JPH0659496A - トナーの摩擦帯電特性の調節方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー組成物及び現像剤の摩擦帯電特性をそ
の混合物及びコピー品質特性に不利な影響を及ぼさずに
調節する。 【構成】 樹脂、顔料及び電荷調節剤を含むトナー組成
物であって、カルボン酸の濃度に依存しない摩擦帯電特
性を付与するのに要する濃度より低い最終濃度のカルボ
ン酸の内部量を含む乾燥トナー組成物の摩擦帯電特性の
調節方法であって、トナー組成物の調製中に内部添加剤
として追加カルボン酸を少なくともカルボン酸の濃度に
依存しない摩擦帯電特性を付与するのに要する濃度まで
カルボン酸の最終濃度を増加させるのに十分な量で添加
することを含む方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的にはトナー及び
現像剤の摩擦帯電特性の調節方法に関し、更に詳細には
トナー組成物の調製中に内部添加剤としてカルボン酸を
添加することによる摩擦帯電値の調節に関する。

【０００２】

【従来の技術】下記引例が興味深い：Mahabadi等の米国
特許第 4,894,308号には、溶媒を存在させずに顔料及び
電荷調節添加剤を予備混合し、引き続き予備混合した顔
料及び電荷調節添加剤並びに樹脂を混合し、顔料、電荷
調節添加剤及び樹脂を押出すことを含むトナー組成物の
調製方法が開示されている。Bailey等の米国特許第 3,8
88,678号には、材料表面を選ばれた電荷調節剤の十分量
で変化させることにより材料表面の帯電特性を調節する
ことが開示されている。Lu等の米国特許第 4,411,974号
には、o-ハロフェニルカルボン酸電荷促進添加剤が開示
されている。 Tamai等の米国特許第 4,062,789号には、
トナー粒子、マレイン酸の半アルキルアミドとα−ジイ
ソブチレンのコポリマー及び有機酸を含む調節剤及びキ
ャリヤー液体を混合することにより製造した液体現像剤
が開示されている。有機酸は、安息香酸及びコハク酸と
されている（例えば第３欄、４０−５２行参照）。 Yoe
rger等の米国特許第 5,061,593号には、コートされたキ
ャリヤー粒子が開示されている。電荷調節剤の濃度が指
定されたある種安息香酸及びナフトエ酸の複合体を含む
電荷調節剤が開示されている（例えば第６欄、５３−６
２行参照）。Tomiyama等の米国特許第 4,939,060号に
は、金属複合酸電荷調節剤を含む磁性トナーが開示され
ている。Gibsonの米国特許第 4,891,286号には、キャリ
ヤー液体不溶性モノマー有機酸をトナー溶液に加えるこ
とによって顔料電荷均一性及び移動性が改良される液体
トナー分散液が開示されている。好ましい酸としては、
安息香酸、コハク酸、p-トルエンスルホン酸、フェニル
ホスホン酸、サリチル酸並びに2-ニトロ及び4-ニトロ安
息香酸が挙げられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、トナ
ー組成物及び現像剤の摩擦帯電特性をその混合物及びコ
ピー品質特性に不利な影響を及ぼさずに調節するもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のこれらの及び他
の目的は、樹脂、顔料及び電荷調節剤を含むトナー組成
物であって、カルボン酸の濃度に依存しない摩擦帯電特
性を付与するのに要する濃度より低い最終濃度のカルボ
ン酸の内部量を含む乾燥トナー組成物の摩擦帯電特性の
調節方法であって、トナー組成物の調製中に内部添加剤
として追加カルボン酸を少なくともカルボン酸の濃度に
依存しない摩擦帯電特性を付与するのに要する濃度まで
カルボン酸の最終濃度を増加させるのに十分な量で添加
することを含む方法を提供することによって達成され
る。１実施態様においては、トナー組成物が樹脂１kg当
たり第１カルボン酸０−約１．５ｘ１０^-3モル未満の最
終濃度の第１カルボン酸の内部量を含む樹脂、顔料及び
電荷調節剤を含む乾燥トナー組成物の摩擦帯電特性の調
節方法であって、その方法がトナー組成物の調製中に内
部添加剤として第２カルボン酸をトナー組成物１kg当た
り少なくとも約１．５ｘ１０^-3モルまで第１及び第２カ
ルボン酸の最終濃度を上げるのに十分な量で添加するこ
とを含む方法が提供される。本明細書で用いられる“内
部”とは、トナー粒子表面に残存する流動添加剤のよう
な成分とは反対に溶融混合工程で混合される成分を意味
する。実施態様において“最終濃度”とは、カルボン酸
のいくらかが取り除かれるトナー加工後のカルボン酸濃
度を意味する。例えば、“最終濃度”は、流動助剤のよ
うな外部トナー添加剤の添加及びトナー組成物の調製が
完了した後に測定される。“最終濃度”は、トナー組成
物の調製中に測定されるが、カルボン酸のいくらかが取
り除かれるトナー加工後に測定されねばならない。

