JP6231875B2 - 現像装置、現像方法、画像形成装置、および画像形成方法 - Google Patents

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Description

本発明は電子写真法を利用した現像装置、現像方法、画像形成装置、および画像形成方法に関する。
近年の電子写真画像に対するより一層の高品位化の要求に対し、電子写真画像の非画像部にトナーが付着することによる「かぶり」の発生の抑制が求められている。
また、電子写真法を用いた画像形成装置は、市場ユーザーより小型化の要望が高まってきている。
小型化を達成する手段の1つとして、電子写真感光体の表面の残留トナーを除去するためのクリーニングブレード等のクリーナー(以下、単に「クリーナ」ともいう)を無くしたシステム(以下、「クリーナレスシステム」ともいう)がある。しかしながら、クリーナレスシステムにおいては、従来、クリーナーが担っていた役割を他の部材によって補完する必要がある。
すなわち、クリーナレスシステムを採用した画像形成装置においては、電子写真感光体のクリーナが無いため、電子写真感光体の非現像部、例えば、静電潜像の形成されていない部分に付着し、かつ、紙にも転写されなかったトナーが帯電部材に付着し、帯電部材を汚染することがある。そこで、帯電部材の汚染を抑制するためには、電子写真感光体の非現像部へのトナー付着(以下、「カブリ」ともいう)を、より一層抑制することが現像装置に求められてくる。ここで、非画像部へのトナ―付着の原因は、現像剤担持体に担持されている現像剤中に、本来帯電されるべき極性と逆の極性に帯電したトナー(以下、「反転トナー」ともいう)、及び帯電すべき極性で帯電してはいるものの、絶対的に帯電量が不足しているトナーが混在していることによる。
特許文献1では正帯電する樹脂層を使用することによって、トナーに対する負の帯電付与能を高めた現像剤担持体が提案されている。
特開2004−333682号公報
本発明者らの検討によれば、特許文献1に係る現像剤担持体は、特にトナーの帯電量が不足しやすい高温高湿環境下においてもトナーに十分な負電荷を付与することのできるものであった。
しかしながら、かかる現像剤担持体は、低温低湿環境下においてはトナーの帯電量が過剰(チャージアップ)になりやすい。この場合、現像剤担持体の表面にチャージアップしたトナーが貼り付いてしまい、新たに現像剤担持体に供給されるトナーを十分に帯電させることができず、かかる帯電量の不足しているトナーによってカブリが発生することがあった。
また、電子写真感光体上には、トナーや紙粉などが付着し、これによって、Vbackが不足して電子写真画像に欠陥が発生することがある。この現象を防ぐためにVbackを大きくすると、反転トナーが、非現像部により一層付着しやすくなり、カブリがより生じやすくなる。
本発明の目的は、上記した課題を解決すべく、多様な環境下においても、高品位な電子写真画像を形成することができる現像装置および現像方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、多様な環境下においても、高品位な電子写真画像を形成することができる画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。
本発明によれば、トナーと、
該トナーが収容されている現像容器と、
該現像容器から供給された該トナーを表面に担持してトナー層を形成し且つ搬送する回転自在に保持された現像剤担持体と、
該トナー層の層厚を規制するためのトナー層厚規制部材とを備える現像装置であって、
該トナーは、
結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子及びシリカ微粒子を含有し、
X線光電子分光装置(ESCA)により求めた、該トナー粒子表面の該シリカ微粒子による被覆率X1が40.0面積%以上75.0面積%以下であり、
該シリカ微粒子による理論被覆率をX2としたとき、下記式1で示される拡散指数が下記式2を満足し、
(式1)拡散指数=X1/X2
(式2)拡散指数≧−0.0042×X1+0.62;
該現像剤担持体は、
基体と、弾性層と、ウレタン樹脂を含む表面層とを有し、
該ウレタン樹脂は、
下記構造式(1)で示される化合物とポリイソシアネートとの反応に由来する部分構造を有するものであることを特徴とする現像装置:
Figure 0006231875
構造式1中、nは1以上4以下の整数であり
R1は各々独立に下記(a)〜(c)からなる群から選ばれる何れかである。
(a)炭素数1以上8以下のヒドロキシアルキル基、
(b)炭素数2以上8以下のアミノアルキル基、
(c)下記構造式(2)で示される基、
R2は炭素数2以上4以下のアルキレン基を表す。
Figure 0006231875
構造式(2)中、mは2以上3以下の整数を表し、R3は炭素数が2以上5以下のアルキレン基を表す。
また、本発明によれば、静電潜像が形成された静電潜像担持体の現像領域に、現像剤担持体を用いてトナーを搬送し、該現像領域において、該トナーによって該静電潜像を現像する工程を有する現像方法であって、
該トナーが、
結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子及び
シリカ微粒子を含有し、
X線光電子分光装置(ESCA)により求めた、該トナー粒子表面の該シリカ微粒子による被覆率X1が40.0面積%以上75.0面積%以下であり、
該シリカ微粒子による理論被覆率をX2としたとき、下記式1で示される拡散指数が下記式2を満足し、
(式1)拡散指数=X1/X2
(式2)拡散指数≧−0.0042×X1+0.62;
該現像剤担持体が、
基体と、弾性層と、ウレタン樹脂を含む表面層とを有し、
該ウレタン樹脂は、
下記構造式(1)で示される化合物とポリイソシアネートとの反応に由来する部分構造を有するものである現像方法が提供される:
Figure 0006231875
構造式(1)中、nは1以上4以下の整数であり
R1は各々独立に下記(a)〜(c)からなる群から選ばれる何れかである。
(a)炭素数1以上8以下のヒドロキシアルキル基、
(b)炭素数2以上8以下のアミノアルキル基、
(c)下記構造式(2)で示される基、
R2は炭素数2以上4以下のアルキレン基を表す。
Figure 0006231875
構造式(2)中、mは2以上3以下の整数を表し、R3は炭素数が2以上5以下のアルキレン基を表す。
また、本発明によれば、像担持体と、
該像担持体に形成された静電潜像を現像するための現像装置とを有する画像形成装置であって、該現像装置が、上記の現像装置である画像形成装置が提供される。
更に、本発明によれば、帯電部材に電圧を印加することにより像担持体を帯電させる帯電工程と、
像担持体の帯電面に潜像を形成する潜像形成工程と、
現像剤担持体上に担持させたトナーにより前記静電潜像を現像して、トナー像を形成する現像工程と、
該トナー像を記録媒体に転写する転写工程とを有する画像形成方法であって、
該現像工程が上記の現像方法を含む画像形成方法が提供される。
本発明によれば、多様な環境の下でも安定して高品位な電子写真画像を形成することができる。
また、本発明によれば、高品位な電子写真画像を出力できる画像形成装置および画像形成方法を得ることができる。
本発明の現像剤担持体の一例を示す概略構成図である。 本発明の現像装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の現像装置の別の一例を示す概略構成図である。 無機微粒子の外添混合に用いることができる混合処理装置の一例を示す模式図である。 混合処理装置に使用される攪拌部材の構成の一例を示す模式図である。
本発明者らが鋭意検討を行った結果、特定の現像剤担持体と特定のトナーとを組み合わせることによって高温高湿環境下及び低温低湿環境下といった多様な環境下においてもカブリの発生を抑制することができることを見出した。
この理由について以下説明する。
まず、高温高湿環境下でのカブリに関しては、トナーが帯電し難い高温高湿環境下にて均一な帯電性を得るためには現像剤担持体として帯電付与性が高く、かつ、トナーが良好に転がる表面性であることが必要である。トナーは現像剤担持体と接し、摩擦することにより帯電する。そこで、本発明者らは現像剤担持体の表面層に含有させる化合物を種々検討した結果、構造式(1)で示される化合物の帯電付与性が高いことを見出した。この理由についてであるが、構造式(1)で示される化合物は中心に窒素原子(N)を、そして窒素原子は非共有電子対(ローンペア)を有しているため、構造式(1)で示される化合物はルイス塩基である。ルイス塩基は電子供与性であるため、トナーは構造式(1)で示される化合物と接することにより、迅速な帯電を得る事が出来る。
また、構造式(1)で示される化合物はイソシアネートとの反応によって構造式(1)で示される化合物の構造周辺に多数のウレタン基またはウレア基が生成した架橋構造が形成される。その結果、表面層のミクロ的な硬度が高くなり、現像剤規制部材と現像剤担持体が当接する部分(以下、規制部)にてトナーを規制する際もトナーが現像剤担持体表面にめり込む事が少なく、トナーの良好な転がり性を維持出来る。
さらに、一般的に低分子量かつ多官能の化合物は立体障害により全ての官能基が反応し難くなる傾向がある。しかし、構造式(1)で示される化合物は分子内のアミノ骨格により末端の水酸基、アミノ基の反応性が高い為、未反応成分の生成が少ない。このため、帯電での均一性がさらに向上すると共に、上記架橋構造の均一性を高めることが出来る。
次に、低温低湿環境下でのカブリに関しては、上記したように本発明に用いる現像剤担持体は表面層に構造式(1)で示される化合物を有しており、帯電付与性が高い。これは低温低湿環境下においても同様であり、トナーの帯電量はより高くなる傾向にある。特に、非画像領域などでトナーの現像が行われない状態(以後、白後)が続くと規制部でトナーが循環されず、規制部に滞留したトナーの帯電量が異常に高くなる。その結果、鏡映力が大きくなって現像剤担持体上にトナーが貼り付いてしまう現象が起きる。このような状態になると、特に現像した直後の現像剤担持体に供給されるトナー(以後、黒後)は現像剤担持体の表面との摩擦機会が極端に少なくなるため、トナーの帯電量が不足した状態になる。このトナーがカブリ(特に黒後カブリと称する)の発生要因となる。
この現象に対しては、トナーが現像剤担持体の規制部で入れ替わることが必要である。入れ替わりが良好なトナーとすることで、現像剤担持体上にトナーが貼りつくことを抑制でき、低温低湿環境下でのカブリの発生を抑えることができる。そのためにトナーとしては、X線光電子分光装置(ESCA)により求めた、トナー表面のシリカ微粒子による被覆率X1が40.0面積%以上75.0面積%以下であること、また、シリカ微粒子による理論被覆率をX2としたとき、下記(式1)で示される拡散指数が下記(式2)を満足することが重要である。
(式1)拡散指数=X1/X2
(式2)拡散指数≧−0.0042×X1+0.62
その結果、高温高湿環境下、低温低湿環境下での使用によっても、カブリの発生を大幅に抑制し、高品位の電子写真画像の形成に資する現像装置が可能となる。
<現像装置及び画像形成装置>
次に本発明の現像装置及び画像形成装置について図を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
図2は、本発明の現像装置の一例を示す概略構成図である。また、図3は、本発明の現像装置が組み込まれた画像形成装置の一例を示す模式的断面図である。
図2又は図3において、静電潜像が形成された像担持体である静電潜像担持体5は回転自在に保持され、矢印R’1方向に回転される。現像剤担持体7は矢印R’2方向に回転することによって、現像剤担持体7と静電潜像担持体5とが対向している現像領域にトナー19を搬送する。また、現像剤担持体にはトナー供給部材8が接しており、現像剤担持体表面にトナー19を供給している。
静電潜像担持体5の周囲には帯電部材(帯電ローラ)6、転写部材(転写ローラ)10、クリーナー容器11、クリーニングブレード12、定着器13、ピックアップローラ14等が設けられている。静電潜像担持体5は帯電ローラ6によって帯電される。そして、レーザー発生装置16によりレーザー光を静電潜像担持体5に照射することによって露光が行われ、目的の画像に対応した静電潜像が静電潜像担持体の帯電面に形成される。静電潜像担持体上の静電潜像は現像器9内のトナーで現像されてトナー画像を得る。トナー画像は転写材を介して静電潜像担持体5に当接された転写部材(転写ローラ)10により転写材(紙)15上へ転写される。トナー画像を載せた転写材(紙)15は定着器13へ運ばれ転写材(紙)15上に定着される。また、一部静電潜像担持体5上に残されたトナー19はクリーニングブレード12によりかき落とされ、クリーナー容器11に収納される。
本発明の現像装置における帯電工程において、静電潜像担持体と帯電ローラとが当接部を形成して接触し、帯電ローラに所定の帯電バイアスを印加して静電潜像担持体面を所定の極性・電位に帯電させる接触帯電装置を用いることが好ましい。このように接触帯電を行うことで、安定した均一な帯電を行うことが出来、さらに、オゾンの発生が低減することが可能である。また、静電潜像担持体との接触を均一に保ち、均一な帯電を行う為に、静電潜像担持体と同方向に回転する帯電ローラを用いることがより好ましい。
帯電ローラの材質としては、弾性体の材料として、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)、ウレタン、ブタジエンアクリロニトリルゴム(NBR)、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材、またこれらを発泡させたものがあげられるが、これらに限定されるものでは無い。また、導電性物質を分散せずに、或いは導電性物質と併用してイオン導電性の材料を用いて抵抗調整をすることも可能である。
また、帯電ローラに用いられる芯金としては、アルミニウム、SUS等が挙げられる。帯電ローラは、静電潜像担持体としての被帯電体に対して弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて配設し、帯電ローラと静電潜像担持体の当接部である帯電当接部を形成させる。
次に、本発明の現像装置において好ましく適用される接触転写工程は、静電潜像担持体が記録媒体を介してトナーと逆極性の電圧が印加された転写部材と当接しながらトナー像を記録媒体に静電転写する工程が挙げられる。
本発明において、トナー層厚規制部材がトナーを介して現像剤担持体に当接することによって現像剤担持体上のトナー層厚を規制する事が好ましい。現像剤担持体に当接するトナー層厚規制部材としては、規制ブレードが一般的であり、本発明においても好適に使用できる。
上記規制ブレードとしては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、NBRの如きゴム弾性体;ポリエチレンテレフタレートの如き合成樹脂弾性体、リン青銅板、SUS板等の金属弾性体が使用でき、さらに、それらの複合体であっても良い。更に、ゴム、合成樹脂、金属弾性体の如き弾性支持体に、トナーの帯電性をコントロールする目的で、樹脂、ゴム、金属酸化物、金属の如き帯電コントロール物質を現像剤担持体当接部分に当たるようにつけたものを用いても良い。この中でも、金属弾性体に樹脂、ゴムを現像剤担持体当接部に当たるように貼り合わせるものが特に好ましい。
金属弾性体に貼り合わせる部材の材質としては、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂の如き正極性に帯電しやすいものが好ましい。
上記規制ブレード上辺部側である基部は現像器側に固定保持され、下辺部側をブレードの弾性力に抗して現像剤担持体の順方向或いは逆方向にたわめ状態にして現像剤担持体表面に適度の弾性押圧力をもって当接させる。
