(57)【要約】【課題】電子写真装置に適したトナーを提供する。【解決手段】随意の着色剤と、随意のワックスと、約０重量ｐｐｍ乃至約１０，０００重量ｐｐｍの遊離ポリジメチルシロキサンを有するポリジメチルシロキサンで処理されたシリカを含む少なくとも１つの添加剤とを含むトナー。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、
随意の着色剤と、
随意のワックスと、
約０重量ｐｐｍ乃至約１０，０００重量ｐｐｍの遊離ポリジメチルシロキサンを有するポリジメチルシロキサンで処理されたシリカを含む少なくとも１つの添加剤と、
を含むことを特徴とするトナー。
【請求項２】
前記樹脂は、少なくとも１つの結晶性樹脂と随意に組み合せた少なくとも１つの非晶質樹脂を含み、
前記少なくとも１つの添加剤の全表面積被覆率は約３５乃至約８０であり、
前記樹脂は、少なくとも１つの結晶性樹脂と組み合せた少なくとも１つの非晶質ポリエステル樹脂を含み、
前記樹脂は、ｍを約５乃至約１０００とすることができる次式
【化１】
2011034079.tif 000013
(I)
を有する少なくとも１つの非晶質ポリエステル樹脂と、ｂを約５乃至約２０００及びｄを約５乃至約２０００とする次式
【化２】
2011034079.tif 000014
(II)
を有する少なくとも１つの結晶性ポリエステル樹脂との組合せを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のトナー。
【請求項３】
少なくとも１つの結晶性ポリエステル樹脂と随意に組み合せた少なくとも１つの非晶質ポリエステル樹脂と、
随意の着色剤と、
随意のワックスと、
約０重量ｐｐｍ乃至約１０，０００重量ｐｐｍの遊離ポリジメチルシロキサンを有するポリジメチルシロキサンで処理されたシリカと、フッ素が二酸化チタンの約１重量％から二酸化チタンの約２０重量％までの量で存在するフッ素で処理された二酸化チタンとの組合せを含む少なくとも１つの添加剤と、
を含むことを特徴とするトナー。
【請求項４】
少なくとも１つの結晶性ポリエステル樹脂と随意に組み合せた少なくとも１つの非晶質ポリエステル樹脂と、
随意の着色剤と、
随意のワックスと、
約０重量ｐｐｍ乃至約１０，０００重量ｐｐｍの遊離ポリジメチルシロキサンを有するポリジメチルシロキサンで処理されたシリカと、フッ素が二酸化チタンの約１重量％から二酸化チタンの約２０重量％までの量で存在するフッ素で処理された二酸化チタンとの組合せを含む少なくとも１つの添加剤と、
を含むトナーであって、
前記ポリジメチルシロキサンで処理された前記シリカは、前記トナーの約０．５重量％から前記トナーの約３重量％までの量で存在し、
前記フッ素で処理された前記二酸化チタンは、前記トナーの約０．１重量％から前記トナーの約２．５重量％までの量で存在する、
ことを特徴とする前記トナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は電子写真装置に適したトナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーの調製に関して、非常に多くのプロセスが当業者の認識範囲内にある。エマルジョン凝集（ＥＡ）法はその一つの方法である。
【０００３】
ポリエステルＥＡの超低融点（ＵＬＭ）トナーは、非晶質及び結晶性ポリエステル樹脂を用いて調製されている。この配合物に起こり得る問題は、そのトナーを含有する現像剤に含まれる添加剤パッケージが良好なブロッキング性能及び良好な定着特性を有さない可能性があることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，５９３，０４９号
【特許文献２】米国特許第６，７５６，１７６号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０２２２９９１号
【特許文献４】米国特許第５，２９０，６５４号
【特許文献５】米国特許第５，３０２，４８６号
【特許文献６】米国特許第５，２３６，６２９号
【特許文献７】米国特許第５，３３０，８７４号
【特許文献８】米国特許第４，２９５，９９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナーを製造するための改善されたプロセスが引き続き望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示はトナー及びそのトナーを作成するプロセスを提供する。実施形態において、本開示のトナーは、樹脂、随意の着色剤、随意のワックス、及び、約０重量ｐｐｍ乃至約１０，０００重量ｐｐｍの遊離（free）ポリジメチルシロキサンを有するポリジメチルシロキサンで処理されたシリカを含む少なくとも１つの添加剤、を含むことができる。
【０００７】
他の実施形態において、本開示のトナーは、少なくとも１つの結晶性ポリエステル樹脂と随意に組み合せた少なくとも１つの非晶質ポリエステル樹脂、随意の着色剤、随意のワックス、及び、約０重量ｐｐｍ乃至約１０，０００重量ｐｐｍの遊離ポリジメチルシロキサンを有するポリジメチルシロキサンで処理されたシリカと、フッ素が二酸化チタンの約１重量％乃至約２０重量％で存在するフッ素処理二酸化チタンとの組合せを含む少なくとも１つの添加剤、を含むことができる。
【０００８】
さらに他の実施形態において、本開示のトナーは、少なくとも１つの結晶性ポリエステル樹脂と随意に組み合せた少なくとも１つの非晶質ポリエステル樹脂、随意の着色剤、随意のワックス、及び、約０重量ｐｐｍ乃至約１０，０００重量ｐｐｍの遊離ポリジメチルシロキサンを有するポリジメチルシロキサンで処理されたシリカと、フッ素が二酸化チタンの約１重量％乃至約２０重量％で存在するフッ素処理二酸化チタンとの組合せを含む少なくとも１つの添加剤、を含むことができ、ここで、ポリジメチルシロキサンで処理されたシリカはトナーの約０．５重量％乃至約３重量％の量で存在し、フッ素処理二酸化チタンはトナーの約０．１重量％乃至約２．５重量％の量で存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】多量の遊離ＰＤＭＳを含むシリカを有するトナーと比較して、少量の遊離ＰＤＭＳを含むシリカを有する本開示のトナーに対するブロッキングデータのグラフである。
【図２】多量の遊離ＰＤＭＳを含むシリカを有するトナーと比較して、少量の遊離ＰＤＭＳを含むシリカを有する本開示のトナーに対するブロッキングデータの最適化を示すグラフである。
【図３】フッ素化処理二酸化チタンを有しないトナーと比較して、フッ素化処理二酸化チタンを有する本開示のトナーを用いて調製された現像剤のＲＳ感受性を描いたグラフである。
【図４】シリカ／チタニア比の配合率範囲と、両方の添加剤配合率に対する全表面積被覆率を描いたグラフであり、ここで少量の遊離ＰＤＭＳを有するシリカ及び二酸化チタンは満足できるブロッキング性能及び満足できる転写効率（ＴＥ）の両方をもたらす。
