JP4992101B2 - 電子写真現像用キャリアおよびその製造方法並びに電子写真用現像剤 - Google Patents
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Description
り、耐久性、帯電安定性に優れ、高画質を達成できるとされる電子写真現像用キャリアが提案されている。
最近の傾向である小粒径化および狭分布化されたトナーには適さないことが判明した。そして、たとえ適用したとしても、電子写真現像剤としての安定性が劣り、帯電性の悪化による画像かぶり、トナーかぶり、画像濃度不足、細線再現性が悪くなる等の不具合が生じる可能性があるものとなった。
電子写真用現像剤に含まれる電子写真現像用キャリアであって、
前記電子写真現像用キャリアのキャリア芯材である磁性粒子の平均粒径が20〜40μm、嵩密度が1.60〜2.40g/cm3であり、マイクロトラックによる粒度分布が
、44μm以上:10.0%以下、31〜16μm:80.0%以上、16μm以下:10.0%以下、であることを特徴とする電子写真現像用キャリアである。
実施形態の電子写真現像用キャリアの芯材である磁性粒子は、ソフトフェライト粒子であり、そのソフトフェライト粒子としては種々の物が使用でき、代表的には、一般式MO・Fe2O3系 のソフトフェライトが使用できる。ここで、Mは、例えば亜鉛、マンガン、マグネシウム等の金属が挙げられるが、中でもマンガンおよびマグネシウムの使用が好ましい。当該構成を有するソフトフェライトは、目標組成となるように原料を調合し、仮焼、粉砕、造粒、乾燥、焼成、解砕、分級の工程を経て製造することができる。以下、この工程について簡単に説明する。
所定量に調合された原料を十分に混合し加熱炉中に設置する。そして加熱炉温度を600℃〜1000℃に設定し、大気雰囲気中にて原料を仮焼し仮焼品とする。
尚、上記仮焼工程は、所望により省略することもできる。上記焼成工程を省略する場合は、上記原料の酸化物の混合物を準備し、これを上記仮焼品の代替品とすることができる。
〔粉砕、造粒・乾燥工程〕
仮焼工程にて得られた仮焼品を冷却した後、粉砕機(例えば、振動ミル)を用いて1μmまで粉砕する。次いで、この粉砕物へ水を加えて水分60〜80%のスラリーとし、これをボールミル等で湿式粉砕する。これにより微細に粉砕された仮焼粉のスラリーが得られる。このスラリーを例えば噴霧乾燥機で100℃〜300℃の温度で噴霧乾燥し造粒粉を得る。
〔焼成〕
造粒・乾燥工程にて得られた造粒粉を焼成炉に設置する。焼成炉の雰囲気を酸素濃度を1.0〜6.0容量%に調整した窒素雰囲気とし、焼成炉温度を1150℃〜1200℃とする。当該焼成炉温度にて5時間〜30時間焼成しフェライト粉を得る。
〔解砕、分級〕
焼成工程にて得られたフェライト粉を粉砕機で解砕し、この解砕品へ分級または篩い分けを行いキャリアとして適正な粒度のものを採取しキャリアとなるソフトフェライト粒子を得る。
による粒度分布が、44μm以上:10.0%以下、31〜16μm:80.0%以上、16μm以下:10.0%以下に調製されたものである。
磁性粒子の平均粒径が20μm以上のもの、もしくはマイクロトラック粒度分布による16μm以下の微粒子が10.0%以下に存在するものをキャリアとして使用すると、現像装置内の現像スリーブへの付着力が強くなるため、現像域および非現像域へのキャリア付着が生じ難くなる。また、コーティング時においても細かい粒子同士の会合が起き難くなり、完全被覆コーティングが困難になる。逆に、平均粒径が40μm以下のもの、もしくはマイクロトラック粒度分布による44μm以上の粒子が10.0%以下に存在するものをキャリアとして使用すると、画像のシャープさが向上し画質に好影響を与えることができると考えられる。
凸が小さくなり、樹脂被覆を行う場合、粒子表面の完全被覆が容易になり、キャリア付着、電荷リークによるホワイトスポットが生じる危険性が減少する。また、嵩密度が2.40g/cm3以下であると、粒子表面と樹脂層の結着性が向上し、十分な耐久性が得られ
るものと考えられる。
まず、キャリア芯材が、組成式:MnO・MgO・Fe2O3で示されるフェライト組成になるように、Mn源としてのMnCO3粉、Mg源としてのMg(OH)2および鉄源としてのFe2O3粉をそれぞれ所定量混合して原料調合を行い、混合粉を得た。
