JP2006195079A

JP2006195079A - 二成分現像方法

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Publication number: JP2006195079A
Application number: JP2005005530A
Authority: JP
Inventors: Ayako Watanabe; 亜矢子渡辺
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】効率の良いトナーの飛翔を実現し、画像不良の発生のない安定した高画質な画像形成を可能とする二成分現像方法を提供すること。
【解決手段】トナーと磁性キャリアから成る電子写真用二成分現像剤であって、該二成分現像剤を用いて現像する方法において、前記トナーのトナー平均帯電量Ｑ／Ｍ［μＣ／ｇ］として４０［μＣ／ｇ] 〜６０［μＣ／ｇ］であって、前記トナーの前記磁性キャリアに対するトナー平均付着力が遠心分離法を用いた測定法において１５［ｎＮ］〜３０［ｎＮ］の範囲にあることを特徴とする。又、現像スリーブと感光ドラム等の像担持体との距離が１００［μｍ］〜７００［μｍ］の範囲にあって、前記現像スリーブと前記感光ドラム等の像担持体と間にＤＣバイアス成分に交互電界を重畳していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等に用いられる電子写真方式の画像形成装置において用いられる二成分現像剤に関するものである。

従来、電子写真法としては多数の方法が知られているが、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（像担持体）上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、熱・圧力等により転写材上にトナー画像を定着して複写物を得るものである。又、転写材上に転写されないで感光体上に残ったトナー粒子はクリーニング工程により感光体上より除去される。

この静電潜像を現像する工程は、潜像とは反対の極性に帯電させたトナー粒子を静電気力により吸引し、静電潜像上に付着させるものであるが、一般にこの静電潜像をトナーを用いて現像する方法としては、大別して、トナーをキャリアと呼ばれる媒体（固体担体）に少量分散させた所謂二成分系現像剤を用いる方法と、キャリアを用いることなくトナー単独使用の所謂一成分系現像剤を用いる方法とがある。

二成分現像剤は、トナーとキャリアの混合物で両者の接触による帯電のため、トナーはキャリア表面に付着している。このような二成分現像剤が静電潜像に搬送されると、トナーは静電潜像部分に静電気的に吸引されるため、キャリア表面から離れる。

しかし、トナーとキャリアが過剰に帯電し、トナーとキャリア間の付着力が強くなり過ぎると、トナーがキャリアから離れにくくなるため、トナーがキャリアに付着したまま潜像に付着したり、複写物の画像濃度の低下等の現象が発生する。このような不都合に対し、現像剤と潜像との間にバイアス電界を印加し、この電界の助けを借りてトナーのみを潜像に搬送し易くする手法が採られている。このバイアス電界印加によるコントロールを行うには、現像剤がある程度の導電性を有していなければならない。

しかし、帯電性と導電性は相反する性質であり、必要以上に導電性を具備させると十分な帯電性は得られず、結果的に帯電不十分となり、トナー飛翔等の不都合を招くことになる。

このような背景から、一般に斯かる二成分系現像剤を構成するキャリアとして、大別して導電性キャリアと、樹脂等でコーティングを施した絶縁性キャリアが利用されている。

導電性キャリアとしては通常酸化又は未酸化の鉄粉が用いられているが、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、又、現像剤により形成される可視像にカブリが発生する欠点がある。これは現像剤の攪拌時にキャリア粒子とトナー粒子間及びこれらの粒子とスクリュー等の攪拌部材との接触、衝突等により発熱を生じ、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、即ちスペント化が影響している。

このスペント化により、キャリア粒子の電気抵抗が増加してバイアス電流が低下する、又、キャリア粒子表面上のトナー膜の形成が著しく蓄積されてくること、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うこと等により、現像剤全体の摩擦帯電特性が劣化する。これらの要因により、結果的に形成される可視像の画像濃度が低下し、カブリが増大し、コピー品質が低下する。従って、鉄粉キャリアを含有する現像剤を用いて静電潜像現像を連続的に行うと、現像剤が少数回の複写で劣化し、早期に交換することが必要となり、結果的にコスト増に繋がる。

そこで以上の問題を補うために、キャリア表面を樹脂でコーティングした絶縁性のコーティングキャリアが検討されている。一般にコーティングキャリアとしては、鉄、マグネタイト、ニッケル、フェライト等より成る磁性粒子（芯材）の表面を、樹脂のコート層により被覆したものが代表的である。このコーティングキャリアを成分とする現像剤は、耐久性に優れ使用寿命が長いという利点を有する。ところが、このコーティングキャリアは、その見掛け抵抗が例えば１×１０１４Ωｃｍ程度の高抵抗となるため、トナーに対し高い摩擦帯電量を与え、現像に際して画像部にキャリア付着を生じ易い。又、周辺効果を生じ易く、広い黒領域や中間調領域の再現性が悪い等の欠点を有し、実用上問題となっている。

こうした現像工程における問題においてトナーの飛翔に関わる重要な問題になってくるのは帯電量とキャリアとトナーの付着力である。現像電界によるクーロン力の大きさが付着力に勝ったときに感光体へとトナーが飛翔するが、クーロン力や、付着力はトナーの帯電量によって左右されるものである。

故に現像部における問題点を補うために開発されたコーティングキャリアとトナーとの摩擦をうまく行い、適切な帯電量を与えればトナーを潜像部に乗せることも可能になる。特に近年、高画質化に向けてトナーを設計していく中で、トナーの帯電量だけでは対応できない問題が現れている。

こうした問題に対してトナー設計は重要となり、トナーの付着力を制御することも又重要な課題になっている。特に、現像部ではトナーの飛翔、転写部での高転写性等は付着力が非常に関わってくる。

