JPS62297856A

JPS62297856A - 電子写真現像用フエライトキヤリア

Info

Publication number: JPS62297856A
Application number: JP61140333A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Iimura; 飯村　勉; Minoru Chinju; 鎮守　稔
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1986-06-18
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1987-12-25

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】３、発明の詳細な説明産業上の利用分野本発明は、電子複写機やレーザービームプリンター等に
使用される電子写真現像剤に関するものであり、特に、
二成分系現像剤におけるキャリアの改良に関するもので
ある。

従来の技術電子写真の現像法としては、カスケード現像法や磁気ブ
ラシ現像法など多くの方法があり、これら各種の現像法
に使用される現像剤には一成分系現像剤と二成分系現像
剤とがめる。

二成分系現像剤は、周知のようにトナーおよびキャリア
から構成されるが、キャリアには、■適当な摩擦帯電性
を持ちトナー粒子を吸引すること、■緻密であり粒子の
強度が十分で粒の破壊が生じないこと、■粒子が流動性
に冨むこと、■粒子径が均一であること、■粒子表面の
状態が湿度等によって変わらず９種々の特性が安定して
いること、■十分な引張り強度および圧縮強度を有する
こと、■適切な飽和磁化・透磁率・および保磁力を有す
ること、などの諸特性が要求される。

キャリア粒子としては、従来から種々の材料が使用され
てきているが、現在最も多く用いられているものとして
鉄粉がある。鉄粉キャリアは、一般にその表面に適当な
処理をして使用しているが、それでも、長時間使用する
と粒子の表面が物理的あるいは科学的に変化して、トナ
ーが付着してしまったり、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うすれたりするため、その寿
命が短いという欠点がおった。

発明が解決しようとする問題点このため、近年、上記鉄粉キャリアの欠点を解消するも
のとして、フェライト粒子をキャリアとして使用するこ
とが提案されている（特開昭第５２−５６５３６号公報
、特開昭第５８−２０２４５６号公報等）。

しかしながら、従来実用化されているフェライトキャリ
アは、特定のトナーおよび電子写真殿器で使用した時に
は鉄粉キャリアに無い優れた特性を発揮するものの、対
象とするトナーまたは機器が異なると現像にあずかる帯
電量特性が変化するためにコピー濃度が変化したりかぶ
りが生じたりすることがあるため、画像特性あるいは寿
命の点で必ずしも満足し得るものではない、ということ
が最近指摘され問題視されている。

本発明は、上記従来の電子写真現像用キャリア　　・の
欠点をなくし、画像濃度が容易に得られかつ画像特性に
優れ寿命の永い電子写真用二成分系現像剤が実現できる
キャリアを提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段上記目的を達成するために、本発明は、モル比でしｉ　
２００．１〜０．４％、Ｍｎ０１０〜３０％、７−ｎｏ
１〜３０％、およびＦｅ２０３５５〜８５％からなる組
成であって、平均粒径が２０〜５００μｍの球状のフェ
ライト粒子からキャリアを構成したことを主たる特徴と
するものである。

本発明者等は、従来のフェライトキャリアについて調査
・検討した結果、画質に影響を及ぼす帯電量を調整する
に際し電気抵抗を変えるのみでは、それぞれの複写殿等
の現像殿溝などの違いにより全く効果を発揮しない場合
があることを知り、フェライトキャリアの材料組成と帯
電量との関係。

およびそれらとコピー濃度との関係等を種々実験・検討
した結果、飽和磁化の向上と相俟って容易に所望のコピ
ー濃度が１ｑられるフェライトキャリアの組成領域を見
出し、それに基づいて本発明を完成したものである。

本発明におイテ、Ｌ！　２０．ＭｎＯ，ｚｎｏ。

およびＦｅ２Ｏ３の各成分は、フェライトキャリアとし
ての特性を得るための基本成分であり、その含有量が、
モル比でＬｒ２００．１〜４％、Ｍｎ０１０〜３０％、
ＺｎＯ１〜３０％、Ｆｅ２０３５５〜８５％の範囲内で
あれば良い。

Ｌｉ２　ｏは画像濃度に顕著に影響を及ぼす帯電母制御
に大きく寄与するものであり、Ｌｉ２Ｏが０．１％未満
では帯電量制御効果が少なく、最適な画像濃度を得るこ
とが出来ない。また、ｚｎｏ。

およびＦｅ２Ｑ３は飽和磁化と初透磁率の変化に対し効
果を及ぼすもので、前記組成範囲内においてＵ　２Ｏを
含むそれら成分が相互に固溶しあうことによって、本発
明の特長の一つである高飽和磁化と最適初透磁率が得ら
れるものである。

