JP2005326693A

JP2005326693A - 電子写真用現像剤

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Publication number: JP2005326693A
Application number: JP2004145611A
Authority: JP
Inventors: Takeo Mizobe; 猛雄溝部
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】ハイブッリッド現像方式を小型のタンデムフルカラー画像形成装置に適用しても、画像形成の長期に亘る繰返しにより、画像濃度の低下、画像カブリの増大、トナー飛散、等の不具合が発生しない電子写真用現像剤を提供する。
【解決手段】二成分現像剤を磁気ブラシローラ上に保持して混合することでトナーを帯電させ、そのトナーのみを現像ローラ上に均一に薄層形成し、静電潜像担持体との間に直流、交流電界を印加し現像する１成分非接触現像法によりトナーを潜像に飛翔させる現像システムにおいて使用する電子写真用現像剤であって、前記二成分現像剤を構成するキャリアは、芯材の表面が樹脂の被覆層で被覆されており、前記被覆層の厚みＡ（μｍ）が０．８≦Ａ≦１．１であり、且つ、前記キャリアの個数中心粒径Ｄ_[CAR]50（μｍ）と前記芯材の個数中心粒径Ｄ_[COR]50（μｍ）がＤ_[CAR]50／Ｄ_[COR]50＜１．０５であることを特徴とする電子写真用現像剤。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリそれらの複合機などの画像形成装置に使用される現像方法に係り、特に、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、帯電されたトナーのみを現像ローラ上に保持し、トナーを静電潜像に飛翔させることで該潜像を現像する、非接触現像方式に使用される電子写真用現像剤に関する。

近年の画像形成装置の高速化にともない、トナーの色に対応した複数の感光体を用いて、転写部材の送りに同期させてカラー画像を形成し転写部材上で色重ねを行うタンデム方式が注目されてきている。この方式では高速性に優れているとの利点があるものの、各色の電子写真プロセス部材を並べて配置しなければならないために大型化するとの欠点を有していた。この対策として、感光体どうしの間隔を狭くして小型化された画像形成ユニットを配置した小型のタンデムフルカラー画像形成装置が提案されている。

前記小型化タンデムフルカラー画像形成装置において、画像形成ユニットサイズ縮小のためには、現像器を縦型とし、感光体ドラムの上部方向に現像器を配置するレイアウトが望ましい。しかし、従来の二成分現像方式では、このような縦型方式において現像剤攪拌部から感光体に近接した現像部材への供給が複雑となり、現像装置の小型化には限界があり、しかも、感光体表面へのキャリアの付着、トナーの飛散、等の避けられない問題があった。

他の方法として、キャリアを使用しない一成分現像方式も提案されているが、現像ローラを感光体ドラムに接触する方式では感光体ドラムのトルク変動をきたし、タンデム方式の画像形成装置の弱点である色ずれを助長させてしまうという欠点があった。また、感光体ドラムに非接触な方式では、トナーをチャージローラで帯電させた後、弾性規制ブレードで現像ローラ上の層厚を規制してきた。この方式ではトナーの添加剤（離型剤や表面処理剤等）がチャージローラに付着して帯電能力が低下したり、規制ブレードにトナー自体が付着して層形成が不均一になってしまい、画像欠陥をきたすという問題があった。

そこで、これらの問題を解決するための手段の一つとして、一旦キャリアを用いてトナーを帯電させ、その後感光体表面に対して非接触でトナーを飛翔させる、いわゆるハイブリッド現像方式が提案された。例えば、米国特許第３，８６６，５７４号公報において、感光体に対し非接触に設置した現像ローラ上に非磁性トナーで薄層を形成し、交流電界によって感光体潜像に該トナーを飛翔させる提案がなされた。また、米国特許第３，９２９，０９８号公報において、供給ローラを用いて現像剤を現像ローラに進ませ、この現像ローラ上にトナーを転移させてトナー層を形成する現像装置が示された。

