(57)【要約】      （修正有）【課題】粒子径が小さくても測定が中断することなく、効率よく特性機能を選別可能な電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材等の流動性評価方法を提供する。【解決手段】フェライト粒子やフェライト粒子の空孔に樹脂を充填及び／又は表面に樹脂を被覆した電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの流動性評価方法であって、上記フェライト粒子、上記樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子を収容する収容部材に所定の振動を与え、この振動によって前記収容部材から流出するフェライト粒子、樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子の重量を計量し、計量した該フェライト粒子等の重量に基づき、単位時間あたりの該フェライト粒子等の流動量データを得て、これを用いて上記フェライト粒子等の特性を評価する電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの流動性評価方法等を採用する。【選択図】図２
2016191736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト粒子からなる電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材の流動性評価方法であって、
上記フェライト粒子を収容する収容部材に、所定上昇率の加速度にて振動を所定時間与え、与えた振動によって前記収容部材から流出するフェライト粒子の重量を計量し、計量された該フェライト粒子の重量に基づいて、単位時間あたりのフェライト粒子の流動量データを得て、この流動量データを用いて上記フェライト粒子の特性を評価することを特徴とする電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材の流動性評価方法。
【請求項２】
フェライト粒子の空孔に樹脂を充填及び／又は表面に樹脂を被覆した電子写真現像剤用フェライトキャリアの流動性評価方法であって、
上記樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子を収容する収容部材に所定上昇率の加速度にて振動を所定時間与え、与えた振動によって前記収容部材から流出する樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子の重量を計量し、計量された該樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子の重量に基づいて、単位時間あたりの樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子の流動量データを得て、この流動量データを用いて上記樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子の特性を評価することを特徴とする電子写真現像剤用フェライトキャリアの流動性評価方法。
【請求項３】
前記測定を行なう前に、流出孔口を塞いだまま、粉体を収容する収容部材に振動を所定時間与え、対象粉体に圧縮を加える請求項１又は２に記載の流動性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター等に用いられる二成分系電子写真現像剤に使用される電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの流動性評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材は、略球形に代表される形状のフェライト粒子であり、一般的には、フェライト粒子が集合したフェライト粉としての概念が適用される。
【０００３】
また、フェライトキャリアは、所望の電気特性を付与するためにフェライト粒子表面及び／又はフェライト粒子内部に樹脂を含有する粒子であり、フェライト粒子と同様に、フェライト粉としての概念が適用される。つまり、フェライトキャリアとは、樹脂被覆フェライトキャリア、樹脂充填型フェライトキャリア及び樹脂被覆樹脂充填型フェライトキャリアである（以下、特記しない限りフェライトキャリアと総称する）。
【０００４】
従って、これらフェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの品質評価には、粉体一般に適用される評価方法が広く適用されてきた。
【０００５】
従来、フェライトキャリア芯材やフェライトキャリアにはトナーとの混合性を向上させるため、流動性の良好なものが求められており、流動度を規定した数多くの提案がなされている。
【０００６】
特許文献１（特開２００６−３３７８２８号公報）には、流動度が２１．９〜４８．９秒／５０ｇの範囲にある電子写真用フェライトキャリア芯材が記載されている。また、この特許文献１に記載のフェライトキャリア芯材は、平均粒径が１５〜１２０μｍであることが望ましいとされている。平均粒径が小さくなると流動性は悪くなっており、２０μｍ以下のフェライトキャリア芯材は、芯材組成又は芯材の焼成雰囲気によっては、規定の測定方法ではフェライトキャリア芯材（フェライト粒子）が装置から流れないため、流動度を計算することができない。また、高画質化に対して最も効果を大きくするには、キャリアを小粒径化する必要があり、帯電付与能力を充分発揮させるにはフェライトキャリア芯材であるフェライト粒子の表面は、適度な凹凸が存在する方がよいと記載されている。
【０００７】
特許文献２（特開２００２−３５７９３０号公報）には、見掛け密度と流動度の積が一定範囲にある電子現像剤用キャリアが記載され、流動度は２７．９〜４４．０秒／５０ｇ範囲であることが記載されている。この特許文献２にも、小粒径キャリアは流動性が悪くなることが記載されており、体積平均粒径は３０〜８０μｍであることが好ましいとされる。
【０００８】
