JP2007057743A - 静電潜像現像用キャリア及び静電潜像現像用現像剤及び現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低軟化点成分を含有するトナーを使用しても、トナー成分のスペントが少なく長期使用にわたっても安定した帯電性を示す静電潜像用キャリア及び静電潜像現像剤、現像装置を提供する。
【解決手段】コア粒子と樹脂被覆層とを有するキャリアにおいて下記式を満たす静電潜像現像用キャリアおよび前記キャリアとトナーとを有する静電潜像現像用現像剤である。
（数１）
Ｖc≦０．０１１×Ｄｃ＋１．６１５ …（１）
７≦Ｃｃ≦５０ …（２）
（式中、Ｄｃ：キャリア粒径（μｍ）
Ｖｃ：キャリア嵩密度（ｇ／ｃｍ^３）
Ｃｃ：熱処理後のキャリア減量重量百分率（％））
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真法及び静電記録等に用いられる静電潜像現像用キャリア及び静電潜像現像用現像剤に関する。

電子写真法では、帯電、露光工程により潜像保持体（感光体）に静電潜像を形成しトナーで現像し、現像像を転写体上に転写し、加熱等により定着し画像を得る。この様な電子写真法で用いられる現像剤は、結着樹脂中に着色剤を分散させたトナーを単独で用いる一成分現像剤と前記トナーとキャリアからなる二成分現像剤とに大別することができる。二成分現像剤は、キャリアが帯電・搬送の機能を有するため制御性が高いことから現在広く用いられている。二成分現像剤はキャリアが現像剤の攪拌・搬送・帯電などの機能を有し、現像剤としての機能は分離されているため制御性が良いなどの特徴があり、現在広く用いられている。

近年、高画質を達成する手段としてデジタル化処理が採用されており、デジタル化処理により複雑な画像の高速処理が可能となった。また潜像坦持体上に静電潜像を形成する過程においてレーザービームが用いられているが、小型レーザービームによる露光技術の発展で静電潜像の細密化が達成されている。この様な画像処理技術により、電子写真法は軽印刷等に展開されつつある。更に、近年の電子写真装置では高速化及び小型化が求められている。特にフルカラーの画質に関しては高級印刷、銀塩写真に近い高画質品位が望まれている。この為、より細密化された潜像を長期にわたり忠実に可視化するためには現像剤帯電を維持することが重要である。つまり、帯電機能を有するキャリアの帯電維持性の更なる向上が望まれている。

また、高画質品位を得るためにトナーはより小粒径化がなされ、定着像へのペン等の書き込みのため低融点ワックス等を含有したトナーが使用されている。特にフルカラートナーでは色再現性及び発色性を向上するために結着樹脂に低軟化点の樹脂及び低融点ワックス等を含有させたトナーが使用されている。現像剤の帯電はトナーとキャリアの摩擦帯電により所望の帯電量を得るが、この様なトナーを使用した場合、トナーキャリア間の摩擦、キャリアの衝突、現像器内の攪拌及び機内温昇によりトナー成分がキャリア表面によりスペントし易くなる。そのため、キャリアのトナーに対する帯電付与能力が低下し、低帯電トナーが増加するため非画像部へのトナー汚れ（カブリ）や機内汚れが使用と共に悪化するといった問題がある。また、ワックスや低軟化点の樹脂を含有したトナーの場合、ストレスによりトナーに添加された添加剤がトナー表面で埋まりこみ本来の機能が発揮できなくなる。例えば、流動性の低下、現像性の低下或いは転写性の低下による画像のがさつき等による画質品位低下などが発生する課題がある。

この様な帯電安定性及び長寿命化を解決する為にキャリアの被覆層の様々な検討が行われている。耐スペント性の観点から、離型性の優れたフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂やポリオレフィン系樹脂の検討がなされている。この様な離型性の高い樹脂を用いた被覆キャリアは、帯電の長寿命化という点では確かに有効な手段である。しかし、更なる長寿命化を目指した場合、構造的に被覆層を厚くしなければならない。この様な場合、キャリアは高抵抗となり低温低湿下で迅速な電荷交換が行われず帯電の立ち上りが悪くなる。このため、チャージアップやトナー追加性の悪化が生じトナー帯電分布が広くなる。結果として画像濃度の濃淡、低帯電トナーの飛散やカブリが発生してしまう。また、キャリア抵抗起因によるエッジ効果が発生してしまう。

また、キャリア表面に微粒子を添加することでトナー劣化及びトナー成分のスペントを抑制する方法等が開示されている。例えば、特許文献１では、被覆層厚より粒径の大きい粒子を含むキャリアが開示されている。この様なキャリアは、キャリア表面の粒子がスペーサーとして機能するためにトナー成分のスペントに効果見られるが、被覆層の摩耗によりキャリア表面の粒子露出量が変化しキャリア帯電特性が大きく影響を受け長期使用により帯電特性の変化を生じる。また、微粒子の粒子径、添加量及び被覆内での分散状態によってはキャリア表面でばらつきが大きくなりスペーサー機能が低下するだけでなく、帯電不良及びキャリア付着による画像劣化などが発生する。また、本手法によりある程度の摩擦エネルギーは低減できるが、衝突エネルギー低減の効果は小さく、低軟化点の樹脂を含有したトナーと組み合わせた場合、十分な効果が得られない。

また、キャリアを小径化することで現像器内のキャリアの表面積を増加することでキャリアの帯電特性の長寿命化を図る検討なども行われている（例えば、特許文献２参照）。確かに、キャリア全体の表面積を大きくすることで、全キャリア表面積に対するトナー成分のスペント量は減少する場合もある。しかし、キャリアの小径化に伴いキャリア及び現像剤の流動性が悪化し現像器内で凝集、滞留し易くなるために耐スペント性を悪化させてしまうのが現状である。また、流動性の低下は追加トナーとキャリアの混合性が悪化することを意味し、帯電不良のトナーが発生するためトナーの帯電分布が広がってしまい画質低下を招いてしまう場合がある。

一方、電子写真法としては、特許文献３等に記載されているように多数の方法が知られている。一般的には、光導電性物質を利用した感光体（静電潜像）表面に、種々の手段により電気的に潜像を形成し、形成された潜像を、トナーを用いて現像し、トナー画像を形成した後、感光体表面のトナー画像を、中間転写体を介して若しくは介さずに、紙等の被転写体表面に転写し、この転写像を加熱、加圧若しくは加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定着する、という複数の工程を経て、定着画像が形成される。感光体表面に残ったトナーは、必要に応じて種々の方法によりクリーニングされ、再上記の複数の工程に供される。

被転写体表面に転写された転写画像を定着する定着技術としては、加熱ロールおよび加圧ロールからなる一対のロール間にトナー画像が転写された被転写体を挿入し、定着する熱ロール定着法が一般的である。また同種の技術として、ロールの一方または両方をベルトに代えて構成されたものが知られている。これらの技術は、他の定着法に比べ、高速で堅牢な定着像が得られ、エネルギー効率が高く環境への負荷が少ない。

