JP6418992B2 - 磁性キャリアおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真法を用いて静電荷像を顕像化するための画像形成方法に使用される磁性キャリアに関するものである。
従来、電子写真方式の画像形成方法は、静電潜像担持体上に種々の手段を用いて静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像を現像する方法が一般的に使用されている。この現像に際しては、磁性キャリアと呼ばれる担体粒子をトナーと混合し、摩擦帯電させて、トナーに適当量の正または負の電荷を付与し、その電荷をドライビングフォースとして現像させる二成分現像方式が広く採用されている。
二成分現像方式は、磁性キャリアに対して現像剤の撹拌、搬送、帯電などの機能を付与できるため、トナーとの機能分担が明確であり、このため現像剤性能の制御性が良いなどの利点がある。
一方、近年、電子写真分野の技術進化により、装置の高速化、高寿命化はもとより高精細化、画像品位の安定化を有することがますます厳しく要求されてきている。例えばトナ−粒子の適度な帯電性を長期にわたって維持すること、耐衝撃性、耐摩耗性のほか、湿度や温度等の環境変化に対してトナ−粒子の帯電性を安定に維持すること等。
これらの要求を満たすべく、様々な研究等が行われ、種々の樹脂被覆キャリアが提案されている。
このような中で、例えば、被覆樹脂中に無機微粒子を含有する提案がある(特許文献1乃至6参照)。これらの磁性キャリアにより、カブリ、トナー飛散、帯電維持性、キャリア汚染、環境安定性は改善されたが、環境安定性、特に環境変化時の画質安定性に関してはまだまだ改善の余地があり、更なる開発検討を行う必要がある。
特開2004−233905号公報 特開2009−145845号公報 特開2006−267297号公報 特開2001−194832号公報 特開2000−098666号公報 特開2012−252332号公報
本発明の目的は、上記のごとき問題点を解決した磁性キャリアを提供するものであり、環境安定性に優れた画像を形成できる磁性キャリアを提供することにある。
本発明者らは、下記に示すような無機微粒子を有する磁性キャリアを使用することで、特に高温高湿環境での帯電緩和を抑え、環境差低減と高画質を両立できる磁性キャリアが得られることを見出した。
すなわち、本発明は、磁性キャリアコア及び磁性キャリアコア表面に形成された樹脂被覆層を有する磁性キャリアであって、
前記樹脂被覆層は、樹脂成分及び無機微粒子を有し、
前記無機微粒子は、典型金属元素の酸化物、または典型金属元素の炭酸塩を有し、
前記無機微粒子の、温度30℃湿度80%の環境下に、72時間放置した際の水分吸着量が25.0質量%以下であり、
前記無機微粒子の電気伝導率が、2.0×10-9μS/m以上2.5×10-5μS/m以下、且つ前記無機微粒子の結晶化度が60%以下であることを特徴とする磁性キャリアに関する。
また、本発明は、磁性キャリアコア及び磁性キャリアコア表面に形成された樹脂被覆層を有する磁性キャリアの製造方法であって、
前記樹脂被覆層は、樹脂成分及び無機微粒子を有し、
前記無機微粒子は、典型金属元素の酸化物、または典型金属元素の炭酸塩を含有し、
前記無機微粒子の、温度30℃湿度80%の環境下に、72時間放置した際の水分吸着量が25.0質量%以下であり、
前記無機微粒子の電気伝導率が、2.0×10 -9 μS/m以上2.5×10 -5 μS/m以下、且つ前記無機微粒子の結晶化度が60%以下であり、
前記製造方法は、
(a)磁性キャリアコアを得る工程と、
(b)結晶化度が90%以上であるMgO、Al 2 3 、ZnO、CaCO 3 、MgCO 3 及びSrCO 3 の群より選択される少なくとも一つの無機微粒子を得る工程と、
(c)前記工程(b)で得られた無機微粒子にメカノケミカル処理を施し、結晶化度が60%以下の無機微粒子を形成する工程と、
(d)樹脂成分及び前記工程(c)で得られた無機微粒子を含有する樹脂溶液を得る工程と、
(e)前記樹脂溶液で前記磁性キャリアコアの表面を被覆し、前記樹脂被覆層を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする磁性キャリアの製造方法に関する。
本発明の磁性キャリアを用いることにより、高温高湿環境での帯電量低下、及び常温低湿環境での帯電量上昇を抑え、長期にわたり安定した画像濃度の画像を提供することができる。
また、本発明の磁性キャリアを用いることにより、環境変動時に安定した濃度の画像を出力することができる。
本発明で用いた画像形成装置の概略図である。 本発明で用いた画像形成装置の概略図である。 本発明で用いた磁性キャリアの比抵抗の測定装置の概略図である。 本発明で用いた磁性キャリアの電流値の測定装置の概略図である。
本発明の磁性キャリアは、樹脂被覆層に、特定の典型金属元素の酸化物、または特定の典型金属元素の炭酸塩を含有する無機微粒子を含有し、
前記無機微粒子の、温度30℃湿度80%の環境下に、72時間放置した際の水分吸着量が25.0質量%以下であり、
前記無機微粒子の電気伝導率が、2.0×10-9μS/m以上2.5×10-5μS/m以下、且つ前記無機微粒子の結晶化度が60%以下であることを特徴とする磁性キャリアである。
これまで、磁性キャリアの帯電付与能向上のため、有機微粒子や、アミノシラン等で処理された無機化合物を添加することが行われてきた。これにより、磁性キャリアの帯電付与能は向上するが、高温高湿環境、あるいは常温低湿環境において長期にわたり使用し続けた場合、帯電や画像濃度を十分に安定させるまでには至っていない。そこで本発明者らは、上記課題を解決する為に、本発明に至った。
本発明で使用する無機微粒子は、特定の典型金属元素の酸化物、または特定の典型金属元素の炭酸塩である。また無機微粒子の結晶化度が60%以下、電気伝導率が2.0×10-9μS/m以上2.5×10-5μS/m以下、温度30℃湿度80%の環境下に、72時間放置した際の水分吸着率が25.0質量%以下となるものである。
これらの無機微粒子を使用することで、高温高湿環境、あるいは常温低湿環境において長期にわたり使用し続けた場合、帯電や画像濃度が安定することがわかった。また、特に高温高湿環境における帯電維持性が高く、常温低湿環境から高温高湿環境といった、環境変動に対しても画像濃度が安定することがわかった。これについては、以下のような効果が得られているのではないかと考える。
まず、結晶化度を60%以下にすることで、無機微粒子内に格子欠陥が発生する。摩擦帯電によって生じた電荷が、この欠陥により一時的に保持されることで、高温高湿環境においても電荷緩和が起こり難くなっているものと考える。
また、電気伝導率が2.0×10-9μS/m以上2.5×10-5μS/m以下であることにより、被覆層の摩擦帯電により帯電した電荷の緩和が起こり難く、且つ、格子欠陥内に保持された電荷を、トナーに付与するのに最適な範囲であるためと考える。
また、水分吸着率は、25.0質量%以下となるものであるが、25.0質量%を超えると、吸着した水分の影響で、帯電低下や帯電量のバラツキが大きくなり、画像に濃度ムラが発生する。
本発明の無機微粒子で、好ましく使用できるのは、MgO、Al23、ZnO、CaCO3、MgCO3、SrCO3から選ばれる、無機微粒子である。
本発明において結晶化度を調整する手段としては、メカノケミカル処理が挙げられる。具体的には、遊星型ボールミル、振動ミル等により、処理強度や処理時間を制御しながらメカノケミカル処理を行うことで調整できる。
電気伝導率は、比抵抗と相関があり、例えば電気伝導率を低くする場合は、メカノケミカル処理後、有機化合物等で表面処理することで調整できる。また、電気伝導率を大きくする場合は、表面をカーボンや金属で処理することで調整可能である。
また、本発明の磁性キャリアは、500V印加時の電流値が2.0μA以上100.0μA以下である。電流値が上記範囲内であれば、本発明の無機微粒子の効果が最大限に発揮される。
本発明の磁性キャリアに使用する無機微粒子の添加量は、被覆樹脂100質量部に対し1.0質量部以上10.0質量部以下であることが好ましい。総量が上記範囲内である場合には、本発明の無機微粒子の効果が最大限に発揮される。
また、本発明の磁性キャリアに使用する無機微粒子の1次粒子の個数平均粒子径は、15nm以上500nm以下であることが好ましい。より好ましくは、15nm以上500nm以下である。1次粒子の個数平均粒子径がこの範囲内である場合には、本発明の無機微粒子の効果が最大限に発揮される。
次に、磁性キャリアコアについて説明する。
磁性キャリアコアは、マグネタイト粒子、フェライト粒子、磁性体分散型樹脂粒子等の公知の磁性粒子を用いることができる。中でも磁性体分散型樹脂粒子や中空形状またはポーラス形状を有しているフェライト粒子、或いは、このような形状を有するフェライト粒子の空隙に樹脂を含有させたものが、磁性キャリアの真密度を低くできるために好適である。
フェライト粒子の空隙に含有させる樹脂としては、被覆樹脂として使用する共重合体樹脂を用いることもできるが、これに限らず、公知の樹脂を用いることができ、中でも熱硬化性樹脂であることが好ましい。磁性キャリアの真密度を低くすることによって、トナーに対するストレスを軽減でき、トナースペントの発生を抑制できる。またドット再現性を改善することができ、高精細な画像を得ることができるようになる。
中空形状またはポーラス形状を有するフェライト粒子を得るためには、焼成時に温度を低めに調整して結晶の成長速度をコントロールする方法や発泡剤や有機微粒子の空孔形成剤を添加し空孔を生じさせる方法が挙げられる。また、焼成時の雰囲気を低酸素濃度にコントロールして磁性キャリアコアの抵抗をコントロールし、現像性に優れた磁性キャリアを得ることができる。
一方、磁性体分散型樹脂粒子の具体的な製造方法としては、以下の方法が挙げられる。例えば、鉄粉、マグネタイト粒子、フェライト粒子の如きサブミクロンの磁性体を熱可塑性樹脂中に分散させるように混練し、所望のキャリア粒径まで粉砕し、必要に応じて熱的または機械的な球形化処理を施して得ることができる。また、上記磁性体をモノマー中に分散させ、モノマーを重合して樹脂を形成することにより製造することも可能である。この場合の樹脂としては、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂及びポリエーテル樹脂の如き樹脂が挙げられる。樹脂は、一種であっても、二種以上の混合樹脂であってもよい。特に、フェノール樹脂は、キャリアコアの強度を高めるという点で好ましい。真密度や比抵抗の調整は、磁性体の量を調整することによって行うことができる。具体的には、磁性体粒子の場合、キャリアに対して70質量%以上、95質量%以下添加することが好ましい。
