JP2021117281A - Ferrite carrier core material, electrophotographic development carrier using the same, and electrophotographic developer - Google Patents

Ferrite carrier core material, electrophotographic development carrier using the same, and electrophotographic developer Download PDF

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Abstract

To provide a ferrite carrier core material which suppresses image memory, exhibits less wear on a resin coating layer even after prolonged use, and suppresses carrier adhesion.SOLUTION: A ferrite carrier core material features particles with a maximum peak-valley depth Rz of 1.95-2.38 μm. inclusive, an average length RSm of 7.20-8.50 μm, inclusive, the product of Rz and RSm being 15.8 or greater, and a deformity rate of 46% or greater as measured by a predetermined method.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、フェライトキャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤に関するものである。 The present invention relates to a ferrite carrier core material, a carrier for electrophotographic development using the same, and a developer for electrophotographic development.

例えば、電子写真方式を用いたファクシミリやプリンター、複写機などの画像形成装置では、感光体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化し、この可視像を用紙等に転写した後、加熱・加圧して定着させている。高画質化やカラー化の観点から、現像剤としては、キャリアとトナーとを含むいわゆる二成分現像剤が広く使用されている。 For example, in an image forming apparatus such as a facsimile, a printer, or a copier using an electrophotographic method, toner is adhered to an electrostatic latent image formed on the surface of a photoconductor to make a visible image, and this visible image is made into a paper. After transferring to, etc., it is fixed by heating and pressurizing. From the viewpoint of high image quality and colorization, a so-called two-component developer containing a carrier and a toner is widely used as a developer.

二成分現像剤を用いた現像方式では、キャリアとトナーとを現像装置内で撹拌混合し、摩擦によってトナーを所定量まで帯電させる。そして、回転する現像ローラに現像剤を供給し、現像ローラ上で磁気ブラシを形成させて、磁気ブラシを介して感光体へトナーを電気的に移動させて感光体上の静電潜像を可視像化する。トナー移動後のキャリアは現像ローラ上に残留し、現像装置内で再びトナーと混合される。このため、キャリアの特性として、磁気ブラシを形成する磁気特性と、所望の電荷をトナーに付与する帯電特性および繰り返し使用における耐久性が要求される。 In the development method using a two-component developer, the carrier and the toner are stirred and mixed in the developing apparatus, and the toner is charged to a predetermined amount by friction. Then, a developer is supplied to the rotating developing roller, a magnetic brush is formed on the developing roller, and toner is electrically transferred to the photoconductor via the magnetic brush to obtain an electrostatic latent image on the photoconductor. Visualize. After the toner is transferred, the carrier remains on the developing roller and is mixed with the toner again in the developing apparatus. Therefore, as carrier characteristics, magnetic characteristics for forming a magnetic brush, charging characteristics for imparting a desired charge to toner, and durability in repeated use are required.

このようなキャリアとして、マグネタイトや各種フェライト等の磁性粒子の表面を樹脂で被覆したものが一般に用いられている。キャリア芯材としての磁性粒子には、良好な磁気的特性と共に、トナーに対する良好な摩擦帯電特性が要求される。このような特性を満たすキャリア芯材として種々の形状のものが提案されている。 As such a carrier, one in which the surface of magnetic particles such as magnetite and various ferrites is coated with a resin is generally used. Magnetic particles as a carrier core material are required to have good triboelectric properties with respect to toner as well as good magnetic properties. Various shapes have been proposed as carrier core materials satisfying such characteristics.

例えば、メモリー画像(前画像の影響が後画像に表れる現象)等の抑制を目的として、ストロンチウム(Sr)及びケイ素(Si)が特定量含有され、粒子の最大山谷深さRz及びその標準偏差σが特定範囲であるマンガン(Mn)フェライト粒子をキャリア芯材として使用することが提案されている(特許文献1)。また、長期間の使用による被覆樹脂のキャリア芯材からの剥離の抑制を目的として、Sr及びカルシウム(Ca)の少なくとも一方を特定量含有し、粒子表面に表れているグレインの平均長さRSmが所定値以上であるグレインの頻度を所定値以下としたキャリア芯材の使用についても提案されている(特許文献2)。 For example, for the purpose of suppressing a memory image (a phenomenon in which the influence of the front image appears in the rear image), a specific amount of strontium (Sr) and silicon (Si) is contained, and the maximum mountain valley depth Rz of the particles and its standard deviation σ It has been proposed to use manganese (Mn) ferrite particles in a specific range as a carrier core material (Patent Document 1). Further, for the purpose of suppressing peeling of the coating resin from the carrier core material due to long-term use, at least one of Sr and calcium (Ca) is contained in a specific amount, and the average length RSm of grains appearing on the particle surface is increased. It has also been proposed to use a carrier core material in which the frequency of grains having a predetermined value or more is set to a predetermined value or less (Patent Document 2).

特開2017−31031号公報JP-A-2017-31031 特開2016−184130号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-184130

特許文献1の提案技術のように、粒子の最大山谷深さRzを大きくすなわち粒子表面の凹凸化を進めることによって、キャリア芯材の表面を樹脂被覆した樹脂被覆キャリアにおいて、キャリア芯材の一部が表面に露出して樹脂被覆キャリアの電気抵抗が下がりメモリー画像の発生は抑えられる。 A part of the carrier core material in a resin-coated carrier in which the surface of the carrier core material is resin-coated by increasing the maximum mountain valley depth Rz of the particles, that is, by advancing the unevenness of the particle surface as in the technique proposed in Patent Document 1. Is exposed on the surface, the electrical resistance of the resin-coated carrier is reduced, and the generation of memory images is suppressed.

しかし、グレインサイズが小さい状態でキャリア芯材粒子の異形化が進むとグレインが過剰に先鋭化することがある。このような過剰に先鋭化したグレインを有する樹脂被覆キャリアを使用し続けると磁気ブラシ内での樹脂被覆キャリアに対する機械的ストレスが大きくなって樹脂被覆層が摩耗して必要以上にキャリア芯材が表面に露出することがある。 However, if the carrier core material particles are deformed while the grain size is small, the grains may be excessively sharpened. If the resin-coated carrier having such excessively sharpened grains is continuously used, the mechanical stress on the resin-coated carrier in the magnetic brush becomes large, the resin-coated layer is worn, and the carrier core material is surfaced more than necessary. May be exposed to.

キャリア芯材が表面に露出した樹脂被覆キャリアには現像領域において電荷注入が起こり易く、その結果、樹脂被覆キャリアが感光体ドラムに移動する「キャリア付着」が生じるおそれがある。 Charge injection is likely to occur in the developed region of the resin-coated carrier in which the carrier core material is exposed on the surface, and as a result, “carrier adhesion” may occur in which the resin-coated carrier moves to the photoconductor drum.

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像メモリーが抑制でき、しかも長期間の使用によっても樹脂被覆層の摩耗によるキャリア芯材の過度の表面露出がなく、キャリア付着が生じにくいキャリア芯材を提供することにある。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is that the image memory can be suppressed, and excessive surface exposure of the carrier core material due to wear of the resin coating layer even after long-term use. It is an object of the present invention to provide a carrier core material which is less likely to cause carrier adhesion.

また本発明の他の目的は、長期間の使用においても安定して良好な画質画像を形成することができる電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a carrier for electrophotographic development and a developer for electrophotographic development, which can stably form a good image quality image even after long-term use.

前記目的を達成する本発明に係るフェライトキャリア芯材(以下、単に「キャリア芯材と記すことがある。」)は、粒子の最大山谷深さRzが1.95μm以上2.38μm以下、粒子の平均長さRSmが7.20μm以上8.50μm以下、RzとRSmとの積が15.8以上であり、下記測定方法で測定される粒子の異形率が46%以上であることを特徴とする。
(粒子の異形率の測定方法)
測定装置:注入型画像解析粒度分布計
測定サンプル:0.07g
ポリエチレングリコール400を9ml投入したスクリュー管瓶(容量9ml)中で分散後に測定を行った。
(測定条件)
スペーサー厚:150μm
サンプリング:20%
解析タイプ:相対測定
測定量:0.95ml
解析:ダーク検出
閾値:169(穴を埋める)
O−Roughnessフィルタ:0.5
*O−Roughness=表面が滑らかになるまでに除去される部分の割合
フィルタ条件:
ISO Area Diametere:最小値5、最大値100、内側の範囲
*ISO Area Diametere=粒子投影面積と等しいピクセル画像をもつ円の直径
(解析条件)
解析フィルタ条件I:
ISO Area Diametere:最小値25、最大値55、内側の範囲
解析フィルタ条件II:
ISO Area Diametere:最小値25、最大値55、内側の範囲
ISO Solidity:最小値0.98、最大値1、外側の範囲
*ISO Solidity=粒子を囲む凸包の面積に対する粒子面積の割合
Ell.Ratio:最小値0.8、最大値1、内側の範囲
*Ell.Ratio=慣性楕円の長軸に対する短軸の割合
解析フィルタ条件IIでカウントされた粒子数を解析フィルタ条件Iでカウントされた粒子数で割り返して異形率を算出する。
The ferrite carrier core material according to the present invention (hereinafter, may be simply referred to as “carrier core material”) that achieves the above object has a maximum mountain valley depth Rz of particles of 1.95 μm or more and 2.38 μm or less. The average length RSm is 7.20 μm or more and 8.50 μm or less, the product of Rz and RSm is 15.8 or more, and the deformation rate of the particles measured by the following measuring method is 46% or more. ..
(Measurement method of particle deformity rate)
Measuring device: Injection type image analysis Particle size distribution meter Measurement sample: 0.07 g
The measurement was carried out after dispersion in a screw tube bottle (capacity: 9 ml) containing 9 ml of polyethylene glycol 400.
(Measurement condition)
Spacer thickness: 150 μm
Sampling: 20%
Analysis type: Relative measurement Measured quantity: 0.95 ml
Analysis: Dark detection threshold: 169 (fills holes)
O-Roughness filter: 0.5
* O-Roughness = Percentage of parts removed before the surface becomes smooth Filter condition:
ISO Area Diameter: Minimum value 5, Maximum value 100, Inner range * ISO Area Diameter = Diameter of a circle with a pixel image equal to the projected particle area (analysis condition)
Analysis filter condition I:
ISO Area Diameter: Minimum value 25, Maximum value 55, Inner range analysis Filter condition II:
ISO Area Diameter: Minimum value 25, Maximum value 55, Inner range ISO Solidity: Minimum value 0.98, Maximum value 1, Outer range * ISO Solidity = Ratio of particle area to the area of the convex hull surrounding the particle Ell. Ratio: Minimum value 0.8, maximum value 1, inner range * Ell. Ratio = Ratio of the minor axis to the major axis of the inertial ellipse The deformity ratio is calculated by dividing the number of particles counted under the analysis filter condition II by the number of particles counted under the analysis filter condition I.

また前記構成のキャリア芯材において、(MnFe3−x)O(但し、0<x<3である。)で表される組成を有し、Srが0.01mol%以上0.50mol%以下含有され、Snが0.01mol%以上0.50mol%以下含有されているのが好ましい。 Further, the carrier core material having the above structure has a composition represented by (Mn x Fe 3-x ) O 4 (where 0 <x <3), and Sr is 0.01 mol% or more and 0.50 mol. % Or less, and Sn is preferably contained in an amount of 0.01 mol% or more and 0.50 mol% or less.