中でも現像部におけるトナー飛翔に関する付着力は、トナーの帯電に起因する静電気力とそれ以外のファン・デル・ワールス力・液架橋力とに分かれるとされ、小粒径化することでトナー粒子が持つ帯電量は下がるため、現像電界による制御が困難になってくる。こうなってくるとトナー飛翔においては更に高帯電量化をしなければならない。しかし、付着力は帯電量にも十分に依存するために、総合的に付着力を制御せねば、高画質は望めない。

従来のトナーの付着力に関する報告としてはクリーニング性を上げるためのトナーの規定などがある（例えば特許文献１参照）。更に、感光体との付着力を測定するものとして遠心分離法を用いたものがある（例えば特許文献２参照）。これらは転写部やクリーニング部における問題について遠心法によるトナー付着力測定でもって対応している。一方で現像部におけるキャリアに対する付着力を測定しているものも存在する（例えば非特許文献１参照）。しかし、上記報告例では静電的付着力の測定において現像剤を作成してから接着剤に付着させるためにトナーが接着剤側に引き寄せられてしまい、通常の被覆状態が形成できなくなる懸念がある。

又、キャリアの粒径も１００μｍとトナーと同様に小粒径化しているキャリアに比べてやや大きく、報告例と同様にサンプルを作成すると粒径の小さいキャリアではトナーがキャリアから離れてしまうという問題が発生する。又、遠心法ではないが衝撃法を用いることでキャリアとトナーの付着力を測定しているものもある（特許文献３参照）。これは他の特許文献とは異なり、静電的付着力と非静電的付着力から成るトナーの付着力の分布に着目して、感光体の地汚れを引き起こすことのない適正なトナーの付着力分布を有する二成分現像剤について開示している。

福地裕、外「トナーの付着力に関与する因子」 JapanHardCopy 97"論文集、電子写真学会、1997年７月９日 p.81−84 特許第３２５３３７９号公報特開２００１−３１８４８５号公報特開２００３−２４１４１６号公報

しかしながら、上記に示すこれまで開示されてきた技術は遠心法を用いたものは非静電的付着力を制御する手法のみであり、静電的付着力を考慮しないものだった。一方で衝撃法での技術は二成分現像剤の付着力全体を述べているが帯電量と付着力の関係に関しての記述はなく、画像形成を行っていくためには帯電量と付着力を総合して制御していかねばならない。

本発明は、効率の良いトナーの飛翔を実現し、画像不良の発生のない安定した高画質な画像形成を可能とする二成分現像方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、トナーと磁性キャリアから成る電子写真用二成分現像剤であって、該二成分現像剤を用いて現像する方法において、
前記トナーのトナー平均帯電量Ｑ／Ｍ［μＣ／ｇ］として４０［μＣ／ｇ] 〜６０［μＣ／ｇ］であって、前記トナーの前記磁性キャリアに対するトナー平均付着力が遠心分離法を用いた測定法において１５［ｎＮ］〜３０［ｎＮ］の範囲にあることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、現像スリーブと感光ドラム等の像担持体との距離が１００［μｍ］〜７００［μｍ］の範囲にあって、前記現像スリーブと前記感光ドラム等の像担持体と間にＤＣバイアス成分に交互電界を重畳していることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、二成分現像剤の磁性キャリアにおいて平均体積粒径が５０μｍ以下であることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、磁性キャリアは、鉄、マグネタイト、ニッケル、フェライト等より成る磁性粒子（芯材）の表面を、樹脂のコート層により被覆したものであることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、付着力は遠心分離法を用いて測定することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、遠心分離法は１種類の被付着材粒子を均一に１層固定した試料基板の試料面の垂線が回転軸に対して垂直となるように設置できるロータを有する遠心分離装置を備え、前記遠心分離装置の回転により生ずる遠心力を持って少なくとも１種類以上の微粒子から成る粉体と前記試料基板上の被付着材粒子との粉体間の付着力を測定することを特徴とする粉体の付着力測定方法及び装置において前記試料基板上に前記被接着粒子を固定するに際して、接着剤層の厚さを前記被接着粒子径より薄層に均一に塗布する手段により形成し、その接着剤層に前記被接着粒子を単層埋め込み、前記被接着粒子の露出部に前記微粒子から成る粉体を付着させた試料を使用することを特徴とする粉体の付着力測定方法及び装置によってなされることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤の帯電量と付着力の適切な範囲内で制御することにより、効率の良いトナーの飛翔を実現し、画像不良の発生のない安定した高画質な画像形成を可能とすることができる。

以下に本発明の実施の形態を説明する。本発明の二成分現像剤における遠心法による付着力測定方法について先ず詳細に説明する。

図１は本発明に係る付着力測定試料の概略図である。

試料基板１に接着剤２が均一に塗布され、キャリア３が一層均一に固定されており、その上に電子写真用非磁性トナー４が被覆している。図２はこの付着力測定の全工程を示す図である。接着剤塗布工程５では接着剤２を試料基板１にスピンコート装置を用いて均一に塗布する。

図３に示すスピンコート装置１２は、台座１３を回転させるモータ１４と電源装置１５及び接着剤の飛散防止のためのカバー１６によって構成されるものである。接着剤２は、エポキシ樹脂系の接着剤で本実施例では「セメダインハイスーパー５」を使用した。使用する接着剤の引張せん断接着強さは使用する遠心分離装置の最大回転数が１０００００（ｒｐｍ）であるとき、２０（Ｎ／ｍｍ² ）以上とする。２０（Ｎ／ｍｍ² ）以下では接着強度が十分でない場合、遠心分離を行う際に試料基板から接着面ごと離れてしまうことから好ましくない。本実施のの形態の接着剤の引張せん断接着強さは２４．０（Ｎ／ｍｍ² ）であった。

