WO2013180212A1 - 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤 - Google Patents

電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤 Download PDF

Info

Publication number
WO2013180212A1
WO2013180212A1 PCT/JP2013/065013 JP2013065013W WO2013180212A1 WO 2013180212 A1 WO2013180212 A1 WO 2013180212A1 JP 2013065013 W JP2013065013 W JP 2013065013W WO 2013180212 A1 WO2013180212 A1 WO 2013180212A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
particles
carrier
magnetic carrier
resin
iron oxide
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/065013
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
香 木下
栄一 栗田
Original Assignee
戸田工業株式会社
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 戸田工業株式会社 filed Critical 戸田工業株式会社
Priority to CN201380027876.9A priority Critical patent/CN104350429B/zh
Priority to US14/404,543 priority patent/US9952524B2/en
Priority to EP13796970.5A priority patent/EP2857903B1/en
Publication of WO2013180212A1 publication Critical patent/WO2013180212A1/ja

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles
    • G03G9/113Developers with toner particles characterised by carrier particles having coatings applied thereto
    • G03G9/1132Macromolecular components of coatings
    • G03G9/1135Macromolecular components of coatings obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles
    • G03G9/107Developers with toner particles characterised by carrier particles having magnetic components
    • G03G9/1075Structural characteristics of the carrier particles, e.g. shape or crystallographic structure
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles
    • G03G9/107Developers with toner particles characterised by carrier particles having magnetic components
    • G03G9/108Ferrite carrier, e.g. magnetite
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles
    • G03G9/113Developers with toner particles characterised by carrier particles having coatings applied thereto
    • G03G9/1131Coating methods; Structure of coatings
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles
    • G03G9/113Developers with toner particles characterised by carrier particles having coatings applied thereto
    • G03G9/1132Macromolecular components of coatings
    • G03G9/1133Macromolecular components of coatings obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles
    • G03G9/113Developers with toner particles characterised by carrier particles having coatings applied thereto
    • G03G9/1132Macromolecular components of coatings
    • G03G9/1135Macromolecular components of coatings obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G03G9/1136Macromolecular components of coatings obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon atoms

