(57)【要約】      （修正有）【課題】キャリア付着が起き難く、高画像濃度、粒状性（ザラツキ）が良好で、地汚れが少なく、および高耐久を達成できる静電潜像現像用キャリアの製造方法、およびその製造方法で製造された静電潜像現像剤用キャリアを提供すること。【解決手段】芯材粒子又は静電潜像現像用キャリアとしての被処理粒子材料が、分級用メッシュ材の回転と気体の吸引力により、分級が促進される分級装置で分級処理され、分級装置は、表面の少なくとも一部領域周囲にメッシュ材が設けられたロータをハウジング内に有し、メッシュ材が設けられたロータを回転駆動させるロータ駆動手段と、ロータ又は前記ハウジング内を吸引する吸引手段と、ロータ内又はハウジング内に被処理粒子材料を導入するための被処理粒子材料導入手段と、メッシュ材を通過した小径粒子を排出する小径粒子排出路と、メッシュ材を通過しない大径粒子を取り出す大径粒子取出口とを備えたものであること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性を有する芯材粒子と該粒子表面に被覆層を有する静電潜像現像用キャリア粒子の製造方法において、該芯材粒子又は静電潜像現像用キャリアとしての被処理粒子材料が、分級用メッシュ材の回転と気体の吸引力により、分級が促進される分級装置で分級処理され、該分級装置は、表面の少なくとも一部領域周囲に該メッシュ材が設けられたロータをハウジング内に有し、該メッシュ材が設けられた該ロータを回転駆動させるロータ駆動手段と、該ロータ又は前記ハウジング内を吸引する吸引手段と、該ロータ内又は該ハウジング内に被処理粒子材料を導入するための被処理粒子材料導入手段と、該メッシュ材を通過した小径粒子を排出する小径粒子排出路と、該メッシュ材を通過しない大径粒子を取り出す大径粒子取出口とを備えたものであることを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【請求項２】
前記ロータは、筒状に形成され、該筒状部の少なくとも１部全周に前記メッシュ材が架設されており、該メッシュ材は、表面に放射状に立設された複数の板状の羽根により小領域に区分されているものであることを特徴とする請求項１に記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【請求項３】
前記小径粒子排出路は、前記ロータの回転軸方向の一方に設けられ、また、前記大径粒子取出口は、前記ハウジングの下方に設けられたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【請求項４】
前記メッシュ材の目開きが前記被処理粒子重量平均粒径Ｄｗの０．５〜１．５倍であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【請求項５】
該キャリアは表面を少なくとも樹脂を含む被覆層によって被覆されており、該被覆層はアミノシランカップリング剤を含有するシリコーン樹脂を少なくとも含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【請求項６】
磁性を有する芯材粒子と該粒子表面に被覆層を有する静電潜像現像用キャリアの製造装置において、該製造装置は、分級用メッシュ材が表面の少なくとも一部領域全周に設けられたロータをハウジング内に有し、該メッシュ材が設けられた該ロータを回転駆動させるロータ駆動手段と、該ロータ又は前記ハウジング内を吸引する吸引手段と、該ロータ内又は該ハウジング内に被処理芯材粒子材料を導入するための被処理粒子材料（前記芯材粒子又は静電潜像現像用キャリア）導入手段と、該メッシュ材を通過した小径粒子を排出する小径粒子排出路と、該メッシュ材を通過しない大径粒子を取り出す大径粒子取出口とを備え、前記メッシュ材の回転と前記吸引により、前記メッシュ材による前記被処理粒子材料の分級が促進されるものであることを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項７】
前記ロータは、筒状に形成され、該筒状部の少なくとも１部全周に前記メッシュ材が架設されており、該メッシュ材は、表面に放射状に立設された複数の板状の羽根により小領域に区分されているものであることを特徴とする請求項６に記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項８】
前記小径粒子排出路は、前記ロータの回転軸方向の一方に設けられ、また、前記大径粒子取出口は、前記ハウジングの下方に設けられたものであることを特徴とする請求項６又は７に記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項９】
