JP2003533745A - Method for using hard magnetic carriers in electrographic processing - Google Patents

Method for using hard magnetic carriers in electrographic processing

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JP2003533745A
JP2003533745A JP2001584955A JP2001584955A JP2003533745A JP 2003533745 A JP2003533745 A JP 2003533745A JP 2001584955 A JP2001584955 A JP 2001584955A JP 2001584955 A JP2001584955 A JP 2001584955A JP 2003533745 A JP2003533745 A JP 2003533745A
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ferrite
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パトリック・ランバート
エリック・シー・ステルター
ウィリアム・ケー・ゴーベル
ペーター・エス・アレクサンドロビッチ
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ハイデルベルグ・ディジタル・エル・エル・シー
ネクスプレス・ソリューションズ・エルエルシー
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Abstract

(57)【要約】 現像効率を高めるだけでなくイメージキャリアピックアップの量を減らすこともできる硬質磁気キャリア組成物を含む現像剤組成物を用いる静電画像を現像するための方法が開示される。これらの方法は、特定のレベル、例えば約1x105〜約1x1010Ωcm、の固有抵抗と、約1.0μC/gを上回るキャリアの電荷対質量比とを有するように改質された硬質磁気キャリア粒子を用いる。これらのキャリアは、受け入れられない量のイメージキャリアピックアップ無しに、現像速度を上げることができる。ある実施態様では、これらの硬質磁気材料は多価金属でドープ、すなわちバルク置換、されて固有抵抗が調整されるのに対し、他の実施態様では、これらの硬質磁気材料は少なくとも1種類の多価金属の酸化物でコーティングされる。 SUMMARY A method is disclosed for developing an electrostatic image using a developer composition that includes a hard magnetic carrier composition that can increase development efficiency as well as reduce the amount of image carrier pickup. These methods comprise a hard magnetic carrier modified to have a specific level of resistivity, eg, about 1 × 10 5 to about 1 × 10 10 Ωcm, and a charge to mass ratio of the carrier of greater than about 1.0 μC / g. Use particles. These carriers can increase development speed without an unacceptable amount of image carrier pickup. In some embodiments, these hard magnetic materials are doped with a polyvalent metal, ie, bulk-substituted, to adjust the resistivity, while in other embodiments, these hard magnetic materials comprise at least one multi-metal. Coated with a valent metal oxide.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 発明の背景 関連出願との相互参照 本出願は、開示内容全体が本願明細書に援用される、2000年5月17日に
出願された先行同時係属出願中の米国仮特許出願番号第60/204,941号
の35 USC §119(e)の下での利益を請求するものである。さらに、
以下の関連米国特許出願、すなわち、共に2000年5月17日に出願された「
磁気キャリア粒子」という名称の米国出願番号第09/572,988号および
「磁気キャリア粒子」という名称の米国出願番号第09/572,989号にも
留意される。これらの開示内容全体が本発明に引用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application is incorporated by reference in its entirety into the present specification, and is hereby incorporated by reference in its entirety into this application. Claiming benefits under 35 USC § 119 (e) of 60 / 204,941. further,
The following related US patent applications, both filed on May 17, 2000
Also noted are US Application Serial No. 09 / 572,988 entitled "Magnetic Carrier Particles" and US Application Serial No. 09 / 572,989 entitled "Magnetic Carrier Particles". The entire disclosures of these are cited in the present invention.

【0002】 発明の技術分野 本発明はエレクトログラフィーに関するものであり、さらに詳しくは、磁気キ
ャリア粒子と、静電荷像を乾式現像するための現像剤とに関するものである。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to electrography, and more particularly to magnetic carrier particles and a developer for dry developing electrostatic images.

【0003】 従来の技術 エレクトログラフィーにおいて、静電荷像は、誘電性の表面上、典型的には光
導電性の記録素子の表面上に形成される。一般に、この像の現像は、この像を、
トナーとして知られる着色された樹脂粒子とキャリアとして知られる磁気的に引
き寄せることができる粒子との混合物から成る2成分現像剤と接触させることに
よって行われる。キャリア粒子は、非磁性トナー粒子が衝突することによって静
電像の電荷とは逆の摩擦電荷を得ることができる部位として作用する。静電像と
現像剤混合物とが接触している間に、前記帯電像に伴うかなり強い静電力によっ
て(摩擦電気力によって)元々くっ付いていたキャリア粒子からトナー粒子が引
き剥がされる。このようにしてトナー粒子が静電像に堆積することによって静電
像が見えるようになる。
Prior Art In electrography, an electrostatic image is formed on the surface of a dielectric, typically a photoconductive recording element. Generally, the development of this image
It is carried out by contact with a two-component developer consisting of a mixture of colored resin particles known as toners and magnetically attractable particles known as carriers. The carrier particles act as a site where triboelectric charges opposite to the charges of the electrostatic image can be obtained by the collision of the non-magnetic toner particles. During contact between the electrostatic image and the developer mixture, the fairly strong electrostatic forces associated with the charged image cause (due to triboelectric forces) the toner particles to peel away from the carrier particles that were originally attached. In this way, toner particles are deposited on the electrostatic image so that the electrostatic image becomes visible.

【0004】 内部に磁気コアが設置された非磁性材料製の円筒形スリーブから成る、磁気ブ
ラシとしても知られる、磁気アプリケータによって前記類の現像剤組成物を静電
画像に適用することが一般に知られている。前記コアは、通常、コア表面の周り
に配置されて交互にN極向きとS極向きの磁場とを表す複数の平行な磁気ストリ
ップから成る。これらの磁場は、前記スリーブを通じて、放射状に広がっており
、前記現像剤組成物をスリーブの外面に引き付けることによって当該技術分野に
おいて一般に「ブラシ」あるいは「ナップ」と呼ばれるものを形成する役割を果
たす。前記円筒形スリーブおよび前記磁気コアの片方または両方が互いを基準に
して回転することによって、前記現像剤が供給ためから現像されるべき静電像と
接触する位置まで送られる。現像後、トナーが離れたキャリア粒子は前記ためへ
と戻り、トナーを補給する。
It is common to apply a developer composition of the above kind to an electrostatic image with a magnetic applicator, also known as a magnetic brush, consisting of a cylindrical sleeve made of a non-magnetic material with a magnetic core installed inside. Are known. The core is usually composed of a plurality of parallel magnetic strips arranged around the surface of the core and alternatingly presenting magnetic fields of north and south pole orientation. These magnetic fields are spread radially through the sleeve and serve to attract the developer composition to the outer surface of the sleeve to form what is commonly referred to in the art as a "brush" or "nap." By rotating one or both of the cylindrical sleeve and the magnetic core with respect to each other, the developer is delivered to a position where it comes into contact with the electrostatic image to be developed. After the development, the carrier particles from which the toner is separated return to the above-mentioned purpose and replenish the toner.

【0005】 これまでは、トナー粒子を静電像まで運んで配給するために軟質磁気材料製の
キャリア粒子が用いられていた。米国特許第4,546,060号、4,473
,029号および5,376,492号には、キャリア粒子としての硬質磁気材
料の使用およびそのような硬質磁気キャリア粒子を用いて静電像を現像するため
の装置が教示されている。前記特許の教示は、すべて本願明細書に援用される。
これらの特許では、キャリア粒子が、磁気的に飽和したときに少なくとも300
エルステッドの飽和保磁力と、1,000エルステッドの印加磁気フィールドに
おいて少なくとも20EMU/gmの誘導磁気モーメントとを示す硬質磁気材料
から成ることが必要とされる。磁気材料を指す場合の「硬質」および「軟質」と
いう用語は、1972年にアディソン−ウェスレイ出版社によって出版されたビ
ー・ディー・クリティによる「磁気材料への入門」の18ページに示されている
ような一般に受け入れられている意味を有する。これらの硬質磁気キャリア材料
は、画像の現像状態が良好なままで現像速度が著しく速くなるという点で、軟質
磁気キャリア粒子を使用するよりもずっと進歩している。軟質磁気キャリア粒子
を用いた場合の最高速度の4倍の速度まで実証されている。
Heretofore, carrier particles made of a soft magnetic material have been used to carry and distribute toner particles to an electrostatic image. U.S. Pat. No. 4,546,060, 4,473
, 029 and 5,376,492 teach the use of hard magnetic materials as carrier particles and devices for developing electrostatic images with such hard magnetic carrier particles. The teachings of the above patents are all incorporated herein.
In these patents, the carrier particles are at least 300 when magnetically saturated.
It is required to consist of a hard magnetic material that exhibits an Oersted coercivity and an induced magnetic moment of at least 20 EMU / gm in an applied magnetic field of 1,000 Oersteds. The terms "hard" and "soft" when referring to magnetic materials are given on page 18 of B. Dee Kriti's "Introduction to Magnetic Materials" published by Addison-Wesley Publishing Co. in 1972. Has its generally accepted meaning. These hard magnetic carrier materials are much more advanced than the use of soft magnetic carrier particles in that the development rate is significantly faster while the image remains well developed. It has been demonstrated up to 4 times the maximum speed with soft magnetic carrier particles.

【0006】 前述の特許で教示されている方法において、前記現像剤が前記スリーブの外面
上に存在する状態で前記スリーブ内の多重極磁気コアが高速回転することによっ
て、前記現像剤は現像される静電像と同じ方向に移動する。前記スリーブ上の急
速な極遷移は、キャリアの高い飽和保磁力のために、キャリアによって機械的に
抵抗される。(トナー粒子が表面上に存在する状態の)キャリア粒子の、「スト
リング」または「チェイン」とも呼ばれるナップがスリーブ上で急速に「反転」
することによって、回転する磁気コアによって課される磁場の反転に合わさるよ
うになり、その結果、光導電体上の静電像に接触または近接している現像領域内
をスリーブ上のトナーと一緒に移動することになる。この現像液と電荷像との相
互作用を、便宜上、本願明細書では「接触する」または「接触」と呼ぶことにす
る。そのような工程をさらに説明するために米国特許第4,531,832号を
参照されたい。前記特許の教示も、すべて本願明細書に援用される。
In the method taught in the aforementioned patent, the developer is developed by high speed rotation of a multi-pole magnetic core within the sleeve with the developer present on the outer surface of the sleeve. It moves in the same direction as the electrostatic image. The rapid pole transition on the sleeve is mechanically resisted by the carrier due to the carrier's high coercivity. A nap of carrier particles (with toner particles present on the surface), also known as a "string" or "chain", quickly "flips" on the sleeve.
To accommodate the reversal of the magnetic field imposed by the rotating magnetic core, so that the toner on the sleeve stays in the development area in contact with or in close proximity to the electrostatic image on the photoconductor. Will move. This interaction between the developer and the charge image is referred to herein as "contacting" or "contacting" for convenience. See US Pat. No. 4,531,832 for a further description of such a process. The teachings of the above patents are also entirely incorporated herein.

【0007】 前記急速な極遷移は、例えば2,000回転/分(rpm)の速度で前記磁気
コアが回転するときに前記スリーブ表面上で最大で毎秒467回起こり、現像剤
が前記現像領域を通過するときに現像剤に非常に活発で激しい動きをさせる。こ
の激しい動作は、絶えずトナーをスリーブの表面からナップの外側へと再循環さ
せて現像のためのトナーを供給する。また、この反転動作によって真新しいトナ
ー粒子が前記像に絶えず供給されることになる。前述の特許に記載されているよ
うに、この方法は、比較的速い現像速度で高密度で高品質の像を提供する。
The rapid pole transitions occur at a maximum of 467 times per second on the sleeve surface when the magnetic core rotates at a speed of, for example, 2,000 revolutions per minute (rpm), causing the developer to move through the development area. Makes the developer very vigorous and violent as it passes through. This vigorous operation constantly recirculates toner from the surface of the sleeve to the outside of the nap to supply toner for development. Also, this reversing action will constantly supply fresh toner particles to the image. As described in the aforementioned patents, this method provides high density, high quality images at relatively high development rates.

【0008】 前述の米国特許は、その中に記載される性質を有するすべての硬質磁気材料を
包括するが、米国特許第3,716,630号に記載されているような、BaF
1219、SrFe1219およびMがバリウム、ストロンチウムまたは鉛である
式MO.6Fe23で表される磁気フェライトの如きバリウムおよび/またはス
トロンチウムの化合物である硬質磁気フェライトを好ましい。これらの硬質フェ
ライトキャリア材料によって静電複写装置で行われる現像の速度はかなり上がる
が、このような装置のユーザーの多くはそれ以上の現像速度を求めており、その
ため、キャリアと現像処理のさらなる改善が期待されている。
The aforementioned US patents encompass all hard magnetic materials having the properties described therein, but as described in US Pat. No. 3,716,630, BaF.
e 12 O 19 , SrFe 12 O 19 and a compound of the formula MO.2 in which M is barium, strontium or lead. Hard magnetic ferrites, which are compounds of barium and / or strontium, such as magnetic ferrites represented by 6Fe 2 O 3 , are preferred. While these hard ferrite carrier materials significantly increase the speed of development performed in electrostatographic machines, many users of such machines require higher development rates, thus further improving the carrier and development process. Is expected.

【0009】 米国特許第4,764,445号には、約1〜約5重量%のランタンを含有す
る、静電現像用途のための硬質磁気フェライトキャリア粒子が開示されている。
この特許で述べられているように、慣用の硬質磁気フェライト材料を用いたエレ
クトログラフ処理における現像の速度は、軟質磁気キャリアを用いる方法の如き
他の手法を用いた方法よりは速いが、このようなフェライト材料の固有抵抗によ
って制限されている。前記特許には、硬質磁気フェライト結晶構造にランタンを
開示されている量で添加すると、より導電性の高い磁気フェライト粒子が得られ
、現像効率および/または現像速度が高まることが開示されている。
US Pat. No. 4,764,445 discloses hard magnetic ferrite carrier particles for electrostatic development applications that contain from about 1 to about 5 weight percent lanthanum.
Although the speed of development in electrographic processing with conventional hard magnetic ferrite materials, as described in this patent, is faster than methods using other techniques such as those using soft magnetic carriers, Limited by the specific resistance of various ferrite materials. The patent discloses that the addition of lanthanum to the hard magnetic ferrite crystal structure in the disclosed amount results in more conductive magnetic ferrite particles, which enhances development efficiency and / or development rate.

【0010】 さらに、導電性のキャリア粒子を製造するための方法も提案されている。例え
ば、米国特許第4,855,206号には、ネオジム、プラセオジム、サマリウ
ム、ユウロピウムまたはこれらの混合物、またはこれらの元素の1つ以上とラン
タンとの混合物を硬質磁気フェライト材料に添加することによって導電性を高め
ることが開示されている。米国特許第5,795,692号には、亜鉛蒸気と磁
気酸化物との反応生成物である亜鉛金属の層で被覆されていると言われている磁
気酸化物コアを有する導電性キャリア組成物が開示されている。
Furthermore, methods for producing electrically conductive carrier particles have also been proposed. For example, U.S. Pat. No. 4,855,206 discloses conducting by adding neodymium, praseodymium, samarium, europium or mixtures thereof, or a mixture of one or more of these elements and lanthanum to a hard magnetic ferrite material. It is disclosed to improve the sex. US Pat. No. 5,795,692, an electrically conductive carrier composition having a magnetic oxide core said to be coated with a layer of zinc metal which is the reaction product of zinc vapor and a magnetic oxide. Is disclosed.

【0011】 エレクトログラフ処理での使用が提案されている他のキャリアとして、米国特
許第4,855,205号、5,061,586号、5,104,761号、5
,106,714号、5,190,841号および5,190,842号に教示
されている多相フェライト組成物が挙げられる。
Other carriers proposed for use in electrographic processing include US Pat. Nos. 4,855,205, 5,061,586, 5,104,761 and 5,
, 106,714, 5,190,841 and 5,190,842.

【0012】 米国特許第5,268,249号には、Mがストロンチウムまたはバリウムで
あり、Meがニッケル、コバルト、銅、亜鉛、マンガン、マグネシウムまたは鉄
から選択される二価の遷移金属である式MFe16Me227で表される単相のW
型六方結晶構造を有する磁気キャリア粒子が開示されている。
In US Pat. No. 5,268,249, a formula wherein M is strontium or barium and Me is a divalent transition metal selected from nickel, cobalt, copper, zinc, manganese, magnesium or iron. Single-phase W represented by MFe 16 Me 2 O 27
Magnetic carrier particles having a hexagonal crystal structure are disclosed.

【0013】 米国特許第5,532,096号には、ケイ素アルコキシド、チタンアルコキ
シド、アルミニウムアルコキシドおよびジルコニウムアルコキシドからなる群か
ら選択される少なくとも1種類のアルコキシドから得られる部分加水分解ゾルを
硬化させることによって得られる層で表面がコーティングされたキャリアが開示
されている。そのような層でコーティングされた前記キャリアは、シリコーン樹
脂、アクリル樹脂およびスチレン−アクリル樹脂を用いて調製された樹脂コーテ
ィングのような慣用の樹脂コーティングでコーティングされたキャリアよりも耐
久性が高いと言われている。
US Pat. No. 5,532,096 describes curing a partially hydrolyzed sol obtained from at least one alkoxide selected from the group consisting of silicon alkoxides, titanium alkoxides, aluminum alkoxides and zirconium alkoxides. Carriers whose surfaces are coated with the resulting layers are disclosed. Said carrier coated with such a layer is said to be more durable than carriers coated with conventional resin coatings such as resin coatings prepared with silicone resins, acrylic resins and styrene-acrylic resins. It is being appreciated.

【0014】 前述の特許技術の一部は、これまで静電画像の現像に用いられてきた慣用の硬
質磁気材料と比べて導電性を高めたキャリアを説明しているかもしれないが、キ
ャリアの導電性が非常に高いために、画像に堆積されるキャリアが結像に関する
問題を引き起こすと信じられている。明らかではないが、キャリアの導電性があ
るレベルにあるときにナップ上のキャリアとシェルの間の電荷の流れが促進され
、これにより、キャリアの電荷の反転が誘発されると共に、キャリア粒子を像に
電気的に堆積させること、以下「イメージキャリアピックアップ」または「I−
CPU」と呼ぶ、ができると信じられている。I−CPUの存在は演色(col
or rendition)と画質に影響を与えることがある。
While some of the aforementioned patented techniques may describe carriers with enhanced conductivity compared to conventional hard magnetic materials previously used to develop electrostatic images, carrier It is believed that the carriers deposited in the image cause imaging problems because of their very high conductivity. Although it is not clear, when the conductivity of the carrier is at a certain level, it promotes the flow of charge between the carrier and the shell on the nap, which induces charge reversal of the carrier and images the carrier particles. Electrically deposited on the substrate, hereinafter referred to as "image carrier pickup" or "I-
It is believed that it can be called "CPU". The presence of the I-CPU is color rendering (col
or rendition) and the image quality.

【0015】 理解されるように、静電潜像を現像するためのエレクトログラフ処理において
用いることのできる新規なキャリアおよび/またはキャリアを用いるための新規
な方法を開発することが望ましい。さらに、これまでそのような処理に用いられ
てきた慣用の硬質磁気材料よりも高い導電性を示すことができ、かつ、従来より
も現像効率が高く、I−CPUが低減されたエレクトログラフ法を提供すること
ができるキャリアが開発されることも望ましい。
As will be appreciated, it is desirable to develop new carriers and / or new methods for using carriers that can be used in electrographic processes to develop electrostatic latent images. Furthermore, an electrographic method that can exhibit higher conductivity than a conventional hard magnetic material that has been used for such processing up to now, has higher development efficiency than before, and has reduced I-CPU is used. It is also desirable that a carrier that can be provided be developed.

【0016】 発明の開示 上記目的および利点は本発明によって実現される。ある観点において、本発明
は、(a)予め設定された磁界強度の回転磁気コア、 (b)前記回転磁気コアの周りに設置された外部非磁性シェル、 (c)(i)帯電したトナー粒子と、(ii)約1x1010〜約1x105Ωc
mの固有抵抗と約1μC/gを上回る(Q/m)キャリアとを有する、逆の極性に帯 電した硬質磁気キャリア粒子とから成り、そして前記シェル上に設置され、そし
て静電画像と接触しているエレクトログラフ現像剤組成物 から成る少なくとも1つの磁気ブラシを備えた現像システムに前記画像を接触さ
せることからなる、静電画像を現像するための方法であって、 静電画像上に堆積するキャリアの密度を約0.01g/in2よりも低くする前
記方法に関する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The above objects and advantages are realized by the present invention. In one aspect, the invention provides: (a) a rotating magnetic core having a preset magnetic field strength; (b) an external non-magnetic shell installed around the rotating magnetic core; (c) (i) charged toner particles. And (ii) about 1 × 10 10 to about 1 × 10 5 Ωc
composed of hard magnetic carrier particles of opposite polarity, having a resistivity of m and a carrier (Q / m) above about 1 μC / g, and placed on said shell and in contact with an electrostatic image. A method for developing an electrostatic image comprising contacting the image with a development system comprising at least one magnetic brush comprising an electrographic developer composition comprising: depositing on the electrostatic image. It relates to the above method, wherein the density of the carrier is lower than about 0.01 g / in 2 .

【0017】 別の観点では、本発明は、(a)予め設定された磁界強度の回転磁気コア、(
b)前記回転コアの周りに設置された外部非磁性シェル、および(c)前記シェ
ル上に設置され且つ静電画像と接触しているエレクトログラフ現像剤組成物から
成る少なくとも1つの磁気ブラシに前記画像を接触させることからなる静電画像
を現像するための方法に関する。上記現像剤組成物は帯電したトナー粒子および
逆の極性に帯電した硬質磁気キャリア粒子とから成り、そして前記キャリア粒子
はnが少なくとも4の整数である式Mn+で表される少なくとも1種類の多価金属
で置換された結晶構造を有する硬質磁気材料からなる。
In another aspect, the invention provides: (a) a rotating magnetic core of preset magnetic field strength;
b) at least one magnetic brush comprising an outer non-magnetic shell disposed around the rotating core, and (c) an electrographic developer composition disposed on the shell and in contact with an electrostatic image. It relates to a method for developing an electrostatic image comprising contacting the images. The developer composition comprises charged toner particles and opposite polarity charged hard magnetic carrier particles, and the carrier particles are at least one multi-component of the formula M n +, where n is an integer of at least 4. It is composed of a hard magnetic material having a crystal structure substituted with a valent metal.

【0018】 好ましい実施態様において、前記キャリア粒子は、下記式 PFe12-xx19 ここで、Pは、ストロンチウム、バリウムまたは鉛から選択され、 Mは、アンチモン、ヒ素、ゲルマニウム、ハフニウム、モリブデン、ニオブ、ケ
イ素、タンタル、テルル、スズ、チタン、タングステン、バナジウム、ジルコニ
ウムおよびこれらの混合物から選択される少なくとも1種類の金属であり、そし
て、 xは、約0.6よりも小さい、 によって表されそして単相六方結晶構造を有する硬質磁気フェライト材料から成
る。
In a preferred embodiment, the carrier particles are of the formula PFe 12-x M x O 19 where P is selected from strontium, barium or lead and M is antimony, arsenic, germanium, hafnium, molybdenum. , Niobium, silicon, tantalum, tellurium, tin, titanium, tungsten, vanadium, zirconium, and mixtures thereof, and x is less than about 0.6. It is composed of a hard magnetic ferrite material having a single-phase hexagonal crystal structure.

【0019】 別の観点では、本発明は、(a)予め設定された磁界強度の回転磁気コア、(
b)前記回転コアの周りに設置された外部非磁性シェル、および(c)前記シェ
ル上に設置され且つ静電画像と接触しており、そして帯電したトナー粒子および
逆の極性に帯電したキャリア粒子から成るエレクトログラフ現像剤組成物から成
る少なくとも1つの磁気ブラシに前記画像を接触させることからなる、静電画像
を現像するための方法に関する。前記キャリア粒子は、(1)外部表面を有する
硬質磁気材料製のコアと、(2)Mがnが少なくとも4の整数である式Mn+で表
される少なくとも1種の多価金属である式MOn/2で表される、前記コアの外部
表面上に配置された金属酸化物のコーティングから成る。前記外部表面は、前記
外部表面から且つ前記硬質磁気材料のコアの内部へと伸びている遷移帯をさらに
規定し、そして前記硬質磁気材料は、前述のように、式Mn+で表される少なくと
も1種の多価金属のイオンで置換された結晶構造を前記遷移帯内に有する。
In another aspect, the invention provides: (a) a rotating magnetic core of preset magnetic field strength;
b) an external non-magnetic shell placed around the rotating core, and (c) charged toner particles placed on the shell and in contact with the electrostatic image, and carrier particles of opposite polarity. A method for developing an electrostatic image comprising contacting said image with at least one magnetic brush comprising an electrographic developer composition comprising The carrier particles are (1) a core made of a hard magnetic material having an outer surface, and (2) M is at least one polyvalent metal represented by the formula M n + in which n is an integer of at least 4. It consists of a coating of metal oxide on the outer surface of the core, expressed as MO n / 2 . The outer surface further defines a transition zone extending from the outer surface and into the core of the hard magnetic material, and the hard magnetic material is at least represented by the formula Mn + , as described above. It has a crystal structure substituted with ions of one polyvalent metal in the transition zone.

【0020】 別の観点では、本発明は、(a)予め設定された磁界強度の回転磁気コア、(
b)前記回転コアの周りに設置された外部非磁性シェル、および(c)前記シェ
ル上に設置され且つ静電画像と接触しており、そして帯電したトナー粒子および
逆の極性に帯電したキャリア粒子から成るエレクトログラフ現像液組成物から成
る少なくとも1つの磁気ブラシに前記画像を接触させることからなる、静電画像
を現像するための方法に関する。前記キャリア粒子は、下記式 P1-yLayFe1219 ここで、Pは、ストロンチウム、バリウムまたは鉛から選択され、そして yは0.1よりも小さい、 によって表される単相六方結晶構造を有する硬質磁気フェライト材料から成る。
In another aspect, the present invention provides: (a) a rotating magnetic core having a preset magnetic field strength;
b) an external non-magnetic shell placed around the rotating core, and (c) charged toner particles placed on the shell and in contact with the electrostatic image, and carrier particles of opposite polarity. A method for developing an electrostatic image comprising contacting said image with at least one magnetic brush comprising an electrographic developer composition comprising The carrier particles are single-phase hexagonal crystals represented by the formula: P 1-y La y Fe 12 O 19, where P is selected from strontium, barium or lead, and y is less than 0.1. It is composed of a hard magnetic ferrite material having a structure.

【0021】 さらに、前出の段落で説明されたようなランタンで置換された硬質磁気フェラ
イト材料から成る、静電潜像の現像に用いられるキャリア粒子も開示される。
Further disclosed are carrier particles used in the development of electrostatic latent images, which consist of a hard magnetic ferrite material substituted with lanthanum as described in the preceding paragraph.

【0022】 発明の詳細な説明 米国特許第4,546,060号および4,473,029号に関連して前
述したように、「硬質」磁気材料をキャリア粒子として用いると、「軟質」磁気
粒子から成るキャリア粒子と比べて、現像速度が飛躍的に速くなる。これらの特
許に開示されている好ましいフェライト材料には、Mがバリウム、ストロンチウ
ムまたは鉛である式MO.6Fe23で表されるバリウムフェライト、ストロン
チウムフェライトおよび鉛フェライトが包含される。好ましいフェライトはスト
ロンチウムフェライトである。これらの材料は単相の六方結晶構造を有する。現
像が行われる速度は従来の技法よりもはるかに速くなるが、それらは、前記現像
方法を実施するのに必要な磁気特性を有する前述のフェライト材料の固有抵抗に
よって制限される。キャリア粒子の固有抵抗が、用いられ得る現像速度に対して
直接影響を与えることは一般に知られている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As described above in connection with US Pat. Nos. 4,546,060 and 4,473,029, the use of "hard" magnetic materials as carrier particles results in "soft" magnetic particles. The development speed is dramatically higher than that of carrier particles composed of. The preferred ferrite materials disclosed in these patents include those of the formula MO.I. where M is barium, strontium or lead. Barium ferrite, strontium ferrite, and lead ferrite represented by 6Fe 2 O 3 are included. The preferred ferrite is strontium ferrite. These materials have a single-phase hexagonal crystal structure. The speed at which the development takes place is much faster than conventional techniques, but they are limited by the resistivity of said ferrite material with the magnetic properties necessary to carry out said development method. It is generally known that the resistivity of the carrier particles has a direct effect on the development rate that can be used.

【0023】 当該技術分野では一般に現像速度と呼ばれているが、もっと意味のある用語と
は「現像効率」である。磁気ブラシ現像システムの場合、パーセントでの現像効
率は、現像された画像領域内の光レセプターの現像前と現像後の電位差を、現像
前の光レセプターとブラシの電位差で割ったものを100倍したものであると定
義される。例えば、帯電領域現像構成の場合、光レセプターフィルムの電圧が−
250ボルトで磁気ブラシが−50ボルトである場合、現像前の電位差は−20
0ボルトである。現像中に正に帯電したトナー粒子が堆積することによって画像
領域内のフィルム電圧が−150ボルトまで100ボルト減った場合、現像効率
は、(−100ボルト/−200ボルト)x100となり、50%の現像効率が
得られる。現像剤材料の効率が高くなるにつれて、静電複写法で用いられる各種
パラメータが前記効率の変化に応じて変わりうることは容易に理解できる。例え
ば、前記効率が高くなるにつれて、効率が低いときに行われていたように、現像
前の電圧差を下げることによって同じ量のトナーを画像領域に堆積させることが
できる。静電潜像を光レセプターフィルムに付与するのに用いられる露光エネル
ギーレベルについても同じことが言える。前記効率が高くなるにつれて前記方法
の現像工程の速度を高めることができるが、これは同じ条件下においてより多く
のトナーがより短い時間内で堆積するようになるためである。このように、現像
効率の向上によって前記静電法に用いられる各種パラメータの調整が可能になり
、エネルギーと時間が共に節約される。
Although commonly referred to in the art as development rate, a more meaningful term is “development efficiency”. In the case of a magnetic brush development system, the percent development efficiency was 100 times the pre- and post-development potential difference of the photoreceptor in the developed image area divided by the pre-development photoreceptor and brush potential difference. Is defined as being. For example, in a charged area development configuration, the voltage on the photoreceptor film is-
If the magnetic brush is -50 volts at 250 volts, the potential difference before development is -20.
It is 0 volts. If the film voltage in the image area is reduced by 100 volts to -150 volts due to the accumulation of positively charged toner particles during development, the development efficiency is (-100 volts / -200 volts) x 100, which is 50%. Development efficiency can be obtained. It will be readily appreciated that as the efficiency of the developer material increases, the various parameters used in the electrostatographic process may change in response to changes in the efficiency. For example, as the efficiency increases, the same amount of toner can be deposited in the image area by lowering the voltage difference before development, as was done when the efficiency was low. The same is true for the exposure energy levels used to apply the electrostatic latent image to the photoreceptor film. The higher the efficiency, the higher the speed of the development step of the method, because under the same conditions more toner will accumulate in a shorter time. In this way, by improving the developing efficiency, various parameters used in the electrostatic method can be adjusted, and both energy and time are saved.

【0024】 前述のように、硬質磁気キャリアを用いる場合の現像効率は、前記材料自体の
固有抵抗によって制限される。例えば、これらの材料の固有抵抗は約1x1011 Ωcmであるため、通常得られる効率は約50%である。しかしながら、元の画
像の複製を高い品質で得るには、前記粒子の導電性を高める一方で、高い磁気特
性、すなわち、磁気的に飽和したときに少なくとも約300エルステッドの飽和
保磁力と、1,000エルステッドの印加フィールドにおいて少なくとも約20
EMU/gmの誘導磁気モーメントとを維持することが必要である。
As mentioned above, the development efficiency when using a hard magnetic carrier is limited by the resistivity of the material itself. For example, the resistivity of these materials is about 1 × 10 11 Ωcm, so the efficiency that is usually obtained is about 50%. However, in order to obtain a high quality reproduction of the original image, while increasing the conductivity of the particles, they have high magnetic properties, namely a coercivity of at least about 300 Oersted when magnetically saturated, At least about 20 in an applied field of 000 oersteds
It is necessary to maintain the induced magnetic moment of EMU / gm.

【0025】 今日のエレクトログラフプリント産業界は、より高速(ページ数/分−ppm
)および高画質な現像装置に関心を抱いている。これらの2つの性能上の目標に
は、互いに対置する特性を有する材料、すなわち現像剤組成物、が必要とされる
。トナー粒子が小さいほど、画質が高くなる。一般に、トナーの大きさが小さく
なるということは現像効率(DE)が低下することを意味するので、装置の速度
が制限される。コア速度、シェル速度、ギャップ設定および調色バイアスの如き
ハードウェアの動作条件の調整によって高速/高品質の複写/印刷にかなりのラ
チチュードが与えられるが、現像剤のキャリア成分の材料特性を操作することも
できる。
Today's electrographic printing industry is faster (pages per minute-ppm)
) And high-quality development equipment. These two performance goals call for materials that have properties that oppose one another, namely developer compositions. The smaller the toner particles, the higher the image quality. Generally, a smaller toner size means a lower development efficiency (DE), thus limiting the speed of the apparatus. Adjusting hardware operating conditions such as core speed, shell speed, gap setting and toning bias gives considerable latitude for high speed / quality copying / printing, but manipulates material properties of the carrier component of the developer. You can also

【0026】 導電性キャリアの適用による現像効率の増加の実現は、イメージキャリアピッ
クアップ(I−CPU)によって制限される。この挙動は、バイアスの影響を受
けたブラシ中で、シェルと接触しているキャリア粒子上に誘導された電荷の反転
が原因である。逆極性のキャリア粒子は、光導電体上の電荷像に静電気的に引き
付けられる。実際に、これらの粒子はトナーとして作用して前記画像上に堆積す
る。導電性が高いほど電荷の移動性も高くなるため、導電性キャリアは、この電
荷の反転をより受けやすいと信じられている。画像領域内に存在するキャリアは
、白黒の文書の場合は特に問題ではないが、単調な黒い画像と白い画像とを混同
し、カラーの文書の演出、全領域および濃度に強い影響を与える。
Achieving an increase in development efficiency by applying a conductive carrier is limited by the image carrier pickup (I-CPU). This behavior is due to the charge reversal induced on the carrier particles in contact with the shell in the bias-affected brush. Carrier particles of opposite polarity are electrostatically attracted to the charge image on the photoconductor. In effect, these particles act as toner and deposit on the image. It is believed that conductive carriers are more susceptible to this charge reversal because the higher the conductivity, the higher the charge mobility. The carrier existing in the image area is not a problem in the case of a black and white document, but it confuses a monotonous black image with a white image, and has a strong influence on the rendering, the entire area and the density of a color document.