しかして、本発明は、前記基本成分組成範囲により、電
気抵抗と帯電量を制御して画像濃度の良い電子写真用現
像剤が実現出来るフェライトキャリアとしたことに主た
る特徴を有するものであるが、場合によっては焼結温度
を下げる意味で低融点の金属酸化物または金属酸化物と
なり得る金属塩類を１．０重量％以下の少量含有させて
もよい。

すなわち、本発明においては、Ｌｉ２００．１〜４％、
　Ｍｎ０１０〜３０％、Ｚｎ０１０〜３０％。

Ｆｅ　２０３５５〜８５％の基本組成に対し、金属酸化
物を１種または２種以上合計で０．１重量％含有さ甘る
ことによって、電気抵抗を１０　〜１０１０Ω・ｃｍ、
飽和磁化を６５〜８５ｅＩＴｌｕ／ｇ、保磁力を１〜５
０Ｏｅ、初透磁率を２〜７の範囲にそれぞれ保持するこ
とかできるものである。これらの特性と帯電量および画
質とのからみによって画像濃度の良い画像が得られるの
である。

本発明において、焼結促進剤としては、例えば■２０５
・ＡＳ２０３・Ｂｉ２Ｏ３・５ｂ２０３・ＰｂＯ、ｃｕ
ｏ、８２０３　、Ｓ！０２　、ＣａＯヤＣ９，Ｎｂなど
の希土類化合物が適用されるが、この他にも、例えば、
Ｌ　！２　ＣＯ３、ＣｕＳＯ４。

ＣｕＣｌ２　、ＣａＣＯ３等の加熱により金属酸化物と
なり得る金属化合物も適用できる。

また、本発明において、キャリア粒子は、その平均粒径
が１０〜５００μｍの範囲内にある球状のものであるこ
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１０μｍ未満の場合には、キャリア飛散な
どがあり、一方、粒径が５００μｍ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。

また、本発明において、上記電子写真現像用フェライト
キャリアは、その電気抵抗率が１０２Ω・Ｃｍ以上、飽
和磁化値が６０〜７５ｅｌｌｌｕ／ｇの範囲内であるこ
とが望ましい。その理由は、電気抵抗率が１０２０・ｃ
ｍ未溝の場合には摩擦帯電量を適当な値に制御すること
が難しく、目的とする鮮明な画像を得ることが困難にな
るためである。また、飽和磁化値が６０８ｍｔＪ　／９
より小さい場合には、磁気ロールとの吸着力が落ち磁気
ブラシが小さくなるため、目標とする高濃度でかつ鮮明
な画像を得ることは困難となり、一方、飽和磁化値が７
５ｅｍｕ　／９を越える場合には磁力が強いために磁気
ブラシが鎖状となり易く中間調の良い画像が得にくいた
めである。

また、本発明において、上記フェライトキャリアの保磁
力ＨＣが５０Ｑ　ｅ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ロール等に強く密着して現像
にあずかるトナーの流動性を悪くするために、画像むら
が発生し良質な画像は得られなくなるので、その保磁力
は５００　ｅ以下であることが望ましい。

また、本発明において、より好ましい効果を得ようとす
る場合には、微粉体の測定における透磁率が２以上のも
のであることが好ましい。透磁率が２未満のものでは磁
気ロールへの反応が悪くな：つ、またトナー濃度の制御
など実用的な面からも画質に影響を与える恐れがあるた
めである。

さらにまた、フェライトキャリアを現像剤として用いる
場合、現像温度が実用上５０〜６０℃に昇温するため、
本発明におけるフェライトキャリアのキュリー温度は１
００℃以上であることが望ましい。

また、フェライトキャリアは耐摩耗性であること、ひい
ては長寿命につながることなどからフェライト粒子の破
壊強度は５Ｎｇ／ｍｍ２以上であることが望ましい。

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）モル比で、第１表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、ボールミルにより混合した、得ら
れた混合粉を８００〜１０００℃で仮焼し、仮焼した試
料はアトライターにより粉砕した。

粉砕俊の粒径を、空気透過法を用いて測定した結果平均
粒径で約１．０μｍであった。次いで、粉砕した試料に
、バインダーとしてＰ、Ｖ、Ａ　（ポリビニルアルコー
ル）の水溶液（Ｐ、Ｖ、Ａｆｆｉとしては０．５〜ｓ、
ｏｗｔ％）を加え、スプレードライヤーにより造粒した
。

得られた造粒粉を、アルミナ製の容器に入れて１２５０
℃で焼成した。なお、本発明を実施するに際し、造粒粉
を多量に容器に入れて焼成する場合には、焼成の際に粒
成長して粒同志が接合することがあるため、ロータリー
キルン等で試料番回転しながら焼成することが好ましい
。このようにして得られた平均粒子径的７０μｍのフェ
ライト粒子の物理的特性を、第１表に示す。

