JP2002116575A - トナー組成物及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
トナー組成物及びそれを用いた画像形成装置Info
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Abstract
度に影響されにくく、好ましい混合性を備えたトナー及
び現像剤組成物を提供する。 【解決手段】 バインダと、着色料と、トナー粒子表面
添加剤成分とを含むトナー組成物であって、トナー粒子
表面添加剤成分は、主たる量の第1のアルキルシラン化
合物と、少量の第2のアミノアルキルシラン化合物とを
被覆したヒュームドシリカを含む。このとき、ヒューム
ドシリカの粒径は比較的大きく、例えば、BET測定よ
り求めた一次粒径は約25〜約75nmであり、凝集体
粒径は約225nm〜約400nmであるトナー組成物
である。
Description
トナー組成物に関する。より詳細には、本発明は、特別
な表面処理を行ったヒュームドシリカ微粒子材料を1種
類以上含んだ、外面に機能を備えた添加剤(類)を含
む、トナー組成物に関するものである。ヒュームドシリ
カは公知の極微小の二酸化ケイ素微粒子材料であって、
その上に様々な表面被覆を備えることができ、また粒子
とその上の被覆を選ぶことにより、トナーと現像剤の性
質及び性能特性に大きな影響を与えることができる。
歪み及びバックグラウンドを低減するトナー及び現像組
成物が切望されている。更に、優れた流動性、環境にお
ける安定性、荷電特性、実質的に湿度に反応せず、優れ
た混合特性を有するトナーが要望されている。
下のとおりである。
加剤成分とを含むトナー組成物であって、トナー粒子表
面添加剤成分は、主たる量の第1のアルキルシラン化合
物と、少量の第2のアミノアルキルシラン化合物とで被
覆されたヒュームドシリカを含む。このとき、ヒューム
ドシリカの粒径は比較的大きく、例えば、BET測定よ
り求めた一次的粒径は約25〜約75nmであり、凝集
体粒径は約225〜約400nmである。
加剤成分とを含むトナー組成物であって、トナー粒子表
面添加剤成分は、アルキルシラン化合物で被覆した第1
の被覆ヒュームドシリカと、アミノアルキルシラン化合
物で被覆した第2の被覆ヒュームドシリカとの混合物を
含む。このとき、第1及び第2ヒュームドシリカは各
々、同程度の比較的大きい粒径である。
カの混合物を含むトナー組成物である。このとき、一方
のシリカ表面をアルキルシラン化合物で被覆し、もう一
方のシリカ表面をアミノアルキルシラン化合物で被覆
し、アルキルシラン被覆に使用する未被覆シリカの粒径
は、アミノアルキルシラン被覆に用いる未被覆シリカよ
り大きい。
ヒュームドシリカと、アミノアルキルシラン化合物で被
覆した第2被覆ヒュームドシリカとを含むトナー組成物
である。このとき、トナー組成物中に存在する総シリカ
の、ヒュームドシリカ表面に存在する表面窒素含量が、
2つのヒュームドシリカの総重量の3〜約700ppm
となるよう、第1及び第2被覆ヒュームドシリカを混合
する。
インダと、着色料と、トナー粒子表面添加剤成分とを含
むトナー組成物であって、トナー粒子表面添加剤成分
が、主たる量の第1のアルキルシラン化合物と、少量の
第2のアミノアルキルシラン化合物とで被覆された第1
被覆ヒュームドシリカを含むトナー組成物を提供する。
は被覆ヒュームドシリカ成分を混合したトナーであっ
て、ヒュームドシリカ粒子の表面を、主たる量のアルキ
ルシラン化合物と少量のアミノアルキルシラン化合物と
で被覆し、未被覆シリカの平均一次粒径が、例えば約2
5〜約75nmであるトナーを提供する。
シラン被覆化合物はヒュームドシリカの表面に、ヒュー
ムドシリカ重量の約3〜約20重量%、より望ましくは
約6〜約20重量%存在する。実施の形態において、少
量のアミノアルキルシラン化合物はヒュームドシリカの
被覆表面に、塩基性又は滴定可能な表面窒素(N:)と
して、ヒュームドシリカ重量の約3〜約700ppm、
より望ましくは約5〜約500ppm、最も望ましくは
約10〜約400ppm存在する。他の実施の形態で
は、少量のアミノアルキルシラン化合物はヒュームドシ
リカ上に、塩基性窒素として、ヒュームドシリカ重量の
約325〜約375ppm、より望ましくは約340〜
約360ppm存在する。
には、ケイ素原子と窒素原子との間に、例えば次の部分
構造式で示される炭素数2〜約10のアルキル基が含ま
れる。
素、あるいは炭素数1〜約5の直鎖又は分枝アルキル基