【0027】 理論に縛れることを望まないが、I−CPUはキャリアの電荷に依存すると信
じられている。キャリア粒子とトナー粒子からなる現像剤組成物の場合、キャリ
アの電荷は、トナーの電荷と極性が逆である。慣用の非導電性キャリアの場合、
現像中にトナーが画像に堆積すると、画像のバックグラウンド領域中に、通常は
、フリンジ電界の最も強い調色された画像領域にすぐ隣接する領域の最も濃度の
高い部分に、堆積することがある。導電性の比較的高いキャリアの場合、前述の
電荷移動性のために、現像液組成物が「調色ニップ」、すなわち(現像される静
電潜像が存在する)光導電性面と(現像剤組成物が存在する)調色装置のシェル
スリーブの表面の間の領域、の電界内に存在するときに、電荷は調色シェルから
キャリア粒子へと伝わることができる。放電領域現像(DAD)の場合、調色装
置のバイアス電圧はトナーと同じ極性であるため、調色バイアスは、導電性キャ
リアをトナーと同じ極性に帯電させることができる。調色ニップ内でのシェルか
らの電荷の伝導によってキャリアが十分な電荷を得た場合、キャリアは実際に光
導電体上の画像領域に展開することができる。
Without wishing to be bound by theory, it is believed that the I-CPU relies on carrier charge. In the case of a developer composition composed of carrier particles and toner particles, the charge of the carrier has the opposite polarity to the charge of the toner. For conventional non-conductive carriers,
Toner deposits on the image during development can deposit in the background areas of the image, usually in the densest areas immediately adjacent to the toned image area with the strongest fringe field. . In the case of a relatively highly conductive carrier, the developer composition causes the "toning nip", ie, the photoconductive surface (where the electrostatic latent image to be developed) and the (development), due to the aforementioned charge transfer properties. When in the electric field, in the region between the surfaces of the shell sleeve of the toning device (where the agent composition is present), charge can be transferred from the toning shell to the carrier particles. In the case of discharged area development (DAD), the bias voltage of the toning device has the same polarity as the toner, so the toning bias can charge the conductive carrier to the same polarity as the toner. If the carrier gains sufficient charge by conduction of charge from the shell in the toning nip, the carrier can actually spread to the image area on the photoconductor.

【0028】 負に帯電したトナーを以下の説明で検討する。トナー粒子とキャリア粒子とが
電気的に中性であると仮定すると、外部印加電界(E)が0のとき、現像剤組成
物中のキャリアの電荷とトナーの電荷は、トナー濃度(TC)と下記式(1)に
よる関連がある。 QT/MT x TC + QC/MC x (1−TC) = 0 (1) 式中、QTおよびQCは、それぞれ、トナーの電荷およびキャリアの電荷を表し、
TおよびMCは、それぞれ、トナーの質量およびキャリアの質量を表し、xは(
変数ではなく)乗算を意味し、そしてTCは、前記組成物の総重量に基づいた分
数トナー濃度、すなわち重量%でのトナー濃度、を100で割ったものである。
従って、初期のキャリアの電荷対質量比(μC/g)は、下記式(2)によって
表すことができる。 QCi/MC = −QT/MT x TC/(1−TC) (2) 現像剤組成物が調色ニップ領域の電界中に入って行くにつれて、キャリアは、前
述の伝導性電荷の仕組みによって、その初期正電荷を失い、電荷がより負性にな
ってゆくと信じられる。調色ニップ領域内での滞留時間が十分であれば、キャリ
アは、トナーと一緒に画像領域内で展開するのに十分な大きい負電荷を得ること
ができる。
Negatively charged toner will be considered in the following description. Assuming that the toner particles and the carrier particles are electrically neutral, when the externally applied electric field (E) is 0, the charge of the carrier and the charge of the toner in the developer composition are the same as the toner concentration (TC). There is a relationship according to the following formula (1). During Q T / M T x TC + Q C / M C x (1-TC) = 0 (1) formula, Q T and Q C, respectively, represent the toner charge and the carrier charge,
M T and M C represent the mass of the toner and the mass of the carrier, respectively, and x is (
Means (rather than a variable), and TC is the fractional toner concentration based on the total weight of the composition, ie toner concentration in wt% divided by 100.
Therefore, the charge-to-mass ratio (μC / g) of the initial carrier can be expressed by the following equation (2). Q Ci / M C = −Q T / M T x TC / (1-TC) (2) As the developer composition enters into the electric field of the toning nip region, the carrier becomes It is believed that the mechanism loses the initial positive charge and makes the charge more negative. Provided that the dwell time in the toning nip area is sufficient, the carrier can obtain a large enough negative charge to develop with the toner in the image area.

【0029】 理論に縛られる分けではないが、キャリアの初期電荷が式(2)よって見積も
られ、例えば下記式(3)によって示されるように、調色ニップ領域内のキャリ
アの電荷が指数時間依存に従うと仮定することは妥当である。 QCt/MC = QCi/MC x e-kt + QCf/MC x (1−e-kt) (3) 式中、QCt/MCは、時間の関数としてのキャリアの電荷対質量であり、QCi
Cは、前述のキャリアの初期電荷対質量であり、速度定数kは1/ρε(単位
:sec-1)であり、xは(変数ではなく)乗算を意味し、tは調色ニップ内で
の滞留時間(単位:秒)であり、そしてキャリアの最大最終電荷はQCf/MC
よって与えられる。
Although not bound by theory, the initial charge of the carrier is estimated by the equation (2). For example, as shown by the following equation (3), the charge of the carrier in the toning nip region is an exponential time. It is reasonable to assume that the dependency is followed. Q Ct / M C = Q Ci / M C x e -kt + Q Cf / M C x (1-e -kt ) (3) where Q Ct / M C is the charge of the carrier as a function of time. Mass vs. Q Ci /
M C is the initial charge-to-mass of the carrier, the rate constant k is 1 / ρε (unit: sec −1 ), x means multiplication (not a variable), and t is within the toning nip. Dwell time in seconds and the maximum final charge of the carrier is given by Q Cf / M C.

【0030】 式(3)において、定量的に、ρは現像剤組成物の固有抵抗であり、εが現像
剤組成物の誘電率である。現像剤の固有抵抗ρは、後述の実施例43〜52で説
明されるようにして測定することができる。誘電率εは、トナーによって占めら
れる現像剤組成物中の容積に影響される。トナー粒子が大きくなるとキャリア粒
子が撤退し、それに応じて、現像剤組成物の誘電率も低下する。この効果により
、ε∝1/DT 3が成り立つ。前記式中、DTは、トナー粒子の平均的な粒子の大
きさ(直径)である。
In equation (3), quantitatively, ρ is the resistivity of the developer composition, and ε is the dielectric constant of the developer composition. The developer specific resistance ρ can be measured as described in Examples 43 to 52 below. The dielectric constant ε is influenced by the volume of the developer composition occupied by the toner. When the toner particles become large, the carrier particles withdraw, and the dielectric constant of the developer composition also decreases accordingly. Due to this effect, ε∝1 / D T 3 holds. In the above formula, D T is the average particle size (diameter) of the toner particles.

【0031】 キャリアの最大電荷対質量比QCf/MCは、光導電性面上の静電画像と調色装
置のシェルスリーブの間の電圧の差に依存する。電位差が400ボルトで、キャ
リアが「ベアキャリア」(トナーの無い)である場合、QCf/MCは約−2μC
/gであると妥当に仮定することができる。トナーが存在する場合、調色ニップ
領域の終端(出口)におけるシェルスリーブと光導電性面の間の電位差は、画像
に展開するトナー粒子の電荷によって減少する。部分現像効率(DE)は、トナ
ーの展開によって除去された初期調色電位差の一部として見積もることが可能で
あり、100で割られた%単位の現像効率と等しい。調色電位が400ボルトで
ある場合、μC/g単位でQCf/MC∝−2x(1−DE)が成り立つ。この数
式は、現像効率が高ければ電荷をキャリア中へ送る電位が小さくなり、キャリア
の最大電荷対質量比が比例して小さくなることを示している。後述の実施例43
〜52および比較例Eに関連して得られたデータは前述のモデルと合わせて用い
られる。前記データは、I−CPUは調色ニップ領域内でキャリアが得る電荷に
依存することを立証している。
The maximum charge-to-mass ratio Q Cf / M C of the carriers depends on the voltage difference between the electrostatic image on the photoconductive surface and the shell sleeve of the toning device. When the potential difference is 400 V and the carrier is "bare carrier" (without toner), Q Cf / M C is about -2 μC
It can be reasonably assumed to be / g. In the presence of toner, the potential difference between the shell sleeve and the photoconductive surface at the end (exit) of the toning nip region is reduced by the charge of the toner particles developing in the image. The partial development efficiency (DE) can be estimated as a part of the initial toning potential difference removed by the development of the toner and is equal to the development efficiency in% divided by 100. When the toning potential is 400 V, Q Cf / M C ∝-2x (1-DE) holds in μC / g unit. This equation shows that the higher the development efficiency, the smaller the potential for sending charges into the carrier, and the proportionally smaller maximum charge-to-mass ratio of the carrier. Example 43 described later
The data obtained in connection with ˜52 and Comparative Example E are used in conjunction with the model described above. The data demonstrate that the I-CPU relies on the charge the carrier gets in the toning nip region.

【0032】 さらに、本発明は、I−CPUを増やさずに現像効率をさらに高めるための動
作空間を提供する材料およびハードウェアパラメータに関する。現像効率は、特
定の材料およびハードウェア動作条件が満たされれば、同時にI−CPUが増え
ること無しに向上する。
Furthermore, the present invention relates to materials and hardware parameters that provide an operating space for further enhancing development efficiency without increasing I-CPU. Development efficiency is improved without the need for more I-CPUs at the same time, provided the specific materials and hardware operating conditions are met.

【0033】 異なるトナー粒子の大きさに対するトナー電荷対質量(Q/m)とトナー濃度
(TC)に換算した一般的なそのような動作空間の関係を図1に示す。説明の目
的で提供された図1は、より粒子の小さいトナーほど好ましくはより低いトナー
濃度で動作し、かつ、より高いトナー電荷対質量を示す傾向があることを示して
いる。これらの関係は、いずれの極性のトナーに対しても成り立つ。
FIG. 1 shows a typical such operating space relationship in terms of toner charge to mass (Q / m) and toner concentration (TC) for different toner particle sizes. FIG. 1, provided for purposes of illustration, shows that smaller particle toners preferably operate at lower toner concentrations and tend to exhibit higher toner charge to mass. These relationships hold for toners of any polarity.

【0034】 表形式では、関連する現像効率の変化および現像効率を取り戻すための暗示キ
ャリア導電性に加えて、前記関係は以下のように示される。トナーの大きさ トナーのQ/m 現像効率 必要とされるキャリア導電性 ↓ ↑ ↓ ↑ 上記表において、矢印は関連パラメータの増減を表す。より小さなトナーを用
いることによって予期される現像効率の低下を妨げるには、「必要とされるキャ
リア導電性」という見出しの下の上向きの矢印によって示されるように、より高
い導電性を有するキャリアを用いることが望ましい。
In tabular form, in addition to the associated change in development efficiency and the implied carrier conductivity for regaining development efficiency, the relationship is shown as follows: Toner size Toner Q / m Development efficiency Required carrier conductivity ↓ ↑ ↓ ↑ In the above table, arrows indicate increase / decrease in related parameters. To prevent the expected reduction in development efficiency by using smaller toners, a carrier with higher conductivity can be used, as indicated by the upward arrow under the heading "Required carrier conductivity". It is desirable to use.

【0035】 より高品質でより高速なシステムに対する要求にはトナー粒子の小型化が必要
とされる。トナー粒子の小型化により、現像効率が低下する。現像効率を取り戻
すには、トナーの大きさが小さくなるにつれてキャリアの導電性をさらに高めな
ければならない(換言すれば、キャリアの固有抵抗を低くしなければならない)
。実現可能にするためには、現像率の向上が、顕著なI−CPU無しに起こらな
ければならない。
The demand for higher quality and faster systems requires smaller toner particles. Due to the miniaturization of toner particles, the development efficiency is reduced. In order to regain the developing efficiency, the conductivity of the carrier must be further increased as the size of the toner becomes smaller (in other words, the specific resistance of the carrier must be lowered).
. To be feasible, an increase in development rate must occur without a significant I-CPU.

【0036】 I−CPUの低減に対処するには、図1に示されるトナーの大きさ/濃度/電
荷の領域は、すべての予想される動作範囲にわたって一般化するには扱い難くて
面倒である。トナーの各大きさに対して、例えば、図1に示される3つのトナー
の大きさのそれぞれを用いて、制限されたI−CPUにとって好ましい範囲に合
わせて現像効率を維持するのに必要な固有抵抗範囲を示すデータセットを掲載し
た表を用意することができる。後述の実施例43〜52に関連して用いられる別
の取り組み方は、主なメリットのパラメータ、すなわちキャリア電荷対質量であ
る(Q/m)キャリア(μC/g)および現像剤組成物の固有抵抗(Ωcm)、によ って現像剤組成物の現像性能を特徴付けることである。
To address the I-CPU reduction, the toner size / concentration / charge region shown in FIG. 1 is awkward and cumbersome to generalize over all expected operating ranges. . For each toner size, for example, using each of the three toner sizes shown in FIG. 1, the uniqueness necessary to maintain development efficiency in a preferred range for a limited I-CPU. A table can be prepared with a data set showing the resistance range. Another approach used in connection with Examples 43-52 below is the main merit parameter: carrier charge versus mass (Q / m) carrier (μC / g) and developer composition specific. The resistance (Ωcm) characterizes the developing performance of the developer composition.

【0037】 一般に、データは、最も高いI−CPUを示す現像剤は、電気的中性によって
決められる最も低い(Q/m)キャリア計算値を有することを示す。例えば、トナー 濃度が高くなると、トナー電荷は小さな割合で低下するが、正味(Q/m)キャリア 値は2倍または3倍になることがある。正味(Q/m)キャリアが高くなるほど、I −CPUに至るキャリアの電荷反転を起こさせることが困難になる。トナー粒子
の大きさが小さくなると、増加したトナーQ/mによってI−CPUが低減する
ことがあるが、トナー濃度の低下もI−CPUを引き起こすことがある。その結
果、(Q/m)キャリアは、約1μC/gよりも大きな値、好ましくは約2μC/g よりも大きな値、さらに好ましくは約3μC/gよりも大きな値、最も好ましく
は約4.0μC/gよりも大きな値に維持されることが望ましい。(Q/m)キャリア パラメータは、例えば以下の実施例43〜52で説明されるように、現像剤組 成物中のトナーの量を調節することによって制御することができる。
In general, the data show that the developer with the highest I-CPU has the lowest (Q / m) calculated carrier value determined by electrical neutrality. For example, as the toner concentration increases, the toner charge decreases at a small rate, but the net (Q / m) carrier value may double or triple. The higher the net (Q / m) carriers, the more difficult it is to cause charge reversal of the carriers to the I-CPU. When the size of the toner particles becomes smaller, the I-CPU may decrease due to the increased toner Q / m, but the decrease in the toner concentration may cause the I-CPU. As a result, the (Q / m) carrier has a value greater than about 1 μC / g, preferably greater than about 2 μC / g, more preferably greater than about 3 μC / g, and most preferably about 4.0 μC. It is desirable to maintain the value larger than / g. The (Q / m) carrier parameter can be controlled by adjusting the amount of toner in the developer composition, for example, as described in Examples 43-52 below.

【0038】 このように、本発明はトナーの大きさが小さくなってゆくときに現像効率を少
なくとも維持しようと努めるものであるので、(Q/m)キャリアを例えば前述のよ うな約1μC/gよりも大きな値といった高い値に維持すべき一方で、キャリア
の導電性は比例して高くなってゆくべきである。さらに、I−CPUの量を最小
限に抑えた高い品質の複写を得るためには、キャリアの固有抵抗を約1x1010 Ωcm〜約1x105Ωcmの値に維持することが好ましく、約5x109Ωcm
〜約1x106Ωcmの値がさらに好ましく、約5x109Ωcm〜1x107Ω
cmの値がよりいっそう好ましい。キャリアの固有抵抗が前記範囲内となるよう
に選択されると、現像剤組成物の固有抵抗は、望ましくは約1x1012Ωcm〜
約1x105Ωcm、好ましくは1x1010Ωcm〜1x107Ωcmに一般的に
なる。現像剤組成物は大部分がキャリアであるため、一般に、現像液の固有抵抗
はキャリアの固有抵抗と非常に似ている。
As described above, since the present invention seeks to maintain at least the developing efficiency when the size of the toner becomes smaller, the (Q / m) carrier is, for example, about 1 μC / g as described above. Higher values, such as higher values, should be maintained, while the conductivity of the carriers should increase proportionally. Further, in order to obtain a high quality copy with a minimum amount of I-CPU, it is preferable to maintain the carrier resistivity at a value of about 1 × 10 10 Ωcm to about 1 × 10 5 Ωcm, and about 5 × 10 9 Ωcm.
More preferably a value of about 1x10 6 [Omega] cm, about 5x10 9 Ωcm~1x10 7 Ω
Values in cm are even more preferred. When the resistivity of the carrier is selected to be within the above range, the resistivity of the developer composition is desirably about 1 × 10 12 Ωcm-.
It will generally be in the region of 1 × 10 5 Ωcm, preferably 1 × 10 10 Ωcm to 1 × 10 7 Ωcm. Since the developer composition is mostly a carrier, the resistivity of the developer is generally very similar to that of the carrier.

【0039】 エレクトログラフ処理は、少なくとも約5インチ/秒の(電荷画像を表面に有
する誘電面が現像領域を通過する速度と定義される)処理速度で動作することが
できる。典型的に、容量の大きな印刷機は、毎分約110ページ(PPM)〜1
80PPM以上の速度で動作することができ、この速度は約15〜約30インチ
/秒の速度に相当する。約15〜約50インチ/秒の処理速度が好ましい。前記
範囲の低い方の固有抵抗、すなわち約1x107Ωcm未満、すなわち約1x1
7Ωcm〜約1x105Ωcm、の固有抵抗を有するキャリアは、かなり速い処
理速度で動作するエレクトログラフ処理での使用に特に有利である。これは、処
理速度が速いほど、それに比例して調色ニップ領域内でのキャリアの滞留時間が
減少するという事実に因るものである。滞留時間(秒)は、調色ニップの幅(イ
ンチ)を処理速度(インチ/秒)で割ったものとして定義される。例えば、所定
のキャリアが、あるI−CPUすなわち許容できないレベルに在るかまたはその
レベルに近いI−CPUを示している場合、このキャリアが所定の速度で現像剤
組成物に用いられると、この処理速度を上げることによって調色ニップ領域内で
のキャリアの滞留時間を減少させることができ、I−CPUを低減することがで
きる。あるいは、例えば5インチ/秒から50インチ/秒へといったように処理
速度を10倍にすると、例えば1x106Ωcmから1x105Ωcmへといった
ように固有抵抗が1/10になったキャリアを用いることができるようになり、
同じ様なI−CPU性能が得られる。同様に、調色ニップ領域の形状を変えるこ
とによって、例えば、調色ニップ領域の幅を小さくすることができる。これは、
例えば、光導電性面を円筒状ドラムの上に設置することによって、あるいは前記
面がすでにドラム上にある場合には、このドラムの直径を小さくすることによっ
て、達成される。調色ニップ幅を1/2に下げることは、キャリアに対する固有
抵抗も同様に1/2に下げることを意味している。
The electrographic process can operate at a processing speed (defined as the speed at which a dielectric surface having a charge image on its surface passes through the development area) of at least about 5 inches / second. High capacity printing presses typically range from about 110 pages per minute (PPM) to 1
It can operate at speeds of 80 PPM and above, which corresponds to speeds of about 15 to about 30 inches / second. A processing speed of about 15 to about 50 inches / second is preferred. The lower resistivity of said range, ie less than about 1 × 10 7 Ωcm, ie about 1 × 1
Carriers having a resistivity of from 0 7 Ωcm to about 1 × 10 5 Ωcm are particularly advantageous for use in electrographic processes operating at much higher processing speeds. This is due to the fact that the higher the processing speed, the proportionately the residence time of the carrier in the toning nip region decreases. The dwell time (seconds) is defined as the width of the toning nip (inches) divided by the processing speed (inch / s). For example, if a given carrier exhibits an I-CPU that is at or near an unacceptable level, i.e., an I-CPU, when the carrier is used in a developer composition at a given rate, By increasing the processing speed, the retention time of the carrier in the toning nip area can be reduced, and the I-CPU can be reduced. Alternatively, when the processing speed is increased 10 times, for example, from 5 inches / second to 50 inches / second, it is possible to use a carrier whose specific resistance is 1/10, for example, from 1 × 10 6 Ωcm to 1 × 10 5 Ωcm. To be able to
Similar I-CPU performance is obtained. Similarly, by changing the shape of the toning nip region, for example, the width of the toning nip region can be reduced. this is,
This is accomplished, for example, by placing the photoconductive surface on a cylindrical drum, or by reducing the diameter of this drum if it is already on the drum. Reducing the toning nip width to 1/2 means reducing the specific resistance to the carrier to 1/2 as well.

【0040】 本発明によれば、(以下の実施例43〜52で説明されているような)キャリ
アの堆積密度に換算して、そのような堆積密度が約0.01g/in2未満であ
ることが望ましく、約0.001g/in2未満であることが好ましく、約0.
0001g/in2未満であることがさらに好ましくなるようにI−CPUを制
限することができる。
According to the invention, such a deposition density is less than about 0.01 g / in 2 in terms of carrier deposition density (as described in Examples 43-52 below). Desirably, less than about 0.001 g / in 2 , preferably about 0.00.
The I-CPU can be limited such that less than 0001 g / in 2 is more preferable.

【0041】 好ましい実施態様において、本発明は、特定の硬質磁気材料のエレクトログラ
フ処理におけるキャリアとしての使用を検討する。前記キャリアは、慣用されて
きた硬質磁気材料に対し高い導電性を有する。ある実施態様では、キャリアは、
多価金属で置換されることによって導電性が高められた硬質磁気材料である。別
の実施態様では、導電性の金属酸化物組成物を硬質磁気材料製のコアの上に設置
する。これら実施態様を、共に以下に説明する。以下にこれらの実施態様を、実
施例も含めて、ある程度詳細に説明するが、本発明をこれらの特定の実施態様に
限定することを意図するものではない。必要な導電性および(Q/m)キャリアパラ メータを備えているという前提で他の硬質磁気材料を本発明を実施する際に用い
てもよいこと、および、さもなければ前記材料は本願明細書に開示されている方
法のための適切な動作パラメータと共に用いられることが理解されるべきである
In a preferred embodiment, the present invention contemplates the use of certain hard magnetic materials as carriers in electrographic processing. The carrier has a high electrical conductivity with respect to conventionally used hard magnetic materials. In one embodiment, the carrier is
It is a hard magnetic material whose conductivity is enhanced by substitution with a polyvalent metal. In another embodiment, the conductive metal oxide composition is placed on top of a core made of hard magnetic material. Both of these embodiments are described below. Hereinafter, these embodiments will be described in some detail including Examples, but the present invention is not intended to be limited to these specific embodiments. Other hard magnetic materials may be used in the practice of the present invention provided they have the requisite conductivity and (Q / m) carrier parameters, and otherwise such materials are referred to herein. It should be understood that it can be used with the appropriate operating parameters for the disclosed method.

【0042】 多価金属で置換された導電性キャリア 本発明は、ある実施態様において、nが少なくとも4の整数、すなわち4、
5または6である式Mn+に相当する少なくとも1種の有効量の多価金属イオンを
、硬質磁気材料、好ましくは六方結晶構造を有する硬質磁気フェライトの結晶格
子中に置換導入することによって、望ましい磁気特性を維持したままで固有抵抗
が低下したキャリアの使用を検討している。従って、硬質六方フェライトキャリ
ア材料の固有抵抗は約1x1011Ωcmから約1x105Ωcmまで下げること
ができ、さらに、固有抵抗および(Q/m)キャリアは、前記フェライト材料の高い 磁気特性に影響を与えずにI−CPUを抑制するには、上記において特定された
範囲内にあることが好ましい。
Conductive Carriers Substituted with Polyvalent Metals The present invention is directed, in one embodiment, to an embodiment wherein n is an integer of at least 4, ie 4,
Desirable by substituting an effective amount of at least one polyvalent metal ion corresponding to the formula M n + of 5 or 6 into the crystal lattice of a hard magnetic material, preferably a hard magnetic ferrite having a hexagonal crystal structure. We are investigating the use of carriers with reduced specific resistance while maintaining their magnetic properties. Therefore, the specific resistance of the hard hexagonal ferrite carrier material can be lowered from about 1 × 10 11 Ωcm to about 1 × 10 5 Ωcm, and further, the specific resistance and (Q / m) carrier influence the high magnetic properties of the ferrite material. In order to suppress the I-CPU without doing so, it is preferable to be within the range specified above.

【0043】 理論に縛られることを望まないが、置換されるカチオンの大きさと電荷を考慮
すると、フェライト材料の固有抵抗が下がる仕組みは、副格子または六方フェラ
イト格子の格子間でのSr2+、Ba2+またはPb2+の置換によるというよりはむ
しろ、六方フェライト結晶構造の鉄格子への前記多価金属イオンの置換導入によ
るものだと信じられる。そうする際に、Mn+多価金属イオン置換基は、3価の鉄
(Fe3+)の格子中への荷電補償、すなわち、2価の鉄(Fe2+)のカチオンの
形態を強いる。このようにして生じたFe2+/Fe3+電荷対によって半導電性の
電子経路が与えられ、より導電性の高いフェライト組成物が得られる。
Without wishing to be bound by theory, considering the size and charge of the cations that are substituted, the mechanism by which the resistivity of the ferrite material decreases is that Sr 2+ between the lattices of the sublattice or hexagonal ferrite lattice, It is believed to be due to the substitutional introduction of the polyvalent metal ions into the iron lattice of the hexagonal ferrite crystal structure, rather than by the Ba 2+ or Pb 2+ substitution. In doing so, the M n + polyvalent metal ion substituent forces charge compensation into the trivalent iron (Fe 3+ ) lattice, ie, the cation form of divalent iron (Fe 2+ ). The Fe 2+ / Fe 3+ charge pair thus generated provides a semiconductive electron path, and a ferrite composition having higher conductivity is obtained.

【0044】 好ましい実施態様において、Mn+多価金属イオンでドープされた硬質磁気フェ
ライト材料は下記式 PFe12-xx19 ここで、Pは、ストロンチウム、バリウムまたは鉛から選択され、 Mは、アンチモン、ヒ素、ゲルマニウム、ハフニウム、モリブデン、ニオブ、ケ
イ素、タンタル、テルル、スズ、チタン、タングステン、バナジウム、ジルコニ
ウムおよびこれらの混合物の少なくとも1種から選択され、そして、 xは約0.6よりも小さい、 で表すことができる。特に好ましい実施態様においては、Pはストロンチウムか
バリウムのいずれかから選択され、コスト、磁気特性および環境問題の点からス
トロンチウムであることがさらに好ましい。Mは、主としてコストおよび入手の
し易さの点からケイ素、ジルコニウム、スズまたはチタンから選択されることが
好ましい。用いられる多価金属イオンの量は、I−CPUに対する懸念から、約
0.3よりも小さい値のxが得られるのに十分であることが好ましく、約0.2
よりも小さい値のxが得られるのに十分であることがさらに好ましい。多価金属
イオンが0.6よりも多い量で用いられる場合、それよりも少ない量の多価金属
イオンを含有しているフェライトと比べて、導電性が大幅に向上するわけではな
い。本発明の硬質磁気フェライトに関連するさらなる利点は、フェライト材料中
への多価金属イオンのドーピングを比較的軽くすることによって、以下の実施例
並びに本願明細書にその全文が援用される同時係属出願中の米国特許出願番号0
9/572,988に示されるように、現像効率が大幅に向上することが分かる
ということである。さらに、そのような硬質磁気材料の調製に関して、そのよう
な金属イオンの鉄格子への置換導入は、Sr2+、Ba2+またはPb2+副格子中へ
の置換導入よりも処理の点で有利であると信じられる。
In a preferred embodiment, the hard magnetic ferrite material doped with M n + polyvalent metal ions is of the formula PFe 12-x M x O 19 where P is selected from strontium, barium or lead and M is , Antimony, arsenic, germanium, hafnium, molybdenum, niobium, silicon, tantalum, tellurium, tin, titanium, tungsten, vanadium, zirconium and mixtures thereof, and x is greater than about 0.6. Small, can be represented by In a particularly preferred embodiment, P is selected from either strontium or barium, and more preferably strontium in terms of cost, magnetic properties and environmental issues. M is preferably selected from silicon, zirconium, tin or titanium mainly in terms of cost and availability. The amount of polyvalent metal ion used is preferably sufficient to obtain a value of x less than about 0.3, due to concerns over I-CPU, about 0.2.
More preferably, it is sufficient to obtain a smaller value of x. When the polyvalent metal ion is used in an amount of more than 0.6, the conductivity is not significantly improved as compared with the ferrite containing a smaller amount of the polyvalent metal ion. A further advantage associated with the hard magnetic ferrites of the present invention is the relatively light doping of polyvalent metal ions into the ferrite material, by the following examples as well as the co-pending application, which is incorporated herein in its entirety. US Patent Application No. 0
As shown in 9 / 572,988, it can be seen that the development efficiency is significantly improved. Furthermore, for the preparation of such hard magnetic materials, the introduction of substitution of such metal ions into the iron lattice is advantageous in terms of processing over the introduction of substitution into the Sr 2+ , Ba 2+ or Pb 2+ sublattice. Is believed to be.

【0045】 硬質磁気材料中に置換導入されるMn+多価金属イオンの量に関して、置換量は
、導電性を少なくとも約1桁分高める、すなわち固有抵抗を少なくとも約1x1
1Ωcm低減させるのに十分であるべきである。好ましくは、前述のx値の観
点から言えば、置換される金属の量は、約0.01〜約0.6のx値が得られる
のに十分であるべきであり、約0.02〜約0.3未満のx値が得られるのに十
分である量が用いられることが好ましく、約0.03〜約0.2未満のx値が得
られるのに十分である量が用いられることがさらに好ましい。結晶格子中に置換
導入されるMn+多価金属イオンの量は、得られる構造が実質的に単相六方結晶構
造から成るように制限されることが好ましい。用いられるMn+多価金属イオンの
量は、フェライト粒子を調製するのに用いられるMn+多価金属イオンと焼結条件
とにある程度依存して変動してもよいが、Mn+多価金属イオンは、最大でフェラ
イト材料の約10重量%の量で一般に添加することができ、その範囲内の量でも
、現像剤のナップを現像剤装置のスリーブにしっかりと密着させるのに十分な高
い磁気特性を保つことができる。Mn+多価金属イオンの添加量が上記範囲を超え
ると、PO/MOn/2/Fe23相図にさらなる相が形成されることがある。そ
のようなさらなる相が少量、すなわち、好ましくはキャリアの総重量に対して5
0重量%未満の量、で存在していても、前述のような置換された六方結晶構造の
有益な特性に悪影響を与えることはない。
With respect to the amount of M n + polyvalent metal ions substitutionally introduced into the hard magnetic material, the substitution amount increases the conductivity by at least about an order of magnitude, ie the resistivity is at least about 1 × 1.
It should be sufficient to reduce O 1 Ωcm. Preferably, in terms of the aforementioned x value, the amount of metal substituted should be sufficient to obtain an x value of from about 0.01 to about 0.6, and from about 0.02 to about 0.02. Preferably, an amount is used that is sufficient to obtain an x value of less than about 0.3, and an amount that is sufficient to obtain an x value of from about 0.03 to less than about 0.2 is used. Is more preferable. The amount of Mn + polyvalent metal ions introduced by substitution into the crystal lattice is preferably limited so that the resulting structure consists essentially of a single-phase hexagonal crystal structure. The amount of Mn + polyvalent metal ion used may vary to some extent depending on the Mn + polyvalent metal ion used to prepare the ferrite particles and the sintering conditions, but Mn + polyvalent metal ion. Can generally be added in an amount of up to about 10% by weight of the ferrite material, and an amount within this range will have high magnetic properties sufficient to bring the developer nap into tight contact with the sleeve of the developer device. Can be kept. If the amount of M n + polyvalent metal ion added exceeds the above range, a further phase may be formed in the PO / MO n / 2 / Fe 2 O 3 phase diagram. A small amount of such additional phase, ie preferably 5 based on the total weight of the carrier.
Its presence in an amount less than 0% by weight does not adversely affect the beneficial properties of the substituted hexagonal crystal structure as described above.

【0046】 広義には硬質磁気材料、詳しくは硬質六方結晶構造フェライト(Ba、Srま
たはPb)、の調製は文献に詳しく記録されている。前記硬質磁気粒子を調製す
るのに、米国特許第3,716,630号、4,623,603号および4,0
42,518号(これらの教示は、すべて本願明細書に援用される);欧州特許
出願第0086445号;”スプレー乾燥” ケイ・マスターズ、レオナード
ヒル ブックス ロンドン、頁502−509および”強磁性材料”3巻、イー・
ピー・ウォルファース編集、ノース ホーランド出版社、アムステルダム、ニュ
ーヨーク、オックスフォード、頁315 以降(これらの教示も本願明細書に援
用される)に記載されている方法の如きあらゆる好適な方法を用いることができ
る。
The preparation of hard magnetic materials in a broad sense, specifically hard hexagonal crystal structure ferrites (Ba, Sr or Pb), is well documented in the literature. In preparing the hard magnetic particles, US Pat. Nos. 3,716,630, 4,623,603 and 4,0
42,518 (the teachings of which are incorporated herein by reference); European Patent Application No. 0086445; "Spray Drying" Kay Masters, Leonard.
Hilbucks London, pages 502-509 and "Ferromagnetic Materials," Volume 3, E.
Any suitable method may be used, such as the method described by P. Wolfers, North Holland Publishers, Amsterdam, New York, Oxford, page 315 et seq. (The teachings of which are also incorporated herein). .

