WO2014002962A1 - トナー - Google Patents

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WO2014002962A1
WO2014002962A1 PCT/JP2013/067281 JP2013067281W WO2014002962A1 WO 2014002962 A1 WO2014002962 A1 WO 2014002962A1 JP 2013067281 W JP2013067281 W JP 2013067281W WO 2014002962 A1 WO2014002962 A1 WO 2014002962A1
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toner
particles
mass
fine particles
silica fine
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PCT/JP2013/067281
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野村祥太郎
長谷川雄介
松井崇
廣子就一
鈴村禎崇
大森淳彦
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キヤノン株式会社
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Priority to US14/042,241 priority patent/US9213250B2/en
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    • G03G9/0827Developers with toner particles characterised by their shape, e.g. degree of sphericity
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    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09708Inorganic compounds
    • G03G9/09725Silicon-oxides; Silicates

Definitions

  • the present invention relates to a toner used for electrophotography, electrostatic recording, magnetic recording, and the like.
  • a monochrome copying machine and a laser beam printer hereinafter also referred to as LBP
  • LBP laser beam printer
  • a one-component developing system using magnetic toner has been widely put into practical use because of merits such as cost and simplicity of apparatus configuration.
  • various studies are being conducted from both the toner and main body devices with the aim of further improving the image quality of these monochrome copying machines and LBPs.
  • As an approach from the toner side for improving the image quality of a monochrome copying machine and LBP there are methods such as toner particle size reduction, particle size distribution sharpening, and high circularity. If the particle size of the toner is reduced, the resolution is improved and a high-definition image can be obtained.
  • the toner particle size distribution becomes sharper, the toner charge distribution becomes uniform, the behavior of the toner becomes uniform in the development / transfer process, and the amount of toner that lowers the image quality by flying to a non-image area decreases. Further, if the toner has a high circularity and the unevenness of the toner surface can be reduced, various external additives having a function of imparting chargeability to the toner can be uniformly added to the toner surface. As a result, the charge distribution of the entire toner becomes more uniform, and the image quality is improved as described above. Further, since the fluidity of the toner is improved, the rising of charging is also improved, and a high-quality image can be obtained from the beginning of printing.
  • a toner produced by a polymerization method, a toner produced by an emulsion aggregation method, or a toner using hot air is used instead of a toner produced by a conventional pulverization method.
  • Toners that are processed into a spherical shape are now becoming mainstream.
  • the toner having a high degree of circularity remains on the electrostatic latent image carrier without being transferred, the toner has poor recoverability from the electrostatic latent image carrier, so-called cleaning property, and causes poor cleaning. There was a tendency to generate image defects.
  • Patent Documents 1 and 2 discuss the adjustment of the amount of external additive and external addition conditions for the purpose of controlling the dynamic friction coefficient between the toner and the electrostatic latent image carrier.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228667 discusses suppression of adhesion between the toner and the electrostatic latent image carrier by adding an external additive having a large particle diameter.
  • Patent Document 4 discusses adjusting the friction coefficient of the toner surface by adjusting the crystallinity of the binder resin.
  • the cleaning stability during long-term use under severe conditions such as low-temperature environments is insufficient, which is an essential solution to the problem. Has not reached. Therefore, drastic countermeasures were required after paying attention to a more essential indicator of the phenomenon of poor cleaning.
  • JP 2009-80247 A JP 2011-59586 A JP 2006-39023 A JP 2008-203785 A
  • An object of the present invention is to provide a toner that can solve the above problems. Specifically, it is a toner capable of obtaining a stable image density through durable use regardless of the use environment, and at the same time providing a toner capable of suppressing the occurrence of poor cleaning.
  • the present invention is a toner containing toner particles containing a binder resin and a colorant, and silica fine particles,
  • the toner has an average circularity of 0.950 or more,
  • the toner has a static friction coefficient with respect to the polycarbonate resin substrate of 0.100 or more and 0.200 or less,
  • ESA X-ray photoelectron spectrometer
  • the present invention it is possible to provide a toner capable of obtaining a stable image density through durable use regardless of the use environment, and at the same time capable of suppressing the occurrence of poor cleaning.
  • the figure which shows an example of an image forming apparatus Diagram showing the boundary of the diffusion index The figure which plotted the coverage X1 and diffusion index of the toner used for the Example and the comparative example Schematic diagram showing an example of a mixing treatment apparatus that can be used for external addition mixing of inorganic fine particles
  • the schematic diagram which shows an example of a structure of the stirring member used for a mixing processing apparatus Schematic diagram of 23.5mm diameter propeller blade for FT-4 measurement
  • the present invention is as follows.
  • the toner has an average circularity of 0.950 or more
  • the toner has a static friction coefficient with respect to the polycarbonate resin substrate of 0.100 or more and 0.200 or less
  • a toner characterized in that the coverage X1 with the silica fine particles on the toner surface determined by an X-ray photoelectron spectrometer (ESCA) is 50.0 area% or more and 75.0 area% or less.
  • transfer residual toner If the transfer residual toner is left on the electrostatic latent image carrier as it is, when the surface of the electrostatic latent image carrier is recharged by means such as discharge, the portion where the transfer residual toner is attached is not charged. As a result, it becomes impossible to form an appropriate electrostatic latent image. Therefore, an image defect finally occurs.
  • the present inventors infer the mechanism of the occurrence of this cleaning failure as follows.
  • the toner does not behave as a single particle, but is actually considered to fly as an aggregate of a plurality of toner particles.
  • the agglomerates carried on the electrostatic latent image carrier reach the cleaning unit as the electrostatic latent image carrier rotates and adhere to the surface of the electrostatic latent image carrier when contacting the cleaning blade.
  • a large physical impact force is given to the cleaning blade. Due to the impact, the cleaning blade locally vibrates, and a gap is generated between the surface of the electrostatic latent image carrier. It is considered that cleaning failure occurs because the transfer residual toner passes through the gap.
  • the present inventors infer that the reason why this phenomenon is likely to occur with a toner having a high degree of circularity as compared with a toner manufactured by a conventional pulverization method is as follows. Since the toner produced by the pulverization method has a low circularity and a shape with many irregularities, it is considered that the adhesion to the surface of the electrostatic latent image carrier is high. At the same time, since the fluidity is low and the adhesion between the toners is high, an agglomerate that is larger and harder to break than a toner with a high degree of circularity is formed.
  • a toner with a high degree of circularity generally has a low adhesion between particles and high fluidity, so the agglomerate is small.
  • the agglomerate collides with the cleaning blade, the agglomerate is easy to break. It is considered that it is easy to pass through the gap generated by the impact.
  • the toner collected and re-aggregated on the cleaning blade tip cross-section without being recovered is caught on the surface of the latent electrostatic image bearing member, causing local vibrations and causing secondary cleaning defects. It is.
  • the outline of the toner of the present invention will be described.
  • the coefficient of static friction of the toner with respect to the polycarbonate resin substrate, which is a main component of the surface layer of the electrostatic latent image carrier, the adhesion force of the toner to the surface of the electrostatic latent image carrier is reduced. Due to the reduction in the adhesion of the toner, the physical impact force against the cleaning blade is reduced, and the occurrence of local vibration is suppressed. Furthermore, by controlling the adhesion state of silica fine particles on the toner surface, the fluidity of the toner is improved, the physical impact force on the cleaning blade is reduced, and at the same time, secondary aggregation of the toner at the tip of the cleaning blade is prevented.
  • the present inventors have found that it is preferable to use a coefficient of static friction with respect to the polycarbonate resin substrate as an index of the adhesion force.
  • the static friction coefficient is a proportional constant that determines the frictional force (maximum static frictional force) at the moment when the object starts moving from the state of being stationary on the surface of the target member.
  • the dynamic friction coefficient is considered to be an index of resistance and adhesion force when the toner rolls on the electrostatic latent image carrier after peeling off from the electrostatic latent image carrier.
  • the dynamic friction coefficient is considered to be an index of resistance and adhesion force when the toner rolls on the electrostatic latent image carrier after peeling off from the electrostatic latent image carrier.
  • the transfer residual toner first adheres to the surface of the electrostatic latent image carrier and comes into contact with the cleaning blade in a stationary state.
  • the static friction coefficient in the attached and stationary state is more important in defining the physical impact force applied to the cleaning blade than the dynamic friction coefficient when rolling on the electrostatic latent image carrier.
  • the static friction coefficient is larger than the dynamic friction coefficient, so that the physical impact force applied to the cleaning blade is larger in the stationary toner mass. Therefore, it can be said that the static friction coefficient is more dominant in the phenomenon of local vibration of the cleaning blade. For these reasons, it is considered that a static friction coefficient is more suitable as a cleaning index than a dynamic friction coefficient.
  • a static friction coefficient is more suitable as a cleaning index than a dynamic friction coefficient.
  • an adhesion force measured by an impact method This regulates the adhesion force by the ratio of particles flying from the member when a physical impact is applied to the member on which the toner particles are left stationary.
  • the adhesion force measured by the impact method discusses how easily the toner is easily peeled off from the electrostatic latent image carrier.
  • the transfer residual toner does not receive an impact force from the direction perpendicular to the surface of the electrostatic latent image carrier in a series of steps scraped off by the cleaning blade.
  • the transfer residual toner collides with the cleaning blade from the horizontal direction in a state where it adheres to the surface of the electrostatic latent image carrier, and is peeled off from the surface of the electrostatic latent image carrier. Therefore, it is considered that the static friction coefficient that defines the resistance to the force from the horizontal direction is more suitable as an index of the ease of scraping against the blade.
  • This static coefficient of friction is an index that is meaningful only when the target member is defined. Strictly speaking, the static friction coefficient is determined by the combination of members. Therefore, the present inventors have adopted a coefficient of static friction with respect to a polycarbonate resin that is widely used as a constituent member of the surface layer of the electrostatic latent image carrier.
  • the coefficient of static friction with respect to the polycarbonate resin substrate of the toner is kept low, the adhesion to the surface of the electrostatic latent image carrier is reduced, and the toner is easily scraped off by the cleaning blade, the toner with high circularity is poorly cleaned. It is insufficient to improve. This is because the following phenomenon is likely to occur in toner having a high degree of circularity.
  • the toner that collides with the cleaning blade and breaks up from the agglomerates is not scraped off by the cleaning blade, but accumulates and re-aggregates at the cross-section of the tip of the cleaning blade. The accumulated and re-aggregated toner is caught on the surface of the electrostatic latent image carrier, causing local vibrations, resulting in poor cleaning.
  • the toner having high fluidity and easily released has a small aggregate size and is quickly released when it comes into contact with the cleaning blade, so that the physical impact force applied to the cleaning blade can be reduced. As a result, it has become possible to obtain a high-circularity toner exhibiting sufficient cleaning properties from the beginning of printing to the endurance use.
  • the toner of the present invention will be specifically described below.
  • the toner of the present invention has a static friction coefficient with respect to the polycarbonate resin substrate of 0.100 or more and 0.200 or less, preferably 0.150 or more and 0.200 or less.
  • the static friction coefficient is 0.200 or less, the adhesion force of the transfer residual toner to the surface of the electrostatic latent image carrier is sufficiently low and is quickly scraped off without causing local vibration on the cleaning blade.
  • the lower limit value of the static friction coefficient is set to 0.100.
  • the toner image is smoothly transferred from the surface of the latent electrostatic image bearing member to the paper in the transfer step, and the transfer efficiency is improved and the final image density is increased. Will improve.
  • the static friction coefficient can be adjusted to the above range by comprehensively controlling the shape, surface property, type and amount of external additive particles, and the adhesion state of the toner. Specifically, when the average circularity of the toner is less than 0.950, it is difficult to make the static friction coefficient 0.200 or less even if the external additive is controlled. In particles having a shape with many irregularities, it is considered that the convex portion increases the frictional resistance with the surface of the target member. Therefore, the toner of the present invention is required to have an average circularity of 0.950 or more.
  • the average circularity of the toner is preferably 0.960 or more, and more preferably 0.970 or more.
  • the coverage with silica fine particles needs to be 50.0 area% or more and 75.0 area% or more.
  • the present inventors do not use a large amount of special external additives, but it is important to adjust the static friction coefficient within the above range while controlling the adhesion state of silica fine particles on the toner surface. thinking. Specifically, it is important to control the coverage of the toner surface with silica fine particles, and it is more preferable to improve the uniformity of the coating state. The details of the mechanism by which a remarkable effect is obtained when the coverage of silica particles on the toner surface is 50.0 area% or more and 75.0 area% or more are not yet elucidated. I guess.
  • silica fine particles By coating the toner surface with silica fine particles at an appropriate ratio, (1) it is possible to make up the irregularities on the surface of the toner particle, and (2) it is possible to suppress local unevenness of the charged state of the toner surface after transfer And (3) The effect that free silica fine particles can act as particles having a bearing effect is expected, and these factors, combined with the low coefficient of static friction, lead to improved toner characteristics. Conceivable.
  • the coverage X1 with the silica fine particles on the toner surface obtained by an X-ray photoelectron spectrometer is 50.0 area% or more and 75.0 area% or less.
  • the coverage X1 can be calculated from the ratio of the Si element detection intensity when the toner is measured to the Si element detection intensity when the silica fine particle is measured by ESCA.
  • the coverage X1 indicates the proportion of the area of the toner particle surface that is actually covered with silica fine particles.
  • the coverage ratio X1 is 50.0 area% or more and 75.0 area% or less, sufficient fluidity is given to the toner, and at the same time, the toner surface is appropriately coated with silica fine particles to reduce adhesion between the toners. it can. As a result, even when the toner accumulates on the cross-section of the tip of the cleaning blade, it is difficult to re-aggregate, and the occurrence of poor cleaning is prevented.
  • the diffusion index represented by the following formula 1 satisfies the following formula 2 when the theoretical coverage by the silica fine particles of the toner is X2.
  • Diffusion index X1 / X2
  • compression 2 Diffusion index ⁇ ⁇ 0.0042 ⁇ X1 + 0.62
  • the theoretical coverage X2 by the silica fine particles of the toner is calculated by the following formula 4 using the content of the silica fine particles in the toner, the particle size of the silica fine particles, and the like.
  • the theoretical coverage ratio X2 obtained by the following equation 4 is obtained by dividing “the total projected area of the external additive” by “the total surface area of the toner particles”, and further, “a circle with the same radius becomes closest to the plane”
  • the following formula 4 is also described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-20539 and the like, and is a formula that is generally used when calculating the theoretical coverage.
  • the diffusion index indicates the difference between the actual coverage ratio X1 and the theoretical coverage ratio X2.
  • the degree of this divergence is considered to indicate the number of silica fine particles laminated in two and three layers in the vertical direction from the toner particle surface.
  • the monodisperse particle has a diffusion index of 1. In this state, it means that the silica fine particles are closely packed on the surface of the toner particles and all are present in a single layer without overlapping. If the silica fine particles are present on the toner surface in a state where they are overlapped as aggregated secondary particles, a difference between the actual coverage ratio and the theoretical coverage ratio occurs, and the diffusion index becomes small.
  • the diffusion index can be paraphrased as indicating the amount of silica fine particles present as secondary particles.
  • the diffusion index is preferably in the range represented by Formula 2 above, and this range is considered to be greater than that of toners produced by conventional techniques.
  • a large diffusion index indicates that the amount of silica fine particles on the surface of the toner particles present as secondary particles is small and the amount present as primary particles is large.
  • the upper limit of the diffusion index is 1.
  • the present inventors consider the mechanism that makes it difficult for the toner to aggregate even when the toner is consolidated at the tip cross section of the cleaning blade due to the large diffusion index.
  • the toner is present at a high pressure place such as a cross section at the tip of the cleaning blade, it is considered that the toner is likely to be “engaged” so that silica fine particles existing on the surface do not collide with each other.
  • the influence of meshing becomes large, and it becomes difficult to quickly loosen the toners, and toner agglomerates are likely to occur.
  • silica fine particles present as primary particles are buried in the toner surface, and the fluidity of the toner tends to be lowered. At that time, it is presumed that the influence of meshing between silica fine particles that are not buried in the toner surface and present as secondary particles increases, and that the toner is generally difficult to unravel.
  • silica fine particles are present as primary particles, even when the toner is deteriorated due to durable use, it is difficult for the toner to bite. As a result, even when the toner accumulates at the tip section of the cleaning blade and is subjected to pressure, it is considered that the toner is easy to break up into individual grains and aggregates are not easily generated.
  • the boundary line of the diffusion index in the present invention is a function with the coverage X1 as a variable in the range where the coverage X1 is 50.0 area% or more and 75.0 area% or less.
  • the calculation of this function was obtained empirically from the phenomenon that the toner is sufficiently easily loosened when pressurized when obtaining the coverage X1 and the diffusion index by changing the silica fine particles, external addition conditions and the like.
  • FIG. 2 is a graph plotting the relationship between the coverage ratio X1 and the diffusion index by using the three types of external additive mixing conditions to produce a toner in which the coverage ratio X1 is arbitrarily changed by changing the amount of silica fine particles to be added. is there.
