JP2015152654A - Magnetic carrier, two-component developer, supply developer, and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真法を用いて静電荷像を顕像化するための画像形成方法に使用される磁性キャリア、二成分系現像剤、補給用現像剤、及びそれを用いた画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to a magnetic carrier, a two-component developer, a replenishing developer, and an image forming method using the same used in an image forming method for developing an electrostatic image using electrophotography. Is.
従来、電子写真方式の画像形成方法は、静電潜像担持体上に種々の手段を用いて静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像を現像する方法が一般的に使用されている。この現像に際しては、磁性キャリアと呼ばれる担体粒子をトナーと混合し、摩擦帯電させて、トナーに適当量の正または負の電荷を付与し、その電荷をドライビングフォースとして現像させる二成分現像方式が広く採用されている。 Conventionally, an electrophotographic image forming method forms an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier using various means, and attaches toner to the electrostatic latent image to form an electrostatic latent image. A developing method is generally used. For this development, there are a wide variety of two-component development systems in which carrier particles called magnetic carriers are mixed with toner, triboelectrically charged, imparted with an appropriate amount of positive or negative charge to the toner, and developed as a driving force. It has been adopted.
二成分現像方式は、磁性キャリアに対して現像剤の撹拌、搬送、帯電などの機能を付与できるため、トナーとの機能分担が明確であり、このため現像剤性能の制御性が良いなどの利点がある。 The two-component development method can give functions such as developer agitation, conveyance, and charging to the magnetic carrier, so the function sharing with the toner is clear, and therefore the developer performance controllability is good. There is.
一方、近年、電子写真分野の技術進化により、装置の高速化、高寿命化はもとより高精細化、画像品位の安定化を有することがますます厳しく要求されてきている。このような要求に応えるため、磁性キャリアの高性能化が求められている。 On the other hand, in recent years, due to technological advancement in the field of electrophotography, there has been an increasingly strict requirement not only to increase the speed and life of the apparatus, but also to increase the definition and stabilize the image quality. In order to meet such a demand, high performance of the magnetic carrier is required.
その中の一つに、磁性キャリアの比重を軽くして、トナーへのストレスを低減した磁性キャリアの提案がなされている(特許文献1)。この磁性キャリアは、磁性体分散型樹脂キャリアと呼ばれ、球形マグネタイトと結着樹脂(フェノール)を直接重合することで得られる磁性体分散型樹脂キャリアである。しかしながら、上記のようなキャリアは低比重で、磁気力も下がることで高画質化や高精細化が図れ、トナーへのストレスは軽減される反面、トナーが低温定着に対応するようになり、トナースペントにより、現像剤の寿命が短くなる場合がある。また、キャリアコア表面近傍に樹脂が多く存在することから、キャリアの帯電緩和性の低下に繋がる。その結果、ハーフトーン画像部とベタ画像部の境界でハーフトーン部後端のトナーが掻き取られ白いスジとなり、ベタ画像部のエッジが強調される画像欠陥(以下、白抜け)が発生する懸念がある。 One of them is a proposal of a magnetic carrier in which the specific gravity of the magnetic carrier is reduced to reduce stress on the toner (Patent Document 1). This magnetic carrier is called a magnetic material-dispersed resin carrier, and is a magnetic material-dispersed resin carrier obtained by directly polymerizing spherical magnetite and a binder resin (phenol). However, the carrier as described above has a low specific gravity and lowering the magnetic force, so that high image quality and high definition can be achieved and the stress on the toner is reduced, but the toner is compatible with low-temperature fixing, and the toner spent. As a result, the life of the developer may be shortened. In addition, since a large amount of resin is present in the vicinity of the surface of the carrier core, this leads to a decrease in charge relaxation properties of the carrier. As a result, the toner at the rear end of the halftone part is scraped off at the boundary between the halftone image part and the solid image part, resulting in white streaks, and there is a concern that an image defect in which the edge of the solid image part is emphasized (hereinafter, white spot) occurs. There is.
これに対し、また、トナースペントを改良し、高画質化を狙うため、磁性キャリアの表面に凹凸を設けたものが提案されている(特許文献2、3、4)。これらは、形状及び粒径の異なる2種類の磁性体粒子を用いて、磁性キャリア表面に凹凸を付与させたものである。しかしながら、これらの磁性キャリアにより、画質が向上し、且つトナースペント性も向上したものの、長期耐久においてトナー帯電量のチャージアップが発生し、画像濃度の低下が生じてしまうことがある。
On the other hand, in order to improve the toner spent and improve the image quality, there has been proposed a magnetic carrier with an uneven surface (
本発明の目的は、上記の課題を解決した磁性キャリア、二成分系現像剤及び補給用現像剤を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a magnetic carrier, a two-component developer, and a replenishment developer that solve the above problems.
更に、本発明の目的は、高負荷型の複写機で、長時間の連続印刷を行っても帯電緩和性に優れ、トナー帯電量のチャージアップを抑制し、高画質な画像を安定して得ることができる磁性キャリア、二成分系現像剤及び補給用現像剤を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a high-load type copier that has excellent charge relaxation properties even when continuous printing is performed for a long time, suppresses charge-up of the toner charge amount, and stably obtains high-quality images. It is an object of the present invention to provide a magnetic carrier, a two-component developer and a replenishment developer that can be used.
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、下記に示すような磁性体分散型樹脂キャリアを用いることで、白抜けや耐久前後の画像濃度変動を抑制した磁性キャリア及び二成分系現像剤が得られることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that a magnetic carrier and a two-component developer that suppresses white spots and fluctuations in image density before and after durability by using a magnetic material-dispersed resin carrier as shown below. It was found that it can be obtained.
すなわち、本発明は、少なくとも磁性体と結着樹脂を有する磁性体分散型樹脂キャリアコア、及び前記磁性体分散型樹脂キャリアコアの表面に、樹脂被覆層を有する磁性キャリアであって、
前記磁性キャリアは体積分布基準の50%粒径(D50)が20μm以上60μm以下であり、
前記磁性キャリアは、以下のように定義される領域R1及び領域R2における樹脂由来元素と金属成分由来元素との質量%比(樹脂由来元素/金属成分由来元素)をJR1及びJR2としたとき、以下の関係を満たすことを特徴とする磁性キャリアに関する。
(1)0.20≦JR1≦0.40
(2)1.00≦(JR1/JR2)≦1.40
That is, the present invention is a magnetic carrier dispersed resin carrier core having at least a magnetic body and a binder resin, and a magnetic carrier having a resin coating layer on the surface of the magnetic body dispersed resin carrier core,
The magnetic carrier has a 50% particle size (D50) based on volume distribution of 20 μm or more and 60 μm or less,
When the mass% ratio (resin-derived element / metal component-derived element) between the resin-derived element and the metal component-derived element in the region R1 and the region R2 defined as follows is defined as follows, the magnetic carrier is expressed as follows: It is related with the magnetic carrier characterized by satisfy | filling this relationship.
(1) 0.20 ≦ JR1 ≦ 0.40
(2) 1.00 ≦ (JR1 / JR2) ≦ 1.40
領域R1の定義:
前記磁性キャリアの断面画像において、最大長となる線分Aと平行であり、前記線分Aと2.5μm離れた2本の直線をB及びCとする。前記線分と前記磁性キャリア表面との交点を通り、前記線分と直行する直線Dと、直線Dと平行であり、前記磁性キャリアの中心方向に向けて5.0μm離れた直線Eを想定し、直線B・C間の前記磁性キャリア表面ラインと、直線B、C及びEとに囲まれた領域。
Definition of region R1:
In the cross-sectional image of the magnetic carrier, two straight lines that are parallel to the maximum length of the line segment A and separated from the line segment A by 2.5 μm are B and C. Assuming a straight line D passing through the intersection of the line segment and the magnetic carrier surface and perpendicular to the line segment, parallel to the straight line D and 5.0 μm away from the magnetic carrier toward the central direction of the magnetic carrier. A region surrounded by the magnetic carrier surface line between the straight lines B and C and the straight lines B, C, and E.
領域R2の定義:
前記直線D、Eと平行であり、前記線分Aの中点と2.5μm離れた2本の直線をF及びGとしたとき、直線B、C、F及びGとに囲まれた領域。
Definition of region R2:
A region surrounded by straight lines B, C, F, and G, where F and G are two straight lines that are parallel to the straight lines D and E and separated from the midpoint of the line segment A by 2.5 μm.
また、本発明は、結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナーと、磁性キャリアとを含有する二成分現像剤であって、前記磁性キャリアが、上記構成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に関する。 The present invention also provides a two-component developer containing a toner containing a binder resin, a colorant and a release agent, and a magnetic carrier, wherein the magnetic carrier is a magnetic carrier having the above-described configuration. The present invention relates to a two-component developer.
また、本発明は、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低下に応じて補給用現像剤を現像器に補給し、静電潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像器内の二成分系現像剤を用いて現像し、且つ現像器内部で過剰になった磁性キャリアを必要に応じて現像器から排出する二成分現像方法に使用するための補給用現像剤であって、
前記補給用現像剤は、補給用磁性キャリアと結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナーとを含有し、前記補給用磁性キャリア1質量部に対するトナー量が2質量部以上50質量部以下であり、
前記補給用磁性キャリアは、上記構成の磁性キャリアであることを特徴とする補給用現像剤に関する。
Further, according to the present invention, a replenishment developer is replenished to the developing device in accordance with a decrease in the toner concentration of the two-component developer in the developing device, and an electrostatic latent image formed on the surface of the electrostatic latent image carrier is obtained. A replenishment developer for use in a two-component development method in which development is performed using a two-component developer in a developing device and excess magnetic carrier is discharged from the developing device as needed. There,
The replenishment developer includes a replenishment magnetic carrier and a toner containing a binder resin, a colorant, and a release agent, and a toner amount with respect to 1 part by mass of the replenishment magnetic carrier is 2 parts by mass or more and 50 parts by mass. And
The replenishing magnetic carrier is a magnetic carrier having the above-described configuration.
また、本発明は、静電潜像担持体を帯電する帯電工程、静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、該静電潜像を現像器内の二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、該トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、転写されたトナー像を転写材に定着する定着工程を有する画像形成方法であって、
前記二成分系現像剤として、上記構成の二成分系現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法に関する。
The present invention also provides a charging step for charging the electrostatic latent image carrier, an electrostatic latent image forming step for forming an electrostatic latent image on the surface of the electrostatic latent image carrier, and the electrostatic latent image in the developing device. Development using a two-component developer to form a toner image, a transfer step of transferring the toner image to a transfer material with or without an intermediate transfer member, and transferring the transferred toner image to a transfer material An image forming method having a fixing step of fixing to
The present invention relates to an image forming method using the two-component developer having the above-described configuration as the two-component developer.
さらに、本発明は、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低下に応じて、補給用現像剤を現像器に補給し、現像器内で過剰になった磁性キャリアを必要に応じて現像器から排出する画像形成方法であって、
前記補給用現像剤が、補給用磁性キャリアと結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナーとを含有し、前記補給用磁性キャリア1質量部に対するトナー量が2質量部以上50質量部以下であり、
前記補給用磁性キャリアが、上記構成の磁性キャリアであることを特徴とする画像形成方法に関する。
Further, according to the present invention, as the toner concentration of the two-component developer in the developing device decreases, the replenishment developer is supplied to the developing device, and the excess magnetic carrier in the developing device is supplied as necessary. An image forming method for discharging from a developing device,
The replenishment developer contains a replenishment magnetic carrier and a toner containing a binder resin, a colorant, and a release agent, and a toner amount with respect to 1 part by mass of the replenishment magnetic carrier is 2 parts by mass or more and 50 parts by mass. And
The replenishing magnetic carrier is a magnetic carrier having the above-described configuration.
本発明の磁性キャリアを用いることにより、帯電緩和性を向上させ、トナー帯電量のチャージアップを抑制することで、白抜けを改良し、かつ耐久前後の画像濃度変動を抑制することが可能である。 By using the magnetic carrier of the present invention, it is possible to improve the charge relaxation property and suppress the charge-up of the toner charge amount, thereby improving white spots and suppressing fluctuations in image density before and after durability. .
本発明の磁性キャリアは、少なくとも磁性体と結着樹脂を有する磁性体分散型樹脂キャリアコア、及び該磁性体キャリアコアの表面に樹脂被覆層を有する磁性体分散型樹脂キャリアであって、該磁性体分散型樹脂キャリアの体積平均粒径は20.0から60.0μmであり、以下のように定義される領域R1及び領域R2における樹脂由来元素と金属成分由来元素との質量%比(樹脂由来元素/金属成分由来元素)をJR1及びJR2としたとき、以下の関係を満たすことを特徴とする磁性キャリアに関する。
(1)0.20≦JR1≦0.40
(2)1.00≦(JR1/JR2)≦1.40
The magnetic carrier of the present invention is a magnetic material-dispersed resin carrier core having at least a magnetic material and a binder resin, and a magnetic material-dispersed resin carrier having a resin coating layer on the surface of the magnetic material carrier core. The volume average particle size of the body-dispersed resin carrier is 20.0 to 60.0 μm, and the mass% ratio of the resin-derived element and the metal component-derived element in the regions R1 and R2 defined as follows (from the resin) When the element / element derived from the metal component is JR1 and JR2, the magnetic carrier satisfies the following relationship.
(1) 0.20 ≦ JR1 ≦ 0.40
(2) 1.00 ≦ (JR1 / JR2) ≦ 1.40
ここで、領域R1及びR2の定義を図1に基づき説明する。前記磁性キャリアの断面画像において、最大長となる線分Aと平行であり、前記線分Aと2.5μm離れた2本の直線をB及びCとする。前記線分と前記磁性キャリア表面との交点を通り、前記線分と直行する直線Dと、直線Dと平行であり、前記磁性キャリアの中心方向に向けて5.0μm離れた直線Eを想定し、直線B・C間の前記磁性キャリア表面ラインと、直線B、C及びEとに囲まれた領域をR1とする。また、領域R2の定義は前記直線D、Eと平行であり、前記線分Aの中点と2.5μm離れた2本の直線をF及びGとしたとき、直線B、C、F及びGとに囲まれた領域である。 Here, the definition of the regions R1 and R2 will be described with reference to FIG. In the cross-sectional image of the magnetic carrier, two straight lines that are parallel to the maximum length of the line segment A and separated from the line segment A by 2.5 μm are B and C. Assuming a straight line D passing through the intersection of the line segment and the magnetic carrier surface and perpendicular to the line segment, parallel to the straight line D and 5.0 μm away from the magnetic carrier toward the central direction of the magnetic carrier. A region surrounded by the magnetic carrier surface line between the straight lines B and C and the straight lines B, C, and E is R1. The definition of the region R2 is parallel to the straight lines D and E. When two straight lines separated from the midpoint of the line segment A by 2.5 μm are F and G, the straight lines B, C, F and G It is an area surrounded by.
上記の磁性キャリアを用いることで、帯電緩和性に優れ、トナー帯電量のチャージアップを抑制することができ、耐白抜け性や画像濃度安定性が向上し、キャリア付着を抑制する。なお、JR1及びJR2を制御する方法は、後述の磁性キャリア製造方法で説明する。 By using the above-mentioned magnetic carrier, it is excellent in charge relaxation properties, can suppress the charge-up of the toner charge amount, improves white spot resistance and image density stability, and suppresses carrier adhesion. The method for controlling JR1 and JR2 will be described in the magnetic carrier manufacturing method described later.
JR1が0.20未満では、キャリア表面近傍の樹脂が薄層であり、電荷緩和性が大きくなり過ぎ、ガサツキやキャリア付着が悪化する。一方、0.40を超えると、帯電緩和性が不足し、白抜けやチャージアップによる画像濃度変動が発生する。 If JR1 is less than 0.20, the resin in the vicinity of the carrier surface is a thin layer, the charge relaxation property becomes excessively large, and the roughness and carrier adhesion deteriorate. On the other hand, if it exceeds 0.40, the charge relaxation property is insufficient, and image density fluctuation due to white spots or charge-up occurs.
JR1/JR2が1.00未満では、帯電緩和性が大きくなり過ぎ、ガサツキやキャリア付着が悪化する。また、1.40を超える場合には、帯電緩和性が得られず、白抜けやチャージアップによる画像濃度変動が発生する。 When JR1 / JR2 is less than 1.00, the charge relaxation property becomes too large, and the roughness and carrier adhesion are deteriorated. On the other hand, if it exceeds 1.40, the charge relaxation property cannot be obtained, and image density fluctuation due to white spots or charge-up occurs.
本発明の磁性体分散型樹脂キャリアの体積分布基準の50%粒径(以下、D50)は、磁性キャリアの粒径を20.0μm以上60.0μm以下であることが好ましい。これにより、トナーへの摩擦帯電付与性を良好にし、ハーフトーン部のガサツキを満足し、カブリの抑制とキャリア付着の防止ができる。 The 50% particle size (hereinafter referred to as D50) based on the volume distribution of the magnetic material-dispersed resin carrier of the present invention is preferably 20.0 μm or more and 60.0 μm or less. As a result, the frictional charge imparting property to the toner is improved, the roughness of the halftone portion is satisfied, fogging can be suppressed, and carrier adhesion can be prevented.
