JPH05343213A - 相互分散形二相系フェライト複合材料、キャリヤ粒子、乾式現像剤組成物、及び静電画像の現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒径８マイクロメートル以下のトナー粒子を
使用して高い画像濃度の静電画像を高い現像速度で現像
するための硬磁性キャリヤ粒子を提供する。 【構成】 該キャリヤ粒子は、強磁性相として硬磁性フ
ェライト材料を、そして強誘電性相として強誘電性材料
を、該強磁性相対該強誘電性相のモル比が１：１〜１：
４になるように含んで成る相互分散形二相系フェライト
複合材料を含んで成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電写真複写機に用い
られる硬磁性フェライト系キャリヤに関する。該硬磁性
フェライト系キャリヤは、強磁性相と強誘電性相とから
なる相互分散形(interdispersed)二相系フェライト複合
材料を含んで成る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真分野では、誘電体表面、典型的
には光導電性記録要素または光導電体の表面、に静電荷
画像が形成される。この画像の現像は、トナーとして知
られている絶縁性着色樹脂粒子と、キャリヤとして知ら
れている磁気引力性粒子との混合物を含んで成る乾式二
成分現像剤を、その画像に接触させることによって行わ
れるのが普通である。キャリヤ粒子は、非磁性トナー粒
子がぶつかることによって静電画像とは逆極性の摩擦電
荷を獲得することができる部位として働く。トナー粒子
は、比較的寸法の大きなキャリヤ粒子の表面に静電力に
よって保持されている。該静電力は、両方の粒子が混合
時の相互作用によって互いにぶつかり接触する際の摩擦
によって発生する。静電画像と現像剤混合物との接触の
際に、トナー粒子とキャリヤ粒子との間の結合力に打ち
勝つ、電荷画像によって形成された電界の比較的強い引
力によって、トナー粒子が、それらが（摩擦電気力によ
って）付着していたキャリヤ粒子から剥ぎ取られる。こ
のようにして、トナー粒子は、電荷画像と関連している
静電力によって引きつけられ、その静電画像上に付着し
て可視像を形成する。

【０００３】当該技術分野では、磁気コアを内部に配置
している非磁性材料の円筒形現像スリーブまたはシェル
からなる回転コア式磁気アプリケーターによって、上述
のタイプの現像剤組成物を静電画像に付着させることが
知られている。コアは通常、コア表面に配置されている
複数の平行磁性ストリップを含んで成り、交互するＮ極
及びＳ極磁場を提供する。これらの磁場は、スリーブを
通して放射状に広がり、そして現像剤組成物をスリーブ
外面に引きつけてブラシの毛羽、または当該技術分野で
は「磁気ブラシ」と呼ばれているもの、を形成するよう
に働く。使用時に磁気コアを回転させて、現像剤を、供
給溜から、現像すべき静電画像と接触する位置に進行さ
せることが重要である。円筒スリーブまたはシェルは、
回転させてもさせなくてもよい。シェルを回転させる場
合には、コアと同方向で回転させても、あるいは逆方向
で回転させてもよい。現像後、トナーを消耗したキャリ
ヤ粒子を溜に戻してトナーを補充する。キャリヤの役割
は２重であり、（ａ）トナー粒子をトナー溜から磁気ブ
ラシへ搬送すること、並びに（ｂ）摩擦帯電によってト
ナーに電荷を与えて所望の極性、すなわち光導電性記録
要素またはプレート表面の静電画像の電荷極性と反対の
極性にし、且つ適当なまたは所望の電荷量を与えるこ
と、である。磁性キャリヤ粒子は、アプリケーターのコ
ア内のマグネットの作用下で、アプリケーターの現像ス
リーブまたはシェルから伸長する毛皮様の毛または鎖を
形成する。磁性キャリヤの電荷極性は静電画像のそれと
同じであるため、静電または電荷画像の現像の際にトナ
ー粒子がキャリヤから剥ぎ落とされた後には、磁性キャ
リヤがアプリケーターの現像スリーブ上に残る。典型的
には、現像スリーブまたはシェルに外部から印加した磁
気ブラシを通して流れる電流によって、感光性材料また
はプレートと磁気アプリケーターの現像スリーブとの間
にバイアス電圧を印加する。バイアス電圧の目的は、主
として、露光の際の非画像領域の不完全な放電によっ
て、現像の際に、キャリヤから現像に利用されるトナー
粒子の相当部分が感光性プレート（またはドラム）の非
画像領域または部分に移行することが原因の、望ましく
ないトナーのカブリまたはバックグラウンド現像が起こ
ることを防止、あるいは少なくとも低減することであ
る。通常バックグラウンドチャージと呼ばれているが、
これらの不完全放電領域は、現像の際に、利用できるト
ナー粒子（特に、不十分な電荷量を有するトナー粒子）
の一部をその部分放電領域に引きつけ且つ移行させて、
現像されてはならない静電画像パターンの領域を現像ま
たは着色してしまう。このことを「バックグラウンド現
像」と呼んでいる。バイアス電圧の極性は、感光性材料
の電荷極性と同じでなければならない。すなわち、感光
性材料またはプレートの電荷極性が正である場合には、
バイアス電圧には正極性を選ぶ。感光性材料と現像スリ
ーブとの間に印加する適当なバイアス電圧を選定する際
には注意が必要である。すなわち、感光性材料または磁
気ブラシにおいて放電破壊のような問題を起こしてはな
らないこと、あるいは、現像すべき静電画像へのキャリ
ヤからのトナー粒子の移行が、磁気ブラシに不均一また
は過剰量のバイアス電圧が印加されることによって妨げ
られてはならないことである。通常は、バイアス電圧を
１００〜３００ボルト、特に１５０〜２５０ボルトに調
節することが典型的である。この特別なトナー現像法
を、当該技術分野では、磁気ブラシ現像法と普通呼んで
いる。

【０００４】従来より、静電画像へトナー粒子を搬送す
るために、軟磁性材料でできたキャリヤ粒子が用いられ
てきた。米国特許第 4,546,060号及び同第 4,473,029号
明細書は、硬磁性材料をキャリヤ粒子として使用するこ
とと、このような硬磁性キャリヤ粒子を利用して静電画
像を現像するための装置とをそれぞれ教示している。こ
れらの特許は、キャリヤ粒子が、磁気飽和時に少なくと
も３００エルステッドの保磁力と、１０００エルステッ
ドの印加磁場時に少なくとも２０ EMU/gの誘導磁気モー
メントとを示す硬磁性材料を含んで成る、ということを
要求している。磁性材料に関して用いられる用語「硬」
及び「軟」は、Addison-Wesley出版社発行のB.D. Culli
tyのIntroduction To Magnetic Materials(1972)の第18
頁に示唆されているような一般的に認識されている意味
をもつ。前記米国特許第 4,546,060号明細書に開示され
ているように、（ａ）少なくとも３００エルステッドの
保磁力を示す磁性材料を含有し且つ（ｂ）１０００エル
ステッドの外部磁場において少なくとも２０ EMU/gの誘
導磁気モーメントを有する磁性キャリヤ粒子を、回転コ
アアプリケーターから発散している連続した磁場に暴露
すると、該粒子が移動性磁場と相互作用して、それらが
それぞれの新しい磁場においてフリップまたは回転して
移動し磁気整列するので、現像剤の乱れた急速な流れを
引き起こす。各フリップは、粒子の磁気モーメントと磁
性材料の保磁力との両方の結果として、回転コアの動き
と反対方向における各粒子による急速な円周ステップを
伴う。観測される効果は、コアが反対方向に回転してい
る間に現像剤がシェルの周囲を滑らかに且つ急速に流動
し、その結果、ブラシの上にありながらトナーを高いレ
ベルで摩擦帯電させ、且つ新鮮なトナーを光受容体また
は光導電性要素に迅速に搬送し、よって高速複写用途を
促進すると同時に高速複写速度で静電画像の完全な現像
を提供する、ということである。画質を損失することな
く高速複写用途に適した現像速度を提供する他に、キャ
リヤ粒子の磁気モーメントは、現像の際にキャリヤが静
電画像に移行することを十分に防止する。すなわち、ア
プリケーターとキャリヤ粒子との間に十分な磁気引力が
提供されて、コアの回転の際にキャリヤ粒子をアプリケ
ーター上に保持し、よってキャリヤが画像へ移行するこ
と（すなわち、キャリヤの付着）を防止する。これらの
硬磁性キャリヤ材料は、画像の劣化を経験することなく
現像速度を著しく増加させるという点で、当該技術分野
では従来用いられていた軟磁性キャリヤ材料を有意に越
える進歩を示す。軟磁性キャリヤ粒子を使用して利用さ
れていた最高速度の４倍程度高い速度が例示されてい
る。