特許文献３（特開２００６−３３７５７９号公報）には、樹脂充填型キャリア用フェライト芯材及び磁性粉分散型キャリア粒子の流動度が記載されている。樹脂充填型キャリア用フェライト芯材及び磁性粉分散型キャリア粒子は、特許文献１及び２に記載のフェライトキャリア芯材又はキャリアと比較して、低見掛け密度であり、流動度は３８．３〜５７．９秒／５０ｇの範囲のため遅くなる傾向にある。また、特許文献１と同様に、平均粒径が小さくなると流動性は悪くなっており、２０μｍ程度のフェライトキャリア芯材は、芯材組成又は芯材の焼成雰囲気によっては、規定の測定方法ではフェライト芯材が装置から流れないため、流動度を測定することができない。磁性粉分散型キャリア粒子に至っては、残留磁化及び保磁力が高くなるため、現像剤の流動性が悪くなるという欠点も記載されており、規定の測定方法では磁性粉分散型キャリア粒子が装置から流れないため、流動度を測定することができない。
【０００９】
これらの特許文献による流動度は、ＪＩＳ−Ｚ２５０２（金属粉の流動性試験法）に準じた方法により、重力に伴う漏斗底部のオリフィスから流れ出る粉体の時間を計測しているため、粒径が小粒径化するとオリフィスからフェライトキャリア芯材等の粉体が流れ出ず途中で詰まり流動が止まってしまう、粉体１粒子ごとの凹凸度違いにより流動度が測定毎に変化する等の不具合が発生し、適切な評価が困難であった。
【００１０】
そこで、二成分系電子写真現像剤に使用される電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの流動性を簡便かつ的確に評価する技術に対するニーズがあるが、このようなニーズに応える技術としては、例えば、特許文献４（国際公開第２００６／１１５１４５号）に記載された振動細管式の粉粒体流動性評価装置及び粉粒体流動性評価方法が知られている。
【００１１】
しかし、この特許文献４に記載の粉粒体流動性評価方法を用いても、小粒径のフェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアを効率よく特性機能を選別することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−３３７８２８号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７９３０号公報
【特許文献３】特開２００６−３３７５７９号公報
【特許文献４】国際公開第２００６／１１５１４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、粒子径が小さくても測定が中断することなく、効率よく特性機能を選別可能な電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの流動性評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、検討の結果、特許文献４に記載されているような、振動する管を流動するフェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアは、粒子径又は試料形態に依存することなく難なく流動し、流動の開始点又は単位時間当たりの流動量に差異を生じるため、試料固有の特性を反映していることを見出した。また、予め収容部材に振動を所定時間与え、対象となるフェライトキャリア芯材等に圧縮を加えることで、測定バラつきが抑制されることを見出した。本発明は、これらの知見に基づきなされたものである。
【００１５】
すなわち、本発明は、フェライト粒子からなる電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材の流動性評価方法であって、上記フェライト粒子を収容する収容部材に、所定上昇率の加速度にて振動を所定時間与え、与えた振動によって前記収容部材から流出するフェライト粒子の重量を計量し、計量された該フェライト粒子の重量に基づいて、単位時間あたりのフェライト粒子の流動量データを得て、この流動量データを用いて上記フェライト粒子の特性を評価することを特徴とする電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材の流動性評価方法を提供するものである。
【００１６】
また、本発明は、フェライト粒子の空孔に樹脂を充填及び／又は表面に樹脂を被覆した電子写真現像剤用フェライトキャリアの流動性評価方法であって、
上記樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子を収容する収容部材に所定上昇率の加速度にて振動を所定時間与え、与えた振動によって前記収容部材から流出する樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子の重量を計量し、計量された該樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子の重量に基づいて、単位時間あたりの樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子の流動量データを得て、この流動量データを用いて上記樹脂充填及び／又は樹脂被覆フェライト粒子の特性を評価することを特徴とする電子写真現像剤用フェライトキャリアの流動性評価方法を提供するものである。
【００１７】
本発明の上記流動性評価方法において、前記測定を行なう前に、流出孔口を塞いだまま、粉体を収容する収容部材に振動を所定時間与え、対象粉体に圧縮を加えることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの流動性評価方法は、多面的な情報により、フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの小粒径化に対応した測定が行なえると共に、フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの粉体としての特性をつぶさに把握することができ。また、従来に無いレベルで、フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの有する機能を選別可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る流動性測定方法に用いられる測定装置の模式的な構成を示す図である。
