JP6916727B2 - キャリア芯材 - Google Patents

キャリア芯材 Download PDF

Info

Publication number
JP6916727B2
JP6916727B2 JP2017247261A JP2017247261A JP6916727B2 JP 6916727 B2 JP6916727 B2 JP 6916727B2 JP 2017247261 A JP2017247261 A JP 2017247261A JP 2017247261 A JP2017247261 A JP 2017247261A JP 6916727 B2 JP6916727 B2 JP 6916727B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core material
carrier
carrier core
surface treatment
treatment agent
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
JP2017247261A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019023715A (ja
Inventor
佐々木 信也
信也 佐々木
勇人 鎌井
勇人 鎌井
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.)
Dowa IP Creation Co Ltd
Original Assignee
Dowa IP Creation 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 Dowa IP Creation Co Ltd filed Critical Dowa IP Creation Co Ltd
Publication of JP2019023715A publication Critical patent/JP2019023715A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6916727B2 publication Critical patent/JP6916727B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、キャリア芯材などに関し、より詳細にはフェライト粒子からなるキャリア芯材などに関するものである。
例えば、電子写真方式を用いたファクシミリやプリンター、複写機などの画像形成装置では、感光体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化し、この可視像を用紙等に転写した後、加熱・加圧して定着させている。高画質化やカラー化の観点から、現像剤としては、キャリアとトナーとを含むいわゆる二成分現像剤が広く使用されている。
二成分現像剤を用いた現像方式では、キャリアとトナーとを現像装置内で撹拌混合し、摩擦によってトナーを所定量まで帯電させる。そして、回転する現像ローラに現像剤を供給し、現像ローラ上で磁気ブラシを形成させて、磁気ブラシを介して感光体へトナーを電気的に移動させて感光体上の静電潜像を可視像化する。トナー移動後のキャリアは現像ローラ上から剥離され、現像装置内で再びトナーと混合される。このため、キャリアの特性として、磁気ブラシを形成する磁気特性と、所望の電荷をトナーに付与する帯電特性および繰り返し使用における耐久性が要求される。
このようなキャリアとして、マグネタイトや各種フェライト等の磁性粒子の表面を樹脂で被覆したものが一般に用いられている。キャリア芯材としての磁性粒子には、良好な磁気的特性と共に、トナーに対する良好な摩擦帯電特性が要求される。このような特性を満たすキャリア芯材として種々の形状のものが提案されている。
例えば、特許文献1では、Srを含有し、特定の形状を有し、粒子表面や空孔内表面に非磁性微粒子が付着した電子写真現像用フェライトキャリア芯材が提案されている。また特許文献2には、表面に凹凸及び細孔を有し、水銀圧入法によって得られる浸入細孔容積値と浸出細孔容積値との比が所定範囲であるキャリア芯材が提案されている。
特開2013−137456号公報 特開2011−8199号公報
しかしながら、キャリア芯材の表面を樹脂で被覆したキャリアをトナーと混合して二成分現像剤とした場合、高速画像形成装置において、現像ローラ1周分は正常な画像濃度であるにもかかわらず、2周目以降は画像濃度が薄くなる現象(以下、「ゴースト現象」)が生じることがあった。
そこで、本発明の目的は、高速の画像形成装置に用いた場合であってもゴースト現象が生じにくく、しかもキャリア飛散や長期使用によるトナーへの帯電付与性の低下が起こりにくいキャリア芯材を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、長期間の使用においても安定して良好な画質画像を形成することができる電子写真現像剤用キャリア及び電子写真現像剤を提供することである。
前記目的を達成する本発明に係るキャリア芯材は、フェライト粒子からなるキャリア芯材であって、前記フェライト粒子の粒子本体の表面が表面処理剤で被覆されており、前記フェライト粒子の粒子本体の最大高さRzが1.3μm以上3.0μm以下であり、前記表面処理剤が炭素数10個以上22個以下で官能基(ただし、シラノール基及びアルコキシシリル基を除く。)を有する脂肪族化合物であることを特徴とする。
前記構成のキャリア芯材において、前記官能基がカルボキシル基、アミノ基及びリン酸基の少なくとも1つであるのが好ましい。
前記構成のキャリア芯材において、ブリッジ抵抗測定法による電圧100V印加時の比抵抗が1.5×10Ωcm以下であるのが好ましい。
また前記構成のキャリア芯材において、ブリッジ抵抗測定法による電圧1000V印加時の比抵抗に対する電圧100V印加時の比抵抗が1倍以上10倍以下であるのが好ましい。
なお、本明細書においてブリッジ抵抗測定法によるキャリア芯材の比抵抗とは次のようにして測定したものである。電極として表面を電解研磨した板厚2mmの真鍮板2枚を電極間距離が2mmとなるように配置し、2枚の電極板の間の空隙にキャリア芯材200mgを装入した後、それぞれの電極板の背後に断面積240mmの磁石を配置して電極間にキャリア芯材のブリッジを形成させた状態で電極間に100V、1000Vの直流電圧を印加し、キャリア芯材を流れる電流値を4端子法により測定する。測定した電流値と、電極間距離2mmおよび断面積240mmからキャリア芯材の比抵抗を算出する。
また前記構成のキャリア芯材において、炭素含有量が0.0025質量%以上0.0120質量%以下であるのが好ましい。
本発明によれば、前記のいずれかに記載のキャリア芯材の表面が樹脂で被覆されていることを特徴とする電子写真現像用キャリアが提供される。
前記構成の電子写真現像用キャリアにおいて、前記樹脂が(メタ)アクリル樹脂又は(メタ)アクリル/スチレン混合樹脂であるのが好ましい。なお、本明細書において「(メタ)アクリル樹脂」とはメタクリル樹脂とアクリル樹脂の総称を意味する。
そしてまた本発明によれば、前記の電子写真現像用キャリアとトナーとを含む電子写真用現像剤が提供される。
