JPH08227184A - 静電潜像現像用磁性キャリア及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナースペントがなく、被覆材とコアとの接
着性が高く耐久性が高いため、長期使用によっても濃度
低下、かぶりの発生しない現像用キャリアを開発する。 【構成】 強磁性体微粒子と熱硬化性樹脂とからなるコ
ア粒子の表面をシリコーン樹脂で被覆してなる磁性キャ
リアにおいて、前記コア粒子の表面被覆時に純度99.9％
以上の不活性ガスで置換し、該熱硬化樹脂の熱分解温度
をＴ_D（℃）としたとき、下記条件の焼成温度（Ｔ_S）で
焼成されることを特徴とする静電潜像現像用磁性キャリ
ア及びそれを用いた画像形成方法。 Ｔ_D−100（℃）≦Ｔ_S（℃）≦Ｔ_D

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真法や静電印刷法
などに用いられる磁性キャリア及びそれを用いた画像形
成法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーを用いて静電潜像を現像す
る方法としては、カスケード現像法（米国特許第2,618,
552号）や磁気ブラシ現像法（米国特許第2,874,063号）
が知られている。この何れの方法においても２成分系乾
式現像剤が用いられている。

【０００３】この２成分系乾式現像剤は、比較的大きな
キャリア粒子表面上に微小なトナー粒子が、両粒子の摩
擦により発生した静電気力により保持されており、静電
潜像に接近すると、静電潜像が形成する電界によるトナ
ー粒子に対する該潜像方向への吸引力が、トナー粒子と
キャリア粒子間の結合力に打ち勝ってトナー粒子は静電
潜像上に吸引付着されて、静電潜像が可視化されるもの
である。そして、現像剤は現像によって消費されたトナ
ーを補充しながら反復使用される。

【０００４】この場合、トナー粒子は必ず静電潜像担持
体上の所望の像領域へ優先的に引きつけられるよう正確
な帯電性及び電荷の大きさを有していなければならな
い。又、キャリアは長期間の使用中、常にトナー粒子を
所望する極性で、且つ、充分な帯電量に摩擦帯電してい
なければならない。特にキャリアを磁気ブラシ現像法で
用いる場合には、キャリアは適切な磁性も帯びなければ
ならない。

【０００５】そこで、磁気ブラシ現像法で用いるキャリ
アとして、鉄粉キャリア、フェライトキャリア或いはバ
インダー型キャリア（磁性体微粒子を分散させた樹脂粒
子）等が開発されている。

【０００６】鉄粉キャリアには、形状がフレーク状、ス
ポンジ状、球状のものがあるが、真比重が７から８であ
って、嵩密度も３ｇ／cm³から４ｇ／cm³と大きいため
に、現像器中で撹拌するためには大きな駆動力を必要と
し、機械的な損耗が多く、トナーのいわゆるスペント
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。

【０００７】又、フェライトキャリアは球状であって、
真比重は4.5から5.5位であり、嵩密度は２ｇ／cm³から
３ｇ／cm³位であるため、鉄粉キャリアの欠点である重
さをある程度解消し得るが、現像スリーブ又はスリーブ
内の磁石の回転数が大きい高速複写機や汎用コンピュー
タの高速レーザビームプリンタ等に対応するためには未
だ充分ではない。

【０００８】このようなスペント化の問題を解決するた
め、鉄粉キャリアやフェライトキャリアより真比重や嵩
密度が小さいバインダー型キャリアの開発が進められて
いる。バインダー型キャリヤについては、特開昭59-319
67号、特開昭59-24416号、及び特開昭58-136052号など
に記載されるように各種の製法によるキャリアが提案さ
れている。バインダー型キャリアは真比重とかさ密度は
フェライトキャリアより小さくなっているため、現像剤
にかかる機械的ストレスは軽減され、トナースペントが
起きにくくなる。しかしながら現像剤の耐久性のさらな
る向上のためには未だ不十分であり、現像剤全体の寿命
を決定する無視し得ない問題として存在している。

【０００９】一方、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
ているが、未だ満足のいくものは得られていない。例え
ば、スチレン-メタクリレート共重合体、スチレン重合
体などの樹脂で被覆されたキャリアは、帯電特性は優れ
ているが、表面の臨界表面張力が比較的高く、繰り返し
複写するうちに、やはりスペント化が起きるため、現像
剤としての寿命がそれほど長くない。

【００１０】そこで、低表面張力を持つものとして、シ
リコーン樹脂含有の被覆層でコートしたキャリアが提案
されている。例えば、不飽和シリコーン樹脂とオルガノ
シリコーン、シラノールなどをスチレン−アクリル樹脂
と混合してキャリア表面を被覆したもの（米国特許3,56
2,533号）、ポリフェニレン樹脂とオルガノシリコーン
ターポリマー樹脂とで表面を被覆されたキャリア（米国
特許3,847,127号）；スチレン-アクリレート又はメタク
リレート樹脂と、オルガノシラン、シラノール、シロキ
サン等で表面を被覆されたキャリア（米国特許第3,627,
522号）；シリコーン樹脂と正帯電特性を有する窒素含
有樹脂とを含有するコート層で被覆されたキャリア（特
開昭55-127567号）；及び樹脂変性シリコーン樹脂で表
面を被覆されたキャリア（特開昭55-157751号）などが
挙げられる。

