フェライト粒子及びそれを用いた電子写真現像用キャリア、電子写真用現像剤並びにフェライト粒子の製造方法
【課題】見掛け密度が小さく且つ流動性に優れ、小さな動力で撹拌混合等を行うことができるフェライト粒子及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆する。このようなフェライト粒子の製造方法としては、Ｆｅ原料とＭ原料、及び水を混合してスラリーを得る工程と、前記スラリーを噴霧乾燥させて造粒物を得る工程と、前記造粒物を焼成して焼成物前駆体を得る工程と、得られた焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する工程と、アルミナで表面を被覆した焼成物前駆体をさらに焼成する工程とを有する方法が好ましい。
【解決手段】一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆する。このようなフェライト粒子の製造方法としては、Ｆｅ原料とＭ原料、及び水を混合してスラリーを得る工程と、前記スラリーを噴霧乾燥させて造粒物を得る工程と、前記造粒物を焼成して焼成物前駆体を得る工程と、得られた焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する工程と、アルミナで表面を被覆した焼成物前駆体をさらに焼成する工程とを有する方法が好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト粒子及びそれを用いた電子写真現像用キャリア、電子写真用現像剤並びにフェライト粒子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いたファクシミリやプリンタ、複写機などの画像形成装置では、現像剤である粉体のトナーを感光体上の静電潜像に付着させ、当該付着したトナー像を所定の用紙等へ転写した後、加熱・加圧して用紙等へ溶融定着させている。ここで、現像剤としては、トナーのみを含む一成分系現像剤を用いる一成分系現像法と、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を用いる二成分系現像法とに大別される。そして、近年は、ほとんどの場合、トナーの荷電制御が容易で安定した高画質を得ることができ、高速現像が可能であることから二成分系現像法が用いられている。
【０００３】
二成分系現像法では、トナーとキャリアとを含む現像剤を現像装置内で撹拌混合し、摩擦によってトナーを所定量まで帯電させる。そして、回転する現像スリーブに現像剤を供給し、現像スリーブ上で磁気ブラシを形成させて、磁気ブラシを介して感光体へトナーを電気的に移動させて感光体上の静電潜像を可視像化する。
【０００４】
近年、画像形成装置の高速化に伴い、現像剤の撹拌混合及び回転搬送の速度も速くなっている。一方、省エネルギーの観点から、現像剤を撹拌混合及び回転搬送させるための動力を抑えることが求められている。そのためには、使用するキャリアの見掛け密度を小さくするのが望ましい。
【０００５】
キャリアの見掛け密度を小さくする一つの手段として、キャリアの表面に凹凸を設けることが考えられる。本出願人は、目的は異なるが、キャリア芯材の表面に凹凸を設ける技術としてアルミナをキャリアの原料に添加することを以前に提案した（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2009-237155号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本出願人が以前に提案した技術は、キャリア芯材の表面凹凸性を高めて被覆樹脂の剥離の抑制を目的とするものであり、例えば表面を樹脂被覆しない場合には所望の流動性が得られず、撹拌動力等の低減が図れないことがある。
【０００８】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、見掛け密度が小さく且つ流動性に優れ、小さな動力で撹拌混合等を行うことができるフェライト粒子及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、省エネルギー及び高速化を満足する電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るフェライト粒子は、一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆してなることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る電子写真現像用キャリアは、前記のフェライト粒子の表面を樹脂で被覆したことを特徴とする。
【００１２】
また本発明に係る電子写真用現像剤は、前記のキャリアとトナーとを含むことを特徴とする。
【００１３】
そしてまた、本発明に係るフェライト粒子の製造方法は、一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体が生成するように成分調整されたＦｅ原料とＭ原料、及び水を混合してスラリーを得る工程と、前記スラリーを噴霧乾燥させて造粒物を得る工程と、前記造粒物を焼成して焼成物前駆体を得る工程と、得られた焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する工程と、アルミナで表面を被覆した焼成物前駆体をさらに焼成する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
前記焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆するには、前記焼成物前駆体をアルミナゾルに浸漬した状態で乾燥するのが好ましい。
【００１５】
また、アルミナで表面を被覆した焼成物前駆体を焼成する条件としては、焼成温度は６００℃〜１２００℃で、焼成時間は０．５時間〜６時間の範囲が好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のフェライト粒子は、フェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆してなるので、見掛け密度が小さく且つ流動性に優れ、小さな動力で撹拌混合等を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤は、前記フェライト粒子を用いているので、省エネルギー及び高速化に対応できる。
【００１８】
そしてまた、本発明の製造方法では、見掛け密度が小さく且つ流動性に優れたフェライト粒子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１のフェライト粒子のＳＥＭ写真である。
【図２】実施例１のフェライト粒子の断面ＳＥＭ写真である。
【図３】図２のＳＥＭ写真と同一部分における、ＥＤＳによるＡｌ元素のピークカウントマップ画像である。
【図４】比較例１のフェライト粒子のＳＥＭ写真である。
