JP2000066443A

JP2000066443A - トナ―

Info

Publication number: JP2000066443A
Application number: JP22710199A
Authority: JP
Inventors: Roger N Ciccarelli; エヌ．シッカレリロジャー; Denise R Bayley; アール．ベイリーデニス; James R Combes; アール．コームズジェームズ; Thomas R Pickering; アール．ピッカリングトーマス; C Bertland Jack; シー．バートランドジャック
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2000-03-03
Also published as: BR9903578B1; EP0980030B1; US6312861B1; CA2279162C; EP0980030A1; DE69918378D1; BR9903578A; US6190815B1; DE69918378T2; CA2279162A1

Abstract

(57)【要約】【課題】一定の表面添加剤の混合物を含み、多くの利
点を有する、トナー及び現像剤組成物を提供する。【解決手段】トナーは、樹脂、着色剤、及びコーティ
ングされたシリカから成り、シリカの一次粒子の粒径が
約２５ｎｍ〜約５５ｎｍであり、凝結体の粒径が約２２
５ｎｍ〜約４００ｎｍであり、コーティングが、アルキ
ルシランとアミノアルキルシランとの混合物から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は広くトナー及び現像
剤組成物に関し、より具体的には本発明は、正に若しく
は負に帯電されたトナー組成物、又はコーティングされ
たシリカ表面添加剤を含むトナー粒子に関する。コーテ
ィングされたシリカはカボシル（Cabosil）から入手可
能であり、さらに具体的には、これらのシリカは、一次
粒子の粒径が約２５ｎｍ〜約５５ｎｍであり、凝結体の
粒径が約２２５ｎｍ〜約４００ｎｍであるのが好まし
い。本発明のトナーに関しては、その実施の形態におい
て多くの利点が達成可能であり、例えば、優れた安定し
た摩擦電気帯電特性、湿度、特に約２０〜約８０重量％
の湿度に対する実質的な不感性、優れたトナー流動性、
例えば公知のファラデー箱により測定される、約１５〜
約５５マイクロクーロン／ｇのような許容可能な摩擦電
気帯電値という利点がある。このような特性において、
トナーは解像度が優れカラー強度が優れた現像画像を生
成することができる。前述したトナー組成物としては、
例えばカーボンブラック、磁鉄鉱、又はこれらの混合
物、シアン、マゼンタ、イエロー、ブルー、グリーン、
レッド、若しくはブラウン成分、又はこれらの混合物か
ら成る、染料あるいは顔料のような着色剤が挙げられ
る。これにより、ブラック及び／又はカラー画像が現像
並びに生成され、また、実施の形態においてトナーは、
二成分現像及びキャリヤ又はキャリヤ粒子を除いた単一
成分現像に合わせて選択することができる。

【０００２】本発明のトナー及び現像剤組成物は、カラ
ー及びデジタル処理を含む、電子写真の、特にゼログラ
フィックの画像形成及びプリント処理、並びに、マルチ
システム装置及びマシンに合わせて、選択することがで
きる。

【０００３】

【従来の技術】ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＺ）及
びアミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）の
混合物を含むトナーが知られている。これらのトナーに
関する欠点としては、例えば、低い比較的不安定な摩擦
電気帯電性及び高い相対湿度感度が挙げられ、表面添加
剤としてＨＭＤＺを含むトナーの欠点としては、例え
ば、不安定な摩擦、相対湿度感度、及び帯電分光写真器
により測定される低帯電／誤極性トナーが挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の特徴は、一定
の表面添加剤の混合物を含み多くの利点を有する、トナ
ー及び現像剤組成物を提供することにある。

【０００５】本発明のもう１つの特徴においては、カラ
ー画像を含む静電潜像の現像に有用な、負に帯電された
トナー組成物が提供される。

【０００６】本発明のさらにもう１つの特徴において
は、完全処理カラー画像を含む静電潜像の現像に有用
な、負に帯電されたトナー組成物が提供される。

【０００７】本発明のもう１つの特徴においては、帯電
分光写真器により測定される高速トナー混合を可能にす
る、トナー表面添加剤が提供される。

【０００８】また、本発明のもう１つの特徴において
は、帯電分光写真器により測定されるトナー単峰形電荷
分布を可能にする、コーティングされたシリカ表面添加
剤が提供される。

【０００９】さらに、本発明のもう１つの特徴において
は、新しいトナーを古いトナーに混合したときに、帯電
分光写真器により測定される単峰形電荷分布を可能にす
る、一定の表面添加剤が提供される。

【００１０】本発明のその他の特徴としては、例えば約
１５〜約６０マイクロクーロン／ｇ、好ましくは約２５
〜約４０マイクロクーロン／ｇである、許容可能な高い
安定した摩擦電気帯電特性を可能にする、一定の表面添
加剤の混合物を含むトナー及び現像剤組成物；相対湿度
試験室で測定される、気温約６０〜約８０°Ｆにおける
例えば相対湿度約２０〜８０重量％のような湿度に対す
る、湿度不感性を可能にする、コーティングされたシリ
カ添加剤を含むトナー及び現像剤組成物；帯電分光写真
器により測定される、１秒〜約６０秒、より好ましくは
約３０秒よりも短い所望の混合特性を有する、負に帯電
されたトナー組成物を可能にする、一定の表面添加剤の
混合物を含むトナー及び現像剤組成物；例えば、高品質
のブラック及び／又はカラー画像をもたらす低温溶融を
可能にする、一定の表面添加剤の混合物を含むトナー組
成物；及び、実質的にバックグラウンド付着物がなく、
実質的に汚れ防止性又は汚れ耐性があり、従って優れた
解像度を有する画像の、電子写真画像形成装置における
現像を可能にし、このようなトナー組成物を、約６０コ
ピー／分より速い、より具体的には約６０〜約１００コ
ピー／分である高速電子写真装置に合わせて選択するこ
とができるような、コーティングされたシリカ表面添加
剤の混合物を含むトナーの形成；を提供することが挙げ
られる。

