JP2002229271A

JP2002229271A - 画像形成方法

Info

Publication number: JP2002229271A
Application number: JP2001027945A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Baba; 善信馬場; Yuzo Tokunaga; 雄三徳永; Yoshihiro Sato; 祐弘佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2002-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】高耐久の表面抵抗の低いＡ−Ｓｉ系感光体で
構成された潜像担持体を用いた画像形成方法で、ハーフ
トーン再現性に優れ、キャリア付着のない高画質化を達
成し、且つ潜像担持体と現像剤の長寿命化を達成するこ
と。【解決手段】表面抵抗が１×10¹⁰〜１×10¹⁶Ωである
A-Si系の静電潜像担持体と磁性キャリアを有する現像剤
を用い、磁性キャリアが表面に樹脂リッチ層を有し、磁
性体分散型樹脂キャリアであり、個数平均粒径が15〜60
μm、比抵抗が6000V/cm²印加時に5.0×10¹³Ωcm〜1.0×
10¹⁶Ωcm、飽和磁化が30〜80emu/g、その真比重が3.0〜
4.5g/cm³、樹脂リッチ層の層厚Rsが磁性キャリアの粒径
Ｒに対して、0.01×R-0.2≦Rs≦0.01×R+0.2であり、現
像剤磁気ブラシを静電潜像担持体に接触させて、2500Ｈ
ｚ以上の交番電界を印加しつつ現像を行う画像形成方
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、電子写真方式を用
いた複写機、プリンター、ファクシミリ及び製版システ
ム等に広く用いることのできる現像プロセスに二成分系
現像剤を用いた画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法において、静電潜像担持体上
に形成される静電潜像は、トナーにより現像され、その
後、転写紙上に転写され定着される。この場合における
現像方法としては、現在、現像剤としてトナーと磁性キ
ャリアとからなる二成分系現像剤を用いる二成分系現像
方式や、磁性キャリアを用いない一成分系現像剤を用い
る一成分系現像方式等が知られているが、より高画質が
求められる場合には、二成分系現像方式が好適に用いら
れる。この二成分系現像方式に用いられる磁性キャリア
としては、従来より鉄粉キャリア、フェライトキャリア
等が用いられてきた。しかし、画像品質向上のためにト
ナーサイズが小さくなると共に磁性キャリアのサイズも
小粒径化する傾向にあるが、キャリアのサイズが小さく
なると、フェライトやマグネタイトを造粒してキャリア
粒子を作製する場合には焼結性が悪くなるため、これら
の材料からなるキャリアは、強度が弱い等の問題を生じ
る。

【０００３】これに対して、最近は、樹脂バインダー中
に磁性体を含有してなる磁性樹脂キャリア等が開発さ
れ、実用化されてきている。又、より高機能化を図るた
めに、キャリア粒子を２層構造にする等の試みもなされ
ている。例えば、特許第３００６６５７号公報に、強磁
性鉄化合物粒子と非磁性鉄化合物粒子とをフェノール樹
脂バインダーに含有してなる樹脂キャリアであって、強
磁性鉄化合物粒子を主として含有する核部と非磁性鉄化
合物粒子を主として含有する表層部とからなるものが記
載されている。このキャリアは、嵩比重が小さく、流動
性に優れ、適当な飽和磁化値を有すると共に１０¹⁰乃至
１０¹²Ωｃｍ程度の比較的高抵抗を達成している。そし
て、上記公報によると、かかるキャリアは、スリーブか
らの電荷注入により引き起こされるキャリア付着を防止
したり、静電潜像を乱したりすることを防止する効果が
あるとされている。しかしながら、本発明者らの検討に
よれば、より高画質にするために、高電界強度化や、交
番電界の高周波化等現像条件が厳しくなると、これらの
キャリアでも未だ不十分である。

【０００４】又、一方で、複写やプリントアウトにおい
ての、高速で、良好な状態の画像を多数枚得るという要
求、更にはエコロジーの見地から、現像剤や静電潜像担
持体を含めた電子写真装置の長寿命化が望まれている。
静電潜像担持体としては、従来より、ＣｄＳ−樹脂分散
系、ＺｎＳ−樹脂分散系、Ｓｅ蒸着系、Ｓｅ−Ｔｅ蒸着
系、Ｓｅ−Ａｓ蒸着系、ＯＰＣ（有機光導電体）、そし
てアモルファスシリコン系（以下、Ａ−Ｓｉ系と略す）
等の感光体が知られており、実用に供されている。これ
らの中でＯＰＣは最も普及しているが、表面が樹脂から
なるので、耐久性が十分ではないという問題がある。

【０００５】これに対して、Ａ−Ｓｉ系の感光体は、表
面硬度が非常に高く（ビッカース硬度１，０００以
上）、他の感光体に比較して、耐劣化性、耐摩耗性、耐
傷つき性及び耐衝撃性等に極めて優れている。しかし、
Ａ−Ｓｉ系の感光体は、表面抵抗がおおよそ１×１０¹⁰
乃至１×１０ ¹⁶Ωと、他の感光体に比べて比較的低く、
このような表面が低抵抗の静電潜像担持体を用いた画像
形成方法において、高画質化のために接触二成分系現像
プロセス、交番電界現像バイアスを用い、更に、プロセ
ススピードの増加や静電潜像担持体の大径化等を行った
場合には、上述したキャリアをもってしても静電潜像担
持体へのキャリア付着が起こり易いという傾向がある。
高精細画像の形成と感光体の高耐久性の達成との両立を
目的とする画像形成の場合には、静電潜像担持体へのキ
ャリア付着は、細線の再現性を乱し、現像器中のキャリ
ア粒子の減少を意味するため、更に深刻な問題となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、高耐久のＡ−Ｓｉ系の静電潜像担持体を用いた場合
に、静電潜像担持体へのキャリア付着を起こすことのな
い、高精細画像を高耐久で得ることができる画像形成方
法を提供することにある。又、本発明の目的は、静電潜
像担持体へのキャリア付着の発生がなく、充分な画像濃
度を有し、ハーフトーン再現性に優れた高品位画像が得
られ、しかも、その特性を耐久維持できる画像形成方法
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の本
発明によって達成される。即ち、本発明は、表面抵抗が
１×１０¹⁰乃至１×１０¹⁶Ωであるアモルファスシリコ
ン系の静電潜像担持体と、磁性キャリア粒子を有する磁
性キャリアと、トナー粒子を有するトナーとを含有する
二成分系現像剤を担持する現像剤担持体とを対向させて
配設し、該現像剤で静電潜像担持体上の静電潜像を現像
する画像形成方法において、上記磁性キャリア粒子は、
粒子表面に樹脂リッチ層を有する少なくとも磁性体及び
バインダーからなる磁性体分散型樹脂粒子であって、該
粒子からなる磁性キャリアは、その個数平均粒径が１５
乃至６０μｍ、その比抵抗が６０００Ｖ／ｃｍ ²印加時
に５．０×１０¹³Ωｃｍ乃至１．０×１０¹⁶Ωｃｍ、そ
の飽和磁化が３０乃至８０ｅｍｕ／ｇ、その真比重が
３．０乃至４．５ｇ／ｃｍ³であり、上記磁性キャリア
粒子の断面において、キャリア粒子表面の樹脂リッチ層
の層厚Ｒｓが磁性キャリアの個数平均粒径Ｒに対して下
記式（１）を満足し、０．０１×Ｒ−０．２≦Ｒｓ（μｍ）≦０．０１×Ｒ＋０．２（１）且つ、上記現像剤担持体上に形成された現像剤磁気ブラ
シを上記静電潜像担持体に接触させて、周波数２５００
Ｈｚ以上の交番電界を印加しつつ現像を行うことを特徴
とする画像形成方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、好ましい実施の形態を挙げ
て本発明を更に詳細に説明する。本発明者らが詳細な検
討を行ったところ、静電潜像担持体として、Ａ−Ｓｉ系
のような表面抵抗が１×１０¹⁰乃至１×１０¹⁶Ωである
感光体を用い、現像剤担持体上に形成する現像剤磁気ブ
ラシを該静電潜像担持体に接触させ、周波数２５００Ｈ
ｚ以上の交番電界を印加しつつ現像を行う接触二成分系
ＡＣ現像方式で現像を行うような場合は、プロセススピ
ードや静電潜像担持体の径、トナー帯電量、キャリア粒
径等にもよるが、静電潜像担持体へのキャリア付着が問
題となる場合があった。前述したように、高精細画像を
高耐久で形成することを目的とする場合、静電潜像担持
体へのキャリア付着は少量であっても細線画像を乱す原
因となり、又、現像器中のキャリアの減少は、トナーの
搬送性とトナーへの帯電付与性を損なう要因ともなるた
め、深刻な問題となる。