【０００５】米国特許第 4,764,445号及び同第 4,855,2
06号明細書では、これらの硬磁性フェライト系キャリヤ
材料の結晶格子に、それぞれランタンと、ネオジム、プ
ラセオジム、サマリウムまたはユーロピウムのいずれか
とを１〜５重量％の量で取り込ませて、キャリヤ材料の
磁気特性を損失することなく該材料の導電性を増大させ
てさらに高い現像速度を実現できたことが開示されてい
る。

【０００６】上記米国特許明細書は、上述の特性を有す
るすべての硬磁性材料に一般的ではあるが、バリウム及
び／またはストロンチウムの化合物である硬磁性フェラ
イト、例えばBaFe₁₂O₁₉ 、SrFe₁₂O₁₉ 並びに式MO・6Fe₂
O₃（式中、Ｍはバリウム、ストロンチウム、鉛またはカ
ルシウムである）で示される磁性フェライトを好ましい
としている。これらの硬フェライト系キャリヤ材料は、
静電装置内で現像できる速度を実質的に増加させてはい
るが、このような硬磁性フェライト系キャリヤ材料と、
反対に帯電したトナー粒子とを含んで成る現像剤組成物
において、該トナーの粒径が８マイクロメートル未満に
次第に減少するにつれて、現像速度、すなわち現像効率
が次第に低下することがわかった。さらに、このような
現像剤組成物においてトナーの粒径が８マイクロメート
ル未満に次第に減少するにつれ、画像の完全な現像を可
能にするのに十分に迅速な速度で現像帯域に十分量のト
ナー粒子を供給することができないために、それにより
形成されたトナー画像の濃度も低下することもわかっ
た。このことは、外観が所望よりも明るくまたは淡く見
えるトナー画像の固体の着色画像領域部分において特に
顕著である。この現像または複写速度とトナー画像濃度
の低下は、前記従来技術の硬磁性フェライト系キャリヤ
粒子が、それらを磁気ブラシ上でトナー粒子と接触させ
て混合し、トナー粒子をキャリヤ粒子に引きつけ且つト
ナー粒子をキャリヤ粒子表面に付着させて、電荷画像を
現像するための現像帯域へ搬送する場合に、トナー粒子
の摩擦帯電または摩擦荷電にのみ依存している、という
ことが主な原因であると考えられている。硬磁性フェラ
イト系キャリヤ粒子と一緒に現像剤組成物に用いられる
トナー粒子の粒径が８マイクロメートル以上である場合
には、摩擦帯電のみで、十分量のトナー粒子を十分に高
い速度で現像帯域へ供給して、先に述べた高い現像速度
及びトナー画像濃度を実現するのに十分であるが、この
ような現像剤組成物中のトナー粒子の粒径が８マイクロ
メートル未満にある場合には、摩擦帯電のみでは、この
ような高い現像速度及びトナー画像濃度を提供するには
不十分である。これは以下の原因によるものと考えられ
ている。現像剤組成物に用いられているトナー粒子の粒
径が８マイクロメートル未満に次第に減少するにつれ、
これらの非常に小さな個々のトナー粒子間に非常に強力
な表面引力、例えばファンデルワールス相互作用による
引力、が存在するために、トナー供給溜中の個々のトナ
ー粒子が共に凝集または付着して塊を形成する傾向が次
第に増加する。このために、ある量またはある部分の個
々のトナー粒子が互いに引きつけあってトナー粒子の巨
大な塊または凝集体を形成する。キャリヤ粒子による摩
擦帯電に利用できる、このようなトナー粒子の塊または
凝集体によって提供される表面積は、もしそうでなけれ
ばキャリヤ粒子による摩擦帯電に利用できたであろう、
該塊または凝集体を構成している個々のトナー粒子の表
面積よりも、はるかに小さいので、キャリヤ粒子による
摩擦帯電に、そして帯電画像の現像に利用できるトナー
量が減少する。その結果、現像速度または効率が低下
し、またトナー画像濃度も減少する。なぜなら、十分量
のトナー粒子を、十分に速い速度で現像帯域に供給し
て、完全な画像の現像を行うことができないからであ
る。このことは、解像度の非常に高いコピーを作製する
ためには、非常に小さな粒径、すなわち８マイクロメー
トル未満を示すトナー粒子を使用する必要があるので、
適切ではない。本明細書でいう「粒径」は、従来の直径
測定装置、例えば Coulter社製のCoulter Multisizerで
測定した平均体積重みつき直径(mean volume weighted
diameter) を指す。平均体積重みつき直径は、等しい質
量及び密度の球形粒子の直径に各粒子質量をかけ算した
その合計を全粒子質量で割った値である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、キャリヤ粒
子と８マイクロメートルよりも大きな粒径を有する逆極
性に帯電したトナー粒子とを含んで成る現像剤組成物に
使用した場合に、高速現像及び高画質複写を提供するた
めに必要な磁気特性を保有するのみならず、８マイクロ
メートル未満の粒径を有する逆に帯電したトナー粒子を
含んで成る現像剤組成物に使用した場合にも、このよう
な高速現像及び高画質複写を提供するのに必要な特性を
保有する、そのようなキャリヤ粒子として使用するため
の硬磁性フェライト材料を提供するという課題を解決す
ることを意図する。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】この課題は、以
下の相互分散形二相系フェライト複合材料を提供するこ
とによって解決される。すなわち、該複合材料は、強磁
性相として、磁気飽和時に少なくとも 300エルステッド
の保磁力と、1000エルステッドの印加磁場においた場合
に少なくとも20 EMU/gの誘導磁気モーメントとを示す、
一般式 R_x P _(1-x) Fe₁₂O₁₉ （式中、Ｒは稀土類元素か
ら選択され、Ｐはストロンチウム、バリウム、鉛または
カルシウム及びそれらの混合物より成る群から選択さ
れ、そしてｘは 0.1〜0.4 の値を有する）の六方晶構造
を有する硬磁性フェライト材料を、そして強誘電性相と
して、チタン、ジルコニウム、錫、ハフニウムまたはゲ
ルマニウムと、アルカリ土類元素または鉛もしくはカド
ミウムのいずれかとの二重酸化物のうちの少なくとも１
種を含んで成る強誘電性材料を、該強磁性相対該強誘電
性相のモル比が１：１〜１：４になるように含んで成
る。

