JP2000347477A

JP2000347477A - 帯電用磁性粒子の再生方法、帯電部材の再生方法及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2000347477A
Application number: JP11161112A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Aida; 修一會田; Marekatsu Mizoe; 希克溝江; Toshio Takamori; 俊夫高森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】電子写真感光体を帯電する用途に適した繰り
返し使用可能な帯電用磁性粒子の再生方法、帯電用磁性
粒子を有する帯電部材の再生方法及び該帯電部材を有す
るプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】被帯電体を帯電するための帯電部材に用
いられる帯電用磁性粒子を使用した後、酸またはアルカ
リに浸漬することによる帯電用磁性粒子の再生方法、電
圧が印加される導電性部分を有する磁石体に、磁性粒子
を保持させ被帯電体を帯電する帯電部材において、その
使用後に、該磁性粒子を除去し、該磁性粒子を酸または
アルカリに浸漬した後に、該磁石体に保持させることに
よる帯電部材の再生方法、記帯電部材の再生方法によっ
て再生された帯電部材を有する、電子写真装置に着脱自
在なプロセスカートリッジ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体な
どの被帯電体を帯電する帯電装置に用いられる帯電用磁
性粒子及び帯電部材の再生方法に関し、更には、該再生
方法により再生された帯電部材を有するプロセスカート
リッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々
の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該
潜像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて
紙などの転写材にトナー画像を転写した後、熱・圧力な
どにより転写材上にトナー画像を定着して複写物を得る
ものである。また、転写材上に転写されずに感光体上に
残ったトナー粒子はクリーニング工程により感光体上よ
り除去される。

【０００３】このような電子写真法での感光体の帯電手
段としては、いわゆるコロナ放電を利用した手段が多く
用いられているが、一方で、ローラ（帯電ローラ）やブ
レード（帯電ブレード）など弾性体を有する導電性部
材、導電化処理を施した繊維などをブラシ状に形成した
導電性部材（帯電ファーブラシ）、また磁性粒子を磁石
体にてブラシ状に保持した導電性部材（帯電磁気ブラ
シ）などを感光体の帯電手段として用いる技術（例え
ば、特開昭５９−１３３５６９号公報、特開平６−３０
１２６５号公報及び特開平７−７２６６７号公報など）
が多数開発されている。これらの技術によれば、導電性
部材を感光体表面に接触させて、その接触部分近傍に狭
い空間を形成した状態で、導電性部材に電圧を印加する
とパッシェンの法則で解釈できるような放電を形成する
ことによりオゾン発生を極力抑さえることができるの
で、オゾン捕獲のための手段が不要または軽減できるた
め、装置の小型化やコスト低減などが可能となる。

【０００４】更には、別の試みとして、上記帯電ロー
ラ、帯電ファーブラシや帯電磁気ブラシなどの導電性部
材を感光体に接触させて電圧を印加し、感光体表面にあ
るトラップ準位に電荷を注入して接触注入帯電を行う技
術が検討されている。

【０００５】これらのいわゆる接触帯電部材において
は、帯電部材、装置としての形態がどのようなものであ
っても感光体の帯電を均一に行うためには、帯電部材と
感光体との接触状態をできるだけ均一に保つ必要があ
り、そのためには一定の圧力をもって帯電部材を感光体
に押し付けておく必要がある。特に、弾性体や繊維を用
いた帯電部材では、均一な当接状態を確保するためには
比較的大きな圧力が必要であり、そのためにトナーが感
光体に押し付けられて固着する現象（融着）が発生し易
い傾向にある。これに対して、帯電磁気ブラシにおいて
は、感光体との接触部が無数の小さな磁性粒子によって
形成されるため、均一な当接状態を得るためにそれほど
大きな圧力を必要としないため、融着発生を大幅に軽減
できるという利点がある。

【０００６】また、電荷注入による帯電方式において
は、放電が伴わないために感光体削れやいわゆる放電生
成物の影響を軽減あるいは無視することができるため、
電子写真装置を長期にわたって使用するのには有利であ
るという利点がある。

【０００７】このような観点から、特に近年において
は、例えば、特開平８−６３５５号公報、特開平８−６
９１４９号公報、特開平８−６９１５５号公報、特開平
８−６９１５６号公報及び特開平８−１０６２００号公
報などに開示されるように、特に、磁性粒子を用いた磁
気ブラシ接触注入帯電装置の検討が盛んに行われてい
る。

【０００８】これら感光体の帯電用途に用いられる帯電
用磁性粒子は、粒子同士の接触・摺擦や現像剤との接触
・摺擦などによる発熱などで、磁性粒子表面にトナー成
分や感光体成分からなる付着物の膜が形成され、いわゆ
るスペントが生じる。従って、帯電用磁性粒子の使用時
間の増加とともに、感光体を帯電する特性が低下し、実
用に適さなくなってしまう。この現象を少しでも軽減す
るために磁性体の表面を処理する提案がなされており、
使用時間を延ばす効果は認められるものの、やはりスペ
ントによる特性低下は避けられなかった。