【０００９】本発明者らは、これらの問題を解決するた
めに鋭意検討した結果、上記の条件下での画像形成にお
いて用いる磁性キャリアとしては、その比抵抗が、６０
００Ｖ／ｃｍ²印加時において、５．０×１０¹³Ωｃｍ
乃至１．０×１０¹⁶Ωｃｍであるような高抵抗のもので
あることが必要であることを見いだした。即ち、このよ
うな磁性キャリアを使用すれば、磁性キャリアとトナー
とが形成する現像剤磁気ブラシに、現像バイアスが注入
されることを回避することが可能となって、静電潜像担
持体へのキャリア付着を著しく少なくすることができる
ことがわかった。

【００１０】上記したようにキャリア付着を防止するた
めには、使用する磁性キャリアの比抵抗が上記要件を満
足するものであることを要するが、このために、本発明
では、磁性キャリアとして、磁性体が樹脂中に分散して
なる磁性体分散型樹脂キャリアであって、更に、その表
面に樹脂リッチ層が形成されたものを使用する。そし
て、磁性キャリアの粒径の増大に伴って、粒子表面の樹
脂リッチ層の層厚を厚くすることで上述した比抵抗を得
ることができる。具体的には、磁性キャリアの個数平均
粒径Ｒ、キャリア粒子表面に設けた樹脂リッチ層の層厚
Ｒｓとした場合に、該Ｒｓが上記Ｒに対して下記式
（１）を満足するように構成することによって、上述し
た比抵抗を有する磁性キャリアが容易に得られ。０．０１×Ｒ−０．２≦Ｒｓ（μｍ）≦０．０１×Ｒ＋０．２（１）

【００１１】又、同様に、キャリア粒子表面に設ける樹
脂リッチ層中に、非磁性金属酸化物粒子である、ヘマタ
イト、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウ
ム、及び酸化カルシウムのいずれかの微粒子、又は、こ
れらから選択される複数の微粒子を含有させ、該微粒子
の粒径Ｒｐが、上記樹脂リッチ層の層厚Ｒｓとの関係に
おいて、下記式（２）を満足するように上記表面層を形
成することで、上述した比抵抗を有する磁性キャリアが
容易に得られる。０．５×Ｒｓ≦Ｒｐ(μｍ)≦１．５×Ｒｓ（２）即ち、本発明者らの検討によれば、キャリア粒子表面に
設ける樹脂リッチ層に上記に挙げたような非磁性金属酸
化物の微粒子を含有させると、キャリア粒子が高抵抗で
あっても、トナーが現像された後にキャリアにたまる残
留電荷によるキャリア付着等の問題をクリアすることが
できるようになることがわかった。これは、上記構成を
有する磁性キャリアは、キャリア粒子表面に、上記に挙
げたような非磁性金属酸化物粒子が均一に存在するよう
になるためと考えられる。

【００１２】本発明で使用する磁性キャリアの比抵抗の
測定は、図３に示した測定装置を用いて行った。セルＥ
に、キャリア粒子を充填し、該充填キャリア粒子に接す
るように下部電極１１及び上部電極１２を配し、これら
の電極間に電圧を印加し、そのときに流れる電流を測定
することによって比抵抗を求める方法を用いる。本発明
における比抵抗の測定条件は、充填キャリア粒子と電極
との接触面積Ｓ＝約２．３ｃｍ²、厚みｄ＝約０．５ｍ
ｍ、上部電極１２の荷重１８０ｇとした。

【００１３】本発明で使用する磁性キャリアは、更に、
熱硬化性のバインダー樹脂を用いて重合法によって得ら
れる球形の樹脂キャリアであって、且つ、磁性金属酸化
物微粒子が樹脂中に分散した状態の磁性体分散型樹脂キ
ャリアであることが好ましいが、このようにすると高抵
抗で残留電荷を残さないような特性の磁性キャリアとす
るのに有効である。更に、このような形態の磁性キャリ
アを作製する場合に、上記のようにして重合法によっ
て、先ず、キャリア内部を構成する磁性体が樹脂中に分
散したコアに相当する部分を形成し、更に、その上に、
熱硬化性のバインダー樹脂で被覆して樹脂リッチ層が形
成されるようにすることが好ましい。又、本発明に好適
な樹脂リッチ層を形成する方法としては、上記で得られ
たコア粒子に、熱硬化性バインダー樹脂の形成材料であ
るモノマー中に、非磁性金属酸化物粒子であるヘマタイ
ト、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウ
ム、及び酸化カルシウムのいずれかの微粒子、又は、こ
れらから選択される複数の微粒子を加え、更に重合を行
う方法が挙げられる。このようにすれば、磁性体分散型
樹脂粒子をキャリアコアとして、該粒子表面に良好な状
態の樹脂リッチ層を形成することができる。

【００１４】以上のようにして作製した磁性キャリアに
ついて、表面の樹脂リッチ層中に含有させる非磁性金属
酸化物粒子として、種類及び大きさが同一のものを用
い、キャリアの粒径が小さいものと大きいものの比抵抗
を測定した結果、小粒径キャリアの方が、より高抵抗と
なることがわかった。更に、画像形成に使用した場合
は、大粒径のキャリアに比べ、小粒径キャリアを用いる
と、初期はトナーの帯電量が同じであるにもかかわら
ず、耐久において画像濃度の低下を生じる傾向があるこ
とがわかった。これは、耐久においてキャリアの残留電
荷がたまって、特に小粒径キャリアの場合はトナーにう
まく帯電付与できなくなってしまうためと考えられる。
本発明者らが更に検討した結果、先に述べたように、キ
ャリアの粒径Ｒ、キャリア表面層に用いる微粒子の大き
さＲｐ及び樹脂リッチ層の層厚Ｒｓが、下記の（式１）
及び、より好ましくは（式２）を満足する様な場合に、
初期及び耐久後共に、画像濃度が高く、キャリア付着や
画質等の性能もよくなることを見いだした。０．０１×Ｒ−０．２≦Ｒｓ（μｍ）≦０．０１×Ｒ＋０．２（１）０．５×Ｒｓ≦Ｒｐ(μｍ)≦１．５×Ｒｓ（２）