前記磁体分散型樹脂キャリアは、磁性体粒子A及び磁性体粒子Bを含有し、前記磁性体粒子A及びBの個数平均粒径(μm)をそれぞれrA、rBとし、前記磁性キャリアの断面画像において、R1領域及びR2領域における総磁性体粒子断面積に対する前記磁性体粒子Aの断面積の存在割合をそれぞれAR1、AR2としたとき、以下の規定を満たしていることが好ましい。
(1)0.30≦rA≦3.00
(2)0.05≦rB≦0.25
(3)0.00≦(AR2/AR1)≦0.50
In the cross-sectional image of the magnetic carrier, the magnetic-dispersed resin carrier contains magnetic particles A and magnetic particles B, and the number average particle diameters (μm) of the magnetic particles A and B are rA and rB, respectively. When the ratio of the cross-sectional area of the magnetic particle A to the total magnetic particle cross-sectional area in the R1 region and the R2 region is AR1 and AR2, respectively, it is preferable that the following regulations are satisfied.
(1) 0.30 ≦ rA ≦ 3.00
(2) 0.05 ≦ rB ≦ 0.25
(3) 0.00 ≦ (AR2 / AR1) ≦ 0.50
上記の磁性体分散型樹脂キャリアを用いることで、磁性キャリア表面近傍の樹脂の存在割合を制御することができ、その結果、帯電緩和性の制御及びチャージアップの抑制が可能となり、白抜け及びキャリア付着の悪化や画像濃度変動を防ぐ。また、個数平均粒径の大きい磁性体粒子Aが、表層により多く存在することで、表層に凹凸が付与でき、トナースペント性が良化し、長期使用においても帯電付与能の低下を軽減し、カブリ悪化を抑制できる。 By using the above-mentioned magnetic material-dispersed resin carrier, it is possible to control the abundance of the resin in the vicinity of the surface of the magnetic carrier, and as a result, it is possible to control charge relaxation and suppress charge-up. Prevents adhesion deterioration and image density fluctuation. Further, since the magnetic particles A having a large number average particle diameter are present more in the surface layer, unevenness can be imparted to the surface layer, the toner spent property is improved, the decrease in charge imparting ability is reduced even in long-term use, and the fog is reduced. Deterioration can be suppressed.
rAが0.30μm未満の場合、磁性キャリア表面近傍の磁性体間の樹脂量が多くなり、帯電緩和性が得られず、白抜けやチャージアップによる画像濃度変動やキャリア付着が発生する。また、磁性キャリア表面の凹凸も小さくなり、トナースペント性が悪化する。一方、3.00μmを超える場合、磁性体粒子が嵩高くなり過ぎ、磁性キャリア表面近傍の樹脂が薄層化し、帯電緩和性が大きくなり過ぎ、ガサツキが悪化する懸念がある。また、コート樹脂の表面状態が不均一になり、帯電付与能がバラつき、カブリ悪化や濃度変動が生じる場合がある。 When rA is less than 0.30 μm, the amount of resin between the magnetic bodies in the vicinity of the surface of the magnetic carrier is increased, charging relaxation cannot be obtained, and image density fluctuations and carrier adhesion occur due to white spots and charge-up. Further, unevenness on the surface of the magnetic carrier is reduced, and the toner spent property is deteriorated. On the other hand, when it exceeds 3.00 μm, the magnetic particles become too bulky, the resin near the surface of the magnetic carrier is thinned, the charge relaxation property becomes too large, and there is a concern that the roughness is deteriorated. In addition, the surface state of the coating resin becomes non-uniform, the charge imparting ability varies, and fogging and density fluctuation may occur.
rBが0.05μm未満の場合、磁性体粒子B同士が凝集し、磁性キャリア粒子間での磁性体含有量のバラつきが生じ、キャリア付着が悪化する懸念がある。一方0.25μmを超える場合、磁性キャリア中の磁性体含有量が低下し、キャリア付着が発生する可能性がある。 When rB is less than 0.05 μm, there is a concern that the magnetic particles B aggregate, the magnetic content of the magnetic carrier particles varies, and the carrier adhesion deteriorates. On the other hand, when it exceeds 0.25 μm, the content of the magnetic substance in the magnetic carrier is lowered, and carrier adhesion may occur.
AR2/AR1が0.50を超える場合、磁性キャリア表面近傍における磁性体粒子Aの存在割合が少なく、樹脂の存在割合が大きくなり、帯電緩和性が得られず、白抜けやチャージアップによる画像濃度変動やキャリア付着が発生する懸念がある。 When AR2 / AR1 exceeds 0.50, the presence ratio of the magnetic particles A in the vicinity of the surface of the magnetic carrier is small, the presence ratio of the resin is large, charging relaxation is not obtained, and image density due to white spots or charge-up is increased. There are concerns about fluctuations and carrier adhesion.
前記磁体分散型樹脂キャリアに含有する磁性体粒子A及びBは、磁性体中における磁性体粒子A及びBの質量割合(質量%)をそれぞれ、wA、wBとしたとき、0.51≦wA/(wA+wB)≦0.80であることが好ましい。前述の範囲にあることで、磁性キャリア表面近傍及び内部における樹脂と磁性体の存在割合を制御することが可能となり、その結果、白抜けとチャージアップを抑制することができる。0.51未満の場合、磁性キャリア表面近傍の樹脂の存在割合が大きくなり、帯電緩和性が低下し、白抜けやチャージアップによる画像濃度変動やキャリア付着が発生する懸念がある。一方、0.80を超えると磁性キャリア表面近傍の樹脂の存在割合が小さくなり、帯電緩和性が大きくなり過ぎ、ガサツキの悪化が懸念される。 The magnetic particles A and B contained in the magnetic material-dispersed resin carrier are 0.51 ≦ wA / when the mass ratio (mass%) of the magnetic particles A and B in the magnetic material is wA and wB, respectively. It is preferable that (wA + wB) ≦ 0.80. By being in the above-mentioned range, it becomes possible to control the presence ratio of the resin and the magnetic body in the vicinity and inside of the magnetic carrier surface, and as a result, white spots and charge-up can be suppressed. If it is less than 0.51, the resin existing in the vicinity of the surface of the magnetic carrier is increased, the charge relaxation property is lowered, and there is a concern that image density fluctuation or carrier adhesion occurs due to white spots or charge-up. On the other hand, if it exceeds 0.80, the proportion of the resin in the vicinity of the surface of the magnetic carrier becomes small, the charge relaxation property becomes too large, and there is a concern about the deterioration of roughness.
以下、本発明の詳細を説明する。 Details of the present invention will be described below.
<磁性キャリアコア>
本発明に用いられる磁性キャリアコアは、結着樹脂中に磁性体を分散させた磁性体分散型樹脂キャリアコアであれば、混練粉砕法、重合法のいずれで製造したものでもよい。中でも磁性体Aと磁性体Bの存在状態をコントロールする上で、重合法により製造した磁性キャリアコアであることが好ましい。
<Magnetic carrier core>
The magnetic carrier core used in the present invention may be manufactured by either a kneading and pulverizing method or a polymerization method as long as it is a magnetic material-dispersed resin carrier core in which a magnetic material is dispersed in a binder resin. Among these, in order to control the presence state of the magnetic substance A and the magnetic substance B, a magnetic carrier core produced by a polymerization method is preferable.
本発明に用いられる磁性体粒子は、磁性無機化合物粒子と非磁性無機化合物粒子とがある。磁性無機化合物粒子としては、マグネタイト粒子粉末、マグヘマイト粒子粉末、これらにケイ素の酸化物、ケイ素の水酸化物、アルミニウムの酸化物又はアルミニウムの水酸化物の1種又は2種以上を有する磁性鉄酸化物粒子粉末、バリウム、ストロンチウム又はバリウム−ストロンチウムを含むマグネトプランバイト型フェライト粒子粉末、マンガン、ニッケル、亜鉛、リチウム及びマグネシウムから選ばれた1種又は2種以上を含むスピネル型フェライト粒子粉末の如き各種磁性鉄化合物粒子粉末が使用できる。これらの中でも、マグネタイト粒子粉末の如き、磁性鉄酸化物粒子粉末が好ましく使用できる。非磁性無機化合物粒子粉末としては、ヘマタイト粒子粉末の如き非磁性鉄酸化物粒子粉末、ゲータイト粒子粉末の如き非磁性含水酸化第二鉄粒子粉末、酸化チタン粒子粉末、シリカ粒子粉末、タルク粒子粉末、アルミナ粒子粉末、硫酸バリウム粒子粉末、炭酸バリウム粒子粉末、カドミウムイエロー粒子粉末、炭酸カルシウム粒子粉末、亜鉛華粒子粉末が使用できる。これらの中でも、非磁性鉄酸化物粒子粉末が好ましく使用できる。 Magnetic particles used in the present invention include magnetic inorganic compound particles and nonmagnetic inorganic compound particles. Magnetic inorganic compound particles include magnetite particle powder, maghemite particle powder, magnetic iron oxide having one or more of silicon oxide, silicon hydroxide, aluminum oxide or aluminum hydroxide. Various kinds of powder particles, such as powder particles of barium, strontium or magnetoplumbite type ferrite particles containing barium-strontium, spinel type ferrite particles containing one or more selected from manganese, nickel, zinc, lithium and magnesium Magnetic iron compound particle powder can be used. Among these, magnetic iron oxide particle powders such as magnetite particle powders can be preferably used. Nonmagnetic inorganic compound particle powder includes nonmagnetic iron oxide particle powder such as hematite particle powder, nonmagnetic hydrous ferric oxide particle powder such as goethite particle powder, titanium oxide particle powder, silica particle powder, talc particle powder, Alumina particle powder, barium sulfate particle powder, barium carbonate particle powder, cadmium yellow particle powder, calcium carbonate particle powder and zinc white particle powder can be used. Among these, nonmagnetic iron oxide particle powder can be preferably used.
磁性体の製造方法としては、湿式法、乾式法の従来公知の製造方法により製造できる。具体的には、製造方法は、窒素ガスで置換した反応槽内に、濃度2モル/L以上5モル/L以下の水酸化アルカリ水溶液及び濃度0.5モル/L以上2.0モル/L以下の硫酸鉄水溶液及び硫酸亜鉛水溶液を、水酸化アルカリと硫酸鉄とのモル比率(水酸化アルカリのモル数/硫酸鉄のモル数)が1.0以上5.0以下となるように添加して混合溶液とする。次いで、所望のpHになるようにさらに水酸化アルカリを添加する。上記混合溶液を70℃以上100℃以下の温度に維持しつつ、上記反応槽内に酸化性ガス(空気)を吹き込みながら、7時間以上15時間以下で撹拌混合し、マグネタイトを生成させる。さらに、生成されたマグネタイトを含む上記混合溶液を、濾過、水洗、乾燥、解砕してマグネタイトを得る。上記混合溶液に添加される硫酸鉄水溶液の濃度により、反応スラリー粘度をコントロールでき、生成マグネタイトの粒度分布を調節する。また、上記硫酸鉄水溶液には、Zn2+、Mn2+、Ni2+、Cr2+又はCu2+等の二価の金属イオンが含有されていてもよい。上記二価の金属イオン源としては、それらの硫酸塩、塩化物、硝酸塩が挙げられる。また、SiO2も必要に応じて含有してもよく、ケイ酸塩を原料とする。 As a manufacturing method of a magnetic body, it can manufacture with the conventionally well-known manufacturing method of a wet method and a dry method. Specifically, in the production method, an aqueous alkali hydroxide solution having a concentration of 2 mol / L or more and 5 mol / L or less and a concentration of 0.5 mol / L or more and 2.0 mol / L are contained in a reaction vessel substituted with nitrogen gas. The following iron sulfate aqueous solution and zinc sulfate aqueous solution were added so that the molar ratio of alkali hydroxide to iron sulfate (number of moles of alkali hydroxide / number of moles of iron sulfate) was 1.0 to 5.0. To make a mixed solution. Next, further alkali hydroxide is added so as to obtain a desired pH. While maintaining the mixed solution at a temperature of 70 ° C. or higher and 100 ° C. or lower and stirring the oxidizing gas (air) into the reaction vessel, the mixture is stirred and mixed for 7 hours or longer and 15 hours or shorter to generate magnetite. Furthermore, the mixed solution containing the produced magnetite is filtered, washed with water, dried and pulverized to obtain magnetite. The reaction slurry viscosity can be controlled by the concentration of the aqueous iron sulfate solution added to the mixed solution, and the particle size distribution of the produced magnetite is adjusted. Further, the iron sulfate aqueous solution may contain a divalent metal ion such as Zn 2+ , Mn 2+ , Ni 2+ , Cr 2+ or Cu 2+ . Examples of the divalent metal ion source include sulfates, chlorides and nitrates thereof. Further, SiO 2 may be contained as required, and silicate is used as a raw material.
撹拌速度、反応温度、反応場のpH、反応時間、ケイ酸塩添加により、磁性体の形状および粒度分布をコントロールすることができる。球状の磁性体を得る為には、pHは8以下にすることが好ましい。一方、八面体または不定形の磁性体を得るためには、pHを10以上にすることが好ましい。 The shape and particle size distribution of the magnetic material can be controlled by stirring speed, reaction temperature, reaction field pH, reaction time, and addition of silicate. In order to obtain a spherical magnetic material, the pH is preferably 8 or less. On the other hand, in order to obtain an octahedral or amorphous magnetic material, the pH is preferably 10 or more.
本発明において、用いられる磁性体粒子の形状としては、特に限定されないが、磁性キャリア表面に多く存在させる磁性体粒子Aは、特定の決まった形状を有さない粒子群(不定形)からなる磁性体粒子であることが望ましい。磁性体粒子Aが該形状を有することで、耐トナースペント性をより高めることができる。 In the present invention, the shape of the magnetic particles to be used is not particularly limited, but the magnetic particles A that are largely present on the surface of the magnetic carrier are magnetic particles composed of a particle group (indefinite shape) having no specific shape. The body particles are desirable. Since the magnetic particles A have this shape, the toner spent resistance can be further improved.
また、本発明の磁性キャリアは、誘電物質を含有してもよい。誘電物質を含有することで、現像性が良化し、安定した画像が長期にわたって提供できる。誘電物質としては、酸化チタン、チタン酸塩及びジルコン酸塩等が挙げられる。具体的には、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉛、二酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸鉛などが挙げられる。 The magnetic carrier of the present invention may contain a dielectric material. By containing a dielectric substance, developability is improved and a stable image can be provided over a long period of time. Examples of the dielectric material include titanium oxide, titanate, and zirconate. Specific examples include barium titanate, strontium titanate, potassium titanate, magnesium titanate, lead titanate, titanium dioxide, barium zirconate, calcium zirconate, lead zirconate and the like.
本発明で用いられる結着樹脂としては、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂及びポリエーテル樹脂の如き樹脂が挙げられる。樹脂は、一種であっても、二種以上の混合樹脂であってもよい。特に、フェノール樹脂は、比較的大きな磁性体を保持するようキャリアコアの強度アップの点で好ましい。キャリアコアの磁気力を高めるため、また比抵抗をコントロールするためには、磁性体の量を増量する。具体的には、マグネタイト粒子の場合、キャリアコアに対して80質量%以上90質量%以下で添加することが好ましい。 Examples of the binder resin used in the present invention include resins such as vinyl resins, polyester resins, epoxy resins, phenol resins, urea resins, polyurethane resins, polyimide resins, cellulose resins, silicone resins, acrylic resins, and polyether resins. . Resin may be 1 type, or 2 or more types of mixed resin may be sufficient as it. In particular, a phenol resin is preferable in terms of increasing the strength of the carrier core so as to retain a relatively large magnetic material. In order to increase the magnetic force of the carrier core and to control the specific resistance, the amount of the magnetic material is increased. Specifically, in the case of magnetite particles, it is preferably added at 80 mass% or more and 90 mass% or less with respect to the carrier core.
水性モノマーであるフェノールとアルデヒドとを塩基性触媒下の水系媒体中で付加重合反応させ、フェノールレゾール樹脂として硬化させる。この際に磁性体を水系媒体中に入れ、モノマーと磁性体とを均一にスラリー化させ、反応が進み樹脂が硬化する際に磁性体を取り込むことでコアができる。その水系媒体と磁性体の表面性との親和性を利用して磁性体の存在状態をコントロールすることができる。 An aqueous monomer, phenol and aldehyde are subjected to an addition polymerization reaction in an aqueous medium under a basic catalyst, and cured as a phenol resole resin. At this time, the magnetic material is put in an aqueous medium, the monomer and the magnetic material are uniformly slurried, and the core is formed by taking in the magnetic material when the reaction proceeds and the resin is cured. The presence state of the magnetic substance can be controlled by utilizing the affinity between the aqueous medium and the surface property of the magnetic substance.
磁性体AとBの存在状態をコントロールするためには、キャリアコアを製造するとき、あらかじめ磁性体粒子表面を親油化処理しておくことが重要である。親油化処理は、シランカップリング剤やチタネートカップリング剤のカップリング剤で処理する方法や界面活性剤を含む水性溶媒中に磁性体を分散させて処理することができる。その場合、磁性体Aと磁性体Bの処理量や処理種を変えることで、磁性体Aを優先的にキャリアコア表面に存在させることができる。具体的には、親水性のものを磁性体Aに処理する、あるいは、磁性体Bより磁性体Aの親油化処理量を減じることが好ましい。 In order to control the presence of the magnetic bodies A and B, it is important that the surface of the magnetic body particles be oleophilic in advance when the carrier core is manufactured. The oleophilic treatment can be carried out by a method of treating with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent or by dispersing a magnetic substance in an aqueous solvent containing a surfactant. In that case, the magnetic body A can be preferentially present on the surface of the carrier core by changing the processing amount and processing type of the magnetic body A and the magnetic body B. Specifically, it is preferable to treat the hydrophilic substance with the magnetic substance A or reduce the lipophilic treatment amount of the magnetic substance A over the magnetic substance B.
