JP2000131891A

JP2000131891A - 二成分系現像剤および現像方法

Info

Publication number: JP2000131891A
Application number: JP30350998A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Tokunaga; 雄三徳永; Yoshinobu Baba; 善信馬場
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】トナー粒子表面にカーボンブラックを固着さ
せた生産性にすぐれたトナーを用いて接触現像をおこな
って、画像再現性が良く十分な画像濃度が得ることがで
きる二成分系現像剤を提供することにある。【解決手段】トナー粒子を少なくとも有するトナー及
び磁性キャリアを有する二成分系現像剤において、該ト
ナー粒子の表面にはカーボンブラックが１〜１０重量％
（トナー粒子基準）固着されており、該トナーの比抵抗
が１×１０⁸Ω・ｃｍ以上であり、該キャリアは少なく
とも熱硬化性のバインダー樹脂及び金属酸化物で構成さ
れ、該キャリアは直接重合により得られたものであり、
該キャリアの比抵抗が１×１０¹²Ω・ｃｍ以上であるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた複写機、プリンター、ファクシミリ、製版システム
などに広く用いることの出来る二成分系現像剤とそれを
用いた現像方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法において、潜像担持体上に形
成される静電潜像は、トナーにより現像され、そののち
転写紙上に転写され定着される。現在、この現像方法と
しては、現像剤としてトナーとキャリアを用いる二成分
系現像方式や、キャリアを用いない一成分系現像方式等
が知られているが、より高画質や高速が求められる場合
には二成分系現像方式が好適に用いられる。

【０００３】二成分系現像方式において、トナーとキャ
リアからなる二成分系現像剤は、現像剤担持体上で現像
磁気ブラシと呼ばれる穂立ちを形成する。この現像磁気
ブラシが、現像工程において潜像担持体に接触するいわ
ゆる接触現像と、接触しないまま現像がおこなわれるい
わゆる非接触現像が知られている。通常、高画質や高濃
度が求められる場合、前者の接触現像が用いられること
が多い。

【０００４】一方、従来はトナーの製造方法として、バ
インダー樹脂や着色剤、荷電制御剤等の成分を加圧混練
し、粉砕して製造するいわゆる混練粉砕法が用いられて
きたが、近年は画像形成における転写効率が良くなるこ
とや、粒径制御が容易であることなどから懸濁重合や分
散重合を用いた重合法が提案されている。

【０００５】通常、黒色トナーにはカーボンブラックや
磁性体等を着色剤として用いるが、二成分系現像方式に
用いられる非磁性トナーでは、その黒色度からカーボン
ブラックを添加することが一般的である。

【０００６】しかし、このカーボンブラックを重合トナ
ーに用いる場合、その製造工程において、トナー粒子の
重合時に同時にカーボンブラックをバインダー樹脂中に
分散させ、内添させることが必要であるが、このときに
重合阻害を起こしやすかったり、カーボンブラックどう
しが凝集してしまうなどするため、原料が制限された
り、処方が制限されるなど困難が生じる場合があった。

【０００７】このような問題を解決するため、特開平２
−２１９０６３号公報や特開平４−１２３０６７号公報
などに提案されている、トナー粒子表面にカーボンブラ
ックを付着ないし固着させる方法を応用することができ
る。

【０００８】ただし、カーボンブラックを内添すること
なく十分な着色力を得るためにはトナー粒子表面に少な
くとも１重量％以上のカーボンブラックの固着量が必要
である。ところが、トナー粒子表面にカーボンブラック
が多く存在するとトナーの比抵抗が低くなってしまい、
上述した接触現像をおこなう場合には現像バイアスがリ
ークして潜像を乱し、画像再現性を悪くしたり、さらに
は潜像の電位をキャンセルしてしまうことで画像濃度が
うすくなるなどの問題がおこることがあった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、トナ
ー粒子表面にカーボンブラックを固着させた生産性にす
ぐれたトナーを用いて接触現像をおこなって、画像再現
性が良く十分な画像濃度が得ることができる二成分系現
像剤および現像方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、トナー粒子を
少なくとも有するトナー及び磁性キャリアを有する二成
分系現像剤において、該トナー粒子の表面にはカーボン
ブラックが１〜１０重量％（トナー粒子基準）固着され
ており、該トナーの比抵抗が１×１０⁸Ω・ｃｍ以上で
あり、該キャリアは少なくとも熱硬化性のバインダー樹
脂及び金属酸化物で構成され、該キャリアは直接重合に
より得られたものであり、該キャリアの比抵抗が１×１
０¹²Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする二成分系現像
剤に関する。

