JP3109937B2 - 磁性体分散型樹脂キャリア - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナーと混合されて静
電荷像現像剤を構成する磁性体分散型樹脂キャリアに関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法として米国特許第２，２９
７，６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報お
よび特公昭４３−２４７４８号公報等に種々の方法が記
載されているが、これらの方法は、いずれも光導電層に
原稿に応じた光像を照射することにより静電潜像を形成
し、次いで、ノーマル現像の場合は、該静電潜像上にこ
れとは反対の極性を有するトナーと呼ばれる着色微粉末
を付着させて該静電潜像を現像し、必要に応じて紙等の
転写材にトナー画像を転写した後、熱、圧力、加熱加圧
あるいは溶剤蒸気等により定着し複写物を得るものであ
る。

【０００３】該静電潜像を現像する工程は、潜像とは反
対の極性に帯電せしめたトナー粒子を静電引力により吸
引せしめて静電潜像上に付着させるものであるが（反転
現像の場合は、潜像の電荷と同極性の摩擦電荷を有する
トナーを使用）、一般にかかる静電潜像をトナーを用い
て現像する方法としては大別してトナーをキャリアと呼
ばれる媒体に小量分散させたいわゆる二成分系現像剤を
用いる方法と、キャリアを用いることなくトナー単独の
いわゆる一成分系現像剤を用いる方法とがある。

【０００４】ところで、電子写真法は、文書複写として
は一応満足のできるレベルに達しているもののコンピュ
ータの発達、ハイビジョンの発達等により、フルカラー
画像の出力画像に対しては、デジタル画像処理、現像時
交番電界印加等の種々の手法により、高画質化及び高品
位化が計られてきた。さらに今後も更なる高画質化、高
品位化が望まれる。従来、フルカラー画像を出力するに
は、二成分系現像剤が主に用いられてきた。

【０００５】一般にかかる二成分系現像剤を構成するキ
ャリアは鉄粉に代表される導電性キャリアと、鉄粉、ニ
ッケル、フェライト等の表面を絶縁性樹脂により被覆す
ることにより高抵抗化させたり、磁性体微粒子を絶縁性
樹脂中に分散させて高抵抗化させたいわゆる絶縁キャリ
アとに大別される。高画質化を計るために交番電界を印
加する場合、キャリアの抵抗が低いと潜像電位をキャリ
アがリークし、良好な画像を得られなくなるため、キャ
リアとしてはある程度以上の抵抗が必要で、キャリアコ
アが導電性の場合、コートをして用いるのが好ましく、
また、抵抗がある程度高いフェライト、磁性体分散型樹
脂微粒子がコア材として好ましく用いられている。

【０００６】一般に鉄粉は、高磁気力のため、現像剤中
のトナーが潜像を現像する現像領域において、現像剤の
磁気ブラシが硬くなるためにはき目を生じたり、ガサツ
キ等を生じるために高画質な現像画像を得ることが困難
である。そこでキャリアの磁気力を低くして高画質化を
計るためにもフェライト、磁性体分散型樹脂微粒子が好
ましく用いられている。

【０００７】高品位画像形成のために、特開昭５９−１
０４６６３号公報にキャリアとしての飽和磁化の値を５
０ｅｍｕ／ｇ以下にしたフェライト粒子を用いることで
ハキ目のない良好な画像を得るころができると提案され
ているが、飽和磁化の値をだんだん小さくしたキャリア
を用いると細線の再現性は良好になる反面、磁極から離
れるにしたがってキャリアが静電画像担持体、、いわゆ
る感光ドラム上に付着する現象（キャリア付着）が顕著
になってくる。更に、磁性体分散型樹脂キャリアの場
合、比重が小さいことがキャリア付着においては不利に
なる、という問題点がある。

【０００８】以上のように、キャリア付着を防止しつ
つ、高画質、特にハイライトの再現性を同時に満足する
ような電子写真用キャリアが待望されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決した電子写真用キャリアを提供することで
ある。

