説明

磁性キャリアの製造方法及び、その製造方法により製造された磁性キャリア

【課題】現像性を低下させることなく、且つ磁性キャリアの帯電付与能を下げることなく、効率的に磁性キャリアの抵抗を調節すること。
【解決手段】複数の攪拌部材3を表面に有する回転体2を回転させて、磁性キャリアコア粒子の表面に樹脂組成物を被覆処理する方法であり、
被覆処理時において、送りと戻し、処理物同士の衝突とを行いながら磁性キャリアコア粒子表面に樹脂組成物の被覆処理を行い、
樹脂組成物に含まれる樹脂微粒子の体積基準の50%粒径(D50)が0.2μm以上6.0μm以下あり、前記樹脂組成物に含まれる低抵抗微粒子の体積抵抗が1.0×10-2Ω・cm以上1.0×106Ω・cm以下であること。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を二成分系現像剤で現像して、静電潜像担持体上にトナー像を形成する現像方法に用いられる磁性キャリアの製造方法、及びその製造方法により製造された磁性キャリアに関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子写真等の現像方式には、トナーのみを使用する一成分現像方式と、磁性キャリアとトナーとを混合して使用する二成分現像方式がある。二成分現像方式は磁性キャリアを使用することから、トナーに対する磁性キャリアの摩擦帯電面積が広いため、一成分現像方式に比較して、帯電特性が安定しており、長期にわたって高画質を維持するのに有利である。また、現像領域への磁性キャリアのトナー供給量能力が高いことから、特に高速機に使用されることが多い。
【0003】
現状、二成分現像方式で使用する磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性体分散型樹脂コア表面を、樹脂を有する樹脂組成物で被覆したものが主流である。この、樹脂を有する樹脂組成物から成る被覆層は、帯電付与能の確保、磁性キャリアから感光体への電荷の注入を抑制するといった役割を果たしている。
【0004】
一方、樹脂を有する樹脂組成物で被覆した磁性キャリアは、均一、且つ多量の樹脂の被覆により高抵抗化される。高抵抗化された磁性キャリアは、濃淡のある画像出力した場合、特にハーフトーンとベタ画像の境界領域において画像部が白く抜けてしまう現象(白抜け)や、ベタ画像の端部では逆にさらに濃度が濃く出てしまう現象(エッジ効果)が生じるといった問題がある。
【0005】
そこで、従来から、磁性キャリアの抵抗を調節する技術として、低抵抗微粒子を被覆樹脂中に含有させる手法が多く行われている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0006】
上記の手法は、共に、低抵抗微粒子を樹脂溶液中に分散させた状態で、浸漬式コート法や、流動層式スプレーコート法等の、所謂湿式コート法により被覆処理を行っている。
【0007】
湿式コート法では、被覆層中に低抵抗微粒子から成る選択的な導電経路の形成は難しく、磁性キャリアの抵抗を下げる為に、多量の低抵抗微粒子を添加する必要があった。そのため、磁性キャリアの帯電付与能が下がり、それに伴い、トナーの帯電量は低下する。更に、長期放置した際に、トナー飛散による部材汚染やカブリ等の画像欠陥が起こる場合もある。
【0008】
また、湿式コート法には、いずれも溶剤が揮発する際に磁性キャリア粒子の合一が発生しやすいという課題もある。一度合一が発生した磁性キャリアが攪拌によって解砕されると、その解砕面には磁性キャリアコア表面が露出し、前述した磁性キャリアから感光体への電荷の注入現象である、リークが発生し易くなる。このリークが発生すると、感光体の表面電位が現像バイアスに収束して現像コントラストが確保できなくなり、白抜け画像が発生する場合がある。また、磁性キャリアコア表面が露出することで、特に高温高湿下ではトナーの電荷も保持できなくなり、長期放置後のトナーの電荷が低いことによる、画像不良等も発生しやすくなる。また、解砕面には、トナーがスペントし易く、長期の使用に安定性を欠く場合がある。
【0009】
そこで、磁性キャリアの被覆層に少量の低抵抗微粒子を添加するだけで、効率的に磁性キャリアの抵抗を調節でき、且つ磁性キャリアの帯電付与能力を低下させない技術、また磁性キャリアコア表面を均一に被覆処理できる技術が未だ求められている。上記課題を解決するために、機械的衝撃力によって乾式コートを行う方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
【0010】
上記の機械的衝撃力による乾式被覆処理は、回転子と固定子を有する表面改質処理装置を用いて、樹脂粒子表面にカーボンブラックを固着させた樹脂組成物を、磁性キャリアコア粒子表面に被覆処理させる方法である。
【0011】
上記の手法では、解砕面がなく、均一にコートでき、耐久安定性の面では優れている。
【0012】
しかし、被覆処理に使用する樹脂微粒子の粒径が7μm以上の物を使用しているため、選択的な導電経路が形成され、低抵抗化はできるが、カーボンブラックの分散が不均一である。
【0013】
そのため、磁性キャリアの被覆層中に存在する導電経路に対して、絶縁相が多く存在するため、現像性を良好にすることができない場合がある。
【0014】
上記問題を解決するには、磁性キャリアの被覆層中に、ある程度の導電経路を設けること、導電経路と絶縁相のバランスをコントロールすることが必要である。
【0015】
このように、現像性、磁性キャリアの帯電付与能を損なうことなく、磁性キャリアの抵抗を下げる方法に対する検討は、未だ不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【特許文献1】特開平1−101560号公報
【特許文献2】特開平1−105264号公報
【特許文献3】特開平2−13969号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
本発明の目的は、機械的衝撃力による乾式コートにおいて、磁性キャリアの帯電付与能を下げることなく、効率的に磁性キャリアの抵抗を調節でき、現像性に優れる磁性キャリアの製造方法を提供することである。
【0018】
更に、高温高湿下に放置した後でも、トナーの帯電量低下を抑制できる磁性キャリアを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0019】
上記の課題は、以下の本発明の構成により達成される。
【0020】
即ち、本発明は、磁性キャリアコアの表面に、少なくとも樹脂微粒子と低抵抗微粒子を含む樹脂組成物を、機械的衝撃力により被覆処理をする手段を有する被覆処理装置を用いて、被覆処理を行う磁性キャリアの製造方法であって、
前記樹脂微粒子の体積基準の50%粒径(D50)が0.2μm以上6.0μm以下であり、
前記低抵抗微粒子の100MPaの圧縮下の体積抵抗が1.0×10-2Ω・cm以上1.0×106Ω・cm以下であり、
前記磁性キャリアの被覆処理工程は、
イ)少なくとも複数の攪拌部材が表面に有する回転体と、前記回転体を回転駆動する駆動部と、前記攪拌部材と間隙を有して設けられた本体ケーシングとを有する被覆処理装置を用い、前記回転体を回転させ、前記被覆処理装置中に投入された前記磁性キャリアコア粒子及び前記樹脂組成物を攪拌、混合することで、磁性キャリアコア粒子の表面に前記樹脂組成物を被覆処理し、
ロ)前記磁性キャリアコア粒子と前記樹脂組成物は、前記攪拌部材の一部攪拌部材により、前記回転体の軸方向の一方向である前記駆動部方向に送られ、前記攪拌部材の他の一部攪拌部材により、前記回転体の軸方向の逆方向である、反前記駆動部方向に送られ、前記駆動部方向及び、反前記駆動部方向に送られることを繰り返しながら、前記磁性キャリアコア粒子の表面に前記樹脂組成物の被覆処理を行うことを特徴とする磁性キャリアの製造方法に関する。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、機械的衝撃力による乾式コートにおいて、磁性キャリアの帯電付与能を下げることなく、効率的に磁性キャリアの抵抗を調節でき、現像性に優れる磁性キャリアの製造が可能である。
【0022】
更に、本発明によれば、少量の低抵抗微粒子を添加するだけで抵抗調節が可能であるので、高現像性、白抜けやエッジ効果が少なく、且つ高温高湿下に放置した後でも、トナーの帯電量低下を抑制でき、トナー飛散を防止する磁性キャリアを得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の磁性キャリアの製造方法に用いることができる被覆処理装置の一例を示す模式図である。
【図2】本発明の磁性キャリアの製造方法に用いることができる被覆処理装置の攪拌部材と、処理体の流れを示す模式図である。
【図3】本発明の磁性キャリアを示す模式図である。
【図4】本発明の体積抵抗の測定に用いた装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
【0025】
まず、本発明の磁性キャリアの製造方法について、図1及び図2に示す乾式コート装置の模式図に従って、詳しく説明する。
【0026】
図1に示す装置は、少なくとも複数の攪拌部材3が表面に設置された回転体2と、前記回転体2を回転駆動する駆動部8と、前記攪拌部材3と間隙を有して設けられた本体ケーシング1と、本体ケーシング1の内側及び回転体端部側面10にあって、冷熱媒体を流すことのできるジャケット4を有している。
【0027】
更に、図1に示す装置は、磁性キャリアコア、低抵抗微粒子及び樹脂微粒子から成る樹脂組成物を導入するために、前記本体ケーシング1上部に形成された原料投入口5、被覆処理された磁性キャリアを前記本体ケーシング1外に排出するために、前記本体ケーシング1下部に形成された製品排出口6を有している。
【0028】
また、図2の回転体2の投影図に示すように、前記攪拌部材3は、前記回転体2上部に位置する一部攪拌部材を攪拌部材3a、回転体2軸方向中心部に位置する隣接する他の攪拌部材を攪拌部材3bとしたとき、前記攪拌部材3aの端部位置から、前記回転体2中心に対して垂直方向に線を引いた際、隣接する前記攪拌部材3aと前記攪拌部材3bとが、幅dだけ重なる位置関係にある。
【0029】
本発明において、磁性キャリアを製造するために、まず、前記磁性キャリアコアを前記原料投入口5より投入する。
【0030】
次に、前記樹脂組成物を前記原料投入口5より投入し、前記原料投入口5を密閉後、投入した前記磁性キャリアコア及び前記樹脂組成物を前記回転体2表面に複数設けられた前記攪拌部材3により、攪拌、混合しながら被覆処理する。
