー混合物を加熱し、これによってポリマー混合物が融解し、これらのキャリヤーコア粒子へ融合する工程、および（４）その後、その結果として生じた被覆されたキャリヤー粒子を冷却する工程を含む方法を開示されている（例えば、特許文献２参照。）。電子写真トナー用のこれらの微粒子キャリヤーは、摩擦電気系列の位置がすぐ近くにない第一ポリマーと第二ポリマーとの混合物の融合フィルムからなる、これの上にコーティングを有するコア粒子からなり、この混合物は、ポリビニリデンフルオライドおよびポリエチレン、ポリメチルメタクリレートおよびコポリエチレンビニルアセテート、コポリビニリデンフルオライドテトラフルオロエチレンおよびポリエチレン、コポリビニリデンフルオライドテトラフルオロエチレンおよびコポリエチレンビニルアセテート、およびポリメチルメタクリレートおよびポリビニリデンフルオライドからなる群から選択されると記載されている。
【０００５】
ポリマーコーティングを含むキャリヤーであって、このポリマーコーティングが、導電性成分、例えばカーボンブラックを含有し、この導電性成分がポリマーコーティング中に分散されているキャリヤーが例証されている（例えば、特許文献３参照。）。この導電性成分は、混合プロセス、例えばカスケードロール混合、タンブリング、微粉砕（ｍｉｌｌｉｎｇ）、振とう、静電粉末雲噴霧（electrostatic powder cloud spraying）、流動床、静電ディスク加工処理において、または静電カーテンによって、キャリヤーコア、ポリマーコーティング、および導電性成分を組み合わせることによって、キャリヤーコアーのポリマーコーティング中に組み込まれる。混合プロセス後、ポリマーコーティングおよび導電性成分でキャリヤーコアーをコーティングするために、加熱が開始される。
【０００６】
キャリヤーコア粒子用コーティングとして用いることができる微粉末について開示されている（例えば、特許文献４参照。）。この微粉末は、ポリマーおよび界面活性剤の合成ラテックスエマルジョンから回収されたサブミクロンサイズの粉末、及びこの粉末中に組み込まれた導電性充填剤を含んでいる。この特許には、実施形態において、ポリマーとして、メチルメタクリレートポリマーまたはコポリマーが示されている。この導電性充填剤は、導電性を示すあらゆる適切な材料、例えば金属酸化物、金属、カーボンブラックなどであってもよい。この特許にはまた、微粉末をキャリヤーの表面上に組み込む工程、次いで加熱工程も開示されている。
【０００７】
コアおよびその上のポリマーコーティングからなるキャリヤーであって、このポリマーコーティングが、１種類または複数のモノマーおよび界面活性剤のエマルジョン重合によって発生されるキャリヤーが開示されている（例えば、特許文献５参照。）。この特許には具体的に、これらの被覆されたキャリヤーが、導電性成分、例えば導電性カーボンブラックを実質的に含まないか、もしくはまったく含まないことが示されている。
【０００８】
前記のものの適切な成分および工程側面は、本開示のために、これのいくつかの実施形態において選択されてもよく、上記特許の開示全体は、全内容が参照により本明細書に組み込まれている。
【０００９】
多くの型の電子写真画像化方法が公知であり、例えば、絶縁性現像剤粒子もしくは導電性現像剤粒子が使用される現像系に応じて選択される。さらには、前記現像剤組成物に関して重要なことは、これに関連した適切な摩擦電気荷電値（charging value）であり、その理由は、高品質及び優れた解像度を有する現像画像の連続的な形成を可能にするのがこの値だからである。２成分現像剤組成物において、キャリヤー粒子がトナー粒子の荷電に用いられる。
【００１０】