スピンコート装置１２の台座１３に試料基板１を固定させ、高速回転をさせながら接着剤２を落とし、均一且つ薄い層を作製する。接着剤の厚みはキャリア粒径よりも小さい値になるようにしなければ接着剤層に埋まってしまい測定できないため、回転時間や接着剤の粘性、接着剤の硬化時間については十分に注意を要する。

本実施の形態においては、主剤の粘度が１５０（Ｐａ・Ｓ／２０℃）で硬化剤は７５（Ｐａ・Ｓ／２０℃）であり、１００００ｒｐｍ程度で回転させた場合は３０秒で４５μｍ、６０秒で２０〜２５μｍの膜厚になり、それ以上の時間を掛けても膜圧は殆ど変化していなかった。硬化時間が早過ぎるとスピンコートさせている間に硬化し始め、キャリア３が完全に固定できなくなる。又、硬化開始までに時間が掛かり過ぎると生産性が落ちてしまう。本実施の形態においては、使用したキャリアは平均粒径５０μｍであり、接着剤の硬化については６０秒間、およそ１００００ｒｐｍで回転させ、約２０μｍの膜厚にしてキャリアを試料基板１に固定させた。

接着剤２の塗布後、キャリア固定工程６に移る。試料基板１を台座１３から外し、接着剤２が硬化しないうちにキャリア３を接着剤層の上に振り掛ける。できるだけ山盛りにした状態で接着剤３が完全に硬化する、つまり最大強度に到達するまで放置をする。本実施の形態では２４時間置いた。

その後、図４に示すように、試料基板１を遠心分離用のロータ１７に試料基板１の試料面の垂線が回転軸１８に対して垂直になるようにフォルダ１９の内部に入れ、又、試料基板１に平行になるようにスペーサ２０のような中心部が空洞の物を介して受け基板２１を設置し、ロータ１７に十分な回転数を与える。この場合は使用する遠心分離機の最大回転数を与えるのが良い。本実施の形態に用いた遠心分離機は日立工機製ＣＰ１００ＭＸ（最大回転速度：１０００００ｒｐｍ、最大遠心加速度８０３，０００×ｇ）であり、ロータは日立工機製アングルロータＰ１００ＡＴ（最大回転速度：１０００００ｒｐｍ、最大遠心加速度８０３，０００×ｇ）を用いた。

遠心分離から生じる遠心力によって接着剤２に接していない余分なキャリア３を取り除くことが可能であり、トナー４を付着させて遠心分離を行う際に試料基板１から分離してしまうことを防ぐことができる。遠心力の大きさの算出に関しては後述する。こうしてキャリアのみ一層固定された状態を作成することができる。

余分なキャリア３を取り除いた後、トナー付着工程７に至る。この工程ではキャリア３が十分に固定された試料基板１にトナー４を付着させる作業を行う。

トナー付着工程７においては帯電させたトナー４を試料基板１のキャリアに付着させる工程である。キャリア３とトナー４は現像器内で、通常、摩擦帯電をし、それぞれが逆極性の電荷をもって付着している。そこで、先ず、キャリア３とトナー４を前もって摩擦帯電させ、通常の現像剤２２を作製する。

その後、図５のように、容器２３の底部に試料基板１を貼り付け、その上に現像剤２２を投入し、容器２３を振動させて、現像剤２２とキャリア３を交ぜ合わせた。その結果、キャリア３の上にトナー４が移動し、現像剤２２と同様の条件を作成することが可能となる。又、Ｅ−ＳＰＡＲＴ（ホソカワミクロン社）を用いて現像剤２２とトナー４が付着した試料基板１上でのトナーの電荷量を測定した結果、誤差の範囲内での現像剤状態と同じ状態を基板上１で再現できることを確認できた。

トナー付着工程７を行った後、遠心分離工程８に入る図４に示したように作製した測定試料である基板１と受け基板２１をスペーサ２０を介して遠心分離用のロータ１７に試料基板１の試料面の垂線が回転軸１８に対して垂直になるようにフォルダ１９の内部に入れ、ロータ１７に回転を加える。このとき、基板１及び受け基板２１には予め１箇所印等を入れておき、フォルダ１９に入れる際には向きを常に合わせるようにする。又、受け基板２１と測定試料基板１との距離は近づける方が好ましい。本実施の形態では２ｍｍとした。この理由は、遠心分離の際にトナー４がキャリア３から分離した後、完全に垂直方向には行かずにやや回転方向とは逆方向に行く傾向があるからである。

遠心分離装置を駆動させロータ１７を回転させると測定セル内の紛体はそれぞれの大きさや質量に応じた遠心力を受ける。概略図を図６に示す。Ｆａは付着力（adhesive force）、Ｆｃは遠心力（centrifugal
force ）である。測定試料面上１のトナー４は各回転数に応じた遠心力を受け、そのトナー４に働く遠心力が測定試料面１での付着力よりも大きくなった場合に測定試料面１から受け基板２１にトナー４は移動する。質量ｍ（ｋｇ）の粒子の受ける遠心力は、ロータの回転数ｆ（ｒｐｍ）、回転軸１８と測定試料基板１の上のトナー４までの距離２４のｒ（ｍ）を用いて式（１）で求められる。

Ｆ＝ｍ×ｒ×（２πｆ／６０）² … （１）
又、ここで粉体の質量ｍ（ｋｇ）は真比重ρ（ｋｇ/
ｍ³ ）、円相当径ｄ（ｍ）を用いて（２）で求められる。

ｍ＝（４π／３）×ρ×（ｄ／２）³ … （２）
遠心分離工程８では一定の回転数ごとに受け基板２１を替える。このときの測定する試料のロータの回転数の決め方であるが受け基板２１上のトナー４の１粒ごとの大きさが確実に認識できるように、つまりトナー４同士が重なったりしていないように独立した状態になるようにしなければならない。これは正確にトナー４の粒径を測定できないと付着力を見積もることができないからである。つまり、分離前では独立にあったものが、受け基板においては分離の際に受け基板に付着する間にトナーの移動で重なってしまう可能性があることから細かく回転区間を決め、そのたびに受け基板を替えることが好ましい。