【図５】比較例１のフェライト粒子の断面ＳＥＭ写真である。
【図６】図５のＳＥＭ写真と同一部分における、ＥＤＳによるＡｌ元素のピークカウントマップ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、本発明に係るフェライト粒子について説明する。本発明に係るフェライト粒子の大きな特徴は、一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆してなることを特徴とする。フェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆することにより、アルミナを原料添加していた従来に比べて粒子本体表面に形成される凹凸が小さくなり、所定の見掛け密度を有し且つ高い流動性も得られるようになる。
【００２１】
粒子本体の表面に形成するアルミナの被覆厚みに特に限定はないが、通常は１μｍ以下であるのが好ましい。アルミナの被覆厚みを上記範囲に調整するには、例えば、後述する製造方法における、粒子本体にアルミナゾルを塗布する際のアルミナゾルの濃度やゾル量、塗布時間などにより調整すればよい。
【００２２】
本発明に係るフェライト粒子の見掛け密度としては２．５ｇ／ｃｍ３以下であるのが好ましい。見掛け密度が２．５ｇ／ｃｍ３以下であることで、例えばフェライト粒子を電子写真現像用キャリアとして用いた場合に、キャリアを含む現像剤の撹拌動力の軽減が図れるようになる。より好ましい見掛け密度は２．２ｇ／ｃｍ３以下である。加えて、キャリアを含む現像剤の撹拌動力の軽減を図る観点からは、フェライト粒子は流動性が高いことが望ましく、後述の実施例で説明する流動度（キャリア５０ｇが容器の底に開いた穴から流れ落ちるのに要する時間）が５０秒以下であるのが望ましい。より好ましくは４５秒以下である。
【００２３】
本発明に係るフェライト粒子の平均粒子径としては１０μｍ〜１００μｍの範囲が好ましい。平均粒子径が１０μｍ以上あることで、粒子のそれぞれに必要な磁力が確実に付与され、例えば、フェライト粒子を電子写真現像用キャリアとして用いた場合に、感光体へのキャリア付着が抑制されるようになる。一方、平均粒子径が１００μｍ以下であることで、画像特性を良好に保つことができるようになる。フェライト粒子の平均粒子径を上記範囲とするには、フェライト粒子の製造工程中または製造工程後に篩等を用いて分級処理を行えばよい。
【００２４】
本発明に係るフェライト粒子の好ましい飽和磁化σｓは、２０〜９０ｅｍｕ／ｇ（Ａ・ｍ２／ｋｇ）の範囲である。飽和磁化σｓが２０ｅｍｕ／ｇ未満であると、例えば、フェライト粒子を電子写真現像用キャリアとして用いた場合に、感光体へのキャリア付着が頻繁に起きるおそれがある。一方、飽和磁化σｓが９０ｅｍｕ／ｇを超えると、磁気ブラシの穂が硬くなり、電子写真現像における画質低下を招くおそれがある。フェライト粒子の、より好ましい飽和磁化σｓは５０〜９０ｅｍｕ／ｇの範囲であり、さらに好ましくは７０〜９０ｅｍｕ／ｇの範囲である。
【００２５】
また、本発明に係るフェライト粒子の磁化は、外部磁場１ｋＯｅ（７９５７７Ａ／ｍ）において５０〜７０ｅｍｕ／ｇの範囲であるのが好ましい。フェライト粒子の磁気特性をこの範囲とすることで、例えばフェライト粒子をキャリアとして用いた場合に、磁気ブラシの保磁力が十分確保され、感光体にキャリアが付着する現象が抑制される。
【００２６】
従来、原料としてアルミナを添加していたため、得られるフェライト粒子の磁気特性が低下し、磁気特性を前記好適範囲とすることは難しかったが、本発明のフェライト粒子ではアルミナを粒子表面に付着させるので、磁気特性の低下を抑制でき磁気特性を前記好適範囲に容易に調整できる。
【００２７】
本発明のフェライト粒子は各種用途に用いることができ、例えば、電子写真現像用キャリアや電磁波吸収材、電磁波シールド材用材料粉末、ゴム、プラスチック用充填材・補強材、ペンキ、絵具・接着剤用艶消材、充填材、補強材等として用いることができる。これらの中でも特に電子写真現像用キャリアとして好適に用いられる。
【００２８】
本発明のフェライト粒子の製造方法に特に限定はないが、以下に説明する製造方法が好適である。
【００２９】
まず、Ｆｅ原料とＭ成分の原料とを秤量して分散媒中に投入し混合してスラリーを作製する。Ｆｅ原料としては、Ｆｅ２Ｏ３粉、Ｆｅ酸化物、Ｆｅ水酸化物等が使用できる。Ｍ成分の原料としては、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｒ又はＮｉ、及びこれら２価の金属を任意に組み合わせたものが好適に使用できる。例えば、ＭｎであればＭｎＣＯ３、Ｍｎ３Ｏ４等が使用でき、ＭｇであればＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＭｇＣＯ３が好適に使用できる。そして、これらの原料の配合比を、前記一般式で示されるフェライトの組成と一致させて秤量し混合して、金属原料混合物を得る。スラリーの固形分濃度は５０〜９０ｗｔ％の範囲が望ましい。原料であるＦｅ原料、Ｍｇ原料を分散媒に投入する前に、必要により、粉砕混合処理しておいてもよい。
【００３０】
本発明で使用する分散媒としては水が好適である。分散媒には、前記Ｆｅ原料、Ｍ成分の原料の他、必要によりバインダー、分散剤等を配合してもよい。バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコールが好適に使用できる。バインダーの配合量としてはスラリー中の濃度が０．５〜２ｗｔ％程度とするのが好ましい。また、分散剤としては、例えば、ポリカルボン酸アンモニウム等が好適に使用できる。分散剤の配合量としてはスラリー中の濃度が０．５〜２ｗｔ％程度とするのが好ましい。その他、潤滑剤や焼結促進剤等を配合してもよい。
【００３１】
次に、以上のようにして作製されたスラリーを必要により湿式粉砕する。例えば、ボールミルや振動ミルを用いて所定時間湿式粉砕する。粉砕後の原材料の平均粒径は５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０μｍ以下である。振動ミルやボールミルには、所定粒径のメディアを内在させるのがよい。メディアの材質としては、鉄系のクロム鋼や酸化物系のジルコニア、チタニア、アルミナなどが挙げられる。粉砕工程の形態としては連続式及び回分式のいずれであってもよい。粉砕物の粒径は、粉砕時間や回転速度、使用するメディアの材質・粒径などによって調整される。
【００３２】
そして、粉砕されたスラリーを噴霧乾燥させて造粒する。具体的には、スプレードライヤーなどの噴霧乾燥機にスラリーを導入し、雰囲気中へ噴霧することによって球状に造粒する。噴霧乾燥時の雰囲気温度は１００〜３００℃の範囲が好ましい。これにより、粒径１０〜２００μｍの球状の造粒物が得られる。なお、得られた造粒物は、振動ふるい等を用いて、粗大粒子や微粉を除去し粒度分布をシャープなものとするのが望ましい。
【００３３】