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic carrier for an electrophotographic developer used for an electrophotographic developer that is durable, does not cause carrier adhesion, and can maintain a high-quality image for a long time, a method for producing the same, and the electrophotographic developer A two-component developer having a magnetic carrier and a toner is provided.
  • a photoconductive substance such as selenium, OPC (organic semiconductor), or a-Si is used as a photoreceptor, and an electrostatic latent image is formed by various means.
  • a method is used in which a toner charged opposite to the polarity of the latent image is attached by electrostatic force and visualized by using a brush developing method or the like.
  • a two-component developer composed of a toner and a carrier
  • carrier particles called a carrier impart an appropriate amount of positive or negative electricity to the toner by frictional charging, and magnetic force is increased.
  • the toner is conveyed to a developing region near the surface of the photosensitive member on which a latent image is formed through a developing sleeve using a magnet.
  • the electrophotographic method is widely used in copying machines or printers.
  • the demand for further stabilization and higher image quality of electrophotographic images has increased in the market, but it is considered that reducing the particle size of the carrier is effective for the demand for higher image quality of images.
  • Various small particle size carriers have been proposed.
  • the small particle size carrier forms a dense magnetic brush and has good fluidity of the ears, and therefore has features such as that the traces of the ears are less likely to be generated in the image. Since the magnetization of the carrier is reduced and the binding force of the magnetic carrier on the developing sleeve is reduced, so-called carrier adhesion that the carrier moves from the developer carrying member to the photosensitive member and causes image defects is likely to occur. There was.
  • the carrier having a small particle diameter has poor fluidity and hardly causes frictional charging with the toner, it has been proposed to increase the stirring strength when the toner and the carrier are stirred and mixed.
  • increasing the agitation strength increases the stress on the developer and makes it easy to generate so-called toner spent on the carrier surface, so that the deterioration of the developer characteristics is promoted and good development over a long period of time. The problem arises that the agent properties cannot be maintained.
  • miniaturization of electrophotographic image forming apparatuses such as copiers and printers has been promoted.
  • miniaturization of each unit has progressed, and there is a demand for maintenance of developer characteristics with a small developer, that is, with a small amount of developer.
  • a toner that can be sufficiently fixed with a small fixing energy that is, a so-called low-temperature fixing toner is required.
  • Energy savings can be achieved with toners that have low temperature fixing properties such as by using low molecular weight resins.
  • toner due to the heat and pressure generated by repeated multiple developments over a long period of time, ⁇ Since toner is spent on the surface of the carrier during continuous use at high humidity, or the carrier is firmly adhered to each other in a form in which the toner is caught between the spent parts, causing a phenomenon such as causing blocking of the developer.
  • the frictional charge amount of the agent is changed, and the image density is changed or fog is generated.
  • a carrier core material particle whose surface is coated with a release resin such as a fluororesin or a silicone resin is known. Since the surface of such a coated carrier is coated with a low surface energy substance, it is difficult for the toner to become spent during development. As a result, the charge amount is stabilized and the life of the developer can be extended.
  • the carrier is insulated by the coated resin and becomes difficult to act as a developing electrode, so that there is a problem that a phenomenon called an edge effect is likely to occur particularly in a solid image portion.
  • the developing bias is increased, carrier adhesion to non-image portions is likely to occur.
  • an iron powder carrier As a carrier constituting a two-component developer, an iron powder carrier, a ferrite carrier, and a magnetic material dispersion type carrier in which magnetic particle powder is dispersed in a binder resin are known.
  • the iron powder carrier and the ferrite carrier are usually used by coating the particle surface with a resin.
  • the iron powder carrier has a true specific gravity of 7 to 8 g / cm 3
  • the ferrite carrier has a true specific gravity of 4.5 to 5. Since it is as large as 5 g / cm 3 , a large driving force is required for stirring in the developing machine, and mechanical wear is large, resulting in spent toner, deterioration of chargeability of the carrier itself, and damage to the photoreceptor. Cheap. Furthermore, it is difficult to say that the adhesion between the particle surface and the coating resin is good, and the coating resin gradually peels off during use, causing a change in chargeability, resulting in problems such as image disturbance and carrier adhesion. End up.
  • the magnetic material-dispersed carrier comprising spherical composite particles comprising magnetic particles and phenol resin described in JP-A-2-220068 and JP-A-8-6303 has a true specific gravity of 3 to 4 g / cm 3 . Since the true specific gravity is smaller than that of the iron powder carrier and the ferrite carrier, the energy at the time of collision between the toner and the carrier is reduced, which is advantageous for the toner spent. Furthermore, it is excellent in adhesiveness with the coating resin, and the problem that the coating resin peels off during use hardly occurs.
  • Patent Document 1 a technology for increasing the resistance by coating the surface of composite core particles composed of ferromagnetic fine particles and cured phenol resin with melamine resin, consisting of iron oxide particle powder and cured phenol resin.
  • a coating layer made of a cured copolymer resin of one or more resins selected from melamine resin, aniline resin, and urea resin and a phenol resin is formed, and the electric resistance value of the carrier (Patent Document 2), a magnetic carrier having a layer containing or bound to a nitrogen compound on the particle surface of a carrier core material composed of ferromagnetic compound particles, nonmagnetic inorganic compound particles, and phenol resin Patent Document 3), in a carrier core material composed of magnetic particles and a binder resin, the first resin coating layer and conductive particles made of a nitrogen-containing resin on the surface of the core material particles Etc.
  • the second resin coating layer is formed comprising a carrier containing (Patent Document 4) is known.
  • a technology for defining the volume average particle size, particle size distribution, average porosity, magnetization value of the carrier core material, and the magnetization difference from the scattered matter (patent document) 5)
  • the magnetic carrier particles containing at least the binder resin and the magnetic metal oxide particles the number average particle diameter, the specific resistance when applying 25 to 500 V, the true specific gravity, the strength of magnetization, and the eluted iron element on the surface of the carrier particles
  • the strength of magnetization in each of the technology Patent Document 6) defining the Fe (II) content with respect to the concentration, the resin carrier A defining the average particle diameter, and the resin carrier B defining the amount of 20 ⁇ m or less by the mesh method
  • a technique (Patent Document 7) that defines a difference in magnetization between the carriers A and B is known.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 3-192268 Japanese Patent Laid-Open No. 9-311505 JP 2000-39742 A JP 2007-206481 A JP 2002-296846 A JP-A-2005-99072 JP 2002-91090 A
  • the present invention provides a magnetic carrier for an electrophotographic developer used for an electrophotographic developer that is durable, does not cause carrier adhesion, and can maintain a high-quality image for a long time, a method for producing the same, and the electrophotographic development
  • An object of the present invention is to provide a two-component developer having a magnetic carrier for an agent and a toner.
  • a magnetic carrier for an electrophotographic developer comprising spherical composite core particles having an average particle diameter of 20 to 60 ⁇ m, comprising at least ferromagnetic iron oxide fine particles and a cured phenol resin,
  • the saturation magnetization of carrier particles having a particle size near the average particle size of the magnetic carrier for electrophotographic developer is ⁇ 0 (Am 2 / kg), and the saturation magnetization of carrier particles having a particle size smaller than 20 ⁇ m is ⁇ 1 ( (Am 2 / kg), the magnetic carrier for an electrophotographic developer satisfying the following formula (1) (Invention 1).
  • ⁇ 1 ⁇ 0 ⁇ 2 to 0 (1)
  • Electrophotographic developer comprising spherical composite particles in which a coating layer made of melamine resin is formed on the surface of spherical composite core particles having an average particle size of 20 to 60 ⁇ m made of at least ferromagnetic iron oxide fine particles and a cured phenol resin.
  • Magnetic carrier for (I) Resin Index C 1 of the magnetic carrier for the electrophotographic developer is in the range of from 50 to 90%
  • the saturation magnetization of carrier particles having a particle size near the average particle size of the magnetic carrier for electrophotographic developer is ⁇ 0 (Am 2 / kg), and the saturation magnetization of carrier particles having a particle size smaller than 20 ⁇ m.
  • ⁇ 1 ⁇ 0 ⁇ 2 to 0 (1)
  • the present invention is the magnetic carrier for an electrophotographic developer according to the second aspect of the invention, wherein the resin indices C 1 and C 2 of the magnetic carrier satisfy the following formula (2) (the third aspect of the invention): ).
  • C 1 / C 2 1.05 to 1.40
  • the present invention also provides the electrophotographic developer according to the present invention 2 or 3, wherein the electric resistance value of the magnetic carrier at an applied voltage of 100 V is 1.0 ⁇ 10 6 to 1.0 ⁇ 10 16 ⁇ cm. Magnetic carrier (Invention 4).
  • the surface of the spherical composite core particles or the spherical composite particles is further coated with one or more resins selected from silicone resins, acrylic resins, and styrene-acrylic resins.
  • the present invention is a two-component developer comprising the magnetic carrier for an electrophotographic developer according to any one of the present inventions 2 to 5 and a toner (Invention 5).
  • a ferromagnetic iron oxide fine particle having a compression density CD of 2.3 to 3.0 g / cm 3 is reacted with a phenol and an aldehyde in the presence of a basic catalyst to thereby produce a ferromagnetic iron oxide.
  • the method for producing a magnetic carrier for an electrophotographic developer according to the first aspect of the present invention, wherein spherical composite core particles composed of fine particles and a cured phenol resin are produced (the seventh aspect of the present invention).
  • At least a ferromagnetic iron oxide fine particle having a compression density CD of 2.3 to 3.0 g / cm 3 is reacted with a phenol and an aldehyde in the presence of a basic catalyst to thereby produce a ferromagnetic iron oxide.
  • a spherical composite core particle comprising fine particles and a cured phenol resin is produced, and then an acidic aqueous solution comprising an acid having an acid dissociation constant pKa of 3 to 6 as an acidic catalyst in an aqueous medium containing the spherical composite core particle And a methylol melamine aqueous solution is added to form a coating layer made of a melamine resin on the surface of the spherical composite core particles, and further at 150 ° C. to a reduced pressure of 40 to 80 kPa in an inert atmosphere.
  • the magnetic carrier according to the first aspect of the present invention is suitable as a magnetic carrier for an electrophotographic developer because of a small variation in magnetization value.
  • the magnetic carrier according to the second aspect of the present invention has a small variation in magnetization value, and a desired charge amount, electric resistance value, and maximum resistance are controlled by controlling the coverage of the coating layer made of melamine resin formed on the surface of the carrier particles. Since the strength at the surface can be obtained, it is suitable as a magnetic carrier for an electrophotographic developer.
  • the magnetic carrier according to the third aspect of the present invention has a small variation in magnetization value, and a desired charge amount, electric resistance value, and maximum resistance are controlled by controlling the coverage of the coating layer made of melamine resin formed on the surface of the carrier particles. Since the strength at the surface can be obtained, it is suitable as a magnetic carrier for an electrophotographic developer.
  • the magnetic carrier according to the fourth aspect of the present invention has a small variation in magnetization value, and a desired charge amount, electric resistance value, and maximum resistance are controlled by controlling the coverage of the coating layer made of melamine resin formed on the surface of the carrier particles. Since the strength at the surface can be obtained, it is suitable as a magnetic carrier for an electrophotographic developer.
  • the resin-coated magnetic carrier according to the fifth aspect of the present invention is suitable as a magnetic carrier for an electrophotographic developer because it can suppress carrier adhesion, prevent the toner from becoming spent, and improve durability.
  • the two-component developer according to the sixth aspect of the invention is suitable as a developer corresponding to high image quality and miniaturization because the magnetic carrier used is excellent in durability.
  • the magnetic carrier manufacturing method provides a magnetic carrier for an electrophotographic developer having a small variation in magnetization value by improving the dispersibility of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder. Is preferred.
  • the method for producing a magnetic carrier according to the present invention 8 can reduce the dispersion of the magnetization value by improving the dispersibility of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder, and from the melamine resin formed on the surface of the carrier particle.
  • a magnetic carrier for an electrophotographic developer having a desired charge amount, electrical resistance value, and strength at the outermost surface can be obtained, which is suitable as a method for producing a magnetic carrier.
  • magnetic carrier for electrophotographic developer according to the present invention
  • the saturation magnetization of carrier particles having a particle size near the average particle diameter is ⁇ 0 (Am 2 / kg), and the saturation magnetization of carrier particles having a particle size smaller than 20 ⁇ m is ⁇ 1 (Am 2 / kg), ⁇ 1 - ⁇ 0 is ⁇ 2 to 0 (Am 2 / kg, hereinafter the unit is omitted).
  • ⁇ 1 - ⁇ 0, which indicates the variation in saturation magnetization of the magnetic carrier is more negative than ⁇ 2, adhesion of a carrier having a small particle diameter of 20 ⁇ m or less tends to occur, and the image quality is remarkably deteriorated.
  • ⁇ 1 - ⁇ 0 is preferably ⁇ 1.5 to 0, more preferably ⁇ 1 to 0.
  • ⁇ 2 ⁇ 0 is preferably ⁇ 2 to 0. If ⁇ 2 ⁇ 0 indicating the variation in saturation magnetization of the magnetic carrier is more negative than ⁇ 2, adhesion of a carrier having a small particle diameter of 20 ⁇ m or less tends to occur and the image quality tends to be lowered, which is not preferable. On the other hand, it is technically difficult for ⁇ 2 ⁇ 0 to exceed 0. More preferably, ⁇ 2 - ⁇ 0 is ⁇ 1.5 to 0, and more preferably ⁇ 1 to 0. In addition, the measuring method of (sigma) 0 , (sigma) 1 , (sigma) 2 is described in the Example mentioned later.
  • the average particle size of the magnetic carrier according to the present invention is 20 to 60 ⁇ m, and when the average particle size is less than 20 ⁇ m, secondary aggregation tends to occur, and when it exceeds 60 ⁇ m, the mechanical strength is weak and a clear image is obtained. You will not be able to get. More preferably, it is 20 to 50 ⁇ m.
  • the shape factors SF1 and SF2 of the magnetic carrier according to the present invention are preferably 100 to 120 and 100 to 120, respectively. More preferably, the shape factor SF1 is 100 to 110, and the shape factor SF2 is 100 to 110.
  • the shape factors SF1 and SF2 are determined by a method in an embodiment described later.
  • the shape factor SF1 indicates the degree of roundness of the particles
  • the shape factor SF2 indicates the degree of unevenness of the particles. Therefore, when the shape factor SF1 moves away from a circle (spherical shape), the value of SF1 increases and the unevenness of the surface unevenness increases. The value of SF2 also increases. Each value becomes a value close to 100 as it approaches a perfect circle (sphere).
  • the magnetic carrier approaches a true sphere and the surface unevenness is small, the magnetic brush in the development area becomes more uniform, so the carrier adhesion is improved.
  • the shape factor SF1 of the magnetic carrier exceeds 120 or SF2 exceeds 120, the resin coating layer does not become uniform, and the carrier charge amount and resistance non-uniformity are likely to occur. High definition images cannot be obtained.
  • the adhesion strength with the particles of the resin coating layer tends to decrease, sufficient durability cannot be obtained.
  • the bulk density of the magnetic carrier according to the present invention is preferably 2.5 g / cm 3 or less, more preferably 1.0 to 2.0 g / cm 3 .
  • the true specific gravity is preferably 2.5 to 4.5 g / cm 3 , more preferably 3.0 to 4.0 g / cm 3 .
  • the saturation magnetization value when the external magnetic field is 79.58 kA / m (1 kOe) is preferably 30 to 80 Am 2 / kg, more preferably 40 to 70 Am 2 / kg.
  • the saturation magnetization value at an external magnetic field of 795.8 kA / m (10 kOe) is preferably 40 to 90 Am 2 / kg, more preferably 50 to 80 Am 2 / kg.
  • the residual magnetization value when the external magnetic field is 79.58 kA / m (1 kOe) is preferably 1 to 20 Am 2 / kg, more preferably 1 to 10 Am 2 / kg.
  • Residual magnetization value when the external magnetic field 795.8kA / m (10kOe) is preferably 1 ⁇ 20Am 2 / kg, more preferably 1 ⁇ 10Am 2 / kg.
  • the content of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder in the magnetic carrier according to the present invention is preferably 80 to 99% by weight with respect to the magnetic carrier.
  • the content of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder is less than 80% by weight, the resin content increases and large particles are easily formed. If it exceeds 99% by weight, the resin content is insufficient and sufficient strength cannot be obtained. More preferably, it is 85 to 99% by weight.
  • the resin index C 1 of the magnetic carrier according to the present invention 1 is preferably 35 to 80%, more preferably 40 to 75%, and further preferably 45 to 70%.
  • the resin index in the present invention is determined by the method in Examples described later, and the resin portion relative to the total area of the backscattered electron image of each of the composite core particle and composite particle in the scanning electron microscope observation. It is determined by the area ratio, and is an index indicating the ratio of the resin.
  • the resin index when the acceleration voltage is 1 kV in the scanning electron microscope observation is C 1
  • the resin index when the acceleration voltage is 2 kV is C 2 .
  • the resin index C 1 of the magnetic carrier according to the present invention 1 is less than 35%, uniform coating to spherical composite recess in the coating resin may become poor wettability of the coating resin for the core particles enters becomes difficult, stability The charged amount and electrical resistance characteristics cannot be obtained. Further, the strength of the outermost surface of the spherical composite core particles becomes weak, and there arises a problem that deterioration such as peeling of the coating layer of the magnetic carrier during stirring of the developer is likely to occur. On the other hand, if it exceeds 80%, the fine uneven structure on the particle surface of the spherical composite core particles becomes small, so that it becomes difficult to obtain an anchor effect, and the coating layer of the magnetic carrier is peeled off when the developer is stirred.
  • the electric resistance value of the magnetic carrier is likely to be high, and it may be difficult to control resistance by resin coating.
  • the present invention or become easy to resistance control by resin coating by controlling the resin index C 1 of the spherical composite core particles, it becomes possible to suppress the deterioration of the peeling-off or the like of the coating layer.
  • the electric resistance value of the magnetic carrier according to the first aspect of the present invention is preferably 1.0 ⁇ 10 5 to 1.0 ⁇ 10 15 ⁇ cm, more preferably 1.0 ⁇ 10 6 to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm.
  • the electrical resistance value is less than 1.0 ⁇ 10 5 ⁇ cm, carriers are attached to the image area of the photoreceptor due to charge injection from the sleeve, or latent image charges escape through the carriers, and the latent image is disturbed or image It is not preferable because it causes defects.
  • it exceeds 1.0 ⁇ 10 15 ⁇ cm the edge effect in the solid image may appear and the reproduction of the solid portion may be poor.
  • the water content of the magnetic carrier according to the present invention 1 is preferably 0.1 to 0.8% by weight.
  • the water content of the magnetic carrier is less than 0.1% by weight, there is no appropriate amount of adsorbed water, so that charge-up is likely to occur, causing image quality deterioration.
  • it exceeds 0.8% by weight the amount of charge is difficult to stabilize due to environmental fluctuations and toner scattering may occur.
  • a more preferable water content is 0.2 to 0.7% by weight.
  • the water content of the magnetic carrier according to the present invention 2 is preferably 0.3 to 1.0% by weight.
  • the moisture content of the magnetic carrier is less than 0.3% by weight, there is a tendency that charge-up occurs because there is no appropriate amount of adsorbed moisture, which may cause image quality degradation.
  • it exceeds 1.0% by weight the amount of charge is difficult to stabilize due to environmental fluctuations, and toner scattering tends to occur. More preferably, it is 0.4 to 0.8% by weight.
  • the resin index C 1 is 50 to 90%, more preferably 55 to 90%, more preferably 60 to 88%.
  • the resin index C 1 When the resin index C 1 to less than 50%, or cause adverse effects such as charge quantity or electric resistance of the magnetic carrier are variations or insufficient seen, since dependence on the voltage of the electrical resistance value increases generally This is not preferable because the image has no gradation. In addition, the strength at the outermost surface may be insufficient. Furthermore, the adhesiveness with the resin when the resin is coated on the surface of the particles is deteriorated, and the resin coating layer is not uniform, which is not preferable. On the other hand, when the resin index C 1 exceeds 90% is not preferable only charge and electric resistance of the magnetic carrier becomes high. Further, when the resin is coated on the surface of the particles, it is difficult to obtain an anchor effect, and problems such as inferior strength of the magnetic carrier occur, which is not preferable.
  • the ratio C 1 / C 2 of the resin index C 1 and C 2 are 1.05 to 1.40 more preferably 1.07 to 1.35, more preferably Is 1.10 to 1.30.
  • the coating layer made of melamine resin formed on the particle surface of the magnetic carrier may be thin or non-uniform. If the coating layer is peeled off, carrier adhesion due to a leak phenomenon is likely to occur, which is not preferable.
  • the coating layer made of melamine resin formed on the particle surface of the magnetic carrier may be partially or entirely thick, This is not preferable because it is difficult to control the charge amount and electric resistance value of the magnetic carrier.
  • the electric resistance value of the magnetic carrier according to the fourth aspect of the invention is preferably 1.0 ⁇ 10 6 to 1.0 ⁇ 10 16 ⁇ cm, more preferably 5.0 ⁇ 10 6 to 1.0 ⁇ 10 15 at an applied voltage of 100V. ⁇ cm, more preferably 1.0 ⁇ 10 7 to 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm.
  • the electric resistance value is less than 1.0 ⁇ 10 6 ⁇ cm, carriers are attached to the image area of the photosensitive member by charge injection from the sleeve, or latent image charges escape through the carriers, resulting in disturbance of the latent image or image It is not preferable because it causes defects.
  • it exceeds 1.0 ⁇ 10 16 ⁇ cm the edge effect in the solid image may appear and the reproduction of the solid portion may be poor.
  • the electrical resistance value of the magnetic carrier formed by resin coating the particle surface of the spherical composite particles according to the fifth aspect of the invention is preferably 1.0 ⁇ 10 7 to 1.0 ⁇ 10 16 ⁇ cm, more preferably at an applied voltage of 100V.
  • the electrical resistance value is less than 1.0 ⁇ 10 7 ⁇ cm, carriers are attached to the image area of the photoreceptor due to charge injection from the sleeve, or latent image charges escape through the carriers, resulting in disturbance of the latent image or image It is not preferable because it causes defects.
  • it exceeds 1.0 ⁇ 10 16 ⁇ cm the edge effect in the solid image appears and the reproduction of the solid portion is poor.
  • the magnetic carrier for an electrophotographic developer comprising the spherical composite core particles according to the present invention 1 has a compression density CD of 2.3 to 3 in the presence of a basic catalyst in the presence of a basic catalyst in an aqueous medium.
  • 0.0 g / cm 3 of a ferromagnetic iron oxide fine particle powder is allowed to coexist to cause phenols and aldehydes to react to obtain spherical composite core particles comprising ferromagnetic iron oxide fine particles and a cured phenol resin.
  • the compression density CD of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder in the present invention is 2.3 to 3.0 g / cm 3 .
  • the compression density CD of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder is less than 2.3 g / cm 3 , it is sufficient for particles of 20 ⁇ m or less and particles of 75 ⁇ m or more when the magnetic carrier is produced using the ferromagnetic iron oxide fine particle powder. A stable magnetization value cannot be obtained.
  • the compression density CD exceeds 3.0 g / cm 3 , it is difficult to industrially produce a magnetic carrier.
  • a preferable compression density CD is 2.4 to 3.0 g / cm 3 , and more preferably 2.5 to 3.0 g / cm 3 .
  • the compression density CD is determined by a method in an embodiment described later.
  • the ferromagnetic iron oxide fine particle powder according to the present invention is obtained by a conventionally known method, for example, a ferrous hydroxide colloid obtained by neutralizing and mixing a ferrous salt aqueous solution and an alkali hydroxide aqueous solution.
  • wet pulverization is performed on the slurry solution after completion of the oxidation reaction using a pulverizer such as a ball mill, an attritor, or a TK homomixer.
  • a pulverizer such as a ball mill, an attritor, or a TK homomixer.
  • the wet pulverization conditions need to give a sufficient share to the magnetic iron oxide particle powder in the slurry solution.
  • a TK homomixer it is necessary to process at a rotation speed of 3000 rpm or more.
  • the dispersion share is often different depending on the diameter of the Metia, so use media with the smallest possible diameter.
  • the media diameter is 1 cm or less, preferably 5 mm or less.
  • the treatment time is preferably 1 hour or longer.
  • various dryers such as an air dryer, a freeze dryer, and a vacuum dryer can be used.
  • an air dryer it is preferable to use an air dryer.
  • This apparatus is preferable because it can be dried while being appropriately dispersed so that the particles are not hardly aggregated, so that ferromagnetic iron oxide fine particles having a compression density CD in a specific range can be efficiently produced.
  • a slurry solution containing magnetic iron oxide particles when a slurry solution containing ferromagnetic iron oxide fine particles subjected to wet pulverization treatment is dried using an air dryer. It is greatly influenced by the concentration. The lower the slurry concentration, the better. The concentration of the ferromagnetic iron oxide fine particles is 50% or less, preferably 30% or less, more preferably 20% or less. Moreover, it is necessary to control the drying temperature in a dryer to the temperature which can be dried in a short time. The drying temperature is 100 ° C. or higher, preferably 150 ° C. The drying time is preferably as short as 10 minutes, and preferably 5 minutes or less.
  • the ferromagnetic iron oxide fine particles in the present invention are obtained by removing soluble salts in a slurry solution containing ferromagnetic iron oxide fine particles obtained by a conventionally known method using a decantation, a filter thickener or the like. Performing wet pulverization using a pulverizer such as a lighter or TK homomixer, followed by drying using a flash dryer, freeze dryer, vacuum dryer, or the like to obtain ferromagnetic iron oxide fine particles with good dispersibility be able to.