【００１１】本発明のさらにもう１つの特徴において
は、相対湿度試験室で測定される、気温６０〜８０°Ｆ
における例えば相対湿度約２０〜８０重量％のような湿
度に対する、湿度不感性；帯電分光写真器により測定さ
れる、約５秒〜約６０秒、好ましくは例えば約１５秒よ
りも短い、より好ましくは約１〜約１４秒である所望の
混合特性を有する、正に帯電されたトナー組成物；及
び、約２０〜約５０マイクロクーロン／ｇである、許容
可能な高い安定した摩擦電気帯電特性；が提供される。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の態様は以下のと
おりである：樹脂、着色剤、及びコーティングされたシ
リカから成るトナーであって、該シリカの一次粒子の粒
径が約２５ｎｍ〜約５５ｎｍであり、凝結体の粒径が約
２２５ｎｍ〜約４００ｎｍであり、該コーティングが、
アルキルシランとアミノアルキルシランとの混合物から
成る、トナー；前記コーティングが、アルキルアルコキ
シシラン約１０重量％〜２５重量％とアミノアルキルア
ルコキシシラン約０．１０重量％〜約５．０重量％との
混合物から生成される、トナー；前記トナーが、金属酸
化物、金属塩、脂肪酸の金属塩、又はこれらの混合物で
ある表面添加剤をさらに含む、トナー；前記トナーが、
チタニア、脂肪酸の金属塩、又はこれらの混合物である
表面添加剤をさらに含む、トナー；前記樹脂がポリエス
テルである、トナー；前記樹脂が、プロポキシル化され
たビスフェノールＡ及びジカルボン酸を縮合することに
より形成されるポリエステルである、トナー；前記樹脂
が、プロポキシル化されたビスフェノールＡ及びフマル
酸を縮合することにより形成されるポリエステルと、プ
ロポキシル化されたビスフェノールＡ及びフマル酸を縮
合することにより形成されるゲル化ポリエステルとの混
合物から成る、トナー；前記着色剤が、カーボンブラッ
ク、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、オレンジ、
グリーン、バイオレット、又はこれらの混合物である、
トナー；前記シリカが、デシルシランとアミノプロピル
シランとの混合物でコーティングされている、トナー；
アルキルが約１〜約２５の炭素原子を含む、トナー；前
記アルキルが、ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、
ドデシル、又はステアリルである、トナー；前記シリカ
が、（１）アルキルシランと（２）前記アミノアルキル
シランとのポリマー混合物でコーティングされている、
トナー；前記チタニア又は二酸化チタンが、アルキルシ
ランでコーティングされている、トナー；前記チタニア
がデシルシランでコーティングされている、トナー；前
記シリカが、１投入供給混合物であるアルキルトリアル
コキシシラン約１０重量％〜約２５重量％及びアミノア
ルキルトリアルコキシシラン約０．１０重量％〜約５．
０重量％でコーティングされている、トナー；アルキル
が１〜約２５の炭素原子を含む、トナー；前記アルキル
トリアルコキシシラン及び前記アミノアルキルトリアル
コキシシランが、組み合わされて或いは連続的にコーテ
ィングされている、トナー；前記シリカが、１投入供給
混合物であるデシルトリアルコキシシラン約５〜約１５
重量％及びアミノアルキルトリアルコキシシラン約０．
１５重量％〜約０．５０重量％でコーティングされてい
る、トナー；前記シリカの一次粒子の粒径が約２５ｎｍ
〜約５５ｎｍであり、前記コーティングが二酸化ケイ素
のコア上にある、トナー；前記着色剤が顔料又は染料で
あり、前記アルキルシランがアルキルアルコキシシラン
である、トナー；前記シリカの一次粒子の粒径が約３０
ｎｍ〜約４０ｎｍである、トナー；前記シリカの、凝結
体の粒径が約２２５ｎｍ〜約４００ｎｍ、又は約３００
ｎｍ〜約３７５ｎｍである、或いは、一次粒子の粒径が
約２５ｎｍ〜約５５ｎｍ、又は約３０ｎｍ〜約４０ｎｍ
で、凝結体の粒径が約１５０ｎｍ〜約４００ｎｍ、又は
約２００ｎｍ〜約２７５ｎｍである、トナー；前記コー
ティングされたシリカが、約１重量％〜約１０重量％の
量で含まれている、トナー；前記コーティングされたシ
リカが、約４重量％〜約１０重量％の量で含まれてい
る、トナー；前記チタニアが、約１重量％〜約５重量％
の量で、又は約１．５重量％〜約３．５重量％の量で含
まれている、トナー；前記金属塩がステアリン酸亜鉛で
あり、約０．１０重量％〜約０．６０重量％の量で含ま
れている、トナー；摩擦電気電荷が約１５〜約５５、又
は約２５〜約４０である、トナー；前記樹脂が約８５重
量％〜約９９重量％の量で含まれており、前記着色剤が
約１５重量％〜約１重量％の量で含まれている、トナ
ー；トナー及びキャリヤから成る、現像剤；帯電分光写
真器により測定される単峰形電荷分布を伴う、現像剤；
電荷添加剤、ろう、又はこれらの混合物をさらに含む、
トナー；樹脂、着色剤、及びコーティングされたシリカ
の混合を含む、トナーの製造方法であって、該シリカの
一次粒子の粒径が約２５ｎｍ〜約５５ｎｍであり、凝結
体の粒径が約２２５ｎｍ〜約４００ｎｍであり、該コー
ティングがアルキルシランとアミノアルキルシランとの
混合物から成る、トナーの製造方法；前記コーティング
混合物が、アルキルオキシシラン及びアミノアルキルア
ルコキシシランから生成される、方法；前記シリカコー
ティングがポリマーであり、該コーティングが二酸化ケ
イ素コア上に含まれる、トナー；前記シリカコーティン
グが以下の式により表され、

