JPH0651563A - 電子写真用キャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高精細なトナー画像を形成し得る電子写真用
キャリアを提供する。 【構成】 キャリア粒子の平均粒径が５〜１００μｍで
あり、嵩密度が３．０ｇ／ｃｍ³ 以下であり、該キャリ
アの磁場１０００エルステッドにおける磁化の強さ（σ
₁₀₀₀）は３０乃至１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ であり、該キャ
リアは軟磁性材料で形成され、該キャリアの磁気特性
は、下記の式を満たす。

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
電荷像現像用現像剤を構成する電子写真用キャリアに関
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。これらの方法は、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−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少量のトナーとキャリ
アとを混合した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】電子写真法は、文書複写としては一応満足
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、現像時に交番電界印
加等の種々の手法により、高画質化及び高品位化が計ら
れてきている。さらに、今後も更なる高画質化、高品位
化が望まれる。

【０００５】従来、フルカラー画像を出力するには、二
成分系現像剤が一般に用いられてきた。一般に二成分系
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、フェライト等の粒子の表面
を絶縁性樹脂により被覆したいわゆる絶縁性キャリアに
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、良好な現像画像が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ある。キャリア
コアが導電性の場合、キャリアコアをコートをして用い
るのが好ましい。また、抵抗がある程度高いフェライト
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、ハキ目を生じたり、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が好ましく用いられてい
る。

【０００７】高品位画像を形成するために、特開昭５９
−１０４６６３号公報にキャリアの飽和磁化の値を５０
ｅｍｕ／ｇ以下にすることで、ハキ目のない良好な現像
画像を得ること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
ャリアが静電潜像担持体（例えば感光ドラム）上に付着
する現象（キャリア付着）が顕著になってくる。

【０００８】また、特公平４−３８６８号公報には、保
磁力が３００ガウス以上という、いわゆるハードフェラ
イトをキャリアとして用いることが提案されている。し
かし、これは高保磁力であるハードフェライトをキャリ
アとして使いこなすための系であり、現像装置の大型化
が避けられない。小型高画質カラー複写機を実現するた
めには、固定磁芯を用いた現像剤担持体を使用すること
が好ましく、この場合高保磁力を有するハードキャリア
は、その自己凝集性のため、かえって搬送性が悪くなる
という問題がある。

【０００９】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満足するような
キャリアが待望されている。

【００１０】

【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に
ある。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】さらに、本発明の目的は、高速の現像にお
いても、キャリア付着のない高画質な画像を得る電子写
真用キャリアを提供することにある。

【００１４】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電
子写真用キャリアを提供することにある。

【００１５】さらに、本発明の目的は、高画質画像を得
るための固定磁芯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。

【００１６】さらに、本発明の目的は、多数枚の複写に
よっても画像劣化のない高画質画像を維持できる電子写
真用キャリアを提供することにある。

【００１７】

【問題を解決するための手段および作用】本発明は、電
子写真用キャリアにおいて、該キャリアの平均粒径が５
〜１００μｍであり、嵩密度が３．０ｇ／ｃｍ³ 以下で
あり、該キャリアの磁場１０００エルステッドにおける
磁化の強さ（σ₁₀₀₀）は３０乃至１５０ｅｍｕ／ｃｍ³
であり、該キャリアは軟磁性材料で形成され、キャリア
の磁気特性が下記の式（１）及び（２）を満たす電子写
真用キャリアに関する。

【００１８】

【外２】 ［式中、σ₁₀₀₀は、磁場１０００エルステッドにおける
磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）を示し、σ₃₀₀ は、磁場
３００エルステッドにおける磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ
³ ）を示し、σ₁₀₀ は、磁場１００エルステッドにおけ
る磁化の強さを示し、σｒは磁場０エルステッドにおけ
る磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）を示す。］

【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するキャリアを提
供することができるのは、以下の理由によると考えられ
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、磁気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。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、現像スリーブに現像剤をコー
トする際、規制部材付近でのキャリアブラシの磁気的な
結合力が弱く、穂が柔らかいためにトナーに対してシェ
アを余りかけず、高画質画像を長期にわたって維持でき
るからである。