【０００９】従来は、このような特性低下した部分は、
回収・廃却されていたが、環境に対する配慮や資源の有
効活用といった観点から、再利用を前提とした材料設計
の重要性が増加している。電子写真に用いられる磁性粒
子としては、主に、現像剤として、トナーを担持し静電
潜像を現像する用途に用いられることが広く知られてい
るが、この用途における再生方法としては、例えば、特
開昭４７−１２２８６号公報、特開昭６３−２１２９４
５号公報、特開平６−１４９１３２号公報及び特開平７
−７２６６５号公報などに加熱処理による現像剤の再生
に関する技術が、また、特開平３−８９２５４号公報及
び特開平６−１４９１３２号公報などには溶剤洗浄によ
る現像剤の再生に関する技術が、更には特開平７−２８
２８０号公報には研磨材混合による現像剤の再生に関す
る技術が提案されている。

【００１０】しかしながら、例えば加熱処理では、磁性
粒子自体の特性変化を抑えるためには、使用可能な加熱
条件の範囲が狭い、複数回繰り返す必要がある、また工
程が複雑であるなどの制約があり、汎用性やコスト面か
ら問題となる場合がある。一方、溶剤処理においても、
表面コート材との兼ね合いから使用できる溶剤が制約さ
れるため実用性の面で問題がある。更には、研磨材混合
では、磁性粒子表面（特にコート品）の損傷を防ぐため
には研磨材、撹拌機及び撹拌条件などに大きな配慮が必
要であるだけでなく処理後に研磨材を分離する工程が必
要であり、工程が複雑化することによるコストアップの
可能性を否めない。

【００１１】しかも、いずれの方法も現像剤としての磁
性粒子の再生を前提にしたものであり、これらの技術に
おいては、当然のことながら、現像剤としての好ましい
特性、組成や効果という観点からの検討はなされている
が、全く別の用途（即ち感光体帯電用途）としての磁性
粒子に関しては検討がなされていない。

【００１２】ところで、従来の電子写真プロセスにおけ
るクリーニング工程は、ブレードクリーニング、ファー
ブラシクリーニング及びローラークリーニングなどが一
般的である。いずれの方法もクリーニング部材を感光体
に押し付けて、力学的に転写残余のトナーを掻き落とす
か、またはせき止めて廃トナー容器へと捕集するもので
あった。従って、クリーニング部材が感光体表面に押し
当てられることに起因する問題（例えば、クリーニング
部材を強く押し当てることにより感光体を摩耗させ感光
体が短命化する）が生じることがあった。他方で、装置
面からみると、このようなクリーニング装置を具備する
ために装置が必然的に大きくなり、装置のコンパクト化
を困難なものとしていた。これらを解決し、装置小型化
やエコロジーの観点からトナーの有効活用を達成するに
は、廃トナーの出ないシステムの開発が望まれていた。

【００１３】これに対応するものとして、現像同時クリ
ーニングまたはクリーナレスと称される技術を挙げるこ
とができる。クリーナレスシステムを成り立たせるため
には、例えば、特開平８−２４０９２５号公報にあるよ
うに、感光体帯電時のコロナあるいは放電を利用し転写
残りのトナーを感光体と同極性に制御し反転現像法によ
り現像同時クリーニングを行うことが１つの方法として
あげられる。

【００１４】しかし、帯電器として磁気ブラシを用いる
と、感光体帯電時のコロナあるいは放電を利用せずに、
摩擦帯電により転写残りのトナーの極性を制御しつつ、
感光体を帯電することができる。公知の技術としては、
例えば、特開平４−２１８７３号公報、特開平６−１１
０２５３号公報、特開平６−１１８８５５号公報、特開
平８−２２１５０号公報、特開平８−６９１５５号公
報、特開平９−２８８４０７号公報、特開平９−２８８
４０８号公報及び特開平９−２８８４０９号公報などに
開示されるように、磁気ブラシ帯電装置を用いるクリー
ナレス技術が多数検討されている。これらの技術によれ
ば、感光体上の転写残りのトナー（転写の影響を受け、
帯電極性としてはマイナスからプラスまでさまざまに分
布する）を回転摺擦する磁気ブラシ帯電装置にて、掻き
とりながら、感光体を帯電しつつ磁気ブラシを構成する
磁性粒子とトナーの摩擦帯電において転写残りのトナー
を所望の極性に揃えることが可能である。

【００１５】従って、いわゆる放電現象を利用した磁気
ブラシ帯電装置においても、放電または磁気ブラシを構
成する磁性粒子とトナーとの摩擦帯電を利用し、独立の
クリーナー装置がなくとも鮮明な画像形成が可能とな
る。

【００１６】更には、放電現象を利用しない接触注入帯
電方法を用いたときにも、磁性粒子と転写残りのトナー
の摩擦帯電を利用し、所望の極性に制御することによ
り、独立のクリーナー装置がなくとも鮮明な画像形成が
可能となる。

【００１７】即ち、クリーナレスシステムに使用される
帯電用磁性粒子においては、磁性粒子同士の接触に対し
て、対トナーの摩擦帯電を制御、維持し、かつ感光体を
所定の電位に帯電するという機能が求められている。帯
電用磁性粒子は、現像剤などに用いられるキャリアと類
似しているが、求められる機能が全く異なるために、当
然のことながら、異なる特性、構成を有するものであ
る。