【０００９】我々は、前記米国特許第 4,764,445号及び
同第 4,885,206号明細書に記載されている硬磁性フェラ
イト系稀土類元素含有キャリヤ粒子の特性を、前記米国
特許に記載されている硬磁性フェライト材料に BaTiO₃
のような強誘電性材料または物質を添加することによっ
てさらに改善し、８マイクロメートル以下の粒径を有す
る逆極性に帯電したトナー粒子を含む現像剤組成物に使
用できるキャリヤ粒子を提供するのに用いることができ
る、強磁性相と強誘電性相とからなる硬磁性の相互分散
形二相系フェライト複合構造体を形成して、画像濃度が
極めて高い現像済静電画像を極めて高い現像速度で提供
できることを発見した。

【００１０】また、本発明は、静電画像の現像に使用す
るためのキャリヤ粒子も提供する。該キャリヤ粒子は、
強磁性相として、磁気飽和時に少なくとも 300エルステ
ッドの保磁力と、1000エルステッドの印加磁場においた
場合に少なくとも20 EMU/gの誘導磁気モーメントとを示
す、一般式 R_x P _(1-x) Fe₁₂O₁₉ （式中、Ｒは稀土類元
素から選択され、Ｐはストロンチウム、バリウム、鉛ま
たはカルシウム及びそれらの混合物より成る群から選択
され、そしてｘは 0.1〜0.4 の値を有する）の六方晶構
造を有する硬磁性フェライト材料を、そして強誘電性相
として、チタン、ジルコニウム、錫、ハフニウムまたは
ゲルマニウムと、アルカリ土類元素または鉛もしくはカ
ドミウムのいずれかとの二重酸化物のうちの少なくとも
１種を含んで成る強誘電性材料を、該強磁性相対該強誘
電性相のモル比が１：１〜１：４になるように含んで成
る硬磁性の相互分散形二相系フェライト複合材料を含ん
で成る。

【００１１】さらに、本発明は、静電画像の現像に使用
するための乾式二成分系静電現像剤組成物を提供する。
該現像剤組成物は、強磁性相として、磁気飽和時に少な
くとも 300エルステッドの保磁力と、1000エルステッド
の印加磁場においた場合に少なくとも20 EMU/gの誘導磁
気モーメントとを示す、一般式 R_x P _(1-x) Fe₁₂O
₁₉（式中、Ｒは稀土類元素から選択され、Ｐはストロン
チウム、バリウム、鉛またはカルシウム及びそれらの混
合物より成る群から選択され、そしてｘは 0.1〜0.4 の
値を有する）の六方晶構造を有する硬磁性フェライト材
料を、そして強誘電性相として、チタン、ジルコニウ
ム、錫、ハフニウムまたはゲルマニウムと、アルカリ土
類元素または鉛もしくはカドミウムのいずれかとの二重
酸化物のうちの少なくとも１種を含んで成る強誘電性材
料を、該強磁性相対該強誘電性相のモル比が１：１〜
１：４になるように含んで成る硬磁性の相互分散形二相
系フェライト複合材料を含んで成る帯電キャリヤ粒子、
並びに逆極性に帯電したトナー粒子、の混合物を含んで
成る。

【００１２】さらに、本発明は、表面の静電画像を現像
する方法を提供する。該方法は、強磁性相として、磁気
飽和時に少なくとも 300エルステッドの保磁力と、1000
エルステッドの印加磁場においた場合に少なくとも20 E
MU/gの誘導磁気モーメントとを示す、一般式 R_x P
_(1-x) Fe₁₂O₁₉ （式中、Ｒは稀土類元素から選択され、
Ｐはストロンチウム、バリウム、鉛またはカルシウム及
びそれらの混合物より成る群から選択され、そしてｘは
0.1〜0.4 の値を有する）の六方晶構造を有する硬磁性
フェライト材料を、そして強誘電性相として、チタン、
ジルコニウム、錫、ハフニウムまたはゲルマニウムと、
アルカリ土類元素または鉛もしくはカドミウムのいずれ
かとの二重酸化物のうちの少なくとも１種を含んで成る
強誘電性材料を、該強磁性相対該強誘電性相のモル比が
１：１〜１：４になるように含んで成る硬磁性の相互分
散形二相系フェライト複合材料を含んで成る帯電キャリ
ヤ粒子、並びに逆極性に帯電したトナー粒子、の混合物
を含んで成る乾式二成分系静電現像剤組成物に、静電画
像を接触させる工程を含んで成る。

【００１３】上述のように、米国特許第 4,764,445号及
び同第 4,853,206号明細書（本明細書ではこれらの開示
を参照する）に開示されている一般式 R_x P _(1-x) Fe₁₂
O₁₉（式中、Ｒは稀土類元素から選択され、Ｐはストロ
ンチウム、バリウム、鉛またはカルシウムより成る群か
ら選択され、そしてｘは 0.1〜0.4 の値を有する）で示
される材料のような「硬」磁性材料を、８マイクロメー
トルよりも大きな粒径を有する逆極性に帯電したトナー
粒子を含んで成る現像剤組成物においてキャリヤ粒子と
して使用した場合、現像速度は、「軟」磁性材料ででき
たキャリヤ粒子と比較して劇的に増加する。しかしなが
ら、このような硬磁性フェライト材料を使用して達成で
きる現像速度は、いわゆる「軟」磁性材料を使用して達
成できる現像速度よりもはるかに高いが、これらの硬磁
性フェライト系キャリヤ粒子を含有する現像剤組成物中
に使用されているトナー粒子の粒径が８マイクロメート
ル未満に次第に減少するにつれて、現像及び複写の速
度、並びにトナー画像の濃度も次第に減少する。

【００１４】しかしながら、本出願人は、米国特許第
4,764,445号及び同第 4,853,206号明細書に記載されて
いる硬磁性フェライト材料に強誘電性の材料または物質
を加えることによって、上記の問題を克服できることを
見い出した。詳細には、本出願人は、上記の硬磁性フェ
ライト材料に強誘電性の材料または物質を添加すると、
１種以上の上記硬磁性フェライト材料の強磁性相と、チ
タン酸バリウムのような結晶性強誘電性材料または物質
から成る強誘電性相との両方から成る二つの分離相の均
質混合物を含んで成る硬磁性の相互分散形二相系フェラ
イト複合材料がもたらされ、これを用いて、８マイクロ
メートル以下の粒径を有する逆極性に帯電したトナー粒
子とキャリヤ粒子を含んで成る現像剤組成物に使用する
ための磁性キャリヤ粒子を製造し、優れた画像濃度と高
解像度を有する現像済静電画像を極めて高い現像速度で
提供できることを発見した。

【００１５】本明細書で用いられている用語「強誘電性
材料」または「強誘電性物質」は、電界を作用させると
自発的に分極しうるすべての結晶性誘電体を定義する。

【００１６】本明細書に記載する複合キャリヤ粒子によ
って複写速度または現像効率、ひいてはトナー画像濃度
が向上することに関して、何らかの理論や機構によって
拘束することを意図するものではないが、現像速度及び
トナー画像濃度の増加は以下の原因によるものであると
考えられる。

