JP2002357930A

JP2002357930A - 電子写真現像剤用キャリア及び該キャリアを用いた現像剤

Info

Publication number: JP2002357930A
Application number: JP2002053220A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Kobayashi; 弘道小林; Takeshi Itakoshi; 剛板越; Yasuhiko Kataoka; 泰彦片岡; Yuji Sato; 祐二佐藤
Original assignee: Powdertech Co Ltd
Current assignee: Powdertech Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2002-12-13
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: JP3884978B2

Abstract

(57)【要約】【課題】現像機内及びスリーブ上での流動性が良好
で、キャリア付着、トナー飛散、カブリがなく、高画像
濃度、細線やドットの再現性等に優れた高画質が長期に
わたって達成できる電子写真現像剤用キャリア及び該キ
ャリアを用いた現像剤を提供する。【解決手段】下記式（１）で示される流動性指数（Ｆ
１）が６３〜７５ｓｅｃ／（５０・ｃｍ³）、及び下記
式（２）で示される流動性指数（Ｆ２）が３０〜１００
Ｏｅ・ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする電子写真現像
剤用キャリア。Ｆ１＝ＡＤ×ＦＲ … （１）Ｆ２＝ＡＤ×Ｈｃ … （２）（式中、ＡＤは見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）、ＦＲは流動
度（ｓｅｃ／５０ｇ）、Ｈｃ（Ｏｅ）は保磁力をそれぞ
れ示す）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナーと混合され
て使用される二成分系電子写真用現像剤用キャリア及び
該キャリアを用いた現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子写
真法に使用される二成分現像剤は、トナーとキャリアよ
り構成されており、キャリアは現像機内でトナーと撹拌
混合され、トナーに所望の電荷を与え、電荷を帯びたト
ナーを感光体上の静電潜像に運び、トナー像を形成させ
る担体物質である。そして現像剤は現像によって消費さ
れたトナーを補充しながら反復使用される。

【０００３】近年、電子写真方式を用いた複写機、ファ
クシミリやプリンター等の装置が広く普及するに従い、
その使用用途も多様化しているが、市場では特に高画質
化、長寿命化の要求が高まり、さらに低コスト化に対応
するために装置の小型化の要求が高まっている。

【０００４】高画質化の要求に対しては、従来からトナ
ーの小粒径化が提案されてきた。トナーの小粒径化に伴
いトナー粒子の帯電能力が低下する傾向にあるため、充
分な帯電能力を与えるためにキャリアを小粒径化し、比
表面積を大きくする必要がある。しかし、小粒径キャリ
アは流動性が悪く、トナーとの摩擦帯電が遅く帯電の立
ち上がりが悪いために、トナー飛散等の問題が生じる原
因となっていた。この問題点の改良のため撹拌強度を高
める等の方法が考えられているが、撹拌強度を高める
と、現像剤へのストレスが高まり、キャリア表面へのト
ナーの付着、いわゆるスペントやキャリアコート膜の剥
離が生じ易く、現像剤特性の劣化を助長するため長期に
わたって良好な現像剤特性を維持できないという問題点
があった。

【０００５】また、近年、装置の小型化に伴い、高画
質、長寿命の要求を少量の現像剤で達成する必要があ
る。さらに装置の小型化により、装置内にある現像剤の
撹拌部やスリーブへの現像剤供給部分に流れ規制板等の
部材を充分に配置することが難しくなっている。これに
よりトナーとキャリアを摩擦帯電する撹拌部において
は、速やかな摩擦帯電が起こり、かつ現像剤劣化が起こ
らない程度のストレスであり、またスリーブ上では、均
一でかつ柔らかい穂が形成されるような現像剤が求めら
れている。

【０００６】これまでに、高画質化、キャリア付着軽
減、長寿命化等のために幾つかの現像剤が提案されてい
る。

【０００７】特開昭５９−１０４６６３号公報では、キ
ャリアの飽和磁化を５０ｅｍｕ／ｇ以下にすることが提
案されているが、このような飽和磁化が低いだけのキャ
リアを用いるとマグネットローラーとの付着力が低下
し、キャリア付着が充分に改良できなかった。

【０００８】特公平４−３８６８号公報には、保磁力が
３００ガウス以上という、いわゆるハードフェライトを
キャリアとして用いることが提案されているが、これは
高保磁力であるハードフェライトを使うために装置、特
にマグネットローラーやスリーブを特別な構造にするこ
とが好ましく、装置の小型化には適さない。また高保磁
力のため搬送性が悪いという問題点があり、トナーとキ
ャリアが充分に撹拌されないため、速やかな摩擦帯電が
得られないためにトナー飛散等の問題があった。

【０００９】特許第３００５１２０号には、１０００エ
ルステッドの磁場中における磁化の強さと磁化の強さの
立ち上がりを制御することによって上記の問題点を解決
する方法が提案されているが、キャリア付着の改良が充
分ではなかった。また同公報に記載のキャリアは、磁気
ブラシの穂が短いためにキャリアチェーンがスリーブの
磁極間をまたいで形成することが難しく、穂が立った状
態で感光体と接触する場合があり、充分な穂の柔らかさ
を得ることができなかいため、高画質化が充分ではなか
った。

