JPS60227266A - 静電複写用フエライトキヤリア材 - Google Patents

静電複写用フエライトキヤリア材

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JPS60227266A
JPS60227266A JP59083538A JP8353884A JPS60227266A JP S60227266 A JPS60227266 A JP S60227266A JP 59083538 A JP59083538 A JP 59083538A JP 8353884 A JP8353884 A JP 8353884A JP S60227266 A JPS60227266 A JP S60227266A
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JP
Japan
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carrier
ferrite
carrier material
mol
oxides
Prior art date
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JP59083538A
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English (en)
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Tomoyoshi Kosaka
高坂 知義
Takeo Maeda
前田 丈夫
Hiromichi Suzuki
博道 鈴木
Goro Kobutani
昆布谷 五郎
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FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
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Publication date
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    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles
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    • G03G9/1085Ferrite carrier, e.g. magnetite with non-ferrous metal oxide, e.g. MgO-Fe2O3
    • GPHYSICS
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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】 し産業上の利用分野] 本発明は、2成分系電子複写機用現像剤に片いられるキ
ャリア材料に関し、更に詳しくは、マグネシウム−亜鉛
系フェライト材料を主成りとし、それに周期律表の■族
元素の一部の酸イ【物 fλ ネ JIJシ ノイ 1
 す9本日 濤 iλ 宥 1 志 面 乎1(暑i 
ζ、偽)マ耐久性および画像特性のすぐれた球状の静電
複写用フェライトキャリア材に関するものである。
[従来の技術] 電子写真の現像法の一つとして乾式2成分現像法があり
、現在量も広く利用されているのは、そのうちの磁気ブ
ラシ現像法と呼ばれるものである。この種の2成分系現
像剤のキャリア材料に必要な諸特性としては、摩擦帯電
性、磁気特性、流動性、耐久性等があり、これら諸特性
については様々な面から検討が試みられている。
2成分系キャリア材料として現在量(利用されているの
が)エライトキャリア材である。フェライトは周知のと
おり金属酸化物であるため、鉄粉キャリア等に比べて見
掛は密度が小さく現像剤として軽量化が可能であるし、
更に鉄粉に比べ磁気特性上、残留磁束密度が低く、また
抗磁力も小さく結果的にヒステリシスループの面積が小
さい特徴を有し、磁化反転および磁化履歴に対して常に
初期特性を保持しうる特徴を有する。またフェライトは
酸化物であるため化学的に安定であり高速現像や多数枚
複写による現像剤表面汚染等の画像劣化に対し強(、メ
ンテナンスフリーというメリットを有し、キャリアに適
している。その上、組成を変えることによってフェライ
トの半導体的性質により電気抵抗値を104〜1012
Ω−cm程度の範囲で自由に可変でき、帯電量制御によ
り画像特性を著しく向上させることができる。この様な
優れた特性を有するが故に、フェライトキャリア材は現
在の電子複写機における現像剤として必要欠くへからざ
る物質となっている。
し発明が解決しようとする問題点] しかしながら、従来のこの種フェライトキャリア材には
次のような欠点があり、未だ改善の余地が残されていた
。それはキャリア粒子表面が粗く不規則であり、粒子相
互の機械的あるいは衝撃的接触により結晶体の剥離ある
いは破壊現象が生じ、それにより生成したフェライト微
粒子が、静電現像によって感光体表面へ付着し、複写紙
面を汚染したりあるいは感光体自体を損耗するというこ
とである。
本発明の目的は、上記のような従来のフェライトキャリ
ア材料のもつ欠点を解消し、キャリア表面の平滑性を格
段と向上させ、安定かつ良好な静電複写性能を発揮させ
