JPH08328291A

JPH08328291A - 現像剤及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH08328291A
Application number: JP7130781A
Authority: JP
Inventors: Hirakazu Ezure; 平和江連; Takeshi Saikawa; 健済川; Nobumasa Furuya; 信正古谷; Shigehito Andou; 滋仁安東; Shinji Sasahara; 慎司笹原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、潜像担持体１上に形成され
た潜像を非接触現像方式により現像しても、所望の現像
濃度で現像を行うことができる現像剤を提供することに
ある。【構成】本発明は、非接触現像方式により潜像担持体
１上に形成される潜像を現像する際に利用される現像剤
において、上記現像剤は、トナー粒子に対して平均粒径
２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の外添剤を被覆率２０％以
上８０％以下で付着してなり、且つ、上記外添剤を付着
させた後のトナーの帯電量ｑ_aと外添剤を付着させる前
のトナーの帯電量ｑ_bとが｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満
たしている現像剤である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンタ等の
画像形成装置及び現像剤に係り、詳しくは、潜像担持体
上に形成された潜像を非接触現像方式により現像する画
像形成装置及び現像剤の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像形成装置においてはカラー化
が進んでおり、その為の１つの技術として、いわゆる重
ね現像を行う一括転写方式が提案されている。上記一括
転写方式の画像形成装置とは、潜像担持体上に形成され
た潜像を現像してトナー像を形成する工程を複数回繰り
返して、該潜像担持体上に多色トナー像を形成した後、
該多色トナー像を転写材に一括して転写する方式であ
る。この一括転写方式の画像形成装置は、電潜像担持体
上でトナー像を重ねるため、色ずれが少なく、また、多
色トナー像を転写材に一括して１度で転写するため、転
写材を転写位置に複数回搬送するための転写ドラムが不
要となり、装置の小型化が図れるといったメリットがあ
る。そして、この一括転写方式の画像形成装置では、潜
像担持体上にトナー像を重ねて形成するため、トナー像
が形成されている潜像担持体上にトナー像を重ねて形成
していく必要がある。その為、この一括転写方式の画像
形成装置では、潜像担持体上に形成されているトナー像
を乱したりしないように、潜像担持体と間隔を開けて現
像剤を保持すると共に、例えば交番電界によりトナーを
潜像担持体に向けて飛翔させる、いわゆる非接触現像方
式により現像を行う必要がある。

【０００３】しかしながら、この非接触現像方式の画像
形成装置において一成分現像剤を使用した場合には、現
像剤と潜像担持体との間に間隔があるため、現像剤に作
用する電界の力が弱まってトナーが飛翔し難くなり、現
像濃度が低下したり、また、現像剤担持体のみに接触し
た状態からトナーを飛翔させる必要、つまり現像剤担持
体との間に作用する物理的付着力に抗してトナーを飛翔
させる必要があるため、トナーが飛翔し難くなり、現像
濃度が低下したりしてしまうという問題がある。なお、
ここでいう物理的付着力は、例えば「電子写真の基礎と
応用」の１５２頁（電子写真学会編：１９８８年６月１
５日，コロナ社刊行）で述べられているように、ファン
デルワールス力とクーロン力とが支配的であると考えら
れている。

【０００４】また、上記非接触現像方式の画像形成装置
において二成分現像剤を使用した場合には、上記一成分
現像剤を使用した場合と同様の原因により現像濃度が低
下する。また、その現像濃度の低下を補うために交番電
界の強さを強くしたりしてトナーに作用する電界の力を
強くした場合には、トナーと共にキャリアが飛翔して潜
像担持体上にキャリアも付着してしまい、このキャリア
の付着により画像に白く抜けた部分（白ヌケ）が形成さ
れ、所望の画質が得られなくなってしまうという問題が
ある。

【０００５】なお、特開平６−４３６９４号公報には、
トナー粒子に対して平均粒径５０〜１２０ｎｍの無機外
添剤を付着させると共に、この外添剤を付着させた後の
帯電量を向上させたトナーを用いる技術が開示されてい
る。しかしながら、この技術はトナーの帯電量を向上さ
せるものであるため、現像濃度が上がらない。

【０００６】更に、上記非接触現像方式の画像形成装置
においてカラー用二成分現像剤を使用した場合には、上
記二成分現像剤を使用した場合と同様の原因により現像
濃度が低下したり、キャリアが潜像担持体上に付着する
ことにより画質が低下するという問題がある。

【０００７】ところで、カラー用二成分現像剤を使用す
る場合においては、特開昭６２−１８２７７５号公報、
特開平６−２７７１８号公報、特開平６−０４３６９４
号公報に、トナー粒子に対して外添剤を付着させること
で、トナーとキャリアとの間に作用する物理的付着力を
低減し、所望の現像濃度を確保する技術が提案されてい
る。

【０００８】しかしながら、特開昭６２−１８２７７５
号公報では、平均粒径が７〜２０ｎｍといった小さい粒
径の外添剤を使用するため、外添剤が経時的にトナー粒
子内に埋没してしまってその帯電特性等が変化し、長期
に亘って所望の現像濃度を得ることができない。

【０００９】また、特開平６−２７７１８号公報、特開
平６−０４３６９４号公報では、平均粒径が５０〜１２
０ｎｍといった大きい粒径の外添剤を使用するため、ト
ナーとキャリアとの間に作用する物理的付着力を低減す
ることができるが、その反面で、潜像担持体上に付着し
たトナーと該潜像担持体との間に作用する物理的付着力
を低減させてしまう不具合がある。従って、このような
トナーを重ね現像方法に用いた場合には、トナー像が形
成されている潜像担持体上にトナー像を重ねて形成する
際に、潜像担持体上のトナーは後段の現像工程で掻きと
られて後段の現像器内に入り込んでしまい（以下、この
現象を混入と呼ぶ）、長期的には、後段の現像の色再現
性が低下したり、又は、後段の現像剤の帯電性が低下し
てトナーの現像性が低下したり、カブリが発生したりす
るという問題を誘発する。なお、この混入という現象
は、非接触現像方式において交番電界を用いた場合に
は、潜像担持体と現像剤担持体との間のトナーに対し
て、現像剤担持体から潜像担持体にトナーを移行させる
現像方向の電気力と、その逆の潜像担持体から現像剤担
持体にトナーを移行させる戻り方向の電気力とが交互に
働くため、その内の後者の戻り方向の電気力によって発
生するものである。また、交番電界の強さ等を調整して
混入の防止を図ることも考えられるが、現像濃度との兼
ね合いでその調整は極めて難しい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、潜像
担持体上に形成された潜像を非接触現像方式により現像
しても、所望の現像濃度で現像を行うことができる現像
剤を提供することにある。

【００１１】また、本発明の第二の目的は、潜像担持体
上に形成された潜像を非接触現像方式により現像して
も、所望の現像濃度で現像を行うことができると共に、
白抜けが生じることが無い現像剤を提供することにあ
る。

【００１２】次に、本発明の第三の目的は、潜像担持体
上に形成された潜像を非接触現像方式により重ね現像し
ても、現像濃度が長期に亘ってほぼ所望の値に安定し、
且つ、混色が生じ難いカラー用現像剤を提供することに
ある。

