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JP2003295523A - 磁性体分散型樹脂キャリア及び二成分現像剤 - Google Patents

磁性体分散型樹脂キャリア及び二成分現像剤

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JP2003295523A
JP2003295523A JP2002098939A JP2002098939A JP2003295523A JP 2003295523 A JP2003295523 A JP 2003295523A JP 2002098939 A JP2002098939 A JP 2002098939A JP 2002098939 A JP2002098939 A JP 2002098939A JP 2003295523 A JP2003295523 A JP 2003295523A
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carrier
metal compound
particles
compound particles
resin
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JP2002098939A
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JP3943977B2 (ja
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Kazuki Yoshizaki
和已 吉▲崎▼
Kenji Okado
岡戸  謙次
Naotaka Ikeda
池田  直隆
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペント化の発生及び感光体へのキャリア付
着を抑制し、流動性に優れ、電荷のリークを防止でき、
かつ掃き目ムラのない良好な画像を形成することが可能
な磁性キャリア粒子及び二成分現像剤を提供する。 【解決手段】 バインダー樹脂と、このバインダー樹脂
中に分散され少なくとも磁性体を含む金属化合物粒子
と、を含有し、金属化合物粒子の含有率が80〜99質
量%であり、1000/4πkA/mにおける磁化の強
さが45〜75Am2/kgであり、1000V/cm
の電界強度となる電圧を印加したときの比抵抗をR1000
とし、3000V/cmの電界強度となる電圧を印加し
たときの比抵抗をR3000としたときに1.0≦log
(R1000)/log(R3000)≦1.3の関係を満たす磁性
体分散型樹脂キャリアを用意し、このキャリア粒子と、
結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有し重量平均粒径が
3〜10μmであるトナーとを混合して二成分現像剤と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法の如き画像形成方法における静電荷潜像を現像す
るための、現像剤を構成する磁性キャリア粒子及び二成
分現像剤に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法とは、原稿に応じた光像を光
導電層に照射することにより静電荷像を形成し、次いで
該静電荷像上にトナーを付着させて該静電荷像を現像
し、必要に応じて紙の如き転写材にトナー画像を転写し
た後、熱、圧力、加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定
着し、複写物又はプリントを得る方法である。
【0003】近年、コンピュータ及びマルチメディアの
発達により、オフィスから家庭まで幅広い分野で、小文
字、写真あるいはカラー原稿等更なる高精細画像を出力
する手段が要望されている。ヘビーユーザーは、多数枚
の複写又はプリントによっても画質低下のない高耐久性
を要求し、スモールオフィスや家庭では、高画質な画像
を得ると共に省スペース、省エネルギーの観点から装置
の小型化、廃トナーの再利用又は廃トナーレス(クリー
ナーレス)、定着温度の低温化が要望されており、これ
らの目的を達成するため各々の観点から電子写真法につ
いて種々の検討が行われている。
【0004】電子写真法において静電荷像を現像する工
程は、静電荷像の静電相互作用を利用して、帯電させた
トナー粒子を静電荷像上に付着させ、トナー画像を形成
するものである。トナーを用いて静電荷像を現像するた
めの現像剤のうち、磁性体を樹脂中に分散してなる磁性
トナー等の一成分系現像剤と、非磁性トナーと磁性キャ
リア粒子とを混合した二成分系現像剤があり、特に高画
質を要求されるフルカラー複写機又はフルカラープリン
タの如きフルカラー画像形成装置には後者が好適に用い
られている。
【0005】二成分系現像剤に使用される磁性キャリア
粒子としては、鉄粉キャリア、フェライトキャリア、磁
性体分散型キャリアが知られている。鉄粉キャリアにお
いては、キャリア比抵抗が低いために静電荷像の電荷が
キャリア粒子を通してリークされてしまい、静電荷像を
乱すことから画像欠陥を生じる場合がある。比較的比抵
抗の高いフェライトキャリアを用いた場合でも、特に交
番電界を印加する現像方法においては、キャリア粒子を
介しての静電荷像の電荷リークを防止することができな
い場合もある。これらは大きな飽和磁化を有しているた
めに磁気ブラシが剛直になり、トナー画像に磁気ブラシ
のはきめを生じる場合もある。
【0006】このような問題を解決するために、磁性体
微粒子をバインダー樹脂中に分散させた磁性体分散型樹
脂キャリアの提案がなされている。磁性体分散型樹脂キ
ャリアは、フェライトキャリアに比べ比較的高比抵抗
で、かつ飽和磁化も小さく、真比重も小さいためにキャ
リア粒子による磁気ブラシが剛直とはならず、はきめの
ない良好なトナー画像を形成し得る。
【0007】さらに、従来の二成分系現像剤において
は、粒子間の衝突及び粒子と現像器との衝突の如き機械
的衝突、又はこれらによる発熱によって、トナー粒子の
一部がキャリア粒子の表面に物理的に付着して膜を形成
する、所謂「スペント化」が生じることがある。このよ
うな事態となると、キャリア粒子表面上にトナーの成分
による膜が徐々に蓄積され、キャリア粒子とトナー粒子
との間の摩擦帯電がトナー同士の摩擦帯電に置換されて
しまい、現像剤全体の摩擦帯電特性が劣化し、ひいては
コピー画像の地肌部にトナーが多数付着する、所謂「地
汚れ」の現象が生じ、コピー品質が低下することとな
る。さらに、キャリア粒子表面に対するトナー成分膜の
形成が顕著になると、現像剤全体を交換しなければなら
なくなり、コスト増につながるという問題点を有してい
る。
【0008】これに対して、上述した磁性体分散型樹脂
キャリアは、飽和磁化が小さく、かつ真比重が小さいた
め、このようなスペント化に対して有利であり、さら
に、真比重が小さいことは、現像器を軽くできるという
利点も有している。
【0009】さらに、磁性体分散型樹脂キャリアは、粒
子に形状的な歪みが少なく、粒子強度が高い球形形状に
することが比較的に容易であるため、流動性に優れてお
り、さらに、粒子サイズを広範囲に制御することができ
ることから、高速複写機や高速レーザービームプリンタ
ーに適用することが期待されている。
【0010】しかしながら、磁性体分散型樹脂キャリア
は、高速複写機や高速レーザービームプリンターのよう
な高速化に対応しようとした場合、磁気力が低いが故に
感光体へのキャリア付着を起こしてしまい、画質を乱し
てしまうことがあった。
【0011】また、磁性体分散型樹脂キャリアにおいて
は、汎用性、コストの観点から、磁性体としてマグネタ
イトが使用される場合が多いが、磁気力を高くするため
にマグネタイト含有量を高くしようとすると、抵抗の低
いマグネタイトがキャリア粒子表面に存在しやすくなっ
てしまうために、良好な画質を得るために必要な抵抗値
を得ることができないことがあった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
使用されてきたキャリア粒子は、依然として改善すべき
問題を残しており、さらなる改良が望まれている。特
に、抵抗、磁気力、比重のバランスがとれたキャリア粒
子を得ることが望まれており、さらには、 (1)耐久性 (2)環境特性 (3)外添剤付着を含む耐スペント性 (4)トナーへの帯電付与性 (5)現像性 (6)感光体上へのキャリア付着 (7)現像剤劣化防止 を改良したキャリア粒子が待望されている。
【0013】本発明は前述した問題点を解決しようとす
るものであり、本発明の目的は、少なくとも、スペント
化の発生及び感光体へのキャリア付着を抑制し、流動性
に優れ、電荷のリークを防止でき、かつ掃き目ムラのな
い良好な画像を形成することが可能な磁性キャリア粒子
及び二成分現像剤を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の本
発明の構成により達成することができる。本発明は、バ
インダー樹脂と、このバインダー樹脂中に分散され少な
くとも磁性体を含む金属化合物粒子と、を含有する磁性
体分散型樹脂キャリアにおいて、キャリア粒子中におけ
る金属化合物粒子の含有率が80〜99質量%であり、
1000/4πkA/mにおける磁化の強さが45〜7
5Am2/kgであり、1000V/cmの電界強度と
なる電圧を印加したときの比抵抗をR1000とし、300
0V/cmの電界強度となる電圧を印加したときの比抵
抗をR3000としたときに1.0≦log(R1000)/lo
g(R3000)≦1.3の関係を満たすことを特徴とする磁
性体分散型樹脂キャリアに関する。
【0015】また本発明は、磁性体分散型樹脂キャリア
とトナーとを有する二成分現像剤において、磁性体分散
型樹脂キャリアは、バインダー樹脂と、このバインダー
樹脂中に分散され少なくとも磁性体を含む金属化合物粒
子と、を含有し、キャリア粒子中における金属化合物粒
子の含有率が80〜99質量%であり、1000/4π
kA/mにおける磁化の強さが45〜75Am2/kg
であり、1000V/cmの電界強度となる電圧を印加
したときの比抵抗をR1000とし、3000V/cmの電
界強度となる電圧を印加したときの比抵抗をR3000とし
たときに1.0≦log(R1000)/log(R3000)≦
1.3の関係を満たし、トナーは、結着樹脂及び着色剤
を少なくとも含有し、重量平均粒径が3〜10μmであ
ることを特徴とする二成分現像剤に関する。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明者らが鋭意検討した結果、
二成分現像剤を用いる画像形成において、バインダー樹
脂と、このバインダー樹脂中に分散され少なくとも磁性
体を含む金属化合物粒子と、を含有し、キャリア粒子中
における金属化合物粒子の含有率が80〜99質量%で
あり、1000/4πkA/mにおける磁化の強さが4
5〜75Am2/kgであり、1000V/cmの電界
強度となる電圧を印加したときの比抵抗をR1000とし、
3000V/cmの電界強度となる電圧を印加したとき
の比抵抗をR3000としたときに1.0≦log(R1000)
/log(R3000)≦1.3の関係を満たすことを特徴と
する磁性体分散型樹脂キャリアを使用することによっ
て、良好な画質を長期にわたって得られるということを
見出した。以下に、その詳細を説明する。
【0017】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアは、バ
インダー樹脂と、このバインダー樹脂中に分散され少な
くとも磁性体を含む金属化合物粒子とを含有する。この
金属化合物粒子のキャリア粒子中における含有量は80
〜99質量%である。
【0018】磁性体分散型樹脂キャリア粒子中における
金属化合物粒子の含有率が80質量%未満であると、適
度な比重が得られないため、トナーとの混合性が悪化
し、均一な帯電を得ることが難しくなる。さらに、キャ
リア粒子の磁気特性とも関係するが、感光体へのキャリ
ア付着が生じやすくなる。また、99質量%を越えると
キャリア粒子の強度が低下して、耐久によるキャリア粒
子の割れなどの問題を生じやすくなる。
【0019】金属化合物粒子の含有率は、初期のキャリ
ア粒子の重量(W1)とpHが1以下の強酸で24時間
以上処理した後に残った残渣の重量(W2)とを測定
し、以下の式により求められる。
【数2】(W1−W2)/W1×100
【0020】また、本発明の磁性体分散型樹脂キャリア
は、1000/4πkA/mにおける磁化の強さ(σ10
00)が45〜70Am2/kgである。
【0021】1000/4π(kA/m)における磁化
の強さが、45Am2/kg以下であると、特に高速複
写機や高速レーザープリンターにおいて、感光体へのキ
ャリア付着が生じやすくなる。さらに、現像剤担持体上
へのトナー搬送性が低下しやすくなる。また、75Am
2/kg以上であると、キャリア粒径にも関係するが、
現像極での現像剤担時体上に形成される磁気ブラシの密
度が減少し、穂長が長くなり、かつ剛直化してしまうた
め、コピー画像上に掃き目ムラが生じやすく、特に多数
枚の複写又はプリントによる現像剤の耐久劣化が生じや
すい。また、現像器内において、現像剤担持体上からキ
ャリア粒子が剥ぎ取られにくくなり、選択的にキャリア
粒子の劣化を起こしてしまうことがある。1000/4
π(kA/m)における磁化の強さσ1000は、50〜7
5Am2/kgであることがより好ましい。
【0022】磁性体分散型樹脂キャリアの磁気特性は、
例えば理研電子(株)製の振動磁場型磁気特性自動記録
装置BHV−35を用いて測定することができる。この
装置を用いる場合の測定条件としては、1000/4π
(kA/m)の外部磁場を作り、一方で、本発明の磁性
体分散型樹脂キャリアを円筒状のプラスチック容器に、
キャリア粒子が動かないように十分密になるようにパッ
キングした状態に収容し、この状態で磁化モーメントを
測定し、試料を入れたときの実際の重量を測定して、磁
化の強さ(Am2/kg)を求める。
【0023】さらに磁性体分散型樹脂キャリアの磁気特
性としては、残留磁化(σr)は0.1〜20Am2
kgであることが好ましい。σrが0.1Am2/kg
より小さいと、流動性が良すぎてトナーとキャリア粒子
とが密に詰まりやすくなり、現像剤の劣化、補給不良な
どを起こしやすくなる。逆に20Am2/kgより大き
い場合には、キャリア粒子のチェーン化などによりキャ
リア粒子にトナーがうまく混合せず、帯電不良につなが
り、かぶりやトナー飛散などを起こしてしまうことがあ
る。
【0024】上記磁化の強さや残留磁化は、使用する金
属化合物粒子の種類や配合量、後述するような第一及び
第二の金属化合物粒子の併用等によって調整することが
可能である。
【0025】また、本発明の磁性体分散型樹脂キャリア
は、1000V/cmの電界強度となる電圧を印加した
ときの比抵抗をR1000とし、3000V/cmの電界強
度となる電圧を印加したときの比抵抗をR3000としたと
きに1.0≦log(R1000)/log(R3000)≦1.3
の関係を満たす。
【0026】上記log(R1000)/log(R3000)
が1.0未満のものは、現実的にはありえない。また、
1.3を超える場合、感光体へのキャリア付着を生じ易
く、感光体に傷を生じさせたり、直接紙上に転写された
りして画像欠陥を起こしやすくなる。さらに現像バイア
スがキャリア粒子を介してリークし、感光体上に描かれ
た静電潜像を乱してしまうことがある。
【0027】1.0≦log(R1000)/log(R30
00)≦1.3を満たすキャリア粒子を得る方法として
は、「(1)金属化合物粒子の比表面積を小さくすること
で、電荷の導通経路を少なくすると共に、親油化処理な
どの表面処理によって金属化合物粒子の抵抗値を上げ
