JPH06202382A

JPH06202382A - 静電潜像現像剤用キャリア

Info

Publication number: JPH06202382A
Application number: JP5259408A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Saito; 務齋藤; Masumi Asanae; 益実朝苗
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1993-09-22
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】樹脂被覆型又は樹脂結着型キャリアの外添カ
ーボンブラックのキャリアからの脱離を抑えることによ
り、感光体等の汚染を少なくして画質の環境安定性を向
上させるとともに、併せてキャリアの体積固有抵抗を低
くして、現像時の帯電の立ち上がりを早くする。【構成】樹脂被覆型キャリアの外添カーボンブラック
のＰＨを７以下にするとともに、平均粒子系を１６ｎｍ
以下にする。また、樹脂結着型キャリアの外添カーボン
ブラックのＰＨは、これと混合するトナーが負荷電型の
場合は７．５以上とし、正帯電型の場合は７以下とし、
併せて体積固有抵抗を１０¹ 〜１０⁴ Ω・ｃｍの範囲内
に調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナーとキャリアから
なる乾式二成分現像剤用キャリアに関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体表面上に形成された静電潜像を現
像する場合、現像剤として、トナーとキャリアを混合し
てなる二成分現像剤は古くから使用されており、特にキ
ャリアとして磁性粉を使用する磁気ブラシ現像用のキャ
リアには種々の形態のものがある。例えば、二成分現像
剤に使用されるキャリアには、樹脂でキャリアの表面を
被覆する、所謂樹脂コーティグキャリアと、マグネタイ
ト等の磁性体粒子を樹脂中に分散させた樹脂結着型キャ
リアが知られている。また、近年磁性キャリアとして鉄
粉キャリアの他に、フェライトキャリアも使用されるよ
うになってきた（特公昭５６−５２３０５号参照）。フ
ェライトはバリウム、ニッケル、亜鉛、銅、その他の１
価又は２価の金属の酸化物と３価の鉄酸化物の焼結体で
あり、その組成、焼成条件によって特性を大きく変えら
れるため、特徴のあるキャリアとして利用できる。

【０００３】しかしてフェライトは基本的に、上述した
ように酸化物の焼結体であり、その抵抗が高く、静電潜
像の現像に用いられるフェライトキャリアの抵抗は通常
１０⁵ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍであり、キャリアと共に現像剤
を構成した場合のトナーの帯電量は通常、絶対値で２０
〜３０μｃ／ｇである。ところが環境条件などの変化に
よりフェライトキャリアの抵抗が低下すると、感光体表
面にキャリアが付着する所謂キャリア付着が発生し、抵
抗が高くなると画像濃度が低下するという現象が生ず
る。また、トナーの帯電量は、高くなるとキャリア付着
が発生し、低下すると画像濃度が高くなる。以上の現象
は環境条件に依存しており、環境条件の変化により画像
濃度の変化が大きくなることになる。

【０００４】一方、近年、構成の煩雑なコロナ放電を使
用した従来の方式とは異なり、ガラス製の透明支持体、
透明電極及び感光部等からなる静電潜像担持体と光像投
射用のヘッド等を有する電子写真装置を使用した背面露
光法が開発されている。また、電子写真方式を利用した
レーザープリンターやコピーマシン等では、転写後の残
余トナーをメモリー除去部で完全除去して、次の画像形
成に悪影響を及ぼさないようにしたクリーナーレス画像
形成方法等も開発されている。二成分現像剤は、このよ
うな新規開発の画像形成方法等にも、従来の普通紙を用
いる電子写真法と同様に使用が検討されている。上記背
面露光法では、感光体表面の残余トナーのクリーニン
グ、感光体の均一帯電、画像露光及び現像等を同時に行
なうものであり、現像剤を介して現像に必要な帯電量を
感光体に注入する必要があるため、また、電子写真方式
を採用した高速機等では、感光体の帯電の早い立ち上が
り等が要求されるため、低抵抗の高い導電性を有したキ
ャリアやトナーが研究されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決する
ため、本発明者が検討したところキャリアの抵抗を従来
より低く１０² 〜１０⁵ Ω・ｃｍ程度に設定し、現像剤
とした場合のトナーの帯電量を絶対値で５〜２０μｃ／
ｇとすれば良いことがわかった。しかし、焼成条件等の
製造条件を検討しても、フェライトキャリアの抵抗を１
０⁵ Ω・ｃｍ以下に収めるのは困難であった。また、鉄
粉キャリアの場合もこのような抵抗とすることは困難で
あった。

