JPH08334932A

JPH08334932A - 二成分系現像剤

Info

Publication number: JPH08334932A
Application number: JP7140129A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Ochiai; 正久落合; Tsutomu Saito; 務齋藤; Masumi Asanae; 益実朝苗
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】有害物質を含まず、コーティングせずとも負
帯電性ホ゜リエステル系トナーおよび正帯電性スチレン-アクリル系トナ
ーに適度な帯電を与えるフェライトキャリアを用い、良
好な現像特性を有する二成分系現像剤を提供する。【構成】Ｍｅ_0.5Ｆｅ_2.5Ｏ₄（Ｍｅは１価の金属）で
表される立方晶系の単元系フェライトのＭｅ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ＬiＯ４〜３０％、ＭｎＯ５０％以下（０％を
含まず）、Ｆｅ₂Ｏ₃ ５０〜９５％を有する組成を有
し、結晶粒径が２０μｍ以下であるフェライトキャリア
と、ホ゜リエステル樹脂を結着樹脂の主成分として含有する負
帯電性トナー、またはスチレン-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とからなる
二成分系現像剤である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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。

【０００３】二成分系現像剤には、一般に連続現像にお
ける画像品質の安定性、維持性が求められる。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。現像剤の帯電付与能力および抵抗
を安定に維持する目的で、従来はトナーにおいては結着
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、キャリアにおいては鉄粉の酸化処理法、フェライ
トの構成材料さらにこれら磁性粉の表面形状、コーティ
ング材料およびその処理方法などが種々検討されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】鉄粉キャリアは表面に
適当な処理をして使用するが、長時間使用すると粒子の
表面が物理的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になって画像の鮮明
度が薄れたりするため寿命が短いという欠点がある。こ
の欠点は樹脂でコーティングすることで改善できるがコ
ストアップを生じる。また、コーティング膜が剥がれた
際に帯電付与能力や現像剤抵抗が変化する不都合があ
る。

【０００５】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、また使用中の抵抗変化が少な
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た。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，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ｌｉ，Ｂ
ａ，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−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚ
ｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトが一般的であ
る。しかし、これらに含まれる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上
の面で課題がある。

【０００６】また、フェライトキャリアのもう一つの目
的である、トナーに対する帯電付与特性については、フ
ェライトキャリアおよび鉄粉は、その物質の有する仕事
関数のレベルにより大きく左右される。フェライトキャ
リアの有する組成により、帯電付与特性も決定される。
これまで一般的に用いられていたＮｉ−Ｚｎ系、Ｍｎ−
Ｚｎ系、Ｃｕ−Ｚｎ系等のフェライトキャリアは、負帯
電性の強いホ゜リエステル系トナーとの組み合わせでは、帯電
量が大きくなりすぎ、十分な画像濃度が得られなかった
り、チャージアップを起こすという問題があった。逆
に、負帯電性の強いこの様なキャリアは正帯電性トナー
に対する帯電付与能力が弱く、比較的正帯電しやすいスチ
レン-アクリル系トナーとの組み合わせであっても十分な帯電
が得られず、画像かぶり等の問題を生じていた。

【０００７】したがって本発明の目的は、有害物質を含
まず、コーティングせずとも負帯電性ホ゜リエステル系トナー
および正帯電性スチレン-アクリル系トナーに適度な帯電を与え
るフェライトキャリアを用い、良好な現像特性を有する
二成分系現像剤を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１の発明は、Ｍｅ_0.5Ｆｅ_2.5Ｏ₄（Ｍｅは１価の金
属）で表される立方晶系の単元系フェライトのＭｅまた
はＦｅ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Ｌi₂Ｏ２〜１５％、ＭｎＯ５０％以下
（０％を含まず）、Ｆｅ₂Ｏ₃ ５０〜９５％を有する組
成を有し、平均結晶粒径が２０μｍ以下であるフェライ
トキャリアと、ホ゜リエステル樹脂を結着樹脂の主成分として
含有する負帯電性トナーとからなることを特徴とする。
第２の発明は、第１の本発明で用いたフェライトキャリ
アと、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
して用いたトナーとからなることを特徴とする。

