JP2009258617A - 静電潜像現像用キャリア、現像剤、画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】静電潜像現像用キャリアにおいて、現像器内の摩擦ストレスを繰り返し受け被覆層が一部剥がれたり、かなり磨耗した後も帯電性付与能の変化がなく、従ってトナー帯電量が安定していてカブリ増加が少なく、耐久性のきわめて高い静電潜像現像用キャリアと現像剤、並びに画像形成方法を提供する。
【解決手段】芯材粒子表面に、マグネシウム化合物を含有する少なくとも２層以上の層からなる被覆層を有する静電潜像現像用キャリアであって、
前記被覆層を構成する最下層のマグネシウム含有量に対する前記被覆層を構成する最上層のマグネシウム含有量の比が０．０２以上０．５以下であることを特徴とする静電潜像現像用キャリア。
【選択図】なし

Description

本発明は、静電潜像現像用キャリアと、当該キャリアを含有する現像剤、及び、前記現像剤を用いる画像形成方法に関する。

従来、電子写真法等の静電潜像現像法による画像形成方法においては、感光体や静電記録体上に種々の手段を用いて静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーと呼ばれる微粒子を付着させて、静電潜像を現像する方法が一般的に使用されている。

この現像に際しては静電潜像現像用キャリア（以下、単にキャリアともいう）と呼ばれるトナー担体をトナーと混合し、両者を撹拌し摩擦帯電させて、トナーに適正な量の正または負の電荷を付与している。キャリアは、一般に芯材粒子（磁性粒子）の表面に樹脂等の被覆層を有するいわゆる被覆キャリアと、表面に被覆層を有しない非被覆キャリアとに大別されるが、現像剤寿命や、形成される画質を考慮した場合には、被覆キャリアのほうが優れている。それ故、種々のタイプの被覆キャリアが開発され、かつ実用化されている。

キャリアに要求される特性は種々あるが、結局はトナーに適正な電荷を安定して付与すること、その適正かつ安定な帯電付与能を長期にわたって維持することが求められている。この為には、キャリアが好適な電気的性質を有し、また、湿度や温度等の環境変化に対する耐性を有し、かつ、耐衝撃性、耐摩擦性が高く長期的に帯電付与能が変化しないことが重要であり、種々の被覆キャリアが提案されている（例えば、引用文献１参照）。

上記被覆キャリアは現像剤の長寿命化が図れるという利点はあるが、それでも長期使用した場合、装置内における摩擦や衝撃（ストレス）により被覆層が磨耗して、トナーへの帯電付与性能を低下させることがある。したがって、キャリア被覆層の構成は、長期間にわたり帯電付与性能を安定化させるため、摩擦や衝撃を受けてもトナーの帯電量低下を引き起こさない被覆層が求められている。

また、現像器内においては、トナーとの摩擦によりキャリア表面にトナーやトナーより脱離した外添剤等の微粒子が付着することがある。キャリアに付着したトナーおよび外添剤は新たなトナーとの接触を妨げるため、帯電効率と安定性を低下させる。

そこで、キャリア被覆層は、現像器内におけるトナーあるいは外添剤との摩擦により表面が削れ易く、付着物と共にキャリア表面が除去される構成になっているキャリアが提案される様になった（例えば、特許文献１〜３参照）。

上記特許文献に開示された技術は、いずれも樹脂被覆層に特定の粒子を混入させることにより、キャリア被覆層を構成する樹脂が磨耗しても、トナーの帯電付与性能を低下させず、しかも、キャリア表面に異物が付着しない様に設計されたものである。この様に、トナーの帯電付与性能とキャリア表面への異物付着防止のバランスを考慮して、特定粒子を添加することにより、長期間使用に耐え得る安定した帯電付与性能を有するキャリアの開発が検討されていた。

ところで、最近では印刷分野への展開等により、１００万枚を超えるプリント作製にも耐え得るキャリアが求められる様になっているが、上記特許文献に開示された技術によるキャリアではこの様なプリント作製に耐えられなかった。
特許第３９１２５９４号公報 特許第３９４３５１４号公報 特許第３９２６９３７号公報

