JP2000019774A - トナ― - Google Patents

トナ―

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JP2000019774A
JP2000019774A JP6152799A JP6152799A JP2000019774A JP 2000019774 A JP2000019774 A JP 2000019774A JP 6152799 A JP6152799 A JP 6152799A JP 6152799 A JP6152799 A JP 6152799A JP 2000019774 A JP2000019774 A JP 2000019774A
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    • G03G9/08Developers with toner particles
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流動性に優れ、温湿度等の環境に左右されに
くく、感光体表面への付着物の発生を抑制し、安定した
摩擦帯電性を有するトナーを提供することにある。 【解決手段】 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有し
ているトナー粒子とアルミナ微粒子とを有するトナーに
おいて、該アルミナ微粒子が、アルミナ微粒子1g当り
200〜700μg/gのジルコニウムを有しているこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真,静電記
録,静電印刷の如き静電荷像を現像するためのトナー又
はトナージェット方式の画像形成をするためのトナーに
関する。
【0002】
【従来の技術】静電手段によって光導電材料の表面に像
を形成し、トナーにより現像することは従来周知であ
る。
【0003】即ち、米国特許第2,297,691号明
細書、特公昭42−23910号公報及び特公昭43−
24748号公報等、多数の方法が知られているが、一
般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体
上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像上にトナーと呼
ばれる極く微細に粉砕された検電材料を付着させること
によって静電潜像に相当するトナー像を形成する。
【0004】次いで必要に応じて紙の如き画像支持体表
面にトナーを転写した後、加熱,加圧或は溶剤蒸気など
により定着し複写物を得るものである。また、トナー画
像を転写する工程を有する場合には、通常残余のトナー
を除去するための工程が設けられる。
【0005】電気的潜像をトナーを用いて可視化する現
像方法は、例えば、米国特許第2,221,776号明
細書に記載されている粉末雲法、同第2,618,55
2号明細書に記載されているカスケード現像法、同第
2,874,063号明細書に記載されている磁気ブラ
シ法、及び同第3,909,258号明細書に記載され
ている導電性磁性トナーを用いる方法などが知られてい
る。
【0006】これらの現像法に適用されるトナーとして
は一般には熱可塑性樹脂に着色剤を混合分散後、微粉化
した着色剤含有樹脂粒子が用いられる。熱可塑性樹脂と
しては、ポリスチレン系樹脂が最も一般的であるが、ポ
リエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、
ウレタン系樹脂等も用いられる。着色剤としてはカーボ
ンブラックが最も広く使用され、また磁性トナーの場合
は、酸化鉄系の黒色の磁性粉が多く用いられる。いわゆ
る二成分系現像剤を用いる方式の場合には、トナーは通
常ガラスビーズ,鉄粉,フェライト粉などのキャリア粒
子と混合されて用いられる。
【0007】近年、複写機等においてモノカラー複写か
らフルカラー複写への展開が急速に進みつつあり、2色
カラー複写機やフルカラー複写機の検討及び実用化も大
きくなされている。例えば「電子写真学会誌」Vol
22,No.1(1983)や「電子写真学会誌」Vo
l 25,No.1,P52(1986)のごとく色再
現性、階調再現性改良することに関する報告もある。
【0008】しかしテレビ、写真、カラー印刷物のよう
に実物と直ちに対比されることはなく、また、実物より
も美しく加工されたカラー画像を見なれた人々にとって
は、現在実用化されているフルカラー電子写真画像は必
ずしも満足しうるものとはなっていない。
【0009】フルカラー電子写真法によるカラー画像形
成は一般に3原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの
3色のカラートナーを用いて全ての色の再現を行うもの
である。
【0010】その方法は、まず原稿からの光をトナーの
色と補色の関係にある色分解光透過フィルターを通して
光導電層上に静電潜像を形成させ、次いで現像、転写工
程を経てトナーを支持体に保持させる。この工程を順次
複数回行い、レジストレーションを合わせつつ、同一支
持体上にトナーを重ね合わせた後、一回の定着によって
最終のフルカラー画像を得る。
【0011】一般に現像剤がトナーとキャリアとからな
るいわゆる二成分系の現像方式の場合において現像剤
は、キャリアとの摩擦によってトナーを所要の帯電量及
び帯電極性に帯電せしめ、静電引力を利用して静電像を
現像するものであり、従って良好な可視画像を得るため
には、主としてキャリアとの関係によって定まるトナー
の摩擦帯電性が良好であることが必要である。
【0012】今日上記の様な問題に対してキャリアコア
材、キャリアコート剤の検討やコート量の最適化、或は
トナーに加える電荷制御剤、流動性付与剤の検討、更に
は母体となるバインダーの改良など現像剤を構成するあ
らゆる材料において優れた摩擦帯電性を達成すべく多く
の研究がなされている。
【0013】例えば帯電性微粒子の如き帯電補助剤をト
ナーに添加する技術として、特公昭52−32256号
公報、特開昭56−64352号公報には、トナーと逆
極性の樹脂微粉末を、また特開昭61−160760号
公報にはフッ素含有化合物をそれぞれ現像剤に添加し、
安定した摩擦帯電性を得るという技術が提案されており
今日でも多くの帯電補助剤の開発が行なわれている。
【0014】更に上記の如き帯電補助剤を添加する方法
としては色々工夫されている。例えばトナー粒子と帯電
補助剤との静電力或いは、ファンデルワールス力等によ
りトナー粒子表面に付着せしめる方法が一般的であり、
撹拌、混合機等が用いられる。しかしながら、この様な
方法においては均一に添加剤をトナー粒子表面に分散さ
せることは容易ではなく、またトナー粒子に未付着で添
加剤同士が凝集物となって、いわゆる遊離状態となった
添加剤の存在を避けることは困難である。この傾向は、
帯電補助剤の比電気抵抗が大きいほど、粒径が細かいほ
ど顕著となってくる。この様な場合、トナーの性能に影
響が出てくる。例えば、摩擦帯電量が不安定となり、画
像濃度が均一でなく、またカブリの多い画像となる。
【0015】或いは連続コピー等を行うと帯電補助剤の
含有量が変化し、初期の画像品質を保持することが出来
ない、などの問題点を有していた。
【0016】他の添加方法としては、トナーの製造時に
結着樹脂や着色剤と共に、あらかじめ帯電補助剤を添加
する方法がある。しかしながら、帯電補助剤の均一化が
容易でないこと、また実質的に帯電性に寄与するのは、
トナー粒子表面近傍のものであり、また粒子内部に存在
する帯電補助剤は帯電性に寄与しないため、帯電補助剤
の添加量や表面への分散量等のコントロールが容易では
ない。また、この様な手法で得られたトナーにおいても
トナーの摩擦帯電量が不安定であり、前述の如く現像剤
特性を満足するものを容易に得ることは出来ないなど、
帯電補助剤を使用するだけでは十分満足な品質のものが
得られていないのが実状である。
【0017】トナー粒子に外添剤を付与して、トナーの
摩擦帯電性を安定化することが提案されている。例え
ば、疎水化処理したアルミナを使用することは、特開昭
61−275862号公報,特開昭61−275863
号公報等に提案されている。これらはアミノ変性シリコ
ーンオイルにより被覆されたアルミナであり、処理後の
アルミナ粒子の凝集が避けられず、トナーに高流動性を
付与することは困難である。
【0018】また、疎水化処理したアルミナを用いるこ
とは、特開昭62−8164号公報,特開昭62−12
9860号公報,特開昭62−129866号公報,特
開昭62−209538号公報,特開平4−34516
8号公報,特開平4−345169号公報に提案されて
いる。しかしながら、これらの公報には、アルミナ粒子
を均一に疎水化処理するためには、アルミナ粒子と疎水
化剤との反応性、ならびに、アルミナ粒子の結晶構造等
が重要な要素であるということに関しては一切言及して
おらず、またこれらの公報においては、アルミナ粒子を
主に帯電の安定化のために使用しているにすぎず、トナ
ーの流動性に関してはシリカ等と併用することによって
高い流動性を付与しており、アルミナ自身による高流動
性の付与や研磨性付与という点において改善の余地を残
していた。
【0019】さらに、特開平2−251970号公報に
は、カップリング剤による表面処理が施された外部滑性
剤としてアルミナも記載されているが、通常のアルミナ
を処理しただけでは特に高温高湿下での帯電安定化に問
題が生じやすく、また、流動性付与についても満足のい
くものではなかった。
