JP2008096977A - キャリア及び当該キャリアを含有してなる二成分系現像剤 - Google Patents

Abstract

【課題】小径のトナーに十分な帯電付与が行え、帯電不足によるトナー飛散に起因するカブリ等の画像汚染を起こさない安定した帯電性能を有するキャリアを提供することを目的とする。また、本発明は、多数枚のプリント作成を連続で行う様な帯電レベルを維持することが困難な画像形成条件下でも、画像形成に支障を来たすことのない帯電レベルを維持することが可能なキャリアを提供。
【解決手段】少なくともマグネシウム元素を含有するフェライトよりなるコア粒子の表面に樹脂を被覆してなるキャリアにおいて、該コア粒子は異形化率が５個数％以下であり、且つ、コア粒子表面の最大グレイン径が２μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とするキャリア。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成に使用される二成分系現像剤を構成するキャリアに関し、特に、マグネシウムを含有するフェライトを用いたキャリアに関する。

電子写真方式の画像形成方法の１つに、トナーとキャリアからなる二成分系現像剤を用いて、像担持体上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成方法がある。この二成分系現像剤を構成するキャリアには、酸化鉄粉や未酸化の鉄粉よりなる導電性キャリアと、鉄、ニッケル、フェライト等の強磁性体よりなるキャリアコアと呼ばれるコア粒子表面に絶縁性の樹脂を均一に被覆した絶縁性キャリアとに大別される。このうち、絶縁性キャリアは、導電性キャリアに比べて耐久性に優れ、寿命も長いといったメリットがあり、特に、高速の画像形成に好適なキャリアとして用いられている。

キャリアコアの原料の１つにフェライトがある。フェライトは、体心立方晶を有するα鉄、または、これにニッケルや銅、コバルト、マンガン、亜鉛等の二価遷移金属を固溶したものである。このうち、銅やニッケル等の二価遷移金属を固溶したものは、キャリアコアとして良好な特性を発現するものであるが、近年、人体に有害とされる物質を事務機械や家電製品から排除し製品の安全化を目指そうとする動きがある。例えば、欧州連合ＥＵ域内で取り扱う電気電子機器について、特定６物質の製品への使用を禁止するＲｏＨＳ指令はその代表的なものといえる。

銅や亜鉛は、ＲｏＨＳ指令の規制対象物質ではないが、生体内への蓄積が懸念されることもあるので、この様な金属を含有しない固溶系フェライトの検討が行われる様になり、その１つとしてマグネシウムを含有するフェライトが注目される様になった。

マグネシウムを含有したフェライトを用いたキャリアの技術には次の様なものがある。例えば、酸素ガスと不活性ガスからなる混合ガス雰囲気中で酸化物原料を焼成することにより、ＭｎＯ・ＭｇＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃系ソフトフェライトを製造する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。

また、ＭｎＯ・ＭｇＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃の組成からなるソフトフェライト粒子表面に、ポリメチルアルキルシロキサンを添加した樹脂をコーティングして、キャリアを作製する技術がある（例えば、特許文献２参照。）。

さらに、マグネシウムを含有するフェライトに、Ｂｉ₂Ｏ₃等の融点が１０００℃以下の金属酸化物と、ＺｒＯ₂等の融点が１８００℃以上の金属酸化物を添加して、キャリアコアを作製する技術がある（例えば、特許文献３参照。）。

この様に、マグネシウムを含有するフェライトを用いたキャリアに関する技術が検討されている。
特開２００１−９３７２０号公報 特開２００３−３３７４４５号公報 特開２００４−２４０３２１号公報

ところで、デジタル技術の進展に伴い、例えば、１２００ｄｐｉ（ｄｐｉ；１インチ（２．５４ｃｍ）あたりのドット数）レベルのドット画像を再現する様な高精細な画像形成が求められる様になってきた。微小なドット画像再現を実現させる手段の１つとしてトナーの小径化が検討され、これにあわせてキャリアも従来より小さなものが求められる様になった。そして、前述のマグネシウムを含有するフェライトを用いたキャリアでも、従来よりも粒径の小さなキャリアを実現しようと検討が行われた。

