JPH08262804A

JPH08262804A - 静電荷像現像用キャリア

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Publication number: JPH08262804A
Application number: JP7060651A
Authority: JP
Inventors: Kishiomi Tamura; 希志臣田村; Mayumi Hayashi; 真由美林; Masafumi Uchida; 雅文内田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-03-20
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1996-10-11
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JP3643992B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、コア材表面と樹脂被覆層の
高い接着性を確保し、かつ、均一な樹脂被覆層を形成す
ることにより、キャリアの帯電付与能力、樹脂被覆層の
機械強度を高いレベルで安定させ、長期に渡りかぶりや
キャリア付着がなく、濃度が高く均質で、かつ高い解像
度をもつ出力画像を得ることことができる静電荷像現像
用キャリアを提供することにある。【構成】磁性粒子全体の珪素元素量Ａと、磁性粒子表
面近傍に含有する珪素元素量Ｂの比Ｂ／Ａが０．１〜
１．０であり、かつ表面近傍に含有する珪素元素量Ｂが
１０〜６００ｐｐｍである磁性粒子の表面を樹脂被覆し
たことを特徴とする静電荷像現像用キャリア。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電写真
法、静電印刷法などにおいて静電荷像を現像するために
用いられる現像剤中のキャリアに関し、詳しくは、画質
と耐久性を従来に比べ大きく改良した静電荷像現像用キ
ャリアに関する。

【０００２】

【従来の技術】静電荷像現像用の現像剤には、大別して
一成分現像剤と二成分現像剤の２種類が挙げられる。そ
れらの内、トナーへの帯電付与を行う粒子、いわゆるキ
ャリアをトナーと混合しているため、一成分現像剤に比
べトナーへの帯電付与が比較的安定しているという点、
また、近年、カラー複写機のめざましい普及が進んでい
るが、トナーが磁性体を必要とせず、磁性体の色が出力
画像の色味を阻害することがないという点から、二成分
現像剤が多く使用されている。

【０００３】二成分現像剤はトナーとキャリアから構成
され、そのキャリアには大別すると導電性キャリアと絶
縁性キャリアがある。しかし多くの場合、耐久性、帯電
付与能力の点から、キャリアとしては絶縁性キャリアに
属する樹脂被覆キャリアが用いられている。このキャリ
ア表面を樹脂被覆する技術については、特開昭47-13954
号、同60-208765号などに開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】二成分現像剤は、現像
機内でのキャリアとトナーの混合撹拌により、トナーに
電荷を付与し、現像させる必要がある。

【０００５】導電性キャリアとして、鉄粉キャリアや酸
化鉄粉キャリアがよく用いられるが、この鉄粉系キャリ
アはトナーに付与する電荷量が不安定になりやすく、現
像剤により形成される可視像にかぶりが発生する問題が
ある。これは現像機内の撹拌混合によりトナー粒子がキ
ャリア表面に付着、蓄積し、キャリアの電気抵抗が増大
して、現像バイアス電流が低下すること、さらに、キャ
リアの表面がトナーにより覆われてしまうため、トナー
に付与する電荷量が不安定となることが原因である。従
って、鉄粉系キャリアからなる現像剤は少数回の使用で
劣化が発生するため、早期に新しい現像剤へと交換する
必要がある。

【０００６】そこで、キャリアの多くには、磁性粒子表
面を樹脂により被覆した樹脂被覆キャリアが多く用いら
れている。

【０００７】このキャリアは、被覆する樹脂の選択によ
りトナーに付与する電荷量を制御することができ、さら
に、キャリア表面へのトナー融着が発生しにくいため、
トナーに付与する電荷量が安定し、鉄粉系キャリアに比
べ現像剤の耐久性に優れるという利点がある。

【０００８】しかし、逆に、樹脂で被覆することによ
り、鉄粉系キャリアにおいては発生し得なかった新たな
問題が発生し、従来の樹脂被覆キャリアには、未だ十分
な性能が得られるものはない。樹脂被覆キャリアの抱え
る問題のうちの大きなものは、現像器内でキャリアにス
トレスが加わることにより発生する樹脂被覆層の剥離で
ある。樹脂被覆層が剥離すると、トナーへの帯電付与性
能が不安定になるため、現像剤により形成される可視像
にかぶりが発生する。また、同時に、キャリアのコア材
が露出し、キャリアの電気抵抗が低下する。キャリアの
電気抵抗の低下は、過剰現像による細線や文字のつぶ
れ、また、感光体へのキャリア付着の原因となる。