<樹脂被覆層>
被覆層に用いられる被覆樹脂組成物の樹脂としては特に限定されないが、分子構造中に環式炭化水素基を有するビニル系モノマーと他のビニル系モノマーとの共重合体であるビニル系樹脂が好ましい。該ビニル系樹脂を被覆することで、高温高湿環境下における、帯電量の低下を抑制することができる。
<Resin coating layer>
The resin of the coating resin composition used for the coating layer is not particularly limited, but a vinyl resin that is a copolymer of a vinyl monomer having a cyclic hydrocarbon group in the molecular structure and another vinyl monomer is preferable. . By covering the vinyl resin, it is possible to suppress a decrease in charge amount in a high temperature and high humidity environment.
環式炭化水素基の具体例としては、炭素数3以上10以下の環式炭化水素基が挙げられ、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、アダマンチル基、イソボニル基、ノルボニル基、イソボロニル基等である。なかでも、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、アダマンチル基が好ましく、構造上安定でありコアとの密着性が高く離型性発現という観点からシクロヘキシル基が特に好ましい。 Specific examples of the cyclic hydrocarbon group include cyclic hydrocarbon groups having 3 to 10 carbon atoms, such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, and cyclononyl group. A cyclodecyl group, an adamantyl group, an isobornyl group, a norbornyl group, an isobornyl group, and the like. Of these, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, and an adamantyl group are preferable, and a cyclohexyl group is particularly preferable from the viewpoint of structural stability, high adhesion to the core, and expression of releasability.
また、ガラス転移温度(Tg)を調整するために、さらにその他のモノマーをビニル系樹脂の構成成分として含有させてもよい。 Moreover, in order to adjust a glass transition temperature (Tg), you may contain another monomer as a structural component of vinyl-type resin.
ビニル系樹脂の構成成分として用いられるその他のモノマーとしては、公知のモノマーが用いられるが、例えば次のようなものが挙げられる。スチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ブタジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルメチルケトンなどが挙げられる。 As another monomer used as a constituent component of the vinyl resin, a known monomer is used, and examples thereof include the following. Examples include styrene, ethylene, propylene, butylene, butadiene, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, and vinyl methyl ketone.
さらに、被覆層に用いられるビニル系樹脂が、グラフト重合体であることが、均一な被覆層が形成されるため好ましい。 Furthermore, the vinyl resin used for the coating layer is preferably a graft polymer because a uniform coating layer is formed.
グラフト重合体を得るには、幹鎖を形成後グラフト重合する方法や、モノマーとしてマクロモノマーを用いて共重合する方法があるが、マクロモノマーを共重合して用いる方法が、枝鎖の分子量をあらかじめコントロールできるために好ましい。グラフト部分の個数平均分子量が、2000以上10000以下が好ましく、4000以上6000以下であることが、密着性向上のためにより好ましい。 In order to obtain a graft polymer, there are a method of graft polymerization after forming a backbone, and a method of copolymerization using a macromonomer as a monomer. This is preferable because it can be controlled in advance. The number average molecular weight of the graft portion is preferably 2000 or more and 10,000 or less, and more preferably 4000 or more and 6000 or less for improving adhesion.
用いられるマクロモノマーとしては特に限定されないが、メチルメタクリレートマクロモノマーが高温高湿下での帯電量を高めるため好ましい。 Although it does not specifically limit as a macromonomer used, Since a methyl methacrylate macromonomer raises the charge amount under high temperature and high humidity, it is preferable.
上記マクロモノマーを重合する際に使用する量は、ビニル系樹脂の幹鎖の(共)重合体100質量部に対して、10乃至50質量部が好ましく、20乃至40質量部がより好ましい。 The amount used when polymerizing the macromonomer is preferably 10 to 50 parts by weight, more preferably 20 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the (co) polymer of the vinyl resin backbone.
また、被覆樹脂組成物に、導電性を有する粒子や荷電制御性を有する粒子や材料を含有させて用いてもよい。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。導電性を有する粒子や材料の添加量としては、被覆樹脂100質量部に対し、0.1質量部以上10.0質量部以下であることが磁性キャリアの抵抗を調整するためには好ましい。 Further, the coating resin composition may be used by containing conductive particles or charge controllable particles or materials. Examples of the conductive particles include carbon black, magnetite, graphite, zinc oxide, and tin oxide. In order to adjust the resistance of the magnetic carrier, the addition amount of the conductive particles and materials is preferably 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the coating resin.
荷電制御性を有する粒子や材料としては、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、アルミナの粒子など挙げられる。荷電制御性を有する粒子や材料の添加量としては、被覆樹脂100質量部に対し、0.5質量部以上50.0質量部以下であることが摩擦帯電量を調整するためには好ましい。 Particles and materials having charge controllability include organometallic complex particles, organometallic salt particles, chelate compound particles, monoazo metal complex particles, acetylacetone metal complex particles, hydroxycarboxylic acid metal complex particles, and polycarboxylic acid. 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 Examples include particles. The addition amount of particles and materials having charge controllability is preferably 0.5 parts by mass or more and 50.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the coating resin in order to adjust the triboelectric charge amount.
被覆樹脂組成物は、被覆層の塗膜安定性と帯電付与安定性の観点から、キャリアコア100質量部に対し、0.1質量部以上5.0質量部以下であることが好ましい。より好ましくは、1.0質量部以上3.0質量部以下である。 The coating resin composition is preferably 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the carrier core, from the viewpoints of coating film stability and charge imparting stability of the coating layer. More preferably, they are 1.0 mass part or more and 3.0 mass parts or less.
被覆樹脂組成物を被覆する方法としては、特に限定されないが、浸漬法、ニーダー法、スプレー法、ハケ塗り法、乾式法、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。中でも、頂点を有する磁性体の角を完全に覆い隠さない浸漬法、ニーダー法、または乾式法が好ましい。 A method for coating the coating resin composition is not particularly limited, and examples thereof include a coating method such as a dipping method, a kneader method, a spray method, a brush coating method, a dry method, and a fluidized bed. Among these, a dipping method, a kneader method, or a dry method that does not completely cover the corners of the magnetic material having the apex is preferable.
<磁性キャリア>
本発明の磁性キャリアは、後述する比抵抗測定において、電界強度2000V/cmにおける比抵抗が、1.0×107Ω・cm以上1.0×1015Ω・cm以下であることが、白抜けやハーフトーン現像性の両立の観点から好ましい。
<Magnetic carrier>
The magnetic carrier of the present invention has a specific resistance at an electric field strength of 2000 V / cm of 1.0 × 10 7 Ω · cm or more and 1.0 × 10 15 Ω · cm or less in the specific resistance measurement described later. It is preferable from the viewpoint of compatibility between omission and halftone developability.
磁性キャリアの磁気特性は、79.6kA/m(1000Oe)における磁化の強さが、50Am2/kg以上70Am2/kg以下であることが好ましい。より好ましくは、55Am2/kg以上65Am2/kg以下である。 Magnetic properties of the magnetic carrier, the intensity of magnetization in 79.6 kA / m (1000 Oe) is preferably at most 50 Am 2 / kg or more 70 Am 2 / kg. More preferably, it is 55 Am 2 / kg or more and 65 Am 2 / kg or less.
<トナー>
次に、本発明においてその目的を達成するに好ましいトナーの構成を以下に詳述する。
<Toner>
Next, a preferable toner configuration for achieving the object in the present invention will be described in detail below.
本発明に用いられる結着樹脂としては、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。中でもビニル系樹脂とポリエステル系樹脂が帯電性や定着性でより好ましい。特にポリエステル系樹脂を用いた場合には本装置の導入による効果は大きい。 Examples of the binder resin used in the present invention include vinyl resins, polyester resins, and epoxy resins. Of these, vinyl resins and polyester resins are more preferable in terms of chargeability and fixability. In particular, when a polyester resin is used, the effect of introducing this apparatus is great.
本発明において、ビニル系モノマーの単重合体または共重合体、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂等を、必要に応じて前述した結着樹脂に混合して用いることができる。 In the present invention, vinyl monomer monopolymer or copolymer, polyester, polyurethane, epoxy resin, polyvinyl butyral, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic Petroleum resin or the like can be mixed with the above-described binder resin as necessary.
2種以上の樹脂を混合して、結着樹脂として用いる場合、より好ましい形態としては分子量の異なるものを適当な割合で混合するのが好ましい。 When two or more kinds of resins are mixed and used as a binder resin, it is preferable that those having different molecular weights are mixed in an appropriate ratio as a more preferable form.
結着樹脂のガラス転移温度は好ましくは45乃至80℃、より好ましくは55乃至70℃であり、数平均分子量(Mn)は2,500乃至50,000、重量平均分子量(Mw)は10,000乃至1,000,000であることが好ましい。 The glass transition temperature of the binder resin is preferably 45 to 80 ° C., more preferably 55 to 70 ° C., the number average molecular weight (Mn) is 2,500 to 50,000, and the weight average molecular weight (Mw) is 10,000. It is preferable to be 1,000,000.
結着樹脂としては以下に示すポリエステル樹脂も好ましい。 As the binder resin, the following polyester resins are also preferable.
ポリエステル樹脂は、全成分中45乃至55mol%がアルコール成分であり、55乃至45mol%が酸成分である。 In the polyester resin, 45 to 55 mol% of all components is an alcohol component, and 55 to 45 mol% is an acid component.
ポリエステル樹脂の酸価は好ましくは90mgKOH/g以下、より好ましくは50mgKOH/g以下であり、OH価は好ましくは50mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下であることが良い。これは、分子鎖の末端基数が増えるとトナーの帯電特性において環境依存性が大きくなる為である。 The acid value of the polyester resin is preferably 90 mgKOH / g or less, more preferably 50 mgKOH / g or less, and the OH value is preferably 50 mgKOH / g or less, more preferably 30 mgKOH / g or less. This is because as the number of terminal groups of the molecular chain increases, the dependency of the toner on the environment increases in the environment.
ポリエステル樹脂のガラス転移温度は好ましくは50乃至75℃、より好ましくは55乃至65℃である。数平均分子量(Mn)は好ましくは1,500乃至50,000、より好ましくは2,000乃至20,000である。重量平均分子量(Mw)は好ましくは6,000乃至100,000、より好ましくは10,000乃至90,000である。 The glass transition temperature of the polyester resin is preferably 50 to 75 ° C, more preferably 55 to 65 ° C. The number average molecular weight (Mn) is preferably 1,500 to 50,000, more preferably 2,000 to 20,000. The weight average molecular weight (Mw) is preferably 6,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 90,000.
本発明のトナーを磁性トナーとして用いる場合、磁性トナーに含まれる磁性材料としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライトの如き酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe,Co,Niのような金属、あるいは、これらの金属とAl,Co,Cu,Pb,Mg,Ni,Sn,Zn,Sb,Be,Bi,Cd,Ca,Mn,Se,Ti,W,Vのような金属との合金、およびこれらの混合物等が挙げられる。 When the toner of the present invention is used as a magnetic toner, the magnetic material contained in the magnetic toner includes iron oxides such as magnetite, maghemite and ferrite, and iron oxides including other metal oxides; Fe, Co, Ni, etc. Metals or alloys of these metals with metals such as Al, Co, Cu, Pb, Mg, Ni, Sn, Zn, Sb, Be, Bi, Cd, Ca, Mn, Se, Ti, W, V , And mixtures thereof.
具体的には、磁性材料としては、四三酸化鉄(Fe3O4)、三二酸化鉄(γ−Fe2O3)、酸化鉄亜鉛(ZnFe2O4)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe5O12)、酸化鉄カドミウム(CdFe2O4)、酸化鉄ガドリニウム(Gd3Fe5O12)、酸化鉄銅(CuFe2O4)、酸化鉄鉛(PbFe12O19)、酸化鉄ニッケル(NiFe2O4)、酸化鉄ネオジム(NdFe2O3)、酸化鉄バリウム(BaFe12O19)、酸化鉄マグネシウム(MgFe2O4)、酸化鉄マンガン(MnFe2O4)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(Fe)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉(Ni)等が挙げられる。 Specifically, examples of magnetic materials include triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ), iron sesquioxide (γ-Fe 2 O 3 ), iron oxide zinc (ZnFe 2 O 4 ), and iron yttrium oxide (Y 3 Fe). 5 O 12 ), iron cadmium oxide (CdFe 2 O 4 ), iron gadolinium oxide (Gd 3 Fe 5 O 12 ), copper iron oxide (CuFe 2 O 4 ), lead iron oxide (PbFe 12 O 19 ), nickel iron oxide (NiFe 2 O 4 ), iron neodymium oxide (NdFe 2 O 3 ), iron barium oxide (BaFe 12 O 19 ), iron magnesium oxide (MgFe 2 O 4 ), iron manganese oxide (MnFe 2 O 4 ), iron lanthanum oxide (LaFeO 3 ), iron powder (Fe), cobalt powder (Co), nickel powder (Ni) and the like.
これらは結着樹脂100質量部に対して、磁性体20乃至150質量部、好ましくは50乃至130質量部、更に好ましくは60乃至120質量部使用するのが良い。 These may be used in an amount of 20 to 150 parts by mass, preferably 50 to 130 parts by mass, and more preferably 60 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
本発明で使用される非磁性の着色剤としては、以下のものが挙げられる。 The following are mentioned as a nonmagnetic coloring agent used by this invention.
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤とを用いて黒色に調整したものが挙げられる。 Examples of the black colorant include carbon black; those adjusted to black using a yellow colorant, a magenta colorant, and a cyan colorant.
マゼンタトナー用着色顔料しては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、150、163、166、169、177、184、185、202、206、207、209、220、221、238、254、269;C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35が挙げられる。
Examples of the color pigment for magenta toner include the following. Examples include condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds. Specifically, C.I. I.
着色剤には、顔料単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点から好ましい。 The colorant may be used alone as a pigment, but it is preferable from the viewpoint of the image quality of a full-color image to improve the sharpness by using a dye and a pigment together.
マゼンタトナー用染料としては、以下のものが挙げられる。C.Iソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27、C.I.ディスパーバイオレット1の如き油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40、C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28などの如きの塩基性染料。
Examples of the magenta toner dye include the following. C. I solvent red 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27, 30, 49, 81, 82, 83, 84, 100, 109, 121, C.I. I. Disper thread 9, C.I. I.
シアントナー用着色顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー1、2、3、7、15:2、15:3、15:4、16、17、60、62、66;C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチルを1乃至5個置換した銅フタロシアニン顔料。
Examples of the color pigment for cyan toner include the following. C. I.
イエロー用着色顔料としては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属化合物、メチン化合物、アリルアミド化合物。具体的には、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74,83、93、95、97,109、110、111、120、127、128、129、147、155、168、174、180、181、185、191;C.I.バットイエロー1、3、20が挙げられる。また、C.I.ダイレクトグリーン6、C.I.ベーシックグリーン4、C.I.ベーシックグリーン6、ソルベントイエロー162などの染料も使用することができる。
Examples of the color pigment for yellow include the following. Condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal compounds, methine compounds, allylamide compounds. Specifically, C.I. I.
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乃至30質量部であり、より好ましくは0.5乃至20質量部であり、最も好ましくは3乃至15質量部である。 The amount of the colorant used is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass, and most preferably 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. is there.
また、上記トナーにおいて、結着樹脂に予め、着色剤を混合し、マスターバッチ化させたものを用いることが好ましい。そして、この着色剤マスターバッチとその他の原材料(結着樹脂及びワックス等)を溶融混練させることにより、トナー中に着色剤を良好に分散させることが出来る。 Further, in the toner, it is preferable to use a toner obtained by mixing a colorant with a binder resin in advance to form a master batch. Then, the colorant can be favorably dispersed in the toner by melt-kneading the colorant master batch and other raw materials (binder resin, wax, etc.).
本発明のトナーは、その帯電性をさらに安定化させる為に必要に応じて荷電制御剤を用いることができる。荷電制御剤は、結着樹脂100質量部当り0.5乃至10質量部使用するのが好ましい。0.5質量部未満となる場合には、十分な帯電特性が得られない場合があり好ましくなく、10質量部を超える場合には、他材料との相溶性が悪化したり、低湿下において帯電過剰になったりする場合があり好ましくない。 In the toner of the present invention, a charge control agent can be used as necessary in order to further stabilize the chargeability. The charge control agent is preferably used in an amount of 0.5 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin. When the amount is less than 0.5 parts by mass, sufficient charging characteristics may not be obtained, which is not preferable. When the amount exceeds 10 parts by mass, compatibility with other materials is deteriorated or charging is performed under low humidity. It may be excessive, which is not preferable.
荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。 Examples of the charge control agent include the following.
トナーを負荷電性に制御する負荷電性制御剤として、例えば有機金属錯体又はキレート化合物が有効である。モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸の金属錯体、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体が挙げられる。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、その無水物、又はそのエステル類、又は、ビスフェノールのフェノール誘導体類が挙げられる。 As a negative charge control agent for controlling the toner to be negative charge, for example, an organometallic complex or a chelate compound is effective. Examples include monoazo metal complexes, aromatic hydroxycarboxylic acid metal complexes, and aromatic dicarboxylic acid metal complexes. Other examples include aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic mono and polycarboxylic acids and metal salts thereof, anhydrides or esters thereof, or phenol derivatives of bisphenol.
トナーを正荷電性に制御する正荷電性制御剤としては、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのキレート顔料として、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン酸、フェロシアン化合物等)、高級脂肪酸の金属塩として、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキシド等のジオルガノスズオキサイドやジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレートが挙げられる。 Examples of the positive charge control agent for controlling the toner to be positively charged include modified products such as nigrosine and fatty acid metal salts, tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate and the like. As onium salts such as quaternary ammonium salts and their analogs such as phosphonium salts and their chelating pigments, triphenylmethane dyes and their lake pigments (as rake agents are phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten) Molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanic acid, ferrocyanic compound, etc.), diorganotin oxides such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide and dibutyltin as metal salts of higher fatty acids , Dioctyl tin borate include diorgano tin borate such as dicyclohexyl tin borate.