また前記構成のキャリア芯材において、xが0.01以上2以下であるのが好ましい。 Further, in the carrier core material having the above structure, it is preferable that x is 0.01 or more and 2 or less.

また前記構成のキャリア芯材において、Siが0.10mol%以上0.22mol%以下含有されているのが好ましい。 Further, it is preferable that the carrier core material having the above structure contains 0.10 mol% or more and 0.22 mol% or less of Si.

また本発明によれば、前記のいずれかに記載のキャリア芯材の表面が樹脂で被覆されていることを特徴とする電子写真現像用キャリアが提供される。 Further, according to the present invention, there is provided a carrier for electrophotographic development, wherein the surface of the carrier core material according to any one of the above is coated with a resin.

そしてまた本発明によれば、前記記載の電子写真現像用キャリアとトナーとを含むことを特徴とする電子写真用現像剤が提供される。 Further, according to the present invention, there is provided an electrophotographic developing agent characterized by containing the above-mentioned electrophotographic developing carrier and toner.

本発明に係るキャリア芯材によれば現像メモリーが抑制できると共に長期間の使用によっても樹脂被覆層の摩耗が生じにくくキャリア付着の発生が抑制できる。 According to the carrier core material according to the present invention, the development memory can be suppressed, and the resin coating layer is less likely to be worn even after long-term use, and the occurrence of carrier adhesion can be suppressed.

また本発明に係るキャリア芯材を含む現像剤を用いれば、長期間の使用においても安定して良好な画質画像を形成することができる。 Further, by using the developing agent containing the carrier core material according to the present invention, it is possible to stably form a good image quality image even after long-term use.

実施例1のキャリア芯材のSEM写真である。It is an SEM photograph of the carrier core material of Example 1. 本発明に係るキャリアを用いた現像装置の一例を示す概説図である。It is a schematic diagram which shows an example of the developing apparatus using the carrier which concerns on this invention.

本発明の大きな特徴は、粒子の最大山谷深さRz、粒子の平均長さRSm、最大山谷深さRzと平均長さRSmとの積及び前記測定方法で測定される粒子の異形率がそれぞれ特定範囲であることが同時に満たされることが大きな特徴である。より詳細には、粒子の最大山谷深さRzと粒子の異形率とが特定範囲であることによって、キャリア芯材の一部が樹脂被覆キャリアの表面に露出して電気抵抗が低下しメモリー画像の発生が抑制される。また同時に、粒子の平均長さRSmが特定範囲である、すなわちグレインサイズが従来よりも大きいことによって、グレインが過剰に先鋭化するのが抑えられて磁気ブラシ内での樹脂被覆キャリアに対する機械的ストレスが低下し樹脂被覆層の摩耗が抑制される。 A major feature of the present invention is that the maximum mountain valley depth Rz of the particles, the average length RSm of the particles, the product of the maximum peak valley depth Rz and the average length RSm, and the deformation rate of the particles measured by the measurement method are specified. A major feature is that the range is satisfied at the same time. More specifically, when the maximum mountain valley depth Rz of the particles and the deformation rate of the particles are within a specific range, a part of the carrier core material is exposed on the surface of the resin-coated carrier and the electrical resistance is lowered, so that the memory image Occurrence is suppressed. At the same time, the average length RSm of the particles is in a specific range, that is, the grain size is larger than before, so that excessive sharpening of the grains is suppressed and mechanical stress on the resin coating carrier in the magnetic brush is suppressed. Is reduced and wear of the resin coating layer is suppressed.

以下本発明の構成について個別に説明する。まず、本発明において粒子の最大山谷深さRzは1.95μm以上2.38μm以下の範囲である。最大山谷深さRzがこの範囲であることによって画像メモリー及びキャリア付着が抑制される。最大山谷深さRzのより好ましい範囲は2.10μm以上2.35μm以下の範囲である。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described individually. First, in the present invention, the maximum mountain valley depth Rz of the particles is in the range of 1.95 μm or more and 2.38 μm or less. When the maximum mountain valley depth Rz is in this range, the image memory and carrier adhesion are suppressed. A more preferable range of the maximum mountain valley depth Rz is a range of 2.10 μm or more and 2.35 μm or less.

次に、本発明における粒子の平均長さRSmは7.20μm以上8.50μm以下の範囲である。平均長さRSmがこの範囲であることによってグレインが過剰に先鋭化するのが抑えられ磁気ブラシ内での樹脂被覆キャリアに対する機械的ストレスが低下し樹脂被覆層の摩耗が抑制される。平均長さRSmのより好ましい範囲は7.44μm以上8.00μm以下の範囲である。 Next, the average length RSm of the particles in the present invention is in the range of 7.20 μm or more and 8.50 μm or less. When the average length RSm is in this range, excessive sharpening of the grain is suppressed, mechanical stress on the resin coating carrier in the magnetic brush is reduced, and wear of the resin coating layer is suppressed. A more preferable range of the average length RSm is a range of 7.44 μm or more and 8.00 μm or less.

また最大山谷深さRzと平均長さRSmとの積は15.8以上である。当該積が15.8未満であると、現像メモリーや樹脂被覆層の摩耗が生じる。当該積のより好ましい下限値は16.5である。 The product of the maximum mountain valley depth Rz and the average length RSm is 15.8 or more. If the product is less than 15.8, the developing memory and the resin coating layer are worn. A more preferable lower limit of the product is 16.5.

本発明における前記測定方法で測定される粒子の異形率は46%以上である。キャリア芯材の異形率が46%未満であると、キャリア芯材表面が樹脂で被覆されて樹脂被覆キャリアとされた際に樹脂被覆キャリア表面にキャリア芯材の露出が少なくなりキャリア芯材に溜まったカウンターチャージが放出されにくなって現像メモリーが生じやすくなる。より好ましいキャリア芯材の異形率は46%以上であり、さらに好ましくは50%以上である。 The deformation rate of the particles measured by the measuring method in the present invention is 46% or more. When the deformation rate of the carrier core material is less than 46%, when the surface of the carrier core material is coated with resin to form a resin-coated carrier, the carrier core material is less exposed on the resin-coated carrier surface and accumulates in the carrier core material. The counter charge is less likely to be released, and development memory is likely to occur. The deformation rate of the carrier core material is more preferably 46% or more, still more preferably 50% or more.

本発明に係るキャリア芯材は、組成式(MnFe3−x)O(但し、0<x<3である。)で表される組成であって、Srが0.01mol%以上0.50mol%以下含有され、さらにSnが0.01mol%以上0.50mol%以下含有されているのが好ましい。Srが上記量含有されることによって、焼成工程においてSrフェライトが一部生成され、マグネトプランバイト型の結晶構造が形成されてキャリア芯材表面の凹凸形状が促進されやすくなる。一方、Snは焼結阻害作用を有し、Srと共にSnが上記量含有されることによってSrのみが含有された場合に比べて粒子の異形化が過度に進むのが抑えら所望の凹凸が粒子表面に形成される。例えば、SrとSnとが含有されていることによって、焼成温度が従来よりも高い1200℃以上とした場合であっても材料成分の分解・溶融による球形化が抑制され表面の凹凸形状が維持促進される。より好ましいSrの含有量としては0.1mol%以上0.50mol%以下の範囲が好ましい。また、より好ましいSnの含有量は0.1mol%以上0.40mol%以下の範囲である。 The carrier core material according to the present invention has a composition represented by the composition formula (Mn x Fe 3-x ) O 4 (where 0 <x <3), and has an Sr of 0.01 mol% or more and 0. It is preferably contained in an amount of .50 mol% or less, and more preferably 0.01 mol% or more and 0.50 mol% or less of Sn. By containing the above amount of Sr, a part of Sr ferrite is generated in the firing step, a magnetoplumbite-type crystal structure is formed, and the uneven shape on the surface of the carrier core material is easily promoted. On the other hand, Sn has a sintering inhibitory effect, and by containing Sn together with Sr in the above amount, it is possible to prevent the particles from being excessively deformed as compared with the case where only Sr is contained, and the desired unevenness is formed in the particles. Formed on the surface. For example, by containing Sr and Sn, even when the firing temperature is 1200 ° C. or higher, which is higher than the conventional one, spheroidization due to decomposition / melting of material components is suppressed and the uneven shape of the surface is maintained and promoted. Will be done. A more preferable Sr content is preferably in the range of 0.1 mol% or more and 0.50 mol% or less. Further, the more preferable Sn content is in the range of 0.1 mol% or more and 0.40 mol% or less.

本発明では、Siが0.10mol%以上0.22mol%以下含有されているのが好ましい。Siが0.10mol%未満であると、グレインサイズが小さい状態で粒子の異形化が進みグレインの先鋭化が過剰に促進されるおそれがある。一方、Siが0.22mol%を超えると、粒子の分解・溶融や拡散が促進されエネルギー的に安定である球形化が過剰に促進されるおそれがある。なお、通常、Siの含有量はSi原料の添加量によって調整可能であるが、Si原料と他の原料とを混合した混合原料の添加量によって調整することも可能である。後述の実施例ではFeとSiとを含有する混合原料及びMnとSiとを含有する混合原料を用い、混合原料の添加量でSiの含有量を調整している。なお、混合原料を用いる場合のSi原料の添加量は混合原料のSi含有率から算出される。 In the present invention, it is preferable that Si is contained in an amount of 0.10 mol% or more and 0.22 mol% or less. If Si is less than 0.10 mol%, the particles may be deformed in a state where the grain size is small, and the sharpening of the grain may be excessively promoted. On the other hand, if Si exceeds 0.22 mol%, decomposition / melting and diffusion of particles are promoted, and spheroidization, which is energetically stable, may be excessively promoted. Normally, the Si content can be adjusted by the amount of the Si raw material added, but it can also be adjusted by the amount of the mixed raw material in which the Si raw material and other raw materials are mixed. In the examples described later, a mixed raw material containing Fe and Si and a mixed raw material containing Mn and Si are used, and the Si content is adjusted by the amount of the mixed raw material added. When a mixed raw material is used, the amount of the Si raw material added is calculated from the Si content of the mixed raw material.

本発明のキャリア芯材の体積平均粒径としては、25μm以上50μm未満の範囲が好ましく、より好ましくは30μm以上40μm以下の範囲である。 The volume average particle diameter of the carrier core material of the present invention is preferably in the range of 25 μm or more and less than 50 μm, and more preferably in the range of 30 μm or more and 40 μm or less.

本発明のキャリア芯材の製造方法に特に限定はないが、以下に説明する製造方法が好適である。 The method for producing the carrier core material of the present invention is not particularly limited, but the production method described below is suitable.