【００２１】また、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。そこで本発明は、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は３０乃至１５０ｅｍｕ／ｃ
ｍ³ と、従来キャリアに比べ小さいながらも、０乃至１
００エルステッドでの磁化の強さをすばやく立ち上げる
ことによって、０乃至３００エルステッドにおける磁化
の強さを強くでき、高画質化を計りつつ、キャリア付着
を防ぐことができる。

【００２２】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
の高画質化がはかれる。

【００２３】次に本発明の構成について詳細に説明す
る。

【００２４】本発明のキャリアは、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。

【００２５】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）は３０乃
至１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ であることが必要である。さら
に好ましくは３０乃至１２０ｅｍｕ／ｃｍ³ である。１
５０ｅｍｕ／ｃｍ³ より大きい場合には、現像極での磁
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／ｃｍ
³ 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。

【００２６】さらに、本発明において重要なことは、磁
場０乃至１００エルステッドにおける磁化の強さの立ち
上がりである。従って、下記の式を満たすことが重要で
ある。

【００２７】

【外３】 ［式中、σ₁₀₀及びσｒ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。］図１のヒステリシスカーブをもって説明す
る。０．１５（ｅｍｕ／ｃｍ³ エルステッド）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
リア付着に対して効果が得られにくい。

【００２８】さらに、高画質な画像を得るためには、以
下の式を満たすことが重要である。

【００２９】

【外４】 ［式中、σ₁₀₀₀及び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。］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、本発明の如く高画質化を計りつ
つ、キャリア付着を防ぐという効果を両立することが困
難になる。すなわち、σ₁₀₀₀を満足するような値をとる
と高画質化は、はかれる反面、キャリア付着を生じやす
くなる。また、σ₃₀₀ を満足するような値をとると、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。

【００３０】このように、（１）及び（２）式を同時に
満足することにより、本発明の効果を十分に発揮できる
ものである。

【００３１】なお、本発明における磁気特性の測定は、
理研電子（株）製の直流磁化Ｂ−Ｈ特性自動記録装置Ｂ
ＨＨ−５０を用いて行った。磁気特性値は±２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。サンプルは円筒状のプラスチック容器にキ
ャリアを十分密になるようにパッキングした状態で、一
定体積０．３３２ｃｍ³になるよう作製した。この状態
で磁化モーメントを測定し、これをもって単位体積当た
りの磁化の強さを求める。

【００３２】本発明のキャリア粒子の平均粒径は、５〜
１００μｍの範囲が好ましく、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
られにくい。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個以上抽出し、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。

【００３３】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、キャリアが現像スリーブ上に
磁気的に保持される力に比べ、キャリア粒子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 Ｚ２
５０４に記載の方法に準じて行う。

【００３４】本発明のキャリアの球形度は、２以下が好
ましい。本発明のキャリアは、上記球形度が２を越える
と、現像剤としての流動性が劣るようになり、現像極に
おいて磁気ブラシの形状が悪くなるために高画質なトナ
ー画像が得られにくくなる。なお、本発明のキャリアの
球形度の測定は、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
係数を求める。

【００３５】

【外５】 ［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。］ここで、ＳＦ１
は１に近いほど球形に近いことを意味している。

【００３６】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−クしやす
く、良好なトナー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
現象を引き起こしやすく、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、図３の如き測定方法を用いた。
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た。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。

【００３７】本発明のキャリアは、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ソフ
トフェライトも用いることができる。本発明において好
ましくは、フェライトよりなり、かつ、該フェライト粒
子が周期律表ＩＡ、ＩＩＡ、ＩＩＩＡ、ＩＶＡ、ＶＡ、
ＶＩＡ、ＩＢ、ＩＩＢ、ＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩ
Ｂ、ＶＩＩＩ族の中から選ばれる元素を少なくとも１種
類以上含有しており、かつ、その他の元素の含有量が１
重量％未満であるキャリアを用いることが好ましい。

【００３８】具体的には、キャリア粒子が、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、さらにＬｉ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｎ
ａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｋ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｖ，
Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａ
ｓ，Ｓｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔ
ｅ，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
選択される元素の少なくとも１種を含有し、Ｆｅ，Ｏ及
び該グループ以外の元素の含有量が１重量％未満である
ことが好ましい。