磁性キャリアコアの比抵抗は、電界強度500V/cmにおける比抵抗値が1.0×105Ω・cm以上1.0×1012Ω・cm以下であることが好ましい。現像性を高めることができるという点で、5.0×105Ω・cm以上1.0×10810Ω・cm以下であることがより好ましい。比抵抗値が上記の範囲にある場合、樹脂のコート量を多くしなくともリークを抑制することができる。また、低電界強度においても良好な現像性が得られるようになる。
なお、キャリアコアの比抵抗値については、含有させるフェライト等の磁性体の比抵抗を調整したり、及び含有させる磁性体の量を変えたりすることによって調整することができる。
磁性キャリアコアは、磁化の強さが、1000/4π(kA/m)の磁界下で、40Am2/kg以上75Am2/kg以下であることが好ましい。より好ましくは45Am2/kg以上70Am2/kg以下、更に好ましくは45Am2/kg以上65Am2/kg以下である。磁性キャリアの磁化の強さが上記の範囲内にある場合には、現像スリーブへの磁気的拘束力が適度であるため、キャリア付着の発生をより良好に抑制できる。また、磁気ブラシ中でトナーに与えられるストレスを低減することができるため、トナーの劣化や他の部材に対する付着を良好に抑制できる。また、磁性キャリアの磁化の強さは、含有される樹脂量で適宜調整することができる。
磁性キャリアは、真密度が2.5g/cm3以上5.0g/cm3以下であることが好ましく、3.0g/cm3以上4.5g/cm3以下であることがより好ましい。この範囲の真密度を有する磁性キャリアを含む二成分系現像剤は、トナーへかかる負荷が少なく、磁性キャリアへのトナースペントの発生が抑制される。また、低電界強度における良好な現像性と磁性キャリア付着の防止を両立させるためにもこの範囲の真密度が磁性キャリアにとって好ましい。
次に、磁性キャリアについて説明する。
磁性キャリアは、体積基準の50%粒子径(D50)が20μm以上100μm以下であることが、トナーへの摩擦帯電付与能と画像領域へのキャリア付着の抑制と高画質化の観点から好ましい。より好ましくは、25μm以上70μm以下である。
磁性キャリアコア粒子の表面を被覆樹脂組成物で被覆する方法としては、特に限定されないが、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、乾式法、及び流動床の如き塗布方法により処理する方法が挙げられる。中でも、多孔質磁性コア粒子表面の特徴である凹凸を活かすためには、被覆層の薄い部分と厚い部分の割合を制御することができる浸漬法が、現像性を向上させる観点からより好ましい。
被覆する被覆樹脂組成物溶液の調整としては、被覆樹脂組成物溶液中の樹脂濃度の調整、被覆する装置内の温度、溶剤を除去する際の温度や減圧度、樹脂被覆工程の回数などが挙げられる。
被覆樹脂組成物量は、磁性キャリアコア100質量部に対して、0.5質量部以上6.0質量部以下であることが、帯電性の観点から好ましい。
被覆層に用いられる被覆樹脂組成物の樹脂としては特に限定されないが、分子構造中に環式炭化水素基を有するビニル系モノマーと他のビニル系モノマーとの共重合体であるビニル系樹脂が好ましい。
環式炭化水素基の具体例としては、炭素数3以上10以下の環式炭化水素基が挙げられ、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、アダマンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、イソボニル基、ノルボニル基、ボロニル基等である。なかでも、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、アダマンチル基が好ましく、構造上安定であることにより樹脂充填型磁性コア粒子との密着性が高いという観点からシクロヘキシル基が特に好ましい。
また、ガラス転移温度(Tg)を調整するために、さらにその他のモノマーをビニル系樹脂の構成成分として含有させてもよい。
ビニル系樹脂の構成成分として用いられるその他のモノマーとしては、公知のモノマーが用いられるが、例えば次のようなものが挙げられる。スチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ブタジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルメチルケトンなどが挙げられる。
さらに、被覆層に用いられるビニル系樹脂が、グラフト重合体であることが、磁性キャリアコア粒子との濡れ性がさらに良化し、均一な被覆層が形成されるため好ましい。
グラフト重合体を得るには、幹鎖を形成後グラフト重合する方法や、モノマーとしてマクロモノマーを用いて共重合する方法があるが、マクロモノマーを共重合して用いる方法が、枝鎖の分子量を容易にコントロールできるために好ましい。
用いられるマクロモノマーとしては特に限定されないが、磁性キャリアコアとの濡れ性がさらに良化することから、メチルメタクリレートマクロモノマーが好ましい。
上記マクロモノマーを重合する際に使用する量は、ビニル系樹脂の幹鎖の共重合体100質量部に対して、10質量部以上50質量部以下が好ましく、20質量部以上40質量部以下がより好ましい。
また、被覆樹脂組成物に、導電性を有する粒子や荷電制御性を有する粒子や材料を含有させて用いてもよい。導電性を有する粒子としては、カーボンブラックが、フィラー効果を好適に作用させることで、被覆樹脂組成物の表面張力を好適に作用させることができ、被覆樹脂組成物の被覆性を向上させる観点から好ましい。
導電性を有する粒子の添加量としては、被覆樹脂100質量部に対し、0.1質量部以上10.0質量部以下であることが磁性キャリアの抵抗を調整するためには好ましい。
次に、本発明においてその目的を達成するに好ましいトナーの構成を以下に詳述する。
本発明に用いられる結着樹脂としては、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。中でもビニル系樹脂とポリエステル系樹脂が帯電性や定着性でより好ましい。特にポリエステル系樹脂を用いた場合には本装置の導入による効果は大きい。
本発明において、ビニル系モノマーの単重合体または共重合体、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂等を、必要に応じて前述した結着樹脂に混合して用いることができる。2種以上の樹脂を混合して、結着樹脂として用いる場合、より好ましい形態としては分子量の異なるものを適当な割合で混合するのが好ましい。
結着樹脂のガラス転移温度は、好ましくは45℃以上80℃以下、より好ましくは55℃以上70℃以下であることが好ましい。また、数平均分子量(Mn)は2,500以上50,000以下、重量平均分子量(Mw)は10,000以上1,000,000以下であることが好ましい。
結着樹脂としては以下に示すポリエステル樹脂も好ましい。
本発明のトナーを磁性トナーとして用いる場合、磁性トナーに含まれる磁性材料としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライトの如き酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe,Co,Niのような金属、あるいは、これらの金属とAl,Co,Cu,Pb,Mg,Ni,Sn,Zn,Sb,Be,Bi,Cd,Ca,Mn,Se,Ti,W,Vのような金属との合金、およびこれらの混合物等が挙げられる。
具体的には、磁性材料としては、四三酸化鉄(Fe34)、三二酸化鉄(γ−Fe23)、酸化鉄亜鉛(ZnFe24)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe512)、酸化鉄カドミウム(CdFe24)、酸化鉄ガドリニウム(Gd3Fe512)、酸化鉄銅(CuFe24)、酸化鉄鉛(PbFe1219)、酸化鉄ニッケル(NiFe24)、酸化鉄ネオジム(NdFe23)、酸化鉄バリウム(BaFe1219)、酸化鉄マグネシウム(MgFe24)、酸化鉄マンガン(MnFe24)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(Fe)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉(Ni)等が挙げられる。
これらは結着樹脂100質量部に対して、磁性体20質量部以上150質量部以下、好ましくは50質量部以上130質量部以下、更に好ましくは60質量部以上120質量部以下使用するのが良い。
本発明で使用される非磁性の着色剤としては、以下のものが挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤とを用いて黒色に調整したものが挙げられる。
マゼンタトナー用着色顔料しては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、150、163、166、169、177、184、185、202、206、207、209、220、221、238、254、269;C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35が挙げられる。
着色剤には、顔料単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点から好ましい。
マゼンタトナー用染料としては、以下のものが挙げられる。C.Iソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27、C.I.ディスパーバイオレット1の如き油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40、C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28の如き塩基性染料。
シアントナー用着色顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー1、2、3、7、15:2、15:3、15:4、16、17、60、62、66;C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチルを1乃至5個置換した銅フタロシアニン顔料。