【００１８】上述の通り、感光体帯電用途としての磁性
粒子の再生技術については、十分なされていないのが実
状であり、好適な再生に関する技術開発が必要となって
いる。

【００１９】更に、クリーナシステムにおいては、帯電
用磁性粒子とトナー成分との接触の機会が多くなること
が予想されることから、特にクリーナレス技術において
は、帯電用磁性粒子の好適な再生技術の開発が急務であ
る。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電子
写真感光体を帯電する用途に適した繰り返し使用可能な
帯電用磁性粒子、具体的には、使用後の帯電用磁性粒子
の好適な再生方法、帯電用磁性粒子を有する帯電部材の
再生方法及び該帯電部材を有するプロセスカートリッジ
を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、被帯電体を帯
電するための帯電部材に用いられる帯電用磁性粒子を使
用した後、酸またはアルカリに浸漬することを特徴とす
る帯電用磁性粒子の再生方法である。

【００２２】また、本発明は、電圧が印加される導電性
部分を有する磁石体に、磁性粒子を保持させ被帯電体を
帯電する帯電部材において、その使用後に、該磁性粒子
を除去し、該磁性粒子を酸またはアルカリに浸漬した後
に、該磁石体に保持させることを特徴とする帯電部材の
再生方法である。

【００２３】また、本発明は、帯電部材、及び電子写真
感光体、現像装置及びクリーニング装置の群より選ばれ
た少なくとも１つを一体に支持し、該帯電部材として、
上記帯電部材の再生方法によって再生された帯電部材を
有することを特徴とする、電子写真装置に着脱自在なプ
ロセスカートリッジである。

【００２４】本発明によれば、感光体の帯電用途に用い
られたことによる付着物（いわゆる汚染やスペント）に
よって感光体帯電特性の低下した磁性体を回収し、付着
物を酸またはアルカリに浸漬し溶解除去するという簡便
な方法によって優れた感光体帯電特性を回復させること
ができるため、優れた帯電用磁性粒子の再生方法を提供
することができる。従って、使用済み帯電用磁性粒子を
本発明の再生方法によって再生処理を行うことで、繰り
返し使用可能な磁性粒子及びこれを用いた帯電部材及び
プロセスカートリッジを得ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】磁性粒子を帯電用途に使用したと
きの、表面の付着物の成分としては、トナー成分起因の
物質と感光体成分起因の物質を主成分とするために、樹
脂成分（溶剤可溶分と不溶のゲル分とを含み種々の分子
量分布を持つ）及び添加剤類（溶剤可溶分と不溶分から
なる）など及びトナーを構成する外添剤などの無機成分
から構成される。トナーを構成する無機成分において
は、現像剤の高湿特性の観点から比較的抵抗の高いもの
が使用されることが多く、これらの高抵抗成分が、帯電
用磁性粒子表面に強固に付着することにより、帯電用磁
性粒子の劣化が起こる。

【００２６】このように、表面の汚染された使用後の帯
電用磁性粒子を酸またはアルカリにて溶解洗浄すること
により、汚染表面近傍における磁性粒子表面自体を溶解
するため、汚染物を遊離させ、ほぼ完全に除くことが可
能となる。つまり、酸またはアルカリを使用すること
で、樹脂成分や無機成分を問わず磁性粒子表面から除く
ことができるため、非常に効率の良い方法である。

【００２７】このとき、酸を使用する場合はＰＨ（水素
イオン濃度指数）が３以下が好ましく、アルカリを使用
する場合は、ＰＨが１２以上が好ましい。ＰＨが３より
大きく１２より小さいと磁性粒子表面の溶解の進みが遅
延し、特性の回復が不十分な場合があるからである。更
に好ましくは、ＰＨが２以下である。酸に浸漬する工程
で使用される酸は、好ましくは、酸性を示す水である。
酸の濃度は、大である方が溶解性が高く、また、温度が
高い方が溶解力が高い。使用可能な酸としては例示する
と塩酸、硫酸、硝酸及びフッ酸などが用いられる。ま
た、アルカリを使用する場合は、水酸化ナトリウム及び
水酸化カリウムなどの水溶液が用いられる。

【００２８】使用後の磁性粒子を溶解する際は、撹拌ま
たは必要に応じて加熱及び超音波分散などの手段を併用
することができる。

【００２９】また、遊離した汚染物を除くために、デカ
ンテーション、磁力により磁性粒子を拘束しながらのデ
カンテーション及び遠心分離などが利用できる。

【００３０】更に好ましくは、酸またはアルカリ洗浄後
に水による洗浄工程を加え、該洗浄液のＰＨが５以上９
以下となるまで水により洗浄することが好ましい。再生
後の帯電用磁性粒子の保存安定性を向上させるためであ
る。

【００３１】酸またはアルカリによる溶解工程後は、風
乾、熱風乾燥、減圧乾燥及び流動層による乾燥などによ
り、水分を除去することが好ましい。

【００３２】本発明において、再生が可能な帯電用磁性
粒子としては、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ及びＬｉ
などを含むフェライト粒子である。