である。例えば、アミノアルキルシラン被覆化合物は、
ジアルキルアミノプロピルトリアルコキシシラン化合
物、例えば、ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラ
ン及びその関連化合物と、ヒュームドシリカとの反応よ
り得ることができる。アミノアルキルシラン被覆化合物
はまた、γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン化合
物とヒュームドシリカとの反応より得られる。実施の形
態において、アミノアルキルシランは、置換基、例え
ば,NH2CH2CH2NHCH2CH2CH2Si−O−の
構造式で示される置換基を含むジアミノアルキルシラン
化合物でも良い。この化合物は、シリカ表面と共有結合
又は会合し、あるいはシリカ表面に共有結合又は会合し
ている第2(又は第1)の被覆に、代わりに又は更に結
合する。例えば、シリコーン油組成物に結合して変性油
組成物を生成するジアミンが公知の例である。変性油組
成物は、シリカ微粒子表面にも結合し、また、これに限
る必要はないが、例えば、アミノエチル−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン化合物とシリカ表面との反応生成
物を含んでも良い。
は、ヒュームドシリカのBET測定より求めた一次粒径
は約25〜約75nmであり、凝集体粒径は約225〜
約400nmである。
は、ヒュームドシリカのBET測定より求めた一次粒径
は約8〜約25nmであり、凝集体粒径は約200〜約
275nmである。
例えば約1〜約8重量%である。
やその類似の材料など様々な公知の樹脂材料を用いて調
合できる。望ましい樹脂としては、例えば、スチレン−
アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸
エステル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合
体、ポリエステル類、及びそれらの混合物などが挙げら
れるが、これらに限るものではない。望ましいポリエス
テルは、プロポキシル化ビスフェノールAとフマル酸と
の縮合より生成したものである。
約40%の凝集性、約10〜約50マイクロクーロン/
g(以下、「マイクロクーロン/g」を「μC/g」と
略記する。)の安定した摩擦帯電値、約0.2〜約1.
1フェムトクーロン/μm(以下、「フェムトクーロン
/μm」を「fC/μm」と略記する。)のq/d、約
1〜約29秒の混合時間など、様々な特徴を備えてい
る。
覆キャリヤと、前述の表面処理添加剤を含むトナーとを
用いた現像剤は、新しいトナーと装置中の古いトナーと
を混合した際に、電荷分光器による測定では、トナーの
スループット状態における電荷の低下や誤信号トナーが
無い、又は僅かな現像剤を与える。
ができ、その着色料は、例えばシアン、マゼンタ、黄、
黒、赤、緑、青の顔料、染料、又はそれらの混合物など
である。着色料の含有量は、例えば、トナー組成物重量
の約2〜約30重量%である。
カ表面をアルキルシラン化合物で被覆し、もう一方のシ
リカ表面をアミノアルキルシラン化合物で被覆した、性
質の異なる2種類の被覆ヒュームドシリカの混合物を含
むトナーを提供する。このとき、未被覆のシリカはほぼ
同じ大きさで、その平均一次粒径は比較的大きく、例え
ば約25〜約75nmである。本発明は、バインダと、
着色料と、トナー粒子表面添加剤成分とを含むトナー組
成物を提供し、そのトナー粒子表面添加剤成分は、トナ
ー組成物中における含有量が約1〜約8重量%である第
1被覆ヒュームドシリカと、トナー組成物中における含
有量が約0.05〜約5重量%である第2被覆ヒューム
ドシリカとの混合物を含み、第1被覆ヒュームドシリカ
は、その重量の約3〜約20重量%のアルキルシラン化
合物で被覆され、第2被覆ヒュームドシリカは、その重
量の約1〜約20重量%のアミノアルキルシラン化合物
で被覆されている。このとき、第1及び第2ヒュームド
シリカは各々、BET測定より求めた一次粒径が約25
〜約75nmであり、凝集体粒径は約225〜約400
nmである。他の実施の形態では、アルキルシラン化合
物で被覆した第1被覆ヒュームドシリカと、アミノアル
キルシラン化合物で被覆した第2被覆ヒュームドシリカ
とを含むトナー組成物を提供し、このとき、トナー組成
物中に存在する総シリカの、ヒュームドシリカ表面に存
在する表面窒素含量が、2つのヒュームドシリカの総重
量の5〜約500ppmとなるよう、第1及び第2被覆