【００１０】本発明の目的は、キャリア付着を防止しつ
つ、オリジナル原稿に忠実、すなわち、潜像に忠実な現
像を実施し得る電子写真用キャリアを提供することにあ
る。

【００１１】さらに、本発明の目的は、高解像性、高ハ
イライト再現性、高細線再現性に優れた電子写真用キャ
リアを提供することにある。

【００１２】さらに、本発明の目的は、交番電界の現像
においても、キャリア付着のない高画質な画像を得るキ
ャリアを提供することにある。

【００１３】さらに、本発明の目的は、高画質画像を得
るための固定磁心系現像剤担持体を用いた小型現像器に
適用し得る電子写真用キャリアを提供することにある。

【００１４】更に本発明の目的は、上記の目的を満足し
つつ、高画質を長期間に渡り維持し得る、高画質・高耐
久現像剤用キャリアを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、磁
性体分散型樹脂キャリアにおいて、該キャリア粒子の平
均粒径が５〜１００μｍであり、嵩密度が３．０ｇ／ｃ
ｍ³ 以下であり、該キャリアの総重量に対して該磁性体
の含有量が３０％乃至９９重量％であり、図−１に示す
ように、該キャリアの磁気特性が、１０００エルステッ
ドにおける磁化の強さ（σ１０００）が３０乃至１５０
ｅｍｕ／ｃｍ³ 以下であり、該キャリア中に分散された
磁性体微粒子が軟磁性材料で形成され、そのとき下記の
式（１）、（２）を満たす磁性体分散型樹脂キャリアに
関する。

【００１６】

【外３】 ［式中、σ₁₀₀₀、及びσ₃₀₀ は、それぞれ磁場１００
０、及び３００エルステッドにおける磁化の強さ（ｅｍ
ｕ／ｃｍ³ ）を示す。］

【００１７】

【外４】 ［式中、σ₁₀₀ 、σ_r は、それぞれ磁場１００および０
エルステッドにおける磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）を
示す。］

【００１８】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１９】本発明のキャリアが従来のキャリアの持つ
諸問題点を改善し、キャリア付着を防ぎつつ、原稿に忠
実、すなわち、潜像に忠実な現像をし、なお且高耐久な
現像剤キャリアを提供することができるのは、以下の理
由と考えられる。

【００２０】潜像に対して忠実な現像を行うためには、
現像極での磁場においてキャリアの磁化の強さを３０乃
至１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ にすることが重要である。これ
は、現像極における磁場の強さは、一般に１０００エル
ステッド程度であり、そのときのキャリアの磁化の強さ
が弱いことで、現像剤の磁気ブラシが短く、密になり、
さらに、ブラシが柔らかくなることで潜像に対して忠実
な現像が達成できる。このように、磁気ブラシが短く、
密で、柔らかくなることにより、特に現像剤を振動させ
る交番電界を印加する現像においては、現像効率が上が
り、また、より高い忠実な現像ができる。

【００２１】また、本発明のもう一つの効果である画質
の劣化を防止し、初期の高画質画像を維持できるのは、
このような低磁気力のキャリアを用いることで、固定磁
石を内包する現像スリーブに二成分系現像剤をコートす
る際、規制部材付近でのキャリアブラシの相互の磁気的
な結合力が弱く、穂が柔らかくなることにより、現像剤
層厚規制部材からの負荷が小さくなる上、従来の鉄系キ
ャリアまたはフェライト系キャリアに比べて樹脂キャリ
アは軽量であるため、現像器内での攪拌による負荷が小
さく、現像剤の耐久による劣化が大幅に削減される。

【００２２】更に、詳細な検討を行ったところ、キャリ
ア付着は磁場の強さが０乃至３００エルステッドにおい
て生じやすく、そのときのキャリアの磁化の強さがある
程度高いときには起こらないか、または、起こりにくい
ことが判明した。また、キャリア付着は現像のバイアス
条件にも左右され、特に交番電界による現像を行う場
合、直流電界に比べ、キャリアが電荷を有すると現像さ
れ易くなり、それを現像スリーブにひきとめるには磁気
力が必要となる。従って、キャリア付着を抑えるために
は上記磁場における磁化の強さが必要であると考えられ
る。本発明は、上記磁場での磁化の強さがある程度強い
磁性体をキャリアコア中に分散させることによって、図
−１のヒステリシスカーブに示されるように１０００エ
ルステッドでの磁化の強さσ１０００が３０乃至１５０
ｅｍｕ／ｃｍ³ と従来キャリアに比べ小さいながらも、
０乃至１００エルステッドでの磁化の強さを素早く立ち
上げることによって、０乃至３００エルステッドでの磁
化の強さを強くした樹脂キャリアを用い、高画質化を計
りつつ、キャリア付着を防ぐことができる。

【００２３】また、軟磁性材料からなるキャリアを用い
ることで、固定磁石を配した現像スリーブを用いる現像
システムにおいて、特に、高速での現像において現像剤
の流動性が良好になり、搬送性に優れるためにより一層
の高画質化が計れると考えられる。