【００１１】また、本発明は、二成分系現像剤で構成さ
れる現像磁気ブラシが潜像担持体に接触する現像工程を
有する現像方法において、上記構成の二成分系現像剤を
用いることを特徴とする現像方法に関する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者らが検討をおこなったと
ころ、上述したように、表面にカーボンブラックを固着
させたトナーを用いる場合、十分な着色力を得るために
はその固着量は少なくとも１重量％以上が必要であるこ
とがわかった。

【００１３】このようなトナーを用いて接触現像をおこ
なう場合、キャリアとして比抵抗が１×１０¹²Ω・ｃｍ
以上のものを用いると、現像バイアスが潜像担持体にリ
ークせずに、画像再現性や画像濃度の劣化が起こりにく
いことがわかった。これは、現像剤磁気ブラシとしての
抵抗が十分高くなることによっていると考えられる。

【００１４】また、このときのトナーの比抵抗は、１×
１０⁸Ω・ｃｍ以上であれば上述したようなキャリアで
十分現像バイアスのリークを防止することができる。ト
ナーの比抵抗が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満であるときは、
本発明のキャリアを用いても、現像バイアスのリークを
防止することができなかった。トナーの比抵抗の測定方
法については後述する。

【００１５】本発明のトナーは、公知の重合法や混練粉
砕法等によって得られた樹脂粒子表面に、カーボンブラ
ックを固着させて作製する。

【００１６】樹脂粒子表面にカーボンブラックを固着さ
せる方法としては、以下のような方法を例に挙げること
ができる。

【００１７】まず水やアルコール、またはそれらの混合
溶媒中で、樹脂粒子とカーボンブラックとの電気的引力
を利用したり、ヘンシェルミキサーやＶ型混合器などの
乾式中で混合撹拌する、あるいは機械的衝撃力の強いハ
イブリタイゼーションシステム（奈良機械製作所製）や
メカノフュージョンシステム（ホソカワミクロン製）な
どの装置を使用するなどして樹脂粒子表面にカーボンブ
ラックを付着ないし固着させる。

【００１８】その後に、さらに樹脂粒子表面に微粒子を
固着させた樹脂粒子を、水やアルコール、またはそれら
の混合溶媒に分散させ、樹脂粒子のガラス転移温度（Ｔ
ｇ）以上、ガラス転移温度（Ｔｇ）＋５０℃以下程度で
溶液中で剪断力をかけるか、もしくは超音波照射などに
よって微粒子を樹脂粒子表面に固着させるなどして、カ
ーボンブラックが表面に固着したトナーを得ることがで
きる。

【００１９】本発明において剪断力を与えるための方法
としては、樹脂粒子に剪断力を与えることができ、均一
に微粒子を固着することのできる高剪断力の撹拌装置で
行うことが好ましく、例えばボールミル、サンドミル、
ホモジナイザー、ナノマイザーなど従来使用されている
ものを用いることができる。また、樹脂表面に微粒子を
固着させた状態で水系媒体中に樹脂粒子を分散させた
後、超音波照射を行なうことにより樹脂粒子表面に微粒
子を固着させることができる。この場合、超音波照射で
きる装置としては超音波ホモジナイザーが挙げられる。
水系媒体中への超音波照射は、先に述べた剪断力を与え
るタイプの分散機と異なり、キャビテーション等の機構
による衝撃的・瞬間的な高圧の働きによるものであり、
樹脂粒子表面への微粒子の固着を均一にできる点で、よ
り好ましい。

【００２０】本発明のトナーを構成する樹脂成分として
は、特に制限はないが、熱可塑性の樹脂を好適に用いる
ことができる。具体的には、ポリスチレン、ポリメチル
メタクリレート、スチレン−アクリル酸共重合体等のア
クリル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリ
フッ化ビニリデン樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフ
ロロカーボン樹脂、溶剤可溶性パーフロロカーボン樹
脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポ
リビニルピロリドン、石油樹脂、セルロース、酢酸セル
ロース、硝酸セルロース、メチルセルロース、ヒドロキ
シメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒ
ドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体、ノ
ボラック樹脂、低分子量ポリエチレン、飽和アルキルポ
リエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート、ポリアリレートと言った芳香族
ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹
脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹
脂、ポリエーテルケトン樹脂を挙げることができる。

