JP2000039740A - 磁性微粒子分散型樹脂キャリア,二成分系現像剤及び画像形成方法 - Google Patents

磁性微粒子分散型樹脂キャリア,二成分系現像剤及び画像形成方法

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 キャリア付着がなく、カブリの発生が抑制さ
れ、高画質なトナー画像を形成し得る磁性キャリアを提
供する。 【解決手段】 第1の樹脂中に磁性微粒子が分散されて
いるキャリアコアの表面を、第2の樹脂で被覆した磁性
微粒子分散型樹脂キャリアで、(a)このキャリアは、
真比重が2.5乃至4.5、磁化の強さが15乃至60
Am2/kg(emu/g)、残留磁化が0.1〜20
(単位同じ)、比抵抗値が5×1011乃至5×1015Ω
・cmであり、(b)キャリアコアを形成している第1
の樹脂は、メチレンユニットを有し、(c)キャリアコ
アの表面を被覆している第2の樹脂は、フルオロアルキ
ルユニット,メチレンユニットなどを有し、(d)キャ
リアコアの表面は、第2の樹脂とアミノ基及びメチレン
ユニットを有するカップリング剤との混合物で被覆処理
されているか、このカップリング剤で表面処理された後
に第2の樹脂で被覆されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法等における静電荷像を現像するための磁性キャリ
ア,該磁性キャリアを使用した二成分系現像剤及び画像
形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法として米国特許第2,29
7,691号明細書、特公昭42−23910号公報お
よび特公昭43−24748号公報等に種々の方法が記
載されている。これらの方法は、静電荷像担持体の光導
電層に光像を照射することにより静電荷像を形成し、次
いで該静電荷像上にトナーを付着させて該静電荷像を現
像し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写し
た後、熱、圧力、加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定
着し複写物又はプリントを得るものである。
【0003】該静電荷像を現像する工程は、摩擦帯電さ
れたトナーを静電荷像の静電相互作用を利用してトナー
像の形成を行うものである。一般に静電荷像をトナーを
用いて現像する方法のうち、トナーをキャリアと混合し
た二成分系現像剤が高画質を要求されるフルカラー複写
機又はプリンタには好適に用いられている。
【0004】この現像方法においては、該キャリアは摩
擦帯電により適当量の正または負の帯電量をトナーに付
与し、また、該摩擦帯電の静電引力により、その表面に
トナーを担持する。
【0005】トナーとキャリアを有する現像剤は、磁石
を内包する現像スリーブ上に現像剤層厚規制部材により
所定の層厚にコートされ、磁気力を利用することによっ
て、静電荷像担持体(感光体)と該現像スリーブとの間
に形成される現像領域に搬送される。
【0006】感光体と現像スリーブとの間には、ある所
定の現像バイアス電圧が印加されており、上記トナー
は、該現像領域において、上記感光体上に現像される。
【0007】上記キャリアに対して要求される特性は種
々あるが、特に重要な特性として適当な帯電性、印加電
界に対する耐圧性、耐衝撃性、耐摩耗性、耐スペント
性、現像性等が挙げられる。
【0008】例えば、現像剤を長期使用した場合には、
キャリアの表面にスペントトナーと呼ばれる現像に寄与
せぬトナーが融着し、トナーフィルミングが起こり、そ
の結果、現像剤の劣化と、それに伴う現像画像の画質劣
化が生じる。
【0009】一般に、キャリアの真比重が大きすぎる
と、現像剤を上記現像剤層厚規制部材で現像スリーブ上
に所定の層厚にする際に、或いは、現像器内での現像剤
の撹拌の際に現像剤にかかる負荷が大きくなる。現像剤
の長期使用において、(a)トナーフィルミング、
(b)キャリア破壊、(c)トナーの劣化が生じ易くな
る。その結果、現像剤の劣化と、それに伴う現像画像の
画質劣化が生じ易くなる。
【0010】また、キャリアの粒径が大きくなると、上
記と同様に現像剤にかかる負荷が大きくなる為に、上記
(a)〜(c)が生じ易くなり、その結果、現像剤の劣
化が生じ易くなる。また、(d)現像画像の細線再現性
が低下しやすい。
【0011】従って、上記(a)から(c)が生じ易い
キャリアにおいては、定期的に現像剤を交換する手数を
要し、かつ、不経済である為に、現像剤にかかる負荷を
減少させるか、或いは、キャリアの耐衝撃性、耐スペン
ト性を改良することにより、上記(a)から(c)を防
止し現像剤寿命を延ばすことが好ましい。
【0012】キャリアの粒径を小さくすると、(e)静
電荷像担持体にキャリアが付着しやすくなる。また、ト
ナー粒径が一定でキャリアのみの粒径を小さくすること
は、(f)トナーの帯電量分布が広がり、特に低湿環境
下でのチャージアップによる非画像部へトナーが飛翔し
てしまう(以下、「カブリ」と記す)という現象が発生
しやすくなる。
【0013】上記(a)〜(f)の課題を解決するため
のキャリアとして、磁性微粒子分散型樹脂キャリアが挙
げられる。このキャリアは、粒子に形状的な歪みが少な
く、粒子強度が高い球状にすることが比較的容易であ
り、流動性に優れている。その粒子サイズも広範囲に制
御できることから、現像スリーブ又はスリーブ内の磁石
の回転数が大きい高速複写機や汎用コンピュータの高速
レーザービームプリンタ等に適している。
【0014】磁性微粒子分散型樹脂キャリアは、特開昭
54−66134号公報、特開昭61−9659号公報
に提案がなされている。しかしながら、上記磁性粒子キ
ャリアは、磁性体を多量に含有せしめない場合には、そ
の粒径に対して、飽和磁化が小さく、現像時に静電荷像
担持体上にキャリア付着が生じやすく、現像剤の補充、
或いは、付着キャリアの回収機構を画像形成装置内に具
備する必要がある場合がある。
【0015】また、磁性微粒子分散型樹脂キャリアにお
いて、磁性体を多量に含有せしめた場合には、結着樹脂
に対して磁性体の量が増加するために耐衝撃性が弱くな
り、現像剤を上記現像剤層厚規制部材でスリーブ上に所
定の層厚にする際に、(g)キャリアからの磁性体の欠
落が生じ易く、結果として、現像剤の劣化が生じ易くな
る。
【0016】また、上記磁性微粒子分散型樹脂キャリア
において、磁性体を多量に含有せしめた場合には、比抵
抗の低い磁性体の量が増加する為にキャリアの比抵抗が
下がり、その結果、(h)現像時に印加するバイアス電
圧のリークによる画像不良も生じ易くなる。
【0017】特開昭58−21750号公報に、キャリ
アコアを樹脂で被覆する技術が提案されている。樹脂に
より被覆されたキャリアは、耐スペント性、耐衝撃性、
印加電圧に対する耐圧性を改良することができる。ま
た、被覆する樹脂の帯電特性によりトナーの帯電特性を
制御することが可能である為、被覆する樹脂を選択する
ことによりトナーに所望の帯電電荷を付与することがで
きる。
【0018】しかしながら、上記樹脂被覆キャリアにお
いても、被覆樹脂の量が多くキャリアの比抵抗が高い場
合には、低湿環境下でトナーのチャージアップ現象が生
じ易くなる。また、被覆樹脂の量が少ない場合には、キ
ャリアの比抵抗が低くなりすぎる為に、現像バイアス電
圧のリークによる画像不良が生じ易い。
【0019】また、被覆樹脂によっては、該樹脂で被覆
されたキャリアの比抵抗が測定上適正比抵抗と考えられ
るものでも、現像バイアス電圧のリークによる画像不良
が生じ易い、或いは、低湿環境下でのチャージアップ現
象が生じ易いものもある。
【0020】また、耐表面汚染性、耐衝撃性、帯電の環
境依存性、帯電の立ち上がり性、電荷交換性などを改良
したキャリアとして、内層にシランカップリング剤を用
い、外層にフッ素系樹脂を用いたキャリアが、特開平4
−198946号公報、特開平5−72815号公報、
特開平7−319218号公報に提案されている。特開
平4−198946号公報、特開平5−72815号公
報は製法上の制約もあり、高い被覆率が得られないた
め、環境変動が少なく、十分な帯電性をトナーに付与す
るには課題を残している。また、特開平7−31921
8号公報は、キャリアの電気抵抗が103.5V/cm電
圧印加時の抵抗が1.5×109〜3.0×1010Ω・
cmと比較的中抵抗のキャリアを使用しているため、特
に低磁化キャリアや低抵抗の静電荷像担持体の使用時に
は、現像域で現像剤担持体から静電荷像担持体へ電荷注
入が起こりやすく、キャリアが静電荷像担持体へ付着し
たり、静電荷像の乱れや画像欠陥を引き起こしやすい。
さらに、提案されている現像剤においては、トナー消費
量の多い大画像面積を多数枚複写した場合に、キャリア
へのトナーのスペントがおこりやすく、トナーの帯電量
が変化しやすい。
【0021】この様に、今日求められる厳しい品質上の
要求、例えば細線や小文字、写真あるいはカラー原稿等
様々な対象に対応できること、さらに高画質化や高品位
化、高速化及び高耐久性を満足する磁性キャリアが待望
されている。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題点を解消した磁性キャリア及び該磁性キャリアを
使用する二成分系現像剤を提供することにある。
【0023】本発明の目的は、キャリア付着がなく、カ
ブリの発生が防止または抑制され、高画質なトナー画像
を形成し得る磁性キャリア及び該磁性キャリアを使用す
る二成分系現像剤を提供することにある。
【0024】本発明の目的は、温湿度に左右されること
なく、高画像濃度で高精細なカラートナー像を形成しう
る磁性キャリア及び該磁性キャリアを使用する二成分系
現像剤を提供することにある。
【0025】本発明の目的は、多数枚の画出しにおいて
も画像劣化のない耐久性に優れている磁性キャリア及び
該磁性キャリアを使用する二成分系現像剤を提供するこ
とにある。
【0026】本発明の目的は、上記二成分系現像剤を用
いた画像形成方法を提供することにある。
【0027】
【課題を解決するための手段】具体的には、本発明は、
第1の樹脂中に磁性微粒子が分散されているキャリアコ
アの表面を、第2の樹脂で被覆した磁性微粒子分散型樹
脂キャリアであり、(a)磁性微粒子分散型樹脂キャリ
アは、真比重が2.5乃至4.5であり、1000×
(103/4π)・A/m(1000エルステッド)の
磁界下で測定した磁化の強さ(σ1000)が15乃至60
Am2/kg(emu/g)であり、残留磁化(σr)が
0.1〜20Am2/kg(emu/g)であり、比抵
抗値が5×1011乃至5×1015Ω・cmであり、
(b)キャリアコアを形成している第1の樹脂は、ポリ
マー鎖中にメチレンユニット(−CH2−)を有し、
(c)キャリアコアの表面を被覆している第2の樹脂
は、フルオロアルキルユニット,メチレンユニット(−
CH2−)及びエステルユニットを少なくとも有し、
(d)キャリアコアの表面は、(i)第2の樹脂とアミ
ノ基及びメチレンユニットを少なくとも有するカップリ
ング剤との混合物で被覆処理されているか、又は、(i
i)アミノ基及びメチレンユニットを少なくとも有する
カップリング剤で表面処理された後に第2の樹脂で被覆
されていることを特徴とする磁性微粒子分散型樹脂キャ
リアに関する。
【0028】さらに、本発明は、トナー粒子と外添剤と
を有する負帯電性トナーと磁性微粒子分散型樹脂キャリ
アとを少なくとも有する二成分系現像剤において、磁性
微粒子分散型樹脂キャリアが、上記構成のキャリアであ
ることを特徴とする二成分系現像剤に関する。
【0029】さらに、本発明は、静電荷像担持体を帯電
手段によって帯電し、帯電された静電荷像担持体を露光
して静電荷像を静電荷像担持体に形成し、静電荷像を二
成分系現像剤を有する現像手段で現像によってトナー画
像を静電荷像担持体上に形成し、静電荷像担持体上のト
ナー画像を中間転写体を介して、又は、介さずに転写材
へ転写し、転写材上のトナー画像を加熱加圧定着手段に
よって定着する画像形成方法において、上記構成の二成
分系現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法に関
する。
【0030】
【発明の実施の形態】本発明者らは、前述の問題点を改
良すべく種々研究・検討した結果、磁性微粒子分散型樹
脂キャリアに被覆する樹脂が、少なくともフッ素を有す
る樹脂を含有し、キャリアコア材表面をフッ素含有樹脂
で被覆処理される以前あるいは同時に、特定なカップリ
ング剤で処理した、比抵抗値が5×1011乃至5×10
15Ω・cmの磁性微粒子分散型樹脂キャリアが、諸特性
改良において有効であることを見い出し、本発明に到達
したものである。
【0031】本発明の磁性微粒子分散型樹脂キャリア
(以下、「磁性樹脂キャリア」と称す)は、真比重が
2.5乃至4.5(好ましくは、3.0乃至4.3)で
あり、真比重がこの範囲にあると、磁性樹脂キャリアと
トナーとの撹拌混合においてトナーへの負荷が少なく、
キャリア表面におけるトナーによる汚染が抑制され、静
電荷像担持体への非画像部へのキャリア付着が抑制され
るので好ましい。
【0032】本発明の磁性樹脂キャリアは、1000×
(103/4π)・A/m(1000エルステッド)の
磁界下で測定した磁化の強さ(σ1000)が15乃至60
Am2/kg(emu/g)(好ましくは、20乃至5
5Am2/kg)であり、残留磁化(σr)が0.1〜2
0Am2/kg(emu/g)(好ましくは、0.3乃
至10Am2/kg)であり、磁性樹脂キャリアの磁気
特性がこの範囲にあると、現像剤担持体(現像スリー
ブ)に内包されている磁界発生手段(例えば、固定磁
石)の磁界下において、磁性樹脂キャリアの静電荷像担
持体へのキャリア付着が防止され、二成分系現像剤の磁
気ブラシ中でのトナーへの圧縮力が緩和され外添剤及び
トナー粒子によるキャリア汚染が抑制されるので好まし
い。磁性樹脂キャリアの残留磁化(σr)が20Am2
kgを超えると、現像剤担持体上の二成分系現像剤と現
像器内の二成分系現像剤との交換が円滑に行なわれず、
トナーのチャージアップやトナーの帯電量にバラツキが
生じやすくなる。
【0033】本発明の磁性樹脂キャリアは、比抵抗値が
5×1011乃至5×1015Ω・cmであり、磁性樹脂キ
ャリアの比抵抗値がこの範囲にあると、磁性樹脂キャリ
アは静電荷像担持体へキャリア付着しにくく、トナーの
チャージアップも良好に抑制し得る。
【0034】磁性樹脂キャリアの比抵抗値が5×1011
Ω・cm未満の場合は、現像域で現像剤担持体から静電
荷像担持体へ電荷注入が起こりやすく、キャリアが静電
荷像担持体へ付着したり、静電荷像の乱れや画像欠陥を
引き起こしやすい。また、磁性樹脂キャリアの比抵抗値
が5×1015Ω・cmを超えるものは、トナーとの摩擦
帯電により生じた電荷がリークしずらくなり、トナーの
帯電量も過度に高くなりすぎやすく、特に低湿下でのト
ナーのチャージアップによる画像濃度の低下や、カブリ
の発生を引き起こしやすくなる。また、ベタ画像におい
てエッジ部の画像濃度よりも中央部の画像濃度が薄くな
るといった問題も生じやすい。
【0035】本発明の磁性樹脂キャリアにおいて、
(1)キャリアコアを形成している第1の樹脂は、ポリ
マー鎖中にメチレンユニット(−CH2−)を有し、
(2)キャリアコアの表面を被覆している第2の樹脂
は、フルオロアルキルユニット,メチレンユニット(−
CH2−)及びエステルユニットを少なくとも有し、
(3)キャリアコアの表面は、(i)第2の樹脂とアミ
ノ基及びメチレンユニットを少なくとも有するカップリ
ング剤との混合物で被覆処理されているか、又は、(i
i)アミノ基及びメチレンユニットを少なくとも有する
カップリング剤で表面処理された後に第2の樹脂で被覆
されている。
【0036】ポリマー鎖中にメチレンユニットを有する
第1の樹脂と磁性微粒子とで構成されているキャリアコ
アを、上記3種のユニットを少なくとも有する第2の樹
脂で被覆することにより、負帯電性トナーに対するマイ
ナスの摩擦電荷付与能を維持しつつ、トナー及び外添剤
によるキャリア汚染が抑制される。キャリアコアを第2
の樹脂で被覆する際に、予めキャリアコア表面をアミノ
基及びメチレンユニットを少なくとも有するカップリン
グ剤で処理した後にキャリアコアを第2の樹脂で被覆す
るか、又は、第2の樹脂と該カップリング剤とを混合し
た混合物をキャリアコア表面に被覆すると、キャリアコ
アと第2の樹脂との密着性が高まるとともに、負帯電性
トナーに対するマイナスの摩擦電荷の付与性も向上する
ので好ましい。
【0037】キャリアコアを構成する第1の樹脂として
は、ポリマー鎖中にメチレンユニットを有するビニル樹
脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セ
ルロース樹脂及びポリエーテル樹脂が挙げられる。これ
らの樹脂は、混合して使用しても良い。
【0038】ビニル系樹脂を形成するためのビニル系モ
ノマーとしては、スチレン;o−メチルスチレン、m−
メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−フェニルス
チレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレ
ン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルス
チレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチル
スチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルス
チレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチ
レン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレ
ン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニ
トロスチレンの如きスチレン誘導体;エチレン、プロピ
レン、ブチレン、イソブチレンの如きエチレン及び不飽
和モノオレフィン;ブタジエン、イソプレンの如き不飽
和ジオレフィン;塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビ
ニル、フッ化ビニル等の如きハロゲン化ビニル;酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビ
ニルエステル;メタクリル酸;メタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル
酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸
n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−
2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタク
リル酸フェニルの如きα−メチレン脂肪族モノカルボン
酸エステル;アクリル酸;アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチ
ル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、ア
クリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、ア
クリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、ア
クリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル;マレイン
酸、マレイン酸ハーフエステル;ビニルメチルエーテ
ル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル
の如きビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘ
キシルケトン、メチルイソプロペニルケトンの如きビニ
ルケトン;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾー
ル、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンの如
きN−ビニル化合物;ビニルナフタリン;アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如きアク
リル酸もしくはメタクリル酸誘導体;アクロレインなど
が挙げられ、これらの中から1種または2種以上使用し
て重合させたものが用いられる。
【0039】磁性微粒子分散型樹脂コア粒子を製造する
方法としては、モノマーと磁性微粒子を混合し、モノマ
ーを重合してキャリアコア粒子を得る方法もある。この
とき、重合に用いられるモノマーとしては、前述したビ
ニル系モノマーの他にエポキシ樹脂を形成するためのビ
スフェノール類とエピクロルヒドリン;フェノール樹脂
を形成するためのフェノール類とアルデヒド類;尿素樹
脂を形成するための尿素とアルデヒド類、メラミンとア
ルデヒド類が用いられる。例えば、硬化系フェノール樹
脂を用いたキャリアコアの製造方法としては、水性媒体
中でフェノール類とアルデヒド類を塩基性触媒の存在下
で磁性微粒子を入れ、重合してコア粒子を得る。
【0040】磁性微粒子分散樹脂コア粒子を製造する他
の方法としては、ビニル系又は非ビニル系の熱可塑性樹
脂、磁性微粒子、その他の添加剤を混合機により十分に
混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダー
の如き混練機を用いて溶融・混練して、これを冷却後、
粉砕・分級を行ってキャリアコア粒子を得ることができ
る。この際、得られた磁性微粒子含有樹脂粒子を熱ある
いは機械的に球形化してコアとして用いることが好まし
い。キャリアは、後述する形状係数SF−1が100乃
至130であることが、二成分系現像剤の現像性を向上
する上で好ましい。
【0041】なかでも、フェノール樹脂、メラミン樹
脂、エポキシ樹脂の如き熱硬化性樹脂が、耐久性、耐衝
撃性、耐熱性に優れた点で好ましい。本発明の特性をよ
り好適に発現せしめるためには、フェノール樹脂がより
好ましい。
【0042】磁性樹脂キャリアの比抵抗値と磁気特性と
を所定の範囲に入るようにするために、キャリアコア中
には磁性微粒子に加えて非磁性無機化合物を配合するこ
とが好ましい。磁性微粒子と非磁性無機化合物微粒子
は、合計量で70〜99重量%(キャリア基準)(より
好ましくは、80〜99重量%)含有されていること
が、キャリアの真比重の調整と、キャリアの比抵抗値の
調整と、キャリアコアの機械的強度との関係で好まし
い。
【0043】さらに、非磁性無機化合物微粒子は、磁性
微粒子よりも比抵抗値が大きく、非磁性無機化合物微粒
子の個数平均粒径は磁性微粒子の個数平均粒径よりも大
きい方が、キャリアの比抵抗値を高め、キャリアの真比
重を小さくする上で好ましい。
【0044】磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒子の
総量に対して、磁性微粒子は30〜95重量%含まれて
いることが、キャリアの磁気力を調整してキャリア付着
を防止し、さらに、キャリアの比抵抗値を調整する上で
好ましい。
【0045】本発明において、磁性微粒子がマグネタイ
ト微粒子であるか、又は、鉄元素及びマグネシウム元素
を少なくとも含む磁性フェライト微粒子であることが好
ましく、また、非磁性無機化合物微粒子がヘマタイト
(α−Fe23)の微粒子であることが、キャリアの磁
気特性,真比重及び比抵抗値を調整する上で、より好ま
しい。
【0046】キャリアは、個数平均粒径が15乃至60
μmであり、磁性微粒子は個数平均粒径(ra)が0.
