JP2000089558A

JP2000089558A - 現像方法

Info

Publication number: JP2000089558A
Application number: JP19747699A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Itabashi; 仁板橋; Yoshinobu Baba; 善信馬場; Yoshihiro Sato; 祐弘佐藤; Yuzo Tokunaga; 雄三徳永
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2000-03-31
Also published as: US6083655A

Abstract

(57)【要約】【課題】繰り返し複写での現像剤の流動性の経時変化を
抑制されており、多数枚複写においても、画像濃度の安
定した、かぶりのない画像を得ることのできる現像方法
を提供することにある。【解決手段】トナーとキャリアとを含む二成分系の電子
写真用現像剤を現像剤容器内で撹拌スクリューによって
攪拌し、搬送スクリュー及び固定磁心の外周を回転する
構造を有する現像剤担持体により上記現像剤を現像部に
搬送して、該現像部で現像磁極上に磁気ブラシを形成さ
せて像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像方
法において、該キャリアが、少なくとも結着樹脂と金属
酸化物とを含有する保磁力Ｈ_Cが２０乃至３００Ｏｅの
範囲にある磁性体分散型樹脂キャリアであって、該キャ
リアが、現像剤担持体表面上の垂直磁場の強さの最大値
より大きい磁場中に予め曝露されて磁化されており、該
現像剤担持体の表面形状が、特定の関係を満足すること
を特徴とする現像方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電潜像を、磁性
体分散型樹脂キャリアを含む二成分系の電子写真用現像
剤で現像する現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法において、静電潜像を現像す
る際にトナーと共に用いられるキャリアとしては、従来
から、ガラスビーズ、鉄粉、フェライト粉や、磁性体分
散型樹脂微粒子等が用いられているが、現在では、現像
プロセス等の要求から、鉄粉、フェライト粉、及び磁性
体分散型樹脂微粒子からなるキャリアが主流となってい
る。

【０００３】又、上記のようなキャリアとトナーとから
なる二成分系現像剤を用いる二成分現像法において、複
写画像の高画質化を図るための一手法としてキャリアの
低磁気力化が提唱されている。これは、キャリアの低磁
気力化により、現像剤担持体上に形成される磁気ブラシ
を緻密、且つソフトにし、これにより、感光体ドラム上
の静電潜像を現像剤で現像した場合に、トナーの飛び散
り等のない忠実な画像の形成を可能にしようとしたもの
である。更に、低磁気力キャリアを用いることによっ
て、多数枚の複写動作における現像剤の劣化が軽減さ
れ、高品位な画像が長期間にわたって得られるようにな
る。

【０００４】ここで、キャリアの低磁気力化の方法とし
ては、キャリアを、鉄酸化物に不純物である非磁性の金
属酸化物を混合して構成するフェライト化と、結着樹脂
中に磁性粉を分散させて構成する方法が挙げられる。特
に、磁性体を分散させて含有させた磁性体分散型樹脂キ
ャリアは、磁気力や粒径の制御が容易であり、好まし
い。このため、昨今のトナーの及びキャリアの小粒径化
の要請に伴い、重合法等によって粒径の揃った小粒径キ
ャリアが作製され、使用されてきている。

【０００５】ところが、従来、このような樹脂キャリア
を現像剤として使用し、多数枚の現像を繰り返すと、耐
久につれて画像濃度の低下が発生するという不具合が生
じた。又、現像剤中のトナー含有量が一定に保たれるよ
うトナーの補給を繰り返した場合に、非画像部にかぶり
が発生してくるという問題もあった。本発明者らが、こ
の現象について詳しく調べた結果、多数枚の現像に伴っ
て現像剤の流動性の著しい低下が生じ、更には、後述す
るように、その原因が、耐久につれてキャリアの残留磁
化が増加することにあることがわかった。即ち、磁性体
分散型樹脂キャリアは、その構成材料に保磁力の小さな
磁性体を用いているにも関わらず、現像を繰り返すこと
によって現像剤担持体上で徐々に磁化され、その結果生
じる残留磁化の上昇が、現像剤の流動性を低下させる原
因になっているものと考えられる。

【０００６】ここで、従来知られている残留磁化をもつ
キャリアについては、特開昭５９−５０１８４０号公報
の提案がある。該公報に記載されているキャリアは、磁
気的に飽和させた際の保持力Ｈ_Cが３００Ｏｅ以上のハ
ードタイプの磁性キャリアであり、大きな残留磁化を有
するものである。該キャリアは、回転磁心磁気アプリケ
ータを伴った高速複写プロセスにおける画像安定性、即
ち、濃度安定性やキャリア付着防止等の目的で用いられ
ており、従って、上記の提案に記載されている残留磁化
をもつキャリアは、回転磁心磁気アプリケータ等のプロ
セスを必須とする現像方法に限定して用いられているも
のであるといえる。

【０００７】本発明者らの検討によれば、保磁力Ｈ_Cが
３００Ｏｅに満たない保磁力が小さなキャリアにおいて
も僅かな残留磁化が生じており、このような残留磁化を
生じたキャリアでは、磁場のない雰囲気下においても図
１（ａ）のように多少数珠つなぎの状態になっており、
無磁化の状態から現像を繰り返していくと徐々に凝集の
度合いが進んでいくことがわかった（図１（ａ）〜図１
（ｃ）参照）。更に、この現象は、特に、小粒径の樹脂
キャリアで顕著に発生し、キャリアの保磁力が現像極に
おける磁場の強さの最大値よりも小さい場合にキャリア
に常磁性が発生し、経時変化が起こることを観測でき
た。これに対し、保磁力が現像極における磁場の強さの
最大値よりも大きい場合、或いはゼロの場合には、現像
磁極によるキャリアの磁化が起こり得ず、上記したよう
な残留磁化の変化による経時変化が生じないことが分か
った。即ち、本発明者らの検討によって、保磁力がゼロ
でない現像極における磁場の強さの最大値よりも小さな
磁性キャリアにおいては、残留磁化が生じるため現像を
繰り返すことによってキャリアの凝集が進行し、流動性
等のキャリア特性の悪化の原因となることが判明した。

【０００８】更に、多数枚の複写時に現像剤のトナー含
有量が変化するのは、上記で生じるキャリアの流動性の
低下に伴って補給トナーのキャリアへの取り込みの悪化
が生じる結果、現像剤のトナー含有量を検出するセンサ
ーがトナー過剰と判断し、補給を行わないことが起こる
ためと考えられる。そして、このようなキャリアへのト
ナーの取り込みの悪化が生じる結果、徐々に帯電の不充
分なトナー、及び帯電の反転したトナーが増し、その帯
電の反転成分が非画像部のかぶりとして現れたものと考
えられている。尚、キャリアへのトナーの取り込みの悪
化が生じた場合に、徐々に帯電の不充分なトナーや帯電
の反転したトナーが増すことは、帯電量分布の推移を観
察することにより明らかになった。

【０００９】しかしながら、上記したような、樹脂キャ
リアを含有する現像剤を使用し、多数枚の現像を繰り返
した場合に生じる、耐久につれて画像濃度の低下が発生
するという問題点や、現像剤中のトナー含有量を一定に
保つためにトナーの補給を繰り返した場合に生じる、非
画像部のかぶりの問題点を改善できる有用な手段は現在
まで提案されていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多数
枚の現像を繰り返して複写した場合にも現像剤の流動性
に変化がなく、現像剤中のトナー含有量が安定してお
り、濃度変化のない画像を安定して得ることが可能な現
像方法を提供することにある。

【００１１】又、本発明の別の目的は、多数枚の複写に
よってもトナーの帯電量分布が均一で且つ安定であり、
かぶりのない画像を安定して提供し得る現像方法を提供
することにある。