【００３３】再生された磁性粒子は、電圧が印加される
導電性を有する磁石体に保持され帯電部材として使用す
る。ここで、電圧が印加される導電性を有する磁石体と
は、例えば、磁石体を内包する導電性非磁性スリーブ、
多極の導電性材質により形成されたマグローラー、磁性
粒子を分散したプラスチックマグローラー表面に、導電
性部分をコーティングしたり、導電性樹脂チューブを被
覆したもの、また金属箔を巻き付け導電性部分を形成し
たものなどである。

【００３４】また、帯電部材の製造に当たっては、再生
させた磁性粒子とそれよりも粒径の大きい磁性粒子を混
合して形成するのが好ましい。再生帯電用磁性粒子は、
酸またはアルカリにより溶解しているため、その粒径が
再生前よりも小さくなっているので、そのまま繰り返し
使用すると粒径が小さくなり過ぎ、使用中の磁性粒子漏
れを起こす場合があるからである。

【００３５】更には、再生された帯電用磁性粒子の抵抗
値Ｒ１と混合される表面が溶解されていない粒子の抵抗
値Ｒ２には、０．１＜Ｒ１／Ｒ２＜１０の関係を満たすことが、更にはＲ１＜Ｒ２なる関係が成立することが好ましい。上記範囲とするこ
とで、再生された帯電用粒子の特性が新品とそん色無
く、また、再生された粒子がもれ易くなるという懸念も
少ない。

【００３６】磁性粒子の体積抵抗の測定方法は、図１に
示すセル１０に磁性粒子を充填し、該磁性粒子に接する
よう電極１１及び１２を配し、該電極間に電圧を印加
し、その時流れる電流を測定することで得た。測定条件
は、２３℃、６５％の環境で充填磁性粒子と電極との接
触面積２ｃｍ²、厚み１ｍｍ、上部電極に１０ｋｇ、印
加電圧１００Ｖである。１３はガイドリング、１４は電
流計、１５は電圧計、１６は定電圧装置、１７は測定サ
ンプル、１８は絶縁物である。

【００３７】その混合量としては、再生された粒子の存
在量として１〜１００重量％、好ましくは１０〜１００
重量％である。存在量が１重量％未満では、再利用によ
る利用効率が低過ぎ、更には、１０重量％以上であると
利用効率が高く好ましい。

【００３８】また、電子写真特性を保持するため、再生
された帯電用磁性粒子に対しては、適当な表面処理や表
面に被覆を施すことが好ましい。

【００３９】樹脂被覆が好ましく用いられる場合は、ア
クリル系樹脂としては、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、アク
リル酸ドデシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル及びメ
タクリル酸ドデシルなどのα−メチレン脂肪族モノカル
ボン酸エステル、アクリル酸パーフルオロアルキル及び
メタクリル酸パーフルオロアルキルなどの単独重合体ま
たは共重合体、及び、スチレン及びクロルスチレンなど
のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン及びイ
ソブチレンなどのモノオレフィン；酢酸ビニル、プロピ
オン酸ビニル、安息香酸ビニル及び酪酸ビニルなどのビ
ニルエステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエ
ーテル及びビニルブチルエーテルなどのビニルエーテ
ル；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン及びビ
ニルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類との共
重合体などが挙げられる。

【００４０】フッ素樹脂としては、例えばフッ化ビニ
ル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロ
トリフロオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、
テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、
パーフルオロアルキルアクリレート及びパーフルオロア
ルキルビニルエーテルなどと他のモノマーとの溶剤可溶
性の共重合体が挙げられる。

【００４１】また、本発明で結着樹脂として用いられる
シリコーン樹脂としては、例えば信越シリコーン社製Ｋ
Ｒ２７１、ＫＲ２８２、ＫＲ３１１、ＫＲ２５５、ＫＲ
１５５（ストレートシリコーンワニス）、ＫＲ２１１、
ＫＲ２１２、ＫＲ２１６、ＫＲ２１３、ＫＲ２１７、Ｋ
Ｒ９２１８（変性用シリコーンワニス）、ＳＡ−４、Ｋ
Ｒ２０６、ＫＲ５２０６（シリコーンアルキッドワニ
ス）、ＥＳ１００１、ＥＳ１００１Ｎ、ＥＳ１００２
Ｔ、ＥＳ１００４（シリコーンエポキシワニス）、ＫＲ
９７０６（シリコーンアクリルワニス）、ＫＲ５２０
３、ＫＲ５２２１（シリコーンポリエステルワニス）や
東レシリコーン社製のＳＲ２１００、ＳＲ２１０１、Ｓ
Ｒ２１０７、ＳＲ２１１０、ＳＲ２１０８、ＳＲ２１０
９、ＳＲ２４００、ＳＲ２４１０、ＳＲ２４１１、ＳＨ
８０５、ＳＨ８０６Ａ及びＳＨ８４０などが用いられ
る。