そのため、複写機、プリンターのエネルギー使用量を少なくすべく、より低エネルギーでトナーを定着する技術が望まれており、より低温で定着し得る電子写真用トナーの要求が強い。そこで、トナーの定着温度を低くする手段として、トナー用樹脂（結着樹脂）のガラス転移点を低くする技術が一般的に行われている。しかし、ガラス転移点をあまり低くし過ぎると、粉体の凝集（ブロッキング）が起こり易くなったり、画像保存性が低下するため、実用上６０℃が下限である。このガラス転移点は、現在多く市販されているトナー用樹脂の設計ポイントであり、ガラス転移点を下げる方法では今以上に低温定着可能なトナーを得る事ができず問題があった。また可塑剤を用いることによっても、定着温度を下げることはできるが、トナーの保存時または現像器内においてブロッキングが発生するため問題があった。ブロッキング防止、画像保存性、および、低温定着性の両立の手段として、結晶性樹脂をトナーとして用いる方法が古くから知られている（例えば、特許文献４等参照）。またオフセット防止（例えば、特許文献５等参照）、圧力定着（例えば、特許文献６等参照）等を目的として、結晶性樹脂を用いる技術が古くから知られている。しかし、上記開示技術、例えば特許文献７の開示技術は、炭素数が１４以上のアルキル基側鎖をもつ重合体をトナーに応用するものであるが、融点が６２〜６６℃と低温であるため、流動性、凝集性の低下や画像品位或いは画像保存性の信頼性に問題があった。また、特許文献８，９記載の結晶性樹脂では、紙への定着性が十分ではないという問題があった。他にも、特許文献１０乃至特許文献１２等で開示されている、部分結晶性ポリエステル樹脂を主成分としたトナーの開示技術もあるが、トナー（樹脂）の温度に対する粘度変化が急峻でなく、低温定着を実現できなかった。そこで、特許文献１３乃至特許文献１６に記載の明細書内において、架橋構造を有する結晶性ポリエステル樹脂を主成分として含むトナーがブロッキング性・画像の保存性に優れ、かつ低温定着を実現し得ることを示した。

しかしながら、かかるトナーにおいては、特にキャリアとの二成分帯電において、帯電性のより一層の向上が望まれている。具体的には、画像出力での経時劣化、すなわち低トナー成分のキャリアへのスペントやトナー外添剤の埋り込みによる帯電劣化が生じ、現像性、転写性や現像剤流動性あるいは凝集性の悪化が生じるために問題があった。

特開２００１-１８８３８８号公報 特開２００４-２２６４５１号公報 特公昭４２−２３９１０号公報 特公昭５６−１３９４３号公報 特公昭６３−３９４２８号公報 特公昭６３−２５３３５号公報 特公昭５６−１３９４３号公報 特公昭６２−３９４２８号公報 特公昭６３−２５３３５号公報 特公平４−３００１４号公報 特公平４−２３９０２１号公報 特公平５−１６５２５２号公報 特開平１１−３００１５８号公報 特開２００１−１１７２６８号公報 特開２００１−３０５７９６号公報 特開２００２−８２４８５号公報

本発明の目的は、上記課題を鑑みなされたものであり、低軟化点成分を含有するトナーを使用しても、トナー成分のスペントが少なく長期使用にわたっても安定した帯電性を示し、トナー及びキャリア劣化を抑制しトナー飛散の少ない、カブリのない、画像濃度の濃淡のない良好な画像を安定して得ることができる静電潜像用キャリア及び静電潜像現像剤を提供することである。

また、本発明は、例えば低温定着性を有するトナーを、二成分帯電において、低温定着トナーに対して機械的に低ストレスであり且つ、搬送部材周辺の現像器・内壁面に現像剤を滞留させない条件下で、現像剤の混合・攪拌効率を向上し得る搬送部材を具備した現像装置を提供することを目的とする。

本発明者等は前記課題に対し詳細な検討を重ねた結果、以下の発明の構成により上記の目的を達成することを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の特徴は以下の通りである。

（１）コア粒子と樹脂被覆層とを有するキャリアにおいて下記式を満たす静電潜像現像用キャリア。
（数１）
Ｖc≦０．０１１×Ｄｃ＋１．６１５ …（１）
７≦Ｃｃ≦５０ …（２）
（式中、Ｄｃ：キャリア粒径（μｍ）
Ｖｃ：キャリア嵩密度（ｇ／ｃｍ^３）
Ｃｃ：熱処理後のキャリア減量重量百分率（％））

（２）上記（１）に記載の静電潜像現像用キャリアにおいて、前記樹脂被覆層は、導電性粒子を含有し、さらに少なくとも導電性微粒子濃度が異なる２層からなり、導電性微粒子濃度が高い第一層上に導電性微粒子濃度が低い第二層を被覆してなる静電潜像現像用キャリア。

（３）少なくともトナー及びキャリアからなる静電潜像現像用現像剤において、前記トナーは下記式を満たし、前記キャリアが請求項１または請求項２に記載のキャリアである静電潜像現像用現像剤。
（数２）
トナー形状係数：１１０〜１４０…（３）
下個数粒度分布指標 下ＧＳＤｐ Ｄ５０ｐ／Ｄ１６ｐ≦１．２７…（４）
（式中、Ｄ５０ｐ：トナー粒径個数分布小径側から累積が５０％となる粒径値
Ｄ１６ｐ：トナー粒径個数分布小径側から累積が１６％となる粒径値）

（４）上記（１）に記載のキャリアを用いた現像装置において、軸に対し螺旋形状を描くように形成された螺旋部材の壁面に、樹脂もしくは金属からなる弾性部材を固設した現像剤搬送部材を具備した現像装置。

（５）上記（４）に記載の現像装置において、前記螺旋部材の壁面には、ブラシ状の弾性部材が固設され、前記弾性部材の先端は、螺旋部材の外周面よりも、少なくとも現像器供給部壁面に接触可能に突出形成されている現像装置。

（６）上記（１）に記載のキャリアを用いた現像装置において、軸に対し螺旋形状を描くように形成された現像剤搬送部材を有する現像剤供給装置の内壁に、空気を流入する流入孔または流入スリットを形成し、前記流入孔または流入スリットに空気を送る空気ポンプを具備した現像装置。

（７）上記（６）に記載の現像装置において、前記流入孔または流入スリットは、現像器の片端部または両端部、あるいは、現像器の現像剤搬送部の長尺位置に固設されている現像装置。

本発明は、低軟化点の低い成分を含有するトナーを使用しても、トナー成分のスペントが少なく長期使用にわたっても安定した帯電性を示し、トナー及びキャリア劣化を抑制しキャリア付着、トナー飛散の少ない、カブリのない、画像濃度の濃淡のない良好な画像を安定して得ることができる。環境を問わず現像剤嵩密度が安定しトナー濃度が制御され、トナー飛散が少なく、カブリのない安定した画像濃度の良好な画像を長期にわたり得ることができる静電潜像現像用現像剤及び法を提供することができる。

また、本発明によれば、例えば低温定着性を有するトナーを、二成分帯電において、機械的に低ストレスであり且つ、搬送部材周辺の現像器・内壁面に現像剤を滞留させない条件下で、現像剤の混合・攪拌効率を向上し得る搬送部材を具備した現像装置を提供することができる。

すなわち、現像器内の現像剤を、淀みなく良く攪拌して、均一のトナー濃度と帯電性とし、画像ムラ（トリマーへの現像剤詰まりによる白筋、凝集現像剤のトリマーからの突出による黒帯・白点）等の画像欠陥の発生を解消できる。

もちろんのこと、従来の低温定着性を有しないコンベンショナルなトナーにおいても有効である。

上述したように電子写真装置では小型化及び低コスト化、更なる高画質化が求められ、高画質を得るに長期にわたるキャリアの帯電機能維持が必要となる。キャリアの帯電機能を維持するための手段のひとつとして、キャリア表面へのトナー成分の付着を抑制が挙げられる。そのため、現像器内のキャリアの表面積を増加させる手段が採用される場合がある。例えば、キャリア量の増加やキャリアの小径化が挙げられる。前者は小型化という観点で、後者は流動性低下による耐ストレス性の悪化及びトナー追加時の帯電特性が悪化してしまう。この様に上記課題を改善するキャリアが求められている。

本発明者等が詳細な検討を重ねた結果、キャリア樹脂被覆層に導電微粒子を含有するキャリアにおいて、キャリア粒径と嵩密度が一定の範囲内にある場合、トナー成分のスペントに効果があることを見出した。

本発明によれば、コア粒子と樹脂被覆層とを有する導電性微粒子を分散した樹脂被覆層からなるキャリアにおいて下記式を満たすことが必要である。
（数３）
２５≦Ｄｃ≦ ６０…（１）
Ｖc≦０．０１１×Ｄｃ＋１．６１５ …（２）
７≦Ｃｃ≦５０ …（３）
（式中、Ｄｃ：キャリア粒径（μｍ）
Ｖｃ：キャリア嵩密度（ｇ／ｃｍ^３）
Ｃｃ：熱処理後のキャリア減量重量百分率（％））