【0047】 前述のように結晶格子に置換導入された多価金属イオンを少なくとも1つ含有
している硬質磁気材料は、前記金属イオンが前記結晶構造にドープされるように
前記多価金属イオンの源を調合物に添加することによって、前段落で説明したよ
うにして調製することができる。例えば、調製されるべき硬質磁気材料が、約1
〜約5重量%の多価金属イオンをその酸化物または酸化物前駆体の形態中に含有
している硬質磁気ストロンチウムフェライトである場合、約8〜12部のSrC
3、約1〜5部の前記金属イオンの源および85〜90部のFe23を、分散
剤ポリマー、アラビアゴムおよび溶媒である水と混ぜ合わせてスラリーを形成す
る。このスラリーを噴霧乾燥させて溶媒を取り除き、得られた未加工のビーズを
酸化環境において約1,100℃〜約1,300℃で焼成することによって、前
述の所望の硬質磁気材料が形成される。その後、得られた硬質磁気材料を解凝集
(デアグロメレート)することによって、キャリア粒子として一般に必要とされ
る粒径、すなわち、約100μm未満、好ましくは約3〜65μmの粒径を有す
る成分キャリアビーズ粒子が得られる。そして、得られたキャリア粒子は、永久
磁気ヒステリシス挙動を誘導するのに十分な強度の印加磁気フィールドに曝され
ることによって永久的に磁化される。
The hard magnetic material containing at least one polyvalent metal ion substituted and introduced into the crystal lattice as described above has a structure in which the polyvalent metal ion of the polyvalent metal ion is doped so that the metal ion is doped into the crystal structure. It can be prepared as described in the previous paragraph by adding the source to the formulation. For example, the hard magnetic material to be prepared is about 1
~ 8 wt.% SrC for a hard magnetic strontium ferrite containing about 5 wt.% Polyvalent metal ions in the form of its oxide or oxide precursor.
O 3 , about 1 to 5 parts of the source of the metal ions and 85 to 90 parts of Fe 2 O 3 are mixed with the dispersant polymer, gum arabic and the solvent water to form a slurry. The slurry is spray dried to remove solvent and the resulting raw beads are calcined in an oxidizing environment at about 1100 ° C to about 1300 ° C to form the desired hard magnetic material described above. . Then, by deagglomerating the obtained hard magnetic material, component carrier bead particles having a particle size generally required as carrier particles, that is, a particle size of less than about 100 μm, preferably about 3 to 65 μm. Is obtained. The resulting carrier particles are then permanently magnetized by being exposed to an applied magnetic field of sufficient intensity to induce a permanent magnetic hysteresis behavior.

【0048】 前記多価金属イオンの硬質磁気材料結晶構造中への置換導入に加えて、本発明
者らは、量の調節されたランタンを硬質磁気フェライト材料へ置換導入すること
が可能でありそしてこれにより以下の実施例5〜10に示されるようにI−CP
U性能の良好なキャリアが得られることも発見した。このようなキャリアは、単
相六方結晶構造を有する硬質磁気フェライト材料から成り、下記式 P1-yLayFe1219 ここで、Pは、ストロンチウム、バリウムまたは鉛から選択され、そして yは0.1よりも小さい、 によって表すことができる。
In addition to introducing the polyvalent metal ions into the hard magnetic material crystal structure, it is possible for the present inventors to introduce a controlled amount of lanthanum into the hard magnetic ferrite material, and This results in the I-CP as shown in Examples 5-10 below.
It was also discovered that a carrier with good U performance can be obtained. Such a carrier comprises a hard magnetic ferrite material having a single-phase hexagonal crystal structure and has the formula P 1-y La y Fe 12 O 19 where P is selected from strontium, barium or lead and y is Can be represented by less than 0.1.

【0049】 このようなキャリアは、一般に前記金属置換法および関連した教示が本願明細
書に援用される米国特許第4,764,445号に記載されている方法に従って
ランタン金属イオンのための源化合物を用いることによって調製することができ
る。
Such carriers are generally source compounds for lanthanum metal ions according to the methods described in US Pat. No. 4,764,445, the aforementioned metal substitution methods and related teachings are incorporated herein by reference. Can be prepared by using.

【0050】 前記置換フェライトキャリアに関して、前記キャリアの固有抵抗は、約1x1
10Ωcm〜約1x105Ωcm、さらに好ましくは約5x109Ωcm〜約1x
106Ωcm、よりいっそう好ましくは約5x109Ωcm〜約1x107Ωcm
の範囲内の値にまで下げられる。前記固有抵抗範囲が好ましいとされる理由は、
この範囲内の固有抵抗値は、硬質磁気材料の高い磁気特性に影響を及ぼすこと無
く、I−CPUを抑制するかまたは少なくともその量を少なくすることができる
からである。さらに、現像剤組成物中のキャリア粒子の(Q/m)キャリアが前述の ように1μC/gよりも大きいことが好ましい。従って、本発明のキャリア粒子
は、このような実施態様においては、後述の実施例によって例示されるように、
かなりの、あるいは少なくとも好ましからざる、量のI−CPUを生じさせずに
、高い現像効率(そしてそれによるエレクトログラフ結像処理の高速化)を提供
することができる。
For the substituted ferrite carrier, the resistivity of the carrier is about 1 × 1.
0 10 Ωcm to about 1x10 5 Ωcm, more preferably about 5x10 9 Ωcm to about 1x.
10 6 Ωcm, and even more preferably about 5 × 10 9 Ωcm to about 1 × 10 7 Ωcm.
It can be lowered to a value within the range. The reason why the specific resistance range is preferable is that
This is because the specific resistance value within this range can suppress the I-CPU or at least reduce the amount thereof without affecting the high magnetic properties of the hard magnetic material. Furthermore, it is preferable that the (Q / m) carrier of the carrier particles in the developer composition is larger than 1 μC / g as described above. Therefore, the carrier particles of the present invention, in such an embodiment, as illustrated by the examples below,
High development efficiencies (and thereby faster electrographic imaging processes) can be provided without producing a significant, or at least undesirable, amount of I-CPU.

【0051】 金属酸化物コーティング組成物でコーティングされた導電性キャリア さらに本発明は、他の態様において、硬質磁気材料製、好ましくは硬質磁気フ
ェライト製のコアからなるキャリアの使用を考察する。前記コアの表面には導電
性金属酸化物組成物が堆積しており、この導電性金属酸化物組成物が前記硬質磁
気材料と反応することによって、前記硬質磁気材料の望ましい磁気特性を維持し
たままでキャリアの全固有抵抗を下げることができる。前記組成物は、連続また
は不連続な状態で、前記コア上に堆積している。
Conductive Carrier Coated With Metal Oxide Coating Composition The present invention further contemplates, in another aspect, the use of a carrier consisting of a core made of hard magnetic material, preferably hard magnetic ferrite. A conductive metal oxide composition is deposited on the surface of the core, and the conductive metal oxide composition reacts with the hard magnetic material to maintain desired magnetic properties of the hard magnetic material. Can reduce the total specific resistance of the carrier. The composition is deposited on the core in a continuous or discontinuous state.

【0052】 好ましい実施態様では、前記硬質磁気コアの外部表面は、前記磁気コアの内部
へと伸びている遷移帯を規定する。すなわち、前記遷移帯は、前記コアの外部表
面に近い前記硬質磁気材料内の領域である。例えば、前記コアが球状またはほぼ
球状の粒子である場合、前記遷移帯は、外部表面が前記粒子の外部表面と合わさ
っているシェルとして認識することができる。前記遷移帯内において、硬質磁気
材料の結晶構造は、式Mn+に相当する金属イオンの勾配からなることが好ましい
。前記式中、Mおよびnは、前記コア上に堆積する金属酸化物組成物について先
に定義した通りであり、金属イオンは、前記硬質磁気材料の結晶格子に置換導入
されている。「勾配」の意味するところは、金属イオンの濃度がコアの外部表面
の近くが最も高く、前記結晶格子内ではコアの中心に向かうほど低くなってゆく
ということである。理論に縛られるのを望まないが、本願明細書に開示されるMn+ カチオンの大きさおよび荷電を考慮すると、Sr2+、Ba2+またはPb2+の代
わりに前記多価金属イオンを六方フェライト結晶構造の鉄格子に置換導入するこ
とによって硬質磁気フェライトの固有抵抗を下げることができると信じられる。
そうする際に、前述のMn+多価金属イオン置換は、3価の鉄(Fe3+)の格子に
荷電補償、すなわち、2価の鉄(Fe2+)のカチオンの形態を強いる。このよう
にして生じたFe2+/Fe3+電荷対によって半導電性の電子経路が与えられ、よ
り導電性の高いフェライト組成物が得られる。その結果、本発明の導電性金属酸
化物組成物は、一般にコア粒子にしっかりと堆積し、エレクトログラフ処理に用
られる際に容易に剥がれ落ちることはない。
In a preferred embodiment, the outer surface of the hard magnetic core defines a transition zone extending into the interior of the magnetic core. That is, the transition zone is a region within the hard magnetic material near the outer surface of the core. For example, if the core is a spherical or nearly spherical particle, the transition zone can be recognized as a shell whose outer surface is mated with the outer surface of the particle. Within the transition zone, the crystal structure of the hard magnetic material preferably comprises a gradient of metal ions corresponding to the formula Mn + . In the above formula, M and n are as defined above for the metal oxide composition deposited on the core, and metal ions have been introduced by substitution into the crystal lattice of the hard magnetic material. What is meant by "gradient" is that the concentration of metal ions is highest near the outer surface of the core and decreases in the crystal lattice towards the center of the core. Without wishing to be bound by theory, considering the size and charge of the M n + cations disclosed herein, the polyvalent metal ion may be hexagonal instead of Sr 2+ , Ba 2+ or Pb 2+. It is believed that the specific resistance of the hard magnetic ferrite can be lowered by substituting it into the iron lattice of the ferrite crystal structure.
In doing so, the aforementioned M n + polyvalent metal ion substitution imposes charge compensation on the trivalent iron (Fe 3+ ) lattice, ie, the cation form of divalent iron (Fe 2+ ). The Fe 2+ / Fe 3+ charge pair thus generated provides a semiconductive electron path, and a ferrite composition having higher conductivity is obtained. As a result, the conductive metal oxide compositions of the present invention generally deposit firmly on the core particles and do not easily flake off when used in electrographic processing.

【0053】 従って、前述のようにコアの表面に金属酸化物組成物を堆積させることによっ
て、硬質磁気キャリア材料の固有抵抗を、約1x1011Ωcmから少なくとも約
1桁分、すなわち約1x1010Ωcmへと下げることができる。前記キャリアお
よび/またはその金属酸化物組成物に関連して用いられる「導電性」という用語
は、そのような組成物をコアの表面に設けることによって、前記組成物が表面に
堆積していない硬質磁気材料製のキャリアを基準として、前述のようにキャリア
の固有抵抗を少なくとも約1桁分下げることができることを意味する。
Accordingly, by depositing the metal oxide composition on the surface of the core as described above, the resistivity of the hard magnetic carrier material is reduced from about 1 × 10 11 Ωcm to at least about one digit, ie, about 1 × 10 10 Ωcm. Can be lowered. The term "conducting" as used in connection with the carrier and / or its metal oxide composition means that the composition is provided on the surface of the core so that the composition is not deposited on the surface. It means that the specific resistance of the carrier can be reduced by at least about one digit as described above, based on the carrier made of magnetic material.

【0054】 前記キャリアの固有抵抗は、約1x1010〜約1x105Ωcmの範囲内の値
にまで下げることが好ましく、約5x109Ωcm〜約1x106Ωcmがさらに
好ましく、約5x109Ωcm〜約1x107Ωcmがよりいっそう好ましくい。
前記固有抵抗範囲が好ましいとされる理由は、その範囲内の固有抵抗値が、硬質
磁気材料の高い磁気特性に影響を及ぼさずに、I−CPUの量を抑制あるいは少
なくとも低減させることができるからである。さらに、現像剤組成物中のキャリ
ア粒子の(Q/m)キャリアが前述のように1μC/gよりも大きいことが好ましい 。従って、本発明のキャリア粒子は、そのような実施態様において、以下の実施
例によって例示されるように、I−CPUを膨大な量、または少なくとも好まし
からざる量にさせることなく、高い現像効率(それによってエレクトログラフ結
像処理の高速化)を実現することができる。
[0054] resistivity of the carrier is preferably lowered to a value within the range of about 1x10 10 ~ about 1x10 5 [Omega] cm, more preferably from about 5x10 9 Ωcm~ about 1x10 6 [Omega] cm, about 5x10 9 Ωcm~ about 1x10 7 Ωcm is even more preferable.
The reason why the specific resistance range is preferable is that the specific resistance value within the range can suppress or at least reduce the amount of I-CPU without affecting the high magnetic properties of the hard magnetic material. Is. Furthermore, it is preferable that the (Q / m) carrier of the carrier particles in the developer composition is larger than 1 μC / g as described above. Thus, the carrier particles of the present invention, in such embodiments, have high development efficiencies (without it) without enormous, or at least unfavorable, amounts of I-CPU, as exemplified by the examples below. It is possible to realize the speedup of the electrograph imaging process).

【0055】 磁気キャリアを用いた現像剤のI−CPU性能を測定するための定性方法を用
いると、下記実施例で説明されるように、現像領域のブラシ状ナップから分離し
て現像されるべき静電像の上に堆積するキャリア粒子の量を説明することができ
る。多くの場合、本発明の導電性キャリアは、エレクトログラフ処理に用いられ
た場合、像へのはっきりとした堆積を全く示さないか、あるいは微弱〜軽度の堆
積(実施例で説明される定性I−CPU測定法に基づいたレベルで2以下)を示
すか、好ましくは光導電体への堆積の視覚的な形跡を全く示さない(前記定性試
験においてレベルが0)。(前述のような)キャリア堆積密度の測定によってI
−CPUを求める定量的方法は実施例43〜52に関連して以下に詳しく説明す
る。
Using a qualitative method for measuring I-CPU performance of developers using magnetic carriers, it should be developed separately from the brush naps in the development area, as described in the examples below. The amount of carrier particles deposited on the electrostatic image can be explained. In many cases, the electrically conductive carriers of the present invention, when used in electrographic processing, show no clear image deposits, or weak to mild deposits (qualitative I-described in the examples. 2 or less at a level based on CPU measurements), or preferably no visual evidence of deposition on the photoconductor (level 0 in the qualitative test). By measuring the carrier deposition density (as described above) I
-A quantitative method of determining the CPU is described in detail below in connection with Examples 43-52.

【0056】 好ましい実施態様において、キャリアは、単相六方結晶構造を有する硬質磁気
フェライト材料製のコアを有する。前記コアの外部表面には式MOn/2によって
表される金属酸化物組成物が堆積していることが好ましい。前記式中のMは、n
が少なくとも4の整数であるMn+によって表される少なくとも1種の多価金属で
ある。nが4、5または6であることが好ましく、4または5であることがさら
に好ましく、4であることが最も好ましい。
In a preferred embodiment, the carrier has a core made of hard magnetic ferrite material with a single-phase hexagonal crystal structure. A metal oxide composition represented by the formula MO n / 2 is preferably deposited on the outer surface of the core. M in the above formula is n
Is at least one polyvalent metal represented by M n + , which is an integer of at least 4. n is preferably 4, 5 or 6, more preferably 4 or 5, and most preferably 4.

【0057】 好ましい実施態様において、前記導電性金属酸化物組成物の金属は、前記式の
nが4以上となるような硬質磁気材料の結晶構造中の多価金属イオンを形成する
ことができる金属元素である。このような金属の例として、アンチモン、ヒ素、
ゲルマニウム、ハフニウム、モリブデン、ニオブ、ケイ素、タンタル、テルル、
スズ、チタン、タングステン、バナジウム、ジルコニウムおよびこれらの混合物
が挙げられる。この金属がケイ素、ジルコニウム、スズ、チタンまたはこれらの
混合物から選択されることが好ましい。これらの金属は他の金属よりも入手し易
いので、原料コストがかなり低い。用いることのできる金属酸化物の例としては
、GeO2、ZrO2、TiO2、SnO2およびこれらの混合物を挙げることがで
きる。
In a preferred embodiment, the metal of the conductive metal oxide composition is a metal capable of forming a polyvalent metal ion in the crystal structure of the hard magnetic material such that n in the above formula is 4 or more. It is an element. Examples of such metals include antimony, arsenic,
Germanium, hafnium, molybdenum, niobium, silicon, tantalum, tellurium,
Mention may be made of tin, titanium, tungsten, vanadium, zirconium and mixtures thereof. Preferably the metal is selected from silicon, zirconium, tin, titanium or mixtures thereof. Since these metals are more readily available than other metals, the raw material costs are much lower. Examples of metal oxides that can be used include GeO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , SnO 2 and mixtures thereof.

【0058】 用いられる金属酸化物組成物の量は、導電性キャリアが得られる量、すなわち
、前述のように金属酸化物が表面に堆積していない硬質磁気材料からなるキャリ
アを基準として固有抵抗を少なくとも約1x101Ωcm低下させるような量で
あるべきである。金属酸化物組成物は、キャリアの総重量に対して約0.01〜
約3重量%の量で用いられることが望ましい。金属酸化物組成物は、キャリアの
総重量に対して、約0.02〜約2重量%の量で存在することが好ましく、約0
.025〜約1重量%の量で存在することがさらに好ましい。
The amount of the metal oxide composition used is such that the conductive carrier is obtained, that is, the specific resistance is based on the carrier made of a hard magnetic material on which the metal oxide is not deposited on the surface as described above. The amount should be at least about 1 × 10 1 Ωcm reduction. The metal oxide composition is about 0.01 to about the total weight of the carrier.
It is preferably used in an amount of about 3% by weight. The metal oxide composition is preferably present in an amount of about 0.02 to about 2% by weight, based on the total weight of the carrier, and about 0.
. More preferably, it is present in an amount of 025 to about 1% by weight.

【0059】 オプションとして、コア上の導電性金属酸化物組成物は、キャリアの導電性の
強化には実質的に寄与しないが電荷調整性および/またはコーティング(堆積)
保全性を与えることはできる、ガラス状酸化ホウ素(B23)共堆積物の如き少
なくとも1種の他の金属酸化物を含有していてもよいが、前記他の金属酸化物は
、多価金属の酸化物である共堆積物が無いキャリアにコーティングされた場合で
も導電性を高めることができる、酸化リチウム、酸化カリウム、酸化ナトリウム
またはこれらの混合物の如きアルカリ金属の酸化物であることが好ましい。
Optionally, the conductive metal oxide composition on the core does not contribute substantially to the conductivity enhancement of the carrier, but charge controllability and / or coating (deposition).
It may contain at least one other metal oxide, such as a glassy boron oxide (B 2 O 3 ) co-deposit that can provide integrity, but said other metal oxide is Be an oxide of an alkali metal such as lithium oxide, potassium oxide, sodium oxide or a mixture thereof that can enhance conductivity even when coated on a carrier without a co-deposit that is an oxide of a valent metal. preferable.

【0060】 他の金属酸化物を前記導電性金属酸化物組成物中で用いる場合、キャリアの総
重量に対して0.01〜約1重量%の量で存在するのが一般的である。
When other metal oxides are used in the conductive metal oxide composition, they are generally present in an amount of 0.01 to about 1% by weight, based on the total weight of the carrier.

【0061】 磁気フェライト、物に硬質六方結晶構造フェライト(Ba、SrまたはPb)
、の調製は文献に詳しく記録されている。前記フェライト粒子を調製するのに、
米国特許第3,716,630号、4,623,603号および4,042,5
18号(これらの教示は、すべて本願明細書に援用される);欧州特許出願第0
086445号;”スプレー乾燥” ケイ・マスターズ、レオナード ヒル ブッ
クス、ロンドン、頁502−509および”強磁性材料”、3巻、イー・ピー・
ウォルファース編集、ノース ホーランド出版社、アムステルダム、ニューヨー
ク、オックスフォード、頁315 以降(これらの教示も本願明細書に援用され
る)に記載されている方法の如きあらゆる好適な方法を用いることができる。
Magnetic ferrite, hard hexagonal crystal structure ferrite (Ba, Sr or Pb)
The preparation of, has been well documented in the literature. To prepare the ferrite particles,
U.S. Pat. Nos. 3,716,630, 4,623,603 and 4,042,5
18 (the teachings of which are incorporated herein by reference); European Patent Application No. 0
0864445; "Spray Drying" Kay Masters, Leonard Hilbucks, London, pages 502-509 and "Ferromagnetic Materials," Volume 3, E.P.
Any suitable method may be used, such as those described by Wolfers Edit, North Holland Publishers, Amsterdam, New York, Oxford, page 315 et seq. (The teachings of which are also incorporated herein).

【0062】 一般に、本発明の導電性キャリアは、溶液塗布と焼成の技法によって調製する
ことができる。まず、粒状の硬質磁気材料を用意する。この粒状硬質磁気材料は
、前述の従来技術の参考文献で説明されている方法の如き、当該技術分野におい
て公知の任意の方法によって調製することができる。前記粒状材料は、本発明の
キャリアのためのコアとして機能する。そして、前記粒状コア材料を、溶媒と少
なくとも1種類の金属酸化物前駆体化合物から成る溶液と混ぜ合わせる。そして
、この混合物を、好ましくは必要に応じて攪拌しながら、加熱することによって
溶媒が取り除かれ、コア粒子の表面上に前記少なくとも1種類の金属酸化物前駆
体化合物のコーティングが形成される。コア粒子の上に前記金属酸化物前駆体化
合物のコーティングが形成された後、前記コア粒子の外部表面上に所望の金属酸
化物組成物が形成されるのに十分な温度で、コーティングされた粒子を酸化性雰
囲気中で焼成する。
In general, the conductive carriers of the present invention can be prepared by solution coating and firing techniques. First, a granular hard magnetic material is prepared. The particulate hard magnetic material can be prepared by any method known in the art, such as the methods described in the aforementioned prior art references. The particulate material serves as the core for the carrier of the present invention. The particulate core material is then mixed with a solvent and a solution of at least one metal oxide precursor compound. The mixture is then heated, preferably with stirring, if necessary, to remove the solvent and form a coating of the at least one metal oxide precursor compound on the surface of the core particles. After forming the coating of the metal oxide precursor compound on the core particles, the coated particles at a temperature sufficient to form the desired metal oxide composition on the outer surface of the core particles. Is fired in an oxidizing atmosphere.

【0063】 前記粒状コア材料を前記金属酸化物前駆体溶液と混ぜ合わせるとき、使用する
溶液の量は、前記粒状フェライト材料の表面を少なくとも湿らすのに十分な量で
あるべきである。前記溶液中の溶媒は後の処理工程で取り除かなければならない
ので、この溶液の量が過剰であることは望ましくない。
When mixing the particulate core material with the metal oxide precursor solution, the amount of solution used should be sufficient to at least wet the surface of the particulate ferrite material. Excessive amounts of this solution are undesirable, as the solvent in the solution must be removed in a subsequent processing step.

【0064】 少なくとも1種類の金属酸化物前駆体化合物の溶液は、少なくとも1種類の金
属酸化物前駆体化合物を好適な溶媒に溶かすことによって調製することができる
。本願明細書に記載される調製方法では、前記導電性金属酸化物組成物の形成の
前に溶媒を取り除くため、この溶媒は容易に蒸発する溶媒であるべきである。好
適な溶媒としては、水、およびメタノール、エタノール、イソプロパノール、ト
ルエン、ヘキサンなどの如き他の一般的な有機溶媒が挙げられる。好ましい溶媒
は、水、メタノールおよびイソプロパノールである。「溶液」という用語によっ
て、金属酸化物前駆体化合物のコロイド状分散液も使用することができると考え
られる。
A solution of at least one metal oxide precursor compound can be prepared by dissolving at least one metal oxide precursor compound in a suitable solvent. In the method of preparation described herein, the solvent should be a solvent that evaporates readily, as the solvent is removed prior to the formation of the conductive metal oxide composition. Suitable solvents include water and other common organic solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, toluene, hexane and the like. Preferred solvents are water, methanol and isopropanol. By the term "solution" it is believed that colloidal dispersions of metal oxide precursor compounds may also be used.

【0065】 前記金属酸化物前駆体溶液に用いられる化合物は、酸化性雰囲気中で以下に説
明する温度で焼成されると所望の金属酸化物を生成する化合物である。前記化合
物は、前記溶媒に容易に溶けて前記金属を生成することができる化合物であるこ
とが望ましい。一般に、有機酸の金属塩、炭酸塩、ハロゲン化物および硝酸塩は
、一般的な溶媒に溶解可能および/または分散可能であり、良好な結果を生み出
す。
The compound used in the metal oxide precursor solution is a compound that produces a desired metal oxide when baked at a temperature described below in an oxidizing atmosphere. The compound is preferably a compound that can be easily dissolved in the solvent to form the metal. In general, metal salts, carbonates, halides and nitrates of organic acids are soluble and / or dispersible in common solvents and give good results.

【0066】 前記コーティング溶液に用いられる少なくとも1種類の金属酸化物前駆体化合
物の量は、焼成時に、最終的に得られる導電性キャリア粒子中の金属酸化物組成
物の割合に関して前述したような重量%の範囲内にある金属酸化物組成物が得ら
れるような量が選択される。一般に、前記溶液中の金属酸化物前駆体化合物の量
が約0.01〜約5重量%であれば十分である。
The amount of at least one metal oxide precursor compound used in the coating solution is such that, upon firing, the weight as described above for the proportion of metal oxide composition in the finally obtained conductive carrier particles. The amount is selected such that a metal oxide composition in the range of% is obtained. Generally, it is sufficient if the amount of metal oxide precursor compound in the solution is from about 0.01 to about 5% by weight.

【0067】 フェライトコア粒子とコーティング溶液を混ぜ合わせた後、得られた混合物に
熱を加えることによって余分な溶媒が取り除かれ、金属酸化物前駆体化合物でコ
ーティングされた乾燥した、またはほぼ乾燥した粒子が得られる。この工程は、
前記金属酸化物前駆体化合物をその酸化物の形態にあまり転化させずに溶媒を取
り除くのに十分な時間をかけて前記混合物を約100〜約150℃で穏やかに加
熱することによって実施することができる。前記乾燥工程で用いられる圧力を下
げることによって前記乾燥工程で用いられる温度を低くすることもできる。
After mixing the ferrite core particles with the coating solution, excess solvent was removed by applying heat to the resulting mixture, and the dried or nearly dried particles were coated with a metal oxide precursor compound. Is obtained. This process is
Performing by gently heating the mixture at about 100 to about 150 ° C. for a time sufficient to remove the solvent without significantly converting the metal oxide precursor compound to its oxide form. it can. The temperature used in the drying step can be lowered by lowering the pressure used in the drying step.

【0068】 溶媒を取り除いた後、コーティングされたコア粒子を、金属酸化物前駆体化合
物がその酸化物の形態に実質的に転換するのに十分な温度で、酸化性雰囲気内で
焼成、すなわちか焼する。一般に、この工程は高温の炉内で実施することができ
る。前記前駆体化合物が熱分解し、その酸化物の形態に転換する温度は選択され
た前駆体に依存するが、焼成温度は一般に少なくとも約250℃であることが望
ましい。この焼成温度は高くても約1,300℃ぐらいである。下記実施例およ
び図3で示されるように、選択される硬質磁気材料に依って、焼成温度が高くな
るにつれて、得られるキャリアの固有抵抗が大幅に低下する焼成温度が一般に存
在する。理論に縛られることを望まないが、このような固有抵抗の大幅な低下は
、金属酸化物とコアの磁気材料とが激しく反応する結果によるものだと信じられ
る。前記反応では、前記金属酸化物が前記磁気材料中に導入されことによって、
本願明細書において前述した遷移帯内に導電領域が形成される。I−CPUに対
する懸念により、最終的に得られるキャリアの固有抵抗が前述の好ましい範囲内
にあるような焼成温度を選択することが好ましい。
After removal of the solvent, the coated core particles are calcined, ie, heated, in an oxidizing atmosphere at a temperature sufficient to substantially convert the metal oxide precursor compound to its oxide form. Bake. Generally, this step can be carried out in a high temperature furnace. The temperature at which the precursor compound pyrolyzes and converts to its oxide form depends on the precursor selected, but it is generally desirable that the firing temperature be at least about 250 ° C. The firing temperature is about 1,300 ° C. at the highest. As shown in the examples below and in FIG. 3, depending on the hard magnetic material selected, there is generally a firing temperature at which the resistivity of the resulting carrier drops significantly as the firing temperature increases. Without wishing to be bound by theory, it is believed that such a significant reduction in resistivity is the result of a vigorous reaction between the metal oxide and the magnetic material of the core. In the reaction, by introducing the metal oxide into the magnetic material,
A conductive region is formed within the transition zone previously described herein. Due to concerns about the I-CPU, it is preferable to select a firing temperature such that the resistivity of the finally obtained carrier is within the above-mentioned preferable range.

【0069】 焼成後、得られた導電性キャリアを解凝集することによって、最終形態のキャ
リア、すなわち、体積平均粒径が100μm未満、好ましくは約3〜65μm、
さらに好ましくは約5〜約20μmであるビーズが得られる。そして、得られた
キャリア粒子は、磁気ヒステリシス挙動が生じるのに十分な強度の印加磁気フィ
ールドに曝されることによって磁化される。
After firing, the conductive carrier obtained is deaggregated to give a carrier in the final form, ie a volume average particle size of less than 100 μm, preferably about 3 to 65 μm.
More preferably, beads of about 5 to about 20 μm are obtained. The resulting carrier particles are then magnetized by exposure to an applied magnetic field of sufficient intensity to cause magnetic hysteresis behavior.

【0070】 前述のようにコーティングされた硬質磁気フェライトは、以下の実施例並びに
先に本願明細書に援用された同時係属出願中の米国特許出願番号09/572,
989の実施例中に例示されるように、現像効率が著しく向上する。
Hard magnetic ferrites coated as described above are described in the examples below and co-pending US patent application Ser. No. 09/572, previously incorporated herein by reference.
As illustrated in the Example 989, the development efficiency is significantly improved.

【0071】 本発明は、2種類のキャリア粒子の使用を包含する。これらのキャリアの一方
は、前述のように少なくとも1種類の多価金属イオンでドープされていておよび
/または表面に導電性金属酸化物組成物を有し、そして前述のような必要な飽和
保磁力と誘導磁気モーメントとを示す、バインダーを含有しない粒状硬質磁気材
料から成る。この種のキャリアが好ましい。
The present invention involves the use of two types of carrier particles. One of these carriers is doped with at least one polyvalent metal ion as described above and / or has a conductive metal oxide composition on its surface, and has the required coercivity as described above. And a binder-free granular hard magnetic material exhibiting an induced magnetic moment. This type of carrier is preferred.

【0072】 もう一方は不均質でありそしてバインダー(マトリックスとも呼ばれる)と、
必要な飽和保磁力と誘導磁気モーメントとを示す磁気材料との複合物から成る。
本願明細書において前述したような硬質磁気材料は、独立した微粒子としてバイ
ンダー中に分散されている。しかしながら、当業者らに周知なように、用いられ
るバインダーは、例えば米国特許第5,256,513号に記載されているよう
にポリスチレンのようなビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂およびポ
リオレフィン樹脂の如きポリマーバインダーの場合のように、本質的に抵抗性が
高い。従って、磁気材料の導電性の低下は、選択されたバインダーの固有抵抗に
よって相殺されてしまう場合がある。これらの複合キャリアの固有抵抗は、前述
の現像効率に関連する利点を実現するには、前記バインダーを含有しないキャリ
アと同等でなければならないことが理解されるべきである。導電性のカーボンブ
ラックをバインダーに添加することによって、フェライト粒子間の電気伝導を促
進することが望ましい場合がある。
The other is heterogeneous and with a binder (also called matrix),
It consists of a composite of magnetic materials that exhibits the required coercivity and induced magnetic moment.
The hard magnetic material as described herein above is dispersed in the binder as discrete particles. However, as is well known to those skilled in the art, the binders used include vinyl resins such as polystyrene, polyester resins, nylon resins and polyolefin resins such as those described in US Pat. No. 5,256,513. Inherently highly resistant, as is the case with polymeric binders. Therefore, the decrease in conductivity of the magnetic material may be offset by the resistivity of the selected binder. It should be understood that the resistivity of these composite carriers must be comparable to the binder-free carrier to realize the aforementioned development efficiency-related advantages. It may be desirable to promote electrical conduction between the ferrite particles by adding conductive carbon black to the binder.

【0073】 前記磁気フェライト材料の各小片の大きさは比較的均一で、生成されるべき複
合キャリア粒子よりも直径が十分に小さいことが好ましい。典型的に、前記磁気
材料の平均直径は、キャリア粒子の平均粒径の約20%を超えるべきではない。
都合のよいことに、これよりずっと低いキャリアに対する磁気成分の平均粒径比
を用いることができる。磁気粒子の平均粒径が約5μm〜0.05μmである場
合に優れた結果が得られる。細分化の度合が磁気特性に不要な変更を加えたりせ
ず、また、選択されたバインダーの量および性質が十分な強度を生み出すだけで
なく、得られるキャリア粒子にも他の望ましい機械的および電気的性質を与える
のであれば、上記範囲よりも小さな粒子を用いることもできる。
It is preferred that each piece of the magnetic ferrite material be relatively uniform in size and have a sufficiently smaller diameter than the composite carrier particles to be produced. Typically, the average diameter of the magnetic material should not exceed about 20% of the average particle size of the carrier particles.
Conveniently, a much lower average particle size ratio of magnetic component to carrier can be used. Excellent results are obtained when the average particle size of the magnetic particles is about 5 μm to 0.05 μm. Not only does the degree of subdivision not make unnecessary changes to the magnetic properties, and that the amount and nature of the binder selected produces sufficient strength, but the resulting carrier particles also have other desirable mechanical and electrical properties. Particles smaller than the above range may be used so long as they provide specific properties.

【0074】 前記複合物中の磁気材料の濃度は大きく変化することができる。粒子の固有抵
抗が前述のようなフェライト粒子を表す固有抵抗であるかぎり、複合キャリアに
用いられる細分化された磁気材料の量は約20〜約90重量%でもよい。
The concentration of magnetic material in the composite can vary widely. The amount of finely divided magnetic material used in the composite carrier may be from about 20 to about 90% by weight, so long as the resistivity of the particles is that of a ferrite particle as described above.

【0075】 1,000エルステッドの印加フィールドにおける複合キャリアの誘導モーメ
ントは、前記粒子中の磁気材料の濃度に依存する。従って、前記磁気材料の誘導
モーメントは、そのような誘導モーメントに対する前記磁気材料のバインダー中
での希釈による影響を補償するには、約20EMU/gmよりも十分に大きくな
ければならないことが理解されるであろう。例えば、前記複合粒子中の磁気材料
の濃度が約50重量%である場合、前記磁気材料の1,000エルステッドの印
加フィールドにおける誘導磁気モーメントは、前記複合粒子にとって最低レベル
である20EMU/gmを達成するためには、少なくとも約40EMU/gmで
なければならないことが理解されるであろう。
The induced moment of the composite carrier in the applied field of 1,000 Oersteds depends on the concentration of magnetic material in the particles. Therefore, it is understood that the induced moment of the magnetic material must be sufficiently greater than about 20 EMU / gm to compensate for the effect of dilution of the magnetic material in the binder on such induced moment. Will. For example, if the concentration of magnetic material in the composite particles is about 50% by weight, the induced magnetic moment in the applied field of 1,000 oersteds of the magnetic material achieves a minimum level of 20 EMU / gm for the composite particles. It will be appreciated that in order to do so, it must be at least about 40 EMU / gm.

