JP6157398B2 - 一成分現像剤組成物 - Google Patents

Description

本明細書には、一成分現像プロセスで使用するのに適したトナー組成物が開示される。

ある一成分現像剤（すなわち、担体なしでトナーを用いる現像剤）では、トナーは、時間経過にともなって現像剤ロールにワックスまたはシリカが堆積し、ハードウェアに機能的な欠陥が生じ、最終的な印刷の欠陥を引き起こすという欠点を示す場合がある。粒径が比較的大きな外部添加剤粒子を含む現像剤が一般的に直面する他の困難としては、悪いトナー流動特徴、画像の欠け、画像の色あせが挙げられる。したがって、既知の材料がこれらの意図する目的に適しているものの、低融点を示す一成分現像系で使用するのに適したトナーが依然として必要である。それに加え、望ましい融合特徴を示す一成分現像系で使用するのに適したトナーが依然として必要である。さらに、顔料、シリカ、ワックスのような材料が現像剤ロールに蓄積する量が減っていることを示す一成分現像系で使用するのに適したトナーが依然として必要である。さらに、望ましい帯電安定性または優れた帯電安定性を示す一成分現像系で使用するのに適したトナーが依然として必要である。フューザー汚染の低下を示す一成分現像系で使用するのに適したトナーも依然として必要である。それに加え、望ましい流動特徴を示す一成分現像系で使用するのに適したトナーが依然として必要である。さらに、均一な画像を生成する一成分現像系で使用するのに適したトナーが依然として必要である。さらに、トナーカートリッジから高収量のトナーを生成する一成分現像系で使用するのに適したトナーが依然として必要である。改良された画質を示しつつ、印刷速度を改良することもできる、一成分現像系で使用するのに適したトナーも依然として必要である。

本明細書には、乳化凝集トナーを含む一成分現像剤であって、（ａ）樹脂と；（ｂ）ワックスと；（ｃ）着色剤と；（ｄ）封入するシェルと；（ｅ）シリカ外部添加剤とを含み、このシリカ外部添加剤が、（ｉ）オクチルジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が約６〜約２０ｎｍであり、トナーの約０．１重量％〜約１重量％の量で存在する、第１のシリカ粒子と；（ｉｉ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたコロイド状シリカ粒子を含み、平均粒子直径が約８０〜約２００ｎｍであり、トナーの約１重量％〜約２重量％の量で存在する、第２のシリカ粒子と；（ｉｉｉ）ポリジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が約２５〜約６５ｎｍであり、トナーの約０．５重量％〜約１．５重量％の量で存在する、第３のシリカ粒子と；（ｉｖ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が約２５〜約６５ｎｍであり、トナーの約１重量％〜約２．５重量％の量で存在する、第４のシリカ粒子とを含み、この現像剤が、担体粒子を実質的に含まない、一成分現像剤が開示される。また、乳化凝集トナーを含む一成分現像剤であって、（ａ）スチレン／アクリル酸ブチルコポリマーと；（ｂ）融点が約１００℃以下のワックスと；（ｃ）着色剤と；（ｄ）封入するシェルと；（ｅ）シリカ外部添加剤とを含み、このシリカ外部添加剤が、（ｉ）オクチルジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が約８〜約１６ｎｍであり、トナーの約０．２重量％〜約０．９重量％の量で存在する、第１のシリカ粒子と；（ｉｉ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたコロイド状シリカ粒子を含み、平均粒子直径が約９０〜約１８０ｎｍであり、トナーの約１．１重量％〜約１．７５重量％の量で存在する、第２のシリカ粒子と；（ｉｉｉ）ポリジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が約３０〜約６０ｎｍであり、トナーの約０．６重量％〜約１．２重量％の量で存在する、第３のシリカ粒子と；（ｉｖ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が約３０〜約６０ｎｍであり、トナーの約１．２５重量％〜約２重量％の量で存在する、第４のシリカ粒子とを含み、この現像剤が、担体粒子を実質的に含まない、一成分現像剤も開示される。さらに、乳化凝集トナーを含む一成分現像剤であって、（ａ）Ｍｗ値が約３０，０００〜約４０，０００であり、Ｍｎ値が約８，０００〜約１５，０００であるスチレン／アクリル酸ブチルコポリマー樹脂と；（ｂ）融点が約１００℃以下であり、トナー中に約１％〜約２５重量％の量で存在するパラフィンワックスと；（ｃ）顔料着色剤と；（ｄ）封入するシェルと；（ｅ）シリカ外部添加剤とを含み、このシリカ外部添加剤が、（ｉ）オクチルジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が約１０〜約１４ｎｍであり、トナーの約０．３重量％〜約０．８重量％の量で存在する、第１のシリカ粒子と；（ｉｉ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたコロイド状シリカ粒子を含み、平均粒子直径が約１００〜約１５０ｎｍであり、トナーの約１．２５重量％〜約１．４５重量％の量で存在する、第２のシリカ粒子と；（ｉｉｉ）ポリジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が約３５〜約５５ｎｍであり、トナーの約０．７重量％〜約０．９重量％の量で存在する、第３のシリカ粒子と；（ｉｖ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が約３５〜約５５ｎｍであり、トナーの約１．５重量％〜約１．８重量％の量で存在する、第４のシリカ粒子とを含み、この現像剤が、担体粒子を実質的に含まない、一成分現像剤が開示される。