本発明は上記課題を解決するためになされたものである。即ち、本発明の目的は、静電潜像現像用キャリアにおいて、現像器内の摩擦ストレスを繰り返し受け被覆層が一部剥がれたり、かなり磨耗した後も帯電性付与能の変化がなく、従ってトナー帯電量が安定していてカブリ増加が少なく、耐久性のきわめて高い静電潜像現像用キャリアと現像剤、並びに画像形成方法を提供することである。

本発明の構成は、芯材粒子の被覆層にマグネシウム化合物を含有させ、含まれるマグネシウム含有量を多層化により層厚方向で変化させ、各層を好適な比率にコントロールできる様にしている。この様な構成にすることにより、現像器内の摩擦ストレスを受け磨耗しても、被覆層の帯電付与能力を良好な範囲に保つことができ、キャリアの高耐久性、長寿命化を達成できることを見いだし、導き出されたものである。

（１）
芯材粒子表面に、マグネシウム化合物を含有する少なくとも２層以上の層からなる被覆層を有する静電潜像現像用キャリアであって、
前記被覆層を構成する最下層のマグネシウム含有量に対する前記被覆層を構成する最上層のマグネシウム含有量の比が０．０２以上０．５以下であることを特徴とする静電潜像現像用キャリア。

（２）
前記芯材粒子がマグネシウム化合物を含有するものであることを特徴とする（１）に記載の静電潜像現像用キャリア。

（３）
（１）又は（２）に記載の静電潜像現像用キャリアとトナーを含有することを特徴とする現像剤。

（４）
（３）に記載の現像剤を用いて画像形成することを特徴とする画像形成方法。

本発明によれば、現像器内で摩擦ストレスを繰り返し受けて被覆層が一部剥離したり、かなり摩耗することがあっても、その後も安定した帯電付与性能を発現することが可能な静電潜像キャリアが得られる様になった。従って、本発明に係る静電潜像キャリアを用いることにより、長期にわたり安定したトナー帯電が行え、カブリ増加の少ない画像形成が安定して行える様になった。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明に係るキャリアは、芯材粒子表面にマグネシウム化合物を含有する少なくとも２層以上の複数の被覆層（以下、樹脂被覆層ともいう）を有し、前記複数の被覆層を構成する最下層のマグネシウム含有量に対する前記複数の被覆層を構成する最上層のマグネシウム含有量の比が０．０２以上０．５以下となるものである。

本発明に係るキャリアは、芯材粒子表面に形成する被覆層は複数の層より構成され、各層におけるマグネシウム含有量を異なる様に設定することができるものである。ここで、最下層のマグネシウム含有量に対する最上層のマグネシウム含有量の比とは、最上層のマグネシウム含有量をＡ、最下層のマグネシウム含有量をＢとしたとき、Ａ／Ｂで定義する比を意味するものである。

キャリアの樹脂被覆層中にマグネシウム化合物が上記の様に存在させることにより、効果が発現される理由は完全に解明されているわけではない。しかし、下記の如く考えられる。すなわち、摩擦帯電は電荷発生能力の高い粒子を混合することにより高めることが可能である。図３に示すとおり、マグネシウム酸化物（マグネシウム化合物の代表例として示した）は電荷発生能力が他の金属酸化物と比較して高い。これが本発明の目的に対し、マグネシウム酸化物が好ましい結果を生む理由と考えられる。

更に、本発明者は他のマグネシウム化合物を含有させた場合でもマグネシウム酸化物と同様に高い電荷発生能力があることを確認した。

キャリアの樹脂被覆層の表面部にマグネシウム化合物を少なく、下層部により多く含有させた方が良好な結果が得られる理由は下記の様に考えられる。すなわち、トナーへの帯電のさせやすさは樹脂被覆層の表面部によりほぼ決まるが、帯電量は樹脂層の厚さに依存するからキャリア全体としての帯電付与能は樹脂層の厚さにも依存する。それ故、マグネシウム化合物をキャリアの樹脂被覆層の下層部により多量に含有させることにより、樹脂被覆層の表面部分が少々摩耗したり剥離したりしても、新たに表面部となった下層部にはより多量に該化合物が含まれているため、キャリアの帯電付与能は補完され、結局キャリアの帯電付与能はほぼ一定に保持されるためと推測される。