これらの球状フェライトをトナーキャリアとして使用し
二成分現像剤を作製し、感光体にセレンを用いたＡ社製
およびＢ社製の二台の電子複写殿を使って、現像ギヤツ
ブ約１．０〜１．２ｍｍ、スリーブと感光体の間隔１　
、０ｍｍの条件で、それぞれ１５万枚のコピー試験をし
たところ、本発明による上記各組成のフェライトキャリ
アによるものは、いずれも初期濃度１．４０から１．２
５〜１．３５の範囲内の濃度変化であり、機種による差
異は認められなかった。これに対し、比較のため、従来
のフェライトキャリアを用いて同一条件で試験したとこ
ろ、Ａ社のものでは初期濃度１，４０であったものが１
．１５まで低下したのに、Ｂ社のものでは１．４０から
１．３０まで低下したのみであり、機種による差異があ
った。

キャリア寿命は、通常、各社により設定された枚数をコ
ピーした後でも画像濃度１．２以上必要とされており、
従来のものに比べ本発明のフェライトキャリアは機種に
よるバラツキもなく優れていることが判った、尚、上記
結果において、Ａ社の複写機における従来のフェライト
キャリアの帯電量は２５μＣ／９から３７μＧ／９に変
化しており、帯電量の上昇によりコピー濃度が低下した
ものと考えられる。一方、本発明のフェライトキャリア
の帯電量は初期帯電量の±２μｃ／ｇ程度と殆ど変化し
ておらず、これが長寿命の理由と考えられる。

尚、上述した本発明の実施例においては、混合前として
ボールミルを使用したが、撮動ミルまたはミキサー等を
用いても良い。また、粉砕機としてはアトライターを使
用したが、これも、ボールミルまたは、振動ミル等、他
の公知の粉砕機を用いて良いことは言うまでもない。

発明の効果以上の如く、本発明フェライトキャリアは、従来使用さ
れている鉄粉キャリアに比べ、高抵抗で長寿命であるこ
とが判明し、電子複写渫やレーザービームプリンタ用の
現像剤として使用した場合にその工業的応用価値は大で
ある。

手　　　続　　　補　　　正　　　書昭和６２年１月物日特許庁長官　黒　１）明　雄　殿１、事件の表示昭和６１年特許願第１４０３３３号２、発明の名称電子写真現像用フェライトキャリア３、補正をする者事件との関係　　　　特　許　出願人住所　　東京都千代田区丸の内二丁目１番２号名称　（
５０８）　　日　立　金　属　株式会社４、代理人〒１
０５５、補正Ｓ令の日付　　　な　しく自発補正）６、補正
により増加する発明の数　　な　し７、補正の対象　　
　明細書の発明の詳細な説明の欄。

８、補正の内容（１）第４頁第９行の「寿命の永い」を「寿命の長い」
に訂正する。

（２）第５頁第１３行のｒＬｉ　２００．１〜４％」を
ｒＬｉ２００．１〜４％」に訂正する。

（３）同頁第２０行のｒＦｅ２Ｑ３ＪをｒＦｅ２０３Ｊ
に訂正する。

（４）第７頁第４行（７）ｒＰｂ　Ｏ７Ｊ　をｒＰｂ　
０２　Ｊ　にｇＴ正する。

（５）第１０頁第１行のｒＰ、Ｖ、ＡＪをｒＰ、Ｖ、Ａ
、Ｊに訂正する。

（６）同頁第２行のｒＰ、Ｖ、ＡＪをｒＰ、Ｖ、Ａ、Ｊ
に訂正する。

（７）第１３頁第２行の「２５μＣ／（］から３７μＣ
／９」を［−２５μＣ／ｇから一３７μＣ／（ＩＪに訂
正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）モル比で、Ｌｉ＿２Ｏ０．１〜４％、ＭｎＯ１０
〜３０％、ＺｎＯ１〜３０％、およびＦｅ＿２Ｏ＿３５
５〜８５％からなり、平均粒径が２０〜５００μｍの球
状粒子からなることを特徴とするフェライトキャリア。
（２）電気抵抗率が１０＾３Ω・ｃｍ以上の特性を有す
る特許請求の範囲第１項記載の電子写真現像用フェライ
トキャリア。
（３）飽和磁化値が６０〜７５ｅｍｕ／ｇ、保磁力が５
０Ｏｅ以下、初透磁率が２以上である特許請求の範囲第
１項または第２項のいずれかに記載の電子写真現像用フ
ェライトキャリア。
（４）キュリー温度が１００℃以上である特許請求の範
囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の電子写真現像用
フェライトキャリア。
（５）粒子の破壊強度が５ｋｇ／ｍｍ＾２以上である特
許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の電子
写真現像用フェライトキャリア。