次に、造粒物を８００℃以上に加熱した炉に投入して、フェライト粒子を合成するための一般的な手法で焼成し、焼成物前駆体を生成させる。焼成温度が８００℃以上であれば焼結は進み、生成した焼成物前駆体の形状が維持される。焼結温度の好ましい上限値は１５００℃である。焼結温度が１５００℃以下であると、焼成物前駆体同士の過剰焼結が起こらず、異形粒子の発生が抑制されるからである。したがって、焼結温度としては８００〜１５００℃の範囲が好ましい。また焼成時間としては１〜６時間の範囲が好ましい。
【００３４】
そして、得られた焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する。焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する方法としては、アルミナゾルへの浸漬、アルミナゾルの噴霧など従来公知の方法を用いることができるが、簡易な設備で容易に作業できることからアルミナゾルへの浸漬によって焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する方法が推奨される。具体的には、アルミナゾルを入れた容器に焼成物前駆体を浸漬し、次いで加熱・乾燥して、アルミナゾルの溶媒を蒸発させて焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する。加熱温度及び加熱時間は、アルミナゾルの溶媒を除去できる温度及び時間であればよく、溶媒の種類やアルミナの濃度などから適宜決定すればよいが、通常、加熱温度としては１００〜２００℃の範囲であり、加熱時間としては０．５時間〜数時間の範囲である。
【００３５】
ここで使用するアルミナゾルとしては、例えば平均粒径１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲のアルミナがエチルアルコールなどの溶媒に分散させたものが挙げられる。アルミナゾルにおけるアルミナの濃度としては１０〜５０ｗｔ％の範囲が好ましい。また、溶媒としては、水：メチルアルコール、エチルアルコールなどのアルコール類：ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドなどのアミド類が挙げられる。
【００３６】
次に、アルミナで被覆した焼成物前駆体を加熱した炉に再び投入して、アルミナを焼成し固定化する。固定化条件としては、アルミナを焼成・固定化できる条件であればよく、アルミナの被覆量などから適宜決定すればよい。通常、固定化温度は６００〜１２００℃の範囲、固定化時間は０．５時間〜６時間の範囲である。
【００３７】
そして、必要により、得られた焼成物を解砕する。具体的には、例えば、ハンマーミル等によって焼成物を解砕する。解砕工程の形態としては連続式及び回分式のいずれであってもよい。そして、さらに必要により、粒径を所定範囲に揃えるため分級を行ってもよい。分級方法としては、風力分級や篩分級など従来公知の方法を用いることができる。また、風力分級機で１次分級した後、振動篩や超音波篩で粒径を所定範囲に揃えるようにしてもよい。さらに、分級工程後に、磁場選鉱機によって非磁性粒子を除去するようにしてもよい。
【００３８】
以上のようにして作製した本発明のフェライト粒子を、電子写真現像用キャリアとして用いる場合、フェライト粒子をそのまま電子写真現像用キャリアとして用いることもできるが、帯電性等の観点からは、フェライト粒子の表面を樹脂で被覆して用いるのが好ましい。
【００３９】
フェライト粒子の表面を被覆する樹脂としては、従来公知のものが使用でき、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリ塩化ビニリデン、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ポリスチレン、（メタ）アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、並びにポリ塩化ビニル系やポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系等の熱可塑性エストラマー、フッ素シリコーン系樹脂などが挙げられる。
【００４０】
フェライト粒子の表面を樹脂で被覆するには、樹脂の溶液又は分散液をフェライト粒子に施せばよい。塗布溶液用の溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒；テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類溶媒；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒；エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒などの１種又は２種以上を用いることができる。塗布溶液中の樹脂成分濃度は、一般に０．００１〜３０ｗｔ％、特に０．００１〜２ｗｔ％の範囲内にあるのがよい。
【００４１】
フェライト粒子への樹脂の被覆方法としては、例えばスプレードライ法や流動床法あるいは流動床を用いたスプレードライ法、浸漬法等を用いることができる。これらの中でも、少ない樹脂量で効率的に塗布できる点で流動床法が特に好ましい。樹脂被覆量は、例えば流動床法の場合には吹き付ける樹脂溶液量や吹き付け時間によって調整することができる。
【００４２】
本発明に係る電子写真用現像剤は、以上のようにして作製したキャリアとトナーとを混合してなる。キャリアとトナーとの混合比に特に限定はなく、使用する現像装置の現像条件などから適宜決定すればよい。一般に現像剤中のトナー濃度は１〜２０ｗｔ％の範囲が好ましい。トナー濃度が１ｗｔ％未満の場合、画像濃度が薄くなりすぎ、他方トナー濃度が２０ｗｔ％を超える場合、現像装置内でトナー飛散が発生し機内汚れや転写紙などの背景部分にトナーが付着する不具合が生じるおそれがあるからである。より好ましいトナー濃度は３〜１５ｗｔ％の範囲である。
【００４３】
キャリアとトナーとの混合は、従来公知の混合装置を用いることができる。例えばヘンシェルミキサー、Ｖ型混合機、タンブラーミキサー、ハイブリタイザー等を用いることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００４５】
実施例１
平均粒径が約１μｍに微粉砕されたＦｅ２Ｏ３と分散剤とを分散媒としての水に投入し、湿式ボールミルを用いて湿式粉砕してスラリーを作製した。次に、このスラリーに還元剤としてのカーボンブラックを原料に対して１．２５ｗｔ％添加した後、スプレードライヤーにて約１８０℃の熱風中に噴霧し（ディスク回転数２０，０００ｒｐｍ）、粒径１０〜２００μｍの造粒物を得た。この造粒物から、網目１５６μｍの篩網を用いて粗粒を分離し、網目６３μｍの篩網を用いて微粒を分離した。
【００４６】
