JPS6231864A - 電子写真現像用フエライトキヤリア - 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】 ［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用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
剤とがある。

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
に富むこと、■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
、などの薄枠性が要求される。

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化学的に変化して、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あった。

［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機器で使用した時に
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ＢａＯ
０，１〜４％、　ＺｎＯ１，０〜３０％、１価または２
価の金属酸化物１〜３０％、およびＦｅ２Ｏ３５５〜８
５％からなる組成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１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、それぞれの複写機等
の現像機構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
濃度が得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。

本発明において、Ｂａｄ、ＺｎＯ，およびＦｅ、Ｏ。

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ＢａＯ
０，１〜４％、Ｚｎ○１０〜３０％、Ｆｅ２Ｏ。

５５〜８５％の範囲内であれば良い。

ＢａＯは画像濃度に顕著に影響を及ぼす帯電量制御に大
きく寄与するものであり、ＢａＯ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、Ｚｎ○、およびＦｅ２Ｏ，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　ＢａＯ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のものに１
価または２価の金属酸化物を入れることにより、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、前記１価または２価の金属酸
化物の含有量が合計で１モル％未満では高飽和磁化が期
待出来ず、一方、３０モル％を越えて含有させるとＢａ
ｄ。

ＺｎＯ，Ｆｅ２Ｏ３の組成比が変動し、中間調の良い画
像濃度を見出すことができなくなる。

すなわち、本発明においては、ＢａＯ０，１〜４％。

Ｚｎ○１０〜３０％、Ｆｅ２ｏ３５５〜８５％の基本組
成に対し、１価または２価の金属酸化物を１種または２
種以上合計で１〜３０モル％含有させることによって、
電気抵抗を１０’〜１０’Ω・ｃｍ、飽和磁化を４５〜
８５ｅｍｕ／ｇｏ保磁力を１〜５０Ｏｅ、初透磁率を２
〜７の範囲にそれぞれ保持することができるものである
。

これらの特性と帯電量および画質とのからみによって中
間調の良い画像が得られるのである。

本発明において、上記１価または２価の金属酸化物とし
ては、例えば、Ｌｉ２Ｏ，ＮｉＯ，ＭｇＯ。

ＭｎＯ，ＣｕＯなどが通常適用されるが、この他にも１
例えば、Ｌｉ、Ｃｏ、、Ｎ１ＣＯａｔ　ＭｎＣ０，。

Ｍｇ　ＣＯ３＋　Ｃｕ　Ｓ　０４　ｔ　Ｎｘ　Ｓ　０４
　＊　Ｍｎ　Ｓ　０４　ＨＭｇ５ｏ４．ＣｕＣｌ２．Ｍ
ｎＣ１ｚｔ　ＭｇＣ１ｚ等の加熱により１価または２価
の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２０〜５００μＩの範囲内にある球状のものであるこ
とが望ましく、静電記録など特殊な用途の場合を除いて
は、粒径が２０μ■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５画
像そのものが粗となり、好ましくない。

また１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１０３Ω・ｃｍ以上、飽
和磁化値が４５〜８５ｅｍｕ／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１０”Ω・０ｍ未
満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４５ｅｍｕ／ｇ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、目標とする鮮明な画像を得ることは困
難となり、一方、飽和磁化値が８５ａｍｕ／ｇ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Ｈｅが５０Ｏｅを越える場合には、粒子そのちのが永
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
５０Ｏｅ以下であることが望まい゛・　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　ｌ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り
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、ｍ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５Ｋｇ／ａｍ２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８００〜１２００℃で仮焼し、仮焼した試
料はアトライターにより粉砕した。

粉砕後の粒径を、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、Ａ量としては０．５〜５．０
％＋１％）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１３００
℃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
キルン等で試料を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機を使って、現像ギヤツ
ブ約１．０〜１．２ｍ鳳、スリーブと感光体の間隔１．
０＋ａ＋ａ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．
２５〜１．３５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／ｇから３７μｃ／ｇ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、混合機として
ボールミルを使用したが、振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、電子複写機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。

囁−−−′ 特許庁長官殿　　　　　　　　　　、（）“。

【・”、”ミ 事件の表示 昭和６０年　特許願　第１７０６７１、発明の名称 電子写真現像用フェライトキャリア 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　（５
０８）日立金属株式会社 補正の対象　明細コ）の「特許請求の範囲」の欄補正の
内容　別紙の通り 補正の内容 明細書の「特許請求の範囲」の欄の記載を、下記の通り
訂正する。

記 ロー）モル比で、ＢａＯＯ，１〜４％、ＺｎＯ１０〜３
０％、１価または２価の金属酸化物１〜３０％、および
Ｆｅ２０３５５〜８５％からなることを特徴とする電子
写真Ｕ用フェライトキャリア。

（２）平均粒径が２０〜５００μｍの球状粒子からなる
ことを特徴と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２−０（３）電気抵抗率が１０
１Ω・ｃｎ以上の特性を有することを特徴とする特許請
求のＩＫ！四第四項１項は第２項記載の電子写真現像用
フェライトキャリア。

（＋４）飽和磁化値が４５〜８５ｅｌｌｌｕ　／ＣＩ　
、保磁力が５０Ｏｅ以下、初透磁率が２以上であること
を特徴とす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。　　　
１（５）キュリー温度が１００℃以上であることを特徴
とす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。

（６）粒子の破壊強度が５Ｋｇ／＋＋１以上であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５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ロ 以Ｉ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）モル比で、ＢａＯ０．１〜４％、ＺｎＯ１０〜３
   ０％、１価または２価の金属酸化物ＭｅＯ１〜３０％、
   およびＦｅ＿２Ｏ＿３５５〜８５％からなることを特徴
   とする電子写真用フェライトキャリア。
2. （２）平均粒径が２０〜５００μｍの球状粒子からなる
   ことを特徴と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ヤ。
3. （３）電気抵抗率が１０＾３Ω・ｃｍ以上の特性を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の電子写真現像用フェライトキャリア。
4. （４）飽和磁化値が４５〜８５ｅｍｕ／ｇ、保磁力が５
   ０Ｏｅ以下、初透磁率が２以上であることを特徴とする
   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. （５）キュリー温度が１００℃以上であることを特徴と
   す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。
6. （６）粒子の破壊強度が５Ｋｇ／ｍｍ＾２以上であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５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。