（被覆層形成手段）
被覆層を形成する方法には、例えば、乾式コート法、湿式コート法が挙げられる。

湿式コート法としては、例えば流動層式スプレーコート法があり、下記の如き工程１〜５により、被覆層を形成する。

工程１：被覆用樹脂とマグネシウム化合物を溶剤に溶解した塗布液を作製する。

工程２：塗布液を磁性体粒子の表面にスプレー塗布し、乾燥し、被覆を作製する。

工程３：被覆用樹脂とマグネシウム化合物を工程１とは異なる溶剤に異なる含有量溶解した塗布液を作製する。溶剤は工程２で塗布乾燥した樹脂被覆層を溶解しないものが望ましく、被覆用樹脂を良好に溶解するものを使用する。

工程４：塗布液を工程２で得られるキャリア粒子の表面にスプレー塗布し、乾燥し、被覆層を形成する。

工程５：必要により工程１〜４を繰り返し、キャリア被覆層を形成する。

一方、乾式コート法においては、下記の如き工程１〜３により、被覆層を形成する。

工程１：被覆しようとする磁性粒子と被覆用樹脂の粒子、マグネシウム化合物を、機械的に撹拌し、表面に樹脂粒子を付着させる。

工程２：その後、機械的衝撃や熱を加えて被覆しようとする磁性粒子表面に付着した樹脂粒子を溶融あるいは軟化させて固着させ被覆層を形成する。

工程３：１〜２の工程をマグネシウム化合物の含有量を変えて繰り返し、所望のキャリア樹脂被覆層を形成する。

本発明においては、最上層とその下層の区分けを行いマグネシウム化合物の含有量をコントロールするために、各層の含有量を制御しやすい乾式コート法が特に好適に使用される。しかしながら、湿式コート法においても各被覆層形成後乾燥させる工程を用い、塗布液に使用される溶剤を変えて、該形成被覆層を溶解させず被覆層を形成することによって、本発明の目的を達成することが出来る。

（マグネシウム化合物）
本発明に係るキャリアを構成する複数の層より構成される被覆層に含有されるマグネシウム化合物は、たとえば、粒子形状のものが添加される。マグネシウム化合物としては、例えば、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、又は、チタン酸マグネシウム等が挙げられる。これらのマグネシウム化合物の中でも、トナーに対して逆帯電性を示す微粒子となるものが好ましく、例えば、トナーが負帯電性である場合には、水酸化マグネシウムや酸化マグネシウム等が好ましい。

更に、粒子状のマグネシウム化合物は以下の疎水化処理を行ったものがよい。疎水化のための処理には、各種チタンカップリング剤、シランカップリング剤等の所謂カップリング剤によって疎水化処理することが好ましく、更に高級脂肪酸金属塩によって疎水化処理することも好ましく使用される。

樹脂層中のマグネシウム化合物の添加量としては、最も多い層、即ち最下層において樹脂１００部に対し１０〜８０質量部が好ましく、更には１０〜５５質量部が好ましい。８０質量部を超える量ではマグネシウム化合物粒子と樹脂との境界から剥がれがおきる可能性があり、少なすぎると充分な効果が上がらない。

又、芯材粒子（磁性粒子）１００質量部に対する樹脂添加量は０．１〜６．０部程度である。樹脂添加量が０．１部より少ない時には、芯材粒子（磁性粒子）が良好に被覆されず、帯電特性に影響を与えてしまう。また、６．０部より多い時には、芯材粒子表面に全量の樹脂を載せるのが技術的に困難になり、これ以上の樹脂総量を添加することが出来にくい。

また、マグネシウム化合物の数平均一次粒子径は、キャリアの帯電能力や耐久性及び抵抗値調整の観点より、１０〜１０００ｎｍが好ましく、２００〜８００ｎｍがより好ましい。マグネシウム化合物の数平均一次粒子径は、後述する方法により測定、算出が可能である。