次に、造粒物を窒素雰囲気下１０５０℃で３時間焼成して焼成物前駆体を得た。この焼成物前駆体のＢＥＴ比表面積は０．１４１５ｍ２／ｇであった。一方、加熱式撹拌機の撹拌槽にアルミナゾル（溶媒：メタノール水溶液，アルミナ濃度：２０ｗｔ％）を１５０ｇ（１ｗｔ％）を入れ、ここに前記焼成物前駆体３ｋｇを投入してアルミナゾルに浸漬させた。そして、温度１５０℃に加熱し１時間撹拌して溶媒を除去して、アルミナで表面が被覆された焼成物前駆体を得た。
【００４７】
そして、アルミナで表面が被覆された焼成物前駆体を、窒素雰囲気下１０００℃で３時間焼成してアルミナを固定化した。その後、ハンマーミルで解砕し、風力分級機を用いて微粉を除去し網目５４μｍの振動ふるいで粒度調整してフェライト粒子を得た。図１にフェライト粒子のＳＥＭ写真、図２に粒子断面のＳＥＭ写真、図３にＳＥＭ写真と同一部分における、ＥＤＳによるＡｌ元素のピークカウントマップ画像をそれぞれ示す。また、このフェライト粒子の見掛け密度、流動度、飽和磁化σｓ、外部磁場１０００Ｏｅにおける磁化σ１０００を以下に示す方法で測定した。表１にその結果を示す。
【００４８】
（ＳＥＭ写真及びＥＤＳ分析）
フェライト粒子断面の、ＳＥＭ写真及びＥＤＳのピークカウントマップ画像には、ＳＥＭ−ＥＤＳ測定装置（日本電子（株）社製、ＳＥＭ：ＪＳＭ−６５１０ＬＡ型、ＥＤＳ：２０３１０ＢＵ型）を用いた。
ピークカウントマップ画像の測定条件は、加速電圧：１５ｋＶ、照射電流：１．０ｎＡ、スポットサイズ：７０であり、解像度：５１２×３１４、デュエルタイム：０．２ｍｓｅｃ、スイープ回数：１０回である。
【００４９】
（見掛け密度）
粉体の見掛け密度は、ＪＩＳ Ｚ ２５０４に準拠して測定した。
【００５０】
（流動度）
流動度は、ＪＩＳ Ｚ ２５０２に準拠して測定した。
【００５１】
（飽和磁化σｓ、磁化σ１０００）
飽和磁化σｓは、室温専用振動試料型磁力計（ＶＳＭ）（東英工業株式会社製、ＶＳＭ−Ｐ７）を用いて磁化の測定を行い、外部磁場０〜１００００（Ｏｅ）の範囲で１サイクル連続的に印加して、飽和磁化σｓ（ｅｍｕ／ｇ）及び外部磁場１０００Ｏｅにおける磁化σ１０００を測定した。
【００５２】
実施例２，３
焼成物前駆体を浸漬させるアルミナゾルの使用量を７５ｇ（０．５ｗｔ％）、１５００ｇ（１０ｗｔ％）とした以外は実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。このフェライト粒子の見掛け密度、流動度、飽和磁化σｓ、磁化σ１０００を実施例１と同様にして測定した。表１に測定結果を示す。
【００５３】
実施例４〜１０
焼成物前駆体の表面を被覆しているアルミナを固定化する温度及び時間を表１に示す温度及び時間とした以外は、実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。このフェライト粒子の見掛け密度、流動度、飽和磁化σｓ、磁化σ１０００を実施例１と同様にして測定した。表１に測定結果を示す。
【００５４】
比較例１
平均粒径が約１μｍに微粉砕されたＦｅ２Ｏ３と、アルミナ１ｗｔ％と、分散剤とを分散媒としての水に投入し、湿式ボールミルを用いて湿式粉砕してスラリーを作製した。次に、このスラリーに還元剤としてのカーボンブラックを原料に対して１．２５ｗｔ％添加した後、スプレードライヤーにて約１８０℃の熱風中に噴霧し（ディスク回転数２０，０００ｒｐｍ）、粒径１０〜２００μｍの造粒物を得た。この造粒物から、網目１５６μｍの篩網を用いて粗粒を分離し、網目６３μｍの篩網を用いて微粒を分離した。
【００５５】
次に、造粒物を、窒素雰囲気下１２００℃で３時間焼成してフェライト化した。このフェライト化した焼成物をハンマーミルで解砕し、風力分級機を用いて微粉を除去し網目５４μｍの振動ふるいで粒度調整してフェライト粒子を得た。図４にフェライト粒子のＳＥＭ写真、図５に粒子断面のＳＥＭ写真、図６にＳＥＭ写真と同一部分における、ＥＤＳによるＡｌ元素のピークカウントマップ画像をそれぞれ示す。また、このフェライト粒子の見掛け密度、流動度、飽和磁化σｓ、磁化σ１０００を実施例１と同様にして測定した。表１に測定結果を示す。
【００５６】
比較例２〜５
原料としてのアルミナの添加量を０．５ｗｔ％、０．２９ｗｔ％、０．２５ｗｔ％、０．１ｗｔ％に変えた以外は比較例１と同様にしてフェライト粒子を得た。そして、得られたフェライト粒子の見掛け密度、流動度、飽和磁化σｓ、磁化σ１０００を実施例１と同様にして測定した。表１に測定結果を示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
実施例１〜１０のフェライト粒子では、図３に示すＡｌ元素のピークカウントマップ画像から理解されるように、粒子表面がアルミナ（図３の白い部分）で被覆されていた。これにより、実施例１〜１０のフェライト粒子は、見掛け密度が２．１７ｇ／ｃｍ３以下と小さく、また所望の流動性を有していた。加えて、飽和磁化σｓ及び磁化σ１０００についても、通常はアルミナの添加によって大幅に低下するところ、フェライト粒子を電子写真現像用キャリアとして用いた場合に、感光体へのキャリア付着が発生しないレベルに維持されていた。
【００５９】
これに対して、アルミナを原料添加した比較例１〜５のフェライト粒子では、図６に示すＡｌ元素のピークカウントマップ画像から理解されるように、アルミナ（図６の黒点部分）は粒子全体にほぼ均一に分散していた。このため、図４のＳＥＭ写真から理解されるように粒子の異形化が進み、見掛け密度は小さくなったものの流動度が悪化し、アルミナの添加量が０．１ｗｔ％と少なかった比較例５のフェライト粒子を除き、流動度の測定は不能であった。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のフェライト粒子は、見掛け密度が小さく且つ流動性に優れ、小さな動力で撹拌混合等を行うことができ有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト粒子及びそれを用いた電子写真現像用キャリア、電子写真用現像剤並びにフェライト粒子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いたファクシミリやプリンタ、複写機などの画像形成装置では、現像剤である粉体のトナーを感光体上の静電潜像に付着させ、当該付着したトナー像を所定の用紙等へ転写した後、加熱・加圧して用紙等へ溶融定着させている。ここで、現像剤としては、トナーのみを含む一成分系現像剤を用いる一成分系現像法と、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を用いる二成分系現像法とに大別される。そして、近年は、ほとんどの場合、トナーの荷電制御が容易で安定した高画質を得ることができ、高速現像が可能であることから二成分系現像法が用いられている。
【０００３】
二成分系現像法では、トナーとキャリアとを含む現像剤を現像装置内で撹拌混合し、摩擦によってトナーを所定量まで帯電させる。そして、回転する現像スリーブに現像剤を供給し、現像スリーブ上で磁気ブラシを形成させて、磁気ブラシを介して感光体へトナーを電気的に移動させて感光体上の静電潜像を可視像化する。
【０００４】
