(57)【要約】      （修正有）【課題】低温加圧定着装置に用いるのに適したトナーを提供する。【解決手段】トナー樹脂の組成物が低分子量非晶樹脂としてビスフェノールAと不飽和ジカルボン酸とを縮合したポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含有。前記低分子量非晶樹脂は軟化点が９０〜１０５℃、ガラス転移温度が５０〜６０℃、分子量は５００〜１０００ダルトン、前記結晶性ポリエステル樹脂は長鎖アルキルジカルボン酸と長鎖アルキルジアルコールとを縮合したポリエステル樹脂である。低融解定着用途用の通常の乳化凝集トナーに用いられる樹脂と比較して、低い軟化点及び低分子量を有する低分子量非晶質樹脂を含有したトナー。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
約５００乃至約１００００ダルトンの分子量を有する少なくとも１つの低分子量非晶質樹脂と、
少なくとも１つの結晶性樹脂と、
少なくとも１つのワックスと、
随意の着色剤と、
を含み、
前記少なくとも１つの低分子量樹脂は、約９０℃乃至約１０５℃の軟化点、及び約５０℃乃至約６０℃のガラス転移温度を有する、
ことを特徴とするトナー。
【請求項２】
前記少なくとも１つの低分子量非晶質樹脂はポリエステル樹脂を含み、前記少なくとも１つの結晶性樹脂はポリエステル樹脂を含み、
前記少なくとも１つの低分子量非晶質樹脂は、
【化１】
2012098684.tif 000006
（Ｉ）
【化２】
2012098684.tif 000007
（ＩＩ）
から成る群から選択される非晶質ポリエステル樹脂を含み、
式中、Ｒは水素又はメチル基であり、Ｒ’は約２乃至約２０個の炭素原子を含むアルキル基であり、ｍ、ｎ、及びｏはコポリマーのランダムユニットを表し、ｍは約２乃至１０であり、ｎは約２乃至１０であり、そしてｏは約２乃至１０であり、
前記少なくとも１つの結晶性樹脂は、以下の化学式の結晶性ポリエステル樹脂を含み、
【化３】
2012098684.tif 000008
（ＩＩＩ）
式中、ｂは約５乃至約２０００であり、ｄは約５乃至約２０００である、
ことを特徴とする、請求項１に記載のトナー。
【請求項３】
約５００乃至約１０,０００ダルトンの分子量を有する少なくとも１つの低分子量非晶質ポリエステル樹脂と、
少なくとも１つの結晶性ポリエステル樹脂と、
ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリブテン、並びにそれらの組合せから成る群から選択される少なくとも１つのワックスと、
随意の着色剤と、
を含み、
前記少なくとも１つの低分子量樹脂は、約９０℃乃至約１０５℃の軟化点、及び約５０℃乃至約６０℃のガラス転移温度を有する、
ことを特徴とするトナー。
【請求項４】
潜像を現像するためのトナーを含む現像剤ユニットを備え、
前記トナーは、約５００乃至約１０,０００ダルトンの分子量、約９０℃乃至約１０５℃の軟化点、及び約５０℃乃至約６０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１つの低分子量非晶質ポリエステル樹脂を含む乳化凝集トナーを、少なくとも１つの結晶性ポリエステル樹脂、少なくとも１つのワックス、及び随意の着色剤と共に含み、
前記トナーを、約１０００ｐｓｉ乃至約１０，０００ｐｓｉの圧力を加えることによりフレキシブルな基材に定着させるための定着部材を更に備える、
ことを特徴とする電子写真機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般にトナープロセスに向けられ、より具体的には、乳化凝集及び合一プロセス、及びそのプロセスによって形成されるトナー組成物、並びに、そのトナーを、低温加圧定着デバイスを備えた電子写真複写又は印刷エンジンと共に用いる現像プロセスに向けられる。
【背景技術】
【０００２】
多くの電子写真エンジン及びプロセスにおいて、トナー画像を基材に付けることができる。次に、トナーは、接触定着器又は非接触定着器を用いて加熱することにより基材に定着させることができ、その際、移動した熱がトナー混合物を基材上で融解させる。これらのトナーの樹脂は、定着ロール内で融解するとき定着中にオフセットを起こさないような粘弾性特性を有するように設計することができる。
【０００３】
トナーを基材に定着させる別の方法には、本明細書では実施形態において低温加圧定着又は低温定着と記すことがある低温定着が含まれる。そのようなシステムは低電力要件を有し得るが、低速で動作するシステムと共に使用されることが多く、従ってより少量の及び／又は毎分２００印字量の低速でプリントを生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２２２９９１号
【特許文献２】米国特許第５，２９０，６５４号
【特許文献３】米国特許第５，３０２，４８６号
【特許文献４】米国特許第５，２３６，６２９号
【特許文献５】米国特許第５，３３０，８７４号
【特許文献６】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】
従って、低温定着によって紙に定着される改善されたトナーが依然として望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は乳化凝集（ＥＡ）トナー組成物、及び低温加圧定着用途に適したトナーを製造するプロセス、並びに、そのトナーを使用できる装置を提供する。