【０００５】適切な種々の樹脂が本発明のトナー組成物
に選ばれる。適切なトナー樹脂の例としては、架橋ポリ
エステルのような架橋樹脂（例えば同時係属中の米国出
願第07/814,641号及び同第07/814,782号参照) 、スチレ
ンアクリレート、スチレンメタクリレート、ポリアミ
ド、エポキシ、ジオレフィン、ポリウレタン、ビニル樹
脂及びジカルボン酸とジフェノールを含むジオールの高
分子エステル化生成物のようなポリエステルが挙げられ
る。ビニルモノマーのホモポリマー又は２種以上のコポ
リマーを含む適切ないかなるビニル樹脂も本出願のトナ
ー樹脂に選ばれる。その代表的なビニルモノマー単位と
しては、スチレン、p-クロロスチレン、ビニルナフタレ
ン、エチレン、プロピレン、ブチレン及びイソブチレン
のような不飽和モノオレフィン；塩化ビニル、臭化ビニ
ル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、
安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルハロゲン化物；
メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-ブチルア
クリレート、イソブチルアクリレート、ドデシルアクリ
レート、n-オクチルアクリレート、2-クロロエチルアク
リレート、フェニルアクリレート、メチルα−クロロア
クリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレ
ート及びブチルメタクリレートを含むモノカルボン酸の
エステルのようなビニルエステル；アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、アクリルイミド；ビニルメチルエ
ーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルエチルエー
テル等のビニルエーテル；ビニルメチルケトン、ビニル
ヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニ
ルケトン；塩化ビニリデン、クロロフッ化ビニリデン等
のようなビニリデンハロゲン化物；及びN-ビニルインド
ール、N-ビニルピロリデン等が挙げられる。スチレンブ
タジエンコポリマー、Goodyear Company製の Pliotone
(登録商標) 及びその混合物も有効である。ポリ−ｎ−
ブチルメタクリレートを含む樹脂；スチレン８７重量％
及びブタジエン１３重量％を含むスチレン／ブタジエン
コポリマー；スチレン５０−６０重量％、n-ブチルメタ
クリレート５０−４０重量％及びジビニルベンゼン０．
１−０．３重量％を含むジビニルベンゼン２０−５０％
ゲルで架橋されたスチレン／n-ブチルメタクリレートコ
ポリマー；及びスチレン５０−６０重量％及びn-ブチル
メタクリレート５０−４０重量％を含むスチレン／n-ブ
チルメタクリレートコポリマーが特に好ましい。１種又
は複数の樹脂は、通常トナー組成物の約３０−９９重量
％、好ましくは約５０−９９重量％及び更に好ましくは
約７０−９５重量％の量で存在させるが、これ以上又は
これ以下の量で存在させてもよい。

【０００６】摩擦調節法においては適切で効果的ないか
なるカルボン酸を用いてもよい。カルボン酸は、式Ｒ−
ＣＯＯＨを有することが好ましく、ここでＲは水素、メ
チル、プロピル、エチル、ブチル、ペンチル、ヘキシ
ル、オクチル、ブタジエン等の炭素原子１−約２５個を
含む脂肪族炭化水素；シクロプロピル、シクロペンタジ
エニル、シクロヘキシリデン等の炭素原子３−約２５個
を含む脂環式炭化水素；ベンゼン、ペンタレン、インデ
ン、ナフタレン、アントラセン、ビフェニレン、ビフェ
ニル、ターフェニル等の炭素原子約６−２５個を有する
単又は多環式芳香族炭化水素である。置換基Ｒは、場合
によってはメチル、エチル、エチレン、プロピル、プロ
ピレン等の１−約１０個の脂肪族炭素原子；塩素、臭
素、ヨウ素のようなハロゲン；メトキシ、エトキシ、ブ
トキシ等の炭素原子１−約１０個を有するアルコキシ；
及びカルボキシルから独立して選ばれたもの１個以上で
１−４回置換される。カルボン酸は、塩素、臭素又はヨ
ウ素のような１、２又は３個のハロゲンで置換された安
息香酸、フタル酸、ナフトエ酸及びその誘導体のような
芳香族であることが特に好ましい。ハロゲン置換芳香族
カルボン酸の例は、２、４−ジクロロ安息香酸である。
上記酸の混合物も用いられる。本発明で用いられるカル
ボン酸は、通常樹脂可溶性及び／又は樹脂分散性であ
る。