ヒュームドシリカを混合する。
リマー被覆キャリヤと、上記の表面添加剤を含むトナー
とを含む現像剤を提供する。実施の形態において、キャ
リヤに被覆するポリマーは、望ましくはポリメタクリル
酸メチルなどのポリアクリル酸エステルである。他の実
施の形態では、キャリヤに被覆するポリマーは、望まし
くは、ポリメタクリル酸メチルなどのポリアクリル酸エ
ステルとポリエステル、又はポリウレタンなどのポリマ
ーの混合物である。
カ表面をアルキルシラン化合物で被覆し、もう一方のシ
リカ表面をアミノアルキルシラン化合物で被覆した、性
質の異なる2種類の被覆ヒュームドシリカの混合物を含
むトナーを提供する。このとき、アルキルシラン被覆に
用いる未被覆シリカの粒径は、アミノアルキルシラン被
覆に用いる未被覆シリカより大きい。大きい方のシリカ
の平均一次粒径は、例えば約25〜約75nmであり、
小さい方のシリカの平均一次粒径は、例えば約8〜約2
5nmである。本発明は実施の形態において、バインダ
と、着色料と、トナー粒子表面添加剤成分とを含むトナ
ー組成物を提供し、そのトナー粒子表面添加剤成分は、
トナー組成物中における含有量が約1〜約8重量%であ
る第1被覆ヒュームドシリカと、トナー組成物中におけ
る含有量が約0.05〜約5重量%である第2被覆ヒュ
ームドシリカとの混合物を含む。第1シリカは、第1被
覆ヒュームドシリカ重量の約3〜約20重量%のアルキ
ルシラン化合物で被覆され、第2シリカは、第2被覆ヒ
ュームドシリカ重量の約1〜約20重量%のアミノアル
キルシラン化合物で被覆されている。また、第1ヒュー
ムドシリカの、BET測定より求めた未被覆一次粒径は
約25〜約75nmであり、凝集体粒径は約225〜約
400nmであり、第2ヒュームドシリカはそれより小
さく、BET測定より求めた未被覆一次粒径は約8〜約
25nmであり、凝集体粒径は約200〜約275nm
である。
は異なるシリカを含むトナーを生成する際、トナー組成
物中に存在する総シリカの表面窒素含量が、塩基性窒素
(N:)として、2つのヒュームドシリカの総重量の3
〜約700ppm、より望ましくは約5〜約500pp
mとなるよう、第1及び第2被覆ヒュームドシリカを混
合する。
えば、約15〜約55μC/g、望ましくは約25〜約
40μC/gと高く安定した良好な摩擦帯電特性を可能
とするある種の表面添加剤の混合物を含むトナー及び現
像剤組成物。;相対湿度試験チャンバ内で測定したとこ
ろ、例えば約60〜約80度F(約15.6〜約26.
7℃)の温度において、相対湿度約20〜約80重量%
の範囲で、湿度に影響されにくくすることのできる被覆
シリカ添加剤を含むトナー及び現像剤組成物。;電荷分
光器で測定したところ、1〜約60秒、より望ましくは
約30秒以下の好ましい混合性を持つ、負に荷電するト
ナー組成物を可能とするある種の表面添加剤の混合物を
含むトナー及び現像剤組成物。;例えば、低い温度で高
品質の黒色及び/又はカラー画像の定着を可能とする、
ある種の表面添加剤の混合物を含むトナー組成物。;電
子写真画像形成装置において、殆どバックグラウンドが
無く、実質的に防汚性又は耐汚性であり、よって解像度
に優れた画像の現像を可能とする、被覆シリカ表面添加
剤の混合物を含むトナーの生成。更にこのトナー組成物
は、約60枚/分以上、より詳細には約60〜約100
枚/分のコピーを行う高速電子写真装置に使用できる。
が、被覆シリカ上のシラン被覆はポリマーと考えられ
る。このトナーにはまた必要に応じて、ある種の未被覆
又は被覆金属酸化物などの公知の表面添加剤も含まれ
る。例えば、チタニア粒子を様々な適当な量、例えば、
約0.50〜約10重量%、望ましくは約1.5〜約4
重量%含む。チタニアは約5〜約15重量%のデシルト
リアルコキシシランを加えて被覆する。更にこのトナー
には必要に応じて、導電性助剤などの表面添加剤を更に
加えることができる。導電性助剤はステアリン酸亜鉛等
の脂肪酸金属塩などであり、その量は例えば、約0.0
5〜約0.60重量%である。
コキシシラン及びアミノアルキルアルコキシシランより
生成できる。より詳細には、二酸化ケイ素コアなどのシ
リカと、デシルトリメトキシシランなどのアルキルアル
コキシシラン化合物と、アミノプロピルアルコキシシラ
ンなどのアミノアルキルアルコキシシランとの反応混合
物から生成可能である。反応混合物から、シリカコア上
に保持され、また必要に応じて残留アルコキシ基及び/
又はヒドロキシル基を含む被覆が得られる。被覆は、架
橋を含むアルキルシランとアミノアルキルシランのポリ