【００１０】特開平６−３３２２３７号公報には、現像
剤の搬送性をよくするために、流動性を一定レベルにコ
ントロールすることが提案されている。しかし、これは
単位重量当たりの流動度を規定しているものであるが、
実際の装置は決められた容積の中で現像剤が流動してお
り、この範囲でコントロールしても充分な効果が得られ
ないという問題があった。さらに残留磁化、保磁力が低
すぎると、磁気ブラシ上でのキャリアチェーンが疎にな
り易く充分な現像能力が得られない上に、磁気ブラシ上
での現像剤の流動性をコントロールすることが難しく、
長期にわたって高画質を保持することが難しい。

【００１１】特開平７−１７５２６４号公報には、キャ
リア芯材の流動性と見掛け密度を制御し、不均一なコー
ト皮膜で覆うことでキャリア付着やエッジ効果がない現
像剤を提供することが提案されているが、同公報に記載
されているキャリア芯材を用いると、現像機内での流動
性が悪くなりトナーとキャリアが充分撹拌されず、適当
な帯電量を得ることができず、かぶりやトナー飛散とい
った問題があった。特にこの問題は上記したような小型
装置で顕著な問題であった。

【００１２】特開平７−１７５２６５号公報には、環境
安定性がよく、かぶりのない鮮明な画像を得ることを目
的とし、特定の懸濁重合法によって得られたトナーと共
に用いるキャリアの磁気特性を制御した現像剤が提案さ
れているが、同公報のキャリアはキャリア付着に対して
は、若干の効果が見られるものの、近年のキャリア付着
軽減、高画質化の要求には充分ではない上に、トナーと
キャリアとが撹拌される撹拌部での流動性が適当でない
ためか、かぶり、トナー飛散といった点について充分改
良されるものではなかった。

【００１３】従って、本発明の目的は、現像機内及びス
リーブ上での流動性が良好で、キャリア付着、トナー飛
散、カブリがなく、高画像濃度、細線やドットの再現性
等に優れた高画質が長期にわたって達成できる電子写真
現像剤用キャリア及び該キャリアを用いた現像剤を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、キャリア
付着軽減、トナー飛散軽減、高画質化に関し、鋭意検討
した結果、特定の流動性を持った現像剤を使用したとき
に、キャリア付着やトナー飛散、カブリがなく、高画像
濃度、細線やドットの再現性等に優れた高画質が長期に
わたって達成できることを見出した。

【００１５】まず、高画質を得るために、キャリアとト
ナーを小粒径化した場合に生じる弊害として、現像剤の
流動性が悪化し現像機内での搬送性が悪くなり、新たに
補給されたトナーとキャリアの間で速やかな摩擦帯電が
できず、適度な帯電量を得ることができない。そして、
低帯電のままスリーブ上に搬送されるため、かぶりやト
ナー飛散の原因となる。帯電の立ち上がりをよくするた
めに撹拌強度を高くすると現像剤へのストレスが強くな
り、キャリア表面のコート膜が剥がれたり、スペントが
生じ易くなり、帯電量や現像剤抵抗が変化し寿命が短く
なってしまう。帯電の立ち上がりを速くしようと、現像
剤の流動性をよくするためにトナーに多量の流動化剤を
添加すると、流動化剤自体がキャリア表面に付着し同様
に現像剤劣化につながる。また流動性をよくしすぎる
と、現像機内で現像剤の偏りが発生し、スリーブ上に均
一な穂が形成されないため、例えば現像機の手前側と奥
側で画像濃度が異なる等の弊害が生じてしまう。

【００１６】また、キャリアのもつ磁化を低めることで
柔らかい穂を形成し、高画質を得る方法は有効な手段で
あるが、それだけでは充分な画質が得られない上に、キ
ャリア粒子が感光体上へ付着する、いわゆるキャリア付
着が発生する原因となる。さらに磁力が低いとキャリア
チェーンがスリーブの磁極間にまたがって形成するこが
難しく、ソフトな穂の形成が難しい上に、穂が疎である
ため充分にトナーを供給できず、画像濃度が低くなって
しまう。これらの問題を解決するために、キャリアに保
磁力を持たせることは、穂が密になり、キャリアチェー
ンがスリーブの磁極間にまたがって形成し易くなり、充
分な画像濃度を得るためには有効な手段である。しか
し、保磁力が強すぎると、逆に穂が硬くなるため画質劣
化の原因となり、またスリーブ上での現像剤の流動性、
動きが悪くトナーの供給が悪く画像濃度が充分に得られ
ない可能性がある。さらに保磁力が強くなると、スリー
ブを離れた後にもその影響が残り、撹拌部でキャリア粒
子同士がほぐれにくくなるため、トナーと混ざりにくく
上述したようなトナー飛散やかぶりの問題点の原因とな
る。

