JPH1039548A - 電子写真現像用フェライトキャリアおよびそれを用いた反転現像方法 - Google Patents
電子写真現像用フェライトキャリアおよびそれを用いた反転現像方法Info
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- JPH1039548A JPH1039548A JP10774097A JP10774097A JPH1039548A JP H1039548 A JPH1039548 A JP H1039548A JP 10774097 A JP10774097 A JP 10774097A JP 10774097 A JP10774097 A JP 10774097A JP H1039548 A JPH1039548 A JP H1039548A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低電界では高抵抗であり高電界では低抵抗で
ある電気抵抗特性を有し、かつ有害物質を含まないキャ
リアを提供することである。 【解決手段】 モル比でLi2O2〜15%、MnO5〜
30%、Fe2O360〜90%の基本組成を有し、平均
粒径が20〜100μmのフェライト粒子からなり、か
つDC200V/cmの電界におけるフェライト粒子の
体積固有電気抵抗値(R1)とDC10kV/cmの電
界におけるフェライト粒子の体積固有電気抵抗値
(R2)との比R1/R2が10以上であり、かつR1が1
×105〜1×1013Ω・cmの範囲にある電子写真現像
用フェライトキャリア。
ある電気抵抗特性を有し、かつ有害物質を含まないキャ
リアを提供することである。 【解決手段】 モル比でLi2O2〜15%、MnO5〜
30%、Fe2O360〜90%の基本組成を有し、平均
粒径が20〜100μmのフェライト粒子からなり、か
つDC200V/cmの電界におけるフェライト粒子の
体積固有電気抵抗値(R1)とDC10kV/cmの電
界におけるフェライト粒子の体積固有電気抵抗値
(R2)との比R1/R2が10以上であり、かつR1が1
×105〜1×1013Ω・cmの範囲にある電子写真現像
用フェライトキャリア。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法あるいは静電印刷法等において静電潜像を現像す
るために使用される乾式二成分系現像剤を構成するフェ
ライトキャリアに関する。
記録法あるいは静電印刷法等において静電潜像を現像す
るために使用される乾式二成分系現像剤を構成するフェ
ライトキャリアに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法においては光導電性材料より
なる感光層を有する感光体に均一な静電荷を与えた後、
画像露光を行うことにより感光体の表面に静電潜像を形
成し、これに帯電した着色微粉末、即ちトナーを付着さ
せること(現像)によって可視像とする。可視像は普通
紙などの転写材に転写された後、加熱あるいは加圧など
により永久定着される。これらの電子写真法に適用され
る現像方法にはトナーのみからなる一成分系現像剤を用
いる方法と、トナーと磁性キャリアとからなる二成分系
現像剤を用いる方法がある。二成分系現像剤を用いる方
法では、磁性キャリアとトナーを所定の比率で混合し、
両者を摩擦帯電せしめて、マグネットローラと感光体と
の間を架橋的に連結した各キャリアにより、所定の極性
に帯電したトナーのみを感光体の表面に形成された静電
潜像に供給し可視像とする。
なる感光層を有する感光体に均一な静電荷を与えた後、
画像露光を行うことにより感光体の表面に静電潜像を形
成し、これに帯電した着色微粉末、即ちトナーを付着さ
せること(現像)によって可視像とする。可視像は普通
紙などの転写材に転写された後、加熱あるいは加圧など
により永久定着される。これらの電子写真法に適用され
る現像方法にはトナーのみからなる一成分系現像剤を用
いる方法と、トナーと磁性キャリアとからなる二成分系
現像剤を用いる方法がある。二成分系現像剤を用いる方
法では、磁性キャリアとトナーを所定の比率で混合し、
両者を摩擦帯電せしめて、マグネットローラと感光体と
の間を架橋的に連結した各キャリアにより、所定の極性
に帯電したトナーのみを感光体の表面に形成された静電
潜像に供給し可視像とする。
【0003】二成分系現像剤には、一般に連続多数枚現
像における画像品質の安定性が求められる。そのために
はトナーに対するキャリアの帯電付与能力および現像剤
電気抵抗を適正範囲内に維持する必要があり、初期の帯
電付与能力および現像剤電気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。トナーとしては結着樹
脂中に染料・顔料などの着色剤、磁性粉、電荷制御剤、
ワックスなどの各種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る。キャリアには鉄粉またはフェ
ライト粉が多用されている。フェライトキャリアは鉄粉
キャリアに較べて化学的に安定であり、また使用中の電
気抵抗の変化が少なく、さらに見掛け密度が鉄粉の約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。
像における画像品質の安定性が求められる。そのために
はトナーに対するキャリアの帯電付与能力および現像剤
電気抵抗を適正範囲内に維持する必要があり、初期の帯
電付与能力および現像剤電気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。トナーとしては結着樹
脂中に染料・顔料などの着色剤、磁性粉、電荷制御剤、
ワックスなどの各種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る。キャリアには鉄粉またはフェ
ライト粉が多用されている。フェライトキャリアは鉄粉
キャリアに較べて化学的に安定であり、また使用中の電
気抵抗の変化が少なく、さらに見掛け密度が鉄粉の約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。
【0004】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より構成され、Ni、Zn、M
n、Mg、Cu、Li、Ba、V、Cr、Ca等の酸化
物と3価の鉄酸化物の焼結体である。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−Z
n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。
鉄酸化物との完全混合物より構成され、Ni、Zn、M
n、Mg、Cu、Li、Ba、V、Cr、Ca等の酸化
物と3価の鉄酸化物の焼結体である。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−Z
n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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、レーザビームプ
リンターやデジタル複写機などの普及が著しいが、これ
らは帯電した感光体の表面に画像露光を行うことにより
画像対応部の電荷のみをリークさせることで潜像を形成
する反転現像方式を採用することが多い。反転現像では
感光体と同極性に帯電したトナーを電位約0ボルトの前
記潜像に対して供給するが、十分に供給するにはトナー
を搬送するマグネットローラと感光体との間に高いバイ
アス電圧を与えなければならない。一方、キャリアは電
気抵抗値が低すぎると現像時にマグネットローラから離
脱し感光体表面へ付着し易くなり、高すぎるとエッジ効
果が強まりベタ黒現像濃度が不均一となりやすい。キャ
リアは現像時に感光体ドラムとマグネットロール等の搬
送部材が形成するギャップ(現像ギャップ;通常は0.
3〜1.0mmに設定される)で高バイアスが印加され
るため高電界(v/cm)にさらされる。トナーがマグ
ネットローラから感光体へ移行する領域(現像領域;現
像ギャップ位置に対し前後にある程度の幅を持たせた領
域)ではキャリアは低電気抵抗であることが望ましい
が、それ以外の領域にあるときは高電気抵抗であること
が望ましい。現像領域以外で低抵抗であると電荷のリー
クによるトナー帯電量の低下などの不都合が生じるから
である。これらのことからキャリアは、低電界では高電
気抵抗であり高電界では低電気抵抗である電気抵抗特性
を有することが望ましいが、従来のキャリアの電気抵抗
特性には電界依存性がなく、あっても不十分なものであ
った。
リンターやデジタル複写機などの普及が著しいが、これ
らは帯電した感光体の表面に画像露光を行うことにより
画像対応部の電荷のみをリークさせることで潜像を形成
する反転現像方式を採用することが多い。反転現像では
感光体と同極性に帯電したトナーを電位約0ボルトの前
記潜像に対して供給するが、十分に供給するにはトナー
を搬送するマグネットローラと感光体との間に高いバイ
アス電圧を与えなければならない。一方、キャリアは電
気抵抗値が低すぎると現像時にマグネットローラから離
脱し感光体表面へ付着し易くなり、高すぎるとエッジ効
果が強まりベタ黒現像濃度が不均一となりやすい。キャ
リアは現像時に感光体ドラムとマグネットロール等の搬
送部材が形成するギャップ(現像ギャップ;通常は0.