【００２１】本発明のトナーに用いるカーボンブラック
は公知のものを用いればよく、特に制限はない。

【００２２】また、本発明のトナーには荷電制御剤を用
いることができる。これには例えば正荷電制御剤として
ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、四級ア
ンモニウム塩、アミン系及びポリアミン系化合物等が挙
げられ、負荷電制御剤としては含金属サリチル酸系化合
物、含金属モノアゾ系染料化合物等が挙げられる。

【００２３】また、本発明のトナーには流動性を高める
ために公知の外添剤を用いることができる。これには例
えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタ
ン酸ストロチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、
酸化マグネシウムなどの金属酸化物や樹脂微粒子等が用
いられる。

【００２４】さらに、本発明のトナーにはカーボンブラ
ックに追加して染料や顔料などの着色剤を用いることも
できる。使用できる着色剤にとくに制限はない。

【００２５】本発明のトナーの粒径には特に制限はない
が、好ましい画質を得るために１〜２０μｍ程度のもの
が好適に用いられる。

【００２６】本発明のキャリアについて説明する。

【００２７】前述したように、本発明に用いるキャリア
は比抵抗が１×１０¹²Ω・ｃｍ以上であることが必要で
ある。キゃリアの比抵抗の測定方法については後述す
る。

【００２８】このような比較的高抵抗のキャリアは、例
えばＬｉ₂Ｏ−Ｆｅ₂Ｏ₃系のフェライト粒子などに抵抗
アップのためにコート樹脂をコートしたものを用いた
り、磁性体とバインダー樹脂を混練して粉砕したいわゆ
る粉砕法樹脂キャリアを用いることができる。しかし、
前者は耐久時にコート材が磨耗したり剥がれたりして抵
抗がダウンしてしまうなどの問題があり、本発明には適
さない。また、後者は耐久時にバインダー樹脂が破損し
たり磁性体が脱離して画像を汚染したりするなどの問題
があった。

【００２９】そこで、本発明には、重合法で作製する磁
性体分散型の樹脂キャリアを使用することが好ましい。
また、より耐久性を高めるために、硬化型のバインダー
樹脂を用いることが好ましい。

【００３０】上述した本発明のキャリアの好ましい形態
である磁性体分散型樹脂キャリアを製造する方法として
は、直接モノマーと少なくとも磁性体を含む金属酸化物
を混合し、重合してキャリアを得る方法がある。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の出発原料となるビス
フェノール類とエピクロルヒドリン、フェノール樹脂の
フェノール類とアルデヒド類、尿素樹脂の尿素とアルデ
ヒド類、メラミンとアルデヒド類等が用いられる。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金属酸化物、好ましくは親油化処
理した金属酸化物を入れ、重合しキャリアを得る。

【００３１】本発明に用いるキャリアは、本発明に使用
するトナーの帯電量に合わせて適当なコート樹脂をコー
トすることが望ましい。

【００３２】本発明に使用できるコート樹脂としては、
絶縁性樹脂を好適に使用することができる。ここで、絶
縁性樹脂としては熱可塑性の樹脂であっても熱硬化性樹
脂であっても使用でき、具体的には例えば熱可塑性の樹
脂としてはポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、
スチレン−アクリル酸共重合体等のアクリル樹脂、スチ
レン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン
樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフロロカーボン樹
脂、溶剤可溶性パーフロロカーボン樹脂、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリド
ン、石油樹脂、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セル
ロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピル
セルロース等のセルロース誘導体、ノボラック樹脂、低
分子量ポリエチレン、飽和アルキルポリエステル樹脂、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリアリレートといった芳香族ポリエステル樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン
樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテル
ケトン樹脂を挙げることができる。

【００３３】またかかる硬化性樹脂としては、具体的に
は例えば、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレ
イン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹
脂、具体的には例えば無水マレイン酸−テレフタル酸−
多価アルコールの重縮合によって得られる不飽和ポリエ
ステル、尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素−メラミン樹
脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グアナミン樹脂、メ
ラミン−グアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、グリ
プタール樹脂、フラン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、
ポリウレタン樹脂等を挙げることができる。上述した樹
脂は、単独でも使用できるがそれぞれを混合して使用し
てもよい。また、熱可塑性樹脂に硬化剤などを混合し硬
化させて使用することもできる。

