JP4334792B2 - 二成分現像剤用トナー、二成分現像剤、トナー容器、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

【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、静電印刷法などに適用される二成分現像剤用黒トナー、二成分現像剤、トナー容器、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法としては、米国特許第２，２９７，６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許第３，６６６，３６３号明細書）及び特公昭４３−２４７４８号公報（米国特許第４，０７１，３６１号明細書）等に多数の方法が記載されているが、一般には、種々の手段により感光体等の像担持体上に電気的潜像を形成し、次いで、得られた潜像をトナーを用いて現像し、また、必要に応じて、紙などの転写材にトナーを転写した後、加熱、加圧あるいは溶剤蒸気等により定着させる一方、転写されずに像担持体上に残留したトナーをクリーニングすることにより、繰り返しコピー画像を得るものである。
【０００３】
この電気的潜像をトナーを用いて可視化する現像方式には種々の方法があり、大別して乾式現像法と湿式現像法とに分けられる。
【０００４】
また、乾式現像法は更に、トナーとキャリアから構成される二成分現像剤を用いる方法と、トナーのみから構成される一成分現像剤を用いる方法とに分けられ、一成分現像剤はさらに、磁性体を用いた磁性一成分現像剤と、磁性体を用いない非磁性一成分現像剤とに分けられるが、現在は、高速性、安定性等に対する優位性から、二成分現像剤を用いた現像方法が主流となっている。
【０００５】
この二成分現像剤を用いる方法は、トナーとキャリアとを攪拌摩擦することにより、各々を互いに異なる極性に帯電せしめ、この帯電したトナーにより反対極性を有する静電荷像を可視化させるものであり、トナーとキャリアの種類により、鉄粉キャリアを用いる磁気ブラシ法（米国特許第２，８７４，０６３号明細書に記載）、ビーズキャリアを用いるカスケード法（米国特許第２，６１８，５５２号明細書に記載）、ファーブラシ法等が知られている。また、これらの各種の現像方法に適用されるトナーとしては、合成樹脂あるいは天然樹脂からなる結着樹脂に、カーボンブラック等の着色剤を分散させた微粉末が用いられている。
【０００６】
ここで、二成分現像剤を用いて多数枚の連続出力を行うと、初期には鮮明で良好な画質が得られるが、次第に現像剤へのトナーの補給が間に合わなくなり、濃度低下が生じたり、帯電が不十分の状態で補給トナーとキャリアとの混合が行われ、これにより、地汚れやトナー飛散等が発生しやすくなったり、また、現像スリーブ上でトナーが薄い箇所が部分的に生じ、画像のカスレや濃度ムラ等が生じやすくなるといった傾向が見られ、特に画像面積の大きい画像の連続出力時において顕著であり、また、この現象は、着色剤にカーボンブラックを用いたトナーにおいて、特に発生しやすい傾向がある。
【０００７】
ここで着色剤として一般に用いられているカーボンブラックは導電性物質であり、また高誘電体であるので、トナー中に分散・含有せしめた場合には、トナー自身の導電性が高まり、抵抗が低下する。このため、地汚れやトナー飛散等が生じやすく、また、外部の電界に対して、電荷注入・電荷放出などの影響をより受け易くなる。この結果、帯電の立上りが良好となるものの、電荷の放出も早くなり、経時での帯電性が低下し、耐久性が低下しやすく、さらに、転写性も劣る傾向がある。
【０００８】
また、カーボンブラックは、通常アグロメレートと呼ばれる二次凝集体を形成しており、この凝集体を一次粒子にまで均一に分散させる必要があるが、実際は、一次粒子にまで分散させることは困難であり、通常は、アグリゲートと呼ばれる一次凝集体あるいはそれに近い状態でトナー中に存在しているにすぎない。そのため、分散性が決して十分であるとは言い難く、これにより帯電量が不均一となりやすく、地汚れやトナー飛散を生じやすい傾向がある。
【０００９】
これに対して、カーボンブラックの表面に酸化処理を施してカーボンブラックを高抵抗化する方法等が提案されている。
具体的には、表面酸化処理法として、例えば、特公平５−３１１３９号公報に記載されているような過マンガン酸カリウムによる酸化処理法がある。しかしながら、この方法では、カーボンブラック表面のカルボキシル基のカウンターイオンとして金属イオンが残存しやすく、カーボンブラックの抵抗が低くなってしまい、トナーに使用した場合、高湿下における耐久性の改良には十分な効果が得られない。
また、特開平３−２００１５８号公報にはオゾンによる表面酸化処理法が開示されている。しかし、その内容は表面のカルボキシル基とトナー用結着樹脂であるポリエステルとの相互作用によるカーボンブラックの分散性の向上を目的としたものであり、酸化の程度に関してはカーボンブラック表面のカルボキシル基量が０．１×１０^−３ｍｏｌ／ｇ未満とあまり高くないため、高湿下におけるトナーの耐久性の改良という点では十分ではない。
【００１０】
一方、一成分現像剤では、カーボンブラックの代わりに、磁性体を含有させた磁性一成分現像剤が広く用いられており、磁性一成分現像剤では一般的に磁性体を２０〜６０重量％と多く含有し、トナーの飽和磁化も１０〜５０ｅｍｕ／ｇ程度と高く、また、真比重も磁性体を含有しないカーボンブラックを用いたトナーの真比重が１．２〜１．３ｇ／ｃｍ^３程度であるのに対し、１．６〜２.２ｇ／ｃｍ^３程度と高いといった特徴がある。しかし、このようなトナーを二成分現像剤用のトナーに用いると、キャリアや現像剤担持体等に対する磁気束縛力が増加するため、現像性が低下し、そのため画像濃度が低下し、さらに、トナーがキャリア表面から脱離しにくくなるため、トナーがキャリア表面に融着しやすく、いわゆるキャリアスペントを生じやすいといった問題点がある。
【００１１】
また、近年の電子写真法を用いた複写機、プリンター、ファクシミリ等のＯＡ機器類の急速な普及に伴い、従来以上に高画質化、高再現性等に対する要求が高まっている。これに対して、トナーの粒径を小径化することにより画質を改善することがしばしば実施されている。
【００１２】
トナーの粒径を小径化することは、画質をより良くするために効果的であるものの、トナーの粒径が小さくなるほど、トナーの各構成成分の分散性が悪化しやすく、これにより、トナーの帯電量分布が不均一で広くなり、感光体上の非画像部に付着するトナーが増加し、地汚れが増加する原因となっている。
【００１３】
また、小粒径のトナーほど、トナーの凝集性も強くなり、これにより流動性が低下し、さらに、感光体等へのフィルミング等が生じやすく、長期にわたり安定した画像品質が得られないという問題点があり、この傾向は、トナーの着色剤としてカーボンブラックを用い、さらに、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする画像形成装置に用いられる場合において特に顕著である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記従来技術における問題点を解決し、特に多数枚の画像面積の大きい画像の連続出力においても、地汚れやトナー飛散等が生じず、流動性に優れ、フィルミング等の発生が少なく、さらに、小粒径のトナーを用いた場合においても、長期にわたり安定した画像品質を得ることができる二成分現像剤用黒トナー、二成分現像剤、トナー容器、画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明の（１）「攪拌手段によりトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を攪拌することによりトナー粒子を摩擦帯電させ、内部に磁界発生手段を有する回動可能な略円筒状現像剤担持体上に、帯電したトナー粒子を含む二成分現像剤を保持し、像担持体上に形成した静電潜像を現像する画像形成装置に使用される二成分現像剤用黒トナーにおいて、該トナーは、結着樹脂に少なくとも金属材料からなる着色剤を含有させてなり、該トナーの飽和磁化が０．０１〜１０ｅｍｕ／ｇ、真比重が１．３５〜１．６０ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする二成分現像剤用黒トナー」、（２）「該金属材料が、顔料及び／または染料による表面処理により黒色化された金属材料であることを特徴とする前記第（１）項に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（３）「該金属材料が、ヘマタイトまたはマグヘマタイトの表面に、Ｆｅ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｃの各元素の化合物から選ばれた１種または２種以上の化合物が存在するものであることを特徴とする前記第（１）項または第（２）項に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（４）「該着色剤として、０．０１〜５重量％のカーボンブラックを含有することを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（５）「該トナーの飽和磁化が０．０５〜３ｅｍｕ／ｇであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（６）「該トナーの真比重が１．４０〜１．５５ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（７）「該トナーの誘電正接が２．５×１０^−３〜７．５×１０^−３であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（６）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（８）「該金属材料の平均粒子径が０．０１〜０．８μｍであることを特徴とする前記第（１）乃至第（７）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（９）「該金属材料の含有量が結着樹脂１００重量部に対して１０〜２５重量部であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（８）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（１０）「該結着樹脂に少なくともポリエステル樹脂を用いることを特徴とする前記第（１）項乃至第（９）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（１１）「該トナーに離型剤を含有することを特徴とする前記第（１）項乃至第（１０）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（１２）「該離型剤が、脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックスの少なくとも一つであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（１１）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（１３）「該トナーが添加剤を外添してなり、さらに、該添加剤として、少なくともシリカ及び／またはチタニアを用いることを特徴とする前記第（１）項乃至第（１２）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー」、（１４）「該トナーの重量平均径が２．５〜１０μｍであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（１３）のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー」により達成される。
【００１６】
また、上記課題は、本発明の（１５）「前記第（１）項乃至第（１４）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー及びキャリアを用いた二成分現像剤」、（１６）「該キャリアが、シリコーン樹脂を含有するコート材で被覆されていることを特徴とする前記第（１５）項に記載の二成分現像剤」により達成される。