る」方法や、「(2)金属化合物粒子として、金属化合物
粒子に比べて少なくとも抵抗が高い金属酸化物粒子を併
用すると共に、キャリア粒子表面の金属酸化物粒子の存
在率を高くする」方法等が挙げられる。
【0028】また、上記(2)を達成するためには、物理
的手段として、「a)磁性金属化合物粒子の粒径raと金
属酸化物粒子の粒径rbの粒径差をつける」方法が挙げら
れ、磁性体分散型樹脂キャリアを得るために好ましく用
いられる重合法において、特に有効な化学的手段として
は、「b)磁性金属化合物粒子よりも金属酸化物粒子の
親油化処理量を多くする」方法、「c)磁性金属化合物
粒子よりも金属酸化物粒子の親油化処理剤の方に官能基
数が多い処理剤を用いて処理する」方法、及び「d)磁
性金属化合物粒子よりも金属酸化物粒子の親油化処理剤
の方に極性の高い官能基を存在させる」方法が挙げられ
る。
【0029】ここで、親油化処理とは、金属化合物粒子
とバインダー樹脂との適度な混合性を保つために、金属
化合物粒子表面を、例えばエポキシ基、アミノ基、及び
メルカプト基からなるグループから選ばれた一種以上の
官能基を有する処理剤等にて処理する手段である。
【0030】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアの比抵
抗R1000は、1×108〜1×101 6Ω・cmであるこ
とが好ましく、1×1010〜1×1014Ω・cmである
ことがより好ましい。磁性体分散型樹脂キャリアの比抵
抗が1×108未満であると、感光体へのキャリア付着
をおこしたり、感光体上に描かれた静電潜像を乱してし
まうことがある。磁性体分散型樹脂キャリアの比抵抗が
1×1016Ω・cmを超えると、エッジ強調のきつい画
像が形成され易く、さらに、キャリア粒子表面の電荷が
リークしづらくなるため、チャージアップ現象による画
像濃度の低下や、新たに補給されたキャリア粒子とトナ
ーとの帯電が不均一になることによるカブリ及び飛散な
どを起こしてしまうことがある。さらに、現像器内壁等
の物質との摺擦などによって帯電してしまい、本来与え
られるべきトナーの帯電量が不均一になってしまうこと
もある。その他、静電気的な外添剤付着など、画像欠陥
を引き起こしやすい。同様の観点から、キャリア粒子の
比抵抗R3000は、1×10 8〜1×1014Ω・cmであ
ることが好ましく、1×109〜1×1014Ω・cmで
あることがより好ましい。
【0031】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアの比抵
抗は、例えば真空理工(株)社製の粉体用絶縁抵抗測定
器を用いて測定することができる。この測定器を用いる
場合では、23℃、60%条件下に24h以上放置した
キャリア粒子を直径20mm(0.283cm2)の測
定セル中に入れ、120g/cm2の荷重がかかる荷重
電極で挟み、厚みを1mmとし、100Vから500V
まで電圧を印加し、100Vごとに測定するとよい。R
1000、R3000は、その時の抵抗カーブから求められる。
【0032】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアは、体
積平均粒径が25μm〜60μmであることが好まし
く、30μ〜50μmであることがより好ましい。なお
本発明においてキャリア粒子の体積平均粒径は、体積分
布を分布基準とする粒度分布におけるメジアン値であ
り、例えばこの粒度分布における累積分布値が50%と
なる値や、粒径の測定範囲を適当に分割したときの、累
積分布値50%を含む区分の算術平均値である。キャリ
ア粒子の体積平均粒径が25μm以下であると、キャリ
ア粒子の粒度分布のうち、微粒子側の粒子による非画像
部へのキャリア付着を良好に防止できない場合がある。
また、特に本発明のような高い磁気力を達成しようとし
た場合、十分な抵抗が得難くなる。キャリア粒子の体積
平均粒径が60μmより大きいと、磁気ブラシの緻密さ
が損なわれやすくなり、画像のムラを生じてしまう場合
がある。
【0033】また、本発明の磁性体分散型樹脂キャリア
の粒度分布として、メッシュ法による20μm以下のキ
ャリア粒子の含有率が0.01〜10質量%であり、7
4μm以上の含有率が0.1〜20質量%であることが
望ましい。20μm以下のキャリア粒子の含有率が0.
01質量%以下であった場合、現像剤が密に詰まりやす
くなり、剤劣化を起こしやすくなる。20μm以下のキ
ャリア粒子の含有率が10質量%以上であった場合、キ
ャリア粒子微粉によるキャリア付着を生じる傾向があ
る。74μm以上のキャリア粒子の含有率が0.1質量
%以下であった場合に関しても、高密度による剤劣化を
引き起こしやすく、20質量%以上であった場合には、
トナーに適当な帯電量を与えるために必要な表面積が十
分に得られなくなってしまうことがある。
【0034】さらに、メッシュ法による20μm以下の
キャリア粒子の1000/4πにおける磁気特性σ1000
は30〜80Am2/kgであることがキャリア付着の
観点から好ましい。
【0035】なお、磁性体分散型樹脂キャリアの体積平
均粒径及び粒度分布は、キャリア粒子の製造条件や、篩
いや種々の分級装置によるキャリア粒子の分級、及び分
級品の混合等によって調整することが可能である。
【0036】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアの体積
平均粒径は、例えばレーザー回折式粒度分布計(堀場製
作所株式会社製)により測定することができる。
【0037】また、メッシュ法による20μm以下の微
粉量及び74μm以上の粗粉量の測定は、各目開きのメ
ッシュを用意し、例えば電磁式実験用ふるい振とう機
(フリッチェ・ジャパンアナリセット3型)を用いて測
定することができる。この振とう機を用いる場合の測定
方法としては、Timer=5min、Amplitu
de強度=2とし、試料は200gを用いる。
【0038】また、本発明の磁性体分散型樹脂キャリア
の見かけ密度は1.5〜3.0が好ましく、真比重は
2.5〜4.5が好ましい。見かけ密度が1.5未満、
真比重が2.5未満であると、キャリア粒子の磁気特性
とも関係するが、キャリア付着が生じやすくなる。ま
た、トナーとの混合性が悪化し、均一な帯電を得ること
が難しくなる。見かけ密度が3.0、真比重が4.5を
超えると現像剤中のシェアが大きくなり、トナーによる
スペント、あるいはキャリア粒子におけるコート樹脂剥
がれを生じやすくなる。
【0039】キャリア粒子の真比重は、例えば乾式自動
密度計アキュピック1330(島津製作所(株)社製)
によって測定することができる。また、キャリア粒子の
見かけ密度は、JIS Z2504に準じて測定するこ
とができる。
【0040】本発明に用いる磁性体分散型樹脂キャリア
のバインダー樹脂としては、熱硬化性樹脂が好ましく、
さらには一部又は全部が三次元的に架橋されている樹
脂、例えばフェノール樹脂を含有する熱硬化性樹脂であ
ることが好ましい。この樹脂を用いることにより、分散
する金属化合物粒子を強固に結着できるため、磁性体分
散型樹脂キャリアの強度をアップさせることができ、多
数枚の複写においても金属化合物粒子の脱離が起こりに
くい。
【0041】また、本発明の磁性体分散型樹脂キャリア
は、帯電付与性向上、耐スペント性向上の観点から、シ
リコーン樹脂の如きコート樹脂をコートして用いられる
ことが好ましいが、バインダー樹脂として熱硬化性樹脂
を用いることで、密着性、均一性に優れ、より良好なコ
ートを形成することができる。
【0042】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアを得る
方法としては、特に限定を受けるものではないが、本発
明においては、バインダー樹脂となるモノマーと上記金
属化合物粒子と溶媒とが均一に分散又は溶解されている
ような溶液中で、モノマーを重合させることにより粒子
を生成する重合法の製造方法、特に、キャリア粒子中に
分散する金属化合物粒子に親油化処理を施すことによ
り、粒度分布のシャープな、微粉のない磁性体分散型樹
脂キャリアを得る方法、が好適に用いられる。
【0043】また、高画質化を達成するために重量平均
粒径が3〜10μmのように小粒径トナーを用いた場
合、キャリア粒径もトナーに応じて小粒径化することが
好ましく、上述した製造方法であれば、キャリア粒径が
小粒径化しても平均粒径に関係なく微粉の少ないキャリ
ア粒子を製造できる。
【0044】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアのバイ
ンダー樹脂に使用されるモノマーとしては、ラジカルの
重合性のモノマー重合性モノマーを用いることができ
る。例えばスチレン;o−メチルスチレン、m−メチル
スチレン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレ
ン、p−ターシャリーブチルスチレンの如きスチレン誘
導体;アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸−n−プロピ
ル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸オクチル、アク
リル酸ドデシル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、ア
クリル酸ステアリル、アクリル酸−2−クロルエチル、
アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル;メタク
リル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸−n−プロピル、メタクリル酸−n−ブチ
ル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−n−オク
チル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−2−エチ
ルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸差
フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノメチル、メタク
リル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ベンジルの
如きメタクリル酸エステル類;2−ヒドロキシエチルア
クリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート;ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミ
ド;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プ
ロピルビニルエーテル、n−ブチルエーテル、イソブチ
ルエーテル、β−クロルエチルビニルエーテル、フェニ
ルビニルエーテル、p−メチルフェニルエーテル、p−
クロルフェニルエーテル、p−ブロムフェニルエーテ
ル、p−ニトロフェニルビニルエーテル、p−メトキシ
フェニルビニルエーテルの如きビニルエーテル;ブタジ
エンの如きジエン化合物を挙げることができる。
【0045】これらのモノマーは単独又は混合して使用
することができ、好ましい特性が得られるような好適な
重合体組成を選択することができる。
【0046】前述したように、磁性体分散型樹脂キャリ
アのバインダー樹脂は三次元的に架橋されていることが
好ましく、本発明では、このような架橋を形成する架橋
剤を用いることが好ましい。架橋剤としては、重合性の
二重結合を一分子当たり二個以上有する架橋剤を使用す
ることが好ましい。
【0047】架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビ
ニルナフタレンの如き芳香族ジビニル化合物;エチレン
グリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタ
クリレート、トリエチレングリコールジメタクリレー
ト、テトラエチレングリコールジメタクリレート、1,
3−ブチレングリコールジメタクリレート、トリメチロ
ールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパ
ントリメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアク
リレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリ
スリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテ
トラアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレ
ート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、グ
リセロールアクロキシジメタクリレート、N,N−ジビ
ニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィ
ド、ジビニルスルフォンが挙げられる。
【0048】これらの架橋剤は、二種類以上を適宜混合
して使用しても良い。架橋剤は、重合性混合物にあらか
じめ混合しておくこともできるし、必要に応じて適宜重
合の途中で添加することもできる。
【0049】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアに用い
られる、その他のバインダー樹脂のモノマーとしては、
エポキシ樹脂を出発原料であるビスフェノール類とエピ
クロルヒドリン;フェノール樹脂の出発原料であるフェ
ノール類とアルデヒド類;尿素樹脂の出発原料である尿
素とアルデヒド類、メラミン樹脂の出発原料であるメラ
ミンとアルデヒド類が挙げられる。
【0050】もっとも好ましいバインダー樹脂はフェノ
ール樹脂である。その出発原料としては、フェノール、
m−クレゾール、3,5−キシレノール、p−アルキル
フェノール、レゾルシル、p−tert−ブチルフェノ
ールの如きフェノール化合物、ホルマリン、パラホルム
アルデヒド、フルフラールの如きアルデヒド化合物が挙
げられる。特にフェノールとホルマリンの組み合わせが
好ましい。
【0051】これらのフェノール樹脂又はメラミン樹脂
を用いる場合には、硬化触媒として塩基性触媒を用いる
ことができる。塩基性触媒として通常のレゾール樹脂製
造に使用される種々のものを用いることができる。具体
的にはアンモニア水、ヘキサメチレンテトラミン、ジエ
チルトリアミン、ポリエチレンイミンの如きアミン類を
挙げることができる。
【0052】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアに用い
る金属化合物粒子としては、例えば磁性を示すMO・F
23又はMFe24の式で表されるマグネタイト又は
フェライトが挙げられる。式中、Mは3価、2価あるい
は1価の金属イオンを示す。
【0053】Mとしては、Mg、Al、Si、Ca、S
c、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、
Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、B
a、Pb、Li等が挙げられる。
【0054】上記金属化合物粒子には、Mが単独の化合
物、あるいは複数種のMを含む化合物を用いることがで
きる。このような金属化合物粒子としては、例えばマグ
ネタイト、Zn−Fe系フェライト、Mn−Zn−Fe
系フェライト、Ni−Zn−Feフェライト、Mn−M
g−Fe系フェライト、Ca−Mn−Fe系フェライ
ト、Ca−Mg−Fe系フェライト、Li−Fe系フェ
ライト、Cu−Zn−Fe系フェライトの如き鉄系酸化
物が挙げられる。