【００１７】以上のように、現像剤は磁場の影響がない
撹拌部と磁場の影響があるスリーブ上の両方における流
動性の制御が重要である。そして、本発明者らはこれら
の流動性は現像機が限られた容積を持っていることか
ら、現像剤、特にキャリアの単位体積あたりの流動度を
適正化することが重要であることを見出した。

【００１８】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、下記式（１）で示される流動性指数（Ｆ１）が６３
〜７５ｓｅｃ／（５０・ｃｍ³）、及び下記式（２）で
示される流動性指数（Ｆ２）が３０〜１００Ｏｅ・ｇ／
ｃｍ³であることを特徴とする電子写真現像剤用キャリ
アを提供するものである。Ｆ１＝ＡＤ×ＦＲ … （１）Ｆ２＝ＡＤ×Ｈｃ … （２）（式中、ＡＤは見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）、ＦＲは流動
度（ｓｅｃ／５０ｇ）、Ｈｃ（Ｏｅ）は保磁力をそれぞ
れ示す）

【００１９】また、本発明は、上記キャリアとトナーと
からなる現像剤を提供するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、さらに詳
しく説明する。本発明のキャリアは、下記式（１）で示
される流動性指数（Ｆ１）が６３〜７５ｓｅｃ／（５０
・ｃｍ³）である。Ｆ１＝ＡＤ×ＦＲ … （１）

【００２１】このＦ１は、磁場の影響のない撹拌部での
単位体積当たり流動性を示している。上記式（１）中、
ＡＤは見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）、ＦＲは流動度（ｓｅ
ｃ／５０ｇ）をそれぞれ示す。

【００２２】本発明のキャリアは、Ｆ１が６３〜７５ｓ
ｅｃ／（５０・ｃｍ³）であり、好ましくは６５〜７２
ｓｅｃ／（５０・ｃｍ³）である。Ｆ１が６３ｓｅｃ／
（５０・ｃｍ³）未満では流動性が良すぎて、現像剤の
偏りが生じ、そのためにスリーブ上での穂立ちが不均一
になる。そのためスリーブの手前側と奥側で画像濃度が
異なる等の問題が生じる原因となる。また、Ｆ１が７５
ｓｅｃ／（５０・ｃｍ ³）を超えると流動性が悪すぎ
て、搬送性、撹拌性が悪く、そのため現像剤の偏りの原
因となったり、トナーとキャリアが充分に撹拌されずト
ナー飛散やかぶりの原因となる。また、Ｆ１は大きすぎ
ると流動性が悪く撹拌ストレスの増加によりライフ性を
損ねる原因となり、小さすぎて偏りが生じると、偏った
ところでの現像剤に与えられるストレスが大きくなりラ
イフ性を損ねる原因となる。

【００２３】また、本発明のキャリアは、下記式（２）
で示される流動性指数（Ｆ２）が３０〜１００Ｏｅ・ｇ
／ｃｍ³である。Ｆ２＝ＡＤ×Ｈｃ … （２）

【００２４】このＦ２は、磁場の影響のあるスリーブ上
での単位体積当たりの流動性を示している。またＦ２
は、スリーブ上での磁気ブラシの穂立ち、キャリアチェ
ーンの長さ（磁極間にまたがるキャリアチェーンの度
合）も表している。上記式（２）中、ＡＤは見掛け密度
（ｇ／ｃｍ³）、Ｈｃ（Ｏｅ）は保磁力をそれぞれ示
す。

【００２５】本発明のキャリアは、Ｆ２が３０〜１００
Ｏｅ・ｇ／ｃｍ³であり、好ましくは５０〜９０Ｏｅ・
ｇ／ｃｍ³である。Ｆ２が３０Ｏｅ・ｇ／ｃｍ³未満で
は、スリーブ上で、磁気ブラシの穂が疎になり充分な現
像性が得られない上に、キャリアチェーンが立っており
穂が硬くよい画質が得られない。また、Ｆ２が１００Ｏ
ｅ・ｇ／ｃｍ³を超えると磁気ブラシの穂は密になる
が、流動性が悪くなり、スリーブ上での現像剤の動きが
悪く、穂が不均一になったり、トナーが充分に供給され
ない原因となり、画質が劣化する。また、Ｆ２は小さす
ぎると穂が疎になるため、トナーを充分に保持できない
ためか、トナー飛散が生じる原因となり、またキャリア
チェーンが立っているため、キャリアチェーンの先端で
の磁場が弱くなるためかキャリアの付着が大きくなる。
逆に大きすぎても穂が密になりすぎて感光体との接触が
強くなるためか、キャリア付着が多くなる。

【００２６】また、本発明のキャリアは、上記保磁力
（Ｈｃ）が１２〜６０Ｏｅであることが好ましく、さら
に好ましくは３０〜５５Ｏｅである。保磁力が１２Ｏｅ
未満であると、キャリアチェーンがスリーブ上で密にな
りにくく、現像性が低下する原因となり、６０Ｏｅを超
えると、スリーブ上での流動性が悪化しトナーが供給さ
れにくくなり、現像性が低下する原因となる。また６０
Ｏｅを超えるとキャリアがスリーブを離れた後も充分に
ほぐれず、新たに供給されたトナーと混ざりにくくな
る。

