JP7398092B2 - フェライト混合粉、電子写真現像剤用キャリア芯材、電子写真現像剤用キャリア及び電子写真現像剤 - Google Patents
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Description
(1)Cs=(C1+Cn)/2
(2)Cm=(CX×RX+CY×RY)/(RX+RY)
(3)8.40≦Cm≦8.50
但し、
C1は、当該フェライト混合粉を構成する複数のスピネル型フェライト粉のうち、最も格子定数の小さいスピネル型フェライト粉の格子定数であり、
Cnは、当該フェライト混合粉を構成する複数のスピネル型フェライト粉のうち、最も格子定数の大きいスピネル型フェライト粉の格子定数であり、
CXはX群を構成するスピネル型フェライト粉の平均格子定数であり、
CYはY群を構成するスピネル型フェライト粉の平均格子定数であり、
RXは当該スピネル型フェライト混合粉におけるX群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(%)であり、
Ryは当該スピネル型フェライト混合粉におけるY群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(%)であり、
RX+RY=100である。
(4) 5≦RX≦90、5≦RY≦90
まず、フェライト混合粉について説明する。当該フェライト混合粉は、格子定数が互いに異なる複数のスピネル型フェライト粉が混合されたものである。
当該フェライト混合粉を構成する複数のスピネル型フェライト混合粉について、下記式(1)で定めた基準値(Cs)と各スピネル型フェライト混合粉の格子定数とを比較し、当該基準値(Cs)よりも格子定数の値が小さいスピネル型フェライト粉からなる群をX群とし、当該基準値(Cs)以上の格子定数の値を有するスピネル型フェライト粉からなる群をY群としたとき、当該フェライト混合粉は下記式(2)で求めた平均格子定数(Cm)が下記式(3)の範囲内であるものとする。
(2)Cm=(CX×RX+CY×RY)/(RX+RY)
(3)8.40≦Cm≦8.50
但し、
C1は、当該フェライト混合粉を構成する複数のスピネル型フェライト粉のうち、最も格子定数の小さいスピネル型フェライト粉の格子定数であり、
Cnは、当該フェライト混合粉を構成する複数のスピネル型フェライト粉のうち、最も格子定数の大きいスピネル型フェライト粉の格子定数であり、
CXはX群を構成するスピネル型フェライト粉の平均格子定数であり、
CYはY群を構成するスピネル型フェライト粉の平均格子定数であり、
RXは当該スピネル型フェライト混合粉におけるX群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(wt%)であり、
Ryは当該スピネル型フェライト混合粉におけるY群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(wt%)であり、RX+RY=100である。
当該フェライト混合粉は格子定数が互いに異なるn以上のスピネル型フェライト粉(第1のスピネル型フェライト粉~第nのスピネル型フェライト粉)から実質的に構成されるものとし、「n」は2以上の整数であればよい。例えば、「n」の値は、2≦n≦10であることが好ましい。特に、2≦n≦6であることが好ましく、2≦n≦4であることがより好ましく、n=2又は3であることがさらに好ましいが、本発明において「n」の値は特に限定されるものではない。また、「n」の値はこれらの上限値及び下限値を適宜組み合わせた範囲内の数値であってもよい。さらに、当該フェライト混合粉が「格子定数が互いに異なるn以上のスピネル型フェライト粉から実質的に構成される」とは、当該フェライト混合粉が原料等に不可避的に随伴する不純物等を含むことを許容するが、当該フェライト混合粉の特性等を支配する実質的な成分が格子定数の互いに異なる複数のスピネル型フェライト粉であることを意味する。また、フェライト混合粉を構成する各スピネル型フェライト粉は組成、製造方法等が同じ粒子からなるフェライト単粉であるものとする。組成、製造条件(焼成温度等の焼成条件(焼成温度、保持時間、雰囲気酸素濃度等)、表面酸化処理の有無、表面酸化処理条件(酸化処理温度、酸化処理時間)等)を変化させることにより格子定数の異なるスピネル型フェライト粉を製造することができる。当該フェライト混合粉は、例えば、同一組成であるが焼成温度の異なるフェライト粒子の混合粉、異種組成のフェライト粒子の混合粉、酸化処理有のフェライト粒子と酸化処理無のフェライト粒子の混合粉、これらをさらに混合した混合粉等、種々の態様の混合粉を含む。