【００１１】シリコーン樹脂被覆キャリアにすることに
よって耐スペント性は向上するが、シリコーン樹脂の特
徴である低表面張力のため、被覆されるコアとの接着性
が低く、現像器中での撹拌や感光体との接触等の機械的
なストレスにより、被覆材であるシリコーン樹脂が剥が
れるという欠点を有していた。

【００１２】又、磁性粉を樹脂中に分散させたいわゆる
バインダー型キャリアが特開平4-232967号に示されてい
るが、コア粒子に熱可塑性樹脂を用いているため、高温
で焼成することが困難であり、膜強度に問題を生じる。
また熱硬化性樹脂を使用したバインダー型キャリアも知
られているが、焼成温度が低く膜強度が不十分なものし
か得られていない。そのため、シリコーン樹脂被覆膜の
剥がれが避けられず、キャリアの帯電付与能力が低下
し、画像において濃度低下、かぶりの発生等の欠陥が生
じていた。

【００１３】また、近年は廃棄トナーを少なくすため
に、転写されずに潜像担持体上に残ったトナーを回収
し、現像器に戻して再利用する、いわゆるトナーリサイ
クルシステムを有する複写機が実用化されている。前述
のトナースペント及び膜はがれによる帯電付与能力の低
下問題は、帯電性の劣化したトナーを使用するトナーリ
サイクルシステムにおいて、特に重要な問題となってい
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、トナ
ースペントがなく、被覆材とコアとの接着性が高く耐久
性が高いため、長期使用によっても濃度低下、かぶりの
発生しない現像用キャリアを開発することにある。また
これにより、トナーリサイクルシステムを有する画像形
成装置においても、十分性能を発揮する現像剤を作製で
きる現像用キャリアを開発することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記構
成のいずれかの構成を採る事によって達成される。

【００１６】(１) 強磁性体微粒子と熱硬化性樹脂とか
らなるコアの表面をシリコーン樹脂で被覆してなる磁性
キャリアにおいて、表面被覆時に純度99.9％以上の不活
性ガスで置換しながら、該熱硬化性樹脂の熱分解温度を
Ｔ_D（℃）としたときに下記焼成温度（Ｔ_S）で焼成され
ることを特徴とする静電潜像現像用磁性キャリア。

【００１７】Ｔ_D−100（℃）≦Ｔ_S（℃）≦Ｔ_D (２) 強磁性体微粒子と熱硬化性樹脂とからなるコアの
表面をシリコーン樹脂で被覆してなる磁性キャリアの製
造方法において、表面被覆時に純度99.9％以上の不活性
ガスで置換しながら、該熱硬化性樹脂の熱分解温度をＴ
_D（℃）としたときに下記焼成温度（Ｔ_S）で焼成するこ
とを特徴とする静電潜像現像用磁性キャリアの製造方
法。

【００１８】Ｔ_D−100（℃）≦Ｔ_S（℃）≦Ｔ_D (３) 潜像担持体の潜像を現像してトナー像を形成し、
形成したトナー像を潜像担持体から転写材へ転写して定
着し、画像形成する方法において、強磁性体微粒子と熱
硬化性樹脂とからなるコアの表面をシリコーン樹脂で被
覆してなる磁性キャリアを用い、該キャリアは表面被覆
時に純度99.9％以上の不活性ガスで置換しながら、該熱
硬化性樹脂の熱分解温度をＴ_D（℃）としたときに下記
焼成温度（Ｔ_S）で焼成された静電潜像現像用磁性キャ
リアであることを特徴とする画像形成方法。

【００１９】Ｔ_D−100（℃）≦Ｔ_S（℃）≦Ｔ_D (４) (３)に記載した画像形成方法において、転写後の
潜像担持体をクリーニングして潜像担持体上のトナーを
回収し、回収したトナーを現像器に供給して現像工程に
再使用することを特徴とする画像形成方法。

【００２０】(５) メチルシリコーン樹脂によって被覆
されたことを特徴とする(１)記載の静電潜像現像用磁性
キャリア。

【００２１】本発明では、キャリアを純度99.9％以上の
不活性ガスで置換し、シリコーン樹脂をコアの熱硬化性
樹脂の分解温度を越えない程度に高い温度で焼成させる
ことにより、シリコーン樹脂の縮合が促進され、シリコ
ーン膜の接着強度が向上し、その結果樹脂の剥がれが防
止されるため、安定した帯電付与能力を得ることができ
るものと推定している。このことは、焼成温度が低すぎ
ると充分な被覆強度が得られず、膜の剥がれが生じるこ
と、及び焼成温度がコア粒子の樹脂の分解温度より高い
と、内部に空孔が発生し、キャリア粒子としての機械的
強度に問題を生じ、或いは磁気特性が変化してしまうこ
とからも裏付けられる。そのため、コア粒子の熱分解温
度より低い温度で焼成する必要がある。このため、コア
粒子を構成する熱硬化樹脂の熱分解温度をＴ_D（℃）と
したときにＴ_D−100（℃）以上Ｔ_D（℃）以下で焼成さ
せることが必須であり、Ｔ_D−70（℃）以上Ｔ_D−10
（℃）以下で焼成させることが好ましい。