【０００９】さらに、キャリア表面を樹脂被覆する場合
は、樹脂被覆装置の条件や、樹脂被覆環境、特に湿度の
影響を受けやすい。従って、厳密な管理によってもキャ
リア表面を均一に樹脂被覆させ、現像剤の性能を長期に
渡り安定させることは困難であり、未だ十分な性能は得
られていないのが現状である。

【００１０】また、高画質を得るために、トナーを小粒
径化することが行われるが、二成分現像剤の場合、キャ
リア表面の帯電サイトを確保するために、トナー粒径に
合わせてキャリアも小粒径化する必要が生じる。しか
し、キャリアの小粒径化を進めるにつれ、均一な樹脂被
覆層を形成することがより困難となる。その結果、樹脂
被覆層の機械強度が不安定となり、上記の欠点がより顕
著に現れ、実用上の問題がさらに大きくなる。

【００１１】従って、本発明の目的は、磁性粒子表面と
樹脂被覆層の高い接着性を確保し、かつ、均一な樹脂被
覆層を形成することにより、キャリアの帯電付与能力、
樹脂被覆層の機械強度を高いレベルで安定させ、長期に
渡りかぶりやキャリア付着がなく、濃度が高く均質で、
かつ高い解像度をもつ出力画像を得ることことができる
静電荷像現像用キャリアを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は下記
構成により達成された。

【００１３】（１）磁性粒子全体の珪素元素量Ａと、磁
性粒子表面近傍に含有する珪素元素量Ｂの比Ｂ／Ａが
０．１〜１．０であり、かつ表面近傍に含有する珪素元
素量Ｂが１０〜６００ｐｐｍである磁性粒子の表面を樹
脂被覆したことを特徴とする静電荷像現像用キャリア。

【００１４】（２）磁性粒子を被覆する樹脂が、メチル
基含有シリコーン樹脂である（１）に記載の静電荷像現
像用キャリア。

【００１５】即ち、鋭意検討の結果、二成分現像剤に使
用するキャリアとして、表面近傍に珪素元素を適正量含
有させた磁性粒子を使用し、該磁性粒子に樹脂被覆をし
たものを使用することにより、樹脂被覆キャリアの成膜
特性を改善でき、上記の問題を解決できることを見いだ
した。

【００１６】また、被覆樹脂として、メチル基を含有す
るシリコーン樹脂を使用することが上記樹脂被覆キャリ
アに要求される特性の改良に非常に有効であることを見
いだしたことにより本発明の上記目的を達成し得たもの
である。

【００１７】

【作用】本発明の効果の作用機構の詳細については不明
な点が多いが、我々の検討結果によると、おそらく、次
のようなものだと考えられる。珪素元素がキャリアのコ
ア材表面近傍に分散して存在することにより、キャリア
のコア材表面の帯電性を、表面全体では均一であるが、
微小な領域では別組成、つまり仕事関数分布の広い表面
を持たせることができる。こうすることにより、キャリ
アのコア材表面と被覆樹脂との間の親和性を増すことが
できる。つまり、キャリアのコア材表面と樹脂被覆層の
界面において、物理的な接着力に加え、電気化学的な接
着力を持たせることができ、非常に強固な樹脂被覆層を
形成することができるのである。

【００１８】また、表面近傍に珪素元素を存在させるこ
とにより、コア材の流動特性が良好になり、樹脂被覆を
行う場合のコア材の挙動が安定し、非常に均質な樹脂被
覆層を設けることができるという利点もある。また、珪
素元素を表面近傍に集中させ、内部の含有量を少なくす
ることにより、電子写真用キャリアとして必要な磁気特
性を珪素元素により阻害することがないため、磁気特性
の設計が容易となる利点がある。さらには、珪素元素の
作用を効果的に発現させることができるため、添加する
珪素元素が少量で済み、製造コストの点からも非常に有
利である。

【００１９】検討の結果、種々の元素のうち、珪素元素
を用いることにより、このような特性を持たせることが
できることに加え、本発明において必要であるコア材表
面への均一な分散が比較的容易に達成でき、最も良好な
結果を与えることを見いだした。

