JP2000089518A

JP2000089518A - 静電潜像現像用被覆キャリア、静電潜像現像剤および画像形成方法

Info

Publication number: JP2000089518A
Application number: JP26068298A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Mukoyama; 尚孝向山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1998-09-14
Publication date: 2000-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】高温高湿環境下で、トナーの電荷分布をシャ
ープに維持することによりトナーの飛散、或いは感光体
へのキャリア付着を抑制し、カブリがなく画像抜けのな
い良好な画像を安定して形成することができる静電潜像
現像用被覆キャリア、これを用いた静電潜像現像剤およ
び画像形成方法を提供する。【解決手段】磁性体芯粒子上に被覆層を有する静電潜
像現像用被覆キャリアにおいて、前記磁性体芯粒子が５
μｍを超えるグレイン径を有するＬｉ−フェライトから
なり、かつ前記磁性体芯粒子の空気透過法で測定される
比表面積Ｓ¹と、前記磁性体芯粒子が球形であると仮定
した時の比表面積Ｓ²と、の比が１．０≦Ｓ¹／Ｓ²≦
１．７を満足し、さらに、前記被覆層が樹脂微粒子およ
び金属酸化物微粒子を含有することを特徴とする静電潜
像現像用被覆キャリア。〔Ｓ²＝６０００／ρｄ
（ρ：比重、ｄ：磁性体芯粒子の平均粒径）〕

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
記録法において静電潜像の現像に用いられる静電潜像現
像用被覆キャリア、静電潜像現像剤およびその画像形成
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法は、感光体に帯電性を与える
帯電工程、感光体に静電潜像を形成させる露光工程、静
電潜像をトナーで現像する現像工程、現像された像を紙
等の支持体に転写する転写工程、転写像を紙に定着させ
る定着工程、感光体に残存したトナーを除去する清掃工
程からなる。上記電子写真法に用いられる現像剤として
は、トナーのみからなる一成分系現像剤と、トナーとキ
ャリアからなる二成分系現像剤の２種類が挙げられる
が、帯電制御が容易で、現像剤の寿命、信頼性等の点か
ら二成分系現像剤が広く用いられている。

【０００３】二成分系現像剤に用いられるキャリアの役
割としては、摩擦帯電によるトナーへの電荷付与、トナ
ーの感光体への搬送等が挙げられるが、特に、所望の極
性および帯電量をトナーに付与することが良好な画像を
得る観点から重要となる。

【０００４】また、キャリアは、一般に磁性体芯粒子表
面に樹脂等の被覆層を有する被覆キャリアと、被覆層を
有しない非被覆キャリアとに大別される。しかし、現像
剤の長寿命化やトナーの帯電制御がより容易である等の
点で被覆キャリアの方が優れており、これまでに様々な
被覆キャリアが提案されてきた。被覆キャリアの帯電特
性、電気特性は、磁性体芯粒子上に設けた被覆層の特性
だけでなく、磁性体芯粒子の形状およびその表面性にも
依存し、これらの点に基づき被覆キャリアの特性を改善
する試みもなされてきた。

【０００５】例えば、特開平１−８８５５７号には、磁
性体芯粒子表面上に、該表面にある凹凸を埋め尽くす導
電性樹脂組成物であるアンダーコーティング層を設け、
かつこの層上に、１×１０⁵〜１×１０²⁰［Ωｃｍ］の
体積固有抵抗を有する樹脂からなるトップコーティング
層を設けた被覆キャリアが提案されている。

【０００６】また、特開平７−４３９５３号には、表面
に凹部を有する多孔性鉄粉の凹部に導電性物質を充填
し、その表面にフッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂また
はエポキシ樹脂からなるコーティング剤が設けられた被
覆キャリアが提案されている。

【０００７】感光体ドラム上に形成された静電潜像の現
像剤として用いられるトナー粒子の電荷分布は、キャリ
ア表面の材料構成に左右されるが、上記公報に記載の被
覆キャリアは、表面の凹部に導電性物質が局所的に分布
しているためにトナーとの攪拌時に電荷分布が広くなり
やすく、特に、導電性物質の割合の多い部分と接触した
トナーの帯電量は低下しやすくなるため、高湿下でのト
ナー飛散やかぶりを生ずる原因となりやすい。

【０００８】さらに、特開平８−４４１１８号には、熱
硬化性樹脂を主体とした、熱可塑性樹脂、ワックスを少
量含有する樹脂コート層を磁性体芯粒子の凹部を充填す
るように設けられ、かつその表面における被覆率が０．
１〜６０％である部分被覆層を有する、部分被覆キャリ
アが記載されている。しかし、上記キャリアは部分被覆
構造を採用しており、この構造に起因して、特に、樹脂
コート厚のうすい部分ではトナーが固着しやすくなる結
果、トナーの電荷分布が広い不均一な分布になりやす
い。さらに、樹脂コート厚のうすい部分では電気抵抗が
低下しやすいため、一旦、帯電したトナーの電荷がキャ
リア表面の樹脂コート厚の薄い低抵抗部位を介して徐々
にリークし、トナーの帯電量が低下する結果、現像機内
でトナーが飛散したり、被転写体の紙表面上にカブリを
生ずることになる。