【００１７】
また、上記課題は、本発明の（１７）「前記第（１）項乃至第（１４）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナーが充填されたトナー容器」により達成される。
【００１８】
また、上記課題は、本発明の（１８）「潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する画像形成装置において、前記第（１）項乃至第（１４）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナーを用いたことを特徴とする画像形成装置」、（１９）「潜像担持体上に静電潜像を形成する工程、得られた静電潜像を現像する工程、現像されたトナー画像を転写材に転写する工程、潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングする工程、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする工程を少なくとも有する画像形成装置において、前記第（１）項乃至第（１４）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナーを用いたことを特徴とする画像形成装置」、（２０）「潜像担持体上に静電潜像を形成する工程、得られた静電潜像を現像する工程、得られたトナー画像を転写材に転写する工程、潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングする工程、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする工程を少なくとも有する画像形成装置において、該リサイクル工程に磁界発生機構を配設してなることを特徴とする前記第（１９）項に記載の画像形成装置」、（２１）「潜像担持体上に静電潜像を形成する工程、得られた静電潜像を現像する工程、得られたトナー画像を転写材に転写する工程、潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングする工程、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする工程を少なくとも有する画像形成装置において、該リサイクル工程に分級機構を配設してなることを特徴とする前記第（１９）項または第（２０）項に記載の画像形成装置」により達成される。
【００１９】
また、上記課題は、本発明の（２２）「潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する画像形成方法において、前記第（１）項乃至第（１４）項のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナーを用いたことを特徴とする画像形成方法」、（２３）「潜像担持体上に形成された静電潜像を現像し、現像されたトナー画像を転写材に転写した後、前記潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングし、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする画像形成方法において、前記第（１）項乃至第（１４）項記載のいずれか１に二成分現像剤用黒トナーを用いたことを特徴とする画像形成方法」、（２４）「潜像担持体上に形成された静電潜像を現像し、現像されたトナー画像を転写材に転写した後、前記潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングし、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする画像形成方法において、クリーニングされたトナーの現像部へのリサイクルに磁界発生手段を用いてなることを特徴とする前記第（２３）項に記載の画像形成方法」、（２５）「潜像担持体上に形成された静電潜像を現像し、現像されたトナー画像を転写材に転写した後、前記潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングし、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする画像形成方法において、クリーニングされたトナーの現像部へのリサイクルに分級手段を用いてなることを特徴とする前記第（２３）項または第（２４）項に記載の画像形成方法」により達成される。
【００２０】
本発明は、攪拌手段によりトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を攪拌することによりトナー粒子を摩擦帯電させ、内部に磁界発生手段を有する回動可能な略円筒状現像剤担持体上に、帯電したトナー粒子を含む二成分現像剤を保持し、像担持体上に形成した静電潜像を現像する画像形成装置に使用される二成分現像剤用黒トナーにおいて、該トナーは、結着樹脂に少なくとも金属材料からなる着色剤を含有させてなり、該トナーの飽和磁化が０．０１〜１０ｅｍｕ／ｇ、真比重が１．３５〜１．６０ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする二成分現像剤用黒トナーに関する。
【００２１】
本発明者らは、鋭意検討の結果、攪拌手段によりトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を攪拌することによりトナー粒子を摩擦帯電させ、内部に磁界発生手段を有する回動可能な略円筒状現像剤担持体上に、帯電したトナー粒子を含む二成分現像剤を保持し、像担持体上に形成した静電潜像を現像する画像形成装置に使用される二成分現像剤用黒トナーにおいて、該トナーは、結着樹脂に少なくとも金属材料からなる着色剤を含有させてなり、さらに、該トナーの飽和磁化が０．０１〜１０ｅｍｕ／ｇ、真比重が１．３５〜１．６０ｇ／ｃｍ^３の関係を満足することにより、特に多数枚の画像面積の大きい画像の連続出力においても、地汚れやトナー飛散等が生じず、流動性に優れ、フィルミング等の発生が少なく、さらに、小粒径のトナーを用いた場合においても、長期にわたり安定した画像品質を得ることができることを見出し、本発明に至った。
【００２２】
特に、本発明は、カーボンブラックを含有しない、若しくは、カーボンブラックの含有量が５重量％以下のトナーにおいても、十分な黒色度が得られ、さらに、飽和磁化と真比重を規定することで、上記の種々の問題点を解決したもので、本発明者らは、特に、顔料及び／または染料によって表面処理により黒色化された金属材料またはそのもの自体が黒色の金属材料を用い、さらに、特定の飽和磁化と真比重を有するトナーが上記の問題に対して有効な解決策となることを見出した。
ここで、このような非磁性に近い弱磁性のトナーでかつ、従来のカーボンブラックを用いたトナーに近い真比重を有するトナーは、今まで存在していない。
【００２３】
以下、本発明を詳細に説明する。
前記のように、本発明の二成分現像剤用黒トナーは、攪拌手段によりトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を攪拌することによりトナー粒子を摩擦帯電させ、内部に磁界発生手段を有する回動可能な略円筒状現像剤担持体上に、帯電したトナー粒子を含む二成分現像剤を保持し、像担持体上に形成した静電潜像を現像する画像形成装置に使用される二成分現像剤用黒トナーにおいて、該トナーは、結着樹脂に少なくとも金属材料からなる着色剤を含有させてなり、該トナーの飽和磁化が０．０１〜１０ｅｍｕ／ｇ、真比重が１．３５〜１．６０ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする。
【００２４】
従来のトナーでは、黒色を呈するために、着色剤としてカーボンブラックが主に使用されている。このカーボンブラックは導電性物質であり、また高誘電体であるので、トナー中に分散・含有せしめた場合には、トナー自身の導電性が高まり、抵抗が低下する。このため、地汚れやトナー飛散等が生じやすく、また、外部の電界に対して、電荷注入・電荷放出などの影響をより受け易くなる。この結果、帯電の立上りが良好となるものの、電荷の放出も早くなり、経時での帯電性が低下し、耐久性が低下しやすく、さらに、転写性も劣る傾向がある。
【００２５】
また、カーボンブラックは、通常アグロメレートと呼ばれる二次凝集体を形成しており、この凝集体を一次粒子にまで均一に分散させる必要があるが、実際は、一次粒子にまで分散させることは困難であり、通常は、アグリゲートと呼ばれる一次凝集体あるいはそれに近い状態でトナー中に存在しているにすぎない。そのため、分散性が決して十分であるとは言い難く、これにより帯電量が不均一となりやすく、地汚れやトナー飛散を生じやすい傾向がある。
【００２６】
これに対して、攪拌手段によりトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を攪拌することによりトナー粒子を摩擦帯電させ、内部に磁界発生手段を有する回動可能な略円筒状現像剤担持体上に、帯電したトナー粒子を含む二成分現像剤を保持し、像担持体上に形成した静電潜像を現像する画像形成装置に使用される二成分現像剤用黒トナーにおいて、該トナーは、結着樹脂に少なくとも金属材料からなる着色剤を含有させてなり、さらに、該トナーの飽和磁化が０．０１〜１０ｅｍｕ／ｇ、真比重が１．３５〜１．６０ｇ／ｃｍ^３の関係を満足することにより、地汚れやトナー飛散が生じず、流動性に優れ、フィルミング等の発生が少なく、長期にわたり安定した画像品質を得ることが出来、特に多数枚の画像面積の大きい画像の連続出力において効果が高く、さらに、トナーの分散性や地汚れやトナー飛散がより低下しやすい小粒径のトナーにおいても、高い効果を得ることが出来る。
【００２７】
これは、磁性体等を含有させた磁性トナーは、カーボンブラック等を用いた非磁性トナーと比較して飽和磁化が高く、現像剤担持体上での磁気束縛力が増加するため、現像性が低下しやすい傾向がある。これに対し、トナーの飽和磁化が０．０１〜１０ｅｍｕ／ｇ、特に好ましくは、０．０５〜３ｅｍｕ／ｇであることにより、磁気束縛力の増加による現像性の低下を防ぐことができ、さらに、トナーが適度な磁性を有するため、トナーが現像剤担持体による束縛を受け、これにより、非画像部へのトナー付着やトナー飛散等の発生を大幅に減らすことができる。また、このときトナーの真比重が１．３５〜１．６０ｇ／ｃｍ^３、特に好ましくは、１．４０〜１．５５ｇ／ｃｍ^３と、従来のカーボンブラックを用いたトナーと比較してやや高いことも重要である。これにより、トナーが流動しやすくなるため、良好な帯電性を得ることができ、さらに、二成分現像剤のトナーとキャリアの比重差が小さくなることから、均一混合性が向上し、また、トナー補給時においても、キャリアと短時間に均一に混合されるため、トナー補給時の地汚れやトナー飛散等の発生を大幅に抑えることができ、特に、トナー補給の頻度が増える多数枚の画像面積の大きい画像の連続出力時においても、高い効果を得ることができ、加えて、リサイクルにおいて特性のより悪化しやすい小粒径のトナーを用いた場合においても、高い効果を得ることができ、これらのことより、高品位の画像が得られるものと考えられる。さらに、真比重が１．３５〜１．６０ｇ／ｃｍ^３であるトナーは、従来のカーボンブラックを用いたトナーよりも真比重が高いため、製造時における分級精度も向上するため、高い生産性を得ることが出来る。
【００２８】
また、上記の画像形成装置において、リサイクル部に磁界発生手段によるトナー選別機構を設けることにより、回収トナー中に混入されている転写紙の繊維や、タルク、カオリン、炭酸カルシウム等の填料や、空気中の浮遊物、さらに、微粉トナー等の磁化の低いトナーや着色剤が十分に分散されていない着色度の低いトナー等の現像部への再混入を防止することができ、これにより、経時における画像濃度の低下や、地汚れやトナー飛散の増加や、フィルミング等の発生を大幅に抑えることができることに加え、さらに、微粉トナー等によるキャリアスペントの発生や転写ムラや白抜け等の画像欠陥の発生等を抑えることが可能となる。