【化３】ここで、ａが、以下の式の繰り返しセグメントを表し、

【化４】これにより、例えば架橋式又は構造、つまり、上記繰り
返しセグメント及びヒドロキシ若しくはヒドロキシ基、
上記繰り返しセグメント及びアルコキシ若しくはアルコ
キシ基、又は、上記繰り返しセグメント並びにヒドロキ
シ及びアルコキシ基、が任意に可能になり、ｂが、例え
ば１〜約２５、より具体的には約５〜約１８の炭素原子
を有するアルキルであり、ｘがセグメントの数を表し、
例えば１〜約１，０００、より具体的には約２５〜約５
００の数であり、ｃが、アルキルが例えば約１〜約２５
の炭素原子を含むアミノアルキルであり、より具体的に
はアミノプロピルである、トナー；前記コーティング
が、デシルシランとアミノプロピルシランとのポリマー
混合物から成る、トナー；樹脂粒子のような結合剤、着
色剤、一定のシリカと、チタニア、特に二酸化チタンの
ような金属酸化物との混合物から成る表面添加剤、及
び、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸の金属塩のような一定
の導電性補助剤、から成るトナー；並びに、結合剤、着
色剤、電荷添加剤のような任意の添加剤、一定のチタニ
アのような任意の表面添加剤及びステアリン酸亜鉛のよ
うな導電性補助剤、シリカ上のコーティングとしてさま
ざまな適切な量で混合物にそれぞれ含まれる、デシルシ
ラン及びアミノプロピルシランのような、アルキルシラ
ンの混合物でコーティングされたシリカから成る表面添
加剤、から成るトナー組成物。シリカの重量に基づい
た、デシルシランのようなアルキルシランの投入供給量
は、例えば約５重量％〜２５重量％、好ましくは例えば
約１０〜約２０重量％であり、アミノプロピルシランの
ようなアミノアルキルシランの投入供給量は、例えば約
０．０５重量％〜５．０重量％、又は約０．０５〜約３
重量％である。例えば、シリカ１００ｇを、デシルトリ
メトキシシラン１５ｇとアミノプロピルトリエトキシシ
ラン０．５０ｇと一緒に或いは連続的に、混合すること
ができる。次に、得られたシリカを、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と共に
反応させて、シリカ表面上にコーティングを形成するこ
とができる。これらのコーティングされたシリカ粒子
は、例えば約０．５０重量％〜１０重量％、好ましくは
約２．０重量％〜約５．０重量％の量で、トナー表面上
に混合することができる。トナーは、一定のコーティン
グされていない若しくはコーティングされたチタニア粒
子等の金属酸化物のような任意のさらなる公知の表面添
加剤を、例えば約０．５０重量％〜約１０重量％の量
で、また好ましくは、１投入供給量であるデシルトリエ
トキシシラン又はデシルトリアルコキシシラン約５重量
％〜約１５重量％でコーティングされたチタニアを、約
１．５重量％〜約４重量％の量で、というようにさまざ
まな適切な量で含んでもよい。さらに、トナーは、ステ
アリン酸亜鉛等の脂肪酸の金属塩のような導電性補助剤
のようなさらなる任意の表面添加剤を、例えば約０．０
５重量％〜約０．６０重量％の量で含んでもよい。コー
ティングされたシリカ及び任意のチタニア表面添加剤の
一次粒子の粒径はそれぞれ、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍ
及び約２５ｎｍ〜約５５ｎｍであるのが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】コーティングは、本明細書中で示
したようなアルキルアルコキシシラン及びアミノアルキ
ルオキシシランから、より具体的には、二酸化ケイ素コ
アのようなシリカと、デシルトリメトキシシランのよう
なアルキルアルコキシシランと、アミノプロピルアルコ
キシシランのようなアミノアルキルオキシシランとの反
応混合物から、生成することができる。この反応混合物
から、シリカコアを被覆し、また残留アルコキシ基、及
び／又はヒドロキシ基を任意に含む、コーティングがで
きる。好ましくは、実施の形態において、コーティング
は架橋を含むアルキルシランとアミノアルキルシランと
を混合したポリマーコーティングであり、またこのコー
ティングは以下の式により表され、

【化５】ここで、ａは上に示した繰り返しセグメントを表し、よ
り具体的には、ａは例えば以下の式であると思われる。

【化６】これにより、例えば架橋式又は構造、つまり、上記繰り
返しセグメント及びヒドロキシ若しくはヒドロキシ基、
繰り返しセグメント及びアルコキシ若しくはアルコキシ
基、又は、繰り返しセグメント並びにヒドロキシ及びア
ルコキシ基、が任意に可能になり、ｂが、例えば１〜約
２５、より具体的には約５〜約１８の炭素原子を有する
アルキルであり、ｘがセグメントの数を表し、例えば１
〜約１，０００、より具体的には約２５〜約５００の数
であり、ｃが好ましくは、アルキルが例えば約１〜約２
５の炭素原子を含むアミノアルキルであり、より具体的
にはアミノプロピルであり、ｂがデシルである。二酸化
チタン表面添加剤は、ＳｉがＴｉと置き換えられること
を除いては、アルキルシランに関して示したのと同じ式
又は構造から成り得る。

【００１４】本発明のトナー組成物は、スチレンポリマ
ー、ポリエステルのような樹脂粒子、及び同種の熱可塑
性樹脂、着色剤、ろう、特に分子量の低いろう、及び帯
電促進添加剤又は電荷添加剤の混合物を、ワーナーフ
レイダラー（Werner Pfleiderer）から入手可能なＺＳ
Ｋ５３のようなトナー押出しデバイスにおいて混合及び
加熱し、形成されたトナー組成物をそのデバイスから取
り出すことによって、調製することができる。冷却に続
いて、このトナー組成物は、例えばスタートバント（St
urtevant）超微粉砕機を用いて、トナー粒子の体積メジ
アン径が約２５μｍよりも小さく、好ましくは約８〜約
１２μｍ（この体積メジアン径は、コウルターカウン
ター(Coulter Counter)により測定される）になるよう
に粉砕される。次に、このトナー組成物は、例えばドナ
ルドソンモデルＢ（Donaldson Model B）分級機を
用いて、体積メジアン径が約４μｍよりも小さいトナー
粒子である微粉子が取り除かれるように分級することが
できる。その後、コーティングされたシリカ及びその他
の添加剤は、それをこの得られたトナーと混合すること
によって加えられる。