【０００７】１実施態様においては、本発明によるカル
ボン酸を添加する前に、典型的にはトナー樹脂の調製で
重合開始剤として過酸化物を使用することによって生じ
た副生成物であるカルボン酸残留物がトナー樹脂中に存
在する。具体的な過酸化物開始剤としては、過酸化ベン
ゾイル、２、５−ジメチル、２、５−ジ（ベンゾイルペ
ルオキシ）ヘキサン、t-ブチルペルオキシベンゾエート
及びt-アミルペルオキシベンゾエートが挙げられ、ここ
でこれらの開始剤は安息香酸を生じる。開始剤２、４−
ジクロロベンゾイルペルオキシドは、２、４−ジクロロ
安息香酸を生じる。開始剤ジ−ｔ−ブチルジペルオキシ
フタレートは、フタル酸を生じる。添加カルボン酸がト
ナー樹脂中のカルボン酸残留物と同一又は異なる酸であ
ってもよいことは理解される。またカルボン酸残留物が
本明細書で記載したカルボン酸であることができるが、
必ずしも１種以上の重合開始剤からの副生成物でないこ
とも理解される。

【０００８】Regal 330(登録商標) のようなカーボンブ
ラック、市販のマピコ(Mapico)ブラックを含む磁性酸化
物の混合物を含むマグネタイト、ニグロシン染料、シア
ン、マゼンタ、イエロー、ブルー、グリーン、ブラウン
等の着色顔料及びその混合物を含む適切な種々の顔料粒
子を使用することができ、Regal 330(登録商標) カーボ
ンブラックのようなカーボンブラックが好ましい着色剤
である。これらの顔料粒子は、約３−２０重量％の量で
トナー組成物に存在させる。顔料粒子がマグネタイトで
ある場合、約２−７０重量％、好ましくは約３−２５重
量％の量でトナー組成物に存在させる。

【０００９】米国特許第 4,937,157号及び同第 4,904,7
62号に開示されている第四級アンモニウム化合物；米国
特許第 4,298,672号に開示されているセチルピリジニウ
ムハライド及びセチルピリジニウムテトラフルオボレー
トを含むアルキルピリジニウム化合物；米国特許第 4,3
38,390号に開示されている有機スルフェート及びスルホ
ネート化合物等の適切で効果的な内部及び外部電荷調節
添加剤は、本発明のトナー組成物に混合することができ
る。電荷調節剤としては、ジメチルジステアリルアンモ
ニウムビスルフェート；ジメチルジステアリルアンモニ
ウムメチルスルフェート；ジメチルジステアリルアンモ
ニウムスルフェート；セチルピリジニウムクロリド；ジ
メチルジステアリルアンモニウムヘキサフルオロホスフ
ェート；及びアルキルアンモニウムナフトールスルホネ
ートからなる群から選ばれた第四級アンモニウム塩が特
に好ましい。電荷促進添加剤は、通常約０．１−２０重
量％の量で最終トナー組成物に存在させる。カルボン酸
は、内部又は外部電荷調節添加剤として使用してもよ
い。

【００１０】場合によっては、外部添加剤もまた本発明
で得られたトナーに存在させてもよい。例えばトナー流
れを助けるべきとき又はフォトレセプターの洗浄のよう
な機能を助けるために潤滑を必要とするときのような場
合に、外部添加剤が適用される。外部添加剤の量はトナ
ー組成物の重量％によって測定されるが、トナーの％組
成物を計算する場合には含めない。例えば、樹脂、顔料
及び外部添加剤を含むトナー組成物は樹脂８０重量％及
び顔料２０重量％を含み、存在させる外部添加剤量は混
合樹脂と顔料の重量％によって報告される。外部添加剤
には、フュームドシリカ、Degussa 、Inc.製の Aerosil
R972(登録商標) のようなシリコン誘導体、酸化第二
鉄、Unilinのようなヒドロキシ末端ポリエチレン、低分
子量物質が好ましく、分子量約１，０００−２０，００
０を有するものを含み、ポリエチレン及びポリプロピレ
ンを含むポリオレフィンワックス、ポリメチルメタクリ
レート、ステアリン酸亜鉛、酸化クロム、酸化アルミニ
ウム、酸化チタン、ステアリン酸、Kynar(登録商標) の
ようなフッ化ビニリデン樹脂及び他の既知あるいは適切
な添加剤を含む静電写真用トナーに使用するのに適切な
いかなる添加剤も含まれる。外部添加剤は、本発明の目
的が達成されるならばいかなる量で存在させてもよく、
約０．１−３重量％の量で存在させることが好ましい。
本発明の方法の場合、これらの添加剤は通常トナー粒子
が調製されサイズが分級された後にトナー組成物に導入
される。

