JP2007148245A

JP2007148245A - トナーキャリア及びその製造方法

Info

Publication number: JP2007148245A
Application number: JP2005345677A
Authority: JP
Inventors: Koichi Watanabe; 浩一渡辺; Hideyuki Todaka; 秀幸戸高; Naoyuki Kobayashi; 直行小林; Hideji Fujimoto; 秀次藤本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】本発明は、内部に空隙を包むような構造を得ることが出来き、長寿命かつ高画質な現像方法ができるトナーキャリア及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】金属酸化物が樹脂コート１されたトナーキャリアであって、平均粒子が３５〜５５μｍであると共に、内部に直径１０〜３０μｍの空隙２を持つことを特徴とするトナーキャリアであり、金属酸化物を１種以上の被覆用樹脂にて樹脂コートをするトナーキャリアの製造方法において、樹脂コート後の平均粒子が３５〜５５μｍの粒径であって内部に直径１０〜３０μｍの空隙２を持つことを特徴とするトナーキャリアの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式による現像方式において、２成分現像方式は、トナーとトナーに電荷を付与するためにキャリアと呼ばれる時勢粒子を適当な形状に加工したものをある重量比に混合したものを用い、両者が摩擦することでトナーに適切な帯電量が与えられ、トナーを感光体に静電させながら付着させる方式に用いられるトナーキャリア及びその製造方法に関し、特に、そのキャリアの製造方法で従来とは異なる構造とかさ比重の極限追求によって、長寿命かつ高画質な現像方法ができるトナーキャリア及びその製造方法に関する。

従来、トナーキャリアとして、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｚｎ系やＦｅ−Ｌｉ−Ｍｎ−Ｃａ系やＦｅ−Ｍｎ−Ｓｒ系の金属酸化物で磁気特性を印刷複合機のマグロールとバランスがよくなる磁束密度と抗磁力及び残留磁化を合わせた造粒粒子を芯として表面に樹脂コートを施すものが使用されている。その金属酸化物の製造方法としては、計量、粉砕、仮造粒、仮焼成、粉砕、スラリー、本造粒、乾燥、本焼成解砕、篩分、磁選を順次行い、この製造工法を行って、その金属酸化物を樹脂でコーティングをしているが、金属酸化物の比重が大きいためトナーとトナーキャリアの帯電攪拌で高トルクのため樹脂に高負荷が掛かり高寿命が得られないという問題があった。なお、この分野の先行例としては、（特許文献１）等がある。
特開２００１−２７２８２７号公報

これら従来のトナーキャリアは、先に金属酸化物で芯を作成しその表面に樹脂にてコーティングするため、結着力が弱くはがれ易くまた、衝撃によって金属酸化物の芯が割れる問題が指摘されていた。また、金属酸化物の造粒粒子の芯をポーラスにすることでかさ比重を軽量にし、低消費電力化と耐寿命性を延ばすことを特徴とした金属酸化物を凝集させながら造粒する方法である。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、工程として、計量、粉砕、仮造粒、仮焼、粉砕、スラリー、本造粒、本焼成、篩分で製作を完了する方法である。予め金属酸化物を磁気特性（磁束密度・抗磁力・残留磁化）が規定の性能まで出る温度に焼成した粉体を微粉砕にしたスラリーを高速回転ディスクにて噴霧することにより中空にした金属酸化物の造粒粒子を製作する。

そして、本発明は、内部に空隙を包むような構造を得ることが出来き、長寿命かつ高画質な現像方法ができるトナーキャリア及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のポイントは造粒する金属酸化物のスラリーの凝集材の量と金属酸化物の一次粒子の大きさの制御にある。またそうして製造したキャリア粒子は内部に空隙があり、焼結したときにかさ密度が小さい（比重の軽い）耐摩耗性に優れるキャリアを得ることが出来る。

本発明の製造工法によりキャリアの磁気特性が安定し、スラリーの乾燥時に金属酸化物の粒子径が球状が簡単に得られ、しかも内部に空隙を包むような構造を得ることが出来る。

本発明は、従来金属酸化物とバインダを含有した水溶媒スラリーをスプレードライヤーで乾燥し、焼成して磁気性能を得た後、出来た金属酸化物粒子の内部を直径５〜３０μｍの中空構造もしくは著しく低密度に製造をする方法である。従来の技術の課題としては互いの金属酸化物粒子が接触し合いお互いがくっ付き合いかさ密度が大きい（比重が大きい）粒子を製作していた。そこで、本発明は請求項１の様に、微細粉砕金属酸化物スラリーのなかにＰＶＡ樹脂を予め入れておき乾燥しながら中空造粒する方式を提供する。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における樹脂コートキャリアについて説明する。