マー性被覆の混合物である。
ー類、ポリエステル類、同様の熱可塑性樹脂などの樹脂
粒子と、着色料ワックス、特に分子量の小さいワックス
と、電荷増強添加剤、又は電荷添加剤の混合物とを、ワ
ーナー・フライダラ(Werner Pfleider
er)製のZSK53などのトナー押出機中で加熱混合
し、生成したトナー組成物を装置から取り出すことによ
り調製できる。放冷後、例えばスタートエバントミクロ
ナイザ(Sturtevant micronize
r)を用いてこのトナー組成物を粉砕し、クールター計
数器で求めた体積平均粒径が約25μm以下、望ましく
は約8〜約12μmのトナー粒子とする。次に、例えば
ドナルドソン(Donaldson)B型分級機を用い
てトナー組成物を分級し、微粉末、すなわち体積平均粒
径が約4μm以下のトナー粒子を除く。その後に、被覆
シリカと他の添加剤とを得られたトナーに混合して加え
る。適当なトナーバインダの具体例としては、トナー樹
脂、特にポリエステル類、熱可塑性樹脂、ポリオレフィ
ン類、ハーキュリーズ−サンヨー社(Hercules
−Sanyo Inc.)製のPSB−2700などの
スチレン−アクリル酸エステル類、スチレン−メタクリ
ル酸エステル類、スチレン−ブタジエン類、架橋したス
チレンポリマー類、エポキシ樹脂、ポリウレタン類、ホ
モポリマー又は2種以上のビニルモノマー類の共重合体
などのビニル樹脂、また、ジカルボン酸と、ジフェノー
ル又はビスフェノールを含むジオールとのポリマー性エ
ステル化反応生成物などが挙げられる。スチレン−アク
リル酸エステルの量は望ましくは約57重量%である。
と、ジフェノールを含むジオールとのエステル化反応生
成物を用いる。その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共重合体、スチレン−ブ
タジエン共重合体、プリオリテス(PLIOLITE
S)、懸濁重合したスチレン−ブタジエン類、ビスフェ
ノールAとプロピレンオキシドとを反応させ、得られた
生成物を次にフマル酸と反応させて得られたポリエステ
ル樹脂、テレフタル酸ジメチルと、1,3−ブタンジオ
ールと、1,2−プロパンジオールと、ペンタエリトリ
トールとの反応より得られた分枝ポリエステル樹脂、反
応性押出樹脂、特に架橋した反応性押出ポリエステル
類、スチレン−アクリル酸エステル類、及びそれらの混
合物が挙げられる。また、フューザロールのレリーズ剤
として、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラフィンワ
ックスなど、重量平均分子量Mwが約1,000〜約2
万のワックス類を、トナー組成物中、又はその表面に含
むことができる。樹脂は十分かつ効果的な量、例えば約
50〜約90重量%含まれる。
(MAPICO BLACK)(登録商標)など、酸化
鉄混合物(FeO・Fe2O3)を含むものであり、トナ
ー組成物中に様々な効果的な量、例えば約10〜約75
重量%、望ましくは約30〜約55重量%含まれる。
うな電荷添加剤を様々な効果的な量、例えば約1〜約1
9重量%、望ましくは約1〜約3重量%含み、またポリ
プロピレンやポリエチレンなどのワックス類を含んでも
良い。使用する市販のポリエチレンの分子量は約1,0
00〜約1,500であり、使用する市販のポリプロピ
レンの分子量は約4,000〜約7,000と考えられ
る。これらのワックス類はトナー組成物中に約1〜約1
5重量%、望ましくは約2〜約10重量%含まれる。本
発明のトナーはまた、その実施の形態において、ユニリ
ンス(UNILINS)(登録商標)などのポリマー性
アルコールを含んでも良い。ユニリンスについては、そ
の内容を全て本件に引用して援用する、米国特許第4,
883,736号を参照されたい。
件に述べるトナーと、キャリヤ粒子とを含む。スチー
ル、フェライト等の被覆キャリヤなど公知のキャリヤ粒
子とトナーとを、例えばトナー濃度が約2〜約8重量%
となるよう混合して、現像剤組成物を調製する。被覆キ
ャリヤについては、米国特許第4,937,166号、
米国特許第4,935,326号を参照されたい。キャ
リヤ粒子は、米国特許第4,937,166号、米国特
許第4,935,326号に記載の被覆や、他の公知の
被覆などをその上に備えても良い。被覆ポリマーは単一
でも、ポリマー混合物でも良い。更に、ポリマー被覆
(類)は、その中にカーボンブラックなどの導電性成分
を、例えば約10〜約70重量%、望ましくは約20〜
約50重量%含んでも良い。被覆の特定例は、フルオロ