【0020】また、疎水化処理したアルミナ微粉体を用
いて、流動性の確保と帯電の安定化、特に低温低湿下で
の過帯電防止を目的として特開平4−280254号公
報,特開平4−280255号公報,特開平4−345
169号公報に、疎水化度40%以上のアルミナ微粉体
が提案されている。確かに帯電の安定化には効果がある
ものの、やはりシリカ等の高BET比表面積の微粉体と
比較して、流動性付与の点でさらなる改善が求められる
ところであり、均一処理が施されており、なおかつ凝集
粒子が少なく高BET比表面積を維持した疎水化アルミ
ナ微粉体が強く求められている。
【0021】さらに特開平3−191363号公報に、
疎水性γ晶アルミナ研磨物質を含有するトナーの記載が
あるが、これは従来から示されているアルミナの研磨効
果を非晶質シリコンの感光体を用いた時に均一かつ効果
的に発揮されるべく検討されたものであり、トナーに対
する研磨性の付与に加えて流動性の付与と帯電安定化の
機能を同時に満足するアルミナ微粉体とは性質を異にす
るものである。
【0022】更に近年、複写機の高精細,高画質化の要
求が市場では高まっており、当該技術分野では、トナー
の粒径を細かくして高画質カラー化を達成しようという
試みがなされているが、粒径が細かくなると単位重量当
りの表面積が増え、トナーの帯電量が大きくなる傾向に
あり、画像濃度薄や、耐久劣化が懸念されるところであ
る。加えて、トナーの帯電量が大きいために、トナー同
士の付着力が強く、流動性が低下し、トナー補給の安定
性や補給トナーへのトリボ付与に問題が生じてくる。
【0023】また、カラートナーの場合は、磁性体やカ
ーボンブラック等の導電性物質を含まないので、帯電を
リークする部分がなく一般に帯電量が大きくなる傾向に
ある。この傾向は、特に帯電性能の高いポリエステル系
バインダーを使用した時により顕著である。
【0024】特にカラートナーにおいては、下記に示す
ような特性が強く望まれている。 (1)定着したトナーは、光に対して乱反射して、色再
現を妨げることのないように、トナー粒子の形が判別出
来ないほどのほぼ完全溶融に近い状態となることが必要
である。 (2)そのトナー層の下にある異なった色調のトナー層
を妨げない透明性を有する着色トナーでなければならな
い。 (3)構成する各トナーはバランスのとれた色相及び分
光反射特性と十分な彩度を有さなければならない。
【0025】このような観点から多くの結着樹脂に関す
る検討がなされており、上記の特性を満足するトナーが
待望されている。今日当該技術分野においてはポリエス
テル系の樹脂がカラー用結着樹脂として多く用いられて
いるが、ポリエステル系樹脂からなるトナーは一般に温
度や湿度の影響を受け易く、低湿下での帯電量過大、高
湿下での帯電量不足を引き起こし易いため、広範な環境
においても安定した帯電量を有するカラートナーの開発
が急務とされている。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き問題点を解決したトナーを提供することにある。
【0027】すなわち、本発明の目的は、カブリのない
鮮明な画像特性を有し、画像濃度が高く、細線再現性、
ハイライト部の階調性に優れたトナーを提供することに
ある。
【0028】本発明の更なる目的は、耐久安定性に優れ
たトナーを提供することにある。
【0029】本発明の更なる目的は、流動性、帯電量の
均一性に優れ、且つ現像忠実性と転写性に優れたトナー
を提供することにある。
【0030】本発明の更なる目的は、長期間の使用によ
り発生する感光体表面への付着物を研磨、除去または該
付着物の発生を抑制し、画像欠陥のない安定した画像を
得ることができるトナーを提供することにある。
【0031】本発明の更なる目的は、温度や湿度等の環
境に左右されにくく、安定した摩擦帯電性を有するトナ
ーを提供することにある。
【0032】本発明の更なる目的は、定着性に優れ、O
HP透過性にも優れたトナーを提供することにある。
【0033】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも結
着樹脂及び着色剤を含有しているトナー粒子とアルミナ
微粒子とを有するトナーにおいて、該アルミナ微粒子
が、アルミナ微粒子1g当り200〜700μg/gの
ジルコニウムを有しているトナーに関する。
【0034】本発明者等は、前記従来の諸問題を改善す
べく、特に形成される画像の画像濃度、ハイライト再現
性及び細線再現性、さらに、多数枚出力時の耐久性、環
境安定性、特に高湿環境下での帯電安定性について鋭意
検討した。その結果、特定量のジルコニウムを有するア
ルミナ微粒子を含有するトナーでは、非常に安定した環
境特性を有し、特に、高湿環境下においても良好な帯電
性を有し、極めて良好なトナー流動性、転写性を有し、
感光体表面に付着した付着物の研磨、除去能力を有し、
該付着物の発生が抑制されたトナーが得られることを見
い出したものである。そして、該トナーにより、高品
位、高精細な画像が得られることを見い出したのであ
る。
【0035】
【発明の実施の形態】本発明のトナーが有しているアル
ミナ微粒子は、アルミナ微粒子1g当り200〜700
μg/gのジルコニウムを有している。アルミナ微粒子
が有しているジルコニウムの量は、220〜550μg
/gであることがより好ましい。
【0036】アルミナ微粒子中にジルコニウムが200
〜700μg/g存在している場合には、ジルコニウム
がアルミナ微粒子の凝集を抑制し、トナーに対する高流
動性及び均一な帯電性の付与や研磨性の向上に効果を発
揮する。特に、疎水化剤によりアルミナ微粒子の表面処
理を行なう際に、ジルコニウムを添加する場合には、ジ
ルコニウムが疎水化剤との反応点として働き、疎水化剤
の自己縮合を防止するため、アルミナ微粒子の凝集をよ
り良好に抑制するとともに、十分な疎水性が得られ、環
境変動の影響を受け難くなり好ましい。
【0037】また、アルミナ微粒子中のジルコニウムが
粒子成長調整剤および結晶成長調整剤として作用し、ア
ルミナ微粒子に対する粒子成長制御効果および結晶成長
制御効果が得られる。そのため、得られるアルミナ微粒
子は、適度な粒径、BET比表面積を有するようにな
り、更に個数平均粒径と75個数%粒径との差が小さ
く、表面処理後であっても、シャープな粒度分布を有す
るようになる。
【0038】ジルコニウムの含有量が200μg/g未
満である場合には、アルミナ微粒子の凝集を十分に抑制
することができず、アルミナ微粒子の凝集体が発生し、
ドラム表面に傷を生じさせ画像欠陥の原因となる。ま
た、疎水化剤によりアルミナ微粒子の表面処理を行なう
際に、ジルコニウムを添加する場合には、処理後の乾燥
工程において粒子凝集が著しいため、得られるアルミナ
微粒子の粒度分布がブロードとなり、トナーの帯電量の
均一性が低下する。
【0039】また、アルミナ微粒子中のジルコニウムの
含有量が700μg/gを超える場合には、アルミナ微
粒子中のジルコニウムが多すぎるため、疎水化剤との反
応点が過剰に残ることにより十分な疎水化度を得られ
ず、環境変動の影響を受けやすくなる。
【0040】更に、本発明に係るアルミナ微粒子は、ア
ルミナ微粒子1g当り10〜300μg/gの亜鉛を含
有していることが好ましい。アルミナ微粒子中に亜鉛が
10〜300μg/g存在している場合には、亜鉛がア
ルミナ微粒子自体が持つ水分と反応し、更に、疎水化剤
との反応点として働くため、十分な疎水性が得られるこ
ととなり好ましい。亜鉛は、アルミナ微粒子1g当り1
0〜160μg/g含有されていることがより好まし
い。
【0041】また、本発明に使用できるジルコニウム化
合物としては、下記表1に示すものを例示できる。尚、
表中のMはナトリウム、カリウム、カルシウムを表す。
【0042】
【表1】
【0043】また、本発明に使用できる亜鉛化合物とし
ては、下記表2に示すものを例示できる。
【0044】
【表2】
【0045】さらに本発明において、ジルコニウム化合
物及び亜鉛化合物の添加方法としては、アルミナ微粒子
の生成時やアルミナ微粒子の表面処理時に添加すること
ができるが、より均一な粒度分布のアルミナ微粒子を得
るためには、アルミナ微粒子の表面処理時に添加するこ
とが好ましい。
【0046】ジルコニウム化合物、亜鉛化合物の存在状
態は、アルミナ微粒子表面に固着又は付着されていても
良く、またアルミナ微粒子の内部に含有されていても良
い。
【0047】また、本発明において、アルミナ微粒子の
個数平均粒径は、トナーに対する流動性の付与、研磨性
の点から1〜100nmであることが好ましく、1〜7
0nmであることがより好ましい。アルミナ微粒子の個
数平均粒径が1nmより小さい場合には、トナー表面に
埋め込まれやすくなる。アルミナ微粒子がトナー表面に
埋め込まれると、十分な研磨性が得られなくなり、又、
トナーの劣化が早期に生じてしまい、耐久性が低下して
しまう。一方、アルミナ微粒子の個数平均粒径が100
nmより大きい場合には、トナーの流動性が低下するた
めに帯電が不均一となりやすく、その結果として画質の
劣化、トナーの飛散、カブリが生じやすくなる。また、
感光体表面に大きな傷を付けたり、クリーニングブレー
ドなどのクリーニング部材を変形、損傷させる場合もあ
り好ましくない。
【0048】更に、アルミナ微粒子は粒度分布がシャー
プであることが好ましく、個数平均粒径と75個数%粒
径との差が3〜40nmであることが望ましい。個数平
均粒径と75個数%粒径との差が40nmより大きい場
合には、粒度分布がブロードであり、粗大粒子などが多
く存在することを意味しており、トナーの流動性の低下