まず、Fe成分原料、Mn成分原料、Sr成分原料、Sn成分原料、Si成分原料そして必要により従来公知の添加剤を秤量する。Fe成分原料としては、Fe等が好適に使用される。Mn成分原料としてはMnCO、Mn等が使用できる。また、Sr成分原料としては、SrCO、Sr(NOが使用でき、Sn成分原料としてはSnO、SnOが使用でき、Si成分原料としてはSiOなどが好適に使用される。なお、Fe成分原料及びMn成分原料にはSiを所定量含有しているものがあり、Si含量を有するこのようなFe成分原料及びMn成分原料を使用する場合、Fe成分原料及びMn成分原料含有のSi量でSi添加量が足りるときはSi成分原料は配合しなくてもよい。反対に、Fe成分原料及びMn成分原料含有のSi量でSi添加量が足りないときはSi成分原料を補充配合する。 First, the Fe component raw material, the Mn component raw material, the Sr component raw material, the Sn component raw material, the Si component raw material, and, if necessary, conventionally known additives are weighed. As the Fe component raw material, Fe 2 O 3 or the like is preferably used. As the Mn component raw material, MnCO 3 , Mn 3 O 4, and the like can be used. Further, SrCO 3 and Sr (NO 3 ) 2 can be used as the Sr component raw material, SnO 2 and SnO can be used as the Sn component raw material, and SiO 2 and the like are preferably used as the Si component raw material. Some Fe component raw materials and Mn component raw materials contain a predetermined amount of Si, and when such Fe component raw materials and Mn component raw materials having a Si content are used, the Fe component raw materials and the Mn component raw materials are contained. When the amount of Si added is sufficient, the Si component raw material does not have to be blended. On the contrary, when the amount of Si contained in the Fe component raw material and the Mn component raw material is insufficient, the Si component raw material is supplemented and blended.

次いで、原料を分散媒中に投入しスラリーを作製する。本発明で使用する分散媒としては水が好適である。分散媒には、前記仮焼成原料の他、必要によりバインダー、分散剤等を配合してもよい。バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコールが好適に使用できる。バインダーの配合量としてはスラリー中の濃度が0.1質量%〜2質量%程度とするのが好ましい。また、分散剤としては、例えば、ポリカルボン酸アンモニウム等が好適に使用できる。分散剤の配合量としてはスラリー中の濃度が0.1質量%〜2質量%程度とするのが好ましい。その他、カーボンブラックなどの還元剤、アンモニアなどのpH調整剤、潤滑剤、焼結促進剤等を配合してもよい。スラリーの固形分濃度は50質量%〜90質量%の範囲が望ましい。より好ましくは60質量%〜80質量%である。60質量%以上であれば、造粒物中に粒子内細孔が少なく、焼成時の焼結不足を防ぐことができる。 Next, the raw material is put into a dispersion medium to prepare a slurry. Water is suitable as the dispersion medium used in the present invention. In addition to the temporary firing raw material, a binder, a dispersant, or the like may be added to the dispersion medium, if necessary. As the binder, for example, polyvinyl alcohol can be preferably used. The amount of the binder to be blended is preferably such that the concentration in the slurry is about 0.1% by mass to 2% by mass. Further, as the dispersant, for example, ammonium polycarboxylic acid or the like can be preferably used. The amount of the dispersant to be blended is preferably such that the concentration in the slurry is about 0.1% by mass to 2% by mass. In addition, a reducing agent such as carbon black, a pH adjuster such as ammonia, a lubricant, a sintering accelerator and the like may be blended. The solid content concentration of the slurry is preferably in the range of 50% by mass to 90% by mass. More preferably, it is 60% by mass to 80% by mass. When it is 60% by mass or more, the pores in the particles are small in the granulated product, and it is possible to prevent insufficient sintering during firing.

なお、秤量した原料を混合し仮焼成し解粒した後、分散媒に投入しスラリーを作製してもよい。仮焼成の温度としては750℃〜1000℃の範囲が好ましい。750℃以上であれば、仮焼による一部フェライト化が進み、焼成時のガス発生量が少なく、固体間反応が十分に進むため、好ましい。一方、1000℃以下であれば、仮焼による焼結が弱く、後のスラリー粉砕工程で原料を十分に粉砕できるので好ましい。また、仮焼成時の雰囲気としては大気雰囲気が好ましい。 The weighed raw materials may be mixed, calcined and pulverized, and then charged into a dispersion medium to prepare a slurry. The temperature of the tentative firing is preferably in the range of 750 ° C. to 1000 ° C. When the temperature is 750 ° C. or higher, partial ferrite formation by calcination proceeds, the amount of gas generated during calcination is small, and the solid-solid reaction proceeds sufficiently, which is preferable. On the other hand, when the temperature is 1000 ° C. or lower, sintering by calcining is weak and the raw material can be sufficiently crushed in the subsequent slurry crushing step, which is preferable. Further, the atmosphere at the time of temporary firing is preferably an atmospheric atmosphere.

次に、以上のようにして作製されたスラリーを湿式粉砕する。例えば、ボールミルや振動ミルを用いて所定時間湿式粉砕する。粉砕後の原材料の平均粒径は5μm以下が好ましく、より好ましくは1μm以下である。振動ミルやボールミルには、所定粒径のメディアを内在させるのがよい。メディアの材質としては、鉄系のクロム鋼や酸化物系のジルコニア、チタニア、アルミナなどが挙げられる。粉砕工程の形態としては連続式及び回分式のいずれであってもよい。粉砕物の粒径は、粉砕時間や回転速度、使用するメディアの材質・粒径などによって調整される。 Next, the slurry produced as described above is wet-pulverized. For example, wet pulverization is performed for a predetermined time using a ball mill or a vibration mill. The average particle size of the raw material after pulverization is preferably 5 μm or less, more preferably 1 μm or less. It is preferable that the vibration mill or the ball mill contains a medium having a predetermined particle size. Examples of the material of the media include iron-based chrome steel, oxide-based zirconia, titania, and alumina. The form of the crushing step may be either a continuous type or a batch type. The particle size of the crushed material is adjusted by the crushing time, rotation speed, material and particle size of the media used, and the like.

そして、粉砕されたスラリーを噴霧乾燥させて造粒する。具体的には、スプレードライヤーなどの噴霧乾燥機にスラリーを導入し、雰囲気中へ噴霧することによって球形に造粒する。噴霧乾燥時の雰囲気温度は100℃〜300℃の範囲が好ましい。これにより、粒径10μm〜200μmの球形の造粒物が得られる。次いで、必要により、得られた造粒物を振動篩を用いて分級し所定の粒径範囲の造粒物を作製する。 Then, the crushed slurry is spray-dried to be granulated. Specifically, the slurry is introduced into a spray dryer such as a spray dryer and sprayed into the atmosphere to granulate into a spherical shape. The atmospheric temperature during spray drying is preferably in the range of 100 ° C to 300 ° C. As a result, a spherical granulated product having a particle size of 10 μm to 200 μm can be obtained. Then, if necessary, the obtained granulated product is classified using a vibrating sieve to prepare a granulated product having a predetermined particle size range.

次に、前記の造粒物を所定温度に加熱した炉に投入して、フェライト粒子を合成するための一般的な手法で焼成することにより、フェライト粒子を生成させる。焼成温度としては1100℃〜1350℃の範囲が好ましい。焼成温度が1100℃以下であると、相変態が起こりにくくなるとともに焼結も進みにくくなる。また、焼成温度が1350℃を超えると、過剰焼結による過大グレインの発生がするおそれがある。前記焼成温度に至るまでの昇温速度としては250℃/h〜500℃/hの範囲が好ましい。焼成温度での保持時間は2時間以上が好ましい。フェライト粒子表面の凹凸は焼成工程における酸素濃度によっても調整可能である。具体的には酸素濃度を0.05%〜10%とする。また、冷却時の酸素濃度を焼成時の酸素濃度よりも低くすることによって、フェライト相の酸化状態の調整を図ってもよい。具体的には酸素濃度を0.05%〜1.5%の範囲とする。昇温・焼結・冷却における酸素濃度は0.05%〜10%の範囲に制御するのが好ましい。 Next, the granulated product is put into a furnace heated to a predetermined temperature and fired by a general method for synthesizing ferrite particles to generate ferrite particles. The firing temperature is preferably in the range of 1100 ° C to 1350 ° C. When the firing temperature is 1100 ° C. or lower, phase transformation is less likely to occur and sintering is less likely to proceed. Further, if the firing temperature exceeds 1350 ° C., excessive grain may be generated due to excessive sintering. The rate of temperature rise up to the firing temperature is preferably in the range of 250 ° C./h to 500 ° C./h. The holding time at the firing temperature is preferably 2 hours or more. The unevenness on the surface of the ferrite particles can also be adjusted by the oxygen concentration in the firing process. Specifically, the oxygen concentration is set to 0.05% to 10%. Further, the oxidation state of the ferrite phase may be adjusted by lowering the oxygen concentration at the time of cooling to the oxygen concentration at the time of firing. Specifically, the oxygen concentration is set in the range of 0.05% to 1.5%. The oxygen concentration in temperature raising, sintering, and cooling is preferably controlled in the range of 0.05% to 10%.

このようにして得られた焼成物を必要により解粒する。具体的には、例えば、ハンマーミル等によって焼成物を解粒する。解粒工程の形態としては連続式及び回分式のいずれであってもよい。また解粒処理後、必要により、粒径を所定範囲に揃えるため分級を行ってもよい。分級方法としては、風力分級や篩分級など従来公知の方法を用いることができる。また、風力分級機で1次分級した後、振動篩や超音波篩で粒径を所定範囲に揃えるようにしてもよい。さらに、分級工程後に、磁場選鉱機によって非磁性粒子を除去するようにしてもよい。フェライト粒子の粒径としては25μm以上50μm未満が好ましい。 The fired product thus obtained is pulverized as necessary. Specifically, for example, the fired product is pulverized by a hammer mill or the like. The form of the pulverization step may be either a continuous type or a batch type. Further, after the pulverization treatment, if necessary, classification may be performed in order to make the particle size within a predetermined range. As the classification method, conventionally known methods such as wind power classification and sieve classification can be used. Further, after the primary classification with a wind power classifier, the particle size may be adjusted to a predetermined range with a vibrating sieve or an ultrasonic sieve. Further, after the classification step, the non-magnetic particles may be removed by a magnetic field beneficiation machine. The particle size of the ferrite particles is preferably 25 μm or more and less than 50 μm.

その後、必要に応じて、分級後のフェライト粒子を酸化性雰囲気中で加熱して、粒子表面に酸化被膜を形成してフェライト粒子の高抵抗化を図ってもよい(高抵抗化処理)。酸化性雰囲気としては大気雰囲気又は酸素と窒素の混合雰囲気のいずれでもよい。また、加熱温度は200℃以上800℃以下の範囲が好ましく、360℃以上550℃以下の範囲がさらに好ましい。加熱時間は0.5時間以上5時間以下の範囲が好ましい。なお、フェライト粒子の表面と内部とを均質化する観点からは加熱温度は低温であるのが望ましい。 Then, if necessary, the classified ferrite particles may be heated in an oxidizing atmosphere to form an oxide film on the particle surface to increase the resistance of the ferrite particles (high resistance treatment). The oxidizing atmosphere may be either an atmospheric atmosphere or a mixed atmosphere of oxygen and nitrogen. The heating temperature is preferably in the range of 200 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, and more preferably in the range of 360 ° C. or higher and 550 ° C. or lower. The heating time is preferably in the range of 0.5 hours or more and 5 hours or less. From the viewpoint of homogenizing the surface and the inside of the ferrite particles, it is desirable that the heating temperature is low.