キャリヤー粒子は部分的に、ほぼ球形のコアを含んでおり、これは「キャリヤーコア」と呼ばれることが多く、多様な材料から作製できる。このコアは多くの場合、樹脂で被覆されている。この樹脂は、ポリマーもしくはコポリマーからできていてもよい。この樹脂中に、キャリヤー粒子により望ましくかつ一貫性のある摩擦電気特性を備えさせるために導電性材料または電荷増強剤（charge enhancing additives）を組み込ませてもよい。この樹脂は、粉末の形態にあってもよく、これは、キャリヤー粒子を被覆するために用いられる。この粉末または樹脂は、「キャリヤーコーティング（carrier coating）」または「コーティング（coating）」と呼ばれることが多い。
【００１１】
導電性材料をキャリヤーコーティング中に組み込む公知方法には、静電気引力、機械的埋伏（impaction）、その場重合（in situ polymerization）、乾燥ブレンド、熱融合等がある。導電性材料をキャリヤーコーティング中に組み込むこれらの方法は多くの場合、最小限量の導電性材料だけがこのコーティング中に組み込まれる結果になるか、あるいは、より小さいキャリヤーにおいて、効果的かつ効率的に使用するためには導電性キャリヤーコーティングが多くなってしまう。ほかの導電性コーティング樹脂では、乾燥ブレンド方法、およびほかの混合方法を利用して、カーボンブラックまたはほかの導電性材料をポリマー中に組み込む。しかしながら、このようにして得られた導電性ポリマーからのカーボンブラックの移動を回避するためには、ブレンドできるカーボンブラック量は厳しく制限され、例えば１０重量％またはそれ以下までである。これは、導電性ポリマーによって達成できる導電性を厳しく制限する結果となる。
【００１２】
コーティング樹脂中へ導電性材料を詰め込むことに関連した問題に加えて、キャリヤー粒子科学を進歩させる最近の努力の中心は、現像品質を改良し、リサイクル可能で、画像化部材に実質的に悪影響を与えない粒子を提供するために、キャリヤー粒子用のコーティングを達成することにある。現在の商業的コーティングの多くは、急速に劣化し、特に連続電子写真方法用が選択された場合、コーティング全体がチップまたはフレークの形態でキャリヤーコアから分離し、機械部品およびほかのキャリヤー粒子と衝突するかまたは研磨的な接触による故障を引起こす。一般に現像剤混合物から再生（reclaim）できないこれらのフレークまたはチップは、これらのキャリヤー粒子の摩擦電子荷電特性に対して不利な影響を与え、これによって、キャリヤーコーティングがコア基体の表面上に保持されている組成物と比較して、画像の解像度が低くなる。
【００１３】
さらには、別の先行技術であるキャリヤーコーティングの場合に遭遇するもう１つの問題は、摩擦電気荷電特性が変動し、特に相対湿度の変化とともに変動することである。相対湿度が高いと、電子写真方法において画像密度が妨害され、背景に付着物を引起こすことがあり、現像剤の不安定化につながり、印刷品質の全体的な低下が結果として生じる。電子写真科学において、「Ａゾーン」という用語は、高温多湿条件のことを言うために用いられるが、一方で、「Ｃゾーン」という用語は、寒冷乾燥条件のことを言うために用いられる。摩擦電気電荷は通常、「Ｃゾーン」よりも「Ａゾーン」においての方が低い。ＡゾーンおよびＣゾーンにおける特定のキャリヤーについて、高湿度において良好な現像を得るためには、Ａゾーンtc／Ｃゾーンtcの比が１．０に近い、摩擦電気電荷（tc）測定値を有することが望ましい。
【００１４】
通常用いられているキャリヤーコーティングは、日本の綜研化学から入手できる＃ＭＰ−１１６ＰＭＭＡである。この粉末は一般的には、０．４〜０．５マイクロメートルの直径を有し、ポリメチルメタクリレートから作製される。しかしながら、キャリヤー上で８５％〜９５％の表面積被覆率を得るために、３０〜１５０マイクロメートルキャリヤーコアをコーティングするには、多量の＃ＭＰ−１１６ＰＭＭＡを用いることが必要である。このように多量のキャリヤーコーティングを使用すると、多くの場合、融合凝集体によってキャリヤー収率が低くなる。融合凝集体は、解体されるか、スクリーニングによって除去されなければならない。これらの凝集体の粉砕または解体は、キャリヤー表面上の弱いまたは「欠け落ちた」部分を結果として生じることがあり、潜在的にはコーティング品質低下を引起こす。スクリーンが分離すると、凝集体が最終製品から除去されるので、収率が低くなることがある。