  • the boundary line of the diffusion index is considered to be a function with the coverage X1 as a variable. That is, there is a correlation between the coverage X1 and the diffusion index, and it is preferable to control the diffusion index according to the coverage X1.
  • the toner of the present invention has a [Total Energy amount (mJ) / toner density (g / ml)] of 200 mJ / (g / ml) as measured by a powder fluidity measuring device equipped with a rotary propeller blade. ) To 300 mJ / (g / ml).
  • This [Total Energy amount (mJ) / toner density (g / ml)] (hereinafter also simply referred to as [TE / density]) is an index showing the ease of the toner being released from the compacted state. This is a numerical value of the physical resistance that the blade receives when it enters the layer.
  • the [TE / density] can be adjusted to the above range by comprehensively controlling the shape, surface property, type and amount of external additive particles, and the adhesion state thereof.
  • [TE / density] is greatly influenced by the average circularity of the toner, and in order to adjust the [TE / density] within the above range, the high circularity of the toner having an average circularity of 0.950 or more. A toner is preferable.
  • the toner of the present invention contains a colorant.
  • the colorant preferably used in the present invention include the following.
  • organic pigments or organic dyes as cyan colorants include copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, and basic dye lake compounds.
  • organic pigment or organic dye as the magenta colorant include the following. Condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, perylene compounds.
  • Examples of the organic pigment or organic dye as the yellow colorant include compounds typified by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds.
  • Examples of the black colorant include carbon black, the above-described yellow colorant, magenta colorant, and cyan colorant that are toned to black. When using a colorant, it is preferably used in an amount of 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer or binder resin.
  • the toner of the present invention can also contain a magnetic material.
  • the magnetic material can also serve as a colorant.
  • the magnetic material used in the present invention is mainly composed of triiron tetroxide, ⁇ -iron oxide or the like, and may contain elements such as phosphorus, cobalt, nickel, copper, magnesium, manganese, and aluminum.
  • the shape of the magnetic body includes a polyhedron, an octahedron, a hexahedron, a sphere, a needle, a flake, and the like. It is preferable in terms of enhancement.
  • the content of the magnetic substance in the present invention is preferably 50 parts by mass or more and 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer or binder resin.
  • the toner of the present invention preferably contains a wax.
  • the wax preferably includes a hydrocarbon wax.
  • Other waxes include the following. Amide waxes, higher fatty acids, long chain alcohols, ketone waxes, ester waxes, and derivatives such as these graft compounds and block compounds. If necessary, two or more kinds of waxes may be used in combination. Among them, when a hydrocarbon wax by the Fischer-Tropsch method is used, the high temperature offset resistance can be kept good, particularly while maintaining the developability in contact development over a long period of time. These hydrocarbon waxes may contain an antioxidant within a range that does not affect the chargeability of the toner.
  • the content of the wax is preferably 4.0 parts by mass or more and 30.0 parts by mass or less, more preferably 10.0 parts by mass or more and 25.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin. is there.
  • a charge control agent can be contained in the toner particles as necessary. By adding a charge control agent, the charge characteristics can be stabilized, and the optimum triboelectric charge amount can be controlled according to the development system.
  • the charge control agent a known one can be used, and a charge control agent that has a high charging speed and can stably maintain a constant charge amount is particularly preferable.
  • a charge control agent having a low polymerization inhibition property and substantially free from a solubilized product in an aqueous medium is particularly preferable.
  • the toner of the present invention can contain these charge control agents alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the charge control agent is preferably 0.3 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less, more preferably 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer or binder resin.
  • the amount is 8.0 parts by mass or more.
  • the toner of the present invention contains toner particles and silica fine particles.
  • the silica fine particles used in the present invention include so-called wet silica produced by vapor phase oxidation of silicon halide, so-called dry method or dry silica called fumed silica, and water glass. Both can be used.
  • the addition amount of the silica fine particles is preferably 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles. It is preferable for the amount of silica fine particles added to be in the above-mentioned range since good fluidity can be imparted to the toner and the fixability is not inhibited.
  • the content of silica fine particles can be quantified using a calibration curve prepared from a standard sample using fluorescent X-ray analysis.
  • the silica fine particles used in the present invention are preferably hydrophobized, and the degree of hydrophobicity measured by a methanol titration test is preferably 40% or more, more preferably 50% or more.
  • Examples of the hydrophobizing treatment include treatment with an organosilicon compound, silicone oil or the like.
  • organosilicon compound examples include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and hexamethyl.
  • organosilicon compound examples include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and hexamethyl.
  • examples thereof include disiloxane. These may be used alone or as a mixture of two or more.
  • the silica fine particles used in the present invention are preferably those in which the silica base is surface-treated with silicone oil, and more preferably the silica base is surface-treated with an organosilicon compound and silicone oil. This is because the degree of hydrophobicity can be suitably controlled.
  • Examples of the method of treating the silica base with silicone oil include a method of directly mixing the silica base and silicone oil using a mixer such as a Henschel mixer, and a method of spraying silicone oil on the silica base. It is done. Alternatively, after dissolving or dispersing the silicone oil in an appropriate solvent, the silica raw material may be added and mixed to remove the solvent.
  • the treatment amount of the silicone oil is preferably 1 part by mass or more and 40 parts by mass or less, and preferably 3 parts by mass or more and 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the silica raw material. It is more preferable.
  • the silica base used in the present invention has a specific surface area (BET specific surface area) measured by a BET method by nitrogen adsorption of 130 m 2 / g or more and 330 m 2 / g or less in order to impart good fluidity to the toner. Those are preferred. In this range, the fluidity and chargeability imparted to the toner are easily secured through durable use.
  • the silica base material preferably has a BET specific surface area of 200 m 2 / g or more and 320 m 2 / g or less.
  • the specific surface area (BET specific surface area) measured by the BET method by nitrogen adsorption is measured according to JISZ8830 (2001).
  • an “automatic specific surface area / pore distribution measuring device TriStar 3000 manufactured by Shimadzu Corporation) which employs a gas adsorption method by a constant volume method as a measuring method is used.
  • the number average particle size of the primary particles of the silica raw material used in the present invention is preferably 3 nm or more and 50 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 40 nm or less.
  • the toner of the present invention preferably has a weight average particle diameter (D4) of 6.0 ⁇ m or more and 10.0 ⁇ m or less, more preferably 7.0 ⁇ m or more, 9 from the viewpoint of the balance between developability and fixability. 0.0 ⁇ m or less.
  • the toner particles used in the present invention may be produced by a dry method or a wet method. In the case of producing by a dry method, it is necessary to subject the toner particles produced by the pulverization method to a surface modification treatment for controlling the average circularity within a desired range.
  • Examples of the surface modification apparatus include a surffusion system (manufactured by Nippon Neuromatic Industry Co., Ltd.), a hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), a kryptron cosmo system (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), and an inomizer system (manufactured by Hosokawa Micron Corporation).
  • Surface reformer using high-speed air-flow impact method such as Mechano-Fusion System (made by Hosokawa Micron Corp.), surface reformer applying dry mechanochemical method such as Mechano Mill (made by Okada Seiko Co., Ltd.), Faculty ( A surface modification apparatus such as Hosokawa Micron Corporation) can be used.
  • a method of producing in an aqueous medium such as a dispersion polymerization method, a dissolution suspension method, a suspension polymerization method, etc. More preferably.
  • the suspension polymerization method is a method in which a polymerizable monomer, a colorant, and other additives such as a polymerization initiator, a crosslinking agent, a charge control agent, and a wax are uniformly dissolved or dispersed as necessary.
  • a functional monomer composition is obtained.
  • the obtained polymerizable monomer composition is dispersed in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer using a suitable stirrer and granulated.
  • the polymerizable monomer contained in the granulated particles is polymerized to obtain toner particles having a desired particle size.
  • the toner particles obtained by this suspension polymerization method (hereinafter also referred to as “polymerized toner particles”) have a substantially spherical shape, and therefore satisfy a predetermined average circularity and have a charge amount of This is preferable because the distribution is relatively uniform.
  • known monomers can be used as the polymerizable monomer constituting the polymerizable monomer composition.
  • the polymerization initiator used in the suspension polymerization method preferably has a half-life of 0.5 hours or more and 30.0 hours or less during the polymerization reaction. Moreover, it is preferable that the addition amount of a polymerization initiator is 0.5 to 20.0 mass parts with respect to 100 mass parts of polymerizable monomers. Specific examples of the polymerization initiator include azo or diazo polymerization initiators and peroxide polymerization initiators.
  • a crosslinking agent may be added during the polymerization reaction, and the preferable addition amount is 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
  • the crosslinking agent a compound having two or more polymerizable double bonds is mainly used, for example, an aromatic divinyl compound, a carboxylic acid ester having two double bonds, a divinyl compound, and three or more. These compounds having a vinyl group are used alone or as a mixture of two or more.
  • toner particles by the suspension polymerization method will be specifically described, but the present invention is not limited thereto.
  • a disperser such as a homogenizer, a ball mill, or an ultrasonic disperser is dispersed. Disperse in an aqueous medium containing a stabilizer and granulate. At this time, the particle size of the obtained toner particles becomes sharper by using a disperser such as a high-speed stirrer or an ultrasonic disperser to obtain a desired toner particle size all at once.
  • the polymerization initiator may be added at the same time as other additives are added to the polymerizable monomer, or may be mixed immediately before being suspended in the aqueous medium.
  • a polymerization initiator dissolved in a polymerizable monomer or solvent can be added immediately after granulation and before starting the polymerization reaction. After granulation, stirring may be performed using a normal stirrer to such an extent that the particle state is maintained and the particles are prevented from floating and settling.
  • known surfactants, organic dispersants, or inorganic dispersants can be used.
  • inorganic dispersants are less likely to produce harmful ultrafine powders, and because of their steric hindrance, dispersion stability is obtained, so even if the reaction temperature is changed, stability is not easily lost, and washing is easy and does not adversely affect the toner. Therefore, it can be preferably used.
  • examples of such inorganic dispersants include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, phosphate polyvalent metal salts such as hydroxyapatite, carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate, calcium metasuccinate, calcium sulfate, Examples thereof include inorganic salts such as barium sulfate and inorganic compounds such as calcium hydroxide, magnesium hydroxide, and aluminum hydroxide.
  • inorganic dispersants are preferably used in an amount of 0.20 parts by mass or more and 20.00 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
  • the said dispersion stabilizer may be used independently and may use multiple types together.
  • the polymerization temperature in the polymerization reaction of the polymerizable monomer is set to a temperature of 40 ° C. or higher, generally 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower.
  • the toner particles of the present invention are obtained by externally mixing the silica fine particles to the toner particles and adhering them to the surface of the toner particles. It is also possible to insert a classification step in the manufacturing process (before mixing of the inorganic fine particles) to cut coarse powder and fine powder contained in the toner particles.
  • particles having a primary particle number average particle size (D1) of 80 nm or more and 3 ⁇ m or less may be added to the toner of the present invention.
  • lubricants such as fluororesin powder, zinc stearate powder and polyvinylidene fluoride powder; abrasives such as cerium oxide powder, silicon carbide powder and strontium titanate powder; spacer particles such as silica affect the effect of the present invention. A small amount can be used.
  • polymer fine particles are produced by a known method.
  • the method for producing vinyl polymer fine particles include an emulsion polymerization method and a soap-free emulsion polymerization method.
  • Polyester polymer fine particles can be produced by dissolving the polyester in a suitable solvent and neutralizing it, followed by phase inversion emulsification or by dissolving the polyester in a suitable solvent and dispersing in a water phase using a disperser. The method of letting it be mentioned. An arbitrary surfactant may be used in combination at the time of dispersion.
  • the polyester can be obtained, for example, by polycondensing an alcohol component and a carboxylic acid component at 150 to 280 ° C. in the presence of an ester catalyst. Next, for example, a pH adjuster, a flocculant, and a stabilizer are added and mixed in the mixed liquid of the aqueous dispersion of polymer fine particles and the aqueous dispersion of colorant fine particles, and mechanical power is appropriately added. By heating, an aggregate of the fine particles is formed. If necessary, the wax fine particles and the charge control agent fine particles may be co-aggregated simultaneously or in separate steps. Further, the colorant, wax, and charge control agent may be subjected to seed polymerization in advance.
  • the stabilizer mainly include a polar surfactant itself or an aqueous medium containing the polar surfactant.
  • a polar surfactant contained in the aqueous dispersion is anionic
  • a cationic one can be selected as the stabilizer.
  • the addition / mixing of the flocculant and the like is preferably performed at a temperature below the glass transition point of the polymer contained in the mixed solution. When the above mixing is performed under this temperature condition, aggregation proceeds in a stable state.
  • the said mixing can be performed using a well-known mixing apparatus, a homogenizer, a mixer, etc.
  • the average particle size of the aggregate formed here is not particularly limited, but is usually controlled to be about the same as the average particle size of the toner to be obtained.
  • the above control can be easily performed, for example, by appropriately setting and changing the temperature and the stirring and mixing conditions.
  • the heating temperature may be equal to or higher than the glass transition temperature of the polymer contained in the fine particle aggregate.
  • the said heating can be performed using a well-known heating apparatus or instrument. A short heating time is sufficient if the heating temperature is high, and a long time is required if the heating temperature is low. After heating, the obtained polymer particles are filtered, washed and dried by a known method to obtain toner particles.
  • the toner particles used in the present invention may be produced by subjecting toner particles produced by a general pulverization method to surface treatment with hot air or other surface modification treatment.
  • An example of the manufacturing method is shown below. First, in the raw material mixing step, at least a binder resin, a magnetic material, and / or a colorant are weighed in predetermined amounts and then mixed and mixed using a mixing device. Further, the mixed toner raw materials are melt-kneaded to melt the resins, and the magnetic material and / or the colorant and the like are dispersed therein.
  • melt-kneading step for example, a batch kneader such as a pressure kneader or a Banbury mixer, or a continuous kneader can be used.
  • the resin composition obtained by melt-kneading the toner raw material is melt-kneaded, rolled with two rolls or the like, and then cooled through a cooling step of cooling with water cooling or the like.
  • the cooled resin composition thus obtained is then pulverized to a desired particle size in a pulverization step to obtain a pulverized product. Thereafter, surface treatment is performed with hot air using a surface treatment apparatus to obtain toner particles.
  • the surface treatment with hot air a method in which toner particles are ejected by jetting from a high-pressure air supply nozzle and the surface of the toner particles is treated by exposing the jetted toner particles to hot air.
  • the temperature of the hot air is preferably in the range of 100 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a mixing treatment apparatus that can be used when externally mixing the silica fine particles used in the present invention.
  • the mixing processing device is configured to take a share in a narrow clearance portion with respect to toner particles and silica fine particles, so that the silica fine particles adhere to the toner particle surface while loosening the silica fine particles from the secondary particles to the primary particles. can do.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the stirring member used in the mixing treatment apparatus.
  • the mixing treatment apparatus for externally mixing silica fine particles has a rotating body 2 having at least a plurality of stirring members 3 installed on the surface, a drive unit 8 that rotationally drives the rotating body, and a gap between the stirring member 3 and the stirring member 3.
  • the main body casing 1 is provided.
  • the clearance (clearance) between the inner peripheral portion of the main body casing 1 and the stirring member 3 gives a uniform share to the toner particles and easily adheres to the surface of the toner particles while loosening the silica fine particles from the secondary particles to the primary particles. In order to do this, it is important to keep it constant and minute.
  • the diameter of the inner peripheral portion of the main body casing 1 is not more than twice the diameter of the outer peripheral portion of the rotating body 2.
  • FIG. 4 shows an example in which the diameter of the inner peripheral portion of the main body casing 1 is 1.7 times the diameter of the outer peripheral portion of the rotating body 2 (the diameter of the body portion excluding the stirring member 3 from the rotating body 2).
  • the processing space in which the force acts on the toner particles is appropriately limited.
  • a sufficient impact force is applied to the silica fine particles. It is important to adjust the clearance according to the size of the main casing. Setting the diameter of the inner peripheral portion of the main casing 1 to about 1% or more and 5% or less is important in that a sufficient share is applied to the silica fine particles. Specifically, when the diameter of the inner peripheral part of the main body casing 1 is about 130 mm, the clearance is about 2 mm or more and about 5 mm or less. It should be about.
  • the rotating body 2 is rotated by the drive unit 8 using a mixing processing device, and the toner particles and the silica fine particles charged into the mixing processing device are stirred and mixed.
  • Silica fine particles are externally added to the surface of the toner particles.
  • at least a part of the plurality of stirring members 3 is formed as a feeding stirring member 3 a that sends toner particles and silica fine particles in one axial direction of the rotating body as the rotating body 2 rotates. Is done.
  • At least a part of the plurality of stirring members 3 is formed as a return stirring member 3b that returns the toner particles and the silica fine particles to the other direction in the axial direction of the rotating body 2 as the rotating body 2 rotates.
