(57)【要約】【課題】改善された印刷特性を含む、優れたＭＩＣＲ特性を示すキャリアを提供する。【解決手段】約８０ミクロンから約１５０ミクロンまでの直径を有する磁鉄鉱を含むキャリア組成物であって、前記キャリアが、約１０-8から約１０-11（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1までのキャリア伝導性を有し、約２０から約２００ボルトまでのキャリア破壊電圧を有するキャリア組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
約８０ミクロンから約１５０ミクロンまでの直径を有する磁鉄鉱を含むキャリア組成物であって、前記キャリアが、約１０-8から約１０-11（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1までのキャリア伝導性を有し、約２０から約２００ボルトまでのキャリア破壊電圧を有することを特徴とするキャリア組成物。
【請求項２】
前記直径が約１００から約１４０ミクロンまでである請求項１に記載のキャリア組成物。
【請求項３】
前記キャリア伝導性が、約１０-9から約１０-11（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1までである請求項１に記載のキャリア組成物。
【請求項４】
前記キャリア破壊電圧が、約５５から約１４５ボルトである請求項１に記載のキャリア組成物。
【請求項５】
トナー及びキャリアを含む現像剤組成物であって、前記キャリアは約８０ミクロンから約１５０ミクロンまでの直径を有する磁鉄鉱を含み、前記キャリアが、約１０-8から約１０-11（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1までのキャリア伝導性を有し、約２０から約２００ボルトまでのキャリア破壊電圧を有し、
前記トナーがスチレンブタジエン樹脂を含む、前記現像剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリア組成物及び現像剤組成物に関する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
改善された印刷特性を含む優れたＭＩＣＲ特性を示すキャリア及び現像剤についての必要性がある。さらに、改善されたトライボ及びＡt安定性を示すキャリア及び現像剤についての必要性がある。また、優れた現像剤寿命を有するキャリア及び現像剤についての必要性がある。さらに、許容可能なＭＩＣＲ特性を与えるトナーについての必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
実施形態は、約８０ミクロンから約１５０ミクロンまでの直径を有する磁鉄鉱を含むキャリア組成物を含み、このキャリアは、約１０-8から約１０-11（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1までのキャリア伝導性を有し、約２０から約２００ボルトまでのキャリア破壊電圧を有する。
【０００４】
さらに、実施形態は、トナー及びキャリアを含む現像剤組成物を含み、このキャリアは、約８０ミクロンから約１５０ミクロンまでの直径を有する磁鉄鉱を含み、このキャリアは、約１０-8から約１０-11（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1までのキャリア伝導性を有し、約２０から約２００ボルトまでのキャリア破壊電圧を有する。
【０００５】
実施形態は、さらに、トナー及びキャリアを含む現像剤組成物を含む現像剤ハウジング装置を含み、このキャリアは、約８０ミクロンから約１５０ミクロンまでの直径を有する磁鉄鉱を含み、このキャリアは、約１０-8から約１０-11（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1までのキャリア伝導性を有し、約２０から約２００ボルトまでのキャリア破壊電圧を有する。
【０００６】
実施形態は、さらに、トナー及びキャリアを含む現像材料組成物を含む現像剤ハウジング装置を備える静電複写装置を含み、このキャリアは、約８０ミクロンから約１５０ミクロンまでの直径を有する磁鉄鉱を含み、このキャリアは、約１０-8から約１０-11（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1までのキャリア伝導性を有し、約２０から約２００ボルトまでのキャリア破壊電圧を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