【００１５】適切なトナー結合剤の実例としては、トナ
ー樹脂、特にポリエステル、熱可塑性樹脂、ポリオレフ
ィン、例えばヘラクレス−サンヨー社（Hercules-Sanyo
Inc.）から得られるＰＳＢ−２７００であり、約５７
重量％の量で選択されるのが好ましいアクリル酸スチレ
ン、メタクリル酸スチレン、スチレンブタジエン、架橋
スチレンポリマー、エポキシ、ポリウレタン、ホモポリ
マー又は２つ以上のビニルモノマーのコポリマーを含む
ビニル樹脂、並びに、ジカルボン酸とジフェノールを含
むジオールとのポリマーエステル化生成物が挙げられ
る。ビニルモノマーとしては、スチレン、ｐ−クロロス
チレン、及び、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソ
ブチレン等のような不飽和モノ−オレフィン；酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、及び酪酸ビニルのような飽和
モノ−オレフィン；アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、ア
クリル酸ドデシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル
酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、及びメタクリル酸ブチルを含む、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、アクリルアミド；これらの混合物
等、スチレン含有率が約７０〜約９５重量％であるスチ
レン−ブタジエンコポリマー（本明細書中で述べた米国
特許参照。これらの開示文献は全て参照により本明細書
中に援用される。）が挙げられる。さらに、前述したス
チレンポリマーのポリマー、コポリマー、及びホモポリ
マーを含む、架橋樹脂を選択してもよい。

【００１６】１つのトナー樹脂として、ジカルボン酸と
ジフェノールを含むジオールとのエステル化生成物が選
択される。これらの樹脂については、米国特許第３，５
９０，０００号に述べられている（この開示文献は全て
参照により本明細書中に援用される）。その他の具体的
なトナー樹脂としては、スチレン／メタクリレートコポ
リマー、及びスチレン／ブタジエンコポリマー；プライ
オライツ（Pliolites）；懸濁重合させたスチレンブタ
ジエン（米国特許第４，５５８，１０８号参照。この開
示文献は全て参照により本明細書中に援用される。）；
ビスフェノールＡと酸化プロピレンとを反応させて、次
にその得られた生成物をフマル酸と反応させることによ
って得られるポリエステル樹脂；並びに、ジメチルテレ
フタレート、１，３−ブタンジオール、１，２−プロパ
ンジオール、及びペンタエリトリトールを反応させるこ
とによって得られる枝分れしたポリエステル樹脂；反応
性押出し樹脂、特に、米国特許第５，３５２，５５６号
（この開示文献は全て参照により本明細書中に援用され
る）に述べられているような架橋を伴う反応性押出しポ
リエステル、アクリル酸スチレン、及びこれらの混合物
が挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、
及びパラフィンろうのような、分子量Ｍ_w重量平均分子
量が約１，０００〜約２０，０００であるろうを、フュ
ーザロール剥離剤として、トナー組成物内又はトナー組
成物上に含めることができる。樹脂は、例えば約５０〜
約９０重量％のような、十分だが効果的な量で含まれ
る。