さらに、上記の画像形成装置において、リサイクル部に分級手段によるトナー選別機構を設けることにより、回収トナー中に混入されている転写紙の繊維や、タルク、カオリン、炭酸カルシウム等の填料や、空気中の浮遊物、さらに、凝集したトナー等の特性の劣化したトナーの現像部への再混入を防止することができ、これにより、経時における画像濃度の低下や、地汚れやトナー飛散の増加や、フィルミング等の発生を大幅に抑えることができることに加え、さらに、転写ムラや白抜け等の画像欠陥の発生等を抑えることが可能となる。
【００２９】
ここで、トナーの飽和磁化が０．０１ｅｍｕ／ｇ未満の場合は、磁気搬送力が弱くなるため、トナー飛散や現像ムラの発生等の原因となりやすく、さらに、感光体表面の研磨効果が不十分となるため、フィルミングが発生しやすくなり、特に、リサイクル部に磁界発生手段を用いた画像形成装置に用いられる場合においては、回収トナーのリサイクルが困難となる。
【００３０】
一方、飽和磁化が１０ｅｍｕ／ｇを超える場合には、キャリアや現像スリーブ等の現像剤担持体等に対する磁気束縛力が増加するため、現像性が低下し、そのため画像濃度が低下し、さらに、トナーがキャリア表面から脱離しにくくなるため、トナーがキャリア表面に融着しやすく、いわゆるキャリアスペントを生じやすいといった問題点があり、さらに、定着性も悪化しやすい。
【００３１】
また、トナーの真比重が１．３５ｇ／ｃｍ^３未満の場合には、トナーが流動し難くなり、帯電性が低下し、この低下を補う目的で添加剤を多く含有させると、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や、トナーから遊離した添加剤による感光体等へのフィルミングが生じやすくなり、クリーニングブレードや感光体等の耐久性が低下し、定着性も悪化しやすくなるといった種々の不具合が発生する。また、二成分現像剤として用いる場合においては、トナーとキャリアの比重差が大きくなるため、トナーとキャリアの均一混合性が低下し、これにより、トナー補給時のトナーの帯電立上がり性が低下し、地汚れやトナー飛散等が発生しやすくなり、さらに、リサイクル部に比重差を利用した分級選別手段を用いた画像形成装置に用いられる場合においては、比重の低い転写紙等の繊維や填料等の付着物との比重差が小さくなるため、回収トナーの分級精度が低下しやすくなる。
【００３２】
一方、トナーの真比重が１．６０ｇ／ｃｍ^３を超える場合には、単位重量あたりのトナーの粒子数が減り、一粒子当たりの帯電量が増加し、さらに、現像剤の現像剤担持体へのトナーの搬送性が低下するため、現像性が低下する傾向が見られ、さらに、同一付着量当たりの必要トナー重量も多くなることから、トナー消費量が増大し、コスト高につながるため好ましくない。
【００３３】
ここで、トナーの真比重の測定は、空気比較式比重計９３０形（ベックマン・ジャパン（株）製）を用いて行った。
【００３４】
また、本発明のトナーに使用される金属材料としては、ヘマタイトまたはマグヘマイト等の表面にＭｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃの各元素の化合物から選ばれた１種または２種以上の化合物が存在することが好ましい。また、顔料及び／または染料による表面処理により黒色化された金属材料も使用可能である。
ここで、金属材料の表面処理に用いることのできる材料として、例えば、カーボンブラック、鉄黒、アニリンブラック、グラファイト、フラーレン等の染顔料や、さらに複数の染顔料や化合物を併用することで黒色を出現させるような染顔料や化合物等も使用可能である。
また、上記の金属材料に、鉛、スズ、アルミニウム、アンチモン、ナトリウム、マグネシウム、リン、イオウ、カリウム、カルシウム、クロム、コバルト、セレン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、ニッケル、タングステン、バナジウム、亜鉛、塩素等の化合物を添加したものも使用可能である。
【００３５】
また、前記金属材料に、従来公知のカーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素等の黒色着色剤を０．０１〜５重量％、好ましくは、０．０１〜３重量％の範囲で併用して使用することや、銅フタロシアニンブルー等の青色系着色剤を補色として併用することも可能である。
尤も、０．０１〜５重量％と少量の添加は、色調の点では、更に黒色度が高くなることから好ましいものの、好ましくは含有しないことが好ましい。また、含有量が５重量％を超えると、トナーの電気抵抗が低下し、また、分散性も不十分であるため、地汚れやトナー飛散等が発生しやすく、また、磁気搬送力が得られないため、現像ムラの発生等の原因となりやすく、さらに、感光体表面の研磨効果が不十分となるため、フィルミングが発生しやすくなる。
【００３６】
このように、金属材料を上記の構成にすることにより金属材料を黒色にする可能であることから、カーボンブラック等に代わる黒色着色剤としての機能を有することができ、さらに、このような材料を用いることにより、感光体等への研磨効果によるフィルミング等の防止も図ることが可能となる。
【００３７】
ここで、これらの金属材料は平均粒子径が０．０１〜０．８μｍ、好ましくは、０．０２〜０．５μｍが好ましく、平均粒子径が０．０１μｍ未満の場合は、結着樹脂中への分散性が悪化し、定着性も劣るようになる。また、平均粒子径が０．８μｍを超える場合は、十分な着色度が得られず、結着樹脂中への分散性も悪化する。
【００３８】
また、金属材料の含有量は結着樹脂１００重量部に対して５〜５０重量部が好ましく、特に好ましくは１０〜２５重量部である。
【００３９】
金属材料の含有量が５重量部より低い場合は、トナーの着色力が低下し、さらに、感光体表面の研磨効果が不十分となるため、フィルミングが発生しやすくなり、特に、リサイクル部に磁界発生手段を用いた画像形成装置に用いられる場合においては、トナーの飽和磁化が低下するため、回収トナーのリサイクルが困難となる。
５０重量部より多い場合は、金属材料が凝集し分散性が悪化し、帯電性の低下により現像性が悪化する。また、トナー中の結着樹脂の含有率が相対的に低下するため、結着樹脂に由来するトナー性能であるトナーの紙への定着強度が低下し、定着後の画像からトナーが剥離し画像の乱れ、にじみ等画質の悪化が発生しやすい。
【００４０】
また、これらの金属材料の磁気特性については特に規定はないが、飽和磁化が０．０５〜６０ｅｍｕ／ｇの範囲にあることが好ましく、特に好ましくは、０．１〜４０ｅｍｕ／ｇである。
【００４１】
ここで、飽和磁化が６０ｅｍｕ／ｇより高い場合には、磁力により金属材料同士が凝集しやすくなり、かつ、トナーの飽和磁化も高くなるため、トナーのキャリアや現像スリーブ等の現像担持体等に対する磁気束縛力が増加するため、現像性が低下し、そのため画像濃度が低下し、さらに、トナーがキャリア表面から脱離しにくくなるため、トナーがキャリア表面に融着しやすく、いわゆるキャリアスペントを生じやすいといった問題点があり、さらに定着性も悪化しやすい。
【００４２】
また、本発明のトナーは、誘電正接が２．５×１０^−３〜７．５×１０^−３であることが好ましく、特に好ましくは２．５×１０^−３〜５．０×１０^−３である。トナーの誘電正接を２．５×１０^−３〜７．５×１０^−３の範囲にすることにより、トナー中での着色剤等の分散状態が均一で、しかも微分散された状態になり、これにより、トナーの帯電量分布が一定の狭い範囲内に制御されており、優れた電荷保持性及び安定性が得られる。
【００４３】
ここで、トナーの誘電正接が７．５×１０^−３を超える場合は、導電性が高くなり、これにより帯電不良が生じ、地汚れやトナー飛散等が増加する傾向が見られる。また、トナー中の着色剤等の分散性も悪化するため、トナーの帯電量分布が不均一になり、高品位の画像が安定して得られない。また、トナーの誘電正接が２．５×１０^−３未満の場合は、抵抗が高くなるため帯電量が上昇し、画像濃度が低下する傾向が見られる。
【００４４】
ここで、トナーの誘電正接の測定は以下のようにして行った。まず、約２ｍｍ厚のペレット状に成型したトナーを、固体用電極（安藤電気（株）製ＳＥ−７０形））にセットし、そして上記電極間に１ｋＨｚの交流を印加したときの位相のずれを誘電体損測定器（安藤電気（株）製ＴＲ−１０Ｃ型）によって測定し、これによりトナーの誘電正接を計算した。
【００４５】
また、本発明のトナーは、残留磁化が４ｅｍｕ／ｇ以下であることが好ましく、特に好ましくは１ｅｍｕ／ｇ以下である。ここで、トナーの残留磁化が４ｅｍｕ／ｇを超える場合は、分散性や耐久性が劣る傾向がある。
【００４６】
また、本発明のトナーは、保磁力が５０Ｏｅ以下であることが好ましい。ここで、トナーの保磁力が５０Ｏｅを超える場合は、トナー同士の凝集性が強くなり、トナーの流動性が低下する場合がある。
【００４７】
ここで、着色剤及びトナーの磁気特性の測定には、理研電子（株）製の磁化測定装置ＢＨＵ−６０を用い、内径７ｍｍφ、高さ１０ｍｍのセルに充填したトナーに、磁界を１０ｋＯｅまで掃引した際の履歴曲線から、飽和磁化、残留磁化及び保磁力をそれぞれ求めた。
【００４８】
また、本発明のトナーに使用される結着樹脂としては、従来公知のものが使用できる。例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−スチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタア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−イソプロピル共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体、等のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂肪族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、などを単独あるいは混合して使用できる。
【００４９】
特に、本発明のトナーに使用される結着樹脂としては、特にポリエステル樹脂が低温定着性等の点から好ましい。
ポリエステル樹脂は、シャープメルト性があり、低分子量でも樹脂の凝集力が強いため、低温定着性と耐オフセット性の両立がしやすい樹脂である。ポリエステル樹脂だけでなく、他の樹脂を併用する場合には、ポリエステル樹脂の持つ良好な特性を損なうことがないように、結着樹脂の８０重量％以上がポリエステル樹脂であることが好ましい。
中でも、本発明で用いられるポリエステル樹脂は、
（ａ）２価のカルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物のいずれかから選ばれる少なくとも一種、
（ｂ）下記一般式（Ｉ）で示されるジオール成分、
【００５０】
【化１】

（式中、Ｒ^１及びＲ^２は、同一でも異なっていてもよく、炭素数２〜４のアルキレン基であり、ｘ及びｙは正の整数であり、その和は２〜１６である。）
（ｃ）３価以上の多価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物、及び、３価以上の多価アルコールのいずれかから選ばれる少なくとも一種、とを反応させてなるポリエステル樹脂であることが好ましい。
【００５１】
ここで、（ａ）の２価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸及びこれらのモノメチル、モノエチル、ジメチル及びジエチルエステル、及び無水フタル酸、無水マレイン酸等があり、特にテレフタル酸、イソフタル酸及びこれらのジメチルエステルが耐ブロッキング性及びコストの点で好ましい。これらの２価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物はトナーの定着性や耐ブロッキング性に大きく影響する。すなわち、縮合度にもよるが、芳香族系のテレフタル酸、イソフタル酸等を多く用いると耐ブロッキング性は向上するが、定着性が低下する。逆に、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸等を多く用いると定着性は向上するが、耐ブロッキング性が低下する。従って、他のモノマー組成や比率、縮合度に合わせてこれらの２価カルボン酸類が適宜選定され、単独または組合わせて使用される。