【０００６】そこで、樹脂中に導電性微粉末を分散した
材料でキャリア表面を被覆する方法が提案された。この
方法によれば、導電性微粉末の含有量を変化させること
により、キャリアの電気抵抗をコントロールすることが
可能であるが、例えば、導電性微粉末としてカーボンブ
ラックを用いた場合、相当量を使用しなければならず、
少量の添加で抵抗を下げるのは困難であった。

【０００７】そこで、以上のような経過の後、キャリア
の表面を樹脂で被覆した後、さらにその表面にカーボン
ブラックを固着させるという方法が考えられた（特開平
２−２１０３６５号参照）。しかし、この方法では少量
のカーボンブラックで抵抗を下げることは可能になった
が、カーボンブラックの固着力が弱く、キャリアから脱
離して感光体等を汚染するという問題が生ずることとな
った。

【０００８】一方、従来の樹脂結着型キャリアは、使用
する樹脂本来の導電性の低さから、高い電気抵抗を示し
ていた。特に高速機（感光体ドラムの周速Ｖ_p が１５０
〜２００ｍｍ／ｓ以上）で使用する場合は、キャリアの
体積固有抵抗が高いため現像電極効果が少なく、必要と
される帯電の立ち上がりも悪く、その結果として、ベタ
黒画像部分では濃度ムラが発生して均一な画像が得られ
なかった。さらに、使用環境にも大きく影響され、例え
ば、低温低湿（室温１０℃、相対湿度２０％）では地カ
ブリが大きくなり、高温高湿（室温３０℃、相対湿度８
０％）では画質濃度が低下する等の問題があった。

【０００９】また、背面露光法等に使用する現像剤に適
したものとして、平均粒径をある程度の範囲内に抑える
ことにより、樹脂結着型キャリア表面に導電性微粒子
（カーボンブラック等）を固定して、導電層を形成した
導電性キャリアが最近提案された（特開平５−１５０５
３８号公報及び特開平５−１５０５５８号公報）。キャ
リアの平均粒径に対する導電性微粒子の平均粒径を規制
することは、基本的にキャリアからの導電性微粒子、例
えば、カーボンブラックの脱離を防止することにより、
キャリア表面の均一な導電路を確保することである。し
かし、キャリアに導電性を付与するという点において
は、同じ平均粒径の同一のカーボンブラックを使用して
も、キャリアとトナーの組み合わせの如何によっては、
期待される程の導電性が付与されないという問題があっ
た。

【００１０】そこで、本発明の目的は、上記の課題を解
決し、樹脂コーティングキャリアのキャリア表面のカー
ボンブラックの脱離による感光体等の汚染が少なく、か
つ、環境条件の変化による画像濃度の変化の少ない画像
を得ることのできる静電潜像現像剤用キャリアを提供す
ることである。

【００１１】また、本発明の他の目的は、樹脂結着型キ
ャリアの磁性粒子表面に導電性のカーボンブラックを添
加することにより、キャリアの抵抗を下げ、もって帯電
量の立ち上がりを改善して、樹脂結着型キャリアを使用
する画質の向上を図ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
第１の発明は、樹脂で磁性コアの表面を被覆した後、そ
の表面にＰＨ値が７以下でかつ平均粒子径が１６ｎｍ以
下のカーボンブラックを固着するという技術的手段を採
用した。上記被覆として、フッ素系樹脂、シリコン系樹
脂、スチレン−アクリル系樹脂、マレイン酸樹脂、アク
リル酸樹脂等の公知のものが使用でき、トナーとの相
性、帯電量等に応じて選定すればよい。カーボンブラッ
クとしては、鋭意検討の結果ＰＨ値が７以下でかつ平均
粒子径が１６ｎｍ以下のものを使用すると、キャリアか
らの脱離が少なく感光体等の汚染が少なくなることがわ
かった。キャリア芯材として平均粒子径が１０〜１５０
μｍ、好ましくは３０〜１００μｍの磁性体粒子（鉄
粉、フェライト粉末、マグネタイト粉末）が使用でき、
特に、キャリア芯材として飽和磁化の大きい（６０〜２
１０ｅｍｕ／ｇ程度）磁性粒子を用いることがより好ま
しい。