【００１７】着色剤としては、顔料、染料、これらの混
合物、染料の混合物、顔料の混合物等が挙げられ、これ
らは、約１〜約２０重量％、好ましくは約２〜約１０重
量％のような適切な量で含まれる。着色剤の例として
は、ＲＥＧＡＬ３３０（登録商標）のようなカーボン
ブラック；モベイ(Mobay)磁鉄鉱ＭＯ８０２９（商
標）、ＭＯ８０６０（商標）のような磁鉄鉱；コロンビ
アン(Columbian) 磁鉄鉱；ＭＡＰＩＣＯＢＬＡＣＫＳ
（商標）及び表面処理された磁鉄鉱；ファイザー(Pfize
r)磁鉄鉱ＣＢ４７９９（商標）、ＣＢ５３００（商
標）、ＣＢ５６００（商標）、ＭＣＸ６３６９（商
標）；バイエル(Bayer) 磁鉄鉱、ＢＡＹＦＥＲＲＯＸ
８６００（商標）、８６１０（商標）；ノーザンピグ
メンツ(Northern Pigments) 磁鉄鉱、ＮＰ−６０４（商
標）、ＮＰ−６０８（商標）；マグノックス(Magnox)磁
鉄鉱ＴＭＢ−１００（商標）、又はＴＭＢ−１０４
（商標）等；ポールユーリッヒ社（Paul Uhlich & Co
mpany, Inc.）から入手可能な特定のフタロシアニンで
ある、ＨＥＬＩＯＧＥＮＢＬＵＥＬ６９００（商
標）、Ｄ６８４０（商標）、Ｄ７０８０（商標）、Ｄ７
０２０（商標）、ＰＹＬＡＭＯＩＬＢＬＵＥ（商
標）、ＰＹＬＡＭＯＩＬＹＥＬＬＯＷ（商標）、Ｐ
ＩＧＭＥＮＴＢＬＵＥ１（商標）、オンタリオ州、
トロントのドミニオンカラー社（Dominion Color Cor
poration, Ltd.）から入手可能な、ＰＩＧＭＥＮＴＶ
ＩＯＬＥＴ１（商標）、ＰＩＧＭＥＮＴＲＥＤ４
８（商標）、ＬＥＭＯＮＣＨＲＯＭＥＹＥＬＬＯＷ
ＤＣＣ１０２６（商標）、Ｅ．Ｄ．ＴＯＬＵＩＤＩＮ
ＥＲＥＤ（商標）、及びＢＯＮＲＥＤＣ（商
標）、ホエヒスト（Hoechst）からのＮＯＶＡＰＥＲＭ
ＹＥＬＬＯＷＦＧＬ（商標）、ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ
ＰＩＮＫＥ（商標）、並びに、エー．イー．デュポ
ンデュヌムール社（E.I. DuPont de Nemours & Com
pany）から入手可能なＣＩＮＱＵＡＳＩＡＭＡＧＥＮ
ＴＡ（商標）等のような、シアン、マゼンタ、イエロ
ー、レッド、グリーン、ブラウン、ブルー、又はこれら
の混合物がある。通常、選択することのできる有色顔料
及び染料は、シアン、マゼンタ、若しくはイエローの顔
料又は染料、及びこれらの混合物である。選択してもよ
いマゼンタの例としては、例えば、２，９−ジメチル−
置換キナクリドン、カラーインデックスにおいてＣｌ
６０７１０として識別されるアントラキノン染料、Ｃｌ
分散レッド(Dispersed Red) １５、カラーインデック
スにおいてＣｌ２６０５０として識別されるジアゾ染
料、Ｃｌ溶剤レッド(Solvent Red) １９等、が挙げら
れる。選択してもよいシアンの実例としては、銅テトラ
（オクタデシルスルホンアミド）フタロシアニン、カ
ラーインデックスにおいてＣｌ７４１６０としてリス
トされるｘ−銅フタロシアニン顔料、Ｃｌ顔料ブルー
(Pigment Blue)、カラーインデックスにおいてＣｌ６
９８１０として識別されるアントラスレンブルー(Anthr
athrene Blue)、スペシャルブルー(Special Blue) Ｘ
−２１３７等、が挙げられる。これに対し、選択しても
よいイエローの実例としては、ジアリライド(diarylid
e) イエロー３，３−ジクロロベンジデンアセトア
セトアニリド、カラーインデックスにおいてＣｌ１２
７００として識別されるモノアゾ顔料、Ｃｌ溶剤イエロ
ー(Solvent Yellow) １６、カラーインデックスにおい
てフォロンイエロー(Foron Yellow) ＳＥ／ＧＬＮとし
て識別されるニトロフェニルアミンスルホンアミ
ド、Ｃｌ分散イエロー(Dispersed Yellow) ３３
２，５−ジメトキシ−４−スルホンアニリドフェニル
アゾ−４’−クロロ−２，５−ジメトキシアセトアセ
トアニリド、及びパーマネントイエロー(Permanent Yel
low) ＦＧＬ、並びに、レッド、ブルー、グリーン等の
ような公知の適切な染料がある。

【００１８】磁鉄鉱は、ＭＡＰＩＣＯＢＬＡＣＫ（商
標）として商業的に入手可能なものを含む酸化鉄（Ｆｅ
Ｏ・Ｆｅ₂Ｏ₃）の混合物を含み、約１０重量％〜約７５
重量％、好ましくは約３０重量％〜約５５重量％のよう
なさまざまな効果的な量でトナー組成物内に含まれる。

【００１９】本発明のトナー組成物には、約１〜約１９
重量％、好ましくは約１〜約３重量％のようなさまざま
な効果的な量の本明細書中で述べた電荷添加剤、並び
に、アライドケミカルアンドペトロライト社（Al
lied Chemical and PetroliteCorporation）から商業的
に入手可能なポリプロピレン及びポリエチレン、イース
トマンケミカルプロダクツ社（Eastman Chemical P
roducts, Inc.）から商業的に入手可能なエポレン(Epol
ene) Ｎ−１５、サンヨーカセイ（Sanyo Kasei）Ｋ．
Ｋ．から入手可能な重量平均分子量の低いポリプロピレ
ンであるビスコル(Viscol) ５５０−Ｐ等のようなろう
を含めることができる。選択される商業的に入手可能な
ポリエチレンの分子量は、約１，０００〜約１，５００
であるのに対し、用いられる商業的に入手可能なポリプ
ロピレンの分子量は、約４，０００〜約７，０００であ
ると思われる。本発明に有用なポリエチレン及びポリプ
ロピレン組成物の多くについては、英国特許第１，４４
２，８３５号に述べられている（この開示文献は全て参
照により本明細書中に援用される）。本発明のトナー組
成物にはろうがさまざまな量で含まれるが、通常これら
のろうは、約１重量％〜約１５重量％、好ましくは約２
重量％〜約１０重量％の量でトナー組成物内に含まれ
る。本発明のトナーは、その実施の形態において、ＵＮ
ＩＬＩＮＳ（登録商標）（米国特許第４，８８３，７３
６号参照。この開示文献は全て参照により本明細書中に
援用される。）のような、高分子アルコールを含んでも
よく、このＵＮＩＬＩＮＳ（登録商標）はペトロライト
社（Petrolite Corporation）から入手可能である。

【００２０】現像剤には、表面上にシリカ混合物を有す
る本明細書中で述べたようなトナーとキャリヤ粒子が含
まれる。現像剤組成物は、トナーを、鋼、フェライト等
のようなコーティングされたキャリヤ（米国特許第４，
９３７，１６６号及び第４，９３５，３２６号参照。こ
れらの開示文献は全て参照により本明細書中に援用され
る。）を含む公知のキャリヤ粒子と、例えばトナー濃度
が約２重量％〜約８重量％になるように混合することに
よって、調製することができる。このキャリヤには、米
国特許第４，９３７，１６６号及び第４，９３５，３２
６号に述べられているようなコーティング、並びにその
他の公知のコーティングを、そのキャリヤ上に含めるこ
とができる。単一コーティングポリマー、又はポリマー
の混合物を選択することができる。さらに、このポリマ
ーコーティング（単数又は複数）には、カーボンブラッ
クのような導電性成分を、例えば約１０〜約７０重量
％、好ましくは約２０〜約５０重量％の量で含めてもよ
い。具体的なコーティングの例としては、フルオロカー
ボンポリマー、アクリレートポリマー、メタクリレート
ポリマー、シリコーンポリマー等がある。

