JPH09236945A - 二成分系現像剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有害元素を含まないＬｉ−Ｍｎ系フェライト
キャリアを使用し、高画質の画像が得られる二成分系現
像剤を提供する。 【解決手段】 磁性キャリアと、結着樹脂および着色剤
を含有するトナーからなる二成分系現像剤において、モ
ル比にてＬｉ₂ Ｏ５〜１５％、ＭｎＯ８〜３０％、Ｆｅ
₂ Ｏ₃ ６０〜９０％の基本組成を有し、表面に樹脂材料
からなる被覆層を形成し、Ｄ．Ｃ．２００Ｖ／cmの電場
における体積固有電気抵抗を１０⁵ 〜１０¹³Ω・cmに形
成したＬｉ−Ｍｎ系フェライトキャリアと、平均粒径を
５〜１５μｍ、摩擦帯電量を絶対値で５〜６０μｃ／ｇ
に形成したトナーとにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、乾式複写機などの画像形成装置における画像担体
の表面に形成された静電荷像を現像する際に使用される
二成分系現像剤に関するものであり、特にＬｉ−Ｍｎ系
のフェライトキャリアを構成要素とする二成分系現像剤
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真法を応用したプリンタ、フ
ァクシミリ等においては、例えば円筒状に形成した感光
体ドラム上に情報に対応した静電荷像を形成し、感光体
ドラムと対向して設けた永久磁石部材を内蔵する現像ロ
ールにより、磁性現像剤を吸着搬送し、現像領域におい
て磁気ブラシを形成すると共に、この磁気ブラシによっ
て前記感光体ドラム上の静電荷像形成面を摺擦し、トナ
ー像として顕像化する。そしてこの顕像化したトナー像
を記録紙に転写した後、熱定着するのが最も一般的な手
段である。

【０００３】上記の現像方法において使用される磁性現
像剤としては、トナーのみからなる一成分系現像剤と、
トナーと磁性キャリアとの混合粉体である二成分系現像
剤とがある。二成分系現像剤を使用する現像方法におい
ては、トナーと磁性キャリアとを所定の比率で混合し、
両者を摩擦帯電させて、所定の極性に帯電したトナーの
みを、感光体ドラムの表面に形成された静電荷像に付着
させて可視像とするのである。

【０００４】上記の二成分系現像剤には、一般的に連続
現像における画像品質の安定性、維持性が要求される。
そのためには、トナーに対する磁性キャリアの帯電付与
能力および現像剤抵抗を適正範囲内に維持する必要があ
り、現像初期における帯電付与能力および現像剤抵抗
が、長時間使用後においても変化しないことが望まし
い。

【０００５】次にトナーとしては結着樹脂中に染料、顔
料などの着色剤や、磁性粉、電荷制御剤、ワックスなど
の各種の機能性添加剤を混合分散させて粉砕した微粉末
が使用されている。一方磁性キャリアとしては鉄粉また
はフェライト粉が多用されている。このようなトナーと
磁性キャリアとの混合粉体である現像剤における帯電付
与能力および抵抗を安定した状態に維持することを目的
として、従来からトナーについては結着樹脂、電荷制御
剤、その他の添加剤の設計や選択が検討されると共に、
磁性キャリアについては鉄粉の酸化処理法、フェライト
の構成材料、更にはこれら磁性粉の表面性状、被覆材料
およびその処理方法などが種々検討されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記磁性キャリアのう
ち鉄粉キャリアは表面に適当な処理（例えば酸化処理）
を施して使用されるが、長時間使用すると粒子の表面が
物理的にあるいは化学的に変化してトナーが付着（トナ
ースペント）し、帯電付与能力が低下してしまったり、
あるいは使用環境の湿度に敏感となって画像の鮮明度が
低下することがあり、寿命が短いという欠点がある。

【０００７】一方フェライトキャリアは鉄粉キャリアと
比較して化学的に安定であると共に、使用中における抵
抗の変化が少なく、更に見掛け密度が鉄粉キャリアの約
２／３である等の利点を有することから実用化が進めら
れてきた。

【０００８】フェライトキャリアは適当な金属酸化物と
鉄酸化物との完全混合物から構成されており、Ｎｉ，Ｚ
ｎ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ｌｉ，Ｂａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃａ等
の酸化物と、３価の鉄酸化物との焼結体である。このよ
うなフェライトキャリアとしては種々の組成のものが知
られているが、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系
フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトが一般的である。