図１は、本明細書に開示するように調製したトナーと比較トナーについて、有機感光体（ＯＰＣ）汚染試験の結果を示す。

トナーは、トナーを作成するときに使用するのに適した任意の望ましい樹脂または適切な樹脂から調製することができる乳化凝集トナーである。また、このような樹脂は、任意の適切な１種類以上のモノマーから製造することができる。樹脂を作成するときに有用な適切なモノマーとしては、スチレン、アクリレート、メタクリレート、ブタジエン、イソプレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、これらの混合物などが挙げられる。

適切な樹脂の例としては、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリイソブチレート、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリプロピレンなど、およびこれらの混合物が挙げられる。使用可能な樹脂の具体例としては、ポリ（スチレン−アクリレート）樹脂、架橋したポリ（スチレン−アクリレート）樹脂、ポリ（スチレン−メタクリレート）樹脂、架橋したポリ（スチレン−メタクリレート）樹脂、ポリ（スチレン−ブタジエン）樹脂、架橋したポリ（スチレン−ブタジエン）樹脂、アルカリスルホン酸化−ポリエステル樹脂、分岐したアルカリスルホン酸化−ポリエステル樹脂、アルカリスルホン酸化−ポリイミド樹脂、分岐したアルカリスルホン酸化−ポリイミド樹脂、アルカリスルホン酸化ポリ（スチレン−アクリレート）樹脂、架橋したアルカリスルホン酸化ポリ（スチレン−アクリレート）樹脂、ポリ（スチレン−メタクリレート）樹脂、架橋したアルカリスルホン酸化−ポリ（スチレン−メタクリレート）樹脂、アルカリスルホン酸化−ポリ（スチレン−ブタジエン）樹脂、架橋したアルカリスルホン酸化ポリ（スチレン−ブタジエン）樹脂など、およびこれらの混合物が挙げられる。

使用可能な他の適切なラテックス樹脂またはポリマーの例としては、ポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（メチルスチレン−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸メチル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸エチル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸プロピル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸ブチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸メチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸エチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸プロピル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸ブチル−ブタジエン）、ポリ（スチレン−イソプレン）、ポリ（メチルスチレン−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸メチル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸エチル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸プロピル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸ブチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸メチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸エチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸プロピル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸ブチル−イソプレン）；ポリ（スチレン−アクリル酸プロピル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル）、ポリ（スチレン−ブタジエン−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン−メタクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−メタクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−ベータカルボキシアクリル酸エチル）などおよびこれらの組み合わせが挙げられる。ポリマーは、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、交互コポリマー、およびこれらの組み合わせであってもよい。具体的な実施形態では、ポリマーは、モノマーのモル比が、スチレン約６９〜約９０部、アクリル酸ｎ−ブチル約９〜約３０部、β−カルボキシエチルアクリレート約１〜約１０部であり、Ｍｗ値は約３０，０００〜約４０，０００であり、Ｍｎ値は約８，０００〜約１５，０００である、スチレン／アクリル酸ｎ−ブチル／β−カルボキシエチルアクリレートコポリマーである。

いくつかの実施形態では、樹脂は、重量平均分子量（Ｍｗ）が、一実施形態では、少なくとも約１５，０００、別の実施形態では、少なくとも約２０，０００、少なくとも約２５，０００、一実施形態では、約５０，０００以下、約４０，０００以下、約３５，０００以下であってもよい。

いくつかの実施形態では、樹脂は、数平均分子量（Ｍｎ）が、少なくとも約４，０００、少なくとも約６，０００、少なくとも約８，０００、一実施形態では、約２０，０００以下、約１５，０００以下、約１０，０００以下であってもよい。

（乳化凝集粒子を調製するための）エマルションポリマーは、任意の望ましい方法または有効な方法によって調製することができる。次いで、ラテックスを用い、例えば、乳化凝集方法によってトナーを調製することができる。

トナー中で使用するためのラテックスを調製するのに適した任意のモノマーを使用することができる。上述のように、トナーは、例えば、乳化凝集（ＥＡ）によって製造することができる。ラテックスポリマーは、１種類のポリマーを含んでいてもよく、ポリマー混合物であってもよい。ポリマーとしては、例えば、スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、スチレンメタクリレート、さらに具体的には、ポリ（スチレン−アクリル酸アルキル）、ポリ（スチレン−１，３−ジエン）、ポリ（スチレン−メタクリル酸アルキル）、ポリ（スチレン−アクリル酸アルキル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−１，３−ジエン−アクリル酸）、ポリ（スチレン−メタクリル酸アルキル−アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸アルキル−アクリル酸アルキル）、ポリ（メタクリル酸アルキル−アクリル酸アリール）、ポリ（メタクリル酸アリール−アクリル酸アルキル）、ポリ（メタクリル酸アルキル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸アルキル−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−１，３−ジエン−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（アクリル酸アルキル−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（メチルスチレン−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸メチル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸エチル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸プロピル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸ブチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸メチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸エチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸プロピル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸ブチル−ブタジエン）、ポリ（スチレン−イソプレン）、ポリ（メチルスチレン−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸メチル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸エチル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸プロピル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸ブチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸メチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸エチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸プロピルイソプレン）、ポリ（アクリル酸ブチル−イソプレン）、ポリ（スチレン−アクリル酸プロピル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル）、ポリ（スチレン−ブタジエン−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン−メタクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−メタクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（スチレン−イソプレン）、ポリ（スチレン−メタクリル酸ブチル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−メタクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸ブチル−アクリル酸ブチル）、ポリ（メタクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（アクリロニトリル−アクリル酸ブチル−アクリル酸）、およびこれらの組み合わせが挙げられる。ポリマーは、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、または交互コポリマーであってもよい。