【0076】 前記細分化された磁気材料と共に用いられるバインダー材料は、必要とされる
機械的および電気的特性を与えるために選択される。前記バインダー材料は、(
1)磁気材料との接着性がよく、(2)強くて表面の平滑な粒子の形成を促進さ
せ、そして(3)好ましくは、前記バインダー材料と併用されるトナー粒子がキ
ャリアと混ぜ合わされるときに前記トナーとキャリアの間の静電荷の極性と大き
さが適切となるように、前記トナー粒子とは摩擦電気特性に関して十分に異なっ
ているべきである。
The binder material used with the segmented magnetic material is selected to provide the required mechanical and electrical properties. The binder material is (
1) has good adhesion to magnetic materials, (2) promotes the formation of strong and smooth surface particles, and (3) preferably when the toner particles used in combination with the binder material are mixed with a carrier. The toner particles should be sufficiently different in terms of triboelectric properties so that the polarity and magnitude of the electrostatic charge between the toner and carrier is appropriate.

【0077】 マトリックスは有機でも無機でもよく、例えばガラス、金属、シリコーン樹脂
などから成るマトリックスが挙げられる。天然または合成ポリマー樹脂または適
当な機械的特性を有するそのような樹脂の混合物の如き有機材料が用いられるこ
とが好ましい。(このように用いられる樹脂を調製するのに用いることができる
)適当なモノマーの例として、アルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレ
ートの如きビニルモノマー、スチレンおよび置換スチレン、およびビニルピリジ
ンの如き塩基性モノマーが挙げられる。これらと、アクリル酸やメタクリル酸の
ような酸性モノマーの如き他のビニルモノマーとを用いて調製されたコポリマー
を用いることができる。都合のよいことに、このようなコポリマーは、ジビニル
ベンゼン、グリコールジメタクリレート、クエン酸トリアリルなどの如き多官能
性モノマーを少量含有することができる。ポリエステル、ポリアミドまたはポリ
カーボネートの如き縮合ポリマーを用いることもできる。
The matrix may be organic or inorganic, and examples thereof include a matrix made of glass, metal, silicone resin and the like. Organic materials such as natural or synthetic polymeric resins or mixtures of such resins with suitable mechanical properties are preferably used. Examples of suitable monomers (which can be used to prepare the resins thus used) include vinyl monomers such as alkyl acrylates and alkyl methacrylates, styrene and substituted styrenes, and basic monomers such as vinyl pyridine. . Copolymers prepared with these and other vinyl monomers such as acidic monomers such as acrylic acid and methacrylic acid can be used. Conveniently, such copolymers may contain minor amounts of multifunctional monomers such as divinylbenzene, glycol dimethacrylate, triallyl citrate and the like. It is also possible to use condensation polymers such as polyesters, polyamides or polycarbonates.

【0078】 本発明による複合キャリア粒子の調製では、熱を利用して熱可塑性材料を軟ら
かくしたり、熱硬化性材料を硬化させたり、蒸発乾燥を利用して液状ビヒクルを
除去したり、成形、注入成形、押出成形、切断またはせん断において圧力または
熱と圧力の両方を用いてキャリア粒子を形成したり、例えばボールミルで粉砕す
ることによってキャリア材料の大きさを適当な粒径にまで小さくしたり、および
、シフティング操作によって前記粒子を分類することができる。
In the preparation of the composite carrier particles according to the present invention, heat is used to soften the thermoplastic material, the thermosetting material is cured, and evaporation drying is used to remove the liquid vehicle, molding, Forming carrier particles using both pressure or heat and pressure in injection molding, extrusion, cutting or shearing, reducing the size of the carrier material to a suitable particle size, for example by milling in a ball mill, And, the particles can be classified by a shifting operation.

【0079】 ある調製法によれば、粉末状の磁気材料をバインダー樹脂の溶液に分散させる
。その後、溶媒を揮発させ、得られた固形の塊を粉砕および篩い分けによって細
分化することによって適当な大きさのキャリア粒子を生成することができる。別
の方法によれば、乳化重合または懸濁重合を用いることによって平滑性と耐用寿
命に優れた均一なキャリア粒子が生成される。
According to one preparation method, a magnetic material in powder form is dispersed in a solution of a binder resin. Then, the solvent is volatilized, and the obtained solid mass is pulverized and subdivided by sieving, whereby carrier particles having an appropriate size can be produced. According to another method, emulsion or suspension polymerization is used to produce uniform carrier particles with excellent smoothness and service life.

【0080】 磁気材料の飽和保磁力とは、誘導磁気モーメントを残留磁気(remanan
ce)値から0まで下げるのに必要な最小の外部磁力を意味する。前記飽和保磁
力は、外部フィールド内だけでなく、前記材料が磁気的に飽和された後、すなわ
ち、前記材料が永久的に磁化された後にも一定に保たれる。本発明のキャリア粒
子の飽和保磁力の測定には各種装置および方法を用いることができる。本発明の
場合、オハイオ州、ウェスタービレのレークショア クリオトロニックス社から
入手可能なレークショア モデル 7300 振動式サンプル磁力計を用いて粉
末状のサンプルの飽和保磁力を測定する。磁気フェライト粉末を非磁性ポリマー
粉末(磁気粉末が90重量%、ポリマーが10重量%)を混ぜ合わせる。この混
合物を、前記ポリマーの融点よりも高い温度にまで加熱した毛細管に投入し、室
温まで冷ます。次に、前記装填された毛細管を前記磁力計のサンプルホルダー内
に設置し、外部フィールド(単位:エルステッド)対誘導磁気(単位:EMU/
gm)の磁気ヒステリシスループのグラフを作図する。この測定の間、サンプル
は0〜±8,000エルステッドの外部フィールドに曝される。
The coercive force of a magnetic material is defined as the remanence of the induced magnetic moment.
ce) value means the minimum external magnetic force required to reduce to zero. The coercivity remains constant not only in the external field, but also after the material has been magnetically saturated, ie after the material has been permanently magnetized. Various devices and methods can be used to measure the coercive force of the carrier particles of the present invention. For the present invention, the coercivity of powdered samples is measured using a Lakeshore Model 7300 Vibratory Sample Magnetometer available from Lakeshore Cliotronics, Inc., Westerville, Ohio. The magnetic ferrite powder is mixed with a non-magnetic polymer powder (90 wt% magnetic powder, 10 wt% polymer). The mixture is placed in a capillary tube heated to a temperature above the melting point of the polymer and allowed to cool to room temperature. Next, the loaded capillary tube is placed in the sample holder of the magnetometer, and the external field (unit: Oersted) vs. induced magnetism (unit: EMU /
Draw a graph of the magnetic hysteresis loop of gm). During this measurement, the sample is exposed to an external field of 0 to ± 8,000 Oersted.

【0081】 現像剤のトナー粒子を適切に帯電させるために、キャリア粒子をコーティング
してもよい。これは、硬質磁気材料と、少量の粉末樹脂、例えば前記磁気材料と
樹脂の総重量に基づいて約0.05〜約3.0重量%の前記樹脂との乾燥混合物
を形成し、この混合物を加熱して前記樹脂を溶融させることによって行われる。
そのような低い樹脂濃度が、磁気材料の粒子の上に、薄いまたは不連続な樹脂の
層を形成する。
Carrier particles may be coated in order to properly charge the toner particles of the developer. This forms a dry mixture of a hard magnetic material and a small amount of a powdered resin, such as about 0.05 to about 3.0 wt% of the resin, based on the total weight of the magnetic material and the resin, and the mixture. It is performed by heating to melt the resin.
Such low resin concentration forms a thin or discontinuous layer of resin on the particles of magnetic material.

【0082】 金属酸化物コーティングの存在はキャリア粒子の導電性の向上を狙ったもので
あるため、キャリア粒子上の樹脂の層は、粒子の大部分が好適に導電性を帯びた
ままでいられるぐらい十分に薄くなければならない。この樹脂の層は、各粒子上
の剥き出しのキャリアの箇所が導電的な接触を可能にしているという理由から、
不連続であることが好ましい。
Since the presence of the metal oxide coating is aimed at improving the conductivity of the carrier particles, the resin layer on the carrier particles is such that most of the particles can remain suitably conductive. Must be thin enough. This resin layer is because the exposed carrier locations on each particle allow for conductive contact.
It is preferably discontinuous.

【0083】 硬質磁気キャリア粒子をコーティングするものとして各種樹脂材料を用いるこ
とができる。その例として、米国特許第3,795,617号、3,795,6
18号および4,076,857号に記載されているものが挙げられる。これら
の特許の教示全体が本願明細書に援用される。樹脂の選択は、対象となるトナー
との摩擦電気に関する関係に依存する。正に帯電することが望まれるトナーと共
に用いられる場合、キャリアをコーティングするのに好ましい樹脂としては、ポ
リ(テトラフルオロエチレン)、ポリ(フッ化ビニリデン)およびポリ(フッ化
ビニリデン−共−テトラフルオロエチレン)の如きフルオロカーボンポリマーが
挙げられる。負に帯電することが望まれるトナーと共に用いられる場合、キャリ
アをコーティングするのに好ましい樹脂としては、シリコーン樹脂だけでなく、
ポリ(フッ化ビニリデン)とポリメチルメタクリレートの混合物の如き樹脂同士
の混合物が挙げられる。このようなコーティングに好適な各種ポリマーは、米国
特許第5,512,403号にも記載されている。前記特許の教示全体が本願明
細書に援用される。
Various resin materials can be used for coating the hard magnetic carrier particles. For example, U.S. Pat. Nos. 3,795,617, 3,795,6
18 and 4,076,857. The entire teachings of these patents are incorporated herein. The choice of resin depends on the triboelectric relationship with the toner of interest. When used with toners that are desired to be positively charged, preferred resins for coating the carrier include poly (tetrafluoroethylene), poly (vinylidene fluoride) and poly (vinylidene fluoride-co-tetrafluoroethylene). ) Such as fluorocarbon polymers. When used with a toner that is desired to be negatively charged, the preferred resins for coating the carrier are not only silicone resins, but also
There may be mentioned a mixture of resins such as a mixture of poly (vinylidene fluoride) and polymethylmethacrylate. Various polymers suitable for such coatings are also described in US Pat. No. 5,512,403. The entire teachings of said patent are incorporated herein by reference.

【0084】 現像剤は、キャリア粒子とトナー粒子とを好適な濃度で混ぜ合わせることによ
って形成される。本発明の現像剤には、高濃度のトナーを用いることができる。
従って、本発明の現像剤は、前記現像剤の総重量に基づいて、約70〜99重量
%のキャリアと、約30〜1重量%のトナーとを含有することが好ましく、約7
5〜99重量%のキャリアと、約25〜1重量%のトナーとを含有することがさ
らに好ましい。
The developer is formed by mixing carrier particles and toner particles in a suitable concentration. A high-concentration toner can be used for the developer of the present invention.
Therefore, the developer of the present invention preferably contains about 70 to 99% by weight of carrier and about 30 to 1% by weight of toner, based on the total weight of the developer, and about 7 to 7.
More preferably, it will contain from 5 to 99% by weight of carrier and from about 25 to 1% by weight of toner.

【0085】 本発明のトナー成分は、着色されていてもよい粉末状の樹脂でもよい。通常、
それは、樹脂と、着色剤すなわち染料または顔料と、当該技術分野において公知
である任意の他の所望の添加物とを、ピグメントフラッシュ(ピグメントプレス
ケーキと当該技術分野において公知の樹脂との特殊な混合物)または顔料−樹脂
マスターバッチのいずれかの形態で配合することによって調製される。不透明度
の低い現像像が所望される場合、着色剤を添加する必要な全くない。しかしなが
ら、着色剤を添加する方が一般的であり、その着色剤は、原則として、カラー
インデックス I、II巻、第2版に記載されている材料のいずれでもよい。カー
ボンブラックが特に有用である。着色剤の量は広範囲に亘ることができ、例えば
トナー成分の約3〜約20重量%である。複数の着色剤を組み合わせて用いるこ
ともできる。
The toner component of the present invention may be a powdered resin which may be colored. Normal,
It is a special mixture of a resin, a colorant or dye or pigment, and any other desired additives known in the art, pigment flash (pigment presscake and resins known in the art). ) Or pigment-resin masterbatch. If a low opacity developed image is desired, no colorant need be added. However, it is more common to add a colorant, which in principle
Any of the materials described in Index I, Volume II and Second Edition may be used. Carbon black is particularly useful. The amount of colorant can vary widely, for example from about 3 to about 20% by weight of the toner component. A plurality of colorants may be used in combination.

【0086】 樹脂と着色剤の混合物を加熱および粉砕することによって着色剤と他の添加物
とを樹脂中に分散させる。この塊を冷却し、より小さな塊へと粉砕してから微粉
砕する。得られたトナー粒子の粒径は約0.5〜約25μm、体積平均粒径は約
1〜約16μm、好ましくは11μm未満、さらに好ましくは8μm未満、より
いっそう好ましくは6μm未満である。キャリアのトナー粒子に対する平均粒径
比は、約15:1〜約1:1の範囲にあることが好ましい。しかしながら、50
:1といった高いキャリア対トナー平均粒径比が有用である。
The colorant and other additives are dispersed in the resin by heating and milling the mixture of resin and colorant. The mass is cooled, ground into smaller masses and then milled. The resulting toner particles have a particle size of about 0.5 to about 25 μm and a volume average particle size of about 1 to about 16 μm, preferably less than 11 μm, more preferably less than 8 μm, even more preferably less than 6 μm. The average particle size ratio of carrier to toner particles is preferably in the range of about 15: 1 to about 1: 1. However, 50
High carrier to toner average particle size ratios such as: 1 are useful.

【0087】 トナー樹脂は、例えば、米国特許第4,076,857号に記載されているよ
うな天然および合成樹脂および改質天然樹脂といった各種材料から選択すること
ができる。特に有用なのは、米国特許第3,938,992号および3,941
,898号に記載されている架橋ポリマーである。スチレンまたは低級アルキル
スチレンと、アルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレートの如きアクリ
ルモノマーとの架橋または非架橋共重合体が特に有用である。さらに、ポリエス
テルの如き縮合ポリマーも有用である。トナー樹脂として好適に用いられる多数
のポリマーが米国特許第4,833,060号で紹介されている。米国特許第3
,938,992号、3,941,898号、4,076,857号および4,
833,060号の教示全体が本願明細書に援用される。
The toner resin can be selected from a variety of materials including, for example, natural and synthetic resins and modified natural resins as described in US Pat. No. 4,076,857. Particularly useful are US Pat. Nos. 3,938,992 and 3,941.
, 898. Particularly useful are crosslinked or non-crosslinked copolymers of styrene or lower alkyl styrene with acrylic monomers such as alkyl acrylates or alkyl methacrylates. In addition, condensation polymers such as polyesters are also useful. A number of polymers suitable for use as toner resins are introduced in US Pat. No. 4,833,060. US Patent No. 3
, 938,992, 3,941,898, 4,076,857 and 4,
The entire teachings of 833,060 are incorporated herein by reference.

【0088】 トナーの形状は、粉砕されたトナーの場合のように不揃いでもよいし、球形で
もよい。球形のトナーは、溶媒中のトナー樹脂の溶液を噴霧乾燥させることによ
って得られる。あるいは、球形粒子は、ジェイ・ウゲルスタッドに対して197
9年9月5日に発行された欧州特許第3905号に記載されているポリマービー
ズ膨潤法、並びに、先に援用された米国特許第4,833,060号に記載され
ている方法の如き懸濁重合によって調製することができる。
The shape of the toner may be irregular as in the case of crushed toner, or may be spherical. Spherical toners are obtained by spray drying a solution of toner resin in a solvent. Alternatively, spherical particles can be used with Jay Ugerstad for 197
US Pat. No. 4,833,060, issued September 5, 1997, and the polymer bead swelling method described in US Pat. No. 4,833,060, previously incorporated. It can be prepared by turbid polymerization.

【0089】 また、トナーには、電荷制御剤やブロッキング防止剤の如き、当該技術分野に
おいて周知であるようなその他の成分が少量含有されていてもよい。特に有用な
電荷制御剤は、米国特許第3,893,935号および4,206,064号お
よび英国特許第1,501,065号に記載されている。これらの特許の教示全
体が本願明細書に援用される。また、リサーチ ディスクロージャー、No.2
1030、210巻、1981年10月(インダストリー オポチュニティーズ
社発行、ホームウェル、ハバント、ハンプシャー、PO9 1EF、英国)に記
載されているような第4級アンモニウム塩電荷剤も有用である。
Further, the toner may contain a small amount of other components such as a charge control agent and an antiblocking agent, which are well known in the art. Particularly useful charge control agents are described in US Pat. Nos. 3,893,935 and 4,206,064 and British Patent 1,501,065. The entire teachings of these patents are incorporated herein. Research Disclosure, No. Two
Quaternary ammonium salt charge agents such as those described in 1030, 210, October 1981 (Industry Opportunities, Homewell, Havant, Hampshire, PO91EF, UK) are also useful.

【0090】 本発明の方法のある実施態様では、回転磁気コアと、外部非磁性シェルと、前
述のような乾式現像剤から成る磁気ブラシ現像装置に静電像を接触させる。この
ようにして現像される静電像は、光レセプターの像に合わせた光伝導減衰、また
は、誘電記録素子の表面上の像に合わせた電荷像の適用の如き様々な方法によっ
て形成することができる。高速電子写真式コピー装置における場合のように光リ
セプターが用いられる場合、静電像を整形するためにハーフトーンスクリーニン
グを用いることができるが、スクリーニングと本発明の方法に従った現像との組
み合わせによって、高いDmaxと優れた階調範囲を示す高品質の像が生成され
る。光リセプターを一体型ハーフトーンスクリーンと共に用いる方法を含む代表
的なスクリーニング法は、米国特許第4,385,823号に記載されている。
In one embodiment of the method of the present invention, the electrostatic image is contacted with a rotating magnetic core, an external non-magnetic shell, and a magnetic brush developing device comprising a dry developer as described above. The electrostatic image thus developed may be formed by a variety of methods such as image-wise photoconductive decay of the photoreceptor, or application of an image-wise charge image on the surface of the dielectric recording element. it can. When an optical receptor is used, as in a high speed electrophotographic copying machine, halftone screening can be used to shape the electrostatic image, but by the combination of screening and development according to the method of the invention. , A high quality image with high Dmax and excellent tonal range is produced. An exemplary screening method, including using an optical receptor with an integrated halftone screen, is described in US Pat. No. 4,385,823.

【0091】 本発明による磁気キャリア粒子から成る現像剤が米国特許第4,473,02
9号に記載されている装置の如き装置で用いられた場合、米国特許第4,473
,029号で用いられているような伝統的な磁気フェライト材料が磁気ブラシと
光導電性フィルムとの電圧差が同じ条件下で操作された場合に比べて、現像効率
の飛躍的な向上を示すことができる。例えば、前述の多価金属イオンの存在以外
はすべての点においてほぼ同じである伝統的なストロンチウムフェライトキャリ
ア粒子の性能を本発明のキャリア粒子と比較した場合、他のすべての現像条件は
同じままで、現像効率を少なくとも約50%から好ましくは最大100%あるい
は200%までさえも高めることができる。このように、本発明によるキャリア
粒子を用いることによって、電圧差、静電潜像を形成する際に用いられる露光エ
ネルギーおよび現像速度の如き操作条件は、最適な条件および結果を得る上で、
いずれも多様であってよい。
A developer comprising magnetic carrier particles according to the present invention is disclosed in US Pat. No. 4,473,02.
When used in a device such as the device described in US Pat. No. 4,473,473.
, A traditional magnetic ferrite material, such as that used in US Pat. No. 029, shows a dramatic improvement in development efficiency compared to when operated under the same voltage difference between the magnetic brush and the photoconductive film. be able to. For example, when comparing the performance of a traditional strontium ferrite carrier particle, which is approximately the same in all respects except for the presence of the aforementioned polyvalent metal ions, with the carrier particles of the present invention, all other development conditions remain the same. , Development efficiency can be increased by at least about 50%, preferably up to 100% or even 200%. As described above, by using the carrier particles according to the present invention, the operating conditions such as the voltage difference, the exposure energy used for forming the electrostatic latent image and the developing speed are set in order to obtain the optimum conditions and the results.
Both can be diverse.

【0092】[0092]

【実施例】【Example】

本発明を以下の実施例によってさらに詳しく説明する。   The invention is explained in more detail by the following examples.

【0093】本発明の具体的な実施態様 以下の実施例では、特にことわりが無い限り、すべての「部」および「%」は
、それぞれ「重量部」および「重量%」を意味し、温度は摂氏(℃)で示される
ものとする。
Specific Embodiments of the Invention In the following examples, all "parts" and "%" mean "parts by weight" and "% by weight" respectively, and the temperature is It shall be indicated in Celsius (° C).

【0094】 実施例1〜4−Ge4+で置換されたストロンチウムフェライトキャリアの調製お
よび使用 ストロンチウムフェライト磁気キャリアの前駆体混合物は、まず、以下の方法
によって調製される。Fe23とSrCO3(モル比:5.7:1)のスラリー
を、301.17gのFe23粉末(α−相−KFH-NAグレード、日本の戸
田工業社製)、48.83gのSrCO3粉末(ジョージア州のカータースヴィ
ルにあるケミカルプロダクツ社製のタイプD)および350gのバインダー水溶
液を1,250mlのガラス瓶に投入することによって調製する。前記バインダ
ー溶液は、3.94重量%のアラビアゴムと0.33重量%のアンモニウムポリ
メタクリレートとを含有する溶液を得るのに十分な量の、アラビアゴム(ニュー
ヨーク州のロチェスターにあるイーストマンコダック社製のアカシアパウダー)
とアンモニウムポリメタクリレート(マサチューセッツ州のレキシントンにある
W.R.グレース社製のDAXAD32)とをそれぞれ秤量し、添加することに
よって調製される。その後、得られたスラリーのpHを濃NH4OHで約8〜9
の値に調整する。
Examples 1 to 4 Preparation and Use of Ge 4+ Substituted Strontium Ferrite Carrier A precursor mixture of strontium ferrite magnetic carrier is first prepared by the following method. A slurry of Fe 2 O 3 and SrCO 3 (molar ratio: 5.7: 1) was added to 301.17 g of Fe 2 O 3 powder (α-phase-KFH-NA grade, manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd. of Japan), 48. Prepared by charging 83 g of SrCO 3 powder (Type D from Chemical Products, Cartersville, GA) and 350 g of aqueous binder solution into a 1,250 ml glass bottle. The binder solution is a sufficient amount of a gum arabic gum (Eastman Kodak Company, Rochester, NY) to obtain a solution containing 3.94 weight percent gum arabic and 0.33 weight percent ammonium polymethacrylate. Made acacia powder)
And ammonium polymethacrylate (DAXAD32 from WR Grace Co., Lexington, Mass.) Are each weighed and added. Then, the pH of the obtained slurry was adjusted to about 8-9 with concentrated NH 4 OH.
Adjust to the value of.

【0095】 実施例1〜4の場合、上記ストロンチウムフェライト前駆体混合物は、(オク
ラホマ州のクアポーにあるイーグルピッチャーインダストリーズ社製の)酸化ゲ
ルマニウム粉末を供給源として用いてGe4+イオンでドープされるが、この場合
、Ge4+イオンが鉄またはストロンチウムの化学量論で結晶格子に意図的に置換
導入されることはない。各実施例では、表Iに示されるように秤量された酸化ゲ
ルマニウム粉末供給源体を乾燥粉末として100部のストロンチウムフェライト
前駆体混合物に添加し、両者を混ぜ合わせる。表Iには式PFe12-xx19
のxの値も示されている。
For Examples 1-4, the strontium ferrite precursor mixture is doped with Ge 4+ ions using germanium oxide powder (from Eagle Pitcher Industries, Inc., Quapo, Okla.) As a source. However, in this case, Ge 4+ ions are not deliberately introduced into the crystal lattice by the stoichiometry of iron or strontium. In each example, the germanium oxide powder source weighed as shown in Table I is added as a dry powder to 100 parts of the strontium ferrite precursor mixture and the two are mixed together. Table I also shows the value of x in the formula PFe 12-x M x O 19 .

【0096】 このスラリーに1mmのケイ酸ジルコニウムメディアビーズを300ml添加
し、得られた混合物をロールミルで少なくとも24時間粉砕する。得られた粉砕
物を、デンマークのコペンハーゲンにあるネロアトマイザー社製のポータブル型
の、実験室用噴霧乾燥機で少なくとも16,000回転/分(rpm)の速度で
回転する回転噴霧器に投入する。前記噴霧乾燥機によって乾燥生成物(「未加工
のビーズ」)が生成され、これをサイクロンで集塵する。
To this slurry is added 300 ml of 1 mm zirconium silicate media beads and the resulting mixture is milled on a roll mill for at least 24 hours. The resulting crushed material is loaded into a rotary atomizer rotating at a speed of at least 16,000 revolutions per minute (rpm) in a portable, laboratory spray dryer from Nero Atomizer, Copenhagen, Denmark. The spray dryer produces a dry product (“raw beads”) that is collected by a cyclone.

【0097】 前記未加工のビーズの焼成は、前記未加工のビーズをアルミナ製のトレーに静
置し、これを高温の箱形の炉に導入することによって行う。前記炉の温度を50
0℃まで7℃/分の速度で上昇させ、500℃の温度を1時間維持することによ
って、前記未加工のビーズのバインダー成分を燃え尽きさせる。その後、前記炉
の温度を5℃/分の速度で最終焼成温度まで上昇させる。前記炉を1,250℃
の焼成温度に10時間維持した後、手を加えずに(すなわち、「自由降下」によ
って)室温まで放冷する。焼成された投入物を乳鉢と乳棒で解凝集し、200メ
ッシュの篩いで篩い分けることによって、Ge4+多価金属イオンでドープされた
ストロンチウムフェライトキャリア粒子が得られる。
The firing of the raw beads is performed by allowing the raw beads to stand on an alumina tray and introducing them into a high-temperature box-shaped furnace. The temperature of the furnace is 50
The binder component of the raw beads is burned out by increasing the temperature to 0 ° C. at a rate of 7 ° C./min and maintaining the temperature at 500 ° C. for 1 hour. Then, the temperature of the furnace is raised to the final firing temperature at a rate of 5 ° C / min. The furnace at 1,250 ℃
After maintaining at the calcination temperature of 10 h for 10 h, it is allowed to cool to room temperature untouched (ie by “free fall”). The calcined charge is deagglomerated with a mortar and pestle and sieved with a 200 mesh screen to obtain Ge 4+ polyvalent metal ion doped strontium ferrite carrier particles.

【0098】 得られた各キャリアの固有抵抗の測定値を以下の表Iに示す。[0098]   The measured resistivity values of each of the resulting carriers are shown in Table I below.

【0099】 静電固有抵抗は、円筒形の電気的セルを用いて測定される。用いられるセルは
内部に円筒形の室を有しており、前記室は前記セルの中心線と同軸である。前記
セルは2つの部分、すなわち、内部に電極ピストンが同心円状に設置され、かつ
、前記円筒の中心線に平行に並べられている上部と、電極基部を有する下部とで
構成される。前記上部と前記下部とが連結されることによって、前記セル全体の
円筒状の形状が形成される。前記上部内のピストンの円形の底面と、前記下部の
円形の基部とが、前記セル内の円筒形の室の両端を規定している。前記ピストン
は、前記円筒から外側に向かって放射状的に伸びている小さなレバーによって、
前記セルの中心線に沿って下向きに駆動および伸張させることができる。前記セ
ルの下部の基部の内部には、中心に小型の電極が設置されている。前記上部内の
ピストンはそれ自体が電極であり、逆極の電極を形成する。前記セルを用いるに
は、約2.00gの試験対象のキャリアを、前記電極と接触している円筒形の金
属基部の上に静置する。前記セルの上部を下部の電極基部の上に載せ、位置合わ
せをする。前記解除レバーを下げると、前記上部のピストン電極が下がってゆき
、前記粉末と接触する。前記粉末の深さは、0.04インチの間隔が空くように
前記セルの上部を物理的に回転させることによって調節される。平均固有抵抗(
Ωcm)は、10〜250ボルトの範囲の3つの印加電圧について、ケイスリー
モデル616電流計(オハイオ州、クリーヴランドにあるケイスリー社製)を用
いて、前記セル内を流れる電流を測定することによって求められる。固有抵抗は
、オームの法則を用いて求められる。
The electrostatic resistivity is measured using a cylindrical electrical cell. The cell used has a cylindrical chamber inside which is coaxial with the centerline of the cell. The cell is composed of two parts, namely, an upper part in which electrode pistons are concentrically arranged inside and arranged in parallel with the center line of the cylinder, and a lower part having an electrode base part. By connecting the upper part and the lower part, a cylindrical shape of the entire cell is formed. A circular bottom surface of the piston in the upper portion and a circular base portion of the lower portion define opposite ends of a cylindrical chamber in the cell. The piston is a small lever that extends radially outward from the cylinder,
It can be driven and extended downwards along the centerline of the cell. A small electrode is installed at the center inside the lower base of the cell. The piston in the top is itself an electrode and forms an electrode of opposite polarity. To use the cell, about 2.00 g of the carrier under test is placed on the cylindrical metal base in contact with the electrode. The upper part of the cell is placed on the lower electrode base and aligned. When the release lever is lowered, the upper piston electrode lowers and comes into contact with the powder. The depth of the powder is adjusted by physically rotating the top of the cell so that it is spaced 0.04 inches apart. Average specific resistance (
Ωcm) was determined by measuring the current flowing in the cell with a Keithley Model 616 ammeter (Kathley, Inc., Cleveland, Ohio) for three applied voltages in the range 10-250 volts. To be The resistivity is calculated using Ohm's law.

【0100】 各実施例では、得られたドープされたキャリアを用いて、教示全体が本願明細
書に援用される米国特許第4,833,060号に記載されているようにして実
質的に調製されたイエローポリエステルトナーを用いた2成分現像剤が調製され
る。トナーは、トナーの総重量に対して93重量%のポリエステル樹脂バインダ
ー(日本の花王製のカオーP)、1.0重量%の電荷制御剤であるジ−t−ブチ
ルサリチル酸のアルミニウム複合物(日本のオリエントケミカル社製のボントロ
ンE−88)および7.0重量%のイエローピグメント180(ドイツのBAS
F社製)を用いて調製される。調製されたトナーのコウルターカウンター装置で
測定した平均粒径は7.1μmである。現像剤は、各キャリアと、トナー濃度(
TC)が約6重量%(TCの実測値は表Iに示される)の前述のトナーとを混ぜ
合わせることによって調製される。各実施例では、電荷対質量比(Q/m)が測
定され、得られた測定値も表Iに示される。
In each example, the resulting doped carrier was used to prepare substantially as described in US Pat. No. 4,833,060, the entire teachings of which are incorporated herein. A two-component developer using the prepared yellow polyester toner is prepared. The toner is 93% by weight of the total weight of the toner, a polyester resin binder (Kao P manufactured by Kao, Japan), and 1.0% by weight of an aluminum composite of di-t-butylsalicylic acid as a charge control agent (Japan. Orient Chemical's Bontron E-88) and 7.0 wt% yellow pigment 180 (BAS, Germany).
(Manufactured by Company F). The average particle diameter of the prepared toner measured by a Coulter counter is 7.1 μm. The developer consists of each carrier and toner concentration (
It is prepared by admixing with the above-mentioned toner having a TC) of about 6% by weight (the measured TC is given in Table I). In each example, the charge to mass ratio (Q / m) was measured and the measurements obtained are also shown in Table I.

【0101】 トナーの電荷対質量比(Q/m)は、後述の「運動期間」を経た後に、後述の
「MECCA」装置内でマイクロクーロン/グラム(μC/g)の単位で測定さ
れる。
The charge-to-mass ratio (Q / m) of the toner is measured in units of microcoulombs / gram (μC / g) in a “MECCA” device described below after a “motion period” described below.

【0102】 第1の運動期間では、4〜7グラム分の現像剤を4ドラムのガラス製ねじ口び
んに投入し、このびんに蓋をし、そして約2ヘルツ(Hz)、最大振幅約11c
mの条件下で2分間「手首運動型」ロボットシェーカを作動させてこのびんを振
動させることによって前記現像剤を激しく振動させて、摩擦電気を帯電させる。
このとき得られる電荷は、下記表では、一般に「新生(fresh)」電荷と呼
ばれる。
During the first exercise period, 4-7 grams of developer was dosed into a 4-drum glass screw cap bottle, the bottle was capped, and about 2 Hertz (Hz), maximum amplitude about 11c.
The developer is vibrated violently by operating a "wrist movement type" robot shaker for 2 minutes under the condition of m to vibrate the developer, thereby charging triboelectricity.
The resulting charge is generally referred to in the table below as the "fresh" charge.

【0103】 さらに、現像剤は、回転コア磁気ブラシの上で、さらに2分間および/または
10分間の運動期間に供される。前記磁気コアが2,000rpmで回転してい
る最中に前記ロボットシェーカから回収されたびんを前記ブラシに固定すること
によって、エレクトログラフ処理における前記現像剤の実際の使用状態に近づく
。このように、前記現像剤は、まるで磁気ブラシの上に直接存在しているかのよ
うに運動させられるが、びんに入れられているので減ることは全くない。この運
動の後のトナーの電荷レベルは、以下の表では「2分BB」または「10分BB
」と示される。
In addition, the developer is subjected to an additional 2 minutes and / or 10 minutes of motion on the rotating core magnetic brush. Fixing the bottle withdrawn from the robot shaker to the brush while the magnetic core is rotating at 2,000 rpm approximates the actual use of the developer in electrographic processing. In this way, the developer is moved as if it were directly on the magnetic brush, but since it is in the bottle, there is no reduction. The toner charge level after this movement is shown in the table below as "2 minute BB" or "10 minute BB".
Is shown. "

【0104】 トナーQ/m比は、空間を置いて平行に配置された2枚の電極板から成るME
CCA装置で測定されるが、前記2枚の電極板は、現像剤のサンプルに電場と磁
場の両方を印加する。その電場と磁場が組み合わさった影響で、前記混合物の2
つの成分、すなわちキャリア粒子とトナー粒子、とは分離する。0.100gの
現像剤混合物のサンプルを、下方の金属板の上に静置する。次に、このサンプル
に、前記2枚の電極板の間で30秒間、60Hzの磁場と2,000ボルトの電
位とを受けさせて、現像剤を攪拌させる。電場と磁場が組み合わさった影響を受
けてキャリア粒子からトナー粒子が放出され、放出されたトナー粒子は上方の電
極板に引き付けられて、その上に堆積するが、磁気キャリア粒子の方は下方の電
極板に留まったままである。電位計によって、上方の電極板に堆積したトナーの
累積電荷が測定される。マイクロクーロン/グラム(μC/g)単位で表される
トナーのQ/m比は、上方の電極板から回収した堆積トナーの質量で前記累積電
荷を除することによって計算される。
The toner Q / m ratio is ME which is composed of two electrode plates arranged in parallel with a space.
As measured by a CCA device, the two electrode plates apply both an electric field and a magnetic field to a sample of developer. Due to the combined effect of its electric and magnetic fields,
The two components, carrier particles and toner particles, are separated. A sample of 0.100 g of developer mixture is placed on the lower metal plate. Next, the sample is subjected to a magnetic field of 60 Hz and a potential of 2,000 V for 30 seconds between the two electrode plates to stir the developer. Toner particles are emitted from the carrier particles under the influence of the combination of the electric field and the magnetic field, and the emitted toner particles are attracted to the upper electrode plate and are deposited thereon, but the magnetic carrier particles are lower. It remains on the electrode plate. An electrometer measures the accumulated charge of the toner deposited on the upper electrode plate. The toner Q / m ratio, expressed in microcoulombs / gram (μC / g), is calculated by dividing the accumulated charge by the mass of deposited toner collected from the upper electrode plate.