【００１３】更に、本発明の第四の目的は、所望の現像
濃度で現像を行うことができる非接触現像方式の画像形
成装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで、本願の第一の発
明は、非接触現像方式により潜像担持体上に形成される
潜像を現像する際に利用される現像剤において、上記現
像剤は、トナー粒子に対して平均粒径２０ｎｍ以上１０
０ｎｍ以下の外添剤を被覆率２０％以上８０％以下で付
着してなり、且つ、上記外添剤を付着させた後のトナー
の帯電量ｑ_aと外添剤を付着させる前のトナーの帯電量
ｑ_bとが｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たしている現像剤
である。

【００１５】また、本願の第二の発明は、非接触現像方
式により潜像担持体上に形成される潜像を現像する際に
利用される現像剤において、上記現像剤はキャリアとト
ナーとからなり、上記トナーは、トナー粒子に対して平
均粒径２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の外添剤を被覆率２
０％以上８０％以下で付着してなり、且つ、上記外添剤
を付着させた後のトナーの帯電量ｑ_aと外添剤を付着さ
せる前のトナーの帯電量ｑ_bとが｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関
係を満たしている現像剤である。

【００１６】次に、本願の第三の発明は、非接触現像方
式により潜像担持体上に形成される潜像を重ね現像する
際に利用されるカラー用現像剤において、上記カラー用
現像剤はキャリアとトナーとからなり、上記トナーは、
トナー粒子に対して平均粒径２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下
の外添剤を被覆率２０％以上５０％以下で付着してな
り、且つ、上記外添剤を付着させた後のトナーの帯電量
ｑ_aと外添剤を付着させる前のトナーの帯電量ｑ_bとが｜
ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たしているカラー用現像剤で
ある。

【００１７】更に、本願の第四の発明は、上記第一から
第三の発明のいずれかに記載の現像剤を用いて、非接触
現像方式により潜像担持体上に形成される潜像を現像す
る画像形成装置である。

【００１８】上記第一の発明及び第二の発明において、
上記外添剤の平均粒径は、２０ｎｍ以上、１００ｎｍ以
下が良い。外添剤の平均粒径が２０ｎｍ未満の場合に
は、トナーと現像剤担持体あるいはキャリアとの間に作
用する物理的付着力（例えばファンデルワールス力やク
ーロン力）を十分に低減することはできないので、所望
の現像濃度を得ることができない。外添剤の平均粒径が
１００ｎｍを越える場合には、トナーとキャリアとの距
離を離して物理的付着力を低減することができるが、ト
ナーひいては現像剤の流動性が低下して現像剤が凝集す
るため、現像剤の搬送ムラが生じ、画像に濃度ムラが生
じてしまう。

【００１９】一方、上記第三の発明において、上記外添
剤の平均粒径は、２０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下、好まし
くは４０ｎｍ以下が良い。外添剤の平均粒径が２０ｎｍ
未満の場合には、外添剤が経時的にトナー粒子内に埋没
してしまってその帯電性が変化するため、長期に亘って
所望の現像濃度を得ることができない。外添剤の平均粒
径が５０ｎｍを越えると、重ね現像時においてトナーの
掻きとりが顕著に発生してしまう。

【００２０】また、上記第一の発明及び第二の発明にお
いて、トナー粒子に対して付着させる上記外添剤の被覆
率は、２０％以上、８０％以下が良い。被覆率が２０％
未満の場合には、トナーひいては現像剤の流動性が悪い
ため、現像剤が凝集して現像剤の搬送ムラが生じ、画像
に濃度ムラが生じてしまう。被覆率が８０％を越える場
合には、トナー粒子に対する外添剤の被覆割合が過剰と
なるため、トナーの帯電量ひいては物理的付着力が極端
に低下するため、トナーが浮遊し易くなりトナークラウ
ドが生じてしまう。

【００２１】一方、上記第三の発明において、トナー粒
子に対して付着させる上記外添剤の被覆率は、２０％以
上、５０％以下が良い。被覆率が２０％未満の場合に
は、トナーとして安定した流動性、帯電性を持たせるこ
とができない。被覆率が８０％を越える場合には、重ね
現像時においてトナーの掻きとりが顕著に発生する。な
お、本発明で言う被覆率とは、トナー表面を走査電子顕
微鏡ＳＥＭを用いて倍率３万倍以上で１０枚撮影し、任
意の複数のトナーに対しＳＥＭ写真から画像解析を行
い、それぞれのトナーのトナー粒子表面に付着した外添
剤の断面積のトータルａとトナー粒子の表面積ｔとの比
率（ａ／ｔ×１００）より算出した値の平均値である。

【００２２】更に、上記第一から第三の発明において、
トナーは、外添剤を付着させた後のトナーの帯電量をｑ
_aとし、外添剤を付着させる前のトナーの帯電量をｑ_bと
した場合、それらが｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たして
いるものが良い。外添剤を付着させた場合にトナーの帯
電量が増加する場合（｜ｑ_a｜＞｜ｑ_b｜）には、外添剤
が大きな帯電を持ってトナーに作用する物理的付着力が
大きくなるため、現像性は低下する。また、外添剤を付
着させてもトナーの帯電量か変化しない場合（｜ｑ_a｜
＝｜ｑ_b｜）には、トナーと外添剤との間で静電気的な
付着力が生じないので、外添剤が脱離し易く、外添剤の
効果が失われてしまう。

【００２３】なお、本発明で言うトナーの帯電量は、ト
ナーとキャリアとを混合してブローオフ方法で測定した
場合におけるトナーの帯電量を意味し、上記外添剤を付
着させる前のトナーの帯電量を測定する際のトナーとキ
ャリアとの混合比と、上記外添剤を付着させた後のトナ
ーの帯電量を測定する際のトナーとキャリアとの混合比
とは同じ値にして測定する。

【００２４】また、上記第一の発明において、トナーの
帯電量を測定するためにトナーと混合されるキャリア
は、スチレン−ノルマル−ブチルメタアクリレート（Ｂ
ＭＡ）共重合体（Ｓｔ／ｎＢＭＡ＝８５／１５）３０ｗ
ｔ％と粒状マグネタイト（ＥＰＴ−１０００：戸田工業
社製）７０ｗｔ％とを混合して平均粒径４５μｍに形成
したものを使用する。また、上記第一の発明において、
トナーとキャリアとを混合した場合のトナー濃度は５〜
１５ｗｔ％とし、また、帯電方法は、２０００ｃｃ（断
面積１００ｃｍ²，高さ２０ｃｍ）の円筒状容器に上記
トナーとキャリアとを混合したものを１００ｃｃ入れ、
上下３０ｃｍの振幅で１００往復（１分間）振動させた
後の値とする。

【００２５】以下、本発明の現像剤について詳しく説明
する。

【００２６】上記トナーは、トナー粒子と、その表面に
付着した外添剤とからなる。上記トナーの平均粒径は、
平均粒径が２０μｍ程度であっても良いが、細線の解像
力等の画質を考慮して、平均粒径が１０ｍｍ以下のであ
ってもよい。一方、トナーの平均粒径が５μｍ未満にな
ると、トナーとキャリアとの間に作用する物理的付着力
が支配的となって、現像濃度が低下したり、また、トナ
ーの凝集が起こり易くなって、取扱いの問題が生じたり
する。