【００２２】また、上述の温度で焼成を行うためには、
不活性ガス99.9％以上の雰囲気下にすることも必須であ
り、そうでない場合には、コア粒子の樹脂の分解が促進
されたり、磁性粉の酸化に伴う磁気特性の変化、シリコ
ーン樹脂の分解等、材料の変化が生じる。

【００２３】不活性ガスとは本発明の焼成温度でもコア
粒子を構成する熱硬化性樹脂や、磁性粉と化学反応を起
こさないような気体であり、具体的にはヘリウム、ネオ
ン、アルゴン等の希ガス類の他、窒素が挙げられるが、
特に窒素、アルゴンが好適に使用される。

【００２４】

【作用】本発明のキャリアは、強磁性体微粒子と熱硬化
性樹脂とを混合してなるコア粒子を、該コア粒子をシリ
コーン樹脂で被覆時に、不活性ガス99.9％以上の雰囲気
下で、該熱硬化樹脂の分解温度をＴ_D（℃）としたとき
に前記した関係を満たす焼成温度（Ｔ_S）で焼成するこ
とによって得られる。本発明におけるコア粒子の表面被
覆時、即ちコア粒子のシリコーン樹脂被覆時は、コア粒
子表面をシリコーン樹脂で被覆している時だけでなく、
被覆後に不活性ガス存在下で焼成する場合も含むもので
ある。

【００２５】ここでいう強磁性体微粒子と熱硬化性樹脂
との混合体であるコア粒子は、熱硬化性樹脂と強磁性
体微粉末を溶融混練後、硬化剤を加えて熱硬化させ、そ
の結果得られた硬化物を粉砕分級する方法熱硬化性樹
脂をトルエン等の溶剤に溶解し、さらに磁性体微粉末を
分散した後噴霧造粒乾燥し、更に加熱硬化後、分級する
方法熱硬化性重合体を与える単量体を磁性体微粒子の
存在下で造粒重合し、硬化させる方法等が挙げられる。
上述の方法のうち、球形化が容易であり、高硬度のキャ
リヤ粒子が得られるの方法が好ましい。の方法とし
ては特開平2-220068号に記載の方法などが挙げられるが
これに限られるものではない。

【００２６】複合体コア粒子を構成する熱硬化性樹脂と
しては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エ
ポキシ樹脂等が挙げられるが、磁性体との接着性および
複合体コア粒子の強度を考慮するとフェノール樹脂が好
ましい。

【００２７】強磁性体微粒子としては、マグネタイト、
ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属
（Mn，Ni，Zn，Mg，Cu等）を一種又は二種以上含有する
スピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネト
プランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や
合金の微粒子粉末を用いることができる。その形状は、
粒状、球状、針状の何れであってもよい。特に高磁化を
要する場合には、鉄等の強磁性微粒子粉末を用いること
ができるが、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイ
ト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウム
フェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強
磁性微粒子粉末を用いることが好ましい。強磁性体微粒
子粉末の種類及び含有量を適宜選択することにより、所
望の飽和磁化を有する複合粒子を得ることができる。

【００２８】強磁性体微粒子の粒子径は0.01〜10μmで
あることが好ましく、該微粒子の熱硬化性樹脂に対する
分散性と、形成した磁性キャリア粒子の強度等を考慮す
ると0.05〜５μmであることがより好ましい。また、強
磁性体微粒子がキャリア中に占める割合は、磁性キャリ
ア粒子に必要とされる磁気特性と、キャリアの強度の観
点より60〜99重量％がよく、特に80〜95重量％が好まし
い。

【００２９】また本発明における熱分解温度とは、熱天
秤（TGA-50；島津製作所製）にて窒素雰囲気下で15℃／
minの速さで昇温し、減量分が樹脂重量分の10％に到達
したときの温度をいう。

【００３０】以上の如く作成したコア粒子をシリコーン
樹脂で被覆する際には、シリコーン樹脂を有機溶媒に溶
解し、ホモジナイザー等で充分に分散させた溶液を、例
えば浸漬法、或いは流動床法等の公知の手段で塗布する
ことにより本発明のキャリアを作成出来る。このなかで
も流動床法を好適に用いることができる。

【００３１】本発明で用いられるシリコーン樹脂として
は、従来知られている、いずれのシリコーン樹脂であっ
ても良く、下記式でしめされる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およびアルキッ
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。