  • a pulverizer such as a lighter or TK homomixer
  • the compression density CD of the ferromagnetic iron oxide fine particles is closely related to the dispersibility of the ferromagnetic iron oxide fine particles. That is, since the spherical composite core particles in the present invention are manufactured from ferromagnetic iron oxide fine particles and a cured phenol resin, the dispersibility of the ferromagnetic iron oxide fine particles in the resin is excellent. It is requested.
  • the ferromagnetic iron oxide fine particles are poorly dispersed, aggregated particles are present, and this tends to be biased to particles having a size of 20 ⁇ m or less and particles having a size of 75 ⁇ m or more. Since the granulated particles containing aggregated particles cannot be sufficiently filled with the ferromagnetic iron oxide fine particles, the content of the ferromagnetic iron oxide fine particles does not increase, and the magnetization value decreases. In particular, in the case of a carrier having a small particle diameter of 20 ⁇ m or less, since the magnetization value per particle is originally low, the magnetization value is further lowered, and there is a problem that carrier adhesion is easily caused.
  • the ferromagnetic iron oxide fine particles having excellent dispersibility can be obtained by controlling the compression density CD of the ferromagnetic iron oxide fine particles. It became possible to make it smaller.
  • the average particle size of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder in the present invention is preferably 0.05 to 3.0 ⁇ m. When it is less than 0.05 ⁇ m, the cohesive force of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder is large, and it becomes difficult to produce spherical composite core particles. When it exceeds 3.0 ⁇ m, the ferromagnetic iron oxide fine particle powder tends to be detached. More preferably, it is 0.1 to 2.0 ⁇ m.
  • the ferromagnetic iron oxide fine particles in the present invention are magnetoplumbite type iron oxide fine particles (strontium ferrite particles, barium ferrite particles), magnetite particles, etc., preferably magnetite particles.
  • the particle shape of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder in the present invention is spherical, plate-like, hexahedral, octahedral, polyhedral, etc., preferably spherical.
  • two or more kinds of ferromagnetic iron oxide fine particles having different average particle sizes and / or shapes may be mixed and used.
  • non-magnetic particle powder such as hematite may be used in combination with the ferromagnetic iron oxide fine particle powder.
  • the ferromagnetic iron oxide fine particle powder contains a slight amount of impurities derived from the starting material.
  • impurities include SiO 2 , Ca, Mn, Na, Mg, and sulfate ions.
  • anionic components such as chloride ions. Since these are factors that hinder the environmental stability of the charging characteristics, it is usually preferable that the content of impurities in the ferromagnetic iron oxide fine particle powder is as high as 2.0% or less.
  • the ferromagnetic iron oxide fine particles used in the present invention are preferably subjected to a lipophilic treatment in advance, and when using the ferromagnetic iron oxide fine particles not subjected to the lipophilic treatment, a composite having a spherical shape is used. It may be difficult to obtain body particles.
  • a ferromagnetic iron oxide fine particle powder is dispersed in a method of treating with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent or in an aqueous solvent containing a surfactant, and the interface is formed on the particle surface.
  • a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent or in an aqueous solvent containing a surfactant
  • an activator There is a method of adsorbing an activator.
  • Silane coupling agents include those having a hydrophobic group, amino group, and epoxy group, and silane coupling agents having a hydrophobic group include vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyl tris ( ⁇ -Methoxy) silane and the like.
  • silane coupling agents having an amino group examples include ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, N- ⁇ - (aminoethyl) - ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, and N- ⁇ - (aminoethyl) - ⁇ -aminopropyl.
  • Examples include methyldimethoxysilane and N-phenyl- ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane.
  • silane coupling agent having an epoxy group examples include ⁇ -glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ - (3,4-epoxycyclohexyl) trimethoxysilane, and the like.
  • titanate coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, and isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate.
  • the surfactant a commercially available surfactant can be used, and a surfactant having a functional group capable of bonding to a particle surface of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder directly or with a hydroxyl group on the particle surface is desirable.
  • a surfactant having a functional group capable of bonding to a particle surface of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder directly or with a hydroxyl group on the particle surface is desirable.
  • ionicity a cationic or anionic one is preferable.
  • the object of the present invention can be achieved by any of the above-mentioned treatment methods, but treatment with a silane coupling agent having an amino group or an epoxy group is preferred in view of adhesion with a phenol resin.
  • the treatment amount of the coupling agent or surfactant is preferably 0.1 to 10% by weight with respect to the ferromagnetic iron oxide fine particles.
  • the method for producing spherical composite core particles comprising the ferromagnetic iron oxide fine particle powder according to the present invention 7 and a cured phenol resin is as follows.
  • the phenols used in the present invention include, in addition to phenol, alkylphenols such as m-cresol, p-cresol, p-tert-butylphenol, o-propylphenol, resorcinol, bisphenol A, and a part or all of alkyl groups.
  • alkylphenols such as m-cresol, p-cresol, p-tert-butylphenol, o-propylphenol, resorcinol, bisphenol A, and a part or all of alkyl groups.
  • a compound having a phenolic hydroxyl group such as a halogenated phenol substituted with a chlorine atom or a bromine atom can be mentioned, and phenol is most preferable in view of shape.
  • aldehydes used in the present invention include formaldehyde, acetaldehyde, furfural, glyoxal, acrolein, crotonaldehyde, salicylaldehyde, glutaraldehyde, etc. in the form of formalin or paraaldehyde, with formaldehyde being most preferred.
  • the molar ratio of aldehydes to phenols is preferably 1.0 to 4.0.
  • the molar ratio of aldehydes to phenols is less than 1.0, it is difficult to form particles, Since curing is difficult to proceed, the strength of the resulting particles tends to be weak.
  • it exceeds 4.0 there is a tendency that unreacted aldehydes remaining in the aqueous medium after the reaction increase. More preferably, it is 1.2 to 3.0.
  • a basic catalyst used in normal resol resin production can be used.
  • ammonia water, hexamethylenetetramine, alkylamines such as dimethylamine, diethyltriamine, and polyethyleneimine can be mentioned, and ammonia water is particularly preferable.
  • the basic catalyst is preferably in a molar ratio of 0.05 to 1.50 with respect to phenols. If it is less than 0.05, curing does not proceed sufficiently and granulation becomes difficult. If it exceeds 1.50, the structure of the phenol resin is affected, so that the granulation property is deteriorated and it is difficult to obtain particles having a large particle size.
  • the amount of the ferromagnetic iron oxide fine particles to coexist is 75 to 99% by weight based on the total amount of the ferromagnetic iron oxide fine particles, phenols and aldehydes. In view of the strength of the generated magnetic carrier, it is more preferably 78 to 99% by weight.
  • the production reaction of the spherical composite core particles in the present invention is carried out in an aqueous medium, and it is preferable that the solid content concentration in the aqueous medium is 30 to 95% by weight, particularly 60 to 90% by weight. It is preferable that
  • phenols, aldehydes, water and ferromagnetic iron oxide fine particles are sufficiently stirred and mixed, and then a basic catalyst is added and the reaction solution is stirred for 60 to 95.
  • the temperature is raised to a temperature range of 0 ° C., the reaction is carried out at this temperature for 30 to 300 minutes, preferably 60 to 240 minutes, and the polycondensation reaction of the phenol resin is carried out for curing.
  • the heating rate is preferably 0.5 to 1.5 ° C./min, more preferably 0.8 to 1.2 ° C./min.
  • the stirring speed is preferably 100 to 1000 rpm.
  • the reaction product After curing, when the reaction product is cooled to 40 ° C. or lower, the aqueous dispersion of spherical composite core particles in which the ferromagnetic iron oxide fine particles are dispersed in the binder resin and the ferromagnetic iron oxide fine particles are exposed on the particle surface Is obtained.
  • the aqueous dispersion containing the spherical composite core particles is filtered and separated into solid and liquid according to a conventional method of centrifugal separation, washed and dried, and then subjected to heat treatment to obtain spherical composite core particles.
  • the resin index C 1 is in the range of 35 to 80%.
  • the following methods can be cited as a method of adjusting the resin index C 1 of the spherical composite core particles.
  • the spherical composite core particles are preferably subjected to heat treatment in order to further cure the resin.
  • heat treatment in order to further cure the resin.
  • it is carried out under reduced pressure or in an inert atmosphere is preferred in order to prevent oxidation of the ferromagnetic iron oxide particles, in the present invention has been found to be able to adjust the resin index C 1 of the spherical composite core particles by the heat treatment .
  • the resin index C 1 of the spherical composite core particles, the vacuum degree and the heat treatment temperature in the heat treatment can be adjusted by controlling the heat treatment time.
  • the spherical composite particles composed of magnetic particles and phenol resin described in JP-A-2-220068 and JP-A-2000-199985 are heat-treated at a very high degree of vacuum (665 Pa), so that the resin index becomes particles that do not satisfy 35%, and the wettability of the coating resin with respect to the magnetic carrier core material deteriorates, so that uniform coating becomes difficult, and stable charge amount and electric resistance characteristics cannot be obtained.
  • the strength of the outermost surface of the spherical composite particles is weakened, and deterioration such as peeling of the coating layer of the magnetic carrier during stirring of the developer is likely to occur. A problem has arisen that it has become inadequate for the carrier demand.
  • the spherical composite core particles are run at a reduced pressure of 40 to 80 kPa in a temperature range of 150 to 250 ° C. for 1 to 7 hours under an inert atmosphere such as nitrogen gas. by dividing the resin index C 1 of the spherical composite core particles can be adjusted to range from 35 to 80%.
  • the amount of resin on the surface of the spherical composite core particles is greatly reduced. Since the wettability deteriorates and the coating resin enters the recesses, uniform coating becomes difficult, and stable charge amount and electric resistance characteristics cannot be obtained. Further, the strength of the outermost surface of the spherical composite core particles becomes weak, and there arises a problem that deterioration such as peeling of the coating layer of the magnetic carrier during stirring of the developer is likely to occur.
  • the fine uneven structure on the particle surface of the spherical composite core particles is small, so that the anchor effect is difficult to be obtained, and the coating layer of the magnetic carrier when the developer is stirred Degradation such as peeling is likely to occur.
  • the electric resistance value of the magnetic carrier is likely to be high, and it may be difficult to control resistance by resin coating. Therefore, it is more preferable to perform the heat treatment at a reduced pressure of 40 to 80 kPa, and even more preferable to perform the heat treatment at a reduced pressure of 45 to 75 kPa.
  • the heat treatment temperature exceeds 250 ° C.
  • the amount of resin on the surface of the spherical composite core particles is greatly reduced, so that the coating resin wets the spherical composite core particles. Therefore, uniform coating becomes difficult because the coating resin gets into the recesses, and stable charge amount and electric resistance characteristics cannot be obtained. Further, the strength of the outermost surface of the spherical composite core particles becomes weak, and there arises a problem that deterioration such as peeling of the coating layer of the magnetic carrier during stirring of the developer is likely to occur.
  • the heat treatment temperature is less than 150 ° C.
  • the resin is excessively present on the particle surface of the spherical composite core particles, and the fine uneven structure on the particle surface is reduced. Deterioration such as peeling of the coating layer of the magnetic carrier during stirring of the agent tends to occur.
  • the electric resistance value of the magnetic carrier is likely to be high, and it may be difficult to control resistance by resin coating. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 150 to 250 ° C., more preferably 170 to 230 ° C.
  • the heat treatment of the spherical composite core particles when the heat treatment time exceeds 7 hours, the amount of resin on the surface of the spherical composite core particles is greatly reduced, so that the coating resin wets the spherical composite core particles. Therefore, uniform coating becomes difficult because the coating resin gets into the recesses, and stable charge amount and electric resistance characteristics cannot be obtained. Further, the strength of the outermost surface of the spherical composite core particles becomes weak, and there arises a problem that deterioration such as peeling of the coating layer of the magnetic carrier during stirring of the developer is likely to occur.
  • the heat treatment time is less than 1 hour, the resin is excessively present on the particle surface of the spherical composite core particles, and the fine uneven structure on the particle surface is reduced. Deterioration such as peeling of the coating layer of the magnetic carrier during stirring of the agent tends to occur. In addition, the electric resistance value of the magnetic carrier is likely to be high, and it may be difficult to control resistance by resin coating. Therefore, the heat treatment time is preferably 1 to 7 hours, more preferably 2 to 6 hours.
  • an inert gas in order to obtain an inert atmosphere.
  • the inert gas for example, nitrogen, helium, argon, carbon dioxide gas or the like can be used, but industrially, it is advantageous in terms of cost to perform heat treatment while blowing nitrogen gas, and stable characteristics. Is obtained.
  • the magnetic carrier for an electrophotographic developer is a ferromagnetic carrier having a compression density CD of 2.3 to 3.0 g / cm 3 in an aqueous medium containing phenols and aldehydes in the presence of a basic catalyst. In the presence of iron oxide fine particle powder, phenols and aldehydes are allowed to react to produce spherical composite core particles composed of ferromagnetic iron oxide fine particles and a cured phenol resin.
  • a coating layer comprising a melamine resin on the surface of the spherical composite core particles by adding an acidic aqueous solution comprising an acid having an acid dissociation constant pKa of 3 to 6 and an aqueous methylolmelamine solution as an acidic catalyst to the aqueous medium containing And heat treatment in a temperature range of 150 ° C. to 250 ° C. under a reduced pressure of 40 to 80 kPa in an inert atmosphere.
  • the reaction of the spherical composite particles in which the coating layer made of melamine resin is formed on the surface of the spherical composite core particles is continuously performed in the aqueous medium in which the spherical composite core particles are generated. That is, while maintaining the reaction solution in a temperature range of 60 to 95 ° C., methylol prepared by reacting an acidic aqueous solution composed of an acid having an acid dissociation constant pKa of 3 to 6 as an acidic catalyst with melamine and aldehydes with water. A melamine aqueous solution is added and reacted with stirring for 30 to 300 minutes, preferably 60 to 240 minutes, to form a coating layer made of melamine resin on the surface of the spherical composite core particles.
  • reaction product is cooled to 40 ° C. or lower, the aqueous dispersion containing the spherical composite particles is filtered, the solid / liquid is separated according to a conventional method of centrifugation, washed and dried, and subjected to heat treatment to form a spherical composite. Get body particles.
  • the amount of melamine added to the spherical composite particles is preferably 0.1 to 5.0% by weight in order to control the resin index C1 and C1 / C2.
  • aqueous methylolmelamine solution prepared by reacting melamine and aldehydes with separately prepared water.
  • the solution becomes cloudy due to the polycondensation reaction of methylol melamine, and a coating layer composed of a thin and uniform melamine resin is formed on the particle surface of the spherical composite core particles. Since it becomes difficult, it is preferable to add to the aqueous medium containing the spherical composite core particles in the state of a transparent methylolmelamine aqueous solution in which the polymerization has progressed to some extent.
  • the aldehydes used in the formation of the melamine coating layer can be selected from those that can be used in the formation reaction of the spherical composite core particles.
  • the molar ratio of aldehydes to melamine in the aqueous methylolmelamine solution is preferably 1 to 10, and the melamine concentration is preferably 5 to 50% by weight.
  • the aqueous methylolmelamine solution is prepared by adding melamine and aldehydes to water and heating the reaction solution to a temperature range of 40 to 80 ° C. while stirring, and at this temperature for 30 to 240 minutes, preferably 60 to 180 minutes. It is formed by carrying out a methylolation reaction.
  • the heating rate is preferably 0.5 to 1.5 ° C./min, and the stirring rate is preferably 100 to 1000 rpm.
  • a weak acid having an acid dissociation constant pKa of 3 to 6 is preferably used.
  • formic acid, oxalic acid, acetic acid and the like can be mentioned, and acetic acid is most preferable.
  • the acid content in the aqueous medium for producing the composite particles is preferably 0.5 to 3% by weight.
  • the present invention is characterized in that an acidic aqueous solution comprising an acid having an acid dissociation constant pKa of 3 to 6 and an aqueous methylolmelamine solution are added as an acidic catalyst to the aqueous medium containing the composite core particles. That is, by adding both aqueous solutions to an aqueous medium, the reaction and curing speed of methylol melamine are optimized, and the surface of the spherical composite core particle composed of ferromagnetic iron oxide fine particles and cured phenol resin is thin and uniform. A coating layer made of melamine resin can be formed.
  • the stirring speed is preferably 100 to 1000 rpm.
  • the heat treatment of the spherical composite particles of the present invention is performed for 1 to 7 hours in a temperature range of 150 ° C. to 250 ° C. under a reduced pressure of 40 to 80 kPa in an inert atmosphere such as nitrogen gas. Is preferred.
  • Composite particles can be obtained.
  • the “resin index” described in the examples described later is used to evaluate the resin coating state in the vicinity of the surface of the magnetic carrier.
  • the resin index is an index related to the ratio and thickness of the magnetic carrier particles that are covered with the resin in the vicinity of the surface. Based on this resin index, the strength of the outermost surface of the magnetic carrier, the adhesiveness with the coating resin when the resin coating layer is formed on the surface of the core particle, and the like can be evaluated.
  • the amount of the spherical composite particles on the surface of the particles may be greatly reduced or become too thin.
  • the charge amount and electric resistance value of the magnetic carrier are not sufficient, and there are problems such as variations, and the dependency of the electric resistance value on the voltage increases, so the image generally has no gradation. It is not preferable.
  • the strength at the outermost surface may be insufficient.
  • the coating layer is peeled off with long-term use, carrier adhesion due to a leak phenomenon is likely to occur, which is not preferable.
  • the adhesion with the resin when the surface of the particles is coated with the resin is deteriorated, and the resin coating layer is not uniform, which is not preferable. Further, when the coating layer is peeled off due to long-term use, it is not preferable because carrier adhesion due to a leak phenomenon is likely to occur. On the other hand, when the pressure is reduced at a low degree of pressure exceeding 80 kPa, the amount of coating on the surface of the spherical composite particles may be too large or too thick. It becomes too high and is not preferable. Further, when the resin is coated on the surface of the particles, it is difficult to obtain an anchor effect, and problems such as inferior strength of the magnetic carrier occur, which is not preferable. Therefore, it is more preferable to perform the heat treatment at a reduced pressure of 40 to 80 kPa, and even more preferable to perform the heat treatment at a reduced pressure of 45 to 75 kPa.
  • the amount of coating on the surface of the spherical composite particles may be greatly reduced, or may become too thin.
  • an image having no gradation is preferable because the charging amount and electric resistance value of the magnetic carrier are insufficient or there are problems such as variations, and the dependency of the electric resistance value on the voltage increases. Absent.
  • the strength at the outermost surface may be insufficient.
  • the coating layer is peeled off with long-term use, carrier adhesion due to a leak phenomenon is likely to occur, which is not preferable.
  • the adhesion with the resin when the surface of the particles is coated with the resin is deteriorated, and the resin coating layer is not uniform, which is not preferable. Further, when the coating layer is peeled off due to long-term use, it is not preferable because carrier adhesion due to a leak phenomenon is likely to occur.
  • the heat treatment temperature does not satisfy 150 ° C.
  • the coating amount on the surface of the spherical composite particles may be too large or too thick. Becomes too high, which is not preferable.
  • the resin is coated on the surface of the particles, it is difficult to obtain an anchor effect, which causes problems such as inferior strength of the magnetic carrier, which is not preferable. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 150 to 250 ° C., more preferably 170 to 230 ° C.
  • the amount of the spherical composite particles on the surface of the particles may be greatly reduced or become too thin.
  • an image having no gradation is preferable because the charging amount and electric resistance value of the magnetic carrier are insufficient or there are problems such as variations, and the dependency of the electric resistance value on the voltage increases. Absent.
  • the strength at the outermost surface may be insufficient.
  • the coating layer is peeled off with long-term use, carrier adhesion due to a leak phenomenon is likely to occur, which is not preferable.
  • the adhesion with the resin when the surface of the particles is coated with the resin is deteriorated, and the resin coating layer is not uniform, which is not preferable. Further, when the coating layer is peeled off due to long-term use, it is not preferable because carrier adhesion due to a leak phenomenon is likely to occur. On the other hand, if the heat treatment time is less than 1 hour, the surface coverage of the spherical composite particles may be too much or too thick. Becomes too high, which is not preferable. Further, when the resin is coated on the surface of the particles, it is difficult to obtain an anchor effect, and problems such as inferior strength of the magnetic carrier occur, which is not preferable. Therefore, the heat treatment time is preferably 1 to 7 hours, more preferably 2 to 6 hours.
  • an inert gas in order to obtain an inert atmosphere.
  • the inert gas for example, nitrogen, helium, argon, carbon dioxide gas or the like can be used, but industrially, it is advantageous in terms of cost to perform heat treatment while blowing nitrogen gas, and stable characteristics. Is obtained.
  • the positive chargeability of the magnetic carrier can be improved.
  • the durability of the magnetic carrier can be improved.
  • the particle surface of the composite particle may be coated with a resin.
  • the coating resin used in the present invention is not particularly limited, but polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene; polystyrene; acrylic resin; polyacrylonitrile; polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, polyvinyl ketone.
  • polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene; polystyrene; acrylic resin; polyacrylonitrile; polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, polyvinyl ketone.
  • Polyvinyl-based or polyvinylidene-based resins such as: vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, styrene / acrylic acid copolymer; straight silicone resin composed of organosiloxane bonds or modified products thereof; polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, Fluorine resins such as polyvinylidene fluoride and polychlorotrifluoroethylene; polyesters; polyurethanes; polycarbonates; amino systems such as urea and formaldehyde resins Fats; epoxy resin; polyamide resin, polyimide resin, polyamide imide resin, fluorine - polyamide resins, fluorine - polyimide resins, fluorine - polyamide-imide resins, and the like.
  • the particle surface of the composite particle is preferably coated with one or more resins selected from silicone resins, acrylic resins, and styrene-acrylic resins.
  • silicone resins acrylic resins, and styrene-acrylic resins.
  • both the acrylic resin and the styrene-acrylic resin have the effect of improving the adhesion to the core particles and the charging property.
  • silicone resin conventionally known silicone resins can be used. Specifically, a straight silicone resin composed only of an organosiloxane bond and a silicone resin obtained by modifying the straight silicone resin with alkyd, polyester, epoxy, urethane, or the like can be given.
  • Acrylic resins include methyl acrylate, methyl ethacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, alkyl acrylates such as behenyl methacrylate, cycloalkyl acrylates such as cyclopentyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, and aromatics such as phenyl methacrylate.
  • the carrier include acrylates, copolymers of these with acrylic acid, copolymers of epoxy compounds such as glycidyl methacrylate, and copolymers of alcohol compounds such as glycerin monomethacrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate.
  • Short chain alkyl acrylates such as methyl methacrylate and ethyl ethacrylate are preferred in terms of environmental dependency
  • styrene-acrylic resin examples include a copolymer of the above acrylic monomer and a styrene monomer, and styrene and short resin from the viewpoint of a small difference in charge between a high temperature and high humidity environment and a low temperature and low humidity environment.
  • a copolymer with a chain alkyl methacrylate is preferred.
  • the coating amount of the magnetic carrier according to the present invention with the resin is preferably 0.1 to 5.0% by weight with respect to the composite particles. If the coating amount is less than 0.1% by weight, it may be difficult to sufficiently coat and uneven coating may occur. When the amount exceeds 5.0% by weight, the resin coating can be brought into close contact with the surface of the composite particles, but the generated composite particles are aggregated and it is difficult to control the particle size of the composite particles. become. Preferably, it is 0.3 to 3.0% by weight.
  • the resin coating in the present invention may contain fine particles in the resin coating layer.
  • fine particles fine particles made of a quaternary ammonium salt compound, a triphenylmethane compound, an imidazole compound, a nigrosine dye, a polyamine resin, or the like are preferable, for example, to impart negative chargeability to the toner.
  • fine particles made of a dye containing a metal such as Cr or Co, a salicylic acid metal compound, an alkyl salicylic acid metal compound, or the like are preferable for imparting positive chargeability to the toner. These particles may be used alone or in combination of two or more.
  • the resin coating in the present invention may contain conductive fine particles in the resin coating layer. It is preferable that conductive fine particles are contained in the resin because the resistance of the magnetic carrier can be easily controlled.
  • conductive fine particles can be used, for example, carbon black such as acetylene black, channel black, furnace black and ketjen black, metal carbide such as Si and Ti, metal nitride such as B and Ti, Examples thereof include metal borides such as Mo and Cr. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, carbon black is preferable.