本発明において、必要に応じて一種又は二種以上の離型剤を、トナー粒子中に含有させてもかまわない。離型剤としては次のものが挙げられる。 In the present invention, if necessary, one or more release agents may be contained in the toner particles. Examples of the release agent include the following.
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスが好ましく使用できる。また、酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、または、それらのブロック共重合物;カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;及び脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。 Aliphatic hydrocarbon waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, microcrystalline wax, and paraffin wax can be preferably used. In addition, oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax, or block copolymers thereof; waxes mainly composed of fatty acid esters such as carnauba wax, sazol wax, and montanic ester wax; and Examples include those obtained by partially or fully deoxidizing fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax.
離型剤の量は、結着樹脂100質量部あたり0.1乃至20質量部、好ましくは0.5乃至10質量部が好ましい。 The amount of the release agent is 0.1 to 20 parts by mass, preferably 0.5 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the binder resin.
また、該離型剤の示差走査型熱量計(DSC)で測定される昇温時の最大吸熱ピーク温度で規定される融点は、65乃至130℃であることが好ましい。より好ましくは80乃至125℃であることがよい。融点が65℃未満の場合は、トナーの粘度が低下し、感光体へのトナー付着が発生しやすくなり、融点が130℃超の場合は、低温定着性が悪化してしまう場合があり好ましくない。 The melting point of the releasing agent defined by the maximum endothermic peak temperature at the time of temperature rise measured by a differential scanning calorimeter (DSC) is preferably 65 to 130 ° C. More preferably, it is 80 to 125 ° C. If the melting point is less than 65 ° C., the viscosity of the toner decreases and toner adhesion to the photoreceptor is likely to occur. If the melting point exceeds 130 ° C., the low-temperature fixability may deteriorate, which is not preferable. .
本発明のトナーには、トナー粒子に外添することにより、流動性が添加前後を比較すると増加し得る微粉体を流動性向上剤として用いてもかまわない。例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ等をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施し、疎水化処理したものであり、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が30乃至80の範囲の値を示すように処理したものが特に好ましい。 In the toner of the present invention, a fine powder that can be increased by adding the toner particles externally before and after the addition may be used as a fluidity improver. For example, fluorine resin powders such as vinylidene fluoride fine powder and polytetrafluoroethylene fine powder; wet production silica, fine powder silica such as dry production silica, fine powder titanium oxide, fine powder alumina, etc., silane coupling agent, titanium It is particularly preferable that the surface treatment is performed with a coupling agent and silicone oil, and the surface is hydrophobized, and the surface is hydrophobized as measured by a methanol titration test so as to show a value in the range of 30 to 80.
本発明における無機微粒子は、トナー100質量部に対して、0.1乃至10質量部、好ましくは0.2乃至8質量部用いるのが良い。 The inorganic fine particles in the present invention are used in an amount of 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.2 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner.
本発明のトナーを磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として使用する場合、その際のキャリア混合比率は、現像剤中のトナー濃度として、2質量%以上15質量%以下、好ましくは4質量%以上13質量%以下にすると通常良好な結果が得られる。トナー濃度が2質量%未満では画像濃度が低下しやすく、15質量%を超えるとカブリや機内飛散が発生しやすい。 When the toner of the present invention is mixed with a magnetic carrier and used as a two-component developer, the carrier mixing ratio at that time is 2% by mass to 15% by mass, preferably 4% by mass as the toner concentration in the developer. When the content is from 13% to 13% by mass, good results are usually obtained. If the toner concentration is less than 2% by mass, the image density tends to decrease, and if it exceeds 15% by mass, fogging or in-machine scattering tends to occur.
また、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低下に応じて現像器に補給するための補給用現像剤では、補給用磁性キャリア1質量部に対しトナー量は2質量部以上50質量部以下である。 Further, in the replenishment developer for replenishing the developing device in accordance with the decrease in the toner concentration of the two-component developer in the developing device, the toner amount is 2 parts by mass or more and 50 masses per 1 part by mass of the magnetic carrier for replenishment. Or less.
次に本発明の磁性キャリア、二成分系現像剤及び補給用現像剤を用いる現像装置を備えた画像形成装置について例を挙げて説明するが、本発明の現像方法に使用される現像装置はこれに限る物ではない。 Next, an image forming apparatus provided with a developing device using the magnetic carrier, the two-component developer and the replenishing developer of the present invention will be described by way of example. The developing device used in the developing method of the present invention is described below. It is not limited to.
<画像形成方法>
図2において、静電潜像担持体1は図中矢印方向に回転する。静電潜像担持体1は帯電手段である帯電器2により帯電され、帯電した静電潜像担持体1表面には、静電潜像形成手段である露光器3により露光させ、静電潜像を形成する。現像器4は、二成分系現像剤を収容する現像容器5を有し、現像剤担持体6は回転可能な状態で配置され、且つ、現像剤担持体6内部に磁界発生手段をしてマグネット7を内包している。マグネット7の少なくとも一つは潜像担持体に対して対向の位置になるように設置されている。二成分系現像剤は、マグネット7の磁界により現像剤担持体6上に保持され、規制部材8により、二成分系現像剤量が規制され、静電潜像担持体1と対向する現像部に搬送される。現像部においては、マグネット7の発生する磁界により磁気ブラシを形成する。その後、直流電界に交番電界を重畳してなる現像バイアスを印加することにより静電潜像はトナー像として可視像化される。静電潜像担持体1上に形成されたトナー像は、転写帯電器11によって記録媒体(転写材)12に静電的に転写される。ここで、図3に示すように、静電潜像担持体1から中間転写体9に一旦転写し、その後、記録媒体12へ静電的に転写してもよい。その後記録媒体12は、定着器13に搬送され、ここで加熱、加圧されることにより、記録媒体12上にトナーが定着される。その後、記録媒体12は、出力画像として装置外へ排出される。尚、転写工程後、静電潜像担持体1上に残留したトナーは、クリーナー15により除去される。その後、クリーナー15により清掃された静電潜像担持体1は、前露光16からの光照射により電気的に初期化され、上記画像形成動作が繰り返される。
<Image forming method>
In FIG. 2, the electrostatic latent image carrier 1 rotates in the direction of the arrow in the figure. The electrostatic latent image carrier 1 is charged by a
図3は、本発明の画像形成方法をフルカラー画像形成装置に適用した概略図の一例を示す。 FIG. 3 shows an example of a schematic diagram in which the image forming method of the present invention is applied to a full-color image forming apparatus.
図中のK、Y、C、Mなどの画像形成ユニットの並びや回転方向を示す矢印は何らこれに限定されるものではない。ちなみにKはブラック、Yはイエロー、Cはシアン、Mはマゼンタを意味している。図3において、静電潜像担持体1K、1Y、1C、1Mは図中矢印方向に回転する。各静電潜像担持体は帯電手段である帯電器2K、2Y、2C、2Mにより帯電され、帯電した各静電潜像担持体表面には、静電潜像形成手段である露光器3K、3Y、3C、3Mにより露光し、静電潜像を形成する。その後、現像手段である現像器4K、4Y、4C、4Mに具備される現像剤担持体6K、6Y、6C、6M上に担持された二成分系現像剤により静電潜像はトナー像として可視像化される。さらに転写手段である中間転写帯電器10K、10Y、10C、10Mにより中間転写体9に転写される。さらに転写手段である転写帯電器11により、記録媒体12に転写され、記録媒体12は、定着手段である定着器13により加熱圧力定着され、画像として出力される。そして、中間転写体9のクリーニング部材である中間転写体クリーナー14は、転写残トナーなどを回収する。本発明の現像方法としては、具体的には、現像剤担持体に交流電圧を印加して、現像領域に交番電界を形成しつつ、磁気ブラシが感光体に接触している状態で現像を行うことが好ましい。現像剤担持体(現像スリーブ)6と感光ドラムとの距離(S−D間距離)は、100μm以上1000μm以下であることが、キャリア付着防止及びドット再現性の向上において良好である。100μmより狭いと現像剤の供給が不十分になりやすく、画像濃度が低くなる。1000μmを超えると磁極S1からの磁力線が広がり磁気ブラシの密度が低くなり、ドット再現性が劣ったり、磁性コートキャリアを拘束する力が弱まりキャリア付着が生じやすくなる。
The arrows indicating the arrangement and rotation direction of image forming units such as K, Y, C, and M in the figure are not limited to these. Incidentally, K means black, Y means yellow, C means cyan, and M means magenta. In FIG. 3, the electrostatic
交番電界のピーク間の電圧(Vpp)は300V以上3000V以下、好ましくは500V以上1800V以下である。また周波数は500Hz以上10000Hz以下、好ましくは1000以上7000Hz以下であり、それぞれプロセスにより適宜選択して用いることができる。この場合、交番電界を形成するための交流バイアスの波形としては三角波、矩形波、正弦波、あるいはDuty比を変えた波形が挙げられる。ときにトナー像の形成速度の変化に対応するためには、非連続の交流バイアス電圧を有する現像バイアス電圧(断続的な交番重畳電圧)を現像剤担持体に印加して現像を行うことが好ましい。印加電圧が300Vより低いと十分な画像濃度が得られにくく、また非画像部のカブリトナーを良好に回収することができない場合がある。また、3000Vを超える場合には磁気ブラシを介して、潜像を乱してしまい、画質低下を招く場合がある。 The voltage (Vpp) between peaks of the alternating electric field is 300 V or more and 3000 V or less, preferably 500 V or more and 1800 V or less. The frequency is 500 Hz to 10000 Hz, preferably 1000 to 7000 Hz, and can be appropriately selected depending on the process. In this case, the waveform of the AC bias for forming the alternating electric field includes a triangular wave, a rectangular wave, a sine wave, or a waveform with a changed duty ratio. In order to cope with the change in the formation speed of the toner image sometimes, it is preferable to perform development by applying a developing bias voltage (intermittent alternating voltage) having a discontinuous AC bias voltage to the developer carrier. . When the applied voltage is lower than 300 V, it is difficult to obtain a sufficient image density, and the fog toner in the non-image portion may not be recovered well. If the voltage exceeds 3000 V, the latent image may be disturbed via the magnetic brush, leading to a reduction in image quality.
良好に帯電したトナーを有する二成分系現像剤を使用することで、カブリ取り電圧(Vback)を低くすることができ、感光体の一次帯電を低めることができるために感光体寿命を長寿命化できる。Vbackは、現像システムにも依るが200V以下、より好ましくは150V以下が良い。コントラスト電位としては、十分な画像濃度が出るように100V以上400V以下が好ましく用いられる。 By using a two-component developer with well-charged toner, the anti-fogging voltage (Vback) can be lowered and the primary charge of the photoreceptor can be lowered, thus extending the life of the photoreceptor. it can. Vback is 200 V or less, more preferably 150 V or less, although it depends on the development system. The contrast potential is preferably 100 V or more and 400 V or less so that a sufficient image density is obtained.
また、周波数が500Hzより低いと、プロセススピードにも関係するが、静電潜像担感光体の構成としては、通常、画像形成装置に用いられる感光体と同じで良い。例えば、アルミニウム、SUS等の導電性基体の上に、順に導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、必要に応じて電荷注入層を設ける構成の感光体が挙げられる。 Further, when the frequency is lower than 500 Hz, although related to the process speed, the structure of the electrostatic latent image bearing photoconductor may be the same as that of a photoconductor used in an image forming apparatus. For example, a photoreceptor having a structure in which a conductive layer, an undercoat layer, a charge generation layer, a charge transport layer, and a charge injection layer as necessary are provided on a conductive substrate such as aluminum or SUS in order.
導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層は、通常、感光体に用いられるもので良い。感光体の最表面層として、例えば電荷注入層あるいは保護層を用いてもよい。 The conductive layer, undercoat layer, charge generation layer, and charge transport layer may be those usually used for a photoreceptor. For example, a charge injection layer or a protective layer may be used as the outermost surface layer of the photoreceptor.
本発明に係る各種物性の測定について以下に説明する。 The measurement of various physical properties according to the present invention will be described below.
<磁性キャリアの体積平均粒径(D50)の測定方法>
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)にて測定を行った。
<Method for Measuring Volume Average Particle Size (D50) of Magnetic Carrier>
The particle size distribution was measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus “Microtrack MT3300EX” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
磁性キャリアの体積平均粒径(D50)の測定には、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、風量約33l/sec、圧力約17kPaとした。制御は、ソフトウエア上で自動的に行う。粒径は体積平均の累積値である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。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 volume average particle size (D50) of the magnetic carrier was measured by mounting a sample feeder “One Shot Dry Sample Conditioner Turbotrac” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) for dry measurement. As the supply conditions of Turbotrac, a dust collector was used as a vacuum source, the air volume was about 33 l / sec, and the pressure was about 17 kPa. Control is automatically performed on software. For the particle size, a 50% particle size (D50), which is a cumulative value of volume average, is obtained. Control and analysis are performed using attached software (version 10.3.3-202D). 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
<磁性体の個数平均粒径の測定方法>
磁性体の粒度分布の測定は、磁性キャリアコアを製造する前のものを測定する。また、磁性キャリアから測定する場合は、磁性キャリアからクロロホルムを用いて被覆樹脂組成物を取り除き、キャリアコアをアルミナボートにのせ、マッフル炉で600℃1時間焼き、メノウ乳鉢ですりつぶした粒子を測定する。
<Measurement method of number average particle diameter of magnetic material>
The particle size distribution of the magnetic material is measured before the magnetic carrier core is manufactured. When measuring from a magnetic carrier, the coating resin composition is removed from the magnetic carrier using chloroform, the carrier core is placed on an alumina boat, baked in a muffle furnace at 600 ° C. for 1 hour, and the particles ground in an agate mortar are measured. .
磁性体を走査型電子顕微鏡(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を行う。
SignalName=SE(U,LA80)
AcceleratingVoltage=2000Volt
EmissionCurrent=11000nA
WorkingDistance=8000um
LensMode=High
CondenSer1=5000
ScanSpeed=Capture_Slow(20)
Magnification=30000(測定に使用)
DataSize=1280×960
ColorMode=Grayscale
SpecimenBias=0V
The magnetic material is observed under the following conditions using a scanning electron microscope (SEM) and S-4800 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
SignalName = SE (U, LA80)
AcceleratingVoltage = 2000Volt
EmissionCurrent = 11000nA
Working distance = 8000um
LensMode = High
CondenSer1 = 5000
ScanSpeed = Capture_Slow (20)
Magnification = 30000 (used for measurement)
DataSize = 1280 × 960
ColorMode = Grayscale
SpecimenBias = 0V
なお、反射電子像の取り込みは、上記条件のほか、走査型電子顕微鏡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、磁性体観察モードはOFFとして、256階調のグレースケール画像を得る。 In addition to the above-described 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, and turning off the magnetic body observation mode. A grayscale image with 256 gradations is obtained.
続いて、得られた画像をA3用紙に拡大プリントし、水平方向フェレ径を計測する。写真上の目盛りから実際の長さに変換し、(0.016μm−0.023μm)、(0.023μm−0.033μm)、(0.033μm−0.047μm)、(0.047μm−0.066μm)、(0.066μm−0.094μm)、(0.094μm−0.133μm)、(0.133μm−0.187μm)、(0.187μm−0.265μm)、(0.265μm−0.375μm)、(0.375μm−0.530μm)、(0.530μm−0.750μm)、(0.750μm−1.060μm)、(1.060μm−1.499μm)、(1.499μm−2.121μm)、(2.121μm−2.999μm)、(2.999μm−4.241μm)の16カラムに測定する粒径を振り分けて粒度分布を計算する。個数平均粒径は、算術平均粒径を用いる。 Subsequently, the obtained image is enlarged and printed on A3 paper, and the horizontal ferret diameter is measured. The scale on the photograph is converted into the actual length, and (0.016 μm-0.023 μm), (0.023 μm-0.033 μm), (0.033 μm-0.047 μm), (0.047 μm-0. 066 μm), (0.066 μm-0.094 μm), (0.094 μm-0.133 μm), (0.133 μm-0.187 μm), (0.187 μm-0.265 μm), (0.265 μm-0. 375 μm), (0.375 μm-0.530 μm), (0.530 μm-0.750 μm), (0.750 μm-1.060 μm), (1.060 μm-1.499 μm), (1.499 μm-2. 121 μm), (2.121 μm−2.999 μm), and (2.999 μm−4.241 μm) are assigned to 16 columns, and the particle size distribution is calculated. As the number average particle diameter, an arithmetic average particle diameter is used.
具体的には、個数平均粒径を計算する場合、全粒子を上記カラムに分類し、各カラムの中間値(代表粒子径)に相対粒子量(差分%)を掛けて、相対粒子量の合計(100%)で割る。 Specifically, when calculating the number average particle diameter, all the particles are classified into the above columns, and the intermediate value (representative particle diameter) of each column is multiplied by the relative particle amount (difference%) to obtain the total relative particle amount. Divide by (100%).
まず測定対象となる粒子径範囲(最大粒子径:x1、最小粒子径:xn+1)をn分割し、それぞれの粒子径区間を、[xj、xj+1](j=1,2,・・・・,n)とする。この場合の分割は対数スケール上での等分割となる。また、対数スケールに基づいてそれぞれの粒子径区間での代表粒子径は、下記式で表される。 First, the particle size range to be measured (maximum particle size: x 1 , minimum particle size: x n + 1 ) is divided into n, and each particle size section is divided into [x j , x j + 1 ] (j = 1). , 2,..., N). The division in this case is an equal division on a logarithmic scale. Moreover, the representative particle diameter in each particle diameter area based on a logarithmic scale is represented by the following formula.