【００５２】
（ｂ）の前記一般式（Ｉ）で示されるジオール成分の一例としては、ポリオキシプロピレン−（ｎ）−ポリオキシエチレン−（ｎ’）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン−（ｎ）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン−（ｎ）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等が挙げられるが、特に、２．１≦ｎ≦２．５であるポリオキシプロピレン−（ｎ）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン及び２．０≦ｎ≦２．５であるポリオキシエチレン−（ｎ）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンが好ましい。このようなジオール成分は、ガラス転移温度を向上し、反応を制御し易くするという利点がある。
【００５３】
なお、ジオール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール等の脂肪族ジオールを使用することも可能である。
【００５４】
ただしこれらの脂肪族ジオールは、前記一般式（Ｉ）で示されるジオールよりも軟質でガラス転移温度が低下しやすいため、過量の添加は耐オフセット性が不十分になるばかりでなく、トナー同士の融着性が増加し、さらに添加剤等も埋没しやすくなるため凝集を生じやすい。
【００５５】
（ｃ）の３価以上の多価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸（トリメリット酸）、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフトレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサトリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシ）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸及びこれらのモノメチル、モノエチル、ジメチルおよびジエチルエステル等が挙げられる。
【００５６】
また、（ｃ）の３価以上の多価アルコールの一例としては、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ショ糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタトリオール、グリセロール、ジグリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
【００５７】
ここで、３価以上の多価単量体の配合割合は、単量体組成物全体の１〜３０モル％程度が適当である。１モル％未満のときには、トナーの耐オフセット性が低下し、また、耐久性も悪化しやすい。一方、３０モル％を超えるときには、トナーの定着性が悪化しやすい。
【００５８】
これらの３価以上の多価単量体のうち、特にベンゼントリカルボン酸、これらの酸の無水物またはエステル等のベンゼントリカルボン酸類が好ましい。すなわち、ベンゼントリカルボン酸類を用いることにより、定着性と耐オフセット性の両立を図ることができる。さらに、感光体、中間転写体、転写ベルト等の像担持体から回収されたトナーを現像部にリサイクルする画像形成装置に用いられる場合においては、クリーニング部や、現像部への移送時における摺擦や撹拌等の機械的な外力によるトナー粒子の破壊が起きにくいため、経時におけるトナーの粒径の変化が小さく、耐久性等に対しても高い効果を得ることができる。
【００５９】
また、これら結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、耐熱保存性等の関係から５５℃以上であることが好ましく、特に好ましくは６０℃以上である。
【００６０】
また、これらの結着樹脂の製造法は、特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等のいずれも用いることが出来る。
【００６１】
本発明のトナーには、必要に応じて、離型剤、帯電制御剤、添加剤等を加えることも可能である。
【００６２】
本発明のトナーに使用される離型剤としては、従来公知のものが使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックスを単独または組み合わせて使用することが好ましい。
ここで、カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が５以下であり、結着樹脂中に分散したときの粒子径が１μｍ以下であるものが特に好ましい。
モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であることが好ましい。
酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は１０〜３０であることが好ましい。
その他の離型剤としては、固形シリコーンワニス、高級脂肪酸高級アルコール、モンタン系エステルワックス、低分子量ポリプロピレンワックス等、従来公知のいかなる離型剤をも混合して使用できる。
【００６３】
さらに、このときの離型剤の融点が７５〜１２５℃であることが特に好ましい。融点を７５℃以上にすることにより耐久性が優れたトナーとすることができ、また、融点を１２５℃以下とすることにより定着時に速やかに溶融し、確実な離型効果を発揮できる。
【００６４】
これらの離型剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部であることが好ましく、特に好ましくは２〜１０重量部である。１重量部未満ではオフセット防止効果が不十分であり、２０重量部を超えると転写性、耐久性等が低下する。
【００６５】
ここで、離型剤の融点は以下のように測定した。即ち、理学電機社製の融点測定器（Ｒｉｇａｋｕ ＴＨＥＲＭＯＦＬＥＸ ＴＧ８１１０型）により昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件にて測定し、吸熱曲線の主体極大ピークを融点とした。
【００６６】
本発明のトナーに使用される帯電制御剤としては、従来公知のものが使用できるが、まず、トナーを正帯電性に制御するものとして、ニグロシン及びその変成物、トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド、ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート等が挙げられる。また、トナーを負帯電性に制御するものとして、アゾ系鉄錯体等のアゾ系金属錯体や塩類、サリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。これらは、単独あるいは２種類以上組合わせて用いることが出来る。
【００６７】
これらの帯電制御剤の含有量は結着樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部であることが好ましく、特に好ましくは１〜５重量部である。
【００６８】
本発明のトナーに使用される添加剤としては、従来公知のものが使用できるが、具体的には、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物等が挙げられ、特にＳｉ、Ｔｉの酸化物であるシリカ、チタニアが流動性向上、帯電安定化及びリサイクル性等の点でより好適に用いられる。
【００６９】
また、このときの添加剤の添加量は、母体粒子１００重量部に対して０．１〜５重量部であることが好ましく、特に好ましくは０．５〜２重量部である。
【００７０】
添加剤の添加量が０．１重量部未満であると、トナーの流動性が低下するため十分な帯電性が得られず、また、転写性や耐熱保存性も不十分となり、さらに地汚れやトナー飛散の原因にもなりやすい。また、５重量部より多いと、流動性は向上するものの、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や、トナーから遊離した添加剤による感光体等へのフィルミングが生じやすくなり、クリーニングブレードや感光体等の耐久性が低下し、定着性も悪化する。
【００７１】
ここで、添加剤の含有量の測定には種々の方法があるが、蛍光Ｘ線分析法で求めるのが一般的である。すなわち、添加剤の含有量既知のトナーについて、蛍光Ｘ線分析法で検量線を作成し、この検量線を用いて、添加剤の含有量を求めることができる。
【００７２】
さらに、本発明のトナーに使用される添加剤は必要に応じ、疎水化、流動性向上、帯電性制御等の目的で表面処理を施されていることが好ましい。
【００７３】
ここで、表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化合物等が好ましく、例えば、メチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等が挙げられる。
【００７４】
また、処理方法としては、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を浸漬し乾燥させる方法、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し乾燥させる方法等があるが、本発明においては、いずれの方法も好適に用いることができる。
【００７５】
さらに、本発明のトナーに使用される添加剤は、流動性付与等の点から平均一次粒子径が０．００２〜０．１μｍであることが好ましく、特に好ましくは０．００５〜０．０５μｍである。
【００７６】
平均一次粒子径が０．００２μｍより小さい添加剤は、母体粒子表面に添加剤が埋め込まれやすくなるため、凝集を生じやすく、また、流動性も十分に得られない。さらに、感光体上のフィルミングも発生しやすくなり、これらの傾向は特に高温高湿下において顕著である。加えて、平均一次粒子径が０．００２μｍより小さいと、どうしても添加剤同士の凝集が生じやすくなるため、これによっても十分な流動性が得られにくくなる。
【００７７】
特に、感光体、中間転写体、転写ベルト等の像担持体から回収されたトナーを現像部にリサイクルする画像形成装置に用いられる場合においては、流動性が悪化するために、現像部への移送時における搬送性が低下し、また、クリーニング部や、現像部への移送時において、摺擦や撹拌等の機械的な外力を受けるため、さらに凝集を生じやすくなる。そのため、これらのトナーがリサイクルにより再度現像部に混入されると、転写ムラや白抜け、さらに、地汚れやトナーによる機内汚染が経時でさらに悪化する原因となりやすく、その上、耐熱保存性や現像性等も低下しやすい。
【００７８】
また、平均一次粒子径が０．１μｍより大きい添加剤は、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得られず、地汚れやトナー飛散の原因になりやすい。また、平均一次粒子径が０．１μｍより大きい添加剤は、感光体表面を傷つけやすく、フィルミング等の原因にもなりやすい。
なお、添加剤の粒径は、透過型電子顕微鏡により測定して求めることが出来る。
【００７９】
本発明のトナーには、前記の添加剤の他に、さらに他の添加剤を含有させることもできる。このような添加剤としては、例えば、滑剤としてポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛及びポリフッ化ビニリデン等が、研磨剤として酸化セリウム、炭化ケイ素及びチタン酸ストロンチウム等が、導電性付与材として酸化亜鉛、酸化アンチモン及び酸化スズ等が、それぞれ挙げられる。
【００８０】
本発明のトナーは、一般に次のようにして製造される。
▲１▼前述した結着樹脂、着色剤、及び必要に応じて帯電制御剤、離型剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合する。