しかしながら、マグネシウムを含有するフェライトで小径のキャリアコアを作製すると、トナーを十分に帯電することができないことが判明した。特に、連続で多数枚のプリント作成を行う場合には、枚数の増加に伴いトナーへの帯電付与性能が低下するとともに、トナー飛散の発生により、カブリ等の画像汚染を発生させた。この様に、マグネシウムを含有するフェライトを用いて小径のキャリアを作製すると、トナーへの安定した帯電付与性能が得られなかった。

本発明は、小径のトナーと組み合わせた場合においても十分な帯電付与が行え、帯電不足によるトナー飛散に起因するカブリ等の画像汚染を起こさない安定した帯電性能を有するキャリアを提供することを目的とする。また、本発明は、多数枚のプリント作成を連続で行う様な帯電レベルを維持することが困難な画像形成条件下でも、画像形成に支障を来たすことのない帯電レベルを維持することが可能なキャリアを提供することを目的とする。

１．
少なくともマグネシウム元素を含有するフェライトよりなるコア粒子の表面に樹脂を被覆してなるキャリアにおいて、該コア粒子は異形化率が５個数％以下であり、且つ、コア粒子表面の最大グレイン径が２μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とするキャリア。

２．
前記キャリアの平均粒径が２０μｍ以上４０μｍ以下であることを特徴とする前記１に記載のキャリア。

３．
前記コア粒子が、マンガン元素を含有するものであることを特徴とする前記１に記載のキャリア。

４．
前記１に記載のキャリアと、体積基準におけるメディアン径（Ｄ₅₀）が３μｍ以上８μｍ以下のトナーとを含有してなることを特徴とする二成分系現像剤。

５．
前記最大グレイン径が２μｍ以上４μｍ以下であることを特徴とする前記１に記載のキャリア。

６．
前記キャリアの平均粒径が２５μｍ以上３７μｍ以下であることを特徴とする前記２に記載のキャリア。

７．
前記キャリアの磁力が４０〜７０Ａｍ²／ｋｇであることを特徴とする前記１に記載のキャリア。

８．
前記キャリアの磁力が４５〜６０Ａｍ²／ｋｇであることを特徴とする前記７に記載のキャリア。

９．
前記コア粒子の表面を被覆する樹脂層は、コア粒子表面を表面積で７０％以上被覆することを特徴とする前記１に記載のキャリア。

１０．
１回の焼成で形成されることを特徴とする前記１に記載のキャリア。

１１．
前記焼成における焼成温度は、１５００℃以上であることを特徴とする前記１０に記載のキャリア。

１２．
前記焼成で用いられるスラリー濃度は、７０質量％以上であることを特徴とする前記１０に記載のキャリア。

本発明では、マグネシウムを含有するフェライトを用いたキャリアコアを作製する際、ストレスを極力加えずに済む作製環境を見出すことにより、形状が均一で、且つ、表面を構成するグレインが小さなキャリアコアの開発を可能にした。その結果、トナーに対して十分な帯電性を付与し、帯電不足によるトナー飛散に起因するカブリ等の画像汚染を起こすことのない安定した帯電性能を有するキャリアの提供を可能にした。

また、多数枚のプリント作成を連続で行う様な帯電レベルを維持することが困難な画像形成条件下でも、画像形成に支障を来たすことのない安定した帯電レベルを維持することが可能なキャリアの提供を可能にした。その結果、いつでも良好なトナー画像を安定して形成することを可能にした。

本発明の効果は、少なくともマグネシウム元素を含有するフェライトよりなるコア粒子表面に樹脂を被覆したキャリアにおいて、コア粒子の異形化率が５個数％以下で、前記コア粒子表面の最大グレイン径が２μｍ以上５μｍ以下となるコア粒子を用いることにより発現されるものである。この様な特性を有するコア粒子を見出した経緯は以下のとおりである。

本発明者は、マグネシウムを含有するフェライトを用い、従来の方法でキャリアコアを作製し、これを観察したところ、個々のキャリアコアの形状が非常に不均一であることに着目した。そして、キャリアコアの形状が不均一なことが、トナーへの帯電付与性能に影響を与えており、キャリアの形状を揃えることで、いずれのキャリアもトナーに対して同レベルの帯電付与が行える様になり、安定したトナー帯電を実現させると考えた。