【００１５】
静電気写真（electrostatographic）現像剤に使用する様々な被覆されたキャリヤー粒子が、当業界において公知である。静電潜像の現像に使用するキャリヤー粒子は、多くの特許に開示されている（例えば、特許文献６参照。）。これらのキャリヤー粒子は、スチレン、メタクリレート、およびシラン化合物のフルオロポリマーおよびターポリマーで被覆された様々なコアを含んでいてもよい。
【特許文献１】米国公開特許出願第２００５／００６４１９４号
【特許文献２】米国特許第４，９３５，３２６号
【特許文献３】米国特許第６，０４２，９８１号
【特許文献４】米国特許第６，３５５，３９１号
【特許文献５】米国特許第６，７６４，７９９号
【特許文献６】米国特許第３，５９０，０００号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、コーティング樹脂中へ多量の導電性材料を組み込むことができ、一方で、望ましい電子写真品質、例えば高いコーティング効率、適切な性能、並びに安定な荷電特性を与え、かつ維持できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
十分な導電性粒子、特に導電性ポリマーで被覆された導電性粒子を、コアコーティング中に詰め込むことによって、コーティングの導電性が導電性コアよりも高いキャリヤーを得ることができることが発見された。
本発明は下記の手段により達成されるものである。
＜１＞コアおよびこのコア上のコーティングを含んでいるキャリヤーであって、前記コーティングが、このコアよりも導電性があり、前記コアが鋼を含まず、前記コーティングが、導電性ポリマーで被覆された導電性粒子を含んでいることを特徴とするキャリヤー。
＜２＞コアおよびこのコア上のコーティングを含んでいるキャリヤーであって、前記コーティングが、このコアよりも導電性があり、前記コアが、６．５ｇ／ｃｍ３以下の密度を有し、前記コーティングが、導電性ポリマーで被覆された導電性粒子を含んでいることを特徴とするキャリヤー。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コーティング樹脂中へ多量の導電性材料を組み込むことができ、一方で、望ましい電子写真品質、例えば高いコーティング効率、適切な性能、並びに安定な荷電特性を提供でき且つ維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のキャリヤーは、コア、及びこのコアよりも導電性があるコーティングを含んでいる。いくつかの実施形態において、このコアは導電性である。いくつかの実施形態において、このコーティングは、導電性ポリマーで被覆された導電性粒子を含んでいる。
【００２０】
いくつかの実施形態において、このコアは、鋼以外の材料を含んでいる。例えばいくつかの実施形態において、このコアは、マグネタイトおよび／またはフェライトを含んでいる。
【００２１】
いくつかの実施形態において、このコアは、６．５ｇ／ｃｍ3以下の密度を有する。特にこのコアは、約０．５ｇ／ｃｍ3〜約６ｇ／ｃｍ3、例えば約１、２、３、もしくは４ｇ／ｃｍ3〜約５．８もしくは５．５ｇ／ｃｍ3の密度を有しうる。
【００２２】
コーティングがコアよりも導電性があるいくつかの実施形態において、コア材料よりも導電性があるキャリヤーを生成することが可能である。この理由は、導電性経路がコーティング材料を通っているからである。
【００２３】
過去のキャリヤーは、導電性経路を提供するために、コア材料に頼っていた。図１参照。導電性経路は、コアに達するためにコーティングを通って進むので、キャリヤーはコアよりも導電性が低いことが多い。しかしながら、導電性経路がコーティング材料を通るキャリヤーを形成することによって、コアよりも導電性があるキャリヤーを得ることができる。図２参照。