【００１７】上述の硬磁性フェライトキャリヤ材料に強
誘電性材料または物質を添加することによって、回転コ
ア磁気アプリケーターから出ている磁場と、キャリヤ粒
子に引きつけられて、電荷画像を現像するための現像帯
域に搬送されることができるトナー粒子の量を増加させ
るために、回転コア磁気アプリケーター上の磁気ブラシ
に印加されるバイアス電圧との両方に同時に応答するこ
とができる、強磁性相及び強誘電性相から成る複合キャ
リヤ材料を形成することができる。静電画像の現像に利
用できるトナー量を増加させることによって、現像の速
度または割合、並びにトナー画像の濃度を増加させるこ
とができる。なぜなら、十分な量または供給量のトナー
を、高い現像速度を保証し且つトナー画像の現像を完成
するのに十分に速い速度または割合で、現像帯域に提供
することができるからである。より詳細には、本明細書
に記載したタイプのキャリヤ粒子複合材料の強磁性相ま
たは領域の高い磁気特性を利用して、回転コア磁気アプ
リケーターの現像スリーブまたはシェルの周囲のキャリ
ヤの通常の滑らかな迅速な流れを保証し、トナー粒子を
供給溜から磁気ブラシへ搬送し、該ブラシ上で該トナー
粒子を摩擦帯電して電荷画像と反対の極性を与えること
の他に、トナーのカブリやバックグラウンド現像を防止
するために磁気ブラシに通常印加されるバイアス電圧を
利用して、本明細書に記載した複合キャリヤ粒子中の強
誘電性相または材料の存在によって、トナー粒子が供給
溜中のキャリヤ粒子と接触するときにトナー粒子に電荷
注入して、電荷画像を現像するための現像帯域へ搬送す
るためのトナー粒子をさらに多量にキャリヤ粒子に引き
つけることも可能である。すなわち、磁気ブラシ上に存
在するバイアス電圧に暴露されると、複合キャリヤ粒子
の強誘電性相または領域が自発的に分極して、キャリヤ
粒子付近に隣接したトナー粒子への電荷注入部位として
作用し、よって従来のキャリヤ粒子の摩擦帯電性に加え
てキャリヤ粒子のトナー帯電性能が向上する。磁気ブラ
シへのバイアス電圧の印加に際しては、複合キャリヤ粒
子の強磁性領域はバイアス電圧に対して不活性のままで
あるので、キャリヤ粒子の強磁性領域または部分による
通常の摩擦帯電性は影響を受けずに保存される。このよ
うにして、静電画像を現像するための現像帯域へ、非常
に小さな粒径のトナーを多量に搬送することができるの
で、解像度が非常に高い画像コピーの作製にとって非常
に重要である８マイクロメートル未満の粒径を示すこの
ような非常に小さなトナー粒子を使用して、より高い現
像速度及びトナー画像濃度を達成することができる。

【００１８】用語「現像速度」は一般的に使用されてい
るが、より意味のある用語は「現像効率」についてであ
る。例えば、磁気ブラシ現像系では、現像効率は、感光
材料または光受容体の現像される画像領域における現像
前後の電位差を、現像前の光受容体と磁気ブラシとの間
の電位差で割り算して 100倍した値として定義される。
こうして、例えば、光受容体フィルムの電圧が-250ボル
トで、そして磁気ブラシが -50ボルトである場合、その
現像前の電位差は-200ボルトである。現像の際に、正に
帯電したトナー粒子の付着によって画像領域におけるフ
ィルム電圧が 100ボルト低下して-150ボルトになったと
すると、その現像効率は、（-100ボルトを-200ボルトで
割り算した値）×100 によって50％となる。このことか
ら、現像効率が増加するにつれて、同じ条件下でもより
多量のトナーをより短時間に付着させることができると
いう点で、現像材料の効率が増加すると現像工程の速度
を速くできることが容易にわかる。しかしながら、原画
像の高品質コピーを得るためには、キャリヤ粒子の高い
磁気特性、すなわち、磁気飽和時の少なくとも 300エル
ステッドの保磁力と、1000エルステッドの印加磁場にお
いた場合の少なくとも20 EMU/gの誘導磁気モーメントと
を維持し、回転コア磁気アプリケーターの現像スリーブ
またはシェルの周囲の現像剤の滑らかな急速な流れを保
証し、トナーをトナー供給溜から磁気ブラシへ搬送し、
磁気ブラシ上でトナー粒子を摩擦帯電してキャリヤが電
荷画像へ移行すること（すなわち、キャリヤ付着）を防
止すると同時に、トナー粒子を光受容体へより高い割合
で送り込むキャリヤ粒子の性能を向上させることが必要
である。

【００１９】本発明は、上記の以前より用いられている
種類の周知の硬磁性フェライト材料に、強誘電性物質、
例えばチタン酸バリウムを添加して、強磁性相と強誘電
性相を有する硬磁性の相互分散形二相系フェライト複合
材料を形成し、硬磁性フェライト材料が光受容体へ搬送
できる８マイクロメートル以下の粒径を示すトナー粒子
の量と、硬磁性フェライト複合材料によって光受容体へ
トナー粒子を搬送することができる効率または割合、と
の両方を増加させることを意図する。

【００２０】一般的なフェライトの製造、そして特別な
硬磁性六方晶系フェライト(Ba, Sr,またはPb) の製造に
ついては、文献によく記載されており、例えば、米国特
許第3,716,630号；同第 4,623,603号及び同第 4,042,51
8号；欧州特許出願第 0,086,445号；Leonard Hill Book
s London が発行したK. Mastersの「Spray Drying」の
第 502〜509 頁；並びにNorth Holland Publishing社(A
msterdam, New York)が発行したE.P.編の「Ferromagnet
ic Materials」の第３巻、第 315頁等に開示されてい
る。本明細書に記載した二成分系強磁性−強誘電性材料
も、上記と同様の方法で製造される。例えば、典型的な
製造手順は、有機バインダーと水を用いて鉄、ランタン
及びチタンの酸化物と炭酸バリウムとを適当な比率で混
合する工程、並びにその混合物をスプレー乾燥して乾燥
した微粒子を形成する工程、から成ることができる。次
いで、その粒子を 900℃〜1300℃で焼成してフェライト
複合材料を得る。本明細書に記載した相互分散形二相系
フェライト複合材料の製造には、２段階焼成サイクルを
採用する。第一段階は、粒子を 800℃で 0.5時間焼成す
る工程からなり、その後その粒子を1010℃で10時間焼成
する第二工程が続く。２段階焼成サイクルを採用する目
的は、複合粒子の出発原料を構成する各種化学成分間の
望ましくない交差反応を防止することによって、複合粒
子材料内部の個々の強誘電性相及び強磁性相の組成純度
を保証することである。例えば、得られる複合材料中に
純粋な BaTiO₃ の強誘電性相が望まれる場合、複合材料
の製造において二酸化チタンが酸化バリウムだけと反応
し、その製造工程に出発原料として用いられている他の
何らかの反応体、例えば酸化鉄、とは反応しないことが
絶対的に重要である。そうでないと、純粋な BaTiO₃ の
強誘電性相が得られず、複合キャリヤ粒子の特性及び性
能が低下してしまう。次いで、その複合材料を磁化し、
そして典型的にはポリマーで被覆して、キャリヤ粒子が
トナー粒子をさらによく摩擦帯電できるようにする。キ
ャリヤ粒子上の樹脂層は、粒子本体が導電性を保つよう
に十分に薄いものでなければならない。というのは、フ
ェライト中に稀土類元素を存在させる目的はキャリヤ粒
子の導電性を改善するためだからである。通常は、樹脂
層は不連続であって、各粒子上の裸のフェライトの部分
が導電性の接点を提供する。キャリヤ粒子をふるい分け
して所望の粒径範囲を得ることができる。ポリマー被膜
を含む典型的な粒径は 5〜60マイクロメートルである
が、小さな粒径のキャリヤ粒子、 5〜40マイクロメート
ルを使用すると、より良好な画質が得られる。ポリマー
被膜を用いない場合でも、適当な粒径は 5〜60マイクロ
メートル、典型的には 5〜40マイクロメートルである。