【００２７】また、本発明のキャリアの飽和磁化は、３
０００Ｏｅの印加磁場において２０〜４５ｅｍｕ／ｇで
あることが好ましい。飽和磁化が２０ｅｍｕ／ｇ未満で
あると、キャリアが感光体上に付着し易く、４５ｅｍｕ
／ｇを超えると穂が硬くなる傾向にあり、高画質を得に
くくなる。

【００２８】本発明のキャリアの体積平均粒径は３０〜
８０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは３５
〜６０μｍである。キャリアの体積平均粒径が３０μｍ
未満であると、高画質を得るためには有効であるが、１
粒子当たりの磁化が低下し、キャリア付着の原因とな
る。キャリアの体積平均粒径が８０μｍより大きいと、
比表面積が小さくなるため帯電能力が低くトナーに充分
な帯電を与えることが難しくなる上に、画質劣化の原因
となる。

【００２９】本発明のキャリアの電流値は５μＡ以下が
好ましく、さらに好ましくは２μＡ以下である。電流値
が５μＡを超えると、キャリア抵抗が低いため、現像性
が向上するがキャリア付着が発生し易くなる。

【００３０】本発明に用いられるキャリア芯材として
は、特に制限はなく、鉄粉、フェライト、マグネタイト
等が例示されるが、好ましくはフェライトが好ましい。
鉄粉は、飽和磁化は高くキャリア付着にはよいが、穂立
ちが高く硬すぎるため、感光体へ移行したトナーをキャ
リアの穂によって掻き落としてしまったり、鉄粉が低抵
抗であることから電荷がリークし感光体上の静電潜像を
壊してしまう等の原因で、ブラシマークが発生し易くな
る。またフェライトの例としては、一般的に下記式で示
される。（ＭＯ）_X（Ｆｅ₂Ｏ₃）_Y （式中、Ｍは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃａ、
Ｌｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｏ、Ｍ
ｏ等から選ばれる少なくとも１種を含有する；またＸ、
Ｙは重量ｍｏｌ比を示し、かつ条件Ｘ＋Ｙ＝１００を満
たす）

【００３１】フェライト芯材の製造方法の例としては、
まず各酸化物を適量配合し、湿式ボールミルで１０時間
粉砕、混合し、乾燥させた後、９５０℃で４時間保持す
る。これを湿式ボールミルで２４時間粉砕し５μｍ以下
とする。このスラリーを造粒乾燥し、酸素濃度をコント
ロールしながら１３００℃で６時間保持した後、粉砕
し、さらに所望の粒度分布に分級して得ることができ
る。

【００３２】キャリア粒子の磁化、残留磁化、保磁力、
見掛け密度、流動度を制御する方法は、上記酸化物の組
合せや配合比によって制御できる。また焼成時の温度や
保持時間、酸素濃度によって制御することもできるし、
焼成後に各種炉を用いて所望の磁気特性になるように酸
化処理を行うことでも達成できるが、これらに限定され
るものではない。さらに、キャリアの見掛け密度や流動
度は後に述べる樹脂皮膜によっても制御が可能であるこ
とはいうまでもない。

【００３３】上記キャリア芯材の表面に設けるコート樹
脂被膜は、各種の樹脂を用いることは可能である。例え
ば、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
エステル樹脂、フッ素アクリル樹脂、アクリル−スチレ
ン樹脂、シリコーン樹脂、あるいはアクリル樹脂、ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、ウレタ
ン樹脂等で変性した変性シリコーン樹脂及び架橋型のフ
ッ素変性シリコーン樹脂等が挙げられる。しかし、コー
ト樹脂被膜は現像機内の撹拌やドクターブレードへの衝
突により大きなストレスを受けるため、剥離、摩耗し易
い。またトナーがキャリア表面に付着するスペント現象
も起こり易い。これらの問題点を解決し、長期にわたっ
て安定した現像剤特性を保つためには、耐摩耗性、耐剥
離性、耐スペント性が良好である。下記一般式（Ｉ）及
び／又は（II）を含む樹脂であることが好ましい。

【００３４】

【化２】（式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は水素原子、ハロゲン原子、
ヒドロキシ原子、メトキシ基、炭素数１〜４のアルキル
基、フェニル基を示す）

【００３５】上記化学式を含む樹脂の例としては、上記
したようなストレートシリコーン樹脂、有機変性シリコ
ーン樹脂、フッ素変性シリコーン樹脂等が挙げられる。
フッ素変性シリコーン樹脂の例としては、例えば、上記
（Ｉ）、（II）とパーフロロアルキル機含有の有機ケイ
素化合物を加水分解させて得られる硬化性架橋型フッ素
変性シリコーン樹脂等が挙げられる。パーフロロアルキ
ル機含有の有機ケイ素化合物の例としては、ＣＦ₃ＣＨ
₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｃ₄Ｆ₉ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓ
ｉ（ＣＨ₃）（ＯＣＨ₃）₂、Ｃ₈Ｆ₁₇ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓ
ｉ（ＯＣＨ₃） ₃、Ｃ₈Ｆ₁₇ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣ₂
Ｈ₅）₃、（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂） ₈ＣＨ₂ＣＨ₂
Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃等が挙げられる。