【０００９】しかしながら、これらのフェライトキャリ
ア中にはＺｎ，Ｎｉ等の人体に有害な元素が含有される
ことから、廃棄物として処理される際には法的規制を受
けるなどの実用上の面で問題がある。この点Ｌｉ−Ｍｎ
系フェライトキャリアは上記のような法的規制を受ける
ことがないため、近年において注目されてはいるもの
の、組成も含めて、最適現像条件が確立されてなく、高
画質の画像を安定して形成することが困難であるという
問題点がある。

【００１０】またフェライトキャリアの体積固有電気抵
抗を調整するために、表面に樹脂材料からなる被覆層を
設けることがあるが、この被覆層が厚すぎるとトナーを
適正に帯電することができず、画質を低下させるという
問題点もある。

【００１１】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
を解決し、有害元素を含まないＬｉ−Ｍｎ系フェライト
キャリアを使用し、高画質の画像が得られる二成分系現
像剤を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明においては、磁性キャリアと、結着樹脂お
よび着色剤を含有するトナーからなる二成分系現像剤に
おいて、モル比にてＬｉ₂ Ｏ５〜１５％、ＭｎＯ８〜３
０％、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ６０〜９０％の基本組成を有し、表面
に樹脂材料からなる被覆層を形成し、Ｄ．Ｃ．２００Ｖ
／cmの電場における体積固有電気抵抗を１０⁵ 〜１０¹³
Ω・cmに形成したＬｉ−Ｍｎ系フェライトキャリアと、
平均粒径を５〜１５μｍ、摩擦帯電量を絶対値で５〜６
０μｃ／ｇに形成したトナーとにより構成する、という
技術的手段を採用した。

【００１３】本発明におけるＬｉ−Ｍｎ系フェライトキ
ャリアは、結晶学的にはスピネル型結晶構造を有するも
のであり、具体的には、モル比でＬｉ₂ Ｏ５〜１５％、
ＭｎＯ８〜３０％、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ６０〜９０％の基本組成
を有する。Ｌｉ₂ Ｏは、５％未満であるとトナーの帯電
量が不足し、また体積固有電気抵抗が高くなりすぎるた
め画像濃度が低下し、更にエッジ効果が強すぎてベタ黒
濃度が不均一となるため好ましくない。一方Ｌｉ₂ Ｏが
１５％を超えると、飽和磁化が低くなりすぎて、キャリ
ア付着が生じ易くなるため不都合である。

【００１４】次にＭｎＯは、８％未満であると、飽和磁
化が低くなるのでキャリア付着が生じ易くなり、一方３
０％を超えると、飽和磁化が高すぎて、磁気ブラシによ
る像担持体に対する摺擦力が強くなりすぎ、ブラシマー
クが生じ易いため、何れも好ましくない。更にＦｅ₂ Ｏ
₃ は、６０％未満であると、飽和磁化が低くなって画像
濃度が低下すると共に、キャリア付着が生じ易くなり、
一方９０％を超えると、飽和磁化が高くなりすぎて、ブ
ラシマークを生じ易いため、何れも好ましくない。

【００１５】次に本発明におけるＬｉ−Ｍｎ系フェライ
トキャリアでは、上記の基本組成に対して、Ａｓ，Ｖ，
Ｂｉ，Ｓｂ，Ｂ，Ｓｉ，Ｃａ等の金属化合物を単独また
は複合で 0.1〜 1.5重量％添加してもよい。これにより
焼結密度の向上と異常結晶粒成長の抑制がなされ、均質
な粒子表面形態を有するＬｉ−Ｍｎ系フェライトキャリ
アが得られる。

【００１６】この場合において、添加物としては、例え
ば、Ａｓ₂ Ｏ₃ ，Ｖ₂ Ｏ₅ ，Ｂｉ₂Ｏ₃ ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ ，
Ｂ₂ Ｏ₃ ，ＳｉＯ₂ ，ＣａＯなどの金属酸化物が適用さ
れるが、これらは加熱により金属酸化物となりうる金属
塩類であってもよい。

【００１７】なおＬｉ−Ｍｎ系フェライトキャリアの焼
結密度の向上と異常結晶粒成長の抑制のためには、添加
する金属化合物の量は、重量にして 0.5％以下が望まし
いが、異常結晶粒成長が発生し始める 0.5％以上の添加
であっても、その重量が1.５％程度までは粒子表面への
樹脂等によるコーティングをしなくとも実用が可能であ
る。金属化合物の添加量は 0.1〜 0.5％の範囲内で使用
するのが最も望ましい。