【００２０】尚、本発明において、磁性粒子表面近傍に
含有する珪素元素量Ｂは１０〜６００ｐｐｍの範囲であ
るが、更に好ましくは、５０〜５００ｐｐｍの範囲であ
る。また、表面近傍に存在する珪素元素の含有比Ｂ／Ａ
は０．１〜１．０の範囲であるが、更に好ましくは０．
５〜１．０の範囲である。

【００２１】さらに、本発明の好ましい態様としては、
コア材として、実質的に球形の磁性粒子を使用する。な
お、ここでいう実質的に球形とは、具体的にはコア粒子
の平均の短径／長径比率が0.7〜1.0であるものに相当す
る。このコア粒子の短径／長径比率の計測は、電子顕微
鏡写真により容易に行うことができる。コア粒子の短径
／長径比率が0.7以下の場合は、現像機内にて現像剤の
混合によるストレスが大きくなり、樹脂被覆層の剥離が
生じやすく、画像不良の原因となる。

【００２２】さらに、本発明において磁性粒子として
は、10kOeの磁界中においた場合の飽和磁化が50〜120em
u／ｇ、残留磁化が150Gauss以下である磁性粒子が好ま
しい。

【００２３】本発明のコア材として使用できる磁性粒子
には以下のような材料がある。即ち、鉄粉粒子、Znフェ
ライト、Niフェライト、Cuフェライト、Mnフェライト、
Mn-Znフェライト、Mn-Mgフェライト、Cu-Znフェライ
ト、Ni-Znフェライト、Mn-Cu-Znフェライトなどのフェ
ライト粒子、マグネタイト粒子などが挙げられる。

【００２４】しかし、これらの材料のうち、好ましい磁
気特性を比較的容易に持つことができるという点から、
マグネタイト粒子を使用することが、より良好な結果を
得ることにつながる。さらに、マグネタイト粒子からな
るキャリアは、鉄粉キャリアに比べ比重が軽いのでキャ
リアに加わるストレスを低減でき、耐久性に有利に作用
する。また、マグネタイト粒子からなるキャリアは樹脂
被覆を行った状態においても体積固有抵抗が比較的低い
という利点があり、従来多用されているフェライト粒子
の樹脂被覆キャリアに比べ現像性の面で有利に作用し、
好ましい。さらに、マグネタイト粒子は、従来のフェラ
イト粒子のように、複数種の金属から構成されておら
ず、耐用を過ぎたキャリアを再資源化するために再処
理、再利用する際の精錬工程を簡略化できるという利点
も有する。なお、ここでいうマグネタイト粒子とは、Fe
₃O₄として完全にスピネル構造をとるものだけでなく、F
eO、Fe₂O₃を含有し、部分的にスピネル構造を崩したも
のも含まれる。

【００２５】なお、コア材の体積固有抵抗は、好ましく
は１×10⁴〜１×10¹⁰Ωcm、さらに好ましくは５×10⁴〜
５×10⁸の範囲のものを使用すると良好な性能が得られ
る。なお、コア材の体積固有抵抗の測定法は、具体的に
は、コア材1.0ｇを、断面積1.0cm²の絶縁性円筒容器に
充填し、500ｇの荷重下で試料高さを求めた後、ＤＣ100
Ｖの電場を印加して電流値を測定する。得られた試料高
さ、電流値から以下の式により体積固有抵抗を算出す
る。

【００２６】体積固有抵抗値［Ωcm］＝(100［Ｖ］・断
面積［cm²］)／(電流値［Ａ］・試料高さ［cm］) また、コア材の体積平均粒径としては、好ましくは20〜
100μm、さらに好ましくは30〜80μmのものを使用でき
る。体積平均粒径は、レーザー回折式粒度測定機「ＨＥ
ＬＯＳ」（日本電子(株)製）を使用して求めることがで
きる。

【００２７】本発明の樹脂被覆キャリアに用いる磁性粒
子を製造するには、例えば以下の方法を用いることがで
きる。磁鉄鉱などのコア材原料を数μm程度になるまで
粉砕し、水に混合したスラリーをスプレードライヤーに
て噴霧、造粒した後、酸化珪素微粒子を必要量添加混合
し、焼結を行う。この場合、必要に応じて焼結工程の雰
囲気として還元性ガスや不活性ガス、場合によっては酸
化性ガス雰囲気を選択できる。その後、焼結粒子を解
砕、分級の工程を経て本発明の磁性粒子を製造する。