前記メッシュ材の目開きが前記被処理粒子重量平均粒径Ｄｗの０．５〜１．５倍であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１０】
前記キャリアは表面を少なくとも樹脂を含む被覆層によって被覆されており、該被覆層はアミノシランカップリング剤を含有するシリコーン樹脂を少なくとも含むことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１１】
該芯材粒子は重量平均粒径Ｄｗが２２〜３２μｍで、かつ１．０＜Ｄｗ／Ｄｐ＜１．２であって、２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有量が０．５〜７重量％、３６μｍより小さい粒子の含有量が９０〜１００重量％となる粒度分布を有し、請求項１乃至５記載のいずれかの製造方法又は請求項６乃至１０記載のいずれかの製造装置で製造されたことを特徴とする静電潜像現像用キャリア。
【請求項１２】
該芯材粒子中の２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有割合が０．５〜５重量％であることを特徴とする請求項１１に記載の静電潜像現像用キャリア。
【請求項１３】
１０００エルステッドの磁界を印加したときの該芯材粒子の磁気モーメントが、５０〜１５０ｅｍｕ／ｇであることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の静電潜像現像用キャリア。
【請求項１４】
該芯材粒子がＭｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライトである請求項１１乃至１３のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
【請求項１５】
該芯材粒子がＭｎフェライトである請求項１１乃至１３のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
【請求項１６】
該芯材粒子がマグネタイトである請求項１１乃至１３のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア。
【請求項１７】
トナーとキャリアからなる静電潜像用現像剤において、該キャリアとして、請求項１１乃至１６のいずれかに記載のキャリアを用いることを特徴とする静電潜像用現像剤。
【請求項１８】
感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電部材と、該感光体の表面に形成される静電潜像を静電潜像現像剤を用いて現像する現像部と、前記感光体の表面に残存する現像剤を払拭するクリーニング部材との内、少なくとも現像部を含み一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、該現像剤として請求項１７に記載の静電潜像現像剤を保持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法、静電記録法に使用される二成分現像剤に用いられる静電潜像現像用キャリアの製造方法、該製造方法で製造された静電潜像現像用キャリア、それを用いた静電潜像現像剤、および静電潜像現像剤を備えるプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の現像方式には、トナーのみを主成分とする、いわゆる一成分系現像方式と、ガラスビーズ、磁性体キャリアあるいは、それらの表面を樹脂などで被覆したコートキャリアとトナーとを混合して使用する二成分系現像方式がある。
二成分系現像方式は、キャリアを使用することから、トナーに対する摩擦帯電面積が広いため、一成分系方式に比較して、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。
レーザービームなどで感光体上に静電潜像を形成し、この潜像を顕像化するデジタル方式の電子写真システムにおいても、前述の特徴を活かした二成分系現像方式が広く採用されている。
【０００３】
近年、解像度アップ、ハイライト再現性、均一性（粒状性）向上、及びカラー化などに対応するため、潜像の最小単位（１ドット）の極小化、高密度化が図られており、特に、これらの潜像（ドット）を、忠実に現像できる現像システムが重要な課題となってきている。そのため、プロセス条件、現像剤（トナー、キャリア）両面から種々の提案がなされている。プロセス面では、現像ギャップの近接化、感光体の薄膜化、また、書込みビーム径の小径化等が有効であるが、コストが高くなること、また信頼性などの点で依然大きな課題がある。
小粒径キャリアの使用も種々提案されている。
【０００４】