上記式(1)は、当該フェライト混合粉を構成する第1のスピネル型フェライト粉~第nのスピネル型フェライト粉をX群とY群とに群分けするために用いる基準値(Cs)を得るための式であり、当該基準値(Cs)は第1のスピネル型フェライト粉の格子定数(C1)と第nのスピネル型フェライト粉の格子定数(Cn)との平均値に等しい。
上記式(2)は、当該フェライト混合粉の平均格子定数(Cm)を求めるための式である。当該平均格子定数(Cm)は、X群の平均格子定数(CX)と当該フェライト混合粉におけるX群の含有割合(RX)と、Y群の平均格子定数(CY)と当該フェライト混合粉におけるY群の含有割合(RY)とを用いて算出する。これら(CX、CY、RX、RY)は、後述する方法で得たX線回折パターンを、後述する方法でリートベルト解析を行うことにより結晶相構造の同定及び定量化することにより得た値とする。
式(3)は、式(2)に従って求めたフェライト混合粉の平均格子定数(Cm)の範囲を規定する。本発明者らが鋭意検討を行った結果、平均格子定数(Cm)が上記式(3)の範囲内となるように複数のスピネル型フェライト粉を混合することにより、常温常湿下等の所定の条件下においては、フェライト混合粉の平均格子定数と同じ格子定数を有するスピネル型フェライト単粉と同等の磁化、抵抗、帯電特性を発現し、所望の特性が得られることを見出した。さらに上記式(3)の範囲内となるように複数のスピネル型フェライト粉を混合することで、雰囲気温度や湿度等の環境が大きく変化したときも初期設定値と略同等の帯電立ち上がり性を維持することができることを見出した。
1-2-1.X群及びY群の含有割合(式(4))
当該フェライト混合粉において、上記X群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(RX)と、上記Y群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(RY)とは、上述したとおり、RX+RY=100(wt%)の条件を満たすとともに、下記式(4)で示す条件を満足することが好ましい。
(4) 5≦RX≦90、5≦RY≦90
当該フェライト混合粉において、X群を構成するスピネル型フェライト粉の平均格子定数(Cx)と、Y群を構成するスピネル型フェライト粉の平均格子定数(CY)との差は以下の式(5)に示す条件を満足することが好ましい。
(5) 0.03Å < CY-Cx < 0.10Å
当該フェライト混合粉を構成する各スピネル型フェライト粉は、それぞれスピネル型結晶構造を有するものとする。フェライトは酸化第二鉄(Fe2O3)を主成分とする磁性酸化物であり、スピネル型フェライト粉は(MO)a(Fe2O3)bで表される。ここで、Mは遷移金属元素であり、スピネル型結晶構造を形成可能な元素であれば特に限定されるものではないが、例えば、MはFe,Mg,Mn,Cu,Zn及びNiからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素であることが好ましい。また、上記組成式においてa+b=100(mol%)であることが好ましい。
当該フェライト混合粉を構成する第1のスピネル型フェライト粉~第nのスピネル型フェライト粉の格子定数は、フェライト混合粉全体でみたときに上記式(3)を満足すればよく、個々のスピネル型フェライト粉の格子定数は特に限定されるものではない。しかしながら、概ね8.400Å以上8.500Å以下であることが好ましい。
X線回折装置として、パナリティカル社製「X’PertPRO MPD」を用いることができる。X線源としてCo管球(CoKα線)を用いることができる。光学系として集中光学系及び高速検出器「X‘Celarator」を用いることができる。測定条件は以下のとおりとする。
発散スリット :1.0°
散乱スリット :1.0°
受光スリット :0.15mm
封入管の電圧及び電流値:40kV/40mA
測定範囲 :2θ=15°~90°
積算回数 :5回