【００１８】本発明において、Ｌｉ−Ｍｎ系フェライト
キャリア粒子は、その平均粒径（振動篩法によって得ら
れた各粒子の重量百分率（粒度分布）から算出）が１０
〜１５０μｍの範囲内にあることが望ましく、特殊な静
電記録などの用途の場合を除いては、粒径が１０μｍ未
満の場合にはキャリアが感光体表面に付着しやすくな
り、一方、粒径が１５０μｍを超える場合には、画像そ
のものが粗となり好ましくない。より好ましくは３０〜
１００μｍの範囲である。

【００１９】本発明において、上記フェライトキャリア
は、その飽和磁化値は４０emu ／ｇ以上であることが望
ましい。飽和磁化値が４０emu ／ｇより小さい場合には
現像剤支持手段への吸着力が低下するために、キャリア
付着が生じやすくなり、画像上に白抜けなどの欠陥を生
じ不都合である。さらには、σ₁₀₀₀（１０００Ｏｅの磁
界中で測定した磁化の値）が４０emu ／ｇ以上であるこ
とが望ましい。

【００２０】本発明において、上記フェライトキャリア
は、Ｄ．Ｃ．２００Ｖ／cmの電場における体積固有電気
抵抗値が１０⁵ 〜１０¹³Ω・cmの範囲内であることが望
ましい。これは、体積固有電気抵抗値が１０⁵ Ω・cm未
満では磁気ブラシからキャリアが離脱し易くなり、像担
持手段の表面への付着を招いてしまい、一方１０¹³Ω・
cmを超えるとエッジ効果が強まりベタ黒現像濃度が不均
一となるからである。体積固有電気抵抗値のより好まし
い範囲は、１０⁶ 〜１０¹¹Ω・cmである。

【００２１】なお上記体積固有電気抵抗値は、キャリア
粒子の表面に樹脂被覆層を形成することによって調整す
ることができる。このような樹脂被覆層を形成する材料
としては、スチレン−アクリル系共重合体、シリコーン
樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。そして上記樹脂被覆
層は、体積固有電気抵抗を上記範囲に収めるために、キ
ャリア粒子の表面に薄く、またはキャリア粒子の表面が
一部露出するように形成するのが好ましく、このために
は樹脂材料をキャリア粒子１００重量部に対して 0.5〜
2.0重量部添加するとよい。

【００２２】樹脂の被覆法としては、例えば樹脂をトル
エン、キシレン等の溶剤に希釈し、流動床法、スプレー
法または浸漬法等により樹脂溶液をキャリア粒子表面に
塗布し、次いで溶剤を揮発させればよい。なお樹脂被覆
層の内部および／または表面に種々の添加物（カーボン
ブラック、金属またはその酸化物等の導電材、シリカ、
アルミナ、酸化チタン、タルク等の無機物質、ニグロシ
ン染料、含金属アゾ染料、トリフェニルメタン系染料、
アルキルサリチル酸金属錯体等）などを添加してもよ
い。

【００２３】本発明において、上記フェライトキャリア
の保磁力が５０Ｏｅを超える場合には、粒子そのものが
永久磁石の性質を持ち、現像剤支持手段等に強く付着し
て現像に直接寄与するトナーの流動性を悪くするため
に、画像ムラが発生し良好な画像は得られなくなるの
で、その保磁力は５０Ｏｅ以下であることが望ましい。

【００２４】また上記フェライトキャリアには長寿命に
つながることから耐摩耗性が必要である。フェライト粒
子の破壊強度は５０００ｇ／cm² 以上であることが望ま
しい。

【００２５】本発明におけるＬｉ−Ｍｎ系フェライトキ
ャリアは、例えば次のような方法によって製造すること
ができる。最初に、所定量の金属酸化物と酸化鉄（Ｆｅ
₂ Ｏ ₃ ）および添加物として金属化合物を所定量秤量し
混合する。次に、得られた混合物を８００〜１０００℃
の範囲で数時間仮焼し、その後数μｍ以下の粒径に粉砕
する。得られた粉砕粉は、必要に応じて粘結剤を加えて
から、加熱雰囲気中で噴霧乾燥して造粒する。得られた
球状粒子は１１００〜１３００℃の温度で焼結し、次い
で解砕および分級を行ってＬｉ−Ｍｎ系フェライトキャ
リアが得られる。