  • the direction from the raw material inlet 5 toward the product outlet 6 (in FIG. 4). (Right direction) is called “feed direction”. That is, as shown in FIG. 5, the plate surface of the feeding stirring member 3a is inclined so as to feed the toner particles in the feeding direction (13). On the other hand, the plate surface of the stirring member 3b is inclined so as to send toner particles and silica fine particles in the return direction (12).
  • the stirring members 3a and 3b are a set of a plurality of members arranged at intervals in the circumferential direction of the rotating body 2.
  • the stirring members 3a and 3b form a pair of two members on the rotating body 2 at an interval of 180 degrees, but three members at an interval of 120 degrees or an interval of 90 degrees. It is good also as a set of many members, such as four sheets.
  • a total of 12 stirring members 3a and 3b are formed at equal intervals. Further, in FIG.
  • D indicates the width of the stirring member, and d indicates an interval indicating the overlapping portion of the stirring member. From the viewpoint of efficiently feeding the toner particles and the silica fine particles in the feeding direction and the returning direction, it is preferable that D has a width of about 20% to 30% with respect to the length of the rotating body 2 in FIG. FIG. 5 shows an example of 23%. Furthermore, it is preferable that the stirring members 3a and 3b have some overlap d between the stirring member 3b and the stirring member when an extension line is drawn in the vertical direction from the end position of the stirring member 3a. As a result, it is possible to efficiently share the silica fine particles that are secondary particles. D is preferably 10% or more and 30% or less in terms of applying a share.
  • the shape having a curved surface or the tip blade portion is A paddle structure coupled to the rotating body 2 with a rod-like arm may be used.
  • the apparatus shown in FIG. 4 includes a rotating body 2 having at least a plurality of stirring members 3 installed on the surface thereof, a drive unit 8 that rotationally drives the rotating body 2, and a main casing provided with a gap between the stirring member 3 and the main body casing. 1 and a jacket 4 on the inner side of the main body casing 1 and the side surface 10 of the rotating body end, through which a cooling medium can flow. Further, the apparatus shown in FIG. 4 discharges the raw material inlet 5 formed in the upper part of the main casing 1 and the externally mixed toner from the main casing 1 in order to introduce toner particles and silica fine particles.
  • a product discharge port 6 formed in the lower part of the main body casing 1 is provided. Further, in the apparatus shown in FIG. 4, a raw material inlet inner piece 16 is inserted into the raw material inlet 5, and a product outlet inner piece 17 is inserted into the product outlet 6.
  • the raw material inlet inner piece 16 is taken out from the raw material inlet 5, and the toner particles are put into the processing space 9 from the raw material inlet 5.
  • silica fine particles are introduced into the treatment space 9 from the raw material inlet 5, and the raw material inlet inner piece 16 is inserted.
  • the rotating body 2 is rotated by the drive unit 8 (11 indicates the direction of rotation), and the processed material introduced above is externally added while being stirred and mixed by a plurality of stirring members 3 provided on the surface of the rotating body 2.
  • the order of charging may be such that the silica fine particles are first charged from the raw material charging port 5 and then the toner particles are charged from the raw material charging port 5. Further, after the toner particles and the silica fine particles are mixed in advance by a mixer such as a Henschel mixer, the mixture may be supplied from the raw material inlet 5 of the apparatus shown in FIG.
  • the power of the driving unit 8 is controlled to be 0.2 W / g or more and 2.0 W / g or less, so that the coverage X1 and the diffusion index defined in the present invention are determined. Is preferable in obtaining. Moreover, it is more preferable to control the power of the drive unit 8 to 0.6 W / g or more and 1.6 W / g or less. When the power is lower than 0.2 W / g, the coverage X1 is difficult to increase and the diffusion index tends to be too low. On the other hand, when it is higher than 2.0 W / g, the diffusion index increases, but the silica fine particles tend to be embedded too much.
  • the number of rotations of the stirring member at the time of external mixing is not particularly limited, but in the apparatus in which the volume of the processing space 9 of the apparatus shown in FIG. 4 is 2.0 ⁇ 10 ⁇ 3 m 3 , the shape of the stirring member 3 is The number of rotations of the stirring member is preferably 800 rpm or more and 3000 rpm or less. By being 800 rpm or more and 3000 rpm or less, it becomes easy to obtain the coverage X1 and the diffusion index defined in the present invention.
  • a particularly preferable processing method is to have a pre-mixing step before the external addition mixing processing operation.
  • the silica fine particles are highly uniformly dispersed on the surface of the toner particles, so that the coverage X1 is likely to be high and the diffusion index is likely to be high.
  • the power of the drive unit 8 is set to 0.06 W / g or more and 0.20 W / g or less, and the processing time is set to 0.5 minutes or more and 1.5 minutes or less. It is preferable.
  • the load power is lower than 0.06 W / g or the processing time is shorter than 0.5 minutes as the premixing processing condition, sufficient uniform mixing is difficult to perform as premixing.
  • the load power is higher than 0.20 W / g or the processing time is longer than 1.5 minutes as the pre-mixing processing condition, the silica fine particles are fixed on the surface of the toner particles before sufficient uniform mixing is performed. It may be done.
  • the rotation speed of the stirring member in the pre-mixing process when the volume of the processing space 9 of the apparatus shown in FIG. 4 is 2.0 ⁇ 10 ⁇ 3 m 3 and the shape of the stirring member 3 is as shown in FIG.
  • the rotation speed of the stirring member is preferably 50 rpm or more and 500 rpm or less.
  • the product discharge port inner piece 17 is taken out from the product discharge port 6, the rotating body 2 is rotated by the drive unit 8, and the toner is discharged from the product discharge port 6. From the obtained toner, coarse particles and the like are separated by a sieve such as a circular vibration sieve as necessary to obtain a toner.
  • reference numeral 100 denotes an electrostatic latent image carrier (hereinafter also referred to as a photoconductor), which includes a charging member (charging roller) 117, a developing device 140 having a toner carrier 102, a transfer member (transfer charging roller). ) 114, a cleaner container 116, a fixing device 126, a pickup roller 124, and the like.
  • the electrostatic latent image carrier 100 is charged by the charging roller 117.
  • the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier 100 is developed with a one-component toner by the developing device 140 to obtain a toner image, and the toner image is transferred in contact with the electrostatic latent image carrier via a transfer material.
  • the image is transferred onto the transfer material by the roller 114.
  • the transfer material on which the toner image is placed is conveyed to the fixing device 126 and fixed on the transfer material. Further, the toner partially left on the electrostatic latent image carrier is scraped off by the cleaning blade and stored in the cleaner container 116.
  • the linear pressure of the cleaning blade provided in the cleaner container on the surface of the electrostatic latent image carrier is 300 mN / cm or more and 1200 mN / cm or less, the transfer residual can be stably prevented without excessively scraping the surface of the electrostatic latent image carrier. This is preferable because the toner can be scraped off. Further, it is preferable that the amount is within the above range since friction with the surface of the electrostatic latent image carrier is suppressed low, and energy for driving the electrostatic latent image carrier is reduced.
  • the measured value of the hardness by the micro rubber hardness meter at the both ends in the longitudinal direction of the front end surface of the cleaning blade is 72 ° or more and 90 ° or less
  • the hardness of the entire side surface is 55 ° or more and 70. If it is less than 0 °, the occurrence of local vibrations tends to be suppressed.
  • ⁇ Quantification method of silica fine particles (1) Determination of the content of silica fine particles in the toner (standard addition method) 3 g of toner is put in an aluminum ring having a diameter of 30 mm, and pellets are produced at a pressure of 10 tons. Then, the intensity of silicon (Si) is obtained by wavelength dispersive X-ray fluorescence analysis (XRF) (Si intensity-1).
  • XRF wavelength dispersive X-ray fluorescence analysis
  • the measurement conditions may be those optimized by the XRF apparatus to be used, but all the series of intensity measurements are performed under the same conditions.
  • silica fine particles having a primary particle number average particle diameter of 12 nm are added in an amount of 1.0 mass% with respect to the toner, and then mixed by a coffee mill. After mixing, pelletization is performed in the same manner as described above, and then the strength of Si is determined in the same manner as described above (Si strength-2). In the same manner, the strength of Si is also obtained for a sample in which silica fine particles are added and mixed at 2.0 mass% and 3.0 mass% with respect to the toner (Si strength-3, Si strength-4). Using Si strength ⁇ 1 to 4, the silica content (mass%) in the toner is calculated by the standard addition method.
  • silica fine particles are quantified through the following steps. 5 g of toner is weighed into a 200 ml polycup with a lid using a precision balance, 100 ml of methanol is added, and the mixture is dispersed for 5 minutes with an ultrasonic disperser. Attract the toner with a neodymium magnet and discard the supernatant. Repeat the operation of dispersing with methanol and discarding the supernatant three times.
  • ⁇ Measurement method of coverage X1> The coverage X1 with the silica fine particles on the toner surface is calculated as follows. The following apparatus is used under the following conditions, and elemental analysis of the toner surface is performed.
  • -Measuring device Quantum 2000 (trade name, manufactured by ULVAC-PHI Co., Ltd.)
  • X-ray source Monochrome Al K ⁇ -Xray Setting: 100 ⁇ m ⁇ (25 W (15 KV))
  • Photoelectron extraction angle 45 degrees
  • Neutralization condition Combined use of neutralization gun and ion gun ⁇ Analysis area: 300 ⁇ 200 ⁇ m ⁇ Pass Energy: 58.70eV ⁇ Step size: 1.25eV ⁇
  • Analysis software Maltipak (PHI)
  • the quantitative value of the Si element obtained here is Y1.
  • the coverage X1 with the silica fine particles on the toner surface is defined by the following equation using Y1 and Y2.
  • Coverage ratio X1 (area%) Y1 / Y2 ⁇ 100
  • silica fine particles separated from the toner surface are used as a measurement sample
  • the silica fine particles are separated from the toner particles according to the following procedure.
  • silica fine particles are collected by drying the supernatant. If a sufficient amount of silica fine particles cannot be collected, this operation is repeated.
  • the silica fine particles may be selected from the collected external additive using a centrifugal separation method or the like.
  • non-magnetic toner 160 g of sucrose (manufactured by Kishida Chemical) is added to 100 ml of ion-exchanged water, and dissolved with a hot water bath to prepare a sucrose concentrate. A sucrose concentrate 31 g and 6 mL of Contaminone N are put into a centrifuge tube to prepare a dispersion. 1 g of toner is added to this dispersion and the mass of toner is loosened with a spatula or the like. The centrifuge tube is shaken with the above shaker for 20 minutes under the condition of 350 reciprocations per minute.
  • the solution After shaking, the solution is replaced with a glass tube for swing rotor (50 mL), and centrifuged with a centrifuge at 3500 rpm for 30 min.
  • toner In the glass tube after centrifugation, toner is present in the uppermost layer and silica fine particles are present in the lower aqueous solution side.
  • the lower layer aqueous solution is collected, centrifuged, sucrose and silica fine particles are separated, and silica fine particles are collected. If necessary, centrifugation is repeated, and after sufficient separation, the dispersion is dried and silica fine particles are collected.
  • the magnetic toner when an external additive other than the silica fine particles is added, the external additive other than the silica fine particles is also collected. Therefore, silica fine particles are selected from the collected external additives using a centrifugal separation method or the like.
  • the weight average particle diameter (D4) of the toner is calculated as follows (also calculated in the case of toner particles).
  • a precise particle size distribution measuring device “Coulter Counter Multisizer 3” (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) using a pore electrical resistance method equipped with an aperture tube of 100 ⁇ m is used.
  • the attached dedicated software “Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) is used. The measurement is performed with 25,000 effective measurement channels.
  • the electrolytic aqueous solution used for the measurement special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water so as to have a concentration of about 1% by mass, for example, “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
  • the dedicated software Prior to measurement and analysis, the dedicated software is set as follows. On the “Change Standard Measurement Method (SOM)” screen of the dedicated software, set the total count in the control mode to 50000 particles, set the number of measurements once, and set the Kd value to “standard particles 10.0 ⁇ m” (Beckman Coulter, Inc.) Set the value obtained using By pressing the “Threshold / Noise Level Measurement Button”, the threshold and noise level are automatically set.
  • SOM Change Standard Measurement Method
  • the current is set to 1600 ⁇ A
  • the gain is set to 2
  • the electrolyte is set to ISOTON II
  • the “aperture tube flush after measurement” is checked.
  • the bin interval is set to logarithmic particle size
  • the particle size bin is set to 256 particle size bin
  • the particle size range is set to 2 ⁇ m to 60 ⁇ m.
  • the specific measurement method is as follows. (1) About 200 ml of the electrolytic solution is placed in a glass 250 ml round bottom beaker exclusively for Multisizer 3, set on a sample stand, and the stirrer rod is stirred counterclockwise at 24 rpm.
  • the height position of a beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolyte solution in a beaker may become the maximum.
  • (5) In a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner is added to the electrolytic aqueous solution little by little and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion process is continued for another 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the temperature of the water tank is appropriately adjusted so as to be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
  • the electrolytic solution (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the measurement concentration is adjusted to about 5%. . Measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
  • the measurement data is analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle diameter (D4) is calculated.
  • the “average diameter” on the “analysis / volume statistics (arithmetic average)” screen when the graph / volume% is set in the dedicated software is the weight average particle diameter (D4).
  • the number average particle size of the primary particles of the silica fine particles is calculated from the silica fine particle image on the toner surface taken with a Hitachi ultra-high resolution field emission scanning electron microscope S-4800 (Hitachi High-Technologies Corporation).
  • the image capturing conditions of S-4800 are as follows. (1) Sample preparation A conductive paste is thinly applied to a sample table (aluminum sample table 15 mm ⁇ 6 mm), and toner is sprayed thereon. Further, air is blown to remove excess toner from the sample stage and sufficiently dry. The sample stage is set on the sample holder, and the height of the sample stage is adjusted to 36 mm by the sample height gauge.
  • S-4800 observation condition setting The number average particle diameter of the primary particles of the silica fine particles is calculated using an image obtained by the reflected electron image observation of S-4800. Since the reflected electron image has less charge-up of the silica fine particles than the secondary electron image, the particle size of the silica fine particles can be accurately measured.
  • the “PC-SEM” of S-4800 is activated and flushing (cleaning of the FE chip as an electron source) is performed. Click the acceleration voltage display part of the control panel on the screen and press the [Flushing] button to open the flushing execution dialog. Confirm that the flushing intensity is 2 and execute.
  • the probe current of the electron optical system condition block is set to [Normal]
  • the focus mode is set to [UHR]
  • the WD is set to [3.0 mm].
  • the focus knob [COARSE] on the operation panel is rotated, and the aperture alignment is adjusted when the focus is achieved to some extent. Click [Align] on the control panel to display the alignment dialog and select [Beam].
  • the STIGMA / ALIGNMENT knob (X, Y) on the operation panel is rotated to move the displayed beam to the center of the concentric circle.
  • [Aperture] is selected, and the STIGMA / ALIGNMENT knobs (X, Y) are turned one by one to stop the movement of the image or adjust the movement to the minimum. Close the aperture dialog and focus with auto focus. Repeat this operation two more times to focus. Thereafter, the particle size of at least 300 silica fine particles on the toner surface is measured to obtain an average particle size.
  • the number average particle size of primary particles of silica fine particles (by calculating the maximum diameter of those that can be confirmed as primary particles and arithmetically averaging the obtained maximum diameter ( D1) Obtain (da).
  • ⁇ Measurement method of true specific gravity of toner and silica fine particles The true specific gravity of the toner and the silica fine particles was measured by a dry automatic densimeter autopycnometer (manufactured by Yuasa Ionics). The conditions are as follows. Cell: SM cell (10 ml) Sample amount: about 2.0 g (toner), 0.05 g (silica fine particles) This measurement method measures the true specific gravity of a solid / liquid based on a gas phase substitution method. Similar to the liquid phase replacement method, it is based on Archimedes' principle, but uses a gas (argon gas) as a replacement medium, and therefore has high accuracy for micropores.
  • argon gas argon gas
  • ⁇ Measuring method of average circularity of toner> The average circularity of the toner is measured by a flow type particle image analyzer “FPIA-3000” (manufactured by Sysmex Corporation) under the measurement and analysis conditions during calibration.
  • a specific measurement method is as follows. First, about 20 ml of ion-exchanged water from which impure solids are removed in advance is put in a glass container. In this, “Contaminone N” (nonionic surfactant, anionic surfactant, 10% by weight aqueous solution of neutral detergent for pH7 precision measuring instrument cleaning, made by organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • a desktop ultrasonic cleaner disperser for example, “VS-150” (manufactured by Velvo Crea) having an oscillation frequency of 50 kHz and an electric output of 150 W is used.
  • Ion exchange water is added, and about 2 ml of the above-mentioned Contaminone N is added to this water tank.
  • the above-described flow type particle image analyzer equipped with “UPlanApro” (magnification 10 ⁇ , numerical aperture 0.40) as an objective lens is used, and the particle sheath “PSE-900A” (manufactured by Sysmex Corporation) is used as the sheath liquid. It was used.
