JP5074700B2 - 電子写真用樹脂被覆フェライトキャリア及びその製造方法、並びに電子写真用現像剤 - Google Patents
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Description
(1)上記キャリア芯材の見掛け密度ρ(g/cm3)、平均粒径d(メジアン径:μm)及びBET比表面積S(m2/g)の積が下記の条件を満たし、
[本体磁化は、振動試料型磁気測定装置を用い、測定試料は、内径5mm、高さ2mmのセルに詰めて上記装置にセットし、測定は、印加磁場を加え、最大1KOeまで掃引し、印加磁場を減少させ、記録紙上にヒステリシスカーブを作製し、このカーブのデータより磁化を求めた;飛散物磁化は飛散試験方法により行い、測定試料600gを市販の複写機用現像ボックスに入れ、モーターにて回転数200rpmで20分間撹拌した際、現像ボックスより飛散した試料を回収し、その飛散物についての1KOe時の磁化を上記本体磁化と同様に求めた]
(3)上記キャリア芯材の形状係数SF−1が100〜120、
(4)上記キャリア芯材の粒度分布CV値が23以下、
であることを特徴とする電子写真用樹脂被覆フェライトキャリアを提供するものである。
次に、本発明に係る電子写真用樹脂被覆フェライトキャリアの製造方法について述べる。
先ず、所定組成となるように、フェライト原料を適量秤量した後、ボールミル又は振動ミル等で0.5時間以上、好ましくは1〜20時間粉砕、混合する。このようにして得られた粉砕物を加圧成型器等によりペレット化した後、900〜1100℃の温度で仮焼成する。仮焼成温度が900℃未満では、本焼成後のキャリア表面形状が凹凸になってしまい、1100℃を超えると、粉砕が困難となる。加圧成型器は使用せずに、粉砕した後、水を加えてスラリー化し、スプレードライヤーを用いて粒状化してもよい。
ここで言うD50とは、体積分布モード、ふるい下表示での累積50%粒子径であり、D90とは、体積分布モード、ふるい下表示での累積90%粒子径である。スラリー粒径測定時の環境、屈折率及び分散方法は、前出のキャリア平均粒径測定時の分散方法に準ずる。
本発明に係る電子写真用樹脂被覆フェライトキャリアは、上記製造方法によって得られ、キャリア芯材粒子の見掛け密度ρ(g/cm3)、平均粒径d(メジアン径:μm)及びBET比表面積S(m2/g)の積が下記の条件を満たすことが必要である。このような要件を満たすことによって、小粒径かつ球状で、シャープな粒度分布を有し、しかもキャリア飛散が少ない樹脂被覆フェライトキャリアが得られる。
JIS Z 2504に準拠して測定した。詳細は下記の通りである。
1.装置
粉末見掛密度計は漏斗、コップ、漏斗支持器、支持棒及び支持台から構成されるものを用いる。天秤は、秤量200gで感量50mgのものを用いる。
2.測定方法
(1)試料は、少なくとも150g以上とする。
(2)試料は孔径2.5+0.2/−0mmのオリフィスを持つ漏斗に注ぎ流れ出た試料が、
コップ一杯になってあふれ出るまで流し込む。
(3)あふれ始めたら直ちに試料の流入をやめ、振動を与えないようにコップの上に盛り上がった試料をへらでコップの上端に沿って平らにかきとる。
(4)コップの側面を軽く叩いて、試料を沈ませコップの外側に付着した試料を除去して、コップ内の試料の重量を0.05gの精度で秤量する。
3.計算
前項2−(4)で得られた測定値に0.04を乗じた数値をJIS−Z8401(数値の丸め方)によって小数点以下第2位に丸め、「g/cm3」の単位の見掛け密度とする。
レーザ回折散乱法により測定した。装置として日機装株式会社製マイクロトラック粒度分析計(Model9320−X100)を用いた。屈折率は2.42とし、25±5℃、湿度55±15%の環境下で測定を行った。ここで言う平均粒径(メジアン径)とは、体積分布モード、ふるい下表示での累積50%粒子径である。
キャリアサンプルの分散は、分散液として0.2%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用い、超音波工業社製ウルトラソニックホモジナイザー(UH−3C)にて1分間の超音波処理とした。
比表面積測定装置(型式:ジェミニ2360(島津製作所社製))を用いた。測定試料を測定用セルに約10〜15g入れ、精密天秤で正確に秤量し、秤量し終えたら、装置付帯のガスポートにて200℃で60分間真空吸引熱処理を行った。次いで、測定ポートに試料をセットし、測定を開始した。測定は10点法で行い、測定終了時に試料の重量を入力すると、BET比表面積が自動的に算出される。
測定用セル:球形外形1.9cm(3/4インチ)、長さ3.8cm(1−1/2インチ)、セル長さ15.5(6.1インチ)、容積12.0cm3、サンプル容量約6.00cm3
環境:温度;10〜30℃、湿度;相対湿度で20〜80% 結露なし
振動試料型磁気測定装置(型式:VSM−C7−10A(東英工業社製))を用いた。測定試料は、内径5mm、高さ2mmのセルに詰めて上記装置にセットした。測定は、印加磁場を加え、最大1KOeまで掃引した。次いで、印加磁場を減少させ、記録紙上にヒステリシスカーブを作製した。このカーブのデータより磁化を求めた。
