[发明专利]镁基铁氧体、含有该铁氧体的电子照相显影载体以及含有该载体的显影剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁基铁氧体磁性材料，该材料可作为双组分显影剂的载体应用于电子照相显影设备，如复印机和打印机中。本发明也涉及一种含有所述载体材料的电子照相显影剂。

背景技术

电子照相方法包括：在感光体(Photoreceptor)上形成静电潜像；再将调色剂沉积到潜像上以形成可视图像；然后将该调色剂图像转印至目标体。电子照相包括两种主要的分类：双组分显影和单组分显影。在双组分显影中，显影剂含有载体和调色剂两种组分，通常使用的载体是磁性载体。

在具有磁性载体的双组分显影中，将显影剂在显影容器中搅拌并混合，以通过调色剂与载体之间的摩擦使调色剂带有静电电荷至所需的程度。然后将混合显影剂供料至磁辊上(下文称为辊)，并沿着磁力线形成显影剂的磁穗(spikes)，这些磁穗称为磁刷。允许这些磁刷与感光体的表面相接触，因而带电调色剂沉积在与静电潜像一致的表面上以形成期望的图像。

当将调色剂转印到感光体上时，磁性载体仍然保留在辊上，并被回收和再利用，因此，载体优选具有长的寿命。

电子照相术可以应用在包括复印机、打印机和传真机的很多领域。这些领域都要求提高图像质量、分辨率、灰度性能和微小线条的再现能力。图像质量的恶化部分是由于通过载体的静电潜像的电势泄漏引起的。载体的电阻越低，泄漏现象越有可能发生。然而，即使对于开始具有很高电阻的载体，当施加高电压时，电阻也可能会由于介电击穿而减小。在这种情况下，载体有助于泄漏。

近来，为了获得高的图像质量，经常在感光体和辊之间施加高的偏压电势。在这种高的偏压电势下，传统的载体趋于发生介电击穿。因此，需要一种具有高的电介质击穿电压和长的使用寿命的电子照相显影载体。

为了提高图像质量，调整磁性载体的饱和磁化强度在某一范围以及提高电介质击穿电压是必要的。当饱和磁化强度太小时，由于载体被分散开且不期望地沉积在目标体上，从而导致图像质量恶化。而当饱和磁化强度太大时，磁穗变得太坚硬以致于不能保持图像质量。

作为具有高电介质击穿电压的传统铁氧体载体，Cu-Zn基铁氧体(例如参见日本专利1688677)和Mn-Mg基铁氧体(例如参见日本专利3243376)已经得到了使用。然而在目前的环境规范下，最好减少重金属如Cu、Zn、Mn、Co和Ni的使用量。例如，加利福尼亚州法律第22条规定，Ni、Cu、Zn等是控制的物质。而且，在PRTR体系中，锰化合物被指定为对人类和生态系统有害的化合物。

众所周知，磁铁矿(Fe₃O₄)是一种符合环境规范的传统磁性载体，但是磁铁矿具有低电介质击穿电压的问题。此外，磁铁矿具有低电阻值。由于其低的电阻值，所以当施加交流电压时，即使通过用各种树脂涂覆来提高其绝缘性能，显影中也会发生泄漏现象。为了获得磁铁矿的高电阻值，尝试在空气中加热材料以形成与磁铁矿共存且具有高电阻的非磁性相(Fe₂O₃相)。随着载体中Fe₂O₃相百分比的增加，电介质击穿电压变大。然而，矫顽力不利地增加。矫顽力的增加引起载体颗粒的聚集，从而导致流动性降低。较低的流动性引起新问题，即难以获得与铁氧体载体可比的图像质量。另外，因为磁铁矿具有相对高的饱和磁化强度，所以磁刷的磁穗变得太硬。

作为能够经控制以具有期望的饱和磁化强度和满足环境规范的氧化物载体，Mg-Fe-O基粉末及该粉末的制备方法已有报道(参见日本专利2860356)。根据这种方法，添加粘结剂作为还原剂，然后在惰性气氛下烧结。因此Fe可以保持在低价态。因此，各种相如磁铁矿相和氧化镁相在所得的粉末中共存。因此仍然存在来自磁铁矿的低电介质击穿电压的问题。

通过在空气中烧结化学计量比组合物，获得了以Mg和Fe的单相形式的镁基铁氧体。尽管该镁基铁氧体具有高的电介质击穿电压，但其具有20-25emu/g的低饱和磁化强度。

因此，仍然需要同时实现适合的饱和磁化强度和高的电介质击穿电压。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种满足环境规范并达到高图像质量的磁性载体。更具体地，本发明涉及一种含有镁基铁氧体材料的载体、该镁基铁氧体材料的制造方法以及含有该载体的电子照相显影剂。