【0105】[0105]

【表1】 [Table 1]

【0106】 表Iから分かるように、実施例1〜4の静電固有抵抗は約2桁分下がっている
As can be seen from Table I, the electrostatic specific resistances of Examples 1 to 4 are lowered by about two digits.

【0107】 実施例1〜4で製造されたキャリアを用いて調製されたトナーの性能を、教示
全体を先に本願明細書に援用した米国特許第4,473,029号に記載されて
いるようなエレクトログラフ装置を用いて調べる。前記装置は2つの静電プロー
ブを備えており、その1つが磁気ブラシ現像装置の前に、もう1つが前記装置の
後ろに設置されており、有機光導電性フィルム上で静電像を現像する前と後の前
記光導電性フィルムの電圧を測定する。前記光導電体の電圧は−550ボルトに
設定され、磁気ブラシは−490ボルトに維持されるので、総定常偏差は+60
ボルトとなる。シェルと光導電体とを0.020インチの間隔を空けて設置し、
コアを時計回りに1,000rpmの速度で回転させ、シェルを反時計回りに1
5rpmの速度で回転させる。荷電装置においては、前記光導電体が2インチ/
秒の速度で移動するように設定し、現像領域では同光導電体が5インチ/秒の速
度で移動するように設定する。ナップ密度は0.24g/in2である。用いら
れるキャリア粒子およびトナーは、それぞれ、上記実施例1〜4で調製されたも
のである。帯電後およびステップウェッジ密度ターゲットに露光後の前記光導電
体の電圧は現像後に前記第1のプローブによって測定され、現像領域における前
記光導電体フィルムの電圧は前記第2のプローブによって測定される。高密度領
域の現像効率は、前記光導電体の露光前と露光後の電圧を比較することによって
計算される。現像後、現像領域内の前記光導電性フィルムの電圧を測定すること
によって、表IIに示す各実施例について現像効率を計算する。
The performance of toners prepared with the carriers prepared in Examples 1-4 was as described in US Pat. No. 4,473,029, the entire teachings of which are incorporated herein by reference. Investigate using a different electrographic device. The device is equipped with two electrostatic probes, one in front of the magnetic brush development device and one behind the device to develop an electrostatic image on an organic photoconductive film. The voltage on the photoconductive film before and after is measured. The photoconductor voltage is set at -550 volts and the magnetic brush is maintained at -490 volts so that the total steady state deviation is +60.
It becomes a bolt. Place the shell and photoconductor with 0.020 inch spacing,
Rotate the core clockwise at a speed of 1,000 rpm and rotate the shell counterclockwise 1
Rotate at a speed of 5 rpm. In the charging device, the photoconductor is 2 inches /
The photoconductor is set to move at a speed of 2 seconds, and the photoconductor is set to move at a speed of 5 inches / second in the developing area. The nap density is 0.24 g / in 2 . The carrier particles and the toner used are those prepared in Examples 1 to 4 above. The voltage of the photoconductor after charging and after exposure to a step wedge density target is measured by the first probe after development, and the voltage of the photoconductor film in the developed area is measured by the second probe. Development efficiency in the high density region is calculated by comparing the pre-exposure and post-exposure voltages of the photoconductor. After development, the development efficiency is calculated for each of the examples shown in Table II by measuring the voltage on the photoconductive film in the development area.

【0108】 現像効率は、現像画像領域における光レセプターのトナーによる現像の前と後
の電位差を、現像前の前記光レセプターの電位差で割った比率として規定される
。例えば、負に帯電したトナーが用いられる放電領域現像構成の場合、光導電体
フィルムの電圧が−100Vで磁気ブラシが−500Vである場合、現像前の電
位差は400Vである。現像中に負のトナー粒子が堆積して画像領域内の前記フ
ィルムの電圧が−200V下がって−300Vになる場合、そのときの現像効率
は200V/400V、すなわち50%である。相対現像効率(Rel DE)
は、任意の実施例について測定された現像効率の、用いるキャリアについてスト
ロンチウムフェライトキャリアにGe4+イオンが置換導入されるようには処理さ
れなかったこと以外は実質的に同じ様に調製された現像剤の現像効率に対する比
率として計算される。
Development efficiency is defined as the ratio of the potential difference of a photoreceptor in a developed image area before and after development with toner, divided by the potential difference of the photoreceptor before development. For example, in a discharge area development configuration where negatively charged toner is used, if the photoconductor film voltage is -100V and the magnetic brush is -500V, the pre-development potential difference is 400V. If negative toner particles accumulate during development and the voltage of the film in the image area drops by -200V to -300V, then the development efficiency is 200V / 400V, or 50%. Relative development efficiency (Rel DE)
Is a development prepared in substantially the same manner, except that the development efficiency measured for any of the examples was not treated such that Ge 4+ ions were substitutionally introduced into the strontium ferrite carrier for the carrier used. Calculated as the ratio of agent to development efficiency.

【0109】 I−CPUに対する基準は、光導電体上にキャリアが捕捉される、すなわち堆
積する程度に関する定性的測定であり、ステップウエッジ画像の高密度領域を目
視検査し、堆積したキャリア粒子の密度を比較することによって求められる。数
字目盛はI−CPUの堆積の程度によって付けられており、0−なし、1−非常
に弱い、2−弱い、3−弱い〜適度、4−適度、5−適度〜高い、6−高い、7
−非常に高い、という具合である。
The criteria for I-CPU is a qualitative measurement of the extent to which carriers are trapped, or deposited, on the photoconductor, by visually inspecting high density areas of the step wedge image to determine the density of the deposited carrier particles. Is obtained by comparing. The numerical scale is assigned according to the degree of I-CPU deposition: 0-none, 1-very weak, 2-weak, 3-weak to moderate, 4-moderate, 5-moderate to high, 6-high, 7
-It is very expensive.

【0110】[0110]

【表2】 [Table 2]

【0111】 比較例A 比較例Aでは、市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアの静電固有抵抗
、摩擦電気特性、現像効率およびI−CPUを上記実施例1〜4で説明したのと
実質的に同じ方法に従って測定した。前記市販のキャリアは、インディアナ州の
ヴァルパライソにあるパウダーテック社製のSrFe1219硬質フェライトであ
る。このキャリアを用いて、実施例1〜4で説明したのと同じトナーを含む現像
剤を調製した。このキャリアの固有抵抗の測定値は2.0x1010Ωcm、トナ
ーQ/mは−71.1μC/g、TCは6.3重量%であった。
Comparative Example A In Comparative Example A, the electrostatic resistivity, triboelectric properties, development efficiency and I-CPU of a commercially available SrFe 12 O 19 hard ferrite carrier are substantially the same as those described in Examples 1 to 4 above. Was measured according to the same method. The commercial carrier is SrFe 12 O 19 hard ferrite manufactured by Powdertech, Inc. of Valparaiso, Indiana. Using this carrier, a developer containing the same toner as described in Examples 1 to 4 was prepared. The measured specific resistance of the carrier was 2.0 × 10 10 Ωcm, the toner Q / m was −71.1 μC / g, and the TC was 6.3% by weight.

【0112】 前述の市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアを用いて調製された現像
剤のエレクトログラフ処理における性能を、実施例1〜4で説明したのと実質的
に同じ手順に従って検査した。トナー濃度および電荷を初めとするすべての条件
は実質的に同じであった。上記実施例1〜4で説明した現像効率の定義に基づい
た相対現像効率の値は1.00であった。I−CPUのレベルは0であり、これ
は光導電体の上にはっきりと視認できるキャリアの堆積が無いことを示している
Developers prepared with the commercial SrFe 12 O 19 hard ferrite carrier described above were tested for electrographic performance according to substantially the same procedure as described in Examples 1-4. All conditions, including toner concentration and charge, were essentially the same. The value of the relative development efficiency based on the definition of the development efficiency described in Examples 1 to 4 was 1.00. The I-CPU level is 0, which indicates no clear visible carrier build-up on the photoconductor.

【0113】 実施例5〜10−La3+で置換されたストロンチウムフェライト磁気キャリアの
調製 実施例5〜10では、以下の点を除いて、実施例1〜4の手順を実質的に繰り
返した。実施例1〜4で説明したようにして調製されたストロンチウムフェライ
ト前駆体混合物を、La2(CO33粉末(インディアナ州のヴァルパライソに
あるパウダーテック社製)を供給源として用いてLa3+でドープした。各実施例
では、表IIIに示される式P1-yLayFe1219のy値を与えるように秤量さ
れた乾燥粉末を実施例1〜4で調製された前駆体混合物に添加し、両者を混ぜ合
わせる。実施例1〜4のようにして粉砕および噴霧乾燥した後、得られた混合物
をアルミナトレーに静置し、1,255℃の高温箱型炉で焼成し、その温度で1
0時間保持した後に、前記炉を放冷すると、La3+でドープされたストロンチウ
ムフェライトキャリアが得られる。
Examples 5-10-Preparation of La 3+ Substituted Strontium Ferrite Magnetic Carriers In Examples 5-10, the procedure of Examples 1-4 was substantially repeated except for the following points. The strontium ferrite precursor mixture prepared as described in Example 1~4, La 2 (CO 3) 3 powder (Powder Tech Corp. in Indianapolis of Valparaiso) using as a source the La 3 Doped with + . In each example, dry powder weighted to give ay value of the formula P 1-y La y Fe 12 O 19 shown in Table III was added to the precursor mixture prepared in Examples 1-4, Mix both. After crushing and spray drying as in Examples 1 to 4, the resulting mixture was allowed to stand in an alumina tray and fired in a high temperature box furnace at 1,255 ° C. at that temperature.
After holding for 0 hour, the furnace is allowed to cool to obtain La 3+ -doped strontium ferrite carriers.

【0114】 実施例1〜8では、得られたキャリアを、キャリア100部当たり1.5部の
シリコーン樹脂でさらにコーティングした。このコーティングは、以下のように
してシリコーン樹脂をキャリア粒子上で硬化させることによって得られた。まず
、この樹脂を、20mlのメチルトリメトキシシラン(ウィスコンシン州のミル
ウォーキーにあるアルドリッチ社製の98%)、2.2mlのジメトキシジメチ
ルシラン(ウィスコンシン州のミルウォキーにあるアルドリッチ社製の95%)
、1mlの氷酢酸および8mlの蒸留水をガラス容器中で混ぜ合わせることによ
って作製した。この混合物を1時間攪拌した後、一晩放置して加水分解を完了さ
せた。一晩放置した後、前記溶液の1.53g分を、15mlのメタノールおよ
び50gの前記キャリアと的確な容器中で混ぜ合わせ、得られた混合物を赤外線
加熱ランプの下に置留することにより、余分な溶媒が取り除かれ、実質的に乾燥
しているコーティングされたキャリア粒子が得られる。そしてキャリア粒子を金
属製のトレーに静置し、230℃のオーブンで2.5時間加熱することによって
シリコーン樹脂を硬化させる。その後、このようにコーティングされたキャリア
をオーブンから取り出し、室温まで放冷する。
In Examples 1-8, the resulting carrier was further coated with 1.5 parts of silicone resin per 100 parts of carrier. This coating was obtained by curing a silicone resin on carrier particles as follows. First, 20 ml of this methyltrimethoxysilane (98% Aldrich, Milwaukee, WI), 2.2 ml dimethoxydimethylsilane (95% Aldrich, Milwaukee, WI)
It was made by mixing 1 ml glacial acetic acid and 8 ml distilled water in a glass container. The mixture was stirred for 1 hour and then left overnight to complete the hydrolysis. After standing overnight, a 1.53 g portion of the solution was mixed with 15 ml of methanol and 50 g of the carrier in a suitable container and the resulting mixture was placed under an infrared heating lamp to remove excess. The free solvent is removed to yield substantially dry coated carrier particles. Then, the carrier particles are left to stand on a metal tray and heated in an oven at 230 ° C. for 2.5 hours to cure the silicone resin. The carrier thus coated is then removed from the oven and allowed to cool to room temperature.

【0115】 得られた各キャリアについて測定した固有抵抗を以下の表IIIに示す。[0115]   The resistivity measured for each of the resulting carriers is shown in Table III below.

【0116】 各実施例では、得られたドープされたキャリアを用いて、従来のようにして調
製された粉末シアンポリエステルトナーを用いた2成分現像剤を調製した。この
トナーは、93部のポリエステル樹脂(フィネトン382樹脂)、5部の銅フタ
ロシアニンピグメントおよび2部の3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸電荷制御
剤(オリエントケミカル社製のボントロンE−88)を用いて作製された。トナ
ー混合物の微粉砕および分類後の平均粒径は、コールターカウンター装置による
測定では8.0μmであった。
In each example, the resulting doped carriers were used to prepare two-component developers using conventionally prepared powder cyan polyester toner. This toner contains 93 parts of polyester resin (Fineton 382 resin), 5 parts of copper phthalocyanine pigment, and 2 parts of 3,5-di-t-butylsalicylic acid charge control agent (Bontron E-88 manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.). Was made using. The average particle size of the toner mixture after fine pulverization and classification was 8.0 μm as measured by a Coulter counter.

【0117】 現像剤は、各キャリアと、トナー濃度(TC)が約10重量%(TCの実測値
は表Iに示される)の前述のトナーとを混ぜ合わせることによって調製した。各
実施例において、トナーの電荷対質量比(Q/m)を測定した。得られた値も表
IIIに示す。
Developers were prepared by mixing each carrier with the above toner with a toner concentration (TC) of about 10 wt% (actual TC values shown in Table I). In each example, the charge-to-mass ratio (Q / m) of the toner was measured. The values obtained are also shown in Table III.

【0118】[0118]

【表3】 [Table 3]

【0119】 表IIIから分かるように、静電固有抵抗は、実施例5〜10で加えたLa3+ の範囲にわたって約2桁分低下している。La3+イオンの量が少ない場合、特に
yが0.1よりも小さい場合、I−CPUの量は、フェライト結晶構造中へドー
プされたLa3+の量が多い場合に得られたI−CPUの量よりも少ない。シリコ
ーン樹脂コーティングは、樹脂コーティング無しで調製された現像剤と比べて、
現像剤の性能を著しく変えることはなかった。
As can be seen from Table III, the electrostatic resistivity is reduced by about two orders of magnitude over the range of La 3+ added in Examples 5-10. When the amount of La 3+ ions is small, especially when y is smaller than 0.1, the amount of I-CPU is the I-CPU obtained when the amount of La 3+ doped into the ferrite crystal structure is large. Less than the amount of CPU. Silicone resin coating, compared to the developer prepared without resin coating,
It did not significantly change the performance of the developer.

【0120】 比較例BおよびC 比較例BおよびCの場合、ストロンチウムフェライト材料を式P1-yLayFe1219のy値が0.2となるのに十分な量のランタン源化合物でドープした以外
は、実施例5〜10の方法を実質的に繰り返した。比較例Bのキャリアがシリコ
ーン樹脂でコーティングされていないのに対し、比較例Cのキャリアは、実質的
に実施例8〜10で説明されたようにシリコーン樹脂でコーティングされていた
。La3+でドープされたSrFe1219硬質フェライトキャリアの静電固有抵抗
、摩擦電気特性、現像効率およびI−CPUを、実質的に前記実施例1〜4で説
明したのと同じ方法に従って測定した。このキャリアを用いて、実施例5〜10
で説明したのと同じトナーを含む現像剤を調製した。比較のために、固有抵抗、
摩擦電気特性、現像効率およびI−CPUを測定し、結果を表IIIに示した。
Comparative Examples B and C For Comparative Examples B and C, the strontium ferrite material was mixed with a lanthanum source compound in an amount sufficient to give a y value of the formula P 1 -y La y Fe 12 O 19 of 0.2. The procedure of Examples 5-10 was substantially repeated except that it was doped. The carrier of Comparative Example B was not coated with silicone resin, while the carrier of Comparative Example C was coated with silicone resin substantially as described in Examples 8-10. The electrostatic resistivity, triboelectric properties, development efficiency and I-CPU of La 3+ doped SrFe 12 O 19 hard ferrite carriers were measured substantially according to the same methods as described in Examples 1-4 above. did. Using this carrier, Examples 5-10
A developer containing the same toner as described in 1. was prepared. For comparison, the specific resistance,
Triboelectric properties, development efficiency and I-CPU were measured and the results are shown in Table III.

【0121】 得られた結果は、この量のLa3+では、得られるキャリアの相対現像効率(R
el DE)の値は高いが、I−CPUの量も多い。図2および3は、固有抵抗
、Rel DEおよびI−CPUの関係を示す。図2には実施例5〜7および比
較例Bのデータのグラフが示されており、大きい菱形はRel Deのデータ点
であり、小さい菱形はI−CPUのデータ点である。図3は実施例8〜10およ
び比較例Cについて得られたデータを示しており、大きい菱形と小さい菱形の意
味は図2と同じである。分かるように、キャリアの固有抵抗が約1.0x108
よりも下がると、Rel Deの値は大幅に増加するが、好ましからざることに
、I−CPUの値もかなりの率で増加する。従って、図2および3は、固有抵抗
が約1.0x108から最大で未ドープフェライト材料の固有抵抗未満となるよ
うに、La3+をフェライト材料に置換導入することによってキャリアの固有抵抗
を下げると、(未ドープキャリアと比べて)Rel DE値がかなり高く、I−
CPUの量も許容範囲にある状態を得ることができることを示している。
The obtained results show that with this amount of La 3+ , the relative development efficiency (R
el DE) is high, but the amount of I-CPU is large. 2 and 3 show the relationship between resistivity, Rel DE and I-CPU. A graph of the data of Examples 5-7 and Comparative Example B is shown in FIG. 2, where the large diamonds are Rel De data points and the small diamonds are I-CPU data points. FIG. 3 shows the data obtained for Examples 8-10 and Comparative Example C, with the meanings of the large and small diamonds being the same as in FIG. As can be seen, the carrier resistivity is about 1.0 × 10 8
Below that, the value of Rel De increases significantly, but unfavorably, the value of I-CPU also increases at a considerable rate. Thus, FIGS. 2 and 3 reduce the carrier resistivity by introducing La 3+ into the ferrite material such that the resistivity is from about 1.0 × 10 8 to less than the resistivity of the undoped ferrite material. And the Rel DE value (compared to undoped carriers) is significantly higher, I-
It also indicates that the amount of CPU can be obtained within a permissible range.

【0122】 実施例11〜13−GeO2でコーティングされたストロンチウムフェライトキ
ャリアの調製および使用 実施例11〜13では、市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアを、キ
ャリア100部当たり1部のGeO2(最終キャリア粒子の総重量に対して0.
99重量%)でコーティングし、このキャリアが焼成される温度を変化させるこ
とによって、得られるキャリアの固有抵抗および性能に対する焼成温度の効果を
示す。
Examples 11-13-Preparation and Use of Strontium Ferrite Carrier Coated with GeO 2 In Examples 11-13, a commercially available SrFe 12 O 19 hard ferrite carrier was used with 1 part GeO 2 (per 100 parts carrier). 0. to the total weight of the final carrier particles.
99% by weight) and varying the temperature at which this carrier is fired shows the effect of firing temperature on the resistivity and performance of the resulting carrier.

【0123】 コーティングされたキャリア粒子は、インディアナ州のヴァルパライソにある
パウダーテック社製のSrFe1219硬質磁気フェライト粒子を用いて調製され
た。前記フェライト粒子のスラリーは、400gのSrFe1219フェライト粒
子を、66mlのゲルマニウム酸アンモニウム溶液と122mlのメタノールの
混合溶液と一緒にガラス皿に投入することによって調製された。前記ゲルマニウ
ム酸アンモニウム溶液は、オクラホマ州のクアポーにあるイーグルピッチャー社
製のGeO2粉末(ケミカルグレード−純度99.999%)の120g分を、
攪拌しながら、適当な大きさのガラスフラスコ中の2,000mlの蒸留水に添
加した後、33mlの濃縮NH4OH溶液を前記容器へ滴下してGeO2粉末を溶
かすことによって調製された。得られたゲルマニウム酸アンモニウム溶液の最終
pHは8.5であり、酸化ゲルマニウム含有量は60グラム/リットル(g/l
)であった。
The coated carrier particles were prepared using SrFe 12 O 19 hard magnetic ferrite particles from Powdertech, Inc. of Valparaiso, Indiana. The slurry of ferrite particles was prepared by casting 400 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles in a glass dish together with 66 ml of a solution of ammonium germanate and 122 ml of methanol. The ammonium germanate solution contained 120 g of GeO 2 powder (Chemical grade-purity 99.999%) manufactured by Eagle Pitcher Co., Ltd., located in Cuapo, Oklahoma.
It was prepared by adding 2,000 ml of distilled water in an appropriately sized glass flask with stirring and then adding 33 ml of concentrated NH 4 OH solution dropwise to the vessel to dissolve the GeO 2 powder. The final pH of the obtained ammonium germanate solution was 8.5, and the germanium oxide content was 60 g / l (g / l
)Met.

【0124】 前記スラリーを、乾燥するまで赤外線加熱ランプ下で攪拌した後に、100℃
に設定されたオーブンで一晩加熱することによって水分を取り除いた。この時点
では、ゲルマニウム酸アンモニウム溶液中に存在する化学物質種は、酸化物の形
態にまで熱分解されてはいなかった。そして、このようにコーティングされたキ
ャリア粒子の少なくとも20gのアリコートをアルミナトレーに静置し、高温箱
形炉に入れて焼成することによってゲルマニウム酸アンモニウム表面コーティン
グを熱分解させた。前記炉の温度を250℃(実施例11)〜600℃(実施例
13)(各実施例の焼成温度は以下の表IVに示される)の温度まで7℃/分の
速度で上昇させ、その温度を2時間維持した。2時間焼成した後、前記炉を、自
然に任せて(すなわち、「自由降下」によって)室温まで放冷した。焼成された
キャリア投入物を乳鉢と乳棒で解凝集し、200メッシュの篩いで篩い分けるこ
とによって、表面にGeO2が沈着したストロンチウムフェライトキャリア粒子
が得られた。
The slurry was stirred under an infrared heating lamp until dry, then at 100 ° C.
The water was removed by heating overnight in an oven set to. At this point, the chemical species present in the ammonium germanate solution had not been pyrolyzed to the oxide form. Then, at least 20 g aliquots of the carrier particles thus coated were placed in an alumina tray, placed in a high temperature box furnace and fired to pyrolyze the ammonium germanate surface coating. The temperature of the furnace was raised at a rate of 7 ° C / min to a temperature of 250 ° C (Example 11) to 600 ° C (Example 13) (the firing temperature of each example is shown in Table IV below), and The temperature was maintained for 2 hours. After firing for 2 hours, the furnace was left to cool naturally to room temperature (ie, by "free-fall"). The calcined carrier charge was deaggregated with a mortar and pestle and sieved with a 200 mesh sieve to obtain strontium ferrite carrier particles having GeO 2 deposited on the surface.

【0125】 得られた各キャリアについて測定された固有抵抗を以下の表IVに示す。キャ
リアの静電固有抵抗は、実施例1〜4で説明した方法によって測定された。各キ
ャリアの固有抵抗を、固有抵抗(Ωcm)対焼成温度(℃)のグラフである図4
に示す。図4から分かるように、キャリアの固有抵抗は600℃よりも高い温度
で急激に低下した。
The specific resistance measured for each of the resulting carriers is shown in Table IV below. The electrostatic resistivity of the carrier was measured by the method described in Examples 1 to 4. FIG. 4 is a graph of the specific resistance of each carrier, showing specific resistance (Ωcm) vs. firing temperature (° C.).
Shown in. As can be seen from FIG. 4, the specific resistance of the carrier dropped sharply at a temperature higher than 600 ° C.

【0126】 各実施例では、得られたコーティングされたキャリアを用いて、実施例1〜4
で説明したイエローポリエステルトナーを用いた2成分現像剤を調製した。前記
現像剤は、各キャリアと、トナー濃度(TC)が約6重量%(TCの実測値は表
IVに示される)の前述のトナーと混ぜ合わせることによって調製された。各実
施例では、トナーの電荷対質量比(Q/m)トナーおよびTCが実施例1〜4で説 明したようにして測定され、得られた測定値も表IVに示される。
In each example, the resulting coated carrier was used to prepare Examples 1-4.
A two-component developer using the yellow polyester toner described in 1. was prepared. The developers were prepared by mixing each carrier with the above toner with a toner concentration (TC) of about 6% by weight (TC values found in Table IV). In each example, the toner charge-to-mass ratio (Q / m) toner and TC were measured as described in Examples 1-4, and the measurements obtained are also shown in Table IV.

【0127】 実施例11〜13のために調製された現像剤の性能は、前記実施例1〜4で説
明したのと同じエレクトログラフ装置および動作条件を用いて調べた。相対現像
効率およびI−CPUについて得られた値も表IVに示す。
The performance of the developers prepared for Examples 11-13 was investigated using the same electrographic equipment and operating conditions as described in Examples 1-4 above. The values obtained for relative development efficiency and I-CPU are also shown in Table IV.

【0128】[0128]

【表4】 [Table 4]

【0129】 表IVから分かるように、静電固有抵抗、現像効率およびICUの間の関係は
明確である。すなわち、導電率が高くなると現像速度とI−CPUも増加する。
しかしながら、GeO2コーティングは、焼成条件を選択することによって、得
られるキャリアがエレクトログラフ処理におけるキャリアとして用いられるとき
の前記キャリアの導電率および性能を調整しうる機会を与える。表IVおよび図
4に見られるように、実施例13と比較例D(焼成温度はそれぞれ600℃と7
50℃)の間では、固有抵抗は約4桁分低下しており、図4は静電固有抵抗の傾
向を概略的に示している。
As can be seen from Table IV, the relationship between electrostatic resistivity, development efficiency and ICU is clear. That is, as the conductivity increases, the developing speed and I-CPU also increase.
However, GeO 2 coatings offer the opportunity to adjust the conductivity and performance of the resulting carrier when it is used as a carrier in electrographic processing by choosing the firing conditions. As can be seen in Table IV and FIG. 4, Example 13 and Comparative Example D (calcination temperatures of 600 ° C. and 7 respectively)
At 50 ° C.), the specific resistance decreases by about four orders of magnitude, and FIG. 4 schematically shows the tendency of the electrostatic specific resistance.

【0130】 比較例D 比較例Dでは、GeO2前駆体化合物でコーティングされたフェライト材料を
750℃の炉温度で焼成した以外は、実施例11〜13の手順を実質的に繰り返
した。すべての他の手順は実施例11〜13のものと実質的に同じである。得ら
れたコーティングされたフェライトキャリアの静電固有抵抗、摩擦電気特性、現
像効率およびI−CPUを、実質的に前記実施例1〜4で説明したのと同じ手順
に従って測定した。このキャリアを用いて、実施例11〜13で説明したのと同
じトナーを含む現像剤を調製した。比較のために、固有抵抗、摩擦電気特性、現
像効率およびI−CPUを測定し、結果を表IVに示した。得られた結果は実施
例11〜13に関連して上記において考察され、比較のために図4に示される。
Comparative Example D In Comparative Example D, the procedure of Examples 11-13 was substantially repeated except that the GeO 2 precursor compound coated ferrite material was fired at a furnace temperature of 750 ° C. All other procedures are substantially the same as in Examples 11-13. The electrostatic resistivity, triboelectric properties, development efficiency and I-CPU of the resulting coated ferrite carrier were measured substantially according to the same procedures as described in Examples 1-4 above. Using this carrier, a developer containing the same toner as described in Examples 11 to 13 was prepared. For comparison, the specific resistance, triboelectric properties, development efficiency and I-CPU were measured and the results are shown in Table IV. The results obtained are discussed above in connection with Examples 11-13 and shown in FIG. 4 for comparison.

【0131】 実施例14〜17−混合GeO2/B23コーティングでコーティングされたス
トロンチウムフェライトキャリアの調製および使用 実施例14〜17では、市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアを、本
発明に従って混合GeO2/B23コーティングでコーティングし、エレクトロ
グラフ処理に用いた。これらのキャリアは、以下の点を除いて、前記実施例11
〜13で説明した手順を概略用いて調製された。
Examples 14-17-Preparation and Use of Strontium Ferrite Carriers Coated with Mixed GeO 2 / B 2 O 3 Coatings Examples 14-17 are commercially available SrFe 12 O 19 hard ferrite carriers according to the invention. Coated with mixed GeO 2 / B 2 O 3 coating and used for electrographic processing. These carriers were the same as in Example 11 except for the following points.
Prepared using the procedure outlined in ~ 13.

【0132】 実施例14では、50gのSrFe1219フェライト粒子を30mlのゲルマ
ニウム酸アンモニウム−ホウ酸溶液と共にガラス皿に投入することによって、フ
ェライト粒子のスラリーを調製した。このゲルマニウム酸アンモニウム−ホウ酸
溶液は、10mlの実施例11〜13のようにして調製されたゲルマニウム酸ア
ンモニウム溶液を、10mlの蒸留水と、10mlのメタノール系ホウ酸溶液に
一緒に添加することによって調製された。前記メタノール系ホウ酸溶液は、0.
22gのH3BO3(米国、ニュージャージー州にあるアクロス社製の試薬級)を
10mlのメタノールに添加することによって調製された。実施例11〜13の
手順を900℃の炉温度で実質的に繰り返すことによって、GeO2が1.2p
ph(キャリアの総重量に対して1.17重量%)、B23が0.5pph(0
.487重量%)である化学量論を有する混合GeO2/B23酸化物コーティ
ングでコーティングされたキャリアが得られた。
In Example 14, a slurry of ferrite particles was prepared by pouring 50 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles into a glass dish with 30 ml of ammonium germanate-boric acid solution. The ammonium germanate-boric acid solution was prepared by adding 10 ml of the ammonium germanate solution prepared as in Examples 11-13 together to 10 ml of distilled water and 10 ml of a methanolic boric acid solution. Was prepared. The methanol-based boric acid solution is 0.
22g of H 3 BO 3 was prepared by adding (USA Acros Co. reagent grade, NJ) in methanol 10 ml. By substantially repeating the procedure of Examples 11 to 13 at a furnace temperature of 900 ° C., GeO 2 of 1.2 p is obtained.
ph (1.17% by weight based on the total weight of the carrier), B 2 O 3 is 0.5 pph (0
. A carrier coated with a mixed GeO 2 / B 2 O 3 oxide coating having a stoichiometry of 487 wt%) was obtained.

【0133】 実施例15では、50gのSrFe1219フェライト粒子を30mlのゲルマ
ニウム酸アンモニウム−ホウ酸溶液と共にガラス皿に投入することによって、フ
ェライト粒子のスラリーを調製した。このゲルマニウム酸アンモニウム−ホウ酸
溶液は、10mlの実施例11〜13のようにして調製されたゲルマニウム酸ア
ンモニウム溶液を、10mlの蒸留水と、10mlのメタノール系ホウ酸溶液に
添加することによって調製された。前記メタノール系ホウ酸溶液は、0.44g
のH3BO3を10mlのメタノールに添加することによって調製された。実施例
11〜13の手順を900℃の炉温度で実質的に繰り返すことによって、GeO2 が1.2pph、B23が1.0pphである化学量論を有する混合GeO2
23酸化物コーティングでコーティングされたキャリアが得られた。
In Example 15, a slurry of ferrite particles was prepared by charging 50 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles together with 30 ml of ammonium germanate-boric acid solution into a glass dish. This ammonium germanate-boric acid solution was prepared by adding 10 ml of the ammonium germanate solution prepared as in Examples 11-13 to 10 ml of distilled water and 10 ml of methanolic boric acid solution. It was The methanol-based boric acid solution is 0.44 g
Of H 3 BO 3 was added to 10 ml of methanol. By substantially repeating the procedure of Examples 11-13 at a furnace temperature of 900 ° C., a mixed GeO 2 / having a stoichiometry of 1.2 pph GeO 2 and 1.0 pph B 2 O 3.
A carrier coated with a B 2 O 3 oxide coating was obtained.

【0134】 実施例16では、50gのSrFe1219フェライト粒子を25mlのゲルマ
ニウム酸アンモニウム−ホウ酸溶液と共にガラス皿に投入することによって、フ
ェライト粒子のスラリーを調製した。このゲルマニウム酸アンモニウム−ホウ酸
溶液は、5mlの実施例11〜13のようにして調製されたゲルマニウム酸アン
モニウム溶液を、10mlの蒸留水と、10mlのメタノール系ホウ酸溶液に添
加することによって調製された。前記メタノール系ホウ酸溶液は、0.44gの
3BO3を10mlのメタノールに添加することによって調製された。実施例1
1〜13の手順を900℃の炉温度で実質的に繰り返すことによって、GeO2
が0.6pph、B23が1.0pphである化学量論を有する混合GeO2
23酸化物コーティングでコーティングされたキャリアが得られた。
In Example 16, a slurry of ferrite particles was prepared by pouring 50 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles into a glass dish with 25 ml of ammonium germanate-boric acid solution. This ammonium germanate-boric acid solution was prepared by adding 5 ml of the ammonium germanate solution prepared as in Examples 11-13 to 10 ml of distilled water and 10 ml of methanolic boric acid solution. It was The methanolic boric acid solution was prepared by adding 0.44 g of H 3 BO 3 to 10 ml of methanol. Example 1
By substantially repeated at a furnace temperature of 900 ° C. 1 to 13 steps, GeO 2
GeO 2 / having a stoichiometry in which is 0.6 pph and B 2 O 3 is 1.0 pph
A carrier coated with a B 2 O 3 oxide coating was obtained.

【0135】 実施例17では、50gのSrFe1219フェライト粒子を35mlのゲルマ
ニウム酸アンモニウム−ホウ酸溶液と共にガラス皿に投入することによって、フ
ェライト粒子のスラリーを調製した。このゲルマニウム酸アンモニウム−ホウ酸
溶液は、5mlの実施例11〜13のようにして調製されたゲルマニウム酸アン
モニウム溶液を、10mlの蒸留水と、20mlのメタノール系ホウ酸溶液に添
加することによって調製された。前記メタノール系ホウ酸溶液は、0.88gの
3BO3を20mlのメタノールに添加することによって調製された。実施例1
1〜13の手順を900℃の炉温度で実質的に繰り返すことによって、GeO2
が0.6pph、B23が2.0pphである化学量論を有する混合GeO2
23酸化物コーティングでコーティングされたキャリアが得られた。
In Example 17, a slurry of ferrite particles was prepared by charging 50 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles with 35 ml of ammonium germanate-boric acid solution into a glass dish. This ammonium germanate-boric acid solution is prepared by adding 5 ml of the ammonium germanate solution prepared as in Examples 11-13 to 10 ml of distilled water and 20 ml of a methanolic boric acid solution. It was The methanolic boric acid solution was prepared by adding 0.88 g of H 3 BO 3 to 20 ml of methanol. Example 1
By substantially repeated at a furnace temperature of 900 ° C. 1 to 13 steps, GeO 2
Mixed GeO 2 / having a stoichiometry of 0.6 pph and B 2 O 3 2.0 pph
A carrier coated with a B 2 O 3 oxide coating was obtained.