又、画像採取工程９及び画像解析工程１０が行い易いようにするために表面が均一な材質のものを受け基板２１に貼り付けると好ましい。本測定ではキャストコート紙を使用した。アルミ等の金属では光の影響を受け易く、繊維の荒い紙ではトナーが繊維の中に入り込み画像がうまく取り込めないことから好適とは言えない。

遠心分離工程８で低回転数から高回転数まで変えていき、受け基板２１を各回転数で変えた後、画像採取工程９に入る。

画像採取工程９は受け基板２１上のトナー４画像を採取する工程である。トナー付着工程７において、キャリア３の影に入り込むトナー４等もあり、正確に試料基板１の状態を把握することが難しいので付着量を試料基板１の変化から正確に定量化することは困難である。そこで、測定試料基板１上の付着量の回転数ごとの変化から付着力を算出するのではなく、受け基板２１上にある分離したトナー４から算出しなければならない。

そこで、本測定方法では前述にもあったように試料基板１及び受け基板２１に予め印を付け、向きを合わせて遠心分離することで受け基板２１と測定試料基板１は分離したトナー４が付着する場所が対応関係を結ぶために、トナー４の分離量を受け基板２１から得ることが可能になる。これは前述した受け基板２１と測定試料基板１との距離が近いほど正確な値になり、基板水平方向へのずれは殆ど無視できることとなる。

又、同測定を繰り返すことで再現性からより正確性を増すことは言うまでもない。

画像採取においては、光学顕微鏡と光学顕微鏡を通して得られる前記受け基板２１上の粉体の画像を撮影する撮影手段を用いて行う。その際、試料台には位置決め用の固定台等を設計しておき、受け基板２１を固定台に載せて画像を取り込めば、測定試料基板１上の決まった位置からの分離したトナー４の画像を採取できる。

そして、各回転数ごとの受け基板２１全ての画像を取り込むことで画像採取工程９は終了になる。

次に、取り込んだ画像を用いてトナー４の情報を取り出す画像解析工程１０を行う。ここでは取り込んだ画像全て画像処理ソフトを用いて画像上のトナー４の円相当径を取り出す。殆どの画像処理ソフトには二値化若しくは色抽出等の機能があるので、さほど苦労せずに処理可能となる。その際に受け基板２１上に粗さ等が多く存在すると画像処理が比較的手間が掛かり補正が必要となったりするので、前述したように表面が均一な材質のものを受け基板２１に貼り付けると好ましい。本実施の形態では、画像処理ソフトＷｉｎＲｏｏｆを用いてシアントナーを抽出し、それぞれのトナーの円相当径を求めた。

画像解析工程１０で取り出したトナーの円相当径を用いて最後の付着力算出工程１１を行う。

前述した式（１）及び（２）に取り出した円相当径（ｍ）とそのときの回転数（ｒｐｍ）、更にトナー４の真比重ρを代入することで１粒子当たりのトナー４の付着力を算出することができる。尚、本実施の形態では、付着力の値はトナーが分離した時の付着力測定におけるロータ１７の回転数に対する遠心力の値とそれらのトナー４が分離していない前回の付着力測定におけるロータ１７の回転数に対する遠心力の値の平均値をトナーの付着力の値として定義した。以上が個々のトナー４の付着力算出工程１１になる。

そこで見積もった個々の付着力の常用対数値を取り付着力分布を作成する。図７は付着力の常用対数値から得られる分布図である。横軸に付着力、縦軸に頻度を取って個数分布表示した。付着力分布の結果から付着力には傾向があることが確認でき、広い範囲で分布していることを確認できる。又、平均付着力Ｆの求め方であるが、数式（３）を用いて算出する。

Ｆ＝１０^ＡＡ＝Σｌｏｇ（Ｆ_i ）／ … （３）
ここで、Ａは各トナーごとの付着力Ｆ_i の常用対数値の和からトナーの個数Ｎで割った個数平均常用対数値である。平均付着力Ｆは１０にＡを乗じたものとして定義した。

以上の一連の作業を行うことでキャリアとトナーの付着力を測定することができる。

次に、本発明で好適に用いられる現像剤であるキャリアとトナーのそれぞれについて説明する。本発明に用いられるキャリアとトナーはそれ自体が従来公知の組成である。

本発明に用いられる磁性キャリアについて説明する。

本発明において、磁性キャリアには磁性体分散型の樹脂キャリアや、表面をコートしたフェライト等の磁性体単体の磁性キャリア等の公知のものが使用可能である。特に、高画質な画像形成を得るためには、より安定した球状の磁性キャリアを用いることが好ましい。更に、磁性キャリア表面の微細凸凹を恒久的に維持できるようにするためには、熱硬化型のバインダー樹脂を用い、熱硬化性のバインダー樹脂と金属酸化物とで形成し、且つ、直接重合法によって得られた磁性キャリアを使用することが好ましい。