3〜1.0mmに設定される)で高バイアスが印加され
るため高電界(v/cm)にさらされる。トナーがマグ
ネットローラから感光体へ移行する領域(現像領域;現
像ギャップ位置に対し前後にある程度の幅を持たせた領
域)ではキャリアは低電気抵抗であることが望ましい
が、それ以外の領域にあるときは高電気抵抗であること
が望ましい。現像領域以外で低抵抗であると電荷のリー
クによるトナー帯電量の低下などの不都合が生じるから
である。これらのことからキャリアは、低電界では高電
気抵抗であり高電界では低電気抵抗である電気抵抗特性
を有することが望ましいが、従来のキャリアの電気抵抗
特性には電界依存性がなく、あっても不十分なものであ
った。
【0006】また、別の問題点としてはフェライトキャ
リアに含まれるZn、Ba等は人体に有害であることか
ら、これらのフェライトキャリアが廃棄物として処理さ
れる際に法的規制がされるなどの実用面での課題もあ
る。
リアに含まれるZn、Ba等は人体に有害であることか
ら、これらのフェライトキャリアが廃棄物として処理さ
れる際に法的規制がされるなどの実用面での課題もあ
る。
【0007】したがって本発明の目的は、低電界では高
電気抵抗であり高電界では低電気抵抗である電気抵抗特
性を有するキャリアを提供することである。本発明の他
の目的は、有害物質を含まないキャリアを提供すること
である。本発明の他の目的は、上記課題を解決し良好な
画像が得られる反転現像方法を提供することである。
電気抵抗であり高電界では低電気抵抗である電気抵抗特
性を有するキャリアを提供することである。本発明の他
の目的は、有害物質を含まないキャリアを提供すること
である。本発明の他の目的は、上記課題を解決し良好な
画像が得られる反転現像方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の電
子写真用二成分系現像剤について調査、検討した結果、
画質に影響を及ぼすキャリアの電気抵抗特性を調節する
に関し、キャリアの電気抵抗を変えるのみでは、それぞ
れの複写機やプリンター等の環境、機構などの違いによ
り全く効果を発揮しない場合があることを知見し、引き
続きキャリアの材料組成と電気抵抗特性との関係および
それらと画質との関係等を種々検討した結果、Zn、B
a等の有害物質含まないフェライトを用いて、特に反転
現像方式にて容易に所望の画質が得られる物性を見い出
し、それに基づいて本発明を完成したものである。
子写真用二成分系現像剤について調査、検討した結果、
画質に影響を及ぼすキャリアの電気抵抗特性を調節する
に関し、キャリアの電気抵抗を変えるのみでは、それぞ
れの複写機やプリンター等の環境、機構などの違いによ
り全く効果を発揮しない場合があることを知見し、引き
続きキャリアの材料組成と電気抵抗特性との関係および
それらと画質との関係等を種々検討した結果、Zn、B
a等の有害物質含まないフェライトを用いて、特に反転
現像方式にて容易に所望の画質が得られる物性を見い出
し、それに基づいて本発明を完成したものである。
【0009】即ち本発明は、Me0.5Fe2.5O4(Me
は1価の金属を示す)で表される立方晶系の単元系フェ
ライトのMeおよび/またはFeの一部をMnで置換し
た複合系フェライトであって、モル比でLi2O 2〜1
5%、MnO 5〜30%、Fe2O3 60〜90%の
基本組成を有し平均粒径が20〜100μmであるフェ
ライト粒子からなり、DC200v/cmの電界におけ
るフェライト粒子の体積固有電気抵抗値(R1)(以
下、単に抵抗という)とDC10kv/cmの電界にお
けるフェライト粒子の抵抗(R2)との比R1/R2が1
0以上であり、かつR1が1×105〜1×1013Ω・c
mの範囲にある電子写真現像用フェライトキャリアであ
る。
は1価の金属を示す)で表される立方晶系の単元系フェ
ライトのMeおよび/またはFeの一部をMnで置換し
た複合系フェライトであって、モル比でLi2O 2〜1
5%、MnO 5〜30%、Fe2O3 60〜90%の
基本組成を有し平均粒径が20〜100μmであるフェ
ライト粒子からなり、DC200v/cmの電界におけ
るフェライト粒子の体積固有電気抵抗値(R1)(以
下、単に抵抗という)とDC10kv/cmの電界にお
けるフェライト粒子の抵抗(R2)との比R1/R2が1
0以上であり、かつR1が1×105〜1×1013Ω・c
mの範囲にある電子写真現像用フェライトキャリアであ
る。
【0010】本発明においては、人体に無害であるLi2
O、MnO、およびFe2O3の各成分をフェライトキャ
リアとしての基本成分とする。その含有量がモル比でL
i2Oが2〜15%、好ましくは2〜12%、更に好まし
くは5〜10%であり、MnOが5〜30%、好ましく
は15〜30%であり、Fe2O3が60〜90%、好ま
しくは65〜85%の範囲であれば良い。
O、MnO、およびFe2O3の各成分をフェライトキャ
リアとしての基本成分とする。その含有量がモル比でL
i2Oが2〜15%、好ましくは2〜12%、更に好まし
くは5〜10%であり、MnOが5〜30%、好ましく
は15〜30%であり、Fe2O3が60〜90%、好ま
しくは65〜85%の範囲であれば良い。
【0011】フェライトキャリアは長期間その特性を維
持することが要求されるが、そのためには結晶組織が微
細であることが望ましい。結晶組織の微細化にはAs、
V、Bi、Sb、B、Si、Ca等の金属(これらは加
熱によりAs2O3、V2O5、Bi2O3、Sb2O3、B2
O3、SiO2、CaOなどの金属酸化物となりうる金属
化合物であってもよい)から選ばれる少なくとも一種を
0.1〜1.5重量%添加するとよい。更に望ましい添
加量は0.1〜0.5%の範囲である。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、平均結晶
粒径が20μm以下のフェライトキャリアが得られる。
持することが要求されるが、そのためには結晶組織が微
細であることが望ましい。結晶組織の微細化にはAs、
V、Bi、Sb、B、Si、Ca等の金属(これらは加
熱によりAs2O3、V2O5、Bi2O3、Sb2O3、B2
O3、SiO2、CaOなどの金属酸化物となりうる金属
化合物であってもよい)から選ばれる少なくとも一種を
0.1〜1.5重量%添加するとよい。更に望ましい添
加量は0.1〜0.5%の範囲である。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、平均結晶
粒径が20μm以下のフェライトキャリアが得られる。
【0012】MnOはMe0.5Fe2.5O4に固溶する際
に飽和磁化値の向上に寄与し、MnOが多いほど飽和磁
化値は向上する。飽和磁化値が高い場合は、通常の現像
方式である磁気ブラシ法においては現像剤搬送手段であ
るマグネットロール上に高い磁気ブラシを形成する。こ
れに対し、MnOを含まない単元系のLi0.5Fe2.5O4
では、飽和磁化値そのものはフェリ磁性の理論により減
少するために、マグネットロール上には低い磁気ブラシ
が形成されるようになる。
に飽和磁化値の向上に寄与し、MnOが多いほど飽和磁
化値は向上する。飽和磁化値が高い場合は、通常の現像
方式である磁気ブラシ法においては現像剤搬送手段であ
るマグネットロール上に高い磁気ブラシを形成する。こ
れに対し、MnOを含まない単元系のLi0.5Fe2.5O4
では、飽和磁化値そのものはフェリ磁性の理論により減
少するために、マグネットロール上には低い磁気ブラシ
が形成されるようになる。
【0013】本発明において、キャリア粒子は、その平