そこで、本発明者はキャリアコアの形状が不均一になる原因が、キャリアコアの作製工程で加えられるストレスによると考え、キャリアコアにストレスを与える最も大きな要因である焼成を必要最小限に留めてキャリアコアを作製した。

本発明者は、さらに、キャリアコアの表面性にも着目し、形状を均一に揃えることができたキャリアコアと形状が不均一なキャリアコアの表面性能を走査型電子顕微鏡で評価した。電子顕微鏡でキャリアコア表面を観察すると、コア表面は無数の独立した領域（グレイン）から構成され、形状が均一なキャリアコアほどこの領域の面積が小さくなる傾向を有していた。

すなわち、上記作製方法により、異形化率が５個数％以下で、コア粒子表面の最大グレイン径が２μｍ以上５μｍ以下となるマグネシウム元素を含有するフェライトよりなるコア粒子が得られ、本発明の効果が発現されたのである。

すなわち、キャリア粒子の異形化率を５個数％以下とすることにより、形状が球形に揃ったため、粒子上に被覆するコート樹脂の膜厚がより均一になり、さらに、コア粒子表面のグレイン径が小さくなることにより、コア粒子の表面性がよりスムーズになったため、トナーに対して十分な帯電、均一な帯電を付与することが可能となったのである。

以下、本発明について詳細に説明する。

キャリアの特性
本発明に係るキャリアについて説明する。

本発明に係るキャリアは、少なくともマグネシウム元素を含有するフェライトによりなるコア粒子表面に樹脂を被覆した構造を有する。そして、コア粒子は異形化率が５個数％以下であり、且つコア粒子表面の最大グレイン径が２μｍ以上５μｍ以下となるマグネシウム元素を含有するフェライトより形成されるものである。

本発明に係るキャリアを構成するコア粒子（以下、キャリアコアともいう）は、いわゆるフェライトと呼ばれる物質で、酸化第二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）を主成分とし、少なくともマグネシウム元素を含有するものである。また、前記成分にマンガン元素を含有したものも好ましく使用される。

本発明では、コア粒子の異形化率が５個数％以下とするものである。ここで、異形化率とはコア粒子を特定個数抽出した時に、その中で形状の不揃いなコア粒子の存在する割合を個数基準で示すもので、コア粒子形状の均一性を知ることができる。すなわち、異形化率が低くなるほど形状の揃った均一なコア粒子が得られており、逆に、異形化率が高いほど、コア粒子の形状が不揃いになっていることを意味するものである。

本発明では、コア粒子の異形化率が５％以下であるが、コア粒子の形状を前記範囲になるよう均一にすることにより、帯電付与性能が揃ったキャリアが得られる。すなわち、コア粒子の形状が揃っていることで、コア粒子表面に同じレベルで樹脂層が形成され、同等レベルの帯電付与性能を有するキャリアが大量に得られるので、安定したトナー帯電が行えるのである。

異形化率の具体的な算出方法は、以下の手順で行われる。すなわち、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い３００倍の倍率でコア粒子を写真撮影し、写真画像上のコア粒子５００個中における以下に定義する異形粒子の個数の割合を算出することにより異形化率を算出する。

ここで、異形粒子とは、形状が不揃いなコア粒子のことで、例えば、破砕された形状（破砕断面を有する）の粒子や、こぶのような突起箇所を有するコア粒子のことをさす。

異形粒子を定義する具体的な方法を以下に示す。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像から取り込んだ１００個の画像から「水平方向フェレ径でのコア粒子の最大径」と「コア粒子の投影面積」を計測し、以下の式でＳＦ−１を算出し、ＳＦ−１が１３０より大きいコア粒子を異形粒子と定義する。

ＳＦ−１＝｛（水平方向フェレ径でのコア粒子の最大径）²／（コア粒子の投影面積）｝×（π／４）×１００
（但し、投影面積とは粒子の平面上への投影像の面積を云う。）
以下、キャリアのグレインについて説明する。