以下、この方法について説明する。

上記した磁性キャリア粒子の好ましい形態である磁性体分散型樹脂キャリア粒子を得る方法としては、バインダー樹脂のモノマーと、少なくとも磁性微粉体を含む金属酸化物とを混合、重合して直接磁性キャリアを得る方法が挙げられる。このときの重合に用いられるモノマーとしては、トナーを形成する場合に例示したビニル系モノマーの他に、エポキシ樹脂の出発原料となるビスフェノール類とエピクロルヒドリン、フェノール樹脂の出発原料となるフェノール類とアルデヒド類、尿素樹脂の出発原料となる尿素とアルデヒド類、メラミン樹脂の出発原料となるメラミンとアルデヒド類等が用いられる。例えば、熱硬化系のフェノール樹脂をバインダー樹脂として、本発明で使用する磁性キャリア粒子を製造する場合には、水性媒体中で、原料となるフェノール類とアルデヒド類とを塩基性触媒の存在下、金属酸化物、好ましくは親油化処理した金属酸化物を入れて混合して重合させることによって製造し得る。

更に、本発明においては、上記のようにして形成される磁性キャリア粒子を、トナーの帯電量に合わせて適宜に選択したコート樹脂によってコートし、本発明の二成分系現像剤が最適な帯電性及び帯電量を有するものとなるようにすることが好ましい。このときのコート樹脂量は、０．１〜１０質量％の範囲とすることが好ましい。目的の帯電量を有するようにコート量やコート状態を調節する必要がある。コート樹脂としては、熱硬化性のシリコーン樹脂等を用いることができる。

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

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

上記した磁性体分散型の樹脂キャリアを製造する際に使用する磁性体微粒子としては、ＭＯ・Ｆｅ₂ Ｏ₃ 又はＭＦｅ₂ Ｏ₄ の一般式で表されるマグネタイト、フェライト等を好ましく用いることができる。ここで、Ｍは２価或は１価の金属であり、例えば、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｌｉ等が挙げられる。尚、Ｍは単独でも複数の金属であっても良い。具体的な磁性体微粒子としては、例えばマグネタイト、γ酸化鉄、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｃａ−Ｍｇ系フェライト、Ｌｉ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等を使用できる。

更に、上記の磁性金属酸化物の他に、磁性体分散型の樹脂キャリアを製造する際の材料として、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｐｂ等の金属を単独或は複数用いた非磁性の金属酸化物を使用することができる。具体的には例えば、非磁性の金属酸化物としてＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、ＣａＯ、ＴｉＯ₂ 、Ｖ₂ Ｏ₅ 、ＣｒＯ₂ 、ＭｎＯ₂ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｒＯ、Ｙ₂ Ｏ₂ 、ＺｒＯ₂ 系等を使用することができる。

次に、本発明に用いられるトナーに関しては粉砕による製造法と懸濁重合法等の重合法による作製等の公知の製造方法により使用可能である。

トナーを粉砕方法で製造する際に用いられるトナーの結着樹脂としては、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置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体等のスチレン系共重合体；アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。

これらの樹脂は、単独で又は混合して使用される。

結着樹脂の主成分としてはスチレンと他のビニルモノマーとの共重合体であるスチレン共重合体が現像性、定着性の点で好ましい。

スチレン共重合体のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドジテル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドのような二重結合を有するモノカルボン酸若しくはその置換体；マレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルのような二重結合を有するジカルボン酸及びその置換体；塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルのようなビニルエステル；エチレン、プロピレン、ブチレンのようなエチレン系オレフィン；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトンのようなビニルケトン；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテルが挙げられる。これらビニル単量体が単独若しくは２つ以上用いられる。

スチレン共重合体はジビニルベンゼン等の架橋剤で架橋されていることがトナーの定着温度領域を広げ、耐オフセット性を向上させる上で好ましい。

トナーを重合方法で製造する際に用いられる重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系重合性単量体が用いられる。該ビニル系重合性単量体としては、単官能性重合性単量体或は多官能性重合性単量体を使用することができる。

単官能性重合性単量体としては、スチレン；α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ο−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレンの如きスチレン誘導体；メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｉｓｏ−プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｉｓｏ−ブチルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート、ｎ−アミルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、２−ベンゾイルオキシエチルアクリレートの如きアクリル系重合性単量体；メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、ｉｓｏ−プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｉｓｏ−ブチルメタクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート、ｎ−アミルメタクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートの如きメタクリル系重合性単量体；メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルの如きビニルエステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンの如きビニルケトンが挙げられる。

多官能性重合性単量体としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレン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、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２，２′−ビス（４−（アクリロキシ・ジエトキシ）フェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジ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、ポリ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、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、２，２’−ビス（４−（メタクリロキシ・ジエトキシ）フェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−（メタクリロキシ・ポリエトキシ）フェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニルエーテル等が挙げられる。

更に、上記した単官能性重合性単量体を単独或は２種以上組み合わせて、又は上記した単官能性重合性単量体と多官能性重合性単量体を組み合わせて使用する。多官能性重合性単量体は架橋剤として使用することも可能である。

上記した重合性単量体の重合の際に用いられる重合開始剤としては、油溶性開始剤及び／又は水溶性開始剤が用いられる。例えば、油溶性開始剤としては、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、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の如きアゾ化合物；アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、デカノニルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイドの如きパーオキサイド系開始剤が挙げられる。

水溶性開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチロアミジン）塩酸塩、２，２’−アゾビス（２−アミノジノプロパン）塩酸塩、アゾビス（イソブチルアミジン）塩酸塩、２，２’−アゾビスイソブチロニトリルスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄又は過酸化水素が挙げられる。

又、重合性単量体の重合度を制御するために、連鎖移動剤、重合禁止剤等を更に添加し用いることも可能である。

トナーに用いられる架橋剤としては、２個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられる。例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンのような芳香族ジビニル化合物；エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレートのような二重結合を２個有するカルボン酸エステル；ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホン等のジビニル化合物；及び３個以上のビニル基を有する化合物が挙げられる。これらは単独若しくは混合物として用いられる。