【０００９】本発明者らは、従来の電子写真用現像剤に
ついて調査、検討した結果、画質に影響を及ぼすキャリ
アの帯電付与能力を調節するに関し、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
帯電付与能力との関係およびそれらと画像濃度との関係
等を種々検討した結果、飽和磁化値の変化と相俟って容
易に所望の画像濃度が得られるフェライトキャリアの組
成領域を見い出し、それに基づいて本発明を完成したも
のである。

【００１０】本発明において、Ｌi₂Ｏ、ＭｎＯ、およ
びＦｅ₂Ｏ₃の各成分は人体に無害であり、フェライトキ
ャリアとしての特性を満足するための基本成分である。
その含有量が、モル比でＬi₂Ｏ２〜１５％（好ましく
は５〜１３％）、ＭｎＯ５０％以下（０％は含まず、
好ましくは１０〜３０％）、Ｆｅ₂Ｏ₃ ５０〜９５％
（好ましくは６０〜９０％）の範囲であれば良い。フェ
ライトキャリアの結晶組織を微細にするにはＡｓ，Ｖ，
Ｂｉ，Ｓｂ，Ｂ，Ｓｉ，Ｃａ等の金属化合物を０．１〜
１．５重量％添加する。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。このフェライト
キャリアと、ホ゜リエステル樹脂またはスチレン-アクリル樹脂を結着樹
脂の主成分として用いたトナーとを所定の割合で混合す
ることにより目的とする帯電特性を有する二成分系現像
剤が得られる。ＭｎＯはＭｅ_0.5Ｆｅ_2.5Ｏ₄の組成に固
溶する際に飽和磁化値の向上に寄与し、飽和磁化値はＭ
ｎＯが多いほど向上する。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Ｌi_0.5Ｆ
ｅ_2.5Ｏ₄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。

【００１１】本発明においては、モル比でＬi₂Ｏ２〜
１５％、ＭｎＯ５０％以下（０％を含まず）、Ｆｅ₂Ｏ
₃ ５０〜９５％の基本組成にＶ₂Ｏ₅とＢｉ₂Ｏ₃の低融点
の金属酸化物を複合添加、または金属酸化物となりうる
金属塩類を０．１〜１．５重量％を添加させてもよい。
本発明において、添加物としては、例えば、Ａｓ₂Ｏ₃，
Ｖ₂Ｏ₅，Ｂｉ₂Ｏ₃，Ｓｂ₂Ｏ₃，Ｂ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，Ｃａ
Ｏ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化合物であってもよい。
尚、本発明の係わる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。

【００１２】本発明において、キャリア粒子は、その平
均粒径が２０〜１５０μｍ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１５０μｍ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３０〜１００μｍの範囲である。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。さらには、σ₁₀₀₀
（１０００Ｏeの磁界中で測定した磁化の値）が４０em
u/g以上であることが望ましい。本発明において、上記
フェライトキャリアは、その体積固有電気抵抗値が１０
³〜１０¹³Ω・cmの範囲内であることが望ましい。これ
は、抵抗値が１０³Ω・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。抵抗値のより
好ましい範囲は、１０⁵〜１０¹⁰Ω・cmである。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
越える場合には、粒子そのものが永久磁石の性質を持ち
マグネットロール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。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。

【００１３】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、
所定の金属酸化物と酸化鉄(Fe₂O₃)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、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１１００〜１３
００℃の温度で焼結し、次いで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。

【００１４】本発明の現像剤は、上記キャリアを負帯電
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。本発明の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。

【００１５】最初に負帯電性トナーについて述べる。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。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ラー定着装置が用
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。ホ゜リエステル樹脂は低軟化温度の樹脂が得ら
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ホ゜リエステル樹脂が用いられる。ホ゜リエステル
樹脂には線状ホ゜リエステル樹脂と非線状ホ゜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ホ゜リエステル樹脂
が望ましい。

【００１６】非線状ホ゜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型ホ゜リエステル
樹脂が望ましい。

【００１７】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、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、ローズベンガル等を挙げることができる。通常ト
ナー全量に対して５〜１５重量%添加する。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。

【００１８】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、マグネット
ブ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０．３〜１μｍ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４
０〜６０重量%の範囲が適当である。

【００１９】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。

【００２０】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０．０５〜３重量%の範囲が適当である。

【００２１】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。ホ゜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。