しかしながら、上記のハイブリッド現像方式は、現像部のトナーと非現像部のトナーに電位差が生じ、連続印字時に前の現像画像が次の現像時に残像（ゴースト）として現れる、いわゆる現像履歴現象が発生し易いという問題があり、この履歴現象はトナーの帯電に不利な小型現像装置を使用した場合に更に発生し易い。このため、ハイブリッド現像方式を小型のタンデムフルカラー画像形成装置に適用することは困難であった。

そこで、例えば特開２００２−１０８１０４号公報には、現像装置を複雑にすることなく、特に連続現像時の履歴現象の発生を防ぎ、確実に帯電されたトナーを現像ローラに供給するために、非画像形成期間または画像形成開始前に、現像ローラの表面電位と供給ローラの表面電位とを等しくした等電位状態を発生させ、等電位状態下で、現像ローラ上の残存トナーの大半を磁気ブラシによって回収することで、次の現像タイミング時に現像の履歴を残さない画像が得られる方法が提案された。
米国特許第３，８６６，５７４号公報米国特許第３，９２９，０９８号公報特開２００２−１０８１０４号

上記のハイブリッド現像方式を小型のタンデムフルカラー画像形成装置に適用した場合、画像を連続して印刷する際には、現像装置中のトナーは磁気ブラシローラと現像ローラとの間を交流バイアスにより往復するために、通常の二成分現像と比較して、トナーとキャリアとの摩擦が非常に激しいものとなる。また、後述のように供給ローラ上の磁気ブラシは穂切りブレードによって層規制されるために、穂切りブレードが現像剤に大きなストレスを与える。

上記キャリアとしては、一般的に、芯材の表面を被覆樹脂で被覆した樹脂コート型キャリア（本明細書中では単に「キャリア」と略記する）が使用される。ハイブリッド現像方式においては、上記のようにトナーとキャリアとの激しい摩擦や穂切りブレードにより与えられたストレスにより、画像形成装置の長期使用において、キャリア表面の被覆樹脂が剥がれたり削られたりするためキャリアが劣化し易い。

このキャリア劣化によりトナーの帯電性が変化することで、現像ローラ上のトナーの帯電特性も大きく変化し、補給トナーや回収トナーの帯電量分布が広くなってしまう。そして、これが帯電不良によるトナーの飛散や画像カブリ増大の原因となる。

更には、劣化したキャリア交換の煩わしさ等により、現像剤側からの見地からも、ハイブリッド現像方式を小型のタンデムフルカラー画像形成装置に適用することは困難となっている。

そこで、本発明の目的は、上記のハイブッリッド現像方式を小型のタンデムフルカラー画像形成装置に適用しても、画像形成の長期に亘る繰返しにより、画像濃度の低下、画像カブリの増大、トナー飛散、等の不具合が発生しない電子写真用現像剤を提供することである。

本発明者は、まず、ハイブリッド現像方式に使用されるキャリアの樹脂被覆層の厚みを厚くすることでキャリア寿命の延命に効果があるが、被覆層の厚みを厚くすることにより、キャリア製造時においてキャリア同士が凝集し易くなり、逆にキャリア寿命が短くなるという問題点を見出した。

更に、本発明者は上記の新たな問題点を解決するために鋭意検討し、キャリアの被覆層の厚みを特定の範囲とし、且つ、キャリアの個数中心粒径とキャリア芯材の個数中心粒径との比を特定の値よりも小さくすることにより、キャリア寿命の延命に大きな効果があることを見出し本発明に至った。

すなわち、本発明の電子写真用現像剤は、二成分現像剤を磁気ブラシローラ上に保持して混合することでトナーを帯電させ、そのトナーのみを現像ローラ上に均一に薄層形成し、静電潜像担持体との間に直流、交流電界を印加し現像する１成分非接触現像法によりトナーを潜像に飛翔させる現像システムにおいて使用され、前記二成分現像剤を構成するキャリアは、芯材の表面が樹脂の被覆層で被覆されており、前記被覆層の厚みＡ（μｍ）が０．８≦Ａ≦１．１であり、且つ、前記キャリアの個数中心粒径Ｄ_[CAR]50（μｍ）と前記芯材の個数中心粒径Ｄ_[COR]50（μｍ）がＤ_[CAR]50／Ｄ_[COR]50＜１．０５であることを特徴とする。