本発明のキャリア芯材によれば、高速の画像形成装置に用いた場合であってもゴースト現象が生じにくく、しかもキャリア飛散及び長期使用によるトナーへの帯電付与性の低下が起こりにくい。
また本発明の電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤によれば、長期間の使用においても安定して良好な画質画像を形成することができる。
印加電圧によるキャリア芯材の比抵抗の変化を示す図である。 本発明に係る電子写真用現像剤を用いた現像装置の一例を示す概説図である。 キャリアの動的抵抗率を測定する装置の概説図である。
本発明者らは、高速の画像形成装置に用いた場合であっても前述のゴースト現象が生じないキャリア芯材を得るため鋭意検討を重ねた結果、ゴースト現象は、感光体にトナーが移動した後(現像後)に現像ローラ上に残っているキャリアの有する電荷(カウンターチャージ)によって引き起こされていることを突き止めた。
すなわち、ゴースト現象は、現像後のキャリアは、現像ローラから剥離され現像装置内で再びトナーと混合される必要があるところ、キャリアにカウンターチャージが発生することでキャリアと現像ローラとの間に鏡像力が生じ、現像ローラからのキャリアの剥離が難しくなり、トナー濃度の低下した現像剤が再び現像領域に搬送されて起こることがわかった。
そこで、このキャリアのカウンターチャージを低減するために、キャリア芯材を凹凸形状として樹脂被覆後であってもキャリア芯材の一部が露出しているようにし、現像ローラ上にキャリアが連なって磁気ブラシを形成した際に、キャリア芯材の露出部分が繋がるようにしてカウンターチャージが現像ローラに流れるようにすればよいとの着想をまず得た。
ところが、キャリア芯材の凹凸を大きくし過ぎるとキャリアの流動性が低下し、トナーとの混合が円滑に行われないことがある。したがって、キャリア芯材の凹凸はキャリアの流動性が低下し過ぎないように所定範囲に収める必要がある。一方、キャリア芯材の凹凸が小さいと、被覆樹脂によってキャリア芯材の全体が覆われて露出部分が少なくなり、キャリア芯材に溜まったカウンターチャージを放出しにくくなることがある。
そこで本発明では、フェライト粒子本体表面を被覆する表面処理剤について鋭意検討を行い、キャリア芯材を構成するフェライト粒子の粒子本体表面の凹凸を所定範囲に抑えると同時に、フェライト粒子本体表面を特定の表面処理剤で被覆して、被覆樹脂が粒子本体表面の凹部に集まるように誘導することとした。これにより、粒子本体表面の凸部が被覆樹脂で覆われずに露出するようになる。
本発明に係るキャリア芯材の大きな特徴の一つは、フェライト粒子の最大高さRzが1.3μm以上3.0μm以下である点にある。フェライト粒子本体の最大高さRzがこの範囲であると、キャリアの流動性が損なわれることがなく、しかも後述の表面処理剤による処理と相まって、樹脂被覆されたキャリアの表面にキャリア芯材の一部が露出してキャリア芯材に溜まったカウンターチャージが効果的に外部に放出される。これによりゴースト現象が抑制される。より好ましい最大高さRzの範囲は2.2μm以上2.7μm以下の範囲である。
フェライト粒子の粒子本体表面の凹凸形状は、Srや塩素の含有量及び製造工程における焼結条件などを調整することによって制御できる。詳細は後述する。
また本発明に係るキャリア芯材のもう一つの大きな特徴は、フェライト粒子の粒子本体表面が特定の表面処理剤で被覆されていることにある。そして表面処理剤として炭素数が10個以上22個以下で官能基(ただし、シラノール基及びアルコキシシリル基を除く。)を有する脂肪族化合物を使用していることが大きな特徴である。これまでキャリア芯材の表面処理剤としてはシランカップリング剤などが使用されていた。図1に、縦軸をキャリア芯材の比抵抗(Ωcm)とし、横軸を印加電圧(V)として、キャリア芯材の比抵抗の印加電圧による変化を示す。シランカップリング剤で表面処理したキャリア芯材は、表面処理前に比べて印加電圧が500V以上では比抵抗に大きな差はなかったが、印加電圧が100Vといった低電圧側で表面処理前に比べて比抵抗が大きくなった。低電圧側であってもキャリア芯材の比抵抗が高くなると、キャリア芯材に溜まったカウンターチャージを放出しにくくなりゴースト現象が生じやすくなる。
一方、オレイン酸(炭素数18個でカルボキシル基を有する脂肪族化合物(脂肪酸))で表面処理したキャリア芯材は印加電圧100V〜1000Vの範囲において表面処理前後で比抵抗に大きな差はなかった。これによりオレイン酸で表面処理したキャリア芯材では、キャリア芯材に溜まったカウンターチャージは効果的に外部に放出されゴースト現象が抑制された。本発明者等はかかる実験結果に基づき表面処理剤についてさらに検討を重ね、炭素数が10個以上22個以下で官能基(ただし、シラノール基及びアルコキシシリル基を除く。)を有する脂肪族化合物を用いれば、表面処理の前後でキャリア芯材の比抵抗は大きくは変わらないとの知見を得た。なお、本明細書において「〜」はその前後の数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
本発明で使用する炭素数が10個以上22個以下で官能基(ただし、シラノール基及びアルコキシシリル基を除く。)を有する脂肪族化合物は飽和及び不飽和のいずれであっても構わない。このような脂肪族化合物としては、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸などの脂肪酸、ステアリルアミン、ドデシルりん酸などが挙げられる。
フェライト粒子の粒子本体を表面処理剤で処理する場合に、後述するように、粒子本体と表面処理剤溶液とを混合撹拌し、その後に加熱処理して溶媒を蒸発させて粒子本体表面を表面処理剤で被覆するのが望ましい。前述のように粒子本体の表面には凹凸が形成されているので、粒子本体と表面処理剤溶液との混合撹拌の際に、表面処理剤溶液は粒子本体表面の凸部よりも凹部に多く集まりやすい。
加えて、本発明では、表面処理剤の被覆樹脂との結合力が、シランカップリング剤などの従来使用されていた表面処理剤と比べて弱いため、フェライト粒子に付着した被覆樹脂が剥がれたり移動したりしやすく、フェライト粒子の表面に被覆樹脂の付着量の少ない部分やフェライト粒子の露出した部分が生じやすくなる。
このように、本発明のキャリア芯材では、表面処理剤はフェライト粒子の粒子本体の凹部に多く存在するため、キャリア芯材を樹脂被覆処理すると、表面処理剤が多く存在する凹部に被覆樹脂は引き寄せられる。また、表面処理剤の被覆樹脂との結合力は、シランカップリング剤などの従来の表面処理剤よりも弱いため、フェライト粒子と被覆樹脂とを撹拌混合すると、フェライト粒子同士の衝突や摩擦によって、フェライト粒子の凸部に付着していた被覆樹脂もフェライト粒子表面から剥がれ凹部へ移動するようになる。この結果、樹脂被覆処理したキャリア芯材の凸部に被覆樹脂の付着量の少ない部分やキャリア芯材の露出部分が多く生じるようになる。
なお、フェライト粒子の粒子本体表面の表面処理剤の検出は、従来公知の検出方法を用いることができ、例えば核磁気共鳴(NMR)分光法、質量分析法(MS)、赤外分光法(IR)などを用いることができる。また、SEM写真及びEDS元素マッピングからフェライト粒子の粒子本体表面の表面処理剤を検出することもできる。
また表面処理剤の使用量は、その指標となる炭素含有量でキャリア芯材に対して0.0025質量%以上0.0120質量%以下であるのが好ましい。なお、炭素含有量の測定方法については後述する。