【００２７】上記トナーの帯電量は、絶対値で５〜５０
μｃ／ｇ、好ましくは１０〜４０μｃ／ｇの範囲にある
ことが望ましい。帯電量が高過ぎると、トナーとキャリ
アとの間に作用する物理的付着力が高くなり過ぎて、ト
ナーが飛翔しなくなる。帯電量が低過ぎると、トナーと
キャリアとの間に作用する物理的付着力が弱くなり過ぎ
て、遊離トナーによるトナークラウドが発生し、プリン
トにおけるカブリが発生する。

【００２８】上記外添剤としては、酸化チタン、チタン
酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリウ
ム、チタン酸ストロンチウム、シリカ、酸化亜鉛、酸化
クロム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、三酸化アン
チモン、アルミナ、炭化珪素、炭酸カルシウム、酸化マ
グネシウム、炭酸マグネシウム等の無機粉末や、ポリメ
チルメタクリレート、ポリアクリレート等のポリエステ
ル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂等の
有機微粉末を用いることができる。また、これらの材料
は、トナーとして所望の流動性や帯電性を持たせるため
に、単独あるいは複数組み合せて用いることも可能であ
り、また、表面処理を施してその特性を変化させたもの
を用いることも可能である。

【００２９】また、これら外添剤に加えて、帯電性や流
動性をより細かく制御するために、平均粒径が２０ｎｍ
未満の有機微粉末や無機微粉末をトナー粒子表面に添加
してもよいが、２０ｎｍ未満の有機微粉末や無機微粉末
は、トナー粒子内へ埋没してトナーの帯電量が経時的に
変動するため、その場合の添加量は、上記外添剤の５０
％以下、好ましくは３０％以下の被覆率の割合であるこ
とが望ましい。なお、酸化チタン、酸化シリカ、アルミ
ナ等の吸湿性のある無機粉末を外添剤として使用する場
合には、環境安定性を考慮して疎水化処理を施すとよ
い。該疎水化処理は、ジアルキルジハロゲン化シラン、
トリアルキルハロゲン化シラン、アルキルトリハロゲン
化シラン、ヘキサアルキルジラシラン等のシランカップ
リング剤やジメチルシリコンオイル等の疎水化処理剤と
上記微粉末とを高温度化で反応させて行うことができ
る。

【００３０】上記トナー粒子は、主バインダ樹脂と着色
剤とからなる。

【００３１】上記トナー用の主バインダ樹脂としては、
例えば、ポリスチレン、スチレン−プロピレン共重合
体、スチレン−ブタヂエン共重合体、スチレン−塩化ビ
ニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレ
ン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリ
ル酸エステル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリウレタ
ン樹脂等があり、必要に応じて単体又は複数のバインダ
樹脂が混合されて用いられる。そして、上記主バインダ
樹脂は、定着時に異色トナー同士が良好に溶融定着する
必要があることから、数平均分子量が１０，０００以下
のポリマが用いられ、好ましくは、数平均分子量が５，
０００以下のポリマであることが望ましい。しかし、数
平均分子量が２，０００未満になると連続プリント時に
トナーそのものが熱により変形してしまい現像剤の熱凝
集が発生し易くなることから、トナー用のバインダ樹脂
の数平均分子量は２，０００以上であることが望まし
い。

【００３２】なお、上記トナー粒子には、ヒートロール
定着時にロールとの離型性を高めてトナーオフセットを
防止するために、低分子量ポリエチレン、エチレン、プ
ロピレン等のオレフィン系単独又は共重合体、カルナバ
ワックス、あるいは、マレイン酸エチルエステル、ステ
アリン酸メチルエステル等の脂肪酸エステル等のワック
ス成分を加えてもよい。この際、ワックス成分の添加量
としてはトナーに対して０．５ｗｔ％以上、１０ｗｔ％
以下が望ましい。添加量がこれより少ないとワックス成
分の効果が出ない。また、添加量がこれより多いと熱に
よりトナーが変形し易くなり、現像剤の帯電性が変化し
て安定した画像濃度が得られなくなる。また、上記トナ
ー粒子には、トナーの力学的強度を強くしたり、ヒート
ロール定着時にトナーの凝集力を高めトナーオフセット
を防止するために、重量平均分子量１００，０００以上
の高分子量ポリマや、架橋ポリマを含有させてもよい。
これら、高分子量ポリマや架橋ポリマの含有量について
は、トナーに対して２０ｗｔ％以下が望ましい。含有量
がこれより多いと定着時に異色トナー同士が良好に溶融
定着せず、色再現性に問題が生じる。更に、上記トナー
粒子には、アンモニウム塩系化合物、金属錯体系染料等
の電荷制御剤を含んでもよい。

【００３３】上記着色剤としては、黒色系としてはカー
ボンブラック、ニグロシン、黒鉛等が用いられる。有彩
色系としては、（イエロー、または、オレンジ顔料）と
して、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１
２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメント
イエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７４、
キノリンイエローがあり、（マジェンタ、または、レッ
ド顔料）として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド４８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド
５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメント
レッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッ
ド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．
ピグメントレッド２２２、ピグメントオレンジがあり、
更に、（サイアン、または、グリーン顔料）として、
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブ
ルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．
Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブ
ルー６０、アニリンブルー等の公知の着色剤が用いられ
る。また、これらトナー着色剤の含有量は、トナーに対
し０．５重量％以上、２０重量％以下であることが望ま
しい。０．５重量％未満では、発色性が十分でなく鮮明
な画質が得られなくなる。２０重量％を越えるとトナー
中での着色剤の分散不良による画質の濃度むらが生じ
る。

【００３４】次に、本願の第二及び第三の発明で使用す
るキャリアについて説明する。

【００３５】キャリアの平均粒径は、３５μｍ以上、６
０μｍ以下が望ましい。平均粒径が６０μｍ以下になる
と、磁気ブラシが密になり画像にムラが生じなくなる。
平均粒径が３５μｍ未満になると、キャリアの磁気的拘
束力が弱まるために潜像担持体上へのキャリア付着が発
生する。キャリアの電気抵抗は１０⁸Ω．ｃｍ以上が好
ましい。抵抗値が１０⁸Ω．ｃｍ未満の場合は、キャリ
ア粒子に電荷が注入されて潜像担持体上へキャリアが付
着したり、あるいは、現像バイアスのリークが生じたり
する。ここで、抵抗値の測定は以下の方法による。キャ
リア１０ｇを直径４０ｍｍの円筒状の成形容器に入れ、
１０トンの圧力で圧力成型し、成型サンプルを電極に挟
み込み、電圧を変化させて電流値を測定し、サンプルの
厚みから電界と体積抵抗値との関係曲線をプロットし、
１０００Ｖ／ｃｍでの抵抗値を採用する。

【００３６】上記キャリアは、磁性体単体からなる磁性
体キャリアであっても、該粒子の表面を樹脂により被覆
した樹脂被覆キャリアであっても、あるいは、磁性体微
粉末とバインダ樹脂体とを混合して形成したポリマキャ
リアであってもよい。そして、ポリマキャリアは、磁性
体キャリアに比べて、磁化の強さが弱く、比重が軽いた
め、キャリア飛散が生じ難く、潜像担持体表面を傷つけ
難く、しかも、ミキシングされる際にトナーに対するス
トレスを小さくできる等のメリットがある。