【００１２】更に本発明の他の目的は、高画質でかつキ
ャリア付着の抑制された画像を安定して供給しうる現像
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】本発明は、少なくともト
ナーとキャリアとを含む二成分系の電子写真用現像剤を
現像剤容器内で撹拌スクリューによって撹拌し、搬送ス
クリュー及び固定磁心の外周を回転する構造を有する現
像剤担持体により上記現像剤を現像部に搬送して、該現
像部で現像磁極上に磁気ブラシを形成させて像担持体上
に形成された静電潜像を現像する現像方法において、該
キャリアが少なくとも結着樹脂と金属酸化物とを含有す
る保磁力Ｈ_Cが２０乃至３００Ｏｅの範囲にある磁性体
分散型樹脂キャリアであって、該キャリアが、現像剤担
持体表面上の垂直磁場の強さの最大値より大きい磁場中
に予め曝露されて磁化されており、該現像剤担持体の表
面形状が、下記の関係を満足することを特徴とする現像
方法に関する。

【００１４】０．２μｍ≦中心線平均粗さ（Ｒａ）≦５．０μｍ１０μｍ≦凹凸の平均間隔（Ｓｍ）≦８０μｍ０．０３≦Ｒａ／Ｓｍ≦０．５（上記式中、ＲａはＪＩＳ−Ｂ０６０１に準じて測定さ
れる中心線平均粗さであり、ＳｍはＩＳＯ４６８に準じ
て測定される凹凸の平均間隔の値である。）

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の現像方法では、保磁力の
小さい磁性体分散型樹脂キャリアの磁気特性及び現像条
件を改良することによって、前記した本発明の目的を達
成する。本発明者等の詳細な検討によれば、現像剤担持
体表面上の垂直磁場の強さの最大値より大きい磁場中に
予め曝露して磁化されたキャリアを現像に供すれば、複
写動作を繰り返したとしても、現像時にキャリアの残留
磁化の経時変化を抑制することができるので、キャリア
の流動性の変化が抑えられ、画像形成における安定性が
飛躍的に改善できることがわかった。即ち、このような
キャリアを用いれば、多数枚の複写動作によっても流動
性の変化の抑制され、安定したトナー濃度を有する現像
剤が得られ、画像形成においては、安定した濃度の画像
が提供される。更に、多数枚の複写によってもトナーの
帯電量分布を均一に且つ安定に保持することができるの
で、かぶりのない画像が提供される。

【００１６】またキャリアの残留磁化の安定に伴い、現
像ニップ部周辺で発生しやすかったキャリア付着が有効
に防止できることがわかった。現像ニップ部周辺は磁場
が弱く、キャリア付着の発生原因となりやすいが、本願
発明に係るキャリアは安定した残留磁化を有しているた
め、ある程度凝集された状態で存在し、そのため感光体
ドラムへの飛翔が抑制されているものと考えられる。

【００１７】以下、本発明の好ましい実施態様を挙げて
本発明を詳細に説明する。

【００１８】本発明の現像方法に使用されるキャリア
は、現像剤担持体表面上の垂直磁場の対よさの最大値よ
り大きい磁場中において、予め曝露されているため、長
期の使用においても、キャリアの残留磁化の経時変化が
小さく、キャリアの流動性の変化が抑えられたものであ
る。

【００１９】より具体的に述べると、本発明にかかるキ
ャリアは、現像剤担持体表面上の垂直磁場の強さの最大
値と同じ磁場の強さである平行磁場中に１分間曝露した
際の曝露前と曝露後の凝集度の変化率が、曝露前を基準
として５％以下であることが好ましく、より好ましくは
３％以下であり、２％以下であることが特に好ましい。
ここにおける凝集度は、キャリアの流動性を表す指標で
ある。

【００２０】曝露前後のキャリアの凝集度の変化率が、
５％以下である場合には、現像剤の帯電量が初期から安
定し、また多数枚耐久時においても、現像剤の流動性の
低下が抑制され、安定した画像濃度を有するようにな
り、かぶりの抑制された良好な画像を画像出し初期から
耐久後に至るまで長期にわたり得ることが出来るように
なる。

【００２１】本発明におけるキャリアの凝集度の測定方
法を以下に示す。

【００２２】キャリアを直径５．９ｍｍ、深さ２．９ｍ
ｍの円筒状の溶液Ｖ（ｃｍ³ ）である試料容器に入れ、
なるべくキャリアにシェアをかけないようにして、擦り
切り一杯のキャリアの重量Ｍ（ｇ）を測定し、これより
かさ密度（Ｍ／Ｖ）を算出する。かさ密度で、別途測定
した真密度を割ることにより凝集度Ｘを求めた。

【００２３】凝集度Ｘ＝真密度／かさ密度

【００２４】尚、曝露前後のキャリアの凝集度の変化率
は、曝露前及び曝露後のそれぞれのキャリアに対して、
凝集度の測定を１０度繰り返し、その平均値を用いて算
出することにより求めた。

【００２５】キャリアを予め磁化させるための磁場の強
さは、現像剤担持体表面上での垂直磁場の強さの最大値
より大きい必要があるが、より好ましくは１．５乃至１
０倍である。現像剤担持体表面上での垂直磁場の強さの
最大値以下であると現像器中でキャリアが、耐久に従い
磁化されることになり、キャリアの凝集度の経時変化が
大きくなるため好ましくない。また、キャリアを予め
１．５倍以上の磁場中において磁化させた場合には、経
時変化をほぼ抑制することができ、安定した良好な結果
が得られる。１０倍より大きい場合には、残留磁化が大
きくなり過ぎ、現像剤の凝集をほぐすことが困難となり
やすく、特に保磁力が１００Ｏｅを超えるようなキャリ
アを用いた場合にはこの傾向が強くなる。

【００２６】本発明の現像方法では、先に述べたよう
に、キャリアを、予め現像剤担持体表面上での垂直磁場
の強さの最大値より大きい磁場中に曝露して用いるが、
現像剤担持体表面の垂直磁場の強さの最大値としては、
０．５乃至２．０ｋＯｅあることが好ましい。即ち、現
像剤担持体表面の垂直磁場の強さの最大値が０．５ｋＯ
ｅよりも小さいと、現像剤担持体上に現像剤を担持する
ことが困難となり、現像剤担持体の回転時に現像剤の飛
散等が起こる場合があるので好ましくない。又、現像剤
担持体表面の垂直磁場の強さの最大値が２．０ｋＯｅよ
りも大きいと、現像剤の磁気的拘束力は強まるが、含有
するトナーにかかるシェアも増して、トナーの劣化を引
き起こす恐れがある。

【００２７】本発明における磁場の強さの測定にはハン
ディガウスメータ４０４８型（ＦＷ−ＢＥＬＬ製）を用
い、トランスバース型プローブを磁力線に沿って配置し
測定した。

【００２８】また、本発明の現像方法では、保磁力が２
００ｅ以上３００Ｏｅ未満、より好ましくは、保磁力が
１００Ｏｅ以下の保磁力の小さい磁性体分散型樹脂キャ
リアを使用する。先に説明したように、本発明の現像方
法では、現像器中でキャリアに印加される可能性のある
最大限の磁場にキャリアを曝してキャリアを予め磁化さ
せておけばよいので、保磁力は大きくても構わないが、
保磁力が３００Ｏｅ以上であるキャリアを用いると、磁
場中に曝した場合に残留磁化が必要以上に大きくなり過
ぎるので、現像器中の現像剤の撹拌系を大きく改良する
必要が生じてくる。