【0031】
被覆処理の際、前記回転体2は、前記駆動部8方向から見て反時計方向11に回転する。その際、前記回転体2軸中心に位置する前記攪拌部材3bが、前記攪拌部材3aの位置へと移動する方向に回転する。
【0032】
この際、前記攪拌部材3bにより、前記磁性キャリアコア及び前記樹脂組成物は、前記回転体端部側面10から前記駆動部8の方向(12)に送られる。それと共に、前記駆動部方向とは逆方向に前記攪拌羽根3aにより、前記駆動部8から前記回転体端部側面10の方向(13)に送られる。
【0033】
また、前記攪拌部材3aと前記攪拌部材3bとが幅dだけ重なる位置関係にあるため、前記攪拌部材3bにより前記回転体端部側面10から前記駆動部8の方向(12)に送られた磁性キャリアコア及び前記樹脂組成物と、前記攪拌羽根3aにより前記駆動部8から前記回転体端部側面10の方向(13)に送られた磁性キャリアコア及び前記樹脂組成物とが衝突する。
【0034】
前記回転体2の回転による前記回転体端部側面10から前記駆動部8の方向(12)への送りと、前記駆動部8から前記回転体端部側面10の方向(13)への送りが繰り返し行われること、前記重なり幅dによる衝突を繰り返し受けることにより、被覆処理が行われる。
【0035】
被覆処理終了後、前記製品排出口6から磁性キャリアを排出し、磁性キャリアを得ることができる。
【0036】
次に、本発明に用いる図1に示す装置の好適な構成について述べる。
【0037】
以下に述べる好適な構成で被覆処理を行うことで、磁性キャリアコア粒子の解砕、品温の上昇に伴う機内融着等の製造安定性面に対して良い。
【0038】
尚、以下に述べる好適な構成は、前記処理空間9の容積が0.5Lの装置の場合であり、スケールアップの際は、適宜調整することが好ましい。
【0039】
本発明において、被覆処理時間は、2分以上60分以下であることが好ましい。また、本発明において、処理物に与える動力としては、前記磁性キャリアコア粒子の投入量1kgに対して、前記駆動部8の定格動力の45%以上85%以下、更には、50%以上80%以下が好ましい。
【0040】
また、本発明においては、前記駆動部8の動力が上記した範囲内に収まるよう、前記攪拌部材3の回転周速を制御する。具体的には、最外端部で5m/sec以上30m/sec以下、更には、10m/sec以上20m/sec以下とすることが好ましい。
【0041】
また、本発明においては、前記本体ケーシング1と前記攪拌羽根3との最小間隙は0.5mm以上10.0mm以下が好ましく、更には、1.0mm以上6.0mm以下であることが好ましい。また、前記攪拌部材3の角度に関しては、前記磁性キャリアコア粒子の粒径、真比重、流動性に応じて適宜調整することが好ましい。
【0042】
また、前記幅dが15mm以上35mm以下、更には、20mm以上30mm以下であることが好ましい。
【0043】
上記の好適な装置構成下において、本発明者が検討した結果、前記樹脂微粒子の体積基準の50%粒径(D50)が0.2μm以上6.0μm以下であることで、現像性を損なうことなく磁性キャリアの低抵抗化が可能であることを見出した。
【0044】
その詳細なメカニズムは解明されていないが、以下のように推定している。
【0045】
図3(a)のように磁性キャリアコアと、樹脂微粒子、及び低抵抗微粒子があるとすると、湿式コート法では、樹脂溶液中に低抵抗微粒子を分散させることで、磁性キャリアコア表面に低抵抗微粒子と樹脂微粒子を被覆している。そのため、図3(b)のように樹脂微粒子同士の界面はなく、低抵抗微粒子が樹脂中に分散した状態で磁性キャリアコア表面に被覆されている。
【0046】
一方、図1に示す、本発明の装置を用いる場合、被覆処理の際、前記磁性キャリアコア粒子と前記樹脂組成物は、前記回転体2の回転による前記駆動部方向及び、反前記駆動部方向への送りが繰り返し行われる。そのため、前記磁性キャリアコア粒子と前記樹脂組成物は前記本体ケーシング1内を、複雑、且つ長距離移動するので、均一混合される。
【0047】
この均一混合される際に、樹脂微粒子表面には低抵抗微粒子が、磁性キャリアコア表面には、低抵抗微粒子と樹脂微粒子から成る樹脂組成物が外添された状態になっている。樹脂組成物が外添された状態で、前記重なり幅dによる衝突を繰り返し受けることにより、磁性キャリアコア粒子表面に前記樹脂組成物が均一に被覆処理される。
【0048】
その結果、樹脂微粒子表面に外添された低抵抗微粒子が、部分的に繋がり、少ない低抵抗微粒子でも良好な導電経路を形成するとともに、樹脂のみから形成される高抵抗相を有するような形で、磁性キャリアコア表面に被覆される(図3(c))。
【0049】
すなわち、従来よりも少量の低抵抗微粒子を用いて、導電経路を多く確保できるので、磁性キャリアの体積抵抗を下げることができる。
【0050】
更に、樹脂微粒子による高抵抗相をほどよく持つことにより、磁性キャリアの帯電付与能を下げることなく、また、現像性を低下することなく、磁性キャリアの製造が可能になると考えられる。
【0051】
また、本発明が検討した結果、本発明に用いる低抵抗微粒子の100MPa圧縮下の体積抵抗が1.0×10-2Ω・cm以上1.0×106Ω・cm以下であることが必要である。低抵抗微粒子の100MPa圧縮下の体積抵抗が1.0×10-2Ω・cm以上1.0×106Ω・cm以下であると、磁性キャリアの抵抗調節が容易であり、且つ、低抵抗微粒子の添加による磁性キャリアの帯電付与能の低下が起こり難い。そのため、現像性を損なうことなく、高温高湿環境下におけるトナー帯電量低下や、それに伴う、カブリ、トナー飛散、部材汚染といった問題に対して効果的である。
【0052】
また、本発明において、前記磁性キャリアコア粒子の被覆処理は、強い機械的衝撃力により行われる。そのため、前記磁性キャリアコア粒子表面への被覆処理時に、樹脂微粒子が被覆されると同時に、低抵抗微粒子同士が強くパッキングされた状態で、磁性キャリア中に存在している。
【0053】
そこで、低抵抗微粒子が密にパッキングされる状態である100MPa圧縮下で測定することで、磁性キャリア中に存在する低抵抗微粒子と似た状態で体積抵抗測定が行えると考え、低圧縮条件下で体積抵抗測定を行った。
【0054】
更に、前記低抵抗微粒子は、前記被覆処理を行う前に、少なくとも機械的衝撃力、及び/または熱処理により、予め前記樹脂微粒子の表面に固着されていることが必要である。本発明者が検討した結果、予め前記低抵抗微粒子を前記樹脂微粒子表面に固着させることで、磁性キャリアの体積抵抗を効率良く下げることが可能となる。
【0055】
その理由は、考察の域ではあるが、予め樹脂微粒子に低抵抗微粒子を固着させることで、本発明の装置を用いて被覆処理した場合、被覆処理中に、低抵抗微粒子は樹脂微粒子から外れることなく、低抵抗微粒子と樹脂微粒子から成る樹脂組成物が磁性キャリアコア表面に被覆処理されるからだと考えている。その結果、図3(d)に示すような、より選択的な導電経路の形成が可能であると考えている。
【0056】
また、本発明に用いる、樹脂微粒子表面に固着する低抵抗微粒子の個数平均粒径が、10nm以上200nm以下、より好ましくは、15nm以上80nm以下であることが好ましい。
【0057】
低抵抗微粒子の個数平均粒径が上記の範囲内であることで、樹脂微粒子表面に低抵抗微粒子が均一に固着される。また、低抵抗微粒子の粒径が上記範囲内の場合、磁性キャリアコア粒子表面への被覆処理を行う際に、選択的な導電経路が多数形成され、導電経路と樹脂微粒子から成る高抵抗相のバランスがとりやすい点で好ましい。更に、低抵抗微粒子の粒径が上記範囲内の場合、前記磁性キャリアコア粒子表面に、前記樹脂組成物を被覆処理した際に、前記磁性キャリアの被覆層の厚さに対し、低抵抗微粒子の粒径が小さい。そのため、耐久時のストレスによる低抵抗微粒子の脱離を防ぐことができる点でも良い。
【0058】
次に本発明の磁性キャリアについて説明する。
【0059】
本発明の磁性キャリアは上記の磁性キャリアの製造方法により得られた磁性キャリアである。
【0060】
上記のように、本発明の磁性キャリアの製造方法を用いることで、少量の低抵抗微粒子の添加で、磁性キャリアの帯電付与能を低下させることなく、磁性キャリアの抵抗調節が可能となる。
【0061】
その結果、初期及び、高温高湿環境下に長期放置した際も、磁性キャリアの帯電付与能を損なうことなく、安定した帯電量をトナーに与えることができるので、カブリ等の画像欠陥を引き起こし難くなる。
【0062】
更に本発明の磁性キャリアの電界強度5000V/cm時の体積抵抗が1.0×107Ω・cm以上5.0×1010Ω・cm以下であり、前記磁性キャリアの体積抵抗と前記磁性キャリアコアとの体積抵抗の比(キャリア/キャリアコア)が、1.0×10-2以上5.0×102以下である。
【0063】
前記磁性キャリアの比抵抗、及び磁性キャリアコアと磁性キャリアの比抵抗の比が、上記範囲内の場合、前記磁性キャリアは適度な導電経路を持つため、前記キャリア表面の電荷を、感光体表面に形成されている、潜像を乱すことなくリークすることができる。その結果、チャージアップ現象による画像濃度の低下や、エッジ効果、更には、新たに補給されたトナーへの帯電付与ができなくなくなることによるカブリ及び飛散などが起こり難くなる。
【0064】
また、本発明の磁性キャリアは、磁性キャリアコア粒子がフェライト相及びSiO2を少なくとも含有し、前記磁性キャリアコア粒子の蛍光X線分析から得られるSiピーク強度と、Feピーク強度の比(Si/Fe)が0.010以上0.100以下である。
【0065】
前記磁性キャリアコア粒子がフェライト相及びSiO2を少なくとも含有することで、前記磁性キャリアコア表面にSiO2による数nm程度の厚さの超薄膜を形成する。この超薄膜は、磁性キャリアコアよりも高抵抗であるため、磁性キャリアコア表面と被覆層の間に擬似的な高抵抗層を形成すると考えている。その結果、前記超薄膜がコンデンサーのような働きをし、磁性キャリアの感光体へのリークに対して、さらに効果的になっていると考えている。
【0066】
次に、磁性キャリアコア粒子について説明する。前記磁性キャリアコア粒子としては、公知のフェライト粒子、マグネタイト粒子、磁性体分散型樹脂キャリアコア等が使用できる。前記磁性キャリアコア粒子は、例えば以下に記載するように製造される。
【0067】