【００３７】ポリマキャリアの磁気特性は、６０ｅｍｕ
／ｃｍ³以上１２０ｅｍｕ／ｃｍ³以下が望ましい。磁化
の強さが６０ｅｍｕ／ｃｍ³未満の場合には、磁気的拘
束力が弱いため、キャリアが飛翔して潜像担持体上に付
着してしまう。一方、磁化の強さが１２０ｅｍｕ／ｃｍ
³を越える場合には、現像剤の穂立ちが粗くなって画像
に濃度ムラが発生してしまう。ポリマキャリアとして、
磁性紛を結着してキャリアとしての形状に保持するため
には、バインダ樹脂に対する磁性粉の含有量は８０ｗｔ
％が上限である。これ以上磁性粉の含有量を上げると脆
くなりキャリアとしての機能を果たさなくなる。また、
磁性粉の含有量が少ないとキャリアの磁力が低下するた
めにキャリアが潜像担持体上に付着する現象が起こる。
これらのことから、本発明で用いるポリマキャリアの磁
性粉の含有量は概ね６０〜８０ｗｔ％で用いるとよい。

【００３８】ポリマキャリアのバインダ樹脂としては、
種々のものを挙げることができ、例えば、アクリル系樹
脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ
る。また、磁性体微粉末としては、マグタイト微粉末、
フェライト微粉末等が挙げられる。磁性粉の大きさとし
ては、バインダ樹脂中での分散性を考慮すると平均粒径
が０．１μｍ以上、０．５μｍ以下が良い。０．１μｍ
未満では磁性粉の凝集が見られ良好な分散が期待できな
い。０．５μｍを越えることポリマキャリア表面からの
磁性粉の突出が目立ち、現像剤がミキシングされると経
時によりその突出部を起点としたキャリアの崩壊が生じ
好ましくない。

【００３９】ポリマキャリアの製造方法としては、様々
な方法があるが、例えば、バンバリーミキサ、ニーダ
ー、エクストルーダー等により、ポリマと磁性粉とを溶
融混練し、冷却後、粉砕し、分級する方法、あるいは、
ポリマ溶液中に磁性粉を混合分散した後、噴霧乾燥する
スプレードライ法がある。ポリマを構成する単量体と所
定の材料を適当な溶媒中に分散させ、この懸濁液を重合
させることにより所望のキャリアを得る懸濁重合法も用
いることができる。

【００４０】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
説明する。

【００４１】実施例１本願の第一の発明に係る現像剤の実施例を説明する。

【００４２】上記現像剤に利用されるトナー粒子は、結
着樹脂であるポリエステル９５ｗｔ％と着色剤であるカ
ーボンブラック５ｗｔ％とを混練粉砕して平均粒径が７
μｍとなるように形成したものであり、負帯電性を有す
る。

【００４３】上記現像剤に付着する外添剤としては、酸
化チタンからなり、平均粒径２０ｎｍのものと平均粒径
１００ｎｍのものとを準備した。

【００４４】そして、本実施例では、表１に示すよう
に、上記トナー粒子と、上記外添剤とをヘンシェルミキ
サーで混合して４種類の現像剤を形成した。

【００４５】また、上記４種類の現像剤それぞれの帯電
特性をブローオフ法にて測定したところ、全ての現像剤
について、外添剤を付着させた後のトナーの帯電量ｑ_a
と外添剤を付着させる前のトナーの帯電量ｑ_bとが｜ｑ_a
｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たしていた。

【００４６】なお、上記外添剤を付着させる後のトナー
の帯電量ｑ_aは、スチレン−ｎ−ＢＭＡ共重合体（Ｓｔ
／ｎＢＭＡ＝８５／１５）３０ｗｔ％と粒状マグネタイ
ト（ＥＰＴ−１０００（登録商標）：戸田工業社製）７
０ｗｔ％とを混合して平均粒径４５μｍのキャリアを形
成し、当該キャリアと上記４種類の現像剤とをトナー濃
度８ｗｔ％で混合し、当該キャリアとトナーとの混合物
１００ｃｃを２０００ｃｃ（断面積１００ｃｍ²，高さ
２０ｃｍ）の円筒状容器に入れて上下３０ｃｍの振幅で
１００往復（１分間）振動させて帯電させた後の測定値
である。また、上記外添剤を付着させる前のトナーの帯
電量ｑ_bは、上記キャリアと上記トナー粒子とをトナー
濃度８ｗｔ％で混合し、それを上記振動条件で振動させ
た後の測定値である。

【００４７】

【表１】

【００４８】そして、図１に示す画像形成装置を用い
て、上記４種類の現像剤の現像濃度を測定する。

【００４９】図１において、１はプロセススピード１１
０ｍｍ／ｓで回転する直径１６０ｍｍの有機感光体のド
ラム、２は一様帯電器、３は露光器、４，５，６，７は
４個の現像器、８は転写前帯電器、９は転写器、１０は
剥離器、１１はクリーニング手段、１２は除電器、１３
はペーパーガイド、及び、１４は搬送ベルトである。な
お、感光体１の非露光部電位は−５５０ｖで、露光部電
位は−１５０ｖである。上記各現像器４，５，６，７
は、表面にアルマイト処理を施したアルミニウム製で３
３０ｍｍ／ｓで回転する直径１８ｍｍの円筒形状のスリ
ーブと、その内部に配設され、Ｎ極とＳ極との着磁幅が
３ｍｍのマグロールと、上記スリーブの表面に圧接され
たトリマとを有する。また、上記トリマは、厚さ０．２
ｍｍのＳＵＳ板と、スリーブとの接触位置に配設され、
現像剤を帯電する厚さ１ｍｍのウレタンゴムとからな
り、ウレタンゴムが線圧１００ｇ／ｃｍの圧接力でスリ
ーブに押圧されている。なお、スリーブ上の現像剤搬送
量は１２０ｇ／ｍ²である。

【００５０】そして、上記画像形成装置は、感光体１と
スリーブとの間隔を０．１５ｍｍに設定すると共に、ス
リーブと感光体１との間に交流電圧（周波数８ｋＨｚ，
Ｖｐ−ｐ０．５ｋＶ，デューティ５０％、矩形波）と直
流電圧（−５００ｖ）とを現像バイアスとして印加し
て、非接触現像方式により感光体１上に形成された潜像
を現像するようになっている。

【００５１】そして、上記４種類の現像剤を現像器４に
入れて、それぞれについてベタ画像の現像を行い、その
ベタ画像の１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのトナー重量を測
定した。その結果を表２に示す。現像剤トナー重量の実
用可能領域は１０．０ｇ／ｃｍ ²以上以上である。表２
から明らかなように、４種類の全ての現像剤のトナー重
量が１０．０ｇ／ｃｍ²以上となり、全ての現像剤は実
用可能であることが判った。

