JP3368720B2 - 静電潜像現像用キャリア - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、複写機やプリンター
等の画像形成装置において、感光体等の像担持体に形成
された静電潜像を現像する現像剤に使用する静電潜像現
像用キャリアに係り、特に、バインダー樹脂中に磁性粉
が分散されたバインダー型の静電潜像現像用キャリアに
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の画像
形成装置において、感光体等の像担持体に形成された静
電潜像を現像するのに使用する現像剤としては、トナー
だけを用いた一成分式の現像剤の他に、トナーとキャリ
アとを混合させた二成分式の現像剤が利用されていた。 【０００３】そして、この二成分式の現像剤において、
トナーと混合させるキャリアとしては、従来、鉄やフェ
ライト等の粉体をそのまま用いるようにしたものの他
に、これらの磁性粉をバインダー樹脂中に分散させたバ
インダー型のものが知られていた。 【０００４】ここで、鉄やフェライト等をそのまま使用
したキャリアは、一般に磁気強度が強くて、形成される
磁気ブラシの穂が硬くなり、黒べた画像中に白筋が発生
したり、写真原稿等のハーフトーン画像を現像する際に
筋状のむらが発生する等の問題があったり、またこのよ
うなキャリアは一般に体積固有電気抵抗が低いため、現
像剤中のトナー濃度が低下した場合、像担持体上におけ
る電荷がこのキャリアを通して流れ、これにより形成さ
れた画像にぬけが生じたり、現像スリーブからの注入電
荷によりキャリアが像担持体に付着したりする等の問題
があった。 【０００５】このため、近年においては、上記のように
バインダー樹脂中に磁性粉を分散させたバインダー型の
キャリアが注目されるようになった。 【０００６】一方、前記の複写機やプリンター等の画像
形成装置において高品質な画像形成を行なうため、近年
においては次第に粒径の小さなトナーが用いられるよう
になった。 【０００７】しかし、このように粒径の小さなトナーを
使用すると、単位重量あたりのトナーの比表面積が増大
し、これによりトナーとキャリアとを混合した現像剤の
流動性が低下したり、トナーの荷電の立ち上がりが悪く
なるという問題があった。 【０００８】ここで、トナーにおける荷電の立ち上がり
を良くするため、従来においては、小粒径のキャリアを
使用することが行なわれていたが、このように小粒径の
キャリアを使用した場合、現像剤の流動性を向上させる
ことはできず、逆に現像剤の流動性が更に悪くなる傾向
にあり、またこのような小粒径のキャリアが像担持体に
付着して形成される画像にキャリアかぶりが生じたり、
付着したキャリアによって像担持体が傷ついたりすると
いう問題があった。 【０００９】また、従来においては、特開昭５８−１４
０７５３号公報に示されるように、現像剤の流動性を向
上させるため、小粒径のキャリアと大粒径のキャリアと
を組み合わせて使用することが提案されていた。 【００１０】しかし、このように小粒径のキャリアと大
粒径のキャリアとを組み合わせたものをトナーと混合し
て使用するだけでは、現像剤としての所望の特性が得ら
れないという問題があった。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】この発明は、複写機や
プリンター等の画像形成装置において、感光体等の像担
持体に形成された静電潜像を現像する現像剤に使用する
静電潜像現像用キャリアにおける上記のような様々な問
題を解決することを課題とするものである。 【００１２】すなわち、この発明においては、バインダ
ー樹脂中に磁性粉が分散されたバインダー型のキャリア
を使用するにあたり、高品質な画像を得るために小粒径
のトナーを用いた場合においても、現像剤の流動性が低
下するということがなく、トナーの荷電の立ち上がりも
速やかに行なわれ、トナーが十分に帯電されて良好な画
像形成が安定して行なえるようにすることを課題とする
ものである。 【００１３】 【課題を解決するための手段】この発明においては、上
記のような課題を解決するため、バインダー樹脂中に磁
性粉が分散されてなるバインダー型の静電潜像現像用キ
ャリアにおいて、バインダー樹脂中に残留磁化が１３ｅ
ｍｕ／ｇ以下の磁性粉が含有されて平均粒径が８０〜１
５０μｍの範囲にあり残留磁化が１０ｅｍｕ／ｇ以下の
第１キャリアと、バインダー樹脂中に残留磁化が１７〜
３０ｅｍｕ／ｇの範囲にある磁性粉が含有されて平均粒
径が１５〜５０μｍの範囲にあり残留磁化が１６〜３０
ｅｍｕ／ｇの範囲にある第２キャリアとを含有させるよ
うにしたのである。 【００１４】ここで、この発明の静電潜像現像用キャリ
アにおいて、第１キャリアとして、平均粒径が８０〜１
５０μｍの範囲にあるものを用いるようにしたのは、平
均粒径が小さいと、現像剤の流動性を十分に向上させる
ことができなくなると共にキャリア付着が発生しやすく
なる一方、平均粒径が大きすぎると、トナーに対する荷
電性が悪くなるためであり、好ましくは、平均粒径が８
０〜１００μｍの範囲にあるものを用いるようにする。 【００１５】また、この第１キャリアにおいて、バイン