規制ブレードと現像剤担持体との当接圧力は、現像剤担持体母線方向の線圧として、好ましくは、1.27乃至245.00N/m(3乃至250g/cm)、更に好ましくは4.9乃至118.0N/m(5乃至120g/cm)が有効である。当接圧力が1.27N/mより小さい場合、トナーの均一塗布が困難となり、カブリや飛散の原因となりやすい。当接圧力が245N/m(250g/cm)を超えると、トナーに大きな圧力がかかり、トナーの劣化が起こりやすくなる傾向にある。
現像剤担持体上のトナー層の量は、2.0g/m以上12.0g/m以下であることが好ましい。より好ましくは、3.0g/m以上10.0g/m以下である。
現像剤担持体上のトナー量が2.0g/mよりも小さいと十分な画像濃度が得られ難い。
一方、現像剤担持体上のトナー量が12.0g/mよりも多くなると規制不良が発生し易くなり、また、均一帯電性が損なわれやすいことからカブリの増大を招く傾向にある。
なお、本発明において、現像剤担持体上のトナー量は現像剤担持体の表面粗さ(Ra)、規制ブレードの自由長、規制ブレードの当接圧を変えることにより任意に変えることが可能である。
また、図4に示すように現像剤担持体の内部に、現像剤を現像剤担持体上に磁気的に吸引且つ保持するために、磁石が内接されているマグネットローラーを配置しても良い。
本発明の現像剤担持体はドラムと当接して現像する接触型現像、ドラムと当接せずに現像する非接触型現像のいずれのシステムにおいても使用することができるが、特にドラムと当接して現像する接触型現像システムでより好適に使用することができる。
現像剤担持体に担持されたトナーを現像させるため、現像剤担持体はバイアス手段としての現像バイアス電圧が印加される。この現像バイアス電圧として直流電圧を使用するときに、静電潜像の画像部(現像剤が付着して可視化される領域)の電位と非画像部(現像剤担持体が付着しない領域)の電位との間の値の電圧を現像剤担持体に印加するのが好ましい。静電潜像の画像部の電位と現像バイアス電位の差の絶対値(Vcontrast)の範囲としては50V以上400V以下であることが好ましい。この範囲にすることで、好適な濃度の画像が形成される。また、現像された画像の濃度を高め、且つ階調性を向上させるためには、現像剤担持体に交番バイアス電圧を印加し、現像領域に向きが交互に反転する振動電界を形成してもよい。
静電潜像の非画像部の電位と現像バイアス電位の差の絶対値(Vback)の範囲としては50V以上600V以下であることが好ましい。この範囲にすることで、非画像部にトナーが現像することを好適に抑制することができる。特にクリーナレスシステムの場合は、ドラム上に付着する紙粉によってVbackが不足して画像欠陥が発生しやすくなること、紙に転写されずにドラム上に残ったトナーを再びトナーが収容される現像容器内へ回収する必要があることから、Vbackを高めに設定することが好ましい。この値の範囲としては300V以上600V以下とすることが好ましい。
次に、本発明に用いる現像剤担持体について説明する。
本発明に用いる現像剤担持体は基体、弾性層およびウレタン樹脂を含む表面層を有し、該ウレタン樹脂は構造式(1)で示される化合物とポリイソシアネートとの反応に由来する部分構造を有している。
本発明に係る現像剤担持体の一実施形態を図1に示す。図1に示した現像剤担持体1は、円柱状または中空円筒状の導電性の基体2の外周面に弾性層3が形成されている。また、表面層4は、弾性層3の外周面を被覆している。
<基体>
基体2は、現像剤担持体1の電極および支持部材として機能するもので、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼の如き金属または合金、クロム、又はニッケルで鍍金処理を施した鉄、導電性を有する合成樹脂の如き導電性の材質で構成される。
<弾性層>
弾性層3は、現像剤担持体と静電潜像担持体との当接部において、所定の幅のニップを形成するために必要な弾性を現像剤担持体に与えるものである。
弾性層3は、通常ゴム材の成型体により形成されることが好ましい。ゴム材料としては以下のものが挙げられる。エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、アクリルニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、NBRの水素化物、ウレタンゴム。これらは単独であるいは2種以上を混合して用いることができる。
これらの中でも、特に、長期にわたり他の部材(現像剤規制ブレード等)が当接した場合にも圧縮永久歪みを弾性層に生じさせにくいシリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムとしては、付加硬化型のシリコーンゴムの硬化物などが挙げられる。更に言えば、後述する表面層との接着性が優れることから、付加硬化型ジメチルシリコーンゴムの硬化物とすることが特に好ましい。
弾性層3中には、導電性付与剤、非導電性充填剤、導電性充填剤、架橋剤、触媒の如き各種添加剤が適宜配合される。導電性付与剤としては、カーボンブラック、アルミニウム、銅の如き導電性金属、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタンの如き導電性金属酸化物の微粒子を用いることができる。このうち、カーボンブラックは比較的容易に入手でき、良好な導電性が得られるので特に好ましい。導電性付与剤としてカーボンブラックを用いる場合は、ゴム材中のゴム100質量部に対して2〜50質量部配合される。非導電性充填剤としては、シリカ、石英粉末、酸化チタン、酸化亜鉛又は炭酸カルシウムが挙げられる。架橋剤としては、ジ−t−ブチルパ−オキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパ−オキシ)ヘキサン又はジクミルパーオキサイドが挙げられる。
<表面層>
表面層4は、ウレタン樹脂を含み、該ウレタン樹脂は、下記構造式(1)で示される化合物とポリイソシアネートとの反応に由来する部分構造を有する。
Figure 0006231875
構造式(1)中、nは、1以上4以下の整数である。
また、R1は各々独立に下記(a)〜(c)からなる群から選ばれる何れかである。
(a)炭素数1以上8以下のヒドロキシアルキル基、
(b)炭素数2以上8以下のアミノアルキル基、
(c)下記構造式(2)で示される基。
Figure 0006231875
構造式(2)中、mは2以上3以下の整数を表し、R3は炭素数が2以上5以下のアルキレン基を表す。
さらに、R2は、炭素数2以上4以下のアルキレン基を表す。
かかるウレタン樹脂は、例えば、以下のようにして合成することができる。
まず、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールの如きポリオール成分とポリイソシアネートとを反応させ、イソシアネート基末端プレポリマーを得る。
次いで、イソシアネート基末端プレポリマーを、上記構造式(1)で示される構造を有する化合物と反応させることで、本発明に係るウレタン樹脂を得ることができる。
ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールが挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,4−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコールの如きジオール成分、トリメチロールプロパンの如きトリオール成分と、アジピン酸、無水フタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロキシフタル酸等のジカルボン酸との縮合反応により得られるポリエステルポリオールが挙げられる。
上記以外には、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオールの如きポリオレフィンポリオール、またはこれらの水素添加物、ポリカーボネートポリオールが挙げられる。
これらのポリオール成分は必要に応じて、あらかじめ2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)、1,4ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)の如きイソシアネートにより鎖延長したプレポリマーとしてもよい。
該ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールの数平均分子量は1000以上4000以下であることが特に好ましい。ポリオールの数平均分子量が1000以上4000以下であると、分子量に対する水酸基量が多いためにイソシアネートと高い反応性を示し、未反応成分が少なくなるため高温高湿環境下での帯電性がより良好となる。
これらのポリオール成分、及び構造式(1)で示される化合物と反応させるイソシアネート化合物としては、特に限定されるものではないが、エチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)の如き脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、シクロヘキサン1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン1,4−ジイソシアネートの如き脂環式ポリイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートの如き芳香族イソシアネート及びこれらの共重合物やイソシアヌレート体、TMPアダクト体、ビウレット体、そのブロック体を用いることができる。
この中でもトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネートの如き芳香族イソシアネートがより好適に用いられる。
ポリオール成分、及び構造式(1)で示される化合物と反応させるイソシアネート化合物の混合比は、各々の水酸基1.0に対してイソシアネート基の比率が1.0から2.0の範囲であることが好ましい。
上記した通り、本発明に係る現像剤担持体の表面層は、上記構造式(1)で示される化合物とポリイソシアネートとの反応に由来する部分構造を有するウレタン樹脂を含むことにより、トナーに高い帯電性を付与することができる。
すなわち、本発明に係るウレタン樹脂中の、構造式(1)で示される化合物とポリイソシアネートとの反応に由来する部分構造は、非共有電子対(ローンペア)を有する窒素原子を含む。そのため、本発明に係る表面層は、負帯電性のトナーに対する優れた負電荷の付与能を示す。
また、一般に低分子量かつ多官能の化合物は立体障害により全ての官能基が反応し難くなる傾向がある。しかし、上記構造式(1)で示される化合物は、分子内のアミノ骨格により末端の水酸基、アミノ基の反応性が高い。その為、ポリイソシアネートとの未反応部分が生じ難い。その結果、ウレタン樹脂のハードセグメント部分における架橋構造がより密となり、ハードセグメント部分の硬度がより一層向上しているものと考えられる。そのため、本発明に係る表面層は、トナー層厚規制部材との当接部においても、トナー層厚規制部材が過度に入り込むことを抑制し、トナーの良好な転がり性を維持し得るものとなっているものと考えられる。
また、本発明者らの検討によれば、上記の効果は、構造式(1)で示される化合物の水酸基またはアミノ基数が4以上7以下で奏される。そのため構造式(1)で示される化合物の末端官能基数は、最低4個あればよく、残りがアルキル基で置換されていても同等の効果が得られる。従って、例えば、下記構造式(4)で示さる化合物とポリイソシアネートとの反応に由来する部分構造を有するものであってもよい。
Figure 0006231875
構造式(4)において、R1及びR2は、構造式(1)におけるR1及びR2と同義である。一方、R6は、R1とイソシアネート基との反応の立体障害となりにくい炭素数が1以上3以下の低級アルキル基であることが好ましい。また、pは、0または1以上3以下の整数を示す。
構造式(1)で示される化合物中、R1は各々独立に下記(a)〜(c)からなる群から選ばれる何れかである。
(a)炭素数1以上8以下のヒドロキシアルキル基、
(b)炭素数2以上8以下のアミノアルキル基、
(c)構造式(2)で示される基、
R1が、ヒドロキシアルキル基である場合は炭素数が1以上8以下、R1がアミノアルキル基である場合は炭素数が2以上8以下であると、ウレタンまたはウレア基による架橋構造を形成し易く好ましい。
構造式(2)は所謂エーテルの繰り返し単位を有する末端が水酸基である基を表す。R1が構造式(2)で示される基である場合も、同様の理由で、R3は炭素数が2以上5以下のアルキレン基であり、エーテル繰り返し数mは2以上3以下の整数であることが好ましい。
構造式(1)中、R2は炭素数2以上4以下のアルキレン基であることが好ましい。炭素数2以上4以下のアルキレン基であると現像剤担持体の帯電性が向上する。これは、R2が炭素数2以上4以下のアルキレン基であると分子として適度な大きさとなるため、イソシアネートと反応する際の分散性が良好なものとなるためであると考えている。
構造式(1)で示される化合物のうち、構造式(3)で示されるもの、すなわち構造式(1)で示される化合物中、nは1または2であり、R1は各々独立に炭素数2または炭素数3のアルキレン基であり、R3は炭素数2のアルキレン基であることが特に好ましい。
構造式(3)に由来する部分構造を含むウレタン樹脂は、官能基価(5官能)、ウレタン基間の距離が最も好適な範囲になるため、規制部でのトナーの転がり性が良好なものとなり特に好ましい。
Figure 0006231875
構造式(3)中、nは1または2であり、R4は各々独立に炭素数2または炭素数3のアルキレン基であり、R5は炭素数2のアルキレン基を表す。
なお、本発明において、構造式(1)で示される化合物とポリイソシアネートとの反応によって形成されてなる構造は、R1が前記(a)炭素数1以上8以下のヒドロキシアルキル基、または(c)上記構造式(2)で示される基である場合、構造式(1)の末端にウレタン基を有する構造となる。
また、構造式(1)で示される化合物とポリイソシアネートとの反応によって形成されてなる部分構造は、R1が前記(b)炭素数2以上8以下のアミノアルキル基である場合、構造式(1)の末端にウレア基を有する構造となる。
表面層4は導電性を有することが好ましい。導電性の付与手段としてはイオン導電剤や導電性微粒子の添加が挙げられる。本発明においては、電気抵抗の環境変動が少ない導電性微粒子が好適に用いられる。かかる導電性微粒子としては、優れた導電付与性と表面層の補強を図ることができるため、カーボンブラックが特に好ましい。カーボンブラックの性状としては、一次粒子径18nm以上50nm以下、かつDBP吸油量が50ml/100g以上160ml/100g以下であるカ−ボンブラックであると、導電性、硬度、分散性のバランスが良好であり好ましい。導電性微粒子の含有率は、表面層を形成する樹脂成分100質量部に対して10質量%以上30質量%以下であることが好ましい。
現像剤担持体として表面粗度が必要な場合は、表面層4に粗さ制御のための微粒子を添加してもよい。粗さ制御用微粒子としては、体積平均粒径が3〜20μmであることが好ましい。また、表面層に添加する粒子添加量が、表面層の樹脂固形分100質量部に対し、1〜50質量部であることが好ましい。粗さ制御用微粒子の例としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂の微粒子が挙げられる。
表面層4の形成方法としては特に限定されるものではないが、塗料によるスプレー、浸漬、又はロールコートが挙げられる。特開昭57−5047号公報に記載されているような浸漬槽上端から塗料をオーバーフローさせる浸漬塗工方法は、表面層を形成する方法として簡便で生産安定性に優れている。
<トナー>