【００１３】上記樹脂のキャリア芯材への被覆方法とし
ては、流動床式コーティング法等公知の手法で塗布すれ
ばよい。樹脂被覆の膜厚は環境条件などに応じて任意の
適当な厚さに調整される。カーボンブラックは例えばミ
キサーを使用して樹脂で被覆されたキャリアと混合する
などの公知の方法で樹脂被覆の表面に固着させればよ
い。カーボンブラックの添加量は、キャリアの抵抗値に
応じて設定すればよいが、１０² 〜１０⁵ Ω・ｃｍの抵
抗値を得るためにはキャリア芯材１００重量部当たり
０．１〜４重量部がよい。

【００１４】上記目的を達成するために、第２の発明は
キャリアとトナーからなる二成分現像剤に使用する静電
潜像現像剤用キャリアにおいて、熱可塑性樹脂と磁性体
粒子を含む磁性粒子の表面に特定のＰＨ値を有するカー
ボンブラックを添加し、体積固有抵抗が１０¹ 〜１０⁴
Ω・ｃｍになるようにした。

【００１５】ここで、体積固有抵抗を１０¹ 〜１０⁴ Ω
・ｃｍにしたのは、樹脂結着型キャリアの導電性を飛躍
的に向上させ、その結果、帯電の立ち上がり時間を短く
し、併せて大きな現像電極効果が得られるようにするた
めである。本発明者らは、導電性微粒子としてカーボン
ブラックをキャリアに外添することにより、キャリアの
体積固有抵抗を下げることについて研究を行なってきた
が、特に、外添するカーボンブラックのＰＨ値と、これ
と組み合わせるトナーの荷電型との間に相関関係がある
ことがわかった。つまり、キャリアと負荷電型トナーと
の組み合わせの場合は、外添するカーボンブラックのＰ
Ｈ値を７．５以上とし、キャリアと正荷電型トナーとの
組み合わせの場合は外添するカーボンブラックのＰＨ値
を７以下とすることにより、キャリアの抵抗を効果的に
下げられることがわかった。

【００１６】また、磁性体粒子としては、例えばマグネ
タイトが使用でき、その添加量はキャリア付着やトナー
のスペントを防止するため、樹脂に対して５０〜９０重
量％とすることが好ましい。磁性体粒子としては、例え
ばマグネタイトやフェライト等の鉄酸化物を用いればよ
く、その粒径はキャリア中に均一に分散させるために
０．１〜３μｍの範囲が望ましい。また、磁性粒子の平
均粒径は１０〜６０μｍの範囲が好ましい。これは１０
μｍより小さいと、キャリア付着が生じ易く、６０μｍ
より大きいと、きめ細かい画像が得られにくくなるから
である。より好ましい範囲は、２０〜５０μｍである。
さらに、カーボンブラックの添加量は、磁性粒子１００
重量部に対して０．５〜３．０重量部とすることが好ま
しい。カーボンブラックの添加量は、樹脂キャリアの導
電性を増加させるとともに、画質の耐環境性が向上させ
るため磁性粒子１００重量部に対して０．５〜３．０重
量部にした。

【００１７】

【作用】第１の発明では、ＰＨ値が７以下のカーボンブ
ラックを用いるので、キャリア表面から脱離するのを有
効に防止できる。また、磁性粒子として飽和磁化の高い
粒子を用いることにより、穂立ちが強くなり、小粒径化
が容易（キャリア付着が少ない）で、もってトナー濃度
を制御し易くなるといった利点があり、また、キャリア
付着を大幅に低減できるといった効果もある。