本発明に係るキャリア芯材のブリッジ抵抗測定法による電圧100V印加時の比抵抗は1.5×10Ωcm以下であるのが好ましい。また、ブリッジ抵抗測定法による電圧1000V印加時の比抵抗に対する電圧100V印加時の比抵抗は1倍以上10倍以下であるのが好ましい。キャリア芯材の比抵抗がこのような範囲であると、キャリア芯材に溜まったカウンターチャージが効果的に外部に放出されゴースト現象が効果的に抑制される。
本発明におけるフェライト粒子の粒子本体の組成に特に限定はなく、例えば、一般式MFe3−X(但し、MはMg,Mn,Cu,Zn,Niなどの金属,0<X<1)で表される組成の粒子が挙げられる。Sr、Ti,Caも含まれていてもよい。これらの中でもSrを含有するMnフェライト粒子及びSrを含有するMnMgフェライト粒子が好適に使用される。Srが含有されることによって、焼成工程においてSrフェライトが一部生成され、マグネトプランバイト型の結晶構造が形成されてフェライト粒子表面の凹凸形状が促進されやすくなる。
本発明のキャリア芯材の粒径に特に限定はないが、体積平均粒子径で20μm〜60μmの範囲が好ましく、粒度分布はシャープであるのが好ましい。
次に、本発明のキャリア芯材を構成するフェライト粒子の製造方法について説明する。フェライト粒子の製造方法に特に限定はないが、以下に説明する製造方法が好適である。
まず、Fe成分原料、M成分原料を秤量し、原料混合粉を作製する。なお、MはMg、Mn、Ca、Cu、Zn、Ni等の2価の金属元素から選ばれる少なくとも1種の金属元素である。また、必要によりSr成分原料やTi成分原料を添加する。Fe成分原料としては、Fe等が好適に使用される。M成分原料としては、Mn成分原料であればMnCO、Mn等が使用でき、Mg成分原料であればMgO、Mg(OH)、MgCOが好適に使用できる。また、Ca成分原料としては、CaO、Ca(OH)、CaCO等から選択される少なくとも1種の化合物が好適に使用される。また、Sr成分を添加する場合には、SrCO、Sr(NOなどが好適に使用される。Ti成分原料としてはTiOが好適に使用される。
そしてまた、フェライト粒子の表面に形成される凹凸形状を本発明で規定する形状とするにはSrに加えてさらに塩素成分を添加するのがよい。これにより本発明で規定する凹凸形状が形成されやすくなる。Srと塩素とを添加することによって本発明で規定する凹凸形状が形成されやすくなる機構は、未だ十分には解明されていないが、後述の造粒工程において塩素とSrとの化合物、例えばSrClOHが生成され、この化合物を含む造粒物が後述の焼成工程において、フェライト粒子の結晶成長に影響を与えて所望の凹凸形状が形成されやすくなるのではないかと推測される。塩素成分原料としてはHClやFeClなどが挙げられる。塩素の添加量としてはフェライトを構成するFe元素に対して0.05mol%以上1.0mol%以下が好ましい。
一般に、Fe原料として用いられるFeの工業製品用グレードは不純物として塩素分を数十〜数百ppm含有している。本発明において用いたFeは300ppm以下の塩素分を含んでいる。塩素成分の添加を行わずに造粒物を作製した場合、造粒物中に含まれる塩素分は0.02mol%以下である。
次いで、作製した原料混合粉を仮焼成する。仮焼成の温度としては750℃〜900℃の範囲が好ましい。750℃以上であれば、仮焼による一部フェライト化が進み、焼成時のガス発生量が少なく、固体間反応が十分に進むため好ましい。一方、900℃以下であれば、仮焼による焼結が弱く、後のスラリー粉砕工程で原料を十分に粉砕できるので好ましい。また、仮焼成時の雰囲気としては大気雰囲気が好ましい。
そして、仮焼成した原料を解粒して分散媒中に投入しスラリーを作製する。なお、仮焼成することなく原料混合粉を分散媒中に投入しスラリーを作製してもよい。本発明で使用する分散媒としては水が好適である。分散媒には、前記仮焼成原料の他、必要によりバインダー、分散剤等を配合してもよい。バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコールが好適に使用できる。バインダーの配合量としてはスラリー中の濃度が0.5質量%〜2質量%程度とするのが好ましい。また、分散剤としては、例えば、ポリカルボン酸アンモニウム等が好適に使用できる。分散剤の配合量としてはスラリー中の濃度が0.5質量%〜2質量%程度とするのが好ましい。その他、潤滑剤や焼結促進剤等を配合してもよい。スラリーの固形分濃度は50質量%〜90質量%の範囲が望ましい。より好ましくは60質量%〜80質量%である。
次に、以上のようにして作製されたスラリーを湿式粉砕する。例えば、ボールミルや振動ミルを用いて所定時間湿式粉砕する。粉砕後の原材料の平均粒径は10μm以下が好ましく、より好ましくは5μm以下である。振動ミルやボールミルには、所定粒径のメディアを内在させるのがよい。メディアの材質としては、鉄系のクロム鋼や酸化物系のジルコニア、チタニア、アルミナなどが挙げられる。粉砕工程の形態としては連続式及び回分式のいずれであってもよい。粉砕物の粒径は、粉砕時間や回転速度、使用するメディアの材質・粒径などによって調整される。
そして、粉砕されたスラリーを噴霧乾燥させて造粒する。具体的には、スプレードライヤーなどの噴霧乾燥機にスラリーを導入し、雰囲気中へ噴霧することによって球状に造粒する。噴霧乾燥時の雰囲気温度は100℃〜300℃の範囲が好ましい。これにより、粒径10μm〜200μmの球状の造粒物が得られる。なお、得られた造粒物は、振動篩等を用いて、粗大粒子や微粉を除去し粒度分布をシャープなものとするのが望ましい。
次に、造粒物を所定温度に加熱した炉に投入して、フェライト粒子を合成するための一般的な手法で焼成することにより、フェライト粒子を生成させる。焼成温度としては1100℃以上1300℃以下の範囲が好ましい。焼成温度が1100℃より低い温度であると、フェライト化反応が起こりにくくなるとともに焼結も進みにくくなり、Srフェライトが析出せず粒子の凹凸化が促進しないおそれがある。また、焼成温度が1300℃を超えると、過剰焼結による過大グレインが発生するおそれがある。前記焼成温度に至るまでの昇温速度としては200℃/h〜500℃/hの範囲が好ましい。
ここで、焼成工程における酸素濃度を昇温及び焼結時は高くして、冷却時は焼結時と比べて低くすることが推奨される。焼成工程における昇温及び焼結時の酸素濃度を高くすることによって、Srフェライトの析出を促進させて粒子の凹凸化を図る。具体的には、酸素濃度を5000ppm〜15000ppmの範囲とする。また、冷却時は酸素濃度を焼結時と比べて低くすることによって、フェライト相の酸化や焼結段階で一旦分解したSrフェライトの再析出の抑制を図ってもよい。具体的には酸素濃度を8000ppm未満の範囲とする。これにより、粒子の凹凸化が図れると同時にフェライト相の酸化による磁力の低下やSrフェライトの析出に起因する残留磁化の上昇の抑制が図れる。
このようにして得られたフェライト粒子を必要により解粒する。具体的には、例えば、ハンマーミル等によって焼成物を解粒する。解粒工程の形態としては連続式及び回分式のいずれであってもよい。そして、必要により、粒径を所定範囲に揃えるため分級を行ってもよい。分級方法としては、風力分級や篩分級など従来公知の方法を用いることができる。また、風力分級機で1次分級した後、振動篩や超音波篩で粒径を所定範囲に揃えるようにしてもよい。さらに、分級工程後に、磁場選鉱機によって非磁性粒子を除去するようにしてもよい。フェライト粒子の体積平均粒子径としては20μm〜60μmの範囲が好ましい。