【0055】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアでは、
金属化合物粒子として、前述したマグネタイトやフェラ
イト等、強磁性の金属化合物粒子(以下、強磁性の金属
化合物粒子のことを「第一の金属化合物粒子」ともい
う)と、第一の金属化合物粒子に比べて弱い磁性を示す
金属酸化物粒子等の金属化合物粒子(以下、相対的に弱
い磁性を示す金属化合物粒子のことを「第二の金属化合
物粒子」ともいう)とを含むことが好ましい。第二の金
属化合物粒子の磁性については、上記第一の金属化合物
粒子よりも弱ければよく、非磁性を含むものである。こ
のような第二の金属化合物粒子としては、例えばAl2
3、SiO2、CaO、TiO2、V25、CrO、M
nO2、α−Fe23、CoO、NiO、CuO、Zn
O、SrO、Y23、ZrO2等が挙げられる。
【0056】前記第二の金属化合物粒子は、前述したよ
うに、キャリア粒子内部より、キャリア粒子表面により
多く存在していることが、1.0≦log(R1000)/l
og(R3000)≦1.3の関係を満たす上で好ましい。キ
ャリア粒子表面における第二の金属化合物粒子の存在量
は、前述したように、第一の金属化合物粒子との粒径の
バランスや、後に詳述するが表面処理剤の使い分け等に
よって調整することができる。
【0057】また、このように、少なくとも二種の金属
化合物粒子を混合して用いる場合には、比重や形状が類
似している金属化合物粒子を用いることが、バインダー
樹脂との密着性及びキャリア粒子の強度を高めるために
より好ましい。このような組み合わせとしては、例え
ば、マグネタイトとヘマタイト、マグネタイトとγ−F
23、マグネタイトとSiO2、マグネタイトとAl2
3、マグネタイトとTiO2の組み合わせが好ましく用
いることができる。中でもマグネタイトとヘマタイトの
組み合わせが、特に好ましく用いることができる。
【0058】上記のような金属化合物粒子を使用する場
合、第一の金属化合物粒子の個数平均粒径は、キャリア
粒子の粒径によっても変わるが、0.02〜2μmのも
のが好ましい。二種以上の金属化合物粒子を用いる場
合、第一の金属化合物粒子の個数平均粒径は0.02〜
2μmのものが好ましく、第二の金属化合物粒子の個数
平均粒径は0.05〜5μmのものが好ましい。
【0059】この場合、第一の金属化合物粒子の個数平
均粒径(平均粒径ra)と第二の金属化合物粒子の個数平
均粒径(平均粒径rb)の粒径比rb/raは1.0を超え
5.0以下であることが好ましく、より好ましくは1.
2以上4.5以下が良い。1.0倍以下であると、比抵
抗が低い第一の金属化合物粒子が表面に出やすくなり、
キャリア粒子の比抵抗を上げにくく、キャリア付着を防
止する効果が得られにくくなる。また、5倍を超える
と、キャリア粒子の強度が低下しやすく、キャリア粒子
の破壊を引き起こしやすくなる。
【0060】上記金属化合物の個数平均粒径は、例えば
日立製作所(株)製の透過型電子顕微鏡H−800によ
り測定することができる。この顕微鏡を用いる場合で
は、上記顕微鏡により5000〜20000倍に拡大し
た写真画像を用い、ランダムに粒径0.01μm以上の
粒子を300個以上抽出し、例えばニコレ社(株)製の
画像処理解析装置Luzex3により水平方向フェレ径
をもって金属化合物粒子の粒径として測定し、平均化処
理して個数平均粒径を算出するとよい。
【0061】バインダー樹脂に分散される金属化合物粒
子の比抵抗は、金属化合物粒子全体では1×103Ω・
cm以上の範囲であることが好ましく、特に二種以上の
金属化合物粒子を混合して用いる場合には、第一の金属
化合物粒子の比抵抗は1×103Ω・cm以上の範囲が
好ましく、第二の金属化合物粒子は第一の金属化合物粒
子よりも高い比抵抗を有するものを用いることが好まし
い。好ましくは、本発明に用いる第二の金属化合物粒子
の比抵抗は1×108Ω・cm以上、より好ましくは1
×1010Ω・cm以上のものが良い。
【0062】金属化合物全体又は第一の金属化合物粒子
の比抵抗が1×103Ω・cm未満であると、含有量を
減量しても所望の高比抵抗が得られにくく、電荷注入を
招き、画質を落としたり、キャリア付着を招きやすい。
また、二種以上の金属化合物粒子を使用する場合には、
第二の金属化合物粒子の比抵抗が1×108Ω・cm未
満であると、磁性体分散型樹脂キャリアの比抵抗が低く
なり、本発明の効果が得られにくくなることから好まし
くない。金属化合物粒子の比抵抗は、第一の金属化合物
粒子の種類、第二の金属化合物粒子の種類、後述する親
油化処理における処理剤の種類や処理条件等によって調
整することが可能である。また、金属化合物粒子の比抵
抗測定方法は、キャリア粒子の比抵抗測定方法に準じ
る。
【0063】二種以上の金属化合物粒子を分散した磁性
体分散型樹脂キャリアにおいて、含有する金属化合物粒
子全体に占める、第一の金属化合物粒子の含有量は、7
0質量%を超え95質量%であることが好ましい。70
質量%以下であると、磁性体分散型樹脂キャリアの高抵
抗化は良好になる反面、キャリア粒子としての磁気力が
小さくなり、キャリア付着を招く場合がある。また、9
5質量%を越えると、第一の金属化合物粒子の比抵抗に
もよるが、より好ましい磁性体分散型樹脂キャリアの高
抵抗化が図れない場合がある。
【0064】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアに含有
される金属化合物粒子は、親油化処理されていること
が、磁性キャリア粒子の粒度分布をシャープにするこ
と、及び金属化合物粒子のキャリア粒子からの脱離を防
止する上で好ましい。特に、好ましく用いられる重合法
においてキャリア粒子を製造した場合、モノマーと溶媒
が均一になっている液中から重合反応が進むと同時に溶
液に不溶化した粒子が生成する。そのときに、上記親油
化処理には、金属化合物粒子が粒子内部で均一に、かつ
高密度に取り込まれる作用と粒子同士の凝集を防止し粒
度分布をシャープ化する作用があると考えられる。
【0065】さらに、親油化処理を施した金属化合物粒
子を用いた場合、フッ化カルシウムの如き懸濁安定剤を
用いる必要がなく、懸濁安定剤がキャリア粒子表面に残
存することによる帯電性阻害、コート時におけるコート
樹脂の不均一性、シリコーン樹脂の如き反応性樹脂をコ
ートした場合における反応阻害を防止することができ
る。
【0066】親油化処理は、エポキシ基、アミノ基、及
びメルカプト基から選ばれた一種又は二種以上の官能基
を有する有機化合物や、それらの混合物である親油化処
理剤で処理されていることが好ましい。特に、好ましく
用いられる重合法によりキャリア粒子を製造した場合、
親油性及び疎水性と親水性のバランスが取れた上記のよ
うな基を持った処理剤を用いて処理することで、帯電付
与性能が安定し、粒子強度の高い高耐久性のキャリア粒
子を得ることができる。なかでも、とりわけエポキシ基
が好ましく用いられる。
【0067】金属化合物粒子は、100重量部当たり
0.1〜10重量部(より好ましくは、0.2〜6重量
部)の親油化処理剤で処理されていることが金属化合物
粒子の親油性及び疎水性を高める上で好ましい。
【0068】特に二種以上の金属化合物粒子を混合して
用いる場合には、第二の金属化合物粒子は、第一の金属
化合物粒子よりも処理量を多くすることが好ましい。そ
うすることで、特に、重合法により製造された場合、抵
抗のより高い第二の金属化合物粒子がキャリア粒子表面
に多く存在でき、キャリア粒子の抵抗を適度に維持する
ことができる。
【0069】さらに、第二の金属化合物粒子は、第一の
金属化合物粒子より官能基数が多い処理剤で処理される
ことが、抵抗維持の観点で好ましい。この場合、官能基
は、親油性や疎水性において同程度のものであること、
具体的には同じ種類の官能基であることが好ましく、特
に、第二の金属化合物粒子が、アミノ基を二個持った処
理剤で処理され、第一の金属化合物粒子はアミノ基を一
個持った処理剤で処理されることが好ましい。
【0070】さらには、第二の金属化合物粒子は、第一
の金属化合物粒子よりも、親油化処理後に、第一の金属
化合物粒子表面に比べて高い極性の官能基を有する親油
化処理剤によって処理されていることが好ましい。特
に、第二の金属化合物粒子は、エポキシ基を持った処理
剤で処理され、第一の金属化合物粒子はアミノ基を持っ
た処理剤で処理されることが好ましい。
【0071】アミノ基を持つ親油化処理剤としては、例
えばγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミ
ノプロピルメトキシジエトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(ア
ミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシ
ラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、エチレンジアミン、エチレントリアミン、スチ
レン−(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合
体、イソプロピルトリ(N−アミノエチル)チタネート
等が挙げられる。
【0072】メルカプト基を有する親油化処理剤として
は、例えばメルカプトエタノール、メルカプトプロピオ
ン酸、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が
挙げられる。
【0073】エポキシ基をもつ親油化処理剤としては、
例えばγ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β
−(3,4−エポキシシクロヘキシル)トリメトキシシ
ラン、エピクロルヒドリン、グリシドール、スチレン−
(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体、等が挙げられ
る。
【0074】また、本発明の磁性体分散型樹脂キャリア
は、上述したように、キャリア粒子表面は、帯電付与性
向上、耐スペント性向上の観点から、好ましく、シリコ
ーン樹脂の如きコート樹脂(表面処理樹脂)をコートし
て用いられるが、被覆する樹脂は、特に限定を受けるも
のではない。
【0075】このような表面処理樹脂としては、例えば
ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体の如きアク
リル樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリ
デン樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフロロカーボン
樹脂、溶剤可溶性パーフロロカーボン樹脂ポリビニルア
ルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリド
ン、石油樹脂、セルロース、セルロース誘導体、ノボラ
ック樹脂、低分子量ポリエチレン、飽和アルキルポリエ
ステル樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ
エーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニ
レンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、フェ
ノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、アル
キド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、無水マレイン
とテレフタル酸と多価アルコールとの重縮合によって得
られる不飽和ポリエステル、尿素樹脂、メラミン樹脂、
尿素−メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グ
アナミン樹脂、メラミン−グアナミン樹脂、アセトグア
ナミン樹脂、グリプタール樹脂、フラン樹脂、シリコー
ン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ
エーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂等
を挙げることができる。
【0076】中でもシリコーン樹脂、フッ素樹脂は、コ
アとの密着性、スペント防止等の観点から、好ましく用
いられ、単独で用いることもできるが、被膜強度を高
め、好ましい帯電に制御するために、カップリング剤と
併用して用いることが好ましい。
【0077】さらに、前述のカップリング剤は、その一
部が、樹脂をコートする前に、コア表面に処理される、
いわゆるプライマー剤として用いられることが好まし
く、カップリング剤をプライマー剤として使用すること
により、その後の樹脂層の形成において、共有結合を伴
った、より密着性の高い状態で形成することができる。
【0078】上記カップリング剤としては、本発明では
前述したように種々のシラン化合物を用いることができ
るが、アミノ基を有するシラン化合物であるアミノシラ
ンを用いると良い。その結果、ポジ帯電性を持ったアミ
ノ基をキャリア表面に導入でき、好ましい帯電量をトナ
ーに付与できる。さらに、アミノ基の存在は、金属化合
物に好ましく処理されている、親油化処理剤と、シリコ
ーン樹脂との両者を活性化させることができ、このた
め、シリコーン樹脂とキャリア粒子との密着性をさらに
高め、同時に樹脂の硬化を促進することで、より強固な
被膜を形成することができる。
【0079】本発明に用いられるトナーは、少なくとも
結着樹脂と着色剤とを含有する静電荷現像用トナーであ
り、重量平均粒径が3〜10μmである。本発明では、
重量平均粒径が3〜8μmのトナーを用いることが特に
有効であり好ましい。
【0080】トナーの重量平均粒径が3μm未満の場
合、特に、低湿環境下においてチャージアップの如き問
題が起こりやすくなる。また、トナー自身も粉体として
のハンドリング性が低い。トナーの重量平均粒径が10
μmを越えると、特に高温高湿下において、飛び散り及
びかぶりの如き問題が起こりやすくなる。また、トナー
粒子一個が大きくなるために、解像度の高いより緻密な
画像を得にくく、さらに、静電的な転写を行うとトナー
の飛び散りが生じやすくなる。
【0081】トナーの結着樹脂としては、少なくともポ
リエステル樹脂を含むことが特に有効である。ポリエス
テル樹脂は、定着性に優れ、トナーの結着樹脂に好まし
く用いられている。一方でポリエステル樹脂は、負帯電
能が強く、特に低湿環境において帯電が過大になりやす
いという問題を持っていた。しかし、結着樹脂としてポ
リエステル樹脂を含むトナーと、本発明の磁性体分散型
樹脂キャリアとを併用すると、上記のような弊害がな
く、優れた現像剤を得ることができる。
【0082】その他の結着樹脂としては、例えばポリス
チレン;ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエ
ンの如きスチレン誘導体から得られる高分子化合物;ス
チレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニ
ルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重
合体、スチレン−アクリル酸エステル重合体、スチレン
−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロ
ルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニ
トリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合
体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプ
レン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン
共重合体の如きスチレン共重合体;ポリ塩化ビニル、フ
ェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、ア
クリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコ
ーン樹脂;脂肪族多価アルコール、脂肪族ジカルボン
酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジアルコール類及びジ
フェノール類から選択される単量体を構造単位として有
するポリエステル樹脂;ポリウレタン樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン
インデン樹脂、石油樹脂が挙げられる。
【0083】さらに本発明に用いられるトナーは、下記
式で求められる形状係数SF−1が100〜120であ
ることがより好ましい。形状係数SF−1が120を超
えるトナーにおいては、現像剤の流動性が大きくなりや
すく、長期の耐久試験において帯電量の変化を起こしや
すい。SF−1が100〜120の範囲内であるトナー
は、紙上への転写効率が高く、感光体に乗せるトナー量
が少なくても、これまでのトナーと同等の濃度が出せる
ため、コスト面においても有利である。また、パッキン
グ密度が高くなりやすいため、キャリア粒子との接触機
会は多く、常に安定した帯電を保持しやすい。
【0084】
【数3】形状係数(SF−1)={(MXLNG)2/AR
EA}×(π/4)×100 (式中、MXLNGはトナーの最大径を示し、AREA
はトナーの投影面積を示す。)
【0085】トナーの形状係数は、トナーの製造方法に
応じてトナーの粒子形状を制御することにより調整する
ことができ、例えば重合法では、重合性単量体の分散条
件、使用する材料の種類や、使用する材料の表面疎水化
処理等によって調整することができ、例えば粉砕法で
は、機械的や熱的な球形化処理によって調整することが
できる。
【0086】本発明に用いられるトナーは、コア部とこ
れを被覆するシェル部とからなるコア/シェル構造を有
しており、コア部が低軟化点物質で形成されていること
が好ましい。上記トナーは、低軟化点物質を用い、低温
定着、オイルレス定着に有利となっているが、機械的シ
ェアによる発熱に不利な方向にあり、現像器内での攪拌
等により、トナースペントを起こすことがある。しか
し、本発明の磁性体分散型樹脂キャリアと組み合わせて
用いることで、その懸念は解消される。
【0087】低軟化点物質としては、例えばガラス転移
点温度(Tg)に基づき選択される結着樹脂や、ワック
ス等が挙げられるが、ワックスであると、加熱によるコ
ア部の軟化特性を容易に制御することができ好ましい。
本発明に用いられるトナーには、固体ワックスが1〜4
0質量%、好ましくは2〜30質量%含有されることが
好適である。ワックスが1質量%未満であるとオフセッ
ト抑制効果が小さく、40質量%を超えるとトナー表面
にも偏在するようになり、トナーによるキャリア粒子汚
染等が生じやすくなることで、画像濃度変化が大きくな
りやすい。
【0088】好ましいワックスとしては、ゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィ(GPC)によって測定され
る分子量分布において、重量平均分子量(Mw)/数平
均分子量(Mn)が1.45以下であり、かつ溶解度パ
ラメーターが8.4〜10.5のワックスである。この
ようなワックスによれば、流動性に優れるトナーが得ら
れ、光沢ムラのない均一な定着画像が得られ、さらに定
着装置の加熱部材に対する汚染や保存性の低下が生じ難
く、かつ定着性及び定着画像の光透過性に優れ、トナー
を溶融させて透明性に優れたフルカラーOHPを作成す
る際に、ワックスの一部又は全部が適度に加熱部材を被
覆し、トナーがオフセットすることなくフルカラーOH
Pが作成でき、かつ良好な低温定着性が発現できること
に加えて、例えば加熱加圧ローラ式定着装置における加
圧ローラ等の圧接部材の長寿命化を達成する上でより一
層効果的である。
【0089】本発明で用いられるトナーに含有されるワ
ックスは、ダブルカラムを用いたGPCによる分子量分
布において、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量
(Mn)が1.45以下、好ましくは1.30以下であ
ることが、定着画像の均一性の点、及び、トナーの良好
な転写性及び感光体に接触して帯電するための接触帯電
手段の汚染を防止する上でより好ましい。ワックスのM
w/Mnの値が1.45を超える場合には、トナーの流
動性が低下することにより、定着画像の光沢ムラ、トナ
ーの転写性の低下が生じ易く、さらにトナーによるキャ
リア粒子の汚染が生じ易くなる。
【0090】本発明においてワックスの分子量分布は、
ダブルカラムを用いたGPCにより次の条件で測定され
る。
【0091】(GPC測定条件) 装置 :GPC−150C(ウォーターズ社製) カラム:GMH−HT30cm2連(東ソー社製) 温度 :135℃ 溶媒 :o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール
添加) 流速 :1.0ml/min 試料 :濃度0.15%の試料を0.4ml注入
【0092】以上の条件で測定し、試料の分子量算出に
当たっては単分散ポリウレタン標準試料により作成した
分子量較正曲線を使用する。さらに、Mark−Hou
wink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン
換算することによって、重量平均分子量及び数平均分子
量を算出する。
【0093】また、本発明で用いられるトナーに含有さ
れるワックスは、溶解度パラメーター(SP値)が8.
4〜10.5であることが好ましい。溶解度パラメータ
ーが上記範囲よりも小さいと、用いるバインダー樹脂と
の相溶性が乏しく、結果的にバインダー樹脂中への良好
な分散が得られにくく、定着領域が狭くなるだけでな
く、フルカラートランスペアレンシーの十分な透過性が
得られなくなることがある。上記範囲よりも大きいと、
トナーを長期間保存した際、トナー同士のブロッキング
が発生しやすいことに加えて、バインダー樹脂と低軟化
点物質の相溶性が良くなりすぎ、定着時において定着部
材と結着樹脂との間に十分な離形性を発現しにくく、オ
フセット現象を起こしやすくなることがある。ワックス
の溶解度パラメーター値は、例えば原子団の加成性を利
用したFedorsの方法(Polym. Eng.Sci.,14(2)147(197
4))を用いて算出することができる。
【0094】本発明に用いられるワックスの融点は、4
0〜150℃であることが好ましく、50〜120℃が
特に好ましい。ワックスの融点が40℃より低い場合は
トナーの耐ブロッキング性を弱め、多数枚の複写時での
スリーブを汚染しやすくなり、画像形成スピードを変え
た際に現像剤のコートが不均一となり画像濃度ムラが生
じやすい。ワックスの融点が150℃を超える場合は、
粉砕法によるトナーの製法において結着樹脂との均一混
合に過大のエネルギーが必要になり、重合法によるトナ
ーの製法においても、単量体系の粘度が高まり、これを
均一化するために、装置の大型化あるいは相溶する量に
限界があるため、適量のワックスを含有させることが困
難になる場合があるなど好ましくない。
【0095】ワックスの融点は、ASTM D3418
−8に準じて測定される吸熱曲線における主体極大ピー
ク(main peak)値の温度とする。ASTM
D3418−8に準ずる測定には、例えばパーキンエル
マー社製DSC−7を用い行う。この装置を用いる測定
では、例えば装置検出部の温度補正はインジウム亜鉛の
融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱
を用いる。サンプルはアルミニウム製パンを用い、対照
用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで温度
20〜200℃の範囲で測定を行うことができる。
【0096】本発明に用いられるワックスの100℃に
おける溶融粘度は、1〜50mPa・sであることが好
ましく、さらに3〜30mPa・sであることがより好
ましい。ワックスの溶融粘度が1mPa・sより低い場
合には、磁性キャリア粒子を用いトナーを現像する際
に、トナーと磁性キャリア粒子との間のズリ力によりダ
メージを生じやすく、外添剤の埋没やトナー破砕が生じ
やすく、種々の画像形成スピードに対して、常に安定量
の現像剤をコートするのが難しくなる傾向がある。ワッ
クスの溶融粘度が50mPa・sを超える場合には、重
合方法を用いてトナーを製造する際、分散質の粘度が高
すぎ、均一な粒径を有する微小粒径のトナーを得ること
が容易でなく、粒度分布の広いトナーとなりやすい。
【0097】ワックスの溶融粘度の測定は、例えばHA
AKE社製VT−500にてコーンプレート型ローター
(PK−1)を用い測定する方法が挙げられる。
【0098】さらに、本発明に用いられるワックスは、
GPCにより測定される分子量分布が、2つ以上のピー
ク又は1つ以上のピークと1つ以上のショルダーとを有
し、かつ分子量分布において、重量平均分子量(Mw)
が200〜2000、数平均分子量(Mn)が150〜
2000であることが好ましい。上述の分子量分布は、
単一のワックス又は複数のワックスのいずれで達成して
も良く、結果として結晶性が阻害でき、透明性がより一
層向上する。
【0099】二種以上のワックスをブレンドする方法と
しては特に制約を受けるものではないが、例えばブレン
ドするワックスの融点以上においてメディア式分散機
(ボールミル、サンドミル、アトライター、アペックス
ミル、コボールミル、ハンディミル)を用いて溶融ブレ
ンドすることや、ブレンドするワックスを重合性単量体
中へ溶解させ、メディア式分散機にてブレンドすること
も可能である。このとき添加物として、顔料、荷電制御
剤、重合開始剤を使用してもかまわない。
【0100】ワックスの重量平均分子量(Mw)は20
0〜2000、数平均分子量(Mn)は150〜200
であることが好ましい。より好ましくはMwが200〜
1500、さらに好ましくは300〜1000、Mnは
200〜1500、さらに好ましくは250〜1000
であることが良い。ワックスのMwが200未満又はM
nが150未満の場合には、トナーの耐ブロッキング性
が低下することがある。ワックスのMwが2000超又
はMnが2000超の場合には、ワックス自体の結晶性
が発現し、透明性が低下することがある。
【0101】本発明に用いることが可能なワックスとし
ては、例えばパラフィン系ワックス、ポリオレフィン系
ワックス、これらの変性物(例えば、酸化物やグラフト
処理物)、高級脂肪酸、及びその金属塩、アミドワック
ス、及びエステル系ワックスなどが挙げられる。その中
でも、より高品位なフルカラーOHP画像が得られる点
でエステルワックスが特に好ましい。
【0102】本発明に用いられるトナーは、シリカ微粒
子及び酸化チタン微粒子から少なくとも選択される微粒
子を外添剤として有することが、現像剤に流動性を持た
せると共に環境特性を向上させる上でより好ましい。
【0103】その他の外添剤としては、金属酸化物粉体
(酸化アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、酸化セ
リウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化錫、酸化
亜鉛、など)、窒化物粉体(窒化ケイ素など)、炭化物
粉体(炭化ケイ素など)、金属塩粉体(硫酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなど)、脂肪酸金属
塩粉体(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムな
ど)、カーボンブラック、シリカ粉体、ポリテトラフロ
ロエチレン、ポリビニリデンフロライド、ポリメチルメ
タクリレート、ポリスチレン、シリコーンの如き材料の
微粉末が好ましい。
【0104】外添剤として上述した微粉末の個数平均粒
径は0.2μm以下であることが好ましい。個数平均粒
径が0.2μmを越えるとトナーの流動性が低下し、現
像及び転写時に画質が低下することがある。上記平均粒
径は、磁性体分散型樹脂キャリアにおける金属化合物粒
子の体積平均粒径と同様に測定することができる。
【0105】外添剤の使用量は、トナー粒子100重量
部に対し、好ましくは0.01〜10重量部、より好ま
しくは0.05〜5重量部が用いられる。外添剤は、単
独で用いても、又、複数併用しても良い。外添剤は、疎
水化処理を行ったものがより好ましい。また、外添剤
は、BET法による窒素吸着によった比表面積が30m
2/g以上、特に50〜400m2/gの範囲のものが良
好である。また、トナー粒子と外添剤との混合処理は、
ヘンシェルミキサーの如き混合機を使用して行うことが
できる。
【0106】トナーを製造する方法としては、特に限定
されず、結着樹脂及び着色剤、その他の内添物を溶融混
練し、混練物を冷却後粉砕分級する方法、懸濁重合方法
を用いて直接トナーを生成する方法や、単量体には可溶
で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナ
ーを生成する分散重合方法、又は水溶性極性重合開始剤
存在下で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合
方法に代表される乳化重合方法を用いトナーを製造する
方法等、種々の方法が挙げられる。
【0107】本発明においては、比較的容易に粒度分布
がシャープで、粒径が3〜10μmの微粒子トナーを得
る上で、常圧下での、又は加圧下での懸濁重合方法によ
るトナーの製法が好ましい。
【0108】低軟化点物質をトナー粒子中に内包化せし
める方法としては、例えば重合法において、主要単量体
の極性よりも低軟化点物質の極性の方を小さく設定する
方法が挙げられ、さらに少量の極性の大きな樹脂又は単
量体を添加せしめることにより、低軟化点物質を極性樹
脂(外殻樹脂)で被覆した、いわゆるコア/シェル構造
を有するトナー粒子を得ることができる。
【0109】トナーの粒度分布制御や粒径は、難水溶性
の無機塩や保護コロイド作用とする分散剤の種類や添加
量を変える方法や、例えばトナー粒子製造時における製
造装置や分級装置のローラの周速・パス回数・攪拌羽根
形状等の攪拌条件や容器形状等の機械的装置条件、又は
水系媒体中での固形分濃度等を制御することにより調整
することができる。
【0110】トナーの外殻樹脂としては、コア部を形成
する樹脂やワックス等に対して高い極性の樹脂が用いら
れ、例えばスチレン−(メタ)アクリル共重合体、ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン共
重合体が挙げられる。重合法による直接トナーを得る方
法においては、それらの単量体が好ましく用いられる。
【0111】上記樹脂や結着樹脂等、本発明に用いられ
る樹脂を形成するための重合性単量体としては、具体的
には、スチレン;o−(m−,p−)メチルスチレン、
m−(p−)エチルスチレンの如きスチレン単量体;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチ
ル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸
ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル(メタ)アクリル
酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)
アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸−2−エチル
ヘキシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、
(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルの如き(メ
タ)アクリル酸エステル単量体;ブタジエン、イソプレ
ン、シクロヘキセン、(メタ)アクリロニトリル、アク
リル酸アミドの如きエン単量体が好ましく用いられる。
樹脂の極性は、樹脂や単量体の種類を適宜選択すること
で調整してもよいし、アミノ基やスルホン基、水酸基等
の親水基を樹脂に導入することで調整してもよい。
【0112】本発明に用いられる着色剤としては下記の
ものが挙げられる。イエロー着色剤としては、縮合アゾ
化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合
物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物
に代表される化合物が用いられる。具体的には、C.
I.ピグメントイエロー12、13、14、15、1
7、62、74、83、93、94、95、109、1
10、111、128、129、147、168、等が
挙げられる。
【0113】マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合
物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キ
ナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール
化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合
物、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、C.
I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、4
8;2、48;3、48;4、57;1、81;1、1
44、166、169、177、184、185、20
2、206、220、221、254が特に好ましい。
【0114】シアン着色剤としては、銅フタロシアニン
化合物及びその誘導体、アンスラキノン化合物、塩基染
料レーキ化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.
ピグメントブルー1、7、15、15;1、15;2、
15;3、15;4、60、62、66等が特に好適に
利用できる。
【0115】これらの着色剤は、単独又は混合して用い
ることができ、さらには固溶体の状態で用いることがで
きる。
【0116】ブラック着色剤としては、カーボンブラッ
ク、及び上記に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤
を用い黒色に調色したもの等が挙げられる。
【0117】着色剤は、カラートナーの場合、色相角、
彩度、明度、耐候性、OHP透明性、トナー中への分散
性の点から選択される。該着色剤の添加量は、結着樹脂
や外殻樹脂等を含む樹脂100重量部に対し1〜20重
量部添加して用いられる。
【0118】本発明に用いられるトナーには、荷電制御
剤等、結着樹脂や着色剤の他にも種々の材料を添加する
ことができる。トナーに用いられる荷電制御剤として
は、公知のものが利用できる。カラートナーの場合は、
特に、無色又は淡色でトナーの帯電スピードが速くかつ
一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好まし
い。さらに本発明において直接重合方法を用いる場合に
は、重合阻害性がなく水系媒体への可溶化物のない荷電
制御剤が特に好ましい。
【0119】例えば、ネガ系荷電制御剤として、サリチ
ル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボ
ン酸又はそれらの誘導体の金属化合物;スルホン酸又は
カルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物;ホウ素化合
物;尿素化合物;ケイ素化合物;カリークスアレーン等
が挙げられる。また、ポジ系荷電制御剤として、四級ア
ンモニウム塩、該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高
分子型化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物
等が好ましく用いられる。
【0120】該荷電制御剤は樹脂100重量部に対し
0.5〜10重量部が好ましく、ジアルキルサリチル酸
金属化合物が特に好ましく用いられる。
【0121】直接重合方法によりトナー粒子を生成する
場合には、重合開始剤として、2,2’−アゾビス−
(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾ
ビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロ
ヘキサン−1−カルボニトリル、2,2’−アゾビス−
4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾ
ビスイソブチロニトリルの如きアゾ系重合開始剤;ベン
ゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシ
ド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒ
トドペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオ
キシド、ラウロイルペルオキシドの如き過酸化物系重合
開始剤が用いられる。
【0122】該重合開始剤の添加量は、目的とする重合
度により変化するが一般的には単量体に対し0.5〜2
0重量%添加され用いられる。重合開始剤の種類は、重
合方法により若干異なるが、10時間半減期温度を参考
に、単独又は混合し利用される。重合度を制御するため
の公知の架橋剤、連鎖移動剤、重合禁止剤等をさらに添
加し用いることも可能である。
【0123】トナーの製造方法として懸濁重合を利用す
る場合には、用いる分散剤として無機系酸化物として、
リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アル
ミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシ
ウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化
アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等
が挙げられる。有機系化合物としてはポリビニルアルコ
ール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシ
プロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロースのナトリウム塩、デンプン等が挙げられ
る。これらは水相に分散させて使用される。これら分散
剤は、重合性単量体100重量部に対して0.2〜1
0.0重量部を使用することが好ましい。
【0124】これら分散剤は、市販のものをそのまま用
いても良いが、細かい均一な粒度を有する分散粒子を得
るために、分散媒中にて高速攪拌下にて該無機化合物を
生成させることもできる。例えば、リン酸三カルシウム
の場合、高速攪拌下において、リン酸ナトリウム水溶液
と塩化カルシウム水溶液を混合することで懸濁重合方法
に好ましい分散剤を得ることができる。
【0125】また、これら分散剤の微細化のための0.
001〜0.1重量部の界面活性剤を併用しても良い。
具体的には市販のノニオン型、アニオン型又はカチオン
型の界面活性剤が利用でき、例えばドデシル硫酸ナトリ
ウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸
ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナト
リウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウ
ム、オレイン酸カルシウムが好ましく用いられる。
【0126】トナーの製造方法に直接重合方法を用いる
場合においては、以下の如き製造方法によって具体的に
トナーを製造することが可能である。単量体中に低軟化
物質からなる離型剤、着色剤、荷電制御剤、重合開始剤
その他の添加剤を加え、ホモジナイザー、超音波分散機
等によって均一に溶解又は分散せしめた単量体組成物
を、前述した分散剤(分散安定剤)を含有する水相中
に、通常の攪拌機又はホモミキサー、ホモジナイザー等
により分散させる。好ましくは単量体組成物からなる液
滴が所望のトナー粒子のサイズを有するように攪拌速度
・時間を調整し、造粒する。
【0127】その後は分散安定剤の作用により粒子状態
が維持され、かつ粒子の沈降が防止される程度の攪拌を
行えば良い。重合温度は40℃以上、一般的には50〜
90℃の温度に設定して重合を行う。また、重合反応後
半に昇温しても良く、さらに、耐久特性向上の目的で、
未反応の重合性単量体、副生成物等を除去するために反
応後半、又は、反応終了後に一部水系媒体を留去しても
良い。反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄・ろ過に
より回収し、乾燥する。懸濁重合法においては、通常単
量体系100重量部に対して水300〜3000重量部
を分散媒として使用するのが好ましい。
【0128】トナーは、前述したように、重合法におい
て重合性単量体を水系媒体中に分散する条件によって粒
度分布を調整することができるが、得られたトナー粒子
を分級して粒度分布を制御しても良く、その方法として
好ましくは、慣性力を利用した多分割分級装置を用いる
ことが好ましい。この装置を用いることにより、本発明
で好ましい粒度分布を有するトナーを効率的に製造でき
る。
【0129】本発明に用いられるトナーの平均粒径及び
粒度分布は、例えばレーザースキャン粒度分布アナライ
ザーCIS−100(GALAI社製)を用いて測定す
ることができる。このアナライザーを用いる場合の具体
的な測定方法としては、例えば純水100〜150ml
に界面活性剤(例えばアルキルベンゼンスルホン酸塩)
を0.1〜5ml添加し、これに測定試料を2〜20m
g添加する。試料を懸濁した電界液を超音波分散器で1
〜3分間分散処理し、0.5μm〜60μmの粒子を測
定して、この条件で測定した個数平均粒径、重量平均粒
径をコンピュータ処理により求める。
【0130】トナーの形状係数SF−1は、トナーの投
影像から求めることができ、例えば日立製作所製FE−
SEM(S−800)を用い、トナー像(倍率300
倍)を300個以上無作為にサンプリングし、その画像
情報は、例えばインターフェースを介してFE−SEM
(S−800)に接続されるニレコ社製画像解析装置
(Luze×3)に導入し解析を行い、下式より算出さ
れる。
【数4】SF−1={(MXLNG)2/ AREA}×
(π/4)×100 (式中MX LNGは、トナーの最大径を示し、ARE
Aは、トナーの投影面積を示す。)
【0131】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0132】 <キャリア製造例1> (i)フェノール 7.5重量部 (ii)ホルマリン溶液 11.25重量部 (ホルムアルデヒド約40%、メタノール約10%、残りは水) (iii)γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1.0重量%で親油化処理 したマグネタイト微粒子 70重量部 (平均粒径0.35μm、比抵抗5.3×105Ωcm) (iv)γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1.0重量%で親油化処理し たα−Fe23微粒子 18重量部 (平均粒径0.60μm、比抵抗2.1×109Ωcm) 上記材料及び水11重量部を40℃に保ちながら1時間
混合した。ここで、上記マグネタイト及びα−Fe23
の親油化処理は、マグネタイト99.0重量部及びα−
Fe2399.0重量部のそれぞれに対して1.0重量
部のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを加
え、ヘンシェルミキサー内で100℃で30分間、予備
混合撹拌することによって行った。
【0133】このスラリーに、塩基性触媒として28重
量%アンモニア水2.0重量部、及び水11重量部を加
え、撹拌、混合しながら40分間で85℃まで昇温・保
持し、3時間反応させ、フェノール樹脂を生成し硬化さ
せた。その後、30℃まで冷却し、100重量部の水を
添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗し、風乾
した。次いで、これを減圧下(5mmHg(6.7×1
2Pa)以下)に160℃で乾燥して、フェノール樹
脂をバインダー樹脂としたマグネタイト微粒子含有球状
の磁性キャリアコア粒子を得た。
【0134】この粒子を60メッシュ及び100メッシ
ュの篩にかけて粗大粒子の除去を行い、次いでコアンダ
効果を利用した多分割風力分級機(エッボジェットラボ
EJ−L−3、日鉄鉱業社製)を使用して微粉除去及び
粗粉除去を行い、体積平均粒径37μmのキャリアコア
粒子を得た。
【0135】得られたキャリアコア粒子をコーター内に
投入し、剪断応力を連続して印加しながら、トルエン溶
媒を用いて希釈したγ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン0.3wt%を投入し、キャリアコア粒子表面を処
理した。キャリアコア粒子表面の処理は、40℃、50
0torr(6.7×104Pa)、乾燥窒素気流下で
溶媒を揮発させながら行った。引き続き、上記表面処理
を行ったコア粒子に、置換基がすべてメチル基であるス
トレートシリコーン樹脂0.5wt%及びγ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン0.015wt%の混合物
を、トルエンを溶媒としてコートし、140℃で焼き付
けた。
【0136】次いで、上記コートを行った粒子を、10
0メッシュの篩にかけて凝集による粗大粒子をカット
し、次いで上記多分割風力分級機で微粉及び粗粉を除去
して粒度分布を調整し、磁性コートキャリアNo.1を
得た。
【0137】得られた磁性コートキャリアNo.1の製
法及び物性を表1及び表2に示す。また、得られたコー
トキャリア粒子を、FB2000C(日立製作所製)に
て断面観察を行ったところ、粒径の大きなヘマタイト粒
子がキャリア粒子表面にリッチに存在していることが観
察された。
【0138】<キャリア製造例2>キャリア製造例1に
おいて、ヘマタイトの親油化処理量を1.4重量部に変
更することを除いては、キャリア製造例1と同様にして
磁性コートキャリアNo.2を得た。得られた磁性コー
トキャリアNo.2の製法及び物性を表1及び表2に示
す。また、得られたコートキャリア粒子を、FB200
0C(日立製作所製)にて断面観察を行ったところ、粒
径の大きなヘマタイト粒子がキャリア粒子表面にリッチ
に存在していることが観察された。
【0139】<キャリア製造例3>キャリア製造例1に
おいて、マグネタイトの親油化処理剤をγ−アミノプロ
ピルトリメトキシシランに変更することを除いては、キ
ャリア製造例1と同様にして磁性コートキャリアNo.