【００２６】本発明における現像剤は、上記フェライト
キャリアを負帯電性トナーまたは正帯電性トナーと混合
して調整される。混合はトナー濃度が２〜２０重量％の
範囲になるようにするのが望ましい。本発明における現
像剤として用いるトナーは、結着樹脂と着色剤を必須成
分として、電荷制御剤、磁性体、離型剤、流動化剤など
を任意成分として含有する。

【００２７】最初に負帯電性トナーについて述べる。こ
の負帯電性トナーは正に帯電したセレン感光体を用いる
正規現像方式、または負に帯電した酸化亜鉛や有機感光
体を用いる反転現像方式に適用する。近年においては電
子写真方式を採用した複写機の複写速度やレーザービー
ムプリンタの印字速度が向上し、高速定着の要求が増
し、トナーには高速定着性が強く求められている。ま
た、省エネルギーの立場からは、消費電力の少ないヒー
トロール定着装置が用いられる。そのためには、より低
温で定着するトナーが必要とされる。ポリエステル樹脂
は低軟化温度が得られやすく、このような理由から結着
樹脂には、負帯電性トナーとする場合はポリエステル樹
脂を用いることが好ましい。勿論これ以外のトナー用樹
脂（スチレン系樹脂、エポキシ樹脂など）を用いてもよ
い。ポリエステル樹脂には線状ポリエステル樹脂と非線
状ポリエステル樹脂とがあるが、より優れた高速定着性
を有する非線状ポリエステル樹脂が望ましい。

【００２８】非線状ポリエステル樹脂は、１種または２
種以上のポリオールと１種または２種以上のポリカルボ
ン酸とから生成される。ただし、ポリオールとポリカル
ボン酸の少なくとも１種は３価以上であり、重縮合反応
により非線状のポリマー骨格を形成するものである。こ
こで「非線状」とは、３価以上のポリオールおよび／ま
たはポリカルボン酸の存在によりポリマー骨格に枝分か
れがある状態をいう。ポリオールとしては２価のジオー
ルおよび３価以上のポリオールがあり、ポリカルボン酸
としては２価のジカルボン酸および３価以上のポリカル
ボン酸がある。また、芳香族のビスフェノールＡ型ポリ
エステル樹脂が望ましい。

【００２９】着色剤としては、カーボンブラック、アニ
リンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、ウ
ルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリン
イエロー、ジスアゾイエロー、メチレンブルークロライ
ド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオクサ
レート、ランプブラック、ローズベンガル、キナクドリ
ンマゼンタ等を挙げることができる。通常トナー全量に
対して３〜１５重量％添加する。

【００３０】負の電荷制御剤としては、含金属アゾ染
料、銅フタロシアニン染料、サリチル酸のアルキル誘導
錯体などを挙げることができる。添加量は、トナー全量
に対して１〜１０重量％の範囲が適当である。

【００３１】磁性トナーとする場合には、磁性体を含有
させる。磁性体としては、フェライト、マグネタイトを
はじめとする鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す
元素を含む合金あるいは化合物、その他熱処理等何らか
の処理を施すことによって強磁性を示す種々の合金等が
用いられる。具体例としては、マグネタイト、コバルト
添加マグネタイト、スピネル型フェライト、マグネトプ
ランバイト型フェライトなどが挙げられる。これらの磁
性体は平均粒径 0.1〜１μｍの微粉末として結着樹脂中
に分散され、その含有量は、トナー全量に対して３０〜
６０重量％の範囲が適当である。

【００３２】離型剤はオフセット現象を防ぐために使わ
れる。オフセット現象とは、ヒートロール定着方式にお
いてヒートロール表面にトナーの一部が付着し再び紙上
に付着し、画像を汚す現象である。離型剤としては、ポ
リオレフィン、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、部分ケ
ン化脂肪酸エステル、高級脂肪酸、高級アルコール、パ
ラフィンワックス、多価アルコールエステルなどを挙げ
ることができる。特に重量平均分子量が５0,０００以下
の低分子量ポリプロピレン、またはポリエチレンワック
スが有効である。離型剤の含有量は、0.５〜３０重量％
の範囲が適当であり、好ましくは１〜１０重量％であ
る。