【００３６】また、上記キャリア芯材に、上述のような
被覆樹脂を被覆する方法としては、公知の方法、例えば
はけ塗り法、乾式法、流動床によるスプレードライ方
式、ロータリドライ方式、万能撹拌機による液浸乾燥法
等により、コーティングすることができる。被覆率をア
ップするためには、流動床による方法が好ましい。

【００３７】また必要に応じて帯電制御剤、抵抗制御剤
や流動度制御剤を添加してもよい。帯電制御剤、抵抗制
御剤や流動度制御剤の例としては、導電性カーボン、ホ
ウ化チタン等のホウ化物、酸化チタンや酸化鉄、酸化ア
ルミニウム、酸化クロム、酸化珪素等の酸化物、各種チ
タンカップリング剤、各種シランカップリング剤等が挙
げられるが、特に限定されるものではない。

【００３８】このような樹脂の被覆量としては、キャリ
ア芯材に対して０．０５〜１０．０重量％が好ましく、
特に０．５〜７重量％が好ましい。被覆量が０．０５重
量％未満ではキャリア表面に均一な被覆層を形成するこ
とが難しく、また１０．０重量％を超えるとキャリア同
士の凝集が発生してしまう。

【００３９】樹脂をキャリア芯材に被覆後、焼き付けす
る場合には、外部加熱方式又は内部加熱方式のいずれで
もよく、例えば固定式又は流動式電気炉、ロータリー式
電気炉、バーナー炉でもよく、もしくはマイクロウェー
ブによる焼き付けでもよい。焼き付けの温度は使用する
樹脂により異なるが、融点又はガラス転移点以上の温度
は必要であり、熱硬化性樹脂又は縮合架橋型樹脂等で
は、充分硬化が進む温度まで上げる必要がある。

【００４０】このようにして、キャリア芯材表面に樹脂
が被覆、焼き付けされた後、冷却され、解砕、粒度調整
を経て樹脂コーティングキャリアが得られる。

【００４１】本発明の現像剤は、上記キャリアとトナー
とからなり、トナー濃度１〜１０重量％、好ましくは２
〜８重量％で混合して得られる。

【００４２】本発明に用いられるトナーは、懸濁重合
法、乳化重合法、粉砕法等の公知の方法で製造できる。
粉砕法の例としては、例えば、バインダ樹脂、着色剤、
帯電制御剤等を、例えば、ヘンシェルミキサー等の混合
機で充分混合し、次いで二軸押し出し機等で、溶融混練
して均一分散し、冷却後に、ジェットミル等により微粉
砕化し、分級機、例えば、風力分級機等により分級して
所望の粒径のトナーを得ることができる。必要に応じ
て、ワックス、磁性粉、粘性調整剤、その他の添加剤を
含ませてもよい。さらに分級後に外添剤等を添加するこ
ともできる。

【００４３】重合法の例としては、界面活性剤を用いて
着色剤を水中に分散させた着色分散液と、重合性単量
体、界面活性剤及び重合開始剤を水性媒体中で混合撹拌
し、重合性単量体を水性媒体中に乳化分散させたもの
を、混合撹拌し、塩析剤を加えて塩析する。塩析によっ
て得られた粒子を、濾過、洗浄、乾燥させて重合トナー
粒子を得る。その後、乾燥されたトナー粒子に外添剤を
添加し、重合トナーが得られる。

【００４４】重合性単量体、界面活性剤、重合開始剤、
着色剤以外に、定着性改良剤、帯電制御剤を使用し、ト
ナーの諸特性を制御、向上させることができ、また乳化
分散を助け、得られる重合体の分子量を調整するため
に、連鎖移動剤を用いることができる。

【００４５】上記トナーに使用するバインダ樹脂として
は、特に限定されるものではないが、ポリスチレン、ク
ロロポリスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合
体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン
−メタクリル酸共重合体、さらにロジン変性マレイン酸
樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン
樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコ
ーン樹脂等の樹脂を必要に応じて、単独又は混合して使
用することもできる。

【００４６】上記トナーに用いることのできる荷電制御
剤としては、ニグロシン系染料、４級アンモニウム塩、
有機金属錯体、キレート錯体、含金属モノアゾ染料等が
挙げられる。

【００４７】上記トナーに用いられる着色剤としては、
従来より知られている染料及び／又は顔料が使用可能で
ある。例えばカーボンブラック、フタロシアニンブル
ー、パーマネントレッド、クロムイエロー、フタロシア
ニングリーン等を使用することができる。

【００４８】その他外添剤として、シリカ、酸化チタ
ン、あるいはそれらを疎水化処理したもの、チタン酸バ
リウム、フッ素微粒子、アクリル微粒子等を単独又は併
用して用いることもできる。