  • the spherical composite particles and the resin are mixed using a well-known spray dryer, a method of spraying the resin onto the spherical composite particles, a Henschel mixer, a high speed mixer, or the like. What is necessary is just to perform by the method of dry mixing, the method of impregnating spherical composite particles in a solvent containing a resin, and the like.
  • a known toner can be used as the toner used in combination with the carrier of the present invention. Specifically, a binder resin and a colorant as main constituents, and a release agent, a fluidizing agent and the like added as necessary can be used. In addition, a known method can be used as a method for producing the toner.
  • An important point in the present invention is a magnetic carrier for an electrophotographic developer comprising spherical composite core particles having an average particle size of 20 to 60 ⁇ m, comprising at least ferromagnetic iron oxide fine particles and a cured phenol resin.
  • the saturation magnetization of carrier particles having a particle size near the average particle size of the magnetic carrier for developer is ⁇ 0 (Am 2 / kg), and the saturation magnetization of carrier particles having a particle size smaller than 20 ⁇ m is ⁇ 1 (Am 2 / kg), the magnetic carrier for an electrophotographic developer satisfies the following formula (1).
  • ⁇ 1 ⁇ 0 ⁇ 2 to 0 (1)
  • the present invention by reducing the variation in the magnetization value of the magnetic carrier, it is possible to maintain a high-quality image for a long time without causing carrier adhesion.
  • the variation in the magnetization value of the magnetic carrier is small, and a desired charge amount is obtained by controlling the coverage of the coating layer made of a melamine resin formed on the particle surface of the spherical composite core particle, Since the electrical resistance value and the strength at the outermost surface can be obtained, it is possible to maintain durability and high quality images for a long time without causing carrier adhesion.
  • the resin-coated magnetic carrier according to the fifth aspect of the present invention has durability because it has a small variation in the magnetization value of the magnetic carrier, and can maintain a high-quality image for a long time without causing carrier adhesion.
  • the two-component developer according to the present invention 6 is durable, does not generate carrier adhesion, can maintain a high-quality image for a long time, and particularly at a high voltage that is easily affected by the core material electrical resistance. It has become possible to suppress image defects such as the occurrence of scratches on the solid part due to the charge leakage phenomenon and poor gradation, and to suppress deterioration over time due to scraping or peeling of the coating resin due to long-term use of the carrier. .
  • a typical embodiment of the present invention is as follows.
  • the average particle size of the particle powder was measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer LA750 (manufactured by Horiba, Ltd.) and indicated as a value based on volume.
  • the particle morphology of the particles was observed with a scanning electron microscope S-4800 (manufactured by Hitachi, Ltd.).
  • the saturation magnetizations ⁇ 0 , ⁇ 1 and ⁇ 2 of the carrier particles were determined as follows.
  • the carrier particles are sieved using a test sieve having an opening of 20 ⁇ m and 38 ⁇ m, and when the average particle size of the carrier particles is 30 to 40 ⁇ m, the carrier particles are observed. Sieve using test sieves with openings of 25 ⁇ m and 45 ⁇ m.
  • the carrier particles are sieved with a test sieve with openings of 32 ⁇ m and 53 ⁇ m, and the average particle size of the carrier particles
  • the carrier particles are sieved using a test sieve having openings of 45 ⁇ m and 63 ⁇ m, and the obtained particles are regarded as carrier particles having a particle size in the vicinity of the average particle size, and their external magnetic field
  • the saturation magnetization measured under 795.8 kA / m was defined as ⁇ 0 .
  • the carrier particles are sieved using a test sieve having an opening of 20 ⁇ m, and the obtained particles under the sieve are regarded as particles of 20 ⁇ m or less, and the saturation magnetization measured under an external magnetic field of 795.8 kA / m is ⁇ .
  • the carrier particles are sieved using a test sieve having an opening of 75 ⁇ m, the particles on the obtained sieve are regarded as particles of 75 ⁇ m or more, and the saturation magnetization measured under an external magnetic field of 795.8 kA / m was ⁇ 2.
  • the sieving of the magnetic carrier in the present invention was performed as follows.
  • a test sieve for each mesh opening was attached to an electromagnetic sieve shaker (Model AS200DIGIT, 60 Hz, manufactured by Retsch). When attaching two types of test sieves, place a pan, stack them in ascending order of openings, place a lid on top, and place on a shaker.
  • a test sieve test sieve JIS Z 8801, ⁇ 200 mm ⁇ 45 mmH manufactured by Tokyo Screen Co., Ltd. was used.
  • the mesh with the mesh openings 20, 25, 32, and 38 ⁇ m uses a twill weave. 2.
  • the magnetic carrier 30g was put into the top test sieve, and the amplitude knob was adjusted so that the amplitude was 1.5 mm for 5 minutes, and continuously vibrated. 3.
  • the magnetic carrier for ⁇ 1 measurement sampled the carrier under the sieve with an opening of 20 ⁇ m
  • the magnetic carrier for ⁇ 2 measurement sampled the carrier on the sieve with an opening of 75 ⁇ m
  • the magnetic carrier for ⁇ 0 measurement was set.
  • the carrier on the sieve set on the lower side was sampled. This sieved magnetic carrier was used as a sample for measuring saturation magnetization. When the amount required for the measurement of saturation magnetization could not be obtained by one operation, a necessary amount of magnetic carrier was collected by repeating sieving a plurality of times.
  • Resin Index C 1 and C 2 the following device was evaluated by condition. Using a scanning electron microscope S-4800 (manufactured by Hitachi, Ltd.), reflected electron images of 10 or more particles were observed at an acceleration voltage of 1 kV or 2 kV and a magnification of 15000 times. The obtained backscattered electron image is binarized by image analysis software, the ferromagnetic iron oxide fine particles and other portions are identified by contrast, the portions other than the ferromagnetic iron oxide fine particles are regarded as resin portions, and the composite The area ratio of the resin portion with respect to the total area of the backscattered electron image of each of the body core particles and the composite particles was calculated by the following formula and used as a resin index (%).
  • the resin index when the acceleration voltage is 1 kV is C 1
  • the resin index when the acceleration voltage is 2 kV is C 2 .
  • image processing software ordinary software can be used.
  • image analysis software A image-kun manufactured by Asahi Kasei Engineering
  • Resin index C (%) 100 ⁇ (area of ferromagnetic iron oxide fine particle portion / total area of backscattered electron image of composite core particle or composite particle ⁇ 100)
  • the principle of whether this method can distinguish ferromagnetic iron oxide fine particles on the particle surface from other components will be described.
  • the contrast difference between ferromagnetic iron oxide fine particles and other components is imaged by the atomic number effect of reflected electrons. Can be detected.
  • the atomic number effect is an effect that the amount of reflected electrons emitted increases as the atomic number of the sample to be detected increases, and the contrast is detected as white.
  • the ferromagnetic iron oxide fine particle portion can be observed with white contrast, and the other component portions can be observed with gray to black contrast.
  • the acceleration voltage By setting the acceleration voltage to 1 kV, the analysis depth of the electron beam was reduced, and the amount of resin in the vicinity of the particle surface could be accurately analyzed. Furthermore, it was possible to obtain information on the thickness of the resin coating layer on the particle surface by increasing the analysis depth of the electron beam by setting the acceleration voltage to 2 kV.
  • the electric resistance value (volume specific resistance value) is a value measured with a high resistance meter 4339B (manufactured by Yokogawa Hewlett Packard).
  • the compression density CD of the ferromagnetic iron oxide fine particle powder was measured as follows.
  • a weighed sample (25 g) is put into a cylindrical mold of 25 mm ⁇ and arranged so that the sample state becomes uniform. After pressurizing a predetermined pressure (1 t / cm 2 ), the height of the sample in the mold is measured, the sample volume V after pressing is obtained, and the compression density CD is calculated from the following formula.
  • CD W / V CD: compression density (g / cm 3 ) W: Sample weight (g) V: Sample volume after pressing (cm 3 )
  • the shape factors SF1 and SF2 of the magnetic carrier were measured according to the following procedure.
  • SF1 and SF2 indicating the shape factor are sampled by randomly sampling 100 carrier particle images magnified 300 times using, for example, a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd. (S-4800)). Is introduced into, for example, an image analysis apparatus (Luzex AP) manufactured by Nireco Corporation through an interface and analyzed, and values obtained from the following equations are defined as shape factors SF1 and SF2.
  • the shape factor SF1 indicates the degree of roundness of the particles
  • the shape factor SF2 indicates the degree of unevenness of the particles. Therefore, when the shape factor SF1 moves away from a circle (spherical shape), the value of SF1 increases and the unevenness of the surface unevenness increases. The value of SF2 also increases. Each value becomes a value close to 100 as it approaches a perfect circle (sphere).
  • the true specific gravity is indicated by a value measured with a multi-volume density meter 1305 type (Micromeritics / manufactured by Shimadzu Corporation).
  • Sent from a moisture vaporizer (EV-2010, manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.) connected to a trace moisture analyzer AQ-2100 under the conditions of a heating temperature of 150 ° C. and a carrier gas (nitrogen gas) flow rate of 100 ml / min.
  • the generation liquid used was Hydranal Aqualite RS manufactured by Riedel de Haen, and the counter electrode liquid used was Aqualite CN manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.
  • the charge amount of the toner was measured using a blow-off charge amount measuring device TB-200 (manufactured by Toshiba Chemical Corporation) after thoroughly mixing 95 parts by weight of the magnetic carrier and 5 parts by weight of the toner manufactured by the following method.
  • Polyester resin 100 parts by weight Copper phthalocyanine colorant 5 parts by weight Charge control agent (di-tert-butylsalicylic acid zinc compound) 3 parts by weight Wax 9 parts by weight
  • the above materials are sufficiently premixed with a Henschel mixer and biaxial extrusion kneading
  • the mixture was melt-kneaded by a machine, cooled and then pulverized and classified using a hammer mill to obtain a negatively chargeable blue powder having a weight average particle size of 7.4 ⁇ m.
  • the charge amount before and after the forced deterioration test is expressed in% as the change amount of the charge amount at normal temperature and humidity (24 ° C., 60% RH) for each sample before and after shaking as shown by the following formula.
  • the evaluation criteria were used.
  • the developer was prepared by thoroughly mixing 95 parts by weight of the magnetic carrier of the present invention and 5 parts by weight of the negatively chargeable cyan toner a.
  • the electrical resistance value represents the rate of change in electrical resistance value at normal temperature and normal humidity (24 ° C., 60% RH) for each sample before and after shaking, and was performed according to the following evaluation criteria. .
  • Rate of change in electrical resistance Log (R INI / R)
  • R INI Electric resistance value before forced deterioration test at an applied voltage of 100V
  • R Electric resistance value after forced deterioration test at an applied voltage of 100V
  • D Change rate before and after forced deterioration test is 1 or more and less than 1.5
  • the developer was prepared by thoroughly mixing 95 parts by weight of the magnetic carrier of the present invention and 5 parts by weight of the negatively chargeable cyan toner a.
  • Machine evaluation was performed using a modified Epson LP8000C, changing the bias voltage under normal temperature and normal humidity of 24 ° C. and 60% RH, and using an original document with an image ratio of 10%.
  • the adhesive tape was closely adhered to the photoconductor, sampled, and observed with an optical microscope to adhere to the photoconductor in 1 cm ⁇ 1 cm. The number of magnetic carriers deposited was counted, and the number of carriers adhered per cm 2 was calculated. Carrier adhesion was evaluated according to the following evaluation criteria.
  • ferromagnetic iron oxide fine particles Manufacture of ferromagnetic iron oxide fine particles: ferromagnetic iron oxide fine particles 1] After decanting the slurry solution containing ferromagnetic iron oxide fine particles having an average particle diameter of 0.24 ⁇ m obtained by a conventionally known method, wet pulverization is performed with a ball mill, and then drying is performed using an air dryer. Thus, spherical ferromagnetic iron oxide fine particles were obtained.
  • a silane coupling agent having an epoxy group (trade name: KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added. The temperature was raised to about 100 ° C., and the mixture was thoroughly mixed and stirred for 30 minutes to obtain spherical ferromagnetic iron oxide fine particles 1 coated with a coupling agent.
  • the obtained ferromagnetic iron oxide fine particles 1 had a saturation magnetization value of 86.0 Am 2 / kg and a compression density of 2.5 g / cm 3 .
  • Ferromagnetic iron oxide fine particles 2 In the manufacturing conditions of the ferromagnetic iron oxide fine particles 1, the soluble salt is removed from the slurry solution containing the spherical ferromagnetic iron oxide fine particles having an average particle diameter of 0.16 ⁇ m obtained by a conventionally known method using a filter thickener. Were operated under the same conditions as the ferromagnetic iron oxide fine particles 1 to obtain spherical ferromagnetic iron oxide fine particles 2.
  • Ferromagnetic iron oxide fine particles 3 In the production conditions of the ferromagnetic iron oxide fine particles 1, except that the slurry solution containing the ferromagnetic iron oxide fine particles having a spherical average particle diameter of 0.35 ⁇ m obtained by a conventionally known method is dried using a freeze dryer. The spherical ferromagnetic iron oxide fine particles 3 were obtained by operating under the same conditions as the ferromagnetic iron oxide fine particles 1.
  • Ferromagnetic iron oxide fine particles 4 In the production conditions of the ferromagnetic iron oxide fine particles 1, except that the slurry solution containing the spherical ferromagnetic iron oxide fine particles having an average particle diameter of 0.52 ⁇ m obtained by a conventionally known method is dried using a vacuum dryer. The spherical ferromagnetic iron oxide fine particles 4 were obtained by operating under the same conditions as the ferromagnetic iron oxide fine particles 1.
  • Ferromagnetic iron oxide fine particles 5 are obtained by drying a slurry solution containing ferromagnetic iron oxide fine particles having a spherical average particle diameter of 0.23 ⁇ m obtained by a conventionally known method using an air dryer without performing wet pulverization. The spherical ferromagnetic iron oxide fine particles 5 were obtained by operating under the same conditions as the ferromagnetic iron oxide fine particles 1 except that.
  • Ferromagnetic iron oxide fine particles 6 are obtained by applying a slurry solution containing ferromagnetic iron oxide fine particles having a spherical average particle diameter of 0.50 ⁇ m obtained by a conventionally known method to a press filter, followed by wet pulverization with a ball mill, Spherical ferromagnetic iron oxide fine particles 6 were obtained by operating under the same conditions as the ferromagnetic iron oxide fine particles 1 except that the paste that had been filtered and washed was dried using a stationary drier.
  • Ferromagnetic iron oxide fine particles 7 Except for using a slurry solution containing spherical spherical iron oxide fine particles having an average particle diameter of 1.03 ⁇ m obtained by a conventionally known method, the spherical iron particles are operated under the same conditions as those of the ferromagnetic iron oxide fine particles 2. Ferromagnetic iron oxide fine particles 7 were obtained.
  • Ferromagnetic iron oxide fine particles 8 The flask was charged with 70 parts by weight of the obtained ferromagnetic iron oxide fine particles 3 and 30 parts by weight of the ferromagnetic iron oxide fine particles 7, and mixed and stirred well at a stirring speed of 250 rpm for 30 minutes to thereby form spherical ferromagnetic iron oxide fine particles 8.
  • the obtained ferromagnetic iron oxide fine particles 8 had a saturation magnetization value of 85.8 Am 2 / kg and a compression density of 2.9 g / cm 3 .
  • Example 1 (Production of spherical composite core particles) Phenol 11 parts by weight 37% formalin 14 parts by weight Ferromagnetic iron oxide fine particles 1 100 parts by weight 25% ammonia water 5 parts by weight Water 19 parts by weight
  • the above material is put into a flask, heated to 85 ° C. over 60 minutes while stirring at a stirring speed of 250 rpm, and then reacted and cured at the same temperature for 120 minutes to form a composite composed of ferromagnetic iron oxide fine particles and a binder resin. Body core particles were generated.
  • Spherical composite core particles 1 obtained herein is the average particle diameter of 54 .mu.m, a bulk density of 1.82 g / cm 3, a specific gravity of 3.56 g / cm 3, a saturation magnetization value 74.0Am 2 / kg, ⁇ 1 - ⁇ 0 was -1.1, ⁇ 2 - ⁇ 0 was -1.2, and the resin index C 1 was 57%.
  • Examples 2-6, Comparative Examples 1-3 Spherical composite core particles 2 to 9 were obtained by operating under the same conditions as the spherical composite core particles 1 except that the production conditions of the spherical composite core particles were variously changed.
  • the specifications of the obtained spherical composite core particles are shown in Table 2.
  • Table 3 shows properties of the obtained spherical composite core particles 2 to 9.
  • Example 7 (Production of spherical composite particles) Phenol 13 parts by weight 37% formalin 15 parts by weight Ferromagnetic iron oxide fine particles 1 100 parts by weight 25% ammonia water 4 parts by weight Water 17 parts by weight
  • the above material is put into a flask, heated to 85 ° C. over 60 minutes while stirring at a stirring speed of 250 rpm, and then reacted and cured at the same temperature for 120 minutes to form a composite composed of ferromagnetic iron oxide fine particles and a binder resin. Body core particles were generated.
  • an acidic catalyst composed of 0.4 parts by weight of water and 0.6 parts by weight of 99% glacial acetic acid aqueous solution was prepared.
  • an aqueous solution consisting of 1.6 parts by weight of water, 0.6 parts by weight of melamine powder, and 1.4 parts by weight of 37% formalin was raised to about 60 ° C. over 60 minutes while stirring at a stirring speed of 250 rpm, A clear methylolmelamine solution was prepared by stirring for 40 minutes.
  • the acidic catalyst and the transparent methylolmelamine solution are added to the reaction solution containing the composite core particles that are stirred at a stirring speed of 250 rpm and the reaction temperature is maintained at 85 ° C., and then reacted for 120 minutes.
  • spherical composite particles were obtained in which a coating layer made of a melamine resin was formed on the surface of the spherical composite core particles.
  • the obtained spherical composite particles 1 have an average particle size of 40 ⁇ m, a bulk density of 1.93 g / cm 3 , a specific gravity of 3.55 g / cm 3 , a saturation magnetization value of 72.7 Am 2 / kg, ⁇ 1 ⁇ ⁇ 0 was ⁇ 1.1, ⁇ 2 ⁇ 0 was ⁇ 1.2, the resin index C 1 was 63%, and C 1 / C 2 was 1.27.
  • Table 4 shows the manufacturing conditions of the spherical composite particles 1 obtained here, and Table 5 shows the results of various characteristics and forced deterioration tests.
  • Examples 8-18, Comparative Examples 4-9 Spherical composite particles 2 to 18 were obtained by operating under the same conditions as in Example 7 except that the production conditions of the spherical composite particles 1 were variously changed.
  • the production conditions for the obtained spherical composite particles 2 to 18 are shown in Table 4, and the characteristics of the obtained spherical composite particles and the results of the forced deterioration test are shown in Table 5.
  • Example 19 Under a nitrogen stream, 1 kg of the spherical composite core particles 1 in the Henschel mixer, 10 g of acrylic resin (trade name: BR80 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) as solids and carbon black (trade name: Toka Black # 4400 Tokai Carbon A resin coating layer made of an acrylic resin containing carbon black was formed by stirring 1.5 hours at a temperature of 50 to 150 ° C. for 1 hour.
  • acrylic resin trade name: BR80 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
  • carbon black trade name: Toka Black # 4400 Tokai Carbon
  • Resin-coated carrier 1 obtained herein is the average particle diameter of 54 .mu.m, a bulk density of 1.78 g / cm 3, a specific gravity of 3.52 g / cm 3, a saturation magnetization value 73.8Am 2 / kg, the electrical resistance 9 It was 5 ⁇ 10 11 ⁇ ⁇ cm.
  • Example 20 Comparative Example 10: A resin-coated carrier was obtained by operating under the same conditions as in Example 19 except that the type of the spherical composite core particles was changed.
  • Table 6 shows the production conditions of the resin-coated carrier obtained in Example 20 and Comparative Example 10, and various characteristics of the obtained resin-coated carrier.
  • Example 21 In a Henschel mixer under nitrogen flow, 1 g of the spherical composite core particles 3 and 10 g of silicone resin (trade name: KR251, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and carbon black (trade name: Toka Black # 4400 Tokai Carbon) 1.5 g) was added and stirred at a temperature of 50 to 150 ° C. for 1 hour to form a resin coating layer made of a silicone resin containing carbon black.
  • silicone resin trade name: KR251, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • carbon black trade name: Toka Black # 4400 Tokai Carbon
  • Table 6 shows the production conditions of the resin-coated carrier 3 obtained here and various characteristics of the obtained resin-coated carrier.
  • Example 22 Comparative Example 11: A resin-coated carrier was obtained by operating under the same conditions as in Example 21 except that the type of spherical composite core particles was changed.
  • Table 6 shows the production conditions of the resin-coated carrier obtained in Example 22 and Comparative Example 11, and various characteristics of the obtained resin-coated carrier.
  • Example 23 In a Henschel mixer under nitrogen flow, 1 g of the spherical composite core particles 5 and 10 g of styrene-methyl methacrylate copolymer (trade name: BR50, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) as solids and carbon black (trade name: Talker Black) A resin coating layer made of a styrene-methyl methacrylate copolymer resin containing carbon black was formed by adding 1.5 g of # 4400 manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. and stirring at a temperature of 50 to 150 ° C. for 1 hour.
  • styrene-methyl methacrylate copolymer trade name: BR50, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
  • carbon black trade name: Talker Black
  • Table 6 shows the production conditions of the resin-coated carrier 5 obtained here and various characteristics of the obtained resin-coated carrier.
  • Example 24 Comparative Example 12: A resin-coated carrier was obtained by operating under the same conditions as in Example 23 except that the type of the spherical composite core particles was changed.
  • Table 6 shows the production conditions of the resin-coated carrier obtained in Example 24 and Comparative Example 12, and various characteristics of the obtained resin-coated carrier.
  • Table 6 shows the results of the forced deterioration tests of the obtained Examples 19 to 24 and Comparative Examples 10 to 12. In any case, the rate of change of the charge amount and the electric resistance value in the forced deterioration test was small, and almost no peeling of the particle surface was observed.
  • Examples 25 to 28, Comparative Example 13 and Comparative Example 15 A resin-coated carrier was obtained by operating under the same conditions as in Example 19 except that the type of spherical composite particles was changed.
  • Table 7 shows the production conditions of the resin-coated carriers obtained in Examples 25 to 28, Comparative Example 13 and Comparative Example 15, and various characteristics of the obtained resin-coated carriers.
  • Examples 29 to 32, Comparative Example 14, and Comparative Example 16 A resin-coated carrier was obtained by operating under the same conditions as in Example 21 except that the type of spherical composite particles was changed.
  • Table 7 shows the production conditions of the resin-coated carriers obtained in Examples 29 to 32, Comparative Example 14 and Comparative Example 16, and various characteristics of the obtained resin-coated carriers.
  • Examples 33 to 36, Comparative Examples 17 to 18 A resin-coated carrier was obtained by operating under the same conditions as in Example 23 except that the type of spherical composite particles was changed.
  • Table 7 shows the production conditions of the resin-coated carriers obtained in Examples 33 to 36 and Comparative Examples 17 to 18 and various characteristics of the obtained resin-coated carriers.
  • the magnetic carrier and the developer according to the present invention are durable and can maintain a high-quality image for a long time without causing carrier adhesion.
  • the magnetic carrier according to the first aspect of the present invention is suitable as a magnetic carrier for an electrophotographic developer because of a small variation in magnetization value.
  • the magnetic carrier according to the second aspect of the present invention has a small variation in magnetization value, and a desired charge amount, electric resistance value, and maximum resistance are controlled by controlling the coverage of the coating layer made of melamine resin formed on the surface of the carrier particles. Since the strength at the surface can be obtained, it is suitable as a magnetic carrier for an electrophotographic developer.
  • the magnetic carrier according to the third aspect of the present invention has a small variation in magnetization value, and a desired charge amount, electric resistance value, and maximum resistance are controlled by controlling the coverage of the coating layer made of melamine resin formed on the surface of the carrier particles. Since the strength at the surface can be obtained, it is suitable as a magnetic carrier for an electrophotographic developer.
  • the magnetic carrier according to the fourth aspect of the present invention has a small variation in magnetization value, and a desired charge amount, electric resistance value, and maximum resistance are controlled by controlling the coverage of the coating layer made of melamine resin formed on the surface of the carrier particles. Since the strength at the surface can be obtained, it is suitable as a magnetic carrier for an electrophotographic developer.
  • the resin-coated magnetic carrier according to the fifth aspect of the present invention is suitable as a magnetic carrier for an electrophotographic developer because it can suppress carrier adhesion, prevent the toner from becoming spent, and improve durability.
  • the two-component developer according to the sixth aspect of the invention has durability, does not generate carrier adhesion, can maintain a high-quality image for a long time, and in particular, at a high voltage that is easily influenced by the core material electric resistance, Since it became possible to suppress image defects such as the occurrence of scratches on the solid part due to the leak phenomenon and inferior gradation, or to suppress deterioration over time due to scraping or peeling of the coating resin due to long-term use of the carrier, It is suitable as a developer comprising a magnetic carrier for electrophotographic developer and a toner.
  • a ferromagnetic iron oxide fine particle having a compression density CD of 2.3 to 3.0 g / cm 3 , phenols and aldehydes are mixed in an aqueous medium as a basic catalyst.
  • the method for producing a magnetic carrier according to the present invention 8 comprises an aqueous medium comprising spherical composite core particles comprising ferromagnetic iron oxide fine particles having a compression density of 2.4 to 3.5 g / cm 3 and a cured phenol resin.
  • an acidic aqueous solution composed of an acid having an acid dissociation constant pKa of 3 to 6 and an aqueous methylolmelamine solution as an acidic catalyst, variation in the magnetization value of the magnetic carrier can be reduced, and carrier particles
  • the desired charge amount, electrical resistance value and strength at the outermost surface can be obtained by controlling the coverage of the coating layer made of melamine resin formed on the surface of the magnetic carrier. It is suitable as a manufacturing method.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