02乃至2μmであることが、キャリア粒子表面の均一
性の点で好ましい。非磁性無機化合物微粒子は個数平均
粒径(rb)が0.05乃至5μmであり、rbはra
りも1.5倍以上大きい方が、キャリアコアの表面抵抗
値をより高める上で好ましい。
【0047】本発明に用いる磁性微粒子としては、マグ
ネタイト、マグヘマイトの如き強磁性酸化鉄粒子粉末、
鉄以外の金属(Mn,Ni,Zn,Mg,Cu等)を一
種又は二種以上含有するスピネルフェライト粒子粉末、
バリウムフェライトの如きマグネトプランバイト型フェ
ライト粒子粉末、表面に酸化被膜を有する鉄や鉄合金の
微粒子粉末を用いることができる。好ましくはマグネタ
イトの微粒子である。磁性微粒子の個数平均粒径は、
0.02〜3μmであることが好ましく、水性媒体中に
おける分散と生成する球状キャリアコア粒子の強度を考
慮すれば、0.05〜1μmであることが好ましい。そ
の形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。
【0048】本発明に用いる非磁性無機化合物微粒子と
しては、電気抵抗値が108乃至1015Ω・cmのもの
がよい。例えば、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化
亜鉛、酸化マグネシウム、ヘマタイト、ゲーサイト及び
イルメナイト等の微粒子を用いることができる。磁性微
粒子との比重差があまりないヘマタイト、酸化亜鉛、酸
化チタン等がより好ましい。球状キャリアコア粒子の製
造に用いる該非磁性無機化合物微粒子の個数平均粒径
は、0.05〜5μmであることが好ましく、水性媒体
中における分散と生成するキャリアコア粒子の強度を考
慮すれば、0.1〜3μmであることがより好ましい。
【0049】フェノール樹脂を生成するためのフェノー
ル類としては、フェノール自体の他、m−クレゾール、
p−tert−ブチルフェノール、o−プロピルフェノ
ール、レゾルシノール、ビスフェノールAの如きアルキ
ルフェノール類及びベンゼン核又はアルキル基の一部又
は全部が塩素原子や臭素原子で置換されたハロゲン化フ
ェノール類の如きフェノール性水酸基を有する化合物が
挙げられる。中でもフェノール(ヒドロキシベンゼン)
が、より好ましい。
【0050】アルデヒド類としては、ホルマリン又はパ
ラアルデヒドのいずれかの形態のホルムアルデヒド及び
フルフラール等が挙げられる。中でもホルムアルデヒド
が特に好ましい。
【0051】アルデヒド類のフェノール類に対するモル
比は、1〜4が好ましく、特に好ましくは1.2〜3で
ある。アルデヒド類のフェノール類に対するモル比が1
より小さいと、粒子が生成し難かったり、生成したとし
ても樹脂の硬化が進行し難いために、生成する粒子の強
度が弱かったりする傾向がある。一方、アルデヒド類の
フェノール類に対するモル比が4よりも大きいと、反応
後に水系媒体中に残留する未反応のアルデヒド類が増加
する傾向がある。
【0052】フェノール類とアルデヒド類とを縮重合さ
せる際に使用する塩基性触媒としては、通常のレゾール
樹脂製造に使用されているものが挙げられる。例えば、
アンモニア水、ヘキサメチレンテトラミン及びジメチル
アミン、ジエチルトリアミン、ポリエチレンイミンの如
きアルキルアミンが挙げられる。これら塩基性触媒のフ
ェノール類に対するモル比は、0.02〜0.3が好ま
しい。
【0053】キャリアコアの表面を被覆する第2の樹脂
は、フルオロアルキルユニット,メチレンユニット及び
エステルユニットを少なくとも有しているが、フルオロ
アルキルユニットとしては、
【0054】
【化22】 〔式中、mは0乃至20の整数を示す。〕で示されるパ
ーフルオロアルキルユニットであることが、外添剤がキ
ャリア粒子表面に付着するのを防止する上で好ましい。
フルオロアルキルユニットとメチレンユニットとは、
【0055】
【化23】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
の整数を示す。〕で示されるユニットの如く、結合して
いる方が、キャリアコア表面との密着性を高める上で好
ましい。
【0056】キャリアコア表面との密着性及び負帯電性
トナーへのマイナスの摩擦電荷を付与する能力を維持す
る上で、
【0057】
【化24】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
の整数を示す。〕で示されるユニットを有することが、
より好ましい。
【0058】第2の樹脂は、フルオロアルキルユニット
を有するメタクリル酸又はそのエステルの重合体又は共
重合体であるか、又は、フルオロアルキルユニットを有
するアクリル酸又はそのエステルの重合体又は共重合体
であることが好ましい。例えば、第2の樹脂は、
【0059】
【化25】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
の整数を示す。〕で示されるユニット、又は、
【0060】
【化26】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
の整数を示す。〕で示されるユニットを有することが好
ましい。
【0061】第2の樹脂は、フルオロアルキルユニット
を有するグラフト共重合体であることが、キャリア粒子
表面の特性をより均一にする点で好ましい。例えば、
【0062】
【化27】 〔式中、R1は水素又はメチル基を有し、R2は水素又は
炭素数1乃至20のアルキル基を示し、kは1以上の整
数を示す。〕で示されるユニットと、
【0063】
【化28】 で示されるユニットとを有するグラフト共重合体が挙げ
られる。
【0064】第2の樹脂は、テトラヒドロフラン(TH
F)の可溶成分のゲルパーミエーションクロマトグラフ
ィ(GPC)において、重量平均分子量が2万乃至30
万であることが、被覆層の強度及びキャリアコアとの密
着性及び塗布性の点で好ましい。
【0065】第2の樹脂は、THFの可溶成分のGPC
のクロマトグラムにおいて、分子量2,000乃至10
万の領域にメインピークを有することが好ましく、さら
に、分子量2,000乃至10万の領域にサブピーク又
はショルダーを有することが好ましい。
【0066】最も好ましくは、第2の樹脂は、THFの
可溶成分のGPCのクロマトグラムにおいて、分子量2
万乃至10万の領域にメインピークを有し、分子量2,
000乃至19,000の領域にサブピーク又はショル
ダーを有するのが良い。
【0067】上記分子量分布を満足していることによ
り、第2の樹脂で被覆された磁性樹脂キャリアは、多数
枚耐久性,トナーへの帯電安定性,外添剤のキャリア粒
子表面への付着防止性がさらに向上する。
【0068】グラフト重合体の幹の重量平均分子量が3
0,000〜200,000であり、枝の重量平均分子
量が3,000〜10,000であることが好ましい。
【0069】ここで、本発明において、樹脂被覆の分子
量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィによ
って次の条件で測定される。
【0070】 装 置:GPC−150C(ウォーターズ社製) カラム:KF801〜7(ショウデックス社製)の7連 温 度:40℃ 溶 媒:THF 流 速:1.0ml/分 試 料:濃度0.05〜0.6重量%を0.1ml 以上の条件で測定し、試料の分子量算出に当たっては、
単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正
曲線を使用する。
【0071】更に本発明にとって好ましい構成として、
グラフト重合体において、フッ素を含有するエステル基
を有するα,β−不飽和カルボン酸エステルの含有率が
5〜80重量%であることが挙げられるが、5%未満で
は十分な離型性を得られず、80重量%を超えると密着
性が低下する。
【0072】α,β−不飽和カルボン酸エステルとして
は、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキ
ルエステルが挙げられる。このエステル基として、水酸
基の如き親水性基を含めることも可能である。好ましく
は、メタクリル酸アルキルエステル、特にメタクリル酸
メチルが好ましい。
【0073】本発明に用いられる、フッ素を含有するエ
ステル基を有するα,β−不飽和カルボン酸エステルと
して、フルオロアルキルアクリレート、フルオロアルキ
ルメタクリレートが挙げられる。具体例を挙げれば、 CHR=CH2−COO−CXX*−CYY*−(CF2
m−CF2Z で表されるものである。Rは水素又はメチル基を表し、
X及びX*は水素又はフッ素であり、Y及びY*は水素又
はフッ素であり、mは0〜10の整数、zは水素又はフ
ッ素である。
【0074】これらのモノマーのうちX,X*,Y及び
*は少なくとも3個以上は水素であることが好まし
く、4個すべてが水素であることが更に好ましい。フッ
素の示す割合が多いとフッ素含有エステル基の柔軟性が
十分でなくなる傾向にあり、脆くなる傾向にあるからで
ある。更にRはメチル基であることが好ましい。Rが水
素であるよりメチル基であるほうが、被覆した際の強靱
性が比較的大きいからである。更にmは4乃至9が好ま
しい。mが小さすぎるとフッ素の持つ離型効果が低下す
る。
【0075】グラフト重合体の製法としては、末端にエ
チレン性不飽和基を有するマクロマーを、エチレン性不
飽和モノマーと反応させることにより得られる。また縮
合反応可能な官能基又は連鎖移動剤の存在下縮合可能な
末端基を有するマクロマーを利用しグラフト重合体を得
る方法がある。これらのマクロマーは、イオン重合法、
ラジカル重合法により製造される。
【0076】キャリアコアの表面処理、又は、第2の樹
脂と混合して使用されるカップリング剤としては、シラ
ンカップリング剤又はチタンカップリング剤が挙げられ
る。
【0077】好ましいシランカップリング剤としては、
γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン,N−β−
(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリアルコキシ
シラン,N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピ
ルメチルジアルコキシシラン又はN−フェニル−γ−ア
ミノプロピルトリアルコキシシランが挙げられる。
【0078】好ましくは、コア粒子の結着樹脂をフェノ
ール樹脂、コート樹脂をフッ素含有グラフト重合体とす
ることで、フェノール樹脂の水酸基との極性により良好
にフッ素を表面に配向させることができ、好ましい離型
性が得られるものである。さらに、密着性及び帯電性コ
ントロールに効果を発揮するものとなる。
【0079】キャリアコアに対して第2の樹脂が0.0
1〜5重量%(キャリア基準)塗布され、カップリング
剤が0.01〜5重量%(キャリア基準)塗布されてい
ることが、負帯電性トナーへの摩擦電荷付与性を安定化
させ、キャリアの多数枚耐久性,外添剤及びトナーによ
る汚染を抑制する上で好ましい。
【0080】本発明の磁性樹脂キャリアの嵩密度は、
3.0g/cm3以下(より好ましくは2.0g/c
3)が好ましい。3.0g/cm3を超えると、現像剤
中でのキャリアのシェアが大きくなりトナーによるスペ
ント化、あるいはコート樹脂の剥がれを生じやすくな
る。キャリアの嵩密度の測定は、JIS K5101に
記載の方法に準じて行う。
【0081】磁性樹脂キャリアは、適宜所定のシステム
に都合の良いようにその形状が選択される。しかしなが
ら、磁性樹脂キャリアの球形度は、100乃至130
(より好ましくは100〜120)が好ましい。磁性樹
脂キャリアは、球形度が130を超えると、現像剤とし
ての流動性が劣るようになり、トナーへの摩擦帯電付与
能力の低下や現像極において磁気ブラシの形状が不均一
になるために高画質な画像が得られにくくなる。
【0082】キャリアの球形度の測定は、日立製作所
(株)社製フィールドエミッション走査電子顕微鏡S−
800によりキャリアをランダムに300個以上抽出
し、ニレコ社製の画像処理解析装置Luzex3を用い
て、次式によって導かれる球形度を求めることで行う。
【0083】
【数1】 〔式中、MXLNGはキャリアの最大径を示し、ARE
Aはキャリアの投影面積を示す。〕 ここで、SF−1は100に近いほど球形に近いことを
意味している。
【0084】磁性樹脂キャリアのコア材として、磁性を
示すMO・Fe23またはM・Fe24の一般式で表さ
れるマグネタイト、フェライト等を好ましく用いること
ができる。ここで、Mは2価あるいは1価の金属イオン
(Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Mg、Zn、Cd、
Li等)であり、Mとしては単独あるいは複数の金属を
用いることができる。例えばマグネタイト、γ酸化鉄、
Mn−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト、M
n−Mg系フェライト、Li系フェライト、Cu−Zn
系フェライトの如き鉄系酸化物を挙げることができる。
中でも安価なマグネタイトが、より好ましく用いること
ができる。
【0085】また、他の金属酸化物としてMg、Al、
Si、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、C
o、Ni、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、
Cd、Sn、Ba、Pb等の金属を単独あるいは複数用
いた非磁性の金属酸化物および上記磁性を示す金属酸化
物を使用できる。例えば非磁性の金属酸化物としてAl
23、Si 2、CaO、TiO2、V25、CrO2
MnO2、Fe23、CoO、NiO、CuO、Zn
O、SrO、Y23、ZrO2系等を使用することがで
きる。
【0086】前記フェノール類とアルデヒド類を塩基性
触媒の存在下で反応させるに際し、共存させる磁性微粒
子及び非磁性無機化合物微粒子の量は、フェノール類に
対して重量で0.5〜200倍が好ましい。さらに、生
成するキャリアコア粒子の強度を考慮すると、4〜10
0倍であることがより好ましい。
【0087】磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒子
は、表面処理することなくそのまま用いることができる
が、あらかじめ親油化処理をしておいてもよい。親油化
処理がされていない磁性微粒子及び非磁性無機化合物微
粒子を用いる場合には、懸濁安定剤として、カルボキシ
メチルセルロース、ポリビニルアルコール等の親水性有
機化合物やフッ化カルシウム等のフッ素化合物などを添
加しておくことにより球形粒子が生成しやすくなる。
【0088】親油化処理は、磁性微粒子又は非磁性無機
化合物微粒子にシラン系カップリング剤やチタネート系
カップリング剤等のカップリング剤を添加混合して被覆
処理する方法、又は、界面活性剤を含む水性溶媒中に磁
性微粒子及び非磁性無機化合物微粒子を分散させ、該粒
子表面に界面活性剤を吸着させる方法等がある。磁性微
粒子及び非磁性無機化合物微粒子は同時に親油化処理し
てもよく、別々に処理してもよい。また、どちらか一方
にだけ親油化処理してもよい。
【0089】界面活性剤としては、市販の界面活性剤を
使用することができる。磁性微粒子、非磁性無機化合物
微粒子や該微粒子表面に水酸基と結合が可能な官能基を
有するものが好ましく、イオン性で言えばカチオン性、
あるいはアニオン性のものが好ましい。
【0090】本発明の磁性樹脂キャリアコアの製造例を
説明する。
【0091】反応は、まず、フェノール類、ホルマリン
類、水、磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒子を反応
釜中に仕込み、十分に撹拌した後、塩基性触媒を加えて
撹拌しながら昇温し、反応温度を70〜90℃に調整
し、フェノール樹脂を硬化させる。この時、球形度の高
い球状複合体粒子を得るためにゆるやかに昇温させるこ
とが好ましい。昇温速度は、好ましくは0.5〜1.5
℃/分、より好ましくは0.8〜1.2℃/分である。
【0092】硬化後の反応物を40℃以下に冷却し、得
られた水分散液を濾過、遠心分離等の常法に従って固液
を分離した後、洗浄して乾燥することにより、磁性微粒
子と非磁性無機化合物微粒子とをフェノール樹脂をバイ
ンダー樹脂として結合してなる球状のキャリアコア粒子
が得られる。キャリアコア粒子の製造は、バッチ式でも
連続式製法でもよい。
【0093】さらに、キャリアコアの表面を樹脂で被覆
する方法としては、樹脂を溶剤中に溶解又は懸濁して調
製した塗布液をキャリアコア表面に塗布する方法が挙げ
られる。
【0094】本発明において、トナーとキャリアとを混
合して二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は
現像剤中のトナー濃度として、2重量%〜15重量%、
好ましくは4重量%〜13重量%にすると良好な結果が
得られる。トナー濃度が2重量%未満の場合には、画像
濃度が低くなりやすく、15重量%を超える場合にはカ
ブリや機内飛散を生じやすく、現像剤の耐用寿命も低下
しやすい。
【0095】トナーの重量平均粒径aと磁性キャリアの
個数平均粒径bとの比a/bは、0.1〜0.3である
ことが好ましい。0.1未満であるとトナーを良好に帯
電付与することができずらくなり、カブリや高湿環境下
でのトナー飛散が起こりやすくなる。また0.3を超え
ると、特に低湿下でのトナーの帯電量が高くなりすぎ、
画像濃度の低下やカブリを引き起こしやすくなる。
【0096】本発明に係るトナーは重量平均粒径が3〜
9.9μmであり、4.5〜8.9μmであることが好
ましい。また、個数平均粒径の1/2倍径以下の分布累
積値が20個数%以下であり、重量平均粒径の2倍径以
上の分布累積値が10体積%以下であることが反転成分
のない良好な帯電付与、潜像ドットの再現性等を向上さ
せるために好ましい。さらにトナーの摩擦帯電性を良好
にし、ドット再現性を高めるには個数平均粒径の1/2
倍径以下の分布累積値が15個数%以下であり、重量平
均粒径の2倍径以上の分布累積値が5体積%以下である
ことがより好ましい。さらには個数平均粒径の1/2倍
径以下の分布累積値が10個数%以下であり、重量平均
粒径の2倍径以上の分布累積値が2体積%以下であるこ
とがさらに好ましい。
【0097】トナーの重量平均粒径(D4)が9.9μ
mを超えると、静電荷像を現像するトナー粒子が大きく
なるために、磁性コートキャリアの磁気力を下げても静
電荷像に忠実な現像が行われにくく、また、静電的な転
写を行うとトナーが飛び散りやすくなる。また、重量平
均粒径が3μm未満のトナーは粉体としてのハンドリン
グ性が低下する。
【0098】また、個数平均粒径の1/2倍径以下の分
布累積値が20個数%を超えると、微粒トナー粒子への
トナー帯電付与が良好に行えず、トナーのトリボ分布が
広くなり、帯電不良(反転成分生成)や現像したトナー
の粒径偏在化により耐久での粒径変化という問題を生じ
やすい。また、重量平均粒径の2倍径以上の分布累積値
が10体積%を超えると、磁性樹脂キャリアとの摩擦帯
電が良好に行えなくなるのに加え、静電荷像を忠実に再
現しにくくなる。トナーの粒度分布の測定には、例えば
コールターカウンターを使用する方法を挙げることがで
きる。
【0099】トナーに使用される結着樹脂としては、下
記の結着樹脂の使用が可能である。
【0100】例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロル
スチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン及びその
置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重
合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−
ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エス
テル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合
体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチ
ルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共
重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イ
ソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−イン
デン共重合体の如きスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニ
ル;フェノール樹脂;天然変性フェノール樹脂;天然樹
脂変性マレイン酸樹脂;アクリル樹脂;メタクリル樹
脂;ポリ酢酸ビニール;シリコーン樹脂;ポリエステル
樹脂;ポリウレタン;ポリアミド樹脂;フラン樹脂;エ
ポキシ樹脂;キシレン樹脂;ポリビニルブチラール;テ
ルペン樹脂;クマロンインデン樹脂;石油系樹脂が使用
できる。好ましい結着樹脂としては、スチレン系共重合
体もしくはポリエステル樹脂が挙げられる。また、架橋
されたスチレン系樹脂も好ましい結着樹脂である。
【0101】スチレン系共重合体のスチレンモノマーに
対するコモノマーとしては、例えば、アクリル酸、アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸
−2−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリ
ル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、アクリルアミドのような二
重結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体;例
えば、マレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチ
ル、マレイン酸ジメチルのような二重結合を有するジカ
ルボン酸及びその置換体;例えば、塩化ビニル、酢酸ビ
ニル、安息香酸ビニルのようなビニルエステル類、例え
ば、エチレン、プロピレン、ブチレンのようなエチレン
系オレフィン類;例えば、ビニルメチルケトン、ビニル
ヘキシルケトンのようなビニルケトン類;例えば、ビニ
ルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソ
ブチルエーテルのようなビニルエーテル類;の如きビニ
ル単量体が単独もしくは組み合わせて用いられる。
【0102】本発明において、トナーの結着樹脂のTH
F可溶分の数平均分子量は3,000〜100万(より
好ましくは、6,000〜20万)がよい。
【0103】スチレン系重合体またはスチレン系共重合
体は架橋されていても良く、さらに架橋されている樹脂
と架橋されていない樹脂との混合樹脂でも良い。
【0104】結着樹脂の架橋剤としては、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を用いてもよ
い。例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンの
ような芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジア
クリレート、エチレングリコールジメタクリレート、
1,3−ブタンジオールジメタクリレートのような二重
結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニリ
ン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニル
スルホンの如きジビニル化合物;および3個以上のビニ
ル基を有する化合物が挙げられる。これらは単独もしく
は混合物として用いられる。
【0105】架橋剤の添加量としては、重合性単量体1
00重量部に対して0.001〜10重量部が好まし
い。
【0106】トナーは荷電制御剤を含有しても良い。
【0107】トナーを負荷電性に制御するものとして下
記物質がある。
【0108】例えば、有機金属化合物、キレート化合物
が有効であり、さらにモノアゾ金属化合物、アセチルア
セトン金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳
香族ダイカルボン酸系の金属化合物が好ましく用いられ
る。さらに、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モ
ノ及びポリカルボン酸及びそれらの金属塩、それらの無
水物、それらのエステル類、ビスフェノールの如きそれ
らのフェノール誘導体類;尿素誘導体;含金属サリチル
酸系化合物;含金属ナフトエ酸化合物;ホウ素化合物;
4級アンモニウム塩;カリックスアレーン;ケイ素化合
物;スチレン−アクリル酸共重合体;スチレン−メタク
リル酸共重合体;スチレン−アクリル−スルホン酸共重
合体;及びノンメタルカルボン酸系化合物が挙げられ
る。
【0109】これらの荷電制御剤は、トナーの樹脂成分
100重量部に対して、0.01〜20重量部、好まし
くは0.1〜10重量部、より好ましくは0.2〜4重
量部使用するのが良い。
【0110】本発明に用いられるトナーの着色剤は、黒
色着色剤としてカーボンブラック,磁性体,以下に示す
イエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色さ
れたものが利用される。
【0111】イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合
物,イソインドリノン化合物,アンスラキノン化合物,
アゾ金属錯体,メチン化合物,アリルアミド化合物に代
表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピ
グメントイエロー12、13、14、15、17、6
2、74、83、93、94、95、109、110、
111、128、129、147、168又は180が
好適に用いられる。
【0112】マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合
物,ジケトピロロピロール化合物,アンスラキノン,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,ペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.