【0136】 得られた各キャリアについて測定した固有抵抗を以下の表Vに示す。[0136]   The specific resistance measured for each of the resulting carriers is shown in Table V below.

【0137】 実施例14〜17では、得られたキャリアを用いて、実質的に実施例1〜4で
説明したような方法を用いたイエローポリエステルトナーとを用いて2成分現像
剤を調製した。各実施例において、電荷対質量比(Q/m)(μC/g)および
トナー濃度(TC)(wt%)は実施例1〜4で説明したようにして測定された
。得られた測定値も表Vに示す。
In Examples 14 to 17, two-component developers were prepared by using the obtained carrier and a yellow polyester toner substantially using the method described in Examples 1 to 4. In each example, the charge-to-mass ratio (Q / m) (μC / g) and toner concentration (TC) (wt%) were measured as described in Examples 1-4. The measured values obtained are also shown in Table V.

【0138】[0138]

【表5】 [Table 5]

【0139】 実施例14〜17では、現像効率およびI−CPUを、実質的に実施例1〜4
で説明したような手順に従って評価した。得られたデータを表VIに示す。
In Examples 14 to 17, the developing efficiency and I-CPU were substantially the same as those in Examples 1 to 4.
Evaluation was performed according to the procedure as described in 1. The data obtained are shown in Table VI.

【0140】[0140]

【表6】 [Table 6]

【0141】 実施例18〜20−混合GeO2/Li2Oコーティングでコーティングされたス
トロンチウムフェライトキャリアの調製および使用 実施例18〜20では、市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアを、本
発明に従って混合GeO2/Li2Oコーティングでコーティングし、エレクトロ
グラフ処理において評価した。これらのコーティングされたキャリアは、以下の
点を除いて、前記実施例11〜13で説明したような手順を概略用いて調製され
た。
Examples 18-20-Preparation and Use of Strontium Ferrite Carriers Coated with Mixed GeO 2 / Li 2 O Coatings Examples 18-20 mix commercially available SrFe 12 O 19 hard ferrite carriers according to the invention. Coated with GeO 2 / Li 2 O coating and evaluated in electrographic processing. These coated carriers were prepared using the general procedure as described in Examples 11-13 above, except for the following.

【0142】 実施例18では、50gのSrFe1219フェライト粒子を20mlのゲルマ
ニウム酸アンモニウム−酢酸リチウム溶液と共にガラス皿に投入することによっ
て、フェライト粒子のスラリーを調製した。このゲルマニウム酸アンモニウム−
酢酸リチウム溶液は、0.05gの酢酸リチウム(ミズリー州のセントルイスに
あるアルドリッチ社製の98%級)を11.7mlの蒸留水に添加し、得られた
溶液を、8.3mlの実施例11〜13と同じ様にして調製されたゲルマニウム
酸アンモニウム溶液と混ぜ合わせることによって調製された。実施例11〜13
の手順を600℃の炉温度で実質的に繰り返すことによって、GeO2が1.0
pph(キャリアの総重量に対して0.99重量%)、Li2Oが0.015p
ph(0.015重量%)である化学量論を有する混合GeO2/Li2O酸化物
コーティングでコーティングされたキャリアが得られた。
In Example 18, a slurry of ferrite particles was prepared by charging 50 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles with 20 ml of ammonium germanate-lithium acetate solution into a glass dish. This ammonium germanate-
The lithium acetate solution was prepared by adding 0.05 g of lithium acetate (98% grade manufactured by Aldrich Co., St. Louis, Missouri) to 11.7 ml of distilled water, and adding the resulting solution to 8.3 ml of Example 11. It was prepared by combining with an ammonium germanate solution prepared in the same manner as ~ 13. Examples 11-13
By repeating substantially the furnace temperature of the steps 600 ° C., GeO 2 is 1.0
pph (0.99% by weight relative to the total weight of the carrier), Li 2 O is 0.015 p
A carrier coated with a mixed GeO 2 / Li 2 O oxide coating with a stoichiometry of ph (0.015% by weight) was obtained.

【0143】 実施例19では、50gのSrFe1219フェライト粒子を20mlのゲルマ
ニウム酸アンモニウム−酢酸リチウム溶液と共にガラス皿に投入することによっ
て、フェライト粒子のスラリーを調製した。このゲルマニウム酸アンモニウム−
酢酸リチウム溶液は、0.1gの前記実施例18で用いられた酢酸リチウムを1
1.7mlの蒸留水に添加し、得られた溶液を、8.3mlの実施例11〜13
で説明したようにして調製されたゲルマニウム酸アンモニウム溶液と混ぜ合わせ
ることによって調製された。実施例18の手順を実質的に繰り返すことによって
、GeO2が1.0pph、Li2Oが0.029pphである化学量論を有する
混合GeO2/Li2O酸化物コーティングでコーティングされたキャリアが得ら
れた。
In Example 19, a slurry of ferrite particles was prepared by pouring 50 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles into a glass dish with 20 ml of ammonium germanate-lithium acetate solution. This ammonium germanate-
The lithium acetate solution contained 0.1 g of the lithium acetate used in Example 18 above.
It was added to 1.7 ml of distilled water and the resulting solution was added to 8.3 ml of Examples 11-13.
It was prepared by mixing with an ammonium germanate solution prepared as described in. By substantially repeating the procedure of Example 18, a carrier coated with a mixed GeO 2 / Li 2 O oxide coating having a stoichiometry of 1.0 pph GeO 2 and 0.029 pph Li 2 O was prepared. Was obtained.

【0144】 実施例20では、50gのSrFe1219フェライト粒子を20mlのゲルマ
ニウム酸アンモニウム−酢酸リチウム溶液と共にガラス皿に投入することによっ
て、フェライト粒子のスラリーを調製した。このゲルマニウム酸アンモニウム−
酢酸リチウム溶液は、0.15gの前記実施例18で用いられた酢酸リチウムを
11.7mlの蒸留水に添加し、得られた溶液を、8.3mlの実施例11〜1
3で説明したようにして調製されたゲルマニウム酸アンモニウム溶液と混ぜ合わ
せることによって調製された。実施例18の手順を実質的に繰り返すことによっ
て、GeO2が1.0pph、Li2Oが0.044pphである化学量論を有す
る混合GeO2/Li2O酸化物コーティングでコーティングされたキャリアが得
られた。
In Example 20, a slurry of ferrite particles was prepared by charging 50 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles with 20 ml of ammonium germanate-lithium acetate solution into a glass dish. This ammonium germanate-
The lithium acetate solution was prepared by adding 0.15 g of the lithium acetate used in Example 18 to 11.7 ml of distilled water, and adding the resulting solution to 8.3 ml of Examples 11 to 1.
It was prepared by combining with an ammonium germanate solution prepared as described in 3. By substantially repeating the procedure of Example 18, a carrier coated with a mixed GeO 2 / Li 2 O oxide coating having a stoichiometry of 1.0 pph GeO 2 and 0.044 pph Li 2 O was prepared. Was obtained.

【0145】 実施例18〜20で得られた各キャリアについて測定した固有抵抗を以下の表
VIIに示す。
The specific resistance measured for each carrier obtained in Examples 18-20 is shown in Table VII below.

【0146】[0146]

【表7】 [Table 7]

【0147】 実施例18〜20では、得られたキャリアを用いて、実質的に実施例11〜1
3で説明したようなイエローポリエステルトナーおよび方法を用いた2成分現像
剤を調製した。各実施例において、電荷対質量比(Q/m)(μC/g)および
トナー濃度(TC)(重量%)は実施例1〜4で説明したようにして測定された
。得られた測定値も表VIIIに示す。
In Examples 18 to 20, the obtained carrier was used, and substantially Examples 11 to 1 were used.
A two component developer was prepared using the yellow polyester toner and method as described in Section 3. In each example, the charge-to-mass ratio (Q / m) (μC / g) and toner concentration (TC) (wt%) were measured as described in Examples 1-4. The measured values obtained are also shown in Table VIII.

【0148】[0148]

【表8】 [Table 8]

【0149】 実施例21〜23−混合GeO2/Na2Oコーティングでコーティングされたス
トロンチウムフェライトキャリアの調製および使用 実施例21〜23では、Na2O成分について2種類の異なる供給源を用い、
本発明に従い、市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアを混合GeO2
Na2Oコーティングでコーティングした。これらのコーティングされたキャリ
アは、以下の点を除いて、前記実施例11〜13で説明したような手順を概略用
いて調製された。
Examples 21-23-Preparation and Use of Strontium Ferrite Carrier Coated with Mixed GeO 2 / Na 2 O Coating Examples 21-23 used two different sources for the Na 2 O component,
In accordance with the present invention, a commercially available SrFe 12 O 19 hard ferrite carrier is mixed with GeO 2 /
Coated with Na 2 O coating. These coated carriers were prepared using the general procedure as described in Examples 11-13 above, except for the following.

【0150】 実施例21では、50gのSrFe1219フェライト粒子を20mlのゲルマ
ニウム酸アンモニウム−酢酸ナトリウム溶液と共にガラス皿に投入することによ
って、フェライト粒子のスラリーを調製した。このゲルマニウム酸アンモニウム
−酢酸ナトリウム溶液は、0.05gの酢酸ナトリウム(ミズリー州のセントル
イスにあるアルドリッチ社製)を11.7mlの蒸留水に添加し、得られた溶液
を、8.3mlの実施例11〜13と同じ様にして調製されたゲルマニウム酸ア
ンモニウム溶液と混ぜ合わせることによって調製された。実施例1〜4の手順を
600℃の炉温度で実質的に繰り返すことによって、GeO2が1.0pph(
キャリアの総重量に対して0.99重量%)、Na2Oが0.023pph(0
.023重量%)である化学量論を有する混合GeO2/Na2O酸化物コーティ
ングでコーティングされたキャリアが得られた。
In Example 21, a slurry of ferrite particles was prepared by charging 50 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles with 20 ml of ammonium germanate-sodium acetate solution into a glass dish. This ammonium germanate-sodium acetate solution was prepared by adding 0.05 g of sodium acetate (manufactured by Aldrich Co. in St. Louis, Missouri) to 11.7 ml of distilled water, and adding the resulting solution to 8.3 ml of Example. It was prepared by combining with an ammonium germanate solution prepared in the same manner as 11-13. By substantially repeating the procedure of Examples 1 to 4 at a furnace temperature of 600 ° C., GeO 2 of 1.0 pph (
0.99% by weight based on the total weight of the carrier) and 0.023 pph of Na 2 O (0
. A carrier coated with a mixed GeO 2 / Na 2 O oxide coating having a stoichiometry of 023 wt%) was obtained.

【0151】 実施例22では、50gのSrFe1219フェライト粒子を20mlのゲルマ
ニウム酸アンモニウム−酢酸ナトリウム溶液と共にガラス皿に投入することによ
って、フェライト粒子のスラリーを調製した。このゲルマニウム酸アンモニウム
−酢酸ナトリウム溶液は、0.10gの前記実施例21で用いられた酢酸ナトリ
ウムを11.7mlの蒸留水に添加し、得られた溶液を、8.3mlの実施例1
1〜13と同じ様にして調製されたゲルマニウム酸アンモニウム溶液と混ぜ合わ
せることによって調製された。実施例21の手順を実質的に繰り返すことによっ
て、GeO2が1.0pph、Na2Oが0.046pphである化学量論を有す
る混合GeO2/Na2O酸化物コーティングでコーティングされたキャリアが得
られた。
In Example 22, a slurry of ferrite particles was prepared by charging 50 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles with 20 ml of ammonium germanate-sodium acetate solution into a glass dish. This ammonium germanate-sodium acetate solution was prepared by adding 0.10 g of the sodium acetate used in Example 21 to 11.7 ml of distilled water, and adding the resulting solution to 8.3 ml of Example 1.
It was prepared by mixing with an ammonium germanate solution prepared in the same manner as 1-13. By substantially repeating the procedure of Example 21, a carrier coated with a mixed GeO 2 / Na 2 O oxide coating having a stoichiometry of 1.0 pph GeO 2 and 0.046 pph Na 2 O was prepared. Was obtained.

【0152】 実施例23では、50gのSrFe1219フェライト粒子を20mlのゲルマ
ニウム酸アンモニウム−酢酸ナトリウム溶液と共にガラス皿に投入することによ
って、フェライト粒子のスラリーを調製した。このゲルマニウム酸アンモニウム
−酢酸ナトリウム溶液は、0.15gの前記実施例21で用いられた酢酸ナトリ
ウムを11.7mlの蒸留水に添加し、得られた溶液を、8.3mlの実施例1
1〜13と同じ様にして調製されたゲルマニウム酸アンモニウム溶液と混ぜ合わ
せることによって調製された。実施例21の手順を実質的に繰り返すことによっ
て、GeO2が1.0pph、Na2Oが0.068pphである化学量論を有す
る混合GeO2/Na2O酸化物コーティングでコーティングされたキャリアが得
られた。
In Example 23, a slurry of ferrite particles was prepared by charging 50 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles with 20 ml of ammonium germanate-sodium acetate solution into a glass dish. This ammonium germanate-sodium acetate solution was prepared by adding 0.15 g of the sodium acetate used in Example 21 above to 11.7 ml of distilled water, and adding the resulting solution to 8.3 ml of Example 1.
It was prepared by mixing with an ammonium germanate solution prepared in the same manner as 1-13. By substantially repeating the procedure of Example 21, a carrier coated with a mixed GeO 2 / Na 2 O oxide coating having a stoichiometry of 1.0 pph GeO 2 and 0.068 pph Na 2 O was prepared. Was obtained.

【0153】 実施例21〜23で得られた各キャリアについて測定した固有抵抗を以下の表
IXに示す。
The specific resistance measured for each carrier obtained in Examples 21-23 is shown in Table IX below.

【0154】[0154]

【表9】 [Table 9]

【0155】 実施例21〜23では、得られたキャリアを用いて、実質的に実施例1〜4で
説明したようなイエローポリエステルトナーおよび方法を用いた2成分現像剤を
調製した。各実施例において、電荷対質量比(Q/m)(μC/g)およびトナ
ー濃度(TC)(重量%)は実施例1〜4で説明したようにして測定された。得
られた測定値も表Xに示す。
In Examples 21-23, the resulting carriers were used to prepare two-component developers using the yellow polyester toner and method substantially as described in Examples 1-4. In each example, the charge-to-mass ratio (Q / m) (μC / g) and toner concentration (TC) (wt%) were measured as described in Examples 1-4. The measured values obtained are also shown in Table X.

【0156】[0156]

【表10】 [Table 10]

【0157】 実施例24〜33−TiO2コーティングでコーティングされたストロンチウム
フェライトキャリアの調製および使用 実施例24〜33では、市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアを、本
発明に従いTiO2組成物でコーティングした。これらのキャリアは、以下の点
を除いて、前記実施例11〜13で説明したような手順を概略用いて調製された
Examples 24-33 Preparation and Use of Strontium Ferrite Carrier Coated with TiO 2 Coating In Examples 24-33, a commercially available SrFe 12 O 19 hard ferrite carrier is coated with a TiO 2 composition according to the present invention. did. These carriers were prepared using the general procedure as described in Examples 11-13 above, with the following exceptions.

【0158】 実施例24では、100gのSrFe1219フェライト粒子を35mlのメタ
ノール系テトラブチルオルトチタネート溶液と共にガラス皿に投入することによ
って、フェライト粒子のスラリーを調製した。このメタノール系テトラブチルオ
ルトチタネート溶液は、1.065gのテトラブチルオルトチタネート(ニュー
ヨーク州のロチェスターにあるイーストマンコダック社製)を35mlのメタノ
ールに溶かすことによって調製された。実施例11〜13の手順を600℃の炉
温度で実質的に繰り返すことによって、0.25pph(キャリアの総重量に対
して0.25重量%)のTiO2でコーティングされたキャリアが得られた。
In Example 24, a slurry of ferrite particles was prepared by charging 100 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles together with 35 ml of a methanol-based tetrabutyl orthotitanate solution into a glass dish. This methanolic tetrabutyl orthotitanate solution was prepared by dissolving 1.065 g of tetrabutyl orthotitanate (Eastman Kodak Company, Rochester, NY) in 35 ml of methanol. Substantially repeating the procedure of Examples 11-13 at a furnace temperature of 600 ° C. yielded a carrier coated with 0.25 pph (0.25 wt% based on the total weight of the carrier) of TiO 2 . .

【0159】 実施例25では、100gのSrFe1219フェライト粒子を35mlのメタ
ノール系テトラブチルオルトチタネート溶液と共にガラス皿に投入することによ
って、フェライト粒子のスラリーを調製した。このメタノール系テトラブチルオ
ルトチタネート溶液は、2.13gの前記テトラブチルオルトチタネートを35
mlのメタノールに溶かすことによって調製された。実施例11〜13の手順を
600℃の炉温度で実質的に繰り返すことによって、0.50pphのTiO2
でコーティングされたキャリアが得られた。
In Example 25, a slurry of ferrite particles was prepared by charging 100 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles together with 35 ml of a methanol-based tetrabutyl orthotitanate solution into a glass dish. This methanol-based tetrabutyl orthotitanate solution contained 2.13 g of the above tetrabutyl orthotitanate.
Prepared by dissolving in ml of methanol. By substantially repeating the procedure of Examples 11-13 at a furnace temperature of 600 ° C., 0.50 pph of TiO 2
A carrier coated with was obtained.

【0160】 実施例26では、100gのSrFe1219フェライト粒子を35mlのメタ
ノール系テトラブチルオルトチタネート溶液と共にガラス皿に投入することによ
って、フェライト粒子のスラリーを調製した。このメタノール系テトラブチルオ
ルトチタネート溶液は、4.26gの前記テトラブチルオルトチタネートを35
mlのメタノールに溶かすことによって調製された。実施例11〜13の手順を
600℃の炉温度で実質的に繰り返すことによって、1.0pphのTiO2
コーティングされたキャリアが得られた。
In Example 26, a slurry of ferrite particles was prepared by charging 100 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles with 35 ml of a methanolic tetrabutyl orthotitanate solution into a glass dish. This methanol-based tetrabutyl orthotitanate solution contained 4.26 g of the above tetrabutyl orthotitanate.
Prepared by dissolving in ml of methanol. Substantially repeating the procedure of Examples 11-13 at a furnace temperature of 600 ° C. resulted in a carrier coated with 1.0 pph of TiO 2 .

【0161】 実施例27では、100gのSrFe1219フェライト粒子を35mlのメタ
ノール系テトラブチルオルトチタネート溶液と共にガラス皿に投入することによ
って、フェライト粒子のスラリーを調製した。このメタノール系テトラブチルオ
ルトチタネート溶液は、6.39gの前記テトラブチルオルトチタネートを35
mlのメタノールに溶かすことによって調製された。実施例1〜7の手順を60
0℃の炉温度で実質的に繰り返すことによって、1.5pphのTiO2でコー
ティングされたキャリアが得られた。
In Example 27, a slurry of ferrite particles was prepared by introducing 100 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles into a glass dish along with 35 ml of a methanol-based tetrabutyl orthotitanate solution. This methanol-based tetrabutyl orthotitanate solution contained 6.39 g of the above tetrabutyl orthotitanate.
Prepared by dissolving in ml of methanol. The procedure of Examples 1-7 is 60
Substantially repeating at 0 ° C. oven temperature resulted in a carrier coated with 1.5 pph of TiO 2 .

【0162】 実施例28では、100gのSrFe1219フェライト粒子を35mlのメタ
ノール系テトラブチルオルトチタネート溶液と共にガラス皿に投入することによ
って、フェライト粒子のスラリーを調製した。このメタノール系テトラブチルオ
ルトチタネート溶液は、8.52gの前記テトラブチルオルトチタネートを35
mlのメタノールに溶かすことによって調製された。実施例11〜13の手順を
600℃の炉温度で実質的に繰り返すことによって、2.0pphのTiO2
コーティングされたキャリアが得られた。
In Example 28, a slurry of ferrite particles was prepared by introducing 100 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles into a glass dish along with 35 ml of a methanol-based tetrabutyl orthotitanate solution. This methanol-based tetrabutyl orthotitanate solution contained 35 parts of 8.52 g of the above tetrabutyl orthotitanate.
Prepared by dissolving in ml of methanol. Substantially repeating the procedure of Examples 11-13 at a furnace temperature of 600 ° C. resulted in a carrier coated with 2.0 pph of TiO 2 .

【0163】 実施例29〜33では、炉温度を900℃にした以外は、それぞれ実施例24
〜28の手順を実質的に繰り返した。
In Examples 29 to 33, Example 24 was repeated except that the furnace temperature was set to 900 ° C.
The procedure from ~ 28 was substantially repeated.

【0164】 得られた各キャリアについて測定した固有抵抗を表XIおよびXIIに示す。[0164]   The resistivity measured for each of the resulting carriers is shown in Tables XI and XII.

【0165】 実施例24〜33では、得られたキャリアを用いて、実質的に実施例11〜1
3で説明したようなイエローポリエステルトナーおよび方法を用いた2成分現像
剤を調製した。各実施例において、電荷対質量比(Q/m)(μC/g)および
トナー濃度(TC)(重量%)は実施例1〜4のようにして測定された。得られ
た測定値も表XIおよびXIIに示す。相対DEおよびI−CPUも実施例1〜
4のようにして評価された。
In Examples 24 to 33, the carrier thus obtained was used, and substantially any of Examples 11 to 1 was used.
A two component developer was prepared using the yellow polyester toner and method as described in Section 3. In each example, the charge-to-mass ratio (Q / m) (μC / g) and toner concentration (TC) (wt%) were measured as in Examples 1-4. The measured values obtained are also shown in Tables XI and XII. Relative DE and I-CPU are also the first to the first embodiments.
It was evaluated as in 4.

【0166】[0166]

【表11】 [Table 11]

【0167】[0167]

【表12】 [Table 12]

【0168】 実施例34〜39−ZrO2コーティングでコーティングされたストロンチウム
フェライトキャリアの調製および使用 実施例34〜39では、市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアを、本
発明によるZrO2コーティングでコーティングした。これらのキャリアは、以
下の点を除いて、前記実施例11〜13で説明したような手順を概略用いて調製
された。
Examples 34-39-Preparation and Use of Strontium Ferrite Carriers Coated with ZrO 2 Coating In Examples 34-39, commercially available SrFe 12 O 19 hard ferrite carriers were coated with ZrO 2 coatings according to the invention. . These carriers were prepared using the general procedure as described in Examples 11-13 above, with the following exceptions.

【0169】 実施例34では、100gのSrFe1219フェライト粒子を、35mlのコ
ロイド状酢酸ジルコニウム水溶液(マサチューセッツ州のアシュランドにあるザ
・ピー・キュウ社製の、ZrO2含有率が20%であるNYACOL分散液)と
共にガラス皿に投入することによって、フェライト粒子のスラリーを調製した。
この酢酸ジルコニウム溶液は、2.5gの前記酢酸ジルコニウム分散液を、35
mlの溶液を調製するのに十分な量の蒸留水と混ぜ合わせることによって調製さ
れた。実施例11〜13の手順を900℃の炉温度で実質的に繰り返すことによ
って、0.5pphのZrO2でコーティングされたキャリアが得られた。
In Example 34, 100 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles were added to 35 ml of an aqueous colloidal zirconium acetate solution (manufactured by The P. Kew, Inc., Ashland, Mass., With a ZrO 2 content of 20%). A slurry of ferrite particles was prepared by placing it in a glass dish with a certain NYACOL dispersion.
This zirconium acetate solution was prepared by adding 2.5 g of the zirconium acetate dispersion to 35
It was prepared by combining with ml of distilled water sufficient to prepare a solution of ml. Substantially repeating the procedure of Examples 11-13 at a furnace temperature of 900 ° C. resulted in a carrier coated with 0.5 pph of ZrO 2 .

【0170】 実施例35では、100gのSrFe1219フェライト粒子を、5.0gの前
記酢酸ジルコニウム分散液を蒸留水と混ぜ合わせることによって調製された酢酸
ジルコニウム水溶液の35ml分と共にガラス皿に投入することによって、フェ
ライト粒子のスラリーを調製した。実施例11〜13の手順を900℃の炉温度
で実質的に繰り返すことによって、1.0pphのZrO2でコーティングされ
たキャリアが得られた。
In Example 35, 100 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles are placed in a glass dish along with 35 ml of an aqueous zirconium acetate solution prepared by combining 5.0 g of the zirconium acetate dispersion described above with distilled water. Thus, a slurry of ferrite particles was prepared. Substantially repeating the procedure of Examples 11-13 at a furnace temperature of 900 ° C. resulted in a carrier coated with 1.0 pph of ZrO 2 .

【0171】 実施例36では、100gのSrFe1219フェライト粒子を、前記の酢酸ジ
ルコニウム分散液10gを蒸留水と混ぜ合わせることによって調製された酢酸ジ
ルコニウム水溶液の35ml分と共にガラス皿に投入することによって、フェラ
イト粒子のスラリーを調製した。実施例11〜13の手順を900℃の炉温度で
実質的に繰り返すことによって、2.0pphのZrO2でコーティングされた
キャリアが得られた。
In Example 36, 100 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles were placed in a glass dish with 35 ml of an aqueous zirconium acetate solution prepared by combining 10 g of the zirconium acetate dispersion described above with distilled water. A slurry of ferrite particles was prepared. Substantially repeating the procedure of Examples 11-13 at a furnace temperature of 900 ° C. yielded a carrier coated with 2.0 pph of ZrO 2 .

【0172】 実施例37〜39では、各例において炉温度を1,150℃にした以外は、そ
れぞれ実施例34〜36の手順を実質的に繰り返した。
In Examples 37-39, the procedure of Examples 34-36 was substantially repeated, except that the furnace temperature was 1,150 ° C. in each example.

【0173】 得られた各キャリアについて測定した固有抵抗を表XIIIおよびXIVに示
す。
The resistivity measured for each of the obtained carriers is shown in Tables XIII and XIV.

【0174】 実施例34〜39では、得られたキャリアを用いて、実質的に実施例11〜1
3で説明したようなイエローポリエステルトナーおよび方法を用いた2成分現像
剤を調製した。各実施例において、電荷対質量比(Q/m)(μC/g)および
トナー濃度(TC)(重量%)は実施例1〜4のようにして測定された。得られ
た測定値も表XIIIおよびXIVに示す。相対DEおよびI−CPUも実施例
11〜13のようにして評価された。
In Examples 34 to 39, the obtained carrier was used, and substantially Examples 11 to 1 were used.
A two component developer was prepared using the yellow polyester toner and method as described in Section 3. In each example, the charge-to-mass ratio (Q / m) (μC / g) and toner concentration (TC) (wt%) were measured as in Examples 1-4. The measured values obtained are also shown in Tables XIII and XIV. Relative DE and I-CPU were also evaluated as in Examples 11-13.

【0175】[0175]

【表13】 [Table 13]

【0176】[0176]

【表14】 [Table 14]

【0177】 実施例40〜42−SnO2コーティングでコーティングされたストロンチウム
フェライトキャリアの調製および使用 実施例40〜42では、市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアを、本
発明の実施態様に従ってSnO2コーティングでコーティングした。これらのキ
ャリアは、以下の点を除いて、前記実施例11〜13で説明したような手順を概
略用いて調製された。
Examples 40-42 Preparation and Use of Strontium Ferrite Carrier Coated with a SnO 2 Coating In Examples 40-42, a commercially available SrFe 12 O 19 hard ferrite carrier was coated with a SnO 2 coating according to an embodiment of the present invention. Coated with. These carriers were prepared using the general procedure as described in Examples 11-13 above, with the following exceptions.

【0178】 実施例40では、100gのSrFe1219フェライト粒子を35mlのコロ
イド状酸化スズ水溶液と共にガラス皿に投入することによって、フェライト粒子
のスラリーを調製した。この酸化スズ水溶液は、3.33gのコロイド状酸化ス
ズ分散液(マサチューセッツ州のアシュランドにあるザ・ピー・キュウ社製のN
yacol分散液)を35mlの溶液を調製するのに十分な量の蒸留水と混ぜ合
わせることによって調製された。実施例11〜13の手順を900℃の炉温度で
実質的に繰り返すことによって、0.5pphのSnO2でコーティングされた
キャリアが得られた。
In Example 40, a slurry of ferrite particles was prepared by introducing 100 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles into a glass dish with 35 ml of an aqueous colloidal tin oxide solution. This tin oxide aqueous solution was 3.33 g of colloidal tin oxide dispersion (N made by The P. Kew, Inc., Ashland, Mass.).
yacol dispersion) was mixed with distilled water in an amount sufficient to prepare 35 ml of solution. Substantially repeating the procedure of Examples 11-13 at a furnace temperature of 900 ° C. resulted in a carrier coated with 0.5 pph of SnO 2 .

【0179】 実施例41では、100gのSrFe1219フェライト粒子を35mlの酸化
スズ水溶液と共にガラス皿に投入することによってフェライト粒子のスラリーを
調製した。前記溶液は、6.67gの実施例40のコロイド状酸化スズ分散液を
、35mlの溶液を調製するのに十分な量の蒸留水に添加することによって調製
した。実施例11〜13の手順を900℃の炉温度で実質的に繰り返すことによ
って、1.0pphのSnO2でコーティングされたキャリアが得られた。
In Example 41, a slurry of ferrite particles was prepared by charging 100 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles together with 35 ml of an aqueous tin oxide solution into a glass dish. The solution was prepared by adding 6.67 g of the colloidal tin oxide dispersion of Example 40 to distilled water in an amount sufficient to make 35 ml of the solution. Substantially repeating the procedure of Examples 11-13 at a furnace temperature of 900 ° C. resulted in a carrier coated with 1.0 pph of SnO 2 .

【0180】 実施例42では、100gのSrFe1219フェライト粒子を35mlの酸化
スズ水溶液と共にガラス皿に投入することによってフェライト粒子のスラリーを
調製した。前記溶液は、13.34gの実施例40のコロイド状酸化スズ分散液
を、35mlの溶液を調製するのに十分な量の蒸留水に添加することによって調
製した。実施例11〜13の手順を900℃の炉温度で実質的に繰り返すことに
よって、2.0pphのSnO2でコーティングされたキャリアが得られた。
In Example 42, a slurry of ferrite particles was prepared by introducing 100 g of SrFe 12 O 19 ferrite particles into a glass dish with 35 ml of an aqueous tin oxide solution. The solution was prepared by adding 13.34 g of the colloidal tin oxide dispersion of Example 40 to distilled water in an amount sufficient to make 35 ml of the solution. Substantially repeating the procedure of Examples 11-13 at a furnace temperature of 900 ° C. yielded 2.0 pph of SnO 2 coated carrier.

【0181】 得られた各キャリアについて測定した固有抵抗を以下の表XVに示す。[0181]   The specific resistance measured for each of the resulting carriers is shown in Table XV below.

【0182】 実施例40〜42では、得られたキャリアを用いて、実質的に実施例11〜1
3で説明したようなイエローポリエステルトナーおよび方法を用いた2成分現像
剤を調製した。各実施例において、電荷対質量比(Q/m)(μC/g)および
トナー濃度(TC)(重量%)は実施例1〜4のようにして測定された。得られ
た測定値も表XVに示す。相対DEおよびI−CPUも実施例11〜13のよう
にして評価された。
In Examples 40 to 42, the obtained carrier was used, and substantially Examples 11 to 1 were used.
A two component developer was prepared using the yellow polyester toner and method as described in Section 3. In each example, the charge-to-mass ratio (Q / m) (μC / g) and toner concentration (TC) (wt%) were measured as in Examples 1-4. The measured values obtained are also shown in Table XV. Relative DE and I-CPU were also evaluated as in Examples 11-13.

【0183】[0183]

【表15】 [Table 15]

【0184】 実施例43 実施例43では、トナー濃度の異なる複数の2成分現像剤組成物を市販のSr
Fe1219硬質フェライトキャリア(インディアナ州のヴァルパライソにあるパ
ウダーテック社製)から調製した。前記キャリアは、実質的に前記実施例41の
方法によって、すなわち、前記キャリアを、1.0pphのSnO2コーティン
グでコーティングした後に900℃のオーブン温度で焼成することによって、S
nO2コーティングでコーティングされたものである。前記キャリアの固有抵抗
を実施例1〜4で説明した方法に従って測定したところ、8x107Ωcmであ
った。
Example 43 In Example 43, a plurality of two-component developer compositions having different toner concentrations were mixed with commercially available Sr.
Prepared from a Fe 12 O 19 hard ferrite carrier (Powdertech, Inc., Valparaiso, IN). The carrier was prepared by substantially the method of Example 41, ie, coating the carrier with a 1.0 pph SnO 2 coating followed by baking at an oven temperature of 900 ° C.
It is coated with nO 2 coating. When the specific resistance of the carrier was measured according to the method described in Examples 1 to 4, it was 8 × 10 7 Ωcm.

【0185】 使用したトナーは、ニューヨーク州のロチェスターにあるイーストマンコダッ
ク社製の従来の方法で調製されたポリ(スチレン−共−ブチルアクリレート)ポ
リマー樹脂を92重量%分用いて調製された。前記樹脂は、1重量%の有機鉄複
合電荷制御剤(日本のホドガヤ社製のT−77)および7重量%のカーボンブラ
ック(カボット社製の430ブラックパールス)とブレンドされた。得られた未
精製のトナー混合物を粉砕し、篩いにかけることによって、コールターカウンタ
ーを用いて測定したときの平均粒径が12.2μmであるトナー樹脂粉末が得ら
れた。
The toner used was prepared using 92% by weight of a conventional poly (styrene-co-butyl acrylate) polymer resin prepared by Eastman Kodak Company, Rochester, NY. The resin was blended with 1% by weight of an organic iron composite charge control agent (T-77 from Hodgaya, Japan) and 7% by weight of carbon black (430 Black Pearls from Cabot). The resulting unpurified toner mixture was ground and sieved to give a toner resin powder having an average particle size of 12.2 μm as measured with a Coulter counter.