トナー粒子組成物は、ラテックス、任意要素の着色剤、任意要素のワックス、任意の他の望ましい添加剤または必要な添加剤、上述の選択された樹脂を含むエマルションの混合物を、場合により、界面活性剤中で凝集させることと、次いで、凝集物樹脂のＴｇより高い温度で凝集混合物を融着させることとを含む乳化凝集プロセスによって調製することができる。

非イオン系界面活性剤の例としては、ポリアクリル酸、メタロース、メチルセルロース、ジアルキルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノールが挙げられる。適切な非イオン系界面活性剤の他の例としては、ポリエチレンオキシドとポリプロピレンオキシドのブロックコポリマーが挙げられ、ＳＹＮＰＥＲＯＮＩＣ ＰＥ／Ｆとして市販されるもの、例えば、ＳＹＮＰＥＲＯＮＩＣ ＰＥ／Ｆ １０８が挙げられる。

アニオン系界面活性剤としては、サルフェートおよびスルホネート、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、これらの組み合わせなどが挙げられる。

通常は正に帯電しているカチオン系界面活性剤の例としては、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、四級化ポリオキシエチルアルキルアミンのハロゲン化物塩など、およびこれらの混合物が挙げられる。

さらに、トナー粒子を作成するときに、場合により、ワックスを、樹脂および他のトナー要素と合わせてもよい。ワックスが含まれる場合、ワックスは、任意の望ましい量または有効な量で、一実施形態では、少なくとも約１重量％、少なくとも約５重量％、約２５重量％以下、約２０重量％以下の量で存在していてもよい。適切なワックスの例としては、例えば、重量平均分子量が、少なくとも約５００、少なくとも約１，０００、約２０，０００以下、約１０，０００以下のものが挙げられる。適切なワックスの例としては、ポリオレフィン；植物由来のワックスなど；動物由来のワックス、例えば、ハチミツなど；鉱物由来のワックスおよび石油由来のワックス、例えば、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、微結晶性ワックス、Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈワックスなど；高級脂肪酸と高級アルコールから得られるエステルワックスなど；高級脂肪酸と一価または多価の低級アルコールから得られるエステルワックス、およびこれらの混合物が挙げられる。ワックスが含まれる場合、ワックスは、任意の望ましい量または有効な量で、少なくとも約１重量％、少なくとも約５重量％、約２５重量％以下、約２０重量％以下の量で存在していてもよい。

いくつかの実施形態では、ワックスは、融点が約１００℃以下、約９０℃以下、約８５℃以下である。

一実施形態では、着色剤は、（ａ）トナーの少なくとも約３重量％、約６重量％以下の量で存在するカーボンブラック顔料、（ｂ）トナーの少なくとも約０．５重量％、約１．５重量％以下の量で存在する、銅フタロシアニン顔料、例えば、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３を含む。

着色剤は、トナー中、任意の望ましい合計量または有効な合計量で、一実施形態では、トナーの少なくとも約１重量％、少なくとも約５重量％、約１５重量％以下、約１０重量％以下の量で存在する。

得られる混合物のｐＨを、酸（例えば、酢酸、硝酸など）を用いて調節してもよい。具体的な実施形態では、混合物のｐＨを約２〜約４．５に調節してもよい。さらに、所望な場合、混合物を均質化してもよい。

上述の混合物を調製した後、この混合物に凝集剤を加えてもよい。任意の望ましい凝集剤または有効な凝集剤を利用してトナーを作ってもよい。適切な凝集剤としては、二価カチオンまたは多価カチオンの水溶液が挙げられる。いくつかの実施形態では、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）より低い温度で、凝集剤を混合物に加えてもよい。

凝集剤を、任意の望ましい量または有効な量で、一実施形態では、混合物中の樹脂の少なくとも約０．１重量％、少なくとも約０．２重量％、少なくとも約０．５重量％、一実施形態では、約８重量％以下、約５重量％以下の量で加えてもよい。

粒子の凝集および融着を制御するために、所望な場合、凝集剤を混合物に時間をかけて計量しつつ加えてもよい。また、凝集剤の添加は、混合物を撹拌条件に維持しつつ、ある具体的な実施形態では、上述のような樹脂のガラス転移温度より低い温度で、ある具体的な実施形態では、少なくとも約３０℃、少なくとも約３５℃、約９０℃以下、約７０℃以下で行ってもよい。

所定の望ましい粒径が得られるまで、粒子を凝集させてもよい。成長プロセス中にサンプルを採取し、平均粒径の場合、例えば、Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒで分析してもよい。したがって、凝集した粒子を得るために、撹拌を維持しつつ、混合物を高温に維持することによって、または、例えば、約４０℃〜約１００℃の温度までゆっくりと上げ、混合物をこの温度に約０．５時間〜約６時間、約１時間〜約５時間維持することによって、凝集を進めてもよい。所定の望ましい粒径に達したら、成長プロセスを止める。