I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、4
8:2、48:3、48:4、57:1、81:1、1
44、146、166、169、177、184、18
5、202、206、220、221又は254が好適
に用いられる。
【0113】シアン着色剤としては、銅フタロシアニン
化合物及びその誘導体,アンスラキノン化合物,塩基染
料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、C.I.
ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、
15:3、15:4、60、62、66が特に好適に利
用できる。
【0114】これらの着色剤は、単独又は混合し更には
固溶体の状態で用いることができる。本発明の着色剤
は、色相角,彩度,明度,耐候性,OHP透明性,トナ
ー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量
は、樹脂100重量部に対し1〜20重量部添加して用
いられる。
【0115】トナー粒子には、必要によりワックスを含
有させても良い。好ましいワックスとして、ゲルパーミ
エーションクロマトグラフィ(GPC)によって測定さ
れる分子量分布において、重量平均分子量(Mw)/数
平均分子量(Mn)が1.45以下であり、かつ溶解度
パラメーターが8.4乃至10.5のワックスを用いる
ことにより、トナーは流動性に優れ、光沢ムラのない均
一な定着画像が得られ、さらに定着装置の加熱部材に対
する汚染や保存性の低下が生じ難く、かつ定着性及び定
着画像の光透過性に優れ、トナーを溶融させて透明性に
優れたフルカラーOHPを作成する際に、ワックスの一
部または全部が適度に加熱部材を被覆し、トナーがオフ
セットすることなく、フルカラーOHPが作成でき、か
つ良好な低温定着性が発現できることに加えて、圧接部
材の長寿命化を達成できる。
【0116】本発明で用いられるトナーに含有されるワ
ックスは、ダブルカラムを用いたGPCによる分子量分
布において、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量
(Mn)が1.45以下、好ましくは1.30以下であ
ることが、定着画像の均一性の点及びトナーの良好な転
写性及び感光体に接触して帯電するための接触帯電手段
に対する汚染の防止の点で、より好ましい。
【0117】ワックスのMw/Mnの値が1.45を超
える場合には、トナーの流動性が低下することにより、
定着画像の光沢ムラが生じ易く、さらにトナーの転写性
の低下及び接触帯電手段への汚染が生じ易い。
【0118】本発明においてワックスの分子量分布は、
ダブルカラムを用いたGPCにより次の条件で測定され
る。
【0119】(GPC測定条件) 装置 :GPC−150C(ウォーターズ社製) カラム:GMH−HT30cm2連(東ソー社製) 温度 :135℃ 溶媒 :o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール
添加) 流速 :1.0ml/min 試料 :濃度0.15%の試料を0.4ml注入
【0120】以上の条件で測定し、試料の分子量算出に
あたっては単分散ポリウレタン標準試料により作成した
分子量較正曲線を使用する。さらに、Mark−Hou
wink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン
換算することによって分子量算出する。
【0121】本発明に用いられるワックスの融点は、3
0乃至150℃であることが好ましく、より好ましくは
50乃至120℃が特に好ましい。ワックスの融点が3
0℃より低い場合はトナーの耐ブロッキング性、多数枚
の複写時でのスリーブ汚染抑制及び感光体の汚染防止性
が低下しやすい。ワックスの融点が150℃を超える場
合は、粉砕法によるトナーの製法においてはバインダー
樹脂との均一混合に過大のエネルギーが必要になり、重
合法によるトナーの製法においてもバインダー樹脂への
均一化のために、粘度を高めることによる装置の大型化
あるいは相溶する量に限界があるため、多量に含有させ
ることが難しくなるなど好ましくない。
【0122】ワックスの融点は、ASTM D3418
−8に準じて測定される吸熱曲線における主体極大ピー
ク(main peak)値の温度とした。
【0123】ASTM D3418−8に準ずる測定に
は、例えばパーキンエルマー社製DSC−7を用い行
う。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を
用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用い
る。サンプルはアルミニウム製パンを用い対照用に空パ
ンをセットし、昇温速度10℃/min.で温度20乃
至200℃の範囲で測定を行う。
【0124】本発明に用いられるワックスの100℃に
おける溶融粘度は1乃至50mPas・secであるこ
とが好ましく、更に好ましくは3乃至30mPas・s
ecを有するワックス化合物が特に好ましい。
【0125】ワックスの溶融粘度が1mPas・sec
より低い場合には、一成分現像方式で弾性ブレードの如
き弾性力でトナー層厚を規制するトナー層厚規制部材に
よりスリーブにトナー層を薄層コーティングする際、機
械的なズリ力によりスリーブ汚染を招きやすく、或い
は、二成分現像方法においてもキャリアを用いトナーを
現像する際にトナーとキャリア間のズリ力によりダメー
ジを生じやすく、外添剤の埋没やトナー破砕が生じやす
い。ワックスの溶融粘度が50mPas・secを超え
る場合には、重合方法を用いてトナーを製造する際、分
散質の粘度が高すぎ、均一な粒径を有する微小粒径のト
ナーを得ることが容易でなく、粒度分布の広いトナーと
なりやすい。
【0126】ワックスの溶融粘度の測定は、HAAKE
社製VT−500にてコーンプレート型ローター(PK
−1)を用い測定する方法が挙げられる。
【0127】さらに、本発明に用いられるワックスは、
GPCにより測定される分子量分布が、2つ以上のピー
ク又は1つ以上のピークと1つ以上のショルダーとを有
し、かつ分子量分布において、重量平均分子量(Mw)
が200乃至2000、数平均分子量(Mn)が150
乃至2000であることが好ましい。上述の分子量分布
は、単一のワックス又は複数のワックスのいずれで達成
しても良く、結果として結晶性が阻害でき、透明性が一
層向上することを見い出した。2種以上のワックスをブ
レンドする方法としては特に制約を受けるものではない
が、例えばブレンドするワックスの融点以上においてメ
ディア式分散機(ボールミル、サンドミル、アトライタ
ー、アペックスミル、コボールミル、ハンディミル)を
用いて溶融ブレンドすることや、ブレンドするワックス
を重合性単量体中へ溶解させ、メディア式分散機にてブ
レンドすることも可能である。このとき添加物として、
顔料、荷電制御剤、重合開始剤を使用しても構わない。
【0128】ワックスの重量平均分子量(Mw)は20
0乃至2000、数平均分子量(Mn)は150乃至2
00であることが好ましい。より好ましくはMwが20
0乃至1500、さらに好ましくは300乃至100
0、Mnは200乃至1500、さらに好ましくは25
0乃至1000であることが良い。ワックスのMwが2
00未満,Mnが150未満の場合には、トナーの耐ブ
ロッキング性が低下する。ワックスのMwが2000
超,Mnが2000超の場合には、ワックス自体の結晶
性が発現し、透明性が低下する。
【0129】ワックスは、トナーの結着樹脂100重量
部に対して1乃至40の重量部、好ましくは2〜30重
量部配合するのが良い。
【0130】結着樹脂、着色剤およびワックスを有する
混合物を溶融混練後、冷却し粉砕後分級してトナー粒子
を得る粉砕トナー製造においては、ワックスの添加量
は、結着樹脂100重量部に対し1〜10重量部、より
好ましくは2〜7重量部使用するのが好ましい。
【0131】重合性単量体と着色剤及びワックスを有す
る混合物を重合せしめることにより、直接的にトナー粒
子を得る重合トナー製法においては、ワックスの添加量
は、重合性単量体又は、重合性単量体の重合によって合
成された樹脂100重量部に対し2〜40重量部、より
好ましくは5〜30重量部、さらに好ましくは10〜2
0重量部使用するのが好ましい。
【0132】粉砕トナー製法に比べ重合トナー製法にお
いては、用いるワックスがバインダー樹脂より極性が低
いため、水系媒体中での重合方法ではトナー粒子内部に
多量のワックスを内包化させ易いため粉砕トナー製法と
比較し、多量のワックスを用いることが可能となり、定
着時のオフセット防止効果には、特に有効となる。
【0133】ワックスの配合量が下限より少ないとオフ
セット防止効果が低下しやすく、上限を超える場合、耐
ブロッキング効果が低下し耐オフセット効果にも悪影響
を与えやすく、ドラム融着、スリーブ融着を起こしやす
く、特に重合トナー製法の場合には粒度分布の広いトナ
ーが生成する傾向にある。
【0134】本発明に用いることが可能なワックスとし
ては、例えばパラフィン系ワックス、ポリオレフィン系
ワックス、これらの変性物(例えば、酸化物やグラフト
処理物)、高級脂肪酸、およびその金属塩、アミドワッ
クス、及びエステル系ワックスなどが挙げられる。
【0135】その中でも、より高品位なフルカラーOH
P画像が得られる点でエステルワックスが特に好まし
い。
【0136】本発明に好ましく用いられるエステルワッ
クスの製造方法としては、例えば、酸化反応による合成
法、カルボン酸及びその誘導体からの合成、マイケル付
加反応に代表されるエステル基導入反応が用いられる。
【0137】本発明に用いられるワックスの特に好まし
い製造方法は、原料の多様性、反応の容易さから、下記
式(1)で示すカルボン酸化合物とアルコール化合物か
らの脱水縮合反応を利用する方法、又は、下記式(2)
で示すハロゲン化物とアルコール化合物からの反応が特
に好ましい。
【0138】
【化29】
【0139】式中、R1及びR2はアルキル基、アルケニ
ル基、アラル基及び芳香族基の如き有機基を示し、nは
1〜4の整数を示す。有機基は、炭素数が1〜50、好
ましくは2〜45、より好ましくは4〜30であること
が良く、さらに直鎖状があることが好ましい。
【0140】上記のエステル平衡反応を生成系に移行さ
せるため、大過剰のアルコールを用いるか、水との共沸
が可能な芳香族有機溶剤中にてDean−Stark水
分離器を用い反応を行う。酸ハロゲン化合物を用い芳香
族有機溶剤中にて副生する酸の受容物として塩基を添加
しポリエステルを合成する方法も利用できる。
【0141】次に本発明に用いられるトナーを製造する
ための方法について説明する。本発明に用いられるトナ
ーは、粉砕トナー製法及び重合トナー製法を用いて製造
することが可能である。
【0142】本発明において、粉砕トナーの製造方法
は、結着樹脂、ワックス、着色剤としての顔料、染料又
は磁性体、必要に応じて荷電制御剤、その他の添加剤
を、ヘンシェルミキサー、ボールミルの如き混合機によ
り充分混合し;得られた混合物を加熱ロール、ニーダ
ー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練
し、樹脂成分を互いに相溶せしめた中に金属化合物、顔
料、染料、磁性体を分散又は溶解せしめ;得られた混練
物を冷却固化後粉砕及び分級を行ってトナーを得ること
ができる。
【0143】さらに必要に応じてトナーと所望の添加剤
をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分混合し、
本発明に用いられるトナーを得ることができる。
【0144】重合トナーの製造法は、特公昭56−13
945号公報等に記載のディスク又は多流体ノズルを用
い溶融混合物を空気中に霧化し球状トナーを得る方法
や、特公昭36−10231号公報,特開昭59−53
856号公報,特開昭59−61842号公報に述べら
れている懸濁重合法を用いて直接トナーを生成する方法
や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機
溶剤を用い直接トナーを生成する分散重合法又は水溶性
極性重合開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソ
ープフリー重合法に代表される乳化重合法や、予め一次
極性乳化重合粒子を作った後、反対電荷を有する極性粒
子を加え会合させるヘテロ凝集法等を用いトナーを製造
することが可能である。
【0145】この中でも、重合性モノマー、着色剤及び
ワックスを少なくとも含むモノマー組成物を直接重合し
てトナー粒子を生成する方法が好ましい。
【0146】しかしながら、分散重合法においては、得
られるトナーは極めてシャープな粒度分布を示すが、使
用する材料の選択が狭い事や有機溶剤の利用が廃溶剤の
処理や溶剤の引火性に関する観点から製造装置が複雑で
煩雑化しやすい。従って、重合性モノマー、着色剤及び
ワックスを少なくとも含むモノマー組成物を水系媒体中
で直接重合してトナー粒子を生成する方法がより好まし
い。しかしながら、ソープフリー重合に代表される乳化
重合法は、トナーの粒度分布が比較的揃うため有効であ
るが、使用した乳化剤や開始剤末端がトナー粒子表面に
存在した時に環境特性を悪化させやすい。
【0147】従って、本発明においては比較的容易に粒
度分布がシャープな微粒子トナーが得られる常圧下で
の、または、加圧下での懸濁重合法が特に好ましい。一
旦得られた重合粒子に更に単量体を吸着せしめた後、重
合開始剤を用い重合せしめる所謂シード重合方法も本発
明に好適に利用することができる。
【0148】本発明に用いられるトナーの好ましい形態
としては、透過電子顕微鏡(TEM)を用いたトナーの
断層面測定法でワックスが、外殻樹脂層で内包化された
ものである。定着性の観点から多量のワックスをトナー
に含有せしめる必要性から、ワックスを外殻樹脂層で内
包化せしめることがトナーの保存性や流動性の点で好ま
しい。内包化せしめない場合のトナーは、ワックスの分
散が均一にできず結果的に粒度分布が広くなり、かつ、
装着へのトナー融着も発生しやすい。ワックスを内包化
せしめる具体的な方法としては、水系媒体中での材料の
極性を主要単量体よりワックスの方を小さく設定し、更
に少量の極性の大きな樹脂又は単量体を添加せしめるこ
とでワックスを外殻樹脂で被覆した所謂コア−シェル構
造を有するトナーを得ることができる。トナーの粒度分
布制御や粒径の制御は、難水溶性の無機塩や保護コロイ
ド作用をする分散剤の種類や添加量を変える方法や機械
的装置条件、例えばローターの周速・パス回数・撹拌羽
根形状等の撹拌条件や容器形状又は、水溶液中での固形
分濃度等を制御することにより所定の本発明のトナーを
得ることができる。
【0149】本発明においてトナーの断層面を測定する
具体的な方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中に
トナーを十分分散させた後温度40℃の雰囲気中で2日
間硬化させ得られた硬化物を四三酸化ルテニウム、必要
により四三酸化オスミウムを併用し染色を施した後、ダ
イヤモンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサン
プルを切り出し透過電子顕微鏡(TEM)を用いトナー
の断層形態を測定した。本発明においては、用いるワッ
クスと外殻を構成する樹脂との若干の結晶化度の違いを
利用して材料間のコントラストを付けるため四三酸化ル
テニウム染色法を用いることが好ましい。
【0150】本発明のトナー製造方法に直接重合方法を
用いる場合においては、以下の如き製造方法によって具
体的にトナーを製造することが可能である。単量体中に
ワックス,着色剤,荷電制御剤,重合開始剤その他の添
加剤を加え、ホモジナイザー,超音波分散機等によって
均一に溶解又は分散せしめた単量体系を、分散安定剤を
含有する水相中に通常の撹拌機またはホモミキサー,ホ
モジナイザーの如き撹拌機により分散せしめる。好まし
くは単量体液滴が所望のトナー粒子のサイズを有するよ
うに撹拌速度・時間を調整し、造粒する。その後は分散
安定剤の作用により、粒子状態が維持され、且つ粒子の
沈降が防止される程度の撹拌を行えば良い。重合温度は
40℃以上、一般的には50〜90℃の温度に設定して
重合を行う。また、重合反応後半に昇温しても良く、更
に、トナー定着時の臭いの原因等となる未反応の重合性
単量体、副生成物等を除去するために反応後半、又は、
反応終了後に一部水系媒体を留去しても良い。反応終了
後、生成したトナー粒子を洗浄・濾過により回収し、乾
燥する。懸濁重合法においては、通常単量体系100重
量部に対して水300〜3000重量部を分散媒として
使用するのが好ましい。
【0151】重合法を用い直接トナーを得る時には、重
合性単量体としては、スチレン,o(m−,p−)−メ
チルスチレン,m(p−)−エチルスチレンの如きスチ
レン系単量体;(メタ)アクリル酸メチル,(メタ)ア
クリル酸エチル,(メタ)アクリル酸プロピル,(メ
タ)アクリル酸ブチル,(メタ)アクリル酸オクチル,
(メタ)アクリル酸ドデシル,(メタ)アクリル酸ステ
アリル,(メタ)アクリル酸ベヘニル,(メタ)アクリ
ル酸2−エチルヘキシル,(メタ)アクリル酸ジメチル
アミノエチル,(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチ
ルの如き(メタ)アクリル酸エステル系単量体;ブタジ
エン,イソプレン,シクロヘキセン,(メタ)アクリロ
ニトリル,アクリル酸アミドの如きエン系単量体が好ま
しく用いられる。
【0152】極性樹脂としては、メタクリル酸ジメチル
アミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如
き含窒素単量体の重合体もしくは含窒素単量体とスチレ
ン−不飽和カルボン酸エステルとの共重合体;アクリロ
ニトリルの如きニトリル系単量体;塩化ビニルの如き含
ハロゲン系単量体;アクリル酸、メタクリル酸の如き不
飽和カルボン酸;不飽和二塩基酸;不飽和二塩基酸無水
物;ニトロ系単量体の重合体もしくはそれとスチレン系
単量体との共重合体;ポリエステル;エポキシ樹脂;が
挙げられる。より好ましいものとして、スチレンと(メ
タ)アクリル酸の共重合体、マレイン酸共重合体、飽和
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂が挙げられる。
【0153】重合開始剤としては、例えば、2,2’−
アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,
2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビ
ス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’
−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニ
トリル、アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ系又は
ジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチル
エチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシ
カーボネート、クメンヒドロペルオキシド、t−ブチル
ヒドロペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、ジ
クシルペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペル
オキシド、ラウロイルペルオキシド、2,2−ビス
(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロ
パン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンの
如き過酸化物系開始剤;過酸化物を側鎖に有する高分子
開始剤;過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウムの如き
過硫酸塩;過酸化水素などが使用される。これらは単独
で又は2種以上を併用して用いることができる。
【0154】重合開始剤は、重合性単量体100重量部
に対して0.5〜20重量部の添加量が好ましい。
【0155】分子量をコントロールするために、公知の
架橋剤、連鎖移動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重量部に対して0.001
〜15重量部である。
【0156】乳化重合,分散重合,懸濁重合,シード重
合,ヘテロ凝集法を用いる重合法によって、重合法トナ
ーを製造する際に用いられる分散媒には、適当な無機化
合物又は有機化合物の安定化剤を使用することが好まし
い。無機化合物の安定化剤としては、例えば、リン酸三
カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウ
ム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、
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、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸
バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナが挙げられ
る。有機化合物の安定化剤としては、ポリビニルアルコ
ール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシ
プロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸及びそ
の塩、デンプン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオ
キシド、ポリ(ハイドロオキシステアリン酸−g−メタ
クリル酸メチル−eu−メタクリル酸)共重合体やノニ
オン系或はイオン系界面活性剤が挙げられる。
【0157】乳化重合法及びヘテロ凝集法を用いる場合
には、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、
両性イオン界面活性剤及びノニオン系界面活性剤が使用
される。これらの安定剤は重合性単量体100重量部に
対して0.2〜30重量部を使用することが好ましい。
【0158】これら安定化剤の中で、無機化合物を用い
る場合、市販のものをそのまま用いても良いが、細かい
粒子を得るために、分散媒中にて該無機化合物を生成さ
せても良い。
【0159】これら安定化剤の微細な分散の為に、重合
性単量体100重量部に対して0.001〜0.1重量
部の界面活性剤を使用してもよい。この界面活性剤は上
記分散安定化剤の安定化作用を促進する為のものであ
る。その具体例としては、ドデシルベンゼン硫酸ナトリ
ウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸
ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナト
リウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウ
ム、オレイン酸カルシウム等が挙げられる。
【0160】本発明において重合法トナーに用いられる
着色剤としては、着色剤の持つ重合阻害性や水相移行性
に注意を払う必要があり、前記着色剤を好ましくは表面
改質、たとえば重合阻害のない疎水化処理を施したほう
が良い。特に染料系やカーボンブラックは、重合阻害性
を有しているものが多いので使用の際に注意を要する。
染料系を表面処理する好ましい方法としては、これら染
料の存在下に重合性単量体をあらかじめ重合せしめる方
法が挙げられ、得られた着色重合体を単量体系に添加す
る。また、カーボンブラックについては、上記染料と同
様の処理のほか、ポリオルガノシロキサンの如きカーボ
ンブラックの表面官能基と反応する物質で処理を行って
も良い。
【0161】さらにトナーのワックスの融点は結着樹脂
のガラス転移温度よりも高く、その温度差は、好ましく
は100℃以下、より好ましくは75℃以下、さらに好
ましくは50℃以下であることが良い。
【0162】この温度差が100℃を超える場合には、
低温定着性が低下してしまう。さらにこの温度差は、近
すぎる場合には、トナーの保存性を耐高温オフセット性
との両立できる温度領域が狭くなることから、好ましく
は2℃以上であることが良い。結着樹脂のガラス転移温
度は、好ましくは40℃乃至90℃、より好ましくは5
0乃至85℃であることが良い。
【0163】結着樹脂のガラス転移温度が40℃未満の
場合には、トナーの保存性が低下し、かつ流動性が悪化
し、良好な画像が得られない。
【0164】結着樹脂のガラス転移温度が90℃を超え
る場合には、低温定着性が劣るのに加え、フルカラート
ランスペアレンシーの透過性が悪化してしまう。とりわ
け、ハーフトーン部がくすみ、彩度のない投影画像にな
りやすい。
【0165】結着樹脂のガラス転移温度(Tg)は、A
STM D3418−8に準ずる測定によって行った。
例えばパーキンエルマー社製DSC−7を用いて行う。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用
い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用い
る。サンプルはアルミニウム製パンを用い対照用に空パ
ンをセットし、昇温速度10℃/min.で温度20乃
至200℃の範囲で測定を行う。
【0166】次に、トナー粒子に外添される外添剤につ
いて説明する。
【0167】本発明に使用されるトナーにはシリカ、ア
ルミナ、酸化チタンの如き無機微粒子;ポリテトラフロ
ロエチレン、ポリビニリデンフロライド、ポリメチルメ
タクリレート、ポリスチレン、シリコーンの如き有機微
粒子の微粉末が外添されていることが好適である。トナ
ーに対して上述した微粉末を外添することによって、ト
ナーとキャリア、あるいはトナー粒子相互の間に微粉末
が存在することになり、現像剤の流動性が向上され、さ
らに現像剤の寿命も向上する。上述した微粉末の平均粒
径は0.2μm以下であることが好ましい。平均粒径が
0.2μmを超えると流動性向上の効果が少なくなり、
現像時、転写時の不良等により画質を低下させてしまう
場合がある。これら微粉末の平均粒径の測定は後述す
る。
【0168】これらの微粉末の表面積としては、BET
法による窒素吸着によった比表面積が30m2/g以
上、特に5〜400m2/gの範囲のものが良好であ
る。微粉末の添加量は、トナー100重量部に対して
0.1〜20重量部で使用することが好適である。
【0169】トナーが負帯電性トナーであるので、少な
くとも1種類は疎水化処理されたシリカを用いること
が、帯電性の点から好ましい。つまり、シリカの方がア
ルミナや酸化チタン等の流動化剤より負帯電性が高いた
め、トナー母体との密着性が高く、遊離した外添剤が少
なくなる。そのため、静電荷像担持体上のフィルミング
や、帯電部材の汚染を抑制することができる。しかしな
がら、負帯電性が高まると、一部遊離した外添剤がキャ
リアへ移行してしまう傾向にある。その場合でも、本発
明のフッ素含有樹脂コートキャリアは低表面エネルギー
故に流動化剤の付着を抑制可能である。
【0170】また、該シリカは高湿下での帯電性を維持
するために、疎水化処理されることが好ましい。その疎
水化処理の例を下記に示す。
【0171】疎水化処理剤の一つとしてシリコーンオイ
ルが挙げられる。一般に次の式により示されるのが好ま
しい。
【0172】
【化30】 〔式中、R1〜R10は、同一でも異なっていてもよく、
水素、水酸基、アルキル基、ハロゲン、フェニル基、置
換基を有するフェニル基、脂肪酸基、ポリオキシアルキ
レン基又はパーフルオロアルキル基を示し、m及びnは
整数を示す〕
【0173】好ましいシリコーンオイルとしては、25
℃における粘度が5〜2000mm2/sのものが好ま
しく用いられる。分子量が低すぎて低粘度のシリコーン
オイルは加熱処理により、揮発分が発生することがあり
好ましくなく、一方、分子量が高すぎて高粘度のシリコ
ーンオイルは表面処理操作がしにくくなる。シリコーン
オイルとしては、メチルシリコーンオイル、ジメチルシ
リコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、ク
ロルフェニルメチルシリコーンオイル、アルキル変性シ
リコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル、ポリオ
キシアルキル変性シリコーンオイルが好ましい。
【0174】上述のシリコーンオイルは、トナーの帯電
性を高めるため、トナー粒子と同極性の負帯電性のもの
を用いることが好ましい。
【0175】無機微粉体をシリコーンオイル処理する方
法としては、公知の技術が用いられる。
【0176】例えば無機微粉体とシリコーンオイルとを
ヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合して
も良いし、無機微粉体へシリコーンオイルを噴霧する方
法によっても良い。あるいは適当な溶剤にシリコーンオ
イルを溶解あるいは分散せしめた後、無機微粉体と混合
し、その後、溶剤を除去して作製しても良い。
【0177】シリコーンオイルは、処理を施す無機微粉
体100重量部に対して、1.5〜60重量部、好まし
くは3.5〜40重量部用いるのが良い。1.5乃至6
0重量部であると、シリコーンオイルによる表面処理が
均一に行え、好適にフィルミング及び中抜けを防止で
き、高湿下での吸湿によるトナーの帯電性の低下を防止
し、耐久における画像濃度の低下を防止し得る。サーフ
定着を用いた場合は、定着飛び散りといった画像欠陥の
発生を防止し得る。トナーの流動性の低下を防止、カブ
リの発生も防止し得る。また別の疎水化処理方法とし
て、シランカップリング剤で処理することも好ましい。
【0178】シランカップリング剤は、カップリング処
理を施す以前の無機微粉体100重量部に対して、1〜
40重量部、好ましくは2〜35重量部を用いるのが良
い。1乃至40重量部であると耐湿性が向上し凝集体が
発生しにくい。
【0179】本発明に用いられるシランカップリング剤
としては、下記一般式で示されるものが挙げられる。
【0180】RmSiYn 〔式中、Rはアルコキシ基又は塩素原子を示し、mは1
〜3の整数であり、Yは、炭化水素基(例えば、アルキ
ル基、ビニル基、グリシドキシ基、メタクリル基が挙げ
られる)を示し、nは3〜1の整数である。〕
【0181】例えば、ジメチルジクロルシラン、トリメ
チルクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ヘキ
サメチルジシラザン、アリルフェニルジクロルシラン、
ベンジルジメチルクロルシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルクロルシラ
ン、ジメチルビニルクロルシラン等を挙げることができ
る。
【0182】上記無機微粉体のシランカップリング剤処
理は、無機微粉体を撹拌によりクラウド状としたものに
気化したシランカップリング剤を反応させる乾式処理、
又は、ケイ酸微粉体を溶媒中に分散させシランカップリ
ング剤を滴下反応させる湿式法の如き一般に知られた方
法で処理することができる。上述の疎水化処理は適宜併
用可能である。
【0183】各種トナー特性付与を目的とした添加剤
は、トナー中に、あるいはトナーに添加した時の耐久性
の点から、トナー粒子の体積平均径の1/5以下の粒径
であることが好ましい。この添加剤の粒径とは、電子顕
微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平
均粒径を意味する。これら特性付与を目的とした添加剤
としては、例えば、以下のようなものが用いられる。
【0184】流動性付与剤としては、例えば酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、酸化チタンの如き金属酸化物;
カーボンブラック;及びフッ化カーボンが挙げられる。
これらはそれぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好
ましい。
【0185】研磨剤としては、例えば、チタン酸ストロ
ンチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マグ
ネシウム及び酸化クロムなどの如き金属酸化物;窒化ケ
イ素の如き窒化物;炭化ケイ素などの炭化物;及び硫酸
カルシウム,硫酸バリウム及び炭酸カルシウムの如き金
属塩が挙げられる。
【0186】滑剤としては、例えばフッ化ビニリデン及
びポリテトラフルオロエチレンの如きフッ素系樹脂粉
末;及びステアリン酸亜鉛及びステアリン酸カルシウム
の如き脂肪酸金属塩が挙げられる。
【0187】荷電制御性粒子としては、例えば酸化錫、
酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素及び酸化アルミニウ
ムの如き金属酸化物;及びカーボンブラックが挙げられ
る。
【0188】これら添加剤は、トナー粒子100重量部
に対し、好ましくは0.1〜10重量部、より好ましく
は0.1〜5重量部が用いられる。これら添加剤は、単
独で用いても、また、複数併用しても良い。
【0189】負帯電性トナーは、磁性樹脂キャリアとの
混合により−15乃至−40mC/kg(より好ましく
は、−20乃至−35mC/kg)の摩擦電荷を有する
ことが好ましい。
【0190】負帯電性トナーは、形状係数SF−1が1
00乃至140であり、外添剤して疎水性シリカ微粉体
が少なくとも使用されていることが、より現像性を向上
させる上で好ましい。
【0191】本発明の磁性樹脂キャリアを使用する現像
方法としては、例えば図1に示すような現像手段を用い
現像を行うことができる。具体的には交番電界を印加し
つつ、磁気ブラシが潜像担持体、例えば、感光ドラム1
に接触している状態で現像を行うことが好ましい。現像
剤担持体(現像スリーブ)11と感光ドラム1の距離
(S−D間距離)Bは100〜1000μmであること
がキャリア付着防止及びドット再現性の向上において良
好である。100μmより狭いと現像剤の供給が不十分
になりやすく、画像濃度が低くなり、1000μmを超
えると磁極S1からの磁力線が広がり磁気ブラシの密度
が低くなり、ドット再現性に劣ったり、磁性コートキャ
リアを拘束する力が弱まりキャリア付着が生じやすくな
る。
【0192】交番電界のピーク間の電圧は300〜30
00Vが好ましく、周波数は500〜10000Hz、
好ましくは1000〜7000Hzであり、それぞれプ
ロセスにより適宜選択して用いることができる。この場
合、波形としては三角波、矩形波、正弦波、あるいはD
uty比を変えた波形、断続的な交番重畳電界等種々選
択して用いることができる。印加電圧が300Vより低
いと十分な画像濃度が得られにくく、また非画像部のカ
ブリトナーを良好に回収することができない場合があ
る。また、5000Vを超える場合には磁気ブラシを介
して、潜像を乱してしまい、画質低下を招く場合があ
る。
【0193】良好に帯電したトナーを有する二成分系現
像剤を使用することで、カブリ取り電圧(Vback)
を低くすることができ、感光体の一次帯電を低めること
ができるために感光体寿命を長寿命化できる。Vbac
kは、現像システムにもよるが200V以下、より好ま
しくは150V以下が良い。
【0194】コントラスト電位としては、十分画像濃度
が出るように100V〜400Vが好ましく用いられ
る。
【0195】周波数が500Hzより低いと、プロセス
スピードにも関係するが、静電荷像担持体に接触したト
ナーが現像スリーブに戻される際に、十分な振動が与え
られずカブリが生じやすくなる。10000Hzを超え
ると、電界に対してトナーが追随できず画質低下を招き
やすい。
【0196】本発明の現像方法で重要なことは、十分な
画像濃度を出し、ドット再現性に優れ、かつキャリア付
着のない現像を行うために現像スリーブ11上の磁気ブ
ラシの感光ドラム1との接触幅(現像ニップC)を好ま
しくは3〜8mmにすることである。現像ニップCが3
mmより狭いと十分な画像濃度とドット再現性を良好に
満足することが困難であり、8mmより広いと、現像剤
のパッキングが起き機械の動作を止めてしまったり、ま
たキャリア付着を十分に抑えることが困難になる。現像
ニップの調整方法としては、現像剤規制部材15と現像
スリーブ11との距離Aを調整したり、現像スリーブ1
1と感光ドラム1との距離Bを調整することでニップ幅
を適宜調整する。
【0197】本発明の画像形成方法は、特にハーフトー
ンを重視するようなフルカラー画像の出力において、マ
ゼンタ用、シアン用及びイエロー用の3個以上の現像器
が使用され、本発明の現像剤および現像方法を用い、特
にデジタル潜像を形成した現像システムと組み合わせる
ことで、磁気ブラシの影響がなく、潜像を乱さないため
にドット潜像に対して忠実に現像することが可能とな
る。転写工程においても微粉カットした粒度分布のシャ
ープなトナーを用いることで高転写率が達成でき、した
がって、ハーフトーン部、ベタ部共に高画質を達成でき
る。
【0198】さらに初期の高画質化と併せて、本発明の
二成分系現像剤を用いることで現像器内での現像剤にか
かるシェアが小さく、多数枚の複写においても画質低下
のない本発明の効果が十分に発揮できる。
【0199】より引き締まった画像を得るためには、好
ましくは、マゼンタ用、シアン用、イエロー用、ブラッ
ク用の現像器を有し、ブラックの現像が最後に行われる
ことで引き締まった画像を呈することができる。
【0200】添付図面を参照しながら本発明の画像形成
方法について説明する。
【0201】図1において、マグネットローラ21の有
する磁力によって、搬送スリーブ22の表面に磁性粒子
23よりなる磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを静
電荷像担持体(感光ドラム)1の表面に接触させ、感光
ドラム1を帯電する。搬送スリーブ22には、図示され
ないバイアス印加手段により帯電バイアスが印加されて
いる。帯電された感光ドラム1に、図示されない露光装
置によりレーザー光24を照射することにより、デジタ
ルな静電荷像を形成する。感光ドラム1上に形成された
静電荷像は、マグネットローラ12を内包しており、図
示されないバイアス印加装置によって現像バイアスを印
加されている現像スリーブ11に担持された現像剤19
中のトナー19aによって、現像される。
【0202】現像装置4は、隔壁17により現像剤室R
1、撹拌室R2に区画され、それぞれ現像剤搬送スクリュ
ー13、14が設置されている。撹拌室R2の上方に
は、補給用トナー18を収容したトナー貯蔵室R3が設
置され、貯蔵室R3の下部には補給口20が設けられて
いる。
【0203】現像剤搬送スクリュー13は回転すること
によって、現像剤室R1内の現像剤を撹拌しながら現像
スリーブ11の長手方向に沿って一方向に搬送する。隔
壁17には図の手前側と奥側に図示しない開口が設けら
れており、スクリュー13によって現像剤室R1の一方
に搬送された現像剤は、その一方側の隔壁17の開口を
通って撹拌室R2に送り込まれ、現像剤搬送スクリュー
14に受け渡される。スクリュー14の回転方向はスク
リュー13と逆で、撹拌室R2内の現像剤、現像剤室R1
から受け渡された現像剤及びトナー貯蔵室R3から補給
されたトナーを撹拌、混合しながら、スクリュー13と
は逆方向に撹拌室R2内を搬送し、隔壁17の他方の開
口を通って現像剤室R1に送り込む。
【0204】感光ドラム1上に形成された静電荷像を現
像するには、現像剤室R1内の現像剤19がマグネット
ローラ12の磁力により汲み上げられ、現像スリーブ1
1の表面に担持される。現像スリーブ11上に担持され
た現像剤は、現像スリーブ11の回転にともない規制ブ
レード15に搬送され、そこで適正な層厚の現像剤薄層
に規制された後、現像スリーブ11と感光ドラム1とが
対向した現像領域に至る。マグネットローラ12の現像
領域に対応した部位には、磁極(現像極)N1が位置さ
れており、現像極N1が現像領域に現像磁界を形成し、
この現像磁界により現像剤が穂立ちして、現像領域に現
像剤の磁気ブラシが生成される。そして磁気ブラシが感
光ドラム1に接触し、反転現像法により、磁気ブラシに
付着しているトナーおよび現像スリーブ11の表面に付
着しているトナーが、感光ドラム1上の静電荷像の領域
に転移して付着し、静電荷像が現像されトナー像が形成
される。
【0205】現像領域を通過した現像剤は、現像スリー
ブ11の回転にともない現像装置4内に戻され、磁極S
1、S2間の反撥磁界により現像スリーブ11から剥ぎ取
られ、現像剤室R1および撹拌室R2内に落下して回収さ
れる。
【0206】上記の現像により現像装置4内の現像剤1
9のT/C比(トナーとキャリアの混合比、すなわち現
像剤中のトナー濃度)が減ったら、トナー貯蔵室R3
らトナー18を現像で消費された量に見あった量で撹拌
室R2に補給し、現像剤19のT/Cが所定量に保たれ
る。その容器4内の現像剤19のT/C比の検知には、
コイルのインダクタンスを利用して現像剤の透磁率の変
化を測定するトナー濃度検知センサーを使用する。該ト
ナー濃度検知センサーは、図示されないコイルを内部に
有している。
【0207】現像スリーブ11の下方に配置され、現像
スリーブ11上の現像剤19の層厚を規制する規制ブレ
ード15は、アルミニウム又はSUS316の如き非磁
性材料で作製される非磁性ブレード15である。その端
部と現像スリーブ11面との距離は300〜1000μ
m、好ましくは400〜900μmである。この距離が
300μmより小さいと、磁性キャリアがこの間に詰ま
り現像剤層にムラを生じやすいと共に、良好な現像を行
うのに必要な現像剤を塗布しにくく、濃度の薄いムラの
多い現像画像が形成されやすい。現像剤中に混在してい
る不用粒子による不均一塗布(いわゆるブレードづま
り)を防止するためにはこの距離は400μm以上が好
ましい。1000μmより大きいと現像スリーブ11上
へ塗布される現像剤量が増加し所定の現像剤層厚の規制
が行いにくく、感光ドラム1への磁性キャリア粒子の付
着が多くなると共に現像剤の循環、規制ブレード15に
よる現像規制が弱まりトナーのトリボが低下しカブリや
すくなる。
【0208】この磁性キャリア粒子層は、現像スリーブ
11が矢印方向に回転駆動されても磁気力,重力に基づ
く拘束力と現像スリーブ11の移動方向への搬送力との
釣合いによってスリーブ表面から離れるに従って動きが
遅くなる。重力の影響により落下するものもある。
【0209】従って磁極NとNの配設位置と磁性キャリ
ア粒子の流動性及び磁気特性を適宜選択することによ
り、磁性キャリア粒子層はスリーブに近いほど磁極N1
方向に搬送し移動層を形成する。この磁性キャリア粒子
の移動により、現像スリーブ11の回転に伴って現像領
域へ現像剤は搬送され現像に供される。
【0210】また、現像されたトナー画像は、搬送され
てくる転写材(記録材)25上へ、バイアス印加手段2
6により転写バイアス印加されている転写手段である転
写ブレード27により転写され、転写材上に転写された
トナー画像は、図示されていない定着装置により転写材
に定着される。転写工程において、転写材に転写されず
に感光ドラム1上に残った転写残トナーは、帯電工程に
おいて、帯電を調整され、現像時に回収される。
【0211】図3は、本発明の画像形成方法をフルカラ
ー画像形成装置に適用した概略図を示す。
【0212】フルカラー画像形成装置本体には、第1画
像形成ユニットPa、第2画像形成ユニットPb、第3
画像形成ユニットPc及び第4画像形成ユニットPdが
併設され、各々異なった色の画像が潜像形成、現像、転
写のプロセスを経て転写材上に形成される。
【0213】画像形成装置に併設される各画像形成ユニ
ットの構成について第1の画像形成ユニットPaを例に
挙げて説明する。
【0214】第1の画像形成ユニットPaは、静電荷像
担持体としての直径30mmの電子写真感光体ドラム6
1aを具備し、この感光体ドラム61aは矢印a方向へ
回転移動される。62aは帯電手段としての一次帯電器
であり、直径16mmのスリーブの表面に形成された磁
気ブラシが感光ドラム61aの表面に接触するように配
置されている。67aは、一次帯電器62aにより表面
が均一に帯電されている感光体ドラム61aに静電荷像
を形成するためのレーザー光であり、図示されていない
露光装置により照射される。63aは、感光体ドラム6
1a上に担持されている静電荷像を現像してカラートナ
ー画像を形成するための現像手段としての現像装置であ
りカラートナーを保持している。64aは感光体ドラム
61aの表面に形成されたカラートナー画像をベルト状
の転写材担持体68によって搬送されて来る転写材(記
録材)の表面に転写するための転写手段としての転写ブ
レードであり、この転写ブレード64aは、転写材担持
体68の裏面に当接して転写バイアスを印加し得るもの
である。
【0215】第1の画像形成ユニットPaは、一次帯電
器62aによって感光体ドラム61aを均一に一次帯電
した後、露光装置67aにより感光体に静電荷像を形成
し、現像装置63aで静電荷像をカラートナーを用いて
現像し、この現像されたトナー画像を第1の転写部(感
光体と転写材の当接位置)で転写材を担持搬送するベル
ト状の転写材担持体68の裏面側に当接する転写ブレー
ド64aから転写バイアスを印加することによって転写
材の表面に転写する。
【0216】現像によりトナーが消費され、T/C比が
低下すると、その低下をコイルのインダクタンスを利用
して現像剤の透磁率の変化を測定するトナー濃度検知セ
ンサー85で検知し、消費されたトナー量に応じて補給
用トナー65を補給する。なお、トナー濃度検知センサ
ー85は図示されないコイルを内部に有している。
【0217】本画像形成装置は、第1の画像形成ユニッ
トPaと同様の構成で、現像装置に保有されるカラート
ナーの色の異なる第2の画像形成ユニットPb、第3の
画像形成ユニットPc、第4の画像形成ユニットPdの
4つの画像形成ユニットを併設するものである。例え
ば、第1の画像形成ユニットPaにイエロートナー、第
2の画像形成ユニットPbにマゼンタトナー、第3の画