【００２４】次に本発明の構成について詳細に説明す
る。

【００２５】本発明に用いられるキャリアは、該キャリ
ア粒子の磁気特性が以下のようになることが必要であ
る。

【００２６】すなわち、磁気的に飽和させた後の１００
０エルステッドにおける磁化の強さ（σ１０００）が３
０乃至１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ であることが必要である。
さらに高画質化を達成するために好ましくは、３０乃至
１２０ｅｍｕ／ｃｍ³ である。１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ よ
り大きい場合には、現像極での現像剤の磁気ブラシの密
度が従来とあまり変わらず、本発明のような高画質な画
像が得られにくくなる。３０ｅｍｕ／ｃｍ³ 未満である
と、０乃至３００エルステッドにおける磁気的な拘束力
も減少するためにキャリア付着を生じやすい。

【００２７】さらに本発明において重要なことは、磁場
０〜３００エルステッド近傍における磁化の強さの立ち
上がりである。つまり、下記の式を満たすことである。

【００２８】

【外５】 ［式中、σ₁₀₀ 及びσ_r は、それぞれ磁場１００および
０エルステッドにおける磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）
を示す。］

【００２９】ここで、図−１のヒステリシスカーブをも
って説明する。０．１５未満であると磁化の強さの立ち
上がりが遅く３００エルステッドに達するまでの磁化の
強さが十分でないために、キャリアに対して効果が得ら
れない。

【００３０】更に、高画質な画像を得るためには、以下
の式を満足することが必要である。

【００３１】

【外６】 ［式中、σ₁₀₀₀およびσ₃₀₀ は、それぞれ磁場１０００
および３００エルステッドにおける磁化の強さ（ｅｍｕ
／ｃｍ³ ）を示す。］

【００３２】好ましくはこの値が０．３０以下である。
図−２のヒステリシスカーブに示されるように０．４０
を越えると、本発明の高画質化を計りつつ、キャリア付
着を防ぐという効果を両立できなくなる。すなわち、σ
₁₀₀₀を満足するような値を取るとキャリア付着は防ぐこ
とができる反面、σ₁₀₀₀の値が大きくなることで本発明
のような高画質な画像を得ることが困難になる。

【００３３】このように、式（１）及び（２）を同時に
満足することにより、本発明の効果を十分に発揮でき
る。

【００３４】磁気特性の測定は、例えば、理研電子
（株）製の直流磁化Ｂ−Ｈ特性自動記録装置ＢＨＨ−５
０を用いて行う。磁気特性値は±１キロエルステッドの
磁場を作り、そのときのヒステリシスカーブより求め
る。本発明における磁気特性は、サンプルを円筒状のプ
ラスチック容器に十分密になるようにパッキングした状
態で測定する。これを本発明の磁気特性として用いる。
その時のサンプルホルダーの体積は０．３３２ｃｍ³ で
あり、これをもって単位体積当たりの磁化の強さを求め
る。

【００３５】本発明のキャリア粒子の平均粒径は、５〜
１００μｍの範囲で好ましく、さらに好ましくは２０〜
８０μｍである。５μｍより小さいと感光体へのキャリ
ア付着が生じ易くなり、また、１００μｍを越えると現
像極における磁気ブラシが粗になり高画質な画像が得ら
れない。なお、本発明のキャリアの粒径は、光学顕微鏡
によりランダムに３００個以上を抽出し、例えば、ニレ
コ社製の画像処理解析装置Ｌｕｚｅｘ３により水平方向
フェレ径をもってキャリア粒径として、測定する。

【００３６】本発明のキャリアの嵩密度は、３．０ｇ／
ｃｍ³ 以下が好ましい。３．０ｇ／ｃｍ³ を越えると現
像スリーブの回転により、キャリアがスリーブ上に磁気
的に保持される力に比べ、キャリア１個にかかる遠心力
が大きくなり、キャリア飛散を生じ易くなる。なお、本
発明のキャリアの嵩密度の測定は、ＪＩＳ Ｚ ２５０
４に記載の方法に準じて行う。