【００２８】最終的に得られたコア材の表面近傍、及び
全体に含有させることのできた珪素元素量は、ＩＣＰ発
光分光分析法を用いて測定することができる。

【００２９】例えば、５リットルのビーカーに約３リッ
トルの脱イオン水を入れ45〜50℃になるようにウォータ
ーバスにて加温する。約400mlの脱イオン水に混合した
コア材約25ｇを約300mlの脱イオン水で水洗しながら、
該脱イオン水とともに５リットルのビーカーに加える。

【００３０】ついで、温度を約50℃、撹拌速度を約200r
pmに保ち、特級塩酸又は、塩酸とフッ化水素酸との混酸
を加え、溶解を開始する。この時、塩酸を使用する場合
はコア材濃度は約５ｇ／リットル、塩酸水溶液は約３規
定となっている。溶解開始から、すべて溶解するまでの
間に数回、約20mlサンプリングし、0.1μmメンブランフ
ィルターにて濾過し、濾液を採取する。その濾液をＩＣ
Ｐにより、磁性粒子の主成分元素（例えば鉄元素）と珪
素元素の定量を行う。

【００３１】なお、本発明においては、磁性粒子表面近
傍のSi元素存在量Ｂとは、磁性粒子を表面から全体積の
10％まで溶解させた際の、その溶解部分中に存在する量
を意味する。具体的には、磁性粒子の主成分元素溶解量
から求めた磁性粒子溶解量と、その際の溶解部分中に存
在する珪素元素量の経時変化を測定し、その溶解推移曲
線から磁性粒子表面近傍の珪素元素存在量Ｂを求めるこ
とができる。

【００３２】本発明に用いることのできる被覆用樹脂と
しては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン／
アクリル系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポ
リエチレンなどのオレフィン系樹脂、フェノール樹脂、
カーボネート樹脂、ケトン系樹脂、フッ素化メタクリレ
ートやフッ化ビニリデンなどのフッ素系樹脂、シリコー
ン系樹脂又はその変性品などが挙げられる。また、これ
らの樹脂のうち、２種以上を共重合や混合などの方法に
より併用した樹脂を使用しても良い。しかし、本発明に
おいて、特に有効な被覆用樹脂は、メチル基を含有する
シリコーン系樹脂又はその変性品である。

【００３３】本発明のキャリアの被覆層に用いるシリコ
ーン系樹脂としては特に限定されないが、例えば、下記
及びで示すような反応により硬化する縮合反応型シ
リコーン樹脂を特に好ましく用いることができる。

【００３４】

【化１】

【００３５】式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄はそれぞれア
ルキル基、水素原子、メトキシ基、ハロゲン基、フェニ
ル基などの置換基を表し、OXは、アルコキシ基、ケトキ
シ基、アセトキシ基、アミノキシ基、等を表す。かかる
縮合反応型シリコーン樹脂において、特に好ましいもの
は置換基としてメチル基を含有するものである。置換基
がメチル基であるシリコーン樹脂により得られる被覆層
は、構造が緻密となり、成膜強度の高い被覆層となる。
また、溌水性が強く、環境特性の安定したキャリアとな
る。

【００３６】シリコーン系樹脂の種類としては、加熱硬
化型シリコーン樹脂、常温硬化型シリコーン樹脂の何れ
をも用いることができる。それらのうち、常温硬化型シ
リコーン樹脂を用いる場合には、高温に加熱する必要が
ないため、樹脂被覆が容易であるという利点がある。ま
た、加熱硬化型シリコーン樹脂を用いる場合には、180
〜400℃で加熱することが必要である。常温硬化型シリ
コーン樹脂でも硬化を促進させるために100〜250℃の範
囲内で加熱しても良い。また、乾燥に際して、オクチル
酸、ナフテン酸、また、鉛、鉄、コバルト、錫、マンガ
ン、亜鉛などの金属石鹸、また、エタノールアミン等の
有機アミン類を乾燥促進剤として有効に用いることがで
きる。

