JP2002116618A

JP2002116618A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002116618A
Application number: JP2000311024A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ozawa; 義夫小沢; Eiji Ochiai; 英司落合; Shoichi Sakata; 昌一坂田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】二成分現像方式でトナーの薄層を形成した
後、非接触法により、トナーを静電潜像担持体上の潜像
に飛翔させる現像方式において、カブリの発生を回避し
つつ、現像の残像（ゴースト）の履歴現象の発生を防
ぐ。【解決手段】静電潜像担持体３は、アモルファスシリ
コンの感光層を含む、厚さ１０〜２５μｍの感光体を表
面に有し、静電潜像担持体と現像ロール２との間に０〜
２００Ｖのバイアス電圧Ｖｄｃ１を印加する第一直流用
電源部７ａと、交流用電源部７ｂとを設け、磁気ロール
１に電圧を印加する第二直流用電源８を設け、現像ロー
ルの電位と磁気ロールの電位との電位差を１００〜３５
０Ｖ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、電子写真方式を利
用した複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複
合機等の画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアを用
いて非磁性トナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、
帯電したトナーのみを現像ロール上に保持し、トナーを
飛翔させることにより静電潜像を現像する非接触現像方
式を採用する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、非接触現像方式は、一成分現像の
手段として検討されてきたが、近年、高速の画像形成装
置として、例えば、感光体上に複数のカラー画像を順次
に形成する１ドラム色重ね方式用等に検討されてきた。
この１ドラム色重ね方式では、感光体上に正確にトナー
を重ねることにより、色ずれの少ないカラー画像を形成
することが可能で、カラーの高画質化に適した技術とし
て注目されてきた。

【０００３】そして、従来の非接触現像方式の一例が、
米国特許第３，８６６，５７４号に開示されている。こ
の技術によれば、ドナーロール（現像ロール）上に非磁
性トナーの薄層を形成し、感光体に対し非接触に設置
し、交流電圧によって感光体潜像にトナーを飛翔させて
いる。

【０００４】また、従来の非接触現像方式の他の一例
が、米国特許第３，９２９，０９８号に開示されてい
る。この技術によれば、磁気ロールを用いて二成分現像
剤をドナーロールに進ませ、このドナーロール上へトナ
ーを転移させてトナー薄層を形成する現像装置が示され
ている。この例では、二成分現像方式を採用し、ドナー
ロール上への薄層形成は可能なものの、トナー帯電が高
くなった場合に、ドナーロール上のトナーの分離が困難
になり、強い交流電圧を印加することが必要とされる。
しかし、強い交流電圧は、感光体上のトナー薄層を乱し
てしまうので、色重ねには不適当であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術においては、トナーの帯電制御が複雑であ
り、現像ロールに大きなバイアス電圧（現像電圧）を必
要としてた。このため、現像ロール上に、トナーの消費
領域と非消費領域とが発生し、そのロール上におけるト
ナーの付着状態と、新たに供給されたトナーとの間に電
位差が生じやすい。その結果、前回の現像画像の一部が
次回の画像の現像の際に、残像（ゴースト）のように現
れる現象、いわゆる履歴現象が発生し易いという問題点
があった。

【０００６】そこで、履歴現象の発生を防止するため、
特開平１１−２３１６５２号公報には、現像ロール上の
現像トナーを掻き取るための部材と、掻き取られたトナ
ーの回収装置が開示されている。しかし、掻き取り部材
を設けると、トナーに大きな物理的又は電気的なストレ
スを与え、トナー劣化の要因となる。

【０００７】また、特開平３−１１３４７４号公報に
は、いわゆるパウダークラウド現像法が提案されてい
る。このパウダークラウド現像法では、ドナーロールと
感光体との間にワイヤーからなる補助電極を設け、この
補助電極に弱い交流電圧を印加することにより、現像さ
れたトナーを乱さずに色重ねすることができる。しか
し、この技術では、補助電極のワイヤーが非常に汚れ易
く、また、ワイヤーが振動すると、画像劣化が発生する
傾向がある。

【０００８】また、電子写真学会誌第１９刊、第２号
（１９８１）、ｐｐ．４４−５１には、二成分現像剤を
用いたタッチダウン現像法における現像ロール上のトナ
ー薄層の形成について理論的な考察が記載されている。
しかし、タッチダウン現像法では、現像残トナーと補給
トナーとの入れ替わりが容易でなく、選択現像が発生し
て現像性が低下するおそれがある。

【０００９】本発明は、上記の問題を解決すべくなされ
たものであり、二成分現像剤を使用する非接触現像方式
の画像形成装置において、残像の発生を抑制するととも
に、鮮明な画像を形成することができる技術の提供を目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】現像ロールと静電潜像担
持体との間に印加される高すぎるバイアス電圧によりト
ナーが過剰帯電して発生するゴーストをなくすために
は、このバイアス電圧を低くすることが対策として考え
られる。しかし、単にこのバイアス電圧を低くしただけ
では、今度は十分な画像濃度が得られず、さらに、カブ
リが発生し易くなって鮮明が画像を形成することができ
ない。そこで、この出願に係る発明者は、種々の実験及
び検討を重ねた結果、静電潜像担持体として従来から用
いられてきたＯＰＣ（有機感光体）に替えてアモルファ
スシリコンを用いて感光体の厚さを低くすれば、感光体
表面の電荷密度が向上するので、現像性を損なうことな
く、バイアス電圧を低くできることに想到した。

【００１１】そこで、本発明の請求項１に係る画像形成
装置によれば、トナーを帯電させて保持するキャリアに
よる磁気ブラシを発生させる磁気ロールと、磁気ブラシ
から供給されたトナーによりトナー薄層が表面に形成さ
れる現像ロールと、トナー薄層のトナーを静電潜像に応
じて選択的に飛翔させて画像形成する静電潜像担持体と
を備えた画像形成装置において、静電潜像担持体は、ア
モルファスシリコンの感光層を含む、厚さ１０〜２５μ
ｍの感光体を表面に有し、静電潜像担持体と前記現像ロ
ールとの間に０〜２００Ｖのバイアス電圧を印加する第
一直流用電源部と、交流用電源部とを設け、磁気ロール
に電圧を印加する第二直流用電源を設け、現像ロールの
電位と磁気ロールの電位との電位差を１００〜３５０Ｖ
とする構成としてある。

【００１２】このように、本発明の画像形成装置によれ
ば、感光体を薄くするとともに、バイアス電圧を低く
し、さらに、磁気ロールと現像ロールとの電位差を所定
の値としている。これにより、ドナーの過剰帯電を抑制
して残像の発生を抑制するとともに、鮮明な画像を形成
することができる。