キャリア粒子へのトナー成分スペント及び添加剤のトナー表面の埋没を抑制する為には現像器内のストレスを低減させる必要がある。しかし、単純に機械的ストレスを低減させるだけでは、現像剤の帯電特性及び追加トナーへの帯電付与性が劣り画質品位を招いてしまう。これらを抑制する為には現像器内での衝突エネルギーの低減の必要がある。

衝突エネルギーを低減させる手段としてキャリアを小径化させる手段があり、ある程度の粒径の範囲であれば現像剤の粉体特性は確保できるものの、低融点成分を有するトナーを使用した場合は、機内ストレスでのスペント、添加剤のトナー表面での埋没及びトナー追加性に対し十分ではない。更に機内ストレスを低減する為には、キャリアの嵩密度を制御することが重要である。当然、嵩密度が小さい方が機内ストレスは低減できる。しかし、嵩密度が小さいとトナーとの混合性が低下する為、帯電速度がおそくなる、トナー追加性が低下するなどの不具合が生じる。詳細に検討した結果、キャリアとトナーの混合性を安定にするには、単位体積当たりの充填率が３０％以上の充填率が良好であり、更にキャリア径に対し約１％の嵩密度勾配を持たせることで流動性および機内ストレスを両立できることが判明した。また、更にトナー表面の添加剤の埋没をより効果的に抑制するには、ある範囲の熱より後の減量分が必要であることを見出した。キャリア熱減量分の多くは樹脂被覆層であるが、この樹脂被覆層がクッション的な機能を発揮する為にトナーに対する衝突エネルギーを低減し長期にわたり添加剤の埋没やスペントをより抑制できる。

キャリア粒径が大きい場合は、現像器内での衝突エネルギーが大きくなるため、トナー成分のスペントが多くなるだけではなく、トナー表面の添加剤がトナー表面に埋没してしまい添加剤が機能を発揮できなくなる場合がある。結果として帯電量の変化及びトナー流動性の変化が発生し、画像品位の低下が発生してしまう。また、キャリア粒径が小さい場合は、キャリアの表面積が増加するため、トナー成分のスペントに有利ではあるが、キャリア粒子自体の流動性が低下するため、現像器内でのストレスの増加あるいは追加トナーへの帯電付与が不完全なものとなり、カブリやトナー飛散を発生してしまう。

キャリア嵩密度が大きい場合は、単位当たりのキャリア充填率が高くなり現像器内でのトナーに対するストレスが高くなるためトナー成分のスペントが増加する。また、攪拌部位のトルクが高くなるため局部的に昇温する場合がありトナー成分のスペントを促進する場合がある。一方、嵩密度が小さい場合は、現像器内のストレスによるスペントは少なくなるが、キャリア自体が軽すぎるためトナーとの混合性が劣り、追加トナーへの帯電付与が不完全なものとなり、低帯電のトナーが発生し、その結果、カブリやトナー飛散を発生してしまう。キャリア粒径とキャリア嵩密度が上記の関係を満たすキャリアにおいてトナー成分のキャリアへのスペントは非常に抑制され長期にわたりキャリアの帯電機能を安定化することができる。

また、本発明のキャリアは、熱処理したあとのキャリア減量分が７〜５０ｗｔ％であり、樹脂被覆層に導電性微粒子を含有していることが必要である。前記範囲を超える場合は、本発明に必要なキャリア嵩密度を得ることは困難となる。減量分が７ｗｔ％未満の場合は、コア芯材の露出量が高くなるために、キャリア自体の抵抗制御が困難となり低抵抗化してしまう。特に高温高湿環境では、現像剤ブラシの抵抗が低下する為、現像域で潜像保持体上の画像電荷がキャリアに電荷注入しキャリアの画像部へのキャリア付着が生じ画質上に白抜けを発生させてしまう。また、抵抗が低すぎるとキャリアの帯電付与レベルが低くなるために、帯電不良によるトナー飛散やカブリが発生する場合がある。一方、減量が５０ｗｔ％を超える場合は、キャリア表面性の悪化よる流動性の低下及び高抵抗化による画像濃度の低下および画像品位の低下を招いてしまう。

また、本発明のキャリアは、樹脂被覆層に導電性微粒子を含有していることが好ましい。導電性微粒子を樹脂被覆層に含有しない場合は、樹脂被覆層厚が抵抗制御因子となり、所望の抵抗のキャリアを得ようとした場合、キャリア芯材の露出量が多くなり上記した熱処理によるキャリア減量分が少ない場合と同様の結果となる。一方、本発明のキャリア粒度と嵩密度の範囲内の物性値を得ようとした場合、キャリア抵抗が高くなり熱処理減量分が多い場合と同様の結果となる。導電性微粒子を含有しない場合、特に低温低湿下ではキャリア表面で発生した電荷を蓄積してしまうため、チャージアップによる現像性の低下及び帯電の高い小径のトナーがキャリア表面に付着しやすく結果としてトナー成分が増加してしまうおそれがある。

本発明のキャリアは、樹脂被覆膜中の導電性微粒子の量がキャリア抵抗制御因子となるため、コア粒子（コア芯材）を完全密閉しつつキャリアの抵抗制御ができるので高温高湿下でキャリア付着は発生しない。また、低温低湿下でキャリア表面に導電性微粒子が存在するため、キャリア表面に発生した電荷がリークし易く、チャージアップによる画像品位の低下及び高帯電トナーの付着を抑制することができる。この様に本発明の構造をもつキャリアにおいて樹脂被覆層に導電性微粒子を含有することが高画質品位をもたらす。

また、キャリア抵抗制御法として、導電性微粒子を含有する樹脂被覆層において樹脂被覆層は少なくとも２層からなり導電性微粒子濃度が高い第一層上に導電性微粒子濃度が低い第二層を被覆することにより、キャリア抵抗制御がし易く本発明の効果をより発揮する。また、本発明の効果を発揮するにはキャリア体積抵抗は１×１０^９Ω・ｃｍから５×１０^１６Ω・ｃｍに調整することが好ましい。

この様に本発明のキャリアは、樹脂被覆層厚とキャリア抵抗を独立制御できるため、必要なキャリア粒径と嵩密度を得ることができるため、トナースペントが抑制することができ長期にわたり高品位の画像をえることが可能となる。

また、本発明のトナーは形状係数が１１０〜１４０、好ましくは１１５〜１４０のトナー形状にすることでキャリアに対するトナー成分のスペントを抑制することができる。トナー成分のスペントの観点では、キャリアとの接触面積の小さい形状が球形に近い方が有利である。しかし、トナーが球形に近い場合、現像剤としてのパッキング性が高くなるために、現像器内でのキャリア及びトナーに対するストレスが高くなり、トナー成分のスペント量が増加してしまう場合がある。また、トナー形状が球形に近いと添加された添加剤が機械的ストレスにより埋没及び離脱し易くなる。この場合、現像器内トナーと補給されるトナーとの帯電特性が異なるため、帯電量のばらつきが生じトナーの帯電量分布が広くなるため、低帯電成分起因のカブリやトナー飛散が生じ画像品位が低下してしまう場合がある。一方、形状が不定形過ぎると機械的ストレスにより形状が変形し易く結果としてスペント量が増加してしまう。

この様にトナー形状が前記範囲で制御することで、トナー表面に適度な凹凸があり、これにより、凹部に存在する添加剤はさほどストレスを受けずに機能的に作用することができ帯電特性変化を制御できる。また、機械的ストレスによる形状変化も少なく、長期使用によるスペント量を抑制できる。