上記得られた測定結果(粉末X線回折パターン)を元に、「国立研究開発法人物質・材料研究機構、”AtomWork”、インターネット<URL:http://crystdb.nims.go.jp/>」に開示の構造より結晶構造を以下の通り同定し、各結晶構造から格子定数を特定した。
X群:マンガンフェライト(スピネル型結晶)からなる結晶相
結晶構造: 空間群 F d -3 m (No. 227)
Y群:マンガンフェライト(スピネル型結晶)からなる結晶相
結晶構造: 空間群 F d -3 m (No. 227)
マンガンフェライト(スピネル型結晶)からなる結晶相
結晶構造: 空間群 F d -3 m (No. 227)
以上のように結晶相の同定を行った後、解析用ソフト「RIETAN-FP v2.83」を用いて、同定した結晶構造を精密化することで、フェライト混合粉におけるX群とY群の質量換算の存在比率を各結晶相の相組成比(含有割合)を算出し、それを上記RX、RYとする。
また、フィッティングの正確さを表すRwp値,S値が各々Rwp:2%以下,S値:1.5以下となるよう以下のパラメータの最適化を行う。
・シフト因子
・スケール因子
・バックグラウンドパラメータ
・ガウス関数 U,V,W
・ローレンツ関数 X,Y
・非対称パラメータ As
・格子定数
・酸素原子座標
・原子変位パラメータ Bは鉄原子およびマンガン原子は0.75、酸素原子は1.0に固定
フェライト混合粉をキャリア芯材として用いる場合、当該フェライト混合粉の平均体積粒径(D50)は20μm以上50μm以下であることが好ましい。フェライト混合粉の体積平均粒径(D50)が20μm未満であると粒径が小さいため、当該フェライト混合粉が凝集しやすくなる。当該フェライト混合粒子を芯材とし、その表面に樹脂を被覆してキャリアとする際に、フェライト混合粉が凝集していると、個々のフェライト混合粉の表面に樹脂を良好に被覆することができなくなる。その後、現像剤の製造時或いは使用時に粒子の凝集がほぐれると、当該現像剤は樹脂で被覆されていない領域の大きいキャリアの含有率が高くなる。そのため、平均体積粒径(D50)が20μm未満のフェライト混合粉を芯材に用いて現像剤を製造すると、トナーに対する十分な帯電付与性を得られない場合があるため好ましくない。また、平均体積粒径(D50)が20μm未満になると、粒径が小さく、キャリア飛散を抑制することが困難になる。これらの観点から、平均体積粒径(D50)は25μm以上であることがより好ましく、30μm以上であることがより好ましい。
当該フェライト混合粉の見掛密度(AD)は2.0g/cm3以上2.8g/cm3以下であることが好ましい。ここでいう見掛密度は、JIS Z 2504:2012に準拠して測定した値という。当該フェライト混合粉を用いてキャリアを得た際に、当該フェライト混合粉の見掛密度が当該範囲内であると、キャリアの流動性が良好であり、且つ、現像機内で攪拌ストレスによる帯電特性の劣化を抑制することができる。
(a)試料は、少なくとも150g以上とする。
(b)試料は孔径2.5+0.2/-0mmのオリフィスを持つ漏斗に注ぎ流れ出た試料が、コップ一杯になってあふれ出るまで流し込む。
(c)あふれ始めたら直ちに試料の流入をやめ、振動を与えないようにコップの上に盛り上がった試料をへらでコップの上端に沿って平らにかきとる。
(d)コップの側面を軽く叩いて、試料を沈ませコップの外側に付着した試料を除去して、コップ内の試料の重量を0.05gの精度で秤量する。
上記(d)で得られた測定値に0.04を乗じた数値をJIS-Z8401(数値の丸め方)によって小数点以下第2位に丸め、「g/cm3」の単位の見掛け密度とする。
当該フェライト混合粉の体積流動度(FR)(s/50g)は、JIS-Z2502:2012に準拠して測定した値をいう。当該フェライト混合粉の体積流動度は、15(s/50g)以上50(s/50g)以下であることが好ましい。ここで、当該フェライト混合粉の体積流動度は18(s/50g)以上であることがより好ましく、20(s/50g)以上であることがさらに好ましい。また、当該フェライト混合粉の体積流動度は、45(s/50g)以下であることがより好ましく、40(s/50g)以下であることがさらに好ましい。フェライト混合粉の体積流動度がこのような数値範囲内であると、フェライト混合粉の流動性が良好である。そのため、当該フェライト混合粉を用いて現像ボックス内においてもトナーと良好に攪拌することができる。