【００３２】

【化１】

【００３３】（式中、Ｒ：水素原子、ハロゲン原子、ヒ
ドロキシ基、メトキシ基、炭素原子数１〜４の低級アル
キル基又はフェニル基。） シリコーン樹脂の市販品としては、例えば信越化学製の
KR271、KR255、KR251や東レシリコーン製SR2411、SH84
0、SR2406等がある。

【００３４】このなかでも複合体コア粒子との接着性、
帯電性の点より前記Ｒがメチル基と水素原子からなるメ
チルシリコーン樹脂が好適に使用される。

【００３５】キャリアに対して被覆されるシリコーン樹
脂の被覆率は0.5〜10wt％、さらには１〜５wt％が好ま
しい。

【００３６】キャリアの体積平均粒径は20〜200μmの範
囲が好ましく、特に30〜150μmの範囲が好ましい。20μ
mより小さい場合には、トナーと同時に現像される場合
があり、200μmより大きい場合には現像スリーブ上での
現像剤の穂が粗になり、現像ムラが発生すると同時に、
細線の再現性に劣る画像の得られる場合がある。

【００３７】キャリア粒子の平均粒径とは、体積基準の
平均粒径をいい、湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度
分布測定装置「ヘロス（ＨＥＬＯＳ）」（シンパテック
（SYMPATEC）社製）により測定されたものである。

【００３８】キャリアの好ましい磁気特性としては、キ
ャリアがトナーと同時に現像される、いわゆるキャリア
引きを防止する観点から、現像スリーブの回転速度やス
リーブ中に内包された磁石の磁気力にも左右されるが、
飽和磁化は50emu／ｇ以上（１kOe印加時）が必要であ
る。また、現像器中での撹拌にかかる負荷を小さくし、
現像剤にあたえるストレスを低減するために、残留磁化
は８emu／ｇ以下（１kOe印加時）が好ましく、特に６em
u／ｇ以下（１kOe印加時）が好ましい。

【００３９】キャリアの抵抗を改良するためにシリコー
ン樹脂被覆層に導電性微粒子を添加しても良い。導電性
微粒子としてはカーボンブラック、酸化チタン、酸化亜
鉛、酸化スズなどが挙げられる。

【００４０】また、コア粒子とシリコーン樹脂被覆層と
の接着性の改良或いは、帯電性の改良のためにシランカ
ップリング剤をキャリア中に添加しても良い。シランカ
ップリング剤としては特開平6-118725号に記載のものな
どが挙げられる。

【００４１】前記して得られた本発明のキャリアは、以
下詳述するトナーと混合して、所謂２成分系現像剤とし
て電子写真法に使用される。

【００４２】本発明に用いられるトナーは任意のものが
用いられるが、通常は結着樹脂、着色剤、その他荷電制
御剤、離型剤等を混合、分散して得られるものである。

【００４３】本発明に用いるトナーの原材料は、公知で
ある全てのものが使用できるが、まず結着樹脂として
は、例えばポリエステル樹脂、スチレン-アクリル酸ア
ルキル系樹脂、スチレン-メタクリル酸アルキル系樹
脂、スチレン-ブタジエン系樹脂、スチレン-アクリロニ
トリル樹脂、スチレン-アクリル−ポリエステル樹脂、
スチレン−アクリル−結晶性ポリエステルグラフト樹
脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコ−ン樹
脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリビニルブチラー
ル、ロジン、変性ロジン、フェノール樹脂、キシレン樹
脂等が挙げられる。

【００４４】着色剤としては例えばカーボンブラック、
クロムイエロー、デュポンオイルレッド、キノリンイエ
ロー、フタロシアニンブルー及び、磁性体等が挙げられ
る。磁性体としてはフェライト、マグネタイトをはじめ
とする鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す金属も
しくは合金またはこれらの元素を含む化合物、或いは強
磁性元素を含まないが適当な熱処理を施す事により強磁
性を示す合金、例えばマンガン-銅-アルミニウム、マン
ガン-銅-錫等のマンガンと銅とを含むホイスラー合金と
呼ばれる合金等を挙げる事が出来る。

【００４５】荷電制御剤としてはニグロシン系染料、４
級アンモニウム塩化合物、アルキルピリジニウム化合
物、トリフェニルメタン系化合物、及び２価以上の金属
を含む有機性の塩類ないしは錯体等を用いることができ
る。

【００４６】離型剤としては例えば数平均分子量（該数
平均分子量は高温ＧＰＣでのポリスチレン分子量換算値
を示す）が1500〜5000の低分子量ポリエチレン、低分子
量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン−ポリプロピ
レン共重合体等のポリオレフィンワックス、例えばマイ
クロワックス、フィッシャートロプシュワックス等の高
融点パラフィンワックス、例えば脂肪酸低級アルコール
エステル、脂肪酸高級アルコールエステル、脂肪酸多価
アルコールエステル等のエステル系ワックス、アミド系
ワックス等を用いることができる。