【００４２】本発明の樹脂被覆磁性粒子の製造方法とし
ては、導電性微粒子及び被覆樹脂を適当な溶媒に溶解さ
せて調製したコート層溶液中に被コート材粒子を浸漬さ
せた後、スプレードライヤーを用いて溶剤を揮発させて
コート層を形成させる方法、あるいは一般的な流動床コ
ーティング装置中に被コート材粒子を入れ流動床を形成
させながらコート層溶液をスプレーしつつ乾燥させ、徐
々にコート層を形成させる方法などが挙げられる。

【００４３】また、チタン、珪素、アルミニウム及びジ
ルコニウムの群から選ばれたカップリング剤も好ましく
用いられるが、少なくとも１つの中心元素とＣ₆以上の
アルキル鎖とを有するカップリング剤の存在量が、磁性
粒子１００重量部に対して０．０００１〜０．５重量％
であることが更に好ましい。アルキル基がＣ₆以上であ
ると、感光体にたいする負荷も小さく、削れ量が少ない
という効果と、帯電用途の磁性粒子特有の問題点である
磁性粒子同士の摺擦に対して抵抗力があり、その表面性
が変化しにくいという特徴を持ち、帯電磁気ブラシから
の飛散が少ないという効果を有する。

【００４４】このような構造をもつカップリング剤の例
としては、（ＣＨ₃Ｏ）₃−Ｓｉ−Ｃ₁₂Ｈ₂₅ （ＣＨ₃Ｏ）₃−Ｓｉ−Ｃ₁₈Ｈ₃₇ （ＣＨ₃Ｏ）₃−Ｓｉ−Ｃ₈Ｈ₁₇ （ＣＨ₃Ｏ）₂−Ｓｉ−（Ｃ₁₂Ｈ₂₅）₂

【００４５】

【化１】

【００４６】

【化２】

【００４７】平均粒径の測定はレーザー回折式粒度分布
測定装置ＨＥＬＯＳ（日本電子製）を用いて、０．５〜
３５０μｍの範囲を３２対数分割して測定し、体積５０
％メジアン径をもって平均粒径とした。なお、全体の平
均粒径は、光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡により、
ランダムに１００個以上抽出し、水平方向最大弦長をも
ってその粒径としてもよい。

【００４８】本発明の再生帯電用磁性粒子を用いた装置
において、感光体としては従来公知のものが使用される
が、特に、帯電方式として注入帯電方式を採用する場合
には、感光体の表面に電荷注入層を形成する。その体積
抵抗値は、１×１０⁸〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲である
が、好ましくは、画像流れなどの面から１×１０¹⁰〜１
×１０¹⁵Ωｃｍ、更に好ましくは環境変動なども考慮す
ると１×１０¹²〜１×１０¹⁵Ωｃｍである。電荷注入層
の体積抵抗の測定方法は、表面に導電膜を蒸着させたポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）上に電荷注入層を
作成し、これを体積抵抗測定装置（ヒューレットパッカ
ード社製４１４０ＢｐＡＭＡＴＥＲ）にて２３℃、６
５％の環境で１００Ｖの電圧を印加し測定すればよい。

【００４９】電荷注入層としては、絶縁性の結着樹脂に
光透過性でかつ導電性の粒子を適量分散させて上記抵抗
範囲に調整した材料で構成する方法や、上記抵抗を有す
る無機層を形成する方法など、種々の方法から目的に応
じて選択される。

【００５０】第１の方法として例えば、絶縁性の結着樹
脂に光透過性でかつ導電性の粒子を適量分散させた材料
を用いて電荷注入層を形成する場合、結着樹脂として
は、既知の材料の中から選択して使用することができ、
また、導電性の粒子としては、その粒径は、透光性の観
点から０．３μｍ以下が好ましく、最適には、０．１μ
ｍ以下である。結着樹脂１００重量部に対して２〜２５
０重量部好ましくは２〜１９０重量部である。２重量部
よりも少ないと、好ましい体積抵抗値が得られにくく、
２５０重量部を超えると膜強度が低下する傾向があり、
電荷注入層が削れ易くなる傾向にある。電荷注入層の膜
厚は、好ましくは０．１〜１０μｍ、最適には１〜７μ
ｍである。

【００５１】更には、帯電特性や離型性などの向上のた
め電荷注入層に滑材粒子を含有させてもよい。滑材粒子
としては、臨界表面張力の低い、フッ素樹脂、シリコー
ン樹脂またはポリオレフィン樹脂を用いるのが好まし
く、中でも４フッ化ポリエチレン樹脂が最適である。こ
の場合、滑材粉末の添加量は、好ましくは結着樹脂１０
０重量部に対して２〜５０重量部、より好ましくは５〜
４０重量部である。

【００５２】第２の方法として例えば、無機層を電荷注
入層として形成する場合は、その下層の光導電層は、ア
モルファスシリコンであることが好ましく、グロー放電
などによってシリンダー上に阻止層、光導電層及び電荷
注入層を順次形成することが好ましい。

【００５３】また、感光層としては、従来公知のものが
使用できる。例えば、有機材料であれば、フタロシアニ
ン顔料及びアゾ顔料などが挙げられる。更に、表面保護
層と感光層の間に中間層を設けることもできる。このよ
うな中間層は、保護層と感光層の接着性を高め、あるい
は電荷のバリアー層として機能させることを目的とす
る。中間層としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリ
ル樹脂及びシリコーン樹脂など市販の樹脂材料が使用可
能である。感光体用の導電性基体としては、アルミニウ
ム、ニッケル、ステンレス及びスチールなどに金属や導
電性膜を有するプラスチックあるいは硝子、また導電化
した紙などを用いることができる。