【００３７】また、本発明の被覆用樹脂の磁性粒子に対
する好ましい被覆量は、樹脂の比重によっても多少変更
する必要があるが、多くの場合、磁性粒子に対して0.01
〜10.0wt％、さらに好ましくは0.05〜5.0wt％のものが
良好な結果を与える。樹脂被覆量が0.01wt％以下の場合
は、長期使用した場合に摩耗や剥離により磁性粒子表面
が露出しやすく、キャリアの電気抵抗の低下が大きくな
る。キャリアの電気抵抗の低下は、過剰現像による細線
や文字のつぶれ、また、キャリア付着の原因となる。ま
た、樹脂被覆量が10.0wt％以上の場合は、均一な被覆層
を形成することが困難となり、加えてキャリアの流動性
も低下し、その結果、トナーへ付与する電荷量が不安定
となり、かぶりの原因となる。

【００３８】また、磁性粒子を樹脂被覆する方法は、公
知の方法を使用できるが、具体的には、被覆樹脂の分散
溶液を磁性粒子表面へ噴霧する方法、分散溶液中へ磁性
粒子を浸漬させる方法などの湿式コーティング方法や、
微粒化した被覆用樹脂を磁性粒子表面に静電気的に付着
させ、その後、磁性粒子に熱と機械的応力のどちらか一
方若しくは両方を加えることにより、磁性粒子表面に樹
脂層を付着し、固定化させる乾式コーティング方法を用
いることができる。

【００３９】なお、本発明は、磁気ブラシを感光体に接
触させて静電潜像を現像する接触現像法を適用し、さら
に感光体や現像スリーブの移動線速が大きい、いわゆる
高速複写機、高速プリンタなどにおいて特に有効であ
る。画像を高速に出力させる必要のある機械では補給ト
ナーを速やかに帯電させる必要があり、また、現像領域
へ十分な量の現像剤を搬送させる必要がある。そのた
め、現像機内の混合撹拌速度を大きくし、また、現像ス
リーブを高速に回転させる必要が生じる。このような条
件下では、必然的に現像剤に大きな機械的ストレスを加
えることになり、キャリアの被覆層の剥離が生じやすい
が、本発明からなるキャリアを用いることにより、上記
の問題を容易に解決できる。具体的には、本発明は、感
光体移動線速300〜800mm／ｓ、現像スリーブ移動線速30
0〜2400mm／ｓ、感光体と現像スリーブの移動線速比1.0
〜3.0の範囲で特に効果を発揮できる。

【００４０】また、現像のためのバイアス印加方式とし
ては、ＤＣ成分のみ付与する方式でも良いし、ＤＣ成分
に加えＡＣ成分のバイアスを印加する方式でも良い。

【００４１】また、本発明の現像剤に適用する現像器に
は、現像剤の撹拌混合部と、現像剤を現像領域へ搬送す
る現像スリーブ部、トナー補給部から構成されるものを
使用できる。本発明に使用できる現像器の一例を図１に
示す。現像剤の撹拌混合部の構成としては、公知の現像
器に用いられている撹拌混合方式を用いることができ
る。現像スリーブ部の構成としては、固定されたマグネ
ットロール１を内包し、その磁気力を利用して外周の非
磁性スリーブ２が回転することにより現像剤を現像領域
へ搬送する構成のものを使用できる。また、現像スリー
ブ部の形態としては、円柱状のものが好適である。

【００４２】現像スリーブ部の非磁性スリーブ２の材質
としてはアルミニウム、ステンレスなどが使用可能であ
る。また、現像剤を現像領域へ安定して搬送するために
は非磁性スリーブ表面に溶射処理、サンドブラスト処理
などの粗面化処理を加えたものを使用することが有効で
ある。また、現像スリーブ部の内部に固定されたマグネ
ットロール１は、現像剤の搬送、現像を目的とした複数
の磁極により構成される。

【００４３】また、本発明に用いるキャリアと組み合わ
せられるトナーには公知のものを使用できる。具体的に
は、結着樹脂、着色剤を主構成物とし、必要に応じて離
型剤、荷電制御剤、磁性体、流動化剤などを添加したも
のを使用できる。

【００４４】トナーの製造方法は公知の方法を用いるこ
とができる。具体的には、構成される材料を混合し、溶
融混練した後、冷却工程を経て、粉砕、分級を行い、ト
ナーを得る粉砕法、また、乳化重合、懸濁重合などを用
いてトナーを得る重合法などが使用できる。