【００２９】本発明の現像方法で使用したキャリアの保
磁力Ｈ_Cは、理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自
動記録装置ＢＨＶ−３０を用いて測定した。その具体的
な方法としては、円筒状の試料ケースに充填したキャリ
アを±１ｋＯｅの磁場中に曝露し、そのときに描くヒス
テリシスカーブから、磁気力が０ｅｍｕを通過する際
（横軸の切片）の外部磁場を読みとって、保磁力Ｈ_Cを
求めた。

【００３０】本発明においては、現像剤の経時変化を抑
制するために、キャリアを現像剤担持体表面の最大磁場
の強さより大きい磁場中において予め曝露している。曝
露されたキャリアは、曝露される前の状態にあるキャリ
アより凝集性が高まっているが、本発明の現像方法にお
いては、現像剤担持体の表面形状、現像剤の撹拌方法や
現像条件を特定なものとすることにより、上記の様なキ
ャリアを好適に使いこなしている。

【００３１】本発明の現像方法に用いられる現像剤担持
体としては、画像形成の安定化を図るために、表面形状
が以下の関係を満足するものが用いられる。

【００３２】０．２μｍ≦中心線平均粗さ（Ｒａ）≦５．０μｍ１０μｍ≦凹凸の平均間隔（Ｓｍ）≦８０μｍ０．０３≦Ｒａ／Ｓｍ≦０．５より好ましくは、０．５μｍ≦平均中心線粗さ（Ｒａ）≦３．０μｍ１５μｍ≦凹凸の平均間隔（Ｓｍ）≦５０μｍ０．０３≦Ｒａ／Ｓｍ≦０．５

【００３３】上記のＲａ及びＳｍ、ＪＩＳ−Ｂ０６０１
及びＩＳＯ４６８に記載されている中心線平均粗さ及び
凹凸の平均間隔を規定する値であり、夫々次式により求
められる。

【００３４】

【外２】式中、ｆ（ｘ）：測定方向をｘ軸、中心線を０とした時
の粗さをｙ軸とした時の粗さ曲線ｌ：測定長さＳｍｉ：凹凸間隔

【００３５】即ち、中心線平均粗さを表すＲａが０．２
μｍより小さい表面形状の現像剤担持体を用いた場合
は、現像剤の搬送性が不充分なため、耐久による画像む
らや画像の濃度むらが発生し易くなる。一方、Ｒａが
５．０μｍを超えると、現像剤の搬送性には優れるもの
の、ブレード等の現像剤搬送量規制部における規制力が
大きくなり過ぎるため、トナーが摺擦による劣化を受け
易く、耐久時の画質の低下が生じる。

【００３６】凹凸の平均間隔Ｓｍが８０μｍより大きい
現像剤担持体を用いた場合は、現像剤担持体上に現像剤
が保持されにくくなるので画像濃度の低下が生じる。こ
の原因について詳細は不明であるが、ブレード等の現像
剤搬送量規制部等で現像剤担持体との滑りが起こってい
ることから、現像剤担持体表面の凹凸の間隔が広くなり
過ぎると現像剤が密にパッキングされた塊として作用
し、その力が現像剤担持体−現像剤間の保持力を上回る
ようになるためと考えている。一方、凹凸の平均間隔Ｓ
ｍが１０μｍ未満であると、現像担持体表面の凹凸の多
くが現像剤平均粒径よりも小さくなるため、凹部に入り
込む現像剤に粒度選択性が生じ、現像剤微粉成分による
融着が発生し易くなるためと考えている。又、この場合
は、現像剤担持体の製造的にも困難である。

【００３７】更に、上記の観点から、現像剤担持体上の
凸部の高さと凹凸の間隔から求められる凸・凹の傾斜
（≒ｆ（Ｒａ／Ｓｍ））を適宜なものとすることが重要
となる。本発明者らの検討によれば、上記した凸・凹の
傾斜が０．０３〜０．５とした場合に良好な結果が得ら
れ、０．０７〜０．３とした場合に、特に優れた結果が
得られる。即ち、Ｒａ／Ｓｍが０．０３未満であると、
現像剤の現像剤担持体上への保持力が弱いため現像剤担
持体へ現像剤が保持されにくくなるので、現像剤規制部
で搬送量が抑制されず、結果として画像むらが生じる。
一方、Ｒａ／Ｓｍが０．５を超えると現像剤担持体表面
の凹部に入った現像剤が他の現像剤と循環しにくくなる
ため、現像剤融着が発生する。

【００３８】本発明においては、上記したＲａ、Ｓｍの
測定を、接触式表面粗さ測定器ＳＥ−３３００（小坂研
究所社製）を用いて、それぞれＪＩＳ−Ｂ０６０１及び
ＩＳＯ４６８に準拠して行った。

【００３９】又、本発明の現像方法に使用する上記した
所定の表面粗さを有する現像剤担持体を製造する方法と
しては、例えば、不定形・定形粒子を砥粒として用いた
サンドブラスト法、スリーブ円筒方向に凹凸を形成する
ためにサンドペーパーでスリーブ面を軸方向に擦るサン
ドペーパー法、化学処理による方法、弾性樹脂でコート
後樹脂凸部を形成する方法を用いることができる。

【００４０】又、本発明で使用する現像剤担持体の回転
方向は、現像領域における現像剤が重力に逆らって移動
し、汲み上げられる方向とすることが好ましい（図３参
照）。本発明の現像方法においては、図３に示したよう
に、現像剤は、現像剤規制部材の内側で一度現像剤だま
りとして集められるような装置が用いられるが、その現
像剤だまりが撹拌スクリューの近傍に位置しているた
め、現像剤を下から上へと汲み上げる構成にした方が、
上から下へと送り出す構成に比べて現像剤だまりに溜る
現像剤の量が少なくなる。そして、このことによって、
現像剤の撹拌を促進させると同時に、現像剤担持体上へ
の現像剤の搬送をより安定化できるので、均一なコート
状態が達成され、より安定して良好な画像の形成が可能
になるものと考えられる。

【００４１】更に、本発明の現像方法においては、現像
剤担持体と像担持体とが互いに逆方向に回転するカウン
ター方式の現像装置を使用することが好ましい。カウン
ター方式を取り入れることによって、像担持体に対する
磁気ブラシの相対速度が大きくなるために画像階調性が
アップし、又、現像装置の小型化も可能となる。

【００４２】又、本発明においては、上記したような表
面形状を有する現像剤担持体によって現像剤を現像部に
担持・搬送させ、該現像部で像担持体上の静電潜像を現
像するが、現像剤担持体上に現像剤を担持させる場合
に、下記のような条件で行う。本発明の現像方法では、
トナーとキャリアを少なくとも有する二成分系現像剤を
使用するが、該現像剤は、現像剤貯蔵室でトナーとキャ
リアとが撹拌スクリューによって撹拌された後、搬送ス
クリューによって現像剤担持体表面へ搬送され、更に固
定磁心の外周を回転する構造を有する現像剤担持体によ
って現像部に搬送されて、該現像部で現像磁極上に磁気
ブラシを形成させて静電潜像を現像する。本発明におい
ては、この際に使用する搬送スクリューの回転を、現像
剤担持体に対する周速比が０．３乃至１．５となるよう
に構成することが好ましい。該周速比が１．５を超える
と速過ぎて現像剤の劣化が生じやすくなってしまい、一
方、０．３未満では充分な撹拌力が得られず、キャリア
の凝集をふりほどいてトナーとキャリアとをよく混合す
ることが困難となる。

