JP5629958B2 - Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer, ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier - Google Patents

Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer, ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier Download PDF

Info

Publication number
JP5629958B2
JP5629958B2 JP2010199289A JP2010199289A JP5629958B2 JP 5629958 B2 JP5629958 B2 JP 5629958B2 JP 2010199289 A JP2010199289 A JP 2010199289A JP 2010199289 A JP2010199289 A JP 2010199289A JP 5629958 B2 JP5629958 B2 JP 5629958B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
carrier
filled
particles
ferrite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010199289A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012058344A (en
Inventor
隆男 杉浦
隆男 杉浦
崇 引地
崇 引地
弘道 小林
弘道 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Powdertech Co Ltd
Original Assignee
Powdertech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Powdertech Co Ltd filed Critical Powdertech Co Ltd
Priority to JP2010199289A priority Critical patent/JP5629958B2/en
Publication of JP2012058344A publication Critical patent/JP2012058344A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5629958B2 publication Critical patent/JP5629958B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、複写機、プリンター等に用いられる二成分系電子写真現像剤に使用される樹脂充填型フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアに関し、詳しくは、樹脂充填型キャリアの利点を保持しつつ、高品位な画質が得られ、粒子強度も高く、耐久性に優れ、画像欠陥を低減できる電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材、フェライトキャリア及び該フェライトキャリアを用いた電子写真現像剤に関する。   The present invention relates to a resin-filled ferrite carrier core material and a ferrite carrier used in a two-component electrophotographic developer used in a copying machine, a printer, and the like, and more specifically, while maintaining the advantages of a resin-filled carrier. The present invention relates to a resin-filled ferrite carrier core material for an electrophotographic developer capable of obtaining high-quality image quality, high particle strength, excellent durability, and reducing image defects, a ferrite carrier, and an electrophotographic developer using the ferrite carrier.

電子写真現像方法は、現像剤中のトナー粒子を感光体上に形成された静電潜像に付着させて現像する方法であり、この方法で使用される現像剤は、トナー粒子とキャリア粒子からなる二成分系現像剤及びトナー粒子のみを用いる一成分系現像剤に分けられる。   The electrophotographic development method is a method in which toner particles in a developer are attached to an electrostatic latent image formed on a photoreceptor and developed, and the developer used in this method is composed of toner particles and carrier particles. The two-component developer and the one-component developer using only toner particles.

こうした現像剤のうち、トナー粒子とキャリア粒子からなる二成分系現像剤を用いた現像方法としては、古くはカスケード法等が採用されていたが、現在では、マグネットロールを用いる磁気ブラシ法が主流である。   Among these developers, as a developing method using a two-component developer composed of toner particles and carrier particles, the cascade method has been used in the past, but at present, the magnetic brush method using a magnet roll is the mainstream. It is.

二成分系現像剤において、キャリア粒子は、現像剤が充填されている現像ボックス内において、トナー粒子と共に攪拌されることによって、トナー粒子に所望の電荷を付与し、さらにこのように電荷を帯びたトナー粒子を感光体の表面に搬送して感光体上にトナー像を形成するための担体物質である。マグネットを保持する現像ロール上に残ったキャリア粒子は、この現像ロールから再び現像ボックス内に戻り、新たなトナー粒子と混合・攪拌され、一定期間繰り返して使用される。   In the two-component developer, the carrier particles are agitated together with the toner particles in the developing box filled with the developer, thereby imparting a desired charge to the toner particles, and thus being charged. A carrier material for transporting toner particles to the surface of the photoreceptor to form a toner image on the photoreceptor. The carrier particles remaining on the developing roll holding the magnet are returned to the developing box from the developing roll, mixed and stirred with new toner particles, and used repeatedly for a certain period.

二成分系現像剤は、一成分系現像剤とは異なり、キャリア粒子はトナー粒子と混合・攪拌され、トナー粒子を帯電させ、さらに搬送する機能を有しており、現像剤を設計する際の制御性が良い。従って、二成分系現像剤は高画質が要求されるフルカラー現像装置及び画像維持の信頼性、耐久性が要求される高速印刷を行う装置等に適している。   Unlike the one-component developer, the two-component developer has the function of mixing and stirring the carrier particles with the toner particles, charging the toner particles, and further transporting the toner particles. Good controllability. Therefore, the two-component developer is suitable for a full-color developing device that requires high image quality and a device that performs high-speed printing that requires image maintenance reliability and durability.

このようにして用いられる二成分系現像剤においては、画像濃度、カブリ、白斑、階調性、解像力等の画像特性が、初期の段階から所定の値を示し、しかもこれらの特性が耐刷期間中に変動せず、安定に維持されることが必要である。これらの特性を安定に維持するためには、二成分系現像剤中に含有されるキャリア粒子の特性が安定していることが必要になる。   In the two-component developer used in this manner, image characteristics such as image density, fog, vitiligo, gradation, and resolving power show predetermined values from the initial stage, and these characteristics are in the printing life period. It needs to be kept stable without fluctuating inside. In order to maintain these characteristics stably, it is necessary that the characteristics of the carrier particles contained in the two-component developer are stable.

二成分系現像剤を形成するキャリア粒子として、従来は、表面を酸化被膜で覆った鉄粉あるいは表面を樹脂で被覆した鉄粉等の鉄粉キャリアが使用されていた。このような鉄粉キャリアは、磁化が高く、導電性も高いことから、ベタ部の再現性のよい画像が得られやすいという利点がある。   Conventionally, iron powder carriers such as iron powder whose surface is covered with an oxide film or iron powder whose surface is coated with a resin have been used as carrier particles for forming a two-component developer. Since such an iron powder carrier has high magnetization and high conductivity, there is an advantage that an image with a good reproducibility of the solid portion can be easily obtained.

しかしながら、このような鉄粉キャリアは真比重が約7.8と重いため、現像ボックス中におけるトナー粒子との攪拌・混合により、鉄粉キャリア表面へのトナー構成成分の融着、いわゆるトナースペントが発生しやすくなる。このようなトナースペントの発生により有効なキャリア表面積が減少し、トナー粒子との摩擦帯電能力が低下しやすくなる。また磁化が高すぎるため、現像剤の磁気ブラシが硬くなり、その結果、はき目を生じたり、ガサツキ等を生じるために高画質な現像画像を得ることが難しい。これらの理由から、酸化被膜鉄粉及び樹脂被覆鉄粉等の鉄粉キャリアは、現在では使用されなくなってきている。   However, since such iron powder carrier has a heavy true specific gravity of about 7.8, the toner component is fused to the surface of the iron powder carrier by the stirring and mixing with the toner particles in the developing box, so-called toner spent. It tends to occur. The generation of such toner spent reduces the effective carrier surface area and tends to reduce the triboelectric charging ability with the toner particles. Further, since the magnetization is too high, the magnetic brush of the developer becomes hard, and as a result, scratches and roughness occur, so that it is difficult to obtain a high-quality developed image. For these reasons, iron powder carriers such as oxide-coated iron powder and resin-coated iron powder are no longer used.

近年は、鉄粉キャリアに代わって真比重が約5.0程度と軽く、また磁化の低いフェライトをキャリアとして用いたり、さらに表面に樹脂を被覆した樹脂コートフェライトキャリアが多く使用されてきている。その結果、現像剤寿命と現像画像は飛躍的に向上した。   In recent years, in place of an iron powder carrier, a resin coated ferrite carrier having a light true specific gravity of about 5.0 and having a low magnetization and using a low-magnetization ferrite as a carrier or a resin coated on the surface has been widely used. As a result, the developer life and the developed image were dramatically improved.

しかしながら、最近は、コンピュータ及びマルチメディアの発達により、オフィスから家庭まで幅広い分野で、更なる高精細フルカラー画像が要望されている。また、より画像安定性や高画質が要求される軽印刷(パソコンによる文書の編集からコピー、製本までの多品種少量印刷が可能なプリント・オン・デマンド用途)分野にも使われはじめ、そのため、画質としてより高精細,高画質化と、高い信頼性が現像剤に要求され始めてきた。また、オフィスのネットワーク化により、単機能の複写機から複合機への時代へと進化し、サービス体制も、契約したサービスマンが定期的にメンテナンスを行って現像剤等を交換するようなシステムから、メンテナンスフリーシステムの時代へシフトしてきており、市場からは、現像剤の更なる長寿命化に対する要求も一層高まってきている。   However, recently, due to the development of computers and multimedia, further high-definition full-color images are demanded in a wide range of fields from offices to homes. In addition, it has begun to be used in the field of light printing (print-on-demand applications that allow high-mix low-volume printing from document editing to copying and bookbinding) that require higher image stability and high image quality. Higher image quality, higher image quality, and higher reliability have begun to be required for developers. In addition, the networking of the office has evolved from the single-function copying machine to the multifunctional machine, and the service system has been changed from a system in which contracted service personnel regularly maintain and replace developers, etc. However, there has been a shift to the era of maintenance-free systems, and the demand for further extending the life of the developer is increasing further from the market.

このような中で、特許文献1(特開平5−40367号公報)に示されるように、キャリア粒子の軽量化と低磁力化を図り、長寿命化と高画質化を狙う目的で、微細な磁性微粒子を樹脂中に分散させた磁性粉分散型キャリアも多く提案されている。   Under such circumstances, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-40367), for the purpose of reducing the weight and reducing the magnetic force of the carrier particles and aiming for a longer life and higher image quality, Many magnetic powder-dispersed carriers in which magnetic fine particles are dispersed in a resin have been proposed.

このような磁性粉分散型キャリアは、真比重は軽く長寿命化に対しては有利であるが、高抵抗になりやすく画像濃度を容易に得ることが難しい。また、分散する磁性粉の量で磁化制御を行うため、真比重(寿命の指標)と他物性(画像特性制御)のバランスを維持することが困難である。   Such a magnetic powder-dispersed carrier has a low true specific gravity and is advantageous for prolonging the service life. However, it tends to be high resistance and it is difficult to easily obtain an image density. Further, since magnetization control is performed with the amount of magnetic powder to be dispersed, it is difficult to maintain a balance between true specific gravity (lifetime index) and other physical properties (image characteristic control).

また、磁性粉分散型キャリアは、磁性微粒子をバインダー樹脂で固めているものであり、撹拌ストレスや現像機内での衝撃により磁性微粒子が脱離したり、従来用いられてきた鉄粉キャリアやフェライトキャリアに比べ機械的強度に劣るためか、キャリア粒子自体が割れたりするという問題が発生することがあった。そして、脱離した磁性微粒子や割れたキャリア粒子は感光体に付着し、画像欠陥を引き起こす原因となることがあった。   In addition, the magnetic powder-dispersed carrier is obtained by solidifying magnetic fine particles with a binder resin. The magnetic fine particles are detached due to agitation stress or impact in a developing machine, or the conventional iron powder carrier or ferrite carrier is used. In some cases, the mechanical strength may be inferior, or the carrier particles may be broken. The detached magnetic fine particles and broken carrier particles may adhere to the photoreceptor and cause image defects.

さらに、磁性粉分散型キャリアは、微細な磁性微粒子を用いるため、残留磁化及び保磁力が高くなり、現像剤の流動性が悪くなるという欠点がある。特にマグネットロール上に磁気ブラシを形成した場合、残留磁化及び保磁力が高いために、磁気ブラシの穂が硬くなり、高画質を得にくい。また、マグネットロールを離れても、キャリアの磁気凝集がほぐれず、補給されたトナーとの混合が速やかに行われないため、帯電量の立ち上がりが悪く、トナー飛散やかぶりといった画像欠陥を起こすという問題があった。   Furthermore, since the magnetic powder-dispersed carrier uses fine magnetic fine particles, there are disadvantages that the residual magnetization and the coercive force are increased and the fluidity of the developer is deteriorated. In particular, when a magnetic brush is formed on a magnet roll, since the residual magnetization and coercive force are high, the ears of the magnetic brush become hard and it is difficult to obtain high image quality. In addition, even when the magnet roll is separated, the magnetic aggregation of the carrier is not loosened and the toner is not quickly mixed with the replenished toner, so that the charge amount rises poorly and causes image defects such as toner scattering and fogging. was there.

磁性粉分散型キャリアに代わるものとして、多孔性キャリア芯材の空隙に樹脂を充填した樹脂充填型キャリアが提案されている。樹脂充填型キャリアは、組成、焼結(焼成)条件をコントロールすることにより結晶成長を抑え、非常にポーラスな芯材粒子を形成させ、そこに任意の樹脂を充填することにより、真比重が軽くなり長寿命化を達成することが可能となる。また、樹脂充填により、1粒子当りの磁化が低下し、磁気ブラシの穂が剛直とならないため、細線再現性等に優れた高画質な画像が得られる。   As an alternative to the magnetic powder-dispersed carrier, a resin-filled carrier in which a void in a porous carrier core material is filled with a resin has been proposed. Resin-filled carriers suppress crystal growth by controlling the composition and sintering (firing) conditions, form extremely porous core particles, and fill them with arbitrary resin to reduce the true specific gravity. Thus, it is possible to achieve a long life. In addition, the resin filling reduces the magnetization per particle, and the magnetic brush ear does not become stiff, so that a high-quality image excellent in fine line reproducibility and the like can be obtained.

例えば、特許文献2(特開2006−337579号公報)には、空隙率が10〜60%であるフェライト芯材に樹脂を充填してなる樹脂充填型キャリアが、特許文献3(特開2007−57943号公報)には、立体的積層構造を持つ樹脂充填型キャリアが提案されている。   For example, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-337579) discloses a resin-filled carrier obtained by filling a ferrite core material having a porosity of 10 to 60% with a resin. 57943) proposes a resin-filled carrier having a three-dimensional laminated structure.

これら特許文献2及び3に記載の多孔性磁性粉は、BET比表面積や吸油量で芯材の空孔体積を評価している。しかし、BET比表面積はあくまでも表面積であり、その値からは実際の空孔度はわからない。また吸油量は、ある程度空孔体積を反映したものであるが、その測定原理から考えて、粒子間の空隙も合わせて測定してしまい、実際の空孔体積ではない。また、一般的に、実際の粒子内の空孔体積に比べて、粒子間の空隙の方が大きく、過度な過不足なく樹脂を充填しようとした際の指標としては、精度に欠けるものであった。更には、これら特許文献2及び3には、樹脂が充填されるフェライト表面に存在する空孔の径に関する記載及びその空孔径の分布に関する記載がないため、実際に樹脂を充填させた場合、充填樹脂の粒子間バラツキや樹脂充填の均一性に欠けてしまう。そのため、樹脂充填の不充分な粒子については、強度が劣るため、実機上での使用においては、キャリア粒子の割れや微粒子が発生し、画像欠陥の原因となる。   In these porous magnetic powders described in Patent Documents 2 and 3, the pore volume of the core material is evaluated by the BET specific surface area and the oil absorption. However, the BET specific surface area is only a surface area, and the actual porosity is not known from the value. In addition, the oil absorption amount reflects the pore volume to some extent, but considering the measurement principle, the gap between particles is also measured and is not the actual pore volume. In general, the void volume between the particles is larger than the actual void volume in the particle, and the index when attempting to fill the resin without excessive excess or deficiency is not accurate. It was. Furthermore, in these Patent Documents 2 and 3, there is no description about the diameter of the pores existing on the ferrite surface filled with the resin and no description about the distribution of the pore diameters. The resin particle-to-particle variation and the resin filling uniformity are lacking. For this reason, the particles with insufficient resin filling are inferior in strength, so that when used on an actual machine, cracks and fine particles of carrier particles are generated, causing image defects.

