JPS5883859A - 電子写真現像用キヤリヤ−材の製造方法及びキヤリヤ−材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真現像においてトナーとともに４用め
るキャリヤー材の製造方法およびかくＬ″ｔ′得られた
キャリヤー材に関する。

従来用いられている電子写真用乾式現像剤は。

トナーと呼ばれる着色剤と鉄粉などの磁性体などから成
るキャリヤーとによって構成されている。このような現
像剤を用いた現像法は、トナーとキャリヤーとの摩擦に
よりトナーを帯電させ、ドラムあるいは記録媒体上の電
荷との間に静電引力を作用させることによって、記録媒
体上に画像を形成させる方法である。

このような現像法の一つとして磁気ブラシ法が公知であ
る。

この磁気ブラシ法のような磁性体をキャリヤーとして用
いる現像法の問題点としては、キャリヤーの比重が大き
いため、現像機の機械部品との間の衝突の繰り返しによ
ってキャリヤーの摩耗を生じ、長時間繰り返し使用した
場合は。

トナーがキャリヤーへ付着する等の現象を生じ。

結果的に画像の品質が低下する欠点がある。

このような問題点を改良する方法として、キャリヤーを
多孔性にして比重を小さく＋る方法が提案されているが
、キャリヤーを多孔性にすると、トナーが孔に次第に充
填され、経時的に画質の低下を引き起す。

又、キャリヤー表面にシリコン樹脂あるいはフッ素樹脂
などの低表面張力を持つ樹脂をｉ覆する方法が提案され
ている。これらの樹脂は低エネルギー表面を持りている
ため、キャリヤー表面へのトナーの物理的付着はかなり
防止できるが、樹脂の機械強度か小さいために長時間現
像を続けることによりキャリヤー粒子間、あるいはキヤ
ＩＪ　−ｗ　−’ｌ現像機部品間との衝突の繰り返しに
よって被覆された樹脂が摩耗したり破損したシしてトナ
ーの帯電特性が変化し、複写画像の品質が低下するとい
う欠点がある。

本発明者らは、上述の欠点を除去しキャリヤー粒子表面
へのトナーの物理的付着の少ないキャリヤーを得ること
１反復使用によっても画像品質の低下の少ないキャリヤ
ーを得ること、又。

耐久性の高い摩耗劣化の小さいキャリヤーを得るこｌと
及び電気的抵抗の大きいキャリヤーを得ることを目的と
して鋭意検討を重ねた結果、軟質フェライト系磁性キャ
リヤー粒子を中空にして用いることが目的にかなう効果
をもたらすことを発見し、又、中空状のキャリヤー粒子
を製造するために造粒乾燥工程において飛沫型急速乾燥
機を用い、磁性粒子の供給濃度（スラリー濃度）を１０
〜５０ｗｔ％にすることによって実質的に中空状で、又
、物理強度も強いキャリヤーが得られることを見出し２
本発明を完成させるに至った。即ち９本発明は、二成分
系の現像方法において、トナーを搬送するキャリヤーが
実質的に中空状の形態をしており、嵩比重（嵩密度）が
２．５〜３．５ｇｒ／ｃｃの軟質フェライト系磁性キャ
リヤーに関するものであシ、さらに上記のキャリヤーを
製造するために磁性体原料の混合。

仮焼成、粉゛砕工程の後の造粒乾燥工程において。

飛沫・型急速乾燥機を用い、磁性体粒子の濃度（スラリ
ー濃度）を１０〜５０ｗｔ％で供給することを特徴とす
る中空状で嵩比重（嵩密度）が２．５〜３．５ｇｒ／ｃ
ｃである電子写真現像用キャリヤー材の製造法に関す、
る。ものである。中空状のキャリヤーは無孔性のキャリ
ヤーに比べて比重が大幅に小さくなり、キャリヤーと現
像機部品との繰り返しの衝突によっても摩耗が少なく長
時間の使用に耐えうる。又、キャリヤーの表面も摩耗劣
化が小さいために円滑であり、トナーの付着も少ない。

本発明に用いる磁性粒子としては、　　Ｎｉミツエラー
イトＭｎフェライト、　　Ｍｎ−Ｚｎフェライト、　　
Ｎｔ−Ｚｎフェライト、Ｍｇフェライト、　　Ｍｇ−Ｍ
ｎフェライトなどの軟質フェライト系磁性材料を用いる
が、これは高μ（透磁率）であり、又、電気的抵抗が高
く好適である。

本発明に用いる磁性粒子の製造法は、磁性体原料をボー
ルミル中で湿式で混合し、均一に分散させる。この時の
混合時間は長ければより効果があるが、１５〜５０時間
で充分に混合できる。

混合された磁性体材料をテ別し、フェライト化を行なわ
せるために仮焼成を行なう。仮焼成は。

一部ｌフェライト化を進めることと本焼成の際の収縮率
を調整することが目的であり、８００〜１１００℃の範
囲で行う。次いで仮焼成した磁性材料をボールミルにて
湿式粉砕を行う。粉砕粒径は９本焼成における反応性を
向上させるために行うもので、０．６〜２μｍ好砿しく
け０．３〜１，２μｍ程度に粉砕する。このものを水中
に懸濁させ。

