(57)【要約】【課題】  画質不良の原因となる割れが抑えられた現像剤キャリア、および、この現像剤キャリアに好適な画像形成装置を提供する。【解決手段】  表面に像が形成され該像を保持する像保持体と、像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成部と、トナーと現像剤キャリアとが混合されてなる現像剤を内部に収容し該現像剤中のトナーで前記静電潜像を現像して現像像を形成する、該現像剤キャリアが、磁性粉と樹脂からなる芯材と、該芯材を被覆した樹脂層とを有し、平均球形度が０．９９０以上で、表面粗さＳｍ（凹凸の平均間隔）が１．０μｍ以上のものである現像器と、表面に記録媒体を保持し、該記録媒体を、前記像保持体に所定箇所で近接あるいは接触する搬送経路に沿って搬送する、表面硬度がＨｖ３０以下の搬送ベルトと、像保持体に形成された前記現像像を前記所定箇所で前記記録媒体上に転写する転写器とを備えた。【選択図】        図３
2009300957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉と樹脂からなる芯材と、該芯材を被覆した樹脂層とを有し、平均球形度が０．９９０以上で、表面粗さＳｍ（凹凸の平均間隔）が１．０μｍ以上であることを特徴とする現像剤キャリア。
【請求項２】
前記芯材における前記磁性粉の割合が、９５重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載された現像剤キャリア。
【請求項３】
表面に像が形成され該像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成部と、
トナーと現像剤キャリアとが混合されてなる現像剤を内部に収容し該現像剤中のトナーで前記静電潜像を現像して現像像を形成する、該現像剤キャリアが、磁性粉と樹脂からなる芯材と、該芯材を被覆した樹脂層とを有し、平均球形度が０．９９０以上で、表面粗さＳｍ（凹凸の平均間隔）が１．０μｍ以上のものである現像器と、
表面に記録媒体を保持し、該記録媒体を、前記像保持体に所定箇所で近接あるいは接触する搬送経路に沿って搬送する、表面硬度がＨｖ３０以下の搬送ベルトと、
前記像保持体に形成された前記現像像を前記所定箇所で前記記録媒体上に転写する転写器とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーと混合されて現像剤を構成する現像剤キャリア、および、現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式の画像形成装置が知られている。
【０００３】
この電子写真方式の画像形成装置では、像保持体上に静電潜像を形成しこの静電潜像を、トナーを含んだ現像剤で現像して現像像を形成し、この現像像を記録媒体に転写し、転写した現像像を加熱加圧して現像像を記録媒体上に定着することで記録媒体上に画像が形成される。
【０００４】
また、電子写真方式の画像形成装置には、現像剤で形成された像保持体上の現像像を、搬送ベルトなどで搬送される記録媒体に直接転写する直接転写方式のものと、現像像を一旦転写ベルトに転写しこの現像像をさらに記録媒体に転写する間接転写方式のものとが存在する。これら搬送ベルトや転写ベルトには、長期の耐破断・伸び防止性が要求され、また、直接転写方式に用いられる搬送ベルトには、安定的な用紙吸着性も要求される。このような要求に応えるため、ベルト材料としては、例えば、ポリイミドといった高硬度の樹脂材料が用いられている。
【０００５】
一方、電子写真方式に用いられる現像剤としては、主たる成分として現像剤キャリアとトナーを含んだいわゆる２成分現像剤が一般的に用いられている。この現像剤は像保持体に隣接した現像器に収容され、像保持体と現像器との間に生じさせた電界の作用により、現像剤中のトナーが静電潜像上に付着することで現像が行われている。この際、少量の現像剤キャリアが像保持体上に移行してしまう現象も生じる。
【０００６】
ところが、像保持体に移行した現像剤キャリアが像保持体とベルトの間に挟まれると、ベルトの表面が傷き、ベルトの寿命が著しく低下するおそれがある。
【０００７】
そこで、ベルトの長寿命化のために、ベルトの弾力性および応力緩和率と、現像剤キャリアの形状とを適度に組み合わせる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）
また、近年では、現像剤キャリアとして、流動性、摩擦帯電性の点で優れている重合キャリアが多く採用されている。