その後、必要に応じて、分級後のフェライト粒子を酸化性雰囲気中で加熱して、粒子表面に酸化被膜を形成してフェライト粒子の高抵抗化を図ってもよい(高抵抗化処理)。酸化性雰囲気としては大気雰囲気又は酸素と窒素の混合雰囲気のいずれでもよい。また、加熱温度は、200〜800℃の範囲が好ましく、250〜600℃の範囲がさらに好ましい。加熱時間は0.5時間〜5時間の範囲が好ましい。
次に、作製したフェライト粒子の粒子本体表面を表面処理剤で処理する。表面処理剤としては炭素数10個以上22個以下で官能基(ただし、シラノール基及びアルコキシシリル基を除く。)を有する脂肪族化合物を使用する。官能基はカルボキシル基、アミノ基及びリン酸基の少なくとも1つであるのが好ましい。本発明で表面処理剤として好適に使用される脂肪族化合物は、具体的には、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、デカン酸といった脂肪酸の他、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウムといった脂肪酸のナトリウム塩、カリウム塩である石鹸や、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムといった脂肪酸とナトリウム、カリウム以外の金属塩である金属石鹸、ステアリルアミン、オレイルアミン、パルミチルアミン、ミリスチルアミン、デシルアミンといったアミン、ステアリルりん酸、ドデシルりん酸などが用いられる。これらの中でも、不純物等の観点から脂肪酸、ステアリルアミン、ドデシルりん酸の少なくとも1つを用いるのが特に好ましい。
表面処理方法としては、乾式処理法及び湿式処理法を用いることができるが、樹脂被覆後にフェライト粒子の一部を確実に露出させる観点からは湿式処理法が望ましい。湿式処理法では、まず、表面処理剤を水又はアルコール水溶液に添加し表面処理剤水溶液を作製する。フェライト粒子を撹拌機に仕込み撹拌し、撹拌されているフェライト粒子に対して表面処理剤水溶液を滴下又はスプレー噴霧する。次いで、撹拌を続けながら昇温してアルコールを揮発させる。その後、撹拌機からフェライト粒子を取り出し、乾燥機によって乾燥する。乾燥後、フェライト粒子によっては凝集するので必要により解粒処理する。
以上のようにして作製したフェライト粒子を本発明のキャリア芯材として用いる。そして、所望の帯電性等を得るために、キャリア芯材の外周を樹脂で被覆して電子写真現像用キャリアとする。
キャリア芯材の表面を被覆する樹脂としては、従来公知のものが使用でき、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリ塩化ビニリデン、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、ポリスチレン、(メタ)アクリル系樹脂、(メタ)アクリル/スチレン混合樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、並びにポリ塩化ビニル系やポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系等の熱可塑性エストラマー、フッ素シリコーン系樹脂などが挙げられる。なお、本発明におけるキャリア芯材表面への密着性の点で(メタ)アクリル系樹脂、(メタ)アクリル/スチレン混合樹脂が特に好ましい。
キャリア芯材への樹脂の被覆方法としては、例えばスプレードライ法や流動床法あるいは流動床を用いたスプレードライ法、浸漬法、乾式コート法等を用いることができる。なお、本発明にかかるキャリア芯材を被覆する場合は、乾式コート法が特に好ましい。
キャリアの粒子径は、一般に、体積平均粒子径で10μm〜200μmの範囲、特に20μm〜60μmの範囲が好ましい。
本発明に係る電子写真用現像剤は、以上のようにして作製したキャリアとトナーとを混合してなる。キャリアとトナーとの混合比に特に限定はなく、使用する現像装置の現像条件などから適宜決定すればよい。一般に現像剤中のトナー濃度は1質量%〜15質量%の範囲が好ましい。トナー濃度が1質量%未満の場合、画像濃度が薄くなりすぎ、他方トナー濃度が15質量%を超える場合、現像装置内でトナー飛散が発生し機内汚れや転写紙などの背景部分にトナーが付着する不具合が生じるおそれがあるからである。より好ましいトナー濃度は3質量%〜10質量%の範囲である。
トナーとしては、重合法、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法など従来公知の方法で製造したものが使用できる。具体的には、熱可塑性樹脂を主成分とする結着樹脂中に、着色剤、離型剤、帯電制御剤等を含有させたものが好適に使用できる。
トナーの粒径は、一般に、コールターカウンターによる体積平均粒子径で5μm〜15μmの範囲が好ましく、7μm〜12μmの範囲がより好ましい。
トナー表面には、必要により、改質剤を添加してもよい。改質剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。これらの1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。
キャリアとトナーとの混合は、従来公知の混合装置を用いることができる。例えばヘンシェルミキサー、V型混合機、タンブラーミキサー、ハイブリタイザー等を用いることができる。
本発明の現像剤を用いた現像方法に特に限定はないが、磁気ブラシ現像法が好適である。図2に、磁気ブラシ現像を行う現像装置の一例を示す概説図を示す。図2に示す現像装置は、複数の磁極を内蔵した回転自在の現像ローラ3と、現像部へ搬送される現像ローラ3上の現像剤量を規制する規制ブレード6と、水平方向に平行に配置され、互いに逆向きに現像剤を撹拌搬送する2本のスクリュー1,2と、2本のスクリュー1,2の間に形成され、両スクリューの両端部において、一方のスクリューから他方のスクリューに現像剤の移動を可能とし、両端部以外での現像剤の移動を防ぐ仕切板4とを備える。
2本のスクリュー1,2は、螺旋状の羽根13,23が同じ傾斜角で軸部11,21に形成されたものであって、不図示の駆動機構によって同方向に回転し、現像剤を互いに逆方向に搬送する。そして、スクリュー1,2の両端部において一方のスクリューから他方のスクリューに現像剤が移動する。これによりトナーとキャリアからなる現像剤は装置内を常に循環し撹拌されることになる。
一方、現像ローラ3は、表面に数μmの凹凸を付けた金属製の筒状体の内部に、磁極発生手段として、現像磁極N、搬送磁極S、剥離磁極N、汲み上げ磁極N、ブレード磁極Sの5つの磁極を順に配置した固定磁石を有してなる。現像ローラ3が矢印方向に回転すると、汲み上げ磁極Nの磁力によって、スクリュー1から現像ローラ3へ現像剤が汲み上げられる。現像ローラ3の表面に担持された現像剤は、規制ブレード6により層規制された後、現像領域へ搬送される。