さらにrj(j=1,2,・・・・,n)を、粒子径区間[xj、xj+1]に対応する相対粒子量(差分%)とし、全区間の合計を100%とすると、対数スケール上での平均値μは下記式で計算できる。 Further, r j (j = 1, 2,..., N) is set as the relative particle amount (% difference) corresponding to the particle diameter interval [x j , x j + 1 ], and the total of all the intervals is 100%. Then, the average value μ on the logarithmic scale can be calculated by the following formula.
このμは、対数スケール上の数値であり、粒子径としての単位を持たないので、粒子径の単位に戻すために10μすなわち10のμ乗を計算する。この10μを個数平均粒径とする。 Since μ is a numerical value on a logarithmic scale and does not have a unit as a particle diameter, 10 μ, that is, a power of 10 μ is calculated in order to return to the unit of the particle diameter. This 10 μ is defined as the number average particle diameter.
<磁性キャリアの比抵抗測定>
磁性キャリアの比抵抗は、図4に概略される測定装置を用いて測定する。なお、磁性キャリアは電界強度2000(V/cm)における比抵抗を測定する。
<Measurement of resistivity of magnetic carrier>
The specific resistance of the magnetic carrier is measured using a measuring apparatus schematically shown in FIG. The magnetic carrier measures the specific resistance at an electric field strength of 2000 (V / cm).
抵抗測定セルAは、断面積2.4cm2の穴の空いた円筒状容器(ATFE樹脂製)17、下部電極(ステンレス製)18、支持台座(PTFE樹脂製)19、上部電極(ステンレス製)20から構成される。支持台座19上に円筒状容器17を載せ、試料(磁性キャリア又はキャリアコア)21を厚さが約1mmになるように充填し、充填された試料5に上部電極20を載せ、試料の厚みを測定する。図4(a)に示すように、試料のないときの隙間をd1とし、図4(b)に示すように、厚さが約1mmになるように試料を充填したときの隙間をd2とすると、試料の厚みdは下記式で算出される。
d=d2−d1(mm)
The resistance measurement cell A has a cylindrical container (made of ATFE resin) 17, a lower electrode (made of stainless steel) 18, a support base (made of PTFE resin) 19, and an upper electrode (made of stainless steel) having a cross-sectional area of 2.4
d = d2-d1 (mm)
この時、試料の厚みdが0.95mm以上1.04mm以下となるように試料の質量を適宜変える。 At this time, the mass of the sample is appropriately changed so that the thickness d of the sample is 0.95 mm or more and 1.04 mm or less.
電極間に直流電圧を印加し、そのときに流れる電流を測定することによって試料の比抵抗を求めることができる。測定には、エレクトロメーター22(ケスレー6517A ケスレー社製)及び制御用に処理コンピュータ23を用いる。
The specific resistance of the sample can be determined by applying a DC voltage between the electrodes and measuring the current flowing at that time. For the measurement, an electrometer 22 (Kesley 6517A, manufactured by Kesley) and a
制御用の処理コンピュータにナショナルインスツルメンツ社製の制御系と制御ソフトウエア(LabVEIW ナショナルインスツルメンツ社製)を用いた。 A control system and control software (LabVEIW National Instruments) manufactured by National Instruments were used as a control processing computer.
測定条件として、試料と電極との接触面積S=2.4cm2、試料の厚み0.95mm以上1.04mm以下になるように実測した値dを入力する。また、上部電極の荷重270g、1000Vとする。
比抵抗(Ω・cm)=(印加電圧(V)/測定電流(A))×S(cm2)/d(cm)
電界強度(V/cm)=印加電圧(V)/(cm)
As measurement conditions, a measured value d is inputted so that the contact area S of the sample and the electrode is S = 2.4 cm 2 and the thickness of the sample is 0.95 mm or more and 1.04 mm or less. The load of the upper electrode is 270 g and 1000 V.
Specific resistance (Ω · cm) = (applied voltage (V) / measured current (A)) × S (cm 2 ) / d (cm)
Electric field strength (V / cm) = applied voltage (V) / (cm)
磁性キャリアの前記電界強度における比抵抗は、グラフ上の前記電界強度における比抵抗をグラフから読み取る。 The specific resistance at the electric field strength of the magnetic carrier reads the specific resistance at the electric field strength on the graph from the graph.
<磁性キャリア磁化の強さの測定方法>
磁性キャリアの磁化の強さは、振動磁場型磁気特性測定装置(Vibrating sample magnetometer)や直流磁化特性記録装置(B−Hトレーサー)で求めることが可能である。本発明においては、振動磁場型磁気特性測定装置BHV−30(理研電子(株)製)で以下の手順で測定する。
<Measurement method of magnetic carrier magnetization intensity>
The strength of magnetization of the magnetic carrier can be obtained by a vibrating magnetic field measuring device (Vibrating sample magnetometer) or a direct current magnetization characteristic recording device (BH tracer). In the present invention, the measurement is performed by the following procedure using an oscillating magnetic field type magnetic property measuring apparatus BHV-30 (manufactured by Riken Electronics Co., Ltd.).
円筒状のプラスチック容器に磁性キャリアを十分に密に充填したものを試料として用い、79.6kA/m(1000Oe)の外部磁場における磁化モーメントを測定する。測定では、プラス側の最大外部磁場(+79.6kA/m)をかけ、その後マイナスの最大外部磁場(−79.6kA/m)をかけるようにヒステリシスループを測定する。そのときのプラス側とマイナス側の最大値の絶対値の平均をもって最大磁化モーメント(emu)とする。また、該容器に充填した磁性キャリアの実際の質量を測定する。最大磁化モーメントを質量(g)で除することにより、磁性キャリアの磁化の強さ(Am2/kg)を求める。 A cylindrical plastic container filled with a magnetic carrier sufficiently densely is used as a sample, and the magnetization moment in an external magnetic field of 79.6 kA / m (1000 Oe) is measured. In the measurement, the hysteresis loop is measured so that the maximum external magnetic field on the plus side (+79.6 kA / m) is applied and then the maximum negative external magnetic field (−79.6 kA / m) is applied. The average of the absolute values of the positive and negative maximum values at that time is defined as the maximum magnetization moment (emu). In addition, the actual mass of the magnetic carrier filled in the container is measured. The magnetization intensity (Am 2 / kg) of the magnetic carrier is obtained by dividing the maximum magnetization moment by the mass (g).
<磁性キャリア断面における樹脂由来元素と金属成分由来元素との質量比率の算出方法>
1.断面の切り出し
磁性キャリアの断面加工には、集束イオンビーム加工観察装置(FIB)、FB−2100(日立ハイテクノロジーズ社製)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した。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、試料であるキャリア断面を削り出した。
<Calculation method of mass ratio of resin-derived element and metal component-derived element in cross section of magnetic carrier>
1. Cutting out a cross section A focused ion beam processing observation apparatus (FIB) and FB-2100 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) were used for cross-section processing of the magnetic carrier. A sample was prepared by applying a carbon paste on an FIB sample stage (metal mesh), fixing a small amount of magnetic carrier on each of the FIB sample stands so as to exist independently, and depositing platinum as a conductive film. The sample was set in an FIB apparatus, and rough processing (beam current: 39 nA) was performed using an acceleration voltage of 40 kV and a Ga ion source, followed by finishing (beam current: 7 nA), and the carrier cross section as a sample was cut out.
尚、測定サンプルとして選択する磁性キャリア断面は、図1で示した磁性キャリアの長さの最大長となる線分Aの長さをHとしたときに、D50×0.9≦H≦D50×1.1である磁性キャリアを対象とし、この範囲となる断面サンプルとした。 The cross section of the magnetic carrier selected as the measurement sample is D50 × 0.9 ≦ H ≦ D50 ×, where H is the length of the line segment A that is the maximum length of the magnetic carrier shown in FIG. A magnetic carrier of 1.1 was targeted, and a cross-sectional sample in this range was used.
2.磁性キャリアの磁性成分と樹脂成分の分析
走査型電子顕微鏡(株式会社日立製作所製、S4700)を用い、上記磁性キャリア断面サンプルの磁性成分及び樹脂成分の元素を、走査型電子顕微鏡に付属させた元素分析手段(エネルギー分散型X線分析装置 EDAX社製)を用いて解析した。
2. Analysis of magnetic component and resin component of magnetic carrier Using scanning electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., S4700), the elements of the magnetic carrier cross-sectional sample magnetic component and resin component attached to the scanning electron microscope Analysis was performed using an analysis means (energy dispersive X-ray analyzer, manufactured by EDAX).
観察倍率を10000倍以上にして、金属成分のみで構成された領域に対し、加速電圧20kV、取り込み時間100secで観測を行い、金属成分中の元素を特定した。例えばマグネタイトの場合、酸化鉄のため、元素は鉄とした。またチタンのように、磁性成分ではない金属成分が添加されているマグネタイトの場合の元素は、鉄とチタンとした。 The observation magnification was set to 10,000 times or more, and an area composed of only the metal component was observed at an acceleration voltage of 20 kV and an acquisition time of 100 sec to identify elements in the metal component. For example, in the case of magnetite, the element was iron because of iron oxide. The elements in the case of magnetite to which a metal component that is not a magnetic component is added, such as titanium, are iron and titanium.
酸素に関しては、金属成分、樹脂成分のどちらにも含有されており、含有比率を特定するのは困難な為、樹脂成分から排除した。また、水素が存在する場合、本発明で用いたエネルギー分散型X線分析装置では、水素を特定することができない為、水素も樹脂成分から排除した。よって、炭素、水素、酸素で構成されたフェノール系やアクリル系樹脂においては、樹脂成分となる元素として、炭素を用いた。またシリコーン系樹脂においては、樹脂成分となる元素として、炭素とケイ素とした。 Since oxygen is contained in both the metal component and the resin component, and it is difficult to specify the content ratio, it was excluded from the resin component. Further, when hydrogen is present, the energy dispersive X-ray analyzer used in the present invention cannot identify hydrogen, so hydrogen is also excluded from the resin component. Therefore, in a phenolic or acrylic resin composed of carbon, hydrogen, and oxygen, carbon is used as an element serving as a resin component. In the silicone resin, carbon and silicon are used as the elements to be the resin component.
3.断面の樹脂存在率の測定
走査型電子顕微鏡を用い、上記磁性キャリア断面を2000倍に拡大して観察した。得られた断面画像において、最大長となる線分Aと平行であり、前記線分Aと2.5μm離れた2本の直線をB及びCとする。前記線分と前記磁性キャリア表面との交点を通り、前記線分と直行する直線Dと、直線Dと平行であり、前記磁性キャリアの中心方向に向けて5.0μm離れた直線Eを想定し、直線B・C間の前記磁性キャリア表面ラインと、直線B、C及びEとに囲まれた領域をR1とした。また、前記直線D、Eと平行であり、前記線分Aの中点と2.5μm離れた2本の直線をF及びGとしたとき、直線B、C、F及びGとに囲まれた領域をR2とした。
3. Measurement of cross section resin abundance Using a scanning electron microscope, the magnetic carrier cross section was magnified 2000 times and observed. In the obtained cross-sectional image, two straight lines that are parallel to the maximum length of the line segment A and separated from the line segment A by 2.5 μm are defined as B and C. Assuming a straight line D passing through the intersection of the line segment and the magnetic carrier surface and perpendicular to the line segment, parallel to the straight line D and 5.0 μm away from the magnetic carrier toward the central direction of the magnetic carrier. A region surrounded by the magnetic carrier surface line between the straight lines B and C and the straight lines B, C, and E was defined as R1. Further, when two straight lines that are parallel to the straight lines D and E and separated by 2.5 μm from the midpoint of the line segment A are F and G, they are surrounded by straight lines B, C, F, and G. The region was R2.
それぞれ、R1、R2の領域に対し、元素分析手段を用い、加速電圧20kV、取り込み時間100secで元素の質量比率(質量%)を測定した。 The element mass ratio (mass%) was measured for each of the R1 and R2 regions using an elemental analysis means at an acceleration voltage of 20 kV and an uptake time of 100 sec.
例えば、磁性体としてマグネタイト、結着樹脂としてフェノール系樹脂、被覆樹脂としてアクリル系樹脂で構成された磁性キャリアの場合、の金属成分(即ち、マグネタイト)に由来する元素は鉄であり、樹脂成分に由来する元素は、炭素となる。またこの時のR1領域の炭素と鉄の元素の質量比率(質量%)がJR1(樹脂由来元素/金属成分由来元素)、R2領域の炭素と鉄の元素の質量比率(質量%)がJR2(樹脂由来元素/金属成分由来元素)となる。 For example, in the case of a magnetic carrier composed of magnetite as the magnetic material, phenolic resin as the binder resin, and acrylic resin as the coating resin, the element derived from the metal component (ie, magnetite) is iron, and the resin component The derived element is carbon. At this time, the mass ratio (mass%) of carbon and iron elements in the R1 region is JR1 (resin-derived element / metal component-derived element), and the mass ratio (mass%) of carbon and iron elements in the R2 region is JR2 ( Resin-derived element / metal component-derived element).
本発明では、上記の測定を磁性キャリア100粒子で実施し、得られた値の上下10点をカットした、80粒子分の平均値を該磁性キャリアのJR1、JR2の値とした。 In the present invention, the above measurement was performed with 100 particles of the magnetic carrier, and the average value of 80 particles obtained by cutting the upper and lower 10 points of the obtained value was taken as the values of JR1 and JR2 of the magnetic carrier.
<磁性キャリア断面のR1及びR2領域における磁性体粒子Aの面積比率の算出方法>
磁性キャリア断面のR1及びR2領域における磁性体粒子Aの面積比率(以下、AR1、AR2)は、上記、磁性キャリア断面における樹脂由来元素と金属成分由来元素との質量比率の算出方法で用いた磁性キャリア断面サンプルで算出した。得られた断面画像において、最大長となる線分Aと平行であり、前記線分Aと2.5μm離れた2本の直線をB及びCとする。前記線分と前記磁性キャリア表面との交点を通り、前記線分と直行する直線Dと、直線Dと平行であり、前記磁性キャリアの中心方向に向けて5.0μm離れた直線Eを想定し、直線B・C間の前記磁性キャリア表面ラインと、直線B、C及びEとに囲まれた領域をR1とした。また、前記直線D、Eと平行であり、前記線分Aの中点と2.5μm離れた2本の直線をF及びGとしたとき、直線B、C、F及びGとに囲まれた領域をR2とした。
<Calculation method of area ratio of magnetic particles A in R1 and R2 regions of magnetic carrier cross section>
The area ratio (hereinafter referred to as AR1 and AR2) of the magnetic particles A in the R1 and R2 regions of the magnetic carrier cross section is the magnetic used in the calculation method of the mass ratio of the resin-derived element and the metal component-derived element in the magnetic carrier cross section. Calculated with a carrier cross-section sample. In the obtained cross-sectional image, two straight lines that are parallel to the maximum length of the line segment A and separated from the line segment A by 2.5 μm are defined as B and C. Assuming a straight line D passing through the intersection of the line segment and the magnetic carrier surface and perpendicular to the line segment, parallel to the straight line D and 5.0 μm away from the magnetic carrier toward the central direction of the magnetic carrier. A region surrounded by the magnetic carrier surface line between the straight lines B and C and the straight lines B, C, and E was defined as R1. Further, when two straight lines that are parallel to the straight lines D and E and separated by 2.5 μm from the midpoint of the line segment A are F and G, they are surrounded by straight lines B, C, F, and G. The region was R2.
走査型電子顕微鏡観察において、反射電子の放出量は試料を構成する物質の原子番号に依存することから磁性キャリア断面の組成画像を得ることができる。磁性キャリアの断面観察においては、磁性体である例えば、マグネタイト成分に由来する重元素領域が明るく(輝度が高く、白くなる)、樹脂成分や空隙部分に由来する軽元素領域が暗く(輝度が低く、黒くなる)観察される。 In scanning electron microscope observation, the amount of reflected electrons emitted depends on the atomic number of the substance constituting the sample, so that a composition image of the magnetic carrier cross section can be obtained. In cross-sectional observation of a magnetic carrier, for example, a heavy element region derived from a magnetite component is bright (high brightness and white), and a light element region derived from a resin component and voids is dark (low brightness). Observe).
具体的には、走査型電子顕微鏡の加速電圧を2.0kVに設定し、上記磁性キャリア断面を2000倍で観察した。続いて、得られた画像をパワーポイント(マイクロソフト社製)を用いて、画像中の目盛りから5.0μmの正方形をR1及びR2領域に描く。A3用紙に拡大プリントし、その画像の上にトレーシングペーパーまたは、OHPフィルムを用いて、R1及びR2領域内の磁性体粒子の輪郭をトレースする。「磁性体粒子A」または「磁性体粒子B」は、各々の粒子を色分けする。 Specifically, the acceleration voltage of the scanning electron microscope was set to 2.0 kV, and the cross section of the magnetic carrier was observed at 2000 times. Subsequently, a 5.0 μm square is drawn in the R1 and R2 regions from the scale in the image using PowerPoint (manufactured by Microsoft). An enlarged print is made on A3 paper, and the outline of the magnetic particles in the R1 and R2 regions is traced on the image using tracing paper or an OHP film. “Magnetic particles A” or “magnetic particles B” color-code each particle.