【００３４】また、キャリアを構成する磁性体微粒子と
して、ＭＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃またはＭ・Ｆｅ₂Ｏ₄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等が相当し、Ｍは単独あるいは複数の金属として用
いることができる。例えばマグネタイト、γ酸化鉄、Ｍ
ｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ
−Ｍｇ系フェライト、Ｃａ−Ｍｇ系フェライト、Ｌｉ系
フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトといった鉄系酸化
物を挙げることができる。

【００３５】また、上記の磁性金属酸化物の他に、Ｍ
ｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、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を使用できる。例え
ば非磁性の金属酸化物としてＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｃａ
Ｏ、ＴｉＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅、ＣｒＯ₂、ＭｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、
ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｒＯ、Ｙ₂Ｏ₃、Ｚ
ｒＯ₂系等を使用することができる。

【００３６】このようにして得られたキャリアは比抵抗
が高く、帯電能を高めるためなどの目的で被覆した樹脂
コートが耐久時に磨耗したり剥がれたりしても比抵抗の
変化が少なく、現像バイアスのリーク等の原因とならな
い。

【００３７】本発明のキャリアの粒径は、特に制限はな
いが、好ましい画像形成のためには個数平均粒径で５〜
１００μｍであることが好適である。

【００３８】本発明のキャリアの磁気力は、特に制限は
ないが、１キロエルステッドの磁場中において２０乃至
３００ｅｍｕ／ｃｍ³であることが好適である。

【００３９】以下に本発明に用いられる測定法について
述べる。

【００４０】本発明におけるトナー粒子の表面のカーボ
ンブラックの固着量の定量法を述べる。ＴＡインスツル
メント社製２９５０型ＴＧＡを用い、ハイレゾリューシ
ョンモードにおいて、秤量したトナーサンプルの窒素雰
囲気下での該トナーの室温から８００℃までの重量変化
と、空気雰囲気下での４００℃から８００℃までの重量
変化の差をカーボンブラックの量とし、これをトナーサ
ンプル量で割ることによってカーボンブラックの固着量
とした。

【００４１】トナーの粒径についてはコールターカウン
ターＴＡ−ＩＩ型を用い、電解水溶液１００〜１５０ｍ
ｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベ
ンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加え、更に測
定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は
超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない前記コー
ルターカウンターＴＡ−ＩＩ型によりアパーチャーとし
て１００μｍアパーチャーを用いて、０．６μｍ以上の
トナーの体積，個数を測定して体積分布と個数分布とを
算出した。それによって得られた個数平均粒子径をトナ
ーの粒径とした。

【００４２】キャリアの粒径については、走査電子顕微
鏡（１００〜５０００倍）によりランダムに粒径０．１
μｍ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により個数平
均の水平方向フェレ径をもってキャリア粒径とした。

【００４３】トナーの比抵抗測定は、２００ｋｇｆ／ｃ
ｍ²の荷重をかけてφ２０ｍｍ，厚さ１ｍｍのペレット
にし、電極ではさんで、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方法を用い
る。測定条件は、荷重１８０ｇ，測定電界強度を２×１
０⁴Ｖ／ｍとした。

【００４４】本発明のキャリアの比抵抗については、セ
ルにキャリア粒子を充填し、該充填キャリアに接するよ
うに電極を配し、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方法を用
いる。測定条件は、充填キャリアと電極との接触面積約
２．３ｃｍ²，厚み０．５ｍｍ，荷重１８０ｇ，測定電
界強度を２×１０⁴Ｖ／ｍとした。

【００４５】

【実施例】（トナーの製造）［トナー１］高速撹拌装置ＴＫ−ホモミキサーを備えた
四ツ口フラスコ中に、イオン交換水９００重量部とポリ
ビニルアルコール１００重量部を添加し、回転数を１２
００ｒｐｍに調整し、６０℃に加熱して水系媒体を得
た。・スチレン９０重量部・ｎ−ブチルアクリレート２２重量部・ニグロシン染料１重量部上記処方を混合し、６０℃に加温した後、ＴＫ式ホモミ
キサー（特殊機化工業製）を用いて回転数１２０００ｒ
ｐｍにて撹拌した。これに２，２−アゾビスイソブチロ
ニトリル３重量部を溶解して前記水系媒体中に投入し６
０℃，窒素気流下でＴＫ式ホモミキサーにて１００００
ｒｐｍで１０分間撹拌し、その後パドル撹拌翼で撹拌し
つつ８０℃に昇温し、１０時間反応させた。重合反応終
了後、減圧下で残存モノマーを留去し、冷却後、塩酸を
加えてリン酸カルシウムを溶解させた後、濾過、水洗、
乾燥して重合体粒子を得た。