【図５】少量の遊離ＰＭＤＳを有するシリカ及びフッ素化処理二酸化チタンの両方を含有する本開示のトナーに関するブロッキングデータを、多量の遊離ＰＤＭＳを有するシリカ及びフッ素未処理の二酸化チタンを含有するトナーと比較して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示は、優れた定着特性を有する現像剤組成物を提供する。現像剤組成物は、少量の遊離ポリジメチルシロキサン（ＰＭＤＳ）を有する疎水性非晶質シリカと、実施形態においてフッ素処理した二酸化チタンとを含んだ最適化添加剤パッケージと組み合せたＵＬＭ  ＥＡトナーを含む。
【００１１】
本開示のトナーを形成するのに任意のラテックス樹脂を用いることができる。それらの樹脂は任意の適切なモノマで作成することができる。用いる具体的なポリマに応じて、用いる何れかのモノマを選択することができる。
【００１２】
実施形態において樹脂は、非晶質樹脂、結晶性樹脂、及び／又はそれらの組合せとすることができる。更なる実施形態において、樹脂を形成するのに用いるポリマは、特許文献１及び特許文献２に記載の樹脂を含むポリエステル樹脂とすることができる。
【００１３】
実施形態において樹脂は、ジオールを二価酸と随意の触媒の存在下で反応させて形成したポリエステル樹脂とすることができる。
【００１４】
結晶性樹脂は、例えば、トナー成分の約５乃至約５０重量パーセント、実施形態においてはトナー成分の約１０乃至約３５重量パーセントの量で存在することができる。結晶性樹脂は、様々な融点、例えば、約３０℃乃至約１２０℃、実施形態においては約５０℃乃至約９０℃の融点を有することができる。結晶性樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）で測定したとき、例えば、約１，０００乃至約５０，０００、実施形態においては約２，０００乃至約２５，０００の数平均分子量（Ｍn）、及び、ポリスチレン標準を用いてゲル浸透クロマトグラフィで測定したとき、約２，０００乃至約１００，０００、実施形態においては約３，０００乃至約８０，０００の重量平均分子量（Ｍw）を有することができる。結晶性樹脂の分子量分布（Ｍw／Ｍn）は、例えば、約２乃至約６、実施形態においては約３乃至約４となり得る。
【００１５】
結晶性又は非晶質ポリエステルを形成するのに用いることができる重縮合触媒としては、チタン酸テトラアルキル、酸化ブチルスズのような酸化ジアルキルスズ、ジラウリン酸ジブチルスズのようなテトラアルキルスズ、酸化ブチルスズ水酸化物のような酸化ジアルキルスズ水酸化物、アルミニウムアルコキシド、アルキル亜鉛、ジアルキル亜鉛、酸化亜鉛、酸化第一スズ、又はそれらの組合せが挙げられる。このような触媒は、例えば、ポリエステル樹脂を生成するのに用いる出発の二価酸又はジエステルに基づいて、約０．０１モルパーセント乃至約５モルパーセントの量を用いることができる。
【００１６】
実施形態において、上記のように、不飽和非晶質ポリエステル樹脂をラテックス樹脂として用いることができる。
【００１７】
実施形態において適切なポリエステル樹脂は、ｍを約５乃至約１０００とすることができる次式（Ｉ）
【化１】
2011034079.tif 000002
(I)
を有するポリ（プロポキシ化ビスフェノールＡコ-フマレート）のような非晶質ポリエステルとすることができる。
【００１８】
上記の非晶質樹脂と随意に組み合せて用いることができる適切な結晶性樹脂としては、特許文献３に開示された結晶性樹脂が挙げられる。実施形態において、適切な結晶性樹脂としては、エチレングリコールと、ｂを約５乃至約２０００及びｄを約５乃至約２０００とする次式
【化２】
2011034079.tif 000003
(II)
を有するドデカン二酸及びフマル酸のコモノマの混合物とから形成される樹脂を挙げることができる。
【００１９】
例えば、実施形態において、上記の式Ｉのポリ（プロポキシ化ビスフェノールＡコ-フマレート）樹脂を、式ＩＩの結晶性樹脂と組み合せることができる。
【００２０】
実施形態において、樹脂は架橋可能な樹脂とすることができる。架橋可能樹脂は、C＝C結合のような架橋可能基を含む樹脂である。この樹脂は、例えば、開始剤を用いたフリーラジカル重合により架橋することができる。従って、実施形態において樹脂は部分的に架橋することができ、これは、実施形態において「部分的架橋ポリエステル樹脂」又は「ポリエステルゲル」と呼ぶことができる。実施形態において、ポリエステルゲルの約１重量％乃至約５０重量％、実施形態において、ポリエステルゲルの約５重量％乃至約３５重量％を架橋することができる。
【００２１】
実施形態において、上記の非晶質樹脂は部分的に架橋することができる。例えば、架橋して本開示によるトナー粒子の形成に用いることができる非晶質樹脂としては、架橋された上記の式Ｉの非晶質樹脂を挙げることができる。ポリエステルゲルを形成する方法は、当業者の認識範囲内の方法を含む。
【００２２】
任意の適切な開始剤を用いることができるが、実施形態において開始剤は、存在する何れかの溶媒に溶けるが、水には溶けない有機開始剤とすることができる。例えば、ＶＡＺＯ（登録商標）５２（２,２’-アゾビス（２,４−ジメチルペンタンニトリル、米国Ｅ．Ｉ  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販）の半減期／温度特性プロットは約６５℃で約９０分を超える半減期、及び約８０℃においては約２０分未満の半減期を示す。
【００２３】
開始剤を用いる場合、開始剤は、樹脂の約０．５重量％乃至約２０重量％、実施形態においては樹脂の約１重量％乃至約１０重量％の量で存在することができる。
【００２４】
架橋剤と非晶質樹脂は、十分な時間十分な温度において混ぜ合せて架橋ポリエステルゲルを形成することができる。実施形態において架橋剤及び非晶質樹脂は、約２５℃乃至約９９℃、実施形態においては約４０℃乃至約９５℃の温度に、約１分乃至約１０時間、実施形態においては約５分乃至約５時間の間加熱して、トナー粒子の形成に用いるのに適した架橋ポリエステル樹脂又はポリエステルゲルを形成することができる。
【００２５】
実施形態において、トナー粒子の形成に用いる樹脂は、約３０℃乃至約８０℃、実施形態においては約３５℃乃至約７０℃のガラス転移温度を有することができる。更なる実施形態において、トナー粒子の形成に用いる樹脂は、１３０℃において約１０乃至約１，０００，０００Ｐａ＊Ｓ、実施形態においては約２０乃至約１００，０００Ｐａ＊Ｓの溶融粘度を有することができる。
【００２６】
１つ、２つ、又はそれ以上のトナー樹脂を用いることができる。実施形態において２つ又はそれ以上のトナー樹脂を用いる場合、トナー樹脂は任意の適切な比（例えば重量比）、例えば約１０％（第１の樹脂）／９０％（第２の樹脂）乃至約９０％（第１の樹脂）／約１０％（第２の樹脂）にすることができる。
【００２７】