以上のようにして作製したフェライト粒子を本発明のキャリア芯材として用いる。そして、所望の帯電性等を得るために、キャリア芯材の外周を樹脂で被覆して電子写真現像用キャリアとする。 The ferrite particles produced as described above are used as the carrier core material of the present invention. Then, in order to obtain desired chargeability and the like, the outer circumference of the carrier core material is coated with a resin to obtain an electrophotographic developing carrier.

キャリア芯材の表面を被覆する樹脂としては、従来公知のものが使用でき、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリ塩化ビニリデン、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、ポリスチレン、(メタ)アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、並びにポリ塩化ビニル系やポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系等の熱可塑性エストラマー、フッ素シリコーン系樹脂などが挙げられる。 As the resin for coating the surface of the carrier core material, conventionally known resins can be used, for example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, poly-4-methylpentene-1, polyvinylidene chloride, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene). ) Resins, polystyrenes, (meth) acrylic resins, polyvinyl alcohol-based resins, polyvinyl chloride-based, polyurethane-based, polyester-based, polyamide-based, polybutadiene-based thermoplastic estramers, fluorosilicone-based resins, and the like can be mentioned.

キャリア芯材の表面を樹脂で被覆するには、樹脂の溶液又は分散液をキャリア芯材に施せばよい。塗布溶液用の溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類溶媒;エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒;エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒などの1種又は2種以上を用いることができる。塗布溶液中の樹脂成分濃度は、一般に0.001質量%以上30質量%以下、特に0.001質量%以上2質量%以下の範囲内にあるのがよい。 To coat the surface of the carrier core material with resin, a resin solution or dispersion may be applied to the carrier core material. As the solvent for the coating solution, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; ethanol, propanol and butanol Alcohol-based solvent such as; cellosolve-based solvent such as ethyl cellosolve and butyl cellosolve; ester-based solvent such as ethyl acetate and butyl acetate; one or more kinds of amide-based solvent such as dimethylformamide and dimethylacetamide can be used. .. The concentration of the resin component in the coating solution is generally preferably in the range of 0.001% by mass or more and 30% by mass or less, particularly 0.001% by mass or more and 2% by mass or less.

キャリア芯材への樹脂の被覆方法としては、例えばスプレードライ法や流動床法あるいは流動床を用いたスプレードライ法、浸漬法等を用いることができる。これらの中でも、少ない樹脂量で効率的に塗布できる点で流動床法が特に好ましい。樹脂被覆量は、例えば流動床法の場合には吹き付ける樹脂溶液量や吹き付け時間によって調整することができる。 As a method for coating the carrier core material with the resin, for example, a spray-drying method, a fluidized bed method, a spray-drying method using a fluidized bed, a dipping method, or the like can be used. Among these, the fluidized bed method is particularly preferable because it can be applied efficiently with a small amount of resin. For example, in the case of the fluidized bed method, the resin coating amount can be adjusted by the amount of the resin solution to be sprayed and the spraying time.

キャリアの粒子径は、一般に、体積平均粒子径で25μm以上50μm未満の範囲、特に30μm以上40μm以下の範囲が好ましい。 The particle size of the carrier is generally preferably in the range of 25 μm or more and less than 50 μm in volume average particle size, particularly preferably in the range of 30 μm or more and 40 μm or less.

本発明に係る電子写真用現像剤は、以上のようにして作製したキャリアとトナーとを混合してなる。キャリアとトナーとの混合比に特に限定はなく、使用する現像装置の現像条件などから適宜決定すればよい。一般に現像剤中のトナー濃度は1質量%以上15質量%以下の範囲が好ましい。トナー濃度が1質量%未満の場合、画像濃度が薄くなりすぎ、他方トナー濃度が15質量%を超える場合、現像装置内でトナー飛散が発生し機内汚れや転写紙などの背景部分にトナーが付着する不具合が生じるおそれがあるからである。より好ましいトナー濃度は3質量%以上10質量%以下の範囲である。 The developer for electrophotographic photography according to the present invention is formed by mixing the carrier and toner produced as described above. The mixing ratio of the carrier and the toner is not particularly limited, and may be appropriately determined from the development conditions of the developing apparatus to be used. Generally, the toner concentration in the developer is preferably in the range of 1% by mass or more and 15% by mass or less. If the toner concentration is less than 1% by mass, the image density becomes too thin, while if the toner concentration exceeds 15% by mass, toner scatters in the developing device and the toner adheres to the background such as stains on the machine and transfer paper. This is because there is a possibility that a problem may occur. A more preferable toner concentration is in the range of 3% by mass or more and 10% by mass or less.

トナーとしては、重合法、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法など従来公知の方法で製造したものが使用できる。具体的には、熱可塑性樹脂を主成分とする結着樹脂中に、着色剤、離型剤、帯電制御剤等を含有させたものが好適に使用できる。 As the toner, those produced by conventionally known methods such as a polymerization method, a pulverization classification method, a melt granulation method, and a spray granulation method can be used. Specifically, a binder resin containing a thermoplastic resin as a main component containing a colorant, a mold release agent, a charge control agent, or the like can be preferably used.

トナーの粒径は、一般に、コールターカウンターによる体積平均粒径で5μm以上15μm以下の範囲が好ましく、7μm以上12μm以下の範囲がより好ましい。 Generally, the particle size of the toner is preferably in the range of 5 μm or more and 15 μm or less, and more preferably in the range of 7 μm or more and 12 μm or less in terms of the volume average particle size of the Coulter counter.

トナー表面には、必要により、改質剤を添加してもよい。改質剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。これらの1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。 If necessary, a modifier may be added to the surface of the toner. Examples of the modifier include silica, alumina, zinc oxide, titanium oxide, magnesium oxide, polymethylmethacrylate and the like. One or a combination of two or more of these can be used.

キャリアとトナーとの混合は、従来公知の混合装置を用いることができる。例えばヘンシェルミキサー、V型混合機、タンブラーミキサー、ハイブリタイザー等を用いることができる。 A conventionally known mixing device can be used for mixing the carrier and the toner. For example, a Henschel mixer, a V-type mixer, a tumbler mixer, a hybridizer and the like can be used.

本発明の現像剤を用いた現像方法に特に限定はないが、磁気ブラシ現像法が好適である。図2に、磁気ブラシ現像を行う現像装置の一例を示す概説図を示す。図2に示す現像装置は、複数の磁極を内蔵した回転自在の現像ローラ3と、現像部へ搬送される現像ローラ3上の現像剤量を規制する規制ブレード6と、水平方向に平行に配置され、互いに逆向きに現像剤を撹拌搬送する2本のスクリュー1,2と、2本のスクリュー1,2の間に形成され、両スクリューの両端部において、一方のスクリューから他方のスクリューに現像剤の移動を可能とし、両端部以外での現像剤の移動を防ぐ仕切板4とを備える。 The developing method using the developer of the present invention is not particularly limited, but the magnetic brush developing method is preferable. FIG. 2 shows a schematic diagram showing an example of a developing apparatus that performs magnetic brush development. The developing apparatus shown in FIG. 2 is arranged in parallel in the horizontal direction with a rotatable developing roller 3 having a plurality of magnetic poles and a regulating blade 6 for regulating the amount of developer on the developing roller 3 conveyed to the developing unit. It is formed between two screws 1 and 2 and two screws 1 and 2 that agitate and convey the developer in opposite directions, and develops from one screw to the other at both ends of both screws. It is provided with a partition plate 4 that allows the agent to move and prevents the developer from moving to other than both ends.

2本のスクリュー1,2は、螺旋状の羽根13,23が同じ傾斜角で軸部11,21に形成されたものであって、不図示の駆動機構によって同方向に回転し、現像剤を互いに逆方向に搬送する。そして、スクリュー1,2の両端部において一方のスクリューから他方のスクリューに現像剤が移動する。これによりトナーとキャリアからなる現像剤は装置内を常に循環し撹拌されることになる。 The two screws 1 and 2 have spiral blades 13 and 23 formed on the shaft portions 11 and 21 at the same inclination angle, and are rotated in the same direction by a drive mechanism (not shown) to spread the developer. Transport in opposite directions. Then, the developer moves from one screw to the other at both ends of the screws 1 and 2. As a result, the developer composed of toner and carrier is constantly circulated and agitated in the apparatus.

一方、現像ローラ3は、表面に数μmの凹凸を付けた金属製の筒状体の内部に、磁極発生手段として、現像磁極N、搬送磁極S、剥離磁極N、汲み上げ磁極N、ブレード磁極Sの5つの磁極を順に配置した固定磁石を有してなる。現像ローラ3の筒状体が矢印方向に回転すると、汲み上げ磁極Nの磁力によって、スクリュー1から現像ローラ3へ現像剤が汲み上げられる。現像ローラ3の表面に担持された現像剤は、規制ブレード6により層規制された後、現像領域へ搬送される。 On the other hand, the developing roller 3 has a developing magnetic pole N 1 , a transport magnetic pole S 1 , a peeling magnetic pole N 2 , and a pumping magnetic pole N 3 as means for generating magnetic poles inside a metal tubular body having irregularities of several μm on the surface. , comprising a fixed magnet disposed five pole blade pole S 2 in order. When the cylindrical body of the developing roller 3 is rotated in the arrow direction, by the magnetic force of the magnetic pole N 3, the developer is pumped from the screw 1 to the developing roller 3. The developer supported on the surface of the developing roller 3 is layer-regulated by the regulating blade 6 and then conveyed to the developing region.

現像領域では、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電圧が転写電圧電源8から現像ローラ3に印加される。バイアス電圧の直流電圧成分は、感光体ドラム5表面の背景部電位と画像部電位との間の電位とされる。また、背景部電位と画像部電位とは、バイアス電圧の最大値と最小値との間の電位とされる。バイアス電圧のピーク間電圧は0.5kV〜5kVの範囲が好ましく、周波数は1kHz〜10kHzの範囲が好ましい。またバイアス電圧の波形は矩形波、サイン波、三角波などいずれであってもよい。これによって、現像領域においてトナー及びキャリアが振動し、トナーが感光体ドラム5上の静電潜像に付着して現像がなされる。 In the developing region, a bias voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied from the transfer voltage power supply 8 to the developing roller 3. The DC voltage component of the bias voltage is a potential between the background potential and the image potential on the surface of the photoconductor drum 5. Further, the background potential and the image potential are potentials between the maximum and minimum values of the bias voltage. The inter-peak voltage of the bias voltage is preferably in the range of 0.5 kV to 5 kV, and the frequency is preferably in the range of 1 kHz to 10 kHz. The bias voltage waveform may be a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or the like. As a result, the toner and the carrier vibrate in the developing region, and the toner adheres to the electrostatic latent image on the photoconductor drum 5 to develop.