【0186】 実施例43における5回の実施のそれぞれに対して1種類ずつ、合わせて5種
類の異なる現像剤組成物を、前記キャリアを様々な量の前記トナーと混ぜ合わせ
ることによって調製した。適用可能な現像剤組成物の総重量に対するトナー濃度
(TC)はそれぞれ、6.4、8.6、10.7、13.1および15.1重量
%であった。各現像剤について、2.00gのキャリアの代わりに2.00gの
このように調製された現像剤混合物を用いた以外は、キャリアの固有抵抗を求め
るのに用いられた前記実施例1〜4で説明したのと実質的に同じ装置および方法
を用いることによって、前記現像剤組成物を調製した直後のその固有抵抗を求め
た。現像剤の固有抵抗として得られた値を表XVIに示す。各現像剤混合物につ
いて、トナーの電荷対質量比(Q/m)トナーを前記実施例1〜4の方法に従って 測定した。得られた値を表XVIに示す。その後、各現像剤について、キャリア
の電荷対質量比(Q/m)キャリアを、測定された(Q/m)トナーから下記数式に従 い算出した。前記式中、TCは重量%で表される。 (Q/m)キャリア = (Q/m)トナー x (TC/(100−TC)) (Q/m)キャリアの値も表XVIに示す。
A total of five different developer compositions, one for each of the five runs in Example 43, were prepared by mixing the carrier with various amounts of the toner. The toner concentration (TC) based on the total weight of the applicable developer composition was 6.4, 8.6, 10.7, 13.1 and 15.1% by weight, respectively. For each of the above Examples 1-4 used to determine the resistivity of the carrier, except that 2.00 g of the developer mixture thus prepared was used in place of 2.00 g of carrier for each developer. The resistivity of the developer composition immediately after its preparation was determined by using substantially the same apparatus and method as described. The values obtained for the developer resistivity are given in Table XVI. For each developer mixture, the toner charge to mass ratio (Q / m) toner was measured according to the methods of Examples 1-4 above. The values obtained are shown in Table XVI. Then, for each developer, the charge-to-mass ratio (Q / m) of the carrier was calculated from the measured (Q / m) toner according to the following mathematical formula. In the above formula, TC is represented by weight%. (Q / m) carrier = (Q / m) toner x (TC / (100-TC)) (Q / m) carrier values are also shown in Table XVI.

【0187】 次に、以下の点を除いて、実質的に実施例1〜4で説明されたエレクトログラ
フ装置および方法を用いて、前記各現像剤組成物の性能を評価した。後述の定量
的I−CPU分析手順を容易にするために、(45.375in2の露光面積と
して5.5インチx8.25インチの長方形の寸法を有する)光導電性フィルム
全体をバイアス現像した。グリッド電圧は、光導電性フィルム上の電位が約+6
00ボルト(V)となるように設定され、シェルから光導電性フィルムへの電位
が一定の+400Vとなるように−400Vのオフセットを設定した。現像効率
は、元の+400Vを基準として各現像剤組成物で光導電性フィルムを現像して
いる間に+400Vの電位が下がる度合いに基づいて算出した。前記装置は、1
2個の磁極と1,000ガウスの磁気強度とを有する回転磁気コアを用いる現像
装置を備えていた。さらに、前記現像装置の回転コアの周りにはシェルが配置さ
れていた。前記シェルの表面と前記光導電性フィルムの表面は、0.020イン
チの間隔を隔てるように設置されていた。前記コアは1,000rpmで時計回
りに回転し、前記シェルは15rpmで反時計回りに回転した。帯電装置におい
ては前記光導電性フィルムが2インチ/秒の速度で走行するように設定されたの
に対し、前記現像装置においては前記光導電性フィルムが5インチ/秒の速度で
走行するように設定された。ナップ密度は0.24g/in2であった。調色ニ
ップ幅は0.375インチであった。
The performance of each developer composition was then evaluated using the electrographic apparatus and method substantially as described in Examples 1-4, except for the following: To facilitate the quantitative I-CPU analysis procedure described below, the entire photoconductive film (having a 5.5 inch x 8.25 inch rectangular dimension as an exposed area of 45.375 in 2 ) was bias developed. The grid voltage is about +6 when the potential on the photoconductive film is
An offset of -400V was set so that the potential from the shell to the photoconductive film was a constant + 400V. The development efficiency was calculated based on the degree to which the potential of + 400V decreased while developing the photoconductive film with each developer composition with reference to the original + 400V. The device is 1
It was equipped with a developing device using a rotating magnetic core with two magnetic poles and a magnetic strength of 1,000 gauss. Further, a shell is arranged around the rotating core of the developing device. The surface of the shell and the surface of the photoconductive film were installed with a spacing of 0.020 inch. The core rotated clockwise at 1,000 rpm and the shell rotated counterclockwise at 15 rpm. In the charging device, the photoconductive film was set to run at a speed of 2 inches / second, whereas in the developing device, the photoconductive film was run at a speed of 5 inches / second. Was set. The nap density was 0.24 g / in 2 . The toning nip width was 0.375 inches.

【0188】 帯電後の前記光導電体の電圧を第1のプローブで測定し、現像後の光導電性フ
ィルムの現像された領域の電圧を第2のプローブで測定した。現像後、光導電性
フィルムの現像された領域の電圧を測定することによって、表XVIに示すよう
に各実施毎に現像効率を算出することができた。相対現像効率(Rel DE)
は、実施例47の実施No.3における現像剤を用いて得られた現像効率を基準
として、実施例1〜4のようにして求めた。
The voltage of the photoconductor after charging was measured with a first probe, and the voltage of the developed area of the photoconductive film after development was measured with a second probe. After development, the development efficiency could be calculated for each run as shown in Table XVI by measuring the voltage in the developed area of the photoconductive film. Relative development efficiency (Rel DE)
No. of Example 47. Based on the developing efficiency obtained by using the developer in Example 3, it was determined as in Examples 1 to 4.

【0189】 各実施における各現像剤組成物のI−CPUは、後述の定量的方法を用いて求
めた。I−CPUは、各実施において、混合溶媒の総重量に対して50重量%の
アセトンと50重量%のジクロロメタンとからなる溶媒の少なくとも15mlを
用いて、現像後の光導電性フィルムからトナー(およびすべての堆積したキャリ
ア)を洗い流すことによって求めた。前記混合溶媒は、トナー樹脂を溶かすには
十分であったが、前記光導電性フィルム上に堆積し得るキャリア粒子を溶かすに
は十分ではなかった。残ったキャリア粒子を溶媒から磁気的に回収し、前記混合
溶媒で少なくとも3回洗浄した後に乾燥させた。そして、前記光導電性フィルム
から回収した乾燥キャリア粒子を計量した。各実施で得られたキャリアの量を表
XVIに示す。前述の45.375in2の露光面積に基づくキャリア堆積密度
、すなわち光導電性フィルムの単位面積当たりの堆積したキャリアの量に換算し
たI−CPUも示す。
The I-CPU of each developer composition in each implementation was determined using the quantitative method described below. In each implementation, the I-CPU uses at least 15 ml of a solvent consisting of 50 wt% acetone and 50 wt% dichloromethane, based on the total weight of the mixed solvent, to remove toner (and All deposited carriers were determined by flushing. The mixed solvent was sufficient to dissolve the toner resin, but not enough to dissolve the carrier particles that could be deposited on the photoconductive film. The remaining carrier particles were magnetically recovered from the solvent, washed with the mixed solvent at least three times and then dried. Then, the dry carrier particles collected from the photoconductive film were weighed. The amount of carrier obtained in each run is shown in Table XVI. The carrier deposition density based on the above-mentioned exposed area of 45.375 in 2 , that is, the I-CPU converted into the amount of carriers deposited per unit area of the photoconductive film is also shown.

【0190】[0190]

【表16】 [Table 16]

【0191】 表XVIのデータは、現像液剤成物中のTCのレベルを変動させることによっ
て、例えばトナーの平均粒径が約12μmである場合、現像剤中のトナーの濃度
を現像剤の総重量に対して約6〜15重量%にすることができ、その結果、現像
剤組成物の(Q/m)キャリア値を調節することができ、I−CPU特性に直接影響 を及ぼすことができることを示している。従って、本願明細書に記載される範囲
内の所定の固有抵抗を有するキャリアからなる現像剤組成物のTCの望ましい範
囲とは、望ましくは約0.01g/in2未満、好ましくは約0.001g/i
2未満、さらに好ましくは約0.0001g/in2未満の堆積密度が得られる
のに十分な範囲である。さらに、前記データは、特にキャリア固有抵抗がともす
れば許容範囲外の量に達する閾値であるかまたは前記閾値に近い場合、(Q/m
)キャリア値によってI−CPUを調節することができることを示している。
The data in Table XVI show that by varying the level of TC in the developer composition, for example, when the average particle size of the toner is about 12 μm, the concentration of toner in the developer is compared to the total weight of the developer. To about 6 to 15% by weight, so that the (Q / m) carrier value of the developer composition can be adjusted and the I-CPU characteristics can be directly influenced. Shows. Therefore, a desirable range of TC for a developer composition comprising a carrier having a predetermined resistivity within the range described herein is desirably less than about 0.01 g / in 2 , preferably about 0.001 g. / I
It is in the range sufficient to obtain a deposition density of less than n 2 , more preferably less than about 0.0001 g / in 2 . Further, the data is (Q / m), especially if the carrier resistivity is at or near a threshold value that would otherwise reach an amount outside the acceptable range.
) It shows that the I-CPU can be adjusted by the carrier value.

【0192】 実施例44 実施例44では、以下の点を除いて、前記実施例43で説明した手順を実質的
に繰り返した。900℃ではなく875℃のオーブン温度でキャリアを焼成した
以外は、前記実施例41および43の手順に実質的に従うことによって、SnO2 コーティングで市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアをコーティング
した。得られたキャリアの固有抵抗を実施例43で用いられたのと実質的に同じ
方法で測定したところ、1.5x108Ωcmであった。すなわち、得られたキ
ャリアは、実施例43で用いられた900℃で焼成されたキャリアよりもわずか
に抵抗性が高かった。これは、図4に示されるように、前記実施例11〜13に
よって得られた一般的な結果と一貫している。トナーは、粉砕および分類されて
コールターカウンターによって測定された平均粒径が9.9μmであるトナー粉
末にされた以外は、実施例43で用いられたものと実質的にほぼ同じであった。
トナーの使用量が適用可能な現像剤組成物の総重量に対してそれぞれ5.1、6
.9、9.1、11.0および12.9重量%のTCを得るのに十分であったこ
と以外は、実質的に同じ方法によって5種類の現像剤組成物を調製した。得られ
たデータを以下の表XVIIに示す。
Example 44 In Example 44, the procedure described in Example 43 above was substantially repeated except for the following points. A commercially available SrFe 12 O 19 hard ferrite carrier was coated with a SnO 2 coating by substantially following the procedure of Examples 41 and 43 above, except that the carrier was fired at an oven temperature of 875 ° C instead of 900 ° C. The resistivity of the resulting carrier was measured by substantially the same method as used in Example 43 and found to be 1.5 × 10 8 Ωcm. That is, the obtained carrier was slightly higher in resistance than the carrier calcined at 900 ° C. used in Example 43. This is consistent with the general results obtained by Examples 11-13 above, as shown in FIG. The toner was substantially the same as that used in Example 43 except that it was milled and classified to a toner powder having an average particle size of 9.9 μm as measured by Coulter Counter.
The toner usage amounts are 5.1 and 6 based on the total weight of the applicable developer composition, respectively.
. Five developer compositions were prepared by substantially the same method except that they were sufficient to obtain TCs of 9, 9.1, 11.0 and 12.9% by weight. The data obtained is shown in Table XVII below.

【0193】[0193]

【表17】 [Table 17]

【0194】 得られた結果は実施例43と矛盾していない。表XVIIのデータは、現像剤
組成物中のTCのレベルを変動させることによって、例えばトナーの平均粒径が
約10μmである場合、現像剤中のトナーの濃度を現像剤の総重量に対して約5
〜13重量%にすることができ、その結果として、TCが現像剤組成物の(Q/
m)キャリア値を調節し、I−CPU特性に直接影響を及ぼしうることを示している 。前記データは、(Q/m)キャリア値によってI−CPUを調節することができる ことを示している。
The results obtained are consistent with Example 43. The data in Table XVII shows that by varying the level of TC in the developer composition, for example, when the average particle size of the toner is about 10 μm, the concentration of toner in the developer relative to the total weight of developer is About 5
˜13% by weight, with the result that TC is (Q /
m) It is shown that the carrier value can be adjusted to directly affect the I-CPU characteristics. The data shows that the I-CPU can be adjusted by the (Q / m) carrier value.

【0195】 実施例45 実施例45では、以下の点を除いて、実施例43で説明した手順を実質的に繰
り返した。用いられたキャリアは、実施例43で説明したようにして調製された
1.0pphのSnO2でコーティングされたキャリアであった。用いられたト
ナーは、前記実施例1〜4で説明したように、実質的に米国特許第4,833,
060号に述べられているようにして調製されたイエローポリエステルトナーで
あった。さらに、前記トナーを(トナーの総重量に対して)0.89重量%のシ
リカ(ドイツのデグッサ社製のR972)で表面処理することによってトナー流
動性を高めた。表面処理は、粉砕選別されたトナー粒子と、R972シリカとを
、ドイツのカッセルにあるティッセンヘンシェルインダストリーテクニック社製
の高エネルギーミキサーであるヘンシェルFM75ミキサーでパウダーブレンド
することによって行われた。前記トナーとR972シリカは、前記重量%のシリ
カが得られるのに十分な量で前記ミキサーに投入された。その後、前記ミキサー
を1,745回転/分(rpm)の速度で2.5分間作動させた。その後、得ら
れたトナー/シリカ混合物を集めて325メッシュの篩にかけることによって、
凝集したシリカ粒子を取り除いた。そして、篩いにかけられ表面処理されたトナ
ーを用いて後述の現像剤を調製した。前記トナーのコールターカウンター装置に
よって測定された平均粒径は7.1μmであった。トナーの使用量が適用可能な
現像剤組成物の総重量に対してそれぞれ3.7、4.8、5.9、6.3および
8.0重量%のTCを得るのに十分であったこと以外は、実施例43で説明した
のと実質的に同じ方法によって5種類の現像剤組成物を調製した。得られたデー
タを以下の表XVIIIに示す。
Example 45 In Example 45, the procedure described in Example 43 was substantially repeated except for the following points. The carrier used was a 1.0 pph SnO 2 coated carrier prepared as described in Example 43. The toner used is substantially the same as described in Examples 1 to 4 above, and is substantially the same as in US Pat.
It was a yellow polyester toner prepared as described in No. 060. Further, the toner fluidity was enhanced by surface treating the toner with 0.89 wt% silica (relative to the total weight of the toner) (R972 from Degussa, Germany). The surface treatment was carried out by powder blending the crushed and sorted toner particles with R972 silica in a Henschel FM75 mixer, a high energy mixer manufactured by Thyssen Henschel Industry Technique Co. in Kassel, Germany. The toner and R972 silica were loaded into the mixer in sufficient amounts to obtain the weight percent silica. Thereafter, the mixer was operated for 2.5 minutes at a speed of 1,745 revolutions per minute (rpm). The resulting toner / silica mixture was then collected and sieved through a 325 mesh screen to
Aggregated silica particles were removed. Then, the developing agent described below was prepared using the toner which was sieved and surface-treated. The average particle size of the toner measured by a Coulter counter was 7.1 μm. The amount of toner used was sufficient to obtain TCs of 3.7, 4.8, 5.9, 6.3 and 8.0% by weight, respectively, based on the total weight of the applicable developer composition. Except for the above, five kinds of developer compositions were prepared by substantially the same method as described in Example 43. The data obtained is shown in Table XVIII below.

【0196】[0196]

【表18】 [Table 18]

【0197】 表XVIIIの結果は、実施例43および44によって示される関係と同じ関
係を示している。表XVIIIのデータは、現像剤組成物中のTCのレベルを変
動させることによって、例えばトナーの平均粒径が約7μmである場合、現像剤
中のトナーの濃度を現像剤の総重量に対して約4〜8重量%にすることができ、
その結果として、TCが現像液組成物の(Q/m)キャリア値を調節し、I−CPU 特性に直接影響を及ぼしうることを示している。
The results in Table XVIII show the same relationships as shown by Examples 43 and 44. The data in Table XVIII show that by varying the level of TC in the developer composition, for example, when the average particle size of the toner is about 7 μm, the concentration of toner in the developer relative to the total weight of developer is Can be about 4-8% by weight,
As a result, it is shown that TC can adjust the (Q / m) carrier value of the developer composition and directly affect the I-CPU characteristics.

【0198】 実施例46 実施例46では、以下の点を除いて、前記実施例43で説明した手順を実質的
に繰り返した。用いられたキャリアは、実施例43で説明したようにして調製さ
れた1.0pphのSnO2でコーティングされたキャリアであった。用いられ
たトナーは、100部のポリエステル樹脂バインダーと、1部のジ−t−ブチル
サリチル酸電荷制御剤(日本のオリエントケミカル社製のボントロンE−88)
と、4部のカーボンブラック(カボット社製のカボット330)とから、当該技
術分野において周知である慣用の方法によって調製された。前記トナーを粉砕お
よび選別した後の平均粒径をコールターカウンター装置によって測定したところ
、5.9μmであった。さらに、実施例45で説明したのと実質的に同じ方法に
よって前記トナーを(トナーの総重量に対して)1.5重量%のシリカ(ドイツ
のデグッサ社製のR972)で表面処理することによってトナーの流動性を高め
た。
Example 46 In Example 46, the procedure described in Example 43 was substantially repeated except for the following points. The carrier used was a 1.0 pph SnO 2 coated carrier prepared as described in Example 43. The toner used was 100 parts of polyester resin binder and 1 part of di-t-butylsalicylic acid charge control agent (Bontron E-88 manufactured by Orient Chemical Co., Japan).
And 4 parts of carbon black (Cabot 330 from Cabot) were prepared by conventional methods well known in the art. The average particle size of the toner after pulverization and selection was measured by a Coulter counter device and found to be 5.9 μm. Furthermore, by surface-treating the toner with 1.5% by weight (based on the total weight of the toner) silica (R972 from Degussa, Germany) by substantially the same method as described in Example 45. Increased fluidity of toner.

【0199】 トナーの使用量が適用可能な現像剤組成物の総重量に対してそれぞれ3.8、
4.8、5.6、6.7および7.7重量%のTCを得るのに十分であったこと
以外は、実施例43で説明したのと実質的に同じ方法によって5種類の現像剤組
成物を調製した。得られたデータを以下の表XIXに示す。
The amount of toner used is 3.8 with respect to the total weight of the applicable developer composition, respectively.
Five developers were prepared in substantially the same manner as described in Example 43, except that 4.8, 5.6, 6.7 and 7.7 wt% TC were sufficient. A composition was prepared. The data obtained are shown in Table XIX below.

【0200】[0200]

【表19】 [Table 19]

【0201】 表XIXの結果は、実施例43〜45によって示される結果と同じ結果を示し
ている。表XIXのデータは、現像液剤組成物中のTCのレベルを変動させるこ
とによって、例えばトナーの平均粒径が約6μmである場合、現像剤中のトナー
の濃度を現像剤の総重量に対して約4〜8重量%にすることができ、その結果と
して、TCが現像剤組成物の(Q/m)キャリア値を調節し、I−CPU特性に直接 影響を及ぼしうることを示している。
The results in Table XIX show the same results as shown by Examples 43-45. The data in Table XIX show that by varying the level of TC in the developer composition, for example, when the average particle size of the toner is about 6 μm, the concentration of toner in the developer is relative to the total weight of the developer. It can be about 4-8% by weight, and as a result TC is shown to regulate the (Q / m) carrier value of the developer composition and can directly affect the I-CPU properties.

【0202】 さらに、各データセット(すなわち、トナーの大きさが12.2μmのときの
データ、9.9μmのときのデータ、7.1μmのときのデータおよび5.9μ
mのときのデータ)は、図1に関する前記説明を支持していることが分かる。(
特定の平均粒径で)用いられる各トナーについて、現像効率とI−CPUの関係
を規定する現像剤の固有抵抗および(Q/m)キャリアに基づいて操作ウィンドウを 形成することができる。
Furthermore, each data set (that is, the data when the toner size is 12.2 μm, the data when the toner size is 9.9 μm, the data when 7.1 μm and the data of 5.9 μm).
It can be seen that the data for m) supports the above description with respect to FIG. (
For each toner used (with a specific average particle size), an operating window can be formed based on the developer resistivity and (Q / m) carrier that defines the relationship between development efficiency and I-CPU.

【0203】 前記データによって示されるように、TCを調節し、かつ、(Q/m)キャリアパ ラメータを好ましくは1μC/gよりも大きい値、さらに好ましくは3.0μC
/gよりも大きい値、最も好ましくは4.0μC/gよりも大きい値に維持する
ことによって、得られる画像内のキャリアの堆積密度の量を少なくすることがで
きる。I−CPUと(Q/m)キャリアの関係は、実施例43〜46において当該パ ラメータについて得られたデータを示す図5によって示される。(Q/m)キャリア パラメータが2μC/gよりも大きいとき、特に(Q/m)キャリアパラメータが大 きければ大きいほど、非常に少ない量のI−CPUが一般的に得られる。
As shown by the above data, the TC is adjusted and the (Q / m) carrier parameter is preferably greater than 1 μC / g, more preferably 3.0 μC.
By maintaining a value greater than / g, most preferably greater than 4.0 μC / g, the amount of carrier deposition density in the resulting image can be reduced. The relationship between the I-CPU and the (Q / m) carrier is shown by FIG. 5, which shows the data obtained for the parameters in Examples 43-46. Very small amounts of I-CPU are generally obtained when the (Q / m) carrier parameter is greater than 2 μC / g, especially when the (Q / m) carrier parameter is greater.

【0204】 理論に縛れたくはないが、光導電性フィルムと(現像剤が表面に付いた)コア
の間の「ニップ」として知られる領域にキャリアが入ると、コア上のキャリアは
、用いられた現像剤のTCおよび(Q/m)トナーによって決定される正の電荷レ ベルを有するようになると信じられている。ニップにおいて、キャリアは、調色
バイアスと現像剤の固有抵抗とに比例した速度で負に帯電し始める。ニップ領域
内のキャリアの電荷が正のレベルに維持されるのであれば、I−CPUは極めて
少ないはずである。このように、キャリアが、I−CPUを左右しうるニップ領
域内の負の電荷レベルに達しないようにするために、(Q/m)キャリアを正のレベ ル、特に前述のレベルに維持することが大切である。
Without wishing to be bound by theory, once the carrier has entered the area known as the "nip" between the photoconductive film and the core (with the developer on the surface), the carrier on the core is used. It is believed to have a positive charge level determined by the developer TC and (Q / m) toner. At the nip, the carrier begins to become negatively charged at a rate proportional to the toning bias and the developer resistivity. If the charge on the carriers in the nip region is maintained at a positive level then the I-CPU should be very low. Thus maintaining the (Q / m) carrier at a positive level, in particular the level mentioned above, in order to prevent the carrier from reaching a negative charge level in the nip region which can influence the I-CPU. Is important.

【0205】 実施例47 実施例47では、以下の点を除いて、前記実施例43〜46で説明した手順を
実質的に繰り返した。用いられたキャリアは、610℃のオーブン温度で焼成さ
れた以外は、実質的に実施例43で説明したようにして調製された、1.0pp
hのSnO2でコーティングされたキャリアであった。前記キャリアの固有抵抗
は2.1x1010Ωcmであった。TCレベルの異なる複数の現像剤は用意しな
かったが、実施例43〜46からの4種類のトナーの各々を用いて現像剤を調製
した。
Example 47 In Example 47, the procedure described in Examples 43 to 46 was substantially repeated except for the following points. The carrier used was 1.0 pp prepared substantially as described in Example 43 except that it was baked at an oven temperature of 610 ° C.
hSnO 2 coated carrier. The specific resistance of the carrier was 2.1 × 10 10 Ωcm. Although a plurality of developers having different TC levels were not prepared, each of the four types of toners from Examples 43 to 46 was used to prepare a developer.

【0206】 実施No.1で用いられたトナーは実施例43で説明したブラックポリ(スチ
レン−共−ブチルアクリレート)トナーであった。実施No.2で用いられたト
ナーは実施例44で説明したブラックポリ(スチレン−共−ブチルアクリレート
)トナーであった。実施No.3で用いられたトナーは実施例45で説明したイ
エローポリエステルトナーであった。実施No.4で用いられたトナーは実施例
46で説明したブラックポリエステルトナーであった。前記4種類の現像剤組成
物(キャリアおよび前述のトナー)は、実施例43で説明したのと実質的に同じ
方法によって調製された。各現像剤組成物に用いられたTCを、エレクトログラ
フ性能のデータと共に表XXに示す。
Implementation No. The toner used in Example 1 was the black poly (styrene-co-butyl acrylate) toner described in Example 43. Implementation No. The toner used in No. 2 was the black poly (styrene-co-butyl acrylate) toner described in Example 44. Implementation No. The toner used in No. 3 was the yellow polyester toner described in Example 45. Implementation No. The toner used in No. 4 was the black polyester toner described in Example 46. The four developer compositions (carrier and toner described above) were prepared by substantially the same method as described in Example 43. The TC used for each developer composition is shown in Table XX along with electrographic performance data.

【0207】[0207]

【表20】 [Table 20]

【0208】 実施例48 実施例48では、以下の点を除いて、前記実施例47で説明した手順を実質的
に繰り返した。用いられたキャリアは、825℃のオーブン温度で焼成された以
外は、実質的に実施例47で説明したようにして調製された、1.0pphのS
nO2でコーティングされたキャリアであった。前記キャリアの固有抵抗は8.
0x109Ωcmであった。各現像剤組成物に用いられたTCを、エレクトログ
ラフ性能のデータと共に表XXIに示す。
Example 48 In Example 48, the procedure described in Example 47 was substantially repeated except for the following points. The carrier used was 1.0 pph S, prepared substantially as described in Example 47 except that it was baked at an oven temperature of 825 ° C.
It was a carrier coated with nO 2 . The specific resistance of the carrier is 8.
It was 0 × 10 9 Ωcm. The TC used for each developer composition is shown in Table XXI, along with electrographic performance data.

【0209】[0209]

【表21】 [Table 21]

【0210】 実施例49 実施例49では、以下の点を除いて、前記実施例47で説明した手順を実質的
に繰り返した。用いられたキャリアは、実質的に実施例11〜13で説明したよ
うにして調製され、750℃のオーブン温度で焼成された、1.0pphのGe
2でコーティングされたキャリアであった。前記キャリアの固有抵抗は5.2
x106Ωcmであった。各現像剤組成物に用いられたTCを、エレクトログラ
フ性能のデータと共に表XXIIに示す。
Example 49 In Example 49, the procedure described in Example 47 above was substantially repeated except for the following points. The carrier used was prepared substantially as described in Examples 11-13 and calcined at an oven temperature of 750 ° C, 1.0 pph Ge.
It was a carrier coated with O 2 . The specific resistance of the carrier is 5.2.
It was x10 6 Ωcm. The TC used for each developer composition is shown in Table XXII along with electrographic performance data.

【0211】[0211]

【表22】 [Table 22]

【0212】 実施例50 実施例50では、以下の点を除いて、前記実施例47で説明した手順を実質的
に繰り返した。用いられたキャリアは、パウダーテック社からFXC4809キ
ャリアとして入手することができるランタン金属でドープされたストロンチウム
フェライト材料であった。前記キャリアの固有抵抗は2.8x105Ωcmであ
った。TCレベルの異なる複数の現像剤は用意しなかったが、実施例43〜46
からの4種類のトナーの各々を用いて現像剤を調製した。
Example 50 In Example 50, the procedure described in Example 47 above was substantially repeated except for the following points. The carrier used was a strontium ferrite material doped with lanthanum metal, available as FXC4809 carrier from Powdertech. The specific resistance of the carrier was 2.8 × 10 5 Ωcm. Although a plurality of developers having different TC levels were not prepared, Examples 43 to 46 were used.
Developers were prepared using each of the four toners from

【0213】 実施No.1で用いられたトナーは実施例43で説明したブラックポリ(スチ
レン−共−ブチルアクリレート)トナーであった。実施No.2で用いられたト
ナーは実施例44で説明したブラックポリ(スチレン−共−ブチルアクリレート
)トナーであった。実施No.3で用いられたトナーは実施例45で説明したイ
エローポリエステルトナーであった。実施No.4で用いられたトナーは実施例
46で説明したブラックポリエステルトナーであった。前記4種類の現像剤組成
物(キャリアおよび前述のトナー)は、実施例43で説明したのと実質的に同じ
方法によって調製された。各現像剤組成物に用いられたTCを、エレクトログラ
フ性能のデータと共に表XXIIIに示す。
Implementation No. The toner used in Example 1 was the black poly (styrene-co-butyl acrylate) toner described in Example 43. Implementation No. The toner used in No. 2 was the black poly (styrene-co-butyl acrylate) toner described in Example 44. Implementation No. The toner used in No. 3 was the yellow polyester toner described in Example 45. Implementation No. The toner used in No. 4 was the black polyester toner described in Example 46. The four developer compositions (carrier and toner described above) were prepared by substantially the same method as described in Example 43. The TC used for each developer composition is shown in Table XXIII along with electrographic performance data.

【0214】[0214]

【表23】 [Table 23]

【0215】 比較例E 比較例Eでは、以下の点を除いて、前記実施例47で説明した手順を実質的に
繰り返した。用いられたキャリアは、8x1010Ωcmの固有抵抗を有する以外
は、実質的に比較例Aで説明したような慣用のキャリアであった。各現像液組成
物に用いられたTCを、エレクトログラフ性能のデータと共に表XXIVに示す
Comparative Example E In Comparative Example E, the procedure described in Example 47 was substantially repeated except for the following points. The carrier used was a conventional carrier substantially as described in Comparative Example A, except that it had a resistivity of 8 × 10 10 Ωcm. The TC used for each developer composition is shown in Table XXIV along with electrographic performance data.

【0216】[0216]

【表24】 [Table 24]

【0217】 実施例51 実施例51では、以下の点を除いて、前記実施例44で説明した手順を実質的
に繰り返した。市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアを、実施例41お
よび43の手順に実質的に従うことによって、すなわち前記キャリアを875℃
ではなく900℃のオーブン温度で焼成することによって、SnO2コーティン
グでコーティングした。得られたキャリアの固有抵抗は8x107Ωcmであっ
た。複数の現像剤は用意しなかったが、実施例44で説明したトナー(9.9μ
m)を前記キャリアと一緒に用いることによって、現像剤組成物の総重量に対し
て8.9重量%のTCを有する単一現像剤組成物を調製した。得られたデータは
、−42.1μC/gのQ/mトナー、4.1μC/gのQ/mキャリア、0.645 のDE、(実施例47の実施3のコントロールキャリアと比較したときの)2.
62のRel DE、4.7x107Ωcmの現像剤固有抵抗、および0.00
5g(堆積密度に換算すると1.10x10-4g/in2)のI−CPUであっ
た。
Example 51 In Example 51, the procedure described in Example 44 was substantially repeated except for the following points. A commercially available SrFe 12 O 19 hard ferrite carrier was used by substantially following the procedure of Examples 41 and 43, ie said carrier was at 875 ° C.
Coated with SnO 2 coating by baking at 900 ° C. oven temperature instead. The specific resistance of the obtained carrier was 8 × 10 7 Ωcm. Although a plurality of developers were not prepared, the toner (9.9 μm) described in Example 44 was used.
A single developer composition having a TC of 8.9 wt% based on the total weight of the developer composition was prepared by using m) together with the carrier. The data obtained are: -42.1 μC / g Q / m toner, 4.1 μC / g Q / m carrier, 0.645 DE, (compared to the control carrier of Example 3 Example 3). ) 2.
Rel DE of 62, developer resistivity of 4.7x10 7 Ωcm, and 0.00
The I-CPU was 5 g (1.10 × 10 −4 g / in 2 in terms of deposition density).

【0218】 実施例52 実施例52では、以下の点を除いて、前記実施例51で説明した手順を実質的
に繰り返した。市販のSrFe1219硬質フェライトキャリアを900℃ではな
く1,025℃のオーブン温度で焼成した以外は、実施例41および43の手順
に実質的に従うことによって、前記キャリアをSnO2コーティングでコーティ
ングした。得られたキャリアの固有抵抗は7.7x105Ωcmであった。複数
の現像剤は用意しなかったが、実施例44で説明したトナー(9.9μm)を前
記キャリアと一緒に用いることによって、現像剤組成物の総重量に対して9.0
重量%のTCを有する単一現像剤組成物を調製した。得られたデータは、−43
.1μC/gのQ/mトナー、4.2μC/gのQ/mキャリア、0.832のDE、 (実施例47の実施3のコントロールキャリアと比較したときの)3.38のR
el DE、5.0x105Ωcmの現像剤固有抵抗、および0.0578g(
堆積密度に換算すると1.27x10-3g/in2)のI−CPUであった。
Example 52 In Example 52, the procedure described in Example 51 was substantially repeated except for the following points. The carrier was coated with a SnO 2 coating by substantially following the procedure of Examples 41 and 43 except that the commercially available SrFe 12 O 19 hard ferrite carrier was fired at an oven temperature of 1025 ° C. instead of 900 ° C. . The specific resistance of the obtained carrier was 7.7 × 10 5 Ωcm. A plurality of developers was not prepared, but by using the toner described in Example 44 (9.9 μm) together with the carrier, the total weight of the developer composition was 9.0.
A single developer composition having a wt% TC was prepared. The data obtained is -43.
. 1 μC / g Q / m toner, 4.2 μC / g Q / m carrier, DE 0.832, R 3.38 (compared to the control carrier of Example 3 Example 3).
el DE, developer specific resistance of 5.0 × 10 5 Ωcm, and 0.0578 g (
When converted to a deposition density, the I-CPU was 1.27 × 10 −3 g / in 2 ).

【0219】 図6が(各トナー粒径について得られたRel DEデータの平均に基づいた
)相対現像効率対トナー粒径について実施例43〜52および比較例Eによって
得られたデータの関係を示すのに対し、図7は(各トナー粒径において得られた
(Q/m)トナーの平均に基づいた)(Q/m)トナー対トナー粒径のデータを示す。 分かるように、このデータは、粒径が現像効率に与える影響と、平均トナー粒径
と(Q/m)キャリアの一般的な関係とを示している。
FIG. 6 shows the relationship between the relative development efficiency (based on the average of the Rel DE data obtained for each toner particle size) versus the toner particle size data obtained by Examples 43-52 and Comparative Example E. In contrast, FIG. 7 shows (Q / m) toner to toner particle size data (based on the average of the (Q / m) toners obtained at each toner particle size). As can be seen, this data shows the effect of particle size on development efficiency and the general relationship between average toner particle size and (Q / m) carrier.

【0220】 また、実施例43〜52および比較例Eによって得られたデータは、現像効率
が、用いられるトナーの粒径に対して正規化されたキャリアの固有抵抗に直接関
連することを示している。この関係を図8に示す。
The data obtained by Examples 43 to 52 and Comparative Example E also show that the development efficiency is directly related to the carrier resistivity normalized to the toner particle size used. There is. This relationship is shown in FIG.