ダー樹脂中に残留磁化が１３ｅｍｕ／ｇ以下の磁性粉を
含有させるようにしたのは、この第１キャリアが適正な
磁化を持つようにして、現像剤の流動性を向上させるた
めであり、好ましくは残留磁化が０．１〜１３ｅｍｕ／
ｇの磁性粉を、より好ましくは残留磁化が１．０〜１０
ｅｍｕ／ｇの磁性粉を含有させるようにする。 【００１６】また、この第１キャリアにおいて、上記の
磁性粉をバインダー樹脂に含有させるにあたっては、こ
の第１キャリアの残留磁化及び飽和磁化が適当な範囲に
なるようにするため、バインダー樹脂１００重量部に対
して上記の磁性粉を２００〜５００重量部の範囲で含有
させることが好ましい。 【００１７】そして、この第１キャリアにおいては、現
像剤の流動性を向上させるために、その残留磁化が１０
ｅｍｕ／ｇ以下になるようにしており、好ましくは０．
０１〜１０ｅｍｕ／ｇの範囲になるようにする。また、
その飽和磁化については、その値が低すぎるとキャリア
付着が生じやすくなる一方、高すぎると現像剤の流動性
が悪くなるため、その飽和磁化が３５〜５０ｅｍｕ／
ｇ、好ましくは４５〜５０ｅｍｕ／ｇの範囲になるよう
にする。 【００１８】一方、この発明の静電潜像現像用キャリア
における第２キャリアとして、平均粒径が１５〜５０μ
ｍの範囲にあるものを用いるようにしたのは、平均粒径
が小さいと、キャリア付着が発生しやすくなる一方、平
均粒径が大きすぎると、トナーに対する荷電性が悪くな
るためであり、好ましくは、平均粒径が２０〜４０μｍ
の範囲にあるものを用いるようにする。 【００１９】また、この第２キャリアにおいて、バイン
ダー樹脂中に残留磁化が１７〜３０ｅｍｕ／ｇの磁性粉
を含有させるようにしたのは、残留磁化が小さいとトナ
ーとの混合性を高める効果が不十分となる一方、残留磁
化が大きすぎると現像剤の流動性を損なうためであり、
好ましくは残留磁化が１７〜２５ｅｍｕ／ｇの磁性粉を
含有させるようにする。 【００２０】また、この第２キャリアにおいて、上記の
磁性粉をバインダー樹脂に含有させるにあたっては、こ
の第２キャリアの残留磁化及び飽和磁化が適当な範囲に
なるようにするため、バインダー樹脂１００重量部に対
して上記の磁性粉を６００〜９５０重量部の範囲で含有
させることが好ましい。 【００２１】そして、この第２キャリアにおいては、現
像剤の流動性を損なうことなく、トナーとの混合性を高
めるため、その残留磁化が１６〜３０ｅｍｕ／ｇの範囲
になるようにしており、好ましくは１６〜２５ｅｍｕ／
ｇの範囲になるようにする。また、その飽和磁化につい
ては、その値が低すぎるとキャリア付着が生じやすくな
る一方、高すぎると現像剤の流動性が悪くなるため、そ
の飽和磁化が５５〜８０ｅｍｕ／ｇ、好ましくは５５〜
６５ｅｍｕ／ｇの範囲になるようにする。 【００２２】また、この発明における静電潜像現像用キ
ャリアにおいて、上記の第１キャリアと第２キャリアと
を含有させるにあたっては、粒径の大きな第１キャリア
によって現像剤の流動性を向上させると共に、粒径の小
さな第２キャリアによってトナーとの混合性、特に補給
されたトナーの取り込み性を高めて、トナーに対する帯
電性を向上させ、さらにキャリア付着等を防止する点か
ら、一般に粒径の小さな第２キャリアの含有量が３０〜
７０重量％、好ましくは３０〜５０重量％になるように
する。 【００２３】ここで、上記の第１及び第２の各キャリア
におけるバインダー樹脂としては、例えば、ポリスチレ
ン系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、スチレン−ア
クリル共重合系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエス
テル系樹脂、エポキシ系樹脂等を使用することができ
る。 【００２４】一方、これらの各キャリアに用いる磁性粉
としては、例えば、鉄，ニッケル，コバルト等の磁性金
属、これらの磁性金属と亜鉛，アンチモン，アルミニウ
ム，鉛，錫，ビスマス，ベリリウム，マンガン，セレ
ン，タングステン，ジルコニウム，バナジウム等の金属
との合金或いは混合物、上記の磁性金属と酸化チタン，
酸化マグネシウム等の金属酸化物との混合物、強磁性フ
ェライト，マグネタイト等を使用することができる。 【００２５】そして、上記の第１及び第２の各キャリア
において、上記のようなバインダー樹脂中に含有させる
磁性粉については、この磁性粉がバインダー樹脂中にお
いて均一に分散されるようにするため、その一次粒径が
５μｍ以下、好ましくは２μｍ以下、より好ましくは
０．１〜１μｍのものを用いるようにする。 【００２６】また、この発明における上記の第１及び第
２の各キャリアにおいては、バインダー樹脂中に磁性粉
が均一に分散されるようにするため、カーボンブラッ
ク，シリカ，チタニア，アルミナ等の分散剤を含有させ
るようにしても良く、分散剤を含有させる量について
は、キャリアに対して０．０１〜３重量％の範囲にする
ことが好ましい。 【００２７】また、上記の各キャリアを製造するにあた
っては、例えば、バインダー樹脂と磁性粉を所定の混合
比で加熱混合し、これを冷却させた後、粉砕し分級する
方法や、バインダー樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液に