カーボンポリマー、アクリル酸エステルポリマー、メタ
クリル酸エステルポリマー、シリコーンポリマー等であ
る。
n−プロパノール溶媒を入れ、溶媒を乾燥窒素でパージ
して余分な酸素を除いた。この溶媒から10mlを取
り、小型の2ドラムのバイアルに取り置いた。次に、2
0mlを取ってシンチレーションバイアルに入れた。1
5gの未処理の親水性SiO2シリカ(Cab−O−S
il L90、BETで測定した一次粒径は30nm、
ブラウン運動より測定した凝集体粒径は約300nm)
をフラスコに加え、湿るまで攪拌機で混合した。BET
(ブルナウアー、エメット、テラーの名にちなむ)法
は、表面積を測定するための公知の標準的な手法であ
り、仮定モデルを用いて、例えば一次粒径を算出するこ
とができる。この攪拌の間、不活性雰囲気を保った。取
り置いてあった10mlの溶媒に数滴のジエチルアミン
を加え、得られた混合物を500mlのフラスコに加え
た。次にこの混合物をおよそ1時間攪拌した。取り置い
てあった20mlの溶媒に、2.25g(15gのSi
O2の15重量%)のデシルトリメトキシシランと、
0.06g(15gのSiO2の0.4重量%)のアミ
ノプロピルトリエトキシシランとを加えた。上記の1時
間の前処理を終えたSiO2を含む500mlのフラス
コに、この混合物を加えた。加熱マントルを用いて、不
活性雰囲気中で攪拌しながら、およそ5時間、混合物を
加熱還流後、室温(約25℃)まで放冷した。次に混合
物をナス形フラスコに移し、加熱減圧下、ロータリーエ
バポレータで溶媒を除去した。このフラスコを真空オー
ブンに入れ、完全真空下、中程度(約40℃)に加熱し
て、約18時間乾燥した。得られたデシルシラン及びア
ミノプロピルシラン処理シリカを、乳鉢と乳棒で粉砕
し、BETで測定した一次粒径が30nmであり、ブラ
ウン運動より測定した凝集体粒径が約300nmである
ことを確認した。
nm、凝集体粒径約300nm)30gを、2リットル
のバッチ(Buchi(ドイツ語表記でBuchi))
オートクレーブ反応器に入れ、反応器を密閉した。アル
ゴンを30分間パージした。次に、28℃に暖めなが
ら、真空ポンプを用いて反応器を真空にした。真空バル
ブを閉じ、トリエチルアミンのアンプルの蒸気部分と反
応器の上部とが繋がるよう反応器にアンプルを結合し
て、約15分間、トリエチルアミンの蒸気相をシリカの
床に通した。次にアンプルから反応器へのバルブを閉
じ、真空へのバルブを再び開いて、シリカ表面に物理吸
着されなかった余分のトリエチルアミンを除いた。次
に、反応器のジャケットに繋げたラウデ(Laude)
循環浴を用いて、反応器を0℃まで冷やした。温度が0
℃になったら、570gの二酸化炭素(プラキシエア
(Praxair)より入手した完全乾燥グレードのも
の)を、ISCO 260D型のモータ付きシリンジポ
ンプを用いて冷却した反応器に加え、その後10rpm
で反応器の攪拌を開始した。次に、約4.5g(30g
のSiO2の約15重量%)のデシルトリメトキシシラ
ンと、0.12g(30gのSiO2の約0.4重量
%)のアミノプロピルトリエトキシシランとをそれぞ
れ、溶媒として二酸化炭素を用いて、容量可変圧力セル
中で溶解した。セル中の圧力は、2つのシラン類が二酸
化炭素中で均一な溶液となるのに十分な、100バール
(10MPa)とした。次に、デシルトリメトキシシラ
ン溶液を2リットルのバッチ反応器に注入した。0.1
2gのアミノプロピルトリエトキシシランも、同様に注
入した。アミノプロピルトリエトキシシランを注入後、
反応器の温度を0℃に保ちながら100rpmで30分
間攪拌した。次に攪拌を止め、反応器の上部、すなわち
蒸気又はヘッドスペースより二酸化炭素を排出した。減
圧後の反応器温度は約28〜約30℃に上昇した。この
温度で平衡とした後、得られたデシルシラン/アミノプ
ロピルシラン処理又は被覆シリカ生成物を取り出して真
空処理(約18時間、150℃で3時間)後、赤外分光
法でスペクトルを解析した。
エトキシシランの代わりに、0.15重量%(実施例3
A)、0.25重量%(実施例3B)、0.5重量%
(実施例3C)、0.75重量%(実施例3D)、1.
0重量%(実施例3E)、3.0重量%(実施例3
F)、5.0重量%(実施例3G)のアミノプロピルト
リエトキシシランを用いて、実施例1及び実施例2の手
順を繰り返した。
エトキシシランの代わりに、0.025重量%(実施例
4A)、0.05重量%(実施例4B)、0.25重量
%(実施例4C)、0.5重量%(実施例4D)、0.