像形成ユニットPcにシアントナー、及び第4の画像形
成ユニットPdにブラックトナーをそれぞれ用い、各画
像形成ユニットの転写部で各カラートナーの転写材上へ
の転写が順次行なわれる。この工程で、レジストレーシ
ョンを合わせつつ、同一転写材上に一回の転写材の移動
で各カラートナーは重ね合わせられ、終了すると分離帯
電器69によって転写材担持体68上から転写材が分離
され、搬送ベルトの如き搬送手段によって定着器70に
送られ、ただ一回の定着によって最終のフルカラー画像
が得られる。
【0218】定着器70は、一対の直径40mmの定着
ローラ71と直径30mmの加圧ローラ72を有し、定
着ローラ71は、内部に加熱手段75及び76を有して
いる。
【0219】転写材上に転写された未定着のカラートナ
ー画像は、この定着器70の定着ローラ71と加圧ロー
ラ72との圧接部を通過することにより、熱及び圧力の
作用により転写材上に定着される。
【0220】図3において、転写材担持体68は、無端
のベルト状部材であり、このベルト状部材は、80の駆
動ローラによって矢印e方向に移動するものである。7
9は、転写ベルトクリーニング装置であり、81はベル
ト従動ローラであり、82は、ベルト除電器である。8
3は転写材ホルダー内の転写材を転写材担持体68に搬
送するための一対のレジストローラである。
【0221】転写手段としては、転写材担持体の裏面側
に当接する転写ブレードに代えてローラ状の転写ローラ
の如き転写材担持体の裏面側に当接して転写バイアスを
直接印加可能な接触転写手段を用いることが可能であ
る。
【0222】さらに、上記の接触転写手段に代えて一般
的に用いられている転写材担持体の裏面側に非接触で配
置されているコロナ帯電器から転写バイアスを印加して
転写を行う非接触の転写手段を用いることも可能であ
る。
【0223】しかしながら、転写バイアス印加時のオゾ
ンの発生量を制御できる点で接触転写手段を用いること
が、より好ましい。
【0224】次に、図4を参照しながら本発明の他の画
像形成方法の一例を説明する。
【0225】図4は、本発明の画像形成方法を実施可能
な画像形成装置の例を示す概略構成図である。
【0226】この画像形成装置は、フルカラー複写機に
構成されている。フルカラー複写機は、図4に示すよう
に、上部にデジタルカラー画像リーダ部35、下部にデ
ジタルカラー画像プリンタ部36を有する。
【0227】画像リーダ部において、原稿30を原稿台
ガラス31上に載せ、露光ランプ32により露光走査す
ることにより、原稿30からの反射光像をレンズ33に
よりフルカラーセンサ34に集光し、カラー色分解画像
信号を得る。カラー色分解画像信号は、増幅回路(図示
せず)を経てビデオ処理ユニット(図示せず)にて処理
を施され、デジタル画像プリンタ部に送出される。
【0228】画像プリンタ部において、静電荷像担持体
である感光ドラム1は、例えば有機光導電体のような感
光体であり、矢印方向に回転自在に担持されている。感
光ドラム1の回りには、前露光ランプ11、一次帯電部
材としてのコロナ帯電器2、潜像形成手段としてのレー
ザ露光光学系3、電位センサ12、色の異なる4個の現
像器4Y、4C、4M、4K、ドラム上光量検知手段1
3、転写装置5Aおよびクリーニング器6が配置されて
いる。
【0229】レーザ露光光学系3において、リーダ部か
らの画像信号は、レーザ出力部(図示せず)にてイメー
ジスキャン露光の光信号に変換され、変換されたレーザ
光がポリゴンミラー3aで反射され、レンズ3bおよび
ミラー3cを介して、感光ドラム1の面上に投影され
る。
【0230】プリンタ部は、画像形成時、感光ドラム1
を矢印方向に回転させ、前露光ランプ11で除電した後
に感光ドラム1を帯電器2により一様にマイナス帯電さ
せて、各分解色ごとに光像Eを照射し、感光ドラム1上
に潜像を形成する。
【0231】次に、所定の現像器を動作させて感光ドラ
ム1上の潜像を現像し、感光ドラム1上に樹脂を基体と
した負帯電性トナーによる可視像、すなわち、トナー像
を形成する。現像器4Y、4C、4M、4Kは、それぞ
れの偏心カム24Y、24C、24M、24Kの動作に
より、各分解色に応じて択一的に感光ドラム1に接近し
て、現像を行う。
【0232】転写装置5Aは、転写ドラム5、転写帯電
器5b、記録材を静電吸着するための吸着帯電器5cお
よびこれと対向する吸着ローラ5g、そして内側帯電器
5d、外側帯電器5e、分離帯電器5hを有している。
転写ドラム5は、回転駆動可能に軸支され、その周囲の
開口域に記録材(転写材)を担持する記録材担持体であ
る転写シート5fが、円筒状に一体的に調節されてい
る。転写シート5fにはポリカーボネートフィルムなど
が使用される。
【0233】記録材は、記録材カセット7a、7bまた
は7cから記録材搬送系を通って転写ドラム5に搬送さ
れ、その転写シート5f上に担持される。転写ドラム5
上に担持された記録材は、転写ドラム5の回転にともな
い感光ドラム1と対向した転写位置に繰り返し搬送さ
れ、転写位置を通過する過程で転写帯電器5bの作用に
より、記録材上に感光ドラム1上のトナー像が転写され
る。
【0234】上記の画像形成工程を、イエロー(Y)、
マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)に
ついて繰り返し、転写ドラム5上の記録材上に4色のト
ナー像を重ねて転写したカラー画像が得られる。
【0235】片面の画像形成の場合は、このようにして
4色のトナー像を転写された記録材が、分離爪8a、分
離押上げコロ8bおよび分離帯電器5hの作用により、
転写ドラム5から分離して加熱定着装置9に送られる。
この加熱定着装置9は、内部に加熱手段を有する加熱定
着ローラ9aと加圧ローラ9bによって構成されてい
る。加熱部材としてのこの加熱定着ローラ9aと加圧ロ
ーラ9bの圧接部を記録材が通過することにより記録材
上に担持されているフルカラー画像が記録材に定着され
る。すなわち、この定着工程によりトナーの混色、発色
および記録材への固定が行われて、フルカラーの永久像
とされたのちトレイ10に排紙され、1枚のフルカラー
複写が終了する。他方、感光ドラム1は、表面の残留ト
ナーをクリーニング器6で清掃して除去された後、再
度、画像形成工程に供せられる。
【0236】本発明の画像形成方法においては、潜像担
持体に形成された静電荷像を現像したトナー像を中間転
写体を介して記録材に転写することも可能である。
【0237】すなわち、この画像形成方法は、静電荷像
担持体に形成された静電荷像を現像することによって形
成したトナー像を中間転写体に転写する工程及び中間転
写体に転写されたトナー像を記録材に転写する工程を有
するものである。
【0238】図5を参照しながら、中間転写体を用いた
画像形成方法の一例を具体的に説明する。
【0239】図5に示す装置システムにおいて、シアン
現像器54−1、マゼンタ現像器54−2、イエロー現
像器54−3、ブラック現像器54−4に、それぞれシ
アントナーを有するシアン現像剤、マゼンタトナーを有
するマゼンタ現像剤、イエロートナーを有するイエロー
現像剤及びブラックトナーを有するブラック現像剤が導
入されている。レーザー光の如き潜像形成手段53によ
って潜像保持体としての感光体51上に静電潜像が形成
される。磁気ブラシ現像方式、非磁性一成分現像方式又
は磁性ジャンピング現像方式の如き現像方式によって、
感光体51に形成された静電荷像をこれらの現像剤によ
って現像し、各色トナー像が感光体51に形成される。
感光体51は導電性基体51b及び導電性基体51b上
に形成されたアモルファスセレン、硫化カドミウム、酸
化亜鉛、有機光導電体、アモルファスシリコンの如き光
導電絶縁物質層51aを持つ感光ドラムもしくは感光ベ
ルトである。感光体51は図示しない駆動装置によって
矢印方向に回転する。感光体51としては、アモルファ
スシリコン感光層又は有機系感光層を有する感光体が好
ましく用いられる。
【0240】有機感光層としては、感光層が電荷発生物
質及び電荷輸送性能を有する物質を同一層に含有する単
一層型でもよく、又は、電荷輸送層を電荷発生層を成分
とする機能分離型感光層であっても良い。導電性基体上
に電荷発生層、次いで電荷輸送層の順で積層されている
構造の積層型感光層は好ましい例の一つである。
【0241】有機感光層の結着樹脂はポリカーボネート
樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂がクリーニン
グ性が良く、クリーニング不良、感光体へのトナーの融
着、外添剤のフィルミングが起こりにくい。
【0242】帯電工程では、コロナ帯電器を用いる感光
体51とは非接触タイプの方式と、ローラの如き接触帯
電部材を用いる接触タイプの方式があり、いずれのもの
も用いられる。効率的な均一帯電、シンプル化、低オゾ
ン発生化のために図5に示す如く接触方式のものが好ま
しく用いられる。
【0243】一次帯電部材としての帯電ローラ52は、
中心の芯金52bとその外周を形成した導電性弾性層5
2aとを基本構成とするものである。帯電ローラ52
は、感光体51面に押圧力をもって圧接され、感光体5
1の回転に伴い従動回転する。
【0244】帯電ローラを用いた時の好ましいプロセス
条件としては、ローラの当接圧が5〜500g/cm
で、直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いたときに
は、交流電圧=0.5〜5kVpp、交流周波数=50
Hz〜5kHz、直流電圧=±0.2〜±5kVであ
る。
【0245】この他の接触帯電部材としては、帯電ブレ
ードを用いる方法や、導電性ブラシを用いる方法があ
る。これらの接触帯電部材は、高電圧が不必要になった
り、オゾンの発生が低減するといった効果がある。
【0246】接触帯電部材としての帯電ローラ及び帯電
ブレードの材質としては、導電性ゴムが好ましく、その
表面に離型性被膜を設けても良い。離型性被膜として
は、ナイロン系樹脂、PVDF(ポリフッ化ビニリデ
ン)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)、フッ素アクリ
ル樹脂が適用可能である。
【0247】感光体上のトナー像は、電圧(例えば、±
0.1〜±5kV)が印加されている中間転写体55に
転写される。中間転写体55は、パイプ状の導電性芯金
55bと、その外周面に形成した中抵抗の弾性体層55
aからなる。芯金55bは、プラスチックの表面に導電
層(例えば導電性メッキ)を設けたものでも良い。
【0248】中抵抗の弾性体層55aは、シリコーンゴ
ム、テフロンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、
EPDM(エチレンプロピレンジエンの3元共重合体)
などの弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化
スズ、炭化ケイ素の如き導電性付与材を配合分散して電
気抵抗値(体積抵抗率)を105〜1011Ω・cmの中
抵抗に調整した、ソリッドあるいは発泡肉質の層であ
る。
【0249】中間転写体55は、感光体51に対して並
行に軸受けさせて感光体51の下面部に接触させて配設
してあり、感光体51と同じ周速度で矢印の反時計方向
に回転する。
【0250】感光体51の面に形成担持された第1色の
トナー像が、感光体51と中間転写体55とが接する転
写ニップ部を通過する過程で中間転写体55に対する印
加転写バイアスで転写ニップ域に形成された電界によっ
て、中間転写体55の外面に対して順次に中間転写され
ていく。
【0251】中間転写体55に転写されなかった感光体
51上の転写残トナーは、感光体用クリーニング部材5
8によってクリーニングされ感光体用クリーニング容器
59に回収される。
【0252】中間転写体55に対して並行に軸受けさせ
て中間転写体55の下面部に接触させて転写手段が配設
され、転写手段57は例えば転写ローラ又は転写ベルト
であり、中間転写体55と同じ周速度で矢印の時計方向
に回転する。転写手段57は直接中間転写体55と接触
するように配設されていても良く、またベルト等が中間
転写体55と転写手段57との間に接触するように配置
されても良い。
【0253】転写ローラの場合、中心の芯金57bとそ
の外周を形成した導電性弾性層57aとを基本構成とす
るものである。
【0254】中間転写体及び転写ローラとしては、一般
的な材料を用いることが可能である。中間転写体の弾性
層の体積固有抵抗値よりも転写ローラの弾性層の体積固
有抵抗値をより小さく設定することで転写ローラへの印
加電圧が軽減でき、転写材上に良好なトナー像を形成で
きると共に転写材の中間転写体への巻き付きを防止する
ことができる。特に中間転写体の弾性層の体積固有抵抗
値が転写ローラの弾性層の体積固有抵抗値より10倍以
上であることが特に好ましい。
【0255】中間転写体及び転写ローラの硬度は、JI
S K−6301に準拠し測定される。本発明に用いら
れる中間転写体は、10〜40度の範囲に属する弾性層
から構成されることが好ましく、一方、転写ローラの弾
性層の硬度は、中間転写体の弾性層の硬度より硬く41
〜80度の値を有するものが中間転写体への転写材の巻
き付きを防止する上で好ましい。中間転写体と転写ロー
ラの硬度が逆になると、転写ローラ側に凹部が形成さ
れ、中間転写体への転写材の巻き付きが発生しやすい。
【0256】転写手段57は中間転写体55と等速度或
は周速度に差をつけて回転させる。転写材56は中間転
写体55と転写手段57との間に搬送されると同時に、
転写手段57にトナーが有する摩擦電荷と逆極性のバイ
アスを転写バイアス手段から印加することによって中間
転写体55上のトナー像が転写材56の表面側に転写さ
れる。
【0257】転写材56に転写されなかった中間転写体
上の転写残トナーは、中間転写体用クリーニング部材6
0によってクリーニングされ中間転写体用クリーニング
容器62に回収される。転写材56に転写されたトナー
像は、加熱定着装置61により転写材56に定着され
る。
【0258】転写ローラーの材質しては、帯電ローラー
と同様のものを用いることができ、好ましい転写プロセ
ス条件としては、ローラーの当接圧が2.94〜490
N/m(3〜500g/cm)(より好ましくは19.
6〜294N/m)で、直流電圧=±0.2〜±10k
Vである。
【0259】当接圧力としての線圧が2.94N/m未
満であると、転写材の搬送ずれや転写不良の発生が起こ
りやすくなるため好ましくない。
【0260】例えば転写ローラー57の導電性弾性層5
7bはポリウレタンゴム、EPDM(エチレンプロピレ
ンジエン三元重合体)の如き弾性材料に、カーボンブラ
ック、酸化亜鉛、酸化スズ、炭化硅素の如き導電性付与
剤を配合分散して電気抵抗値(体積抵抗率)を106
1010Ω・cmの中抵抗に調整した、ソリッドあるいは
発泡肉質の層である。
【0261】以下に各物性の測定方法を記載する。
【0262】本発明の磁性樹脂キャリアの粒径は、光学
顕微鏡(100〜5000倍)によりランダムに粒径
0.1μm以上のキャリア粒子300個以上抽出し、ニ
レコ社(株)製の画像処理解析装置Luzex3により
水平方向フェレ径をもってキャリア粒径として測定し、
個数平均粒径を算出する。この条件で測定した個数基準
の粒度分布より個数平均粒径の1/2倍径累積分布以下
の累積割合を求め、1/2倍径累積分布以下の累積値を
計算する。
【0263】磁性樹脂キャリアの磁気特性は、理研電子
(株)製の振動磁場型磁気特性自動記録装置BHV−3
0を用いて測定する。磁性コートキャリア粉体の磁気特
性値は1キロエルステッドの外部磁場を作り、そのとき
の磁化の強さを求める。磁性樹脂キャリアは、体積約
0.07cm3の円筒状のプラスチック容器に十分密に
なるようにパッキングした状態に作製する。この状態で
磁化モーメントを測定し、試料を入れたときの実際の体
積を測定して、これをもって単位体積当たりの磁化の強
さを求める。
【0264】磁性樹脂キャリア又はキャリアコアの比抵
抗測定は図6に示す測定装置を用いて行う。セルEに、
磁性樹脂キャリア又はコアを充填し、サンプル127と
して充填された磁性樹脂キャリア又はコアに接するよう
に電極121及び122を配し、該電極間に電圧を印加
し、そのとき流れる電流を測定することにより比抵抗を
求める。上記測定方法においては、磁性樹脂キャリア又
はコアが粉末であるために充填率に変化が生じ、それに
伴い比抵抗が変化する場合があり、注意を要する。比抵
抗の測定条件は、充填された磁性樹脂キャリア又はコア
と電極との接触面積S=約2.3cm2、厚みd=約2
mm、上部電極22の荷重180g、印加電圧100V
とする。
【0265】磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒子の
粒径の測定方法について以下に記載する。微粒子の個数
平均粒径は、日立製作所(株)製透過型電子顕微鏡H−
800により5000〜20000倍に拡大した写真画
像を用い、ランダムに粒径0.01μm以上の粒子を3
00個以上抽出し、ニレコ社(株)製の画像処理解析装
置Luzex3により水平方向フェレ径をもって微粒子
の粒径として測定し、平均化処理して個数平均粒径を算
出する。
【0266】微粒子の比抵抗測定はキャリア比抵抗の方
法に準ずる。図6のセルEに、微粒子を充填し、サンプ
ル127として充填された微粒子に接するように電極1
21及び122を配し、該電極間に電圧を印加し、その
とき流れる電流を測定することにより比抵抗を求める。
微粒子の充填に際して電極が試料に対して均一に接触す
るように上部電極121を左右に回転させつつ充填を行
う。上記測定方法において比抵抗の測定条件は、充填さ
れた微粒子と電極との接触面積S=約2.3cm2、厚
みd=約2mm、上部電極122の荷重180g、印加
電圧100Vとする。
【0267】以下に、トナー粒径の測定の具体例を示
す。
【0268】電解質溶液100〜150mlに界面活性
剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml
添加し、これに測定試料を2〜20mg添加する。試料
を懸濁した電解液を超音波分散器で1〜3分間分散処理
して、前述したコールターカウンターマルチサイザーに
より17μmまたは100μm等の適宜トナーサイズに
合わせたアパチャーを用いて体積を基準として0.3〜
40μmの粒度分布等を測定するものとする。この条件
で測定した個数平均粒径、重量平均粒径をコンピュータ
処理により求め、さらに個数基準の粒度分布より個数平
均粒径の1/2倍径累積分布以下の累積割合を計算し、
1/2倍径累積分布以下の累積値を求める。同様に体積
基準の粒度分布より重量平均粒径の2倍径累積分布以上
の累積割合を計算し、2倍径累積分布以上の累積値を求
める。
【0269】摩擦帯電量の測定方法を記載する。
【0270】トナー1.6gと磁性キャリア18.4g
を50ccのポリエチレン製の容器に入れ、各環境下に
開放状態で一日放置する。高温高湿環境下では、試料が
結露しないように、放置後に密封し2時間さらに放置し
た後に装置する。ターブラミキサーで60秒混合し、こ
の混合粉体(現像剤)を底部に625メッシュの導電性
スクリーンを装着した金属製の容器に入れ、吸引機で吸
引し、吸引前後の重量差と容器に接続されたコンデンサ
ーに蓄積された電位から摩擦帯電量を求める。この際、
吸引圧を250mmHgとする。この方法によって、摩
擦帯電量を下記式を用いて算出する。
【0271】 Q(mC/kg)=(C×V)×(W1−W2-1 (式中、W1は吸引前の重量であり、W2は吸引後の重量
であり、Cはコンデンサーの容量、及びVはコンデンサ
ーに蓄積された電位である。)また、耐久時の現像剤の
トナーの摩擦帯電量は、現像スリーブ上の現像剤を1g
サンプリングし、混合撹拌することなく上記測定装置を
使用して測定を行った。
【0272】
【実施例】被覆樹脂の製造例1 一方の末端にエチレン性不飽和基を有する重量平均分子
量5,000のメチルメタクリレートマクロマー10重
量部、2−(パーフルオロオクチル)−エチルメタクリ
レート60重量部、メチルメタクリレート30重量部
を、還流冷却器,温度計,窒素吸い込み管及びすり合わ
せ方式撹拌装置を配した4ツ口フラスコに添加し、更に
メチルエチルケトン100重量部、アゾビスイソバレロ
ニトリル2.0重量部を加え、窒素気流下70℃で10
時間保ちグラフト共重合体(A)を得た。グラフト共重
合体(A)のゲルパーミエーションクロマトグラム(G
PC)による重量平均分子量は、70,000であり、
分子量40,000にメインピークを持ち、更に、分子
量4,000にショルダーを有していた。
【0273】グラフト共重合体Aは、2−(パーフルオ
ロオクチル)−エチルメタクリレートとメチルメタクリ
レートとの共重合体にメチルメタクリレートマクロマー
がグラフト重合していた。
【0274】被覆樹脂の製造例2 一方の末端にエチレン性不飽和基を有する重量平均分子
量2,000のメチルメタクリレートマクロマー20重
量部、2−(パーフルオロオクチル)−エチルメタクリ
レート60重量部、メチルメタクリレート20重量部
を、還流冷却器,温度計,窒素吸い込み管及びすり合わ
せ方式撹拌装置を配した4ツ口フラスコに添加し、更に
メチルエチルケトン100重量部、アゾビスイソバレロ
ニトリル7.0重量部を加え、窒素気流下70℃で10
時間保ちグラフト共重合体(B)を得た。GPCによる
重量平均分子量は、10,000であり、分子量10,
000にメインピークを持ち、更に、分子量20,00
0〜100,000にピークは見られなかった。
【0275】被覆樹脂の製造例3 一方の末端にエチレン性不飽和基を有する重量平均分子
量8,000のメチルメタクリレートマクロマー10重
量部、2−(パーフルオロオクチル)−エチルメタクリ
レート70重量部、メチルメタクリレート20重量部
を、還流冷却器,温度計,窒素吸い込み管及びすり合わ
せ方式撹拌装置を配した4ツ口フラスコに添加し、更に
メチルエチルケトン100重量部、アゾビスイソバレロ
ニトリル0.7重量部を加え、窒素気流下65℃で15
時間保ちグラフト共重合体(C)を得た。GPCによる
重量平均分子量は、32万であり、分子量8万にメイン
ピークを持ち、更に、分子量9,000にショルダーを
有していた。
【0276】被覆樹脂の製造例4 2−(パーフルオロオクチル)−エチルメタクリレート
90重量部、メチルメタクリレート10重量部を、還流
冷却器,温度計,窒素吸い込み管及びすり合わせ方式撹
拌装置を配した4ツ口フラスコに添加し、更にメチルエ
チルケトン100重量部、アゾビスイソバレロニトリル
2.0重量部を加え、窒素気流下70℃で10時間保ち
グラフト共重合体(D)を得た。GPCによる重量平均
分子量は、70,000であり、分子量4万にメインピ
ークを持つが、分子量2,000〜20,000にピー
ク又はショルダーは見られなかった。
【0277】 実施例1 ・フェノール(ヒドロキシベンゼン) 50重量部 ・37wt%のホルマリン水溶液 80重量部 ・水 50重量部 ・チタンカップリング剤で表面処理されたマグネタイト微粒子 280重量部 (個数平均粒径0.24μm,比抵抗値5×105Ω・cm) ・チタンカップリング剤で表面処理されたα−Fe23微粒子 120重量部 (個数平均粒径0.60μm,比抵抗値8×109Ω・cm) ・28wt%のアンモニア水 15重量部 上記材料を四ツ口フラスコに入れ、撹拌混合しながら4