そこで、特許文献4(特開2009−175666号公報)や特許文献5(特開2009−244837号公報)には、多孔質フェライト芯材粒子の細孔容積、細孔径、細孔径分布等について規定されている。すなわち、樹脂が充填される空間である細孔容積やフェライト表面に存在する空孔の径や分布を規定することにより、樹脂充填度合いの粒子間及び個々の粒子内におけるばらつきが抑えられ、更には充填後の粒子同士の凝集も防止される。その結果、キャリア粒子の破壊強度が向上し、耐久特性に優れたキャリアが実現できる旨が記載されている。   Therefore, Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-175666) and Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-244837) specify the pore volume, pore diameter, pore diameter distribution, etc. of the porous ferrite core material particles. Has been. In other words, by defining the pore volume, which is the space filled with the resin, and the diameter and distribution of the pores present on the ferrite surface, variation in the degree of resin filling between particles and within individual particles can be suppressed. Aggregation of particles after filling is also prevented. As a result, it is described that the carrier particles have improved fracture strength and a carrier having excellent durability characteristics can be realized.

樹脂充填型キャリアは、粒子中心部分にフェライト芯材が位置しているため、粒子強度は、樹脂の充填度合いや充填状態だけでなく、芯材自体の強度も大きく影響する。これらの特許文献4及び5は、確かに、フェライト芯材の多孔質性を規定してはいるが、芯材自体の組成に関しては、「多孔質フェライト芯材は、Mn、Mg、Li、Ca、Sr、Cu、Znから選ばれる少なくとも1種を含むことが望ましい」という広範囲な元素が示されているのみである。   In the resin-filled type carrier, since the ferrite core material is located at the center of the particle, the particle strength greatly affects not only the degree of resin filling and the state of filling, but also the strength of the core material itself. Although these Patent Documents 4 and 5 certainly define the porosity of the ferrite core material, regarding the composition of the core material itself, “the porous ferrite core material is Mn, Mg, Li, Ca”. It is only shown a wide range of elements that it is desirable to include at least one selected from the group consisting of Sr, Cu and Zn.

一方、近年の、軽印刷分野等で現像剤に要求されている、高精細、高画質化と高い信頼性に応えるためには、更なる粒子強度の向上と耐久性に優れたキャリアが求められている。従って、これら特許文献4及び5に記載の方法だけでは、芯材自体の強度に関わる規定がなされていないため、上記のような特性を満足するキャリアを実現することは難しい。   On the other hand, in order to meet the high definition, high image quality, and high reliability required for developers in the light printing field in recent years, a carrier with further improved particle strength and excellent durability is required. ing. Therefore, since only the methods described in Patent Documents 4 and 5 are not related to the strength of the core material itself, it is difficult to realize a carrier that satisfies the above characteristics.

特許文献6(特開平8−22150号公報)には、樹脂被覆キャリアのキャリア芯材としてMn−Mg−Sr系組成のフェライト粒子を使用することが記載されている。具体的な組成としては、(MnO)x(MgO)y(Fe)zにおいて、x=35〜45mol%、y=5〜15mol%、z=45〜55mol%の組成で、MnO、MgO及びFeの一部をSrOで0.35〜5.0mol%置換した組成であり、非多孔質フェライト粒子である。 Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-22150) describes that ferrite particles having a Mn—Mg—Sr composition are used as a carrier core material of a resin-coated carrier. The specific composition, in (MnO) x (MgO) y (Fe 2 O 3) z, x = 35~45mol%, y = 5~15mol%, a composition of z = 45~55mol%, MnO, It is a composition in which a part of MgO and Fe 2 O 3 is substituted by 0.35 to 5.0 mol% with SrO, and is a non-porous ferrite particle.

このような組成のフェライト粒子を多孔質としキャリア芯材として使用すれば、特許文献4及び5で規定されているような多孔質性を実現することは可能であるが、芯材自体の強度の更なる向上を行うことには限界がある。これは、次の様な理由であると想定される。   If the ferrite particles having such a composition are made porous and used as a carrier core material, it is possible to achieve the porosity defined in Patent Documents 4 and 5, but the strength of the core material itself There are limits to further improvements. This is assumed to be as follows.

すなわち、特許文献6に記載の組成のように、Mnの組成比率が高くなると、焼結性が進みやすくなるため、目標の多孔質性を得るためには、焼成温度を低温側に設定する必要がある。その結果、多孔質フェライト芯材自体の強度は低下傾向になりやすく、一定以上の強度向上を実現することは困難である。   That is, as in the composition described in Patent Document 6, when the composition ratio of Mn is increased, the sinterability is likely to proceed. Therefore, in order to obtain the target porosity, it is necessary to set the firing temperature to the low temperature side. There is. As a result, the strength of the porous ferrite core material itself tends to decrease, and it is difficult to achieve a certain level of strength improvement.

また、樹脂充填型キャリアは、確かに樹脂量により1粒子当たりの磁化は低下するが、使用する多孔質フェライト芯材の磁化が高ければ、磁気ブラシの穂を柔軟化するために必要な充填樹脂量は増加する。樹脂量の増加は、同時に低比重化、軽量化が達成されるが、過剰な軽量化は、トナーとの十分なストレスが得られないため、飽和帯電量の低下や帯電の立ち上がりが遅くなり、トナー飛散等の原因となる。従って、より高精細,高画質化の達成を狙うためには、使用する多孔質フェライト芯材として、低磁化フェライト芯材の材料が求められている。   In addition, the resin-filled type carrier certainly reduces the magnetization per particle depending on the amount of resin, but if the magnetization of the porous ferrite core material used is high, the filling resin necessary for softening the ears of the magnetic brush The amount increases. An increase in the amount of resin can simultaneously achieve a reduction in specific gravity and a reduction in weight, but an excessive reduction in weight does not provide sufficient stress with the toner, resulting in a decrease in saturation charge and a slow rise in charge. This may cause toner scattering. Therefore, in order to achieve higher definition and higher image quality, a low-magnetization ferrite core material is required as a porous ferrite core material to be used.

低磁化フェライト芯材としては、例えば、特許文献7(特開平11−202559号公報)には、Mn−Mg−Sn系フェライトが開示されている。具体的には、(MnO)x(MgO)y(Fe)zにおいて、x=5〜35mol%、y=10〜45mol%、z=45〜55mol%の組成で、MnO、MgO及びFeの0.5〜5.0mol%をSnOで置換し、飽和磁化として20〜43mol%を有することができるとしている。このようなフェライト芯材を用いることにより、低飽和磁化キャリアが安定して得られ、かつキャリア粒子間の磁化のバラツキが少なく、さらにキャリア表面性(粒界の成長度合い)の均一化を図ることができる旨が開示されている。 As a low-magnetization ferrite core material, for example, Patent Document 7 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-202559) discloses Mn—Mg—Sn ferrite. Specifically, in (MnO) x (MgO) y (Fe 2 O 3) z, x = 5~35mol%, y = 10~45mol%, a composition of z = 45~55mol%, MnO, MgO and It is said that 0.5 to 5.0 mol% of Fe 2 O 3 can be substituted with SnO 2 and the saturation magnetization can be 20 to 43 mol%. By using such a ferrite core material, low saturation magnetization carriers can be obtained stably, there is little variation in magnetization between carrier particles, and carrier surface properties (degree of growth of grain boundaries) can be made uniform. It is disclosed that it is possible.

しかしながら、特許文献7は、キャリア表面性(粒界の成長度合い)を均一化することで、樹脂被覆の粒子間バラツキを低減させ、樹脂被覆後の特性の安定化を狙ったものである。また実施例7〜12及び比較例6においては、樹脂被覆量としては、0.3重量%及び1.3重量%であると記載されていることからも分かる通り、この特許文献7は、従来から使用されてきたフェライト樹脂被覆キャリアキャリア関するもので、積極的に粒子を多孔質性にして、得られた細孔に樹脂を充填して得られる樹脂充填型キャリアとは全く異なるものである。従って、特許文献7に記載されているような組成のフェライトについて、焼結(焼成)条件により結晶成長を抑え、非常にポーラスな芯材粒子を形成させても、特に所望される多孔質性(細孔容積、細孔径、細孔分布)を得ることはできず、粒子強度が強く、耐久性に優れたキャリアを実現することは難しい。   However, Patent Document 7 aims to stabilize the characteristics after resin coating by reducing the inter-particle variation of the resin coating by making the carrier surface properties (grain boundary growth degree) uniform. In Examples 7 to 12 and Comparative Example 6, the resin coating amount is 0.3% by weight and 1.3% by weight, as can be seen from this patent document 7, This is related to a carrier carrier coated with a ferrite resin that has been used from the beginning, and is completely different from a resin-filled carrier obtained by positively making particles porous and filling the resulting pores with a resin. Therefore, even if ferrite having a composition as described in Patent Document 7 suppresses crystal growth by sintering (firing) conditions and forms extremely porous core material particles, a particularly desired porous property ( Pore volume, pore diameter, pore distribution) cannot be obtained, and it is difficult to realize a carrier having high particle strength and excellent durability.

特開平5−40367号公報JP-A-5-40367 特開2006−337579号公報JP 2006-337579 A 特開2007−57943号公報JP 2007-57943 A 特開2009−175666号公報JP 2009-175666 A 特開2009−244837号公報JP 2009-244837 A 特開平8−22150号公報JP-A-8-22150 特開平11−202559号公報JP-A-11-202559

このように、上記した樹脂充填型キャリアの利点を保持しつつ、高品位な画質が得られ、粒子強度も高く、耐久性に優れ、画像欠陥を低減できる電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリアが求められていた。   As described above, a resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer capable of obtaining high-quality image quality, high particle strength, excellent durability, and reducing image defects while retaining the advantages of the resin-filled carrier described above. Was demanded.

従って、本発明の目的は、樹脂充填型キャリアの利点を保持しつつ、高品位な画質が得られ、粒子強度も高く、耐久性に優れ、画像欠陥を低減できる電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材、フェライトキャリア及び該フェライトキャリアを用いた電子写真現像剤を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a resin-filled mold for an electrophotographic developer that can provide high-quality image quality, high particle strength, excellent durability, and reduce image defects while retaining the advantages of a resin-filled carrier. It is an object to provide a ferrite carrier core material, a ferrite carrier, and an electrophotographic developer using the ferrite carrier.

本発明者らは、上述のような課題を解決すべく鋭意検討した結果、キャリア芯材として、特定組成のMn−Mg系フェライトに、一部をSrで置換し、かつSiO を一定量含有する多孔質フェライト粒子を用いることによって、上記課題が解決されることを知見して本発明に至った。 As a result of intensive studies to solve the problems as described above, the present inventors have partially substituted Mn—Mg-based ferrite having a specific composition as a carrier core material with Sr and containing a certain amount of SiO 2. The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using porous ferrite particles that have been made, and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、多孔質フェライト粒子からなり、該多孔質フェライト粒子の組成が下記式(1)で表され、下記式(1)中の(MnO)(MgO)及び/又は(Fe)の一部をSrOで0.3〜4.0重量%置換し、かつ該多孔質フェライト粒子中にSiO を200〜2800ppm含有することを特徴とする電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材を提供するものである。 That is, the present invention comprises porous ferrite particles, and the composition of the porous ferrite particles is represented by the following formula (1), and (MnO) (MgO) and / or (Fe 2 O) in the following formula (1). 3 ) A resin-filled ferrite for an electrophotographic developer , wherein a portion of 3 ) is substituted with 0.3 to 4.0 wt% of SrO , and the porous ferrite particles contain 200 to 2800 ppm of SiO 2 A carrier core material is provided.

Figure 0005629958
Figure 0005629958

本発明に係る上記電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材において、上記多孔質フェライト粒子の細孔容積が40〜160mm/g、ピーク細孔径が0.5〜2.0μm、細孔径分布において下記式(2)で表される細孔径のばらつきdvが1.5以下であることが望ましい。 In the resin-filled ferrite carrier core material for an electrophotographic developer according to the present invention, the porous ferrite particles have a pore volume of 40 to 160 mm 3 / g, a peak pore diameter of 0.5 to 2.0 μm, and a pore diameter. It is desirable that the variation dv of the pore diameter represented by the following formula (2) in the distribution is 1.5 or less.

Figure 0005629958
Figure 0005629958

本発明に係る上記電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材は、その飽和磁化が40〜60Am/kgであることが望ましい。 The resin-filled ferrite carrier core material for an electrophotographic developer according to the present invention preferably has a saturation magnetization of 40 to 60 Am 2 / kg.

また、本発明は、上記多孔質フェライト粒子からなるフェライトキャリア芯材の細孔に樹脂を充填してなることを特徴とする電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリアを提供するものである。   The present invention also provides a resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer, wherein the resin is filled in the pores of the ferrite carrier core material comprising the porous ferrite particles.

本発明に係る上記電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリアにおいて、上記樹脂がシリコーン系樹脂であることが望ましい。   In the resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer according to the present invention, the resin is preferably a silicone resin.

本発明に係る上記電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリアにおいて、上記多孔質フェライト粒子に充填する樹脂の量が、上記多孔質フェライト粒子100重量部に対して6〜20重量部であることが望ましい。   In the resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer according to the present invention, the amount of the resin filled in the porous ferrite particles is 6 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the porous ferrite particles. desirable.

本発明に係る上記電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリアは、表面に樹脂が被覆されていることが望ましい。   The resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer according to the present invention desirably has a resin coated on the surface.

本発明に係る上記電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリアは、体積平均粒径が20〜70μm、飽和磁化が30〜55Am/kg、粒子密度が2.8〜4.3g/cm、見掛け密度が1.0〜2.2g/cmであることが望ましい。 The resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer according to the present invention has a volume average particle size of 20 to 70 μm, a saturation magnetization of 30 to 55 Am 2 / kg, a particle density of 2.8 to 4.3 g / cm 3 , It is desirable that the apparent density is 1.0 to 2.2 g / cm 3 .

また、本発明は、上記樹脂充填型フェライトキャリアとトナーとからなる電子写真現像剤を提供するものである。   The present invention also provides an electrophotographic developer comprising the resin-filled ferrite carrier and a toner.

本発明に係る上記電子写真現像剤は、補給用現像剤としても用いられる。   The electrophotographic developer according to the present invention is also used as a replenishment developer.

本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材及びその空隙に樹脂を充填したフェライトキャリアは、低比重で軽量化が図れるため、耐久性に優れ長寿命化が達成でき、しかも磁性粉分散型キャリアに比して高強度であり、かつ熱や衝撃による割れ、変形、溶融がない。また、低磁化のため、磁気ブラシが柔らかく高品位な画質が得られ、しかもさらに、特定の組成をもつため破壊強度が強く、耐刷時における帯電変動を防止する事ができる。   The resin-filled ferrite carrier core material for an electrophotographic developer according to the present invention and the ferrite carrier filled with resin in the gap can be reduced in weight and weight, so that it has excellent durability and can achieve a long life, and can be magnetic. Compared to powder-dispersed carriers, it has higher strength and does not crack, deform or melt due to heat or impact. In addition, since the magnetic brush is soft and high-quality image quality is obtained due to low magnetization, it has a specific composition, so that the breaking strength is strong and charging fluctuation during printing can be prevented.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。
<本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材、フェライトキャリア>
本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材は、多孔質フェライト粒子からなり、特定組成のMn−Mg系フェライトに、一部をSrOで置換することによって、高品位な画質が得られ、粒子強度も高く、耐刷時の帯電変動を防止することができる。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
<Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer according to the present invention, ferrite carrier>
The resin-filled ferrite carrier core material for an electrophotographic developer according to the present invention is composed of porous ferrite particles, and a high-quality image can be obtained by substituting part of the Mn-Mg ferrite with a specific composition with SrO. As a result, the particle strength is high, and charging fluctuation during printing can be prevented.

この多孔質フェライト粒子の組成は下記式(1)で表され、下記式(1)中の(MnO)(MgO)及び/又は(Fe)の一部が、SrOで0.3〜4.0重量%置換されている。 The composition of the porous ferrite particles is represented by the following formula (1), and a part of (MnO) (MgO) and / or (Fe 2 O 3 ) in the following formula (1) is 0.3 to 0.3 in SrO. 4.0% by weight substituted.