【００４６】得られた重合体粒子１００重量部と水４０
０重量部をビーカーに入れ、マグネチックスターラで撹
拌しつつ超音波ホモジナイザを用いて分散させた。一
方、カーボンブラック（デグサ社製Ｐｒｉｎｔｅｘ８
５）２重量部を水／メタノール（５０／５０）混合溶液
に入れ、同様に分散させた。以上の重合体粒子分散液
と、カーボンブラック分散液を混合し、再びマグネチッ
クスターラで撹拌しつつ超音波ホモジナイザを用いて分
散混合した。

【００４７】得られた着色粒子分散液を、φ１ｍｍのガ
ラスビーズを用いたサンドミルで、８０℃下，３０００
ｒｐｍで１５分間処理した。

【００４８】次いで、非イオン活性剤で分散させた分散
染料（日本化薬（株）製カヤロンブラックＳ２００）
５重量部を２００重量部の水に分散させ、これをフラス
コ中で上記の着色粒子分散液と混合し、８０℃で１時間
パドル撹拌翼を用いて撹拌した。

【００４９】冷却後、得られた着色粒子を濾別し、水
洗、乾燥させてトナー１を得た。得られたトナー１の平
均粒径は６．２μｍであった。また、ＴＧＡにより定量
したカーボンブラックの固着量は１．９重量％であっ
た。

【００５０】また、得られたトナー１の比抵抗は８×１
０¹¹Ω・ｃｍであった。

【００５１】［トナー２］高速撹拌装置ＴＫ−ホモミキ
サーを備えた四ツ口フラスコ中に、イオン交換水９００
重量部とポリビニルアルコール８０重量部を添加し、回
転数を１２００ｒｐｍに調整し、６０℃に加熱して水系
媒体を得た。・スチレン９２重量部・ｎ−ブチルアクリレート２３重量部・ニグロシン染料１重量部上記処方を混合し、６０℃に加温した後、ＴＫ式ホモミ
キサー（特殊機化工業製）を用いて回転数１２０００ｒ
ｐｍにて撹拌した。これに２，２−アゾビスイソブチロ
ニトリル３重量部を溶解して前記水系媒体中に投入し６
０℃，窒素気流下でＴＫ式ホモミキサーにて１００００
ｒｐｍで１０分間撹拌し、その後パドル撹拌翼で撹拌し
つつ８０℃に昇温し、１０時間反応させた。重合反応終
了後、減圧下で残存モノマーを留去し、冷却後、塩酸を
加えてリン酸カルシウムを溶解させた後、濾過、水洗、
乾燥して重合体粒子を得た。

【００５２】得られた重合体粒子１００重量部と水４０
０重量部をビーカーに入れ、マグネチックスターラで撹
拌しつつ超音波ホモジナイザを用いて分散させた。一
方、カーボンブラック（デグサ社製Ｐｒｉｎｔｅｘ８
５）４重量部を水／メタノール（５０／５０）混合溶液
に入れ、同様に分散させた。以上の重合体粒子分散液
と、カーボンブラック分散液を混合し、再びマグネチッ
クスターラで撹拌しつつ超音波ホモジナイザを用いて分
散混合した。

【００５３】得られた着色粒子分散液を、φ１ｍｍのガ
ラスビーズを用いたサンドミルで、８０℃下，３０００
ｒｐｍで１５分間処理した。

【００５４】冷却後、得られた着色粒子を濾別し、水
洗、乾燥させてトナー２を得た。得られたトナー２の平
均粒径は７．１μｍであった。また、ＴＧＡにより定量
したカーボンブラックの固着量は３．８重量％であっ
た。

【００５５】また、得られたトナー２の比抵抗は８×１
０¹¹Ω・ｃｍであった。

【００５６】［トナー３］・ポリビニルフェノール１２０重量部・メタノール５００重量部上記処方を温度計，撹拌装置，環流冷却器をとりつけた
反応容器に入れ、窒素気流下、室温で十分撹拌した。・スチレン９０重量部・２−エチルヘキシルアクリレート２０重量部・ニグロシン染料１重量部からなる混合物を十分撹拌して混合溶解させた後、上記
反応容器に加え、窒素気流下で６５℃に加熱し１５時間
反応させた。