【０００９】また、現像時には、キャリア内に樹脂コー
ト厚の薄い部分を介して感光体表面の電荷と逆極性の電
荷が注入されやすくなり、感光体の表面電荷との間でク
ーロン力を生じ、キャリアが感光体表面に付着する現
象、いわゆるキャリア付着が起こる。この現象を生ずる
場合には、画像面にキャリアが付着したり、転写工程で
キャリアが紙等の支持体上に転写されず、白抜けが発生
し、致命的な画像欠陥を引き起こす原因となる。特に、
電荷の漏洩が増大する高湿環境下では、上記現象が顕著
となり、カブリがなく画像欠陥のない良好な画像を形成
することは困難であった。

【００１０】一方、特開平９−１４６３０８号には、キ
ャリアの磁性体芯粒子として０．２〜１０μｍのグレイ
ン径（焼結一次粒子径）を有する磁性粒子を用いること
により感光体の画像流れを防止することができることが
記載されている。上記キャリアを用いることにより、特
に、高温高湿環境下での感光体の画像流れは防止できる
が、磁性体芯粒子表面に設ける被覆層の構成、または用
いるキャリアの形状によっては、トナー粒子に適切な帯
電量を付与することが困難となり、安定してカブリのな
い現像性能を得ることができない。

【００１１】上述のように種々の検討がなされているも
のの、未だ、満足のいく長寿命で電荷分布のシャープ
な、即ち、現像時のトナーの飛散や感光体へのキャリア
付着のないキャリアは得られていない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、常温
常湿環境下はもとより、高温高湿環境下においても、ト
ナーの電荷分布をシャープに維持することによりトナー
の飛散、或いは感光体へのキャリア付着を抑制し、カブ
リがなく画像抜けのない良好な画像を安定して形成する
ことができる静電潜像現像用被覆キャリア、これを用い
た静電潜像現像剤および画像形成方法を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、磁性体芯
粒子上に被覆層を有してなる静電潜像現像用被覆キャリ
アにおいて、用いる磁性体芯粒子の表面形状（表面性）
に着目し鋭意検討を重ねた結果、特定の条件範囲を満た
す表面性を有し、かつこの芯粒子表面に特定の被覆層を
設けた磁性粒子をキャリアの芯粒子として用いることに
より、高温高湿の電荷の漏洩しやすい環境下においても
トナーの電荷分布をシャープに維持し、現像時における
トナーの飛散や感光体へのキャリア付着を大幅に抑制す
ることができることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【００１４】即ち、前記目的は、以下の静電潜像現像用
皮膜キャリア、静電潜像現像剤およびその画像形成方法
により達成される。磁性体芯粒子上に被覆層を有する静
電潜像現像用被覆キャリアにおいて、前記磁性体芯粒子
が、５μｍを超えるグレイン径を有し、かつ前記磁性体
芯粒子の空気透過法で測定される比表面積Ｓ₁［ｃｍ²
／ｇ］と、前記磁性体芯粒子が球形であると仮定した時
の比表面積Ｓ₂［ｃｍ²／ｇ］と、の比（Ｓ₁／Ｓ₂）
が下記式を満足し、さらに前記被覆層が、樹脂微粒子お
よび金属酸化物微粒子を分散して有することを特徴とす
る静電潜像現像用被覆キャリア。１．０≦Ｓ₁／Ｓ₂≦１．７但し、Ｓ₂＝６０００／ρｄ（ρ：比重［ｇ／ｃ
ｍ³］、ｄ：磁性体芯粒子の平均粒径［μｍ］）を表
す。

【００１５】ここで、上記静電潜像現像用被覆キャリア
の磁性体芯粒子は、Ｌｉ−フェライトからなることが好
ましい態様である。また、上記電潜像現像用被覆キャリ
アの被覆層に用いる金属酸化物微粒子は、カップリング
剤処理されていることが好ましい。

【００１６】これらの静電潜像現像用被覆キャリアの磁
性体芯粒子表面に設ける被覆層の被覆量は、形成される
静電潜像現像用被覆キャリアの全重量に対して２．０〜
１０重量％であることが好ましい。

【００１７】本発明の静電潜像現像剤Ｐは、上記静電潜
像現像用被覆キャリアの少なくとも１種と、トナー粒子
と、を含有することを特徴とする。

【００１８】本発明の画像形成方法は、感光体に帯電を
与える帯電工程、感光体に静電潜像を形成させる露光工
程、静電潜像をトナーとキャリアとを含有してなる現像
剤で現像する現像工程、現像された像を紙等の支持体に
転写する転写工程、転写像を紙に定着させる定着工程か
らなる画像形成方法において、前記現像工程に用いる現
像剤が、上記静電潜像現像剤Ｐであることを特徴とす
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の静電潜像現像用被
覆キャリア、静電潜像現像剤および画像形成方法につい
て詳細に説明する。本発明の静電潜像現像用被覆キャリ
アでは、磁性体芯粒子のグレイン径が５μｍを超えるも
のを使用する。ここで、磁性体芯粒子は、フェライト等
の磁性微粒子を一定の条件下で焼結して得られる微粒子
結合体であり、そのグレイン径とは、磁性体芯粒子を構
成する該芯粒子表面に凸状に存在する各磁性微粒子間の
距離を意味する。このグレイン径が小さい場合、磁性体
芯粒子表面に多数の磁性微粒子が存在して大きな凹凸が
形成されているため全表面積は大きくなり、逆に、上記
グレイン径が大きい場合、表面には凸部を形成する磁性
微粒子は比較的少なく、凹凸の浅い滑らかな表面性を有
するため全表面積は小さくなる。