【特許文献１】特開２００３−３０７９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の焼結方式で作製された現像剤キャリアは、像保持体とベルトの間に挟まれることで圧力がかかると鋭利な割れが生じ易いという特性を有しており、また、像保持体に現像剤キャリアの破片が突き刺さると、その破片が突き刺さった部分には電荷が保持されず、潜像に関係なくその部分にトナーが付着する色点などの画質不良が引き起こされる。このため、従来の重合キャリアでは、画質不良が頻発するおそれがあり、特に直接転写方式では、間接転写方式より転写電圧が高いために顕著となる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、画質不良の原因となる割れが抑えられた現像剤キャリア、および、この現像剤キャリアに好適な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の現像剤キャリアは、磁性粉と樹脂からなる芯材と、この芯材を被覆した樹脂層とを有し、平均球形度が０．９９０以上で、表面粗さＳｍ（凹凸の平均間隔）が１．０μｍ以上であることを特徴とする。
【００１１】
ここで、上記芯材における上記磁性粉の割合が、９５重量％以下であることが好ましい。
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、表面に像が形成されこの像を保持する像保持体と、
上記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成部と、
トナーと現像剤キャリアとが混合されてなる現像剤を内部に収容しこの現像剤中のトナーで上記静電潜像を現像して現像像を形成する、この現像剤キャリアが、磁性粉と樹脂からなる芯材と、この芯材を被覆した樹脂層とを有し、平均球形度が０．９９０以上で、表面粗さＳｍ（凹凸の平均間隔）が１．０μｍ以上のものである現像器と、
表面に記録媒体を保持し、この記録媒体を、上記像保持体に所定箇所で近接あるいは接触する搬送経路に沿って搬送する、表面硬度がＨｖ３０以下の搬送ベルトと、
上記像保持体に形成された上記現像像を上記所定箇所で上記記録媒体上に転写する転写器とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の現像剤キャリアによれば、現像剤キャリアが割れた場合であっても鋭利な割れが生じにくくできる。
【００１４】
請求項２記載の現像剤キャリアによれば、割れの頻度も抑制できる。
【００１５】
請求項３記載の画像形成装置によれば、現像剤キャリアの鋭利な破片に起因する画質不良を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、プリンタを示す図である。
【００１８】
図１に示されるプリンタ１は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ）、およびＫ（ブラック）の各色トナー像を形成するために備えられた像形成部１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋと、搬送ベルト２００の表面に用紙を載せて搬送する用紙搬送部２０と、用紙上にトナー像を定着させる定着部３０と、用紙が収容された用紙カセット５０から用紙を引き出す用紙引出部４０と、用紙引出部４０によって用紙カセット５０から引き出された用紙を用紙搬送部２０に渡すと共に、定着部３０を経由した用紙をプリンタ１の上面に排出する用紙搬送ローラ６０とを備えている。
【００１９】
Ｃ、Ｍ、Ｙ、およびＫの各色の像形成部１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋは、感光体ロール１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ、１００Ｋと、各感光体ロールの表面を帯電させる帯電ロール１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙ、１０２Ｋと、帯電された各感光体ロールに、形成するトナー像に応じた露光光を照射することで、各感光体ロール表面に静電潜像を形成する露光器１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｙ、１０３Ｋと、トナーと磁性キャリアを含む現像剤中のトナーで静電潜像を現像する現像器１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋと、静電潜像が現像されたことで各感光体ロールの表面に形成されたトナー像を搬送されてきた用紙上に転写する転写ロール１０４Ｃ、１０４Ｍ、１０４Ｙ、１０４Ｋとを有している。
【００２０】
用紙搬送部２０は、表面に用紙を保持しながら循環移動する循環ベルト２００と、この循環ベルト２００が架け回された状態で駆動し、この架け回された循環ベルト２００を循環させる駆動ローラ２０１と、循環ベルト２００にテンションを与えるテンションローラ２０２と、循環ベルト２００の循環移動をガイドするガイドローラ２０３とを有している。