また、前記キャリアの真比重Ｇ（ｇ／ｃｍ³）が３．５≦Ｇ≦４．５であることが好ましい。

本発明のハイブリッド現像方式に使用されるキャリアは、被覆層の厚みＡ（μｍ）が０．８≦Ａ≦１．１であり、且つ、前記キャリアの個数中心粒径Ｄ_[CAR]50（μｍ）と前記芯材の個数中心粒径Ｄ_[COR]50（μｍ）がＤ_[CAR]50／Ｄ_[COR]50＜１．０５とすることにより、トナーとキャリアとの激しい摩擦が生じるハイブリッド現像方式においてキャリア寿命を延命化することができる。このため、長期に亘る画像形成の繰返しにおいてもトナーの飛散や画像カブリが発生しない。

更には、前記キャリアの真比重Ｇ（ｇ／ｃｍ³）を３．５≦Ｇ≦４．５とすることで、トナーとキャリアとの激しい摩擦によって、トナーの表面処理剤（シリカ等）がトナー中に埋没することがないため、長期に亘る画像形成の繰返しにおいても、よりトナーの飛散や画像カブリが発生しない。

［本発明の電子写真用現像剤が使用される画像形成装置］
図１には、一例として、本発明の電子写真用現像剤が使用されるハイブリッド現像システムを搭載したタンデムフルカラー画像形成装置の概略断面図を示す。

３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍは各々ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ用の画像形成部で、１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍは前記各色のトナーホッパーである。また、１２は用紙１４を収納する給紙カセット、１１ａと１１ｂは転写搬送ベルト駆動ローラ、８は転写搬送ベルト、９は転写装置、１７は定着装置、１６は排紙部である。各色の画像形成部３Ｂ〜３Ｍは、各々、現像装置５０、感光体ドラム３、主帯電装置６、露光装置７、クリーニング装置２０等から構成されている。現像装置２は、感光体ドラム３に対し、隣接し垂直の方向に配置される。

上記タンデムフルカラー画像形成装置において、主帯電装置６によって帯電された感光体ドラム３上には、露光装置７によって静電潜像が形成され、現像装置２によりトナーが現像されて可視画像が形成される。このプロセスが、上記ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色毎に行われる。給紙カセット１２から送出された用紙１４は、反時計方向に回転している転写搬送ベルト８の上面に吸着されて、各色の画像形成部３Ｂ〜３Ｍの真下を通過するときに、転写装置９によって各色のトナー潜像が用紙１４に順次転写される。そして定着装置１７によりトナーが用紙１４上に定着されて排紙部１６に排出案内される。

［本発明の電子写真用現像剤が使用される現像装置］
上記現像装置５０は、感光体ドラム３に対し、隣接し垂直の方向に配置される。図２に、ハイブリッド現像方式を使用した現像装置の一例の概略断面図を示す。

二成分現像剤は供給ローラ１上にトナーとキャリアからなる磁気ブラシを形成し、トナーは攪拌ミキサー２３とパドルミキサー２２によって攪拌帯電される。現像剤は、供給ローラ１上の磁気ブラシは穂切りブレード９によって層規制され、供給ローラ１と現像ローラ２間の電位差｜(ＤＣ８)−(ＤＣ７ａ)｜（以下△Ｖと略記する）によって現像ローラ２にトナーのみの薄層を形成する。△Ｖの
範囲は一般的に１００Ｖ〜２５０Ｖ程度が好ましい。