特許文献１には、スピネル構造をもつフェライト粒子からなる、平均粒径が３０μｍ未満の磁性キャリアが提案されている。これは、樹脂コートされていないキャリアであって、低い現像電界のもとで使用するものであり、現像能力に乏しく、また樹脂コートされていないため、寿命が短い。
【０００５】
また、特許文献２には、キャリア粒子を有する電子写真用キャリアにおいて、該キャリアは、５０％平均粒径（Ｄ50）１５〜４５μｍを有し該キャリアは、２２μｍより小さいキャリア粒子を１〜２０％含有しており、１６μｍより小さいキャリア粒子を３％以下含有しており、６２μｍ以上のキャリア粒子を２〜１５％含有しており、かつ８８μｍ以上のキャリア粒子を２％以下含有しており、該キャリアは、空気透過法によって測定される該キャリアの比表面積Ｓ1と、下記式
【０００６】
【数１】
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によって算出される該キャリアの比表面積Ｓ2とが、１．２≦Ｓ1／Ｓ2≦２．０の条件を満たすことを特徴とする電子写真用キャリアが記載されている。
【０００７】
この小粒径キャリアを使用する場合には、次のような利点が得られる。
（１）単位体積当りの表面積が広いため、個々のトナーに充分な摩擦帯電を与えることができ、低帯電量トナー、逆帯電量トナーの発生が少ない。その結果、地汚れが発生しにくくなり、また、ドット周辺のトナーのちり、にじみが少なくドット再現性が良好となる。
（２）単位体積当りの表面積が広く、地汚れが発生しにくいことから、トナーの平均帯電量を低くすることができ、充分な画像濃度が得られる。従って、小粒径キャリアは、小粒径トナー使用時の不具合点を補うことが可能であり、小粒径トナーの利点を引き出すのに特に有効である。
（３）小粒径キャリアは、緻密な磁気ブラシを形成し、かつ穂の流動性が良いため、画像に穂跡が発生しにくいという特徴がある。
【０００８】
しかし、従来の小粒径キャリアは、キャリア付着が発生し易いことが非常に大きな課題であり、感光体の傷や定着ローラ傷の発生原因となっていたので、実用化が難しかった。
特に、平均粒径が３０μｍより小さいキャリアになると、ざらつきが大幅に改良され高画質となる。しかし、平均粒径が３０μｍより小さいキャリアは、キャリア付着が非常に起こり易く、課題が大きかった。
即ち、キャリア付着は次式に示す条件となったときに、キャリア粒子、または切断された磁気ブラシの形態で付着する。
【０００９】
【数２】
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磁気束縛力（Ｆｍ）は、Ｆｍ＝ｋ×（キャリアの磁気モーメント）×（磁界の傾き）で表わされる。ここで、キャリアの磁気モーメント＝質量×磁化＝[（４／３）π・ｒ3・ρ]×Ｍ（ｒ：キャリアの半径、ρ：キャリアの真比重）である。
前記のように、キャリアの磁気モーメントはｒ3に比例するから、キャリアの小粒径化に伴って、粒径の３乗の割合で急激に小さくなる。
キャリア付着を引き起こす力Ｆｃは、現像ポテンシャル、地肌ポテンシャル、キャリアにかかる遠心力、キャリアの抵抗、および現像剤帯電量に関係している。従って、キャリア付着を防止するためＦｃを小さくするように、各パラメーターを設定することが有効であるが、現像能力、地汚れ、およびトナー飛散などに密接に関係するため大幅には変えることは難しいのが現状である。
従って、キャリア付着防止のためには、磁気束縛力Ｆｍの小さな粒子の存在を減らすことが有効である。
【００１０】
このような問題を解決する方法として、高画質の画像が得られ、高耐久性でかつキャリア付着の発生がしにくい、重量平均粒径Ｄｗが２５〜４５μｍで、４４μｍ以下の粒径の粒子の含有割合が７０重量％以上で、２２μｍ以下の粒径の粒子の含有割合が７重量％以下であり、かつ重量平均粒径Ｄｗと個数平均粒径Ｄｐとの比Ｄｗ／Ｄｐが１〜１．３０の狭い範囲にある電子写真現像剤用キャリアを製造するために、ふるい機の金網に超音波振動を付与し、粒子に上下方向の加速度を与えて、２２μｍ未満の小径粒子を効率良く、シャープにカットする技術が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
この方法によると、粒子に上下方向の加速度を与えるので、同じ粒径の粒子でも、実質的に質量のすなわち真比重の大きな粒子と同様の挙動となって、メッシュ材を効率よく通過させることができる。また、特許文献３には、さらに、ふるいの効率を向上させるために、共振リング付きの超音波振動子を使用することが記載されている。
しかしながら、ふるい機に目開きの小さなメッシュ材を貼って使用する場合、メッシュ材が薄く強度が小さい（糸が細い）ため、長時間使用するとキャリアの重みでメッシュ材のエッジが破れ、未分級の微粒がそのまま製品に混入し、微粉含有率が多くなるという不具合がある。