【００２１】
定着部３０は、用紙上に転写されたトナー像を加圧および加熱するための加圧ロール３０１と加熱ロール３０２とを有している。
【００２２】
ここで、このプリンタ１における、フルカラー画像の形成動作について説明する。
【００２３】
このプリンタ１では、４つの像形成部の最下段に位置する、Ｃ（シアン）の像形成部１０Ｃによるトナー像形成がまず開始され、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１００Ｃの表面に、帯電ローラ１０２Ｃにより所定の電荷が付与され、露光器１０３Ｃにより感光体ロール１００Ｃの表面にシアンのトナー像に対応する露光光が照射され静電潜像が形成される。その静電潜像は、現像器１０１Ｃによりシアンのトナーで現像され、感光体ロール１００Ｃの表面にはシアンのトナー像が形成される。感光体ロール１００Ｃの表面に形成されたシアンのトナー像は、既に循環移動を開始している循環ベルト２００の表面に保持されている用紙上の所定位置に転写ローラ１０４Ｃによって転写される。
【００２４】
マゼンタ色の像形成部１０Ｍでは、循環ベルト２００の表面に保持された用紙上に転写されたシアンのトナー像がマゼンタ色用の転写ローラ１０４Ｍに到達するタイミングに合わせて、感光体ロール１００Ｍの表面に形成されたマゼンタ色のトナー像が転写ローラ１０４Ｍに到達するように、マゼンタ色のトナー像の形成が開始される。これにより、マゼンタ色のトナー像は、転写ローラ１０４Ｍによって、用紙上に既に転写されているシアンのトナー像の上に重ねて転写される。
【００２５】
続いて、イエロ用およびブラック用の像形成部１０Ｙ、１０Ｋそれぞれによる、イエロおよびブラックのトナー像の形成が上述したのと同様のタイミングで行われ、形成されたイエロおよびブラックのトナー像は、転写ローラ１０４Ｙ、１０４Ｋそれぞれによって、既に用紙上に転写されているシアンおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。このようにして、循環ベルト２００に保持された用紙上に転写された４色のトナー像は、用紙とともに定着部３０へ搬送され、用紙上に加圧および加熱されることで定着され、トナー像が定着された用紙は、プリンタ１の上面に排出される。このプリンタ１が、本発明の画像形成装置の一例に相当する。
【００２６】
ここで、トナー像の形成、および、用紙へのトナー像の転写のメカニズムについて簡単に説明する。
【００２７】
図２は、シアン用の像形成部の概略構成図である。
【００２８】
図２には、シアンの像形成部１０Ｃの構成要素である、感光体ロール１００Ｃ、現像器１０１Ｃ、帯電ローラ１０２Ｃ、および転写ローラ１０４Ｃと、循環ベルト２００とが示されている。尚、ここでは、代表的にシアンの像形成部１０Ｃを取り上げて説明するが、以下に説明する内容は他の色の像形成部についても同様である。
【００２９】
まず、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１００Ｃには、帯電ローラ１０２Ｃにより表面にマイナス極性の電荷が付与されて、感光体ロール１００Ｃの表面はマイナス極性に帯電される。その後、露光器１０３Ｃ（図１参照）から照射された、シアンのトナー像に対応した露光光（図２中の点線）が、マイナス極性に帯電された感光体ロール１００Ｃの表面に照射されると、この露光光が照射された部分のマイナス極性の電荷は除去されて静電潜像が形成される。一方、現像器１０１Ｃには、前述したように、トナーと、このトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子でもある磁性キャリアとを含む現像剤が収容されており、現像器１０１Ｃでは、収容した現像剤を攪拌し、この攪拌によりトナーと磁性キャリアとを摩擦させている。この摩擦により、トナーはマイナス極性に帯電し、磁性キャリアはプラス極性に帯電する。このため、現像剤１０１Ｃでは、トナーは磁性キャリアに静電的に付着してこれらは渾然一体となっている。また、現像器１０１Ｃには、渾然一体となったトナーと磁性キャリアを表面に保持しながら矢印Ｂ方向に回転する、マイナス極性のバイアスが印加された現像ロール１０１０Ｃが備えられている。この現像ロール１０１０Ｃは、図示は省略するが、円柱状のマグネットロールとその外周を回転可能に覆う円筒状のスリーブとからなるものである。トナーは、現像ロール内部のこのマグネットロールの磁力により磁性キャリアが引きつけられることでスリーブ上に保持される。マグネットロールに対し回転するスリーブ上に保持されたトナーは、感光体ロール１００Ｃと現像ロール１０１０Ｃとの間に運ばれると、感光体ロール１００Ｃの表面に形成された上述の静電潜像と現像ロール１０１０Ｃとの間の電位差により発生した電界により磁性キャリア１０から離れて静電潜像側に飛翔し、これにより、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１００Ｃの表面には、シアンのトナー像が形成される。転写ロール１０４Ｃはプラス極性に帯電されており、感光体ロール１００Ｃの表面に形成されたシアンのトナー像はマイナス極性であることから、シアンのトナー像は、循環ベルト２００越しに転写ロール１０４Ｃによって引きつけられて用紙上に転写される。以上が、トナー像の形成、および、用紙へのトナー像の転写のメカニズムである。
