JPH07287422A - 電子写真用キャリア、二成分系現像剤及び画像形成方法 - Google Patents

電子写真用キャリア、二成分系現像剤及び画像形成方法

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JPH07287422A
JPH07287422A JP6250650A JP25065094A JPH07287422A JP H07287422 A JPH07287422 A JP H07287422A JP 6250650 A JP6250650 A JP 6250650A JP 25065094 A JP25065094 A JP 25065094A JP H07287422 A JPH07287422 A JP H07287422A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーの帯電の立ち上がりを良好にすること
ができ、低湿下でのチャージアップ及び高湿下での帯電
のリークが生じにくく、各環境下においてトナーを良好
に帯電し安定した画像を得ることが可能な電子写真用キ
ャリアの提供。 【構成】 キャリア芯材及び該キャリア芯材を被覆する
シリコーン樹脂被覆層を有するキャリア粒子によって構
成される電子写真用キャリアにおいて、該キャリア粒子
は、XPS測定によるキャリア粒子の表面に存在する珪
素原子と炭素原子との原子数の比が下記条件、 Si/C=0.1〜2.0 を満たし、かつ該キャリア粒子表面には、金属原子が
0.1〜5個数%存在する電子写真用キャリア、該キャ
リアを用いた二成分系現像剤及び二成分系現像剤を有す
る画像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真、静電記録、
静電印刷の如き静電潜像を現像するのに用いられる二成
分系現像剤を構成する電子写真用キャリア、該キャリア
を用いた二成分系現像剤及び該二成分系現像剤を用いた
画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】静電手段によって光導電材料の表面に像
を形成し現像することは従来周知である。
【0003】即ち、米国特許第2,297,691号明
細書、特公昭42−23910号広報及び特公昭43−
24748号公報に記載されている通り多数の方法が知
られている。一般には光導電性物質を利用し、種々の手
段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像
上にトナーと呼ばれる極く微細に粉砕された検電材料を
付着させることによって静電潜像に相当するトナー像を
形成する。
【0004】次いで必要に応じて紙の如き画像支持体表
面にトナーを転写した後、加熱、加圧或は溶剤蒸気によ
り定着し複写物を得るものである。トナー画像を転写す
る工程を有する場合には、通常残余のトナーを除去する
ための工程が設けられる。
【0005】電気的潜像をトナーを用いて可視化する現
像方法は、例えば、米国特許第2,221,776号明
細書に記載されている粉末雲法、同第2,618,55
2号明細書に記載されているカスケード現像法、同第
2,874,063号明細書に記載されている磁気ブラ
シ法、及び同第3,909,258号明細書に記載され
ている導電性磁性トナーを用いる方法その他、現像剤担
持体(現像スリーブ)と光導電層の間に交流成分と直流
成分からなるバイアス電界を印加し現像を行う特開昭6
2−63970号公報に開示されている、所謂J/B現
像法がある。
【0006】その代表的方法としては、磁気ブラシ法が
ある。すなわち、キャリアとして鋼、フェライトなど磁
性を有する粒子を用い、トナーと磁性キャリアとからな
る現像剤は磁石で保持され、その磁石の磁界により、現
像剤をブラシ状に配列させる。この磁気ブラシが光導電
層上の静電潜像面と接続すると、トナーのみがブラシか
ら静電潜像へ引きつけられ現像を行うものである。
【0007】これらの現像方法に適用される二成分系現
像剤を構成するキャリアは、導電性キャリアと絶縁性キ
ャリアに大別され、導電性キャリアとしては通常酸化又
は未酸化の鉄分が用いられるが、この鉄粉キャリアを成
分とする現像剤においては、トナーに対する摩擦帯電性
が不安定であり、さらに現像剤により形成される可視像
にカブリが発生する問題点がある。即ち現像剤の使用に
伴ない、鉄粉キャリア粒子の表面にトナー粒子が付着、
蓄積(スペイント・トナー)する為、キャリア粒子の電
気抵抗が増大して、バイアス電流が低下し、しかも摩擦
帯電性が不安定となり、この結果形成される可視像の画
像濃度が低下しカブリが増大する。従って鉄粉キャリア
を含有する現像剤を用いて電子複写装置により連続的に
複写を行うと、少数回で現像剤が劣化する為、現像剤を
早期に交換することが必要となり、結局コストが高いも
のとなる。
【0008】絶縁性キャリアとしては一般に鉄、ニッケ
ル、フェライトの如き強磁性体より成るキャリア芯材の
表面を絶縁性樹脂により均一に被覆したキャリアが代表
的なものである。このキャリアを用いた現像剤において
はキャリア表面にトナー粒子が融着することが導電性キ
ャリアの場合に比べて著しく少なく、同時にトナーとキ
ャリアとの摩擦帯電性を制御することが容易であり耐久
性に優れ使用寿命が長い点で特に高速の電子複写機に好
適であるという利点がある。
【0009】絶縁性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、耐衝
撃性、耐摩耗性、コアと被覆材料との良好な密着性、電
荷分布の均一性を挙げることができる。
【0010】上記諸要求特性を考慮すると、従来使用さ
れてきた絶縁性キャリアは依然として改善すべき問題を
残しており、完全なものは今のところ知られていない。
例えば、アクリル系樹脂をキャリアの被覆材として用い
ることは、特開昭47−13954号公報、特開昭60
−208765号公報で開示されている。特に分子量に
ついては、特開昭60−208767号公報で開示され
ており、分子量を一定管理することにより被覆されたキ
ャリアの帯電性が安定化することが知られている。とこ
ろが、被覆樹脂をキャリア芯材に付着させるには、装置
の条件や被覆を行う環境、特に湿度の影響を受けやす
く、たとえそれらを厳しく管理しても樹脂を安定的に芯
材に付着させ、十分な帯電性、耐久性を持たせる為に
は、未だ満足がゆくものがないのが現状である。
【0011】一方、トナー融着の如きキャリアのスペン
ト化を防ぐために表面エネルギーの小さい樹脂を被覆層
として用いることにより耐久性を向上させる提案がなさ
れており、例えば表面エネルギーの小さい樹脂としてシ
リコーン樹脂が挙げられる。
【0012】シリコーン樹脂は表面張力が低いこと以外
に撥水性が高いという利点を持つ。反面、シリコーン樹
脂は接着性が悪い為被覆層に使用した場合剥離し易いと
いう問題点を持つ。
【0013】この問題点を改善する為に、例えば樹脂変
成シリコーン樹脂を用いる方法(特開昭55−1275
69号公報)、ビニルシランを含有せしめ他の樹脂と反
応させる方法(特開昭56−32149号公報)、トリ
アルコキシシランとエチルセルロースとの混合物を用い
る方法(USP3,840,464)、オルガノシリコ
ーンターポリマーとポリフェニレン樹脂との混合物を用
いる方法(USP3,849,127)が提案されてい
るが、その被覆膜の形成の為300℃以上の高温が必要
であったり、シリコーン樹脂と他の樹脂との相溶性が悪
く被覆膜が不均一になり期待される特性が得られないと
言う問題があった。さらに比較的低い硬化温度にて被覆
膜を作る事も提案されている(特開昭55−12756
9号公報)が、接着性が不十分であり且つ被覆膜の強靭
性が不十分である為摩耗し易く、例えば高速複写機のよ
うな現像部内での強い長時間の撹拌により、キャリア粒
子が現像部内壁や感光体表面に衝突したり、又は粒子間
同士が衝突すると、シリコーン樹脂被覆層が時間ととも
に摩損、剥離して、摩擦帯電がトナーとシリコーン樹脂
間の帯電から、トナーとキャリア芯材の帯電へと変化す
る為、現像剤の帯電量が一定に保たれず、画像品質の劣
化をきたすものであった。
【0014】近年、複写機等においてモノカラー複写か
らフルカラー複写への展開が急速に進みつつあり、2色
カラー複写機やフルカラー複写機の検討及び実用化もな
されている。例えば「電子写真学会誌」Vo1 22、
No.1(1983)や「電子写真学会誌」Vo1 2
5、No.1、P52(1986)のごとく色再現性、
階調再現性の報告もある。
【0015】しかしテレビ、写真、カラー印刷物のよう
に実物と直ちに対比されることはなく、また、実物より
も美しく加工されたカラー画像を見なれた人々にとって
は、現在実用化されているフルカラー電子写真画像は必
ずしも満足しうるものとはなっていない。
【0016】フルカラー電子写真法によるカラー画像形
成は一般に3原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの
3色のカラートナーを用いてすべての色の再現を行うも
のである。
【0017】その方法は、まず原稿からの光をトナーの
色と補色の関係にある色分解光透過フィルターを通して
光導電層上に静電潜像を形成させ、ついで現像、転写工
程を経てトナーを支持体に保持させる。この工程を順次
複数回行い、レジストレーションを合わせつつ、同一支
持体にトナーを重ねあわせた後、一回の定着によって最
終のフルカラー画像を得る。
【0018】一般に現像剤がトナーとキャリアからなる
所謂二成分系の現像方式の場合において現像剤は、キャ
リアとの摩擦によってトナーを所要の帯電量及び帯電極
性に帯電せしめ、静電引力を利用して静電像を現像する
ものであり、従って良好な可視画像を得るためには、主
としてキャリアとの関係によって定まるトナーの摩擦帯
電性が良好であることが必要である。
【0019】長期の使用において、キャリアの劣化をい
かにして防止するかも重要な点である。長期間コピーを
行うと、付着物や表面の変質等によりキャリアが劣化
し、トナーに対する帯電付与能が弱まり、トナーの飛散
やカブリの如き画像欠陥が生じる。
【0020】今日上記のような問題に対してキャリアコ
ア剤、キャリアコート剤の探索やコート量の最適化、あ
るいはトナーに加える電荷制御剤、流動性付与剤の検
討、さらには母体となるバインダーの改良などいずれも
現像剤を構成する材料において優れた摩擦帯電性を達成
すべく多くの研究がなされている。
【0021】例えば帯電性微粒子のごとき帯電補助剤を
トナーに添加する技術として、特公昭52−32256
号公報、特開昭56−64352号公報には、トナーと
逆極性の樹脂粉末を、特開昭61−160760号公報
にはフッ素含有化合物を、それぞれ現像剤に添加し、安
定した摩擦帯電性を得るという技術が提案されており、
今日でも多くの帯電補助剤の開発が行われている。
【0022】さらに上記のごとき帯電補助剤を添加する
手法としては色々工夫されている。例えばトナー粒子と
帯電補助剤との静電力或は、ファンデルワールス力によ
りトナー粒子表面に付着せしめる手法が一般的であり、
攪拌、混合機等が用いられる。しかしながら該手法にお
いては均一に添加剤をトナー粒子表面に分散させること
は容易ではなく、またトナー粒子に未付着で添加剤同士
が凝集体となって、所謂遊離状態となった添加剤の存在
を避けることは困難である。この傾向は、帯電補助剤の
比電気抵抗が大きいほど、粒径が細かいほど顕著となっ
てくる。このような場合、現像剤としての影響が出てく
る。例えば、トナーの摩擦帯電量が不安定となり画像濃
度が一定せず、またカブリの多い画像となる。
【0023】さらに、連続コピーを行うと帯電補助剤の
含有量が変化し初期時の画像品質を保持することができ
ないと言う欠点を有していた。
【0024】他の添加手法としては、トナーの製造時に
結着樹脂や着色剤とともに、あらかじめ帯電補助剤を添
加する手法がある。しかしながら、荷電制御剤の均一化
が容易でない事、実質的に帯電性に寄与するのは、トナ
ー粒子表面近傍のものであり、粒子内部に存在する帯電
補助剤や荷電制御剤は帯電性に寄与しないため、帯電補
助剤の添加量や表面への分散のコントロールが容易では
ない。このような手法で得られたトナーにおいてもトナ
ーの摩擦帯電量が不安定であり前述のごとく現像剤特性
を満足するものを容易に得ることができないように帯電
補助剤を使用するだけでは十分満足な品質のものが得ら
れていないのが実情である。
【0025】更に近年、複写機の高精細、高画質化の要
求が市場では高まっており、当該技術分野では、トナー
の粒径を細かくして高画質カラー化を達成しようという
試みがなされているが、粒径が細かくなると単位重量当
たりの表面積が増え、トナーの帯電気量が大きくなる傾
向があり、画像濃度薄や、耐久劣化が懸念されるところ
である。加えてトナーの帯電気量が大きいために、トナ
ー同士の付着力が強く、流動性が低下し、トナー補給の
安定性や補給トナーへのトリボ付与に問題が生じてく
る。
【0026】カラートナーの場合は、磁性体や、カーボ
ンブラックの如き導電性物質を含まないので、帯電をリ
ークする部分がなく一般に帯電気量が大きくなる傾向に
ある。この傾向は、特に帯電性能の高いポリエステル系
バインダーを使用したときにより顕著である。
【0027】特にカラートナーにおいては、下記に示す
ような特性が強く望まれている。 (1)定着したトナーは、光に対して乱反射して、色再
現性を妨げることのないように、トナー粒子の形が判別
できないほどのほぼ完全溶融に近い状態となることが必
要である。 (2)そのトナー層の下にある異なった色調のトナー層
を妨げない透明性を有する着色トナーでなければならな
い。 (3)構成する各トナーはバランスのとれた色相及び分
光反射特性と十分な彩度を有しなければならない。
【0028】このような観点から多くの結着樹脂に関す
る検討がなされているが未だ上記の特性をすべて満足す
るトナーは開発されていない。今日当該技術分野におい
てはポリエステル系樹脂がカラー用結着樹脂として多く
用いられているが、ポリエステル系樹脂からなるトナー
は一般に温湿度の影響を受け易く、低湿下での帯電量過
大、高湿下での帯電量不足といった問題が起こり易い。
【0029】更に上記のような問題点を解決する目的で
何らかの添加剤を使用した場合、キャリア汚染が問題と
なる。これによりキャリアの帯電能力が阻害され、帯電
量の低下、画像カブリ、トナー飛散が発生する。従っ
て、前記添加剤に対して汚染に強いキャリア設計が求め
られる。それにともない、当然ながら帯電性に優れた設
計をしなければならず、広範な環境においても安定した
帯電量を有するカラートナーの開発とともに、現像剤と
して長期にわたり良好な画像を維持する寿命の長いカラ
ー現像剤を達成するためのキャリア設計が急務とされて
いる。
【0030】さらに、前記静電潜像の現像において、粒
径の細かいトナーは比較的大粒子であるキャリアと混合
され、電子写真用現像剤として用いられる。トナーとキ
ャリアの両者の組成は、相互の接触摩擦により、トナー
が光導電層上の電荷と反対の極性を帯びるように選ばれ
る。さらに、両者の接触摩擦の結果、キャリアはトナー
を表面に静電的に付着させ、現像剤として現像装置内を
搬送し、光導電層上にトナーを供給する。
【0031】しかしながら、このような二成分現像剤を
用い電子複写装置で多数枚連続複写を行うと、初期には
鮮明で良好な画質を持った画像が得られるが、数万枚複
写後はカブリの多いエッジ効果が著しく、階調性及び鮮
明性に乏しい画像となる。
【0032】有彩色トナーを用いるカラー複写において
は、連続階調性は画質に影響を及ぼす重要な因子であ
り、多数枚複写後に画像の周辺部のみが強調されるエッ
ジ効果が生じることは画像の階調性を大きく損なう。実
際の輪郭の近傍にエッジ効果による擬似輪郭を形成する
ように、カラー複写における色再現性を含めた、複写再
現性を貶めるものとなる。従来の白黒コピーで使用され
る画像面積は10%以下であり、画像としては手紙、文
献、報告書のように、ほとんどライン画像部分であるの
に対して、カラー複写の場合、画像面積が最低でも20
%以上であり、画像は写真、カタログ、地図、絵画のよ
うに階調性を有するベタ画像がかなりの頻度または領域
を占めている。
【0033】このような、画像面積が大きい原稿を用い
て連続複写を行うと、通常、初期は高画像濃度の複写物
が得られるが、しだいに二成分現像剤へのトナー補給が
間に合わなくなり、濃度低下が生じたり、帯電不十分の
状態で、補給トナーとキャリアとの混合がなされ、カブ
リの原因となったり、現像スリーブ上で部分的なトナー
濃度(トナーとキャリアとの混合比を示す)の増減が生
じ画像のカスレや画像濃度の一様性が得られなくなる傾
向がある。この傾向は、トナーを小径化した場合一層顕
著である。
【0034】これは、現像剤中のトナー内包量(すなわ
ち、トナー濃度)が低すぎること、または補給トナーと
二成分現像剤中のキャリア間のすみやかな摩擦帯電の立
ち上がりが悪く、非制御性な不十分な帯電量のトナーが
現像に関与することなどにより、これらの現像不足やカ
ブリが発生すると思われる。カラー現像剤としては大画
像面積の原稿の連続的な複写で良画質の画像を常に出力
できる能力は必須である。従来画像面積が大きくトナー
消費量が非常に多い原稿に対処するため、現像剤自身の
改良よりも現像装置の改良により多くは対応していた。
すなわち、現像スリーブの静電潜像への接触機会を高め
るために、現像スリーブの周速を早めたり、或は現像ス
リーブの大きさを大口径のものにすることが行われてい
る。
【0035】これらの対策は現像能力はアップするもの
の、現像装置からのトナー飛散による機内への汚染や、
現像装置駆動への過負荷により装置寿命が著しく制限を
受けることが生ずる。さらには、現像剤の現像能力不足
を補うために多量の現像剤を現像装置内に投入すること
で対応する場合もあるが、これらも、複写機の重量の増
加、装置の大型化によるコストアップ、上述と同様に現
像装置駆動への過負荷を招く結果となり、あまり好まし
いものではない。
【0036】そこで長期にわたり、高画質を維持する目