【００１３】すなわち、感光体を薄くすると、飽和帯電
電位が低下するとともに、絶縁破壊に至る耐電圧が低下
する。その一方で、感光体を薄くすると、潜像形成時の
感光体表面の電荷密度が向上して現像性が向上する。そ
して、この性質は、誘電率が約１０程度と高いアモルフ
ァスシリコン感光体では、厚さが２５μｍ以下、より好
ましくは２０μｍ以下の場合に特に顕著である。しか
し、感光体の厚さが１０μｍ未満となると、感光体の電
位の調整が困難となり、いわゆる黒点やカブリが発生し
易くなり、また、飽和帯電電位が低下して、必要な帯電
電位を確保することが困難になる傾向がある。したがっ
て、本発明では、アモルファスシリコン感光体の厚さを
１０〜２５μｍとしている。

【００１４】また、アモルファスシリコン感光体は、露
光後電位が１０Ｖ以下と極めて低いため、感光体の表面
電位を低く設定しても十分な電位差を得ることができる
ので、現像性を高めるのに有利である。

【００１５】なお、画像装置に用いる感光体としては、
従来からＯＰＣ感光体（有機光導電体）が知られてい
る。しかしながら、ＯＰＣ感光体は、感光層表面が柔ら
かく、クリーニングブレードの摺擦により、感光層が削
れ易いという問題があった。そこで、ＯＰＣ感光体に比
べて表面が硬質であり、耐久性や機能保持性（メンテナ
ンスフリー）に優れていることから、厚さが２５μｍ以
上のアモルファスシリコン感光体が近年使用されてい
た。その上、アモルファス感光体は、グロー放電分解法
等を用いて製膜されるため、感光体の厚さが厚いと製造
時間やコストが掛かり、経済的に不利である。

【００１６】そして、本発明では、バイアス電圧（現像
バイアス）を０〜２００Ｖ、より好ましくは１００Ｖ以
下という低電圧としているので、感光体を薄くすること
により、飽和帯電電位が低下するとともに、絶縁破壊に
至る耐電圧が低下しても、実用上問題ない。

【００１７】さらに、バイアス電圧を低くしたことによ
り、現像ロールにトナーが付着する静電気力が小さくな
る。その結果、現像ロール上の現像残トナーを、掻き取
りブレード等の特別な装置を設けることなく、現像ロー
ルと磁気ロールとの周速差による磁気ブラシ効果により
効率良く磁気ロールに回収することができる。そして現
像残トナーの回収とともに、新規トナーの現像ロールへ
の供給を行うことにより、トナーの入れ替えが容易にで
きるので、現像ロール上に均一厚さのトナー薄層を形成
することができ、その結果、画像むらの発生を抑制する
ことができる。

【００１８】また、本発明では、実験に基づいて、磁気
ロールと現像ロールとの電位差を１００〜３５０Ｖとし
たことにより、残像の発生も及びカブリの発生も抑制す
ることができる。なお、本発明では、感光体の厚さと
は、アモルファス製の感光層部分の厚さだけではなく、
静電潜像担持体の基材の表面から、担持体の最表面まで
の部分までの厚さを指す。

【００１９】また、請求項２記載の発明によれば、第一
直流用電源部及び交流用電源部は、現像ロールに電圧を
印加する構成としてある。このようにすれば、通常、静
電潜像担持体３は接地されているので、静電潜像担持体
と現像ロールとの間に電圧を実質的に印加することにな
る。

【００２０】また、請求項３記載の発明によれば、感光
体の表面に、厚さ０．３〜５μｍの表面保護層を設けた
構成としてある。このように、感光体の表面に表面保護
層を設けた場合、表面保護層の厚さを０．３〜５μｍの
範囲の値とするとよい。その理由は、表面保護層の厚さ
が０．３μｍ未満となると、感光体の飽和帯電電位、耐
摩耗性、耐環境性等の特性が低下する傾向があるためで
ある。一方、表面保護層の厚さが５μｍを超えると、画
質劣化の要因となり、また、製造時間が長くなって経済
的に不利となるためである。

【００２１】また、請求項４記載の発明によれば、交流
用電源部は、静電潜像担持体に対して、ピーク電圧５０
０〜２０００Ｖの交流電圧を周波数１〜３ｋＨｚで印加
する構成としてある。実験に基づいて求められた、この
周波数及びピーク電圧の交流電圧を印加すれば、静電潜
像担持体上に現像の正確化、及び、磁気ロールへの現像
残トナーの回収の容易化を図ることができる。

【００２２】また、請求項５記載の発明によれば、トナ
ー薄層の厚さを１０〜５０μｍとする構成としてある。
本発明では、バイアス電圧を低くしたので、トナー薄層
が厚いと、トナーを静電潜像担持体へ飛翔させることが
困難となる。また、通常、磁気ロールから現像ロールへ
は、一度に厚さ５０μｍ以上分の大量のトナーを供給す
ることが困難である。このため、トナー薄層の厚さを５
０μｍ以上とすると、現像時に濃度差が生じ易くなる。
さらに、トナー薄層が厚すぎると、全てのトナーを潜像
上に飛翔させることが困難となり、強いゴーストを発生
させるおそれがある。その上、現像残トナーを回収する
際にトナー薄層が厚すぎると、現像残トナーを回収しき
れず、残像発生の原因となってしまう。

【００２３】一方、トナー薄層厚が薄すぎると、潜像を
十分な現像性で現像するのに必要な量のトナーを確保す
るため、現像ロールの回転速度を高くする必要がある。
このため、トナー薄層は１０μｍ以上あることが望まし
い。

【００２４】また、請求項６記載の発明によれば、現像
ロールと静電潜像担持体との間隙を、５０〜４００μ
ｍ、より好ましくは２００〜３００μｍとする構成とし
てある。この間隙が５０μｍよりも狭いと、カブリが発
生し易くなる。一方、この間隙が４００μｍよりも広い
と、トナーを静電潜像担持体へ飛翔させることが困難と
なり、その結果、十分な画像濃度を得ることが困難とな
る。その上、選択現像を発生させる要因ともなる。

【００２５】ところで、従来の画像形成装置において
は、キャリアを長期間使用すると、キャリアの劣化によ
って、トナーの帯電性が変化してくる。例えば、キャリ
ア表面のコート材が２０％以上剥がれると、トナーへの
耐電性が変化する。その結果、現像ロール上のトナーの
帯電のばらつきが大きくなって、帯電不良によるトナー
の飛散やカブリが発生して、画像汚染や現像性が低下
し、いわゆる選択現像等が発生する。

【００２６】このため、従来の画像形成装置において
は、画像品質を維持するため、一定時間使用して劣化し
たキャリアを交換する必要があった。しかし、キャリア
の交換の煩わしさが、非接触方式の画像形成装置の普及
の妨げとなっていた。

【００２７】そこで、請求項７記載の発明によれば、キ
ャリアは、磁性を備えたキャリア芯材と、このキャリア
芯材の表面に重合形成された高分子量ポリエチレン樹脂
を含む被覆層とにより構成され、１０⁸〜１０¹²Ωｃｍ
の抵抗値を有し、かつ、６０〜１００ｅｍｕ／ｇの飽和
磁化を有する構成としてある。