本発明では、キャリア粒子表面の最大グレイン径が２μｍ以上５μｍ以下のものである。

本発明に係るキャリアを構成するコア粒子を倍率１５００倍〜３０００倍で電子顕微鏡観察すると、その表面は無数の顆粒がつぶれてくっついている様な形態を有していることが確認される。本発明では、コア粒子表面を構成するこのつぶれた様な形態を有する独立した領域のことを「グレイン」と呼んでおり、「最大グレイン径」は、コア粒子表面で観察されるグレインの中で最も大きなグレインの大きさを水平方向フェレ径で表したものである。なお、水平方向フェレ径とは、電子顕微鏡写真画像の水平方向に対し垂直な２本の直線（垂直線）でコア粒子をはさみ、これら２本の垂直線間の距離をいうもので、これがコア粒子のグレイン径を示す。

本発明において、最大グレイン径は、以下の手順により算出される。

測定方法は、コア粒子１個を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて３０００倍の倍率で写真撮影し、スキャナーにて取込んだ画像から、画像解析装置「ルーゼックスＡＰ」（ニレコ社製）にて、その写真視野中にて、コア粒子表面上の各グレインの水平方向フェレ径を測定し、その中から最も大きなグレイン径を抽出する。

この測定をコア粒子１００個について行い、各コア粒子の中の最も大きなグレイン径の平均値を算出し、これをコア粒子表面の最大グレイン径とする。

本発明では、コア粒子表面の最大グレイン径が２μｍ以上５μｍ以下となり、好ましくは、２μｍ以上４μｍ以下とするものである。最大グレイン径が上記範囲のときに、コア粒子表面は均一な粗さとなり、樹脂を均一に被覆し易くなるので、トナーに対し均一な帯電付与が行える環境を作製することができるものと推測される。

また、最大グレイン径を２μｍ未満とすることは、コア粒子の作製において困難であり、コア粒子作製後に粒子の選別などの工程が必要となるため実用的でない。

本発明に係るキャリアについて、さらに説明する。

本発明に係るキャリアは、その平均粒径が２０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、２５μｍ以上３７μｍ以下にすることがより好ましい。平均粒径を上記範囲にすることで、微細なドット画像の再現が可能な小径トナーと適正な混合が行えるので、小径のトナーを十分に帯電させ、デジタル化に対応した高精細なトナー画像形成が可能な二成分系現像剤の提供を可能にする。

キャリアの平均粒径は、体積基準による測定方法により算出することが可能である。キャリアの体積基準の平均粒径は、例えば、湿式分散器を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ＨＥＬＯＳ（シンパテック社製）」により測定することが可能である。

キャリアは、その磁力が、４０〜７０Ａｍ²／ｋｇが好ましく、４５〜６０Ａｍ²／ｋｇがより好ましい。キャリアの磁力を上記範囲とすることで、現像装置のマグネットにキャリアが良好に保持されるので、キャリア飛散や搬送不良の発生を起こさない。

なお、キャリアの磁力は、例えば、以下の手順で測定することが可能である。すなわち、測定装置として、例えば、高感度型振動試料型磁力計「ＶＳＭ−Ｐ７−１５型（東英工業社製）」を利用し、測定磁場を５ｋＯｅ、試料の量を２０〜３０ｍｇとして測定する。

次に、本発明に係るキャリアの作製方法について説明する。

本発明では、キャリアコアを作製する際、形状及び表面特性の揃ったキャリアコアが得られる様にするため、製造工程でなるべくストレスを加えない様にすることを考えた。そして、最も大きなストレスを加える要因となる焼成を１回で済ませることができる様な作製条件を見出したものである。

キャリアコアは、原料のフェライトを造粒、乾燥した後、加熱処理により焼成を行い、得られた焼成物を解砕する工程を経て作製される。従来技術において、特に、マグネシウムを含有するフェライトよりキャリアコアを作製する場合、マグネシウムの分散性が悪いため、焼成時間を長くする必要があり、焼成を２回行っていた。すなわち、最初に仮焼成と呼ばれる１２００℃乃至１５００℃の加熱処理を行った後、解砕を行い、さらに、造粒・乾燥を経て、次に本焼成と呼ばれる１１００℃乃至１４００℃での加熱処理を行っていた。