イエロー用着色顔料としては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属化合物、メチン化合物、アリルアミド化合物。具体的には、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、155、168、174、180、181、185、191;C.I.バットイエロー1、3、20が挙げられる。また、C.I.ダイレクトグリーン6、C.I.ベーシックグリーン4、C.I.ベーシックグリーン6、ソルベントイエロー162などの染料も使用することができる。
着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して好ましくは0.1質量部以上30質量部以下であり、より好ましくは0.5質量部以上20質量部以下であり、最も好ましくは3質量部以上15質量部以下である。
また、上記トナーにおいて、結着樹脂に予め、着色剤を混合し、マスターバッチ化させたものを用いることが好ましい。そして、この着色剤マスターバッチとその他の原材料(結着樹脂及びワックス等)を溶融混練させることにより、トナー中に着色剤を良好に分散させることができる。
本発明のトナーは、その帯電性をさらに安定化させる為に必要に応じて荷電制御剤を用いることができる。荷電制御剤は、結着樹脂100質量部当り0.5質量部以上10質量部以下使用するのが好ましい。
荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。
トナーを負荷電性に制御する負荷電性制御剤として、例えば有機金属錯体又はキレート化合物が有効である。モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸の金属錯体、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体が挙げられる。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、その無水物、又はそのエステル類、又は、ビスフェノールのフェノール誘導体類が挙げられる。
本発明において、必要に応じて一種又は二種以上の離型剤を、トナー粒子中に含有させてもかまわない。離型剤としては次のものが挙げられる。
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスが好ましく使用できる。また、酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、または、それらのブロック共重合物;カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;及び脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。
離型剤の量は、結着樹脂100質量部あたり0.1質量部以上20質量部以下、好ましくは0.5質量部以上10質量部以下が好ましい。
本発明のトナーには、トナー粒子に外添することにより、流動性が添加前後を比較すると増加し得る微粉体を流動性向上剤として用いてもかまわない。例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ等をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施し、疎水化処理したものであり、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が30以上80以下の範囲の値を示すように処理したものが特に好ましい。
本発明における無機微粒子は、トナー100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下、好ましくは0.2質量部以上8質量部以下用いるのが良い。
本発明の磁性キャリアとトナーを混合して二成分系現像剤として使用する場合、その際のキャリア混合比率は、現像剤中のトナー濃度として、2質量%以上15質量%以下、好ましくは4質量%以上13質量%以下にすると通常良好な結果が得られる。
また、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低下に応じて現像器に補給するための補給用現像剤では、補給用磁性キャリア1質量部に対しトナー量は2質量部以上50質量部以下である。
次に本発明の磁性キャリア、二成分系現像剤及び補給用現像剤を用いる現像装置を備えた画像形成装置について例を挙げて説明するが、本発明の現像方法に使用される現像装置はこれに限るものではない。
<画像形成方法>
図1において、静電潜像担持体1は図中矢印方向に回転する。静電潜像担持体1は帯電手段である帯電器2により帯電され、帯電した静電潜像担持体1表面には、静電潜像形成手段である露光器3により露光させ、静電潜像を形成する。現像器4は、二成分系現像剤を収容する現像容器5を有し、現像剤担持体6は回転可能な状態で配置され、且つ、現像剤担持体6内部に磁界発生手段をしてマグネット7を内包している。マグネット7の少なくとも一つは潜像担持体に対して対向の位置になるように設置されている。二成分系現像剤は、マグネット7の磁界により現像剤担持体6上に保持され、規制部材8により、二成分系現像剤量が規制され、静電潜像担持体1と対向する現像部に搬送される。現像部においては、マグネット7の発生する磁界により磁気ブラシを形成する。その後、直流電界に交番電界を重畳してなる現像バイアスを印加することにより静電潜像はトナー像として可視像化される。静電潜像担持体1上に形成されたトナー像は、転写帯電器11によって記録媒体12に静電的に転写される。ここで、図2に示すように、静電潜像担持体1から中間転写体9に一旦転写し、その後、転写材(記録媒体)12へ静電的に転写してもよい。その後記録媒体12は、定着器13に搬送され、ここで加熱、加圧されることにより、記録媒体12上にトナーが定着される。その後、記録媒体12は、出力画像として装置外へ排出される。尚、転写工程後、静電潜像担持体1上に残留したトナーは、クリーナー15により除去される。その後、クリーナー15により清掃された静電潜像担持体1は、前露光16からの光照射により電気的に初期化され、上記画像形成動作が繰り返される。
図2は、本発明の画像形成方法をフルカラー画像形成装置に適用した概略図の一例を示す。
図中のK、Y、C、Mなどの画像形成ユニットの並びや回転方向を示す矢印は何らこれに限定されるものではない。ちなみにKはブラック、Yはイエロー、Cはシアン、Mはマゼンタを意味している。図2において、静電潜像担持体1K、1Y、1C、1Mは図中矢印方向に回転する。各静電潜像担持体は帯電手段である帯電器2K、2Y、2C、2Mにより帯電され、帯電した各静電潜像担持体表面には、静電潜像形成手段である露光器3K、3Y、3C、3Mにより露光し、静電潜像を形成する。その後、現像手段である現像器4K、4Y、4C、4Mに具備される現像剤担持体6K、6Y、6C、6M上に担持された二成分系現像剤により静電潜像はトナー像として可視像化される。さらに転写手段である中間転写帯電器10K、10Y、10C、10Mにより中間転写体9に転写される。さらに転写手段である転写帯電器11により、記録媒体12に転写され、記録媒体12は、定着手段である定着器13により加熱圧力定着され、画像として出力される。そして、中間転写体9のクリーニング部材である中間転写体クリーナー14は、転写残トナーなどを回収する。本発明の現像方法としては、具体的には、現像剤担持体に交流電圧を印加して、現像領域に交番電界を形成しつつ、磁気ブラシが感光体に接触している状態で現像を行うことが好ましい。現像剤担持体(現像スリーブ)6と感光ドラムとの距離(S−D間距離)は、100μm以上1000μm以下であることが、キャリア付着防止及びドット再現性の向上において良好である。
交番電界のピーク間の電圧(Vpp)は300V以上3000V以下、好ましくは500V以上1800V以下である。また周波数は500Hz以上10000Hz以下、好ましくは1000Hz以上7000Hz以下であり、それぞれプロセスにより適宜選択して用いることができる。この場合、交番電界を形成するための交流バイアスの波形としては三角波、矩形波、正弦波、あるいはDuty比を変えた波形が挙げられる。トナー像の形成速度の変化に対応するためには、非連続の交流バイアス電圧を有する現像バイアス電圧(断続的な交番重畳電圧)を現像剤担持体に印加して現像を行うことが好ましい。
良好に帯電したトナーを有する二成分系現像剤を使用することで、カブリ取り電圧(Vback)を低くすることができ、感光体の一次帯電を低めることができるために感光体寿命を長寿命化できる。Vbackは、現像システムにも依るが200V以下、より好ましくは150V以下が良い。コントラスト電位としては、十分な画像濃度が出るように100V以上400V以下が好ましく用いられる。
<無機微粒子の結晶化度の測定>
無機微粒子の結晶化度の測定は、X線粉末回折(XRD X‘peat PRO−MPD PANalytical社製)を用いて測定した。加速電圧45kV、電流40mAでX線を発生させた。
粉末X線の測定条件は、
発散スリット:1/4rad(固定)
散乱防止スリット:1/2rad
ソーラースリット:0.04rad
マスク:15mm
アンチスキャッタースリット:7.5mm
スピナー:あり
測定方法スキャン軸:Continuous 2θ/θ
測定範囲:5.0≦2θ≦80°
ステップ間隔:0.026deg/s
スキャン速度:0.525deg/s
で測定を行った。
結晶化度は、同種の無機微粒子、それぞれ結晶化度が既知のサンプルを測定し、解析ソフト「ハイスコアプラス」により解析する。
手順としては、「Determine Background」で、「Automatic」モードにより既知の結晶化度サンプルの測定データのピークの裾部分がつながるように、スライダーを動かし、「Accept」を選択する。
次にScan List中のロードしたスキャンファイルを選択し、スキャン詳細を表示させる。スキャン詳細中の「Scan statistics」の項目にある、「Constant Background」にある数字を、結晶化度が既知の値と同じになるように値を決定する。この値が装置バックグラウンドとなる。
次に、未知の結晶化度のサンプルを、測定し、「Determine Background」で、同様の処理を行う。そのスキャンデータの「Constant Background」に、装置バックグラウンドを入力した時の結晶化度の値が、無機微粒子の結晶化度となる。
<無機微粒子の水分吸着率の測定方法>
無機微粒子をステンレス皿に精密天秤で1.0g秤量し、温度30℃、湿度80%の雰囲気下に72時間放置後の無機微粒子質量(W1)を測定する。その後、設定温度100℃で減圧した乾燥器に、6時間放置し、乾燥後の無機微粒子中の水分を除去した後の無機微粒子質量(W2)を測定する。
下記式(1)に従い、磁性キャリアの。