ここでは、或る実施形態においては、キャリアは特定の直径を有する磁鉄鉱を含み、或る実施形態においては、キャリアは特定のキャリア伝導性及びキャリア破壊電圧を有する、キャリア及びトナーをもつ現像剤を含むキャリア組成物を開示する。ここで述べられる実施形態におけるキャリア及びその現像剤は、改善された印刷特性を含む改善されたＭＩＣＲ特性を示す。さらに、ここでの実施形態におけるキャリア及び現像剤は、改善されたトライボ及びＡt安定性を示す。また、ここでの実施形態におけるキャリア及び現像剤は、優れた現像剤寿命を有する。さらに、ここでの実施形態におけるキャリア及び現像剤は、許容可能なＭＩＣＲ特性を与える（例えば、或る実施形態においては、拒否率は、０．５パーセントより少ない）。
【０００８】
或る実施形態においては、トナーは、樹脂粒子、磁鉄鉱粒子、ワックス、電荷増強添加剤、及び表面添加剤を含む。
【０００９】
より具体的には、トナー組成物は、スチレンメタクリレート、スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、ポリエステル及び同様なもの、スチレンブタジエンといった樹脂、例えば、約５００から約２０，０００Ｍｗまで、又は約１，０００から約７，０００Ｍｗ（重量平均分子量）までの低分子量ワックス及び同様なものを含む。実施形態においては、樹脂はスチレンブタジエンである。樹脂粒子は、約５０から約７５重量パーセントまで、又は約６０から約７０重量パーセントまで、又は約６２重量パーセントといった種々の効果的な量で存在することができ、ＰＬＩＯＴＯＮＥといったスチレンブタジエンコポリマーを含み、スチレンは、例えば、約６０から約９５重量パーセントの量で存在し、ブタジエンは、約５から約３０重量パーセントまでの量で存在し、又は、約８０から約９０重量パーセントのスチレンと、約１０から約２０重量パーセントのブタジエンの量で存在する。これらの樹脂は、例えば、トナーにより現像されたビニルのオフセットをほとんど示さない又はそれらが最小であるトナーを与える。
【００１０】
存在する磁鉄鉱の黒色を増強するために、幾多の好適な顔料を最初に選択することができる。これらの顔料は、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ及びＣｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能なＲＥＧＡＬ  ３３０といったカーボンブラックを含む。カーボンブラック顔料は、トナー成分の合計重量に基づいて、約１から約５重量パーセントまで、又は、約１から約３重量パーセントまでといった効果的な量で存在する。
【００１１】
トナーは、さらに、針状の、八面体の、球状の又は針状の磁鉄鉱といった磁鉄鉱を含むことができる。磁鉄鉱は、酸化鉄の混合物（ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3）を含む。磁鉄鉱は、約２０から約４０重量パーセントまでの量、又は約２４から約２６重量パーセントまでの量、又は約２５から約２６重量パーセントまでの量で存在する。トナーの残留磁気は、ＶＳＭ１５５又はこれに相当するデバイスなどの振動磁力計において、１，０００エルステッドの場の強度で測定した場合に、トナーの約７から約１４ｅｍｕ／ｇｒａｍまで、又は、約８から約１３ｅｍｕ／ｇｒａｍまで、又は、約９から約１２．５ｅｍｕ／ｇｒａｍまでである。さらに、Ｔｏｄａ  Ｋｏｇｙｏ  Ｉｎｃ．，から入手可能なもののような表面処理された磁鉄鉱を選択することができる。これらの処理済み磁鉄鉱は、例えば、約０．５から約２重量パーセントまでの量のリン酸塩、チタニウム又はシランカップリング剤成分といったコーティングを含むことができる。選択することができる未処理の及び処理済みの磁鉄鉱の特定の例は、Ｍａｇｎｏｘ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＭＡＧＮＯＸ  Ｂ−３５０及びＢ−３５３、ＩＳＫ  ｍａｇｎｅｔｉｃｓのＭＯ−４２３２、ＨＸ−３２０４、ＭＣＸ−２０９６、ＭＯ−７０２９及びＭＯ−４４３１％、又は、Ｔｏｄａ  Ｋｏｇｙｏ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＭＴＡ−７４０又はＭＴＡ−２３０を含む。表面処理済みの磁鉄鉱の例は、７０２９及び４４３１を含む。本発明の実施形態においては、磁鉄鉱は、Ｍａｇｎｏｘ  Ｂ−３５３である。