Figure 0005629958
Figure 0005629958

上記式(1)中、xは10〜25モル%、望ましくは10〜21モル%、特に望ましくは12〜19モル%である。また、yは25〜40モル%、望ましくは30〜40モル%、最も望ましくは32〜37モル%である。更に、zは45〜55モル%、望ましくは48〜54モル%、特に望ましくは49〜53モル%である。   In the above formula (1), x is 10 to 25 mol%, preferably 10 to 21 mol%, particularly preferably 12 to 19 mol%. Further, y is 25 to 40 mol%, desirably 30 to 40 mol%, most desirably 32 to 37 mol%. Furthermore, z is 45 to 55 mol%, preferably 48 to 54 mol%, particularly preferably 49 to 53 mol%.

本発明に係る多孔質フェライト粒子の組成において、上記xが10モル%未満及び上記yが40モル%超では、磁化が低すぎ、実際の使用においてはキャリア付着が発生し、画像欠陥の原因となり好ましくない。またxが25モル超及びyが25モル未満では、磁化が高くなるため、現像剤の磁気ブラシは硬くなり、その結果高画質画像を得ることが難しい。更に、これは全体的に、Mnの比率が高くなり、Mgの比率が低くなることを表しているが、その結果、多孔質フェライト芯材の強度は低下し、よって樹脂充填後のキャリア強度も低下するため、好ましくない。このことは、次の様に推察される。即ち、Mn系フェライトは、焼結性が進みやく、目標の多孔質性を得るためには、焼成温度を下げる必要があるが、Mg系フェライトは、焼成温度を上げても多孔質性が維持しやすい。それ故、多孔質性フェライト組成中のMnの比率が多くなると、目標の多孔質性を得るために、焼成温度を下げなければならず、その結果、多孔質フェライト芯材の強度は低下する。   In the composition of the porous ferrite particles according to the present invention, when x is less than 10 mol% and y is more than 40 mol%, the magnetization is too low, and carrier adhesion occurs in actual use, causing image defects. It is not preferable. If x is more than 25 mol and y is less than 25 mol, the magnetization becomes high, and the magnetic brush of the developer becomes hard, and as a result, it is difficult to obtain a high-quality image. Furthermore, this generally indicates that the ratio of Mn increases and the ratio of Mg decreases, but as a result, the strength of the porous ferrite core material decreases, and thus the carrier strength after filling with the resin also increases. Since it falls, it is not preferable. This is presumed as follows. In other words, Mn-based ferrite is easy to sinter, and it is necessary to lower the firing temperature in order to obtain the target porosity. However, Mg-based ferrite maintains its porosity even when the firing temperature is increased. It's easy to do. Therefore, when the ratio of Mn in the porous ferrite composition is increased, the firing temperature must be lowered to obtain the target porosity, and as a result, the strength of the porous ferrite core material is lowered.

本発明に係る多孔質フェライト粒子は、上記式(1)中の(MnO)x(MgO)y(Fe)zの一部がSrOで置換されている。多孔質フェライト粒子中にSrOを含有させることによって、磁化の粒子間ばらつきを低減できる。また、多孔質性を得るために焼成温度を低めて焼成した場合、磁化の低下を抑制する効果がある。すなわち、SrOが非含有であるかもしくは所望の範囲よりも少ない場合、焼結性は進みやすくなるため、多孔質を得ることが難しい。SrOの置換量は、多孔質フェライト粒子の0.3〜4.0重量%が望ましく、0.4〜2.5重量%が最も望ましい。SrOの置換量が0.3重量%未満では、上記したSrOの置換効果が得られず、4.0重量%を超えると、残留磁化、保磁力が大きくなってしまうため、磁気ブラシから離れても磁気力による凝集が発生し、トナーとの混合性が著しく悪くなるため好ましくない。 In the porous ferrite particles according to the present invention, a part of (MnO) x (MgO) y (Fe 2 O 3 ) z in the above formula (1) is substituted with SrO. By containing SrO in the porous ferrite particles, the variation in magnetization between particles can be reduced. Further, when firing is performed at a lower firing temperature in order to obtain porosity, there is an effect of suppressing a decrease in magnetization. That is, when SrO is not contained or less than the desired range, the sinterability is likely to proceed, so that it is difficult to obtain a porous material. The substitution amount of SrO is desirably 0.3 to 4.0% by weight of the porous ferrite particles, and most desirably 0.4 to 2.5% by weight. If the SrO substitution amount is less than 0.3% by weight, the SrO substitution effect described above cannot be obtained, and if it exceeds 4.0% by weight, the remanent magnetization and the coercive force increase. However, aggregation due to magnetic force occurs, and the mixing property with the toner is remarkably deteriorated.

本発明に用いられる多孔質フェライト粒子中には、SiOを200〜2800ppm含有している。非磁性相であるSiOを含有させることによって、多孔質フェライト粒子の強度を向上させることができる。SiOの含有量は、多孔質フェライト粒子の400〜1500ppmが望ましく、400〜900ppmが最も望ましい。SiOの含有量が200ppm未満では、上記した効果が得られず、1500ppmを超えると、焼結性が進みやすくなるため、多孔質を得ることが難しい。また非磁性相の割合が増加するため、磁化の粒子間ばらつきが生じ、その結果低磁化粒子が発生し、実機においてはキャリア付着となり好ましくない。 A porous ferrite particles used in the present invention, that have a SiO 2 containing 200~2800Ppm. By containing SiO 2 which is a nonmagnetic phase, the strength of the porous ferrite particles can be improved. The content of SiO 2 is desirably 400 to 1500 ppm, and most desirably 400 to 900 ppm of the porous ferrite particles. If the content of SiO 2 is less than 200 ppm, the above-described effects cannot be obtained, and if it exceeds 1500 ppm, the sinterability is likely to proceed, so that it is difficult to obtain a porous material. In addition, since the ratio of the nonmagnetic phase increases, variation in magnetization between particles occurs, resulting in generation of low-magnetization particles, which causes carrier adhesion in an actual machine, which is not preferable.

〔多孔質フェライト粒子のSiO含有量分析〕
この多孔質フェライト粒子のSiO含有量は、JIS−G1212(二酸化ケイ素重量法)に従って測定される。
[SiO 2 content analysis of porous ferrite particles]
The SiO 2 content of the porous ferrite particles is measured according to JIS-G1212 (silicon dioxide weight method).

本発明に用いられる多孔質フェライト粒子は、不可避不純物又は随伴不純物以上にCu、Zn、Niを含有しない。これらの含有量は、上記各元素の総量として2.0重量%以下に抑制されることが望ましく、さらに望ましくは1.5重量%以下、最も望ましくは1.0重量%以下である。   The porous ferrite particles used in the present invention do not contain Cu, Zn or Ni more than inevitable impurities or accompanying impurities. These contents are desirably suppressed to 2.0% by weight or less as a total amount of each of the above elements, more desirably 1.5% by weight or less, and most desirably 1.0% by weight or less.

この多孔質フェライト粒子の細孔容積は、望ましく40〜160mm/g、さらに望ましくは40〜100mm/g、最も望ましくは50〜80mm/gである。多孔質フェライト粒子の細孔容積が40mm/g未満であると、十分な量の樹脂を充填することができないため軽量化が図れない。また、多孔質フェライト粒子の細孔容積が160mm/gを超えると、樹脂を充填してもキャリアの強度を保つことができない。 The pore volume of the porous ferrite particles is desirably 40 to 160 mm 3 / g, more desirably 40 to 100 mm 3 / g, and most desirably 50 to 80 mm 3 / g. If the pore volume of the porous ferrite particles is less than 40 mm 3 / g, it is impossible to reduce the weight because a sufficient amount of resin cannot be filled. On the other hand, if the pore volume of the porous ferrite particles exceeds 160 mm 3 / g, the strength of the carrier cannot be maintained even if the resin is filled.

多孔質フェライト粒子のピーク細孔径は、望ましくは0.5〜2.0μm、さらに望ましくは0.6〜1.8μm、最も好ましくは0.7〜1.5μmである。多孔質フェライト粒子のピーク細孔径が0.5μm以上であると、芯材表面の凹凸の大きさが適度な大きさとなるため、トナーの接触面積が増加し、トナーとの摩擦帯電が効率よく行われるため、低比重でありながら、帯電の立ち上がり特性が良好化する。多孔質フェライト粒子のピーク細孔径が0.5μm未満では、このような効果が得られず、充填後のキャリア表面は平滑となるため、低比重であるキャリアにとっては、トナーとの十分なストレスが与えられず、帯電の立ち上がりが悪化する。また、多孔質フェライト粒子のピーク細孔径が2.0μmを超えると、粒子の表面積に対して、樹脂が存在する面積が大きくなるため、樹脂を充填する際に、粒子間の凝集が発生し易く、樹脂を充填したあとのキャリア粒子中に、凝集粒子や異形粒子が多く存在する。このため、耐刷におけるストレスで凝集粒子が解れ、帯電変動を引き起こす原因となる。更に、ピーク細孔径が2.0μmを超える様な多孔質フェライト粒子を用いたキャリア芯材は、キャリア芯材表面の凹凸が大きいことを表し、このことは、粒子そのものの形状が悪いということであり、また強度的にも劣るため、耐刷におけるストレスにより、キャリア粒子自体の割れが生じ、帯電変動を引き起こす原因となる。   The peak pore diameter of the porous ferrite particles is desirably 0.5 to 2.0 μm, more desirably 0.6 to 1.8 μm, and most desirably 0.7 to 1.5 μm. If the peak pore diameter of the porous ferrite particles is 0.5 μm or more, the irregularities on the surface of the core material will be an appropriate size, so the contact area of the toner will increase, and frictional charging with the toner will be performed efficiently. Therefore, the rising characteristics of charging are improved while the specific gravity is low. If the peak pore diameter of the porous ferrite particles is less than 0.5 μm, such an effect cannot be obtained, and the surface of the carrier after filling becomes smooth, so that a carrier having a low specific gravity has sufficient stress with the toner. It is not given, and the rising of charging is deteriorated. In addition, when the peak pore diameter of the porous ferrite particles exceeds 2.0 μm, the area where the resin is present increases with respect to the surface area of the particles, and therefore, when the resin is filled, aggregation between particles is likely to occur. In the carrier particles after the resin is filled, there are many aggregated particles and irregular shaped particles. For this reason, the agglomerated particles are released by the stress in printing durability, which causes charging fluctuation. Furthermore, the carrier core material using porous ferrite particles having a peak pore diameter exceeding 2.0 μm represents large irregularities on the surface of the carrier core material, which means that the shape of the particles themselves is bad. In addition, since the strength is inferior, the carrier particles themselves are cracked due to stress during printing, which causes charging fluctuations.

このように、細孔容積とピーク細孔径が上記範囲にあることで、上記した各不具合がなく、適度に軽量化された樹脂充填型キャリアを得ることができる。   Thus, when the pore volume and the peak pore diameter are in the above ranges, it is possible to obtain a resin-filled carrier that does not have the above-described problems and is appropriately reduced in weight.

〔多孔質フェライト粒子の細孔径及び細孔容積〕
この多孔質フェライト粒子の細孔径及び細孔容積の測定は、次のようにして行われる。すなわち、水銀ポロシメーターPascal140とPascal240(ThermoFisher Scientific社製)を用いて測定した。ディラトメータはCD3P(粉体用)を使用し、サンプルは複数の穴を開けた市販のゼラチン製カプセルに入れて、ディラトメータ内に入れた。Pascal140で脱気後、水銀を充填し低圧領域(0〜400Kpa)を測定し、1st Runとした。次に再び脱気と低圧領域(0〜400Kpa)の測定を行い、2nd Runとした。2nd Runの後、ディラトメータと水銀とカプセルとサンプルを合わせた重量を測定した。次にPascal240で高圧領域(0.1Mpa〜200Mpa)を測定した。測定後、圧力から換算される細孔径が3μm以下のデータ(圧力、水銀圧入量)から、多孔質フェライト粒子の細孔容積、細孔径分布及びピーク細孔径を求めた。また、細孔径を求める際には装置付属の制御・解析兼用ソフトウェア PASCAL 140/240/440を用い、水銀の表面張力を480dyn/cm、接触角を141.3°として計算した。ピーク細孔径は、同ソフトウェア上においてdV/dlogdを計算し、most freq.の値を採用した。dV/dlogdの計算では、Number of point to average を6、Smooth Dumping factor を0.95とした。
[Pore diameter and pore volume of porous ferrite particles]
The measurement of the pore diameter and pore volume of the porous ferrite particles is performed as follows. That is, it measured using mercury porosimeter Pascal140 and Pascal240 (ThermoFisher Scientific company make). CD3P (for powder) was used as the dilatometer, and the sample was put in a commercially available gelatin capsule having a plurality of holes and placed in the dilatometer. After degassing with Pascal 140, it was filled with mercury and the low pressure region (0 to 400 Kpa) was measured to obtain 1st Run. Next, deaeration and measurement of the low pressure region (0 to 400 Kpa) were performed again to obtain 2nd Run. After 2nd Run, the combined weight of the dilatometer, mercury, capsule and sample was measured. Next, the high pressure region (0.1 Mpa to 200 Mpa) was measured with Pascal240. After the measurement, the pore volume, pore size distribution, and peak pore size of the porous ferrite particles were determined from data (pressure, mercury intrusion amount) where the pore size converted from pressure was 3 μm or less. Further, when determining the pore diameter, the control / analysis combined use software PASCAL 140/240/440 attached to the apparatus was used, and the surface tension of mercury was calculated to be 480 dyn / cm and the contact angle was 141.3 °. For the peak pore diameter, dV / dlogd was calculated on the same software, and the value of most freq. Was adopted. In the calculation of dV / dlogd, Number of point to average was 6 and Smooth Dumping factor was 0.95.

多孔質フェライト粒子の細孔径分布において、細孔径のばらつきdvが1.5以下であることが望ましく、より望ましくは0.9以下、最も望ましくは0.8未満である。ここで、高圧領域における全水銀圧入量を100%とし、圧入量が84%に達した時の水銀への印加圧力から計算した細孔径をd84、圧入量が16%に達した時の水銀への印加圧力から計算した細孔径をd16とした。また、dv値は下記式(2)により計算した。 In the pore size distribution of the porous ferrite particles, the pore size variation dv is desirably 1.5 or less, more desirably 0.9 or less, and most desirably less than 0.8. Here, assuming that the total mercury intrusion amount in the high pressure region is 100%, the pore diameter calculated from the pressure applied to mercury when the indentation amount reaches 84% is d 84 , and the mercury when the indentation amount reaches 16%. the pore size calculated from the pressure applied to that the d 16. The dv value was calculated by the following formula (2).

Figure 0005629958
Figure 0005629958

多孔質フェライト粒子の細孔径のばらつきdvが1.5を超えると、粒子間の凹凸と芯材形状のばらつきが大きくなることを意味している。従って、dv値が所望の範囲を超えると、粒子の形状や充填による凝集について、粒子間ばらつきが発生しやすいため、結果的に帯電の立ち上がりが悪くなったり、帯電変動が大きくなったりする原因となる。   When the variation dv of the pore diameter of the porous ferrite particles exceeds 1.5, it means that the unevenness between the particles and the variation of the core material shape become large. Therefore, if the dv value exceeds the desired range, the particle shape and aggregation due to packing are likely to cause inter-particle variations, resulting in poor charge start-up and increased charge fluctuation. Become.

本発明に用いられる多孔質フェライト粒子の飽和磁化は40〜60Am/kgが望ましく、さらに望ましくは44〜57Am/kg、最も望ましくは46〜54Am/kgである。飽和磁化が40Am/kg未満であると、キャリア付着の原因となるため望ましくない。飽和磁化が60Am/kgを超えると、磁気ブラシの穂が硬くなるために、良好な画質を得ることが難しい。 The saturation magnetization of the porous ferrite particles used in the present invention is desirably 40 to 60 Am 2 / kg, more desirably 44 to 57 Am 2 / kg, and most desirably 46 to 54 Am 2 / kg. If the saturation magnetization is less than 40 Am 2 / kg, it is not desirable because it causes carrier adhesion. When the saturation magnetization exceeds 60 Am 2 / kg, the ears of the magnetic brush become hard, and it is difficult to obtain good image quality.