【００２１】本発明に用いられる強誘電性材料または物
質は、チタン、ジルコニウム、錫、ハフニウムまたはゲ
ルマニウムと、アルカリ土類元素、とりわけバリウム、
カルシウム及びストロンチウム；または鉛もしくはカド
ミウム、との二重酸化物、特に、１種以上のアルカリ土
類元素、カドミウムまたは鉛のチタン酸塩、ジルコン酸
塩及び錫酸塩、例えば、チタン酸ストロンチウム(SrTiO
₃)、チタン酸鉛(PbTiO ₃)、ジルコン酸ストロンチウム(S
rZrO₃)、ジルコン酸鉛(PbZrO₃)、錫酸鉛(PbSnO ₃)、チタ
ン酸バリウム(BaTiO₃)、チタン酸カルシウム(CaTiO₃)、
ジルコン酸バリウム(BaZrO₃)、ジルコン酸カルシウム(C
aZrO₃)、錫酸バリウム(BaSnO₃)、チタン酸バリウムスト
ロンチウム(BaSrTiO₃)、チタン酸バリウムカルシウム(B
aCaTiO₃)、ジルコン酸カドミウム(CdZrO₃)及びこれらの
混合物、を含んで成る。使用可能なその他の強誘電性材
料には、酒石酸ナトリウムカリウム、硫酸グリシン及び
これらの混合物が含まれる。特に有用な強誘電性物質は
チタン酸バリウムである。

【００２２】六方晶系強磁性相に対する一般式は R_x P
_(1-x) Fe₁₂O₁₉ であり、式中、Ｒはランタン、プラセオ
ジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム及びそれら
の混合物から選択された稀土類元素であり、Ｐはストロ
ンチム、バリウム、鉛、またはカルシウム及びそれらの
混合物より成る群から選択され、そして式中のｘは 0.1
〜0.4 である。換言すれば、稀土類元素がフェライトの
１〜５重量％、典型的には２〜4.5 重量％を置換してい
る。ランタンが特に適当な稀土類元素である。先に述べ
たように、稀土類元素、例えばランタン、の量は強磁性
相の１〜５重量％の範囲にあることができる。これを上
回る量は、キャリヤの磁気特性に悪影響を及ぼして、画
質の問題を生じさせ、また磁気ブラシからのトナーの飛
散を引き起こしたり増加させたりする。

【００２３】本明細書に記載した複合フェライトキャリ
ヤ粒子は、磁気飽和時に少なくとも300エルステッド
の、典型的には1000〜3000エルステッドの高い保磁力
と、1000エルステッドの印加磁場において少なくとも20
EMU/gの誘導磁気モーメントとを示す。典型的には、該
粒子は、1000エルステッドの印加磁場において30〜70 E
MU/gの誘導磁気モーメントを有する。高い保磁力は、ブ
ラシ上でのより良好なキャリヤの流れをもたらし、この
ことがトナー上のより高い電荷量と光導電体へのトナー
のより多くの搬送量をもたらすので望ましい。このこと
は、順に、より高い現像速度へとつながる。高い誘導磁
気モーメントは、キャリヤの付着(pick-up)を防止また
は実質的に低減するので望ましい。

【００２４】磁性材料の保磁力は、材料を磁気飽和さ
せ、すなわち材料を永久磁化した後に外部磁界に定常的
に保ちながら、誘導磁気モーメントを残留磁化から０に
減少させるのに必要な最小の外部磁力、を意味する。本
明細書に記載したキャリヤ粒子の保磁力を測定するため
には各種の装置及び方法を採用することができ、例え
ば、Princeton Applied Research社(Princeton N.J.)よ
り入手できるPrinceton Applied Research Model 155 V
ibrating Sample Magnetometerが使用できる。粉末を非
磁性ポリマー粉末と混合する（磁性粉末90重量％：ポリ
マー10重量％）。その混合物をキャピラリー管に入れ、
ポリマーの融点以上に加熱した後室温に冷却する。次い
で、その充填キャピラリー管を磁力計の試料保持器に配
置し、そして外部磁場（エルステッド）対誘導磁気（EM
U/g ）の磁気ヒステリシス曲線をプロットする。この測
定の際には、 0〜10,000エルステッドの外部磁場に試料
を暴露する。

【００２５】本明細書に記載した複合材料では、強磁性
相と強誘電性相のモル比を、ほぼ強磁性相１モルに対し
て強誘電性相１〜４モルにに維持することが重要であ
る。強誘電性相の存在が少なすぎると、本発明の利益、
すなわち高い現像速度と高い画像濃度が得られない。逆
に、さらに多くの強誘電性相が存在すると、強磁性相の
磁気特性が弱まりまたは低減する。

【００２６】本明細書に記載した現像剤は、交換できる
２種類のキャリヤ粒子を含んで成る。これらキャリヤの
第一は、必要な保磁力及び誘導磁気モーメントの強磁性
と必要な強誘電性とを示す、バインダーを含まない粒状
磁性材料を含んで成る。このタイプが特に有用である。

【００２７】第二の現像剤では、各キャリヤ粒子は不均
質であり、必要な強磁性及び強誘電性を示す磁性材料と
バインダーとの複合材料を含んで成る。強磁性−強誘電
性複合材料は、バインダー全体に離散したより小さな粒
子として分散している；すなわち、各複合キャリヤ粒子
は、必要な保磁力及び誘導磁気モーメントの強磁性相と
必要な強誘電性をもつ強誘電性相とからなる不連続な粒
状磁性材料を、連続バインダー相中に含んで成る。

【００２８】強磁性−強誘電性材料の個々の小片は、比
較的均一な寸法のものであり、且つ製造される複合キャ
リヤ粒子よりも直径が十分に小さいものでなければなら
ない。典型的には、材料の平均直径は、キャリヤ粒子の
平均直径の20％以下でなければならない。有利には、キ
ャリヤに対する強磁性−強誘電性成分の平均直径の比が
はるかに小さなものを使用することができる。平均直径
が５マイクロメートルから0.05マイクロメートル程度の
強磁性−強誘電性粉末を用いると優れた結果が得られ
る。細区分の程度が強磁性及び強誘電性を改悪しない場
合にはさらに細かい粉末を使用することができ、そして
選ばれたバインダーの量や特性によって、十分な強度と
共に望ましいその他の機械特性及び電気特性を有するキ
ャリヤ粒子が得られる。

【００２９】強磁性−強誘電性複合材料の濃度は幅広い
範囲にあることができる。複合キャリヤの全重量を基準
として比率20重量％〜90重量％の微粉材料を使用するこ
とができる。

【００３０】複合キャリヤの1000エルステッドの印加磁
場における誘導磁気モーメントは、粒子の磁性材料の組
成及び濃度に依存する。それゆえ、強磁性−強誘電性キ
ャリヤ粒子中の磁性材料の誘導モーメントは、バインダ
ー中に磁性材料を希釈することによる該誘導モーメント
に対する影響を補償するために、20 EMU/gよりも十分に
大きくなければならない。例えば、複合粒子中の強磁性
−強誘電性材料の濃度が50重量％である場合、複合粒子
について最小レベルの20 EMU/gを達成するためには、該
材料の1000エルステッドの誘導磁気モーメントが少なく
とも40 EMU/gでなければならないことがわかるであろ
う。

