JP2011141350A - Magnetic carrier and two-component developer - Google Patents

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Kunihiko Nakamura
邦彦 中村
Nozomi Komatsu
望 小松
Yoshiaki Shioashi
吉彬 塩足
Kosuke Fukutome
航助 福留
Kentaro Kamae
健太郎 釜江
Hisashi Ishigami
恒 石上
Hiroyuki Fujikawa
博之 藤川
Yoshinobu Baba
善信 馬場
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic carrier and a two-component developer which improve dot reproducibility upon printing in a high-humidity environment, improve developing properties upon printing in a low-humidity environment, suppress changes in density upon continuous printing at a high image area printing, improving uniformity of halftone upon printing at a low image printing, and suppress carrier adherence. <P>SOLUTION: The magnetic carrier includes magnetic carrier particles including porous magnetic core particles and a resin. In a reflected electron image of the cross section of the magnetic carrier particle, the proportion by number of magnetic core regions having a length of 6.0 μm or more with respect to the total number of magnetic core regions having a length of 0.1 μm or more is 5.0% by number or more and 35.0% by number or less, and the proportion by number of magnetic core regions having a length of 2.0 μm or less is 10.0% by number or more and 45.0% by number or less. The porous magnetic core particle has a parameter α, relating to a fitting function represented by expression (1): Re[Z(ω)]+ilm[Z(ω)]=Rs+R/(1+RT(iω)<SP>α</SP>), of 0.65 or more and 0.85 or less in a 100 V/cm electric field intensity. In the expression (1), Re[Z(ω)] is the real part of the impedance; lm[Z(ω)] represents the imaginary part of the impedance; i is imaginary unit; ω represents angular frequency; and Rs, R, T, α and represent parameters which are calculated by fitting, in accordance with a cole-cole plot. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真法、及び、静電記録法に用いられる磁性キャリア及び二成分系現像剤に関するものである。   The present invention relates to a magnetic carrier and a two-component developer used in electrophotography and electrostatic recording.

電子写真法において、静電荷像を現像する工程は帯電されたトナーを静電荷像とのクーロン力を利用して静電荷像上に付着させて画像形成する。トナーを用いて静電荷像を現像するための現像剤には、磁性体を樹脂中に分散した磁性トナーを用いる一成分系現像剤と、非磁性トナーと磁性キャリアを混合して用いる二成分系現像剤とに大別される。   In the electrophotographic method, the step of developing the electrostatic charge image forms an image by depositing charged toner on the electrostatic charge image using Coulomb force with the electrostatic charge image. As a developer for developing an electrostatic charge image using a toner, a one-component developer using a magnetic toner in which a magnetic material is dispersed in a resin, and a two-component system using a mixture of a non-magnetic toner and a magnetic carrier. Broadly divided into developers.

特に、高画質を要求されるフルカラー複写機またはフルカラープリンタ等のフルカラー画像形成装置では、後者が好適に用いられている。   In particular, the latter is preferably used in full-color image forming apparatuses such as full-color copying machines or full-color printers that require high image quality.

フルカラー画像形成装置では、近年、更なる高耐久性が要求されている。   In recent years, full-color image forming apparatuses are required to have higher durability.

そこで、多孔質フェライト芯材の空隙に樹脂を充填し、さらに、樹脂層とフェライト層とが交互に存在する立体的積層構造とすることで、画像濃度を十分確保しつつ、長期にわたって高品位な画像が維持できる樹脂充填型フェライトキャリアが開示されている。本発明によると、樹脂層とフェライト層が交互に存在する立体的積層構造を有することでキャリア粒子がコンデンサー的な役割を発揮し、安定した帯電付与性を達成している。また、樹脂充填型フェライトキャリアは、真密度が小さくなりその結果長期にわたって高品位な画像が維持できている(特許文献1)。   Therefore, by filling the voids in the porous ferrite core material with a resin and further forming a three-dimensional laminated structure in which resin layers and ferrite layers are alternately present, high image quality is ensured over a long period of time while ensuring sufficient image density. A resin-filled ferrite carrier capable of maintaining an image is disclosed. According to the present invention, since the resin layer and the ferrite layer have a three-dimensional laminated structure, the carrier particles exhibit a role as a capacitor and achieve a stable charge imparting property. In addition, the resin-filled ferrite carrier has a low true density, and as a result, a high-quality image can be maintained over a long period of time (Patent Document 1).

しかし、高湿環境で印刷した場合、ドット再現性が低下する。低湿環境で印刷した場合に、現像性が低下する。グラフィック画像の如き、画像面積比率の高い出力を連続で行った場合に、濃度が変動する。文字画像の如き、低画像面積での出力を続けることにより、ハーフトーン画質が劣化する、キャリアが付着する等の問題が発生した。   However, when printing is performed in a high humidity environment, dot reproducibility decreases. When printing is performed in a low-humidity environment, developability deteriorates. When an output having a high image area ratio such as a graphic image is continuously performed, the density fluctuates. Continuing to output in a low image area such as a character image causes problems such as deterioration of halftone image quality and adhesion of carriers.

このため従来用いられているキャリア及び二成分現像剤では、商業印刷への適応が困難であり、更なる改善が必要とされている。   For this reason, conventionally used carriers and two-component developers are difficult to adapt to commercial printing, and further improvements are required.

特開2007−057943号公報JP 2007-057943 A

そこで、本発明の目的は、高湿環境印刷時のドット再現性向上、低湿環境印刷時の現像性向上、高画像面積で連続印刷時の濃度変動抑制、低画像面積印刷時のハーフトーン均一性の向上、キャリア付着の抑制ができる磁性キャリア及び二成分系現像剤の提供を目的とする。   Therefore, the object of the present invention is to improve dot reproducibility during high-humidity environment printing, improve developability during low-humidity environment printing, suppress density fluctuations during continuous printing at a high image area, and halftone uniformity during low-image area printing. An object of the present invention is to provide a magnetic carrier and a two-component developer capable of improving the adhesion and suppressing the carrier adhesion.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、多孔質磁性コア粒子と樹脂を有する磁性キャリア粒子を有する磁性キャリアにおける内部構造と多孔質磁性コア粒子の電気的特性をコントロールすることで、ドット再現性の向上、濃度変動抑制、ハーフトーン均一性の向上、キャリア付着の抑制を達成できることを見出した。   As a result of intensive studies, the inventors have achieved dot reproduction by controlling the internal structure and electrical characteristics of the porous magnetic core particles in the magnetic carrier having the porous magnetic core particles and the magnetic carrier particles having a resin. It has been found that it is possible to achieve improvement in properties, density fluctuation suppression, halftone uniformity improvement, and carrier adhesion suppression.

すなわち、多孔質磁性コア粒子と樹脂とを少なくとも有する磁性キャリア粒子を有する磁性キャリアであって、
走査型電子顕微鏡により撮影された該磁性キャリア粒子の断面の反射電子像において、該磁性キャリア粒子の加工断面領域における最大径Rxの中点を基準点とした場合に、基準点を通り、10°間隔に18本引いた直線上において、
0.1μm以上の長さの磁性コア部領域の全個数に対する、6.0μm以上の長さの磁性コア部領域の個数の割合が、5.0個数%以上35.0個数%以下であり、且つ、2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域の個数の割合が、10.0個数%以上45.0個数%以下であり、
該多孔質磁性コア粒子は、交流インピーダンス測定により得られるインピーダンスZの周波数依存特性を、下記(1)式で表されるフィッティング関数により、フィッティングしたときのパラメーターαが、100V/cmの電界強度下において、0.65以上0.85以下であることを特徴とする磁性キャリアおよび二成分系現像剤である。
That is, a magnetic carrier having magnetic carrier particles having at least porous magnetic core particles and a resin,
In the reflected electron image of the cross section of the magnetic carrier particle taken by a scanning electron microscope, when the midpoint of the maximum diameter Rx in the processed cross-sectional area of the magnetic carrier particle is used as a reference point, the reference point passes through the reference point and is 10 °. On a straight line with 18 intervals drawn,
The ratio of the number of magnetic core part regions having a length of 6.0 μm or more to the total number of magnetic core part regions having a length of 0.1 μm or more is 5.0% by number to 35.0% by number, And the ratio of the number of magnetic core part regions having a length of 2.0 μm or less is 10.0% by number or more and 45.0% by number or less,
The porous magnetic core particle has a parameter α obtained by fitting the frequency dependence characteristic of impedance Z obtained by alternating current impedance measurement with a fitting function represented by the following equation (1), under an electric field strength of 100 V / cm. In this case, the magnetic carrier and the two-component developer are 0.65 or more and 0.85 or less.

Figure 2011141350
ただし、
Re[Z(ω)]は、インピーダンスの実部
lm[Z(ω)]は、インピーダンスの虚部
iは、虚数単位
ωは、角周波数
Rs,R,T,αは、Cole−Coleの式によるフィッティングで算出されるパラメーター
Figure 2011141350
However,
Re [Z (ω)] is the real part lm [Z (ω)] of the impedance, the imaginary part i of the impedance is the imaginary unit ω, and the angular frequencies Rs, R, T, α are Cole-Cole equations. Calculated by fitting with

本発明によれば、高湿環境印刷時のドット再現性向上、低湿環境印刷時の現像性向上、高画像面積で連続印刷時の濃度変動抑制、低画像面積で印刷時のハーフトーン均一性の向上、キャリア付着の抑制ができる磁性キャリア及び二成分系現像剤を提供することができる。   According to the present invention, improved dot reproducibility during high humidity environment printing, improved developability during low humidity environment printing, reduced density fluctuation during continuous printing at a high image area, and halftone uniformity during printing at a low image area. A magnetic carrier and a two-component developer capable of improving and suppressing carrier adhesion can be provided.

本発明に適用できる表面改質装置の模式図である。It is a schematic diagram of the surface modification apparatus applicable to this invention. 本発明の二成分系現像剤で好適に用いられる磁性コア粒子断面の一例である。2 is an example of a cross section of a magnetic core particle suitably used in the two-component developer of the present invention. 本発明の磁性キャリア粒子の加工断面領域のみを指定したSEM反射電子画像の一例である。It is an example of the SEM reflected electron image which designated only the process cross-sectional area | region of the magnetic carrier particle of this invention. 本発明の磁性キャリア粒子断面における磁性コア部領域、磁性コア部以外の領域の測定例を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the measurement example of the area | regions other than a magnetic core part area | region and a magnetic core part in the magnetic carrier particle cross section of this invention. 本発明の磁性キャリア粒子断面における、0.1μm以上の長さを有する磁性コア部領域の長さと個数(個数%)の分布を示す一例である。It is an example which shows distribution of the length and number (number%) of the magnetic core part area | region which has a length of 0.1 micrometer or more in the magnetic carrier particle cross section of this invention. 磁性コアのパラメーターαの測定に係る回路図である。It is a circuit diagram which concerns on the measurement of parameter (alpha) of a magnetic core. 等価回路の説明図である。It is explanatory drawing of an equivalent circuit.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

本発明で使用する磁性キャリアは、多孔質磁性コア粒子と樹脂とを少なくとも有する磁性キャリア粒子を有する磁性キャリアである。   The magnetic carrier used in the present invention is a magnetic carrier having magnetic carrier particles having at least porous magnetic core particles and a resin.

該磁性キャリアは、走査型電子顕微鏡により撮影された該磁性キャリア粒子の断面の反射電子像において、該磁性キャリア粒子の加工断面領域における最大径Rxの中点を基準点とした場合に、基準点を通り、10°間隔に18本引いた直線上において、
0.1μm以上の長さの磁性コア部領域の全個数に対する、6.0μm以上の長さの磁性コア部領域の個数の割合が、5.0個数%以上35.0個数%以下であり、且つ、2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域の個数の割合が、10.0個数%以上45.0個数%以下であり、
該多孔質磁性コア粒子は交流インピーダンス測定により得られるインピーダンスZの周波数依存特性を、下記(1)式で表されるフィッティング関数により、フィッティングしたときのパラメーターαが、100/cmの電界強度下において、0.65以上0.85以下であることを特徴とする。
The magnetic carrier has a reference point when the midpoint of the maximum diameter Rx in the processed cross-sectional area of the magnetic carrier particle is a reference point in the reflected electron image of the cross section of the magnetic carrier particle taken by a scanning electron microscope. Through 18 straight lines drawn at 10 ° intervals,
The ratio of the number of magnetic core part regions having a length of 6.0 μm or more to the total number of magnetic core part regions having a length of 0.1 μm or more is 5.0% by number to 35.0% by number, And the ratio of the number of magnetic core part regions having a length of 2.0 μm or less is 10.0% by number or more and 45.0% by number or less,
When the porous magnetic core particle is fitted to the frequency dependence characteristic of impedance Z obtained by AC impedance measurement by a fitting function represented by the following equation (1), the parameter α is 100 / cm under an electric field strength of 100 / cm. 0.65 or more and 0.85 or less.

Figure 2011141350
ただし、
Re[Z(ω)]は、インピーダンスの実部
lm[Z(ω)]は、インピーダンスの虚部
iは、虚数単位
ωは、角周波数
Rs,R,T,αは、Cole−Coleの式によるフィッティングで算出されるパラメーター
Figure 2011141350
However,
Re [Z (ω)] is the real part lm [Z (ω)] of the impedance, the imaginary part i of the impedance is the imaginary unit ω, and the angular frequencies Rs, R, T, α are Cole-Cole equations. Calculated by fitting with

まず、該磁性キャリアの内部構造について詳細に述べる。   First, the internal structure of the magnetic carrier will be described in detail.

本発明者らは鋭意検討の結果、多孔質磁性コア粒子に樹脂を充填した磁性キャリア粒子を有する磁性キャリアであって、走査型電子顕微鏡により撮影された該磁性キャリア粒子の断面の反射電子像において、該磁性キャリア粒子の断面の基準点を通り、10°間隔に18本引いた直線上において、0.1μm以上の長さを有する磁性コア部領域の全個数に対する6.0μm以上の長さを有する磁性コア部領域の個数が、5.0個数%以上35.0個数%以下であり、且つ、2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域の個数の割合が、10.0個数%以上45.0個数%以下であることを特徴とする磁性キャリアを用いることで、現像性、ドット再現性に優れ、高画像面積での連続印刷時にも濃度変動を抑制できることを見出した。   As a result of intensive studies, the inventors of the present invention are magnetic carriers having magnetic carrier particles in which porous magnetic core particles are filled with resin, and in a reflected electron image of a cross section of the magnetic carrier particles taken by a scanning electron microscope. A length of 6.0 μm or more with respect to the total number of magnetic core region regions having a length of 0.1 μm or more on a straight line that passes through the reference point of the cross section of the magnetic carrier particle and is drawn at intervals of 10 °. The ratio of the number of magnetic core part regions having a length of 5.0 to 35.0% and a length of 2.0 μm or less is 10.0% by number. It has been found that by using a magnetic carrier characterized by being 45.0% by number or less, it is excellent in developability and dot reproducibility, and density fluctuation can be suppressed even during continuous printing in a high image area.

その理由は明確ではないが、本発明者らは以下のように考えている。   The reason is not clear, but the present inventors consider as follows.

トナーが現像された時に磁性キャリア内部には、トナーと逆極性のカウンター電荷が残る。カウンター電荷は、静電荷潜像担持体上に現像されたトナーを引き戻すため、静電荷潜像担持体上の静電荷潜像が乱れ、現像性が低下する。特に、低湿環境では、キャリアからの電荷の移動が少なくなり、この現象が顕著になる。   When the toner is developed, counter charges having a polarity opposite to that of the toner remain in the magnetic carrier. The counter charge pulls back the toner developed on the electrostatic charge latent image carrier, so that the electrostatic charge latent image on the electrostatic charge latent image carrier is disturbed and developability is lowered. In particular, in a low-humidity environment, the movement of charges from carriers is reduced, and this phenomenon becomes remarkable.

この現象を防止するには、磁性キャリアに残ったトナーと逆極性のカウンター電荷を、磁性キャリアを通し、現像剤担持体へスムーズに逃がす必要がある。これにより、トナーを引き戻す力が弱くなり、現像性が向上する。   In order to prevent this phenomenon, it is necessary to allow the counter charge having the opposite polarity to the toner remaining on the magnetic carrier to pass smoothly through the magnetic carrier to the developer carrying member. As a result, the force for pulling back the toner is weakened and the developability is improved.

しかしながら、単に、抵抗の低いコア粒子を有するような磁性キャリア粒子を用いた場合には、静電荷潜像担持体上の静電潜像やトナー像を乱してしまうことがあった。この乱れの原因は、キャリアの抵抗が低いために、現像剤担持体と静電荷潜像担持体が、現像剤担持体上にできた磁性キャリアの穂立ちを介してリークし、静電潜像やトナー像が乱されるためである。そのためには、カウンター電荷を現像剤担持体に逃がしつつ、現像剤担持体と静電荷潜像担持体とのリークのしやすさをコントロールすることが重要である。   However, when magnetic carrier particles having core particles with low resistance are simply used, the electrostatic latent image or toner image on the electrostatic latent image bearing member may be disturbed. The cause of this disturbance is that the carrier resistance is low, so that the developer carrier and the electrostatic latent image carrier leak through the spikes of the magnetic carrier formed on the developer carrier, and the electrostatic latent image This is because the toner image is disturbed. For this purpose, it is important to control the ease of leakage between the developer carrier and the electrostatic latent image carrier while letting the counter charge escape to the developer carrier.

そこで本発明の磁性キャリアは、0.1μm以上の長さを有する磁性コア部以外の領域の全個数に対する、6.0μm以上の長さを有する磁性コア部以外の領域の個数を、5.0個数%以上35.0個数%以下にする。それと共に、パラメーターαを、100V/cmの電界強度下において、0.65以上0.85以下とすることで、上記課題を解決した。   Therefore, in the magnetic carrier of the present invention, the number of regions other than the magnetic core portion having a length of 6.0 μm or more is 5.0% with respect to the total number of regions other than the magnetic core portion having a length of 0.1 μm or more. Number% to 35.0 number%. At the same time, the parameter α is set to 0.65 or more and 0.85 or less under an electric field strength of 100 V / cm, thereby solving the above problem.

この詳細な理由は明確ではないが、本発明の磁性キャリアが特定の内部構造を有すると同時に、多孔質磁性コアの電気伝導性の時定数に分布をもつことことが重要であると推測される。   Although the detailed reason is not clear, it is presumed that it is important that the magnetic carrier of the present invention has a specific internal structure and at the same time has a distribution in the time constant of the electrical conductivity of the porous magnetic core. .

まず、キャリアの内部構造について説明する。   First, the internal structure of the carrier will be described.

現像剤担持体上において磁性キャリアは、複数の磁性キャリア粒子が、互いに点と点で接触した状態で穂立ちを形成している。特に、トナーが静電荷潜像担持体へ現像される現像領域内においては、磁力線に沿って磁性キャリア粒子がほぼ一直線上に並んだ状態となる。この時、それぞれの磁性キャリア粒子は、隣接する磁性キャリア粒子と2点(極点)で接触する。その接点を結ぶ直線(2つの極点を結ぶ直線)は、磁性キャリア粒子の直径であり、この最短経路を経由して電荷が移動する。   On the developer carrier, the magnetic carrier forms a spike with a plurality of magnetic carrier particles in contact with each other at points. In particular, in the developing area where the toner is developed on the electrostatic latent image bearing member, the magnetic carrier particles are arranged in a substantially straight line along the magnetic field lines. At this time, each magnetic carrier particle comes into contact with adjacent magnetic carrier particles at two points (pole points). A straight line connecting the contact points (a straight line connecting two pole points) is the diameter of the magnetic carrier particle, and the charge moves through this shortest path.

本発明においては、発生したカウンター電荷が移動する磁性キャリア粒子内部の磁性コア部領域が、電荷の移動する領域である。この領域を電荷がスムーズに移動するためには、磁性キャリア粒子の断面の基準点を通る直線上において、特定の長さと個数を有することが重要である。   In the present invention, the magnetic core region in the magnetic carrier particle to which the generated counter charge moves is the region in which the charge moves. In order for the electric charge to move smoothly in this region, it is important to have a specific length and number on a straight line passing through the reference point of the cross section of the magnetic carrier particle.

磁性キャリア粒子は、フェライト微粒子を高温状態で焼結して得られるグレイン(焼結一次粒子)の結合体である。該グレインの分布状態は、キャリアとしての強度や電気的特性に大きく影響する。   Magnetic carrier particles are a combination of grains (sintered primary particles) obtained by sintering ferrite fine particles in a high temperature state. The distribution state of the grains greatly affects the strength and electrical characteristics as a carrier.

これまで提案されてきた多孔質磁性コア粒子の場合、グレイン同士の接触面積が小さく、密着性も低く、グレイン間の電荷移動がスムーズにできない場合があった。その結果、カウンター電荷がキャリア内に滞留し、トナーの引き戻しが起こり、現像性が低下する場合があった。   In the case of the porous magnetic core particles that have been proposed so far, there are cases where the contact area between grains is small, the adhesion is low, and charge transfer between grains cannot be performed smoothly. As a result, the counter charge stays in the carrier, the toner is pulled back, and the developability sometimes deteriorates.