現像領域では、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電圧が転写電圧電源8から現像ローラ3に印加される。バイアス電圧の直流電圧成分は、感光体ドラム5表面の背景部電位と画像部電位との間の電位とされる。また、背景部電位と画像部電位とは、バイアス電圧の最大値と最小値との間の電位とされる。バイアス電圧のピーク間電圧は0.5〜5kVの範囲が好ましく、周波数は1〜10kHzの範囲が好ましい。またバイアス電圧の波形は矩形波、サイン波、三角波などいずれであってもよい。これによって、現像領域においてトナー及びキャリアが振動し、トナーが感光体ドラム5上の静電潜像に付着して現像がなされる。
その後現像ローラ3上の現像剤は、搬送磁極Sによって装置内部に搬送され、剥離磁極Nによって現像ローラ3から剥離して、スクリュー1,2によって装置内を再び循環搬送され、現像に供していない現像剤と混合撹拌される。本発明のキャリア芯材を用いた現像剤では、剥離磁極Nによる現像ローラ3からの剥離が円滑に行われる。そして汲み上げ磁極Nによって、新たに現像剤がスクリュー1から現像ローラ3へ供給される。これによりゴースト現象が防止される。
なお、図2に示した実施形態では現像ローラ3に内蔵された磁極は5つであったが、現像剤の現像領域での移動量を一層大きくしたり、汲み上げ性等を一層向上させるために、磁極を8極や10極、12極と増やしてももちろん構わない。
実施例1
原料として、Fe(平均粒径:0.6μm)20.3kg、Mn(平均粒径:0.9μm)9.7kg、SrCO(平均粒径:0.6μm)0.312kgを純水10.0kg中に分散し、還元剤としてカーボンブラックを120g、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム系分散剤を180g、塩酸(35wt%水溶液)を151g添加して混合物とした。この混合物を湿式ボールミル(メディア径2mm)により粉砕処理し、混合スラリーを得た。
この混合スラリーをスプレードライヤーにて約130℃の熱風中に噴霧し、粒径10μm〜75μmの乾燥造粒物を得た。この造粒物から粒径25μm以下の微小な粒子は篩を用いて除去した。
この造粒物を、電気炉に投入し1200℃まで4.5時間かけて昇温した。その後1200℃で8時間保持することにより焼成を行った。その後10時間かけて室温まで冷却した。このとき、電気炉内の酸素濃度は0.5%とした。
得られた焼成物をハンマーミル(三庄インダストリー社製「ハンマークラッシャーNH−34S」,スクリーン目開き:0.3mm)で解粒、振動篩を用いて分級した。分級した焼成物を大気雰囲気下、温度460℃で1時間さらに高抵抗化処理しフェライト粒子本体を得た。
得られたフェライト粒子本体2.2kgに対し、表面処理剤としてのオレイン酸(炭素数18個)0.040gと、溶媒としてのエタノール1000gを万能撹拌機(ダルトン社製 型式:5DM−L−03−r)を用いて30℃の温度下で1時間混合した。その後、100℃まで昇温し溶媒であるエタノールを揮発させた後、1時間撹拌を行った。得られた乾燥物を、目開き75μmの振動篩にて解粒処理を行うことにより、平均粒径34.2μmの表面がオレイン酸で処理されたキャリア芯材を得た。
次に得られたキャリア芯材2.2kgに対し、アクリル/スチレン混合樹脂66g(3.0wt%)をハイスピードミキサー(深江パウテック社製「FS−GS−10JD型」)を用いて塗布しキャリアを得た。ハイスピードミキサーの撹拌回転数は400rpm、撹拌時間は90分間とした。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例2
表面処理剤としてミリスチン酸(炭素数14個)0.031gを用いた以外は実施例1と同様にして平均粒径34.6μmのキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例3
表面処理剤としてラウリン酸(炭素数12個)0.026gを用いた以外は実施例1と同様にして平均粒径34.5μmのキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例4
表面処理剤としてデカン酸(炭素数10個)0.022gを用いた以外は実施例1と同様にして平均粒径34.1μmのキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例5
原料として、塩酸(35wt%水溶液)を72g添加した以外は実施例1と同様にして平均粒径35.0μmのキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例6
原料として、SrCO(平均粒径:0.6μm)0.151kgを用い、塩酸(35wt%水溶液)を添加しなかった以外は実施例1と同様にして平均粒径35.2μmのキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例7
得られたフェライト粒子本体2.2kgに対し、表面処理剤としてのオレイン酸(炭素数18個)0.1gを用いた以外は実施例5と同様にして平均粒径33.4μmの表面がオレイン酸で処理されたキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例8
得られたフェライト粒子本体2.2kgに対し、表面処理剤としてのステアリン酸(炭素数18個)0.050gを用いた以外は実施例1と同様にして平均粒径33.9μmの表面がステアリン酸で処理されたキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例9
得られたフェライト粒子本体2.2kgに対し、表面処理剤としてのステアリルアミン(炭素数18個)0.028gを用いた以外は実施例1と同様にして平均粒径33.9μmの表面がステアリルアミンで処理されたキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例10
得られたフェライト粒子本体2.2kgに対し、表面処理剤としてのドデシルりん酸(炭素数12個)0.030gを用いた以外は実施例1と同様にして平均粒径35.0μmの表面がドデシルりん酸で処理されたキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
比較例1
原料として、Fe(平均粒径:0.6μm)21.5kg、Mn(平均粒径:0.9μm)7.5kg、MgO(平均粒径:0.8μm)1.0kg、SrCO(平均粒径:0.6μm)0.25kgを純水10.0kg中に分散し、還元剤としてカーボンブラックを120g、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム系分散剤を180g、塩酸(35wt%水溶液)を76g添加して混合物とした。この混合物を湿式ボールミル(メディア径2mm)により粉砕処理し、混合スラリーを得た。
この混合スラリーをスプレードライヤーにて約130℃の熱風中に噴霧し、粒径10μm〜75μmの乾燥造粒物を得た。この造粒物から粒径25μm以下の微小な粒子は篩を用いて除去した。
この造粒物を、電気炉に投入し1200℃まで4.5時間かけて昇温した。その後1200℃で8時間保持することにより焼成を行った。その後10時間かけて室温まで冷却した。このとき、電気炉内の酸素濃度は1.0%とした。