近年、画像形成装置の高速化に伴い、現像剤の撹拌混合及び回転搬送の速度も速くなっている。一方、省エネルギーの観点から、現像剤を撹拌混合及び回転搬送させるための動力を抑えることが求められている。そのためには、使用するキャリアの見掛け密度を小さくするのが望ましい。
【０００５】
キャリアの見掛け密度を小さくする一つの手段として、キャリアの表面に凹凸を設けることが考えられる。本出願人は、目的は異なるが、キャリア芯材の表面に凹凸を設ける技術としてアルミナをキャリアの原料に添加することを以前に提案した（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2009-237155号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本出願人が以前に提案した技術は、キャリア芯材の表面凹凸性を高めて被覆樹脂の剥離の抑制を目的とするものであり、例えば表面を樹脂被覆しない場合には所望の流動性が得られず、撹拌動力等の低減が図れないことがある。
【０００８】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、見掛け密度が小さく且つ流動性に優れ、小さな動力で撹拌混合等を行うことができるフェライト粒子及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、省エネルギー及び高速化を満足する電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るフェライト粒子は、一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆してなることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る電子写真現像用キャリアは、前記のフェライト粒子の表面を樹脂で被覆したことを特徴とする。
【００１２】
また本発明に係る電子写真用現像剤は、前記のキャリアとトナーとを含むことを特徴とする。
【００１３】
そしてまた、本発明に係るフェライト粒子の製造方法は、一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体が生成するように成分調整されたＦｅ原料とＭ原料、及び水を混合してスラリーを得る工程と、前記スラリーを噴霧乾燥させて造粒物を得る工程と、前記造粒物を焼成して焼成物前駆体を得る工程と、得られた焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する工程と、アルミナで表面を被覆した焼成物前駆体をさらに焼成する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
前記焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆するには、前記焼成物前駆体をアルミナゾルに浸漬した状態で乾燥するのが好ましい。
【００１５】
また、アルミナで表面を被覆した焼成物前駆体を焼成する条件としては、焼成温度は６００℃〜１２００℃で、焼成時間は０．５時間〜６時間の範囲が好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のフェライト粒子は、フェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆してなるので、見掛け密度が小さく且つ流動性に優れ、小さな動力で撹拌混合等を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤は、前記フェライト粒子を用いているので、省エネルギー及び高速化に対応できる。
【００１８】
そしてまた、本発明の製造方法では、見掛け密度が小さく且つ流動性に優れたフェライト粒子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１のフェライト粒子のＳＥＭ写真である。
【図２】実施例１のフェライト粒子の断面ＳＥＭ写真である。
【図３】図２のＳＥＭ写真と同一部分における、ＥＤＳによるＡｌ元素のピークカウントマップ画像である。
【図４】比較例１のフェライト粒子のＳＥＭ写真である。
【図５】比較例１のフェライト粒子の断面ＳＥＭ写真である。
【図６】図５のＳＥＭ写真と同一部分における、ＥＤＳによるＡｌ元素のピークカウントマップ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、本発明に係るフェライト粒子について説明する。本発明に係るフェライト粒子の大きな特徴は、一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆してなることを特徴とする。フェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆することにより、アルミナを原料添加していた従来に比べて粒子本体表面に形成される凹凸が小さくなり、所定の見掛け密度を有し且つ高い流動性も得られるようになる。
【００２１】
粒子本体の表面に形成するアルミナの被覆厚みに特に限定はないが、通常は１μｍ以下であるのが好ましい。アルミナの被覆厚みを上記範囲に調整するには、例えば、後述する製造方法における、粒子本体にアルミナゾルを塗布する際のアルミナゾルの濃度やゾル量、塗布時間などにより調整すればよい。
【００２２】
本発明に係るフェライト粒子の見掛け密度としては２．５ｇ／ｃｍ３以下であるのが好ましい。見掛け密度が２．５ｇ／ｃｍ３以下であることで、例えばフェライト粒子を電子写真現像用キャリアとして用いた場合に、キャリアを含む現像剤の撹拌動力の軽減が図れるようになる。より好ましい見掛け密度は２．２ｇ／ｃｍ３以下である。加えて、キャリアを含む現像剤の撹拌動力の軽減を図る観点からは、フェライト粒子は流動性が高いことが望ましく、後述の実施例で説明する流動度（キャリア５０ｇが容器の底に開いた穴から流れ落ちるのに要する時間）が５０秒以下であるのが望ましい。より好ましくは４５秒以下である。
【００２３】
本発明に係るフェライト粒子の平均粒子径としては１０μｍ〜１００μｍの範囲が好ましい。平均粒子径が１０μｍ以上あることで、粒子のそれぞれに必要な磁力が確実に付与され、例えば、フェライト粒子を電子写真現像用キャリアとして用いた場合に、感光体へのキャリア付着が抑制されるようになる。一方、平均粒子径が１００μｍ以下であることで、画像特性を良好に保つことができるようになる。フェライト粒子の平均粒子径を上記範囲とするには、フェライト粒子の製造工程中または製造工程後に篩等を用いて分級処理を行えばよい。
【００２４】
本発明に係るフェライト粒子の好ましい飽和磁化σｓは、２０〜９０ｅｍｕ／ｇ（Ａ・ｍ２／ｋｇ）の範囲である。飽和磁化σｓが２０ｅｍｕ／ｇ未満であると、例えば、フェライト粒子を電子写真現像用キャリアとして用いた場合に、感光体へのキャリア付着が頻繁に起きるおそれがある。一方、飽和磁化σｓが９０ｅｍｕ／ｇを超えると、磁気ブラシの穂が硬くなり、電子写真現像における画質低下を招くおそれがある。フェライト粒子の、より好ましい飽和磁化σｓは５０〜９０ｅｍｕ／ｇの範囲であり、さらに好ましくは７０〜９０ｅｍｕ／ｇの範囲である。