や感光体表面に対する傷の発生を引き起こしやすくな
る。逆に、個数平均粒径と75個数%粒径との差を3n
mより小さくするためには、アルミナ微粒子の製造に莫
大な時間がかかってしまう。
【0049】本発明に係るアルミナ微粒子は、BET比
表面積が100〜350m2/gであることが好まし
く、150〜300m2/gであることがより好まし
い。アルミナ微粒子のBET比表面積が100〜350
2/gであるような場合には、トナーに対して良好な
流動性、環境安定性を付与でき、特に高湿環境下におけ
るトナーの帯電量の低下を抑制することが出来る。また
一般的にこの様なBET比表面積を有するようなアルミ
ナ微粒子は適度な粒径を有しているため、凝集体あるい
は合一粒子が少なく、感光体表面に付着し、感光体表面
やクリーニングブレードなどのクリーニング手段を損傷
させることが少なくなるため好ましい。
【0050】本発明者等が、アルミナ微粒子のトナーに
対する流動性、帯電性、研磨性の付与に関して検討した
結果、疎水化剤との反応性が高く、平均粒径が小さく、
それ自身研磨効果の高いアルミナ微粒子を有機系シラン
化合物などの疎水化剤で処理することにより、または、
アルミナ微粒子とシリカ微粒子を溶媒中で十分に混合し
た後、焼成することにより、トナーに対して高流動性、
高帯電性、高研磨性を付与するアルミナ微粒子が得られ
ることを見い出した。
【0051】本発明に用いるアルミナ微粒子の原材料、
製造方法などは、特に制約されないが、例えば、アルミ
ニウムアンモニウムカーボネートハイドロオキサイドを
300〜1200℃の温度で熱分解することにより得ら
れるγ結晶のアルミナ微粒子、あるいはアモルファスの
アルミナ微粒子が好適である。上記の方法で製造される
γ結晶のアルミナ微粒子やアモルファスのアルミナ微粒
子は、粒径、粒度分布、BET比表面積の如き粒子形状
を好適な範囲に調整しやすく好ましい。
【0052】他にもアルミナとしてはα結晶などが知ら
れているが、α結晶のアルミナ微粒子は、一般的に平均
粒径が大きく、BET比表面積が小さいため、トナーに
対する流動性付与が十分に行われない場合や、又、感光
体表面に傷を生じてしまうことがある。
【0053】更に、本発明において、アルミナ微粒子は
疎水化処理を施されていることが好ましい。ジルコニウ
ム、又は、ジルコニウムと亜鉛との両方を含有している
アルミナ微粒子を疎水化処理する場合や、アルミナ微粒
子の疎水化処理時にジルコニウム、又は、ジルコニウム
と亜鉛との両方を混合して疎水化処理を行なう場合に
は、ジルコニウム又は亜鉛と疎水化剤とが反応するた
め、アルミナ微粒子の疎水化度が高くなりより環境安定
性が高まるため好ましい。
【0054】アルミナ微粒子の疎水化度は40〜90%
であることが好ましい。疎水化度が40%より小さい場
合には、疎水化処理が不十分であり、帯電量の低下、特
に高湿環境下で帯電量が低下し、トナー飛散、カブリ、
画質劣化などが生じやすくなる。また、疎水化度が90
%より大きい場合には、アルミナ微粒子自身の帯電コン
トロールが困難となり、結果として、特に、低湿環境下
でトナー帯電量がチャージアップしてしまいやすく、ま
た、疎水化処理後の粒子合一が発生し、トナー流動性が
低下しやすいため、好ましくない。
【0055】本発明において、シラン化合物などの疎水
化剤によるアルミナ微粒子の疎水化処理の方法は、以下
のような方法があるが、本発明は特にこれらの方法に制
約されるものではない。
【0056】例えば、溶液中でアルミナ微粒子を機械的
に分散しながらジルコニウム化合物、又はジルコニウム
化合物と亜鉛化合物の両方とシラン化合物の如き疎水化
剤を添加し、加水分解させて処理する方法が効果的であ
るが、特に疎水化処理方法を限定するものではない。
【0057】湿式法による疎水化処理方法としては、ま
ず所定量のアルミナ微粒子を水系中で混合撹拌しなが
ら、所定量のジルコニウム化合物、又はジルコニウム化
合物と亜鉛化合物の両方を添加した後、所定量の疎水化
剤またはその希釈液またはその混合液を添加し、粒子が
合一しないよう混合撹拌を行う。そしてさらに所定量の
疎水化剤またはその希釈液またはその混合液を添加し、
十分に混合撹拌を行った後、乾燥,解砕する。このよう
にアルミナ微粒子に対して、疎水化剤を段階的に加える
ことによって、本発明において好ましい物性を付与する
ことができる。
【0058】また、乾式法による疎水化処理方法として
は、例えば、まず所定量のジルコニウム、又はジルコニ
ウムと亜鉛の両方を含有するアルミナ微粒子をブレンダ
ーなどの装置によって撹拌しながら、所定量の疎水化剤
またはその希釈液またはその混合液を滴下またはスプレ
ーなどによって加え十分に混合撹拌する。その後、さら
に所定量の疎水化剤または希釈液またはその混合液を加
え、十分に混合撹拌する。次に得られた混合物を加熱し
乾燥させる。その後、ブレンダーなどの装置によって、
更に撹拌して解砕する。
【0059】更に、2種類以上の疎水化剤で疎水化処理
を施すことによっても、本発明のにおいて好ましい疎水
化度を有するアルミナ微粒子を得ることができる。例え
ばn−C49−Si−(OCH33とC1225−Si−
(OCH33のように2種類のカップリング剤を混合し
て疎水化剤とし、これによって疎水化処理をした場合に
は、アルミナ微粒子はまず炭素数の少ない疎水化剤と粒
子表面の水酸基が反応する。次に粒子表面の未反応水酸
基と炭素数の多い疎水化剤とが反応することによって、
アルミナ微粒子に対して、本発明において好ましい物性
を付与することができる。
【0060】本発明に用いられるシラン系有機化合物と
しては、表面改質の目的(たとえば帯電特性のコントロ
ール、さらには高湿下での帯電の安定化)およびシラン
系有機化合物とアルミナ微粒子との反応性に応じて適宜
選択すれば良い。例えばアルコキシシラン、アルキルア
ルコキシシラン、シロキサン、シラン、シリコーンオイ
ルの如きシラン系有機化合物であり、反応処理温度に
て、それ自体が熱分解しないものが良い。
【0061】特に好ましいものとしては、カップリング
剤の如く、揮発性を有し、疎水性基及び反応性に富んだ
結合基の双方を有しているアルコキシシランを用いるの
が良い。
【0062】具体的にシランカップリング剤としては、
一般式 RmSiYn R:アルコキシ基 m:1〜3の整数 Y:炭素数が1〜16のアルキル基,ビニル基,フェニ
ル基,メタアクリル基,アミノ基,エポキシ基,メルカ
プト基又はこれらの誘導体 n:1〜3の整数 で表されるものが好ましく、例えばビニルトリメトキシ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオ
キシプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシ
シラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメ
トキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジ
エトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキ
シプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシ
シラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オ
クタデシルトリメトキシシランを挙げることができる。
【0063】その処理量は、アルミナ微粒子100重量
部に対して、好ましくは1〜60重量部、より好ましく
は3〜50重量部である。
【0064】本発明において特に好適なのは、一般式 Cn2n+1−Si−(OCm2m+13 n=4〜12 m=1〜3 で示されるカップリング剤である。ここで、一般式にお
けるnが4より小さいと、処理は容易となるが疎水化度
が十分に達成できない。また、nが12より大きいと、
疎水性が十分になるが、アルミナ微粒子同士の合一が多
くなり、流動性付与能が低下してしまう。また、mが3
より大きいと、反応性が低下して疎水化が十分に行われ
なくなってしまう。従って、本発明において、nは4〜
12、好ましくは4〜8、mは1〜3、好ましくは1又
は2が良い。
【0065】その処理量は、アルミナ微粒子100重量
部に対して、好ましくは1〜50重量部、より好ましく
は3〜40重量部が良い。
【0066】本発明においてアルミナ微粒子のトナー粒
子に対する含有量は、0.1〜5重量%が適当である。
含有量が0.1重量%よりも少ない場合にはトナーの高
い流動性、十分な研磨性が得られにくく、含有量が5重
量%を超える場合にはトナーの流動性が高くなり過ぎる
ために逆に均一な帯電が阻害されるだけでなく、研磨性
も高くなり、感光ドラムの耐久性が低下する。
【0067】さらに本発明者等は、画像濃度の安定性、
ハイライト再現性、細線再現性、環境安定性について鋭
意検討した結果、本発明の物トナー粒子の重量平均粒径
が3〜9μmである場合に非常に有効であることを見い
出した。
【0068】すなわち、本発明のアルミナ微粒子を含有
し、トナー粒子の重量平均粒径が3〜9μmにある時、
感光体上の潜像に対して忠実に現像可能であることを見
い出したのである。
【0069】トナー粒子の重量平均粒径が9μmより大
きい時は基本的に高画質化に寄与し得る微粒子が少ない
ことを意味し、確かに高い画像濃度が得られ易く、トナ
ーの流動性に優れる等のメリットもあるものの、ドラム
上に形成された微細な潜像上には忠実に付着しづらく、
ハイライト再現性に乏しく、さらに充分な解像性も得ら