【００２２】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。これらの単重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。これらの単重体は単
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。

【００２３】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。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４０〜６
０重量%の範囲が適当である。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。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。

【００２４】本発明のトナーは、次のような特性を有す
ることが望ましい。ホ゜リエステル樹脂を結着樹脂の主成分と
して含有する負帯電性トナーにおいては、平均粒径は小
さすぎると、地かぶりや飛散を招き、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
かぶりが多くなり、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−１
０〜−４０μc/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。

【００２５】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、次
いで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。

【００２６】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V
SM-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の加重を加え、両電極間に２００v/c
m（トナーの抵抗値を測定する場合は４kv/cm）の直流電
圧を印加し測定した。摩擦帯電量（Tribo-Electrostati
c 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。平均粒径（Ｄav）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。

【００２７】

【実施例】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）表１中実施例１に示す各種組成の試料とな
るように原料と添加物をそれぞれ秤量し、ボールミルに
より混合した。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平均粒径約４０μｍの表１の実施
例１に示すフェライトキャリアを得た。尚、コーティン
グは施さない。

【００２８】トナーの製造は次のようにして行った。表
１中実施例１に示すように、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・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
１００ＭＺＲ）で体積平均径が約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、表１の実施例１に示すトナーを
得た。前記フェライトキャリア９７重量部と前記トナー
３重量部とを混合し実施例１の現像剤とした。

【００２９】（実施例２）キャリアの平均粒径を７０μ
ｍとした以外は実施例１と同様の条件でキャリアを製造
した。トナーは実施例１と同じものである。フェライト
キャリア９７重量部とトナー３重量部とを混合し実施例
２の現像剤とした。

【００３０】（比較例１）キャリアは現在一般的に使わ
れているＣｕ−Ｚｎ系フェライトである。表１中比較例
１のキャリアに示す各種組成の試料となるように原料を
それぞれ秤量し、実施例１と略同様の条件でキャリアを
製造した。トナーは実施例１と同じものである。フェラ
イトキャリア９７重量部とトナー３重量部とを混合し比
較例１の現像剤とした。

【００３１】（比較例２）キャリアは現在一般的に使わ
れているＢａ-Ｎｉ-Ｚｎ系フェライトである。表１中比
較例２のキャリアに示す各種組成の試料となるように原
料をそれぞれ秤量し、実施例１と同様の条件でキャリア
を製造した。トナーは実施例１と同じものである。フェ
ライトキャリア９７重量部とトナー３重量部とを混合し
比較例２の現像剤とした。

【００３２】

【表１】

【００３３】実施例１、２、比較例１、２で用いたトナ
ーは、いずれも同じもので負帯電性である。これらの現
像剤を用いて次の条件で作像した。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）；４極、スリーブ；SUS304製（直径２０m
m）、現像磁極；８００G（他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（スリーブに印加）；
−５００V(DC)、トナー像を普通紙にコロナ転写のあと
熱ロール定着（１８０℃、１kg/cm）、環境条件；２０
℃,６０％R.H.。

【００３４】

【表２】

【００３５】得られた画像の評価結果を表２に示す。表
２から、実施例１、２では初期の画像濃度値（Image De
nsity;ＩＤ）、地カブリ値は、５万枚複写時でもほとん
ど変化していないのに対し、比較例１、２では、ＩＤ
値、地カブリ値ともに悪化していることがわかる。

【００３６】次に正帯電性のトナーを用いた実施例につ
いて述べる。（実施例３）キャリアの平均粒径を３０μｍとした以外
は実施例１と同様の条件でキャリアを製造した。正帯電
性のトナーとするため結着樹脂としてスチレンーnブチル
メタクリレート共重合体（Ｍ_w=21万、Ｍ_n=1万4千）を用
い表２中実施例３のトナーに示す原料を用い、実施例１
と同様の方法で正帯電性のトナーを得た。ただし、電荷
制御剤はオリエント化学社製ボントロンN03である。フ
ェライトキャリア９７重量部とトナー３重量部とを混合
し実施例３の現像剤とした。

【００３７】（実施例４）キャリアの平均粒径を５０μ
ｍとした以外は実施例１と同様の条件でキャリアを製造
した。トナーは実施例３と同じものである。フェライト
キャリア９７重量部とトナー３重量部とを混合し実施例
４の現像剤とした。