▲２▼バッチ式の２本ロール、バンバリーミキサーや連続式の２軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製ＫＴＫ型２軸押出し機、東芝機械社製ＴＥＭ型２軸押出し機、ＫＣＫ社製２軸押出し機、池貝鉄工社製ＰＣＭ型２軸押出し機、栗本鉄工所社製ＫＥＸ型２軸押出し機や、連続式の１軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等の熱混練機を用いて構成材料を良く混練する。
▲３▼混練物を冷却後、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級し、母体粒子を得る。
【００８１】
また、その他の製造法として、重合法、カプセル法等を用いることも可能である。これらの製造法の概略を以下に述べる。
【００８２】
（重合法トナー）
▲１▼重合性モノマー、必要に応じて重合開始剤、着色剤等を水性分散媒中で造粒する。
▲２▼造粒されたモノマー組成物粒子を適当な粒子径に分級する。
▲３▼上記分級により得た規定内粒径のモノマー組成物粒子を重合させる。
▲４▼適当な処理をして分散剤を取り除いた後、上記により得た重合生成物をろ過、水洗、乾燥して母体粒子を得る。
【００８３】
（カプセルトナー）
▲１▼樹脂、必要に応じて着色剤等を混練機等で混練し、溶融状態のトナー芯材を得る。
▲２▼トナー芯材を水中に入れて強く撹拌し、微粒子状の芯材を作製する。
▲３▼シェル材溶液中に上記芯材微粒子を入れ、撹拌しながら、貧溶媒を滴下し、芯材表面をシェル材で覆うことによりカプセル化する。
▲４▼上記により得たカプセルをろ過後、乾燥して母体粒子を得る。
【００８４】
ついで、該母体粒子と無機酸化物等の添加剤をヘンシェルミキサー（三井三池社製）、メカノフュージョンシステム（細川ミクロン社製）、メカノミル（岡田精工社製）等の混合機により充分混合し、必要に応じて、１５０μｍ程度以下の目開きの篩を通過させ、凝集物や粗大粒子等の除去を行う。
【００８５】
ここで、本発明のトナーは、母体粒子と添加剤の混合時における攪拌羽根先端周速が１５〜３５ｍ／ｓｅｃ．であることが好ましい。
攪拌羽根先端周速が１５ｍ／ｓｅｃ．より低い場合には、十分な混合が行われないため、添加剤が均一に混合されず、遊離した添加剤が、感光体等の像担持体、現像ローラー及びキャリア等に付着して、フィルミング等の現像障害の原因となりやすく、また、トナーの帯電不良による地汚れや現像性の低下を引き起こしやすくなる。
【００８６】
逆に、攪拌羽根先端周速が３５ｍ／ｓｅｃ．より高い場合には、添加剤が母体粒子に強く付着し、母体粒子表面に埋め込まれやすくなるため、凝集を生じやすく、十分な流動性が得られない。また、混合時の発熱により、トナーが溶融する可能性があり、特に、カラートナーの場合には、低分子量成分の多い低軟化の結着樹脂が使用されることが一般的であるため、その傾向がより顕著である。
【００８７】
特に、感光体、中間転写体、転写ベルト等の像担持体から回収されたトナーを現像部にリサイクルする画像形成装置に用いられる場合においては、流動性が悪化するために、現像部への移送時における搬送性が低下し、また、クリーニング部や、現像部への移送時において、摺擦や撹拌等の機械的な外力を受けるため、さらに凝集を生じやすくなる。そのため、これらのトナーがリサイクルにより再度現像部に混入されると、転写ムラや白抜け、さらに、地汚れやトナーによる機内汚染が経時でさらに、悪化する原因となりやすく、その上、耐熱保存性や現像性も低下しやすい。
【００８８】
また、本発明のトナーの粒径は、重量平均径で２．５〜１０μｍであることが好ましく、特に好ましくは４〜８μｍである。
【００８９】
特に、本発明で用いている高硬度で比重の高い金属材料をトナー中に含有させることにより、トナー製造時の粉砕工程において、結着樹脂との硬度の相違から、応力の集中部位が結着樹脂と金属材料との界面で形成され、粉砕がされ易くなり、トナーの小粒径化にも対応できる。
また、本発明の構成にすることにより、小粒径のトナーにおいても、地汚れやトナー飛散、フィルミング等に対して高い効果を得ることができる。
【００９０】
ここで、２．５μｍよりも小粒径の場合には、本発明の構成を用いても、現像時に地汚れやトナー飛散が生じたり、流動性を悪化させトナーの補給やクリーニング性を阻害する場合がある。また、１０μｍよりも大粒径の場合には、画像中のチリや、解像性の悪化等が問題となる場合がある。
【００９１】
ここで、トナーの粒度分布は種々の方法で測定可能であるが、本例においてはコールターマルチサイザーを用いて行なった。即ち、測定装置としてはコールターマルチサイザーIIｅ型（ベックマン・コールター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機社製)及びパーソナルコンピューターを接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製した。
測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加え、超音波分散器で約１〜３分の分散処理を行った。さらに、別のビーカーに電解水溶液１００〜２００ｍｌを入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、前記コールターマルチサイザーIIｅ型によりアパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用い、５０，０００個の粒子の平均を測定することにより行った。
【００９２】
また、本発明のトナーは、キャリアとともに二成分現像剤として使用される。ここで、トナーとともに使用されるキャリアとしては、従来公知のものが使用でき、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、及び、ガラスビーズ等が挙げられ、特に、これらの表面を樹脂等で被覆することが好ましい。
【００９３】
この場合、使用される樹脂としては、ポリフッ化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール、スチレン−アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
【００９４】
ここで、スチレン−アクリル樹脂の場合は、３０〜９０重量％のスチレン分を有するものが好ましい。この場合スチレン分が３０重量％未満だと現像性が低下し、９０重量％を越えるとコーティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、キャリアの寿命が短くなる。
また、使用される樹脂としては、上記の樹脂の他に接着付与剤、硬化剤、潤滑剤、導電材、荷電制御剤等を含有してもよい。
【００９５】
また、この樹脂層の形成法としては、従来と同様、キャリアの表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
なお、樹脂の使用量としては、通常キャリア１００重量部に対して１〜１０重量部が好ましい。
【００９６】
また、樹脂の膜厚としては、０．０２〜２μｍであることが好ましく、特に好ましくは０．０５〜１μｍ、更に好ましくは、０．１〜０．６μｍであり、膜厚が厚いとキャリア及び現像剤の流動性が低下する傾向にあり、膜厚が薄いと経時での膜削れ等の影響を受けやすい傾向にある。
【００９７】
また、本発明の二成分現像剤に用いるキャリアは、飽和磁化が２０〜１００ｅｍｕ／ｇであることが好ましく、特に好ましくは、３０〜８０ｅｍｕ／ｇである。
【００９８】
キャリアの飽和磁化が２０ｅｍｕ／ｇ未満では、現像剤を現像スリーブ上に良好に保持することが困難になり、キャリア付着やトナー飛散が発生しやすく、また、磁気ブラシが小さくなる、あるいは、磁気ブラシの密度が粗になるため、感光体表面のクリーニング効果が不十分となり、フィルミングが発生しやすくなる。
一方、キャリアの飽和磁化が１００ｅｍｕ／ｇを超えると、現像時に感光体上の静電潜像に対向した現像スリーブ上のキャリアとトナーにより構成される磁気ブラシが固く締った状態となり、階調性や中間調の再現が悪くなり、トナーの帯電性も低下する。
【００９９】
逆に、キャリアの飽和磁化を２０〜１００ｅｍｕ／ｇの範囲にすることにより、磁気ブラシの穂立ちが適度な密度になり、かつ適度な硬さになるため、現像剤層自体にある程度の研磨効果を付与させ、感光体を微小に研磨し、これにより、感光体上のトナーあるいは吸着水等のフィルミング物をクリーニングすることが出来る。
【０１００】
さらに、飽和磁化が２０〜１００ｅｍｕ／ｇであるキャリアは、画像の均一性や階調再現性に優れていることに加え、比較的磁化が高いことからトナーに対して摩擦帯電量の付与効果が高く、地汚れの改善効果が極めて高い。
【０１０１】
また、本発明の二成分現像剤に用いるキャリアは、残留磁化が２０ｅｍｕ／ｇ以下であることが好ましく、特に好ましくは１０ｅｍｕ／ｇ以下、さらに好ましくは実質上０ｅｍｕ／ｇである。
【０１０２】
キャリアの残留磁化が２０ｅｍｕ／ｇを超える場合は、磁界通過後のキャリア自身の凝集性が強くなり、トナーとの混合性が低下したり、固定磁石を備えてなる現像スリーブ上においてキャリアが強く密着し、現像剤の搬送性が大きく低下するために、画像ムラ等が発生しやすい。
【０１０３】
ここで、キャリアの磁気特性の測定には、理研電子（株）製の磁化測定装置ＢＨＵ−６０を用い、内径７ｍｍφ、高さ１０ｍｍのセルに充填したキャリアに、磁界を３ｋＯｅまで掃引した際の履歴曲線から、飽和磁化及び、残留磁化を求めた。
【０１０４】
さらに、本発明の二成分現像剤に用いるキャリアの比抵抗は、１０^７〜１０^１４Ω・ｃｍであることが好ましい。
【０１０５】
キャリアの比抵抗が１０^７Ω・ｃｍ未満では、現像剤層の穂立ちが粗くなりやすく、また、電荷注入も起こりやすくなり、画像ムラ等の画質の低下を招きやすい。また、キャリアの比抵抗が１０^１４Ω・ｃｍを超えると、摩擦帯電の立上がり性が著しく低下し、また、現像剤の均一混合性も低下するため、画像ムラが生じやすくなる。さらに、現像剤層の先端部までバイアス電位がかかりにくくなる。
【０１０６】
ここで、キャリアの比抵抗の測定は、キャリアを断面積約１０ｃｍ^２、厚さ約２ｍｍの容器に入れてタッピングした後、充填されたキャリアに１ｋｇ／ｃｍ^２の荷重をかけ、荷重と底面電極との間に１００Ｖの電圧を印加したときの電流値を測定することにより比抵抗を求めた。
【０１０７】
また、本発明の二成分現像剤に用いるキャリアの重量平均径は、３０〜６５μｍであることが好ましい。
【０１０８】
キャリアの重量平均径が３０μｍ未満では、感光体へのキャリア付着が生じやすくなり、感光体やクリーニングブレードや帯電ローラ等を傷つけやすくなる。また、重量平均径が６５μｍを超えると、特に小粒径トナーとの組合せにおいては、キャリアのトナー保持能力が低下し、ベタ画像の濃度ムラ、トナー飛散、地汚れ等が発生しやすくなる。また、磁気ブラシが粗になり、高画質な画像が得られにくくなる。
【０１０９】
ここで、キャリアの重量粒子径は、レーザー回折式粒度分布計（堀場製作所（株）製）により測定した。
【０１１０】
ここで、前述のようにキャリアを小径化した場合に生じる弊害として、現像剤としての流動性が低下し、現像器中の現像剤の搬送性が低下することが挙げられる。この対策として、現像器中の攪拌強度を高める等の装置条件の変更が挙げられるが、現像剤及び現像装置の耐久寿命を短くするなどの問題を生じるため、好ましいものではない。そこで、現像剤としてあるレベルの流動性を確保することが重要である。
本発明の二成分現像剤は、流動度が２０〜５５秒であることが好ましい。
【０１１１】
５５秒を超える場合、流動性が悪く、補給されたトナーに帯電付与を円滑に行うことが出来ず、画像劣化を生じる。また、２０秒未満の場合、現像剤の摩擦抵抗を利用した現像剤の搬送がうまく行かず、現像剤の搬送性に問題が生じる。
【０１１２】
ここで、現像剤の流動度は、オリフィス径が３．００ｍｍφの嵩比重測定器を使用し、現像剤５０．０ｇを、嵩比重測定器の投入口から、下部出口を押さえた上で投入し、下部出口を離すと同時に、ストップウオッチを押し、投入口の下部出口から現像剤が完全に排出されるまでの時間を計測した。
【０１１３】
また、本発明の二成分現像剤は、初期のトナー濃度が０．５〜７．０％であることが好ましく、特に好ましくは、２．５〜６．０％である。