この問題を解決するためには、現像領域内でキャリア粒子間の最短経路上にある磁性コア部領域を、一定以上の長さを有するよう制御し、グレイン間の電荷移動をスムーズにする必要がある。   In order to solve this problem, it is necessary to control the magnetic core region on the shortest path between the carrier particles in the development region so as to have a certain length or more so that the charge transfer between grains is smooth. is there.

本発明者らの検討の結果、磁性コア部領域が6.0μm以上の長さを有する場合、グレイン同士の接触面積が十分に広くなり、密着性も大幅に向上することが判明した。その結果、カウンター電荷のグレイン間の移動が容易になった。   As a result of the study by the present inventors, it has been found that when the magnetic core region has a length of 6.0 μm or more, the contact area between grains is sufficiently widened, and the adhesion is greatly improved. As a result, the counter charge can be easily transferred between grains.

さらに、現像領域内でキャリア粒子間の最短経路上にある磁性コア部領域が、特定の長さを有するだけでなく、特定の割合で存在することも重要である。前述した6.0μm以上の長さを有する磁性コア部領域の内部構造が、磁性キャリアの一部に存在するだけでは、本発明の効果は十分に得られない。   Furthermore, it is important that the magnetic core portion region on the shortest path between the carrier particles in the development region not only has a specific length but also exists in a specific ratio. The effect of the present invention cannot be sufficiently obtained if the above-described internal structure of the magnetic core region having a length of 6.0 μm or more exists only in a part of the magnetic carrier.

そこで本発明においては、磁性キャリア粒子の特定方向だけでなく『磁性キャリア粒子の断面の基準点を通り、10°間隔に18本引いた直線上』に着目している。後述する測定方法において、18本の直線上にある各領域の個数を全て測定し、全個数に対する割合を規定している。これにより、磁性キャリア粒子の構造の一部だけでなく、磁性キャリア粒子の不特定な方向についても内部構造が限定されるものである。   Therefore, in the present invention, attention is paid not only to the specific direction of the magnetic carrier particles but also to “on a straight line that passes through the reference point of the cross section of the magnetic carrier particles and is drawn at intervals of 10 °”. In the measurement method to be described later, the number of each region on 18 straight lines is measured, and the ratio to the total number is defined. Thereby, not only a part of the structure of the magnetic carrier particles but also the internal structure is limited not only for the unspecified direction of the magnetic carrier particles.

本発明の磁性キャリア粒子は、6.0μm以上の長さを有する磁性コア部領域の個数を、5.0個数%以上35.0個数%以下、より好ましくは10.0個数%以上30.0個数%以下にすることにより、磁性キャリア粒子の表面のどの部分からトナーが現像された場合であっても、カウンター電荷の発生から移動する過程が均一になり、濃度ムラのない安定した画像が得られる。   In the magnetic carrier particles of the present invention, the number of magnetic core region regions having a length of 6.0 μm or more is 5.0% by number to 35.0% by number, more preferably 10.0% by number to 30.0%. By setting the number to less than several percent, even if the toner is developed from any part of the surface of the magnetic carrier particles, the process of moving from the generation of the counter charge becomes uniform, and a stable image without density unevenness can be obtained. It is done.

6.0μm以上の長さを有する磁性コア部領域の個数が、5.0個数%よりも少ない場合には、キャリアに残ったトナーと逆極性のカウンター電荷を、キャリア表面からスムーズに逃がすことができなくなり、現像性が低下する場合がある。また、6.0μm以上の長さを有する磁性コア部領域の個数が、35.0個数%よりも多い場合には、キャリアの穂立ちを介してリークし、静電潜像やトナー像が乱され、ドット再現性が低下する場合がある。   When the number of magnetic core regions having a length of 6.0 μm or more is less than 5.0% by number, the counter charge having the opposite polarity to the toner remaining on the carrier can be smoothly released from the carrier surface. In some cases, developability may be deteriorated. In addition, when the number of magnetic core regions having a length of 6.0 μm or more is more than 35.0% by number, the leakage occurs through the rising of the carrier, and the electrostatic latent image and the toner image are disturbed. Dot reproducibility may be reduced.

次に、多孔質磁性コアの電気伝導性の時定数に分布について述べる。   Next, the distribution will be described in the time constant of electrical conductivity of the porous magnetic core.

具体的には、該多孔質磁性コアの交流インピーダンス測定により得られるインピーダンスZの周波数依存特性を、下記(1)式で表されるフィッティング関数により、フィッティングしたときのパラメーターαが、100V/cmの電界強度下において、0.65以上0.85以下とすることが必要である。   Specifically, when the frequency dependence characteristic of the impedance Z obtained by the AC impedance measurement of the porous magnetic core is fitted using a fitting function represented by the following equation (1), the parameter α is 100 V / cm. Under electric field strength, it is necessary to be 0.65 or more and 0.85 or less.

Figure 2011141350
ただし、
Re[Z(ω)]は、インピーダンスの実部
lm[Z(ω)]は、インピーダンスの虚部
iは、虚数単位
ωは、角周波数
Rs,R,T,αは、Cole−Coleの式によるフィッティングで算出されるパラメーター
Figure 2011141350
However,
Re [Z (ω)] is the real part lm [Z (ω)] of the impedance, the imaginary part i of the impedance is the imaginary unit ω, and the angular frequencies Rs, R, T, α are Cole-Cole equations. Calculated by fitting with

その理由は、明らかではないが本発明者らは以下のように推測している。   The reason is not clear, but the present inventors presume as follows.

トナーの現像性が低下する原因は、先に述べた通り、キャリア中に残存したカウンター電荷である。   The reason why the developability of the toner is reduced is the counter charge remaining in the carrier as described above.

このカウンター電荷を現像剤担持体へスムーズに逃がすために、まず、キャリアの内部構造について、0.1μm以上の長さを有する磁性コア部領域の全個数に対する6.0μm以上の長さを有する磁性コア部領域の個数が、5.0個数%以上35.0個数%以下とした。しかし、これはカウンター電荷を逃がしやすい構造になっているが電気的な特性規定されていない。   In order to smoothly release the counter charge to the developer carrying member, first, the magnetic structure having a length of 6.0 μm or more with respect to the total number of the magnetic core region having a length of 0.1 μm or more in the internal structure of the carrier. The number of the core region is set to 5.0% by number or more and 35.0% by number or less. However, this has a structure in which the counter charge is easily released, but the electrical characteristics are not specified.

本発明者らは鋭意検討の結果、現像性向上のためには、さらに、多孔質磁性コアの電気的特性を制御することが必要であることを見出した。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that it is necessary to further control the electrical characteristics of the porous magnetic core in order to improve developability.

具体的には、多孔質磁性コアの交流インピーダンス測定により得られるインピーダンスZの周波数依存特性Z(ω)を、下記(1)で書かれるフィッティング関数によりフィッティングしたときのパラメーターαを、100V/cmの電界下において0.65以上0.85以下にすることで、上記課題を解決できることを見出した。   Specifically, the parameter α when the frequency dependent characteristic Z (ω) of the impedance Z obtained by AC impedance measurement of the porous magnetic core is fitted by the fitting function written in the following (1) is set to 100 V / cm. It has been found that the above problem can be solved by setting the electric field to 0.65 or more and 0.85 or less under an electric field.

Figure 2011141350
ただし、
Re[Z(ω)]は、インピーダンスの実部
lm[Z(ω)]は、インピーダンスの虚部
iは、虚数単位
ωは交流インピーダンス測定の角周波数[Hz]
Rs,R,T,αは、Cole−Coleの式によるフィッティングより算出されるパラメーター
Figure 2011141350
However,
Re [Z (ω)] is the real part lm [Z (ω)] of the impedance, the imaginary part i of the impedance is the imaginary unit ω is the angular frequency [Hz] of the AC impedance measurement
Rs, R, T, and α are parameters calculated by fitting using the Cole-Cole equation.

該パラメーターαは、多孔質磁性コアの交流インピーダンス測定により、複素インピーダンスの周波数特性を測定し、(2)式で表されるCole−Coleの式によるフィッティングから算出でき、多孔質磁性コアの持つ導電の時定数分布の度合いを表すことができる。   The parameter α can be calculated by measuring the frequency characteristics of the complex impedance by measuring the AC impedance of the porous magnetic core and fitting it by the Cole-Cole equation expressed by the equation (2). The degree of time constant distribution can be expressed.

該パラメーターαは、0≦α≦1の範囲をとり、時定数分布の広がりが大きい程、小さな値となる。   The parameter α takes a range of 0 ≦ α ≦ 1, and becomes smaller as the spread of the time constant distribution increases.

Figure 2011141350
(ただし、Re[Z(ω)]は、インピーダンスの実部、lm[Z(ω)]は、インピーダンスの虚数部、iは虚数単位、ωはインピーダンス測定時の角周波数)
Figure 2011141350
(Where Re [Z (ω)] is the real part of the impedance, lm [Z (ω)] is the imaginary part of the impedance, i is the imaginary unit, and ω is the angular frequency during impedance measurement)

パラメーターαを上記範囲にコントロールするためには、単純に多孔質磁性コアの電気抵抗を制御するのではなく、結晶粒子(グレイン)同士の繋がりの状態に、一粒子のキャリア内部で十分に「ばらつき」を持たせることが必要である。   In order to control the parameter α in the above range, the electrical resistance of the porous magnetic core is not simply controlled, but the crystal particles (grains) are connected to each other sufficiently within the carrier of one particle. "Is necessary.

このようにすることで、多孔質磁性コアの電気抵抗を極端に低下させること無く、高い現像性が達成できる。   By doing so, high developability can be achieved without drastically reducing the electrical resistance of the porous magnetic core.

パラメーターαが0.85より大きい場合、多孔質磁性コアの電気伝導性の時定数の分布が小さく、カウンター電荷を効果的に逃がすことができず現像性が低下する。パラメーターαが0.65より小さい場合、多孔質磁性コアの電気伝導性の時定数の分布が広すぎ、ハーフトーン画像を印刷した場合に、現像性の違いにより画質が低下する場合がある。   When the parameter α is larger than 0.85, the distribution of the electrical conductivity time constant of the porous magnetic core is small, and the counter charge cannot be effectively released, so that the developability is lowered. When the parameter α is smaller than 0.65, the distribution of the electrical conductivity time constant of the porous magnetic core is too wide, and when a halftone image is printed, the image quality may be deteriorated due to the difference in developability.

また、高画像面積で連続印刷時の濃度変動を抑制するためには、キャリアの帯電性能を高める必要がある。そのためには、0.1μm以上の長さの磁性コア部領域の全個数に対する、2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域の個数の割合を、10.0個数%以上45.0個数%以下とすることが必要である。   Further, in order to suppress density fluctuation during continuous printing with a large image area, it is necessary to improve the charging performance of the carrier. For this purpose, the ratio of the number of magnetic core regions having a length of 2.0 μm or less to the total number of magnetic core regions having a length of 0.1 μm or more is set to 10.0% to 45.0 % Or less is required.

その理由は明確ではないが、本発明者らは以下のように推測している。   The reason is not clear, but the present inventors presume as follows.

高面積画像を印刷した場合、トナーの消費量が多い。その結果トナーが大量に補給される。このような場合、キャリアは数多くのトナーを同時に帯電させる必要がある。   When a large area image is printed, the toner consumption is large. As a result, a large amount of toner is supplied. In such a case, the carrier needs to charge many toners simultaneously.

通常のキャリアの場合、トナーに帯電させるとキャリア自身にも逆極性の電荷がたまり、その結果、キャリアの帯電能が低下する。しかし、キャリアがコンデンサーのように電荷をためることができると、キャリアの帯電能の低下が抑制され、その結果、数多くのトナーを同時に帯電させることができる。   In the case of a normal carrier, when the toner is charged, a charge having a reverse polarity is accumulated in the carrier itself, and as a result, the chargeability of the carrier is lowered. However, if the carrier can accumulate electric charges like a capacitor, a decrease in the charging ability of the carrier is suppressed, and as a result, a large number of toners can be charged simultaneously.

キャリアのコンデンサー的な働きを高めるためには、キャリアの内部構造をコントロールすることが必要である。具体的には、2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域の個数の割合を、10.0個数%以上45.0個数%以下とすることが必要である。   In order to enhance the carrier function of the carrier, it is necessary to control the internal structure of the carrier. Specifically, the ratio of the number of magnetic core regions having a length of 2.0 μm or less needs to be 10.0% by number or more and 45.0% by number or less.

一般的なコンデンサーの場合、コンデンサーの電気容量Cは、εA/dに比例する。
(ε:電極板間の誘電体の誘電率、A=1つの電極板の面積、d=電極板間の距離)
In the case of a general capacitor, the electric capacity C of the capacitor is proportional to εA / d.
(Ε: dielectric constant of dielectric between electrode plates, A = area of one electrode plate, d = distance between electrode plates)

このため、キャリアのコンデンサー的な働きを高めるためには、磁性コア部を薄く積層させた構造にすることが必要である。この時に重要なのは、積層枚数ではなく、積層状態である。   For this reason, in order to enhance the function of the carrier as a capacitor, it is necessary to have a structure in which the magnetic core portions are thinly laminated. What is important at this time is not the number of stacked layers but the stacked state.

具体的には、磁性コア−樹脂−磁性コアという積層状態を極力薄く(d(電極板間の距離)を短くし、A(1つの電極板の面積)を大きくする)ことが必要である。   Specifically, it is necessary to make the laminated state of magnetic core-resin-magnetic core as thin as possible (d (distance between electrode plates) is shortened and A (area of one electrode plate) is increased).

このようにすることで、例えば、積層枚数が少なかったとしても、1つ1つの積層状態が薄くコンデンサー的な働きが大きく、キャリアとして十分なコンデンサー的な働きを示す。   By doing so, for example, even if the number of stacked layers is small, each stacked state is thin and the capacitor function is large, and the capacitor function is sufficient as a carrier.

本発明者らは、この積層状態をどのように表すことができるかを検討した結果、2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域の個数の割合で表すことができることを見出した。   As a result of studying how this laminated state can be expressed, the present inventors have found that it can be expressed by the ratio of the number of magnetic core portion regions having a length of 2.0 μm or less.

2.0μm以上の長さを有する磁性コア部領域というのは、1つの積層状態が厚すぎるために、コンデンサー的な役割にほとんど関与しない。それに対し、2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域がコンデンサー的な役割に大きな寄与をしている。磁性コア部領域に対し、このようなコンデンサー的な役割を果たす2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域の個数の割合を、10.0個数%以上45.0個数%以下とすることで、磁性キャリアが十分なコンデンサー的な機能を発揮し、高い帯電性を示すことができる。   The magnetic core region having a length of 2.0 μm or more is hardly involved in the role of a capacitor because one laminated state is too thick. On the other hand, the magnetic core portion region having a length of 2.0 μm or less greatly contributes to the capacitor role. The ratio of the number of magnetic core regions having a length of 2.0 μm or less that plays the role of a capacitor to the magnetic core region is set to 10.0% to 45.0% by number. Thus, the magnetic carrier exhibits a sufficient capacitor function and can exhibit high chargeability.

2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域の個数の割合が、10.0個数%未満の場合、キャリアのコンデンサー的な機能が不十分であり、帯電性能が低く、高画像面積で連続印刷時に濃度が変動する。2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域の個数の割合が、45.0個数%より多い場合、積層状態が薄すぎ、キャリアとして十分な強度を持つことができず、耐久時にキャリアが破壊され、キャリアがドラム上に付着する。   When the ratio of the number of magnetic core portion regions having a length of 2.0 μm or less is less than 10.0% by number, the capacitor function of the carrier is insufficient, the charging performance is low, and the image area is continuous with a high image area. The density fluctuates during printing. When the ratio of the number of magnetic core portion regions having a length of 2.0 μm or less is more than 45.0% by number, the laminated state is too thin to have sufficient strength as a carrier, and the carrier does not have sufficient durability. It is destroyed and the carrier is deposited on the drum.

0.1μm以上の長さを有する磁性コア部領域の全個数に対する6.0μm以上の長さを有する磁性コア部領域の割合を5.0個数%以上35.0個数%以下、2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域の個数の割合を10.0個数%以上45.0個数%以下とするためには、仮焼フェライト微粉砕品の粒度や粒度分布、本焼成工程での焼成温度や焼成時間をコントロールすることが必要である。   The ratio of the magnetic core part region having a length of 6.0 μm or more to the total number of magnetic core part regions having a length of 0.1 μm or more is 5.0% to 35.0% by number, 2.0 μm or less. In order to set the ratio of the number of magnetic core regions having a length of 10.0 to 45.0% by number, the particle size and particle size distribution of the calcined ferrite finely pulverized product, the firing in the main firing step It is necessary to control temperature and baking time.

キャリアの製造方法のところで詳細に述べる。   The carrier manufacturing method will be described in detail.

本発明の磁性キャリアは、走査型電子顕微鏡により撮影された該磁性キャリア粒子の断面の反射電子像において、磁性コア部領域の面積比率が、該断面の全面積に対して、50面積%以上80面積%以下であることが、画像濃度安定性の観点より好ましい。   In the reflected electron image of the cross section of the magnetic carrier particle photographed with a scanning electron microscope, the magnetic carrier of the present invention has an area ratio of the magnetic core region of 50 area% or more to the total area of the cross section. The area% or less is preferable from the viewpoint of image density stability.

該磁性キャリアの磁性コア部領域の面積比率を上記の範囲にすることにより、磁性キャリアの比重を小さくコントロールすることができ、且つ、物理的強度も十分に確保することが可能となる。その結果、さらにトナーとの混合性が向上し、且つ、混合時にキャリアにかかるストレスを軽減させることができ、長期間に渡って安定した画質が確保できる。   By setting the area ratio of the magnetic core region of the magnetic carrier within the above range, the specific gravity of the magnetic carrier can be controlled to be small and the physical strength can be sufficiently secured. As a result, the mixing property with the toner is further improved, the stress applied to the carrier during mixing can be reduced, and stable image quality can be ensured over a long period of time.

また、同時に、磁性コア領域がある程度存在することにより、多孔質磁性コアのパラメーターαのコントロールが容易になる。   At the same time, the presence of the magnetic core region to some extent facilitates control of the parameter α of the porous magnetic core.

本発明の磁性キャリアは、磁性キャリア粒子の表面がさらに樹脂で被覆されていることが好ましい。   In the magnetic carrier of the present invention, the surface of the magnetic carrier particles is preferably further coated with a resin.

該磁性キャリア粒子の表面を、さらに樹脂で被覆することにより、さらに環境安定性が向上し、特に高温高湿環境下であっても帯電量の低下による画像濃度の変化に優れる。   By coating the surfaces of the magnetic carrier particles with a resin, the environmental stability is further improved, and the change in image density due to a decrease in charge amount is excellent even in a high temperature and high humidity environment.

具体的には、多孔質磁性コア粒子表面は、粒子を形成する際の結晶成長により微細な凹凸が存在する。磁性キャリアの表面を、さらに樹脂で被覆することにより、凹凸による差を低減させ、その結果、凹部と凸部での帯電性付与製の差を抑制できる。その結果、特に高湿環境下で放置した場合のトナーの帯電性の低下を抑制することができる。   Specifically, fine irregularities exist on the surface of the porous magnetic core particle due to crystal growth when forming the particle. By further coating the surface of the magnetic carrier with a resin, the difference due to the unevenness can be reduced, and as a result, the difference in charge imparting between the concave and convex portions can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a decrease in chargeability of the toner particularly when left in a high humidity environment.

多孔質磁性コア粒子は、以下のような工程で製造することができる。   The porous magnetic core particles can be produced by the following process.

多孔質磁性コア粒子の材質としては、フェライト粒子であることが好ましい。   The material of the porous magnetic core particles is preferably ferrite particles.

フェライト粒子とは次式で表される焼結体である。
(M12O)u(M2O)v(M323w(M4O2x(M525y(Fe23z
(式中、M1は1価、M2は2価、M3は3価、M4は4価、M5は5価の金属であり、u+v+w+x+y+z=1.0とした時に、u、v、w、x及びyは、それぞれ0≦(u,v,w,x,y)≦0.8であり、zは、0.2<z<1.0である。)
A ferrite particle is a sintered body represented by the following formula.
(M1 2 O) u (M2O) v (M3 2 O 3 ) w (M4O 2 ) x (M5 2 O 5 ) y (Fe 2 O 3 ) z
(In the formula, M1 is monovalent, M2 is divalent, M3 is trivalent, M4 is tetravalent, M5 is pentavalent metal, and u, v, w, x, and x when u + v + w + x + y + z = 1.0. y is 0 ≦ (u, v, w, x, y) ≦ 0.8, respectively, and z is 0.2 <z <1.0.)

また、上記式中において、M1〜M5としては、少なくともLi、Fe、Zn、Ni、Mn、Mg、Co、Cu、Ba、Sr、Ca、Si、V、Bi、In、Ta、Zr、B、Mo、Na、Sn、Ti、Cr、Al、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選ばれる1種類以上の金属元素を表す。   In the above formula, M1 to M5 are at least Li, Fe, Zn, Ni, Mn, Mg, Co, Cu, Ba, Sr, Ca, Si, V, Bi, In, Ta, Zr, B, 1 selected from the group consisting of Mo, Na, Sn, Ti, Cr, Al, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu Represents more than one kind of metal element.