飛散試験方法により行う。すなわち、キャリア芯材(試料)600gを市販の複写機用現像ボックスに入れ、モーターにて回転数200rpmで20分間撹拌した際、現像ボックスより飛散した試料を回収し、その飛散物についての1KOe時の磁化を上記磁化測定法により求めた。
電子顕微鏡(型式:JSM−6060A(日本電計社製))を用い、キャリアSEMを撮影し、その画像情報は、インターフェースを介してサイバーメテイックス社製画像解析装置(Image−Pro PLUS)に導入して解析を行い、下記式より算出し得られた値である。キャリアの形状が球形に近いほど100に近い値となる。SF−1は、1粒子毎に算出し、100粒子の平均値をそのキャリアの形状指数とした。
レーザ式粒度分布測定装置(型式:マイクロトラック HRA MODEL:9320−×100(日機装社製))を使用し、体積平均径(MV)と粒子径の標準偏差(STD.DEV)により下記式によりCV(粒子径の変動係数)値を算出した。
図1に示すような電気抵抗測定機を用いて測定した。1はキャリア芯材(試料)、2は磁石、3は真鍮板(電極)、4はフッ素樹脂板をそれぞれ示す。測定は、磁極間間隔2.0mmにてN極とS極を対向させ、非磁性の平行平板電極(面積10×40mm)に試料0.2gを秤量して挿入した。磁極(表面磁束密度:1500ガウス、対向電極面積:10×30mm)を平行平板電極に付けることにより電極間に試料を保持させ、印加電圧1000Vの電気抵抗を絶縁電気抵抗計(型式:SM−5Eスーパーメガオームメーター(東亜電波工業社製))にて測定した。
上述のようにして得られた本発明に係る電子写真用樹脂被覆キャリアは、トナーと混合して二成分系現像剤として用いられる。
表1に示されるように、仮焼成温度950℃、スラリー粒径(体積平均径)のD50を2.5μm、D90を3.3μmとし、本焼成温度を1250℃、酸素濃度を1.5容量%とした以外は、実施例1と同様にしてキャリア芯材を得た。このキャリア芯材の平均粒径、BET比表面積、見掛け密度、磁力(本体磁力及び飛散物磁化)、形状係数SF−1、粒度分布CV値及び1000Vでの抵抗を実施例1と同様に評価し、結果を表1に示す。
表1に示されるように、仮焼成温度を850℃、スラリー粒径(体積平均径)のD50を3.4μm、D90を5.2μmとし、本焼成温度を1300℃、酸素濃度を0.1容量%とした以外は、実施例1と同様にしてキャリア芯材を得た。このキャリア芯材の平均粒径、BET比表面積、見掛け密度、磁力(本体磁力及び飛散物磁化)、形状係数SF−1、粒度分布CV値及び1000Vでの抵抗を実施例1と同様に評価し、結果を表1に示す。
2:磁石
3:真鍮板(電極)
4:フッ素樹脂板
Claims (5)
- フェライト原料を粉砕、混合、ペレット化した後、900〜1100℃で仮焼成し、次いで、粉砕、スラリー化し、得られたスラリーを造粒し、酸素濃度0〜21容量%の条件下、1100〜1200℃、1〜24時間本焼成を行い平均粒径20〜45μmのキャリア芯材を得、得られたキャリア芯材に樹脂を被覆する電子写真用樹脂被覆フェライトキャリアの製造方法であって、上記スラリーにおけるスラリー粒径のD50が1.3〜2.0μm、D90が2.0〜3.0μm、上記本焼成の温度と上記仮焼成の温度の差が200℃以下であることを特徴とする電子写真用樹脂被覆フェライトキャリアの製造方法。
- 請求項1に記載の製造方法によって得られ、キャリア芯材に樹脂被覆してなる電子写真用樹脂被覆フェライトキャリアであって、
(1)上記キャリア芯材の見掛け密度ρ(g/cm3)、平均粒径d(メジアン径:μm)及びBET比表面積S(m2/g)の積が下記の条件を満たし、
(2)下記によって測定される1KOeにおける本体磁化A及び飛散物磁化Bであって、上記キャリア芯材の1KOeにおける本体磁化Aが50〜70Am2/kg、本体磁化Aと飛散物磁化Bの差(A−B)が10Am2/kg以下、
[本体磁化は、振動試料型磁気測定装置を用い、測定試料は、内径5mm、高さ2mmのセルに詰めて上記装置にセットし、測定は、印加磁場を加え、最大1KOeまで掃引し、印加磁場を減少させ、記録紙上にヒステリシスカーブを作製し、このカーブのデータより磁化を求めた;飛散物磁化は飛散試験方法により行い、測定試料600gを市販の複写機用現像ボックスに入れ、モーターにて回転数200rpmで20分間撹拌した際、現像ボックスより飛散した試料を回収し、その飛散物についての1KOe時の磁化を上記本体磁化と同様に求めた]
(3)上記キャリア芯材の形状係数SF−1が100〜120、
(4)上記キャリア芯材の粒度分布CV値が23以下、
であることを特徴とする電子写真用樹脂被覆フェライトキャリア。 - 上記キャリア芯材の1000Vにおける抵抗が105〜109Ωである請求項2に記載の電子写真用樹脂被覆フェライトキャリア。
- 上記キャリア芯材に対して樹脂が0.1〜10重量%被覆されている請求項2又は3に記載の電子写真用樹脂被覆フェライトキャリア。
- 請求項2〜4のいずれかに記載の樹脂被覆フェライトキャリアとトナーとからなる電子写真用現像剤。
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