【０１１４】
トナー濃度が０．５％未満の場合には、現像器内での現像剤の撹拌の際にトナーにかかる負荷が大きくなり、現像剤の長期使用において、感光体等へのフィルミングやキャリア等へのスペントが生じ、これにより現像剤の耐久性が低下し、画質の劣化も生じ易くなる。また、トナー濃度が７．０％を超える場合には、特にトナー補給時における地汚れやトナー飛散の発生を招きやすい。
【０１１５】
また、本発明における潜像担持体上の転写残トナーのクリーニング方法としては、ブレードクリーニング、ウエッブクリーニング、ファーブラシクリーニング、磁気ブラシクリーニング及び、これらの組み合わせによるクリーニング方式等、いずれの方法でも好ましいが、弾性ブレードによるブレードクリーニングが、より好ましく用いられる。
また、回収したトナーを現像器に供給する現像方法としては、直接、現像器に供給する方法と、一旦補給用トナーの入った容器に供給し、その後に、補給用トナーと共に現像器に供給する方法とが挙げられるが、本発明においては、いずれの場合でも好ましく用いることができる。
【０１１６】
本発明のトナーを用いる場合は、トナーは容器に充填され、トナーが充填された容器は、画像形成装置とは別途に流通され、ユーザーが画像形成装置に装着して画像形成に供するのが一般的である。
前記容器として用いられるものは限定的でなく、従来のボトル型あるいはカートリッジ型に限らず用いられる。
【０１１７】
また、画像形成装置とは、電子写真法によって画像を形成するための装置であれば限定されず、例えば複写機、プリンター、ＦＡＸ等が包含される。
【０１１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における画像形成装置及び方法の実施の形態を説明する。ここで、図１は、本発明に係る画像形成装置及び方法の一例を示す概略構成図であり、図２は、画像形成装置及び方法の主要部の一例を示す概略構成図であり、図３は、画像形成装置及び方法のリサイクル部に磁界発生手段を設けたトナーリサイクル機構の一例を示す断面図であり、図４及び図５は、画像形成装置及び方法のリサイクル部に分級手段を設けたトナーリサイクル機構の一例を示す斜視図及び断面図である。
【０１１９】
図１の複写装置本体（１００）は、読取り光学系（１０１）と、書込み光学系（１０２）と、画像形成部（１０３）と、給紙部（１０４）等を備えている。この複写機（１００）は、周知の電子写真方式による画像形成部（１０３）を備え、画像形成部（１０３）は、ドラム状感光体（１３１）を備えている。感光体（１３１）の周囲には、矢印（Ａ）で示された回転方向に沿って、電子写真複写行程を実施するための帯電装置（１３２）、露光手段（１２０）、現像装置（１３３）、転写・搬送装置（６００）、クリーニング装置（２００）が順次配置されている。読取り光学系（１０１）は、複写機本体上面の原稿載置台（１２１）に置かれた原稿に光を照射する光源（１２２）及び原稿反射光を所定方向へ導く第１のミラー（１２３）と、第２及び第３のミラー（１２４）、（１２５）と、図示しないレンズ等を経て導かれた原稿反射光を受光して光電変換するＣＣＤ等の撮像手段（１２６）とを有する。撮像手段（１２６）から出力されてＡ／Ｄ変換されたデジタル画像データを受けた図示しない画像処理部は、この画像データに所要の処理を施し、この画像処理後の画像信号に基づいて書込み光学系（１０２）が動作することにより感光体（１３１）上に静電潜像を形成する。感光体（１３１）上に形成された静電潜像は、現像装置（１３３）によってトナー像化され、そのトナー像が給紙装置（１４０）から給送されてくる転写紙に転写・搬送装置（６００）によって静電転写される。トナー像が載った転写紙は、定着装置（１３５）に搬送されて定着され、複写機外、例えば排紙トレイ（１５０）上に排出される。なお、図１にはデジタル式の画像形成装置を例示したが、以下に述べる本発明の形態例はアナログ式の画像形成装置にも適用することができる。
【０１２０】
次に、図２に示された画像形成装置主要部において、現像装置（１３３）によって感光体（１３１）上に付着されたトナーは、原則的に転写・搬送装置（６００）で転写紙に静電転写されるが、一部のトナーは未転写となって感光体上に残る。当該未転写トナーはクリーニング装置（２００）のクリーニングブレード（２１１）やブラシローラ（２１２）によって感光体（１３１）から掻き落とされる。掻き取られたトナーはクリーニング装置（２００）の排出口（２１０）からトナーリサイクルユニット（５００）へ送られる。
【０１２１】
一方、転写・搬送装置（６００）の転写ベルト（６０１）も未転写部や非画像部の感光体と接触して、当該ベルト（６０１）にトナーが付着する。そのようなトナーは転写紙の裏汚れとなるため、ブレード（６０２）で掻き取られる。掻き取られたトナーは排出口（６０３）からトナーリサイクルユニット（７００）に送られる。このトナーリサイクルユニット（７００）は、クリーニング装置（２００）に付設されたトナーリサイクルユニット（５００）と同じ構成のものである。
【０１２２】
そして後述する弾性チューブ（５１０），（７１０）を介して、エアにのったトナー流はリサイクル／廃棄切替部（８００）に達する。クリーニング装置（２００）と転写・搬送装置（６００）のそれぞれの回収トナーをリサイクルする場合には、弾性チューブ（５１０）がノズル（８０１）に、弾性チューブ（７１０）がノズル（８０２）に差し込まれ、両方のトナーを廃棄する場合には、弾性チューブ（５１０）がノズル（８１１）に、弾性チューブ（７１０）がノズル（８１２）に差し込まれるようになっている。クリーニング装置からの回収トナーをリサイクルし、転写・搬送装置からの回収トナーを廃棄する場合には、弾性チューブ（５１０）がノズル（８０１）に、弾性チューブ（７１０）がノズル（８１２）に差し込まれる。チューブとの連結がなされないノズル口は栓がされ、トナー漏れが防がれる。ノズル（８０１），（８０２）によってリサイクルに回されるトナー流は、チューブ（８０３）を介して現像装置（１３３）の注入口（４００）からトナー補給ホッパー（３１０）に入り、不図示の新規トナーボトルからの新規トナーと混合されて、補給トナーとなる。一方、廃棄ノズル（８１１），（８１２）につながれたチューブを流れるトナー流は廃棄ボトル（８１０）へ入り、蓄積され、必要に応じて当該ボトルから或いは当該ボトルとともに廃棄処分される。
【０１２３】
また、本発明の画像形成装置及び方法は、特にリサイクル部に磁界発生手段によるトナー選別機構を設けることにより、回収トナー中に混入されている転写紙の繊維や、タルク、カオリン、炭酸カルシウム等の填料や、空気中の浮遊物、さらに、微粉トナー等の磁化の低いトナーや着色剤が十分に分散されていない着色度の低いトナー等の特性の劣化したトナー等の現像部への再混入を防止することができ、これにより、経時における画像濃度の低下や、地汚れやトナー飛散の増加や、フィルミング等の発生を大幅に抑えることができることに加え、さらに、微粉トナー等によるキャリアスペントの発生や転写ムラや白抜け等の画像欠陥の発生等を抑えることが可能となる。
【０１２４】
次に、リサイクル部に磁界発生手段を設けたトナーリサイクル機構の一例について、図３の断面図を基に説明する。
図２及び図３のリサイクル／廃棄切替部（８００）の内部には、マグネットが内蔵されたスリーブ（８０４）が配置されており、駆動手段（不図示）により、矢印の方向に回転駆動される。また、必要に応じてスリーブにバイアス印加することが可能であり、このとき印可するバイアス電圧は交流であっても直流であっても構わない。ここで、バイアス電圧を印可する場合は、５００〜３０００Ｖ程度が好適である。印可するバイアス電圧が５００Ｖより低い場合には、バイアスを印可した効果が現れにくく、一方、３０００Ｖを超える場合には、リークしやすくなるため好ましくない。
また、バイアスを印可する場合には、トナーの極性と逆極性になるようにバイアスを印加することが好ましい。
また、（８０５）は、スリーブ（８０４）に担持・搬送されてくるトナーをスリーブ（８０４）表面から掻き取るための掻き取りブレードである。掻き取りブレード（８０５）により掻き落とされたトナーは、チューブ（８０３）を通ってリサイクル／廃棄切替部（８００）外に排出され、現像装置（１３３）の注入口（４００）からトナー補給ホッパー（３１０）に入り、不図示の新規トナーボトルからの新規トナーと混合されて、補給トナーとなる。
また、（８０６）は、スリーブ上に残留したままのトナーや紙の繊維や填料等の付着物を廃棄ボトル（８１０）に掻き落とすためのブラシである。このブラシ（８０６）は、スリーブとカウンター方向に低速で回転駆動している。
【０１２５】
次に、トナーリサイクル機構内のトナーの流れを説明する。クリーニング装置（２００）や転写・搬送装置（６００）から回収されたトナーは、ノズル（８０１）及び（８０２）により図２に示したトナーリサイクル機構内に搬送され、スリーブ（８０４）に供給される。ここで、回収されたトナーは、スリーブ（８０４）内のマグネットの磁力及び印可されたバイアス電圧によってスリーブ（８０４）表面に付着し、スリーブ（８０４）の回転に伴って掻き取りブレード（８０５）へと搬送され、掻き取りブレード（８０５）によりスリーブ（８０４）の表面から掻き落とされ、チューブ（８０３）を介して現像装置（１３３）に移送される。
【０１２６】
一方、磁力の弱いトナー及び転写紙等の繊維や填料等の付着物は、スリーブ（８０４）に付着せず、下方へ落下し、廃棄トナーとして廃棄ボトル（８１０）に回収される。
また、掻き取りブレード（８０５）で掻き落とされずスリーブ（８０４）に付着したままのトナー等の付着物は、ブラシにより掻き落とされ、下方へ落下し、同様に廃棄トナーとして廃棄ボトル（８１０）に回収される。
【０１２７】
また、本発明の画像形成装置及び方法は、特にリサイクル部に分級手段によるトナー選別機構を設けることにより、回収トナー中に混入されている転写紙の繊維や、タルク、カオリン、炭酸カルシウム等の填料や、空気中の浮遊物、さらに、凝集したトナー等の特性の劣化したトナー等の現像部への再混入を防止することができ、これにより、経時における画像濃度の低下や、地汚れやトナー飛散の増加や、フィルミング等の発生を大幅に抑えることができることに加え、さらに、転写ムラや白抜け等の画像欠陥の発生等を抑えることが可能となる。
【０１２８】
次に、リサイクル部に分級手段を設けたトナーリサイクル機構の一例について、図４及び図５の斜視図及び断面図を基に説明する。
図４及び図５において、装置本体奥側にはクリーニング装置（２００）や転写・搬送装置（６００）から回収されたトナーを排出する排出口（３２）及び（４３）が設けられ、排出口（３２）及び（４３）は回収トナー処理装置（７０）に接続されたパイプ（６０）に経路（６５），（６６）を介して連結されている。
【０１２９】
回収トナーのトナー処理装置（７０）への搬送は、パイプ（６０）に内蔵された搬送スクリュー（６４）がモータ（６１）によってギヤ（６２）、（６３）を介して駆動力を受けて回転することによってなされる。このパイプ（６０）は、回収トナー処理装置（７０）のケース（７１）に嵌合され、ケース（７１）内には分級手段としてのトナー分級装置（８０）及び回収トナーを現像装置（１３３）に移送するトナー移送装置（９０）が設けられている。
【０１３０】
トナー分級装置（８０）は、円筒状の分級網（８１）を有し、分級網（８１）は同径の円筒部材（８２）を介して排出口（８３Ａ）が形成されたホルダー（８３）に固定保持されている。このホルダー（８３）は、搬送スクリュー（６４）からの回転駆動を受けて回転するようになっており、これにて分級網（８１）も回転される。また、ホルダー（８３）にはケース（７１）の外部まで延在するガイド軸（８４）が一体的に設けられ、ガイド軸（８４）はケース（７１）に軸受け（７２）を介して回転可能で、かつスラスト方向に移動可能に支持されている。ガイド軸（８４）の先端は、ケース（７１）外で分級網移動手段（８５）（図４）が回転自在に連結されている。この分級網移動手段（８５）は、移動モータ（８６）（図４）によって巻き取りまたは巻き戻しされるワイヤー（８７）を有し、ワイヤー（８７）には途中にスプリング（８８）を介在させている。
【０１３１】