  • the dispersion prepared in accordance with the above procedure is introduced into the flow type particle image analyzer, and 3000 toner particles are measured in the HPF measurement mode and in the total count mode.
  • the binarization threshold at the time of particle analysis is set to 85%, the analysis particle diameter is limited to the equivalent circle diameter of 1.985 ⁇ m or more and less than 39.69 ⁇ m, and the average circularity of the toner is obtained.
  • automatic focus adjustment is performed using standard latex particles (eg, “RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A” manufactured by Duke Scientific) diluted with ion-exchanged water before starting the measurement. Thereafter, it is preferable to perform focus adjustment every two hours from the start of measurement.
  • a flow type particle image measuring apparatus that has been calibrated by Sysmex Corporation and that has been issued a calibration certificate issued by Sysmex Corporation is used.
  • Measurement is performed under the measurement and analysis conditions when the calibration certificate is received, except that the analysis particle diameter is limited to a circle equivalent diameter of 1.985 ⁇ m or more and less than 39.69 ⁇ m.
  • the measurement principle of the flow-type particle image measuring apparatus “FPIA-3000” (manufactured by Sysmex Corporation) is to take a flowing particle as a still image and perform image analysis.
  • the sample added to the sample chamber is fed into the flat sheath flow cell by a sample suction syringe.
  • the sample fed into the flat sheath flow is sandwiched between sheath liquids to form a flat flow.
  • the sample passing through the flat sheath flow cell is irradiated with strobe light at 1/60 second intervals, and the flowing particles can be photographed as a still image. Further, since the flow is flat, the image is taken in a focused state.
  • the particle image is picked up by a CCD camera, and the picked-up image is image-processed at an image processing resolution of 512 ⁇ 512 pixels (0.37 ⁇ m ⁇ 0.37 ⁇ m per pixel), the contour of each particle image is extracted, and the particle image
  • the projected area S, the peripheral length L, etc. are measured. Next, the equivalent circle diameter and the circularity are obtained using the area S and the peripheral length L.
  • the equivalent circle diameter is the diameter of a circle having the same area as the projected area of the particle image
  • TE is measured using a powder flowability analyzer (powder rheometer FT-4, manufactured by Freeman Technology) (hereinafter abbreviated as FT-4) equipped with a rotary propeller blade.
  • FT-4 powder flowability analyzer
  • the measurement is performed by the following operation.
  • the propeller blade is a 23.5 mm diameter blade dedicated to FT-4 measurement (see FIG. 6A).
  • the rotation axis in the normal direction is the center of the 23.5 mm ⁇ 6.5 mm blade plate.
  • the blade plate is smoothly twisted counterclockwise such that both outermost edge portions (12 mm from the rotating shaft) are 70 ° and a portion 6 mm from the rotating shaft is 35 ° (FIG. 6).
  • a dedicated container for FT-4 measurement [a split container (model number: C4031) having a diameter of 25 mm and a volume of 25 ml, a height of about 51 mm from the bottom of the container to the split part.
  • the toner powder layer is formed by compressing 24 g of toner left in a 60 ° C. environment at 23 ° C. for 3 days.
  • a compression test piston (diameter 24 mm, height 20 mm, lower mesh tension) is used instead of the propeller blade.
  • the peripheral speed of the blade (the peripheral speed of the outermost edge of the blade) in the clockwise direction (the direction in which the toner powder layer is not pushed in by the rotation of the blade) with respect to the surface of the toner powder layer ) Is 10 mm / sec, and the angle between the trajectory drawn by the outermost edge of the moving blade and the surface of the powder layer (hereinafter referred to as “blade trajectory angle”) is the vertical entry speed to the toner powder layer.
  • the propeller blade is advanced to a position 10 mm from the bottom of the toner powder layer at a speed of 5 (deg).
  • the propeller blade is rotated to enter the toner powder layer in the container, and measurement is started from a position 60 mm from the bottom surface of the toner powder layer.
  • TE is defined as the sum of rotational torque and vertical load obtained when the propeller-type blade is advanced.
  • a powder particle fluidity measuring device (Share Scan TS-12, manufactured by Sci-Tec) is used. Share scan is Prof. Virendra M.M. It is a device that performs measurement based on the principle of the Morcoulomb model described in “CHARACTERIZINGPOWDER FLOWABILITY (announced 2002.1.24)” written by Puri. Specifically, the following operations are performed. The measurement is performed in a room temperature environment (23 ° C., 60% RH) using a linear shear cell (columnar shape, diameter 80 mm, capacity 140 cm 3 ) capable of linearly applying a shearing force in the cross-sectional direction.
  • a polycarbonate resin substrate shown below is placed on the bottom of the cell, toner is put into the cell, and a predetermined vertical load is applied. A compacted powder layer is produced so as to be in a close packed state under this vertical load. Then, a shear force is gradually applied to the compacted powder layer while continuously applying a vertical load, and the shear force at the time when the member (in this case, the polycarbonate resin substrate) to be measured for static friction on the bottom surface is measured. .
  • the polycarbonate resin substrate used for the measurement is prepared by coating a polycarbonate resin on the substrate with a bar coat or the like and then drying it with a vacuum dryer.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polycarbonate resin is 39000, and its molecular structure is represented by the following structural formula (1).
  • the Rz value (JIS standard B0601: 10-point average roughness) was 0.53.
  • the Rz value is in the same range as the Rz value obtained in a general manufacturing process of an electrostatic latent image carrier (photosensitive member) mainly composed of actual polycarbonate.
  • “H” in the following structural formula indicates that the ring is not a benzene ring but a cyclohexane ring.
  • ferrous sulfate aqueous solution is added to this slurry liquid so that it may become 0.90 to 1.20 equivalent with respect to the original alkali amount (sodium component of caustic soda).
  • the slurry liquid was maintained at pH 7.6, and an oxidation reaction was promoted while blowing air to obtain a slurry liquid containing magnetic iron oxide.
  • the water-containing slurry was once taken out. At this time, a small amount of water-containing sample was collected and the water content was measured.
  • this water-containing sample was put into another aqueous medium without drying, stirred and redispersed with a pin mill while circulating the slurry, and the pH of the redispersed liquid was adjusted to about 4.8. Then, 1.6 parts by mass of n-hexyltrimethoxysilane coupling agent with respect to 100 parts by mass of magnetic iron oxide (the amount of magnetic iron oxide was calculated by subtracting the water content from the water-containing sample) was added with stirring. Hydrolysis was performed. Thereafter, the mixture was sufficiently stirred, and the dispersion was subjected to surface treatment at a pH of 8.6. The produced hydrophobic magnetic material is filtered with a filter press, washed with a large amount of water, dried at 100 ° C. for 15 minutes, and then at 90 ° C. for 30 minutes. 0.21 ⁇ m magnetic body 1 was obtained.
  • polyester resin 1 ⁇ Example of production of polyester resin 1> The following components were placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, and a nitrogen introduction tube, and reacted for 10 hours while distilling off the water produced at 230 ° C. under a nitrogen stream.
  • polyester resin 1 had a main peak molecular weight (Mp) of 10,500 as measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the obtained polymerizable monomer composition was heated to 65 ° C., 15.0 parts by mass of Fischer-Tropsch wax (melting point: 75 ° C., number average molecular weight Mn: 500) was added, mixed, dissolved, and then the polymerization initiator. As a result, 7.0 parts by mass of dilauroyl peroxide was dissolved to obtain a toner composition.
  • the toner composition was charged into the aqueous medium, and granulated by stirring at 12,000 rpm for 10 minutes in a TK homomixer (Special Machine Industries Co., Ltd.) at 65 ° C. in an N 2 atmosphere. Thereafter, the mixture was reacted at 80 ° C. for 6 hours while stirring with a paddle stirring blade. After completion of the reaction, the suspension was cooled, washed with hydrochloric acid, filtered and dried to obtain toner particles 1.
  • Fischer-Tropsch wax melting point: 75 ° C., number average molecular weight Mn: 500
  • Binder Resin Fine Particle Dispersion (1) 100 parts by mass of the amorphous polyester resin (1) was dissolved in 150 parts by mass of tetrahydrofuran. Ion exchange in which 5 parts by weight of potassium hydroxide and 10 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate were added as surfactants while stirring the tetrahydrofuran solution at 10,000 rpm for 2 minutes with a homogenizer (IKA Japan: Ultra Tarax) at room temperature. 1000 parts by mass of water was added dropwise. The mixed solution was heated to about 75 ° C. to remove tetrahydrofuran. Then, it diluted with ion-exchange water so that solid content might be 8%, and the binder resin fine particle dispersion (1) with a volume average particle diameter of 0.09 micrometer was obtained.
  • a binder resin fine particle dispersion (2) was obtained in the same manner except that the amorphous polyester resin (1) was replaced with the crystalline polyester resin (1) in the preparation of the binder resin fine particle dispersion (1). .
  • the flask was heated to 50 ° C. and held for 60 minutes.
  • an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Neogen SC)
  • the stainless steel flask was sealed, and stirring was continued using a magnetic seal while maintaining 100. Heat to 0 ° C. and hold for 5 hours.
  • the reaction product was filtered, washed thoroughly with ion exchange water, and then dried to obtain toner particles 2.
  • Toner particles 3 were obtained in the same manner as in “Production of toner particles 2” in the production example of toner particles 2 except that the holding time at 100 ° C. in the melting step was 2 hours.
  • Resin particle dispersion (3) 100 parts by mass Magnetic iron oxide fine particle dispersion (1) 63 parts by mass Release agent fine particle dispersion (1) 20 parts by mass Charge control agent fine particle dispersion (1) 20 parts by mass
  • the above was sufficiently mixed and dispersed in a 60 L kettle using Cavitron (Daihei Kiko Co., Ltd.). Next, after adding 0.35 parts by mass of polyaluminum chloride, the dispersion operation was continued for 10 minutes. The obtained dispersion was transferred to a flask installed in a heating oil bath, heated to 45 ° C. with stirring, and then kept at 45 ° C. for 30 minutes.
  • the pH of the system was adjusted to 8.0 with a 0.5 mol% aqueous sodium hydroxide solution, heated to 85 ° C., and maintained for 2.5 hours.
  • a slurry obtained using a fluid having a specific heat of 4.22 KJ / Kg ⁇ K and a specific gravity of 1.12 g / cm 3 as a low-temperature fluid was cooled at 25 ° C./min.
  • solid-liquid separation was performed with a filter press.
  • the obtained solid was further mixed with ion-exchanged water at 40 ° C., stirred and washed at 4000 rpm for 90 minutes with Ultra Tarrax (IKA), and then reslurry washed for 20 minutes. Further, after solid-liquid separation with a filter press, the mixture was mixed with ion exchange water at 40 ° C. and re-stirred, washed and dried at 4000 rpm for 50 minutes with Ultra Turrax (IKA) to obtain toner particles 4.
  • IKA Ultra Tarrax
  • Toner Particle 5 71.0 parts by mass of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 28.0 parts by mass of terephthalic acid, 1.0 part by mass of trimellitic anhydride, and 0.04 parts of titanium tetrabutoxide. 5 parts by mass were placed in a 4-liter 4-neck flask made of glass, and a thermometer, a stirring rod, a condenser and a nitrogen introduction tube were attached and placed in a mantle heater. Next, after the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was gradually raised while stirring, and the mixture was reacted for 4 hours while stirring at a temperature of 200 ° C. to obtain polyester resin 1-1.
  • polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane 28.0 parts by mass of terephthalic acid, 1.0 part by mass of trimellitic anhydride, and 0.04 parts of titanium tetrabutoxide. 5 parts by mass were placed in a 4-
  • This polyester resin 1-1 had a weight average molecular weight (Mw) of 80000, a number average molecular weight (Mn) of 3500, and a peak molecular weight (Mp) of 5700. Also, polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane 70.0 parts by mass, terephthalic acid 20.0 parts by mass, isophthalic acid 3.0 parts by mass, trimellitic anhydride 7 0.0 part by mass and 0.5 part by mass of titanium tetrabutoxide were placed in a 4-liter 4-neck flask made of glass, and a thermometer, a stir bar, a condenser and a nitrogen inlet tube were attached and placed in a mantle heater.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mn number average molecular weight
  • Mp peak molecular weight
  • polyester resin 1-2 had a weight average molecular weight (Mw) of 120,000, a number average molecular weight (Mn) of 4000, and a peak molecular weight (Mp) of 7800.
  • the polyester resin 1-1: 50 parts by mass and the polyester resin 1-2: 50 parts by mass were premixed with a Henschel mixer (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), and a melt kneader (PCM-30 type, Ikekai Tekko Co., Ltd.).
  • the obtained kneaded material was cooled and coarsely pulverized to 1 mm or less with a hammer mill to obtain a coarsely pulverized material.
  • the obtained coarsely crushed material was pulverized with a mechanical pulverizer (T-250, manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.).
  • classification was performed by a multi-division classifier using the Coanda effect to obtain resin particles.
  • the obtained resin particles had a weight average particle diameter (D4) of 6.3 ⁇ m.
  • the resin particles were subjected to a thermal spheronization treatment.
  • the thermal spheronization treatment was performed using a surfing system (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.).
  • Toner particles 6 were obtained in the same manner as in [Production of toner particles 2] in the production example of toner particles 2 except that the holding time at 100 ° C. in the melting step was 7 hours.
  • Toner particles 7 were obtained in the same manner as in the production example of toner particles 1 except that the toner composition was granulated in an aqueous medium and then the reaction time was 3 hours at 80 ° C. while stirring with a paddle stirring blade.
  • Toner particles 8 were obtained in the same manner as in the production example of toner particles 5 except that the feed amount was changed to 4 kg / hr and the hot air flow rate was set to 7 m 3 / min.
  • the toner particles 8 have an average circularity of 0.981, a weight average particle diameter (D4) of 6.7 ⁇ m, 18.7% by number of particles having a particle diameter of 4.0 ⁇ m or less, and particles having a particle diameter of 10.1 ⁇ m or more. Was 3.1% by volume.
  • Toner Particle 9 Production Example of Toner particles 5, instead of performing the heat sphering treatment, mechanical classifier simultaneous sphering treatment apparatus (Faculty, manufactured by Hosokawa Micron Corporation) using, while removing fine particles in the classification rotor speed of 120s -1, Surface treatment was performed for 60 seconds at a dispersion rotor rotational speed of 100 s ⁇ 1 (rotational peripheral speed of 130 m / sec) to obtain toner particles 9.
  • the toner particles 9 have an average circularity of 0.950, a weight average particle diameter (D4) of 6.7 ⁇ m, 15.6% by number of particles having a particle diameter of 4.0 ⁇ m or less, and particles having a particle diameter of 10.1 ⁇ m or more. Was 3.3% by volume.
  • the toner particles 1 obtained in Production Example 1 of toner particles were subjected to an external addition mixing process using the apparatus shown in FIG.
  • the apparatus shown in FIG. 4 is used, in which the diameter of the inner peripheral portion of the main casing 1 is 130 mm and the volume of the processing space 9 is 2.0 ⁇ 10 ⁇ 3 m 3.
  • the rated power was 5.5 kW, and the shape of the stirring member 3 was that shown in FIG.
  • the overlap width d of the stirring member 3a and the stirring member 3b in FIG. 5 is 0.25D with respect to the maximum width D of the stirring member 3, and the clearance between the stirring member 3 and the inner periphery of the main body casing 1 is 3.0 mm. .
  • 100 parts by mass of toner particles 1 and 100 parts by mass of silica fine particles 1 are 30 parts by mass of hexamethyldisilazane. Then, 0.50 parts by mass of 100 parts by mass of the treated silica and 10 parts by mass of dimethyl silicone oil) was put into the apparatus shown in FIG. After adding the toner particles and silica fine particles, pre-mixing was performed in order to uniformly mix the toner particles and silica fine particles.
  • the premixing conditions were such that the power of the drive unit 8 was 0.10 W / g (the rotational speed of the drive unit 8 was 150 rpm) and the processing time was 1 minute.
  • an external additive mixing process was performed.
  • the external mixing process conditions are such that the outermost end peripheral speed of the stirring member 3 is adjusted so that the power of the drive unit 8 is constant at 0.60 W / g (the rotational speed of the drive unit 8 is 1400 rpm), and the processing time For 5 minutes.
  • coarse particles and the like were removed with a circular vibration sieve equipped with a screen having a diameter of 500 mm and an opening of 75 ⁇ m, to obtain Example Toner 1.
  • the toner 1 for Example was magnified and observed with a scanning electron microscope, and the number average particle diameter of primary particles of silica fine particles on the toner surface was measured and found to be 8 nm.
  • Table 3 shows the external addition conditions and physical properties of Example Toner 1.
  • FIG. 3 shows a plot of coverage ratio X1 and diffusion index of toner 1 for the example.