【００３９】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り、さら
に、抵抗が下がりやすくなるために好ましくない。

【００４０】さらに好ましくは、スピネル構造単相を有
するフェライトで形成されているキャリアが良い。この
ような結晶組成相を有することで、低磁場においても磁
化の強さの立ち上がりを速くでき、キャリア付着を防止
できると考えられる。

【００４１】本発明のキャリアは、燒結法、アトマイズ
法等の製造方法によって製造が可能であり、必要に応じ
て磁性体粒径分布をシャープにして造粒したり、燒結温
度、昇温速度、加熱保持時間等をコントロールすること
ににより、本発明の磁気特性を持つキャリアを製造でき
る。

【００４２】得られたキャリアを風力分級機等の分級機
を用いて分級し、平均粒径５〜１００μｍのキャリア粒
子を得る等の操作を行っても良い。

【００４３】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が、例えば、スチレン系
樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹
脂、エポキシ系樹脂等でコートして用いることができ
る。

【００４４】本発明のキャリアと組み合わせて使用する
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を用いるの
が良い。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、本発明においてはコールターカウンター
を用いて行う。

【００４５】測定装置としてはコールターカウンターＴ
Ａ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数分布、体積
分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ
−１パーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続し、
電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶
液を調製する。測定法としては前記電解水溶液１００〜
１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはア
ルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さ
らに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電
解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前
記コールターカウンターＴＡＩＩ型により、アパチャー
として１００μアパチャーを用いて、個数を基準として
２〜４０μの粒子の粒度分布を測定して、それから各種
値を求める。

【００４６】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％以下が特に好ま
しい。なお、本発明に用いられる凝集度の測定は次のよ
うに行う。

【００４７】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を静かにフルイの上にのせ、電圧１７０Ｖ
で振動を３０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。

【００４８】

【外６】 により求める。

【００４９】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。特に、トナーに
疎水性を有する流動性向上剤を外添することが好まし
い。

【００５０】

【実施例】以下に実施例をもって本発明を説明する。こ
れらは本発明を何ら限定するものではない。尚、以下の
配合における％及び部は重量％及び重量部を示す。

【００５１】実施例１ モル比で、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ＝５５モル％、ＭｎＣＯ₃ ＝３１
モル％、ＺｎＯ＝１１モル％，ＣａＣＯ₃ ＝３モル％に
なるようにそれぞれの金属アルコキシドを秤量し、混合
し、水分を蒸発させた後、粉砕を行い、これを仮焼し
た。その後、ボールミルにより粉砕を行い、１μｍ以下
の磁性粒子を得た。これを造粒し、焼結を行った。この
とき、昇温速度１００℃／ｈｏｕｒで、１０００℃で８
ｈｏｕｒ保持した。得られたキャリア粒子を分級するこ
とで平均粒径が５１ｍ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おり、キャリ
ア表面は粒界も認められず表面平滑性に優れていた。ま
た、嵩密度は２．７２ｇ／ｃｍ³ であり、キャリア粒子
の抵抗を測定したところ１．８×１０⁷ Ω・ｃｍであっ
た。このキャリアの磁気測定を行ったところ、磁気特性
は、σ₁₀₀₀＝１０２ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σｒ＝３ｅｍｕ／
ｃｍ³ 、σ₃₀₀ ＝７５ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σ₁₀₀＝３６ｅ
ｍｕ／ｃｍ³ 、Ｈｃ＝５エルステッドであった。｜σ
₁₀₀₀−σ₃₀₀ ｜／σ₁₀₀₀＝０．２６であり、｜σ₁₀₀−
σｒ｜／１００（エルステッド）＝０．３３（ｅｍｕ／
ｃｍ³ ・エルステッド）であり、式（１）及び（２）を
満たしていた。

【００５２】さらに、この磁性キャリアの表面に、スチ
レン−メタクリル酸２−エチルヘキシル（５０／５０）
共重合体を流動層式コート方法により約０．７重量％コ
ーティングした。その時のキャリアの比抵抗は６．１×
１０¹²Ω・ｃｍであり、樹脂コートキャリアの磁気特性
は、上述のキャリアコアと実質的に同一であった。 ・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 ・銅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