次いで、生成した凝集トナー粒子にシェルを塗布してもよい。コア樹脂に適していると上に記載した任意の樹脂をシェル樹脂として使用することができる。任意の望ましい方法または有効な方法によって、凝集粒子にシェル樹脂を塗布してもよい。例えば、シェル樹脂は、界面活性剤を含むエマルションの状態であってもよい。上述の凝集粒子を、生成した凝集物の上にシェル樹脂がシェルを形成するように、上のシェル樹脂エマルションと合わせてもよい。

一実施形態では、トナー粒子は、粒子のシェルとコアとを有し、シェルのガラス転移温度（Ｔｇ）よりも低いＴｇを有する樹脂を含む。いくつかの実施形態では、コアは、Ｔｇが少なくとも約４０℃、少なくとも約４５℃、少なくとも約４８℃、一実施形態では、５９℃以下、約５５℃以下、約５３℃以下である。いくつかの実施形態では、シェルは、Ｔｇが、少なくとも約５５℃、少なくとも約５８℃、少なくとも約５９℃、一実施形態では、６５℃以下、約６３℃以下、約６１℃以下である。

トナー粒子の望ましい最終粒径が得られたら、塩基を用い、混合物のｐＨを、一実施形態では、約６〜約１０、約６．２〜約７に調節してもよい。ｐＨの調節を利用し、トナーの成長を凍結（つまり、停止）させてもよい。トナーの成長を停止させるために用いられる塩基は、任意の適切な塩基、例えば、アルカリ金属水酸化物、これらの組み合わせなどであってもよい。いくつかの実施形態では、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を加え、ｐＨを上述の所望な値に調節しやすくしてもよい。いくつかの実施形態では、塩基を混合物の約２〜約２５重量％、約４〜約１０重量％の量で加えてもよい。

望ましい粒径になるまで凝集を行い、上述のようにシェルを作成した後、粒子が所望の最終形状になるまで融着させ、融着は、例えば、混合物を任意の望ましい温度または有効な温度、一実施形態では、少なくとも約５５℃、少なくとも約６５℃、一実施形態では、約１００℃以下、約７５℃以下、ある具体的な実施形態では、約７０℃まで加熱することによって達成される。これより高い温度または低い温度を使用してもよく、この温度は、バインダーで用いられる樹脂の関数であることが理解される。

融着を進め、任意の望ましい時間または有効な時間、一実施形態では、少なくとも約０．１時間、少なくとも０．５時間、一実施形態では、約９時間以下、約４時間以下かけて行ってもよい。

融着の後、混合物を室温（例えば、約２０℃〜約２５℃）まで冷却してもよい。冷却した後、トナー粒子を、場合により、水で洗浄し、その後乾燥させてもよい。

トナー粒子は、所望の場合、他の任意要素の添加剤をさらに含んでいてもよい。

トナー粒子は、流動補助添加剤を含む外部添加剤粒子とブレンドされてもよく、添加剤は、トナー粒子表面に存在していてもよい。これらの添加剤の例としては、酸化チタンなどの金属酸化物、およびこれらの混合物；金属塩および脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛、酸化アルミニウム、酸化セリウムなど、およびこれらの混合物）が挙げられる。各外部添加剤は、それぞれ、任意の望ましい量または有効な量で、一実施形態では、トナーの少なくとも約０．１重量％、少なくとも約０．２５重量％、一実施形態では、約５重量以下、約３重量％以下の量で存在していてもよい。ここでも、これらの添加剤を上述のシェル樹脂と同時に塗布してもよく、またはシェル樹脂を塗布した後に塗布してもよい。

本明細書に開示するトナーは、特定のシリカ外部添加剤を含む。これらの添加剤は、異なる平均粒子直径を有するシリカ混合物と、表面処理を含む。シリカの平均粒子直径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定される。

トナーは、以下の式の第１のシリカ粒子（例えば、オクチルジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子）を含む。

これらのオクチルジメチルシロキサンで処理されたシリカ粒子は、平均粒子直径は、一実施形態では、少なくとも約６ｎｍ、別の実施形態では、少なくとも約８ｎｍ、さらに別の実施形態では、少なくとも約１０ｎｍ、一実施形態では、約２０ｎｍ以下、別の実施形態では、約１８ｎｍ以下、さらに別の実施形態では、約１５ｎｍ以下である。適切なオクチルジメチルシロキサンで処理されたシリカ粒子の例としては、Ｅｖｏｎｉｋ（ドイツ）製のＲ８０５などとして入手可能なものが挙げられる。

オクチルジメチルシロキサンで処理されたシリカ粒子は、トナー中に、一実施形態では、（トナーの）少なくとも約０．１重量％、別の実施形態では、少なくとも約０．２重量％、さらに別の実施形態では、少なくとも約０．３重量％、一実施形態では、約１重量％以下、別の実施形態では、約０．９重量％以下、さらに別の実施形態では、約０．８重量％以下の量で存在する。

本明細書に開示するトナーは、さらに、以下の式のコロイド状シリカ粒子を含む第２のシリカ粒子を含む。

コロイド状シリカ粒子は、以下の式のヘキサメチルジシロキサンで表面処理される。

これらのヘキサメチルジシロキサンで処理されたコロイド状シリカ粒子は、平均粒子直径が、一実施形態では、少なくとも約８０ｎｍ、別の実施形態では、少なくとも約８５ｎｍ、さらに別の実施形態では、少なくとも約９０ｎｍ、一実施形態では、約２００ｎｍ以下、別の実施形態では、約１８０ｎｍ以下、さらに別の実施形態では、約１５０ｎｍ以下である。適切なヘキサメチルジシロキサンで処理されたコロイド状シリカ粒子の例としては、信越化学工業株式会社製のＸ−２４、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＴＧＣ−１１０などとして入手可能なものが挙げられる。