【００４５】トナーの体積平均粒径としては、好ましく
は、キャリアの体積平均粒径に対して１／30〜１／２の
もの、さらに好ましくは１／20〜１／４の範囲のものを
使用すると、良好な結果を与える。なお、トナーの体積
平均粒径の測定はキャリアの場合と同様に、レーザー回
折式粒度測定機「ＨＥＬＯＳ」（日本電子(株)製）を使
用して求めることができる。キャリアに対するトナーの
体積平均粒径が１／30以下の場合は、キャリアがトナー
に比べ大きすぎ、現像機内の現像剤の撹拌によりキャリ
アによりトナーが圧縮変形し、キャリア表面へ融着しや
すくなるため、長期使用する場合に、帯電付与能力の低
下がみられ、かぶりや解像度低下の原因となる。また、
キャリアに対するトナーの体積平均粒径が１／２以上の
場合は、現像機内の現像剤の撹拌によってもキャリアが
トナーに十分な帯電量を付与できず、トナー帯電量が不
安定となり、出力画像のかぶりの原因となる。

【００４６】なお、二成分現像剤として使用するために
は、予め、キャリアとトナーを混合しておく必要があ
る。キャリアとトナーの混合比率は、キャリアやトナー
の比重や粒径によって多少変更する必要があるが、多く
の場合、キャリアに対して、トナーは2.0〜15.0wt％の
範囲に設定するのが好ましい。トナー混合比率が2.0wt
％以下の場合は現像領域に搬送されるトナー量が不十分
となり、出力画像濃度が不足する。また、トナー混合比
率が15.0wt％以上の場合は、キャリアに対しトナーの量
が過剰となり、トナーが十分にキャリアと接触できず、
トナー帯電量が不安定となり、出力画像のかぶりの原因
となる。

【００４７】また、キャリアとトナーの混合に際して
は、従来より公知の混合機を用いることができるが、そ
の際に現像剤に加わるストレスが小さいもののほうが好
ましい。具体的にはヘンシェルミキサーなどの撹拌型よ
りもＶ型混合機、Ｗコーン混合機、ロッキングミキサー
などの自転型の混合機のほうが良好な結果を得られる。

【００４８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。なお、本発
明は以下に示す実施態様に限定されるものではない。

【００４９】《キャリアの作製》原料の磁鉄鉱を粉砕し
て水に混合し、スラリーを作製する。そのスラリーをス
プレードライヤーにて噴霧、造粒した後、酸化珪素微粒
子を必要量添加混合し、焼結、解砕、分級の工程を経て
磁性粒子であるマグネタイト粒子を製造した。なお、粒
径は噴霧、造粒工程の条件及び分級の条件にて調整し、
焼結は還元剤を併用し、Ｈｅガス雰囲気下で約1200℃に
て行った。

【００５０】その後、樹脂被覆を行って、本発明の実施
例に使用したキャリアとした。実施例に使用したキャリ
アの特性一覧を表１、２に示す。

【００５１】なお、樹脂の被覆には、乾燥加熱空気によ
り流動化させたコア材に樹脂溶液をスプレー噴霧、乾
燥、硬化する方法を用いた。

【００５２】《表面含有珪素量の測定》具体例として、
磁性粒子（マグネタイトａ）についての表面珪素元素含
有量測定結果を説明する。下記に各時間毎の鉄元素、珪
素元素溶解量を測定したデータを示す。主成分として選
択した鉄元素の溶解率は磁性粒子全体の溶解率を示して
いると考えられる。従ってこの値から、磁性粒子が表面
から10％溶解する時点までの珪素元素溶解量、磁性粒子
全体の珪素元素含有量を求めることができる。つまり、
マグネタイトａは、表面に珪素元素を100ppm、全体で12
0ppm含有している。その他の磁性粒子についても同様の
測定法により、珪素含有量を求めた。