【００３０】
ここで、各色のトナー像を、循環移動する循環ベルト２００上に保持されている用紙の目標位置に順次転写するためには、循環ベルト２００の伸びなどによる循環ベルト２００のテンションの変動を抑制する必要がある。また、現像器１０１Ｃから感光体ロール表面に移行したキャリアが、感光体ロール１００Ｃと循環ベルト２００との間に挟まれて割れることで、その破片が感光体ロール表面へ突き刺さると、画像上に色点が発生する要因となるため、現像器１０１Ｃから感光体ロール表面に移行したキャリアの割れを抑制する必要がある。
【００３１】
そこで、このプリンタ１の循環ベルト２００には、硬度がＨｖ２９のものが使用されている。これは、循環ベルト２００の硬度がＨｖ１０以下では、ベルト径ムラによりテンションの変動が発生しやすく、また、循環ベルト２００の硬度がＨｖ３０以上では、感光体ロール１００Ｃの表面に磁性キャリアが移行している場合にその磁性キャリアの割れが頻発しやすくなるためである。
【００３２】
また、このプリンタ１では、現像器１０１Ｃから感光体ロール表面に移行した磁性キャリア１０が、感光体ロール１００Ｃと循環ベルト２００との間に挟まれて割れても、その破片が、感光体ロール１００Ｃに突き刺さるような鋭利な形状を有さないような工夫がなされている。
【００３３】
図３は、現像器に収容されている現像剤の模式図である。
【００３４】
図３には、磁性キャリア１０とトナー２０とを含む現像剤が示されている。
【００３５】
図３に示すトナー２０は、磁性キャリア１０の表面に塗された状態となっている。
【００３６】
図３に示す磁性キャリア１０は、芯材粒子１１と、この芯材粒子１１を被覆するメラミン樹脂層１２と、このメラミン樹脂層１２をさらに被覆するスチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂層１３とを有している。この磁性キャリア１０が、本発明の現像剤キャリアの一例に相当する。
【００３７】
また、図３に示す芯材粒子１１は、粒径が５μｍの第１球状マグタイト１１１（図中では‘●’印）と、粒径が０．３μｍの第２球状マグタイト１１２（図中では、‘×’印）と、フェノール樹脂１１３（図中では、‘△’印）とで構成されている。
【００３８】
この磁性キャリア１０は、マグタイトをフェノール樹脂で結着した芯材粒子１１を用いて体積抵抗率を低く抑えることで現像性の向上が図られ、メラミン樹脂でコーティングすることで体積抵抗率を向上させることで高画質化が図られている。さらに、この磁性キャリア１０は、帯電制御性等を向上させるために、メラミン樹脂でコーティングされた芯材粒子１１がスチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂でコーティングされている。
【００３９】
ここで、芯材粒子１１、メラミン樹脂層１２、およびスチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂層１３とからなる磁性キャリア１０の製造方法について説明する。
【００４０】
以下の説明において「部」及び「％」は、特に断りのない限り「質量部」及び「質量％」を意味する。
【００４１】
まず、ヘンシェルミキサーに、平均粒子径０．５μｍの球状マグネタイト粒子１１１を３５０部、０．３μｍの球状マグネタイト粒子１１２を１５０部投入し、十分に攪拌した後、チタネート系カップリング剤５．０部を添加し、約１００℃まで昇温し３０分間良く混合攪拌することによりチタネート系カップリング剤被覆された球状マグネタイト粒子を得た。
【００４２】
次に、四つ口フラスコに、フェノール６．２５部、３５％ホルマリン９．２５部、親油化処理された上記球状マグネタイト粒子５００部と２５％アンモニア水６．２５部、水４２８部を攪拌混合した。さらに、攪拌しながら６０分間で８５℃に上昇させ、同温度で１２０分間反応させた。その後、２５℃まで冷却し、５００ｍｌの水を添加した後、上澄み液を除去、沈殿物を水洗した。これを減圧下、１５０〜１８０℃で乾燥して粒径３５μｍの芯材粒子を得た。この芯材粒子中の磁性粉の含有割合である、マグタイトの重量パーセントは９５％であった。尚、フェノール樹脂とは、フェノールとホルマリン（ホルムアルデヒドの３７％水溶液）とを反応させたものである。