ヘキサメチルジシロキサンで処理されたコロイド状シリカ粒子は、トナー中、一実施形態では、少なくとも約１重量％、別の実施形態では、少なくとも約１．０５重量％、さらに別の実施形態では、少なくとも約１．１０重量％、一実施形態では、約２重量％以下、別の実施形態では、約１．７５重量％以下、さらに別の実施形態では、約１．４５重量％以下の量で存在する。

本明細書に開示するトナーは、以下の式の第３のシリカ粒子（例えば、ポリジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子）も含み、

式中、ｎは、繰り返しモノマー単位の数をあらわす整数であり、一実施形態では、少なくとも約１、一実施形態では、約４５以下である。これらのポリジメチルシロキサンで処理されたシリカ粒子は、平均粒子直径が、一実施形態では、少なくとも約２５ｎｍ、別の実施形態では、少なくとも約２７ｎｍ、さらに別の実施形態では、少なくとも約３０ｎｍ、一実施形態では、約６５ｎｍ以下、別の実施形態では、約６０ｎｍ以下、さらに別の実施形態では、約５５ｎｍ以下である。適切なポリジメチルシロキサンで処理されたシリカ粒子の例としては、Ｅｖｏｎｉｋ製のＲＹ５０、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＴＧ５１８０などとして入手可能なものが挙げられる。

ポリジメチルシロキサンで処理されたシリカ粒子は、トナー中、一実施形態では、少なくとも約０．５重量％、別の実施形態では、少なくとも約０．６重量％、さらに別の実施形態では、少なくとも約０．７重量％、一実施形態では、約１．５重量％以下、別の実施形態では、約１．２重量％以下、さらに別の実施形態では、約０．９重量％以下の量で存在する。

本明細書で開示するトナーは、以下の式の第４のシリカ粒子（例えば、ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子）も含む。

これらのヘキサメチルジシロキサンで処理されたシリカ粒子は、平均粒子直径が、一実施形態では、少なくとも約２５ｎｍ、別の実施形態では、少なくとも約２７ｎｍ、さらに別の実施形態では、少なくとも約３０ｎｍ、一実施形態では、約６５ｎｍ以下、別の実施形態では、約６０ｎｍ以下、さらに別の実施形態では、約５５ｎｍ以下である。適切なヘキサメチルジシロキサンで処理されたシリカ粒子の例としては、Ｅｖｏｎｉｋ製のＲＸ５０、Ｃｏｂｏｔ製のＴＧ５１１０などとして入手可能なものが挙げられる。

ヘキサメチルジシロキサンで処理されたフュームドシリカ粒子は、トナー中、一実施形態では、少なくとも約１重量％、別の実施形態では、少なくとも約１．２５重量％、さらに別の実施形態では、少なくとも約１．５重量％、一実施形態では、約２．５重量％以下、別の実施形態では、約２重量％以下、さらに別の実施形態では、約１．８重量％以下の量で存在する。

トナー粒子は、真円度が、一実施形態では、少なくとも約０．９２０、少なくとも約０．９４０、少なくとも約０．９６２、少なくとも約０．９６５、一実施形態では、約０．９９９以下、約０．９９０以下、約０．９８０以下である。真円度が１．０００とは、完全に円形の球を示す。真円度は、例えば、Ｓｙｓｍｅｘ ＦＰＩＡ ２１００分析機を用いて測定することができる。

乳化凝集プロセスは、トナー粒子の粒度分布を大きく制御し、トナー中のトナー微粒子およびトナー粗粒子の両方の量を制限することができる。トナー粒子は、比較的狭い粒度分布を有していてもよく、数比率による下側幾何標準偏差（ＧＳＤｎ）が、少なくとも約１．１５、少なくとも約１．１８、少なくとも約１．２０、一実施形態では、約１．４０以下、約１．３５以下、約１．３０以下、約１．２５以下であってもよい。

トナー粒子は、体積平均径（「体積平均粒径」、または「Ｄ_５０ｖ」とも呼ばれる）が、一実施形態では、少なくとも約３μｍ、少なくとも約４μｍ、少なくとも約５μｍ、一実施形態では、約２５μｍ以下、約１５μｍ以下、約１２μｍ以下であってもよい。Ｄ_５０ｖ、ＧＳＤｖ、ＧＳＤｎは、Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３のような測定装置を用いて決定することができる。

トナー粒子は、形状因子ＳＦ１^＊ａが、一実施形態では、少なくとも約１０５、少なくとも約１１０、約１７０以下、約１６０以下であってもよい。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用し、画像分析（ＩＡ）によって、トナーの形状因子分析を決定することができる。以下の形状因子（ＳＦ１^＊ａ）の式：ＳＦ１^＊ａ＝１００πｄ^２／（４Ａ）を使用することによって平均粒子形状を定量し、式中、Ａは粒子の面積であり、ｄはその主要な軸である。完全に円形または球状の粒子は、形状因子が実際に１００である。形状が、表面積が大きな不規則または細長い形状になるほど、形状因子ＳＦ１^＊ａは大きくなる。