0分間で85℃まで昇温保持し、180分間反応、硬化
させた。その後30℃まで冷却し500重量部の水を添
加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗し、風乾し
た。次いでこれを減圧下(5mmHg)60℃で24時
間乾燥して、メチレンユニットを有するフェノール樹脂
を結着樹脂とする磁性キャリアコア(A)を得た。磁性
キャリアコア(A)の表面には水酸基が存在していた。
【0278】得られた磁性キャリアコア(A)の表面に
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
【0279】
【化31】 の5重量%トルエン溶液を塗布した。
【0280】磁性キャリアコア(A)の表面は、0.1
重量%のγ−アミノプロピルトリメトキシシランで処理
されていた。塗布中は、磁性キャリアコア(A)に剪断
応力を連続して印加しながら、塗布しつつトルエンを揮
発させた。磁性キャリアコア(A)の表面に
【0281】
【化32】 が存在しているのが確認された。
【0282】γ−アミノプロピルトリメトキシシランで
表面処理された磁性キャリアコア(A)に、グラフト共
重合体(A)の10重量%トルエンコート溶液を塗布し
た。磁性キャリアコア(A)の表面は、0.7重量%の
グラフト共重合体(A)で被覆されていた。磁性キャリ
アコア(A)の表面をコート溶液で塗布する際は、剪断
力を連続的に印加しながら塗布しつつトルエンを揮発さ
せた。
【0283】その後、温度140℃で2時間キュアし凝
集をほぐした後200メッシュのふるいで分級して磁性
樹脂キャリア(I)を得た。得られた磁性樹脂キャリア
(I)のSF−1は108であり、個数平均粒径は34
μmであり、比抵抗値は7.2×1013Ω・cmであ
り、1キロエルステッドにおける磁化の強さ(σ1000
は42Am2/kg(emu/g)であり、残留磁化
(σr)は3.2Am2/kg(emu/g)であり、真
比重は3.70であり、嵩密度は1.86g/cm3
あった。得られた磁性樹脂キャリア(I)の物性を表1
に示す。
【0284】比較例1 γ−アミノプロピルトリメトキシシランで表面処理して
いない磁性キャリアコア(A)の表面を、グラフト共重
合体(A)の10重量%トルエンコート溶液で直接被覆
し、0.7重量%のグラフト共重合体(A)でキャリア
コア表面が被覆されている比較磁性樹脂キャリア(i)
を調製した。比較磁性樹脂キャリア(i)の物性を表1
に示す。
【0285】比較例2 γ−アミノプロピルトリメトキシシランで表面処理して
いない磁性キャリアコア(A)の表面を、ポリテトラフ
ルオロエチレン(重量平均分子量3.2万)の10重量
%トルエンコート溶液で塗布し、0.7重量%のポリテ
トラフルオロエチレンでキャリアコア表面が被覆されて
いる比較磁性樹脂キャリア(ii)を調製した。比較磁
性樹脂キャリア(ii)の物性を表1に示す。
【0286】比較例3 磁性キャリアコア(A)の表面を実施例1と同様にして
γ−アミノプロピルトリメトキシシランのトルエン溶液
で処理し、次いで、ポリテトラフルオロエチレンのトル
エンコート溶液で比較例2と同様にして塗布し、0.7
重量%のポリテトラフルオロエチレンでキャリアコア表
面が被覆されている比較磁性樹脂キャリア(iii)を
調製した。比較磁性樹脂キャリア(iii)の物性を表
1に示す。
【0287】比較例4 γ−アミノプロピルトリメトキシシランで表面処理して
いない磁性キャリアコア(A)の表面に、シリコーン樹
脂(東レ・ダウコーニング社製,SR2410)のトル
エン溶液を塗布して0.7重量%のシリコーン樹脂でキ
ャリアコア表面が被覆されている比較磁性樹脂キャリア
(iv)を調製した。比較磁性樹脂キャリア(iv)の
物性を表1に示す。
【0288】比較例5 磁性キャリアコアの表面を実施例1と同様にしてγ−ア
ミノプロピルトリメトキシシランのトルエン溶液で処理
し、次いでシリコーン樹脂のトルエン溶液で比較例4と
同様にして塗布し、0.7重量%のシリコーン樹脂でキ
ャリアコア表面が被覆されている比較磁性樹脂キャリア
(v)を調製した。比較磁性樹脂キャリア(v)の物性
を表1に示す。
【0289】比較例6 個数平均粒径34μmのフェライトコア粒子表面を実施
例1と同様にして0.1重量%のγ−アミノプロピルト
リメトキシシランと0.7重量%のグラフト共重合体
(A)で被覆されている比較磁性フェライトキャリア
(vi)を調製した。比較磁性フェライトキャリア(v
i)は真比重が4.90であった。比較磁性フェライト
キャリア(vi)の物性を表1に示す。
【0290】比較例7 個数平均粒径34μmの鉄コア粒子表面を実施例1と同
様にして0.1重量%のγ−アミノプロピルトリメトキ
シシランと0.7重量%のグラフト共重合体(A)で被
覆されている比較磁性鉄キャリア(vii)を調製し
た。比較磁性鉄キャリア(vii)は真比重が5.00
であった。比較磁性鉄キャリア(vii)の物性を表1
に示す。
【0291】比較例8 個数平均粒径が0.19μmであり、比抵抗値が3×1
4Ω・cmのチタンカップリング剤で表面が処理され
ているマグネタイト微粒子を使用する以外は実施例1と
同様にして磁性キャリアコア(a)を調製し、さらに、
実施例1と同様にして0.1重量%のγ−アミノプロピ
ルトリメトキシシランと0.7重量%のグラフト共重合
体(A)で被覆されている比較磁性樹脂キャリア(vi
ii)を調製した。比較磁性樹脂キャリア(viii)
は比抵抗値が1.0×109Ω・cmであった。比較磁
性樹脂キャリア(viii)の物性を表1に示す。
【0292】比較例9 個数平均粒径が0.35μmであり、比抵抗値が3×1
8Ω・cmのチタンカップリング剤で処理されている
マグネタイト微粒子を200重量部使用し、チタンカッ
プリング剤で処理されているα−Fe23を200重量
部使用することを除いて実施例1と同様にして磁性キャ
リアコア(b)を調製し、さらに、実施例1と同様にし
て0.1重量%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ンと0.7重量%のグラフト共重合体(A)で被覆され
ている比較磁性樹脂キャリア(ix)を調製した。比較
磁性樹脂キャリア(ix)は比抵抗値が7.0×1015
Ω・cmであった。比較磁性樹脂キャリア(ix)の物
性を表1に示す。
【0293】比較例10 磁性キャリアコア(A)の表面を5重量%のメチルメト
キシシランのトルエン溶液で処理して、0.1重量%の
メチルトリメトキシシランで処理されている磁性キャリ
アコア(c)を調製し、次いで、グラフト共重合体
(A)のトルエン溶液で実施例1と同様にして塗布し
て、0.7重量%のグラフト共重合体(A)で被覆され
ている比較磁性樹脂キャリア(x)を調製した。比較磁
性樹脂キャリア(x)の物性を表1に示す。
【0294】実施例2 チタンカップリング剤で表面処理されているマグネタイ
ト微粒子の使用量を350重量部使用し、チタンカップ
リング剤で処理されているα−Fe23を50重量部使
用することを除いて実施例1と同様にして磁性キャリア
コア(B)を調製し、さらに実施例1と同様にしてγ−
アミノプロピルトリメトキシシラン及びグラフト共重合
体(A)で被覆されている磁性樹脂キャリア(II)を
調製した。得られた磁性樹脂キャリア(II)の物性を
表1に示す。
【0295】実施例3 チタンカップリング剤で表面処理されているマグネタイ
ト微粒子の使用量を385重量部使用し、チタンカップ
リング剤で処理されているα−Fe23を15重量部使
用することを除いて実施例1と同様にして磁性キャリア
コア(C)を調製し、さらに実施例1と同様にしてγ−
アミノプロピルトリメトキシシラン及びグラフト共重合
体(A)で被覆されている磁性樹脂キャリア(III)
を調製した。得られた磁性樹脂キャリア(III)の物
性を表1に示す。
【0296】実施例4 チタンカップリング剤で表面処理されているマグネタイ
ト微粒子の使用量を200重量部使用し、チタンカップ
リング剤で処理されているα−Fe23を200重量部
使用することを除いて実施例1と同様にして磁性キャリ
アコア(D)を調製し、さらに実施例1と同様にしてγ
−アミノプロピルトリメトキシシラン及びグラフト共重
合体(A)で被覆されている磁性樹脂キャリア(IV)
を調製した。得られた磁性樹脂キャリア(IV)の物性
を表1に示す。
【0297】実施例5 チタンカップリング剤で表面処理されているマグネタイ
ト微粒子の使用量を150重量部使用し、チタンカップ
リング剤で処理されているα−Fe23を250重量部
使用することを除いて実施例1と同様にして磁性キャリ
アコア(E)を調製し、さらに実施例1と同様にしてγ
−アミノプロピルトリメトキシシラン及びグラフト共重
合体(A)で被覆されている磁性樹脂キャリア(V)を
調製した。得られた磁性樹脂キャリア(V)の物性を表
1に示す。
【0298】実施例6 チタンカップリング剤で表面処理されているマグネタイ
ト微粒子の使用量を110重量部使用し、チタンカップ
リング剤で処理されているα−Fe23を290重量部
使用することを除いて実施例1と同様にして磁性キャリ
アコア(F)を調製し、さらに実施例1と同様にしてγ
−アミノプロピルトリメトキシシラン及びグラフト共重
合体(A)で被覆されている磁性樹脂キャリア(VI)
を調製した。得られた磁性樹脂キャリア(VI)の物性
を表1に示す。
【0299】実施例7 マグネタイト微粒子のかわりにチタンカップリング剤で
処理された磁性Cu−Znフェライト微粒子(個数平均
粒径0.35μm,比抵抗値2.0×107Ω・cm)
280重量部を用いる以外は、実施例1と同様にして磁
性キャリアコア(G)を調製し、さらに実施例1と同様
にしてγ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びグラ
フト共重合体(A)で被覆されている磁性樹脂キャリア
(VII)を調製した。得られた磁性樹脂キャリア(V
II)の物性を表1に示す。
【0300】実施例8 マグネタイト微粒子のかわりにチタンカップリング剤で
処理された磁性Mn−Mgフェライト微粒子(個数平均
粒径0.42μm,比抵抗値6.0×107Ω・cm)
280重量部を用いる以外は、実施例1と同様にして磁
性キャリアコア(H)を調製し、さらに実施例1と同様
にしてγ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びグラ
フト共重合体(A)で被覆されている磁性樹脂キャリア
(VIII)を調製した。得られた磁性樹脂キャリア
(VIII)の物性を表1に示す。
【0301】実施例9 マグネタイト微粒子のかわりにチタンカップリング剤で
処理されたニッケル微粒子(個数平均粒径0.47μ
m,比抵抗値2.5×106Ω・cm)280重量部を
用いる以外は、実施例1と同様にして磁性キャリアコア
(I)を調製し、さらに実施例1と同様にしてγ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン及びグラフト共重合体
(A)で被覆されている磁性樹脂キャリア(IX)を調
製した。得られた磁性樹脂キャリア(IX)の物性を表
1に示す。
【0302】実施例10 α−Fe23のかわりにチタンカップリング剤で処理さ
れているアルミナ微粉体(個数平均粒径0.37μm,
比抵抗値2×1010Ω・cm)120重量部を用いる以
外は、実施例1と同様にして磁性キャリアコア(J)を
調製し、さらに実施例1と同様にしてγ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン及びグラフト共重合体(A)で被
覆されている磁性樹脂キャリア(X)を調製した。得ら
れた磁性樹脂キャリア(X)の物性を表1に示す。
【0303】実施例11 グラフト共重合体(A)のかわりにグラフト共重合体
(B)を使用することを除いて、実施例1と同様にして
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びグラフト共
重合体(B)で被覆されている磁性樹脂キャリア(X
I)を調製した。得られた磁性樹脂キャリア(XI)の
物性を表1に示す。
【0304】実施例12 グラフト共重合体(A)のかわりにグラフト共重合体
(C)を使用することを除いて、実施例1と同様にして
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びグラフト共
重合体(C)で被覆されている磁性樹脂キャリア(XI
I)を調製した。得られた磁性樹脂キャリア(XII)
の物性を表1に示す。
【0305】実施例13 グラフト共重合体(A)のかわりにグラフト共重合体
(D)を使用することを除いて、実施例1と同様にして
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びグラフト共
重合体(D)で被覆されている磁性樹脂キャリア(XI
II)を調製した。得られた磁性樹脂キャリア(XII
I)の物性を表1に示す。
【0306】 実施例14 ・スチレンモノマー 50重量部 ・2−エチルヘキシルアクリレート 12重量部 ・チタンカップリング剤で表面処理されたマグネタイト微粒子 280重量部 (個数平均粒径0.24μm,比抵抗値5×105Ω・cm) ・チタンカップリング剤で表面処理されたα−Fe23微粒子 120重量部 (個数平均粒径0.60μm,比抵抗値8×109Ω・cm) 上記材料を混合後に、70℃に加温し、アゾビスイソブ
チロニトリル0.7重量部を加えて調製した単量体組成
物を1重量%のポリビニルアルコール水溶液中に分散
し、ホモジナイザー(4500rpm)で10分間造粒
し、その後パドル撹拌機で撹拌しながら70℃で10時
間重合をおこなって磁性キャリアコア(K)を生成し
た。生成した磁性キャリアコア(K)をポリビニルアル
コール水溶液からろ別し、洗浄し、乾燥した。
【0307】磁性キャリアコア(K)を使用して実施例
1と同様にしてγ−アミノプロピルトリメトキシシラン
及びグラフト共重合体(A)で被覆されている磁性樹脂
キャリア(XIV)を調製した。得られた磁性樹脂キャ
リア(XIV)の物性を表1に示す。
【0308】実施例15 ジビニルベンゼンで架橋されているスチレン−ブチルア
クリレート共重合体(共重合重量比=83:17:0.
5;重量平均分子量35万)50重量部と、実施例1で
使用したチタンカップリング剤で処理されたマグネタイ
ト微粒子280重量部と、チタンカップリング剤で処理
されたα−Fe23120重量部とを温度135℃で溶
融混練し、混練物を冷却後に粉砕し、粉砕物を分級して
磁性キャリアコア(L)を生成した。磁性キャリアコア
(L)を使用して実施例1と同様にしてγ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン及びグラフト共重合体(A)で
被覆されている磁性樹脂キャリア(XV)を調製した。
得られた磁性樹脂キャリア(XV)の物性を表1に示
す。
【0309】実施例16 γ−アミノプロピルトリメトキシシランとグラフト共重
合体(A)とを溶解しているトルエン溶液を磁性キャリ
アコア(A)に塗布して、γ−アミノプロピルトリエト
キシシラン0.1重量%とグラフト共重合体(A)0.
7重量%とで被覆されている磁性樹脂キャリア(XV
I)を調製した。得られた磁性樹脂キャリア(XVI)
の物性を表1に示す。
【0310】
【表1】
【0311】
【表2】
【0312】トナーの製造例1 イオン交換水710重量部に、0.1M−Na3PO4
溶液450重量部を投入し、60℃に加温した後、TK
式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、1300
rpmにて撹拌した。これに1.0M−CaCl2水溶
液68重量部を徐々に添加し、Ca3(PO42を含む
水系媒体を得た。 ・スチレン 160重量部 ・n−ブチルアクリレート 34重量部 ・銅フタロシアニン顔料 12重量部 ・ジターシャリーブチルサリチル酸金属化合物 2重量部 ・飽和ポリエステル 10重量部 (酸価11mgKOH/g、ピーク分子量8500) ・モノエステルワックス 20重量部 (Mw:500、Mn:400、Mw/Mn:1.25、融点:69℃、粘度: 6.5mPa・s、ビッカース硬度:1.1、SP値:8.6)
【0313】上記材料を60℃に加温し、TK式ホモミ
キサー(特殊機化工業製)を用いて、12000rpm
にて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤2,
2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1
0gを溶解し、重合性単量体組成物を調製した。前記水
系媒体中に重合性単量体組成物を投入し、60℃,N2
雰囲気下において、クレアミキサー(エムテクニック社
製)にて10000rpmで10分間撹拌し、重合性単
量体組成物を造粒した。その後、水系媒体をパドル撹拌
翼で撹拌しつつ、80℃で昇温し、pHを6に維持しな
がら10時間の重合反応を行った。
【0314】重合反応終了後、冷却し、塩酸を加えリン
酸カルシウムを溶解させた後、ろ過、水洗、乾燥をし
て、重合粒子(トナー粒子)を得た。
【0315】得られた重合粒子は、結着樹脂100重量
部当りモノエステルワックスを8.4重量部含有し、透
過電子顕微鏡(TEM)を用いた重合粒子の断層面測定
法により、ワックスを外殻樹脂層で内包化したコア−シ
ェル構造が確認された。
【0316】さらに得られた重合粒子の結着樹脂は、S
P値が19であり、Tgが60℃であった。
【0317】得られた重合粒子(トナー粒子)100重
量部に対して、下記外添剤3種の外添剤を外添し、外添
後に330メッシュの篩で粗粒を除去し、負帯電性のシ
アントナーNo.1を得た。シアントナーNo.1の物
性を表3に示す。
【0318】(1)第1の疎水性シリカ微粉体0.3重
量部: BET比表面積200m2/g 個数平均粒径12nm シリカ微粉体100重量部に対してヘキサメチルジシラ
ザン20重量部で疎水化処理したもの。
【0319】(2)第2の疎水性シリカ微粉体0.7重
量部: BET比表面積50m2/g 個数平均粒径30nm シリカ微粉体100重量部に対してヘキサメチルジシラ
ザン10重量部で疎水化処理したもの。
【0320】(3)疎水性酸化チタン微粉体0.4重量
部: BET比表面積100m2/g 個数平均粒径45nm 酸化チタン微粉体100重量部に対してイソブチルトリ
メトキシシラン10重量部で疎水化処理したもの。
【0321】トナーの製造例2 トナーの製造例1よりもCa(PO42の含有量の多い
水系媒体を使用し、クレアミキサーの回転数を15,0
00rpmにすることを除いてはトナーの製造例1と同
様にして重合粒子(トナー粒子)を調製し、トナーの製
造例1と同様にして外添剤を外添して負帯電性のシアン
トナーNo.2を調製した。シアントナーNo.2は重
量平均粒径が2.8μmであった。シアントナーNo.
2の物性を表3に示す。
【0322】トナーの製造例3 トナーの製造例1よりもCa(PO42の含有量の少な
い水系媒体を使用し、クレアミキサーの回転数を6,0
00rpmにすることを除いてはトナーの製造例1と同
様にして重合粒子(トナー粒子)を調製し、トナーの製
造例1と同様にして外添剤を外添して負帯電性のシアン
トナーNo.3を調製した。シアントナーNo.3は重
量平均粒径10.1μmであった。シアントナーNo.
3の物性を表3に示す。
【0323】トナーの製造例4 トナーの製造例1で得られた重合粒子(トナー粒子)に
下記外添剤を外添して負帯電性のシアントナーNo.4
を調製した。得られたシアントナーNo.4の物性を表
3に示す。
【0324】疎水性酸化チタン微粉体1.4重量部: BET比表面積100m2/g 個数平均粒径45nm 酸化チタン微粉体100重量部に対してイソブチルトリ
メトキシシラン10重量部で疎水化処理したもの。
【0325】トナーの製造例5 トナーの製造例1で得られた重合粒子(トナー粒子)に
下記外添剤を外添して負帯電性のシアントナーNo.5
を調製した。得られたシアントナーNo.5の物性を表
3に示す。
【0326】(1)親水性シリカ微粉体0.3重量部: BET比表面積200m2/g 個数平均粒径12nm (2)親水性シリカ微粉体0.7重量部: BET比表面積50m2/g 個数平均粒径30nm (3)疎水性酸化チタン微粉体0.4重量部: BET比表面積100m2/g 個数平均粒径45nm 酸化チタン微粉体100重量部に対してイソブチルトリ
メトキシシラン10重量部で疎水化処理したもの。
【0327】 トナーの製造例6 ・テレフタル酸 16mol% ・フマル酸 18mol% ・無水トリメリット酸 15mol% ・ビスフェノールAの誘導体A 30mol%
【0328】
【化33】 ・ビスフェノールAの誘導体B 18mol%
【0329】
【化34】
【0330】これらを縮合重合して、Mn=5000,
Mw=38000,Tg=60℃,酸価=20mgKO
H/g,OH価=16mgKOH/gのポリエステル樹
脂を得た。 ・上記で得られたポリエステル樹脂 100重量部 ・フタロシアニン顔料 4重量部 ・ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミ錯体 4重量部 をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、二軸
押出式混練機により溶融混練し、冷却後ハンマーミルを
用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージェ
ット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに得られた
微粉砕物を分級して、重量平均粒径が6.8μmである
負摩擦帯電性のシアントナー粒子を得た。
【0331】得られたシアントナー粒子に実施例1と同
様に外添剤3種を外添して負帯電性のシアントナーN
o.6を調製した。シアントナーNo.6の物性を表3
に示す。
【0332】トナーの製造例7 銅フタロシアニンのかわりにキナクリドン顔料を使用す
ることを除いてトナーの製造例1と同様にしてマゼンタ
色の重合粒子(トナー粒子)を得た。得られた重合粒子
に実施例1と同様にして外添剤3種を外添して負帯電性
のマゼンタトナーを調製した。マゼンタトナーの物性を
表3に示す。
【0333】トナーの製造例8 銅フタロシアニンのかわりにC.I.ピグメントイエロ
ー93を使用することを除いてトナーの製造例1と同様
にしてイエロー色の重合粒子(トナー粒子)を得た。得
られた重合粒子に実施例1と同様にして外添剤3種を外
添して負帯電性のイエロートナーを調製した。イエロー
トナーの物性を表3に示す。
【0334】トナーの製造例9 銅フタロシアニンのかわりにカーボンブラックを使用す
ることを除いてトナーの製造例1と同様にしてブラック
色の重合粒子(トナー粒子)を得た。得られた重合粒子
に実施例1と同様にして外添剤3種を外添して負帯電性
のブラックトナーを調製した。ブラックトナーの物性を
表3に示す。
【0335】
【表3】
【0336】実施例17 キャリア(I)の92重量部とシアントナーNo.1の
8重量部とを混合して二成分系現像剤No.1を調製し
た。
【0337】比較例11乃至20 比較キャリア(i)の92重量部とシアントナーNo.