例えば、磁性のLi系フェライト(例えば、(Li2O)a(Fe23b(0.0<a<0.4,0.6≦b<1.0、a+b=1)),Mn系フェライト(例えば、(MnO)a(Fe23b(0.0<a<0.5、0.5≦b<1.0、a+b=1)),Mn−Mg系フェライト(例えば、(MnO)a(MgO)b(Fe23c(0.0<a<0.5、0.0<b<0.5、0.5≦c<1.0、a+b+c=1)),Mn−Mg−Sr系フェライト(例えば、(MnO)a(MgO)b(SrO)c(Fe23d(0.0<a<0.5、0.0<b<0.5、0.0<c<0.5、0.5≦d<1.0、a+b+c+d=1),Cu−Zn系フェライト(例えば、(CuO)a(ZnO)b(Fe23c(0.0<a<0.5、0.0<b<0.5、0.5≦c<1.0、a+b+c=1)がある。なお、上記フェライトは主元素を示し、それ以外の微量金属を含有するものも含んでいる。 For example, magnetic Li-based ferrite (for example, (Li 2 O) a (Fe 2 O 3 ) b (0.0 <a <0.4, 0.6 ≦ b <1.0, a + b = 1)), Mn based ferrite (for example, (MnO) a (Fe 2 O 3 ) b (0.0 <a <0.5, 0.5 ≦ b <1.0, a + b = 1)), Mn—Mg based ferrite ( For example, (MnO) a (MgO) b (Fe 2 O 3 ) c (0.0 <a <0.5, 0.0 <b <0.5, 0.5 ≦ c <1.0, a + b + c = 1)), Mn—Mg—Sr ferrite (for example, (MnO) a (MgO) b (SrO) c (Fe 2 O 3 ) d (0.0 <a <0.5, 0.0 <b < 0.5, 0.0 <c <0.5, 0.5 ≦ d <1.0, a + b + c + d = 1), Cu—Zn based ferrite (for example, (CuO) a (ZnO) b (Fe 2 O 3 ) c (0. <A <0.5, 0.0 <b <0.5, 0.5 ≦ c <1.0, a + b + c = 1) The above ferrite represents the main element, and other trace metals are used. It contains what it contains.

また、グレイン間の面積を大きくする、また、グレイン径分布を広くするためにMn元素を含有する、Mn系フェライト、Mn−Mg系フェライト、Mn−Mg−Sr系フェライトが好ましい。   In addition, Mn-based ferrite, Mn-Mg-based ferrite, and Mn-Mg-Sr-based ferrite containing Mn element are preferable in order to increase the area between grains and widen the grain diameter distribution.

以下に、多孔質磁性キャリア粒子としてフェライト粒子を用いる場合の製造工程を詳細に説明する。   Below, the manufacturing process in the case of using a ferrite particle as a porous magnetic carrier particle is demonstrated in detail.

工程1(秤量・混合工程):
フェライトの原料を、秤量し、混合する。
Process 1 (weighing / mixing process):
The ferrite raw materials are weighed and mixed.

フェライト原料としては、例えば以下のものが挙げられる。Li、Fe、Zn、Ni、Mn、Mg、Co、Cu、Ba、Sr、Y、Ca、Si、V、Bi、In、Ta、Zr、B、Mo、Na、Sn、Ti、Cr、Al、希土類金属の金属粒子、酸化物、水酸化物、シュウ酸塩、炭酸塩。   Examples of the ferrite raw material include the following. Li, Fe, Zn, Ni, Mn, Mg, Co, Cu, Ba, Sr, Y, Ca, Si, V, Bi, In, Ta, Zr, B, Mo, Na, Sn, Ti, Cr, Al, Rare earth metal particles, oxides, hydroxides, oxalates, carbonates.

混合する装置としては、例えば以下のものが挙げられる。ボールミル、遊星ミル、ジオットミル、振動ミル。特にボールミルが混合性の観点から好ましい。具体的には、ボールミル中に、秤量したフェライト原料、ボールを入れ、0.1時間以上20.0時間以下、粉砕・混合する。   Examples of the mixing apparatus include the following. Ball mill, planetary mill, Giotto mill, vibration mill. A ball mill is particularly preferable from the viewpoint of mixing properties. Specifically, a weighed ferrite raw material and balls are placed in a ball mill, and pulverized and mixed for 0.1 to 20.0 hours.

工程2(仮焼成工程):
粉砕・混合したフェライト原料を、大気中で焼成温度700℃以上1000℃以下の範囲で、0.5時間以上5.0時間以下仮焼成し、フェライト化する。焼成には、例えば以下の炉が用いられる。バーナー式焼却炉、ロータリー式焼却炉、電気炉。
Step 2 (temporary firing step):
The ferrite raw material thus pulverized and mixed is calcined in the atmosphere at a firing temperature of 700 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower for 0.5 hour or more and 5.0 hours or less to form a ferrite. For firing, for example, the following furnace is used. Burner type incinerator, rotary type incinerator, electric furnace.

工程3(粉砕工程):
工程2で作製した仮焼フェライトを粉砕機で粉砕する。
Step 3 (grinding step):
The calcined ferrite produced in step 2 is pulverized with a pulverizer.

粉砕機としては、所望の粒径が得られれば特に限定されない。例えば以下のものがあげられる。クラッシャーやハンマーミル、ボールミル、ビーズミル、遊星ミル、ジオットミル。   The pulverizer is not particularly limited as long as a desired particle size can be obtained. Examples include the following. Crusher, hammer mill, ball mill, bead mill, planetary mill, Giotto mill.

本発明で所望の内部構造を有する磁性コア粒子を得るための一つの方法として、仮焼フェライト微粉砕品の粒径及び粒径分布をコントロールすることがあげられる。具体的には、仮焼フェライト微粉砕品の体積基準の50%粒径(D50)は0.5μm以上5.0μm以下、また、体積基準の90%粒子径(D90)は3.0μm以上10.0μm以下とすることが好ましい。   One method for obtaining magnetic core particles having a desired internal structure in the present invention is to control the particle size and particle size distribution of the calcined ferrite finely pulverized product. Specifically, the volume-based 50% particle size (D50) of the calcined ferrite finely pulverized product is 0.5 to 5.0 μm, and the volume-based 90% particle size (D90) is 3.0 to 10 μm. It is preferable that the thickness be 0.0 μm or less.

フェライト微粉砕品を上記の粒径にするために、例えば、ボールミルやビーズミルでは用いるボールやビーズの素材、粒径、運転時間を制御することが好ましい。具体的には、仮焼フェライトスラリーの粒径を小さくするためには、比重の重いボールを用いたり、粉砕時間を長くすればよい。また、仮焼フェライトの粒度分布を広くするためには、比重の重いボールやビーズを用い、粉砕時間を短くすることで得ることができる。また、粒径の異なる複数の仮焼フェライト微粉砕品を混合することでも分布の広い仮焼フェライト微粉砕品を得ることができる。このようにして、広い粒度分布の仮焼フェライト微粉砕品を用いることで、本発明の内部構造やパラメーターαを有する磁性コア粒子を得ることができる。   In order to make the finely pulverized ferrite product have the above particle size, for example, it is preferable to control the material, particle size, and operation time of balls and beads used in a ball mill and a bead mill. Specifically, in order to reduce the particle size of the calcined ferrite slurry, a ball having a high specific gravity may be used or the pulverization time may be increased. Further, in order to widen the particle size distribution of the calcined ferrite, it can be obtained by using balls and beads having a high specific gravity and shortening the grinding time. Also, a finely pulverized calcined ferrite product having a wide distribution can be obtained by mixing a plurality of finely pulverized calcined ferrite products having different particle sizes. Thus, the magnetic core particle which has the internal structure and parameter (alpha) of this invention can be obtained by using the calcination ferrite fine pulverization product of wide particle size distribution.

ボールやビーズの素材としては、所望の粒径・分布が得られれば、特に限定されない。例えば、以下のものがあげられる。ソーダガラス(比重2.5g/cm3)、ソーダレスガラス(比重2.6g/cm3)、高比重ガラス(比重2.7g/cm3)等のガラスや、石英(比重2.2g/cm3)、チタニア(比重3.9g/cm3)、窒化ケイ素(比重3.2g/cm3)、アルミナ(比重3.6g/cm3)、ジルコニア(比重6.0g/cm3)、スチール(比重7.9g/cm3)、ステンレス(比重8.0g/cm3)。中でも、アルミナ、ジルコニア、ステンレスは、耐磨耗性に優れているために好ましい。 The material for the balls and beads is not particularly limited as long as a desired particle size and distribution can be obtained. For example, the following can be mentioned. Glasses such as soda glass (specific gravity 2.5 g / cm 3 ), sodaless glass (specific gravity 2.6 g / cm 3 ), high specific gravity glass (specific gravity 2.7 g / cm 3 ), quartz (specific gravity 2.2 g / cm) 3 ), titania (specific gravity 3.9 g / cm 3 ), silicon nitride (specific gravity 3.2 g / cm 3 ), alumina (specific gravity 3.6 g / cm 3 ), zirconia (specific gravity 6.0 g / cm 3 ), steel ( Specific gravity 7.9 g / cm 3 ), stainless steel (specific gravity 8.0 g / cm 3 ). Among these, alumina, zirconia, and stainless steel are preferable because of excellent wear resistance.

ボールやビーズの粒径は、所望の粒径・分布が得られれば、特に限定されない。例えば、ボールとしては、φ5mm以上φ60mmのものが好適に用いられる。また、ビーズとしてはφ0.03mm以上φ5mm未満のものが好適に用いられる。   The particle size of the ball or bead is not particularly limited as long as a desired particle size / distribution is obtained. For example, a ball having a diameter of φ5 mm or more and φ60 mm is preferably used. Further, beads having a diameter of φ0.03 mm or more and less than φ5 mm are preferably used.

また、ボールミルやビーズミルは、乾式より湿式の法が、粉砕品がミルの中で舞い上がることがなく粉砕効率が高い。このため、乾式より湿式の方がより好ましい。   In addition, ball mills and bead mills have a high grinding efficiency when a wet method is used rather than a dry method, and a pulverized product does not rise in the mill. For this reason, the wet type is more preferable than the dry type.

工程4(造粒工程):
仮焼フェライト粉砕品に対し、水、バインダー、分散剤と、必要に応じて、孔調整剤を加える。
Process 4 (granulation process):
Water, a binder, a dispersant, and, if necessary, a pore adjuster are added to the calcined ferrite pulverized product.

孔調整剤としては、発泡剤や樹脂微粒子が挙げられる。発泡剤として、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸アンモニウム。樹脂微粒子として、例えば、ポリエステル、ポリスチレン、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体の如きスチレン共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂;脂肪族多価アルコール、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジアルコール類及びジフェノール類から選択されるモノマーを構造単位として有するポリエステル樹脂;ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油樹脂、ポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットを有しているハイブリッド樹脂の微粒子。   Examples of the pore adjuster include a foaming agent and resin fine particles. Examples of the foaming agent include sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, lithium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, and ammonium carbonate. Examples of resin fine particles include polyester, polystyrene, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, and styrene-α-chloromethacrylic acid. Styrene copolymers such as acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer Polyvinyl chloride, phenolic resin, modified phenolic resin, maleic resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate, silicone resin; aliphatic polyhydric alcohol, aliphatic dicarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid, aromatic dialcohol and Polyester resin having monomers selected from phenols as structural units; polyurethane resin, polyamide resin, polyvinyl butyral, terpene resin, coumarone indene resin, petroleum resin, hybrid resin having polyester unit and vinyl polymer unit Fine particles.

バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコールが用いられる。   For example, polyvinyl alcohol is used as the binder.

工程3において、湿式で粉砕した場合は、フェライトスラリー中に含まれている水も考慮し、バインダーと必要に応じて孔調整剤を加えることが好ましい。   In Step 3, when wet pulverization is performed, it is preferable to add a binder and, if necessary, a pore adjuster, taking into account the water contained in the ferrite slurry.

得られたフェライトスラリーを、噴霧乾燥機を用い、100℃以上200℃以下の加温雰囲気下で、乾燥・造粒する。噴霧乾燥機としては、所望の多孔質磁性コア粒子の粒径が得られれば特に限定されない。例えば、スプレードライヤーが使用できる。   The obtained ferrite slurry is dried and granulated using a spray dryer in a heated atmosphere of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. The spray dryer is not particularly limited as long as a desired porous magnetic core particle size can be obtained. For example, a spray dryer can be used.

工程5(本焼成工程):
次に、造粒品を焼成する。800℃以上1300℃以下で1時間以上24時間以下焼成する。1000℃以上1200℃以下がより好ましい。上記範囲内で焼成温度や焼成時間を制御することで、本発明の所望の内部構造を有する多孔質磁性コアを得ることができる。
Process 5 (main baking process):
Next, the granulated product is fired. Baking is performed at 800 ° C. to 1300 ° C. for 1 hour to 24 hours. 1000 degreeC or more and 1200 degrees C or less are more preferable. By controlling the firing temperature and firing time within the above range, the porous magnetic core having the desired internal structure of the present invention can be obtained.

焼成温度を上げたり、焼成時間を長くすることで、多孔質磁性コア粒子中のグレインの成長が進み、その結果、磁性キャリア粒子の断面の磁性コア部の長さが長くなる。また、焼成する雰囲気をコントロールすることで、多孔質磁性コア粒子のαを好ましい範囲にコントロールすることができる。例えば、酸素濃度を低くしたり、還元雰囲気(水素存在下)にすることで、多孔質磁性コア粒子のαを下げることができる。   By increasing the firing temperature or lengthening the firing time, the growth of grains in the porous magnetic core particles proceeds, and as a result, the length of the magnetic core portion in the cross section of the magnetic carrier particles becomes longer. Further, by controlling the firing atmosphere, α of the porous magnetic core particles can be controlled within a preferable range. For example, the α of the porous magnetic core particles can be lowered by lowering the oxygen concentration or reducing atmosphere (in the presence of hydrogen).

工程6(選別工程):
以上の様に焼成した粒子を解砕した後に、必要に応じて、磁力選鉱による弱磁性物、非磁性物の除去、分級や篩で篩分して粗大粒子や微粒子を除去してもよい。
Process 6 (screening process):
After pulverizing the baked particles as described above, if necessary, coarse particles and fine particles may be removed by removing weak magnetic materials and non-magnetic materials by magnetic separation, sieving with classification or sieving.

また、磁性体コア中にSiO2を含有させることで、現像性を高めることができ、好ましい。 In addition, it is preferable that SiO 2 is contained in the magnetic core because the developability can be improved.

その理由は明確ではないが、本発明者らは、非磁性低比重成分で高抵抗相であるSiO2が存在することで、現像バイアスが印加されたときにキャリア抵抗が急激に低下するために、現像性が高められると考えられる。 The reason for this is not clear, but the present inventors present that the presence of SiO 2 that is a non-magnetic low specific gravity component and a high resistance phase causes the carrier resistance to rapidly decrease when a development bias is applied. The developability is considered to be improved.

磁性体コア中にSiO2を含有させる手法としては、以下の方法が例示できる。フェライト成分原料を目的の組成比で配合し、湿式混合する。湿式混合後、仮焼成によりフェライトを作製した後、ボールミルを用いて微粉砕する。得られたフェライトの微粉砕物にSiO2を添加する。SiO2の重量平均粒径は、1μm乃至10μmであることが好ましく、フェライトの微粉砕物100質量部に対して、5質量部乃至45質量部添加することが好ましい。 The following methods can be exemplified as a method for incorporating SiO 2 in the magnetic core. Ferrite component raw materials are blended in the desired composition ratio and wet mixed. After wet mixing, ferrite is prepared by temporary firing, and then finely pulverized using a ball mill. SiO 2 is added to the finely pulverized ferrite obtained. The weight average particle diameter of SiO 2 is preferably 1 μm to 10 μm, and 5 parts by mass to 45 parts by mass is preferably added with respect to 100 parts by mass of the finely pulverized ferrite.

多孔質磁性コア粒子の体積分布基準50%粒径(D50)は、18.0μm以上68.0μm以下であることが磁性キャリアとなったときに、画像へのキャリア付着とガサツキの抑制のためより望ましい。   When the volume distribution standard 50% particle size (D50) of the porous magnetic core particles is 18.0 μm or more and 68.0 μm or less becomes a magnetic carrier, it is more for the prevention of carrier adhesion to the image and roughness. desirable.

このようにして得られた多孔質コア粒子は、多孔質磁性コア粒子に樹脂を充填することで、キャリアのコンデンサー的な働きを大きくできる。また、樹脂を充填した後にさらに樹脂でコートするなどして、磁性キャリアとしての帯電性能を高めることができる。   The porous core particles obtained in this way can increase the capacitor-like function of the carrier by filling the porous magnetic core particles with a resin. Further, the charging performance as a magnetic carrier can be enhanced by coating with resin after filling with resin.

上記多孔質磁性コア粒子に樹脂を含有させる方法は、多孔質磁性コア粒子の奥の孔に樹脂を充填する方法と、多孔質磁性コア粒子の表面の孔のみに樹脂を充填する方法の2つがある。具体的な充填方法は、特に限定されないが、樹脂と溶剤を混合した樹脂溶液を多孔質磁性コア粒子の孔の奥まで充填させる方法が好ましい。   There are two methods for incorporating the resin into the porous magnetic core particle, a method of filling the resin in the hole in the back of the porous magnetic core particle and a method of filling the resin only in the hole on the surface of the porous magnetic core particle. is there. A specific filling method is not particularly limited, but a method of filling a resin solution in which a resin and a solvent are mixed to the back of the pores of the porous magnetic core particles is preferable.

上記樹脂溶液における樹脂固形分の量は、好ましくは1質量%以上50質量%以下であり、より好ましくは1質量%以上30質量%以下である。50質量%より樹脂量の多い樹脂溶液を用いると粘度が高いため多孔質磁性コア粒子の孔の奥まで樹脂溶液を充填しにくい。また、1質量%未満であると樹脂量が少なく、所望の樹脂量を多孔質磁性コア粒子へ充填することができない場合がある。   The amount of the resin solid content in the resin solution is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less. When a resin solution having a resin amount larger than 50% by mass is used, it is difficult to fill the resin solution to the back of the pores of the porous magnetic core particles because the viscosity is high. Further, if it is less than 1% by mass, the amount of resin is small, and there are cases where the desired amount of resin cannot be filled into the porous magnetic core particles.

上記多孔質磁性コア粒子の孔に充填する樹脂としては特に限定されず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のどちらを用いてもかまわないが、多孔質磁性コア粒子に対する親和性が高いものであることが好ましい。親和性が高い樹脂を用いた場合には、多孔質磁性コア粒子の孔への樹脂の充填時に、同時に多孔質磁性コア粒子表面も樹脂で覆うことが容易になる。   The resin filled in the pores of the porous magnetic core particle is not particularly limited, and either a thermoplastic resin or a thermosetting resin may be used, but it has a high affinity for the porous magnetic core particle. It is preferable. When a resin having high affinity is used, the surface of the porous magnetic core particles can be easily covered with the resin at the same time as the resin is filled into the pores of the porous magnetic core particles.

上記充填させる樹脂として、熱可塑性樹脂としては、以下のものが挙げられる。ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、スチレン−アクリル樹脂;スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフルオロカーボン樹脂、ポリビニルピロリドン、石油樹脂、ノボラック樹脂、飽和アルキルポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂。   As the resin to be filled, examples of the thermoplastic resin include the following. Polystyrene, polymethyl methacrylate, styrene-acrylic resin; styrene-butadiene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinylidene fluoride resin, fluorocarbon resin, perfluorocarbon resin, polyvinylpyrrolidone, petroleum Resin, novolak resin, saturated alkyl polyester resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyarylate, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, polyethersulfone resin, polysulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyetherketone resin.

また、上記熱硬化性樹脂としては、以下のものが挙げられる。フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、無水マレイン酸とテレフタル酸と多価アルコールとの重縮合によって得られる不飽和ポリエステル、尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素−メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グアナミン樹脂、メラミン−グアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、グリプタール樹脂、フラン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂。   Moreover, the following are mentioned as said thermosetting resin. Phenolic resin, modified phenolic resin, maleic resin, alkyd resin, epoxy resin, unsaturated polyester obtained by polycondensation of maleic anhydride, terephthalic acid and polyhydric alcohol, urea resin, melamine resin, urea-melamine resin, xylene resin , Toluene resin, guanamine resin, melamine-guanamine resin, acetoguanamine resin, gliptal resin, furan resin, silicone resin, polyimide, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polyurethane resin.

また、これらの樹脂を変性した樹脂を用いても良い。中でもポリフッ化ビニリデン樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフロロカーボン樹脂又は溶剤可溶性パーフロロカーボン樹脂等の含フッ素系樹脂、変性シリコーン樹脂あるいはシリコーン樹脂は、多孔質磁性コア粒子に対する親和性が高いため好ましい。   Further, a resin obtained by modifying these resins may be used. Of these, fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride resin, fluorocarbon resin, perfluorocarbon resin or solvent-soluble perfluorocarbon resin, modified silicone resin or silicone resin are preferred because of their high affinity for porous magnetic core particles.