【００３７】本発明のキャリアの比抵抗は１０⁸ 〜１０
¹³Ω・ｃｍの範囲が適当である。１０⁸ Ω・ｃｍ未満で
は、バイアス電圧を印加する現像方法では現像領域にお
いてスリーブから感光体表面へと電流がリークし、良好
な画像が得られにくい。また、１０¹³Ω・ｃｍを越える
と、低湿の如き条件下でチャージアップ現象を引き起こ
し、濃度ウス、転写不良、カブリ等の画像劣化の原因と
なりやすい。なお、本発明において、比抵抗の測定に
は、例えば図−３の如き測定方法を用いる。すなわち、
セルＡに、キャリアを充填し、該充填キャリアに接する
ように電極１及び２を配し、該電極間に電圧を印加し、
そのとき流れる電流を測定することにより比抵抗を求め
る方法を用いる。上記測定方法においては、キャリアが
粉末であるために充填率に変化が生じ、それに伴い比抵
抗が変化する場合があり、注意を要する。本発明におけ
る比抵抗の測定条件は、充填キャリアと電極との接触面
積Ｓ＝約２．３ｃｍ² 、厚みｄ＝約１ｍｍ、上部電極２
の荷重２７５ｇ、印加電圧１００Ｖとする。

【００３８】本発明のキャリアの特徴の１つである前出
の磁気特性を達成するために、キャリア中に分散させる
磁性体として、金属酸化物磁性材料あるいは、鉄系の合
金、例えば、鉄−シリコン系、鉄−アルミニウム系、鉄
−シリコン−アルミニウム系、パーマロイ合金等一般に
知られた合金を用いることができる。また、マンガン−
亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マン
ガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライ
ト等を用いることができる。

【００３９】具体的には、キャリア中に分散された磁性
体の微粒子がＦｅ及びＯを主要な必須元素として有する
フェライトで形成され、該フェライトが、更にＬｉ，Ｂ
ｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａ１，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，
Ｋ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，
Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉ
ｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，
Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｔ１，Ｐｂ，及びＢｉ
からなるグループから選択される元素を少なくとも１種
を含有し、Ｆｅ，０及び該グループの元素を除く他の元
素の含有量が１重量％未満であることが好ましい。

【００４０】ここで、上記以外の他の元素が入ると本発
明の所望の磁気特性を示すキャリアが得られにくくなる
ため、好ましくない。

【００４１】上記の磁性体微粒子は一次平均粒子径が２
μｍ以下（より好ましくは、１μｍ以下、さらに好まし
くは０．１〜０．７μｍ）であることが好ましい。２μ
ｍを越えた場合には、キャリア中の磁性体の分散が悪く
なるおそれがある。

【００４２】本発明のキャリアにおいて、キャリア総量
に対する磁性体の含有量は３０重量％以上、好ましくは
５０重量％以上であることが必要である。３０重量％未
満であると感光体へのキャリア付着が生じ易くなる。ま
た、キャリアの比抵抗の制御も困難になってくる。ま
た、磁性体の含有量が９９重量％を越えると、磁性体微
粒子とバインダー樹脂との接着性が劣ってくる。

【００４３】本発明のキャリアの構成においてコア材に
用いられるバインダー樹脂としては、ビニル系モノマー
を重合して得られる全ての樹脂が挙げられる。ここで言
うビニル系モノマーとしては例えば、スチレン、ｏ−メ
チルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレ
ン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，
４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−
ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレ
ン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレ
ン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレ
ン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，
４−ジクロルスチレン、ｍ−ニトロスチレン、ｏ−ニト
ロスチレン、ｐ−ニトロスチレン、等のスチレン誘導体
と、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンな
どのエチレン及び不飽和モノオレフィン類；ブタジエ
ン、イソブレンなどの不飽和ジオレフィン類；塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハ
ロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、
ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類；メタクリル酸
及びメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル
酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル
酸ドデシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタ
クリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、などのａ
−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；アクリル
酸及びアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロ
ピル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、
アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリ
ル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル
等のアクリル酸エステル類；マレイン酸、マレイン酸ハ
ーフエステル；ビニルメチルエ−テル、ビニルエチルエ
ーテル、ビニルイソブチルエーテル、等のビニルエーテ
ル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メ
チルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；Ｎ−ビ
ニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルイ
ンドール、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合
物；ビニルナフタリン類；アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸もしくはメ
タクリル酸誘導体；アクロレイン類などが挙げられ、こ
れらの中から１種または２種以上使用して重合させたも
のが用いられる。

【００４４】また、ビニル系モノマーから重合して得ら
れる樹脂以外にポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド
樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂などの非ビニ
ル縮合系樹脂あるいはこれらと前記ビニル系樹脂との混
合物を用いることができる。