  • Toners 2 to 17 for Examples and Toners 1 to 11 for Comparative Examples In the production example of the toner 1 for the example, the silica fine particles shown in Tables 1 and 2 and the toner particles, the external addition device, the external addition conditions, etc. shown in Table 2 were changed in the same manner. Toners 2 to 17 and Comparative toners 1 to 11 were produced.
  • Table 3 shows the physical properties of the obtained toners 2 to 17 for example and toners 1 to 11 for comparative example.
  • FIG. 3 shows a plot of the coverage X1 and the diffusion index of the toners 2 to 17 for the examples and the toners 1 to 11 for the comparative examples.
  • Henschel mixer FM10C Mitsubishi Chemical Co., Ltd.
  • the pre-mixing step was not performed.
  • the temperature of the inner wall surface of the external device was maintained in the range of (toner glass transition temperature ⁇ 15 ° C.) to (toner glass transition temperature).
  • the mixture was passed through a 200-mesh sieve to remove coarse particles to obtain a comparative toner 12.
  • Table 3 shows external addition conditions and physical properties of the toner 12 for comparative example.
  • FIG. 3 shows a plot of the coverage X1 and the diffusion index of the toner 12 for comparative example.
  • Table 3 shows external addition conditions and physical properties of the toner 13 for comparative example.
  • FIG. 3 shows a plot of the coverage X1 and the diffusion index of the comparative example toner 13.
  • Example of Production of Toner 14 for Comparative Example> To 100 parts by mass of toner particles 2, 2 parts by mass of hydrophobic silica (X-24, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) having a primary particle number average particle size of 120 nm as an external additive, and having a primary particle number average particle size of 10 nm. 1 part by mass of hydrophobic silica (HDK 2000H, manufactured by Clariant Japan) was mixed using a Henschel mixer FM10C (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.) (blade rotation speed 2000 rpm, mixing time 30 seconds, 5 cycles).
  • the toner 14 for a comparative example was obtained by passing through a sieve having an opening of 38 ⁇ m to remove aggregates.
  • Table 3 shows external addition conditions and physical properties of the toner 14 for comparative example.
  • FIG. 3 shows a plot of the coverage X1 and the diffusion index of the comparative toner 14.
  • Example 15 for Comparative Example 1 part by mass of hydrophobic silica (TS720: manufactured by Cabot) is added to 100 parts by mass of toner particles 4 and mixed for 5 minutes at 3000 rpm with a Henschel mixer FM10C (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.).
  • Example toner 15 was obtained.
  • Table 3 shows external addition conditions and physical properties of the toner 15 for comparative example.
  • FIG. 3 shows a plot of the coverage X1 and the diffusion index of the toner 15 for comparative example.
  • Example of Production of Toner 16 for Comparative Example 100 parts by mass of hydrophobic silica fine particles (silica [BET specific surface area: 300 m 2 / g, number average particle size of primary particles: 10 nm) 100 parts by mass of hexamethyldisilazane on the basis of 100 parts by mass of toner particles 5 1.5 parts by mass of the treated product) is added, and mixing is performed for 240 seconds at a peripheral speed of 40 m / S using a Henschel mixer FM10C (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.). Then, it rests for 60 seconds. Further, a mixing process for 240 seconds was performed.
  • the toner thus obtained is referred to as Comparative Example Toner 16.
  • Table 3 shows external addition conditions and physical properties of the toner 16 for comparative example.
  • FIG. 3 shows a plot of the coverage X1 and the diffusion index of the toner 16 for comparative example.
  • HP LASERJET P2055 manufactured by Hewlett Packard
  • the cleaning blade having a rubber hardness of 70 ° and a linear pressure of 397 mN / cm in the entire side surface and the center in the longitudinal direction of the tip surface has a rubber hardness of 50 ° and a linear pressure of 300 mN / cm. Changed to cm.
  • the cartridge was modified to double the toner filling amount.
  • the cartridge filled with toner 1 for the above example was left in the low-temperature and low-humidity environment for 24 hours, and then the image was printed on 8000 sheets per day in a 2-second intermittent mode with a horizontal line with a printing rate of 4% for 7 seconds / sheet. 2 days later, the next day (3rd day), another 1000 sheets were printed.
  • As the recording medium A4 75 g / m 2 paper was used.
  • the evaluation of cleaning is a horizontal line image [Evaluation 1 in Table 4] while printing 1000 sheets from immediately after the start of horizontal line printing.
  • the horizontal line image [Evaluation 2 in Table 4] and the horizontal line image [Evaluation 3 in Table 4] after printing 16,000 sheets endurance and printing 1000 sheets immediately after the start of the imaging test on the third day were performed.
  • the toner developability is high to some extent, so that the amount of untransferred toner accumulates most, and the cleaning blade cures in a low-temperature and low-humidity environment. Since the surface of the electrostatic latent image carrier is also shaved, it is the strictest evaluation condition for cleaning performance.
  • the obtained horizontal line image was visually evaluated, and the cleaning property was judged according to the following criteria. Note that when there is a cleaning failure, toner that has passed through exists, so that the electrostatic latent image carrier cannot be charged, and black streaks are observed. Specific evaluation criteria were as follows. A: Black streaks are not seen.
  • Example 1 evaluation was performed in the same manner except that Example toners 2 to 17 were used instead of Example toner 1. As a result, it was possible to obtain images having no practical problems in all the evaluated items. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Example 1 evaluation was performed in the same manner except that Comparative Example Toners 1 to 16 were used instead of Example Toner 1. As a result, the cleaning properties of all the toners deteriorated to an unpreferable level for practical use. The evaluation results are shown in Table 4.

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Abstract

 使用環境によらず耐久使用を通じて安定した画像濃度が得られるトナーであり、同時にクリーニング不良の発生を抑制できるトナーを提供する。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、トナーの平均円形度が0.950以上であり、トナーのポリカーボネート樹脂基板に対する静止摩擦係数が0.100以上0.200以下であり、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50.0面積%以上75.0面積%以下であることを特徴とするトナー。

Description

トナー
 本発明は電子写真法、静電記録法、磁気記録法などに用いられるトナーに関する。
 モノクローム用複写機及びレーザービームプリンター(以下、LBPともいう)においては、コスト面や装置の構成の単純さなどのメリットから磁性トナーを使用した一成分現像方式が幅広く実用化されている。現在これらのモノクローム用複写機及びLBPのさらなる高画質化を目指して、トナー及び本体装置の両面から様々な検討が進められている。モノクローム用複写機及びLBPの画質を向上させるためのトナー側からのアプローチとしてはトナーの小粒径化、粒度分布のシャープ化、及び高円形度化といった手法がある。
 トナーの粒径が小さくなれば解像度が向上し高精細の画像を得ることが可能となる。トナーの粒度分布がシャープになればトナーの帯電分布も均一になり、現像・転写工程においてトナーの挙動が均一化され、非画像領域に飛翔するなどで画質を低下させるトナーが減少する。
 また、トナーを高円形度化しトナー表面の凹凸が減少させることができれば、トナーに帯電性を付与させる機能を持つ様々な外添剤をトナー表面に均一に外添することが可能となる。これによりトナー全体の帯電分布がさらに均一になり、先述のように画質が向上する。さらにトナーの流動性が向上するために帯電の立ち上がりも良化し、印字初期から高画質な画像を得ることが可能となる。
 円形度が高く、粒度分布のシャープなトナーとしては、従来の粉砕法で製造されたトナーに変わり、重合法で製造されたトナーや乳化凝集法で製造されたトナー、さらには熱風を用いてトナーを球形に処理したトナーなどが現在主流となりつつある。しかし、上記円形度の高いトナーが転写されずに静電潜像担持体上に残った場合、該トナーは、静電潜像担持体からの回収性、いわゆるクリーニング性が悪く、クリーニング不良を起因とする画像欠損を発生させる傾向にあった。
 この対策のために、特許文献1及び2では、トナーと静電潜像担持体の動摩擦係数を制御する目的で外添剤の量や外添条件を調整することが検討されている。また、特許文献3では、大粒径の外添剤を添加することでトナーと静電潜像担持体の付着を抑制することが検討されている。さらに、特許文献4では、結着樹脂の結晶性を調製してトナー表面の摩擦係数を制御するといった検討されている。
 しかし、これらの各種指標に着目したアプローチではある程度の改善は見込まれるものの、低温環境などのより苛酷な条件下での長期使用時のクリーニング安定性は不十分であり、問題の本質的な解決には至っていない。そこでクリーニング不良という現象の、より本質的な指標に着目した上での抜本的な対策が必須であった。
特開2009-80247号公報 特開2011-59586号公報 特開2006-39023号公報 特開2008-203785号公報
 本発明の目的は上記の如き問題点を解決できるトナーを提供することにある。
 具体的には、使用環境によらず耐久使用を通じて安定した画像濃度が得られるトナーであり、同時にクリーニング不良の発生を抑制できるトナーを提供することである。
 本発明は、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、
該トナーは、平均円形度が0.950以上であり、
該トナーは、ポリカーボネート樹脂基板に対する静止摩擦係数が0.100以上0.200以下であり、
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50.0面積%以上75.0面積%以下であることを特徴とするトナー。
 本発明によれば、使用環境によらず耐久使用を通じて安定した画像濃度が得られるトナーであり、同時にクリーニング不良の発生を抑制できるトナーを提供することが可能である。
画像形成装置の一例を示す図 拡散指数の境界線を示す図 実施例及び比較例に用いたトナーの被覆率X1と拡散指数をプロットした図 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 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 FT-4測定専用23.5mm径プロペラ型ブレードの模式図
 本発明は、以下の通りである。
 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、
該トナーは、平均円形度が0.950以上であり、
該トナーは、ポリカーボネート樹脂基板に対する静止摩擦係数が0.100以上0.200以下であり、
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50.0面積%以上75.0面積%以下であることを特徴とするトナー。
 まずクリーニング不良が発生するメカニズムについて説明する。
 複写機、及びLBPなどの多くの画像形成装置において、静電潜像担持体上に飛翔したトナーが全て紙などの記録媒体上に転写されるわけではなく、一部のトナーが転写工程後も静電潜像担持体上に残余する(以下、残余したトナーを「転写残トナー」と表記する)。
 この転写残トナーをそのまま静電潜像担持体上に放置しておくと、放電などの手段によって静電潜像担持体表面を再度帯電させる際に、転写残トナーが付着した部位は帯電が不十分となり、適切な静電潜像を形成することが不可能となる。そのため最終的に画像欠損が生じる。
 そこで、静電潜像担持体上の転写残トナーを次の放電工程に到達する前に回収する必要がある。この工程を一般的にクリーニングと呼ぶ。
 このクリーニングの方式は多々あるものの、現在はクリーニングブレードを用いる方式が主流である。
 この方式では、クリーニングブレードの先端を高速回転する静電潜像担持体表面に接触させることで、搬送されてくる転写残トナーを掻き取り回収する。しかし、実際には様々な要因でこのクリーニングブレードが充分機能せず、転写残トナーを全て回収しきれない場合があり、この現象を一般にクリーニング不良と呼んでいる。
 このクリーニング不良が発生するメカニズムについて、本発明者らは次の様に推察する。
 まず、静電潜像担持体上への現像工程において、トナーは単一の粒子で挙動するわけではなく、実際には複数のトナー粒子の凝集塊として飛翔していると考えられる。
 そして、静電潜像担持体に担持された凝集塊が、静電潜像担持体の回転に伴ってクリーニング部に到達し、クリーニングブレードと接触した際、静電潜像担持体表面への付着性が高いとクリーニングブレードに大きな物理的衝撃力を与える。該衝撃により、クリーニングブレードは局所的に振動し、静電潜像担持体表面との間に空隙が生じる。その空隙を転写残トナーが通過してしまうためにクリーニング不良が発生すると考えられる。
 なお、従来の粉砕法で製造されたトナーに比べて、円形度の高いトナーでこの現象が生じやすい理由に関しては、本発明者らは次のように推察している。
 粉砕法で製造されたトナーは、円形度が低く、凹凸の多い形状であるため、静電潜像担持体表面への付着性は高くなると考えられる。また、同時に流動性は低く、トナー同士の付着性は高いため、円形度の高いトナーに比べて、大きく、解れ難い凝集塊を形成する。大きく、解れにくい凝集体は、クリーニングブレードの局所的振動によって生じる程度の空隙を通過することはできないため、クリーニングブレードに掻き取られていくと考えられる。
 それに対し、円形度の高いトナーでは、一般的に粒子間の付着力が低く流動性も高いため凝集塊は小さくなるが、クリーニングブレードに凝集塊が衝突した際は、凝集塊が解れ易いために、衝撃により生じた空隙を通過し易いと考えられる。さらに解れて回収されずにクリーニングブレード先端断面部に集積・再凝集したトナーが、静電潜像担持体表面に引っかかることで局所的振動の要因となり、二次的にクリーニング不良を発生させると思われる。
 そこで、本発明者らはこのような円形度の高いトナーに起因するクリーニング不良に対処するために鋭意検討を行った。その結果、トナーのポリカーボネート樹脂基板に対する静止摩擦係数を低下させると同時に、トナー表面のシリカ微粒子による被覆率を制御することで、上記の課題を解決しうることを見出した。その詳細を以下に示す。
 まず、本発明のトナーの概要を説明する。
 静電潜像担持体表面層の主要な構成成分である、ポリカーボネート樹脂基板に対するトナーの静止摩擦係数を制御することにより、トナーの静電潜像担持体表面に対する付着力を低下させる。該トナーの付着力低下により、クリーニングブレードに対する物理的衝撃力を低下させ、局所的振動の発生が抑制される。さらに、トナー表面のシリカ微粒子の付着状態を制御することによりトナーの流動性を改善し、クリーニングブレードに対する物理的衝撃力を低下させると同時に、クリーニングブレード先端部でのトナーの二次的な凝集を抑制し、安定したクリーニングを実現していると考えられる。