【００４３】又、本発明の現像方法では、この際、撹拌
羽根のピッチが１０乃至３０ｍｍである搬送スクリュー
及び撹拌スクリューを使用する。即ち、使用する撹拌羽
根のピッチが１０ｍｍ未満では、現像剤の軸方向への搬
送速度が遅くなり、トナー補給時のレスポンスが低下し
てしまう。一方、撹拌羽根のピッチが３０ｍｍを超える
ものを使用すると、現像剤の搬送速度が速くなり過ぎ
て、現像剤の撹拌が不充分となる。更に、撹拌スクリュ
ーは、撹拌リブを有していることが好ましく撹拌リブの
軸方向の長さが、羽根ピッチの２０〜９０％であるもの
が中でも好ましい。即ち、これが９０％を超えると現像
剤の搬送速度が小さくなってしまうので好ましくない。
撹拌リブの長さが、羽根ピッチの２０〜９０％である場
合には、現像剤の撹拌及び搬送がバランスよく達成され
る。尚、撹拌リブを有する撹拌スクリューの模式図を図
４に示す。

【００４４】更に、本発明で使用するキャリアとして
は、その個数平均粒径が５乃至５０μｍであるものが適
する。即ち、粒径が５μｍ未満では、キャリア同士の磁
気的な凝集が過度となって、トナーの取り込みが困難と
なる傾向があるので好ましくない。又、粒径が５０μｍ
を超えると、残留磁化によるキャリアの凝集力が重力を
下回るので、先に説明したように、予め磁化させたキャ
リアを使用する意味がなくなってくる。

【００４５】又本発明にかかるキャリアは、形状係数Ｓ
Ｆ−１が１００〜１４０であることが好ましく、また形
状係数ＳＦ−２が１００〜１２０であることが好まし
い。より好ましくは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１２
０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１１０である。キャリ
アの形状を上記の範囲に制御して、更に特定の表面形状
を有する現像剤担持体、撹拌スクリュー及び搬送スクリ
ューを有している現像装置により現像を行うことによ
り、本発明の如く凝集性の高いキャリアを用いた場合に
も、現像剤の凝集を最小限に抑え、トナーとキャリアと
の混合が良好に行われ、また現像剤の流動性に関しても
向上するため、かぶりが抑制された、耐久後においても
安定した画像濃度を有する画像が得られるようになる。
更に上記の如き形状を有するキャリアは、粒子表面が平
滑であるため、トナーがキャリア表面に付着する、所謂
トナースペントを効果的に抑制することができ、長期の
使用における画像形成の安定化がより一層はかられる。

【００４６】ここで、本発明におけるキャリアの個数平
均粒径及び形状係数の測定方法を以下に示す。本発明に
おいては、光学顕微鏡によりランダムに抽出した３００
個以上のキャリア粒子について、ニレコ社製の画像処理
解析装置Ｌｕｚｅｘ３を用いて画像解析を行った。個数
平均粒径は、水平方向フェレ径をもってキャリア粒径と
して測定し、算出した。形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２
は、画像解析データをもとに下式より算出した。

【００４７】

【外３】（式中、ＡＲＥＡは粒子の投影面積を示し、ＭＸＬＮＧ
は粒子の絶対最大長を示し、ＰＥＲＩは粒子の周長を示
す。）

【００４８】更に、本発明で使用するキャリアは、結着
樹脂に金属酸化物を含有させた磁性体分散型樹脂キャリ
アであるが、キャリア中の金属酸化物の含有量を３０乃
至９９ｗｔ％とすることが好ましい。金属酸化物の含有
量が３０ｗｔ％未満であると、キャリアに充分な磁気力
を与えることが難しく、現像時に感光体にキャリアが付
着するという現象を発生し易い。一方、金属酸化物の含
有量が９９ｗｔ％を超えると、キャリアとして充分な強
度が得られ難くなる。

【００４９】キャリアを形成する際に使用できる結着樹
脂中に分散させる金属酸化物としては、種々の金属酸化
物を用いることが可能であるが、この場合に、１種類の
金属酸化物を結着樹脂中に分散させてキャリアを構成し
て用いることもできるが、より好ましくは２種類以上の
金属酸化物を混合して用いる。例えば、マグネタイトと
ヘマタイト、マグネタイトとγ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、マグネタ
イトとＳｉＯ₂ 、マグネタイトとＡｌ₂ Ｏ₃ 、マグネタ
イトとＴｉＯ₂ 、マグネタイトとＣｕ−Ｚｎ系フェライ
トの組み合わせを好ましく用いることができる。場合に
よってはバリウムフェライトの如きハードフェライトを
少量混ぜ合せて用いることもできる。中でも、マグネタ
イトとヘマタイトの組み合わせが、コスト及び強度の面
から好ましい。

【００５０】更に、本発明の現像方法においては、磁性
体分散型樹脂キャリアとして、キャリアの芯材表面に樹
脂を被覆して形成される樹脂コートキャリアを使用する
ことが好ましい。この場合には、キャリア芯材（キャリ
アコア材）に、上記で述べたように、個数平均粒径が５
乃至５０μｍであって、且つ、金属酸化物を結着樹脂中
に含有しているものを使用することが好ましい。

【００５１】本発明において、キャリア、或いはキャリ
アコアを形成する場合に用いられる結着樹脂としては、
その製造方法によっても異なるが、樹脂中に磁性体を混
合し、熱をかけて溶融分散させた後、適宜な粒径に粉砕
して製品を得る粉砕法で製造を行う場合には、下記に挙
げるような熱可塑性樹脂が好んで用いられる。この際に
用いられる熱可塑性樹脂としては、具体的には、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、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、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビ
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、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、ポリアリレート、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。

【００５２】本発明で使用するキャリア、或いはキャリ
アコアを製造する場合は、上記に挙げたような粉砕法に
限定されず、先に挙げたような金属酸化物を、結着樹脂
の形成材料である重合性単量体、及び必要に応じて添加
される添加剤等と混合し、直接的に重合法によって製造
することがより好ましい。重合法によってキャリアの製
造を行うと、形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２が上述した
範囲を満足するキャリアを容易に得ることが出来るため
好ましい。

【００５３】重合法によりキャリアを製造する際に用い
ることのできる重合性単量体としては、スチレン、ｏ−
メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチ
レン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、
ｐ−クロルスチレンの如きスチレン及びその誘導体、エ
チレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如きエ
チレン不飽和モノオレフィン類、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリ
ル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチルの如きα−メ
チレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アク
リル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ
−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
テル類が挙げられる。本発明においては、これらのモノ
マーを単独或いは適宜に混合して用いることができる。

【００５４】キャリア、又はキャリアコアを形成するた
めの結着樹脂としては、上記に挙げた重合性単量体を重
合することにより得られる熱可塑性樹脂の他に、熱硬化
性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂を結着樹脂として
使用する場合には、下記に示す如き樹脂が挙げられる。
具体的には、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、ポリエステル樹脂、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、グリブタール樹脂、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、ポリウレタン樹脂を挙げることができ
る。重合法によってキャリアの製造を行う際には、上記
した樹脂を得ることのできる重合性単量体を適宜用いる
ことができる。

【００５５】本発明の現像方法において使用するキャリ
ア、或いはキャリアコアとしては、上記の中でも、フェ
ノール樹脂を結着樹脂として用いて形成したものがキャ
リア強度及び製造安定性の点で優れている。

【００５６】具体的には、熱硬化系フェノール樹脂を用
いたキャリア、或いはキャリアコアの製造方法として
は、フェノール樹脂の原料モノマーであるフェノール類
をアルデヒド類を塩基性触媒の存在下、先に挙げた磁性
鉄化合物、非磁性金属酸化物及び分散安定剤等の材料と
共に、水性媒体中で懸濁重合して複合体粒子を得る。こ
こで使用されるフェノール類としては、フェノールのほ
か、ｍ−クレゾール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノー
ル、ｏ−プロピルフェノール、レゾールシノール、ビス
フェノールＡを好ましく使用できるが、中でもフェノー
ルが、造粒性、コスト等の点からより好ましく用いるこ
とができる。また、アルデヒド類としてはホルムアルデ
ヒドが最も好ましく用いられる。