【００４７】前述した原材料を適切に配合し、混合・溶
融・冷却・粉砕・分級工程を経て着色粒子を得る。或い
は溶媒中に原材料を溶解、分散させて重合させる方法に
よって着色粒子であるトナーを得ることもできる。

【００４８】次に、トナーに無機微粒子及び必要に応じ
てその他の物質を外部添加剤として混合して使用するこ
ともできるが、この場合無機微粒子としては、例えばシ
リカ、アルミナ、チタニア、チタン酸バリウム、チタン
酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロ
ンチウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、三酸化アンチモ
ン、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等を挙
げることができる。これらの無機微粒子は、疎水化して
使用しても良く、特に疎水化されたシリカが好ましい。

【００４９】また感光体として近年、負帯電性の有機感
光体が主流となりつつあり、トナーとして正帯電性を有
するものが求められている。そこで該疎水性シリカ微粒
子の帯電性も正帯電性が求められ、例えばアミノ変性シ
ランカップリング剤、アミノ変性シリコーンオイル、ポ
リシロキサンアンモニウム塩、オルガノポリシロキサン
と3-アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミン変性
シリコーン化合物により表面処理された疎水性シリカを
好ましく用いることができる。また、その他の外部添加
剤としては、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデン
の如き滑剤、或いは低分子量ポリプロピレンの如き定着
助剤が挙げられる。

【００５０】無機微粒子の使用量は、トナー全体の0.01
〜５重量部の範囲が好ましく、特に0.05〜２重量部の範
囲が好ましい。

【００５１】トナー濃度は現像剤全体を100としたとき
に２〜15重量部が、さらには４〜12重量部が好ましい。

【００５２】トナー粒径は５〜15μmが好ましい。画質
の観点からは10μm以下が好ましい。

【００５３】トナーの平均粒径は、コールターカウンタ
ー粒度分布測定器ＴＡ−II型を用い、100μmのアパーチ
ャ−を使ったときの体積平均粒径である。

【００５４】トナーの帯電量は適当な画像濃度が得られ
るように、また画質を損ねないように10〜40（μc／
ｇ）であることが好ましい。

【００５５】トナーとキャリアとの混合した試料をステ
ンレス製のメッシュスクリーンをセットした測定用セル
に入れ、窒素ガスを用いて内圧が0.2kg／cm²となる圧力
で６秒間ブローオフし、飛散した粉体の電荷と質量を測
定する。

【００５６】〈画像形成方法〉図１は、本発明の画像形
成方法に適用できる複写機の一例を示す。14は静電荷像
担持体であり（通常は感光体のため以下、感光体と記す
場合もある）、この静電荷像担持体14は回転ドラム状の
形態を有しており、特に易廃棄性の観点から有機感光体
が好ましい。感光体14の周囲にはその回転方向（矢印で
示した）上流側から下流側に向かって、順に帯電器１、
露光光学系２、現像装置12、転写器５、分離器６、クリ
ーニング装置15が配置されている。10は熱ローラー定着
器である。

【００５７】この画像形成装置においては、帯電器１に
より静電荷像担持体14の表面が一様な電位に帯電され、
次いで露光光学系２により像様露光されて静電荷像担持
体14の表面に静電潜像が形成される。そして、現像装置
12内に収容された後述する特定のトナー及び本発明のキ
ャリアからなる現像剤により、上記静電潜像が現像され
てトナー像が形成される。このトナー像は転写器５によ
り、給紙部より搬送された記録材Ｐに静電転写、分離器
６により感光体よりトナー像と転写された記録材Ｐは分
離され、次いで熱ローラー定着器10により加熱定着され
て定着画像が形成される。一方、トナー像を記録材Ｐに
転写した感光体はクリーニング装置15により残留トナー
がクリーニングされて次の画像の形成に供される。さら
にクリーニング装置に回収されたトナーは後述するトナ
ーリサイクルシステムにより再び現像装置12及びまたは
トナー補給ボックス11に戻されて再使用に供される。

【００５８】トナーリサイクルシステムの具体例を図２
及び３に示す。この例において12は現像装置、13は現像
スリーブ、14は感光体、15はクリーニング装置、16はト
ナー搬送スクリュー１、17はトナー搬送スクリュー２、
18はトナー搬送スクリュー３、20はトナー補給ボックス
である。本例の装置はトナー搬送スクリュー１，２，３
により順次クリーニング装置で回収したトナーを搬送
し、現像装置に具備されたリサイクルトナー専用の分配
器19（ニュートナー供給口とは別体）に供給する様にし
たものである。即ち、16のトナー搬送スクリュー１、17
のトナー搬送スクリュー２、18のトナー搬送スクリュー
３はそれぞれ内部に回転軸とこの回転軸に沿ってスパイ
ラル状に設けた羽根を有してなり、トナーは回転軸の回
転に伴って羽根により順次搬送され、分配器19に供給さ
れ、回収したトナーは再び感光体14上の潜像現像に供さ
れる。