上記トナー薄層は、供給ローラ１と現像ローラ２間の電位差△Ｖで現像ローラ
２上に薄層で保持され、感光体ドラム３との間の直流、交流の重畳されたバイアスを印加させることで現像される。トナーの飛散を防ぐために、交流ＡＣ７ｂは現像の直前に印加することが好ましい。交流成分としてＶ_P-Pが５００〜２０００Ｖ、周波数が１〜３ｋＨｚに設定することが好ましい。

現像残のトナーは掻き取りブレードなどの特別な装置を設けることなく、供給ローラ１上の磁気ブラシが現像ローラ２上のトナー層に接触し、各ローラの周速差によるブラシ効果と磁気ブラシの現像剤をパドルミキサー２２での攪拌による現像剤の入れ替えによって、容易にトナーの回収と入れ替えを可能にする。

感光体ドラム３にアモルファスシリコン感光体を使用した場合、現像バイアスＤＣ７ａは１５０Ｖ以下、さらに好ましくは１００Ｖ以下に設定し現像される。感光体ドラム３に正帯電有機感光体（ＯＰＣ）を用いた場合、現像バイアスＤＣ７ａは４００Ｖ以下、さらに好ましくは３００Ｖ以下に設定し現像される。

［本発明の電子写真用現像剤を構成するキャリア］
本発明の電子写真用現像剤を構成するキャリアについては、前述のように、芯材の表面を被覆樹脂で被覆した樹脂コート型キャリア（前述のように本明細書中では単に「キャリア」と略記している）が使用される。

芯材（コア、磁性粒子）としては、燒結フェライト、マグネタイト、リチウム、マンガン、あるいは鉄粉等のそれ自体公知の磁性材料からなる。この芯材の製造に用いる磁性粉としは、例えば、四三酸化鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）、三二酸化鉄（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）等の強磁性の鉄酸化物や、酸化鉄亜鉛（ＺｎＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄イットリウム（Ｙ₃Ｆｅ₅Ｏ₁₂）、酸化カドミウム（ＣｄＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄ガドリウム（Ｇｄ₃Ｆｅ₅Ｏ₁₂）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ₁₂Ｏ₁₉）、酸化鉄ネオジウム（ＮｄＦｅＯ₃）、酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ₁₂Ｏ₁₉）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ₃）、あるいはこれらの複合物等のフェライト類、あるいは鉄粉（Ｆｅ）、コバルト粉（Ｃｏ）、ニッケル粉（Ｎｉ）等の強磁性金属または合金類等を単独あるいは組み合わせて用いることができる。

例えば、マンガン−マグネシウム系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、銅−亜鉛系フェライト、リチウム系フェライト、等が上げられる。磁性粒子の形状は特に制限されず、球状、立方体状、不定形等の任意の形状でよい。また、磁性粒子は、チタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤などの表面処理剤で表面処理を施して使用されていてもよい。

上記芯材を被覆する樹脂としては、熱可塑性あるいは熱硬化性の、従来公知の種々の樹脂を使用することができる。例えば、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−（メタ）アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等）、不飽和ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ふっ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリふっ化ビニリデン等）、フェノール系樹脂、キシレン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂等が挙げられる。上記樹脂は１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

また、上記樹脂には、必要に応じて、シリカ、アルミナ、カーボンブラック、脂肪酸金属塩等の、樹脂の被覆特性を調整するための添加剤を、含有させてもよい。

芯材表面に、上記樹脂の被覆層を形成するためには、従来同様に、樹脂を適当な溶媒中に溶解した塗布液を、磁性粉の表面に塗布して乾燥させればよい。塗布液を磁性粉の表面に塗布する塗布方法としては、(a)磁性粒子と塗布液とを均一に混合する機械的混合法、(b)塗布液を磁性粒子に噴霧する噴霧法、(c)磁性粒子を塗布液に浸漬する浸漬法、(d)流動床を用いて浮遊、流動状態とした磁性粒子に、塗布液を噴霧する流動層法、(e)転動状態の磁性粒子を塗布液と接触させる転動層法、等の従来公知である種々の塗布方法が、いずれも採用可能である。