【００１８】第２の発明では、樹脂に囲まれている粒子
が微小な磁性体粒子であるため、感光体ドラムを傷つけ
にくい。さらに、樹脂結着型キャリアの磁性粒子表面
を、トナーの荷電型に合わせて選択したＰＨ値の導電性
のカーボンブラックで被覆することにより、キャリアの
体積固有抵抗を１０¹ 〜１０⁴ Ω・ｃｍと低くすること
ができる。また、樹脂結着型キャリアの抵抗が下がった
分、導電性が向上して帯電の立ち上がりに要する時間を
短くすることができる。その結果、高速機においても必
要な帯電量が短時間に得られ、十分な現像電極効果によ
ってベタ黒画像部でも濃度ムラのない均一な画質が得ら
れる。

【００１９】

【実施例】

（実施例１）シリコン系樹脂（東レシリコーン社製ＳＲ
２４１０）７．５重量部を平均粒子径７０μｍのフェラ
イト粒子（日立金属社製ＫＢＮ１００、粒径３７〜１０
５μｍ）１００重量部の表面上に流動床型コーティング
装置を用いて被覆し、スーパーミキサーを使用してその
表面にさらにカーボンブラック（三菱化成社製＃２６５
０、ＰＨ値６．５、平均粒子径１３ｎｍ）１重量部を固
着させて、本発明のキャリアを得た。

【００２０】上記キャリアに対してトナー２０重量％の
割合でトナー（日立金属社製ＨＭＴ４３３）と上記キャ
リアを１０分間混合し、現像剤を調整した後、２０℃、
６０％Ｒ．Ｈ．（常温常湿）、１０℃、２０％Ｒ．Ｈ．
（低温低湿）、３５℃、８０％Ｒ．Ｈ．（高温高湿）の
３つの環境条件の下で次の条件にて１０万枚の連続プリ
ントを行なった。

【００２１】作像条件は、ＯＰＣドラムの周速を６０ｍ
ｍ／ｓｅｃ、表面電位を−５５０Ｖとし、外径２０ｍｍ
のＳＵＳ３０４製スリーブの内部に８極の円筒状マグネ
ット（スリーブ上７００Ｇ）を有するマグネットロール
により、スリーブを１５０r.p.m.で回転させ、現像ギャ
ップ及びドクターギャップを各々０．４ｍｍ、０．３ｍ
ｍとし、スリーブに−５００Ｖのバイアス電圧を印加し
て反転現象を行ない、トナー像を普通紙にコロナ転写
し、そして加熱ロールの表面温度１６０℃、線圧１ｋｇ
／ｃｍの圧力で熱ロール定着を行なった。

【００２２】さらに本発明のキャリアを適当量（１０数
ｍｇ）秤取し、ダイヤルゲージを改良した内径３．０５
ｍｍのテフロン（商品名）製シリンダ中に充填し、０．
１Ｋｇの荷重下、Ｄ．Ｃ．１００Ｖ／ｃｍの電場を印加
して横河ヒューレットパッカード社製４３２９型絶縁抵
抗計を使用して抵抗値を測定した。

【００２３】（比較例１）実施例１の処方からカーボン
ブラックを除いた以外は実施例１と同様にして現像剤を
調整し、実施例１と同様の条件で１０万枚の連続プリン
トを行なった。さらにこのキャリアの電気抵抗を実施例
１と同様の条件で測定した。

【００２４】（比較例２）実施例１のカーボンブラック
の代わりにＰＨ値７以上かつ平均粒子径１６ｎｍ以上の
他のカーボンブラック（三菱化成社製ＭＡ６００、ＰＨ
値７．５、平均粒子径１８ｎｍ）に変更して、他は同様
にして現像剤を調整し、実施例１と同様の条件で１０万
枚の連続プリントを行なった結果、感光体にカーボンブ
ラックが付着し、画像に悪影響を与えていることが確認
された。