トナー粒子の特徴は、任意の適切な技術および装置によって決定されてもよく、本明細書で上に示す装置および技術に限定されない。

トナー樹脂が架橋可能である実施形態では、このような架橋は、任意の望ましい様式または有効な様式で行うことができる。例えば、融合温度でトナー樹脂が架橋可能であるとき、基材に対してトナーを融合している間にトナー樹脂を架橋することができる。例えば、融合後の操作中に、トナー樹脂が架橋する温度まで、融合した画像を加熱することによって架橋を行うこともできる。いくつかの実施形態では、約１６０℃以下、約７０℃〜約１６０℃、約８０℃〜約１４０℃の温度で架橋を行うことができる。

一実施形態では、一成分現像プロセスによって、トナー粒子を基材に塗布する。一成分現像では、トナー上の電荷は、現像プロセスを制御するものである。ドナーロール材料は、トナーをロールと接触させるとき、トナー上に正しい極性の電荷を生成するように選択される。静電力によってドナーロール上に作られるトナー層は、現像ゾーンに入る前に、帯電ゾーン（特に、本出願では、帯電ローラー）を通過する。現像爪を軽く加圧すると、現像ゾーンに入るときに、ロール上に望ましい厚みのトナー層が作られる。この帯電は、典型的には、ほんの数秒間であり、トナー上の電荷を最小限にする。次いで、さらなるバイアスがトナーに加えられ、さらに現像し、トナーの制御された一部を感光体に移動する。次いで、画像を感光体から、画像を受け入れる基材に転写し、この転写は、直接的であってもよく、または中間転写体によって間接的であってもよく、次いで、例えば、熱および／または圧力を加えることによって（例えば、加熱したフューザーロールを用い）、画像を受け入れる基材に対し、画像を融合させる。

普通紙、例えば、ＸＥＲＯＸ（登録商標）４０２４紙、ＸＥＲＯＸ（登録商標）Ｉｍａｇｅ Ｓｅｒｉｅｓ紙、Ｃｏｕｒｔｌａｎｄ ４０２４ ＤＰ紙、罫線付ノート紙、ボンド紙、シリカでコーティングされた紙、例えば、Ｓｈａｒｐ Ｃｏｍｐａｎｙシリカコーティング紙、ＪｕＪｏ紙、ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ ＬＡＳＥＲＰＲＩＮＴ（登録商標）紙など、光沢のあるコーティング紙、例えば、ＸＥＲＯＸ（登録商標）Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｇｌｏｓｓ、Ｓａｐｐｉ Ｗａｒｒｅｎ Ｐａｐｅｒｓ ＬＵＳＴＲＯＧＬＯＳＳ（登録商標）など、透明材料、布地、繊維製品、プラスチック、ポリマー膜、無機基材、例えば、金属および木材などを含め、任意の適切な基材または記録シートを使用することができる。

あらゆる部および割合は、他の意味であると示されていない限り、重量基準である。

実施例および比較例で使用するトナー粒子を以下のように調製した。２Ｌ反応器に、７６．５重量部のスチレン、２３．５重量部のアクリル酸ブチル、３重量部のβ−カルボキシエチルアクリレートを含む、６０〜６８％のスチレン／アクリル酸ブチルラテックスポリマー（重量平均分子量が３５，０００）と、分子量が５２７であり、融点が８４℃である１０〜１４％のパラフィンワックスと、３〜５％のカーボンブラックと、０．５〜１．５％のＰｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３とを入れた。次いで、この系に、０．１４〜０．１８％のポリアルミニウムクロリドを加え、ＩＫＡ Ｔ−５０ホモジナイザを用い、混合物を４０００ｒｐｍで２０〜４０分間均質化した。均質化したら、粒子がプレシェル粒径である５．８〜６．４μｍに達するまで、反応器の内容物を、ポリマーのガラス転移温度付近（５０〜５８℃）まで９０〜１６０分かけて加熱した。凝集物が適切な粒径になったら、８２重量部のスチレン、１８重量部のアクリル酸ブチル、３重量部のβ−カルボキシエチルアクリレートを含み、重量平均分子量が３５，０００（Ｔｇ ５６〜６２℃）である第２のスチレン／アクリル酸ブチルラテックスポリマーを加え、２７〜３３重量％のトナー粒子のシェルを作成した。シェルを加えた後、反応器をこの温度に２０〜６０分間維持し、その後に、塩基を加え、粒径を７．０〜７．８μｍに凍結させた。塩基を加え、ｐＨを４．２〜５．０に調整すると、粒子バッチ温度を９０〜９８℃まで上げた。次いで、粒子の真球度（丸さ）が０．９６３〜０．９７３に達するまで、このバッチを３０〜３００分かけて融着させた。次いで、バッチを冷却し、ＮａＯＨを用いてｐＨを７．０〜８．０に調整し、次いで、水で３〜５回洗浄し、凍結乾燥によって乾燥させた。