次に、当該フェライト混合粉の磁気特性について説明する。当該フェライト混合粉を電子写真現像剤用キャリアの芯材として用いる場合、1K・1000/4π・A/m(=79.58×104A/m)の磁場をかけたときのVSM測定(室温専用振動試料型磁力計)による飽和磁化が55Am2/kg以上95Am2/kg以下であることが好ましい。フェライト混合粉の飽和磁化が当該範囲内であると、当該フェライト混合粉を芯材として用いることで高画質の電子写真印刷を良好に行うことのできる電子写真現像剤を得ることができる。当該フェライト混合粉の飽和磁化が55Am2/kg未満になると、芯材の磁力が弱く、低磁化に起因するキャリア飛散が発生しやすくなるため好ましくない。一方、飽和磁化と電気抵抗はトレードオフの関係にあり、フェライト粉の飽和磁化が高くなると、その電気抵抗は低くなる。そのため、当該フェライト混合粉の飽和磁化が95Am2/kgを超えると、当該フェライト混合粉の抵抗が低くなり、低抵抗に起因するキャリア飛散が発生しやすくなるため好ましくない。
次に、本件発明に係る電子写真現像剤用キャリアについて説明する。本発明に係る電子写真現像剤用キャリアは、上記フェライト混合粉と、当該フェライト混合粉の表面に設けられた樹脂被覆層とを備える。すなわち、上記フェライト混合粉は、電子写真現像剤用キャリアの芯材として用いられる。フェライト混合粉については上述したとおりであるため、ここでは主として樹脂被覆層について説明する。
樹脂被覆層を構成する樹脂(被覆樹脂)の種類は、特に限定されるものではない。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、シリコーン樹脂等を用いることができる。また、シリコーン樹脂等をアクリル樹脂、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成シリコーン樹脂等を用いてもよい。例えば、トナーとの撹拌混合時に受ける機械的ストレスによる樹脂剥離を抑制するという観点からは、被覆樹脂は熱硬化性樹脂であることが好ましい。当該被覆樹脂に好適な熱硬化性樹脂として、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。但し、上述のとおり、被覆樹脂の種類は特に限定されるものではなく、組み合わせるトナーの種類や使用環境等に応じて、適宜適切なものを選択することができる。
フェライト混合粉の表面を被覆する樹脂量(樹脂被膜量)は、芯材として用いるフェライト混合粉に対して0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましい。当該樹脂被覆量が0.1質量%未満であると、フェライト混合粉の表面を樹脂で十分被覆することが困難になり、所望の帯電付与能力を得ることが困難になる。また、当該樹脂被覆量が10質量%を超えると、製造時にキャリア粒子同士の凝集が発生してしまい、歩留まり低下等の生産性の低下と共に、実機内での現像剤の流動性或いは、トナーに対する帯電付与性等の現像剤特性が変動するため好ましくない。
樹脂被覆層には、導電剤や帯電制御剤等の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とした添加剤が含まれていてもよい。導電剤としては、例えば、導電性カーボン、酸化チタンや酸化スズ等の酸化物、又は、各種の有機系導電剤を挙げることができる。但し、導電剤の電気抵抗は低いため、導電剤の添加量が多くなりすぎると、電荷リークを引き起こしやすくなる。そのため、導電剤の含有量は、被覆樹脂の固形分に対して0.25質量%以上20.0質量%であることが好ましく、0.5質量%以上15.0質量%以下であることがより好ましく、1.0質量%以上10.0質量%以下であることがさらに好ましい。
次に、本件発明に係る電子写真現像剤の実施の形態について説明する。当該電子写真現像剤は、上記電子写真現像剤用キャリアとトナーとを含む。
以下では、本件発明に係るフェライト混合粉、電子写真現像剤用キャリア芯材、電子写真現像剤用キャリア及び電子写真現像剤の製造方法について説明する。
本件発明に係るフェライト混合粉及び電子写真現像剤用キャリア芯材は、次のようにして製造することができる。