【００５２】また、上記のブラックトナーに換えて、ポ
リエステル８５ｗｔ％とビグメント・イエロー１５ｗｔ
％とからなるトナー粒子に対して同様に外添剤を付着さ
せたイエロートナーであっても、ポリエステル８７ｗｔ
％とビグメント・レッド１３ｗｔ％とからなるトナー粒
子に対して同様に外添剤を付着させたマジェンタトナー
であっても、あるいは、ポリエステル８７ｗｔ％とビグ
メント・ブルー１３ｗｔ％とからなるトナー粒子に対し
て同様に外添剤を付着させたサイアントナーであって
も、同様の結果が得られた。

【００５３】従って、トナー粒子に対して平均粒径２０
ｎｍ以上１００ｎｍ以下の外添剤を被覆率２０％以上８
０％以下で付着してなり、且つ、上記外添剤を付着させ
た後のトナーの帯電量ｑ_aと外添剤を付着させる前のト
ナーの帯電量ｑ_bとが｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たし
ている現像剤においては、所望の現像濃度が得られるこ
とが判る。

【００５４】

【表２】

【００５５】比較例１実施例１に対する比較例を説明する。

【００５６】この比較例の現像剤Ｔ５〜Ｔ１６は、表３
に示すような材料、平均粒径からなる外添剤を同表に示
す被覆率で付着させたものである。

【００５７】また、上記１２種類の現像剤について実施
例１と同様の方法で帯電特性を測定したところ、酸化チ
タン製の外添剤を付着させた現像剤（Ｔ５〜Ｔ１２）は
｜ｑ _a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たしていたが、シリカ製の
外添剤を付着させた現像剤（Ｔ１３〜Ｔ１６）では｜ｑ
_a｜＞｜ｑ_b｜の関係になった。

【００５８】

【表３】

【００５９】そして、実施例１と同様の方法で上記１２
種類の現像剤の現像濃度を測定したところ、表４に示す
ような結果が得られた。すなわち、Ｔ５，Ｔ６，Ｔ９，
Ｔ１０，Ｔ１３〜Ｔ１６の現像剤は、１０ｍｍ×１０ｍ
ｍ当たりのトナー重量が１０．０ｇ／ｃｍ²未満とな
り、実用的な現像剤では無いことが判った。

【００６０】また、上記現像濃度の測定において、Ｔ１
１，Ｔ１２の現像剤はトナークラウドが発生してしまい
実用的な現像剤では無いことが判り、また、Ｔ７，Ｔ
８，Ｔ９及びＴ１０の現像剤はベタ画像に濃度ムラが発
生してしまい実用的な現像剤では無いことも判った。

【００６１】

【表４】

【００６２】なお、これら１２種類の現像剤において上
記問題が生じるのはそれぞれ以下の理由によるものと考
えられる。外添剤の平均粒径が２０ｎｍ未満の場合（Ｔ５，Ｔ
６）には、現像剤とスリーブ（現像剤担持体）との間に
作用する物理的付着力を弱めることができないため、必
要な現像濃度が得られない。外添剤の平均粒径が１００ｎｍを越える場合（Ｔ７，
Ｔ８）には、現像剤はその流動性が低下して凝集するた
め、現像剤の搬送ムラが生じ、濃度ムラが発生する。外添剤の被覆率が２０％未満の場合（Ｔ９，Ｔ１０）
には、現像剤に必要な流動性を与えることができず、現
像剤が凝集するため、現像剤の搬送ムラが生じ、濃度ム
ラが発生する。外添剤の被覆率が８０％を越える場合（Ｔ１１，Ｔ１
２）には、現像剤とスリーブ（現像剤担持体）との間に
作用する物理的付着力を弱めることができないため、必
要な現像濃度が得られない。また、現像剤とスリーブ
（現像剤担持体）との間に作用する物理的付着力が極端
に低下するため、トナークラウドが発生する。外添剤を添加することによりトナーの帯電性が上がる
場合（Ｔ１３〜Ｔ１６）には、現像剤とスリーブ（現像
剤担持体）との間に作用するクーロン力が強くなるた
め、現像剤とスリーブ（現像剤担持体）との間に作用す
る物理的付着力が向上し、必要な現像濃度が得られな
い。

【００６３】実施例２本願の第二の発明に係る二成分現像剤の実施例を説明す
る。

【００６４】上記現像剤に利用されるトナーは、実施例
１と同様のものである。従って、４種類全てのトナー
は、トナー粒子に対して平均粒径２０ｎｍ以上１００ｎ
ｍ以下の外添剤を被覆率２０％以上８０％以下で付着さ
せたものである。

【００６５】上記現像剤に利用されるキャリアは、磁性
体微粉末（マグネタイト７０ｗｔ％）とポリマ樹脂（ス
チレンアクリル３０ｗｔ％）を混合してなり、平均粒径
４５μｍ、１０００エルステッドの印加磁場に対する飽
和磁化８０ｅｍｕ／ｃｍ³、残留磁化１２．８ｅｍｕ／
ｃｍ³、キャリアの抵抗約１０¹²Ω・ｃｍ、キャリア密
度２．２ｇ／ｃｍ³である。

【００６６】そして、本実施例では、上記キャリアと上
記４種類のトナーとをトナー濃度８ｗｔ％で混合して、
それぞれのトナーの帯電特性を測定したところ、全ての
現像剤について、外添剤を付着させた後のトナーの帯電
量ｑ_aと外添剤を付着させる前のトナーの帯電量ｑ_bとが
｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たしていた。

【００６７】次に、実施例１とほぼ同様の画像形成装置
を用いて非接触現像方式によりベタ画像を現像し、その
ベタ画像のトナー重量を測定すると共に、その１０ｍｍ
×１０ｍｍ当たりのベタ画像中の白ヌケを調べた。その
結果、表５に示すように、４種類の全ての現像剤は、そ
のトナー重量が１０．０ｇ／ｃｍ²以上であって実用可
能であると共に、白ヌケが発生していないことが判っ
た。

【００６８】

【表５】

【００６９】また、上記のブラックトナーに換えて、ポ
リエステル８５ｗｔ％とビグメント・イエロー１５ｗｔ
％とからなるトナー粒子に対して同様に外添剤を付着さ
せたイエロートナーであっても、ポリエステル８７ｗｔ
％とビグメント・レッド１３ｗｔ％とからなるトナー粒
子に対して同様に外添剤を付着させたマジェンタトナー
であっても、あるいは、ポリエステル８７ｗｔ％とビグ
メント・ブルー１３ｗｔ％とからなるトナー粒子に対し
て同様に外添剤を付着させたサイアントナーであって
も、同様の結果が得られた。

【００７０】従って、トナー粒子に対して平均粒径２０
ｎｍ以上１００ｎｍ以下の外添剤を被覆率２０％以上８
０％以下で付着してなり、且つ、上記外添剤を付着させ
た後のトナーの帯電量ｑ_aと外添剤を付着させる前のト
ナーの帯電量ｑ_bとが｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たし
ている現像剤においては、所望の現像濃度が得られると
共に、白ヌケが発生しないことが判る。

【００７１】なお、上記画像形成装置は、実施例１の画
像形成装置と比べて、二成分用現像器を使用した点と、
二成分用現像器のスリーブ（現像剤担持体）の回転速度
が１９８ｍｍ／ｓ、感光体とスリーブとの間隔が０．５
ｍｍ、スリーブ上の現像剤層の厚さが０．３ｍｍ、感光
体とスリーブとの間に印加する電圧が周波数６ｋＨｚ，
Ｖｐ−ｐ１．６ｋＶ，デューティ５０％の交流電圧と−
５００ｖの直流電圧とを重畳したものである点で異な
る。