【００２８】このように、キャリアの抵抗値を抵抗調整
剤等で処理することにより所定の値として帯電制御する
とともに、キャリアの表面に被覆層を重合形成したの
で、極めて高い強度、耐久性を実現することができる。
そして、このキャリアを用いれば、キャリアを繰り返し
使用しても、キャリアの表面劣化が少なく、現像ロール
上に安定した帯電トナー薄層を形成することができる。
その結果、静電潜像担持体に正確に現像することが可能
となる。さらに、キャリアの耐久性が高いので、現像機
器の寿命まで、実質的に、キャリアを交換する必要がな
くなる。

【００２９】また、請求項８記載の発明によれば、キャ
リア芯材は、その表面に微小な凹凸を有し、被覆層は、
この凹凸にエチレン重合触媒を保持させた後、エチレン
ガスを導入して重合成長させた重量平均分子量が５００
００以上の高分子量ポリエチレンにより構成してある。

【００３０】このように、キャリア芯材の表面をエチレ
ン重合触媒で処理し、表面上で直接エチレンを重合（生
成）させながらポリエチレン樹脂被覆キャリアを生成す
る重合法は、例えば、特開昭６０−１０６８０８号公報
又は特開平２−１８７７７０号公報等に記載されてい
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、
実施形態の画像形成装置の構成について説明する。図１
に示すように、この画像形成装置は、直径２０ｍｍの磁
気ロール１と、直径２０ｍｍの現像ロール２と、静電潜
像担持体３とを備えている。そして、この磁気ロール１
は、トナー５を帯電させて保持するキャリア４による磁
気ブラシ１０を発生させる。また、現像ロール２の表面
には、磁気ブラシ１０から供給されたトナー５によりト
ナー薄層６が形成される。そして、静電潜像担持体３
は、トナー薄層６のトナーを静電潜像に応じて選択的に
飛翔させて画像形成する。

【００３２】また、静電潜像担持体３は、アモルファス
シリコンの感光層を含む、厚さ１０〜２５μｍの感光体
を表面に有している。ここで、図２に静電潜像担持体３
要部拡大図を示す。図２に示すように、この静電潜像担
持体３は、基材３１の上に、阻止層３２、アモルファス
シリコン（ａ−Ｓｉ）の感光層３３及び表面保護層３４
を順次に積層した構造を有する。そして、ここでは、感
光体３０の厚さとは、これら阻止層３２、感光層３３及
び表面保護層３４の厚さの合計Ｔを指す。

【００３３】なお、感光体の感光層の材料は、アモルフ
ァスシリコンであれば、特に制限されない。アモルファ
スシリコンとしては、例えばａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ
−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮ等の無機材料を挙げることがで
きる。

【００３４】また、表面保護層の厚さｔは０．３〜５μ
ｍである。また、表面保護層３４の材料としては、ａ−
ＳｉＣのうち、Ｓｉ（シリコン）とＣ（炭素）との比率
が特定のものを使用することが望ましい。このようなａ
−ＳｉＣとしては、ａ−Ｓｉ _(1-X)Ｃ_X（０．３≦Ｘ＜
１．０）が好ましく、さらに、ａ−Ｓｉ_(1-X)Ｃ_X（０．
５≦Ｘ≦０．９５）がより好ましい。その理由は、この
ようなａ−ＳｉＣは、１０¹²〜１０¹³Ω・ｃｍという特
に高い抵抗値を有しており、優れた飽和帯電電位、耐摩
耗性、耐環境性（耐湿性）が得られるためである。

【００３５】そして、本実施形態では、現像ロール２に
電圧を印加する電源部７が設けられている。電源部７
は、第一直流用電源部７ａと交流用電源部７ｂとから構
成されている。第一直流用電源部７ａは、現像ロール２
に０〜２００Ｖの直流電圧を印加する。また、交流用電
源部７ｂは、現像ロール２に、ピーク電圧Ｖｐｐ＝５０
０〜２０００Ｖの交流電圧を周波数ｆ＝１〜３ｋＨｚで
印加する。一方、本実施形態では、静電潜像担持体３は
接地されている。したがって、第一直流用電源部７ａに
よって、静電潜像担持体３と現像ロール２との間に実質
的に０〜２００Ｖのバイアス電圧Ｖｄｃ１が印加される
ことになる。

【００３６】なお、本実施形態では、静電潜像担持体３
を接地し、現像ロール２に電圧を印加することによりバ
イアス電圧Ｖｄｃ１を印加したが、本発明では、バイア
ス電圧Ｖｄｃ１の印加方法はこれに限定されない。ま
た、静電潜像担持体３に一定の電位が印加されている場
合には、その一定の電圧と、現像ロール２に印加される
電位との電位差が、バイアス電圧Ｖｄｃ１となる。この
ため、この電位差が０〜２００Ｖとなるように直流電圧
を印加するとよい。

【００３７】また、磁気ロール１に電圧Ｖｄｃ２を印加
する第二直流用電源８を設けている。そして、現像ロー
ル２の電位と磁気ロール１の電位との電位差｜Ｖｄｃ２
−Ｖｄｃ１｜が１００〜３５０Ｖとなるように第一及び
第二直流用電源部７ａ及び８の電圧を決める。ここで
は、例えば、Ｖｄｃ２＝２５０Ｖ、Ｖｄｃ１＝１００
Ｖ、｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１｜＝１５０Ｖとするとよい。

【００３８】ここで、図３の実験結果グラフを参照し
て、バイアス電圧Ｖｄｃ１及び電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄ
ｃ１｜と現像特性との関係について説明する。図３のグ
ラフの横軸は、電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１｜を表し、
縦軸は、バイアス電圧Ｖｄｃ１を表す。そして、図３に
示すように、バイアス電圧Ｖｄｃ１が２００Ｖよりも高
いとゴーストが発生する。また、電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖ
ｄｃ１｜が１００Ｖ未満になってもゴーストが発生す
る。一方、電位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１｜が３５０Ｖよ
りも高くなると、カブリが発生する。したがって、図３
から、バイアス電圧Ｖｄｃ１が０〜２００Ｖ、かつ、電
位差｜Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１｜が１００〜３５０Ｖの範囲
内であれば、高品質の画質が得られることが分かる。

【００３９】そして、画像形成の際には、磁気ロール１
に保持されたキャリア４及びトナー５からなる現像剤を
攪拌しながら、トナー５を適正なレベルに帯電させる。
現像剤は、磁気ブラシ１０を形成する。そして、この磁
気ブラシ１０は、規制ブレード９を通過することによ
り、一定の厚さで現像ロール２に接触する。ここでは、
規制ブレード９と磁気ロール１との間隙を０．３〜１．
５ｍｍとしている。また、磁気ロール１と現像ロール２
との間隙も、同様に、０．３〜１．５ｍｍとしている。
また、現像ロール２と静電潜像担持体３との間隙を、５
０〜４００μｍ、好ましくは、２００〜３００μｍとし
ている。