（実施例Ｉ）
第１のトナー（トナーＩａ）を以下のように調製した。上述のように調製し、乾燥粒径が６．８μｍ、乾燥真球度が０．９６３の乾燥粒子を７５ｇ秤量し、最初に、（トナーの重量の）０．３５％の８〜１５ｎｍのオクチルジメチルシロキサンでコーティングされたフュームドシリカ、０．７３％の３０〜５０ｎｍのポリジメチルシロキサンでコーティングされたフュームドシリカ、１．１０％の９０〜１５０ｎｍのヘキサメチルジシロキサンでコーティングされたコロイド状ゾルゲルシリカ、１．５５％の３０〜５０ｎｍのヘキサメチルジシロキサンでコーティングされたフュームドシリカと混合した。最初に混合した後、トナー粒子およびシリカ粒子をＦＵＪＩ ＭＩＬＬ実験用ブレンダを用い、１６，０００ｒｐｍで５分間ブレンドした。次いで、トナーをカートリッジに入れ、単色一成分現像機で試験した。

第２のトナー（トナーＩｂ）を以下のように調製した。上述のように調製し、乾燥粒径が７．２μｍ、乾燥真球度が０．９６０の乾燥粒子を７５ｇ秤量し、最初に、（トナーの重量の）０．８３％の８〜１５ｎｍのオクチルジメチルシロキサンでコーティングされたフュームドシリカ、０．８２％の３０〜５０ｎｍのポリジメチルシロキサンでコーティングされたフュームドシリカ、１．３５％の９０〜１５０ｎｍのヘキサメチルジシロキサンでコーティングされたコロイド状ゾルゲルシリカ、１．６０％の３０〜５０ｎｍのヘキサメチルジシロキサンでコーティングされたフュームドシリカと混合した。最初に混合した後、トナー粒子およびシリカ粒子をＦＵＪＩ ＭＩＬＬ実験用ブレンダを用い、１６０，０００ｒｐｍで５分間ブレンドした。次いで、トナーをカートリッジに入れ、単色一成分現像機で試験した。

（比較例Ａ）
実施例Ｉの第１段落に記載したようにトナー粒子を調製した。最終的な乾燥粒径は６．８μｍであり、乾燥粒子の真球度は０．９７８であった。実施例Ｉに記載したプロセスによって乾燥粒子を（トナーの重量の）３．０％の３０〜５０ｎｍのポリジメチルシロキサンでコーティングされたフュームドシリカ、０．２％の９０〜１５０ｎｍのヘキサメチルジシロキサンでコーティングされたコロイド状ゾルゲルシリカ、０．５５％の３０〜５０ｎｍのヘキサメチルジシロキサンでコーティングされたフュームドシリカと混合した。

（比較例Ｂ）
実施例Ｉの第１段落に記載したようにトナー粒子を調製した。粒径を７．４８μｍに凍結させ、真球度は０．９７２に達した。実施例Ｉに記載したプロセスによって乾燥粒子を（トナーの重量の）０．１％の８〜１５ｎｍのオクチルジメチルシロキサンでコーティングされたフュームドシリカ、２．５％の３０〜５０ｎｍのポリジメチルシロキサンでコーティングされたフュームドシリカ、０．２％の９０〜１５０ｎｍのヘキサメチルジシロキサンでコーティングされたコロイド状ゾルゲルシリカ、０．５５％の３０〜５０ｎｍのヘキサメチルジシロキサンでコーティングされたフュームドシリカと混合した。

（有機感光体汚染試験）
バックグラウンドコントロールとしてのＸＥＲＯＸ（登録商標）４２００紙片に、長さ２０ｃｍ×幅２ｃｍの透明の片側が接着剤のテープ片を置き、有機感光体（ＯＰＣ）汚染を測定した。その後、２０ｃｍ×５ｃｍの塗りつぶされた模様を紙に印刷し、機械を止め、別の長さ２０ｃｍ×幅２ｃｍの透明の片側が接着剤のテープ片を感光体の上に置き、残ったトナーを除去した。次いで、このテープもＸＥＲＯＸ（登録商標）４２００紙の上に置いた。ＸＲＩＴＥ（登録商標）濃度計を用い、感光体からのテープから、バックグラウンドコントロールを引き算してデルタＹを測定した。（このプロセスを０ページ、１，０００ページ、２，０００ページで行った）。デルタＹは、反射率％の指標であり、感光体の汚染を定量化する。デルタＹが大きいほど、ドラムの汚染が大きい。トナーＩａおよびＩｂは、比較トナーＡおよびＢと比較して、優れた性能を示した。

Claims (20)