【００２５】（実施例２）スチレン−アクリル系樹脂
（三洋化成社製ＴＢ１８０４）１．５重量部をトルエン
３．５重量部に十分溶解させ、平均粒径７０μｍのフェ
ライト粒子（実施例１と同様）１００重量部の表面上に
流動床型コーティング装置を用いて被覆し、さらにカー
ボンブラック（実施例１と同様）１重量部を固着させ
て、本発明のキャリアを得た。上記キャリアに対してト
ナー２０重量部％の割合でトナー（日立金属社製ＨＭＴ
４３３）とキャリアを１０分間混合し現像剤を調整した
後、実施例１と同様の環境条件の下で同様の条件にて１
０万枚の連続プリントを行なった。さらにこのキャリア
の電気抵抗を実施例１と同様の条件で測定した。

【００２６】（実施例３）フッ素系樹脂（ダイキン社製
ＦＭ３００ＥＭ）７．５重量部を平均粒径７０μｍのフ
ェライト粒子（実施例１と同様）１００重量部の表面に
流動床型コーティング装置を用いて被覆し、さらにカー
ボンブラック（実施例１と同様）１重量部を固着させ
て、本発明のキャリアを得た。上記キャリアに対してト
ナー２０重量％の割合でトナー（日立金属社製ＨＭＴ４
３９）とキャリアを１０分間混合し、現像剤を調整した
後、実施例１と同様の条件で１０万枚程度の連続プリン
トを行なった。さらにこのキャリアの電気抵抗を実施例
１と同様の条件で測定した。

【００２７】以上実施例１、２、３及び比較例１、２の
結果を、以下の表１にまとめて示した。表１から、実施
例１、２、３のようにコーティング樹脂を変化させて
も、ＰＨ６．５のカーボンブラックを使用することによ
り、常温常湿、低温低湿、高温高湿の環境変化において
も、ベタ黒部では少なくとも１．３０以上の画像濃度が
維持できることが確認された。一方、カーボンブラック
を添加しない比較例１では、常温常湿では１．３５以上
の画像濃度を維持したものの、低温低湿及び高温高湿の
環境下では、それぞれ画像濃度が１．１２、０．９５ま
で低下し、環境条件の変化により画像濃度が変化するこ
とが確認された。

【００２８】また、上記画像濃度に対応して、キャリア
の電気抵抗も、実施例１〜３では１０² のオーダーであ
るが、比較例１では１０¹¹又は１０¹²のオーダーであっ
た。さらに、キャリアからのカーボンブラックの脱離に
よる感光体等の汚染の状況も、実施例１、２、３ではほ
とんど認められなかったが、比較例２では、感光体に付
着し、画像にまで悪影響を与えていることが確認され
た。尚、表１の画像濃度及び電気抵抗の項目欄で、上段
の数値は画像濃度を示し、下段の数値はキャリアの電気
抵抗を示している。

【００２９】

【表１】

【００３０】（実施例４）実施例１においてフェライト
粒子を鉄粉（平均粒径３０μｍ、σ_s ＝１９０ｅｍｕ／
ｇ）に代えた以外は実施例１と同様の条件でキャリア
（４−１）を作成した。実施例２においてフェライト粒
子をマグネタイト粒子（平均粒径２０μｍ、σ_s ＝８０
ｅｍｕ／ｇ）に代えた以外は実施例２と同様の条件でキ
ャリア（４−２）を作成した。上記キャリアと磁性トナ
ー（日立金属社製ＨＭＴ４５０）とを混合して、トナー
濃度２０_wt％の現像剤を調整し、図１に示す装置により
作像して画像評価を行なった。

【００３１】図１に示す画像形成装置１は、概略、装置
の各部を制御するコントローラー２と、感光体ドラム
３、コロナ帯電器４、露光用のレーザースキャナー１
６、現像装置５及びコロナ転写器６等から構成されてい
る。一定の周速で回転する感光体３表面は、コロナ帯電
器４で一様に帯電される。さらに、画像情報に対応した
電気信号を入力するレーザースキャナー１６を走査する
ことにより、ミラー１８を介してレーザービームが感光
体３表面に照射・露光され、上記画像情報等に対応する
静電潜像が形成される。