【００４０】このような間隙や印加電圧条件で、トナー
薄層６を形成すると、トナー薄層６の厚さが１０〜５０
μｍとなる。そして、現像ロール２のプロセス線速を７
２ｍｍ／ｓとし、磁気ロール１をその三倍の速度で回転
させる。その結果、周速差によるブラシ効果によって、
現像残トナーと供給トナーとを容易に入れ替えることが
できる。このため、残像の発生を抑制するとともに、鮮
明な画像を形成することができる。

【００４１】さらに、本実施形態では、キャリア４は、
磁性を備えたキャリア芯材と、このキャリア芯材の表面
に重合形成された高分子量ポリエチレン樹脂を含む被覆
層とから構成され、１０⁸〜１０¹²Ωｃｍの抵抗値を有
し、かつ、６０〜１００ｅｍｕ／ｇの飽和磁化を有す
る。さらに、ここでは、キャリアの被覆層は、少なくと
もその最外殻層として、疎水性シリカ、磁性粉及び／又
は微粒子樹脂を含む層を有している。

【００４２】そして、具体的には、キャリア芯材はその
表面に微小な凹凸を有し、被覆層は、この凹凸にエチレ
ン重合触媒を保持させた後、エチレンガスを導入して重
合成長させた重量平均分子量が５００００以上の高分子
量ポリエチレンにより構成してある。

【００４３】このため、極めて高い強度、耐久性を実現
することができる。そして、このキャリアを用いれば、
キャリアを繰り返し使用しても、キャリアの表面劣化が
少なく、現像ロール上に安定した帯電トナー薄層を形成
することができる。その結果、静電潜像担持体に正確に
現像することが可能となる。さらに、キャリアの耐久性
が高いので、現像機器の機械的寿命が尽きるまで、実質
的にキャリアを交換する必要がなくなる。

【００４４】以下、キャリア及び現像剤の具体例につい
て説明する。Ｉキャリア本実施形態における電子写真用キャリアは、キャリア芯
材と、このキャリア芯材の表面を被覆する高分子量ポリ
エチレン樹脂からなる被覆層とを有し、その高分子量ポ
リエチレン樹脂からなる被覆層が、少なくともその最外
殻層として、疎水性シリカ、並びに磁性粉及び／又は微
粒子樹脂を含む層を有している。以下、各構成要素につ
いて具体的に説明する。

【００４５】１．キャリア芯材（１）キャリア芯材の材料としては、電子写真用二成分
系キャリアとして公知のもの、例えば、フェライト、マ
グネタイト等、鉄、ニッケル、コバルト等の金属、これ
らの金属等と、銅、亜鉛、アンチモン、アルミニウム、
マグネシウム、セレン、タングステン、ジルコニウム、
バナジウム等の金属等の合金又は混合物、フェライト等
と酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシウム等の金属酸化
物、窒化クロム、窒化バナジウム等の窒化物、炭化ケイ
素、炭化タングステン等の炭化物との勘合物、強磁性フ
ェライト、これらの混合物等を挙げることができる。特
に、飽和磁化が６０〜１００ｅｍｕ／ｇのフェライトが
望ましい。

【００４６】（２）形状キャリア芯材の形状、粒径形状としては、微小な凹凸を
有する磁性剤が好ましい。粒径に特に制限はないが、例
えば、２０〜１００μｍのものを好適に用いることがで
きる。また、キャリア芯材の粒径が２０μｍ未満である
と、静電潜像担持体３へのキャリア付着（飛散）を生ず
ることがある。一方、粒径が１００μｍを超えると、キ
ャリア筋等が発生し、画質の低下を来たすことがある。

【００４７】（３）組成割合キャリア芯材の組成割合は、キャリア全体の９５重量％
以上に設定する。この組成割合は、キャリアの樹脂被覆
層の厚さを間接的に規定する。組成割合が９５重量％未
満であると、被覆層が熱くなりすぎ、実際に現像剤に適
用しても、被覆層の剥がれ、帯電量の増大等、現像剤に
要求される耐久性、荷電の安定性を満足することができ
ない。また、画質も細線再現性が劣り、画像濃度が低下
する等の問題が生じる。上限については特に制限はない
が、被覆樹脂層がキャリア芯材の表面を完全に覆う程度
とする。この値は、キャリア芯材の物性や被覆方法によ
って異なる。また、流動性が極端に低下して、均一なト
ナー帯電ができなくなる。

【００４８】（４）導電層キャリア芯材粒子上には、必要においじて、高分子量ポ
リエチレン樹脂による被覆に先立って、導電層を設ける
こともできる。キャリア芯材粒子状に形成される導電層
としては、例えば導電性微粒子が適当な結着樹脂層中に
分散したものを用いることができる。このような導電層
の形成は、現像性を高めること、画像濃度が高くコント
ラストの鮮明な画像を得ることに効果がある。これは、
導電層の存在により、キャリアの電気抵抗が適度に低下
し、荷電リーク、蓄積がバランスよく行われるためと考
えられる。

【００４９】導電層に点なする導電性微粒子としては、
カーボンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブ
ラック、ＳｉＣ等の炭化物、マグネタイト等の磁性粉、
ＳｎＯ₂、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂及びチタンブラック等を挙げ
ることができる。

【００５０】また、導電層の結着樹脂としては、例え
ば、ポリスチレン系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカ
ーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスルホン
酸系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ
オレフィン系樹脂、ポリブチラール系樹脂、尿素系樹
脂、ウレタン／ウレア系樹脂、シリコン系樹脂、テフロ
ン（登録商標）系樹脂等の各種熱可塑性樹脂及び熱硬化
性樹脂及びその混合物、並びに、これら樹脂の共重合
体、ブロック重合体、グラフト重合体及びポリマーブレ
ンド等を挙げることができる。

【００５１】また導電層は、上記導電性微粒子を適当な
結着樹脂に分散させた溶液を、キャリア芯材粒流表面に
スプレーコーティング法、ディッピング法等で塗布する
ことにより形成することができる。また、芯材粒子、導
電性微粒子及び結着樹脂を溶融、混練粉砕することによ
っても形成可能である。

【００５２】また、導電性微粒子の存在下において、重
合製モノマーを芯材粒子表面で重合することによっても
形成可能である。上記導電性微粒子の大きさ、添加量等
は、最終的に得られる本発明のキャリアの電気抵抗等の
諸特性を満足する限り特に制限はないが、導電性微粒子
の大きさとしては、上記樹脂溶液中に均一に分散できる
粒径、具体的には、平均粒径２〜０．０１μｍ、好まし
くは、１〜０．０１μｍ程度であればよい。

【００５３】導電性微粒子の添加量としても、その種類
等にもより一概にその量を規定することができないが、
導電層の結着樹脂に対して、０．１重量％〜６０重量
％、好ましくは、０．１重量％〜４０重量％が適当であ
る。特に、キャリアの充填率が９０重量％程度と小さ
く、被覆層下厚さが比較的厚い場合、このようなキャリ
アを使用して細線の連続コピーを行うと、その再現性が
低下するという問題が発生するが、このような問題は上
記導電性微粒子の添加により解決される。なお、以下キ
ャリア潜在粒子上に導電層等の機能層が形成されたもの
についても、キャリア芯材粒子と称することがある。