実施形態において、樹脂はエマルジョン重合法により形成することができる。
【００２８】
上記の樹脂を用いてトナー組成物を形成することができる。そのようなトナー組成物は、随意の着色剤、ワックス、及び他の添加剤を含むことができる。トナーは当業者の認識範囲内の任意の方法を用いて形成することができる。
【００２９】
実施形態において、トナー組成物を形成するのに用いる着色剤、ワックス、及び他の添加剤は、界面活性剤を含んだ分散液にすることができる。さらに、トナー粒子はエマルジョン凝集法により形成することができ、その場合、樹脂及び他のトナー成分を１つ又はそれ以上の界面活性剤に入れてエマルジョンを形成し、トナー粒子を凝集させ、融合させ、随意に洗浄して乾燥させ、回収する。１つ、２つ、又はそれ以上の界面活性剤を用いることができる。界面活性剤はイオン性界面活性剤及び非イオン界面活性剤から選択することができる。陰イオン界面活性剤及び陽イオン界面活性剤は用語「イオン性界面活性剤」により包含される。
【００３０】
着色剤を添加する場合、様々な既知の適切な着色剤、例えば染料、顔料、混合染料、混合顔料、及び染料と顔料の混合物などをトナーに含めることができる。着色剤は、例えば、トナーの約０．１乃至約３５重量パーセント、又はトナーの約１乃至約１５重量パーセント、又はトナーの約３乃至約１０重量パーセントの量をトナーに含めることができる。
【００３１】
随意にワックスをまた樹脂及び随意の着色剤と組み合せてトナー粒子を形成することができる。ワックスを含める場合、ワックスはトナー粒子の約１重量パーセント乃至約２５重量パーセント、実施形態においてはトナー粒子の約５重量パーセント乃至約２０重量パーセントの量で存在することができる。
【００３２】
トナー粒子は、当業者の認識範囲内の任意の方法で調製することができる。トナー粒子製造の実施形態は、以下でエマルジョン凝集プロセスに関して説明するが、特許文献４及び特許文献５に開示された懸濁及びカプセル化プロセスのような化学的プロセスを含んだ、任意の適切なトナー粒子調製法を用いることができる。実施形態において、トナー組成物及びトナー粒子は凝集及び融合プロセスにより調製することができ、その場合、小さな樹脂粒子を凝集させて適当なトナー粒径にし、次いで融合させて最終的なトナー粒子の形状及び形態を得る。
【００３３】
実施形態において、トナー組成物は、エマルジョン凝集プロセス、即ち、随意の着色剤と、随意のワックスと、任意の他の所望の又は必要な添加剤と、上記の樹脂を含んだエマルジョンとの混合物を、随意に上述のように界面活性剤中で凝集させ、次に凝集混合物を融合させるステップを含むようなプロセスにより調製することができる。混合物は、やはり同様に界面活性剤を含んだ分散液にすることができる着色剤及び随意のワックス又は他の物質を、２つ又はそれ以上の樹脂含有エマルジョンの混合物とすることができるエマルジョンに、加えることにより調製することができる。結果として得られた混合物のｐＨは、例えば酢酸又は硝酸などの酸により調節することができる。実施形態において、混合物のｐＨは約４乃至約５に調節することができる。さらに、実施形態において混合物を均質化することができる。混合物を均質化する場合、均質化は約６００乃至約４，０００回転毎分において遂行することができる。均質化は、例えば、ＩＫＡ  ＵＬＴＲＡ  ＴＵＲＲＡＸ  Ｔ５０プローブホモジナイザを含む任意の適切な手段により遂行することができる。
【００３４】
上記の混合物を調製した後、凝集剤を混合物に添加することができる。任意の適切な凝集剤を用いてトナーを形成することができる。適切な凝集剤としては、例えば、二価陽イオン又は多価陽イオン物質の水溶液が挙げられる。
【００３５】
凝集剤は、トナーを形成するのに用いる混合物に、混合物中の樹脂の約０．１重量％乃至約８重量％、実施形態においては約０．２重量％乃至約５重量％、他の実施形態においては約０．５重量％乃至約５重量％の量を添加することができる。これは十分な量の凝集剤を与える。
【００３６】
粒子の凝集及びそれに続く融合を制御するために、実施形態において凝集剤を計量しながら時間をかけて加えることができる。例えば、凝集剤は、約５乃至約２４０分、実施形態においては約３０乃至約２００分の時間にわたり計量しながら加えることができる。凝集剤の添加はまた、混合物を撹拌条件下、実施形態においては約５０ｒｐｍ乃至約１，０００ｒｐｍ、他の実施形態においては約１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍに維持し、並びに、上記の樹脂のガラス転移温度より低い温度、実施形態において約３０℃乃至約９０℃、実施形態において約３５℃乃至約７０℃に維持しながら行うことができる。
【００３７】
粒子は所定の所望の粒径が得られるまで凝集させることができる。所定の所望の粒径は、形成前に決定された得るべき所望の粒径のことであり、その粒径に達するまで成長プロセス中、粒径をモニタする。成長プロセス中にサンプリングし、例えばコールターカウンタ（Coulter Counter）を用いて平均粒径を分析することができる。従って凝集は、撹拌しながら、高温を維持し、又は、例えば約３０℃乃至約９０℃まで温度をゆっくり上昇させ、混合物をその温度に約０．５時間乃至約１０時間、実施形態においては約１時間乃至約５時間の間保つことにより進行させて凝集粒子をもたらすことができる。ひとたび所定の所望の粒径に達すると、成長プロセスを停止させる。実施形態において、所定の所望の粒径は前述のトナー粒径の範囲内とする。
【００３８】
凝集剤の添加後、粒子の成長及び成形は任意の適切な条件下で遂行することができる。例えば、成長及び成形は、凝集が融合とは別々に起る条件下で行うことができる。別々の凝集と融合の段階に対して、凝集プロセスは、前述のように樹脂のガラス転移温度より低くすることができる高温、例えば約４０℃乃至約９０℃、実施形態においては約４５℃乃至約８０℃における剪断条件下で行うことができる。
【００３９】
ひとたび所望の最終的なトナー粒径に達すると、混合物のｐＨを塩基により約３乃至約１０、実施形態においては約５乃至約９に調節することができる。ｐＨの調節はトナー成長を凍結、即ち停止させるために用いることができる。トナー成長を停止させるのに用いる塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、及びそれらの組合せなどのアルカリ金属水酸化物のような任意の適切な塩基を挙げることができる。実施形態において、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を添加して、ｐＨを上記の所望の値に調節するための補助とすることができる。
【００４０】
実施形態において、凝集後、しかし融合前にシェルを凝集粒子に塗布することができる。
【００４１】
シェルを形成するのに用いることができる樹脂は、それらに限定されないが、前述の非晶質樹脂を含む。実施形態において、本開示によりシェルを形成するのに用いることができる非晶質樹脂としては、前記の式（Ｉ）の非晶質ポリエステルを挙げることができる。