75重量%(実施例4E)のジメチルアミノプロピルト
リエトキシシランを用いて、実施例1及び実施例2の手
順を繰り返した。
エトキシシランの代わりに、0.1重量%(実施例5
A)、0.2重量%(実施例5B)、0.3重量%(実
施例5C)、0.4重量%(実施例5D)の環状シラザ
ンを用いて、実施例1及び実施例2の手順を繰り返し
た。これにより、次の構造式で示されるメチルアミノプ
ロピルシラン官能基を表面被覆に結合させた。環状シラ
ザンについては、例えば米国特許第5,989,768
号を参照されたい。
約225nmの未処理親水性SiO2シリカを用いて、
実施例1及び実施例2の手順を繰り返した。デシルトリ
メトキシシラン及びアミノプロピルトリエトキシシラン
化合物の代わりに、ポリ(ジメチルシロキサンアミノエ
チルアミノプロピルジメチルシラン)などのシランを用
いて、次の構造式で示されるアミノエチルアミノプロピ
ルシラン官能基を表面被覆に結合させた。
面滴定し、被覆シリカ表面の塩基性窒素(N:)の量を
求めた。一般的な手順は次のとおりである。およそ1g
の被覆シリカ試料を50℃で真空乾燥し、次に50ml
のプラスチック製遠心分離管に量り取った。ドシマット
(Dosimat)を用い、最初に15mlの0.01
N−HCl/メタノールを、次に20mlのメタノール
を管に加えた。次にこの管をボックスシェーカ上に置い
て1時間攪拌後、3,500rpmで15分間遠心分離
にかけた。遠心分離後の液体20mlを150mlのプ
ラスチック製ビーカに取り、80mlの脱イオン水を加
え、この試料を0.005N−NaOH/メタノールで
滴定して、未反応のHClの量を求めた。加えた総HC
lと未反応HClとの差が被覆シリカの表面にある塩基
性窒素(N:)と反応したHClの量である。被覆シリ
カ表面の塩基性窒素(N:)と反応したHClの量は、
試料1g当たりに吸収されたHClのマイクロ当量で示
す。試料1g当たりに吸収されたHClのマイクロ当量
は、被覆シリカ表面のシリカ1g当たりの塩基性窒素
(N:)のマイクロ当量(マイクロ当量/g)に等し
い。被覆シリカ表面に塩基性窒素(N:)を持たない被
覆シリカの対照試料も上記と同様に滴定し、その結果を
被覆シリカ表面に塩基性窒素(N:)を持つ試料から差
し引いた。これにより、HClと塩基性窒素との反応に
よらない、被覆シリカ試料によって吸収されるHClの
補正を行う。
被覆シリカ試料から選んだ試料を、実施例7に従ってH
Clで滴定したところ、表1のような結果が得られた。
これらの試料の摩擦帯電性及び混合性も評価した。塩基
性窒素が約400ppm以下の試料では良好な摩擦帯電
性及び混合性を示したが、塩基性窒素が約400ppm
以上の試料では摩擦帯電性及び混合性が不良であった。
反応より調製した、レサポール(RESAPOL) H
Tと呼ばれる直鎖状ポリエステルである。
を用い、押出機中でこれに十分量の過酸化ベンゾイルを
加えて、約30重量%と高いゲル含量の架橋ポリエステ
ルとしたものである。これについては、その内容を全て
本件に引用して援用する、米国特許第5,376,49
4号、米国特許第5,395,723号、米国特許第
5,401,602号、米国特許第5,352,556
号、米国特許第5,227,460号、より詳細には、
米国特許第5,376,494号のポリエステルを参照
されたい。
例9のゲル含量30重量%のポリエステルを14重量部
と、サンブルーフラッシュ(Sun BlueFlus
h)(サン・ケミカルズ(Sun Chemical
s)製。30重量%のP.B.15:3銅フタロシアニ
ンと、70重量%のレサポール HTとの混合物。フラ
ッシングにより高品質の顔料分散体が得られる。)を1
1.0重量部とを混合し、ZSK−40押出機で押し出
した。次に、押出混合物を噴射及び分級し、96.7重
量%の樹脂と約3.3重量%のP.B.15:3顔料を
含み、レイソンセル(Layson Cell)で測定
したトナー粒径が約6.5μmであるシアントナーを形
成した。最終的なシアントナーのゲル含量は5重量%で
あった。
を、150gのステンレススチール製ビードと共に9オ
ンスの容器に入れた。これに0.6重量%のTS530
(ヘキサメチルジシラザンで被覆した、一次粒径15n
mのヒュームドシリカ)と、0.9重量%のTD310
3(タイカ社(Tayca Corp.)製の、デシル
トリメトキシシランより生成したデシルシランで被覆し
た、一次粒径15nmの二酸化チタン)と、0.3重量
%のステアリン酸亜鉛Lとを加えた。ロールミルで30
分間混合した後、容器からスチール製ビードを除いた。
のポリメタクリル酸メチルと20重量%の導電性カーボ
ンブラックとで被覆した、ヘガニース(Hoegana
es)スチール製コアであるキャリヤ100部とを混合
して現像剤とした。この現像剤を、ゼロックス 509
0型(登録商標)と同様の画像定着で試験したところ、
主に、例えば15nmのTS530シリカが小さく、1