前記磁性キャリアコア粒子は、磁性体を用いて製造される。前記磁性体としては、鉄、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム及びチタンから選ばれる一種または二種以上の元素を含む磁性フェライト粒子、またはマグネタイト粒子が挙げられる。好ましくは、マグネタイト粒子、または、マンガン、カルシウム、リチウム及びマグネシウムから選ばれる一種または二種以上の元素を少なくとも有する磁性フェライト粒子である。
【0068】
前記フェライト用磁性体としては、Ca−Mg−Fe系フェライト、Mn−Fe系フェライト、Mn−Mg−Fe系フェライト、Mn−Mg−Sr−Fe系フェライト、Li−Fe系フェライト、Li−Mg−Fe系フェライト、Li−Ca−Mg−Fe系フェライト及びLi−Mn−Fe系フェライトの如き鉄系酸化物のフェライト磁性体が挙げられる。
【0069】
前記鉄系酸化物のフェライトは、それぞれ金属の酸化物、炭酸塩、硝酸塩を湿式あるいは乾式にて混合し、所望のフェライト組成となるよう仮焼成することにより得られる。次いで、得られた鉄系酸化物のフェライトを、サブミクロンまで粉砕する。
【0070】
前記粉砕されたフェライトに、15μm以上70μm以下程度に粒径を調整するための水を20質量%以上50質量%以下を加え、結着樹脂として例えばポリビニルアルコール(分子量500以上10,000以下)を0.1質量%以上10質量%以下を加えて、スラリーを調製する。このスラリーを、スプレードライヤー等を用いて造粒を行い、焼成することでフェライトコアを得ることができる。
【0071】
他の方法としては、磁性体分散型樹脂キャリアコアの結着樹脂を形成するためのモノマーをサブミクロンの磁性体存在下で重合して得ることもできる。ここで結着樹脂を形成するためのモノマーとしては以下のものが挙げられる。
【0072】
ビニル系モノマー、エポキシ樹脂を形成するためのビスフェノール類とエピクロルヒドリン;フェノール樹脂を生成するためのフェノール類とアルデヒド類;尿素樹脂を形成するための尿素とアルデヒド類、メラミンとアルデヒド類が含まれる。
【0073】
フェノール類とアルデヒド類からフェノール樹脂を重合する方法が特に好ましい。この場合は、水性媒体に磁性体およびフェノール類とアルデヒド類を添加し、水性媒体中のフェノール類とアルデヒド類を塩基性触媒の存在下で重合させることにより、磁性体分散型樹脂キャリアコアを製造することができる。次に本発明に用いられる磁性キャリアコア表面を被覆する樹脂組成物に関して説明する。本発明に用いられる樹脂組成物は少なくとも樹脂成分を含有する。樹脂成分としては、熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。また、樹脂成分としては、一種類の樹脂であってもよく、二種以上の樹脂の組み合わせでもよい。
【0074】
樹脂成分としての熱可塑性樹脂の例には、ポリスチレン;ポリメチルメタクリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレートやスチレン−アクリル酸共重合体等のアクリル樹脂;スチレン−ブタジエン共重合体;エチレン−酢酸ビニル共重合体;ポリ塩化ビニル;ポリ酢酸ビニル;ポリフッ化ビニリデン樹脂;フルオロカーボン樹脂;パーフルオロカーボン樹脂;溶剤可溶性パーフルオロカーボン樹脂;ポリビニルアルコール;ポリビニルアセタール;ポリビニルピロリドン;石油樹脂;セルロース;酢酸セルロース、硝酸セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体;ノボラック樹脂;低分子量ポリエチレン;飽和アルキルポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレートといったポリエステル樹脂;ポリアミド樹脂;ポリアセタール樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエーテルスルホン樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリエーテルケトン樹脂が含まれる。
【0075】
前記樹脂組成物に含まれる樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)可溶分の重量平均分子量Mwは、15,000以上1,000,000以下であることが、磁性キャリアコアとの密着性や、被覆する際に特に均一に磁性キャリアコア表面を被覆することができるという点で好ましい。
【0076】
次に本発明に用いられる低抵抗微粒子について説明する。
【0077】
本発明の磁性キャリアは、少なくとも低抵抗微粒子を一種類以上含有する。また、二種以上の低抵抗微粒子を組み合わして使用しても良い。
【0078】
低抵抗微粒子としては、具体的には、金、銀、銅等の金属粒子;ケッチェンブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック;マグネタイト、グラファイト、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、及び酸化錫;酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム粉末等の表面を酸化スズ、カーボンブラック、金属等で覆った粒子等が挙げられる。
【0079】
本発明の磁性キャリアと共に用いられるトナーとしては、公知のものが使用でき、粉砕法、重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法等のいずれの方法で製造されたものであってもよい。
【0080】
次に本発明に係る結着樹脂、ワックス及び着色剤を含有するトナー粒子の構成材料について説明する。本発明では、従来知られている種々のトナー粒子の材料を用いることが可能である。
【0081】
トナー粒子を構成する結着樹脂としては、通常トナーに用いられ樹脂を使用することができる。以下のようなものが挙げられる。
【0082】
本発明に好適に用いられるトナーにおいて、結着樹脂としては、ポリスチレン;ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体の如きスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂及び石油系樹脂が挙げられる。本発明において、粒子の表面改質する上で、架橋されたスチレン系樹脂及び架橋されたポリエステある樹脂が好ましい結着樹脂である。
【0083】
トナーの物性のうち、結着樹脂に起因するものとしては、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定される分子量分布において、分子量2,000以上50,000以下の領域に少なくとも一つのピークを有し、分子量1000以上30000以下の成分が50%以上90%以下存在する場合がより好ましい。
【0084】
本発明に好適に用いられるトナーにおいては、定着時の定着部材からの離型性の向上、定着性の向上の点から次のようなワックスがトナー粒子の材料として用いられる。ワックスとしては、パラフィンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス及びその誘導体が挙げられる。これらのワックスの誘導体として、酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。そのワックスとして、アルコール、脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、鉱物系ワックス、ペトロラクタムが挙げられる。
【0085】
本発明に好適に用いられるトナーにおいては、トナー粒子の帯電量及び帯電量分布の制御のために、荷電制御剤をトナー粒子に配合(内添)、又はトナー粒子と混合(外添)して用いることが好ましい。
【0086】
トナーを負荷電性に制御するための負荷電制御剤としては、有機金属錯体、キレート化合物が挙げられる。有機金属錯体としては、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸金属錯体、芳香族ジカルボン酸金属錯体が挙げられる。さらに、負荷電制御剤としては、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノカルボン酸及び芳香族ポリカルボン酸及びその金属塩;芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノカルボン酸及び芳香族ポリカルボン酸の無水物;芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノカルボン酸及び芳香族ポリカルボン酸のエステル化合物、ビスフェノールの如きフェノール誘導体が挙げられる。
【0087】
トナーを正荷電性に制御するための正荷電制御剤としては、ニグロシン及び脂肪酸金属塩によるニグロシンの変性物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリブチルベンジルホスホニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルホスホニウムテトラフルオロボレートの如きホスホニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等);高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドの如きジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートの如きジオルガノスズボレートが挙げられる。
【0088】
これらの荷電制御剤は、単独で又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。また、電荷制御樹脂も用いることができ、上記の電荷制御剤と併用することもできる。
【0089】
上記した荷電制御剤は微粒子で用いることが好ましい。これらの荷電制御剤をトナー粒子に内添する場合は、結着樹脂100質量部に対して0.1質量部以上20.0質量部以下、特に0.2質量部以上10.0質量部以下をトナー粒子に添加することが好ましい。
【0090】
本発明に好適に用いられるトナーにおいては、トナー粒子の材料として、従来知られている種々の着色剤を用いることができる。本発明に用いられる着色剤は、黒色着色剤としては、マグネタイト、カーボンブラック、以下に示すイエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤の如き有彩色着色剤によって黒色に調色されるように組み合わせたものが用いられる。