【００４３】
上記で得られた芯材粒子１１に、メラミン３．００部、３５％ホルマリン５．００部、２５％アンモニア水６．２５部、水４２８部を加え攪拌混合した。その後、攪拌しながら６０分間で９０℃に上昇させ、３時間反応させた。その後、これを減圧下、１５０〜１８０℃で乾燥して粒径３５μｍの芯材粒子を得、その後、２５℃まで冷却し、５００ｍｌの水を添加した後、上澄み液を除去、沈殿物を水洗し風乾後、減圧下、１５０〜１８０℃で乾燥して、メラミン樹脂層１２で被覆された芯材粒子１１を得た。
【００４４】
ここで、下記組成の成分をの６０分間スターラーにて撹拌／分散し、スチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂層１３用のスチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂溶液を調製した。
・  トルエン：６５部
・  スチレン−メタクリレート共重合体（成分比、２５：７５）：１１部
・  カーボンブラック（Ｒｅｇａｌ３３０；キャボット社製）：０．３部
その後、スチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂溶液を１２部と、メラミン樹脂層１２で被覆された芯材粒子１１を１００部とを真空脱気型ニーダに入れ、９０℃で３０分撹拌した後、更に温度を７０℃にし、６５ｋＰａで５分、７０ｋＰａで３分攪拌した後さらに減圧して脱気、乾燥させた。更に目開き７５μｍのメッシュを通すことにより、メラミン樹脂層１２で被覆された芯材粒子１１を、さらにスチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂で被覆した、表面粗さＳｍが１．０μｍで平均球形度が０．９９０の磁性キャリア１０を得た。
【００４５】
尚、磁性キャリアに用いられる芯材粒子の材料としては、マグネタイト以外でも特に制限はなく、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の磁性金属、又は、フェライト等の磁性酸化物、磁性微粒子を樹脂中に分散させた磁性粒子分散型粒子、ガラスビーズ等が挙げられ、この中でもキャリア表面の形状を制御しやすい点で、マグネタイトおよび磁性粒子分散型粒子が好ましい。
【００４６】
芯材粒子１０を直接被覆する第１の被覆層の材料としては、上述のメラミン樹脂の他に、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、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が挙げられ、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、ポリアミド樹脂が好ましい。また、上記第１の被覆層の厚みは、キャリア表面の形状を制御しやすい点で、０．０１〜０．５０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．０１〜０．２０μｍである。
【００４７】
メラミン樹脂層１２で被覆した芯材粒子１０をさらに被覆する第２の被覆材料としては、上述のスチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂の他に、キャリア用の樹脂層材料として用いられているものであれば公知の樹脂が利用でき、二種類以上の樹脂をブレンドして用いてもよい。この第２の被覆層を構成する樹脂としては大別すると、トナーに帯電性を付与するための帯電付与樹脂と、トナー成分のキャリアへの移行を防止するために用いられる表面エネルギーの低い樹脂とが挙げられる。尚、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挙げられる。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。
【００４８】
トナー成分のキャリアへの移行を防止するために用いられる表面エネルギーの低い樹脂としては、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挙げられる。
【００４９】
また、この第２の被覆層には、電気抵抗調整を目的として導電性微粒子を添加してもよい。導電性微粒子としては、カーボンブラックの他にも、金属粉、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が挙げられる。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。更に、第２の被覆層には、帯電制御を目的として樹脂微粒子を含有してもよい。樹脂微粒子を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が利用できる。熱可塑性樹脂の場合、ポリオレフィン系樹脂、例えば、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。