【００１５】又、本発明で使用する磁性キャリアは、表
面の樹脂リッチ層の形成を良好に行うことができるの
で、個数平均粒径が１５乃至６０μｍのものを使用す
る。更に、形成画像の画質の向上に、キャリアの飽和磁
化も大きく影響しており、特に、飽和磁化が３０乃至８
０ｅｍｕ／ｇであることが、画質の向上及びキャリア付
着防止のためには必要であることもわかった。このよう
な飽和磁化を達成するためのキャリアの形成材料として
は、マグネタイト、各種フェライト等の強磁性体を好ま
しく用いることができる。

【００１６】上記したように、本発明に好適な磁性キャ
リアは、その個数平均粒径が１５乃至６０μｍのもので
あるが、かかる磁性キャリアと組み合わせて用いるのに
好適なトナーについて本発明者らが詳細に検討した結
果、トナーの重量平均粒径が５乃至１０μｍであり、且
つ、粒度分布における０．６μｍ乃至２０μｍの範囲に
おける個数基準のＣＶ値（変動係数）が７５乃至９０％
であり、３．０μｍ乃至２０μｍの範囲における個数基
準のＣＶ値が０乃至３０％であるようなトナーと共に二
成分系現像剤を構成して現像剤化したときに、トナーに
対してストレスを与えず、適度なトナー濃度となり、高
濃度且つ高画質な画像を得ることができることがわかっ
た。トナーについては後述する。尚、上記の個数基準の
ＣＶ値は、ＦＰＩＡにより測定した。

【００１７】本発明において、個数平均粒径が１５μｍ
よりも小さい磁性キャリアを使用すると、高バイアスが
印加された状況下においてキャリア付着を引き起こす可
能性がある。一方、個数平均粒径が６０μｍよりも大き
い磁性キャリアを用いた場合には、トナー濃度が低下
し、十分な画像濃度が得られない。従って、本発明にお
いては、個数平均粒径が１５乃至６０μｍの磁性キャリ
アを使用する。

【００１８】又、先に述べたように、キャリア粒子の粒
径Ｒと、粒子表面の樹脂リッチ層の層厚Ｒｓは、０．０
１×Ｒ−０．２≦Ｒｓ（μｍ）≦０．０１×Ｒ＋０．２
の関係にあることが好ましい。キャリア粒径Ｒを小さく
していく場合は、表面の樹脂リッチ層の層厚Ｒｓを薄く
することで、比抵抗が６０００Ｖ／ｃｍ²印加時という
高電界下で、５．０×１０¹³Ωｃｍ以上という高い比抵
抗が得られる。一方、１．０×１０¹⁶Ωｃｍ以下の比抵
抗を満足する磁性キャリアを使用することで、キャリア
の残留電荷の発生を抑え、しかも、特に小粒径キャリア
の場合にトナーにうまく帯電付与できなくなるといった
問題の解決が図られる。

【００１９】本発明で使用する磁性キャリアは、以上述
べたように、少なくとも磁性体及びバインダーを有して
なり、且つ、粒子表面に樹脂リッチ層を有する磁性体分
散型樹脂粒子であって、上記したような特性を有するも
のであるが、具体的には、磁性体を分散させるバインダ
ー樹脂として、フェノール樹脂やメラミン樹脂等の熱硬
化性の樹脂を用い、且つ、重合法によって作製された磁
性キャリアであることが好ましい。即ち、このようにし
て得られる磁性キャリアは、硬く強度に優れ、しかも球
形となるので、このような磁性キャリアを用いれば、現
像器内での磁気的シェア等によるキャリア破壊が有効に
防止されて、静電潜像担持体へのキャリア付着の発生が
抑制され、又、その形状が球形であるために、現像剤担
持体上で転がり易く、トナーを良好な状態で現像部に供
給することが可能となる。この結果、本発明の目的の一
つである画像濃度の向上を更に達成できる。

【００２０】本発明で使用する磁性キャリアは、特に、
キャリア粒子全体、又は一部が重合法によって形成さ
れ、且つ、該キャリアの形状係数ＳＦ−１が１００乃至
１３０であるものを使用することが好ましい。このよう
にすれば、より流動性が高まり、高画質化を図るために
好ましい。このような形状の小粒径のキャリアを効率的
に得るためには、懸濁重合や乳化重合、或いは分散重合
等の重合法を用いてキャリアを製造することが好まし
い。

【００２１】上記のように構成することはキャリアの真
比重にも関係し、樹脂バインダーに磁性粒子を分散含有
させた樹脂キャリアとすることで、従来よりキャリアと
して用いられているフェライトやマグネタイト等や、鉄
粉等の磁性金属分と比べると、大きな比重を軽くするこ
とが可能となり、更に、所望する適度な真比重にコント
ロールできるようになる。

【００２２】更に、本発明で使用する磁性キャリアは、
キャリア粒子表面近傍に、好ましくはキャリアの粒径に
応じた粒度分布を有する非磁性金属酸化物粒子、特に、
ヘマタイト、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化マグ
ネシウム、酸化カルシウムから選択する微粒子、更に
は、これらの微粒子から複数選択された混合物が含有さ
れた樹脂リッチ層が設けられている。この結果、得られ
る磁性キャリアは、前述したような特性を有する高抵抗
化がなされたものとなる。又、本発明で使用する磁性キ
ャリアは、上記の構成に加えて、更に表面を樹脂コーテ
ィングすることで、より流動性に優れ、トナーへの帯電
付与性に優れ、強度を更に高めて耐久性に優れたものと
できる。樹脂コーティングするための材料としては、例
えば、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂を用いることが
好ましい。このことについては後述する。

【００２３】下記に、本発明に好適に使用できる上記し
たような形態の磁性キャリアの形成材料等について説明
する。先ず、本発明で使用する磁性キャリアの形成材料
に用いる磁性体としては、例えば、ＭＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃又は
ＭＦｅ₂Ｏ₄の一般式で表される、マグネタイト、ソフト
フェライト等の微粒子を好ましく用いることができる。
上記式中のＭとしては、２価或いは１価の金属イオン、
例えば、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、
Ｃｄ、Ｌｉ等が相当し、更に、Ｍが、単独或いは複数の
金属であるものを用いることができる。このようなもの
として具体的なものは、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系フェライトと言っ
た、鉄系の磁性酸化物を挙げることができる。

【００２４】本発明で使用する磁性キャリアを製造する
ための好適な方法としては、例えば、少なくとも重合性
モノマーと、上記に列挙したような磁性体とを含む組成
物を混合して造粒し、そのような重合性モノマーを重合
させて、直接、磁性体分散型樹脂キャリアを得る方法が
挙げられる。重合に用いられる重合性モノマーとして
は、先に挙げたフェノール樹脂やメラミン樹脂等の熱硬
化性樹脂原料であるモノマー、例えば、フェノール樹脂
の場合は、フェノール類とアルデヒド類、尿素樹脂の場
合は、尿素とアルデヒド類、メラミン樹脂の場合は、メ
ラミンとアルデヒド類や、その他の、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等
が用いられる。例えば、硬化系フェノール樹脂を用いた
磁性キャリアの具体的な製造方法としては、水性媒体中
で、重合性モノマーであるフェノール類とアルデヒド類
を、塩基性触媒の存在下、先に挙げたような磁性金属酸
化物微粒子、好ましくは親油化処理がされた磁性金属酸
化物微粒子を入れて、単量体モノマーを重合させる方法
が挙げられる。かかる方法によれば、磁性体が樹脂中に
分散された球状の樹脂キャリア粒子を、直接得ることが
できる。更に、先に述べたようにして、このようにして
得られる磁性体分散球状樹脂粒子の表面に、樹脂リッチ
層を形成することで、比抵抗等の特性が制御された磁性
キャリアを得る。