【００５３】

【表１】

【００５４】《トナーの作製》本発明を実施するにあた
り使用したトナーは、以下の方法で作製した。しかし、
本発明は、このトナー作製方法には特に限定されない。

【００５５】ポリエステル樹脂（ＵＸ−Ｋ１２０Ｐ〔花王〕）８６ｗｔ％離型剤（精製カルナバワックスＮｏ．１〔野田ワックス〕）２ｗｔ％カーボンブラック（モーガルＬ〔キャボット〕）１２ｗｔ％上記の材料を予め混合し、２軸混練機にて溶融混練を行
った。その後冷却、粗砕工程を経て、微粉砕、風力分級
を行い、体積平均粒径が7.5μmの着色粒子を得た。さら
にその後、流動化剤として、着色粒子に対して疎水性シ
リカ微粒子（Ｒ−９７２〔日本アエロジル〕0.5wt％を
外添混合し、本発明の実施例に用いるトナーとした。

【００５６】《現像剤の調製》キャリア1692ｇとトナー
108ｇをＶ型混合機に投入し、10分間混合してトナー濃
度6.0wt％の本発明の実施に使用する現像剤とした。

【００５７】《評価》前述の現像剤を、接触現像法を用
いた複写機U-Bix5082（Konica製）改造機に投入し、環
境を変えて合計10万枚の連続複写を行い、現像剤の性能
を以下の基準で評価した。また、評価の結果を表４に示
す。なお、本複写機の現像条件は以下の通りである。

【００５８】評価環境＝ＨＨ環境（３０℃／８０％RH）５万枚ＬＬ環境（１０℃／２０％RH）５万枚現像スリーブ移動線速＝ 792mm／ｓ感光体移動線速＝ 440mm／ｓ（画像濃度）原稿濃度1.30のベタ画像を複写し、その出
力画像の白紙に対する相対反射濃度を測定した。なお、
濃度測定には反射濃度計ＲＤ−９１７（マクベス）を使
用し、画像濃度1.30以上は良好であると判断した。ま
た、評価は複写１枚目と10万枚目の２度行った。

【００５９】（解像度）細線画像を複写し、その出力画
像の１mm幅当たりに再現された細線の本数を評価した。
なお、再現細線本数が多いほど解像度が高く、良好な画
像であると判断した。また、評価は複写10万枚目の画像
について行った。

【００６０】（かぶり）複写10万枚を行った後、白紙原
稿を複写し、その出力画像の白紙に対する相対反射濃度
を測定した。なお、濃度測定には反射濃度計を使用し、
画像濃度０．０１０以下は良好であると判断した。

【００６１】（キャリア付着）複写10万枚を行った後、
Ａ３サイズの白紙原稿を複写し、出力画像の観察を行っ
た。その出力画像上に見られた付着キャリア粒子の個数
を、拡大鏡を使用して目視により測定し、付着したキャ
リア粒子がＡ３紙一枚当たり２個以下のものは良好と判
断した。

【００６２】（樹脂被覆層の剥離）複写10万枚を行った
後、現像機内からキャリアをサンプリングし、ＳＥＭに
より任意の100個のキャリアについて表面観察を行っ
た。キャリア表面に樹脂被覆層の破損や剥離が観察され
たキャリア粒子の個数により評価を行い、異常の見られ
るキャリア粒子の個数が100個あたり１０個以下のもの
は良好と判断した。

【００６３】（現像剤の帯電量）帯電量の測定は、ＮＮ
環境下（20℃、50％RH）において、ブローオフ粉体帯電
量測定装置TB-200（東芝ケミカル(株)製）により測定し
た。なお、測定は複写１枚目と10万枚目の２度行い、両
者の帯電量の差が少ないほど良好であると判断した。

【００６４】実施例１コア材として体積平均粒径80μmの球形マグネタイト粒
子（表面Si含有量100ppm、全体Ｓｉ含有量１２０ｐｐ
ｍ）を使用し、その表面をモノメチルシリコーン樹脂で
被覆したキャリアからなる現像剤を作製し、性能評価を
行った。その結果、初期から高い画像濃度と解像力を維
持し、かぶりのない高品位な画像を終始得ることができ
た。

【００６５】実施例２コア材として体積平均粒径60μmの球形マグネタイト粒
子（表面Si含有量１８０ｐｐｍ、全体Ｓｉ含有量３００
ｐｐｍ）を使用し、その表面をモノメチルシリコーン／
ジメチルシリコーン樹脂（組成比50／50）で被覆したキ
ャリアからなる現像剤を作製し、性能評価を行った。そ
の結果、初期から高い画像濃度と解像力を維持し、かぶ
りのない高品位な画像を終始得ることができた。