【００４２】
幾つかの実施形態において、シェルを形成するのに用いる非晶質樹脂は架橋型とすることができる。
【００４３】
架橋剤と非晶質樹脂は、十分な時間の間、十分な温度で混ぜ合せて架橋ポリエステルゲルを形成することができる。実施形態において、架橋剤及び非晶質樹脂は、約２５℃乃至約９９℃、実施形態においては約３０℃乃至約９５℃の温度で、約１分乃至約１０時間、実施形態においては約５分乃至約５時間の間加熱して、シェルとして用いるのに適した架橋ポリエステル樹脂又はポリエステルゲルを形成することができる。
【００４４】
架橋剤を用いる場合、架橋剤は樹脂の約０．００１重量％乃至約５重量％、実施形態においては樹脂の約０．０１重量％乃至約１重量％の量で存在することができる。
【００４５】
単一のポリエステル樹脂をシェルとして用いて、或は、実施形態において第１のポリエステル樹脂を他の樹脂と組み合せて、シェルを形成することができる。複数の樹脂を任意の適切な量で用いることができる。実施形態において、第１の非晶質ポリエステル樹脂、例えば上記の式Ｉの非晶質樹脂は、全シェル樹脂の約２０重量パーセント乃至約１００重量パーセント、実施形態においては全シェル樹脂の約３０重量パーセント乃至約９０重量パーセントの量で存在することができる。従って、実施形態において、第２の樹脂は全シェル樹脂の約０重量パーセント乃至約８０重量パーセント、実施形態においては全シェル樹脂の約１０重量パーセント乃至約７０重量パーセントの量でシェル樹脂内に存在することができる。
【００４６】
所望の粒径への凝集及び上記のシェル樹脂の随意の塗布後、粒子を融合させて所望の最終形状にすることができ、ここで融合は、例えば混合物を適切な温度に加熱することにより達成する。この温度は実施形態において、コア内に用いる結晶性ポリエステル樹脂の融解開始温度より約０℃乃至約５０℃高くすることができ、他の実施形態においてはコア内に用いる結晶性ポリエステル樹脂の融解開始温度より約５℃乃至約３０℃高くすることができる。例えば、上述のようにシェルの形成にポリエステルゲルを用いることにより、実施形態において融合のための温度は約４０℃乃至約９９℃、実施形態において約５０℃乃至約９５℃とすることができる。この温度が用いる樹脂の関数であることを理解すれば、より高い又はより低い温度を用いることもできる。
【００４７】
融合もまた、例えば約５０ｒｐｍ乃至約１，０００ｒｐｍ、実施形態においては約１００ｒｐｍ乃至約６００ｒｐｍの速度で撹拌しながら行うことができる。融合は、約１分乃至約２４時間、実施形態においては約５分乃至約１０時間の間にわたって遂行することができる。
【００４８】
融合後、混合物を室温、例えば約２０℃乃至約２５℃に冷却することができる。冷却は所望により急速に又はゆっくり行うことができる。適切な冷却法としては、反応器の周りのジャケットに冷水を導入することが挙げられる。冷却後、トナー粒子を随意に水洗し、乾燥させることができる。乾燥は、例えば凍結乾燥を含む任意の適切な乾燥法により遂行することができる。
【００４９】
実施形態において、本開示のトナーは超低融点（ＵＬＭ）トナーとして用いることができる。実施形態において、外表面添加剤を除いた、本開示の乾燥トナー粒子は以下の特性を有する。
【００５０】
（１）体積平均直径（「体積平均粒径」とも呼ぶ）が約３乃至約２５μｍ、実施形態においては約４乃至約１５μｍ、他の実施形態においては約５乃至約１２μｍであること。
【００５１】
（２）数平均幾何学的サイズ分布（ＧＳＤｎ）及び／又は体積平均幾何学的サイズ分布（ＧＳＤｖ）が約１．０５乃至約１．５５、実施形態においては約１．１乃至約１．４であること。
【００５２】
（３）真円度が約０．９３乃至約１、実施形態においては約０．９５乃至約０．９９（例えば、Ｓｙｓｍｅｘ  ＦＰＩＡ  ２１００アナライザにより測定）であること。
【００５３】
トナー粒子の特性は、任意の適切な方法及び装置を用いて決定することができる。体積平均粒径Ｄ50v、ＧＳＤｖ、及びＧＳＤｎは、ベックマンコールターマルチサイザ（Beckman Coulter Multisizer）３のような測定装置を用いて製造者の使用説明書に従って操作することにより測定することができる。典型的なサンプリングは以下のように行うことができる。少量のトナー試料約１グラムを取り、２５マイクロメートルのふるいを通してろ過し、次いで等張溶液に入れて約１０％の試料濃度にし、ベックマンコールターマルチサイザ（Beckman Coulter Multisizer）３の中に流す。
【００５４】
実施形態において、トナー粒子はまた所望の又は必要な他の随意の添加剤を含むことができる。例えば、流れ補助添加剤を含み、トナー粒子の表面上に存在することができる外添剤粒子をトナー粒子に混ぜ合せることができる。
【００５５】
多くの現像剤には、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）で処理したシリカが、非常に優れた帯電性を提供するので、添加剤パッケージの主成分として用いられる。しかし、超低融点トナーでは、少量の結晶性樹脂を含んだポリエステルが含まれる可能性があり、低温ブロッキングが起る可能性がある。いかなる理論にも縛られることを望まないが、処理されたシリカ内の遊離ＰＤＭＳは、トナーを柔軟にし、その表面を柔らかく粘着性にし、そして樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）より高い温度に曝されたとき凝集し易くすることができる。
【００５６】
本開示により、少量の遊離ＰＤＭＳを有するシリカと、約３５乃至８０重量パーセント、実施形態においては約４０乃至７０重量パーセントの量の二酸化チタンとを含む２つの添加剤の全表面積被覆率（ＳＡＣ）を有する修飾添加剤設計が提供される。ＳＡＣは、％ＳＡＣ＝１００＊添加剤重量％／（０．３６３＊添加剤サイズ（ｎｍ）＊添加剤密度（ｇ／ｃｍ3））／（トナーサイズ（μｍ）＊トナー密度（ｇ／ｃｍ3））のように計算する。
【００５７】
本開示により、シリカ／チタニア重量比が約０．５乃至約２．７、実施形態においては約０．８５乃至約２．５である修飾添加剤設計が提供される。本開示により、少量の遊離ＰＤＭＳを有するシリカを用いることができ、実施形態においてシリカは、約０重量ｐｐｍ乃至約１０，０００重量ｐｐｍの遊離ＰＤＭＳ、実施形態において約５重量ｐｐｍ乃至約５０００重量ｐｐｍの遊離ＰＤＭＳ、実施形態において約１０重量ｐｐｍ乃至約３０００重量ｐｐｍの遊離ＰＤＭＳ、他の実施形態においては約１５重量ｐｐｍ乃至約１０００重量ｐｐｍの遊離ＰＤＭＳを有する。実施形態において、用いることのできる少ない重量の遊離ＰＤＭＳを有するシリカは、ワッカー社（Wacker）から市販のＨ０５ＴＤを含むことができる。
【００５８】