本発明では、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、シリカ微粒子とを含有するトナーであって、X線光電子分光装置(ESCA)により求めた、該トナー表面の該シリカ微粒子による被覆率X1が40.0面積%以上75.0面積%以下であり、該シリカ微粒子による理論被覆率をX2としたとき、下記式1で示される拡散指数が下記式2を満足する。
(式1)拡散指数=X1/X2
(式2)拡散指数≧−0.0042×X1+0.62
本発明者らの検討によれば、上記のようなトナーを用いることにより、使用環境によらず、カブリを抑制することができる。
ここで、カブリは以下の原因により発生すると考えている。
トナーへの帯電付与性の高い現像剤担持体を用いた場合は、低温低湿環境下において、規制部で滞留したトナーの帯電量が異常に高くなり、現像剤担持体表面にトナーが貼り付いてしまう現象が起きる。このような状態になると、黒後のトナーは現像剤表面との摩擦帯電機会が非常に少なく、ブレードニップを通過してしまう。その結果、トナーの電荷が低くなり易く、反転トナーも多く発生することにより、カブリを悪化させる。
本発明者らは、上述のような条件下においてもカブリを抑制するために、以下の点が重要であると考えている。
(1)外添剤をトナー粒子へしっかり付着させること
(2)ブレードニップにおいてトナー一粒一粒が帯電すること。特に、(2)を解決するためには、次の3点が重要である。
(2−1)トナーの離型性
これは、トナーが現像剤担持体から離れやすいことを示す。
(2−2)トナーの循環性
これは、現像剤担持体または現像ブレードに接触するトナーが動く際、接触していないトナーがそれに連動して、動くことを示す。
(2−3)トナーのほぐれ易さ
これは、ブレードニップにおける摺擦が、トナー一粒一粒に行われるように、トナーがほぐれやすいことを示す。
これらを同時に解決することで、カブリ抑制に厳しい条件においても、問題の発生が抑制できることを、本発明者らは見出した。特に、後述の「拡散指数」と、「トナーが一粒一粒にほぐれ易くなる現象」との間に密接な相関関係を見出し、本発明に至った。
以下に、本発明の形態の詳細について説明する。本発明のトナーは、「シリカ微粒子の外添状態」を以下のように規定する。
本発明のトナーは、X線光電子分光装置(ESCA)により求めた、トナー表面のシリカ微粒子による被覆率X1が40.0面積%以上75.0面積%以下であり、シリカ微粒子による理論被覆率をX2としたとき、下記(式1)で示される拡散指数が下記(式2)を満足することを特徴とするトナーである。
(式1)拡散指数=X1/X2
(式2)拡散指数≧−0.0042×X1+0.62
上記被覆率X1は、シリカ微粒子単体をESCAで測定した時のSi元素の検出強度に対して、トナーを測定した時のSi元素の検出強度の比から、算出することができる。この被覆率X1は、トナー粒子表面のうち、シリカ微粒子が実際に被覆している面積の割合を示す。
被覆率X1が40.0面積%以上75.0面積%以下の場合、耐久試験を通じて、トナーの流動性及び帯電性を良好な状態に制御できる。被覆率X1が40.0面積%未満の場合、後述するトナーのほぐれ易さを十分に得ることができず、厳しい評価条件においては、カブリを良化できない。
一方、シリカ微粒子による理論被覆率X2は、トナー粒子100質量部あたりのシリカ微粒子の質量部数、及びシリカ微粒子の粒径等を用い、下記(式4)より算出される。これはトナー粒子表面を理論的に被覆できる面積の割合を示す。
(式4)理論被覆率X2(面積%)=31/2/(2π)×(dt/da)×(ρt/ρa)×C×100
da:シリカ微粒子の個数平均粒径(D1)
dt:トナーの重量平均粒径(D4)
ρa:シリカ微粒子の真比重
ρt:トナーの真比重
C:シリカ微粒子の質量/トナーの質量
(Cは後述するトナー中のシリカ微粒子の含有量を用いる。)
上記(式1)で示される拡散指数の物理的な意味合いを以下に示す。
拡散指数は、実測の被覆率X1と理論的な被覆率X2の乖離を示す。この乖離の程度は、トナー粒子表面から垂直方向に二層、三層と積層したシリカ微粒子の多さを示すと考えている。理想的には拡散指数は1になるが、これは、被覆率X1が理論被覆率X2と一致した場合であり、二層以上積層したシリカ微粒子が全く存在しない状態である。一方、シリカ微粒子が、凝集した二次粒子としてトナー表面に存在すると、実測の被覆率と理論的な被覆率の乖離が生じ、拡散指数が低くなる。つまり、拡散指数は、二次粒子として存在するシリカ微粒子の量を示すと言い換えることもできる。
本発明において、拡散指数は、上記式2で示される範囲であることが重要であり、この範囲は従来の技術で製造されるトナーよりも大きいと考えている。拡散指数が大きいということは、トナー粒子表面のシリカ微粒子のうち二次粒子として存在している量が少なく、一次粒子として存在する量が多いことを示す。なお、上述した通り、拡散指数の上限は1である。
被覆率X1、及び、拡散指数が式2で示される範囲を同時に満たした場合、加圧時のトナーのほぐれ易さが大幅に改善できることを本発明者らは見出した。
これまで、トナーのほぐれ易さは、数nm程度の小粒径の外添剤を多量に外添して被覆率X1を上げることで、向上すると考えられてきた。一方、本発明者らの検討によると、被覆率X1を同じにして、拡散指数の異なるトナーのほぐれ易さを測定した場合、トナーのほぐれ易さに差が生じることが明らかとなった。さらに、加圧しながらほぐれ易さを測定した場合、さらに顕著な差が見られることも明らかとなった。特に、ブレードニップにおけるトナーの挙動をより反映するのは、加圧時のトナーのほぐれ易さであると本発明者らは考えている。このため、加圧時のトナーのほぐれ易さをより緻密に制御するために、被覆率X1に加えて拡散指数も非常に重要であると本発明者らは考えている。
被覆率X1、及び、拡散指数が式2で示される範囲を同時に満たした場合、トナーのほぐれ易さが良好になる理由について、本発明者らは次のように推測している。トナーがブレードニップのような狭く圧の高い場所に存在するとき、トナー同士は表面に存在する外添剤同士が衝突しないように、「噛みあわせ」の状態になりやすいことに起因すると考えている。このとき、二次粒子として存在しているシリカ微粒子が多いと、噛みあわせの影響が大きくなりすぎてしまい、迅速にトナー同士をほぐすのが困難になってしまう。
本発明における拡散指数の境界線は、被覆率X1が40.0面積%以上75.0面積%以下の範囲において、被覆率X1を変数とした関数である。この関数の算出は、シリカ微粒子、外添条件等を変化させて、被覆率X1と拡散指数を得た際、トナーが加圧時に十分にほぐれ易くなる現象から、経験的に得たものである。
ここで、拡散指数が被覆率X1に依存する理由に関して、本発明者らは次のように推測している。加圧時のトナーのほぐれ易さを改善するためには、二次粒子として存在しているシリカ微粒子の量が少ない方が良いが、被覆率X1の影響も少なからず受ける。被覆率X1が増加するにつれて、トナーのほぐれ易さが徐々に良好になるため、二次粒子として存在するシリカ微粒子の量の許容量が増えることになる。このように、拡散指数の境界線は、被覆率X1を変数とした関数になると考えている。すなわち、被覆率X1と拡散指数の間には相関関係があり、被覆率X1に応じて拡散指数を制御することが重要であることを、上記の如く実験的に求めた。
拡散指数が下記に示される(式3)の範囲にある場合、二次粒子として存在するシリカ微粒子の量が多くなり、トナーのほぐれやすさが足りないため、流動性が悪くなりカブリが悪化する。
(式3)拡散指数<−0.0042×X1+0.62
本発明のトナーは、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、シリカ微粒子とを含有する。本発明において、トナーは該シリカ微粒子をトナー粒子100質量部あたり0.40質量部以上1.50質量部以下含有することが好ましい。さらに好ましくは、シリカ微粒子をトナー粒子100質量部あたり0.50質量部以上1.30質量部以下含有する。
シリカ微粒子の含有量を上述範囲に制御することで、トナーの流動性を適正な状態に制御し、より優れた画像を提供できる。
シリカ微粒子はシリカ原体100質量部に対して15.0質量部以上40.0質量部以下のシリコーンオイルによって処理されており、該シリコーンオイルの炭素量基準の固定化率(%)が70%以上であることが好ましい。
ここで、シリコーンオイルの炭素量基準の固定化率は、シリカ原体表面に化学的に結合しているシリコーンオイル分子の量に対応する。
シリカ微粒子の、シリコーンオイルによる処理部数及び固定化率を上記範囲に制御することで、シリカ微粒子間の凝集性および摩擦係数を本発明に好ましい範囲に制御できる。そして、このシリカ微粒子を外添したトナーにも、同様な性質を付与させることができ、上述(2)の効果を改善しやすくなる。効果発現メカニズムに関して、発明者らは以下のように推測している。
一般に、シリカ原体に添加されるシリコーンオイル部数が増加すると、シリコーンオイル分子の有する低表面エネルギー性により、現像剤担持体や現像ブレードからの離型性が向上することが知られている。一方、シリコーンオイルの分子同士の親和性により、シリカ微粒子同士の離型性、又は凝集性は悪化するとともに、シリカ微粒子同士の摩擦係数が増加する。本発明では、シリコーンオイル処理部数が比較的多く、固定化率も高いシリカ微粒子を使用することを一特徴としている。このようなシリカ微粒子は、シリカ微粒子同士の凝集性を悪化させずに、摩擦係数を増加させることができる。シリコーンオイル分子の末端をシリカ原体表面に固定化することで、凝集性の悪化が軽減できていると本発明者らは考えている。
次に、上記シリカ微粒子をトナー粒子に外添した時の、トナー表面への影響について述べる。前述したトナー表面のシリカ微粒子による被覆率X1の範囲においては、トナー同士が接触する場合に、微視的には、トナー粒子表面に存在するシリカ微粒子同士の接触が支配的であるため、トナーもシリカ微粒子の性質の影響を強く受ける。このため、本発明のトナーは、トナー同士の凝集性を悪化させずに、トナー同士の摩擦係数を増加させたトナーであり、現像剤担持体や現像ブレードからの離型性が向上したトナーであると言える。
トナー同士の凝集性を悪化させずに摩擦係数を増加させることで、現像ブレードまたは現像剤担持体に接するトナーが動く時、トナー間の十分な摩擦力によって、現像ブレードまたは現像剤担持体に接していないトナーを動かすことができる。その結果、ブレードニップにおいて大きなトナーの循環を生み出すことが可能となる。すなわち、上記(2−1)および(2−2)の効果を同時に得ることが可能となる。
なお、上記シリカ微粒子のシリコーンオイルによる処理部数は、シリカ原体100質量部に対して17.0質量部以上30.0質量部以下であることが好ましく、また、シリコーンオイルの炭素量基準の固定化率(%)は90%以上であることが好ましい。
本発明のトナーは、着色剤を含有する。
本発明に好ましく使用される着色剤として、以下のものが挙げられる。
シアン系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物が挙げられる。
マゼンタ系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、以下のものが挙げられる。
縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、
塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物。
イエロー系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、上記イエロー系着色剤、マゼンタ系着色剤、及びシアン系着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。
着色剤を用いる場合、好ましくは重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し1質量部以上20質量部以下添加して用いられる。
本発明のトナーは、磁性体を含有させることも可能である。本発明において、磁性体は着色剤の役割をかねることもできる。
本発明に用いられる磁性体は、四三酸化鉄やγ−酸化鉄などを主成分とするものであり、リン、コバルト、ニッケル、銅、マグネシウム、マンガン、アルミニウムなどの元素を含んでもよい。磁性体の形状としては、多面体、8面体、6面体、球形、針状、燐片状などがあるが、多面体、8面体、6面体、球形等の異方性の少ないものが、画像濃度を高める上で好ましい。本発明における磁性体の含有量は、重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対して、50質量部以上150質量部以下であることが好ましい。
本発明のトナーは、ワックスを含有することが好ましい。該ワックスとして、炭化水素系ワックスを含むことが好ましい。その他のワックスとして、以下のものが挙げられる。アミドワックス、高級脂肪酸、長鎖アルコール、ケトンワックス、エステルワックス及びこれらのグラフト化合物、ブロック化合物の如き誘導体。必要に応じて2種以上のワックスを併用しても良い。その中でも、フィッシャートロプシュ法による炭化水素系ワックスを使用した場合、現像性を長期にわたり良好に維持した上で、耐高温オフセット性を良好に保ち得る。なお、これらの炭化水素系ワックスには、トナーの帯電性に影響を与えない範囲で酸化防止剤が添加されていてもよい。
ワックスの含有量は、結着樹脂100質量部に対して、4.0質量部以上30.0質量部以下であることが好ましく、より好ましくは16.0質量部以上28.0質量部以下である。
本発明のトナーにおいては、必要に応じて荷電制御剤をトナー粒子に含有させることも可能である。荷電制御剤を配合することにより、荷電特性を安定化し、現像システムに応じた最適の摩擦帯電量のコントロールが可能となる。
荷電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナー粒子を直接重合法により製造する場合には、重合阻害性が低く、水系媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。
本発明のトナーは、これら荷電制御剤を単独で或いは2種類以上組み合わせて含有することができる。
荷電制御剤の配合量は、重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対して、0.3質量部以上10.0質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.5質量部以上8.0質量部以下である。
本発明のトナーは、トナー粒子とシリカ微粒子とを含有する。
本発明に用いられるシリカ微粒子は、シリカ原体100質量部に対して15.0質量部以上40.0質量部以下のシリコーンオイルによって疎水化処理して製造することが好ましい。疎水化処理の程度は、高温多湿環境における帯電性の低下の抑制という観点から、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が70%以上であることが好ましく、より好ましくは80%以上である。
上記シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が挙げられる。
本発明において、シリカ微粒子の処理に用いるシリコーンオイルの25℃における動粘度は、30cSt以上500cSt以下であることが好ましい。動粘度が上記範囲の場合、シリカ原体をシリコーンオイルで疎水化処理する際に、均一性を制御しやすい。さらに、シリコーンオイルの動粘度は、シリコーンオイルの分子鎖長に密接に関係しており、動粘度が上述の範囲にある場合、シリカ微粒子の凝集度を好適な範囲に制御しやすいため、好ましい。シリコーンオイルの25℃における動粘度のより好ましい範囲は、40cSt以上300cSt以下である。シリコーンオイルの動粘度を測定する装置としては、細管式動粘度計(蕪木科学器械工業(株)製)又は全自動微量動粘度計(ビスコテック(株)製)が挙げられる。