れなくなってしまう。また、必要以上の現像、すなわち
トナーの乗りすぎが起こり、トナー消費量の増大を招き
やすい傾向にもある。
【0070】逆にトナー粒子の重量平均粒径が3μmよ
り小さい時にはトナーの単位重量あたりの帯電量が極端
に高くなることを意味し、濃度薄、特に低温低湿下にお
いて画像濃度薄が生じやすく、グラフィック画像などの
画像面積比率の高い用途には不向きである。
【0071】さらに3μmより小さいトナーを二成分現
像方式に適用した場合には、キャリアとの接触帯電がス
ムーズに行なわれず、充分に帯電し得ないトナーが増大
し、非画像部への飛び散り、すなわちカブリが目立つ様
になる。これに対処すべくキャリアの比表面積を稼ぐべ
くキャリアの小径化が考えられるが、重量平均粒径が3
μm未満のトナー粒子では、トナー粒子の自己凝集も起
こり易く、キャリアとの均一混合が短時間では達成され
ず、トナーの連続補給耐久においては、どうしてもカブ
リが生じてしまう傾向にある。
【0072】上記の重量平均粒径を有するトナーのポテ
ンシャルを十分に引き出し、高解像度、高階調性を達成
するためには、本発明のごとき高流動性、高帯電性、研
磨性を有し、湿度の影響を受けにくいアルミナ微粒子を
用いることが好適であり、両者の組み合わせによって環
境に左右されずに、高精細な画像が得られるのである。
【0073】また、微粒子トナーは、トナー一個当りの
有する電荷は小さくなり、一般にトナー飛散しやすくな
る傾向を示すが、本発明のトナーにおいては、アルミナ
微粒子を含有させることにより流動性の向上、帯電性の
安定化の両立を達成することができる。
【0074】さらに本発明においては、トナーの凝集度
が2〜40%(好ましくは2〜35%、より好ましくは
2〜30%)であることが良い。
【0075】トナーの凝集度が40%を超える場合は、
トナーホッパーから現像器へのトナーの搬送性の低下、
トナーとキャリアとの混合不良、さらにはトナーの帯電
不良等が発生しやすい。したがって、トナーを細かく
し、トナーの着色力を適正化しても、高品位な画質が得
られにくい。
【0076】本発明トナーの着色剤含有樹脂粒子に使用
する結着樹脂としては、従来電子写真用トナー結着樹脂
として知られる各種の材料樹脂が用いられる。
【0077】例えば、ポリスチレン、スチレン・ブタジ
エン共重合体、スチレン・アクリル共重合体の如きスチ
レン系重合体、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共
重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体の如きエ
チレン系重合体、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、
アクリルフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステ
ル樹脂、マレイン酸系樹脂である。また、いずれの樹脂
もその製造方法は特に制約されるものではない。
【0078】これらの樹脂の中で、特に負帯電能の高い
ポリエステル系樹脂を用いた場合、本発明の効果は特に
顕著になる。すなわち、ポリエステル系樹脂は、定着性
にすぐれ、カラートナーに適している反面、負帯電能が
強く帯電が過大になりやすいが、本発明の構成にポリエ
ステル樹脂を用いると弊害は改善され、優れたトナーが
得られる。
【0079】本発明に用いることのできるポリエステル
樹脂の組成は以下の通りである。
【0080】本発明に用いることのできるポリエステル
樹脂は、全成分中45〜55mol%がアルコール成分
であり、55〜45mol%が酸成分である。
【0081】アルコール成分としては、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘ
キサンジオール、水素化ビスフェノールA、また(I)
式で表わされるビスフェノール誘導体;
【0082】
【外1】
【0083】また(II)式で示されるジオール類;
【0084】
【外2】 等のジオール類が挙げられる。
【0085】また、3価以上のポリオール類としてグリ
セリン、ソルビット、ソルビタン、ペンタエリスリトー
ルの如き多価アルコール類が挙げられる。
【0086】また、全酸成分中50mol%以上を含む
2価のカルボン酸としてはフタル酸、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、無水フタル酸の如きベンゼンジカルボン酸
類又はその無水物;こはく酸、アジピン酸、セバシン
酸、アゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はそ
の無水物、またさらに炭素数6〜18のアルキル基又は
アルケニル基で置換されたこはく酸もしくはその無水
物;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸
の如き不飽和ジカルボン酸又はその無水物が挙げられ
る。
【0087】また3価以上のポリガルボン酸としてはト
リメリット酸、ピロメリット酸、トリメリット酸モノメ
チルエステル、ナフタリントリカルボン酸、1,2,4
−シクロヘキサントリカルボン酸が挙げられる。
【0088】特に(I)式で示されるビスフェノール誘
導体をジオール成分とし、上記の如きカルボン酸と共縮
重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を有す
るので好ましい。
【0089】本発明に使用される着色剤としては、非磁
性トナーとしては公知の染顔料、例えばフタロシアニン
ブルー、インダスレンブルー、ピーコックブルー、パー
マネントレッド、レーキレッド、ローダミンレーキ、ハ
ンザイエロー、パーマネントイエロー、ベンジジンイエ
ロー等を使用することができる。その含有量としては、
OHP用フィルムの透過性に対し敏感に反映するため
に、結着樹脂100重量部に対して12重量部以下であ
り、好ましくは0.5〜9重量部である。
【0090】又、磁性トナーにおいては、着色剤として
磁性体を用いることができる。磁性体の含有量として
は、結着樹脂100重量部に対して10〜200重量部
が好ましい。
【0091】また、本発明のトナーは、負帯電性、正帯
電性を限定するものではないが、負帯電性トナーをつく
る場合は、特に負荷電特性を安定化させる目的で荷電制
御剤を添加することが好ましい。負荷電制御剤としては
例えばアルキル置換サリチル酸の金属錯体(例えば、ジ
−ターシャリーブチルサリチル酸のクロム錯体又は亜鉛
錯体)の如き有機金属錯体が挙げられる。
【0092】正帯電性のトナーをつくる場合には、正帯
電性を示す荷電制御剤として、例えばニグロシンやトリ
フェニルメタン系化合物、ローダミン系染料、ポリビニ
ルピリジンを用いてもかまわない。また、カラートナー
をつくる場合においては、トナーの色調に影響を与えな
い無色又は淡色の正荷電制御剤を用いることが望まし
い。
【0093】本発明のトナーには必要に応じてトナーの
特性を損ねない範囲で添加剤を混合しても良い。そのよ
うな添加剤としては、例えば有機樹脂粒子、金属酸化物
の如きの帯電助剤、あるいはテフロン、ステアリン酸亜
鉛、ポリフッ化ビニリデンの如き滑剤、あるいは定着助
剤(例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピ
レンなど)が挙げられる。
【0094】本発明の着色剤含有樹脂粒子およびトナー
の製造にあたっては、熱ロール、ニーダー、エクストル
ーダーの如き熱混練機によって構成材料を良く混練した
後、機械的に粉砕し、粉砕粉を分級してトナーを得る方
法;結着樹脂溶液中に着色剤の如き材料を分散した後、
噴霧乾燥することにより得る方法;結着樹脂を構成すべ
き重合性単量体に所定材料を混合して単量体組成物を
得、この組成物の乳化懸濁液を重合させることによりト
ナーを得る懸濁重合によるトナー製造法が応用できる。
【0095】本発明のトナーを二成分現像剤として用い
る場合、使用されるキャリアとしては、例えば表面酸化
または未酸化の鉄、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マ
ンガン、クロム、希土類の如き金属、およびそれらの合
金または酸化物及びフェライトが使用できる。また、そ
の製造方法として特別な制約はない。
【0096】また、上記キャリアの表面を樹脂等で被覆
する方法としては、樹脂等の被覆材を溶剤中に溶解もし
くは懸濁せしめて塗布しキャリアに付着せしめる方法、
単に粉体で混合する方法等、従来公知の方法がいずれも
適用できる。
【0097】キャリア表面への固着物質としてはトナー
材料により異なるが、例えばポリテトラフルオロエチレ
ン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ
化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ジ
ターシャーリーブチルサリチル酸の金属錯体、スチレン
系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチ
ラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性
染料及びそのレーキ、シリカ微粉末、アルミナ微粉末な
どを単独或は複数で用いるのが適当であるが、必ずしも
これに制約されない。
【0098】上記化合物の処理量は、キャリアが前記条
件を満足するよう適宜決定すれば良いが、一般には総量
でキャリアに対し0.1〜30重量%(好ましくは0.