【００２４】
過去において、高い導電性を得るために、不規則鋼コアが用いられてきた。この材料が密集するとほかのコア材料よりも現像剤ハウジングを汚す原因となる。しかしながら、コーティングにより導電性経路を与えると、固有導電性が低くより密度の低いコア、例えばマグネタイトまたはフェライトに代用でき、しかも鋼コア以上のキャリヤー導電性を維持または改良することができる。
【００２５】
いくつかの実施形態において、本発明は、コアおよびコーティングを含んでいるキャリヤーであって、このコーティングが、導電性ポリマーで被覆されている導電性粒子を含むキャリヤーに関する。いくつかの実施形態において、このコアは導電性である。例えばこのコアは、金属を含んでいてもよい。特別な実施形態において、このコアは、マグネタイトまたはフェライトの少なくとも１つを含んでいる。
【００２６】
いくつかの実施形態において、このコアは、１×１０-8（Ω・ｃｍ）-1、例えば０〜約９×１０-9（Ω・ｃｍ）-1未満の導電性を有する。
【００２７】
いくつかの実施形態において、このキャリヤーのコーティング中にある導電性粒子は、カーボンブラックを含んでいる。いくつかの実施形態において、導電性粒子を被覆する導電性ポリマーは、ポリア二リンまたはポリピロールの少なくともいずれかである。しかしながら、ほかの導電性粒子及び／または導電性ポリマーも用いることができる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、導電性ポリマーは、導電性粒子のマトリックスにおける導電性ポリマーのその場重合によって形成される。
【００２９】
特別な実施形態において、導電性ポリマーで被覆された導電性粒子は、米国特許第６，１３２，６４５号に記載されている粒子であり、この特許はその全内容が参照により本明細書に組み込まれている。いくつかの実施形態において、このコーティング組成物は、米国特許第５，４９８，３７２号に記載されているような電気的に伝導性のポリマー組成物であり、この特許はその全体が参照して本明細書に組み込まれる。特別な実施形態において、導電性ポリマーで被覆された導電性粒子は、イーオノマー（商標）として公知の製品であり、これは、イーオニックス社（Eeonyx Corporation）から得ることができる。イーオノマー（商標）は、本来導電性のポリマー（ＩＣＰ）添加剤である。イーオノマー（商標）は、本来導電性のポリマー、例えばポリアニリンまたはポリピロールの、カーボンブラックまたはほかのマトリックス中のその場重合及び付着させることによって調製されると理解されている。重合は、特にカーボンブラック上のモノマーの触媒された酸化重合を包含する。ＩＣＰの導電性は、例えばＡＳＴＭＦ８４およびＤ２５７によりプレスされたペレットを用いて測定されて、例えば約１０〜約５０ジーメンス（Siemens）／ｃｍ、より具体的には約１０〜約４０ジーメンス（Siemens）／ｃｍである。
【００３０】
いくつかの実施形態において、導電性ポリマーで被覆された導電性粒子の粒子サイズ中位径は、例えば約１００ナノメートルまたはそれ以下、例えば約２５〜約７５ナノメートルであり、及び／またはこれらの粒子サイズ分布として９９パーセントが、約１００ナノメートル以下の直径を有する、言い換えると、例えばこれらの粒子の約１パーセントが３００ナノメートルの大きさの粒子サイズを有する。
【００３１】
いくつかの実施形態において、キャリアーコア上のコーティングは、（ｉ）導電性ポリマーで被覆された導電性粒子、及び（ｉｉ）第二ポリマーを含んでいる。導電性である必要がない第二ポリマーは一般に、キャリヤー上に良好な塗膜を形成するようなポリマーである。しかしながら第二ポリマーは、導電性ポリマーであってもよい。実際、導電性粒子上に被覆された導電性ポリマーと同じポリマーであってもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態において、このコーティングは、導電性ポリマーで被覆された約１０〜約３０重量％の導電性粒子、および約７０〜約９０重量％の第二ポリマー、例えば導電性ポリマーで被覆された約１５〜約２５重量％の導電性粒子、および約７５〜約８５重量％の第二ポリマーを含んでいる。