得られた焼成物をハンマーミル(三庄インダストリー社製「ハンマークラッシャーNH−34S」,スクリーン目開き:0.3mm)で解粒、振動篩を用いて分級を行うことにより、平均粒径34.4μmのキャリア芯材を得た。
次に得られたキャリア芯材2.2kgに対し、アクリル/スチレン混合樹脂66g(3.0wt%)をハイスピードミキサー(深江パウテック社製「FS−GS−10JD型」)を用いて塗布しキャリアを得た。ハイスピードミキサーの撹拌回転数は400rpm、撹拌時間は90分間とした。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
比較例2
キャリア芯材の表面を樹脂で被覆してキャリアを作製する際に、アクリル/スチレン混合樹脂量を66gから44gに減らした以外は比較例1と同様にして平均粒径34.4μmのキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
比較例3
得られたフェライト粒子本体2.2kgに対し、表面処理剤としてシランカップリング剤である3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを2.2gと、溶媒としてのメタノール550gと水22gを万能撹拌機(ダルトン社製 型式:5DM−L−03−r)を用いて30℃の温度下で1時間混合した。その後、120℃まで昇温し溶媒であるメタノールを揮発させたのち、1時間撹拌を行った。140℃に設定された送風乾燥機(エスペック社製 MODEL:PHH−102)で2時間加熱処理を行い、得られた乾燥物を、目開き75μmの振動篩にて解粒処理を行った以外は実施例5と同様にして平均粒径34.7μmの表面が表面処理剤で処理されたキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
比較例4
表面処理剤としての3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを1.1g用いた以外は比較例3と同様にして平均粒径35.1μmの表面が表面処理剤で処理されたキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
比較例5
表面処理剤としての2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランを2.2g用いた以外は比較例3と同様にして平均粒径34.8μmの表面が表面処理剤で処理されたキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
比較例6
表面処理剤としてオクタン酸(炭素数8個)0.018gを用いた以外は実施例1と同様にして平均粒径34.1μmのキャリア芯材及びキャリアを得た。
得られたキャリア芯材の粉体特性、磁気特性、ブリッジ抵抗測定法による比抵抗、キャリアの動的抵抗率などを後述の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
(組成分析)
(Feの分析)
鉄元素を含むキャリア芯材を秤量し、塩酸と硝酸の混酸水に溶解させた。この溶液を蒸発乾固させた後、硫酸水を添加して再溶解し過剰な塩酸と硝酸とを揮発させる。この溶液に固体Alを添加して液中のFe3+を全てFe2+に還元する。続いて、この溶液中のFe2+イオンの量を過マンガン酸カリウム溶液で電位差滴定することにより定量分析し、Fe(Fe2+)の滴定量を求めた。
(Mnの分析)
キャリア芯材のMn含有量は、JIS G1311−1987記載のフェロマンガン分析方法(電位差滴定法)に準拠して定量分析を行った。本願発明に記載したキャリア芯材のMn含有量は、このフェロマンガン分析方法(電位差滴定法)で定量分析し得られたMn量である。
(Mgの分析)
キャリア芯材のMg含有量は、以下の方法で分析を行った。本願発明に係るキャリア芯材を酸溶液中で溶解し、ICPにて定量分析を行った。本願発明に記載したキャリア芯材のMg含有量は、このICPによる定量分析で得られたMg量である。
(Srの分析)
キャリア芯材のSr含有量は、Mgの分析同様にICPによる定量分析で行った。
(最大高さRz)
超深度カラー3D形状測定顕微鏡(「VK−X100」株式会社キーエンス製)を用い、100倍対物レンズで表面を観察して求めた。具体的には、まず、表面の平坦な粘着テープにフェライト粒子を固定し、100倍対物レンズで測定視野を決定した後、オートフォーカス機能を用いて焦点を粘着テープ面に調整した。フェライト粒子を固定した平坦な粘着テープ面に対し、垂直方向(Z方向)からレーザー光線を照射し、面のX方向Y方向に走査した。また、表面からの反射光の強度が最大となった時のレンズの高さ位置をつなぎ合わせることでZ方向のデータを取得した。これらX、YおよびZ方向の位置データをつなぎ合わせフェライト粒子表面の3次元形状を得た。なお、フェライト粒子表面の3次元形状の取り込みにはオート撮影機能を用いた。
各パラメーターの測定には、粒子粗さ検査ソフトウェア(三谷商事製)を用いて行った。まず、前処理として、得られたフェライト粒子表面の3次元形状の粒子認識と形状選別を行った。粒子認識は以下の方法で行った。撮影によって得られた3次元形状のうち、Z方向の最大値を100%、最小値を0%として最大値から最小値までの間を100等分する。この100〜35%にあたる領域を抽出し、独立した領域の輪郭を粒子輪郭として認識した。次に形状選別で粗大、微小、会合などの粒子を除外した。この形状選別を行うことで以降に行う極率補正時の誤差を小さくすることができる。具体的には面積相当径28μm以下、38μm以上、針状比1.15以上に該当する粒子を除外した。ここで針状比とは粒子の最大長/対角幅の比から算出したパラメーターであり、対角幅とは最大長に平行な2本の直線で粒子を挟んだときの2直線の最短距離を表す。
つぎに表面の3次元形状から解析に用いる部分の取り出しを行った。まず上記の方法で認識した粒子輪郭から求められる重心を中心として15.0μmの正方形を描く。描いた正方形の中に21本の平行線を引き、その線分上にあたる粗さ曲線を21本分取り出した。
フェライト粒子は略球形状であるため、取り出した粗さ曲線は、バックグラウンドとして一定の曲率を持っている。このため、バックグラウンドの補正として、最適な二次曲線をフィッティングし、粗さ曲線から差し引く補正を行った。この場合、ローパスフィルターを1.5μmの強度で適用し、カットオフ値λを80μmとした。
また、解析に用いるキャリア芯材の平均粒子径については32〜34μmに限定した。このように測定対象となるキャリア芯材の平均粒子径を狭い範囲に限定することで、曲率補正の際に生じる残渣による誤差を小さくすることができる。
最大高さRzは、粗さ曲線の中で最も高い山の高さと最も深い谷の深さの和として求めた。最大高さRzの算出には、各パラメーターの平均値として、30粒子の平均値を用いることとした。
以上説明した最大高さRzは、JIS B0601(2001年度版)に準拠して行われるものである。
(体積平均粒子径(平均粒径))
キャリア芯材の体積平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(日機装社製「マイクロトラックModel9320−X100」)を用いて測定した。
(炭素含有量)