ることができるようにした経済的なフェライトキャリア
材料を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] このような目的を達成することのできる本発明は、組成
的には、Fe2O345〜65モル%。
Mg026〜32モル%、 ZnO18〜22モル%お
よび場合によっては5モル%以下のMnOを含むマグネ
シウム−亜鉛系フェライト材を主成分とし、それに対し
て周期律表の■族元素のうちCr、Mo、Wの1種もし
くは2種以上の酸化物を0.03〜5重量%含有した組
成を有するものであり、形状的には微小粒径の球状をな
し、その表面が一次焼結粒子の成長促進によって非常に
滑らかな状態となっているような静電複写用フェライト
キャリア材である。
[発明の具体的構成] 以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明は、前述の如くマグネシウム−亜鉛系フェライト
を母材とし、それに周期律表■族の元素の一部の酸化物
を適量含有した組成を有するものである。即ちまず母材
となるマグネシウム−亜鉛系フェライト材は、Fe2O
345〜65モル%2Mg026〜32モル%、Zn0
18〜22モル%を有する組成のものである。乙の組成
に5モル%以下のMnOを含むようにしてもよい。そし
て本発明にかかるフェライトキャリア材は、このような
母材となるマグネシウム−亜鉛系フェライトに対して、
周期律表の■族元素のうちCr、Mo、Wの1種もしく
は2種以上の酸化物を0.03〜5重量%を含有した組
成を有するものである。
フェライトキャリア材の製造方法は従来技術とほぼ同様
であり、噴霧乾燥法(スプレードライヤー法)あるいは
流動造粒法等のような周知の球状粒子を作成する方法に
よって製造するととができる。例えば、バインダー、分
散剤、水あるいは有機溶媒等とともに前記組成のフェラ
イト微粒子をよく混合し、スラリー状にした溶液を適当
な条件で噴霧乾燥し、球状ペレットを作成する。この工
程で粉体比重を適当に制御することができるし、また空
孔の分散状態を所望の形に制御する乙とがてきる。乙の
ようにして作成した球状粒子をキルンあるいは炉で焼成
しtコ後、篩別分級し、所望の粒度分布を有するキャリ
ア材とするのである。
本発明においてマグネシウム−亜鉛系フェライトを用い
ている理由は、従来一般に用いられているニッケルー亜
鉛系フェライトよりも安価であり、しかも静電複写用キ
ャリア材に適した抵抗値範囲に入る高抵抗材料t!から
である。そして各成分の組成範囲は、通常乙の種のマグ
ネシウム−亜鉛系フェライト材料として用いられている
ものとほぼ同様であるから、個々の組成範囲についての
説明は省略する。静電複写用キャリア材として要求され
る電気抵抗率は、それを用いる複写機側の要求によって
かなり広い範囲にわたっているが、通常104〜101
2Ω〜am程度である。本発明においては、前記組成範
囲において主として酸化亜鉛の配合量を変化させろこと
によってこの電気抵抗率を適当な値に調整することがで
きる。また前述の如く、このマグネシウム−亜鉛系フェ
ライトに酸化マンガンを少量加えた構成も本発明に含ま
れる。マンガンを入れると抵抗率が高くなる傾向が生じ
、抵抗値を安定化させるとともに増量材的機能を果たさ
せることができる。
いずれにしてもこのような組成のマグネシウム−亜鉛基
フェライト材を母材とし、それに周期律表の■族元素の
うちCr、Mo、Wの1種もしくは2種以上の酸化物を
適量含有せしめる点に本発明の一つの大きな特徴があり
、それによって所望の特性を発現せているのである。こ
れらの材料が含有されていることにより、焼結時の結晶
成長段階において結晶粒子の濡れ性が改善され、粒成長
の促進と相俟てフェライトギヤリア材の表面の平滑性が
大幅に改善され、従来技術の欠点を著しく改善すること
ができるのである。ここでこれらOr、Mo、Wの1種
もしくは2種以上は、単体、酸化物、水酸化物、もしく
は塩の形で添加すればよい。これらの添加物は、焼結工
程において酸化物の形で粒子中に含有されることになる
。前記添加物の量は、酸化物に換算して003〜5重景
%の重量である。下限を0.03重量%とじたのは、表
面の平滑性を改善するという意味から少なくともこのよ
うな数値以上の添加が必要t!からである。逆に、上限
を5重量%としたのは、5重量%を超えて添加しても特
性的にはあまり極端な変化は生じないし、これらの添加
物は母材に比べて高価であるのでそれ以上添加すること
は全く無意味t!からである。
このようなキャリア材表面の平滑性については、特に電
子顕微鏡による観察によって明瞭に把握できる。これは
、多数のキャリア材を含む領域を数百倍程度の低倍率で
多数回撮影した電子顕微鏡写真をランダムに数枚抜き出
し、−室以上(例えば20μm程度以上)の大きさのユ
ニツl゛グレン(unit grain)をもつ球状コ
アがコア総数に対して何%存在するかを算出することに
よって大結晶化率として数値的に把握できる。これら電
子顕微鏡による観察や、それに基づく大結晶化率の算出
から、前記添加物を加えていない場合に比し、少量添加
したものは表面の粗さが大幅に改善されていることが判
る。
本発明において、キャリア材の粒径は5〜200μm程
度とするのがよい。2成分系の現像剤において画像の分
解能を向上させるためにはキャリア粒子が細かいほうが
よいが、しかし細かすぎると流動性が悪くなるからであ
る。つまり、トナーと均一に混ざりあうためにはある程
度の流動性がなければならず、5μmよりも細がすぎる