磁性粉を分散させた後、スプレードライする方法等によ
って製造することができる。 【００２８】また、この発明における静電潜像現像用キ
ャリアと組み合わせて使用するトナーとしては、高繊細
な画像が得られるようにするため、その体積平均粒径が
９μｍ以下、好ましくは４〜９μｍの粒径の小さなトナ
ーを用いるようにする。なお、このようなトナーは、公
知の方法によって製造されたトナーを使用することがで
き、例えば、懸濁重合法、粉砕法、マイクロカプセル
法、スプレードライ法、メカノケミカル法等で製造され
たものを使用することができる。 【００２９】 【作用】この発明における静電潜像現像用キャリアにお
いては、バインダー樹脂中に磁性粉が分散されたバイン
ダー型のキャリアとして、上記のようにバインダー樹脂
中に残留磁化が１３ｅｍｕ／ｇ以下の磁性粉が含有され
て平均粒径が８０〜１５０μｍの範囲にあり残留磁化が
１０ｅｍｕ／ｇ以下の第１キャリアと、バインダー樹脂
中に残留磁化が１７〜３０ｅｍｕ／ｇの範囲にある磁性
粉が含有されて平均粒径が１５〜５０μｍの範囲にあり
残留磁化が１６〜３０ｅｍｕ／ｇの範囲にある第２キャ
リアとを一緒に使用するようにしたため、粒径の大きな
第１キャリアによって現像剤の流動性が向上すると共
に、粒径の小さな第２キャリアによってトナーとの混合
性、特に補給されたトナーの取り込み性が高められて、
トナーに対する帯電性が向上し、小粒径のトナーを使用
した場合であっても、このトナーを安定して適切に帯電
できるようになると共に、像担持体へのキャリアの付着
も少なくなる。 【００３０】 【実施例】以下、この発明の実施例に係る静電潜像現像
用キャリアについて具体的に説明すると共に、比較例の
静電潜像現像用キャリアに比べて優れていることを明ら
かにする。但し、この発明は、下記の実施例に示したも
のに限定されるものではない。 【００３１】ここで、実施例及び比較例の各キャリアを
得るにあたっては、下記のようにして製造した粒径の大
きい４種類のキャリアａ，ｂ，ｃ，ｄと、粒径の小さな
２種類のキャリアｅ，ｆを用いるようにした。 【００３２】（キャリアａ〜ｄの製造）これらのキャリ
アａ〜ｄを製造するにあたっては、使用する磁性粉の種
類を変更させ、キャリアａにおいては残留磁化σｒが
２．９ｅｍｕ／ｇのマグネタイト（戸田工業社製：ＭＴ
Ｓ−００４）を、キャリアｂにおいては残留磁化σｒが
５．１ｅｍｕ／ｇのマグネタイト（チタン工業社製：５
０５ＡＧＮ）を、キャリアｃにおいては残留磁化σｒが
１１．８ｅｍｕ／ｇのフェライト（同和鉄粉工業社製：
ＤＦＰ）を、キャリアｄにおいては残留磁化σｒが１
５．１ｅｍｕ／ｇのフェライト（ＴＤＫ社製：ＸＰ２−
４）を用いるようにした。 【００３３】そして、それぞれ上記の各磁性粉４００重
量部と、ポリエステル樹脂（花王社製：タフトンＮＥ１
１１０）１００重量部と、カーボンブラック（ライオン
油脂社製：ケッチェンブラック）２重量部と、シリカ
（日本アエロジル社製：＃２００）１．５重量部とを用
い、これらの材料をヘンシェルミキサーで混合した後、
この混合物を加圧ニーダーで溶融・混練し、この混練物
を冷却させた後、フェザーミルで粗粉砕し、更にジェッ
トミルで微粉砕し、風力分級機により分級した後、これ
をサフュージョンシステム（日本ニューマチック工業社
製）により熱処理してそれぞれ平均粒径が９０μｍにな
った各キャリアａ〜ｄを得た。 【００３４】（キャリアｅ，ｆの製造）これらのキャリ
アｅ，ｆを製造するにあたっては、磁性粉として、キャ
リアｅにおいては残留磁化σｒが１９．０ｅｍｕ／ｇの
フェライト（ＴＤＫ社製：ＸＰ３−３）を７００重量部
用いるようにし、キャリアｆにおいては残留磁化σｒが
１６．１ｅｍｕ／ｇのフェライト（ＴＤＫ社製：ＭＦＰ
−２）を７００重量部用いるようにし、上記の磁性粉以
外の材料については、上記キャリアａ〜ｄの場合と同じ
ようにし、これらの材料をキャリアａ〜ｄの場合と同様
にして、混合，混練，粉砕，分級及び熱処理して、それ
ぞれ平均粒径が４０μｍになったキャリアｅ，ｆを得
た。 【００３５】そして、実施例１〜３においては上記のキ
ャリアａとキャリアｅとを、実施例４〜６においては上
記のキャリアｂとキャリアｅとを、実施例７〜９におい
ては上記のキャリアｃとキャリアｅとを、それぞれ下記
の表１に示す割合で用いるようにし、また比較例１〜３
においては上記のキャリアｄとキャリアｆとを下記の表
２に示す割合で用いるようにした。また、比較例４にお
いては上記のキャリアａだけを、比較例５においては上
記のキャリアｂだけを、比較例６においては上記のキャ
リアｃだけを、比較例７においては上記のキャリアｄだ
けを、比較例８においては上記のキャリアｅだけを、比
較例９においては上記のキャリアｆだけを用いるように
した。 【００３６】そして、上記の実施例１〜９の各キャリア
における飽和磁化σｓと残留磁化σｒとを直流磁化特性
自動記録装置（横河北辰電機社製：ＴＹＰＥ−３２５
７）を用いて測定し、その結果を表１に示した。 【００３７】 【表１】【００３８】また、上記の比較例１〜９の各キャリアに
ついても、上記の実施例１〜９の各キャリアと同様にし
て、その飽和磁化σｓと残留磁化σｒとを測定し、その