上記樹脂の中で、熱硬化性樹脂が、磁性キャリアの強度を高め低画像比率の耐久後のキャリア付着を低減できるために、より好ましい。中でもシリコーン樹脂が、磁性キャリアとトナーの付着力を低減でき、その結果、低湿環境で高画像比率の画像を100枚印刷した時に画像濃度の低下を改善することができるためにさらに好ましい。   Among the above resins, a thermosetting resin is more preferable because it can increase the strength of the magnetic carrier and reduce carrier adhesion after durability at a low image ratio. Among these, a silicone resin is more preferable because it can reduce the adhesive force between the magnetic carrier and the toner, and as a result, the reduction in image density can be improved when 100 images having a high image ratio are printed in a low humidity environment.

例えば、市販品として、以下のものが挙げられる。シリコーン樹脂では、信越化学社製のKR271、KR255、KR152、東レ・ダウコーニング社製のSR2400、SR2405、SR2410、SR2411。変性シリコーン樹脂では、信越化学社製のKR206(アルキッド変性)、KR5208(アクリル変性)、ES1001N(エポキシ変性)、KR305(ウレタン変性)、東レ・ダウコーニング社製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキッド変性)。   For example, the following are mentioned as a commercial item. Among silicone resins, KR271, KR255, and KR152 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and SR2400, SR2405, SR2410, and SR2411 manufactured by Toray Dow Corning. Among the modified silicone resins, KR206 (alkyd modified), KR5208 (acrylic modified), ES1001N (epoxy modified), KR305 (urethane modified) manufactured by Shin-Etsu Chemical, SR2115 (epoxy modified), SR2110 (alkyd) manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. Denatured).

多孔質磁性コア粒子の孔に樹脂を充填させる方法としては、樹脂を溶剤に希釈し、これを多孔質磁性コア粒子の孔に添加し、溶剤を除去する方法が採用できる。ここで用いられる溶剤は、樹脂を溶解できるものであればよい。有機溶剤に可溶な樹脂である場合は、有機溶剤として、トルエン、キシレン、セルソルブブチルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノールが挙げられる。また、水溶性の樹脂またはエマルジョンタイプの樹脂である場合には、溶剤として水を用いればよい。多孔質磁性コア粒子の孔に、樹脂を充填する方法としては、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、及び流動床の如き充填方法により多孔質磁性コア粒子を樹脂溶液に含浸させ、その後、溶剤を揮発させる方法が挙げられる。   As a method of filling the pores of the porous magnetic core particles with a resin, a method of diluting the resin in a solvent, adding this to the pores of the porous magnetic core particles, and removing the solvent can be employed. The solvent used here should just be what can melt | dissolve resin. When the resin is soluble in an organic solvent, examples of the organic solvent include toluene, xylene, cellosolve butyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and methanol. In the case of a water-soluble resin or an emulsion type resin, water may be used as a solvent. As a method for filling the pores of the porous magnetic core particles with the resin, the resin solution is impregnated with the porous magnetic core particles by a filling method such as a dipping method, a spray method, a brush coating method, and a fluidized bed. The method of volatilizing is mentioned.

本発明の磁性キャリアは、多孔質磁性コア粒子の表面露出度合いをよりコントロールし、複写機本体を高湿環境で1週間放置後に印刷した場合のカブリがさらに改善するため、多孔質磁性コア粒子の孔に樹脂を充填した後、表面を樹脂でさらに被覆しても良い。その場合、充填に使用する樹脂と被覆に使用するコート材としての樹脂は同じであっても、異なっていても良く、熱可塑性の樹脂であっても熱硬化性樹脂であってもよい。   In the magnetic carrier of the present invention, the degree of surface exposure of the porous magnetic core particles is further controlled, and the fog is further improved when the copying machine body is printed after being left in a high humidity environment for one week. After filling the hole with resin, the surface may be further coated with resin. In that case, the resin used for filling and the resin as the coating material used for coating may be the same or different, and may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin.

上記コート材を形成する樹脂としては、充填に用いた樹脂を用いることができる。   As the resin for forming the coating material, the resin used for filling can be used.

さらに、上記コート材は、キャリアの帯電付与性をコントロールするために導電性を有する粒子や荷電制御物質を含有していてもよい。   Further, the coating material may contain conductive particles or a charge control substance in order to control the charge imparting property of the carrier.

導電性を有する粒子としては、カーボンブラック、マグネタイト、グラファイト、酸化亜鉛、酸化錫が挙げられる。   Examples of the conductive particles include carbon black, magnetite, graphite, zinc oxide, and tin oxide.

荷電制御物質としては、荷電制御性を有する粒子や荷電制御性を有する材料を用いることができる。荷電制御性を有する粒子としては、以下のものがある。   As the charge control substance, particles having charge controllability or materials having charge controllability can be used. Examples of the particles having charge controllability include the following.

例えば、有機金属錯体の粒子、有機金属塩の粒子、キレート化合物の粒子、モノアゾ金属錯体の粒子、アセチルアセトン金属錯体の粒子、ヒドロキシカルボン酸金属錯体の粒子、ポリカルボン酸金属錯体の粒子、ポリオール金属錯体の粒子、ポリメチルメタクリレート樹脂の粒子、ポリスチレン樹脂の粒子、メラミン樹脂の粒子、フェノール樹脂の粒子、ナイロン樹脂の粒子、シリカの粒子、酸化チタンの粒子、アルミナの粒子。   For example, organometallic complex particles, organometallic salt particles, chelate compound particles, monoazo metal complex particles, acetylacetone metal complex particles, hydroxycarboxylic acid metal complex particles, polycarboxylic acid metal complex particles, polyol metal complex Particles, polymethyl methacrylate resin particles, polystyrene resin particles, melamine resin particles, phenol resin particles, nylon resin particles, silica particles, titanium oxide particles, alumina particles.

荷電制御性を有する材料としては、以下のものがある。   Examples of materials having charge controllability include the following.

例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメトキシジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、エチレンジアミン、エチレントリアミン、スチレン−(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、イソプロピルトリ(N−アミノエチル)チタネート、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトエリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、o−メチルフェニルトリメトキシシラン、p−メチルフェニルトリメトキシシラン。   For example, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethoxydiethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (amino Ethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, ethylenediamine, ethylenetriamine, styrene- (meth) acrylate dimethylaminoethyl copolymer, isopropyltri (N-aminoethyl) Titanate, hexamethyldisilazane, methyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane , Phenyltrimethoxysilane, o-methylphenyltrimethoxysilane, p-methylphenyltrimethoxysilane.

多孔質磁性コア粒子の孔に樹脂を充填した後、表面を樹脂でさらに被覆する方法としては、特に限定されないが、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、及び流動床の如き塗布方法により被覆する方法が挙げられる。   The method of coating the surface of the porous magnetic core particles with the resin and then further coating the surface with the resin is not particularly limited, but the coating is performed by a coating method such as dipping, spraying, brushing, and fluidized bed. A method is mentioned.

次に、本発明において用いられるトナーに関して説明する。   Next, the toner used in the present invention will be described.

トナーに含有される結着樹脂としては、以下のものが挙げられる。ポリエステル、ポリスチレン;ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン誘導体の重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体の如きスチレン共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂;脂肪族多価アルコール、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジアルコール類及びジフェノール類から選択されるモノマーを構造単位として有するポリエステル樹脂;ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油樹脂、ポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットを有しているハイブリッド樹脂。   Examples of the binder resin contained in the toner include the following. Polyester, polystyrene; polymer of styrene derivatives such as poly-p-chlorostyrene and polyvinyltoluene; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-acrylic Acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, Styrene copolymers such as styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer; polyvinyl chloride, phenol resin, modified phenol resin, maleic resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate, silicone resin; Polyester resin having as a structural unit a monomer selected from aliphatic polyhydric alcohol, aliphatic dicarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid, aromatic dialcohol and diphenol; polyurethane resin, polyamide resin, polyvinyl butyral, terpene resin, A hybrid resin having coumarone indene resin, petroleum resin, polyester unit and vinyl polymer unit.

ワックスは、結着樹脂100質量部あたり0.5質量部以上20質量部以下使用されることが好ましい。また、ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度としては45℃以上140℃以下であることが好ましい。トナーの保存性と耐ホットオフセット性を両立でき好ましい。   The wax is preferably used in an amount of 0.5 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin. The peak temperature of the maximum endothermic peak of the wax is preferably 45 ° C. or higher and 140 ° C. or lower. It is preferable because both the storage stability of the toner and the hot offset resistance can be achieved.

ワックスとしては、例えば以下のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキレン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスの如き炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物;カルナバワックス、ベヘン酸ベヘニルエステルワックス、モンタン酸エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの。   Examples of the wax include the following. Low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, alkylene copolymer, hydrocarbon wax such as microcrystalline wax, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax; oxide of hydrocarbon wax such as oxidized polyethylene wax or block copolymer thereof; Waxes composed mainly of fatty acid esters such as carnauba wax, behenic acid behenate wax, and montanic acid ester wax; fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax that have been partially or fully deoxidized.

着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して好ましくは0.1質量部以上30質量部以下であり、より好ましくは0.5質量部以上20質量部以下である。   The amount of the colorant used is preferably 0.1 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, and more preferably 0.5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin.

トナーには、流動性向上のため、外添剤が添加されていることが好ましい。外添剤としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウムの如き無機微粉体が好ましい。無機微粉体は、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物の如き疎水化剤で疎水化されていることが好ましい。外添剤は、トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上5.0質量部以下使用されることが好ましい。トナー粒子と外添剤との混合は、ヘンシェルミキサーの如き公知の混合機を用いることができる。   It is preferable that an external additive is added to the toner in order to improve fluidity. As the external additive, inorganic fine powders such as silica, titanium oxide and aluminum oxide are preferable. The inorganic fine powder is preferably hydrophobized with a hydrophobizing agent such as a silane compound, silicone oil or a mixture thereof. The external additive is preferably used in an amount of 0.1 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles. For mixing the toner particles and the external additive, a known mixer such as a Henschel mixer can be used.

トナー粒子を製造する方法としては、例えば、結着樹脂及び着色剤を溶融混練し、混練物を冷却後、粉砕及び分級する粉砕法;結着樹脂と着色剤とを溶剤中に溶解または分散させた溶液を水系媒体中に導入し懸濁造粒させ、該溶剤を除去することによってトナー粒子を得る懸濁造粒法;モノマーに着色剤等を均一に溶解または分散したモノマー組成物を分散安定剤を含有する連続層(例えば水相)中に分散し、重合反応を行わせトナー粒子を作製する懸濁重合法;モノマーでは可溶であるが、重合体を形成すると不溶となるモノマーと水系有機溶媒を用いて直接トナー粒子を生成するモノマーには可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナー粒子を生成する分散重合法;水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナー粒子を生成する乳化重合法;少なくとも重合体微粒子及び着色剤微粒子を凝集して微粒子凝集体を形成する工程と該微粒子凝集体中の微粒子間の融着を起こさせる熟成工程を経て得られる乳化凝集法;などがある。   Examples of the method for producing toner particles include a pulverization method in which a binder resin and a colorant are melt-kneaded and the kneaded product is cooled and then pulverized and classified; the binder resin and the colorant are dissolved or dispersed in a solvent. Suspension granulation method in which toner particles are obtained by introducing the solution into an aqueous medium, suspending granulation, and removing the solvent; dispersing and stabilizing a monomer composition in which a colorant is uniformly dissolved or dispersed in the monomer Suspension polymerization method in which toner particles are produced by dispersing in a continuous layer (for example, an aqueous phase) containing an agent and carrying out a polymerization reaction; a monomer that is soluble in monomers but insoluble when a polymer is formed and an aqueous system Direct dispersion in the presence of a water-soluble polar polymerization initiator using a water-based organic solvent that is soluble in the monomer that directly produces toner particles using an organic solvent and is insoluble in the resulting polymer; Toner particles An emulsion polymerization method to be produced; an emulsion aggregation method obtained by aggregating at least polymer fine particles and colorant fine particles to form a fine particle aggregate, and an aging step for causing fusion between the fine particles in the fine particle aggregate; and so on.

粉砕法でのトナー製造手順について説明する。   A procedure for producing toner by the pulverization method will be described.

原料混合工程では、トナー粒子を構成する材料として、例えば、結着樹脂、着色剤及びワックス、必要に応じて荷電制御剤等の他の成分を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(三井鉱山社製)。   In the raw material mixing step, as a material constituting the toner particles, for example, a predetermined amount of other components such as a binder resin, a colorant and a wax, and a charge control agent as necessary are mixed and mixed. Examples of the mixing apparatus include a double-con mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, a Henschel mixer, a Nauta mixer, and a mechano hybrid (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.).

次に、混合した材料を溶融混練して、結着樹脂中に着色剤等を分散させる。その溶融混練工程では、加圧ニーダー、バンバリィミキサーの如きバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができ、連続生産できる優位性から、1軸又は2軸押出機が主流となっている。例えば、KTK型2軸押出機(神戸製鋼所社製)、TEM型2軸押出機(東芝機械社製)、PCM混練機(池貝鉄工製)、2軸押出機(ケイ・シー・ケイ社製)、コ・ニーダー(ブス社製)、ニーデックス(三井鉱山社製)。   Next, the mixed material is melt-kneaded to disperse the colorant and the like in the binder resin. In the melt-kneading process, a batch kneader such as a pressure kneader or a Banbury mixer or a continuous kneader can be used, and a single-screw or twin-screw extruder has become the mainstream because of the advantage of continuous production. ing. For example, KTK type twin screw extruder (manufactured by Kobe Steel Co., Ltd.), TEM type twin screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), PCM kneader (manufactured by Ikekai Tekko), twin screw extruder (manufactured by K.C.K. ), Ko Kneader (Bus), Needex (Mitsui Mining).

更に、溶融混練することによって得られる着色された樹脂組成物は、2本ロール等で圧延され、冷却工程で水などによって冷却してもよい。   Furthermore, the colored resin composition obtained by melt-kneading may be rolled with two rolls or the like and cooled with water or the like in the cooling step.

ついで、樹脂組成物の冷却物は、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、例えば、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミルの如き粉砕機で粗粉砕した後、更に、例えば、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)、ターボ・ミル(ターボ工業製)やエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕する。   Next, the cooled product of the resin composition is pulverized to a desired particle size in the pulverization step. In the pulverization step, for example, after coarse pulverization with a pulverizer such as a crusher, a hammer mill, or a feather mill, for example, a kryptron system (manufactured by Kawasaki Heavy Industries), a super rotor (manufactured by Nisshin Engineering), a turbo mill Finely pulverize with a turbomill (made by Turbo Industries) or air jet type fine pulverizer.

その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)の如き分級機や篩分機を用いて分級し、トナー粒子を得る。   Then, if necessary, classification such as inertial class elbow jet (manufactured by Nippon Steel & Mining Co., Ltd.), centrifugal classification turboplex (manufactured by Hosokawa Micron), TSP separator (manufactured by Hosokawa Micron), Faculty (manufactured by Hosokawa Micron) The toner particles are obtained by classification using a machine or a sieving machine.

また、必要に応じて、粉砕後に、ハイブリタイゼーションシステム(奈良機械製作所製)、メカノフージョンシステム(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)、メテオレインボー MR Type(日本ニューマチック社製)を用いて、球形化処理の如きトナー粒子の表面改質処理を行うこともできる。   In addition, if necessary, after pulverization, a hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), mechano-fusion system (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), Faculty (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), Meteorbomb MR Type (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) is used. Thus, the surface modification treatment of the toner particles such as spheroidization treatment can also be performed.

また、本発明に用いられるトナー粒子は、上記粉砕品を得た後、例えば、図1で表される表面処理装置を用いて熱風により表面処理を行い、続いて分級をすることにより得ることが好ましい。若しくは、予め分級したものを、図1で表される表面装置を用いて熱風により表面処理を行っても良い。上記熱風による表面処理は、トナー粒子を高圧エア供給ノズルからの噴射により噴出させ、該噴出させたトナーを、熱風中にさらすことでトナー粒子の表面を処理し、該熱風の温度が、100℃以上450℃以下の範囲であることが特に好ましい。   In addition, the toner particles used in the present invention can be obtained by obtaining the above pulverized product, performing surface treatment with hot air using, for example, the surface treatment apparatus shown in FIG. preferable. Alternatively, a pre-classified material may be subjected to surface treatment with hot air using the surface device shown in FIG. In the surface treatment with hot air, toner particles are ejected by jetting from a high-pressure air supply nozzle, and the surface of the toner particles is treated by exposing the jetted toner to hot air. The temperature of the hot air is 100 ° C. It is particularly preferable that the temperature be in the range of 450 ° C. or lower.

ここで、本発明のトナーの製造に用いられる表面処理装置の概略を、図1を用いて説明する。図1は本発明による表面処理装置の一例を示した断面図であり、トナー粒子供給口100から供給されたトナー粒子114は、高圧エア供給ノズル115から噴射されるインジェクションエアにより加速され、その下方にある気流噴射部材102へ向かう。気流噴射部材102からは拡散エアが噴射され、この拡散エアによりトナー粒子が外側方向へ拡散する。この時、インジェクションエアの流量と拡散エアの流量とを調節することにより、トナーの拡散状態をコントロールすることができる。   Here, an outline of a surface treatment apparatus used for producing the toner of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a surface treatment apparatus according to the present invention. Toner particles 114 supplied from a toner particle supply port 100 are accelerated by injection air ejected from a high-pressure air supply nozzle 115 and below that. It heads for the airflow injection member 102 in the. Diffusion air is ejected from the airflow ejecting member 102, and the toner particles are diffused outward by the diffusion air. At this time, the toner diffusion state can be controlled by adjusting the flow rate of the injection air and the flow rate of the diffusion air.

更に、トナー粒子の融着防止を目的として、トナー粒子供給口100の外周、表面処理装置外周及び移送配管116外周には冷却ジャケット106が設けられている。尚、該冷却ジャケットには冷却水(好ましくはエチレングリコール等の不凍液)を通水することが好ましい。   Further, a cooling jacket 106 is provided on the outer periphery of the toner particle supply port 100, the outer periphery of the surface treatment apparatus, and the outer periphery of the transfer pipe 116 for the purpose of preventing toner particle fusion. In addition, it is preferable to pass cooling water (preferably antifreeze such as ethylene glycol) through the cooling jacket.

また、拡散エアにより拡散したトナー粒子は、熱風供給口101から供給された熱風により、トナー粒子の表面が処理される。この時、熱風供給口内温度C(℃)は100℃以上450℃以下であることが好ましい。更に好ましくは、100℃以上400℃以下である。   The toner particles diffused by the diffusion air are treated on the surface of the toner particles by the hot air supplied from the hot air supply port 101. At this time, the temperature C (° C.) of the hot air supply port is preferably 100 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. More preferably, it is 100 degreeC or more and 400 degrees C or less.

温度が100℃未満の場合にはトナー粒子表面の表面面粗さにばらつきが生じる場合がある。また、450℃を超える場合には溶融状態が進みすぎる事でトナー粒子同士の合一が進み、トナー粒子の粗大化や融着が生じる場合がある。   When the temperature is lower than 100 ° C., the surface roughness of the toner particle surface may vary. In addition, when the temperature exceeds 450 ° C., toner particles may be coalesced due to excessive progress of the molten state, and toner particles may be coarsened or fused.

熱風により表面が処理されたトナー粒子は、装置上部外周に設けた冷風供給口103から供給される冷風により冷却される。この時、装置内の温度分布の制御、トナー粒子の表面状態をコントロールする目的で、装置の本体側面に設けた第二の冷風供給口104から冷風を導入しても良い。第二の冷風供給口104の出口はスリット形状、ルーバー形状、多孔板形状、メッシュ形状等を用いる事ができ、導入方向は中心方向へ水平、装置壁面に沿う方向が、目的に応じて選択可能である。   The toner particles whose surface has been treated with hot air are cooled by cold air supplied from a cold air supply port 103 provided on the outer periphery of the upper portion of the apparatus. At this time, cold air may be introduced from the second cold air supply port 104 provided on the side surface of the main body of the apparatus for the purpose of controlling the temperature distribution in the apparatus and controlling the surface state of the toner particles. The outlet of the second cold air supply port 104 can use a slit shape, a louver shape, a perforated plate shape, a mesh shape, etc., and the introduction direction can be selected according to the purpose, horizontal to the center direction and along the device wall surface It is.

この時、上記冷風供給口内及び第二の冷風供給口内の温度E(℃)は−50℃以上10℃以下であることが好ましい。更に好ましくは、−40℃以上8℃以下である。また、上記冷風は除湿された冷風であることが好ましい。具体的には、絶対水分量が5g/m3以下であることが好ましい。更に好ましくは、3g/m3以下である。 At this time, the temperature E (° C.) in the cold air supply port and the second cold air supply port is preferably −50 ° C. or more and 10 ° C. or less. More preferably, it is -40 degreeC or more and 8 degrees C or less. The cold air is preferably dehumidified cold air. Specifically, the absolute water content is preferably 5 g / m 3 or less. More preferably, it is 3 g / m 3 or less.

これらの冷風温度が−50℃未満の場合には装置内の温度が下がりすぎてしまい、本来の目的である熱による処理が十分に為されず、トナー粒子の球形化ができない場合がある。また、10℃を超える場合には、装置内における熱風ゾーンの制御が不十分になり、粒子同士の合一が進み、粉体粒子の粗大化が生じる場合がある。   When these cold air temperatures are less than −50 ° C., the temperature in the apparatus is too low, and the heat treatment that is the original purpose is not sufficiently performed, and the toner particles may not be spheroidized. When the temperature exceeds 10 ° C., the control of the hot air zone in the apparatus becomes insufficient, the coalescence of the particles proceeds, and the powder particles may be coarsened.