布は、44μm以上:5.4%、31μm〜16μm:85.1%、16μm以下:4.6%、であった。このようにして球形のMn−Mg系ソフトフェライト粉であるキャリア芯材を得た。
合となるように各キャリア芯材粒子にコーティング樹脂を被覆した。この樹脂被覆された粒子を熱風循環式加熱装置により、250℃で5時間加熱を行い被覆樹脂層を硬化させ、キャリアを得た。
得られたキャリアについて、物性値測定およびSEM写真による樹脂被覆状態の観察をおこなった。その結果を、表1に記載する。
表1に示すように、得られたキャリアの平均粒径は33μmであり、キャリア表面の樹脂被覆は完全な状態であった。
実施例2では、実施例1で得られた焼成品を分級後、篩い分けにより粒度調整を行い、平均粒径が約23μmのキャリア芯材を得た。そのときの嵩密度は2.38g/cm3、
マイクロトラックによる粒度分布は、44μm以上:2.8%、31μm〜16μm:87.2%、16μm以下:8.7%、であった。その後のコーティングは、コーティング樹脂総量が2.0重量%となるように調製した以外は、実施例1と同様に行った。
表1に示すように、得られたキャリアの平均粒径は25μmであり、キャリア表面の樹脂被覆は完全な状態であった。
実施例3では、実施例1で得られた焼成品を分級後、篩い分けにより粒度調整を行い、平均粒径が約37μmのキャリア芯材を得た。そのときの嵩密度は1.65g/cm3、
マイクロトラックによる粒度分布は、44μm以上:8.6%、31μm〜16μm:89.0%、16μm以下:2.1%、であった。その後のコーティングは、コーティング樹脂総量が6.0重量%となるように調製した以外は、実施例1と同様に行った。
表1に示すように、得られたキャリアの平均粒径は39μmであり、キャリア表面の樹脂被覆は完全な状態であった。
比較例1では、実施例1で得られた焼成品を分級後、篩い分けにより粒度調整を行い、平均粒径が約22μmのキャリア芯材を得た。そのときの嵩密度は2.38g/cm3、
マイクロトラックによる粒度分布は、44μm以上:2.7%、31μm〜16μm:84.5%、16μm以下:12.0%、であった。その後のコーティングは、実施例1と同様に行った。
表1に示すように、得られたキャリアの平均粒径は24μmであり、キャリア表面の樹脂被覆は不完全な状態であった。
比較例2では、実施例1で得られた焼成品を分級後、篩い分けにより粒度調整を行い、平均粒径が約39μmのキャリア芯材を得た。そのときの嵩密度は1.68g/cm3、
マイクロトラックによる粒度分布は、44μm以上:11.5%、31μm〜16μm:86.5%、16μm以下:2.0%、であった。その後のコーティングは、実施例1と同様に行った。
表1に示すように、得られたキャリアの嵩密度は45μmであり、キャリア表面の樹脂被覆は完全な状態であった。
比較例3では、実施例1で得られた焼成品を分級後、篩い分けにより粒度調整を行い、平均粒径が約30μmのキャリア芯材を得た。そのときの嵩密度は2.10g/cm3、
マイクロトラックによる粒度分布は、44μm以上:6.6%、31μm〜16μm:80.0%、16μm以下:12.6%であった。その後のコーティングは、実施例1と同様に行った。
表1に示すように、得られたキャリアの平均粒径は33μmであり、キャリア表面の樹脂被覆は不完全な状態であった。
比較例4では、実施例1で得られた造粒品を焼成炉に装填し、窒素雰囲気中の酸素濃度をほぼ2.0容量%に調整したガス中で1200℃にて5時間焼成した。そうして得られた焼成品を分級後、篩い分けにより粒度調整を行い、平均粒径が約36μmのキャリア芯材を得た。そのときの嵩密度は1.58g/cm3、マイクロトラックによる粒度分布は
、44μm以上:9.8%、31μm〜16μm:80.3%、16μm以下:5.9%、であった。その後のコーティングは、実施例1と同様に行った。
表1に示すように、得られたキャリアの平均粒径は39μmであり、キャリア表面の樹脂被覆は不完全な状態であった。
比較例5では、実施例1で得られた造粒品を焼成炉に装填し、窒素雰囲気中の酸素濃度をほぼ2.0容量%に調整したガス中で1150℃にて5時間焼成した。そうして得られた焼成品を分級後、篩い分けにより粒度調整を行い、平均粒径が約32μmのキャリア芯材を得た。そのときの嵩密度は2.45g/cm3、マイクロトラックによる粒度分布は