均粒径(重量基準)が20〜100μm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20μm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100μmを
越える場合には、画像そのものが粗となり好ましくな
い。より好ましくは30〜60μmの範囲である。
均粒径(重量基準)が20〜100μm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20μm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100μmを
越える場合には、画像そのものが粗となり好ましくな
い。より好ましくは30〜60μmの範囲である。
【0014】本発明のフェライトキャリアのかさ密度は
1.4〜3.3g/cm3の範囲が好ましく、更に好ま
しくは2.0〜2.8g/cm3の範囲である。かさ密
度が3.3g/cm3を超えるとトナー粒子との衝突の
際にトナー粒子の樹脂が剥離し、それがキャリア粒子に
付着して電気抵抗の変化を引き起こす現象が起きやすく
なる。また、かさ密度が1.4g/cm3未満では機械
的強度が不足し耐久性が低下する恐れがある。かさ密度
の測定は、所定容積の容器にロートを介してキャリアを
充填し上部をすり切り重量を測定して求める。
1.4〜3.3g/cm3の範囲が好ましく、更に好ま
しくは2.0〜2.8g/cm3の範囲である。かさ密
度が3.3g/cm3を超えるとトナー粒子との衝突の
際にトナー粒子の樹脂が剥離し、それがキャリア粒子に
付着して電気抵抗の変化を引き起こす現象が起きやすく
なる。また、かさ密度が1.4g/cm3未満では機械
的強度が不足し耐久性が低下する恐れがある。かさ密度
の測定は、所定容積の容器にロートを介してキャリアを
充填し上部をすり切り重量を測定して求める。
【0015】キャリアはトナーと均一に混ざり合うため
には適度な流動性が必要である。本発明のフェライトキ
ャリアの流動率は5〜120s/50gの範囲が好まし
く、更に好ましくは22〜60s/50gの範囲であ
る。流動率が120s/50gを超えると、現像剤の流
動性が低下しトナーの迅速な撹拌ができずトナー濃度の
均一性が低下しやすい。流動率が5s/50g未満で
は、現像機からの粒子のこぼれなどが起きやすく取り扱
いが困難であり、また、トナー帯電付与能力も低くなる
傾向がある。流動率の測定は日本工業規格Z2502
「金属粉の流動度試験方法」によるもので、キャリア5
0gをオリフィス孔径2.63mmのロートに注ぎ流下
する時間(秒)を測定して表す。
には適度な流動性が必要である。本発明のフェライトキ
ャリアの流動率は5〜120s/50gの範囲が好まし
く、更に好ましくは22〜60s/50gの範囲であ
る。流動率が120s/50gを超えると、現像剤の流
動性が低下しトナーの迅速な撹拌ができずトナー濃度の
均一性が低下しやすい。流動率が5s/50g未満で
は、現像機からの粒子のこぼれなどが起きやすく取り扱
いが困難であり、また、トナー帯電付与能力も低くなる
傾向がある。流動率の測定は日本工業規格Z2502
「金属粉の流動度試験方法」によるもので、キャリア5
0gをオリフィス孔径2.63mmのロートに注ぎ流下
する時間(秒)を測定して表す。
【0016】本発明のフェライトキャリアは、1000
Oeの磁界中で測定した磁化の値σ1000が40〜80e
mu/gの範囲であることが好ましく、更に好ましくは
50〜75emu/gの範囲である。σ1000が40em
u/gより小さい場合にはマグネットロールへの吸着力
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。σ1000が8
0emu/gより大きい場合には磁気ブラシの穂が高く
且つ硬くなり過ぎて感光体表面を強く摺擦する結果、現
像した可視像にハケスジなどの乱れが生じたり、中間調
の良い画像が得にくくなる。また、飽和磁化値(σs)
は90emu/g以下であることが望ましく、好ましく
は50〜85emu/gである。磁化の値の測定には振
動試料型磁力計(東英工業社製VSM-3型)を使用し
た。
Oeの磁界中で測定した磁化の値σ1000が40〜80e
mu/gの範囲であることが好ましく、更に好ましくは
50〜75emu/gの範囲である。σ1000が40em
u/gより小さい場合にはマグネットロールへの吸着力
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。σ1000が8
0emu/gより大きい場合には磁気ブラシの穂が高く
且つ硬くなり過ぎて感光体表面を強く摺擦する結果、現
像した可視像にハケスジなどの乱れが生じたり、中間調
の良い画像が得にくくなる。また、飽和磁化値(σs)
は90emu/g以下であることが望ましく、好ましく
は50〜85emu/gである。磁化の値の測定には振
動試料型磁力計(東英工業社製VSM-3型)を使用し
た。
【0017】本発明のフェライトキャリアはDC200
V/cmの電界における抵抗R1が1×105〜1×10
13Ω・cmの範囲内であることが望ましい。これは、R1
が1×105Ω・cm未満では磁気ブラシからキャリアが
離脱し易くなり、感光体表面への付着を招いてしまい、
一方1×1013Ω・cmを越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。R1の好ま
しい範囲は、1×106〜1×1011Ω・cm、より好ま
しい範囲は1×107〜1×1010Ω・cmである。ま
た、DC10kV/cmの電界におけるキャリア粒子の
抵抗R2はR1の10分の1以下になるようにする。キャ
リア粒子は現像領域以外では電気抵抗が高くトナーとの
帯電保持能力が必要であり、高電界強度となる現像領域
ではトナーが感光体の潜像に移行し易いように十分なバ
イアスが印加される必要がある。即ちR1が大きく、R2
が小さいことが必要である。R1/R2が10未満である
とこれらの要件を両立できないのである。R1/R2は4
0以上であることが好ましく、103以上が更に好まし
い。また、本発明のフェライトキャリアは感光体の表面
移動速度(プロセス速度)が90mm/sec以上と比
較的速い場合でも使用できる。
V/cmの電界における抵抗R1が1×105〜1×10
13Ω・cmの範囲内であることが望ましい。これは、R1
が1×105Ω・cm未満では磁気ブラシからキャリアが
離脱し易くなり、感光体表面への付着を招いてしまい、
一方1×1013Ω・cmを越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。R1の好ま
しい範囲は、1×106〜1×1011Ω・cm、より好ま
しい範囲は1×107〜1×1010Ω・cmである。ま
た、DC10kV/cmの電界におけるキャリア粒子の
抵抗R2はR1の10分の1以下になるようにする。キャ
リア粒子は現像領域以外では電気抵抗が高くトナーとの
帯電保持能力が必要であり、高電界強度となる現像領域
ではトナーが感光体の潜像に移行し易いように十分なバ
イアスが印加される必要がある。即ちR1が大きく、R2
が小さいことが必要である。R1/R2が10未満である
とこれらの要件を両立できないのである。R1/R2は4
0以上であることが好ましく、103以上が更に好まし
い。また、本発明のフェライトキャリアは感光体の表面
移動速度(プロセス速度)が90mm/sec以上と比
較的速い場合でも使用できる。
【0018】キャリア粒子の抵抗値の測定は、内径3.