【００４９】以下に、上述したキャリアの特性値（見掛
け密度、流動度、磁気特性、体積平均粒径、電流値）の
測定法は下記の通りである。

【００５０】〔見掛け密度〕「金属粉の見掛密度試験
法、ＪＩＳ−Ｚ２５０４」に準拠して測定した。

【００５１】〔流動度〕「金属粉の流動度試験法、ＪＩ
Ｓ−Ｚ２５０２」に準拠して測定した。

【００５２】〔磁気特性〕理研電子株式会社製Ｂ−Ｈト
レーサー（ＢＨＵ−６０型）を用い、３０００Ｏｅの磁
場を印可して得られたヒステリシス曲線から読みとっ
た。

【００５３】〔体積平均粒径〕日機装株式会社製マイク
ロトラック粒度分布計（Ｍｏｄｅｌ９３２０−Ｘ１０
０）を用いて測定した。

【００５４】〔電流値〕８００ｇ秤量し、温度２０〜２
６℃、湿度５０〜６０％ＲＨの環境に１５分以上暴露し
た後、図１に示すマグネットローラーとＡｌ素管を電極
とし、その間隔を４．５ｍｍに配置した電流値測定装置
を用いて印加電圧２００Ｖにて測定した。

【００５５】

【実施例】以下、実施例及び比較例を用いて、本発明を
さらに具体的に述べるが、本発明はこれによって限定さ
れるものではない。

【００５６】〔実施例１〕ＭｎＯ換算で２０．０ｍｏｌ
％、Ｆｅ₂Ｏ₃換算で８０．０ｍｏｌ％になるように各
原材料を適量配合し、水を加え、湿式ボールミルで１０
時間粉砕、混合し、乾燥させ、９５０℃で４時間保持し
た後、湿式ボールミルで２４時間粉砕を行ったスラリー
を造粒乾燥し、窒素雰囲気中で１３００℃で６時間保持
した後、解砕し、粒度調整を行った。その後、ロータリ
ーキルンで１０００℃で酸化処理を行い、マンガンフェ
ライト粒子（芯材）を得た。このマンガン系フェライト
粒子は、平均粒径が５０μｍであり、印加磁場が３００
０エルステッドの時の飽和磁化が３２ｅｍｕ／ｇ、残留
磁化が３ｅｍｕ／ｇ、保磁力が３６Ｏｅであった。

【００５７】次に、シリコーン樹脂（商品名：ＳＲ−２
４１１、東レ・ダウコーニング・シリコーン製）を固型
分換算で１００ｇ秤量し、１０００ｃｃのトルエン溶剤
に溶解させ、上記フェライト粒子１０ｋｇに対し、上述
のコーティング樹脂溶液を流動床コーティング装置を用
いコート時間が４５分になるように単位時間当たりの噴
霧量を調整し、コーティングを行った。その後、２２０
℃で２時間焼き付けを行いキャリア１を得た。表１に示
されるように、このキャリア１の電流値は０．０４μＡ
であり、Ｆ１値が６７．２ｓｅｃ／（５０・ｃｍ³）、
Ｆ２値が８６．８Ｏｅ・ｇ／ｃｍ³であった。

【００５８】このキャリア１とポリエステルトナーと
を、トナー濃度が５％になるようにナウターミキサーを
用いて３０分混合し、市販のコニカ社製プリンターＫＬ
−３０１５を用いて実機評価を行ったところ、表２に示
されるように、撹拌部及びスリーブ上での流動性、搬送
性は共に良好で、スリーブ上に形成された磁気ブラシも
柔らかく密な穂であった。またトナー飛散、キャリア付
着は共に認められず、現像剤偏りがなく非常に良好な画
質を長期にわたって得ることができた。

【００５９】表２に実機評価（現像剤偏り、トナー飛
散、画質、ライフ性、キャリア付着、総合判定）の結果
を示す。これらの判定は、下記の基準によって行った。

【００６０】（現像剤偏り）画像濃度ムラを目視にて判
断した。 ◎：濃度ムラがない。 ○：僅かに観察されるが許容レベルにある。 △：観察される。 ×：かなりはっきりと観察される。

【００６１】（トナー飛散）目視判定によって、以下の
基準で評価を行った。 ◎：殆ど観察されない。 ○：観察されるが許容レベルにある。 △：多い。 ×：かなり多い。

【００６２】（画質）得られた画像から評価を行った。 ◎：階調性がよく、細線がはっきりとしており、解像性
が非常によい。 ○：階調性、細線（解像度）ともに問題のないレベルで
ある。 △：階調性が悪く、細線もはっきりとしていない。 ×：階調性がかなり悪く、細線がつぶれている。

【００６３】（ライフ性）耐刷試験を行い、画像の劣化
度合いから評価を行った。 ◎：１０００００枚の耐刷において画像が変化しなかっ
た。 ○：５００００枚の耐刷において画像が変化せず、それ
を超えてから１０００００枚までの間に画像劣化が観察
された。 △：３００００枚の耐刷で画像劣化が見られた。 ×：５０００枚の耐刷で画像が著しく劣化した。