的でキャリアだけでなく現像方法からの改良検討が報告
されている。
【0037】例えば、キャリアの平均粒径や粒度分布を
示唆したものとして、特開昭51−3238号公報、特
開昭58−144839号公報、特開昭61−2046
46号公報がある。特開昭51−3238号公報は大ま
かな粒度分布を言及している。しかしながら、現像剤の
現像性や現像装置内での搬送性に密接に関係している磁
気特性については具体的に開示していない。さらに実施
例中のキャリアは全て250メッシュ以上が約80重量
%以上もあり、平均粒径も60μm以上である。
【0038】特開昭58−144839号公報は、単に
平均粒径のみを開示するものであって感光体へのキャリ
ア付着に影響を及ぼす微粉量や画像の鮮鋭性に影響を与
える粗粉量まで言及しカラー複写の特性を考慮して詳細
にその分布まで記載してはいない。さらに、特開昭61
−204646号公報は複写装置と適当な現像剤の組み
合わせを発明の骨子としており、キャリアの粒度分布や
磁気特性については具体的に記載していない。さらに
は、該現像剤がなぜその複写装置に有効なのかさえも開
示されていない。
【0039】特開昭49−70630号公報は、キャリ
アの磁気力に関して記載しているが、これらはキャリア
素材として、フェライトよりも比重の大きい鉄粉につい
てのものであり、飽和磁気も高いものである。これら鉄
粉キャリアは従来多く使用されてきたが、比重が大きい
ために複写装置の重量化や駆動トルクの過負荷を生じや
すく、環境依存性も大きい。
【0040】特開昭58−23032号公報に記載され
ているフェライトキャリアは、多孔性の空孔の多い材料
についてのものであり、このようなキャリアはエッジ効
果が発生しやすく耐久性に乏しいものであり、カラー用
キャリアとしては不適当であることが判明している。
【0041】今まで、少量の現像剤で、画像面積の大き
い画像を連続複写することが可能であり、耐久後もエッ
ジ効果が生じないカラー複写特有の特性をも満足しうる
現像剤が待望されている。現像剤及びキャリアに関して
検討が行われているが、それらのほとんどは白黒複写を
考慮して提案されたものであり、フルカラー複写用にも
適用できるものとして提案されたものは極めてわずかで
ある。ほとんどベタ画像に近い20%以上の画像面積を
もつ画像を複写しつづける能力やエッジ効果の軽減、一
枚の複写物中での画像濃度の一様性を保持しうる能力を
有するキャリアが待望されている。
【0042】そこで、特開平2−281280号公報で
は、微粉の存在量及び粗粉の存在量をコントロールした
粒度分布の狭いキャリアを提案して、現像特性の向上し
たキャリアが達成されている。
【0043】しかしながら、先に述べたように、複写機
の高精細、高画質化の要求が市場では高まっており、当
該技術分野では、トナーの粒径を細かくして高画質カラ
ー化を達成しようという試みがなされているが、粒径が
細かくなると単位重量当りの表面積が増え、トナーの帯
電気量が大きくなる傾向にあり、画像濃度薄や、耐久劣
化が懸念されるところである。
【0044】このように、トナー粒径を細かくしたこと
による画像濃度薄や耐久劣化防止、あるいは、現像効率
向上を目的としてキャリアの更なる小径化が試みられて
いる。しかしながら、このようなキャリアにおいては、
耐久による帯電量変化に対処できるだけの十分な品質が
得られていないのが現状である。
【0045】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決した電子写真用キャリア、該キャリアを用いた
二成分系現像剤及び該二成分系現像剤を用いた画像形成
方法を提供することを目的とする。
【0046】本発明は、トナーの帯電の立ち上がりを良
好にすることができ、酸化チタンの如きトナーの外添剤
の付着が生じにくく、さらに低湿下でのチャージアプや
高湿下での帯電のリークが生じにくく各環境下において
トナーを良好に帯電し、安定した画像を得ることが可能
な電子写真用キャリア、該キャリアを用いた二成分系現
像剤及び該二成分系現像剤を用いた画像形成方法を提供
することを目的とする。
【0047】本発明は、トナーに対して十分なマイナス
の電荷を与えることが可能であり、かつ物理的な衝撃に
強く被覆層の剥れが生じにくい電子写真用キャリア、該
キャリアを用いた二成分系現像剤及び該二成分系現像剤
を用いた画像形成方法を提供することを目的とする。
【0048】本発明は、各環境下での帯電性、機械的強
度、キャリア芯材の密着性に優れた耐久性の良い電子写
真用キャリア、該キャリアを用いた二成分系現像剤及び
該二成分系現像剤を用いた画像形成方法を提供すること
を目的とする。
【0049】本発明は、大画像面積のカラー原稿の連続
複写を行っても画像濃度の低下、及びカスレの生じない
電子写真用キャリア、該キャリアを用いた二成分系現像
剤及び該二成分系現像剤を用いた画像形成方法を提供す
ることを目的とする。
【0050】本発明は、トナーとキャリア間の摩擦帯電
のすみやかな立上りの得られる電子写真用キャリア、該
キャリアを用いた二成分系現像剤及び該二成分系現像剤
を用いた画像形成方法を提供することを目的とする。
【0051】本発明は、現像器内での搬送性の良好な電
子写真用キャリア、該キャリアを用いた二成分系現像剤
剤及び該二成分系現像剤を用いた画像形成方法を提供す
ることを目的とする。
【0052】本発明は、カブリのない鮮明な画像特性を
有し、画像濃度が高く、細線再現性、ハイライト部の階
調性の優れた電子写真用キャリア、該キャリアを用いた
二成分系現像剤及び該二成分系現像剤を用いた画像形成
方法を提供することを目的とする。
【0053】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、以下
の構成により前記目的を達成する。
【0054】本発明は、キャリア芯材及び該キャリア芯
材を被覆するシリコーン樹脂被覆層を有するキャリア粒
子によって構成される電子写真用キャリアにおいて、該
キャリア粒子は、XPS測定によるキャリア粒子表面に
存在する珪素原子と炭素原子との原子数の比が下記条件 Si/C=0.1〜2.0 を満たし、かつ該キャリア粒子表面には、金属原子が
0.1〜5個数%存在することを特徴とする電子写真用
キャリアに関する。
【0055】本発明は、トナー及びキャリアを有する二
成分系現像剤において、該キャリアは、キャリア芯材及
び該キャリア芯材を被覆するシリコーン樹脂被覆層を有
するキャリア粒子によって構成されており、該キャリア
粒子は、XPS測定によるキャリア粒子表面に存在する
珪素原子と炭素原子との原子数の比が下記条件 Si/C=0.1〜2.0 を満たし、かつ該キャリア粒子表面には、金属原子が
0.1〜5個数%存在することを特徴とする二成分系現
像剤に関する。
【0056】本発明は、トナー及びキャリアを有する二
成分系現像剤を現像剤担持体上で循環搬送し、潜像保持
体とそれに対向する現像剤担持体の現像領域で、潜像を
該現像剤担持体上の二成分系現像剤のトナーで現像する
画像形成方法において、該キャリアは、キャリア芯材及
び該キャリア芯材を被覆するシリコーン樹脂被覆層を有
するキャリア粒子によって構成されており、該キャリア
粒子は、XPS測定によるキャリア粒子表面に存在する
珪素原子と炭素原子との原子数の比が下記条件 Si/C=0.1〜2.0 を満たし、かつ該キャリア粒子表面には、金属原子が
0.1〜5個数%存在することを特徴とする画像形成方
法に関する。
【0057】以下、本発明の構成を詳細に説明する。
【0058】本発明者らは、キャリア芯材及び該キャリ
ア芯材の表面を被覆するためのシリコーン樹脂被覆層を
有するキャリア粒子を有するキャリアを使用するにあた
り、キャリア粒子表面の珪素及び炭素原子の個数の比
と、金属原子がキャリア粒子表面に存在する比率が決定
的に重要であることを見出した。
【0059】その理由は、第一に、珪素原子がキャリア
粒子表面に多量に存在すると、トナーの帯電の立ち上が
りが遅くなる。これは、珪素化合物の表面エネルギーが
小さい故に、キャリアがトナーを取り込みにくくなり、
立ち上がりが遅くなると考えられる。逆に炭素原子が多
いと、酸化チタン粒子が付着し、キャリア劣化を引き起
こす。
【0060】第二に、金属原子のキャリア粒子表面にお
ける存在比率を適度に調整することで、キャリアのチャ
ージアップを防ぐことが可能となる。しかしながら、そ
の比率はコート剤との関係により適宜設計する必要があ
る。
【0061】従って、キャリア粒子表面の珪素及び炭素
原子の個数の比と、金属原子がキャリア粒子表面に存在
する比率を最適に設定することにより、キャリア汚染の
防止、各環境での安定した帯電付与能、良好な帯電の立
ち上がり特性を同時に満足することができる。
【0062】珪素原子と炭素原子の比は下記条件 Si/C=0.1〜2.0 を満たすことが好ましく、更に好ましくは、下記条件 Si/C=0.1〜0.7 を満たすことが良い。
【0063】Si/Cが0.1より小さい場合には、酸
化チタンが付着し易くなり、2.0を超える場合には、
帯電の立ち上がりが悪くなる。
【0064】金属原子はキャリア粒子表面に0.1〜5
個数%存在するのが好ましい。金属原子の存在量が0.
1個数%より小さい場合には、特に低湿下でチャージア
ップが発生し、5個数%を超える場合には、高湿下で帯
電のリークが生じる。
【0065】本発明のキャリアに用いられるシリコーン
樹脂は、アミノシランカップリング剤を含有することが
トナーの帯電の立ち上がりを良好にし、トナーに十分な
電荷を与えることができ、さらに被覆層の剥離が生じに
くいことからより好ましい。
【0066】その理由は、第一にアミノ基を有している
ため、一般的な負帯電性のカラートナーに対しては、マ
イナスの電荷の帯電付与能が大きく、本発明の帯電的に
は中性に近い酸化チタン微粒子を用いたトナーに対して
も、十分な電荷を与えることができるからであり、第二
に、カップリング反応により網目構造を取るため、物理
的な衝撃に強く、コートの剥れが生じないからである。
【0067】本発明のキャリアに使用するアミノカップ
リング剤は、下記一般式 RmSi−Yn (式中、Rはアルコキシ基を示し、Yはアミノ基を含有
する炭化水素基を示し、mは1〜3の整数を示し、nは
3〜1の整数を示す。)で示すものが使用可能である。
【0068】例えば、下記の具体的化合物例(1)〜
(14)で示されるものを使用することができる。
【0069】 (1)NH2 CH2 CH2 CH2 Si(OCH33 (2)NH2 CH2 CH2 CH2 Si(OC253
【0070】
【外15】 (4)NH3 CONHCH2 CH2 CH2 Si(OC2
53 (5)NH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2 CH2 Si
(OCH33 (6)NH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2NHCH2
CH2 CH2 Si(OCH33 (7)(C252 NCH2 CH2 CH2 Si(OC
33 (8)(C492 NCH2 CH2 CH2 Si(OC
33 (9)CH3 OCOCH2 CH2 NHCH2 CH2 NH
CH2 CH2 CH2 Si(OCH33 (10)C65 −NHCH2 CH2 CH2 Si(OC
33 (11)CH3 CH2 NHCH2 CH2 CH2 Si(O
CH33 (12)CH3 CH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2
2 Si(OCH33
【0071】
【外16】 (14)NH2 −C64 −Si(OCH33
【0072】これらは、1種または2種以上使用するこ
とができる。
【0073】この中で本発明に好適に使用されるのは、
相溶性、反応性、安定性の点で、1個の水素原子を有す
る窒素原子を少なくとも一つ有する以下のカップリング
剤である。
【0074】(4)NH3 CONHCH2 CH2 CH2
Si(OC253 (5)NH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2 CH2 Si
(OCH33 (6)NH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2NHCH2
CH2 CH2 Si(OCH33 (9)CH2 OCOCH2 CH2 NHCH2 CH2 NH
CH2 CH2 CH2 Si(OCH33 (10)C65 −NHCH2 CH2 CH2 Si(OC
33 (11)CH3 CH2 NHCH2 CH2 CH2 Si(O
CH33 (12)CH3 CH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2
2 Si(OCH33
【0075】
【外17】
【0076】上記化合物のアルコキシ基が塩素原子であ
るアミノシランカップリング剤も同様に使用可能であ
る。更に、二種類以上のカップリング剤を混合して用い
ても良い。
【0077】本発明において上記アミノシランカップリ
ング剤の添加量は、シロキサン固形分100部に対して
0.1〜8重量部、好ましくは0.3〜5重量部が好ま
しい。0.1重量部未満では十分な添加効果が得られ
ず、帯電性の劣化、被覆強度の低下を生じ、8重量部を
超えると十分な反応が行われず、逆に被覆強度の低下が
生じてしまう。
【0078】本発明においては、カップリング剤として
は、さらに下記一般式 R4-a −Si−Xa (式中、R4-a は、ビニル基、メタクリル基、エポキシ
基、アミノ基、メルカプト基およびそれらの誘導体を示
し、Xはハロゲンまたはアルコキシ基を示す)で示され
るカップリング剤を併用しても良い。
【0079】このようなカップリング剤としては、以下
の具体的化合物例(15)〜(17)で示すものが挙げ
られる。
【0080】 (15)CH3 =CH−Si−(OCH33 (16)CH3 −Si−(OCH33 (17)CH3 −Si−(OC253
【0081】さらに、本発明をより効果的にするために
は、架橋シリコーン樹脂の硬化剤として、少なくとも下
記一般式
【0082】
【外18】 (式中、R5 はCH3 、C25
【0083】
【外19】 及びそれらの誘導体からなるグループから選択される置
換基を示し、R6 及びR7 はCH3 、C25 及びそれ
らの誘導体からなるグループから選択される置換基を示
す。)で示されるオキシムタイプの硬化剤を用いること
が好適である。すなわち、シリコーン樹脂中の残存Si
OH基の適度なコントロール、保存安定性、コストの面
でオキシムタイプのシランカップリング剤は非常に優れ
ている。
【0084】本発明における硬化剤は、例えば、以下の
具体的化合物例(18)〜(21)で示すものが挙げら
れる。
【0085】
【外20】
【0086】本発明において、上記オキシムタイプの硬
化剤の添加量は、シロキサン固形分100重量部に対し
て0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜5重量部添
加することが良い。0.1重量部未満では、十分な架橋
効果が得られず、10重量部を超える場合には、残渣が
十分に除去できなかったり反応不十分の化合物が残存し
てしまい、帯電特性、強度が低下してしまう。
【0087】本発明において、上記のアミノシランカッ
プリング剤は、公知のシリコーン樹脂に含有させて使用
する。例えば、ジメチルシロキサンの如きオルガノシロ
キサン結合からなるシリコーン樹脂や、エポキシ変性、
アミノ変性、カルボキシル変性、アルキル変性又はアク
リル変性の如き各種変性成分で変性されたシリコーン樹
脂を使用することができる。
【0088】該アミノシランカップリング剤を含有した
シリコーン樹脂でキャリア芯材表面を被覆する方法とし
ては、被覆剤を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて塗布
しキャリアに付着せしめる方法、単に粉体で混合する方
法がいずれも適用できる。
【0089】本発明において、キャリアの重量平均径
は、好ましくは10〜100μm、より好ましくは25
〜65μm、さらに好ましくは30〜65μmであるこ
とがトナーの混合、搬送性向上の点で好ましい。さら
に、重量分布において26μm以上35μm未満の粒径
のキャリア粒子を1〜40重量%含有しており、35μ
m以上43μm未満の粒径のキャリア粒子を5〜40重
量%含有しており、かつ74μm以上のキャリア粒子を
2重量%以下含有しているときに良好な画像を維持でき
ることから好ましい。
【0090】さらに好ましくは、キャリアの重量分布に
おいて26μm以上35μm未満のキャリア粒子を2〜
33重量%含有しており、35μm以上43μm未満の
キャリア粒子を8〜35重量%含有しており、かつ74
μm以上のキャリア粒子を0〜1.0重量%含有してい
ることが良い。
【0091】本発明においては、良好な多色カラー画像
を得るために、シャープメルトな着色樹脂粒子を使用す
ることが好ましい。反面この着色樹脂粒子は非常に潜像
担持体上に融着しやすい。
【0092】一旦着色樹脂粒子が潜像担持体に融着する
と、潜像担持体上に電荷が蓄積し、現像バイアス電位V
DCと潜像の暗部電位VD に関し、|VDC−VD |が20
0Vを超えるようになる。そうなると、35μm以下の
キャリア粒子が潜像担持体上に付着するようになり、潜
像担持体上の融着物を削り取る効果を発揮し画像欠陥が
解消される。
【0093】このとき、26μm以上35μm未満の粒
径のキャリア粒子が40重量%を超えると、|VDC−V
D |が200Vよりも小さい部分にも付着するようにな
り、画像欠陥や、ドラムの削れのごとき問題を生じやす
くなる。
【0094】一方、26μm以上35μm未満の粒径の
キャリア粒子が1重量%未満であると、キャリアの研磨
効果が不十分になりやすく、融着物を削り取って画像欠
陥の解消機能が不十分になりやすい。
【0095】本発明のキャリアは、500Vの電圧を印
加したときの電流値が20〜150μA、より好ましく
は30〜140μAであることが好ましい。20μA未
満であると、キャリア表面の電荷の逃げ場所がなくな