05mmのテフロン(登録商標)製絶縁シリンダ中に測
定すべき試料を約2mmの厚さに充填して0.1kgf
の加重を加え、電極間にDC200V/cmあるいはD
C10kV/cmの電界を印加して測定した。トナーの
抵抗値を測定する場合は4kV/cmの電界を印加して
測定した。抵抗の測定には絶縁抵抗計(横河ヒューレッ
トパッカード社製4329A型)を使用した。
05mmのテフロン(登録商標)製絶縁シリンダ中に測
定すべき試料を約2mmの厚さに充填して0.1kgf
の加重を加え、電極間にDC200V/cmあるいはD
C10kV/cmの電界を印加して測定した。トナーの
抵抗値を測定する場合は4kV/cmの電界を印加して
測定した。抵抗の測定には絶縁抵抗計(横河ヒューレッ
トパッカード社製4329A型)を使用した。
【0019】本発明の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、
所定の金属酸化物、酸化鉄(Fe2O3)および必要に応
じて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、しかる後数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600
〜900℃の温度で熱処理した後、解砕および分級を行
ってフェライトキャリアが得られる。
のような方法によって製造することができる。最初に、
所定の金属酸化物、酸化鉄(Fe2O3)および必要に応
じて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、しかる後数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600
〜900℃の温度で熱処理した後、解砕および分級を行
ってフェライトキャリアが得られる。
【0020】キャリアのかさ密度は粒径によっても変化
するがキャリアの表面結晶粒径を大きくし表面を平滑に
するとかさ密度が大きくなり、逆に結晶成長を抑え微細
結晶とするとかさ密度を小さくできる。流動率もかさ密
度と同様の方法で調整できる。
するがキャリアの表面結晶粒径を大きくし表面を平滑に
するとかさ密度が大きくなり、逆に結晶成長を抑え微細
結晶とするとかさ密度を小さくできる。流動率もかさ密
度と同様の方法で調整できる。
【0021】σ1000、σsなどの磁気特性はキャリア組
成であるMO(金属酸化物)やFeの割合や熱処理条件
(温度、時間)によって調整できる。
成であるMO(金属酸化物)やFeの割合や熱処理条件
(温度、時間)によって調整できる。
【0022】R1、R2は焼成条件や熱処理条件により調
整することができる。R1、R2は材料が熱を受けたとき
の窒素や水素などの還元雰囲気、温度、時間等の影響を
受け、還元が進むとR1、R2ともに小さい値となる。R
1が大きくR2が小さい状態はR1、R2ともに小さい値と
なるまでの途中の状態と考えられ、明確ではないが移動
可能な電子の割合に依存するものと考えられる。その
際、雰囲気の酸素分圧が低いほど、ある範囲では(60
0〜1300℃)処理温度が高いほど、また処理時間が
長いほどR1、R2は小さくなる傾向にある。R1、R2の
調整は、キャリアの表面に樹脂コート層を形成し樹脂コ
ート層中の導電性粉体の含有量および/または樹脂コー
ト層表面に混合機などにより固定した導電性粉体の量に
よりおこなうこともできる。樹脂コート層はキャリア粒
子の表面が一部露出するようにして形成してもよい。キ
ャリアの表面に樹脂コート層を形成すると、使用中に樹
脂コート層が剥離した場合キャリアの電気抵抗が大きく
変化しその結果画像品質が低下することがあるのでキャ
リアに樹脂コートをするのは好ましくない。しかし、キ
ャリア表面のトナースペントが発生しやすい場合は、そ
れを防ぐために樹脂コートを行ってもよい。
整することができる。R1、R2は材料が熱を受けたとき
の窒素や水素などの還元雰囲気、温度、時間等の影響を
受け、還元が進むとR1、R2ともに小さい値となる。R
1が大きくR2が小さい状態はR1、R2ともに小さい値と
なるまでの途中の状態と考えられ、明確ではないが移動
可能な電子の割合に依存するものと考えられる。その
際、雰囲気の酸素分圧が低いほど、ある範囲では(60
0〜1300℃)処理温度が高いほど、また処理時間が
長いほどR1、R2は小さくなる傾向にある。R1、R2の
調整は、キャリアの表面に樹脂コート層を形成し樹脂コ
ート層中の導電性粉体の含有量および/または樹脂コー
ト層表面に混合機などにより固定した導電性粉体の量に
よりおこなうこともできる。樹脂コート層はキャリア粒
子の表面が一部露出するようにして形成してもよい。キ
ャリアの表面に樹脂コート層を形成すると、使用中に樹
脂コート層が剥離した場合キャリアの電気抵抗が大きく
変化しその結果画像品質が低下することがあるのでキャ
リアに樹脂コートをするのは好ましくない。しかし、キ
ャリア表面のトナースペントが発生しやすい場合は、そ
れを防ぐために樹脂コートを行ってもよい。
【0023】キャリアに樹脂コート層を形成するための
樹脂材料としては、P−クロルスチレン、メチルスチレ
ン等のスチレン類:塩化ビニル、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、酢酸ビニル等のビニルエ
ステル類:アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸ルーブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
ドデシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸3−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、メタアクリル酸ブチル等のα−メチレン脂肪
族モノカルボン酸のエステル類:アクリルニトリル、メ
タアクリロニトリル、アクリルアミド、ビニルメチルエ
ーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルエチルエー
テル等のビニルエーテル類:ビニルエチルケトン、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
ニルケトン類などの単量体を重合させたホモポリマー又
はコポリマー、あるいはこのほかの樹脂としてエポキシ
樹脂、シリコーン樹脂、ロジン変性フェノールホルマリ
ン樹脂、セルローズ樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニ
ルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタ
ジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹
脂、4フッ化エチレン等のフッ素樹脂などを単独もしく
はブレンドして使用することができる。このうち、スチ
レン−アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹
脂、セルローズ樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等が特
に有用である。
樹脂材料としては、P−クロルスチレン、メチルスチレ
ン等のスチレン類:塩化ビニル、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、酢酸ビニル等のビニルエ
ステル類:アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸ルーブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
ドデシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸3−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、メタアクリル酸ブチル等のα−メチレン脂肪
族モノカルボン酸のエステル類:アクリルニトリル、メ
タアクリロニトリル、アクリルアミド、ビニルメチルエ
ーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルエチルエー
テル等のビニルエーテル類:ビニルエチルケトン、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
ニルケトン類などの単量体を重合させたホモポリマー又
はコポリマー、あるいはこのほかの樹脂としてエポキシ
樹脂、シリコーン樹脂、ロジン変性フェノールホルマリ
ン樹脂、セルローズ樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニ
ルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタ
ジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹
脂、4フッ化エチレン等のフッ素樹脂などを単独もしく
はブレンドして使用することができる。このうち、スチ
レン−アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹
脂、セルローズ樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等が特
に有用である。
【0024】上記樹脂を用いて例えば次のようにして本
発明のキャリアをコーティングすることができる。まず
樹脂を溶解する溶剤として、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、クロ
ロホルム、ヘキサン等を使用することができる。また樹
脂を懸濁せしめて使用することもできる。この樹脂溶液
又は樹脂懸濁液を流動床法、スプレー法または浸漬法等
によりキャリア粒子表面に塗布し、次いで溶剤を揮発さ
せる。被覆樹脂の添加量は樹脂材料の成膜性や耐久性か
ら、キャリア芯材100重量部に対し0.1〜3重量部
(好ましくは0.5〜2重量部)とする。
発明のキャリアをコーティングすることができる。まず