【００２１】画像形成方法もまた、本発明のトナーと共
に考察される（例えば、本明細書中で述べた多数の特
許、並びに、米国特許第４，５８５，８８４号、第４，
５８４，２５３号、第４，５６３，４０８号、及び第
４，２６５，９９０号参照。これらの開示文献は全て参
照により本明細書中に援用される。）。

【００２２】以下の実施例を、本発明のさまざまな部分
をさらに画定するために提出する。これらの実施例は単
なる例示にすぎず、本発明の範囲を制限することは意図
しない。比較例及びデータもまた提出する。

【００２３】

【実施例】［実施例１］コーティングされたシリカの製法乾燥させたｎ−プロパノール溶剤２００ｍｌを、三つ口
の５００ｍｌ丸底フラスコに入れ、この溶剤を乾燥した
窒素で散布して、余分な酸素を除去した。溶剤１０ｍｌ
アリコートを１つ、小さな２ドラムバイアルに取り出し
分けておいた。また、第２の２０ｍｌアリコートを取り
出し、シンチレーションバイアルに入れた。キャブ−Ｏ
−シル社（Cab-O-Sil Corp.）から入手可能であって、
ブルナウアー（Brunauer）、エメット（Emmett）、及び
テラー（Teller）の名をとって名づけられ、表面積を測
定する標準的な公知の技法であり、仮定モデルを用いて
例えば一次粒子の粒径を計算することができる、ＢＥＴ
により測定される一次粒子の粒径が３０ｎｍであり、ブ
ラウン運動により測定される凝結体の粒径が約３００ｎ
ｍである、未処理の親水性ＳｉＯ₂シリカＴＬ９０を１
５ｇこのフラスコに加え、湿めるまでメカニカルミキサ
ーで混合した。この混合の間、不活性雰囲気を維持し
た。ジエチルアミン数滴を取り分けた溶剤１０ｍｌアリ
コートに加え、得られた混合物をこの５００ｍｌフラス
コに加えた。次に、この混合物をおよそ１時間撹拌し
た。シンチレーションバイアルに入れた溶剤２０ｍｌ
に、デシルトリメトキシシラン２．２５ｇ及びアミノプ
ロピルトリエトキシシラン０．０６ｇを加えた。この混
合物を、ＳｉＯ₂の入った５００ｍｌフラスコに、１時
間の上記前処理が完了した後加えた。加熱マントルを取
り付け、この混合物を加熱して不活性雰囲気においてか
き混ぜながら還流させた。熱をおよそ５時間加え、次に
加熱マントルのスイッチを切り、この混合物を室温約２
５℃まで冷却させた。次に、この混合物を涙型フラスコ
に移し、このフラスコを回転蒸気蒸発器に取り付けて、
溶剤を熱及び真空によりストリッピングした。このフラ
スコを真空炉に移し、夜通し約１８時間、完全真空及び
中温４０℃において完全に乾燥させた。この得られたデ
シルシラン／アミノプロピルシランでコーティングされ
たシリカを乳鉢及び乳棒を用いて砕き、ＢＥＴにより測
定される一次粒子の粒径を３０ｎｍ、ブラウン運動によ
り測定される凝結体の粒径を約３００ｎｍにした。

【００２４】［実施例２］コーティングされたシリカの製法一次粒子の粒径が４０ｎｍであり凝結体の粒径が約３０
０ｎｍである、未処理の親水性ＳｉＯ₂シリカ粉末コア
３０ｇを、ブエチ(Buechi)２リットルオートクレーブ反
応器に入れ、この反応器を密閉した。次に、不活性ガ
ス、アルゴンをこの反応器に通して３０分間パージし
て、大気ガスを除去した。次に、真空ポンプを用いてこ
の反応器から大気ガスを排気して、この反応器を２８℃
まで暖め、次に、真空バルブを閉じ、アンプルの蒸気空
間と反応器の上部とが結合するように、トリエチルアミ
ンのアンプルをこの反応器に結合させた。これにより、
トリエチルアミンの蒸気相をシリカのベッドへ１５分間
輸送させた。次に、アンプルから反応器へのバルブを閉
じ、真空装置へのバルブを再び開けて、シリカの表面に
物理吸着しないトリエチルアミンを除去した。次に、反
応器ジャケットに結合されたロード(Laude)循環槽の助
けをかりて、この反応器を０℃まで冷却した。温度０℃
に達した後、次に、ＩＳＣＯモデル(Model) ２６０Ｄ
電動シリンジポンプの助けをかりて、二酸化炭素（プ
ラクサイア(Praxair)から得られるボーン−ドライグレ
ード）５７０ｇを、この冷却した反応器に加えた。次
に、この反応器の撹拌を１０ｒｐｍで開始させた。次
に、二酸化炭素を溶剤として用いて、シン−エツシリ
コーン（Shin-Etsu Silicones）からのデシルトリメト
キシシラン４．５ｇ、及びＰＣＲリサーチケミカル
ズ（PCR Research Chemicals）のカタログからのアミノ
プロピルトリメトキシシラン０．１２ｇを、別個のさま
ざまな容積のプレッシャーセルにおいて溶解させた。こ
のセル内の圧力は、二酸化炭素中において２つのシラン
が均質である溶液を生成するのに十分な１００バールで
あった。次に、このデシルトリメトキシシラン溶液を、
ブエチ２リットル反応器に注入した。次に、この注入処
理をアミノプロピルトリエトキシシラン０．１２ｇに関
して繰り返した。この第２の試薬の注入に続いて、この
反応器の温度を０℃に維持して３０分間１００ｒｐｍで
撹拌し、次に撹拌を止め、二酸化炭素を反応器の上部、
つまり蒸気空間から抜いた。前述した除圧に続いて、こ
の反応器の温度を２８〜３０℃に上昇させた。この温度
において平衡化を行った後、得られたデシルシラン／ア
ミノプロピルシランで処置された又はコーティングされ
たシリカ生成物を取り出して、夜通しの真空処理（約１
８時間、３時間は１５０℃）を行い、次に、赤外分光学
により分光学的に特徴づけた。