【００１１】本発明は、押出し、バンバリー装置又は連
続混合機（例えばファーレル連続混合機）の溶融混合、
噴霧乾燥、分散重合、溶液重合等を含むトナーを調製す
るのに適切ないかなる方法によっても用いられる。押出
しによるトナー加工はバンバリー法にない多くの利点を
有するので好ましく、例えば押出しはバッチ法よりむし
ろ連続法であり、押出法の方がオートメーションに適切
であり、より経済的な操作である。押出しは、トナー成
分を乾燥混合し、これを押出機に入れ、混合物を溶融及
び混合し、材料を押出し、押出した材料をペレット形に
変えることを伴う連続法である。ペレットは更に、グリ
ンディング又はジェッティングによりサイズが変えら
れ、次いで粒子サイズに分級される。代表的な押出装置
及び方法は米国特許第 4,110,844号、同第 4,894,308号
及び同第 4,973,439号に記載されている。一般的に、本
発明の目的が達成されるならば、単軸押出機又は二軸押
出機のような電子写真用トナーを調製するのに適切ない
かなる押出機を使用してもよい。例えば、適切な１つの
押出機は、DAVO GMBH & Company 、Troisdorf 、WestGe
rmany製のDAVO押出機であり、これはスクリュー径２２
ミリメートル及び径に対する長さ(L/D）比２３．２を有
するスクリューが噛み合っている異方向に回転する二軸
押出機である。もう１つの適切な装置は、Werner & Pfl
eiderer Corporation 、Ramsey、New Jersey製のZSK-30
押出機であり、これはスクリュー径３０．７ミリメート
ル及びL/D 比２８．３を有し、３７．２まで伸ばせるス
クリューが噛み合っている同方向に回転する二軸押出機
である。本発明をより理解するために、本発明の方法に
適切な代表的なトナー押出装置を図１に示す。

【００１２】図１には、起動モーター手段３、ギア径違
い継手手段５、ベルト手段７、ブレンディングチャンバ
手段９、スクリュー手段１１、上流供給又はホッパー手
段１３、下流供給又はホッパー手段１４、熱電対手段１
５、加熱要素手段１７及びダイ又はヘッド圧手段１９を
含む二軸押出デバイスが示される。操作においては、ト
ナー樹脂粒子、顔料粒子、カルボン酸及び電荷調節添加
剤のような押出されるべき成分は、第１上流供給手段１
３及び第２下流供給手段１４から押出装置に入る。カル
ボン酸は、押出機に入れる前に予備押出トナー成分に直
接添加されるか又は他の成分の１種と予備混合される。
本発明の１実施態様においては、添加カルボン酸は押出
機に添加する前に他の成分（トナー樹脂、顔料又は電荷
調節添加剤）の１種と予備混合され、その予備混合物は
他の成分と一緒に上流供給（手段１３）、下流供給（手
段１４）又はその両方を介して添加される。本発明のも
う１つの実施態様においては、添加カルボン酸及び電荷
調節添加剤は上流供給（手段１３）を介して押出機に一
緒に添加され、押出され、引き続き樹脂及び顔料が下流
供給（手段１４）を介して押出機に添加される。成分
は、スクリュー１１の回転によってチャンバ９内でブレ
ンドされ十分に混合される。ブレンディングは、通常加
熱（手段１７）によって制御された高温で行われる。

【００１３】更に図１に関して、スクリュー１１の速度
は本発明の目的が達成されるならば適切ないかなる値で
あることもできる。通常、スクリュー（１１）の速度は
毎分５０−３００回転である。熱電対（１５）によって
制御され、加熱（手段１７）によって生じる温度は約８
０−２００℃である。ダイ又はヘッド圧（１９）は、１
平方インチ当たり約５０−５００ポンドの圧力を生じ
る。１実施態様においては、スクリューは毎分約２００
回転で回転し、チャンバ（１１）の温度は約１３０℃に
維持され、ダイ又はヘッド圧は約５０ポンド／平方イン
チである。導入されたポリマー樹脂粒子、顔料粒子、カ
ルボン酸及び電荷調節添加剤の量のようなブレンディン
グチャンバに関係のあるパラメーターは、一般にバンバ
リーミルミキシング装置で行われる処理に続いて得られ
たトナー組成生成物をサンプリングすることにより制御
することができる。