【００４５】本発明のキャリアの球形度（長軸／短軸）
は２以下が好ましい。すなわち、本発明キャリアの意図
する、樹脂キャリアであるが故に軽く、現像剤にかかる
シェアが軽減され、現像剤の劣化が抑制されて高画質を
長期にわたって維持できるというメリットは、キャリア
の形状が球形に近いものほど有利に発現するものであ
り、しかも球形に近いキャリア程、現像剤としての流動
性を向上させる傾向があり、現像特性が優れる。高画質
化を達成し、維持しうるという現像剤においてはキャリ
アの球形度が上記の値を有することが好ましい。本発明
のキャリアにおいて球形度２以下を達成する手段として
は、磁性微粒子とバインダー樹脂を混合、分散せしめた
スラリーをスプレードライして造粒、乾燥して得る方
法、あるいは、加熱混練、粉砕後に得られたコア剤を高
速で板に衝突させ、そのエネルギーで表面を熱溶融させ
球形化する方法がある。

【００４６】本発明のキャリアの製造方法としては、前
記バインダー樹脂と磁性体の微粒子とを所望の量比で混
合し、例えば、３本ロールまたは押出機などの加熱溶融
混合装置を用いて適当な温度で混練し、冷却後、粉砕分
級することにより製造する方法、あるいはバインダー樹
脂を可溶性の溶剤に溶解せしめ、これに磁性体微粒子を
混合してスラリー状とした後、スプレードライヤーを用
いて造粒、乾燥する方法が挙げられる。これらの方法に
より得られた粒子は必要に応じて球形化処理してもよ
い。また、他の方法として、バインダー樹脂のモノマー
溶液中に磁性体微粒子、重合開始剤、懸濁安定剤などを
添加し、分散せしめた後、造粒重合する懸濁重合法を用
いれば、上記の球形化処理を行うことなく、上記キャリ
アの球形度２以下を達成することができる。

【００４７】なお、キャリアの球形度は、例えば、日立
製作所（株）製フィールドエミッション走査電子顕微鏡
Ｓ−８００によりキャリアをランダムに３００個以上抽
出し、ニレコ社製の画像処理解析装置Ｌｕｚｅｘ３を用
いて、次式によって導かれる形状係数を求めて、測定す
る。

【００４８】

【外７】 ［式中、ＭＸ ＬＮＧはキャリアの最大径を示し、ＡＲ
ＥＡはキャリアの投影面積を示す。］

【００４９】ここでＳＦ−１は１に近いほど球形に近い
ことを意味している。

【００５０】また、本発明のキャリアは、前出の比抵抗
コントロールを行ったり、耐久性を向上させるために、
必要に応じてキャリア粒子表面を任意の樹脂でコートし
て用いることができる。コート樹脂としては、公知の適
当な樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹
脂、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂等でコートして用い
ることができる。

【００５１】コア材を樹脂被覆する方法としては、コア
材が樹脂より構成されていることを考慮すると、コア材
同志が接着しないように被覆樹脂が迅速にコートされる
処理法が好ましく、被覆樹脂を溶解する溶剤の選択及び
処理温度、時間等の条件を十分に制御し且つ、コア材を
常に流動せしめる様な方法で被覆と乾燥を同時に進行さ
せる処理方法が好ましく用いられる。

【００５２】本発明に係るトナーとしては、より高画質
画像を得るために重量平均粒径１〜２０μｍ、好ましく
は４〜１０μｍを用いることである。トナーの重量平均
粒径は種々の方法によって測定できるが、例えば、コー
ルターカウンターを用いて行なうことができる。

【００５３】また、より高画質画像を得るために、トナ
ーの凝集度は低い方が好ましく、３０％以下が好まし
い。なお、凝集度の測定は、例えば次のように行う。

【００５４】トナーをパウダーテスター（細川ミクロン
（株））に上から６０ｍｅｓｈ、１００ｍｅｓｈ、２０
０ｍｅｓｈ、の順でフルイを３段重ねてセットし、秤取
した試料５ｇを静かにフルイ上にのせ、電圧１７Ｖで振
動を１５秒間与え各フルイ上に残ったトナーの重さを測
定し、下式に従って凝集度を算出する。

【００５５】

【外８】

【００５６】凝集度を下げるために、該トナーにシリ
カ、酸化チタン、アルミナ等の流動性向上剤を内添、あ
るいは外添して用いることが好ましい。

【００５７】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明す
る。以下、％は重量％を示し、部は重量部を示す。

【００５８】実施例１ スチレン−アクリル酸イソブチル共重合体（８０／２
０） ２０％ Ｍｎ−Ｚｎフェライト（平均粒径０．４μｍ）８０％ （モル％ Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：ＭｎＣＯ₃ ：ＺｎＯ＝５５：３
５：１０）