トナーに用いられる離型剤としては、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロピッシュワックス等のポリメチレンワックス、アミドワックス、高級脂肪酸、長鎖アルコール、ケトンワックス、エステルワックス及びこれらのグラフト化合物、ブロック化合物等の誘導体が挙げられ、必要に応じて蒸留等しても構わない。

更に、トナーに用いられる着色剤は、黒色着色剤としてカーボンブラック、磁性体、以下に示すイエロー／マゼンタ／シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。

イエロー着色剤としては、顔料系としては、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．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ３．７．１０．１２．１３．１４．１５．１７．２３．２４．６０．６２．７４．７５．８３．９３．９４．９５．９９．１００．１０１．１０４．１０８．１０９．１１０．１１１．１１７．１２３．１２８．１２９．１３８．１３９．１４７．１４８．１５０．１６６．１６８．１６９．１７７．１７９．１８０．１８１．１８３．１８５．１９１：１．１９１．１９２．１９３．１９９等が好適に用いられる。染料系としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ｓｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ３３．５６．７９．８２．９３．１１２．１６２．１６３、Ｃ．Ｉ．ｄｉｓｐｅｒｓｅＹｅｌｌｏｗ４２．６４．２０１．２１１等が挙げられる。

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、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、２３、４８；２、４８；３、４８；４、５７；１、８１；１、１２２、１４６、１６６、１６９、１７７、１８４、１８５、２０２、２０６、２２０、２２１、２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレッド１９が特に好ましい。

シアン着色剤としては、フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、７、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、６０、６２、６６等が特に好適に利用される。

これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。

本発明に使用するトナーは、正荷電制御性若しくは負荷電制御性のどちらを使用しても構わない。

トナーを負荷電性に制御するものとして下記物質がある。

例えば、有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物がある。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類等がある。

更に、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、４級アンモニウム塩、カリックスアレーン、樹脂系帯電制御剤等が挙げられる。トナーを正荷電性に制御するものとして下記物質がある。

ニグロシン及び脂肪酸金属塩等によるニグロシン変性物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の４級アンモニウム塩及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料（レーキ化剤としては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等）、高級脂肪酸の金属塩；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類、樹脂系帯電制御剤等が挙げられる。これらを単独で或は２種類以上組合せて用いることができる。

荷電制御剤は、結着樹脂１００質量部当り、０．０１〜２０質量部、より好ましくは０．５〜１０質量部使用するのが良い。本発明のトナーが重合法トナーの場合に縮合系樹脂を添加しても良い。

本発明の該縮合系樹脂は、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、セルロース等が挙げられる。より好ましくは、材料の多様性からポリエステルが望まれる。結着樹脂１００質量部当り、０．０１〜２０質量部、より好ましくは０．５〜１０質量部使用するのが良い。

トナーにおける各種の特性向上を目的とした添加剤としては、耐久性の点から、トナー粒子の体積平均径の１／２以下の粒径であることが好ましい。添加剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。これら特性付与を目的とした添加剤としては、例えば、以下のようなものが用いられる。

流動性付与剤としては、金属酸化物（酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン等）カーボンブラック、フッ化カーボン等が挙げられる。それぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。

研磨剤としては、金属酸化物（チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化クロム等）・窒化物（窒化ケイ素等）・炭化物（炭化ケイ素等）・金属塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等）が挙げられる。

滑剤としては、フッ素系樹脂粉末（フッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等）・脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等）等が挙げられる。

荷電制御性粒子としては、金属酸化物（酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等）・カーボンブラック等が挙げられる。

これら添加剤は、トナー粒子１００質量部に対し、０．１〜１０質量部が用いられ、好ましくは０．１〜５質量部が用いられる。

これら添加剤は、単独で用いても、又、複数併用しても良い。更に必要に応じ疎水化処理（オイル、カップリング）をしても構わない。

以下に本発明のトナー製造方法を示す。

本発明で使用されるトナーが粉砕法トナーである場合には、少なくとも結着樹脂、着色剤を、加圧ニーダーやエクストルーダー、或はメディア分散機等を用いて混練、均一に分散せしめた後、機械的又はジェット気流下でターゲットに衝突させて所望のトナー粒径に微粉砕化せしめ、更に分級工程を経た後、機械的手段を用いて所望の円形度にするしトナー粒子を製造する製造方法や、上記微粉砕化の後に湿式或は乾式の熱球形化処理をする方法等がある。

本発明で使用されるトナーが重合法である場合には、特に制約を受けるものではないが、小粒径のトナー粒子が容易に得られる懸濁重合方法が特に好ましい。更に、一旦得られた重合粒子に更に単量体を吸着せしめた後、重合開始剤を用い重合せしめるシード重合方法も本発明に好適に利用することができる。このとき、吸着せしめる単量体中に、極性を有する化合物を分散或は溶解させて使用することも可能である。

縣濁重合をする場合には、通常単量体組成物１００質量部に対して水３００〜３０００質量部を分散媒体として使用するのが好ましい。用いる分散剤として例えば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、ドデシル硫酸ナトリウム等が挙げられる。有機系化合物としては、例えばポリビニルアルコール、ゼラチン、メチセルロース、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、デンプン等が使用されている。これら分散剤或は分散助剤は、重合性単量体１００質量部に対して０．１〜５．０質量部を使用することが好ましい。これら分散剤の微細化のために０．００１〜０．１質量％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、アニオン、カチオン型の界面活性剤が利用できる。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等が好ましく用いられる。

粉砕法によって製造された平均粒径６．８μｍの外添処理を施した非磁性トナー及び平均粒径５０μｍの磁性キャリアを用いて、トナー濃度が８ｗｔ％の現像剤を作製し、遠心分離法を用いた現像剤付着力測定をし、耐刷試験としてべた画像を作成して行った。このとき、トナー帯電量はＱ／Ｍ＝５２［μＣ／ｇ］、平均付着力はＦ＝２４［ｎＮ］であった。又、耐刷試験では、図８に示した画像形成装置を用いて画像を作成した。