【００１４】添加カルボン酸とトナー成分の１種との物
理的予備混合は、数種の方法で行われる。例えば、バッ
チ密閉式混合機又は連続配合押出機で約１−８分間溶融
混合することができる。後者の方法は、副押出機を備え
るか又は材料を下流位置に供給させるように配置するこ
とができる種々のバレル部分及び特定の方法に配列する
ことができる種々のスクリュー要素を有するWerner & P
fleiderer ZSK-30押出機のような二段押出機を使用する
ことによって全押出工程と容易に組み合わせられる。例
えば、電荷調節添加剤及びカルボン酸を押出機に添加す
る前に予備混合する場合、電荷調節添加剤及びカルボン
酸は室温、即ち約２５℃で約１−６０分間混合すると予
備混合されたカルボン酸−電荷調節添加剤が生じる。予
備混合粒子及びトナー樹脂は、引き続きトナー調製用押
出機に添加することができる。また、この方法は電荷調
節剤とカルボン酸を押出機の供給部分に添加することに
より押出機の上流部分でこれらの成分を予備混合するこ
とによって行われる。次いでポリマー樹脂と顔料を押出
機の下流供給口に添加することによりトナー組成物が溶
融混合される。カルボン酸とトナー成分の１種とを押出
機に添加する前に予備混合する場合、室温で約１−６０
分間予備混合する。次いで押出しは、約１００−２００
℃、好ましくは約１００−１５０℃で約０．５−８分間
行われる。

【００１５】本発明の実施態様においては、カルボン酸
と電荷調節剤との予備混合は電荷調節添加剤約５０−９
０重量部とカルボン酸約１０−５０重量部との混合を伴
い予備混合物を得る（重量部は電荷調節剤とカルボン酸
の全重量に基づく）。引き続き、予備混合カルボン酸と
電荷調節添加剤約０．１−３重量部と樹脂と顔料約９７
−９９．９重量部とを混合することによりトナーが押出
機で調製される（重量部は予備混合カルボン酸と電荷調
節剤、樹脂及び顔料の全重量に基づく）。電荷調節添加
剤を含む上記予備混合が同一又は類似値のトナー樹脂又
は顔料を代わりに使用してもよいことは理解される。ま
たトナー樹脂、顔料及び／又は電荷調節剤の追加量が押
出し前にこれらのトナー成分の１種以上を添加カルボン
酸と予備混合する場合に用いられることも理解される。
カルボン酸を押出機に個別に添加する及び／又は他のト
ナー成分の１種と予備混合するのに加えて又は代わりと
して、カルボン酸はモノマー樹脂からトナー樹脂を重合
する間に添加される。スチレン／ブタジエンコポリマー
のようなトナー樹脂の典型的なフリーラジカル懸濁重合
は、米国特許第 5,089,295号及び同第 4,558,108号に例
示されている。１実施態様においては、カルボン酸の十
分量は樹脂の重合中に添加されてこの明細書に記載され
た最終カルボン酸濃度が得られている。

【００１６】トナー成分の押出しに続いて、押出された
材料はサイズが変えられる。例えば、押出された材料は
Berlyn Corporation製又はCumberland Inc. 又はConair
Inc. 製を含む市販のペレタイザーのいずれかを用いて
ペレット形に変えられる。１実施態様においては、スト
ランド形の押出物を冷却し、これを冷水槽に通過させて
固化する。次いでペレタイザーはストランドを乾燥し、
ペレットに切断する。その後、ペレットを機械的細砕デ
バイスを用いて平均粒径約１ミリメートルの小さな粒子
に粉砕する。こうして得られた粗粒子を次いで流動エネ
ルギーミルのような微細砕デバイスを使用して平均径約
５−２０μのより小さなトナーサイズ粒子に変える。次
いで粒子サイズ分布を狭くするために分級工程が行われ
て粒径約１−３０μの粒子を有し、平均粒径が約７−２
０μであるトナー組成物を生じる。トナー粒子の分級に
続いて、外部添加剤がトナー粒子と混合される。トナー
中に残存しているカルボン酸（例えば安息香酸）（並び
に出発樹脂中の残留物）の量は、まずトナーを塩化メチ
レンに溶解し、次いでメタノールを添加してポリマーを
沈澱させることにより求められる。得られた上澄液を液
体クロマトグラフに注入すると溶離カルボン酸が見ら
れ、その紫外線吸収によって測定される。