【００５４】２．高分子量ポリエチレン樹脂からなる被
覆層（１）樹脂の分子量高分子量ポリエチレン樹脂は、通常単にポリエチレンと
呼ばれるが、本発明によれば、中でもその分子量範囲
が、重量平均分子量として５万以上、さらには、１０万
以上のものが好ましい。一般に重量平均分子量が５万未
満のワックス等は、本発明に用いられる高分子量ポリエ
チレン樹脂とは区別される。ポリエチレンワックスは、
熱トルエン等に溶解することにより、通常の浸透法、ス
プレー法により被覆することが可能であるが、キャリア
芯材との密着性が弱く、また、樹脂の機械的強度が弱い
ため、長期間の使用にともない現像器内でのシェア等に
より芯材から剥がれてしまう傾向がある。また、上記の
高分子量ポリエチレン樹脂からなる被覆層中に、前記導
電性微粒子や後述する荷電制御機能を有する微粒子等の
機能性微粒子の一種以上を添加してもよい。

【００５５】（２）被覆層の形成被覆層の形成にあたっては、樹脂被覆強度が強く、剥が
れにくいことから重合法を採用する。重合法とは、キャ
リア芯材の表面をエチレン重合触媒で処理し、表面で直
接エチレンを重合（生成）させながらポリエチレン樹脂
被覆キャリアを製造する方法を指す。

【００５６】すなわち、ポリエチレン樹脂被覆層は、チ
タン及び／又はジルコニウムを含有するとともに炭化水
素溶媒（例えば、ヘキサン、ヘプタン等）に可溶な高活
性触媒成分と、キャリア芯材とを予め接触処理して得ら
れる生成物及び有機アルミニウム化合物を用い、炭化水
素溶媒に懸濁させ、エチレンモノマーを供給し、キャリ
ア芯材の表面で重合されることにより形成することがで
きる。

【００５７】さらに、荷電付与機能を有する微粒子又は
導電性微粒子を添加する場合は、高分子ポリエチレン樹
脂被覆層形成時にそれらを添加して存在させておけばよ
い。この製造方法は、キャリア芯材の表面上に直接ポリ
エチレン被覆層を形成するので、得られる皮膜は、強
度、耐久性に優れたものとなる。

【００５８】このように、重合系中に導電性微粒子荷電
制御機能を有する微粒子等の機能性微粒子を分散、共存
させておくと、重合により高分子ポリエチレン樹脂被覆
が成長、形成されていく際に、この被覆中に機能性微粒
子が取り込まれ、機能性微粒子を含有した高分子ポリエ
チレン樹脂皮膜が形成される。

【００５９】被覆量高分子量ポリエレン樹脂被覆は、重
量比で（キャリア芯材粒子）／（高分子量ポリエチレン
樹脂被覆）＝９９／１〜９５／５となるように形成する
ことが望ましい。機能性微粒子の添加、担持高分子量ポ
リエチレン樹脂被覆中には、前述のように導電性微粒
子、荷電制御機能を有する微粒子等の機能性微粒子の一
種類以上を添加、担持させて改質することもできる。高
分子量ポリエチレン樹脂被覆中に添加、担持される導電
性微粒子としては、従来公知のものが使用でき、例え
ば、カーボンブラック、ＳｉＣ等の炭化物、マグネタイ
ト等の導電性磁性粉、ＳｎＯ₂チタンブラック等を用い
ることができる。導電性微粒子の平均粒径は、０．０１
〜５．０μの範囲内であることが望ましい。

【００６０】（３）最外殻層被覆層は、少なくともその最外殻層として、疎水性シリ
カ、並びに、磁性粉及び／又は微粒子樹脂を含む層を有
することでトナーの帯電を制御することも可能である。
このように最外殻層において、疎水性シリカを単独で用
いることなく、磁性粉及び／又は微粒子樹脂を同時に用
いるのは、外添剤によるスペント化を防止するためであ
る。

【００６１】すなわち、このように構成することによ
り、疎水性シリカの帯電性能の変化による外添剤の静電
気付着を防止し、また、磁性粉による放電効果によりチ
ャージアップが浴せされ、さらに付着の防止を確実にす
ることができる。また、大きさが異なる二種類の微粒子
を同時に用いることにより、２０〜４０ｎｍ程度の大き
さの外添剤の侵入を防ぐことができる。疎水性シリカを
単独で用いること、抵抗値の情報と、極端なチャージア
ップが発生し、キャリアとしての機能を失うことにな
る。

【００６２】疎水性シリカ本発明に用いられる疎水性シリカとしては、例えば、シ
リカを表面疎水化処理し、正帯電正又は負帯電性とした
ものを挙げることができる。その粒径としては、一次粒
径が４０ｎｍ以下のものが好ましく、１０〜３０ｎｍが
さらに好ましい。４０ｎｍを超えると、シリカ粒子どう
しの隙間が大きくなり、キャリア表面に凹凸が発生して
くる。

【００６３】また、その含有量は、最外殻層の５０ｐｈ
ｒ（被覆樹脂に対する添加物の重量％）以下が好まし
く、２０〜３０ｐｈｒがさらに好ましい。市販品として
は、正帯電シリカとして、日本アエロジル社製のＲＡ２
００ＨＳ、ワーカーケミカルズ社製の２０１５ＥＰ、２
０５０ＥＰなどを挙げることができる。また、負帯電シ
リカとして、日本アエロジル社製のＲ８１２、ＲＹ２０
０、ワーカーケミカルズ社製の２０００、２０００／４
などが挙げられる。なお、正帯電トナーに対しては、負
帯電性シリカを添加することが好ましく、負帯電トナー
に対しては、正帯電シリカを添加することが好ましい。

【００６４】磁性粉本発明に用いられる磁性粉としては、例えば、マグネタ
イト、フェライト、鉄粉等を挙げることができる。その
粒径としては、０．１〜１μｍのものが好ましく、０．
２〜０．７μｍがさらに好ましい。０．１μｍ未満であ
ると、スペーサとしての効果がなくなり、１μｍを超え
ると、最外殻層への添加ができなるおそれがある。ま
た、その含有量は、最外殻層全体の５０ｐｈｒ以下が好
ましいく、２０〜３０ｐｈｒがさらに好ましい。

【００６５】また、その抵抗としては、１×１０⁷〜１
×１０¹⁰Ω・ｃｍが好ましく、１×１０⁷〜１×１０⁹Ω
・ｃｍがさらに好ましい。１×１０¹Ω・ｃｍ未満であ
ると、帯電性を帯びなくなり、導電性を示すおそれがあ
る。また、１×１０¹⁰Ω・ｃｍを超えると、局所的帯電
が発生し、磁性粉としての機能を果たさなくおそれがあ
る。市販品としては、三井金属社製の四，三酸化鉄Ａ、
四，三酸化鉄Ｂなどを挙げることができる。