【００５３】上記材料を十分予備混合を行った後、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８．４μｍである負帯電性のシアン色の
粉体（トナー）を得た。

【００５４】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１．０
重量部とを混合して、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。

【００５５】樹脂コート磁性フェライトキャリアとトナ
ーとをトナー濃度５重量％となるように混合し二成分系
現像剤を得た。これをキヤノン製フルカラーレーザー複
写機ＣＬＣ−５００改造機を用いて画像出しを行った。
このときの現像器および感光ドラムの現像領域部分の模
式図を図４に示す。現像スリーブと現像剤規制部材との
距離は４００μｍであり、現像スリーブと感光ドラムと
の周速比が１．４：１であり、現像スリーブの周速は、
３００ｍｍ／ｓｅｃ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２０００
Ｖ_P-P 、周波数３０００Ｈｚであり、現像スリーブと感
光ドラムの距離は５００μｍとした。このとき、現像ス
リーブ上の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わか
った。

【００５６】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、ガサツキもなく、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。さらに、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分間行った後の、画出しにお
いても、画質に関して特に問題はなく、キャリア付着は
なく、非常に良好であった。

【００５７】比較例１ モル比で、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ＝５０モル％、ＺｎＯ＝２０モル
％，ＣｕＯ＝１７モル％、Ｍｎ＝１３モル％になるよう
に秤量し、ボールミルを用いて混合を行った。これを実
施例１と同様にして、平均粒径が５２ｍ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
していたが、表面には、粒界が観察された。また、嵩密
度は２．１７ｇ／ｃｍ³ であった。また、キャリア粒子
の抵抗を測定したところ３．１×１０⁹ Ω・ｃｍであっ
た。このキャリアの磁気測定を行った結果、そのときの
磁気特性は、σ₁₀₀₀＝５３ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σｒ＝２ｅ
ｍｕ／ｃｍ³ 、σ₃₀₀ ＝１８ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σ₁₀₀ ＝
７ｅｍｕ／ｃｍ³ 、Ｈｃ＝５エルステッドであった。そ
のとき｜σ₁₀₀₀−σ₃₀₀ ｜／σ₁₀₀₀＝０．６６、｜σ
₁₀₀−σｒ｜／１００（エルステッド）＝０．０５（ｅ
ｍｕ／ｃｍ³ ・エルステッド）であり、式（１）及び
（２）を満足していなかった。

【００５８】得られたキャリアを実施例１と同様にして
表面樹脂コートした。このときの樹脂コートキャリアの
比抵抗は１．５×１０¹²Ω・ｃｍであった。

【００５９】さらに、得られた磁性樹脂コートキャリア
と実施例１で用いたトナーとを実施例１と同様に混合
し、二成分系現像剤とした。この現像剤を実施例１と同
様にして、画出し試験を行ったところσ₁₀₀₀の値が小さ
くなっているため、現像スリーブ上での磁気ブラシの密
度が密で、ハーフトーン部でのガサツキもなく、また、
細線の再現性に優れていたが、０乃至３００エルステッ
ドにおける磁化の強さが弱いために非画像部にキャリア
付着が認められ、それに伴い非画像部でのトナーカブリ
が観察された。また、実施例１と同様に空回転試験を行
ったところ、ハーフトーン部のガサツキは良好であった
が、キャリア付着が生じていた。

【００６０】比較例２ モル比で、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ＝６２モル％、ＺｎＯ＝１６モル
％、ＣｕＯ＝２２モル％になるように秤量し、ボールミ
ルを用いて混合を行った。これを実施例１と同様にし
て、平均粒径が５０μｍ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おり、平滑
性も優れていた。また、嵩密度は、２．７７ｇ／ｃｍ³
であった。また、キャリア粒子の抵抗を測定したとこ
ろ、４．０×１０⁹ Ω・ｃｍであった。このキャリアの
磁気測定を行ったところ、そのときの磁気特性は、σ
₁₀₀₀＝２１４ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σｒ＝２ｅｍｕ／ｃｍ
³ 、σ₃₀₀＝１１３ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σ₁₀₀ ＝４０ｅｍ
ｕ／ｃｍ³ 、Ｈｃ＝１０エルステッドであった。そのと
き、｜σ₁₀₀₀−σ₃₀₀ ｜／σ₁₀₀₀＝０．４７、｜σ₁₀₀
−σｒ｜／１００＝０．３８（ｅｍｕ／ｃｍ³ ・エルス
テッド）であり、（２）は満足していたが、式（１）を
満足していなかった。