〔磁気特性〕
ここで、飽和磁化の測定は、積分型B−HトレーサーBHU−60型(株式会社理研電子製)を使用して測定した。電磁石間に磁場測定用Hコイル及び磁化測定用4πIコイルを入れる。この場合、試料は4πIコイルに入れる。電磁石の電流を変化させ磁場Hを変化させたHコイル及び4πIコイルの出力をそれぞれ積分し、H出力をX軸に、4πIコイルの出力をY軸に、ヒステリシスループを記録紙に描く。ここで測定条件としては、試料充填量:約1g、試料充填セル:内径7mmφ±0.02mm、高さ10mm±0.1mm、4πIコイル:巻数30回にて測定した。
[Magnetic properties]
Here, the saturation magnetization was measured using an integral BH tracer BHU-60 type (manufactured by Riken Denshi Co., Ltd.). A magnetic field measuring H coil and a magnetization measuring 4πI coil are placed between the electromagnets. In this case, the sample is placed in a 4πI coil. The outputs of the H coil and the 4πI coil whose magnetic field H is changed by changing the current of the electromagnet are respectively integrated, and the H output is drawn on the X axis, the output of the 4πI coil is drawn on the Y axis, and a hysteresis loop is drawn on the recording paper. As measurement conditions, sample filling amount: about 1 g, sample filling cell: inner diameter 7 mmφ ± 0.02 mm, height 10 mm ± 0.1 mm, 4πI coil: measured with 30 turns.

本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型キャリアは、多孔質フェライト粒子(キャリア芯材)に樹脂を充填する。樹脂の充填量は、多孔質フェライト粒子100重量部に対して6〜20重量部が望ましく、より望ましくは7〜15重量部であり、最も望ましくは7〜12重量部である。樹脂の充填量が6重量部未満であると、十分な軽量化が図れない。また、樹脂の充填量が20重量部を超えると、充填時に凝集粒子が発生しやすくなり、帯電変動の原因となる。   The resin-filled carrier for an electrophotographic developer according to the present invention fills porous ferrite particles (carrier core material) with a resin. The filling amount of the resin is preferably 6 to 20 parts by weight, more preferably 7 to 15 parts by weight, and most preferably 7 to 12 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the porous ferrite particles. If the filling amount of the resin is less than 6 parts by weight, sufficient weight reduction cannot be achieved. On the other hand, when the filling amount of the resin exceeds 20 parts by weight, agglomerated particles are likely to be generated at the time of filling, resulting in charging fluctuation.

充填する樹脂は、特に制限されず、組み合わせるトナー、使用される環境等によって適宜選択できる。例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、フッ素アクリル樹脂、アクリル−スチレン樹脂、シリコーン樹脂、あるいはアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂等の各樹脂で変性した変性シリコーン樹脂等が挙げられる。使用中の機械的ストレスによる樹脂の脱離を考慮すると、熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。具体的な熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂及びそれらを含有する樹脂が挙げられる。   The resin to be filled is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the toner to be combined, the environment in which it is used, and the like. For example, fluorine resin, acrylic resin, epoxy resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyester resin, unsaturated polyester resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, phenol resin, fluorine acrylic resin, acrylic-styrene resin, silicone resin, Alternatively, modified silicone resins modified with resins such as acrylic resin, polyester resin, epoxy resin, polyamide resin, polyamideimide resin, alkyd resin, urethane resin, and fluororesin can be used. In view of the detachment of the resin due to mechanical stress during use, a thermosetting resin is preferably used. Specific examples of thermosetting resins include epoxy resins, phenol resins, silicone resins, unsaturated polyester resins, urea resins, melamine resins, alkyd resins, and resins containing them.

これらの樹脂の中でもシリコーン樹脂が望ましく、シリコーン樹脂としては、メチル系シリコーン樹脂、フェニル系シリコーン樹脂、メチルフェニル系シリコーン樹脂が挙げられる。   Among these resins, silicone resins are desirable, and examples of silicone resins include methyl silicone resins, phenyl silicone resins, and methylphenyl silicone resins.

キャリアの電気抵抗や帯電量、帯電速度をコントロールすることを目的に、充填樹脂中に導電剤を含有することができる。導電剤はそれ自身の持つ電気抵抗が低いことから、含有量が多すぎると急激な電荷リークを引き起こしやすい。従って、含有量としては、充填樹脂の固形分に対し0.25〜20.0重量%であり、好ましくは0.5〜15.0重量%、特に好ましくは1.0〜10.0重量%である。導電剤としては、導電性カーボンや酸化チタン、酸化スズ等の酸化物、各種の有機系導電剤が挙げられる。   A conductive agent can be contained in the filled resin for the purpose of controlling the electric resistance, charge amount, and charging speed of the carrier. Since the conductive agent has a low electric resistance, if the content is too large, it is likely to cause a rapid charge leak. Accordingly, the content is 0.25 to 20.0% by weight, preferably 0.5 to 15.0% by weight, particularly preferably 1.0 to 10.0% by weight, based on the solid content of the filled resin. It is. Examples of the conductive agent include conductive carbon, oxides such as titanium oxide and tin oxide, and various organic conductive agents.

また、充填樹脂中には、帯電制御剤を含有させることができる。帯電制御剤の例としては、トナー用に一般的に用いられる各種の帯電制御剤や、各種シランカップリング剤が挙げられる。これは多量の樹脂を充填した場合、帯電付与能力が低下することがあるが、各種の帯電制御剤やシランカップリング剤を添加することにより、コントロールできるためである。使用できる帯電制御剤やカップリング剤の種類は特に限定されないが、ニグロシン系染料、4級アンモニウム塩、有機金属錯体、含金属モノアゾ染料等の帯電制御剤、アミノシランカップリング剤やフッ素系シランカップリング剤等が好ましい。   In addition, the charge resin can contain a charge control agent. Examples of the charge control agent include various charge control agents generally used for toners and various silane coupling agents. This is because, when a large amount of resin is filled, the charge imparting ability may be lowered, but it can be controlled by adding various charge control agents and silane coupling agents. The types of charge control agents and coupling agents that can be used are not particularly limited, but charge control agents such as nigrosine dyes, quaternary ammonium salts, organometallic complexes, and metal-containing monoazo dyes, aminosilane coupling agents, and fluorine-based silane couplings. An agent or the like is preferable.

本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型キャリアは、被覆樹脂により表面被覆することが望ましい。キャリア特性、特に帯電特性を初めとする電気特性はキャリア表面に存在する材料や性状に影響されることが多い。従って、適当な樹脂を表面被覆することによって、所望とするキャリア特性を、精度良く調整することができる。   The resin-filled carrier for an electrophotographic developer according to the present invention is preferably surface-coated with a coating resin. Carrier characteristics, particularly electrical characteristics such as charging characteristics, are often affected by materials and properties existing on the carrier surface. Therefore, the desired carrier characteristics can be adjusted with high accuracy by coating the surface with an appropriate resin.

被覆樹脂は特に制限されず、上記充填樹脂と同一でも異なっていてもよい。例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、フッ素アクリル樹脂、アクリル−スチレン樹脂、シリコーン樹脂、あるいはアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂等の各樹脂で変性した変性シリコーン樹脂等が挙げられる。使用中の機械的ストレスによる樹脂の脱離を考慮すると、熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。具体的な熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂及びそれらを含有する樹脂等が挙げられる。樹脂の被覆量は、充填型キャリア(樹脂被覆前)100重量部に対して、0.5〜5.0重量部が好ましい。   The coating resin is not particularly limited, and may be the same as or different from the above filling resin. For example, fluorine resin, acrylic resin, epoxy resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyester resin, unsaturated polyester resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, phenol resin, fluorine acrylic resin, acrylic-styrene resin, silicone resin, Alternatively, modified silicone resins modified with resins such as acrylic resin, polyester resin, epoxy resin, polyamide resin, polyamideimide resin, alkyd resin, urethane resin, and fluororesin can be used. In view of the detachment of the resin due to mechanical stress during use, a thermosetting resin is preferably used. Specific examples of thermosetting resins include epoxy resins, phenol resins, silicone resins, unsaturated polyester resins, urea resins, melamine resins, alkyd resins, and resins containing them. The coating amount of the resin is preferably 0.5 to 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the filling type carrier (before resin coating).

これら被覆樹脂中にも上記と同様な目的で導電剤や帯電制御剤を含有することができる。導電剤や帯電制御剤の種類や含有量は、上記充填樹脂の場合と同様である。   These coating resins can also contain a conductive agent and a charge control agent for the same purpose as described above. The kind and content of the conductive agent and the charge control agent are the same as in the case of the above filling resin.

本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型キャリアの体積平均粒径は、20〜70μmであることが望ましく、さらに望ましくは30〜60μm、最も好ましくは30〜55μmである。この範囲でキャリア付着が防止され、また良好な画質が得られる。   The volume average particle size of the resin-filled carrier for an electrophotographic developer according to the present invention is desirably 20 to 70 μm, more desirably 30 to 60 μm, and most desirably 30 to 55 μm. Within this range, carrier adhesion is prevented and good image quality can be obtained.

〔体積平均粒径(マイクロトラック)〕
この体積平均粒径は、次のようにして測定される。すなわち、日機装株式会社製マイクロトラック粒度分析計(Model9320−X100)を用いて測定される。分散媒には水を用いた。試料10gと水80mlを100mlのビーカーに入れ、分散剤(ヘキサメタリン酸ナトリウム)を2〜3滴添加する。次いで超音波ホモジナイザー(SMT.Co.LTD.製UH−150型)を用い、出力レベル4に設定し、20秒間分散を行った。その後、ビーカー表面にできた泡を取り除き、試料を装置へ投入した。後述する24μm未満の粒子の体積%も同様に測定して算出した。
[Volume average particle size (Microtrack)]
This volume average particle diameter is measured as follows. That is, it is measured using a Nikkiso Co., Ltd. Microtrac particle size analyzer (Model 9320-X100). Water was used as the dispersion medium. Place 10 g of sample and 80 ml of water in a 100 ml beaker and add 2-3 drops of dispersant (sodium hexametaphosphate). Subsequently, using an ultrasonic homogenizer (UH-150 type manufactured by SMT Co Ltd), the output level was set to 4 and dispersion was performed for 20 seconds. Thereafter, bubbles formed on the beaker surface were removed, and the sample was put into the apparatus. The volume% of particles less than 24 μm described later was also measured and calculated in the same manner.

本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型キャリアの飽和磁化は、30〜55Am/kgが望ましく、さらに望ましくは35〜53Am/kg、最も望ましくは38〜50Am/kgである。飽和磁化が30Am/kg未満であると、キャリア付着の原因となるため望ましくない。飽和磁化が55Am/kgを超えると、磁気ブラシの穂が硬くなるために、良好な画質を得ることが難しい。この飽和磁化の測定方法は、上記した通りである。 The saturation magnetization of the resin-filled carrier for an electrophotographic developer according to the present invention is preferably 30 to 55 Am 2 / kg, more preferably 35 to 53 Am 2 / kg, and most preferably 38 to 50 Am 2 / kg. If the saturation magnetization is less than 30 Am 2 / kg, it is not desirable because it causes carrier adhesion. When the saturation magnetization exceeds 55 Am 2 / kg, the ears of the magnetic brush become hard, and it is difficult to obtain good image quality. The method for measuring the saturation magnetization is as described above.

本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型キャリアの粒子密度は2.8〜4.3g/cmであることが望ましく、さらに望ましくは3.5〜3.9g/cmである。粒子密度が2.8g/cm未満であると、キャリアが軽量過ぎるために帯電付与能力が低下し易い。また、粒子密度が4.3g/cmを超えると、キャリアの軽量化が十分でなく、耐久性に劣る。 Particle density of the resin-filled carrier for an electrophotographic developer according to the present invention is preferably a 2.8~4.3g / cm 3, more desirably 3.5~3.9g / cm 3. If the particle density is less than 2.8 g / cm 3 , the charge imparting ability tends to decrease because the carrier is too light. On the other hand, if the particle density exceeds 4.3 g / cm 3 , the carrier is not sufficiently light and the durability is poor.

〔粒子密度〕
粒子密度は、次のようにして測定した。すなわち、JIS R9301−2−1に準拠して、ピクノメーターを用いて測定した。ここで、溶媒としてメタノールを用い、温度25℃にて測定を行った。
[Particle density]
The particle density was measured as follows. That is, it measured using the pycnometer based on JISR9301-2-1. Here, methanol was used as a solvent, and measurement was performed at a temperature of 25 ° C.

本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型キャリアの見掛け密度は1.0〜2.2g/cmであることが望ましく、さらに望ましくは1.5〜2.2g/cm、最も望ましくは1.7〜2.0g/cmである。見掛け密度が1.0g/cm未満であると、キャリアが軽量過ぎるために帯電付与能力が低下し易い。見掛け密度が2.2g/cmを超えると、キャリアの軽量化が十分でなく、耐久性に劣る。 The apparent density of the resin-filled carrier for an electrophotographic developer according to the present invention is preferably 1.0 to 2.2 g / cm 3 , more preferably 1.5 to 2.2 g / cm 3 , most preferably 1.7-2.0 g / cm 3 . If the apparent density is less than 1.0 g / cm 3 , the carrier is too light and the charge imparting ability tends to be lowered. When the apparent density exceeds 2.2 g / cm 3 , the weight of the carrier is not sufficient and the durability is inferior.

〔見掛け密度〕
この見掛け密度の測定は、JIS−Z2504(金属粉の見掛け密度試験法)に従って測定される。
[Apparent density]
The apparent density is measured in accordance with JIS-Z2504 (Apparent density test method for metal powder).

<本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの製造方法>
次に、本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの製造方法について説明する。
<Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer according to the present invention and method for producing ferrite carrier>
Next, a resin-filled ferrite carrier core material for an electrophotographic developer and a method for producing a ferrite carrier according to the present invention will be described.

本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材(多孔質フェライト粒子)を製造するには、まず、原材料を適量秤量した後、ボ−ルミル又は振動ミル等で0.5時間以上、好ましくは1〜20時間粉砕混合する。原料は特に制限されないが、上述した元素を含有する組成となるように選択することが望ましい。   In order to produce the resin-filled ferrite carrier core material (porous ferrite particles) for an electrophotographic developer according to the present invention, first, an appropriate amount of raw materials are weighed and then 0.5 hours or longer with a ball mill or a vibration mill. The mixture is pulverized and mixed preferably for 1 to 20 hours. The raw material is not particularly limited, but is preferably selected so as to have a composition containing the above-described elements.

このようにして得られた粉砕物を加圧成型機等を用いてペレット化した後、600〜1200℃の温度で仮焼成する。加圧成型機を使用せずに、粉砕した後、水を加えてスラリー化し、スプレードライヤーを用いて粒状化しても良い。仮焼成後さらにボ−ルミル又は振動ミル等で粉砕した後、水及び必要に応じ分散剤、バインダー等を添加し、粘度調整後、スプレードライヤーにて粒状化し、造粒を行う。仮焼後に粉砕する際は、水を加えて湿式ボールミルや湿式振動ミル等で粉砕しても良い。   The pulverized material thus obtained is pelletized using a pressure molding machine or the like, and then pre-baked at a temperature of 600 to 1200 ° C. You may grind | pulverize without using a pressure molding machine, add water to make a slurry, and granulate using a spray dryer. After calcination, the mixture is further pulverized with a ball mill or a vibration mill, and then water and, if necessary, a dispersant and a binder are added. After adjusting the viscosity, the mixture is granulated with a spray dryer and granulated. When pulverizing after calcination, water may be added and pulverized by a wet ball mill, a wet vibration mill or the like.