【００５０】
また、芯材粒子１１１を直接被覆する第１の被覆層の形成については、上述の浸漬法の他に、芯材粒子１１１の表面に噴霧するスプレー法、芯材粒子１１１を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター法等が挙げられる。第１の被覆層は、第２の被覆層形成溶液に溶解しない樹脂が好ましく、特に熱硬化性樹脂がより好ましい。
【００５１】
また、第２の被覆層の形成は、上述したニーダーコーター法以外に、浸漬法、スプレー法、流動床法等が挙げられる。
【００５２】
また、第２の被覆層を形成するための第２の被覆層形成用溶液の溶剤としてトルエンを使用したが、マトリックス樹脂を溶解するものであればこれに限定されるものではなく、例えば、キシレ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。以上が、このプリンタ１で使用する磁性キャリア１０の製造法についての説明である。
【００５３】
上述のように製造された磁性キャリア１０は、平均球形度が０．９９０とほぼ球形であることで、感光体ロール１００Ｃと循環ベルト２００との間に挟まれても圧力が分散されて割れにくく、また、表面粗さＳｍが１．０μｍであることで、感光体ロール１００Ｃと循環ベルト２００との間に挟まれて圧力がかかっても、表層の崩壊は引き起こされるものの、鋭利な破片を生み出すような大きな割れの発生は抑制されている。さらに、磁性キャリア１０は、芯材粒子１１中の磁性粉（マグタイト）の重量パーセントが９５％となっている。この磁性粉の重量パーセントが９５％以下であると、磁性粉同士の結着剤としての樹脂分の確保が図られて磁性キャリアは割れにくくなる。
【００５４】
本実施形態では、平均球形度の調整は、芯材粒子１１に含まれるマグネタイトの粒径を調節することによりなされ、表面粗さＳｍ（凹凸の平均間隔）の調整は、第２の被覆層を形成するためのスチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂中のスチレン−メチルメタクリレート共重合の重量％を調節することによりなされる。
【００５５】
尚、以上の実施形態では、芯材粒子１１中の磁性粉の重量％が９５％以下である好適な例を挙げて説明したが、本発明では、この磁性粉重量パーセントが９５％を超えても基本的な効果は減却されない。
【００５６】
次に、本発明について行った実験について説明する。
【００５７】
以下に示す実験（実施例１から実施例４および比較例１から比較例５）は、Ｄｅｌｌ社製のカラープリンタ３１１０ｃｎを、表面硬度の異なる用紙搬送ベルトの交換が自在で、平均球形度、磁性粉含有重量％、および、表面粗さＳｍのうちの少なくともいずれか一つが異なる磁性キャリアを共通のトナーと共にそれぞれ収容した現像器の交換が自在なものに改造した改造機において、画像密度が５％の各色チャートのプリントを１クールあたり５枚連続で行い、これを１６００クール繰り返した後の、感光体ロール表面へ‘移行した磁性キャリア量’、‘感光体ロールの傷’、‘色点の有無’、および‘その他’を総合的に‘判定’したものである。
【００５８】
磁性キャリアについては、７種類を用意した。各磁性キャリアの製造方法は以下の通りである。
［磁性キャリア１］
４つ口フラスコに、第１球状マグネタイトとして平均粒径５μｍの球状マグネタイトを３５０部と、第２球状マグネタイトとして平均粒径０．３μｍの球状マグネタイトを１５０部と、フェノール樹脂を９５部と、水とを入れて撹拌混合しながら６０分間で８５℃に上昇させ、同温度で１２０分間反応させた。その後、２５℃まで冷却し、さらに水を添加した後、上澄み液を除去、沈殿物を水洗いした。これを減圧下、１５０℃〜１８０℃で乾燥して芯材粒子１を得た。この芯材粒子中の磁性粉重量％は、８４重量％であった。
【００５９】
この芯材粒子１とメラミン樹脂１０部と水とを撹拌しながら６０分間で９０℃に上昇させ、３時間反応させた後、これを減圧下、１５０℃〜１８０℃で乾燥させた後２５℃まで冷却し、さらに水を添加した後、上澄み液を除去、沈殿物を水洗いし、風乾後、減圧下、１５０℃〜１８０℃で乾燥してメラニン樹脂層で被覆された芯材粒子１を得た。
【００６０】