【００５７】更に、本発明の現像方法に用いるキャリア
として、樹脂コートキャリアを使用する場合には、上記
のようにして作製したキャリアコア材表面に、コート樹
脂による被覆層を形成したものを使用することが好まし
い。この際に使用するコート樹脂としては、熱可塑性樹
脂であっても、熱硬化性樹脂であってもよい。具体的に
は、熱可塑性樹脂としては、例えば、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
体如きのアクリル樹脂、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、ポリビニルヒロリドン、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、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、ポリアリレート、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が挙げられる。

【００５８】又、熱硬化性樹脂としては、具体的に、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、無
水マレイン酸と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、テレフタル酸と多価アルコール
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
ン樹脂が挙げられる。

【００５９】上記した樹脂は、単独でも使用できるが、
夫々を混合して使用してもよい。又、熱可塑性樹脂に硬
化剤等を混合して硬化させて使用することもできる。キ
ャリア表面に形成する被覆量は、０．５〜１５重量％程
度とすることが好ましい。

【００６０】本発明の現像方法においては、安定した残
留磁化を有するキャリアを得るために、予めキャリアを
磁場中に曝露するが、その方法としては、種々な方法が
考えられる。簡易的な方法としては、電磁石のＳ、Ｎ極
からなる２つの平行平板中に形成した均一な磁場中に、
容器に入れたキャリア粒子を数秒間曝露する方法があ
る。又、一度に大量の曝露処理を行う場合には、図２に
示したように、所定の磁界、Ｎ_１、Ｎ_２、…、Ｎ_ｎ
と、Ｓ_１、Ｓ_２、…、Ｓ_ｎ−１極を有する固定
されたマグネットロール１０３の外周に回転スリーブ１
０１を設け、該回転スリーブ１０１をゆっくり回転させ
ることにより、キャリア粒子を規制部材１０２を介して
一定量ずつ該回転スリーブ１０１上に担持させて所望の
磁場中に曝露する方法を用いることができる。キャリア
は、キャリア投入口１０４から投入され、搬送スクリュ
ー１０６、１０７により回転スリーブ１０１に搬送さ
れ、該回転スリーブ１０１に担持される。そして、回転
スリーブ１０１に担持されている間にキャリアは磁化さ
れながら回転していき、Ｎ_ｎ−１極、Ｎ_ｎ極間の反
発極に到達すると、回転スリーブ１０１から引き剥され
る。そして、引き剥されたキャリアは、搬送スクリュー
１０８により搬送され、キャリア回収口１０５より回収
される。

【００６１】次に本発明において使用されるトナーにつ
いて説明する。

【００６２】本発明において使用されるトナーとして
は、従来公知のものをいずれも使用することができる
が、形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１
００〜１２０である球状のトナーが好適に用いられる。
この様な形状を有するトナーは流動性に優れているた
め、凝集性の高い本発明に係るキャリアと組み合わせた
際にも良好な画像形成が行われるようになる。

【００６３】上記の様な形状を有するトナーを得るため
に、本発明においては、トナーの一部又は全体が重合法
により形成されたトナーを用いることが好ましい。中で
も水系分散媒中で重合性単量体組成物を分散させ、懸濁
重合することにより形成されたトナーは、球形であり平
滑な表面を有するため本発明においては特に好ましい。

【００６４】またトナーの個数平均粒径は、２．０〜１
０．０μｍであることが好ましい。

【００６５】トナーの形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２、
個数平均粒径の測定方法は、キャリアの場合に準ずる。

【００６６】更に本発明に用いられるトナーには、必要
に応じて外添剤を添加することができる。用いられる外
添剤としては、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、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、酸化錫及び酸化亜鉛の如き金属
酸化物、窒化ケイ素の如き窒化物、炭化ケイ素の如き炭
化物、硫酸カルシウム、硫酸バリウム及び炭酸カルシウ
ムの如き金属塩、ステアリン酸亜鉛及びステアリン酸カ
ルシウムの如き脂肪酸金属塩、及びカーボンブラックが
挙げられる。

【００６７】これらの外添剤は、好ましくはトナー粒子
１００重量部に対し、０．０１〜１０重量部用いられ、
更に好ましくは、０．０５〜５重量部用いられる。ま
た、これらの外添剤は、単独で用いても、複数種を併用
しても良いが、それぞれ疎水化処理を行ったものを用い
るのがより好ましい。

【００６８】次に本発明の現像方法を図３に沿って説明
する。

【００６９】図３は、本発明の現像方法を実現する現像
装置の一例である。現像装置は現像剤容器２を有し、そ
の内部は、隔壁３によって現像室４と撹拌室５とに区画
され、撹拌室５の上方には、トナー貯蔵室６が備えられ
ており、現像剤容器２内に適宜にトナーを供給できるよ
うに構成されている。そして、現像室４及び撹拌室５内
には、トナー粒子と磁性キャリア粒子とが混合されて形
成された現像剤７が収容されており、現像室４内には、
搬送スクリュー１０が収容されている。現像室４内の現
像剤７は、この搬送スクリュー１０の回転駆動によって
現像スリーブ９の長手方向に向けて搬送される。又、現
像剤容器２内の撹拌室５には撹拌スクリュー８が収容さ
れており、該撹拌スクリュー８の回転によって、現像剤
を現像スリーブ９の長手方向に沿って搬送している。こ
の際、撹拌スクリュー８による現像剤搬送方向は、トナ
ー粒子と磁性キャリア粒子とを撹拌するための現像室４
内の搬送スクリュー１０によるそれとは反対方向になる
ように構成されている。現像容器２内の隔壁３には、手
前側と奥側に開口が設けられており、撹拌スクリュー８
で搬送された現像剤がこの開口の１つから搬送スクリュ
ー１０に受け渡され、搬送スクリュー１０で搬送された
現像剤が上記開口の他の１つから撹拌スクリュー８に受
け渡されるようになっている。

【００７０】トナーは、上記した現像剤の受け渡しが行
なわれる際に、磁性キャリア粒子との摩擦によって潜像
を現像するための極性に帯電される。図３に示されてい
るように、現像剤容器２の感光ドラム１１に近接する部
位には開口部が設けられており、該開口部の位置にアル
ミニウムや非磁性ステンレス鋼製等の非磁性現像スリー
ブ９が設けられている。該現像スリーブ９は、図３中に
示した矢印ａ方向に回転して、トナー及びキャリアが混
合されてなる現像剤を現像部１２に担持・搬送する。こ
の現像スリーブ９の内部には、固定された状態で磁石１
３が収容されている。この例では、図３に示したよう
に、現像磁極Ｓ₁ をはじめ、Ｎ₁ 、Ｎ₂ 、Ｎ₃ 、Ｓ₂ を
有している。かかる構成により、従来と同様に、現像ス
リーブ９の回転によりＮ₃ 極で汲み上げられた現像剤
は、Ｓ₂ 極からＮ₁ 極へと搬送され、その途中で規制部
材１４で規制され、現像剤の薄層を現像スリーブ９上に
形成する。そして、現像磁極Ｓ₁ の磁界中で穂立ちした
現像剤は、現像部１２の位置で矢印ｂ方向に回転する感
光ドラム１１に対向し、感光ドラム１１上の静電潜像を
現像する。その後、現像スリーブ９の回転に伴って、Ｎ
₃ 極、Ｎ₂ 極間の反発磁界に搬送され、この反発磁界よ
り現像スリーブ９上の現像剤は現像室４内に落下する。
現像室４内に落下した現像剤は、撹拌室５内の撹拌スク
リュー８、及び現像室４内の搬送スクリュー１０の作用
により再び撹拌し搬送されて現像に用いられる。