無機微粒子水分吸着率(%)=(W1−W2)/W1×100 (1)
<磁性キャリアコアの比抵抗測定>
磁性キャリアコアの比抵抗は、図3に概略される測定装置を用いて測定する。なお、磁性キャリアは電界強度500(V/cm)における比抵抗を測定する。
抵抗測定セルAは、断面積2.4cm2の穴の開いた円筒状容器(PTFE樹脂製)17、下部電極(ステンレス製)18、支持台座(PTFE樹脂製)19、上部電極(ステンレス製)20から構成される。支持台座19上に円筒状容器18を載せ、試料(磁性キャリア又はキャリアコア)21を厚さ約1mmになるように充填し、充填された試料5に上部電極20を載せ、試料の厚みを測定する。図3(a)に示す如く、試料のないときの間隙をd1とし、図3(b)に示す如く、厚さ約1mmになるように試料を充填したときの間隙d2とすると、試料の厚みdは下記式で算出される。
d=d2−d1(mm)
このとき、試料の厚みdが0.95mm以上1.04mm以下となるように試料の質量を適宜変える。
電極間に直流電圧を印加し、そのときに流れる電流を測定することによって試料の比抵抗を求めることができる。測定には、エレクトロメーター22(ケスレー6517A ケスレー社製)及び制御用に処理コンピュータ23を用いる。
制御用の処理コンピュータにナショナルインスツルメンツ社製の制御系と制御ソフトウエア(LabVEIW ナショナルインスツルメンツ社製)を用いた。
測定条件として、試料と電極との接触面積S=2.4cm2、試料の厚み0.95mm以上1.04mm以下になるように実測した値dを入力する。また、上部電極の荷重270g、最大印加電圧1000Vとする。
比抵抗(Ω・cm)=(印加電圧(V)/測定電流(A))×S(cm2)/d(cm)電界強度(V/cm)=印加電圧(V)/d(cm)
磁性キャリア及びキャリアコアの前記電界強度における比抵抗は、グラフ上の前記電界強度における比抵抗をグラフから読み取る。
<無機微粒子の電気伝導率測定>
無機微粒子の電気伝導率は、上記磁性キャリアコアの比抵抗測定と同じ装置を使い、電界強度5000(V/cm)で測定したときの「比抵抗」の逆数を電気伝導率とする。
変更する条件は、電界強度と、試料の厚みdが0.30mm以上0.60mm以下となるように試料の質量を適宜変える以外は同様の方法で測定を行う。
<磁性キャリアの体積基準の50%粒径(D50)の測定方法>
粒度分布測定は、レーザー回折・散乱方式の粒度分布測定装置「マイクロトラックMT3300EX」(日機装社製)にて測定を行った。
磁性キャリア、キャリアコアの体積基準の50%粒径(D50)の測定には、乾式測定用の試料供給機「ワンショットドライ型サンプルコンディショナーTurbotrac」(日機装社製)を装着して行った。Turbotracの供給条件として、真空源として集塵機を用い、風量約33l/sec、圧力約17kPaとした。制御は、ソフトウエア上で自動的に行う。粒径は体積基準の粒度分布における50%粒径(D50)を求める。制御及び解析は付属ソフト(バージョン10.3.3−202D)を用いて行う。測定条件は下記の通りである。
SetZero時間 :10秒
測定時間 :10秒
測定回数 :1回
粒子屈折率 :1.81%
粒子形状 :非球形
測定上限 :1408μm
測定下限 :0.243μm
測定環境 :23℃、50%RH
<電流値の測定>
磁性キャリアを800g秤量し、温度20℃以上26℃以下、湿度50%RH以上60%RH以下の環境に15分以上暴露した。その後図4に示すマグネットローラーとAl素管を電極とし、その間隔を4.5mmに配置した電流値測定装置を用いて印加電圧500Vにて測定した。
<磁性キャリアコアの磁化量の測定方法>
磁性キャリアの磁化量は、振動磁場型磁気特性測定装置(Vibrating sample magnetometer)や直流磁化特性記録装置(B−Hトレーサー)で求めることが可能である。本発明においては、振動磁場型磁気特性測定装置BHV−30(理研電子(株)製)で以下の手順で測定する。
円筒状のプラスチック容器に磁性キャリアを十分に密に充填したものを試料として用い、79.6kA/m(1000Oe)の外部磁場における磁化モーメントを測定する。測定では、プラス側の最大外部磁場(+79.6kA/m)をかけ、その後マイナスの最大外部磁場(−79.6kA/m)をかけるようにヒステリシスループを測定する。そのときのプラス側とマイナス側の最大値の絶対値の平均をもって最大磁化モーメント(emu)とする。また、該容器に充填した磁性キャリアの実際の質量を測定する。最大磁化モーメントを質量(g)で除することにより、磁性キャリアの磁化の強さ(Am2/kg)を求める。
<磁性キャリアの真密度の測定方法>
磁性キャリアの真密度は、乾式自動密度計アキュピック1330(島津製作所社製)を用い測定する。まず、23℃、50%RHの環境に24時間放置したサンプル試料を5g精秤し、測定用セル(10cm3)に入れ、本体試料室に挿入する。測定は、試料サンプル質量を本体に入力し測定をスタートさせることにより自動測定できる。
自動測定の測定条件は、20.000psig(2.392×102kPa)で調整されたヘリウムガスを用いる。試料室内に10回パージした後、試料室内の圧力変化が0.005(psig/min)(3.447×10-2kPa/min)になる状態を平衡状態とし、平衡状態になるまで繰り返しヘリウムガスをパージする。平衡状態の時の本体試料室の圧力を測定する。その平衡状態に達したときの圧力変化により試料サンプル体積が算出できる(ボイルの法則)。
試料サンプル体積が算出できることにより、以下の式で試料サンプルの真密度が計算できる。
試料サンプルの真密度(g/cm3)=試料サンプル質量(g)/試料サンプル体積(cm3
この自動測定により5回繰り返し測定した値の平均値をキャリアコアの真密度(g/cm3)とする。
<トナーの重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いた。実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出した。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行った。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れる。この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)を算出する。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
以下、実施例を参照して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
<無機微粒子1、2、10、11、14、16の製造例>
1次粒子の個数平均粒子径500nm、結晶化度84.9%の酸化マグネシウム(無機微粒子16)を、粉砕装置1として、アシザワファインテック社製の「スターミルLMZ」を用いて粉砕した。粉砕メディアはビーズ径0.05mmのジルコニアビーズを用いた。そして、上記酸化マグネシウムとエタノールを混合したスラリーをビーズミルに通過させ、1次粒子の個数平均粒子径が90nmになるまで粉砕した。その後エタノールを取り除いて試料を乾燥させた。
粉砕装置1により得られたサンプルを、粉砕装置2として、フリッチュ社製、遊星型ボールミル「クラシックラインP−5」を用いて処理を行った。250ml容器に、上記試料15gと、10mmのアルミナボール20個入れ、20時間処理を行って試料を取りだし、無機微粒子1とした。無機微粒子1の1次粒子の個数平均粒子径は80nm、結晶化度は31.5%であった。
また、粉砕装置1により得られたサンプルを、粉砕装置2の処理時間を50時間にしたものを無機微粒子2とした。無機微粒子2の1次粒子の個数平均粒子径は70nm、結晶化度は9.6%であった。
粉砕装置1により得られたサンプルを、粉砕装置2の処理時間を2時間行い、取り出したサンプルに、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.1質量%処理したものを無機微粒子10とした。無機微粒子10の1次粒子の個数平均粒子径は89nm、結晶化度は60.0%であった。
同様に粉砕装置2の処理時間を2時間行い、取り出したサンプルに、3−アミノプロピルトリメトキシシラン0.1質量%処理したものを無機微粒子11とした。無機微粒子11の1次粒子の個数平均粒子径は88nm、結晶化度は60.0%であった。
粉砕装置2の処理時間を1時間行い、取り出したサンプルに、3−アミノプロピルトリメトキシシラン0.2質量%処理したものを無機微粒子14とした。無機微粒子14の1次粒子の個数平均粒子径は90nm、結晶化度は61.2%であった。
1次粒子の個数平均粒子径、結晶化度以外の物性を表1に示す。
<無機微粒子3、8、12、15の製造例>
1次粒子の個数平均粒子径83nm、結晶化度91.0%の酸化アルミニウムを、粉砕装置1を用い、1次粒子の個数平均粒子径が70nmになるまで粉砕した。その後エタノールを取り除いて試料を乾燥させた。
粉砕装置1により得られたサンプルを、粉砕装置2を用いて30時間処理を行って試料を取りだしたものを、無機微粒子3とした。無機微粒子3の1次粒子の個数平均粒子径は58nm、結晶化度は48.6%であった。
また無機微粒子3に、3−アミノプロピルトリメトキシシラン0.3質量%処理したものを無機微粒子8とした。無機微粒子8の1次粒子の個数平均粒子径は60nm、結晶化度は48.5%であった。
粉砕装置1により得られたサンプルを、粉砕装置2で処理時間を50時間行い、3−アミノプロピルトリメトキシシラン0.1質量%処理したものを無機微粒子12とした。無機微粒子12の1次粒子の個数平均粒子径は44nm、結晶化度は22.1%であった。
また、市販の酸化アルミニウムに、3−アミノプロピルトリメトキシシラン0.3質量%処理したものを無機微粒子15とした。無機微粒子15の1次粒子の個数平均粒子径は85nm、結晶化度は90.1%であった。
1次粒子の個数平均粒子径、結晶化度以外の物性を表1に示す。
<無機微粒子4、9、13の製造例>
1次粒子の個数平均粒子径50nm、結晶化度90.6%の酸化亜鉛を、粉砕装置1を用い、1次粒子の個数平均粒子径が32nmになるまで粉砕した。その後エタノールを取り除いて試料を乾燥させた。
粉砕装置1により得られたサンプルを、粉砕装置2を用いて30時間処理を行って試料を取りだしたものを、3−アミノプロピルトリメトキシシラン0.1質量%処理したものを無機微粒子4とした。無機微粒子4の1次粒子の個数平均粒子径は20nm、結晶化度は50.2%であった。