上記樹脂を被覆するために用いる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、トリクロロエチレン、パークロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類等が挙げられる。

本発明の電子写真用現像剤を構成するキャリアは、上記樹脂の被覆層の厚みＡ（μｍ）が０．８≦Ａ≦１．１であることが必要である。

被覆層の厚みＡを調整するためには、例えば、磁性粉表面に塗布する上記塗布液における磁性粒子の固形分濃度や、上記塗布速度、上記塗布温度、等を種々変更すればよい。被覆層の厚みＡが、上記範囲よりも小さいと、前述のように、被覆樹脂の剥がれや削れによりキャリア寿命が短くなり、上記範囲よりも大きいと、キャリア抵抗が高くなり過ぎてトナーのチャージアップが生じて画像濃度が低下したり、キャリア凝集が多くなるために流動性が悪くなり、現像装置からの現像剤漏れが発生するといった不具合が発生する。

なお、被覆樹脂膜厚はキャリア比表面積（ｃｍ²／ｇ）とキャリア１ｇあたりの樹脂被覆量（ｇ）と樹脂比重（≒１ｇ／ｃｍ³）を使用して下式から求められる。比表面積は公知のＢＥＴ法により測定することができる。

樹脂コート膜厚（ｃｍ）＝［樹脂被覆量（ｇ／キャリアｇ）／樹脂比重（ｇ／ｃｍ³）］／比表面積（ｃｍ²／ｇ）
更に、本発明の電子写真用現像剤を構成するキャリアは、キャリアの個数中心粒径Ｄ_[CAR]50（μｍ）と前記芯材の個数中心粒径Ｄ_[COR]50（μｍ）がＤ_[CAR]50／Ｄ_[COR]50＜１．０５であることが必要である。

前述のように、本発明者は、ハイブリッド現像方式に使用されるキャリアの樹脂被覆層の厚みを厚くすることでキャリア寿命の延命に効果があるが、被覆層の厚みを厚くすることにより、キャリア製造時においてキャリア同士が凝集し易くなり、逆にキャリア寿命が短くなるという問題点を見出した。

すなわち、上記のＤ_[CAR]50／Ｄ_[COR]50が１．０５よりも大きな値を示すと、芯材に比較して樹脂被覆後のキャリアの粒度分布が粗粉側にシフトし過ぎており、キャリア同士の凝集が多発している。そして、キャリア同士の凝集が多発すると、キャリアの流動性が低下し、キャリア同士の摩擦が増えることにより、キャリアの凝集は解砕されることになるものの、解砕にともないキャリアの表面は不均一となり、凝集が解砕された部分をトリガーとして被覆樹脂の剥がれ等が発生し、キャリア劣化が促進されてトナー飛散や画像カブリが発生し、安定した画像が得られなくなる。

Ｄ_[CAR]50／Ｄ_[COR]50＜１．０５の範囲に調整するためには、塗布液における磁性粒子の固形分濃度や、塗布速度、塗布温度、等を調整したり、被覆樹脂を多段階に分けて塗布したり、キャリア製造後の解砕処理条件を最適化すればよい。

なお、芯材の個数中心粒子径は３５〜５５μｍ、特に４０〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。キャリアの個数中心粒子径は４０〜６０μｍ、特に４５〜５５μｍの範囲内であることが好ましい。なお、芯材またはキャリアの個数中心粒子径は、透過型電子顕微鏡写真（倍率３０,０００倍）より写真上の粒子を任意に１００個選択し、その粒子径を計測し、その平均値を算出することにより求めることができる。