更に、形状が球形に近く、また表面の凹凸が小さい粒子の場合、共振リング付きの超音波振動子を使用した振動ふるいを用いても、分級性能を維持することが難しくなる。理由は、メッシュの目詰まりである。
前記の粒子の形状が球形に近く、また表面の凹凸が小さくなると、メッシュの線材と粒子の接触面積が大きくなり、メッシュを通過するための抵抗が上がって、メッシュが目詰まりし易くなる。粒子が小粒径化すると、前記の目詰まりは一段と増幅される傾向にある。
メッシュ材の目詰まりが発生した場合、開口部に球形の粒子が潜り込んでいる状態となっているため、取り除くことが非常に難しく、メッシュ材の交換が必要となる。
メッシュ材は、樹脂製の糸で編んだものもあるが、通常、ステンレス製が使用されている。樹脂製の糸で編んだメッシュ材の場合、糸の剛性が小さいため、メッシュ材に超音波が有効に伝わらず、全く分級できないためである。
一方、ステンレスメッシュ材は目開きが細かくなると、製造コストが極めて高くなり、結果的に芯材、およびコートキャリアの製造コストが上がるという大きな問題がある。
【００１１】
このような課題に対して、キャリア磁性体芯材粒子を製造する際、複数の羽根を持ち、回転軸方向の一方に排出流路に連なる開口部を有し、前記羽根取り付け部内側にメッシュ材が密接して設置されている、高速回転可能なローターと、前記ローターで分級された芯材粒子を取り出す排出流路と、前記排出流路を介して前記ローター内部の空気を吸引する吸引手段とを備える分級装置で分級処理されていることで、課題を解決できることを見出した。
またさらに、磁化Ｍを大きくすること等によってより一層の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
【００１２】
【特許文献１】特開昭５８−１４４８３９号公報
【特許文献２】特許第３０２９１８０号公報
【特許文献３】特開２００１−２０９２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従って、本発明の主たる目的は、キャリア付着が起き難く、高画像濃度、粒状性（ザラツキ）が良好で、地汚れが少なく、および高耐久を達成できる静電潜像現像用キャリアの製造方法、およびその製造方法で製造された静電潜像現像剤用キャリアを提供することである。また、この静電潜像現像用キャリアを用いた現像剤を提供することである。さらに、前記現像剤を使用したプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題は、本発明の（１）「磁性を有する芯材粒子と該粒子表面に被覆層を有する静電潜像現像用キャリア粒子の製造方法において、該芯材粒子又は静電潜像現像用キャリアとしての被処理粒子材料が、分級用メッシュ材の回転と気体の吸引力により、分級が促進される分級装置で分級処理され、該分級装置は、表面の少なくとも一部領域周囲に該メッシュ材が設けられたロータをハウジング内に有し、該メッシュ材が設けられた該ロータを回転駆動させるロータ駆動手段と、該ロータ又は前記ハウジング内を吸引する吸引手段と、該ロータ内又は該ハウジング内に被処理粒子材料を導入するための被処理粒子材料導入手段と、該メッシュ材を通過した小径粒子を排出する小径粒子排出路と、該メッシュ材を通過しない大径粒子を取り出す大径粒子取出口とを備えたものであることを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造方法」、
（２）「前記ロータは、筒状に形成され、該筒状部の少なくとも１部全周に前記メッシュ材が架設されており、該メッシュ材は、表面に放射状に立設された複数の板状の羽根により小領域に区分されているものであることを特徴とする前記第（１）項に記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法」、
（３）「前記小径粒子排出路は、前記ロータの回転軸方向の一方に設けられ、また、前記大径粒子取出口は、前記ハウジングの下方に設けられたものであることを特徴とする前記（１）項又は第（２）項に記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法」、
（４）「前記メッシュ材の目開きが前記被処理粒子重量平均粒径Ｄｗの０．５〜１．５倍であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法」、
（５）「該キャリアは表面を少なくとも樹脂を含む被覆層によって被覆されており、該被覆層はアミノシランカップリング剤を含有するシリコーン樹脂を少なくとも含むことを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法」により達成される。