【００７２】比較例２実施例２に対する比較例を説明する。

【００７３】この比較例では、比較例１で使用した１２
種類のトナーと、実施例２で使用したキャリアとを混合
した１２種類の現像剤を準備した。

【００７４】また、上記１２種類の現像剤について実施
例２と同様の方法でトナーの帯電特性を測定したとこ
ろ、酸化チタン製の外添剤を付着させたトナー（Ｔ５〜
Ｔ１２）は｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たしていたが、
シリカ製の外添剤を付着させたトナー（Ｔ１３〜Ｔ１
６）では｜ｑ_a｜＞｜ｑ_b｜の関係になった。

【００７５】そして、実施例２と同様の方法で上記１２
種類の現像剤の現像濃度を測定したところ、表６に示す
ような結果が得られた。すなわち、Ｔ５，Ｔ６，Ｔ９，
Ｔ１０，Ｔ１３〜Ｔ１６の現像剤は、１０ｍｍ×１０ｍ
ｍ当たりのトナー重量が１０．０ｇ／ｃｍ²未満となる
と共に、画像中に白ヌケが発生しており実用的な現像剤
では無いことが判った。また、上記現像濃度の測定にお
いて、Ｔ１１，Ｔ１２の現像剤はトナークラウドが発生
してしまい実用的な現像剤では無いことが判り、また、
Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９及びＴ１０の現像剤はベタ画像に濃度
ムラが発生してしまい実用的な現像剤では無いことも判
った。

【００７６】

【表６】

【００７７】なお、これら１２種類の現像剤において上
記問題が生じるのはそれぞれ以下の理由によるものと考
えられる。トナーの外添剤の平均粒径が２０ｎｍ未満の場合（Ｔ
５，Ｔ６）には、トナーとキャリアとの間に作用する物
理的付着力を弱めることができないため、必要な現像濃
度が得られない。また、上記物理的付着力によりキャリ
アが感光体に付着し白ヌケが発生する。トナーの外添剤の平均粒径が１００ｎｍを越える場合
（Ｔ７，Ｔ８）には、現像剤はその流動性が低下して凝
集するため、現像剤の搬送ムラが生じ、濃度ムラが発生
する。トナーの外添剤の被覆率が２０％未満の場合（Ｔ９，
Ｔ１０）には、トナーとキャリアとの間に作用する物理
的付着力を弱めることができないため、必要な現像濃度
が得られない。また、上記物理的付着力によりキャリア
が感光体に付着し白ヌケが発生する。更に、現像剤に必
要な流動性を与えることができず、現像剤が凝集するた
め、現像剤の搬送ムラが生じ、濃度ムラが発生する。トナーの外添剤の被覆率が８０％を越える場合（Ｔ１
１，Ｔ１２）には、トナーとキャリアとの間に作用する
物理的付着力が極端に低下するため、トナークラウドが
発生する。外添剤を添加することによりトナーの帯電性が上がる
場合（Ｔ１３〜Ｔ１６）には、トナーとキャリアとの間
に作用するクーロン力が強くなるため、トナーとキャリ
アとの間に作用する物理的付着力が向上し、必要な現像
濃度が得られない。また、上記物理的付着力によりキャ
リアが感光体に付着し白ヌケが発生する。

【００７８】実施例３本願の第三の発明に係る二成分現像剤の実施例を説明す
る。

【００７９】上記現像剤に利用されるトナー粒子は、ポ
リエステル（数平均分子量：４，３００、重量平均分子
量：９，８００、Ｔｇ＝５８°Ｃ）９４ｗｔ％とレジノ
カーミン６Ｂ（レジノカラー）６ｗｔ％とを混練粉砕し
て平均粒径が７μｍとなるように形成したものであり、
負帯電性を有する。なお、上記平均粒径はコールターカ
ウンタ（コールター社製）で測定した。

【００８０】上記トナー粒子に付着させる外添剤は、ポ
リメタクリル酸メチル（数平均分子量：３０，０００、
重量平均分子量：１１２，８００、Ｔｇ＝８０°Ｃ）か
らなり、平均粒径が２０ｎｍ、４０ｎｍ及び５０ｎｍの
ものを準備した。

【００８１】上記現像剤に利用されるキャリアは、スチ
レン−アクリル共重合体（数平均分子量：２３，００
０、重量平均分子量：９８，０００、Ｔｇ＝７８°Ｃ）
３０ｗｔ％と、カーボンブラック（塩基性カーボンブラ
ック：ｐＨ＝８．５）３ｗｔ％と、粒状マグネタイト
（最大磁化８０ｅｍｕ／ｇ、粒径０．５μｍ）６７ｗｔ
％とを混練粉砕後、分級して形成したものであり、平均
粒径４５μｍ、比重２．２、電気抵抗値１０¹²Ωｃｍで
正帯電性を有する。なお、上記平均粒径はマイクロトラ
ック（日機装社製）で測定した。

【００８２】そして、本実施例では、先ず、上記トナー
粒子と上記各外添剤とを被覆率２０％あるいは５０％で
混合して負帯電性のマゼンタトナーを形成し、次に、上
記マゼンタトナーと上記キャリアとをトナー濃度（Ｔ
Ｃ：ＴｏｎｅｒＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）１０ｗ
ｔ％で組み合せて、表７に示すように、外添剤の平均粒
径と被覆率とが異なる６種類の現像剤を形成した。

【００８３】

【表７】

【００８４】また、これらの現像剤におけるトナーの帯
電特性をブローオフ方法で測定したところ、全てのトナ
ーについて、上記外添剤を付着させた後のトナーの帯電
量ｑ _aと外添剤を付着させる前のトナーの帯電量ｑ_bとが
｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たしていた。なお、上記外
添剤を付着させる前のトナーの帯電量ｑ_bは、上記トナ
ー粒子と上記キャリアとを１０ｗｔ％で組み合せた時の
トナーの帯電特性をブローオフ方法で測定した値であ
る。

【００８５】次に、図２に示す画像形成装置を用いて、
上記各現像剤の現像濃度変化、及び、混入の発生状況を
調べた。

【００８６】図２において、２１はプロセススピード３
００ｍｍ／ｓで回転する直径８４ｍｍのＯＰＣ感光体ド
ラム、２２は感光体ドラムを−５５０ｖに帯電する一様
帯電器、２３は４００ｄｐｉの解像度で感光体電位を−
１５０ｖになるまで露光する露光器、２４，２５は２個
の現像器、２６は転写器、２７は剥離器、２８はクリー
ニング手段、２９は除電器、３０はペーパーガイド、及
び、３１は搬送ベルトである。上記各現像器２４，２５
は、図３に示すように、表面にアルマイト処理を施した
アルミニウム製で６００ｍｍ／ｓで回転する直径２５ｍ
ｍの円筒形状のスリーブ３２と、その内部に固定して配
設され、スリーブ３２上の磁束密度が５００Ｇになる７
つの磁極が形成されたマグロール３３と、上記スリーブ
３２の表面に圧接され、スリーブ３２上に供給された現
像剤層を均す現像剤層層厚規制部材３４と、スリーブ３
２に隣り合って配置され、現像剤をミキシングして帯電
すると共にスリーブ３２に供給するパドル３５とを有す
る。