1の8重量部とを混合して実施例17と同様にして比較
二成分系現像剤No.1を調製した。
【0338】同様にして、比較キャリア(ii)乃至
(x)とシアントナーNo.1とを使用して、比較二成
分系現像剤No.2乃至10を調製した。
【0339】実施例18乃至32 キャリア(II)乃至(XVI)とシアントナーNo.
1とを使用して実施例17と同様にして二成分系現像剤
No.2乃至16を調製した。
【0340】実施例33 キャリア(I)の92重量部とシアントナーNo.2の
8重量部とを混合して実施例17と同様にして二成分系
現像剤No.17を調製した。
【0341】実施例34乃至37 キャリア(I)とシアントナーNo.3乃至6を使用し
て実施例17と同様にして二成分系現像剤No.18乃
至21を調製した。
【0342】実施例38乃至40 キャリア(I)とマゼンタトナー,イエロートナー及び
ブラックトナーとを使用して実施例17と同様にして二
成分系現像剤No.22乃至24を調製した。
【0343】二成分系現像剤No.1乃至24と比較二
成分系現像剤No.1乃至10におけるトナーの摩擦帯
電特性を表4に示す。
【0344】
【表4】
【0345】実施例41 実施例17で調製したキャリア(I)とシアントナーN
o.1とを有する二成分系現像剤No.1を、図1に示
す現像装置4に導入した。市販のデジタル複写機(キヤ
ノン(株)製,GP30F,プリント速度30枚/分)
を改造して図1に示す現像装置4を装着した。現像スリ
ーブに印加する現像バイアスは図2に示すブランクパル
スを使用した。OPC感光ドラムを帯電するための磁気
ブラシ帯電装置に使用する磁性粒子23は下記のものを
使用した。
【0346】磁性粒子の調製 MgO5重量部,MnO8重量部,SrO4重量部,F
2383重量部をそれぞれ微粒化した後、水を添加混
合し、造粒した後、1300℃にて焼成し、粒度を調整
した後、平均粒径28μmのフェライト磁性粒子(σ
1000が60Am2/kg、保磁力が55エルステッド)
を得た。
【0347】上記磁性粒子100重量部に、イソプロポ
キシトリイソステアロイルチタネート10重量部をヘキ
サン99重量部/水1重量部に混合させたものを処理量
が、0.1重量部となるように表面処理して、磁性粒子
を得た。
【0348】この磁性粒子の体積抵抗値は3×107Ω
・cmであり、加熱減量は0.1重量部であった。
【0349】帯電装置では、感光ドラム1に対してカウ
ンター方向に感光体の周速に対して120%の周速で回
転させ、直流/交流電界(−700V、1kHz/1.
2kVPP)を重畳印加し、感光ドラム1を帯電させた。
現像コントラスト200V、カブリとの反転コントラス
ト−150Vに設定した。
【0350】加熱加圧定着装置における、加熱ローラと
してはPFA樹脂を層厚1.2μmに被覆したものを使
用し、加圧ローラとしてはPFA樹脂を層厚1.2μm
に被覆したものを使用した。加熱加圧定着装置からシリ
コーンオイル塗布手段を取りはずし、オイルレス定着を
おこなった。
【0351】画出し評価には、画像面積30%のオリジ
ナル画像をデジタル処理し、OPC感光ドラムにデジタ
ル潜像を静電荷像として形成し、負帯電性のトナーによ
り反転現像方法により静電荷像を現像してシアントナー
画像を形成した。
【0352】常温常湿(温度23℃,湿度65%R
H),常温低湿(温度23℃,湿度10%RH),低温
低湿(温度15℃,湿度10%RH)及び高温高湿(温
度32.5℃,湿度85%RH)の各環境下でそれぞれ
3万枚の画出し試験をおこなった。評価結果を表5乃至
8に示す。
【0353】評価方法を以下に記載する。
【0354】画像濃度 画像濃度は、SPIフィルターを装着したマクベス社製
マクベスデンシトメータRD918タイプ(Macbe
th Densitometer RD918manu
factured by Macbeth Co.)を
使用して、普通紙上に形成された画像の相対濃度として
測定した。
【0355】キャリア付着 ベタ白画像を画出し、現像部とクリーナ部との間の感光
ドラム上の部分を透明な粘着テープを密着させてサンプ
リングし、5cm×5cm中の感光ドラム上に付着して
いた磁性キャリア粒子の個数をカウントし、1cm2
りの付着キャリア粒子の個数を算出する。 A:5個未満 B:5〜10個未満 C:10〜20個未満 D:20個以上
【0356】カブリ 画出し前の普通紙の平均反射率Dr(%)をリフレクト
メータ(東京電色株式会社製の「REFLECTOME
TER ODEL TC−6DS」)によって測定し
た。一方、普通紙上にベタ白画像を画出しし、次いでベ
タ白画像の反射率Ds(%)を測定した。カブリ(%)
は下記式 Fog(%)=Dr(%)−Ds(%) から算出する。 A:0.4%未満 B:0.4〜0.8%未満 C:0.8〜1.2%未満 D:1.2〜1.8%未満 E:1.8%以上
【0357】トナー飛散評価 高温高湿環境にて3万枚の複写テストを行った後の、機
内のトナー飛散を下記評価基準の下に評価した。 A:全く飛散がない。 B:若干飛散があるものの実用上問題無いレベル。 C:機内に飛散トナーが多く存在するが、画像には影響
をほとんど及ぼさないレベル。 D:飛散がかなり多く、画像も汚染し実用上問題となる
レベル。 E:飛散が激しい。
【0358】キャリア汚染(スペントの度合) 常温低湿環境にて3万枚の複写テストを行った後の、現
像器内の磁性キャリア表面をSEM観察にて下記評価基
準の下に評価した。 A:全く汚染がない。 B:若干汚染があるものの実用上問題無いレベル。 C:キャリアに汚染トナーが多く存在するが、画像には
影響をほとんど及ぼさないレベル。 D:汚染がかなり多く、画像に影響を与え、実用上問題
となるレベル。 E:汚染及び、画像の劣化が激しい。
【0359】ライン飛び散り評価 各環境にて、1mm幅のライン画像を複写し、下記評価
基準の下に評価した。 A:全く飛び散りがない。 B:若干飛び散りがあるものの実用上問題無いレベル。 C:飛び散りがかなり多く、画像に影響を与え、実用上
問題となるレベル。 E:飛び散り及び、画像の劣化が激しい。
【0360】実施例42乃至61 実施例18乃至37で調製した二成分系現像剤No.2
乃至21を使用して実施例41と同様にして画出し試験
をおこなった。
【0361】評価結果を表5乃至8に示す。
【0362】比較例21乃至30 比較例11乃至20で調製した比較二成分系現像剤N
o.1乃至10を使用して実施例41と同様にして画出
し試験をおこなった。
【0363】評価結果を表5乃至8に示す。
【0364】実施例62 図3に示すフルカラー画像形成装置の現像装置のそれぞ
れに、シアントナーNo.1を有する二成分系現像剤N
o.1,マゼンタトナーを有する二成分系現像剤No.
22,イエロートナーを有する二成分系現像剤No.2
3又はブラックトナーを有する二成分系現像剤No.2
4を導入し、フルカラーモードで画出し試験をおこなっ
たところ、良好なフルカラー画像が得られ、多数枚耐久
性,環境安定性も良好であった。
【0365】
【表5】
【0366】
【表6】
【0367】
【表7】
【0368】
【表8】
【0369】
【発明の効果】本発明の磁性微粒子分散型樹脂キャリア
は、負帯電性トナーに対する摩擦電荷の付与性が好適で
あり、トナー及び外添剤によるキャリア汚染が発生しに
くく、トナーに対する負荷も少なく、多数枚耐久性に優
れ、各環境下においても安定したトナーへの帯電特性を
維持し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成方法の好適な一例を表す模式
図である。
【図2】実施例1で用いた交番電界を示す図である。
【図3】フルカラー画像形成方法の例を示す概略説明図
である。
【図4】本発明の画像形成方法を実施するための画像形
成装置の他の例を示す概略的説明図である。
【図5】本発明の画像形成方法を実施するための画像形
成装置の他の例を示す概略的説明図である。
【図6】体積抵抗値の測定に用いたセルの模式図であ
る。
【符号の説明】 1 静電荷像担持体(感光ドラム) 4 現像装置 11 現像剤担持体(現像スリーブ) 12 マグネットローラ 13,14 現像剤搬送スクリュー 15 規制ブレード 17 隔壁 18 補給用トナー 19 現像剤 19a トナー 19b キャリア 20 補給口 21 マグネットローラ 22 搬送スリーブ 23 磁性粒子 24 レーザー光 25 転写材(記録材) 26 バイアス印加手段 27 転写ブレード 28 トナー濃度検知センサー 61a 感光ドラム 62a 一次帯電器 63a 現像器 64a 転写ブレード 65a 補給用トナー 67a レーザー光 68 転写材担持体 69 分離帯電器 70 定着器 71 定着ローラ 72 加圧ローラ 73 ウェッブ 75,76 加熱手段 79 転写ベルトクリーニング装置 80 駆動ローラ 81 ベルト従動ローラ 82 ベルト除電器 83 レジストローラ 85 トナー濃度検知センサー 121 下部電極 122 上部電極 123 絶縁物 124 電流計 125 電圧計 126 電源 127 サンプル 128 ガイドリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 9/10 351 15/08 507X (72)発明者 岡戸 謙次 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H005 AA08 AA15 BA03 BA06 CA02 CA07 CA08 CA11 CA13 CA15 CA18 CA26 CA28 CB03 CB04 CB07 CB13 DA02 EA01 EA02 EA05 EA06 EA07 EA10 FA02 2H077 AE06 EA03

Claims (145)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の樹脂中に磁性微粒子が分散されて
    いるキャリアコアの表面を、第2の樹脂で被覆した磁性
    微粒子分散型樹脂キャリアであり、 (a)磁性微粒子分散型樹脂キャリアは、真比重が2.
    5乃至4.5であり、1000×(103/4π)・A
    /m(1000エルステッド)の磁界下で測定した磁化
    の強さ(σ1000)が15乃至60Am2/kg(emu
    /g)であり、 残留磁化(σr)が0.1〜20Am2/kg(emu/
    g)であり、比抵抗値が5×1011乃至5×1015Ω・
    cmであり、 (b)キャリアコアを形成している第1の樹脂は、ポリ
    マー鎖中にメチレンユニット(−CH2−)を有し、 (c)キャリアコアの表面を被覆している第2の樹脂
    は、フルオロアルキルユニット,メチレンユニット(−
    CH2−)及びエステルユニットを少なくとも有し、 (d)キャリアコアの表面は、(i)第2の樹脂とアミ
    ノ基及びメチレンユニットを少なくとも有するカップリ
    ング剤との混合物で被覆処理されているか、又は、(i
    i)アミノ基及びメチレンユニットを少なくとも有する
    カップリング剤で表面処理された後に第2の樹脂で被覆
    されていることを特徴とする磁性微粒子分散型樹脂キャ
    リア。
  2. 【請求項2】 キャリアコアは、真比重が2.5乃至
    4.5である請求項1に記載の磁性微粒子分散型樹脂キ
    ャリア。
  3. 【請求項3】 キャリアコアは、磁性微粒子と非磁性無
    機化合物微粒子とを含有している請求項1又は2に記載
    の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  4. 【請求項4】 磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒子
    は、合計量で70〜99重量%(キャリア基準)含有さ
    れている請求項3に記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリ
    ア。
  5. 【請求項5】 磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒子
    は、合計量で80〜99重量%(キャリア基準)含有さ
    れている請求項3に記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリ
    ア。
  6. 【請求項6】 非磁性無機化合物微粒子は磁性微粒子よ
    りも比抵抗値が大きく、非磁性無機化合物微粒子の個数
    平均粒径は磁性微粒子の個数平均粒径よりも大きい請求
    項3乃至5のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キ
    ャリア。
  7. 【請求項7】 磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒子
    の総量に対して、磁性微粒子は30〜95重量%含まれ
    ている請求項3乃至6のいずれかに記載の磁性微粒子分
    散型樹脂キャリア。
  8. 【請求項8】 磁性微粒子が磁性酸化鉄微粒子である請
    求項1乃至7のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂
    キャリア。
  9. 【請求項9】 非磁性無機化合物微粒子が非磁性酸化鉄
    微粒子である請求項3乃至8のいずれかに記載の磁性微
    粒子分散型樹脂キャリア。
  10. 【請求項10】 磁性微粒子が鉄元素及びマグネシウム
    元素を少なくとも含む磁性フェライト微粒子である請求
    項1乃至9のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キ
    ャリア。
  11. 【請求項11】 磁性微粒子がマグネタイト微粒子であ
    る請求項1乃至9のいずれかに記載の磁性微粒子分散型
    樹脂キャリア。
  12. 【請求項12】 非磁性無機化合物微粒子がヘマタイト
    (α−Fe23)の微粒子である請求項3乃至11のい
    ずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  13. 【請求項13】 キャリアは個数平均粒径が15乃至6
    0μmであり、磁性微粒子は個数平均粒径(ra)が
    0.02乃至2μmである請求項1乃至12のいずれか
    に記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  14. 【請求項14】 磁性微粒子は個数平均粒径(ra)が
    0.02乃至2μmであり、非磁性無機化合物微粒子は
    個数平均粒径(rb)が0.05乃至5μmであり、rb
    はraよりも1.5倍以上大きい請求項3乃至13のい
    ずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  15. 【請求項15】 キャリアは、真比重が3.0乃至4.
    3である請求項1乃至14のいずれかに記載の磁性微粒
    子分散型樹脂キャリア。
  16. 【請求項16】 キャリアは、残留磁化(σr)が0.
    3〜10Am2/kg(emu/g)である請求項1乃
    至15のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリ
    ア。
  17. 【請求項17】 キャリアは、形状係数SF−1が10
    0乃至130である請求項1乃至16のいずれかに記載
    の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  18. 【請求項18】 第1の樹脂は、ビニル樹脂、ポリエス
    テル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、
    ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂及
    びポリエーテル樹脂からなるグループから選択されるメ
    チレンユニットを有する樹脂である請求項1乃至17の
    いずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  19. 【請求項19】 第1の樹脂が熱硬化性樹脂である請求
    項1乃至18のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂
    キャリア。
  20. 【請求項20】 第1の樹脂がメチレンユニットを有す
    る熱可塑性樹脂である請求項1乃至18のいずれかに記
    載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  21. 【請求項21】 第1の樹脂がメチレンユニットを有す
    るフェノール樹脂である請求項1乃至17のいずれかに
    記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  22. 【請求項22】 第2の樹脂は、 【化1】 〔式中、mは0乃至20の整数を示す。〕で示されるパ
    ーフルオロアルキルユニットを有する請求項1乃至21
    のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  23. 【請求項23】 第2の樹脂は、 【化2】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項1
    乃至22のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャ
    リア。
  24. 【請求項24】 第2の樹脂は、 【化3】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項1
    乃至23のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャ
    リア。
  25. 【請求項25】 第2の樹脂は、 【化4】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項1
    乃至24のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャ
    リア。
  26. 【請求項26】 第2の樹脂は、 【化5】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項1
    乃至24のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャ
    リア。
  27. 【請求項27】 第2の樹脂は、フルオロアルキルユニ
    ットを有するメタクリル酸又はそのエステルの重合体又
    は共重合体である請求項1乃至26のいずれかに記載の
    磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  28. 【請求項28】 第2の樹脂は、フルオロアルキルユニ
    ットを有するアクリル酸又はそのエステルの重合体又は
    共重合体である請求項1乃至26のいずれかに記載の磁
    性微粒子分散型樹脂キャリア。
  29. 【請求項29】 第2の樹脂は、フルオロアルキルユニ
    ットを有するグラフト共重合体である請求項1乃至28
    のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  30. 【請求項30】 第2の樹脂は、 【化6】 〔式中、R1は水素又はメチル基を有し、R2は水素又は
    炭素数1乃至20のアルキル基を示し、kは1以上の整
    数を示す。〕で示されるユニットと、 【化7】 とを有するグラフト共重合体である請求項1乃至29の
    いずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  31. 【請求項31】 第2の樹脂は、テトラヒドロフラン
    (THF)の可溶成分のゲルパーミエーションクロマト
    グラフィ(GPC)において、重量平均分子量が2万乃
    至30万である請求項1乃至30のいずれかに記載の磁
    性微粒子分散型樹脂キャリア。
  32. 【請求項32】 第2の樹脂は、THFの可溶成分のG
    PCのクロマトグラムにおいて、分子量2,000乃至
    10万の領域にメインピークを有する請求項1乃至31
    のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  33. 【請求項33】 第2の樹脂は、THFの可溶成分のG
    PCのクロマトグラムにおいて、分子量2,000乃至
    10万の領域にサブピーク又はショルダーを有する請求
    項1乃至32のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂
    キャリア。
  34. 【請求項34】 第2の樹脂は、THFの可溶成分のG
    PCのクロマトグラムにおいて、分子量2万乃至10万
    の領域にメインピークを有し、分子量2,000乃至1
    9,000の領域にサブピーク又はショルダーを有する
    請求項1乃至33のいずれかに記載の磁性微粒子分散型
    樹脂キャリア。
  35. 【請求項35】 カップリング剤が、シランカップリン
    グ剤又はチタンカップリング剤である請求項1乃至34
    のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  36. 【請求項36】 カップリング剤が、γ−アミノプロピ
    ルトリアルコキシシラン,N−β−(アミノエチル)−
    γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン,N−β−
    (アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジアルコ
    キシシラン及びN−フェニル−γ−アミノプロピルトリ
    アルコキシシランからなるグループから選択されるアミ
    ノアルキルアルコキシシランである請求項1乃至35の
    いずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  37. 【請求項37】 キャリアコアに対して第2の樹脂が
    0.01〜5重量%(キャリア基準)塗布され、カップ
    リング剤が0.01〜5重量%(キャリア基準)塗布さ
    れている請求項1乃至36のいずれかに記載の磁性微粒
    子分散型樹脂キャリア。
  38. 【請求項38】 キャリアコアを形成している第1の樹
    脂は、水酸基又は/及びフェノール基を有し、カップリ
    ング剤による処理によってキャリアコア表面にカップリ
    ング剤の残留基が結合されている請求項1乃至37のい
    ずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  39. 【請求項39】 磁性微粒子は比抵抗値Aが1×103
    乃至1×1010Ω・cmであり、非磁性無機化合物微粒
    子は比抵抗値Bが1×108乃至1×1015Ω・cmで
    あり、BがAよりも10倍以上大きい請求項3乃至38
    のいずれかに記載の磁性微粒子分散型樹脂キャリア。
  40. 【請求項40】 トナー粒子と外添剤とを有する負帯電
    性トナーと磁性微粒子分散型樹脂キャリアとを少なくと
    も有する二成分系現像剤において、 磁性微粒子分散型樹脂キャリアは、第1の樹脂中に磁性
    微粒子が分散されているキャリアコアの表面が、第2の
    樹脂で被覆されており、 (a)磁性微粒子分散型樹脂キャリアは、真比重が2.
    5乃至4.5であり、1000×(103/4π)・A
    /m(1000エルステッド)の磁界下で測定した磁化
    の強さ(σ1000)が15乃至60Am2/kg(emu
    /g)であり、残留磁化(σr)が0.1〜20Am2
    kg(emu/g)であり、比抵抗値が5×1011乃至
    5×1015Ω・cmであり、 (b)キャリアコアを形成している第1の樹脂は、ポリ
    マー鎖中にメチレンユニット(−CH2−)を有し、 (c)キャリアコアの表面を被覆している第2の樹脂
    は、フルオロアルキルユニット,メチレンユニット(−
    CH2−)及びエステルユニットを少なくとも有し、 (d)キャリアコアの表面は、(i)第2の樹脂とアミ
    ノ基及びメチレンユニットを少なくとも有するカップリ
    ング剤との混合物で被覆処理されているか、又は、(i
    i)アミノ基及びメチレンユニットを少なくとも有する
    カップリング剤で表面処理された後に第2の樹脂で被覆
    されていることを特徴とする二成分系現像剤。
  41. 【請求項41】 キャリアコアは、真比重が2.5乃至
    4.5である請求項40に記載の二成分系現像剤。
  42. 【請求項42】 キャリアコアは、磁性微粒子と非磁性
    無機化合物微粒子とを含有している請求項40又は41
    に記載の二成分系現像剤。
  43. 【請求項43】 磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒
    子は、合計量で70〜99重量%(キャリア基準)含有
    されている請求項42に記載の二成分系現像剤。
  44. 【請求項44】 磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒
    子は、合計量で80〜99重量%(キャリア基準)含有
    されている請求項42に記載の二成分系現像剤。
  45. 【請求項45】 非磁性無機化合物微粒子は磁性微粒子
    よりも比抵抗値が大きく、非磁性無機化合物微粒子の個
    数平均粒径は磁性微粒子の個数平均粒径よりも大きい請
    求項42乃至44のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  46. 【請求項46】 磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒
    子の総量に対して、磁性微粒子は30〜95重量%含ま
    れている請求項42乃至45のいずれかに記載の二成分
    系現像剤。
  47. 【請求項47】 磁性微粒子が磁性酸化鉄微粒子である
    請求項40乃至46のいずれかに記載の二成分系現像
    剤。
  48. 【請求項48】 非磁性無機化合物微粒子が非磁性酸化
    鉄微粒子である請求項42乃至47のいずれかに記載の
    二成分系現像剤。
  49. 【請求項49】 磁性微粒子が鉄元素及びマグネシウム
    元素を少なくとも含む磁性フェライト微粒子である請求
    項40乃至48のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  50. 【請求項50】 磁性微粒子がマグネタイト微粒子であ
    る請求項40乃至48のいずれかに記載の二成分系現像
    剤。
  51. 【請求項51】 非磁性無機化合物微粒子がヘマタイト
    (α−Fe23)の微粒子である請求項42乃至50の
    いずれかに記載の二成分系現像剤。
  52. 【請求項52】 キャリアは個数平均粒径が15乃至6
    0μmであり、磁性微粒子は個数平均粒径(ra)が
    0.02乃至2μmである請求項40乃至51のいずれ
    かに記載の二成分系現像剤。
  53. 【請求項53】 磁性微粒子は個数平均粒径(ra)が
    0.02乃至2μmであり、非磁性無機化合物微粒子は
    個数平均粒径(rb)が0.05乃至5μmであり、rb
    はraよりも1.5倍以上大きい請求項42乃至52の
    いずれかに記載の二成分系現像剤。
  54. 【請求項54】 キャリアは、真比重が3.0乃至4.