図１は本発明の実施の形態１における樹脂コートキャリアを示す拡大断面図である。

図１において、１は樹脂コート、２は空隙、３は金属酸化物粒子を示す。図１に示すように、樹脂コート１は、熱硬化性樹脂で、複数の金属酸化物粒子３が空隙２を包囲した状態である。そして、樹脂コート１の少なくとも表面には、金属酸化物粒子３が表出することなく、熱硬化性樹脂が金属酸化物粒子表面を覆っている。

その構造は、内部に比重を軽くするために中央に空隙２もしくは著しい低密度を持たすことを特徴にしている。

ここで、金属酸化物粒子３を構成する金属酸化物として、Ｆｅ₃Ｏ₄系、またはＭｎ−Ｚｎ，Ｎｉ−Ｚｎ系などのフェライトを用いることができ、特に、Ｌｉ−Ｍｇ−Ｃａ系またはＭｎ−Ｍｇ系のフェライトが環境に安全と言う理由で好ましい。

また、金属酸化物粒子３は、各粒子が飽和磁化、残留磁化、保持力を規格内に入る状態で焼成された粒子である。更に、その平均粒子径は６μｍから１０μｍの範囲であることが好ましい。この理由としては、平均粒子の３０μｍから７０μｍの粒子径を作る為である。

また、樹脂コート１としては、エポキシ系、ジアリルフタレート系、ポリウレタン系等の樹脂を用いることができ、この中でもシリコン系の樹脂がトナーとの離形性と言う理由で好ましい。

また、樹脂コート１の含有量は、重量比で金属酸化物を９５ｗ％から８５ｗ％、樹脂を５ｗ％から１５ｗ％の範囲であることが好ましい。この理由としては、樹脂成分が多いと磁気性能が低くなるからである。

次に、樹脂コートキャリアの製造方法について説明する。

まず、金属酸化物粒子３と純水で微粉砕処理を行なった後、バインダを含んだ溶媒でスラリー（泥漿）を作製する。

次に、スプレードライヤー内部の温度を８０℃から１６０℃の範囲に温度を設定しこのスラリーをスプレー状に噴霧させながら造粒していき、バインダが硬化する温度まで上げながら乾燥をさせる。

スプレードライヤーの温度が８０℃未満の場合はスラリーの乾燥が出来ず、下部に堆積してしまい、また１６０℃以上の設定では樹脂が焦げている箇所があるので乾燥空間は１００〜１３０℃が好ましい。

本実施例における金属酸化物（フェライト）は、Ｆｅ₂Ｏ₃ ５３モル、ＭｎＯ３７モル、ＭｇＯ１０モルの配合組成にて作製した。

配合した原料を乾燥し、大気中にて７００〜８５０℃で仮焼する。純水を溶媒とし仮称粉を微粉砕してスラリー（泥漿）を作製しスプレードライヤーで乾燥と造粒を行ない窒素雰囲気にて１２００〜１３５０℃で焼成し、その後、各粒子をばらすため解砕機で解砕を施す。

得られた金属酸化物粒子（キャリアの粒径）は平均粒径は３０μｍから６０μｍであった。

金属酸化物粒子の核は表面に空孔が多くあり吸液状態のため、粘性を上げた樹脂で表面を一次塗布する。

更に、金属酸化物粒子の表面に帯電樹脂をコートする。金属酸化物粒子キャリアの磁気特性を測定すると、飽和磁化６０（Ａｍ²／ｋｇ）、残留磁化３（Ａｍ²／ｋｇ）、保持力１３（１，０００／４π×Ａ／ｍ）の値を得た。

本発明にかかるキャリア粒子は、（長寿命性能）が必要とされる、（帯電処理）の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における樹脂コートキャリア構造を示す拡大断面図

符号の説明

１樹脂コート
２空隙
３金属酸化物粒子

Claims

金属酸化物が樹脂コートされたトナーキャリアであって、平均粒子が３５〜５５μｍであると共に、内部に直径１０〜３０μｍの空隙を持つことを特徴とするトナーキャリア。
金属酸化物を１種以上の被覆用樹脂にて樹脂コートをするトナーキャリアの製造方法において、樹脂コート後の平均粒子が３５〜５５μｍの粒径であって内部に直径１０〜３０μｍの空隙を持つことを特徴とするトナーキャリアの製造方法。
トナーキャリアの核となる金属酸化物のかさ密度は最密充填時のかさ密度２．３〜２．７ｇ／ｃｃに対してして４０〜８５％のかさ密度に調整した金属酸化物の核に調整した請求項２記載のトナーキャリアの製造方法。
電荷制御の樹脂コートをするときに核の金属酸化物がコーティング材を吸収するのを防止するために前処理コート樹脂を予め塗布することを特徴とする請求項２記載のトナーキャリアの製造方法。