仮焼成は必ずしも行わなくてもよい。一般的な電子写真現像剤用キャリアに用いられている多孔質でないフェライト粒子の場合、仮焼成をしないと、表面から連続しないで内部に独立した空孔が発生しやすく、磁化や粒子密度の粒子間ばらつきを発生させやすいため好ましくない。   The preliminary firing is not necessarily performed. In the case of non-porous ferrite particles used in general electrophotographic developer carriers, if pre-baked, independent pores are likely to be generated inside without being continuous from the surface, and particles with magnetization and particle density It is not preferable because it is easy to cause variation in the interval.

しかし、本発明に用いられるような多孔質フェライト粒子の場合、多孔質性を得るために低温で焼成し、積極的に細孔を形成させることが特徴であるため、上述のような不都合は生じにくい。   However, in the case of the porous ferrite particles used in the present invention, it is characterized by firing at a low temperature in order to obtain a porous property and positively forming pores. Hateful.

上記ボールミルや振動ミル等の粉砕機は特に限定されないが、原料を効果的かつ均一に分散させるためには、使用するメディアに1mm以下の粒径を持つ微粒なビーズを使用することが好ましい。また使用するビーズの径、組成、粉砕時間を調整することによって、粉砕度合いをコントロールすることができる。   The pulverizer such as the ball mill or the vibration mill is not particularly limited. However, in order to disperse the raw materials effectively and uniformly, it is preferable to use fine beads having a particle diameter of 1 mm or less for the medium to be used. Further, the degree of grinding can be controlled by adjusting the diameter, composition and grinding time of the beads used.

その後、得られた造粒物を、400〜800℃程度の温度で加熱し、添加した分散剤やバインダーといった有機成分の除去を行う。分散剤やバインダーが残ったまま本焼成を行うと、有機成分の分解、酸化によって本焼成装置内の酸素濃度が変動しやすく、磁気特性に大きく影響を与えるため、安定して生産することが困難である。また、これらの有機成分は、多孔質性の制御、つまりフェライトの結晶成長を変動させる原因となる。   Then, the obtained granulated material is heated at a temperature of about 400 to 800 ° C. to remove organic components such as added dispersant and binder. If firing is performed with the dispersant and binder remaining, the oxygen concentration in the firing device is likely to fluctuate due to decomposition and oxidation of the organic components, greatly affecting the magnetic properties, making it difficult to produce stably. It is. Moreover, these organic components cause the control of the porosity, that is, the fluctuation of the crystal growth of the ferrite.

その後、得られた造粒物を、酸素濃度の制御された雰囲気下で、800〜1500℃の温度で、1〜24時間保持し、本焼成を行う。その際、ロータリー式電気炉やバッチ式電気炉または連続式電気炉等を使用し、焼成時の雰囲気も、窒素等の不活性ガスや水素や一酸化炭素等の還元性ガスを導入して、酸素濃度の制御を行っても良い。   Thereafter, the obtained granulated product is held at a temperature of 800 to 1500 ° C. for 1 to 24 hours in an atmosphere in which the oxygen concentration is controlled to perform main firing. At that time, using a rotary electric furnace, a batch electric furnace or a continuous electric furnace, the atmosphere at the time of firing also introduces an inert gas such as nitrogen or a reducing gas such as hydrogen or carbon monoxide, The oxygen concentration may be controlled.

このようにして得られた焼成物を、粉砕し、分級する。分級方法としては、既存の風力分級、メッシュ濾過法、沈降法など用いて所望の粒径に粒度調整する。   The fired product thus obtained is pulverized and classified. As a classification method, the particle size is adjusted to a desired particle size using an existing air classification, mesh filtration method, sedimentation method, or the like.

その後、必要に応じて、表面を低温加熱することで酸化皮膜処理を施し、電気抵抗調整を行うことができる。酸化被膜処理は、一般的なロータリー式電気炉、バッチ式電気炉等を用い、例えば300〜700℃で熱処理を行うことができる。この処理によって形成された酸化被膜の厚さは、0.1nm〜5μmであることが好ましい。0.1nm未満であると、酸化被膜層の効果が小さく、5μmを超えると、磁化が低下したり、高抵抗になりすぎたりするため、所望の特性を得にくくなり好ましくない。また、必要に応じて、酸化被膜処理の前に還元を行っても良い。このようにして、細孔容積及びピーク細孔径が特定範囲にある多孔質フェライト粒子を調製する。   Then, if necessary, the surface can be heated at a low temperature to perform an oxide film treatment to adjust the electric resistance. The oxide film treatment can be performed by heat treatment at, for example, 300 to 700 ° C. using a general rotary electric furnace, batch electric furnace or the like. The thickness of the oxide film formed by this treatment is preferably 0.1 nm to 5 μm. If the thickness is less than 0.1 nm, the effect of the oxide film layer is small, and if it exceeds 5 μm, the magnetization is lowered or the resistance becomes too high, so that it is difficult to obtain desired characteristics. Moreover, you may reduce | restore before an oxide film process as needed. In this way, porous ferrite particles having a pore volume and a peak pore diameter in a specific range are prepared.

上記のような、多孔質フェライト粒子(フェライトキャリア芯材)の細孔容積、ピーク細孔径及び細孔径のバラツキをコントロールする方法としては、配合する原料種、原料の粉砕度合い、仮焼の有無、仮焼温度、仮焼時間、スプレードライヤーによる造粒時のバインダー量、焼成方法、焼成温度、焼成時間、焼成雰囲気(窒素ガス、水素ガス、一酸化炭素ガス等による還元、酸素による酸化等)といった様々な方法で行うことができる。これらのコントロール方法は特に限定されるものではないが、その一例を以下に示す。   As a method for controlling the pore volume, peak pore diameter and pore diameter variation of the porous ferrite particles (ferrite carrier core material) as described above, the raw material type to be blended, the degree of pulverization of the raw material, the presence or absence of calcination, Calcination temperature, calcination time, binder amount during granulation with spray dryer, calcination method, calcination temperature, calcination time, calcination atmosphere (reduction with nitrogen gas, hydrogen gas, carbon monoxide gas, etc., oxidation with oxygen, etc.) It can be done in various ways. These control methods are not particularly limited, but an example is shown below.

すなわち、配合する原料種として、水酸化物や炭酸塩を用いた方が、酸化物を用いた場合に比べて細孔容積は大きくなりやすく、また、仮焼成を行わないか、または仮焼性温度が低い方、もしくは本焼成温度が低く、焼成時間が短い方が、細孔容積は大きくなりやすい。   That is, as a raw material species to be blended, the use of hydroxide or carbonate tends to increase the pore volume as compared with the case of using an oxide, and no calcining or calcining is performed. The pore volume tends to be larger when the temperature is lower, or the firing temperature is lower and the firing time is shorter.

また、本焼成と仮焼成の間に、中間焼成を行うと、結晶成長の速度が変わるためか、細孔容積及びピーク細孔径を変えることができる。   In addition, if the intermediate baking is performed between the main baking and the temporary baking, the pore volume and the peak pore diameter can be changed because the rate of crystal growth changes.

さらに、本焼成における昇温速度や冷却速度を変えることによって、細孔容積や細孔径の分布を変えることができ、昇温速度が速いと細孔容積が大きくなりやすく、冷却速度が遅いと結晶成長が均一化するためか、細孔径の分布が狭くなりやすい。   Furthermore, the pore volume and pore diameter distribution can be changed by changing the heating rate and cooling rate in the main firing. If the heating rate is fast, the pore volume tends to increase, and if the cooling rate is slow, the crystal The pore size distribution tends to be narrow, probably because of uniform growth.

ピーク細孔径については、使用する原料、特に仮焼後の原料の粉砕度合を強くし、粉砕の一次粒子径が細かい方が小さくなりやすい。また、本焼成時に窒素等の不活性ガスを用いるよりは、水素や一酸化炭素等の還元性ガスを導入することで、ピーク細孔径を小さくすることが可能となる。   As for the peak pore diameter, the degree of pulverization of the raw material to be used, particularly the raw material after calcination, is strengthened, and the smaller the primary particle diameter of the pulverization tends to be smaller. Further, it is possible to reduce the peak pore diameter by introducing a reducing gas such as hydrogen or carbon monoxide rather than using an inert gas such as nitrogen during the main firing.

さらに、細孔径のばらつきについては、使用する原料、特に仮焼後の原料の粉砕度合を強くし、粉砕粒径の分布をシャープにすることで、細孔径のばらつきを低減することができる。   Furthermore, with regard to the variation in pore diameter, the variation in pore diameter can be reduced by increasing the degree of pulverization of the raw material used, particularly the raw material after calcination, and sharpening the pulverized particle size distribution.

これらのコントロール方法を、単独もしくは組み合わせて使用することにより、所望の細孔容積、ピーク細孔径及び細孔径のばらつきをもった多孔質フェライト粒子を得ることができる。   By using these control methods singly or in combination, porous ferrite particles having a desired pore volume, peak pore diameter, and variation in pore diameter can be obtained.

本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリアは、キャリア芯材(多孔質フェライト粒子)に樹脂を充填することにより得られる。充填方法としては、様々な方法が使用できる。その方法としては、例えば乾式法、流動床によるスプレードライ方式、ロータリードライ方式、万能攪拌機等による液浸乾燥法等が挙げられる。ここで用いられる樹脂としては、上述した通りである。   The resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer according to the present invention can be obtained by filling a carrier core material (porous ferrite particles) with a resin. Various methods can be used as the filling method. Examples of the method include a dry method, a spray drying method using a fluidized bed, a rotary drying method, an immersion drying method using a universal stirrer, and the like. The resin used here is as described above.

上記樹脂を充填する工程において、減圧下で多孔質フェライト粒子と充填樹脂を混合撹拌しながら、多孔質フェライト粒子の空孔に樹脂を充填することが好ましい。このように減圧下で樹脂を充填することによって、空孔部分に効率良く樹脂を充填することができる。減圧の程度としては、1.3〜93kPa(約10〜700mmHg)が好ましい。93kPa(約700mmHg)を超えると減圧する効果がなく、1.3kPa(約10mmHg)未満では、充填工程中に樹脂溶液が沸騰しやすくなるため、効率良い充填ができなくなる。   In the step of filling the resin, it is preferable to fill the pores of the porous ferrite particles with the resin while mixing and stirring the porous ferrite particles and the filling resin under reduced pressure. By filling the resin under reduced pressure in this way, it is possible to efficiently fill the hole portion with the resin. The degree of decompression is preferably 1.3 to 93 kPa (about 10 to 700 mmHg). If it exceeds 93 kPa (about 700 mmHg), there is no effect of reducing the pressure, and if it is less than 1.3 kPa (about 10 mmHg), the resin solution tends to boil during the filling step, so that efficient filling cannot be performed.

上記樹脂を充填する工程を複数回に分けて行うことができるが、1回の充填工程で樹脂を充填することは可能である。あえて複数回に分ける必要はない。しかし、樹脂の種類によっては、一度に多量の樹脂を充填しようとした場合、粒子の凝集が発生する場合がある。凝集が発生するとキャリアとして現像機内で使用した場合、現像器の撹拌ストレスによって凝集が解れることがある。凝集していた粒子の界面は、帯電特性が大きく異なるため、経時で帯電変動が発生し、好ましくない。このような場合には、複数回に分けて充填することによって、凝集を防ぎつつ、過不足なく充填が行える。   The step of filling the resin can be performed in a plurality of times, but it is possible to fill the resin in a single filling step. There is no need to divide it multiple times. However, depending on the type of resin, when a large amount of resin is filled at once, particle aggregation may occur. When aggregation occurs, when it is used as a carrier in a developing machine, the aggregation may be released due to agitation stress of the developing device. The interface of the aggregated particles is not preferable because the charging characteristics are greatly different, and charging fluctuation occurs over time. In such a case, the filling can be performed without being excessive or deficient by preventing the agglomeration by filling in a plurality of times.

樹脂を充填させた後、必要に応じて各種の方式によって加熱し、充填した樹脂を芯材に密着させる。加熱方式としては、外部加熱方式又は内部加熱方式のいずれでもよく、例えば固定式又は流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉でもよく、もしくはマイクロウェーブによる焼き付けでもよい。温度は、充填する樹脂によって異なるが、融点又はガラス転移点以上の温度は必要であり、熱硬化性樹脂又は縮合架橋型樹脂等では、充分硬化が進む温度まで上げることにより、衝撃に対して強い樹脂充填型キャリアを得ることができる。   After filling the resin, the resin is heated by various methods as necessary, and the filled resin is brought into close contact with the core material. The heating method may be either an external heating method or an internal heating method, and may be, for example, a fixed or fluid electric furnace, a rotary electric furnace, a burner furnace, or a microwave baking. The temperature varies depending on the resin to be filled, but a temperature higher than the melting point or glass transition point is necessary. With a thermosetting resin or a condensation-crosslinking resin, etc., it is resistant to impact by raising the temperature to a point where the curing proceeds sufficiently. A resin-filled carrier can be obtained.

上述のように、多孔質フェライト粒子に樹脂を充填した後、樹脂により表面を被覆することが望ましい。キャリア特性、特に帯電特性を初めとする電気特性はキャリア表面に存在する材料や性状に影響されることが多い。従って、適当な樹脂を表面被覆することによって、所望とするキャリア特性を、精度良く調整することができる。被覆する方法としては、公知の方法、例えば刷毛塗り法、乾式法、流動床によるスプレードライ方式、ロータリードライ方式、万能攪拌機による液浸乾燥法等により被覆することができる。被覆率を向上させるためには、流動床による方法が好ましい。樹脂被覆後、焼き付けする場合には、外部加熱方式又は内部加熱方式のいずれでもよく、例えば固定式又は流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉でもよく、もしくはマイクロウェーブによる焼き付けでもよい。UV硬化樹脂を用いる場合は、UV加熱器を用いる。焼き付けの温度は使用する樹脂により異なるが、融点又はガラス転移点以上の温度は必要であり、熱硬化性樹脂又は縮合架橋型樹脂等では、充分硬化が進む温度まで上げる必要がある。   As described above, it is desirable to coat the surface with a resin after filling the porous ferrite particles with the resin. Carrier characteristics, particularly electrical characteristics such as charging characteristics, are often affected by materials and properties existing on the carrier surface. Therefore, the desired carrier characteristics can be adjusted with high accuracy by coating the surface with an appropriate resin. As a coating method, the coating can be performed by a known method such as a brush coating method, a dry method, a spray drying method using a fluidized bed, a rotary drying method, an immersion drying method using a universal stirrer, or the like. In order to improve the coverage, a fluidized bed method is preferred. In the case of baking after resin coating, either an external heating method or an internal heating method may be used. For example, a stationary or fluid electric furnace, a rotary electric furnace, a burner furnace, or microwave baking may be used. When a UV curable resin is used, a UV heater is used. Although the baking temperature varies depending on the resin to be used, a temperature equal to or higher than the melting point or the glass transition point is necessary. For a thermosetting resin or a condensation-crosslinking resin, it is necessary to raise the temperature to a point where the curing proceeds sufficiently.

<本発明に係る電子写真現像剤>
次に、本発明に係る電子写真現像剤について説明する。
本発明に係る電子写真現像剤は、上記した電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリアとトナーとからなるものである。
<Electrophotographic developer according to the present invention>
Next, the electrophotographic developer according to the present invention will be described.
The electrophotographic developer according to the present invention comprises the above-described resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer and a toner.

本発明の電子写真現像剤を構成するトナー粒子には、粉砕法によって製造される粉砕トナー粒子と、重合法により製造される重合トナー粒子とがある。本発明ではいずれの方法により得られたトナー粒子を使用することができる。   The toner particles constituting the electrophotographic developer of the present invention include pulverized toner particles produced by a pulverization method and polymerized toner particles produced by a polymerization method. In the present invention, toner particles obtained by any method can be used.