【００３２】一方、現像装置５では、マグネットロール
８のマグネット部材１７の周囲を相対回転するスリーブ
２２上に、外部電源からバイアス電圧が印加されるとと
もに、現像剤が一定厚のほぼ薄層状になった磁気ブラシ
が形成される。この磁気ブラシが感光体３の表面を摺擦
して、静電潜像が顕像化される。現像して得られたトナ
ー像は、コロナ転写器等により記録紙経路１０を移動す
る記録紙上に転写され、さらにそのまま定着装置へ送ら
れる。定着装置９では、トナー像を担持したまま記録紙
が加熱ロール１９と加圧ロール２０との間に通され、所
定の温度と圧力で加熱定着される。また、転写後に感光
体ドラムに残留するトナーは、次の現像の時に磁気ブラ
シ中に回収されて感光体表面の残留トナーが清掃・除去
される。

【００３３】上記構成の装置により、次の条件で常温常
湿にて作像した。感光体（ＯＰＣ）ドラム３（Ｖ_p1＝６
０ｍｍ／ｓｅｃ）を、コロナ帯電器４により−５５０Ｖ
に一様帯電し、露光して静電潜像を形成し、ＳＵＳ３０
４製スリーブ２２を１５０r.p.m.で回転させ（永久磁石
部材は８極着磁、スリーブ上磁束密度７００Ｇ）、スリ
ーブに−４００Ｖのバイアス電圧を印加し、ドクターギ
ャップ及び現像ギャップを各々０．４ｍｍ及び０．３ｍ
ｍとして反転現像を行ない、トナー像をコロナ転写器５
により普通紙上に転写し、次いで温度１６０℃、線圧１
Ｋｇ／ｃｍの条件で熱ロール定着を行なった。なお転写
後感光体ドラムに残留するトナーは、現像装置によりス
リーブ２２上に形成された磁気ブラシにより回収され
る。画像の評価結果を表２に示す。

【００３４】

【表２】表２から、σ_s の高いキャリア（４−１、４−２）によ
れば、キャリア付着がなくかつ高品質の画像が得られ
る。

【００３５】（実施例５）本発明の実施例５では、磁性
体粒子としてマグネタイト（戸田工業社製、ＥＰＴ５０
０）を使用した。熱可塑性樹脂は、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：２３００
００、数平均分子量：１００００）を用いた。このマグ
ネタイト６０部（重量部を示し、以下も同様）とスチレ
ン−ｎ−ブチルメタクリレート４０部とをミキサーで乾
式混合し、その後加熱混煉して冷却固化させた。その
後、ボールミルを粉砕媒体として湿式粉砕機等を利用し
て微粉砕した。微粉砕後スプレードライ法により１２０
℃で熱処理して粒状化し、その後分級して平均粒径３０
μｍの磁性粒子を得た。また、ニグロシン系染料、含金
属アゾ染料等の荷電制御剤、流動化剤（シリカ、アルミ
ナ等）等の添加物は、必要に応じて上記組成に混ぜても
よい。

【００３６】さらに、本実施例５では、導電性微粉末と
してカーボンブラック（三菱化成社製、ｐＨ６．５、＃
２６５０）を使用した。このカーボンブラックと上記磁
性粒子とを、カーボンブラックの量を０〜４．０部の範
囲内で変化させてスーパーミキサーにより乾式混合し、
カーボンブラックで樹脂キャリアの磁性粒子表面を被覆
した。磁性粒子のカーボンブラック添加前の体積固有抵
抗は、２×１０¹⁵Ω・ｃｍであった。測定は、内径３．
０５ｍｍのテフロン（商品名）製シリンダ中に試料を１
０数ｍｇ充填し、０．１ｋｇ荷重下、２００Ｖ／ｃｍの
直流電場を印加して行なわれた。