本発明に用いられるシリカ微粒子は、シリカ原体をシリコーンオイルにより処理した後に、アルコキシシラン及びシラザンの少なくとも一方で処理されたものであることが好ましい。こうすることにより、シリコーンオイルで疎水化処理できなかったシリカ原体表面を疎水化処理できるため、高疎水化度のシリカ微粒子を安定して得ることが可能である。さらに、トナーのほぐれ易さを大幅に改善できるため、好ましい。ほぐれ易さを改善できる理由について、本発明者らは以下のように考えている。シリカ微粒子表面のシリコーンオイル分子末端のうち、片末端のみが自由度を有しており、シリカ微粒子同士の凝集性に影響する。一方、上述のような2段処理を行うことで、シリカ微粒子の最表面にシリコーンオイル分子末端がほとんど存在しなくなるため、シリカ微粒子の凝集性をより低下させることができる。これにより、外添した際のトナー同士の凝集性を大幅に低下させることができ、トナーのほぐれ易さを向上することが可能である。
本発明において、シリカ原体は、例えば、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成された、いわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラス等から製造された、いわゆる湿式シリカの両者が使用可能である。
本発明に用いられるシリカ微粒子は、上記処理工程中に、又は、処理工程後に解砕処理を行ってもよい。さらに、2段処理を行う場合、処理の間に解砕処理を行うことも可能である。
上記シリカ原体のシリコーンオイルによる表面処理、並びに、アルコキシシラン及びシラザンによる表面処理は乾式処理または湿式処理の何れでも良い。
上記シリカ原体のシリコーンオイルによる表面処理の具体的な手順は、例えば、シリコーンオイルを溶かした溶剤(好ましくは有機酸等でpH4に調整)の中にシリカ微粒子を入れて反応させ、その後、溶剤を除去する。その後、解砕処理を施してもよい。
続いて、アルコキシシラン及びシラザンの少なくとも一方による表面処理を行う場合の具体的な手順としては、アルコキシシラン及びシラザンの少なくとも一方を溶かした溶剤の中に、解砕したシリコーンオイル処理済シリカ微粒子を入れて反応させ、その後、溶剤を除去し、解砕処理を施す。また、以下のような方法でも良い。例えば、シリコーンオイルによる表面処理では、シリカ微粒子を反応槽に入れる。そして、窒素雰囲気下、撹拌しながらアルコール水を添加し、シリコーンオイルを反応槽に導入して表面処理を行い、さらに加熱撹拌して溶剤を除去し、解砕処理を行う。アルコキシシラン及びシラザンの少なくとも一方による表面処理では、窒素雰囲気下、撹拌しながら、アルコキシシラン及びシラザンの少なくとも一方を導入して表面処理を行い、さらに加熱撹拌して溶剤を除去した後に冷却する。
上記アルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシランが好適に例示できる。一方、シラザンとしては、ヘキサメチルジシラザンが好適に例示できる。
これらアルコキシシラン及びシラザンの少なくとも一方による処理量は、シリカ原体100質量部に対して、アルコキシシラン及びシラザンの少なくとも一方の総量として、0.1質量部以上20.0質量部以下である。
上記シリカ微粒子における、シリコーンオイルの炭素量基準の固定化率を上げるためには、上述のシリカ微粒子を得る過程において、シリコーンオイルをシリカ原体の表面に化学的に固定化させる必要がある。そのためには、シリカ微粒子を得る過程において、シリコーンオイルの反応のために、加熱処理を行う方法が好適に例示できる。加熱処理温度は100℃以上が好ましく、加熱処理温度が高いほど、固定化率を上げることが可能である。この加熱処理工程は、シリコーンオイル処理を行った直後に行うことが好ましいが、解砕処理を行う場合は、解砕処理工程後に加熱処理工程を行ってもよい。
本発明に用いられるシリカ微粒子は、見掛け密度が15g/L以上50g/L以下であることが好ましい。シリカ微粒子の見掛け密度が上記範囲にあることは、シリカ微粒子が密に詰まり難く、微粒子間に空気を多く介在しながら存在しており、見掛け密度が非常に低いことを示している。このため、トナーにおいても、トナー同士が密に詰まりにくくなるため、劣化の速度を大幅に低下することが可能である。より好ましい範囲は、18g/L以上45g/L以下である。
シリカ微粒子の見掛け密度を上記範囲に制御する手段としては、シリカ微粒子に用いるシリカ原体の粒径、上述の解砕処理の有無とその強度、及びシリコーンオイルの処理量等を調整することが挙げられる。シリカ原体の粒径を低下させることで、得られるシリカ微粒子のBET比表面積が大きくなり、空気を多く介在できるようになるため、見掛け密度を低下させることができる。また、解砕処理を行うことで、シリカ微粒子に含有される、比較的大きな二次粒子を、比較的小さな二次粒子へほぐすことができ、見掛け密度を低下させることが可能である。
本発明に用いられるシリカ原体は、トナーに良好な流動性を付与する為に、窒素吸着によるBET法で測定した比表面積(BET比表面積)が130m/g以上330m/g以下のものが好ましい。この範囲の場合、トナーに付与する流動性及び帯電性が確保しやすくなる。シリカ原体のBET比表面積は、200m/g以上320m/g以下であることがより好ましい。
上記窒素吸着によるBET法で測定した比表面積(BET比表面積)の測定は、JIS Z8830(2001年)に準じて行う。測定装置としては、定容法によるガス吸着法を測定方式として採用している「自動比表面積・細孔分布測定装置 TriStar3000(島津製作所社製)」を用いる。
また、本発明に用いられるシリカ原体の一次粒子の個数平均粒径は、3nm以上50nm以下であることが好ましく、5nm以上40nm以下であることがより好ましい。
本発明のトナーは、現像性や定着性のバランスの観点から、重量平均粒径(D4)が、5.0μm以上、10.0μm以下であることが好ましく、より好ましく5.5μm以上、9.5μm以下である。
本発明において、トナー粒子の平均円形度は、0.960以上であることが好ましく、0.970以上であることがより好ましい。トナー粒子の平均円形度が0.960以上の場合、トナーの形状が球形又はこれに近い形となり、流動性に優れ均一な摩擦帯電性を得られやすい。そのため、耐久後半においても高い現像性を維持し易くなるために好ましい。加えて、平均円形度が高いトナー粒子は、後述する無機微粒子の外添処理において、上記被覆率X1及び拡散指数を本発明の範囲へ制御しやすくなるため、好ましい。さらに、加圧時のトナーのほぐれ易さという観点においても、トナー粒子の表面形状における噛み合わせ効果が発生し難くなり、ほぐれ易さをさらに向上できるため、好ましい。
以下に、本発明のトナーの製造方法について例示するが、これに限定されるわけではない。
本発明のトナーは、シリカ微粒子のシリコーンオイルによる処理部数、シリコーンオイルの炭素量基準の固定化率、被覆率X1及び拡散指数を調整することができ、好ましくは平均円形度を調整する工程を有する製造方法であれば、それ以外の製造工程においては、特に限定されず、公知の方法によって製造することができる。
粉砕法により製造する場合は、例えば、結着樹脂及び着色剤、並びに、必要に応じて離型剤等のその他の添加剤等を、ヘンシェルミキサー又はボールミル等の混合機により十分混合する。その後、加熱ロール、ニーダー、及びエクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練してトナー材料を分散又は溶解し、冷却固化、粉砕後、分級、必要に応じて表面処理を行ってトナー粒子を得る。分級及び表面処理の順序はどちらが先でもよい。分級工程においては生産効率上、多分割分級機を用いることが好ましい。
上記粉砕には、機械衝撃式、ジェット式等の公知の粉砕装置を用いた方法により行うことができる。また、本発明の好ましい円形度を有するトナーを得るためには、更に熱をかけて粉砕したり、補助的に機械的衝撃力を加える処理を行ったりすることが好ましい。また、微粉砕(必要に応じて分級)されたトナー粒子を熱水中に分散させる湯浴法、熱気流中を通過させる方法などを用いても良い。
機械的衝撃力を加える手段としては、例えば川崎重工社製のクリプトロンシステムやターボ工業社製のターボミル等の機械衝撃式粉砕機を用いる方法が挙げられる。また、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステムや奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステム等の装置のように、圧縮力、摩擦力等の力によりトナーに機械的衝撃力を加える方法が挙げられる。
本発明に用いられるトナー粒子は、分散重合法、会合凝集法、溶解懸濁法、及び懸濁重合法等の如き水系媒体中で製造されたものであることが好ましく、懸濁重合法で製造されたものであることがより好ましい。
懸濁重合法とは、重合性単量体及び着色剤、並びに、必要に応じて重合開始剤、架橋剤及び荷電制御剤などのその他の添加剤を、均一に溶解又は分散させて重合性単量体組成物を得る。その後、この重合性単量体組成物を、分散安定剤を含有する連続層(例えば水相)中に適当な撹拌器を用いて分散後、重合性単量体組成物中の重合性単量体を重合し、所望の粒径を有するトナー粒子を得るものである。この懸濁重合法で得られるトナー粒子(以後、「重合トナー粒子」ともいう)は、個々のトナー粒子形状がほぼ球形に揃っているため、所定の平均円形度を満たし、かつ、帯電量の分布も比較的均一となるために好ましい。
本発明に関わる重合トナー粒子の製造において、重合性単量体組成物を構成する重合性単量体としては公知のものが使用できる。その中でも、スチレン又はスチレン誘導体を単独で、或いは他の重合性単量体と混合して使用することがトナーの現像特性及び耐久性の点から好ましい。
本発明において、上記懸濁重合法に使用される重合開始剤としては、重合反応時における半減期が0.5時間以上30.0時間以下であるものが好ましい。また、重合開始剤の添加量は重合性単量体100質量部に対して0.5質量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。
具体的な重合開始剤例としては、アゾ系又はジアゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤が挙げられる。
上記懸濁重合法において、重合反応時に架橋剤を添加しても良く、好ましい添加量としては、重合性単量体100質量部に対して0.1質量部以上10.0質量部以下である。
ここで架橋剤としては、主として2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられ、例えば、芳香族ジビニル化合物、二重結合を2個有するカルボン酸エステル、ジビニル化合物、及び3個以上のビニル基を有する化合物、が単独で、又は2種以上の混合物として用いられる。
以下、具体的に懸濁重合法によるトナー粒子の製造を説明するが、これに限定されるわけではない。まず、上述の重合性単量体及び着色剤等を適宜加えて、ホモジナイザー、ボールミル、超音波分散機等の分散機に依って均一に溶解又は分散させた重合性単量体組成物を、分散安定剤を含有する水系媒体中に懸濁する。この時、高速撹拌機もしくは超音波分散機のような分散機を使用して一気に所望のトナー粒子のサイズとするほうが、得られるトナー粒子の粒径がシャープになる。重合開始剤添加の時期としては、重合性単量体中に他の添加剤を添加する時に同時に加えても良いし、水系媒体中に懸濁する直前に混合しても良い。また、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体又は溶媒に溶解した重合開始剤を加えることもできる。
造粒後は、通常の撹拌機を用いて、粒子状態が維持され且つ粒子の浮遊・沈降が防止される程度の撹拌を行なえば良い。
上記分散安定剤として公知の界面活性剤、有機分散剤又は無機分散剤が使用できる。中でも無機分散剤は、有害な超微粉を生じ難く、その立体障害性により分散安定性を得ているので反応温度を変化させても安定性が崩れ難く、洗浄も容易でトナーに悪影響を与え難いため、好ましく使用できる。こうした無機分散剤の例としては、燐酸三カルシウム、燐酸マグネシウム、燐酸アルミニウム、燐酸亜鉛、ヒドロキシアパタイト等の燐酸多価金属塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、メタ硅酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の無機化合物が挙げられる。
これらの無機分散剤は、重合性単量体100質量部に対して0.20質量部以上20.00質量部以下の量を用いる事が好ましい。また、上記分散安定剤は単独で用いても良いし、複数種を併用してもよい。更に、重合性単量体100質量部に対して、0.0001質量部以上0.1000質量部以下の界面活性剤を併用しても良い。
上記重合性単量体の重合反応における、重合温度は40℃以上、一般には50℃以上90℃以下の温度に設定される。
上記重合性単量体の重合終了後、得られた重合体粒子を公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥することによりトナー粒子が得られる。このトナー粒子に、無機微粒子であるシリカ微粒子を外添混合してトナー粒子の表面に付着させることで、本発明のトナーを得る。
また、製造工程(無機微粒子の混合前)に分級工程を入れ、トナー粒子中に含まれる粗粉や微粉を除去することも可能である。
本発明のトナーには、上記シリカ微粒子に加えて、一次粒子の個数平均粒径(D1)が80nm以上、3μm以下の粒子を添加してもよい。例えば、フッ素樹脂粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤;酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤;シリカ等のスペーサー粒子を本発明の効果に影響を与えない程度に少量用いることもできる。
上記シリカ微粒子を外添混合する混合処理装置としては、公知の混合処理装置を用いることができるが、被覆率X1及び拡散指数を容易に制御できる点で図5に示すような装置が好ましい。
図5は、本発明に用いられるシリカ微粒子を外添混合する際に、用いることができる混合処理装置の一例を示す模式図である。
当該混合処理装置は、トナー粒子とシリカ微粒子に対して、狭いクリアランス部において、シェアがかかる構成になっているために、シリカ微粒子を二次粒子から一次粒子へとほぐしながら、トナー粒子表面に付着することができる。
さらに、後述するように、回転体の軸方向において、トナー粒子とシリカ微粒子が循環しやすく、固着が進む前に十分に均一混合されやすい点で、被覆率X1及び拡散指数を本発明において好ましい範囲に制御しやすい。
一方、図6は、上記混合処理装置に使用される攪拌部材の構成の一例を示す模式図である。
以下、上記シリカ微粒子の外添混合工程について図5及び図6を用いて説明する。
上記シリカ微粒子を外添混合する混合処理装置は、少なくとも複数の攪拌部材3が表面に設置された回転体2と、回転体を回転駆動する駆動部29と、攪拌部材24と間隙を有して設けられた本体ケーシング22とを有する。
本体ケーシング22の内周部と、撹拌部材24との間隙(クリアランス)は、トナー粒子に均一にシェアを与え、シリカ微粒子を二次粒子から一次粒子へとほぐしながら、トナー粒子表面に付着しやすくするために、一定かつ微小に保つことが重要である。
また本装置は、本体ケーシング22の内周部の径が、回転体23の外周部の径の2倍以下である。図5において、本体ケーシング22の内周部の径が、回転体23の外周部の径(回転体23から撹拌部材24を除いた胴体部の径)の1.7倍である例を示す。本体ケーシング22の内周部の径が、回転体23の外周部の径の2倍以下であると、トナー粒子に力が作用する処理空間が適度に限定されるため、二次粒子となっているシリカ微粒子に十分に衝撃力が加わるようになる。