炭素量を赤外線吸収法で測定した。具体的には、キャリア芯材1gを酸素気流中で燃焼させて、キャリア芯材に含有された炭素を二酸化炭素とし、赤外線吸収検出器(LECOジャパン株式会社製、炭素硫黄分析装置「CS−200型」)で二酸化炭素の赤外線吸収量を測定して炭素量を算出した。
(磁気特性)
室温専用振動試料型磁力計(VSM)(東英工業社製「VSM−P7」)を用いて、外部磁場を0〜79.58×10A/m(10000エルステッド)の範囲で1サイクル連続的に印加して、飽和磁化、残留磁化、保磁力及び79.58×10A/m(1000エルステッド)の磁場における磁化σ1k(Am/kg)をそれぞれ測定した。
(ブリッジ抵抗測定法による比抵抗)
電極として表面を電解研磨した板厚2mmの真鍮板2枚を電極間距離が2mmとなるように配置し、2枚の電極板の間の空隙にキャリア芯材200mgを装入した後、それぞれの電極板の背後に断面積240mmの磁石を配置して電極間にキャリア芯材のブリッジを形成させた状態で電極間に100V、1000Vの直流電圧を印加し、キャリア芯材を流れる電流値を4端子法により測定した。測定した電流値と、電極間距離2mmおよび断面積240mmからキャリア芯材の比抵抗を算出した。
(動的抵抗率の評価)
動的抵抗率は、図3に示すように、キャリア撹拌部、現像ローラとアルミ電極からなる装置を用いて測定を行った。キャリア120gを図3に示す装置に充填し、現像ローラをアルミ電極に対してギャップd=0.055cmの間隔をあけて対向させ、対向部において、現像ローラを40rpm、アルミ電極を25rpmの回転数で同一方向に回転させた。この状態で、現像ローラとアルミ電極間に300Vの直流電圧Vを印加したときの電流Iを計測し、キャリアの磁気ブラシ状態での動的抵抗率を求めた。
また、本測定においては、現像ローラとして直径30mm長さ100mmのビーズブラスト処理を施したアルミ円筒体、アルミ電極として直径30mm長さ100mmのアルミ円筒体を用い、現像ローラと規制板の距離を0.5mmとなるように調整し測定を行った。このとき、キャリアの形成する磁気ブラシとアルミ電極との接触面積Sを3.25cmとして下記に示す式により動的抵抗率の算出を行った。直流電圧源としては、松定プレシジョン社製HJPQ−1*30を用い、エィーディシー社製8240型デジタルエレクトロメーターを用いて電流Iを測定した。
動的抵抗率(Ω・cm)=(V/I)×(S/d)
(式中、V:直流電圧値,I:電流値,S:接触面積,d:現像ローラとアルミ電極との間のギャップ)
(現像剤の作製)
得られたキャリアと平均粒径5.0μm程度のトナーとを、ポットミルを用いて所定時間混合し、二成分系の電子写真現像剤を得た。この場合、キャリアとトナーとをトナーの質量/(トナーおよびキャリアの質量)=5/100となるように調整した。以下、全ての実施例、比較例についても同様にして現像剤を得た。
(実機評価)
図2に示した構造の現像装置(現像ローラの周速度Vs:406mm/sec,感光体ドラムの周速度Vp:205mm/sec,感光体ドラム−現像ローラ間距離:0.3mm)に、作製した二成分現像剤を投入し、初期、1000枚印刷後、10000枚印刷後にそれぞれ評価用画像を各3枚印刷し、ゴースト現象、キャリア飛散、トナー飛散を下記の手順及び基準で評価した。表2に評価結果を示す。
ゴースト現象
前記評価機による評価用画像3枚について1枚当たり5カ所の濃度を分光濃度計(X−Rite社製のX−Rite 504)を用いて測定し下記基準で評価した。
「◎」:濃度の濃淡差の最大が0.03未満である。
「○」:濃度の濃淡差の最大が0.03以上0.06未満である。
「△」:濃度の濃淡差の最大が0.06以上0.10未満である。
「×」:濃度の濃淡差の最大が0.10以上である。
キャリア飛散
初期、1000枚印刷後、10000枚印刷後の感光体(ドラム)上のキャリアをセロハンテープによって剥がし取り、単位面積当たりの個数を計測し下記基準で評価した。
「◎」:キャリアが0個。
「○」:キャリアが1個〜5個
「△」:キャリアが6個〜10個
「×」:11個以上
トナー飛散
トナー飛散について、良好なレベルを「○」、問題があり使用できないレベルを「×」とした。
Figure 0006916727
Figure 0006916727
表1及び表2から明らかなように、実施例1〜4,8のキャリア芯材は、フェライト粒子の粒子本体表面を、オレイン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、デカン酸、ステアリン酸でそれぞれ処理したものであって、表面処理を行わなかった比較例1のキャリア芯材と比較して、これらのキャリア芯材のキャリア化後の動的抵抗率は低く、「ゴースト現象」、「キャリア飛散」、「トナー飛散」のいずれも発生せず良好な評価結果であった。
また、最大高さRzが2.2μmである実施例5のキャリア芯材及び最大高さRzが1.5μmである実施例6のキャリア芯材についてもキャリア化後の動的抵抗率は低く、「ゴースト現象」、「キャリア飛散」及び「トナー飛散」のいずれも発生せず良好な評価結果であった。
表面処理剤としてのオレイン酸の被覆量が多い実施例7のキャリア芯材においても、キャリア化後の動的抵抗率は低く、「ゴースト現象」、「キャリア飛散」及び「トナー飛散」のいずれも発生せず良好な評価結果であった。
また、表面処理剤としてアミノ基を有するステアリルアミンを使用した実施例9、りん酸基を有するドデシルりん酸を使用した実施例10のキャリア芯材においても、キャリア化後の動的抵抗率は低く、「ゴースト現象」、「キャリア飛散」及び「トナー飛散」のいずれも発生せず良好な評価結果であった。
これに対して、表面処理を行わなかった比較例1のキャリア芯材では、初期から「ゴースト現象」が発生した。また、被覆樹脂の使用量を2wt%と比較例1よりも少なくした比較例2のキャリア芯材では、キャリア芯材の露出増加の影響と推測されるキャリアの動的抵抗率の低下が確認され、「ゴースト現象」は発生しなかったが、被覆樹脂量を減らしたことに起因して印刷枚数が増えるとキャリア樹脂が減耗しキャリア抵抗が低下し、10000枚印刷後において「キャリア飛散」が悪化するとともに、キャリアが劣化して帯電付与能力が低下して「トナー飛散」が発生した。
表面処理剤としてメタクリル基を有するシランカップリン剤を用いた比較例3,4のキャリア芯材及び表面処理剤としてエポキシ基を有するシランカップリン剤を用いた比較例5では、「キャリア飛散」及び「トナー飛散」は良好な結果を示したが、印加電圧100Vの比抵抗が高く「ゴースト現象」が悪化した。
また、表面処理剤としてオクタン酸(炭素数8個)を用いた比較例6のキャリア芯材では、キャリア化後の動的抵抗率が高い数値を示し「ゴースト現象」が悪化した。
3 現像ローラ
5 感光体ドラム

Claims (8)

  1. フェライト粒子からなるキャリア芯材であって、
    前記フェライト粒子の粒子本体の表面が表面処理剤で被覆されており、
    前記フェライト粒子の粒子本体の最大高さRzが1.3μm以上3.0μm以下であり、
    前記表面処理剤が炭素数10個以上22個以下で官能基(ただし、シラノール基及びアルコキシシリル基を除く。)を有する脂肪族化合物である
    ことを特徴とするキャリア芯材。
  2. 前記官能基がカルボキシル基、アミノ基及びリン酸基の少なくとも1つである請求項1記載のキャリア芯材。
  3. ブリッジ抵抗測定法による電圧100V印加時の比抵抗が1.5×10Ωcm以下である請求項1又は2記載のキャリア芯材。