また、本発明によれば、トナー粒度分布は、下個数粒度分布指標下ＧＳＤｐを、Ｄ５０ｐ／Ｄ１６ｐ≦１．２７にすることでキャリアに対するトナー成分のスペントを抑制することができる。このトナー粒度分布の範囲外であると小径トナーの量が増加することを意味する。小径トナー量が多いとキャリア表面に対するトナー被覆率が多くなる為にスペントし易くなるだけでなく、小径トナーは帯電が高い為に静電的付着力が強くなりよりキャリア表面に付着し易くなる。左記理由よりトナー成分のスペントが促進されてしまう。

上記の如く本発明により、環境を問わずキャリアに対するトナー成分のスペントが抑制され、カブリ、トナー飛散のない安定した画像濃度の良好な画像を長期にわたり得ることができる。

以下、本発明内容を詳細に説明する。

本発明のキャリアの構成材料及び構造について説明する。

本発明のキャリアは、樹脂被覆層をコア粒子（以下、「コア芯材」または「芯材」という）表面上に有するいわゆるコートキャリアである。前記芯材としては、フェライト、マグネタイト、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す金属粉及び硬化性樹脂フェノール等を用いた重合法による磁性体分散型樹脂粒子など公知のものが使用できる。この中でも、現像器内で受けるストレスによるキャリアコート剥がれやキャリア表面へのトナー成分のスペントを抑制するためには、低比重であるフェライト粒子及び硬化性樹脂フェノール等を用いた重合法による磁性体分散型樹脂粒子が好適である。フェライトとしては、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ 、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎから選ばれた１種以上の元素の酸化物とＦｅ_２Ｏ_３とを主成分として形成された磁性粒子が本発明に用いるキャリアの所望の磁化率を得るために好ましく、さらには、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎから選ばれた１種以上の元素の酸化物とＦｅ_２Ｏ_３とを主成分とした磁性粒子がより好ましい。また、本発明のキャリアのコア芯材表面に微細な凹凸が必要となる。ここでいう微細な凹凸とは、キャリア芯材のＢＥＴ比表面積が０．１８００ｍ^２／ｇ以上の芯材を指す。

前記磁性粒子または磁性体分散型樹脂粒子の体積平均粒径は、２５〜６０μｍの範囲が好ましい。前記磁性粒子または磁性体分散型樹脂粒子の体積平均粒径が２５μｍ未満であると流動性の低下によるトナー成分のスペントが悪化してしまう。このため、キャリアの帯電特性を安定に保つのは困難となる場合がある。また、キャリア１粒子当たりの磁力が小さくなるため磁気ブラシ上の連鎖の磁気的拘束力が現像電界より弱くなるため、感光体へキャリアが付着してしまう。一方、体積平均粒径が６０μｍを超えると衝突エネルギーの増大及び現像器内ストレスにより、キャリアの帯電特性が低下する場合がある。

また、前記磁性粒子の磁力は、３０００エルステッドにおける飽和磁価が５０ｅｍｕ／ｇ以上であることが好ましく、より好ましくは６０ｅｍｕ／ｇ以上である。飽和磁価が５０ｅｍｕ／ｇより弱い磁力では、磁気ブラシ上の連鎖の磁気的拘束力が現像電界より弱くなる為、感光体へキャリア付着が発生してしまう場合がある。

前記樹脂被覆層に用いられる樹脂は、キャリアの被覆層として当業界で利用され得る任意の樹脂から選択されて良く、単独でも二種類以上でも良い。前記被覆樹脂としては、トナーに帯電性を付与するための帯電付与樹脂、及びトナー成分のキャリアへの移行を防止するための低表面エネルギー材料を使用することが好ましい。

トナーに負帯電性を付与するための帯電付与樹脂としては、アミノ系樹脂、例えば、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、ポリアミド樹脂、およびエポキシ樹脂等があげられ、さらにポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース樹脂等のセルロース系樹脂等があげられる。また、トナーに正帯電性を付与するための帯電付与樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。トナー成分のキャリアへの移行を防止するための低表面エネルギー材料としては、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等があげられる。

前記キャリアの被覆樹脂層には、導電性微粒子を添加することが必要である。導電性微粒子としては金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの導電粉は、平均粒子径１μｍ以下のものが好ましい。前記平均粒子径が１μｍよりも大きく被覆樹脂層内で分散が悪い場合は、電気抵抗の制御が困難になる場合、前記被覆樹脂層の強度が低下してキャリアの電気抵抗特性及び帯電特性を維持することが困難になる場合がある。また、導電粉自身の導電性は１０^１０Ωｃｍ以下が好ましく、１０^９Ωｃｍ以下がより好ましい。更に、必要に応じて、複数の導電性樹脂等を併用することができる。

また、前記キャリアの樹脂被覆層には、帯電制御を目的として樹脂微粒子を含有しても良い。熱可塑性樹脂の例としては具体的には、ポリオレフィン系樹脂、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン;ポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えば、ポリスチレン、アクリル樹脂、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およびポリビニルケトン；塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体；スチレン-アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン樹脂またはその変性品；フッ素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン；ポリエステル；ポリカーボネート等が挙げられる。

熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹脂；アミノ樹脂、例えば尿素-ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂；エポキシ樹脂などが挙げられる。

前記樹脂粒子の粒径は０．１〜１．５μｍが好ましい。粒径が０．１μｍ未満であると分散性が悪く樹脂被覆層内で凝集し、キャリア表面の露出量が不安定となり帯電特性を安定に保つことが困難となる場合がある。また、樹脂被覆層の膜強度が凝集体界面で低下し割れ易くなってしまう場合がある。一方、１．５μｍを超える場合は被覆層からの堕つりが生じ易くなり、帯電付与の機能が発揮できない場合がある。

前記樹脂粒子のキャリア質量における含有量は０．０５〜１．０質量部が好ましく、より好ましくは０．１〜０．６質量部である。含有量が０．０５質量部未満であると帯電安定性及び帯電維持性の点で不十分になる場合がある。一方、１．０質量部を超えると樹脂被覆層の強度が低下し割れ易くなってしまう場合がある。

被覆樹脂をキャリア芯材に形成する代表的な方法としては、樹脂被覆層形成用原料溶液（溶剤中にマトリックス樹脂、導電性微粉末を含み、窒素含有樹脂微粒子等を適宜含む）を用い、例えば、キャリア芯材の粉末又は帯電付与部材を樹脂被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、樹脂被覆層形成用溶液をキャリア芯材又は帯電付与部材の表面に噴霧するスプレー法、キャリア芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で樹脂被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダコーター中でキャリア芯材と樹脂被覆層形成用溶液を混合し、次いで溶剤を除去するニーダコーター法等が挙げられるが、特に溶液を用いたものに限定されるものではなく、塗布するキャリア芯材及び帯電付与部材によっては、樹脂粉末と共に加熱混合するパウダーコート法などを適宜に採用することができる。

また、樹脂被覆層を形成するための原料溶液に使用する溶剤は、マトリックス樹脂を溶解するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素類、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、ジオキサン等のエーテル類、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化物などを使用することができる。

次に本発明に使用するトナー粒子の他の事項について説明する。

本発明に用いられるトナー粒子は、上記の条件を満足する範囲のものであれば特に製造方法により限定されるものではなく、例えば結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と着色剤、離型剤また必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤また必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等が使用できる。また上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。

トナー粒子は結着樹脂と着色剤、離型剤とからなり、必要であれば、シリカや帯電制御剤を用いてもよい。平均粒径は２〜１２μｍ、好ましくは３〜９μｍである。

使用される結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体および共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレンーアクリル酸アルキル共重合体、スチレンーメタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等をあげることができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。

また、着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等を代表的なものとして挙げることができる。

離型剤としては低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロピィシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして挙げることができる。

また、着色粒子には必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減の点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。本発明における着色粒子は、磁性材料を内包する磁性および磁性材料を含有しない非磁性着色粒子のいずれであってもよい。