また、本発明の電子写真用現像剤を構成するキャリアは、真比重Ｇ（ｇ／ｃｍ³）が３．５≦Ｇ≦４．５であることが好ましい。上記範囲を上回ると、長期に亘る画像形成の繰返しにおいて、後述するトナーの表面処理剤がキャリアとの摩擦接触によりトナー中に埋没したり、あるいはトナー表面から脱離したりして、トナーの流動性が低下することにより画像カブリが増大したり、脱離した表面処理剤が感光体表面に付着してフィルミング発生の原因となったりする確率が高くなる。上記範囲を下回ると、キャリア飛び等の不具合が発生する確率が高くなる。

なお、キャリアの真比重は、セイシン企業製のトルーデンザーにより実測することができる。

［本発明の電子写真用現像剤を構成するトナー］
本発明の電子写真用現像剤を構成するトナーは、従来公知の種々の非磁性トナーを使用することができる。

結着樹脂としては、例えば、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸系共重合体（スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体）、スチレン−メタクリル酸系共重合体（スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体）、スチレン−α−クロロアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単独重合体または共重合体）、ポリ塩化ビニル、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリビニルブチレール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂等があげられ、これらが単独でまたは２種以上を混合して用いられる。

トナーに使用される添加剤としては、ワックス等の離型剤、着色剤、電荷制御剤、表面処理剤、等が挙げられる。

ワックス等の離型剤としては、結着樹脂１００重量部当り０．１〜２０重量部の範囲で添加することができ、パラフィンワックス、石油系ワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスや、モンタンワックス、カルナバワックス、蜜蝋、木蝋、或いはオレイルパルミトアミド、ステアリルエルカミド、２−ステアロミドエチルステアレート、エチレンビス脂肪酸アミド等の脂肪酸アミド、及びシリコーン油などを挙げることができる。一般的には、脂肪族炭化水素系ワックスが好ましく、最も好適には、ポリエチレンワックスやポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックスを使用することができる。

着色剤としては、以下のようなものが一般的に使用され、結着樹脂１００重量部当り２〜２０重量部、特に５〜１５重量部の範囲で使用することが適当である。

ブラックトナー用着色剤：カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、アニリンブラック等。

イエロートナー用着色剤：Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３等のアゾ系顔料；黄色酸化鉄、黄土等の無機系顔料；Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１等のニトロ系染料；Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２１等の油溶性染料等。

好適なものは、色味等の点で、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２等のベンジジン系顔料である。

マゼンタトナー用着色剤：Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２３８、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０、Ｃ．Ｉ．ディスパーズレッド１５等。

好適なものは、色味等の点で、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２等のキナクリドン系顔料である。

シアントナー用着色剤：Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６等。

好適なものは、色味等の点で、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５等の銅フタロシアニン系顔料である。

トナー電荷を制御するために、ニグロシンベース（ＣＩ５０４１５）、オイルブラック（ＣＩ２６１５０）、スピロンブラック等の油溶性染料や、金属錯塩染料、第４級アンモニウム塩、ポリイミダゾール塩、ナフテン酸金属塩、脂肪酸金属石鹸、樹脂酸石鹸、アクリル酸乃至メタクリル酸エステル樹脂等の電荷制御剤が必要により使用される。

また、表面処理剤としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の無機微粉末、ポリメチルメタクリレート等の有機微粉末等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。添加剤は、トナー１００重量部に対して、０．１〜２．５重量部程度、好ましくは０．３〜１．５重量部程度となるように用いることが好ましい。添加剤をトナーに外添する方法としては、当該分野で公知の方法を利用することができる。例えば、トナーと研磨剤とを、ヘンシェルミキサー、Ｖ型混合機、ターブラミキサー、ハイブリタイザー等を用いて混合する方法が挙げられる。

本発明におけるトナーは、分級法、混練粉砕法、粉砕分級又は混練粉砕した後に熱処理又は機械的衝撃力によって球形化する方法、溶融造粒法、スプレー造粒法、湿式造粒法（例えば、懸濁法、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法、界面重合法、シード重合法等）、溶解懸濁法（例えば、特開平１１−５２６１９号公報参照）、転相乳化法（例えば、特開平４−３０３８４９号公報及び特開平５−６６６００号公報参照）等のそれ自体公知の方法で製造することができる。