粉砕装置1により得られたサンプルを、粉砕装置2で20時間処理したものを無機微粒子9、18時間処理したものを無機微粒子13とした。無機微粒子9の1次粒子の個数平均粒子径は25nm、結晶化度は58.9%、無機微粒子13の1次粒子の個数平均粒子径は28nm、結晶化度は59.6%であった。
1次粒子の個数平均粒子径、結晶化度以外の物性を表1に示す。
<無機微粒子5乃至7の製造例>
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウムを、粉砕装置2を用いて30時間処理を行って試料を取りだしたものを、それぞれ無機微粒子5乃至7とした。
無機微粒子5の1次粒子の個数平均粒子径は100nm、結晶化度は55.0%、無機微粒子6の1次粒子の個数平均粒子径は150nm、結晶化度は55.4%、で無機微粒子7の1次粒子の個数平均粒子径は250nm、結晶化度は57.6%あった。
無機微粒子の物性を表1に示す。
<無機微粒子17、18の製造例>
無機微粒子17は、1次粒子の個数平均粒子径:630nm 結晶化度88.5%の炭酸カリウムを使用した。
また、無機微粒子18は、1次粒子の個数平均粒子径:58nm 結晶化度2.8%のシリカ微粉体に、ヘキサメチルジシラザン0.5質量%処理したものを使用した。1次粒子の個数平均粒子径:60nm 結晶化度2.1%であった。
1次粒子の個数平均粒子径、結晶化度以外の物性を表1に示す。
Figure 0006418992
<磁性キャリアコア1(多孔質磁性コア粒子)の製造例>
工程1(秤量・混合工程)
Fe23 68.3質量%
MnCO3 28.5質量%
Mg(OH)2 2.0質量%
SrCO3 1.2質量%
上記フェライト原材料を秤量し、フェライト原料80質量部に水20質量部を加えて粉砕し、スラリーを調製した。スラリーの固形分濃度は、80質量%とした。
工程2(仮焼成工程)
混合したスラリーをスプレードライヤー(大川原化工機社製)により乾燥した後、バッチ式電気炉で、窒素雰囲気下(酸素濃度1.0体積%)、温度1050℃で3.0時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。
工程3(粉砕工程)
仮焼フェライトをクラッシャーで0.5mm程度に粉砕した後に、水を加え、スラリーを調製した。スラリーの固形分濃度を70質量%とした。1/8インチのステンレスビーズを用いた湿式ボールミルで3時間粉砕し、スラリーを得た。さらにこのスラリーを直径1mmのジルコニアを用いた湿式ビーズミルで4時間粉砕し、体積基準の50%粒子径(D50)が1.3μm仮焼フェライトスラリーを得た。
工程4(造粒工程)
上記仮焼フェライトスラリーに、100質量部に対し、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム1.0質量部、バインダーとしてポリビニルアルコール1.5質量部の割合で添加した後、スプレードライヤー(大川原化工機社製)で球状粒子に造粒、乾燥した。得られた造粒物に対して、粒度調整を行った後、ロータリー式電気炉を用いて700℃で2時間加熱し、分散剤やバインダー等の有機物を除去した。
工程5(焼成工程)
窒素雰囲気下(酸素濃度1.0体積%)で、室温から焼成温度(1100℃)になるまでの時間を2時間とし、温度1100℃で4時間保持し、焼成した。その後、8時間をかけて温度60℃まで降温し、窒素雰囲気から大気に戻し、温度40℃以下で取り出した。
工程6(選別工程)
凝集した粒子を解砕した後に、目開き150μmの篩で篩分して粗大粒子を除去、風力分級を行い微粉を除去し、さらに磁力選鉱により低磁力分を除去して多孔質磁性コアを得た。得られた多孔質磁性コアは、多孔質状で空孔を有していた。
工程7(充填工程)
多孔質磁性コア100質量部を混合撹拌機(ダルトン社製の万能撹拌機NDMV型)の撹拌容器内に入れ、表3に示す樹脂溶液1と酸触媒を磁性コア粒子1に滴下した。
滴下終了後2.5時間そのまま撹拌を続け、多孔質磁性コアの粒子内に樹脂溶液1から得られる樹脂組成物を充填し、充填磁性コア1を得た。充填量は、磁性コア100質量部対し、樹脂成分の固形分として4.0質量部となるように調整した。
得られた充填磁性コア1を回転可能な混合容器内に、スパイラル羽根を有する混合機(杉山重工業社製のドラムミキサーUD−AT型)に移し、窒素雰囲気下で、2℃/分の昇温速度で、撹拌機の設定温度150℃に昇温した。この温度で1.0時間加熱撹拌を行い、樹脂を硬化させ、さらに2.0時間、減圧しながら撹拌を続けた。
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、磁力選鉱機を用いて、非磁性物を取り除いた。さらに、振動篩にて粗大粒子を取り除き樹脂が充填された磁性キャリアコア1を得た。得られたキャリアコア1の物性を表2に示す。
<磁性キャリアコア2(フェライトコア粒子)の製造例>
工程1乃至4
磁性キャリアコア1で製造したものを使用した。
工程5(本焼成工程)
窒素雰囲気下(酸素濃度1.0体積%)で、室温から焼成温度(1200℃)になるまでの時間を2時間とし、温度1200℃で6時間保持し、焼成した。その後、8時間をかけて温度60℃まで降温し、窒素雰囲気から大気に戻し、温度40℃以下で取り出した。
工程6(選別工程)
凝集した粒子を解砕した後に、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、磁性キャリアコア2を得た。得られたキャリアコア2の物性を表2に示す。
<磁性キャリアコア3(磁性体分散型樹脂コア粒子)の製造例>
個数平均粒径0.30μmのマグネタイト粉と、個数平均粒径0.30μmのヘマタイト粉に対して、それぞれ4.0質量%のシラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン)を加え、容器内にて100℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を処理した。
・フェノール 10質量部
・ホルムアルデヒド溶液 6質量部
(ホルムアルデヒド40%、メタノール10%、水50%)
・処理したマグネタイト 84質量部
上記材料と、28%アンモニア水5質量部、水20質量部をフラスコに入れ、撹拌、混合しながら30分間で85℃まで昇温・保持し、3時間重合反応させて、生成するフェノール樹脂を硬化させた。その後、硬化したフェノール樹脂を30℃まで冷却し、さらに水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5mmHg以下)、180℃の温度で5時間乾燥して、磁性体が分散された状態の球状の磁性キャリアコア3を得た。得られたキャリアコア3の物性を表2に示す。
Figure 0006418992
<磁性キャリア1乃至26の製造例>
まず、表3に示す樹脂溶液2と、被覆樹脂成分の固形分として5.0質量部の表1に示す無機微粒子1を添加し、さらに溶媒成分を加えて被覆樹脂成分の固形分が5.0%になるように希釈したものを、湿式ビーズミルを用いて混合し、分散液を得た。
その後減圧下(1.5kPa)、温度60℃で維持されている遊星運動型混合機(ホソカワミクロン社製のナウタミキサVN型)に上記分散液を、100質量部の磁性キャリアコア1に対して、被覆樹脂成分の固形分が2.0質量部になるように投入した。投入方法は、まず1/2の量の分散液を投入し、20分間溶媒除去及び塗布操作を行い、その後残りの1/2の量の分散液を投入し、20分間溶媒除去及び塗布操作を行った。
その後被覆樹脂組成物で被覆された磁性キャリアを、回転可能な混合容器内にスパイラル羽根を有する混合機(杉山重工業社製のドラムミキサーUD−AT型)に移す。混合容器を1分間に10回転させて撹拌しながら、窒素雰囲気下に温度120℃で2時間熱処理した。得られた磁性キャリア1を、磁力選鉱により低磁力品を分別し、開口150μmの篩を通した後、風力分級器で分級した。体積分布基準の50%粒径(D50)39.5μmの磁性キャリア1を得た。得られた磁性キャリア1の各物性値を表4に示す。
更に、磁性キャリアコア1に変えて、表2に示す磁性キャリアコアを使用し、磁性キャリア1と同様の方法で樹脂溶液2と、表1に示す無機微粒子を、表1に示す添加量で混合し、同様の方法で被覆工程を行うことで、磁性キャリア2乃至26を得た。得られた磁性キャリア1乃至26の各物性値を表4に示す。
Figure 0006418992
Figure 0006418992
〔トナー1の製造例〕
・結着樹脂(ポリエステル樹脂;Tg58℃、酸価15mgKOH/g、水酸基価15mgKOH/g、ピーク分子量5800、数平均分子量3500、重量平均分子量85000) 100質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.0質量部
・3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.5質量部
・ノルマルパラフィンワックス(融点:78℃) 6.0質量部
上記の処方の材料を、ヘンシェルミキサー(FM−75J型、三井鉱山(株)製)でよく混合した後、温度130℃に設定した2軸混練機(PCM−30型、池貝鉄鋼(株)製)にて10kg/hのFeed量で混練(吐出時の混練物温度は約150℃)した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗砕した後、機械式粉砕機(T−250:ターボ工業(株)製)にて15kg/hrのFeed量で微粉砕した。そして、重量平均粒径が5.5μmの粒子を得た。
得られた粒子を回転式分級機(TTSP100、ホソカワミクロン(株)製)にて、微粉及び粗粉をカットする分級を行った。重量平均粒径が6.2μmのシアントナー粒子1を得た。
さらに、下記材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、日本コークス社製)に投入し、回転羽根の周速を35.0(m/sec)とし、混合時間3分で混合することにより、シアントナー粒子1の表面に、下記シリカと酸化チタンを付着させシアントナー1を得た。
・シアントナー粒子1 100質量部
・シリカ 3.5質量部
(ゾルゲル法で作製したシリカ微粒子にヘキサメチルジシラザン処理1.5質量%で表面処理した後、分級によって所望の粒度分布に調整した、一次粒子径110nmのもの。)
・酸化チタン 0.5質量部
(アナターゼ形の結晶性を有するメタチタン酸をオクチルシラン化合物で表面処理した、一次粒子径40nmのもの。)
<実施例1乃至19、比較例1乃至7>
91質量部の磁性キャリア1に対し、各色トナー1を9質量部加え、振とう機(YS−8D型:(株)ヤヨイ製)にて振とうし、各色の二成分系現像剤300gを調製した。振とう機の振幅条件は200rpm、2分間とした。