また、上記クリアランスは、本体ケーシングの大きさに応じて、調整することが重要である。本体ケーシング22の内周部の径の、1%以上5%以下程度とすることが、シリカ微粒子に十分なシェアをかけるという点で重要である。具体的には、本体ケーシング22の内周部の径が130mm程度の場合は、クリアランスを2mm以上5mm以下程度とし、本体ケーシング22の内周部の径が800mm程度の場合は、10mm以上30mm以下程度とすればよい。
本発明におけるシリカ微粒子の外添混合工程は、混合処理装置を用い、駆動部29によって回転体23を回転させ、混合処理装置中に投入されたトナー粒子及びシリカ微粒子を攪拌、混合することで、トナー粒子の表面にシリカ微粒子を外添混合処理する。
図6に示すように、複数の撹拌部材24の少なくとも一部が、回転体23の回転に伴って、トナー粒子及びシリカ微粒子を回転体の軸方向の一方向に送る送り用撹拌部材24aとして形成される。また、複数の撹拌部材24の少なくとも一部が、トナー粒子及びシリカ微粒子を、回転体23の回転に伴って、回転体の軸方向の他方向に戻す戻し用撹拌部材24bとして形成されている。
ここで、図5のように、原料投入口5と製品排出口27が本体ケーシング22の両端部に設けられている場合には、原料投入口26から製品排出口27へ向かう方向(図5で右方向)を「送り方向」という。
すなわち、図6に示すように、送り用撹拌部材24aの板面は送り方向(34)にトナー粒子を送るように傾斜している。一方、撹拌部材24bの板面は戻り方向(33)にトナー粒子及びシリカ微粒子を送るように傾斜している。
これにより、「送り方向」への送り(34)と、「戻り方向」への送り(33)とを繰り返し行いながら、トナー粒子の表面にシリカ微粒子の外添混合処理を行う。
また、撹拌部材24aと24bは、回転体23の円周方向に間隔を置いて配置した複数枚の部材が一組となっている。図6に示す例では、撹拌部材24a、24bが回転体23に互いに180度の間隔で2枚の部材が一組をなしているが、120度の間隔で3枚、あるいは90度の間隔で4枚、というように多数の部材を一組としてもよい。
図6に示す例では、撹拌部材24aと24bは等間隔で、計12枚形成されている。
さらに、図6において、Dは撹拌部材の幅、dは撹拌部材の重なり部分を示す間隔を示す。トナー粒子及びシリカ微粒子を、送り方向と戻り方向に効率よく送る観点から、図6における回転体2の長さに対して、Dは20%以上30%程度の幅であることが好ましい。図6においては、23%である例を示す。さらに撹拌部材24aと24bは撹拌部材24aの端部位置から垂直方向に延長線を引いた場合、撹拌部材24bと撹拌部材の重なり部分dをある程度有することが好ましい。これにより、二次粒子となっているシリカ微粒子に効率的にシェアをかけることが可能である。Dに対するdは、10%以上30%以下であることがシェアをかける点で好ましい。
なお、羽根の形状に関しては、図6に示すような形状以外にも、送り方向及び戻り方向にトナー粒子を送ることができ、クリアランスを維持することができれば、曲面を有する形状や先端羽根部分が棒状アームで回転体23に結合されたパドル構造であってもよい。
以下、図5及び図6に示す装置の模式図に従って、本発明を更に詳細に説明する。
図5に示す装置は、少なくとも複数の攪拌部材24が表面に設置された回転体23と、回転体23を回転駆動する駆動部29と、攪拌部材24と間隙を有して設けられた本体ケーシング22と、本体ケーシング22の内側及び回転体端部側面31にあって、冷熱媒体を流すことのできるジャケット25を有している。
更に、図5に示す装置は、トナー粒子及びシリカ微粒子を導入するために、本体ケーシング22上部に形成された原料投入口26、外添混合処理されたトナーを本体ケーシング22から外に排出するために、本体ケーシング22下部に形成された製品排出口27を有している。
更に、図5に示す装置は、原料投入口26内に、原料投入口用インナーピース37が挿入されており、製品排出口37内に、製品排出口用インナーピース38が挿入されている。
本発明においては、まず、原料投入口26から原料投入口用インナーピース37を取り出し、トナー粒子を原料投入口5より処理空間30に投入する。次にシリカ微粒子を原料投入口26より処理空間30に投入し、原料投入口用インナーピース37を挿入する。次に、駆動部29により回転体23を回転させ(32は回転方向を示す)、上記で投入した処理物を、回転体23表面に複数設けられた撹拌部材24により撹拌、混合しながら外添混合処理する。
尚、投入する順序は、先にシリカ微粒子を原料投入口26より投入し、次に、トナー粒子を原料投入口26より投入しても構わない。また、ヘンシェルミキサーのような混合機で予め、トナー粒子とシリカ微粒子を混合した後、混合物を、図5に示す装置の原料投入口26より投入しても構わない。
より具体的には、外添混合処理条件として、駆動部29の動力を、0.2W/g以上、2.0W/g以下に制御することが、本発明で規定する被覆率X1及び拡散指数を得るうえで好ましい。また、駆動部29の動力を、0.6W/g以上、1.6W/g以下に制御することが、より好ましい。
0.2W/gより動力が低い場合には、被覆率X1が高くなりにくく、拡散指数が低くなりすぎる傾向にある。一方、2.0W/gより高い場合には、拡散指数が高くなるが、シリカ微粒子が埋め込まれすぎてしまう傾向にある。
処理時間としては、特に限定されないが、好ましくは、3分以上10分以下である。処理時間が3分より短い場合には、被覆率X1及び拡散指数が低くなる傾向にある。
外添混合時の撹拌部材の回転数については特に限定されないが、図5に示す装置の処理空間9の容積が2.0×10−3m3の装置において、撹拌部材3の形状を図6のものとしたときの撹拌部材の回転数としては、800rpm以上、3000rpm以下であることが好ましい。800rpm以上3000rpm以下であることで本発明で規定する被覆率X1及び拡散指数を得やすくなる。
さらに、本発明において、特に好ましい処理方法は、外添混合処理操作の前に、プレ混合工程を持たせることである。プレ混合工程を入れることにより、シリカ微粒子がトナー粒子表面上で高度に均一分散されることで、被覆率X1が高くなりやすく、さらに拡散指数を高くしやすい。
より具体的には、プレ混合処理条件として、駆動部29の動力を、0.06W/g以上0.20W/g以下とし、処理時間を0.5分以上1.5分以下とすることが好ましい。プレ混合処理条件として、0.06W/gより負荷動力が低い、或いは処理時間が0.5分より短い場合には、プレ混合として十分な均一混合がなされにくい。一方、プレ混合処理条件として、0.20W/gより負荷動力が高い、或いは処理時間1.5分より長い場合には、十分な均一混合がなされる前に、トナー粒子表面にシリカ微粒子が固着されてしまう場合がある。
プレ混合処理の撹拌部材の回転数については、図5に示す装置の処理空間9の容積が2.0×10−3の装置において、撹拌部材3の形状を図6のものとしたときの撹拌部材の回転数としては、50rpm以上500rpm以下であることが好ましい。50rpm以上500rpm以下であることで本発明で規定する被覆率X1及び拡散指数を得やすくなる。
外添混合処理終了後、製品排出口27内の、製品排出口用インナーピース38を取り出し、駆動部29により回転体23を回転させ、製品排出口27からトナーを排出する。得られたトナーを、必要に応じて円形振動篩機等の篩機で粗粒等を分離し、トナーを得る。
<<物性測定方法>>
〔1〕現像剤担持体表面の表面粗さ(Ra:算術平均粗さ)測定
表面粗さ(JIS B0601−2001)に準拠する表面粗さ測定器(商品名:サーフコーダSE−3500、株式会社小坂研究所製)にて、軸方向3箇所、周方向3箇所の計9箇所について測定し、その平均値を現像剤担持体の表面粗さRaとする。なお、カットオフは0.8mm、測定距離は8.0mm、送り速度は0.2mm/secとする。
〔2〕シリカ微粒子の定量方法
(1)トナー中のシリカ微粒子の含有量の定量(標準添加法)
トナー3gを直径30mmのアルミリングに入れ、10トンの圧力でペレットを作製する。そして、波長分散型蛍光X線分析(XRF)により、珪素(Si)の強度を求める(Si強度−1)。なお、測定条件は使用するXRF装置で最適化されたものであれば良いが、一連の強度測定はすべて同一条件で行うこととする。トナーに、一次粒子の個数平均粒径が12nmのシリカ微粒子を、トナーに対して1.0質量%添加して、コーヒーミルにより混合する。
混合後、上記と同様にペレット化したのちに、上記同様にSiの強度を求める(Si強度−2)。同様の操作を、シリカ微粒子を、トナーに対して2.0質量%、3.0質量%添加混合したサンプルにおいても、Siの強度を求める(Si強度−3,Si強度−4)。Si強度−1乃至4を用いて、標準添加法によりトナー中のシリカ含有量(質量%)を計算する。
(2)トナーからシリカ微粒子の分離
トナーが磁性体を含有する場合、次の工程を経て、シリカ微粒子の定量を行う。
トナー5gを、精密天秤を用いて200mlの蓋付きポリカップに秤量し、メタノールを100ml加え、超音波分散機で5分間分散させる。ネオジム磁石によりトナーを引き付け、上澄み液を捨てる。メタノールによる分散と上澄みを捨てる操作を3回繰り返したのち、10%NaOHを100mlと、「コンタミノンN」(商品名、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)を数滴加え、軽く混合したのち、24時間静置する。その後、再びネオジム磁石を用いて分離する。なお、この際にNaOHが残留しないように繰り返し蒸留水ですすぐ。回収された粒子を真空乾燥機により十分に乾燥させ、粒子Aを得る。上記操作により、外添されたシリカ微粒子は溶解、除去される。
(3)粒子A中のSi強度測定
3gの粒子Aを直径30mmのアルミリングに入れ、10トンの圧力でペレットを作製し、波長分散型蛍光X線分析(XRF)により、Siの強度を求める(Si強度−5)。Si強度−5とトナー中のシリカ含有量の定量で使用したSi強度−1乃至4を利用して、粒子A中のシリカ含有量(質量%)を計算する。
(4)トナーから磁性体の分離
5gの粒子Aに対して、100mlのテトラヒドロフランを加え、良く混合した後に超音波分散を10分間行う。磁石により磁性粒子を引き付け、上澄み液を捨てる。この作業を5回繰り返し、粒子Bを得る。この操作で、磁性体以外の樹脂等の有機成分はほぼ取り除くことができる。ただし、樹脂中のテトラヒドロフラン不溶解分が残存する可能性があるため、上記操作で得られた粒子Bを800℃まで加熱して残存する有機成分を燃焼させることが好ましく、加熱後に得られた粒子Cを、トナーに含有されていた磁性体と近似することができる。
粒子Cの質量を測定することにより、磁性トナー中の磁性体含有量W(質量%)とすることができる。この際、磁性体の酸化増量分を補正するために、粒子Cの質量に0.9666(Fe→Fe)を乗じる。
各定量値を以下の式に代入することにより、外添されたシリカ微粒子量を算出する。
外添されたシリカ微粒子量(質量%)=トナー中のシリカ含有量(質量%)−粒子A中のシリカ含有量(質量%)
〔3〕被覆率X1の測定方法
トナー表面のシリカ微粒子による被覆率X1は、以下のようにして算出する。
下記装置を下記条件にて使用し、トナー表面の元素分析を行う。
・測定装置:Quantum2000(商品名、アルバックファイ株式会社製)
・X線源:モノクロAl Kα
・Xray Setting:100μmφ(25W(15KV))
・光電子取りだし角:45度
・中和条件:中和銃とイオン銃の併用
・分析領域:300×200μm
・Pass Energy:58.70eV
・ステップサイズ:1.25eV
・解析ソフト:Maltipak(PHI社)
ここで、Si原子の定量値の算出には、C 1c(B.E.280〜295eV)、O 1s(B.E.525〜540eV)及びSi 2p(B.E.95〜113eV)のピークを使用した。ここで得られたSi元素の定量値をY1とする。
次いで、シリカ微粒子単体の測定を行う。トナーからシリカ微粒子単体を得る方法としては、上述の「トナーからシリカ微粒子を分離」に記載した手法を用いる。ここで得たシリカ微粒子を用いて、上述のトナー表面の元素分析と同様にして、シリカ微粒子単体の元素分析を行い、ここで得られたSi元素の定量値をY2とする。
本発明において、トナー表面のシリカ微粒子による被覆率X1を次のように定義する。
被覆率X1(面積%)=Y1/Y2×100
尚、本測定の精度を向上させるために、Y1及びY2の測定を、2回以上行うことが好ましい。
〔4〕トナーの重量平均粒径(D4)の測定方法
トナーの重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する(トナー粒子の場合も同様に算出する)。測定装置としては、100μmのアパーチャチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(商品名、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(商品名、ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(商品名、ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行う。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(商品名、ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャのフラッシュ」機能により、アパーチャチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(商品名、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(商品名、日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
〔5〕シリカ微粒子の一次粒子の個数平均粒径の測定方法
シリカ微粒子の一次粒子の個数平均粒径は、日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S−4800(商品名、(株)日立ハイテクノロジーズ製)にて撮影されるトナー表面のシリカ微粒子画像から算出される。S−4800の画像撮影条件は以下の通りである。
(1)試料作製
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペーストを薄く塗り、その上にトナーを吹きつける。さらにエアブローして、余分なトナーを試料台から除去し十分乾燥させる。試料台を試料ホルダにセットし、試料高さゲージにより試料台高さを36mmに調節する。
(2)S−4800観察条件設定
シリカ微粒子の一次粒子の個数平均粒径の算出は、S−4800の反射電子像観察により得られた画像を用いて行う。反射電子像は二次電子像と比べてシリカ微粒子のチャージアップが少ないため、シリカ微粒子の粒径を精度良く測定することが出来る。
S−4800の鏡体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間置く。S−4800の「PCSTEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄化)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20〜40μAであることを確認する。試料ホルダをS−4800鏡体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。