その後現像ローラ3上の現像剤は、搬送磁極Sによって装置内部に搬送され、剥離電極Nによって現像ローラ3から剥離して、スクリュー1,2によって装置内を再び循環搬送され、現像に供していない現像剤と混合撹拌される。そして汲み上げ極Nによって、新たに現像剤がスクリュー1から現像ローラ3へ供給される。 Developer then on the developing roller 3 is conveyed into the apparatus by the conveyor pole S 1, and peeled from the developing roller 3 by the peeling electrode N 2, in the apparatus is recirculated conveyed by the screw 1 and 2, subjected to developing Mix and stir with undeveloped agent. Then the scooping pole N 3, new developer is supplied from the screw 1 to the developing roller 3.

なお、図2に示した実施形態では現像ローラ3に内蔵された磁極は5つであったが、現像剤の現像領域での移動量を一層大きくしたり、汲み上げ性等を一層向上させるために、磁極を8極や10極、12極と増やしてももちろん構わない。 In the embodiment shown in FIG. 2, the number of magnetic poles built in the developing roller 3 is five, but in order to further increase the amount of movement of the developing agent in the developing region and further improve the pumping property and the like. Of course, the number of magnetic poles may be increased to 8 poles, 10 poles, or 12 poles.

以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1
原料として、Fe(平均粒径:0.6μm,SiOを0.08%含有)21.78kg、Mn(平均粒径:3.4μm)7.35kg、Mn(平均粒径:2.1μm,SiOを0.55%含有)0.82kg、SrCO(平均粒径:0.6μm)167g、SnO(平均粒径:5.6μm)136.4gを純水10.35kg中に分散し、還元剤としてカーボンブラックを90.76g、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム系分散剤を181.5g、pH調整剤としてアンモニア水を21.2g添加して混合物とした。この混合物を湿式ボールミル(メディア径2mm)により粉砕処理し、混合スラリーを得た。
この混合スラリーをスプレードライヤーにて約140℃の熱風中に噴霧し、粒径10μm〜75μmの乾燥造粒物を得た。
この造粒物を、電気炉に投入し1300℃まで酸素濃度1.0%で4.5時間かけて昇温した。その後1300℃で酸素濃度0.4%〜1.0%で3時間保持することにより焼成を行った。その後、酸素濃度0.4%で6時間かけて冷却した。
得られた焼成物をハンマーミル(三庄インダストリー社製「ハンマークラッシャーNH−34S」,スクリーン目開き:0.3mm)で解粒、振動篩を用いて分級し体積平均粒径36.8μmのキャリア芯材を得た。
得られたキャリア芯材の見かけ密度(AD)、流動度(FR)、体積平均粒子径(平均粒径)、細孔容積、BET比表面積、真密度、形状特性(Rz,RSm,異形率)を下記に示す方法で測定した。測定結果を表1及び表2に示す。なお、以下の実施例及び比較例に係るキャリア芯材についても同様の方法で測定し、測定結果を表1及び表2に示す。また図1に、得られたキャリア芯材のSEM写真(倍率1000倍)を示す。
Example 1
As raw materials, Fe 2 O 3 (average particle size: 0.6 μm, containing 0.08% of SiO 2 ) 21.78 kg, Mn 3 O 4 (average particle size: 3.4 μm) 7.35 kg, Mn 3 O 4 (Average particle size: 2.1 μm, containing 0.55% of SiO 2 ) 0.82 kg, SrCO 3 (average particle size: 0.6 μm) 167 g, SnO 2 (average particle size: 5.6 μm) 136.4 g Disperse in 10.35 kg of pure water, add 90.76 g of carbon black as a reducing agent, 181.5 g of ammonium polycarboxylic acid dispersant as a dispersant, and 21.2 g of aqueous ammonia as a pH adjuster to form a mixture. did. This mixture was pulverized by a wet ball mill (media diameter 2 mm) to obtain a mixed slurry.
This mixed slurry was sprayed into hot air at about 140 ° C. with a spray dryer to obtain a dry granulated product having a particle size of 10 μm to 75 μm.
This granulated product was placed in an electric furnace and heated to 1300 ° C. at an oxygen concentration of 1.0% over 4.5 hours. After that, calcination was carried out by holding at 1300 ° C. at an oxygen concentration of 0.4% to 1.0% for 3 hours. Then, it was cooled at an oxygen concentration of 0.4% over 6 hours.
The obtained fired product is pulverized with a hammer mill (“Hammer Crusher NH-34S” manufactured by Sansho Industry Co., Ltd., screen opening: 0.3 mm), classified using a vibrating sieve, and a carrier having a volume average particle size of 36.8 μm. Obtained a core material.
Apparent density (AD), fluidity (FR), volume average particle size (average particle size), pore volume, BET specific surface area, true density, shape characteristics (Rz, RSm, deformation rate) of the obtained carrier core material Was measured by the method shown below. The measurement results are shown in Tables 1 and 2. The carrier core materials according to the following Examples and Comparative Examples were also measured by the same method, and the measurement results are shown in Tables 1 and 2. Further, FIG. 1 shows an SEM photograph (magnification of 1000 times) of the obtained carrier core material.

実施例2
原料として、Fe(平均粒径:0.6μm,SiOを0.08%含有)21.78kg、Mn(平均粒径:3.4μm)6.12kg、Mn(平均粒径:2.1μm,SiOを0.55%含有)2.04kg、SrCO(平均粒径:0.6μm)167g、SnO(平均粒径:5.6μm)136.4gを純水10.35kg中に分散し、還元剤としてカーボンブラックを90.76g、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム系分散剤を181.5g、pH調整剤としてアンモニア水を21.2g添加して混合物とした以外は実施例1と同様にして体積平均粒径37.3μmのキャリア芯材を得た。
Example 2
As raw materials, Fe 2 O 3 (average particle size: 0.6 μm, containing 0.08% SiO 2 ) 21.78 kg, Mn 3 O 4 (average particle size: 3.4 μm) 6.12 kg, Mn 3 O 4 (Average particle size: 2.1 μm, containing 0.55% SiO 2 ) 2.04 kg, SrCO 3 (average particle size: 0.6 μm) 167 g, SnO 2 (average particle size: 5.6 μm) 136.4 g Disperse in 10.35 kg of pure water, add 90.76 g of carbon black as a reducing agent, 181.5 g of ammonium polycarboxylic acid dispersant as a dispersant, and 21.2 g of aqueous ammonia as a pH adjuster to form a mixture. A carrier core material having a volume average particle diameter of 37.3 μm was obtained in the same manner as in Example 1.

実施例3
原料として、Fe(平均粒径:0.6μm,SiOを0.08%含有)21.78kg、Mn(平均粒径:3.4μm)4.08kg、Mn(平均粒径:2.1μm,SiOを0.55%含有)4.08kg、SrCO(平均粒径:0.6μm)167g、SnO(平均粒径:5.6μm)136.4gを純水10.35kg中に分散し、還元剤としてカーボンブラックを90.76g、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム系分散剤を181.5g、pH調整剤としてアンモニア水を21.2g添加して混合物とした以外は実施例1と同様にして体積平均粒径35.4μmのキャリア芯材を得た。
Example 3
As raw materials, Fe 2 O 3 (average particle size: 0.6 μm, containing 0.08% SiO 2 ) 21.78 kg, Mn 3 O 4 (average particle size: 3.4 μm) 4.08 kg, Mn 3 O 4 (Average particle size: 2.1 μm, containing 0.55% SiO 2 ) 4.08 kg, SrCO 3 (average particle size: 0.6 μm) 167 g, SnO 2 (average particle size: 5.6 μm) 136.4 g Disperse in 10.35 kg of pure water, add 90.76 g of carbon black as a reducing agent, 181.5 g of ammonium polycarboxylic acid dispersant as a dispersant, and 21.2 g of aqueous ammonia as a pH adjuster to form a mixture. A carrier core material having a volume average particle diameter of 35.4 μm was obtained in the same manner as in Example 1.

実施例4
原料として、Fe(平均粒径:0.6μm,SiOを0.08%含有)21.78kg、Mn(平均粒径:3.4μm)4.08kg、Mn(平均粒径:2.1μm,SiOを0.55%含有)4.08kg、SrCO(平均粒径:0.6μm)167g、SnO(平均粒径:5.6μm)136.4gを純水10.35kg中に分散し、還元剤としてカーボンブラックを90.76g、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム系分散剤を181.5g、pH調整剤としてアンモニア水を21.2g添加して混合物としたこの混合物を湿式ボールミル(メディア径3mm)により粉砕処理し、混合スラリーを得た。
この混合スラリーをスプレードライヤーにて約210℃の熱風中に噴霧し、粒径10μm〜75μmの乾燥造粒物を得た。この造粒物から粒径25μm以下の微小な粒子と粒径54μm以上の粗大な粒子は篩を用いて除去した以外は実施例1と同様にして体積平均粒径35.9μmのキャリア芯材を得た。
Example 4
As raw materials, Fe 2 O 3 (average particle size: 0.6 μm, containing 0.08% of SiO 2 ) 21.78 kg, Mn 3 O 4 (average particle size: 3.4 μm) 4.08 kg, Mn 3 O 4 (Average particle size: 2.1 μm, containing 0.55% of SiO 2 ) 4.08 kg, SrCO 3 (average particle size: 0.6 μm) 167 g, SnO 2 (average particle size: 5.6 μm) 136.4 g Disperse in 10.35 kg of pure water, add 90.76 g of carbon black as a reducing agent, 181.5 g of ammonium polycarboxylic acid dispersant as a dispersant, and 21.2 g of aqueous ammonia as a pH adjuster to form a mixture. The mixture was pulverized with a wet ball mill (media diameter 3 mm) to obtain a mixed slurry.
This mixed slurry was sprayed into hot air at about 210 ° C. with a spray dryer to obtain a dry granulated product having a particle size of 10 μm to 75 μm. A carrier core material having a volume average particle size of 35.9 μm was used in the same manner as in Example 1 except that fine particles having a particle size of 25 μm or less and coarse particles having a particle size of 54 μm or more were removed from the granulated product using a sieve. Obtained.

実施例5
造粒物を電気炉に投入し1270℃まで酸素濃度1.0%で4.5時間かけて昇温し、その後1270℃で酸素濃度0.4%〜1.0%で3時間保持することにより焼成を行い、その後、酸素濃度0.4%で6時間かけて冷却した以外は実施例1と同様にして体積平均粒径35.7μmのキャリア芯材を得た。
Example 5
The granulated product is placed in an electric furnace and heated to 1270 ° C. at an oxygen concentration of 1.0% over 4.5 hours, and then maintained at 1270 ° C. at an oxygen concentration of 0.4% to 1.0% for 3 hours. After that, a carrier core material having a volume average particle diameter of 35.7 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixture was cooled at an oxygen concentration of 0.4% for 6 hours.