一方、10質量部の磁性キャリア1に対し、各色トナー1を90質量部加え、常温常湿23℃/50%RHの環境において、V型混合機により5分間混合し、各色の補給用現像剤を得た。
この二成分系現像剤および補給用現像剤を用いて以下の評価を行った。
画像形成装置として、キヤノン製カラー複写機imageRUNNER ADVANCE C9075 PRO改造機を用いた。
上記画像形成装置の各色現像器に、上記の各色の二成分系現像剤を入れ、各色補給用現像剤を入れた補給用現像剤容器を装置にセットした。
評価は、温度23℃/湿度5RH%(以下「N/L」)、温度30℃/湿度80RH%(以下「H/H」)の環境下で行った。N/L環境下における評価では、画像面積比率2%のFFH出力のチャートを用い、H/H環境下における評価では、画像面積比率50%のFFH出力のチャートを用いた。FFHとは、256階調を16進数で表示した値であり、00hが256階調の1階調目(白地部)であり、FFHが256階調の256階調目(ベタ部)である。
画像出力枚数は、各評価項目によって変更した。
条件:
紙 レーザービームプリンター用紙CS−814(81.4g/m2)(キヤノンマーケティングジャパン株式会社)
画像形成速度 A4サイズ、フルカラーで80(枚/min)で出力できるように改造した。
現像条件 現像コントラストを任意値で調整可能にし、本体による自動補正が作動しないように改造した。
各色とも、単色で画像が出力できるように改造した。
各評価項目を以下に示す。
(1)カブリ(評価U)
H/H環境で画像面積比率50%のFFH出力のチャートを400000枚出力後、画像比率100%の00H出力チャート(A4全面ベタ白画像)を10枚出力し、白地部分の白色度をリフレクトメーター(東京電色社製)により測定した。その白色度と転写紙の白色度の差からカブリ濃度(%)を算出し、10枚の中で最もカブリ濃度の高いものを評価した。評価Uの判定基準は次の通りである。
A(5点):0.5%未満(非常に良好)
B(4点):0.5%以上1.0%未満(良好)
C(3点):1.0%以上1.3%未満(やや良好)
D(2点):1.3%以上1.6%未満(普通)
E(1点):1.6%以上2.0%未満(カブリがやや目立つ)
F(0点):2.0%以上(カブリが目立つ)
なお高品位画像として使用可能レベルはA乃至Dである。結果を表5及び6に示す。
(2)画像濃度ムラ(評価V)
H/H環境で画像面積比率50%のFFH出力のチャートを400000枚出力後、「画像比率100%のFFH出力チャート(A4全面ベタ画像)を10枚出力した。
反射濃度は、分光濃度計500シリーズ(X−Rite社製)により画像濃度を測定し、判断した。
測定部位は、
画像の先端(先に印刷された方)から0.5cm位置、画像の左端(先に印刷された方を上側とする)から5.0cm、15.0cm、25.0cmの3点、
画像の先端から7.0cm位置、画像の左端から5.0cm、15.0cm、25.0cmの3点、
画像の先端から14.0cm位置、画像の左端から5.0cm、15.0cm、25.0cmの3点、
画像の先端から20.0cm位置、画像の左端から5.0cm、15.0cm、25.0cmの3点
の合計12点とし、最も高い画像濃度と最も低い画像濃度の差を求めた。また10枚のうち最も濃度差のあったものを評価結果とした。評価Vの判定基準は次の通りである。
A(5点):0.04未満(濃度ムラ無し)
B(4点):0.04以上0.08未満(目視では確認できない)
C(3点):0.08以上0.12未満(目視では確認し難い)
D(2点):0.12以上0.16未満(実使用上問題なし)
E(1点):0.16以上0.20未満(使用可能レベル)
F(0点):0.20以上(濃度ムラがやや目立つ)
なお高品位画像として使用可能レベルはA乃至Dである。結果を表5及び6に示す。
(3)濃度バラツキ
H/H環境で画像面積比率50%のFFH出力のチャートを400000枚出力した画像のうち、10000枚毎の画像のFFHベタ部の濃度を測定した。40枚の中で、最も高い画像濃度と最も低い画像濃度の差を求めた(評価W)。評価Wの判定基準は次の通りである。
A(10点):0.04未満(濃度バラツキ無し)
B(8点):0.04以上0.08未満(目視では確認できない)
C(6点):0.08以上0.12未満(目視では確認し難い)
D(4点):0.12以上0.16未満(実使用上問題なし)
E(2点):0.16以上0.20未満(使用可能レベル)
F(0点):0.20以上(濃度ムラがやや目立つ)
同様に、N/L環境で画像面積比率2%のFFH出力のチャートを400000枚出力した画像のうち、10000枚毎の画像のFFHベタ部の濃度を測定した。40枚の中で、最も高い画像濃度と最も低い画像濃度の差を求めた(評価X)。評価Xの判定基準は次の通りである。
A(5点):0.04未満(濃度バラツキ無し)
B(4点):0.04以上0.08未満(目視では確認できない)
C(3点):0.08以上0.12未満(目視では確認し難い)
D(2点):0.12以上0.16未満(実使用上問題なし)
E(1点):0.16以上0.20未満(使用可能レベル)
F(0点):0.20以上(濃度ムラがやや目立つ)
(4)放置前後の画像濃度差
H/H環境で画像面積比率50%のFFH出力のチャートを400000枚出力後、同じ環境において、24時間静置した後、50%のFFH出力のチャートを1枚出力した。
400000枚目の画像と、24時間静置した後の画像の濃度差を求めた(評価Y)。
評価Yの判定基準は以下の通りである。
A(5点):0.04未満(濃度差無し)
B(4点):0.04以上0.08未満(目視では確認し難い)
C(3点):0.08以上0.12未満(実使用上問題なし)
D(2点):0.12以上0.16未満(使用可能レベル)
E(1点):0.16以上0.20未満(濃度差がやや目立つ)
F(0点):0.20以上(濃度差が目立つ)
また、N/L環境で画像面積比率2%のFFH出力のチャートを400000枚出力後、本体を静置し、環境が24時間後にH/H環境になるよう、徐々に温度、湿度を変化させた。24時間後、2%のFFH出力のチャートを1枚出力した。
400000枚目の画像と、24時間静置した後の画像の濃度差を求めた(評価Z)。
A(10点):0.04未満(濃度差無し)
B(8点):0.04以上0.08未満(目視では確認し難い)
C(6点):0.08以上0.12未満(実使用上問題なし)
D(4点):0.12以上0.16未満(使用可能レベル)
E(2点):0.16以上0.20未満(濃度差がやや目立つ)
F(0点):0.20以上(濃度差が目立つ)
なお高品位画像として使用可能レベルはA乃至Dである。結果を表5及び6に示す。
(5)総合判定
上記評価項目(1)乃至(7)における評価ランクを数値化し合計値を以下の基準により判定を行った。
A:37以上40以下(非常に良好)
B:34以上36以下(良好)
C:30以上33以下(やや良好)
D:21以上29以下(高画質複写機として許容レベル)
E:17以上20以下(本発明において高品質の複写機として使用困難)
F:16以下(本発明において実使用上不可レベル)
結果を表6に示す。
実施例1では、いずれの評価においても、非常に良好な結果であった。
実施例2、3は無機微粒子の品種違いであるが、実施例1と同様に非常に良好な結果であった。
実施例4は、電気伝導率がやや高いためHHの濃度バラツキに若干の影響が見られた。
実施例5乃至7は、結晶化度がやや高く、電気伝導率がやや低いため、NL環境の濃度バラツキや、評価Zのような環境変化を伴う放置前後の濃度差に若干の影響が見られた。
実施例8、10、12は、本発明の無機微粒子の添加量が減るにつれて、放置後濃度差やNL環境での濃度バラツキに影響が出ていることがわかる。これは添加量が少ないと、本発明の無機微粒子の効果が小さくなることによる影響である。また、実施例9、11、13では、本発明の無機微粒子の添加量を増やしていくことで、HH環境での評価に影響が出ていることがわかる。これは添加量が多いと、帯電性にバラツキが生じやすくなっているためと考える。
以上から、本発明の磁性キャリアは、無機微粒子を適正量添加することで、優れた効果を発揮することがわかる。
実施例10、12、14では、磁性キャリアの電流値が小さくなるに従い、放置後濃度差やNL環境での濃度バラツキに影響が出ていることがわかる。また、実施例11、13、15では、磁性キャリアの電流値が高くなるに従い、HH環境の評価結果や、放置後の帯電維持性に若干の影響が生じることがわかる。
以上から、本発明の磁性キャリアは、電流値を適正にすることで、本発明に使用する無機微粒子の効果を最大限に発揮することができる。
実施例16では、電気伝導率が低いため、特にNL環境の濃度バラツキや、評価Zのような環境変化を伴う放置前後の濃度差に若干の影響が見られた。また実施例17では、電気伝導率が高いため、HH環境における評価結果に影響が見られた。
実施例18では、結晶化度が高く、評価Zのような環境変化を伴う放置前後の濃度差に影響が見られた。
実施例19では、無機微粒子の水分吸着性の影響でカブリや濃度ムラに影響が見られた。
しかし実施例1乃至19の評価は、総合判定で使用上問題無かった。
比較例1、2では、電気伝導率が小さ過ぎるため、NL環境の濃度バラツキ、放置後の画像濃度差に影響が出た。
比較例3では、電気伝導率が大き過ぎるため、HH環境での評価や放置後の画像濃度差に影響が出た。
比較例4、5では、結晶化度が大き過ぎるため、画像濃度のバラツキ、放置後の画像濃度差に影響が出た。
比較例6、7では、水分吸着率が高過ぎるため、HH環境での評価に大きく影響が出たが、特に比較例7は、全ての評価において厳しい結果となった。
Figure 0006418992
Figure 0006418992
1、1K、1Y、1C、1M:静電潜像担持体、2、2K、2Y、2C、2M:帯電器、3、3K、3Y、3C、3M:露光器、4、4K、4Y、4C、4M:現像器、5:現像容器、6、6K、6Y、6C、6M:現像剤担持体、7:マグネット、8:規制部材、9:中間転写体、10K、10Y、10C、10M:中間転写帯電器、11:転写帯電器、12:転写材(記録媒体)、13:定着器、14:中間転写体クリーナー、15、15K、15Y、15C、15M:クリーナー、16:前露光、17:円筒状容器、18:下部電極、19:支持台座、20:上部電極、21:磁性キャリア又はキャリアコア、22:エレクトロメーター、23:処理コンピュータ、d1:試料が無い時の間隙、d2:試料を充填した時の間隙

Claims (8)

  1. 磁性キャリアコア及び磁性キャリアコア表面に形成された樹脂被覆層を有する磁性キャリアであって、
    前記樹脂被覆層は、樹脂成分及び無機微粒子を有し、