キャリアコアの作製工程では、生成した焼成物を解砕し、解砕物を分級することにより、所望粒径のキャリアコアが得られる。解砕工程では、焼成物に機械的なストレスを加えて細かい粒子を形成するが、粒子の粒径を小さくするほど、焼成物により大きな負荷をかけることになる。したがって、粒径の小さなキャリアコアほど、不均一な形状になり易く、また、表面のグレインも大きくなり易かった。この様に、形状が不均一で表面のグレインの大きなキャリアコアは、フェライトの密度が低いことも起因して、トナーに十分な帯電付与が行えなかったものと推測される。

本発明では、キャリアコアを作製する際、焼成物への解砕処理で加えられるストレスを極力低減させようと考え、１回の焼成でキャリアコアを作製できる様にした。そのために、１回の焼成でマグネシウム成分が十分に焼結できる環境を作り出すことを考えた。具体的には、作製工程で使用されるスラリーへの原料添加量を増大させ、スラリー濃度を７０％以上にして高粘度化することで、マグネシウムに対するシェアを大きくし、分散性を高めつつ焼成温度を１５００℃以上と高温にすることで、短時間でもマグネシウムの焼結を完了させてマグネシウムの分散性の良好なキャリアコアを得たのである。

以下、本発明に係るキャリアの代表的な作製手順を説明する。キャリアコアは、例えば、以下の様な手順で作製される。
（１）原料調合工程
マグネシウムを含有するフェライトを作製する原料を調合する工程である。マグネシウムを含有するフェライトを作製する場合、例えば、酸化第二鉄Ｆｅ₃Ｏ₂、水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）₂、さらに、炭酸マンガンＭｎＣＯ₃といった化合物を、予め決めておいた割合で混合して調合する。Ｍｇ（ＯＨ）₂の割合としては、上記原材料において、１０〜４０モル％が好ましい。
（２）湿式混合
前記の調合で得られた混合物に水を添加して分散させてスラリーを作製するとともに、次工程の処理がスムーズに行える粘度にするために、スラリーの濃度の調整も行う工程である。本発明では、スラリー濃度を７０〜８０質量％にすることにより、１回の焼成でマグネシウムを十分に焼結させることができる。
（３）湿式粉砕
スラリーを湿式ボールミルや湿式振動ミル等の装置に投入して粉砕処理を行う工程で、所定の大きさを有する粉砕物が得られる。粉砕物は１５μｍ以下のものが得られ、２μｍ以下の微細な粉砕物を作製することも可能である。
（４）造粒・乾燥工程
粉砕処理物をスプレードライヤーに供給し、スプレードライヤーにより粉砕処理物を噴出させ、乾燥させることにより、所定粒径を有するフェライト造粒物を作製する工程である。（５）焼成工程
フェライト造粒物を焼成炉に投入し、加熱処理を行って、造粒物を焼成させる工程であり、本発明では、前述のスラリーより作製した造粒物を１５００℃以上の温度で加熱することにより、１回の焼成でマグネシウムの焼結が十分に行える様になっている。また、焼成時間は１乃至２４時間で、２乃至１０時間で行われることが多い。
（６）解砕工程
解砕機を用いて焼成物を解砕する工程である。
（７）篩分工程
解砕物を篩い分けして、所定粒径を有するフェライトを抽出することにより、キャリアコアを得る工程である。篩い分けの方法としては、篩ろ過法や沈降法、或いは風力による方法などが挙げられる。

この様にして得られたキャリアコアはそのまま樹脂を被覆することも可能であるが、キャリアコアを大気雰囲気下で加熱して酸化被膜処理を施して電気抵抗率の調整を行うことも可能である。酸化被膜処理は、例えば、ロータリー式電気炉やバッチ式電気炉を用いて、３００℃乃至７００℃の温度で１〜１８０分間、加熱処理することにより、キャリアコアの電気抵抗率を高くすることができる。

キャリアコア表面に被覆することが可能な樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレンアクリル系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂が挙げられる。また、樹脂の被覆方法としては、湿式の被覆方法と乾式の被覆方法がある。

被覆層は、コア粒子（キャリアコア）表面を表面積で７０％以上被覆することが好ましい。

湿式の被覆方法であるスプレーコート法は、被覆用樹脂を溶剤に溶解した塗布液を、キャリアコアの表面にスプレー塗布し、次いで、乾燥して被覆を作製する方法である。また、同じく湿式の被覆方法である浸漬式コート法は、被覆用樹脂を溶剤に溶解した塗布液中にキャリアコアを浸漬させて塗布処理し、次いで、乾燥して作製する方法である。