次に、カメラによりトレーシングペーパー上の磁性体粒子像を取り込む。この作成した画像に対して、画像解析ソフトImage−ProPlus(MediaCybernetics社製ver5.1.1.32)を用いて、R1及びR2領域における各粒子の占める面積の割合を算出する。
磁性体粒子Aの面積割合(面積%)=磁性体粒子Aの面積の和/(磁性体粒子Aの面積の和+磁性体粒子Bの面積の和)×100
Next, the magnetic particle image on the tracing paper is captured by the camera. For the created image, the ratio of the area occupied by each particle in the R1 and R2 regions is calculated using image analysis software Image-ProPlus (ver. 5.1.1.32 manufactured by Media Cybernetics).
Area ratio of magnetic particles A (area%) = sum of areas of magnetic particles A / (sum of areas of magnetic particles A + sum of areas of magnetic particles B) × 100
この操作を100個の磁性キャリア粒子について、測定し、得られた値の上下10点をカットした、80粒子分の平均値を該磁性キャリアのAR1及びAR2の値とした。 This operation was measured for 100 magnetic carrier particles, and the average value for 80 particles obtained by cutting the upper and lower 10 points of the obtained value was used as the AR1 and AR2 values of the magnetic carrier.
<トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)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)を用いた。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。
<Measuring method of weight average particle diameter (D4) and number average particle diameter (D1) of toner>
The weight average particle diameter (D4) and number average particle diameter (D1) of the toner are measured by a fine particle size distribution measuring apparatus “Coulter Counter Multisizer 3” (registered trademark, Beckman And a dedicated software “Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) for setting measurement conditions and analyzing measurement data were used. Measurement was performed with 25,000 effective measurement channels, and measurement data was analyzed 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約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, special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water so as to have a concentration of about 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、以下のように専用ソフトの設定を行った。 Prior to measurement and analysis, the dedicated software was set as follows.
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, set the number of measurements once, and set the Kd value to “standard particles 10.0 μm” (Beckman Coulter, Inc.) 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.
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約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約30mlを入れる。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約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る。この水槽中に前記コンタミノンNを約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、トナー約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、測定濃度が約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ない、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、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)であり、専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、分析/個数統計値(算術平均)画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) About 200 ml of the electrolytic solution is placed in a glass 250 ml round bottom beaker exclusively for Multisizer 3, 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) About 30 ml of the electrolytic aqueous solution is put into a glass 100 ml flat bottom beaker. In this, "Contaminone N" (nonionic surfactant, anionic surfactant, 10% by weight aqueous solution of neutral detergent for pH7 precision measuring instrument cleaning, made by organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. About 0.3 ml of a diluted solution obtained by diluting 3) with ion-exchanged water 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
(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, about 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 of (1) installed in the sample stand, the electrolyte solution of (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the measurement concentration is adjusted to about 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) and the number average particle diameter (D1) are calculated. When the graph / volume% is set with the dedicated software, the “average diameter” on the analysis / volume statistics (arithmetic average) screen is the weight average particle size (D4), and the graph / number% is set with the dedicated software. The “average diameter” on the analysis / number statistic (arithmetic average) screen is the number average particle diameter (D1).
<微粉量の算出方法>
トナー中の個数基準の微粉量(個数%)は、以下のようにして算出する。
<Calculation method of fine powder amount>
The number-based fine powder amount (number%) in the toner is calculated as follows.
例えば、トナー中の4.0μm以下の粒子の個数%は、前記のMultisizer 3の測定を行った後、(1)専用ソフトでグラフ/個数%に設定して測定結果のチャートを個数%表示とする。(2)書式/粒径/粒径統計画面における粒径設定部分の「<」にチェック、その下の粒径入力部に「4」を入力する。そして、(3)分析/個数統計値(算術平均)画面を表示したときの「<4μm」表示部の数値が、トナー中の4.0μm以下の粒子の個数%である。 For example, the number% of particles having a particle size of 4.0 μm or less in the toner is measured by the above-described Multisizer 3 and (1) graph / number% is set with dedicated software, and the measurement result chart is displayed in number%. To do. (2) Check “<” in the particle size setting portion on the format / particle size / particle size statistics screen, and enter “4” in the particle size input section below. Then, (3) when the analysis / count statistics (arithmetic mean) screen is displayed, the numerical value of the “<4 μm” display portion is the number% of particles of 4.0 μm or less in the toner.
<粗粉量の算出方法>
トナー中の体積基準の粗粉量(体積%)は、以下のようにして算出する。
<Calculation method of coarse powder amount>
The volume-based coarse powder amount (volume%) in the toner is calculated as follows.
例えば、トナー中の10.0μm以上の粒子の体積%は、前記のMultisizer 3の測定を行った後、(1)専用ソフトでグラフ/体積%に設定して測定結果のチャートを体積%表示とする。(2)書式/粒径/粒径統計画面における粒径設定部分の「>」にチェック、その下の粒径入力部に「10」を入力する。そして、(3)分析/体積統計値(算術平均)画面を表示したときの「>10μm」表示部の数値が、トナー中の10.0μm以上の粒子の体積%である。 For example, the volume% of particles of 10.0 μm or more in the toner is measured by the above-mentioned Multisizer 3 and (1) graph / volume% is set with dedicated software and the measurement result chart is displayed as volume%. To do. (2) Check “>” in the particle size setting portion on the format / particle size / particle size statistics screen, and enter “10” in the particle size input section below. (3) When the analysis / volume statistics (arithmetic average) screen is displayed, the numerical value of the “> 10 μm” display portion is the volume% of particles of 10.0 μm or more in the toner.
以下、本発明を製造例及び実施例により具体的に説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to production examples and examples, but this does not limit the present invention in any way.
<磁性体粒子A−1の調製>
Fe2O3を、湿式ボールミルで10時間混合、粉砕する。ポリビニルアルコール1質量部を加え、スプレードライヤーで造粒乾燥させる。電気炉にて酸素濃度0.0体積%窒素雰囲気化下で焼成を900℃、10時間行った。
<Preparation of magnetic particles A-1>
Fe 2 O 3 is mixed and pulverized in a wet ball mill for 10 hours. Add 1 part by weight of polyvinyl alcohol and granulate and dry with a spray dryer. Firing was performed at 900 ° C. for 10 hours in an electric furnace under an atmosphere of nitrogen with an oxygen concentration of 0.0 vol%.
得られた磁性体を乾式ボールミルで5時間粉砕し、風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級して、微粉及び粗粉を同時に分級除去し、磁性体粒子A−1を得た。 The obtained magnetic material is pulverized with a dry ball mill for 5 hours, classified with an air classifier (Elbow Jet Lab EJ-L3, manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd.), and fine particles and coarse particles are classified and removed at the same time. -1 was obtained.
得られた磁性体粒子A−1と、シラン系カップリング剤(3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン)(マグネタイト微粒子の100質量部に対して0.2質量部)とを、容器に導入した。そして、該容器内において100℃で1時間高速混合撹拌して、磁性体粒子A−1を表面処理を施した。 The obtained magnetic particles A-1 and a silane coupling agent (3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane) (0.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of magnetite fine particles) were introduced into a container. . Then, the magnetic particles A-1 were subjected to surface treatment by high-speed mixing and stirring at 100 ° C. for 1 hour in the container.
<磁性体粒子B−1の調製>
ガス吹き込み管を有する反応槽に窒素ガスを18L/分で通気しながら、Fe2+1.5モル/Lを含む硫酸第一鉄水溶液26.7L及びSi4+0.2モル/Lを含むケイ酸ソーダ3号水溶液1.0Lを3.4モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液22.3Lに加え、pHを6.8、温度90℃まで昇温させた。さらに3.5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液1.2Lを添加し、pHを7.9に調整し、撹拌を続け、ガスを空気に変え、100L/分で90分間通気した。pHは、希硫酸を用いて、pH7に中和し、生成粒子を水洗、濾過、乾燥、粉砕を行い、磁性体粒子B−1を得た。
<Preparation of magnetic particles B-1>
While supplying nitrogen gas at a rate of 18 L / min to a reaction vessel having a gas blowing tube, 26.7 L of ferrous sulfate aqueous solution containing 1.5 mol / L of Fe 2+ and 0.2 mol / L of Si 4+ are included. Sodium silicate No. 3 aqueous solution (1.0 L) was added to 3.4 mol / L sodium hydroxide aqueous solution (22.3 L), and the pH was raised to 6.8 and the temperature was raised to 90 ° C. Further, 1.2 L of 3.5 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH to 7.9, stirring was continued, the gas was changed to air, and aeration was performed at 100 L / min for 90 minutes. The pH was neutralized to
得られた磁性体粒子B−1と、シラン系カップリング剤(3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン)(マグネタイト微粒子の100質量部に対して1.4質量部)とを、容器に導入した。そして、該容器内において100℃で1時間高速混合撹拌して、磁性体粒子B−1を表面処理を施した。 The obtained magnetic particles B-1 and a silane coupling agent (3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane) (1.4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of magnetite fine particles) were introduced into a container. . And in this container, high-speed mixing stirring was carried out at 100 degreeC for 1 hour, and the magnetic body particle B-1 was surface-treated.
<磁性体粒子A−2乃至11、B−2乃至8の調製>
磁性体粒子B−1の反応温度、反応場のpH、反応時間、ケイ酸塩添加により、磁性体粒子の形状及び粒度分布を変えた磁性体粒子を得る。表1に示す条件に変える以外、磁性体粒子B−1と同様にして表面処理を施す。
<Preparation of magnetic particles A-2 to 11, B-2 to 8>
Magnetic particles having a changed shape and particle size distribution of the magnetic particles are obtained by the reaction temperature of the magnetic particles B-1, the pH of the reaction field, the reaction time, and the addition of silicate. Except for changing to the conditions shown in Table 1, the surface treatment is performed in the same manner as the magnetic particles B-1.
<誘電体粒子の表面処理>
フラスコに1.0μmのTiO2を1000質量部仕込み、シラン系カップリング剤(3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン)(誘電体粒子の100質量部に対して1.2質量部)を添加し撹拌した後、約100℃で1時間高速混合撹拌して、誘電体粒子を表面処理する。
<Surface treatment of dielectric particles>
A flask is charged with 1000 parts by mass of 1.0 μm TiO 2, and a silane coupling agent (3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane) (1.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of dielectric particles) is added. After stirring, the dielectric particles are surface-treated by high-speed mixing and stirring at about 100 ° C. for 1 hour.
<磁性キャリアコアの調製>
・フェノール 10.0質量部
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド37質量%水溶液) 15.0質量部
・表面処理した磁性体粒子A−1 60.0質量部
・表面処理した磁性体粒子B−1 30.0質量部
・表面処理した誘電体粒子(TiO2) 10.0質量部
・25質量%アンモニア水 3.5質量部
・水 15.0質量部
上記材料を反応釜に導入し、温度40℃にしてよく混合する。その後撹拌しながら平均昇温速度1.5℃/分で、温度85℃に加熱し、温度85℃にて保持し、3時間重合反応させて硬化させる。このときの撹拌翼の周速は1.96m/秒とする。
<Preparation of magnetic carrier core>
・ Phenol 10.0 mass parts ・ Formaldehyde solution (formaldehyde 37 mass% aqueous solution) 15.0 mass parts ・ Surface-treated magnetic particles A-1 60.0 mass parts ・ Surface-treated magnetic particles B-1 30.0 Part by mass / surface-treated dielectric particles (TiO 2 ) 10.0 parts by mass / 25% by mass Ammonia water 3.5 parts by mass / water 15.0 parts by mass The above materials were introduced into a reaction kettle to a temperature of 40 ° C. Mix well. Thereafter, the mixture is heated to 85 ° C. at an average heating rate of 1.5 ° C./min with stirring, maintained at a temperature of 85 ° C., and cured by polymerization for 3 hours. The peripheral speed of the stirring blade at this time is 1.96 m / sec.
重合反応させた後、温度30℃まで冷却して水を添加する。上澄み液を除去して得られた沈殿物を水洗し、さらに風乾する。得られた風乾物を、減圧化(5hPa以下)にて、温度60℃で乾燥して、磁性体粒子が分散された磁性キャリアコア1を得た。 After the polymerization reaction, the mixture is cooled to a temperature of 30 ° C. and water is added. The precipitate obtained by removing the supernatant is washed with water and further air-dried. The obtained air-dried product was dried at a temperature of 60 ° C. under reduced pressure (5 hPa or less) to obtain a magnetic carrier core 1 in which magnetic particles were dispersed.
<磁性キャリアコア2乃至21の調製>
磁性キャリアコア1の条件と同様にして、表2に示す組合せにて、磁性キャリアコア2乃至21を作製した。
<Preparation of
<磁性キャリアの調製>
磁性キャリアコア1を、減圧下(1.5kPa)、温度60℃で維持されている遊星運動型混合機(ホソカワミクロン社製のナウタミキサVN型)に、表4に示す樹脂溶液1を、磁性キャリアコア100質量部に対して、樹脂成分の固形分として1.2質量部になるように投入した。投入の仕方として、1/3の量の樹脂溶液を投入し、20分間溶媒除去及び塗布操作を行った。次いで、さらに1/3の量の樹脂溶液を投入し、20分間溶媒除去及び塗布操作を行い、さらに1/3の量の樹脂溶液を投入し、20分間溶媒除去及び塗布操作を行った。
<Preparation of magnetic carrier>
The magnetic carrier core 1 was put into a planetary motion type mixer (Nauta mixer VN type manufactured by Hosokawa Micron Corporation) maintained at a temperature of 60 ° C. under reduced pressure (1.5 kPa). With respect to 100 mass parts, it charged so that it might become 1.2 mass parts as solid content of a resin component. As a method of charging, a 1/3 amount of the resin solution was charged, and solvent removal and coating operation were performed for 20 minutes. Next, a 1/3 amount of the resin solution was added, and the solvent was removed and applied for 20 minutes. Further, a 1/3 amount of the resin solution was added, and the solvent was removed and applied for 20 minutes.
その後被覆樹脂組成物で被覆された磁性キャリアを回転可能な混合容器内にスパイラル羽根を有する混合機(杉山重工業社製のドラムミキサーUD−AT型)に移す。混合容器を1分間に10回転させて撹拌しながら、窒素雰囲気下に温度120℃で2時間熱処理した。得られた磁性キャリア1を、磁力選鉱により低磁力品を分別し、開口150μmの篩を通した後、風力分級器で分級した。体積平均粒径(D50)35.0μmの磁性キャリア1を得た。得られた磁性キャリア1の物性を、表3に示す。 Thereafter, the magnetic carrier coated with the coating resin composition is transferred to a mixer (drum mixer UD-AT type manufactured by Sugiyama Heavy Industries Co., Ltd.) having spiral blades in a rotatable mixing container. The mixture container was heat-treated at a temperature of 120 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere while stirring at 10 rotations per minute. The obtained magnetic carrier 1 was classified by a magnetic classifier after separating a low-magnetic force product by magnetic separation, passing through a sieve having an opening of 150 μm. A magnetic carrier 1 having a volume average particle diameter (D50) of 35.0 μm was obtained. Table 3 shows the physical properties of the magnetic carrier 1 obtained.
尚、金属成分由来成分は鉄、チタンとし、樹脂由来成分は炭素とする。 The metal component-derived component is iron and titanium, and the resin-derived component is carbon.
<磁性キャリア2乃至21の調製>
磁性キャリア2乃至21についても、磁性キャリア1と同様に、表2に示す樹脂溶液を用いて、樹脂被覆を行った。
<Preparation of
Similarly to the magnetic carrier 1, the
得られた磁性キャリアの条件を表2に、また物性を表3に示す。 The conditions of the obtained magnetic carrier are shown in Table 2, and the physical properties are shown in Table 3.
尚、磁性キャリア2と4乃至21の金属成分由来に由来する元素は鉄とし、樹脂成分に由来する元素は炭素とする。磁性キャリア3の金属成分に由来する元素は鉄とし、樹脂成分に由来する元素はシリコーンと炭素とする。
The element derived from the metal component of the
〔トナー1の製造例〕
・結着樹脂(ポリエステル樹脂) 100質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 4.5質量部
・1,4−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.5質量部
・ノルマルパラフィンワックス(融点:78℃) 6質量部
上記の処方の材料を、ヘンシェルミキサー(FM−75型、日本コークス社製)でよく混合した後、温度130℃に設定した2軸混練機(PCM−30型、池貝鉄鋼(株)製)にて10kg/hのFeed量で混練(吐出時の混練物温度は約150℃)した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗砕した後、機械式粉砕機(T−250:ターボ工業(株)製)にて15kg/hrのFeed量で微粉砕した。そして、重量平均粒径が5.5μmであり、粒径4.0μm以下の粒子を55.6個数%含有し、且つ粒径10.0μm以上の粒子を0.8体積%含有する粒子を得た。
[Production Example of Toner 1]
-Binder resin (polyester resin) 100 parts by mass-C.I. I. Pigment Blue 15: 3 4.5 parts by mass, 1,4-di-t-butylsalicylic acid aluminum compound 0.5 part by mass, normal paraffin wax (melting point: 78 ° C.) 6 parts by mass (FM-75 type, manufactured by Nihon Coke Co., Ltd.) (The kneaded material temperature at the time of discharge was about 150 ° C.). The obtained kneaded product was cooled, coarsely crushed with a hammer mill, and then finely pulverized with a mechanical pulverizer (T-250: manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.) at a Feed amount of 15 kg / hr. A particle having a weight average particle size of 5.5 μm, 55.6% by number of particles having a particle size of 4.0 μm or less, and 0.8% by volume of particles having a particle size of 10.0 μm or more is obtained. It was.