【００７１】本発明において、図３に示す様な撹拌スク
リュー及び搬送スクリューの２本のスクリューを有する
現像装置を用いた場合には、現像剤が現像部に供給され
るまでにスクリューによって充分に混合されるため、本
発明に係るキャリアの如き凝集性の高いキャリアであっ
てもトナーと充分に混合され、画像形成に際しては、初
期から耐久後に至るまで安定して、高画像濃度であり、
かぶりの抑制された画像が得られる様になる。

【００７２】

【実施例】次に、本発明の実施例及び比較例を挙げて本
発明を更に具体的に説明するが、本発明は実施例によっ
て何ら制限されない。

【００７３】実施例１（キャリアの作製）本実施例で使用したキャリアの作製
方法を説明する。先ず、下記の方法で樹脂コートキャリ
アの芯材であるキャリアコアを得た。・フェノール１０重量部・ホルムアルデヒド（ホルムアルデヒド約４０％、メタノール１０約％、残りは水）６重量部・マグネタイト（粒径０．２４μｍ）３５重量部・ヘマタイト（α−Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：粒径０．６０μｍ）４９重量部

【００７４】上記材料と、水、塩基性触媒として２８％
アンモニア水、重合安定化剤としてフッ化カルシウムを
フラスコに入れ、撹拌、混合しながら４０分間で８５℃
まで昇温し、その温度を保持して３時間反応させて樹脂
を硬化させた。その後、３０℃まで冷却し、０．５リッ
トルの水を添加した後、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以
下）、５０〜６０℃で乾燥して、マグネタイトとヘマタ
イトとがフェノール樹脂をバインダとして結合している
状態の球状のキャリアコアを得た。

【００７５】上記で得られたキャリアコアの表面に、熱
硬化性のシリコーン樹脂を以下の方法でコートした。コ
ートする場合に、コート樹脂量が１重量％になるように
トルエンを溶媒として１０重量％のキャリアコート用の
塗工溶液を作製した。このコート溶液を剪断応力を連続
して印加しつつ溶媒を揮発させて、キャリアコア表面へ
のコートを行った。この状態の粒子を２５０℃で１時間
キュアし、解砕した後１００メッシュの篩で分級した。
得られたキャリア粒子を２．０ｋＯｅの平行磁場中に１
分間曝露して本実施例で使用するキャリア１を得た。顕
微鏡により、磁場中に曝露する前のキャリア粒子を観察
したところ、キャリア粒子は図１（ａ）に示した様に数
珠つなぎになった部分は僅かであったが、曝露後のキャ
リアを観察したところ図１（ｃ）に示した様に数珠つな
ぎになった状態がはっきり確認された。このようにして
得られたキャリア１の個数平均粒径は３３μｍ、形状係
数ＳＦ−１は１１５、ＳＦ−２は１１０であり、保磁力
Ｈ_C は７５Ｏｅであり、凝集度は２．０２であった。

【００７６】（トナーの作製）本実施例では、トナーと
して、以下のようにして作製したシアントナーを用い
た。・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重量部・銅フタロシアニン顔料５重量部・ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸のクロム錯塩４重量部

【００７７】これらを充分予備混合した後、溶融混練
し、冷却後ハンマーミルを用いて粒径約１〜２ｍｍ程度
に粗粉砕した。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エルボジ
ェット分級機を用いて分級し、負帯電性のシアン色の樹
脂組成物微粉体を得た。

【００７８】上記微粉体１００重量部と、疎水化処理し
た酸化チタン微粉体１．２重量部とをヘンシェルミキサ
ーにより混合して、トナー１を調製した。得られたトナ
ー１の重量平均粒径（Ｄ４）は６．４μｍ、個数平均粒
径は４．８μｍであり、形状係数ＳＦ−１が１３０、Ｓ
Ｆ−２が１２１であった。

【００７９】次に、上記で作製した保磁力Ｈ_C が７５Ｏ
ｅのキャリア１を１ｋＯｅの平行磁場中に１分間曝露し
た。キャリアの凝集度を曝露前後で測定したところ、曝
露前の凝集度は２．０２であり、曝露後の凝集度が２．
０４であり、変化の割合は０．９％であった。

【００８０】上記の如くして得られたキャリア１と、上
記で得られたシアントナーとをトナー濃度８．０重量％
となる様に混合し、二成分系現像剤を得た。常温常湿
（２５℃／６０％ＲＨ）環境下において、この現像剤を
図３に示した如き構成を有する現像器内に入れ、キヤノ
ン製フルカラーレーザー複写機ＣＬＣ−５００改造機に
より画像出しを行った。図３の装置において、現像スリ
ーブ９と現像剤規制部材１４との距離Ａを６００μｍと
し、現像スリーブ９と静電潜像担持体との距離Ｂを５０
０μｍとした。このときの現像ニップは５．１ｍｍであ
った。又、現像スリーブ９と搬送スクリュー１０との周
速比を２：１とした。実施例１において用いた「現像ス
リーブＡ」の垂直磁場の強さの最大値は、１ｋＯｅ（現
像極Ｓ₁ ）であり、現像スリーブＡの中心線平均粗さ
（Ｒａ）は１．１０μｍであり、凹凸の平均間隔（Ｓ
ｍ）は２７μｍであり、Ｒａ／Ｓｍは０．０４であっ
た。又、図４において、撹拌スクリュー８の撹拌羽根２
０１の羽根ピッチ２０３を２０ｍｍ、撹拌リブ２０２の
長さ２０４を８ｍｍとし、図４において、搬送スクリュ
ー８の撹拌羽根ピッチを２０ｍｍとした。更に、現像条
件を、交番電界２ｋＶ（ピーク間電圧）、周波数２ｋＨ
ｚの矩形波とし、及び現像バイアスが−４７０Ｖとなる
ように設定した。更に、トナー現像コントラスト（Ｖ
_cont）を３４０Ｖ、カブリ取り電圧（Ｖ_back）を１００
Ｖとした。又、感光ドラムの一次帯電を、−５７０Ｖと
した。この現像条件で、感光ドラム上のデジタル潜像を
現像し、３万枚の耐久試験を行った。

【００８１】耐久試験中の初期、１０００枚終了後、３
０００枚終了後、１００００枚終了後、３００００枚終
了後に、画像出しを止めて、現像剤をサンプリングして
現像剤中のトナー濃度を測定した。結果、測定した現像
剤中のトナー濃度は、初期に設定したトナー濃度値で概
ね安定していた。また、３００００枚の耐久試験終了後
の現像剤を取り出して顕微鏡によりキャリア表面を観察
したところ、キャリア表面にはトナーの付着が見られ
ず、トナースペントが発生していないことが確認され
た。

【００８２】現像剤中のトナー濃度の測定は、以下のよ
うにして行なった。

【００８３】現像剤約３ｇを遠心力分離用の遠心管（約
１００ｍｌ）にとり、精秤した後、少量の界面活性剤を
含む水５０ｍｌを加え、超音波洗浄機により１０分間撹
拌する。次に遠心分離器を用いて３５００ｒｐｍで約５
分間遠心分離を行なった後、上澄みをスポイトで除去す
る。上澄みの除去後、再度、界面活性剤を含む水５０ｍ
ｌを加え、同様の洗浄操作を計３回繰り返す。３回目の
終了後、残ったキャリアを減圧乾燥し、更に常温常圧環
境下に２日間放置した後に精秤し、最初に精秤した際の
重量との差分をトナー重量として、トナー濃度を算出す
る。

【００８４】また、得られた画像に関しても、初期から
経時変化がほとんど見られず、かぶりも無く、ベタ画像
の濃度も高く、ハーフトーン部の再現性、ライン画像の
再現性も良好で安定していた。