【図２】本発明に係る流動性測定方法に用いられる測定装置におけるコンピューター処理のフローチャートを示す図である。
【図３】図２のコンピューター処理の際に用いる振動加速度の上昇率のプロフィールの一例を示すグラフである。
【図４】単位時間あたりの粉体質量流量を示すグラフである。
【図５】単位時間あたりの粉体総排出量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明に係る流動性測定方法に用いられる測定装置の模式的な構成を示す図である。
【００２１】
本発明に係る流動性測定方法は、電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材に又はフェライトキャリアを収容する収容部材に振動を与え、この与えた振動の振幅と、与えた振動によって収容部材から排出されたキャリア芯材又はフェライトキャリアの重量等に基づいてその流動性を評価するための評価値を演算する方法である。
【００２２】
本発明の実施形態に係る流動測定装置は、図１に示すように、主として流動部１と、振動器２と、レーザー振動測定器３と、電子天秤装置４と、演算装置であるコンピューター（演算装置）５とから構成されている。
【００２３】
流動部１は、管１１と、この管１１が略垂直（鉛直方向Ｇと略平行）となるように支持する水平ロッド１２と、この水平ロッド１２を指示するスタンド１３とを備えて構成されている。
【００２４】
管１１は、フェライトキャリア芯材に又はフェライトキャリア（以下、場合により粉体と総称する）を収容する収容部材であり、例えば、粉体を貯めるためのホッパー部１１１と、流動する粉体が通過する管部１１２とを備えてなる。ホッパー部１１１は、粉体を投入することができるように投入口１１１１が上端に開口しており、粉体を排出する排出口１１１２へ粉体がスムーズに流れるように投入口１１１１から排出口１１１２へ径が小さくなる漏斗形状となっている。管部１１２は、ホッパー部１１１の排出口１１１２に上方端の流入口１１２１が接続され、下方端に内径がより小さい細管部１１２２が形成されている。管１１は、管部１１２の上方端で水平ロッド１２に支持されている。
【００２５】
振動器２は、コントローラー２０からの制御信号に応じて所定の周波数及び（Ｘ−Ｘ方向の）振幅で、管１１に振動を与える装置であり、振動を生成する振動器本体２１と、この振動器本体２１は、例えば、電磁式バイブレーターや静電式バイブレーター、電歪式バイブレーター、振動モーター等を適宜用いることができる。また、振動器本体２１は、圧電素子を備えて構成される圧電発音式バイブレーターでもよい。圧電発音式バイブレーターでは、振動の振幅と周波数（振動数）とを独立に制御することができるので、周波数を予め設定された所定の周波数に固定しながら振幅を容易に連続的に変化させることができる利点がある。振動伝達部材２２は、細管部１１２２が形成される側における管部１１２の下方端に接続され、振動器本体２１で発生した振動が管１１に伝搬される。
【００２６】
レーザー振動測定器３は、管１１の振幅を測定してその測定した振幅をコンピューター５に出力する装置であり、例えばレーザー振動測定器本体３１と、プローブ３２とからなる。レーザー振動測定器本体３１は、プローブ３２にレーザー光を排出口１１２３の近傍の細管部１１２２に集光して照射させると共にその反射光をレンズに通して光位置検出素子上にスポットを結ばせ、予め設定されたサンプリング間隔（例えば１秒毎）でその反射光のスポットの位置を検出し、三角測量の原理により対象物までの変位量を求めることにより振幅を演算し、その演算結果をコンピューター５に出力する。本実施形態では、粉体が排出される管１１の排出口１１２３の近傍は、振動の開放端となることから、このようにレーザー振動測定器３は、管１１の排出口１１２３の近傍における細管部１１２２の振幅を測定してその測定結果をコンピューター５に出力するように配置される。
【００２７】
電子天秤装置４は、ホッパー部１１１から管部１１２を通過して排出された粉体の重量を測定し、その測定した重量をコンピューター５に出力する装置である。電子天秤装置４は、重量を測定すべき測定対象を載せる秤量台４１が管１１の排出口１１２３の下方に配置される。そして、電子天秤装置４は、管部１１から排出された粉体を秤量台４１で受けて、予め設定された所定のサンプリング間隔（例えば１秒毎）でその重量を測定して、この測定した重量をデジタルでコンピューター５に出力する。
【００２８】
コンピューター５は、振動器２が所望の振動の周波数及び振幅を与えるべく、コントローラー２０に制御指令信号を発すると共に、レーザー振動測定器３で測定した振幅及び電子天秤装置４によって測定された重量に基づいて粉体の流動性を評価する評価値を演算する装置である。このようなコンピューター５としては、汎用のパーソナルコンピュータを用いることができる。先の評価値等の演算結果については、コンピューター５から信号に基づいて表示装置５１が表示を行うようになっている。
【００２９】
次に、以上のように構成される流動性測定装置を用いた本発明の粉体（フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリア）の流動性に関する評価方法について説明する。流動性測定装置で評価値を測定する場合は、ユーザーはまず、コンピューター５、レーザー振動測定器３及び電子天秤装置４を起動してコンピューター５に振動器２の振動の周波数をセットすると共に管１１のホッパー部１１１に測定対象の粉体を投入口より投入することによって測定の準備を行う。そして、ユーザーはコンピューター５に測定開始を指示する。
【００３０】