 本発明は、少なくとも強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる平均粒径20~60μmの球状複合体芯粒子からなる電子写真現像剤用磁性キャリアであって、当該電子写真現像剤用磁性キャリアの平均粒径近傍の粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)、20μmよりも小さな粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)としたとき、σ-σが-2~0の範囲である電子写真現像剤用磁性キャリア及び当該磁性キャリアを用いて二成分系現像剤に関する。 本発明の二成分系現像剤は、耐久性があり、キャリア付着を発生させず、高品位な画像を長く維持できる電子写真現像剤に用いられる電子写真現像剤用磁性キャリア及び該電子写真現像剤用磁性キャリアとトナーとを有する。

Description

電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤
 本発明は、耐久性があり、キャリア付着を発生させず、高品位な画像を長く維持できる電子写真現像剤に用いられる電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに該電子写真現像剤用磁性キャリアとトナーとを有する二成分系現像剤を提供する。
 周知のとおり、電子写真法においては、セレン、OPC(有機半導体)、a-Si等の光導電性物質を感光体として用い、種々の手段により静電気的潜像を形成し、この潜像に磁気ブラシ現像法等を用いて、潜像の極性と逆に帯電させたトナーを静電気力により付着させ、顕像化する方式が一般に採用されている。
 この現像工程においては、トナーとキャリアとからなる二成分系の現像剤が使用され、キャリアと呼ばれる担体粒子が摩擦帯電により適量の正又は負の電気量をトナーに付与し、且つ、磁気力を利用し磁石を内蔵する現像スリーブを介して、潜像を形成した感光体表面付近の現像領域にトナーを搬送している。
 前記電子写真法は複写機又はプリンタに広く多用化されている。近年、電子写真画像の更なる安定化と高画質化の要求が市場では高まっているが、画像の高画質化の要求に対しては、キャリアの小粒径化が有効であると考えられており、様々な小粒径キャリアが提案されている。小粒径キャリアは、緻密な磁気ブラシを形成し、かつ穂の流動性がよいため、画像に穂跡が発生しにくい等の特徴があるが、小粒径化に伴い、個々のキャリア粒子の持つ磁化が小さくなり現像スリーブ上での磁性キャリアの拘束力が小さくなるため、現像剤担持体から感光体上にキャリアが移行して画像欠陥を発生させてしまうという、いわゆるキャリア付着が発生し易くなることがあった。
 さらに、小粒径キャリアは、流動性が悪くトナーとの摩擦帯電を起こしにくいので、トナーとキャリアとを撹拌混合する際の撹拌強度を高めることが提案されている。しかしながら、撹拌強度を高めると現像剤へのストレスが高まり、キャリア表面にトナーが付着するいわゆるトナースペントが発生し易くなったりするため、現像剤特性の劣化が助長され、長期に渡って良好な現像剤特性を維持することができないという問題が生じる。
 また、パーソナル化、省スペース化等の市場要求に伴い、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置の小型化が促進されている。装置の小型化に伴って各ユニットの小型化が進み、小さい現像器、すなわち、少ない現像剤量での現像剤特性の維持が要求されている。
 一般に、小型の装置では消費電力を少なくするために、少ない定着エネルギーで十分定着するようなトナー、いわゆる低温定着性のトナーが求められている。低分子量の樹脂を使用するなどし、低温での定着性を確保したトナーの場合、省エネルギー化は達成できるようになったが、長期にわたる複数回の現像の繰り返しにより発生する熱や圧力によって、高温・高湿時の連続使用時にキャリア表面にトナーがスペントしたり、それらスペント部の間にトナーを巻き込んだ形でキャリア同士を強固に粘着させ、現像剤のブロッキングを引き起こす等の現象が生じ、現像剤の摩擦帯電量の変動を生じさせ、画像濃度の変動やカブリ等を発生してしまう。
 キャリア表面へのトナーのスペント化を防止するため、従来より、キャリア表面に種々の樹脂を被覆する方法が提案されている。例えば、キャリア芯材粒子表面にフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の離型性樹脂を被覆したものが知られている。このような被覆型キャリアは、表面が低表面エネルギー物質で被覆されているため、現像時にトナーのスペント化が起こり難く、その結果、帯電量が安定し、現像剤の長寿命化が計れる。
 しかしながら、その一方で、被覆された樹脂によりキャリアは絶縁化され、現像電極として作用しにくくなるので、特にベタ画像部でエッジ効果と呼ばれる現象が発生しやすくなるという問題がある。また、現像バイアスも大きくなるので、非画像部へのキャリア付着が発生しやすくなる。
 そこで、この問題を解決するために、被覆層中に導電性物質を分散させて被覆層の電気抵抗値を調整する方法が提案されている。しかしながら、このような方法で初期のキャリア抵抗値を調節しても、長時間の使用に伴う現像器内での攪拌により、被覆層が摩擦、脱落等で減少してしまい、芯材が絶縁破壊電圧の低い導電性である場合、芯材の露出によるリーク現象が現れてしまうため、キャリアの電気抵抗値が徐々に低下して画像領域へキャリアが付着してしまう問題が起こる場合がある。
 一般に、前記導電性物質としてカーボンブラック等を被覆層中に分散させる場合、カーボンブラックの添加量を多くするとキャリアの電気抵抗値は低下する。しかしながら、電気抵抗値を10~1012Ωcmという中抵抗領域に持つキャリアを、カーボンブラックの添加量で調整することが難しいという問題がある。
 また、被覆型キャリアを用いた場合、低電圧では高い電気抵抗値を示すが、高電圧においては芯材自体の影響を受け、電荷リークを生じることがある。特に、芯材として鉄粉あるいはマグネタイトといった低電気抵抗芯材を使用した場合には、こうした傾向が著しい。このように、電圧に対するキャリア抵抗値の依存性が大きくなると、一般的に階調性に劣る画像となる。
 従来から、2成分系現像剤を構成するキャリアとして、鉄粉キャリア、フェライトキャリア、バインダ樹脂中に磁性粒子粉末を分散させた磁性体分散型キャリアが知られている。
 鉄粉キャリア及びフェライトキャリアは、通常、粒子表面を樹脂で被覆して使用されるが、前記鉄粉キャリアは真比重が7~8g/cm、フェライトキャリアは真比重が4.5~5.5g/cmと大きいために、現像機中で攪拌する為には大きな駆動力を必要とし、機械的な損耗が多く、トナーのスペント化、キャリア自体の帯電性劣化や感光体の損傷を招きやすい。さらに、粒子表面と被覆樹脂との接着性が良好とは言い難く、使用中に次第に被覆樹脂が剥離して、帯電性の変化を起こし、結果として画像の乱れやキャリア付着等の問題を引き起こしてしまう。
 もっとも、特開平2-220068号公報及び特開平8-6303号公報に記載の磁性粒子とフェノール樹脂とからなる球状複合体粒子からなる磁性体分散型キャリアは真比重が3~4g/cmと、前記鉄粉キャリア及びフェライトキャリアに比べて真比重が小さいために、トナーとキャリアの衝突時のエネルギーが小さくなり、トナーのスペント化に対して有利である。さらに、被覆樹脂との接着性に数段優れており、使用中に被覆樹脂が剥離する問題はほとんど起こらないものである。
 しかしながら、近年、デジタル複写機、レーザービームプリンター等が普及してきており、反転現像方式のため高いバイアス電圧がかかることからキャリアの絶縁破壊電圧は高いものが要求されると共に、現像においては高画像濃度でかつ階調性等がよい高画質画像が望まれており、従って、従来のキャリアよりも帯電特性や電気抵抗等の諸特性が長期に亘って維持できる高寿命化がより必要とされている。
 従来、電子写真現像剤用磁性キャリアとして、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる複合体粒子については、いくつかの試みがなされている。例えば、強磁性体微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる複合体芯粒子の粒子表面をメラミン樹脂で被覆し高抵抗化する技術(特許文献1)、酸化鉄粒子粉末と硬化したフェノール樹脂とからなる複合体芯粒子の粒子表面に、メラミン樹脂、アニリン樹脂、尿素樹脂から選ばれる一種又は二種以上の樹脂とフェノール樹脂との硬化した共重合体樹脂からなる被覆層を形成しキャリアの電気抵抗値を制御する技術(特許文献2)、強磁性化合物粒子と非磁性無機化合物粒子とフェノール樹脂とからなるキャリア芯材の粒子表面に、窒素化合物を含有又は結合した層を有している磁性キャリア(特許文献3)、磁性粒子とバインダ樹脂とからなるキャリア芯材において、芯材粒子表面に窒素含有樹脂よりなる第1の樹脂被覆層及び導電性粒子を含有する第2の樹脂被覆層を形成してなるキャリア(特許文献4)等が知られている。
 また、キャリア付着を抑制させる最近の技術の代表例として、キャリア芯材の体積平均粒径、粒度分布、平均空隙率、磁化値、さらには飛散物との磁化の差を規定する技術(特許文献5)、バインダー樹脂及び磁性金属酸化物粒子を少なくとも含有する磁性キャリア粒子において、個数平均粒径、25~500V印加時の比抵抗、真比重、磁化の強さ、並びにキャリア粒子表面の溶出鉄元素濃度に対するFe(II)含有量を規定する技術(特許文献6)、平均粒径を規定した樹脂キャリアAと、メッシュ法により20μm以下の量を規定した樹脂キャリアBとにおいて、それぞれの磁化の強さ及びキャリアAとBとの磁化の差を規定する技術(特許文献7)等が知られている。
特開平3-192268号公報 特開平9-311505号公報 特開2000-39742号公報 特開2007-206481号公報 特開2002-296846号公報 特開2005-99072号公報 特開2002-91090号公報
 前記特許文献1から4記載の各技術では、現像時の帯電量及び電気抵抗値を適切に保つには十分でないなどの問題点があった。
 前記特許文献5から6記載の各技術では、高画質化及び装置の高速化が要求される近年、キャリア付着を抑制するには十分でないなどの問題点があった。
 そこで、本発明は、耐久性があり、キャリア付着を発生させず、高品位な画像を長く維持できる電子写真現像剤に用いられる電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに該電子写真現像剤用磁性キャリアとトナーとを有する二成分系現像剤を提供することを技術的課題とする。
 前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成できる。
 少なくとも強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる平均粒径20~60μmの球状複合体芯粒子からなる電子写真現像剤用磁性キャリアであって、
当該電子写真現像剤用磁性キャリアの平均粒径近傍の粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)、20μmよりも小さな粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)としたとき、下記式(1)を満足することを特徴とする電子写真現像剤用磁性キャリアである(本発明1)。
 σ-σ=-2~0 (1)
 少なくとも強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる平均粒径20~60μmの球状複合体芯粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成させた球状複合体粒子からなる電子写真現像剤用磁性キャリアであって、
(i)当該電子写真現像剤用磁性キャリアの樹脂指数Cが50~90%の範囲であり、
(ii)当該電子写真現像剤用磁性キャリアの平均粒径近傍の粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)、20μmよりも小さな粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)としたとき、下記式(1)を満足することを特徴とする電子写真現像剤用磁性キャリアである(本発明2)。
 σ-σ=-2~0 (1)
 また、本発明は、磁性キャリアの樹脂指数C及びCとが下記式(2)を満足することを特徴とする本発明2に記載の電子写真現像剤用磁性キャリアである(本発明3)。
 C/C=1.05~1.40 (2)
 また、本発明は、印加電圧100Vにおける磁性キャリアの電気抵抗値が1.0×10~1.0×1016Ωcmであることを特徴とする本発明2又は3に記載の電子写真現像剤用磁性キャリアである(本発明4)。
 また、本発明は、更に、球状複合体芯粒子もしくは球状複合体粒子の粒子表面に、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン-アクリル系樹脂から選ばれる1種又は2種以上の樹脂で被覆されていることを特徴とする本発明1~4の何れかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアである(本発明5)。
 また、本発明は、本発明2~5の何れかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアとトナーとからなる二成分系現像剤である(本発明5)。
 水性媒体中において、少なくとも、圧縮密度CDが2.3~3.0g/cmである強磁性酸化鉄微粒子と、フェノール類及びアルデヒド類を塩基性触媒の存在下で反応させ、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる球状複合体芯粒子を生成させることを特徴とする本発明1に記載の電子写真現像剤用磁性キャリアの製造方法である(本発明7)。
 水性媒体中において、少なくとも、圧縮密度CDが2.3~3.0g/cmである強磁性酸化鉄微粒子と、フェノール類及びアルデヒド類を塩基性触媒の存在下で反応させ、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる球状複合体芯粒子を生成させ、次いで、該球状複合体芯粒子を含む水性媒体中に、酸性触媒として酸解離定数pKaが3~6の酸からなる酸性水溶液、及び、メチロールメラミン水溶液を添加することによって、該球状複合体芯粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成させ、さらに、不活性雰囲気下にて40~80kPaの減圧度で150℃~250℃の温度範囲で熱処理することを特徴とする本発明2~4の何れかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアの製造方法である(本発明8)。
 本発明1に係る磁性キャリアは、磁化値のばらつきが小さいので電子写真現像剤用磁性キャリアとして好適である。
 本発明2に係る磁性キャリアは、磁化値のばらつきが小さく、かつ、キャリア粒子の表面に形成されたメラミン樹脂からなる被覆層の被覆率を制御することによって所望の帯電量、電気抵抗値及び最表面における強度を得ることができるので電子写真現像剤用磁性キャリアとして好適である。
 本発明3に係る磁性キャリアは、磁化値のばらつきが小さく、かつ、キャリア粒子の表面に形成されたメラミン樹脂からなる被覆層の被覆率を制御することによって所望の帯電量、電気抵抗値及び最表面における強度を得ることができるので電子写真現像剤用磁性キャリアとして好適である。
 本発明4に係る磁性キャリアは、磁化値のばらつきが小さく、かつ、キャリア粒子の表面に形成されたメラミン樹脂からなる被覆層の被覆率を制御することによって所望の帯電量、電気抵抗値及び最表面における強度を得ることができるので電子写真現像剤用磁性キャリアとして好適である。
 本発明5に係る樹脂被覆した磁性キャリアは、キャリア付着を抑制でき、かつ、トナーのスペント化が防止され、より耐久性を高めることができるので電子写真現像剤用磁性キャリアとして好適である。
 本発明6に係る二成分系現像剤は、用いる磁性キャリアが耐久性に優れているので、高画質化、小型化に対応した現像剤として好適である。
 本発明7に係る磁性キャリアの製造方法は、強磁性酸化鉄微粒子粉末の分散性を改良することで磁化値のばらつきの小さな電子写真現像剤用磁性キャリアが得られるので、磁性キャリアの製造方法として好適である。
 本発明8に係る磁性キャリアの製造方法は、強磁性酸化鉄微粒子粉末の分散性を改良することで磁化値のばらつきを小さくすることができ、かつ、キャリア粒子の表面に形成されるメラミン樹脂からなる被覆層の被覆率を制御することによって所望の帯電量、電気抵抗値及び最表面における強度のある電子写真現像剤用磁性キャリアが得られるので、磁性キャリアの製造方法として好適である。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 まず、本発明に係る電子写真現像剤用磁性キャリア(以下、「磁性キャリア」という)について述べる。
 本発明に係る磁性キャリアは、平均粒径近傍の粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)、20μmよりも小さな粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)としたとき、σ-σが-2~0(Am/kg、以下単位は省略)である。磁性キャリアの飽和磁化のばらつきを示すσ-σが-2よりマイナスが大きくなると、20μm以下の小粒径のキャリア付着が発生し易くなり画像品質が著しく低下するため好ましくない。一方、σ-σは0を上回ることは技術的に困難である。σ-σは好ましくは-1.5~0であり、より好ましくは-1~0である。
 また、磁性キャリアの75μmよりも大きな粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)としたとき、σ-σが-2~0であることが好ましい。磁性キャリアの飽和磁化のばらつきを示すσ-σが-2よりマイナスが大きくなると、20μm以下の小粒径のキャリア付着が発生し易くなり画像品質が低下する傾向にあるため好ましくない。一方、σ2-σは0を上回ることは技術的に困難である。より好ましいσ-σは-1.5~0であり、さらに好ましくは-1~0である。なお、σ、σ、σの測定方法は後述する実施例において述べる。
 本発明に係る磁性キャリアの平均粒径は20~60μmであり、平均粒径が20μm未満の場合には二次凝集しやすく、60μmを越える場合には機械的強度が弱く、また、鮮明な画像を得ることができなくなる。より好ましくは20~50μmである。
 本発明に係る磁性キャリアの形状係数SF1及びSF2は、それぞれ、100~120、及び100~120が好ましい。より好ましくは、形状係数SF1が100~110であり、形状係数SF2が100~110である。なお、形状係数SF1及びSF2は後述する実施例における方法で決定される。
 形状係数SF1は粒子の丸さの度合いを示し、形状係数SF2は粒子の凹凸の度合いを示しているため、円(球形)から離れるとSF1は値が大きくなり、表面の凹凸の起伏が大きくなるとSF2の値も大きくなる。それぞれの値は、真円(球)に近づくにつれて100に近い値となる。
 磁性キャリアが真球に近づき、かつ表面の凹凸が小さいと、現像領域における磁気ブラシもより均一となるため、キャリア付着も改良される。また、磁性キャリアの形状係数SF1が120を超えたり、SF2が120を超えると、樹脂被覆層が均一な状態とならず、キャリアの帯電量、および抵抗の不均一性を生じ易くなるために、高精細な画像が得られなくなる。また、樹脂被覆層の粒子との密着強度が低下する傾向にあるため十分な耐久性が得られなくなる。
 本発明に係る磁性キャリアの嵩密度は2.5g/cm以下が好ましく、より好ましくは1.0~2.0g/cmである。真比重は2.5~4.5g/cmが好ましく、より好ましくは3.0~4.0g/cmである。
 本発明に係る磁性キャリアにおいて、外部磁場79.58kA/m(1kOe)のときの飽和磁化値は30~80Am/kgが好ましく、より好ましくは40~70Am/kgである。外部磁場795.8kA/m(10kOe)のときの飽和磁化値は40~90Am/kgが好ましく、より好ましくは50~80Am/kgである。また、外部磁場79.58kA/m(1kOe)のときの残留磁化値は1~20Am/kgが好ましく、より好ましくは1~10Am/kgである。外部磁場795.8kA/m(10kOe)のときの残留磁化値は1~20Am/kgが好ましく、より好ましくは1~10Am/kgである。
 本発明に係る磁性キャリア中の強磁性酸化鉄微粒子粉末の含有量は、磁性キャリアに対して80~99重量%が好ましい。強磁性酸化鉄微粒子粉末の含有量が80重量%未満の場合には樹脂分が多くなり、大粒子が出来やすくなる。99重量%を越える場合には樹脂分が不足して十分な強度が得られない。より好ましくは85~99重量%である。
 本発明1に係る磁性キャリアの樹脂指数Cは、35~80%が好ましく、より好ましくは40~75%であり、さらに好ましくは45~70%である。なお、本発明における樹脂指数とは、後述する実施例における方法で決定されるものであり、走査型電子顕微鏡観察における、複合体芯粒子、複合体粒子それぞれの反射電子像の全面積に対する樹脂部分の面積率によって決定されるものであり、樹脂の割合を示す指標となるものである。なお、走査型電子顕微鏡観察における加速電圧1kVのときの樹脂指数をC、加速電圧2kVのときの樹脂指数をCとする。
 本発明1に係る磁性キャリアの樹脂指数Cが35%未満の場合、球状複合体芯粒子に対する被覆樹脂の濡れ性が悪くなったり凹部に被覆樹脂が入り込むために均一な被覆が難しくなり、安定した帯電量及び電気抵抗特性が得られなくなる。さらに、球状複合体芯粒子の最表面の強度が弱くなり、現像剤の撹拌時における磁性キャリアの被覆層の剥れなどの劣化が生じやすくなる問題が生じる。一方、80%を超えると、球状複合体芯粒子の粒子表面における微細な凹凸構造が小さくなるためにアンカー効果が得られにくくなり、現像剤の攪拌時における磁性キャリアの被覆層の剥れなどの劣化が生じやすくなる。また、磁性キャリアの電気抵抗値が高くなりやすく、樹脂被覆による抵抗制御が難しくなる場合が生じたりする。本発明では、球状複合体芯粒子の樹脂指数Cを制御することで樹脂被覆による抵抗制御が容易になったり、被覆層の剥れ等の劣化を抑制できるようになる。
 本発明1に係る磁性キャリアの電気抵抗値は、1.0×10~1.0×1015Ωcmが好ましく、より好ましくは1.0×10~1.0×1014Ωcmである。電気抵抗値が1.0×10Ωcm未満の場合、スリーブからの電荷注入によりキャリアが感光体の画像部へ付着したり、潜像電荷がキャリアを介して逃げ、潜像の乱れや画像の欠損等を生じ好ましくない。一方、1.0×1015Ωcmを超えると、ベタ画像でのエッジ効果が表れベタ部の再現が乏しい場合がある。
 本発明1に係る磁性キャリアの水分量は0.1~0.8重量%が好ましい。磁性キャリアの水分量が0.1重量%未満の場合、適度な吸着水分量がないためチャージアップが生じやすく、画質劣化の原因となる。一方、0.8重量%を超える場合、環境変動により帯電量が安定しにくくトナー飛散が起こる場合がある。より好ましい水分量は0.2~0.7重量%である。
 本発明2に係る磁性キャリアの水分量は0.3~1.0重量%が好ましい。磁性キャリアの水分量が0.3重量%未満の場合、適度な吸着水分量がないためチャージアップが生じる傾向にあり、画質劣化の原因となる場合がある。一方、1.0重量%を超える場合、環境変動により帯電量が安定しにくくトナー飛散が起こりやすくなる。より好ましくは0.4~0.8重量%である。
 本発明2に係る磁性キャリアは、樹脂指数Cが50~90%であり、より好ましくは55~90%であり、さらに好ましくは60~88%である。
 樹脂指数Cを50%未満にすると、磁性キャリアの帯電量や電気抵抗値が不十分であったりばらつきが見られる等の弊害が生じたり、電気抵抗値の電圧に対する依存性が大きくなるので一般的には階調性のない画像となり好ましくない。また、最表面における強度が不十分となる場合が生じる。さらに、該粒子の表面に樹脂被覆を行った際の樹脂との接着性が悪くなり、樹脂被覆層が均一な状態とならないため好ましくない。一方、樹脂指数Cが90%を超えると、磁性キャリアの帯電量や電気抵抗値が高くなり過ぎ好ましくない。また、さらに該粒子の表面に樹脂被覆を行う際にはアンカー効果が得られにくくなり、磁性キャリアの強度に劣るなどといった問題が生じ好ましくない。
 本発明3に係る磁性キャリアは、樹脂指数C及びCとの比率C/Cが1.05~1.40であり、より好ましくは1.07~1.35であり、さらに好ましくは1.10~1.30である。
 樹脂指数の比率C/Cが1.40を超えると、磁性キャリアの粒子表面に形成されたメラミン樹脂からなる被覆層が薄かったり不均一であったりする場合が生じるため、長期間の使用に伴い被覆層の剥れ等が発生すると、リーク現象によるキャリア付着が発生し易くなるため好ましくない。一方、樹脂指数の比率C/Cを1.05未満にすると、磁性キャリアの粒子表面に形成されたメラミン樹脂からなる被覆層が部分的もしくは全体的に厚くなったりする場合が生じるため、磁性キャリアの帯電量や電気抵抗値の制御が難しくなるため好ましくない。
 本発明4に係る磁性キャリアの電気抵抗値は、印加電圧100Vにおいて1.0×10~1.0×1016Ωcmが好ましく、より好ましくは5.0×10~1.0×1015Ωcmであり、さらに好ましくは1.0×10~1.0×1014Ωcmである。電気抵抗値が1.0×10Ωcm未満の場合、スリーブからの電荷注入によりキャリアが感光体の画像部へ付着したり、潜像電荷がキャリアを介して逃げ、潜像の乱れや画像の欠損等を生じ好ましくない。一方、1.0×1016Ωcmを超えると、ベタ画像でのエッジ効果が表れベタ部の再現が乏しい場合がある。
 本発明5に係る球状複合体粒子の粒子表面に樹脂被覆してなる磁性キャリアの電気抵抗値は、印加電圧100Vにおいて1.0×10~1.0×1016Ωcmが好ましく、より好ましくは1.0×10~1.0×1015Ωcmである。電気抵抗値が1.0×10Ωcm未満の場合、スリーブからの電荷注入によりキャリアが感光体の画像部へ付着したり、潜像電荷がキャリアを介して逃げ、潜像の乱れや画像の欠損等を生じ好ましくない。一方、1.0×1016Ωcmを超えると、ベタ画像でのエッジ効果が表れベタ部の再現が乏しい。
 次に、本発明に係る電子写真現像剤用磁性キャリアの製造法について述べる。
 即ち、本発明1に係る球状複合体芯粒子からなる電子写真現像剤用磁性キャリアは、水性媒体中でフェノール類とアルデヒド類とを塩基性触媒の存在下、圧縮密度CDが2.3~3.0g/cmである強磁性酸化鉄微粒子粉末を共存させてフェノール類とアルデヒド類とを反応させて、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる球状複合体芯粒子を得ることができる(本発明7)。
 本発明における強磁性酸化鉄微粒子粉末の圧縮密度CDは、2.3~3.0g/cmである。強磁性酸化鉄微粒子粉末の圧縮密度CDが2.3g/cm未満の場合は、当該強磁性酸化鉄微粒子粉末を用いて磁性キャリアを製造した場合に20μm以下の粒子及び75μm以上の粒子に十分な磁化値が得られない。一方、圧縮密度CDが3.0g/cmを超える場合は工業的に磁性キャリアの製造が困難である。好ましい圧縮密度CDは2.4~3.0g/cmであり、より好ましくは2.5~3.0g/cmである。なお、圧縮密度CDは後述する実施例における方法で決定される。
 本発明で用いる強磁性酸化鉄微粒子粉末の製造法について述べる。
 本発明における強磁性酸化鉄微粒子粉末は、従来公知の方法によって得られ、例えば、第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリ水溶液とを中和混合して得られた水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩反応水溶液を酸素含有ガス、好ましくは空気をスラリー中に吹き込みながら酸化させる方法などによって得られた強磁性酸化鉄微粒子を含むスラリー溶液を、デカンテーション、フィルターシックナーなどにより溶液中の可溶性塩を除去し、さらに、ボールミル、アトライター、TKホモミキサーなどの粉砕装置を用いて湿式粉砕を行い、次いで、乾燥させることにより得ることができる。
 本発明では、酸化反応終了後のスラリー溶液に対しボールミル、アトライター、TKホモミキサーなどの粉砕装置を用いて湿式粉砕を行う。
 湿式粉砕の条件は、スラリー溶液中の磁性酸化鉄粒子粉末に十分なシェアを与える必要があり、例えばTKホモミキサーの場合では、3000rpm以上の回転数で処理する必要がある。ボールミルやアトライター場合では、メティアの径により分散シェアが異なる場合が多いので、できるだけ小さな径のメディアを使用する。メディア径としては1cm以下、好ましくは5mm以下である。処理時間としては、1時間以上が好ましい。
 乾燥には、気流乾燥機、凍結乾燥機、真空乾燥機など各種乾燥機が使用できるが、本発明においては気流乾燥機を使用するのが好ましい。この装置では、粒子が固く凝集しないように適度に分散させながら乾燥させることができるので、圧縮密度CDが特定の範囲にある強磁性酸化鉄微粒子を効率的に製造することができるため好ましい。