また、乾式の被覆方法としては、例えば、被覆しようとするキャリアコア表面に樹脂粒子を被着させ、機械的衝撃力を加えて樹脂粒子を溶着或いは軟化させる方法が挙げられる。

さらに、重合法と呼ばれる被覆方法もある。これは、重合性単量体を溶剤に溶解した塗布液中に、キャリアコアを浸漬させて塗布処理し、次いで、熱等を加えて重合反応を行うことにより被覆を行う方法である。

本発明では、上記キャリアを体積基準におけるメディアン径（Ｄ₅₀）が３μｍ以上８μｍ以下のトナーと混合してなる二成分系現像剤として用いることも可能である。

デジタル技術の進展に伴い、微細なドット画像を忠実に再現することが可能な小径トナーが検討されるとともに、この様な小径のトナーに適度な帯電付与を行うことが可能な小径のキャリアが求められていた。そして、上記マグネシウムを含有するフェライトからなるキャリアにより、キャリアの小径化が実現され、微細なドット画像形成に適した二成分系現像剤の提供が可能になった。

なお、トナーの体積基準におけるメディアン径（Ｄ₅₀）は、マルチサイザー３（ベックマン・コールター社製）に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。

測定手順としては、トナー０．０２ｇを、界面活性剤溶液２０ｍｌ（トナーの分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で１０倍希釈した界面活性剤溶液）で馴染ませた後、超音波分散を１分間行い、トナー分散液を作製する。このトナー分散液を、サンプルスタンド内のＩＳＯＴＯＮII（ベックマン・コールター社製）の入ったビーカーに、測定濃度５〜１０％になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを２５０００個に設定して測定する。なお、マルチサイザー３のアパチャ−径は５０μｍのものを使用する。

本発明に係るキャリア、或いは二成分現像剤により現像されたトナー像は、加熱部材間を通過させて定着する接触型定着方式の定着装置を有する画像形成装置に好適に使用される。

以下、画像形成装置について説明する。

図１は、本発明で用いられる画像形成装置の一例を示す概略図である。

図１において、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは感光体、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは現像手段、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは１次転写手段としての１次転写ロール、５Ａは２次転写手段としての２次転写ロール、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋはクリーニング手段、７は中間転写体ユニット、２４は熱ロール式定着装置、７０は中間転写体を示す。

この画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、転写部としての無端ベルト状中間転写体ユニット７と、記録部材Ｐを搬送する無端ベルト状の給紙搬送手段２１及び定着手段としての熱ロール式定着装置２４とを有する。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。

各感光体に形成される異なる色のトナー像の１つとして、イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の感光体としてのドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。また、別の異なる色のトナー像の１つとして、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の感光体としてのドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。また、さらに別の異なる色のトナー像の１つとして、シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の感光体としてのドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。また、さらに他の異なる色のトナー像の１つとして、黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の感光体としてのドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。

無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のロールにより巻回され、回動可能に支持された中間転写エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、１次転写ロール５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材として用紙等の記録部材Ｐは、給紙搬送手段２１により給紙され、複数の中間ロール２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストロール２３を経て、２次転写手段としての２次転写ロール５Ａに搬送され、記録部材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された記録部材Ｐは、熱ロール式定着装置２４により定着処理され、排紙ロール２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

一方、２次転写ロール５Ａにより記録部材Ｐにカラー画像を転写した後、記録部材Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。

画像形成処理中、１次転写ロール５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の１次転写ロール５Ｙ、５Ｍ、５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに圧接する。

２次転写ロール５Ａは、ここを記録部材Ｐが通過して２次転写が行われるときにのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。

また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ、８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。

筐体８は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とを有する。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ロール７１、７２、７３、７４、７６を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体７０、１次転写ロール５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとからなる。

筐体８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。

このように感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状中間転写体７０上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して記録部材Ｐに転写し、熱ロール式定着装置２４で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を記録部材Ｐに転移させた後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、クリーニング装置６Ａで転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。