測定開始の指示を受けると、コンピューター５は、振動器２に所定の周波数及び振幅で所定時間だけ振動器２を振動させるようにコントローラー２０に指令し、振動器２によって管１１に振動を与える。また、振動器２の振動開始とほぼ同時に排出口１１２３に設けられたシャッター（不図示）が開き、粉体の排出が開始される。レーザー振動測定器３は所定のサンプリング間隔で管１１の振動の振幅を測定し、この測定した管１１の振幅をコンピューター５に出力する。また、電子天秤装置４は、所定のサンプリング間隔で排出された粉体の重量を測定し、この測定した粉体の重量をコンピューター５に出力する。レーザー振動測定器３及び電子天秤装置４から出力されたデータは、不図示のコンピューター５の記憶部等に記憶される。
【００３１】
粉体の排出が終了すると、コンピューター５は上記記憶部に記憶したレーザー振動測定器３からの出力及び電子天秤装置４からの出力に基づいて、単位時間あたりの流量のグラフを作成し、この作成したグラフを表示装置５１に出力する。
【００３２】
次に、流動性測定装置が粉体の流動性を測定するときのコンピューター５の処理動作について説明する。図２は流動性測定装置のコンピューター５による処理のフローチャートを示す図であり、また、図３はコンピューター５による処理の際に用いる振動加速度の上昇率のプロフィールの一例を示す図でグラフある。
【００３３】
本実施形態において、コンピューター５による処理を実行する前には、ユーザーは予め初期設定として、振動加速度の上昇率をセットする。図３は振動加速度の上昇率として５．２［ｍ／ｓ３］を、振動時間として６０［ｓｅｃ］をセットした場合のプロフィールを示している。測定においては、振動時間が６０［ｓｅｃ］を経過したときに測定を終了する。また、上記のような振動加速度の上昇率、振動時間に係るパラメータは、測定しようとする粉体の種類や量等に基づいて任意に設定することが可能である。
【００３４】
上記のようにユーザーがパラメータをセットし、評価対象である粉体をホッパー部１１１にセットし、コンピューター５に測定開始を指示すると、コンピューター５はステップＳ１００から測定を開始する。
【００３５】
ステップＳ１００で、コンピューター５によって測定処理が開始されると、続いて、ステップＳ１０１においては、振動器２により一定周波数で、設定されている上昇率の振動加速度の振動が管１１に付与されるように、コントローラー２０に対して指令を行う。
【００３６】
なお、本実施形態で用いられる流動性測定装置では、周波数は測定しようとする粉体の種類や量等に基づいて任意に設定することが可能である。
【００３７】
続く、ステップＳ１０２では、レーザー振動測定器３によってサンプリングされた振幅データ及び電子天秤装置４によってサンプリングされた重量データを取得して、記憶部に記憶する。
【００３８】
次のステップＳ１０３では、初期設定で設定されている振動時間が経過したか否かが判定され、判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ１０４に進み、ＮＯであるときには再びステップＳ１０２に戻る。
【００３９】
ステップＳ１０４では、レーザー振動測定器３によってサンプリングされた振幅データ、並びに電子天秤装置４によってサンプリングされた重量データを取得して、記憶部に記憶する。
【００４０】
ステップＳ１０４では、コンピューター５は、取得された電子天秤装置４の重量データに基づいて、単位時間あたりの流量の推移のグラフを作成し、ステップＳ１０５では、粉体の流動性を評価する評価値を演算して、ステップＳ１０５で測定処理を終了する。
【００４１】
上記ステップＳ１０４及びステップＳ１０５についてより詳細に説明する。ステップＳ１０４よって作成される単位時間あたりの流量（質量流量）の推移のグラフの例を図４に示す。コンピューター５は、取得された電子天秤装置４の重量データに基づいて、流量データとして（時間、質量流量）形式のデータセットである（Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3，・・・Ｄ20，Ｄ21）を演算する。このようなデータセットに基づいてコンピューター５は図４に示すようなグラフを作成して表示装置５１に表示する。
【００４２】
次に、ステップＳ１０５についてより詳細に説明する。ステップＳ１０５では、粉体の流動性を評価する評価値が演算されるが、このような評価値は流量データとして演算されたデータセット（Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3，・・・Ｄ20，Ｄ21）から演算される。
【００４３】
本実施形態に用いられる流動性測定装置では、粉体の流動性を評価するための評価値として流量最大値の評価値を演算するものであり、以下それぞれの評価値の演算方法について説明する。
【００４４】
図４には本実施形態に係る流動性測定装置における流量最大値の演算例も示されている。流動性測定装置で演算される評価値の流量最大値は、流量データのデータセット（Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3，・・・Ｄ20，Ｄ21）から求められた最大値（この例では、Ｄ5のときの質量流量値）である。
【００４５】
以上のように、本発明によれば、振動器２によって管１１の振動加速度を上昇させるときの粉体の流動性の特徴を抽出するものであり、従来より多面的な情報を含んだ粉体の流動性の評価値を得ることが可能となる。
【００４６】
何故ならば、図４に示すように粉体の流動最大値と共に、最大値を示すタイミング（経過時間）が明確になり、なおかつ同時に図５に示すように粉体の振動時間が３０［ｓｅｃ］を経過したときの総排出量についての情報も得られるためである。
【００４７】
なお、測定を行なう前に、流出孔口を塞いだまま、粉体を収容する収容部材に振動を所定時間与え粉体へ圧縮を加えるためには、排出口１１２３に設けられたシャッター（不図示）を閉じたまま、振動器２へ振動を加えればよい。
【００４８】