【００２５】本発明で使用する磁性キャリアは、キャリ
アと共に用いるトナーの帯電量に合わせて、更にその表
面が適当なコート樹脂で被覆されたものであることが好
ましい。この際に使用するコート樹脂としては、絶縁性
の樹脂を用いることが好ましい。この場合に使用し得る
絶縁性樹脂は、熱可塑性の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、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や
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、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、ヒドロキシメチルセルロース、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
テルケトン樹脂等を挙げることができる。

【００２６】又、熱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、
或いは、無水マレイン酸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、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。

【００２７】上述した樹脂は、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
化剤等を混合し硬化させて使用することもできる。特に
好ましい形態は、シリコーン系の熱硬化樹脂で表面コー
トしたものである。トナーの帯電量を適宜にコントロー
ルするためには、アミノ基を含有するシラン化合物等を
混合して用いるとより好ましい。

【００２８】更に、本発明では、その真比重が３．０乃
至４．５ｇ／ｃｍ³である磁性キャリアを使用する。即
ち、真比重が３．０ｇ／ｃｍ³未満である磁性キャリア
は、実質的に、キャリアの重量に占める樹脂の割合が５
０％以上であるような樹脂分の多いキャリアを意味する
ので、強度面で問題を生じる場合がある。一方、真比重
が４．５ｇ／ｃｍ³より大きい場合には、キャリアの磁
気特性にもよるが、現像器内でのトナーに与えるシェア
が大きくなる傾向があり、耐久時にトナー劣化を引き起
こす恐れがあり、バインダー成分が不足となって、強度
低下が起こる場合もある。

【００２９】本発明において、上記した磁性キャリアと
組み合わせて好適に用いることのできるトナーとして
は、先に述べたように、重量平均粒径が５乃至１０μｍ
であり、０．６μｍ乃至２０μｍの範囲における個数基
準のＣＶ値が７５乃至９０％であり、３．０μｍ乃至２
０μｍの範囲における個数基準のＣＶ値が０乃至３０％
である。本発明で使用するトナーは、前述したような特
性を有する磁性キャリアによって良好な帯電が行われる
ように、小粒径トナーであって、且つ、良好な流動性及
び帯電性が付与されるように、無機微粒子或いは有機微
粒子、又は、それらの混合物からなる外添材料が外添含
有されたものであることが好ましい。外添材料がトナー
粒子表面に付着されているトナーの場合には、画像形成
の際に、上記したような外添材料がトナー粒子中に埋め
込まれたり、トナー粒子表面から遊離してカブリの原因
になったり、画質低下を引き起こすことがある。従っ
て、良好な状態で外添材料が外添含有されたものを使用
することが好ましい。その外添の程度は、下記に述べる
ように、上述したＣＶ値によって表される。

【００３０】重量平均径及び０．６μｍ乃至２０μｍの
範囲における個数基準のＣＶ値、３．０μｍ乃至２０μ
ｍの範囲における個数基準のＣＶ値は、それぞれＦＰＩ
Ａにより測定する。この場合、測定用試料を調製する際
におけるトナーを分散する手段としては、トナー約０．
０５ｇを、１００ミリリットルのビーカーの、蒸留水５
０ミリリットル、及び界面活性剤であるコンタミノンを
１、２滴加えた中に入れて、超音波分散器で５分間分散
を行うことによる。ＦＰＩＡでは、０．６μｍ乃至１０
０μｍの範囲で、画像解析により粒径及び粒度分布の測
定が可能である。本発明においては、０．６μｍ乃至２
０μｍの範囲で測定するが、これは、トナー粒子及びト
ナー粒子表面から遊離した外添材料である各種の粒子等
が同時に測定されることを利用し、本発明で使用するト
ナーの外添の程度を特定するためである。このような測
定を、外添材料の付着力を変えて行った結果、上記した
ＣＶ値の範囲を満足するトナーを用いることが形成さ
れた画像の画質向上に効果があることがわかった。又、
計算処理条件を３．０μｍ乃至２０μｍの範囲に変えて
ＣＶ値を求めると、トナー粒子母体の状態がほぼ表され
る。以上の結果、本発明で使用するトナーの良好なもの
としては、その粒度分布及び外添剤の付着状況が上記値
を満足するものであることがわかった。

【００３１】本発明の画像形成方法は、上記したような
磁性キャリア及びトナーとからなる二成分系現像剤を用
い、現像剤担持体上に形成された現像剤磁気ブラシを静
電潜像担持体に接触させて、周波数２５００Ｈｚ以上の
交番電界を印加しつつ現像を行う（以下、接触二成分系
ＡＣ現像方式と呼ぶ）ことを特徴とする。本発明のよう
に、その飽和磁化が３０乃至８０ｅｍｕ／ｇと比較的低
磁気力の磁性キャリアを用いる場合は、下記に述べるよ
うに、現像剤担持体の回転と静電潜像担持体の回転が、
これらの対向部において互いにカウンター方向である現
像方式にも好適に用いることができる。かかる方式で
は、現像剤担持体の回転と静電潜像担持体の回転が互い
に順方向である現像方式に比較して、同じプロセススピ
ードでは、静電潜像担持体の一部分に対して接する現像
剤磁気ブラシの量、即ちトナーの絶対量が増えるため、
高画像濃度でドット抜けのない高品位画像が期待できる
とともにキャリア付着を良好に防止できる。

【００３２】本発明とは反対に８０ｅｍｕ／ｇを越える
磁気力の高い磁性キャリアを用い、現像剤担持体の回転
と静電潜像担持体の回転が互いにカウンター方向である
現像方式で、本発明のごとき接触二成分系ＡＣ現像を行
った場合は、現像剤担持体の回転と静電潜像担持体の回
転が互いに順方向である現像方式を用いた場合と比較す
ると、剛直な現像剤磁気ブラシにより画像にスジ目が現
れる所謂スキャベンジングが起こり易くなる。これは、
現像剤磁気ブラシが、静電潜像及び該潜像上に乗ったト
ナーに、より衝撃力が強く接するためである。これに対
し、本発明で使用するような比較的低磁気力の磁性キャ
リアを適用した場合は、現像剤磁気ブラシが比較的ソフ
トに静電潜像担持体及びトナー画像に接するため、スキ
ャベンジングが起こりにくく、現像剤担持体の回転と静
電潜像担持体の回転が互いにカウンター方向である現像
方式を用いることができる。

【００３３】本発明の画像形成方法における接触二成分
系ＡＣ現像方式で、現像剤磁気ブラシに印加する交番電
界は、２５００Ｈｚ以上、特に、２５００Ｈｚ乃至５０
００Ｈｚの範囲内であることが好適である。印加する交
番電界が２５００Ｈｚ未満である場合は、磁性キャリア
を通じて電荷が静電潜像担持体に注入され、潜像を乱し
てしまう場合があるからである。一方、印加する交番電
界が５０００Ｈｚを超える場合は、電界に対してトナー
が追随できず、画質低下を招く傾向があるため好ましく
ない。