得られた粒子を回転式分級機(TTSP100、ホソカワミクロン(株)製)にて、微粉及び粗粉をカットする分級を行った。重量平均粒径が6.4μmであり、粒径4.0μm以下の粒子の存在率が25.8個数%、且つ粒径10.0μm以上の粒子を2.5体積%含有するシアントナー粒子1を得た。 The obtained particles were classified using a rotary classifier (TTSP100, manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to cut fine powder and coarse powder. Cyan toner particles 1 having a weight average particle size of 6.4 μm, an abundance of particles having a particle size of 4.0 μm or less, 25.8% by number, and 2.5% by volume of particles having a particle size of 10.0 μm or more Got.
さらに、下記材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、日本コークス社製)に投入し、回転羽根の周速を35.0(m/sec)とし、混合時間3分で混合することにより、シアントナー粒子2の表面に、シリカと酸化チタンを付着させシアントナー1を得た。
・シアントナー粒子1 100質量部
・シリカ 3.5質量部
(ゾルゲル法で作製したシリカ微粒子にヘキサメチルジシラザン処理1.5質量%で表面処理した後、分級によって所望の粒度分布に調整したもの。)
・酸化チタン 0.5質量部
(アナターゼ形の結晶性を有するメタチタン酸をオクチルシラン化合物で表面処理したもの。)
Further, the following materials were put into a Henschel mixer (FM-75 type, manufactured by Nippon Coke Co., Ltd.), the peripheral speed of the rotary blade was set to 35.0 (m / sec), and mixing was performed for 3 minutes. Cyan toner 1 was obtained by attaching silica and titanium oxide to the surfaces of the
-Cyan toner particles 1 100 parts by mass-Silica 3.5 parts by mass (Silica fine particles prepared by the sol-gel method were surface-treated with 1.5% by mass of hexamethyldisilazane and then adjusted to a desired particle size distribution by classification) .)
・ 0.5 parts by mass of titanium oxide (surface-treated with an octylsilane compound of metatitanic acid having anatase crystallinity)
得られたトナーの処方、及び物性値を表5に示す。 Table 5 shows the formulation and physical property values of the obtained toner.
〔実施例1〕
91質量部の磁性キャリア1に対し、トナー1を9質量部加え、振とう機(YS−8D型:(株)ヤヨイ製)にて振とうし、二成分系現像剤300gを調製した。振とう機の振幅条件は200rpm、2分間とした。
[Example 1]
9 parts by mass of toner 1 was added to 91 parts by mass of magnetic carrier 1, and shaken with a shaker (YS-8D type: manufactured by Yayoi Co., Ltd.) to prepare 300 g of a two-component developer. The amplitude condition of the shaker was 200 rpm for 2 minutes.
一方、10質量部の磁性キャリア1に対し、トナー1を90質量部加え、常温常湿23℃/50%RHの環境において、V型混合機により5分間混合し、補給用現像剤を得た。 On the other hand, 90 parts by mass of toner 1 was added to 10 parts by mass of magnetic carrier 1 and mixed for 5 minutes with a V-type mixer in an environment of normal temperature and normal humidity of 23 ° C./50% RH to obtain a replenishment developer. .
この二成分系現像剤および補給用現像剤を用いて以下の評価を行った。 The following evaluation was performed using the two-component developer and the replenishment developer.
画像形成装置として、キヤノン製カラー複写機imageRUNNER ADVANCE C9075 PRO改造機を用いた。 As an image forming apparatus, a Canon color copier imageRUNNER ADVANCE C9075 PRO remodeling machine was used.
現像器に二成分系現像剤を入れ、補給用現像剤を入れた補給用現像剤容器をセットし、画像を形成し、耐久試験前後での各種評価を行った。 A two-component developer was placed in the developing unit, a replenishment developer container containing a replenishment developer was set, an image was formed, and various evaluations were performed before and after the durability test.
耐久試験として、温度23℃/湿度5RH%(以下「N/L」)の印刷環境の下で、画像比率1%のFFH出力のチャートを用いた。また、温度30℃/湿度80RH%(以下「H/H」)の印刷環境の下では、画像比率40%のFFH出力のチャートを用いた。FFHとは、256階調を16進数で表示した値であり、00hが256階調の1階調目(白地部)であり、FFHが256階調の256階調目(ベタ部)である。 As a durability test, an FFH output chart with an image ratio of 1% was used in a printing environment at a temperature of 23 ° C./humidity of 5 RH% (hereinafter “N / L”). In a printing environment of a temperature of 30 ° C./humidity of 80 RH% (hereinafter “H / H”), an FFH output chart with an image ratio of 40% was used. FFH is a value representing 256 gradations in hexadecimal, 00h is the first gradation (white background) of 256 gradations, and FFH is the 256th gradation (solid part) of 256 gradations. .
画像出力枚数は、各評価項目によって変更した。
条件:
紙 レーザービームプリンター用紙CS−814(81.4g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社)
画像形成速度 A4サイズ、フルカラーで80(枚/min)で出力できるように改造し
た。
現像条件 現像コントラストを任意値で調整可能にし、複写機本体による自動補正が
作動しないように改造した。
交番電界のピーク間の電圧(Vpp)は、周波数2.0kHz、Vppが
0.7kVから1.8kVまで0.1kV刻みで変えられるように改造し
た。
各色とも、単色で画像が出力できるように改造した。
The number of image outputs was changed according to each evaluation item.
conditions:
Paper Laser beam printer paper CS-814 (81.4 g / m 2 )
(Canon Marketing Japan Inc.)
Image formation speed A4 size, full color, modified to output at 80 (sheets / min)
It was.
Development conditions The development contrast can be adjusted to any value, and automatic correction by the copier itself is possible.
Modified to not work.
The voltage (Vpp) between the peaks of the alternating electric field has a frequency of 2.0 kHz and Vpp
Modified to change from 0.7kV to 1.8kV in increments of 0.1kV
It was.
Each color was modified to output a single color image.
各評価項目を以下に示す。 Each evaluation item is shown below.
(1)画像濃度変動
N/L環境下(23℃、5%RH)で耐久初期及び耐久画像出力評価(2400枚)を行った後、ベタ画像(FFH)をした。濃度計X−Rite404A(X−Rite社製)により濃度測定を行い、6点の平均値をとって画像濃度とした。耐久初期と耐久画像出力後の画像濃度の差分を以下の基準で判断した。
A:濃度の差分が0.05未満(非常に良好)
B:濃度の差分が0.05以上0.10未満(良好)
C:濃度の差分が0.10以上0.15未満(やや良好)
D:濃度の差分が0.15以上0.20未満(本発明において許容レベル)
E:濃度の差分が0.20以上(本発明において不可レベル)
(1) Image density fluctuation After performing durability initial and durable image output evaluation (2400 sheets) in an N / L environment (23 ° C., 5% RH), a solid image (FFH) was formed. Density measurement was performed with a densitometer X-Rite 404A (manufactured by X-Rite), and an average value of 6 points was taken as an image density. The difference in image density between the initial durability and the output of the durable image was judged according to the following criteria.
A: Difference in density is less than 0.05 (very good)
B: Difference in density is 0.05 or more and less than 0.10 (good)
C: Difference in density is 0.10 or more and less than 0.15 (somewhat good)
D: Concentration difference is 0.15 or more and less than 0.20 (acceptable level in the present invention)
E: Difference in density is 0.20 or more (impossible level in the present invention)
(2)白抜け
NL環境下(23℃、5%RH)で耐久画像出力評価(2400枚)を行った後、転写紙の搬送方向に対して、ハーフトーン横帯(30H 幅10mm)とベタ黒横帯(FFH 幅10mm)を交互に並べたチャートを出力する。その画像をスキャナで読みとり、二値化処理を行う。二値化画像の搬送方向におけるあるラインの輝度分布(256階調)をとった。そのときのハーフトーンの輝度に接線を引き、ベタ部輝度と交わるまでのハーフトーン部後端の接線からずれた輝度の領域(面積:輝度数の和)をもって、白抜け度とし、以下の基準に基づき評価した。
A:10未満(非常に良好)
B:10以上20未満(良好)
C:20以上30未満(やや良好)
D:30以上40未満(本発明において許容レベル)
E:40以上(本発明において不可レベル)
(2) White spot After performing durable image output evaluation (2400 sheets) in an NL environment (23 ° C., 5% RH), a halftone horizontal band (
A: Less than 10 (very good)
B: 10 or more and less than 20 (good)
C: 20 or more and less than 30 (slightly good)
D: 30 or more and less than 40 (Acceptable level in the present invention)
E: 40 or more (impossible level in the present invention)
(3)耐久後キャリア付着
N/L環境下(23℃、5%RH)で耐久画像出力評価(2400枚)を行った後、キャリア付着を評価した。00H画像、及びFFH画像を出力し、画像出力途中で電源を切り、クリーニングされる前の静電潜像担持体上を透明な粘着テープを密着させてサンプリングした。そして、3cm×3cm中の静電荷潜像担持体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、以下の基準により評価した。評価はシアン単色で行った。
A:2個以下(非常に良好)
B:3個以上4個以下(良好)
C:5個以上7個以下(やや良好)
D:8個以上10個以下(本発明において許容レベル)
E:11個以上(本発明において不可レベル)
(3) Carrier adhesion after durability After durability image output evaluation (2400 sheets) was performed in an N / L environment (23 ° C., 5% RH), carrier adhesion was evaluated. A 00H image and an FFH image were output, the power was turned off in the middle of image output, and sampling was performed by attaching a transparent adhesive tape to the electrostatic latent image carrier before cleaning. Then, the number of magnetic carrier particles adhering to the electrostatic charge latent image carrier in 3 cm × 3 cm was counted, the number of adhering carrier particles per 1 cm 2 was calculated, and evaluated according to the following criteria. The evaluation was performed with cyan single color.
A: 2 or less (very good)
B: 3 or more and 4 or less (good)
C: 5 or more and 7 or less (slightly good)
D: 8 or more and 10 or less (allowable level in the present invention)
E: 11 or more (impossible level in the present invention)
(4)ハーフトーン画像の耐ガサツキ性
H/H環境下で初期、及び耐久画像出力評価(100000枚)を行った後、ハーフトーン画像(30H)をA4で1枚印刷した。画像は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。そして、ハーフトーン画像のガサツキをドット再現性指数(I)で評価した。
ドット再現性指数(I)=σ/S×100
(4) Roughness of halftone image After initial and durability image output evaluation (100,000 sheets) in H / H environment, one halftone image (30H) was printed with A4. For the image, a digital microscope VHX-500 (lens wide range zoom lens VH-Z100, manufactured by Keyence Corporation) was used, and the area of 1000 dots was measured. 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. Then, the roughness of the halftone image was evaluated by the dot reproducibility index (I).
Dot reproducibility index (I) = σ / S × 100
ガサツキの評価基準としては、シアン単色で、以下の基準により評価した。
A:Iが3.0未満(非常に良好)
B:Iが3.0以上5.0未満(良好)
C:Iが5.0以上7.0未満:(やや良好)
D:Iが7.0以上9.0未満(本発明において許容レベル)
E:Iが9.0以上(本発明において不可レベル)
As an evaluation standard of the roughness, it was evaluated by the following standard for cyan single color.
A: I is less than 3.0 (very good)
B: I is 3.0 or more and less than 5.0 (good)
C: I is 5.0 or more and less than 7.0: (slightly good)
D: I is 7.0 or more and less than 9.0 (acceptable level in the present invention)
E: I is 9.0 or more (impossible level in the present invention)
(5)カブリ
H/H環境下(30℃、80%RH)で耐久初期及び耐久画像出力評価(100000枚)を行った後、A4全面ベタ白画像を出力した。カブリは白地部分の白色度をリフレクトメーター(東京電色社製)により測定し、転写前後の白色度の差からカブリ濃度(%)を算出し、以下の基準により評価した。
A:1.5%未満(非常に良好)
B:1.5%以上2.0%未満(良好)
C:2.0%以上2.5%未満(やや良好)
D:2.5%以上3.0%未満(本発明において許容レベル)
E:3.0%以上(本発明において不可レベル)
(5) Fog After performing durable initial stage and durable image output evaluation (100,000 sheets) in a fogging H / H environment (30 ° C., 80% RH), an A4 full solid white image was output. For the fog, the whiteness of the white background was measured with a reflectometer (manufactured by Tokyo Denshoku), the fog density (%) was calculated from the difference in whiteness before and after the transfer, and evaluated according to the following criteria.
A: Less than 1.5% (very good)
B: 1.5% or more and less than 2.0% (good)
C: 2.0% or more and less than 2.5% (slightly good)
D: 2.5% or more and less than 3.0% (acceptable level in the present invention)
E: 3.0% or more (impossible level in the present invention)
(6)総合判定
上記評価項目(1)乃至(5)における評価ランクを数値化し(A=10、B=7、C=5、D=3、E=0)、合計値を以下の基準により判定を行った。
A:47以上50以下:非常に良好。
B:35以上46以下:良好。
C:25以上34以下:本発明において高画質複写機として許容レベル。
D:15以上24以下:画像欠陥が気になるが、実使用上問題無いレベル。
E:14以下:本発明において不可レベル。
(6) Comprehensive judgment The evaluation ranks in the evaluation items (1) to (5) are quantified (A = 10, B = 7, C = 5, D = 3, E = 0), and the total value is based on the following criteria. Judgment was made.
A: 47 or more and 50 or less: very good.
B: 35 or more and 46 or less: Good.
C: 25 or more and 34 or less: In the present invention, an acceptable level as a high-quality copying machine.
D: 15 or more and 24 or less: An image defect is anxious, but there is no problem in actual use.
E: 14 or less: Unacceptable level in the present invention.
実施例1では、いずれの評価においても、非常に良好な結果が得られた。評価結果を表6に示す。 In Example 1, very good results were obtained in any evaluation. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例2〕
実施例1と同様に、磁性キャリア2を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
実施例2では、磁性キャリアコアに誘電体粒子が含有されていない分、実施例1と比べて、白抜けに極僅かな差が生じたものの、いずれの評価においても、非常に良好な結果であった。評価結果を表6に示す。
磁性体粒子A
In Example 2, since the dielectric particles were not contained in the magnetic carrier core, there was a slight difference in white spots compared to Example 1, but in any evaluation, very good results were obtained. there were. The evaluation results are shown in Table 6.
Magnetic particles A
〔実施例3〕
実施例1と同様に、磁性キャリア3を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 3
In the same manner as in Example 1, using the magnetic carrier 3, a two-component developer and a replenishment developer were prepared at the same ratio as in Example 1. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained developer was used.
実施例3では、磁性体粒子Aの質量割合が高めであり、被覆樹脂層の厚みに若干のバラつきが生じた。その結果、ガサツキに極僅かな差が生じているが、それ以外は総じて良好な結果であった。評価結果を表6に示す。 In Example 3, the mass ratio of the magnetic particles A was high, and a slight variation occurred in the thickness of the coating resin layer. As a result, there was a slight difference in roughness, but the other results were generally good. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例4〕
実施例1と同様に、磁性キャリア4を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 4
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the magnetic carrier 4 at the same ratio as in Example 1. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained developer was used.
実施例4では、磁性体粒子Aの質量割合が低めであり、磁性キャリアの表面近傍部の樹脂存在比率が高めになった。その結果、白抜けに極僅かな差が生じているが、それ以外は非常に良好な結果であった。評価結果を表6に示す。 In Example 4, the mass ratio of the magnetic particles A was low, and the resin presence ratio in the vicinity of the surface of the magnetic carrier was high. As a result, there was a slight difference in white spots, but the other results were very good. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例5〕
実施例1と同様に、磁性キャリア5を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 5
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
実施例5では、磁性体粒子Aの質量割合も高く、さらに磁性キャリアの体積平均粒径も大きくなっている。そのため、被覆樹脂層の厚みに若干のバラつきが生じることで、帯電付与能の低下を引き起こしている。その結果、ガサツキやカブリで僅かな影響が認められるが、総じて良好な結果であった。評価結果を表6に示す。 In Example 5, the mass ratio of the magnetic particles A is high, and the volume average particle size of the magnetic carrier is also large. Therefore, a slight variation in the thickness of the coating resin layer causes a decrease in charge imparting ability. As a result, although slight influence was recognized by roughness and fogging, the result was generally good. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例6〕
実施例1と同様に、磁性キャリア6を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 6
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
実施例6では、磁性体粒子Aの質量割合も低く、さらには磁性キャリアの体積平均粒径も小さく、磁性キャリア表面近傍部の樹脂存在比率が高めになっている。その為、若干、帯電緩和性に影響が生じ、白抜けに僅かな差が出ているが、総じて良好な結果であった。評価結果を表6に示す。 In Example 6, the mass ratio of the magnetic particles A is low, the volume average particle diameter of the magnetic carrier is also small, and the resin existing ratio in the vicinity of the magnetic carrier surface is high. For this reason, the charge relaxation property is slightly affected, and there is a slight difference in white spots, but the results are generally good. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例7〕
実施例1と同様に、磁性キャリア7を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 7
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
実施例7では、磁性体粒子Bに個数平均粒径が大きいめの粒子を使用している。その結果、磁性キャリア中の磁性体量が少なめになり、磁化が低めになった。その為、キャリア付着に僅かな影響が生じたが、それ以外は総じて良好な結果であった。評価結果を表6に示す。 In Example 7, particles having a larger number average particle diameter are used for the magnetic particles B. As a result, the amount of the magnetic substance in the magnetic carrier became smaller and the magnetization became lower. For this reason, there was a slight influence on the carrier adhesion, but the other results were generally good. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例8〕
実施例1と同様に、磁性キャリア8を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 8
Similarly to Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the magnetic carrier 8 at the same ratio as in Example 1. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained developer was used.