【００６１】得られたキャリアを実施例１と同様にして
表面樹脂コートした。このときのキャリアの比抵抗は
３．２×１０¹³Ω・ｃｍであった。

【００６２】得られたキャリアと実施例１で用いたトナ
ーとを実施例１と同様に混合し、現像剤とした。この現
像剤を実施例１と同様にして、画出し試験を行ったとこ
ろ現像スリーブ上での現像剤の流動性は良好であり、搬
送には優れていたが、現像極における現像剤の磁気ブラ
シが粗くなっているのが観察され、画像上ハーフトーン
部でのガサツキが見られた。また、実施例１と同様に空
回転試験を行ったところ、特に、ハーフトーン部でのガ
サツキが見られた。

【００６３】実施例２ モル比で、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ＝５８モル％、ＮｉＯ＝１５モル
％、ＺｎＯ＝２７モル％になるように秤量し、ボールミ
ルを用いて混合を行った。これを焼成、粉砕、造粒を行
った後、実施例１と同様にして、燒結して、平均粒径が
４３μｍ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おり、表面平滑性もあっ
た。また、嵩密度は、２．６４ｇ／ｃｍ³ であり、ま
た、キャリア粒子の抵抗を測定したところ、７．７×１
０⁸ Ω・ｃｍであった。このキャリアの磁気測定を行っ
た結果、そのときの磁気特性は、σ₁₀₀₀＝５４ｅｍｕ／
ｃｍ³、σｒ＝１ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σ₃₀₀ ＝４８ｅｍｕ
／ｃｍ³ 、σ₁₀₀ ＝３２ｅｍｕ／ｃｍ³ 、Ｈｃ＝２エル
ステッドであった。そのとき、｜σ₁₀₀₀−σ₃₀₀ ｜／σ
₁₀₀₀＝０．１１であり、｜σ₁₀₀−σｒ｜／１００＝
０．３１（ｅｍｕ／ｃｍ³・エルステッド）で式（１）
及び（２）を満たしていた。

【００６４】得られたキャリアを実施例１と同様にして
表面樹脂コートした。このときのキャリアの比抵抗は
１．１×１０¹³Ω・ｃｍであった。

【００６５】この磁性樹脂コートフェライトキャリアと
実施例１で用いたトナーとを実施例１と同様にトナー濃
度６重量％になるように混合し、現像剤とした。この現
像剤を実施例１と同様にして、画出し試験を行ったとこ
ろ現像スリーブ上での磁気ブラシの密度がより密にな
り、ハーフトーン部でのガサツキもなく、また、細線の
再現性に非常に優れていた。さらに、キャリア付着は良
好であった。また、空回転後の画像は、特にハーフトー
ン均一性に優れ、細線の再現性も良好であり、また、キ
ャリア付着も特に問題なかった。

【００６６】実施例３ モル比で、Ｆｅ＝１７モル％、Ｎｉ＝７５モル％、Ｃｕ
＝６モル％、Ｃｒ＝２モル％になるように調合し、その
溶湯から水アトマイズ法を用いてキャリア粒子を得た。
得られたキャリアを熱処理を行い、さらに、風力分級機
により分級し、平均粒径が４５μｍ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。また、嵩密度は、２．９０ｇ／ｃｍ³ であった。
また、キャリア粒子の抵抗を測定したところ、５．２×
１０^-3 Ω・ｃｍであった。このキャリアの磁気測定を
行った結果、そのときの磁気特性は、σ₁₀₀₀＝１３２ｅ
ｍｕ／ｃｍ³ 、σｒ＝０ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σ₃₀₀ ＝１１
０ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σ₁₀₀＝７６ｅｍｕ／ｃｍ³ 、Ｈｃ
＝０エルステッドであった。そのとき、｜σ₁₀₀₀−σ
₃₀₀ ｜／σ₁₀₀₀＝０．１７であり、｜σ₁₀₀−σｒ｜／
１００＝０．７６（ｅｍｕ／ｃｍ^３ ・エルステッド）
で式（１）及び（２）を満たしていた。