樹脂を溶解する溶剤として、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、クロ
ロホルム、ヘキサン等を使用することができる。また樹
脂を懸濁せしめて使用することもできる。この樹脂溶液
又は樹脂懸濁液を流動床法、スプレー法または浸漬法等
によりキャリア粒子表面に塗布し、次いで溶剤を揮発さ
せる。被覆樹脂の添加量は樹脂材料の成膜性や耐久性か
ら、キャリア芯材100重量部に対し0.1〜3重量部
(好ましくは0.5〜2重量部)とする。
【0025】本発明のフェライトキャリアはトナーと混
合して磁性現像剤にする。このトナーは、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し、その製造方法は
粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法などの一
般的な方法でよい。また、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(重量基準)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。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、本発明
のキャリアとの組み合わせにおいて絶対値が5〜40μ
c/gであることが望ましい。平均粒径の測定には、粒
度分析計コールターカウンターモデルTA-II型(コー
ルターエレクトロニクス社製)を用いた。摩擦帯電量は
フェライトキャリア(日立金属製KBN−100)とト
ナーとをトナー濃度5重量%に調整した後よく混合し、
ブロー圧1.0kgf/cm2でトナーをブローし、こ
れを帯電量測定器(東芝ケミカル社製TB−200型)
を用いて測定した。
合して磁性現像剤にする。このトナーは、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し、その製造方法は
粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法などの一
般的な方法でよい。また、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(重量基準)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。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、本発明
のキャリアとの組み合わせにおいて絶対値が5〜40μ
c/gであることが望ましい。平均粒径の測定には、粒
度分析計コールターカウンターモデルTA-II型(コー
ルターエレクトロニクス社製)を用いた。摩擦帯電量は
フェライトキャリア(日立金属製KBN−100)とト
ナーとをトナー濃度5重量%に調整した後よく混合し、
ブロー圧1.0kgf/cm2でトナーをブローし、こ
れを帯電量測定器(東芝ケミカル社製TB−200型)
を用いて測定した。
【0026】これらの磁性キャリアとトナーとを所定の
比率で混合して磁性現像剤を作製する。混合比率は磁性
粉を含まない非磁性トナーと混合する場合はトナー濃度
が2〜20重量%、磁性粉を含む磁性トナーと混合する
場合はトナー濃度が10〜90重量%の範囲になるよう
にするのが望ましい。
比率で混合して磁性現像剤を作製する。混合比率は磁性
粉を含まない非磁性トナーと混合する場合はトナー濃度
が2〜20重量%、磁性粉を含む磁性トナーと混合する
場合はトナー濃度が10〜90重量%の範囲になるよう
にするのが望ましい。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づい
て、より詳細に説明する。 (実施例1)Li2O 10mol%、MnO 20mo
l%およびFe2O3 70mol%となるように配合し
た原料を乾式ボールミルで2時間粉砕、混合した。得ら
れた混合粉を900℃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
剤としてポリビニルアルコール(PVA)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
れて空気雰囲気中1280℃の温度で3時間焼成した
後、熱処理として窒素雰囲気中で900℃、2時間保持
し、更に解砕および分級し平均粒径約40μmのフェラ
イトキャリアを得た。このフェライトキャリアの成分分
析を行ったところLi2O 10.5mol%、MnO
19.8mol%、Fe2O3 69.7mol%であっ
た。また、かさ密度は2.2g/cm3、流動率は35
s/50g、σ1000は60emu/gであった。
て、より詳細に説明する。 (実施例1)Li2O 10mol%、MnO 20mo
l%およびFe2O3 70mol%となるように配合し
た原料を乾式ボールミルで2時間粉砕、混合した。得ら
れた混合粉を900℃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
剤としてポリビニルアルコール(PVA)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
れて空気雰囲気中1280℃の温度で3時間焼成した
後、熱処理として窒素雰囲気中で900℃、2時間保持
し、更に解砕および分級し平均粒径約40μmのフェラ
イトキャリアを得た。このフェライトキャリアの成分分
析を行ったところLi2O 10.5mol%、MnO
19.8mol%、Fe2O3 69.7mol%であっ
た。また、かさ密度は2.2g/cm3、流動率は35
s/50g、σ1000は60emu/gであった。
【0028】トナーの製造は次のようにして行った。カ
ーボンブラック(着色剤;三菱化成社製#MA-100)10
部(重量部、以下も同様)と電荷制御剤(日本化薬社製
カヤチャージT-2N)1部をボールミルで予備混合し、さ
らにヒ゛スフェノールA型ホ゜リエステル(結着樹脂)87部、ポリプロ
ピレン(離型剤;三洋化成社製TP-32)2部を添加し混合
する。それを150度に加熱した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
式粉砕機で微粉砕した。これを風力式分級機(アルピネ
社製100MZR)で体積平均粒径が約10μmとなる
ように分級し、負帯電性の粉末を作製した。この粉末1
00部に疎水性シリカ(流動化剤;日本アエロジル社製
アエロジルR972)0.5部を外部添加し非磁性トナーを
得た。このトナーの抵抗は1.5×1014Ω・cm、摩
擦帯電量は−21μc/gであった。このようにして得
られたフェライトキャリア97重量部と非磁性トナー3
重量部とを混合し磁性現像剤とした。
ーボンブラック(着色剤;三菱化成社製#MA-100)10
部(重量部、以下も同様)と電荷制御剤(日本化薬社製
カヤチャージT-2N)1部をボールミルで予備混合し、さ
らにヒ゛スフェノールA型ホ゜リエステル(結着樹脂)87部、ポリプロ
ピレン(離型剤;三洋化成社製TP-32)2部を添加し混合
する。それを150度に加熱した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
式粉砕機で微粉砕した。これを風力式分級機(アルピネ
社製100MZR)で体積平均粒径が約10μmとなる
ように分級し、負帯電性の粉末を作製した。この粉末1
00部に疎水性シリカ(流動化剤;日本アエロジル社製
アエロジルR972)0.5部を外部添加し非磁性トナーを
得た。このトナーの抵抗は1.5×1014Ω・cm、摩
擦帯電量は−21μc/gであった。このようにして得
られたフェライトキャリア97重量部と非磁性トナー3
重量部とを混合し磁性現像剤とした。
【0029】この磁性現像剤を用いて次の条件で画像形
成をした。 現像方式;反転現像 感光体;負帯電性OPC 直径30mm、プロセス速度
60mm/sec、表面電位−650V マグネットロール;固定式永久磁石(極数4)内包、直
径20mmSUS304製スリーブ、現像磁極磁束密度(スリ
ーブ表面)800G(他極は700G)、スリーブ回転
数150rpm 現像ギャップ;0.4mm ドクターギャップ;0.3mm バイアス電圧;−500V(DC)、スリーブに印加 転写;トナー像を普通紙にコロナ転写のあと熱ロール定
着(180℃、1kgf/cm) 環境条件;20℃、60%R.H.
成をした。 現像方式;反転現像 感光体;負帯電性OPC 直径30mm、プロセス速度
60mm/sec、表面電位−650V マグネットロール;固定式永久磁石(極数4)内包、直
径20mmSUS304製スリーブ、現像磁極磁束密度(スリ
ーブ表面)800G(他極は700G)、スリーブ回転
数150rpm 現像ギャップ;0.4mm ドクターギャップ;0.3mm バイアス電圧;−500V(DC)、スリーブに印加 転写;トナー像を普通紙にコロナ転写のあと熱ロール定
着(180℃、1kgf/cm) 環境条件;20℃、60%R.H.
【0030】得られた画像の評価結果を表1に示す。表
1から、初期の画像濃度値(ImageDensity;ID)、地
カブリ、キャリア付着は何れも良好であり、5万枚の画
像形成時でもほとんど変化していないことがわかる。
1から、初期の画像濃度値(ImageDensity;ID)、地
カブリ、キャリア付着は何れも良好であり、5万枚の画
像形成時でもほとんど変化していないことがわかる。
【0031】(実施例2)造粒粉の焼成を窒素雰囲気中
1250℃の温度で3時間行うことと、熱処理は行わな
いこと以外は実施例1と同様の条件で平均粒径約40μ
mのフェライトキャリアを得た。このフェライトキャリ
アの成分分析を行ったところLi2O 9.8mol%、
MnO 21.2mol%、Fe2O3 69mol%で
あった。また、かさ密度は2.5g/cm3、流動率は
28s/50g、σ1000は65emu/gであった。こ
のようにして得られたフェライトキャリア97重量部と
実施例1と同じ非磁性トナー3重量部とを混合し磁性現
像剤とした。
1250℃の温度で3時間行うことと、熱処理は行わな
いこと以外は実施例1と同様の条件で平均粒径約40μ
mのフェライトキャリアを得た。このフェライトキャリ
アの成分分析を行ったところLi2O 9.8mol%、