そのようなＰＤＭＳ処理シリカは、トナーの約０．５重量％乃至約３重量％、実施形態においてはトナーの約０．８重量％乃至約２．７重量％の量で存在することができる。
【００５９】
少量の遊離ＰＤＭＳを有する上記のシリカは、実施形態において、フッ素で処理した二酸化チタンと組み合せることができる。そのようなフッ素表面処理剤としては、例えば、フッ素原子含有ポリマ、フッ素原子含有界面活性剤、フッ素原子含有シラン、及びそれらの組合せなどが挙げられる。
【００６０】
フッ素化二酸化チタンは、トナーの約０．１重量％乃至約２．５重量％、実施形態においてはトナーの約０．３重量％乃至約２．２重量％の量を添加することができる。
【００６１】
実施形態において、フッ素化チタニアを使用すると、改善された帯電特性を生じることができ、これがトナー特性の最適化を可能にする。例えば、フッ素化チタニアを使用すると、必要なシリカの量を減らすことができ、シリカがフッ素化チタニアより高いＲＨ感受性を有するので、より優れた相対湿度（ＲＨ）性能を得ることも可能になる。
【００６２】
実施形態において、少量の遊離ＰＤＭＳを有するシリカと、フッ素含有表面処理剤で処理した二酸化チタンとの組合せを用いることができる。本開示の添加剤パッケージがそのような組合せを含む場合、少量の遊離ＰＤＭＳを有するシリカは、添加剤パッケージの約０．５重量％乃至約３重量％、実施形態においては添加剤パッケージの約０．８重量％乃至約２．７重量％の量で存在することができ、フッ素含有表面処理剤で処理した二酸化チタンは、添加剤パッケージの約０．１重量％乃至約２．５重量％、実施形態においては添加剤パッケージの約０．３重量％乃至約２．２重量％の量で存在することができる。
【００６３】
少量の遊離ＰＤＭＳを有するシリカとフッ素含有表面処理剤で処理をした二酸化チタンとの両方を有する上記の添加剤パッケージを有するトナーは、従って、二酸化シリコンと二酸化チタンを約０．５：１から約２．７：１まで、実施形態においては約０．８５：１から約２．５：１までの比でトナー中に有することができる。
【００６４】
これら添加剤の両方は、ＥＡ  ＵＬＭトナーのブロッキング温度を、通常の添加剤パッケージを有するＥＡ  ＵＬＭの約５３℃から、約５３．５℃乃至約６０℃まで、実施形態においては約５４℃乃至約５５℃まで、実施形態において約５４、４℃まで上昇させるという驚くべきことが見いだされた。これらの改善は、より効果的なシリカ及びフッ素処理二酸化チタンに基づいて必要な添加剤の量がより少なくなり、コスト削減の可能性を有するので非常に重要である。
【００６５】
添加剤パッケージは、トナーの約０．１重量パーセント乃至約５重量パーセント、実施形態においてはトナーの約０．２５重量パーセント乃至約３重量パーセントの量で存在することができる。
【００６６】
本開示により製造されるトナーは、極端な相対湿度（ＲＨ）条件に曝されたときに優れた帯電特性を有することができる。低湿度ゾーン（Ｃゾーン）は約１０℃／１５％ＲＨとすることができ、一方高湿度ゾーン（Ａゾーン）は約２８℃／８５％ＲＨとすることができる。本開示の最終的なトナーは、約１５μＣ／ｇ乃至約７０μＣ／ｇ、実施形態においては約２０μＣ／ｇ乃至約６０μＣ／ｇのＡゾーン帯電率、並びに、約１５μＣ／ｇ乃至約８０μＣ／ｇ、実施形態においては約２５μＣ／ｇ乃至約７０μＣ／ｇのＣゾーン帯電率を有することができる。
【００６７】
本開示により、トナー粒子の帯電性を向上させることができ、それゆえ必要な表面添加剤はより少なくすることができ、従って最終的なトナー帯電性は機械の帯電性要件を満たすように高くすることができる。
【００６８】
例えば、本開示の添加剤パッケージは、実施形態において、トナー粒子のブロッキング特性、及び、Ａゾーン帯電率を含めた帯電特性を改善することができる。
【００６９】
このようにして得られたトナー粒子は、現像剤組成物に配合することができる。トナー粒子を担体粒子と混合して、二成分現像剤組成物を得ることができる。現像剤中のトナー濃度は、現像剤の全重量の約１重量％乃至約２５重量％、実施形態においては現像剤の全重量の約２重量％乃至約１５重量％とすることができる。
【００７０】
選択された担体粒子は、コーティングの有るもの又は無いものを用いることができる。実施形態において担体粒子は、帯電列内であまり近くないポリマの混合物から形成することができるコーティングを上に有するコアを含むことができる。
【００７１】
実施形態において、結果として得られるコポリマが適切な粒径にとどまる限り、ＰＭＭＡを任意の所望のコモノマと随意に共重合させることができる。適切なコモノマとしては、モノアルキル又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、又はｔ−ブチルアミノエチルメタクリレートなどを挙げることができる。担体粒子は、担体コアを、コーティングされた担体粒子の重量に基づいて約０．０５乃至約１０重量パーセント、実施形態においては約０．０１乃至約３重量パーセントの量のポリマと混合して、ポリマが担体コアに機械的固着及び／又は静電引力により付着するまで混合することによって調製することができる。
【００７２】
様々な効率的で適切な手段、例えば、カスケードロール混合、タンブリング、ミリング、浸盪、静電粉末クラウドスプレー、流動床、静電ディスク加工、静電カーテン、及びそれらの組合せなど、を用いてポリマを担体コア粒子の表面に塗布することができる。次に、担体コア粒子とポリマの混合物を加熱してポリマを融解させ担体コア粒子に融合させることができる。次いで、コーティングされた担体粒子を冷却し、その後所望の粒径に分類することができる。
【００７３】
実施形態おいて適切な担体としては、例えば、約２５乃至約１００μｍのサイズ、実施形態においては約５０乃至約７５μｍのサイズを有し、約０．５重量％乃至約１０重量％、実施形態においては約０．７重量％乃至約５重量％の、例えばメチルアクリレート及びカーボンブラックを含んだ導電性ポリマ混合物で、特許文献６及び特許文献７に記載されているプロセスを用いてコーティングした、スチールコアを挙げることができる。
【００７４】
担体粒子は様々な適切な組合せでトナー粒子と混合することができる。濃度は、トナー組成物の約１重量％乃至約２０重量％とすることができる。しかし、所望の特性を有する現像剤組成物を得るために、異なるトナーと担体の割合を用いることができる。
【００７５】
このトナーは、特許文献８に開示されたものを含む静電写真又はゼログラフィプロセスに用いることができる。実施形態において、任意の既知の型の画像現像システム、例えば磁気ブラシ現像、ジャンピング単一成分現像、及び複合スカベンジレス現像（ＨＳＤ）などを含むシステムを画像現像装置内で用いることができる。これら及び類似の現像システムは当業者の認識範囲内にある。
【００７６】
画像化プロセスには、例えば、帯電要素、画像化要素、光伝導要素、現像要素、転写要素、及び定着要素を含むゼログラフィ装置で画像を調製するステップが含まれる。実施形態において現像要素は、本明細書で説明したトナーと担体を混合することにより調製した現像剤を含むことができる。ゼログラフィ装置には、高速プリンタ、白黒高速プリンタ、及びカラープリンタなどを含めることができる。