【００３４】印加する交番電界としては、従来の正弦
波、三角波或いは矩形波を用いることができるが、波形
を適切に制御した交番電界を用いることもできる。例え
ば、静電潜像担持体から現像剤担持体にトナーを向かわ
せる第１電圧と、現像剤担持体から静電潜像担持体にト
ナーを向かわせる第２電圧と、該第１電圧と第２電圧の
間の第３電圧で波形のパターンを形成させるような交番
電界を用いることができる。しかし、このような場合
も、その波形の繰り返しパターン１周期に対して周波数
が本発明における交番電界の周波数の範囲、即ち、２５
００Ｈｚ以上、好ましくは、２５００Ｈｚ乃至５０００
Ｈｚであることが好適である。

【００３５】以下に、本発明で使用した各種の測定方法
について述べる。本発明に用いるトナーの粒径の測定
は、ＦＰＩＡを用いて、０．６μｍ〜６０μｍの範囲内
で測定を行う。測定用試料は、水５０ｍｌに界面活性剤
（アルキルベンゼンスルホン酸塩）０．２ｍｌ加えた溶
液に、トナー０．５ｍｇを加え、超音波分散器で５分間
分散して調製し、その後、これを測定装置の本体に入れ
て測定する。そして、これから得られる重量平均粒径、
０．６μｍ乃至２０μｍの範囲における個数基準のＣＶ
値、３．０μｍ乃至２０μｍの範囲における個数基準の
ＣＶ値を求める。

【００３６】磁性キャリア粒子の粒径については、走査
電子顕微鏡（１００乃至５，０００倍）によりランダム
に粒径０．１μｍ以上の磁性キャリア粒子を３００個以
上抽出し、デジタイザにより、個数平均の水平方向フェ
レ径をもってキャリアの個数平均粒子径とした。又、金
属酸化物粒子の粒径は、同様に走査電子顕微鏡（１０，
００乃至５０，０００倍）によりランダムに粒径０．０
１μｍ以上の粒子を３００個以上抽出し、個数平均粒子
径を算出する。

【００３７】キャリア粒子表面の樹脂リッチ層の層厚の
測定は、樹脂キャリア粒子を樹脂中に埋設して固定し、
ミクロトームにより断面を切断したものを測定用試料と
し、これについてＳＥＭ観察により層厚を求める。

【００３８】又、磁性キャリアの磁気特性は、理研電子
（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３
０を用いて測定した。キャリア粉体の磁気特性値は、１
０キロエルステッドの外部磁場を作り、飽和磁化を求め
た。磁性キャリアの測定用試料は、円筒状のプラスチッ
ク容器に充分密になるようにパッキングした状態で作製
する。この状態で磁化モーメントを測定し、更に、上記
で充填した試料の実際の重量を測定して磁化の強さ（ｅ
ｍｕ／ｇ）を求める。

【００３９】本発明で使用する磁性キャリア粒子の真比
重は、乾式自動密度計オートピクノメータにより求め
る。

【００４０】以下に、本発明で使用した摩擦帯電量の測
定方法を記載する。本発明で使用するトナーとキャリア
とをトナー重量が５重量％となるように混合し、ターブ
ラミキサーで１２０秒混合する。この現像剤を底部に６
３５メッシュの導電性スクリーンを装着した金属製の容
器にいれ、吸引機で吸引し、吸引前後の重量差と容器に
接続されたコンデンサーに蓄積された電位から摩擦帯電
量を求める。この際、吸引圧を２５０ｍｍＨ₂Ｏとす
る。この方法によって、摩擦帯電量を下記式を用いて算
出する。（上記式中、Ｗ１は吸引前の重量でありＷ２は吸引後の
重量であり、Ｃはコンデンサーの容量、及びＶはコンデ
ンサーに蓄積された電位である。）

【００４１】尚、本発明で用いた静電潜像担持体の表面
抵抗の測定方法について述べる。静電潜像担持体表面
に、有効電極長さ２ｃｍで、電極間距離１２０μｍのく
し型電極を金蒸着し、抵抗測定装置（ヒューレットパッ
カード社製４１４０ＢｐＡＭＡＴＥＲ）にて１００Ｖの
電圧を印加させて測定する。

【００４２】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明のを
更に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。先ず、下記のようにして、実施例及び比較
例で使用するトナー及び磁性キャリアを調製した。

【００４３】これらを固定槽式乾式混合機により混合し、ベント口を
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。

【００４４】この溶融混練物を、ハンマーミルにて粗砕
し、１ｍｍメッシュパスのトナー組成物の粗砕物を得
た。更に、この粗砕物を機械式粉砕機により、重量平均
径３乃至１５μｍまで粉砕を行った後、旋回流中の粒子
間衝突を利用したジェットミルにて粉砕を行った後、多
段割分級機により分級を行ってシアン着色樹脂粒子を得
た。更に、上記で得られたアン着色樹脂粒子１００重量
部に対して、ＢＥＴ法による比表面積が２００ｍ²／ｇ
である疎水性酸化チタンを１．０重量部外添してトナー
１を得た。得られたトナー１は、重量平均粒径５．８μ
ｍであった。０．６μｍ乃至２０μｍの範囲における個
数基準のＣＶ値は８６％、３．０μｍ乃至２０μｍの範
囲における個数基準のＣＶ値が２１％であった。

【００４５】［トナー２］イオン交換水７１０重量部
に、０．１Ｍ−Ｎａ₃ＰＯ₄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、１２，０００ｒｐｍにて攪拌し
た。これに１．０Ｍ−ＣａＣｌ₂水溶液７５重量部を徐
々に添加し、均一且つ微細に分散された状態のＣａ₃(Ｐ
Ｏ₄)₂を含む水系媒体を調製した。

【００４６】一方、上記材料を混合して、ＴＫ式ホモミキサー（特殊
機化工業製）を用いて、１２，０００ｒｐｍにて均一に
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、重合性モノマーを含む組成物を調製した。

【００４７】次に、前記したようにして予め調製してお
いた水系媒体中に、上記で得られた重合性モノマーを含
む組成物を投入し、６０℃の窒素雰囲気下において、Ｔ
Ｋ式ホモミキサーにて１０，０００ｒｐｍで１０分間攪
拌して、重合性モノマーを含む組成物を造粒した。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
溶解させた後、ろ過、水洗、乾燥をして、シアン着色懸
濁樹脂粒子を得た。

【００４８】その後、多段割分級機により分級を行っ
た。得られた着色粒子１００重量部に対して、ＢＥＴ法
による比表面積が２５０ｍ²／ｇである疎水性シリカを
１．７重量部外添して、重合法により製造されたトナー
２を得た。得られたトナー２は、は重量平均粒径４．４
μｍであった。０．６μｍ乃至２０μｍの範囲における
個数基準のＣＶ値は９３％、３．０μｍ乃至２０μｍの
範囲における個数基準のＣＶ値が１８％であった。

【００４９】（キャリアの製造）［キャリア１］先ず、個数平均粒径０．２５μｍのマグ
ネタイト粉と、個数平均粒径０．４０μｍのヘマタイト
粉に対して、夫々４．０重量％のシラン系カップリング
剤（３-(２−アミノエチルアミノプロピル）ジメトキシ
シラン）を加え、容器内で１００℃以上で高速混合撹拌
し、それぞれの微粒子を親油化処理した。