トナー粒子には種々の目的で微粒子を外添しても良い。付着力低減や帯電制御のため、体積平均粒径が２０〜３００ｎｍの大径無機酸化物を添加することが好ましい。これらの大径無機酸化物微粒子としては、シリカ、酸化チタン、メタチタン酸、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、アルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化クロム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等の微粒子が挙げられる。これらの中では、滑剤粒子や酸化セリウムを添加したトナーの精密な帯電制御を行う観点から、シリカ、酸化チタン、メタチタン酸から選ばれるものを用いること望ましい。

また特にフルカラー画像などの高転写効率が要求される画像に置いては、上記シリカは、真比重が１．３〜１．９であり、体積平均粒径が８０〜３００ｎｍである単分散球形シリカであることが好ましい。真比重を１．９以下に制御することにより、トナー母粒子からの剥がれを抑制することができる。また、真比重を１．３以上に制御することにより、凝集分散を抑制することができる。当該単分散球形シリカの真比重は、１．４〜１．８の範囲であることがより好ましい。

前記単分散球形シリカの平均粒径が８０ｎｍ未満であると、トナーと感光体との非静電的付着力低減に有効に働かなくなりやすい。特に、現像器内のストレスにより、単分散球形シリカがトナー母粒子に埋没しやすくなり、現像性、転写性向上効果が著しく低減しやすい。一方、３００ｎｍを超えると、トナー母粒子から離脱しやすくなり、前記非静電的付着力低減に有効に働かないと同時に、接触部材に移行しやすくなり、帯電阻害、画質欠陥等の二次障害を引き起こしやすくなる。当該単分散球形シリカの平均粒径は、１００〜２００ｎｍであることがより好ましい。

本発明に用いるトナーは前記着色粒子及び前記外添剤をヘンシェルミキサーあるいはＶブレンダー等で混合することによって製造することができる。また、着色粒子を湿式にて製造する場合は、湿式にて外添することも可能である。

［現像装置］
図３には、第１の実施の形態の現像装置の横断面図が示され、図４には、図３の現像装置の上断面図が示されている。図３に示すように、第１の実施の形態の現像装置は、感光ドラム３表面に対向するようにして配置されている。現像装置は、現像剤３０を収容する現像容器３４を備えている。現像容器３４の開口部には、矢印方向に回転自在に支持された現像スリーブ３６、現像スリーブ３６の内部に固定されたマグネットローラ３５が配設されている。電源２０から直流バイアスおよび交流バイアスが印加されるマグネットローラ３５は、現像磁極Ｓ₁ 、及び搬送磁極Ｎ₂、Ｎ_３、Ｓ₂、Ｎ₁ を図示のように有し、複数の搬送磁極Ｎ₂ 、Ｎ₃ 、Ｓ₁ 、Ｓ₂のうち搬送磁極Ｎ₂ 、Ｎ₃ は、相互に隣接し、かつ現像容器３４側に配置されている。これら搬送磁極Ｎ₂、Ｎ₃ は互いに同極であり、両者の間には、反発磁界が形成される。したがって、現像スリーブ３６に保持されたまま搬送磁極Ｎ₂へと搬送された残存現像剤は、この反発磁界の作用により、搬送磁極Ｎ₃ 方向への搬送を阻止され、搬送磁極Ｎ₂ 近傍に蓄積される。

現像スリーブ３６の上方には、現像容器３４にその上端側を固定され、先端と現像スリーブ３６表面との間に微小間隙を形成し、この間隙によって現像スリーブ３６表面にて担持搬送される現像剤３０の層厚を規制する現像剤層規制部材３３が配置されている。また、現像容器３４内側の下部には、隔壁３７を介して２個の現像剤の攪拌部材３１ａ，３１ｂが回転自在に配置されている。一方の攪拌部材３２の上方には、補給用のトナーＴが収容されている。

さらに、上述した撹拌部材３１ａ，３１ｂの一例を図１および図２に示す。

さらに、撹拌部材３１は、図１の斜視図に示すように、回転軸６０と、スパイラル羽根６２と、ブラシ状部材６４とによって構成されている。スパイラル羽根６２は、回転軸６０の外周面に螺旋状に形成されている。また、ブラシ状部材６４は、スパイラル羽根６２の面上から回転軸６０に対し放射方向に延びるブラシ状に形成され、スパイラル羽根６２の１ピッチの間における、回転軸６５上の周方向の０度と１８０度の位置に配置され、一部に切欠部が形成されている。

また、図２には、他の撹拌部材３１の構成が図示され、ブラシ状部材６４は、スパイラル羽根６２の先端外周部から回転軸６０に対して放射方向に延びるブラシ状に形成されている以外は、図１の構成と同様である。

そして、図１および図２のブラシ状部材６４は、樹脂もしくは金属からなり、ブラシ状部材６４の先端は、ブラシ状部材の外周面よりも、少なくとも現像容器３４の内壁面に接触可能なように、スパイラル羽根６２に突出形成されている。

上記構成により、本実施の形態の現像装置では、低温定着性を有するトナーを、二成分帯電において、機械的に低ストレスであり且つ、搬送部材周辺の現像器・内壁面に現像剤を滞留させない条件下で、より現像剤の均一混合・攪拌させることができ、現像器内の現像剤を、淀みなく良く攪拌して、均一のトナー濃度と帯電性とし、画像ムラ（トリマーへの現像剤詰まりによる白筋、凝集現像剤のトリマーからの突出による黒帯・白点）等の画像欠陥の発生を解消できる。

また、図９および図１０には、第２の実施の形態の現像装置の横断面図が示され、図１０には、図９の現像装置の上断面図が示されている。図９に示すように、第２の実施の形態の現像装置は、感光ドラム３表面に対向するようにして配置されている。現像装置は、現像剤３０を収容する現像容器３４を備えている。現像容器３４の開口部には、矢印方向に回転自在に支持された現像スリーブ３６、現像スリーブ３６の内部に固定されたマグネットローラ３５が配設されている。電源２０から直流バイアスおよび交流バイアスが印加されるマグネットローラ３５は、現像磁極Ｓ₁ 、及び搬送磁極Ｎ₂、Ｎ_３、Ｓ₂、Ｎ₁ を図示のように有し、複数の搬送磁極Ｎ₂ 、Ｎ₃ 、Ｓ₁ 、Ｓ₂のうち搬送磁極Ｎ₂ 、Ｎ₃ は、相互に隣接し、かつ現像容器３４側に配置されている。これら搬送磁極Ｎ₂、Ｎ₃ は互いに同極であり、両者の間には、反発磁界が形成される。したがって、現像スリーブ３６に保持されたまま搬送磁極Ｎ₂へと搬送された残存現像剤は、この反発磁界の作用により、搬送磁極Ｎ₃ 方向への搬送を阻止され、搬送磁極Ｎ₂ 近傍に蓄積される。

現像スリーブ３６の上方には、現像容器３４にその上端側を固定され、先端と現像スリーブ３６表面との間に微小間隙を形成し、この間隙によって現像スリーブ３６表面にて担持搬送される現像剤３１の層厚を規制する現像剤層規制部材３３が配置されている。また、現像容器３４内側の下部には、隔壁３７を介して２個の現像剤の攪拌部材３１ａ，３１ｂが回転自在に配置されている。一方の攪拌部材３２の上方には、補給用のトナーＴが収容されている。

さらに、図３，４に示すように、現像容器３４の外側面には、少なくとも１つ以上の空気ポンプ１０が装着され、空気ポンプ１０にはホース１２，１４の一端が接続され、ホース１２，１４の他端はそれぞれ現像容器３４の隔壁３７で仕切られたそれぞれの空間内に配設されている。ホース１２，１４の他端は、現像容器３４の四隅の内壁面より突出するようにそれぞれ配設されていることが好ましい。

ポンプ１０から気体、例えば空気を連続または間欠にホース１２，１４を介して現像容器３４内に送気する。このときの気体の吐出量は、現像容器３４の内部の四隅に滞留する現像剤を、四隅の内壁より舞い上がらせる程度であればよく、例えば、０．０１ｌ／分〜１ｌ／分（ｌ／分：リットル／分）程度である。