実施例8では、磁性体粒子Bに個数平均粒径が小さいめの粒子を使用している。磁性キャリア調整の際、磁性体粒子B同士が一部凝集し、その結果、磁性キャリア間の磁化に若干、バラつきが生じた。その為、キャリア付着に僅かな影響が生じたが、それ以外は総じて良好な結果であった。評価結果を表6に示す。 In Example 8, particles having a smaller number average particle diameter are used for the magnetic particles B. When adjusting the magnetic carrier, the magnetic particles B partially aggregated, and as a result, the magnetization between the magnetic carriers slightly varied. For this reason, there was a slight influence on the carrier adhesion, but the other results were generally good. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例9〕
実施例1と同様に、磁性キャリア9を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 9
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the magnetic carrier 9 at the same ratio as in Example 1. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained developer was used.
実施例9では、磁性体粒子Aに個数平均粒径の大きいめの粒子を使用し、且つ、磁性キャリアの体積平均粒径も大きめとなっている。その為、被覆樹脂層の厚みに若干のバラつきが生じることで、帯電付与能に極僅かな影響が生じたものの、総じて良好な結果であった。評価結果を表6に示す。 In Example 9, larger particles having a larger number average particle diameter are used for the magnetic particles A, and the volume average particle diameter of the magnetic carrier is also larger. Therefore, a slight variation in the thickness of the coating resin layer caused a slight influence on the charge imparting ability, but the result was generally good. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例10〕
実施例1と同様に、磁性キャリア10を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 10
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
実施例10では、磁性体粒子Aに個数平均粒径が小さいめの粒子を使用している為、磁性キャリア表面の樹脂存在比率が高めになった。その結果、チャージアップ性と帯電緩和性に影響が生じ、耐久前後の画像濃度変動、白抜け及びキャリア付着に少し差が見られたが、総じて良好な結果であった。評価結果を表6に示す。 In Example 10, since particles having a smaller number average particle diameter are used as the magnetic particles A, the resin existing ratio on the surface of the magnetic carrier is increased. As a result, the charge-up property and the charge relaxation property were affected, and a slight difference was observed in image density fluctuation before and after endurance, white spots and carrier adhesion, but the results were generally good. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例11〕
実施例1と同様に、磁性キャリア11を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 11
Similarly to Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the magnetic carrier 11 at the same ratio as in Example 1. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained developer was used.
実施例11では、磁性体粒子Aの個数平均粒径は小さいめで、磁性体粒子Bは逆に大きい粒子を使用している。その結果、磁性体粒子A、Bの個数平均粒径の差が小さくなり、磁性キャリア内部と表面近傍部の樹脂存在比率が近くなった。そのため、帯電緩和性に影響が生じ、白抜けに差が見られたが、概ね良好な結果であった。評価結果を表6に示す。 In Example 11, since the number average particle diameter of the magnetic particles A is small, the magnetic particles B are large particles. As a result, the difference in the number average particle diameter of the magnetic particles A and B became smaller, and the resin existing ratio in the magnetic carrier and in the vicinity of the surface became closer. For this reason, the charge relaxation properties are affected, and there is a difference in white spots, but the results are generally good. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例12〕
実施例1と同様に、磁性キャリア12を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 12
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
実施例12では、磁性体粒子Bに個数平均粒径が小さい粒子を使用している為、磁性キャリア調整の際、磁性体粒子B同士の凝集が見られた。その結果、磁性キャリア間の磁化にバラつきが生じ、キャリア付着に影響が出たが、それ以外は概ね良好な結果であった。評価結果を表6に示す。 In Example 12, since particles having a small number average particle diameter were used for the magnetic particles B, aggregation of the magnetic particles B was observed when adjusting the magnetic carrier. As a result, the magnetization between the magnetic carriers varied and the carrier adhesion was affected, but the other results were generally good. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例13〕
実施例1と同様に、磁性キャリア13を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 13
Similarly to Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
実施例13では、磁性体粒子Aに個数平均粒径の大きい粒子を使用し、磁性キャリアの体積平均粒径も大きめとなっている。その為、磁性キャリア表面近傍部の樹脂存在比率が低めになり、被覆樹脂層の厚みにも若干のバラつきが生じ、帯電付与能に影響が見られた。その結果、ガサツキやカブリに差が生じたが、それ以外は概ね良好な結果であった。評価結果を表6に示す。 In Example 13, particles having a large number average particle diameter are used as the magnetic particles A, and the volume average particle diameter of the magnetic carrier is also large. For this reason, the resin abundance ratio in the vicinity of the magnetic carrier surface was lowered, the thickness of the coating resin layer was slightly varied, and the charge imparting ability was affected. As a result, there was a difference in roughness and fogging, but the other results were generally good. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例14〕
実施例1と同様に、磁性キャリア14を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 14
Similarly to Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the magnetic carrier 14 in the same ratio as in Example 1. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained developer was used.
実施例14では、磁性体粒子Aの個数平均粒径は小さい粒子を使用している。その結果、磁性キャリア表面の樹脂存在比率が高めになった。その為、帯電緩和性に影響が生じ、白抜けに影響が見られたが、実使用上は問題無いレベルであった。評価結果を表6に示す。 In Example 14, particles having a small number average particle diameter of the magnetic particles A are used. As a result, the resin existing ratio on the surface of the magnetic carrier was increased. For this reason, the charge relaxation property was affected, and white spots were affected, but the level was not problematic in actual use. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例15〕
実施例1と同様に、磁性キャリア15を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 15
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
実施例15では、磁性キャリア中心部における磁性体粒子Aの存在比率が高くなり、その結果、磁性キャリア表面近傍部の樹脂存在率が高めになった。その為、チャージアップ性と帯電緩和性に影響が生じ、耐久前後の画像濃度変動、白抜け及びキャリア付着に差が見られたが、実使用上問題無いレベルであった。評価結果を表6に示す。 In Example 15, the abundance ratio of the magnetic particles A at the center of the magnetic carrier was increased, and as a result, the resin abundance at the vicinity of the magnetic carrier surface was increased. Therefore, the charge-up property and the charge relaxation property are affected, and there are differences in the image density fluctuation before and after the endurance, white spots and carrier adhesion. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例16〕
実施例1と同様に、磁性キャリア16を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 16
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
実施例16では、磁性体粒子A及びBいずれも、個数平均粒径は大きい粒子を使用し、且つ、磁性キャリアの体積平均粒径も大きい。その為、磁性キャリア表面近傍部の樹脂存在比率が低めになり、被覆樹脂層の厚みにも若干のバラつきが生じ、帯電付与能に影響が見られた。その結果、全ての評価項目において差が見られたが、実使用上は問題無いレベルであった。評価結果を表6に示す。 In Example 16, both the magnetic particles A and B use particles having a large number average particle diameter, and the volume average particle diameter of the magnetic carrier is also large. For this reason, the resin abundance ratio in the vicinity of the magnetic carrier surface was lowered, the thickness of the coating resin layer was slightly varied, and the charge imparting ability was affected. As a result, although there was a difference in all the evaluation items, it was a level with no problem in actual use. The evaluation results are shown in Table 6.
〔実施例17〕
実施例1と同様に、磁性キャリア17を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
Example 17
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the magnetic carrier 17 at the same ratio as in Example 1. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained developer was used.
実施例17では、磁性体粒子A及びBいずれも、個数平均粒径は小さい粒子を使用している。その結果、磁性キャリア表面近傍部の樹脂存在率が高くなった。その為、チャージアップ性と帯電緩和性に影響が生じ、耐久前後の画像濃度変動、白抜け及びキャリア付着に差が見られたが、実使用上問題無いレベルであった。評価結果を表6に示す。 In Example 17, both the magnetic particles A and B use particles having a small number average particle size. As a result, the resin presence rate in the vicinity of the magnetic carrier surface was increased. Therefore, the charge-up property and the charge relaxation property are affected, and there are differences in the image density fluctuation before and after the endurance, white spots and carrier adhesion. The evaluation results are shown in Table 6.
〔比較例1〕
実施例1と同様に、磁性キャリア18を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
[Comparative Example 1]
Similarly to Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
比較例1では、磁性体粒子Aの個数平均粒径が小さく、一方、磁性体粒子Bの個数平均粒径が大きく、且つ磁性体粒子Aの質量割合は低い磁性キャリアを使用した。その結果、磁性キャリア表面近傍部の樹脂存在比率が高くなりすぎ、帯電緩和性とチャージアップ性に大きな影響が生じた。耐久前後の画像濃度変動、白抜け及びキャリア付着に悪化傾向が見られた。評価結果を表6に示す。 In Comparative Example 1, a magnetic carrier having a small number average particle diameter of the magnetic particles A, a large number average particle diameter of the magnetic particles B, and a low mass ratio of the magnetic particles A was used. As a result, the resin existing ratio in the vicinity of the surface of the magnetic carrier becomes too high, which has a great influence on the charge relaxation property and the charge-up property. There was a tendency for image density fluctuation before and after endurance, white spots and carrier adhesion to deteriorate. The evaluation results are shown in Table 6.
〔比較例2〕
実施例1と同様に、磁性キャリア19を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
[Comparative Example 2]
Similarly to Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
比較例2では、磁性体粒子Aの個数平均粒径が大きすぎるため、磁性キャリア表面近傍部の樹脂存在比率が低下し、被覆樹脂層の厚みにも大きなバラつきが生じ、帯電付与能の低下が見られた。その為、耐久前後の画像濃度変動、耐ガサツキ性及びカブリが悪化した。評価結果を表6に示す。 In Comparative Example 2, since the number average particle diameter of the magnetic particles A is too large, the resin existing ratio in the vicinity of the magnetic carrier surface is lowered, the thickness of the coating resin layer is greatly varied, and the charge imparting ability is lowered. It was seen. As a result, the image density fluctuation before and after the endurance, the roughness resistance and the fog were deteriorated. The evaluation results are shown in Table 6.
〔比較例3〕
実施例1と同様に、磁性キャリア20を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
[Comparative Example 3]
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
比較例3では、磁性キャリアの体積平均粒径が大きすぎるため、帯電付与能が低く、特にカブリ、耐ガサツキ性に悪化が見られた。評価結果を表6に示す。 In Comparative Example 3, since the volume average particle diameter of the magnetic carrier was too large, the charge imparting ability was low, and in particular, the fog and the anti-fogging resistance were deteriorated. The evaluation results are shown in Table 6.
〔比較例4〕
実施例1と同様に、磁性キャリア21を使用して、実施例1と同じ比率で二成分現像剤、及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
[Comparative Example 4]
In the same manner as in Example 1, a two-component developer and a replenishment developer were prepared using the
比較例4では、磁性キャリアの体積平均粒径が小さすぎるため、磁性キャリア中の磁性体含有量も少なくなり、磁化量は低く、磁性キャリア表面近傍部の樹脂存在比率は高くなった。その結果、特にチャージアップによる画像濃度変動やキャリア付着に悪化傾向が見られた。評価結果を表6に示す。 In Comparative Example 4, since the volume average particle diameter of the magnetic carrier was too small, the content of the magnetic substance in the magnetic carrier was reduced, the amount of magnetization was low, and the resin existing ratio in the vicinity of the magnetic carrier surface was high. As a result, there was a tendency for image density fluctuation and carrier adhesion due to charge-up to deteriorate. The evaluation results are shown in Table 6.
1、1K、1Y、1C、1M:静電潜像担持体、2、2K、2Y、2C、2M:帯電器、3、3K、3Y、3C、3M:露光器、4、4K、4Y、4C、4M:現像器、5:現像容器、6、6K、6Y、6C、6M:現像剤担持体、7:マグネット、8:規制部材、9:中間転写体、10K、10Y、10C、10M:中間転写帯電器、11:転写帯電器、12:記録媒体(転写材)、13:定着器、14:中間転写体クリーナー、15、15K、15Y、15C、15M:クリーナー、16:前露光
1, 1K, 1Y, 1C, 1M: electrostatic latent image carrier, 2, 2K, 2Y, 2C, 2M: charger, 3, 3K, 3Y, 3C, 3M: exposure unit, 4, 4K, 4Y,
Claims (7)
前記磁性キャリアは体積分布基準の50%粒径(D50)が20μm以上60μm以下であり、
前記磁性キャリアは、以下のように定義される領域R1及び領域R2における樹脂由来元素と金属成分由来元素との質量%比(樹脂由来元素/金属成分由来元素)をJR1及びJR2としたとき、以下の関係を満たすことを特徴とする磁性体分散型樹脂キャリア。
(1)0.20≦JR1≦0.40
(2)1.00≦(JR1/JR2)≦1.40
領域R1の定義:
前記磁性キャリアの断面画像において、最大長となる線分Aと平行であり、前記線分Aと2.5μm離れた2本の直線をB及びCとする。前記線分と前記磁性キャリア表面との交点を通り、前記線分と直行する直線Dと、直線Dと平行であり、前記磁性キャリアの中心方向に向けて5.0μm離れた直線Eを想定し、直線B・C間の前記磁性キャリア表面ラインと、直線B、C及びEとに囲まれた領域。
領域R2の定義:
前記直線D、Eと平行であり、前記線分Aの中点と2.5μm離れた2本の直線をF及びGとしたとき、直線B、C、F及びGとに囲まれた領域。 A magnetic material-dispersed resin carrier core having at least a magnetic material and a binder resin, and a magnetic carrier having a resin coating layer on the surface of the magnetic material-dispersed resin carrier core,
The magnetic carrier has a 50% particle size (D50) based on volume distribution of 20 μm or more and 60 μm or less,
When the mass% ratio (resin-derived element / metal component-derived element) between the resin-derived element and the metal component-derived element in the region R1 and the region R2 defined as follows is defined as follows, the magnetic carrier is expressed as follows: A magnetic material-dispersed resin carrier characterized by satisfying the relationship:
(1) 0.20 ≦ JR1 ≦ 0.40
(2) 1.00 ≦ (JR1 / JR2) ≦ 1.40
Definition of region R1:
In the cross-sectional image of the magnetic carrier, two straight lines that are parallel to the maximum length of the line segment A and separated from the line segment A by 2.5 μm are B and C. Assuming a straight line D passing through the intersection of the line segment and the magnetic carrier surface and perpendicular to the line segment, parallel to the straight line D and 5.0 μm away from the magnetic carrier toward the central direction of the magnetic carrier. A region surrounded by the magnetic carrier surface line between the straight lines B and C and the straight lines B, C, and E.
Definition of region R2:
A region surrounded by straight lines B, C, F, and G, where F and G are two straight lines that are parallel to the straight lines D and E and separated from the midpoint of the line segment A by 2.5 μm.
磁性体粒子A及びBの個数平均粒径をそれぞれrA、rBとし、前記磁性キャリアの断面画像において、R1領域及びR2領域における総磁性体粒子断面積に対する前記磁性体粒子Aの断面積の存在割合をそれぞれAR1、AR2としたとき、以下の関係を満たす。
(1)0.30≦rA≦3.00
(2)0.05≦rB≦0.25
(3)0.00≦(AR2/AR1)≦0.50
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の磁性体分散型樹脂キャリア。 The magnetic carrier contains magnetic particles A and magnetic particles B, and the magnetic particles A and B are defined as follows:
The number average particle diameters of the magnetic particles A and B are rA and rB, respectively, and in the cross-sectional image of the magnetic carrier, the ratio of the cross-sectional area of the magnetic particles A to the total magnetic particle cross-sectional area in the R1 region and the R2 region Are AR1 and AR2, respectively, satisfy the following relationship.
(1) 0.30 ≦ rA ≦ 3.00
(2) 0.05 ≦ rB ≦ 0.25
(3) 0.00 ≦ (AR2 / AR1) ≦ 0.50
The magnetic material-dispersed resin carrier according to claim 1, wherein:
該磁性体中における磁性体粒子A及びBの質量割合(質量%)をそれぞれwA、wBとしたとき、以下の関係を満たす。
0.51≦wA/(wA+wB)≦0.80
を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の磁性体分散型樹脂キャリア。 The magnetic carrier contains magnetic particles A and magnetic particles B, and the magnetic particles A and B are defined as follows:
When the mass ratio (mass%) of the magnetic particles A and B in the magnetic material is wA and wB, respectively, the following relationship is satisfied.
0.51 ≦ wA / (wA + wB) ≦ 0.80
The magnetic material-dispersed resin carrier according to claim 1, wherein:
前記補給用現像剤は、補給用磁性キャリアと結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナーとを含有し、前記補給用磁性キャリア1質量部に対するトナー量が2質量部以上、50質量部以下であり、前記補給用磁性キャリアは、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の磁性体分散型樹脂キャリアであることを特徴とする補給用現像剤。 In response to a decrease in the toner concentration of the two-component developer in the developing device, a replenishment developer is supplied to the developing device, and the electrostatic latent image formed on the surface of the electrostatic latent image carrier is converted into the two-component developer in the developing device. A developer for replenishment for use in a two-component development method in which development is performed using a system developer and excess magnetic carrier inside the developer is discharged from the developer as necessary.
The replenishment developer contains a replenishment magnetic carrier and a toner containing a binder resin, a colorant, and a release agent, and a toner amount relative to 1 part by mass of the replenishment magnetic carrier is 2 parts by mass or more and 50 masses. The replenishment developer, wherein the replenishment magnetic carrier is the magnetic material-dispersed resin carrier according to any one of claims 1 to 3.
前記二成分系現像剤として、請求項4に記載の二成分系現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。 A charging step for charging the electrostatic latent image carrier, an electrostatic latent image forming step for forming an electrostatic latent image on the surface of the electrostatic latent image carrier, and a two-component developer in the developing device. A developing process for forming a toner image, a transfer process for transferring the toner image to a transfer material with or without an intermediate transfer member, and a fixing process for fixing the transferred toner image to the transfer material. An image forming method comprising:
The image forming method according to claim 4, wherein the two-component developer according to claim 4 is used as the two-component developer.
Priority Applications (1)
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