【００５０】・フェノール１０重量部・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド４０％、メタノール１０％、水５０％）６重量部・親油化処理したマグネタイト８４重量部上記材料と、２８％アンモニア水５重量部、水１０重量
部をフラスコに入れ、攪拌、混合しながら３０分間で８
５℃まで昇温・保持し、３時間重合反応させて硬化させ
た。その後、３０℃まで冷却し、更に水を添加した後、
上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次
いで、これを減圧下（５ｍｍＨｇ以下）、５０乃至６０
℃の温度で乾燥して、磁性体が分散された状態の球状の
樹脂粒子を得た。この樹脂粒子をキャリアコアとして用
いて、該粒子の表面上に、下記の方法で樹脂リッチ層を
形成した。

【００５１】・上記で得られた樹脂粒子１００重量部・フェノール１．０重量部・ホルムアルデヒド溶液０．４重量部・親油化処理したヘマタイト粒子１．５重量部上記で得られた樹脂粒子を用い、該樹脂粒子に上記の組
成を加え、更に３時間重合反応させた。その後、３０℃
まで冷却し、更に水を添加した後、上澄み液を除去し、
沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下
（５ｍｍＨｇ以下）、１５０乃至６０℃の温度で乾燥し
て、キャリアコア粒子表面に樹脂リッチ層を形成した。

【００５２】更に、上記で得られた表面に樹脂リッチ層
が形成された樹脂粒子の表面に、以下の方法で熱硬化性
のシリコーン樹脂をコートした。その際、樹脂粒子表面
のシリコーンコート樹脂量が１．０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
溶液を作製した。このコート溶液を剪断応力を連続して
加えながら溶媒を７０℃で揮発させて、樹脂粒子表面へ
の樹脂コートを行った。この樹脂コートされた磁性キャ
リア粒子を１８０℃で３時間撹拌しながら熱処理し、冷
却後、解砕した後、２００メッシュの篩で分級してキャ
リア１を得た。

【００５３】得られたキャリア１の個数平均粒径は２
９．６μｍであった。更に、得られたキャリアを１０キ
ロエルステッドの磁場をかけ、その磁気特性を測定し
た。その結果、１０キロエルステッドにおける飽和磁化
は７３ｅｍｕ／ｇであった。又、キャリア１の真比重は
３．５８ｇ／ｃｍ³であった。又、キャリア１の粒子断
面の樹脂リッチ層の層厚は０．３５μｍであった。キャ
リアの比抵抗は５．８×１０¹⁴Ωであった。キャリア１
の形状係数ＳＦ−１は、１０８であった。

【００５４】［キャリア２］先ず、個数平均粒径０．２
５μｍのマグネタイト粉と個数平均粒径０．２０μｍの
ヘマタイト粉に対して、夫々２．０重量％のシラン系カ
ップリング剤（３-(２−アミノエチルアミノプロピル）
ジメトキシシラン）を加え、容器内で１００℃で高速混
合撹拌してキャリア１の場合と同様に、それぞれの微粒
子の親油化処理を行った。

【００５５】・フェノール１０重量部・ホルムアルデヒド溶液６重量部・親油化処理したマグネタイト８４重量部上記材料と、２８％アンモニア水４重量部、水８重量部
をフラスコに入れ、攪拌、混合しながら３０分間で８５
℃まで昇温・保持し、３時間重合反応させて硬化させ
た。その後キャリア１と同様にして、球状のキャリアコ
ア樹脂粒子を得た。更に、得られたキャリアコア樹脂粒
子を用いて、下記のようにして、その表面に樹脂リッチ
層を形成した。

【００５６】・上記で得られた樹脂粒子１００重量部・フェノール１．２重量部・ホルムアルデヒド溶液０．５重量部・親油化処理したヘマタイト粒子２．５重量部上記で得られた樹脂粒子を用い、該樹脂粒子に上記の組
成を加え、更に３時間重合反応させた。その後、キャリ
ア１の場合と同様にして、樹脂リッチ層を有し、更に、
表面がシリコーン樹脂コートされたキャリア２を得た。

【００５７】上記で得られたキャリア２の個数平均粒径
は２０．３μｍであった。１０キロエルステッドにおけ
る飽和磁化は７１ｅｍｕ／ｇであった。又、キャリア２
の真比重は３．４８ｇ／ｃｍ³であった。又、キャリア
粒子断面の樹脂リッチ層の層厚は０．２６μｍであっ
た。キャリア２の比抵抗は８．１×１０¹⁴Ωであった。
更に、キャリア２の形状係数ＳＦ−１は、１０７であっ
た。

【００５８】［キャリア３］先ず、個数平均粒径０．２
５μｍのマグネタイト粉と個数平均粒径０．６０μｍの
ヘマタイト粉に対して、夫々４．７重量％のシラン系カ
ップリング剤（３-(２−アミノエチルアミノプロピル）
ジメトキシシラン）を加え、容器内で１００℃で高速混
合撹拌してキャリア１の場合と同様に、それぞれの微粒
子の親油化処理を行った。

【００５９】・フェノール１０重量部・ホルムアルデヒド溶液６重量部・親油化処理したマグネタイト８４重量部上記材料と、２８％アンモニア水７重量部、水１５重量
部をフラスコに入れ、攪拌、混合しながら３０分間で８
５℃まで昇温・保持し、３時間重合反応させて硬化させ
た。その後キャリア１と同様にして、球状のキャリアコ
ア樹脂粒子を得た。更に、得られたキャリアコア樹脂粒
子を用いて、その表面に下記の方法で樹脂リッチ層を形
成した。

【００６０】・上記で得られた樹脂粒子１００重量部・フェノール１．５重量部・ホルムアルデヒド溶液０．８重量部・親油化処理したヘマタイト粒子６．０重量部上記で得られた樹脂粒子を用い、該樹脂粒子に上記の組
成を加え、更に３時間重合反応させた。その後、キャリ
ア１の場合と同様にして、樹脂リッチ層を有し、更に、
表面がシリコーン樹脂コートされたキャリア３を得た。

【００６１】上記で得られたキャリア３の個数平均粒径
は５１．６μｍであった。又、１０キロエルステッドに
おける飽和磁化は７４ｅｍｕ／ｇであった。又、キャリ
ア３の真比重は３．６６ｇ／ｃｍ³であった。又、キャ
リア粒子断面の樹脂リッチ層の層厚は０．５７μｍであ
った。キャリア３の比抵抗は６．４×１０¹³Ωであっ
た。更に、キャリア３の形状係数ＳＦ−１は、１０８で
あった。

【００６２】［キャリア４］先ず、個数平均粒径０．２
５μｍのマグネタイト粉と個数平均粒径０．４０μｍの
ヘマタイト粉に対して、夫々３．５重量％のシラン系カ
ップリング剤（３-(２−アミノエチルアミノプロピル）
ジメトキシシラン）を加え、容器内で１００℃で高速混
合撹拌してキャリア１の場合と同様に、それぞれの微粒
子の親油化処理を行った。

【００６３】・フェノール１０重量部・ホルムアルデヒド溶液６重量部・親油化処理したマグネタイト６０重量部・親油化処理したヘマタイト２４重量部上記材料と、２８％アンモニア水５重量部、水１０重量
部をフラスコに入れ、攪拌、混合しながら３０分間で８
５℃まで昇温・保持し、３時間重合反応させて硬化させ
た。その後キャリア１と同様にして、球状のキャリアコ
ア樹脂粒子を得た。更に、得られたキャリアコア樹脂粒
子を用いて、その表面に下記の方法で樹脂リッチ層を形
成した。