【００５４】本発明の帯電用磁性粒子を用いた磁気ブラ
シ帯電装置の構成としては、磁性粒子保持部材として、
マグネットロール、または、内部にマグネットロールを
持つ導電性スリーブの表面に磁性粒子を均一にコーティ
ングしたものが好適に用いられる。

【００５５】帯電用磁性粒子保持部材に保持される帯電
用磁性粒子の量は、好ましくは、５０〜５００ｍｇ／ｃ
ｍ²、更に好ましくは１００〜３００ｍｇ／ｃｍ²で安
定した帯電性を得ることができる。また、帯電装置内に
余分の帯電用磁性粒子を保持し、循環などさせてもよ
い。

【００５６】該磁気ブラシは、感光体の移動方向に対し
て、その接触部分において順、逆の移動方向を問わない
が、転写残りのトナーの取り込み性の観点からは逆方向
に移動するのが好ましい。

【００５７】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明するが、
これらによって本発明が限定されるものではない。

【００５８】［実施例１］Ｆｅ₂Ｏ₃ ５４モル％ＭｎＯ３５モル％ＭｇＯ１１モル％

【００５９】以上を乾式混合し、１０００℃にて仮焼を
行った後に、該仮焼物１００重量部に対しリン０．６重
量部を加え、結着樹脂及び分散剤と共にボールミルに
て、粉砕混合した後、スプレードライヤーにて造粒し、
酸素濃度を調整しながら１１５０℃にて焼成を行い、平
均径２５μｍの粒子を得た。

【００６０】この粒子１００重量部に対し、イソプロポ
キシトリイソステアロイルチタネート０．１重量部及び
トルエン５０重量部を加え、撹拌しながらトルエンを除
去した後に、２００℃にて１時間のキュアリングを行
い、帯電用磁性粒子１を得た。抵抗値は５×１０⁷Ωｃ
ｍである。

【００６１】評価用機械である電子写真装置を以下のよ
うに準備した。まず、電子写真装置としてレーザービー
ムを用いたデジタル複写機（キヤノン製：ＧＰ５５）を
用意した。該装置の概略は、感光体の帯電手段としてコ
ロナ帯電器を備え、現像手段として１成分ジャンピング
現像方法を採用した１成分現像器を備え、転写手段とし
てコロナ帯電器、ブレードクリーニング手段及び帯電前
露光手段を備える。また、感光体帯電器、クリーニング
手段及び感光体は一体型のユニットとなっている。プロ
セススピード１５０ｍｍ／ｓである。該デジタル複写機
を以下のように改造を施した。

【００６２】まず、プロセススピードを２００ｍｍ／ｓ
とした。

【００６３】現像部分を１成分ジャンピング現像から、
２成分現像剤を使用可能にするために改造を行った。更
に、帯電部分にマグネットローラーを内包した直径１６
ｍｍの導電性非磁性スリーブを配し、帯電用磁気ブラシ
を形成する。更に、コロナ帯電器を用いた転写手段をロ
ーラー転写方式に変更し、帯電前露光手段を取り除い
た。

【００６４】帯電部分の導電性スリーブと感光体とのギ
ャップは、０．５ｍｍと設定した。

【００６５】また、現像バイアスは、−５００Ｖの直流
成分に１０００Ｖｐｐ／３ＫＨｚの矩形波を重畳する。

【００６６】更に、クリーニングブレードを取り去り、
クリーナレス複写装置とした（デジタル複写機）。更
に、感光体と磁気ブラシ帯電器及び２成分現像器を一体
型のプロセスカートリッジとし着脱自在とした。図２に
概略図を示す。図２中、２０はプロセスカートリッジ、
２１は帯電器、２２は磁石内包非磁性導導スリーブ、２
３は本発明の磁性粒子、２４は画像露光光、２５は感光
体、２６は現像器、２７は現像用磁石内包非磁性導電ス
リーブ、２８は現像剤撹拌子、２９は現像剤、３０は転
写ローラー、３１は転写紙、３２は搬送ベルト、３３は
定着装置である。

【００６７】帯電用磁性粒子１を５０ｇ装填し、そのコ
ーティング密度が１８０ｍｇ／ｃｍ ²となるように調整
し、磁気ブラシ帯電装置を作成した。感光体として、そ
の表面層が、アクリル樹脂、酸化錫及びＰＴＦＥ微粒子
からなる、表面層の抵抗値が５×１０¹²Ωｃｍである、
電荷注入層を備えたものを用いた。この帯電装置を用い
た注入帯電方式を採用し、改造デジタル複写機で耐久試
験を行った。

【００６８】使用した現像剤は、スチレンアクリル樹脂
に荷電制御剤及び着色剤としてのカーボンブラックを加
え、溶融混練粉砕分級したトナー組成物１００重量部に
疎水化されたシリカと疎水化された酸化チタンをそれぞ
れ１重量部乾式混合することにより得られた平均径７．
５μｍのトナーと、シリコーン樹脂を被覆した平均径５
０μｍの現像フェライトキャリアとを混合したものを用
いた。