その後、冷却されたトナー粒子は、ブロワーで吸引され、移送配管116を通じて、サイクロン等で回収される。   Thereafter, the cooled toner particles are sucked by a blower and collected by a cyclone or the like through the transfer pipe 116.

本発明の磁性キャリアは、トナーと磁性キャリアとトナーを含む二成分系現像剤として用いることができる。該二成分系現像剤を、現像器内に収容された現像剤担持体上に担持させて現像に用いる現像剤として用いることができる。   The magnetic carrier of the present invention can be used as a two-component developer containing toner, magnetic carrier and toner. The two-component developer can be used as a developer used for development by being carried on a developer carrier accommodated in a developing device.

現像剤として用いる場合は、混合比率を磁性キャリア100質量部に対してトナーを2質量部以上20質量部以下とすることが好ましく、4質量部以上15質量部以下がより好ましい。上記範囲とすることで、高画像濃度を達成しトナーの飛散を低減することができる。   When used as a developer, the mixing ratio is preferably 2 to 20 parts by mass, more preferably 4 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the magnetic carrier. By setting it within the above range, high image density can be achieved and toner scattering can be reduced.

本発明の磁性キャリアは、補給用トナーと混合して現像器に補給し、且つ、少なくとも現像器内部で過剰になった磁性キャリアを現像器から排出する二成分現像方法に用いる補給用現像剤として用いることもできる。   The magnetic carrier of the present invention is used as a replenishing developer used in a two-component developing method for mixing with a replenishing toner to replenish the developing unit, and discharging at least the excess magnetic carrier inside the developing unit from the developing unit. It can also be used.

補給用現像剤としてもちいる場合には、現像剤の耐久性を高めるという観点から、混合比率を磁性キャリア1質量部に対してトナーを2質量部以上50質量部以下が好ましい。   When used as a replenishing developer, the mixing ratio is preferably 2 parts by mass or more and 50 parts by mass or less of toner with respect to 1 part by mass of the magnetic carrier from the viewpoint of enhancing the durability of the developer.

上記磁性キャリア及びトナーの各種物性の測定法について以下に説明する。   A method for measuring various physical properties of the magnetic carrier and toner will be described below.

<磁性キャリア粒子の断面における磁性コア部領域の長さの測定方法、及び磁性コア部領域の面積比率、積層構造の繰り返し回数の測定方法>
磁性キャリア粒子の断面加工には、集束イオンビーム加工観察装置(FIB)(日立ハイテクノロジーズ社製、FB−2100)を用いた。FIB用試料台(金属メッシュ)上にカーボンペーストを塗り、その上に磁性キャリア粒子を1粒子ずつ独立して存在するように少量固着させ、導電膜として白金蒸着することで試料を作製する。試料をFIB装置にセットし、加速電圧40kV、Gaイオン源を用いて、粗加工し(ビーム電流39nA)、続いて仕上げ加工(ビーム電流7nA)を行い、試料断面を削り出す。
<Measurement method of length of magnetic core region in cross section of magnetic carrier particle, and area ratio of magnetic core region, measurement method of number of repetitions of laminated structure>
A focused ion beam processing observation apparatus (FIB) (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, FB-2100) was used for cross-section processing of the magnetic carrier particles. A carbon paste is applied on an FIB sample stage (metal mesh), a small amount of magnetic carrier particles are fixed on the FIB sample stand so as to exist independently, and a sample is prepared by depositing platinum as a conductive film. The sample is set in an FIB apparatus, and rough processing is performed (beam current: 39 nA) using an acceleration voltage of 40 kV and a Ga ion source, followed by finishing processing (beam current: 7 nA), and the sample cross section is cut out.

尚、試料とする磁性キャリア粒子は、各試料の最大径をDmaxとして、D50×0.9≦Dmax≦D50×1.1である磁性キャリアを対象とする。さらに、各試料の固着面に対して平行な方向における、最大長を含む平面の位置を、固着面からの距離hとする(例えば、半径rの完全な球体の場合、h=rとなる)。固着面より垂直な方向に、固着面からの距離0.9×h以上1.1×h以下の範囲において、断面を削り出す。   Note that the magnetic carrier particles used as samples are magnetic carriers satisfying D50 × 0.9 ≦ Dmax ≦ D50 × 1.1, where Dmax is the maximum diameter of each sample. Further, the position of the plane including the maximum length in the direction parallel to the fixing surface of each sample is set as a distance h from the fixing surface (for example, h = r in the case of a perfect sphere having a radius r). . A cross section is cut out in a direction perpendicular to the fixing surface within a range of 0.9 × h to 1.1 × h from the fixing surface.

断面加工した試料は、そのまま走査型電子顕微鏡(SEM)観察に適用することができる。走査型電子顕微鏡観察において、試料から放出されてくる反射電子の量は、重元素ほど多いことが知られている。例えば、有機化合物と鉄元素のような金属が平面状に分布している試料であれば、鉄元素からの反射電子の放出量がより多く検出されるため、鉄元素部分が画像上では明るく(輝度が高い、白く)見えることになる。一方、軽元素化合物から構成される有機化合物からの反射電子量は少ないため、画像上では暗く(輝度が低く、黒く)見えることになる。本発明の磁性キャリア粒子の断面観察においては、磁性コア部領域に由来する金属酸化物部が明るく(輝度が高い、白く)、磁性コア部以外の領域は、暗く(輝度が低く、黒く)見えるため、それぞれ大きなコントラスト差を持った画像が得られる。具体的には、走査型電子顕微鏡(SEM)、S−4800(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、以下の条件にて観察した。尚、フラッシング操作を行ってから観察した。
SignalName=SE(U,LA100)
AcceleratingVoltage=5000Volt
EmissionCurrent=10000nA
WorkingDistance=4000um
LensMode=High
Condencer1=3
ScanSpeed=Slow4(40sec)
Magnification=1500
DataSize=1280x960
ColorMode=Grayscale
SpecimenBias=0V
The sample whose cross section has been processed can be directly applied to observation with a scanning electron microscope (SEM). In observation with a scanning electron microscope, it is known that the amount of reflected electrons emitted from a sample is larger as a heavy element. For example, in the case of a sample in which a metal such as an organic compound and an iron element is distributed in a planar shape, the amount of reflected electrons emitted from the iron element is detected more, so the iron element portion is bright on the image ( (Luminance, white). On the other hand, since the amount of reflected electrons from the organic compound composed of the light element compound is small, it appears dark on the image (low brightness and black). In the cross-sectional observation of the magnetic carrier particle of the present invention, the metal oxide portion derived from the magnetic core region is bright (high brightness, white), and the region other than the magnetic core portion appears dark (low brightness, black). Therefore, an image having a large contrast difference can be obtained. Specifically, it observed on the following conditions using the scanning electron microscope (SEM) and S-4800 (made by Hitachi High-Technologies Corporation). In addition, it observed after performing flushing operation.
SignalName = SE (U, LA100)
AcceleratingVoltage = 5000Volt
EmissionCurrent = 10000nA
Working distance = 4000um
LensMode = High
Condencer1 = 3
ScanSpeed = Slow4 (40 sec)
Magnification = 1500
DataSize = 1280x960
ColorMode = Grayscale
SpecimenBias = 0V

尚、反射電子像のキャプチャは、上記条件のほか、走査電子顕微鏡S−4800の制御ソフト上で‘コントラスト5、ブライトネス−5’に明るさを調整し、磁性対観察モードはOFFとし、256階調のグレースケール画像を得た。   In addition to the above conditions, the reflected electron image is captured by adjusting the brightness to “Contrast 5 and Brightness-5” on the control software of the scanning electron microscope S-4800, setting the magnetic pair observation mode to OFF, and the 256th floor. Toned grayscale image was obtained.

磁性キャリア粒子の断面における磁性コア部領域の長さ、磁性コア部以外(樹脂部及び/又は空隙部)の領域の長さの算出は、磁性キャリア粒子断面のグレースケールのSEM反射電子画像について、画像解析ソフトImage−ProPlus5.1J(Media Cybernetics社製)を用いて以下の手順で計算される。   The length of the magnetic core region in the cross section of the magnetic carrier particle, the calculation of the length of the region other than the magnetic core portion (resin portion and / or void) is calculated for the gray scale SEM reflected electron image of the magnetic carrier particle cross section. Calculation is performed by the following procedure using image analysis software Image-ProPlus 5.1J (Media Cybernetics).

ここで図2に、本発明の磁性キャリア粒子の加工断面のSEM反射電子画像の一例を示す。図2において、磁性キャリア粒子の加工断面領域10、磁性コア部11、磁性キャリア表面13である。   Here, FIG. 2 shows an example of an SEM reflected electron image of a processed cross section of the magnetic carrier particle of the present invention. In FIG. 2, a processed cross-sectional area 10 of magnetic carrier particles, a magnetic core portion 11, and a magnetic carrier surface 13 are shown.

磁性キャリア粒子の加工断面領域10のみを画像上であらかじめ指定する。尚、磁性キャリア粒子の加工断面領域と背景の境界については、反射電子観察像から容易に区別できる。粒子指定した断面領域について、256階調のグレースケール画像とする。階調値の下位より0乃至129階調を磁性コア部以外の領域、130乃至254階調を磁性コア部領域の2領域に画像上で分割する。255階調目は加工断面領域外の背景部分とする。磁性キャリア粒子の加工断面領域10とは、磁性コア部11、磁性コア部以外12であり、図3に示す。   Only the processed cross-sectional area 10 of the magnetic carrier particles is designated in advance on the image. The boundary between the processed cross-sectional area of the magnetic carrier particles and the background can be easily distinguished from the reflected electron observation image. A cross-sectional area designated by particles is a 256-scale gray scale image. On the image, 0 to 129 gradations are divided into two areas other than the magnetic core part, and 130 to 254 gradations are divided into two areas of the magnetic core part region from the lower part of the gradation value. The 255th gradation is a background portion outside the processed cross-sectional area. The processed cross-sectional area 10 of the magnetic carrier particles is the magnetic core portion 11 and 12 other than the magnetic core portion, and is shown in FIG.

図4に、本発明の磁性キャリア粒子断面における磁性コア部領域、磁性コア部以外の領域の測定例を模式的を示す。   FIG. 4 schematically shows a measurement example of the magnetic core region and the region other than the magnetic core portion in the cross section of the magnetic carrier particle of the present invention.

1.磁性キャリア粒子の加工断面領域における最大径をRxとする。   1. Let Rx be the maximum diameter in the processed cross-sectional area of the magnetic carrier particles.

2.Rxの中点を磁性キャリア粒子の断面の基準点とする。さらに、中点においてRxと直交する方向の径をRyとする。   2. The midpoint of Rx is taken as the reference point of the cross section of the magnetic carrier particle. Furthermore, let Ry be the diameter in the direction perpendicular to Rx at the midpoint.

3.測定は、略球形であるRx/Ry≦1.2である磁性キャリア粒子を対象とする。   3. The measurement is performed on magnetic carrier particles having a substantially spherical shape and Rx / Ry ≦ 1.2.

4.磁性キャリア粒子の断面の基準点を通り、10°間隔に18本引いた直線上において、0.1μm以上の長さを有する磁性コア部領域、ならびに磁性コア部以外の領域ついて、それぞれ長さ及び個数を測定する。   4). A magnetic core region having a length of 0.1 μm or more on a straight line passing through a reference point of the cross section of the magnetic carrier particle and drawn at intervals of 10 °, and regions other than the magnetic core portion, Measure the number.

上記の測定値より「0.1μm以上の長さを有する磁性コア部領域の全個数に対する、6.0μm以上の長さを有する磁性コア部領域」の個数(個数%)、「0.1μm以上の長さを有する磁性コア部領域の全個数に対する、2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域」の個数(個数%)とする。   From the above measured values, the number (number%) of “magnetic core part regions having a length of 6.0 μm or more with respect to the total number of magnetic core parts regions having a length of 0.1 μm or more”, “0.1 μm or more The number (number%) of “magnetic core part regions having a length of 2.0 μm or less with respect to the total number of magnetic core part regions having a length of

5.上記測定を、無作為に選択したRx/Ry≦1.2である25個の磁性キャリア粒子について繰り返し、その平均値を算出する。   5. The above measurement is repeated for 25 magnetic carrier particles with Rx / Ry ≦ 1.2 selected at random, and the average value is calculated.

図5に、本発明の磁性キャリア粒子断面における、0.1μm以上の長さを有する磁性コア部領域を上記の方法により測定し、長さと個数(個数%)の分布の一例を示す。   FIG. 5 shows an example of the distribution of length and number (number%) obtained by measuring the magnetic core region having a length of 0.1 μm or more in the cross section of the magnetic carrier particle of the present invention by the above method.

立体的な積層構造の繰り返しは、磁性キャリア粒子の断面の基準点を通り、10°間隔に18本引いた直線上において、0.1μm以上の長さを有する磁性コア部領域ならびに磁性コア部以外の領域の繰り返し構造を数えた。その後、18で割り、直線1本あたりの平均数を求め、それを積層構造の繰り返し数とした。   The three-dimensional laminated structure is repeated except for the magnetic core region having a length of 0.1 μm or more on the straight line passing through the reference point of the cross section of the magnetic carrier particle and drawn at intervals of 10 °, and the magnetic core portion. The repeated structure of the region was counted. Then, it divided by 18 and calculated | required the average number per straight line, and made it the repeating number of laminated structure.

磁性キャリア粒子の断面における磁性コア部の面積比率の測定方法は、磁性キャリア粒子の加工断面領域を画像上であらかじめ指定し、磁性キャリア粒子の断面面積とする。磁性コア部1が占める面積を磁性キャリア粒子の断面面積で除した値を、「磁性コア部の面積比率(面積%)」とする。本発明においては、前述の25個の磁性キャリア粒子について同様の測定を行い、その平均値を用いる。   In the method for measuring the area ratio of the magnetic core portion in the cross section of the magnetic carrier particles, the processing cross-sectional area of the magnetic carrier particles is designated in advance on the image, and the cross sectional area of the magnetic carrier particles is set. A value obtained by dividing the area occupied by the magnetic core portion 1 by the cross-sectional area of the magnetic carrier particles is defined as “area ratio (area%) of the magnetic core portion”. In the present invention, the same measurement is performed on the 25 magnetic carrier particles described above, and the average value is used.

<磁性コアのパラメーターαの測定方法>
パラメーターαの測定法について図面に従って詳細に説明する。
<Method of measuring parameter α of magnetic core>
A method for measuring parameter α will be described in detail with reference to the drawings.

磁性コアのパラメーターαの値は、以下の手順で測定することができる。   The value of the parameter α of the magnetic core can be measured by the following procedure.

(サンプルの秤量)
測定する磁性コアを、電極面積が4.9cm2である円筒型電極(直径2.5cm)を有するサンプルホルダに封入し、電極間に100Nの押し圧をかけたときに封入したサンプルの厚みが0.95mm以上1.05mm以下の範囲となるように、磁性コアを秤量した。
(Weighing sample)
The magnetic core to be measured is sealed in a sample holder having a cylindrical electrode (diameter: 2.5 cm) having an electrode area of 4.9 cm 2 , and the thickness of the sealed sample is measured when a pressure of 100 N is applied between the electrodes. The magnetic core was weighed so as to be in the range of 0.95 mm to 1.05 mm.

(測定回路の説明)
上記のサンプルホルダの電極間に図6に示すように配線を行い、サンプルホルダの電極間に100Nの押し圧をかけた状態において、サンプルホルダ内部に封入した磁性コアの交流インピーダンス測定を行った。
(Explanation of measurement circuit)
Wiring was performed between the electrodes of the sample holder as shown in FIG. 6, and AC impedance measurement of the magnetic core enclosed in the sample holder was performed in a state where a pressing pressure of 100 N was applied between the electrodes of the sample holder.

尚、本測定では、請求項1に記載したように、電界下におけるαを求めるために、直流電圧を印加した状態における交流インピーダンス測定を行う。このため、図6に示すように、正弦波電圧Vacに直流電圧Voを重畳した交番バイアスをサンプルホルダの電極間に印加する。   In this measurement, as described in claim 1, in order to obtain α under an electric field, AC impedance measurement is performed in a state where a DC voltage is applied. For this reason, as shown in FIG. 6, an alternating bias obtained by superimposing the DC voltage Vo on the sine wave voltage Vac is applied between the electrodes of the sample holder.

ここで、正弦波電圧Vacの振幅は実効値で3V、直流電圧Voは磁性コアにかかる電界が100V/cmとなるようにした。詳細は、後述する。   Here, the amplitude of the sine wave voltage Vac is 3V in effective value, and the DC voltage Vo is set such that the electric field applied to the magnetic core is 100 V / cm. Details will be described later.

更に、このときにab間に流れる応答電流の交流成分のみを取り出し、解析することで、直流電界下におけるインピーダンスを測定した。   Furthermore, the impedance under a direct current electric field was measured by taking out and analyzing only the alternating current component of the response current flowing between the abs.

インピーダンス測定装置としては、Solartron社製1260型周波数応答解析装置(FRA)及び、同社製1296型誘電率測定インターフェイスを用いた。   As the impedance measuring apparatus, a 1260 type frequency response analyzer (FRA) manufactured by Solartron and a 1296 type dielectric constant measuring interface manufactured by the same company were used.

上記交番バイアスに用いられる、直流電圧Voは、波形発振器から出力した直流電圧信号を、Trek社製PZD2000型高電圧電源で増幅して得た。また、正弦波電圧Vacは1296型誘電率測定インターフェイスのSAMPLE−HI端子より出力される。更に図7に示すように、測定系にコンデンサーC1(66μF)及びツェナーダイオードZD1(5V)を配置することで、正弦波電圧Vacに直流電圧Voを重畳することで、上記交番バイアスを得た。   The DC voltage Vo used for the alternating bias was obtained by amplifying a DC voltage signal output from a waveform oscillator with a PZD2000 type high voltage power source manufactured by Trek. The sine wave voltage Vac is output from the SAMPLE-HI terminal of the 1296 type dielectric constant measurement interface. Furthermore, as shown in FIG. 7, the alternating bias was obtained by arranging the capacitor C1 (66 μF) and the Zener diode ZD1 (5 V) in the measurement system and superimposing the DC voltage Vo on the sine wave voltage Vac.

また、応答電流は、図6中の抵抗器R2(10kΩ)、コンデンサーC2(33μF)、及びツェナーダイオードZD2(5V)を用いた分流回路を用いることで、直流成分と交流成分に分離することができる。このとき、コンデンサーC2側に流れる交流成分のみを1260型インピーダンスアナライザのINPUT−V1−LO端子および、1296型誘電率測定インターフェイスのSAMPLE−LO端子に入力し、応答電流波形の解析を行い、インピーダンスを測定した。   The response current can be separated into a direct current component and an alternating current component by using a shunt circuit using the resistor R2 (10 kΩ), the capacitor C2 (33 μF), and the Zener diode ZD2 (5 V) in FIG. it can. At this time, only the AC component flowing to the capacitor C2 side is input to the INPUT-V1-LO terminal of the 1260 type impedance analyzer and the SAMPLE-LO terminal of the 1296 type dielectric constant measurement interface, the response current waveform is analyzed, and the impedance is calculated. It was measured.

尚、図6中の抵抗器R1(10kΩ)は保護抵抗であり、測定系に流れる最大電流量を制限する。   Note that the resistor R1 (10 kΩ) in FIG. 6 is a protective resistor, and limits the maximum amount of current flowing through the measurement system.

(複素インピーダンスの測定)
本実施例では、Solartron社製インピーダンス測定ソフトウエアSMaRTを用いて、インピーダンスの自動測定を行った。SMaRTでは、所定の周波数fの正弦波電圧と正弦波電圧に対する応答電流から、周波数fに対する複素インピーダンス
Z(ω)=Re[Z(ω)]+ilm[Z(ω)]
を測定することができる。ただし、Re[Z(ω)]はインピーダンスの実部、lm[Z(ω)]はインピーダンスの虚部である。また、ωは角周波数であり、周波数fとは、ω=2πfの関係がある。
(Measurement of complex impedance)
In this example, automatic impedance measurement was performed using the impedance measurement software SMaRT manufactured by Solartron. In SMaRT, the complex impedance Z (ω) = Re [Z (ω)] + ilm [Z (ω)] with respect to the frequency f is calculated from the sine wave voltage of the predetermined frequency f and the response current to the sine wave voltage.
Can be measured. However, Re [Z (ω)] is the real part of the impedance, and lm [Z (ω)] is the imaginary part of the impedance. Further, ω is an angular frequency, and there is a relationship of ω = 2πf with the frequency f.

インピーダンスの周波数特性を測定するために、上記正弦波電圧の周波数f(Hz)は、1Hzから1MHzまでの範囲で複数の周波数でインピーダンス測定を行った。   In order to measure the frequency characteristic of the impedance, the frequency f (Hz) of the sine wave voltage was measured at a plurality of frequencies in a range from 1 Hz to 1 MHz.