【００３１】微粉状の強磁性−強誘電性材料と共に用い
られるバインダー材料を選定して、必要な機械特性や電
気特性を付与する。バインダー材料は、（１）強磁性−
強誘電性材料に十分に付着すること、（２）強い、平滑
表面仕上げ粒子の形成を促進すること、並びに（３）ト
ナーとキャリヤを混合した場合にそれらの間に適当な極
性及び大きさの静電荷を保証するために用いられる、ト
ナー粒子とは十分に差がある摩擦帯電性を有すること、
が必要である。

【００３２】マトリックスは、有機物であっても、また
は無機物、例えばガラス、金属、シリコーン樹脂、等か
らなるマトリックスであってもよい。適当な機械特性を
示す有機材料、例えば天然樹脂もしくは合成ポリマー樹
脂またはこれらのような樹脂の混合物が特に有用であ
る。適当なモノマー（この用途の樹脂を製造するのに使
用できるモノマー）には、ビニルモノマー、例えばアル
キルアクリレートやメタクリレート、スチレン及び置換
スチレン、塩基性モノマー、例えばビニルピリジン、等
が含まれる。これら及びその他のビニルモノマー、例え
ば酸性モノマー、例えばアクリル酸またはメタクリル
酸、を用いて製造されたコポリマーを使用することもで
きる。このようなコポリマーは、少量の多官能性モノマ
ー、例えばジビニルベンゼン、グリコールジメタクリレ
ート、トリアリルシトレート、等を有利に含有すること
ができる。ポリエステル、ポリアミドまたはポリカーボ
ネートのような縮合ポリマーを使用してもよい。

【００３３】本明細書に記載した複合キャリヤ粒子の製
造は、熱をかけて熱可塑性材料を軟化するか、あるいは
熱硬化性材料を硬化する工程；蒸発乾燥して液体ビヒク
ルを除去する工程；成形、流延、押出、等において圧力
または熱圧を使用し、切断またはせん断してキャリヤ粒
子を形作る工程；例えばボールミルで粉砕してキャリヤ
材料を適当な粒径に減少させる工程；並びにふるい分け
作業で粒子を分級する工程、を含むことができる。

【００３４】製造技法の一つでは、粉末化した強磁性−
強誘電性複合材料をバインダー樹脂の溶液中に分散させ
ている。次いで、その溶剤を蒸発させて、得られた固体
素材を粉砕により細分化し、そしてふるい分けして適当
な粒径のキャリヤ粒子を製造する。

【００３５】その他の技法によると、米国特許第 2,93
2,629号及び同第 4,833,060号明細書に記載されている
ように、それぞれ乳化または懸濁重合及び限定融合を使
用して、優れた平滑性及び有用な寿命を示す均一なキャ
リヤ粒子を製造している。

【００３６】先に議論したように、本明細書に記載した
キャリヤ粒子をトナー粒子と併用して、乾燥した二成分
系組成物を形成する。使用に際しては、トナー粒子は、
要素上の静電荷パターンに静電的に引きつけられる一
方、キャリヤ粒子はアプリケーターシェル上にとどま
る。このことは、キャリヤ粒子が一方の極性の電荷を獲
得し、且つトナー粒子がその反対の極性の電荷を獲得す
るように、トナーとキャリヤ粒子を混合することによっ
て、部分的に達成される。キャリヤ上の電荷極性は、そ
れが静電荷パターンに電気的に引きつけられることがな
いような極性である。回転コアとキャリヤ粒子との間に
働く磁気引力は、キャリヤ粒子と電荷画像との間に生じ
うる静電引力を上回るので、キャリヤ粒子が静電荷パタ
ーン上に付着することも防止される。

【００３７】トナーと「硬」強磁性−強誘電性キャリヤ
との摩擦帯電は、トナーとキャリヤ粒子を混合したとき
に電荷の所望の極性及び大きさを与えるように摩擦電気
系列に配置されている材料を選定することによって達成
される。キャリヤ粒子が、使用したトナーを所望のとお
りに帯電しない場合には、そのようにする材料でキャリ
ヤ粒子を被覆することができる。このような被覆は、本
明細書に記載した複合粒子またはバインダー不含粒子の
どちらにも適用することができる。さらに、トナーの電
荷極性は、正でも負でもよい。

【００３８】「硬」強磁性−強誘電性キャリヤ粒子表面
のコーティングとしては、各種の樹脂材料を使用するこ
とができる。その例として、米国特許第 3,795,617号
(J. McCabe) ；同第 3,795,618号(G. Kasper) 及び同第
4,076,857号(G. Kasper) に記載されているものが含ま
れる。樹脂の選定は、所期のトナーとの摩擦電気関係に
依存する。例えば、正に荷電させることが望まれるトナ
ーとの使用には、キャリヤ被覆用樹脂として、フルオロ
カーボンポリマー、例えばポリ（テトラフルオロエチレ
ン）；ポリ（フッ化ビニリデン）及びポリ（フッ化ビニ
リデン−コ−テトラフルオロエチレン）を含むことがで
きる。

【００３９】キャリヤ粒子に摩擦帯電性樹脂を被覆する
ことは、各種の技法、例えば溶剤塗布、スプレー塗布、
プレーティング、タンブリングまたは溶融塗布、によっ
て行うことができる。溶融塗布では、「硬」強磁性−強
誘電性粒子と少量の粉末樹脂、例えば0.05〜5.0 重量％
の樹脂との乾燥混合物を形成し、その混合物を加熱して
樹脂を溶融させる。このような低濃度の樹脂が、キャリ
ヤ粒子表面に薄いまたは不連続な樹脂層を形成する。

【００４０】現像剤は、適当な濃度でトナー粒子をキャ
リヤ粒子と混合することによって形成される。現像剤内
で高濃度のトナーを使用することができる。したがっ
て、現像剤は、現像剤の全重量を基準として、70〜99重
量％のキャリヤと30〜１重量％のトナーを含有する。典
型的には、その濃度はキャリヤ75〜99重量％及びトナー
25〜１重量％である。

【００４１】トナー成分は、任意に着色される粉末樹脂
であることができる。それは通常、樹脂と着色剤、すな
わち色素または顔料、及びその他の所望の何らかの添加
剤を配合することによって製造される。不透明度の低い
現像画像が望まれる場合には、着色剤を添加する必要は
ない。しかしながら、通常は着色剤を含有させ、そして
それは原理的には、Colour Index、第Ｉ巻及び第II巻、
第２版に記載されているいずれの材料であってもよい。
カーボンブラックは特に有用である。着色剤の量は広い
範囲で変化することができ、例えば、ポリマーの 3〜20
重量％であることができる。着色剤の混合物を使用して
もよい。

【００４２】混合物を加熱し混練して、着色剤とその他
の添加剤を樹脂中に分散させる。その素材を冷却し、破
砕して塊とし、そして微粉砕する。得られるトナー粒子
の粒径は 0.5〜25マイクロメートルの範囲にあるが、先
に述べたように、高い現像効率と優れた画像濃度が、８
マイクロメートル以上の粒径を示すトナー粒子を使用す
るだけでなく、８マイクロメートル未満の粒径を示すト
ナー粒子を使用しても得られる。