 以下にクリーニング不良を改善する詳細なメカニズムに関して、本発明者らの考察を示す。
 トナーの静電潜像担持体表面に対する付着力が小さくなればなるほど、転写残トナーがクリーニングブレードに対し与える物理的衝撃力は小さくなり、局所的振動を発生させることなく掻き取られ易くなる。本発明者らは該付着力の指標として、ポリカーボネート樹脂基板に対する静止摩擦係数を使用することが好適であることを見出した。
 静止摩擦係数とは物体が対象部材の表面に静止した状態から動き始める瞬間の摩擦力(最大静止摩擦力)を決定する比例定数である。
 静止摩擦係数をμ、部材表面に対する垂直抗力をNとしたときに最大静止摩擦力Fは次の式(A)で表わされる。
=μN  ・・・(A)
 静止摩擦係数μが大きいほど最大静止摩擦力Fも大きくなり、部材表面に対して水平方向に物体を移動させる際、より大きな力が必要となることを示している。クリーニング工程においては静止摩擦係数が大きいほどトナー凝集塊がクリーニングブレードと接触した際により大きな物理的衝撃力を与えることを意味している。
 摩擦係数としては、静止摩擦係数以外に、動摩擦係数も知られている。
 動摩擦係数は静電潜像担持体からはがれた後に、トナーが静電潜像担持体上を転がる際の、抵抗や付着力の指標となると考えられる。しかし、トナーのクリーニングブレードに対する掻き取られ易さを考えた場合、転写残トナーは最初に静電潜像担持体表面に付着し静止した状態でクリーニングブレードに接触する。そのため、静電潜像担持体上を転がっている時の動摩擦係数よりも、付着し静止した状態の静止摩擦係数の方がクリーニングブレードに与える物理的衝撃力を規定する上で重要である。
 また、一般的に静止摩擦係数の方が動摩擦係数よりも大きく、そのためクリーニングブレードに与える物理的衝撃力は静止状態のトナー塊の方が大きくなる。従って、クリーニングブレードの局所的振動という現象には静止摩擦係数がより支配的であると言える。
 これらの理由から、クリーニングの指標としては動摩擦係数よりも静止摩擦係数の方が好適であると考えられる。
 一方、部材への付着性を表す他の指標として、衝撃法によって測定される付着力がある。これはトナー粒子を静置した部材に対し物理的に衝撃を加えた際に、部材から飛翔する粒子の割合で付着力を規定するものである。
 本件の様なクリーニングの枠組みで考えた場合、衝撃法によって測定される付着力はトナーが静電潜像担持体から垂直方向にどれだけ剥がれ易いかを議論していることとなる。しかし実際にはクリーニングブレードに掻き取られる一連の工程で、転写残トナーが静電潜像担持体表面に対し垂直方向から衝撃力を受けることは無い。転写残トナーは静電潜像担持体表面に付着した状態で水平方向からクリーニングブレードと衝突し、静電潜像担持体表面から剥離して掻き取られていく。そのためブレードに対する掻き取られ易さの指標としては、水平方向からの力に対する抵抗を規定した静止摩擦係数の方がより好適であると考えられる。
 この静止摩擦係数は対象部材を規定することによって初めて意味を持つ指標である。厳密には静止摩擦係数は部材と部材の組み合わせで決定されるためである。
 そこで本発明者らは現在静電潜像担持体表面層の構成部材として幅広く使用されているポリカーボネート樹脂に対する静止摩擦係数を採用した。
 しかし、トナーのポリカーボネート樹脂基板に対する静止摩擦係数を低く抑え、静電潜像担持体表面に対する付着性を低減し、トナーがクリーニングブレードによって掻き取られ易くするだけでは、円形度の高いトナーのクリーニング不良を改善するためには不十分である。
 なぜなら、円形度の高いトナーには、以下の現象が生じやすいからである。
 クリーニングブレードと衝突し凝集塊から解れたトナーがクリーニングブレードによって掻き取られずに、クリーニングブレード先端断面部に集積・再凝集する。この集積・再凝集したトナーが静電潜像担持体表面に引っかかり、局所的振動を引き起こし、結果としてクリーニング不良の原因となる。この現象は集積・再凝集したトナー量が増加する多数枚の画像形成を行った後により深刻となる。
 この現象を解決するためには静止摩擦係数を低下させると同時に、クリーニングブレード先端断面部で発生するトナーの集積・再凝集を抑制する必要があると本発明者らは考えた。本発明者らの検討の結果、トナー表面のシリカ微粒子による被覆率を制御することで、トナー粒子同士の付着力を低減し、トナーに充分な流動性を付与でき、多数枚の画像形成を行った後においてもクリーニング性を改善させることができた。
 また、流動性が高く解れ易いトナーは凝集塊の大きさが小さくなり、クリーニングブレードに接触した際も迅速に解されるために、クリーニングブレードに与える物理的衝撃力も低減させることができた。これらにより印字初期から耐久使用時においても、充分なクリーニング性を示す高円形度トナーを得ることが可能となった。
 以下に本発明のトナーについて具体的に示していく。
 本発明のトナーは、ポリカーボネート樹脂基板に対する静止摩擦係数が0.100以上0.200以下であり、好ましくは0.150以上0.200以下である。
 上記静止摩擦係数が0.200以下である場合、転写残トナーの静電潜像担持体表面に対する付着力が十分低く、クリーニングブレードに局所的振動を引き起こすことなく迅速に掻き取られていく。また、樹脂を主成分とした粉体で、トナーとしての性能を満足させた上で、0.100未満にまで上記静止摩擦係数を低減させることは、現実的には困難である。そのため、本発明においては、静止摩擦係数の下限値を0.100としている。
 また、上記静止摩擦係数が0.200以下であると、転写工程において、静電潜像担持体表面から紙へのトナー像の転写がスムーズに行われ、転写効率が向上し最終的な画像濃度が向上する。
 上記静止摩擦係数は、トナーの形状、表面性、外添剤粒子の種類と量、及びその付着状態などを総合的に制御することで上記範囲に調整することが可能である。
 具体的には、トナーの平均円形度が0.950未満である場合、外添剤を制御したとしても、上記静止摩擦係数を0.200以下にすることは困難である。凹凸の多い形状を有する粒子においては、凸部が対象部材の表面との摩擦抵抗を増加させるためと考えられる。そのため本発明のトナーには、平均円形度が0.950以上であることが求められる。また、トナーの平均円形度は、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。
 また、本発明のトナーにおいては、シリカ微粒子による被覆率が50.0面積%以上75.0面積%以上であることが必要である。
 確かに、一般的に滑剤として使用される、脂肪酸やシリコーンオイルなどによる各種処理の施された金属酸化物粒子等を比較的多量に添加することにより、上記静止摩擦係数の範囲を達成することは可能である。しかしながら、この場合、トナーの帯電特性などに悪影響を及ぼす場合が多く、クリーニング性能以外のトナーに求められる電子写真特性を満足できず、現像剤として機能することが極めて困難となる。さらには、耐久使用時においては遊離した外添剤粒子による部材汚染などの弊害も発生する。
 そこで、本発明者らは特別な外添剤を多量に使用するのではなく、トナー表面におけるシリカ微粒子の付着状態を制御しつつ、静止摩擦係数を上記範囲内に調整することが重要であると考えている。具体的には、トナー表面のシリカ微粒子による被覆率を制御することが重要であり、より好ましくは被覆状態の均一性を高めることが求められる。トナー表面のシリカ微粒子による被覆率が50.0面積%以上75.0面積%以上である場合に顕著な効果が得られるメカニズムの詳細は未解明であるが、本発明者らは以下のように推測している。
 トナー表面をシリカ微粒子で適切な割合で被覆することにより、(1)トナー粒子表面の凹凸を埋め合わせることができ、(2)転写後のトナー表面の帯電状態の局所的な不均一化が抑制でき、及び(3)遊離したシリカ微粒子がベアリング効果を有する粒子として作用できる、などの効果が期待され、これらの要素が、静止摩擦係数が低いことと相まって、トナーの特性の改善につながっていると考えられる。
 更に、トナー表面をシリカ微粒子で均一に被覆することにより、(1)付着性の高いトナー粒子表面の局所的露出を抑える、(2)トナー部材表面への水分子の吸着を抑制する、(3)シリカ微粒子の凝集塊の発生を抑制し、凝集塊による立体的な噛み合わせによる摩擦抵抗を低減する、などの効果も考えられる。
 本発明において、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は、50.0面積%以上75.0面積%以下である。
 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50.0面積%以上75.0面積%以下である場合、トナーに十分な流動性を与えると同時に、トナー表面をシリカ微粒子により適度に被覆することでトナー間の付着性が低減できる。その結果、トナーがクリーニングブレード先端断面部に集積した場合でも再凝集し難くなり、クリーニング不良の発生が防止される。
 本発明のトナーは、トナーの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を満足することが好ましい。
(式1)拡散指数=X1/X2
(式2)拡散指数≧-0.0042×X1+0.62
 トナーのシリカ微粒子による理論被覆率X2は、トナーにおけるシリカ微粒子の含有量、シリカ微粒子の粒径等を用い、下記式4により算出される。下記式4により求められる理論被覆率X2は、“外添剤の投影面積の合計”を“トナー粒子の表面積の合計”で割り、更に、“同じ半径の円を平面に最密になるように敷きつめたときの円が占める割合(=π/√12)”で割った値を百分率で表したものである。尚、下記式4は、特開平10-20539号公報等にも記載されており、理論被覆率を計算する際に一般的に用いられる式である。
(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)(nm)
dt:トナーの重量平均粒径(D4)(nm)
ρa:シリカ微粒子の真比重(g/cm
ρt:トナーの真比重(g/cm
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。単分散の粒子では理想的には拡散指数は1になる。この状態では、シリカ微粒子がトナー粒子表面に最密充填された状態で、重なりなく全て一層で存在していることを意味する。シリカ微粒子が、凝集した二次粒子として重なった状態で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、拡散指数が小さくなる。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好ましく、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。なお上述の通り、拡散指数の上限は1である。
 拡散指数が上記範囲内であると、トナー表面にシリカ粒子が一次粒子として均一に分布していることになり、トナーの帯電特性を損なうことなくトナー間の付着力を低下させ、耐久使用を通じてクリーニングブレード先端断面部でのトナーの凝集を抑制することができる。拡散指数が大きいことによりトナーがクリーニングブレード先端断面部で圧密されても凝集し難くなるメカニズムについて、本発明者らは以下の様に考えている。
 トナーがクリーニングブレード先端断面部のような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シリカ微粒子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、迅速にトナー同士をほぐすのが困難になりトナーの凝集塊が発生し易くなる。
 特に、耐久使用後であって、トナーが劣化している場合には、一次粒子として存在しているシリカ微粒子がトナー表面に埋没しており、トナーの流動性が低下し易くなる。その時に、トナー表面に埋没しておらず、二次粒子として存在するシリカ微粒子同士による噛みあわせの影響が大きくなり、一般にトナーは解れ難くなると推察される。しかし、本発明のトナーは、多くのシリカ微粒子が一次粒子として存在するため、耐久使用によりトナーが劣化している場合であっても、トナー同士の噛み込みが発生しづらい。その結果、クリーニングブレード先端断面部でトナーが集積し、圧を受けた場合であっても、トナーが一粒一粒へ解れ易く、凝集塊が発生し難いと考えられる。
 本発明における拡散指数の境界線は、被覆率X1が50.0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。
 図2は3種の外添混合条件を用いて、添加するシリカ微粒子の量を変えて被覆率X1を任意に変化させたトナーを製造し、被覆率X1と拡散指数の関係をプロットしたグラフである。このグラフにプロットしたトナーのうち、式2を満足する領域にプロットされるトナーは、加圧時のほぐれ易さが十分に向上することがわかった。
 ここで、拡散指数が被覆率X1に依存する理由に関して、詳細は分かっていないが、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好ましい。
 本発明のトナーは、回転式プロペラ型ブレードを備えた粉体流動性測定装置により測定される、[Total Energy量(mJ)/トナーの密度(g/ml)]が、200mJ/(g/ml)以上300mJ/(g/ml)以下であることが好ましい。この[Total Energy量(mJ)/トナーの密度(g/ml)](以下、単に[TE/密度]ともいう)はトナーの圧密状態からの解れ易さを示す指標であり、圧密されたトナー層にブレードが進入する際にブレードが受ける物理抵抗を数値化したものである。200mJ/(g/ml)以上300mJ/(g/ml)以下である場合、クリーニングブレード先端断面部に集積したトナーが圧を受けても凝集し難くなるため好ましい。
 上記[TE/密度]はトナーの形状、表面性、外添剤粒子の種類と量、及びその付着状態などを総合的に制御することで、上記範囲に調整することが可能である。
 但し、[TE/密度]は、トナーの平均円形度の影響を大きく受け、[TE/密度]を上記範囲内に調整するためには、トナーの平均円形度が0.950以上の高円形度トナーであることが良い。
 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、特に接触現像における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10.0質量部以上25.0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、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。本発明で用いられるシリカ微粒子としては、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。
 本発明においてシリカ微粒子の添加量は、トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上5.0質量部以下であることが好ましい。シリカ微粒子の添加量が、上記範囲であると、トナーに良好な流動性を与えることが出来、定着性も阻害しないので好ましい。
 なお、シリカ微粒子の含有量は、蛍光X線分析を用い、標準試料から作成した検量線を用いて定量できる。
 本発明に用いられるシリカ微粒子は、疎水化処理を施したものであることが好ましく、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が40%以上であることが好ましく、より好ましくは50%以上である。
 上記疎水化処理の方法としては、有機ケイ素化合物、シリコーンオイル等で処理する方法が挙げられる。
 上記有機ケイ素化合物としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン等が挙げられる。これらは一種或いは二種以上の混合物で用いられる。
 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表面処理したものが好ましく、より好ましくはシリカ原体を有機ケイ素化合物とシリコーンオイルにより表面処理したものである。疎水化度を好適に制御できるからである。
 シリカ原体をシリコーンオイルで処理する方法としては、例えば、シリカ原体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサー等の混合機を用いて直接混合する方法や、シリカ原体にシリコーンオイルを噴霧する方法が挙げられる。或いは、適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解又は分散させた後、シリカ原体を加えて混合し、溶剤を除去する方法でもよい。シリコーンオイルの処理量は、良好な疎水性を得るために、シリカ原体100質量部に対し1質量部以上、40質量部以下であることが好ましく、3質量部以上、35質量部以下であることがより好ましい。
 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、及び帯電性が耐久使用を通じて確保しやすくなる。本発明において、シリカ原体のBET比表面積は、200m/g以上、320m/g以下のものがより好ましい。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、JISZ8830(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、6.0μm以上、10.0μm以下であることが好ましく、より好ましくは7.0μm以上、9.0μm以下である。
 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。
 本発明に用いられるトナー粒子は、乾式法で製造しても良く、湿式法で製造してもよい。
 乾式法で製造する場合には、粉砕法で製造したトナー粒子に対して、平均円形度を所望の範囲に制御するような表面改質処理が必要となる。表面改質装置としては、例えば、サーフュージョンシステム(日本ニユーマチック工業社製)、ハイブリダイゼーションシステム(奈良機械製作所製)、クリプトロンコスモシステム(川崎重工業社製)、イノマイザーシステム(ホソカワミクロン社製)の如き高速気流中衝撃法を応用した表面改質装置や、メカノフュージヨンシステム(ホソカワミクロン社製)、メカノミル(岡田精工社社製)の如き乾式メカノケミカル法を応用した表面改質装置、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)のような表面改質装置を用いることができる。
 湿式法で製造する場合には、分散重合法、溶解懸濁法、懸濁重合法等の如き水系媒体中で製造する方法を例示でき、懸濁重合法又は会合凝集法により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、荷電制御剤、ワックス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。得られ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適当な撹拌器を用いて分散し、造粒する。さらに、造粒された粒子中に含まれる重合性単量体を重合して、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分散し、造粒する。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、上記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カット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。
 また、以下に具体的な会合凝集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、重合体微粒子を公知の方法で製造する。ビニル系重合体微粒子の製造方法としては、乳化重合法やソープフリー乳化重合法等が挙げられる。ポリエステル系重合体微粒子の製造方法としては、ポリエステルを適当な溶剤に溶解し中和した後、転相乳化させる方法や、ポリエステルを適当な溶剤に溶解させ水相中にて、分散機を用い分散させる方法が挙げられる。分散時に任意の界面活性剤を併用してもよい。また、ポリエステルは、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分をエステル触媒の存在下で、150乃至280℃で縮重合させて得ることができる。
 次に、上記重合体微粒子の水性分散液と着色剤微粒子の水性分散液との混合液中に、例えばpH調整剤、凝集剤、安定剤を添加し混合し、機械的動力等を適宜加え、加熱することにより、上記微粒子の凝集体を形成する。必要に応じ、ワックス微粒子と帯電制御剤微粒子を同時または別工程で共凝集させても構わない。また、着色剤、ワックス、帯電制御剤はあらかじめシード重合をしていても構わない。
 上記安定剤としては、主に極性界面活性剤そのもの又はそれを含有する水系媒体が挙げられる。例えば、上記水性分散液に含まれる極性界面活性剤がアニオン性の場合には、安定剤としてカチオン性のものを選択することができる。上記凝集剤等の添加・混合は、上記混合液中に含まれる重合体のガラス転移点以下の温度で行うのが好ましい。この温度条件下で上記混合を行うと、凝集が安定した状態で進行する。上記混合は、公知の混合装置、ホモジナイザー、ミキサー等を用いて行うことができる。ここで形成される凝集体の平均粒径としては、特に制限はないが、通常、得ようとするトナーの平均粒径と同じ程度になるように制御される。上記制御は、例えば、温度と撹拌混合の条件とを適宜設定・変更することにより容易に行うことができる。
 上記加熱の温度としては、上記微粒子の凝集体に含まれる重合体のガラス転移点温度以上であればよい。なお、上記加熱は、公知の加熱装置又は器具を用いて行うことができる。加熱時間は、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。加熱後、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。
 さらに、本発明に用いられるトナー粒子は、一般的な粉砕法により製造されたトナー粒子に対して、熱風による表面処理やその他の表面改質処理を施すことにより製造しても良い。
 以下にその製造方法の一例を示す。まず、原料混合工程では、少なくとも結着樹脂及び磁性体及び(または)着色剤を所定量秤量後、配合し、混合装置を用いて混合する。更に、混合されたトナー原料を溶融混練して、樹脂類を溶融し、その中に磁性体及び(または)着色剤等を分散させる。該溶融混練工程では、例えば、加圧ニーダー、バンバリィミキサー等のバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。更に、トナー原料を溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、溶融混練後、2本ロール等で圧延され、水冷等で冷却する冷却工程を経て冷却される。得られた樹脂組成物の冷却物は、次いで、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕され、粉砕品を得る。その後、表面処理装置を用いて、熱風により表面処理を行い、トナー粒子を得る。熱風による表面処理としては、トナー粒子を高圧エア供給ノズルからの噴射により噴出させ、噴出させたトナー粒子を、熱風中にさらすことでトナー粒子の表面を処理する方法が好ましい。熱風の温度としては、100℃以上450℃以下の範囲であることが好ましい。