【０００７】
実施形態において、本開示のトナーは、約５００乃至約１００００ダルトンの分子量を有する少なくとも１つの低分子量非晶質樹脂、少なくとも１つの結晶性樹脂、少なくとも１つのワックス、及び随意の着色剤を含むことができ、ここで少なくとも１つの低分子量樹脂は、約９０℃乃至約１０５℃の軟化点、及び約５０℃乃至約６０℃のガラス転移温度を有する。
【０００８】
他の実施形態において、本開示のトナーは、約５００乃至約１０,０００ダルトンの分子量を有する少なくとも１つの低分子量非晶質ポリエステル樹脂と、少なくとも１つの結晶性ポリエステル樹脂と、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、及びそれらの組合せのような少なくとも１つのワックスと、随意の着色剤とを含むことができ、ここで少なくとも１つの低分子量樹脂は、約９０℃乃至約１０５℃の軟化点、及び約５０℃乃至約６０℃のガラス転移温度を有する。
【０００９】
実施形態において本開示は、約５００乃至約１０,０００ダルトンの分子量、約９０℃乃至約１０５℃の軟化点、及び約５０℃乃至約６０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１つの低分子量非晶質ポリエステル樹脂を、少なくとも１つの結晶性ポリエステル樹脂、少なくとも１つのワックス、及び随意の着色剤と共に含む、潜像を現像するためのトナーを含む現像剤ユニットと、このトナーを約１０００ｐｓｉ乃至約１０，０００ｐｓｉの圧力を加えることによりフレキシブルな基材に融着させるための定着部材と、を含む電子写真機械を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示により、低分子量樹脂、随意の高分子量樹脂、結晶性樹脂、顔料、及びワックスを含む低融解ＥＡトナーが提供される。本開示のトナーは、実施形態において低温加圧定着装置を用いると、優れた定着特性を有する。低温加圧定着の使用により、トナーの使用に関わるエネルギーコストを減らすことができる。
【００１１】
本開示のトナーは、トナーの形成に用いるのに適した任意のラテックス樹脂を含むことができる。その樹脂はまた、任意の適切なモノマーから作成することができる。
実施形態において、樹脂を形成するのに用いるポリマーはポリエステル樹脂とすることができる。
実施形態において、樹脂は、随意の触媒の存在下でジオールを二価酸又はジエステルと反応させることで形成されるポリエステル樹脂とすることができる。
【００１２】
実施形態において、適切な非晶質ポリエステル樹脂は以下の化学式（Ｉ）を有するコポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡコ-フマレート）-コポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡコ-テレフタレート）樹脂とすることができる。
【化１】
2012098684.tif 000002
(I)
式中、Ｒは水素又はメチル基とすることができ、ｍ及びｎはコポリマーのランダムユニットを表し、ｍは約２乃至約１０とすることができ、ｎは約２乃至約１０とすることができる。他の適切な樹脂には、以下の化学式（ＩＩ）に示すターポリエステル（terpolyester）のうちの１つとすることができる。
【化２】
2012098684.tif 000003
(II)
式中、Ｒは水素又はメチル基であり、Ｒ’は約２乃至約２０個の炭素原子のアルキル基であり、ｍ、ｎ及びｏはコポリマーのランダムユニットを表し、ｍは約２乃至約１０とすることができ、ｎは約２乃至１０とすることができ、ｏは約２乃至約１０とすることができる。
【００１３】
実施形態において、本開示のトナー中に用いる適切な非晶質樹脂は、実施形態においてオリゴマーと呼ばれることがあり、約５００ダルトン乃至約１０，０００ダルトン、実施形態において約１０００ダルトン乃至約５０００ダルトン、他の実施形態においては約１５００ダルトン乃至約４０００ダルトンの重量平均分子量を有する、低分子量非晶質樹脂とすることができる。
【００１４】
この低分子量非晶質樹脂は、約５０℃乃至約６０℃、実施形態においては約５５℃乃至約５８℃のガラス転移温度を有することができる。
この低分子量非晶質樹脂は、約９０℃乃至約１０５℃、実施形態においては約９５℃乃至約１００℃の軟化点を有することができる。
【００１５】
本開示のトナーを形成するのに用いる低分子量の非晶質樹脂（オリゴマーと呼ばれることがある）は、約５，０００ダルトン乃至約１００，０００ダルトン、実施形態においては約１０，０００ダルトン乃至約２５，０００ダルトンの重量平均分子量（Ｍｗ）を有する高分子量非晶質樹脂と対比させることができる。高分子量非晶質樹脂は、約５０℃乃至約６５℃、実施形態においては約５５℃乃至約５８℃のガラス転移温度、並びに、約１０５℃乃至約１５０℃、実施形態においては約１１０℃乃至約１３０℃の軟化点を有することができる。
【００１６】
実施形態において、低分子量非晶質樹脂は、低い軟化点を有し、トナー、特に低温加圧定着装置を含む現像機内で使用するトナーの形成に用いるのに適している。
【００１７】
適切な結晶性樹脂は、特許文献１に開示されたものを含む。実施形態において適切な結晶性樹脂は、エチレングリコールと、ドデンカン二酸とフマル酸の次の化学式を有するコモノマーの混合物とから成るものとすることができる。
【化３】
2012098684.tif 000004
(III)