【００２０】特に、磁性体芯粒子のグレイン径が５μｍ
以下では、磁性体芯粒子表面に被覆層として樹脂を被覆
しても芯粒子表面に多数の凹凸を有するため、樹脂が磁
性体芯粒子の凹部に入り込んでしまい、凸部が十分に被
覆できずに露出した状態となるため好ましくない。その
結果、キャリア表面にできた未被覆部を介して、感光体
表面の電荷と逆極性の電荷が注入されやすくなり、感光
体へのキャリア付着が生じ易くなる。従って、上記のよ
うにグレイン径は５μｍを超えるものである必要があ
り、理論上は凹凸のない平滑面に近い粒子となる径を有
していることが好ましいが、被覆層が強固に磁性体芯粒
子に付着する点から２０μｍ以下、さらには、１０μｍ
以下であることがより好ましい。

【００２１】上記磁性体芯粒子のグレイン径は、電子顕
微鏡により無作為に磁性体芯粒子を２００個選び取り、
キャリア１個当りの平均グレイン径を画像解析装置ルー
ゼックス（ニレコ社製）により測定することができる。

【００２２】また、本発明の静電潜像現像用被覆キャリ
アの磁性体芯粒子として、空気透過法で測定される、磁
性体芯粒子の比表面積Ｓ₁［ｃｍ²／ｇ］と、前記磁性
体芯粒子が球形であると仮定した時の比表面積Ｓ₂［ｃ
ｍ²／ｇ（理論値）］と、の比（Ｓ₁／Ｓ₂）が、１．
０〜１．７の範囲にある磁性体芯粒子を使用する。上記
Ｓ₂は、芯粒子表面が平滑な球であると仮定したときの
最小比表面積を表すため、Ｓ₁／Ｓ₂値が１．０に近く
なるほど、その磁性体芯粒子の形状は完全な球形に近い
ことを意味する。また、Ｓ₁／Ｓ₂値が１．７を超える
場合には、磁性体芯粒子の形状が多数の凸部を有する不
定形となりやすく、上記のように樹脂を用いて被覆層を
形成する際に全体を被覆することが困難となり、感光体
へのキャリア付着やトナー粒子の電荷分布の広がりを生
ずることとなり好ましくない。

【００２３】従って、磁性体芯粒子のＳ₁／Ｓ₂値は、
被覆層と磁性体芯粒子との密着性、被覆性を良好なもの
とする観点から、１．２〜１．６の範囲にあることが好
ましく、１．４〜１．６の範囲にあることがより好まし
い。さらに、Ｓ₁／Ｓ₂値は、上記数値範囲のいずれか
の下限値または後述の実施例で採用したＳ₁／Ｓ₂値の
いずれかの値を下限とし、上記数値範囲のいずれかの上
限値または後述の実施例で採用したＳ₁／Ｓ₂値のいず
れかの値を上限とする数値範囲も好ましい。

【００２４】本発明における磁性体芯粒子の空気透過法
で測定した比表面積Ｓ₁は、粉体比表面積測定装置ＳＳ
−１００（島津製作所（株）製）を用いて、ＪＩＳＲ
５２０１に基づき測定することができる。また、本発
明における磁性体芯粒子を完全な球と仮定した場合の理
論値である比表面積Ｓ₂は、磁性体芯粒子の比重および
その平均粒径から算出することができる。ここで、磁性
体芯粒子の平均粒径は、コールターマルチタイザーII
（コールター社製）により測定して得られた粒径〔μ
ｍ〕をいい、以下、「磁性体芯粒子の平均粒径」はすべ
てこの値を示す。

【００２５】さらに、本発明の静電潜像現像用被覆キャ
リアの磁性体芯粒子表面には、樹脂を主成分とする被覆
層を設ける。この被覆層の樹脂中には、樹脂微粒子およ
び金属酸化物微粒子とを分散して含有させる。単に、樹
脂のみを用いて被覆された被覆層と比較して、電荷を効
果的に発生させ、漏洩による低下を回復、維持すること
ができ、その結果、電荷分布のシャープなトナーを構成
することができる。

【００２６】上記のように、本発明のキャリア中に金属
酸化物微粒子を含有させることにより、電荷の漏洩が発
生した場合でも過度のキャリア抵抗低下に起因して生ず
る感光体へのキャリア付着を大幅に抑制することができ
る。さらに、樹脂微粒子を共存させることによって、外
部からの機械的圧力に対する膜強度を付与することがで
きる。従って、長期にわたりカブリのない安定した画像
を提供することができる。

【００２７】被覆層に用いる樹脂としては、キャリアの
被覆層として利用され得る公知の樹脂から選択して用い
ることができる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン、アク
リル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテー
ト、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポ
リ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエ
ーテルまたはポリビニルケトン等のポリビニルまたはポ
リビニリデン系樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体；スチレン−アクリル酸共重合体；オルガノシロキサ
ン結合からなるストレートシリコン樹脂またはその変性
品；ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、
ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレ
ン等のフッ素樹脂；ポリエステル；ポリウレタン；ポリ
カーボネート；フェノール樹脂；尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾグアナ
ミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂等のアミノ樹
脂；エポキシ樹脂等が挙げられる。