【００６６】微粒子樹脂本発明に用いられる微粒子樹脂としては、例えば、下記
の負帯電性樹脂（Ａ）、及び、正帯電性樹脂（Ｂ）を挙
げることができる。（Ａ）負帯電性樹脂フッ素系樹脂（例えば、フッ化ビニリデン樹脂、四フッ
化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、四フッ化
エチレン〜六フッ化プロピレン共重合体樹脂等）、塩化
ビニル系樹脂及びセルロイド

【００６７】（Ｂ）正帯電性樹脂アクリル樹脂、ポリアミド系樹脂（例えば、ナイロン−
６、ナイロン−６，６、ナイロン−１１等）、スチレン
系樹脂（ポリスチレン、ＡＢＳ、ＡＳ、ＡＡＳ等）、塩
化ビニリデン樹脂、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、
ポリブチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリ
オキシベンゾイル、ポリカーボネート等）、ポリエーテ
ル系樹脂（ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル
等）、エチレン系樹脂（ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＥＡＡ、ＥＭ
ＡＡ、ＥＡＡＭ、ＥＭＭＡ等）

【００６８】その粒径としては、０．１〜１μｍのもの
が好ましく、０．２〜０．７μｍがさらに好ましい。
０．１μｍ未満であると正帯電性粒子としての形成が困
難であり、好ましい効果が得られない。また、１μｍを
超えると、正帯電性粒子としての添加が困難となる。ま
た、その含有量は、最外殻層全体の５０ｐｈｒ以下が好
ましく、２０〜３０ｐｈｒがさらに好ましい。

【００６９】なお、正帯電トナーに対しては、負帯電性
樹脂、負帯電トナーに対しては、正帯電性樹脂を添加す
ることが好ましい。また、磁性粉と微粒子樹脂とを両方
含有してもよく、片方だけであってもよい。さらに、磁
性粉と微粒子樹脂とは、それぞれ単一種であってもよい
し、複数種であってもよい。

【００７０】層厚最外殻層の層厚としては、０．１〜６μｍが好ましい。
０．１μｍ未満であると、被覆が不完全となるおそれが
ある一方、６μｍを超すと、外からの摩擦等の機械的衝
撃による最外殻層の剥離が起こるおそれがあるためであ
る。

【００７１】最外殻層の形成及び固定化本発明に用いられる最外殻層の形成及び固定化方法は、
用いるシリカ種、磁性粉及び／又は樹脂の物資（粒径、
有機溶媒への溶解度、融点、硬さ等）によって次の二通
りから選択して、単独で又はこれらを組み合せて用いる
ことができる。

【００７２】（ｉ）機械的衝撃による固定密封系のヘン
シェルミキサ（三井三池工機社製、ＦＭ１０Ｌ型）等の
解砕機を用い、キャリア芯材に高分子量ポリエチレン樹
脂を被覆したものを微粒子成分の点構えに平滑化する。

【００７３】次に、適当量の微粒子成分である疎水性シ
リカ、並びに、磁性粉及び／又は微粒子樹脂を混合し最
外殻層を形成する。このとき加える疎水性シリカ、並び
に磁性粉及び／又は微粒子樹脂の量は、変化させようと
する帯電量の絶対値及び実印字画像の安定性によってき
まる。このように微粒子成分の添加前に平滑かを行わな
いと、キャリア表面凹部に添加物が集中し、被覆剥離が
生じる。

【００７４】具体的には、微粒子成分の点構えにキャリ
ア表面を平滑化した後、高分子量ポリエチレン被覆キャ
リアの被覆ポリエチレン量に対して０．１〜５０ｐｈｒ
の割合で加えるのが通常であるが、耐久性や最外殻層形
成に伴う抵抗変化、製造安定性等を考慮すると、２０〜
３０ｐｈｒ程度が適量である。ヘンシェルミキサによる
処理は、処理量１〜５ｋｇの範囲で行い加えた疎水性シ
リカ、磁性粉、微粒子樹脂が飛散しない低速回転で行
う。

【００７５】また、処理時間は、加える疎水性シリカ、
並びに、磁性粉及び／又は微粒子樹脂の量、被覆高分子
量ポリエチレン量等によって異なるが、０．５〜５時間
程度行う必要がある。この機械的衝撃による疎水性シリ
カ、並びに、磁性粉及び／又は微粒子樹脂の固定では、
ゴミ（各種微粉等）が発生するため分級処理を十分に行
なわなければならない。

【００７６】（ii）加熱による熱的な固定熱球形化機
（細川ミクロン社製、熱球形化貴社）等の加熱が可能な
機器を用い、高分子量ポリエチレン樹脂被覆キャリアと
適量の疎水性シリカ、並びに、磁性粉及び／又は微粒子
樹脂を混合し最外殻層を形成する。このとき加える疎水
性シリカ、並びに磁性粉及び／又は微粒子樹脂の量は、
変化させようとする帯電量の絶対値及び実印字画像の安
定性によって決まる。０．１〜５０ｐｈｒの割合で加え
るのが通常であるが、耐久性や最外殻層形成に伴う抵抗
変化、製造安全性を考慮すると、２０〜３０ｐｈｒが適
当である。

【００７７】熱球形化処理では、処理前に疎水性シリ
カ、並びに、磁性粉及び／又は微粒子樹脂を高分子量ポ
リエチレン樹脂被覆キャリア処理のときの他、ヘンシェ
ルミキサ処理（１分間程度）等による混合処理を行い、
疎水性シリカ、並びに磁性粉及びまた微粒子樹脂の粉末
を静電的又は機械的に高分量ポリエチレン樹脂被覆キャ
リア表面に付着させる。

【００７８】高分子量ポリエチレン樹脂被覆キャリア表
面に均一に付着させた状態でポリエチレンの融点以上の
温度で瞬間加熱及び冷却をすることにより固定化され、
最外殻層が形成される。融点以上の温度での瞬間加熱及
び冷却をしないと、被膜の融着による凝集が発生する。
また、融点以上で機械的衝撃を与えると、被膜剥離が発
生する。

【００７９】３．キャリアの導電特性キャリアの導電特性については、キャリアを用いた現像
剤のシステムにより最適値は様々であるが、一般には、
抵抗測定において、１０⁸〜１０¹²Ω・ｃｍの値を示す
ものが好ましい。１０⁸Ω・ｃｍ未満であると、キャリ
ア現像やカブリが発生するおそれがある。一方、１０¹²
Ω・ｃｍを超えると、画像濃度低下等画質劣化のおそれ
がある。

【００８０】なお、抵抗値は、電極面積５ｃｍ²荷重１
ｋｇの０．５ｃｍの厚さのキャリア層を設け、上下の電
極に１〜５００Ｖの電圧を印加し、底に流れる電流値を
測定し、換算して求めた。

【００８１】II電子写真用現像剤本実施形態における電子写真用現像剤は、キャリアに各
種トナーを混合することによって得ることができる。１．本実施形態で用いられるトナーとしては、公知の法
方で製造されたトナー、例えば、懸濁重合法、粉砕法、
マイクロカプセル法、スプレードライ法、メカノケミカ
ル法で製造されたトナーが使用可能である。