【0091】
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。
【0092】
具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、155、162、168、174、176、180、181、191が挙げられる。
【0093】
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が用いられる。
【0094】
具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、31、48;2、48;3、48;4、57;1、81;1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254が挙げられる。
【0095】
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アンスラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が挙げられる。
【0096】
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。本発明において、着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透明性、トナー中への分散性を考慮して選択される。
【0097】
これらの有彩色に非磁性の着色剤は、結着樹脂100質量部に対し総量で1.0質量部以上20.0質量部以下がトナー粒子中に含有される。また、磁性の着色剤は、結着樹脂100質量部に対し総量で20質量部以上60質量部以下がトナー粒子中に含有される。
【0098】
本発明に好適に用いられるトナーにおいては、微粒子である外添剤を外添されていてもよい。微粒子を外添されることにより、流動性や転写性が向上しうる。トナー粒子表面に外添される外添剤は、酸化チタン、酸化アルミナ、及びシリカ微粒子のいずれかの微粒子を含むことが好ましい。
【0099】
前記外添剤に含まれる微粒子の表面は、疎水化処理をされていることが好ましい。疎水化処理は、各種チタンカップリング剤、シランカップリング剤の如きカップリング剤;脂肪酸及びその金属塩;シリコーンオイル;またはそれらの組み合わせによってなされることが好ましい。
【0100】
前記外添剤のトナー中における含有量は、0.1質量%以上5.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上4.0質量%以下であることがより好ましい。また外添剤は、複数種の微粒子の組み合わせでもよい。
【0101】
本発明の磁性キャリアとトナーを混合して二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤中のトナー濃度として、2質量%以上15質量%以下、好ましくは4質量%以上13質量%以下にすると、トナーの機内飛散することなく、通常良好な結果が得られる。
【0102】
次に、本発明に関わる測定方法について述べる。
【0103】
<被覆用樹脂組成物に含有される樹脂成分のガラス転移点(Tg)測定>
樹脂組成物に含有される樹脂成分のガラス転移点(Tg)は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、樹脂組成物を約10mg精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定範囲30乃至200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。 この昇温過程で、温度40℃乃至100℃の範囲において比熱変化が得られる。
【0104】
このときの比熱変化が出る前と出た後の、ベースラインの中間点の線と、示差熱曲線との交点を、樹脂組成物に含有される樹脂成分のガラス転移温度Tgとする。
【0105】
<磁性キャリア、磁性キャリアコア及び被覆用樹脂組成物の体積分布基準50%粒径(D50)の測定方法>
粒度分布測定は、レーザー回折・散乱方式の粒度分布測定装置「マイクロトラックMT3300EX」(日機装社製)にて測定を行った。
【0106】
磁性キャリア、磁性キャリアコア及び被覆用樹脂組成物の体積分布基準50%粒径(D50)の測定には、乾式測定用の試料供給機「ワンショットドライ型サンプルコンディショナーTurbotrac」(日機装社製)を装着して行った。
【0107】
Turbotracの供給条件として、真空源として集塵機を用い、風量約33リットル/sec、圧力約17kPaとした。制御は、ソフトウエア上で自動的に行う。粒径は体積基準の累積値である50%粒径(D50)を求める。制御及び解析は付属ソフト(バージョン10.3.3−202D)を用いて行う。
【0108】
測定条件は、SetZero時間10秒、測定時間10秒、測定回数1回、粒子屈折率は、1.81、粒子形状を非球形、測定上限1400μm、測定下限0.02μmとする。測定は、常温常湿(23℃、50%RH)環境下で行う。
【0109】
<被覆用樹脂組成物に含有される樹脂成分の分子量測定>
樹脂組成物に含有される樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)可溶分の分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
【0110】
まず、23℃で24時間かけて、樹脂組成物をTHFに溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。
【0111】
尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、
807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
【0112】
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
【0113】
<磁性キャリアコアの蛍光X線の測定>
各元素の蛍光X線の測定は、JIS K 0119−1969に準ずるが、具体的には以下の通りである。
【0114】
測定装置としては、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いる。尚、X線管球のアノードとしてはRhを用い、測定雰囲気は真空、測定径(コリメーターマスク径)は27mm、測定時間10秒とする。また、軽元素を測定する場合にはプロポーショナルカウンタ(PC)、重元素を測定する場合にはシンチレーションカウンタ(SC)で検出する。
【0115】
測定サンプルとしては、専用のプレス用アルミリングの中に磁性キャリアコア粒子2.7gとポリエステル樹脂0.3gを均一混合したものを入れて平らにならし、錠剤成型圧縮機「BRE−32」(前川試験機製作所社製)を用いて、10MPaで、60秒間加圧したペレットを用いる。
【0116】
X線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、24kV、100mAとし、PETを分光結晶に用いた際の回折角(2θ)=109.08°に観測されるSi−Kα線の計数率(単位:cps)を測定する。
【0117】
また、X線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、60kV、66mAとし、PETを分光結晶に用いた際の回折角(2θ)=41.77°に観測されるFe−Kα線の計数率(単位:cps)を測定する。
【0118】
上記条件で測定を行い、Si元素とFe元素の単位時間あたりのX線光子数である計数率(単位:cps)の比から、磁性キャリアコア中に含まれるSi/Fe値を算出する。
【0119】
<低抵抗微粒子の体積抵抗の測定>
23℃、50%RH下で圧縮時の体積抵抗を測定した。1.0×105Ω・cm未満の粒子に関しては低抵抗率測定器ロレスタ(三菱油化製)と粉体抵抗測定冶具を用いて、1.0×105Ω・cm以上の粒子に関しては高抵抗率測定器ハイレスタ(三菱油化製)と粉体抵抗測定冶具を用いて行った。測定条件は、100MPaの圧縮下、直流電圧を100V印加して測定し、二成分系現像剤の圧縮抵抗値(Ω・cm)を求めた。
【0120】
<磁性キャリアコア粒子、及び磁性キャリアの比抵抗の測定>
磁性コア粒子の比抵抗は、図4に概略される測定装置を用いて測定される。図4(a)は試料を入れる前の状態、図4(b)は試料を入れた後の状態を示している。なお、磁性コアの測定には、樹脂を含有していない状態の試料を用いて測定する。
【0121】
抵抗測定セルAは、断面積2.4cm2の穴の開いた円筒状のPTFE樹脂容器21、下部電極(ステンレス製)22、支持台座(PTFE樹脂製)23、上部電極(ステンレス製)24から構成される。支持台座23上に円筒状のPTFE樹脂容器21を載せ、試料(磁性コア)25を0.5g乃至1.3g程度の範囲で充填し、充填された試料25に上部電極24を載せ、試料の厚みを測定する。予め試料のないときの厚みをr1、0.5g乃至1.3g程度の試料を充填したときの厚みr2とすると、実際の試料の厚みrは下記式で表せる。
r=r2−r1
【0122】
この時、試料の厚みが0.95mm以上1.04mm以下となるように試料の量を適宜変えることが重要である。
【0123】
電極間に電圧を印加し、そのときに流れる電流を測定することによって磁性コア粒子の比抵抗を求めることができる。測定には、エレクトロメーター26(ケスレー6517A ケスレー社製)及び制御用にコンピュータ27を用いる。
【0124】
制御用コンピュータにナショナルインスツルメンツ社製の制御系と制御ソフトウエア(LabVEIW ナショナルインスツルメンツ社製)を用いたソフトウエアにより行う。測定条件として、試料と電極との接触面積S=2.4cm2、試料の厚み0.95mm以上1.04mm以下になるように実測した値rを入力する。また、上部電極の荷重231g、最大印加電圧1000Vとする。
【0125】