【００５９】上記材料をヘンシェルミキサーにより十分
予備混合を行った後、３本ロールミルで少なくとも２回
以上溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粒径約２
ｍｍ程度に粗粉砕した。次いでエアージェット方式によ
る微粉砕機で粒径役４８μｍに微粉砕した。更に、得ら
れた微粉砕物をメカノミルＭＭ−１０（岡田精工製）に
投入し、機械的に球形化した。球形化を施した微粉砕粒
子をさらに分級して磁性体分散樹脂粒子を得た。得られ
た磁性体分散樹脂粒子の平均粒径は４７μｍであった。

【００６０】上記磁性体分散樹脂微粒子の表面をスチレ
ン−アクリル系樹脂で流動層式コート法によりコーティ
ングし、磁性体分散型樹脂キャリアを得た。

【００６１】得られたキャリア物性を表１にまとめて示
す。

【００６２】一方、下記材料を用いてトナーを次の如く
調製した。

【００６３】プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を 縮合して得られたポリエステル樹脂 １００重量部 フタロシアニン顔料 ５重量部 ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸のクロム錯塩 ４重量
部

【００６４】上記材料をヘンシェルミキサーにより十分
予備混合を行った後、３本ロールミルで３回溶融混練
し、冷却後ハンマーミルを用いて粒径約１〜２ｍｍ程度
に粗粉砕した。次いでエアージェット方式による微粉砕
機で微粉砕した。更に、得られた微粉砕物を分級して重
量平均径が８．３μｍである負帯電性のシアン色の粉体
（トナー）を得た。

【００６５】上記シアントナー１００重量部と、ヘキサ
メチルジシラザンで疎水化処理したシリカ微粉体０．４
重量部とをヘンシェルミキサーにより混合して、トナー
粒子表面にシリカ微粉体を有するシアントナーを調製し
た。

【００６６】該キャリアを１０キロエルステッドの磁場
で磁化した後、上記シアントナーと２３℃／６０％ＲＨ
の環境下でトナー濃度５％で混合し、現像剤を作成し、
フルカラーレーザー複写機ＣＬＣ−５００（キャノン社
製）改造機を用い、画像出しテストを行った。この時の
現像器及び感光ドラムの距離は４００μｍであり、現像
スリーブと感光ドラムの周速比が１．３：１であり、ま
た現像条件は、現像極の磁場の強さ１０００エルステッ
ド、交番電界２０００Ｖ_PP、周波数３０００Ｈｚであ
り、スリーブと感光ドラムとの距離は５００μｍとし
た。このとき、現像極付近の現像ブラシの穂立ちを顕微
鏡観察した結果、緻密で、穂長が短くなっていることが
分かった。

【００６７】画像出し試験の結果、現像スリーブ上にお
ける現像剤の供給も十分であり、ベタ画像の濃度が高
く、またガサつきもなく、ハーフトーン部の再現性、ラ
イン画像の再現性も良好であった。更に、高速でのスリ
ーブ回転にもかかわらず、キャリア飛散及びキャリアが
現像される等による画像部、非画像部へのキャリア付着
は認められなかった。また、現像器を２００ｒｐｍのス
ピードで空回転を３０分間行った。結果は表２に示すよ
うに、画質に関して特に問題はなく、キャリア付着は非
常に良好であった。

【００６８】比較例１ スチレン−アクリル酸イソブチル共重合体（８０／２
０）２０％ Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌフェライト（平均粒径０．４μｍ）８
０％ （モル比Ｆｅ：Ｃｕ：Ｚｎ：Ａｌ＝４：１：２：３）

【００６９】上記材料を実施例１と同様に造粒し、磁性
体分散粒子を得た。得られたキャリアの表面に実施例１
と同様の樹脂を実施例１と同様に被覆した。得られたキ
ャリアの物性を表１に示す。

【００７０】上記キャリアについて実施例１と同様な試
験を行ったところ、スリーブ上の穂立ちは密であり、初
期・耐久画像ともに良好であったが、交番電界の印加に
よると思われるキャリア付着が生じた。

【００７１】比較例２ Ｆｅ₂ Ｏ₃ ６０モル％ ＺｎＯ ２５モル％ ＣｕＯ １５モル％

【００７２】上記材料を秤量し、ボールミルを用いて混
合を行った。混合粉を仮焼し、その後粉砕した。粉砕し
た資料をスラリー状にし、そのスラリーをスプレードラ
イヤーにて造粒し、造粒粉の燒結を行った。得られた燒
結粉末を風力分級機により分級し、平均粒径が４７μｍ
のキャリア粒子を得た。そのとき得られたキャリアの形
状はほぼ球形をしていた。