【００３３】
いくつかの実施形態において、第二ポリマーはアクリルポリマーである。いくつかの実施形態において、アクリルポリマーは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）ポリマーもしくはコポリマーである。ＰＭＭＡコポリマーを形成するために用いられてもよい適切なコモノマーは、例えばモノアルキルもしくはジアルキルアミン、例えばジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジイソプロピルアミノエチルメタクリレート、アクリル酸もしくはメタクリル酸、またはフルオロアルキルもしくは過フッ素化アクリルおよびメタクリルエステル、例えばフルオロエチルメタクリレート、具体的には２，２，２−トリフルオロ−エチルメタクリレート、またはフルオロ−エチルアクリレート等がある。
【００３４】
このコーティングは、粉末コーティングによってコアに接着されてもよい。特に、導電性ポリマーで被覆された導電性粒子は、ポリマー粒子と混合されてもよい。次いで、この粒子混合物はキャリヤーと混合されてもよく、加熱されてこれらの粒子をキャリヤーコアに融合してもよい。しかしながらこのコーティングは、ほかの方法、例えば溶液コーティング、その場重合、及びエマルジョン凝集によってコアへ接着されてもよい。
【００３５】
いくつかの実施形態において、ポリメチルメタクリレートポリマーもしくはコポリマーは、界面活性剤の存在下、特にナトリウムラウリルスルフェートの存在下にモノマーを重合することによって形成される。界面活性剤、例えばナトリウムラウリルスルフェートの存在下、ポリメチルメタクリレートポリマーもしくはコポリマーを形成する工程は、１００ｎｍ未満の平均粒子サイズを有するポリメチルメタクリレートポリマーもしくはコポリマーを生成しうる。このような平均粒子サイズを有するポリマー粒子を使用することにより良好な被覆率を提供できる。これに加えて、界面活性剤の使用をともなわずに得られた１００ｎｍ未満の平均粒子サイズを有するポリマー粒子を使用することができる。
【００３６】
これらのポリマー粒子を形成するために、モノマーもしくはモノマー混合物は、モノマーの総量の５％〜３０％だけが乳化されるように、界面活性剤の水溶液中に徐々に混合されてもよい。ポリマーラテックス粒子の開始は、標準的アンモニウムペルスルフェート溶液の急速添加、ついで残りのモノマー供給の計量供給添加によって達成されうる。計量供給率は、３５０グラムまでのラテックス調製については、１分あたり約０．１〜約５．０グラム、例えば１分あたり約１．５グラムであってもよい。この混合工程は一般に、モノマーの最終量の添加後に続行される。また、温度は６０〜７０℃の範囲内に維持される。
【００３７】
この混合は、当業界において公知のあらゆる機械的混合装置を用いて、約１〜６時間、例えば１分あたり約５０〜約３００回転の率で実施されてもよい。いくつかの実施形態において、この分散液は、１分あたり約１００〜２００回転の率で、約２〜４時間、６５〜６７℃の温度で混合される。
【００３８】
いくつかの実施形態において、これらの界面活性剤は、アニオン型のものである。適切な界面活性剤としては、ナトリウムラウリルスルフェート（ＳＬＳ）、ドデシルナフタレンスルフェート等がある。いくつかの実施形態において、種類や極性が異なるほかの界面活性剤は存在しない。
【００３９】
界面活性剤は、重合されたモノマーの０．２〜５重量％の量で添加されてもよい。１つの実施形態において、界面活性剤は、重合されるモノマーの０．４〜０．８重量％の範囲にあるＳＬＳである。開始剤は、このモノマーの０．２〜１．０重量％の範囲内のアンモ二ウムペルスルフェートであってもよい。当業者に公知の手順によって、界面活性剤濃度により、ラテックス粒子サイズが調節され、一方、開始剤レベルにより、生成されたポリマーの分子量が調節される。