3を得た。得られた磁性コートキャリアNo.3の製法
を及び物性を表1及び表2に示す。また、得られたコー
トキャリア粒子を、FB2000C(日立製作所製)に
て断面観察を行ったところ、粒径の大きなヘマタイト粒
子がキャリア粒子表面にリッチに存在していることが観
察された。
【0140】<キャリア製造例4>キャリア製造例1に
おいて、マグネタイトの親油化処理剤を、γ−メルカプ
トプロピルトリメトキシシランに変更することを除いて
は、キャリア製造例1と同様にして磁性コートキャリア
No.4を得た。得られた磁性コートキャリアNo.4
の製法及び物性を表1及び表2に示す。また、得られた
コートキャリア粒子を、FB2000C(日立製作所
製)にて断面観察を行ったところ、粒径の大きなヘマタ
イト粒子がキャリア粒子表面にリッチに存在しているこ
とが観察された。
【0141】<キャリア製造例5>キャリア製造例1に
おいて、マグネタイトの親油化処理剤をγ−アミノプロ
ピルトリメトキシシランにし、ヘマタイトの親油化処理
量を1.4重量部に変更することを除いては、キャリア
製造例1と同様にして磁性コートキャリアNo.5を得
た。得られた磁性コートキャリアNo.5の製法及び物
性を表1及び表2に示す。また、得られたコートキャリ
ア粒子を、FB2000C(日立製作所製)にて断面観
察を行ったところ、粒径の大きなヘマタイト粒子がキャ
リア粒子表面にリッチに存在していることが観察され
た。
【0142】<キャリア製造例6>キャリア製造例1に
おいて、フェノール樹脂硬化時の攪拌速度を1.5倍に
変更することを除いては、キャリア製造例1と同様にし
て磁性コートキャリアNo.6を得た。得られた磁性コ
ートキャリアNo.6の製法及び物性を表1及び表2に
示す。また、得られたコートキャリア粒子を、FB20
00C(日立製作所製)にて断面観察を行ったところ、
粒径の大きなヘマタイト粒子がキャリア粒子表面にリッ
チに存在していることが観察された。
【0143】<キャリア製造例7>キャリア製造例1に
おいて、フェノール樹脂硬化時の攪拌速度を2/3倍に
変更することを除いては、キャリア製造例1と同様にし
て磁性コートキャリアNo.7を得た。得られた磁性コ
ートキャリアNo.7の製法及び物性を表1及び表2に
示す。また、得られたコートキャリア粒子を、FB20
00C(日立製作所製)にて断面観察を行ったところ、
粒径の大きなヘマタイト粒子がキャリア粒子表面にリッ
チに存在していることが観察された。
【0144】<キャリア製造例8>キャリア製造例1に
おいて、フェノール樹脂硬化時の攪拌速度を2/3倍に
し、反応温度を80℃に変更することを除いては、キャ
リア製造例1と同様にして磁性コートキャリアNo.8
を得た。得られた磁性コートキャリアNo.8の製法及
び物性を表1及び表2に示す。また、得られたコートキ
ャリア粒子を、FB2000C(日立製作所製)にて断
面観察を行ったところ、粒径の大きなヘマタイト粒子が
キャリア粒子表面にリッチに存在していることが観察さ
れた。
【0145】<キャリア製造例9>キャリア製造例1に
おいて、ヘマタイトの粒径を0.3μm(比抵抗1.5
×109Ωcm)に変更することを除いてはキャリア製
造例1と同様にして磁性コートキャリアNo.9を得
た。得られた磁性コートキャリアNo.9の製法及び物
性を表1及び表2に示す。また、得られたコートキャリ
ア粒子を、FB2000C(日立製作所製)にて断面観
察を行ったところ、マグネタイト粒子とヘマタイト粒子
が、均一に分散されている様子が観察された。
【0146】<キャリア製造例10>キャリア製造例1
において、マグネタイトの粒径を0.11μm(比抵抗
2.2×105Ωcm)に変更することを除いてはキャ
リア製造例10と同様にして磁性コートキャリアNo.
10を得た。得られた磁性コートキャリアNo.10の
製法及び物性を表1及び表2に示す。また、得られたコ
ートキャリア粒子を、FB2000C(日立製作所製)
にて断面観察を行ったところ、粒径の大きなヘマタイト
粒子がキャリア粒子表面にリッチに存在していることが
観察された。
【0147】<キャリア製造例11>キャリア製造例1
において、コート処理をポリエステル樹脂0.5質量部
のみに変更することを除いてはキャリア製造例11と同
様にして磁性コートキャリアNo.11を得た。得られ
た磁性コートキャリアNo.11の製法及び物性を表1
及び表2に示す。また、得られたコートキャリア粒子
を、FB2000C(日立製作所製)にて断面観察を行
ったところ、粒径の大きなヘマタイト粒子がキャリア粒
子表面にリッチに存在していることが観察された。
【0148】<キャリア製造例12>キャリア製造例1
において、コート樹脂をフッ素アクリル樹脂0.5質量
部に変更することを除いてはキャリア製造例1と同様に
して磁性コートキャリアNo.12を得た。得られた磁
性コートキャリアNo.12の製法及び物性を表1及び
表2に示す。また、得られたコートキャリア粒子を、F
B2000C(日立製作所製)にて断面観察を行ったと
ころ、粒径の大きなヘマタイト粒子がキャリア粒子表面
にリッチに存在していることが観察された。
【0149】 <キャリア製造例13> ・テレフタル酸無水トリメリット酸/プロピレンオキサイド付加ビスフェノール Aの誘導体からなるポリエステル樹脂 19質量部 ・Cu−Znフェライト 80質量部 ・4級アンモニウム塩化合物 1質量部 上記材料をヘンシェルミキサーにより十分に予備混合
し、二軸押出式混練機により溶融混練し、冷却後ハンマ
ーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエ
アージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに
得られた微粉砕物を分級した後、0.02μmのスチレ
ン/メチルメタクリレート共重合樹脂粒子0.5質量%
をハイブリタイザー(奈良機械社製)で乾式コートし、
磁性コートキャリアNo.13を得た。得られた磁性コ
ートキャリアNo.13の製法及び物性を表1及び表2
に示す。また、得られたコートキャリア粒子を、FB2
000C(日立製作所製)にて断面観察を行ったとこ
ろ、Cu−Znフェライト粒子が粒子中に均一に分散し
ている様子が観察された。
【0150】<キャリア製造例14>キャリア製造例1
において、マグネタイトとヘマタイトの比率を60/4
0に変更することを除いてはキャリア製造例1と同様に
して磁性コートキャリアNo.14を得た。得られた磁
性コートキャリアNo.14の製法及び物性を表1及び
表2に示す。また、得られたコートキャリア粒子を、F
B2000C(日立製作所製)にて断面観察を行ったと
ころ、粒径の大きなヘマタイト粒子がキャリア粒子表面
にリッチに存在していることが観察された。
【0151】<キャリア製造例15>キャリア製造例1
3において、Cu−ZnフェライトをMn−フェライト
に変更し、結着樹脂と磁性体の混合比を15/85に変
更することを除いてはキャリア製造例13と同様にして
磁性コートキャリアNo.15を得た。得られた磁性コ
ートキャリアNo.15の製法及び物性を表1及び表2
に示す。また、得られたコートキャリア粒子を、FB2
000C(日立製作所製)にて断面観察を行ったとこ
ろ、Mn−フェライト粒子は、キャリア粒子中に均一に
分散されている様子が観察された。
【0152】<キャリア製造例16>キャリア製造例1
において、マグネタイトの粒径を0.23μm(比抵抗
3.4×105Ωcm)、親油化処理量を0.7重量部
に、ヘマタイトの粒径を0.5μm(比抵抗2.0×1
9Ωcm)、親油化処理量を0.7重量部に、さらに
マグネタイトとヘマタイトの比率を90/10に変更す
ることを除いてはキャリア製造例1と同様にして磁性コ
ートキャリアNo.16を得た。得られた磁性コートキ
ャリアNo.16の製法及び物性を表1及び表2に示
す。また、得られたコートキャリア粒子を、FB200
0C(日立製作所製)にて断面観察を行ったところ、マ
グネタイト粒子とヘマタイト粒子がほぼ均一に分散され
ていた。
【0153】<キャリア製造例17>キャリア製造例1
において、マグネタイトの親油化処理剤をγ−アミノプ
ロピルトリメトキシシランに、ヘマタイトの親油化処理
剤をN−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルト
リメトキシシランに変更することを除いてはキャリア製
造例1と同様にして磁性コートキャリアNo.17を得
た。得られた磁性コートキャリアNo.17の製法及び
物性を表1及び表2に示す。また、得られたコートキャ
リア粒子を、FB2000C(日立製作所製)にて断面
観察を行ったところ、粒径の大きなヘマタイト粒子がキ
ャリア粒子表面にリッチに存在していることが観察され
た。
【0154】<キャリア製造例18>キャリア製造例1
において、ヘマタイトを非磁性SnO2(粒径0.45
μm、比抵抗8.0×104Ωcm)に変更することを
除いてはキャリア製造例1と同様にして磁性コートキャ
リアNo.18を得た。得られた磁性コートキャリアN
o.18の製法及び物性を表1及び表2に示す。また、
得られたコートキャリア粒子を、FB2000C(日立
製作所製)にて断面観察を行ったところ、粒径の大きな
SnO2粒子がキャリア粒子表面にリッチに存在してい
ることが観察された。
【0155】<キャリア製造例19>キャリア製造例1
において、フェノール−ホルマリンの結着樹脂成分とマ
グネタイト、ヘマタイトの金属酸化物粒子成分の比率を
4:96に変更することを除いては、製造例1と同様に
して磁性コートキャリアを得ようとしたが、粒子を生成
することができなかった。
【0156】
【表1】
【0157】
【表2】
【0158】 <トナーの製造例1(粉砕トナー1)> ・ポリエステル樹脂(プロポキシ化ビスフェノールAとフマール酸との縮合ポリ マー、酸化10.8mgKOH/g) 100質量部 ・C.I.ピグメントブルー15:3 5質量部 ・ジアルキルサリチル酸のアルミニウム化合物 5質量部 ・低分子量ポリプロピレン 5質量部 上記材料をヘンシェルミキサーにより混合し、ペントロ
を吸引ポンプに接続し吸引しつつ、二軸押し出し機にて
溶融混練を行った。この溶融混練物をハンマーミルにて
粗砕して、1mmのメッシュパスの粗砕物を得た。さら
にジェットミルにて微粉砕を行った後、多分割分級機
(エルボウジェット)により分級を行い、シアントナー
粒子を得た。
【0159】このシアントナー粒子100質量部に対し
て、疎水化処理酸化チタン微粉体(一次粒子の個数平均
粒径:0.02μm)1.2質量部をヘンシェルミキサ
ーにより混合し、重量平均粒径7.5μmのシアントナ
ーNo.1を得た。得られたトナーNo.1の物性を表
3に示す。
【0160】<トナーの製造例2(粉砕トナー2)>ト
ナーの製造例1において、溶融混練物の粉砕及び分級条
件を変更することを除いては、トナーの製造例1と同様
にして重量平均粒径2.8μmのシアントナーNo.2
を得た。得られたトナーNo.2の組成及び物性を表3
に示す。
【0161】<トナーの製造例3(粉砕トナー3)>ト
ナーの製造例1において、溶融混練物の粉砕及び分級条
件を変更することを除いては、トナーの製造例1と同様
にして重量平均粒径10.5μmのシアントナーNo.