他方、上記トナー移送装置（９０）はトナー分級装置（８０）の下方に配置され、ケース（７１）内に搬送スクリュー（９１）と、これに連接するようにしてスクリューポンプ（９２）を配置している。このスクリューポンプ（９２）は、ケース（７１）に取り付けられているホルダー（９３）に挿填されているゴム等の弾性体で作られたダブルピッチの螺旋溝を形成した雌ねじ形ステータ（９４）と、該ステータ（９４）内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形ロータ（９５）とにより構成されている。このロータ（９５）は、搬送スクリュー（９１）軸の一端とネジあるいはピン等によって一体的に結合されており、搬送スクリュー（９１）の他端はケース（７１）を貫通し、ケース（７１）外でギヤ（９６），（９７）を介して駆動モータ（９８）の駆動を受けている。また、ケース（７１）には右側下部に開口（７３）が形成され、開口（７３）は廃棄ボトル（不図示）に連通されている。
【０１３２】
このときの回収トナーの流れとしては、パイプ（６０）を通過した回収トナーはトナー排出部（６７）より分級網（８１）に落下される。ここで、分級網（８１）を通過したトナーは、搬送スクリュー（９１）上に落下し、該スクリューにつながるスクリューポンプ（９２）により現像装置（１３３）に移送される。このとき、スクリューポンプ（９２）のトナー吐出側に図４に示すエアーポンプ（４０２）からエアーを供給すれば、このエアーによりトナーは、流動化が促進され、スクリューポンプ（９２）による移送が確実なものとなる。さらに、スクリューポンプ（９２）を用いれば、その吐出側に接続するホース（４０１）はフレキシブルな例えば、軟質塩化ビニル、シリコン、ナイロンあるいはポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂等からなるチューブ状のものを用いることができるため、移送経路は自在で、高位置を含んだ上下左右任意の方向に自由に移送することができる。しかも、スクリューポンプ（９２）によるトナー移送は、トナーに機械的ストレスが加わらないため、リサイクルするトナーの移送に極めて有効である。
【０１３３】
一方、分級網（８１）を通過できなかった凝集トナーや転写紙等の繊維や填料等の付着物は、ホルダー（８３）の排出口（８３Ａ）から下方へ落下し、廃棄トナーとして開口（７３）から廃棄ボトル（不図示）に回収される。
【０１３４】
特にこのとき、トナーの真比重が１．３５〜１．６０ｇ／ｃｍ^３と通常のトナーと比較して高いため、比重の低い転写紙等の繊維や填料等の付着物との分級精度を高めることができるのみならず、回収トナー中に含まれる凝集トナーとの選別を行うことができ、これにより、凝集したトナー等の混入による転写ムラや白抜け等の画像欠陥の発生等を抑えることが可能となる。
【０１３５】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の部は重量部を表わす。
【０１３６】
＜金属材料の製造例１＞
Ｍｎ含有マグヘマタイト粒子Ａ（１０ｋＯｅ印加時の飽和磁化：１５．０ｅｍｕ／ｇ、平均粒子径：０．２８μｍ）にアニリンブラックを８重量％メカノミル（岡田精工社製）またはメカノフュージョンシステム（ホソカワミクロン社製）を用いて粒子表面に固定させ、製造例１の表面処理金属材料Ａを得た。
【０１３７】
＜金属材料の製造例２＞
Ｔｉ含有ヘマタイト粒子Ａ（１０ｋＯｅ印加時の飽和磁化：１４．３ｅｍｕ／ｇ、平均粒子径：０．２５μｍ）にアニリンブラックを８重量％メカノミル（岡田精工社製）またはメカノフュージョンシステム（ホソカワミクロン社製）を用いて粒子表面に固定させ、製造例２の表面処理金属材料Ｂを得た。
【０１３８】
＜金属材料の製造例３＞
Ｍｎ含有ヘマタイト粒子Ａ（１０ｋＯｅ印加時の飽和磁化：２．６ｅｍｕ／ｇ、平均粒子径：０．０３μｍ）にアニリンブラックを８重量％メカノミル（岡田精工社製）またはメカノフュージョンシステム（ホソカワミクロン社製）を用いて粒子表面に固定させ、製造例３の表面処理金属材料Ｃを得た。
【０１３９】
＜金属材料の製造例４＞
マグネタイト粒子Ａ（１０ｋＯｅ印加時の飽和磁化：７６．１ｅｍｕ／ｇ、平均粒子径：０．２８μｍ）にアニリンブラックを８重量％メカノミル（岡田精工社製）またはメカノフュージョンシステム（ホソカワミクロン社製）を用いて粒子表面に固定させ、製造例４の表面処理金属材料Ｄを得た。
【０１４０】
（参考例１）
結着樹脂
ポリエステル樹脂
（テレフタル酸、ｎ−ドデセニル無水コハク酸、ポリオキシプロピレン
−（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、
ポリオキシエチレン−（２．１）−２，２−ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）プロパン、トリメリット酸から合成されたポリエステル樹脂、
Ｔｇ：６３℃） ８５部
スチレン−アクリル系樹脂
（スチレンとｎ―ブチルメタクリレートの共重合体、Ｔｇ：６１℃）
１５部
着色剤
Ｍｎ含有マグヘマタイト粒子Ａ
（１０ｋＯｅ印加時の飽和磁化：１５．０ｅｍｕ／ｇ、
平均粒子径：０．２８μｍ） ２０部
帯電制御剤
アゾ系鉄錯体 ２部
離型剤
脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス（融点：８３℃） ５部
上記材料を、ヘンシェルミキサーにて混合したのち、１４０℃に加熱した２軸混練機にて溶融混練した。混練物を水冷後、カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて母体粒子を得た。
上記母体粒子 １００部
添加剤
シリカ（ヘキサメチルジシラザン表面処理品、
平均一次粒子径：０．０１２μｍ） ０．９部
チタニア（イソブチルトリメトキシシラン表面処理品、
平均一次粒子径：０．０１５μｍ） ０．６部
更に、上記材料をヘンシェルミキサーにて、撹拌羽根先端周速が２０ｍ／ｓｅｃ．になるように設定して３００秒間混合を行い、その後、さらに目開き１００μｍの篩により風篩を行い、参考例１のトナーを得た。
【０１４１】
（参考例２）
参考例１の着色剤を、Ｔｉ含有ヘマタイト粒子Ａ（１０ｋＯｅ印加時の飽和磁化：１４．３ｅｍｕ／ｇ、平均粒子径：０．２５μｍ）に変更した以外は、参考例１と同様にして、参考例２のトナーを得た。
【０１４２】
（参考例３）
参考例１の着色剤を、Ｍｎ含有ヘマタイト粒子Ａ（１０ｋＯｅ印加時の飽和磁化：２．６ｅｍｕ／ｇ、平均粒子径：０．０３μｍ）に変更した以外は、参考例１と同様にして、参考例３のトナーを得た。
【０１４３】
（実施例１）
参考例１の着色剤を、金属材料の製造例１の表面処理金属材料Ａに変更した以外は、参考例１と同様にして、実施例１のトナーを得た。
【０１４４】
（実施例２）
実施例１で用いた着色剤に、さらに、カーボンブラック（♯４４：三菱化学社製）を３部加えた以外は、実施例１と同様にして、実施例２のトナーを得た。
【０１４５】
（実施例３）
参考例１の着色剤を、金属材料の製造例２の表面処理金属材料Ｂ３０部に変更した以外は、参考例１と同様にして、実施例３のトナーを得た。
【０１４６】
（実施例４）
参考例１の着色剤を、金属材料の製造例３の表面処理金属材料Ｃ１５部に変更した以外は、参考例１と同様にして、実施例４のトナーを得た。
【０１４７】
（実施例５）
実施例４の表面処理金属材料Ｃを４０部に変更した以外は、実施例４と同様にして、実施例５のトナーを得た。
【０１４８】
（参考例４）
参考例１の着色剤を、Ｍｎ含有ヘマタイト粒子Ｂ（１０ｋＯｅ印加時の飽和磁化：０．９ｅｍｕ／ｇ、平均粒子径：０．０２μｍ）３０部に変更した以外は、参考例１と同様にして、参考例４のトナーを得た。
【０１４９】
（参考例５）
参考例１の着色剤を、Ｔｉ含有ヘマタイト粒子Ｂ（１０ｋＯｅ印加時の飽和磁化：８．２ｅｍｕ／ｇ、平均粒子径：０．９μｍ）に変更した以外は、参考例１と同様にして、参考例５のトナーを得た。
【０１５０】
（参考例６）
参考例１のポリエステル樹脂を５０部、スチレン−アクリル系樹脂を５０部にそれぞれ変更した以外は、参考例１と同様にして、参考例６のトナーを得た。
【０１５１】
（参考例７）
参考例１の離型剤を除いた以外は、参考例１と同様にして、参考例７のトナーを得た。
【０１５２】
（参考例８）
参考例１の離型剤を、低分子量ポリプロピレンワックス（ビスコール５５０Ｐ：三洋化成社製）に変更した以外は、参考例１と同様にして、参考例８のトナーを得た。
【０１５３】
（参考例９）
参考例１の製造時において、粉砕工程の（１）粉砕フィード量を上げ、（２）粉砕エアー圧を下げた以外は、参考例１と同様にして、参考例９のトナーを得た。
【０１５４】
（比較例１）
参考例１の着色剤を、カーボンブラック（♯４４：三菱化学社製）１０部に変更した以外は、参考例１と同様にして、比較例１のトナーを得た。
【０１５５】
（比較例２）
参考例１の着色剤を、マグネタイト粒子Ａ（１０ｋＯｅ印加時の飽和磁化：７６．１ｅｍｕ／ｇ、平均粒子径：０．２８μｍ）１０部に変更した以外は、参考例１と同様にして、比較例２のトナーを得た。
【０１５６】
（比較例３）
比較例２のマグネタイト粒子Ａを２０部に変更した以外は、比較例２と同様にして、比較例３のトナーを得た。
【０１５７】
（比較例４）
参考例１の着色剤を、金属材料の製造例４の表面処理金属材料Ｄに変更した以外は、参考例１と同様にして、比較例４のトナーを得た。
【０１５８】
（比較例５）
比較例２のマグネタイト粒子Ａを３５部に変更した以外は、比較例２と同様にして、比較例５のトナーを得た。
【０１５９】
（比較例６）
参考例４のＭｎ含有ヘマタイト粒子Ｂを７０部に変更した以外は、参考例４と同様にして、比較例６のトナーを得た。
【０１６０】
（比較例７）
比較例２のマグネタイト粒子Ａを１１０部に変更した以外は、比較例２と同様にして、比較例７のトナーを得た。
【０１６１】
これらの実施例１〜５、参考例１〜９及び比較例１〜７のトナーについて、飽和磁化、真比重、誘電正接、重量平均径をそれぞれ測定した。このときの結果を表１に示した。
【０１６２】
【表１】

【０１６３】
＜キャリアの製造例＞
芯材
Ｃｕ−Ｚｎフェライト粒子（重量平均径：４５μｍ） ５０００部
コート材
トルエン ４５０部
シリコーン樹脂ＳＲ２４００
（東レ・ダウコーニング・シリコーン製、不揮発分５０％） ４５０部
アミノシランＳＨ６０２０（東レ・ダウコーニング・シリコーン製）１０部
カーボンブラック １０部
上記コート材を１０分間スターラーで分散してコート液を調製し、このコート液と芯材を流動床内に回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた、旋回流を形成させながらコートを行うコーティング装置に投入して、当該コート液を芯材上に塗布した。
さらに、得られたキャリアを電気炉で２５０℃で２時間焼成を行い、膜厚が０．５μｍのキャリア粒子（３ｋＯｅ印加時の飽和磁化６５ｅｍｕ／ｇ、３ｋＯｅ印加時の残留磁化０ｅｍｕ／ｇ、比抵抗３．２×１０^８Ω・ｃｍ、重量平均径４５μｍ）を得た。
【０１６４】
＜現像剤の製造例＞
上記実施例１〜５、参考例１〜９及び比較例１〜７のトナー各２．５部と、上記製造例のキャリア９７．５部をターブラーミキサーで混合し、流動度が２９〜３７秒の現像剤を得た。
【０１６５】
［実施例、参考例及び比較例］
上記の各トナー及び現像剤を、図２に示す画像形成主要部を有し、図１に示す画像形成装置を有する複写機にセットし、常温／常湿の環境下において、１００，０００枚の連続複写を行い、以下の各種評価を行い、以下の基準により、５段階でランク付けを行った。このときの結果を表２に示した。
【０１６６】
また、参考例１０においては、参考例１のトナー及び現像剤を、図２に示す画像形成主要部を有し、図３に示すリサイクル部に磁界発生手段を有するトナーリサイクル機構を設けた、図１に示す画像形成装置を有する複写機にセットし、同様に常温／常湿の環境下において、１００，０００枚の連続複写を行い、同様にして以下の各種評価を行い、以下の基準により、５段階でランク付けを行った。このときの結果を表２に示した。
【０１６７】
また、参考例１１においては、参考例１のトナー及び現像剤を、図２に示す画像形成主要部を有し、図４及び図５に示すリサイクル部に分級手段を有するトナーリサイクル機構を設けた、図１に示す画像形成装置を有する複写機にセットし、同様に常温／常湿の環境下において、１００，０００枚の連続複写を行い、同様にして以下の各種評価を行い、以下の基準により、５段階でランク付けを行った。このときの結果を表２に示した。