【００３３】流動化剤としては、シリカ、アルミナ、酸
化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、
チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜
鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイソウ土などの微粉末を
トナー粒子の表面に微量添加する。添加量は、トナー全
量に対して0.05〜５重量％の範囲が適当である。

【００３４】次に正帯電性トナーについて述べる。正帯
電性トナーは正に帯電したセレン感光体を用いる反転現
像方式、または負に帯電した酸化亜鉛や有機感光体を用
いる正規現像方式に適用する。ポリエステル系樹脂は負
帯電性が強く、正帯電性トナーには不適当であることか
ら、正帯電性トナーとする場合はスチレン−アクリル系
共重合体樹脂が用いられることが多い。勿論これ以外の
トナー用樹脂（エポキシ、アクリル、ポリエステルな
ど）を用いてもよい。

【００３５】スチレン−アクリル系共重合体樹脂は、ス
チレン系単量体およびアクリル系単量体より得られる共
重合体である。スチレン系単量体の具体例としては、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、α−メチルスチレン、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−フェニル
スチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチ
レン等を挙げることができる。

【００３６】これらの単量体は単独で用いてもよいし、
複数のものを組み合わせて用いてもよい。また、前記の
アクリル系単量体の具体例としては、例えばアクリル
酸、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
クリル酸ラウリル、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、α−クロルアクリル酸メチル、メタ
クリル酸、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、メタクリル酸ラウリル、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、メタクリル酸ジメチルアミノエチ
ル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のα−メチレ
ン脂肪族モノカルボン酸エステル類；アクリル酸もしく
はメタクリル酸誘導体；その他を挙げることができる。
これらの単量体は単独で用いてもよいし、複数のものを
組み合わせて用いてもよい。スチレン−アクリル系共重
合体の製造方法は溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法
など種々の方法を用いることができる。

【００３７】着色剤としては、カーボンブラック等、前
述の着色剤と同様のものを挙げることができる。通常ト
ナー全量に対して１〜２０重量％添加する。正の電荷制
御剤としては、ニグロシン系染料が最も広く用いられ、
他に四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、
ピペラジン系ポリマーなども用いられる。添加量は、ト
ナー全量に対して１〜１０重量％の範囲が適当である。

【００３８】磁性トナーとする場合には、前述と同様の
磁性体の合金あるいは化合物等が用いられる。これらの
磁性体は平均粒径 0.3〜１μｍの微粉末として結着樹脂
中に分散され、その含有量は、トナー全量に対して４０
〜６０重量％の範囲が適当である。

【００３９】離型剤としては、前述と同様の低分子量ポ
リプロピレン、ポリエチレンワックスなどを挙げること
ができる。離型剤の含有量は、 0.5〜３０重量％の範囲
が適当であり、好ましくは１〜１０重量％である。

【００４０】流動化剤としては、前述と同様のシリカな
どの微粉末をトナー粒子の表面に微量添加する。添加量
は、トナー全量に対して0.05〜３重量％の範囲が適当で
ある。

【００４１】本発明において使用するトナーは、次のよ
うな特性を有することが望ましい。平均粒径は小さすぎ
ると、地カブリや飛散を招き、大きすぎると荒れた画像
となるので５〜１５μｍが望ましい。体積固有電気抵抗
は良好な転写性を保つために１０¹⁴Ω・cm以上が望まし
い。摩擦帯電量は、その絶対値が小さすぎると地カブリ
が多くなり、大きすぎると画像濃度が低くなることか
ら、前述のフェライトキャリアとの組み合わせにおいて
−１０〜−６０μｃ／ｇが望ましい。スチレン−アクリ
ル系共重合体樹脂を結着樹脂の主成分として含有する正
帯電性トナーにおいても同様の理由から、平均粒径が５
〜１５μｍ、体積固有電気抵抗が１０¹⁴Ω・cm以上、摩
擦帯電量が＋５〜＋３０μｃ／ｇであることが望まし
い。

【００４２】トナーの製造は例えば次のようにして行う
ことができる。着色剤と電荷制御剤をボールミル、スー
パーミキサー等の混合機にかけて予備混合し、さらに結
着樹脂、磁性体、離型剤を添加し混合する。次いで、２
本ロール、ニーダー等の混練機にかけて溶融混練した
後、冷却固化し、次いで機械式粉砕機にて粗粉砕した後
風力式粉砕機で微粉砕し、風力分級機にて分級して、平
均粒径が５〜１５μｍのトナーを得る。