具体的には、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、1.0×101、1.6×101、2.5×101、4.0×101、6.3×101、1.0×102、1.6×102、2.5×102、4.0×102、6.3×102、1.0×103、1.6×103、2.5×103、4.0×103、6.3×103、1.0×104、1.6×104、2.5×104、4.0×104、6.3×104、1.0×105、1.6×105、2.5×105、4.0×105、6.3×105、1.0×106Hzで測定を行った。 Specifically, 1.0, 1.6, 2.5, 4.0, 6.3, 1.0 × 10 1 , 1.6 × 10 1 , 2.5 × 10 1 , 4.0 × 10 1 , 6.3 × 10 1 , 1.0 × 10 2 , 1.6 × 10 2 , 2.5 × 10 2 , 4.0 × 10 2 , 6.3 × 10 2 , 1.0 × 10 3 , 1.6 × 10 3 , 2.5 × 10 3 , 4.0 × 10 3 , 6.3 × 10 3 , 1.0 × 10 4 , 1.6 × 10 4 , 2.5 × 10 4 4.0 × 10 4 , 6.3 × 10 4 , 1.0 × 10 5 , 1.6 × 10 5 , 2.5 × 10 5 , 4.0 × 10 5 , 6.3 × 10 5 , Measurement was performed at 1.0 × 10 6 Hz.

正弦波電圧Vacの振幅は実効値で3Vとした。   The amplitude of the sine wave voltage Vac is 3V as an effective value.

上記のように、1Hzから1MHzの周波数範囲において複数の周波数で測定した複素インピーダンスZを複素平面状にプロットすることで、所謂Cole−Coleプロット(ナイキスト線図)を作成した。   As described above, a so-called Cole-Cole plot (Nyquist diagram) was created by plotting the complex impedance Z measured at a plurality of frequencies in a frequency range of 1 Hz to 1 MHz in a complex plane.

(等価回路によるフィッティング)
次に、交流インピーダンス測定で得られた複素インピーダンス測定データからαを求めた方法について具体的に説明する。
(Fitting by equivalent circuit)
Next, a method for obtaining α from complex impedance measurement data obtained by AC impedance measurement will be specifically described.

作成したCole−Coleプロットは、Solartron社製解析ソフトウエアZView2のInstant Fit機能を使用し、図7に示した等価回路の複素インピーダンスと対応させてフィッティングを行い、インピーダンス測定データのフィッティングパラメータとしてαを求めた。   The created Cole-Cole plot is fitted in accordance with the complex impedance of the equivalent circuit shown in FIG. 7 using the Instant Fit function of the analysis software ZView2 manufactured by Solartron, and α is used as the fitting parameter of the impedance measurement data. Asked.

ここで、図7においてRs、Rは抵抗であり、CPEはConstant Phase Element(定相要素)と呼ばれる回路素子であり、CPEの複素インピーダンスZCPEの周波数特性は下記(3)式で表される。 Here, in FIG. 7, Rs and R are resistors, CPE is a circuit element called a Constant Phase Element (constant phase element), and the frequency characteristic of the complex impedance Z CPE of the CPE is expressed by the following equation (3). .

Figure 2011141350
Figure 2011141350

ここで、ωはインピーダンス測定の角周波数、iは虚数単位である。また、αは0から1までの実数のパラメーターである。   Here, ω is an angular frequency of impedance measurement, and i is an imaginary unit. Α is a real parameter from 0 to 1.

図7のフィッティング回路全体のインピーダンスは、下記で表され、最終的には下記(1)式で表される。
Z(ω)=Rs+(1/R+1/ZCFE-1
=Rs+(1/R+1/((iω)αT)-1-1
The impedance of the entire fitting circuit in FIG. 7 is expressed as follows, and finally expressed by the following equation (1).
Z (ω) = Rs + (1 / R + 1 / Z CFE ) −1
= Rs + (1 / R + 1 / ((iω) α T) −1 ) −1

Figure 2011141350
Figure 2011141350

尚、Rsはフィッティングの精度を向上させるためにフィッティング回路に導入した仮想的な抵抗であるため、負の値をとってもよい。   Note that Rs is a virtual resistance introduced into the fitting circuit in order to improve the fitting accuracy, and therefore may take a negative value.

(電界下におけるα)
100V/cmの電界下における磁性コアのαの値は以下のように求めた。
(Α under electric field)
The value of α of the magnetic core under an electric field of 100 V / cm was determined as follows.

インピーダンスを測定する際に、サンプルに印加される平均の電界強度Esampleは、インピーダンス測定時に電極間のサンプルが分担する電圧の直流成分Vsampleと電極間距離Lを用いて、Vsample/Lで表される。Vsampleの値は、図6の回路図に示したa点における電位とb点における電位の差分により測定することができる。本測定では、Tktronix社製の高電圧プローブP6015Aを用いて、a点及びb点における電位を測定し、それらの電位の差分によりサンプルホルダの電極間の分担電圧Vsampleを測定した。また、Vsampleの値は、高電圧電源から出力される直流電圧Voの電圧を変化させることで調整した。   When measuring the impedance, the average electric field strength Essample applied to the sample is expressed by Vsample / L using the DC component Vsample of the voltage shared by the sample between the electrodes and the interelectrode distance L during the impedance measurement. . The value of Vsample can be measured by the difference between the potential at point a and the potential at point b shown in the circuit diagram of FIG. In this measurement, the potential at points a and b was measured using a high voltage probe P6015A manufactured by Tktronix, and the shared voltage Vsample between the electrodes of the sample holder was measured based on the difference between these potentials. Further, the value of Vsample was adjusted by changing the voltage of the DC voltage Vo output from the high voltage power supply.

このようにして、複数の電界強度Eにおいてインピーダンス測定を行い、各電界強度下におけるαを求め、グラフにプロットすることで、100V/cmの電界下における磁性コアのαを算出した。   Thus, impedance measurement was performed at a plurality of electric field strengths E, α under each electric field strength was obtained, and plotted on a graph to calculate α of the magnetic core under an electric field of 100 V / cm.

<仮焼フェライト微粉砕品の体積分布基準の50%粒径(D50)、体積分布基準の90%粒径(D90)の測定方法>
仮焼フェライト微粉砕品の体積分布基準の50%粒径(D50)、体積分布基準の90%粒径(D90)の測定は、粒度分布測定は、レーザー回折・散乱方式の粒度分布測定装置「マイクロトラックMT3300EX」(日機装社製)で、湿式用の試料循環器「Sample Delivery Control(SDC)」(日機装社製)を装着して行った。仮焼フェライト(フェライトスラリー)を測定濃度になるように試料循環器に滴下した。流速 70%、超音波出力 40W、超音波時間 60秒とした。制御は、ソフトウエア上で自動的に行う。粒径は体積基準の累積値である50%粒径(D50)、を求める。制御及び解析は付属ソフト(バージョン10.3.3−202D)を用いて行う。
<Measuring method of 50% particle size (D50) based on volume distribution and 90% particle size (D90) based on volume distribution of calcined ferrite finely pulverized product>
The volume distribution standard 50% particle size (D50) and the volume distribution standard 90% particle size (D90) of the calcined ferrite finely pulverized product are measured by the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device “ It was performed by attaching a sample circulator “Sample Delivery Control (SDC)” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) for wet use with “Microtrack MT3300EX” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The calcined ferrite (ferrite slurry) was dropped into the sample circulator so as to have a measured concentration. The flow rate was 70%, the ultrasonic output was 40 W, and the ultrasonic time was 60 seconds. Control is automatically performed on software. For the particle size, a 50% particle size (D50), which is a cumulative value based on volume, is obtained. Control and analysis are performed using attached software (version 10.3.3-202D).

測定条件は下記の通りである。
SetZero時間 :10秒
測定時間 :30秒
測定回数 :10回
溶媒屈性率 :1.33
粒子屈折率 :2.42
粒子形状 :非球形
測定上限 :1408μm
測定下限 :0.243μm
測定環境 :23℃/50%RH
The measurement conditions are as follows.
SetZero time: 10 seconds Measurement time: 30 seconds Number of measurements: 10 times Solvation index: 1.33
Particle refractive index: 2.42
Particle shape: Non-spherical measurement upper limit: 1408 μm
Measurement lower limit: 0.243 μm
Measurement environment: 23 ° C / 50% RH

<磁性キャリア及び多孔質磁性コアの体積分布基準50%粒径(D50)>
磁性キャリア及び多孔質磁性コアの体積分布基準50%粒径(D50)の測定は、粒度分布測定は、レーザー回折・散乱方式の粒度分布測定装置「マイクロトラックMT3300EX」(日機装社製)で、乾式測定用の試料供給機「ワンショットドライ型サンプルコンディショナーTurbotrac」(日機装社製)を装着して行った。Turbotracの供給条件として、真空源として集塵機を用い、風量33リットル/sec、圧力17kPaとした。制御は、ソフトウエア上で自動的に行う。粒径は体積基準の累積値である50%粒径(D50)を求める。制御及び解析は付属ソフト(バージョン10.3.3−202D)を用いて行う。
<Volume distribution standard 50% particle size (D50) of magnetic carrier and porous magnetic core>
The volume distribution standard 50% particle size (D50) of the magnetic carrier and the porous magnetic core is measured with a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device “Microtrack MT3300EX” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The measurement was performed by mounting a sample feeder “One-shot dry type sample conditioner Turbotrac” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). As the supply conditions of Turbotrac, a dust collector was used as a vacuum source, the air volume was 33 liters / sec, and the pressure was 17 kPa. Control is automatically performed on software. For the particle size, a 50% particle size (D50), which is a cumulative value based on volume, is obtained. Control and analysis are performed using attached software (version 10.3.3-202D).

測定条件は下記の通りである。
SetZero時間 :10秒
測定時間 :10秒
測定回数 :1回
粒子屈折率 :1.81
粒子形状 :非球形
測定上限 :1408μm
測定下限 :0.243μm
測定環境 :23℃/50%RH
The measurement conditions are as follows.
SetZero time: 10 seconds Measurement time: 10 seconds Number of measurements: 1 time Particle refractive index: 1.81
Particle shape: Non-spherical measurement upper limit: 1408 μm
Measurement lower limit: 0.243 μm
Measurement environment: 23 ° C / 50% RH

<トナーの重量平均粒径(D4)>
トナーの重量平均粒径(D4)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出した。
<Weight average particle diameter of toner (D4)>
The weight average particle diameter (D4) of the toner is determined based on the precise particle size distribution measuring apparatus “Coulter Counter Multisizer 3” (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) having a 100 μm aperture tube. Using the attached dedicated software “Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) for setting and analyzing the measurement data, the measurement data is measured with 25,000 effective channels. Analysis was performed and calculated.

測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。   As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, a solution obtained by dissolving special grade sodium chloride in ion-exchanged water so as to have a concentration of 1% by mass, for example, “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.

尚、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行った。   Prior to measurement and analysis, the dedicated software was set as follows.

前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。   In the “Standard measurement method (SOM) change screen” of the dedicated software, set the total count in the control mode to 50000 particles, the number of measurements is 1 and the Kd value is “standard particles 10.0 μm” (Beckman Coulter Set the value obtained using The threshold and noise level are automatically set by pressing the threshold / noise level measurement button. Also, the current is set to 1600 μA, the gain is set to 2, the electrolyte is set to ISOTON II, and the aperture tube flash after measurement is checked.

前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。   In the “pulse to particle size conversion setting screen” of the dedicated software, the bin interval is set to logarithmic particle size, the particle size bin is set to 256 particle size bin, and the particle size range is set to 2 μm to 60 μm.

具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液30mlを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。尚、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) In a glass 250 ml round bottom beaker for exclusive use of Multisizer 3, 200 ml of the electrolytic aqueous solution is placed and set on a sample stand, and the stirrer rod is stirred counterclockwise at 24 rpm. Then, dirt and bubbles in the aperture tube are removed by the “aperture flush” function of the analysis software.
(2) 30 ml of the electrolytic aqueous solution is placed in a glass-made 100 ml flat bottom beaker, and “Contaminone N” (nonionic surfactant, anionic surfactant, organic builder pH 7 precision measuring instrument as a dispersant is added therein. 0.3 ml of a diluted solution obtained by diluting a 10% by weight aqueous solution of a neutral detergent for washing (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with ion-exchanged water 3 times by mass is added.
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are incorporated in a state where the phase is shifted by 180 degrees, and placed in a water tank of an ultrasonic dispersion device “Ultrasonic Dissipation System Tetora 150” (manufactured by Nikki Bios Co., Ltd.) having an electrical output of 120 W. A fixed amount of ion-exchanged water is added, and 2 ml of the above-mentioned Contaminone N is added to this water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. And the height position of a beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolyte solution in a beaker may become the maximum.
(5) In a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is irradiated with ultrasonic waves, 10 mg of toner is added to the electrolytic aqueous solution little by little and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion process is continued for another 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the temperature of the water tank is appropriately adjusted so as to be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
(6) To the round bottom beaker (1) installed in the sample stand, the electrolyte aqueous solution (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the measurement concentration is adjusted to 5%. Measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle diameter (D4) is calculated. The “average diameter” on the analysis / volume statistics (arithmetic average) screen when the graph / volume% is set by the dedicated software is the weight average particle diameter (D4).

<トナーの平均円形度>
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定・解析条件で測定した。
<Average circularity of toner>
The average circularity of the toner was measured with a flow type particle image analyzer “FPIA-3000 type” (manufactured by Sysmex Corporation) under the measurement and analysis conditions during calibration.

フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。試料チャンバーへ加えられた試料は、試料吸引シリンジによって、フラットシースフローセルに送り込まれる。フラットシースフローに送り込まれた試料は、シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。フラットシースフローセル内を通過する試料に対しては、1/60秒間隔でストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は、1視野が512画素×512画素であり、1画素あたり0.37×0.37μmの画像処理解像度で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の投影面積や周囲長等が計測される。   The measurement principle of the flow-type particle image analyzer “FPIA-3000 type” (manufactured by Sysmex Corporation) is to take a flowing particle as a still image and perform image analysis. The sample added to the sample chamber is fed into the flat sheath flow cell by a sample suction syringe. The sample fed into the flat sheath flow is sandwiched between sheath liquids to form a flat flow. The sample passing through the flat sheath flow cell is irradiated with strobe light at 1/60 second intervals, and the flowing particles can be photographed as a still image. Further, since the flow is flat, the image is taken in a focused state. The particle images are picked up by a CCD camera, and the picked-up image is 512 pixels × 512 pixels in one field of view, and image processing is performed at an image processing resolution of 0.37 × 0.37 μm per pixel, and the contour of each particle image Extraction is performed, and the projected area and perimeter of the particle image are measured.

次に、各粒子像の投影面積Sと周囲長Lを求める。上記面積Sと周囲長Lを用いて円相当径と円形度を求める。円形当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、円形度は、円形当径から求めた円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割った値として定義され、次式で算出される。
円形度C=2×(π×S)1/2/L
Next, the projected area S and the perimeter L of each particle image are obtained. Using the area S and the perimeter L, the equivalent circle diameter and the circularity are obtained. The circular equivalent diameter is the diameter of a circle having the same area as the projected area of the particle image, and the circularity is a value obtained by dividing the circumference of the circle obtained from the circular diameter by the circumference of the projected particle image. Defined and calculated by the following formula.
Circularity C = 2 × (π × S) 1/2 / L

粒子像が真円形の時に円形度は1.000になり、粒子像の外周の凹凸の程度が大きくなるほど円形度は小さい値になる。   When the particle image is a perfect circle, the circularity becomes 1.000, and the circularity becomes smaller as the degree of irregularities on the outer periphery of the particle image increases.

各粒子の円形度を算出後、円形度0.2以上1.0以下の範囲を800分割したチャンネルに振り分け、各チャンネルの中心値を代表値として平均値を計算し平均円形度の算出を行う。   After calculating the circularity of each particle, the range of the circularity of 0.2 or more and 1.0 or less is distributed to 800 divided channels, and the average value is calculated by using the center value of each channel as a representative value to calculate the average circularity. .

具体的な測定方法としては、イオン交換水20mlに、分散剤として界面活性剤、好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.02g加えた後、測定試料0.02gを加え、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散機(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製など)を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とした。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。   As a specific measurement method, 0.02 g of a surfactant as a dispersant, preferably sodium dodecylbenzenesulfonate, is added to 20 ml of ion-exchanged water, 0.02 g of a measurement sample is added, an oscillation frequency of 50 kHz, electrical Dispersion treatment was performed for 2 minutes using a desktop ultrasonic cleaner / disperser with an output of 150 W (for example, “VS-150” (manufactured by Velvo Crea Co., Ltd.)) to obtain a dispersion for measurement. Is suitably cooled so that the temperature becomes 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.

測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測して、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径2.00μm以上200.00μm以下に限定し、トナーの平均円形度を求めた。   The flow type particle image analyzer equipped with a standard objective lens (10 ×) was used for the measurement, and a particle sheath “PSE-900A” (manufactured by Sysmex Corporation) was used as the sheath liquid. The dispersion prepared in accordance with the above procedure is introduced into the flow type particle image analyzer, 3000 toner particles are measured in the total count mode in the HPF measurement mode, and the binarization threshold at the time of particle analysis is 85%. The analysis particle diameter was limited to a circle equivalent diameter of 2.00 μm to 200.00 μm, and the average circularity of the toner was determined.

測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えばDuke Scientific社製5200Aをイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。   In the measurement, automatic focus adjustment is performed using standard latex particles (for example, Duke Scientific 5200A diluted with ion-exchanged water) before the measurement is started. Thereafter, it is preferable to perform focus adjustment every two hours from the start of measurement.

なお、本願実施例では、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用し、解析粒子径を円相当径2.00μm以上200.00μm以下に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。   In the examples of the present application, a flow type particle image analyzer that has been issued a calibration certificate issued by Sysmex Corporation is used, and the analysis particle diameter is limited to a circle equivalent diameter of 2.00 μm to 200.00 μm. The measurement was performed under the measurement and analysis conditions when the calibration certificate was received.

以下、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Specific examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

<多孔質磁性コアの製造例1>
工程1(秤量・混合工程):
Fe23(D50=1μm)をジルコニア(φ10mm)のボールを用いた乾式ボールミルで2時間粉砕・混合した。
<Production Example 1 of Porous Magnetic Core>
Process 1 (weighing / mixing process):
Fe 2 O 3 (D50 = 1 μm) was pulverized and mixed for 2 hours in a dry ball mill using zirconia (φ10 mm) balls.

工程2(仮焼成工程):
粉砕・混合した後、バーナー式焼成炉を用い大気中で950℃で2時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。
Step 2 (temporary firing step):
After pulverization and mixing, firing was performed in the atmosphere at 950 ° C. for 2 hours using a burner-type firing furnace to prepare calcined ferrite.

工程3(粉砕工程):
クラッシャーで0.5mm程度に粉砕し仮焼フェライトを得た。その後、仮焼フェライトを半分に分けた。
Step 3 (grinding step):
A calcined ferrite was obtained by crushing to about 0.5 mm with a crusher. Thereafter, the calcined ferrite was divided in half.

仮焼フェライトの半分をジルコニア(φ10mm)のボールを用い、仮焼フェライト100質量部に対し、水を30質量部加え、湿式ボールミルで2時間粉砕し、フェライトスラリー1−1を得た。   Half of the calcined ferrite was zirconia (φ10 mm) balls, 30 parts by mass of water was added to 100 parts by mass of calcined ferrite, and pulverized with a wet ball mill for 2 hours to obtain a ferrite slurry 1-1.

フェライトスラリー1−1の半分を、さらにジルコニアのビーズ(φ1.0mm)を用いた湿式ビーズミルで3時間粉砕し、フェライトスラリー1−2を得た。   Half of the ferrite slurry 1-1 was further pulverized for 3 hours by a wet bead mill using zirconia beads (φ1.0 mm) to obtain a ferrite slurry 1-2.

フェライトスラリー1−1と1−2をジルコニアのビーズ(φ1.0mm)を用いた湿式ビーズミルで10分間混合し、フェライトスラリー1(仮焼フェライト微粉砕品1)を得た。   Ferrite slurries 1-1 and 1-2 were mixed with a wet bead mill using zirconia beads (φ1.0 mm) for 10 minutes to obtain ferrite slurry 1 (calcined ferrite finely pulverized product 1).

得られた仮焼フェライト微粉砕品1は、体積基準の50%粒径(D50)は1.7μm、体積基準の90%粒径(D90)は5.0μmであった。   The obtained calcined ferrite pulverized product 1 had a volume-based 50% particle size (D50) of 1.7 μm and a volume-based 90% particle size (D90) of 5.0 μm.

工程4(造粒工程):
フェライトスラリー1に、バインダーとして仮焼フェライト100質量部に対して、ポリビニルアルコール2.0質量部、SiO2を5質量部、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウムを1.5質量部添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機)で球状粒子に造粒した。
Process 4 (granulation process):
To the ferrite slurry 1, with respect to 100 parts by mass of calcined ferrite as a binder, 2.0 parts by mass of polyvinyl alcohol, 5 parts by mass of SiO 2 and 1.5 parts by mass of ammonium polycarboxylate as a dispersant are added, and a spray dryer (Manufacturer: Okawara Chemical Industries) granulated into spherical particles.

工程5(本焼成工程):
焼成雰囲気をコントロールするために、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度0.01体積%以下)で、1050℃で4時間焼成した。
Process 5 (main baking process):
In order to control the firing atmosphere, firing was performed at 1050 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere (oxygen concentration of 0.01% by volume or less) in an electric furnace.