また、ホース１２，１４の他端は、例えば、現像容器３４のスリット部分やスポンジよる結合部位に装着してもよい。

上記構成により、本実施の形態の現像装置では、低温定着性を有するトナーを、二成分帯電において、機械的に低ストレスであり且つ、搬送部材周辺の現像器・内壁面に現像剤を滞留させない条件下で、より現像剤の混合・攪拌させることができ、現像器内の現像剤を、淀みなく良く攪拌して、均一のトナー濃度と帯電性とし、画像ムラ（トリマーへの現像剤詰まりによる白筋、凝集現像剤のトリマーからの突出による黒帯・白点）等の画像欠陥の発生を解消できる。

以下、本発明の実施例を具体的に挙げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて「重量部」を意味する。

また、実施例及び比較例のトナー、キャリア及び現像剤の各特性値は下記の方法により測定を実施した。

＜キャリア粒径＞
キャリア粒径は、走査型電子顕微鏡写真により観察し、任意に５０個サンプリングしたデータの平均をとることで求めた。

＜キャリア嵩密度＞
ＪＩＳＺ２５０４ 金属粉−見掛け嵩密度試験法により測定した。

＜キャリア熱減量分＞
キャリア１０２ｍｇをサンプルとして昇温スピード３０℃／ｍｉｎ、窒素雰囲気下の条件にて、７００℃まで昇温し６００℃での減量分をＴＨＲＭＯＧＲＡＶＩＭＥＴＲＩＣ ＡＮＡＬＹＺＥＲ ＴＧＡ−５０（島津製作所製）を用いて測定した。

＜トナー平均形状係数ＭＬ^２／Ａ＞
下記式で計算された値を意味し、真球の場合、ＭＬ^２／Ａ＝１００となる。
（数４）
ＭＬ^２／Ａ=（トナー径の最大長）^２×π×１００／（トナー粒子の投影面積×４）
平均形状係数を求める為の具体的な手法として、着色粒子、トナー画像を光学顕微鏡から画像解析装置（ＬＵＺＥＸ III、ニレコ社製）に取り込み、円相当径を測定して、最大長及び面積から、個々の粒子について上記式のＭＬ^２／Ａの値を求めた。

＜トナー下個数粒度分布指標下ＧＳＤｐ、粒子径＞
マルチサイザー（日科機社製）を用い、アパーチャー径１００μｍのもので測定し値を元に各分布指標を計算した。

次に、キャリアの調製について説明する。

（キャリア１の調製）
Ｍｎ−Ｍｇフェライト粒子： １００部
（体積平均粒径：約３８μｍ ＢＥＴ０．１８５０ｍ^２／ｇ）
被覆層形成用原料溶液１１
トルエン： ４０ 部
スチレン−メタクリレート共重合体（成分比 ４０：６０）： ６．９部
カーボンブラック（Ｒｅｇａｌ３３０；キャボット社製）： １．０部
被覆層形成用原料溶液１２
トルエン： ２０ 部
スチレン−メタクリレート共重合体（成分比 ４０：６０）： ３．６部
カーボンブラック（Ｒｅｇａｌ３３０；キャボット社製）： ０．３９部
フェライト粒子を除く上記成分を６０分間スターラーにて撹拌／分散し、被覆層形成用原料溶液１１及び１２を調製した。更に、次にこの原料溶液１１とフェライト粒子を真空脱気型ニーダに入れ、６０℃で３０分撹拌した後、更に加温しながら、減圧して脱気、乾燥させた。更に原料溶液１２を加え６０℃で３０分撹拌した後、更に加温しながら、減圧して脱気、乾燥させ目開き７５μｍのメッシュを通すことによりキャリア１を作製した。

（キャリア２の調製）
Ｍｎ−Ｍｇフェライト粒子： １００部
（体積平均粒径：約２８μｍ ＢＥＴ０．２２３０ｍ^２／ｇ）
トルエン： ６０ 部
スチレン−メタクリレート共重合体（成分比 ４０：６０）： １０．３部
カーボンブラック（Ｒｅｇａｌ３３０；キャボット社製）： １．６部
フェライト粒子を除く上記成分を６０分間スターラーにて撹拌／分散し、被覆層形成用原料溶液を調製した。更に、次にこの原料溶液とフェライト粒子を真空脱気型ニーダに入れ、６０℃で３０分撹拌した後、更に加温しながら、減圧して脱気、乾燥させ目開き７５μｍのメッシュを通すことによりキャリア２を作製した。

（キャリア３の調製）
Ｍｎ−Ｍｇフェライト粒子： １００部
（体積平均粒径：約５８μｍ ＢＥＴ０．１９２０ｍ^２／ｇ）
被覆層形成用原料溶液１１
トルエン： ２５部
スチレン−メタクリレート共重合体（成分比 ４０：６０）： ４．５部
カーボンブラック（Ｒｅｇａｌ３３０；キャボット社製）： ０．５部
被覆層形成用原料溶液１２
トルエン： ２６部
スチレン−メタクリレート共重合体（成分比 ４０：６０）： ４．６部
カーボンブラック（Ｒｅｇａｌ３３０；キャボット社製）： ０．４部
としをキャリア１同様の作製法にてキャリア３を作製した。

（キャリア４の調製）
コア芯材をＭｎ−Ｍｇフェライト粒子（体積平均粒径：約２２μｍ ＢＥＴ ０．２３４０ｍ^２／g）にする以外はキャリア２同様の作製法にてキャリア４を作製した。

（キャリア５の調製）
コア芯材をＭｎ−Ｍｇフェライト粒子（体積平均粒径：約６４μｍ ＢＥＴ ０．１９８０ｍ^２／g）にする以外はキャリア３同様の作製法にてキャリア５を作製した。

（キャリア６の調整）
コア芯材をＭｎ−Ｍｇフェライト粒子（体積平均粒径：約３７μｍ ＢＥＴ ０．０９２０ｍ^２／g）に変更した以外はキャリア１同様の作製法にてキャリア６を作製した。

（キャリア７の調整）
コア芯材をＭｎ−Ｍｇフェライト粒子（体積平均粒径：約３５μｍ ＢＥＴ ０．１２１３ｍ^２／g）に変更し、被覆層形成用原料溶液１１を２４部、被覆層形成用原料溶液１２を１２部に変更する以外はキャリア粒子1と同様の作製法にてキャリア７を作製した。

（キャリア８の調整）
Ｍｎ−Ｍｇフェライト粒子： １００部
（体積平均粒径：約３７μｍ ＢＥＴ０．５２１２ｍ^２／ｇ）
トルエン： １２５部
スチレン−メタクリレート共重合体（成分比 ４０：６０）： ５３.０部
カーボンブラック（Ｒｅｇａｌ３３０；キャボット社製）： ７．０部
を原料としキャリア粒子2と同様の作製法にてキャリア８を作製した。

＜トナー粒子の作成＞
（樹脂微粒子分散液の調整）
スチレン： ３７０部
ｎ−ブチルアクリレート： ３０部
アクリル酸： ８部
ドデカンチオール： ２４部
四臭化炭素： ４部
上記化合物を混合して溶解したものを、非イオン性界面活性剤（ノニポール４００：三洋化成（株）製）６部及びアニオン性界面活性剤（ネオゲンＳＣ：第一工業製薬（株）製）１０ｇをイオン交換水５５０部に溶解したフラスコ中で乳化重合させ、１０分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム４ｇを溶解したイオン交換水５０部を投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が７０℃になるまでオイルバスで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、１５０ｎｍであり、Ｔｇ＝５８℃、重量平均分子量Ｍｗ＝１２，０００の樹脂粒子が分散された樹脂微粒子分散液が得られた。

（着色剤分散液の調整）
カーボンブラック（モーガルＬ：キャボット製）： ６０部
ノニオン性界面活性剤（ノニポール４００：三洋化成（株）製）： ６部
イオン交換水： ２４０部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー（ウルトラタラックスＴ５０：ＩＫＡ社製）を用いて１０分間攪拌し、その後アルティマイザーにて分散処理して平均粒子径が２５０ｎｍである着色剤（カーボンブラック）粒子が分散された着色剤分散剤を調整した。