【００１２】
約５００から約２０，０００までの分子量をもち、ポリエチレン、ポリプロピレン及び同様なもの、及びパラフィンワックス及び同様なものを含むワックス。特定のワックスの例は、例えば、Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手されるＰＯＬＹＷＡＸ  １，０００、２，０００、及び３，０００といった約１，０００から約３，０００までの重量平均分子量をもつ結晶性ポリエチレンワックスを含む。これらのワックスは、例えば、約３から約９パーセントまで、又は、約３から約５パーセントまで、又は約４から約５パーセントまでといった種々の効果的な量で存在する。好適なワックスの特定の例は、０．９３と等しいか又はこれより大きい特定の重力をもつ高結晶性ポリエチレンワックスであり、このワックスは、Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。
【００１３】
トナーは、電荷制御添加剤を含むことができる。好適な電荷制御添加剤の例は、ＲＨＯＤＡＭＩＮＥ  ６Ｇの不溶性塩類、安息香酸、２−［６−（エチルアミノ）−３−（エチルイミノ）−３Ｈ−キサンテン−９−ｙｌ］エチルエステルを含むものである。
【００１４】
ローダミン塩類電荷制御添加剤は、ＦＡＮＡＬ  ＰＩＮＫ４８３０、４６８０、５４６０、５４８０及び同様なものとしてＢＡＳＦから入手することができる。電荷添加剤は、約０．５から約２重量パーセントまで、又は、約０．７から約１重量パーセントまでの量で存在する。実施形態においては、電荷制御添加剤は、ＦＡＮＡＬ  ＰＩＮＫ４８３０であり、ここでＸはシリコモリブデン酸塩である。
【００１５】
外面添加剤混合物は、ＡＥＲＯＳＩＬといったコロイダルシリカ又は処理済シリカ、チタン酸ストロンチウム、及びポリフッ化ビニリデンを含む。添加剤の各々は、約０．４から約２．０重量パーセントまで、又は、約０．４５から約１重量パーセントまでの量でトナーに存在する。例は、Ｗａｃｋｅｒ  ＨＤＫ  ２０５０  ＥＰ、Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手され、Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｃｏｕｎｔｅｒにより測定された場合に１．３ミクロンの平均直径サイズをもつＳｒＴｉＯ3  Ｃｏｄｅ  Ｎｏ．２８といったチタン酸ストロンチウム、及び、Ａｕｔｏｃｈｅｍから入手可能なＫＹＮＡＲ  ２１０Ｆ又は３１０Ｆといったポリフッ化ビニリデンを含む。
【００１６】
トナー組成物は、既知の溶融配合工程により準備され、又は、準備後、通常、押し出しにより、噴射され、分類されて、約５から約１２ミクロンまで、又は約８から約１０ミクロンまで、又は約９から約９．５ミクロンまで、又は約９．２５ミクロンの平均容量直径をもつトナー粒子を可能にする。
【００１７】
現像剤組成物においては、トナー粒子はキャリア粒子と混合され、或る実施形態においては、摩擦電気的に、トナー組成物とは反対の極性を帯びることができるキャリアと混合される。したがって、キャリア粒子は、正に帯電されたトナー粒子を可能にする負の極性になるように選択されて、キャリア粒子に及びその周りに付着するようにすることができる。キャリア粒子の例示的な例は、磁鉄鉱、鉄粉、鋼、ニッケル、鉄、銅亜鉛フェライトを含むフェライト、酸化鉄磁性体及び同様なものを含む。或る実施形態においては、キャリアは、日本国所在のＫａｎｔｏ  Ｄｅｎｋａ  Ｋｏｇｙｏ（ＫＤＫ）からのＸＭ−９１１（コーティングをもつ１２０ミクロンの磁鉄鉱、及び他の知られていない成分を含むことができる）である。選択されたキャリア粒子は、コーティングと併せて用いてもよいし、又はコーティングなしで用いてもよい。
【００１８】