式中、ｂは約５乃至約４０であり、ｄは約７乃至約２０である。
【００１８】
実施形態において、本開示のトナー中に用いる適切な結晶性樹脂は、約５００乃至約３，０００、実施形態においては約１，０００乃至や約２，０００の分子量を有することができる。
【００１９】
トナーを形成するのに１つ、２つ又はそれ以上の樹脂を用いることができる。２つ又はそれ以上の樹脂を用いる実施形態において、樹脂は任意の適切な比（例えば、重量比）、例えば、約１％（第１の樹脂）／９９％（第２の樹脂）から約９９％（第１の樹脂）／１％（第２の樹脂）まで、実施形態においては約１０％（第１の樹脂）／９０％（第２の樹脂）から約９０％（第１の樹脂）／１０％（第２の樹脂）までとすることができる。
【００２０】
上記のように、実施形態において、樹脂は乳化凝集法によって形成することができる。この方法を用いると、樹脂は樹脂エマルジョン中に存在することができ、これを次ぎに他の成分及び添加剤と組み合せて本開示のトナーを形成することができる。
【００２１】
ポリマー樹脂は、固形分に基づいてトナー粒子（即ち、外部添加剤を除いたトナー粒子）の約６５乃至約９５重量パーセント、又は好ましくは約７５乃至約８５重量パーセントの量で存在することができる。結晶性樹脂の非晶質樹脂に対する割合は、約１：９９から約３０：７０まで、例えば約５：９５から約２５：７５まで、幾つかの実施形態においては約５：９５から約１５：８５までの範囲とすることができる。ワックス等の他の成分は、約５乃至約２５重量％の量で存在することができる。
【００２２】
上述の樹脂は、実施形態においてポリエステル樹脂の組合せ、例えば、低分子量非晶質樹脂と結晶性樹脂の組合せであり、トナー組成物を形成するのに用いることができる。この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、乳化凝集法を含むがそれに限定されない、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。
【００２３】
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、界面活性剤を含む分散液にすることができる。さらに、トナー粒子は、樹脂及びトナーの他の成分を１つ又はそれ以上の界面活性剤中に入れ、エマルジョンを形成し、トナー粒子を凝集させ、合一させ、随意に洗浄し乾燥させ、回収する乳化凝集法によって形成することができる。
【００２４】
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。実施形態において界面活性剤は、トナー組成物の約０．０１重量％乃至約５重量％、例えばトナー組成物の約０．７５重量％乃至約４重量％、実施形態においてトナー組成物の約１重量％乃至約３重量％の量で存在するように、用いることができる。
【００２５】
添加する着色剤として、種々の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等をトナーに含めることができる。着色剤はトナー中に、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含めることができる。
【００２６】
ポリマーバインダー樹脂及び光開始剤に加えて、本開示のトナーはまた随意にワックスをふくむことができ、このワックスは単一種類のワックス又は２つ又はそれ以上の異なるワックスの混合物とすることができる。例えば、単一のワックスをトナー配合物に加えて、例えば、トナー粒子形状、トナー粒子表面上のワックスの存在及び量、帯電又は定着特性、光沢、剥離、オフセット特性等の特定のトナー特性を向上させることができる。その代わりに、ワックスの組合せを加えてトナー組成物に複数の特性を与えることができる。
【００２７】
ワックスを用いる場合、ワックスはトナー粒子を形成する際に樹脂と組み合せることができる。ワックスを含めるとき、ワックスは、例えばトナー粒子の約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３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。選択することができるワックスには、例えば、約５００乃至約２０，０００、実施形態においては約１，０００乃至約１０，０００の重量平均分子量を有するワックスが含まれる。
【００２８】
トナー粒子は、当業者の認識範囲内の任意の方法によって調製することができる。トナー粒子製造に関連する実施形態は、以下で乳化凝集プロセスに関して説明するが、特許文献２及び３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プロセスを含む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、小粒径の樹脂粒子を凝集させて適当なトナー粒径にし、次いで合一させて最終的なトナー粒子形状及び形態を得る凝集及び合一プロセスによって調製することができる。
【００２９】