工程6(選別工程):
凝集した粒子を解砕した後に、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、多孔質磁性コア1を得た。
Process 6 (screening process):
After the aggregated particles were crushed, coarse particles were removed by sieving with a sieve having an opening of 250 μm to obtain a porous magnetic core 1.

<多孔質磁性コアの製造例2>
工程1(秤量・混合工程):
Fe23 92.0質量%
Mg(OH)2 8.0質量%
となるようにフェライト原材料を秤量した。その後、ジルコニア(φ10mm)のボールを用いた乾式ボールミルで2時間粉砕・混合した。
<Production Example 2 of Porous Magnetic Core>
Process 1 (weighing / mixing process):
Fe 2 O 3 92.0 mass%
Mg (OH) 2 8.0 mass%
The ferrite raw material was weighed so that Thereafter, the mixture was pulverized and mixed for 2 hours in a dry ball mill using zirconia (φ10 mm) balls.

上記以外は、多孔質磁性コア製造例1と同様にして多孔質磁性コア2を得た。   Except for the above, a porous magnetic core 2 was obtained in the same manner as in Production Example 1 of the porous magnetic core.

<多孔質磁性コアの製造例3>
工程1(秤量・混合工程):
Fe23 62.8質量%
MnCO3 31.2質量%
Mg(OH)2 6.0質量%
となるようにフェライト原材料を秤量した。その後、ジルコニア(φ10mm)のボールを用いた乾式ボールミルで2時間粉砕・混合した。
<Production Example 3 of Porous Magnetic Core>
Process 1 (weighing / mixing process):
Fe 2 O 3 62.8% by mass
MnCO 3 31.2% by mass
Mg (OH) 2 6.0% by mass
The ferrite raw material was weighed so that Thereafter, the mixture was pulverized and mixed for 2 hours in a dry ball mill using zirconia (φ10 mm) balls.

上記以外は、多孔質磁性コア製造例1と同様にして多孔質磁性コア3を得た。   Except for the above, a porous magnetic core 3 was obtained in the same manner as in Production Example 1 of the porous magnetic core.

<多孔質磁性コアの製造例4>
工程4(造粒工程)でSiO2を5質量部、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウムを1.5質量部を添加しないことのほかは、多孔質磁性コアの製造例3と同様に、多孔質磁性コア4を得た。
<Production Example 4 of Porous Magnetic Core>
In the same manner as in Production Example 3 of the porous magnetic core, except that 5 parts by weight of SiO 2 and 1.5 parts by weight of ammonium polycarboxylate as a dispersant are not added in Step 4 (granulation step) A magnetic core 4 was obtained.

<多孔質磁性コアの製造例5乃至12、17>
多孔質磁性コア製造例4のうち、工程3(粉砕工程)のボールミル及びビーズミルの粉砕条件、 工程4(造粒工程)のポリビニルアルコール量、工程5(本焼成工程)の焼成雰囲気・焼成温度を表1の条件に変えて、多孔質磁性コア5乃至12、17を得た。
<Production Examples 5 to 12, 17 of Porous Magnetic Core>
Of the porous magnetic core production example 4, the ball mill and bead mill grinding conditions in step 3 (grinding step), the amount of polyvinyl alcohol in step 4 (granulation step), the firing atmosphere and firing temperature in step 5 (main firing step) In place of the conditions shown in Table 1, porous magnetic cores 5 to 12 and 17 were obtained.

<多孔質磁性コアの製造例13乃至16>
多孔質磁性コア製造例4のうち、工程3(粉砕工程)のボールミル及びビーズミルの粉砕条件、工程4(造粒工程)のポリビニルアルコール量、工程5(本焼成工程)の焼成雰囲気・焼成温度を表1の様に変えた。また、工程3(粉砕工程)でクラッシャーで0.5mm程度に粉砕した後に、仮焼フェライトを半分に分けずに、全量、湿式ボールミル及び湿式ビーズミルで粉砕した以外は、多孔質磁性コア製造例4と同様にして、多孔質磁性コアの製造例13乃至16を得た。
<Production Examples 13 to 16 of porous magnetic core>
Of the porous magnetic core production example 4, the ball mill and bead mill grinding conditions in step 3 (grinding step), the amount of polyvinyl alcohol in step 4 (granulation step), the firing atmosphere and firing temperature in step 5 (main firing step) Changed as shown in Table 1. In addition, the porous magnetic core production example 4 except that after crushing to about 0.5 mm with a crusher in step 3 (pulverization step), the calcined ferrite was not halved and all was pulverized with a wet ball mill and a wet bead mill. In the same manner, Production Examples 13 to 16 of the porous magnetic core were obtained.

<多孔質磁性コアの製造例18>
工程1(秤量・混合工程):
Fe23 62.4質量%
MnCO3 30.5質量%
Mg(OH)2 6.4質量%
SrCO3 0.7質量%
をジルコニア(φ10mm)のボールを用いた乾式ボールミルで2時間粉砕・混合した。
<Production Example 18 of Porous Magnetic Core>
Process 1 (weighing / mixing process):
Fe 2 O 3 62.4% by mass
MnCO 3 30.5% by mass
Mg (OH) 2 6.4% by mass
SrCO 3 0.7% by mass
Was pulverized and mixed for 2 hours in a dry ball mill using zirconia (φ10 mm) balls.

工程2(仮焼成工程):
粉砕・混合した後、バーナー式焼成炉を用い大気中で950℃で2時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。
Step 2 (temporary firing step):
After pulverization and mixing, firing was performed in the atmosphere at 950 ° C. for 2 hours using a burner-type firing furnace to prepare calcined ferrite.

工程3(粉砕工程):
クラッシャーで0.5mm程度に粉砕し仮焼フェライトを得た。
Step 3 (grinding step):
A calcined ferrite was obtained by crushing to about 0.5 mm with a crusher.

仮焼フェライトをステンレス(φ10mm)のボールを用い、仮焼フェライト100質量部に対し、水を30質量部加え、湿式ボールミルで1時間粉砕し、フェライトスラリー18−1を得た。   Using calcined ferrite balls made of stainless steel (φ10 mm), 30 parts by mass of water was added to 100 parts by mass of calcined ferrite, and pulverized with a wet ball mill for 1 hour to obtain ferrite slurry 18-1.

フェライトスラリー18−1を、さらにステンレスのビーズ(φ1.0mm)を用いた湿式ビーズミルで4時間粉砕し、フェライトスラリー18(仮焼フェライト微粉砕品18)を得た。   The ferrite slurry 18-1 was further pulverized for 4 hours by a wet bead mill using stainless beads (φ1.0 mm) to obtain a ferrite slurry 18 (calcined ferrite finely pulverized product 18).

工程4(造粒工程):
フェライトスラリー18に、バインダーとして仮焼フェライト100質量部に対して、ポリビニルアルコール2.0質量部を添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機)で、36μmの球状粒子に造粒した。
Process 4 (granulation process):
To the ferrite slurry 18, 2.0 parts by mass of polyvinyl alcohol was added as a binder with respect to 100 parts by mass of calcined ferrite, and granulated into 36 μm spherical particles with a spray dryer (manufacturer: Okawahara Chemical).

工程5(本焼成工程):
焼成雰囲気をコントロールするために、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度0.01体積%以下)で、1100℃で4時間焼成した。
Process 5 (main baking process):
In order to control the firing atmosphere, firing was performed at 1100 ° C. for 4 hours in an electric furnace under a nitrogen atmosphere (oxygen concentration of 0.01% by volume or less).

工程6(選別工程):
凝集した粒子を解砕した後に、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、多孔質磁性コア18を得た。
Process 6 (screening process):
After the aggregated particles were crushed, coarse particles were removed by sieving with a sieve having an opening of 250 μm to obtain a porous magnetic core 18.

Figure 2011141350
Figure 2011141350

<磁性コアの製造例1>
工程1:
Fe23 71.0質量%
CuO 12.5質量%
ZuO 16.5質量%
となるようにフェライト原材料を秤量した。その後、ジルコニア(φ10mm)のボールを用いた乾式ボールミルで2時間粉砕・混合した。
<Manufacture example 1 of a magnetic core>
Step 1:
Fe 2 O 3 71.0 mass%
CuO 12.5 mass%
ZuO 16.5% by mass
The ferrite raw material was weighed so that Thereafter, the mixture was pulverized and mixed for 2 hours in a dry ball mill using zirconia (φ10 mm) balls.

工程2:
粉砕・混合した後、大気中で950℃で2時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。
Step 2:
After pulverization and mixing, firing was performed at 950 ° C. for 2 hours in the air to prepare calcined ferrite.

工程3:
クラッシャーで0.5mm程度に粉砕した後に、ステンレスのボール(φ10mm)を用い、仮焼フェライト100質量部に対し水を30質量部加え、湿式ボールミルで6時間粉砕した。得られた仮焼フェライト微粉砕品は、D50=0.5μm、D90=2.8μmであった。
Step 3:
After crushing to about 0.5 mm with a crusher, 30 parts by mass of water was added to 100 parts by mass of calcined ferrite using a stainless ball (φ10 mm), and the mixture was pulverized with a wet ball mill for 6 hours. The obtained calcined ferrite finely pulverized product had D50 = 0.5 μm and D90 = 2.8 μm.

工程4:
フェライトスラリーに、バインダーとして仮焼フェライト100質量部に対しポリビニルアルコール2.0質量部を添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機)で球状粒子に造粒した。
Step 4:
To the ferrite slurry, 2.0 parts by mass of polyvinyl alcohol was added as a binder with respect to 100 parts by mass of calcined ferrite, and granulated into spherical particles with a spray dryer (manufacturer: Okawahara Chemical).

工程5:
大気中で1300℃で4時間焼成した。
Step 5:
Firing was performed at 1300 ° C. for 4 hours in the air.

工程6:
凝集した粒子を解砕した後に、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、磁性コア1を得た。
Step 6:
After the aggregated particles were crushed, coarse particles were removed by sieving with a sieve having an opening of 250 μm to obtain a magnetic core 1.

得られた多孔質磁性コア1乃至18・磁性コア1の物性を表2に示す。   The physical properties of the obtained porous magnetic cores 1 to 18 and magnetic core 1 are shown in Table 2.

Figure 2011141350
Figure 2011141350

樹脂液の調製:
・樹脂液1
ストレートシリコーン(SR2411 東レ・ダウコーニング) 20.0質量部
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン 0.5質量部
トルエン 79.5質量部
以上をボールミル(ソーダガラスボール φ10mm)を用いて1時間混合し、樹脂液1を得た。
・樹脂液2
ポリメチルメタクリレート重合体(Mw=66,000) 5.0質量部
ボントロンP51(オリエント化学工業株式会社) 2.0質量部
トルエン 93.0質量部
以上をビーズミル(ジルコニアビーズ φ1.0mm)を用いて3時間分散混合し、樹脂液2を得た。
Preparation of resin solution:
・ Resin liquid 1
Straight silicone (SR2411 Toray Dow Corning) 20.0 parts by mass γ-aminopropyltriethoxysilane 0.5 parts by mass Toluene 79.5 parts by mass The above is mixed for 1 hour using a ball mill (soda glass ball φ10 mm), and resin Liquid 1 was obtained.
・ Resin liquid 2
Polymethylmethacrylate polymer (Mw = 66,000) 5.0 parts by mass Bontron P51 (Orient Chemical Co., Ltd.) 2.0 parts by mass Toluene 93.0 parts by mass Using a bead mill (zirconia beads φ1.0 mm) The mixture was dispersed and mixed for 3 hours to obtain a resin liquid 2.

<磁性キャリア1の製造例>
工程例1(樹脂充填工程例):
多孔質磁性コア1 100.0質量部を万能撹拌混合機(ダルトン社製)に入れ、減圧下、80℃に加熱しながら撹拌する。続いて、樹脂液1を多孔質磁性コア1 100質量部に対し樹脂成分として8質量部になるように添加し2時間加熱を続け、溶剤を除去した。得られた試料をジュリアミキサー(徳寿工作所社製)に移し、窒素雰囲気下に200℃で2時間熱処理して、開口70μmのメッシュで分級して、充填コア1を得た。
<Example of production of magnetic carrier 1>
Process example 1 (resin filling process example):
100.0 parts by mass of the porous magnetic core 1 is put into a universal stirring mixer (manufactured by Dalton) and stirred while heating to 80 ° C. under reduced pressure. Subsequently, the resin liquid 1 was added to 100 parts by mass of the porous magnetic core 1 so as to be 8 parts by mass as a resin component, and heating was continued for 2 hours to remove the solvent. The obtained sample was transferred to a Julia mixer (manufactured by Tokuju Kogakusha Co., Ltd.), heat-treated at 200 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere, and classified with a mesh having an opening of 70 μm to obtain a filled core 1.

工程例2(樹脂コート工程例):
充填コア1 100.0質量部をナウタミキサ(ホソカワミクロン社製)に投入し、さらに、樹脂液2を樹脂成分として0.5質量部になるようにナウタミキサに投入した。減圧下で70℃に加熱し、1.7s-1(100rpm)で混合し、4時間かけて溶媒除去及び塗布操作を行った。その後、得られた試料をジュリアミキサー(徳寿工作所社製)に移し、窒素雰囲気下、温度200℃で2時間熱処理した後、開口70μmのメッシュで分級して磁性キャリア1を得た。
Process example 2 (resin coating process example):
100.0 parts by mass of the filling core 1 was put into a Nauta mixer (manufactured by Hosokawa Micron), and further, the resin liquid 2 was put into the Nauta mixer so as to be 0.5 parts by mass as a resin component. The mixture was heated to 70 ° C. under reduced pressure, mixed at 1.7 s −1 (100 rpm), and subjected to solvent removal and coating operation over 4 hours. Thereafter, the obtained sample was transferred to a Julia mixer (manufactured by Tokuju Kogakusha Co., Ltd.), heat-treated at a temperature of 200 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere, and then classified with a mesh having an opening of 70 μm to obtain a magnetic carrier 1.

<磁性キャリア2乃至20の製造例>
コア、充填樹脂量、コート樹脂量を表3のように変え、磁性キャリア2乃至20を得た。
<Examples of manufacturing magnetic carriers 2 to 20>
Magnetic carriers 2 to 20 were obtained by changing the amount of core, filling resin, and coating resin as shown in Table 3.

Figure 2011141350
Figure 2011141350

得られたキャリア1乃至20の物性を表4に示す。   Table 4 shows the physical properties of the obtained carriers 1 to 20.

Figure 2011141350
Figure 2011141350

〔樹脂の製造例1〕
冷却管、撹拌機、及び、窒素導入管のついた反応槽中に、以下の材料を秤量した。
テレフタル酸 22.6質量部
無水トリメリット酸 1.7質量部
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
75.6質量部
チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート) 0.1質量部
[Production Example 1 of Resin]
The following materials were weighed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, and a nitrogen introducing tube.
Terephthalic acid 22.6 parts by weight trimellitic anhydride 1.7 parts by weight polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane
75.6 parts by mass Titanium dihydroxybis (triethanolamate) 0.1 parts by mass

その後、200℃に加熱し、窒素を導入しながら生成する水を除去しながら10時間反応させ、その後、10mmHgに減圧し1時間反応させ、樹脂1を合成した。GPCで求めた樹脂1の分子量は、重量平均分子量(Mw)6200、数平均分子量(Mn)2500であり、ピーク分子量(Mp)2900、ガラス転移点は55℃、軟化点は93℃であった。   Then, it heated at 200 degreeC, it was made to react for 10 hours, removing the water produced | generated, introduce | transducing nitrogen, Then, it pressure-reduced to 10 mmHg and made it react for 1 hour, and the resin 1 was synthesize | combined. The molecular weight of the resin 1 determined by GPC was a weight average molecular weight (Mw) of 6200, a number average molecular weight (Mn) of 2500, a peak molecular weight (Mp) of 2900, a glass transition point of 55 ° C., and a softening point of 93 ° C. .

〔樹脂の製造例2〕
冷却管、撹拌機、及び、窒素導入管のついた反応槽中に、以下の材料を秤量した。
テレフタル酸 17.2質量部
ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
76.6質量部
チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート) 0.1質量部
[Resin Production Example 2]
The following materials were weighed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, and a nitrogen introducing tube.
Terephthalic acid 17.2 parts by weight polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane
76.6 parts by mass Titanium dihydroxybis (triethanolamate) 0.1 parts by mass

その後、220℃に加熱し、窒素を導入しながら生成する水を除去しながら10時間反応させた。   Then, it heated at 220 degreeC and made it react for 10 hours, removing the water produced | generated, introducing nitrogen.

さらに、無水トリメリット酸6.1質量部を加え、180℃に加熱し、2時間反応させ樹脂2を合成した。GPCで求めた樹脂2の分子量は、重量平均分子量(Mw)86000、数平均分子量(Mn)6000、ピーク分子量(Mp)12800、ガラス転移点は62℃、軟化点は132℃であった。   Further, 6.1 parts by mass of trimellitic anhydride was added, heated to 180 ° C., and reacted for 2 hours to synthesize resin 2. The molecular weight of the resin 2 determined by GPC was a weight average molecular weight (Mw) of 86000, a number average molecular weight (Mn) of 6000, a peak molecular weight (Mp) of 12800, a glass transition point of 62 ° C., and a softening point of 132 ° C.

〔トナー製造例1〕
樹脂1 50.0質量部
樹脂2 50.0質量部
パラフィンワックス(DSC最大吸熱ピーク75 ℃) 7.5質量部
C.I.ピグメントブルー15:3 5.0質量部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)でよく混合した後、温度130℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、池貝鉄工(株)製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機を用いて微粉砕した。
[Toner Production Example 1]
Resin 1 50.0 parts by mass Resin 2 50.0 parts by mass Paraffin wax (DSC maximum endothermic peak 75 ° C.) 7.5 parts by mass C.I. I. Pigment Blue 15: 3 5.0 parts by mass After the above materials were thoroughly mixed with a Henschel mixer (FM-75 type, manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), a twin-screw kneader (PCM-30) set at a temperature of 130 ° C. Kneaded with a mold, manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd. The obtained kneaded material was cooled and coarsely pulverized to 1 mm or less with a hammer mill to obtain a coarsely pulverized material. The obtained coarsely crushed material was finely pulverized using a collision-type airflow pulverizer using high-pressure gas.

次に、得られた微粉砕物を図1に示す表面改質装置により表面改質を行った。表面改質時の条件は、原料供給速度は2.0kg/hr、熱風流量4.5m3/min、熱風の吐出温度は220℃、冷風温度3℃、冷風流量3.0m3/minで表面改質を行った。次に、コアンダ効果を利用した風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級しで微粉及び粗粉を同時に分級除去、トナー粒子1を得た。 Next, the obtained finely pulverized product was subjected to surface modification using a surface modification apparatus shown in FIG. Surface reforming conditions were as follows: the raw material supply rate was 2.0 kg / hr, the hot air flow rate was 4.5 m 3 / min, the hot air discharge temperature was 220 ° C., the cold air temperature was 3 ° C., and the cold air flow rate was 3.0 m 3 / min. Modification was performed. Next, classification was performed with an air classifier (Elbow Jet Lab EJ-L3, manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd.) using the Coanda effect, and fine powder and coarse powder were simultaneously removed to obtain toner particles 1.

得られたトナー粒子1 100.0質量部に、無機微粒子として、一次平均粒子径16nmのヘキサメチルジシラザン20質量%で表面処理した疎水性シリカ微粒子1.0質量部を添加し、個数平均粒径が200nmでありヘキサメチルジシラザンで処理されたゾルゲル法シリカ微粉体を1.0質量部を外添混合し、トナー1を得た。   To 100.0 parts by mass of the obtained toner particles 1, 1.0 part by mass of hydrophobic silica fine particles surface-treated with 20% by mass of hexamethyldisilazane having a primary average particle diameter of 16 nm is added as inorganic fine particles. Toner 1 was obtained by externally mixing 1.0 part by mass of a sol-gel silica fine powder having a diameter of 200 nm and treated with hexamethyldisilazane.

〔トナー製造例2〕
スチレン 78.4質量部
アクリル酸−n−ブチル 20.8質量部
メタクリル酸 2.0質量部
を反応容器に添加し、該混合液を110℃まで昇温した。窒素雰囲気下にラジカル重合開始剤であるtert−ブチルハイドロパーオキサイド1質量部をキシレン10質量部に溶解したものを該混合液に30分かけて滴下した。さらにその温度で該混合液を10時間保温してラジカル重合反応を終了させた。さらに該混合液を加熱しながら減圧し、脱溶剤することにより樹脂3を得た。GPCで求めた樹脂3の分子量は、重量平均分子量(Mw)35000、数平均分子量(Mn)8000であり、ピーク分子量(Mp)12000、ガラス転移点(Tg)58℃であった。
[Toner Production Example 2]
Styrene 78.4 parts by mass Acrylic acid-n-butyl 20.8 parts by mass Methacrylic acid 2.0 parts by mass was added to the reaction vessel, and the mixture was heated to 110 ° C. A solution obtained by dissolving 1 part by mass of tert-butyl hydroperoxide as a radical polymerization initiator in 10 parts by mass of xylene under a nitrogen atmosphere was added dropwise to the mixture over 30 minutes. Further, the mixture was kept at that temperature for 10 hours to complete the radical polymerization reaction. Further, the pressure of the mixed solution was reduced while heating, and the solvent was removed to obtain Resin 3. The molecular weight of the resin 3 determined by GPC was a weight average molecular weight (Mw) of 35000, a number average molecular weight (Mn) of 8000, a peak molecular weight (Mp) of 12000, and a glass transition point (Tg) of 58 ° C.