【００６９】評価モード：２０％文字原稿、Ａ４横送
り、連続通紙帯電装置への印加バイアス：直流電圧−７００Ｖ及び１
ｋＨｚ、７００Ｖｐｐの矩形波交流成分耐久環境：２５℃／相対湿度６０％

【００７０】必要に応じてトナーやその他消耗品などを
補給、交換しながら耐久試験を行ったところ、初期から
画像出し３００００枚までは良好な画像が得られた。帯
電電位収束性を測定したところ、初期が９７％、３００
００枚後が９２％であった。その後、耐久試験を再開し
たところ、まもなくややかぶりが発生した。この時の帯
電電位収束性は８３％であった。

【００７１】なお、本発明における帯電電位収束性と
は、帯電安定性を示す指標であり、印加した直流電圧
（Ｖ_DC）に対する感光体帯電電位（Ｖ_D）の比、即ち｜
Ｖ_D｜×１００／｜Ｖ_DC｜（％）で表わされる。本発明
においては、直流電圧−７００Ｖ及び１ＫＨｚ、７００
Ｖｐｐの矩形波交流成分を印加しているので、感光体の
帯電電位が直流成分である−７００Ｖの何％に到達する
かを表している。

【００７２】その汚染量は、以下のように測定される。
汚染量は、磁性粒子を水洗い乾燥し、熱天秤による分析
において、窒素雰囲気中での、温度１５０℃から４００
℃までの質量減少分から使用前磁性粒子の質量減少分を
差し引いた量をサンプル量に対する百分率で表す。

【００７３】表面の無機物汚染量は以下のように測定さ
れる。試料をセロテープ上に付着させ、カーボンシート
上に固定する。使用装置は、ＰＨＩ社製１６００Ｓ型Ｘ
線光電子分光装置を用い、Ｘ線源としてＭｇＫα線（４
００Ｗ）、分析領域８００μｍΦにて行った。測定され
た各元素比のピーク強度より、ＰＨＩ社提供の相対感度
因子を用い、表面原子濃度を見積もった。各元素表面濃
度Ａｔｏｍｉｃ％を、磁性粒子組成を形成する元素のう
ち鉄を除いたものの内、最も存在比率の多いもの、本実
施例の場合はＭｎ元素を１とした場合の、トナーの外添
剤構成元素である、珪素及びチタン、Ｓｉ／Ｍｎ表面濃
度比率、Ｔｉ／Ｍｎ表面濃度比率をもって無機物汚染量
とする。

【００７４】この方法により、得られた３００００枚後
の汚染量は０．９重量％。また、表面無機物汚染量は、
初期の値に対して、Ｓｉ／Ｍｎ表面濃度比率が１０倍、
Ｔｉ／Ｍｎ表面濃度比率が２０倍であり、表面の汚染が
感光体帯電特性の劣化を裏付けている。

【００７５】このような特性の得られた使用済みの磁性
粒子を回収した。回収した磁性粒子を濃塩酸を１０倍に
希釈した、３．５重量％塩酸水溶液（ＰＨは１．５以下
である）に浸漬撹拌し、表面を溶解した。その後、水に
て洗浄を繰り返し、洗浄水のＰＨが５．５となったとこ
ろで、乾燥工程へと移行した。平均径は２０μｍであっ
た。

【００７６】前記と同様の分析を行ったところ、汚染量
は検出不可能なレベルであり、また、初期の値に対し
て、Ｓｉ／Ｍｎ表面濃度比率が１倍、Ｔｉ／Ｍｎ表面濃
度比率０倍という結果になり、ほぼ初期状態の表面に回
復していた。ここで、Ｔｉ／Ｍｎ表面濃度比率０倍とな
った理由は、初期状態にチタンを含むカップリング剤で
表面を処理していたものが、溶解したためと考えられ
る。

【００７７】この平均径２０μｍの再生磁性粒子１００
重量部に対して、イソプロポキシトリイソステアロイル
チタネート０．１重量部及びトルエン５０重量部を加
え、撹拌しながらトルエンを除去した後に、２００℃で
１時間のキュアリングを行い、帯電用磁性粒子２を得
た。抵抗値は２×１０⁷Ωｃｍである。

【００７８】この帯電用磁性粒子２を用いて、同様に耐
久試験を行った結果３００００枚時の帯電電位収束性を
測定したところ９４％であった。

【００７９】［実施例２］実施例１にて再生された帯電
用磁性粒子２と帯電用磁性粒子１を１：１に混合して用
いる以外は、実施例１と同様な耐久試験を行ったとこ
ろ、３００００枚時の帯電電位収束性を測定したところ
９３％であった。