実施例6
造粒物を電気炉に投入し1250℃まで酸素濃度1.0%で4.5時間かけて昇温し、その後1250℃で酸素濃度0.4%〜1.0%で3時間保持することにより焼成を行い、その後、酸素濃度0.4%で6時間かけて冷却した以外は実施例1と同様にして体積平均粒径34.9μmのキャリア芯材を得た。
Example 6
The granulated product is placed in an electric furnace and heated to 1250 ° C. at an oxygen concentration of 1.0% over 4.5 hours, and then maintained at 1250 ° C. at an oxygen concentration of 0.4% to 1.0% for 3 hours. After that, a carrier core material having a volume average particle diameter of 34.9 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixture was cooled at an oxygen concentration of 0.4% for 6 hours.

実施例7
原料として、Fe(平均粒径:0.6μm,SiOを0.08%含有)21.78kg、Mn(平均粒径:3.4μm)2.04kg、Mn(平均粒径:2.1μm,SiOを0.55%含有)6.12kg、SrCO(平均粒径:0.6μm)167g、SnO(平均粒径:5.6μm)136.4gを純水10.35kg中に分散し、還元剤としてカーボンブラックを90.76g、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム系分散剤を181.5g、pH調整剤としてアンモニア水を21.2g添加して混合物とした以外は実施例1同様にして体積平均粒径35.3μmのキャリア芯材を得た。
Example 7
As raw materials, Fe 2 O 3 (average particle size: 0.6 μm, containing 0.08% SiO 2 ) 21.78 kg, Mn 3 O 4 (average particle size: 3.4 μm) 2.04 kg, Mn 3 O 4 (Average particle size: 2.1 μm, containing 0.55% SiO 2 ) 6.12 kg, SrCO 3 (average particle size: 0.6 μm) 167 g, SnO 2 (average particle size: 5.6 μm) 136.4 g Disperse in 10.35 kg of pure water, add 90.76 g of carbon black as a reducing agent, 181.5 g of ammonium polycarboxylic acid dispersant as a dispersant, and 21.2 g of aqueous ammonia as a pH adjuster to form a mixture. A carrier core material having a volume average particle diameter of 35.3 μm was obtained in the same manner as in Example 1.

比較例1
原料として、Fe(平均粒径:0.6μm,SiOを0.08%含有)14.52kg、Mn(平均粒径:3.4μm)5.44kg、SrCO(平均粒径:0.6μm)111g、SnO(平均粒径:5.6μm)91gを純水6.9kg中に分散し、還元剤としてカーボンブラックを60.5g、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム系分散剤を121g、pH調整剤としてアンモニア水を14.2g添加して混合物とした以外は実施例1と同様にして体積平均粒径35.9μmのキャリア芯材を得た。
Comparative Example 1
As raw materials, Fe 2 O 3 (average particle size: 0.6 μm, containing 0.08% SiO 2 ) 14.52 kg, Mn 3 O 4 (average particle size: 3.4 μm) 5.44 kg, SrCO 3 (average) 111 g of particle size: 0.6 μm) and 91 g of SnO 2 (average particle size: 5.6 μm) were dispersed in 6.9 kg of pure water, 60.5 g of carbon black as a reducing agent, and ammonium polycarboxylate as a dispersant. A carrier core material having a volume average particle size of 35.9 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that 121 g of a dispersant and 14.2 g of aqueous ammonia as a pH adjuster were added to prepare a mixture.

比較例2
原料として、Fe(平均粒径:0.6μm,SiOを0.08%含有)21.78kg、Mn(平均粒径:3.4μm)7.76kg、Mn(平均粒径:2.1μm,SiOを0.55%含有)0.41kg、SrCO(平均粒径:0.6μm)167g、SnO(平均粒径:5.6μm)136.4gを純水10.35kg中に分散し、還元剤としてカーボンブラックを90.76g、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム系分散剤を181.5g、pH調整剤としてアンモニア水を21.2g添加して混合物とした以外は実施例1と同様にして体積平均粒径36.7μmのキャリア芯材を得た。
Comparative Example 2
As raw materials, Fe 2 O 3 (average particle size: 0.6 μm, containing 0.08% SiO 2 ) 21.78 kg, Mn 3 O 4 (average particle size: 3.4 μm) 7.76 kg, Mn 3 O 4 (Average particle size: 2.1 μm, containing 0.55% SiO 2 ) 0.41 kg, SrCO 3 (average particle size: 0.6 μm) 167 g, SnO 2 (average particle size: 5.6 μm) 136.4 g Disperse in 10.35 kg of pure water, add 90.76 g of carbon black as a reducing agent, 181.5 g of ammonium polycarboxylic acid dispersant as a dispersant, and 21.2 g of aqueous ammonia as a pH adjuster to form a mixture. A carrier core material having a volume average particle diameter of 36.7 μm was obtained in the same manner as in Example 1.

比較例3
原料として、Fe(平均粒径:0.6μm,SiOを0.08%含有)21.78kg、Mn(平均粒径:3.4μm)0.82kg、Mn(平均粒径:2.1μm,SiOを0.55%含有)7.35kg、SrCO(平均粒径:0.6μm)167g、SnO(平均粒径:5.6μm)136.4gを純水10.35kg中に分散し、還元剤としてカーボンブラックを90.76g、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム系分散剤を181.5g、pH調整剤としてアンモニア水を21.2g添加して混合物とした以外は実施例1と同様にして体積平均粒径35.2μmのキャリア芯材を得た。
Comparative Example 3
As raw materials, Fe 2 O 3 (average particle size: 0.6 μm, containing 0.08% SiO 2 ) 21.78 kg, Mn 3 O 4 (average particle size: 3.4 μm) 0.82 kg, Mn 3 O 4 (Average particle size: 2.1 μm, containing 0.55% SiO 2 ) 7.35 kg, SrCO 3 (average particle size: 0.6 μm) 167 g, SnO 2 (average particle size: 5.6 μm) 136.4 g Disperse in 10.35 kg of pure water, add 90.76 g of carbon black as a reducing agent, 181.5 g of ammonium polycarboxylic acid dispersant as a dispersant, and 21.2 g of aqueous ammonia as a pH adjuster to form a mixture. A carrier core material having a volume average particle diameter of 35.2 μm was obtained in the same manner as in Example 1.

比較例4
原料として、Fe(平均粒径:0.6μm,SiOを0.08%含有)14.52kg、Mn(平均粒径:2.1μm,SiOを0.55%含有)5.55kg、SrCO(平均粒径:0.6μm)111.4g、SnO(平均粒径:5.6μm)91gを純水6.9kg中に分散し、還元剤としてカーボンブラックを60.5g、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム系分散剤を121g、pH調整剤としてアンモニア水を14.2g添加して混合物とした以外は実施例1と同様にして体積平均粒径37.0μmのキャリア芯材を得た。
Comparative Example 4
As raw materials, Fe 2 O 3 (average particle size: 0.6 μm, containing 0.08% SiO 2 ) 14.52 kg, Mn 3 O 4 (average particle size: 2.1 μm, containing 0.55% SiO 2) ) 5.55 kg, SrCO 3 (average particle size: 0.6 μm ) 111.4 g, SnO 2 (average particle size: 5.6 μm) 91 g was dispersed in 6.9 kg of pure water, and 60 carbon black was used as a reducing agent. Carriers having a volume average particle size of 37.0 μm in the same manner as in Example 1 except that 5.5 g, 121 g of ammonium polycarboxylate dispersant as a dispersant, and 14.2 g of aqueous ammonia as a pH adjuster were added to prepare a mixture. Obtained a core material.

比較例5
原料としてSrCO(平均粒径:0.6μm)及びSnO(平均粒径:5.6μm)を添加しなかった以外は実施例1と同様にして粒径10μm〜75μmの乾燥造粒物を得た。
造粒物を電気炉に投入し1200℃まで酸素濃度1.3%で4.5時間かけて昇温し、その後1200℃で酸素濃度1.3%で3時間保持することにより焼成を行い、その後、酸素濃度1.3%で6時間かけて冷却した以外は実施例1と同様にして体積平均粒径35.8μmのキャリア芯材を得た。
Comparative Example 5
A dry granulated product having a particle size of 10 μm to 75 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that SrCO 3 (average particle size: 0.6 μm) and SnO 2 (average particle size: 5.6 μm) were not added as raw materials. Obtained.
The granulated product was placed in an electric furnace and heated to 1200 ° C. at an oxygen concentration of 1.3% over 4.5 hours, and then calcined by holding it at 1200 ° C. at an oxygen concentration of 1.3% for 3 hours. Then, a carrier core material having a volume average particle diameter of 35.8 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixture was cooled at an oxygen concentration of 1.3% for 6 hours.

比較例6
原料としてSnO(平均粒径:5.6μm)を添加しなかった以外は比較例1と同様にして粒径10μm〜75μmの乾燥造粒物を得た。
造粒物を電気炉に投入し1300℃まで酸素濃度1.0%で4.5時間かけて昇温し、その後1200℃で酸素濃度1.0%で3時間保持することにより焼成を行い、その後、酸素濃度0.5%で6時間かけて冷却した以外は比較例1と同様にして体積平均粒径36.8μmのキャリア芯材を得た。
Comparative Example 6
A dry granulated product having a particle size of 10 μm to 75 μm was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that SnO 2 (average particle size: 5.6 μm) was not added as a raw material.
The granulated product was placed in an electric furnace and heated to 1300 ° C. at an oxygen concentration of 1.0% over 4.5 hours, and then calcined by holding it at 1200 ° C. at an oxygen concentration of 1.0% for 3 hours. Then, a carrier core material having a volume average particle size of 36.8 μm was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the mixture was cooled at an oxygen concentration of 0.5% for 6 hours.

(見かけ密度(AD))
キャリア芯材の見掛け密度はJIS Z 2504に準拠して測定した。
(Apparent density (AD))
The apparent density of the carrier core material was measured according to JIS Z 2504.

(流動度(FR))
キャリア芯材の流動度はJIS Z 2502に準拠して測定した。
(Fluidity (FR))
The fluidity of the carrier core material was measured according to JIS Z 2502.

(体積平均粒子径(D50))
キャリア芯材の体積平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(日機装社製「マイクロトラックModel9320−X100」)を用いて測定した。
(Volume average particle size (D 50 ))
The volume average particle size of the carrier core material was measured using a laser diffraction type particle size distribution measuring device (“Microtrack Model 9320-X100” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

(細孔容積)
評価装置は、Quantachrome社製のPOREMASTER−60GTを使用した。具体的には、測定条件としては、
Cell Stem Volume:0.5ml、
Headpressure:20PSIA、
水銀の表面張力:485.00erg/cm
水銀の接触角:130.00degrees、
高圧測定モード:Fixed Rate、
Moter Speed:1、
高圧測定レンジ:20.00〜10000.00PSI
とし、サンプル1.500gを秤量して0.5ml(cc)のセルに充填して測定を行った。また、10000PSI時の容積B(ml/g)から60PSI時の容積A(ml/g)を差し引いた値を、細孔容積とした。
(Pore volume)
As the evaluation device, POREMASTER-60GT manufactured by Quantachrome was used. Specifically, as the measurement conditions,
Cell Stem Volume: 0.5 ml,
Headpressure: 20PSIA,
Surface tension of mercury: 485.00 erg / cm 2 ,
Mercury contact angle: 130.00 degrees,
High pressure measurement mode: Fixed Rate,
Motor Speed: 1,
High pressure measurement range: 20.00 to 10000.00 PSI
Then, 1.500 g of the sample was weighed and filled in a 0.5 ml (cc) cell for measurement. Further, the value obtained by subtracting the volume A (ml / g) at 60 PSI from the volume B (ml / g) at 10000 PSI was defined as the pore volume.