粉砕トナー粒子は、例えば、結着樹脂、荷電制御剤、着色剤をヘンシェルミキサー等の混合機で充分に混合し、次いで、二軸押出機等で溶融混練し、冷却後、粉砕、分級し、外添剤を添加後、ミキサー等で混合することにより得ることができる。   The pulverized toner particles are, for example, a binder resin, a charge control agent, and a colorant are sufficiently mixed with a mixer such as a Henschel mixer, then melt-kneaded with a twin screw extruder or the like, cooled, pulverized, classified, After adding the external additive, it can be obtained by mixing with a mixer or the like.

粉砕トナー粒子を構成する結着樹脂としては特に限定されるものではないが、ポリスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、更にはロジン変性マレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びポリウレタン樹脂等を挙げることができる。これらは単独又は混合して用いられる。   The binder resin constituting the pulverized toner particles is not particularly limited, but polystyrene, chloropolystyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, Furthermore, rosin modified maleic acid resin, epoxy resin, polyester resin, polyurethane resin and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination.

荷電制御剤としては、任意のものを用いることができる。例えば正荷電性トナー用としては、ニグロシン系染料及び4級アンモニウム塩等を挙げることができ、また、負荷電性トナー用としては、含金属モノアゾ染料等を挙げることができる。   Any charge control agent can be used. For example, nigrosine dyes and quaternary ammonium salts can be used for positively charged toners, and metal-containing monoazo dyes can be used for negatively charged toners.

着色剤(色剤)としては、従来より知られている染料、顔料が使用可能である。例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントレッド、クロムイエロー、フタロシアニングリーン等を使用することができる。その他、トナーの流動性、耐凝集性向上のためのシリカ粉体、チタニア等のような外添剤をトナー粒子に応じて加えることができる。   As the colorant (colorant), conventionally known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, phthalocyanine blue, permanent red, chrome yellow, phthalocyanine green, etc. can be used. In addition, external additives such as silica powder and titania for improving the fluidity and aggregation resistance of the toner can be added according to the toner particles.

重合トナー粒子は、懸濁重合法、乳化重合法、乳化凝集法、エステル伸長重合法、相転乳化法といった公知の方法で製造されるトナー粒子である。このような重合法トナー粒子は、例えば、界面活性剤を用いて着色剤を水中に分散させた着色分散液と、重合性単量体、界面活性剤及び重合開始剤を水性媒体中で混合攪拌し、重合性単量体を水性媒体中に乳化分散させて、攪拌、混合しながら重合させた後、塩析剤を加えて重合体粒子を塩析させる。塩析によって得られた粒子を、濾過、洗浄、乾燥させることにより、重合トナー粒子を得ることができる。その後、必要により乾燥されたトナー粒子に外添剤を添加する。   The polymerized toner particles are toner particles produced by a known method such as a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, an emulsion aggregation method, an ester elongation polymerization method, or a phase inversion emulsification method. Such polymerized toner particles are prepared by, for example, mixing and stirring a colored dispersion in which a colorant is dispersed in water using a surfactant, a polymerizable monomer, a surfactant, and a polymerization initiator in an aqueous medium. Then, the polymerizable monomer is emulsified and dispersed in an aqueous medium, polymerized while stirring and mixing, and then a salting-out agent is added to salt out the polymer particles. Polymerized toner particles can be obtained by filtering, washing and drying the particles obtained by salting out. Thereafter, if necessary, an external additive is added to the dried toner particles.

更に、この重合トナー粒子を製造するに際しては、重合性単量体、界面活性剤、重合開始剤、着色剤以外に、定着性改良剤、帯電制御剤を配合することができ、これらにより得られた重合トナー粒子の諸特性を制御、改善することができる。また、水性媒体への重合性単量体の分散性を改善するとともに、得られる重合体の分子量を調整するために連鎖移動剤を用いることができる。   Further, in the production of the polymerized toner particles, in addition to the polymerizable monomer, the surfactant, the polymerization initiator, and the colorant, a fixability improving agent and a charge control agent can be blended and obtained. Various characteristics of the polymerized toner particles can be controlled and improved. A chain transfer agent can be used to improve the dispersibility of the polymerizable monomer in the aqueous medium and adjust the molecular weight of the resulting polymer.

上記重合トナー粒子の製造に使用される重合性単量体に特に限定はないが、例えば、スチレン及びその誘導体、エチレン、プロピレン等のエチレン不飽和モノオレフィン類、塩化ビニル等のハロゲン化ビニル類、酢酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエステル及びメタクリル酸ジエチルアミノエステル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類等を挙げることができる。   The polymerizable monomer used for the production of the polymerized toner particles is not particularly limited. For example, styrene and its derivatives, ethylene unsaturated monoolefins such as ethylene and propylene, vinyl halides such as vinyl chloride, Α-methylene aliphatic monocarboxylic acids such as vinyl esters such as vinyl acetate, methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dimethylamino acrylate and diethylaminoester methacrylate Examples include esters.

上記重合トナー粒子の調製の際に使用される着色剤(色材)としては、従来から知られている染料、顔料が使用可能である。例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントレッド、クロムイエロー及びフタロシアニングリーン等を使用することができる。また、これらの着色剤はシランカップリング剤やチタンカップリング剤等を用いてその表面が改質されていてもよい。   Conventionally known dyes and pigments can be used as the colorant (coloring material) used in the preparation of the polymerized toner particles. For example, carbon black, phthalocyanine blue, permanent red, chrome yellow, phthalocyanine green, and the like can be used. Moreover, the surface of these colorants may be modified using a silane coupling agent, a titanium coupling agent, or the like.

上記重合トナー粒子の製造に使用される界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両イオン性界面活性剤及びノニオン系界面活性剤を使用することができる。   As the surfactant used in the production of the polymerized toner particles, an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant and a nonionic surfactant can be used.

ここで、アニオン系界面活性剤としては、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油等の脂肪酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等のアルキル硫酸エステル、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等を挙げることができる。また、ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン、脂肪酸エステル、オキシエチレン−オキシプロピレンブロックポリマー等を挙げることができる。更に、カチオン系界面活性剤としては、ラウリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド等の第4級アンモニウム塩等を挙げることができる。また、両イオン性界面活性剤としては、アミノカルボン酸塩、アルキルアミノ酸等を挙げることができる。   Here, examples of the anionic surfactant include fatty acid salts such as sodium oleate and castor oil, alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate and ammonium lauryl sulfate, alkyl benzene sulfonates such as sodium dodecyl benzene sulfonate, and alkyl naphthalene sulfonic acids. Salt, alkyl phosphate ester salt, naphthalene sulfonic acid formalin condensate, polyoxyethylene alkyl sulfate ester salt and the like. Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, glycerin, fatty acid ester, and oxyethylene-oxypropylene block polymer. . Furthermore, examples of the cationic surfactant include alkylamine salts such as laurylamine acetate, and quaternary ammonium salts such as lauryltrimethylammonium chloride and stearyltrimethylammonium chloride. Examples of amphoteric surfactants include aminocarboxylates and alkylamino acids.

上記のような界面活性剤は、重合性単量体に対して、通常は0.01〜10重量%の範囲内の量で使用することができる。このような界面活性剤の使用量は、単量体の分散安定性に影響を与えるとともに、得られた重合トナー粒子の環境依存性にも影響を及ぼすことから、単量体の分散安定性が確保され、かつ重合トナー粒子の環境依存性に過度の影響を及ぼしにくい上記範囲内の量で使用することが好ましい。   The surfactant as described above can be used usually in an amount in the range of 0.01 to 10% by weight with respect to the polymerizable monomer. The amount of such a surfactant used affects the dispersion stability of the monomer and also affects the environmental dependency of the obtained polymerized toner particles. It is preferably used in an amount within the above range that is ensured and does not exert an excessive influence on the environment dependency of the polymerized toner particles.

重合トナー粒子の製造には、通常は重合開始剤を使用する。重合開始剤には、水溶性重合開始剤と油溶性重合開始剤とがあり、本発明ではいずれをも使用することができる。本発明で使用することができる水溶性重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、水溶性パーオキサイド化合物を挙げることができ、また、油溶性重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系化合物、油溶性パーオキサイド化合物を挙げることができる。   For the production of polymerized toner particles, a polymerization initiator is usually used. The polymerization initiator includes a water-soluble polymerization initiator and an oil-soluble polymerization initiator, and any of them can be used in the present invention. Examples of the water-soluble polymerization initiator that can be used in the present invention include persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, water-soluble peroxide compounds, and oil-soluble polymerization initiators. Examples thereof include azo compounds such as azobisisobutyronitrile and oil-soluble peroxide compounds.

また、本発明において連鎖移動剤を使用する場合には、この連鎖移動剤としては、例えば、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類、四臭化炭素等を挙げることができる。   When a chain transfer agent is used in the present invention, examples of the chain transfer agent include mercaptans such as octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan, carbon tetrabromide, and the like.

更に、本発明で使用する重合トナー粒子が、定着性改善剤を含む場合、この定着性改良剤としては、カルナバワックス等の天然ワックス、ポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系ワックス等を使用することができる。   Further, when the polymerized toner particles used in the present invention contain a fixability improver, a natural wax such as carnauba wax, an olefin wax such as polypropylene or polyethylene can be used as the fixability improver. .

また、本発明で使用する重合トナー粒子が、帯電制御剤を含有する場合、使用する帯電制御剤に特に制限はなく、ニグロシン系染料、4級アンモニウム塩、有機金属錯体、含金属モノアゾ染料等を使用することができる。   Further, when the polymerized toner particles used in the present invention contain a charge control agent, the charge control agent to be used is not particularly limited, and nigrosine dyes, quaternary ammonium salts, organometallic complexes, metal-containing monoazo dyes, etc. Can be used.

また、重合トナー粒子の流動性向上等のために使用される外添剤としては、シリカ、酸化チタン、チタン酸バリウム、フッ素樹脂微粒子、アクリル樹脂微粒子等を挙げることができ、これらは単独であるいは組み合わせて使用することができる。   Examples of the external additive used for improving the fluidity of polymerized toner particles include silica, titanium oxide, barium titanate, fluororesin fine particles, and acrylic resin fine particles. Can be used in combination.

更に、水性媒体から重合粒子を分離するために使用される塩析剤としては、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウム等の金属塩を挙げることができる。   Furthermore, examples of the salting-out agent used for separating the polymer particles from the aqueous medium include metal salts such as magnesium sulfate, aluminum sulfate, barium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, and sodium chloride.

上記のようにして製造されたトナー粒子の平均粒径は、2〜15μm、好ましくは3〜10μmの範囲内にあり、重合トナー粒子の方が粉砕トナー粒子よりも、粒子の均一性が高い。トナー粒子が2μmよりも小さくなると、帯電能力が低下しカブリやトナー飛散を引き起こしやすく、15μmを超えると、画質が劣化する原因となる。   The average particle size of the toner particles produced as described above is in the range of 2 to 15 μm, preferably 3 to 10 μm, and the polymerized toner particles have higher particle uniformity than the pulverized toner particles. If the toner particles are smaller than 2 μm, the charging ability is lowered and fog and toner scattering are liable to occur, and if it exceeds 15 μm, the image quality is deteriorated.

上記のように製造されたキャリアとトナーとを混合し、電子写真現像剤を得ることができる。キャリアとトナーの混合比、即ちトナー濃度は、3〜15重量%に設定することが好ましい。3重量%未満であると所望の画像濃度が得にくく、15重量%を超えると、トナー飛散やかぶりが発生しやすくなる。   An electrophotographic developer can be obtained by mixing the carrier and toner manufactured as described above. The mixing ratio of the carrier and the toner, that is, the toner concentration is preferably set to 3 to 15% by weight. If it is less than 3% by weight, it is difficult to obtain a desired image density. If it exceeds 15% by weight, toner scattering and fogging are likely to occur.

本発明に係る電子写真現像剤は、補給用現像剤として用いることもできる。この際のキャリアとトナーの混合比、即ちトナー濃度は100〜3000重量%に設定することが好ましい。   The electrophotographic developer according to the present invention can also be used as a replenishment developer. At this time, the mixing ratio of the carrier and the toner, that is, the toner concentration is preferably set to 100 to 3000% by weight.

上記のように調製された本発明に係る電子写真現像剤は、有機光導電体層を有する潜像保持体に形成されている静電潜像を、バイアス電界を付与しながら、トナー及びキャリアを有する二成分現像剤の磁気ブラシによって反転現像する現像方式を用いたデジタル方式のコピー機、プリンター、FAX、印刷機等に使用することができる。また、磁気ブラシから静電潜像側に現像バイアスを印加する際に、DCバイアスにACバイアスを重畳する方法である交番電界を用いるフルカラー機等にも適用可能である。
以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説明する。
The electrophotographic developer according to the present invention prepared as described above uses an electrostatic latent image formed on a latent image holding member having an organic photoconductor layer, while applying a bias electric field to the toner and the carrier. The present invention can be used in digital copiers, printers, fax machines, printers, and the like that use a developing method in which reversal development is performed using a two-component developer magnetic brush. Further, the present invention can also be applied to a full color machine using an alternating electric field, which is a method of superimposing an AC bias on a DC bias when a developing bias is applied from the magnetic brush to the electrostatic latent image side.
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples and the like.

Mn:102重量部、Mg(OH):183重量部、Fe:715重量部、SrCO:10重量部をそれぞれ秤量し、これらに対して、SiOを焼成後に400ppmの含有量になるよう、適量添加し、乾式のメディアミル(振動ミル、1/8インチ径のステンレスビーズ)にて5時間粉砕した。次に、得られた粉砕物をローラーコンパクターにて、約1mm角のペレットにした。このペレットを目開き3mmの振動篩にて粗粉を除去し、次いで目開き0.5mmの振動篩にて微粉を除去した後、ロータリー式電気炉で、1050℃で3時間加熱し、仮焼成を行った。次いで、乾式のメディアミル(振動ミル、1/8インチ径のステンレスビーズ)を用いて平均粒径が約3μmまで粉砕した後、水を加え、さらに湿式のメディアミル(縦型ビーズミル、1/16インチ径のステンレスビーズ)を用いて2時間粉砕した。このスラリーに分散剤を適量添加し、適度な細孔容積を得るために、バインダーとしてPVA(20%溶液)を固形分に対して0.4重量%添加し、次いでスプレードライヤーにより造粒、乾燥し、得られた粒子(造粒物)の粒度調整を行い、その後、ロータリー式電気炉で、700℃で2時間加熱し、分散剤やバインダーといった有機成分の除去を行った Mn 3 O 4 : 102 parts by weight, Mg (OH) 2 : 183 parts by weight, Fe 2 O 3 : 715 parts by weight, SrCO 3 : 10 parts by weight, respectively, and 400 ppm after firing SiO 2 for these. An appropriate amount was added so as to obtain a content of, and pulverized in a dry media mill (vibration mill, 1/8 inch diameter stainless steel beads) for 5 hours. Next, the obtained pulverized material was formed into pellets of about 1 mm square using a roller compactor. After removing the coarse powder with a vibrating sieve having a mesh opening of 3 mm and then removing the fine powder with a vibrating sieve having a mesh opening of 0.5 mm, the pellets are heated in a rotary electric furnace at 1050 ° C. for 3 hours and pre-baked. Went. Next, after crushing to an average particle size of about 3 μm using a dry media mill (vibration mill, 1/8 inch diameter stainless steel beads), water was added, and a wet media mill (vertical bead mill, 1/16) was added. Inch stainless steel beads) for 2 hours. In order to add an appropriate amount of a dispersant to this slurry and obtain an appropriate pore volume, 0.4% by weight of PVA (20% solution) as a binder is added to the solid content, and then granulated and dried by a spray dryer. Then, the particle size of the obtained particles (granulated product) was adjusted, and then heated in a rotary electric furnace at 700 ° C. for 2 hours to remove organic components such as a dispersant and a binder.