以下に、実施例を挙げて本発明の実施態様を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。

１．コア粒子の作製
（コア粒子Ａの作製）
Ｆｅ₂Ｏ₃を５０モル％、Ｍｇ（ＯＨ）₂を２５モル％、ＭｎＣＯ₃を２５モル％となるように原料を調合した。この混合物に１質量％の結合剤（商品名：サンノプコＳＮデスパーサント５４６８）と水を加えて濃度が８０質量％のスラリーを作製した。作製したスラリーを湿式ボールミルにて湿式粉砕後、粉砕物をスプレードライヤーに投入して造粒物を作製し、乾燥処理を行った。

次に、焼成炉に造粒物を投入し、大気雰囲気のもと１６００℃で焼成（１回目焼成）を３時間行った。得られた焼成物を解粒し、篩分けして「コア粒子Ａ」を得た。得られたコア粒子Ａの平均粒径、異形化率、最大グレイン径は表１に示すとおりである。

（コア粒子Ｂ〜Ｅの作製）
コア粒子Ａの作製条件（スラリー濃度、焼成条件）を、表１のように変更した以外は同様にして「コア粒子Ｂ〜Ｅ」を得た。

（コアＦの作製）
コア粒子Ａの作製と同じ配合比で原料を調合した。この混合物に１％の結合剤（商品名：サンノプコＳＮデスパーサント５４６８）と水を加えて濃度が７０質量％のスラリーを作製した。作製したスラリーを湿式ボールミルにて湿式粉砕後、粉砕物をスプレードライヤーに投入して造粒物を作製し、乾燥処理を行った。

次に、焼成炉に造粒物を投入し、大気雰囲気のもと１１００℃で仮焼成（１回目焼成）を３時間行った。得られた仮焼成品を冷却後、振動ミルでほぼ１μｍの大きさに粉砕した。粉砕して得られた粉を、上記と同様の方法でスラリーを作製し、湿式ボールミルにて湿式粉砕後、スプレードライヤーに投入して造粒物を作製し、乾燥処理を行った。

次に、焼成炉に造粒物を投入し、大気雰囲気のもと１４５０℃で焼成（２回目焼成）を３時間行った。得られた焼成物を解粒し、篩分けして「コア粒子Ｆ」を得た。

（コア粒子Ｇ、Ｈの作製）
コア粒子Ｆの作製条件（スラリー濃度、焼成条件）を、表１のように変更した以外は同様にして「コア粒子Ｇ、Ｈ」を得た。

表１に、コア粒子の作製条件、得られた粒子の平均粒径、異形化率、最大グレイイン径を示す。

（キャリアの作製）
上記で作製した「コア粒子Ａ〜Ｈ」１００質量部と、シクロヘキシルメタクリレート／メチルメタクリレート（共重合比５／５）の共重合体樹脂微粒子を５質量部とを、撹拌羽根付き高速混合機に投入し、１２０℃で３０分間撹拌混合して機械的衝撃力の作用でコア粒子の表面に樹脂被覆層を形成し、樹脂で被覆された「キャリアＡ〜Ｈ」を作製した。

（トナーの準備）
トナーの体積基準におけるメディアン径（Ｄ₅₀）が３．０μｍの黒トナー（トナー１という）、６．０μｍの黒トナー（トナー２という）及び９．０μｍの黒トナー（トナー３という）の３種の「トナー１〜３」を準備した。

（現像剤の調製）
上記で作製した「キャリアＡ〜Ｈ」１００質量部と、上記で準備した「トナー１〜３」を、表２に記載のトナー濃度（質量％）にて「ヘンシェル混合機（三井三池化工社製）」で混合し「現像剤１〜８」を調製した。

実写評価
上記で調製した「現像剤１〜８」を、画像形成装置「ｂｉｚｈｕｂ Ｃ４５０（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）」に投入し、常温常湿（２５℃、５０％ＲＨ）の環境において、画素率が１０％の黒画像（画素率が６％の文字画像、人物顔写真、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ１％づつあるオリジナル画像）をＡ４の上質紙に１枚間欠モードにて５万枚プリントを行った。