【００４３】次に先に述べた物性値の測定方法を記す。
飽和磁化値（σ_s ）は振動試料型磁力計（東英工業社製
ＶＳＭ−３型）により最大１０ｋＯｅの磁場中で測定
できる。体積固有電気抵抗（Ｒ）は、テフロン（登録商
標）製の直径3.04mmのシリンダー中に約２mmの厚さに試
料を挿入し、約２００ｇの荷重を加え、両電極間に２０
０Ｖ／cm（トナーの抵抗値を測定する場合は４ｋＶ／c
m）の直流電圧を印加し測定した。摩擦帯電量（Tribo-E
lectrostatic Charge；ＴＥＣ）は、市販の摩擦帯電量
測定器（東芝ケミカル社製 ＴＢ−２００型）を用い
て、フェライトキャリアとトナーの組み合わせによる摩
擦帯電量を測定して得られた値である。トナーの平均粒
径（体積基準）の測定には、同じく市販されているコー
ルターカウンターモデルＴＡ−II型（コールターカウン
ター社製）を用いた。

【００４４】

【発明の実施の形態】まずモル比でＬｉ₂ Ｏ９部、Ｍｎ
Ｏ１８部、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ７３部となるように原料を秤量し
て、ボールミルにより混合した。得られた混合粉を９０
０℃の温度で２時間仮焼し、仮焼した試料はアトライタ
ーにより粉砕した。粉砕後の平均粒径は約 0.7μｍであ
った。次いで、粉砕した試料に粘結剤としてＰ．Ｖ．Ａ
（ポリビニルアルコール）を 0.5〜 1.0重量％加え、ス
プレードライヤーにより噴霧乾燥して造粒した。得られ
た造粒粉をアルミナ製の容器に入れて１２００℃の温度
で焼成し、更に解砕および分級して平均粒径５０μｍの
Ｌｉ−Ｍｎ系フェライトキャリアを得た。このフェライ
トキャリア１００重量部に対し、シリコーン樹脂（東レ
シリコーン製 ＳＲ２４１０） 0.5〜 3.0重量部を添加
して、流動床式コーティング装置により表面に被覆層を
形成した。このフェライトキャリアの体積固有電気抵抗
は表１に示すように１０⁵ 〜１０¹⁴Ω・cmであった。

【００４５】次にトナー（負帯電性）は下記の要領で作
製した。すなわち重量部でビスフェノールＡ型ポリエス
テル（結着樹脂；Ｍｗ＝19,600，Ｍｎ＝2,000 ）８７
部、カーボンブラック（着色剤；三菱化成製 ＃５０）
１０部、ポリプロピレン（離型剤；三洋化成製 ＴＰ３
２）２部、電荷制御剤（日本化薬製 カヤチャージ Ｔ
−２Ｎ）１部を乾式混合する。それを１５０℃に加熱し
た２軸ルーダーにて溶融混練した後に冷却し、冷却物を
機械式粉砕機にて開口径１mmの金網を通過する程度まで
粗粉砕し、次いで風力式粉砕機・ジェットミルで微粉砕
した。これを風力式分級機（アルピネ社製 １００ＭＺ
Ｒ）で体積平均粒径が約１０μｍとなるように分級し、
負帯電性の粉末を調整した。この粉末に疎水性シリカ
（流動化剤；日本アエロジル社製 アエロジル Ｒ９７
２） 0.5部を添加し、トナーとした。このトナーの摩擦
帯電量は表１に示すように−15.8〜−37.2μｃ／ｇ、体
積固有電気抵抗は１０¹⁴Ω・cmであった。なおトナーの
摩擦帯電量は、キャリアを被覆する樹脂の量によって変
化させた。

【００４６】上記トナーを前記の磁性キャリアと混合し
て、トナー濃度５重量％の二成分系の磁性現像剤とし、
画像形成を行い、画像評価した結果を表１に併記する。
この場合、感光体ドラムはＯＰＣにより形成し、表面電
位−６５０Ｖ、周速６０mm／秒とした。現像ロールは永
久磁石部材（４極非対称着磁、現像用主磁極の表面磁束
密度８００Ｇ、他の磁極の表面磁束密度７００Ｇ）と、
ＳＵＳ３０４製、外径２０mmのスリーブ（１５０r.p.
m.）とにより形成した。