【００１７】その後、得られたトナーは、キャリヤー粒
子と混合することによって２成分現像剤に処方すること
ができる。適切な種々のキャリヤー材料は、これらのキ
ャリヤー粒子がトナー粒子の電荷と反対極性の電荷を摩
擦電気的に得ることができるとすれば本発明の現像剤組
成物を処方するのに選ばれる。これらのキャリヤーの例
としては、ガラス、スチール、ニッケル、銅及び亜鉛の
ようなフェライト、二酸化ケイ素等の物質が挙げられ、
金属キャリヤー、特に磁性キャリヤーが好ましい。これ
らのキャリヤーはコーティングあり又はなしで使用する
ことができ、コーティングの例としてはポリスチレン、
ホモポリマー、コポリマー及びターポリマーのような樹
脂；フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、塩化ビニル、塩
化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレンのようなハ
ロゲン含有エチレンのポリマー、塩化ビニル／クロロト
リフルオロエチレンコポリマー、塩化ビニル／酢酸ビニ
ルコポリマー、クロロトリフルオロエチレンポリマー及
び既知の種々の塩化ビニルターポリマーが挙げられる。
ポリメチルメタクリレートで代表されるアクリルポリマ
ー及びコポリマー及びシロキサンポリマーもまた、特に
負帯電トナーが所望される場合に有効なキャリヤーコー
ティングである。直径が例えば約２５−１，０００μ、
好ましくは約４０−１５０μを有するコートキャリヤー
粒子を選ぶことができ、十分な密度や慣性を与えて現像
工程中に静電像に付着するのを回避する。使用すること
ができる代表的なキャリヤーの多くは、米国特許第 2,6
18,441号、同第 2,638,522号、同第 3,533,835号、同第
3,526,533号、同第 3,590,000号、同第 3,847,604号、
同第 3,767,598号、同第 4,233,387号、同第 4,935,326
号及び同第 4,937,166号に記載されている。キャリヤー
粒子は、適切な種々の組み合わせでトナー粒子と混合す
ることができる。キャリヤー約１０−２００重量部に対
してトナー約１重量部が混合される。

【００１８】本方法は、カルボン酸の内部トナー残留物
の最終濃度が摩擦束縛レベルより低い、例えばカルボン
酸の濃度に依存しない摩擦帯電特性を付与するのに要す
るより低い場合に用いられる。カルボン酸の十分量は、
最終カルボン酸濃度を少なくとも摩擦束縛に必要な濃度
まで上げるために内部トナー添加剤として加えられる。
この濃度においてまたこれ以上においては、摩擦は通常
カルボン酸レベルにより影響されない。正確な摩擦束縛
濃度又は飽和レベルはトナー組成物及び／又はトナー調
製法で用いた個々の成分に左右されるが、通常トナー組
成物１kg当たりカルボン酸約１．５ｘ１０^-3−２．０ｘ
１０^-3モルである。ある実施態様においては、摩擦束縛
濃度はトナー組成物１kg当たりカルボン酸約１．５ｘ１
０^-3−１．８ｘ１０^-3モルである。従って、カルボン酸
はカルボン酸（又は異種カルボン酸の混合物）の最終濃
度をトナー組成物１kg当たり少なくともカルボン酸１．
５ｘ１０^-3モル、好ましくはトナー組成物１kg当たり約
１．５ｘ１０^-3モルからその約５０％以上まで、更に好
ましくはトナー組成物１kg当たり１．５ｘ１０^-3モルか
らその約２０％以上まで、最も好ましくはトナー組成物
１kg当たり１．８ｘ１０^-3モルまで上げるのに十分な量
で加えられる。典型的には、押出加工によりカルボン酸
のいくらかを含むトナー成分の一部が真空除去される。
上記最終カルボン酸濃度を得るためには、それに対して
調整するカルボン酸の十分量を添加することによって真
空除去の影響の要因に分解させることが必要である。従
って、例えばトナー組成物１kg当たりカルボン酸約１．
５ｘ１０^-3モルの摩擦束縛濃度に達するためにトナー樹
脂１kg当たり少なくともカルボン酸約６ｘ１０^-3モルの
予備押出濃度が必要とされる。バンバリー又は低温／無
水注入／非真空押出し条件下、カルボン酸添加率はトナ
ー組成物１kg当たりカルボン酸約１．５ｘ１０^-3−３ｘ
１０^-3モルであることが予想される。

【００１９】本発明は、トナー組成物の摩擦帯電（電荷
の加減）を例えば１−５マイクロクーロン/g, 好ましく
は２−３マイクロクーロン/gで調節させる。摩擦調節法
は、混合物や像のシャープさのような他の帯電特性に不
利な影響を及ぼさずに摩擦帯電を調節させる。これは、
材料の摩擦電気特性を調節するが混合物やシャープさに
不利な影響を及ぼすいくつかの電荷調節剤とは著しく異
なる。本発明に関係のある利点は、通常負帯電され、負
の摩擦帯電特性を動かす傾向があるカルボン酸の使用に
よって部分的に生じると思われる。飽和レベルを有する
（カルボン酸濃度がトナー組成物の摩擦帯電特性に有為
な影響を及ぼさないより高い濃度点）そのカルボン酸、
特に芳香族カルボン酸は、カルボン酸と正帯電されるト
ナー成分の部分との会合及び／又は酸基の水素結合によ
るカルボン酸の自己会合によって得られる。