5nmのTD3103二酸化チタンが小さく、シリカ上
の被覆に結合した塩基性窒素(N:)が十分な量無いた
めにトナーの現像性が乏しく、画像品質が不良であっ
た。
の実施例1に記載の、16重量%のデシルトリメトキシ
シランと、0.4重量%のアミノプロピルトリエトキシ
シランの供給混合物で被覆し、被覆シリカ表面に約35
0ppmの塩基性窒素を結合させたヒュームドシリカを
3.2重量%用いて、比較例1と同様にトナー混合物を
調製した。このシリカの一次粒径は30nm、凝集体粒
径は約325nmであった。この二重に被覆したシリカ
の被覆の重量は約7重量%であった。比較例1のTD3
103の代わりに、デシルシランで被覆した、一次粒径
30nmの二酸化チタンであるMT5103を2.5重
量%用いた。二重に被覆した塩基性窒素シリカと、MT
5103と、0.3重量%のステアリン酸亜鉛Lとを、
トナー表面上で混合した。ロールミルで30分間混合
後、スチール製ビードを容器から取り除いた。上記の混
合トナー4部と、ポリメタクリル酸メチルと20重量%
の導電性カーボンブラックとで被覆したヘガニースのス
チール製コアであるキャリヤ100部とを混合して現像
剤を調製した。この現像剤を90分間ペイントシェーカ
にかけたところ、90分後に得られたトナーの摩擦帯電
は、−20μC/gであった。90分後には混合が完了
しており、15秒で単峰形の電荷分布となった。比較例
1の現像剤とは異なり、全ペイントシェイクの更に2分
間に亘っても、この実施例の上層及び入ってくるトナー
の電荷分布は単峰形を保ち、電荷の低下(<0.2fC
/μm)や誤信号正電荷トナーはなかった。更に、q/
d(fC/μm、qはトナー電荷、dはトナーの直径)
はゼロよりかなり大きいままであり、電荷の低下や誤信
号トナーの生成はなかった。
顔料の代わりに、5重量%のリーガル(Regal)3
30カーボンブラックを用い、被覆シリカを、表1の実
施例5Bに記載の、16重量%のデシルトリメトキシシ
ランと、0.2重量%のメチルアミノプロピルジメチル
シラザン化合物との供給混合物で被覆し、シリカ被覆の
表面に98ppmの塩基性窒素を結合させた、一次粒径
30nm、凝集体粒径約325nmのヒュームドシリ
カ、5.0重量%に代えて、実施例11と同様にトナー
混合物を調製した。この二重被覆シリカの被覆重量は
6.8%であった。TDD3103の代わりに、デシル
シランで被覆した一次粒径30nmの二酸化チタンであ
るMT5103を1.5重量%用いた。
4Aに記載の、16重量%のデシルトリメトキシシラン
と、ジメチルアミノプロピルシランとの供給混合物で被
覆し、シリカ被覆の表面に378ppmの塩基性窒素を
結合させた、一次粒径30nm、凝集体粒径約325n
mのヒュームドシリカ、3.2重量%に代えて、実施例
11と同様にトナー混合物を調製した。この二重被覆シ
リカの被覆重量は6.9%であった。TDD3103の
代わりに、デシルシランで被覆した一次粒径30nmの
二酸化チタンであるMT5103を2.5重量%用い
た。
Eに記載の、16重量%のデシルトリメトキシシラン
と、アミノシラン(アミノプロピルシラン)との供給混
合物で被覆し、シリカ被覆の表面に2,240ppmの
塩基性窒素を結合させた、一次粒径30nm、凝集体粒
径約325nmのヒュームドシリカ、3.2重量%に代
えて、実施例11と同様にトナー混合物を調製した。こ
の二重被覆シリカの被覆重量は7重量%であった。TD
D3103の代わりに、デシルシランで被覆した一次粒
径30nmの二酸化チタンであるMT5103を2.5
重量%用いた。
Eに記載の、16重量%のデシルトリメトキシシラン
と、ジメチルアミノプロピルシランとの供給混合物で被
覆し、シリカ被覆の表面に588ppmの塩基性窒素を
結合させた、一次粒径30nm、凝集体粒径約325n
mのヒュームドシリカ、3.2重量%に代えて、実施例
11と同様にトナー混合物を調製した。この二重被覆シ
リカの被覆重量は7%であった。TDD3103の代わ
りに、デシルシランで被覆した一次粒径30nmの二酸
化チタンであるMT5103を2.5重量%用いた。
の混合物に代えて、実施例11と同様にトナー混合物を
調製した。第1シリカは、15重量%のデシルトリメト
キシシランを加えてデシルシラン被覆を形成して被覆し
た、一次粒径30nm、凝集体粒径約325nmのヒュ
ームドシリカ、4.0重量%であった。この被覆シリカ
の被覆重量は6.8%であった。第2シリカは、官能基
−Si(CH2)3NH(CH2)2NH2を含む被覆を持
つ、一次粒径12nm、凝集体粒径約225nmのヒュ
ームドシリカ、0.2重量%であった。このシリカは
7,854ppmの塩基性窒素を含むことに注意された
い。表1の実施例6に示すように、この2種類のシリカ
を混合することにより、2つのシリカの表面に374p
pmの塩基性窒素が結合した。
理チタニアと、デシルシラン処理シリカ表面添加剤とを