電圧の印加条件は、制御用コンピュータとエレクトロメーター間の制御にIEEE−488インターフェースを用いて、エレクトロメーターの自動レンジ機能を利用し、1V、2V、4V、8V、16V、32V、64V、128V、256V、512V、1000Vの電圧を1秒間ずつ印加するスクリーニングを行う。その際に最大1000V(電界強度としては、約10000V/cm)まで印加可能かどうかをエレクトロメーターが判断し、過電流が流れる場合、「VOLTAGE SOURCE OPARATE」が点滅する。すると印加電圧を下げて、印加可能な電圧をさらにスクリーニングし、印加電圧の最大値を自動的に決める。その後、本測定を行う。その最大電圧値を5分割した電圧を各ステップとして30秒間保持させた後の電流値から抵抗値を測定する。例えば、最大印加電圧が1000Vの場合には、200V、400V、600V、800V、1000V、1000V、800V、600V、400V、200Vと200V刻みで電圧を上げた後下げていくような順で印加し、それぞれのステップで30秒保持後の電流値から抵抗値を測定する。尚、比抵抗、電界強度は、下記式にて求められる。
比抵抗(Ω・cm)=(印加電圧(V)/測定電流(A))×S(cm2)/d(cm)
電界強度(V/cm)=印加電圧(V)/d(cm)
【実施例】
【0126】
以下、具体的製造例及び実施例をもって本発明を更に詳しく説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
【0127】
以下に、本発明で使用するトナーの製造例を示す。
【0128】
<トナーの製造例>
下記に示す材料及び製法を用いてトナーを製造した。
【0129】
ポリエステル樹脂(ピーク分子量Mp6500,Tg65℃) :100.0質量部
C.I.ピグメントブルー15:3 : 5.0質量部
パラフィンワックス(融点75℃) : 5.0質量部
3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 : 0.5質量部
上記の材料をヘンシェルミキサーで混合した後、二軸式押出機にて溶融混練した。得られた混練物を冷却し、粗粉砕機にて1mm以下に粗粉砕し粗砕物を得た。得られた粗砕物を、粉砕機を用いて微粉砕した後、風力分級機により分級し、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積基準の50%粒径(D50)は6.5μmであった。
【0130】
得られたトナー粒子100.0質量部に対して、下記の材料を加えて、ヘンシェルミキサーを用いて外添し、トナーを製造した。
アナターゼ型酸化チタン微粉末: 1.0質量部
(BET比表面積80m2/g、イソブチルトリメトキシシラン12質量%処理)
オイル処理シリカ: 1.5質量部
(BET比表面積95m2/g、シリコーンオイル15質量%処理)
球状シリカ: 1.5質量部
(ヘキサメチルジシラザン処理、BET比表面積24m2/g)
【0131】
以下に、本発明で使用する磁性キャリアコア粒子の製造例を示す。
【0132】
<磁性キャリアコア粒子の製造例1>
Fe23 64.0質量%
MnCO3 31.3質量%
Mg(OH)2 4.7質量%
上記材料を、ジルコニア(φ10mm)のボールを用いた乾式ボールミルで3時間粉砕・混合した。粉砕・混合した後、バーナー式焼成炉を用い大気中で950℃で2時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。得られた仮焼フェライトをクラッシャーで0.5mm程度に粉砕した後に、ジルコニアのビーズ(φ1.0mm)を用い、仮焼フェライト100質量部に対し、水を30質量部加え、湿式ビーズミルで4時間粉砕し、フェライトスラリーを得た。得られたスラリーに、仮焼フェライト100質量部に対してSiO2粒子(1.0μm)を35質量部、バインダーとして仮焼フェライト100質量部に対してポリビニルアルコール2.0質量部を添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機)で、球状粒子に造粒した。造粒したものを、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度2.0体積%)で、1100℃で4時間焼成し、乾燥造粒物を得た。
【0133】
前記乾燥造粒物を解砕し、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、磁性キャリアコア粒子1を得た。得られた磁性キャリアコア粒子1の個数平均粒径及び、蛍光X線におけるSiピークに由来する強度とFeピークに由来する強度の比(Si/Fe)は表1(a)に示すとおりであった。
【0134】
<磁性キャリアコア粒子の製造例2>
上記のSiO2粒子の添加量を35質量部から18質量部に変更した以外、磁性キャリアコア粒子の製造例1と同様にして、磁性キャリアコア粒子2を得た。得られた磁性キャリアコア粒子2の個数平均粒径及び、蛍光X線におけるSiピークに由来する強度とFeピークに由来する強度の比(Si/Fe)は表1(a)に示すとおりであった。
【0135】
<磁性キャリアコア粒子の製造例3>
上記のSiO2粒子の添加量を35質量部から54質量部に変更した以外、磁性キャリアコア粒子の製造例1と同様にして、磁性キャリアコア粒子3を得た。得られた磁性キャリアコア粒子3の個数平均粒径及び、蛍光X線におけるSiピークに由来する強度とFeピークに由来する強度の比(Si/Fe)は表1(a)に示すとおりであった。
【0136】
<磁性キャリアコア粒子の製造例4>
上記のSiO2粒子の添加量を35質量部から62質量部に変更した以外、磁性キャリアコア粒子の製造例1と同様にして、磁性キャリアコア粒子4を得た。得られた磁性キャリアコア粒子4の個数平均粒径及び、蛍光X線におけるSiピークに由来する強度とFeピークに由来する強度の比(Si/Fe)は表1(a)に示すとおりであった。
【0137】
<磁性キャリアコア粒子の製造例5>
Fe23 62.9質量%
MnCO3 31.3質量%
Mg(OH)2 4.7質量%
SrCO3 1.1質量%
上記材料を、ジルコニア(φ10mm)のボールを用いた乾式ボールミルで3時間粉砕・混合した。粉砕・混合した後、バーナー式焼成炉を用い大気中で950℃で2時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。得られた仮焼フェライトをクラッシャーで0.5mm程度に粉砕した後に、ジルコニアのビーズ(φ1.0mm)を用い、仮焼フェライト100質量部に対し、水を30質量部加え、湿式ビーズミルで4時間粉砕し、フェライトスラリーを得た。得られたスラリーに、バインダーとして仮焼フェライト100質量部に対してポリビニルアルコール2.0質量部を添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機)で、球状粒子に造粒した。造粒したものを、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度2.0体積%)で、1100℃で4時間焼成し、乾燥造粒物を得た。
【0138】
前記乾燥造粒物を解砕し、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、磁性キャリアコア粒子5を得た。得られた磁性キャリアコア粒子5の個数平均粒径及び、蛍光X線におけるSiピークに由来する強度とFeピークに由来する強度の比(Si/Fe)は表1(a)に示すとおりであった。
【0139】
<磁性キャリアコア粒子の製造例6>
マグネタイト微粒子(個数平均粒径0.25μm)に対して、6.0質量%のシラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を加え、容器内で100℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を表面処理した。
・フェノール 10質量部
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド37質量%水溶液) 6質量部
・上記処理したマグネタイト微粒子 84質量部
上記材料と、28質量%アンモニア水3質量部、水10質量部をフラスコに入れ、攪拌、混合しながら30分間で85℃まで昇温・保持し、3時間重合反応させて硬化させた。その後、30℃まで冷却し、更に水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5hPa以下)、60℃の温度で乾燥して、磁性微粒子が分散された状態の磁性キャリアコア粒子6を得た。得られた磁性キャリアコア粒子6の個数平均粒径及び、蛍光X線におけるSiピークに由来する強度とFeピークに由来する強度の比(Si/Fe)は表1(a)に示すとおりであった。
【0140】
<磁性キャリアコア粒子の製造例7>
マグネタイト微粒子(個数平均粒径比0.25μm)と、ヘマタイト微粒子(個数平均粒径0.60μm)に対して、それぞれ5.0質量%、1.0質量%のシラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を加え、容器内で100℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を表面処理した。
・フェノール 10質量部
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド37質量%水溶液) 6質量部
・上記処理したマグネタイト微粒子 67質量部
・上記処理したヘマタイト微粒子 17質量部
上記材料と、28質量%アンモニア水5質量部、水10質量部をフラスコに入れ、攪拌、混合しながら30分間で85℃まで昇温・保持し、3時間重合反応させて硬化させた。その後、30℃まで冷却し、更に水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5hPa以下)、60℃の温度で乾燥して、磁性微粒子が分散された状態の磁性キャリアコア粒子6を得た。得られた磁性キャリアコア粒子7の個数平均粒径及び、蛍光X線におけるSiピークに由来する強度とFeピークに由来する強度の比(Si/Fe)は表1(a)に示すとおりであった。
【0141】
以下に、本発明で使用する樹脂微粒子の製造例を示す。
【0142】
<樹脂微粒子の製造例1>
攪拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を備えた4つ口のセパラブルフラスコに、シクロヘキシルメタクリレート80質量部、メチルメタクリレート20質量部、メチルエチルケトン100質量部、トルエン100質量部を仕込んだ。さらに、重合開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル0.5質量部を加えた。窒素雰囲気下、反応温度80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1質量部をさらに添加し、6時間重合反応行い、重合溶液を得た。