【０１６８】
（耐久性）
耐久性の評価は、１００，０００枚連続複写後に、ベタ部の画像濃度をＸ−Ｒｉｔｅ９３８により測定し、初期画像における同一箇所の画像濃度との差により評価した。
ここで、初期に対して画像濃度が低下しているほど、耐久性が低下していることを示す。
【０１６９】
（地汚れ）
地汚れの評価は、初期と１００，０００枚連続複写後に、非画像部における地汚れの発生の程度を目視にて評価した。
【０１７０】
（トナー飛散）
トナー飛散の評価は、初期と１００，０００枚連続複写後に、複写機内のトナー飛散の程度を目視にて評価した。
【０１７１】
（フィルミング）
フィルミングの評価は、１００，０００枚連続複写後に、感光体のフィルミングの程度を目視にて評価した。
【０１７２】
（転写ムラ・白抜け）
転写ムラ・白抜けの評価は、初期と１００，０００枚連続複写後に、Ａ３サイズの全面ベタ画像を連続１０枚出力した後の画像中の転写ムラ・白抜けの程度を、目視にて評価した。
【０１７３】
【表２】

基準 ◎：非常に良好なレベル
○：良好なレベル
□：一般的なレベル
△：実用上は問題のないレベル
×：実用上問題があるレベル
【０１７４】
また、比較例２においては、十分な画像濃度が得られず、さらに、トナーの消費量も他の実施例及び比較例と比較して明らかに多く、実用面での問題が認められた。
【０１７５】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明によれば、特に多数枚の画像面積の大きい画像の連続出力においても、地汚れやトナー飛散が生じず、流動性に優れ、フィルミング等の発生が少なく、さらに、小粒径のトナーを用いた場合においても、長期にわたり安定した画像品質を得ることができる二成分現像剤用黒トナー、二成分現像剤、トナー容器、画像形成装置及び画像形成方法が提供されるという極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置及び方法の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置及び方法の主要部の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置及び方法のリサイクル部に磁界発生手段を設けたトナーリサイクル機構の一例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置及び方法のリサイクル部に分級手段を設けたトナーリサイクル機構の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置及び方法のリサイクル部に分級手段を設けたトナーリサイクル機構の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
３２ 排出口
４３ 排出口
６０ パイプ
６１ モータ
６２ ギヤ
６３ ギヤ
６４ 搬送スクリュー
６５ 経路
６６ 経路
６７ トナー排出部
７０ 回収トナー処理装置
７１ ケース
７２ 軸受け
７３ 開口
８０ トナー分級装置
８１ 分級網
８２ 円筒部材
８３ ホルダー
８３Ａ 排出口
８４ ガイド軸
８５ 分級網移動手段
８６ 移動モータ
８７ ワイヤー
８８ スプリング
９０ トナー移送装置
９１ 搬送スクリュー
９２ スクリューポンプ
９３ ホルダー
９４ 雌ねじ形ステータ
９５ 雄ねじ形ロータ
９６ ギヤ
９７ ギヤ
９８ 駆動モータ
１００ 複写装置本体
１０１ 読取り光学系
１０２ 書込み光学系
１０３ 画像形成部
１０４ 給紙部
１２０ 露光手段
１２１ 原稿載置台
１２２ 光源
１２３ 第１のミラー
１２４ 第２のミラー
１２５ 第３のミラー
１２６ 撮像手段
１３１ ドラム状感光体
１３２ 帯電装置
１３３ 現像装置
１３５ 定着装置
１４０ 給紙装置
１５０ 排紙トレイ
２００ クリーニング装置
２１０ 排出口
２１１ クリーニングブレード
２１２ ブラシローラ
３１０ トナー補給ホッパー
４００ 注入口
４０１ ホース
４０２ エアーポンプ
５００ トナーリサイクルユニット
５１０ 弾性チューブ
６００ 転写・搬送装置
６０１ 転写ベルト
６０２ ブレード
６０３ 排出口
７００ トナーリサイクルユニット
７１０ 弾性チューブ
８００ リサイクル／廃棄切替部
８０１ ノズル
８０２ ノズル
８０３ チューブ
８０４ スリーブ
８０５ ブレード
８０６ ブラシ
８１０ 廃棄ボトル
８１１ ノズル
８１２ ノズル
Ａ 回転方向

Claims (24)

1. 攪拌手段によりトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を攪拌することによりトナー粒子を摩擦帯電させ、内部に磁界発生手段を有する回動可能な略円筒状現像剤担持体上に、帯電したトナー粒子を含む二成分現像剤を保持し、像担持体上に形成した静電潜像を現像する画像形成装置に使用される二成分現像剤用黒トナーにおいて、該トナーは、結着樹脂に少なくと金属材料からなる着色剤を含有させてなり、該金属材料が顔料及び／または染料による表面処理により黒色化され、該トナーの飽和磁化が０．０１〜１０ｅｍｕ／ｇ、真比重が１．３５〜１．６０ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする二成分現像剤用黒トナー。
2. 該金属材料が、ヘマタイトまたはマグヘマタイトの表面に、Ｆｅ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｃの各元素の化合物から選ばれた１種または２種以上の化合物が存在するものであることを特徴とする請求項１に記載の二成分現像剤用黒トナー。
3. 該着色剤として、０．０１〜５重量％のカーボンブラックを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の二成分現像剤用黒トナー。
4. 該トナーの飽和磁化が０．０５〜３ｅｍｕ／ｇであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー。
5. 該トナーの真比重が１．４０〜１．５５ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー。
6. 該トナーの誘電正接が２．５×１０^−３〜７．５×１０^−３であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー。
7. 該金属材料の平均粒子径が０．０１〜０．８μｍであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー。
8. 該金属材料の含有量が結着樹脂１００重量部に対して１０〜２５重量部であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー。
9. 該結着樹脂に少なくともポリエステル樹脂を用いることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー。
10. 該トナーに離型剤を含有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー。
11. 該離型剤が、脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックスの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー。
12. 該トナーが添加剤を外添してなり、さらに、該添加剤として、少なくともシリカ及び／またはチタニアを用いることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー。
13. 該トナーの重量平均径が２．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナー及びキャリアを用いた二成分現像剤。
15. 該キャリアが、シリコーン樹脂を含有するコート材で被覆されていることを特徴とする請求項１４に記載の二成分現像剤。
16. 請求項１乃至１３のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナーが充填されたトナー容器。
17. 潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する画像形成装置において、請求項１乃至１３のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。
18. 潜像担持体上に静電潜像を形成する工程、得られた静電潜像を現像する工程、現像されたトナー画像を転写材に転写する工程、潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングする工程、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする工程を少なくとも有する画像形成装置において、請求項１乃至１３のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。
19. 潜像担持体上に静電潜像を形成する工程、得られた静電潜像を現像する工程、得られたトナー画像を転写材に転写する工程、潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングする工程、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする工程を少なくとも有する画像形成装置において、該リサイクル工程に磁界発生機構を配設してなることを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
20. 潜像担持体上に静電潜像を形成する工程、得られた静電潜像を現像する工程、得られたトナー画像を転写材に転写する工程、潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングする工程、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする工程を少なくとも有する画像形成装置において、該リサイクル工程に分級機構を配設してなることを特徴とする請求項１８または１９に記載の画像形成装置。
21. 潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する画像形成方法において、請求項１乃至１３のいずれか１に記載の二成分現像剤用黒トナーを用いたことを特徴とする画像形成方法。
22. 潜像担持体上に形成された静電潜像を現像し、現像されたトナー画像を転写材に転写した後、前記潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングし、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする画像形成方法において、請求項１乃至１３記載のいずれか１に二成分現像剤用黒トナーを用いたことを特徴とする画像形成方法。
23. 潜像担持体上に形成された静電潜像を現像し、現像されたトナー画像を転写材に転写した後、前記潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングし、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする画像形成方法において、クリーニングされたトナーの現像部へのリサイクルに磁界発生手段を用いてなることを特徴とする請求項２２に記載の画像形成方法。
24. 潜像担持体上に形成された静電潜像を現像し、現像されたトナー画像を転写材に転写した後、前記潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングし、クリーニングされたトナーを現像部にリサイクルする画像形成方法において、クリーニングされたトナーの現像部へのリサイクルに分級手段を用いてなることを特徴とする請求項２２または２３に記載の画像形成方法。

Images