【００２５】［実施例３］ビスフェノールＡとフマル酸
とを重縮合反応させることにより、トナー樹脂を調製し
て、レサポル(Resapol) ＨＴと呼ばれる線状ポリエステ
ルを形成した。

【００２６】レサポルＨＴを選択し、これを十分な量
の過酸化ベンゾイルと共に押出機に加えることにより、
第２のポリエステルを調製して、約３０重量％ゲルのよ
うなゲル濃度の高い架橋ポリエステルを形成した（米国
特許第５，３７６，４９４号、第５，３９５，７２３
号、第５，４０１，６０２号、第５，３５２，５５６
号、及び第５，２２７，４６０号、より具体的には、米
国特許第５，３７６，４９４号のポリエステル参照。こ
れらの特許それぞれの開示文献は全て参照により本明細
書中に援用される。）。

【００２７】［実施例４］実施例３からの樹脂レサポル
ＨＴ７５重量部、実施例３からの３０重量％のゲルポ
リエステル１４重量部、及びサンブルーフラッシュ
（Sun Blue Flush：フラッシングして高品質の顔料分散
液を得ることにより、サンケミカルズ(Sun Chemical
s)において調製された、Ｐ．Ｂ．１５：３銅フタロシア
ニン３０重量％とレサポルＨＴ７０重量％との混合
物）１１．０重量部を合わせて混合し、ＺＳＫ−４０押
出機において押出した。次に、この押出した混合物を噴
出させ分級して、レイソンセル(Layson Cell)により
測定されるトナー粒子の粒径が約６．５μｍである、シ
アントナー（樹脂９３重量％及びＰ．Ｂ．１５：３約７
重量％を含む）を形成した。この最終シアントナーのゲ
ル濃度は、５重量％であった。

【００２８】［比較例５］実施例４からのトナー３０ｇ
サンプルを、ステンレス鋼ビード１５０ｇの入った９オ
ンスジャーに加えた。これに、ＴＳ５３０（ヘキサメチ
ルジシラザンでコーティングされた、一次粒子の粒径が
１５ｎｍであるヒュームドシリカであり、キャボット社
のキャブ−Ｏ−シル部から得られる）０．６重量％、Ｔ
Ｄ３１０３（デシルトリメトキシシランから生成される
デシルシランでコーティングされた、一次粒子の粒径が
１５ｎｍである二酸化チタンであり、タイカ社(Tayca C
orp.)から得られる）０．９重量％、及びシンセティッ
クプロダクツ社(SyntheticProducts Company)から得
られるステアリン酸亜鉛Ｌ０．３重量％を加えた。ロー
ルミルで３０分間混合した後、この鋼ビードをジャーか
ら取り出した。

【００２９】混合トナー４部を、８０重量％のポリメチ
ルメタクリレート及び２０重量％の導電性カーボンブラ
ックでコーティングされた、ホウガナエス(Hoeganaes)
鋼コアのキャリヤ１００部と混合することにより、現像
剤を調製した。この現像剤を、ゼロックス(Xerox) ５０
９０のような画像形成設備においてテストした結果、画
像の質が劣っていた。この主な原因は、例えば、粒径が
小さい１５ｎｍのＴＳ５３０シリカ、粒径が小さい１５
ｎｍのＴＤ３１０３二酸化チタン、及び／又はシリカ上
のコーティングにより生じる、トナーの現像力の低下で
ある。

【００３０】［比較例６］ＲＸ５１５Ｈ（ヘキサメチル
ジシラザンとアミノプロピルトリエトキシシランとの混
合物でコーティングされた、一次粒子の粒径が４０ｎｍ
であり凝結体の粒径が約３００ｎｍである、ヒュームド
シリカであり、このコーティングされたシリカはニッポ
ンアエロジル社(Nippon Aerosil Corp.)から得られ
る）４．２重量％、ＭＴ５１０３（デシルシランでコー
ティングされた、一次粒子の粒径が３０ｎｍである二酸
化チタンであり、タイカ社から得られる）２．５重量
％、及びシンセティックプロダクツ社からのステアリ
ン酸亜鉛Ｌ０．３重量％を、トナー表面上に混合したこ
とを除いては、比較例５と同様に、トナー混合物を調製
した。ロールミルで３０分間混合した後、鋼ビードをジ
ャーから取り出した。この上記混合トナー４部を、ポリ
メチルメタクリレート及び２０重量％の導電性カーボン
ブラックでコーティングされた、ホウガナエス鋼コアの
キャリヤ１００部と混合することにより、現像剤を調製
した。この現像剤に対して、９０分間のペイントシェー
ク時間追跡を行った結果、９０分後のトナー摩擦は−１
６．５マイクロクーロン／ｇであった。９０分間の時間
追跡の間、摩擦は不安定であり時間の経過と共に低下し
た。混合による展開は９０分後には完了し、結果として
１５秒で単峰形電荷分布が生じたが、さらに１〜２分間
ペイントシェークすることによって二峰形となった。こ
の二峰形分布は、帯電ゼロへと向っていた現存トナー
と、現存トナーよりも高い電荷レベルに現存トナーとは
逆に帯電された受入トナーとから成っていた。上記の混
合したばかりのトナーを用いて、ゼロックス社５０９
０のようなブレッドボード装置テストを行ったら、質の
低い画像が約２，０００枚コピーをとった後に生じた。
この質の劣った画像は、主に極性の誤ったトナーによ
り、つまり、装置の現像剤ハウジングにおいて生じペイ
ントシェーク時間追跡／混合によりシミュレートされる
二峰形電荷分布により生じた。ｑ／ｄがゼロに近いよう
な低く帯電したトナーは、画像上の汚れ及びバックグラ
ウンドを招き、また、現像ワイヤに付着した、ｑ／ｄ
（ｆｃ／μ(フェムトクーロン／ミクロン)）が約０．７
以上であるような高く帯電したトナーは、低い画像濃度
により画像の部分において現れるような質の劣った現像
を招いた。