【0143】
攪拌機、リービッヒ冷却管、温度計を備えた4つ口のセパラブルフラスコにヘキサン500質量部を仕込み、これに上記重合溶液を100.0質量部仕込み、95℃下の条件下において10時間加熱攪拌しながら脱溶剤を行った。得られた樹脂分散液を濾別して樹脂成分を得、樹脂成分は樹脂分を99.5%以上になるまで50℃で乾燥し、樹脂を得た。
【0144】
得られた樹脂を粉砕機にて粉砕し、気流式分級機で分級することにより、体積基準の50%粒径(D50)が1.98μmの樹脂微粒子1を得た。尚、得られた樹脂微粒子1の重量平均分子量Mwは70000であり、含有される樹脂成分のガラス転移点(Tg)は73.8℃であった。
【0145】
<樹脂微粒子の製造例2から7>
上記により得られた前記樹脂粒子を粉砕機にて粉砕し、気流式分級機、または機械式分級機で分級することにより、所望の体積基準の50%粒径(D50)の樹脂微粒子2から樹脂微粒子7を得た。それぞれ得られた樹脂微粒子のD50は、表1(b)に示すとおりであった。
【0146】
以下に、本発明で使用する樹脂微粒子表面に低抵抗微粒子を固着した樹脂組成物の製造例を示す。
【0147】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例1]
図1に示す装置を用い、樹脂微粒子表面に低抵抗微粒子の固着処理を行った。固着処理は、図1に示す装置の前記処理空間9の容積が0.5Lの装置を用い、前記駆動部8の定格動力を5.5kWとし、前記攪拌部材3の形状を図2のものとし、図2に示す前記攪拌部材3の幅Dを25mmとし、前記攪拌部材3と前記本体ケーシング1内周との最小間隙を3.0mmとした。
【0148】
また、固着処理の際に用いた低抵抗微粒子は、表1(c)に示した物性のものを使用した。
【0149】
上記した装置構成で、樹脂微粒子1 100質量部に対して、低抵抗微粒子1を5質量部を加え、固着処理を行い、樹脂組成物1を得た。
尚、固着処理の際は、前記攪拌部材3の最外端部周速を20m/s、処理時間を10分間とした。
【0150】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例2]
上記の固着処理例1で使用した低抵抗微粒子1の添加量を5質量部から7質量部に変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物2を得た。
【0151】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例3]
上記の固着処理例1の最外端部周速を26m/sに変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物3を得た。
【0152】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例4]
上記の固着処理例1の最外端部周速を13m/sに変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物4を得た。
【0153】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例5]
上記の固着処理例1の低抵抗微粒子1を低抵抗微粒子2に変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物5を得た。
【0154】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例6]
上記の固着処理例1の樹脂微粒子1を樹脂微粒子2に変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物6を得た。
【0155】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例7]
上記の固着処理例1の樹脂微粒子1を樹脂微粒子2に、低抵抗微粒子1を低抵抗微粒子2に変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物7を得た。
【0156】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例8]
上記の固着処理例1の樹脂微粒子1を樹脂微粒子5に、低抵抗微粒子1を低抵抗微粒子2に変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物8を得た。
【0157】
[低抵抗微粒子の固着処理例9]
ハイスピードミキサーLFS−2型(アーステクニカ社製)を用いて、樹脂微粒子表面に低抵抗微粒子の固着処理を行った。装置条件は、ジャケット温度をオイルにより調節することで、槽内温度を110℃にし、攪拌羽根の周速10m/sにし、30分間処理をした。
【0158】
上記の装置構成で、樹脂微粒子1 100質量部に対し、低抵抗微粒子1を5質量部を加え、固着処理を行い、樹脂組成物9を得た。
【0159】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例10]
ハイブリダイゼーションシステム NHS−3型(奈良機械製作所製)を用いて、樹脂微粒子表面に低抵抗微粒子の固着処理を行った。装置条件は、冷却水の設定温度を15℃に、ローター及びリサイクル管の送水量を各5L/min、ステーターの送水量を10L/minにし、攪拌羽根の周速を9m/sにし、3分間処理をした。
【0160】
上記の装置構成で、樹脂微粒子1 100質量部に対し、低抵抗微粒子1を5質量部を加え、固着処理を行い、樹脂組成物10を得た。
【0161】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例11]
上記の固着処理例1の低抵抗微粒子1を低抵抗微粒子3に変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物11を得た。
【0162】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例12]
上記の固着処理例1の樹脂微粒子1を樹脂微粒子5に変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物12を得た。
【0163】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例13]
上記の固着処理例1の樹脂微粒子1を樹脂微粒子5に、低抵抗微粒子1を低抵抗微粒子3に変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物13を得た。
【0164】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例14]
上記の固着処理例1の樹脂微粒子1を樹脂微粒子2に、低抵抗微粒子1を低抵抗微粒子3に変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物14を得た。
【0165】
[樹脂微粒子表面への低抵抗微粒子の固着処理例15]
上記の固着処理例1の低抵抗微粒子1の添加量を5質量部から3質量部に変更した以外は、上記の固着処理例1と同様に固着処理を行い、樹脂組成物15を得た。
【0166】
上記樹脂組成物1乃至15の構成を表2に示した。
【0167】
【表1(a)】

【0168】
【表1(b)】

【0169】
【表1(c)】

【0170】
【表2】

【0171】
以下に、本発明で使用する磁性キャリアの製造例を示す。
【0172】
<磁性キャリアの製造例1>
図1に示す装置を用い被覆処理を行い、下記に示した材料及び製法を用いて磁性キャリアを製造した。
【0173】
本実施例においては、図1に示す装置の前記処理空間9の容積が0.5Lの装置を用い、前記攪拌部材3の形状を図2(a)のものとし、図2に示す前記攪拌部材3の幅Dを25mmとし、前記攪拌部材3と前記本体ケーシング1内周との最小間隙を3.0mmとした。
【0174】
上記した装置構成で、前記磁性キャリアコア粒子1 10000質量部に対して、樹脂組成物1を126質量部加え被覆処理を行った。
【0175】
尚、被覆処理の際、処理時間を10分間とし、前記駆動部8動力を3.5kWで一定となるよう、前記攪拌部材3の最外端部周速を11m/secに調整した。得られた磁性キャリアを磁力選鉱し、直径500mm、目開き75μmのスクリーンを設置した円形振動篩機で残留樹脂組成物を分離し、磁性キャリア1を得た。得られた磁性キャリア1中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0176】
[磁性キャリアの製造例2]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子2に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア2を得た。得られた磁性キャリア2中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0177】
[磁性キャリアの製造例3]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子3に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア3を得た。得られた磁性キャリア3中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0178】
[磁性キャリアの製造例4]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子4に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア4を得た。得られた磁性キャリア4中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0179】