このような本発明に係る流動性評価方法では、流動を開始させるための振動の周波数は１〜６００Ｈｚであることが望ましい。この範囲の周波数で有効な流動を開始させることができる。振動の周波数が１Ｈｚ未満では、粉体が管を流動するための必要なエネルギーが付与されず、流出孔付近で粒子が詰まり測定が開始されない。また、振動の周波数が６００Ｈｚより大きいと、粉体が管を流動するための必要なエネルギーが飽和状態にあり意味を成さないか、流動が開始される時間が速すぎて、粉体の種類やロットの相違点を確認できない。
【００４９】
また、本発明に係る流動性評価方法では、流動を開始させるための、振動の最大振幅は１〜１０００μｍであることが望ましい。この範囲の最大振幅で有効な流動を開始させることができる。最大振幅が１μｍ未満では、粉体が管を流動するための必要なエネルギーが付与されず、流出孔付近で粉体が詰まり測定が開始されない。また、最大振幅が１０００μｍより大きいと、粉体が管を流動するための必要なエネルギーが飽和状態にあり、意味を成さないか、流動が開始される時間が速すぎて、粉体の種類やロットの相違点を確認できない。
【００５０】
本発明に係る流動性評価方法では、単位時間当たりの流動量に関連する振動の上昇率は３．５〜９．０ｍ／ｓ３であることが望ましい。この範囲の振動の上昇率で適当な流動量が得られる。振動の上昇率が３．５ｍ／ｓ３未満では、単位時間当たりの流動量が小さいため、粉体の種類やロットの相違点が確認するための時間がかかり非効率である。また、振動の上昇率が９．０ｍ／ｓ３より大きいと、粉体に瞬間的に振動エネルギーが付与されるため、流出孔付近で粒子が詰まり測定が開始されない。そのため、単位時間当たりの流動量を算出不可能となる。
【００５１】
本発明に係る流動性評価方法では、単位時間当たりの流動量に関連する振動時間は３０〜９０ｓｅｃであることが望ましい。この範囲の振動時間で適当な流動量が得られる。振動時間が３０ｓｅｃ未満では、振動が付与される時間が短すぎるため、流動量データは相対的に低くなる。そのため、粉体の種類やロットの相違点を確認できず、非効率である。また、振動時間が９０ｓｅｃより大きいと、測定時間を要するため非効率である。
【００５２】
本発明では、測定を行なう前に、流出孔口を塞いだまま、粉体を収容する収容部材に振動を所定時間与え、粉体に圧縮を加えることが望ましい。このように圧縮を加えることによって、流動回数に伴う収容部材の上部と下部（流出孔）の圧力差を極小化できるので、測定精度のバラつきは抑制される。圧縮を加えない場合には、測定中に収容部材の上部と下部（流出孔）に圧力差が大きく生じるため、継続測定を行なうとき、回数を経るごとに流動状態に変動を生じる。その結果、測定精度のバラつきが大きくなる。なお、粉体に圧縮を加えるために、流出孔口を塞いだまま、粉体を収容する収容部材に振動を与える時間に特に制限はないが、１〜１０秒程度が好ましい。
【実施例】
【００５３】
［実施例１］
この実施例では、振動する管を流動するフェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの流動性評価方法に関して述べる。
【００５４】
流動性評価装置には「ＩＭＰ社製ＤＰＦ−０３」を使用した。このとき、フェライトキャリア芯材又はフェライトキャリア試料は、ホッパー部１１１を介して管部１１２へ充填されている。なお、管部１１２内への試料充填量は特に制限はないが、測定時間内に試料が不足することがないように充填率として２０〜８０重量％存在していることが好ましい。さらに、このときの測定データは、自動的にパーソナルコンピューター５内へ取り込んだ。
【００５５】
表１に示されるように、印加される振動の条件（周波数、最大振幅、加速度上昇率、振動時間）と圧縮による前処理の有無を設定の下、予め設定された所定のサンプリング間隔（例えば１秒毎）で演算される流量データを得た。これらの流量データから、振動開始から終了までの総排出量、最大質量流量、最大質量流量を示す時の加速度指数Ｇ及びその変動係数を測定した。繰返し１０回測定を行ない、これらの平均値を最終的な評価値とした。なお、最大質量流量を示す時の加速度指数Ｇ及びその変動係数は下記のようにして評価した。
【００５６】
〔最大質量流量を示す時の加速度指標Ｇ〕
［数１］
加速度指標Ｇ〔無次元〕＝振動加速度（ｍ／ｓ２）／重力加速度（ｍ／ｓ２）
【００５７】
〔最大質量流量を示す時の加速度指標Ｇの変動係数〕
［数２］
最大質量流量を示す時の加速度指標Ｇの変動係数（％）＝（標準偏差／最大質量流量を示す時の加速度指標Ｇ）×１００
【００５８】
ここにおいて、粉体に圧縮を加えると、上部と下部（流出孔）の圧力差は最小化され、変動係数（％）は小さくなる。この変動係数（％）は測定毎のバラつきを意味し、変動係数（％）が小さいとバラつきは小さい。この変動係数（％）については５０％以下が好ましく、１５％以下であることがさらに好ましい。
【００５９】
この結果を、表１に各種フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの評価結果として示した。なお、試料には、体積基準平均粒子径の測定が出来ていると考えられる１４つの試料（試料１〜試料１４）を抽出して使用し、実施例１−１〜実施例１−１５とした。
【００６０】
【表１】
2016191736.tif 000003
【００６１】
［比較例１］
この比較例は、上記実施例１との対比用に用いる。前記試料１〜試料１４のフェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアに対して、下記に示すＪＩＳ−Ｚ２５０２（金属粉の流動性試験法）準じた方法により流動度を測定した。この結果を、表２に各種フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの評価結果として、実施例と対比可能なように、比較例１−１〜比較例１−１５として示した。
【００６２】
また、従来の評価項目として試料１〜１４の体積基準平均粒子径及び真密度を測定し、併せて表２に示した。体積基準平均粒子径及び真密度は下記により測定した。
【００６３】
〔流動度〕
ＪＩＳ  Ｚ  ２５０２「金属粉の流動度試験方法」に準拠して行われ、試料（フェライトキャリア芯材）５０ｇをオリフィス孔径２．６３ｍｍのロートに注ぎ、流下する時間（秒）を測定する。なお、測定は、室温２５℃、湿度５５％に制御された恒温恒湿室内にて行った。