【００２０】特にことわらない限り％及び部は全て重量
による。下記実施例のトナー組成物をキャリヤーと混合
して現像剤を生成させ、その摩擦帯電特性をファラデー
ケージ法又は電荷スペクトログラフで測定した。下記実
施例で使用したキャリヤーは、Kynar(ポリフッ化ビニリ
デンポリマー）４８重量％／ＰＭＭＡ（ポリメチルメタ
クリレート）５２重量％を全キャリヤーの０．７重量％
でコーティングした１３５μ径のスチールコア(Toniolo
製) とした。現像剤は、トナー３重量％及びキャリヤー
９７重量％を含めた。ＤＤＡＢＳとはジステアリルジメ
チルアンモニウムビスルフェートを意味し、ＤＤＡＭＳ
とはジステアリルジメチルアンモニウムメチルスルフェ
ートを意味する。トナー粒径は約７−１０μとした。実
施例１−４において、ＤＤＡＢＳ／ＤＤＡＭＳの重量比
は２：１とした。ＢＡとは安息香酸を意味する。実施例
１−４において、押出加工条件は下記のようにした： バレルセット温度（℃）：ゾ−ン： 1-160° 2-234° 3
-234° 4-234° 5-234°6-234° 7-170°ダイ-185°; ダイ溶融温度ターゲット (°F): 440°; スクリュー速度(RPM): 300 ; 供給速度(LB/HR): 275 ; 水注入％： 50/50比で 2% 。

【００２１】

【実施例１】スチレン８７重量％／ブタジエン１３重量
％コポリマー（残存ＢＡレベルは表１に示される）８
０．２１ポンド、マピコブラックマグネタイト１６．４
ポンド、Regal(登録商標）330 カーボンブラック３．１
５ポンド及びＤＤＡＢＳ／ＤＤＡＭＳ電荷調節添加剤
０．２４ポンドの予備混合物１００ポンドを調製した。
この予備混合物を３０ガロンのファイバードラム中で量
り、２１ＲＰＭで３０分間ドラム回転させた。この材料
をWerner & Pfleiderer ZSK-53押出機で処理した。押出
後ペレットを15″Sturteventジェットでジェット粉砕し
た。噴出トナーをDonaldson Model A 分級機で分級し
た。粒径分布を Coulterカウンターで測定し、８−９μ
容積メジアンであった。得られた生成物について摩擦電
気測定を行い、２０．７マイクロクーロン/gであった。

【００２２】

【実施例２】スチレン８７重量％／ブタジエン１３重量
％コポリマー（残存ＢＡレベルは表１に示される）８
０．２１ポンド、マピコマグネタイト１６．４ポンド、
Regal(登録商標）330 カーボンブラック３．１５ポンド
及びＤＤＡＢＳ／ＤＤＡＭＳ電荷調節添加剤０．２４ポ
ンドの予備混合物１００ポンドを調製した。この予備混
合物を３０ガロンのファイバードラム中で量り、２１Ｒ
ＰＭで３０分間ドラム回転させた。この材料をWerner &
Pfleiderer ZSK-53押出機で処理した。押出後ペレット
を15″Sturteventジェットでジェット粉砕した。噴出ト
ナーをDonaldsonModel A 分級機で分級した。粒径分布
を Coulterカウンターで測定し、８−９μ容積メジアン
であった。得られた生成物について摩擦電気測定を行
い、２３．８マイクロクーロン/gであった。

【００２３】

【実施例３】スチレン８７重量％／ブタジエン１３重量
％コポリマー（残存ＢＡレベルは表１に示される）８
０．１１ポンド、マピコマグネタイト１６．４ポンド、
Regal(登録商標）330 カーボンブラック３．１５ポン
ド、ＤＤＡＢＳ／ＤＤＡＭＳ電荷調節添加剤０．２４ポ
ンド及び Malinckrodt安息香酸分析試薬０．１００ポン
ドの予備混合物１００ポンドを調製した。この予備混合
物を３０ガロンのファイバードラム中で量り、２１ＲＰ
Ｍで３０分間ドラム回転させた。この材料をWerner& Pf
leiderer ZSK-53押出機で処理した。押出後ペレットを1
5″Sturteventジェットでジェット粉砕した。噴出トナ
ーをDonaldson Model A 分級機で分級した。粒径分布を
Coulterカウンターで測定し、８−９μ容積メジアンで
あった。得られた生成物について摩擦電気測定を行い、
−１９．９マイクロクーロン/gであった。