り、キャリア表面に電荷が蓄積され、トナーが離れにく
くなり、現像性が低下し、150μAを超えると、電荷
の保持力が小さすぎ、特に高湿下の放置後の帯電量が低
下する。
【0096】本発明のキャリアの芯材に用いられる磁性
粒子の材質としては、特に限定されず、偏平状、海綿
状、コイン状、球状、真球状の如き種々の形状の酸化鉄
粉、銅、マンガン、コバルト、ニッケル、亜鉛、スズ、
マグネシウム、鉛、ストロンチウム、バリウム、リチウ
ムの如き金属、それらの合金または酸化物、それらの一
種以上含有して成るフェライト、種々の樹脂と磁性粉と
の混合物からなる粒子を使用することができる。
【0097】キャリア芯材との接着性を向上せしめる為
に変性シリコーン樹脂を用いることも提案されており、
アルキッド変性、エポキシ変性、アクリル変性、ポリエ
ステル変性、フェノール変性、メラニン変性、ウレタン
変性等の変性シリコーン樹脂を使用することもできる。
【0098】低表面エネルギーを保ったまま接着性を高
めるために、種々の添加剤を併用する方法が提案されて
いる(特開平2−33159号公報)。
【0099】これらの添加剤は、シリコーン樹脂あるい
はそれ自身との反応により接着性に加え強靭性も付与す
るものである。しかしながら、特開平2−33159号
公報に示されているものはアルコキシシランであり、カ
ップリング剤としては反応性の低いものであり、効果が
不十分なため高い強靭性が得られない。
【0100】アルコキシシランを大量に添加した場合、
反応性が低いためコート層中に液状のまま残りやすく、
被覆膜の強靭性がさらに低下してしまう。
【0101】反応性の高いシランカップリング剤として
脱離基がオキシムタイプ(オキシシラン)、アセトンタ
イプ(プロペノキシシラン)、酢酸タイプ(アセトキシ
シラン)のものが知られている。特にオキシムタイプは
特開平2−33159号公報にも記載されている通り保
存安定性、コストの面で好ましい材料と言える。
【0102】しかしながら本発明者等の検討では、オキ
シムタイプのシランカップリング剤(アルキルトリオキ
シシラン)をシリコーン樹脂と共に被覆した場合、確か
に接着性及び強靭性が増し、機械的耐久性は向上した
が、高湿下での帯電特性は逆に低下してしまった。これ
は、シランカップリング剤の脱離基であるオキシムが沸
点が高いためコート層中に残存しやすく、疎水性が低下
したためと思われる。
【0103】そこで本発明者等が鋭意検討した結果、脱
離基であるアルコールが揮発しやすいためコート層中に
残存しにくいアルコキシシラン(特に好ましくは疎水性
の高いアルキルアルコキシシラン)及び反応性の高いオ
キシシランを併用した、ある程度フレキシビリティーを
有するシリコーン樹脂で被覆したキャリアは、機械的耐
久性に加え高湿下での帯電特性においても優れた性能を
示すことが明らかとなった。
【0104】従って、本発明に用いられるシリコーン樹
脂被覆層は、下記一般式(I)〜(III)で表わされ
るセグメントの集合体であるシリコーン樹脂と下記一般
式(IV)及び(V)で表される化合物とを含む樹脂組
成物を用いることが特に好ましい。
【0105】
【外21】 (但し、R0 〜R10はそれぞれメチル基、エチル基、フ
ェニル基、ビニル基)から選ばれる炭化水素基を、Rは
電子供与基で置換されていても良い炭化水素基を、nは
1〜3の整数を表す。)
【0106】さらに上記セグメント(I)〜(III)
の比は、好ましくは、下記条件 (I)/(II+III)=1/99〜60/40 (II)/(III)=10/90〜100/0 を満たすことが良く、より好ましくは、下記条件 (I)/(II+III)=2/88〜50/50 (II)/(III)=30/70〜100/0 を満たすことが良い。
【0107】(I)/(II+III)<1/99ある
いは(II)/(III)<10/90ではポリマーの
フレキシビリティーあるいは弾力性が低いため、脱離し
たアルコールおよびオキシムがポリマー中に残存しやす
く、好ましい帯電特性が得られず、あるいは被膜がもろ
くなるため破損が生じやすくなる。一方、(I)/(I
I+III)>60/40では直鎖成分が多いために強
靭性が低下し、好ましい耐久性が得られにくい。
【0108】本発明においては、前述した一般式(I)
〜(III)で表されるセグメントを含むシリコーン樹
脂に、前記一般式(IV)及び(V)で表される化合物
をそれぞれ好ましくは0.1〜10重量部、更に好まし
くは0.5〜8重量部添加し、(IV)、(V)の総和
として好ましくは0.5〜20重量部、更に好ましくは
0.5〜15重量部とすることにより、上述した性能を
持つキャリアが得られる。(IV)及び(V)の含有量
が0.1重量部未満では、十分な効果が得られず、10
重量部を超える場合では脱離したオキシムや未反応の化
合物(V)が残存しやすく帯電特性、強靭性が低下して
しまう。
【0109】本発明に用いられるオキシシラン(IV)
及びアルコキシシラン(V)の具体例としては下記の具
体的化合物例(22)〜(23)及び(24)〜(2
6)で示すようなものが挙げられるが、これらに限定さ
れることはない。
【0110】
【外22】
【0111】本発明の被覆材コートキャリアは、特に粒
径が小さい場合に優れた帯電特性を示すことも明らかと
なった。これは、一般にキャリア粒径が小さくなるにつ
れキャリア表面積が増大し、表面に存在する吸着水量も
増加する。そのため、架橋用官能基部分の加水分解が促
進され、キャリアコア表面へのシリコーン樹脂の被膜性
が高まるためと推測される。
【0112】但し、粒径が小さすぎる場合、現像剤の流
動性が低下してしまい、細線の再現性が低下したり、帯
電量の立ち上がりが遅くなってしまう。
【0113】この適正なキャリア粒度としては、重量平
均粒径が25〜65μmのものが良い。この範囲よりも
小さくなると現像剤としての流動性が低下し、大きすぎ
ると特に高湿下での帯電特性の耐久性が低下する。
【0114】本発明において、キャリア芯材の被覆を前
記一般式(I)〜(III)で表されるセグメントの集
合体であるシリコーン樹脂と前記一般式(IV)〜
(V)で示される化合物とを含む樹脂組成物を用いて行
う場合には、被覆層を形成する樹脂のキャリア芯材に対
する塗布量は、樹脂固形分が好ましくは0.01重量%
〜10重量%、より好ましくは0.1重量%〜5重量%
である。0.05重量%未満では、キャリア芯材の樹脂
による被覆効果が十分でなく、10重量%を超える塗布
量は無意味であり、製造上からも過剰な樹脂が単独で存
在する場合もあり、好ましくない。
【0115】キャリア芯材への樹脂被覆のためには、式
(I)〜(V)で表される樹脂組成物を適当な溶媒に溶
解し得られる溶液中に芯材料を浸漬し、しかる後に脱溶
媒、乾燥、高温焼付けする方法、あるいは芯材料を流動
化床中で浮遊させ、前記共重合体溶液を噴霧塗布し、乾
燥、高温焼付けする方法を利用することができる。
【0116】さらに、シリコーン樹脂の被覆量は、キャ
リア芯材100gに対する被覆量をagとし、被覆後の
キャリアの比表面積をScm2 /gとしたときに下記関
係 (a/S)×104 =2〜30 (ここで、aは0.01〜1.0とする。)を満たすこ
とが好ましく、より好ましくは下記関係 (a/S)×104 =5〜20 (ここで、aは0.01〜1.0とする。)を満たすこ
とが良く、このような被覆量の関係にあるときに、キャ
リア表面上でレジン硬化時に、カップリング反応時の残
渣がレジン中から除去されやすく耐久性及び帯電性を含
め非常に優れた特性を示すものである。
【0117】本発明をより効果的にするためには、aは
0.02〜0.8であることが好ましく、より好ましく
は0.05〜0.5であることが良い。
【0118】さらに、キャリアの比表面積(Scm2
g)は、好ましくは280〜600cm2 /g、より好
ましくは300〜560cm2 /gであることが前記の
被覆量とキャリアの比表面積との関係を満たすことから
特に好ましい。
【0119】キャリア芯材への樹脂被覆のためには、樹
脂組成物を適当な溶媒に溶解し得られる溶液中にキャリ
ア芯材を浸漬し、しかる後に脱溶媒、乾燥、高温焼付す
る方法、あるいは芯材料を流動化床中で浮遊させ、前記
共重合体溶液を噴霧塗布し、乾燥、高温焼付けする方法
を利用することができる。
【0120】かくして得られる本発明のキャリアはトナ
ーと混合して二成分系現像剤すなわち、静電潜像現像用
の磁性ブラシ現像剤として使用される。
【0121】次に本発明の二成分系現像剤に関して説明
する。
【0122】本発明の二成分系現像剤において、トナー
としては結着樹脂中に着色剤を分散させた、通常電子写
真法で使用されているいかなるトナーを使用することも
でき、特に制限されるものではない。
【0123】本発明に係るキャリアとトナーと混合して
二成分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、1.0重量%〜12重量%、好ま
しくは2重量%〜9重量%にすると通常良好な結果が得
られる。トナー濃度が1.0重量%未満では画像濃度が
低く実用不可となり、12重量%を超える場合ではカブ
リや機内飛散を増加せしめ、現像剤の耐用寿命を短め
る。
【0124】本発明において、トナーをカラートナーと
して用いた場合に使用される着色剤としては、例えばフ
タロシアニンブルー、インダスレンブルー、ピーコック
ブルー、パーマネントレッド、レーキレッド、ローダミ
ンレーキ、ハンザイエロー、パーマネントイエロー、ベ
ンジンイエローの如き公知の染顔料を広く使用すること
ができる。その含有量としては、OHPフィルムの透過
性に対し敏感に反映するよう結着樹脂100重量部に対
して12重量部以下であり、好ましくは0.5〜9重量
部である。
【0125】本発明に係るトナーには、荷電特性を安定
化するために荷電制御剤を配合しても良い。その際トナ
ーの色調に影響を与えない無色又は淡色の荷電制御剤が
好ましい。本発明において使用することの出来る荷電制
御剤としては、アミノ化合物、第4級アンモニウム化合
物及び有機染料、特に塩基性染料及びその塩、ニグロシ
ン塩基、サリチル酸キレート化合物が挙げられる。これ
らの中で特に負荷電制御剤としては例えばアルキル置換
サリチル酸の金属錯体(例えばジ−tert−ブチルサ
リチル酸のクロム錯体又は亜鉛錯体)の如き有機金属錯
体が好ましい。荷電制御剤をトナーに配合する場合には
結着樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部、好
ましくは0.5〜8重量部添加するのが良い。
【0126】本発明のトナーには必要に応じてトナーの
特性を損ねない範囲で添加剤を混合しても良く、そのよ
うな添加剤としては、例えばテフロン、ステアリン酸亜
鉛、ポリフッ化ビニリデンの如き滑剤、或いは定着助剤
(例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレ
ンなど)があげられる。
【0127】本発明のトナーの製造にあたっては、熱ロ
ール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機によ
ってトナー構成材料を良く混練した後、機械的な粉砕、
分級によって得る方法、結着樹脂溶液中に着色剤の如き
トナー構成材料を分散した後、噴霧乾燥することにより
得る方法、又は、結着樹脂を構成すべき単量体に所定材
料を混合した後、この乳化懸濁液を重合させることによ
りトナーを得る重合トナー製造法その他公知のトナーの
製造方法が応用できる。
【0128】本発明の着色剤含有粒子(トナー)に使用
する結着物質としては、従来電子写真用トナー結着樹脂
として知られている各種の材料樹脂が用いられる。
【0129】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などの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−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−ビニルナフタリン共重合
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−アクリル酸ブチ
ル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、
スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メ
タクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブ
チル共重合体、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、スチレン−マレイン酸共重合
体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチ
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、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウ
レタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラ
ール、ポリアマイド、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
は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラ
フィン、パラフィンワックスなどが単独或は混合して使
用できる。
【0130】これらの樹脂の中で、特に負帯電能の高い
ポリエステル系樹脂を用いた場合本発明の効果は絶大で
ある。即ち、ポリエステル系樹脂は、定着性に優れ、カ
ラートナーに適している反面、負帯電能が強く帯電が過
大になりやすいが、本発明の構成にポリエステル樹脂を
用いると弊害は改善され、優れたトナーが得られる。
【0131】特に下記一般式
【0132】
【外23】 (式中Rはスチレン又はプロピレン基であり、x、yは
それぞれ1以上の整数であり、かつx+yの平均値は2
〜10である。)
【0133】で示されるビスフェノール誘導体もしくは
置換体をジオール成分とし、2価以上のカルボン酸又は
その酸無水物又はその低級アルキルエステルとからなる
カルボン酸成分(例えばフマル酸、マレイン酸、無水マ
レイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、
ピロメリット酸など)とを共縮重合したポリエステル樹
脂がシャープな溶融特性を有するのでより好ましい。
【0134】本発明においては、トナーに外添剤を添加
することが好ましく、該外添剤の平均粒径は、好ましく
は0.2μm以下、より好ましくは0.002〜0.2
μm、さらに好ましくは0.01〜0.2μmであるこ
とが良い。
【0135】該外添剤の平均粒径が0.2μmより大き
い場合には、トナーの流動性を向上させる効果が少なく
なる。特に0.002μm以上であると外添剤同志の凝
集が生じにくく流動性向上効果がより一層得られる。
【0136】該外添剤としては、フッ素樹脂粉末、脂肪
酸金属塩、金属酸化物の如き一般的に外添剤として知ら
れているものを用いることが可能であり、酸化チタン、
シリカ、アルミナが好ましい。
【0137】さらに本発明は、トナーの外添剤として、
少なくとも酸化チタン微粒子を含有することが、帯電を
より安定化するために好ましい。
【0138】特に好ましくは、水系中でカップリング剤
を加水分解しながら表面処理を行ったアナターゼ型酸化
チタン微粒子が、帯電の安定化、流動性の付与の点等で
極めて有効である。これは、一般に知られている流動向
上剤としての疎水性シリカでは達成できなかったもので
ある。
【0139】その理由としては、シリカ微粒子がそれ自
身強いネガ帯電性であるのに対して、酸化チタン微粒子
はほぼ中性の帯電性であることに起因する。従来より疎
水性酸化チタンを添加することが提案されているが、酸
化チタン微粒子は本来表面活性がシリカに比べて小さ
く、疎水化は必ずしも十分に行われていなかった。処理
剤を多量に使用したり、高粘性の処理剤等を使用した場
合、疎水化度は確かに上がるものの、粒子同士の合一が
生じ、流動性付与能が低下してしまい、帯電の安定化と
流動性付与の両立は必ずしも達成されていなかった。
【0140】一方、疎水性シリカは、その流動性付与能
は確かにすぐれているものの、多量に含有させると逆に
その強帯電性故、静電凝集を起こし、流動性付与能は低
下してしまう。その点、酸化チタンは、量を増やす程、
トナーの流動性は向上する。
【0141】アナターゼ型酸化チタンを使用すること
は、例えば特開昭60−112052号公報等に提案さ
れているが、アナターゼ型酸化チタンは、体積固有抵抗
が107 Ωcm程度と小さく、そのまま使用したのでは
特に高湿下での帯電のリークが早く、必ずしも帯電の安
定化の点で満足のいくものではなく改良の必要があっ
た。
【0142】さらに疎水化酸化チタンをトナーに含有す
る例として、特開昭59−52255号公報にアルキル
トリアルコキシシランで処理した酸化チタンを含有する
トナーが提案されているが、酸化チタンの添加により、
確かに電子写真諸特性は向上しているものの、酸化チタ
ンの表面活性は元来小さく処理の段階で合一粒子が生じ
たり、疎水化が不均一であったりで、必ずしも満足のい
くものではなかった。
【0143】本発明者らは、トナーの帯電性の安定性に
ついて鋭意検討した結果、特定のカップリング剤を水系
中で加水分解しながら処理した、平均粒径0.01〜
0.2μm、疎水化度20〜80%であるアナターゼ型
酸化チタンが、均質な疎水化処理が行え、粒子同士の合
一もないことを見出し、その酸化チタンを含有したトナ
ーが、帯電の安定化、流動性付与の点で極めて有効であ
ることを見出したのである。
【0144】すなわち、水系中でアナターゼ型酸化チタ
ン微粒子を機械的に一次粒径となるよう分散しながらカ
ップリング剤を加水分解しながら表面処理することで、
気相中で処理するより、粒子同士の合一が生じにくく、