    前記無機微粒子は、典型金属元素の酸化物、または典型金属元素の炭酸塩を有し、
    前記無機微粒子の、温度30℃湿度80%の環境下に、72時間放置した際の水分吸着量が25.0質量%以下であり、
    前記無機微粒子の電気伝導率が、2.0×10-9μS/m以上2.5×10-5μS/m以下、且つ前記無機微粒子の結晶化度が60%以下であることを特徴とする磁性キャリア。
  2. 前記磁性キャリアの500V印加時の電流値が、2.0μA以上100.0μA以下である請求項1に記載の磁性キャリア。
  3. 前記無機微粒子は、前記樹脂被覆層の樹脂成分を100質量部としたとき、1.0質量部以上10.0質量部以下である請求項1または2に記載の磁性キャリア。
  4. 前記無機微粒子は、MgO、Al23、ZnO、CaCO3、MgCO3、SrCO3から選ばれる、無機微粒子である請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁性キャリア。
  5. 前記無機微粒子はメカノケミカル処理されたものである請求項1〜4に記載の磁性キャリア。
  6. 磁性キャリアコア及び磁性キャリアコア表面に形成された樹脂被覆層を有する磁性キャリアの製造方法であって、
    前記樹脂被覆層は、樹脂成分及び無機微粒子を有し、
    前記無機微粒子は、典型金属元素の酸化物、または典型金属元素の炭酸塩を含有し、
    前記無機微粒子の、温度30℃湿度80%の環境下に、72時間放置した際の水分吸着量が25.0質量%以下であり、
    前記無機微粒子の電気伝導率が、2.0×10 -9 μS/m以上2.5×10 -5 μS/m以下、且つ前記無機微粒子の結晶化度が60%以下であり、
    前記製造方法は、
    (a)磁性キャリアコアを得る工程と、
    (b)結晶化度が90%以上であるMgO、Al 2 3 、ZnO、CaCO 3 、MgCO 3 及びSrCO 3 の群より選択される少なくとも一つの無機微粒子を得る工程と、
    (c)前記工程(b)で得られた無機微粒子にメカノケミカル処理を施し、結晶化度が60%以下の無機微粒子を形成する工程と、
    (d)樹脂成分及び前記工程(c)で得られた無機微粒子を含有する樹脂溶液を得る工程と、
    (e)前記樹脂溶液で前記磁性キャリアコアの表面を被覆し、前記樹脂被覆層を形成する工程と、を有する
    ことを特徴とする磁性キャリアの製造方法。
  7. 前記工程(c)は、前記工程(b)で得られた無機微粒子を、遊星型ボールミル又は振動ミルによって処理する工程を有する請求項6に記載の磁性キャリアの製造方法。
  8. 前記工程(c)は、更に、結晶化度が60%以下である無機微粒子を、シランカップリング剤で処理する工程を有する請求項6に記載の磁性キャリアの製造方法。
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DE (1) DE112016001186B4 (ja)
WO (1) WO2016147635A1 (ja)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6700909B2 (ja) 2015-03-31 2020-05-27 キヤノン株式会社 磁性キャリア
JP6403816B2 (ja) 2016-02-08 2018-10-10 キヤノン株式会社 磁性キャリア、二成分系現像剤、補給用現像剤、及び画像形成方法
JP6750849B2 (ja) 2016-04-28 2020-09-02 キヤノン株式会社 トナー及びトナーの製造方法
JP6921609B2 (ja) 2016-05-02 2021-08-18 キヤノン株式会社 トナーの製造方法
JP6815753B2 (ja) 2016-05-26 2021-01-20 キヤノン株式会社 トナー
US10036970B2 (en) 2016-06-08 2018-07-31 Canon Kabushiki Kaisha Magenta toner
JP6849409B2 (ja) 2016-11-25 2021-03-24 キヤノン株式会社 トナー
US10197936B2 (en) 2016-11-25 2019-02-05 Canon Kabushiki Kaisha Toner
US10409188B2 (en) 2017-02-10 2019-09-10 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic carrier, two-component developer, replenishing developer, and image forming method
JP6808538B2 (ja) 2017-02-28 2021-01-06 キヤノン株式会社 トナー
US10451985B2 (en) 2017-02-28 2019-10-22 Canon Kabushiki Kaisha Toner
JP6833570B2 (ja) 2017-03-10 2021-02-24 キヤノン株式会社 トナー
JP6900245B2 (ja) 2017-06-09 2021-07-07 キヤノン株式会社 トナー
JP6914741B2 (ja) 2017-06-16 2021-08-04 キヤノン株式会社 トナーおよび画像形成方法
JP6938345B2 (ja) 2017-11-17 2021-09-22 キヤノン株式会社 トナー
US10599060B2 (en) 2017-12-06 2020-03-24 Canon Kabushiki Kaisha Toner
JP7293010B2 (ja) 2018-08-08 2023-06-19 キヤノン株式会社 磁性キャリア、二成分系現像剤、補給用現像剤、及び画像形成方法
JP7293009B2 (ja) 2018-08-08 2023-06-19 キヤノン株式会社 磁性キャリア、二成分系現像剤、補給用現像剤、及び画像形成方法
JP7341781B2 (ja) 2018-08-23 2023-09-11 キヤノン株式会社 トナー及び画像形成方法
JP7171314B2 (ja) 2018-08-28 2022-11-15 キヤノン株式会社 トナー
JP7229701B2 (ja) 2018-08-28 2023-02-28 キヤノン株式会社 トナー
JP7130518B2 (ja) 2018-09-28 2022-09-05 キヤノン株式会社 磁性キャリア、二成分系現像剤、補給用現像剤、及び画像形成方法
US10955765B2 (en) 2018-11-22 2021-03-23 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic carrier and two-component developer
JP7433869B2 (ja) 2018-12-05 2024-02-20 キヤノン株式会社 トナー
US11249410B2 (en) 2018-12-12 2022-02-15 Canon Kabushiki Kaisha Toner
JP7350565B2 (ja) 2019-08-21 2023-09-26 キヤノン株式会社 トナー
WO2021070872A1 (ja) 2019-10-07 2021-04-15 キヤノン株式会社 トナー
JP2022147735A (ja) * 2021-03-23 2022-10-06 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512402A (en) 1993-05-20 1996-04-30 Canon Kabushiki Kaisha Carrier for electrophotography, two-component type developer, and image forming method
JP2992924B2 (ja) 1993-06-28 1999-12-20 キヤノン株式会社 カラートナー及びその製造方法
DE69517229T2 (de) 1994-02-10 2000-11-09 Canon Kk Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder
US5607806A (en) 1994-12-28 1997-03-04 Canon Kabushiki Kaisha Toner with organically treated alumina for developing electrostatic image
JPH08220811A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Konica Corp 画像形成方法
JP3154088B2 (ja) 1995-05-02 2001-04-09 キヤノン株式会社 静電荷像現像用トナー
US5705306A (en) * 1995-05-17 1998-01-06 Konica Corporation Toner for forming electrophotographic image and developers using the same
US5700617A (en) 1995-10-12 1997-12-23 Canon Kabushiki Kaisha Toner for developing electrostatic images and charge-controlling agent
US5851714A (en) 1996-04-02 1998-12-22 Canon Kabushiki Kaisha Toner for developing electrostatic image and fixing method
US6165663A (en) * 1996-04-08 2000-12-26 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic coated carrier two-component type developer and developing method
DE69725938T2 (de) 1996-08-02 2004-09-02 Canon K.K. Magentatoner, Herstellungsverfahren hierfür und Farbbilderzeugungsverfahren hiermit
EP0843224B1 (en) 1996-11-19 2002-04-03 Canon Kabushiki Kaisha Toner for developing electrostatic image