【００７７】
ひとたび画像が、上述の方法の何れか１つのような適切な画像現像法によりトナー／現像剤を用いて形成されると、次に画像は、紙などのような受像媒体に転写することができる。実施形態において、このトナーは、定着器ロール部材を用いた画像現像装置内で画像を現像するのに用いることができる。定着器ロール部材は、当業者の認識範囲内の、ロールからの熱及び圧力によりトナーが受像媒体に転写される接触定着装置である。実施形態において定着器部材は、トナーの受像媒体上での融解後又は融解中に、トナーの融解温度より高い温度、例えば、約７０℃乃至約１６０℃、実施形態においては約８０℃乃至約１５０℃、他の実施形態においては約９０℃乃至約１４０℃の温度に加熱することができる。
【００７８】
トナー樹脂が架橋可能である実施形態においては、その架橋は任意の適切な仕方で遂行することができる。例えば、トナー樹脂は、トナー樹脂が融解温度において架橋可能な基材にトナーが融合する際に架橋させることができる。また架橋は、例えば定着後操作において定着画像をトナー樹脂が架橋することになる温度に加熱することにより、引き起すことができる。実施形態において架橋は、約１６０℃又はそれ以下、実施形態においては約７０℃乃至約１６０℃、他の実施形態においては約８０℃乃至約１４０℃の温度において引き起こすことができる。
【実施例１】
【００７９】
ＥＳ超低融点トナー粒子の３つのバッチを同じ配合で調製し、次いで、評価用の異なる添加剤パッケージと混ぜ合せた。典型的なトナー粒子調製において、シアン・ポリエステルトナーを２０ガロン規模（約８．５kgの理論的な乾燥トナー）で調製したが、その際、乾燥重量ベースで約７８．７重量％の、固形物配合３５％のポリ（プロポキシ化ビスフェノールＡコ-フマル酸）非晶質樹脂エマルジョンと、乾燥重量ベースで約６．８重量％の、固形物配合３０％のポリ（ドデカン二酸-コ-ノナンジオール）結晶性樹脂エマルジョンと、硫酸アルミニウムと、乾燥重量ベースで約９重量％の、固形物配合３０％のポリエチレンワックスと、乾燥重量ベースで約５．５重量％の、固形物配合１７％の顔料ブルー１５：３顔料分散液と、最終的な固形分を１１％と１４％の間にするための追加の蒸留水とを、約６０分間均質化し、次に凝集させて温度約４５℃のバッチにした。凝集中、コア内と同じ非晶質エマルジョンを含むシェルを加えて目標の粒径を達成し、水酸化ナトリウム及びヴェルセン１００を用いたｐＨ調節により凝集ステップを停止させた。プロセスは反応器の温度を、以下のように、粒子が融合する約８５℃の温度になるまでｐＨ≧７．５を維持しながら約８５℃まで上昇させて継続した。トナースラリのｐＨは約７．５であったが、このとき、約１．３ｋｇの約０．３Ｍ硝酸をトナースラリが約７のｐＨになるまで加えた。最終的なトナーのバッチは、粒子Ａ、Ｂ及びＣと表すが、約５．８乃至約６．１ミクロンの粒径、及び約０．９６３乃至約０．９６７の真円度を有した。
【００８０】
次に３つの現像剤を調製した。第１の現像剤は、本明細書で実施形態において添加剤パッケージ１と呼ぶことがある添加剤パッケージと混ぜ合せたトナーを含み、その添加剤パッケージ１には、０．８８重量％の、デシルシランで処理されたＴｉＯ2（テイカからＪＭＴ２０００として市販）、１．７３重量％のＸ２４（信越化学から市販のゾルゲルシリカ）、０．５５重量％のＥ１０（三井金属鉱業から市販の酸化セリウム）、０．９重量％のユニリン７００ワックス（ベーカーペトロライトから市販）及び約１．７１重量％のＲＹ５０シリカ（エボニックデグサから市販のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）で処理されたシリカであり、ＰＤＭＳの約５０，７００ｐｐｍの多量の遊離ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を有する）が含まれる。第２の現像剤は、本明細書で実施形態において添加剤パッケージ２と呼ぶことがある添加剤パッケージ混ぜ合せたトナーを含み、その添加剤パッケージ２には、約０．８８重量％のＳＴＴ１００Ｈ（チタン工業から市販の、イソブチルシランで処理されたチタニア）、約１．７３重量％のＸ２４（信越化学から市販のゾルゲルシリカ）、約０．２８重量％のＥ１０（三井金属鉱業から市販の酸化セリウム）、約０．８６重量％のＲＸ５０（エボニックデグサから市販のヘキサメチルシラザンで処理されたシリカ）、約１．２８重量％のＲＹ５０シリカ、及び約０．１８重量％のステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）が含まれる。第３の現像剤は、本明細書で実施形態において添加剤パッケージ３と呼ぶことがある添加剤パッケージと混ぜ合せたトナーを含み、その添加剤パッケージ３には、約０．８８重量％のＴｉＯ2（テイカからＪＭＴ２０００として市販）、約１．７３重量％のＸ２４（信越化学から市販のゾルゲルシリカ）、０．５５重量％のＥ１０（三井金属鉱業から市販の酸化セリウム）、約０．９重量％のユニリン７００ワックス（ベーカーペトロライトから市販）、及び約１．７１重量％のＨＤＫ  Ｈ０５ＴＤシリカ（ワッカーから市販、ＰＤＭＳの約５６０ｐｐｍの少量の遊離ＰＤＭＳを有する）が含まれる。
【００８１】
ＮＭＲ分析法を用い、ＲＹ５０シリカと比較してＨ０５ＴＤシリカ内の遊離ＰＤＭＳ含有量を同定した。およそ２０ｍｇの各試料を約５５０μＬの重水素化クロロホルム中に、標準としての約１０ｍｇのメシチレンと一緒に分散させた。試料及びメシチレンの正確な重量を記録した。1ＨＮＭＲスペクトルはブルカーＡＶ５００ＮＭＲ分光器で測定した。
【００８２】
溶解したＰＤＭＳの量は、Ｓｉ−ＣＨ3基に帰属される０ｐｐｍ付近の特性ピークを積分して定量した。積分値は標準としてメシチレンを用いて規格化した。ＮＭＲ実験の性質により、ＰＤＭＳの可溶部分だけが観測された。スペクトルの定量分析の結果を以下の表１に記載する。
表１
2011034079.tif 000004
【００８３】
ＲＹ５０シリカ試料のＰＤＭＳの総量は非常に大きいので、ケロシン抽出法（ＮＭＲの見地からはあまり感度が高くないが、付加的な標準は不要）を用いて測定を繰り返した。測定値はＲＹ５０シリカに対して約５重量パーセント（５０，０００ｐｐｍ）の遊離ＰＤＭＳを与え、元の結果を裏付けた。従ってこの結果は、市販のＨＤＫ  Ｈ０５ＴＤシリカ内の遊離ＰＤＭＳが、ＲＹ５０シリカ内より遥かに少ないことを示す。
【００８４】
第１のトナーであるトナーＡを、上記の添加剤パッケージ２及び添加剤パッケージ３を含んだ対照と混ぜ合せた。
【００８５】