さらに、処理による粒子間の帯電反発作用が働き、アナ
ターゼ型酸化チタン微粒子はほぼ一次粒子の状態で表面
処理されることがわかった。
【0145】カップリング剤を水系中で加水分解しなが
ら酸化チタン表面を処理する際に、酸化チタン微粒子を
一次粒子に分散させるための、機械的な力を加えるた
め、クロロシラン類や、シラザン類のようにガスを発生
するようなカップリング剤を使用する必要もなく、さら
に、これまで気相中では粒子同士が合一して使用できな
かった高粘性のカップリング剤も使用できるようにな
り、疎水化の効果は絶大である。
【0146】酸化チタン微粒子の表面処理に使用できる
カップリング剤としては、シランカップリング剤、チタ
ンカップリング剤が挙げられる。好ましく用いられるの
はシランカップリング剤であり、一般式 Rm SiYn R:アルコオキシ基 m:1〜3の整数 Y:アルキル基 ビニル基、グリシドキシ基、メタクリル基を含む炭化水
素基 n:1〜3の整数 で表されるものである。
【0147】このシランカップリング剤としては、例え
ばビニルトリメトキシシラン、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、メチルトリメトキシ
シラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメ
トキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジ
エトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキ
シプロピリトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシ
シラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オ
クタデシルトリメトキシシランを挙げることができる。
【0148】このシランカップリング剤の中でも特に好
ましくは、下記一般式
【0149】
【外24】 (式中、αは4〜12の数を表し、βは1〜3の数を表
す)で示す化合物が良い。
【0150】ここで、一般式におけるαが4より小さい
と、処理は容易となるが疎水性が十分に達成できなく、
αが13より大きいと疎水性は十分になるが、酸化チタ
ン粒子同士の合一が多くなり、流動性付与能が低下して
しまう。βは3より大きいと反応性が低下して疎水化が
十分に行われなくなってしまう。したがって本発明にお
いてαは4〜12、好ましくは4〜8、βは1〜3、好
ましくは1〜2であることが良い。
【0151】本発明においては、上記カップリング剤の
処理に加えてさらにシリコーンオイルで処理すること
で、トナーの転写性も向上し、より好ましい。その処理
方法としては、同一水系中で行うことが効率の点で好ま
しい。
【0152】カップリング剤およびシリコーンオイルの
処理量は酸化チタン100重量部に対して、1〜50重
量部、好ましくは3〜40重量部とし、疎水化度を20
〜80%、好ましくは40〜80%にすれば良い。
【0153】すなわち、疎水化度は20%より小さい
と、高湿下での長期放置による帯電量低下が大きく、ハ
ード側での帯電促進の機構が必要となり、装置の複雑化
となり、疎水化度が80%を超えると体積固有抵抗の小
さいアナターゼ型酸化チタンを使用して酸化チタン自身
の帯電コントロールが難しくなり、結果として低湿下で
トナーがチャージアップしてしまう。
【0154】本発明において酸化チタンの平均粒径は流
動性付与の点から0.01〜0.2μmが良い。粒径が
0.2μmより大きいと、流動性不良によるトナー帯電
が不均一となり、結果としてトナー飛散、カブリが生じ
てしまう。平均粒径が0.01μmより小さいと、トナ
ー表面に埋め込まれやすくなりトナー劣化が早く生じて
しまい、耐久性が逆に低下してしまう。この傾向は、本
発明に用いられるシャープメルト性のカラートナーにお
いてより顕著である。
【0155】本発明において、酸化チタンの処理方法と
しては、水系中で酸化チタンを機械的に一次粒径となる
ように分散しながら、カップリング剤を加水分解させて
処理する方法が効果的であり、溶剤を使用しない点でも
好ましい。
【0156】さらに、上述のようにして、処理された酸
化チタンの400nmの光長における光透過率が40%
以上であることが好ましい。
【0157】すなわち、本発明に使用される酸化チタン
は、一次粒子径は0.2〜0.01μmと非常に小さい
ものであるが、実際トナー中に含有させた場合、必ずし
も一次粒子には分散しているわけでなく、二次粒子で存
在している場合もありうる。したがって、いくら一次粒
子径が小さくても、二次粒子としての挙動する実効径が
大きくては、本発明の効果は低減してしまう。しかる
に、可視領域の下限波長である400nmにおける光透
過率が高いものほど、二次粒子径が小さく、流動性付与
能、カラートナーの場合におけるOHPの投影像の鮮明
さの点で良好な結果が期待できる。400nmを選択し
た理由は紫外と可視の境界領域であり、光波長の1/2
以下の粒径のものは透過するといわれていることから
も、それ以上の波長の透過率は当然大きくなり、あまり
意味のないものである。
【0158】さらに、本発明者らは、X線回折による酸
化チタンの結晶型が、格子常数(a)が3.78Å、格
子常数(b)が9.49Åであるアナターゼ型であるこ
とを確認している。
【0159】一方で、疎水性の微粒径酸化チタンを得る
方法として、揮発性のチタンアルコキシドを低温酸化
し、球状化した後表面処理を施し、アモルファスの球状
酸化チタンを得る方法も知られているが、出発物質が高
価である点および製造装置が複雑である点を考えると、
本発明にコスト的に及ばない。
【0160】以上説明してきた酸化チタンは、重量平均
径4〜10μmのトナーと組合せた場合、好適に作用す
る。すなわち、トナーを小粒径化すると重量あたりの表
面積が増大し、摺擦による過剰帯電を生じやすくなる。
これに対して帯電を制御し、流動性を付与できる酸化チ
タン微粒子の効果は大きい。本発明に好適な酸化チタン
の含有量は0.5〜5重量%、好ましくは0.7〜2.
5重量%である。
【0161】前述の酸化チタン微粒子をトナーの外添剤
として使用することで、高画質、環境安定性に優れたト
ナーの設計が可能となったが、従来の一般的なキャリア
と組み合わせて使用すると、酸化チタン微粒子がキャリ
ア表面に付着し、キャリア汚染を起こし易いことがわか
った。汚染が起こると、酸化チタン微粒子が帯電的にほ
ぼ中性であることが災いし、キャリアの帯電能力が大幅
に低下し、カブリ、トナー飛散が発生した。
【0162】しかしながら、前述の酸化チタンを外添剤
として用いたトナーと本発明の前述のキャリアとを組合
わせることにより上記の問題点を解決できるという効果
を有している。
【0163】本発明のキャリアの中でも特にキャリア芯
材の表面をアミノシランカップリング剤を含有する架橋
性シリコーン樹脂で被覆し、かつXPS測定によるキャ
リア粒子表面に存在する珪素原子と炭素原子との原子数
の比が下記条件 Si/C=0.1〜2 を満たし、かつ金属原子がキャリア表面に0.1〜5個
数%存在するキャリアが最適である。
【0164】従来シリコーン樹脂で被覆したキャリア
は、表面エネルギーが小さく、キャリア劣化しにくいと
いう利点があった。しかし、シリコーン樹脂被覆キャリ
アは、例えばアクリル樹脂被覆キャリアと比較すると帯
電の立ち上がりが悪く、特に低湿下ではトナーの帯電量
が徐々に立ち上がり、初期に対して画像濃度の低下が発
生した。特に、本発明の酸化チタン微粒子を使用したト
ナーはその傾向が激しかった。さらに、使用するシリコ
ーン樹脂によっては、アクリル樹脂被覆キャリア等と同
様にキャリア汚染が発生し、シリコーン樹脂被覆キャリ
アが最適とは言えなかった。
【0165】しかしながら、酸化チタン微粒子を外添し
たトナーに本発明の前記のキャリアを使用することによ
って、多数枚コピーにおいてもキャリア劣化が発生せ
ず、初期の高画質の画像を保持することができる。更
に、あらゆる環境において、良好な帯電性と帯電の立ち
上がりの特性を得ることが可能となる。
【0166】次に上記二成分系現像剤を用いた本発明の
画像形成方法について説明する。
【0167】本発明の画像形成方法は、トナー及びキャ
リアを有する二成分系現像剤を現像剤担持体上で循環搬
送し、潜像保持体とそれに対向する現像剤担持体の現像
領域で潜像を該現像担持体上の二成分系現像剤のトナー
で現像するものである。
【0168】キャリアの磁気特性は現像スリーブに内蔵
されたマグネットローラーによって影響され、現像剤の
現像特性及び搬送性に大きく影響を及ぼすものである。
【0169】本発明の画像形成方法においては、現像ス
リーブ(現像剤担持体)とこれに内蔵されたマグネット
ローラーのうち、例えばマグネットローラーを固定して
現像スリーブを単体で回転し、磁性粒子からなるキャリ
アと絶縁性カラートナーからなる二成分系現像剤を現像
スリーブ上で循環搬送し、該二成分現像剤にて静電潜像
保持体表面に保持された静電潜像を現像するものであ
る。
【0170】本発明の画像形成方法においては、該マ
グネットローラーが反発極を有する5極構成とし、現
像領域における磁束密度が500〜1200ガウスであ
り、キャリアの飽和磁化が90〜35emu/gであ
る場合には、カラー複写において画像の均一性や階調再
現性にすぐれ好適である。
【0171】飽和磁化が90emu/g(3000エル
ステッドの印加磁場に対し)を超える場合であると、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ブラシ状の穂立ちが
固く締まった状態となり、階調性や中間調の再現が悪く
なり、飽和磁化が35emu/g未満であると、トナー
及びキャリア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悪化するとい
う問題点が発生しやすくなる。さらにキャリアの残留磁
化及び保磁力が高すぎると現像器内の現像剤の良好な搬
送が妨げられ、画像欠陥としてカスレやベタ画像中での
濃度不均一等が発生しやすくなり、現像能力を低下せし
めるものとなる。それゆえ、一般の白黒複写と異なりカ
ラー複写における現像性を維持するためには、その残留
磁化が10emu/g以下、好ましくは5emu/g以
下、より好ましくは実質上0であり、保磁力が40エル
ステッド以下(3000エルステッド、印加磁場に対
し)、好ましくは30エルステッド以下、より好ましく
は10エルステッド以下であることが重要である。
【0172】本発明の画像形成方法においては、現像領
域で潜像保持体から現像担持体にトナーを向かわせる第
1電圧と、現像剤担持体から潜像保持体にトナーを向か
わせる第2電圧と、該第1電圧と該第2電圧の間の第3
電圧を現像剤担持体に印加し、潜像保持体と現像剤担持
体との間に現像電界を形成することにより潜像保持体に
保持されている潜像を現像剤担持体上の二成分系現像剤
のトナーで現像することが好ましい。
【0173】さらに、前述の潜像保持体から現像剤担持
体にトナーを向かわせる第1電圧と現像剤担持体から潜
像保持体にトナーを向かわせる第2電圧とを現像剤担持
体に印加する時間(T1 )よりも、該第1電圧と該第2
電圧との間の第3電圧を現像剤担持体に印加する時間を
長くすることが、潜像保持体上でトナーを再配列させ潜
像に忠実に再現する目的で特に好ましい。
【0174】具体的には、現像領域で潜像保持体と現像
剤担持体との間に、潜像保持体から現像剤担持体にトナ
ーが向かう電界と現像剤担持体から潜像保持体にトナー
が向かう電界を少なくとも1回形成した後に、潜像保持
体の画像部ではトナーが現像剤担持体から潜像保持体に
向かい、潜像保持体の非画像部では、トナーが潜像保持
体から現像剤担持体に向かう電界を所定時間形成するこ
とにより潜像保持体に保持されている潜像を現像剤担持
体に担持されている二成分系現像剤のトナーで現像する
ものであり、この潜像保持体から現像剤担持体にトナー
が向かう電界と現像剤担持体から潜像保持体にトナーが
向かう電界を形成する合計時間(T1 )より潜像保持体
の画像部ではトナーが現像剤担持体から潜像保持体に向
かい、潜像保持体の非画像部では、トナーが潜像保持体
から現像剤担持体に向かう電界を形成する時間の方を長
くすることが好ましい。
【0175】さらに、本発明のキャリアは、特定の平均
粒径及び粒径分布さらに特定の被覆材においてトナーと
の摩擦帯電性の立上りも好ましく改良されている。一方
において、現像時に潜像保持体上へのキャリア付着が心
配されるところであるが、前述の特定の現像電界、すな
わち交番電界を形成して現像する現像方法で、定期的に
交番をオフする現像電界を用いて現像を行った場合にキ
ャリア付着がより発生しずらいものである。この理由
は、いまだ明確ではないが以下のように考えられる。
【0176】すなわち、従来の連続的な正弦波あるいは
矩形波においては、高画質濃度を達成しようとして電界
強度を強くすると、トナーとキャリアは一体となって潜
像保持体と現像剤担持体の間を往復運動し、結果として
潜像保持体にキャリアが強く摺擦し、キャリア付着が発
生する。この傾向は微粉キャリアが多い程顕著である。
【0177】しかるに、本発明の如き特定の交流電源を
印加すると、1パルスではトナーあるいはキャリアが現
像剤担持体と潜像保持体間を往復しきらない往復運動を
するため、その後の潜像保持体の表面電位と現像バイア
スの直流成分の電位差VcontがVcont<0の場合には、
直流成分がキャリアを現像剤担持体から飛翔させるよう
に働くが、キャリアの磁気特性とマグネットローラーの
現像領域での磁束密度をコントロールすることによっ
て、キャリア付着は防止でき、Vcont>0の場合には、
磁界の力および直流成分がキャリアを現像剤担持体側に
引きつけるように働き、キャリア付着は発生しない。
【0178】以上説明した本発明における効果をより一
層効果的にするためには、キャリアの見掛密度は1.8
〜3.2g/cm3 とすることが好ましい。見掛密度が
上記値より小さいと、キャリア付着が発生しやすくな
り、また、上記値より大きいと、現像剤の循環が悪くな
り、トナー飛散等が発生しやすくなるだけでなく、画質
劣化も早まってしまう。
【0179】以上述べたように、本発明の特定の現像電
界を印加することによって、キャリア付着防止に対して
非常に有効であることが示されたが、同時に現像特性の
向上、すなわち、画像濃度の向上、カブリの軽減、ハイ
ライト再現、細線再現性の向上等全てにわたって有効で
あることが認められる。
【0180】上記理由については、未だ明確ではない
が、本発明の特定の交流電界、前述のキャリア、及び4
〜10μmの特定のトナーにおいて非常に有効であるか
ら以下のように推察される。
【0181】すなわち、本発明の特定の交流電界は1パ
ルスにおいては非常な高周波で印加される。したがっ
て、トナーの重量平均粒径が大きい場合、例えば10μ
mよりも大きい場合は交流電界に忠実に追従できずに逆
に潜像を現像する能力が低下し、細線の飛び散り、カブ
リの如き画像劣化を生じてしまう。
【0182】本発明の特定の交流電界にトナーを忠実に
追従させるためには、キャリア上のトナーの帯電量を均
一にしかつ、トナーのキャリアの強固な付着は防止して
おくべきである。しかるに本発明においては、トナーの
帯電立上りを向上し、分布をシャープにする目的で、特
定アミノシランカップリング剤を含有させたシリコーン
樹脂をキャリア芯材の被覆材として用いただけでなく、
トナーとの混合性、現像剤担持体上での搬送性を向上さ
せ、帯電絶対値をコントロールかつシャープにするため
に、粒度分布を好適な範囲に調整し、本発明の特定の現
像電界に対して、現像ブラシが潜像保持体上にソフトに
接触し、現像像を現像ブラシで乱さないようにした結
果、高画質化が達成されたと推測される。
【0183】前述したように、本発明の特定の現像電界
に対して、トナーを忠実に追従させるためには、トナー
がチャージアップしてキャリアと強く静電付着したり、
キャリア上に電荷が蓄積していってしまうのは問題であ
るが、本発明のように、キャリア被覆材の量を好適な範
囲で少なめに設定し、積極的にキャリア上の電荷をリー
クさせている。トナー上の電荷は、本発明のように特定
条件下で均一に表面処理した疎水性酸化チタン微粒子を
使用することで、高湿下では電荷を十分に維持し、低湿
下では逆に電荷をキャンセルする方向に働いている。し
たがって、どの環境においても、キャリア上のトナーの
現像特性は一定に制御され、交流電界に忠実に追従でき
るのである。
【0184】本発明の画像形成方法を実施し得る画像形
成装置を図5を用いて説明する。
【0185】図5において、画像形成装置は、潜像保持
体としての感光ドラム11を有し、現像装置12にて、
現像容器6の内部は、隔壁7によって現像室(第1室)
1と攪拌室(第2室)R2 とに区画され、攪拌室R2
の上方には隔壁7を隔ててトナー貯蔵室R3 が形成され
ている。現像室R1 及び攪拌室R2 内には現像剤9が収
容されており、トナー貯蔵室R3 内には補給用トナー
(非磁性トナー)8が収容されている。なお、トナー貯
蔵室R3 には補給口10が設けられ、補給口20を経て
消費されたトナーに見合った量の補給用トナー8が攪拌
室R2 内に落下補給される。
【0186】現像室R1 内には第1搬送スクリュー3が
設けられており、この第1搬送スクリュー3の回転駆動
によって現像室R1 内の現像剤9は、現像剤担持体とし
ての現像スリーブ1の長手方向に向けて搬送される。同
様に、貯蔵室R2 内には第2搬送スクリュー4が設けら
れ、第2搬送スクリュー4の回転によって、補給口10
から攪拌室R2 内に落下したトナーを現像スリーブ1の
長手方向に沿って搬送する。
【0187】現像剤9は、非磁性トナーは磁性キャリア
とを有した二成分系現像剤である。
【0188】現像容器6の感光ドラム11に近接する部
位には開口部が設けられ、該開口部から現像スリーブ1
が外部に突出し、現像スリーブ1と感光ドラム11との
間には間隙が設けられている。非磁性材にて形成される
現像スリーブ1には、バイアスを印加するためのバイア