ここで、耐刷試験に用いた画像形成装置の現像条件について説明する。

図８は実施例で使用した画像形成装置の現像部を示した概略図である。この現像装置は現像容器２５と現像スリーブ２６と現像剤返し部材２７とブレード２８を備えており、感光ドラム２９と対向して配置されている。

現像室３０及び撹拌室３１には、それぞれ現像剤搬送手段として撹拌スクリュー３２及び撹拌スクリュー３３が配置されている。撹拌スクリュー３２は、現像室３０内の現像剤を撹拌搬送し、又、撹拌スクリュー３３は、現像剤濃度制御装置（図示せず）による制御のもとでトナー補給槽（図示せず）からこの撹拌スクリュー３３の上流側に供給されるトナーと、既に撹拌室３１にある現像剤とを撹拌搬送し、トナー濃度を均一化する。

隔壁３４には、現像室３０と撹拌室３１とを相互に連通させる現像剤通路（図示せず）が設けられており、現像によってトナーが消費されて濃度が低下した現像室３０内の現像剤が、撹拌スクリュー３２及び撹拌スクリュー３３の搬送力により、隔壁３４の一方の通路から撹拌室３１内へ移動するように構成されている。

現像装置の現像室３０は、感光ドラム２９に対面した箇所が開口しており、この開口部に現像スリーブ２６が一部露出するようにして回転可能に配置されている。現像スリーブ２６は、非磁性材料で形成され、現像動作時には図の矢印方向に回転する。現像スリーブ２６の内部には、磁界発生手段である磁石（マグネットローラ）３５が固定配置されている。

現像室３０内の現像剤は、撹拌スクリュー３２によって現像スリーブ２６の表面に供給され、マグネットローラ３５の磁力により現像スリーブ２６の表面上に磁気ブラシの状態で担持される。現像スリーブ２６上に担持された現像剤は、現像スリーブ２６の回転により感光ドラム２９と対向した現像領域に搬送される。その搬送途上、現像スリーブ２６上の現像剤は、現像剤返し部材２７及びブレード２８により規制されて、現像領域に搬送される現像剤量が適正に維持される。

現像領域に搬送された現像剤は、感光ドラム２９上に形成された潜像の現像に供される。現像効率、即ち潜像へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ２６には電源３６から、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。

更に説明すると、現像スリーブ２６内のマグネットローラ３５は５極構成とされ、その搬送用磁極（汲み上げ極）Ｓ２の磁力によって、撹拌スクリュー３２により供給された現像剤を現像スリーブ２６の表面に拘束、保持して担持し、現像スリーブ２６の回転により現像剤溜り部３７に搬送する。その現像剤の量を現像剤返し部材２７で規制するとともに、安定拘束に必要な一定以上の磁束密度を有する搬送用磁極（カット極）Ｎ２により、現像スリーブ２６の表面上に現像剤を十分に拘束し、磁気ブラシを形成させる。

次いで、ブレード２８で磁気ブラシを穂切りすることにより、現像剤量の規制を更に行って適正量にし、その現像剤を搬送用磁極Ｓｌで現像領域に向けて搬送する。

次いで、現像領域において、現像極Ｎｌによる現像剤の磁気ブラシの形成下に、バイアス電源３６から現像スリーブ２６に現像バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳した交互電圧を印加して、磁気ブラシ中のトナーを感光ドラム２９上に転移し、感光ドラム２９上の潜像にトナーを付着して現像し、潜像をトナー像として可視化する。実施例では現像スリーブ２６とドラム間２９の距離を４００μｍとし、現像コントラストを２５０Ｖとして画像形成を行った。

得られた画像は、濃度が均一であり、又、十分な載り量を示していた。更に、画像の粒状性は良く、良好な画像形成を行うことができた。この理由として、帯電量が十分高い、一方で付着力が小さくなっていたために、トナー飛翔において十分な量のトナーが感光ドラムに移動し、又、高帯電量のために、電界の作用を忠実に受け、ドラムに移動したものと言える。この効果によって高画質な画像を得ることができると言える。

＜比較例１＞
実施例における効果を実証するために、比較実験として以下の６つの現像剤を作製した。使用したトナーはどれも平均粒径６．８μｍ、キャリアの平均粒径は５０μｍとした。

（現像剤１）キャリアＡとトナーＡを混合させてトナー濃度比が８ｗｔ％の現像剤を作製した。このときの帯電量はＱ／Ｍ＝２８［μＣ／ｇ］、平均付着力はＦ＝２５［ｎＮ］] であった。

（現像剤２）キャリアＢとトナーＡを混合させてトナー濃度比が８ｗｔ％の現像剤を作製した。このときの帯電量はＱ／Ｍ＝５４［μＣ／ｇ］、平均付着力はＦ＝３７［ｎＮ］であった。

（現像剤３）キャリアＢとトナーＢを混合させてトナー濃度比が８ｗｔ％の現像剤を作製した。このときの帯電量はＱ／Ｍ＝４２［μＣ／ｇ］、平均付着力はＦ＝２８［ｎＮ］であった。

（現像剤４）キャリアＣとトナーＢを混合させてトナー濃度比が８ｗｔ％の現像剤を作製した。このときの帯電量はＱ／Ｍ＝３８［μＣ／ｇ］、平均付着力はＦ＝２０［ｎＮ］であった。

（現像剤５）キャリアＣとトナーＡを混合させてトナー濃度比が８ｗｔ％の現像剤を作製した。このときの帯電量はＱ／Ｍ＝５６［μＣ／ｇ］、平均付着力はＦ＝２６［ｎＮ］であった。