（マグネシウム含有量の定量）
本発明でいう被覆層中のマグネシウム含有量は、エネルギー分散型Ｘ線分析装置による測定で求められる炭素原子を基準としたマグネシウム原子の原子比（Ａｔｏｍｉｃ％）により求められるものである。

エネルギー分散型Ｘ線分析装置によりキャリアの被覆層内のマグネシウム含有量を測定する場合、先ず、下記の前準備を行って測定試料を用意し、その後に測定を行う。

前準備：
ビーカに、現像剤、少量の中性洗剤、純水を添加してよくなじませ、ビーカの底に磁石を当てながら上澄み液を捨てる。さらに、純水を添加し上澄み液を捨てることで、トナーおよび中性洗剤が除去されて、キャリアのみが分離される。４０℃にて乾燥し、キャリア単体を得る。

さらに、このキャリア単体を集束イオンビーム試料作成装置（ＳＭＩ２０５０ エスエスアイナノテクノロジー（株）製）にて切断してキャリア薄片を作製する。以上の手順により、測定試料を用意することができる。

測定：
測定試料（キャリア薄片）を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）「ＪＳＭ−７４０１Ｆ（ＪＥＯＬ社製）」で、キャリア断面で被覆層を３万倍にて観察し、さらに、エネルギー分散型Ｘ線分析装置「ＥＫ−２３００ＢＵ（ＥＤＡＸ社製）」を用いて元素定量分析を行う。ここで、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及びエネルギー分散型Ｘ線分析装置の測定条件は以下のとおりである。

測定条件：
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
印加電圧２０ｋＶ、設定倍率３万倍、ワーキングディスタンス（ＷＤ）８ｍｍ
エネルギー分散型Ｘ線分析装置
エミッション電流を２０μＡに設定し、照射電流を調整して検出感度を３０００ｃｐｓとして分析を行う。

次に、本発明に係る静電潜像キャリアを構成する芯材粒子や被覆層形成用樹脂等について具体的に説明する。

（芯材粒子（磁性粒子））
本発明で用いられる磁性体粒子としては、鉄粉、マグネタイト、各種フェライト系粒子またはそれらを樹脂中に分散したものを挙げることができる。好ましくはマグネタイトや各種フェライト系粒子である。フェライトとしては、銅、亜鉛、ニッケル、マンガン等の重金属を含有するフェライトやアルカリ金属及び／またはアルカリ土類金属を含有する軽金属フェライトが好ましい。

特に、マンガン−マグネシウムフェライト粒子（Ｍｎ−Ｍｇフェライト粒子）に代表されるマグネシウム原子を含有するものが好ましく、その理由は被覆樹脂中に含有されるマグネシウム化合物との間に、ある程度親和力が作用するためではないかと推測される。

磁性粒子径としては、体積平均粒径で１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜８０μｍである。更にキャリア自体が有する磁化特性としては、飽和磁化で２．５×１０^−５〜１５．０×１０^−５Ｗｂ・ｍ／ｋｇが好ましい。

なお、磁性粒子の体積平均粒径は、湿式分散器を備えてなるレーザ回折式粒度分布測定装置「ＨＥＬＯＳ」（シンパテック社製）により測定される体積基準の平均粒径である。飽和磁化は、「直流磁化特性自動記録装置３２５７−３５」（横河電気株式会社製）により測定される。

（被覆層用の樹脂）
本発明の静電潜像現像用キャリアの被覆層形成に好適な樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロルスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル系及びポリビニリデン系の樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体やスチレン−アクリル酸共重合体等の共重合体樹脂；オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変成樹脂（例えば、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変成樹脂）；ポリテトラクロルエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロルトリフルロルエチレン等のフッ素樹脂；ポリアミド樹脂；ポリエステル樹脂；ポリウレタン樹脂；ポリカーボネート樹脂；尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂；エポキシ樹脂等が挙げられる。

（キャリア樹脂被覆層）
また、被覆層全体の平均厚さは、キャリアの耐久性と抵抗値調整の両立の観点より５０〜４０００ｎｍが好ましく、更には２００〜３０００ｎｍが好ましい。