、44μm以上:7.7%、31μm〜16μm:81.5%、16μm以下:8.2%、であった。その後のコーティングは、実施例1と同様に行った。
表1に示すように、得られたキャリアの平均粒径は35μmであり、キャリア表面の樹脂被覆は完全な状態であった。
比較例1については、キャリア付着およびホワイトスポットが発生した。これは、キャリア芯材の微粉量が多いため、樹脂被覆が不完全なためと考えられる。
比較例2については、画像濃度が劣る結果となった。これは、樹脂被覆は完全であったが、キャリアの平均粒径が40μmを超えたためであると考えられる。
比較例3については、比較例1と同様にキャリア付着およびホワイトスポットが発生した。これも、キャリア芯材の微粉量が多いため、樹脂被覆が不完全なためと考えられる。
比較例4については、キャリア付着およびホワイトスポットが発生した。これは、キャリア芯材の焼成温度を変更したことにより、当該キャリア芯材の表面形状の凹凸が多くなり、樹脂完全被覆がされにくくなったためと考えられる。
比較例5については、画像濃度が劣る結果となった。これは、キャリア芯材の焼成温度を変更したことにより、当該キャリア芯材の嵩密度が規定した範囲を超えたためと考えられる。
Claims (7)
- 電子写真用現像剤に含まれる電子写真現像用キャリアであって、
前記電子写真現像用キャリアのキャリア芯材である磁性粒子が、一般式MO・Fe2O3の組成を有し(但し、Mは、マンガン、マグネシウム、マンガンおよびマグネシウム、のいずれかの金属である。)、且つ、前記電子写真現像用キャリアのキャリア芯材である磁性粒子の平均粒径が20〜40μm、嵩密度が1.60〜2.40g/cm3であり、マイクロトラックによる粒度分布が、44μm以上:10.0%以下、31〜16μm:80.0%以上、16μm以下:10.0%以下、であることを特徴とする電子写真現像用キャリア。 - 前記一般式中のMが、マンガンおよびマグネシウム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キャリア。
- 前記磁性粒子の表面が、前記磁性粒子の重量の2.0〜6.0重量%の樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真現像用キャリア。
- 前記磁性粒子の表面が、前記樹脂により全て被覆されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電子写真現像用キャリア。
- マンガン、マグネシウム、マンガンおよびマグネシウム、のいずれかの金属Mを含む、一般式MO・Fe2O3系 のソフトフェライトを目標組成とする原料調合を行う工程と、
調合された原料を混合し、600℃〜1000℃、大気雰囲気中にて仮焼して仮焼品とする工程と、
仮焼品へ水を加えてスラリーとし、このスラリーを噴霧乾燥し造粒粉を得る工程と、
造粒粉を、酸素濃度を1.0〜6.0容量%に調整した窒素雰囲気下において、1150℃〜1200℃で5時間〜30時間焼成し、ソフトフェライト粉を得る工程と、
得られたソフトフェライト粉を、篩い分けして、平均粒径が20〜40μm、嵩密度が1.60〜2.40g/cm3、マイクロトラックによる粒度分布が、44μm以上:10.0%以下、31〜16μm:80.0%以上、16μm以下:10.0%以下に調製する工程、
とを、有することを特徴とする電子写真現像用キャリアの製造方法。 - 請求項5に記載の電子写真現像用キャリアへ、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、オレフィ ン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂から選択される樹脂を当該電子写真現像用キャリアの重量の2.0〜6.0重量%に相当する量を、塗布して被覆する工程と、
当該樹脂被覆された電子写真現像用キャリアを加熱して、当該被覆樹脂を硬化させる工程とを、有することを特徴とする電子写真現像用キャリアの製造方法。 - 請求項1から4のいずれかに記載の電子写真現像用キャリアを含むことを特徴とする電子写真用現像剤。
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