【００４０】
エマルジョン縣濁液からのこれらのポリマー粒子の回収は、当業界において公知の方法によって達成することができる。例えば、ポリマー粒子のエマルジョンはまず、あらゆる適切な材料によって濾過することができる。１つの実施形態において、チーズクロスが用いられる。次いでこれらのポリマー粒子は、洗浄されてもよいが、１つの実施形態において、これらのポリマー粒子は洗浄されない。少なくとも、これらのポリマー粒子が洗浄されない実施形態において、この界面活性剤のいくらかの量は、これらのポリマー粒子とともに残留してもよい。この界面活性剤のいくらかの量をこれらのポリマー粒子とともに残留させることによって、より良好な粒子形成、およびより良好なキャリヤーコーティング特性を提供できる。これらのポリマー粒子の表面化学とこれらの界面活性剤との相互作用によって、これらの改良された結果が生じると考えられる。最後に、これらのポリマー粒子は、例えば当業界において公知の凍結乾燥、スプレー乾燥、または真空技術を用いて乾燥される。
【００４１】
この工程から単離されたこれらのポリマー粒子の当初のサイズは、例えば約０．０１マイクロメートル〜＜１．０マイクロメートルである。物理的凝集体によって、これらのポリマー粒子のいくつかは、当初、１．０マイクロメートルよりも大きいことがある。導電性粒子及び／またはキャリヤーコアとの混合工程の間、これらのポリマー粒子の物理的凝集体は、サブミクロンポリマー粒子に解体されるであろう。いくつかの実施形態において、本発明の工程によって得られたポリマー粒子のサイズは、例えば約０．０４マイクロメートル〜約０．２５０マイクロメートル、例えば約０．０８マイクロメートル〜約０．１００マイクロメートル、すなわち８０〜１００ｎｍである。
【００４２】
これらのポリマー粒子の形成および回収後、導電性ポリマーで被覆された導電性粒子は、ポリマー粒子とともに組み込まれる。
【００４３】
本開示のコーティングは、キャリヤーが広い範囲の導電性を得ることを可能にする。本開示のコーティングを用いたキャリヤーは、約１０-5〜約１０-14（Ω・ｃｍ）-1の導電性を示すことができる。いくつかの実施形態において、本開示のコーティングを用いたキャリヤーは、約１０-5〜約１０-10（Ω・ｃｍ）-1の導電性を示す。
【００４４】
この工程においてポリマー粒子とともに組み込まれた導電性ポリマーで被覆されたこれらの導電性粒子のサイズは、例えば約０．０１２マイクロメートル〜約０．５マイクロメートルである。いくつかの実施形態において、これらの導電性粒子のサイズは、例えば約０．０２マイクロメートル〜約０．０５マイクロメートルである。
【００４５】
導電性ポリマーで被覆されたこれらの導電性粒子は、当業界において公知の技術を用いてポリマー粒子とともに組み込まれる。これには、様々な型の混合及び／または静電気引力、機械的埋伏、乾燥ブレンド、熱融合等がある。
【００４６】
いくつかの実施形態において、コーティングの重量は、このコアの２重量％未満である。いくつかの実施形態において、このコーティングの重量は、このコアの１重量％未満である。しかしながら、このような低コーティング量を用いた場合でさえ、約８０％超の被覆率を得ることができることが発見された。
【００４７】
導電性粒子をキャリヤーコーティング中に組み込むことに加えて、電荷増強添加剤を組み込むことによって、キャリヤー粒子へ様々な電荷特性を付与することが望ましいことが多い。これらの電荷増強添加剤は、これらのポリマー粒子とともに組み込む場合、導電性粒子の組み込みの前または後に、前混合工程において組み込まれてもよい。
【００４８】
具体的な電荷増強添加剤は、微粒子アミン樹脂、例えばメラミン、およびあるいくつかのフルオロポリマー粉末、例えばアルキル−アミノアクリレートおよびメタクリレート、ポリアミド、およびフッ素化ポリマー、例えばポリビニリデンフルオライド（ＰＶＦ2）およびポリ（テトラフルオロエチレン）、およびフルオロアルキルメタクリレート、例えば２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート等がある。