【００２８】被覆層に用いる樹脂の被覆量としては、本
発明の静電潜像現像用被覆キャリア全重量に対し２．０
〜１０重量％であることが好ましく、３．０〜８．０重
量％であることがより好ましい。被覆量が、２．０重量
％未満ではキャリア表面に磁性体芯粒子が露出して、感
光体表面の電荷と逆極性の電荷に帯電されキャリア付着
を生じやすくなり、１０重量％を超えるとキャリアの流
動性が大幅に低下し、トナー粒子と均一に帯電させるこ
とが困難となるため好ましくない。

【００２９】上記被覆層中に分散する樹脂微粒子として
は、熱可塑性樹脂粒子、熱硬化性樹脂粒子のいずれも用
いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポ
リエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹
脂；、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニト
リル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、
ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカ
ルバゾール、ポリビニルエーテルおよびポリビニルケト
ン等のポリビニルまたはポリビニリデン系樹脂；塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体；スチレン−アクリル酸共重
合体；オルガノシロキサン結合からなるストレートシリ
コン樹脂またはその変性品；ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリク
ロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂；ポリエステ
ル；ポリウレタン；ポリカーボネート等が挙げられる。

【００３０】熱硬化性樹脂としては、例えば、尿素−ホ
ルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、
ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂等
のアミノ樹脂；エポキシ樹脂等が挙げられる。

【００３１】上記のうち、樹脂微粒子を添加することに
より、キャリアの機械的圧力に対する表面膜強度を向上
させる観点から、比較的硬度を向上させやすい熱硬化性
樹脂粒子を用いることが好ましく、特に架橋した樹脂微
粒子を用いることがより好ましい。

【００３２】上記樹脂微粒子の平均粒径は、０．１〜２
μｍの範囲にあることが好ましく、０．２〜１μｍの範
囲にあることがより好ましいが、０．５〜１μｍの範囲
にあることが最も好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満
であると被覆層での分散性が非常に悪く、２μｍを超え
ると、被覆層自体が薄層であるため、被覆層から脱落を
生じやすくなり、安定した帯電性を得ることができな
い。

【００３３】樹脂微粒子は、通常、被覆層中に用いる樹
脂の全重量に対して１〜５０重量％の範囲で使用するこ
とが好ましく、５〜３０重量％の範囲で使用することが
より好ましいが、５〜２０重量％の範囲で使用すること
が最も好ましい。

【００３４】上記被覆層中に分散する金属酸化物微粒子
としては、公知の金属酸化物微粒子を使用することがで
きる。具体的には、酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、酸
化アルミニウム、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、
チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロ
ンチウム粉末等の金属酸化物微粒子等を単独、或いは、
それらの混合物として使用することができるが、中で
も、絶縁性の高いシリカが好ましい。

【００３５】金属酸化物微粒子の平均粒径は、１０ｎｍ
〜１μｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍ
であることがより好ましいが、２０ｎｍ〜８０ｎｍであ
ることが最も好ましい。

【００３６】また、金属酸化物微粒子は、通常、被覆層
中に用いる樹脂の全重量に対して１〜８０重量％の範囲
で使用することが好ましく、５〜５０重量％の範囲で使
用することがより好ましいが、１０〜３０重量％の範囲
で使用することが最も好ましい。

【００３７】本発明の静電潜像現像用被覆キャリアにお
いては、上記金属酸化物微粒子がカップリング剤により
処理されていることが好ましい。金属酸化物微粒子の処
理に用い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、アルミニウム系カップリ
ング剤、ジルコニウム系カップリング剤等の公知のもの
を使用することができる。しかし、シランカップリング
剤のうち、特に、ジメチルジクロロシラン処理された金
属酸化物微粒子を用いると、被覆層が磁性体芯粒子上に
密着して形成されるため、感光体へのキャリア付着を効
果的に防止することができる点で好ましい。

【００３８】上記カップリング剤の処理量は、金属酸化
物微粒子の重量に対し１〜８０重量％が好ましく、２〜
５０重量％がより好ましいが、１０〜４０重量％が最も
好ましい。

【００３９】本発明の静電潜像現像用被覆キャリアの磁
性体芯粒子に用いる磁性粒子としては、フェライト粉、
鉄粉、マグネタイト粉、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｃｏ−Ｆｅ合
金、Ａｌ−Ｆｅ合金等の、焼結により得られる公知のい
かなる磁性体芯粒子を使用することができるが、任意の
グレイン径が得られやすいという観点から、Ｌｉ−フェ
ライトが特に好ましい。

【００４０】本発明に係る上記磁性体芯粒子は、磁性体
芯粒子原材料を粉砕・混合・乾燥した後に、さらに粉砕
し、７００〜１０００℃の温度で仮焼成し、さらに粉砕
した後造粒し、１１００〜１４００℃の温度で焼成する
ことにより、前述の本発明における特定の磁性体芯粒子
を形成することができる。