 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又は拡散指数を容易に制御できる点で図4に示すような装置が好ましい。
 図4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又は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5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4及び図5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8と、攪拌部材3と間隙を有して設けられた本体ケーシング1とを有する。
 本体ケーシング1の内周部と、撹拌部材3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1の内周部の径が、回転体2の外周部の径の2倍以下である。図4において、本体ケーシング1の内周部の径が、回転体2の外周部の径(回転体2から撹拌部材3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1の内周部の径が、回転体2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1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1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1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8によって回転体2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5に示すように、複数の撹拌部材3の少なくとも一部が、回転体2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3aとして形成される。また、複数の撹拌部材3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2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3bとして形成されている。
 ここで、図4のように、原料投入口5と製品排出口6が本体ケーシング1の両端部に設けられている場合には、原料投入口5から製品排出口6へ向かう方向(図4で右方向)を「送り方向」という。
 すなわち、図5に示すように、送り用撹拌部材3aの板面は送り方向(13)にトナー粒子を送るように傾斜している。一方、撹拌部材3bの板面は戻り方向(12)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(13)と、「戻り方向」への送り(12)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3aと3bは、回転体2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5に示す例では、撹拌部材3a、3bが回転体2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5に示す例では、撹拌部材3aと3bは等間隔で、計12枚形成されている。
 さらに、図5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5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5においては、23%である例を示す。さらに撹拌部材3aと3bは撹拌部材3a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3b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5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2に結合されたパドル構造であってもよい。
 以下、図4及び図5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4に示す装置は、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2を回転駆動する駆動部8と、攪拌部材3と間隙を有して設けられた本体ケーシング1と、本体ケーシング1の内側及び回転体端部側面10にあって、冷熱媒体を流すことのできるジャケット4を有している。
 更に、図4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1上部に形成された原料投入口5、外添混合処理されたトナーを本体ケーシング1から外に排出するために、本体ケーシング1下部に形成された製品排出口6を有している。更に、図4に示す装置は、原料投入口5内に、原料投入口用インナーピース16が挿入されており、製品排出口6内に、製品排出口用インナーピース17が挿入されている。
 本発明においては、まず、原料投入口5から原料投入口用インナーピース16を取り出し、トナー粒子を原料投入口5より処理空間9に投入する。次にシリカ微粒子を原料投入口5より処理空間9に投入し、原料投入口用インナーピース16を挿入する。次に、駆動部8により回転体2を回転させ(11は回転方向を示す)、上記で投入した処理物を、回転体2表面に複数設けられた撹拌部材3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5より投入し、次に、トナー粒子を原料投入口5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4に示す装置の原料投入口5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8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8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4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5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8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4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5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6内の、製品排出口用インナーピース17を取り出し、駆動部8により回転体2を回転させ、製品排出口6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。
 次に、本発明のトナーを好適に用いることのできる画像形成装置の一例を図1に沿って具体的に説明する。図1において、100は静電潜像担持体(以下、感光体とも呼ぶ)であり、その周囲に帯電部材(帯電ローラー)117、トナー担持体102を有する現像器140、転写部材(転写帯電ローラー)114、クリーナー容器116、定着器126、ピックアップローラー124等が設けられている。静電潜像担持体100は帯電ローラー117によって帯電される。そして、レーザー発生装置121によりレーザー光を静電潜像担持体100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形成される。静電潜像担持体100上の静電潜像は現像器140によって一成分トナーで現像されてトナー画像を得、トナー画像は転写材を介して静電潜像担持体に当接された転写ローラー114により転写材上へ転写される。トナー画像を載せた転写材は定着器126へ運ばれ転写材上に定着される。また、一部静電潜像担持体上に残されたトナーはクリーニングブレードによりかき落とされ、クリーナー容器116に収納される。
 上記クリーナー容器に備えられたクリーニングブレードの静電潜像担持体表面に対する線圧は300mN/cm以上1200mN/cm以下であると静電潜像担持体表面を過度に削ることなく安定して転写残トナーを掻きとれるため好ましい。また上記範囲内であると静電潜像担持体表面との摩擦が低く抑えられ、静電潜像担持体を駆動するためのエネルギーが少なくなるため好ましい。
 一方、クリーニングブレードの先端面の長手方向両端部のマイクロゴム硬度計による硬度の測定値が72°以上90°以下、側面全域の硬度、及び先端面の長手方向中央部の硬度が55°以上70°以下であると局所的振動の発生が抑制されやすくなる。
 次に、本発明に係る各物性の測定方法に関して記載する。
<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回繰り返す。そののち10%NaOHを100mlと、「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。
 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%)
<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)、O1s(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、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は、上記Y1及びY2を用いて下式のように定義される。
  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。
 定量値Y2を求めるに際して、外添に使用されたシリカ微粒子を入手できれば、それを用いて測定を行えばよい。
 また、トナー表面から分離したシリカ微粒子を測定試料とする場合、シリカ微粒子のトナー粒子からの分離は以下の手順で行う。
 1)磁性トナーの場合
 まず、イオン交換水100mLに、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6ml入れ分散媒を作成する。この分散媒に、トナー5gを添加し、超音波分散機で5分間分散させる。その後、いわき産業社製「KM Shaker」(model: V.SX)にセットし、1分当たり350往復の条件で20分間振とうする。その後、ネオジム磁石を用いてトナー粒子を拘束し、上澄みを採取する。この上澄みを乾燥させることにより、シリカ微粒子を採集する。十分な量のシリカ微粒子を採集することができない場合には、この作業を繰り返して行う。
 この方法では、シリカ微粒子以外の外添剤が添加されている場合には、シリカ微粒子以外の外添剤も採集される。このような場合には、採集された外添剤から、遠心分離法などを利用して、シリカ微粒子を選別すればよい。
 2)非磁性トナーの場合
 イオン交換水100mlにスクロース(キシダ化学製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブに該ショ糖濃厚液31gと、6mLのコンタミノンNを入れ、分散液を作成する。この分散液にトナー1gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
 遠心分離用チューブを上記シェイカーにて1分当たり350往復の条件で20分間振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機にて、3500rpm、30minの条件で遠心分離を行う。遠心分離後のガラスチューブ内においては、最上層にはトナーが存在し、下層の水溶液側にはシリカ微粒子が存在する。下層の水溶液を採取して、遠心分離を行い、ショ糖とシリカ微粒子とを分離し、シリカ微粒子を採集する。必要に応じて、遠心分離を繰り返し行い、分離を十分に行った後、分散液を乾燥し、シリカ微粒子を採集する。
 磁性トナーの場合と同様に、シリカ微粒子以外の外添剤が添加されている場合には、シリカ微粒子以外の外添剤も採集される。そのため、採集された外添剤から、遠心分離法などを利用して、シリカ微粒子を選別する。
<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」(登録商標、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」(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」(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」(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」(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」(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。
<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((株)日立ハイテクノロジーズ)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の筺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「PC-SEM」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筺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。
<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。
<トナーの平均円形度の測定方法>
 トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA-3000」(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0.37μm×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。
<Total Energy(TE)量の測定方法>
 本発明における、TEは、回転式プロペラ型ブレードを備えた粉体流動性分析装置(パウダーレオメータFT-4、Freeman Technology社製)(以下、FT-4と省略する)を用いて測定する。
 具体的には、以下の操作により測定を行う。尚、全ての操作において、プロペラ型ブレードは、FT-4測定専用23.5mm径ブレード(図6(a)参照。23.5mm×6.5mmのブレード板の中心に法線方向に回転軸が存在する。ブレード板は、両最外縁部分(回転軸から12mm部分)が、70°、回転軸から6mmの部分が35°といったように、反時計回りになめらかにねじられたもので(図6(b)参照)、材質はSUS製)を使用する。
 まず、FT-4測定専用容器[直径25mm、容積25mlのスプリット容器(型番:C4031)、容器底面からスプリット部分までの高さ約51mm。以下、単に容器ともいう。]に23℃、60%環境に3日間放置されたトナーを24g入れ圧縮することでトナー粉体層とする。
 また、トナーの圧縮は、圧縮試験用ピストン(直径24mm、高さ20mm、下部メッシュ張り)を上記プロペラ型ブレードの代わりに用いる。
(1)トナーの圧密操作
 上述のFT-4測定専用容器にトナーを8g加える。FT-4測定専用の圧縮ピストンを取り付け40Nで60秒間圧密を行う。さらにトナーを8g加え、同様に圧縮操作を計3回行い、計24gの圧密されたトナーが専用容器に入っている状態にする。
(2)スプリット操作
 上述のFT-4測定専用容器のスプリット部分でトナー粉体層をすり切り、トナー粉体層上部のトナーを取り除くことで、同じ体積(25ml)のトナー粉体層を形成する。
(3)測定操作
(A)トナー粉体層表面に対して時計回り(ブレードの回転によりトナー粉体層を押し込まない方向)の回転方向で、ブレードの周速(ブレードの最外縁部の周速)を10mm/secとし、トナー粉体層への垂直方向の進入速度を、移動中のブレードの最外縁部が描く軌跡と粉体層表面とのなす角度(以下、「ブレード軌跡角」)が、5(deg)になるスピードとし、トナー粉体層の底面から10mmの位置までプロペラ型ブレードを進入させる。
(B)その後、トナー粉体層表面に対して時計回りの回転方向で、ブレードの周速を60mm/secとし、トナー粉体層への垂直方向の進入速度を、ブレード軌跡角が、2(deg)になるスピードとし、トナー粉体層の底面から1mmの位置までプロペラ型ブレードを進入させる。
(C)その後、トナー粉体層表面に対して反時計回りの回転方向で、ブレードの周速を10mm/secとし、トナー粉体層からの垂直方向の抜き取り速度を、ブレード軌跡角が、5(deg)になるスピードとし、トナー粉体層の底面から80mmの位置までブレードを移動させ、抜き取りを行う。抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着したトナーを払い落とす。
 上記測定操作(A)において、プロペラ型ブレードを回転させながら容器内のトナー粉体層中に進入させ、トナー粉体層の底面から60mmの位置から測定を開始し、底面から10mmの位置まで、プロペラ型ブレードを進入させた時に得られる、回転トルクと垂直荷重の総和をTEとする。得られたTEを測定時のセル内でのトナー密度(トナー密度はFT-4により自動計測される)で割ることで、本発明における[TE/密度]を得る。密度で割るのは測定時の充填効率などの要因を排除するためである。
<静止摩擦係数の測定方法>
 トナーのポリカーボネート樹脂基板に対する静止摩擦係数は、粉粒体流動性測定装置(シェアスキャン TS-12、Sci-Tec社製)を用いる。シェアスキャンはProf.Virendra M.Puriによって書かれた‘CHARACTERIZINGPOWDER FLOWABILITY(2002.01.24発表)’記載のモールクーロンモデルによる原理で測定を行う装置である。
 具体的には以下の操作を行う。
 断面方向に直線的に剪断力を付加できる直線せん断セル(円柱状、直径80mm、容量140cm)を使用し、室温環境(23℃,60%RH)にて測定を行う。このセルの底面に下記に示すポリカーボネート樹脂基板を設置し、セル中にトナーを入れ、所定の垂直荷重をかける。この垂直荷重における最密な充填状態となるように圧密粉体層を作製する。
 そして、垂直荷重を継続してかけながら圧密粉体層に徐々にせん断力を加え、底面の静止摩擦測定対象となる部材(この場合はポリカーボネート樹脂基板)が動いた時点でのせん断力を測定する。
 この測定を3.0kPa、6.0kPa、9.0kPa、12.0kPa、15.0kPa、18.0kPaで行い、横軸に垂直荷重、縦軸に底面が動いた時点でのせん断力をプロットして直線近似を行う。その得られた近似直線の傾きが静止摩擦係数となる。
 測定に使用したポリカーボネート樹脂基板は基板上にポリカーボネート樹脂をバーコートなどにより被覆させた後、真空乾燥機により乾燥させ作製する。ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量(Mw)は39000であり、その分子構造は下記構造式(1)で表わされる。Rz値(JIS規格B0601:十点平均粗さ)が0.53であった。なお、該Rz値は実際のポリカーボネートを主成分とする静電潜像担持体(感光体)の一般的な製造工程において得られるRz値と同等の範囲である。
 なお、下記構造式中の「H」は、当該環がベンゼン環ではなくシクロヘキサン環であることを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は何らこれに制約されるものではない。なお、実施例及び比較例の部数及び%は特に断りが無い場合、すべて質量基準である。
<磁性体1の製造例>
 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る。その後、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の製造例>
 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の製造例>
 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(三井三池化工機(株))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65℃に加温し、フィッシャートロプシュワックス(融点:75℃、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、65℃、N雰囲気下においてTK式ホモミキサー(特殊機化工業(株))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80℃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。
<トナー粒子2の製造例>
[非晶性ポリエステル樹脂(1)の合成]
・テレフタル酸ジメチルエステル             136質量部
・アジピン酸                       44質量部
・無水トリメリット酸                   10質量部
・ビスフェノールA プロピレンオキサイド2モル付加物  304質量部
・ジブチルスズオキシド                 0.8質量部
 上記材料を窒素置換したフラスコに入れ、170℃で4時間反応させた。さらに減圧下200℃で反応させ、水およびメタノールを除去し、非線形ポリエステル樹脂である非晶性ポリエステル樹脂(1)を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成]
・セバシン酸          100mol部
・1,9-ノナンジオール    110mol部
・ジブチルスズオキシド   0.031mol部
 上記材料を窒素置換したフラスコに入れ、170℃で4時間、さらに減圧下200℃で0.5時間反応させ、融点が70℃の結晶性ポリエステル樹脂(1)を得た。
[結着樹脂微粒子分散液(1)の調製]
 上記非晶性ポリエステル樹脂(1)100質量部をテトラヒドロフラン150質量部に溶解した。このテトラヒドロフラン溶液を室温においてホモジナイザー(IKAジャパン製:ウルトラタラクス)にて10000rpmで2分間攪拌しながら、界面活性剤として水酸化カリウム5質量部およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム10質量部を添加したイオン交換水1000質量部を滴下した。この混合溶液を約75℃に加温することによりテトラヒドロフランを除去した。その後、固形分が8%になるようにイオン交換水で希釈し、体積平均粒径0.09μmの結着樹脂微粒子分散液(1)を得た。
[結着樹脂微粒子分散液(2)の調製]
 上記結着樹脂微粒子分散液(1)の調製において、非晶性ポリエステル樹脂(1)を結晶性ポリエステル樹脂(1)に代えた以外は同様にして結着樹脂微粒子分散液(2)を得た。
[磁性体微粒子分散液(1)の調製]