さらに、非球状の形状とすることができるキャリア粒子の直径は、Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＭａｓｔｅｒＳｉｚｅｒ  Ｘにより測定した場合に、一般に、約８０から約１５０ミクロンまで、又は、約１００から約１４０ミクロンまで、又は約１１０から約１３０ミクロンまで、又は約１１２から約１２０ミクロンまで、又は約１１３．９から約１１５ミクロンまでである。
【００１９】
さらに、Ｘｅｒｏｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ＶＢ／Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  Ａｕｔｏｍｅｔｅｒにより測定した場合のキャリア粒子の破壊電圧は、一般に、約２０から約２００ボルトまで、又は約５５から約１４５ボルトまで、又は約８２から約１２４ボルトまでである。
【００２０】
キャリア成分は、約１００重量部のキャリア当たり、例えば、約２から約６まで、又は約３から約５までの重量部のトナーといった種々の好適な組み合わせでトナー組成物と混合することができる。
【００２１】
キャリア伝導性は、Ｘｅｒｏｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ＶＢ／Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  Ａｕｔｏｍｅｔｅｒにより１０ボルトで測定した場合に、約１０-8から約１０-11（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1まで、又は、約１０-10から約１０-11（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1までである。
【００２２】
ここでは、現像剤は、Ｈａｌｌ流量計で測定した場合に、約１．５４から約２．１４グラム／秒まで、又は、約１．６９から約１．９９グラム／秒まで、又は約１．７４から約１．９５グラム／秒までの現像剤の流れを有する。
【００２３】
現像剤伝導性は、Ｘｅｒｏｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ＶＢ／Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  Ａｕｔｏｍｅｔｅｒにより１０ボルトで測定した場合に、約１０-14から約１０-10（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1まで、又は、約１０-14から約１０-13（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1まで、又は、約３．３１×１０-14から約１．９１×１０-14（ｏｈｍｓ−ｃｍ）-1までである。
【実施例１】
【００２４】
トナーの準備
Ｂａｎｂｕｒｙ装置及びラバーミルにおける溶融配合により、トナーを準備し、次いで機械的摩損が続き、このトナーは、ＰＬＩＴＯＮＥとしてＧｏｏｄｙｅａｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手される９０重量パーセントのスチレンと、１０重量パーセントのブタジエンとを含む６１．７５重量パーセントのスチレンブタジエンコポリマーと、２６重量パーセントの針状磁鉄鉱ＭＡＧＮＯＸ  Ｂ−３５３と、５重量パーセントの高結晶性ポリエチレンワックスＰＯＬＹＷＡＸ  ２０００と、１．０重量パーセントのＢＡＳＦから入手されるＲＨＯＤＡＭＩＮＥのホスホモリブデン酸塩、ＦＡＮＡＬ  ＰＩＮＫ  ４８３０と、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手される３重量パーセントのＲＥＧＡＬ  ３３０カーボンブラックと、を含む。ＡＦＧ  ＦＬｕｉｄｉｚｅｒ  Ｂｅｄ  Ｊｅｔ  Ｍｉｌｌにおける微粉化は、Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｃｏｕｎｔｅｒにより測定された場合に９．２５ミクロンの中位径の容量をもつトナー粒子を可能にする。次いで、４ミクロンより小さい中位径の容量をもつ微細粒子を除去する目的のために、前述のトナー粒子をＤｏｎａｌｄｓｏｎ  Ｍｏｄｅｌ  Ｂ分類器において分類する。結果として取得されるトナー粒子は、平均容量サイズ又は９．２５ミクロンの直径を有する。
【００２５】