3を得た。得られたトナーNo.3の組成及び物性を表
3に示す。
【0162】<トナーの製造例4(重合トナー1)>イ
オン交換水710質量部に、0.1M−Na3PO4水溶
液450質量部を投入し、60℃に加温した後、TK式
ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて12000r
pmにて攪拌した。これに1.0M−CaCl2水溶液
68質量部を徐々に添加し、Ca3(PO4)2を含む水系
媒体を得た。
【0163】 ・スチレン 165質量部 ・n−ブチルアクリレート 35質量部 ・C.I.ピグメントブルー15:3(着色剤) 15質量部 ・ジアルキルサリチル酸金属化合物(荷電制御剤) 5質量部 ・飽和ポリエステル(極性樹脂) 10質量部 ・エステルワックス(融点70℃) 50質量部 一方、上記材料を60℃に加温し、TK式ホモミキサー
(特殊機化工業製)を用いて、11000rpmにて均
一に溶解、分散した。これに、重合開始剤2,2’−ア
ゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10質量部
を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
【0164】水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投
入し、60℃、N2雰囲気下において、TK式ホモミキ
サーにて11000rpmで10分間攪拌し、重合性単
量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌し
つつ80℃に昇温し、10時間反応させた。重合反応終
了後、減圧下で残存モノマーを留去し、冷却後、塩酸を
加えてリン酸カルシウムを溶解した後、ろ過、水洗、乾
燥をして、シアントナー粒子を得た。
【0165】得られたシアントナー粒子100重量部に
対して、疎水化処理シリカ微粉体(一次粒子の個数平均
粒径:0.03μm)を1.6質量部外添し、重量平均
粒径7.8μmのシアントナーNo.4を得た。得られ
たトナーNo.4の組成及び物性を表3に示す。
【0166】<トナーの製造例5(重合トナー2)>ト
ナーの製造例4において、疎水化処理アルミナ微粉体
(一次粒子の個数平均粒径:0.04μm)1.2質量
部をヘンシェルミキサーにより混合することを除いては
トナーの製造例4と同様にして重量平均粒径7.8μm
のシアントナーNo.5を得た。得られたトナーNo.
5の組成及び物性を表3に示す。
【0167】
【表3】
【0168】〔実施例1〕キャリアNo.1(92質量
部)とトナーNo.4(8質量部)をV型混合機で混合
し、シアン現像剤Aとした。
【0169】一方で、得られた二成分系現像剤Aを適用
できるように、市販の複写機GP55(キヤノン製)を
改造した。
【0170】感光体にはOPC感光ドラムを用いた。現
像スリーブとしては、直径16mmのSUSスリーブを
サンドブラスト処理によって表面処理し、表面粗さRz
が10.8μmに調整したものを用いた。さらに、この
現像スリーブを感光体の当接部に対して逆方向に150
%で回転させた。さらに、帯電部材としては、磁性粒子
を介して感光体と接触する、図1に示す磁気ブラシ帯電
器を用いた。この帯電部材を感光体に対して逆方向に1
00%で回転させ、直流/交流電界(−700V、1.
5kHz/1.2kVpp)を重畳印加し、感光体を帯
電させる。
【0171】なお、磁性粒子には、MgOを5質量部、
MnOを8質量部、SrOを4質量部、そしてFe23
を83質量部、これらをそれぞれ微粒化し、これに水を
添加混合し、造粒し、1300℃にて焼成し、粒度を調
整して得られた、平均粒径28μmのフェライト磁性粒
子(σ1000が60Am2/kg、保磁力が4.38×1
-1kA/m[=55エルステッド])を用いた。
【0172】また、クリーニングユニットを取り外し、
また、定着装置を、加熱ローラ及び加圧ローラをとも
に、PFA(4フッ化エチレン−パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体)による1.2μmの表層で被
覆したローラにそれぞれ変更し、図1に示すように、感
光ドラム101と、内部にマグネットローラ121を有
し表面に導電性の磁性粒子123を担持する搬送スリー
ブ122によって形成される磁気ブラシ帯電器と、帯電
した感光ドラム101に照射されるレーザー光124に
よって形成される静電潜像を現像する現像装置104
と、トナー像を担持する感光ドラム101の表面に転写
材125を当接させた状態でバイアス印加手段126か
らの電圧を印加して転写材125にトナー像を転写させ
る転写ブレード127と、を有する画像形成装置を構成
した。
【0173】現像装置104は、二成分現像剤を用いる
接触現像方式の現像装置であり、トナー119a及びキ
ャリア119bを収容する現像容器と、内部にマグネッ
トローラ112を有し現像容器の開口部に回転自在に設
けられる現像スリーブ111と、現像容器内に設けられ
現像スリーブ111に向けて現像剤119を搬送する現
像剤搬送スクリュー113及び114と、現像容器の開
口部に設けられ現像スリーブ111上の現像剤119の
層厚を規制する規制ブレード115と、現像剤搬送スク
リュー113及び114の間を隔てる隔壁117と、現
像容器中に開口する補給口120を有し補給用トナー1
18を収容する補給容器と、現像容器中の現像剤119
のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ128
と、を有する。
【0174】上記の装置において、現像コントラストを
250V、カブリとの反転コントラストを−150Vに
設定し、不図示の現像バイアス印加手段から、図2に示
す非連続の交流電圧を有する現像バイアスを印加し、上
記二成分系現像剤Aを用いて画出しを行った。画出しで
は、画像面積10%のオリジナル原稿を使用し、180
mm/secの画像形成速度で通紙試験を行い、常温低
湿下(23℃/5%RH)にて転写効率、帯電安定性、
キャリア付着、画像濃度に関して評価し、高温高湿下
(32.5℃/80%RH)にて帯電安定性、キャリア
付着、トナー飛散、かぶり、画像濃度に関して、以下の
評価方法に基づいて評価した。
【0175】転写効率の評価は、まず感光体ドラム上に
ベタ黒画像を形成し、そのベタ黒画像を透明な粘着テー
プで採取し、その画像濃度(D1)をカラー反射濃度計
(color reflection densito
meter X−RITE404A manufact
ured by X−Rite Co.)で測定した。
次に、ベタ黒画像を感光体ドラム上に再度形成し、ベタ
黒画像を記録材へ転写し、記録材上に転写されたベタ黒
画像を透明な粘着テープで採取し、その画像濃度(D
2)を測定した。転写効率は、得られた画像濃度(D
1)及び(D2)から下式に基づいて算出した。
【数5】転写効率(%)=(D2/D1)×100
【0176】帯電安定性は、常温低湿下、及び高温高湿
下で3万枚の複写テストを行い、現像剤の帯電量変化か
ら帯電安定性を評価した。評価は、1000枚複写時の
帯電量と終了時の帯電量の変化幅を%で表し、以下の基
準で行った。 A:帯電量の変化幅が、0〜10% B:帯電量の変化幅が、11〜20% C:帯電量の変化幅が、21〜30% D:帯電量の変化幅が、31〜40% E:帯電量の変化幅が、41〜50% F:帯電量の変化幅が、51%以上
【0177】キャリア付着は、感光体ドラム上にべた白
画像を形成し、現像部を転写部との間における感光ドラ
ム上の部分を透明な粘着テープで採取し、5cm×5c
m中の感光ドラム上に付着していた磁性キャリアの個数
をカウントし、1cm2当たりの付着キャリア粒子の個
数を算出した。 A:3個未満 B:3個〜5個 C:6個〜10個 D:11個〜15個 E:16個〜20個 F:21個以上
【0178】トナー飛散は、高温高湿下において3万枚
画出しの後、現像器を取り出し、空回転機にセットす
る。現像器のスリーブ真下を中心にA4の紙を置き、1
0分間の空回転を行い、紙上に落ちたトナーの重量を測
定し、以下の基準により評価した。 A:3mg以下 B:4〜6mg C:7〜9mg D:10〜12mg E:13〜15mg F:16mg以上
【0179】かぶりに関しては、高温高湿下で反射濃度
計(densitometer TC6MC:(有)東
京電色技術センター)を用いて、白紙の反射濃度、及び
3万枚目の画像における非画像部の反射濃度を測定し、
両者の反射濃度の差を白紙の反射濃度に対する割合とし
て求め、以下の基準にしたがって評価した。 A:0.5%以下 B:0.6〜1.0% C:1.1〜1.5% D:1.6〜2.0% E:2.1〜4.0% F:4.1%以上
【0180】画像濃度は、常温低湿下、及び高温高湿下
において、初期及び3万枚の複写終了後にベタ黒画像を
複写し、その濃度をカラー反射濃度計(Color r
eflection densitometer X−
RITE 404A manufactured by
X−Rite Co.)で測定した。
【0181】評価結果を表4に示す。なお、上記評価結
果A〜Fにおいて、A〜Cまでを実用レベルとした。
【0182】〔実施例2〜14、及び比較例1〜8〕表
4に示すような、キャリア及びトナーの組み合わせに代
え、現像剤B〜Vを得る以外は実施例1と同様にして画
出しを行い評価した。評価結果を表4に示す。
【0183】
【表4】
【0184】
【発明の効果】本発明によれば、バインダー樹脂と、こ
のバインダー樹脂中に分散され少なくとも磁性体を含む
金属化合物粒子と、を含有する磁性体分散型樹脂キャリ
アにおいて、キャリア粒子中における金属化合物粒子の
含有率が80〜99質量%であり、1000/4πkA
/mにおける磁化の強さが45〜75Am2/kgであ
り、1000V/cmの電界強度となる電圧を印加した
ときの比抵抗をR1000とし、3000V/cmの電界強
度となる電圧を印加したときの比抵抗をR3000としたと
きに1.0≦log(R1000)/log(R3000)≦1.3
の関係を満たすことから、スペント化の発生及び感光体
へのキャリア付着を抑制し、流動性に優れ、電荷のリー
クを防止でき、かつ掃き目ムラのない良好な画像を形成
することが可能な磁性キャリア粒子及び二成分現像剤を
提供することができる。
【0185】また本発明では、磁性体分散型樹脂キャリ
アの1000/4πkA/mにおける磁化の強さが50
〜75Am2/kgであると、感光体へのキャリア付着
や掃き目ムラの発生を防止し、現像剤の劣化を抑制する
上でより一層効果的である。
【0186】また本発明では、磁性体分散型樹脂キャリ
アの体積平均粒径が25〜60μmであると、磁気力及
び比抵抗が共に十分な磁性体分散型樹脂キャリアとし、
緻密な画像を形成する上でより効果的であり、磁性体分
散型樹脂キャリアの体積平均粒径が30〜50μmであ
るとより一層効果的である。
【0187】また本発明では、磁性体分散型樹脂キャリ
アのバインダー樹脂が熱硬化性樹脂であると、キャリア
粒子の強度を向上させ、キャリア粒子からの金属化合物
粒子の脱離を防止する上でより一層効果的である。
【0188】また本発明では、磁性体分散型樹脂キャリ
アにおいて、金属化合物粒子は、強磁性を示す第一の金
属化合物粒子と、これよりも弱い磁性を示す第二の金属
化合物粒子とを含み、第二の金属化合物粒子は、第一の
金属化合物粒子よりも高抵抗であると、感光体へのキャ
リア付着や現像バイアスのリーク、感光体の損傷、及び
転写材へのキャリア粒子の転写等による画像欠陥を防止
する上でより効果的であり、磁性体分散型樹脂キャリア
における第二の金属化合物粒子がキャリア粒子内部より
キャリア粒子表面により多く存在していると、より一層
効果的である。
【0189】また本発明では、磁性体分散型樹脂キャリ
アにおける金属化合物粒子の表面は、エポキシ基、アミ
ノ基、及びメルカプト基からなるグループから選ばれた
一種以上の官能基を有する親油化処理剤で処理されてい
ると、金属化合物粒子とバインダー樹脂との適度な混合
性を保つ上でより一層効果的である。
【0190】また本発明では、磁性体分散型樹脂キャリ
アにおいて、第二の金属化合物粒子を処理する親油化処
理剤の処理量は、第一の金属化合物粒子を処理する親油
化処理剤の処理量よりも多いと、感光体へのキャリア付
着や現像バイアスのリーク、感光体の損傷、及び転写材
へのキャリア粒子の転写等による画像欠陥を防止するキ
ャリア粒子を重合法にて得る上でより効果的であり、第
二の金属化合物粒子を処理する前記親油化処理剤の官能
基数は、前記第一の金属化合物粒子を処理する親油化処
理剤の官能基数よりも大きいと、より一層効果的であ
り、第二の金属化合物粒子を処理する前記親油化処理剤
の官能基の極性は、前記第一の金属化合物粒子を処理す