【００５９】一方、図３の12〜18、20は図２と同様で、
本例の装置ではトナー搬送スクリュー１，２，３により
順次クリーニング部で回収したトナーを搬送し、トナー
補給ボックスに供給するようにしたものである。本例の
図２との差異はトナー補給ボックス内で新トナーと回収
したリサイクルトナーを予め撹拌混合した後、現像装置
に供給するところに特徴がある。

【００６０】〈クリーニング装置〉クリーニング装置と
しては、ブレードクリーニング装置を好ましく用いるこ
とができる。また、クリーニングブレードの静電荷像担
持体に対する当接方法としては、カウンター当接方式や
トレイル当接方式などがあるが、カウンター当接方式が
低荷重領域でのクリーニング性能に優れており、有機感
光体との組み合わせにおいては特に好ましく用いられ
る。

【００６１】図４は本発明に用いられるクリーニング装
置15内部の概念図である。

【００６２】クリーニングブレードの有機感光体に対す
る当接角（α）は、クリーニングブレード19と有機感光
体14との接点から接線方向へ延長した線とクリーニング
ブレードとの成す角度で求められ、その当接角は６〜25
°の範囲で使用するのが好ましい。当接角が６°未満で
あると、有機感光体上に残存している転写残トナーを十
分にクリーニングすることができないことがあり、ま
た、当接角が25°より大きくなると、クリーニングブレ
ードと有機感光体との摺擦力が大きくなり、該有機感光
体表面の摩耗が過度となったり、クリーニングブレード
の反転が生じることがある。

【００６３】クリーニングブレードの有機感光体に対す
る押圧荷重（Ｐ）は、クリーニングブレード並びにそれ
を支持する部材の全重量をクリーニングブレードの全長
で割った値である。

【００６４】その押圧荷重は、６〜30ｇ／cmの範囲で使
用するのが好ましい。押圧荷重が６ｇ／cm未満である
と、有機感光体上に残存している転写残トナーを十分に
クリーニングすることができない。また、押圧荷重が30
ｇ／cmよりも大きくなると、有機感光体表面に傷を生じ
やすくなる。

【００６５】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明の態様はこれに限定されない。

【００６６】〈実施例１〉特開平6-3863号公報記載の方
法に準拠し、粒子径0.23μmのマグネタイト微粒子の存
在下で、水性媒体中でフェノールとホルマリンとを縮合
させることによって、マグネタイト含有率89％、粒子径
78μmのフェノール樹脂コア粒子を得た。このフェノー
ル樹脂の熱分解温度は390℃であった。このコア粒子3.5
ｋｇに、固形分３０％のメチルシリコーン樹脂溶液２０
０重量部を、流動床型コーティング装置を用いて塗布
し、被覆層を持つキャリヤを作製した。さらにこのキャ
リヤを370℃、純度99.99％の窒素気流で置換しながら３
時間焼成し被覆層を硬化させた。このキャリヤの１kOe
の磁場を印加したときの保磁力は84Oe、最大磁化は59em
u／ｇ、残留磁化は6.3emu／ｇであった。これをキャリ
ヤ１とする。

【００６７】一方、 スチレン／n-ブチルアクリレート／メチルメタクリレート ＝88／10／２（重量比）の共重合体 100重量部 カーボンブラック 10重量部 ポリプロピレン（数平均分子量4000） ３重量部 荷電制御剤ボントロンＰ−51（オリエント化学製） １重量部 上記成分を混合・溶融・混練・粉砕・分級し、平均粒径
7.6μmの着色粒子を得た。

【００６８】さらに該着色粒子100重量部に対し、最初
にジメチルジクロロシランで、次にアンモニウム官能性
ポリシロキサンで疎水化処理した平均粒径８nmのシリカ
を1.0重量部と疎水化処理した平均粒径30nmの酸化チタ
ンを0.8重量部とを添加した。これをトナー１とする。

【００６９】このトナー１を８重量部と、キャリヤ１を
92重量部とを混合し、現像剤１を得た。

【００７０】以上の２成分現像剤１を、20℃50％環境下
において、転写残トナーを回収し、現像器へ戻すリサイ
クル機構を取り付けた電子写真複写機「KonicaU-BIX414
5」（コニカ(株)社製）の改造機を用いて、複写画像の
画像濃度および地かぶりを評価した。その後同環境で20
万枚の耐久テストを行ったが、初期と同様に良好な画像
が得られた（表１参照）。

【００７１】画像濃度は原稿濃度１．４の複写画像の濃
度をマクベス濃度計を用いて測定した。地かぶりは複写
画像の白地部分の、新しい紙に対する相対濃度を測定し
た。地かぶりに相当する濃度が0.010以下は実用上問題
のないレベルである。