【００４１】本発明の静電潜像現像用被覆キャリアの粒
度分布は、遠心分離式の分級機、慣性方式の分級機また
は篩による選別により、所望の粒度分布に合わせること
ができる。本発明の静電潜像現像用被覆キャリアの粒径
としては、１０〜１００μｍが好ましく、２０〜５０μ
ｍがより好ましい。上記キャリアの粒径が１０μｍ未満
であるとトナー及びキャリア間の付着力が高くなり、現
像時の画像形成に用いられるトナー量が減少してしま
い、１００μｍを超えると現像剤粒子の全表面積が著し
く低下して帯電の立ち上がりが遅くなるため好ましくな
い。

【００４２】前記被覆層を磁性体芯粒子表面に形成する
代表的な方法としては、被覆層形成用原料溶液（溶剤中
に前記の樹脂、樹脂微粒子、金属酸化物微粒子を含有す
る。）を用い、例えば、（１）磁性体芯粒子の粉末を被
覆層形成用原料溶液中に浸漬する浸漬法、（２）被覆層
形成用原料溶液をキャリア芯粒子表面に噴霧するスプレ
ー法、（３）磁性体芯粒子を流動エアーにより浮遊させ
た状態で被覆層形成用原料溶液を噴霧する流動床法、
（４）ニーダーコーター中で磁性体芯粒子と被覆層形成
用原料溶液を混合し、溶剤を除去するニーダーコーター
法等が挙げられる。中でも、本発明においては（４）ニ
ーダーコーター法が、特に好ましく用いられる。

【００４３】本発明の静電潜像現像用被覆キャリアは、
トナー粒子と混合して２成分系現像剤として用いられ
る。用いるトナー粒子は、結着樹脂と着色剤とを含有し
てなり、該結着樹脂中に着色剤を分散させたものであ
る。

【００４４】トナー粒子に使用する結着樹脂としては、
スチレン、クロロスチレン等のスチレン類；エチレン、
プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフィ
ン類；酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル
類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、ア
クリル酸フェニル、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、メタクリル酸ドデシル等
のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；ビニ
ルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチ
ルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケト
ン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケト
ン等のビニルケトン類等の単独重合体または共重合体を
挙げることができる。さらに、ポリエステル、ポリウレ
タン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹
脂、変性ロジン、パラフィンワックス類等も好適に挙げ
ることができる。

【００４５】トナー粒子に用いる着色剤としては、カー
ボンブラック、アニリンブラック、アニリンブルー、カ
ルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブル
ー、ヂュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレ
ンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイト
グリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガ
ル等の代表的なものを挙げることができる。

【００４６】上記の結着樹脂および着色剤以外のトナー
粒子成分としては、サリチル酸金属塩、含金属アゾ化合
物、ニグロシン、四級アンモニウム塩等の帯電制御剤、
低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、ワッ
クス等のオフセット防止剤等の公知成分を添加して用い
ることができる。上記オフセット防止剤としては、特
に、重量平均分子量５００〜５０００の上記低分子量ポ
リプロピレンが有効である。

【００４７】トナー粒子の製造は、まず上記トナー粒子
成分を配合し、バンバリーミキサー、ニーダーコータ
ー、ＣＭミキサーエクストルーダー等を用いて、混合、
溶融混練し、粉砕分級することにより製造することがで
き、そのトナー粒子の平均粒径は約３０μｍ以下が好ま
しく、３〜２０μｍの範囲のものがより好ましい。

【００４８】さらに、トナー粒子成分として、シリカ、
チタニア、アルミナ等の流動化剤、ポリスチレン微粒
子、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリフッ化ビニ
リデン微粒子等のクリーニング助剤又は転写助剤等の外
添剤も用いることができる。上記流動化剤としては、平
均粒径が５〜３０ｎｍの疎水性シリカが特に有効であ
る。

【００４９】本発明の静電潜像現像用被覆キャリア及び
これを用いた静電潜像現像剤を用いた画像形成に使用す
る装置としては、公知の静電潜像記録装置を使用するこ
とができる。本発明の静電潜像現像用被覆キャリアとト
ナーとを含有する静電潜像現像剤を用いて画像形成する
画像形成方法について、図２に示す現像装置を備えた図
１に示す画像形成装置により説明する。図１において、
１は潜像担持体としての感光体ドラムであり、この感光
体ドラム１は導電性材料からなる円筒部材１ａの表面に
薄層な感光体層１ｂを形成したものである。感光体ドラ
ム１の周囲にはその回転方向に沿って、帯電器２と、露
光手段３と、円筒部材からなる現像剤担持体１１を感光
体ドラム１に対面させて固定した現像装置４と、転写前
コロトロン６と、剥離コロトロン７と、クリーナー８
と、光除電器９と、からなる電子写真記録手段が配設さ
れている。なお、１０は記録用紙である。

【００５０】この画像記録装置において、感光体ドラム
１は図示しない駆動手段によって矢印方向に回転駆動さ
れる。次に、この装置を用いた画像形成方法について説
明する。まず、除電器２により感光体ドラム１の表面を
一様に帯電する。続いて、レーザー光により画像部分の
露光を行って感光体ドラム１上に静電潜像を形成し、現
像装置４によりこの潜像をトナー現像することにより顕
像化する。この際、現像剤担持体１１には、図示しない
現像バイアス用の電源によって現像バイアス電圧が印加
される。さらに、感光体ドラム１上に形成されたトナー
像は、記録用紙１０上に転写コロトロン６による帯電に
よって転写される。その後、この記録用紙１０は剥離コ
ロトロン７の帯電により感光体ドラム１の表面から剥離
され、図示しない定着器へと搬送される。トナー像の記
録用紙１０上への定着が終わると画像記録は終了する。
なお、トナー像の転写および記録用紙１０の剥離工程が
終了した感光体ドラム１の表面はクリーナー８によって
残留トナーが清掃された後、光除電器９からの露光によ
り残留電荷が除電され、次の画像記録工程に備える。