る親油化処理剤の官能基の極性よりも高いと、さらに一
層効果的である。
【0191】また本発明では、磁性体分散型樹脂キャリ
アにおいて、表面処理樹脂及びカップリング剤の少なく
ともいずれかにより表面が処理されていると、帯電付与
性の向上や耐スペント性の向上の観点からより効果的で
あり、表面処理樹脂がシリコーン樹脂及びフッ素樹脂の
少なくともいずれかであるとより一層効果的である。
【0192】また本発明では、磁性体分散型樹脂キャリ
アとトナーとを有する二成分現像剤において、トナー
は、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有し、重量平均
粒径が3〜10μmであるが、このトナーは、前記式で
求められる形状係数が100〜120の範囲内である
と、トナーの転写効率を高め、常に安定した帯電を維持
する上でより一層効果的である。
【0193】また本発明では、トナーは、コア部とこれ
を被覆するシェル部とからなるコア/シェル構造を有し
ており、コア部にはワックスが含まれると、低温定着や
オイルレス定着を実現し、かつ機械的シェアに伴う発熱
による弊害を抑制する上でより一層効果的である。
【0194】また本発明では、トナーは、シリカ微粒子
及び酸化チタン微粒子から少なくとも選択される微粒子
を外添剤として有すると、現像剤の流動性を向上させ、
現像剤の環境特性を向上させる上でより一層効果的であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の二成分現像剤が適用される画像形成装
置の一例を示す概略図である。
【図2】図1に示す画像形成装置において現像スリーブ
に印加される現像バイアスの非連続の交流電界を示す図
である。
【符号の説明】
101 感光ドラム 104 現像装置 111 現像スリーブ 112 マグネットローラ 113、114 現像剤搬送スクリュー 115 規制ブレード 117 隔壁 118 補給用トナー 119 現像剤 119a トナー 119b キャリア 120 補給口 121 マグネットローラ 122 搬送スリーブ 123 磁性粒子 124 レーザー光 125 転写材 126 バイアス印加手段 127 転写ブレード 128 トナー濃度検知センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 9/08 375 G03G 9/10 9/10 331 9/113 352 354 (72)発明者 池田 直隆 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 2H005 AA06 AA08 AA11 AA12 AA15 BA03 BA06 BA15 CA04 CA08 CA11 CA12 CA13 CA14 CA15 CA17 CA26 CB03 CB04 CB07 CB13 DA05 EA01 EA02 EA05 EA07 EA10 FA02

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バインダー樹脂と、このバインダー樹脂
    中に分散され少なくとも磁性体を含む金属化合物粒子
    と、を含有する磁性体分散型樹脂キャリアにおいて、 キャリア粒子中における金属化合物粒子の含有率が80
    〜99質量%であり、 1000/4πkA/mにおける磁化の強さが45〜7
    5Am2/kgであり、 1000V/cmの電界強度となる電圧を印加したとき
    の比抵抗をR1000とし、3000V/cmの電界強度と
    なる電圧を印加したときの比抵抗をR3000としたときに
    1.0≦log(R1000)/log(R3000)≦1.3の関
    係を満たすことを特徴とする磁性体分散型樹脂キャリ
    ア。
  2. 【請求項2】 1000/4πkA/mにおける磁化の
    強さが50〜75Am2/kgであることを特徴とする
    請求項1に記載の磁性体分散型樹脂キャリア。
  3. 【請求項3】 体積平均粒径が25〜60μmであるこ
    とを特徴とする請求項1又は2に記載の磁性体分散型樹
    脂キャリア。
  4. 【請求項4】 体積平均粒径が30〜50μmであるこ
    とを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の
    磁性体分散型樹脂キャリア。
  5. 【請求項5】 前記バインダー樹脂が熱硬化性樹脂であ
    ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記
    載の磁性体分散型樹脂キャリア。
  6. 【請求項6】 前記金属化合物粒子は、強磁性を示す第
    一の金属化合物粒子と、これよりも弱い磁性を示す第二
    の金属化合物粒子とを含み、前記第二の金属化合物粒子
    は、前記第一の金属化合物粒子よりも高抵抗であること
    を特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の磁
    性体分散型樹脂キャリア。
  7. 【請求項7】 前記第二の金属化合物粒子は、キャリア
    粒子内部より、キャリア粒子表面により多く存在してい
    ることを特徴とする請求項6に記載の磁性体分散型樹脂
    キャリア。
  8. 【請求項8】 前記金属化合物粒子の表面は、エポキシ
    基、アミノ基、及びメルカプト基からなるグループから
    選ばれた一種以上の官能基を有する親油化処理剤で処理
    されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか
    一項に記載の磁性体分散型樹脂キャリア。
  9. 【請求項9】 前記第二の金属化合物粒子を処理する前
    記親油化処理剤の処理量は、前記第一の金属化合物粒子
    を処理する親油化処理剤の処理量よりも多いことを特徴
    とする請求項8に記載の磁性体分散型樹脂キャリア。
  10. 【請求項10】 前記第二の金属化合物粒子を処理する
    前記親油化処理剤の官能基数は、前記第一の金属化合物
    粒子を処理する親油化処理剤の官能基数よりも大きいこ
    とを特徴とする請求項8又は9に記載の磁性体分散型樹
    脂キャリア。
  11. 【請求項11】 前記第二の金属化合物粒子を処理する
    前記親油化処理剤の官能基の極性は、前記第一の金属化
    合物粒子を処理する親油化処理剤の官能基の極性よりも
    高いことを特徴とする請求項8乃至10のいずれか一項
    に記載の磁性体分散型樹脂キャリア。
  12. 【請求項12】 表面処理樹脂及びカップリング剤の少
    なくともいずれかにより表面が処理されていることを特
    徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の磁性
    体分散型樹脂キャリア。
  13. 【請求項13】 前記表面処理樹脂がシリコーン樹脂及
    びフッ素樹脂の少なくともいずれかであることを特徴と
    する請求項12に記載の磁性体分散型樹脂キャリア。
  14. 【請求項14】 磁性体分散型樹脂キャリアとトナーと
    を有する二成分現像剤において、 前記磁性体分散型樹脂キャリアは、バインダー樹脂と、
    このバインダー樹脂中に分散され少なくとも磁性体を含
    む金属化合物粒子と、を含有し、 キャリア粒子中における金属化合物粒子の含有率が80
    〜99質量%であり、 1000/4πkA/mにおける磁化の強さが45〜7
    5Am2/kgであり、 1000V/cmの電界強度となる電圧を印加したとき
    の比抵抗をR1000とし、3000V/cmの電界強度と
    なる電圧を印加したときの比抵抗をR3000としたときに
    1.0≦log(R1000)/log(R3000)≦1.3の関
    係を満たし、 前記トナーは、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有
    し、重量平均粒径が3〜10μmであることを特徴とす
    る二成分現像剤。
  15. 【請求項15】 前記磁性体分散型樹脂キャリアの10
    00/4πkA/mにおける磁化の強さが50〜75A
    2/kgであ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16】 前記磁性体分散型樹脂キャリアの体積
    平均粒径が25〜60μmであることを特徴とする請求
    項14又は15に記載の二成分現像剤。
  17. 【請求項17】 前記磁性体分散型樹脂キャリアの体積
    平均粒径が30〜50μmであることを特徴とする請求
    項14乃至16のいずれか一項に記載の二成分現像剤。
  18. 【請求項18】 前記バインダー樹脂が熱硬化性樹脂で
    あることを特徴とする請求項14乃至17のいずれか一
    項に記載の二成分現像剤。
  19. 【請求項19】 前記金属化合物粒子は、強磁性を示す
    第一の金属化合物粒子と、これよりも弱い磁性を示す第
    二の金属化合物粒子とを含み、前記第二の金属化合物粒
    子は、前記第一の金属化合物粒子よりも高抵抗であるこ
    とを特徴とする請求項14乃至18のいずれか一項に記
    載の二成分現像剤。
  20. 【請求項20】 前記第二の金属化合物粒子は、キャリ
    ア粒子内部より、キャリア粒子表面により多く存在して
    いることを特徴とする請求項19に記載の二成分現像
    剤。
  21. 【請求項21】 前記金属化合物粒子の表面は、エポキ
    シ基、アミノ基、及びメルカプト基からなるグループか
    ら選ばれた一種以上の官能基を有する親油化処理剤で処
    理されていることを特徴とする請求項14乃至20のい
    ずれか一項に記載の二成分現像剤。
  22. 【請求項22】 前記第二の金属化合物粒子を処理する
    前記親油化処理剤の処理量は、前記第一の金属化合物粒
    子を処理する親油化処理剤の処理量よりも多いことを特
    徴とする請求項21に記載の二成分現像剤。
  23. 【請求項23】 前記第二の金属化合物粒子を処理する
    前記親油化処理剤の官能基数は、前記第一の金属化合物
    粒子を処理する親油化処理剤の官能基数よりも大きいこ
    とを特徴とする請求項21又は22に記載の二成分現像
    剤。
  24. 【請求項24】 前記第二の金属化合物粒子を処理する
    前記親油化処理剤の官能基の極性は、前記第一の金属化
    合物粒子を処理する親油化処理剤の官能基の極性よりも
    高いことを特徴とする請求項21乃至23のいずれか一
    項に記載の二成分現像剤。
  25. 【請求項25】 前記磁性体分散型樹脂キャリアは、表
    面処理樹脂及びカップリング剤の少なくともいずれかに
    より表面が処理されていることを特徴とする請求項14
    乃至24のいずれか一項に記載の二成分現像剤。
  26. 【請求項26】 前記表面処理樹脂がシリコーン樹脂及
    びフッ素樹脂の少なくともいずれかであることを特徴と
    する請求項25に記載の二成分現像剤。
  27. 【請求項27】 前記トナーは、下記式で求められる形
    状係数が100〜120の範囲内であることを特徴とす
    る請求項14乃至26のいずれか一項に記載の二成分現
    像剤。 【数1】形状係数(SF−1)={(MXLNG)2/AR
    EA}×(π/4)×100 (式中、MXLNGはトナーの最大径を示し、AREA
    はトナーの投影面積を示す。)
  28. 【請求項28】 前記トナーは、コア部とこれを被覆す
    るシェル部とからなるコア/シェル構造を有しており、
    前記コア部にはワックスが含まれることを特徴とする請
    求項14乃至27のいずれか一項に記載の二成分現像
    剤。
  29. 【請求項29】 前記トナーは、シリカ微粒子及び酸化
    チタン微粒子から少なくとも選択される微粒子を外添剤
    として有することを特徴とする請求項14乃至28のい
    ずれか一項に記載の二成分現像剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016191880A (ja) * 2015-03-31 2016-11-10 戸田工業株式会社 電子写真用磁性キャリア及びその製造方法
JP2017167311A (ja) * 2016-03-16 2017-09-21 パウダーテック株式会社 キャリア用芯材、キャリア、現像剤及び電子写真現像システム

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