スプレードライヤーなどの飛沫型急速乾燥機にて造粒乾
燥する。この時のスラリー濃度があまりに低いと乾燥効
果が悪くなり生産性が低下する。又、余りに高いと供給
が困難となるとともに、目的とする嵩比重の小さい中空
状の粒子が得難くなる。従って、スラリー濃度は５〜６
０ｗｔ％、好ましくは１０〜５０ｖｔ％に調整する。こ
の時の乾燥温度は１５０℃〜４００℃で行われる。スラ
リー濃度の調整及び供給速度などによって磁性粒子は５
μｍ〜２００μｍの間で任意で太き盲に調整できる。

又、磁性粒子間の摩擦を減少させるため、あるいは成型
体への機械的強度付与のためにＰＶＡ（ポリビニルアル
コール）やＯＭＯ（力、ｌポキシメテルセルローズ）な
ど添加してもよい。

かくして得られた顆粒状磁性体を焼成してフェライト化
を完結させる。焼成は１１００〜１４００℃で行う。焼
成時間は長い程良いが、経済性を考慮して１〜５時間の
間で行うのが好ましい。又。

フェライトは酸化物であるために高温焼成時に周囲の雰
囲気によシ酸化還元反応を起こすので雰囲気中の酸素量
を制御しながら焼成する。顆粒状磁性体は、造粒乾燥工
程時のスラリー濃度。

供給速度、乾燥温度によって粒径を５μｍ〜２００μｍ
の間で任意に変えられる。実際には分級処理を行い、所
望の粒径にするのが好ましい。又。

中空度も同時に造粒乾燥の条件によって任意に変゛見ら
れるが、特にスラリー濃度を余りに低くすると中空度は
大となり嵩比重は小さくなるが。

物理的強度が弱くなる。又、余りに高くすると供給が困
難になる他に中空度も小さくなり、嵩比重が大きくなっ
てキャリヤーとしての改善の意味がなくなる。従って、
スラリー濃度を１０〜５４ｗｔ％の範囲にし、嵩比重を
２．５〜３．５　ｇ　ｒ／ｃｃの間′６に調節するのが
好ましい。

かくして得られた磁性体粒子は９球形をしてお９球内部
は適度に中空で嵩比重が２．５〜３．５　ｇｒ／ｃｃで
あり、中空でないもの（嵩比重４．４　ｇｒ／ｃｃ以上
）に比べて大幅に軽量化される。

このものをキャリヤーとして用いて現像複写テ２）を行
なったところ、中空でないもの及び中空度の極めて小さ
いものに比べてキャリヤーの一粍劣化が著しく改善され
、　　１０，０００枚連続複写後も画像は鮮明であり、
又、トナーの付着量も小さいものであった。

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例−１ 酸化亜鉛４０ｇと酸化マンガン８０ｇ及びα−へマタイ
ト２８０ｇを１１容量のボールミル中に仕込み水５００
ｇを添加し、１０時時間混合を行なった。

この混合物をろ過し乾燥した後マツフル炉を用いて９０
０℃にて２時間仮焼成し、フェライト化を行なった。次
いでこのものをボールミルで湿式微粉砕し、平均粒径１
．１μｍのフェライト粒子を得た。

上記Ｍｎ−Ｚｎフェライト粒子を水中で３５ｗｔ％の濃
度に調整しくスラリー濃度３５ｗｔ％）、粘結剤として
ポリビニルアルコールをフェライト粒子に対して０．５
５ｗｔ％添加し、良く混合した後スプレードライ・ヤー
にて入口部３５０℃、出口部１１０℃、供給量５０ｇ／
分の条件で造粒・乾燥を行なった。

かくして得たＭｎＺｎフェライト粒子を走査型電子顕微
鏡で観察したところ、はぼ球状であり９粒径は２０μｍ
から１００μｍの間であった。

さらにこれを解砕して観察したところ、いずれも中空に
なっていることが認められた。

スプレードライヤーにて乾燥したＭｎ−Ｚｎフェライト
粒子をフェライト化を完全にするために、さらにマツフ
ル炉で１２５０℃で２時間処理した。この時の雰囲気は
、フェライトの変性を防ぐために酸素量を［１５％に制
御して行なった。

かくして得たＭｎＺｎフェライト粒子は、走査型を電子
顕微鏡での観察の結果、きれいな球状をしており粒径は
１５μｍ〜９０μｍの間′にあった。

又、解砕したところ、いずれも中空に力っていることが
認められた。

このＭｎ−Ｚｎフェライト粒子を分級し、４４μｍ〜７
１μｍのものをキャリヤーとした。このものの嵩比重は
２９４であった。又、透磁率μは１０００固有抵抗は６
×１００−ｃｍであった。

実施例−２ 酸化ニッケル８２．ｇ、酸化亜鉛４０ｇ及びα−へマタ
イ）　２８０ｇを原料とし、スラリー濃度を３Ｑｗｔ％
に調、整し、フェライト化を完全にする本焼成を１２０
０℃で行なった他は実施例１と同様の方法で行な°つた
。