本件発明に係る電子写真現像剤用キャリアは、上記フェライト混合粉を芯材とし、当該フェライト混合粉の表面に樹脂被覆層を設けたものである。樹脂被覆層を構成する樹脂は上述したとおりである。フェライト混合粉の表面に樹脂被覆層を形成する際には、公知の方法、例えば刷毛塗り法、流動床によるスプレードライ法、ロータリドライ方式、万能攪拌機による液浸乾燥法等を採用することができる。フェライト混合粉の表面に対する樹脂の被覆面積の割合(樹脂被覆率)を向上させるためには、流動床によるスプレードライ法を採用することが好ましい。いずれの方法を採用する場合であっても、フェライト混合粉に対して、1回又は複数回樹脂被覆処理を行うことができる。樹脂被覆層を形成する際に用いる樹脂被覆液には、上記添加剤を含んでいてもよい。また、フェライト混合粉表面における樹脂被覆量は上述したとおりであるため、ここでは説明を省略する。
次に、本発明に係る電子写真現像剤の製造方法について説明する。
本発明に係る電子写真現像剤は、上記電子写真現像剤用キャリアとトナーとを含む。トナーは上述したとおり、重合トナー及び粉砕トナーのいずれも好ましく用いることができる。
(1)フェライト粒子1
フェライト粒子1として、(MnO)x(MgO)y(Fe2O3)zの組成式(x=38.0mol%、y=11.0mol%、z=50.3mol%)で表され、MO及び/又はFe2O3の一部がSrOで0.7mol%置換されたスピネル型フェライト粉を製造した。
本焼成時の酸素濃度を0.5体積%にした点を除いてフェライト粒子1と同様にしてフェライト粒子2を製造した。
本焼成時の焼成温度(保持温度)を1050℃、本焼成時の酸素濃度を1.5体積%にした点を除いては、フェライト粒子1と同様にしてフェライト粒子3を製造した。
本焼成時の酸素濃度を0.0体積%にした点と、本焼成後のフェライト粒子を、熱間部と、当該熱間部に後続する冷却部とを備えるロータリー式の電気炉により600℃で表面酸化処理を行った点を除いてフェライト粒子1と同様にしてフェライト粒子4を製造した。
(MnO)x(MgO)y(Fe2O3)zの組成式(x=30.0mol%、y=2.0mol%、z=67.5mol%)で表され、MO及び/又はFe2O3の一部がZrOで0.5mol%置換されたスピネル型フェライト粉を製造するために、焼成後の組成比がこれらx、y、zの値になるように、MnO原料、MgO原料、Fe2O3原料及びZrO原料をそれぞれ秤量した点と、本焼成時の酸素濃度を0.0体積%にした点と、表面酸化処理を行った点を除いて、フェライト粒子1と同様にしてフェライト粒子5を製造した。なお、表面酸化処理は表面酸化処理温度を650℃とした以外はフェライト粒子4と同様にして行った。
(MnO)x(Fe2O3)zの組成式(x=30.0mol%、z=70.0mol%(y=0.0mol%)で表されるスピネル型フェライト粉を製造するために、焼成後の組成比がこれらx、zの値になるように、MnO原料及びFe2O3原料をそれぞれ秤量した点と、本焼成時の酸素濃度を5.5体積%にした点とを除いて、フェライト粒子1と同様にしてフェライト粒子6を製造した。
(MnO)x(Fe2O3)zの組成式(x=20.0mol%、z=80.0mol%(y=0.0mol%)で表されるスピネル型フェライト粉を製造するために、焼成後の組成比がこれらx、zの値になるように、MnO原料及びFe2O3原料をそれぞれ秤量した点と、本焼成時の酸素濃度を6.5体積%にした点とを除いて、フェライト粒子1と同様にしてフェライト粒子5を製造した。
(1)実施例1
a)フェライト混合粉
実施例1のフェライト混合粉は、上記フェライト粒子1とフェライト粒子2とフェライト粒子3とを質量比で「3:3:4」になるようにして混合機を用いて混合することにより得た。
上記フェライト混合粉を芯材とし、当該フェライト混合粉に対して、表面に以下のように樹脂被覆層を形成して、実施例1のキャリアを得た。
実施例2では、上記フェライト粒子1と、上記フェライト粒子3と、上記フェライト粒子4とを質量比で「3:3:4」になるように混合した以外は、実施例1と同様にしてフェライト混合粉を得た。そして、この実施例2のフェライト混合粉を用いた点を除いては、実施例1と同様にして電子写真現像剤用キャリアを製造した。
実施例3では、上記フェライト粒子3と、上記フェライト粒子7とを質量比で「5:5」になるように混合した以外は、実施例1と同様にしてフェライト混合粉を得た。そして、この実施例3のフェライト混合粉を用いた点を除いては、実施例1と同様にして電子写真現像剤用キャリアを製造した。