ス印加手段13が配置されている。
【0189】現像スリーブ1内に固定された磁界発生手
段としてのマグネットローラ、即ち磁石2は、上述した
ように、現像磁極S1 とその下流に位置する磁極N3
と、現像剤9を搬送するための磁極N2 、S2 、N1
を有する。磁石2は、現像磁石S1 が感光ドラム11に
対向するように現像スリーブ1内に配置されている。現
像磁極S1 は、現像スリーブ1と感光ドラム11との間
の現像部の近傍に磁界を形成し、該磁界によって磁気ブ
ラシが形成される。
【0190】現像スリーブ1の上方に配置され、現像ス
リーブ1上の現像剤19の層厚を規制する現像剤層厚規
制部材としての規制ブレード5は、アルミニウム、SU
S316の如き非磁性材料で作製される非磁性ブレード
5の端部と現像スリーブ1面との距離は300〜100
0μm、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することが出来ず濃度の
薄いムラの多い現像画像しか得られないという問題点が
ある。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40
0μm以上が好ましい。1000μmより大きいと現像
スリーブ1上へ塗布される現像剤量が増加し所定の現像
剤層厚の規制が行えず、感光ドラム11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、非磁性ブ
レード5による現像規制が弱まりトナーのトリボが不足
しカブリやすくなるという問題点がある。
【0191】角度θ1は−5°〜35°、好ましくは0
°〜25°である。θ1<−5°の場合、現像剤に働く
磁気力、鏡映力、凝集力等により形成される現像剤薄層
がまばらでムラの多いものとなり、θ>35°の場合は
非磁性ブレードでは現像剤塗布量が増加し、所定の現像
剤量を得ることが難しい。
【0192】この磁性キャリア粒子層は、スリーブ1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
力とスリーブ1の移動方向への搬送力との釣合によって
スリーブ表面から離れるに従って動きが遅くなる。もち
ろん重力の影響により落下するものもある。
【0193】従って磁極N1 とN3 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事によ
り磁性キャリア粒子層はスリーブに近い程磁極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1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。
【0194】以下に本発明の測定方法について述べる。
【0195】(1)XPSによるキャリア粒子表面の原
子数測定方法 XPS測定装置としては、VG社製ESCALAB、2
00−X型、X線光電分光装置を用いる。測定条件は、
下記条件 X線源 Mg Kα(300W) 分析領域 2×3mm である。
【0196】(2)透過率測定方法 試料 0.10g アルキッド樹脂 13.20g (大日本インキ製ベッコゾール1323−60−EL) メラミン樹脂 3.30g (大日本インキ製スーパーベッカミンJ−820−6
0) シンナー 3.50g (関西ペイント製アラミックシンナー) ガラスメディア 50.00g
【0197】上記配合を150ccガラス瓶に採取し、
レッドデビル社製ペイントコンディショナーにて1時間
分散を行う。 分散終了後、PTPフィルムに2milのドクター
ブレードで塗布する。 を120℃×10分間加熱し、焼き付けを行う。 のシートを日本分光製U−BEST 50にて3
20〜800nmの範囲で透過率を測定し、比較する。
【0198】(3)キャリア重量粒径分布測定方法 試料約100gを0.1gの桁まで計りとる。 篩いは、100Meshから、400Meshの標
準篩い(以下篩いという)を用い、上から100、14
5、200、250、350、400の大きさの順に積
み重ね、底には受け皿を置き、試料は一番上の篩いに入
れてふたをする。 これを振動機によって水平線回数毎分285±6
回、振動回数毎分150±10回で15分間篩う。 篩った後、各篩い及び受け皿内のキャリアを0.1
gの桁まで計りとる。 重量百分率で小数点第2位まで算出し、JIS−Z
8401によって小数点第1位まで求める。 試料50gを0.1gの桁まで計りとり、500M
esh標準篩い上に乗せて下から吸引し、重量減少から
500Mesh以下の量を算出し、400Mesh以下
の量から500Mesh以下の量を引いて400〜50
0Meshの量を算出する。
【0199】ただし、篩いの枠の寸法は篩い面から上の
内径が200mm、上面から篩い面までの深さが45m
mであること。
【0200】また、平均粒径は上述の粒度分布測定値よ
り、下式に従って求める。
【0201】
【外25】
【0202】(4)キャリア電流値測定方法 キャリア800gを秤量し、15分以上環境に暴露
する(室内温度22〜25℃、湿度50〜54%)。 マグネットロールを内蔵し、穂立規制ブレードを設
けた導電性のスリーブと対向して1mmの距離に対向電
極を設けた装置を用意する。 スリーブと対向電極間にキャリアを磁気吸引させ
る。 スリーブ内のマグネットロールを回転させて対向電
極に接触させ、スリーブと対向電極の間に500Vの直
流電圧を負荷し、1MΩ、10KΩの抵抗の両端におけ
る電圧降下を測り、この値から電流値を計算で求める。
【0203】(5)トナー粒度測定方法 粒度分布については、種々の方法によって測定できる
が、本発明においてはコールターカウンターを用いて行
った。
【0204】すなわち、測定装置としてはコールターカ
ウンターTA−II型(コールター社製)を用い、個数
平均分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科
機製)及びCX−1パーソナルコンピュータ(キヤノン
製)を接続し、電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1
%NaCl水溶液を調製する。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ホン酸塩を0.1
〜5ml加え、さらに測定試料を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
散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II型
により、アパチャーとして100μmアパチャーを用い
て測定した。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。それから重量基準の重量平均
径(D4)を体積分布から求めた。
【0205】(6)疎水化度測定方法 メタノール滴定試験は、疎水化された表面を有する酸化
チタン微粉体の疎水化度を確認する実験的試験である。
【0206】処理された酸化チタン微粉体の疎水化度を
評価するために本明細書において規定される“メタノー
ル滴定試験”は次の如く行う。供試酸化チタン微粉体
0.2gを容量250mlの三角フラスコ中の水50m
lに添加する。メタノールをビューレットから酸化チタ
ンの全量が湿潤されるまで滴定する。この際フラスコ内
の溶液はマグネチックスターラーで常時攪拌する。その
終点は酸化チタン微粉体の全量が液体中に懸濁されるこ
とによって観察され、疎水化度は終点に達した際のメタ
ノール及び水の液状混合物中のメタノールの百分率とし
て表される。
【0207】(7)カブリ濃度測定方法 カブリの評価は、東京電色社製のREFLECTOME
TER MODELTC−6DSを使用して測定し、シ
アントナー画像ではamberフィルターを使用し、下
記式より算出した。数値が小さい程、カブリが少ない。
【0208】カブリ(反射率)(%)=標準紙の反射率
(%)−サンプルの非画像部の反射率(%) 標準紙の反射率は、5点測定による平均値を用い、サン
プルの非画像部の反射率は、5点測定による最小値を用
いた。
【0209】(8)比表面積試験法 島津粉比表面積測定装置(SS−100型)を用いて下
記の手順により行う。 1) 試料鉄粉充填のためパウダーテスターのオートス
ライダックの電源を入れ100Vに調整する。 2) パウダーテスターの切替えスイッチをタップにし
てタイマーを1分間に調整する(50回±1回/1分
間)。 3) プラスチック試料筒にフルイ板を入れその上にろ
紙を一枚敷き、その上に試料を試料筒の1/3まで入れ
る。 4) 試料筒をパウダーテスターのタップ架台にセット
し、スタートボタンを入れる(1分間タップ)。 5) さらにタップした試料筒に試料を試料筒の2/3
まで入れる。 6) 上記4項と同一作業で行う。 7) 試料筒の上に補足筒(プラスチック)を差し込
み、試料をその上から山盛りに入れる。 8) 上記4項、6項と同一作業を行う。 9) タップした試料筒をタップ架台から取り出し、補
足筒を抜き取り余分の試料をヘラでカットする。 10) 比表面積の測定管のS目盛まで水を満たす。 11) 試料筒を測定管に接続する(試料充填後、すり
合わせ面にグリスを塗る)。 12) 下部流出口のコックを開き、測定管の水面が0
目盛りを通過する時に、ストップウォッチを始動させる
(下部流出水はビーカーで受ける)。 13) 20目盛(単位はcc)まで水面が低下する時
間を計る。 14) 試料筒を取り外し、試料の重量を測定する。 15) 比表面積の珪酸
【0210】下記の計算式で比表面積を算出する。
【0211】
【外26】 SW:粉体の比表面積 cm2 /g e:試料充填層の空隙率 ρ:粉体の密度 g/cm3 η:流体の粘性係数 g/cm・sec L:試料層の厚さ cm Q:試料層透過流体量 cc ΔP:試料層両端の圧力差 g/cm2 A:試料層の断面積 cm2 t:Qccの流体(空気)が試料層を透過するのに要す
る時間 sec W:試料の重量 g
【0212】(9)外添剤の平均粒径の測定方法 外添剤(微粉体)の平均粒径は、外添剤を透過電子顕微
鏡で観察し、視野中の100個の粒子径を測定して平均
粒子径を求める。
【0213】
【実施例】以下、実施例をもって本発明を詳細に説明す
る。実施例において「部」は「重量部」及び「%」は
「重量%」をそれぞれ意味する。
【0214】実施例1 ・不飽和ポリエステル樹脂 100部 ・銅フタロシアニン顔料 5.0部 (C.I.Pigment Blue 15) ・電荷制御剤(サリチル酸クロム錯体) 4.0部
【0215】上記の処方の原材料をヘンシェルミキサー
により十分に予備混合を行い、2軸式押し出し機で溶融
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。更に得られた微粉砕物を多分割分級装置
で分級して8.5μmの分級品(着色剤含有樹脂粒子:
トナー)を得た。これに、水系中で生成した親水性酸化
チタン微粒子を混合攪拌しながらn−C49 Si(O
CH33 を酸化チタン微粒子に対して30重量%とな
るように粒子が合一しないように添加混合し、乾燥粉砕
して疎水化度70%、平均粒径0.05μm、400μ
mにおける透過率が55%の疎水性酸化チタンを作製
し、1.0%添加してミキサーで混合し、シアントナー
1を得た。
【0216】トルエン20部、ブタノール20部、水2
0部、氷40部を四つ口フラスコにとり、攪拌しなが
ら、CH3 SiCl3 2モルと(CH32 SiCl2
3モルとの混合物40部を加え、更に30分間攪拌した
後、60℃で1時間縮合反応を行いシリコーン樹脂1を
得た。 ・シリコーン樹脂1 100部 (オルガノポリシロキサンシリコンレジン) ・C65 −NHCH2 CH2 CH2 Si(OCH33 2部 (N−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン)
【0217】上記の原材料の混合物を、Cu−Zn−F
e系フェライトコアに0.5%コーティングしたキャリ
ア1を製造した。このキャリア1は、キャリア粒子表面
のXPS測定の原子数の比が、Si/C=0.6であ
り、金属原子であるCu、Zn、Feの原子数の合計
が、0.5個数%であり、重量平均粒径45μm、重量
分布において26μm以上35μm未満の粒径のキャリ
ア粒子が16重量%、35μm以上43μm未満の粒径
のキャリア粒子が15重量%、75μm以上の粒径のキ
ャリア粒子が0重量%、500Vの電圧を印加したとき
の電流値が70μAであった。
【0218】得られたシアントナー1を5部に対して総
量100部になるようにキャリア1を混合して二成分系
現像剤を得た。
【0219】この二成分系現像剤を用いて市販のカラー
複写機(CLC500キヤノン製)を用い、23℃/5
%Rh下で現像コントラストを350V、30℃/80
%Rh下で現像コントラストを300Vに設定して、
5,000枚の耐久試験を行った。その結果、画像濃度
は1.40〜1.60と安定で、カブリ、トナー飛散も
なく、ハーフトーンの再現性に優れた高品位な画質が得
られた。さらに、23℃/60%Rh下で30,000
枚の長期耐久試験を行ったところ、現像剤劣化は生じ
ず、耐久後でも高品位な画質が得られた。
【0220】実施例2 ・スチレン−アクリル樹脂 100部 ・カーボンブラック 4.0部 ・荷電制御剤(サリチル酸クロム錯体) 4.0部
【0221】上記の処方の原材料を実施例1と同様に混
練、粉砕、分級を行い、8.2μmの分級品(着色剤含
有樹脂粒子:トナー)を得た。これに、実施例1で作製
したものと同様の疎水性酸化チタンを0.8%添加して
ミキサーで混合し、ブラックトナー2を得た。
【0222】このトナー2を5部に対して、実施例1で
用いたキャリア1を総量100部になるように混合して
二成分系現像剤を得た。
【0223】この二成分系現像剤を用いて実施例1と同
様に23℃/5%Rh下で画出しを行ったところ、画像
濃度は1.50〜1.70と安定な、ハーフトーンの再
現性に優れた高品位な画質が得られた。さらに、23℃
/60%Rh下で40,000枚の長期耐久試験を行っ
たところ、現像剤劣化は生じず、耐久後でも高品位な画
質が得られた。
【0224】実施例3 実施例1で用いた疎水性酸化チタンに代えて、n−C10
25Si(OCH33 15部で処理した酸化チタン微
粒子(疎水化度70%、平均粒径0.05μm、400
nmにおける透過率45%)を使用するシアントナー3
を用いること以外は実施例1と同様に画出しを行ったと
ころ、良好な結果が得られた。
【0225】実施例4 キャリア1の製造で用いたシリコーン樹脂1におけるシ
リコーンモノマーを表1で示すように変更してシリコー
ン樹脂2を得た。 ・シリコーン樹脂2 100部 (アクリル変性シリコンレジン) ・C65 −NHCH2 CH2 CH2 Si(OCH33 3部 (N−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン)
【0226】上記の原材料混合物を、Cu−Zn−Fe
系フェライトコアに0.4%コーティングしてキャリア
2を製造した。このキャリア2は、キャリア粒子表面の
XPS測定の原子数の比が、Si/C=0.6、金属原
子であるCu、Zn、Feの原子数の合計が0.4個数
%であり、重量平均粒径43μm、重量分布において2
6μm以上35μm未満の粒径のキャリア粒子が15重
量%、35μm以上43μm未満の粒径のキャリア粒子
が16重量%、74μm以上の粒径のキャリア粒子が0
重量%、500Vの電圧を印加したときの電流値が68
μAであった。実施例1で用いたシアントナー1を5部
に対し得られたキャリア2を総量100部になるように
混合して二成分系現像剤として使用する以外は実施例1
と同様に画出しを行ったところ、50,000枚の長期
耐久後も良好な画質が得られた。
【0227】実施例5 キャリア1の製造で用いたシリコーン樹脂1におけるシ
リコーンモノマーを表1で示すように変更してシリコー
ン樹脂3を得た。 ・シリコーン樹脂3 100部 (アクリル変性シリコンレジン) ・NH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2 CH2 Si(OCH33 2部 (γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン)
【0228】上記原材料の混合物を、Cu−Zn−Fe
系フェライトコアに0.5%コーティングしてキャリア
3を製造した。このキャリア3は、キャリア粒子表面の
XPS測定の原子数の比が、Si/C=0.25、金属
原子であるCu、Zn、Feの原子数の合計が0.4個
数%であり、重量平均粒径46μm、重量分布において
26μm以上35μm未満の粒径のキャリア粒子が14
重量%、35μm以上43μm未満の粒径のキャリア粒
子が15重量%、74μm以上の粒径のキャリア粒子が
0重量%、500Vの電圧を印加したときの電流値が7
1μAであった。実施例1で用いたシアントナー1を5
部に対し得られたキャリア3を総量100部になるよう
に混合して二成分系現像剤として使用する以外は実施例
1と同様に画出しを行ったところ、50,000枚の長
期耐久後も良好な画質が得られた。
【0229】比較例1 キャリア1の製造で用いたシリコーン樹脂におけるシリ
コーンモノマーを表1で示すように変更してシリコーン
樹脂4を得た。 ・シリコーン樹脂4 100部 (オルガノポリシロキサンシリコンレジン) ・メチル−トリ−(メチルエチルケトンオキシ)シラン
13部
【0230】上記原材料の混合物を、Cu−Zn−Fe
系フェライトコアに0.5%コーティングしたキャリア
4を製造した。このキャリア4は、表面のXPS測定の
原子数の比が、Si/C=2.6であり、金属原子であ
るCu、Zn、Feの原子数の合計が0.4個数%であ
り、重量平均粒径48μm、重量分布において26μm
以上35μm未満の粒径のキャリア粒子が16重量%、
35μm以上43μm未満粒径のキャリア粒子が17重
量%、74μm以上の粒径のキャリア粒子が0重量%、
500Vの電圧を印加したときの電流値が72μAであ