含む、混合トナー−現像剤 TS530の代わりに、16重量%のデシルトリメトキ
シシランで被覆してデシルシラン被覆を形成させた、一
次粒径30nm、凝集体粒径約325nmのヒュームド
シリカを3.2重量%用いて、比較例1と同様にトナー
混合物を調製した。この被覆シリカの被覆重量は約7重
量%であった。比較例1のTD3103の代わりに、約
8重量%のデシルトリメトキシシランとアミノプロピル
シランとを加えて被覆し、チタニア被覆の表面に350
ppmの塩基性窒素を結合させた、一次粒径30nmの
TiO2(チタニア)を2.5重量%用いた。
Claims (8)
- 【請求項1】 バインダと、着色料と、トナー粒子表面
添加剤成分とを含むトナー組成物であって、前記トナー
粒子表面添加剤成分は、第1の主たる量のアルキルシラ
ン化合物と、第2の少量のアミノアルキルシラン化合物
とで被覆された第1の被覆ヒュームドシリカを含むこと
を特徴とするトナー組成物。 - 【請求項2】 請求項1に記載のトナー組成物であっ
て、第1のヒュームドシリカは、BET測定より求めた
一次粒径が約25〜約75nmであり、凝集体粒径が約
225〜約400nmであることを特徴とするトナー組
成物。 - 【請求項3】 請求項1に記載のトナー組成物であっ
て、主たる量のアルキルシラン被覆化合物は、ヒューム
ドシリカの表面上に、ヒュームドシリカ重量の約3〜約
20重量%の量存在することを特徴とするトナー組成
物。 - 【請求項4】 バインダと、着色料と、トナー粒子表面
添加剤成分とを含むトナー組成物であって、前記トナー
粒子表面添加剤成分は、トナー組成物中に約1〜約8重
量%の量存在する第1の被覆ヒュームドシリカと、トナ
ー組成物中に約0.05〜約5重量%の量存在する第2
の被覆ヒュームドシリカとの混合物を含み、前記第1被
覆ヒュームドシリカは、第1被覆ヒュームドシリカ重量
の約3〜約20重量%の量のアルキルシラン化合物で被
覆され、前記第2被覆ヒュームドシリカは、第2被覆ヒ
ュームドシリカ重量の約1〜約20重量%の量のアミノ
アルキルシラン化合物で被覆されており、第1及び第2
ヒュームドシリカは各々、BET測定より求めた一次粒
径が約25〜約75nmであり、凝集体粒径が約225
〜約400nmであることを特徴とするトナー組成物。 - 【請求項5】 バインダと、着色料と、トナー粒子表面
添加剤成分とを含むトナー組成物であって、前記トナー
粒子表面添加剤成分は、トナー組成物中に約1〜約8重
量%の量存在する第1の被覆ヒュームドシリカと、トナ
ー組成物中に約0.05〜約5重量%の量存在する第2
の被覆ヒュームドシリカとの混合物を含み、前記第1シ
リカは、第1被覆ヒュームドシリカ重量の約3〜約20
重量%の量のアルキルシラン化合物で被覆され、前記第
2シリカは、第2被覆ヒュームドシリカ重量の約1〜約
20重量%の量のアミノアルキルシラン化合物で被覆さ
れており、第1ヒュームドシリカは、BET測定より求
めた未被覆の一次粒径が約25〜約75nmであり、凝
集体粒径が約225〜約400nmであり、第2ヒュー
ムドシリカは、BET測定より求めた未被覆の一次粒径
が約8〜約25nmであり、凝集体粒径が約200〜約
275nmであることを特徴とするトナー組成物。 - 【請求項6】 感光体と、感光体上の潜像を現像するた
めの現像剤ハウジングと、感光体から現像した潜像を受
けるための受け部材と、受け部材上の現像画像を定着す
るためのフューザロールとを含む画像形成装置であっ
て、請求項1に記載のヒュームド被覆添加剤を含まない
トナー組成物で現像を行う画像形成装置と比べて、フュ
ーザロールの印刷寿命が約10万回から約50万回へと
改良されることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項7】 感光体と、感光体上の潜像を現像するた
めの現像剤ハウジングと、感光体から現像した潜像を受
けるための受け部材と、受け部材上の現像画像を定着す
るためのフューザロールとを含む画像形成装置であっ
て、請求項4に記載のヒュームド被覆添加剤を含まない
トナー組成物で現像を行う画像形成装置と比べて、フュ
ーザロールの印刷寿命が約10万回から約50万回へと
改良されることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項8】 感光体と、感光体上の潜像を現像するた
めの現像剤ハウジングと、感光体から現像した潜像を受
けるための受け部材と、受け部材上の現像画像を定着す
るためのフューザロールとを含む画像形成装置であっ
て、請求項5に記載のヒュームド被覆添加剤を含まない
トナー組成物で現像を行う画像形成装置と比べて、フュ
ーザロールの印刷寿命が約10万回から約50万回へと
改良されることを特徴とする画像形成装置。
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