また、上記課題は、本発明の（６）「磁性を有する芯材粒子と該粒子表面に被覆層を有する静電潜像現像用キャリアの製造装置において、該製造装置は、分級用メッシュ材が表面の少なくとも一部領域全周に設けられたロータをハウジング内に有し、該メッシュ材が設けられた該ロータを回転駆動させるロータ駆動手段と、該ロータ又は前記ハウジング内を吸引する吸引手段と、該ロータ内又は該ハウジング内に被処理芯材粒子材料を導入するための被処理ｆ粒子材料（前記芯材粒子又は静電潜像現像用キャリア）導入手段と、該メッシュ材を通過した小径粒子を排出する小径粒子排出路と、該メッシュ材を通過しない大径粒子を取り出す大径粒子取出口とを備え、前記メッシュ材の回転と前記吸引により、前記メッシュ材による前記被処理粒子材料の分級が促進されるものであることを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造装置」、
（７）前記ロータは、筒状に形成され、該筒状部の少なくとも１部全周に前記メッシュ材が架設されており、該メッシュ材は、表面に放射状に立設された複数の板状の羽根により小領域に区分されているものであることを特徴とする前記第（６）項に記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置」、
（８）「前記小径粒子排出路は、前記ロータの回転軸方向の一方に設けられ、また、前記大径粒子取出口は、前記ハウジングの下方に設けられたものであることを特徴とする前記第（６）項又は第（７）項に記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置」、
（９）「前記メッシュ材の目開きが前記被処理粒子重量平均粒径Ｄｗの０．５〜１．５倍であることを特徴とする前記第（６）項乃至第（８）項のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置」、
（１０）「前記キャリアは表面を少なくとも樹脂を含む被覆層によって被覆されており、該被覆層はアミノシランカップリング剤を含有するシリコーン樹脂を少なくとも含むことを特徴とする前記第（６）項乃至第（９）項のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置」により達成される。
また、上記課題は、本発明の（１１）「該芯材粒子は重量平均粒径Ｄｗが２２〜３２μｍで、かつ１．０＜Ｄｗ／Ｄｐ＜１．２であって、２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有量が０．５〜７重量％、３６μｍより小さい粒子の含有量が９０〜１００重量％となる粒度分布を有し、前記第（１）項乃至第（５）項記載のいずれかの製造方法又は前記第（６）項乃至第（１０）項記載のいずれかの製造装置で製造されたことを特徴とする静電潜像現像用キャリア」、
（１２）「該芯材粒子中の２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有割合が０．５〜５重量％であることを特徴とする前記第（１１）項に記載の静電潜像現像用キャリア」、
（１３）「１０００エルステッドの磁界を印加したときの該芯材粒子の磁気モーメントが、５０〜１５０ｅｍｕ／ｇであることを特徴とする前記第（１１）項又は第（１２）項に記載の静電潜像現像用キャリア」、
（１４）「該芯材粒子がＭｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライトである前記第（１１）項乃至第（１３）項のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア」、
（１５）「該芯材粒子がＭｎフェライトである前記第（１１）項乃至第（１３）項のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア」、
（１６）「該芯材粒子がマグネタイトである前記第（１１）項乃至第（１３）項のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリア」により達成される。
また、上記課題は、本発明の（１７）「トナーとキャリアからなる静電潜像用現像剤において、該キャリアとして、前記第（１１）項乃至第（１６）項のいずれかに記載のキャリアを用いることを特徴とする静電潜像用現像剤」により達成される。
また、上記課題は、本発明の（１８）「感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電部材と、該感光体の表面に形成される静電潜像を静電潜像現像剤を用いて現像する現像部と、前記感光体の表面に残存する現像剤を払拭するクリーニング部材との内、少なくとも現像部を含み一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、該現像剤として前記第（１７）項に記載の静電潜像現像剤を保持することを特徴とするプロセスカートリッジ」により達成される。