【００６４】（キャリア付着）画像上のキャリア付着
（白斑）の数によって評価した。 ◎：Ａ４用紙１０枚中に白斑がないこと。 ○：Ａ４用紙１０枚中に白斑が１〜５個。 △：Ａ４用紙１０枚中に白斑が６〜１０個。 ×：Ａ４用紙１０枚中に白斑が１１個以上。

【００６５】（総合判定）上記各評価から総合判定し
た。 ◎：総合的に優。 ○：総合的に良。 △：総合的に可。 ×：総合的に不可。

【００６６】以下の実施例及び比較例については、キャ
リアの製造条件についてのみ記載し、各キャリアの電流
値、磁気特性、流動性指数Ｆ１値、流動性指数Ｆ２値等
を表１に示すと共に、実施例１と同様にキャリアをトナ
ーと混合し、現像剤として実機を用いて行った試験結果
を表２に示す。

【００６７】〔実施例２〕ＭｎＯ換算で１０ｍｏｌ％、
ＭｇＯ換算で３９ｍｏｌ％、Ｆｅ₂Ｏ₃換算で４８．０
ｍｏｌ％、ＳｎＯ換算で１ｍｏｌ％、ＳｒＯ換算で２ｍ
ｏｌ％になるように各原材料を適量配合し、水を加え、
湿式ボールミルで１０時間粉砕、混合し、乾燥させ、９
５０℃で４時間保持した後、湿式ボールミルで２４時間
粉砕を行ったスラリーを造粒乾燥し、大気中で１２６０
℃で６時間保持した後、解砕し、粒度調整を行い、フェ
ライト粒子（芯材）を得た。

【００６８】次に、シリコーン樹脂（商品名：ＳＲ−２
４１１、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を固
型分換算で２５０ｇ秤量し、１０００ｃｃのトルエン溶
剤に溶解させ、上記フェライト粒子１０ｋｇに対し、上
述のコーティング樹脂溶液をヘンシェルミキサーを用い
コーティングを行った。その後、２２０℃で２時間焼き
付けを行いキャリア２を得た。

【００６９】〔実施例３〕ＭｎＯ換算で１０ｍｏｌ％、
ＭｇＯ換算で３９ｍｏｌ％、Ｆｅ₂Ｏ₃換算で４７．５
ｍｏｌ％、ＳｎＯ換算で１ｍｏｌ％、ＳｒＯ換算で２．
５ｍｏｌ％になるように各原材料を適量配合し、水を加
え、湿式ボールミルで１０時間粉砕、混合し、乾燥さ
せ、９５０℃で４時間保持した後、湿式ボールミルで２
４時間粉砕を行ったスラリーを造粒乾燥し、大気中で１
２６０℃で６時間保持した後、解砕し、粒度調整を行
い、フェライト粒子（芯材）を得た。

【００７０】次に、アクリル変性シリコーン樹脂（商品
名：ＫＲ−９７０６、信越化学工業社製）を固型分換算
で２５０ｇ秤量し、１０００ｃｃのトルエン溶剤に溶解
させ、上記フェライト粒子１０ｋｇに対し、上述のコー
ティング樹脂溶液をヘンシェルミキサーを用いコーティ
ングを行った。その後、２２０℃で２時間焼き付けを行
いキャリア３を得た。

【００７１】〔実施例４〕Ｆｅ₂Ｏ₃の量を４８．５ｍ
ｏｌ％、ＳｒＯの量を１．５ｍｏｌ％にした以外は、実
施例３と同様にして、キャリア４を得た。

【００７２】〔比較例１〕ＭｎＯ換算で３９．７ｍｏｌ
％、ＭｇＯ換算で９．９ｍｏｌ％、Ｆｅ₂Ｏ₃換算で４
９．６ｍｏｌ％、ＳｒＯ換算で０．８ｍｏｌ％になるよ
うに各原材料を適量配合し、水を加え、湿式ボールミル
で１０時間粉砕、混合し、乾燥させ、９５０℃で４時間
保持した後、湿式ボールミルで２４時間粉砕を行ったス
ラリーを造粒乾燥し、大気中で１２８５℃で６時間保持
した後、解砕し、粒度調整を行い、フェライト粒子（芯
材）を得た。

【００７３】次に、アクリル樹脂（商品名：ＢＲ−８
０、三菱レイヨン社製）を固型分換算で５０ｇ秤量し、
１０００ｃｃのトルエン溶剤に溶解させ、上記フェライ
ト粒子１０ｋｇに対し、上述のコーティング樹脂溶液を
ヘンシェルミキサーを用いコーティングを行った。その
後、１４５℃で２時間焼き付けを行いキャリア５を得
た。

【００７４】〔比較例２〕ＭｎＯ換算で３９．７ｍｏｌ
％、ＭｇＯ換算で９．９ｍｏｌ％、Ｆｅ₂Ｏ₃換算で４
９．６ｍｏｌ％、ＳｒＯ換算で０．８ｍｏｌ％になるよ
うに各原材料を適量配合し、水を加え、湿式ボールミル
で１０時間粉砕、混合し、乾燥させ、９５０℃で４時間
保持した後、湿式ボールミルで２４時間粉砕を行ったス
ラリーを造粒乾燥し、酸素濃度３％の雰囲気中で１２８
５℃で６時間保持した後、解砕し、粒度調整を行い、フ
ェライト粒子（芯材）を得た。