った。実施例1で用いたシアントナー1を5部に対し
て、得られたキャリア4を総量100部になるように混
合して二成分系現像剤として使用する以外は実施例1と
同様に画出しを行ったところ、23℃/5%Rh下にお
いて帯電の立ち上がりが生じ、初期の画像濃度が1.7
であったのに対して、1,000枚後には画像濃度が
1.2に低下した。
【0231】比較例2 実施例1において、コート剤の添加量を2%とし、金属
原子であるCu、Zn、Feの原子数の合計が、0.0
3個数%であり、500Vの電圧を印加したときの電流
値が17μAであるキャリア5を得た。実施例1で用い
たシアントナー1を5部に対して得られたキャリア5を
総量100部になるように混合して現像剤として使用す
る以外は実施例1と同様に画出しを行ったところ、23
℃/5%Rh下において現像剤がチャージアップし、
1,000枚後には転写不良が発生した。
【0232】比較例3 実施例1において、コート剤の添加量を0.1%とし、
金属原子であるCu、Zn、Feの原子数の合計が、6
個数%であり、500Vの電圧を印加したときの電流値
が200μAであるキャリアbを得た。実施例1で用い
たシアントナー1の5部に対して、得られたキャリア6
を総量100部になるように混合して現像剤として使用
する以外は実施例1と同様に画出しを行ったところ、3
0℃/80%Rh下において帯電のリークが生じ、1,
000枚後にはトナー飛散が発生した。
【0233】比較例4 キャリア1の製造で用いたシリコーン樹脂1におけるシ
リコーンモノマーを表1で示すように変更してシリコー
ン樹脂5を得た。 ・シリコーン樹脂5 100部 ・C65 −NH−(CH23 −Si(OCH33
3部
【0234】上記の原材料の混合物を用いキャリア2の
製造と同様にしてキャリア粒子表面のXPS測定の原子
数の比が、Si/C=0.07、金属原子であるCu、
Zn、Feの原子数の合計が0.6個数%であるキャリ
ア7を使用する以外は実施例1と同様に画出しを行った
ところ、50,000枚の長期耐久で酸化チタン微粒子
の付着によるキャリア劣化が生じ、カブリ、トナー飛散
が生じた。
【0235】参考例1 実施例1において、カップリング剤で処理しない親水性
酸化チタン微粒子(疎水化度0%)を用いたシアントナ
ー4を使用する以外は実施例1と同様に画出しを行った
ところ、30℃/80%下で帯電量が低下し、1,00
0枚目からトナー飛散が生じた。
【0236】上記実施例及び比較例で用いたキャリア1
乃至7の構成及び物性を表1に示す。
【0237】
【表1】
【0238】(キャリアの製造例8)出発物質として
(CH32 SiCl2 を用い、加水分解、縮合反応に
より、樹脂Aを合成した。
【0239】次に、出発物質として下記の原材料 ・(CH32 SiCl2 50部 ・CH3 SiCl3 50部 の混合物から樹脂Aと同様の手順で樹脂Bを合成した。
【0240】その次に出発物質として、CH3 SiCl
3 を用い、樹脂Aと同様の手順で樹脂Cを合成した。得
られた樹脂A、B、Cを下記の比 ・樹脂A 10部 ・樹脂B 80部 ・樹脂C 10部 で混合し、(I)/(II)/(III)=10/80
/10のシリコーン樹脂1を合成した。
【0241】この樹脂1の100部に対し、メチルトリ
オキシシラン及びメチルトリメトキシシランをそれぞれ
3部ずつ添加し、キシレンで希釈してキャリア被覆溶液
を作製した。
【0242】この被覆溶液を塗布機(岡田精工社製:ス
ピラコータ)により平均粒径40μmのCu−Zn組成
の球形フェライト粒子に樹脂コート量が0.5重量部と
なるよう塗布した。
【0243】得られた塗布後のキャリアを60℃、1時
間乾燥して溶剤を除去後、さらに180℃、1時間加熱
して樹脂コートキャリア8を得た。
【0244】このキャリア8は、キャリア粒子表面のX
PS測定の原子数の比が、Si/C=0.7であり、金
属原子であるCu、Zn、Feの原子数の合計が、0.
5個数%であり、重量平均粒径44μm、重量分布にお
いて26μm以上35μm未満の粒径のキャリア粒子が
7重量%、35μm以上43μm未満の粒径のキャリア
粒子が12重量%、74μm以上の粒径のキャリア粒子
が0.5重量%、500Vの電圧を印加したときの電流
値が60μAであった。キャリアの構成及び物性を表2
及び表3に示す。
【0245】(キャリアの製造例9〜24)キャリア製
造例8において、キャリア粒径、(I)/(II)/
(III)の割合、メチルトリオキシシラン及びメチル
トリメトキシシランの量を変えて表2及び表3に示すよ
うな樹脂コートキャリア9〜24を得た。
【0246】(キャリアの製造例25)キャリア製造例
8において、セグメント(II)のR2 =Phとする以
外は同様の手法で、表2及び表3に示すような樹脂コー
トキャリア25を得た。
【0247】
【表2】
【0248】
【表3】
【0249】(トナー製造例5) ・プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合して得
られたポリエステル樹脂100部 ・フタロシアニン顔料 4部 ・ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム錯体 4部
【0250】上記原材料をヘンシェルミキサーにより十
分に予備混合を行い、2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8.3μmである負摩擦帯電性のシアン色の粉
体(トナー)を得た。
【0251】上記シアン色の粉体100部と、酸化チタ
ン微粉末1.0部とをヘンシェルミキサーで混合し、シ
アントナー5を得た。
【0252】実施例6 前述のシアントナー5とキャリア8とをトナー濃度8%
で混合して現像剤を作製し、カラー複写機CLC−50
0(キヤノン製)を用い画像面積比率25%のオリジナ
ル原稿を用いて30℃/80%Rh及び30℃/90%
Rh下、5000枚の画出しをした結果を表4に示し
た。表4より上述の現像剤は、耐刷試験における変動も
小さく、5000枚後の飛散も問題無く、非常に良好で
あることがわかる。
【0253】なお、以下の比較例及び実施例も同様に表
4に示した。
【0254】実施例7 キャリア9を用い実施例6と同様の実験を行ったとこ
ろ、表4に示すように良好な結果が得られた。
【0255】実施例8 キャリア10を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/90%Rh下で5000枚後にわずかに
トナー飛散が見られたが、問題無いレベルであり、その
他の結果は良好であった。
【0256】実施例9 キャリア11を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られ、
30℃/90%Rh下では、5000枚後にわずかにト
ナー飛散が見られ、画像濃度、カブリ共に若干高くなっ
たがいずれも問題無いレベルであった。
【0257】実施例10 キャリア12を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られ、
30℃/90%Rh下では、5000枚後にわずかに飛
散が見られ、初期から耐久をとおして画像濃度、カブリ
共に若干高めで推移したが、いずれも問題無いレベルで
あった。
【0258】実施例11 キャリア13を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られ、
30℃/90%Rh下では、5000枚後にわずかに飛
散が見られ、画像濃度、カブリ共に若干高くなったがい
ずれも問題無いレベルであった。
【0259】実施例12 キャリア17を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られ、
30℃/90%Rh下では、初期から耐久5000枚を
通して画像濃度、カブリ共に若干高めであったが問題無
いレベルで安定に推移し、飛散もわずかであった。
【0260】実施例13 キャリア18を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られ、
30℃/90%Rh下では、耐久5000枚後に画像濃
度、カブリ共に若干高くなったが問題無いレベルであっ
た。飛散もわずかに見られただけだった。
【0261】実施例14 キャリア23を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られ、
30℃/90%Rh下では、耐久後にカブリが若干上昇
し、飛散もわずかに見られたが、いずれも問題無いレベ
ルであった。
【0262】実施例15 キャリア25を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、表4に示すように良好な結果が得られた。
【0263】実施例16 キャリア14を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られた
が、30℃/90%Rh下では、5000枚後に画像濃
度及びカブリ共に若干高くなってしまい、飛散も見られ
た。
【0264】添加剤(IV)だけでは架橋が不十分なた
めキャリアの耐久性が低く、帯電量が低下したためと思
われる。
【0265】実施例17 キャリア15を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られた
が、30℃/90%Rh下では、初期から耐久5000
枚を通して画像濃度、カブリ共に高く、飛散も見られ
た。
【0266】添加剤(III)が多過ぎるためコート膜
中にオキシムが多量に残存し、撥水性が不十分なため帯
電性が不足したものと思われる。
【0267】実施例18 キャリア16を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られた
が、30℃/90%Rh下では、5000枚後に画像濃
度及びカブリの増加が見られ、、飛散も発生した。
【0268】添加剤(IV)が多過ぎたため未反応の添
加剤が多量にポリマー中に残存し、膜の強靭性が不足し
て耐久性が低いためと思われる。
【0269】実施例19 キャリア19を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られた
が、30℃/90%Rh下では、初期から耐久5000
枚を通して画像濃度及びカブリ共に高く、飛散レベルも
悪かった。
【0270】樹脂成分(I)が含有されていないために
被膜に弾力性が不足し、もろいために耐久によりはがれ
が生じて帯電量が低下したこと、及び架橋成分が多いた
め架橋剤の脱離基の膜中からの離脱が妨げられ、膜の撥
水性が低下したことが考えられる。
【0271】実施例20 キャリア20を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られた
が、30℃/90%Rh下では、5000枚後に画像濃
度及びカブリの増加が生じ、飛散も見られた。
【0272】樹脂成分(III)が多過ぎて架橋剤の脱
離基の残存量が多いこと、及び、被膜がもろいため、耐
久中にはがれが起きてしまったことが原因と思われる。
【0273】実施例21 キャリア21を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られた
が、30℃/90%Rh下では、5000枚後に画像濃
度及びカブリが増加し、飛散も見られた。
【0274】樹脂成分(I)が含有されていないために
被膜が比較的もろく、耐久中に破損してしまったためと
思われる。
【0275】実施例22 キャリア22を用い、実施例6と同様の実験を行ったと
ころ、30℃/80%Rh下では良好な結果が得られた
が、30℃/90%Rh下では、耐久5000枚後に画
像濃度及びカブリ共に増加し、飛散も見られた。
【0276】樹脂成分(I)が多過ぎて被膜の強靭性が
不足し、耐久性が不足したものと思われる。
【0277】実施例23 キャリア24を用い、トナー濃度を7%とする以外は実
施例6と同様の実験を行ったところ、30℃/80%R
h下では良好な結果が得られたが、30℃/90%Rh
下では、初期特性は良好であったが5000枚後の画像
濃度及びカブリ共に上昇し、飛散も見られた。キャリア
表面積が小さいため帯電速度が低下したことに加え、コ
ア表面の凸凹とシリコーン樹脂との組み合わせの効果が
低下したため、被膜の耐久性が低下したためと思われ
る。
【0278】
【表4】 (表中◎:全く見られず、○:良好:、○△:実用上問
題無し、△:問題有り、×:悪い)
【0279】カブリの評価は、東京電色社製のREFL
ECTOMETER MODELTC−6DSを使用し
て測定し、シアントナー画像ではamberフィルター
を使用し、下記式より算出した。数値が小さい程、カブ
リが少ない。
【0280】カブリ(反射率)(%)=標準紙の反射率
(%)−サンプルの非画像部の反射率(%)
【0281】(キャリアの製造例26)トルエン20
部、ブタノール20部、水20部、氷40部を四つ口フ
ラスコにとり、攪拌しながら、CH3 SiCl3 15モ
ルと(CH32 SiCl2 10モルとの混合物40部
を加え、更に30分間攪拌した後、60℃で1時間縮合
反応を行った。その後シロキサンを水で十分に洗浄し、
トルエン−キシレン−ブタノール混合溶媒に溶解して、
固型分10%のシリコーンワニスを調製した。
【0282】このシリコーンワニスにシロキサン固型分
に対して、2.0重量%の下記式で示す硬化剤
【0283】
【外27】 を加え、キャリア被覆溶液を作製した。
【0284】この被覆溶液を塗布機(岡田精工社製:ス
ピラコータ)により平均粒径45μmのCu−Zn組成
の球形フェライト粒子に樹脂被覆量が0.3重量部とな
るよう塗布した。
【0285】得られた塗布後のキャリアを60℃、1時
間乾燥して溶剤を除去後、さらに200℃、1時間加熱
して樹脂被覆キャリア1を得た。
【0286】このキャリア物性を表5及び6に示す。
【0287】(キャリアの製造例27〜38)キャリア
の製造例19と同様にして、表5及び6に示す条件で樹
脂被覆キャリア27〜38を得た。
【0288】
【表5】
【0289】
【表6】
【0290】(実施例24)前述のシアントナー5とキ
ャリア26とをトナー濃度5%で混合して、二成分系現
像剤を作製しカラー複写機CLC500(キヤノン製)
を用い、現像コントラスト300Vで画像面積比率25
%のオリジナル原稿を用いて、23℃/65%Rh下で
1万枚の画出しをした結果を表6に示した。表6より、
上述の二成分系現像剤は、耐刷試験における変動も小さ
く、1万枚後の飛散も問題なく、非常に良好であること
がわかる。評価結果を表7に示す。
【0291】(実施例25乃至29及び比較例5乃至
9)実施例24で用いたキャリア26に代えて表6に示
したキャリアを表7で示すようにそれぞれ用いることを
除いては、実施例24と同様にして二成分系現像剤を調
製し、同様にして評価を行った。評価結果を表7に示
す。
【0292】(実施例30及び31)実施例24で用い
たキャリア26に代えて、表6に示したキャリアを表7
で示すようにそれぞれ用い、さらにトナー濃度を6%、
現像コントラストを250V(実施例30)及びトナー
濃度を7%、現像コントラストを220V(実施例3
1)にそれぞれ変更することを除いては、実施例24と
同様にして二成分系現像剤を調製し、同様にして評価を
行った。評価結果を表7に示す。
【0293】
【表7】
【0294】(キャリアの製造例39)トルエン20
部、ブタノール20部、水20部、氷40部を四つ口フ
ラスコにとり、攪拌しながらCH3 SiCl3 15モル
と(CH32 SiCl2 10モルとの混合物40部を
加え、更に30分間攪拌した後、60℃で1時間縮合反
応を行った。その後シロキサンを水で十分に洗浄し、ト
ルエン−キシレン−ブタノール混合溶媒に溶解して固型
分10%のシリコーンワニスを調製した。
【0295】このシリコーンワニスにシロキサン固型分
に対して2.0重量%の下記式で示す硬化剤、
【0296】
【外28】 及び、2.0重量%の下記式で示すアミノシランカップ
リング剤、
【0297】
【外29】 を添加し、キャリア被覆溶液を作製した。
【0298】この被覆溶液を塗布機(岡田精工社製:ス
ピラコータ)により、表8に示すキャリア芯材Aに樹脂
コート量が0.3重量%となるように塗布し、コーティ
ングキャリア39を得た。
【0299】このキャリア39は、キャリア粒子表面の
XPS測定の原子数の比が、Si/C=0.5であり、
金属原子であるCu、Zn、Feの原子数の合計が、
0.5個数%であり、重量平均粒径45μm、重量分布
において26μm以上35μm未満の粒径のキャリア粒
子が16重量%、35μm以上43μm未満の粒径のキ
ャリア粒子が15重量%、74μm以上の粒径のキャリ
ア粒子が0重量%、500Vの電圧を印加したときの電
流値が68μAであった。
【0300】(キャリア製造例40〜49)キャリア製
造例39で用いたキャリア芯材、被覆溶液及び被覆量を
表8に示すように変更し、キャリア製造例39と同様に
してコーティングキャリア40〜49を作成した。
【0301】上記のコーティングキャリア39〜49の
物性を表8に示す。
【0302】
【表8】
【0303】(トナーの製造例6) ・プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合して得
られたポリエステル樹脂100部 ・フタロシアニン顔料 4部 ・ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム錯体 4部
【0304】上記原材料をヘンシェルミキサーにより十
分に予備混合を行い、2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8.3μmである負摩擦帯電性のシアン色の粉
体(トナー)を得た。
【0305】上記シアン色の粉体100部と、水系中で
nC49 −Si−(O33 を15部、100cSt
のジメチルポリシロキサンエマルジョンを5部で処理し
た球状のアナターゼ型酸化チタン微粉末(平均粒径0.