【００８７】そして、上記画像形成装置は、感光体１と
スリーブ３２との間隔を０．５ｍｍに、且つ、スリーブ
３２上の現像剤層の厚さを０．４ｍｍに設定すると共
に、スリーブ３２と感光体１との間に交流電圧（周波数
８ｋＨｚ，Ｖｐ−ｐ１．５ｋＶ）と直流電圧（−５００
ｖ）とを現像バイアスとして印加して、非接触現像方式
により感光体１上に形成された潜像を現像する。

【００８８】また、現像器２４には上記マゼンタ現像剤
を入れると共に、現像器２５にはサイアン現像剤を入れ
た。上記サイアン現像剤はサイアントナーと上記キャリ
アとトナー濃度１０ｗｔ％で混合してなり、また、上記
サイアントナーは、ポリエステル（数平均分子量：４，
３００、重量平均分子量：９，８００、Ｔｇ＝５８°
Ｃ）９４ｗｔ％及びシアニンブルー４９３８（大日精
化）６ｗｔ％を混練粉砕した平均粒径７μｍのサイアン
トナー粒子と、その表面に被覆率５０％の割合で付着さ
れ、平均粒径４０ｎｍのポリメタクリル酸メチル製の外
添剤とからなり、負帯電性を有する。なお、プリント開
始時における上記サイアン現像剤の感光体上の現像トナ
ー重量（Ｍｔ［ｇ／ｍ²］）は８．０ｇ／ｍ²となってい
る。更に、上記画像形成装置による画像形成過程は、先
ず、一様帯電器２２により感光体１表面を−５５０ｖに
帯電し（図４（ａ））、露光器２３によりその感光体１
表面を−１５０ｖになるまで露光し（図４（ｂ））、且
つ、現像器２４により現像して（図４（ｃ））、マゼン
タトナー像を感光体１上に形成し、次に、一様帯電器２
２により再度感光体１表面を−５５０ｖに帯電し（図５
（ａ））、露光器２３によりその感光体１表面を−１５
０ｖになるまで露光し（図５（ｂ））、且つ、現像器２
５により現像して（図５（ｃ））、サイアントナー像を
マゼンタトナー像の上に重ねて上記感光体１上に形成す
るようになっている。

【００８９】上記現像剤の現像濃度変化、及び、混入の
発生状況は、具体的には、プリント開始時における上記
サイアン現像剤の感光体上の現像トナー重量（Ｍｔ［ｇ
／ｍ ²］）が７．８〜８．０ｇ／ｍ²となるように上記各
マゼンタ現像剤のトナー濃度を調整すると共に１０，０
００枚の連続プリントを行わせ、その前後におけるマゼ
ンタ現像剤の現像濃度Ｍｔの変化率と、プリント後の混
色の発生レベルとで調べた。なお、画像濃度からＭｔと
して望ましいレベルは８．０ｇ／ｍ²以上、また、使用
上問題の無いレベルは７．０ｇ／ｍ²以上、使用可能レ
ベルは６．５ｇ／ｍ²以上である。

【００９０】そして、上記現像濃度の変化率ΔＭｔは、
プリント開始時のＭｔ（前）と、１０，０００枚の連続
プリント終了時のＭｔ（後）とした場合、 ΔＭｔ＝Ｍｔ（後）／Ｍｔ（前）と定義した。ちなみに、ΔＭｔとして望ましいレベルは
０．８５以上、また、使用可能レベルは０．８０以上で
ある。また、混色の発生レベルは、サイアン画像中に占
めるマゼンタトナーの面積率を求め、これを混色率
［％］と定義した。ちなみに、混色率として全く問題無
いレベルは１．０％未満、使用可能レベルは１．０％以
上、１．２％未満である。

【００９１】なお、上記１０，０００枚の連続プリント
は、１００枚連続プリントを行った後に３０秒の休止時
間を設けることを１サイクルとし、このサイクルを１０
０回繰り返すものであり、また、第二現像器のサイアン
現像剤は第一現像器のマゼンタ現像剤と共に入れ替え
た。

【００９２】この結果、表８に示すように、上記全ての
現像剤では、Ｍｔが６．５ｇ／ｍ²以上であり、現像濃
度の変化率ΔＭｔが０．８０以上であり、且つ、混色率
も１．２％未満となり、潜像担持体上に形成された潜像
を非接触現像方式により重ね現像しても、現像濃度が長
期に亘ってほぼ所望の値に安定し、且つ、混色が生じ難
いことが判った。また、上記全ての現像剤では、プリン
ト開始直後において、濃度が低下したり、白ヌケが発生
することは無かった。

【００９３】

【表８】

【００９４】また、上記ポリマキャリアに換えてフェラ
イトキャリアを用いて同様の実験を行ったところ、若干
成績が悪かったものの、ある程度の実用性があることが
確認できた。なお、フェライトキャリアにおいて成績が
悪くなる理由としては、フェライトキャリアはその比重
が大きいので、ミキシングされる際のトナーに対するス
トレスが大きくなり、その結果、トナーの帯電性の劣化
が早く生じるためであると考えられる。

【００９５】比較例３実施例３に対する比較例（その１）を説明する。

【００９６】この比較例の現像剤Ｄ７〜Ｄ２０では、表
９に示すような材料、平均粒径からなる外添剤を同表に
示す被覆率で付着させたものである。

【００９７】

【表９】

【００９８】そして、実施例３と同様の方法で上記１４
種類の現像剤の現像濃度変化、及び、混入の発生状況を
調べ＜その結果を表１０に示した。この表１０に示すよ
うに、全ての現像剤について、Ｍｔが６．５ｇ／ｍ²未
満、現像濃度変化量が０．８未満、あるいは、混色率が
１．２以上になり、実用に耐えられないことが判った。

【００９９】

【表１０】

【０１００】なお、上記１４種類の現像剤において上記
問題が生じるのはそれぞれ以下の理由によるものと考え
られる。平均粒径が小さい外添剤を使用した現像剤（Ｄ１３〜
Ｄ１６）では、外添剤がトナー粒子内に埋没してしまう
ため、外添剤によるトナーとキャリアとの間に働く物理
的付着力を低減させる効果が弱まり、現像濃度の変化が
大きくなる。（実際に、Ｄ１３〜Ｄ１６の現像剤を走査
顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、外添剤が埋没して
いるのが観察された。一方、２０ｎｍ以上の外添剤では
埋没が観察されなかった）。平均粒径が大きい外添剤を使用した現像剤（Ｄ１７〜
Ｄ２０）では、トナーとキャリアとの間に作用する物理
的付着力が小さくなると共に、トナーと感光体との間に
作用する物理的付着力も小さくなってしまうので、混色
率が１．２以上になる。外添剤の被覆率が小さい現像剤（Ｄ７，Ｄ９，Ｄ１
１：被覆率１０％）では、現像剤はその流動性が悪くて
凝集するため、帯電量が低下したトナーや逆極性に帯電
するトナーが多数発生し、つまりトナーの帯電不良が生
じて、現像濃度の変化が大きくなる。外添剤の被覆率が大きい現像剤（Ｄ８，Ｄ１０，Ｄ１
２：被覆率６０％）では、トナーとキャリアとの間に働
く物理的付着力が小さくなると共に、トナーと感光体と
の間に作用する物理的付着力も小さくなってしまうの
で、混色率が１．２以上になる。