 分散性に優れた強磁性酸化鉄微粒子を得るには、湿式粉砕処理した強磁性酸化鉄微粒子を含んだスラリー溶液を気流乾燥機を用いて乾燥する際の、磁性酸化鉄粒子を含有するスラリー溶液の濃度に大きく影響される。スラリー濃度としては、低ければ低いほど良く、強磁性酸化鉄微粒子の濃度としては50%以下、好ましくは30%以下、さらに好ましくは20%以下である。また、乾燥機内での乾燥温度は、短時間で乾燥できる温度にコントロールする必要がある。乾燥温度としては100℃以上、好ましく150℃である。乾燥時間としては、時間が短いほど良く10分、好ましくは5分以下である。
 本発明における強磁性酸化鉄微粒子は、従来公知の方法によって得られた強磁性酸化鉄微粒子を含むスラリー溶液を、デカンテーション、フィルターシックナーなどにより溶液中の可溶性塩を除去し、さらに、ボールミル、アトライター、TKホモミキサーなどの粉砕装置を用いて湿式粉砕を行い、次いで、気流乾燥機、凍結乾燥機、真空乾燥機などを用いて乾燥することによって、分散性の良い強磁性酸化鉄微粒子を得ることができる。
 強磁性酸化鉄微粒子の圧縮密度CDは、強磁性酸化鉄微粒子の分散性と密接な関係を有している。すなわち、本発明における球状複合体芯粒子は、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とから製造されていることから、前記樹脂中での強磁性酸化鉄微粒子の分散性が優れていることが要求されている。
 一般に、強磁性酸化鉄微粒子が分散不良であると凝集粒子が存在してしまい、これが、造粒粒子の20μm以下の粒子と75μm以上の粒子に偏る傾向が見られる。凝集粒子を含む造粒粒子は強磁性酸化鉄微粒子の充填が十分にできないために強磁性酸化鉄微粒子の含有量が上がらなくなり磁化値が下がってしまう。特に、20μm以下の小粒径キャリアの場合、粒子1個当たりの磁化値が元々低いためにさらに磁化値が下がることになり、キャリア付着を引き起こし易くなるといった弊害が生じる。
 そこで、本発明において、強磁性酸化鉄微粒子の圧縮密度CDを制御することで分散性に優れた強磁性酸化鉄微粒子を得ることができるようになったため、球状複合体粒子の磁化値のばらつきを小さくすることが可能となった。
 本発明における強磁性酸化鉄微粒子粉末の平均粒径は、0.05~3.0μmが好ましい。0.05μm未満の場合は、強磁性酸化鉄微粒子粉末の凝集力が大きく、球状複合体芯粒子の製造が困難なものになる。3.0μmを超える場合は強磁性酸化鉄微粒子粉末が脱離を起こし易くなる。より好ましくは0.1~2.0μmである。
 本発明における強磁性酸化鉄微粒子は、マグネトプランバイト型酸化鉄微粒子粉末(ストロンチウムフェライト粒子粉末、バリウムフェライト粒子粉末)、マグネタイト粒子粉末等であり、好ましくはマグネタイト粒子粉末である。
 本発明における強磁性酸化鉄微粒子粉末の粒子形状は、球状、板状、六面体、八面体、多面体などであり、好ましくは球状である。
 本発明においては、平均粒径及び/又は形状が異なる強磁性酸化鉄微粒子粉末を2種以上混合して使用しても良い。
 本発明においては、前記強磁性酸化鉄微粒子粉末とともに、ヘマタイトなどの非磁性粒子粉末を併用してもよい。
 一般に、強磁性酸化鉄微粒子粉末には、出発原料に由来する若干量の不純物が含まれているが、このような成分としては、例えば、SiO、Ca、Mn、Na、Mg等や硫酸イオン、塩化物イオン等の陰イオン成分などが挙げられる。これらは帯電特性の環境安定性を阻害する要因となるので、通常、強磁性酸化鉄微粒子粉末における不純物の含有率が2.0%以下の純度の高いものが好ましい。
 本発明に用いる強磁性酸化鉄微粒子は、何れもあらかじめ親油化処理をしておくことが望ましく、親油化処理がされていない強磁性酸化鉄微粒子を用いる場合には、球状を呈した複合体粒子を得ることが困難となる場合がある。
 親油化処理は、シラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤等のカップリング剤で処理する方法又は界面活性剤を含む水性溶媒中に強磁性酸化鉄微粒子粉末を分散させ、粒子表面に界面活性剤を吸着させる方法等がある。
 シラン系カップリング剤としては、疎水性基、アミノ基、エポキシ基を有するものがあり、疎水性基を有するシラン系カップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル・トリス(β-メトキシ)シラン等がある。
 アミノ基を有するシラン系カップリング剤としては、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等がある。
 エポキシ基を有するシラン系カップリング剤としては、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)トリメトキシシラン等がある。
 チタネート系カップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルピロホスフェート)チタネート等がある。
 界面活性剤としては、市販の界面活性剤を使用することができ、強磁性酸化鉄微粒子粉末の粒子表面と直接に、若しくは該粒子表面に有する水酸基と結合が可能な官能基を有するものが望ましく、イオン性で言えばカチオン性、あるいはアニオン性のものが好ましい。
 上記何れの処理方法によっても本発明の目的を達成することができるが、フェノール樹脂との接着性を考慮するとアミノ基、あるいはエポキシ基を有するシラン系カップリング剤による処理が好ましい。
 前記カップリング剤又は界面活性剤の処理量は強磁性酸化鉄微粒子に対して0.1~10重量%が好ましい。
 本発明7に係る強磁性酸化鉄微粒子粉末と硬化したフェノール樹脂とからなる球状複合体芯粒子の製造方法は以下の通りである。
 本発明に用いるフェノール類としては、フェノールのほか、m-クレゾール、p-クレゾール、p-tert-ブチルフェノール、o-プロピルフェノール、レゾルシノール、ビスフェノールA等のアルキルフェノール類や、アルキル基の一部又は全部が塩素原子、臭素原子で置換されたハロゲン化フェノール類等のフェノール性水酸基を有する化合物が挙げられるが、形状性を考慮すれば、フェノールが最も好ましい。
 本発明に用いるアルデヒド類としては、ホルマリン又はパラアルデヒドの何れかの形態のホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール、グリオキサール、アクロレイン、クロトンアルデヒド、サリチルアルデヒド及びグルタールアルデヒド等が挙げられるが、ホルムアルデヒドが最も好ましい。
 アルデヒド類はフェノール類に対してモル比で1.0~4.0が好ましく、アルデヒド類のフェノール類に対するモル比が1.0未満の場合には、粒子の生成が困難であったり、樹脂の硬化が進行し難いために、得られる粒子の強度が弱くなる傾向がある。4.0を超える場合には、反応後に水性媒体中に残留する未反応のアルデヒド類が増加する傾向がある。より好ましくは1.2~3.0である。
 本発明に用いる塩基性触媒としては、通常のレゾール樹脂製造に使用されている塩基性触媒が使用できる。例えば、アンモニア水、ヘキサメチレンテトラミン及びジメチルアミン、ジエチルトリアミン、ポリエチレンイミン等のアルキルアミンが挙げられ、特にアンモニア水が好ましい。塩基性触媒はフェノール類に対してモル比で0.05~1.50が好ましい。0.05未満の場合には、硬化が十分に進行せず造粒が困難となる。1.50を越える場合には、フェノール樹脂の構造に影響するため造粒性が悪くなり、粒子径の大きな粒子を得ることが困難となる。
 前記フェノール類とアルデヒド類を塩基性触媒の存在下で反応させるに際し、共存させる強磁性酸化鉄微粒子の量は、強磁性酸化鉄微粒子、フェノール類及びアルデヒド類の総量に対して75~99重量%が好ましく、生成する磁性キャリアの強度を考慮すると、78~99重量%であることがより好ましい。
 本発明における球状複合体芯粒子の生成反応は、水性媒体中で行われるが、水性媒体中の固形分濃度が30~95重量%になるようにすることが好ましく、特に、60~90重量%となるようにすることが好ましい。
 本発明における球状複合体芯粒子の生成反応は、フェノール類、アルデヒド類、水、強磁性酸化鉄微粒子を十分に攪拌、混合した後、塩基性触媒を加えて攪拌しながら反応溶液を60~95℃の温度範囲まで昇温し、この温度で30~300分間、好ましくは60~240分間反応させ、フェノール樹脂の重縮合反応を行って硬化させる。
 このとき、球形度の高い球状複合体芯粒子を得るために、ゆるやかに昇温させることが望ましい。昇温速度は0.5~1.5℃/minが好ましく、より好ましくは0.8~1.2℃/minである。
 このとき、粒径を制御するために、攪拌速度を制御することが望ましい。攪拌速度は100~1000rpmが好ましい。
 硬化させた後、反応物を40℃以下に冷却すると、バインダ樹脂中に強磁性酸化鉄微粒子が分散し、且つ、粒子表面に強磁性酸化鉄微粒子が露出した球状複合体芯粒子の水分散液が得られる。
 前記球状複合体芯粒子を含む水分散液を濾過、遠心分離の常法に従って固・液を分離した後、洗浄・乾燥し、次いで熱処理を行って球状複合体芯粒子を得る。
 本発明に係る球状複合体芯粒子は、樹脂指数Cが35~80%の範囲にあることが好ましい。球状複合体芯粒子の樹脂指数Cを調整する方法として以下の方法が挙げられる。
 前記球状複合体芯粒子は、樹脂をより硬化させるために熱処理を施すことが好ましい。特に、減圧下あるいは不活性雰囲気下で行うことが強磁性酸化鉄微粒子の酸化防止のためにも好ましいが、本発明ではこの熱処理により球状複合体芯粒子の樹脂指数Cを調整できることを見出した。
 すなわち、前記球状複合体芯粒子の樹脂指数Cは、熱処理における減圧度や熱処理温度、熱処理時間を制御することで調整できる。
 特開平2-220068号公報及び特開2000-199985号公報に記載の磁性粒子とフェノール樹脂とからなる球状複合体粒子は、非常に高い減圧度(665Pa)で熱処理がされているために樹脂指数が35%を満たさない粒子となり、磁性キャリア芯材に対する被覆樹脂の濡れ性が悪くなるために均一な被覆が難しくなり、安定した帯電量及び電気抵抗特性が得られなくなる。さらに、球状複合体粒子の最表面の強度が弱くなり、現像剤の攪拌時における磁性キャリアの被覆層の剥れなどの劣化が生じやすくなるため、近年における、高画質のためのさらなる高寿命化キャリアという要求に対して不十分になってきたという課題が生じている。
 本発明の球状複合体芯粒子の熱処理において、該球状複合体芯粒子を窒素ガスなどの不活性雰囲気下にて40~80kPaの減圧度で150℃から250℃の温度範囲で1~7時間行われることにより、球状複合体芯粒子の樹脂指数Cを35~80%の範囲に調整することができる。
 前記球状複合体芯粒子の熱処理において、40kPaを満たさない高い減圧度で行った場合、球状複合体芯粒子の粒子表面の樹脂量が大きく減少してしまうため、球状複合体芯粒子に対する被覆樹脂の濡れ性が悪くなったり凹部に被覆樹脂が入り込むために均一な被覆が難しくなり、安定した帯電量及び電気抵抗特性が得られなくなる。さらに、球状複合体芯粒子の最表面の強度が弱くなり、現像剤の撹拌時における磁性キャリアの被覆層の剥れなどの劣化が生じやすくなる問題が生じる。一方、80kPaを超える低い減圧度で行った場合、球状複合体芯粒子の粒子表面における微細な凹凸構造が小さくなるためにアンカー効果が得られにくくなり、現像剤の攪拌時における磁性キャリアの被覆層の剥れなどの劣化が生じやすくなる。また、磁性キャリアの電気抵抗値が高くなりやすく、樹脂被覆による抵抗制御が難しくなる場合が生じたりする。よって、40~80kPaの減圧度で熱処理することがより好ましく、さらにより好ましくは45~75kPaの減圧度で熱処理することである。
 前記球状複合体芯粒子の熱処理において、250℃を超える熱処理温度で行った場合、球状複合体芯粒子の粒子表面の樹脂量が大きく減少してしまうため、球状複合体芯粒子に対する被覆樹脂の濡れ性が悪くなったり凹部に被覆樹脂が入り込むために均一な被覆が難しくなり、安定した帯電量及び電気抵抗特性が得られなくなる。さらに、球状複合体芯粒子の最表面の強度が弱くなり、現像剤の撹拌時における磁性キャリアの被覆層の剥れなどの劣化が生じやすくなる問題が生じる。一方、150℃を満たさない熱処理温度で行った場合、球状複合体芯粒子の粒子表面に樹脂が過剰に存在し粒子表面における微細な凹凸構造が少なくなるためにアンカー効果が得られにくくなり、現像剤の攪拌時における磁性キャリアの被覆層の剥れなどの劣化が生じやすくなる。また、磁性キャリアの電気抵抗値が高くなりやすく、樹脂被覆による抵抗制御が難しくなる場合が生じたりする。よって、熱処理温度は150~250℃で行うことが好ましく、さらに好ましくは170~230℃である。
 前記球状複合体芯粒子の熱処理において、7時間を越える熱処理時間で行った場合、球状複合体芯粒子の粒子表面の樹脂量が大きく減少してしまうため、球状複合体芯粒子に対する被覆樹脂の濡れ性が悪くなったり凹部に被覆樹脂が入り込むために均一な被覆が難しくなり、安定した帯電量及び電気抵抗特性が得られなくなる。さらに、球状複合体芯粒子の最表面の強度が弱くなり、現像剤の撹拌時における磁性キャリアの被覆層の剥れなどの劣化が生じやすくなる問題が生じる。一方、1時間を満たさない熱処理時間で行った場合、球状複合体芯粒子の粒子表面に樹脂が過剰に存在し粒子表面における微細な凹凸構造が少なくなるためにアンカー効果が得られにくくなり、現像剤の攪拌時における磁性キャリアの被覆層の剥れなどの劣化が生じやすくなる。また、磁性キャリアの電気抵抗値が高くなりやすく、樹脂被覆による抵抗制御が難しくなる場合が生じたりする。よって、熱処理時間は1~7時間で行うことが好ましく、さらに好ましくは2~6時間である。
 なお、不活性雰囲気とするためには、不活性ガスを使用するのが好ましい。不活性ガスとしては例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、炭酸ガス等を使用することができるが、工業的には、窒素ガスを吹き込みながら加熱処理を行うことがコスト的に有利であり、特性の安定したものが得られる。
 次に、本発明2に係る球状複合体芯粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成させた球状複合体粒子の製造方法について述べる(本発明8)。
 本発明8に係る電子写真現像剤用磁性キャリアは、水性媒体中でフェノール類とアルデヒド類とを塩基性触媒の存在下、圧縮密度CDが2.3~3.0g/cmである強磁性酸化鉄微粒子粉末を共存させてフェノール類とアルデヒド類とを反応させて、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる球状複合体芯粒子を生成させ、次いで、該球状複合体芯粒子を含む水性媒体中に、酸性触媒として酸解離定数pKaが3~6の酸からなる酸性水溶液と、メチロールメラミン水溶液を添加することによって、該球状複合体芯粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成させ、さらに、不活性雰囲気下にて40~80kPaの減圧度で150℃から250℃の温度範囲で熱処理して得ることができる。
 前記球状複合体芯粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成させた球状複合体粒子の反応は、前記球状複合体芯粒子を生成させた水性媒体中において連続的に行う。すなわち、反応溶液を60~95℃の温度範囲に維持したまま、酸性触媒として酸解離定数pKaが3~6の酸からなる酸性水溶液と、水でメラミンとアルデヒド類とを反応させて調整したメチロールメラミン水溶液を添加して、30~300分間、好ましくは60~240分間攪拌しながら反応させて、前記球状複合体芯粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成させる。
 次いで、反応物を40℃以下に冷却し、前記球状複合体粒子を含む水分散液を濾過、遠心分離の常法に従って固・液を分離した後、洗浄・乾燥し、熱処理を行って球状複合体粒子を得る。
 球状複合体粒子に対するメラミンの添加量は、樹脂指数C1及びC1/C2を制御するために0.1~5.0重量%が好ましい。
 また、前記球状複合体芯粒子を含む水性媒体中にメラミンを添加する方法において、メラミンは水に不溶のため、メラミンを固体の状態で直接水性媒体中に添加すると球状複合体芯粒子の粒子表面にメラミン樹脂被覆層が不均一に形成された球状複合体粒子が得られるため、本発明の通りに規定された樹脂指数C及びC/Cにならない場合が生じ好ましくない(特許文献1、2、3、4)。
 前記球状複合体芯粒子を含む水性媒体中にメラミンを添加する方法において、別に用意した水でメラミンとアルデヒド類とを反応させて調整したメチロールメラミン水溶液の状態で添加するのが好ましい。該水溶液中においてメチロール化反応を急激に進行させるとメチロールメラミンの重縮合反応で溶液が白濁してしまい、球状複合体芯粒子の粒子表面に薄く均一なメラミン樹脂からなる被覆層を形成させるのが困難となるため、重合をある程度進行させた透明なメチロールメラミン水溶液の状態で球状複合体芯粒子を含む水性媒体中に添加するのが好ましい。
 前記メラミン被覆層の形成において用いるアルデヒド類は、前記球状複合体芯粒子の生成反応において用いることができるものから選択して用いることができる。
 メチロールメラミン水溶液中におけるアルデヒド類のメラミンに対するモル比は1~10が好ましく、メラミン濃度は5~50重量%が好ましい。
 メチロールメラミン水溶液の調整は、水にメラミンとアルデヒド類とを添加して攪拌しながら反応溶液を40~80℃の温度範囲まで昇温し、この温度で30~240分間、好ましくは60~180分間メチロール化反応を行って生成させる。
 このとき、メラミンのメチロール化はゆるやかに反応させることが望ましい。昇温速度は0.5~1.5℃/minが好ましく、攪拌速度は100~1000rpmが好ましい。
 本発明に用いる酸性触媒としては、酸解離定数pKaが3~6の弱酸が好適に用いられ、例えば蟻酸、シュウ酸、酢酸等が挙げられるが、酢酸が最も好ましい。複合体粒子を生成させる水性媒体中における酸の含有量は0.5~3重量%が好ましい。
 本発明においては、前記複合体芯粒子を含む水性媒体中に酸性触媒として酸解離定数pKaが3~6の酸からなる酸性水溶液、及び、メチロールメラミン水溶液を添加することに特徴がある。すなわち、両水溶液を水性媒体中に添加することでメチロールメラミンの反応及び硬化速度が最適になり、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる球状複合体芯粒子の粒子表面に薄く均一なメラミン樹脂からなる被覆層を形成させることができる。
 酸解離定数pKaが3未満の、例えば塩化アンモニウムのような強酸の塩酸を生成させる酸性触媒ではメラミン樹脂からなる被覆層を均一に形成させることが困難となり、本発明の通りに規定された樹脂指数C及びC/Cが得られないため好ましくない(特許文献1、2、3、4)。また、酸解離定数pKaが6を超える場合には、メラミン樹脂からなる被覆層を十分に形成させることが困難となり好ましくない。
 また、前記球状複合体芯粒子の粒子表面に薄く均一なメラミン樹脂からなる被覆層を形成させるために、攪拌速度を制御することが望ましい。攪拌速度は100~1000rpmが好ましい。
 本発明の球状複合体粒子の熱処理において、該球状複合体粒子を窒素ガスなどの不活性雰囲気下にて40~80kPaの減圧度で150℃から250℃の温度範囲で1~7時間行われることが好ましい。
 すなわち、熱処理条件における減圧度や熱処理温度、熱処理時間を制御することで、本発明の通りに規定された樹脂指数C及びC/Cを有するメラミン樹脂からなる被覆層を形成させた球状複合体粒子を得ることができる。本発明1から4においては、前記磁性キャリアの表面近傍における樹脂の被覆状態を評価するために、後述する実施例に記載されている「樹脂指数」を用いる。ここで樹脂指数とは、磁性キャリアの粒子の表面近傍において樹脂によって被覆されている割合や厚みの程度に関係する指標である。この樹脂指数により磁性キャリアの最表面の強度、芯材粒子の表面に樹脂被覆層を形成する場合の被覆樹脂との接着性なども評価できる。
 前記球状複合体粒子の熱処理において、40kPaを満たさない高い減圧度で行った場合、球状複合体粒子の粒子表面の被覆量が大きく減少してしまったり、薄くなり過ぎたりする場合が生じてしまうため、磁性キャリアの帯電量や電気抵抗値が不十分であったりばらつきが見られる等の弊害が生じたり、電気抵抗値の電圧に対する依存性が大きくなるので一般的には階調性のない画像となり好ましくない。また、最表面における強度が不十分となる場合が生じる。さらに、長期間の使用に伴い被覆層の剥れ等が発生すると、リーク現象によるキャリア付着が発生し易くなるため好ましくない。また、さらに該粒子の表面に樹脂被覆を行った際の樹脂との接着性が悪くなり、樹脂被覆層が均一な状態とならないため好ましくない。また、長期間の使用に伴い被覆層の剥れ等が発生した場合、リーク現象によるキャリア付着が発生し易くなるため好ましくない。一方、80kPaを超える低い減圧度で行った場合、球状複合体粒子の粒子表面の被覆量が多過ぎたり、厚くなり過ぎたりする場合が生じてしまうため、磁性キャリアの帯電量や電気抵抗値が高くなり過ぎてしまい好ましくない。また、さらに該粒子の表面に樹脂被覆を行う際にはアンカー効果が得られにくくなり、磁性キャリアの強度に劣るなどといった問題が生じ好ましくない。よって、40~80kPaの減圧度で熱処理することがより好ましく、さらにより好ましくは45~75kPaの減圧度で熱処理することである。
 前記球状複合体粒子の熱処理において、250℃を超える熱処理温度で行った場合、球状複合体粒子の粒子表面の被覆量が大きく減少してしまったり、薄くなり過ぎたりする場合が生じてしまうため、磁性キャリアの帯電量や電気抵抗値が不十分であったりばらつきが見られる等の弊害が生じたり、電気抵抗値の電圧に対する依存性が大きくなるので一般的には階調性のない画像となり好ましくない。また、最表面における強度が不十分となる場合が生じる。さらに、長期間の使用に伴い被覆層の剥れ等が発生すると、リーク現象によるキャリア付着が発生し易くなるため好ましくない。また、さらに該粒子の表面に樹脂被覆を行った際の樹脂との接着性が悪くなり、樹脂被覆層が均一な状態とならないため好ましくない。また、長期間の使用に伴い被覆層の剥れ等が発生した場合、リーク現象によるキャリア付着が発生し易くなるため好ましくない。一方、150℃を満たさない熱処理温度で行った場合、球状複合体粒子の粒子表面の被覆量が多過ぎたり、厚くなり過ぎたりする場合が生じてしまうため、磁性キャリアの帯電量や電気抵抗値が高くなり過ぎてしまい好ましくない。また、さらに該粒子の表面に樹脂被覆を行う際にはアンカー効果が得られにくくなり、磁性キャリアの強度に劣るなどといった問題が生じ好ましくない。よって、熱処理温度は150~250℃で行うことが好ましく、さらに好ましくは170~230℃である。
 前記球状複合体粒子の熱処理において、7時間を越える熱処理時間で行った場合、球状複合体粒子の粒子表面の被覆量が大きく減少してしまったり、薄くなり過ぎたりする場合が生じてしまうため、磁性キャリアの帯電量や電気抵抗値が不十分であったりばらつきが見られる等の弊害が生じたり、電気抵抗値の電圧に対する依存性が大きくなるので一般的には階調性のない画像となり好ましくない。また、最表面における強度が不十分となる場合が生じる。さらに、長期間の使用に伴い被覆層の剥れ等が発生すると、リーク現象によるキャリア付着が発生し易くなるため好ましくない。また、さらに該粒子の表面に樹脂被覆を行った際の樹脂との接着性が悪くなり、樹脂被覆層が均一な状態とならないため好ましくない。また、長期間の使用に伴い被覆層の剥れ等が発生した場合、リーク現象によるキャリア付着が発生し易くなるため好ましくない。一方、1時間を満たさない熱処理時間で行った場合、球状複合体粒子の粒子表面の被覆量が多過ぎたり、厚くなり過ぎたりする場合が生じてしまうため、磁性キャリアの帯電量や電気抵抗値が高くなり過ぎてしまい好ましくない。また、さらに該粒子の表面に樹脂被覆を行う際にはアンカー効果が得られにくくなり、磁性キャリアの強度に劣るなどといった問題が生じ好ましくない。よって、熱処理時間は1~7時間で行うことが好ましく、さらに好ましくは2~6時間である。
 なお、不活性雰囲気とするためには、不活性ガスを使用するのが好ましい。不活性ガスとしては例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、炭酸ガス等を使用することができるが、工業的には、窒素ガスを吹き込みながら加熱処理を行うことがコスト的に有利であり、特性の安定したものが得られる。
 また、メラミン樹脂は正帯電性であることから、磁性キャリアの正帯電性を高めることができる。
 また、メラミン樹脂は硬質な膜を形成することから、磁性キャリアの耐久性を高めることができる。
 本発明に係る磁性キャリアは、複合体粒子の粒子表面を樹脂によって被覆されていても良い。
 本発明に用いる被覆樹脂は特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン;アクリル樹脂;ポリアクリロニトリル;ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン等のポリビニル系又はポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、スチレン・アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン系樹脂又はその変性品;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;尿素・ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ系樹脂;エポキシ系樹脂;ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素-ポリアミド樹脂、フッ素-ポリイミド樹脂、フッ素-ポリアミドイミド樹脂、などを挙げることができる。
 本発明5に係る磁性キャリアは、複合体粒子の粒子表面をシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン-アクリル系樹脂から選ばれる1種又は2種以上の樹脂で被覆することが好ましい。粒子表面を低い表面エネルギーを有するシリコーン系樹脂で被覆することによって、トナーのスペント化を抑制することができる。また、アクリル系樹脂、スチレン-アクリル系樹脂ともに、コア粒子との接着性及び帯電性向上の効果を有する。
 シリコーン樹脂としては、従来から知られているシリコーン樹脂が使用可能である。具体的には、オルガノシロキサン結合のみからなるストレートシリコーン樹脂、及び、該ストレートシリコーン樹脂をアルキッド、ポリエステル、エポキシ、ウレタンなどで変性したシリコーン樹脂が挙げられる。
 アクリル系樹脂としては、メチルメタクリレート、メチルエタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート等のアルキルアクリレート、シクロペンチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等のシクロアルキルアクリレート、フェニルメタクリレート等の芳香族アクリレート、これらとアクリル酸の共重合体、グリシジルメタクリレート等のエポキシ化合物との共重合体、グリセリンモノメタクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール系化合物との共重合体等が挙げられ、キャリアとしたときの環境依存性等の点からメチルメタクリレート、エチルエタクリレート等の短鎖アルキルアクリレートが好ましい。
 スチレン-アクリル系樹脂としては、前記アクリル系モノマーとスチレン系モノマーとの共重合体等が挙げられ、高温高湿環境下と低温低湿環境下での帯電の差が小さい等の点からスチレンと短鎖アルキルメタクリレートとの共重合体が好ましい。
 本発明に係る磁性キャリアの樹脂による被覆量は、複合体粒子に対して0.1~5.0重量%が好ましい。被覆量が0.1重量%未満の場合には、十分に被覆することが困難となり、コートむらが生じることがある。また、5.0重量%を越える場合には、樹脂の被覆を複合体粒子表面に密着させることはできるが、生成した複合体粒子同士の凝集が生じ、複合体粒子の粒子サイズの制御が困難になる。好ましくは0.3~3.0重量%である。
 本発明における樹脂被覆は、樹脂被覆層中に微粒子を含有させても良い。前記微粒子としては、例えばトナーに負帯電性を付与させるものとして、4級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ニグロシン系染料、ポリアミン樹脂などによる微粒子が好ましい。一方、トナーに正帯電性を付与させるものとして、Cr、Co等金属を含む染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物などによる微粒子が好ましい。なお、これらの粒子は1種単独で使用して良いし、2種以上を併用しても良い。