【００６６】実施例３コア材として体積平均粒径45μmの球形マグネタイト粒
子（表面Si含有量４５０ｐｐｍ、全体Ｓｉ含有量６００
ｐｐｍ）を使用し、その表面をモノメチルシリコーン樹
脂で被覆したキャリアからなる現像剤を作製し、性能評
価を行った。その結果、初期から高い画像濃度と解像力
を維持し、かぶりのない高品位な画像を終始得ることが
できた。

【００６７】実施例４実施例１で使用したコア材の表面を、フェニルシリコー
ン樹脂で被覆したキャリアからなる現像剤を作製し、性
能評価を行った。その結果、初期から高い画像濃度と解
像力を維持し、かぶりのない高品位な画像を終始得るこ
とができた。

【００６８】実施例５実施例２で使用したコア材の表面を、フェニルシリコー
ン樹脂で被覆したキャリアからなる現像剤を作製し、性
能評価を行った。その結果、初期から高い画像濃度と解
像力を維持し、高品位な画像を終始得ることができた。

【００６９】実施例６実施例３で使用したコア材の表面を、メチルメタクリレ
ート／スチレン共重合樹脂（組成比７５／２５）で被覆
したキャリアからなる現像剤を作製し、性能評価を行っ
た。その結果、初期から高い画像濃度と解像力を維持
し、かぶりのない高品位な画像を終始得ることができ
た。

【００７０】比較例１コア材として体積平均粒径８０μmの球形マグネタイト
粒子（表面Si含有量３０ｐｐｍ、全体Ｓｉ含有量２１０
ｐｐｍ）を使用した以外は実施例２と同様のキャリアか
らなる現像剤を作製し、性能評価を行った。その結果、
出力画像上にかぶりが発生し、また、キャリア付着も見
られた。

【００７１】比較例２コア材として体積平均粒径６０μmの球形マグネタイト
粒子（表面Si含有量８００ｐｐｍ、全体Ｓｉ含有量１０
００ｐｐｍ）を使用した以外は実施例１と同様のキャリ
アからなる現像剤を作製し、性能評価を行った。その結
果、出力画像上にかぶりが発生し、また、キャリア付着
も見られた。

【００７２】比較例３コア材として体積平均粒径４５μmの球形マグネタイト
粒子（表面Si含有量２８０ｐｐｍ、全体Ｓｉ含有量３６
００ｐｐｍ）を使用した以外は実施例４と同様のキャリ
アからなる現像剤を作製し、性能評価を行った。その結
果、出力画像上にかぶりが発生し、また、キャリア付着
も見られた。

【００７３】

【表２】

【００７４】

【表３】

【００７５】

【表４】

【００７６】＊被覆用樹脂表１〜４から明らかなように、適正量の珪素元素を表面
近傍に存在させた磁性粒子を樹脂被覆したものは、高品
位な出力画像を得ることが出来る。またさらに被覆樹脂
にメチル基含有シリコーン樹脂を用いると硬化が増大す
ることがわかる。

【００７７】

【発明の効果】本発明により、コア材表面と樹脂被覆層
の高い接着性を確保し、かつ、均一な樹脂被覆層を形成
することにより、キャリアの帯電付与能力、樹脂被覆層
の機械強度を高いレベルで安定させ、長期に渡りかぶり
やキャリア付着がなく、濃度が高く均質で、かつ高い解
像度をもつ出力画像を得ることことができる静電荷像現
像用キャリアを提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用できる現像器の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１マグネットロール２非磁性スリーブ３現像剤４搬送スクリュー５撹拌スクリュー６トナー補給口７現像剤層厚規制部材８現像器９感光体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性粒子全体の珪素元素量Ａと、磁性粒
子表面近傍に含有する珪素元素量Ｂの比Ｂ／Ａが０．１
〜１．０であり、かつ表面近傍に含有する珪素元素量Ｂ
が１０〜６００ｐｐｍである磁性粒子の表面を樹脂被覆
したことを特徴とする静電荷像現像用キャリア。
【請求項２】磁性粒子を被覆する樹脂が、メチル基含
有シリコーン樹脂である請求項１に記載の静電荷像現像
用キャリア。