実施形態においてトナー組成物は、乳化凝集プロセス、例えば、随意のワックス及び任意の他の所望の又は必要な添加剤と、上記の樹脂を含むエマルジョンとの混合物を、随意に上記の界面活性剤中で凝集させ、次いで凝集混合物を合一させるステップを含むプロセスによって調製することができる。混合物は、やはり界面活性剤を含む分散液にすることができる随意のワックス及び他の材料を、樹脂を含む２つ又はそれ以上の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って調製することができる。結果として得られる混合物のｐＨを、例えば、酢酸、硝酸などの酸を用いて調整することができる。実施形態において混合物のｐＨは約２乃至約４．５に調整することができる。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回転毎分で混合することによって達成することができる。
【００３０】
上記の混合物の調製後、混合物に凝集剤を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。適切な凝集剤には、例えば、二価カチオン又は多価カチオン物質の水溶液が含まれる。
【００３１】
凝集剤は、トナーを形成するのに用いる混合物に、例えば、百分の約０．１部（ｐｐｈ）から約１ｐｐｈまで、実施形態においては約０．２５ｐｐｈ乃至約０．７５ｐｐｈ、幾つかの実施形態においては約０．５ｐｐｈの量を添加することができる。これは凝集のために十分な量の凝集剤を与える。
【００３２】
トナーの光沢は、粒子中のＡｌ3+のような保持金属イオンの量によって変化させることができる。保持金属イオンの量は、さらにＥＤＴＡの添加によって調整することができる。実施形態において、本開示のトナー粒子中の保持架橋剤、例えばＡｌ3+の量は、約０．１ｐｐｈ乃至約１ｐｐｈ、実施形態においては約０．２５ｐｐｈ乃至約０．８ｐｐｈ、実施形態においては約０．５ｐｐｈとすることができる。
【００３３】
粒子の凝集及び合一を制御するために、実施形態において凝集剤を、時間をかけて計量しながら混合物に添加することができる。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分の時間にわたって計量しながら混合物に添加することができる。添加剤の添加はまた、混合物を、実施形態において約５０ｒｐｍ乃至約１，０００ｒｐｍ、他の実施形態においては約１００ｒｐｍ乃至約５００ｒｐｍの撹拌条件下で、上述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℃、実施形態においては約３５℃乃至約７０℃の温度に維持しながら行うことができる。
【００３４】
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られるべき所望の粒径を指し、粒径は成長プロセス中、その粒径に達するまでモニターされる。成長プロセス中に試料を採取し、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、高温を維持すること、又は、温度をゆっくり、例えば、約４０℃乃至約１００℃に上昇させ、混合物をこの温度に約０．５時間乃至約６時間、実施形態においては約１時間乃至約５時間保持することによって進行させ、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したら、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にある。
【００３５】
凝集剤添加後の粒子の成長と成形は任意の適切な条件のもとで行うことができる。例えば、成長及び成形は、凝集が合一とは別に起る条件下で行うことができる。別々の凝集及び合一段階に対して、凝集プロセスは、上述の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℃の高温における剪断条件下で行うことができる。
【００３６】
実施形態において凝集粒子の粒径は、約３ミクロン未満、実施形態において約２ミクロン乃至約３ミクロン、実施形態においては約２．５ミクロン乃至約２．９ミクロンとすることができる。
【００３７】
実施形態において、形成した凝集トナー粒子に随意のシェルを塗布することができる。コア樹脂に適した上記の任意の樹脂をシェル樹脂として用いることができる。シェル樹脂は、当業者の認識範囲内の任意の方法によって凝集粒子に塗布することができる。実施形態においてシェル樹脂は、上記の任意の界面活性剤を含むエマルジョンにすることができる。上記の凝集粒子をそのエマルジョンと混ぜ合せて、樹脂が、形成した凝集粒子を覆うシェルを形成するようにすることができる。実施形態において、非晶質ポリエステルを用いて凝集粒子を覆うシェルを形成し、コア-シェル構造を有するトナー粒子を形成することができる。幾つかの実施形態において、低分子量非晶質樹脂を用いて、形成した凝集粒子を覆うシェルを形成することができる。
【００３８】
シェル樹脂は、トナー粒子の約１０重量パーセント乃至約３２重量パーセント、実施形態においてはトナー粒子の約２４重量パーセント乃至約３０重量パーセントの量で存在することができる。
【００３９】
ひとたびトナー粒子の所望の最終粒径が得られたら、混合物のｐＨを、塩基を用いて約６乃至約１０、そして実施形態においては約６．２乃至約７に調整することができる。ｐＨの調整はトナー成長を凍結、即ち停止するのに用いることができる。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整するための補助とすることができる。塩基は、混合物の約２乃至約２５重量パーセント、実施形態においては混合物の約４乃至約１０重量パーセントの量を添加することができる。
【００４０】