その結果、はぼ球形で中空のＮｉ−Ｚｎフェライトが得
られた。このものを分級して４４μｍ〜７１μｍとし、
キャリヤーとした。　比重は２ＢＢｇｒ／ｃｃであった
。又、透磁率μは４００．固有抵抗は５刈０５Ωμｃｍ
であった。

実施例−６ 酸化マンガン７１ｇとα−へマタイト（ＦｅｚＯ３）１
６０ｇを原料とし、仮焼成を９５０℃２本焼成を１２３
０℃で行なった他は実施例１と同様の方法で行なった。

その結果９球状で中空のＭｎ−フェライトが得°られた
。このものを分級して４４μｍ〜６１μｍとし。

キャリヤーとし°た。嵩比重は３．０５ｇｒ／ｃｃであ
った。

実施例−４ 酸化マンガン８０ｇ、酸化マグネシウム３０ｇ及びα−
へマタイト２８０ｇを原料とし、スラリー濃度を３５ｗ
ｔ％とじ、スプレードライヤー５の供給速度を４０ｇ／
分とした他は実施例１と同“様の条件で行なった。

その結果９球状をした中空状のＭｎ−Ｍｇフェライトが
得られた。これを分級して４４μｉ〜７１μｍとし、キ
ャリヤーとした。このものの嵩比重は３．０１ｇｒ／ｃ
ｃで゛あった。又、μは１７００．固有抵抗は７ｘ１０
２Ω−ｃｍであった。

比較例−１ 本発明者は酸化亜鉛４０ｇと酸化マンガン８０ｇ及び、
ｄ−へマタイ）　２８０ｇを原料とし、実施例１と・同
様の方法で仮焼したフ、エライト粒子を得た。

このものを転勤造粒機によって造粒し、実施例１と同様
の条件で本焼成を行い、フェライト化を完成した。これ
をショークラッシャー、次いでボールミルにて粉砕後分
級し、さらに乾燥して粒径４４μｍ〜７１μｍのＭｎ−
Ｚｎフェライトを得た。この方法で得たＭｎ−Ｚｎフェ
ライトの形状は球状のものは少なく、長方形などさまざ
まな形のものが混在していた。これを比較のキャリヤー
とした。ごのものの嵩比重は４．４０　ｇｒ／ｅｃであ
った。又、μは２，０００．固有抵抗は５Ｘ、１０１０
２Ｑ−であった。

比較例−２ 酸化亜鉛４０ｇと酸化マンガン８０ｇ及びα−へマタイ
ト２８０ｇ、’を原料とし、スラリー濃度を６５ｗｔ％
とじたほかは実施例１と同様の方法で行なった。得られ
たＭｎ−Ｚｎフェライトは球径は１５μ〜１２０μの間
にあった。又、解砕したところ、中空状には々っていた
が、：空隙部は極めて小さいものであった。このものを
分級して４４〜７１μｍとし、キャリヤーとした。嵩比
重は４．２８ｗｔ／ｃｃであった。又μは１，５００．
固有抵抗は６×１０２Ω−儂であった。

本発明の効果 実施例１〜４で得られたキャリヤーを各々１００ｇ’に
対−して、トナー（ショーＰＰＣ６４００用）３ｇを混
合してそれぞれの現像剤を調、整した。

これらの現像剤を複写機（ショーＰＰＣ６４００）で各
々１０　、０００枚連続複写テストを行なった。その結
果、何れも画像品質は１０　、０００枚後もシャープで
良好であった。

又、各現像剤を取シ出しキャリヤー表面上に静電的に付
着しているトナーを取り除き、走査型電子顕微鏡で観察
した結果、実施例１〜４のキャリヤーに物理的に付着し
たトナーはキャ′リヤー粒子１０個当シ１〜２個で極め
て少なく。

又、キャリヤー自体の破損も見受けられなかっ７た。

こ孔に反し比較例のキャリヤーは画像品質が最初１矩ら
シャープでなく、又１，０００枚後付近から既に地汚れ
が目立ち始めた。又、上記と同様電子顕微鏡での観察の
結果、キャリヤー粒子１０個当シ３０個以上の物理的に
付着し汽トナーが認められた。

上述の如く本発明によゐキャリヤ、−材を使用すること
によシ摩耗劣化の少ない耐久性の高い電子写真現像用キ
ャリヤー材を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）磁性体原料の粉砕工程の後の造粒乾燥工程において
   飛沫型急速乾燥機を用い磁性体粒子の濃度を１０乃至５
   ０ｗｔ％で供給し中空、状で嵩比重を２．５乃至３．５
   ｇｒ／ｃｃとすることを特徴とする電子写真現像用キャ
   リヤー材の製造方法。 ２）実質的に中空状の形をし丁おり、嵩比重が２．５・
   乃至３．５ｇｒ／ｃｃである軟質フェライト′よりなる
   電子写真現像用キャリヤー材。