その後、トンネル式電気炉にて、焼成温度1150℃、窒素ガス雰囲気下にて、5時間保持した。この時、昇温速度を150℃/時、冷却速度を110℃/時とした。その後、解砕し、さらに分級して粒度調整を行い、磁力選鉱により低磁力品を分別除去し、多孔質フェライト粒子(フェライトキャリア芯材)を得た。   Then, it was held for 5 hours in a tunneling electric furnace under a firing temperature of 1150 ° C. and a nitrogen gas atmosphere. At this time, the heating rate was 150 ° C./hour and the cooling rate was 110 ° C./hour. Thereafter, the mixture was crushed, further classified to adjust the particle size, and the low-magnetic force product was separated and removed by magnetic separation to obtain porous ferrite particles (ferrite carrier core material).

上記配合は、フェライト組成(MnO)x(MgO)y(Fe)zにおいて、x=15モル%、y=35モル%、z=50モル%であり、その一部がSrOで0.7重量%で置換されているものである。また、焼成後のSiO含有量の分析結果は428ppmであった。 In the above composition, in the ferrite composition (MnO) x (MgO) y (Fe 2 O 3 ) z, x = 15 mol%, y = 35 mol%, z = 50 mol%, and a part thereof is 0 in SrO. .7% by weight substituted. Further, SiO 2 content analysis after baking was 428Ppm.

次に、この多孔質フェライトの空隙に充填する樹脂として、フェニル/メチルのモル比が0.63、微分分子量曲線において630と2400にピークを持ち、数平均分子量が1704、重量平均分子量が5510、Z平均分子量が16190、数平均分子量/重量平均分子量比が3.234であるメチルフェニルシリコーンを準備した。このシリコーン樹脂溶液45重量部(樹脂溶液濃度20重量%のため固形分としては9重量部、希釈溶媒:トルエン)にアミノシランカップリング剤(γ―アミノプロピルトリメトキシシラン)を、樹脂固形分に対して10重量%添加し樹脂溶液を得た。更に、上述した多孔質フェライト粒子100重量部と、樹脂溶液を60℃、6.7kPa(約50mmHg)の減圧下で混合撹拌し、トルエンを揮発させながら、樹脂を多孔質フェライト粒子の空隙に浸透、充填させた。   Next, as a resin filling the voids of the porous ferrite, the phenyl / methyl molar ratio is 0.63, the differential molecular weight curve has peaks at 630 and 2400, the number average molecular weight is 1704, the weight average molecular weight is 5510, A methylphenyl silicone having a Z average molecular weight of 16190 and a number average molecular weight / weight average molecular weight ratio of 3.234 was prepared. An aminosilane coupling agent (γ-aminopropyltrimethoxysilane) was added to 45 parts by weight of this silicone resin solution (9 parts by weight as the solid content because the resin solution concentration was 20% by weight, dilution solvent: toluene) with respect to the resin solid content. 10% by weight was added to obtain a resin solution. Furthermore, 100 parts by weight of the porous ferrite particles described above and the resin solution were mixed and stirred at 60 ° C. under a reduced pressure of 6.7 kPa (about 50 mmHg), and the resin penetrated into the voids of the porous ferrite particles while volatilizing toluene. Filled.

容器内を常圧に戻し、トルエンが充分揮発したことを確認した後、撹拌機の内部を目視観察したところ、湿った感じもなく非常に流動性が良い状態であった、常圧下で撹拌を続けながら2℃/分の昇温速度で、撹拌機の熱媒温度を220℃まで上げた。この温度で2時間、加熱撹拌を行い、樹脂を硬化させた。   After returning the inside of the container to normal pressure and confirming that toluene was sufficiently volatilized, the inside of the stirrer was visually observed, and it was in a state of very good fluidity without feeling damp. While continuing, the heating medium temperature of the stirrer was increased to 220 ° C. at a rate of temperature increase of 2 ° C./min. The resin was cured by heating and stirring at this temperature for 2 hours.

その後、室温まで冷却し、樹脂が充填、硬化されたフェライト粒子を取り出し、200Mの目開きの振動篩にて粒子の凝集を解し、磁力選鉱機を用いて、非磁性物を取り除いた。その後、再度振動篩にて粗大粒子を取り除き樹脂が充填された樹脂充填型フェライト粒子(樹脂充填型フェライトキャリア)を得た   Then, it cooled to room temperature, took out the ferrite particle with which resin was filled and hardened | cured, the aggregation of particle | grains was lifted with the vibration sieve of 200M opening, and the nonmagnetic thing was removed using the magnetic separator. After that, coarse particles were removed again with a vibrating sieve to obtain resin-filled ferrite particles (resin-filled ferrite carrier) filled with resin.

次に、固形分が20重量%のシリコーン樹脂(製品名:SR−2411、東レダウコーニング社製)を準備し、上記シリコーン樹脂5重量部(固形分換算で1重量部)とトルエン5重量部、および樹脂固形分に対して10重量%に秤量したアミノシランカップリング剤(γ―アミノプロピルトリメトキシシラン)を、混合して樹脂溶液を調製した。   Next, a silicone resin having a solid content of 20% by weight (product name: SR-2411, manufactured by Toray Dow Corning) was prepared, and 5 parts by weight of the silicone resin (1 part by weight in terms of solid content) and 5 parts by weight of toluene were used. Aminosilane coupling agent (γ-aminopropyltrimethoxysilane) weighed to 10% by weight with respect to the resin solid content was mixed to prepare a resin solution.

得られた樹脂充填型フェライト粒子100重量部を万能混合撹拌器に投入し、更に、上記樹脂溶液を添加して、液浸乾燥法により樹脂被覆を行った。   100 parts by weight of the obtained resin-filled ferrite particles were put into a universal mixing stirrer, and the resin solution was further added, and resin coating was performed by immersion drying.

その後、温度を210℃まで上げ、2時間撹拌を行い、樹脂を硬化させた。樹脂が被覆、硬化されたフェライト粒子を取り出し、200Mの目開きの振動篩にて粒子の凝集を解し、磁力選鉱機を用いて、非磁性物を取り除いた。その後、再度振動篩にて粗大粒子を取り除き、表面が樹脂で被覆された樹脂充填型フェライトキャリアを得た。   Thereafter, the temperature was raised to 210 ° C. and stirred for 2 hours to cure the resin. The ferrite particles coated and cured with the resin were taken out, the particles were agglomerated with a 200M mesh vibrating sieve, and the nonmagnetic material was removed using a magnetic separator. Thereafter, coarse particles were removed again with a vibration sieve to obtain a resin-filled ferrite carrier whose surface was coated with a resin.

基本組成としてMnO=11モル%、MgO=40モル%、Fe=49モル%とした以外は、実施例1と同様にして、表面が樹脂で被覆された樹脂充填型フェライトキャリアを得た。 A resin-filled ferrite carrier whose surface is coated with a resin is obtained in the same manner as in Example 1 except that the basic composition is MnO = 11 mol%, MgO = 40 mol%, and Fe 2 O 3 = 49 mol%. It was.

基本組成としてMnO=25モル%、MgO=26モル%、Fe=49モル%とした以外は、実施例1と同様にして、表面が樹脂で被覆された樹脂充填型フェライトキャリアを得た。 A resin-filled ferrite carrier whose surface is coated with a resin is obtained in the same manner as in Example 1 except that the basic composition is MnO = 25 mol%, MgO = 26 mol%, and Fe 2 O 3 = 49 mol%. It was.

SrOの置換量を0.3重量%とした以外は、実施例1と同様にして、表面が樹脂で被覆された樹脂充填型フェライトキャリアを得た。   A resin-filled ferrite carrier whose surface was coated with a resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that the substitution amount of SrO was 0.3% by weight.

SrOの置換量を3.5重量%とした以外は、実施例1と同様にして、表面が樹脂で被覆された樹脂充填型フェライトキャリアを得た。   A resin-filled ferrite carrier whose surface was coated with a resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that the substitution amount of SrO was 3.5% by weight.

SiOを、焼成後に2800ppmの含有量になるよう、適量添加した以外は、実施例1と同様にして、表面が樹脂で被覆された樹脂充填型フェライトキャリアを得た。なお、焼成後のSiO含有量の分析結果は2781ppmであった。 A resin-filled ferrite carrier whose surface was coated with a resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that an appropriate amount of SiO 2 was added so as to have a content of 2800 ppm after firing. Incidentally, SiO 2 content analysis after baking was 2781Ppm.

SiOを、焼成後に200ppmの含有量になるよう、適量添加した以外は、実施例1と同様にして、表面が樹脂で被覆された樹脂充填型フェライトキャリアを得た。なお、焼成後のSiO含有量の分析結果は214ppmであった。 A resin-filled ferrite carrier whose surface was coated with a resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that an appropriate amount of SiO 2 was added so as to have a content of 200 ppm after firing. Incidentally, SiO 2 content analysis after firing was 214 ppm.

比較例Comparative example

[比較例1]
基本組成としてMnO=37モル%、MgO=13モル%、Fe=50モル%として、SrOの添加は行わず、またSiOを、焼成後に3500ppmの含有量になるよう適量添加して、本焼成温度を1100℃とした以外は、実施例1と同様にして、表面が樹脂で被覆された樹脂充填型フェライトキャリアを得た。なお、焼成後のSiO含有量の分析結果は3423ppmであった。
[Comparative Example 1]
As the basic composition, MnO = 37 mol%, MgO = 13 mol%, Fe 2 O 3 = 50 mol%, SrO is not added, and SiO 2 is added in an appropriate amount so as to have a content of 3500 ppm after firing. A resin-filled ferrite carrier whose surface was coated with a resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that the main firing temperature was 1100 ° C. The analysis result of the SiO 2 content after firing was 3423 ppm.

[比較例2]
基本組成としてMnO=7モル%、MgO=42モル%、Fe=50モル%、SrOの置換量を4.5重量%とし、またSiOを、焼成後に150ppmの含有量になるよう適量添加した以外は、比較例1と同様にして、表面が樹脂で被覆された樹脂充填型フェライトキャリアを得た。なお、焼成後のSiO含有量の分析結果は153ppmであった。
[Comparative Example 2]
The basic composition is MnO = 7 mol%, MgO = 42 mol%, Fe 2 O 3 = 50 mol%, the substitution amount of SrO is 4.5% by weight, and SiO 2 has a content of 150 ppm after firing. A resin-filled ferrite carrier whose surface was coated with a resin was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that an appropriate amount was added. Incidentally, SiO 2 content analysis after firing was 153 ppm.

[比較例3]
本焼成温度を1150℃とした以外は、比較例2と同様にして、表面が樹脂で被覆された樹脂充填型フェライトキャリアを得た。なお、焼成後のSiO含有量の分析結果は162ppmであった。
[Comparative Example 3]
A resin-filled ferrite carrier whose surface was coated with a resin was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that the main firing temperature was 1150 ° C. Incidentally, SiO 2 content analysis after firing was 162 ppm.

実施例1〜7及び比較例1〜3の多孔質フェライト粒子(フェライトキャリア芯材)の基本組成、SrO置換量、SiO含有量を表1に示す。また、実施例1〜7及び比較例1〜3の多孔質フェライト粒子の特性(ピーク細孔径、dv値、飽和磁化、残留磁化、保磁力、細孔容積)を併せて表1に示す。これら多孔質フェライト粒子の特性の測定方法は、上述の通りである。 Table 1 shows the basic composition, SrO substitution amount, and SiO 2 content of the porous ferrite particles (ferrite carrier core materials) of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3. Table 1 also shows the characteristics (peak pore diameter, dv value, saturation magnetization, residual magnetization, coercive force, pore volume) of the porous ferrite particles of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3. The method for measuring the characteristics of the porous ferrite particles is as described above.

実施例1〜7及び比較例1〜3で使用した樹脂充填量、樹脂被覆量及びキャリア特性(飽和磁化、体積平均粒径、見掛け密度、粒子密度、キャリア強度、帯電量、強制攪拌後の帯電量及び強制攪拌後の帯電量変化率)を表2に示す。キャリア強度、帯電量、強制攪拌試験の測定方法は下記の通りであり、その他の特性の測定方法は上述の通りである。   Resin filling amount, resin coating amount and carrier properties used in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 (saturation magnetization, volume average particle diameter, apparent density, particle density, carrier strength, charge amount, charge after forced stirring Table 2 shows the amount and the charge amount change rate after forced stirring. The measurement methods of carrier strength, charge amount, and forced stirring test are as follows, and the measurement methods of other characteristics are as described above.

[キャリア強度]
キャリア20gを、50ccガラス瓶に入れ、そのガラス瓶をペイントシェーカーにて、10時間攪拌した。攪拌によるストレスで、キャリア粒子に割れ、削れや微粒子が発生すると、攪拌後のキャリアの平均粒径は小さくなる。強度の弱いキャリアほど、削れや微粒子が発生し、平均粒径は小さくなるため、攪拌前後の平均粒径の変化率をキャリア強度の指標とした。平均粒径は、前述した日機装株式会社製マイクロトラック粒度分析計(Model9320−X100)を用いて測定された体積平均粒径とし、粒径の変化率及び強度の判定基準は下記の通りである。
[Carrier strength]
20 g of the carrier was placed in a 50 cc glass bottle, and the glass bottle was stirred for 10 hours with a paint shaker. When the carrier particles are cracked, scraped, or fine particles are generated by the stress due to stirring, the average particle size of the carrier after stirring becomes small. As the carrier is weaker, scraping and fine particles are generated and the average particle size becomes smaller. Therefore, the change rate of the average particle size before and after stirring was used as an index of carrier strength. The average particle diameter is the volume average particle diameter measured using the aforementioned Nikkiso Co., Ltd. Microtrac particle size analyzer (Model 9320-X100), and the rate of change in particle diameter and the criteria for determining the strength are as follows.

Figure 0005629958
Figure 0005629958

[帯電量]
帯電量は、キャリアとトナーとの混合物を、吸引式帯電量測定装置(Epping q/m−meter、PES−Laboratoriumu社製)により測定し求めた。トナーはフルカラープリンターに使用されている市販の負極性トナー(シアントナー、富士ゼロックス株式会社製DocuPrintC3530用;平均粒径約5.8μm)を用い、現像剤量を10g、トナー濃度を10重量%に調整した。調整した現像剤を50ccのガラス瓶に入れ、そのガラス瓶を直径130mm、高さ200mmの円柱のホルダーに収納、固定し、株式会社シンマルエンタープライズ社製のターブラーミキサーにて、30分攪拌し、635Mの網を用いて、帯電量測定を行った。
[Charge amount]
The charge amount was determined by measuring a mixture of carrier and toner with a suction charge amount measuring device (Epping q / m-meter, manufactured by PES-Laboratorium). The toner used is a commercially available negative polarity toner (cyan toner, for DocuPrint C3530 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd .; average particle size of about 5.8 μm) used in a full-color printer, with a developer amount of 10 g and a toner concentration of 10% by weight. It was adjusted. The adjusted developer is put in a 50 cc glass bottle, and the glass bottle is stored and fixed in a cylindrical holder having a diameter of 130 mm and a height of 200 mm, and stirred for 30 minutes with a tumbler mixer manufactured by Shinmaru Enterprise Co., Ltd., 635M The amount of electrification was measured using the net.