【００４７】なお現像ギャップは 0.4mm、ドクターギャ
ップは 0.3mmとし、スリーブからバイアス電圧として、
直流−５５０Ｖのバイアス電圧を印加して画像形成を行
った。得られたトナー像は普通紙にコロナ転写後、オイ
ルレスタイプの熱ロール定着（定着温度１８０℃、線圧
１kg／cm）を行った。環境条件は２０℃、６０％Ｒ．
Ｈ．であった。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１において、画像濃度はマクベス濃度計
によって測定した反射光学密度である。また地カブリ
は、印字後の画像の白色部と印字前の白紙との濃度差で
あり、日本電色工業製測色色差計による測定値である。
なお地カブリは0.05以下であれば良好と認められる。ま
たキャリア付着についての評価記号は、○：優、△：
良、×：可を夫々表している。

【００５０】表１から明らかなように、まずNo．１の磁
性キャリアを使用したものにおいては、表面に樹脂被覆
層を欠如し、キャリア付着が若干認められる。またNo．
６の磁性キャリアは、樹脂量が多いため樹脂被覆層が厚
くなり、体積固有電気抵抗も大であり、トナーを適正に
帯電させることができず、画像濃度の低下と共に、現像
バイアス電圧がかかりにくく、地カブリおよびキャリア
付着が発生している。

【００５１】これに対してNo．２〜５の磁性キャリアを
使用したものにおいては、画像濃度が高いと共に、地カ
ブリおよびキャリア付着のない高画質の画像が得られて
いる。

【００５２】次に他の発明の実施の形態について記述す
る。まずトナー（正帯電性）は下記の要領で作製した。
すなわち重量部でスチレン−ｎブチルアクリレート共重
合体（結着樹脂；Ｍｗ＝52,000、Ｍｎ＝4,200 ）９３
部、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５−３（着色剤；シア
ン色）４部、ポリエチレンワックス（離型剤；三井石油
化学製 ２００Ｐ）１部、電荷制御剤（保土ヶ谷化学製
ＴＰ−４１５）２部を乾式混合する。以後の工程は前
記負帯電性のトナーと同様にして、体積固有電気抵抗１
０¹⁴Ω・cmの正帯電性のトナーを得た。

【００５３】上記トナーを前記の磁性キャリアと混合し
て、トナー濃度５重量％の二成分系の磁性現像剤とし、
前記同様の条件で画像形成を行い、画像評価した結果を
表２に併記する。

【００５４】この場合、感光体ドラムは正帯電性ＯＰＣ
により形成し、表面電位を＋５５０Ｖとし、スリーブか
らのバイアス電圧として直流＋４００Ｖとした以外は、
前記の負帯電性のトナーの場合と同様の現像条件とし
た。

【００５５】

【表２】

【００５６】表２から明らかなように、No．７の磁性キ
ャリアを使用したものにおいては、表面の樹脂被覆層を
欠如するため、トナーの摩擦帯電量が低く、地カブリお
よびキャリア付着が発生している。またNo．１２の磁性
キャリアを使用したものは、樹脂量が多いため体積固有
電気抵抗が大であり、トナーを適正に帯電させることが
できず、画像濃度が低いと共に、キャリア付着が発生し
ている。

【００５７】これに対してNo．８〜１１の磁性キャリア
を使用したものにおいては、画像濃度が高いと共に、地
カブリおよびキャリア付着のない高画質の画像が得られ
ている。

【００５８】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、有害元素を含まないＬｉ−Ｍｎ系フェラ
イトキャリアを使用して、高画質の画像を長期間に亘っ
て安定して得られるという顕著な効果を奏し得る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性キャリアと、結着樹脂および着色剤
   を含有するトナーからなる二成分系現像剤において、 モル比にてＬｉ₂ Ｏ５〜１５％、ＭｎＯ８〜３０％、Ｆ
   ｅ₂ Ｏ₃ ６０〜９０％の基本組成を有し、表面に樹脂材
   料からなる被覆層を形成し、Ｄ．Ｃ．２００Ｖ／cmの電
   場における体積固有電気抵抗を１０⁵ 〜１０¹³Ω・cmに
   形成したＬｉ−Ｍｎ系フェライトキャリアと、平均粒径
   を５〜１５μｍ、摩擦帯電量を絶対値で５〜６０μｃ／
   ｇに形成したトナーとにより構成したことを特徴とする
   二成分系現像剤。