次いで、結果として得られたトナー粒子表面に、Ｌｏｄｉｇｅブレンダ内で、１．０重量パーセントの疎水性の正に帯電されたシリカ、ＷａｃｋｅｒＣｈｅｍｉｅ  ＧｍｂＨ  ＨＤＫ  Ｈ２０５０  ＥＰを配合することにより、Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手された１重量パーセントのチタン酸ストロンチウム（Ｃｏｄｅ  ２１８）及び北アメリカ所在のＡｔｏｃｈｅｍ  Ｉｎｃ．から入手される０．４５重量パーセントのポリフッ化ビニリデン、ＫＹＮＡＲ  ２０１を加えた。
【実施例２】
【００２６】
約１００重量部のキャリア当たり４重量部のトナーである、４．０パーセントのトナー濃度で、前述の調剤されたトナー組成物をキャリア（１２０ミクロンの磁鉄鉱）と混合することにより、現像剤組成物を準備した。
【００２７】
塗料混合器において、１００グラムの現像剤を８オンスのジャーの中で１５分間振り、次いで、Ｆａｒａｄａｙ  Ｃａｇｅ装置においてトナーの電荷を測定することにより、前述の現像剤におけるトナーの摩擦電気的電荷を求めた。トナーの電荷は、正の１０マイクロクーロン／グラムであると求められた。現像剤を、次いで、付加的な２．０重量パーセントのトナーに加え、この現像剤を１５秒間振り、その後、トナーの電荷分布を、Ｘｅｒｏｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのトナー電荷分光器において測定した。電荷スペクトルは、帯電されていない付加的な２．０重量パーセントのトナーが、１５秒又はそれ以下で、現在のトナーと混ぜられたことを示す単一の狭いピークを示した。トナーの平均電荷分布（Ｑ／Ｄ）は０．５５４ｆＣ／ミクロンであり、ここでＱは、トナー粒子上の電荷であり、Ｄは粒子の直径である。Ｑ／Ｄにより分られるＱ／Ｄの標準偏差により求められる分布幅は、０．６８４であった。
【実施例３】
【００２８】
機械環境で現像剤組成物を試験する
前述の現像剤組成物を用いて、Ｘｅｒｏｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｆｅｅｄ  ＤＰ５２５／１０５０  ＭＸ  Ｐｒｉｎｔｅｒ装置において生成された潜像を紙の基板に現像し、各々が４から３０パーセントのカバー範囲をもつ画像が１４０万枚のコピーに対して紙に定着された。さらに、この試験は、６０から８０Ｆ°までの温度及び２０から８０パーセントまでの相対湿度の下で行った。現像剤帯電特性（Ａt）は、約３０から約５０までの範囲で残り、これは、現像剤におけるトナーの摩擦電気電荷及びトナー濃度の周期的な測定により求められるように、試験全体にわたる与えられた環境のいずれにおいても、すなわち、１４０万枚のコピーに対して基本的には一定である。例えば、Ａtの値は、以下の計算から求められるように、この試験全体にわたり約３０から約５０までで残り、すなわち、積１にトナー濃度（ＴＣ）を加算し、これを電荷Ｑ／Ｍで乗じる、すなわちＡt＝（１＋ＴＣ）＊Ｑ／Ｍ。例えば、約８マイクロクーロン／グラムの電荷と、約４パーセントのトナー濃度は、約４０のＡtの値を与える。
【００２９】
磁気文字をその上にもつ小切手である定着された画像は、Ｍａｃｂｅｔｈ  Ｄｅｎｓｉｔｏｍｅｒ上で測定した場合に、小切手の文字が、約１．０から約１．３までの高い光学密度（中実領域の画像の光学密度）を有し、背景領域においてはトナーの現像が非常に低い、すなわち、背景の堆積が最小である、優秀な品質のものである。感光体の周期的な視覚的な微視的検査は、１ミリメートル又はそれ以下の小さい跡のような、トナーが感光体上に衝突するといったいかなる証拠も示すことがなく、すなわち、１４０万枚のコピーに対して、望ましくないコメットがなかったことになる。Ｘｅｒｏｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの試験プリンタ清掃サブシステムの審査は、その部品に過度な磨耗がなかったことを示した。
【００３０】
前述の現像剤から準備された５００枚の小切手がＩＢＭ  ３８９０リーダ／ソータを通された場合には、書き込みヘッド及び読み取りヘッド上の保護ホイルに対してオフセットされているトナーは、視覚的な微視的検査により証明されたように存在せず、小切手上を汚す画像はなかった。これらの小切手は、付加的な１９のパスのためにＩＢＭ  ３８９０を繰り返し通されて、その後、保護ホイルの検査により、ほんのわずかな汚染の証拠があった。