所望の粒径への凝集、及び上記の随意のシェルの形成に続いて、粒子を合一させて所望の最終形状にすることができ、その合一は、例えば、可塑化を防止するために結晶性樹脂の融点以下とすることができる温度、約５５℃乃至約１００℃、実施形態においては約６５℃乃至約７５℃、実施形態においては７５℃、に混合物を加熱することによって達成することができる。温度がバインダに用いる樹脂の関数であることを理解すれば、より高い温度又はより低い温度を用いることができる。
合一は、約０．１乃至約９時間、実施形態においては約０．５乃至約４時間進行させて達成することができる。
【００４１】
合一後、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でも又はゆっくりであっても良い。適切な冷却法としては、反応器の回りのジャケットに冷水を導入することを挙げることができる。冷却後、トナー粒子を随意に水洗し、次いで乾燥することができる。乾燥は、例えば凍結乾燥を含む任意の適切な乾燥法によって行うことができる。
【００４２】
実施形態において、トナー粒子はまた、所望又は必要により、他の随意の添加剤を含むことができる。例えば、トナーには何れかの既知の帯電添加剤を、トナーの約０．１乃至約１０重量パーセント、そして実施形態においてトナーの約０．５乃至約７重量パーセントの量含めることができる。
【００４３】
洗浄又は乾燥後、本開示のトナー組成物に表面添加剤を添加することができる。表面添加剤はトナーの約０．１乃至約１０重量パーセント、実施形態においては約０．５乃至約７重量パーセントの量で存在することができる。
【００４４】
トナー粒子の特性は、任意の適切な技法及び装置によって測定することができる。体積平均粒径Ｄ50v、ＧＳＤｖ、及びＧＳＤｎは、製造者の取り扱い説明書に従って操作されるベックマン・コールター・マルチサイザ３のような計測装置を用いて計測することができる。典型的なサンプリングは次のように行うことができる。少量のトナー試料約１グラムを採取し、２５マイクロメートルのふるいを通してろ過し、次に等張溶液に入れて約１０％の濃度にし、次いでこの試料をベックマン・コールター・マルチサイザ３に流し込む。本開示により生成されたトナーは、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。本開示のトナーはまた、約−３μＣ／ｇ乃至約−３５μＣ／ｇの母体トナー帯電対質量比（Ｑ／Ｍ）、及び、表面添加剤混合後に約−１０μＣ／ｇ乃至約−４５μＣ／ｇの最終トナー帯電を有することができる。
【００４５】
本開示の方法を用いると、所望の光沢度を得ることができる。従って、本開示のトナーの光沢度は、ガードナー光沢単位（ｇｇｕ）で計測される光沢として約２０ｇｇｕ乃至約１００ｇｇｕ、実施形態において約５０ｇｇｕ乃至約９５ｇｇｕ、実施形態においては約６０ｇｇｕ乃至約９０ｇｇｕを有することができる。
【００４６】
実施形態において、本開示のトナーは超低融解（ＵＬＭ）トナーとして用いることができる。実施形態において、外部表面添加剤を除いた乾燥トナー粒子は以下の特性を有することができる。
（１）体積平均直径（体積平均粒径とも言う）が、約２．５乃至約２０ミクロン、実施形態において約２．７５乃至約１８ミクロン、他の実施形態においては約５乃至約１５ミクロンであること。
（２）数平均幾何学的標準偏差（ＧＳＤｎ）及び／又は体積平均幾何学的標準偏差（ＧＳＤｖ）が、約１．１８乃至約１．３０、実施形態においては約１．２１乃至約１．２４であること。
（３）真円度が約０．９乃至約１（例えば、シスメックスＦＰＩＡ２１００アナライザーで計測）、実施形態において約０．９５乃至約０．９８５、他の実施形態においては約０．９６乃至約０．９８であること。
【００４７】
このように形成されたトナー粒子は、現像剤組成物に配合することができる。トナー粒子アをキャリア粒子と混合して２成分現像剤を得ることができる。現像剤中のトナー濃度は、現像剤の約１重量％乃至約２５重量％、実施形態においては現像剤の約２重量％乃至約１５重量％とすることができる。
【００４８】
トナーと混合するのに使用できるキャリア粒子の例には、トナー粒子の帯電と逆の極性の帯電を摩擦電気的に得ることができる粒子が含まれる。
【００４９】
選択されたキャリア粒子は被覆あり又は被覆なしの状態で用いることができる。実施形態においてキャリア粒子は、帯電系内でそれに接近しないポリマーの混合物から形成することができる被覆を有するコア含むことができる。実施形態において、ポリビニリデンフルオライドとポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を約３０乃至約７０重量％対約７０乃至約３０重量％、実施形態においては約４０乃至約６０重量％対約６０乃至約４０重量％の割合で混合することができる。被覆は、例えば、キャリアの約０．１乃至約５重量％、実施形態においてはキャリアの約０．５乃至約２重量％の被覆重量を有することができる。
【００５０】
実施形態において、結果として得られるコポリマーが適切な粒径を保持する限り、ＰＭＭＡを任意の所望のコモノマーと随意に共重合させることができる。キャリア粒子は、キャリアコアを、被覆キャリア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ーと、機械的固着及び／又は静電引力によりキャリアコアにポリマーが付着するまで、混合することによって調製することができる。
【００５１】