加速電圧表示部をクリックしてHV設定ダイアログを開き、加速電圧を[0.8kV]、エミッション電流を[20μA]に設定する。オペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、信号選択を[SE]に設置し、SE検出器を[上(U)]および[+BSE]を選択し、[+BSE]の右の選択ボックスで[L.A.100]を選択し、反射電子像で観察するモードにする。同じくオペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、電子光学系条件ブロックのプローブ電流を[Normal]に、焦点モードを[UHR]に、WDを[3.0mm]に設定する。コントロールパネルの加速電圧表示部の[ON]ボタンを押し、加速電圧を印加する。
(3)シリカ微粒子の個数平均粒径(D1)(前記da)の算出
コントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を100000(100k)倍に設定する。操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。この操作を更に2度繰り返し、ピントを合わせる。
その後、トナー表面上の少なくとも300個のシリカ微粒子について粒径を測定して、平均粒径を求める。ここで、シリカ微粒子は凝集塊として存在するものもあるため、一次粒子と確認できるものの最大径を求め、得られた最大径を算術平均することによって、シリカ微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)(da)を得る。
〔6〕トナー粒子の平均円形度の測定方法
トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(商品名、シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2ml加える。更に測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
測定には、対物レンズとして「UPlanApro」(倍率10倍、開口数0.40)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測する。そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定し、トナー粒子の平均円形度を求める。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えば、Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、本発明においては、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像測定装置を使用する。解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行う。
フロー式粒子像測定装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。試料チャンバーへ加えられた試料は、試料吸引シリンジによって、フラットシースフローセルに送り込まれる。フラットシースフローに送り込まれた試料は、シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。フラットシースフローセル内を通過する試料に対しては、1/60秒間隔でストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は512×512画素の画像処理解像度(一画素あたり0.37×0.37μm)で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の投影面積Sや周囲長L等が計測される。
次に、上記面積Sと周囲長Lを用いて円相当径と円形度を求める。円相当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、円形度は、円相当径から求めた円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割った値として定義され、次式で算出される。
円形度=2×(π×S)1/2/L
粒子像が円形の時に円形度は1.000になり、粒子像の外周の凹凸の程度が大きくなればなるほど円形度は小さい値になる。各粒子の円形度を算出後、円形度0.200〜1.000の範囲を800分割し、得られた円形度の相加平均値を算出し、その値を平均円形度とする。
〔7〕シリカ微粒子の見掛け密度の測定方法
シリカ微粒子の見掛け密度の測定は、100mlのメスシリンダーに、紙の上にのせた測定試料をゆっくり加えて100mlになるようにし、試料を加える前と後のメスシリンダーの質量差を求め次式によって算出する。なお、試料をメスシリンダーに加える場合、紙を叩いたりしないよう注意する。
見掛け密度(g/L)=(100ml投入した時点の質量(g))/0.1
<トナー及びシリカ微粒子の真比重の測定方法>
トナー及びシリカ微粒子の真比重は、乾式自動密度計オートピクノメーター(ユアサアイオニクス社製)により測定した。条件は下記の通りである。
セル:SMセル(10ml)
サンプル量:約2.0g(トナー)、0.05g(シリカ微粒子)
この測定方法は、気相置換法に基づいて、固体・液体の真比重を測定するものである。液相置換法と同様、アルキメデスの原理に基づいているが、置換媒体としてガス(アルゴンガス)を用いるため、微細孔への精度が高い。
〔8〕シリカ微粒子における、シリコーンオイルの炭素量基準の固定化率の測定方法
(遊離シリコーンオイルの抽出)
(1)ビーカーにシリカ微粒子0.50g、クロロホルム40mlを入れ、2時間攪拌する。
(2)攪拌を止めて、12時間静置する。
(3)サンプルをろ過して、クロロホルム40mlで3回洗浄する。
(炭素量測定)
酸素気流下、1100℃で試料を燃焼させ、発生したCO、CO2量をIRの吸光度により測定して、試料中の炭素量を測定する。シリコーンオイルの抽出前後での炭素量を比較して、シリコーンオイルの炭素量基準の固定化率を下記の通り計算する。
(1)試料0.40gを円筒金型に入れプレスする。
(2)プレスした試料0.15gを精秤し、燃焼用ボードに乗せ、堀場製作所EMA−110で測定する。
(3)[シリコーンオイル抽出後の炭素量]/[シリコーンオイル抽出前の炭素量]×100、をシリコーンオイルの炭素量基準の固定化率とする。
なお、シラン化合物等で疎水処理後にシリコーンオイルによる表面処理を行っている場合は、シラン化合物等で疎水処理後に試料中の炭素量を測定し、シリコーンオイル処理後に、シリコーンオイルの抽出前後での炭素量を比較して、シリコーンオイル由来の炭素量基準の固定化率を下記の通り計算する。
(4)[シリコーンオイル抽出後の炭素量]/[(シリコーンオイル抽出前の炭素量−シラン化合物等で疎水処理後の炭素量)]×100、をシリコーンオイルの炭素量基準の固定化率とする。
一方、シリコーンオイルによる表面処理後にシラン化合物等で疎水処理を行っている場合は、シリコーンオイル由来の炭素量基準の固定化率を下記の通り計算する。
(5)[(シリコーンオイル抽出後の炭素量−シラン化合物等で疎水処理後の炭素量)]/[シリコーンオイル抽出前の炭素量]×100、をシリコーンオイルの炭素量基準の固定化率とする。
以下実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(トナーの製造例)
<磁性体1の製造>
硫酸第一鉄水溶液中に、鉄元素に対して1.00から1.10当量の苛性ソーダ溶液、鉄元素に対しリン元素換算で0.15質量%となる量のP、鉄元素に対して珪素元素換算で0.50質量%となる量のSiOを混合し、水酸化第一鉄を含む水溶液を調製した。水溶液のpHを8.0とし、空気を吹き込みながら85℃で酸化反応を行い、種晶を有するスラリー液を調製した。
次いで、このスラリー液に当初のアルカリ量(苛性ソーダのナトリウム成分)に対し0.90から1.20当量となるよう硫酸第一鉄水溶液を加えた後、スラリー液をpH7.6に維持して、空気を吹込みながら酸化反応をすすめ、磁性酸化鉄を含むスラリー液を得た。濾過、洗浄した後、この含水スラリー液を一旦取り出した。この時、含水サンプルを少量採取し、含水量を計っておいた。次に、この含水サンプルを乾燥せずに別の水系媒体中に投入し、撹拌すると共にスラリーを循環させながらピンミルにて再分散させ、再分散液のpHを約4.8に調整した。そして、撹拌しながらn−ヘキシルトリメトキシシランカップリング剤を磁性酸化鉄100質量部に対し1.6質量部(磁性酸化鉄の量は含水サンプルから含水量を引いた値として計算した)添加し、加水分解を行った。その後、撹拌を十分行い、分散液のpHを8.6にして表面処理を行った。生成した疎水性磁性体をフィルタープレスにてろ過し、多量の水で洗浄した後に100℃で15分、90℃で30分乾燥し、得られた粒子を解砕処理して体積平均粒径が0.21μmの磁性体1を得た。
<ポリエステル樹脂1の製造>
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、下記成分を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。
・ビスフェノールA プロピレンオキサイド2モル付加物 75質量部
・ビスフェノールA プロピレンオキサイド3モル付加物 25質量部
・テレフタル酸 100質量部
・チタン系触媒 0.25質量部
(チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート))
次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2mgKOH/g以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸10質量部を加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕してポリエステル樹脂1を得た。得られたポリエステル樹脂1は、ゲルパーミェーションクロマトグラフィ(GPC)で測定されたメインピーク分子量(Mp)が10500であった。
<トナー粒子1の製造>
イオン交換水720質量部に0.1M−NaPO水溶液450質量部を投入して60℃に加温した後、1.0M−CaCl水溶液67.7質量部を添加して、分散安定剤を含む水系媒体を得た。
・スチレン 78.0質量部
・n−ブチルアクリレート 22.0質量部
・ジビニルベンゼン 0.6質量部
・モノアゾ染料の鉄錯体(T−77:保土谷化学工業(株)) 3.0質量部
・磁性体1 90.0質量部
・ポリエステル樹脂1 5.0質量部
上記処方をアトライター(商品名、三井三池化工機(株)製)を用いて均一に分散混合して重合性単量体組成物を得た。得られた重合性単量体組成物を60℃に加温し、フィッシャートロプシュワックス(融点:74℃、数平均分子量Mn:500)15.0質量部を添加混合し、溶解した後に重合開始剤としてジラウロイルパーオキサイド7.0質量部を溶解し、トナー組成物を得た。
上記水系媒体中に上記トナー組成物を投入し、60℃、N雰囲気下においてTK式ホモミキサー(商品名、特殊機化工業(株)製)にて12000rpmで10分間撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ74℃で6時間反応させた。
反応終了後、懸濁液を冷却し、塩酸を加えて洗浄した後に濾過・乾燥してトナー粒子1を得た。得られた磁性トナーであるトナー粒子1は重量平均粒径8.0μm、平均円形度0.970であった。
<トナーAの製造>
トナー粒子1の製造例で得たトナー粒子1に対して、図5に示す装置を用いて、外添混合処理を行った。
本実施例においては、図5に示す装置で、本体ケーシング22の内周部の径が130mmであり、処理空間30の容積が2.0×10−3の装置を用い、駆動部29の定格動力を5.5kWとし、攪拌部材24の形状を図6のものとした。そして、図6における攪拌部材24aと攪拌部材24bの重なり幅dを攪拌部材24の最大幅Dに対して0.25Dとし、攪拌部材24と本体ケーシング22内周とのクリアランスを3.0mmとした。
上記した装置構成で、トナー粒子1の100質量部と、表1に示すシリカ微粒子1(シリカ原体の一次粒子の個数平均粒径:7nm、BET比表面積:300m/g、シリコーンオイルの炭素量基準の固定化率:98%、見掛け密度25g/L、処理後のシリカ微粒子の一次粒子の個数平均粒径:8nm)の0.50質量部とを、図5に示す装置に投入した。
トナー粒子1とシリカ微粒子1を投入後、トナー粒子1とシリカ微粒子1を均一に混合するために、プレ混合を実施した。プレ混合の条件は、駆動部29の動力を0.10W/g(駆動部8の回転数150rpm)とし、処理時間を1分間とした。
プレ混合終了後、外添混合処理を行った。外添混合処理条件は、駆動部29の動力を0.60W/g(駆動部29の回転数1400rpm)で一定となるように、攪拌部材24の最外端部周速を調整し、処理時間を5分間とした。外添混合処理条件を表2に示す。
外添混合処理後、直径500mm、目開き75μmのスクリーンを設置した円形振動篩機で粗粒等を除去し、トナーAを得た。実施例用トナー1を走査型電子顕微鏡で拡大観察し、トナー表面のシリカ微粒子の一次粒子の個数平均粒径を測定したところ、8nmであった。得られたトナーAの外添条件、物性を表2に示す。
<トナーB〜トナーJ、トナーkの製造>
表1に記載のシリカ種を用いたことおよび表2に記載の条件で外添を行ったこと以外はトナーAの製造例と同様にして、トナーB〜トナーJ、トナーkを得た。得られたトナーB〜トナーJ、トナーkの物性を表2に示す。
Figure 0006231875
Figure 0006231875
(現像剤担持体の製造例)
<弾性ローラ1の作製>
基体1として、外径10mmφ(直径)で算術平均粗さRa0.2μmの研削加工したアルミニウム製円筒管にプライマー(商品名、DY35−051;東レダウコーニング社製)を塗布、焼付けした。
上記で用意した基体1を金型に配置し、以下の材料を混合した付加型シリコーンゴム組成物を金型内に形成されたキャビティに注入した。
・液状シリコーンゴム材料(商品名、SE6724A/B;東レ・ダウコーニング社製)100質量部、
・カーボンブラック(商品名、トーカブラック#4300;東海カーボン社製)15質量部、
・耐熱性付与剤としてのシリカ粉体 0.2質量部、
・白金触媒 0.1質量部。
続いて、金型を加熱してシリコーンゴムを温度150℃で15分間加硫して硬化させた。周面に硬化したシリコーンゴム層が形成された基体を金型から脱型した後、当該基体を、さらに温度180℃で1時間加熱して、シリコーンゴム層の硬化反応を完了させた。こうして、基体1の外周に膜厚0.7mmのシリコーンゴム弾性層が形成された、直径が11.4mmの弾性ローラ1を作成した。
<表層塗料の作製>
表層形成用の塗料(以下、「表層塗料」ともいう)の原料としてのイソシアネート基末端プレポリマー及びアミノ化合物を以下のようにして調製した。
(イソシアネート基末端プレポリマーA−1の合成)
窒素雰囲気下、反応容器中でトリレンジイソシアネート(TDI)(商品名:コスモネートT80;三井化学社製)17.7質量部に対し、ポリプロピレングリコール系ポリオール(商品名:エクセノール4030;旭硝子社製)100.0質量部を反応容器内の温度を65℃に保持しつつ、徐々に滴下した。滴下終了後、温度65℃で2時間反応させた。得られた反応混合物を室温まで冷却し、イソシアネート基含有量3.8重量%のイソシアネート基末端プレポリマーA−1を得た。
(イソシアネート基末端プレポリマーA−2の合成)
窒素雰囲気下、反応容器中でポリメリックMDI(商品名:ミリオネートMR 日本ポリウレタン工業社製)26.0質量部に対し、ブチレンアジペート系ポリオール(商品名:ニッポラン136;日本ポリウレタン工業社製)を100.0質量部、反応容器内の温度を65℃に保持しつつ、徐々に滴下した。