MnO 21.2mol%、Fe2O3 69mol%で
あった。また、かさ密度は2.5g/cm3、流動率は
28s/50g、σ1000は65emu/gであった。こ
のようにして得られたフェライトキャリア97重量部と
実施例1と同じ非磁性トナー3重量部とを混合し磁性現
像剤とした。
【0032】この磁性現像剤を用いて実施例1と同じ条
件で画像形成をした。得られた画像の評価結果を表1に
示す。表1から、初期の画像濃度、地カブリ、キャリア
付着は何れも良好であり、5万枚の画像形成時でもほと
んど変化していないことがわかる。
件で画像形成をした。得られた画像の評価結果を表1に
示す。表1から、初期の画像濃度、地カブリ、キャリア
付着は何れも良好であり、5万枚の画像形成時でもほと
んど変化していないことがわかる。
【0033】(比較例1)熱処理は行わないこと以外は
実施例1と同様の条件で平均粒径約40μmのフェライ
トキャリアを得た。このフェライトキャリアの成分分析
を行ったところLi2O 10.1mol%、MnO 1
9.9mol%、Fe2O3 70mol%であった。ま
た、かさ密度は2.4g/cm3、流動率は32s/5
0g、σ1000は62emu/gであった。このようにし
て得られたフェライトキャリア97重量部と実施例1と
同じ非磁性トナー3重量部とを混合し磁性現像剤とし
た。
実施例1と同様の条件で平均粒径約40μmのフェライ
トキャリアを得た。このフェライトキャリアの成分分析
を行ったところLi2O 10.1mol%、MnO 1
9.9mol%、Fe2O3 70mol%であった。ま
た、かさ密度は2.4g/cm3、流動率は32s/5
0g、σ1000は62emu/gであった。このようにし
て得られたフェライトキャリア97重量部と実施例1と
同じ非磁性トナー3重量部とを混合し磁性現像剤とし
た。
【0034】この磁性現像剤を用いて実施例1と同じ条
件で画像形成をした。得られた画像の評価結果を表1に
示す。表1から、R1/R2が10に満たないため初期の
画像濃度、地カブリ、キャリア付着はいずれも満足のい
くレベルではなく、5万枚の画像形成時では更に悪化し
ていることがわかる。
件で画像形成をした。得られた画像の評価結果を表1に
示す。表1から、R1/R2が10に満たないため初期の
画像濃度、地カブリ、キャリア付着はいずれも満足のい
くレベルではなく、5万枚の画像形成時では更に悪化し
ていることがわかる。
【0035】(実施例3)Li2O 5mol%、MnO
25mol%およびFe2O3 70mol%となるよ
うに配合した原料を用いる以外は実施例1と同様の条件
で平均粒径約40μmのフェライトキャリアを得た。こ
のフェライトキャリアの成分分析を行ったところLi2O
5.1mol%、MnO 25.2mol%、Fe2
O3 69.7mol%であった。また、かさ密度は
2.5g/cm3、流動率は27s/50g、σ1000は
55emu/gであった。このようにして得られたフェ
ライトキャリア97重量部と実施例1と同じ非磁性トナ
ー3重量部とを混合し磁性現像剤とした。
25mol%およびFe2O3 70mol%となるよ
うに配合した原料を用いる以外は実施例1と同様の条件
で平均粒径約40μmのフェライトキャリアを得た。こ
のフェライトキャリアの成分分析を行ったところLi2O
5.1mol%、MnO 25.2mol%、Fe2
O3 69.7mol%であった。また、かさ密度は
2.5g/cm3、流動率は27s/50g、σ1000は
55emu/gであった。このようにして得られたフェ
ライトキャリア97重量部と実施例1と同じ非磁性トナ
ー3重量部とを混合し磁性現像剤とした。
【0036】この磁性現像剤を用いて実施例1と同じ条
件で画像形成を行った。得られた画像の評価結果を表1
に示す。表1から、初期の画像濃度、地カブリ、キャリ
ア付着は何れも良好であり、5万枚の画像形成時でもほ
とんど変化していないことがわかる。
件で画像形成を行った。得られた画像の評価結果を表1
に示す。表1から、初期の画像濃度、地カブリ、キャリ
ア付着は何れも良好であり、5万枚の画像形成時でもほ
とんど変化していないことがわかる。
【0037】(実施例4)Li2O 5mol%、MnO
20mol%およびFe2O3 75mol%となるよ
うに配合した原料を用いる以外は実施例1と同様にして
平均粒径約50μmのフェライトキャリアを得た。この
フェライトキャリアの成分分析を行ったところLi2O
4.9mol%、MnO 20.2mol%、Fe2O3
74.9mol%であった。また、かさ密度は2.6
g/cm3、流動率は29s/50g、σ1000は63e
mu/gであった。このようにして得られたフェライト
キャリア90重量部と実施例1と同じ非磁性トナー10
重量部とを混合し磁性現像剤とした。
20mol%およびFe2O3 75mol%となるよ
うに配合した原料を用いる以外は実施例1と同様にして
平均粒径約50μmのフェライトキャリアを得た。この
フェライトキャリアの成分分析を行ったところLi2O
4.9mol%、MnO 20.2mol%、Fe2O3
74.9mol%であった。また、かさ密度は2.6
g/cm3、流動率は29s/50g、σ1000は63e
mu/gであった。このようにして得られたフェライト
キャリア90重量部と実施例1と同じ非磁性トナー10
重量部とを混合し磁性現像剤とした。
【0038】この磁性現像剤を用いて実施例1と同じ条
件で画像形成を行った。得られた画像の評価結果を表1
に示す。表1から、初期の画像濃度、地カブリ、キャリ
ア付着は何れも良好であり、5万枚の画像形成時でもほ
とんど変化していないことがわかる。
件で画像形成を行った。得られた画像の評価結果を表1
に示す。表1から、初期の画像濃度、地カブリ、キャリ
ア付着は何れも良好であり、5万枚の画像形成時でもほ
とんど変化していないことがわかる。
【0039】(実施例5)Li2O 11.5mol%、
MnO 8mol%、Fe2O3 80mol%およびV
2O5 0.5mol%となるように配合した原料を用い
る以外は実施例1と同様にして平均粒径約50μmのフ
ェライトキャリアを得た。このフェライトキャリアの成
分分析を行ったところLi2O 11.0mol%、Mn
O 8.1mol%、Fe2O3 80.6mol%、V
2O5 0.3mol%であった。
MnO 8mol%、Fe2O3 80mol%およびV
2O5 0.5mol%となるように配合した原料を用い
る以外は実施例1と同様にして平均粒径約50μmのフ
ェライトキャリアを得た。このフェライトキャリアの成
分分析を行ったところLi2O 11.0mol%、Mn
O 8.1mol%、Fe2O3 80.6mol%、V
2O5 0.3mol%であった。
【0040】次いでキャリアの樹脂コーティングを次の
ように行った。キャリア500重量部を流動床中にて8
0℃に保持し、シリコーン樹脂(東レダウコーニング社
製シリコーンSR2406)10重量部をトルエン10
重量部に混合したものをスプレーコートした。その後1
50℃2時間の熱硬化処理を行い、シリコーン樹脂コー
トキャリアを得た。かさ密度は2.5g/cm3、流動
率は28s/50g、σ1000は58emu/gであっ
た。このようにして得られたフェライトキャリア90重
量部と実施例1と同じ非磁性トナー10重量部とを混合
し磁性現像剤とした。
ように行った。キャリア500重量部を流動床中にて8
0℃に保持し、シリコーン樹脂(東レダウコーニング社
製シリコーンSR2406)10重量部をトルエン10
重量部に混合したものをスプレーコートした。その後1
50℃2時間の熱硬化処理を行い、シリコーン樹脂コー
トキャリアを得た。かさ密度は2.5g/cm3、流動
率は28s/50g、σ1000は58emu/gであっ
た。このようにして得られたフェライトキャリア90重
量部と実施例1と同じ非磁性トナー10重量部とを混合
し磁性現像剤とした。
【0041】この磁性現像剤を用いて実施例1と同じ条
件で画像形成を行った。得られた画像の評価結果を表1
に示す。表1から、初期の画像濃度、地カブリ、キャリ
ア付着は何れも良好であり、5万枚の画像形成時でもほ
とんど変化していないことがわかる。尚、表1において
IDの値は1.30以上あればよく、また「地カブリ」
は普通紙の非画像部(白地部)の印字後と印字前との光
学密度の差であり、この値が0.10より大きくなると
画像のカブリが目立つようになる。
件で画像形成を行った。得られた画像の評価結果を表1
に示す。表1から、初期の画像濃度、地カブリ、キャリ
ア付着は何れも良好であり、5万枚の画像形成時でもほ
とんど変化していないことがわかる。尚、表1において
IDの値は1.30以上あればよく、また「地カブリ」
は普通紙の非画像部(白地部)の印字後と印字前との光
学密度の差であり、この値が0.10より大きくなると
画像のカブリが目立つようになる。
【0042】
【表1】
【0043】(実施例6〜10、比較例2)実施例6〜
10及び比較例2では、それぞれが実施例1〜5及び比
較例1と同様の現像剤を使用した。
10及び比較例2では、それぞれが実施例1〜5及び比
較例1と同様の現像剤を使用した。
【0044】この磁性現像剤を用いて次の条件で画像形
成をした。 現像方式;反転現像 感光体;負帯電性OPC 直径30mm、プロセス速度
100mm/sec、表面電位−650V マグネットロール;固定式永久磁石(極数4)内包、直
径24mmSUS304製スリーブ、現像磁極磁束密度(スリ
ーブ表面)800G(他極は700G)、スリーブ回転
数200rpm 現像ギャップ;0.4mm ドクターギャップ;0.3mm バイアス電圧;−500V(DC)、スリーブに印加 転写;トナー像を普通紙にコロナ転写のあと熱ロール定
着(180℃、1kgf/cm) 環境条件;20℃、60%R.H.
成をした。 現像方式;反転現像 感光体;負帯電性OPC 直径30mm、プロセス速度
100mm/sec、表面電位−650V マグネットロール;固定式永久磁石(極数4)内包、直
径24mmSUS304製スリーブ、現像磁極磁束密度(スリ
ーブ表面)800G(他極は700G)、スリーブ回転
数200rpm 現像ギャップ;0.4mm ドクターギャップ;0.3mm バイアス電圧;−500V(DC)、スリーブに印加 転写;トナー像を普通紙にコロナ転写のあと熱ロール定
着(180℃、1kgf/cm) 環境条件;20℃、60%R.H.