トナーの帯電特性は、約０．５グラムのトナーを、ゼロックス７００デジタルカラープレス担体約１０グラムを含んだガラス広口瓶に入れて測定した。トナーと担体を有する広口瓶を一晩周囲条件、即ち、約２８℃及び約８５％相対湿度（ＲＨ）のＡゾーン並びに約１０℃及び約１５％相対湿度（ＲＨ）のＣゾーン、の下に置いた。広口瓶を撹拌ミキサの上に置いて種々の時間、約２分乃至約６０分間振盪させた。
【００８６】
現像剤の摩擦帯電量を、５５ｐｓｉの空気圧における全体的なブローオフ法により、関連する時点で、マイクロクーロン毎グラムの単位で得た。
【００８７】
トナー帯電量はまた、チャージスペクトログラフを用いて測定した。帯電したトナーを、空気ジェットを用いて担体から除去し、そのトナーをチャージスペクトログラフの注入口に取り込み、そこでトナーを空気層流及び垂直１００Ｖ／ｃｍ電場により３０ｃｍ長のカラムを下に移送させた。トナー帯電量（Ｑ／ｄ）は、カラムの底部に配置した多孔質基材上のトナー帯電量分布の中点として視覚的に測定した。トナー帯電量はゼロ線からのミリメートル変位で記録した。トナー帯電量対質量比（Ｑ／ｍ）もまた計算した。この装置を用いると、目盛りは、０．０９２フェムトクーロン毎ミクロンのＱ／ｄに対応する１ミリメートルの帯電量変位を示す。
【００８８】
トナーブロッキングは、室温より高い温度でのトナーの粘着力を測定して決定した。トナーブロッキング測定は以下のように行った。２グラムの付加的トナーを開放皿の上に計り取り、指定温度及び５０％相対湿度における環境チャンバ内に置いた。約１７時間後、試料を取り出して周囲条件下に約３０分間順化させた。各々の再順化させた試料を、２つの予め重さを測定したメッシュふるいの積み重ねを通してふるいにかけて測定した。メッシュふるいは１０００μmのものを上に１０６μmのものを下にして積み重ねた。ふるいは、細川のフローテスタを用いて１ｍｍ振幅で約９０秒間振動させた。振動を終了させた後、ふるいの重さを再測定し、出発の重さのパーセンテージとしての両方のふるい上に残ったトナーの総量からトナーブロッキングを計算した。従って、例えば、２グラムのトナー試料に対して、Ａを上部１０００μｍスクリーン上に残ったトナー重量、Ｂを下部１０６μｍスクリーン上に残ったトナー重量とすると、トナーブロッキングのパーセンテージは、％ブロッキング＝５０（Ａ＋Ｂ）により計算される。
【００８９】
少量の遊離ＰＭＤＳを含んだワッカーからのＨＤＫ  Ｈ０５ＴＤシリカを含む添加剤パッケージ３と混ぜ合せたトナーは、ベンチ内及び機械内で他のトナーと類似の帯電性能を有したが、他のトナーと比べて改善されたブロッキング耐性を示した。より具体的には、不良ブロッキング性能を示す試料は、ＲＹ５０シリカを含んだ添加剤パッケージ１のトナーを有するものであった。ＲＹ５０シリカは、良好なブロッキング性能を示した添加剤パッケージ３のトナー試料に含まれるＨＤＫ  Ｈ０５ＴＤシリカに対して観測された５６０ｐｐｍの遊離ＰＤＭＳと比較すると、遥かに多量の遊離ＰＤＭＳ、５０，７００ｐｐｍ（又は５．０７重量％）を有した。
【００９０】
以下の表２は、ＲＹ５０シリカを含有する添加剤パッケージ１、及びＨＤＫ  Ｈ０５ＴＤシリカを含有する添加剤パッケージ３を有するトナーのベンチテスト結果を示す。両パッケージは、ベンチ帯電仕様を満たすが、添加剤パッケージ１を有するトナーはブロッキングの熱粘着テストに不合格であった。
表２
2011034079.tif 000005
【００９１】
ブロッキングデータはまた、添加剤パッケージ１及び添加剤パッケージ３を含有するトナーのブロッキングを示すグラフを含んだ図１に含まれる。添加剤パッケージ１は、多量の残留ＰＤＭＳシリカを有するもので、トナー粘着の測定値が温度とともに急に増加し始める温度として定義されるブロッキング発現温度が約５１．７℃であり、これと比較すると、添加剤パッケージ３を有するトナーの約５４℃のブロッキング発現温度は、２℃以上の改善である。粘着が５０％となるブロッキング不良温度も同様に、パッケージ１の５２．４℃からパッケージ３の５５℃まで向上し、やはり２℃を上回る改善となった。
【００９２】
ブロッキングデータの最適化を図２に示す。２つの異なる添加剤パッケージを母体トナーＣと混ぜ合せた。ワッカーＨ０５ＴＤ最適化添加剤は、本明細書の実施形態においては添加剤パッケージ３Ｃと呼ぶが、約１．８２７％のＪＭＴ２０００、約１．５９％のワッカーＨ０５ＴＤ、約１．７３％のＸ２４、約０．５５％のＥ１０、約０．９％のＵＡＤＤ及び上記の添加剤パッケージ１とした。異なる添加剤パッケージを有する両トナーは、全ての現像剤帯電要件を満たすが、ワッカーＨ０５ＴＤを有する最適化添加剤パッケージ３Ｃは、添加剤パッケージ１に対する５０．７℃と比較して５３．２℃のブロッキング発現温度を有し、また同様に５０％粘着のブロッキング不良温度は、ワッカーＨ０５ＴＤを有する最適化添加剤パッケージ３Ｃ（目標のブロッキング性能に適合）に対して５４℃であり、添加剤パッケージ１に対する５１．５℃と比較すると２．５℃の改善となった。
【００９３】
ベンチ研究に加えて、広範囲の機械テストであるトナー濃度寛容度テスト（ＴＣ寛容度テスト）を行って、ＨＤＫ  Ｈ０５ＴＤシリカの添加剤配合がプリントテストに要求される性能をもたらすことを確かめた。プリントテストはゼロックスＷＣＰ３５４５プリンタで行った。全てのテストは母体トナーＡを用いて混ぜ合せたトナーについて行った。
【００９４】
以下の表中の実施例は、ＲＹ５０シリカを有するトナーの機械性能を、ＲＹ５０シリカを１：１でＨ０５ＴＤシリカに置き換えたトナーと比較して示す。ＴＣ寛容度テストは、Ａゾーン条件において、８％ＴＣ、１３％ＴＣ及び５％ＴＣで行った。以下の表３の結果は、高ＴＣにおける受容しがたい高いバックグラウンドを除いて、類似の性能を示す。
表３
2011034079.tif 000006
Ａt＝ｑ／ｍ・（ＴＣ＋４）
Ｖｃｌｅａｎ＝クリーニングフィールド電圧
ＮＭＦ＝モトル周波数におけるノイズ
【００９５】
より高いＲＨ条件で高ＴＣにおける高いバックグラウンドを克服するために、実験を継続してシリカＳＡＣ（トナーブロッキングの強い要因である表面被覆率）及びシリカ対チタニア比の最適化することを計画した。小範囲のＳＡＣ及び２つの酸化物の比について検討した。
【００９６】
以下の表４の実施例は、１：１でＲＹ５０をＨＤＫ  Ｈ０５ＴＤに置き換えて観測された結果を示す。高いＳＡＣ及び低いシリカ対チタニア比が得られた。機械ゼログラフィ性能をゼロックスＤＣ２５０又はＤＣ２５２コピー機でのプリントテストにより評価したが、性能は、転写効率が２Ａの添加剤パッケージよりわずかに低いことを除いて４つの実施例の全てに対して類似したものであった。
表４
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注：全てのデータはＡゾーン（温度２８℃及び８５％ＲＨ）で収集した。
添加剤パッケージ３Ａ（高ＳＡＣ及び低シリカ／チタニア比）は、約１．３４５重量％のトナーＪＭＴ２０００、約１．９７重量％のトナーワッカーＨ０５ＴＤ、１．７３重量％のトナーＸ２４、０．５５重量％のトナーＥ１０、０．９重量％のトナーＵＡＤＤとした。
【００９７】