種々の有効で適切な手段、例えば、カスケードロール混合、タンブリング、ミリング、シェーキング、静電パウダクラウドスプレー、流動床、静電円板処理、静電カーテン、それらの組合せなどを用いて、ポリマーをキャリアコア粒子の表面に塗布することができる。次にキャリアコア粒子とポリマーの混合物を加熱してポリマーを融解させキャリアコア粒子に融着させる。ついで被覆キャリア粒子を冷却し、その後所望の粒径に分類することができる。
【００５２】
実施形態において、適切なキャリアとしては、例えば、約２５乃至約１００μｍの大きさ、実施形態においては約５０乃至約７５μｍの大きさを有し、例えばメチルメタクリレート及びカーボンブラックを含んだ約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％の導電性ポリマー混合物で、特許文献４及び５に開示されたプロセスによって被覆された、スチールコアを挙げることができる。
【００５３】
キャリア粒子は、種々の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２９重量％とすることができる。しかし、異なるトナーとキャリアの割合を用いて所望の特性を有する現像剤組成物を得ることもできる。
【００５４】
本トナーは、特許文献６に開示されたプロセスを含む電子写真プロセスに用いることができる。実施形態において、例えば、磁気ブラシ現像、ジャンピング単一成分現像、ハイブリッドスカベンジレス現像（ＨＳＤ）などを含む任意の既知の種類の現像システムを、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。
【００５５】
画像形成プロセスは、例えば、帯電要素、画像形成要素、光導電要素、現像要素、転写要素、及び定着要素を含む電子写真装置により画像を調製することを含む。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組成物とキャリアを混合させて調製した現像剤を含むことができる。電子写真装置には、高速プリンタ、白黒高速プリンタ、カラープリンタなどを含めることができる。
【００５６】
ひとたび画像が、上記の方法の何れか１つのような適切な現像法により、トナー／現像剤を用いて形成されると、次に画像は紙等の受像媒体に転写することができる。実施形態において本トナーは、定着部材を使用する現像装置内で画像を現像するのに用いることができる。定着部材は、任意の所望の又は適切な構成、例えばドラム又はローラ、ベルト又はウェブ、平面又はプラテンとすることができる。定着部材は任意の所望の又は適切な方法、例えば、最終記録基材を定着部材とバック部材により形成されるニップを通過させることによって画像に接触させることができ、ここでバック部材は任意の所望の又は効果的な構成、例えばドラム又はローラ、ベルト又はウェブ、平面又はプラテンなどとすることができる。実施形態において定着ロールを用いることができる。定着ロール部材は、当業者の認識範囲内にある接触定着器であり、ロールからの圧力を、随意に加熱と共に用いてトナーを受像媒体に定着させることができる。随意に、定着に先だって、定着オイルのような液層を定着部材に塗布することができる。
【００５７】
実施形態において、トナー画像は低温加圧定着により、即ち、加熱せずに定着させることができる。定着は、任意の所望の又は有効な圧力、実施形態において、約１０００ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）乃至約１０，０００ポンド毎平方インチ、実施形態においては約１，５００ポンド毎平方インチ乃至約５，０００ポンド毎平方インチの圧力において行うことができる。低温加圧定着の１つの利点は、低電力を必要とし、高温ロールプロセスとは異なって待機電力を必要としないことである。従って、本開示のトナーは、低電力を必要とする、より環境に適合したシステム内で用いることができる。さらに、トナーを加熱しないので、トナーは融解せず、従って定着中にオフセットすることはない。
【実施例】
【００５８】
実施例１
テレフタル酸、プロポキシル化ビスフェノールＡ、及びフマル酸から誘導されるポリエステル樹脂のエマルジョンを調製した。
電気ヒータ、蒸留装置及び撹拌器を取り付けた１リットルのパル反応器に、ビスフェノールＡ（約２２３グラム）、プロピレンカーボネート（約２０８、４グラム）及び炭酸カリウム（約０．５グラム）を入れた。混合物を窒素パージしながら約５時間約１６５℃に加熱してプロポキシル化ビスフェノールＡモノマーを生成した。これに、テレフタル酸及びジブチルスズ酸化物を加え、混合物を約１２時間約２４０℃に加熱し、その後内容物を約１８５℃まで冷却し、これにフマル酸（約６０グラム）及びヒドロキノン（約０．２２グラム）を加えた。この混合物を約４時間約２０５℃に加熱し、その間蒸留装置により水を副生成物として収集した。次に混合物を約３時間真空（約０．１ｍｍＨｇ）下におき、その後、内容物を、底部ドレインバルブを介して取り出し、室温まで冷却した。樹脂生成物は、上で化学式Ｉに示したコポリ（ポリプロポキシル化ビスフェノールＡコ-フマレート）-コポリ（ポリプロポキシル化ビスフェノールＡコ-テレフタレート）であった。ガラス転移温度は５３℃であることが見出され、軟化点は１０４℃、数平均分子量は１，４００ダルトン、及び重量平均分子量は２，０００ダルトンであった。
【００５９】