【００３８】（比較例３）キャリアは現在一般的に使わ
れているＣｕ−Ｚｎ系フェライトである。表３中比較例
３のキャリアに示す各種組成の試料となるように原料を
それぞれ秤量し、実施例１と同様の条件でキャリアを製
造した。トナーは実施例３と同じものである。フェライ
トキャリア９７重量部とトナー３重量部とを混合し比較
例３の現像剤とした。

【００３９】（比較例４）キャリアは現在一般的に使わ
れているＢａ-Ｎｉ-Ｚｎ系フェライトである。表３中比
較例４のキャリアに示す各種組成の試料となるように原
料をそれぞれ秤量し、実施例１と同様の条件でキャリア
を製造した。トナーは実施例３と同じものである。フェ
ライトキャリア９７重量部とトナー３重量部とを混合し
比較例４の現像剤とした。

【００４０】

【表３】

【００４１】実施例３、４、比較例３、４で用いたトナ
ーは、いずれも同じもので正帯電性である。これらの現
像剤を用いて次の条件で作像した。感光体；正帯電性ＯＰＣ（直径３０mm）、プロセス速
度；６０mm/sec、表面電位；＋５５０v、マグネットロ
ール（固定）；４極、スリーブ；SUS304製（直径２０m
m）、現像磁極；８００G（他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（スリーブに印加）；
＋４００V(DC)、トナー像を普通紙にコロナ転写のあと
熱ロール定着（１８０℃、１kg/cm）、環境条件；２０
℃,６０％R.H.。得られた画像の評価結果を表４に示す。表４から、実施
例３、４では初期のID値、地カブリ値は、５万枚複写時
でもほとんど変化していないのに対し、比較例３、４で
は、ＩＤ値、地カブリ値ともに悪化していることがわか
る。

【００４２】

【表４】尚、表２および表４においてＩＤの値は１．２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０．０５より大きくなると画像のカブリが目立つよう
になる。

【００４３】次に、キャリアの帯電付与能力について述
べる。図１は前述の実施例１と比較例１、２の各現像剤
を現像器内に投入し、攪拌したときのトナーの帯電量の
経時変化である。図１から実施例１のトナーのみが、帯
電量が低下せずにほぼ一定の値を示していることがわか
る。

【００４４】

【発明の効果】以上に記述の如く、本発明の二成分系現
像剤は、有害物質を含まないフェライトキャリアをコー
ティングせずに特定のトナーと混合して使用するので画
質の安定性、維持性に優れた画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の現像剤である実施例１と従来
の現像剤である比較例１、比較例２の攪拌時間による帯
電量の変化を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｍｅ_0.5Ｆｅ_2.5Ｏ₄（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
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Ｌi₂Ｏ２〜１５％、ＭｎＯ５０％以
下（０％を含まず）、Ｆｅ₂Ｏ₃ ５０〜９５％を有する
組成を有し、平均結晶粒径が２０μｍ以下であるフェラ
イトキャリアと、ホ゜リエステル樹脂を結着樹脂の主成分とし
て含有する負帯電性トナーとからなることを特徴とする
二成分系現像剤。
【請求項２】請求項１記載のフェライトキャリアと、
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とからなることを特徴とする二成
分系現像剤。
【請求項３】フェライトキャリアは、球状粒子からな
り、平均粒径が２０〜１５０μｍ、体積固有電気抵抗が
１０³〜１０¹³Ω・cm、飽和磁化値が４０emu/g以上であ
り、トナーは、平均粒径が５〜１５μｍ、体積固有電気
抵抗が１０¹⁴Ω・cm以上で、摩擦帯電量が−１０〜−４
０μc/gであることを特徴とする請求項１記載の二成分
系現像剤。
【請求項４】フェライトキャリアは、球状粒子からな
り、平均粒径が２０〜１５０μｍ、体積固有電気抵抗が
１０³〜１０¹³Ω・cm、飽和磁化値が４０emu/g以上であ
り、トナーは、平均粒径が５〜１５μｍ、体積固有電気
抵抗が１０¹⁴Ω・cm以上で、摩擦帯電量が＋５〜＋３０
μc/gであることを特徴とする請求項２記載の二成分系
現像剤。