（現像剤６）キャリアＡとトナーＢを混合させてトナー濃度比が８ｗｔ％の現像剤を作製した。このときの帯電量はＱ／Ｍ＝４８［μＣ／ｇ］、平均付着力はＦ＝１７［ｎＮ］であった。

コントラストは実施例同様に、どれも２５０Ｖに設定した。

（現像剤１の結果）
帯電量が低めのために画像上のトナーの載り量は良好であった。しかし、がさつきが大きく出た結果になった。

（現像剤２の結果）
帯電量も高く、又、付着力も高いために、コントラスト２５０Ｖでは十分な載り量を得ることができず、濃度の低い画像になった。

（現像剤３・５・６の結果）
帯電量が高いにも拘らず、十分な載り量と共にがさつきも小さく、粒状性の良い画像を形成することができた。

（現像剤４の結果）
現像剤１の結果同様に十分な載り量を得ることができたが、がさつきが大きく、良好な画像形成とは言えない結果になった。

実施例と比較例で使用した現像剤の帯電量と付着力の関係及び画像形成の結果を図９に示す。これらの結果より実施例及び比較例の現像剤３，５，６の領域において、良好な画像形成を行うことが可能であることを確認した。

これらの結果からトナー平均帯電量Ｑ／Ｍ［μＣ／ｇ］として４０［μＣ／ｇ］〜６０［μＣ／ｇ］であって、トナー平均付着力が１５［ｎＮ］〜３０［ｎＮ］の範囲にあるときに良好な画像形成ができるものと判断し、それ以外の範囲においては不可であると判断した。不可の理由として、Ｑ／Ｍが６０［μＣ／ｇ］よりも大きい場合には、載り量が低下してしまい、又、４０［μＣ／ｇ］以下では載り量は良好であるが、粒状性が悪く、高画質とは言えない画像となる。付着力が３０［ｎＮ］以上の場合には、キャリアからトナーが離れにくくなるために、良好なトナー飛翔が得られないことが挙げられる。

以上より、本発明の請求項で記載した条件を満たすことで高画質化を得ることが可能になることを確認した。

電子写真の高画質化のためには小粒径化をすることが重要であるが、小粒径化することで一粒子のトナーの帯電量が少なくなるために静電的な付着力に対して非静電的付着力成分の寄与が大きくなり、静電気力による制御がしにくくなる。これを回避するためにはより高い帯電量での現像が必須となり、そのためにはトナー飛翔に対しての適切な付着力が必要となる。

これにより本発明の請求項で記載した条件を満たすことで高画質化を図ることができる。

本発明に係る付着力測定試料の概略図である。本発明に係る付着力測定の全工程を示す図である。本発明に係るスピンコート装置の概略図である。遠心分離装置のローター内部の模式図を示した図である。本発明に係るトナー付着工程を示す図である。遠心分離法の原理の概略を示す図である。本発明に係る付着力測定で得られる付着力分布図である。本発明の実施例で使用した画像形成装置の現像部を示した概略図である。本発明の実施例及び比較例で作製した現像剤の付着力と帯電量及び画像形成の結果を示した図である。

符号の説明

１試料基板
２接着剤
３キャリア
４非磁性トナー
１２スピンコート装置
１３台座
１４モータ
１５電源像値
１６カバー
１７ロータ
１８回転軸
１９フォルダ
２０スペーサ
２１受け基板
２２現像剤
２３容器
２４距離
２５現像容器
２６現像スリーブ
２７現像返し部材
２８ブレード
２９感光ドラム
３０現像室
３１攪拌室
３２攪拌スクリュー
３３攪拌スクリュー
３４隔壁
３５マグネットローラ
３６電源
３７現像剤溜り部

Claims

トナーと磁性キャリアから成る電子写真用二成分現像剤であって、該二成分現像剤を用いて現像する方法において、
前記トナーのトナー平均帯電量Ｑ／Ｍ［μＣ／ｇ］として４０［μＣ／ｇ] 〜６０［μＣ／ｇ］であって、前記トナーの前記磁性キャリアに対するトナー平均付着力が遠心分離法を用いた測定法において１５［ｎＮ］〜３０［ｎＮ］の範囲にあることを特徴とする二成分現像方法。
現像スリーブと感光ドラム等の像担持体との距離が１００［μｍ］〜７００［μｍ］の範囲にあって、前記現像スリーブと前記感光ドラム等の像担持体と間にＤＣバイアス成分に交互電界を重畳していることを特徴とする請求項１記載の二成分現像方法。
二成分現像剤の磁性キャリアにおいて平均体積粒径が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の二成分現像方法。
磁性キャリアは、鉄、マグネタイト、ニッケル、フェライト等より成る磁性粒子（芯材）の表面を、樹脂のコート層により被覆したものであることを特徴とする請求項１記載の二成分現像剤方法。
付着力は遠心分離法を用いて測定することを特徴とする請求項１記載の二成分現像方法。
遠心分離法は１種類の被付着材粒子を均一に１層固定した試料基板の試料面の垂線が回転軸に対して垂直となるように設置できるロータを有する遠心分離装置を備え、前記遠心分離装置の回転により生ずる遠心力を持って少なくとも１種類以上の微粒子から成る粉体と前記試料基板上の被付着材粒子との粉体間の付着力を測定することを特徴とする粉体の付着力測定方法及び装置において前記試料基板上に前記被接着粒子を固定するに際して、接着剤層の厚さを前記被接着粒子径より薄層に均一に塗布する手段により形成し、その接着剤層に前記被接着粒子を単層埋め込み、前記被接着粒子の露出部に前記微粒子から成る粉体を付着させた試料を使用することを特徴とする粉体の付着力測定方法及び装置によってなされることを特徴とする請求項１記載の二成分現像方法。