【００４３】トナー用の樹脂は各種材料から選ぶことが
でき、例えば米国特許第 4,076,857号（Kasperら）に開
示されているように、天然樹脂、合成樹脂及び改質天然
樹脂を含む。特に有用な樹脂は、米国特許第 3,983,992
号（Jadwinら）及び同第 3,941,898号（Sadamatsu ら）
に開示されている架橋ポリマーである。スチレンまたは
低級アルキルスチレンとアクリル単量体、例えばアルキ
ルアクリレートまたはメタクリレートとの架橋または非
架橋コポリマーが特に有用である。ポリエステルのよう
な縮合ポリマーもまた有用である。

【００４４】トナーの形状は、粉砕トナーの場合のよう
に不規則形であっても、あるいは球形であってもよい。
球形粒子は、トナー樹脂の溶剤溶液をスプレー乾燥する
ことによって得られる。その代わりに、欧州特許第 3,9
05, 号（1979年 9月 5日発行、発明者 J. Ugelstad）
に開示されているポリマービーズ膨潤法によって、球形
粒子を製造することができる。

【００４５】トナーは、電荷制御剤や粘着防止剤のよう
な少量成分を含有することもできる。特に有用な電荷制
御剤が、米国特許第 3,893,935号及び英国特許第 1,50
1,065号に開示されている。Research Disclosure, No.
21030, Vol. 210, October, 1981(Industrial Opportun
ities Ltd., Homewell, Havant, Hampshire, PO91EF,Un
ited Kingdom発行）に開示されている第４アンモニウム
塩電荷制御剤もまた有用である。

【００４６】本発明では、回転磁性コアと、外部非磁性
シェルと、上述の二成分系乾式現像剤とを含んで成る磁
気ブラシに、静電画像を接触させる。そのように現像さ
れる静電画像は、光受容体の像様光減衰、または誘電性
記録要素表面への電荷パターンの像様適用によるような
いくつかの方法によって形成することができる。光受容
体を、例えば高速電子写真複写機に使用する場合、静電
画像を改変するためにハーフトーンスクリーニングを使
用することができ、スクリーンニングと現像の組合せに
よって高いＤmax と優れた階調範囲を示す高品位画像が
得られる。一体式ハーフトーンスクリーンを有する光受
容体を使用する方法を含む代表的なスクリーニング法
が、米国特許第 4,385,823号明細書に開示されている。

【００４７】本明細書に記載した強磁性−強誘電性粒子
を含む現像剤を、米国特許第 4,473,029号明細書に記載
されているような装置で使用した場合、同じ電位差の磁
気ブラシ及び光導電性フィルムで動作させると、強誘電
性相を含まない硬フェライト材料と比較して、現像効率
の劇的な増加を示す。

【００４８】

【実施例】以下の実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。

【００４９】実施例１ 本明細書に記載した種類の二相系キャリヤ組成物を以下
のように製造した。

【００５０】酸化鉄(72.55g)、炭酸バリウム(20.21g)、
酸化チタン(4.28 g)及び酸化ランタン(2.96 g)の粉末を
十分に混合した。別の容器で、バインダー樹脂、すなわ
ちアラビアゴム４重量％（溶液重量基準）とポリメタク
リル酸アンモニウム界面活性剤（W. R. Grace and Co.
より「Daxad-32」として市販されている）0.03重量％を
蒸留水中で溶解することによって原液を調製した。その
粉末と原液を50：50の重量比率で混合し、そしてその混
合物を24時間ボールミル摩砕した後、Niroスプレー乾燥
機でスプレー乾燥した。こうして形成した未処理ビーズ
粒子を分級して適当な粒径分布を得た。次いでその未処
理ビーズ粒子を 800℃で 0.5時間焼成した後、1010℃で
10時間焼成した。こうして得られた焼成ケークを解凝集
し、そしてその粉末をふるい分けしてキャリヤとして使
用した。得られたキャリヤは、Sr _0.79La_0.21Fe₁₂O₁₉ の
強磁性相とBaTiO₃の強誘電性相とからなる二相系複合構
造を示した。強磁性相と強誘電性相のモル比は１：２で
あった。キャリヤ粒子の飽和磁化または誘導磁気モーメ
ントは、1000エルステッドの印加磁場で測定して約53 E
MU/gであり、そしてキャリヤ粒子の保磁力は磁気飽和で
測定して1000エルステッドであった。Pennwalt Chemica
l 社（King of Prussia, Pa)から入手した１pph のKyna
r 301 フルオロカーボンポリマーを用いてキャリヤ粒子
を乾燥被覆（230 ℃；４時間）して、キャリヤがトナー
を正に帯電させることができるようにした。ここで測定
したトナー電荷量は、トナー１グラム当たり 121マイク
ロクーロンであった。

【００５１】トナー粒子は、シアン着色ポリエステルト
ナーからなるものとした。トナー粒子の平均体積平均直
径は 3.6マイクロメートルであった。

【００５２】現像剤は、キャリヤとトナーを混合するこ
とによって調製した。トナー濃度は現像剤組成物全体の
６重量％とした。キャリヤ粒子の平均体積平均直径は35
マイクロメートルであった。

【００５３】トナーの電荷、Ｑ／ｍ（マイクロクーロン
／ｇ）は、トナーとキャリヤを水平電極上に配置して、
ＡＣ磁界とＤＣ電界の両方をかける標準的な手順を採用
して測定した。トナーが他方の電極にジャンプしたとき
の電荷の変化量を、ジャンプしたトナーの質量で割り算
する。比較用に製造した対照現像剤は、100gの前記強磁
性相のみ（すなわちBaTiO₃強誘電性相を含まないSr_0.79
La_0.21Fe₁₂O₁₉ ）から成るキャリヤ粒子とトナー粉末12
g （すなわち、前記現像剤組成物全体の12重量％）から
成るものとした。ここで測定したトナー電荷量は 145マ
イクロクーロン/gであった。

【００５４】別々のガラスバイアル中で２分間振った
後、上記の現像剤組成物を、回転コア磁気アプリケータ
ーによって、静電画像を含有する多活性有機光導電性要
素に適用した。該アプリケーターは、現像前後の光導電
性フィルムまたは要素上の電圧を測定するための二つの
静電プローブを、一方は磁気ブラシ現像台の前に、そし
てもう一方は磁気ブラシ現像台の後に有する線形ブレッ
ドボード装置に収容されている。磁気アプリケーター
は、外径5.08cmの非磁性ステンレススチール製シェル
（軸方向長さ15.24 cm）を含んだ。10個の交互のポール
磁石を含有するコアがシェル内に囲まれており、シェル
表面で 900〜1000エルステッドの磁場を発生した。試験
は、光導電性要素の移動方向と反対方向に磁石のコアを
200〜2000回転／分で回転させながら行った。アプリケ
ーターのシェルは 5〜50回転／分で回転させた。現像剤
を供給ホッパーからシェル表面に分配し、シェルの周り
を時計回りで移動させた。トリムスカイブ(trim skive)
を設定して毛羽の厚さを 5〜40ミルにさせた。

【００５５】使用した光導電性要素は、先に議論したよ
うに、多活性光導電性有機フィルムとした。該フィルム
は再利用できる負荷電フィルムであった。該要素に約-5
00ボルトを均一に帯電させて、その帯電要素を原画像に
暴露することによって静電画像を表面に形成させた。磁
気ブラシは約-183ボルトに維持した。得られた電荷画像
の現像は、該要素を磁気ブラシの上を現像剤の流動方向
に2.54及び10.16 cm／秒の速度で通過させることによっ
て行った。