上記の樹脂約１２５グラムを計量して、約９１７グラムの酢酸エチルを入れた２リットルのビーカーに加えた。混合物を約２５０回転毎分で撹拌しながら約６７℃に加熱して樹脂を酢酸エチル中に溶解させた。重炭酸ナトリウム約３．０５グラムを計量して、約７０８グラムの脱イオン水を入れた４リットルのパイレックスガラスフラスコ反応器に加え、約６５℃に加熱した。４リットルのガラスフラスコ反応器内の加熱水溶液の均質化をＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｒａｘ  Ｔ５０ホモジナイザを用いて約４，０００回転毎分で開始した。次に、酢酸エチル中に加熱溶解した樹脂を水溶液にゆっくり注いだ。混合物の均質化を続けながらホモジナイザの速度を１０，０００回転毎分まで上げ、この条件で約３０分間均質化を行った。均質化が完了したら、ガラスフラスコ反応器及びその内容物を加熱マントル内に配置して蒸留装置に接続した。混合物は約４００回転毎分で撹拌し、混合物の温度を約１℃毎分で約８０℃まで上げて、混合物から酢酸エチルを蒸留除去した。混合物の撹拌は約８０℃で約１２０分間続け、その後約２℃毎分で室温まで冷却した。生成物を２０ミクロンのふるいを通して選別し、ｐＨは、１．０規定の水酸化ナトリウムを添加して７．０に調整した。結果として得られたポリエステル樹脂エマルジョンは、重量測定法で測定すると水中に約２２重量％の固形分を含んでおり、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ  ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（登録商標）ＵＰＡ１５０粒径アナライザーを用いて計測すると約２０２ナノメートルの体積平均直径を有していた。
【００６０】
実施例２
テレフタル酸、プロポキシル化ビスフェノールＡ、２−ドデシル無水コハク酸、及びフマル酸から誘導されるポリエステル樹脂のエマルジョンを調製した。
電気ヒータ、蒸留装置、及び２重タービン撹拌器、及び底部ドレインバルブを取り付けた１リットルのパル反応器に、ビスフェノールＡ（約２２３グラム）、プロピレンカーボネート（約２０８、４グラム）及び炭酸カリウム（約０．５グラム）を入れた。混合物を窒素パージしながら約５時間約１６５℃に加熱してプロポキシル化ビスフェノールＡモノマーを生成した。これに、テレフタル酸（約８０．７グラム）及びジブチルスズ酸化物（約０．６グラム）を加え、混合物を約１２時間約２４０℃に加熱し、その後内容物を約１８５℃まで冷却し、これにドデシル無水コハク酸（約５３．２グラム）、フマル酸（約４０グラム）及びヒドロキノン（約０．２２グラム）を加えた。この混合物を約４時間約２０５℃に加熱し、その間蒸留装置により水を副生成物として収集した。次に混合物を約３時間、真空（約０．１ｍｍＨｇ）下におき、その後、内容物を、底部ドレインバルブを介して取り出し、室温まで冷却した。樹脂生成物は、上記の化学式Ｉに示したコポリ（ポリプロポキシル化ビスフェノールＡコ-フマレート）-コポリ（ポリプロポキシル化ビスフェノールＡコ-テレフタレート）であった。ガラス転移温度は５８℃であることが見出され、軟化点は１０８℃、数平均分子量は約２，１００ダルトン、及び重量平均分子量は４,４００ダルトンであった。
【００６１】
上記の樹脂約１２５グラムを計量して、約９１７グラムの酢酸エチルを入れた２リットルのビーカーに加えた。混合物を約２５０回転毎分で撹拌しながら約６７℃に加熱して樹脂を酢酸エチル中に溶解させた。重炭酸ナトリウム約３．０５グラムを計量して、約７０８グラムの脱イオン水を入れた４リットルのパイレックスガラスフラスコ反応器に加え、約６５℃に加熱した。４リットルのパイレックスガラスフラスコ反応器内の加熱水溶液の均質化をＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｒａｘ  Ｔ５０ホモジナイザを用いて約４，０００回転毎分で開始した。次に、酢酸エチル中に加熱溶解した樹脂を水溶液にゆっくり注ぎ混合物の均質化を続けた。ホモジナイザの速度を約１０，０００回転毎分まで上げ、この条件で約３０分間均質化を行った。均質化が完了したら、ガラスフラスコ反応器及びその内容物を加熱マントル内に配置して蒸留装置に接続した。混合物は約４００回転毎分で撹拌し、混合物の温度を約１℃毎分で約８０℃まで上げて、混合物から酢酸エチルを蒸留除去した。混合物の撹拌は約８０℃で約１２０分間続け、その後約２℃毎分で室温まで冷却した。生成物は２０ミクロンのふるいを通して選別し、ｐＨは、１．０規定の水酸化ナトリウムを添加して７．０に調整した。結果として得られたポリエステル樹脂エマルジョンは、重量測定法で測定すると水中に約２０重量％の固形分を含んでおり、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ  ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（登録商標）ＵＰＡ１５０粒径アナライザーを用いて計測すると約２１０ナノメートルの体積平均直径を有していた。
【００６２】
実施例３
ドデカン二酸とノナンジオールから結晶性樹脂を調製した。
電気ヒータ、蒸留装置、及び２重タービン撹拌器、及び底部ドレインバルブを取り付けた１リットルのパル反応器に、ドデカン二酸（約３４５グラム）、１,９-ノナンジオール（約２３５グラム）及びブチル酸化スズ水酸化物（約０．５グラム）を入れた。混合物を約４時間約１８５℃に加熱し、その間蒸留装置により水を副生成物として収集した。次に混合物を約１時間約２０５℃に加熱し、次いで約１時間、真空（約０．１ｍｍＨｇ）下におき、その後、内容物を、底部ドレインバルブを介して取り出し、室温まで冷却した。樹脂生成物は、ポリ（ノニル-ドデカノエート）であり、約７０℃の融点、約１，５００ダルトンの数平均分子量、及び約３，１００ダルトンの重量平均分子量を示した。