[磁性キャリアの製造例5]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子5に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア5を得た。得られた磁性キャリア5中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0180】
[磁性キャリアの製造例6]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子5に、樹脂組成物1を樹脂組成物2に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア6を得た。得られた磁性キャリア6中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0181】
[磁性キャリアの製造例7]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に変更した以外は、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア7を得た。得られた磁性キャリア7中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0182】
[磁性キャリアの製造例8]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、樹脂組成物1を樹脂組成物3に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア8を得た。得られた磁性キャリア8中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0183】
[磁性キャリアの製造例9]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、樹脂組成物1を樹脂組成物4に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア9を得た。得られた磁性キャリア9中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0184】
[磁性キャリアの製造例10]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、樹脂組成物1を樹脂組成物5に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア10を得た。得られた磁性キャリア10中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0185】
[磁性キャリアの製造例11]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、磁性キャリアの製造例1の樹脂組成物1を樹脂組成物6に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア11を得た。得られた磁性キャリア11中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0186】
[磁性キャリアの製造例12]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、磁性キャリアの製造例1の樹脂組成物1を樹脂組成物7に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア12を得た。得られた磁性キャリア12中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0187】
[磁性キャリアの製造例13]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、樹脂組成物1を樹脂組成物8に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア13を得た。得られた磁性キャリア13中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0188】
[磁性キャリアの製造例14]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、磁性キャリアの製造例1の樹脂組成物1を樹脂組成物9に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア14を得た。得られた磁性キャリア14中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0189】
[磁性キャリアの製造例15]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、樹脂組成物1を樹脂組成物10に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア15を得た。得られた磁性キャリア15中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0190】
[磁性キャリアの製造例16]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、樹脂組成物1を樹脂組成物11に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア16を得た。得られた磁性キャリア16中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0191】
[磁性キャリアの製造例17]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、樹脂組成物1を樹脂組成物12に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア17を得た。得られた磁性キャリア17中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0192】
[磁性キャリアの製造例18]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、樹脂組成物1を樹脂組成物13に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア18を得た。得られた磁性キャリア18中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0193】
[磁性キャリアの製造例19]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子6に、樹脂組成物1を樹脂組成物14に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア19を得た。得られた磁性キャリア19中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0194】
[磁性キャリアの製造例20]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子7に、樹脂組成物1を樹脂組成物15に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア20を得た。得られた磁性キャリア20中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0195】
[磁性キャリアの製造例21]
磁性キャリアの製造例1の磁性キャリアコア粒子1を磁性キャリアコア粒子7に、樹脂組成物1を樹脂組成物2に変更した以外、磁性キャリアの製造例1と同様に行い、磁性キャリア21を得た。得られた磁性キャリア21中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0196】
[磁性キャリアの製造例22]
本発明の装置を用いて、前記磁性キャリアコア粒子6 10000質量部に対して、樹脂微粒子6を120質量部、低抵抗微粒子2を6質量部加え被覆処理を行った。尚、被覆処理の際、処理時間を10分間とし、前記駆動部8動力を3.5kWで一定となるよう、前記攪拌部材3の最外端部周速を11m/secに調整した。
【0197】
得られた磁性キャリアを磁力選鉱し、直径500mm、目開き75μmのスクリーンを設置した円形振動篩機で残留樹脂組成物を分離し、磁性キャリア22を得た。得られた磁性キャリア22中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0198】
[磁性キャリアの製造例23]
磁性キャリアの製造例22の低抵抗微粒子2を低抵抗微粒子3に変更した以外、磁性キャリアの製造例22と同様に行い、磁性キャリア23を得た。得られた磁性キャリア23中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0199】
[磁性キャリアの製造例24]
磁性キャリアの製造例22の樹脂微粒子6を樹脂微粒子3に変更した以外、磁性キャリアの製造例22と同様に行い、磁性キャリア24を得た。得られた磁性キャリア24中に含まれる10.0μm以下の残留樹脂組成物が1.2%であった。
【0200】
[磁性キャリアの製造例25]
磁性キャリアの製造例22の樹脂微粒子6を樹脂微粒子3に、低抵抗微粒子2を低抵抗微粒子3に変更した以外、磁性キャリアの製造例22と同様に行い、磁性キャリア25を得た。得られた磁性キャリア25中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0201】
[磁性キャリアの製造例26]
磁性キャリアの製造例22の樹脂微粒子6を樹脂微粒子4に、低抵抗微粒子2を低抵抗微粒子4に変更した以外、磁性キャリアの製造例22と同様に行い、磁性キャリア26を得た。得られた磁性キャリア26中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0202】
[磁性キャリアの製造例27]
磁性キャリアの製造例22の樹脂微粒子6を樹脂微粒子4に、低抵抗微粒子2を低抵抗微粒子5に、変更した以外、磁性キャリアの製造例22と同様に行い、磁性キャリア27を得た。得られた磁性キャリア27中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0203】