被覆層の平均厚さは、以下の方法により算出される値である。

集束イオンビーム試料作成装置（ＳＭＩ２０５０ エスエスアイナノテクノロジー（株）製）にてキャリア薄片を作製し、その後、その薄片の断面を透過型電子顕微鏡（ＪＥＭ−２０１０Ｆ 日本電子（株）製）にて５０００倍の視野で観察し、その視野における最大膜厚となる部分と最小膜厚となる部分の平均値を被覆層の平均厚さとした。

また、上記のキャリア薄片を観察した方法により透過型電子顕微鏡（ＪＥＭ−２０１０Ｆ 日本電子（株）製）にて５０００倍の視野で観察することにより、キャリア樹脂層中に存在するマグネシウム化合物粒子等の粒子の数平均一次粒子径を算出することもできる。算出にあたっては、透過型電子顕微鏡による写真をスキャナーにより取り込み、画像処理解析装置ＬＵＺＥＸ ＡＰ（（株）ニレコ製）を用いて、水平方向フェレ径「ＦＥＲＥ Ｈ」にて測定する。なお、測定数は５０個とし、写真１視野で足りない場合には、測定数５０になるまで視野数を増加させるものとする。

（キャリア粒径）
キャリアの体積平均粒径としては１０〜１００μｍであることが好ましく、更に好ましくは２０〜８０μｍである。キャリアの体積平均粒径は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス（ＨＥＬＯＳ）」（シンパティック（ＳＹＭＰＡＴＥＣ）社製）により測定することができる。

（現像剤）
次に本発明に係る現像剤について説明する。

本発明に係る現像剤に使用されるトナーは、現在よく用いられているものを特に限定はなく用いることが出来る。即ち、結着樹脂としてスチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂を用いたもので、製造方法も粉砕法あるいは重合法といった代表的なものを用いればよい。トナーの粒径としては、体積基準におけるメディアン径（Ｄ５０）で２．０〜８．０μｍが好ましく、３．０〜６．０μｍがより好ましい。

体積基準におけるメディアン径（Ｄ５０）の測定は、以下のようにして行う。

「コールターマルチサイザー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システム（ベックマン・コールター社製）を接続した装置を用いて測定、算出する。測定手段としては、トナー０．０２ｇを界面活性剤溶液２０ｇ（トナーの分散を目的として、例えば、界面活性剤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）の入ったビーカに、測定濃度５〜１０質量％になるまでピペットにて注入する。この濃度範囲にすることにより、再現性のある測定値が得られる。測定機において、測定粒子カウント数を２５０００個、アパーチャー径を５０μｍにし、測定範囲である１〜３０μｍの範囲を２５６分割して各頻度値を算出する。体積積算分率が大きい方から５０％の粒子径を体積基準におけるメディアン径とする。

（画像形成方法と画像形成装置）
次に、本発明に係る画像形成方法について説明する。

図１に示す画像形成装置１は、デジタル方式による画像形成装置であって、画像読取り部Ａ、画像処理部Ｂ、画像形成部Ｃからなる画像形成手段と、記録材を搬送する記録材搬送手段である記録材搬送部Ｄと定着装置５００を備えている。

画像読取り部Ａの上部には原稿を自動搬送する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台１１上に載置された原稿は、原稿搬送ローラ１２によって１枚宛分離搬送され読み取り位置１３ａにて画像の読み取りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送ローラ１２によって原稿排紙皿１４上に排出される。

一方、プラテンガラス１３上に置かれた場合の原稿の画像は、走査光学系を構成する照明ランプ及び第１ミラーから成る第１ミラーユニット１５の速度ｖによる読み取り動作と、Ｖ字状に位置した第２ミラー及び第３ミラーから成る第２ミラーユニット１６の同方向への速度ｖ／２による移動によって読み取られる。

読み取られた画像は、投影レンズ１７を通してラインセンサである撮像素子ＣＣＤの受光面に結像される。撮像素子ＣＣＤ上に結像されたライン状の光学像は順次電気信号（輝度信号）に光電変換されたのちＡ／Ｄ変換を行い、画像処理部Ｂにおいて濃度変換、フィルタ処理などの処理が施された後、画像データは一旦メモリに記憶される。