【００２５】
また、本発明に係るフェライト粒子の磁化は、外部磁場１ｋＯｅ（７９５７７Ａ／ｍ）において５０〜７０ｅｍｕ／ｇの範囲であるのが好ましい。フェライト粒子の磁気特性をこの範囲とすることで、例えばフェライト粒子をキャリアとして用いた場合に、磁気ブラシの保磁力が十分確保され、感光体にキャリアが付着する現象が抑制される。
【００２６】
従来、原料としてアルミナを添加していたため、得られるフェライト粒子の磁気特性が低下し、磁気特性を前記好適範囲とすることは難しかったが、本発明のフェライト粒子ではアルミナを粒子表面に付着させるので、磁気特性の低下を抑制でき磁気特性を前記好適範囲に容易に調整できる。
【００２７】
本発明のフェライト粒子は各種用途に用いることができ、例えば、電子写真現像用キャリアや電磁波吸収材、電磁波シールド材用材料粉末、ゴム、プラスチック用充填材・補強材、ペンキ、絵具・接着剤用艶消材、充填材、補強材等として用いることができる。これらの中でも特に電子写真現像用キャリアとして好適に用いられる。
【００２８】
本発明のフェライト粒子の製造方法に特に限定はないが、以下に説明する製造方法が好適である。
【００２９】
まず、Ｆｅ原料とＭ成分の原料とを秤量して分散媒中に投入し混合してスラリーを作製する。Ｆｅ原料としては、Ｆｅ２Ｏ３粉、Ｆｅ酸化物、Ｆｅ水酸化物等が使用できる。Ｍ成分の原料としては、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｒ又はＮｉ、及びこれら２価の金属を任意に組み合わせたものが好適に使用できる。例えば、ＭｎであればＭｎＣＯ３、Ｍｎ３Ｏ４等が使用でき、ＭｇであればＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＭｇＣＯ３が好適に使用できる。そして、これらの原料の配合比を、前記一般式で示されるフェライトの組成と一致させて秤量し混合して、金属原料混合物を得る。スラリーの固形分濃度は５０〜９０ｗｔ％の範囲が望ましい。原料であるＦｅ原料、Ｍｇ原料を分散媒に投入する前に、必要により、粉砕混合処理しておいてもよい。
【００３０】
本発明で使用する分散媒としては水が好適である。分散媒には、前記Ｆｅ原料、Ｍ成分の原料の他、必要によりバインダー、分散剤等を配合してもよい。バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコールが好適に使用できる。バインダーの配合量としてはスラリー中の濃度が０．５〜２ｗｔ％程度とするのが好ましい。また、分散剤としては、例えば、ポリカルボン酸アンモニウム等が好適に使用できる。分散剤の配合量としてはスラリー中の濃度が０．５〜２ｗｔ％程度とするのが好ましい。その他、潤滑剤や焼結促進剤等を配合してもよい。
【００３１】
次に、以上のようにして作製されたスラリーを必要により湿式粉砕する。例えば、ボールミルや振動ミルを用いて所定時間湿式粉砕する。粉砕後の原材料の平均粒径は５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０μｍ以下である。振動ミルやボールミルには、所定粒径のメディアを内在させるのがよい。メディアの材質としては、鉄系のクロム鋼や酸化物系のジルコニア、チタニア、アルミナなどが挙げられる。粉砕工程の形態としては連続式及び回分式のいずれであってもよい。粉砕物の粒径は、粉砕時間や回転速度、使用するメディアの材質・粒径などによって調整される。
【００３２】
そして、粉砕されたスラリーを噴霧乾燥させて造粒する。具体的には、スプレードライヤーなどの噴霧乾燥機にスラリーを導入し、雰囲気中へ噴霧することによって球状に造粒する。噴霧乾燥時の雰囲気温度は１００〜３００℃の範囲が好ましい。これにより、粒径１０〜２００μｍの球状の造粒物が得られる。なお、得られた造粒物は、振動ふるい等を用いて、粗大粒子や微粉を除去し粒度分布をシャープなものとするのが望ましい。
【００３３】
次に、造粒物を８００℃以上に加熱した炉に投入して、フェライト粒子を合成するための一般的な手法で焼成し、焼成物前駆体を生成させる。焼成温度が８００℃以上であれば焼結は進み、生成した焼成物前駆体の形状が維持される。焼結温度の好ましい上限値は１５００℃である。焼結温度が１５００℃以下であると、焼成物前駆体同士の過剰焼結が起こらず、異形粒子の発生が抑制されるからである。したがって、焼結温度としては８００〜１５００℃の範囲が好ましい。また焼成時間としては１〜６時間の範囲が好ましい。
【００３４】
そして、得られた焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する。焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する方法としては、アルミナゾルへの浸漬、アルミナゾルの噴霧など従来公知の方法を用いることができるが、簡易な設備で容易に作業できることからアルミナゾルへの浸漬によって焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する方法が推奨される。具体的には、アルミナゾルを入れた容器に焼成物前駆体を浸漬し、次いで加熱・乾燥して、アルミナゾルの溶媒を蒸発させて焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する。加熱温度及び加熱時間は、アルミナゾルの溶媒を除去できる温度及び時間であればよく、溶媒の種類やアルミナの濃度などから適宜決定すればよいが、通常、加熱温度としては１００〜２００℃の範囲であり、加熱時間としては０．５時間〜数時間の範囲である。
【００３５】
ここで使用するアルミナゾルとしては、例えば平均粒径１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲のアルミナがエチルアルコールなどの溶媒に分散させたものが挙げられる。アルミナゾルにおけるアルミナの濃度としては１０〜５０ｗｔ％の範囲が好ましい。また、溶媒としては、水：メチルアルコール、エチルアルコールなどのアルコール類：ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドなどのアミド類が挙げられる。
【００３６】
次に、アルミナで被覆した焼成物前駆体を加熱した炉に再び投入して、アルミナを焼成し固定化する。固定化条件としては、アルミナを焼成・固定化できる条件であればよく、アルミナの被覆量などから適宜決定すればよい。通常、固定化温度は６００〜１２００℃の範囲、固定化時間は０．５時間〜６時間の範囲である。
【００３７】