5〜20重量%)が好ましい。
【0099】これらキャリアの個数平均粒径は10〜1
00μm、好ましくは20〜70μmを有することが好
ましい。
【0100】好ましい態様としては、Cu−Zn−Fe
の3元素のフェライトであり、その表面をシリコーン樹
脂またはフッ素系樹脂とスチレン系樹脂の如き樹脂の組
み合せ、例えばポリフッ化ビニリデンとスチレン−メチ
ルメタアクリレート樹脂;ポリテトラフルオロエチレン
とスチレン−メチルメタアクリレート樹脂、フッ素系共
重合体とスチレン系共重合体;シリコーン系樹脂などを
90:10〜20:80、好ましくは70:30〜3
0:70の比率の混合物としたもので、0.01〜5重
量%、好ましくは0.1〜1重量%コーティングし25
0メッシュパス、400メッシュオンのキャリア粒子が
70重量%以上ある上記平均粒径を有するコートフェラ
イトキャリアであるものが挙げられる。該フッ素系共重
合体としてはフッ化ビニリデンテトラフルオロエチレン
共重合体(10:90〜90:10)が例示され、スチ
レン系共重合体としてはスチレン−アクリル酸2−エチ
ルヘキシル(20:80〜80:20)、スチレン−ア
クリル酸2−エチルヘキシル−メタクリル酸メチル(2
0〜60:5〜30:10〜50)が例示される。
【0101】上記コートフェライトキャリアは粒径分布
がシャープな場合、本発明のトナーに対し好ましい摩擦
帯電性が得られ、さらに電子写真特性を向上させる効果
がある。
【0102】本発明におけるトナーと混合して二成分現
像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤中のトナー
濃度として、2〜15重量%、好ましくは3〜13重量
%、より好ましくは4〜10重量%にすると通常良好な
結果が得られる。トナー濃度が2重量%未満では画像濃
度が低くなりやすく、15重量%を超える場合ではカブ
リや機内飛散を増加せしめ、現像剤の耐用寿命が短くな
る傾向にある。
【0103】次に本発明のトナーを使用して非磁性一成
分現像を行う場合の現像装置の一例を説明するが、必ず
しもこれに限定されるものではない。図1に、潜像保持
体上に形成された静電像を現像する装置を示す。潜像保
持体1において、潜像形成は図示しない電子写真プロセ
ス手段または静電記録手段により成される。現像剤担持
体2は、アルミニウムあるいはステンレス等からなる非
磁性スリーブからなる。非磁性一成分カラートナーはホ
ッパー3に貯蔵されており、供給ローラー4により現像
剤担持体2上へ供給される。供給ローラー4は現像後の
現像剤担持体2上のトナーのはぎ取りも行っている。現
像剤担持体2上に供給されたトナーは現像剤塗布ブレー
ド5によって均一かつ薄層に塗布される。現像剤塗布ブ
レード5と現像剤担持体2との当接圧力は、スリーブ母
線方向の線圧として、3〜250g/cm、好ましくは
10〜120g/cmが有効である。当接圧力が3g/
cmより小さい場合、トナーの均一塗布が困難になり、
トナーの帯電量分布がブロードになり、カブリや飛散の
原因となりやすい。当接圧力が250g/cmを超える
と、トナーに大きな圧力がかかるために、トナー同士が
凝集したり、あるいは粉砕されやすく好ましくない。当
接圧力を3〜250g/cmに調整することで小粒径ト
ナーの凝集を良好にほぐすことが可能になり、トナーの
摩擦帯電量を瞬時に立ち上げることが可能になる。現像
剤塗布ブレード5は、所望の極性にトナーを帯電するに
適した摩擦帯電系列の材質のものを用いることが好まし
い。本発明においては、シリコーンゴム、ウレタンゴ
ム、スチレン−ブタジエンゴムが好適である。導電性ゴ
ムを使用すれば、トナーが過剰に摩擦帯電するのを防ぐ
ことができて好ましい。更に必要に応じて、現像剤塗布
ブレード5の表面コートを行ってもよい。特に、ネガト
ナーとして使用する場合、ポリアミド樹脂の如き正帯電
性樹脂をコートするのが好適である。
【0104】現像剤塗布ブレード5により現像剤担持体
2上にトナーを薄層コートするシステムにおいては、充
分な画像濃度を得るために、現像剤担持体2上のトナー
層の厚さを現像剤担持体2と潜像保持体1との対向空隙
長よりも小さくし、この空隙に交番電場を印加すること
が好ましい。図1に示すバイアス電源6により現像剤担
持体2と潜像保持体1間に交番電場または交番電場に直
流電場を重畳した現像バイアスを印加することにより、
現像剤担持体2上から潜像保持体1上のトナーの移動を
容易にし、更に良質の画像を得ることができる。
【0105】以下に本発明における各特性値の測定法に
ついて述べる。
【0106】1.アルミナ微粒子のジルコニウム及び亜
鉛含有量の測定方法 アルミナ微粒子試料を酸で分解した後、高周波誘導結合
プラズマ発光分析法により定性、定量分析を行った。測
定装置にはセイコー電子工業製SPS−4000型を使
用した。
【0107】2.アルミナ微粒子のBET比表面積の測
定方法 BET比表面積は、湯浅アイオニクス(株)製、全自動
ガス吸着測定装置:オートソーブ1を使用し、吸着ガス
に窒素を用い、BET多点法により求める。なお、サン
プルの前処理としては、50℃で10時間の脱気を行
う。
【0108】3.アルミナ微粒子の平均粒径の測定方法 アルミナ微粒子を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察
し、視野中の300個の粒子の粒径を測定して平均粒径
を求めた。トナー上のアルミナ微粒子の粒径は走査電子
顕微鏡で観察し、視野中の300個の粒子径を測定して
平均粒子径を求める。
【0109】4.アルミナ微粒子の疎水化度の測定方法 アルミナ微粒子の疎水化度の測定は、メタノール滴定試
験により行った。メタノール滴定試験は、疎水化された
表面を有する無機微粉体の疎水化度を確認する実験的試
験である。
【0110】メタノールを用いた疎水化度測定は、次の
ように行なう。アルミナ微粒子0.2gを容量250m
lの三角フラスコの水50mlに添加する。メタノール
をビュレットから滴定する。この際、フラスコ内の溶液
はマグネチックスターラーで常時撹拌する。アルミナ微
粒子の沈降終了は、全量が液体中に懸濁することによっ
て確認され、疎水化度は、沈降終了時点に達した際のメ
タノール及び水の液状混合物中のメタノールの百分率と
して表される。
【0111】5.トナーの粒度分布の測定方法 測定装置としては、コールターカウンターTA−II或
いはコールターマルチサイザーII(コールター社製)
を用いる。電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて、約
1%NaCl水溶液を調製する。例えば、ISOTON
−II(コールターサイエンティフィックジャパン社
製)が使用できる。測定方法としては、前記電解水溶液
100〜150ml中に分散剤として、界面活性剤(好
ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を、0.1〜
5ml加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試
料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分
散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーと
して100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子の体
積及び個数を各チャンネルごとに測定して、トナーの体
積分布と個数分布とを算出する。それから、トナー粒子
の体積分布から求めた重量基準のトナーの重量平均粒径
(D4)(各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表
値とする)を求める。
【0112】チャンネルとしては、2.00〜2.52
μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μ
m;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μ
m;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μ
m;10.08〜12.70μm;12.70〜16.