[磁性キャリアの製造例28]
磁性キャリアの製造例22の樹脂微粒子6を樹脂微粒子7に、低抵抗微粒子2を低抵抗微粒子4に、変更した以外、磁性キャリアの製造例22と同様に行い、磁性キャリア28を得た。得られた磁性キャリア28中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0204】
[磁性キャリアの製造例29]
磁性キャリアの製造例22の樹脂微粒子6を樹脂微粒子7に、低抵抗微粒子2を低抵抗微粒子5に、変更した以外、磁性キャリアの製造例22と同様に行い、磁性キャリア29を得た。得られた磁性キャリア29中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0205】
[磁性キャリアの製造例30]
低抵抗微粒子1を樹脂微粒子1 100.0質量部に対して5.0質量部添加したものを、樹脂微粒子1が10.0質量%になるようにトルエンに溶解し、充分に攪拌、分散させた。
【0206】
次にコート装置として万能混合攪拌機(不二パウダル製)を用い、磁性キャリアコア6 100質量部に対して、樹脂微粒子1の被覆処理量が1.2質量部になるよう被覆処理溶液を3回に分けて投入した。その際、混合機内を減圧し、窒素を導入して、雰囲気を窒素置換した。温度65℃に加熱し、窒素雰囲気で減圧(5mmHg以下)を保ちつつ、攪拌し、磁性キャリアがさらさらになるまで溶剤を除去した。さらに撹拌を行いつつ、窒素を導入しながら温度100℃に加熱し、1時間保持した。冷却後、得られた磁性キャリアを磁力選鉱し、直径500mm、目開き75μmのクリーンを設置した円形振動篩機で篩った後、磁性キャリア30を得た。得られた磁性キャリア30中の残留樹脂組成物、電界強度5000V/cmの比抵抗、及び同電界強度におけるキャリア比抵抗/キャリアコア比抵抗の比は表3に示すとおりであった。
【0207】
【表3】

【0208】
〔実施例1から25、比較例1から5〕
上記の磁性キャリアの製造例1から30で得られた磁性キャリアを用いて、実施例1から25、及び比較例1から5までを下記の評価で行った。
【0209】
得られた磁性キャリア90.0質量部に対し、上記のトナーを10.0質量部加え、V型混合機にて混合し二成分現像剤とした。得られた二成分現像剤を、キヤノン製フルカラー複写機IRC3220Nを用いて、下記の条件で評価した。
【0210】
[画像濃度の変化率]
まず初期評価として、23℃、5%RHの環境下、感光体上のトナーの現像量が0.6g/cm2となるように現像バイアスを調整し、ベタ画像を出力した。
【0211】
次に、印字比率1%の画像にて、トナー濃度が一定となるよう定量補給し、1万枚(10k)画像出力を行い、10k耐久後終了後にベタ画像を出力し、ベタ画像の濃度を測定した。10k耐久後、印字比率50%の画像にて、トナー濃度が一定となるよう定量補給し、3000枚(3k)画像出力を行い、更に印字比率を1%に変更し、1万枚(10k)画像出力を行った。23k耐久後終了後に、再びベタ画像を出力し、ベタ画像の濃度を測定した。
【0212】
画像濃度は、ベタ画像を出力し、濃度計X−Rite500型により濃度測定を行い、6点の平均値をとって画像濃度とした。初期画像濃度をD1とし、10k耐久後の画像濃度をD10、23k耐久後の画像濃度をD23としたときの画像濃度変化率D10/D1、及びD23/D1を求めた。
・D10/D1の評価結果
A:画像濃度変化率D1−D10が0.05以内。
B:画像濃度変化率D1−D10が0.10以内。
C:画像濃度変化率D1−D10が0.15以内。(本発明における実用レベル)
D:画像濃度変化率D1−D10が0.20以内。
E:画像濃度変化率D1−D10が0.20以上。
D23/D1の評価結果
A:画像濃度変化率D1−D23が0.05以内。
B:画像濃度変化率D1−D23が0.10以内。
C:画像濃度変化率D1−D23が0.15以内。(本発明における実用レベル)
D:画像濃度変化率D1−D23が0.20以内。
E:画像濃度変化率D1−D23が0.20以上。
【0213】
[放置後Q/M(mC/kg)の維持性]
評価は、まず初期評価として、30℃、80%RHの環境下、感光体上のトナーの載り量が0.6g/cm2となるよう、現像バイアスを設定し、印字比率1%の画像にて、トナー濃度が一定となるよう定量補給し、0.1万枚(1k)画像出力を行いなった。その後、感光体上のトナーの載り量が0.6g/cm2となった時点で、感光体上のトナーを、金属円筒管と円筒フィルターにより吸引捕集した。その際金属円筒管を通じてコンデンサーに蓄えられた電荷量Q及び捕集されたトナー質量Mとを測定し、それより単位質量当たりの電荷量Q/M(mC/kg)を計算し、感光体上Q/M(mC/kg)とした。
【0214】
上記の評価を行った後、現像器を機外に取り外し、30℃、80%RHの環境下に72時間放置、再度現像器を機内に装着し、初期評価と同じ現像バイアスで感光体上の単位質量当たりの電荷量Q/Mを測定した。
【0215】
また、初期評価後に、現像器を機外に取り外し、30℃、80%RHの環境下に144時間放置に関しても、上記72時間放置のものと同様の評価を行った。
【0216】
上記の初期の感光体上Q/Mを100%とし、72時間放置後、及び144時間放置後の感光体上Q/Mの維持率を算出して以下の基準で判断した。
・72時間放置後の感光体上Q/M維持率
A:感光体上Q/M維持率が95%以上。
B:感光体上Q/M維持率が90%以上95%未満。
C:感光体上Q/M維持率が85%以上90%未満。
D:感光体上Q/M維持率が80%以上85%未満。(本発明における実用レベル)
E:感光体上Q/M維持率が80%未満。
・144時間放置後の感光体上Q/M維持率
A:感光体上Q/M維持率が90%以上。
B:感光体上Q/M維持率が85%以上90%未満。
C:感光体上Q/M維持率が80%以上85%未満。
D:感光体上Q/M維持率が75%以上80%未満。(本発明における実用レベル)
E:感光体上Q/M維持率が75%未満。
【0217】
[リーク性]
評価は、30℃、80%RHの環境下、感光体上のトナーの載り量が0.4g/cm2となるようT/D比を調節して、感光体上のトナー層と、出力したベタ画像を目視により評価し、以下の基準で判断した。
【0218】
尚、リークは磁性キャリア表面でのトナー被覆率が低下した時に、現像担持体から磁性キャリアを介して感光体表面に電荷が移動する現象で、リークが発生すると潜像の電位が現像電位に収束し、現像されなくなる。その結果、感光体上のトナー層にリーク跡(白く抜ける箇所)が発生したり、リークが顕著な場合にはベタ画像にもリーク跡が発生したりする。
A:感光体上のトナー層にリーク跡が見られない。
B:感光体上のトナー層に若干のリーク跡が見られる。
C:感光体上にはリーク跡はあるが、ベタ画像には見られない。
(本発明における実用レベル)
D:ベタ画像にも若干リーク跡が見られる。
【0219】
【表4】

【符号の説明】
【0220】
1:本体ケーシング 2:回転体 3、3a、3b:攪拌部材 4:ジャケット 5:原料投入口 6:製品排出口 7:中心軸 8:駆動部 9:処理空間 10:回転体端部側面 11:回転方向 12:駆動部方向に送る方向 13:反駆動部方向に送る方向 d:攪拌部材の重なり部分を示す間隔 D:攪拌部材の幅 31:低抵抗微粒子 32:樹脂微粒子 33:樹脂微粒子表面 34:磁性キャリアコア粒子 21:樹脂容器 22:下部電極 23:支持台座 24:上部電極 25:試料 26:エレクトロンメーター 27:処理コンピュータ A:抵抗測定セル r:サンプル高さ(r1−r2)
r1:サンプルがない状態の高さ r2:サンプルが入った状態の高さ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁性キャリアコアの表面に、少なくとも樹脂微粒子と低抵抗微粒子を含む樹脂組成物を、機械的衝撃力により被覆処理をする手段を有する被覆処理装置を用いて、被覆処理を行う磁性キャリアの製造方法であって、
前記樹脂微粒子の体積基準の50%粒径(D50)が0.2μm以上6.0μm以下であり、
前記低抵抗微粒子の100MPaの圧縮下の体積抵抗が1.0×10-2Ω・cm以上1.0×106Ω・cm以下であり、
前記磁性キャリアの被覆処理工程は、
イ)少なくとも複数の攪拌部材が表面に有する回転体と、前記回転体を回転駆動する駆動部と、前記攪拌部材と間隙を有して設けられた本体ケーシングとを有する被覆処理装置を用い、前記回転体を回転させ、前記被覆処理装置中に投入された前記磁性キャリアコア粒子及び前記樹脂組成物を攪拌、混合することで、磁性キャリアコア粒子の表面に前記樹脂組成物を被覆処理し、
ロ)前記磁性キャリアコア粒子と前記樹脂組成物は、前記攪拌部材の一部攪拌部材により、前記回転体の軸方向の一方向である前記駆動部方向に送られ、前記攪拌部材の他の一部攪拌部材により、前記回転体の軸方向の逆方向である、反前記駆動部方向に送られ、前記駆動部方向及び、反前記駆動部方向に送られることを繰り返しながら、前記磁性キャリアコア粒子の表面に前記樹脂組成物の被覆処理を行う
ことを特徴とする磁性キャリアの製造方法。
【請求項2】
前記低抵抗微粒子は、前記被覆処理を行う前に、少なくとも機械的衝撃力、及び/または、熱処理により、予め前記樹脂微粒子の表面に固着されていることを特徴とする請求項1に記載の磁性キャリアの製造方法。
【請求項3】
磁性キャリアコアの表面に、少なくとも樹脂微粒子と低抵抗微粒子を含む樹脂組成物を被覆処理した磁性キャリアであって、
請求項1または2のいずれかに記載の製造方法により得られたものであることを特徴とする磁性キャリア。
【請求項4】
前記磁性キャリアの電界強度5000V/cm時の比抵抗が1.0×107Ω・cm以上5.0×1010Ω・cm以下であり、
前記磁性キャリアの抵抗と前記磁性キャリアコアとの抵抗の比(キャリア/キャリアコア)が、1.0×10-2以上5.0×102以下であることを特徴とする請求項3に記載の磁性キャリア。
【請求項5】
前記磁性キャリアコアがフェライト相、及びSiO2を少なくとも含有し、
前記磁性キャリアコアの蛍光X線分析から得られるSiピーク強度と、Feピーク強度の比(Si/Fe)が0.010以上0.100以下であることを特徴とする請求項3または4に記載の磁性キャリア。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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