【００７２】

【表１】

【００７３】〈実施例２〉実施例１と同様に、粒子径0.
23μmのマグネタイト微粒子の存在下で、水性媒体中で
フェノールとホルマリンとを縮合させることによって、
マグネタイト含有率91％、粒子径93μmのフェノール樹
脂コア粒子を得た。このフェノール樹脂の熱分解温度は
400℃であった。このコア粒子3.5kgに、固形分４０％の
メチルフェニルシリコーン樹脂溶液２００重量部を、流
動床型コーティング装置を用いて塗布し、被覆層を持つ
キャリヤを作製した。さらにこのキャリヤを350℃、純
度99.99％の窒素気流で置換しながら窒素雰囲気下で3時
間焼成し被覆層を硬化させた。

【００７４】このキャリヤの１kOeの磁場を印加したと
きの保磁力は79Oe、最大磁化は 58emu ／ｇ、残留磁化
は5.2emu／ｇであった。これをキャリヤ２とする。

【００７５】一方， スチレン／n-ブチルアクリレート／メチルメタクリレート ＝68／20／12（重量比）の共重合体 100重量部 カーボンブラック 12重量部 ポリプロピレン（数平均分子量4000） ４重量部 エチレンビスステアリン酸アミド ３重量部 荷電制御剤コピーブルーPR（ヘキスト製） 1重量部 上記成分を混合・溶融・混練・粉砕・分級し、平均粒径
8.0μmの着色粒子を得た。

【００７６】さらに該着色粒子100重量部に対し、最初
にジメチルジクロロシランで、次にアンモニウム官能性
ポリシロキサンで疎水化処理した平均粒径12nmのシリカ
を0.8重量部と、疎水化処理した平均粒径30nmの酸化チ
タンを0.7重量部とを添加した。これをトナー２とす
る。

【００７７】このトナー２を７重量部と、キャリヤ２を
93重量部とを混合し、現像剤２を得た。

【００７８】この現像剤２について実施例１と同様の評
価を行った（表１参照）。

【００７９】〈実施例３〉実施例１と同様に、粒子径0.
30μmのマグネタイト微粒子の存在下に、水性媒体中で
フェノールとホルマリンとを縮合させることによって、
マグネタイト含有率94％、粒子径52μmのフェノール樹
脂コア粒子を得た。このフェノール樹脂の熱分解温度は
378℃であった。このコア粒子3.5ｋｇに、固形分３０％
のアクリル変性シリコーン樹脂溶液３５０重量部を、流
動床型コーティング装置を用いて塗布し、被覆層を持つ
キャリアを作製した。さらにこのキャリアを310℃、純
度99.9％のアルゴン気流で置換しながら３時間焼成し被
覆層を硬化させた。このキャリヤの１kOeの磁場を印加
したときの保磁力は71Oe、最大磁化は58emu／ｇ、残留
磁化は4.8emu／ｇであった。これをキャリア３とする。

【００８０】一方、 多価カルボン酸成分としてテレフタル酸275重量部、 トリメリット酸110重量部と、ジオール成分として エチレングリコール50重量部、ネオペンチルグリコール135重量部 とを縮重合反応させて得られたポリエステル樹脂 100重量部 カーボンブラック 12重量部 カルナバワックス ３重量部 エチレンビスステアリン酸アミド ３重量部 荷電制御剤T-77（保土ヶ谷化学製） １重量部 以上の材料を実施例１と同様に混合、溶融、混練、粉
砕、分級、外添処理を行い、平均粒径8.4μmのトナー３
を得た。外添処理には、ヘキサメチルジシラザンで疎水
化処理された平均粒径12nmのシリカを着色粒子100重量
部に対し0.7重量部、疎水化処理された平均粒径20nmの
アルミナ微粒子を0.5重量部の割合で用いた。

【００８１】このトナー３を９重量部と、キャリア３を
91重量部とを混合し、現像剤３を得た。

【００８２】以上の２成分現像剤３を、20℃50％環境下
において、転写残トナーを回収、リサイクルする機構を
有する電子写真複写機「KonicaU-BIX6192」（コニカ
(株)社製）を用いて、複写画像の画像濃度および地かぶ
りを評価した。その後同環境で30万枚の耐久テストを行
ったが、初期と同様に良好な画像が得られた。結果は表
１に示した。

【００８３】〈比較例１〉実施例１において焼成を窒素
雰囲気下ではなく空気中で行った他は全く同様にして比
較用キャリア１，比較用現像剤1を作製した。このキャ
リアの１kOeの磁場を印加したときの保磁力は85Oe、最
大磁化は59emu／ｇ、残留磁化は6.1emu／ｇであった。
この比較用現像剤１について実施例１と同様の評価を行
ったが、５万コピー終了時でキャリアの破砕によるもの
と思われる非画像部へのキャリア現像が激しくなったの
で評価を中止した（表１参照）。

【００８４】〈比較例２〉実施例１において焼成を260
℃で行った他は全く同様にして比較用キャリヤ２、比較
用現像剤２を作製した。このキャリヤの１kOeの磁場を
印加したときの保磁力は60Oe、最大磁化は57emu／ｇ、
残留磁化は4.1emu／ｇであった。この比較用現像剤２に
ついて実施例１と同様の評価を行った（表１参照）。