【００７３】得られたキャリアコアに実施例１と同様に
実施例１と同様の樹脂を被覆した。得られたキャリアの
物性を表１に示す。

【００７４】上記キャリアを用いて実施例１と同様の試
験を行ったところ、キャリア付着は生じなかったが、ス
リーブ上の穂立ちが粗く、初期画像においては画像・キ
ャリア付着共に良好であったが、空回転耐久後に、ハー
フトーンのガサつき・ラインの乱れを生じた。

【００７５】実施例２ スチレン−アクリル酸イソブチル共重合体（８０／２
０） ２０％ Ｎｉ−Ｚｎフェライト（平均粒径０．５μｍ）８０％ （モル比 Ｆｅ：Ｎｉ：Ｚｎ＝７：１：２）

【００７６】上記材料を実施例１と同様に溶融混練し、
粉砕分級を行って、その後球形化処理を行わず、磁性体
分散型キャリアコアを得た。得られたキャリアコアの平
均粒径は５１μｍであり、比抵抗は３．０×１０¹⁰Ω・
ｃｍであった。このキャリアコアに実施例１と同様の樹
脂を実施例１と同様に被覆し、磁性体分散型樹脂キャリ
アを得た。得られたキャリアの物性を表１に示す。得ら
れたキャリアについて実施例１と同様な評価を行ったと
ころ、実施例１と同様に良好な結果を得た。

【００７７】実施例３ スチレン−アクリル酸イソブチル共重合体（８０／２
０） ２０％ Ｎｉ−Ｃｕ−Ｃｒフェライト（平均粒径０．４μｍ）
８０％ （モル比Ｆｅ：Ｎｉ：Ｃｕ：Ｃｒ＝１．８：７．２：
０．５：０．５）

【００７８】上記材料を実施例１と同様に造粒し、磁性
体分散粒子を得た。得られたキャリアの表面に実施例１
と同様の樹脂を実施例１と同様に被覆した。得られたキ
ャリアの物性を表１に示す。得られたキャリアについて
実施例１と同様な評価を行ったところ、実施例１と同様
に良好な結果を得た。

【００７９】実施例４ スチレン−アクリル樹脂 １００重量部 カーボンブラック ６重量部 ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸のクロム錯塩 ４重量
部

【００８０】上記材料を用いて実施例１と同様にしてト
ナーを作成した。その時の重量平均径は、８．１μｍで
あった。

【００８１】上記トナー１００重量部と、ヘキサメチル
ジシラザンで疎水化処理したシリカ微粉体０．７重量部
とをヘンシェルミキサーにより混合して、トナー粒子表
面にシリカ微粉体を有する黒トナーを調製した。

【００８２】実施例１のキャリアと、上記トナーとをト
ナー濃度５重量％となるように混合し現像剤を得た。こ
れをキヤノン製複写機ＮＰ５０００改造機（スリーブ周
速２１０ｍｍ／ｓｅｃ、現像バイアス：２０００Ｖ_pp、
２０００Ｈｚであり、スリーブと感光ドラムの距離は５
００μｍ）を用いて実施例１と同様に画像出し耐久試験
を行った。その結果、実施例１と同様に、画像出し耐久
試験において画像・キャリア付着共に良好であった。

【００８３】実施例５ フェノール １０％ ホルムアルデヒド ５％ （ホルムアルデヒド約３７％、メタノール約１０％、残
りは水） Ｍｎ−Ｚｎフェライト（平均粒径０．３μｍ）８５％ （Ｆｅ：Ｍｎ：Ｚｎ＝５５：３５：１０）

【００８４】上記材料を塩基性触媒としてアンモニア、
重合安定化剤としてフッ化カルシウムを用いて、水相中
で攪拌を行いつつ、徐々に温度８０℃まで加温し、２時
間重合を行った。得られた重合粒子を分級することによ
り、磁性体分散型樹脂キャリアを得た。得られたコアの
粒径は５０μｍであり、比抵抗は２．８×１０⁹ Ω・ｃ
ｍであった。得られたキャリアコアの表面に実施例１と
同様の樹脂を実施例１と同様に被覆したところ、良好な
被覆状態を示した。得られたキャリアの物性を表１に示
す。