00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜
25.40μm;25.40〜32.00μm;32.
00〜40.30μmの13チャンネルを用いる。
【0113】6.凝集度の測定方法 本発明においては、試料(外添剤を有するトナー等)の
流動特性を測定する一手段として凝集度を用いるもので
あり、この凝集度の値が大きいほど試料の流動性は悪い
と判断する。
【0114】測定装置としては、デジタル振動計(デジ
バイブロ MODEL 1332)を有するパウダーテ
スター(細川ミクロン社製)を用いる。
【0115】測定法としては、振動台に200メッシ
ュ,100メッシュ,60メッシュのフルイを目開の狭
い順に、すなわち60メッシュフルイが最上位にくるよ
うに200メッシュ,100メッシュ,60メッシュの
フルイ順に重ねてセットする。
【0116】このセットした60メッシュフルイ上に正
確に秤量した試料5gを加え、振動台への入力電圧を2
1.7Vになるようにし、デジタル振動計の変位の値を
0.090にし、その際の振動台の振幅が40〜70μ
mの範囲に入るように調整し(レオスタット目盛約2.
5)、約15秒間振動を加える。その後、各フルイ上に
残った試料の重量を測定して下式に基づき凝集度を得
る。
【0117】
【外3】
【0118】尚、試料は23℃,60%RHの環境下で
約12時間放置したものを用い、測定環境は23℃,6
0%RHである。
【0119】7.アルミナ微粒子の結晶構造解析の方法 X線結晶構造解析は、Cuの特性X線のKα線を線源と
して用いたX線回折スペクトルにより求める。測定機と
しては、例えば強力型全自動X線回折装置MXP18
(マックサイエンス社製)が利用できる。
【0120】例えば、アルミナが明確な結晶構造を有す
る場合、すなわちα結晶のアルミナである場合は、2θ
が20〜70degの範囲にシャープなピークが観測さ
れる。
【0121】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。
【0122】(アルミナ微粒子の製造例1)3リットル
の2M重炭酸アンモニウム溶液に、0.2Mアンモニウ
ム・アルミニウム明バン溶液2リットルを、液温を30
℃に保ちながら1時間に0.8リットルの速度で滴下
し、攪拌しながら十分に反応させ、アルミニウムアンモ
ニウムカーボネートハイドロオキサイド微粉体を生成
し、濾過,乾燥、解砕した。ここで、解砕はスピードミ
ルで行い、平均粒径が10nmとなるように行った。該
微粉体を900℃で24時間加熱処理した後、解砕して
アルミナ微粉体を生成した。このアルミナ微粉体は、B
ET比表面積280m2/g、平均粒径は7nm、75
個数%粒径は11nmであり、X線回折によって結晶形
はγ結晶であることが確認された。
【0123】次に、トルエン中で上記アルミナ微粉体を
直径5mmのアルミナボールを用いたボールミルで十分
に湿式粉砕し、溶液中で上記アルミナ微粉体を分散させ
た後、Zr(OH)4・xH2O及びNa〔Zn(OH)
3〕をアルミナ微粉体100重量部に対してそれぞれ5
重量部添加し十分に分散させた後、疎水化剤としてi−
49−Si−(OCH33をアルミナ微粉体100重
量部に対して固型分で30重量部となるように、液温を
50℃に保ち、十分に撹拌しながら滴下混合し、加水分
解させた。その後、濾過,乾燥した後、180℃で2時
間焼き付けし、スピードミルで解砕し、アルミナ微粒子
1を得た。
【0124】得られたアルミナ微粒子1の諸物性を表3
に示した。尚、後述するアルミナ微粒子の製造例2〜1
6で製造されたアルミナ微粒子も同様に表3に示した。
【0125】(アルミナ微粒子の製造例2)製造例1に
おいて、Zr(OH)4・xH2Oの添加量をアルミナ微
粉体100重量部に対して3重量部に変更し、Na〔Z
n(OH)3〕を添加しないこと以外は、製造例1と同
様にしてアルミナ微粒子2を得た。
【0126】(アルミナ微粒子の製造例3)3リットル
の2M重炭酸アンモニウム溶液に、0.2Mアンモニウ
ム・アルミニウム明バン溶液2リットルを、液温を30
℃に保ちながら1時間に0.8リットルの速度で滴下
し、攪拌しながら十分に反応させ、アルミニウムアンモ
ニウムカーボネートハイドロオキサイド微粉体を生成し
た後、Zr(OH)3及びZn(OH)2をアルミニウム
アンモニウムカーボネートハイドロオキサイドの固型分
100重量部に対してそれぞれ5重量部添加し、十分に
分散させた後、濾過,乾燥し、さらに解砕した。ここ
で、解砕はスピードミルで行い、凝集体が無くなるまで
繰り返し、一次粒径80nm以上を有する微粉体が5個
数%以下となるように行った。該微粉体を900℃で2
4時間加熱処理してアルミナ微粉体を生成した。このア
ルミナ微粉体は、BET比表面積260m2/g、平均
粒径は8nm、1〜60nmの粒径を有する粒子が99
個数%であり、X線回折によって結晶形はγ結晶である
ことが確認された。
【0127】次に、トルエン中で上記アルミナ微粉体を
直径5mmのアルミナボールを用いたボールミルで十分
に湿式粉砕し、溶液中で上記アルミナ微粉体を分散させ
た後、疎水化剤としてi−C49−Si−(OCH33
をアルミナ微粉体100重量部に対して固型分で30重
量部となるように、液温を50℃に保ち、十分に撹拌し
ながら滴下混合し、加水分解させた。その後、濾過,乾
燥した後、180℃で2時間焼き付けし、解砕した。解
砕はスピードミルで行い、アルミナ微粒子3を得た。
【0128】(アルミナ微粒子の製造例4)製造例3に
おいて、Zr(OH)3の添加量をアルミニウムアンモ
ニウムカーボネートハイドロオキサイドの固型分100
重量部に対して7重量部に変更し、Zn(OH)2を添
加しないこと以外は、製造例3と同様にしてアルミナ微
粒子4を得た。
【0129】(アルミナ微粒子の製造例5)製造例1に
おいて、Zr(OH)4・xH2O及びNa〔Zn(O
H)3〕の添加量をそれぞれ1.3重量部に変更するこ
と以外は、製造例1と同様にしてアルミナ微粒子5を得
た。
【0130】(アルミナ微粒子の製造例6)製造例1に
おいて、Zr(OH)4・xH2O及びNa〔Zn(O
H)3〕の添加量をそれぞれ9.5重量部に変更するこ
と以外は、製造例1と同様にしてアルミナ微粒子6を得
た。
【0131】(アルミナ微粒子の製造例7)製造例1に
おいて、1100℃で24時間加熱処理してアルミナ微
粉体を生成すること以外は、製造例1と同様にしてアル
ミナ微粒子7を得た。
【0132】(アルミナ微粒子の製造例8)製造例1に
おいて、i−C49−Si−(OCH33をアルミナ微
粉体100重量部に対して固型分で8重量部添加するよ
うに変更すること以外は、製造例1と同様にしてアルミ
ナ微粒子8を得た。
【0133】(アルミナ微粒子の製造例9)製造例3に
おいて、疎水化処理時にアルミナ微粒子100重量部に
対してNa〔Zn(HO)3〕を5重量部添加すること
以外は製造例3と同様にしてアルミナ微粒子9を得た。
【0134】(アルミナ微粒子の製造例10)製造例1
において、1150℃で36時間加熱処理すること、i
−C49−Si−(OCH33の量を55重量部に変更
すること以外は、製造例1と同様にしてアルミナ微粒子
10を得た。
【0135】(アルミナ微粒子の製造例11)製造例1
において、750℃で加熱処理すること、i−C49
Si−(OCH33の量を12重量部に変更すること以
外は、製造例1と同様にしてアルミナ微粒子11を得
た。
【0136】(アルミナ微粒子の製造例12)製造例3
において、疎水化処理時に、アルミナ微粒子100重量
部に対して、Zr(HO)4・xH2Oを2重量部添加す
ること以外は、製造例3と同様にしてアルミナ微粒子1
2を得た。
【0137】(アルミナ微粒子の製造例13)製造例1
において、Zr(OH)・xHO及びNa〔Zn
(OH)〕を添加しないこと以外は、製造例1と同様
にしてアルミナ微粒子13を得た。
【0138】(アルミナ微粒子の製造例14)製造例1
において、Zr(OH)4・xH2Oの添加量を0.6重
量部、Na〔Zn(OH)〕の添加量を0.4重量部
に変更すること以外は、製造例1と同様にしてアルミナ
微粒子14を得た。
【0139】(アルミナ微粒子の製造例15)製造例1
において、Zr(OH)4・xH2Oの添加量を12重量
部、Na〔Zn(OH)〕の添加量を10重量部に変
更すること以外は、製造例1と同様にしてアルミナ微粒
子15を得た。
【0140】(アルミナ微粒子の製造例16)無水塩化
アルミニウムを高温加水分解して得られたBET比表面
積=93cm2/g、平均粒径21nmのγ系アルミナ
微粉体100重量部をトルエン中で分散させ、直径5m
mのアルミナボールを用いたボールミルで湿式粉砕す
る。分散させた後、表面処理剤としてi−C49−Si
(OCH33をアルミナ微粉体100重量部に対して固
形分で13重量部となるように、液温を50℃に保ち、
十分に撹拌しながら滴下混合し、加水分解させた。その
後、濾過、乾燥した後、180℃で3時間焼き付けし、
解砕した。解砕はスピードミルで行ない、アルミナ微粒
子16を得た。
【0141】 実施例1 ・プロポキシ化ビスフェノール、フマル酸、及び、ピロメリット酸を縮合し て得られたポリエステル樹脂 100重量部 ・フタロシアニン顔料 4重量部 ・ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム錯体 4重量部 をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、二軸
押出式機混練機により溶融混練し、冷却後ハンマーミル
を用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージ
ェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに得られ
た微粉砕物を分級して重量平均粒径が6.0μm(4.