 また、本発明における樹脂被覆は、樹脂被覆層中に導電性微粒子を含有させても良い。樹脂中に導電性微粒子を含有させることが、磁性キャリアの抵抗を容易に制御することができる点で好ましい。前記導電性微粒子としては公知のものが使用可能であり、例えばアセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、Si、Ti等の金属炭化物、B、Ti等の金属窒化物、Mo、Cr等の金属ホウ化物などが挙げられる。これらは1種単独で使用してよいし、2種以上を併用しても良い。これらの中でも、カーボンブラックが好ましい。
 芯材粒子の粒子表面に樹脂を被覆する場合には、周知のスプレードライヤーを用いて球状複合体粒子に樹脂を吹き付ける方法、ヘンシェルミキサー、ハイスピードミキサー等を用いて球状複合体粒子と樹脂とを乾式混合する方法、樹脂を含む溶剤中に球状複合体粒子を含浸する方法等によって行えばよい。
 次に、本発明に係る二成分系現像剤について述べる。
 本発明のキャリアと組み合わせて使用するトナーとしては、公知のトナーを使用することができる。具体的には、結着樹脂、着色剤を主構成物とし、必要に応じて離型剤、流動化剤などを添加したものを使用できる。又、トナーの製造方法は公知の方法を使用できる。
<作用>
 本発明において重要な点は、少なくとも強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる平均粒径20~60μmの球状複合体芯粒子からなる電子写真現像剤用磁性キャリアであって、当該電子写真現像剤用磁性キャリアの平均粒径近傍の粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)、20μmよりも小さな粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)としたとき、下記式(1)を満足することを特徴とする電子写真現像剤用磁性キャリアであるという点である。
 σ-σ=-2~0 (1)
 本発明においては、磁性キャリアの磁化値のばらつきを小さくすることによって、耐久性があり、キャリア付着を発生させず、高品位な画像を長く維持することが可能になった。
 本発明2においては、磁性キャリアの磁化値のばらつきが小さく、かつ、前記球状複合体芯粒子の粒子表面に形成されたメラミン樹脂からなる被覆層の被覆率を制御することによって所望の帯電量、電気抵抗値及び最表面における強度を得ることができるので、耐久性があり、キャリア付着を発生させず、高品位な画像を長く維持することが可能になった。
 本発明5に係る樹脂被覆した磁性キャリアは、磁性キャリアの磁化値のばらつきが小さいので、耐久性があり、キャリア付着を発生させず、高品位な画像を長く維持することが可能になった。
 本発明6に係る二成分系現像剤は耐久性があり、キャリア付着を発生させず、高品位な画像を長く維持することができ、特に、芯材電気抵抗の影響を受け易い高電圧において、電荷のリーク現象によるベタ部へのハケスジの発生や階調性に劣る等の画像欠陥を抑制したり、キャリアの長期使用に伴う被覆樹脂の削れ又は剥離による経時劣化を抑えることが可能となった。
 本発明の代表的な実施例は次の通りである。
 粒子粉末の平均粒径はレーザー回折式粒度分布計LA750((株)堀場製作所製)により計測して体積基準による値で示した。また、粒子の粒子形態は、走査型電子顕微鏡S-4800((株)日立製作所製)で観察したものである。
 キャリア粒子の飽和磁化σ、σ及びσは以下のように求めた。
 すなわち、キャリア粒子の平均粒径が20~30μmの場合はキャリア粒子を目開き20μmと38μmの試験用ふるいを用いて篩にかけ、キャリア粒子の平均粒径が30~40μmの場合はキャリア粒子を目開き25μmと45μmの試験用ふるいを用いて篩にかけ、キャリア粒子の平均粒径が40~50μmの場合はキャリア粒子を目開き32μmと53μmの試験用ふるいを用いて篩にかけ、キャリア粒子の平均粒径が50~60μmの場合はキャリア粒子を目開き45μmと63μmの試験用ふるいを用いて篩にかけ、得られた各粒子を平均粒径近傍の粒径を有するキャリア粒子とみなし、それらの外部磁場795.8kA/mのもとで測定した飽和磁化をσとした。
 また、キャリア粒子を目開き20μmの試験用ふるいを用いて篩にかけ、得られた篩下の粒子を20μm以下の粒子とみなし、外部磁場795.8kA/mのもとで測定した飽和磁化をσとし、キャリア粒子を目開き75μmの試験用ふるいを用いて篩にかけ、得られた篩上の粒子を75μm以上の粒子とみなし、外部磁場795.8kA/mのもとで測定した飽和磁化をσとした。
 本発明における磁性キャリアの篩い分けは以下の通りに行った。
 1.電磁式ふるい振とう機(Retsch社製 型式AS200DIGIT,60Hz)に、各目開きの試験用ふるいを取り付けた。2種類の試験用ふるいを取り付ける場合は、受け皿を置き、目開きの小さい順に積み重ね、一番上には蓋を置き、振とう機にセットする。試験用ふるいとしては、東京スクリーン株式会社製のTest sieves試験用ふるい(JIS Z 8801,φ200mm×45mmH)を用いた。目開き20,25,32,38,45,53,63,75μmの内、目開き20,25,32,38μmの網は綾織のものを使用している。
 2.一番上の試験用ふるいに磁性キャリア30gを投入し、タイマーを5分、振幅が1.5mmになるようにamplitudeつまみを調整し連続で振動させた。
 3.σ測定用の磁性キャリアは目開き20μmの篩下のキャリアをサンプリングし、σ測定用の磁性キャリアは目開き75μmの篩上のキャリアをサンプリングし、σ測定用の磁性キャリアはセットした2種類の篩の内、下側にセットした篩上のキャリアをサンプリングした。この篩い分けられた磁性キャリアを、飽和磁化を測定する試料として使用した。これら1度の操作で飽和磁化の測定に要する量が得られない場合には、篩い分けを複数回繰り返すことで必要量の磁性キャリアを採取した。
 飽和磁化及び残留磁化は、振動試料型磁力計VSM-3S-15(東英工業(株)製)を用いて外部磁場795.8kA/m(10kOe)のもとで測定した値で示した。
 樹脂指数C及びCは、以下の装置、条件により評価した。走査型電子顕微鏡S-4800((株)日立製作所製)を用いて、加速電圧1kVもしくは2kV、倍率15000倍にて、粒子個数として10粒子以上の反射電子像を観察した。得られた反射電子像は、画像解析ソフトにより2値化処理して、コントラストにより強磁性酸化鉄微粒子とそれ以外の部分を識別し、強磁性酸化鉄微粒子以外の部分を樹脂部分とみなし、複合体芯粒子、複合体粒子それぞれの反射電子像の全面積に対する樹脂部分の面積率を次式で算出し、樹脂指数(%)とした。このとき、加速電圧1kVのときの樹脂指数をC、加速電圧2kVのときの樹脂指数をCとする。なお、画像処理ソフトとしては、通常のソフトが使用でき、本発明では、「画像解析ソフトA像くん(旭化成エンジニアリング製)」を使用した。
樹脂指数C(%)=100-(強磁性酸化鉄微粒子部分の面積/複合体芯粒子又は複合体粒子の反射電子像の全面積×100)
 本方法で粒子表面の強磁性酸化鉄微粒子とそれ以外の成分が識別できるかの原理について述べる。まず走査型電子顕微鏡の一般的な形状観察のための二次電子ではなく、反射電子を解析することで、反射電子の原子番号効果により強磁性酸化鉄微粒子とそれ以外の成分のコントラスト差を画像となって検出できる。原子番号効果は検出する試料の原子番号が大きくなるほど反射電子の放出量が多くなり、コントラストとして白く検出される効果である。その結果、強磁性酸化鉄微粒子部分が白いコントラストで、それ以外の成分部分がグレーから黒いコントラストで観察できる。加速電圧を1kVとすることで電子線の分析深さを浅くし、粒子の表面近傍における樹脂の量を正確に解析することが可能となった。さらに加速電圧を2kVにして電子線の分析深度を深くすることで、粒子表面における樹脂被覆層の厚さに対する情報を得ることが可能となった。
 電気抵抗値(体積固有抵抗値)は、ハイレジスタンスメーター4339B(横河ヒューレットパッカード製)で測定した値で示した。
 強磁性酸化鉄微粒子粉末の圧縮密度CDの測定は以下の通りに行った。
 秤量した試料(25g)を25mmφの円筒形金型に入れ、中で試料状態が均一になるように整える。所定の圧力(1t/cm)を加圧した後、金型中の試料の高さを測定し、プレス後の試料体積Vを求め、下記式より圧縮密度CDを算出する。
 CD=W/V
  CD:圧縮密度(g/cm
  W :試料重量(g)
  V :プレス後の試料体積(cm
 磁性キャリアの形状係数SF1及びSF2は下記手順に従って測定した。
 形状係数を示すSF1、SF2とは、例えば走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製(S-4800))を用い300倍に拡大したキャリア粒子像を100個無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフェースを介して、例えばニレコ社製画像解析装置(Luzex AP)に導入し解析を行い、下式より算出し得られた値を形状係数SF1、SF2と定義する。
 SF1=(粒子の絶対最大長)/(粒子の投影面積)×(π/4)×100
 SF2=(粒子の周囲長)/(粒子の投影面積)×(1/4π)×100
 形状係数SF1は粒子の丸さの度合いを示し、形状係数SF2は粒子の凹凸の度合いを示しているため、円(球形)から離れるとSF1は値が大きくなり、表面の凹凸の起伏が大きくなるとSF2の値も大きくなる。それぞれの値は、真円(球)に近づくにつれて100に近い値となる。
 嵩密度は、JIS K5101に記載の方法に従って測定した。
 真比重はマルチボリウム密度計1305型(マイクロメリティクス/島津製作所製)で測定した値で示した。
 水分量の測定はカールフィッシャー電量滴定法にて行う。測定機器は平沼産業(株)社製の微量水分測定装置AQ-2100を用いた。24℃、60%RH環境下に24時間以上放置して調湿した試料1gをガラス製のサンプル管に精秤し、アルミ箔で蓋をする。(このとき、空気中に含まれる水分量を補正するために、同様に蓋をした空のサンプル管を用意する。)
 加熱温度150℃、キャリアガス(窒素ガス)流量100ml/minの条件にて、微量水分測定装置AQ-2100に接続された水分気化装置(平沼産業(株)社製,EV-2010)から送られてきた水をINTERVAL=30秒、TIMER=1分の条件で滴定をおこなった。発生液はリーデル・デ・ヘーエン社製ハイドラナールアクアライトRS、対極液は関東化学(株)製アクアライトCNを用いた。
 トナーの帯電量は、磁性キャリア95重量部と下記の方法により製造したトナー5重量部を十分に混合し、ブローオフ帯電量測定装置TB-200(東芝ケミカル社製)を用いて測定した。
(トナー製造例)
 ポリエステル樹脂                  100重量部
 銅フタロシアニン系着色剤                5重量部
 帯電制御剤(ジ-tert-ブチルサリチル酸亜鉛化合物) 3重量部
 ワックス                        9重量部
上記材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、二軸押出式混練機により溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粉砕、分級して重量平均粒径7.4μmの負帯電性青色粉体を得た。
 上記負帯電性青色粉体100質量部と疎水性シリカ1重量部をヘンシェルミキサーで混合して負帯電性シアントナーaを得た。
〔磁性キャリアの強制劣化テスト〕
 磁性キャリア50gを100ccのガラス製サンプル瓶の中に入れ、ふたをした後、ペイントコンディショナー(RED DEVIL社製)にて、24時間振とうさせる。振とう前後の各々のサンプルについて帯電量及び電気抵抗値を測定し、走査型電子顕微鏡S-4800((株)日立製作所製)により粒子表面の剥れ等を確認した。
 強制劣化テスト前後の帯電量は、下記式で示したように、振とう前後の各々のサンプルについて常温常湿下(24℃,60%RH)の帯電量の変化幅を%で表わし、以下の評価基準で行なった。現像剤は本発明の磁性キャリアを95重量部と負帯電性シアントナーaを5重量部とを十分に混合して調整した。
帯電量の変化率(%)=(1-Q/QINI)×100
 QINI:強制劣化テスト前の帯電量
 Q:強制劣化テスト後の帯電量
 A:強制劣化テスト前後の変化率が0%以上5%未満
 B:強制劣化テスト前後の変化率が5%以上10%未満
 C:強制劣化テスト前後の変化率が10%以上20%未満
 D:強制劣化テスト前後の変化率が20%以上30%未満
 E:強制劣化テスト前後の変化率が30%以上
 電気抵抗値は、下記式で示したように、振とう前後の各々のサンプルについて常温常湿下(24℃,60%RH)の電気抵抗値の変化率を表わし、以下の評価基準で行なった。
電気抵抗値の変化率=Log(RINI/R)
 RINI:印加電圧100Vにおける強制劣化テスト前の電気抵抗値
 R:印加電圧100Vにおける強制劣化テスト後の電気抵抗値
 A:強制劣化テスト前後の変化率が-0.5以上0未満
 B:強制劣化テスト前後の変化率が0以上0.5未満
 C:強制劣化テスト前後の変化率が0.5以上1未満
 D:強制劣化テスト前後の変化率が1以上1.5未満
 E:強制劣化テスト前後の変化率が1.5以上
 走査型電子顕微鏡S-4800((株)日立製作所製)による粒子表面の剥れ等は下記3段階で評価した。B以上が問題ないレベルと判断した。
 A:被覆層の剥れや磨耗等が無し
 B:被覆層の剥れや磨耗等がわずかに有り
 C:被覆層の剥れや磨耗等が極めてひどい
〔マシン評価における被覆樹脂キャリアの評価〕
 現像剤は本発明の磁性キャリアを95重量部と負帯電性シアントナーaを5重量部とを十分に混合して調整した。マシン評価はエプソン製LP8000Cを改造して用い、24℃、60%RHの常温常湿下でバイアス電圧を変えて、画像比率10%のオリジナル原稿を用いてマシン評価を行った。
 前記マシン評価に基づいて1000枚(初期)の耐久画像出力を行った後、感光体上に粘着テープを密着させてサンプリングし、光学顕微鏡により観察することにより、1cm×1cm中の感光体に付着していた磁性キャリアの個数をカウントし、1cm当たりに付着しているキャリアの付着個数を算出した。以下の評価基準に従って、キャリア付着について評価した。
 A:3個未満       :非常に良好
 B:3個以上、5個未満  :良好
 C:5個以上、10個未満 :実用上可能レベル
 D:11個以上      :不可レベル
〔強磁性酸化鉄微粒子の製造:強磁性酸化鉄微粒子1〕
 従来公知の方法で得られた球状で平均粒径が0.24μmの強磁性酸化鉄微粒子を含むスラリー溶液をデカンテーションした後、ボールミルで湿式粉砕を行い、次いで、気流乾燥機を用いて乾燥させることで球状の強磁性酸化鉄微粒子を得た。
 次に、フラスコに球状の前記強磁性酸化鉄微粒子1000gを仕込み十分に良く攪拌した後、エポキシ基を有するシラン系カップリング剤(商品名:KBM-403 信越化学社製)7.0gを添加し、約100℃まで昇温し30分間良く混合攪拌することによりカップリング剤で被覆されている球状強磁性酸化鉄微粒子1を得た。
 得られた強磁性酸化鉄微粒子1は、飽和磁化値86.0Am/kg、圧縮密度2.5g/cmであった。
 強磁性酸化鉄微粒子2:
 強磁性酸化鉄微粒子1の製造条件において、従来公知の方法で得られた球状で平均粒径が0.16μmの強磁性酸化鉄微粒子を含むスラリー溶液をフィルターシックナーを用いて可溶性塩を除去させる以外は、前記強磁性酸化鉄微粒子1と同一の条件で操作を行って球状の強磁性酸化鉄微粒子2を得た。
 強磁性酸化鉄微粒子2の製造条件及び諸特性を表1に示す。
 強磁性酸化鉄微粒子3:
 強磁性酸化鉄微粒子1の製造条件において、従来公知の方法で得られた球状で平均粒径が0.35μmの強磁性酸化鉄微粒子を含むスラリー溶液を凍結乾燥機を用いて乾燥させる以外は、前記強磁性酸化鉄微粒子1と同一の条件で操作を行って球状の強磁性酸化鉄微粒子3を得た。
 強磁性酸化鉄微粒子3の製造条件及び諸特性を表1に示す。
 強磁性酸化鉄微粒子4:
 強磁性酸化鉄微粒子1の製造条件において、従来公知の方法で得られた球状で平均粒径が0.52μmの強磁性酸化鉄微粒子を含むスラリー溶液を真空乾燥機を用いて乾燥させる以外は、前記強磁性酸化鉄微粒子1と同一の条件で操作を行って球状の強磁性酸化鉄微粒子4を得た。
 強磁性酸化鉄微粒子4の製造条件及び諸特性を表1に示す。
 強磁性酸化鉄微粒子5:
 強磁性酸化鉄微粒子5は、従来公知の方法で得られた球状で平均粒径が0.23μmの強磁性酸化鉄微粒子を含むスラリー溶液を、湿式粉砕を行わずに気流乾燥機を用いて乾燥を行った以外は強磁性酸化鉄微粒子1と同一の条件で操作を行って球状の強磁性酸化鉄微粒子5を得た。
 強磁性酸化鉄微粒子5の製造条件及び諸特性を表1に示す。
 強磁性酸化鉄微粒子6:
 強磁性酸化鉄微粒子6は、従来公知の方法で得られた球状で平均粒径が0.50μmの強磁性酸化鉄微粒子を含むスラリー溶液をプレスフィルターにかけた後、ボールミルで湿式粉砕を行い、次いで、ろ過、水洗したペーストを静置式乾燥機を用いて乾燥させる以外は強磁性酸化鉄微粒子1と同一の条件で操作を行って球状の強磁性酸化鉄微粒子6を得た。
 強磁性酸化鉄微粒子6の製造条件及び諸特性を表1に示す。
 強磁性酸化鉄微粒子7:
 従来公知の方法で得られた球状で平均粒径が1.03μmの強磁性酸化鉄微粒子を含むスラリー溶液を用いる以外は、前記強磁性酸化鉄微粒子2と同一の条件で操作を行って球状の強磁性酸化鉄微粒子7を得た。
 強磁性酸化鉄微粒子7の製造条件及び諸特性を表1に示す。
 強磁性酸化鉄微粒子8:
 フラスコに、得られた強磁性酸化鉄微粒子3を70重量部と強磁性酸化鉄微粒子7を30重量部仕込み、250rpmの攪拌速度で30分間良く混合攪拌することで球状の強磁性酸化鉄微粒子8を得た。
 得られた強磁性酸化鉄微粒子8は、飽和磁化値85.8Am/kg、圧縮密度2.9g/cmであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 実施例1:
〔球状複合体芯粒子の製造〕
   フェノール                    11重量部
   37%ホルマリン                 14重量部
   強磁性酸化鉄微粒子1              100重量部
   25%アンモニア水                 5重量部
   水                        19重量部
 上記材料をフラスコに入れ、250rpmの攪拌速度で攪拌しながら60分間で85℃に昇温させた後、同温度で120分間反応・硬化させることにより、強磁性酸化鉄微粒子とバインダ樹脂からなる複合体芯粒子の生成を行った。
 次に、フラスコ内の内容物を30℃まで冷却後、上澄み液を除去し、さらに下層の沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを窒素ガス雰囲気に、60kPaの減圧下にて210℃で4時間熱処理することにより球状複合体芯粒子1を得た。
 ここに得られた球状複合体芯粒子1は、平均粒径が54μmであり、嵩密度1.82g/cm、比重3.56g/cm、飽和磁化値74.0Am/kg、σ-σが-1.1、σ-σが-1.2、樹脂指数Cが57%であった。
 実施例2~6、比較例1~3:
 球状複合体芯粒子の製造条件を種々変化させた以外は、球状複合体芯粒子1と同一の条件で操作を行って球状複合体芯粒子2~9を得た。得られた球状複合体芯粒子の仕様を表2に示す。
 得られた球状複合体芯粒子2~9の諸特性を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 実施例7:
〔球状複合体粒子の製造〕
   フェノール                    13重量部
   37%ホルマリン                 15重量部
   強磁性酸化鉄微粒子1              100重量部
   25%アンモニア水                 4重量部
   水                        17重量部
 上記材料をフラスコに入れ、250rpmの攪拌速度で攪拌しながら60分間で85℃に昇温させた後、同温度で120分間反応・硬化させることにより、強磁性酸化鉄微粒子とバインダ樹脂からなる複合体芯粒子の生成を行った。
 別途、水0.4重量部と99%氷酢酸水溶液0.6重量部とからなる酸性触媒を調整した。
 別途、水1.6重量部、メラミン粉末0.6重量部、37%ホルマリン1.4重量部とからなる水溶液を250rpmの攪拌速度で攪拌しながら60分間で約60℃まで上昇した後、約40分間攪拌することにより透明なメチロールメラミン溶液を調整した。
 次に、攪拌速度250rpmで攪拌し反応温度を85℃に維持している前記複合体芯粒子を含む反応溶液内に、前記酸性触媒及び前記透明なメチロールメラミン溶液を添加した後、120分間反応させ、球状複合体芯粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層が形成された球状複合体粒子を得た。
 次に、フラスコ内の内容物を30℃まで冷却後、上澄み液を除去し、さらに下層の沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを窒素ガス雰囲気に、65kPaの減圧下にて230℃で4時間熱処理することにより球状複合体粒子1を得た。
 ここに得られた球状複合体粒子1は、平均粒径が40μmであり、嵩密度1.93g/cm、比重3.55g/cm、飽和磁化値72.7Am/kg、σ-σが-1.1、σ-σが-1.2、樹脂指数Cが63%、C/Cが1.27であった。
 ここに得られた球状複合体粒子1の製造条件を表4に、諸特性及び強制劣化テストの結果を表5に示す。
 球状複合体粒子1の強制劣化テストにおける帯電量及び電気抵抗値の変化率は小さく、粒子表面の剥れ等はほとんど見られなかった。
 実施例8~18、比較例4~9:
 球状複合体粒子1の製造条件を種々変化させた以外は、前記実施例7と同一の条件で操作を行って球状複合体粒子2~18を得た。
 得られた球状複合体粒子2~18の製造条件を表4に、得られた球状複合体粒子の諸特性及び強制劣化テストの結果を表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
〔樹脂被覆キャリアの製造〕
 実施例19:
 窒素気流下、ヘンシェルミキサー内に、前記球状複合体芯粒子1を1kg、アクリル系樹脂(商品名:BR80 三菱レイヨン社製)を固形分として10g及びカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯4400 東海カーボン社製)を1.5g添加し、50~150℃の温度で1時間攪拌してカーボンブラックを含有したアクリル系樹脂からなる樹脂被覆層の形成を行った。
 ここに得られた樹脂被覆キャリア1は、平均粒径が54μmであり、嵩密度1.78g/cm、比重3.52g/cm、飽和磁化値73.8Am/kg、電気抵抗値9.5×1011Ω・cmであった。
 実施例20、比較例10:
 球状複合体芯粒子の種類を変化させた以外は、実施例19と同一の条件で操作を行って樹脂被覆キャリアを得た。
 実施例20、比較例10で得られた樹脂被覆キャリアの製造条件、及び、得られた樹脂被覆キャリアの諸特性を表6に示す。
 実施例21:
 窒素気流下、ヘンシェルミキサー内に、前記球状複合体芯粒子3を1kg、シリコーン系樹脂(商品名:KR251 信越化学社製)を固形分として10g及びカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯4400 東海カーボン社製)を1.5g添加し、50~150℃の温度で1時間攪拌して、カーボンブラックを含有したシリコーン系樹脂からなる樹脂被覆層の形成を行った。
 ここで得られた樹脂被覆キャリア3の製造条件、及び、得られた樹脂被覆キャリアの諸特性を表6に示す。
 実施例22、比較例11:
 球状複合体芯粒子の種類を変化させた以外は、実施例21と同一の条件で操作を行って樹脂被覆キャリアを得た。
 実施例22、比較例11で得られた樹脂被覆キャリアの製造条件、及び、得られた樹脂被覆キャリアの諸特性を表6に示す。
 実施例23:
 窒素気流下、ヘンシェルミキサー内に、前記球状複合体芯粒子5を1kg、スチレン-メチルメタクリレート共重合体(商品名:BR50 三菱レイヨン社製)を固形分として10g及びカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯4400 東海カーボン社製)を1.5g添加し、50~150℃の温度で1時間攪拌してカーボンブラックを含有したスチレン-メチルメタクリレート共重合体樹脂からなる樹脂被覆層の形成を行った。
 ここで得られた樹脂被覆キャリア5の製造条件、及び、得られた樹脂被覆キャリアの諸特性を表6に示す。
 実施例24、比較例12:
 球状複合体芯粒子の種類を変化させた以外は、実施例23と同一の条件で操作を行って樹脂被覆キャリアを得た。
 実施例24、比較例12で得られた樹脂被覆キャリアの製造条件、及び、得られた樹脂被覆キャリアの諸特性を表6に示す。
 得られた実施例19~24及び比較例10~12の強制劣化テストの結果を表6に示す。何れも強制劣化テストにおける帯電量及び電気抵抗値の変化率は小さく、粒子表面の剥れ等はほとんど見られなかった。
 実施例25~28、比較例13、比較例15:
 球状複合体粒子の種類を変化させた以外は、実施例19と同一の条件で操作を行って樹脂被覆キャリアを得た。
 実施例25~28、比較例13、比較例15で得られた樹脂被覆キャリアの製造条件、及び、得られた樹脂被覆キャリアの諸特性を表7に示す。
 実施例29~32、比較例14、比較例16:
 球状複合体粒子の種類を変化させた以外は、実施例21と同一の条件で操作を行って樹脂被覆キャリアを得た。
 実施例29~32、比較例14、比較例16で得られた樹脂被覆キャリアの製造条件、及び、得られた樹脂被覆キャリアの諸特性を表7に示す。
 実施例33~36、比較例17~18:
 球状複合体粒子の種類を変化させた以外は、実施例23と同一の条件で操作を行って樹脂被覆キャリアを得た。
 実施例33~36、比較例17~18で得られた樹脂被覆キャリアの製造条件、及び、得られた樹脂被覆キャリアの諸特性を表7に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 上記マシン評価により、本発明に係る磁性キャリア及び現像剤は、耐久性があり、キャリア付着を発生させず、高品位な画像を長く維持できることが確認された。
 本発明1に係る磁性キャリアは、磁化値のばらつきが小さいので電子写真現像剤用磁性キャリアとして好適である。
 本発明2に係る磁性キャリアは、磁化値のばらつきが小さく、かつ、キャリア粒子の表面に形成されたメラミン樹脂からなる被覆層の被覆率を制御することによって所望の帯電量、電気抵抗値及び最表面における強度を得ることができるので電子写真現像剤用磁性キャリアとして好適である。
 本発明3に係る磁性キャリアは、磁化値のばらつきが小さく、かつ、キャリア粒子の表面に形成されたメラミン樹脂からなる被覆層の被覆率を制御することによって所望の帯電量、電気抵抗値及び最表面における強度を得ることができるので電子写真現像剤用磁性キャリアとして好適である。
 本発明4に係る磁性キャリアは、磁化値のばらつきが小さく、かつ、キャリア粒子の表面に形成されたメラミン樹脂からなる被覆層の被覆率を制御することによって所望の帯電量、電気抵抗値及び最表面における強度を得ることができるので電子写真現像剤用磁性キャリアとして好適である。
 本発明5に係る樹脂被覆した磁性キャリアは、キャリア付着を抑制でき、かつ、トナーのスペント化が防止され、より耐久性を高めることができるので電子写真現像剤用磁性キャリアとして好適である。
 本発明6に係る二成分系現像剤は、耐久性があり、キャリア付着を発生させず、高品位な画像を長く維持でき、特に、芯材電気抵抗の影響を受け易い高電圧において、電荷のリーク現象によるベタ部へのハケスジの発生や階調性に劣る等の画像欠陥を抑制したり、キャリアの長期使用に伴う被覆樹脂の削れ又は剥離による経時劣化を抑えることが可能となったので、電子写真現像剤用磁性キャリアとトナーとからなる現像剤として好適である。
 本発明7に係る磁性キャリアの製造方法は、圧縮密度CDが2.3~3.0g/cmである強磁性酸化鉄微粒子と、フェノール類及びアルデヒド類とを水性媒体中において塩基性触媒の存在下で反応させて、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる球状複合体芯粒子を生成させることで、磁性キャリアの磁化値のばらつきを小さくすることが可能となったので、電子写真現像剤用磁性キャリアの製造方法として好適である。
 本発明8に係る磁性キャリアの製造方法は、圧縮密度が2.4~3.5g/cmである強磁性酸化鉄微粒子と、硬化したフェノール樹脂とからなる球状複合体芯粒子を含む水性媒体中に、酸性触媒として酸解離定数pKaが3~6の酸からなる酸性水溶液、及び、メチロールメラミン水溶液を添加することにより、磁性キャリアの磁化値のばらつきを小さくすることができ、かつ、キャリア粒子の表面に形成されるメラミン樹脂からなる被覆層の被覆率を制御することによって所望の帯電量、電気抵抗値及び最表面における強度を得ることが可能となったので、電子写真現像剤用磁性キャリアの製造方法として好適である。