[強制攪拌試験]
上述したトナーと同じ市販の負極性トナー(シアントナー、富士ゼロックス株式会社製DocuPrintC3530用;平均粒径約5.8μm)を用い、現像剤量を20g、トナー濃度を10重量%に調整し、50ccのガラス瓶に入れ、そのガラス瓶を浅田鉄工株式会社製のペイントシェーカーにて、10時間攪拌した。攪拌終了後、現像剤を取り出し、635Mの網を用いて、トナーを吸引し、キャリアのみを取り出した。得られたキャリアを上述した帯電量の測定方法にて、帯電量を測定し、強制攪拌後の帯電量とした。
そして、下記式により、帯電量変化率を算出し、帯電変動特性とした。
[Forced stirring test]
Using the same commercially available negative-polarity toner as the above-mentioned toner (cyan toner, for DocuPrint C3530 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd .; average particle size of about 5.8 μm), the developer amount is adjusted to 20 g, the toner concentration is adjusted to 10 wt%, The glass bottle was stirred for 10 hours with a paint shaker manufactured by Asada Tekko. After the stirring, the developer was taken out, the toner was sucked using a 635M net, and only the carrier was taken out. The charge amount of the obtained carrier was measured by the above-described charge amount measurement method to obtain the charge amount after forced stirring.
Then, the rate of change in charge amount was calculated according to the following formula to obtain charge fluctuation characteristics.

Figure 0005629958
Figure 0005629958

上記測定結果に基づいて、磁気特性(飽和磁化)、軽量化(粒子密度)、キャリア強度特性及び帯電特性の評価を行った。この評価は、◎:優、○:良、△:可、×:不可の4段階で行った。結果を表3に示す。   Based on the measurement results, magnetic characteristics (saturation magnetization), weight reduction (particle density), carrier strength characteristics, and charging characteristics were evaluated. This evaluation was performed in four stages: ◎: Excellent, ○: Good, Δ: Acceptable, ×: Impossible. The results are shown in Table 3.

[磁気特性(飽和磁化)の評価基準]
◎:40Am/kg〜50Am/kg未満
○:30Am/kg〜40Am/kg未満もしくは50Am/kg〜55Am/kg未満
△:25Am/kg〜30Am/kg未満もしくは55Am/kg〜60Am/kg未満
×:25Am/kg未満もしくは60Am/kg以上
[Evaluation criteria for magnetic properties (saturation magnetization)]
◎: 40Am 2 / kg~50Am less than 2 / kg ○: 30Am 2 / kg~40Am less than 2 / kg or 50Am 2 / kg~55Am less than 2 / kg △: 25Am 2 / kg~30Am 2 / kg or less than 55Am 2 / Kg to less than 60 Am 2 / kg ×: less than 25 Am 2 / kg or 60 Am 2 / kg or more

[軽量化(粒子密度)の評価基準]
◎:3.50g/cm〜3.90g/cm未満
○:2.80g/cm〜3.5g/cm未満もしくは3.90g/cm〜4.30g/cm未満
△:2.50g/cm〜2.80g/cm未満もしくは4.30g/cm〜4.50g/cm未満
×:2.50g/cm未満もしくは4.50g/cm以上
[Evaluation criteria for weight reduction (particle density)]
◎: less than 3.50g / cm 3 ~3.90g / cm 3 ○: 2.80g / cm 3 less than ~3.5g / cm 3 or 3.90g / cm 3 ~4.30g / cm less than 3 △: 2 .50g / cm 3 ~2.80g / cm 3 or less than 4.30g / cm 3 ~4.50g / cm 3 less ×: 2.50g / cm 3 or less than 4.50 g / cm 3 or more

[キャリア強度特性の評価基準]
◎:0.5%未満
○:0.5%〜1.0%未満
△:1.0%〜5.0%未満
×:5.0%超
[Evaluation criteria for carrier strength characteristics]
◎: Less than 0.5% ○: 0.5% to less than 1.0% △: 1.0% to less than 5.0% ×: More than 5.0%

[帯電変動特性の評価基準]
◎:95%以上
○:90%〜95%未満
△:80%〜90%未満
×:80%未満
[Evaluation criteria for charge fluctuation characteristics]
◎: 95% or more ○: 90% to less than 95% △: 80% to less than 90% ×: less than 80%

Figure 0005629958
Figure 0005629958

Figure 0005629958
Figure 0005629958

Figure 0005629958
Figure 0005629958

表2及び3から明らかなように、本発明に係る多孔質フェライト粒子を用いた実施例1〜7の樹脂充填型フェライトキャリアは、所望とする範囲の磁化を実現できているため、実際の使用においては、高精細、高画質な画像が期待できる。また粒子密度と強度が所望とする範囲を維持しているため、軽量化が実現でき、かつ強制攪拌後の帯電変動も少ないことから、実際の使用においても、経時における帯電変動が少なく、トナー飛散やカブリ、キャリア付着といった画像欠陥のない良好な画像品質が安定的に得られることが容易に想定される。   As is clear from Tables 2 and 3, the resin-filled ferrite carriers of Examples 1 to 7 using the porous ferrite particles according to the present invention can realize the magnetization in a desired range, so that they are actually used. Can expect high-definition and high-quality images. In addition, because the desired range of particle density and strength is maintained, the weight can be reduced, and the charge fluctuation after forced stirring is small. It is easily assumed that good image quality without image defects such as fogging, fogging, and carrier adhesion can be stably obtained.

一方、比較例1〜3に示した樹脂充填型フェライトキャリアは、組成、配合比やケイ素含有量が適正な範囲にないため、磁気特性や軽量化、キャリア強度及び帯電変動に関する評価は劣るものであった。   On the other hand, the resin-filled ferrite carriers shown in Comparative Examples 1 to 3 are inferior in evaluation regarding magnetic properties, weight reduction, carrier strength and charging fluctuation because the composition, blending ratio and silicon content are not in an appropriate range. there were.

上記のように、比較例1〜3で得られた樹脂充填型フェライトキャリアを実際に使用した場合、高画質が得られないばかりか、キャリア強度が弱いため、経時での帯電変動が発生し、トナー飛散やカブリ、キャリア付着といった画像欠陥を助長し、良好な画像品質を安定的に維持できないことが容易に想定される。   As described above, when the resin-filled ferrite carriers obtained in Comparative Examples 1 to 3 were actually used, not only high image quality was not obtained, but also the carrier strength was weak, so that charging fluctuations occurred over time, It is easily assumed that image defects such as toner scattering, fogging, and carrier adhesion are promoted and good image quality cannot be stably maintained.

本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアは、樹脂充填型であるため、低比重で軽量化が図れるため、耐久性に優れ長寿命化が達成でき、しかも磁性粉分散型キャリアに比して高強度であり、かつ熱や衝撃による割れ、変形、溶融がない。また、低磁化のため、磁気ブラシが柔らかく高品位な画質が得られ、しかもさらに、特定の組成をもつため破壊強度が強く、耐刷時における帯電変動を防止することができる。   Since the resin-filled ferrite carrier core material and ferrite carrier for an electrophotographic developer according to the present invention are resin-filled, the weight can be reduced with a low specific gravity, so that the durability is excellent and a long life can be achieved. Compared to powder-dispersed carriers, it has higher strength and does not crack, deform or melt due to heat or impact. Further, because of the low magnetization, the magnetic brush is soft and high-quality image quality is obtained. Furthermore, since it has a specific composition, it has a high breaking strength and can prevent fluctuations in charging during printing.

従って、本発明に係る電子写真現像剤用樹脂充填型キャリアは、高画質の要求されるフルカラー機並びに画像維持の信頼性及び耐久性の要求される高速機等の分野に広く使用可能である。   Therefore, the resin-filled carrier for an electrophotographic developer according to the present invention can be widely used in fields such as a full-color machine requiring high image quality and a high-speed machine requiring image maintenance reliability and durability.

Claims (10)

多孔質フェライト粒子からなり、該多孔質フェライト粒子の組成が下記式(1)で表され、下記式(1)中の(MnO)(MgO)及び/又は(Fe)の一部をSrOで0.3〜4.0重量%置換し、かつ該多孔質フェライト粒子中にSiO を200〜2800ppm含有することを特徴とする電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材。
Figure 0005629958
It consists of porous ferrite particles, the composition of the porous ferrite particles is represented by the following formula (1), and a part of (MnO) (MgO) and / or (Fe 2 O 3 ) in the following formula (1) A resin-filled ferrite carrier core material for an electrophotographic developer, which is substituted by 0.3 to 4.0% by weight with SrO and contains 200 to 2800 ppm of SiO 2 in the porous ferrite particles .
Figure 0005629958
上記多孔質フェライト粒子の細孔容積が40〜160mm/g、ピーク細孔径が0.5〜2.0μm、細孔径分布において下記式(2)で表される細孔径のばらつきdvが1.5以下である請求項1に記載の電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材。
Figure 0005629958
The pore volume of the porous ferrite particles is 40 to 160 mm 3 / g, the peak pore diameter is 0.5 to 2.0 μm, and the pore diameter variation dv represented by the following formula (2) in the pore diameter distribution is 1. The resin-filled ferrite carrier core material for an electrophotographic developer according to claim 1, which is 5 or less.
Figure 0005629958
上記多孔質フェライト粒子の飽和磁化が40〜60Am/kgである請求項1又は請求項2に記載の電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア芯材。 The resin-filled ferrite carrier core material for an electrophotographic developer according to claim 1 or 2 , wherein the saturation magnetization of the porous ferrite particles is 40 to 60 Am 2 / kg. 請求項1〜のいずれかに記載の多孔質フェライト粒子からなるフェライトキャリア芯材の細孔に樹脂を充填してなることを特徴とする電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア。 A resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer, wherein a resin is filled in the pores of the ferrite carrier core material comprising the porous ferrite particles according to any one of claims 1 to 3 . 上記樹脂がシリコーン系樹脂である請求項に記載の電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア。 The resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer according to claim 4 , wherein the resin is a silicone resin. 上記多孔質フェライト粒子に充填する樹脂の量が、上記多孔質フェライト粒子100重量部に対して6〜20重量部である請求項又は請求項に記載の電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア。 The amount of resin to be filled in the porous ferrite particles, the porous electrophotographic developer The resin-filled ferrite according to claim 4 or claim 5 6-20 parts by weight with respect to the ferrite particles 100 parts by weight Career. 表面に樹脂が被覆されている請求項〜請求項のいずれかに記載の電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア。 The resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer according to any one of claims 4 to 6 , wherein the surface is coated with a resin. 体積平均粒径が20〜70μm、飽和磁化が30〜55Am/kg、粒子密度が2.8〜4.3g/cm、見掛け密度が1.0〜2.2g/cmである請求項〜請求項のいずれかに記載の電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア。 The volume average particle size is 20 to 70 μm, the saturation magnetization is 30 to 55 Am 2 / kg, the particle density is 2.8 to 4.3 g / cm 3 , and the apparent density is 1.0 to 2.2 g / cm 3. The resin-filled ferrite carrier for an electrophotographic developer according to any one of claims 4 to 7 . 請求項〜請求項のいずれかに記載の樹脂充填型フェライトキャリアとトナーとからなる電子写真現像剤。 An electrophotographic developer comprising the resin-filled ferrite carrier according to any one of claims 4 to 8 and a toner. 補給用現像剤として用いられる請求項9に記載の電子写真現像剤。   The electrophotographic developer according to claim 9, which is used as a replenishment developer.
JP2010199289A 2010-09-06 2010-09-06 Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer, ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier Active JP5629958B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010199289A JP5629958B2 (en) 2010-09-06 2010-09-06 Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer, ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010199289A JP5629958B2 (en) 2010-09-06 2010-09-06 Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer, ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012058344A JP2012058344A (en) 2012-03-22
JP5629958B2 true JP5629958B2 (en) 2014-11-26

Family

ID=46055545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010199289A Active JP5629958B2 (en) 2010-09-06 2010-09-06 Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer, ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5629958B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6154993B2 (en) * 2012-04-27 2017-06-28 Dowaエレクトロニクス株式会社 Method for producing carrier core material for electrophotographic developer
JP6115210B2 (en) 2012-09-18 2017-04-19 株式会社リコー Electrostatic latent image developer carrier, developer, replenishment developer, and image forming method
EP2808738B1 (en) * 2013-05-30 2019-03-27 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic carrier, two-component developer, developer for replenishment, and image forming method
US9541853B2 (en) * 2013-05-30 2017-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic carrier, two-component developer, replenishing developer, and image forming method
JP5692766B1 (en) 2014-01-20 2015-04-01 パウダーテック株式会社 Ferrite carrier core material and ferrite carrier for electrophotographic developer using ferrite particles having outer shell structure, and electrophotographic developer using the ferrite carrier
JP6515406B2 (en) * 2015-01-27 2019-05-22 パウダーテック株式会社 Carrier and electrophotographic developer using the carrier
JP6569173B2 (en) 2015-01-28 2019-09-04 パウダーテック株式会社 Ferrite particles with outer shell structure
JP5898807B1 (en) * 2015-08-06 2016-04-06 Dowaエレクトロニクス株式会社 Ferrite particles, electrophotographic developer carrier and electrophotographic developer using the same
JP2016042198A (en) * 2015-11-24 2016-03-31 パウダーテック株式会社 Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer and ferrite carrier, and electrophotographic developer using ferrite carrier

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002278165A (en) * 2001-03-19 2002-09-27 Ricoh Co Ltd Carrier for electrophotographic developer
JP4133770B2 (en) * 2003-11-28 2008-08-13 シャープ株式会社 Developer
JP5464639B2 (en) * 2008-03-14 2014-04-09 パウダーテック株式会社 Resin-filled carrier for electrophotographic developer and electrophotographic developer using the resin-filled carrier
JP2009258595A (en) * 2008-03-18 2009-11-05 Powdertech Co Ltd Resin-filled carrier for electrophotographic developer and electrophotographic developer using the resin-filled carrier
CN102105840B (en) * 2008-08-04 2013-08-07 佳能株式会社 Magnetic carrier and two-component developer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012058344A (en) 2012-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5550105B2 (en) Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer, ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier
JP5629958B2 (en) Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer, ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier
JP5464639B2 (en) Resin-filled carrier for electrophotographic developer and electrophotographic developer using the resin-filled carrier
JP4001606B2 (en) Resin-filled carrier and electrophotographic developer using the carrier
JP4001609B2 (en) Carrier for electrophotographic developer and electrophotographic developer using the carrier
JP5464640B2 (en) Resin-filled carrier for electrophotographic developer and electrophotographic developer using the resin-filled carrier
JP5488890B2 (en) Porous ferrite core material for electrophotographic developer, resin-filled ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier
JP6089333B2 (en) Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer, ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier
JP2009258595A (en) Resin-filled carrier for electrophotographic developer and electrophotographic developer using the resin-filled carrier
JP2010055014A (en) Resin-filled carrier for electrophotographic developer and electrophotographic developer using the resin-filled carrier
JP5550104B2 (en) Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer, ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier
JP2014197040A5 (en)
US9557682B2 (en) Resin-coated carrier for electrophotographic developer and electrophotographic developer using the resin-coated carrier
JP2013145300A5 (en)
JP6163652B2 (en) Porous ferrite core material for electrophotographic developer, resin-coated ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier
JP2016224237A (en) Ferrite carrier of resin filled type for electrophotographic developer and electrophotographic developer using the ferrite carrier of resin filled type
JP6465292B2 (en) Ferrite carrier core material for electrophotographic developer and method for producing the same
JP5348587B2 (en) Resin-filled carrier for electrophotographic developer and electrophotographic developer using the resin-filled carrier
JP5842300B2 (en) Resin-filled ferrite carrier for electrophotographic developer and electrophotographic developer using the ferrite carrier
JP2012208446A (en) Ferrite carrier core material for electrophotographic developer, ferrite carrier, and electrophotographic developer
JP2016042198A (en) Resin-filled ferrite carrier core material for electrophotographic developer and ferrite carrier, and electrophotographic developer using ferrite carrier
JP2016189024A (en) Resin-coated carrier for electrophotographic developer, and electrophotographic developer using electrophotographic developer
JP2016103038A (en) Porous ferrite core material for electrophotographic developer, resin-coated ferrite carrier, and electrophotographic developer using the ferrite carrier

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130807

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140311

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140408

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140606

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140729

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140804

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140911

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140919

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5629958

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250