【００６４】
〔体積基準平均粒子径〕
日機装株式会社製マイクロトラック粒度分析計（Ｍｏｄｅｌ９３２０−Ｘ１００）を用いて測定される。屈折率は２．４２とし、２５±５℃、湿度５５±１５％の環境下で測定を行った。分散媒には水を用いた。試料１０ｇと水８０ｍｌを１００ｍｌのビーカーに入れ、分散剤（ヘキサメタリン酸ナトリウム）を２〜３滴添加する。次いで超音波ホモジナイザー（ＳＭＴ．Ｃｏ．ＬＴＤ．製ＵＨ−１５０型）を用い、出力レベル４に設定し、２０秒間分散を行った。その後、ビーカー表面にできた泡を取り除き、試料を装置へ投入した。
【００６５】
このマイクロトラックでは、体積基準の粒子径が測定され、個数基準の粒子径はその測定値から自動的に算出される。一般的に体積基準平均粒子径と個数基準平均粒子径の関係は以下の通りである。
【００６６】
［数３］
体積基準平均粒子径＝Σ（ｖｉ・ｄｉ）／Σ（ｖｉ）
個数基準平均粒子径＝｛Σ（ｖｉ）／ｄｉ２｝／｛Σ（ｖｉ）／ｄｉ３｝
ここで、ｄｉは代表粒子径（μｍ）を示し、ｖｉは各代表粒子径ｄｉをもつ粒子の体積を示す。
【００６７】
ここで言う体積基準平均粒子径とは、ふるい下表示での累積１０％、５０％及び９０％の粒子径である。個数基準中位径Ｄ５０は、上記数式から算出される。
【００６８】
電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアとしては、体積基準平均粒子径が好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍ、最も好ましくは５〜４０μｍである。フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの体積基準平均粒子径が１μｍ未満であると、測定装置内で粒子が詰まり測定できなくなることがある。フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの体積基準平均粒子径が１００μｍを超えると既存装置との差異が小さくなりサンプル間の流動状態を精査しにくくなるので１００μｍ以下が好ましい。
【００６９】
〔真密度〕
ＪＩＳ  Ｒ９３０１−２−１に準拠して、ピクノメーターを用いて測定した。ここで、溶媒としてメタノールを用い、温度２５℃にて測定を行った。
【００７０】
フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの真密度は３．０〜５．５ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。真密度が３．０ｇ／ｃｍ３未満では、測定装置内で粒子が詰まり測定できなくなることがある。真密度が５．５ｇ／ｃｍ３を超えると、既存装置との差異が小さくなりサンプル間の流動状態を精査しにくくなる。
【００７１】
【表２】
2016191736.tif 000004
【００７２】
表１及び表２の実施例１と比較例１との対比から、体積基準中位径Ｄ５０と振動する管を流動するフェライトキャリア芯材又はフェライトキャリアの３０ｓｅｃ時の総排出量との値とが良好な相関性を示すことが理解できる。また、真密度と振動する管を流動するフェライトキャリア芯材又はフェライトキャリアの最大質量流量との値が良好な相関性を示すことが理解できる。また、実施例１の中では、圧縮による前処理を行った実施例１−３が最も加速度指標Ｇの変動係数（％）が小さく、バラつきが小さかった。
【００７３】
ここで、表２に示した比較例１のＪＩＳ−Ｚ２５０２（金属粉の流動性試験法）準じる流動度値は、特に体積基準中位径Ｄ５０が小さい（小粒径）フェライトキャリア芯材は、漏斗底部のオリフィスから粉体が流れ出ず途中で詰まり流動が止まってしまい測定できていないことがわかる。また、流動度値を測定可能なフェライトキャリア芯材又はフェライトキャリアの流動度値と体積基準中位径Ｄ５０との相関性は低いことがわかる。さらに、流動度値と真密度との相関は認められない。従って、フェライトキャリア芯材又はフェライトキャリアの粉体特性の評価に、ＪＩＳ−Ｚ２５０２（金属粉の流動性試験法）準じる方法を用いることは困難であり、振動する管を流動するフェライトキャリア芯材又はフェライトキャリアの流動性評価方法を用いなければならないことが明らかとなる。
【００７４】
〔参考例１〕
試料１〜９のフェライトキャリア芯材について、焼成方法、焼成温度、焼成雰囲気、粒度分布（レーザー回折式）、体積基準粒子径（Ｄ１０、Ｄ１６、Ｄ５０、Ｄ８４、Ｄ９０）、粉体特性（ＢＥＴ比表面積、見掛け密度、細孔容積、ピーク細孔径、形状指数ＳＦ−１、形状指数ＳＦ−２、Ｓｒ溶出量）、磁気特性（磁化、残留磁化、保磁力）及び電気特性（ブリッジ式抵抗）を評価し、結果を参考例１−１〜１−９として表３及び表４に示す。
【００７５】
フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアは、ＢＥＴ比表面積が８００〜１５０００ｃｍ２／ｇが望ましく、１０００〜１１０００ｃｍ２／ｇであることがさらに望ましい。
【００７６】
〔ＢＥＴ比表面積〕
このＢＥＴ比表面積の測定は、比表面積測定装置（型式：Ｍａｃｓｏｒｂ  ＨＭ  ｍｏｄｅｌ−１２０８（マウンテック社製））を用いた。測定試料を比表面積測定装置専用の標準サンプルセルに約５〜７ｇ入れ、精密天秤で正確に秤量し、測定ポートに試料（フェライト粒子）をセットし、測定を開始した。測定は１点法で行い、測定終了時に試料の重量を入力すると、ＢＥＴ比表面積が自動的に算出される。なお、測定前に前処理として、測定試料を薬包紙に２０ｇ程度を取り分けた後、真空乾燥機で−０．１ＭＰａまで脱気し−０．１ＭＰａ以下に真空度が到達していることを確認した後、２００℃で２時間加熱した。
環境：温度；１０〜３０℃、湿度；相対湿度で２０〜８０％  結露なし
【００７７】
〔見掛け密度〕
ＪＩＳ  Ｚ  ２５０４に準拠して測定した。詳細は下記の通りである。
１．装置
粉末見掛け密度計は漏斗、コップ、漏斗支持器、支持棒及び支持台から構成されるものを用いる。天秤は、秤量２００ｇで感量５０ｍｇのものを用いる。
２．測定方法