画像形成部Ｃでは、画像形成ユニットとして、像担持体であるドラム状の感光体２１と、その外周に、該感光体２１を帯電させる帯電手段２２、帯電した感光体の表面電位を検出する電位検出手段２２０、現像手段２３が配置されている。更に転写分離手段である転写極２４及び分離極２５、前記感光体２１のクリーニング装置１９０及び光除電手段としてのＰＣＬ（プレチャージランプ）２７が各々動作順に配置されている。また、現像手段２３の下流側には感光体２１上に現像されたパッチ像の反射濃度を測定する反射濃度検出手段２２２が設けられている。感光体２１は、光導電性化合物をドラム基体上に塗布形成したもので、例えば有機感光体（ＯＰＣ）が好ましく使用され、図示の時計方向に駆動回転される。

回転する感光体２１へは帯電手段２２による一様帯電がなされた後、像露光手段としての露光光学系３０により画像処理部Ｂのメモリから呼び出された画像信号に基づいた像露光が行われる。書き込み手段である像露光手段としての露光光学系３０は、図示しないレーザーダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー３１、ｆθレンズ３４、シリンドリカルレンズ３５を経て反射ミラー３２により光路が曲げられ主走査がなされるものである。この走査によって感光体２１に対してＡｏのライン位置において像露光が行われ、感光体２１の回転（副走査）によって潜像が形成される。本実施の形態の一例では文字部に対して露光を行い潜像を形成する。

感光体２１上の潜像は現像手段２３によって反転現像が行われ、感光体２１の表面に可視像のトナー像が形成される。記録材搬送部Ｄでは、画像形成ユニットの下方に異なるサイズの記録紙としての記録材Ｐが収納された記録材収納手段としての給紙ユニット４１（Ａ）、４１（Ｂ）、４１（Ｃ）と搬送ローラ４３Ｄが設けられ、また側方には手差し給紙を行う手差し給紙ユニット４２が設けられている。それらの何れかから選択された記録材Ｐは案内ローラ４３によって搬送路４０に沿って給紙され、給紙される記録材Ｐの傾きと偏りの修正を行うレジストローラ対４４によって記録材Ｐは一時停止を行ったのち再給紙が行われる。そして搬送路４０、転写前ローラ４３ａ、給紙経路４６及び進入ガイド板４７に案内され、感光体２１上のトナー画像が転写位置Ｂｏにおいて転写極２４及び分離極２５によって記録材Ｐ上に転写される。搬送ベルト装置４５の搬送ベルト４５４に載置搬送されながら前記記録材Ｐは感光体２１面より分離し、前記搬送ベルト装置４５により定着手段としての例えば誘導加熱型の定着装置５００に搬送される。

トナー画像の定着を終えた記録材Ｐは記録材積載手段８０の排紙トレイ８１上に排出される。

以上は記録材Ｐの片側への画像形成を行う状態を説明したものであるが、両面複写の場合は排紙切換部材１７０が切り替わり、記録材案内部１７７が開放され、転写材又は記録紙と呼ばれる記録材Ｐは破線矢印の方向に搬送される。

更に、搬送機構１７８により記録材Ｐは下方に搬送され、記録材反転部１７９によりスイッチバックさせられ、今までの記録材Ｐの後端部は先端部となって両面複写用給紙ユニット１３０内に搬送される。

記録材Ｐは両面複写用給紙ユニット１３０に設けられた搬送ガイド１３１を給紙方向に移動し、給紙ローラ１３２で記録材Ｐを再給紙し、記録材Ｐを搬送路４０に案内する。

再び、上述したように感光体２１方向に記録材Ｐを搬送し、記録材Ｐの裏面にトナー画像を転写し、定着装置５００で定着した後、シート積載手段８０の排紙トレイ８１上に排紙する。

以上はモノクロ画像を得る画像形成装置１について述べたもので、像担持体としては感光体ドラムであったが、本発明はこのようなモノクロ画像ばかりでなくカラー画像形成装置にも適用可能である。