樹脂3 100.0質量部
精製ノルマルパラフィン(DSC最大吸熱ピーク70℃) 5.0質量部
C.I.ピグメントブルー15:3 5.0質量部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)でよく混合した後、温度130℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、池貝鉄工(株)製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機を用いて微粉砕した。
Resin 3 100.0 parts by mass Purified normal paraffin (DSC maximum endothermic peak 70 ° C.) 5.0 parts by mass C.I. I. Pigment Blue 15: 3 5.0 parts by mass After the above materials were thoroughly mixed with a Henschel mixer (FM-75 type, manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), a twin-screw kneader (PCM-30) set at a temperature of 130 ° C. Kneaded with a mold, manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd. The obtained kneaded material was cooled and coarsely pulverized to 1 mm or less with a hammer mill to obtain a coarsely pulverized material. The obtained coarsely crushed material was finely pulverized using a collision-type airflow pulverizer using high-pressure gas.

次に、得られた微粉砕物をファカルティ(ホソカワミクロン社製)を用い、微粒子を除去しながら表面改質処理を行い、トナー粒子2を得た。   Next, the obtained finely pulverized product was subjected to surface modification treatment while removing fine particles using a faculty (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to obtain toner particles 2.

得られたトナー粒子2 100.0質量部に、無機微粒子として、一次平均粒子径16nmのヘキサメチルジシラザン20質量%で表面処理した疎水性シリカ微粒子2.0質量部を添加し、トナー2を得た。   To 100.0 parts by mass of the obtained toner particles 2, 2.0 parts by mass of hydrophobic silica fine particles surface-treated with 20% by mass of hexamethyldisilazane having a primary average particle diameter of 16 nm are added as inorganic fine particles. Obtained.

〔トナー製造例3〕
イオン交換水710質量部に、0.12mol/l−Na3PO4水溶液450質量部を投入し、60℃に加温して得られた水溶液を、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて250s-1にて撹拌した。これに1.2mol/l−CaCl2水溶液68質量部を徐々に添加し、Ca3(PO42を含む水系媒体を得た。
[Toner Production Example 3]
An aqueous solution obtained by adding 450 parts by mass of 0.12 mol / l-Na 3 PO 4 aqueous solution to 710 parts by mass of ion-exchanged water and heating to 60 ° C. is used as a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). And stirred at 250 s −1 . To this, 68 parts by mass of a 1.2 mol / l-CaCl 2 aqueous solution was gradually added to obtain an aqueous medium containing Ca 3 (PO 4 ) 2 .

次に、下記材料
・C.I.ピグメントブルー15:3 10質量部
・スチレン 160質量部
・n−ブチルアクリレート 30質量部
・パラフィンワックス(最大吸熱ピークのピーク温度78℃) 20質量部
・3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.4質量部
・ポリエステル樹脂(テレフタル酸−ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンの縮重合;酸価15mgKOH/g、ピーク分子量6000) 10質量部
を60℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて166.7s-1にて均一に溶解及び分散させた。これに、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10質量部を溶解させ、モノマー混合物を調製した。
Next, the following materials, C.I. I. Pigment Blue 15: 3 10 parts by mass, styrene 160 parts by mass, n-butyl acrylate 30 parts by mass, paraffin wax (peak temperature of maximum endothermic peak 78 ° C.) 20 parts by mass, aluminum compound of 3,5-di-t-butylsalicylate 0.4 parts by mass / polyester resin (terephthalic acid-polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane polycondensation; acid value 15 mg KOH / g, peak molecular weight 6000) 10 parts by mass Was heated to 60 ° C., and uniformly dissolved and dispersed at 166.7 s −1 using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). To this, 10 parts by mass of a polymerization initiator 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was dissolved to prepare a monomer mixture.

得られたモノマー混合物を、上記の水系媒体中に投入した。得られた混合物を60℃、窒素雰囲気下で、TK式ホモミキサーを用いて200s-1(12000rpm)で10分間撹拌して、重合性モノマー組成物を造粒した。その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ80℃に昇温し、10時間反応させた。重合反応終了後、減圧下で残存モノマーを留去して除去した。冷却後、塩酸を加えてCa3(PO42を溶解させた。得られた溶液をろ過し、濾取物を水洗、乾燥してトナー粒子3を得た。 The obtained monomer mixture was put into the aqueous medium. The resulting mixture was stirred at 200 s −1 (12000 rpm) for 10 minutes at 60 ° C. under a nitrogen atmosphere using a TK homomixer to granulate the polymerizable monomer composition. Then, it heated up at 80 degreeC, stirring with a paddle stirring blade, and was made to react for 10 hours. After completion of the polymerization reaction, the remaining monomer was distilled off under reduced pressure. After cooling, hydrochloric acid was added to dissolve Ca 3 (PO 4 ) 2 . The resulting solution was filtered, and the filtered product was washed with water and dried to obtain toner particles 3.

得られたトナー粒子3 100質量部に、イソブチルトリメトキシシラン15質量%で表面処理した一次平均粒子径50nmの酸化チタン微粒子0.8質量部、及びヘキサメチルジシラザン20質量%で表面処理した一次平均粒子径16nmの疎水性シリカ微粒子0.7質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、トナー3を得た。   To 100 parts by mass of the obtained toner particles 3, 0.8 parts by mass of titanium oxide fine particles having a primary average particle diameter of 50 nm surface-treated with 15% by mass of isobutyltrimethoxysilane and a primary treated with 20% by mass of hexamethyldisilazane. Toner 3 was obtained by adding 0.7 part by mass of hydrophobic silica fine particles having an average particle size of 16 nm and mixing with a Henschel mixer (FM-75 type, manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.).

トナー1乃至3の物性を表5に示す。   Table 5 shows the physical properties of Toners 1 to 3.

Figure 2011141350
Figure 2011141350

〔実施例1乃至13及び比較例1乃至7〕
次に、このように作製した磁性キャリア及びトナーを磁性キャリア100質量部に対しトナー8質量部を混合し、二成分系現像剤を作製した。 二成分系現像剤は、V型混合機で5分間混合した。
[Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 7]
Next, the magnetic carrier and the toner thus prepared were mixed with 100 parts by mass of the magnetic carrier and 8 parts by mass of the toner to prepare a two-component developer. The two-component developer was mixed with a V-type mixer for 5 minutes.

磁性キャリア及びトナーの組合せは表6の通りである。   Table 6 shows the combinations of magnetic carrier and toner.

Figure 2011141350
Figure 2011141350

画像形成装置として、キヤノン製カラー複写機imageRUNNER iR C3580改造機改造機を用いた。シアン位置の現像器に上記現像剤を入れ、評価を行った。現像条件としては、現像ドラムに対する現像スリーブ周速を1.5倍、プロセススピード245mm/secとなるように改造した。そして、現像スリーブには、周波数2.0kHz、Vpp1.3kVの交流電圧と直流電圧VDCを印加した。直流電圧VDCはFFH画像(ベタ部)のトナーの紙上への載り量が0.5mg/cm2となるように調整した。 As an image forming apparatus, a Canon color copier imageRUNNER iR C3580 modified machine was used. The developer was placed in a cyan position developer and evaluated. The development conditions were modified so that the peripheral speed of the developing sleeve with respect to the developing drum was 1.5 times and the process speed was 245 mm / sec. An AC voltage and a DC voltage VDC having a frequency of 2.0 kHz and Vpp of 1.3 kV were applied to the developing sleeve. The DC voltage VDC was adjusted so that the amount of toner on the paper of the FFH image (solid portion) was 0.5 mg / cm 2 .

初期のドット再現性、画像濃度安定性、現像性、ハーフトーン均一性、キャリア付着の評価を、後述の評価方法・評価基準により行った。   The initial dot reproducibility, image density stability, developability, halftone uniformity, and carrier adhesion were evaluated by the evaluation methods and evaluation criteria described later.

次に、画像面積比率1%で連続100000枚印刷後、ドット再現性、濃度変動、現像性、ハーフトーン均一性、キャリア付着の評価を行った。   Next, after continuously printing 100,000 sheets at an image area ratio of 1%, dot reproducibility, density fluctuation, developability, halftone uniformity, and carrier adhesion were evaluated.

上記評価を、温度23℃/湿度50%RHの環境と、温度30℃/湿度80%RHの2つの環境で行った。評価結果を表7乃至9に示した。   The above evaluation was performed in two environments of a temperature of 23 ° C./humidity of 50% RH and a temperature of 30 ° C./humidity of 80% RH. The evaluation results are shown in Tables 7 to 9.

なおFFH画像とは、256階調を16進数で表示した値であり、00Hを1階調目(白地部)、FFHを256階調目(ベタ部)とする。
印刷環境 温度23℃/湿度50%RH(以下「N/N」)
温度23℃/湿度5%RH(以下「N/L」)
温度30℃/湿度80%RH(以下「H/H」)
紙 カラー複写機・プリンタ用普通紙 CS−814(A4、81.4g/m2
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
The FFH image is a value in which 256 gradations are displayed in hexadecimal, and 00H is the first gradation (white background part) and FFH is the 256th gradation (solid part).
Printing environment Temperature 23 ° C / Humidity 50% RH (hereinafter “N / N”)
Temperature 23 ° C / Humidity 5% RH (hereinafter “N / L”)
Temperature 30 ° C / Humidity 80% RH (hereinafter "H / H")
Paper Plain paper for color copiers and printers CS-814 (A4, 81.4 g / m 2 )
(Sold from Canon Marketing Japan Inc.)

<ドット再現性>
1画素を1ドットで形成するドット画像(FFh画像)を作成した。紙上の1ドットあたりの面積が、20000μm2以上25000μm2以下となるように、レーザービームのスポット径を調整した。デジタルマイクロスコープVHX−500(レンズワイドレンジズームレンズVH−Z100・キーエンス社製)を用い、ドット1000個の面積を測定した。ドット面積の個数平均(S)とドット面積の標準偏差(σ)を算出し、ドット再現性指数を下記式により算出した。
ドット再現性指数(I)=σ/S×100
A:Iが4.0未満 (非常に良好)
B:Iが4.0以上6.0未満 (良好)
C:Iが6.0以上8.0未満 (本発明において許容レベル)
D:Iが8.0以上 (本発明において許容できない)
<Dot reproducibility>
A dot image (FFh image) in which one pixel is formed by one dot was created. The spot diameter of the laser beam was adjusted so that the area per dot on the paper was 20000 μm 2 or more and 25000 μm 2 or less. The area of 1000 dots was measured using a digital microscope VHX-500 (lens wide range zoom lens VH-Z100, manufactured by Keyence Corporation). The number average (S) of dot areas and the standard deviation (σ) of dot areas were calculated, and the dot reproducibility index was calculated by the following formula.
Dot reproducibility index (I) = σ / S × 100
A: I is less than 4.0 (very good)
B: I is 4.0 or more and less than 6.0 (good)
C: I is 6.0 or more and less than 8.0 (Acceptable level in the present invention)
D: I is 8.0 or more (not acceptable in the present invention)

<画像濃度安定性>
耐久評価を行う前に、20mm×20mmのFFH画像を1枚印刷した。X−Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X−Rite社製)を使用し、FFH画像部分の画像濃度を測定した。その後、画像面積比率30%で10枚印刷後、20mm×20mmのFFH画像を1枚印刷し、FFH画像部分の画像濃度を測定した。画像面積比率30%で10枚印刷前後の画像濃度の差を算出した。
<Image density stability>
Before performing the durability evaluation, one 20 mm × 20 mm FFH image was printed. The image density of the FFH image portion was measured using an X-Rite color reflection densitometer (500 series: manufactured by X-Rite). Then, after printing 10 sheets at an image area ratio of 30%, one 20 mm × 20 mm FFH image was printed, and the image density of the FFH image portion was measured. The difference in image density before and after printing 10 sheets was calculated at an image area ratio of 30%.

(評価基準)
A:0.00以上0.05未満 (非常に良好)
B:0.05以上0.10未満 (良い)
C:0.10以上0.20未満 (本発明において許容レベル)
D:0.20以上 (本発明において許容できない)
(Evaluation criteria)
A: 0.00 or more and less than 0.05 (very good)
B: 0.05 or more and less than 0.10 (good)
C: 0.10 or more and less than 0.20 (Acceptable level in the present invention)
D: 0.20 or more (not acceptable in the present invention)

<現像性>
直流電圧VDCを300Vに固定し、Vppを0.7kVから0.1kV刻みで2.0kVまで変えた交流電圧と直流電圧VDCを印加した。トナー載り量が0.50mg/cmとなるときのVppを求めた。
(A)Vpp1.4kV未満 (非常に良好)
(B)Vpp1.4kV以上1.6kV未満(良好)
(C)Vpp1.6kV以上1.9kV未満(本発明において許容レベル)
(D)Vpp1.9kV以上 (本発明において許容できない)
<Developability>
The DC voltage V DC was fixed at 300 V, and an AC voltage and a DC voltage V DC were applied in which Vpp was changed from 0.7 kV to 2.0 kV in increments of 0.1 kV. Vpp when the applied toner amount was 0.50 mg / cm was obtained.
(A) Vpp less than 1.4 kV (very good)
(B) Vpp 1.4 kV or more and less than 1.6 kV (good)
(C) Vpp 1.6 kV or more and less than 1.9 kV (acceptable level in the present invention)
(D) Vpp 1.9 kV or more (not acceptable in the present invention)

<ハーフトーン均一性>
A3紙全面に90h画像を3枚出力し、3枚目の画像を評価に用いた。画像均一性の評価は、5箇所の画像濃度を測定し、最大値と最小値との差を求めた。画像濃度は、X−Riteカラー反射濃度計(Color reflection densitometer X−Rite 404A)で測定した。
A:0.04未満 (非常に良好)
B:0.04以上0.08未満 (良好)
C:0.08以上0.12未満 (本発明において許容レベル)
D:0.12以上 (本発明において許容できない)
<Halftone uniformity>
Three 90h images were output on the entire surface of A3 paper, and the third image was used for evaluation. The image uniformity was evaluated by measuring the image density at five locations and determining the difference between the maximum value and the minimum value. The image density was measured with an X-Rite color reflection densitometer (Color reflection densitometer X-Rite 404A).
A: Less than 0.04 (very good)
B: 0.04 or more and less than 0.08 (good)
C: 0.08 or more and less than 0.12 (Acceptable level in the present invention)
D: 0.12 or more (not acceptable in the present invention)

<耐久前後の濃度変動>
耐久評価を行う前に、20mm×20mmのFFH画像を1枚印刷した。X−Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X−Rite社製)を使用し、FFH画像部分の画像濃度を測定した。
<Concentration fluctuation before and after durability>
Before performing the durability evaluation, one 20 mm × 20 mm FFH image was printed. The image density of the FFH image portion was measured using an X-Rite color reflection densitometer (500 series: manufactured by X-Rite).

耐久後に、同じ画像を1枚印刷し、画像濃度を測定した。   After endurance, the same image was printed and the image density was measured.

初期及び耐久後の画像濃度の差を以下の基準で評価とした。   The difference in image density between the initial stage and the endurance was evaluated based on the following criteria.

(評価基準)
A:0.00以上0.05未満 (非常に良好)
B:0.05以上0.10未満 (良好)
C:0.10以上0.20未満 (本発明において許容レベル)
D:0.20以上 (本発明において許容できない)
(Evaluation criteria)
A: 0.00 or more and less than 0.05 (very good)
B: 0.05 or more and less than 0.10 (good)
C: 0.10 or more and less than 0.20 (Acceptable level in the present invention)
D: 0.20 or more (not acceptable in the present invention)

<キャリア付着>
00H画像を印刷し、感光ドラム上の部分を透明な粘着テープを密着させてサンプリングし、1cm×1cm中の感光ドラム上に付着していた磁性キャリア粒子の個数をカウントし、1cm2当りの付着キャリア粒子の個数を算出した。
A:3個以下 (非常に良好)
B:4個以上10個以下 (良好)
C:11個以上20個以下(本発明において許容レベル)
D:21個以上 (本発明において許容できない)
<Carrier adhesion>
A 00H image is printed, and the part on the photosensitive drum is sampled by attaching a transparent adhesive tape, and the number of magnetic carrier particles adhering to the photosensitive drum in 1 cm × 1 cm is counted, and the adhering per 1 cm 2. The number of carrier particles was calculated.
A: 3 or less (very good)
B: 4 or more and 10 or less (good)
C: 11 or more and 20 or less (Acceptable level in the present invention)
D: 21 or more (not acceptable in the present invention)

Figure 2011141350
Figure 2011141350

Figure 2011141350
Figure 2011141350

Figure 2011141350
Figure 2011141350

100:トナー粒子供給口、101:熱風供給口、102:気流噴射部材、103:冷風供給口、104:第二の冷風供給口、106:冷却ジャケット、114:トナー粒子、115:高圧エア供給ノズル、116:移送配管、10:磁性キャリア粒子の断面領域、11:磁性コア部、12:磁性コア部以外の領域、13:磁性キャリア粒子の表面   100: Toner particle supply port, 101: Hot air supply port, 102: Airflow injection member, 103: Cold air supply port, 104: Second cold air supply port, 106: Cooling jacket, 114: Toner particles, 115: High pressure air supply nozzle 116: transfer pipe, 10: cross-sectional area of the magnetic carrier particle, 11: magnetic core part, 12: area other than the magnetic core part, 13: surface of the magnetic carrier particle

Claims (4)

多孔質磁性コア粒子と樹脂とを少なくとも有する磁性キャリア粒子を有する磁性キャリアであって、
走査型電子顕微鏡により撮影された該磁性キャリア粒子の断面の反射電子像において、該磁性キャリア粒子の加工断面領域における最大径Rxの中点を基準点とした場合に、基準点を通り、10°間隔に18本引いた直線上において、
0.1μm以上の長さの磁性コア部領域の全個数に対する、6.0μm以上の長さの磁性コア部領域の個数の割合が、5.0個数%以上35.0個数%以下であり、且つ、2.0μm以下の長さを有する磁性コア部領域の個数の割合が、10.0個数%以上45.0個数%以下であり、
該多孔質磁性コア粒子は、交流インピーダンス測定により得られるインピーダンスZの周波数依存特性を、下記(1)式で表されるフィッティング関数により、フィッティングしたときのパラメーターαが、100V/cmの電界強度下において、0.65以上0.85以下であることを特徴とする磁性キャリア。
Figure 2011141350
ただし、
Re[Z(ω)]は、インピーダンスの実部
lm[Z(ω)]は、インピーダンスの虚部
iは、虚数単位
ωは、角周波数
Rs,R,T,αは、Cole−Coleの式によるフィッティングで算出されるパラメーター
A magnetic carrier having magnetic carrier particles having at least porous magnetic core particles and a resin,
In the reflected electron image of the cross section of the magnetic carrier particle taken by a scanning electron microscope, when the midpoint of the maximum diameter Rx in the processed cross-sectional area of the magnetic carrier particle is used as a reference point, the reference point passes through the reference point and is 10 °. On a straight line with 18 intervals drawn,
The ratio of the number of magnetic core part regions having a length of 6.0 μm or more to the total number of magnetic core part regions having a length of 0.1 μm or more is 5.0% by number to 35.0% by number, In addition, the ratio of the number of magnetic core portion regions having a length of 2.0 μm or less is 10.0% by number to 45.0% by number,
The porous magnetic core particle has a parameter α obtained by fitting the frequency dependence characteristic of impedance Z obtained by alternating current impedance measurement with a fitting function represented by the following equation (1), under an electric field strength of 100 V / cm. Wherein the magnetic carrier is 0.65 or more and 0.85 or less.
Figure 2011141350
However,
Re [Z (ω)] is the real part lm [Z (ω)] of the impedance, the imaginary part i of the impedance is the imaginary unit ω, and the angular frequencies Rs, R, T, α are Cole-Cole equations. Calculated by fitting with
走査型電子顕微鏡により撮影された該磁性キャリア粒子の断面の反射電子像において、磁性コア部領域の面積比率が、該断面の全面積に対して、50面積%以上80面積%以下であることを特徴とする請求項1に記載の磁性キャリア。   In the reflected electron image of the cross section of the magnetic carrier particle photographed by a scanning electron microscope, the area ratio of the magnetic core region is from 50 area% to 80 area% with respect to the total area of the cross section. The magnetic carrier according to claim 1, wherein the magnetic carrier is a magnetic carrier. 該磁性キャリア粒子は、該多孔質磁性コア粒子の孔に樹脂が充填された粒子の表面に、さらに樹脂で被覆されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁性キャリア。   3. The magnetic carrier according to claim 1, wherein the magnetic carrier particles are further coated with a resin on the surface of the particles in which the pores of the porous magnetic core particles are filled with the resin. トナーと磁性キャリアとを少なくとも含有する二成分系現像剤において、該磁性キャリアは、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の磁性キャリアであることを特徴とする二成分系現像剤。   The two-component developer containing at least a toner and a magnetic carrier, wherein the magnetic carrier is the magnetic carrier according to any one of claims 1 to 3.
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