（１）試料は、少なくとも１５０ｇ以上とする。
（２）試料は孔径２．５＋０．２／−０ｍｍのオリフィスを持つ漏斗に注ぎ流れ出た試料が、コップ一杯になってあふれ出るまで流し込む。
（３）あふれ始めたら直ちに試料の流入をやめ、振動を与えないようにコップの上に盛り上がった試料をへらでコップの上端に沿って平らにかきとる。
（４）コップの側面を軽く叩いて、試料を沈ませコップの外側に付着した試料を除去して、コップ内の試料の重量を０．０５ｇの精度で秤量する。
３．計算
前項２−（４）で得られた測定値に０．０４を乗じた数値をＪＩＳ−Ｚ８４０１（数値の丸め方）によって小数点以下第２位に丸め、「ｇ／ｃｍ３」の単位の見掛け密度とする。
【００７８】
フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの細孔容積は、０．１０〜１．００ｍｌ／ｇ（１００〜１０００μｌ／ｇ）、ピーク細孔径は０．２０〜１．００μｍであることが望ましい。
【００７９】
〔細孔容積〕
ピーク細孔径及び細孔容積の測定は、次のようにして行われる。すなわち、水銀ポロシメーターＰａｓｃａｌ１４０とＰａｓｃａｌ２４０（ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いて測定した。ディラトメータはＣＤ３Ｐ（粉体用）を使用し、サンプルは複数の穴を開けた市販のゼラチン製カプセルに入れて、ディラトメータ内に入れた。Ｐａｓｃａｌ１４０で脱気後、水銀を充填し低圧領域（０〜４００Ｋｐａ）を測定し、１ｓｔ  Ｒｕｎとした。次に再び脱気と低圧領域（０〜４００Ｋｐａ）の測定を行い、２ｎｄ  Ｒｕｎとした。２ｎｄ  Ｒｕｎの後、ディラトメーターと水銀とカプセルとサンプルを合わせた重量を測定した。次にＰａｓｃａｌ２４０で高圧領域（０．１Ｍｐａ〜２００Ｍｐａ）を測定した。この高圧部の測定で得られた水銀圧入量をもって、フェライト粒子の細孔容積、細孔径分布及びピーク細孔径を求めた。また、細孔径を求める際には水銀の表面張力を４８０ｄｙｎ／ｃｍ、接触角を１４１．３°として計算した。
【００８０】
〔形状指数ＳＦ−１〕
形状指数ＳＦ−１は、日本電子社製ＪＳＭ−６０６０Ａを用い、加速電圧は２０ｋＶとし、フェライト粒子をＳＥＭで４５０倍視野にて、フェライト粒子が重ならないように分散させて撮影し、その画像情報を、インターフェースを介してメディアサイバネティクス社製画像解析ソフト(Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ  ＰＬＵＳ)に導入して解析を行い、Ａｒｅａ（面積）及びフェレ径（最大）を求め、下記式より算出し得られた値である。フェライト粒子の形状指数ＳＦ−１の形状が球形に近いほど１００に近い値となり、数値が大きいほど不定形となる。形状指数ＳＦ−１は、１粒子毎に算出し、１００粒子の平均値をそのフェライトキャリア芯材（フェライト粒子）の形状指数ＳＦ−１とした。
【００８１】
［数４］
ＳＦ−１＝［(Ｒ２／Ｓ)×(π／４)］×１００
Ｒ：フェレ径（最大）、Ｓ：Ａｒｅａ（面積）
【００８２】
〔形状指数ＳＦ−２〕
形状指数ＳＦ−２は、セイシン企業社製粒度・形状分布測定器ＰＩＴＡ−１を用いてフェライト粒子３０００個を観察し、装置付属のソフトウエアＩｍａｇｅＡｎａｌｙｓｉｓを用いてＳ（投影面積）及びＬ（投影周囲長）を求め、下記式より算出し得られた値である。フェライト粒子の形状が球形に近いほど１００に近い値となる。
なお、サンプル液は分散媒として粘度０．５Ｐａ・ｓのキサンタンガム水溶液を調製し、その中にキサンタンガム水溶液３０ｃｃにフェライト粒子０．１ｇを分散させてものを用いた。このように分散媒の粘度を適正にあわすことでフェライト粒子が分散媒中で分散したままの状態を保つことが出来、測定をスムーズに行なうことが出来る。さらに測定条件は（対物）レンズの倍率は１０倍、フィルタはＮＤ４×２、キャリア液１及びキャリア液２は粘度０．５Ｐａ・ｓのキサンタンガム水溶液を使用し、その流量はいずれも１０μｌ／ｓｅｃ、サンプル液流量０．０８μｌ／ｓｅｃとした。
【００８３】
［数５］
ＳＦ−２＝（Ｌ２／Ｓ／４π）×１００
（Ｌは投影周囲長、Ｓは投影面積をそれぞれ示す）
【００８４】
［Ｓｒ溶出量］
試料５０ｇとｐＨメーター校正用ｐＨ４標準液５０ｍｌを１００ｍｌガラスビンに入れ、ペイントシェーカーで１０分間攪拌した。攪拌終了後上澄み液を２ｍｌサンプリングし、純水を加えて１００ｍｌに希釈した溶液をＩＣＰにて測定し、得られた測定値を５０倍してＳｒ溶出量の値とした。なお、ｐＨ４標準液はＪＩＳ Ｚ ８８０２のｐＨ測定方法に指定されているものを使用した。
【００８５】
〔磁気特性〕
磁気特性は、振動試料型磁気測定装置（型式：ＶＳＭ−Ｃ７−１０Ａ(東英工業社製)）を用いて測定した。測定試料（フェライト粒子）は、内径５ｍｍ、高さ２ｍｍのセルに詰めて上記装置にセットした。測定は、印加磁場を加え、３Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍまで掃引した。次いで、印加磁場を減少させ、記録紙上にヒステリシスカーブを作成した。このカーブのデータより印加磁場が５Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍにおける磁化を読み取った。また、残留磁化及び保磁力も同様に算出した。
【００８６】
〔電気特性〕
この電気特性は、下記によって測定される。
電極間間隔６．５ｍｍで非磁性の平行平板電極（１０ｍｍ×４０ｍｍ）を対向させ、その間に、試料（フェライト粒子）２００ｍｇを秤量して充填する。磁石（表面磁束密度：１５００Ｇａｕｓｓ、電極に接する磁石の面積：１０ｍｍ×３０ｍｍ）を平行平板電極に付けることにより電極間に試料を保持させ、１０００Ｖの電圧を印加し、それらの印加電圧における抵抗を絶縁抵抗計（ＳＭ−８２１０、東亜ディケーケー（株）製）にて測定した。
【００８７】
【表３】
2016191736.tif 000005
【００８８】
【表４】
2016191736.tif 000006
【００８９】
〔参考例２〕