【００４９】
ほかの電荷増強添加剤、例えば参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５，９２８，８３０号に例証されるものであって、第四アンモ二ウム塩、より具体的にはジステアリルジメチルアンモニウムメチルスルフェート（ＤＤＡＭＳ）、ビス−１−（３，５−二置換−２−ヒドロキシフェニル）アキソ−３−（一置換）−２−ナフタレノラト（２−）クロメート（１−）、アンモ二ウムナトリウムおよび水素（ＴＲＨ）、セチルピリジ二ウムクロライド（ＣＰＣ）、ファナルピンク（ＦＡＮＡＬ  ＰＩＮＫ）ＲＴＭ．Ｄ４８３０など、およびその中で具体的に例証されているようなほかのもの等の添加剤もまた、本開示において利用することができる。
【００５０】
これらの電荷添加剤の添加量は、様々な有効量であり、例えばすべてのポリマー、導電性粒子、および電荷添加剤成分重量の合計を基準にして、約０．５〜約２０重量％であってもよい。
【００５１】
これらのコーティング粒子の合成後、このコーティングは、キャリヤーの表面上に組み込まれてもよい。様々な効果的で適切な方法を、キャリヤー粒子の表面へコーティングするために選択することができる。この目的のための具体的な方法の例は、ロール混合、タンブリング、微粉砕、振とう、静電粉末雲噴霧、流動床、静電ディスク加工処理、および静電カーテン等がある。例えば参照により本明細書に組み込まれている米国特許第６，０４２，９８１号参照。
【００５２】
キャリヤー表面上への粉末の組み込みに続いて、キャリヤーコアの表面上でのコーティング材料の流れを可能にするために加熱を開始してもよい。１つの実施形態において、これらのコーティング材料は、ロータリーキルンにおいて、または加熱押し出し機装置を通過させることによって、キャリヤーコアへ融合される。
【００５３】
１つの実施形態において、本開示の導電性ポリマー粒子が、あらゆる公知方法によってあらゆる公知型のキャリヤーコアを被覆するために用いられる。これらのキャリヤーはついで、電子写真印刷のための現像剤を形成するために、あらゆる公知トナーとともに組み込まれる。適切なキャリヤーコアは、例えば参照により本明細書に組み込まれている米国特許第４，９３７，１６６号および第４，９３５，３２６号に見ることができ、これは、粒状ジルコン、粒状ケイ素、ガラス、鋼、ニッケル、フェライト、マグネタイト、鉄フェライト、二酸化ケイ素等がある。
【００５４】
例えば約５マイクロメートル〜約１００マイクロメートルの範囲内の直径を有するキャリヤーコアが用いられてもよい。いくつかの実施形態において、これらのキャリヤーは、例えば約２０もしくは約３０マイクロメートル〜約８０もしくは約７０マイクロメートルである。
【００５５】
一般的にはこのコーティングは、約０．１〜約３．０％コーティング重量を用いて、このキャリヤーコアの表面積の約６０〜約１００％が被覆される。いくつかの実施形態において、この表面積の約７５〜約９８％は、約０．３〜約２．０％コーティング重量を用いて、このコーティングで被覆される。いくつかの実施形態において、表面積被覆率は、約１％コーティング重量を用いて、約８５〜約９５％である。
【００５６】
より小さいサイズのコーティング粉末の使用は、キャリヤーコアを十分にコーティングするのに、より少量の重量の被覆でよいので、より有利であることが分かっている。コーティングの使用が少ないと、コスト的に有利であり、分離したコーティングが少なくなり、トナー及び／または現像剤の摩擦電気荷電特性を妨害する。  いくつかの実施形態において、本開示は、キャリヤーの表面上にトナーを有する、本明細書に記載された、被覆されたキャリヤーに関する。さらなる実施形態において、本開示は、このような現像剤を含んでいる電子写真装置を目的とする。この電子写真装置において、本明細書に記載された現像剤は、静電潜像を形成して現像するために、あらゆる適切な画像化部材とともに用いられてもよい。