【００５７】これを冷却し、濾別、洗浄、乾燥させ、重
合体粒子を得た。

【００５８】得られた重合体粒子１００重量部と水４０
０重量部をビーカーに入れ、マグネチックスターラで撹
拌しつつ超音波ホモジナイザを用いて分散させた。一
方、カーボンブラック（デグサ社製Ｐｒｉｎｔｅｘ８
５）２重量部を水／メタノール（５０／５０）混合溶液
に入れ、同様に分散させた。以上の重合体粒子分散液
と、カーボンブラック分散液を混合し、再びマグネチッ
クスターラで撹拌しつつ超音波ホモジナイザを用いて分
散混合した。

【００５９】得られた着色粒子分散液を、φ１ｍｍのガ
ラスビーズを用いたサンドミルで、８０℃下，３０００
ｒｐｍで１５分間処理した。

【００６０】次いで、非イオン活性剤で分散させた分散
染料（日本化薬（株）製カヤロンブラックＳ２００）
５重量部を２００重量部の水に分散させ、これをフラス
コ中で上記の着色粒子分散液と混合し、８０℃で１時間
パドル撹拌翼を用いて撹拌した。

【００６１】冷却後、得られた着色粒子を濾別し、水
洗、乾燥させてトナー３を得た。得られたトナー３の平
均粒径は６．２μｍであった。また、ＴＧＡにより定量
したカーボンブラックの固着量は１．９重量％であっ
た。

【００６２】また、得られたトナー３の比抵抗は５×１
０¹³Ω・ｃｍであった。

【００６３】［トナー４］トナー１に用いた重合体粒子
１００重量部と水４００重量部をビーカーに入れ、マグ
ネチックスターラで撹拌しつつ超音波ホモジナイザを用
いて分散させた。一方、カーボンブラック（デグサ社製
Ｐｒｉｎｔｅｘ８５）１５重量部を水／メタノール（５
０／５０）混合溶液に入れ、同様に分散させた。以上の
重合体粒子分散液と、カーボンブラック分散液を混合
し、再びマグネチックスターラで撹拌しつつ超音波ホモ
ジナイザを用いて分散混合した。

【００６４】得られた着色粒子分散液を、φ１ｍｍのガ
ラスビーズを用いたサンドミルで、８０℃下，３０００
ｒｐｍで１５分間処理した。

【００６５】冷却後、得られた着色粒子を濾別し、水
洗、乾燥させてトナー４を得た。得られたトナー４の平
均粒径は６．１μｍであった。また、ＴＧＡにより定量
したカーボンブラックの固着量は１１．０重量％であっ
た。

【００６６】また、得られたトナー４の比抵抗は８×１
０¹¹Ω・ｃｍであった。

【００６７】（キャリアの製造）［キャリア１］個数平
均粒径０．２４μｍのマグネタイト粉と個数平均粒径
０．６０μｍのα−Ｆｅ₂Ｏ₃粉に対し、それぞれ５．４
重量％のシラン系カップリング剤（３−（２−アミノエ
チルアミノプロピル）ジメトキシシラン）を加え、容器
内で１００℃以上で高速混合撹拌して金属酸化物微粒子
の親油化処理を行った。・フェノール１０重量部・ホルムアルデヒド溶液６重量部（ホルムアルデヒド４０％、メタノール１０％、水５０％）・親油化処理したマグネタイト６０重量部・親油化処理したα−Ｆｅ₂Ｏ₃ ４０重量部上記材料と、２８％アンモニア水と水をフラスコに入
れ、撹拌・混合しながら４０分間で８５℃まで昇温・保
持し、３時間反応・硬化させた。その後、３０℃まで冷
却し、さらに水を添加した後、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（５ｍｍ
Ｈｇ以下）で５０〜６０℃で乾燥して、球状のキャリア
コアを得た。