05μm、疎水化度60%、透過率65%)1.0部と
を、ヘンシェルミキサー混合し、シアントナー6を得
た。
【0306】実施例32 上記シアントナー6を6部に対し、表7のキャリア39
を94部混合して二成分系現像剤とした。
【0307】上記二成分系現像剤を用いて、市販のキヤ
ノン製カラー複写機(CLC−550、現像スリーブに
現像主極960ガウスを持つ5極構成のマグネットロー
ラー内蔵)の改造機を用いて、図1の交番電界を重畳し
て23℃/60%Rh下で試験した。
【0308】現像条件はVcont=250V、Vback=−
130Vと設定した。
【0309】その結果、3万枚及び4万枚の耐刷後でも
ハイライト再現にすぐれたオリジナルチャートを忠実に
再現する画像濃度1.6〜1.7の良好な画像が得られ
た。また連続複写中もキャリア付着や濃度変動のない画
像が得られ、現像剤濃度制御も良好で安定したものであ
った。
【0310】さらに、23℃/5%Rh下及び30℃/
80%Rh下で4万枚の画出しを行ったところ、良好な
結果が得られた。結果を表9及び10に示す。
【0311】実施例33 実施例32で用いたキャリア39に代えてキャリア40
を使用して、実施例32と同様に試験を行ったところ、
23℃/60%Rh下での3万枚後まで表9に示す通り
実用上問題ない結果であった。4万枚後では表10に示
す通りトナー飛散が生じた。30℃/80%Rh下及び
23℃/5%Rh下での評価は行わなかった。
【0312】比較例10 実施例32で用いたキャリア39に代えてキャリア41
を使用して、実施例32と同様に試験を行ったところ、
23℃/60%Rh下での3万枚後で表9に示す通りキ
ャリア付着が生じた。4万枚後では、表10に示す通り
ベタ画像の均一性が低下し、さらにキャリア付着も生じ
ていた。30℃/80%Rh下及び23℃/5%Rh下
での評価は行わなかった。
【0313】実施例34 実施例33において、トナー濃度を4%として試験を行
ったところ、23℃/60%Rh下での3万枚後まで表
9に示す通り実用上問題ない結果であった。4万枚後で
は表10に示す通り実施例33に比較してトナー飛散は
向上したが、ハーフトーン均一性、ベタ画像均一性及び
細線再現性が低下した。30℃/80%Rh下及び23
℃/5%Rh下での評価は行わなかった。
【0314】比較例11 比較例10において、トナー濃度を9%として試験を行
ったところ、23℃/60%Rh下での3万枚後にキャ
リア付着が生じた。4万枚後では、表10に示す通りキ
ャリア付着が生じていた。30℃/80%Rh下及び2
3℃/5%Rh下での評価は行わなかった。
【0315】実施例35 実施例32で用いたキャリア39に代えてキャリア42
を使用して、実施例32と同様に試験を行ったところ、
23℃/60%Rh下での3万枚後及び4万枚まで表9
及び表10に示す通り実用上問題ない結果であった。3
0℃/80%Rh下では、4万枚後に表10に示す通り
カブリ及びトナー飛散が発生した。23℃/5%Rh下
での評価は行わなかった。
【0316】比較例12 実施例32で用いたキャリア39に代えてキャリア43
を使用して実施例32と同様に試験を行ったところ、2
3℃/30%Rh下での3万枚後で表9に示す通りカブ
リの発生、ハーフトーン均一性の劣化及びキャリア付着
が生じていた。4万枚後では、表10に示す通りさらに
ベタ均一性も劣化した。30℃/80%Rh下及び23
℃/5%Rh下での評価は行わなかった。
【0317】実施例36 実施例32で用いたキャリア39に代えてキャリア44
を使用して実施例32と同様にして試験を行ったとこ
ろ、23℃/30%Rh下での3万枚後及び4万枚後ま
で表9及び表10に示す通り実用上問題ない結果であっ
た。30℃/80%Rhでは、表10に示す通り4万枚
後まで実用上問題ない結果であったが、23℃/5%R
h下では4万枚後にカブリの発生及びベタ均一性の劣化
が生じた。
【0318】実施例37及び38 実施例32で用いたキャリア39に代えてキャリア45
及びキャリア46を使用して、実施例32と同様にそれ
ぞれ試験を行ったところ、表9及び表10に示す通り、
良好な結果が得られた。
【0319】実施例39 実施例32で用いたキャリア39に代えてキャリア47
を使用して、実施例32と同様に試験を行ったところ、
表9及び表10に示す通り23℃/60%Rh下及び3
0℃/80%Rh下では、実用上問題ない結果であっ
た。23℃/5%Rh下での評価は行わなかった。
【0320】実施例40及び41 実施例32で用いたキャリア39に代えてキャリア48
及び49を使用して、実施例32と同様にそれぞれ試験
を行ったところ、表9及び表10に示す通り良好な結果
が得られた。
【0321】
【表9】
【0322】
【表10】
【0323】参考例2 実施例32において交番電界を図2に示すものに変える
以外は、実施例32と同様に試験を行ったところ、23
℃/60%Rh下での3万枚後では表11に示す通り実
用上問題ない結果であったが、4万枚後では表12に示
す通り、実施例32に比較して画像濃度が低くなりカブ
リが低下した。
【0324】実施例42及び43 実施例32において交番電界を図3及び図4に示すもの
に変える以外は、実施例32と同様に試験を行ったとこ
ろ、表11及びに表12に示す通り良好な結果が得られ
た。特に実施例42は実施例43に比較して環境変動に
よる影響が少なくより良好であった。
【0325】(トナーの製造例7及び8)トナーの製造
例6において酸化チタン微粒子を使用しないトナー7及
び疎水性シリカR972(日本アエロジル)を使用した
トナー8をそれぞれ作製した。
【0326】参考例3 実施例32で用いたトナー6に代えてトナー7を使用し
て実施例32と同様に試験をしたところ、23℃/60
%Rh下では表11及び表12に示す通りカブリの発
生、ハーフトーン均一性、ベタ均一性及び細線再現性が
低下した。30℃/80%Rh下及び23℃/5%Rh
下での評価は行わなかった。
【0327】実施例44 実施例32で用いたトナー6に代えてトナー8を使用し
て実施例32と同様に試験を行ったところ、23℃/6
0%Rh下の3万枚後では、表11に示す通り実用上問
題結果であった。4万枚後は、表12に示す通りカブリ
の発生及びベタ均一性が低下した。30℃/80%Rh
下及び23℃/5%Rh下での評価は行わなかった。
【0328】(トナーの製造例9)トナーの製造例6で
用いた酸化チタン微粒子に代えて、平均粒径0.4μ
m、疎水化度50%の顔料用酸化チタン微粒子を使用し
てトナー9を作製した。
【0329】参考例4 実施例32で用いたトナー6に代えてトナー9を使用し
て実施例32と同様に試験を行ったところ、表11及び
表12に示す通り23℃/60%Rh下での3万枚にカ
ブリが発生し、ハーフトーン均一性が低下した。さらに
4万枚後ではさらに細線再現性が低下し、かつトナー飛
散が生じた。30℃/80%Rh下及び23℃/5%R
h下での評価は行わなかった。
【0330】(トナーの製造例10)トナーの製造例6
で用いた酸化チタン微粒子に代えて、球状のアナターゼ
型の親水性酸化チタンをメタノール95部/水5部の混
合溶媒中にn−C49 −Si−(OCH33 を添加
した後、ヘンシェルミキサーで混合処理/乾燥/解砕し
た、平均粒径0.07μm、疎水化度45%、透過率4
0%の酸化チタン微粒子を使用する以外は同様にしてト
ナー10を作製した。
【0331】実施例45 実施例32で用いたトナー6に代えてトナー10を使用
して実施例32と同様に試験を行ったところ、表11及
び表12に示す通り良好な結果が得られた。
【0332】(トナー製造例11)トナー製造例6で用
いた酸化チタン微粒子に代えて、球状のルチル型親水性
酸化チタンを使用して得られた平均粒径0.03μm×
0.10μm、疎水化度50%、透過率50%の酸化チ
タン微粒子を使用する以外は同様にしてトナー11を作
製した。
【0333】実施例46 実施例32で用いたトナー6に代えてトナー11を使用
して実施例32と同様に試験を行ったところ、表11及
び表12に示す通り良好な結果が得られた。
【0334】(トナーの製造例12)トナー製造例6で
用いた酸化チタン微粒子に代えて、ジメチルポリシロキ
サンを使用しない以外は同様にして得られた平均粒径
0.05μm、疎水化度55%、透過率60%の酸化チ
タン微粒子を使用する以外は同様にしてトナー12を作
製した。
【0335】実施例47 実施例32で用いたトナー6に代えてトナー12を使用
して実施例32と同様に試験を行ったところ、表11及
び表12に示す通り良好な結果が得られた。
【0336】(トナーの製造例13)トナー製造例12
で使用した酸化チタン微粒子に加え、更に、100cS
tのジメチルポリシロキサンをヘンシェルミキサーで添
加混合し、乾燥、解砕して、平均粒径0.07μm、疎
水化度65%、透過率50%の酸化チタン微粒子を5部
使用する以外は同様にしてトナー13を得た。
【0337】実施例48 実施例32で用いたトナー6に代えてトナー13を使用
して実施例32と同様に試験を行ったところ、表11及
び表12に示す通り良好な結果が得られた。
【0338】
【表11】
【0339】
【表12】
【0340】
【発明の効果】本発明においては、キャリアがキャリア
芯材及び該キャリア芯材を被覆するシリコーン樹脂被覆
層を有するキャリア粒子によって構成されており、該キ
ャリア粒子は、XPS測定におけるキャリア粒子表面に
存在する珪素原子と炭素原子との原子数の比が下記条
件、 Si/C=0.1〜2.0 を満たし、かつ該キャリア粒子表面には、金属原子が
0.1〜5個数%存在することから、(1)トナーの帯
電の立ち上がりを良好にすることができ、トナーの外添
剤の付着が生じにくく、さらに低湿下でのチャージアッ
プや高湿下での帯電のリークが生じにくく、各環境下に
おいてトナーを良好に帯電し、安定した画像を得ること
が可能であり、(2)トナーに対して充分なマイナスの
電荷を与えることが可能であり、かつキャリアが物理的
な衝撃に強く被覆層の剥れが生じにくく、(3)大画像
面積のカラー原稿の連続複写を行っても画像濃度の低下
及びかすれが生じにくく、(4)連続複写を行っても機
内でのトナーの飛散が生じにくく、かつカブリのない鮮
明な画像であり、画像濃度が高く細線再現性及びハイラ
イト部の階調性に優れた画像形成が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を用いた交流電界のパターンを
示す図である。
【図2】本発明の参考例に用いた交流電界のパターンを
示す図である。
【図3】本発明の実施例で用いた交流電界のパターンを
示す図である。
【図4】本発明の実施例に用いた交流電界のパターンを
示す図である。
【図5】本発明の画像形成方法を実施し得る画像形成装
置の概略説明図である。
【符号の説明】
1 現像スリーブ(現像剤担持体) 2 磁石 3 第1搬送スクリュー 4 第2搬送スクリュー 5 規制ブレード(現像剤層厚規制部材) 6 現像容器 7 隔壁 8 補給用トナー 9 現像剤 10 補給口 11 感光ドラム(潜像保持体) 12 現像装置 13 バイアス印加手段
【手続補正書】
【提出日】平成6年11月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項11
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平6−52582 (32)優先日 平6(1994)2月28日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 藤田 亮一 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

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャリア芯材及び該キャリア芯材を被覆
    するシリコーン樹脂被覆層を有するキャリア粒子によっ
    て構成される電子写真用キャリアにおいて、 該キャリア粒子は、XPS測定によるキャリア粒子表面
    に存在する珪素原子と炭素原子との原子数の比が下記条
    件 Si/C=0.1〜2.0 を満たし、かつ該キャリア粒子表面には、金属原子が
    0.1〜5個数%存在することを特徴とする電子写真用
    キャリア。
  2. 【請求項2】 該シリコーン樹脂被覆層を形成するシリ
    コーン樹脂は、下記一般式 R4-a −Si−Xa (式中、R4-a は、ビニル基、メタクリル基、エポキシ
    基、アミノ基、メルカプト基およびそれらの誘導体を示
    し、Xはハロゲンまたはアルコキシ基を示す。)で示さ
    れるカップリング剤を含有していることを特徴とする請
    求項1記載の電子写真用キャリア。
  3. 【請求項3】 該シリコーン樹脂被覆層を形成するシリ
    コーン樹脂は、下記一般式 【外1】 (式中、R5 はCH3 、C25 、 【外2】 及びそれらの誘導体からなるグループから選択される置
    換基を示し、R6 及びR7 はCH3 、C25 及びそれ
    らの誘導体からなるグループから選択される置換基を示
    す。)で示されるオキシムタイプの硬化剤を含有してい
    ることを特徴とする請求項1記載の電子写真用キャリ
    ア。
  4. 【請求項4】 該キャリア芯材に対するシリコーン樹脂
    層の被覆量は、キャリア芯材100gに対する被覆量を
    agとし、被覆後のキャリアの比表面積をScm2 /g
    としたときに、下記条件 (a/S)×104 =2〜30 (ここで、aは0.01〜1.0である)を満足するこ
    とを特徴とする請求項1記載の電子写真用キャリア。
  5. 【請求項5】 該キャリアは、25〜65μmの重量平
    均粒径を有しており、かつ重量分布において、26μm
    以上35μm未満の粒径のキャリア粒子を1〜40重量
    %含有しており、35μm以上43μm未満の粒径のキ
    ャリア粒子を5〜40重量%含有しており、かつ74μ
    m以上のキャリア粒子を2重量%以下含有していること
    を特徴とする請求項1乃至4記載の電子写真用キャリ
    ア。
  6. 【請求項6】 該キャリアは、500Vの電圧を印加し
    た時の電流値20〜150μAを有することを特徴とす
    る請求項1乃至5記載の電子写真用キャリア。
  7. 【請求項7】 該シリコーン樹脂被覆層は、下記一般式
    (I)、(II)及び(III) 【外3】 で示されるセグメントの集材体であるシリコーン樹脂と
    下記一般式(IV)及び(V) 【外4】 (式中、R0 〜R10はそれぞれメチル基、エチル基、フ
    ェニル基及びビニル基から選ばれる炭化水素基を、Rは
    電子供与基で置換されていても良い炭化水素基を、nは
    1〜3の整数を表す。)で示される化合物とを含む樹脂
    組成物によって形成されたことを特徴とする請求項1記
    載の電子写真用キャリア。
  8. 【請求項8】 該一般式(I)、(II)及び(II
    I)で示されるセグメントの比は、下記条件 (I)/(II+III)=1/99〜60/40 (II)/(III)=10/90〜100/0 を満足することを特徴とする請求項7記載の電子写真用