【００８５】〈比較例３〉実施例３において焼成を分解
温度以上の400℃で行った他は全く同様にして比較用キ
ャリヤ３、比較用現像剤３を作製した。このキャリヤの
１kOeの磁場を印加したときの保磁力は90Oe、最大磁化
は61emu／ｇ、残留磁化は7.5emu／ｇであった。この比
較用現像剤３について、実施例３と同様の評価を行った
が、15万コピー終了時かぶりが激しくなったので評価を
中止した（表１参照）。

【００８６】〈比較例４〉 ポリエステル（エチレンオキサイド付加型ビスフェノールＡと テレフタル酸からなる縮合物） 25重量部 マグネタイト微粒子（平均粒子径=0.8μm、σs=75emu／ｇ） 75重量部 を混合し、その後溶融混練後、粘度調整槽で約650cpsに
粘度調整し、円盤式の噴霧装置により噴霧、冷却、固化
し、平均粒径65μmのコア粒子を得た。このコア粒子3.5
kgに、固形分10％のメチルフェニルシリコーン樹脂溶液
1000重量部を、流動床型コーティング装置を用いて塗布
し、被覆層を持つキャリアを作製した。このキャリアに
用いた樹脂の熱分解温度は320℃であった。さらにこの
キャリア250℃、純度99.99％の窒素気流で置換しながら
窒素雰囲気下で、被覆層を硬化させようとしたが、コア
粒子の溶融による凝集が発生し、硬化できなかった。

【００８７】

【発明の効果】本発明により、下記の効果が得られる。

【００８８】（１）トナースペントがなく、被覆材とコ
アとの接着性が高く耐久性が高いため、長期使用によっ
ても濃度低下、かぶりの発生しない現像用キャリアを開
発することが出来る。

【００８９】（２）トナーリサイクルシステムを有する
画像形成装置においても、十分性能を発揮する現像剤を
作製できる現像用キャリアを開発することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した複写機を説明する図。

【図２】本発明に用いるトナーリサイクルシステムを説
明する図。

【図３】本発明に用いるトナーリサイクルシステムを説
明する図。

【図４】本発明に係るクリーニング装置内部の概念図。

【符号の説明】 12 現像装置 13 現像剤担持体（現像スリーブ） 14 静電荷像担持体（感光体） 15 クリーニング装置 16 トナー搬送スクリュー１ 17 トナー搬送スクリュー２ 20 トナー補給ボックス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強磁性体微粒子と熱硬化性樹脂とからな
   るコア粒子の表面をシリコーン樹脂で被覆してなる磁性
   キャリアにおいて、前記コア粒子の表面被覆時に純度9
   9.9％以上の不活性ガスで置換し、該熱硬化性樹脂の熱
   分解温度をＴ_D（℃）としたとき、下記条件の焼成温度
   （Ｔ_S）で焼成されることを特徴とする静電潜像現像用
   磁性キャリア。 Ｔ_D−100（℃）≦Ｔ_S（℃）≦Ｔ_D
2. 【請求項２】 メチルシリコーン樹脂によって被覆され
   たことを特徴とする請求項１記載の静電潜像現像用磁性
   キャリア。
3. 【請求項３】強磁性体微粒子と熱硬化性樹脂とからなる
   コアの表面をシリコーン樹脂で被覆してなる磁性キャリ
   アの製造方法において、前記コア粒子の表面被覆時に純
   度99.9％以上の不活性ガスで置換し、該熱硬化性樹脂の
   熱分解温度をＴ_D（℃）としたとき、下記条件の焼成温
   度（Ｔ_S）で焼成することを特徴とする静電潜像現像用
   磁性キャリアの製造方法。 Ｔ_D−100（℃）≦Ｔ_S（℃）≦Ｔ_D
4. 【請求項４】 潜像担持体の潜像を現像してトナー像を
   形成し、形成したトナー像を潜像担持体から転写材へ転
   写して定着し、画像形成する方法において、強磁性体微
   粒子と熱硬化性樹脂とからなるコアの表面をシリコーン
   樹脂で被覆してなる磁性キャリアを用い、該キャリアは
   表面被覆時に純度99.9％以上の不活性ガスで置換しなが
   ら、該熱硬化性樹脂の熱分解温度をＴ_D（℃）としたと
   きに下記焼成温度（Ｔ_S）で焼成された静電潜像現像用
   磁性キャリアであることを特徴とする画像形成方法。 Ｔ_D−100（℃）≦Ｔ_S（℃）≦Ｔ_D
5. 【請求項５】 請求項３に記載した画像形成方法におい
   て、転写後の潜像担持体をクリーニングして潜像担持体
   上のトナーを回収し、回収したトナーを現像器に供給し
   て現像工程に再使用することを特徴とする画像形成方
   法。