本発明の電子写真現像剤を構成するトナーの体積中心粒径は５〜１５μｍ、特に７〜１２μｍの範囲内であることが好ましい。本発明におけるトナーの混合割合は、キャリアおよ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。

［実施形態１］
＜フルカラートナーの製造＞
結着樹脂としてスチレン／ｎ−ブチルメタクリレート共重合体（重量平均分子量Ｍｗ＝３０万、数平均分子量Ｍｎ＝８千）１００重量部、離型剤として三井化学社製ポリプロピレン（ＮＰ０５５）２重量部、着色剤としてデグサ社製カーボンブラック（プリンテックス９０）６重量部、電荷制御剤としてニグロシン染料３重量部を、ヘンシェルミキサーにより混合し、ニ軸押出し機による混練、ハンマーミルによる粗粉砕、ジエットミルによる微粉砕、風力分級機による分級の工程を経て、体積平均粒径９μｍのトナー粒子を得た。

トナー粒子１００重量部に対して、個数中心粒径が１０ｎｍのシリカ（アミノヘキシルトリエトキシシラン処理品）０．３重量部、個数中心粒径が５０ｎｍの酸化チタン０．２重量部をヘンシェルミキサーで高速混合し、製品トナーを得た。

次に、着色剤として、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５を使用した以外は、上記と同様の方法でトナーを製造し、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーを得た。
＜キャリアの製造＞
個数中心粒径及び真比重の異なるフェライト芯材１０００重量部に、表１に示す重量部のシリコーン樹脂をトルエン２００重量部に溶解させた塗布液を作製し、流動層塗布装置を使用して噴霧塗布した後、２００℃で６０分間の熱処理を行い各種キャリアを得た。

実施形態において、芯材またはキャリアの個数中心粒子径は、透過型電子顕微鏡写真（倍率３０,０００倍）より写真上の粒子を任意に１００個選択し、その粒子径を計測し、その平均値を算出することにより求めた。芯材またはキャリアの真比重は、セイシン企業製のトルーデンザーにより測定した。キャリアの樹脂コート膜厚（ｃｍ）は、計算式：[樹脂被覆量（ｇ／キャリアｇ）／樹脂比重（ｇ／ｃｍ³）］／比表面積（ｃｍ²／ｇ）]により算出した。なお、比表面積は公知のＢＥＴ法により測定した。

＜現像剤の調整＞
上記各実施例または比較例で得たキャリアと上記で得たブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナーを、トナー濃度１０ｗｔ％で調合し、ボールミルで混合（回転数：７５ｒｐｍ、混合時間：３０分）して、各色の現像剤を調整した。
＜印字試験＞
上記で調整した各色現像剤を、図２に示す現像装置を有した図１の構成のフルカラープリンタ（京セラミタ製ＬＳ−Ｃ５０１６Ｎ）に搭載し、各色印字率５％のフルカラー原稿を使用して、Ａ４横用紙で１０万枚の印字試験を行った。そして、キャリア飛びの有無、画像カブリ及び画像濃度低下が発生する印字枚数を調査した。

トナー飛散と画像カブリ及び画像濃度低下は以下の方法で評価した。
（キャリア飛び評価方法）
上記画像のキャリア飛びの有無を目視にて確認した。
（画像評価方法）
印字後における非画像部の濃度をＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ製のグレタグ濃度計で測定し、印字前の紙（ベース紙）の測定して得られた濃度の差を算出し、その最高値が０．１以上になった時、画像カブリ発生と判断した。また、画像部の濃度（ブラック、シアン、マゼンタ及びイエロー）については、１．２以下になった時、印字濃度低下と判断した。