【００６８】更に、上記で得られたキャリアコア粒子の
表面に、以下の方法で熱硬化性のシリコーン樹脂をコー
トした。キャリアコア粒子表面のコート樹脂量が１．５
重量％になるように、トルエンを溶媒として１０重量％
のキャリアコート溶液を作製した。このコート溶液を剪
断応力を連続して加えながら溶媒を揮発させて、キャリ
アコア表面へのコートを行った。このコート磁性キャリ
ア粒子を２００℃で１時間熱処理し、解砕した後、２０
０メッシュの篩で分級して、キャリア１を得た。得られ
たキャリア粒子のニレコ社製の画像処理解析装置Ｌｕｚ
ｅｘ３により測定した個数平均粒径は２８．０μｍであ
った。１キロエルステッドにおける磁化の強さは３８ｅ
ｍｕ／ｇであった。キャリアの磁化の強さは、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を用いて測定した。

【００６９】また、得られたキャリア１の比抵抗は３×
１０¹³Ω・ｃｍであった。

【００７０】［キャリア２］・フェノール９重量部・ホルムアルデヒド溶液５重量部（ホルムアルデヒド４０％、メタノール１０％、水５０％）・親油化処理したマグネタイト１００重量部上記材料を用いて、キャリア１と同様にして球状のキャ
リアコアを得た。さらに、キャリア１と同じコート樹脂
を、キャリアコアに対して１．５重量％になるようにコ
ートして、キャリア２を得た。得られたキャリア粒子の
個数平均粒径は２５．２μｍであった。１キロエルステ
ッドにおける磁化の強さは５９ｅｍｕ／ｇであった。

【００７１】また、得られたキャリアの比抵抗は２×１
０¹²Ω・ｃｍであった。

【００７２】［キャリア３］・Ｆｅ₂Ｏ₃ ８０重量部・Ｌｉ₂Ｏ２０重量部上記処方を、ボールミルにて混合を行った。これを仮焼
成した後、ボールミルにより粉砕を行い、更にスプレー
ドライヤーにより造粒を行った。これを焼結し、キャリ
アコアを得た。

【００７３】得られたキャリアコアに、キャリア１で用
いたコート樹脂を１．５重量％となるように同様にコー
トしてキャリア３を得た。得られたキャリア粒子の個数
平均粒径は３０．０μｍであった。１キロエルステッド
における磁化の強さは６１ｅｍｕ／ｇであった。

【００７４】また、得られたキャリアの比抵抗は３×１
０¹²Ω・ｃｍであった。

【００７５】［キャリア４］・Ｆｅ₂Ｏ₃ ５０重量部・ＣｕＯ２７重量部・ＺｎＯ２３重量部上記処方を、ボールミルにて混合を行った。これを仮焼
成した後、ボールミルにより粉砕を行い、更にスプレー
ドライヤーにより造粒を行った。これを焼結し、キャリ
アコアを得た。

【００７６】得られたキャリアコアに、キャリア１で用
いたコート樹脂を１．５重量％となるように同様にコー
トしてキャリア４を得た。得られたキャリア粒子の個数
平均粒径は２７．５μｍであった。１キロエルステッド
における磁化の強さは６０ｅｍｕ／ｇであった。

【００７７】また、得られたキャリアの比抵抗は８×１
０¹¹Ω・ｃｍであった。

【００７８】これらのキャリアおよびトナーの物性と、
以下の実施例の結果を表１に示す。

【００７９】＜実施例１＞上記のトナー１とキャリア１
を用いて、トナー／キャリア重量比が８．０重量％とな
るように混合し、ガラスびん中に入れ、１８０秒（２．
５回／秒）振とうすることによって二成分系現像剤を作
製した。トナーの摩擦帯電量は１２．０μＣ／ｇであっ
た。

【００８０】この二成分系現像剤をキヤノン（株）製複
写機ＮＰ４０８０の改造機を用いて画像出し試験、およ
び５０００枚の画像出し耐久試験をおこなった。現像剤
担持体である現像スリーブ上の現像剤の厚さは６００〜
６５０μｍになるように調整した。現像スリーブと潜像
担持体である感光ドラムとの現像部での再近接距離は５
００μｍとした。