【００７５】次に、アクリル変性シリコーン樹脂（商品
名：ＫＲ−９７０６、信越化学工業社製）を固型分換算
で５０ｇ秤量し、１０００ｃｃのトルエン溶剤に溶解さ
せ、上記フェライト粒子１０ｋｇに対し、上述のコーテ
ィング樹脂溶液をヘンシェルミキサーを用いコーティン
グを行った。その後、２２０℃で２時間焼き付けを行
い、キャリア６を得た。

【００７６】〔比較例３〕ＭｎＯ換算で８ｍｏｌ％、Ｍ
ｇＯ換算で３２ｍｏｌ％、Ｆｅ₂Ｏ₃換算で４９ｍｏｌ
％、ＳｎＯ換算で１ｍｏｌ％、ＳｒＯ換算で１０ｍｏｌ
％になるように各原材料を適量配合し、水を加え、湿式
ボールミルで１０時間粉砕、混合し、乾燥させ、９５０
℃で４時間保持した後、湿式ボールミルで２４時間粉砕
を行ったスラリーを造粒乾燥し、大気中で１２８５℃で
６時間保持した後、解砕し、粒度調整を行い、フェライ
ト粒子（芯材）を得た。

【００７７】次に、アクリル樹脂（商品名：ＢＲ−８
０、三菱レイヨン社製）を固型分換算で５０ｇ秤量し、
１０００ｃｃのトルエン溶剤に溶解させ、上記フェライ
ト粒子１０ｋｇに対し、上述のコーティング樹脂溶液を
ヘンシェルミキサーを用いコーティングを行った。その
後、１４５℃で２時間焼き付けを行い、キャリア７を得
た。

【００７８】〔比較例４〕比較例２で用いたフェライト
芯材に、アクリル樹脂（商品名：ＢＲ−８０、三菱レイ
ヨン社製）を固型分換算で５０ｇ秤量し、１０００ｃｃ
のトルエン溶剤に溶解させ、上記フェライト粒子１０ｋ
ｇに対し、上述のコーティング樹脂溶液をヘンシェルミ
キサーを用いコーティングを行った。その後、１４５℃
で２時間焼き付けを行いキャリア８を得た。

【００７９】

【表１】

【００８０】

【表２】

【００８１】表２に示されるように、実施例１〜４は、
比較例１〜４に比して、実機評価（現像剤偏り、トナー
飛散、画質、ライフ性、キャリア付着、総合判定）のい
ずれにおいても優れている。

【００８２】

【発明の効果】本発明の電子写真現像剤用キャリア及び
該キャリアを用いた現像剤は、粉体の単位体積当たりの
流動性と磁気的な流動性を適度にコントロールして、ト
ナーとの撹拌部及びスリーブ上での流動性、搬送性がよ
く、トナーとの摩擦帯電は素早く、帯電の立ち上がりが
良好で、スリーブ上には均一で偏りがなく、柔らかい密
な穂を形成することによりトナー飛散、かぶり、キャリ
ア付着がない高画質な長期にわたって保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、キャリアの電流値測定器を模式的に示
した概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者片岡泰彦千葉県柏市十余二217番地パウダーテック株式会社内 (72)発明者佐藤祐二千葉県柏市十余二217番地パウダーテック株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 BA02 BA06 CA12 CB04 DA05 EA01 EA02 EA05 EA10 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記式（１）で示される流動性指数（Ｆ
１）が６３〜７５ｓｅｃ／（５０・ｃｍ³）、及び下記
式（２）で示される流動性指数（Ｆ２）が３０〜１００
Ｏｅ・ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする電子写真現像
剤用キャリア。Ｆ１＝ＡＤ×ＦＲ … （１）Ｆ２＝ＡＤ×Ｈｃ … （２）（式中、ＡＤは見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）、ＦＲは流動
度（ｓｅｃ／５０ｇ）、Ｈｃ（Ｏｅ）は保磁力をそれぞ
れ示す）
【請求項２】上記保磁力が１２〜６０Ｏｅである請求
項１に記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項３】３０００Ｏｅの印加磁場における飽和磁
化が２０〜４５ｅｍｕ／ｇである請求項１又は２に記載
の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項４】体積平均粒径が３０〜８０μｍである請
求項１、２又は３に記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項５】電流値が５μＡ以下である請求項１〜４
のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項６】芯材がフェライト粒子であり、該芯材の
表面に被覆される樹脂が、下記一般式（Ｉ）及び／又は
（II）を含む樹脂である請求項１〜５のいずれかに記載
の電子写真現像剤用キャリア。【化１】（式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は水素原子、ハロゲン原子、
ヒドロキシ原子、メトキシ基、炭素数１〜４のアルキル
基、フェニル基を示す）
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載のキャリ
アとトナーとからなる現像剤。