    3である請求項40乃至53のいずれかに記載の二成分
    系現像剤。
  55. 【請求項55】 キャリアは、残留磁化(σr)が0.
    3〜10Am2/kg(emu/g)である請求項40
    乃至54のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  56. 【請求項56】 キャリアは、形状係数SF−1が10
    0乃至130である請求項40乃至55のいずれかに記
    載の二成分系現像剤。
  57. 【請求項57】 第1の樹脂は、ビニル樹脂、ポリエス
    テル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、
    ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂及
    びポリエーテル樹脂からなるグループから選択されるメ
    チレンユニットを有する樹脂である請求項40乃至56
    のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  58. 【請求項58】 第1の樹脂が熱硬化性樹脂である請求
    項40乃至57のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  59. 【請求項59】 第1の樹脂がメチレンユニットを有す
    る熱可塑性樹脂である請求項40乃至57のいずれかに
    記載の二成分系現像剤。
  60. 【請求項60】 第1の樹脂がメチレンユニットを有す
    るフェノール樹脂である請求項40乃至56のいずれか
    に記載の二成分系現像剤。
  61. 【請求項61】 第2の樹脂は、 【化8】 〔式中、mは0乃至20の整数を示す。〕で示されるパ
    ーフルオロアルキルユニットを有する請求項40乃至6
    0のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  62. 【請求項62】 第2の樹脂は、 【化9】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項4
    0乃至61のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  63. 【請求項63】 第2の樹脂は、 【化10】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項4
    0乃至62のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  64. 【請求項64】 第2の樹脂は、 【化11】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項4
    0乃至63のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  65. 【請求項65】 第2の樹脂は、 【化12】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項4
    0乃至63のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  66. 【請求項66】 第2の樹脂は、フルオロアルキルユニ
    ットを有するメタクリル酸又はそのエステルの重合体又
    は共重合体である請求項40乃至65のいずれかに記載
    の二成分系現像剤。
  67. 【請求項67】 第2の樹脂は、フルオロアルキルユニ
    ットを有するアクリル酸又はそのエステルの重合体又は
    共重合体である請求項40乃至65のいずれかに記載の
    二成分系現像剤。
  68. 【請求項68】 第2の樹脂は、フルオロアルキルユニ
    ットを有するグラフト共重合体である請求項40乃至6
    7のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  69. 【請求項69】 第2の樹脂は、 【化13】 〔式中、R1は水素又はメチル基を有し、R2は水素又は
    炭素数1乃至20のアルキル基を示し、kは1以上の整
    数を示す。〕で示されるユニットと、 【化14】 とを有するグラフト共重合体である請求項40乃至68
    のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  70. 【請求項70】 第2の樹脂は、テトラヒドロフラン
    (THF)の可溶成分のゲルパーミエーションクロマト
    グラフィ(GPC)において、重量平均分子量が2万乃
    至30万である請求項40乃至69のいずれかに記載の
    二成分系現像剤。
  71. 【請求項71】 第2の樹脂は、THFの可溶成分のG
    PCのクロマトグラムにおいて、分子量2,000乃至
    10万の領域にメインピークを有する請求項40乃至7
    0のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  72. 【請求項72】 第2の樹脂は、THFの可溶成分のG
    PCのクロマトグラムにおいて、分子量2,000乃至
    10万の領域にサブピーク又はショルダーを有する請求
    項40乃至71のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  73. 【請求項73】 第2の樹脂は、THFの可溶成分のG
    PCのクロマトグラムにおいて、分子量2万乃至10万
    の領域にメインピークを有し、分子量2,000乃至1
    9,000の領域にサブピーク又はショルダーを有する
    請求項40乃至72のいずれかに記載の二成分系現像
    剤。
  74. 【請求項74】 カップリング剤が、シランカップリン
    グ剤又はチタンカップリング剤である請求項40乃至7
    3のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  75. 【請求項75】 カップリング剤が、γ−アミノプロピ
    ルトリアルコキシシラン,N−β−(アミノエチル)−
    γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン,N−β−
    (アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジアルコ
    キシシラン及びN−フェニル−γ−アミノプロピルトリ
    アルコキシシランからなるグループから選択されるアミ
    ノアルキルアルコキシシランである請求項40乃至74
    のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  76. 【請求項76】 キャリアコアに対して第2の樹脂が
    0.01〜5重量%(キャリア基準)塗布され、カップ
    リング剤が0.01〜5重量%(キャリア基準)塗布さ
    れている請求項40乃至75のいずれかに記載の二成分
    系現像剤。
  77. 【請求項77】 キャリアコアを形成している第1の樹
    脂は、水酸基又は/及びフェノール基を有し、カップリ
    ング剤による処理によってキャリアコア表面にカップリ
    ング剤の残留基が結合されている請求項40乃至76の
    いずれかに記載の二成分系現像剤。
  78. 【請求項78】 磁性微粒子は比抵抗値Aが1×103
    乃至1×1010Ω・cmであり、非磁性無機化合物微粒
    子は比抵抗値Bが1×108乃至1×1015Ω・cmで
    あり、BがAよりも10倍以上大きい請求項42乃至7
    7のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  79. 【請求項79】 負帯電性トナーは、重量平均粒径が
    3.0〜9.9μmである請求項40乃至78のいずれ
    かに記載の二成分系現像剤。
  80. 【請求項80】 負帯電性トナーは、芳香族ヒドロキシ
    カルボン酸の金属化合物を含有している請求項40乃至
    79のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  81. 【請求項81】 外添剤は、個数平均粒径が3〜100
    nmである請求項40乃至80のいずれかに記載の二成
    分系現像剤。
  82. 【請求項82】 外添剤は、BET比表面積が30〜4
    00m2/gである請求項40乃至81のいずれかに記
    載の二成分系現像剤。
  83. 【請求項83】 外添剤は、金属酸化物の微粉体又は金
    属酸化物の複合体の微粉体である請求項40乃至82の
    いずれかに記載の二成分系現像剤。
  84. 【請求項84】 外添剤は、疎水性シリカ微粉体,疎水
    性酸化チタン微粉体又は疎水性アルミナ微粉体である請
    求項40乃至83のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  85. 【請求項85】 負帯電性トナーは、形状係数SF−1
    が100〜140であり、外添剤として疎水性シリカ微
    粉体が少なくとも使用されている請求項40乃至84の
    いずれかに記載の二成分系現像剤。
  86. 【請求項86】 負帯電性トナーは、形状係数SF−1
    が100〜130である請求項40乃至84のいずれか
    に記載の二成分系現像剤。
  87. 【請求項87】 トナー粒子は、結着樹脂100重量部
    に対して固体ワックスを1〜40重量部含有している請
    求項40乃至86のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  88. 【請求項88】 トナー粒子100重量部に対して、外
    添剤が0.5〜5.0重量部外添されている請求項40
    乃至87のいずれかに記載の二成分系現像剤。
  89. 【請求項89】 トナーは、磁性微粒子分散型樹脂キャ
    リアに対して−15乃至−40mC/kgのマイナスの
    摩擦帯電特性を有している請求項40乃至88のいずれ
    かに記載の二成分系現像剤。
  90. 【請求項90】 トナー粒子が重合トナー粒子であり、
    磁性微粒子分散型樹脂キャリアのキャリアコアが重合キ
    ャリアコアである請求項40乃至89のいずれかに記載
    の二成分系現像剤。
  91. 【請求項91】 静電荷像担持体を帯電手段によって帯
    電し、帯電された静電荷像担持体を露光して静電荷像を
    静電荷像担持体に形成し、静電荷像を二成分系現像剤を
    有する現像手段で現像によってトナー画像を静電荷像担
    持体上に形成し、静電荷像担持体上のトナー画像を中間
    転写体を介して、又は、介さずに転写材へ転写し、転写
    材上のトナー画像を加熱加圧定着手段によって定着する
    画像形成方法において、 二成分系現像剤は、トナー粒子と外添剤とを有する負帯
    電性トナーと磁性微粒子分散型樹脂キャリアとを少なく
    とも有し、磁性微粒子分散型樹脂キャリアは、第1の樹
    脂中に磁性微粒子が分散されているキャリアコアの表面
    が第2の樹脂で被覆されており、 (a)磁性微粒子分散型樹脂キャリアは、真比重が2.
    5乃至4.5であり、1000×(103/4π)・A
    /m(1000エルステッド)の磁界下で測定した磁化
    の強さ(σ1000)が15乃至60Am2/kg(emu
    /g)であり、残留磁化(σr)が0.1〜20Am2
    kg(emu/g)であり、比抵抗値が5×1011乃至
    5×1015Ω・cmであり、 (b)キャリアコアを形成している第1の樹脂は、ポリ
    マー鎖中にメチレンユニット(−CH2−)を有し、 (c)キャリアコアの表面を被覆している第2の樹脂
    は、フルオロアルキルユニット,メチレンユニット(−
    CH2−)及びエステルユニットを少なくとも有し、 (d)キャリアコアの表面は、(i)第2の樹脂とアミ
    ノ基及びメチレンユニットを少なくとも有するカップリ
    ング剤との混合物で被覆処理されているか、又は、(i
    i)アミノ基及びメチレンユニットを少なくとも有する
    カップリング剤で表面処理された後に第2の樹脂で被覆
    されていることを特徴とする画像形成方法。
  92. 【請求項92】 キャリアコアは、真比重が2.5乃至
    4.5である請求項91に記載の画像形成方法。
  93. 【請求項93】 キャリアコアは、磁性微粒子と非磁性
    無機化合物微粒子とを含有している請求項91又は92
    に記載の画像形成方法。
  94. 【請求項94】 磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒
    子は、合計量で70〜99重量%(キャリア基準)含有
    されている請求項93に記載の画像形成方法。
  95. 【請求項95】 磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒
    子は、合計量で80〜99重量%(キャリア基準)含有
    されている請求項93に記載の画像形成方法。
  96. 【請求項96】 非磁性無機化合物微粒子は磁性微粒子
    よりも比抵抗値が大きく、非磁性無機化合物微粒子の個
    数平均粒径は磁性微粒子の個数平均粒径よりも大きい請
    求項93乃至95のいずれかに記載の画像形成方法。
  97. 【請求項97】 磁性微粒子及び非磁性無機化合物微粒
    子の総量に対して、磁性微粒子は30〜95重量%含ま
    れている請求項93乃至96のいずれかに記載の画像形
    成方法。
  98. 【請求項98】 磁性微粒子が磁性酸化鉄微粒子である
    請求項91乃至97のいずれかに記載の画像形成方法。
  99. 【請求項99】 非磁性無機化合物微粒子が非磁性酸化
    鉄微粒子である請求項93乃至98のいずれかに記載の
    画像形成方法。
  100. 【請求項100】 磁性微粒子が鉄元素及びマグネシウ
    ム元素を少なくとも含む磁性フェライト微粒子である請
    求項91乃至99のいずれかに記載の画像形成方法。
  101. 【請求項101】 磁性微粒子がマグネタイト微粒子で
    ある請求項91乃至99のいずれかに記載の画像形成方
    法。
  102. 【請求項102】 非磁性無機化合物微粒子がヘマタイ
    ト(α−Fe23)の微粒子である請求項93乃至10
    1のいずれかに記載の画像形成方法。
  103. 【請求項103】 キャリアは個数平均粒径が15乃至
    60μmであり、磁性微粒子は個数平均粒径(ra)が
    0.02乃至2μmである請求項91乃至102のいず
    れかに記載の画像形成方法。
  104. 【請求項104】 磁性微粒子は個数平均粒径(ra
    が0.02乃至2μmであり、非磁性無機化合物微粒子
    は個数平均粒径(rb)が0.05乃至5μmであり、
    bはraよりも1.5倍以上大きい請求項93乃至10
    3のいずれかに記載の画像形成方法。
  105. 【請求項105】 キャリアは、真比重が3.0乃至
    4.3である請求項91乃至104のいずれかに記載の
    画像形成方法。
  106. 【請求項106】 キャリアは、残留磁化(σr)が
    0.3〜10Am2/kg(emu/g)である請求項
    91乃至105のいずれかに記載の画像形成方法。
  107. 【請求項107】 キャリアは、形状係数SF−1が1
    00乃至130である請求項91乃至106のいずれか
    に記載の画像形成方法。
  108. 【請求項108】 第1の樹脂は、ビニル樹脂、ポリエ
    ステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹
    脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹
    脂及びポリエーテル樹脂からなるグループから選択され
    るメチレンユニットを有する樹脂である請求項91乃至
    107のいずれかに記載の画像形成方法。
  109. 【請求項109】 第1の樹脂が熱硬化性樹脂である請
    求項91乃至108のいずれかに記載の画像形成方法。
  110. 【請求項110】 第1の樹脂がメチレンユニットを有
    する熱可塑性樹脂である請求項91乃至108のいずれ
    かに記載の画像形成方法。
  111. 【請求項111】 第1の樹脂がメチレンユニットを有
    するフェノール樹脂である請求項91乃至107のいず
    れかに記載の画像形成方法。
  112. 【請求項112】 第2の樹脂は、 【化15】 〔式中、mは0乃至20の整数を示す。〕で示されるパ
    ーフルオロアルキルユニットを有する請求項91乃至1
    11のいずれかに記載の画像形成方法。
  113. 【請求項113】 第2の樹脂は、 【化16】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項9
    1乃至112のいずれかに記載の画像形成方法。
  114. 【請求項114】 第2の樹脂は、 【化17】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項9
    1乃至113のいずれかに記載の画像形成方法。
  115. 【請求項115】 第2の樹脂は、 【化18】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項9
    1乃至114のいずれかに記載の画像形成方法。
  116. 【請求項116】 第2の樹脂は、 【化19】 〔式中、mは0乃至20の整数を示し、nは1乃至15
    の整数を示す。〕で示されるユニットを有する請求項9
    1乃至114のいずれかに記載の画像形成方法。
  117. 【請求項117】 第2の樹脂は、フルオロアルキルユ
    ニットを有するメタクリル酸又はそのエステルの重合体
    又は共重合体である請求項91乃至116のいずれかに
    記載の画像形成方法。
  118. 【請求項118】 第2の樹脂は、フルオロアルキルユ
    ニットを有するアクリル酸又はそのエステルの重合体又
    は共重合体である請求項91乃至116のいずれかに記
    載の画像形成方法。
  119. 【請求項119】 第2の樹脂は、フルオロアルキルユ
    ニットを有するグラフト共重合体である請求項91乃至
    118のいずれかに記載の画像形成方法。
  120. 【請求項120】 第2の樹脂は、 【化20】 〔式中、R1は水素又はメチル基を有し、R2は水素又は
    炭素数1乃至20のアルキル基を示し、kは1以上の整
    数を示す。〕で示されるユニットと、 【化21】 とを有するグラフト共重合体である請求項91乃至11
    9のいずれかに記載の画像形成方法。
  121. 【請求項121】 第2の樹脂は、テトラヒドロフラン
    (THF)の可溶成分のゲルパーミエーションクロマト
    グラフィ(GPC)において、重量平均分子量が2万乃
    至30万である請求項91乃至120のいずれかに記載
    の画像形成方法。
  122. 【請求項122】 第2の樹脂は、THFの可溶成分の
    GPCのクロマトグラムにおいて、分子量2,000乃
    至10万の領域にメインピークを有する請求項91乃至
    121のいずれかに記載の画像形成方法。
  123. 【請求項123】 第2の樹脂は、THFの可溶成分の
    GPCのクロマトグラムにおいて、分子量2,000乃
    至10万の領域にサブピーク又はショルダーを有する請
    求項91乃至122のいずれかに記載の画像形成方法。
  124. 【請求項124】 第2の樹脂は、THFの可溶成分の
    GPCのクロマトグラムにおいて、分子量2万乃至10
    万の領域にメインピークを有し、分子量2,000乃至
    19,000の領域にサブピーク又はショルダーを有す
    る請求項91乃至123のいずれかに記載の画像形成方
    法。
  125. 【請求項125】 カップリング剤が、シランカップリ
    ング剤又はチタンカップリング剤である請求項91乃至
    124のいずれかに記載の画像形成方法。
  126. 【請求項126】 カップリング剤が、γ−アミノプロ
    ピルトリアルコキシシラン,N−β−(アミノエチル)
    −γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン,N−β−
    (アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジアルコ
    キシシラン及びN−フェニル−γ−アミノプロピルトリ
    アルコキシシランからなるグループから選択されるアミ
    ノアルキルアルコキシシランである請求項91乃至12
    5のいずれかに記載の画像形成方法。
  127. 【請求項127】 キャリアコアに対して第2の樹脂が
    0.01〜5重量%(キャリア基準)塗布され、カップ
    リング剤が0.01〜5重量%(キャリア基準)塗布さ
    れている請求項91乃至126のいずれかに記載の画像
    形成方法。
  128. 【請求項128】 キャリアコアを形成している第1の
    樹脂は、水酸基又は/及びフェノール基を有し、カップ
    リング剤による処理によってキャリアコア表面にカップ
    リング剤の残留基が結合されている請求項91乃至12
    7のいずれかに記載の画像形成方法。
  129. 【請求項129】 磁性微粒子は比抵抗値Aが1×10
    3乃至1×1010Ω・cmであり、非磁性無機化合物微
    粒子は比抵抗値Bが1×108乃至1×1015Ω・cm
    であり、BがAよりも10倍以上大きい請求項93乃至
    128のいずれかに記載の画像形成方法。
  130. 【請求項130】 負帯電性トナーは、重量平均粒径が
    3.0〜9.9μmである請求項91乃至129のいず
    れかに記載の画像形成方法。
  131. 【請求項131】 負帯電性トナーは、芳香族ヒドロキ
    シカルボン酸の金属化合物を含有している請求項91乃
    至130のいずれかに記載の画像形成方法。
  132. 【請求項132】 外添剤は、個数平均粒径が3〜10
    0nmである請求項91乃至131のいずれかに記載の
    画像形成方法。
  133. 【請求項133】 外添剤は、BET比表面積が30〜
    400m2/gである請求項91乃至132のいずれか
    に記載の画像形成方法。
  134. 【請求項134】 外添剤は、金属酸化物の微粉体又は
    金属酸化物の複合体の微粉体である請求項91乃至13
    3のいずれかに記載の画像形成方法。
  135. 【請求項135】 外添剤は、疎水性シリカ微粉体,疎
    水性酸化チタン微粉体又は疎水性アルミナ微粉体である
    請求項91乃至134のいずれかに記載の画像形成方
    法。
  136. 【請求項136】 負帯電性トナーは、形状係数SF−
    1が100〜140であり、外添剤として疎水性シリカ
    微粉体が少なくとも使用されている請求項91乃至13
    5のいずれかに記載の画像形成方法。
  137. 【請求項137】 負帯電性トナーは、形状係数SF−
    1が100〜130である請求項91乃至135のいず
    れかに記載の画像形成方法。
  138. 【請求項138】 トナー粒子は、結着樹脂100重量
    部に対して固体ワックスを1〜40重量部含有している
    請求項91乃至137のいずれかに記載の画像形成方
    法。
  139. 【請求項139】 トナー粒子100重量部に対して、
    外添剤が0.5〜5.0重量部外添されている請求項9
    1乃至138のいずれかに記載の画像形成方法。
  140. 【請求項140】 トナーは、磁性微粒子分散型樹脂キ
    ャリアに対して−15乃至−40mC/kgのマイナス
    の摩擦帯電特性を有している請求項91乃至139のい
    ずれかに記載の画像形成方法。
  141. 【請求項141】 トナー粒子が重合トナー粒子であ
    り、磁性微粒子分散型樹脂キャリアのキャリアコアが重
    合キャリアコアである請求項91乃至140のいずれか
    に記載の画像形成方法。
  142. 【請求項142】 現像手段は、磁界発生手段を内包し
    ている現像スリーブを有し、現像スリーブに交流バイア
    ス、パルスバイアス又はブランクパルスバイアスを印加
    しながら静電荷像を二成分系現像剤によって現像する請
    求項91乃至141のいずれかに記載の画像形成方法。
  143. 【請求項143】 静電荷像はデジタル潜像であり、デ
    ジタル潜像は反転現像法により現像される請求項91乃
    至142のいずれかに記載の画像形成方法。
  144. 【請求項144】 現像手段が内包している磁界発生手
    段は固定磁石であり、現像領域の現像スリーブ表面の磁
    界の強さが500〜1000(103/4π)・A/m
    (エルステッド)である条件下で静電荷像を二成分系現
    像剤によって現像する請求項91乃至143のいずれか
    に記載の画像形成方法。
  145. 【請求項145】 静電荷像担持体は、OPC感光層を
    有する感光ドラムである請求項91乃至144のいずれ
    かに記載の画像形成方法。
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