試料１０及び１１のフェライトキャリア（樹脂被覆フェライトキャリア）について、キャリアの被覆樹脂、キャリアの樹脂被覆量、個数基準中位径、ＢＥＴ比表面積、電気抵抗、キャリア付着、帯電量、ＸＰＳによる表面被覆率及びＥＤＸによる表面被覆率を評価し、結果を参考例２−１及び２−２として表５及び表６に示す。
【００９０】
〔キャリア付着〕
適正露光条件下で耐刷現像を行い、１ｋ後と８０ｋ後の画像上のキャリア付着による白斑数を目視によってカウントした。
【００９１】
〔帯電量〕
帯電量は、Ｅｐｐｉｎｇ  ｑ／ｍ−ｍｅｔｅｒ、ＰＥＳ−Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｕｍｕ社製吸引式帯電量測定装置（メッシュ:７９５ｍｅｓｈ、吸引圧：１０５±１０ｍｂａｒ、吸引時間：９０秒）により、初期及び６０時間後の値を測定し求めた。また、環境変化率及びトナー濃度変動率は下記式に基づいて求めた。ここにおいて、ＨＨは高温高湿（温度３０〜３５℃、相対湿度８０〜８５％）、ＬＬは低温低湿（温度１０〜１５℃、相対湿度１０〜１５％）、Ｔ／Ｄは現像剤に対するトナーの濃度を示す。
【００９２】
フェライトキャリアにおける被覆層によるフェライトキャリア芯材表面の被覆率は、フェライトキャリア芯材の表面形状に依存するが、８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましく、１００％に近ければ近いほど好ましい。被覆率が８０％以上であると、画像上の白抜けの発生が抑制される。
【００９３】
［ＸＰＳによる表面被覆率］
ＸＰＳ測定装置としては、日本電子（株）製、ＪＰＳ８０を使用し、測定は、Ｘ線源としてＭｇＫα線を用い、加速電圧を１０ｋＶ、エミッション電流を２０ｍＶに設定して実施し、被覆層を構成する主たる元素（通常は炭素）と、芯材を構成する主たる元素（例えば芯材がマグネタイトなどの酸化鉄系材料の場合は鉄及び酸素）とについて測定する（以下、芯材が、酸化鉄系である場合を前提に説明する。）。ここで、炭素についてはＣ１ｓスペクトルを、ケイ素についてはＳｉ２ｐスペクトルを、鉄についてはＦｅ２ｐ３／２スペクトルを、酸素についてはＯ１ｓスペクトルを測定する。
【００９４】
これらの各々の元素のスペクトルに基づいて、炭素、ケイ素、酸素、鉄の元素個数（ＡＣ＋ＡＳｉ＋ＡＯ＋ＡＦｅ）を求めて、得られた炭素、ケイ素、酸素、鉄の元素個数比率より下記式（１）に基づいて、芯材単体、及び、芯材を被覆層で被覆した後（キャリア）の鉄量率を求め、続いて、下記式（２）により被覆率を求めた。
【００９５】
［数６］
鉄量率（ａｔ％）＝ＡＦｅ／（ＡＣ＋ＡＳｉ＋ＡＯ＋ＡＦｅ）×１００  …  …  （１）
【００９６】
［数７］
被覆率（％）＝｛１−（キャリアの鉄量率）／（芯材単体の鉄量率）｝×１００  …  …（２）
【００９７】
なお、芯材として、酸化鉄系以外の材料を用いる場合には、酸素の他に芯材を構成する金属元素のスペクトルを測定し、上述の式（１）や式（２）に準じて同様の計算を行えば被覆率を求めることができる。
【００９８】
〔ＥＤＸによる表面被覆率〕
フェライトキャリアにおけるフェライトキャリア芯材表面の被覆率は、下記測定条件によりＣ、Ｓｉ、Ｏ、Ｆｅのマッピングを行い、次いでフェライトキャリア１粒子の面積に対するＣ、Ｓｉ、Ｏ、Ｆｅを画像処理によって求め、さらに同様の作業を１０粒子以上に対して行うことで算出する。
試料固定方法                カーボンテープ（日新ＥＭ  ８ｍｍ×２０ｍタイプ）
蒸着の有無                  なし
加速電圧                    １０ｋＶ
ＷＤ                        １３ｍｍ
アパーチャー径              ３０μｍ
ドリフト補正の有無          なし
Ｈｉｇｈカレント使用の有無  なし
時定数                      ２０〜３０
ＥＤＸ測定倍率              １０００倍、３０００倍
積算回数                    １００回
マッピング                  カウントマッピング
（カウント／定量／簡易定量）
マッピングに使った特性Ｘ線  Ｌ線
（Ｌ線／Ｋ線）
得られたマッピングスペクトルから、各元素の概算濃度と補正係数を考慮して質量％を得た。
【００９９】
【表５】
2016191736.tif 000007
【０１００】
【表６】
2016191736.tif 000008
【０１０１】
〔参考例３〕
試料１２〜１４のフェライトキャリア（樹脂充填型フェライトキャリア）について、キャリアの被覆樹脂、キャリアの樹脂被覆量、個数基準中位径、ＢＥＴ比表面積、電気抵抗、キャリア付着、帯電量、ＸＰＳによる表面被覆率及びＥＤＸによる表面被覆率を評価し、結果を参考例３−１〜３−３として表７及び表８に示す。
【０１０２】
【表７】
2016191736.tif 000009
【０１０３】
【表８】
2016191736.tif 000010
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明に係る電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアの流動性評価方法は、多面的な情報により、フェライトキャリア芯材又はフェライトキャリアの小粒径化に対応した測定が行なえると共に、フェライトキャリア芯材又はフェライトキャリアの粉体としての特性をつぶさに把握することができ、従来に無いレベルで、フェライトキャリア芯材又はフェライトキャリアの有する機能を選別可能となる。その結果、コピー機等の電子写真現像装置の装置毎の特性に合わせた電子写真用フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリアにより付加価値の高い機能を設計し、選別することが可能となる。
【図１】
2016191736.tif 000011
【図２】
2016191736.tif 000012
【図３】
2016191736.tif 000013
【図４】
2016191736.tif 000014
【図５】
2016191736.tif 000015