（離型剤分散液の調整）
パラフィンワックス（ＨＮＰ０１９０：日本精蝋（株）製、融点８５℃）： １００部
カチオン性界面活性剤 （サニゾールＢ５０：花王（株）製）： ５部
イオン交換水： ２４０部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼製フラスコ中でホモジナイザー（ウルトラタラックスＴ５０：ＩＫＡ社製）を用いて１０分間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が５２０ｎｍである離型剤粒子が分散された離型剤分散液を調整した。

（トナー粒子１の作製）
上記樹脂微粒子分散液： ２３４部
上記着色剤分散液： ３０部
上記離型剤分散液： ４０部
ポリ水酸化アルミニウム（浅田化学社製、Ｐａｈｏ２Ｓ）： ０．５部
イオン交換水： ６００部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー（ウルトラタラックスＴ５０：ＩＫＡ社製）を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら５０℃まで加熱した。５０℃で３０分保持した後、Ｄ５０が４．８μｍの凝集粒子が生成していることを確認した。更に加熱用オイルバスの温度を上げて５６℃で１時間保持し、Ｄ５０は５．７μｍとなった。その後、この凝集体粒子を含む分散液に２６重量部の樹脂微粒子分散液を追加した後、加熱用オイルバスの温度を５０℃まで上げて３０分間保持した。この凝集体粒子を含む分散液、１Ｎ水酸化ナトリウムを追加して、系のｐＨを７．０に調整した後ステンレス製フラスコを密閉し、磁気シールを用いて攪拌を継続しながら８０℃まで加熱し、４時間保持した。冷却後、このトナー母粒子を濾別し、イオン交換水で４回洗浄した後、凍結乾燥してトナー粒子１を得た。トナー粒子１はＤ５０が６．８μｍ、下ＧＳＤｐが１．２２、平均形状係数ＭＬ^２／Ａは１３０であった。

（トナー粒子２の作製）
トナー粒子１のｐＨを７．０から５．０変更した以外は同様の製造法にてトナー粒子２を得た。トナー粒子２はＤ５０が６．７μｍ、下ＧＳＤｐが１．２３、平均形状係数ＭＬ^２／Ａは１１７であった。

（トナー粒子３の作製）
トナー粒子１のｐＨを７．０から７．５変更した以外は同様の製造法にてトナー粒子３を得た。トナー粒子３はＤ５０が６．６μｍ、下ＧＳＤｐが１．２３、平均形状係数ＭＬ^２／Ａは１３７であった。

（トナー粒子４の作製）
トナー粒子１のｐＨを７．０から４．５変更した以外は同様の製造法にてトナー粒子４を得た。トナー粒子４はＤ５０が６．５μｍ、下ＧＳＤｐが１．２３、平均形状係数ＭＬ^２／Ａは１１１であった。

（トナー粒子５の作製）
スチレン−ブチルアクリレート共重合体（重量平均分子量Ｍｗ＝１５０,０００,共重合比８０：２０）１００部、カーボンブラック（モーガルＬ：キャボット社製）５部、及びカルナウバワックス６部の混合物をエクストルーダで混練し、ジェットミルで粉砕後、風力式分級機で分級しトナー粒子５を得た。トナー粒子５はＤ５０が６．４μｍ、下ＧＳＤｐが１．２６、平均形状係数ＭＬ^２／Ａは１４４であった。

（トナー粒子６の作製）
スチレン−ブチルアクリレート共重合体（重量平均分子量Ｍｗ＝１５０,０００,共重合比８０：２０）１００部、カーボンブラック（モーガルＬ：キャボット社製）５部、及びカルナウバワックス６部の混合物をエクストルーダで混練し、ジェットミルで粉砕後、温風による球形化処理をクリプトロン（川崎重工製）にて実施後、風力式分級機で分級しトナー粒子６を得た。トナー粒子６はＤ５０が６．５μｍ、下ＧＳＤｐが１．２５、平均形状係数ＭＬ^２／Ａは１３５であった。

（トナー粒子７の作製）
トナー粒子６と同様の作製法にてＤ５０が６．６μｍ、下ＧＳＤｐが１．３２、平均形状係数ＭＬ^２／Ａは１３３のトナー粒子７を得た。

各トナー粒子１００部に、ルチル型酸化チタン（平均粒径２０ｎｍ、ｎ−デシルトリメトキシシラン処理）１．０部、シリカ（気相酸化法により作製、体積平均粒径４０ｎｍ、シリコーンオイル処理）１．５部を加え、５リットルヘンシェルミキサーを用い、周速３０ｍ／ｓで１５分間ブレンドを行った後、４５μｍの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し外添トナーを作製した。

得られた静電潜像現像用現像剤を用いて、Ｄｏｃｕ Ｃｅｎｔｅｒ Ｃｏｌｏｒ ４００改造機（富士ゼロックス社製）により、低温低湿（１０℃，２０％ＲＨ）の環境下で画像面積５％でプリント枚数５０００００枚のテストを実施した。また、高温高湿（３０℃，８５％ＲＨ）の環境下で画像面積１０％で５０００００枚のプリントテストを行い、３日間高温・高湿環境に放置した後、更に３０００枚のプリントテストを実施した。トナー濃度は１０００００枚毎に測定を実施した。画像評価として５０００００枚後の画像濃度濃淡、トナー飛散、カブリ及びキャリア付着の評価を行った。

また、本画像形成方法は静電荷像担持体上に静電潜像を形成する工程と、現像剤を用いて前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程と、前記トナー画像を転写体上に転写する工程と、及び前記トナー画像を熱定着する工程とを含むものであり、プロセススピードを３５０ｍｍ／ｓｅｃとした。

＜画像濃度濃淡の評価＞
各現像剤を所定の環境下で所定の枚数のコピーを採取した後、一晩放置し、２ｃｍ×５ｃｍのパッチを所有する画像をコピーし、そのパッチ内５箇所を画像濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ４０４Ａ：Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて測定する。測定値の最大値と最小値の差が、０．５未満を○、０．５以上０．８未満を△、０．８以上を×とした。

＜カブリ及び画像中キャリア付着評価＞
各現像剤を所定の環境下で所定の枚数のコピーを採取した後、背景部を同様にテープ上に転写し、ルーペあるいは顕微鏡を用い、１ｃｍ^２当たりのトナーおよびキャリア個数を数え、トナーカブリは１００個未満を○、１００個から５００個までを△、それより多い場合を×として評価した。

また画像中のキャリア付着については、２ｃｍ×２ｃｍのパッチを２個所有する画像をコピーし、ハードストップし、感光体上の２個所の現像部分をそれぞれテープ上に粘着性を利用し転写して、テープに付着した１ｃｍ^２当たりのキャリアの付着量個数を数え評価した。

また、キャリア付着は５個未満を○、５個から１０個までを△、１１個以上を×とした。なお、トナーとキャリアの区別は主に粒径差および形状により判定した。

本発明の実施例及び比較例を表１に、各テストの結果を表２に示す。

本プリントテストより、従来のキャリア抵抗制御手段にて制御されたキャリアは、及びトナー添加剤種により各環境ではトナー濃度を安定化させることが可能であるが、あらゆる環境でトナー濃度制御と画質を両立させることは困難である。しかし、本発明の現像剤では、環境に関係なくトナー濃度制御と画質の両立が可能となる。

さらに、現像装置についての実施例および比較例について以下に示す。

実施例７．
図１に記載の撹拌部材を用い現像装置の評価を行ったところ、１Ｋｐｖ相当の現像器を空回した後、現像容器３４内トナー搬送部材・周辺の現像剤滞留は未発生であり、トナー・デベロッパーの凝集（ソフトブロッキング・グリッツ）も未発生であり、その結果、帯電性劣化は無く、画像欠陥は未発生であった。