0μm以下が21.3%、5.04μm以下が48.5
%、8.0μm以上が6.1%、10.08μm以上が
0.6%)である負摩擦帯電性のシアン色のトナー粒子
を得た。
【0142】上記トナー粒子:100重量部とアルミナ
微粒子1:1.0重量部とをヘンシェルミキサーで混合
し、シアントナーを得た。
【0143】前述のシアントナーとシリコーン樹脂コー
トキャリアとをトナー濃度6%で混合して現像剤を作製
し、カラー複写機CLC−800(キヤノン製)を用い
画像面積比率15%のオリジナル原稿を用いて高温高湿
環境下(32.5℃/85%)、常温低湿環境下(23
℃/5%)にて1万枚の画出しをした結果を表4に示し
た。
【0144】上述の現像剤は、耐刷試験における画像濃
度、カブリ、トナー帯電量の変動が極めて小さく、1万
枚後のトナー飛散も問題なく、非常に優れた結果が得ら
れた。耐久1万枚後の感光体表面を走査型電子顕微鏡で
観察したが、付着物や傷は生じておらず、良好な表面状
態であった。耐刷試験に関して後述の評価基準で評価し
た結果を表4に示す。
【0145】なお、以下の実施例及び比較例の評価結果
も同様に表4に示す。
【0146】実施例2 アルミナ微粒子2を用い、実施例1と同様の試験を行な
ったところ、耐久1万枚後でもトナー帯電量の変動が小
さく、画像濃度が高くかつ安定し、カブリがなくハイラ
イト再現性に優れた高精細な画像が得られ、トナー飛散
も発生せず良好な結果が得られた。
【0147】また、耐久後の感光体表面に、付着物や傷
の発生は認められなかった。
【0148】実施例3 アルミナ微粒子3を用い、実施例1と同様の試験を行な
ったところ、耐久1万枚後で若干トナー帯電量の均一性
が低下したため、画像濃度がやや低下し、カブリの発生
も見られ、極く少量のトナー飛散も生じた。しかしなが
ら、これらの現象は、実用上問題となるほどのレベルで
はなかった。
【0149】また、耐久後の感光体表面に、実用上問題
となるような付着物や傷の発生は認められなかった。
【0150】実施例4 アルミナ微粒子4を用い、実施例1と同様の試験を行な
ったところ、耐久1万枚後で若干トナー帯電量の均一性
が低下したため、画像濃度がやや低下し、カブリの発生
も見られ、少量のトナー飛散も生じた。しかしながら、
これらの現象は、実用上問題となるほどのレベルではな
かった。
【0151】また、耐久後の感光体表面に、実用上問題
となるような付着物や傷の発生は認められなかった。
【0152】実施例5 アルミナ微粒子5を用い、実施例1と同様の試験を行な
ったところ、耐久1万枚後で若干トナー帯電量の均一性
が低下したため、低湿度環境下においても画像濃度が低
下し、カブリ、トナー飛散も見られたが、実用上問題と
なるレベルではなかった。
【0153】また、耐久後の感光体表面に、アルミナ微
粒子の凝集体によるものと思われる傷の発生が認められ
たが、画像欠陥は生じておらず実用上問題となるような
レベルではなかった。
【0154】実施例6 アルミナ微粒子6を用い、実施例1と同様の試験を行な
ったところ、耐久1万枚後で若干トナー帯電量の均一性
が低下したため、低湿度環境下においても画像濃度が低
下し、カブリ、トナー飛散も見られたが、実用上問題と
なるレベルではなかった。
【0155】また、耐久後の感光体表面に、アルミナ微
粒子の凝集体によるものと思われる傷の発生が認められ
たが、実用上問題となるようなレベルではなかった。
【0156】実施例7 アルミナ微粒子7を用い、実施例1と同様の試験を行な
ったところ、耐久1万枚を通してトナーの帯電量の変動
が比較的小さく、画像濃度の変動は小さく、カブリも少
なく、良好な結果が得られた。ただし、ハイライト再現
性レベルが若干悪く、耐久後の感光体表面上に、アルミ
ナ微粒子の凝集体によるものと思われる傷が認められた
が、実用上問題となるようなレベルではなかった。
【0157】実施例8 アルミナ微粒子8を用い、実施例1と同様の試験を行な
ったところ、耐久1万枚後で若干トナー帯電量が低下し
たため、画像濃度がやや高くなり、カブリの発生も見ら
れ、極く少量のトナー飛散も生じた。しかしながら、こ
れらの現象は、実用上問題となるほどのレベルではなか
った。
【0158】また、耐久後の感光体表面に、付着物や傷
の発生は認められなかった。
【0159】実施例9 アルミナ微粒子9を用い、実施例1と同様の試験を行な
ったところ、耐久1万枚後でトナー帯電量が低下したた
め、画像濃度の上昇、カブリ、トナー飛散が若干生じ、
実施例1に比べ劣る結果となった。
【0160】本実施例で使用したアルミナ微粒子9は、
亜鉛含有量が多いために、水分の影響を受けやすく、特
に高温高湿下で帯電量が低下したものと考えられる。
【0161】実施例10 アルミナ微粒子10を用い、実施例1と同様の試験を行
なったところ、耐久1万枚後でトナー帯電量が上昇し、
帯電量分布がブロード化したため画像濃度の低下、カブ
リ、トナー飛散が若干生じ、実施例1に比べ劣る結果と
なった。
【0162】また耐久後の感光体表面には、傷が生じて
いた。
【0163】本実施例で使用したアルミナ微粒子10
は、BET比表面積が低く、凝集体を多数含んでいるた
め、十分にトナーに流動性を付与することができず、ま
た、アルミナ微粒子の凝集体が感光体表面に傷を生じさ
せたものと考えられる。
【0164】実施例11 アルミナ微粒子11を使用すること以外は、実施例1と
同様にして試験を行なった。耐久1万枚後に画像濃度の
上昇、カブリ、トナー飛散が若干発生し、実施例1に比
べ劣る結果となった。これらの現象は特に高湿環境下に
おいて発生した。これはアルミナ微粒子のBET比表面
積が大きいために湿度による影響を受けて、帯電量が低
下したことによって発生したものと考えられる。
【0165】実施例12 アルミナ微粒子12を使用すること以外は、実施例1と
同様にして試験を行なったところ、耐久1万枚後でもト
ナー帯電量の変動が小さく、画像濃度が高くかつ安定
し、カブリがなくハイライト再現性に優れた高精細な画
像が得られ、トナー飛散も発生せず良好な結果が得られ
た。
【0166】また、耐久後の感光体表面に、付着物や傷
の発生は認められなかった。
【0167】実施例13 重量平均粒径が2.5μmの負摩擦帯電性のシアン色の
トナー粒子を用いる以外は、実施例1と同様の試験を行
なったところ、どちらの環境下においても耐久1万枚後
に若干画像濃度が低下し、カブリ、トナー飛散が若干発
生したが、実用上問題となるレベルではなかった。
【0168】これは、トナー粒径が小さく、単位重量あ
たりの帯電量が高くなったために、若干の画像濃度低下
が生じたものと考えられる。また、キャリアとの接触帯
電がスムーズに行なわれにくいために、帯電が不十分な
トナーが生じ、若干のカブリ、トナー飛散が発生したも
のと推察される。
【0169】実施例14 重量平均粒径が9.5μmの負摩擦帯電性のシアン色の
トナー粒子を用いる以外は、実施例1と同様の試験を行
なったところ、どちらの環境下においても高い画像濃度
が得られたものの、細線再現性レベルがやや悪く、若干
精細性に欠ける画像であった。しかし、実用上問題とな
るレベルではなかった。
【0170】これは、トナー粒径が大きいために、細線
再現性に大きく寄与する4μm以下の粒子が少ないため
であると考えられる。
【0171】比較例1 アルミナ微粒子13を用い、実施例1と同様の試験を行
なったところ、耐久1万枚後にトナー帯電量の均一性が