（カブリ評価）
カブリ評価は、印字されていない白紙と印字後の白地部分の濃度差で評価した。まず印字されていない白紙について、反射濃度計「ＲＤ−９１８」（マクベス社製）を用いて２０ヶ所の絶対画像濃度を測定して平均し、白紙濃度とする。次にプリント画像５万枚目の白地部分について、同様に２０ヶ所の絶対画像濃度を測定して平均し、この平均濃度から白紙濃度を引いた値をカブリ濃度として評価した。カブリ濃度が０．０１以下であれば、カブリは実用的に問題ないといえる。

（帯電量評価）
初期と５万枚プリント終了後の帯電量を測定した。帯電量評価は初期と５万枚プリント終了後の差で行った。なお、帯電量は以下のブローオフ法で求めた値である。

ブローオフ法による帯電量の測定は、ブローオフ帯電量測定装置「ＴＢ−２００（東芝ケミカル社製）」を用いて行った。

測定する２成分現像剤を、４００メッシュのステンレス製スクリーンを装着した前記帯電量測定装置にセットし、ブロー圧５０ｋＰａの条件で１０秒間窒素ガスにてブローし、電荷を測定した。測定された電荷を飛翔したトナー質量で割ることにより帯電量（μＣ／ｇ）を算出した。

初期と５万枚プリント終了後で帯電量差が、５μＣ／ｇ以下であれば問題ないレベルである。

（トナー飛散）
トナー飛散の評価は、５万枚プリント終了後に現像装置周辺のトナーこぼれとトナー飛散による機内汚れ状態を目視で観察した結果と、トナー飛散によるプリント画像の汚れ欠陥で行った。

評価基準
◎：トナーこぼれ、トナー飛散による機内汚れ全くなく、トナー飛散によるプリント画像の汚れ欠陥もなし
○：軽微なトナーこぼれ、トナー飛散による機内汚れはあるが、トナー飛散によるプリント画像の汚れ欠陥が無く、実用上問題ないレベル
×：トナーこぼれ、トナー飛散による機内汚れがひどく、トナー飛散によるプリント画像の汚れ欠陥が認められ、実用上問題となるレベル。

表２に、評価結果を示す。

表２より、本発明に係る「実施例１〜５」は、帯電量の変動が小さく、カブリの値が小さく、トナー飛散も問題ないことが判る。一方比較用の「比較例１〜３」は、いずれの評価項目で問題があることが判る。

本発明で用いられる画像形成装置の一例を示す概略図である。

符号の説明

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像手段
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ １次転写手段としての１次転写ローラ
５Ａ ２次転写手段としての２次転写ローラ
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ クリーニング手段
７ 無端ベルト状中間転写体ユニット

Claims (12)

1. 少なくともマグネシウム元素を含有するフェライトよりなるコア粒子の表面に樹脂を被覆してなるキャリアにおいて、該コア粒子は異形化率が５個数％以下であり、且つ、コア粒子表面の最大グレイン径が２μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とするキャリア。
2. 前記キャリアの平均粒径が２０μｍ以上４０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のキャリア。
3. 前記コア粒子が、マンガン元素を含有するものであることを特徴とする請求項１に記載のキャリア。
4. 請求項１に記載のキャリアと、体積基準におけるメディアン径（Ｄ₅₀）が３μｍ以上８μｍ以下のトナーとを含有してなることを特徴とする二成分系現像剤。
5. 前記最大グレイン径が２μｍ以上４μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のキャリア。
6. 前記キャリアの平均粒径が２５μｍ以上３７μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載のキャリア。
7. 前記キャリアの磁力が４０〜７０Ａｍ²／ｋｇであることを特徴とする請求項１に記載のキャリア。
8. 前記キャリアの磁力が４５〜６０Ａｍ²／ｋｇであることを特徴とする請求項７に記載のキャリア。
9. 前記コア粒子の表面を被覆する樹脂層は、コア粒子表面を表面積で７０％以上被覆することを特徴とする請求項１に記載のキャリア。
10. １回の焼成で形成されることを特徴とする請求項１に記載のキャリア。
11. 前記焼成における焼成温度は、１５００℃以上であることを特徴とする請求項１０に記載のキャリア。
12. 前記焼成で用いられるスラリー濃度は、７０質量％以上であることを特徴とする請求項１０に記載のキャリア。

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