    キャリア。
  9. 【請求項9】 該シリコーン樹脂被覆層を形成するシリ
    コーン樹脂は、下記一般式 RmSi−Yn (式中、Rはアルコキシ基を示し、Yはアミノ基を含有
    する炭化水素基を示し、mは1〜3の整数を示し、nは
    1〜3の整数を示す)で示されるアミノシランカップリ
    ング剤を含有しており、該キャリアは、25〜60μm
    の重量平均粒径を有し、かつ500Vの電圧を印加した
    ときに電流値20〜150μAを有することを特徴とす
    る請求項1記載の電子写真用キャリア。
  10. 【請求項10】 該シリコーン樹脂被覆層を形成するシ
    リコーン樹脂は、少なくとも下記一般式 【外5】 (式中、R5 はCH3 、C25 、 【外6】 及びそれらの誘導体からなるグループから選択される置
    換基を示し、R6 及びR7 はCH3 、C25 及びそれ
    らの誘導体からなるグループから選択される置換基を示
    す。)で示されるオキシムタイプの硬化剤をシリコーン
    樹脂固形分100重量部に対して0.1〜10重量部含
    有しており、該キャリア芯材に対するシリコーン樹脂被
    覆層の被覆量は、キャリア芯材100gに対する被覆量
    をagとし、被覆後のキャリアの比表面積をScm2
    gとしたときに、下記条件 (a/S)×104 =2〜30 (ここで、aは0.01〜1.0とする)を満足するこ
    とを特徴とする請求項1記載の電子写真用キャリア。
  11. 【請求項11】 トナー及びキャリアを有する二成分系
    現像剤において、該キャリアは、キャリア芯材及び該キ
    ャリア芯材を被覆するシリコーン樹脂被覆層を有するキ
    ャリア粒子によって構成されており、該キャリア粒子
    は、XPS測定によるキャリア粒子表面に存在する珪素
    原子と炭素原子との原子数の比が下記条件 Si/C=0.1〜20 を満たし、勝つ該キャリア粒子表面には、金属原子が
    0.1〜5個数%存在することを特徴とする二成分現像
    剤。
  12. 【請求項12】 該シリコーン樹脂被覆層を形成するシ
    リコーン樹脂は、下記一般式 R4-a −Si−Xa (式中、R4-a は、ビニル基、メタクリル基、エポキシ
    基、アミノ基、メルカプト基およびそれらの誘導体を示
    し、Xはハロゲンまたはアルコキシ基を示す。)で示さ
    れるカップリング剤を含有していることを特徴とする請
    求項11記載の二成分系現像剤。
  13. 【請求項13】 該シリコーン樹脂被覆層を形成するシ
    リコーン樹脂は、下記一般式 【外7】 (式中、R5 はCH3 、C25 、 【外8】 及びそれらの誘導体からなるグループから選択される置
    換基を示し、R6 及びR7 はCH3 、C25 及びそれ
    らの誘導体からなるグループから選択される置換基を示
    す。)で示されるオキシムタイプの硬化剤を含有してい
    ることを特徴とする請求項11記載の二成分系現像剤。
  14. 【請求項14】 該キャリア芯材に対するシリコーン樹
    脂層の被覆量は、キャリア芯材100gに対する被覆量
    をagとし、被覆後のキャリアの比表面積をScm2
    gとしたときに、下記条件 (a/S)×104 =2〜30 (ここで、aは0.01〜1.0である)を満足するこ
    とを特徴とする請求項1記載の二成分現像剤。
  15. 【請求項15】 該キャリアは、25〜65μmの重量
    平均粒径を有しており、かつ重量分布において、26μ
    m以上35μm未満の粒径のキャリア粒子を1〜40重
    量%含有しており、35μm以上43μm未満の粒径の
    キャリア粒子を5〜40重量%含有しており、かつ74
    μm以上のキャリア粒子を2重量%以下含有しているこ
    とを特徴とする請求項11乃至14記載の二成分系現像
    剤。
  16. 【請求項16】 該キャリアは、500Vの電圧を印加
    したときの電流値20〜150μAを有することを特徴
    とする請求項11乃至15記載の二成分系現像剤。
  17. 【請求項17】 該シリコーン樹脂被覆層は、下記一般
    式(I)、(II)及び(III) 【外9】 で示されるセグメントの集材体であるシリコーン樹脂と
    下記一般式(IV)及び(V) 【外10】 (式中、R0 〜R10はそれぞれメチル基、エチル基、フ
    ェニル基及びビニル基から選ばれる炭化水素基を、Rは
    電子供与基で置換されていても良い炭化水素基を、nは
    1〜3の整数を表す。)で示される化合物とを含む樹脂
    組成物によって形成されたことを特徴とする請求項11
    記載の二成分系現像剤。
  18. 【請求項18】 該一般式(I)、(II)及び(II
    I)で示されるセグメントの比は、下記条件 (I)/(II+III)=1/99〜60/40 (II)/(III)=10/90〜100/0 を満足することを特徴とする請求項17記載の二成分系
    現像剤。
  19. 【請求項19】 該トナーは、平均粒径0.2μm以下
    の外添剤を有することを特徴とする請求項11乃至18
    記載の二成分系現像剤。
  20. 【請求項20】 該トナーは、平均粒径0.002〜
    0.2μmの外添剤を有することを特徴とする請求項1
    1乃至18記載の二成分系現像剤。
  21. 【請求項21】 該トナーは、少なくともカップリング
    剤で表面処理した平均粒径が0.01〜0.2μmの酸
    化チタン微粒子の外添剤を有し、かつ該キャリアのシリ
    コーン樹脂被覆層を形成するシリコーン樹脂は、アミノ
    シランカップリング剤を含有していることを特徴とする
    請求項11記載の二成分系現像剤。
  22. 【請求項22】 該トナーは、酸化チタン微粒子の外添
    剤を有しており、該酸化チタン微粒子は、水系中で下記
    一般式 Cn2H+1−Si−(OCm2m+1)3 n=3〜12 m=1〜3 で示されるカップリング剤を加水分解しながら表面処理
    されており、かつ重量平均粒径0.01〜0.2μmを
    有し、疎水化度40〜80%を有し、400nmにおけ
    る光透過率40%以上を有することを特徴とする請求項
    11乃至18記載の二成分系現像剤。
  23. 【請求項23】 トナー及びキャリアを有する二成分系
    現像剤を現像剤担持体上で循環搬送し、潜像保持体とそ
    れに対向する現像剤担持体の現像領域で、潜像を該現像
    剤担持体上の二成分系現像剤のトナーで現像する画像形
    成方法において、 該キャリアは、キャリア芯材及び該キャリア芯材を被覆
    するシリコーン樹脂被覆層を有するキャリア粒子によっ
    て構成されており、該キャリア粒子は、XPS測定によ
    るキャリア粒子表面に存在する珪素原子と炭素原子との
    原子数の比が下記条件 Si/C=0.1〜2.0 を満たし、かつ該キャリア粒子表面には、金属原子が
    0.1〜5個数%存在することを特徴とする画像形成方
    法。
  24. 【請求項24】 該現像領域で該潜像保持体から該現像
    担持体にトナーを向かわせる第1電圧と、該現像剤担持
    体から該潜像保持体にトナーを向かわせる第2電圧と、
    該第1電圧と該第2電圧の間の第3電圧を該現像剤担持
    体に印加し、該潜像保持体と該現像剤担持体との間に現
    像電界を形成することにより該潜像保持体に保持されて
    いる潜像を該現像剤担持体上の二成分系現像剤のトナー
    で現像することを特徴とする請求項23記載の画像形成
    方法。
  25. 【請求項25】 該潜像保持体から該現像剤担持体にト
    ナーを向かわせる第1電圧と該現像剤担持体から該潜像
    保持体にトナーを向かわせる第2電圧とを該現像剤担持
    体に印加する時間(T1 )よりも、該第1電圧と該第2
    電圧との間の第3電圧を該現像剤担持体に印加する時間
    を長くすることを特徴とする請求項25記載の画像形成
    方法。
  26. 【請求項26】 該現像領域で該潜像保持体と該現像剤
    担持体との間に、該潜像保持体から該現像剤担持体にト
    ナーが向かう電界と該現像剤担持体から該潜像保持体に
    トナーが向かう電界を少なくとも1回形成した後に、該
    潜像保持体の画像部ではトナーが該現像剤担持体から該
    潜像保持体に向い、該潜像保持体の非画像部では、トナ
    ーが該潜像保持体から該現像剤担持体に向う電界を形成
    することにより該潜像保持体に保持されている潜像を該
    現像剤担持体に担持されている二成分系現像剤のトナー
    で現像することを特徴とする請求項23記載の画像形成
    方法。
  27. 【請求項27】 該潜像保持体から該現像剤担持体にト
    ナーが向かう電界と該現像剤担持体から該潜像保持体に
    トナーが向かう電界を形成する合計時間(T1 )より、
    該潜像保持体の画像部ではトナーが該現像剤担持体から
    該潜像保持体に向い、該潜像保持体の非画像部では、ト
    ナーが該潜像保持体から該現像剤担持体に向かう電界を
    形成する時間の方を長くすることを特徴とする請求項2
    6記載の画像形成方法。
  28. 【請求項28】 該現像剤担持体とこれに内蔵されたマ
    グネットローラーのうち、該マグネットローラーと該現
    像剤担持体の両方を回転し、あるいは該マグネットロー
    ラーを固定して該現像剤担持体を回転し、該二成分系現
    像剤を該現像剤担持体上で循環搬送し、該現像領域で該
    潜像保持体と該現像剤担持体との間に、該潜像保持体か
    ら該現像剤担持体にトナーが向かう電界と該現像剤担持
    体から該潜像保持体にトナーが向かう電界を少なくとも
    1回形成した後に、該潜像保持体の画像部ではトナーが
    該現像剤担持体から該潜像保持体に向かい、該潜像保持
    体の非画像部では、トナーが該潜像保持体から該現像剤
    担持体に向かう電界を形成することにより該潜像保持体
    に保持されている潜像を該現像剤担持体に担持されてい
    る二成分系現像剤のトナーで現像する画像形成方法であ
    って、 該潜像保持体から該現像剤担持体にトナーが向かう電界
    と該現像剤担持体から該潜像保持体にトナーが向かう電
    界を形成する合計時間(T1 )より、該潜像保持体の画
    像部ではトナーが該現像剤担持体から潜像保持体に向
    い、該潜像保持体の非画像部では、トナーが該潜像保持
    体から該現像剤担持体に向かう電界を形成する時間の方
    を長くし、かつ該キャリアは、キャリア芯材の表面を少
    なくとも下記一般式 Rm Si−Yn (式中、Rはアルコキシ基を示し、Yはアミノ基を含有
    する炭化水素基を示し、mは1〜3の整数を示し、nは
    3〜1の整数を示す。)で示されるアミノシランカップ
    リング剤を含有する架橋シリコーン樹脂で被覆したシリ
    コーン樹脂被覆層したキャリア粒子によって構成されて
    おり、該キャリアは重量平均粒径25〜60μmを有
    し、500Vの電圧を印加したとき電流値20〜150
    μAを有しており、該トナーは、重量平均粒径1〜10
    μmを有しており、かつ該トナーには、表面処理された
    重量平均粒径0.01〜0.2μmの酸化チタン微粒子
    が外添されていることを特徴とする請求項23記載の画
    像形成方法。
  29. 【請求項29】 該シリコーン樹脂被覆層を形成するシ
    リコーン樹脂は、下記一般式 R4-a −Si−Xa (式中、R4-a は、ビニル基、メタクリル基、エポキシ
    基、アミノ基、メルカプト基およびそれらの誘導体を示
    し、Xはハロゲンまたはアルコキシ基を示す。)で示さ
    れるカップリング剤を含有していることを特徴とする請
    求項23記載の画像形成方法。
  30. 【請求項30】 該シリコーン樹脂被覆層を形成するシ
    リコーン樹脂は、下記一般式 【外11】 (式中、R5 はCH3 、C25 、 【外12】 及びそれらの誘導体からなるグループから選択される置
    換基を示し、R6 及びR7 はCH3 、C25 及びそれ
    らの誘導体からなるグループから選択される置換基を示
    す。)で示されるオキシムタイプの硬化剤を含有してい
    ることを特徴とする請求項23記載の画像形成方法。
  31. 【請求項31】 該キャリア芯材に対するシリコーン樹
    脂層の被覆量は、キャリア芯材100gに対する被覆量
    をagとし、被覆後のキャリアの比表面積をScm2
    gとしたときに、下記条件 (a/S)×104 =2〜30 (ここで、aは0.01〜1.0である)を満足するこ
    とを特徴とする請求項23記載の画像形成方法。
  32. 【請求項32】 該キャリアは、25〜65μmの重量
    平均粒径を有しており、かつ重量分布において、26μ
    m以上35μm未満の粒径のキャリア粒子を1〜40重
    量%含有しており、35μm以上43μm未満の粒径の
    キャリア粒子を5〜40重量%含有しており、かつ74
    μm以上のキャリア粒子を2重量%以下含有しているこ
    とを特徴とする請求項23又は29乃至31記載の画像
    形成方法。
  33. 【請求項33】 該キャリアは、500Vの電圧を印加
    した時の電流値20〜150μAを有することを特徴と
    する請求項23又は29乃至32記載の画像形成方法。
  34. 【請求項34】 該シリコーン樹脂被覆層は、下記一般
    式(I)、(II)及び(III) 【外13】 で示されるセグメントの集材体であるシリコーン樹脂と
    下記一般式(IV)及び(V) 【外14】 (式中、R0 〜R10はそれぞれメチル基、エチル基、フ
    ェニル基及びビニル基から選ばれる炭化水素基を、Rは
    電子供与基で置換されていても良い炭化水素基を、nは
    1〜3の整数を表す。)で示される化合物とを含む樹脂
    組成物によって形成されたことを特徴とする請求項23
    記載の画像形成方法。
  35. 【請求項35】 該一般式(I)、(II)及び(II
    I)で示されるセグメントの比は、下記条件 (I)/(II+III)=1/99〜60/40 (II)/(III)=10/90〜100/0 を満足することを特徴とする請求項34記載の画像形成
    方法。
  36. 【請求項36】 該トナーは、平均粒径0.2μm以下
    の外添剤を有することを特徴とする請求項23又は29
    乃至35記載の画像形成方法。
  37. 【請求項37】 該トナーは、平均粒径0.002〜
    0.2μmの外添剤を有することを特徴とする請求項2
    3又は29乃至35記載の画像形成方法。
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