滴下終了後、温度65℃で2時間反応させた。得られた反応混合物を室温まで冷却し、イソシアネート基含有量4.3質量%のイソシアネート基末端プレポリマーA−2を得た。
(アミノ化合物(構造式(1)で示される化合物)の合成)
(アミノ化合物B−1の合成)
撹拌装置、温度計、還流管、滴下装置および温度調整装置を取り付けた反応容器中で、攪拌しながらジエチレントリアミン100.0質量部、純水100質量部を40℃まで加温した。次に、反応温度を40℃以下に保持しつつ、プロピレンオキシド295.6質量部を30分かけて徐々に滴下した。さらに1.5時間攪拌して反応を行い、反応混合物を得た。得られた反応混合物を減圧下加熱して水を留去し、アミノ化合物B−1を得た。
(アミノ化合物B−2〜5、B−11〜14の合成)
原料となるアミノ化合物種、付加材料種、配合量および反応時間を表3に記載のように変更した以外は、アミノ化合物B−1の合成と同様にして、アミノ化合物B−2〜5、B−11〜14を得た。
(アミノ化合物B−6の合成)
撹拌装置、温度計、還流管、滴下装置および温度調整装置を取り付けた反応容器中で、攪拌しながらテトラエチレンペンタミン100.0質量部、エタノール100質量部を40℃まで加温した。次に、反応温度を60℃以下に保持しつつ、8−ブロモ−1―オクタノール812.8質量部を30分かけて徐々に滴下した。さらに3時間攪拌して反応を行い、反応混合物を得た。得られた反応混合物を減圧下加熱してエタノールを留去し、アミノ化合物B−6を得た。
(アミノ化合物B−7の合成)
撹拌装置、温度計、還流管、滴下装置および温度調整装置を取り付けた反応容器中で、攪拌しながらエチレンジアミン100.0質量部、純水100質量部を40℃まで加温した。次に、反応温度を60℃以下に保持しつつ、パラホルムアルデヒド210.0質量部を30分かけて徐々に滴下した。さらに1時間攪拌して反応を行い、反応混合物を得た。得られた反応混合物を減圧下加熱して純水を留去し、アミノ化合物B−7を得た。
(アミノ化合物B−8の合成)
原料となるアミノ化合物種、付加材料種、配合量および反応時間を表3に記載のように変更した以外は、アミノ化合物B−6の合成と同様にして、アミノ化合物B−8を得た。
(アミノ化合物B−9の合成)
撹拌装置、温度計、還流管、滴下装置および温度調整装置を取り付けた反応容器中で、攪拌しながらブチレンジアミン100.0質量部、純水100質量部を40℃まで加温した。次に、反応温度を40℃以下に保持しつつ、エチレンイミン205.2質量部を30分かけて徐々に滴下した。さらに1時間攪拌して反応を行い、反応混合物を得た。得られた反応混合物を減圧下加熱して純水を留去し、アミノ化合物B−9を得た。
(アミノ化合物B−10の合成)
撹拌装置、温度計、還流管、滴下装置および温度調整装置を取り付けた反応容器中で、攪拌しながらブチレンジアミン100.0質量部、エタノール100質量部を40℃まで加温した。次に、反応温度を40℃以下に保持しつつ、8−ブロモ−1−アミノオクタン992.7質量部を30分かけて徐々に滴下した。さらに1.5時間攪拌して反応を行い、反応混合物を得た。得られた反応混合物を減圧下加熱してエタノールを留去し、アミノ化合物B−10を得た。
(比較例に用いるアミノ化合物の合成)
(アミノ化合物b−1の合成)
原料となるアミノ化合物種、付加材料種、配合量および反応時間を表3に記載のように変更した以外は、アミノ化合物B−6の合成と同様にして、アミノ化合物b−1を得た。
(アミノ化合物b−2の合成)
原料となるアミノ化合物種、付加材料種、配合量および反応時間を表3に記載のように変更した以外は、アミノ化合物B−10の合成と同様にして、アミノ化合物b−2を得た。
(アミノ化合物b−3の合成)
原料となるアミノ化合物種、付加材料種、配合量および反応時間を表3に記載のように変更した以外は、アミノ化合物B−1の合成と同様にして、アミノ化合物b−3を得た。
得られたアミノ化合物B−1〜B−14の構造を表4に示す。表4中、「n」は構造式(1)のアミノ構造単位の繰り返し数を表し、「m」はR1が構造式(2)である場合のエーテル繰り返し数を表す。
また、得られた比較例用のアミノ化合物b−1〜b−3の構造も表4に併せて示す。なお、アミノ化合物b−1〜b−3は、構造式(1)で示される化合物の定義の範囲外のものであるが、表4においては、便宜上、「n」、「m」、R1、R3及びR2に相当する部分の構造を、「n」、「m」、R1、R3及びR2の構造として表記する。
また表4中の基数は、アミノ化合物が1分子内に有する末端水酸基または末端アミノ基の数を表す。
Figure 0006231875
Figure 0006231875
(現像剤担持体S−1の作製)
表面層4の材料として、イソシアネート基末端プレポリマーA−1 51.6質量部に対し、アミノ化合物B−1 783.4質量部、導電性を付与する目的でカーボンブラック(商品名、MA230;三菱化学社製)117.4質量部、及び現像剤担持体表面に粗さを付与する目的でウレタン樹脂微粒子(商品名、アートパールC−400;根上工業社製)130.4質量部、を撹拌混合した。
次に、総固形分比が30質量%となるようにメチルエチルケトン(以下MEK)を加えた後、サンドミルにて混合した。ついで、更に、MEKで粘度10〜13cpsに調整して表面層形成用塗料を調製した。
先に作成した弾性ローラ1を、表面層形成用塗料に浸漬して、弾性ローラ1の弾性層の表面に塗料の塗膜を形成し、乾燥させた。さらに温度160℃にて1時間加熱処理することで弾性層外周に膜厚約15μmの表面層を設け、現像剤担持体S−1を作製した。
<現像剤担持体S−2〜S−14の作製>
表面層4の材料として、下記表5−1の材料を用いた以外は現像剤担持体S−1の作成と同様に表面層形成用塗料を作成した。そして、各塗料を弾性層1に対して、現像剤担持体S−1の作成と同様にして塗布、乾燥および加熱を行って現像剤担持体S−2〜S−14を作製した。
<現像剤担持体S’−1〜S´−3の作製>
表面層4の材料として、下記表5−2の材料を用いた以外は現像剤担持体S−1の作成と同様に表面層形成用塗料を作成した。そして、各塗料を弾性層1に対して、現像剤担持体S−1の作成と同様にして塗布、乾燥および加熱を行って現像剤担持体S’−1〜S´−3を作製した。
<現像剤担持体S’−4の作製>
表面層4の材料として、アミノ化合物B−1をペンタエリスリトールに変えたこと以外は現像剤担持体S−1の作成と同様に表面層形成用塗料を作成した。そして、塗料を弾性層1に対して、現像剤担持体S−1の作成と同様にして塗布、乾燥および加熱を行って現像剤担持体S’−4を作製した。なお、ペンタエリスリトールはその構造中に窒素原子を持たない化合物である。
こうして得た現像剤担持体S−1〜S−14及びS´−1〜S´−4の表面粗さ(Ra)を表5−1及び表5−2に示す。
現像剤担持体S−1〜S−14の表面層については、熱分解装置(商品名:パイロホイルサンプラーJPS−700、日本分析工業社製)およびGC/MS装置(商品名:Focus GC/ISQ、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)を用い、熱分解温度を590℃、キャリアガスとしてヘリウムを使用し、分析を行った。その結果、得られたフラグメントピークから、構造式(1)で示される化合物とポリイソシアネートとの反応によって形成されてなる構造とを有していることが確認された。
Figure 0006231875
Figure 0006231875
〔実施例1〕
上記で得られた現像剤担持体をプロセスカートリッジに装着して、画像評価を行なった。
評価用の画像形成装置として、レーザープリンタ(商品名:レーザジェット・プロ(LaserJet Pro) P1606、HP社製)に下記のような仕様変更を施したものを用いた。変更箇所としては、まず、現像バイアスをAC(交流)からDC(直流)に変更した。また、現像バイアスを−500V、ドラム上の明部の電位を−300V、ドラム上の暗部の電位を−800Vとなるようにした。つまり、本評価に用いる画像形成装置において、Vcontrastは、200V、Vbackは300Vとなる。
また、上記画像形成装置用のプロセスカートリッジについては、プロセスカートリッジ内の、電子写真感光体に当接して配置されているクリーニングブレードを取り外した。このような変更を施したプロセスカートリッジを6個用意し、各々に、内部にマグネットローラを配置した現像剤担持体S−1を装着すると共にトナーAを充填した。
なお、上記画像形成装置用のプロセスカートリッジの現像装置は、本来は磁性非接触型現像装置であるが、外径が11mmの弾性ローラを用いて作製した現像剤担持体S−1を装着することによって磁性接触型現像装置となる。
得られた6個のプロセスカートリッジを用いて、温度15℃、10%RHの低温/低湿環境(L/L)下、23℃、50%RHの常温/常湿環境(N/N)下、及び32℃、85%RHの高温/高湿環境(H/H)下の環境下で、下記評価<1>及び<2>を行った。
<1>電子写真画像のカブリ評価
(1−1)「ベタ白画像形成後のカブリ評価」
A4サイズの紙にベタ白画像を形成する画像形成工程を連続して行って11枚のベタ白画像を得た。11枚目のベタ白画像について、現像剤担持体1回転分に相当する部位のベタ白部の反射率をランダムに10箇所測定し、そのうちもっとも反射率に低い値から未使用の紙の反射率(10箇所の平均値)を差し引いたものを「ベタ白画像形成後の濃度」とした。
(1−2)「ベタ黒画像形成後のカブリ評価」
A4サイズの紙にベタ黒画像を形成する画像形成工程を連続して行って10枚のベタ黒画像を得た。引き続いてベタ白画像を1枚出力し、得られたベタ白画像について、現像剤担持体1回転分に相当する部位のベタ白部の反射率をランダムに10箇所測定し、そのうちもっとも反射率に低い値から未使用の紙の反射率(10箇所の平均値)を差し引いたものを「ベタ黒画像形成後の濃度」とした。
なお、反射率は反射率計「TC−6DS」(商品名、東京電色(株)製)を用いて測定した。
<2>帯電量
(2−1)上記(1−1)の評価において、11枚目のベタ白画像を形成したときに、現像剤担持体上に付着しているトナーを、金属円筒管と円筒フィルターにより吸引捕集し、その際金属円筒管を通じてコンデンサーに蓄えられた電荷量Q、捕集されたトナー質量Mを測定した。これらの値から、単位質量当たりの電荷量Q/M(mC/kg)を算出した。
(2−2)上記(1−2)の評価において、ベタ白画像を形成したときに、現像剤担持体上に付着しているトナーを、金属円筒管と円筒フィルターにより吸引捕集し、その際金属円筒管を通じてコンデンサーに蓄えられた電荷量Q、捕集されたトナー質量Mを測定した。これらの値から、単位質量当たりの電荷量Q/M(mC/kg)を算出した。
得られたカブリ、帯電量の評価結果を表7、表8に示す。
現像剤担持体のトナーへの帯電付与能が低く、トナーが現像剤担持体表面を転がりにくいと、特に高温高湿環境下でのトナーの帯電量が不足し、白後カブリが悪化する傾向にある。またトナーの外添剤付着強度が弱く、トナーの流動性が十分ではないと、特に低温低湿環境下において規制部で滞留したトナーの帯電量が異常に高くなり、現像剤担持体表面にトナーが貼り付いてしまう現象が起き、黒後カブリが悪化する傾向にある。
〔実施例2〜実施例30、比較例1〜8〕
表6に示す現像剤担持体とトナーの組み合わせで実施したこと以外は実施例1と同様にして評価を行った。
得られたカブリ、帯電量の評価結果を表7、表8に示す。
Figure 0006231875
Figure 0006231875
Figure 0006231875
表7及び表8から明らかなように、実施例1から実施例30までは良好な結果が得られた。
比較例1においては、トナーの帯電量が不足しており、また、ベタ白画像形成後のカブリ評価が相対的に悪かった。これは、現像剤担持体の表層中のウレタン樹脂の原料のアミン化合物の重合度「n」が5と多く、また、R1のヒドロキシアルキル基の炭素数9と多かったため、ウレタン樹脂のハードセグメント部分の硬度が十分でなかったことに起因するものと考えられる。
比較例2についても、トナーの帯電量が不足しており、また、ベタ白画像形成後のカブリ評価が相対的に悪かった。これは、現像剤担持体の表層中のウレタン樹脂の原料のアミン化合物のR1のアミノアルキル基が炭素数が9と多く、また、R2のアルキレン基の炭素数が5と多かったため、ウレタン樹脂のハードセグメント部分の架橋構造が十分に形成されなかったことに起因するものと考えられる。
比較例3についても、トナーの帯電量が不足しており、ベタ白画像形成後のカブリ評価が相対的に悪かった。これは、現像剤担持体の表層中のウレタン樹脂の原料のアミン化合物のR2のアルキレン基の炭素数が6と多いこと、及び、重合度mが4と多かったことから、ハードセグメント部分の架橋構造が良好に形成されなかったことに起因するものと考えられる。
比較例4においては、現像剤担持体の表層のウレタン樹脂の原料にアミン化合物ではない化合物を用いたため、樹脂構造中にアミン骨格を有さない樹脂であった。そのため、現像剤担持体のトナーへの帯電付与能が不十分で、ベタ白画像形成後のカブリ、及びベタ黒画像形成後のカブリが相対的に悪かったものと考えられる。
比較例5においては、トナーのシリカ微粒子による被覆率が33%と低く、トナーのほぐれが不十分であったことにより、ベタ黒画像形成後のカブリが相対的に悪化しているものと考えられる。
比較例6においては、ベタ白画像形成後のカブリ及びベタ黒画像形成後のカブリが相対的に悪かった。これは現像剤担持体の表層中のウレタン樹脂の原料のアミン化合物の重合度nが5と多く、また、R1のヒドロキシアルキル基が炭素数9と多かったため、ハードセグメント部分の架橋構造が良好に形成されなかったこと、及び、トナーのシリカ微粒子による被覆率が33%と低く、トナーのほぐれが不十分であったことに起因するものと考えられる。
比較例7についても、ベタ白画像形成後のカブリ及びベタ黒画像形成後のカブリが相対的に悪かった。これは、現像剤担持体の表層中のウレタン樹脂の原料のアミン化合物のR1のアミノアルキル基が炭素数9と多く、また、R2のアルキレン基の炭素数が5と多かったため、ハードセグメント部分の架橋構造が良好に形成されなかったこと、及び、トナーのシリカ微粒子による被覆率が33%と低く、トナーのほぐれが不十分であったことに起因するものと考えられる。
更に、比較例8においても、ベタ白画像形成後のカブリ及びベタ黒画像形成後のカブリが相対的に悪かった。これは、現像剤担持体の表層中のウレタン樹脂の原料のアミン化合物のR2のアルキレン基の炭素数が6と多く、また、重合度mが4と多かったことから、ハードセグメント部分の架橋構造が良好に形成されず、また、トナーのシリカ微粒子による被覆率が33%と低く、トナーのほぐれが不十分であったことに起因するものと考えられる。
1:現像剤担持体
2:基体
3:弾性層
4:表面層
5:静電潜像担持体(感光体)
6:帯電ローラー
7:トナー担持体
8:トナー供給部材
9:現像器
10:転写部材(転写ローラー)
11:クリーナー容器
12:クリーニングブレード
13:定着器
14:ピックアップローラー
15:転写材(紙)
16:レーザー発生装置
17:トナー規制部材
18:金属板
19:トナー
20:拌部材
21:マグネット
22:本体ケーシング
23:回転体
24、24a、24b:撹拌部材
25:ジャケット
26:原料投入口
27:製品排出口
28:中心軸
29:駆動部
30:処理空間
31:回転体端部側面
32:回転方向
33:戻り方向
34:送り方向
37:原料投入口用インナーピース
38:製品排出口用インナーピース
d:撹拌部材の重なり部分を示す間隔
D:撹拌部材の幅

Claims (6)

  1. トナーと、
    該トナーが収容されている現像容器と、
    該現像容器から供給された該トナーを表面に担持してトナー層を形成し且つ搬送する回転自在に保持された現像剤担持体と、