結果を表２に示した。 【００３９】 【表２】【００４０】次に、上記実施例１〜９及び比較例１〜９
の各静電潜像現像用キャリアにそれぞれ粒径が８μｍの
トナーを加えてトナー濃度が４重量％になった各現像剤
を調製し、これらの現像剤を市販の複写機（ミノルタ社
製：Ｄｉ３０）に使用して実写テストを行ない、クリー
ニング装置によって回収された現像剤中に含まれるキャ
リアの量（キャリア回収量）を測定すると共に、トナー
補給時において発生した地肌かぶりの状態、形成される
画像における濃度むら及び形成された画像の画質を調
べ、実施例１〜９及び比較例１〜９の各静電潜像現像用
キャリアを用いた現像剤における結果を下記の表３及び
表４に示した。 【００４１】これらの表において、キャリア回収量につ
いては、１０００枚の画像形成を行なってクリーニング
装置に回収されたトナーとキャリアとを焙焼してキャリ
アの含有量を求め、キャリアの含有量が０〜８０ｍｇ／
千枚の場合を○、８０〜１２０ｍｇ／千枚の場合を△、
１２０ｍｇ／千枚以上の場合を×で示した。 【００４２】また、地肌かぶりについては、湿度３０％
の低湿環境下でトナーを連続補給して複写を行ない、白
画像部分におけるかぶりの状態を調べ、ほとんどかぶり
が生じていない場合を◎少しかぶりが生じているが品質
上問題がない場合を○、かぶりが生じているが問題がな
い限界レベルを△、多くかぶりが生じて品質上問題があ
る場合を×で示した。 【００４３】また、形成された画像における濃度むらに
ついては黒部分が３０％の画像を連続して千枚複写を行
ない、その後、両側の部分と中央部との画像濃度を測定
すると共に、各部における画像濃度差を調べＩＤが１．
３０以上で濃度差が０．０３未満の場合を○、ＩＤが
１．３０以下で濃度差が０．０３未満の場合を△、濃度
差が０．０３以上の場合を×で示した。 【００４４】また画質については、画像濃度が０．４の
画像を複写し、形成された画像における画像のきめを黙
視で評価し良好な場合を○、悪い場合を×で示した。 【００４５】 【表３】【００４６】 【表４】 【００４７】この結果から明らかなように、この発明の
条件を満たしている実施例１〜９の各キャリアを使用し
た場合には、感光体へのキャリア付着が少なく、また形
成された画像に地肌かぶりや濃度むら等が発生するとい
うことがなく、きめの細かい良好な画像が得られたのに
対して、この発明の条件を満たしていない比較例１〜９
の各キャリアを使用した場合には、上記実施例１〜９の
場合に比べて、これらの特性が悪くなっていた。 【００４８】 【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
静電潜像現像用キャリアを現像剤に使用すると、粒径の
大きな第１キャリアによって現像剤の流動性が向上され
ると共に、粒径の小さな第２キャリアによってトナーと
の混合性、特に補給されたトナーの取り込み性が高めら
れてトナーに対する帯電性が向上し、小粒径のトナーを
使用した場合であっても、このトナーが速やかに適切に
帯電されるようになると共に、像担持体にキャリアが付
着するということも抑制され、かぶりやノイズ等のない
良好な画像形成が安定して行なえるようになった。
等の画像形成装置において、感光体等の像担持体に形成
された静電潜像を現像する現像剤に使用する静電潜像現
像用キャリアに係り、特に、バインダー樹脂中に磁性粉
が分散されたバインダー型の静電潜像現像用キャリアに
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の画像
形成装置において、感光体等の像担持体に形成された静
電潜像を現像するのに使用する現像剤としては、トナー
だけを用いた一成分式の現像剤の他に、トナーとキャリ
アとを混合させた二成分式の現像剤が利用されていた。 【０００３】そして、この二成分式の現像剤において、
トナーと混合させるキャリアとしては、従来、鉄やフェ
ライト等の粉体をそのまま用いるようにしたものの他
に、これらの磁性粉をバインダー樹脂中に分散させたバ
インダー型のものが知られていた。 【０００４】ここで、鉄やフェライト等をそのまま使用
したキャリアは、一般に磁気強度が強くて、形成される
磁気ブラシの穂が硬くなり、黒べた画像中に白筋が発生
したり、写真原稿等のハーフトーン画像を現像する際に
筋状のむらが発生する等の問題があったり、またこのよ
うなキャリアは一般に体積固有電気抵抗が低いため、現
像剤中のトナー濃度が低下した場合、像担持体上におけ
る電荷がこのキャリアを通して流れ、これにより形成さ
れた画像にぬけが生じたり、現像スリーブからの注入電
荷によりキャリアが像担持体に付着したりする等の問題
があった。 【０００５】このため、近年においては、上記のように
バインダー樹脂中に磁性粉を分散させたバインダー型の
キャリアが注目されるようになった。 【０００６】一方、前記の複写機やプリンター等の画像
形成装置において高品質な画像形成を行なうため、近年
においては次第に粒径の小さなトナーが用いられるよう
になった。 【０００７】しかし、このように粒径の小さなトナーを
使用すると、単位重量あたりのトナーの比表面積が増大
し、これによりトナーとキャリアとを混合した現像剤の