1. 乳化凝集トナーを含む一成分現像剤であって、
   （ａ）樹脂と；
   （ｂ）ワックスと；
   （ｃ）着色剤と；
   （ｄ）封入するシェルと；
   （ｅ）シリカ外部添加剤とを含み、このシリカ外部添加剤が、
   （ｉ）オクチルジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が６〜２０ｎｍであり、トナーの０．１重量％〜１重量％の量で存在する、第１のシリカ粒子と；
   （ｉｉ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたコロイド状シリカ粒子を含み、平均粒子直径が８０〜２００ｎｍであり、トナーの１重量％〜２重量％の量で存在する、第２のシリカ粒子と；
   （ｉｉｉ）ポリジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が２５〜６５ｎｍであり、トナーの０．５重量％〜１．５重量％の量で存在する、第３のシリカ粒子と；
   （ｉｖ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が２５〜６５ｎｍであり、トナーの１重量％〜２．５重量％の量で存在する、第４のシリカ粒子とを含み、
   この現像剤が、担体粒子を実質的に含まない、一成分現像剤。
2. 前記樹脂が、スチレン／アクリル酸ブチルコポリマーを含む、請求項１に記載の現像剤。
3. 前記スチレン／アクリル酸ブチルコポリマーが、スチレン／アクリル酸ｎ−ブチル／β−カルボキシエチルアクリレートコポリマーである、請求項２に記載の現像剤。
4. 前記スチレン／アクリル酸ｎ−ブチル／β−カルボキシエチルアクリレートコポリマーは、モノマーの比が、スチレン６９〜９０重量部、アクリル酸ｎ−ブチル９〜３０重量部、β−カルボキシエチルアクリレート１〜１０重量部であり、Ｍｗ値は３０，０００〜４０，０００であり、Ｍｎ値は８，０００〜１５，０００である、請求項３に記載の現像剤。
5. 前記樹脂は、Ｍｗ値が３０，０００〜４０，０００であり、Ｍｎ値が８，０００〜１５，０００である、請求項２に記載の現像剤。
6. 前記ワックスは、パラフィンワックスである、請求項１に記載の現像剤。
7. 前記ワックスは、融点が１００℃以下である、請求項１に記載の現像剤。
8. 前記ワックスが、前記トナー中に、トナーの１重量％〜２５重量％の量で存在する、請求項１に記載の現像剤。
9. 前記着色剤が、顔料である、請求項１に記載の現像剤。
10. 前記顔料が、トナーの３重量％〜６重量％の量のカーボンブラックおよびトナーの０．５重量％〜１．５％重量の量の銅フタロシアニンを含む、請求項９に記載の現像剤。
11. 前記トナーが、０．９２０〜０．９９９の真円度を有するトナー粒子を含む、請求項１に記載の現像剤。
12. 前記トナーが、３μｍ〜２５μｍの体積平均粒径を有するトナー粒子を含む、請求項１に記載の現像剤。
13. 前記第１のシリカ粒子は、平均粒子直径が８〜１８ｎｍであり、トナー中に０．２重量％〜０．９重量％の量で存在する、請求項１に記載の現像剤。
14. 前記第２のシリカ粒子は、平均粒子直径が８５〜１８０ｎｍであり、トナー中に１．０５重量％〜１．７５重量％の量で存在する、請求項１に記載の現像剤。
15. 前記第３のシリカ粒子は、平均粒子直径が２７〜６０ｎｍであり、トナー中に０．６重量％〜１．２重量％の量で存在する、請求項１に記載の現像剤。
16. 前記第４のシリカ粒子は、平均粒子直径が２７〜６０ｎｍであり、トナー中に１．２５重量％〜２重量％の量で存在する、請求項１に記載の現像剤。
17. 乳化凝集トナーを含む一成分現像剤であって、
    （ａ）スチレン／アクリル酸ブチルコポリマー樹脂と；
    （ｂ）融点が１００℃以下のワックスと；
    （ｃ）着色剤と；
    （ｄ）封入するシェルと；
    （ｅ）シリカ外部添加剤とを含み、このシリカ外部添加剤が、
    （ｉ）オクチルジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が８〜１８ｎｍであり、トナーの０．２重量％〜０．９重量％の量で存在する、第１のシリカ粒子と；
    （ｉｉ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたコロイド状シリカ粒子を含み、平均粒子直径が８５〜１８０ｎｍであり、トナーの１．０５重量％〜１．７５重量％の量で存在する、第２のシリカ粒子と；
    （ｉｉｉ）ポリジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が２７〜６０ｎｍであり、トナーの０．６重量％〜１．２重量％の量で存在する、第３のシリカ粒子と；
    （ｉｖ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が２７〜６０ｎｍであり、トナーの１．２５重量％〜２重量％の量で存在する、第４のシリカ粒子とを含み、
    この現像剤が、担体粒子を実質的に含まない、一成分現像剤。
18. 前記ワックスは、パラフィンワックスである、請求項１７に記載の現像剤。
19. 前記着色剤は、顔料である、請求項１７に記載の現像剤。
20. 乳化凝集トナーを含む一成分現像剤であって、
    （ａ）Ｍｗ値が３０，０００〜４０，０００であり、Ｍｎ値が８，０００〜１５，０００である、スチレン／アクリル酸ブチルコポリマー樹脂と；
    （ｂ）融点が１００℃以下であり、トナー中に１重量％〜２５重量％の量で存在する、パラフィンワックスと；
    （ｃ）顔料着色剤と；
    （ｄ）封入するシェルと；
    （ｅ）シリカ外部添加剤とを含み、このシリカ外部添加剤が、
    （ｉ）オクチルジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が１０〜１５ｎｍであり、トナーの０．３重量％〜０．８重量％の量で存在する、第１のシリカ粒子と；
    （ｉｉ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたコロイド状シリカ粒子を含み、平均粒子直径が９０〜１５０ｎｍであり、トナーの１．１０重量％〜１．４５重量％の量で存在する、第２のシリカ粒子と；
    （ｉｉｉ）ポリジメチルシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が３０〜５５ｎｍであり、トナーの０．７重量％〜０．９重量％の量で存在する、第３のシリカ粒子と；
    （ｉｖ）ヘキサメチルジシロキサンで表面処理されたフュームドシリカ粒子を含み、平均粒子直径が３０〜５５ｎｍであり、トナーの１．５重量％〜１．８重量％の量で存在する、第４のシリカ粒子とを含み、
    この現像剤が、担体粒子を実質的に含まない、一成分現像剤。
    

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