【００８５】かぶりの評価は、リフレクトメーターＴＣ
−６ＤＳ（東京電色製）により測定した出力画像の白地
部分の反射率より記録紙の反射率を差し引いた値を用い
て、下記の基準で評価した。Ａ：１．５％未満Ｂ：１．５％以上２．５％未満Ｃ：２．５％以上４．０％未満Ｄ：４．０％以上

【００８６】画像ムラの評価は、３０００枚目の画像出
しが終了した時点で、ベタ黒画像を出力して、その画像
における画像ムラを目視で観察し、以下の基準で評価し
た。Ａ：画像ムラは未発生Ｂ：若干の画像ムラが観察されるＣ：画像ムラが目立つ

【００８７】上記の各評価の結果を表２に示す。

【００８８】実施例２３ｋＯｅの平行磁場中でキャリアの磁化を行なった以外
は実施例１と同様にして、キャリア２を製造した。キャ
リア２を使用する以外は実施例１と同様にして、画像出
しを行なった。得られた画像は、かぶりもなく、ベタ、
ハーフトーン、ライン画像の再現性も安定しており良好
なものであった。キャリア２の物性を表１に示し、評価
結果を表２に示す。

【００８９】比較例１平行磁場中に曝露して磁化する処理を省略したこと以外
は実施例１と同様にして、キャリア３を製造した。キャ
リア３を使用する以外は実施例１と同様にして、画像出
しを行なった。画像出しの初期においては、トナーの取
り込みが良く、再現性に優れた画像であったが、３００
０枚を超えるあたりから徐々に白地部にかぶりが発生し
た。キャリア３の物性を表１に示し、評価結果を表２に
示す。

【００９０】比較例２２００Ｏｅの平行磁場中でキャリアの磁化を行なった以
外は実施例１と同様にして、キャリア４を製造した。キ
ャリア４を使用する以外は実施例１と同様にして、画像
出しを行なった。画像出しの初期においては、トナーの
取り込みが良く、再現性に優れた画像であったが、３０
００枚を超えるあたりから徐々にかぶりが発生した。キ
ャリア４の物性を表１に示し、評価結果を表２に示す。

【００９１】実施例３キャリアに含有させるヘマタイトの使用量を減らし、代
わりにバリウムフェライトを用いる以外は実施例１と同
様にして、キャリア５を製造した。キャリア５を使用す
る以外は実施例１と同様にして、画像出しを行なった。
得られた画像は、ベタ、ハーフトーン、ライン画像の再
現性に関して安定していたが、わずかにかぶりが発生し
ており、現像剤中のトナー濃度には、若干の変化がみら
れた。キャリア５の物性を表１に示し、評価結果を表２
に示す。

【００９２】比較例３キャリアに含有させる金属酸化物をバリウムフェライト
に変更する以外は実施例１と同様にして、キャリア６を
製造した。キャリア６を使用する以外は実施例１と同様
にして、画像出しを行なった。トナーの取り込みが若干
劣るために、画像出しにおいては、１００枚を超えるあ
たりからかぶりが目立ちはじめ、１０００枚時には画像
の全面にかぶりが発生した。キャリア６の物性を表１に
示し、評価結果を表２に示す。

【００９３】実施例４・フェノール１２重量部・ホルムアルデヒド（ホルムアルデヒド約４０％、メタノール１０約％、残りは水）７重量部・マグネタイト（粒径０．２４μｍ）３８重量部・ヘマタイト（α−Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：粒径０．６０μｍ）４６重量部

【００９４】上記材料と、水、塩基性触媒として２８％
アンモニア水、重合安定化剤としてフッ化カルシウムを
フラスコに入れ、撹拌、混合しながら４０分間で８５℃
まで昇温し、その温度を保持して３時間反応させて樹脂
を硬化させた。その後、３０℃まで冷却し、０．５リッ
トルの水を添加した後、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以
下）、５０〜６０℃の環境下、撹拌することによって粒
子にシェアをかけながら乾燥して、マグネタイトとヘマ
タイトとがフェノール樹脂をバインダとして結合してい
る状態の球状のキャリアコアを得た。

【００９５】上記のようにして得られたキャリアコアを
用いる以外は実施例１と同様にしてキャリア７を得た。
キャリア７を使用する以外は実施例１と同様にして画像
出しを行なった。得られた画像は、ベタ、ハーフトー
ン、ライン画像の再現性に関して安定していたが、耐久
につれて若干画像濃度が低下し、わずかにかぶりが発生
した。キャリア７の物性を表１に、評価結果を表２に示
す。

【００９６】実施例５垂直磁場の強さの最大値が１ｋＯｅ（現像極Ｓ₁ ）であ
り、中心線平均粗さ（Ｒａ）が３．５μｍ、凹凸の平均
間隔（Ｓｍ）が３５μｍ、Ｒａ／Ｓｍが０．１である現
像スリーブＢを用いる以外は実施例１と同様にして、画
像出しを行なった。得られた画像は、かぶりもなく、ベ
タ、ハーフトーン、ライン画像の再現性も安定しており
良好なものであったが、耐久するにつれ、画像濃度が若
干低下した。評価結果を表２に示す。

【００９７】実施例６垂直磁場の強さの最大値が７００Ｏｅ（現像極Ｓ₁ ）で
あり、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ、凹凸の平
均間隔（Ｓｍ）が１５μｍ、Ｒａ／Ｓｍが０．０１３で
ある現像スリーブＣを用いる以外は実施例１と同様にし
て、画像出しを行なった。得られた画像は、かぶりもな
く、ハーフトーン、ライン画像の再現性も安定しており
良好なものであったが、ベタ画像の画像出しにおいて
は、若干の画像ムラが見られた。評価結果を表２に示
す。

【００９８】比較例４垂直磁場の強さの最大値が１ｋＯｅ（現像極Ｓ₁ ）であ
り、中心線平均粗さ（Ｒａ）が６．０μｍ、凹凸の平均
間隔（Ｓｍ）が４０μｍ、Ｒａ／Ｓｍが０．１５である
現像スリーブＤを用いる以外は実施例１と同様にして、
画像出しを行なった。スリーブ上では、現像ニップ部周
辺の現像剤量が多くなっており、それに伴う若干のかぶ
りが画像出しの初期から見られた。また、３０００枚を
過ぎたあたりから、徐々に細線再現性が低下した。評価
結果を表２に示す。

【００９９】比較例５垂直磁場の強さの最大値が１ｋＯｅ（現像極Ｓ₁ ）であ
り、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ、凹凸の平均
間隔（Ｓｍ）が３．５μｍ、Ｒａ／Ｓｍが０．０２９で
ある現像スリーブＥを用いる以外は実施例１と同様にし
て、画像出しを行なった。スリーブの現像剤の搬送力が
小さいために、現像バイアス印加時の現像ニップ部の現
像剤量が安定せず、画像濃度にむらが生じた。評価結果
を表２に示す。

【０１００】実施例７下記の方法により得られたトナー２を使用すること以外
は実施例１と同様にして、現像剤を調製し、得られた現
像剤を用いて画像出しを行なった。得られた画像は、高
精細であり、かぶりもなく、更に多数枚の複写によって
も安定した高画質画像が得られた。評価結果を表２に示
す。

【０１０１】（トナーの作製）イオン交換水７１０重量
部に０．１Ｍ−Ｎａ₃ ＰＯ₄ 水溶液４５０重量部を投入
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、１２０００ｒｐｍにて撹拌した。
これに０．１Ｍ−ＣａＣｌ₂ 水溶液６８重量部を徐々に
添加し、Ｃａ₃ （ＰＯ₄ ）₂ を含む水系媒体を得た。

【０１０２】一方、（モノマー）スチレン１６５重量部ｎ−ブチルアクリレート３５重量部（着色剤）Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３１５重量部（荷電制御剤）サリチル酸金属化合物３重量部（極性樹脂）飽和ポリエステル（酸価１４ｍｇＫＯＨ／ｇ、ピーク分子量８０００）１０重量部（離型剤）エステルワックス３０重量部