実施例4では、上記フェライト粒子4と上記フェライト粒子5とを質量比で「5:5」になるように混合した以外は、実施例1と同様にしてフェライト混合粉を得た。そして、この実施例4のフェライト混合粉を用いた点を除いては、実施例1と同様にして電子写真現像剤用キャリアを製造した。
実施例5では、上記フェライト粒子2と、上記フェライト粒子4と、上記フェライト粒子6と、フェライト粒子7とを質量比で「3:3:2:2」になるように混合した以外は、実施例1と同様にしてフェライト混合粉を得た。そして、この実施例5のフェライト混合粉を用いた点を除いては、実施例1と同様にして電子写真現像剤用キャリアを製造した。
(1)比較例1
比較例1では、上記フェライト粒子1のみからなる単粉(スピネル型フェライト粉)を芯材として用いた点を除いて、実施例1と同様にして電子写真現像剤用キャリアを製造した。
比較例2~比較例7についても、上記フェライト粒子2~フェライト粒子7のそれぞれからなる単粉を芯材として用いた点を除いて、実施例1と同様にして電子写真現像剤用キャリアを製造した。
6-1.評価項目
(1)各種基本特性
上記各実施例及び比較例のフェライト粉(フェライト混合粉又はフェライト単粉)について、(a)体積平均粒径(D50)、(b)見掛密度(AD)、(c)流動度(FR)、(d)飽和磁化、(e)格子定数を測定した。これらの測定方法は上述したとおりである。
なお、実施例1~実施例5のフェライト混合粉の格子定数は上述した平均格子定数(Cm)である。実施例1~実施例5のフェライト混合粉は2以上のフェライト粒子が混合されてなる。そのため、これらのフェライト混合粉では各フェライト粒子の格子定数の値に基づき上記基準値(Cs)を求めて各フェライト粒子をX群とY群とに群分けした上で、上述した方法に基づき、CX、RX、CY、RYを求めて、当該フェライト混合粉の平均格子定数(Cm)を算出した。
各実施例及び比較例で製造した電子写真現像剤用キャリアを用いて以下のように電子写真現像剤を調製し、高温高湿環境下で電子写真現像剤を所定時間曝した後の帯電量と、低温低湿環境下で電子写真現像剤を所定時間曝した後の帯電量とを測定し、その比(高温高湿環境下での帯電量/低温低湿下での帯電量)を帯電量変化率として求めた。なお、当該帯電量変化率によって、雰囲気が変化したときの帯電量の変化を評価することができる。
試料とする電子写真現像剤は次のようにして調製した。各実施例で製造した所定量の電子写真現像剤用キャリアとトナーとをターブラミキサーを用いて30分間攪拌して混合し、トナー濃度12.0質量%の電子写真現像剤を製造した。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;平均体積粒径(D50)約5.8μm)を用いた。
低温低湿環境とは、雰囲気温度10℃、雰囲気相対湿度20%をいう。
高温高湿環境とは、雰囲気温度40℃、雰囲気相対湿度80%をいう。
各環境下で帯電量を測定する際は、上記のようにして調製した電子写真現像剤20gを帯電量測定用試料とし、各試料を高温高湿環境(40℃相対湿度80%)又は低温低湿環境(10℃相対湿度20%)に雰囲気温度及び湿度が調整された恒温恒湿室内に24時間保管することにより、高温高湿環境下で曝した電子写真現像剤と、低温低湿環境下で曝した電子写真現像剤とを得た。
上記のようにして調製した試料を用いて、下記の帯電量測定装置により帯電量を測定した。立上りの帯電を正確に測定するため、帯電測定の直前に50ccのガラス容器に入れた現像剤を回転数150rpmのボールミルにて2分攪拌した。
算出して得られた帯電量変化率に基づいて、以下のようにA~Dにランク分けした。なお、帯電量変化率の値が小さい方が、雰囲気変化に伴う帯電立ち上がり性の変化が少なく、電子写真現像剤の使用雰囲気が低温低湿環境から高温高湿環境に大きく変化したときも印刷初期時の画像欠陥の発生を抑制することができることを意味する。
A:1.0以上1.1未満
B:1.1以上1.2未満
C:1.2以上1.3未満
D:1.3以上
表3に各評価項目についての測定結果等を示す。表3に示すように、例えば、実施例1のフェライト混合粉の平均格子定数(Cm)は8.425Åであり、比較例3のフェライト単粉(フェライト粒子3)の格子定数(8.425Å)と同じ値を有する。実施例1のフェライト混合粉は、比較例3のフェライト単粉と飽和磁化及び体積平均粒径(D50)は同程度であるが、流動性(FR)が良好になり、見掛密度(AD)も大きくなっている。複数のスピネル型フェライト粉を混合することで、上述したとおり、フェライト混合粉では相対的にみたときに強磁性粒子と弱磁性粒子とからなる混合粉体となる。そのため、表3に示すように、格子定数が同程度のフェライト単粉と比較すると、フェライト混合粉では攪拌時に粒子同士の磁気的な結合をほぐすことが容易になり、流動性が良好になるものと考えられる。