【0221】 さらに、実施例43〜52および比較例Eによって得られたデータは、I−C
PUが、キャリアが調色ニップ領域内で得る電荷に依存することをはっきりと示
している。これらの実施例からのデータを用いて、QCt/MCを実施態様の詳細
な説明の欄において前述した数式(3)から算出し、確認されたI−CPU値を
、算出されたQCt/MC値に対してプロットした。図9の得られたグラフは、T
C、QT/MT(μC/g)、ρ(Ωcm)およびDEの測定データを用いて作成
された。用いられたQCf/MCの極限値は約−2μC/gであると仮定され、t
は約0.075秒=0.375インチのニップ幅÷5インチ/秒の処理速度であ
り、そして1/ε=8x1017Ω/(秒cm2)xDT 3であった。ここで、DT
トナーの平均粒径)はセンチメートル(cm)単位で測定された。定数である−
2μC/gおよび8x1017Ω/(秒cm2)は、このモデルにおける調節可能
なパラメータを含んでいる。図9は、I−CPUが、キャリアが調色ニップ領域
内で得る電荷に依存することと、QCt/MCがそれ以下であればI−CPUが許
容範囲内であるというQCt/MCの閾値が存在するということを示している。
Furthermore, the data obtained according to Examples 43-52 and Comparative Example E are I-C
The PU clearly shows that the carrier depends on the charge it gets in the toning nip region. Using the data from these examples, Q Ct / M C was calculated from equation (3) above in the Detailed Description of Embodiments section and the confirmed I-CPU value was calculated as Q Ct / M C value plotted. The resulting graph of FIG.
It was prepared using measured data of C, Q T / M T (μC / g), ρ (Ωcm) and DE. The limit value of Q Cf / M C used is assumed to be about −2 μC / g and t
Was about 0.075 seconds = 0.375 inches nip width / 5 inches / second processing speed, and 1 / ε = 8 × 10 17 Ω / (sec cm 2 ) × D T 3 . Where D T (
The average particle size of the toner) was measured in centimeters (cm). Is a constant −
2 μC / g and 8 × 10 17 Ω / (sec cm 2 ) include adjustable parameters in this model. 9, I-CPU is a possible dependent on the charge to obtain a carrier toning nip region, Q Ct / M that if Q Ct / M C is less that I-CPU is within the allowable range It indicates that there is a C threshold.

【0222】 一般に磁鉛鉱フェライトと呼ばれるバリウム含有フェライトおよび鉛含有フェ
ライトからなる、前述の特性を有するキャリアおよび現像剤組成物が、エレクト
ログラフキャリア材料として用いられた場合には、同様な結果が得られると期待
される。
Similar results are obtained when a carrier and developer composition comprising barium-containing ferrite and lead-containing ferrite, commonly referred to as magnetite ferrite, having the above-mentioned properties is used as an electrographic carrier material. Expected to be done.

【0223】 本願明細書で用いられる「エレクトログラフィー」および「エレクトログラフ
ィック」という用語は、表面に形成された静電電荷パターンを露光有りまたは無
しで現像するという画像形成処理をも包含する広義な用語であるため、電子写真
術および他の同様の処理も包含する。
As used herein, the terms "electrography" and "electrographic" are broad terms that also encompass the imaging process of developing an electrostatic charge pattern formed on a surface with or without exposure. Therefore, it also includes electrophotography and other similar processes.

【0224】 好ましい実施態様を詳細に検討しながら本発明をかなり詳しく説明してきたが
、このような実施態様に、本発明の適用範囲内で、変更および修正を加えること
ができることは理解されるべきである。
Although the present invention has been described in considerable detail with a detailed consideration of the preferred embodiments, it should be understood that changes and modifications can be made to such embodiments within the scope of the invention. Is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による方法において用いられる現像剤のトナー電荷対質量(Q/m)対
トナー濃度のグラフである。この図は、3つの異なるトナー粒径のための動作ウ
ィンドウおよび望ましいエレクトログラフシステムの性能をもたらすことのでき
るそれぞれについての動作領域を示す。
FIG. 1 is a graph of toner charge versus mass (Q / m) versus toner concentration for a developer used in a method according to the present invention. This figure shows the operating window for three different toner particle sizes and the operating region for each that can result in the desired electrographic system performance.

【図2】 (先に定義された)相対現像効率と前記の実施例5〜7および比較例Bに関連
して得られたI−CPUデータの両方のグラフである。
FIG. 2 is a graph of both relative development efficiency (as previously defined) and I-CPU data obtained in connection with Examples 5-7 and Comparative Example B above.

【図3】 (先に定義された)相対現像効率と前記の実施例8〜10および比較例Cに関
連して得られるI−CPUデータの両方のグラフである。
FIG. 3 is a graph of both relative development efficiency (as previously defined) and I-CPU data obtained in connection with Examples 8-10 and Comparative Example C above.

【図4】 前記の実施例11〜13および比較例Dに関連して調製および評価されたキャ
リアの固有抵抗(Ωcm)対焼成温度のグラフである。
FIG. 4 is a graph of carrier resistivity (Ωcm) versus firing temperature prepared and evaluated in connection with Examples 11-13 and Comparative Example D above.

【図5】 実施例43〜46に関連するI−CPU(堆積したグラム数)対(Q/m)キャリア データのグラフであり、前記の実施例46の最後で説明されている。[Figure 5]   I-CPU (grams deposited) vs. (Q / m) carrier associated with Examples 43-46 6 is a graph of the data and is described at the end of Example 46 above.

【図6】 実施例43〜52に関連する平均相対DEデータ対トナー粒子の大きさのグラ
フであり、前記の実施例52の最後で説明されている。
FIG. 6 is a graph of average relative DE data versus toner particle size associated with Examples 43-52, described at the end of Example 52 above.

【図7】 実施例43〜52に関連する平均(Q/m)トナーデータ対トナー粒子の大きさ のグラフであり、前記の実施例52の最後で説明されている。[Figure 7]   Average (Q / m) Toner Data vs. Toner Particle Size Related to Examples 43-52 Is a graph of Figure 5 and is described at the end of Example 52 above.

【図8】 実施例43〜52に関連する相対DEデータ対(キャリアの固有抵抗/トナー
粒子の大きさ)のLogeのグラフであり、前記の実施例52の最後で説明され
ている。
8 is a graph of Log e relative DE data pairs associated with Example 43-52 (magnitude of resistivity / toner particles of the carrier), which is described at the end of the above Example 52.

【図9】 実施例43〜52および比較例Eに関連するI−CPU(g)対得られたキャ
リアの電荷(μC/g)を表す関数のグラフであり、前記の実施例52の最後で
説明されている。
9 is a graph of I-CPU (g) vs. resulting charge of carrier (μC / g) related to Examples 43-52 and Comparative Example E, at the end of Example 52 above. It is explained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/09 G03G 15/08 507L 21/00 350 9/10 351 352 354 341 (31)優先権主張番号 09/572,989 (32)優先日 平成12年5月17日(2000.5.17) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 OA(BF,BJ,CF,CG, CI,CM,GA,GN,GW,ML,MR,NE,S N,TD,TG),AP(GH,GM,KE,LS,MW ,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW),EA( AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,T M),AE,AG,AL,AM,AU,AZ,BA,B B,BG,BR,BY,BZ,CA,CN,CR,CZ ,DM,DZ,EE,GD,GE,GH,GM,HR, HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,MZ,NO, NZ,PL,RO,RU,SD,SG,SI,SK,S L,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 パトリック・ランバート アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14617 ロチェスター、ビルトモア・ドライブ 28 (72)発明者 エリック・シー・ステルター アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14534 ピッツフォード、オーク・メドウ・トレ イル 10 (72)発明者 ウィリアム・ケー・ゴーベル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14607 ロチェスター、エドガートン・ストリー ト 115 (72)発明者 ペーター・エス・アレクサンドロビッチ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14617 ロチェスター、ヴァン・ヴォーリス・ア ベニュー 324 Fターム(参考) 2H005 AA00 BA02 BA05 BA06 CB04 DA03 EA01 EA02 EA05 EA10 FA02 2H031 AC08 AC22 AC24 AD01 BA05 BA09 2H035 CG01 2H077 AD06 EA03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G03G 15/09 G03G 15/08 507L 21/00 350 9/10 351 352 354 341 (31) Priority claim number 09 / 572,989 (32) Priority date May 17, 2000 (May 17, 2000) (33) Priority claiming country United States (US) (81) Designated country OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW) , EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, C , CN, CR, CZ, DM, DZ, EE, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, RO, RU, SD, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT , TZ, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Patrick Lambert, New York, USA 14617 Biltmore Drive, Rochester 28 (72) Inventor Eric Sea Sterter, New York, USA 14534 Pittsford , Oak Meadow Trail 10 (72) Inventor William Kae Gobel 14607 Roger, Edgarton Sutri, New York, USA To 115 (72) Inventor Peter S Alexandrovich 14617 Rochester, Van Vollis Ave 324 F Term (Reference) 2H005 AA00 BA02 BA05 BA06 CB04 DA03 EA01 EA02 EA05 EA10 FA02 2H031 AC08 AC22 AC24 AD01 BA05 BA09 2H035 CG01 2H077 AD06 EA03

Claims (63)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)予め設定された磁界強度の回転磁気コア、 (b)前記回転磁気コアの周りに設置された外部非磁性シェル、および (c)(i)帯電したトナー粒子と、(ii)約1x1010〜約1x105Ωc
mの固有抵抗と約1μC/gを上回る(Q/m)キャリアを有する、逆の極性に帯電 した硬質磁気キャリア粒子とから成りそして前記シェル上に設置され且つ静電画
像と接触しているエレクトログラフ現像剤組成物 から成る少なくとも1つの磁気ブラシを備えた現像システムに前記画像を接触さ
せることからなる、静電画像を現像するための方法であって、約0.01g/i
2よりも低いキャリアの密度を静電画像上に堆積する前記方法。
1. (a) a rotating magnetic core having a preset magnetic field strength; (b) an outer non-magnetic shell installed around the rotating magnetic core; and (c) (i) charged toner particles, (Ii) About 1 × 10 10 to about 1 × 10 5 Ωc
An electro-magnet consisting of hard magnetic carrier particles of opposite polarity, having a specific resistance of m and a carrier (Q / m) above about 1 μC / g and placed on said shell and in contact with an electrostatic image. A method for developing an electrostatic image comprising contacting the image with a development system comprising at least one magnetic brush comprising a graph developer composition, the method comprising:
The foregoing method of depositing a carrier density lower than n 2 on an electrostatic image.
【請求項2】 (a)予め設定された磁界強度の回転磁気コア、 (b)前記回転磁気コアの周りに設置された外部非磁性シェル、および (c)(i)帯電したトナー粒子と、(ii)約1x1010〜約1x105Ωc
mの固有抵抗と約1μC/gを上回る(Q/m)キャリアを有する、逆の極性に帯電 した硬質磁気キャリア粒子から成りそして前記シェル上に設置され且つ静電画像
と接触しているエレクトログラフ現像剤組成物 から成る少なくとも1つの磁気ブラシを備えた現像システムに前記画像を接触さ
せることからなる、静電画像を現像するための方法であって、約0.001g/
in2よりも低いキャリアの密度を静電画像上に堆積する前記方法。
2. (a) a rotating magnetic core having a preset magnetic field strength, (b) an external non-magnetic shell installed around the rotating magnetic core, and (c) (i) charged toner particles, (Ii) About 1 × 10 10 to about 1 × 10 5 Ωc
An electrograph consisting of oppositely charged hard magnetic carrier particles having a specific resistance of m and a carrier (Q / m) above about 1 μC / g and placed on said shell and in contact with an electrostatic image. A method for developing an electrostatic image comprising contacting the image with a development system comprising at least one magnetic brush comprising a developer composition, the method comprising:
The foregoing method of depositing a carrier density lower than in 2 on an electrostatic image.
【請求項3】 前記硬質磁気キャリア粒子が、 (i)磁気的に飽和したときの飽和保磁力が少なくとも約300エルステッドで
あり、そして (ii)1,000エルステッドの外部印加フィールドにおいて誘導磁気モーメ
ントが少なくとも約20EMU/gmである硬質磁気材料から成る、請求項2に
記載の方法。
3. The hard magnetic carrier particles have: (i) a coercivity when magnetically saturated of at least about 300 oersteds, and (ii) an induced magnetic moment in an externally applied field of 1,000 oersteds. The method of claim 2, comprising a hard magnetic material that is at least about 20 EMU / gm.
【請求項4】 前記キャリアの固有抵抗が約5.0x109〜約1.0x1
6Ωcmである、請求項2に記載の方法。
4. The carrier has a specific resistance of about 5.0 × 10 9 to about 1.0 × 1.
The method of claim 2, wherein the method is 0 6 Ωcm.
【請求項5】 前記キャリアの予め設定された固有抵抗が約5.0x109
〜約1x107Ωcmである、請求項2に記載の方法。
5. The preset resistivity of the carrier is about 5.0 × 10 9
The method of claim 2, wherein the method is about 1 × 10 7 Ωcm.
【請求項6】 前記現像剤組成物の固有抵抗が約1x1012〜約1x105
Ωcmである、請求項2に記載の方法。
6. The developer composition has a resistivity of about 1 × 10 12 to about 1 × 10 5.
The method of claim 2, wherein the method is Ωcm.
【請求項7】 前記現像剤組成物の固有抵抗が約1x1010〜約1x107
Ωcmである、請求項2に記載の方法。
7. The resistivity of the developer composition is from about 1 × 10 10 to about 1 × 10 7.
The method of claim 2, wherein the method is Ωcm.
【請求項8】 前記硬質磁気材料がストロンチウムまたはバリウムフェライ
トである、請求項3に記載の方法。
8. The method of claim 3, wherein the hard magnetic material is strontium or barium ferrite.
【請求項9】 前記磁気材料の飽和保磁力が少なくとも約1,000エルス
テッドである、請求項3に記載の方法。
9. The method of claim 3, wherein the magnetic material has a coercivity of at least about 1,000 oersteds.
【請求項10】 前記トナーの体積平均粒径が約8μm以下である、請求項
2に記載の方法。
10. The method according to claim 2, wherein the volume average particle diameter of the toner is about 8 μm or less.
【請求項11】 前記トナーの体積平均粒径が約6μm以下である、請求項
2に記載の方法。
11. The method of claim 2, wherein the toner has a volume average particle size of about 6 μm or less.
【請求項12】 前記(Q/m)キャリアが約2.0μC/gを上回る、請求項 2に記載の方法。12. The (Q / m) carrier is greater than about 2.0 μC / g. The method described in 2. 【請求項13】 前記(Q/m)キャリアが約3.0μC/gを上回る、請求項 2に記載の方法。13. The (Q / m) carrier is greater than about 3.0 μC / g. The method described in 2. 【請求項14】 前記(Q/m)キャリアが約4.0μC/gを上回る、請求項 2に記載の方法。14. The (Q / m) carrier is greater than about 4.0 μC / g. The method described in 2. 【請求項15】 前記キャリア堆積密度が0.0001g/in2よりも低
い、請求項2に記載の方法。
15. The method of claim 2, wherein the carrier deposition density is less than 0.0001 g / in 2 .
【請求項16】 前記画像と前記現像液システムとが、前記画像を有する誘
電面と前記現像剤組成物を有する前記シェルの間のニップ領域で接触を起す、請
求項2に記載の方法。
16. The method of claim 2, wherein the image and the developer system make contact at a nip region between a dielectric surface having the image and the shell having the developer composition.
【請求項17】 前記誘電面が、少なくとも約5インチ/秒の処理速度で動
作する、請求項16に記載の方法。
17. The method of claim 16, wherein the dielectric surface operates at a processing speed of at least about 5 inches / second.
【請求項18】 前記誘電面が、約15〜約50インチ/秒の処理速度で動
作する、請求項16に記載の方法。
18. The method of claim 16, wherein the dielectric surface operates at a processing speed of about 15 to about 50 inches / second.
【請求項19】 前記硬質磁気キャリアの固有抵抗が約1x107〜約1x
105Ωcmである、請求項18に記載の方法。
19. The specific resistance of the hard magnetic carrier is about 1 × 10 7 to about 1 ×.
The method according to claim 18, wherein the method is 10 5 Ωcm.
【請求項20】 (a)予め設定された磁界強度の回転磁気コア、 (b)前記回転磁気コアの周りに設置された外部非磁性シェル、および (c)(i)帯電したトナー粒子と、(ii)約1x107〜約1x105Ωcm
の固有抵抗と約1μC/gを上回る(Q/m)キャリアとを有する逆の極性に帯電し た硬質磁気キャリア粒子から成るエレクトログラフ現像剤組成物、ここでこの現
像剤組成物は前記シェル上に設置され、そして、静電画像を有する誘電面と前記
現像剤組成物を有する前記シェルとの間に形成されたニップ領域で前記画像と接
触しておりそして上記誘電面は約15〜約50インチ/秒の処理速度で動作する
、 から成る少なくとも1つの磁気ブラシを備えた現像システムに前記画像を接触さ
せることからなる静電画像を現像するための方法であって、 静電画像上に堆積するキャリアの密度を約0.001g/in2よりも低くする
前記方法。
20. (a) a rotating magnetic core having a preset magnetic field strength, (b) an external non-magnetic shell installed around the rotating magnetic core, and (c) (i) charged toner particles, (Ii) About 1 × 10 7 to about 1 × 10 5 Ωcm
Of an oppositely charged hard magnetic carrier particle having a specific resistance of 1 and a carrier (Q / m) greater than about 1 μC / g, wherein the developer composition is on the shell. Is located and is in contact with the image at a nip region formed between a dielectric surface having an electrostatic image and the shell having the developer composition, and the dielectric surface is from about 15 to about 50 inches. A method for developing an electrostatic image comprising contacting the image with a developing system comprising at least one magnetic brush comprising: operating at a processing speed of / sec. The above method wherein the density of the carrier is less than about 0.001 g / in 2 .
【請求項21】 (a)予め設定された磁界強度の回転磁気コア、(b)前
記回転コアの周りに設置された外部非磁性シェル、および(c)前記シェル上に
設置され且つ静電画像と接触しており、帯電したトナー粒子と逆の極性に帯電し
た硬質磁気キャリア粒子とから成り、そして前記キャリア粒子がnが少なくとも
4の整数である式Mn+で表される少なくとも1種類の多価金属で置換された結晶
構造を有する硬質磁気材料からなる、エレクトログラフ現像剤組成物から成る少
なくとも1つの磁気ブラシに前記画像を接触させることを特徴とする、静電画像
を現像するための方法。
21. (a) a rotating magnetic core having a preset magnetic field strength, (b) an external non-magnetic shell installed around the rotating core, and (c) an electrostatic image installed on the shell. In contact with, and comprises hard magnetic carrier particles charged with opposite polarity and charged toner particles, said carrier particles being of at least one type M n + of the formula M n + in which n is an integer of at least 4. Method for developing an electrostatic image, characterized in that said image is contacted with at least one magnetic brush consisting of an electrographic developer composition consisting of a hard magnetic material having a crystalline structure substituted with a valent metal. .
【請求項22】 前記硬質磁気材料が単相六方結晶構造を有する、請求項2
1に記載の方法。
22. The hard magnetic material has a single phase hexagonal crystal structure.
The method according to 1.
【請求項23】 前記硬質磁気フェライト材料がストロンチウムフェライト
またはバリウムフェライトである、請求項21に記載の方法。
23. The method of claim 21, wherein the hard magnetic ferrite material is strontium ferrite or barium ferrite.
【請求項24】 nが4または5である、請求項21に記載の方法。24. The method of claim 21, wherein n is 4 or 5. 【請求項25】 nが4である、請求項21に記載の方法。25. The method of claim 21, wherein n is 4. 【請求項26】 前記少なくとも1種類の金属が、アンチモン、ヒ素、ゲル
マニウム、ハフニウム、モリブデン、ニオブ、ケイ素、タンタル、テルル、スズ
、チタン、タングステン、バナジウム、ジルコニウムおよびこれらの混合物から
なる群から選択される、請求項21に記載の方法。
26. The at least one metal is selected from the group consisting of antimony, arsenic, germanium, hafnium, molybdenum, niobium, silicon, tantalum, tellurium, tin, titanium, tungsten, vanadium, zirconium and mixtures thereof. 22. The method of claim 21, wherein
【請求項27】 前記少なくとも1種類の金属が、ケイ素、ジルコニウム、
スズ、チタンおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項21に記
載の方法。
27. The at least one metal is silicon, zirconium,
22. The method of claim 21, selected from the group consisting of tin, titanium and mixtures thereof.
【請求項28】 前記キャリア粒子が、下記式 PFe12-xx19 ここで、Pは、ストロンチウム、バリウムまたは鉛から選択され、 Mは、アンチモン、ヒ素、ゲルマニウム、ハフニウム、モリブデン、ニオブ、ケ
イ素、タンタル、テルル、スズ、チタン、タングステン、バナジウム、ジルコニ
ウムおよびこれらの混合物から選択される少なくとも1種類の金属であり、そし
て、 xは、約0.6よりも小さい、 によって表される単相六方結晶構造を有する硬質磁気フェライト材料から成る、
請求項21に記載の方法。
28. The carrier particles are of the formula PFe 12-x M x O 19 wherein P is selected from strontium, barium or lead, and M is antimony, arsenic, germanium, hafnium, molybdenum, niobium, A single phase represented by at least one metal selected from silicon, tantalum, tellurium, tin, titanium, tungsten, vanadium, zirconium and mixtures thereof, and x is less than about 0.6 Made of a hard magnetic ferrite material having a hexagonal crystal structure,
The method of claim 21.
【請求項29】 Pがストロンチウムである、請求項28に記載の方法。29. The method of claim 28, wherein P is strontium. 【請求項30】 xが約0.2よりも小さい、請求項28に記載の方法。30. The method of claim 28, wherein x is less than about 0.2. 【請求項31】 前記少なくとも1種類の金属が、ケイ素、ジルコニウム、
スズ、チタンおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項28に記
載の方法。
31. The at least one metal is silicon, zirconium,
29. The method of claim 28, selected from the group consisting of tin, titanium and mixtures thereof.
【請求項32】 前記キャリア粒子の表面が樹脂層で覆われている、請求項
28に記載の方法。
32. The method according to claim 28, wherein the surface of the carrier particles is covered with a resin layer.
【請求項33】 前記層が不連続である、請求項32に記載の方法。33. The method of claim 32, wherein the layers are discontinuous. 【請求項34】 前記樹脂が、ポリフッ化ビニリデンとポリメチルメタクリ
レートの混合物である、請求項32に記載の方法。
34. The method of claim 32, wherein the resin is a mixture of polyvinylidene fluoride and polymethylmethacrylate.
【請求項35】 前記樹脂がシリコーン樹脂である、請求項32に記載の方
法。
35. The method of claim 32, wherein the resin is a silicone resin.
【請求項36】 前記キャリアの固有抵抗が約5.0x108〜約5.0x
109Ωcmである、請求項28に記載の方法。
36. The carrier has a resistivity of about 5.0 × 10 8 to about 5.0 ×.
29. The method of claim 28, which is 10 9 Ωcm.
【請求項37】 前記磁気材料がストロンチウムまたはバリウムフェライト
である、請求項28に記載の方法。
37. The method of claim 28, wherein the magnetic material is strontium or barium ferrite.
【請求項38】 前記接触により約0.01g/in2よりも低いキャリア
堆積密度がさらに得られる、請求項21に記載の方法。
38. The method of claim 21, wherein the contacting further results in a carrier deposition density of less than about 0.01 g / in 2 .
【請求項39】 前記接触により約0.001g/in2よりも低いキャリ
ア堆積密度がさらに得られる、請求項21に記載の方法。
39. The method of claim 21, wherein said contacting further results in a carrier deposition density of less than about 0.001 g / in 2 .
【請求項40】 前記接触により約0.0001g/in2よりも低いキャ
リア堆積密度がさらに得られる、請求項21に記載の方法。
40. The method of claim 21, wherein said contacting further results in a carrier deposition density of less than about 0.0001 g / in 2 .
【請求項41】 (a)予め設定された磁界強度の回転磁気コア、(b)前
記回転コアの周りに設置された外部非磁性シェル、および(c)前記シェル上に
設置され且つ静電画像と接触しており、そして帯電したトナー粒子および逆の極
性に帯電したキャリア粒子とから成るエレクトログラフ現像液組成物、ここで、
前記キャリア粒子は、(1)外部表面を有する硬質磁気材料製のコアと、(2)
Mがnが少なくとも4の整数である式Mn+で表される少なくとも1種類の多価金
属である式MOn/2で表される、前記コアの外部表面上に配置された金属酸化物
のコーティングから成り、前記外部表面は、前記外部表面から且つ前記硬質磁気
材料のコアの内部へと伸びている遷移帯をさらに規定し、そして前記遷移帯内の
前記硬質磁気材料の結晶構造は、前記式Mn+で表される少なくとも1種類の多価
金属のイオンで置換されている、 から成る少なくとも1つの磁気ブラシに前記画像を接触させることからなる静電
画像を現像するための方法。
41. (a) a rotating magnetic core with a preset magnetic field strength, (b) an external non-magnetic shell installed around the rotating core, and (c) an electrostatic image installed on the shell. An electrographic developer composition in contact with and comprising charged toner particles and oppositely charged carrier particles, wherein:
The carrier particles include (1) a core made of a hard magnetic material having an outer surface, and (2)
A metal oxide disposed on the outer surface of the core, wherein M is of the formula MO n / 2 , which is at least one polyvalent metal of the formula M n + , where n is an integer of at least 4; A coating, the outer surface further defining a transition zone extending from the outer surface and into the core of the hard magnetic material, and the crystalline structure of the hard magnetic material within the transition zone is A method for developing an electrostatic image comprising contacting said image with at least one magnetic brush consisting of: at least one ion of a polyvalent metal of the formula M n + .
【請求項42】 前記硬質磁気材料が単相六方結晶構造を有するフェライト
である、請求項41に記載の方法。
42. The method of claim 41, wherein the hard magnetic material is ferrite having a single phase hexagonal crystal structure.
【請求項43】 前記硬質磁気フェライト材料がストロンチウムフェライト
、バリウムフェライトまたは鉛フェライトである、請求項42に記載の方法。
43. The method of claim 42, wherein the hard magnetic ferrite material is strontium ferrite, barium ferrite or lead ferrite.
【請求項44】 前記硬質磁気フェライト材料がストロンチウムフェライト
である、請求項42に記載の方法。
44. The method of claim 42, wherein the hard magnetic ferrite material is strontium ferrite.
【請求項45】 前記金属酸化物のコーティングが、酸化ゲルマニウム、酸
化ジルコニウム、酸化チタン、酸化スズおよびこれらの混合物よりなる群から選
ばれ、並びに任意に、酸化ホウ素、酸化リチウムおよび酸化ナトリウムからなる
群から選択される別の金属酸化物からなる群から選択される、請求項41に記載
の方法。
45. The metal oxide coating is selected from the group consisting of germanium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, tin oxide and mixtures thereof, and optionally the group consisting of boron oxide, lithium oxide and sodium oxide. 42. The method of claim 41, selected from the group consisting of another metal oxide selected from
【請求項46】 nが4または5である、請求項41に記載の方法。46. The method of claim 41, wherein n is 4 or 5. 【請求項47】 nが4である、請求項41に記載の方法。47. The method of claim 41, wherein n is 4. 【請求項48】 Mが、アンチモン、ヒ素、ゲルマニウム、ハフニウム、モ
リブデン、ニオブ、ケイ素、タンタル、テルル、スズ、チタン、タングステン、
バナジウム、ジルコニウムおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請
求項41に記載の方法。
48. M is antimony, arsenic, germanium, hafnium, molybdenum, niobium, silicon, tantalum, tellurium, tin, titanium, tungsten,
42. The method of claim 41, selected from the group consisting of vanadium, zirconium and mixtures thereof.
【請求項49】 Mが、ケイ素、ジルコニウム、スズ、チタン、およびこれ
らの混合物からなる群から選択される、請求項41に記載の方法。
49. The method of claim 41, wherein M is selected from the group consisting of silicon, zirconium, tin, titanium, and mixtures thereof.
【請求項50】 前記金属酸化物組成物がアルカリ金属酸化物をさらに含む
、請求項41に記載の方法。
50. The method of claim 41, wherein the metal oxide composition further comprises an alkali metal oxide.
【請求項51】 前記アルカリ金属がリチウム、カリウムおよびナトリウム
からなる群から選択される、請求項50に記載の方法。
51. The method of claim 50, wherein the alkali metal is selected from the group consisting of lithium, potassium and sodium.
【請求項52】 前記金属酸化物の層の上に設けられた少なくとも1種類の
ポリマー樹脂の層をさらに備える、請求項41に記載の方法。
52. The method of claim 41, further comprising a layer of at least one polymeric resin overlying the layer of metal oxide.
【請求項53】 前記樹脂層が不連続である、請求項52に記載の方法。53. The method of claim 52, wherein the resin layer is discontinuous. 【請求項54】 前記少なくとも1種類のポリマー樹脂がポリフッ化ビニリ
デンとポリメチルメタクリレートの混合物である、請求項52に記載の方法。
54. The method of claim 52, wherein the at least one polymeric resin is a mixture of polyvinylidene fluoride and polymethylmethacrylate.
【請求項55】 前記少なくとも1種類の樹脂がシリコーン樹脂である、請
求項52に記載の方法。
55. The method of claim 52, wherein the at least one resin is a silicone resin.
【請求項56】 前記キャリアは、 (i)硬質磁気材料が磁気的に飽和したとき少なくとも約300エルステッドの
飽和保磁力、 (ii)上記材料が1,000エルステッドの外部印加フィールドにあるとき少
なくとも約20EMU/gmの誘導磁気モーメント、および (iii)約1.0x1010〜約1.0x107Ωcmの固有抵抗、を有する請
求項41に記載の方法。
56. The carrier comprises: (i) a coercivity of at least about 300 Oersted when the hard magnetic material is magnetically saturated, and (ii) at least about when the material is in an externally applied field of 1,000 Oersteds. induced magnetic moment of 20 EMU / gm, and (iii) from about 1.0x10 10 ~ about 1.0x10 7 [Omega] cm method according to claim 41 having resistivity, the.
【請求項57】 前記接触により約0.01g/in2よりも低いキャリア
堆積密度が得られる、請求項41に記載の方法。
57. The method of claim 41, wherein the contacting results in a carrier deposition density of less than about 0.01 g / in 2 .
【請求項58】 前記接触により約0.001g/in2よりも低いキャリ
ア堆積密度が得られる、請求項41に記載の方法。
58. The method of claim 41, wherein the contacting results in a carrier deposition density of less than about 0.001 g / in 2 .
【請求項59】 前記接触により約0.0001g/in2よりも低いキャ
リア堆積密度が得られる、請求項41に記載の方法。
59. The method of claim 41, wherein the contacting results in a carrier deposition density of less than about 0.0001 g / in 2 .
【請求項60】 前記キャリアの固有抵抗が約5.0x108〜約5.0x
109Ωcmである、請求項41に記載の方法。
60. The resistivity of the carrier is from about 5.0 × 10 8 to about 5.0 ×.
42. The method of claim 41, which is 10 9 Ωcm.
【請求項61】 (a)予め設定された磁界強度の回転磁気コア、(b)前
記回転コアの周りに設置された外部非磁性シェル、および(c)前記シェル上に
設置され且つ静電画像と接触しており、そして帯電したトナー粒子および逆の極
性に帯電したキャリア粒子から成るエレクトログラフ現像液組成物、ここで前記
キャリア粒子は、下記式 P1-yLayFe1219 ここで、Pは、ストロンチウム、バリウムまたは鉛から選択され、そして yは0.1よりも小さい、 によって表される単相六方結晶構造を有する硬質磁気フェライト材料から成る、
から成る少なくとも1つの磁気ブラシに前記画像を接触させることからなる、静
電画像を現像するための方法。
61. (a) a rotating magnetic core having a preset magnetic field strength, (b) an external non-magnetic shell installed around the rotating core, and (c) an electrostatic image installed on the shell. An electrographic developer composition in contact with and comprising charged toner particles and carrier particles of opposite polarity, wherein the carrier particles are of the formula P 1-y La y Fe 12 O 19 wherein , P is selected from strontium, barium or lead, and y is less than 0.1, consisting of a hard magnetic ferrite material having a single-phase hexagonal crystal structure represented by:
A method for developing an electrostatic image comprising contacting said image with at least one magnetic brush comprising
【請求項62】 下記式 P1-yLayFe1219 ここで、Pは、ストロンチウム、バリウムまたは鉛から選択され、そして yは0.1よりも小さい、 によって表され且つ単相六方結晶構造を有する硬質磁気フェライト材料から成る
、静電潜像の現像に用いられるキャリア粒子。
62. A single-phase hexagonal crystal represented by the formula P 1-y La y Fe 12 O 19 wherein P is selected from strontium, barium or lead and y is less than 0.1. Carrier particles used for developing an electrostatic latent image, which are composed of a hard magnetic ferrite material having a structure.
【請求項63】 (a)予め設定された磁界強度の回転磁気コア、 (b)前記回転磁気コアの周りに設置された外部非磁性シェル、 (c)(i)平均粒径が約8μm以下である帯電したトナー粒子、(ii)約1
x107〜約1x105Ωcmの固有抵抗と約1μC/gを上回る(Q/m)キャリア とを有する逆の極性に帯電した硬質磁気キャリア粒子とから成るエレクトログラ
フ現像剤組成物、ここで、この現像剤組成物は、前記シェル上に設置され、そし
て、静電画像を有し、かつ、約15〜約50インチ/秒の処理速度で動作する誘
電面と、前記現像液組成物を有する前記シェルとの間に形成されたニップ領域で
前記画像と接触している、 から成る少なくとも1つの磁気ブラシを備えた現像システムに前記画像を接触さ
せることからなる、静電画像を現像するための方法であって、 静電画像上に堆積するキャリアの密度を約0.001g/in2よりも低くする
前記方法。
63. (a) a rotating magnetic core having a preset magnetic field strength, (b) an external non-magnetic shell installed around the rotating magnetic core, (c) (i) an average particle size of about 8 μm or less. Charged toner particles, which is (ii) about 1
An electrographic developer composition comprising oppositely charged hard magnetic carrier particles having a resistivity of from x10 7 to about 1x10 5 Ωcm and a carrier of greater than about 1 μC / g (Q / m), wherein: A developer composition is provided on the shell and has an electrostatic image and a dielectric surface operating at a processing speed of about 15 to about 50 inches / second; and the developer composition. A method for developing an electrostatic image comprising contacting the image with a development system comprising at least one magnetic brush comprising: contacting the image in a nip region formed with a shell. Wherein the density of carriers deposited on the electrostatic image is less than about 0.001 g / in 2 .
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