【００５６】現像後、光導電性フィルム表面の現像領域
の電荷を測定して、現像画像領域における光導電性フィ
ルムの現像前後の電位差を、現像前の光受容体とブラシ
の電位差で割り算し 100をかけることによって、それぞ
れの現像剤組成物の現像効率を現像速度2.54 cm/秒及び
10.16 cm／秒にて決定し、そしてそのトナー画像を写真
用反射紙素材の紙受容体に静電転写し、その上に約 106
℃の温度でローラー溶融によって定着した。クラスＡフ
ィルターを具備したX-Rite(Grandsville, Michigan) 製
のX-Riteモデル 310デンシトメーターによるＤmax 測定
を、現像し定着した画像の小さな領域(25 mm×7.0 mm)
で行った。受容体紙のバックグラウンド濃度を０点調整
してから転写画像の濃度を記録した。

【００５７】二つの現像速度2.54 cm/秒及び10.16 cm／
秒における現像剤組成物の各々の現像効率を、各々のＤ
max と共に以下の表に示す。また、現像コピーの粒状性
の目視分析を行い、その結果も以下の表に示す。

【００５８】 表 現像速度 現像効率％ 対照キャリヤ 本発明の強磁性−強誘電性キャリヤ 2.54 cm／秒 82 〜95 10.16 cm／秒 62 〜87 画質（Ｄmax ） 2.3 2.59 粒子 中粒子 低粒子

【００５９】上記表は、他のすべての現像条件を同じに
したまま本発明のキャリヤ粒子を用いると、現像効率
が、現像速度2.54 cm/秒では82％から〜95％へ、そして
現像速度10.16 cm／秒では62％から〜87％へ改善された
ことを示している。上記表はまた、強磁性相のみからな
る対照キャリヤ粒子と比較して本発明のキャリヤ粒子を
用いるとより高いＤmax が得られ、しかも本発明のキャ
リヤ粒子を用いて作製したコピー画像の粒状性が対照キ
ャリヤ粒子によって作製されたコピー画像の粒状性より
も低減したことも示している。

【００６０】本明細書で用いられている用語「電子写
真」や「電子写真の」は、露光を伴うかまたは伴わずに
表面に形成された静電荷パターンの現像を含む画像形成
処理を含む広い意味の用語であり、電子写真やその他の
プロセスを含むものである。

【００６１】

【発明の効果】強磁性相と強誘電性相から成る本発明の
相互分散形二相系硬磁性フェライト複合材料を使用し、
粒径８マイクロメートル以下の逆極性に帯電したトナー
粒子を含む現像剤組成物用のキャリヤ粒子を提供して、
極めて高い画像濃度の静電画像を極めて高い現像速度で
現像する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート エドワード ゼマン アメリカ合衆国，ニューヨーク 14580, ウェブスター，ハードウッド レーン 1243

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強磁性相として、磁気飽和時に少なくと
   も 300エルステッドの保磁力と、1000エルステッドの印
   加磁場においた場合に少なくとも20 EMU/gの誘導磁気モ
   ーメントとを示す、一般式 R_x P _(1-x) Fe₁₂O₁₉ （式
   中、Ｒは稀土類元素から選択され、Ｐはストロンチウ
   ム、バリウム、鉛またはカルシウム及びそれらの混合物
   より成る群から選択され、そしてｘは 0.1〜0.4 の値を
   有する）の六方晶構造を有する硬磁性フェライト材料
   を、そして強誘電性相として、チタン、ハフニウム、ジ
   ルコニウム、錫またはゲルマニウムとアルカリ土類元素
   または鉛もしくはカドミウムのいずれかとの二重酸化物
   のうちの少なくとも１種を含んで成る強誘電性材料を、
   該強磁性相対該強誘電性相のモル比が１：１〜１：４に
   なるように含んで成る相互分散形二相系フェライト複合
   材料。
2. 【請求項２】 強磁性相として、磁気飽和時に少なくと
   も 300エルステッドの保磁力と、1000エルステッドの印
   加磁場においた場合に少なくとも20 EMU/gの誘導磁気モ
   ーメントとを示す、一般式 R_x P _(1-x) Fe₁₂O₁₉ （式
   中、Ｒは稀土類元素から選択され、Ｐはストロンチウ
   ム、バリウム、鉛またはカルシウム及びそれらの混合物
   より成る群から選択され、そしてｘは 0.1〜0.4 の値を
   有する）の六方晶構造を有する硬磁性フェライト材料
   を、そして強誘電性相として、チタン、ハフニウム、ジ
   ルコニウム、錫またはゲルマニウムとアルカリ土類元素
   または鉛もしくはカドミウムのいずれかとの二重酸化物
   のうちの少なくとも１種を含んで成る強誘電性材料を、
   該強磁性相対該強誘電性相のモル比が１：１〜１：４に
   なるように含んで成る硬磁性の相互分散形二相系フェラ
   イト複合材料を含んで成る、静電画像現像用のキャリヤ
   粒子。
3. 【請求項３】 強磁性相として、磁気飽和時に少なくと
   も 300エルステッドの保磁力と、1000エルステッドの印
   加磁場においた場合に少なくとも20 EMU/gの誘導磁気モ
   ーメントとを示す、一般式 R_x P _(1-x) Fe₁₂O₁₉ （式
   中、Ｒは稀土類元素から選択され、Ｐはストロンチウ
   ム、バリウム、鉛またはカルシウム及びそれらの混合物
   より成る群から選択され、そしてｘは 0.1〜0.4 の値を
   有する）の六方晶構造を有する硬磁性フェライト材料
   を、そして強誘電性相として、チタン、ハフニウム、ジ
   ルコニウム、錫またはゲルマニウムとアルカリ土類元素
   または鉛もしくはカドミウムのいずれかとの二重酸化物
   のうちの少なくとも１種を含んで成る強誘電性材料を、
   該強磁性相対該強誘電性相のモル比が１：１〜１：４に
   なるように含んで成る硬磁性の相互分散形二相系フェラ
   イト複合材料を含んで成る帯電キャリヤ粒子、並びに逆
   極性に帯電したトナー粒子、の混合物を含んで成る、静
   電画像現像用の乾式二成分系静電現像剤組成物。
4. 【請求項４】 強磁性相として、磁気飽和時に少なくと
   も 300エルステッドの保磁力と、1000エルステッドの印
   加磁場においた場合に少なくとも20 EMU/gの誘導磁気モ
   ーメントとを示す、一般式 R_x P _(1-x) Fe₁₂O₁₉ （式
   中、Ｒは稀土類元素から選択され、Ｐはストロンチウ
   ム、バリウム、鉛またはカルシウム及びそれらの混合物
   より成る群から選択され、そしてｘは 0.1〜0.4 の値を
   有する）の六方晶構造を有する硬磁性フェライト材料
   を、そして強誘電性相として、チタン、ハフニウム、ジ
   ルコニウム、錫またはゲルマニウムとアルカリ土類元素
   または鉛もしくはカドミウムのいずれかとの二重酸化物
   のうちの少なくとも１種を含んで成る強誘電性材料を、
   該強磁性相対該強誘電性相のモル比が１：１〜１：４に
   なるように含んで成る硬磁性の相互分散形二相系フェラ
   イト複合材料を含んで成る帯電キャリヤ粒子、並びに逆
   極性に帯電したトナー粒子、の混合物を含んで成る乾式
   二成分系静電現像剤組成物に、静電画像を接触させる工
   程を含んで成る、静電画像の現像方法。