流動性が低下したり、トナーの荷電の立ち上がりが悪く
なるという問題があった。 【０００８】ここで、トナーにおける荷電の立ち上がり
を良くするため、従来においては、小粒径のキャリアを
使用することが行なわれていたが、このように小粒径の
キャリアを使用した場合、現像剤の流動性を向上させる
ことはできず、逆に現像剤の流動性が更に悪くなる傾向
にあり、またこのような小粒径のキャリアが像担持体に
付着して形成される画像にキャリアかぶりが生じたり、
付着したキャリアによって像担持体が傷ついたりすると
いう問題があった。 【０００９】また、従来においては、特開昭５８−１４
０７５３号公報に示されるように、現像剤の流動性を向
上させるため、小粒径のキャリアと大粒径のキャリアと
を組み合わせて使用することが提案されていた。 【００１０】しかし、このように小粒径のキャリアと大
粒径のキャリアとを組み合わせたものをトナーと混合し
て使用するだけでは、現像剤としての所望の特性が得ら
れないという問題があった。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】この発明は、複写機や
プリンター等の画像形成装置において、感光体等の像担
持体に形成された静電潜像を現像する現像剤に使用する
静電潜像現像用キャリアにおける上記のような様々な問
題を解決することを課題とするものである。 【００１２】すなわち、この発明においては、バインダ
ー樹脂中に磁性粉が分散されたバインダー型のキャリア
を使用するにあたり、高品質な画像を得るために小粒径
のトナーを用いた場合においても、現像剤の流動性が低
下するということがなく、トナーの荷電の立ち上がりも
速やかに行なわれ、トナーが十分に帯電されて良好な画
像形成が安定して行なえるようにすることを課題とする
ものである。 【００１３】 【課題を解決するための手段】この発明においては、上
記のような課題を解決するため、バインダー樹脂中に磁
性粉が分散されてなるバインダー型の静電潜像現像用キ
ャリアにおいて、バインダー樹脂中に残留磁化が１３ｅ
ｍｕ／ｇ以下の磁性粉が含有されて平均粒径が８０〜１
５０μｍの範囲にあり残留磁化が１０ｅｍｕ／ｇ以下の
第１キャリアと、バインダー樹脂中に残留磁化が１７〜
３０ｅｍｕ／ｇの範囲にある磁性粉が含有されて平均粒
径が１５〜５０μｍの範囲にあり残留磁化が１６〜３０
ｅｍｕ／ｇの範囲にある第２キャリアとを含有させるよ
うにしたのである。 【００１４】ここで、この発明の静電潜像現像用キャリ
アにおいて、第１キャリアとして、平均粒径が８０〜１
５０μｍの範囲にあるものを用いるようにしたのは、平
均粒径が小さいと、現像剤の流動性を十分に向上させる
ことができなくなると共にキャリア付着が発生しやすく
なる一方、平均粒径が大きすぎると、トナーに対する荷
電性が悪くなるためであり、好ましくは、平均粒径が８
０〜１００μｍの範囲にあるものを用いるようにする。 【００１５】また、この第１キャリアにおいて、バイン
ダー樹脂中に残留磁化が１３ｅｍｕ／ｇ以下の磁性粉を
含有させるようにしたのは、この第１キャリアが適正な
磁化を持つようにして、現像剤の流動性を向上させるた
めであり、好ましくは残留磁化が０．１〜１３ｅｍｕ／
ｇの磁性粉を、より好ましくは残留磁化が１．０〜１０
ｅｍｕ／ｇの磁性粉を含有させるようにする。 【００１６】また、この第１キャリアにおいて、上記の
磁性粉をバインダー樹脂に含有させるにあたっては、こ
の第１キャリアの残留磁化及び飽和磁化が適当な範囲に
なるようにするため、バインダー樹脂１００重量部に対
して上記の磁性粉を２００〜５００重量部の範囲で含有
させることが好ましい。 【００１７】そして、この第１キャリアにおいては、現
像剤の流動性を向上させるために、その残留磁化が１０
ｅｍｕ／ｇ以下になるようにしており、好ましくは０．
０１〜１０ｅｍｕ／ｇの範囲になるようにする。また、
その飽和磁化については、その値が低すぎるとキャリア
付着が生じやすくなる一方、高すぎると現像剤の流動性
が悪くなるため、その飽和磁化が３５〜５０ｅｍｕ／
ｇ、好ましくは４５〜５０ｅｍｕ／ｇの範囲になるよう
にする。 【００１８】一方、この発明の静電潜像現像用キャリア
における第２キャリアとして、平均粒径が１５〜５０μ
ｍの範囲にあるものを用いるようにしたのは、平均粒径
が小さいと、キャリア付着が発生しやすくなる一方、平
均粒径が大きすぎると、トナーに対する荷電性が悪くな
るためであり、好ましくは、平均粒径が２０〜４０μｍ
の範囲にあるものを用いるようにする。 【００１９】また、この第２キャリアにおいて、バイン
ダー樹脂中に残留磁化が１７〜３０ｅｍｕ／ｇの磁性粉
を含有させるようにしたのは、残留磁化が小さいとトナ
ーとの混合性を高める効果が不十分となる一方、残留磁
化が大きすぎると現像剤の流動性を損なうためであり、
好ましくは残留磁化が１７〜２５ｅｍｕ／ｇの磁性粉を
含有させるようにする。 【００２０】また、この第２キャリアにおいて、上記の
磁性粉をバインダー樹脂に含有させるにあたっては、こ
の第２キャリアの残留磁化及び飽和磁化が適当な範囲に
なるようにするため、バインダー樹脂１００重量部に対
して上記の磁性粉を６００〜９５０重量部の範囲で含有