・磁性体1                     49質量部
・イオン性界面活性剤(ネオゲンRK、第一工業製薬)  1質量部
・イオン交換水                  250質量部
・ガラスビーズ(直径1mm)           250質量部
 上記を耐圧性密閉容器に投入し、ペイントシェーカー(東洋精機製)にて3時間分散して、ナイロンメッシュでガラスビーズを取り除いた。その後、固形分が15%になるようにイオン交換水で希釈し、磁性体微粒子分散液(1)を得た。
[離型剤微粒子分散液(1)の調製]
・ポリエチレン系ワックス    200質量部
(PW850、東洋ペトロリウム社製)
・イオン性界面活性剤       10質量部
(ネオゲンRK、第一工業製薬)
・イオン交換水         630質量部
 上記を130℃に加熱した後、ホモジナイザー(IKAジャパン製:ウルトラタラクス)にて10000rpmで2分間攪拌し、その後50℃まで冷却した。その後、固形分が20%となるようにイオン交換水で希釈し、離型剤微粒子分散液(1)を得た。
[帯電制御剤微粒子分散液(1)の調製]
・ジアルキルサリチル酸の金属化合物   20質量部
(帯電制御剤、ボントロンE-84、オリエント化学工業社製)
・アニオン性界面活性剤          2質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水             78質量部
 上記を混合し、ホモジナイザー(IKAジャパン製:ウルトラタラクス)にて10000rpmで2分間攪拌した、帯電制御剤微粒子分散液(1)を得た。
[トナー粒子2の製造]
・結着樹脂微粒子分散液(1)  80質量部
・結着樹脂微粒子分散液(2)  20質量部
・磁性体微粒子分散液(1)   63質量部
・離型剤微粒子分散液(1)   20質量部
・帯電制御剤微粒子分散液(1) 20質量部
 上記を、丸型ステンレス製フラスコ中においてホモジナイザー(IKAジャパン製:ウルトラタラクス)にて十分に混合・分散した。その後、この分散液にポリ塩化アルミニウム0.4質量部を加え、ホモジナイザー(IKAジャパン製:ウルトラタラクス)にて分散操作を継続した。次に、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら、50℃まで過熱し60分間保持した。その後の溶融工程において、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3質量部を追加した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら100℃まで加熱し、5時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより、トナー粒子2を得た。
<トナー粒子3の製造例>
 トナー粒子2の製造例の[トナー粒子2の製造]において、溶融工程における100℃での保持時間を2時間にした以外は同様にしてトナー粒子3を得た。
<トナー粒子4の製造例>
[樹脂粒子分散液(3)の調製]
 攪拌動力を与えるアンカー翼、還流装置、および真空ポンプによる減圧装置を備えた2Lセパラブルフラスコに酢酸エチル50質量部、イソプロピルアルコール(IPA)110質量部を添加、Nを0.2L/mの速度で送り、系内の空気をNで置換した。次いで、系内をオイルバス装置により60℃に加熱しながら、結着樹脂微粒子分散液(1)40質量部、及び結着樹脂微粒子分散液(2)160質量部をゆっくりと添加し攪拌しながら溶解した。ついで、これに10%アンモニア水20質量部を添加したのち、定量ポンプを用い、攪拌しながら、イオン交換水460質量部を9.6g/mの速度で投入した。乳化系内が乳白色を呈し、且つ攪拌粘度が低下した時点を乳化終了とした。ついで、-700Torrまで減圧し、攪拌しながら40分攪拌した。更にこれに60℃の純水50質量部を添加し、20分間減圧下で攪拌を継続した。還流量が210質量部に達した際、これを終点とし、加熱をやめ攪拌しながら常温まで冷却し、樹脂粒子分散液(3)を得た。
[トナー粒子4の製造]
・樹脂粒子分散液(3)    100質量部
・磁性酸化鉄微粒子分散液(1) 63質量部
・離型剤微粒子分散液(1)   20質量部
・帯電制御剤微粒子分散液(1) 20質量部
 以上を60L釜において、キャビトロン(大平洋機工株式会社)を用い、十分に混合・分散した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.35質量部を加えた後、10分間分散操作を継続した。得られた分散物を加熱用オイルバスに設置されたフラスコに移し、攪拌しながら45℃まで加熱後、45℃で30分間保持した。
 その後、0.5モル%の水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを8.0にした後、85℃まで加熱し、2.5時間保持した。
 反応終了後、低温流体として、比熱4.22KJ/Kg・K、且つ比重1.12g/cmの流体を用いて得られたスラリーを25℃/分で冷却した。次いでフィルタープレスにて濾過、イオン交換水で十分に洗浄した後、フィルタープレスにて固液分離を施した。得られた固形物を更に40℃のイオン交換水と混合しウルトラタラックス(IKA社)にて4000rpmで90分間攪拌・洗浄した後にリスラリー洗浄を20分間行った。更にフィルタープレスにて固液分離後、40℃のイオン交換水と混合しウルトラタラックス(IKA社)にて4000rpmで50分再攪拌・洗浄・乾燥しトナー粒子4を得た。
<トナー粒子5の製造例>
 ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン71.0質量部、テレフタル酸28.0質量部、無水トリメリット酸1.0質量部及びチタンテトラブトキシド0.5質量部をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、4時間反応せしめてポリエステル樹脂1-1を得た。このポリエステル樹脂1-1は、重量平均分子量(Mw)80000、数平均分子量(Mn)3500、ピーク分子量(Mp)5700であった。
 また、ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン70.0質量部、テレフタル酸20.0質量部、イソフタル酸3.0質量部、無水トリメリット酸7.0質量部及びチタンテトラブトキシド0.5質量部をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、220℃の温度で撹拌しつつ、6時間反応せしめてポリエステル樹脂1-2を得た。このポリエステル樹脂1-2は、重量平均分子量(Mw)120000、数平均分子量(Mn)4000、ピーク分子量(Mp)7800であった。
 上記ポリエステル樹脂1-1:50質量部、ポリエステル樹脂1-2:50質量部をヘンシェルミキサー(三井三池化工機社製)で予備混合し、溶融混練機(PCM-30型、池貝鉄工(株)製)にて回転数3.3s-1、混練樹脂温度100℃の条件で溶融ブレンドし、結着樹脂1を得た。
次に
・スチレン        64.0質量部
・n-ブチルアクリレート 13.5質量部
・アクリロニトリル     2.5質量部
 以上をオートクレーブに仕込み、系内をN置換後、昇温攪拌しながら180℃に保持した。系内に、2質量%のt-ブチルハイドロパーオキシドのキシレン溶液50質量部を5時間連続的に滴下し、冷却後、溶媒を分離除去し、重合体Aを得た。重合体Aの分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)が7000、数平均分子量(Mn)が3000であった。
・結着樹脂1            100質量部
・重合体A               2質量部
・フィッシャートロプシュワックス    4質量部
(最大吸熱ピークのピーク温度105℃)
・磁性体1              95質量部
・モノアゾ鉄化合物           2質量部
(T-77、保土谷化学工業(株))
 上記処方をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井三池化工機(株)製)で混合した後、温度130℃に設定した二軸混練機(PCM-30型、池貝鉄工(株)製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T-250、ターボ工業(株)製)にて粉砕した。さらにコアンダ効果を利用した多分割分級機により分級を行い、樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子は、重量平均粒径(D4)が6.3μmであった。
 この樹脂粒子に対し熱球形化処理を行った。熱球形化処理はサーフュージングシステム(日本ニューマチック(株)製)を使用して行った。熱球形化装置の運転条件は、フィード量=5kg/hr、熱風温度C=250℃、熱風流量=6m/min、冷風温度E=5℃、冷風流量=4m/min、冷風絶対水分量=3g/m、ブロワー風量=20m/min、インジェクションエア流量=1m/min、拡散エア=0.3m/minとした。
 上記条件の表面処理によって、重量平均粒径(D4)6.7μm、粒径4.0μm以下の粒子が18.6個数%であり、粒径10.1μm以上の粒子が3.1体積%であるトナー粒子5を得た。
<トナー粒子6の製造例>
 トナー粒子2の製造例の[トナー粒子2の製造]において、溶融工程における100℃での保持時間を7時間にした以外は同様にしてトナー粒子6を得た。
<トナー粒子7の製造例>
 トナー粒子1の製造例において、水系媒体中にトナー組成物を造粒した後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ80℃で反応時間を3時間にした以外は同様にしてトナー粒子7を得た。 
<トナー粒子8の製造例>
 トナー粒子5の製造例において、フィード量を4kg/hr、熱風流量=7m/minに変更した以外は同様にしてトナー粒子8を得た。トナー粒子8は、平均円形度0.981であり、重量平均粒径(D4)6.7μm、粒径4.0μm以下の粒子が18.7個数%であり、粒径10.1μm以上の粒子が3.1体積%であった。
<トナー粒子9の製造例>
 トナー粒子5の製造例において、熱球形化処理を行う代わりに、機械式の分級同時球形化処理装置(ファカルティ、ホソカワミクロン社製)を用い、分級ローター回転数120s-1で微粒子を除去しながら、分散ローター回転数100s-1(回転周速を130m/sec)で60秒間表面処理を行い、トナー粒子9を得た。 トナー粒子9は、平均円形度0.950であり、重量平均粒径(D4)6.7μm、粒径4.0μm以下の粒子が15.6個数%であり、粒径10.1μm以上の粒子が3.3体積%であった。
<トナー1の製造例>
 トナー粒子の製造例1で得たトナー粒子1に対して、図4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4に示す装置で、本体ケーシング1の内周部の径が130mmであり、処理空間9の容積が2.0×10-3の装置を用い、駆動部8の定格動力を5.5kWとし、攪拌部材3の形状を図5のものとした。そして、図5における攪拌部材3aと攪拌部材3bの重なり幅dを攪拌部材3の最大幅Dに対して0.25Dとし、攪拌部材3と本体ケーシング1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、シリカ微粒子1(シリカ[BET比表面積:300m/g、一次粒子の個数平均粒径:8nm]100質量部をヘキサメチルジシラザン30質量部で表面処理し、次いでこの処理シリカ100質量部にジメチルシリコーンオイル10質量部で処理を行ったもの)0.50質量部とを、図4に示す装置に投入した。
 トナー粒子とシリカ微粒子を投入後、トナー粒子とシリカ微粒子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8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8の動力を0.60W/g(駆動部8の回転数1400rpm)で一定となるように、攪拌部材3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、実施例用トナー1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。実施例用トナー1の外添条件、物性を表3に示す。また、図3として、実施例用トナー1の被覆率X1と拡散指数をプロットした図を示す。
<実施例用トナー2乃至17、および比較例用トナー1乃至11の製造例>
 実施例用トナー1の製造例において、表1及び表2に示すシリカ微粒子、並びに、表2に示すトナー粒子、外添装置、及び外添条件等へ変更した以外は同様にして、実施例用トナー2乃至17、および、比較例用トナー1乃至11を製造した。得られた実施例用トナー2乃至17、および、比較例用トナー1乃至11の物性を表3に示す。また、図3として、実施例用トナー2乃至17、および、比較例用トナー1乃至11の被覆率X1と拡散指数をプロットした図を示す。
 ここで、外添装置としてヘンシェルミキサーを使用する場合、ヘンシェルミキサーFM10C(三井三池化工機(株))を用いた。また、一部の製造例においては、プレ混合工程を行わなかった。
<比較例用トナー12の製造例>
 100質量部のトナー粒子2に、外添剤としてシリカ(H30TD、クラリアント社製)1.75質量部を添加し、三井FMミキサー(FM20C/I、三井鉱山製)を用い、3000rpmで15分間混合した。更に燐酸カルシウム微粉末(HAP-05NP、丸尾カルシウム社製)0.28質量部(4.20g)を追加添加し、3000rpmで5分間混合した。なお上羽根はY0型、下羽根はA0型を使用した。混合の際には、ジャケットに50℃に温調された温水を流しながら実施した。これにより、外添装置の内壁面の温度は、(トナーのガラス転移点温度-15℃)~(トナーのガラス転移点温度)の範囲に保たれた。混合物は、200メッシュの篩を通し粗粒を除去し比較例用トナー12を得た。比較例用トナー12の外添条件、物性を表3に示す。また、図3として、比較例用トナー12の被覆率X1と拡散指数をプロットした図を示す。
<比較例用トナー13の製造例>
 100質量部のトナー粒子2に対して、個数平均粒径が150nmのポリテトラフルオロエチレン粒子を0.4質量部、疎水性シリカ微粒子(シリカ[BET比表面積:300m/g、一次粒子の個数平均粒径:10nm]100質量部をヘキサメチルジシラザン10質量部で表面処理したもの)を2.0質量部添加し、ヘンシェルミキサーFM10C(三井三池化工機(株))により800rpmで20分間ブレンドして、比較例用トナー13を得た。比較例用トナー13の外添条件、物性を表3に示す。また、図3として、比較例用トナー13の被覆率X1と拡散指数をプロットした図を示す。
<比較例用トナー14の製造例>
 100質量部のトナー粒子2に対して、外添剤として一次粒子の個数平均粒径120nmの疎水性シリカ(X-24、信越化学社製)2質量部、一次粒子の個数平均粒径10nmの疎水性シリカ(HDK 2000H、クラリアントジャパン製)1質量部をヘンシェルミキサーFM10C(三井三池化工機(株))により混合した(羽根回転数2000rpm、混合時間30秒、5サイクル)。その後、目開き38μmの篩を通過させて凝集物を取り除くことによって、比較例用トナー14を得た。比較例用トナー14の外添条件、物性を表3に示す。また、図3として、比較例用トナー14の被覆率X1と拡散指数をプロットした図を示す。
<比較例用トナー15の製造例>
 100質量部のトナー粒子4に対して、疎水性シリカ(TS720:キャボット製)1質量部を添加し、ヘンシェルミキサーFM10C(三井三池化工機(株))にて3000rpmで、5分間混合し、比較例用トナー15を得た。比較例用トナー15の外添条件、物性を表3に示す。また、図3として、比較例用トナー15の被覆率X1と拡散指数をプロットした図を示す。
<比較例用トナー16の製造例>
 100質量部のトナー粒子5に対して、疎水性シリカ微粒子(シリカ[BET比表面積:300m/g、一次粒子の個数平均粒径:10nm]100質量部をヘキサメチルジシラザン10質量部で表面処理したもの)を1.5質量部加え、ヘンシェルミキサーFM10C(三井三池化工機(株))を用い、周速40m/Sで240秒間混合を行う。その後、60秒間休止する。更に、240秒間の混合工程を行った。このようにして得られたトナーを比較例用トナー16とする。比較例用トナー16の外添条件、物性を表3に示す。また、図3として、比較例用トナー16の被覆率X1と拡散指数をプロットした図を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
<実施例1>
 画像形成装置としてHP LASERJET P2055(ヒューレットパッカード製)を使用した。なお、より厳しい評価条件にするために、クリーニングブレードを側面全域及び先端面の長手方向中央部のゴム硬度が70°、線圧397mN/cmのものを、ゴム硬度が50°、線圧300mN/cmのものに変更した。さらに、カートリッジを改造して、トナー充填量を2倍にした。
[クリーニング性の評価]
 この改造機を用い実施例用トナー1を使用し、より厳しい評価条件である、低温低湿環境下(0℃/約15%RH)で試験を行った。低温低湿環境ではクリーニングブレードが硬くなり、静電潜像担持体表面を安定して掻き取りにくい状況になる。中でも、クリーニングブレードを十分に冷やした後に間欠モードで画出しする場合がブレードに大きなトルクが掛かる為最も厳しい評価となる。
 上記実施例用トナー1を充填したカートリッジを上記低温低湿環境下に24時間放置した後、印字率が4%の横線を7秒/枚の2枚間欠モードで1日8000枚の画出し試験を2日行った後、翌日(3日目)さらに1000枚画出しを行った。なお、記録媒体としてはA4の75g/mの紙を使用した。
 クリーニングの評価は、横線印字開始直後から1000枚印字する間の横線画像[表4における評価1]、8000枚耐久使用後であって2日目の画出し試験開始直後から1000枚印字する間の横線画像[表4における評価2]、及び、16000枚耐久使用後であって3日目の画出し試験開始直後から1000枚印字する間の横線画像[表4における評価3]で行った。8000枚耐久使用後であって2日目の画出し試験開始直後は、トナーの現像性がある程度高いために転写残トナーの蓄積が最も多く、クリーニングブレードが低温低湿環境下で硬化し、静電潜像担持体表面も削れているため、クリーニング性に対して最も厳しい評価条件となる。
 得られた横線の画像を目視で評価し、下記基準によってクリーニング性を判断した。なお、クリーニング不良が発生するとすり抜けたトナーが存在するために、その部分は静電潜像担持体が帯電できず、黒スジが観察される。
 具体的な評価基準は次のようであった。
A:黒いスジは見られない。
B:画像上に軽微な黒スジが10枚以下観察される。
C:画像上に軽微な黒スジが11枚以上観察される。
D:画像上に軽微な黒スジ及び濃い黒いスジが観察される。
 なお、本評価において、実用上問題ないレベルと考えているのは、Cランク以上の画像である。
[画像濃度の評価]
 さらに、上記8000枚耐久使用後及び16000枚耐久使用後に、印字紙全面にベタ画像部を形成したチャートを1枚ずつ出力した。そして、得られたチャートのベタ画像部の反射濃度を、SPIフィルターを装着したマクベス濃度計(マクベス社製)を用いて測定した。濃度の評価基準を以下に示す。
A:非常に良好(1.45以上)
B:良好(1.40以上1.45未満)
C:普通(1.35以上1.40未満)
D:劣る(1.35未満)
 なお、本評価において、実用上問題ないレベルと考えているのは、Bランク以上の画像濃度である。クリーニング性と耐久使用後の画像濃度の評価結果を表4に示す。
<実施例2乃至17>
 実施例1において、実施例用トナー1の代わりに実施例用トナー2乃至17を用いること以外は同様にして、評価を行った。その結果、評価した全ての項目において、実用上問題ない画像を得ることができた。評価結果を表4に示す。
<比較例1乃至16>
 実施例1において、実施例用トナー1の代わりに比較例用トナー1乃至16を用いること以外は同様にして、評価を行った。その結果、全てのトナーのクリーニング性が実用上好ましくないレベルに悪化していた。評価結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
1:本体ケーシング、2:回転体、3、3a、3b:撹拌部材、4:ジャケット、5:原料投入口、6:製品排出口、7:中心軸、8:駆動部、9:処理空間、10:回転体端部側面、11:回転方向、12:戻り方向、13:送り方向、16:原料投入口用インナーピース、17: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、100:静電潜像担持体(感光体)、102:トナー担持体、103:現像ブレード、114:転写部材(転写帯電ローラー)、116:クリーナー容器、117:帯電部材(帯電ローラー)、121:レーザー発生装置(潜像形成手段、露光装置)、123:レーザー、124:ピックアップローラー、125:搬送ベルト、126:定着器、140:現像器、141:攪拌部材

Claims (7)

  1. 結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、シリカ微粒子とを有するトナーであって、
    該トナーは、平均円形度が0.950以上であり、
    該トナーは、ポリカーボネート樹脂基板に対する静止摩擦係数が0.100以上0.200以下であり、
    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50.0面積%以上75.0面積%以下であることを特徴とするトナー。
  2. 前記トナーの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請求項1に記載のトナー。
    (式1)拡散指数=X1/X2
    (式2)拡散指数≧-0.0042×X1+0.62
  3. 前記トナーの、回転式プロペラ型ブレードを備えた粉体流動性測定装置により測定される、[Total Energy量(mJ)/トナーの密度(g/ml)]が、200mJ/(g/ml)以上300mJ/(g/ml)以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
  4. 前記トナー粒子が、重合性単量体及び着色剤を含有する重合性単量体組成物を、水系媒体中に分散して造粒し、造粒された粒子中に含有される重合性単量体を重合して得た粒子であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のトナー。
  5. 前記トナーは、平均円形度が0.960以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のトナー。 
  6. 該トナーは、ポリカーボネート樹脂基板に対する静止摩擦係数が0.150以上0.200以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のトナー。 
  7. 該シリカ微粒子の添加量は、該トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上5.0質量部以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のトナー。
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