結果を表２に示す。表より、実施例１〜５のキャリアを使用した場合、１０万枚印字しても、キャリア飛び及び画像カブリは見られなかったが、比較例１及び２のキャリアを使用した場合、印字枚数が１０万枚に到達する前に、画像カブリが発生した。また、比較例３のキャリアを使用した場合、印字枚数が１０万枚に到達する前に、印字濃度低下が発生した。

画像カブリの発生した比較例１のキャリアを現像装置より取り出して観察を行ったところ、１０万枚の印字前に比べてキャリア凝集は少なくなっているものの、被覆樹脂の剥がれが発生しているキャリアが多数存在した。これは、キャリア凝集が解砕された際の解砕面をトリガーとして被覆樹脂の剥がれが進行したためと考えられる。

すなわち、比較例１の結果より、キャリア被覆層の厚みＡ（μｍ）が０．８≦Ａ≦１．１であっても、キャリアの個数中心粒径Ｄ_[CAR]50（μｍ）と前記芯材の個数中心粒径Ｄ_[COR]50（μｍ）がＤ_[CAR]50／Ｄ_[COR]50＜１．０５を満たさない場合、キャリア寿命が短くなることが明確となった。

比較例２のキャリアでは、被覆層の厚みが薄いために被覆層の剥がれ、削れによりキャリア寿命が短くなり、比較例３のキャリアでは、被覆層の厚みが厚いためにトナーのチャージアップが発生し、画像濃度が低下したと考えられる。

［実施形態２］
＜キヤリアの製造＞
個数中心粒径及び真比重の異なるフェライト芯材１０００重量部に、表１に示す重量部のシリコーン樹脂をトルエン２００重量部に溶解させた塗布液を作製し、流動層塗布装置を使用して噴霧塗布した後、２００℃で６０分間の熱処理を行いキャリアを得た。

上記キャリアの物性を［実施形態１］と同様の方法で測定し、［実施形態１］と同様にして現像剤の調整、印字試験を行った。結果を表３に示す。

例１、４のキャリアを使用するとキャリア飛びが認められた。これはキャリアの比重が小さ過ぎるために、スリーブ回転による遠心力によりスリーブ表面から離脱し易くなり発生したと考えられる。また、例２、３のキャリアを使用すると、印字枚数が１０万枚に到達する直前ではあるが、画像カブリが発生した。これはフルカラープリンタＬＳ−Ｃ５０１６Ｎの現像部が図２に示すように縦型であるために、キャリアがトナーに与えるストレスが大きく、キャリアの比重が大き過ぎると、トナー表面に過大な力が加わり、トナーの表面処理剤がキャリアとの摩擦接触によりトナー中に埋没したり、あるいはトナー表面から脱離したりして、トナーの流動性が低下することにより画像カブリが増大したと考えられる。

本発明の電子写真用現像剤が使用される画像形成装置の一実施例の概略断面図である。本発明の電子写真用現像剤が使用されるハイブリッド方式現像装置の一実施例の概略断面図である。

符号の説明

５０：現像装置
３：感光体ドラム
２：現像ローラ
１：供給ローラ
９：穂切りブレード

Claims

二成分現像剤を磁気ブラシローラ上に保持して混合することでトナーを帯電させ、そのトナーのみを現像ローラ上に均一に薄層形成し、静電潜像担持体との間に直流、交流電界を印加し現像する１成分非接触現像法によりトナーを潜像に飛翔させる現像システムにおいて使用する電子写真用現像剤であって、
前記二成分現像剤を構成するキャリアは、芯材の表面が樹脂の被覆層で被覆されており、前記被覆層の厚みＡ（μｍ）が０．８≦Ａ≦１．１であり、且つ、前記キャリアの個数中心粒径Ｄ_[CAR]50（μｍ）と前記芯材の個数中心粒径Ｄ_[COR]50（μｍ）がＤ_[CAR]50／Ｄ_[COR]50＜１．０５であることを特徴とする電子写真用現像剤。
前記キャリアの真比重Ｇ（ｇ／ｃｍ³）が３．５≦Ｇ≦４．５であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用現像剤。