【００３７】尚、上記カーボンブラックは本実施例５で
はｐＨ６．５のものを使用したが、正帯電型トナーに対
してはｐＨ≦７、負帯電型トナーに対してはｐＨ＞７．
５のものを選択して使用するのがよい。一方、本実施例
５で用いるトナーは、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：２１００００、数平均
分子量：１６０００）８６部、ポリプロピレン（三洋化
成社製）３部、Ｃｒ錯塩型染料（オリエント化学社製）
１部、カーボンブラック（三菱化成社製、＃４４）１０
部を配合し、乾式混合した。その後、加熱混煉し、冷却
固化させた後粉砕、分級して平均粒径が１０μｍのトナ
ーを調整した。このトナーを上記キャリアと混合して、
トナー濃度３重量％の二成分系現像剤を調整した。

【００３８】上記二成分系現像剤において、キャリアの
カーボンブラック添加量と、キャリアの抵抗及び画質と
の相関関係を調べた。その結果を表３に示した。尚、作
像条件は、ＯＰＣドラム（負帯電性）の周速を２００ｍ
ｍ／ｓｅｃ、コロナ帯電器による帯電量を−５５０ｖ、
現像スリーブは直径２０ｍｍのＳＵＳ３０４製スリーブ
で内蔵マグネットを４極、スリーブ回転数を１５０r.p.
m.、スリーブ上での磁力を７００Ｇ、スリーブに印加す
るバイアス電圧を−５００ｖ、現像ギャップを０．８ｍ
ｍ、ドクターギャップを０．６ｍｍとして、コロナ転写
後、加熱ロールの表面温度１８０℃、ロール間線圧１Ｋ
ｇ／ｃｍで熱ロール定着を行なった。

【００３９】

【表３】尚、表３で常温常湿とは、室温２０℃、相対湿度６０
％、低温低湿とは、室温１０℃、相対湿度２０％、高温
高湿とは、室温３５℃、相対湿度８０％を意味してい
る。表３から、カーボンブラックの量が０．５〜３．０
重量部の範囲で、樹脂結着型キャリアの導電性が向上す
ることがわかる。また、画質においてもベタ黒画像部で
は濃度ムラのない均一な画質が得られ、併せて耐環境性
が向上していることがわかる。

【００４０】（実施例６）本発明の実施例６でも実施例
５と同様に、磁性体粒子としてマグネタイト（戸田工業
社製、ＥＰＴ５００）を使用した。熱可塑性樹脂は、ポ
リエステル樹脂（重量平均分子量：１５００００、数平
均分子量：６０００）を用いた。また、マグネタイトと
ポリエステル樹脂との混合比は、それぞれ３０〜９５
部、７０〜５部と以下変化させて行なった。マグネタイ
トとポリエステル樹脂とは、上記の混合比の範囲でミキ
サーを使用して乾式混合し、その後加熱混煉して冷却固
化させた。その後、ボールミルを粉砕媒体として湿式粉
砕機等を利用して微粉砕した。微粉砕後スプレードライ
法により１２０℃で熱処理して粒状化し、その後分級し
て平均粒径５０μｍの樹脂結着型キャリアを得た。さら
に、実施例５では、導電性微粉末としてカーボンブラッ
ク（三菱化成社製、ＭＡ６００、ｐＨ７．５）のものを
使用した。このカーボンブラックを上記樹脂キャリアに
対して１．５部加え、スーパーミキサーにより乾式混合
して、カーボンブラックを磁性粒子表面に添加した。得
られた樹脂結着型キャリアの体積固有抵抗は、５×１０
³ Ω・ｃｍ（実施例１と同様の測定条件）であった。

【００４１】一方、実施例６では、マグネタイトを用い
た磁性トナーを使用した。磁性トナーは、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：２
１００００、数平均分子量：１６０００）５０部、マグ
ネタイト（戸田工業社製、ＥＰＴ５００）４５部、ポリ
プロピレン（三洋化成社製、ビスコール５５０Ｐ）３
部、含Ｃｒアゾ染料（オリエント化学社製、ボントロン
＃３１２０）２部を配合し、乾式混合した。その後、加
熱混煉し、冷却固化させた後粉砕、分級して平均粒径が
１１μｍの磁性トナーを調整した。この磁性トナーを上
記樹脂結着型キャリアと混合してトナー濃度４０重量％
の二成分系現像剤を調整した。