【００８１】その結果、画像再現性に優れ、濃度も十分
な画像が得られた。また、耐久後も画像の劣化は見られ
なかった。

【００８２】＜実施例２＞トナー２とキャリア１を用い
て、実施例１と同様にして二成分系現像剤を作製した。
トナーの摩擦帯電量は１１．８μＣ／ｇであった。

【００８３】この二成分系現像剤を用いて実施例１と同
様にして画像出し試験、および５０００枚の画像出し耐
久試験をおこなった。

【００８４】その結果、表１に示すように、実施例１に
はやや劣るものの良好な結果が得られた。

【００８５】＜実施例３＞トナー３とキャリア２を用い
て、実施例１と同様にして二成分系現像剤を作製した。
トナーの摩擦帯電量は１３．８μＣ／ｇであった。

【００８６】この二成分系現像剤を用いて実施例１と同
様にして画像出し試験、および５０００枚の画像出し耐
久試験をおこなった。

【００８７】その結果、表１に示すように、実施例１と
同様の良好な結果が得られた。

【００８８】＜比較例１＞トナー１とキャリア３を用い
て、実施例１と同様にして二成分系現像剤を作製した。
トナーの摩擦帯電量は１４．０μＣ／ｇであった。

【００８９】実施例１と同様にして画出し試験を行った
結果、初期の画像再現性及び画像濃度は優れていたが、
徐々に画像再現性が悪くなり、約２０００枚耐久時から
急激に画像濃度が下がった。

【００９０】＜比較例２＞トナー１とキャリア４を用い
て、実施例１と同様にして二成分系現像剤を作製した。
トナーの摩擦帯電量は１４．５μＣ／ｇであった。

【００９１】実施例１と同様にして画出し試験を行った
結果、初期から画像再現性はかなり悪く、濃度のうすい
画像しか得られなかった。

【００９２】＜比較例３＞トナー４とキャリア１を用い
て、実施例１と同様にして二成分系現像剤を作製した。
トナーの摩擦帯電量は６．５μＣ／ｇであった。

【００９３】実施例１と同様にして画出し試験を行った
結果、初期から画像再現性がかなり悪く、濃度のうすい
画像しか得られなかった。

【００９４】

【表１】画像再現性：オリジナル画像及び標準サンプルを参考に
して目視により評価した。 ◎ 優 ○ 良 △ 可 × 不良画像濃度：画像濃度はＳＰＩフィルターを装着したマク
ベス社製マクベスカラーチェッカーＲＤ−１２５５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。 ◎ １．５以上 ○ １．３以上１．５未満 △ １．１以上１．３未満 × １．１未満

【００９５】

【発明の効果】本発明の二成分系現像剤および現像方法
は、表面にカーボンブラックを固着した生産性に優れた
トナーを用いて、比抵抗が高く耐久性に優れた磁性体分
散型の樹脂キャリアを組み合わせていわゆる接触現像を
おこなうことで、現像電界の潜像担持体へのリークを防
止して、再現性と濃度に遜色のない複写画像ないしプリ
ント画像を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H005 AA08 AB06 BA03 BA06 BA11 CA12 CA15 CB03 CB04 CB18 DA08 EA01 EA07 FA02 2H031 AD01 BA05 BA09 BB01 2H077 AE04 AE06 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー粒子を少なくとも有するトナー及
び磁性キャリアを有する二成分系現像剤において、該ト
ナー粒子の表面にはカーボンブラックが１〜１０重量％
（トナー粒子基準）固着されており、該トナーの比抵抗
が１×１０⁸Ω・ｃｍ以上であり、該キャリアは少なく
とも熱硬化性のバインダー樹脂及び金属酸化物で構成さ
れ、該キャリアは直接重合により得られたものであり、
該キャリアの比抵抗が１×１０¹²Ω・ｃｍ以上であるこ
とを特徴とする二成分系現像剤。
【請求項２】該トナー粒子のカーボンブラックを固着
する前段階の母体粒子が、重合法により得られたもので
あることを特徴とする請求項１に記載の二成分系現像
剤。
【請求項３】トナー粒子を少なくとも有するトナー及
び磁性キャリアを有する二成分系現像剤で構成される現
像磁気ブラシが潜像担持体に接触する現像工程を有する
現像方法において、該トナー粒子の表面には、カーボンブラックが１〜１０
重量％（トナー粒子基準）固着されており、該トナーの
比抵抗が１×１０⁸Ω・ｃｍ以上であり、該キャリアは
少なくとも熱硬化性のバインダー樹脂及び金属酸化物で
構成され、該キャリアは直接重合により得られたもので
あり、該キャリアの比抵抗が１×１０¹²Ω・ｃｍ以上で
あることを特徴とする現像方法。
【請求項４】該トナー粒子のカーボンブラックを固着
する前段階の母体粒子が、重合法により得られたもので
あることを特徴とする請求項３に記載の現像方法。