種々の環境条件下でのトナー性能の要因を理解するために、本発明のトナー中のワッカーＨ０５ＴＤシリカ及びＪＭＴ２０００チタニアの種々異なる濃度に基づいた実験計画（ＤＯＥ）を行った。全てのトナーは、母体トナーＣを用いて混ぜ合せた。ＤＯＥにより２つの因子、即ち、表面被覆率並びにシリカ対チタニア比について、ワッカーＨ０５ＴＤの約３７．３乃至約６２．２％の３つの濃度及びＪＭＴ２０００チタニアの約１．４７乃至約２．４４％の３つの濃度において、他の３つの添加剤は一定の濃度、即ち、トナーＸ２４は約１．７３重量％、トナーＥ１０は０．５５重量％、トナーＵＡＤＤは０．９重量％に保ちながら、研究した。全部で１３のベンチ及び機械テスト応答のうちから、２つの入力因子と強い相関を有するもの６つを選択した。ＤＯＥの次に、シリカ及びチタニアの配合量を最適化し、ベンチ及び機械性能の不良数を最少化するためのロバスト設計研究を行い、図３に示すデータを得た。これは、低濃度の抽出可性ＰＤＭＳを有する１つ又は複数のＰＤＭＳ処理シリカと、１つ又は複数のチタニアとを含んだ表面添加剤を有するトナーについて、Ｙを全体のＳｉＯ２／ＴｉＯ２比、Ｘを全体のＳｉＯ２及びＴｉＯ２の全ＳＡＣとして、
４１≦Ｘ≦７０、０．８５≦Ｙ≦２．４、及びＹ≦-０．００２７Ｘ2＋０．２７８Ｘ-４．８２１４
であることを示す。
【００９８】
以下の表５は、ロバストパラメータ設計（ＳＡＣ：５９％、及びＳｉ／Ｔｉ比：１．４７）からの予測設定がブロッキングを改善したが、転写効率（ＴＥ）は依然として、ＲＹ５０及びＨ０５ＴＤの１：１置き換えによるベースライン設定に比べると目標値の周りにあった。高いＳＡＣ（６２．２％）及び低いＳｉ／Ｔｉ比（０．８７）はブロッキングとＴＥの両方を改善した。指定限界内に入る測定値の標準偏差の数であり、従ってブロッキング温度に関する必要な性能をもたらす設計のロバスト性の尺度となる、シグマのレベルは、元の設定（ＳＡＣ：４９．８％、及びＳｉ／Ｔｉ比：１．９４）の結果と比較すると、６．４から１１まで改善され、転写効率については−０．７５から１．４まで改善された。Ａtに対するシグマレベル及びバックグラウンド（ＢＫＧ）は３に近いか又はそれ以上である。シグマレベル≧３であることは、全ての応答が入力因子の変動に対してロバストであったことを示す。
表５
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ｄｐｍ＝百万当たりの不良数、トナーを当該添加剤パッケージで作成した場合に、正確な添加剤配合の投入量の実験的ばらつきにより測定されることになる仕様外性能の予測される率。
【００９９】
パッケージ３Ｂの、ＤＯＥ内のＥＶＡから予測されたセルの添加剤パッケージは、１．２７２重量％のトナーＪＭＴ２０００、１．８７重量％のトナーワッカーＨ０５ＴＤ、１．７３重量％のトナーＸ２４、０．５５重量％のトナーＥ１０、０．９重量％のトナーＵＡＤＤとした。
【０１００】
パッケージ３Ｃの、ＤＯＥ外のＥＶＡから予測されたセルの添加剤パッケージは、１．８２７重量％のトナーＪＭＴ２０００、１．５９重量％のトナーワッカーＨ０５ＴＤ、１．７３重量％のトナーＸ２４、０．５５重量％のトナーＥ１０、０．９重量％のトナーＵＡＤＤとした。
【０１０１】
帯電及びブロッキングのベンチテストは、予測パッケージを用いて実施した。その結果は全てのベンチ要件を満たし、最高のブロッキング温度が達成された。得られたデータを以下の表６に要約する。
表６
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【実施例２】
【０１０２】
追加の実験を、上の実施例１の添加剤パッケージ１及び３に見出されるＴｉＯ２の代わりに置き換えたフッ素処理二酸化チタンを用いて行った。以下の表は、ＲＹ５０シリカを含む添加剤パッケージ１、及びＨＤＫ  Ｈ０５ＴＤシリカを含む添加剤パッケージ３を有する上の実施例１のトナーと、上の実施例１の添加剤パッケージ１及び３により供給される二酸化チタン（ＪＭＴ２０００）の代わりに、チタン工業から市販のフッ素処理二酸化チタンＳＴＴ１００Ｈ−Ｆ１０とを組み合せたもののベンチテスト結果を示す。全てのトナーは母体トナーＣを用いて混ぜ合せた。添加剤パッケージ１及び３を有する両トナーは、ベンチ帯電仕様を満たしたが、添加剤パッケージ１を有するトナーは、ブロッキング発現温度は５０．７℃及びブロッキング不良温度は５１．５℃であり、ブロッキング熱粘着テストに不合格であった。添加剤パッケージ１及び３のＴｉＯ２をＳＴＴ１００Ｈ（チタン工業から市販のイソブチルシラン処理チタニア）又はＳＴＴ１００Ｈ-F１０で置き換えることにより、トナーのブロッキング耐性が向上し、トナー帯電性が向上し、ＲＨ感受性が減少した。
【０１０３】
結果の概要を以下の表７に示す。
表７
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【０１０４】
フッ素処理二酸化チタンを有する現像剤のＲＨ感受性について観測された改善を図４に示す。図４に示すように、トナー組成物にフッ素化処理二酸化チタンを含めることによって見出される改善によって、より少量のシリカを用いてＳｉ対Ｔｉ比を変化させる設計が可能になる。
【０１０５】
比較のためだけに、上記実施例１で説明した添加剤パッケージ２を、フッ素処理ＴｉＯ２を用いてテストした。低ＰＤＭＳシリカ添加剤パッケージ（添加剤パッケージ３）による上記のブロッキングの改善は観測されなかった。
【０１０６】
上の結果は、ＲＹ５０シリカからの過剰のＰＤＭＳとフッ素化処理チタニアとの間に反応が起り、ブロッキング耐性に対するいくらかの更なる改善を妨げることを示唆する。観測された結果の概要を以下の表８に示す。
表８
高表面被覆率パッケージ、高コスト
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【０１０７】
ブロッキングデータはまた図５に含めたが、この図５は添加剤パッケージ１、添加剤パッケージ２及び添加剤パッケージ３、並びに、これらのパッケージ中の二酸化チタンをフッ素処理二酸化チタンＳＴＴ１００Ｈ−Ｆ１０で置き換えたものを含有するトナーに対するトナーブロッキングを示すグラフを含む。
【０１０８】
表７に示したトナーについて、誘導結合プラズマ分析を行いトナー中の％Ｓｉ及び％Ｔｉを決定した。結果を以下の表９に要約する。表９から分かるように、同じ投入量のシリカ及びチタニアに対して、ＨＤＫ  Ｈ０５ＴＤシリカ及びＳＴＴ１００Ｈ−Ｆ１０フッ素処理チタニアがより高濃度でトナー中に存在した。
表９
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【図１】
2011034079.tif 000015
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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