このカラー画像形成装置は、例えばタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、中間転写体の移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒色の各カラートナー像を形成する画像形成ユニットを有するものである。そして、各画像形成ユニットの像担持体としての各感光体ドラム上に形成したカラートナー像を、像担持体としての中間転写体上に一次転写として多重転写して重ね合わせた後、記録材Ｐ上に二次転写として一括転写するものである。

図２はカラー画像形成方法とカラー画像形成装置の一例を示す概略図である。

この画像形成装置１はタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成ユニット９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙手段と搬送手段とトナーカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、本発明である定着装置１０、及び操作部９１等から構成されている。

イエロー色の画像を形成する画像形成ユニット９Ｙは、像担持体（以下、感光体と称す）１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ、転写手段７Ｙ、クリーニング手段８Ｙを有する。

マゼンタ色の画像を形成する画像形成ユニット９Ｍは、感光体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ、転写手段７Ｍ、クリーニング手段８Ｍを有する。

シアン色の画像を形成する画像形成ユニット９Ｃは、感光体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ、転写手段７Ｃ、クリーニング手段８Ｃを有する。

黒色画像を形成する画像形成ユニット９Ｋは、感光体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ、転写手段７Ｋ、クリーニング手段８Ｋを有する。

中間転写体６は、複数のローラ６Ａ、６Ｂ、６Ｃに巻回され、回動可能に支持されている。

画像形成ユニット９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次１次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。

給紙手段である給紙カセット２０内に収容された用紙Ｐは、給紙ローラ２１により一枚ずつ給紙され、レジストローラ２２を経て、転写手段７Ａに搬送され、用紙Ｐ上に前記カラー画像が２次転写される。

カラー画像が転写された前記用紙Ｐは、本発明の定着装置である定着装置１０により定着処理され、搬送手段である搬送ローラ２３、２４を経て、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

以下、本発明を下記の実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実験その１
〔キャリアの作製〕
〈芯材粒子の準備〉
芯材粒子として、体積平均径が６０μｍのマンガン−マグネシウムフェライト粒子を用いた。又、キャリア３の芯材粒子として体積平均径が６０μｍのフェライト粒子を用いた。

（キャリア１の作製）
前記Ｍｎ−Ｍｇフェライト粒子１００質量部とスチレン／メチルメタクリレート（共重合比２／８）の共重合体樹脂粒子を１．５質量部、さらに酸化マグネシウム（粒径：３００ｎｍ）を１．２４質量部、マグネシウム含有量換算分として０．７５質量部（添加量Ｂ：共重合体樹脂微粒子１００質量部に対して５０．０質量部）とを、撹拌羽根付き高速混合機に投入し、１２０℃で６０分間撹拌混合して機械的衝撃力の作用でフェライトコア粒子の表面に樹脂層を形成した。

その後、さらにスチレン／メチルメタクリレート（共重合比２／８）の共重合体樹脂粒子を１．５質量部、酸化マグネシウム（粒径：３００ｎｍ）を０．０２５質量部、マグネシウム含有量換算分として０．０１５質量部（添加量Ａ：共重合体樹脂微粒子１００質量部に対して１．０質量部）とを、撹拌羽根付き高速混合機に投入し、１２０℃で６０分間撹拌混合して機械的衝撃力の作用でフェライト粒子の表面に樹脂層を形成した。この様にして、上層及び下層の２つの樹脂層より構成される被覆層を有する「キャリア１」を作製した。

（キャリア２〜５の作製）
表１に示す様に、芯材粒子およびマグネシウム化合物の種類、上層及び下層へのマグネシウム化合物添加量Ａ、Ｂとした他は、「キャリア１」の作製と同様の手順で「キャリア２〜７」を作製した。なお、「キャリア６」はマグネシウム化合物（酸化マグネシウム）に代えて酸化亜鉛を使用したものである。

「キャリア１〜７」の構成を下記表１に示す。

〔評価〕
前述の「キャリア１〜７」のうち、本発明の構成を有する「キャリア１〜３」を「実施例１〜３」、本発明の構成を有さない「キャリア４〜７」を「比較例１〜４」として、以下の画像評価を行った。