させることが好ましい。 【００２１】そして、この第２キャリアにおいては、現
像剤の流動性を損なうことなく、トナーとの混合性を高
めるため、その残留磁化が１６〜３０ｅｍｕ／ｇの範囲
になるようにしており、好ましくは１６〜２５ｅｍｕ／
ｇの範囲になるようにする。また、その飽和磁化につい
ては、その値が低すぎるとキャリア付着が生じやすくな
る一方、高すぎると現像剤の流動性が悪くなるため、そ
の飽和磁化が５５〜８０ｅｍｕ／ｇ、好ましくは５５〜
６５ｅｍｕ／ｇの範囲になるようにする。 【００２２】また、この発明における静電潜像現像用キ
ャリアにおいて、上記の第１キャリアと第２キャリアと
を含有させるにあたっては、粒径の大きな第１キャリア
によって現像剤の流動性を向上させると共に、粒径の小
さな第２キャリアによってトナーとの混合性、特に補給
されたトナーの取り込み性を高めて、トナーに対する帯
電性を向上させ、さらにキャリア付着等を防止する点か
ら、一般に粒径の小さな第２キャリアの含有量が３０〜
７０重量％、好ましくは３０〜５０重量％になるように
する。 【００２３】ここで、上記の第１及び第２の各キャリア
におけるバインダー樹脂としては、例えば、ポリスチレ
ン系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、スチレン−ア
クリル共重合系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエス
テル系樹脂、エポキシ系樹脂等を使用することができ
る。 【００２４】一方、これらの各キャリアに用いる磁性粉
としては、例えば、鉄，ニッケル，コバルト等の磁性金
属、これらの磁性金属と亜鉛，アンチモン，アルミニウ
ム，鉛，錫，ビスマス，ベリリウム，マンガン，セレ
ン，タングステン，ジルコニウム，バナジウム等の金属
との合金或いは混合物、上記の磁性金属と酸化チタン，
酸化マグネシウム等の金属酸化物との混合物、強磁性フ
ェライト，マグネタイト等を使用することができる。 【００２５】そして、上記の第１及び第２の各キャリア
において、上記のようなバインダー樹脂中に含有させる
磁性粉については、この磁性粉がバインダー樹脂中にお
いて均一に分散されるようにするため、その一次粒径が
５μｍ以下、好ましくは２μｍ以下、より好ましくは
０．１〜１μｍのものを用いるようにする。 【００２６】また、この発明における上記の第１及び第
２の各キャリアにおいては、バインダー樹脂中に磁性粉
が均一に分散されるようにするため、カーボンブラッ
ク，シリカ，チタニア，アルミナ等の分散剤を含有させ
るようにしても良く、分散剤を含有させる量について
は、キャリアに対して０．０１〜３重量％の範囲にする
ことが好ましい。 【００２７】また、上記の各キャリアを製造するにあた
っては、例えば、バインダー樹脂と磁性粉を所定の混合
比で加熱混合し、これを冷却させた後、粉砕し分級する
方法や、バインダー樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液に
磁性粉を分散させた後、スプレードライする方法等によ
って製造することができる。 【００２８】また、この発明における静電潜像現像用キ
ャリアと組み合わせて使用するトナーとしては、高繊細
な画像が得られるようにするため、その体積平均粒径が
９μｍ以下、好ましくは４〜９μｍの粒径の小さなトナ
ーを用いるようにする。なお、このようなトナーは、公
知の方法によって製造されたトナーを使用することがで
き、例えば、懸濁重合法、粉砕法、マイクロカプセル
法、スプレードライ法、メカノケミカル法等で製造され
たものを使用することができる。 【００２９】 【作用】この発明における静電潜像現像用キャリアにお
いては、バインダー樹脂中に磁性粉が分散されたバイン
ダー型のキャリアとして、上記のようにバインダー樹脂
中に残留磁化が１３ｅｍｕ／ｇ以下の磁性粉が含有され
て平均粒径が８０〜１５０μｍの範囲にあり残留磁化が
１０ｅｍｕ／ｇ以下の第１キャリアと、バインダー樹脂
中に残留磁化が１７〜３０ｅｍｕ／ｇの範囲にある磁性
粉が含有されて平均粒径が１５〜５０μｍの範囲にあり
残留磁化が１６〜３０ｅｍｕ／ｇの範囲にある第２キャ
リアとを一緒に使用するようにしたため、粒径の大きな
第１キャリアによって現像剤の流動性が向上すると共
に、粒径の小さな第２キャリアによってトナーとの混合
性、特に補給されたトナーの取り込み性が高められて、
トナーに対する帯電性が向上し、小粒径のトナーを使用
した場合であっても、このトナーを安定して適切に帯電
できるようになると共に、像担持体へのキャリアの付着
も少なくなる。 【００３０】 【実施例】以下、この発明の実施例に係る静電潜像現像
用キャリアについて具体的に説明すると共に、比較例の
静電潜像現像用キャリアに比べて優れていることを明ら
かにする。但し、この発明は、下記の実施例に示したも
のに限定されるものではない。 【００３１】ここで、実施例及び比較例の各キャリアを
得るにあたっては、下記のようにして製造した粒径の大
きい４種類のキャリアａ，ｂ，ｃ，ｄと、粒径の小さな
２種類のキャリアｅ，ｆを用いるようにした。 【００３２】（キャリアａ〜ｄの製造）これらのキャリ