EP0862090B1 (en) 1997-02-28 2001-05-30 Canon Kabushiki Kaisha Yellow toner for developing electrostatic images
CN1144097C (zh) 1997-06-18 2004-03-31 佳能株式会社 色调剂、双组分显影剂和成像方法
EP0924572B1 (en) 1997-12-18 2004-03-17 Canon Kabushiki Kaisha Color toner and image forming method
IL123794A (en) 1998-03-23 2000-11-21 Hanita Metal Works Ltd Milling cutter
JP3652161B2 (ja) 1998-04-30 2005-05-25 キヤノン株式会社 トナー
JP2000098666A (ja) 1998-09-25 2000-04-07 Fuji Xerox Co Ltd 静電潜像現像用被覆キャリア、静電潜像現像剤および画像形成方法
US6326114B1 (en) 1999-04-14 2001-12-04 Canon Kabushiki Kaisha Toner, and process for producing a toner
JP4323684B2 (ja) 1999-06-30 2009-09-02 キヤノン株式会社 磁性体分散型樹脂キャリアの製造方法
JP4006911B2 (ja) 2000-01-11 2007-11-14 コニカミノルタホールディングス株式会社 静電潜像現像用キャリアと現像剤及び其れを用いた画像形成方法
ES2236094T3 (es) 2000-07-10 2005-07-16 Canon Kabushiki Kaisha Toner.
US6586147B2 (en) 2000-07-10 2003-07-01 Canon Kabushiki Kaisha Toner and full-color image forming method
JP4387613B2 (ja) 2000-07-10 2009-12-16 キヤノン株式会社 マゼンタトナー
US6808852B2 (en) 2001-09-06 2004-10-26 Canon Kabushiki Kaisha Toner and heat-fixing method
US20030137675A1 (en) 2001-12-28 2003-07-24 Hironori Minagawa Developing recovery container
EP1760536A3 (en) 2001-12-28 2007-03-14 Canon Kabushiki Kaisha Image-forming method having at least two speed modes
US6929894B2 (en) 2002-07-10 2005-08-16 Canon Kabushiki Kaisha Toner and fixing method
EP1388762B1 (en) 2002-07-30 2006-05-03 Canon Kabushiki Kaisha Black toner
EP1424604B1 (en) 2002-11-29 2006-06-14 Canon Kabushiki Kaisha Toner
JP4290015B2 (ja) 2003-01-10 2009-07-01 キヤノン株式会社 カラートナー及び画像形成装置
JP3992233B2 (ja) 2003-01-31 2007-10-17 株式会社リコー 電子写真用キャリア、現像剤及び画像形成装置
EP1455237B1 (en) 2003-03-07 2011-05-25 Canon Kabushiki Kaisha Toner and two-component developer
JP4289980B2 (ja) 2003-03-07 2009-07-01 キヤノン株式会社 トナー及び画像形成方法
JP4289981B2 (ja) 2003-07-14 2009-07-01 キヤノン株式会社 トナー及び画像形成方法
US7297455B2 (en) 2003-07-30 2007-11-20 Canon Kabushiki Kaisha Toner, and image forming method
CN1595302B (zh) 2003-09-12 2011-12-07 佳能株式会社 彩色调色剂
EP1530101A1 (en) 2003-11-07 2005-05-11 Canon Kabushiki Kaisha Yellow toner, image forming apparatus and a method for producing a toner
US7459254B2 (en) * 2003-11-20 2008-12-02 Panasonic Corporation Toner and two-component developer
US7279262B2 (en) 2003-11-20 2007-10-09 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic carrier and two-component developer
JP4176029B2 (ja) * 2004-02-17 2008-11-05 株式会社リコー 電子写真用キャリア、現像剤、画像形成方法、収納容器、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
US7396629B2 (en) 2004-04-26 2008-07-08 Canon Kabushiki Kaisha Image forming method and image forming apparatus
WO2005106598A1 (ja) 2004-04-28 2005-11-10 Canon Kabushiki Kaisha トナー
JP2006267297A (ja) 2005-03-22 2006-10-05 Fuji Xerox Co Ltd 静電潜像現像用キャリア、静電潜像現像用現像剤、及び画像形成方法
JP4561819B2 (ja) 2007-12-18 2010-10-13 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 ハイブリッド現像用現像剤、ハイブリッド現像装置および画像形成装置
JP2011191612A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Konica Minolta Business Technologies Inc 二成分現像剤
JP2012066990A (ja) * 2010-08-25 2012-04-05 Fuji Xerox Co Ltd スズ−亜鉛複合酸化物粉体、スズ−亜鉛複合酸化物粉体の製造方法、電子写真用キャリアおよび電子写真用現像剤
JP5678713B2 (ja) * 2011-02-18 2015-03-04 富士ゼロックス株式会社 二成分現像剤用キャリア、二成分現像剤、画像形成方法、及び、画像形成装置
US9075328B2 (en) 2011-02-21 2015-07-07 Canon Kabushiki Kaisha Heat treatment apparatus and method for manufacturing toner
US9046800B2 (en) 2011-05-12 2015-06-02 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic carrier
US9665021B2 (en) 2011-06-13 2017-05-30 Canon Kabushiki Kaisha Heat treating apparatus for powder particles and method of producing toner
US20140137428A1 (en) 2011-06-13 2014-05-22 Canon Kabushiki Kaisha Heat treatment apparatus and method of obtaining toner
CN103620504B (zh) 2011-06-13 2016-08-17 佳能株式会社 粉末颗粒的热处理设备和调色剂的生产方法
KR101618659B1 (ko) 2011-06-13 2016-05-09 캐논 가부시끼가이샤 분체 입자용 열처리 장치 및 토너의 제조 방법
JP6320147B2 (ja) * 2013-05-30 2018-05-09 キヤノン株式会社 磁性キャリア、二成分系現像剤、補給用現像剤、及び画像形成方法
US9158217B2 (en) 2013-06-26 2015-10-13 Canon Kabushiki Kaisha Toner
US9703216B2 (en) 2013-07-12 2017-07-11 Canon Kabushiki Kaisha Toner using small-particle size magnetic iron oxide
JP2015050474A (ja) 2013-08-29 2015-03-16 和良 磯田 通信及びプログラムの実行を分散処理する方法及びシステム並びにそれに使用する装置及びプログラム
JP6470588B2 (ja) 2014-02-27 2019-02-13 キヤノン株式会社 磁性キャリアおよび二成分系現像剤
JP6487730B2 (ja) 2014-03-20 2019-03-20 キヤノン株式会社 トナーおよび二成分現像剤
JP6624805B2 (ja) 2014-04-24 2019-12-25 キヤノン株式会社 磁性トナー
JP6632249B2 (ja) 2014-08-26 2020-01-22 キヤノン株式会社 磁性キャリア及び二成分系現像剤

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Publication number Publication date
US20160306301A1 (en) 2016-10-20
DE112016001186T5 (de) 2017-11-30
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US9958809B2 (en) 2018-05-01

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