【００４２】上記二成分系現像剤において、キャリアの
マグネタイト含有量と、キャリア付着、スペント及び画
質との相関関係を調べた。その結果を表４に示した。
尚、作像条件は、ＯＰＣドラム（正帯電性）の周速を２
００ｍｍ／ｓｅｃ、コロナ帯電器による帯電量を＋５５
０ｖ、現像スリーブは直径２０ｍｍのＳＵＳ３０４製ス
リーブで内蔵マグネットを４極、スリーブ回転数を１５
０r.p.m.、スリーブ上での磁力を７００Ｇ、スリーブに
印加するバイアス電圧を＋５００ｖ、現像ギャップを
０．４ｍｍ、ドクターギャップを０．３ｍｍとして、コ
ロナ転写後、ロールの表面温度１８０℃、ロール間線圧
１Ｋｇ／ｃｍで熱ロール定着を行なった。

【００４３】

【表４】表４から、キャリア中のマグネタイトの量は、樹脂に対
して５０〜９０重量％が好ましいことがわかる。さら
に、マグネタイトの混合比が５０重量％未満ではキャリ
ア付着が多くなるが、これは樹脂キャリア中のマグネタ
イトの量が少ないので樹脂キャリアの磁力が全体として
小さくなるためと説明される。また、マグネタイトが９
０重量％を越えると、スペントが生じる。これは、キャ
リア中のマグネタイトの量に比して相対的に樹脂量が減
少するために、キャリア表面の凹凸が大きくなり、その
凹部にトナーが入り込みやすくなるためと説明できる。

【００４４】以上実施例によって、本発明を具体的に説
明したが、本発明のキャリアはそのキャリア芯材、被覆
樹脂を上記例示のもの以外に変更することによって種々
の特性のものが得られ、また上記例示のトナー以外のト
ナーと組み合わせて用いても同様の優れた効果を発揮す
ることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像濃度が安定して環境の影響を受けず、かつキャリア
付着が起こらず、またカーボンブラックの脱離による感
光体等の汚染を極めて少なくすることができる。また、
本発明のキャリアでは、磁性粒子の表面に導電性の微粒
子として特定のＰＨ値を有するカーボンブラックが添加
されているため、樹脂キャリアの導電性が改善され、体
積固有抵抗を１０¹ 〜１０⁴ Ω・ｃｍ以下にすることが
できる。その結果、従来のキャリアとは異なり帯電の立
ち上がりが早いため、本発明の樹脂キャリアを用いるこ
とにより高速機でも、ベタ黒画像部に濃度ムラのない均
一な画質が得られる。また、低温低湿又は高温高湿等に
おける画質の耐環境性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で使用した画像形成装置の模式
図。

【符号の説明】

１画像形成装置３感光体ドラム４コロナ帯電器５現像装置６コロナ転写器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体からなるコアの表面を樹脂で被覆
した後、さらに樹脂の表面にカーボンブラックが固着さ
れた静電潜像現像剤用キャリアにおいて、前記カーボン
ブラックはそのＰＨ値が７以下でかつ平均粒子径が１６
ｎｍ以下であることを特徴とする静電潜像現像剤用キャ
リア。
【請求項２】キャリアと負荷電型トナーからなる二成
分現像剤に使用する静電潜像現像剤用キャリアにおい
て、熱可塑性樹脂と磁性体粒子を含む磁性粒子の表面に
ＰＨ値が７．５以上のカーボンブラックを添加し、体積
固有抵抗が１０¹ 〜１０⁴ Ω・ｃｍであることを特徴と
する静電潜像現像剤用キャリア。
【請求項３】キャリアと正荷電型トナーからなる二成
分現像剤に使用する静電潜像現像剤用キャリアにおい
て、熱可塑性樹脂、磁性体粒子を含有する磁性粒子の表
面にＰＨ値が７以下のカーボンブラックを添加し、体積
固有抵抗が１０¹ 〜１０⁴ Ω・ｃｍであることを特徴と
する静電潜像現像剤用キャリア。