【００５１】上記の現像装置４は図２に示す構造を有し
ている。即ち、現像装置４は現像剤が収容される現像ハ
ウジング１５の感光体ドラム１との対向部位に現像用開
口１６を設けて、この現像用開口１６に面して現像ロー
ル１２を配設した構造を有しており、そして前記現像ロ
ール１２は矢印方向へ回転する現像剤担持体１１と、図
示しない両端部軸と、により構成されている。

【００５２】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらによって制限されるものではな
い。尚、以下実施例中の「部」及び「％」は、それぞれ
「重量部」、「重量％」を表す。＜トナーの作製＞・スチレン／ｎ−ブチルメタクリレート共重合体・・・１００部（共重合比８０／２０）・カーボンブラック・・・６部（商品名：モーガルＬ（キャボット社製））上記組成の混合物をエクストルーダーで混練し、体積粉
砕方式の粉砕機で粉砕した後、風力式分級機で細粒、粗
粒を分級し、平均粒径９μｍの黒色トナー粒子を得た。
この黒色トナー粒子にシリカ（商品名：Ｒ９７２，日本
アエロジル社製）を０．４ｗｔ％ヘンシェルミキサーで
添加して黒色トナーを得た。

【００５３】＜静電潜像現像用被覆キャリアの作製＞（実施例１）磁性微粒子として、Ｌｉ−フェライト微粒
子を使用し、該微粒子を９００℃で仮焼成し、さらに粉
砕した後造粒し、１１７０℃の温度で焼成することによ
りＬｉ−フェライト磁性体芯粒子Ａ（ｄ＝４８μｍ，ρ
＝４．５ｇ／ｃｍ³，Ｓ₁＝４１０ｃｍ²／ｇ，Ｓ₁／
Ｓ₂＝１．４８，グレイン径＝８．５μｍ) を得た。こ
こで、ｄは磁性体芯粒子の粒径、ρは磁性体芯粒子の真
比重、Ｓ₁は空気透過法で測定された磁性体芯粒子の比
表面積、Ｓ₂は磁性体芯粒子が球形であると仮定した時
の比表面積を表す。以下、同様とする。

【００５４】次に、下記組成の混合物を１時間スターラ
ーで分散し、被覆層形成液を調製した。・トルエン・・・１５部・スチレン／メチルメタクリレート共重合体・・・３．５部（共重合比２０／８０；重量平均分子量７万）・架橋ナイロン樹脂粒子・・・０．６部（平均粒径：０．５ｍｍ）・ジメチルジクロロシラン処理シリカ・・・２．５部（平均粒径：２０ｎｍ）上記より得られた被覆層形成液と、前記Ｌｉ−フェライ
ト磁性体芯粒子Ａ１００重量部と、を真空脱気型ニーダ
ーに入れ、温度５０℃下で３０分撹拌した後、減圧して
トルエンを留去して、被覆層の形成された本発明の静電
潜像現像用被覆キャリアＡを得た。

【００５５】＜キャリアの電気抵抗の測定＞常温・常湿
下で、上記より得られた本発明の静電潜像現像用被覆キ
ャリアＡの粒子を、断面積８×１０^-3〔ｍ²〕の容器内
に高さ約１ｍｍ程度の量を入れ、タッピングした後、詰
められた粒子上から５×１０^-1〔ｋｇ／ｍ²〕の荷重を
かけ、荷重と底面電極との間に１０⁶（Ｖ／ｍ）の電界
が生じる電圧を印加した時の電流値を測定し、電気抵抗
値を算出した。上記より算出した静電潜像現像用被覆キ
ャリアＡの電気抵抗値は、１０^12.8（Ωｍ）であった。
以下の実施例および比較例で得られた被覆キャリアにつ
いても、上記同様の方法により電気抵抗値を求めた。こ
の結果を、以下の表１に示す。

【００５６】（実施例２）磁性微粒子として、Ｌｉ−フ
ェライト微粒子を使用し、該微粒子を９００℃で仮焼成
し、さらに粉砕した後造粒し、１３２０℃の温度で焼成
することにより、Ｌｉ−フェライト磁性体芯粒子Ｂ（ｄ
＝４５μｍ，ρ＝４．５ｇ／ｃｍ³，Ｓ₁＝４６５ｃｍ
²／ｇ，Ｓ₁／Ｓ₂＝１．５７，グレイン径＝７．２μ
ｍ) を得た。上記実施例１で用いたＬｉ−フェライト磁
性体芯粒子Ａに代えて、上記より得られたＬｉ−フェラ
イト磁性体芯粒子Ｂを用いた以外、実施例１と同様にし
て本発明の静電潜像現像用被覆キャリアＢを得た。実施
例１と同様にして静電潜像現像用被覆キャリアＢの電気
抵抗値を測定し、上記結果と併せて以下の表１に示す。