アａ〜ｄを製造するにあたっては、使用する磁性粉の種
類を変更させ、キャリアａにおいては残留磁化σｒが
２．９ｅｍｕ／ｇのマグネタイト（戸田工業社製：ＭＴ
Ｓ−００４）を、キャリアｂにおいては残留磁化σｒが
５．１ｅｍｕ／ｇのマグネタイト（チタン工業社製：５
０５ＡＧＮ）を、キャリアｃにおいては残留磁化σｒが
１１．８ｅｍｕ／ｇのフェライト（同和鉄粉工業社製：
ＤＦＰ）を、キャリアｄにおいては残留磁化σｒが１
５．１ｅｍｕ／ｇのフェライト（ＴＤＫ社製：ＸＰ２−
４）を用いるようにした。 【００３３】そして、それぞれ上記の各磁性粉４００重
量部と、ポリエステル樹脂（花王社製：タフトンＮＥ１
１１０）１００重量部と、カーボンブラック（ライオン
油脂社製：ケッチェンブラック）２重量部と、シリカ
（日本アエロジル社製：＃２００）１．５重量部とを用
い、これらの材料をヘンシェルミキサーで混合した後、
この混合物を加圧ニーダーで溶融・混練し、この混練物
を冷却させた後、フェザーミルで粗粉砕し、更にジェッ
トミルで微粉砕し、風力分級機により分級した後、これ
をサフュージョンシステム（日本ニューマチック工業社
製）により熱処理してそれぞれ平均粒径が９０μｍにな
った各キャリアａ〜ｄを得た。 【００３４】（キャリアｅ，ｆの製造）これらのキャリ
アｅ，ｆを製造するにあたっては、磁性粉として、キャ
リアｅにおいては残留磁化σｒが１９．０ｅｍｕ／ｇの
フェライト（ＴＤＫ社製：ＸＰ３−３）を７００重量部
用いるようにし、キャリアｆにおいては残留磁化σｒが
１６．１ｅｍｕ／ｇのフェライト（ＴＤＫ社製：ＭＦＰ
−２）を７００重量部用いるようにし、上記の磁性粉以
外の材料については、上記キャリアａ〜ｄの場合と同じ
ようにし、これらの材料をキャリアａ〜ｄの場合と同様
にして、混合，混練，粉砕，分級及び熱処理して、それ
ぞれ平均粒径が４０μｍになったキャリアｅ，ｆを得
た。 【００３５】そして、実施例１〜３においては上記のキ
ャリアａとキャリアｅとを、実施例４〜６においては上
記のキャリアｂとキャリアｅとを、実施例７〜９におい
ては上記のキャリアｃとキャリアｅとを、それぞれ下記
の表１に示す割合で用いるようにし、また比較例１〜３
においては上記のキャリアｄとキャリアｆとを下記の表
２に示す割合で用いるようにした。また、比較例４にお
いては上記のキャリアａだけを、比較例５においては上
記のキャリアｂだけを、比較例６においては上記のキャ
リアｃだけを、比較例７においては上記のキャリアｄだ
けを、比較例８においては上記のキャリアｅだけを、比
較例９においては上記のキャリアｆだけを用いるように
した。 【００３６】そして、上記の実施例１〜９の各キャリア
における飽和磁化σｓと残留磁化σｒとを直流磁化特性
自動記録装置（横河北辰電機社製：ＴＹＰＥ−３２５
７）を用いて測定し、その結果を表１に示した。 【００３７】 【表１】【００３８】また、上記の比較例１〜９の各キャリアに
ついても、上記の実施例１〜９の各キャリアと同様にし
て、その飽和磁化σｓと残留磁化σｒとを測定し、その
結果を表２に示した。 【００３９】 【表２】【００４０】次に、上記実施例１〜９及び比較例１〜９
の各静電潜像現像用キャリアにそれぞれ粒径が８μｍの
トナーを加えてトナー濃度が４重量％になった各現像剤
を調製し、これらの現像剤を市販の複写機（ミノルタ社
製：Ｄｉ３０）に使用して実写テストを行ない、クリー
ニング装置によって回収された現像剤中に含まれるキャ
リアの量（キャリア回収量）を測定すると共に、トナー
補給時において発生した地肌かぶりの状態、形成される
画像における濃度むら及び形成された画像の画質を調
べ、実施例１〜９及び比較例１〜９の各静電潜像現像用
キャリアを用いた現像剤における結果を下記の表３及び
表４に示した。 【００４１】これらの表において、キャリア回収量につ
いては、１０００枚の画像形成を行なってクリーニング
装置に回収されたトナーとキャリアとを焙焼してキャリ
アの含有量を求め、キャリアの含有量が０〜８０ｍｇ／
千枚の場合を○、８０〜１２０ｍｇ／千枚の場合を△、
１２０ｍｇ／千枚以上の場合を×で示した。 【００４２】また、地肌かぶりについては、湿度３０％
の低湿環境下でトナーを連続補給して複写を行ない、白
画像部分におけるかぶりの状態を調べ、ほとんどかぶり
が生じていない場合を◎少しかぶりが生じているが品質
上問題がない場合を○、かぶりが生じているが問題がな
い限界レベルを△、多くかぶりが生じて品質上問題があ
る場合を×で示した。 【００４３】また、形成された画像における濃度むらに
ついては黒部分が３０％の画像を連続して千枚複写を行
ない、その後、両側の部分と中央部との画像濃度を測定
すると共に、各部における画像濃度差を調べＩＤが１．
３０以上で濃度差が０．０３未満の場合を○、ＩＤが
１．３０以下で濃度差が０．０３未満の場合を△、濃度
差が０．０３以上の場合を×で示した。 【００４４】また画質については、画像濃度が０．４の
画像を複写し、形成された画像における画像のきめを黙
視で評価し良好な場合を○、悪い場合を×で示した。 【００４５】 【表３】【００４６】 【表４】 【００４７】この結果から明らかなように、この発明の
条件を満たしている実施例１〜９の各キャリアを使用し