【００６４】・上記で得られた樹脂粒子１００重量部・フェノール１．０重量部・ホルムアルデヒド溶液０．４重量部・親油化処理したヘマタイト粒子１．５重量部上記で得られた樹脂粒子を用い、該樹脂粒子に上記の組
成を加え、更に３時間重合反応させた。その後、キャリ
ア１の場合と同様にして、樹脂リッチ層を有し、更に、
表面がシリコーン樹脂コートされたキャリア４を得た。

【００６５】上記で得られたキャリア４の個数平均粒径
は３１．７μｍであった。又、１０キロエルステッドに
おける飽和磁化は５０ｅｍｕ／ｇであった。又、キャリ
ア４の真比重は３．５５ｇ／ｃｍ³であった。又、キャ
リア粒子断面の樹脂リッチ層の層厚は０．４１μｍであ
った。キャリア４の比抵抗は１．１×１０¹⁵Ωであっ
た。更に、キャリア４の形状係数ＳＦ−１は、１０９あ
った。

【００６６】［キャリア５］キャリア１と同様にして球
状のキャリアコア粒子を得た。この粒子の表面に下記の
ようにして樹脂リッチ層を形成した。上記で得られた樹脂粒子を用い、該樹脂粒子に上記の組
成を加え、更に３時間重合反応させた。その後、キャリ
ア１の場合と同様にして、樹脂リッチ層を有し、更に、
表面がシリコーン樹脂コートされたキャリア５を得た。

【００６７】上記で得られたキャリア５の個数平均粒径
は３１．０μｍであった。又、１０キロエルステッドに
おける飽和磁化は７１ｅｍｕ／ｇであった。又、キャリ
ア５の真比重は３．５７ｇ／ｃｍ³であった。又、キャ
リア粒子断面の樹脂リッチ層の層厚は０．４８μｍであ
った。キャリア５の比抵抗は３．６×１０¹⁵Ωであっ
た。更に、キャリア５の形状係数ＳＦ−１は、１０６で
あった。

【００６８】［キャリア６］キャリア１において、キャ
リアコア樹脂粒子表面に樹脂リッチ層を施さずに用いる
以外、キャリア１と同様にしてキャリア６を作製した。
得られたキャリア６の個数平均粒径は２９．３μｍであ
った。１０キロエルステッドにおける飽和磁化は７４ｅ
ｍｕ／ｇであった。又、キャリア６の真比重は３．６０
ｇ／ｃｍ³であった。キャリア６の比抵抗は１．６×１
０⁸Ωであった。更に、キャリア６の形状係数ＳＦ−１
は、１０７であった。

【００６９】［キャリア７］モル比で、Ｆｅ₂Ｏ₃＝５０
モル％、ＣｕＯ＝２７モル％、ＺｎＯ＝２３モル％にな
るように秤量し、ボールミルを用いて混合を行った。こ
れを仮焼した後、ボールミルにより粉砕を行い、更にス
プレードライヤーにより造粒を行った。これを焼結し、
更に分級してキャリアコア粒子を得た。更に、上記で得
られた粒子の表面に、キャリア１と同様な方法で熱硬化
性のシリコーン樹脂をコートしてキャリア７を得た。

【００７０】上記で得られたキャリア７の個数平均粒径
は４１．１μｍであった。１０キロエルステッドにおけ
る飽和磁化は６１ｅｍｕ／ｇであった。又、キャリア７
の真比重は５．０２ｇ／ｃｍ³であった。キャリア７の
比抵抗は１．９×１０⁸Ωであった。更に、キャリア７
の形状係数ＳＦ−１は、１１５であった。

【００７１】＜実施例１＞キャリア１とトナー１とを、
トナー濃度８％となるように混合し、二成分系現像剤を
作製した。このとき、トナーの帯電量は−２８．８μＣ
／ｇであった。この二成分系現像剤を用いて、キヤノン
（株）製フルカラー複写機ＣＬＣ１１００の改造機で画
像出し試験を行なった。現像条件は、Ｖ_pp２３００Ｖ、
周波数２２００ｈｚとして、コントラスト電位４００
Ｖ、カブリ取り電位１５０Ｖとした。このとき画像濃度
は１．５２であり、カブリ濃度０．００、キャリア付着
０．０２個／ｃｍ²であった。ハーフトーンドットの再
現性も良好であった。

【００７２】上記二成分系現像剤をキヤノン製フルカラ
ーレーザー複写機ＣＬＣ−１１００改造機を用いて画像
出しを行った。この現像部周辺の模式図を図１に示し、
これをもって説明する。キヤノン製フルカラーレーザー
複写機最下部位置（黒色）の現像器の現像剤担持体（現
像スリーブ）１と現像剤規制部材（磁性ブレード）８と
の距離Ａを６００μｍ、現像スリーブ１と静電潜像担持
体（感光ドラム）２との距離Ｂを４００μｍとした。こ
のときの現像ニップＣは５ｍｍであった。尚、現像スリ
ーブは、ＣＬＣ−１１００の現像器内で用いられている
現像スリーブ（材質：ＳＵＳ、日立金属社製、２０φｍ
ｍ）の表面をニューマブラスター（不二製作所製）を用
いてサンドブラストしたものを用いた。

【００７３】又、現像スリーブ１と感光ドラム２との周
速比は２．０：１で進行方向が図１に示す通りお互いに
カウンター方向であり、現像スリーブ１の現像極の磁場
が１キロエルステッド、更に、現像条件は、交番電界は
図２に示したような波形をもつ１８００Ｖで周波数３０
００Ｈｚのものを用い、現像バイアスは−３００Ｖとな
るように設定した。帯電部材３として、磁気ブラシで構
成される接触帯電部材を用い、感光ドラムの暗部電位
（Ｖｄ）は−４００Ｖ、明部電位（ＶＬ）は−５０Ｖと
した。尚、感光ドラム２としてはφ１８０ｍｍのネガ帯
電性Ａ−Ｓｉ系の感光体を用いた。この感光ドラムの表
面抵抗は２．５×１０¹³Ωであった。

【００７４】上記の現像条件で画像出しを行った。この
結果、細線再現性に非常に優れ、ベタ画像の濃度が高い
優れた画像が得られた。更に、キャリア付着による画像
部、非画像部の画像の乱れやトナーカブリは認められな
かった。又、２０万枚の画像出し耐久を行ったところ、
初期とトナーの摩擦帯電量の変化もなく、画像の変化や
劣化もなかった。本実施例で用いたトナーとキャリアの
組み合わせを表１に示した。又、上記の画出し試験の結
果を表２に示した。

【００７５】

【表１】

【００７６】＜実施例２〜５＞実施例１と同様にして、
磁性キャリアを表１に示したようにそれぞれ２乃至５に
変えて、表面積換算によりトナー濃度を変えて評価を行
った。初期及び２０万枚耐久後の結果はいずれも良好で
あった。表２に評価結果を示した。

【００７７】＜実施例６＞上記のトナー１をトナー２に
変えて、キャリア２をトナー濃度８重量％となるように
混合し、二成分系現像剤を得た。初期のトナーの摩擦帯
電量は−２９．５μＣ／ｇであった。この現像剤を使
い、キヤノン製アナログ複写機ＮＰ−５０６０改造機を
用いて画像出しを行った。現像器の現像剤担持体（現像
スリーブ）と現像剤規制部材（磁性ブレード）との距離
を６００μｍ、現像スリーブと静電潜像担持体（感光ド
ラム）との距離を４００μｍとした。このときの現像ニ
ップは５ｍｍであった。