【００５７】（実施例３）磁性微粒子として、Ｌｉ−フ
ェライト微粒子を使用し、該微粒子を９００℃で仮焼成
し、さらに粉砕した後造粒し、１２３０℃の温度で焼成
することにより、Ｌｉ−フェライト磁性体芯粒子Ｃ（ｄ
＝４８μｍ，ρ＝４．５ｇ／ｃｍ³，Ｓ₁＝４６７ｃｍ
²／ｇ，Ｓ₁／Ｓ₂＝１．６８，グレイン径＝５．３μ
ｍ) を得た。上記実施例１で用いたＬｉ−フェライト磁
性体芯粒子Ａに代えて、上記より得られたＬｉ−フェラ
イト磁性体芯粒子Ｃを用いた以外、実施例１と同様にし
て本発明の静電潜像現像用被覆キャリアＣを得た。実施
例１と同様にして静電潜像現像用被覆キャリアＣの電気
抵抗値を測定し、上記結果と併せて以下の表１に示す。

【００５８】（実施例４）磁性微粒子として、実施例１
で用いたＬｉ−フェライト磁性体芯粒子Ａを使用し、ジ
メチルジクロロシラン処理シリカに代えて、未処理シリ
カを用いた以外、実施例１と同様にして本発明の静電潜
像現像用被覆キャリアＤを得た。実施例１と同様にして
静電潜像現像用被覆キャリアＤの電気抵抗値を測定し、
上記結果と併せて以下の表１に示す。

【００５９】（実施例５）磁性微粒子として、マグネタ
イト微粒子を使用し、該微粒子を９００℃で仮焼成し、
さらに粉砕した後造粒し、１２８０℃の温度で焼成する
ことにより、マグネタイト磁性体芯粒子Ｄ（ｄ＝４４μ
ｍ，ρ＝５．０ｇ／ｃｍ³，Ｓ₁＝４４７ｃｍ²／ｇ，
Ｓ₁／Ｓ₂＝１．６４，グレイン径＝６．１μｍ) を得
た。上記実施例１で用いたＬｉ−フェライト磁性体芯粒
子Ａに代えて、上記より得られたマグネタイト磁性体芯
粒子Ｄを用いた以外、実施例１と同様にして本発明の静
電潜像現像用被覆キャリアＥを得た。実施例１と同様に
して静電潜像現像用被覆キャリアＥの電気抵抗値を測定
し、上記結果と併せて以下の表１に示す。

【００６０】（比較例１）磁性微粒子として、Ｃｕ−Ｚ
ｎ系フェライト微粒子を使用し、該微粒子を６００℃で
仮焼成し、さらに粉砕した後造粒し、１１３０℃の温度
で焼成することにより、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト磁性体
芯粒子Ｅ（ｄ＝５１μｍ，ρ＝５．１ｇ／ｃｍ³，Ｓ₁
＝３８８ｃｍ²／ｇ，Ｓ₁／Ｓ₂＝１．６８，グレイン
径＝４．８μｍ) を得た。上記実施例１で用いたＬｉ−
フェライト磁性体芯粒子Ａに代えて、上記より得られた
Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト磁性体芯粒子Ｅを用いた以外、
実施例１と同様にして静電潜像現像用被覆キャリアＦを
得た。実施例１と同様にして静電潜像現像用被覆キャリ
アＦの電気抵抗値を測定し、上記結果と併せて以下の表
１に示す。

【００６１】（比較例２）磁性微粒子として、Ｍｎフェ
ライト微粒子を使用し、該微粒子を６００℃で仮焼成
し、さらに粉砕した後造粒し、１４７０℃の温度で焼成
することにより、Ｍｎフェライト磁性体芯粒子Ｆ（ｄ＝
４９μｍ，ρ＝４．８ｇ／ｃｍ³，Ｓ₁＝４１１ｃｍ²
／ｇ，Ｓ₁／Ｓ₂＝１．７３，グレイン径＝６．２μ
ｍ) を得た。上記実施例１で用いたＬｉ−フェライト磁
性体芯粒子Ａに代えて、上記より得られたＣｕ−Ｚｎ系
フェライト磁性体芯粒子Ｆを用いた以外、実施例１と同
様にして静電潜像現像用被覆キャリアＧを得た。実施例
１と同様にして静電潜像現像用被覆キャリアＧの電気抵
抗値を測定し、上記結果と併せて以下の表１に示す。

【００６２】（比較例３）上記実施例１で用いたＬｉ−
フェライト磁性体芯粒子Ａに代えて、上記実施例２で用
いたＬｉ−フェライト磁性体芯粒子Ｂを用い、また、実
施例１で用いた架橋ナイロン樹脂粒子およびジメチルジ
クロロシラン処理シリカを用いなかった以外、実施例１
と同様にして静電潜像現像用被覆キャリアＨを得た。実
施例１と同様にして静電潜像現像用被覆キャリアＨの電
気抵抗値を測定し、上記結果と併せて以下の表１に示
す。

【００６３】

【表１】

【００６４】＜静電潜像現像剤の調製＞上記実施例１〜
５および比較例１〜３の静電潜像現像用被覆キャリアＡ
〜Ｈのそれぞれ１００重量部を、前記より得られたトナ
ー６重量部と混合して８種類の静電潜像現像剤Ａ〜Ｈを
調製した。