【００６７】得られたキャリアに実施例１で用いた樹脂
を実施例１と同様にしてコートした。このとき得られた
キャリアの比抵抗は、９．２×１０⁹ Ω・ｃｍであっ
た。

【００６８】この磁性樹脂コートキャリアと実施例１で
用いたトナーとを実施例１と同様に混合し、現像剤とし
た。この現像剤を実施例１と同様にして、画出し試験を
行ったところ、濃度は十分で、ベタ部の均一性があり、
ハーフトーン部でのガサツキがなく、また、細線の再現
性に非常に優れていた。また、画像部、非画像部ともに
キャリア付着は良好で、高画質な画像を出力できた。ま
た、空回転試験でもハーフトーン部のガサツキ、画質、
キャリア付着は特に問題なかった。

【００６９】実施例４ 実施例２で用いたキャリアと下記のトナーを混合して二
成分系現像剤とした。

【００７０】・スチレン−アクリル樹脂 １００重量部 ・カーボンブラック ５重量部 ・ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸のクロム錯塩 ４重
量部

【００７１】上記材料を実施例１と同様にして黒トナー
を作製した。黒トナーの重量平均径は７．６μｍであっ
た。

【００７２】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。

【００７３】該キャリアと黒トナーとをトナー濃度６重
量％となるように混合し二成分系現像剤を得た。これを
実施例１と同様に画像出し試験を行った。

【００７４】この結果、ベタ画像の濃度も十分であり、
また、ガサツキもなく、ハーフトーン再現性に優れ、特
に、ライン画像の再現性が良好であった。さらに、キャ
リア付着は認められなかった。また、空回転試験でもハ
ーフトーン部のガサツキ、画質は初期と比べて遜色な
く、キャリア付着も問題なかった。

【００７５】本発明のキャリア物性について、表１に示
し、また、評価結果について表２に示した。表２中の◎
は非常に良好、○は良好、△は可、×は不可を示す。

【００７６】

【表１】

【００７７】

【表２】

【００７８】

【発明の効果】本発明の電子写真用キャリアは、現像極
におけるキャリアの磁気特性を低くし初期及び多数枚の
複写においても高画質化を計りつつ、かつ、０〜３００
エルステッドの如き低磁場において、キャリアの磁化の
強さをすばやく立ち上げることにより、画像上にキャリ
ア付着させない電子写真用キャリアを提供するものであ
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）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、（σ₁₀₀₀−σ
₃₀₀ ）／σ₁₀₀₀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】現像装置およ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 ４０ 交番バイアス印加手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリア粒子の平均粒径が５〜１００μ
   ｍであり、嵩密度が３．０ｇ／ｃｍ³ 以下であり、該キ
   ャリアの磁場１０００エルステッドにおける磁化の強さ
   （σ₁₀₀₀）は３０乃至１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ であり、該
   キャリアは軟磁性材料で形成され、該キャリアの磁気特
   性は、下記の式（１）及び（２）を満たすことを特徴と
   する電子写真用キャリア。 【外１】 ［式中、σ₁₀₀₀は、磁場１０００エルステッドにおける
   磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）を示し、σ₃₀₀ は、磁場
   ３００エルステッドにおける磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ
   ³ ）を示し、σ₁₀₀ は、磁場１００エルステッドにおけ
   る磁化の強さを示し、σｒは磁場０エルステッドにおけ
   る磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ^３ ）を示す。］
2. 【請求項２】 キャリア粒子が、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、さらにＬｉ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａ
   ｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｋ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，
   Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｒ
   ｂ，Ｓｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐ
   ｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｃｓ，Ｂ
   ａ，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
   素の少なくとも１種を含有し、Ｆｅ，Ｏ及び該グループ
   以外の元素の含有量が１重量％未満である請求項１の電
   子写真用キャリア。
3. 【請求項３】 キャリアが、フェライトで形成され、フ
   ェライトがスピネル型結晶単相を有する請求項１または
   ２の電子写真用キャリア。
4. 【請求項４】 キャリアは、比抵抗が１０⁸ 〜１０¹³Ω
   ・ｃｍを有する請求項１の電子写真用キャリア。