そして、必要により、得られた焼成物を解砕する。具体的には、例えば、ハンマーミル等によって焼成物を解砕する。解砕工程の形態としては連続式及び回分式のいずれであってもよい。そして、さらに必要により、粒径を所定範囲に揃えるため分級を行ってもよい。分級方法としては、風力分級や篩分級など従来公知の方法を用いることができる。また、風力分級機で１次分級した後、振動篩や超音波篩で粒径を所定範囲に揃えるようにしてもよい。さらに、分級工程後に、磁場選鉱機によって非磁性粒子を除去するようにしてもよい。
【００３８】
以上のようにして作製した本発明のフェライト粒子を、電子写真現像用キャリアとして用いる場合、フェライト粒子をそのまま電子写真現像用キャリアとして用いることもできるが、帯電性等の観点からは、フェライト粒子の表面を樹脂で被覆して用いるのが好ましい。
【００３９】
フェライト粒子の表面を被覆する樹脂としては、従来公知のものが使用でき、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリ塩化ビニリデン、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ポリスチレン、（メタ）アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、並びにポリ塩化ビニル系やポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系等の熱可塑性エストラマー、フッ素シリコーン系樹脂などが挙げられる。
【００４０】
フェライト粒子の表面を樹脂で被覆するには、樹脂の溶液又は分散液をフェライト粒子に施せばよい。塗布溶液用の溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒；テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類溶媒；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒；エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒などの１種又は２種以上を用いることができる。塗布溶液中の樹脂成分濃度は、一般に０．００１〜３０ｗｔ％、特に０．００１〜２ｗｔ％の範囲内にあるのがよい。
【００４１】
フェライト粒子への樹脂の被覆方法としては、例えばスプレードライ法や流動床法あるいは流動床を用いたスプレードライ法、浸漬法等を用いることができる。これらの中でも、少ない樹脂量で効率的に塗布できる点で流動床法が特に好ましい。樹脂被覆量は、例えば流動床法の場合には吹き付ける樹脂溶液量や吹き付け時間によって調整することができる。
【００４２】
本発明に係る電子写真用現像剤は、以上のようにして作製したキャリアとトナーとを混合してなる。キャリアとトナーとの混合比に特に限定はなく、使用する現像装置の現像条件などから適宜決定すればよい。一般に現像剤中のトナー濃度は１〜２０ｗｔ％の範囲が好ましい。トナー濃度が１ｗｔ％未満の場合、画像濃度が薄くなりすぎ、他方トナー濃度が２０ｗｔ％を超える場合、現像装置内でトナー飛散が発生し機内汚れや転写紙などの背景部分にトナーが付着する不具合が生じるおそれがあるからである。より好ましいトナー濃度は３〜１５ｗｔ％の範囲である。
【００４３】
キャリアとトナーとの混合は、従来公知の混合装置を用いることができる。例えばヘンシェルミキサー、Ｖ型混合機、タンブラーミキサー、ハイブリタイザー等を用いることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００４５】
実施例１
平均粒径が約１μｍに微粉砕されたＦｅ２Ｏ３と分散剤とを分散媒としての水に投入し、湿式ボールミルを用いて湿式粉砕してスラリーを作製した。次に、このスラリーに還元剤としてのカーボンブラックを原料に対して１．２５ｗｔ％添加した後、スプレードライヤーにて約１８０℃の熱風中に噴霧し（ディスク回転数２０，０００ｒｐｍ）、粒径１０〜２００μｍの造粒物を得た。この造粒物から、網目１５６μｍの篩網を用いて粗粒を分離し、網目６３μｍの篩網を用いて微粒を分離した。
【００４６】
次に、造粒物を窒素雰囲気下１０５０℃で３時間焼成して焼成物前駆体を得た。この焼成物前駆体のＢＥＴ比表面積は０．１４１５ｍ２／ｇであった。一方、加熱式撹拌機の撹拌槽にアルミナゾル（溶媒：メタノール水溶液，アルミナ濃度：２０ｗｔ％）を１５０ｇ（１ｗｔ％）を入れ、ここに前記焼成物前駆体３ｋｇを投入してアルミナゾルに浸漬させた。そして、温度１５０℃に加熱し１時間撹拌して溶媒を除去して、アルミナで表面が被覆された焼成物前駆体を得た。
【００４７】
そして、アルミナで表面が被覆された焼成物前駆体を、窒素雰囲気下１０００℃で３時間焼成してアルミナを固定化した。その後、ハンマーミルで解砕し、風力分級機を用いて微粉を除去し網目５４μｍの振動ふるいで粒度調整してフェライト粒子を得た。図１にフェライト粒子のＳＥＭ写真、図２に粒子断面のＳＥＭ写真、図３にＳＥＭ写真と同一部分における、ＥＤＳによるＡｌ元素のピークカウントマップ画像をそれぞれ示す。また、このフェライト粒子の見掛け密度、流動度、飽和磁化σｓ、外部磁場１０００Ｏｅにおける磁化σ１０００を以下に示す方法で測定した。表１にその結果を示す。
【００４８】
（ＳＥＭ写真及びＥＤＳ分析）
フェライト粒子断面の、ＳＥＭ写真及びＥＤＳのピークカウントマップ画像には、ＳＥＭ−ＥＤＳ測定装置（日本電子（株）社製、ＳＥＭ：ＪＳＭ−６５１０ＬＡ型、ＥＤＳ：２０３１０ＢＵ型）を用いた。
ピークカウントマップ画像の測定条件は、加速電圧：１５ｋＶ、照射電流：１．０ｎＡ、スポットサイズ：７０であり、解像度：５１２×３１４、デュエルタイム：０．２ｍｓｅｃ、スイープ回数：１０回である。
【００４９】
（見掛け密度）
粉体の見掛け密度は、ＪＩＳ Ｚ ２５０４に準拠して測定した。
【００５０】
（流動度）
流動度は、ＪＩＳ Ｚ ２５０２に準拠して測定した。
【００５１】
（飽和磁化σｓ、磁化σ１０００）
飽和磁化σｓは、室温専用振動試料型磁力計（ＶＳＭ）（東英工業株式会社製、ＶＳＭ−Ｐ７）を用いて磁化の測定を行い、外部磁場０〜１００００（Ｏｅ）の範囲で１サイクル連続的に印加して、飽和磁化σｓ（ｅｍｕ／ｇ）及び外部磁場１０００Ｏｅにおける磁化σ１０００を測定した。
【００５２】
実施例２，３
焼成物前駆体を浸漬させるアルミナゾルの使用量を７５ｇ（０．５ｗｔ％）、１５００ｇ（１０ｗｔ％）とした以外は実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。このフェライト粒子の見掛け密度、流動度、飽和磁化σｓ、磁化σ１０００を実施例１と同様にして測定した。表１に測定結果を示す。
【００５３】
実施例４〜１０
焼成物前駆体の表面を被覆しているアルミナを固定化する温度及び時間を表１に示す温度及び時間とした以外は、実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。このフェライト粒子の見掛け密度、流動度、飽和磁化σｓ、磁化σ１０００を実施例１と同様にして測定した。表１に測定結果を示す。