  4. ブリッジ抵抗測定法による電圧1000V印加時の比抵抗に対する電圧100V印加時の比抵抗が1倍以上10倍以下である請求項1〜3のいずれかに記載のキャリア芯材。
  5. 炭素含有量が0.0025質量%以上0.0120質量%以下である請求項1〜4のいずれかに記載のキャリア芯材。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載のキャリア芯材の表面が樹脂で被覆されていることを特徴とする電子写真現像用キャリア。
  7. 前記樹脂が(メタ)アクリル樹脂又は(メタ)アクリル/スチレン混合樹脂である請求項6記載の電子写真現像用キャリア。
  8. 請求項6又は7記載の電子写真現像用キャリアとトナーとを含むことを特徴とする電子写真用現像剤。
JP2017247261A 2017-07-21 2017-12-25 キャリア芯材 Active JP6916727B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017141690 2017-07-21
JP2017141690 2017-07-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019023715A JP2019023715A (ja) 2019-02-14
JP6916727B2 true JP6916727B2 (ja) 2021-08-11

Family

ID=65368509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017247261A Active JP6916727B2 (ja) 2017-07-21 2017-12-25 キャリア芯材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6916727B2 (ja)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5690367B2 (ja) * 2013-03-29 2015-03-25 Dowaエレクトロニクス株式会社 電子写真現像剤用キャリア芯材、その製造方法、電子写真現像剤用キャリア、および電子写真現像剤
EP2808738B1 (en) * 2013-05-30 2019-03-27 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic carrier, two-component developer, developer for replenishment, and image forming method
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
JP5751688B1 (ja) * 2015-03-02 2015-07-22 Dowaエレクトロニクス株式会社 キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP6248142B2 (ja) * 2016-02-26 2017-12-13 Dowaエレクトロニクス株式会社 キャリア芯材

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019023715A (ja) 2019-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6929086B2 (ja) キャリア芯材
JP5751688B1 (ja) キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP6450621B2 (ja) キャリア芯材並びにそれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP5822415B1 (ja) キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP5957623B1 (ja) キャリア芯材
JP5726360B1 (ja) キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP6248142B2 (ja) キャリア芯材
JP6633898B2 (ja) キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP7099902B2 (ja) キャリア芯材
JP6650324B2 (ja) キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP2018025702A (ja) キャリア芯材
JP6916727B2 (ja) キャリア芯材
JP6511320B2 (ja) キャリア芯材及びその製造方法
JP2018106015A (ja) キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP2021117281A (ja) フェライトキャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP6924885B1 (ja) キャリア芯材
JP7257732B2 (ja) キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP7075913B2 (ja) キャリア芯材
JP6864054B2 (ja) キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP2018155827A (ja) キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP2022090791A (ja) キャリア芯材
JP2021144067A (ja) フェライトキャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP2021182073A (ja) フェライトキャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP2021173911A (ja) フェライトキャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤
JP2023062747A (ja) キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201019

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210707

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210713

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210716

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6916727

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150