実施例８．
図２に記載の撹拌部材を用い現像装置の評価を行ったところ、１Ｋｐｖ相当の現像器を空回した後、現像容器３４内トナー搬送部材・周辺の現像剤滞留は未発生であり、トナー・デベロッパーの凝集（ソフトブロッキング・グリッツ）も未発生であり、その結果、帯電性劣化は無く、画像欠陥は未発生であった。

比較例９．
図５に示す撹拌部材６５は、回転軸６５ａと、スパイラル羽根６５ｂと、リブ部材６５ｃとによって構成されている。スパイラル羽根６５ｂは、回転軸６５の外周面に螺旋状に形成されている。また、リブ部材６５ｃは、回転軸６５ａの軸方向及び放射方向に延びる板状に形成され、スパイラル羽根６５ｂの１ピッチの間における、回転軸６５上の周方向の０度と１８０度の位置に配置されている。

図５に示す撹拌部材６５を用い現像装置の評価を行ったところ、１０Ｋｐｖ相当の現像器を空回した後、現像容器内のトナー搬送部材・周辺に現像剤が滞留・固着していた。さらに、トナー・デベロッパーの凝集（ソフトブロッキング・グリッツ）が発生し、その結果、帯電性劣化が発生した。画像欠陥（トリマーへの現像剤詰まりによる白筋、黒帯・白点）が発生した。

比較例１０．
図６に示す撹拌部材６３のスパイラル羽根６３ｂは、図示のように、回転軸６３ａに近い基端側に扇型の切欠部６３ｄを有する。切欠部６３ｄ全体の面積は、スパイラル羽根６３ｄの総面積の１／２以上となっている。これによると、現像剤は、スパイラル羽根６３ｂの先端縁側の部分で搬送され、また先端縁側と回転軸６３ａとを連結する連結部分６３ｅによって混合・攪拌される。

図６に示す撹拌部材６５を用い現像装置の評価を行ったところ、１０Ｋｐｖ相当の現像器を空回した後、現像容器内のトナー搬送部材・周辺に現像剤が滞留・固着していた。さらに、トナー・デベロッパーの凝集（ソフトブロッキング・グリッツ）が発生し、その結果、帯電性劣化が発生した。画像欠陥（トリマーへの現像剤詰まりによる白筋、黒帯・白点）が発生した。

比較例１１．
図７に示す撹拌部材６７の回転軸６７ａ、スパイラル羽根６７ｂは、それぞれ比較例９の回転軸６５ａ、スパイラル羽根６５ｂと同じものである。比較例１１では、比較例９における板状のリブ部材６５ｃの代わりに攪拌を目的とし回転軸６７ａの放射方向に延びた棒状のリブ部材６７ｃが設けられている。この棒状のリブ部材６７ｃは、回転軸６７ａの周方向の０°、９０°、１８０°、２７０°の位置に、例えば、図示のようにスパイラル羽根６７ｂのピッチ中にそれぞれ２本突設されている。

図７に示す撹拌部材６５を用い現像装置の評価を行ったところ、１０Ｋｐｖ相当の現像器を空回した後、現像容器内のトナー搬送部材・周辺に現像剤が滞留・固着していた。さらに、トナー・デベロッパーの凝集（ソフトブロッキング・グリッツ）が発生し、その結果、帯電性劣化が発生した。画像欠陥（トリマーへの現像剤詰まりによる白筋、黒帯・白点）が発生した。

実施例９．
図９および図１０に示す構成の現像装置について評価したところ、１Ｋｐｖ相当の現像器を空回した後、現像容器３４内トナー搬送部材・周辺の現像剤滞留は未発生であり、トナー・デベロッパーの凝集（ソフトブロッキング・グリッツ）も未発生であり、その結果、帯電性劣化は無く、画像欠陥は未発生であった。

比較例１２．
図８に示す空気ポンプを装着していない現像装置について評価したところ、１０Ｋｐｖ相当の現像器を空回した後、現像容器内のトナー搬送部材・周辺に現像剤が滞留・固着していた。さらに、トナー・デベロッパーの凝集（ソフトブロッキング・グリッツ）が発生し、その結果、帯電性劣化が発生した。画像欠陥（トリマーへの現像剤詰まりによる白筋、黒帯・白点）が発生した。

本発明の静電潜像現像用キャリア及び静電潜像現像用現像剤、現像装置は、特に電子写真法、静電記録法等の用途に有用である。

本発明の現像装置に用いる撹拌部材の一例の構成を示す斜視図である。 本発明の現像装置に用いる撹拌部材の他の例の構成を示す斜視図である。 本発明の現像装置の一例の構成を示す横断面図である。 本発明の現像装置の一例の構成を示す上断面図である。 比較例９における現像装置用撹拌部材の構成を示す斜視図である。 比較例１０における現像装置用撹拌部材の構成を示す斜視図である。 比較例１１における現像装置用撹拌部材の構成を示す斜視図である。 比較例１２における現像装置の一例の構成を示す横断面図である。 本発明の現像装置の他の例の構成を示す横断面図である。 本発明の現像装置の他の例の構成を示す上断面図である。

符号の説明

３ 感光ドラム、３０ 現像剤、３１，３１ａ，３１ｂ，撹拌部材、３３ 現像剤層規制部材、３４ 現像容器、３５ マグネットローラ、３６ 現像スリーブ、６０ 回転軸、６２ スパイラル羽根、６４ ブラシ状部材。

Claims (7)

1. コア粒子と樹脂被覆層とを有するキャリアにおいて下記式を満たすことを特徴とする静電潜像現像用キャリア。
   （数１）
   Ｖc≦０．０１１×Ｄｃ＋１．６１５ …（１）
   ７≦Ｃｃ≦５０ …（２）
   （式中、Ｄｃ：キャリア粒径（μｍ）
   Ｖｃ：キャリア嵩密度（ｇ／ｃｍ^３）
   Ｃｃ：熱処理後のキャリア減量重量百分率（％））
2. 請求項１に記載の静電潜像現像用キャリアにおいて、
   前記樹脂被覆層は、導電性粒子を含有し、さらに少なくとも導電性微粒子濃度が異なる２層からなり、導電性微粒子濃度が高い第一層上に導電性微粒子濃度が低い第二層を被覆してな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. 少なくともトナー及びキャリアからなる静電潜像現像用現像剤において、
   前記トナーは下記式を満たし、前記キャリアが請求項１または請求項２に記載のキャリアであることを特徴とする静電潜像現像用現像剤。
   （数２）
   トナー形状係数：１１０〜１４０…（３）
   下個数粒度分布指標 下ＧＳＤｐ Ｄ５０ｐ／Ｄ１６ｐ≦１．２７…（４）
   （式中、Ｄ５０ｐ：トナー粒径個数分布小径側から累積が５０％となる粒径値
   Ｄ１６ｐ：トナー粒径個数分布小径側から累積が１６％となる粒径値）
4. 請求項１に記載のキャリアを用いた現像装置において、
   軸に対し螺旋形状を描くように形成された螺旋部材の壁面に、樹脂もしくは金属からなる弾性部材を固設した現像剤搬送部材を具備したことを特徴とする現像装置。
5. 請求項４に記載の現像装置において、
   前記螺旋部材の壁面には、ブラシ状の弾性部材が固設され、
   前記弾性部材の先端は、螺旋部材の外周面よりも、少なくとも現像器供給部壁面に接触可能に突出形成されていることを特徴とする現像装置。
6. 請求項１に記載のキャリアを用いた現像装置において、
   軸に対し螺旋形状を描くように形成された現像剤搬送部材を有する現像剤供給装置の内壁に、空気を流入する流入孔または流入スリットを形成し、前記流入孔または流入スリットに空気を送る空気ポンプを具備したことを特徴とする現像装置。
7. 請求項６に記載の現像装置において、
   前記流入孔または流入スリットは、現像器の片端部または両端部、あるいは、現像器の現像剤搬送部の長尺位置に固設されていることを特徴とする現像装置。
   
   
   

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