【００５７】
米国公開特許出願第２００５／００６４１９４号には、コアとポリマーコーティングとからなるキャリヤーであって、このコーティングが、カーボンブラックマトリックス中に含有された導電性ポリピロールまたはポリアニリンを含有するキャリヤーについて記載されている。いくつかの実施形態において、このポリマーコーティングは、ポリメチルメタクリレートおよびイーオノマー（EEONOMER）（商標）を含有している。
【００５８】
前記の適切な成分および工程側面が、本願開示の実施形態に選択されてもよく、上記特許出願は、全内容が参照により本明細書に組み込まれている。
【００５９】
次の実施例において、本開示の特定の実施形態を例証する。当業者なら、適切な試薬、成分比／濃度は、特定の生成物の特性を得るために、必要に応じて調節できることを理解するであろう。すべての部およびパーセンテージは、特に指摘がなければ重量である。
【００６０】
次の実施例において、この現像剤の導電性は、脱トナー（detoned）現像剤導電性である。導電性を測定するために、トナーがキャリヤーから除去され、導電性は、米国特許第５，１９６，８０３号に記載されている装置を用いて１０ボルトで測定される。
【実施例１】
【００６１】
ポリピロールで表面処理されているカーボンブラックからなるイーオノマー（商標）２００Ｆと、綜研ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）ＭＰ−１１６粒子とを、５〜９５重量％のイーオノマー（商標）／ＰＭＭＡ比で混合した。その結果生じた粉末を、１．７％のコーティング重量で、マグネタイトコア上に粉末コーティングした。その結果生じた被覆されたキャリヤーの導電性は、４．３３×１０-14（Ω・ｃｍ）-1であった。
【実施例２】
【００６２】
イーオノマー（商標）２００Ｆと、綜研ＰＭＭＡＭＰ−１１６粒子とを、２０〜８０重量％のイーオノマー（商標）／ＰＭＭＡ比で混合した。その結果生じた粉末を、１．７％のコーティング重量で、マグネタイトコア上に粉末コーティングした。その結果生じた被覆されたキャリヤーの導電性は、１．３３×１０-5（Ω・ｃｍ）-1であった。
【実施例３】
【００６３】
イーオノマー（商標）２００Ｆと、綜研ＰＭＭＡＭＰ−１１６粒子とを、５〜９５重量％のイーオノマー（商標）／ＰＭＭＡ比で混合した。その結果生じた粉末を、０．６％のコーティング重量で、マグネタイトコア上に粉末コーティングした。その結果生じた被覆されたキャリヤーの導電性は、２．９３×１０-11（Ω・ｃｍ）-1であった。
【実施例４】
【００６４】
イーオノマー（商標）２００Ｆと、綜研ＰＭＭＡＭＰ−１１６粒子とを、２０〜８０重量％のイーオノマー（商標）／ＰＭＭＡ比で混合した。その結果生じた粉末を、０．６％のコーティング重量で、マグネタイトコア上に粉末コーティングした。その結果生じた被覆されたキャリヤーの導電性は、９．８６×１０-6（Ω・ｃｍ）-1であった。
【００６５】
比較すると、コーティングされていない鋼は、２．１６×１０-8（Ω・ｃｍ）-1の導電性を有する。これに加えて、コーティングされていないマグネタイトは、８．２５×１０-9（Ω・ｃｍ）-1の導電性を有する。実施例２および４における、２０：８０イーオノマー（商標）／ＰＭＭＡ被覆されたマグネタイトは、コアマグネタイトよりも高い導電性を有するという事実に基づき、このキャリヤーの導電性経路は、このコーティングを通じてであることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、先行技術の被覆されたキャリヤーの導電性経路を描いている。
【図２】図２は、コーティングがコアよりも導電性がある、被覆されたキャリヤーの導電性経路を描いている。
【図１】
2007233385.tif 000003
【図２】
2007233385.tif 000004