メラニン樹脂層で被覆された芯材粒子１を１００重量部とスチレン-メタクリレート１．５部をスチレン-メタクリレート濃度が２０重量％になるように調整した溶液とを真空脱気型ニーダーに入れ、９０℃で３０分撹拌した後、さらに、温度を７０℃にし、減圧して脱気、乾燥させた。さらに、目開き７５μｍのメッシュを通すことで、メラニン樹脂層で被覆された芯材粒子１を、さらに、スチレン−メチルメタクリレート樹脂で被覆した磁性キャリア１を作製した。この磁性キャリア１の表面粗さＳｍ（凹凸の平均間隔）は１μｍで、平均球形度は０．９９０であった。
［磁性キャリア２］
フェノール樹脂が２５部であることで、芯材粒子中の磁性粉重量％が９５重量パーセントなっている点を除き、磁性キャリア１と同じである。
［磁性キャリア３］
フェノール樹脂が２０部であることで、芯材粒子中の磁性粉重量％が９６重量パーセントなっている点を除き、磁性キャリア１と同じである。
［磁性キャリア４］
スチレン−メチルメタクリレート共重合の重量％がｄ重量％であるスチレン−メチルメタクリレート樹脂（１．２部）を用いた以外は、磁性キャリア２と同じである。この磁性キャリア４の表面粗さＳｍ（凹凸の平均間隔）は０．９μｍで、平均球形度は０．９９０であった。
［磁性キャリア５］
第１球状マグネタイトとして平均粒径０．６μｍの球状マグネタイトを用い、スチレン−メチルメタクリレート共重合の重量％がｆ重量％であるスチレン−メチルメタクリレート樹脂（1.5部）を用いた以外は、磁性キャリア２と同じである。この磁性キャリア５の表面粗さＳｍ（凹凸の平均間隔）は０．５μｍで、平均球形度は０．９９５であった。
［磁性キャリア６］
第１球状マグネタイトとして平均粒径７μｍの球状マグネタイトを用いた以外は、磁性キャリア２と同じである。この磁性キャリア６の表面粗さＳｍ（凹凸の平均間隔）は１μｍで、平均球形度は０．９８７であった。
［磁性キャリア７］
第１球状マグネタイトは使用せずに、第２球状マグネタイトとして平均粒径０．３μｍの球状マグネタイトを５００部にし、さらに、第１の被覆材であるメラミン樹脂による被覆処理、および、第２の被覆材であるスチレン−メチルメタクリレート樹脂による被覆処理を省いた場合である。この磁性キャリア７の表面粗さＳｍ（凹凸の平均間隔）は０．０２μｍで、平均球形度は０．９９８であった。
【００６１】
【表１】
2009300957.tif 000003
【００６２】
表１には、これら実施例および比較例のそれぞれにおいて使用した各磁性キャリアの、第１球状マグネタイトの‘粒径’および‘重量部’と、第２球状マグネタイトの‘粒径’および‘重量部’と、フェノール樹脂の‘重量部’と、‘磁性粉重量％’と、芯材粒子の第１の被覆材であるメラミン樹脂の‘重量部’と、第２の被覆材であるスチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂の‘重量部’およびスチレン−メチルメタクリレート共重合の‘重量％’と、‘表面粗さＳｍ’と、‘平均球形度’とが示されている。
【００６３】
次に、用紙搬送ベルトについては、ポリアミドイミドからなる、表面硬度が１０、２９、３０の３種類のものを用意した。
【００６４】
以上に示した種類の材料のうち、実施例１は、磁性キャリア１と、硬度１０の用紙搬送ベルトとを使用した場合である。
【００６５】
実施例２は、磁性キャリア１と、硬度２９の用紙搬送ベルトとを使用した場合である。
【００６６】
実施例３は、磁性キャリア２と、硬度２９の用紙搬送ベルトとを使用した場合である。
【００６７】
実施例４は、磁性キャリア３と、硬度２９の用紙搬送ベルトとを使用した場合である。
【００６８】
比較例１は、磁性キャリア１と、硬度３０の用紙搬送ベルトとを使用した場合である。
【００６９】
比較例２は、磁性キャリア４と、硬度２９の用紙搬送ベルトとを使用した場合である。
【００７０】
比較例３は、磁性キャリア５と、硬度２９の用紙搬送ベルトとを使用した場合である。
【００７１】
比較例４は、磁性キャリア６と、硬度２９の用紙搬送ベルトとを使用した場合である。
【００７２】
比較例５は、磁性キャリア７と、硬度２９の用紙搬送ベルトとを使用した場合である。
【００７３】
これら実施例および比較例それぞれについての実験結果に対する‘判定’は以下に示すようにした。
◎：問題なし
○：ほぼ問題なし
△：許容範囲内
×：問題あり
【００７４】
【表２】
2009300957.tif 000004
【００７５】
表２には、各実施例および各比較例における実験条件である、使用した‘磁性キャリアの種類’と、使用した磁性キャリアの‘表面粗さＳｍ’、‘球形度’、および‘磁性粉重量％’と、用紙搬送ベルトの‘ベルト硬度’と、感光体ロール表面へ‘移行した磁性キャリア量’と、‘感光体ロールの傷’と、‘色点の有無’と、‘その他’と、‘判定’とが示されている。
【００７６】