【0045】得られた画像の評価結果を表2に示す。表
2から実施例6〜10においては初期のID、カブリ、
キャリア付着はいずれも良好であり、5万枚の画像形成
時でもほとんど変化していないことがわかる。比較例2
ではR1/R2が10に満たないため初期のID、カブ
リ、キャリア付着はいずれも満足のいくレベルではな
く、5万枚の画像形成時では更に悪化している。
2から実施例6〜10においては初期のID、カブリ、
キャリア付着はいずれも良好であり、5万枚の画像形成
時でもほとんど変化していないことがわかる。比較例2
ではR1/R2が10に満たないため初期のID、カブ
リ、キャリア付着はいずれも満足のいくレベルではな
く、5万枚の画像形成時では更に悪化している。
【0046】
【表2】
【0047】(実施例11〜15、比較例3)実施例1
1〜15及び比較例3では、それぞれが実施例1〜5及
び比較例1と同様の現像剤を使用した。
1〜15及び比較例3では、それぞれが実施例1〜5及
び比較例1と同様の現像剤を使用した。
【0048】この磁性現像剤を用いて次の条件で画像形
成をした。 現像方式;反転現像 感光体;負帯電性OPC 直径30mm、プロセス速度
150mm/sec、表面電位−650V マグネットロール;固定式永久磁石(極数4)内包、直
径30mmSUS304製スリーブ、現像磁極磁束密度(スリ
ーブ表面)800G(他極は700G)、スリーブ回転
数200rpm 現像ギャップ;0.4mm ドクターギャップ;0.3mm バイアス電圧;−500V(DC)、スリーブに印加 転写;トナー像を普通紙にコロナ転写のあと熱ロール定
着(180℃、1kgf/cm) 環境条件;20℃、60%R.H.
成をした。 現像方式;反転現像 感光体;負帯電性OPC 直径30mm、プロセス速度
150mm/sec、表面電位−650V マグネットロール;固定式永久磁石(極数4)内包、直
径30mmSUS304製スリーブ、現像磁極磁束密度(スリ
ーブ表面)800G(他極は700G)、スリーブ回転
数200rpm 現像ギャップ;0.4mm ドクターギャップ;0.3mm バイアス電圧;−500V(DC)、スリーブに印加 転写;トナー像を普通紙にコロナ転写のあと熱ロール定
着(180℃、1kgf/cm) 環境条件;20℃、60%R.H.
【0049】得られた画像の評価結果を表3に示す。表
3から実施例11〜15においては初期のID、カブ
リ、キャリア付着はいずれも良好であり、5万枚の画像
形成時でもほとんど変化していないことがわかる。比較
例3ではR1/R2が10に満たないため初期のID、カ
ブリ、キャリア付着はいずれも満足のいくレベルではな
く、5万枚の画像形成時では更に悪化している。
3から実施例11〜15においては初期のID、カブ
リ、キャリア付着はいずれも良好であり、5万枚の画像
形成時でもほとんど変化していないことがわかる。比較
例3ではR1/R2が10に満たないため初期のID、カ
ブリ、キャリア付着はいずれも満足のいくレベルではな
く、5万枚の画像形成時では更に悪化している。
【0050】
【表3】
【0051】(実施例16〜20、比較例4)実施例1
6〜20及び比較例4では、それぞれが実施例1〜5及
び比較例1と同様のフェライトキャリアを使用した。
6〜20及び比較例4では、それぞれが実施例1〜5及
び比較例1と同様のフェライトキャリアを使用した。
【0052】トナーの製造は次のようにして行った。マ
グネタイト粉末(磁性粉;戸田工業社製EPT500)45部
(重量部、以下も同様)と電荷制御剤(オリエント化学
社製ボントロンS-34)1部をボールミルで予備混合し、
さらにヒ゛スフェノールA型ホ゜リエステル(結着樹脂)50部、ポリプ
ロピレン(離型剤;三洋化成社製TP-32)4部を添加し混
合する。それを150度に加熱した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
力式粉砕機で微粉砕した。これを風力式分級機(アルピ
ネ社製100MZR)で体積平均粒径が約10μmとな
るように分級し、負帯電性の粉末を作製した。この粉末
100部に疎水性シリカ(流動化剤;日本アエロジル社
製アエロジルR972)0.5部を外部添加し磁性トナーを
得た。このトナーの抵抗は2.0×1014Ω・cm、摩
擦帯電量は−18μc/gであった。
グネタイト粉末(磁性粉;戸田工業社製EPT500)45部
(重量部、以下も同様)と電荷制御剤(オリエント化学
社製ボントロンS-34)1部をボールミルで予備混合し、
さらにヒ゛スフェノールA型ホ゜リエステル(結着樹脂)50部、ポリプ
ロピレン(離型剤;三洋化成社製TP-32)4部を添加し混
合する。それを150度に加熱した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
力式粉砕機で微粉砕した。これを風力式分級機(アルピ
ネ社製100MZR)で体積平均粒径が約10μmとな
るように分級し、負帯電性の粉末を作製した。この粉末
100部に疎水性シリカ(流動化剤;日本アエロジル社
製アエロジルR972)0.5部を外部添加し磁性トナーを
得た。このトナーの抵抗は2.0×1014Ω・cm、摩
擦帯電量は−18μc/gであった。
【0053】得られた各フェライトキャリアと磁性トナ
ーとを表4に示すトナー濃度になるようにそれぞれ混合
し磁性現像剤とした。
ーとを表4に示すトナー濃度になるようにそれぞれ混合
し磁性現像剤とした。
【0054】この磁性現像剤を用いて次の条件で画像形
成をした。 現像方式;反転現像 感光体;負帯電性OPC 直径32mm、プロセス速度
150mm/sec、表面電位−650V マグネットロール;固定式永久磁石(極数4)内包、直
径28mmSUS304製スリーブ、現像磁極磁束密度(スリ
ーブ表面)800G(他極は700G)、スリーブ回転
数250rpm 現像ギャップ;0.4mm ドクターギャップ;0.3mm バイアス電圧;−500V(DC)、スリーブに印加 転写;トナー像を普通紙にコロナ転写のあと熱ロール定
着(180℃、1kgf/cm) 環境条件;20℃、60%R.H.
成をした。 現像方式;反転現像 感光体;負帯電性OPC 直径32mm、プロセス速度
150mm/sec、表面電位−650V マグネットロール;固定式永久磁石(極数4)内包、直
径28mmSUS304製スリーブ、現像磁極磁束密度(スリ
ーブ表面)800G(他極は700G)、スリーブ回転
数250rpm 現像ギャップ;0.4mm ドクターギャップ;0.3mm バイアス電圧;−500V(DC)、スリーブに印加 転写;トナー像を普通紙にコロナ転写のあと熱ロール定
着(180℃、1kgf/cm) 環境条件;20℃、60%R.H.