Claims (8)

  1.  少なくとも強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる平均粒径20~60μmの球状複合体芯粒子からなる電子写真現像剤用磁性キャリアであって、当該電子写真現像剤用磁性キャリアの平均粒径近傍の粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)、20μmよりも小さな粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)としたとき、下記式(1)を満足することを特徴とする電子写真現像剤用磁性キャリア。
     σ-σ=-2~0 (1)
  2.  少なくとも強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる平均粒径20~60μmの球状複合体芯粒子と、当該芯粒子の表面に形成されたメラミン樹脂からなる被覆層とからなる球状複合体粒子からなる電子写真現像剤用磁性キャリアであって、
    (i)当該電子写真現像剤用磁性キャリアの樹脂指数Cが50~90%の範囲にあり、
    (ii)当該電子写真現像剤用磁性キャリアの平均粒径近傍の粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)、20μmよりも小さな粒径を有するキャリア粒子の飽和磁化をσ(Am/kg)としたとき、下記式(1)を満足することを特徴とする電子写真現像剤用磁性キャリア。
     σ-σ=-2~0 (1)
  3.  磁性キャリアの樹脂指数C及びCとが下記式(2)を満足することを特徴とする請求項2に記載の電子写真現像剤用磁性キャリア。
     C/C=1.05~1.40 (2)
  4.  印加電圧100Vにおける磁性キャリアの電気抵抗値が1.0×10~1.0×1016 Ωcmであることを特徴とする請求項2又は3に記載の電子写真現像剤用磁性キャリア。
  5.  更に、球状複合体芯粒子もしくは球状複合体粒子の粒子表面に、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン-アクリル系樹脂から選ばれる1種又は2種以上の樹脂で被覆されていることを特徴とする請求項1~4の何れかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリア。
  6.  請求項2~5の何れかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアとトナーとからなる二成分系現像剤。
  7.  少なくとも、圧縮密度CDが2.3~3.0g/cmである強磁性酸化鉄微粒子と、フェノール類及びアルデヒド類を水性媒体中において塩基性触媒の存在下で反応させて、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる球状複合体芯粒子を生成させることを特徴とする請求項1に記載の電子写真現像剤用磁性キャリアの製造方法。
  8.  少なくとも、圧縮密度CDが2.3~3.0g/cmである強磁性酸化鉄微粒子と、フェノール類及びアルデヒド類を水性媒体中において塩基性触媒の存在下で反応させて、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる球状複合体芯粒子を生成させ、次いで、該球状複合体芯粒子を含む水性媒体中に、酸性触媒として酸解離定数pKaが3~6の酸からなる酸性水溶液、及び、メチロールメラミン水溶液を添加することによって、前記球状複合体芯粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成させ、さらに、不活性雰囲気下にて40~80kPaの減圧度で150℃~250℃の温度範囲で熱処理することを特徴とする請求項2~4の何れかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアの製造方法。
PCT/JP2013/065013 2012-05-31 2013-05-30 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤 WO2013180212A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380027876.9A CN104350429B (zh) 2012-05-31 2013-05-30 电子照相显影剂用磁性载体及其制造方法和双组分显影剂
US14/404,543 US9952524B2 (en) 2012-05-31 2013-05-30 Magnetic carrier for electrophotographic developer and process for producing the same, and two-component system developer
EP13796970.5A EP2857903B1 (en) 2012-05-31 2013-05-30 Magnetic carriers for electrophotographic developer, processes for producing same, and two-component developer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-125449 2012-05-31
JP2012125449A JP5924486B2 (ja) 2012-05-31 2012-05-31 電子写真現像剤用磁性キャリアの製造方法及び二成分系現像剤の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013180212A1 true WO2013180212A1 (ja) 2013-12-05

Family

ID=49673399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/065013 WO2013180212A1 (ja) 2012-05-31 2013-05-30 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9952524B2 (ja)
EP (1) EP2857903B1 (ja)
JP (1) JP5924486B2 (ja)
CN (1) CN104350429B (ja)
WO (1) WO2013180212A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016043051A1 (ja) 2014-09-19 2016-03-24 パウダーテック株式会社 ナノサイズの真球状フェライト粒子及びその製造方法
JP6515406B2 (ja) 2015-01-27 2019-05-22 パウダーテック株式会社 キャリア及び該キャリアを用いた電子写真現像剤
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
JP2018045063A (ja) 2016-09-14 2018-03-22 パウダーテック株式会社 キャリア、電子写真用現像剤及びキャリアの製造方法
JP2018109703A (ja) * 2017-01-04 2018-07-12 パウダーテック株式会社 電子写真現像剤用磁性芯材、電子写真現像剤用キャリア及び現像剤
JP2018128649A (ja) * 2017-02-10 2018-08-16 パウダーテック株式会社 電子写真現像剤用磁性芯材、電子写真現像剤用キャリア及び現像剤
JP6978051B2 (ja) * 2017-11-29 2021-12-08 パウダーテック株式会社 電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材、電子写真現像剤用キャリア及び現像剤
CN112916432B (zh) * 2021-03-24 2022-06-03 江西理工大学 一种磁铁矿石智能分选方法及设备

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02220068A (ja) 1989-02-21 1990-09-03 Unitika Ltd 電子写真用磁性キヤリア及びその製造方法
JPH03192268A (ja) 1989-12-21 1991-08-22 Unitika Ltd 電子写真用磁性キャリア及びその製造法
JPH086303A (ja) 1994-06-23 1996-01-12 Toda Kogyo Corp 電子写真用磁性キャリア及びその製造法
JPH09311505A (ja) 1996-05-23 1997-12-02 Toda Kogyo Corp 電子写真現像剤用キャリア及びその製造法
JP2000039742A (ja) 1998-07-22 2000-02-08 Canon Inc 磁性コートキャリア及び該磁性コートキャリアを使用した2成分現像剤
JP2000199985A (ja) 1998-11-06 2000-07-18 Toda Kogyo Corp 磁性キャリア
JP2002091090A (ja) 2000-09-13 2002-03-27 Canon Inc 樹脂コートキャリア、二成分系現像剤及び画像形成方法
JP2002296846A (ja) 2001-03-30 2002-10-09 Powdertech Co Ltd 電子写真現像剤用キャリア及び該キャリアを用いた現像剤
JP2002328493A (ja) * 2001-02-28 2002-11-15 Canon Inc 磁性微粒子分散型樹脂キャリア、二成分系現像剤及び補給用現像剤
JP2003043756A (ja) * 2001-07-31 2003-02-14 Canon Inc 二成分系現像剤及び補給用現像剤
JP2004252211A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Ricoh Co Ltd 電子写真用キャリア、現像剤及び画像形成装置
JP2004286879A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Ricoh Co Ltd 電子写真用キャリア、現像剤及び画像形成装置
JP2005099072A (ja) 2003-09-22 2005-04-14 Canon Inc 磁性キャリア及び二成分系現像剤
JP2007206481A (ja) 2006-02-03 2007-08-16 Canon Inc 電子写真用キャリア、二成分現像剤及び画像形成方法
JP2007271662A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Powdertech Co Ltd 電子写真用樹脂被覆フェライトキャリア及びその製造方法、並びに電子写真用現像剤
JP2010014853A (ja) * 2008-07-02 2010-01-21 Canon Inc 磁性キャリアの製造方法、及びその製造方法を用いた磁性キャリア
JP2011002497A (ja) * 2009-06-16 2011-01-06 Toda Kogyo Corp 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0543248A (ja) * 1991-08-13 1993-02-23 Nippon Steel Corp フエライト用原料酸化物の密度制御方法
US6936394B2 (en) * 2001-02-28 2005-08-30 Canon Kabushiki Kaisha Replenishing developer and developing method
JP2004109290A (ja) * 2002-09-17 2004-04-08 Ricoh Co Ltd トナー画像形成装置
JP2004232036A (ja) * 2003-01-30 2004-08-19 Fujikura Ltd 複合Ni微粒子、その製造方法及び製造装置
JP2005012047A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Toda Kogyo Corp ヒステリシスボンド磁石
JP2006253314A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Toda Kogyo Corp 等方性ヒステリシスボンド磁石
JP5045868B2 (ja) * 2005-07-22 2012-10-10 戸田工業株式会社 ボンド磁石用複合磁性粉末、ボンド磁石用樹脂組成物及びボンド磁石

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02220068A (ja) 1989-02-21 1990-09-03 Unitika Ltd 電子写真用磁性キヤリア及びその製造方法
JPH03192268A (ja) 1989-12-21 1991-08-22 Unitika Ltd 電子写真用磁性キャリア及びその製造法
JPH086303A (ja) 1994-06-23 1996-01-12 Toda Kogyo Corp 電子写真用磁性キャリア及びその製造法
JPH09311505A (ja) 1996-05-23 1997-12-02 Toda Kogyo Corp 電子写真現像剤用キャリア及びその製造法
JP2000039742A (ja) 1998-07-22 2000-02-08 Canon Inc 磁性コートキャリア及び該磁性コートキャリアを使用した2成分現像剤
JP2000199985A (ja) 1998-11-06 2000-07-18 Toda Kogyo Corp 磁性キャリア
JP2002091090A (ja) 2000-09-13 2002-03-27 Canon Inc 樹脂コートキャリア、二成分系現像剤及び画像形成方法
JP2002328493A (ja) * 2001-02-28 2002-11-15 Canon Inc 磁性微粒子分散型樹脂キャリア、二成分系現像剤及び補給用現像剤
JP2002296846A (ja) 2001-03-30 2002-10-09 Powdertech Co Ltd 電子写真現像剤用キャリア及び該キャリアを用いた現像剤
JP2003043756A (ja) * 2001-07-31 2003-02-14 Canon Inc 二成分系現像剤及び補給用現像剤
JP2004252211A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Ricoh Co Ltd 電子写真用キャリア、現像剤及び画像形成装置
JP2004286879A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Ricoh Co Ltd 電子写真用キャリア、現像剤及び画像形成装置
JP2005099072A (ja) 2003-09-22 2005-04-14 Canon Inc 磁性キャリア及び二成分系現像剤
JP2007206481A (ja) 2006-02-03 2007-08-16 Canon Inc 電子写真用キャリア、二成分現像剤及び画像形成方法
JP2007271662A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Powdertech Co Ltd 電子写真用樹脂被覆フェライトキャリア及びその製造方法、並びに電子写真用現像剤
JP2010014853A (ja) * 2008-07-02 2010-01-21 Canon Inc 磁性キャリアの製造方法、及びその製造方法を用いた磁性キャリア
JP2011002497A (ja) * 2009-06-16 2011-01-06 Toda Kogyo Corp 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013250455A (ja) 2013-12-12
EP2857903A4 (en) 2016-01-06
US9952524B2 (en) 2018-04-24
JP5924486B2 (ja) 2016-05-25
CN104350429B (zh) 2019-11-29
EP2857903B1 (en) 2018-09-05
CN104350429A (zh) 2015-02-11
EP2857903A1 (en) 2015-04-08
US20150192874A1 (en) 2015-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5924486B2 (ja) 電子写真現像剤用磁性キャリアの製造方法及び二成分系現像剤の製造方法
JP5224062B2 (ja) 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤
JP6490652B2 (ja) 電子写真現像剤用磁性キャリア芯材及びその製造方法、電子写真現像剤用磁性キャリア並びに二成分系現像剤
EP0708379B1 (en) Magnetic carrier for electrophotography
EP2692692A1 (en) Magnetic iron oxide particle powder, magnetic carrier for electrophotographic developer and two-component system developer
JP4557168B2 (ja) 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤
JP6382238B2 (ja) 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤
JP5773118B2 (ja) 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤
JP5790941B2 (ja) 電子写真現像剤用磁性キャリア、並びに二成分系現像剤
JP5170417B2 (ja) 電子写真現像剤用磁性キャリア及び二成分系現像剤
JP3407542B2 (ja) 電子写真現像剤用キャリア及びその製造法
JP3259749B2 (ja) 電子写真用磁性キャリア
JP3405383B2 (ja) 電子写真現像剤用キャリア及びその製造法
JP3407547B2 (ja) 電子写真現像剤用キャリア及びその製造法
JPH086303A (ja) 電子写真用磁性キャリア及びその製造法
JP3257578B2 (ja) 電子写真用磁性キャリア
JP3405384B2 (ja) 電子写真現像剤用キャリア及びその製造法
JP2003323007A (ja) 電子写真現像剤用磁性キャリア
JP2004151639A (ja) 電子写真現像剤用磁性キャリア
JP2000305321A (ja) 電子写真用現像キャリア、該キャリアを構成するカップリング剤処理キャリアの製造方法
JP2009205041A (ja) 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、二成分系現像剤

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13796970

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14404543

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013796970

Country of ref document: EP