た場合には、感光体へのキャリア付着が少なく、また形
成された画像に地肌かぶりや濃度むら等が発生するとい
うことがなく、きめの細かい良好な画像が得られたのに
対して、この発明の条件を満たしていない比較例１〜９
の各キャリアを使用した場合には、上記実施例１〜９の
場合に比べて、これらの特性が悪くなっていた。 【００４８】 【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
静電潜像現像用キャリアを現像剤に使用すると、粒径の
大きな第１キャリアによって現像剤の流動性が向上され
ると共に、粒径の小さな第２キャリアによってトナーと
の混合性、特に補給されたトナーの取り込み性が高めら
れてトナーに対する帯電性が向上し、小粒径のトナーを
使用した場合であっても、このトナーが速やかに適切に
帯電されるようになると共に、像担持体にキャリアが付
着するということも抑制され、かぶりやノイズ等のない
良好な画像形成が安定して行なえるようになった。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西川 智晴
大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大
阪国際ビル ミノルタ株式会社内
(56)参考文献 特開 平３−201509（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−156761（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−220068（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−83278（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−35231（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−192262（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−333909（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−146591（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−11906（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 9/107
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 バインダー樹脂中に磁性粉が分散されて
なるバインダー型の静電潜像現像用キャリアにおいて、
バインダー樹脂中に残留磁化が１３ｅｍｕ／ｇ以下の磁
性粉が含有されて平均粒径が８０〜１５０μｍの範囲に
あり残留磁化が１０ｅｍｕ／ｇ以下の第１キャリアと、
バインダー樹脂中に残留磁化が１７〜３０ｅｍｕ／ｇの
範囲にある磁性粉が含有されて平均粒径が１５〜５０μ
ｍの範囲にあり残留磁化が１６〜３０ｅｍｕ／ｇの範囲
にある第２キャリアとが含有されていることを特徴とす
る静電潜像現像用キャリア。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12716895A JP3368720B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 静電潜像現像用キャリア |
| US08/615,966 US5834152A (en) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | Carrier and developer for electrophotographic latent image development, and image forming method using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12716895A JP3368720B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 静電潜像現像用キャリア |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=14953347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12716895A Expired - Fee Related JP3368720B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-04-26 | 静電潜像現像用キャリア |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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1995
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