【００７８】又、現像スリーブと感光ドラムとの周速比
は１．８：１、現像スリーブの現像極の磁場が１キロエ
ルステッド、更に現像条件は、２０００Ｖで周波数２６
００Ｈｚの矩形波を用い、現像バイアスは１５０Ｖとな
るように設定した。帯電部材としてコロナ帯電器を用
い、感光ドラムの暗部電位（ＶＤ）は４００Ｖ、明部電
位（ＶＬ）は５０Ｖとした。尚、感光ドラムとしてはφ
１０８ｍｍのポジ帯電性Ａ−Ｓｉ系の感光体を用いた。
この感光ドラムの表面抵抗は１．０×１０¹³Ωであっ
た。

【００７９】以上の条件で画像出し、５０万枚の画像出
し耐久を行ったところ、実施例１と同様に画像濃度は
１．５７であり、カブリ濃度０、キャリア付着０．０３
個／ｃｍ²であった。ハーフトーンドットの再現性も良
好であった。表２に評価結果を示したが、表中の耐久の
結果は２０万枚後の結果を示した。

【００８０】＜比較例１＞トナー１とキャリア６とを実
施例１と同様にして現像剤化して評価したところ、トナ
ー帯電量はー２７．２μＣ／ｇであった。画像濃度は
１．５０であり、良好であったが、カブリ濃度０．２
１、キャリア付着６．５個／ｃｍ²であった。ハーフト
ーンドットの再現性はドットの欠けが生じていた。又ベ
タ部でボソボソ感があり、転写性に問題があった。単色
モードで耐久を行ったが、徐々に画像濃度が低下してい
き、２０，０００枚まで耐久試験を行った。そのとき現
像剤を調べるとキャリアがかなり減少していた。表２に
評価結果を示した。

【００８１】＜比較例２＞トナー１とキャリア７とを実
施例１と同様にしてトナー濃度５％として現像剤化して
評価したところ、トナー帯電量はー２５．４μＣ／ｇで
あった。画像濃度は１．５３であり、良好であったが、
カブリ濃度０．２５、キャリア付着０．４２個／ｃｍ²
であった。ハーフトーンドットの再現性はドットの欠け
やすじが生じていた。又ベタ部でボソボソ感があり、転
写性に問題があった。単色モードで耐久を行ったが、徐
々にカブリが悪化し、３０，０００枚頃よりＮＧレベル
になった。その時点で耐久試験を終えた。表２に評価結
果を示した。

【００８２】

【表２】

【００８３】

【発明の効果】本発明によれば、表面抵抗の低いＡ−Ｓ
ｉ系感光体で構成された潜像担持体を用いた画像形成方
法において、実質的に高抵抗である磁性キャリアを用い
て接触二成分系ＡＣ現像を行うことで、ハーフトーン再
現性に優れ、キャリア付着のない高画質化を達成すると
ともに、潜像担持体と現像剤の長寿命化を達成すること
ができる画像形成方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に好適な画像形成装置の模式図である。

【図２】実施例に用いた現像バイアス波形を示したもの
である。

【図３】本発明で使用するキャリア、キャリアコア及び
金属酸化物等の比抵抗を測定する装置の模式図である。

【符号の説明】

１：現像スリーブ（現像剤担持体）２：感光ドラム（静電潜像担持体）３：接触帯電部材４：転写ドラム５：露光手段６：クリーナー７：転写材Ａ：現像剤担持体と現像剤規制部材との距離Ｂ：現像スリーブと静電潜像担持体との距離Ｃ：現像ニップ１１：下部電極１２：上部電極１３：絶縁物１４：電流計１５：電圧計１６：定電圧装置１７：キャリア１８：ガイドリングｄ：試料厚みＥ：抵抗測定セル

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｆターム(参考） 2H005 BA03 BA06 BA07 BA11 CB03 CB07 CB13 EA01 EA02 EA05 EA10 FA02 2H031 AC07 AC14 AD01 BA05 BA08 BA09 CA09 CA13 2H068 DA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面抵抗が１×１０¹⁰乃至１×１０¹⁶Ω
であるアモルファスシリコン系の静電潜像担持体と、磁
性キャリア粒子を有する磁性キャリアと、トナー粒子を
有するトナーとを含有する二成分系現像剤を担持する現
像剤担持体とを対向させて配設し、該現像剤で静電潜像
担持体上の静電潜像を現像する画像形成方法において、
上記磁性キャリア粒子は、粒子表面に樹脂リッチ層を有
する少なくとも磁性体及びバインダーからなる磁性体分
散型樹脂粒子であって、該粒子からなる磁性キャリア
は、その個数平均粒径が１５乃至６０μｍ、その比抵抗
が６０００Ｖ／ｃｍ²印加時に５．０×１０¹³Ωｃｍ乃
至１．０×１０¹⁶Ωｃｍ、その飽和磁化が３０乃至８０
ｅｍｕ／ｇ、その真比重が３．０乃至４．５ｇ／ｃｍ³
であり、上記磁性キャリア粒子の断面において、キャリ
ア粒子表面の樹脂リッチ層の層厚Ｒｓが磁性キャリアの
個数平均粒径Ｒに対して下記式（１）を満足し、０．０１×Ｒ−０．２≦Ｒｓ（μｍ）≦０．０１×Ｒ＋０．２（１）且つ、上記現像剤担持体上に形成された現像剤磁気ブラ
シを上記静電潜像担持体に接触させて、周波数２５００
Ｈｚ以上の交番電界を印加しつつ現像を行うことを特徴
とする画像形成方法。
【請求項２】前記磁性キャリア粒子表面の樹脂リッチ
層が、ヘマタイト、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸
化マグネシウム、及び酸化カルシウムのいずれかの微粒
子、又は、これらから選択される複数の微粒子を含有
し、該微粒子の粒径Ｒｐが、キャリア粒子表面の樹脂リ
ッチ層の層厚Ｒｓとの関係において、下記式（２）を満
足する請求項１に記載の画像形成方法。０．５×Ｒｓ≦Ｒｐ(μm)≦１．５×Ｒｓ（２）
【請求項３】前記磁性キャリア粒子は、バインダー
と、表面を親油化処理した磁性体及びヘマタイト粒子と
を有してなり、且つ、該キャリア粒子中の磁性体及びヘ
マタイト粒子の総量が５０乃至９９重量％である請求項
１又は２に記載の画像形成方法。
【請求項４】前記磁性キャリア粒子は、重合法によっ
て得られ、少なくとも硬化型フェノール樹脂とマグネタ
イト微粒子とを有してなり、且つ、その形状係数ＳＦ−
１が１００乃至１３０である請求項１乃至３のいずれか
１項に記載の画像形成方法。
【請求項５】前記トナーは、重量平均粒径が５乃至１
０μｍであり、且つ、０．６μｍ乃至２０μｍの範囲に
おける個数基準のＣＶ値が７５乃至９０％であり、更
に、３．０μｍ乃至２０μｍの範囲における個数基準の
ＣＶ値が０乃至３０％である請求項１乃至４のいずれか
１項に記載の画像形成方法。
【請求項６】現像剤担持体の回転の進行方向と静電潜
像担持体の回転の進行方向が、これらの対向部において
互いにカウンター方向である請求項１乃至５のいずれか
１項に記載の画像形成方法。