【００６５】上記静電潜像現像剤Ａ〜Ｈを用い、電子写
真複写機（商品名：Ｖｉｖａｃｅ５５５，富士ゼロック
ス（株）製）により、常温常湿（２２℃、５５％Ｒ
Ｈ）、高温高湿（３０℃、８５％ＲＨ）の環境下で、３
００００枚のコピーテストを行った。

【００６６】＜キャリア付着の評価＞感光体上に付着し
たキャリアを下記基準にしたがい目視により相対評価を
行った。その評価結果を以下の表２に示す。 ○：感光体上へのキャリア付着なし。 △：感光体上へのキャリア付着が多少あるが実使用上問
題ない。 ×：感光体上へのキャリア付着が目立つ。

【００６７】＜カブリの評価＞コピー後の地肌部の白色
性を、下記基準にしたがい目視により相対評価を行っ
た。その結果を以下の表２に示す。 ○：カブリなし。 △：カブリが多少発生しているが実使用上問題ない。 ×：カブリが目立つ。

【００６８】＜トナー飛散の評価＞複写機内のトナーの
飛散量を下記基準にしたがい目視により相対評価を行っ
た。その評価結果を以下の表２に示す。 ○：トナー飛散なし。 △：トナー飛散が多少あるが実使用上問題ない。 ×：トナー飛散が目立つ。

【００６９】上記評価結果を総合して、上記評価内容に
おいて全く×のなかったものを○、一つでも×のあった
ものを×として総合評価の指標とした。この評価結果を
上記結果と併せて以下の表２に示す。

【００７０】

【表２】

【００７１】上記表１及び２に示す実施例１〜５より明
らかなように、本発明に規定する磁性体芯粒子を用い、
かつ樹脂微粒子及び金属酸化物微粒子を含有する被覆層
を設けた本発明の静電潜像現像用被覆キャリアＡ〜Ｅ
は、十分な表面電気抵抗を有しており、また、この静電
潜像現像用被覆キャリアＡ〜Ｅをトナー粒子と混合して
作製した静電潜像現像剤Ａ〜Ｅを用いることにより、感
光体へのキャリア付着を低減することができ、かつ装置
内のトナー飛散や紙表面のカブリの発生を大幅に抑制す
ることができた。一方、本発明に規定する磁性体芯粒
子、樹脂微粒子、金属酸化物微粒子を用いなかった静電
潜像現像用被覆キャリアＦ〜Ｈは、表１の通り十分な表
面電気抵抗を有するものの、高温高湿環境下のみなら
ず、常温常湿環境下においても感光体へのキャリア付着
が多く、装置内におけるトナー飛散や紙表面にカブリを
生じ、満足のいく良好な画像を形成することができなか
った。

【００７２】

【発明の効果】本発明の静電潜像現像用被覆キャリアお
よびこれを用いた静電潜像現像剤によれば、常温常湿環
境下はもとより高温高湿環境下においても、トナーの電
荷分布をシャープに維持することによりトナーの飛散、
或いは感光体へのキャリア付着を抑制し、カブリがなく
画像抜けのない良好な画像を安定して形成することがで
きる。また、本発明の画像形成方法によれば、感光体へ
のキャリア付着や装置内のトナー飛散による汚れ、装置
への障害を抑制することができ、カブリがなく画像抜け
のない良好な画像を安定して形成することができる。

【００７３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成方法に用いる静電潜像記録装
置の概略断面図である。

【００７４】

【図２】静電潜像記録装置内に配設された現像装置の断
面概略図である。

【００７５】

【符号の説明】

１潜像担持体１ａ導電性円筒部材１ｂ感光体層２帯電器３露光手段４現像装置６転写前コロトロン７剥離コロトロン８クリーナー９光除電器１０記録用紙１１現像剤担持体１２現像ロール１５現像ハウジング１６現像用開口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体芯粒子上に被覆層を有する静電潜
像現像用被覆キャリアにおいて、前記磁性体芯粒子が、５μｍを超えるグレイン径を有
し、かつ前記磁性体芯粒子の空気透過法で測定される比
表面積Ｓ₁［ｃｍ²／ｇ］と、前記磁性体芯粒子が球形
であると仮定した時の比表面積Ｓ₂［ｃｍ²／ｇ］と、
の比（Ｓ₁／Ｓ₂）が下記式を満足し、さらに、前記被覆層が、樹脂微粒子および金属酸化物微
粒子を含有することを特徴とする静電潜像現像用被覆キ
ャリア。１．０≦Ｓ₁／Ｓ₂≦１．７但し、Ｓ₂＝６０００／ρｄ（ρ：比重［ｇ／ｃ
ｍ³］、ｄ：磁性体芯粒子の平均粒径［μｍ］）を表
す。
【請求項２】請求項１で得られる静電潜像現像用被覆
キャリアと、トナー粒子と、を含有することを特徴とす
る静電潜像現像剤。
【請求項３】感光体に帯電を与える帯電工程、感光体
に静電潜像を形成させる露光工程、静電潜像をトナーと
キャリアとを含有してなる現像剤で現像する現像工程、
現像された像を紙等の支持体に転写する転写工程、転写
像を紙に定着させる定着工程からなる画像形成方法にお
いて、前記現像工程に用いる現像剤が、請求項２の静電潜像現
像剤であることを特徴とする画像形成方法。