(BET比表面積)
BET一点法比表面積測定装置(株式会社マウンテック製、型式:Macsorb HM model−1208)を用いて評価を行った。具体的には、サンプルは、5.000gを秤量して直径12mmの標準セルに充填し、200℃で、30分間脱気して測定を行った。
(BET specific surface area)
Evaluation was performed using a BET one-point specific surface area measuring device (manufactured by Mountech Co., Ltd., model: Macsorb HM model-1208). Specifically, 5.000 g of the sample was weighed and filled in a standard cell having a diameter of 12 mm, and the sample was degassed at 200 ° C. for 30 minutes for measurement.

(真密度)
キャリア芯材の真密度は、Quantachrome社製、「ULTRA PYCNOMETER 1000」を用いて測定を行った。
(True density)
The true density of the carrier core material was measured using "ULTRA PYCNOMETER 1000" manufactured by Quantachrome.

(最大山谷深さRz,平均長さRSm)
超深度カラー3D形状測定顕微鏡(「VK−X100」株式会社キーエンス製)を用い、100倍対物レンズで表面を観察して求めた。具体的には、まず、表面の平坦な粘着テープにフェライト粒子を固定し、100倍対物レンズで測定視野を決定した後、オートフォーカス機能を用いて焦点を粘着テープ面に調整した。フェライト粒子を固定した平坦な粘着テープ面に対し、垂直方向(Z方向)からレーザー光線を照射し、面のX方向Y方向に走査した。また、表面からの反射光の強度が最大となった時のレンズの高さ位置をつなぎ合わせることでZ方向のデータを取得した。これらX、YおよびZ方向の位置データをつなぎ合わせフェライト粒子表面の3次元形状を得た。なお、フェライト粒子表面の3次元形状の取り込みにはオート撮影機能を用いた。
各パラメータの測定には、粒子粗さ検査ソフトウェア(三谷商事製)を用いて行った。まず、前処理として、得られたフェライト粒子表面の3次元形状の粒子認識と形状選別を行った。粒子認識は以下の方法で行った。撮影によって得られた3次元形状のうち、Z方向の最大値を100%、最小値を0%として最大値から最小値までの間を100等分する。この100〜35%にあたる領域を抽出し、独立した領域の輪郭を粒子輪郭として認識した。次に形状選別で粗大、微小、会合などの粒子を除外した。この形状選別を行うことで以降に行う極率補正時の誤差を小さくすることができる。具体的には面積相当径28μm以下、38μm以上、針状比1.15以上に該当する粒子を除外した。ここで針状比とは粒子の最大長/対角幅の比から算出したパラメータであり、対角幅とは最大長に平行な2本の直線で粒子を挟んだときの2直線の最短距離を表す。
つぎに表面の3次元形状から解析に用いる部分の取り出しを行った。まず上記の方法で認識した粒子輪郭から求められる重心を中心として15.0μmの正方形を描く。描いた正方形の中に21本の平行線を引き、その線分上にあたる粗さ曲線を21本分取り出した。
フェライト粒子は略球形状であるため、取り出した粗さ曲線は、バックグラウンドとして一定の曲率を持っている。このため、バックグラウンドの補正として、最適な二次曲線をフィッティングし、粗さ曲線から差し引く補正を行った。この場合、ローパスフィルターを1.5μmの強度で適用し、カットオフ値λを80μmとした。
また、解析に用いるキャリア芯材の平均粒子径については32〜34μmに限定した。このように測定対象となるキャリア芯材の平均粒子径を狭い範囲に限定することで、曲率補正の際に生じる残渣による誤差を小さくすることができる。
(Maximum mountain valley depth Rz, average length RSm)
The surface was observed with a 100x objective lens using an ultra-depth color 3D shape measuring microscope (“VK-X100” manufactured by KEYENCE CORPORATION). Specifically, first, ferrite particles were fixed on an adhesive tape having a flat surface, a measurement field of view was determined with a 100x objective lens, and then the focus was adjusted to the adhesive tape surface using an autofocus function. The flat adhesive tape surface on which the ferrite particles were fixed was irradiated with a laser beam from the vertical direction (Z direction) and scanned in the X direction and Y direction of the surface. In addition, data in the Z direction was acquired by connecting the height positions of the lenses when the intensity of the reflected light from the surface was maximized. The position data in the X, Y and Z directions were joined to obtain a three-dimensional shape of the ferrite particle surface. An autophotographing function was used to capture the three-dimensional shape of the ferrite particle surface.
Each parameter was measured using particle roughness inspection software (manufactured by Mitani Corporation). First, as a pretreatment, particle recognition and shape selection of the three-dimensional shape of the obtained ferrite particle surface were performed. Particle recognition was performed by the following method. Of the three-dimensional shapes obtained by photographing, the maximum value in the Z direction is set to 100%, the minimum value is set to 0%, and the range from the maximum value to the minimum value is divided into 100 equal parts. The region corresponding to 100 to 35% of this was extracted, and the contour of the independent region was recognized as the particle contour. Next, the shape selection excluded particles such as coarse, fine, and associated particles. By performing this shape selection, it is possible to reduce the error at the time of the polar ratio correction performed later. Specifically, particles having an area equivalent diameter of 28 μm or less, 38 μm or more, and a needle-like ratio of 1.15 or more were excluded. Here, the needle-like ratio is a parameter calculated from the ratio of the maximum length / diagonal width of the particles, and the diagonal width is the shortest distance between the two straight lines when the particles are sandwiched between two straight lines parallel to the maximum length. Represents.
Next, the part used for the analysis was extracted from the three-dimensional shape of the surface. First, a 15.0 μm square is drawn centered on the center of gravity obtained from the particle contour recognized by the above method. Twenty-one parallel lines were drawn in the drawn square, and 21 roughness curves on the line segments were taken out.
Since the ferrite particles have a substantially spherical shape, the extracted roughness curve has a constant curvature as a background. Therefore, as a background correction, an optimum quadratic curve was fitted and a correction was performed by subtracting it from the roughness curve. In this case, a low-pass filter was applied with an intensity of 1.5 μm, and the cutoff value λ was set to 80 μm.
The average particle size of the carrier core material used in the analysis was limited to 32 to 34 μm. By limiting the average particle size of the carrier core material to be measured to a narrow range in this way, it is possible to reduce the error due to the residue generated during the curvature correction.

最大山谷深さRzは、粗さ曲線の中で最も高い山の高さと最も深い谷の深さの和として求めた。最大高さRzの算出には、各パラメータの平均値として、30粒子の平均値を用いることとした。 The maximum valley depth Rz was calculated as the sum of the height of the highest mountain and the depth of the deepest valley in the roughness curve. For the calculation of the maximum height Rz, the average value of 30 particles was used as the average value of each parameter.

平均長さRSmは、粗さ曲線のうち、谷と山の組み合わせを一つの要素と規定し、それぞれの要素の長さを平均したものである。平均長さRSmの算出には、各パラメータの平均値として、30粒子の平均値を用いることとした。 The average length RSm defines the combination of valleys and peaks as one element in the roughness curve, and averages the lengths of each element. For the calculation of the average length RSm, the average value of 30 particles was used as the average value of each parameter.

以上説明した最大高さRz、平均長さRSmの測定は、JIS B0601(2001年度版)に準拠して行われるものである。 The measurement of the maximum height Rz and the average length RSm described above is performed in accordance with JIS B0601 (2001 version).

(異形率)
注入型画像解析粒度分布計(ジャスコインタナショナル株式会社、型式:IF−3200)を使用した。具体的には、サンプルは0.07gを秤量して、ポリエチレングリコール400を9cc投入したスクリュー管瓶(容量9cc)中で分散後に測定を行った。
(測定条件)
スペーサー厚:150μm
サンプリング:20%
解析タイプ:相対測定
測定量:0.95ml
解析:ダーク検出
閾値:169(穴を埋める)
O−Roughnessフィルタ:0.5
*O−Roughness=表面が滑らかになるまでに除去される部分の割合
フィルタ条件:
ISO Area Diametere:最小値5、最大値100、内側の範囲
*ISO Area Diametere=粒子投影面積と等しいピクセル画像をもつ円の直径
(解析条件)
解析フィルタ条件I:
ISO Area Diametere:最小値25、最大値55、内側の範囲
解析フィルタ条件II:
ISO Area Diametere:最小値25、最大値55、内側の範囲
ISO Solidity:最小値0.98、最大値1、外側の範囲
*ISO Solidity=粒子を囲む凸包の面積に対する粒子面積の割合
Ell.Ratio:最小値0.8、最大値1、内側の範囲
*Ell.Ratio=慣性楕円の長軸に対する短軸の割合
解析フィルタ条件IIでカウントされた粒子数を解析フィルタ条件Iでカウントされた粒子数で割り返して異形粒子の割合となる異形率を算出した。
(Atypical rate)
An injection-type image analysis particle size distribution meter (Jasco International Co., Ltd., model: IF-3200) was used. Specifically, 0.07 g of the sample was weighed and measured after being dispersed in a screw tube bottle (capacity: 9 cc) containing 9 cc of polyethylene glycol 400.
(Measurement condition)
Spacer thickness: 150 μm
Sampling: 20%
Analysis type: Relative measurement Measured quantity: 0.95 ml
Analysis: Dark detection threshold: 169 (fills holes)
O-Roughness filter: 0.5
* O-Roughness = Percentage of parts removed before the surface becomes smooth Filter condition:
ISO Area Diameter: Minimum value 5, Maximum value 100, Inner range * ISO Area Diameter = Diameter of a circle with a pixel image equal to the projected particle area (analysis condition)
Analysis filter condition I:
ISO Area Diameter: Minimum value 25, Maximum value 55, Inner range analysis Filter condition II:
ISO Area Diameter: Minimum value 25, Maximum value 55, Inner range ISO Solidity: Minimum value 0.98, Maximum value 1, Outer range * ISO Solidity = Ratio of particle area to the area of the convex hull surrounding the particle Ell. Ratio: Minimum value 0.8, maximum value 1, inner range * Ell. Radio = Ratio of minor axis to major axis of inertial ellipse The number of particles counted under analysis filter condition II was divided by the number of particles counted under analysis filter condition I to calculate the deformity ratio, which is the ratio of deformed particles.