【００６３】
上記の樹脂約１２５グラムを計量して、約９１７グラムの酢酸エチルを入れた２リットルのビーカーに加えた。混合物を約２５０回転毎分で撹拌しながら約６７℃に加熱して樹脂を酢酸エチル中に溶解させた。重炭酸ナトリウム約３．０５グラムを計量して、約７０８グラムの脱イオン水を入れた４リットルのパイレックスガラスフラスコ反応器に加え、約６５℃に加熱した。４リットルのガラスフラスコ反応器内の加熱水溶液の均質化をＩＫＡ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｕｒｒａｘ  Ｔ５０ホモジナイザを用いて約４，０００回転毎分で開始した。次に、酢酸エチル中に加熱溶解した樹脂を水溶液にゆっくり注いだ。混合物の均質化を続けながら、ホモジナイザの速度を１０，０００回転毎分まで上げ、この条件で約３０分間均質化を行った。均質化が完了したら、ガラスフラスコ反応器及びその内容物を加熱マントル内に配置して蒸留装置に接続した。混合物は約４００回転毎分で撹拌し、混合物の温度を約１℃毎分で約８０℃まで上げて、混合物から酢酸エチルを蒸留除去した。混合物の撹拌は約８０℃で約１２０分間続け、その後約２℃毎分で室温まで冷却した。生成物は２０ミクロンのふるいを通して選別し、ｐＨは、約１．０規定の水酸化ナトリウムを添加して約７．０に調整した。結果として得られたポリエステル樹脂エマルジョンは、重量測定法で測定すると水中に約１８重量％の固形分を含んでおり、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ  ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（登録商標）ＵＰＡ１５０粒径アナライザーを用いて計測すると約２２０ナノメートルの体積平均直径を有していた。
【００６４】
実施例４
粒径が約５．４ミクロン乃至約６．２ミクロンの粒子を有するシアン・ポリエステルトナーを調製した。トナーは以下のように調製した。
約５６６．５グラムの脱イオン水（ＤＩＷ）と、約１７３グラムの実施例１の低分子量非晶質ラテックスと、約３４グラムの実施例３の結晶性ポリエステルラテックスと、約３．６７グラムのＤＯＷＦＡＸ陰イオン界面活性剤と、約５２．９グラムのピグメントブルー１５：３シアン顔料と、ＩＧＩ  Ｗａｘから入手可能なポリエチレンワックスを含み、約２２０ｎｍの粒径、及び水中の約２０％の固形分を有する水性分散液約４６．２グラムとを混ぜ合わせた。スラリ混合物のｐＨを希硝酸により約４に調製した。次にトナーのスラリを、ポータブルＴｕｒｒｅｘホモジナイザプローブを用いて約４０００乃至約６０００回転毎分（ｒｐｍ）の混合速度で約１０分間均質化した。さらに約０．２ｐｐＨの綿状硫酸アルミニウムを均質プロセス中に添加した。
【００６５】
結果として得られたトナースラリを２リットルのＢｕｃｈｉステンレススチール反応器に入れた。反応器に機械的撹拌器を装着し二重羽根を取り付けた。混合物を約５分間約４５０ｒｐｍで撹拌した。次に混合物を、トナー凝集プロセスの一環として約４５℃まで加熱した。加熱中に、粒径を時々チェックして粒子成長をモニターした。反応器の温度が約４５℃に達したとき、粒径が約５ミクロンになるまでトナー粒子成長を念入りにモニターした。
【００６６】
次に、約９６グラムの低分子量非晶質シェルラテックスを加え、約３０分間加熱した。（シェルに用いた低分子量非晶質ラテックスは、コアを形成するのに用いた上記のものと同じであった。）この時点で粒径は約５．８ミクロン乃至約６ミクロンであった。次いで、トナー粒子の成長を、トナースラリのｐＨが７．５を超えて上昇するように少量のＮａＯＨ溶液を添加して停止させ、その後、トナー樹脂のＴｇより高い温度、約８２℃において合一プロセスを行った。原料材料の調製から、均質化、凝集、合一に至までのプロセス全体は、約７時間乃至約８時間かかった。所望のトナー粒径が得られたとき、トナースラリを急冷し、２リットルの反応器から取り出した。
【００６７】
結果として得られたシアン・ポリエステルトナー粒子は、粒径が約６．１５ミクロンであり、約１．２５のＧＳＤ、滑らかなポテト型形態、及び約１３重量％の固形分を有していた。最終的な固体粒子を母液からろ過し、次いでふるいにかけ、乾燥プロセスに先立って室温で洗浄した。
【００６８】
結果として得られたトナー粒子は、約５０．６重量％の低分子量樹脂、約６．８重量％の結晶性樹脂、約５．５重量％のピグメントブルー１５：３、及び約９重量％のコア内ワックスを含んでいたが、約２８重量％の低分子量樹脂はシェルとして含まれていた。
【００６９】
上記のトナーの粒径、ＧＳＤ、及び真円度を、ゼロックス社から入手可能な市販のトナーであるＤｏｃｕｃｏｌｏｒ７０００と比較した。
この２つのトナーの粒径、ＧＳＤ、及び真円度を以下の表１にまとめる。
表１
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本開示のトナーに関して得られた定着データは、３９００-５０００ｐｓｉにおいて満足できる性能を示した。このように、本開示のトナーは、同程度のＧＳＤ及び真円度を有し、しかしより大きな粒径を有するが、低温定着用途に適切であり得る。
【外国語明細書】
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