著しく低下し、帯電量が極めて高いトナー粒子から帯電
量が非常に低いトナー粒子まで帯電量分布幅が広いため
に、画像濃度が著しく低下し、カブリ、トナー飛散が発
生した。
【0172】また、耐久後の感光体表面を観察したとこ
ろ、アルミナ微粒子の凝集体によるものと思われる傷が
多数生じている様子とトナーが付着している様子が見ら
れた。
【0173】本比較例で使用したアルミナ微粒子13は
凝集体が多く存在しているため粒度分布が極めて広く、
そのためトナー帯電量の均一性も低くなり、上記のよう
な弊害を生じているものと考えられる。
【0174】比較例2 アルミナ微粒子14を用い、実施例1と同様の試験を行
なったところ、耐久1万枚後にトナー帯電量の均一性が
極めて低く、帯電量が極めて高いトナー粒子から帯電量
が非常に低いトナー粒子まで帯電量分布幅が広いため
に、画像濃度が著しく低下し、カブリ、トナー飛散が発
生した。
【0175】また、耐久後の感光体表面を観察したとこ
ろ、アルミナ微粒子の凝集体によるものと思われる傷が
多数生じている様子とトナーが付着している様子が見ら
れた。
【0176】本比較例で使用したアルミナ微粒子14は
凝集体がやや多いために粒度分布が極めて広く、そのた
めトナー帯電量の均一性も低くなり、上記のような弊害
を生じているものと考えられる。
【0177】比較例3 アルミナ微粒子15を使用すること以外は、実施例1と
同様にして試験を行なった。耐久1万枚後に画像濃度の
上昇、カブリ、トナー飛散が発生した。これらの現象は
特に高湿環境下において著しく発生した。これはアルミ
ナ微粒子のBET比表面積が大きいために湿度による影
響を受けて、帯電量が低下したことによって発生したも
のと考えられる。
【0178】また、耐久後の感光体表面には、全面に多
数の傷とトナーが付着している様子が観察された。これ
はアルミナ微粒子15のトナーに対する研磨性付与能が
低いこと、極端に大きなアルミナ微粒子の凝集体が存在
していることが原因であると考えられる。
【0179】比較例4 アルミナ微粒子16を使用すること以外は、実施例1と
同様の試験を行なったところ、耐久1万枚後に画像濃度
の上昇、カブリ、トナー飛散が発生した。これは、アル
ミナの表面処理が不均一であり、帯電量の均一性に劣る
ために、発生したものと考えられる。
【0180】また、耐久後の感光体表面を観察したとこ
ろ、アルミナ微粒子の凝集体によるものと思われる傷が
多数生じていた。
【0181】上記実施例1〜14、比較例1〜4におけ
る耐刷試験の評価基準を以下に示す。
【0182】(1)画像の濃度の評価 マクベス反射濃度計(マクベス社製)を用いて測定し
た。
【0183】(2)カブリの評価 1万枚目の複写画像を観察し、以下の基準で評価を行な
った。 A:カブリは発生せず。 B:かすかにカブリが発生した。 C:カブリが若干発生した。 D:カブリがひどく発生した。
【0184】(3)トナー飛散の評価 1万枚複写後の現像装置を目視で観察し、トナー飛散の
程度を以下の基準で評価した。 A:トナー飛散は発生せず。 B:かすかにトナー飛散が見られた。 C:トナー飛散が若干発生した。 D:トナー飛散がひどく発生した。
【0185】(4)ハイライト再現性の評価 ハイライト再現性は、画像濃度が0.5であるオリジナ
ル画像を複写し、複写画像を目視で観察した。以下に評
価基準を示す。 A:画像濃度の均一性、細線再現性に優れた良好な画像
であった。 B:画像濃度の均一性にやや欠ける複写画像であった。 C:画像濃度の濃淡ムラが見られ、細線の太さの違いが
見られる画像であった。 D:画像濃度の濃淡ムラが顕著であり、細線の太さの違
いも著しい画像であった。
【0186】(5)感光体表面状態 1万枚複写終了後の感光体の表面を目視で観察し、以下
の基準で評価した。 A:感光体表面にトナーの付着や傷は見られなかった。 B:感光体表面にトナーの付着が若干見られた。 C:感光体表面にトナーの付着及び傷が若干見られた。 D:感光体表面に、多量のトナーの付着及び深い傷が見
られた。
【0187】
【表3】
【0188】
【表4】
【0189】
【発明の効果】本発明のトナーは、極めて安定な環境特
性と良好な流動性及び転写性を有すると同時に、感光体
表面及び付着物に対する研磨性をも有することにより、
高温高湿や低温低湿などの環境下においても非常に安定
した高精細、高品質な画像を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトナーを適用し得る非磁性一成分系ト
ナーを使用する現像装置の一具体例を示す概略説明図で
ある。
【符号の説明】
1 潜像保持体(感光ドラム) 2 現像剤担持体(現像スリーブ) 3 ホッパー 4 供給ローラー 5 現像剤塗布ブレード 6 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井田 哲也 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 稲葉 潤子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 神林 誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有し
    ているトナー粒子とアルミナ微粒子とを有するトナーに
    おいて、 該アルミナ微粒子が、アルミナ微粒子1g当り200〜
    700μg/gのジルコニウムを有していることを特徴
    とするトナー。
  2. 【請求項2】 該アルミナ微粒子が、アルミナ微粒子1
    g当り10〜300μg/gの亜鉛を有していることを
    特徴とする請求項1に記載のトナー。
  3. 【請求項3】 該アルミナ微粒子が、100〜350m
    2/gのBET比表面積を有していることを特徴とする
    請求項1又は2に記載のトナー。
  4. 【請求項4】 該アルミナ微粒子が、150〜300m
    2/gのBET比表面積を有していることを特徴とする
    請求項1又は2に記載のトナー。
  5. 【請求項5】 該アルミナ微粒子が、疎水化処理をされ
    ていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記
    載のトナー。
  6. 【請求項6】 該アルミナ微粒子が、疎水化処理されて
    おり、疎水化度が40〜90%であることを特徴とする
    請求項1乃至4のいずれかに記載のトナー。
  7. 【請求項7】 該アルミナ微粒子が、シランカップリン
    グ剤で疎水化処理されていることを特徴とする請求項1
    乃至6のいずれかに記載のトナー。
  8. 【請求項8】 該アルミナ微粒子が、1〜100nmの
    個数平均粒径を有することを特徴とする請求項1乃至7
    のいずれかに記載のトナー。
  9. 【請求項9】 該結着樹脂が、ポリエステル樹脂である
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のト
    ナー。
  10. 【請求項10】 該トナー粒子が、3〜9μmの重量平
    均粒径を有することを特徴とする請求項1乃至9のいず
    れかに記載のトナー。
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