【０１０３】上記処方を６０℃に加温し、ＴＫ式ホモミ
キサーを用いて均一に溶解・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重量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製し
た。

【０１０４】前記で得た水系媒体をＴＫ式ホモミキサー
にて１２０００ｒｐｍで撹拌しながら、上記重合性単量
体組成物を投入し、約１０分間造粒を行なった。重合性
単量体組成物の分散された水系媒体を、スターラーにて
撹拌しつつ、６０℃で窒素雰囲気下において、１０時間
重合反応を行なった。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Ｃａ₃ （ＰＯ₄ ）
₂ を溶解させた後、ろ過、水洗及び乾燥をして、シアン
色着色懸濁粒子を得た。

【０１０５】この着色粒子１００重量部に対して、疎水
化処理したシリカ微粉体１．２重量部をヘンシェルミキ
サーにより混合して、トナー２を調製した。得られたト
ナー２は、重量平均粒径（Ｄ４）が６．８μｍ、個数平
均粒径（Ｄ１）が５．０μｍ、形状係数ＳＦ−１が１２
５、ＳＦ−２が１１２であった。

【０１０６】

【表１】

【０１０７】

【表２】

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像方法
によれば、繰り返しの複写によって生ずる現像剤の流動
性変化をなくすことができ、その結果、多数枚の複写に
よってもトナー含有量が安定化し、濃度の安定した画
像、かぶりのない画像を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】残留磁化とキャリアの状態を示す図であって、
（ａ）は初期、（ｂ）は千枚連続複写後、（ｃ）は１万
枚連続複写後の状態を夫々示す。

【図２】キャリアを磁化する装置の一例を示す概略断面
図である。

【図３】本発明の現像方法を実現する現像装置の一例を
示す概略断面図である。

【図４】本発明で使用する撹拌スクリューの一例の模式
的概略図である。

【符号の説明】

１現像器２現像容器３隔壁４現像室５撹拌室６トナー貯蔵室７現像剤８撹拌スクリュー９現像スリーブ１０搬送スクリュー１１感光ドラム１２現像部１３磁石１４現像剤規制部材Ａ現像スリーブと現像剤規制部材との距離Ｂ現像スリーブと感光ドラムとの距離Ｃ現像ニップ１０１回転スリーブ１０２規制部材１０３マグネットロール１０４キャリア投入口１０５キャリア取り出し口１０６搬送スクリュー１１０７搬送スクリュー２１０８搬送スクリュー３２０１撹拌羽根２０２リブ２０３羽根ピッチ２０４リブ長さ

フロントページの続き (72)発明者佐藤祐弘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 (72)発明者徳永雄三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

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともトナーとキャリアとを含む二
成分系の電子写真用現像剤を現像剤容器内で撹拌スクリ
ューによって撹拌し、搬送スクリュー及び固定磁心の外
周を回転する構造を有する現像剤担持体により上記現像
剤を現像部に搬送して、該現像部で現像磁極上に磁気ブ
ラシを形成させて像担持体上に形成された静電潜像を現
像する現像方法において、該キャリアが、少なくとも結着樹脂と金属酸化物とを含
有する保磁力Ｈｃが２０乃至３００Ｏｅの範囲にある磁
性体分散型樹脂キャリアであって、該キャリアが、現像
剤担持体表面上の垂直磁場の強さの最大値より大きい磁
場中に予め曝露されて磁化されており、該現像剤担持体の表面形状が、下記の関係を満足するこ
とを特徴とする現像方法。０．２μｍ≦中心線平均粗さ（Ｒａ）≦５．０μｍ１０μｍ≦凹凸の平均間隔（Ｓｍ）≦８０μｍ０．０３≦Ｒａ／Ｓｍ≦０．５（上記式中、ＲａはＪＩＳ−Ｂ０６０１に準じて測定さ
れる中心線平均粗さであり、ＳｍはＩＳＯ４６８に準じ
て測定される凹凸の平均間隔の値である。）
【請求項２】現像剤担持体表面上での垂直磁場の強さ
の最大値が０．５乃至２．０ｋＯｅであり、キャリアを
予め暴露する磁場の強さと現像剤担持体表面上での垂直
磁場の強さの最大値とが、下記関係を満足することを特
徴とする請求項１に記載の現像方法。【外１】
【請求項３】該キャリアが、２０乃至１００Ｏｅの保
磁力Ｈｃを有していることを特徴とする請求項１又は２
に記載の現像方法。
【請求項４】該キャリアは、現像剤担持体表面上の垂
直磁場の強さの最大値と同じ磁場の強さである平行磁場
中に１分間曝露した際、曝露前と曝露後の凝集度の変化
率が、曝露前の基準にして５％以下であることを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載の現像方法。
【請求項５】該キャリアは、現像剤担持体表面上の垂
直磁場の強さの最大値と同じ磁場の強さである平行磁場
中に１分間曝露した際、曝露前と曝露後の凝集度の変化
率が、曝露前を基準にして３％以下であることを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載の現像方法。
【請求項６】該キャリアが、現像剤担持体表面上の垂
直磁場の強さの最大値と同じ磁場の強さである平行磁場
中に１分間曝露した際、曝露前と曝露後の凝集度の変化
率が、曝露前を基準にして２％以下であることを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載の現像方法。
【請求項７】該キャリアの形状係数ＳＦ−１が１００
〜１４０であり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１２０で
あることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
の現像方法。
【請求項８】該キャリアの形状係数ＳＦ−１が１００
〜１２０であり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１１０で
あることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
の現像方法。
【請求項９】該キャリアの個数平均粒径が５乃至５０
μｍであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか
に記載の現像方法。
【請求項１０】該キャリアが、キャリア芯材表面を樹
脂で被覆した樹脂コートキャリアであることを特徴とす
る請求項１乃至９のいずれかに記載の現像方法。
【請求項１１】該キャリアが、キャリア重量を基準と
して３０乃至９９重量％の金属酸化物を含有しているこ
とを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の現
像方法。
【請求項１２】該金属酸化物が、磁気特性として、保
磁力が０乃至３００Ｏｅ、飽和磁化が０乃至８０ｅｍｕ
／ｇ、残留磁化が０乃至２０ｅｍｕ／ｇを満足すること
を特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の現像
方法。
【請求項１３】該キャリアが、重合法により製造され
たキャリアであることを特徴とする請求項１乃至１２の
いずれかに記載の現像方法。
【請求項１４】キャリアを構成する結着樹脂が、フェ
ノール樹脂であることを特徴とする請求項１乃至１３の
いずれかに記載の現像方法。
【請求項１５】該搬送スクリューが、現像剤担持体に
対して周速比０．３乃至１．５で回転しており、該搬送
スクリューの撹拌羽根のピッチが１０乃至３０ｍｍであ
ることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載
の現像方法。
【請求項１６】該撹拌スクリューは、撹拌羽根のピッ
チが１０乃至３０ｍｍであり、該撹拌スクリューの有す
る撹拌リブの軸方向の長さが撹拌羽根ピッチの２０乃至
９０％であることを特徴とする請求項１乃至１５のいず
れかに記載の現像方法。
【請求項１７】該現像剤担持体が、現像領域において
現像剤が重力に逆らって移動する方向に回転しているこ
とを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の現
像方法。
【請求項１８】該現像剤担持体が、像担持体とは逆方
向に回転していることを特徴とする請求項１乃至１７の
いずれかに記載の現像方法。
【請求項１９】該現像剤担持体表面上の垂直磁場の強
さの最大値が、０．５乃至２．０ｋＯｅであることを特
徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の現像方
法。