【００８２】少なくとも、バインダー樹脂、着色剤及び
必要に応じて他の添加剤、例えば、荷電制御剤、滑剤、
オフセット防止剤、定着向上助剤などを配合することが
できる。磁性剤を添加して磁性トナーとすることもで
き、現像特性の改善、トナーの機内飛散の防止に有効で
ある。

【００８３】また、流動性向上のために、流動化剤を外
部混合してもよい。バインダー樹脂としては、例えばポ
リスチレン、スチレン、ブタジエン共重合体、スチレン
・アクリル共重合体等のポリスチレン、ポリエチレン、
エチレン、酢酸ビニル共重合体、エチレンフェルマール
系樹脂、アクリルフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リエステル系樹脂、マレイン酸樹脂等を用いることがで
きる。

【００８４】着色剤としては、公知の染顔料、例えばカ
ーボンブラック、フタロシアニンブルー、インダスレン
ブルー、ピーコックブルー、パーマネントレッド、ベン
ガラ、アリザリンレーキ、クロムグリーン、マラカイト
グリーンレーキ、メチルバイオレットレーキ、ハンザイ
エロー、パーマネントイエロー、酸化チタンを用いるこ
とができる。

【００８５】荷電制御剤としては、例えばニグロシン、
ニグロシン塩基、トリフェニルメタン系化合物、ポリビ
ニルピリジン、第４級アンモニウム塩等の正荷電制御
剤、及び、アルキル置換サリチル酸の金属錯塩（例えば
ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸のクロム錯塩又は亜鉛
錯塩）等の負荷電制御剤と用いることができる。

【００８６】滑剤としては、例えば、テフロン、ステア
リン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデン等を用いることがで
きる。また、オフセット防止剤、定着向上助剤として
は、例えば、低分子量ポリプロピレン又はその変性物等
のポリオレフィンワックス等を用いることができる。ま
た、磁性剤としては、例えば、マグネタイト、フェライ
ト、鉄、ニッケル等を用いることができる。また、流動
化剤としてはシリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等
を用いることができる。そして、トナー平均粒径は、２
０μｍ以下が好ましく、さらに３〜１０μｍの範囲内の
値がより好ましい。

【００８７】２．混合割合本実施形態におけるトナーの混合割合は、キャリア及び
トナーの合計量に対し、トナー２〜４０重量％、好まし
くは３〜３０重量％、より好ましくは４〜２５重量％で
ある。トナーの混合割合が２重量％未満であると、トナ
ー帯電量が高くなって、十分な画像濃度が得られなくな
る。一方、トナーの混合割合が４０％を超えると、十分
な帯電量が得られなくなるため、トナーが現像ロールか
ら飛散して複写機内を汚染したり、画面上にトナーのカ
ブリガ生じたりする。

【００８８】３．用途本実施形態における現像剤は、二成分現像によってトナ
ーを帯電させ、現像ロール二成分系現像方式の電子写真
システム、例えば複写機（アナログ、デジタル、モノク
ロ、カラー）、プリンタ（モノクロ、カラー）、ファッ
クス等に用いられる。特に、現像器内で現像剤に加わる
ストレスが大きい高速、超高速複写機、プリンター等に
おいて最適に用いられる。画像形成方式、露光方式、現
像方式（装置）及び各種制御方式（例えば現像機内のト
ナーのうど制御方式等）にも特に制限はなく、システム
によって最適なキャリア及びトナーの抵抗、粒径、粒径
分布、磁気力、逓伝量等を調整すればよい。

【００８９】

【実施例】次に、本発明における現像剤の実施例につい
て説明する。まず、キャリアの製造方法について説明す
る。（１）チタン含有触媒成分の調製アルゴン置換した内容積５００ｍｌのフラスコに、室温
にて脱水ｎ−ヘプタン２００ｍｌ及び予め１２０℃で減
圧（２ｍｍＨｇ（２６６．６４４Ｐａ））脱水したステ
アリン酸マグネシウム１５ｇ（２５ミリモル）を入れて
スラリー化した。攪拌下に四塩化チタン０．４４ｇ
（２．３ミリモル）を滴下後昇温を開始し、還流下にて
１時間反応させ、粘性を有する透明なチタン含有触媒
（活性触媒）の溶液を得た。

【００９０】（２）チタン含有触媒成分の活性評価アルゴン置換した内容積１リットルのオートクレーブに
脱水ヘキサン４００ｍｌ、トリエチルアルミニウム０．
８ミリモル、ジエチルアルミニウムクロリド０．８ミリ
モル、及び、上記（１）の処理で得られたチタン含有触
媒をチタン原始として０．００４ミリモルを採取して投
入し、９０℃に昇温した。このとき、系内圧は１．５ｋ
ｇ／ｃｍ²Ｇ（１．５×１０⁵Ｐａ）であった。

【００９１】続いて、水素を供給し、５．５ｋｇ／ｃｍ
²Ｇ（５．４×１０⁵Ｐａ）に昇圧した後、全圧が９．５
ｋｇ／ｃｍ²Ｇ（９．３×１０⁵Ｐａ）に保たれるように
エチレンを連続的に供給し、１時間重合を行い７０ｇの
ポリマーを得た。重合活性は、３６５ｋｇ／ｇ・Ｔｉ／
Ｈｒであり、得られたポリマーのＭＲＦ（１９０℃、荷
重２．１６ｋｇにおける溶融流れ性；ＪＩＳＫ７２
１０）は４０であった。

【００９２】（３）ポリエチレン被覆キャリアの製造ア
ルゴン置換した内容積２リットルのオートクレーブに焼
結フェライト粉Ｆ−３００（パウダーテック社製、平均
粒径５０μｍ）９６０ｇを入れ、８０℃まで昇温し、１
時間減圧（１０ｍｍＨｇ（１３３３．２２Ｐａ））乾燥
を行った。その後４０℃まで降温して脱水ヘキサン８０
０ｍｌを入れ、攪拌を開始した。

【００９３】続いて、ジエチエルアルミニウムクロリド
５．０ミリモル及び上記（１）の処理で得られたチタン
含有触媒成分とチタン原始として０．０５ミリモル添加
して３０分間反応を行った。その期９０℃まで昇温し、
エチレンを４ｇ導入した。このとき内圧は３．０ｋｇ／
ｃｍ²Ｇ（２．９×１０⁵Ｐａ）であった。

【００９４】その後、水素を供給し３．２ｋｇ／ｃｍ²
Ｇ（３．１×１０⁵Ｐａ）に昇圧した後、トリエチルア
ルミニウム５．０ミリモルと添加して重合を開始したと
ころ、約５分間で系内圧は２．３ｋｇ／ｃｍ²Ｇ（２．
３×１０⁵Ｐａ）にまで低下して安定した。