実施例１では、磁性粉重量％が８４重量％のために現像剤の体積抵抗率が高く、現像性が低下してわずかに濃度が低下した。しかし、磁性粉重量％が８４重量％と結着剤としての樹脂分が多く、球形度も０．９９０であることで磁性キャリアの割れは抑えられている上に、用紙搬送ベルトの硬度が１０と低いことから、さらに磁性キャリアの割れは抑えられている。また、Ｓｍも１μｍであることで、感光体ロールに傷はみられず、割れた磁性キャリアが感光体ロールに突き刺さることで引き起こされる色点も見られなかったが、現像性の低下と低硬度のためにベルトに傷が発生していることで、判定は‘△’であった。
【００７７】
比較例１では、現像性が低下してわずかに濃度が低下し、また、用紙搬送ベルトの硬度が３０であることで、磁性キャリアの小さな破片によっても感光体ロールが傷つけられ、３箇所で破片が感光体ロールに突き刺さったことによる色点が見られた。これにより、‘判定’は‘×’であった。
【００７８】
実施例２では、現像性が低下してわずかに濃度が低下した。しかし、磁性粉重量％が８４重量％であり、球形度も０．９９０であることで磁性キャリアの割れは抑えられており、Ｓｍが１μｍで用紙搬送ベルトの硬度が２９では、感光体ロールに傷はみられず、色点も見られなかったことで、判定は‘○’であった。
【００７９】
実施例３では、磁性粉重量％が９５重量％のために現像剤の体積抵抗率が低く、現像性に問題は無く、球形度も０．９９０であることで、磁性粉重量％が９５重量％であっても磁性キャリアの割れは抑えられ、Ｓｍが１μｍで用紙搬送ベルトの硬度が２９では、感光体ロールに傷はみられず、色点も見られなかった。これにより、‘判定’は‘◎’であった。
【００８０】
実施例４では、磁性粉重量％が９６重量％のために体積抵抗率が下がりすぎて感光体ロールへの磁性キャリアの移行が多少見られた。球形度が０．９９０であり、Ｓｍが１μｍであることで大きな割れはないものの、磁性粉重量％が９６重量％で結着樹脂分が少ないことによる過剰な小破片の発生により、用紙搬送ベルトの硬度が２９であっても感光体ロールに傷が見られた。しかしながら、色点の発生が見られなかったことで、判定は‘○’であった。
【００８１】
比較例２では、球形度が０．９９０であるもののＳｍが０．９であることで磁性キャリアが大きく割れやすく、用紙搬送ベルトの硬度が２９であっても、磁性キャリアの大きな破片によって感光体ロールが傷つけられ、３箇所で破片が感光体ロールに突き刺さったことによる色点が見られた。これにより、‘判定’は‘×’であった。
【００８２】
比較例３では、球形度が０．９９５とほぼ真球であるものの、Ｓｍが０．５であることで磁性キャリアが大きく割れやすく、用紙搬送ベルトの硬度が２９であっても、磁性キャリアの大きな破片によって感光体ロールがかなり傷つけられ、８箇所で破片が感光体ロールに突き刺さったことによる色点が見られた。これにより、‘判定’は‘×’であった。
【００８３】
比較例４では、Ｓｍが１であるものの、球形度が０．９８７であることで磁性キャリアが大きく割れやすく、用紙搬送ベルトの硬度が２９であっても、磁性キャリアの大きな破片によって感光体ロールが傷つけられ、３箇所で破片が感光体ロールに突き刺さったことによる色点が見られた。これにより、‘判定’は‘×’であった。
【００８４】
比較例５では、球形度が０．９９８であるもののＳｍが０．０２であることで磁性キャリアが大きく割れやすく、用紙搬送ベルトの硬度が２９であっても、磁性キャリアの大きな破片によって感光体ロールが酷く傷つけられ、１０箇所以上で破片が感光体ロールに突き刺さったことによる色点が見られた。これにより、‘判定’は‘×’であった。
【００８５】
以上の結果から、色点の発生を抑制するには、磁性キャリアについては、Ｓｍが１以上で球形度が０．９９０以上、かつ、用紙搬送ベルトの硬度が３０未満である必要がある点が確認できた。さらに、磁性キャリア中の芯材粒子の磁性粉の重量％が９５％以下であると、芯材粒子の結着性を確保することで磁性キャリアの割れを抑えると共に、感光体ロールへの磁性キャリアの移行も抑制できる点が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】プリンタを示す図である。
【図２】シアン用の像形成部の概略構成図である。
【図３】現像器に収容されている現像剤の模式図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  プリンタ
１０  磁性キャリア
１１  芯材キャリア
１１１  第１球状マグタイト
１１２  第２球状マグタイト１１２
１１３  フェノール樹脂
１２  メラミン樹脂層
１３  スチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂層
２００  搬送ベルト
【図１】
2009300957.tif 000005
【図２】
2009300957.tif 000006
【図３】
2009300957.tif 000007