【００５４】
比較例１
平均粒径が約１μｍに微粉砕されたＦｅ２Ｏ３と、アルミナ１ｗｔ％と、分散剤とを分散媒としての水に投入し、湿式ボールミルを用いて湿式粉砕してスラリーを作製した。次に、このスラリーに還元剤としてのカーボンブラックを原料に対して１．２５ｗｔ％添加した後、スプレードライヤーにて約１８０℃の熱風中に噴霧し（ディスク回転数２０，０００ｒｐｍ）、粒径１０〜２００μｍの造粒物を得た。この造粒物から、網目１５６μｍの篩網を用いて粗粒を分離し、網目６３μｍの篩網を用いて微粒を分離した。
【００５５】
次に、造粒物を、窒素雰囲気下１２００℃で３時間焼成してフェライト化した。このフェライト化した焼成物をハンマーミルで解砕し、風力分級機を用いて微粉を除去し網目５４μｍの振動ふるいで粒度調整してフェライト粒子を得た。図４にフェライト粒子のＳＥＭ写真、図５に粒子断面のＳＥＭ写真、図６にＳＥＭ写真と同一部分における、ＥＤＳによるＡｌ元素のピークカウントマップ画像をそれぞれ示す。また、このフェライト粒子の見掛け密度、流動度、飽和磁化σｓ、磁化σ１０００を実施例１と同様にして測定した。表１に測定結果を示す。
【００５６】
比較例２〜５
原料としてのアルミナの添加量を０．５ｗｔ％、０．２９ｗｔ％、０．２５ｗｔ％、０．１ｗｔ％に変えた以外は比較例１と同様にしてフェライト粒子を得た。そして、得られたフェライト粒子の見掛け密度、流動度、飽和磁化σｓ、磁化σ１０００を実施例１と同様にして測定した。表１に測定結果を示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
実施例１〜１０のフェライト粒子では、図３に示すＡｌ元素のピークカウントマップ画像から理解されるように、粒子表面がアルミナ（図３の白い部分）で被覆されていた。これにより、実施例１〜１０のフェライト粒子は、見掛け密度が２．１７ｇ／ｃｍ３以下と小さく、また所望の流動性を有していた。加えて、飽和磁化σｓ及び磁化σ１０００についても、通常はアルミナの添加によって大幅に低下するところ、フェライト粒子を電子写真現像用キャリアとして用いた場合に、感光体へのキャリア付着が発生しないレベルに維持されていた。
【００５９】
これに対して、アルミナを原料添加した比較例１〜５のフェライト粒子では、図６に示すＡｌ元素のピークカウントマップ画像から理解されるように、アルミナ（図６の黒点部分）は粒子全体にほぼ均一に分散していた。このため、図４のＳＥＭ写真から理解されるように粒子の異形化が進み、見掛け密度は小さくなったものの流動度が悪化し、アルミナの添加量が０．１ｗｔ％と少なかった比較例５のフェライト粒子を除き、流動度の測定は不能であった。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のフェライト粒子は、見掛け密度が小さく且つ流動性に優れ、小さな動力で撹拌混合等を行うことができ有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆してなることを特徴とするフェライト粒子。
【請求項２】
請求項１記載のフェライト粒子の表面を樹脂で被覆したことを特徴とする電子写真現像用キャリア。
【請求項３】
請求項２記載のキャリアとトナーとを含むことを特徴とする電子写真用現像剤。
【請求項４】
一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体が生成するように成分調整されたＦｅ原料とＭ原料、及び水を混合してスラリーを得る工程と、前記スラリーを噴霧乾燥させて造粒物を得る工程と、前記造粒物を焼成して焼成物前駆体を得る工程と、得られた焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する工程と、アルミナで表面を被覆した焼成物前駆体をさらに焼成する工程とを有することを特徴とするフェライト粒子の製造方法。
【請求項５】
前記焼成物前駆体をアルミナゾルに浸漬した状態で乾燥し、前記焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆した請求項４記載のフェライト粒子の製造方法。
【請求項６】
アルミナで表面を被覆した焼成物前駆体を温度６００℃〜１２００℃で０．５時間〜６時間焼成する請求項４又は５記載のフェライト粒子の製造方法。
【請求項１】
一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体の表面をアルミナで被覆してなることを特徴とするフェライト粒子。
【請求項２】
請求項１記載のフェライト粒子の表面を樹脂で被覆したことを特徴とする電子写真現像用キャリア。
【請求項３】
請求項２記載のキャリアとトナーとを含むことを特徴とする電子写真用現像剤。
【請求項４】
一般式（ＭｘＦｅ３−ｘ）Ｏ４（但し、ＭはＦｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属、０≦ｘ≦１）で表されるフェライト粒子本体が生成するように成分調整されたＦｅ原料とＭ原料、及び水を混合してスラリーを得る工程と、前記スラリーを噴霧乾燥させて造粒物を得る工程と、前記造粒物を焼成して焼成物前駆体を得る工程と、得られた焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆する工程と、アルミナで表面を被覆した焼成物前駆体をさらに焼成する工程とを有することを特徴とするフェライト粒子の製造方法。
【請求項５】
前記焼成物前駆体をアルミナゾルに浸漬した状態で乾燥し、前記焼成物前駆体の表面をアルミナで被覆した請求項４記載のフェライト粒子の製造方法。
【請求項６】
アルミナで表面を被覆した焼成物前駆体を温度６００℃〜１２００℃で０．５時間〜６時間焼成する請求項４又は５記載のフェライト粒子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５６４０（Ｐ２０１２−２５６４０Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６７７３７（Ｐ２０１０−１６７７３７）
【出願日】平成２２年７月２７日（２０１０．７．２７）
【出願人】（５０６３３４１８２）ＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社 (336)
【出願人】（０００２２４８０２）ＤＯＷＡ ＩＰクリエイション株式会社 (96)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２７日（２０１０．７．２７）
【出願人】（５０６３３４１８２）ＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社 (336)
【出願人】（０００２２４８０２）ＤＯＷＡ ＩＰクリエイション株式会社 (96)
【Ｆターム（参考）】
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