    該トナー層の層厚を規制するためのトナー層厚規制部材とを備える現像装置であって、
    該トナーは、
    結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子及びシリカ微粒子を含有し、
    X線光電子分光装置(ESCA)により求めた、該トナー粒子表面の該シリカ微粒子による被覆率X1が40.0面積%以上75.0面積%以下であり、
    該シリカ微粒子による理論被覆率をX2としたとき、下記式1で示される拡散指数が下記式2を満足し、
    (式1)拡散指数=X1/X2
    (式2)拡散指数≧−0.0042×X1+0.62;
    該現像剤担持体は、
    基体と、弾性層と、ウレタン樹脂を含む表面層とを有し、
    該ウレタン樹脂は、
    下記構造式(1)で示される化合物とポリイソシアネートとの反応に由来する部分構造を有するものであることを特徴とする現像装置:
    Figure 0006231875
    構造式(1)中、nは1以上4以下の整数であり
    R1は各々独立に下記(a)〜(c)からなる群から選ばれる何れかである。
    (a)炭素数1以上8以下のヒドロキシアルキル基、
    (b)炭素数2以上8以下のアミノアルキル基、
    (c)下記構造式(2)で示される基、
    R2は炭素数2以上4以下のアルキレン基を表す。
    Figure 0006231875
    構造式(2)中、mは2以上3以下の整数を表し、R3は炭素数が2以上5以下のアルキレン基を表す。
  2. 前記構造式(1)で示される化合物が、下記で示される構造式(3)である請求項1に記載の現像装置。
    Figure 0006231875
    構造式(3)中、
    nは1または2である。
    R4は各々独立に炭素数2または炭素数3のアルキレン基であり、R5は炭素数2のアルキレン基を表す。
  3. 前記トナー粒子は、前記シリカ微粒子を前記トナー粒子100質量部あたり0.40質量部以上1.50質量部以下で含有する請求項1または2に記載の現像装置。
  4. 静電潜像が形成された静電潜像担持体の現像領域に、現像剤担持体を用いてトナーを搬送し、該現像領域において、該トナーによって該静電潜像を現像する工程を有する現像方法であって、
    該トナーが、
    結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子及び
    シリカ微粒子を含有し、
    X線光電子分光装置(ESCA)により求めた、該トナー粒子表面の該シリカ微粒子による被覆率X1が40.0面積%以上75.0面積%以下であり、
    該シリカ微粒子による理論被覆率をX2としたとき、下記式1で示される拡散指数が下記式2を満足し、
    (式1)拡散指数=X1/X2
    (式2)拡散指数≧−0.0042×X1+0.62;
    該現像剤担持体が、
    基体と、弾性層と、ウレタン樹脂を含む表面層とを有し、
    該ウレタン樹脂は、
    下記構造式(1)で示される化合物とポリイソシアネートとの反応に由来する部分構造を有するものであることを特徴とする現像方法:
    Figure 0006231875
    構造式(1)中、nは1以上4以下の整数であり
    R1は各々独立に下記(a)〜(c)からなる群から選ばれる何れかである。
    (a)炭素数1以上8以下のヒドロキシアルキル基、
    (b)炭素数2以上8以下のアミノアルキル基、
    (c)下記構造式(2)で示される基、
    R2は炭素数2以上4以下のアルキレン基を表す。
    Figure 0006231875
    構造式(2)中、mは2以上3以下の整数を表し、R3は炭素数が2以上5以下のアルキレン基を表す。
  5. 像担持体と、
    該像担持体に形成された静電潜像を現像するための現像装置とを有する画像形成装置であって、該現像装置が、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
  6. 帯電部材に電圧を印加することにより像担持体を帯電させる帯電工程と、
    像担持体の帯電面に潜像を形成する工程と、
    現像剤担持体上に担持させたトナーにより前記静電潜像を現像して、トナー像を形成する現像工程と、
    該トナー像を記録媒体に転写する工程とを有する画像形成方法であって、
    該現像工程が請求項4に記載の現像方法を含むことを特徴とする画像形成方法。
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Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9857707B2 (en) 2014-11-14 2018-01-02 Canon Kabushiki Kaisha Toner
US9658546B2 (en) 2014-11-28 2017-05-23 Canon Kabushiki Kaisha Toner and method of producing toner
DE102016116610B4 (de) 2015-12-04 2021-05-20 Canon Kabushiki Kaisha Toner
US10228627B2 (en) 2015-12-04 2019-03-12 Canon Kabushiki Kaisha Toner
JP6991701B2 (ja) 2015-12-04 2022-01-12 キヤノン株式会社 トナー
JP6768423B2 (ja) 2015-12-04 2020-10-14 キヤノン株式会社 トナーの製造方法
US9971263B2 (en) 2016-01-08 2018-05-15 Canon Kabushiki Kaisha Toner
JP6910805B2 (ja) 2016-01-28 2021-07-28 キヤノン株式会社 トナー、画像形成装置及び画像形成方法
JP6724575B2 (ja) * 2016-06-10 2020-07-15 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置及び画像形成方法
JP6891051B2 (ja) 2016-06-30 2021-06-18 キヤノン株式会社 トナー、現像装置、及び画像形成装置
JP6869819B2 (ja) 2016-06-30 2021-05-12 キヤノン株式会社 トナー、現像装置及び画像形成装置
JP6904801B2 (ja) 2016-06-30 2021-07-21 キヤノン株式会社 トナー、該トナーを備えた現像装置及び画像形成装置
US10289016B2 (en) 2016-12-21 2019-05-14 Canon Kabushiki Kaisha Toner
US10295921B2 (en) 2016-12-21 2019-05-21 Canon Kabushiki Kaisha Toner
US10241430B2 (en) 2017-05-10 2019-03-26 Canon Kabushiki Kaisha Toner, and external additive for toner
WO2019027039A1 (ja) 2017-08-04 2019-02-07 キヤノン株式会社 トナー
JP2019032365A (ja) 2017-08-04 2019-02-28 キヤノン株式会社 トナー
JP7091033B2 (ja) 2017-08-04 2022-06-27 キヤノン株式会社 トナー
JP6463534B1 (ja) 2017-09-11 2019-02-06 キヤノン株式会社 現像剤担持体、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
JP7066439B2 (ja) 2018-02-14 2022-05-13 キヤノン株式会社 トナー用外添剤、トナー用外添剤の製造方法及びトナー
US10768540B2 (en) 2018-02-14 2020-09-08 Canon Kabushiki Kaisha External additive, method for manufacturing external additive, and toner
CN110597027B (zh) 2018-06-13 2023-10-20 佳能株式会社 调色剂和调色剂的生产方法
CN110597029B (zh) 2018-06-13 2025-01-03 佳能株式会社 调色剂和调色剂的制造方法
US10877388B2 (en) 2018-06-13 2020-12-29 Canon Kabushiki Kaisha Toner
EP3582023B1 (en) 2018-06-13 2023-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Two-component developer
CN110597030B (zh) 2018-06-13 2023-10-24 佳能株式会社 调色剂和双组分显影剂
EP3582019B1 (en) 2018-06-13 2023-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic toner and method for manufacturing magnetic toner
EP3582020B1 (en) 2018-06-13 2023-08-30 Canon Kabushiki Kaisha Toner
EP3582013B1 (en) 2018-06-13 2023-08-09 Canon Kabushiki Kaisha Toner and method for producing toner
US10732529B2 (en) 2018-06-13 2020-08-04 Canon Kabushiki Kaisha Positive-charging toner
JP7171385B2 (ja) * 2018-11-22 2022-11-15 キヤノン株式会社 現像剤担持体、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
JP7171396B2 (ja) * 2018-11-30 2022-11-15 キヤノン株式会社 現像剤担持体、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置
JP7301560B2 (ja) 2019-03-08 2023-07-03 キヤノン株式会社 トナー
EP3957458A4 (en) * 2019-04-19 2023-01-25 Sumitomo Bakelite Co.Ltd. RESIN COMPOSITION FOR FORMING A MAGNETIC ELEMENT, AND METHOD FOR MAKING A MAGNETIC ELEMENT
JP7292978B2 (ja) 2019-05-28 2023-06-19 キヤノン株式会社 トナーおよびトナーの製造方法
JP7374745B2 (ja) 2019-12-12 2023-11-07 キヤノン株式会社 トナー
JP7463086B2 (ja) 2019-12-12 2024-04-08 キヤノン株式会社 トナー
CN111848936B (zh) * 2020-08-11 2023-04-18 江苏睿安应用生物技术股份有限公司 一种生物可降解共聚酯及其制备方法
JP7562355B2 (ja) * 2020-09-28 2024-10-07 キヤノン株式会社 プロセスカートリッジ
JP2022077739A (ja) 2020-11-12 2022-05-24 キヤノン株式会社 トナー
JP7614797B2 (ja) 2020-11-12 2025-01-16 キヤノン株式会社 トナー
JP7642370B2 (ja) 2020-12-25 2025-03-10 キヤノン株式会社 トナー
JP7731734B2 (ja) 2020-12-25 2025-09-01 キヤノン株式会社 トナー
US12578664B2 (en) 2021-04-13 2026-03-17 Canon Kabushiki Kaisha Toner and method for producing toner
JP7618496B2 (ja) 2021-04-28 2025-01-21 キヤノン株式会社 トナー
JP2022170704A (ja) 2021-04-28 2022-11-10 キヤノン株式会社 トナー
JP7665473B2 (ja) 2021-08-19 2025-04-21 キヤノン株式会社 トナー及びトナーの製造方法
US12529971B2 (en) 2021-10-08 2026-01-20 Canon Kabushiki Kaisha Process cartridge

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS575047A (en) 1980-06-13 1982-01-11 Ricoh Co Ltd Coating method by dipping
JP3536669B2 (ja) * 1998-06-10 2004-06-14 株式会社ブリヂストン トナー担持体及び画像形成装置
US6451438B1 (en) * 2000-11-30 2002-09-17 Mearthane Products Corporation Copolymerization of reactive silicone and urethane precursors for use in conductive, soft urethane rollers
JP2003167375A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Kyocera Mita Corp 二成分現像剤用トナー
JP4217526B2 (ja) 2003-05-02 2009-02-04 キヤノン株式会社 現像装置
JP2006017860A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Kyocera Mita Corp 正帯電非磁性一成分トナー
WO2007116537A1 (ja) 2006-04-11 2007-10-18 Canon Kabushiki Kaisha 現像方法及び現像装置
JP4887902B2 (ja) * 2006-05-18 2012-02-29 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 現像ローラ、及び該現像ローラを用いた画像形成方法
JP4240119B2 (ja) * 2006-12-22 2009-03-18 東海ゴム工業株式会社 現像ロール
JP4328831B1 (ja) 2008-02-19 2009-09-09 キヤノン株式会社 現像装置、電子写真画像形成装置
WO2013018367A1 (ja) 2011-08-03 2013-02-07 キヤノン株式会社 現像剤担持体、その製造方法及び現像装置
JP5882728B2 (ja) * 2011-12-27 2016-03-09 キヤノン株式会社 磁性トナー
JP5868165B2 (ja) 2011-12-27 2016-02-24 キヤノン株式会社 現像装置及び現像方法
JP5631447B2 (ja) * 2012-06-27 2014-11-26 キヤノン株式会社 電子写真用部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
JP6184191B2 (ja) * 2012-06-27 2017-08-23 キヤノン株式会社 トナー
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