と流動性が極端に悪くなってしまうし、逆に200μm
を超えて大きくなると、画像の分解能が著しく悪くなっ
てしまう。
次に、本発明の実施例について説明する。
[実施例1] Fe2O3541モル%、MgO26,8モル%、Zn
0193モル%なる配合割合にCr2O3無添加の場合
(比較量)と03〜5.0重量%添加した場合(本発明
品)の組成の異なる5種類の粉体を用意し、それぞれボ
ールミルで混合する。そして乾燥した後、900℃で1
時間仮焼きし、再びボールミルで粉砕する。この溶液に
バインダーを加え、噴霧乾燥法により球状ペレットを造
粒し、得られたペレットを1250℃で焼成し、分級し
た後、60〜200μmのフェライトキャリア材を得た
第 1 表 これら各組成のキャリア材の緒特性は、第コ表に示す通
りである。なお、ここで「大結晶化率」とは、電子顕微
鏡にて200〜300倍で約30個程度のキャリアコア
を含む写真を撮影し、ユニットグレンが20μm以上で
構成されるキャリアコアが全キャリアコア数の伺%存在
するかを算出したものである。
前記第1表から分かるように、Cr2O5を03重気量
添加すると、大結晶化率(ユニットグレンの大きい粒子
の存在確率)が急激に大きくなり、5重量%程度で飽和
する。なお第1表には記載していないがCr2O5を0
,03重量%添加した場合でもかなり大きな大結晶化率
が得られている。大結晶化率が増大するということは、
換言すれば粒子の平滑性が良好となるということであり
、このことは次の電子顕微鏡の影像を模写した図からも
容易に理解しうるであろう。Cr2O5無添加の場合(
第2図参照)、キャリアコアの表面には鋭く細かい凸凹
が無数に存在する。
これに対してCr2O5を適量添加した場合には第1図
に示すように、キャリアコアの表面の平滑性が著しく改
善される。
[実施例2コ F e20345.2モJL、%、MgO31,9モア
+、%、Zn0220モル%p MnOO,9モル%な
る配合割合−こMo2O3無添加の場合(比較品)と0
5〜50重量%添加した場合(本発明品)の組成の異な
る5種類の粉体を用意し、前記実施例1と同様の方法に
より60〜200μmのフェライトキャリア材を得た。
これら各組成のキャリア材の緒特性は、第2表に示す通
りである。また大結晶化率は前記実施例1と同様の方法
により算出したものである。
第 2 表 なお、第2表には記載していないが、Mo2O3を00
3重量%添加した場合でもかなり大きな大結晶化率が得
られている。
し実施例3] F e2034B、 2−e ル%、M go 30.
6モル%、Zn0190モル%、 Mn0 4.2モル
%なる配合割合にW03無添加の場合(比較品)と08
〜4.8重量%添加した場合(本発明品)の組成の異な
る5種類の粉体を用意し、前記実施例1と同様の方法に
より60〜200μmのフェライトキャリア材を得た。
これらキャリア材の緒特性は、第3表に示す通りである
。なお、第3表には記載していないが、WOを003重
量%添加した場合でもかなり大きな大結晶化率が得られ
ている。
なお、上記実施例ではCr、Mo、W単独の場合につい
てしか記載していないが、これらの二種思上を複合添加
したものについてもほぼ同様の効果が生じるが、それに
ついての実施例の記載は省略する。
[発明の効果] 本発明は上記のように構成した静電複写用フェライトキ
ャリア材であるので、キャリア材を構成する粒子中の結
晶粒子を成長させることによってキャリア材表面の平滑
性を良好ならしめ、画像特性の安定化と流動性の向上を
図ることができ、それ故キャリア粒子相互の機械的ある
いは衝撃的接触等が生じても結晶体の剥離あるいは破損
現象がほとんど生じず、複写紙面の汚染あるいは感光体
自体の損耗といった従来技術の欠点を完全に解消するこ
とができる。また本発明によれば、フェライトキャリア
材自体が表面平滑性を有しているためコーティングなし
で使用することができるし、原料自身が安価であろこと
と相俟て低廉なキャリア材料を得ることができ、更にキ
ャリア材表面をコーティングする場合であってもコート
厚を均一化することができ、コーテイング材が少量で済
むし、また現像剤としての耐湿特性をも安定化させるこ
とが可能であるなど数々のすぐれた効果を秦しうるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るマグネシウム−亜鉛基フェライト
キャリア材の電子顕微鏡の影像を模写した図、第2図は
添加剤なしのマグネシウム−亜鉛系フェライトキャリア
材の電子@微鏡の影像を模写した図である。 特許出願人 富士電気化学株式会社 代 理 人 茂 見 穣 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. I Fe2O345〜65モル%、Mg026〜32モ
    ル%、ZnO18〜22モル%を有するマグネシウム−
    亜鉛系フェライト材に対して周期律表の■族元素のうち
    Cr、 M o、 W (711種もしくは2種以上の
    酸化物を003〜5■量%含有する組成を有し、球状キ
    ャリアを精成する焼結粒子の成長促進によって表面がべ
    らかな性状を呈することを特徴とする静電活写用フェラ
    イトキャリア材。
JP59083538A 1984-04-25 1984-04-25 静電複写用フエライトキヤリア材 Pending JPS60227266A (ja)

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