【００２４】

【実施例４】スチレン８７重量％／ブタジエン１３重量
％コポリマー（残存ＢＡレベルは表１に示される）８
０．１１ポンド、マピコマグネタイト１６．４ポンド、
Regal(登録商標）330 カーボンブラック３．１５ポン
ド、ＤＤＡＢＳ／ＤＤＡＭＳ電荷調節添加剤０．２４ポ
ンド及び Malinckrodt安息香酸分析試薬０．１００ポン
ドの予備混合物１００ポンドを調製した。この予備混合
物を３０ガロンのファイバードラム中で量り、２１ＲＰ
Ｍで３０分間ドラム回転させた。この材料をWerner& Pf
leiderer ZSK-53押出機で処理した。押出後ペレットを1
5″Sturteventジェットでジェット粉砕した。噴出トナ
ーをDonaldson Model A 分級機で分級した。粒径分布を
Coulterカウンターで測定し、８−９μ容積メジアンで
あった。得られた生成物について摩擦電気測定を行い、
−２０．０マイクロクーロン/gであった。

【００２５】実施例１−４の結果を表１に纏める。実施
例１−４の各予備混合物は、樹脂、マピコマグネタイ
ト、Regal(登録商標）330 カーボンブラック及びＤＤＡ
ＢＳ／ＤＤＡＭＳの指定重量割合を有する１００ポンド
とした。安息香酸（ＢＡ）濃度は、樹脂１kg当たりのＢ
Ａモルである残存ＢＡ濃度を除いたトナー組成物１kg当
たりのＢＡモルである。

【００２６】

【表１】 表１ Ex. 樹脂 残存BA マピコ Regal CCA 添加BA 全BA 摩擦 押出後 lbs x 10^-3 lbs 330lb DDABS x 10^-3 x 10^-3 μC/g BAx 10^-3 モル/kg Ibs :DDA モル/kg モル/kg モル/kg 樹脂 2:1 トナー トナー^* トナー Ibs ──────────────────────────────────── 1 80.21 6.4 16.4 3.15 0.24 0 5.1 -20.7 1.6 2 80.21 0.66 16.4 3.15 0.24 0 0.53 -23.8 0.8 3 80.11 6.4 16.4 3.15 0.24 8.2 13.3 -19.9 2.4 4 80.11 0.66 16.4 3.15 0.24 8.2 8.6 -20.0 1.6 ────────────────────────────────────

【００２７】^* 全ＢＡレベルは残存ＢＡ濃度８０％と添
加ＢＡ濃度１００％の合計である。 実施例１−４に対して、摩擦帯電特性とトナー組成物中
のＢＡの押出後濃度との関係を図２に示す。図２に示さ
れるように、トナー１kg当たりカルボン酸約１．８ｘ１
０^-3モルのカルボン酸の飽和レベルに達すると、より高
濃度のカルボン酸はトナー組成物の摩擦帯電特性に有為
な影響を及ぼさない。しかし、飽和レベルより下では、
摩擦帯電特性はカルボン酸濃度に依存する。

【００２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に適切なトナー押出装置の図式的
部分断面図である。

【図２】実施例１−４のトナー組成物のカルボン酸の摩
擦帯電特性と濃度との関係を示すグラフである。

【付号の説明】

１…二軸押出デバイス、３…起動モーター手段、５…ギ
ア径違い継手手段、７…ベルト手段、９…ブレンディン
グチャンバ手段、１１…スクリュー手段、１３…上流供
給又はホッパー手段、１４…下流供給又はホッパー手
段、１５…熱電対手段、１７…加熱要素手段、１９…ダ
イ又はヘッド圧手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン アール レイング アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14619 ロチェスター トラファルガー ストリ ート 124 (72)発明者 トーマス エル マハレク アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14620 ロチェスター コッブ テラス 30 (72)発明者 ダニエル ジー マーシュ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウェブスター ストックブリッジ ロー ド 1196 (72)発明者 トーマス ジェイ マックガワン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウェブスター ウッダード ロード 1645 (72)発明者 ディヴィッド アール サント アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14621 ロチェスター グラフトン ストリート 216

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂、顔料及び電荷調節剤を含むトナー
   組成物であって、カルボン酸の濃度に依存しない摩擦帯
   電特性を付与するのに要する濃度より低い最終濃度のカ
   ルボン酸の内部量を含む乾燥トナー組成物の摩擦帯電特
   性の調節方法であって、トナー組成物の調製中に内部添
   加剤として追加カルボン酸を少なくともカルボン酸の濃
   度に依存しない摩擦帯電特性を付与するのに要する濃度
   までカルボン酸の最終濃度を増加させるのに十分な量で
   添加することを含む方法。