【００３１】［実施例７］ＲＸ５１５Ｈを、１５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との混合物１供給量でコーテ
ィングされ、一次粒子の粒径が３０ｎｍであり凝結体の
粒径が約３００ｎｍである、ヒュームドシリカコア（Ｌ
９０コア）（このコーティングされたシリカは、キャボ
ット社のキャブ−Ｏ−シル部から得られる。）３．２重
量％と置き換えたことを除いては、比較例６と同様に、
トナー混合物を生成した。

【００３２】上記の混合トナー４部を、８０重量％のポ
リメチルメタクリレート及び２０重量％のバルカン(Vul
can)導電性カーボンブラックでコーティングされた、ホ
ウガナエス鋼コアのキャリヤ１００部と混合することに
より、現像剤を調製した。この現像剤に対して、９０分
間のペイントシェーク時間追跡を行った結果、９０分後
のトナー摩擦は−１９．７マイクロクーロン／ｇであっ
た。９０分間の時間追跡の間、トナー摩擦は安定してお
り時間の経過と共に低下しなかった。混合は９０分後に
は完了し、結果として１５秒で単峰形電荷分布が生じ
た。比較例６の現像剤とは違って、この実施例の現存ト
ナー及び受入トナーの電荷分布は、さらなる２分間の全
ペイントシェークを通して、ｑ／ｄ（フェムトクーロン
／ミクロン、ｑはトナー電荷でありｄはトナー直径であ
る）がゼロに近い若しくはゼロよりも低いような、低く
帯電した（＜０．２ｆｃ／μ）又は極性の誤ったトナー
のない、単峰形の状態のままであった。この現像剤は、
画像濃度が優れバックグラウンドが低く許容可能な、優
れたコピー品質の画像を可能にした。

【００３３】［実施例８］ＲＸ５１５Ｈを、１５重量％
のデシルトリメトキシシラン及び０．５重量％のアミノ
プロピルトリエトキシシランの１供給量でコーティング
され、一次粒子の粒径が３０ｎｍであり凝結体の粒径が
約３００ｎｍである、ヒュームドシリカコア（Ｌ９０コ
ア）（デシルシラン及びアミノプロピルシランを含むこ
のコーティングされたシリカは、キャボット社のキャブ
−Ｏ−シル部から得られる。）３．２重量％と置き換え
たことを除いては、比較例６と同様に、トナー混合物を
生成した。上記の混合トナー４部を、８０重量％のポリ
メチルメタクリレート及び２０重量％の導電性カーボン
ブラックでコーティングされた、ホウガナエス鋼コアの
キャリヤ１００部と混合することにより、現像剤を調製
した。この現像剤に対して、９０分間のペイントシェー
ク時間追跡を行った結果、９０分後のトナー摩擦は−１
８．９マイクロクーロン／ｇであった。９０分間の時間
追跡の間、トナー摩擦は安定しており時間の経過と共に
低下しなかった。混合は９０分後には完了し、結果とし
て１５秒で単峰形電荷分布が生じた。比較例６の現像剤
とは違って、この実施例の現存トナー及び受入トナーの
電荷分布は、２分間のさらなるペイントシェークを通し
て、ｑ／ｄがゼロに近い若しくはゼロよりも低いよう
な、低く帯電した（＜０．２ｆｃ／μ）又は極性の誤っ
た正に帯電したトナーのない、単峰形の状態のままであ
った。この現像剤は、ゼロックスコーポレイション５
０９０ブレッドボードテスト設備において、画像濃度が
優れバックグラウンドが低く許容可能な、優れたコピー
品質の画像を可能にした。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者デニスアール．ベイリーアメリカ合衆国 14450 ニューヨーク州フェアポートカーターロード 2172 (72)発明者ジェームズアール．コームズカナダ国エル７エル４イー８オンタリオ州バーリントンホワイトパインズドライブ 245 (72)発明者トーマスアール．ピッカリングアメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州ウェブスタースラッシュウッドレーン 436 (72)発明者ジャックシー．バートランドアメリカ合衆国 03031 ニューハンプシャー州アマーストソーントンフェリーロードツー 33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂、着色剤、及びコーティングされた
シリカから成るトナーであって、該シリカの一次粒子の
粒径が約２５ｎｍ〜約５５ｎｍであり、凝結体の粒径が
約２２５ｎｍ〜約４００ｎｍであり、該コーティング
が、アルキルシランとアミノアルキルシランとの混合物
から成る、トナー。
【請求項２】前記トナーが、チタニア、脂肪酸の金属
塩、又はこれらの混合物である表面添加剤をさらに含
む、請求項１に記載のトナー。
【請求項３】前記コーティングが以下の式により表さ
れ、【化１】ここで、ａが、以下の式の繰り返しセグメント【化２】及び任意にヒドロキシ若しくはヒドロキシ基、繰り返し
セグメント及びアルコキシ若しくはアルコキシ基、又
は、繰り返しセグメント並びにヒドロキシ及びアルコキ
シ基を表し、ｂがアルキルであり、ｃがアミノアルキル
であり、ｘがセグメントの数を表す、請求項１に記載の
トナー。
【請求項４】前記コーティングが、デシルシランとア
ミノプロピルシランとのポリマー混合物から成る、請求
項１に記載のトナー。