【００８０】［実施例３］実施例１にて得られた使用済
み帯電用磁性粒子を回収した磁性粒子を濃塩酸を１００
０倍に希釈した、塩酸水溶液（ＰＨは２．３である）に
浸漬撹拌し、表面を溶解した。その後、水にて洗浄を繰
り返し、洗浄水のＰＨが５．５となったところで、乾燥
工程へと移行した。平均径は２４μｍであった。再生磁
性粒子１００重量部に対して、イソプロポキシトリイソ
ステアロイルチタネート０．１重量部及びトルエン５０
重量部を加え、撹拌しながらトルエンを除去した後に、
２００℃で１時間のキュアリングを行い、帯電用磁性粒
子３を得た。抵抗値は２×１０⁸Ωｃｍであった。

【００８１】実施例１と同様に耐久試験を行ったとこ
ろ、１５０００までは問題無かったが、２００００枚時
点でかぶりを生じた。

【００８２】［実施例４］実施例３にて再生された帯電
用磁性粒子３と帯電用磁性粒子１を混合して用いる以外
は、実施例１と同様な耐久試験を行ったところ、３００
００枚時の帯電電位収束性を測定したところ８８％であ
った。

【００８３】［比較例１］実施例１にて得られた、使用
済み粒子を、６００℃に保ったオーブンで２時間保持し
た。得られた粒子を分析すると、汚染量は検出限界以下
であったが、表面無機物汚染量は、初期の値に対して、
Ｓｉ／Ｍｎ表面濃度比率が１０倍、Ｔｉ／Ｍｎ表面濃度
比率が２０倍であり、無機物汚染の除去効果は見られな
かった。

【００８４】この再生帯電用磁性粒子４を用いて、耐久
試験を行ったところ３０００枚でかぶりを生じた。

【００８５】［比較例２］実施例１にて得られた、使用
済み粒子を、界面活性剤と共に水中に超音波分散し、２
時間保持した。得られた粒子を分析すると、汚染量は
０．７重量％、表面無機物汚染量は、初期の値に対し
て、Ｓｉ／Ｍｎ表面濃度比率が８倍、Ｔｉ／Ｍｎ表面濃
度比率が１０倍であり、有機、無機物汚染の除去効果は
若干見られた。

【００８６】この再生帯電用磁性粒子５を用いて、耐久
試験を行ったところ６０００枚でかぶりを生じた。

【００８７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、簡便な
手段で優れた帯電特性を回復することができるので、優
れた帯電用磁性粒子の再生方法が可能となった。また、
長期にわたって良好な帯電特性を有し、繰り返し利用可
能な帯電用磁性粒子を有する帯電部材の再生方法及び該
再生方法によって再生された帯電部材を有するプロセス
カートリッジが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により得られた帯電用磁性粒子の体積抵
抗測定の概略図である。

【図２】本発明により得られた帯電用磁性粒子を有する
帯電部材を有するプロセスカートリッジの一例である。

【符号の説明】

１０測定セル１１，１２電極１３ガイドリング１４電流計１５電圧計１６定電圧装置１７測定サンプル１８絶縁物２０プロセスカートリッジ２１帯電器２２磁石内包非磁性導電スリーブ２３本発明の磁性粒子２４画像露光光２５感光体２６現像器２７現像用磁石内包非磁性導電スリーブ２８現像剤撹拌子２９現像剤３０転写ローラー３１転写紙３２搬送ベルト３３定着装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高森俊夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 CC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体を帯電するための帯電部材に用
いられる帯電用磁性粒子を使用した後、酸またはアルカ
リに浸漬することを特徴とする帯電用磁性粒子の再生方
法。
【請求項２】該酸のＰＨが３以下である請求項１記載
の帯電用磁性粒子の再生方法。
【請求項３】該アルカリのＰＨが１２以上である請求
項１記載の帯電用磁性粒子の再生方法。
【請求項４】電圧が印加される導電性部分を有する磁
石体に、磁性粒子を保持させ被帯電体を帯電する帯電部
材において、その使用後に、該磁性粒子を除去し、該磁
性粒子を酸またはアルカリに浸漬した後に、該磁石体に
保持させることを特徴とする帯電部材の再生方法。
【請求項５】該酸またはアルカリ浸漬後の磁性粒子
と、その平均粒径より大の平均粒径を有する磁性粒子と
の混合物を該磁石体に保持させる請求項４記載の帯電部
材の再生方法。
【請求項６】該酸またはアルカリ浸漬後の磁性粒子
と、浸漬されていない磁性粒子との混合物を該磁石体に
保持させる請求項４または５に記載の帯電部材の再生方
法。
【請求項７】該酸またはアルカリに浸漬された粒子の
抵抗値Ｒ１と混合される、浸漬されていない磁性粒子の
抵抗値Ｒ２が、０．１＜Ｒ１／Ｒ２＜１０である請求項６記載の帯電部材の再生方法。
【請求項８】該酸またはアルカリに浸漬された粒子の
抵抗値Ｒ１と混合される、浸漬されていない磁性粒子の
抵抗値Ｒ２が、Ｒ１＜Ｒ２である請求項７記載の帯電部材の再生方法。
【請求項９】帯電部材、及び電子写真感光体、現像装
置及びクリーニング装置の群より選ばれた少なくとも１
つを一体に支持し、該帯電部材として請求項４乃至８の
いずれかに記載の再生方法によって再生された帯電部材
を有することを特徴とする、電子写真装置に着脱自在な
プロセスカートリッジ。