【０１０１】なお、上記結果より、外添剤の粒径は２０
ｎｍ以上、５０ｎｍ以下であり、且つ、これら外添剤の
トナー粒子に対する被覆率は２０％以上５０％以下が良
いことが判る。

【０１０２】比較例４実施例３に対する比較例（その２）を説明する。

【０１０３】この比較例の現像剤は、実施例３の現像剤
と比べて、外添剤の材料をポリメタクリル酸メチルから
ポリテトラフルオロエチレン（テフロン：登録商標）に
変えた点で異なる。また、本比較例では、表１１に示す
ように、平均粒径が１５，２０，４０，５０，６０ｎｍ
の外添剤を準備し、且つ、それをマゼンタトナー粒子の
表面に１０，２０，５０，６０％の被覆率で被覆させた
トナーを用いて、２０種類の現像剤を形成した。また、
上記２０種類の現像剤のトナーの帯電特性を実施例３と
同様の方法で測定したところ、上記外添剤を付着させた
後のトナーの帯電量ｑ_aと外添剤を付着させる前のトナ
ーの帯電量ｑ_bとが｜ｑ_a｜＞｜ｑ_b｜の関係になってい
た。なお、上記関係になる理由としては、ポリテトラフ
ルオロエチレンはトナーよりも帯電序列が負極性側にあ
るため、キャリアと接触することにより大きく負極性側
に帯電し、それにより、トナーの電荷量は負極性側に大
きくなるものと考えられる。

【０１０４】

【表１１】

【０１０５】そして、実施例３と同様の方法で上記２０
種類の現像剤の現像濃度変化、及び、混入の発生状況を
調べようとしたところ、表１２に示すように、全ての現
像剤について、画像形成開始直後から画像にカブリとム
ラが発生し、実用に耐えられないことが判った。

【０１０６】なお、上記問題が生じる理由としては、ト
ナーが負極性側に大きく帯電するため、Ｍｔを８．０ｇ
／ｍ²以上に設定しようとすると、トナー濃度を極端に
向上させなければならなくなり（上記比較例でも２０ｗ
ｔ％以上に設定している）、その結果、キャリアによる
トナーの拘束が不十分となってトナークラウドが発生し
てカブリが発生するものと考えられ、また、トナー濃度
が高すぎるために現像剤の流動性が低下して凝集し、現
像剤の搬送ムラが生じるものと考えられる。

【０１０７】

【表１２】

【０１０８】

【発明の効果】以上のとおり、本願の第一の発明に係る
現像剤は、トナー粒子に対して平均粒径２０ｎｍ以上１
００ｎｍ以下の外添剤を被覆率２０％以上８０％以下で
付着してなり、且つ、上記外添剤を付着させた後のトナ
ーの帯電量ｑ_aと外添剤を付着させる前のトナーの帯電
量ｑ_bとが｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たしているの
で、潜像担持体上に形成された潜像を非接触現像方式に
より現像しても、所望の現像濃度で現像を行うことがで
きる。

【０１０９】また、本発明の第二の発明に係る現像剤
は、キャリアとトナーとからなり、また、上記トナー
は、トナー粒子に対して平均粒径２０ｎｍ以上１００ｎ
ｍ以下の外添剤を被覆率２０％以上８０％以下で付着し
てなり、且つ、上記外添剤を付着させた後のトナーの帯
電量ｑ_aと外添剤を付着させる前のトナーの帯電量ｑ_bと
が｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たしているので、潜像担
持体上に形成さたる潜像を非接触現像方式により現像し
ても、所望の現像濃度で現像を行うことができると共
に、白抜けが生じることが無い。

【０１１０】次に、本発明の第三の発明に係るカラー現
像剤は、キャリアとトナーとからなり、また、上記トナ
ーは、トナー粒子に対して平均粒径２０ｎｍ以上５０ｎ
ｍ以下の外添剤を被覆率２０％以上５０％以下で付着し
てなり、且つ、上記外添剤を付着させた後のトナーの帯
電量ｑ_aと外添剤を付着させる前のトナーの帯電量ｑ_bと
が｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たしているので、潜像担
持体上に形成された潜像を非接触現像方式により重ね現
像しても、現像濃度が長期に亘ってほぼ所望の値に安定
し、且つ、混色が生じ難い。

【０１１１】更に、本発明の第四の発明に係る画像形成
装置は、上記第一から第三の発明のいずれかに記載の現
像剤を用いて、潜像担持体上に形成される潜像を非接触
現像方式により現像するので、所望の現像濃度で現像を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の現像剤の評価に使用した画像形成
装置の概略図。

【図２】実施例３の現像剤の評価に使用した画像形成
装置の概略図。

【図３】図２の画像形成装置における現像器の概略
図。

【図４】図２の画像形成装置による画像形成工程の説
明図（その１）。

【図５】図２の画像形成装置による画像形成工程の説
明図（その２）。

【符号の説明】

１：感光体（潜像担持体）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安東滋仁神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者笹原慎司神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体上に形成された潜像を非接触
現像方式により現像する際に利用される現像剤におい
て、上記現像剤は、トナー粒子に対して平均粒径２０ｎ
ｍ以上１００ｎｍ以下の外添剤を被覆率２０％以上８０
％以下で付着してなり、且つ、上記外添剤を付着させた
後のトナーの帯電量ｑ_aと外添剤を付着させる前のトナ
ーの帯電量ｑ_bとが｜ｑ _a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たして
いることを特徴とする現像剤。
【請求項２】潜像担持体上に形成された潜像を非接触
現像方式により現像する際に利用される現像剤におい
て、上記現像剤はキャリアとトナーとからなり、上記ト
ナーは、トナー粒子に対して平均粒径２０ｎｍ以上１０
０ｎｍ以下の外添剤を被覆率２０％以上８０％以下で付
着してなり、且つ、上記外添剤を付着させた後のトナー
の帯電量ｑ_aと外添剤を付着させる前のトナーの帯電量
ｑ_bとが｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満たしていることを
特徴とする現像剤。
【請求項３】潜像担持体上に形成された潜像を非接触
現像方式により重ね現像する際に利用されるカラー用現
像剤において、上記カラー用現像剤はキャリアとトナー
とからなり、上記トナーは、トナー粒子に対して平均粒
径２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の外添剤を被覆率２０％以
上５０％以下で付着してなり、且つ、上記外添剤を付着
させた後のトナーの帯電量ｑ_aと外添剤を付着させる前
のトナーの帯電量ｑ_bとが｜ｑ_a｜＜｜ｑ_b｜の関係を満
たしていることを特徴とするカラー用現像剤。
【請求項４】キャリアは、磁性体微粉末とバインダ樹
脂体とを混合して形成したポリマキャリアであることを
特徴とする請求項３記載のカラー用現像剤。
【請求項５】現像剤として請求項１〜４のいずれかに
記載の現像剤を用いて、潜像担持体上に形成された潜像
を非接触現像方式により現像することを特徴とする画像
形成装置。