(現像メモリー)
得られたキャリア芯材の表面を樹脂で被覆してキャリアを作製した。具体的には、シリコーン樹脂450質量部と、(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン9質量部とを、溶媒としてのトルエン450質量部に溶解してコート溶液を作製した。このコート溶液を、流動床型コーティング装置を用いてキャリア芯材50000質量部に塗布し、温度300℃の電気炉で加熱してキャリアを得た。以下、全ての実施例、比較例についても同様にしてキャリアを得た。
得られたキャリアと平均粒径5.0μm程度のトナーとを、ポットミルを用いて所定時間混合し、二成分系の電子写真現像剤を得た。この場合、キャリアとトナーとをトナーの重量/(トナーおよびキャリアの重量)=5/100となるように調整した。以下、全ての実施例、比較例についても同様にして現像剤を得た。得られた現像剤を、図2に示す構造の現像装置(現像スリーブの周速度Vs:406mm/sec,感光体ドラムの周速度Vp:205mm/sec,感光体ドラム−現像スリーブ間距離:0.3mm)に投入し、感光体ドラムの長手方向にベタ画像部と非画像部とが隣り合い、その後は広い面積の中間調が続く画像を初期と20万枚画像形成後に取得し、現像ローラ2周目の現像ローラ1周目のベタ画像が現像された領域とそうでない領域との画像濃度を反射濃度計(東京電色社製の型番TC−6D)を用いて測定し、その差を求め下記基準で評価した。結果を表2に示す。
「○」:0.003未満
「△」:0.003以上0.020未満
「×」:0.020以上
(Development memory)
The surface of the obtained carrier core material was coated with a resin to prepare a carrier. Specifically, 450 parts by mass of a silicone resin and 9 parts by mass of (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane were dissolved in 450 parts by mass of toluene as a solvent to prepare a coat solution. This coating solution was applied to 50,000 parts by mass of the carrier core material using a fluidized bed coating device, and heated in an electric furnace at a temperature of 300 ° C. to obtain carriers. Hereinafter, carriers were obtained in the same manner for all Examples and Comparative Examples.
The obtained carrier and toner having an average particle size of about 5.0 μm were mixed for a predetermined time using a pot mill to obtain a two-component electrophotographic developer. In this case, the carrier and the toner were adjusted so that the weight of the toner / (weight of the toner and the carrier) = 5/100. Hereinafter, developing agents were obtained in the same manner for all Examples and Comparative Examples. The obtained developer was used in a developing apparatus having the structure shown in FIG. 2 (developing sleeve peripheral speed Vs: 406 mm / sec, photoconductor drum peripheral speed Vp: 205 mm / sec, distance between photoconductor drum and developing sleeve: 0. 3 mm), the solid image part and the non-image part are adjacent to each other in the longitudinal direction of the photoconductor drum, and then an image in which a wide area of halftone continues is acquired after the initial and 200,000 image formations, and the developing roller 2 Develop roller on the first lap The image density between the developed area and the undeveloped area on the first lap is measured using a reflection densitometer (model number TC-6D manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.), and the difference is calculated. It was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
"○": less than 0.003 "△": 0.003 or more and less than 0.020 "×": 0.020 or more

(樹脂被覆層の摩耗)
現像装置(現像ローラの周速度Vs:406mm/sec,感光体ドラムの周速度Vp:205mm/sec,感光体ドラム−現像ローラ間距離:0.3mm)に、作製した二成分現像剤を投入し、白紙画像を1000枚印刷した後、ブローオフケージでキャリアとトナーを分離させた。
このキャリアの印刷前の抵抗値R(Ω・cm)と、1000枚印刷後の抵抗値R(Ω・cm)とを測定し、下記式から算出される低下率ΔRから以下のように判断した。
ΔR=(logR−logR)/logR×100(%)
「〇」:20≧ΔR≧0
「△」:40≧ΔR>20
「×」:ΔR>40
(Abrasion of resin coating layer)
The prepared two-component developer is charged into a developing device (developing roller peripheral speed Vs: 406 mm / sec, photoconductor drum peripheral speed Vp: 205 mm / sec, photoconductor drum-developing roller distance: 0.3 mm). After printing 1000 blank images, the carrier and the toner were separated by a blow-off cage.
The resistance value R 1 (Ω · cm) before printing of this carrier and the resistance value R 2 (Ω · cm) after printing 1000 sheets are measured, and the reduction rate ΔR calculated from the following formula is calculated as follows. It was judged.
ΔR = (logR 1 −logR 2 ) / logR 1 × 100 (%)
"○": 20 ≧ ΔR ≧ 0
"△": 40 ≧ ΔR> 20
"X": ΔR> 40

Figure 2021117281
Figure 2021117281

Figure 2021117281
Figure 2021117281

本発明の構成を満足するキャリア芯材を用いた実施例1〜7の樹脂被覆キャリアでは現像メモリーは抑制され、樹脂被覆層の摩耗もほとんど生じなかった。 In the resin-coated carriers of Examples 1 to 7 using the carrier core material satisfying the configuration of the present invention, the developing memory was suppressed and the resin-coated layer was hardly worn.

これに対して、Si含有量の少なくRz×RSmが「15.3」,「15.2」と小さいキャリア芯材を用いた比較例1,2の樹脂被覆キャリアでは、グレインサイズが小さい状態で粒子の異形化が進みグレインの先鋭化が過剰に促進された結果、樹脂被覆層の摩耗が生じた。 On the other hand, in the resin-coated carriers of Comparative Examples 1 and 2 using carrier core materials having a low Si content and a small Rz × RSm of “15.3” and “15.2”, the grain size was small. As a result of the deformation of the particles and the excessive promotion of sharpening of the grains, the resin coating layer was worn.

またRz×RSmが「15.2」及び「15.7」と小さく、異形率も「44.6%」及び「43.5%」と小さい(丸みのある)キャリア芯材を用いた比較例3及び比較例4の樹脂被覆キャリアでは、樹脂被覆層の摩耗は生じなかったものの現像メモリーが生じた。 Further, a comparative example using a carrier core material having a small Rz × RSm of “15.2” and “15.7” and a small deformation rate of “44.6%” and “43.5%” (rounded). In the resin-coated carriers of No. 3 and Comparative Example 4, although the resin-coated layer was not worn, a developing memory was generated.

Sr及びSnが添加されずRz及びRSmが小さく異形率も小さい(丸みのある)キャリア芯材を用いた比較例5の樹脂被覆キャリアでは現像メモリーが生じた。 A developing memory was generated in the resin-coated carrier of Comparative Example 5 using a carrier core material in which Sr and Sn were not added, Rz and RSm were small, and the deformation rate was small (rounded).

Snが添加されずSiの添加量も少なくRz×RSmが小さく異形率も小さい(丸みのある)キャリア芯材を用いた比較例6の樹脂被覆キャリアでは現像メモリーが生じた。 A developing memory was generated in the resin-coated carrier of Comparative Example 6 using a carrier core material in which Sn was not added, the amount of Si added was small, Rz × RSm was small, and the deformation rate was small (rounded).

本発明に係るキャリア芯材によれば現像メモリーが抑制できると共に長期間の使用によっても樹脂被覆層が摩耗が少なくキャリア付着の発生が抑制できる。 According to the carrier core material according to the present invention, the development memory can be suppressed, and the resin coating layer is less worn even after long-term use, and the occurrence of carrier adhesion can be suppressed.

3 現像ローラ
5 感光体ドラム
3 Develop roller 5 Photoreceptor drum

Claims (6)

フェライトキャリア芯材であって、
粒子の最大山谷深さRzが1.95μm以上2.38μm以下、
粒子の平均長さRSmが7.20μm以上8.50μm以下、
RzとRSmとの積が15.8以上であり、
下記測定方法で測定される粒子の異形率が46%以上であることを特徴とするフェライトキャリア芯材。
(粒子の異形率の測定方法)
測定装置:注入型画像解析粒度分布計
測定サンプル:0.07g
ポリエチレングリコール400を9ml投入したスクリュー管瓶(容量9ml)中で分散後に測定を行った。
(測定条件)
スペーサー厚:150μm
サンプリング:20%
解析タイプ:相対測定
測定量:0.95ml
解析:ダーク検出
閾値:169(穴を埋める)
O−Roughnessフィルタ:0.5
フィルタ条件:
ISO Area Diametere:最小値5、最大値100、内側の範囲
(解析条件)
解析フィルタ条件I:
ISO Area Diametere:最小値25、最大値55、内側の範囲
解析フィルタ条件II:
ISO Area Diametere:最小値25、最大値55、内側の範囲
ISO Solidity:最小値0.98、最大値1、外側の範囲
Ell.Ratio:最小値0.8、最大値1、内側の範囲
解析フィルタ条件IIでカウントされた粒子数を解析フィルタ条件Iでカウントされた粒子数で割り返して異形率を算出する。
Ferrite carrier core material
Maximum mountain valley depth Rz of particles is 1.95 μm or more and 2.38 μm or less,
Average particle length RSm is 7.20 μm or more and 8.50 μm or less,
The product of Rz and RSm is 15.8 or more, and
A ferrite carrier core material characterized in that the deformation rate of particles measured by the following measuring method is 46% or more.
(Measurement method of particle deformity rate)
Measuring device: Injection type image analysis Particle size distribution meter Measurement sample: 0.07 g
The measurement was carried out after dispersion in a screw tube bottle (capacity: 9 ml) containing 9 ml of polyethylene glycol 400.
(Measurement condition)
Spacer thickness: 150 μm
Sampling: 20%
Analysis type: Relative measurement Measured quantity: 0.95 ml
Analysis: Dark detection threshold: 169 (fills holes)
O-Roughness filter: 0.5
Filter condition:
ISO Area Diameter: Minimum value 5, Maximum value 100, Inner range (analysis conditions)
Analysis filter condition I:
ISO Area Diameter: Minimum value 25, Maximum value 55, Inner range analysis Filter condition II:
ISO Area Diameter: minimum value 25, maximum value 55, inner range ISO Solidity: minimum value 0.98, maximum value 1, outer range Ell. Ratio: Minimum value 0.8, maximum value 1, inner range The number of particles counted under the analysis filter condition II is divided by the number of particles counted under the analysis filter condition I to calculate the deformation rate.
(MnFe3−x)O(但し、0<x<3である。)で表される組成を有し、
Srが0.01mol%以上0.50mol%以下含有され、
Snが0.01mol%以上0.50mol%以下含有されている
請求項1記載のフェライトキャリア芯材。
It has a composition represented by (Mn x Fe 3-x ) O 4 (where 0 <x <3).
Sr is contained in an amount of 0.01 mol% or more and 0.50 mol% or less.
The ferrite carrier core material according to claim 1, wherein Sn is contained in an amount of 0.01 mol% or more and 0.50 mol% or less.
xが0.01以上2以下である請求項2記載のフェライトキャリア芯材。 The ferrite carrier core material according to claim 2, wherein x is 0.01 or more and 2 or less. Siが0.10mol%以上0.22mol%以下含有されている請求項1〜3のいずれかに記載のフェライトキャリア芯材。 The ferrite carrier core material according to any one of claims 1 to 3, wherein Si is contained in an amount of 0.10 mol% or more and 0.22 mol% or less. 請求項1〜4のいずれかに記載のフェライトキャリア芯材の表面が樹脂で被覆されていることを特徴とする電子写真現像用キャリア。 A carrier for electrophotographic development, wherein the surface of the ferrite carrier core material according to any one of claims 1 to 4 is coated with a resin. 請求項5記載の電子写真現像用キャリアとトナーとを含むことを特徴とする電子写真用現像剤。 An electrophotographic developer according to claim 5, wherein the electrophotographic developing carrier and toner are included.
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