【００９５】その後、カーボンブラック（三菱化学社
製；ＭＡ−１００）５．５ｇを脱水ヘキサン１００ｍｌ
でスラリー上としたものを投入し、次いで、系内圧４．
３ｋｇ／ｃｍ²Ｇ（４．２×１０⁵Ｐａ）に保つようにエ
チレンを連続的に供給しながら４５分間（系内にエチレ
ンが合計４０ｇ導入された時点で導入停止）重合を行
い、善良００５．５ｇのカーボンブラック含有ポリエチ
レン樹脂被覆フェライトを得た。

【００９６】乾燥した分圧は、均一に黒色を呈し、電子
顕微鏡により、フェライト表面は薄くポリエチレンに覆
われ、カーボンブラックはそのポリエチレンに均一に分
散していることが観察された。

【００９７】なお、この組成物をＴＧＡ（熱天秤）によ
り測定したところ、フェライト、カーボンブラック及び
ポリエチレンの組成比は、９５．５：０．５：４．０
（重量比）であった。この段階を経て得られた中間段階
のキャリアをキャリアＡ１とする。被覆ポリエチレンの
重量平均分子量をＧＰＣで測定したところ、２０６，０
００であった。

【００９８】次に、キャリアＡ１を、１２５μｍの篩で
分級し、１２５μｍ以上の大粒径粒子を除去した。分級
後のキャリアを塔径１４ｃｍの流動層型気流分級機中に
入れ、分岐本体の気流線速度が２０ｃｍ／ｓとなるよう
に熱した空気（１１５℃）を入れ、キャリアを１０時間
流動させた。得られたキャリアをキャリアＡ２とする。

【００９９】（４）キャリアＡ２の１０００ｇを容量１
０リットルのヘキシェルミキサ（三井三池化工機社製：
ＦＭ１０Ｌ型）中に入れ、１時間攪拌し機械的衝撃を与
えることによりキャリアＡ２の表面を平滑化した。その
後、疎水性シリカ（日本アエロジル社製：Ｒ８１２）を
１２ｇ混合し、さらに１時間ヘキシェルミキサにより機
械的衝撃を与え、さらに、磁性粉（三井金属社製：四、
三酸化鉄Ａ）を８ｇ混合し、さらに１時間ヘキシャルミ
キサにより機械的衝撃を与え、シリカ、磁性粉末混合最
外殻層を形成した。

【０１００】固定化されずに遊離した状態で存在する余
分なシリカ及び磁性粉を除去する目的で、篩処理による
大粒径キャリア及び凝集シリカ、凝集磁性粉の除去を行
った。また、固定化されなかったシリカ微粉等を除去す
る目的で、流動層型気流分級機を用い、線速２０ｃｍ／
ｓで２時間処理した。この結果、キャリアＢを得た。さ
らに、このキャリアＢとシアントナーとを８０／２０の
重量比で混合して現像剤とした。

【０１０１】そして、このように耐久性と帯電制御に優
れた耐久性キャリアを用いてトナーを帯電させることに
より、現像ロール上に、一定の帯電を有したトナーの薄
層を形成し、潜像担持体に非接触で鮮明な画像を形成す
ることができる。

【０１０２】上述した実施の形態においては、本発明を
特定の条件で構成した例について説明したが、本発明
は、種々の変更を行うことができる。

【０１０３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、二成分現像方式でトナーの薄層を形成した後、
非接触法により、トナーを静電潜像担持体上の潜像に飛
翔させる現像方式において、カブリの発生を回避しつ
つ、現像の残像（ゴースト）の履歴現象の発生を防ぐこ
とができる。

【０１０４】さらに、キャリアの表面に被覆層を重合形
成すれば、極めて高い強度、耐久性を実現することがで
きる。そして、このキャリアを用いれば、キャリアを繰
り返し使用しても、キャリアの表面劣化が少なく、現像
ロール上に安定した帯電トナー薄層を形成することがで
きる。その結果、静電潜像担持体に正確に現像すること
が可能となる。さらに、キャリアの耐久性が高いので、
現像機器の寿命まで、実質的に、キャリアを交換する必
要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の画像形成装置の構成を示す模式図で
ある。

【図２】静電潜像担持体の要部拡大図である。

【図３】現像条件と現像特性との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１磁気ロール２現像ロール３静電潜像担持体４キャリア５トナー６トナー薄層７ＡＣ／ＤＣ電源８ＤＣ電源９規制ブレード１０磁気ブラシ３０感光体３１基材３２阻止層３３感光層３４表面保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂田昌一三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番地 19 京セラ株式会社三重工場玉城ブロック内Ｆターム(参考） 2H005 BA02 BA06 BA11 BA15 CA02 CB04 2H068 DA01 FA01 2H073 AA03 BA04 BA11 BA13 BA41 BA43 CA03 CA14 2H077 AB22 AC04 AC12 AD02 AD06 AD13 AD18 AD36 AE06 BA07 EA03 EA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーを帯電させて保持するキャリアに
よる磁気ブラシを発生させる磁気ロールと、前記磁気ブラシから供給されたトナーによりトナー薄層
が表面に形成される現像ロールと、前記トナー薄層のトナーを静電潜像に応じて選択的に飛
翔させて画像形成する静電潜像担持体とを備えた画像形
成装置において、前記静電潜像担持体は、アモルファスシリコンの感光層
を含む、厚さ１０〜２５μｍの感光体を表面に有し、前記静電潜像担持体と前記現像ロールとの間に０〜２０
０Ｖのバイアス電圧を印加する第一直流用電源部と、交
流用電源部とを設け、前記磁気ロールに電圧を印加する第二直流用電源を設
け、前記現像ロールの電位と前記磁気ロールの電位との電位
差を１００〜３５０Ｖとすることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】前記第一直流用電源部及び前記交流用電
源部は、前記現像ロールに電圧を印加することを特徴と
する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記感光体の表面に、厚さ０．３〜５μ
ｍの表面保護層を設けたことを特徴とする請求項１又は
２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記交流用電源部は、前記静電潜像担持
体に対して、ピーク電圧５００〜２０００Ｖの交流電圧
を周波数１〜３ｋＨｚで印加することを特徴とする請求
項１、２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記トナー薄層の厚さを１０〜５０μｍ
とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の画像形成装置。
【請求項６】前記現像ロールと前記静電潜像担持体と
の間隙を、５０〜４００μｍとすることを特徴とする請
求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】前記キャリアは、磁性を備えたキャリア芯材と、このキャリア芯材の表面
に重合形成された高分子量ポリエチレン樹脂を含む被覆
層とにより構成され、１０⁸〜１０¹²Ωｃｍの抵抗値を有し、かつ、６０〜１
００ｅｍｕ／ｇの飽和磁化を有することを特徴とする請
求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】前記キャリア芯材は、その表面に微小な
凹凸を有し、前記被覆層は、前記凹凸にエチレン重合触媒を保持させ
た後、エチレンガスを導入して重合成長させた重量平均
分子量が５００００以上の高分子量ポリエチレンにより
構成してあることを特徴とする請求項７記載の画像形成
装置。