画像評価は、プリント画像電子写真方式を採用する市販の複合機「ｂｉｚｈｕｂ Ｐｒｏ １０５０ｅ」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）を使用した。トナーは、上記「ｂｉｚｈｕｂ Ｐｒｏ １０５０ｅ」用の市販のトナーを用い、Ａ４判上質紙（６４ｇ／ｍ^２）にて黒色トナー画像を形成させて実写テストを行った。

なお、上記実写テストでは画素率５％の画像を前記Ａ４判上質紙上に出力した。

２０℃、５０％ＲＨの環境下において、１０枚間欠実写にて２００万枚まで実写を行い、実写初期（０枚）と２００万枚実写後に、画像を出力しない白紙印字を行いそのカブリ評価を行った。

（カブリ）
カブリ濃度の測定は、上記した印字されていない紙の濃度をマクベス社製反射濃度計「ＲＤ−９１８」を用いて２０カ所の濃度を測定し、この平均値を白紙濃度とした。

次いで、実写初期と２００万枚の実写画像のベタ白画像部分についても、各々２０カ所の濃度を測定し、この平均値から上記白紙濃度を引いた値をカブリ濃度として求めて、評価を行った。カブリ濃度が０．００６未満のものを合格とした。

（実写における帯電量変化）
実写０枚、２００万枚の実写時点における帯電量（μＣ／ｇ）を測定した。

帯電量の測定法は以下のとおりである。すなわち、
平行平板（アルミニウム製）電極間に現像剤を配置し、電極間ギャップが０．５ｍｍ、ＤＣバイアスが１．０ｋＶ、ＡＣバイアスが４．０ｋＶ、２．０ｋＨｚの条件でトナーを現像させた際の現像効率を測定した。現像されたトナーの電荷量と質量を測定し、単位質量当たりの電荷量Ｑ／ｍ（μＣ／ｇ）を帯電量とした。

トナーの帯電量が−２３〜４３μＣ／ｇとなるものを問題ないレベルと判断した。

また、実写による帯電量の変動の大きさは、実写０枚の時の帯電量をＸ、実写２００万枚後の帯電量をＹとした時の下記変化率（帯電量変化率）で示した。

帯電量変化率（％）＝｛（Ｙ−Ｘ）／Ｘ｝×１００
この値が±１０（％）以内となるものを合格とした。

上記表２に示す結果から明らかなように、本発明内のキャリアは、実写２００万枚という、極めて多数枚の画像形成にも耐えうる耐久性を有していることがわかる。

実験その２
実験その１と同様にキャリアを作製し、同様な方法にて評価を行った。但し、マグネシウム化合物としては、酸化マグネシウムの替わりに水酸化マグネシウムを用いた。

評価結果は、酸化マグネシウムを用いた場合と同様であった。

実験その３
実験その１と同様にキャリアを作製し、同様な方法にて評価を行った。但し、評価機は図３に示す構造を有するカラー画像形成装置を用い、シアン、マゼンタ、イエローの各色画像を形成した。

評価結果は、実験その１と同様に酸化マグネシウムを用い、本発明内のものは良好な性能を示した。

本発明に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 本発明に係るカラー画像形成装置の構成を示す概略図である。 マグネシウム酸化物の電荷発生能力が高いことを説明する図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１１ 原稿載置台
１２ 原稿搬送ローラ
５００ 定着装置
Ａ 画像読取り部
Ｂ 画像処理部
Ｃ 画像形成部
Ｄ 記録材搬送部
Ｐ 転写材

Claims (4)

1. 芯材粒子表面に、マグネシウム化合物を含有する少なくとも２層以上の層からなる被覆層を有する静電潜像現像用キャリアであって、
   前記被覆層を構成する最下層のマグネシウム含有量に対する前記被覆層を構成する最上層のマグネシウム含有量の比が０．０２以上０．５以下であることを特徴とする静電潜像現像用キャリア。
2. 前記芯材粒子がマグネシウム化合物を含有するものであることを特徴とする請求項１に記載の静電潜像現像用キャリア。
3. 請求項１又は２に記載の静電潜像現像用キャリアとトナーを含有することを特徴とする現像剤。
4. 請求項３に記載の現像剤を用いて画像形成することを特徴とする画像形成方法。

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