【００８５】上記キャリアについて実施例１と同様な試
験を行ったところ、画像出し・空回転耐久試験において
画像、キャリア付着共に良好であった。

【００８６】実施例６ スチレン−アクリル酸イソブチル共重合体（８０／２
０） ３０％ Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金（Ｆｅ：Ｓｉ：Ａｌ＝８５：１
０：５） ７０％ （平均粒径０．６μｍ）

【００８７】上記材料を実施例１と同様に造粒し、磁性
体分散粒子を得た。得られたキャリアの表面に実施例１
と同様の樹脂を実施例１と同様に被覆した。得られたキ
ャリアの物性を表１に示す。得られたキャリアについて
実施例１と同様な評価を行ったところ、実施例１と同様
に良好な結果を得た。

【００８８】

【表１】

【００８９】

【表２】

【００９０】

【発明の効果】本発明の磁性体分散型樹脂キャリアは、
現像極におけるキャリアの磁気特性を低くし、且つ、磁
場の小さいところでも磁化の強さが強くなるよう透磁率
を高めることにより、高画質・ハーフトーンの再現性・
細線再現性を良好にしつつ、樹脂キャリアの特徴であ
る、軽負荷による高耐久性に加え、画像上のキャリア付
着のない、高速現像に対応する現像剤用キャリアを提供
し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気特性カーブ（ヒステリシスカーブ）を模式
的に示した概略図である。横軸は、外部磁場（エルステ
ッド）であり、縦軸は、キャリアの単位体積当たりの磁
化の強さを示す。枠内に示される数値は、（σ₁₀₀ −σ
ｒ）／σ₁₀₀ の値である。

【図２】磁気特性カーブ（ヒステリシスカーブ）の第１
象限を模式的に示した概略図である。横軸は、外部磁場
（エルステッド）であり、縦軸は、キャリアの単位体積
当たりの磁化の強さを示す。枠内に示される数値は、
（σ₁₀₀ −σｒ）／σ₁₀₀ の値である。

【図３】電気抵抗の測定装置を模式的に示した概略図で
ある。

【図４】現像装置及び感光体ドラムを模式的に示した概
略図である。

【符号の説明】

１ 下部電極 ２ 上部電極 ３ 絶縁物 ４ 電流計 ５ 電圧計 ６ 定電圧装置 ７ キャリア ８ ガイドリング ２０ 感光体ドラム ２１ 現像容器 ２２ 現像剤担持体 ２３ 固定磁芯 ２３ａ〜ｅ 磁極 ２４ 現像剤規制部材 ２５ キャリア返し部材 ２６ トナー ２７ 現像剤 ３０ トナー補給ローラー ３１ 現像剤搬送ローラー ３２ 現像剤攪拌ローラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結着樹脂中に磁性体が分散されている磁
   性体分散型樹脂キャリアにおいて、キャリア粒子の平均
   粒径が５〜１００μｍであり、嵩密度が３．０ｇ／ｃｍ
   ³ 以下であり、キャリアの総量に対する磁性体の含有量
   が３０％乃至９９重量％であり、キャリアの磁気特性
   は、１０００エルステッドにおける磁化の強さ（σ１０
   ００）が３０乃至１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ であり、キャリ
   ア粒子中に分散されている磁性体が軟磁性材料で形成さ
   れ、キャリアの磁気特性は、下記式（１）、（２）を満
   たすことを特徴とする磁性体分散型樹脂キャリア。 【外１】 ［式中、σ₁₀₀₀、及びσ₃₀₀ は、それぞれ磁場１００
   ０、及び３００エルステッドにおける磁化の強さ（ｅｍ
   ｕ／ｃｍ³ ）を示す。］ 【外２】 ［式中、σ₁₀₀ 及びσ_r は、それぞれ磁場１００および
   ０エルステッドにおける磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）
   を示す。］
2. 【請求項２】 キャリア中に分散されている磁性体がＦ
   ｅ及び０を主要な必須元素として有するフェライトで形
   成され、該フェライトが、更にＬｉ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，
   Ｎ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｋ，Ｃａ，Ｔ
   ｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，
   Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔ
   ｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓ
   ｂ，Ｔｅ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，
   Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｌ，Ｐｂ，及びＢｉからなるグル
   ープから選択される元素を少なくとも１種を含有し、Ｆ
   ｅ，Ｏ及び該グループの元素を除く他の元素の含有量が
   １重量％未満である請求項１の磁性体分散型樹脂キャリ
   ア。
3. 【請求項３】 キャリアの比抵抗が１０⁸ 〜１０¹³Ω・
   ｃｍである請求項１の磁性体分散型樹脂キャリア。