このように、本発明のフェライト混合粉によれば、環境変化に伴う帯電量変化率を小さくすることができ、環境が変化したときも印刷初期時の画像欠陥の発生を抑制することができる。
Claims (8)
- 格子定数が互いに異なる複数のスピネル型フェライト粉が混合されてなるフェライト混合粉であって、
下記式(1)で定めた基準値(Cs)よりも格子定数の値が小さいスピネル型フェライト粉からなる群をX群とし、前記基準値(Cs)以上の格子定数の値を有するスピネル型フェライト粉からなる群をY群とし、下記式(2)で求めた平均格子定数(Cm)が下記式(3)の範囲内であることを特徴とするフェライト混合粉。
(1)Cs=(C1+Cn)/2
(2)Cm=(CX×RX+CY×RY)/(RX+RY)
(3)8.40≦Cm≦8.50
但し、
C1は、当該フェライト混合粉を構成する複数のスピネル型フェライト粉のうち、最も格子定数の小さいスピネル型フェライト粉の格子定数であり、
Cnは、当該フェライト混合粉を構成する複数のスピネル型フェライト粉のうち、最も格子定数の大きいスピネル型フェライト粉の格子定数であり、
CXはX群を構成するスピネル型フェライト粉の平均格子定数であり、
CYはY群を構成するスピネル型フェライト粉の平均格子定数であり、
RXは当該スピネル型フェライト混合粉におけるX群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(wt%)であり、
Ryは当該スピネル型フェライト混合粉におけるY群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(wt%)であり、RX+RY=100である。 - 前記X群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(RX)と、前記Y群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(R Y )とは、下記式(4)で示す条件を満足する請求項1に記載のフェライト混合粉。
(4) 5≦RX≦90、5≦RY≦90 - フェライト混合粉を構成する各スピネル型フェライト粉は、組成式(MO)a(Fe2O3)b(但し、MはFe,Mg,Mn,Cu,Zn及びNiからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素、a+b=100(mol%))で表され、又は当該組成式においてMO及び/又はFe2O3の一部が二価を取り得る元素の酸化物により置換された組成を有する請求項1又は請求項2に記載のフェライト混合粉。
- X線回折パターンのリートベルト解析を行うことにより当該フェライト混合粉を構成する前記X群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(RX)と、前記Y群を構成するスピネル型フェライト粉の含有割合(R Y )とを定量化するものとし、前記X群を構成するスピネル型フェライト粉の平均格子定数(Cx)と、前記Y群を構成するスピネル型フェライト粉の平均格子定数(CY)とが少なくとも0.005Å異なる請求項1~請求項3のいずれか一項に記載のフェライト混合粉。
- 請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のフェライト混合粉を含むことを特徴とする電子写真現像剤用キャリア芯材。
- 請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のフェライト混合粉と、当該フェライト混合粉の表面を被覆する樹脂被覆層とを備えることを特徴とする電子写真現像剤用キャリア。
- 請求項6に記載の電子写真現像剤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現像剤。
- 補給用現像剤として用いられる請求項7に記載の電子写真現像剤。
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