【0055】得られた画像の評価結果を表4に併せて示
す。表4から実施例16〜20においては初期のID、
カブリ、キャリア付着はいずれも良好であり、5万枚の
画像形成時でもほとんど変化していないことがわかる。
比較例4ではR1/R2が10に満たないため初期のI
D、カブリ、キャリア付着はいずれも満足のいくレベル
ではなく、5万枚の画像形成時では更に悪化している。
す。表4から実施例16〜20においては初期のID、
カブリ、キャリア付着はいずれも良好であり、5万枚の
画像形成時でもほとんど変化していないことがわかる。
比較例4ではR1/R2が10に満たないため初期のI
D、カブリ、キャリア付着はいずれも満足のいくレベル
ではなく、5万枚の画像形成時では更に悪化している。
【0056】
【表4】
【0057】(実施例21〜25、比較例5)実施例2
1〜25及び比較例5では、それぞれが実施例1〜5及
び比較例1と同様のフェライトキャリアを使用した。
1〜25及び比較例5では、それぞれが実施例1〜5及
び比較例1と同様のフェライトキャリアを使用した。
【0058】トナーの製造は次のようにして行った。カ
ーボンブラック(着色剤;三菱化成社製#MA-100)10
部と電荷制御剤(オリエント化学社製N04)2部をボ
ールミルで予備混合し、さらにスチレン−メチルメタク
リレート−nブチルアクリレート共重合体(結着樹脂)
86部、ポリプロピレン(離型剤;三洋化成社製TP-32)
2部を添加し混合する。それを150度に加熱した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で微粉砕した。これを風力式
分級機(アルピネ社製100MZR)で体積平均粒径が
約10μmとなるように分級し、正帯電性の粉末を作製
した。この粉末100部に疎水性シリカ(流動化剤;日
本アエロジル社製アルミナRFY−C)0.4部を外部
添加し非磁性トナーを得た。このトナーの抵抗は8×1
014Ω・cm、摩擦帯電量は+15μc/gであった。
得られた各フェライトキャリアと非磁性トナーとを表5
に示すトナー濃度になるようにそれぞれ混合し現像剤と
した。
ーボンブラック(着色剤;三菱化成社製#MA-100)10
部と電荷制御剤(オリエント化学社製N04)2部をボ
ールミルで予備混合し、さらにスチレン−メチルメタク
リレート−nブチルアクリレート共重合体(結着樹脂)
86部、ポリプロピレン(離型剤;三洋化成社製TP-32)
2部を添加し混合する。それを150度に加熱した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で微粉砕した。これを風力式
分級機(アルピネ社製100MZR)で体積平均粒径が
約10μmとなるように分級し、正帯電性の粉末を作製
した。この粉末100部に疎水性シリカ(流動化剤;日
本アエロジル社製アルミナRFY−C)0.4部を外部
添加し非磁性トナーを得た。このトナーの抵抗は8×1
014Ω・cm、摩擦帯電量は+15μc/gであった。
得られた各フェライトキャリアと非磁性トナーとを表5
に示すトナー濃度になるようにそれぞれ混合し現像剤と
した。
【0059】この現像剤を用いて次の条件で画像形成を
した。 現像方式;正規現像 感光体;負帯電性OPC 直径30mm、プロセス速度
60mm/sec、表面電位−600V マグネットロール;固定式永久磁石(極数4)内包、直
径20mmSUS304製スリーブ、現像磁極磁束密度(スリ
ーブ表面)800G(他極は700G)、スリーブ回転
数150rpm 現像ギャップ;0.4mm ドクターギャップ;0.3mm バイアス電圧;−120V(DC)、スリーブに印加 転写;トナー像を普通紙にコロナ転写のあと熱ロール定
着(180℃、1kgf/cm) 環境条件;20℃、60%R.H.
した。 現像方式;正規現像 感光体;負帯電性OPC 直径30mm、プロセス速度
60mm/sec、表面電位−600V マグネットロール;固定式永久磁石(極数4)内包、直
径20mmSUS304製スリーブ、現像磁極磁束密度(スリ
ーブ表面)800G(他極は700G)、スリーブ回転
数150rpm 現像ギャップ;0.4mm ドクターギャップ;0.3mm バイアス電圧;−120V(DC)、スリーブに印加 転写;トナー像を普通紙にコロナ転写のあと熱ロール定
着(180℃、1kgf/cm) 環境条件;20℃、60%R.H.
【0060】得られた画像の評価結果を表5に併せて示
す。表5から実施例21〜25においては初期のID、
カブリ、キャリア付着はいずれも良好であり、5万枚の
画像形成時でもほとんど変化していないことがわかる。
比較例5ではR1/R2が10に満たないため初期のI
D、カブリ、キャリア付着はいずれも満足のいくレベル
ではなく、5万枚の画像形成時では更に悪化している。
す。表5から実施例21〜25においては初期のID、
カブリ、キャリア付着はいずれも良好であり、5万枚の
画像形成時でもほとんど変化していないことがわかる。
比較例5ではR1/R2が10に満たないため初期のI
D、カブリ、キャリア付着はいずれも満足のいくレベル
ではなく、5万枚の画像形成時では更に悪化している。
【0061】
【表5】
【0062】
【発明の効果】以上に記述の如く、本発明のフェライト
キャリアは、その製造工程において電界強度に対し特定
の電気抵抗特性を与えられるので、特に反転現像方式に
おいて高い画像品質を長期間にわたり得ることができ
る。また、本発明のフェライトキャリアは有害物質を含
まないので廃棄物として処理される際の環境規制にも対
応できる。
キャリアは、その製造工程において電界強度に対し特定
の電気抵抗特性を与えられるので、特に反転現像方式に
おいて高い画像品質を長期間にわたり得ることができ
る。また、本発明のフェライトキャリアは有害物質を含
まないので廃棄物として処理される際の環境規制にも対
応できる。
Claims (5)
- 【請求項1】 モル比でLi2O2〜15%、MnO5〜
30%、Fe2O360〜90%の基本組成を有し平均粒
径が20〜100μmであるフェライト粒子からなり、
かつDC200V/cmの電界におけるフェライト粒子
の体積固有電気抵抗値(R1)とDC10kV/cmの
電界におけるフェライト粒子の体積固有電気抵抗値(R
2)との比R1/R2が10以上であり、かつR1が1×1
05〜1×1013Ω・cmの範囲にあることを特徴とする
電子写真現像用フェライトキャリア。 - 【請求項2】 かさ密度が1.4〜3.3g/cm3で
あり、流動率が5〜120s/50gであり、1000
Oeの磁界中で測定した磁化の値が40〜80emu/
gの範囲であることを特徴とする請求項1に記載の電子
写真現像用フェライトキャリア。 - 【請求項3】 帯電させた感光体表面に潜像を形成し、
永久磁石を有するマグネットロールで搬送した磁性キャ
リアとトナーとを含む磁性現像剤のうち、感光体の帯電
極性と同極性のトナーを潜像に移行させることによりト
ナー像を得る反転現像方法において、磁性キャリアは、
モル比でLi2O2〜15%、MnO5〜30%、Fe2
O3 60〜90%の基本組成を有し平均粒径が20〜
100μmであるフェライト粒子からなり、かつDC2
00V/cmの電界におけるフェライト粒子の体積固有
電気抵抗値(R1)とDC10kV/cmの電界におけ
るフェライト粒子の体積固有電気抵抗値(R2)との比
R1/R2が10以上であり、かつR1が1×105〜1×
1013Ω・cmの範囲とすることを特徴とする反転現像
方法。 - 【請求項4】 かさ密度が1.4〜3.3g/cm3で
あり、流動率が5〜120s/50gであり、1000
Oeの磁界中で測定した磁化の値が40〜80emu/
gの範囲であることを特徴とする請求項3に記載の反転
現像方法。 - 【請求項5】 感光体表面を90mm/sec以上の速
度で移動させることを特徴とする請求項3または請求項
4に記載の反転現像方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10774097A JPH1039548A (ja) | 1996-05-15 | 1997-04-24 | 電子写真現像用フェライトキャリアおよびそれを用いた反転現像方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-119840 | 1996-05-15 | ||
JP11984096 | 1996-05-15 | ||
JP10774097A JPH1039548A (ja) | 1996-05-15 | 1997-04-24 | 電子写真現像用フェライトキャリアおよびそれを用いた反転現像方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1039548A true JPH1039548A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=26447747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10774097A Pending JPH1039548A (ja) | 1996-05-15 | 1997-04-24 | 電子写真現像用フェライトキャリアおよびそれを用いた反転現像方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1039548A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7183033B2 (en) | 2003-02-07 | 2007-02-27 | Powdertech Co., Ltd. | Carrier core material, coated carrier, two-component developing agent for electrophotography, and image forming method |
US7553597B2 (en) | 2003-02-07 | 2009-06-30 | Powdertech Co., Ltd. | Carrier core material, coated carrier, and two-component developing agent for electrophotography |
-
1997
- 1997-04-24 JP JP10774097A patent/JPH1039548A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7183033B2 (en) | 2003-02-07 | 2007-02-27 | Powdertech Co., Ltd. | Carrier core material, coated carrier, two-component developing agent for electrophotography, and image forming method |
US7553597B2 (en) | 2003-02-07 | 2009-06-30 | Powdertech Co., Ltd. | Carrier core material, coated carrier, and two-component developing agent for electrophotography |
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