【発明の効果】
【００１５】
以下の詳細かつ具体的説明から明らかなように、本発明によると、従来における問題を解決することができ、以下のような静電潜像現像用キャリア、静電潜像現像用現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することができる。
即ち、（１）磁性を有する芯材粒子と該粒子表面に被覆層を有する静電潜像現像用キャリアの製造方法、製造装置において、該芯材粒子又は静電潜像現像用キャリアとしての被処理粒子材料が、分級用メッシュ材の回転と気体の吸引力により、分級が促進される分級装置で分級処理され、該分級装置は、表面の少なくとも一部領域周囲に該メッシュ材が設けられたロータをハウジング内に有し、該メッシュ材が設けられた該ロータを回転駆動させるロータ駆動手段と、該ロータ又は前記ハウジング内を吸引する吸引手段と、該ロータ内又は該ハウジング内に被処理粒子材料を導入するための被処理粒子材料導入手段と、該メッシュ材を通過した小径粒子を排出する小径粒子排出路と、該メッシュ材を通過しない大径粒子を取り出す大径粒子取出口とを備えたものであることを特徴とする請求項１記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法、又は請求項６記載の製造装置により、キャリア付着の発生が少なく、高画像濃度、粒状性（ザラツキ）が良好なキャリアを提供することができる。
（２）また、前記ロータは、筒状に形成され、該筒状部の少なくとも１部全周に前記メッシュ材が架設されており、該メッシュ材は、表面に放射状に立設された複数の板状の羽根により小領域に区分されているものであることを特徴とする請求項１項記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法、又は請求項６記載の製造装置により、キャリア付着の発生が少なく、高画像濃度、粒状性（ザラツキ）が良好なキャリアを効率よく提供することができる。
（３）さらに、前記小径粒子排出路が、前記ロータの回転軸方向の一方に設けられ、また、前記大径粒子取出口が、前記ハウジングの下方に設けられたものであることを特徴とする請求項１若しくは２記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法、又は請求項６若しくは７記載の製造装置により、キャリア付着の発生が少なく、高画像濃度、粒状性（ザラツキ）が良好なキャリアを、より効率よく提供することができる。
（４）前記メッシュ材の目開きが該被処理粒子重量平均粒径Ｄｗの０．５〜１．５倍であることを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造方法、製造装置により、キャリア付着の発生がさらに少なく、高画像濃度、粒状性（ザラツキ）が良好なキャリアの製造方法、製造装置を提供することができる。
（５）該キャリアは表面を少なくとも樹脂を含む被覆層によって被覆されており、該被覆層はアミノシランカップリング剤を含有するシリコーン樹脂を少なくとも含む静電潜像現像用キャリアの製造方法により、経時変化を抑えることが可能なキャリアの製造方法、製造装置を提供することができる。
（６）磁性を有する芯材粒子と該粒子表面に被覆層を有する静電潜像現像用キャリアにおいて、該芯材粒子は重量平均粒径Ｄｗが２２〜３２μｍで、かつ１．０＜Ｄｗ／Ｄｐ＜１．２であって、２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有量が０．５〜７重量％、３６μｍより小さい粒子の含有量が９０〜１００重量％となる粒度分布を有し、請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法、又は請求項６〜１０のいずれかに記載の製造装置で製造されたことを特徴とする静電潜像現像用キャリアにより、キャリア付着の発生が少なく、高画像濃度、粒状性（ザラツキ）が良好なキャリアを提供することができる。
（７）該芯材粒子中の２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有割合が０．５〜５重量％であることにより、さらにキャリア付着の発生を抑えられたキャリアを提供することができる。
（８）１０００エルステッドの磁界を印加したときの該芯材粒子の磁気モーメントが、５０〜１５０ｅｍｕ／ｇであることより、さらにキャリア付着を抑えることができる。
（９）該芯材粒子がＭｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライトであることにより、さらにキャリア付着を抑えることができる。
（１０）該芯材粒子がＭｎフェライトであることにより、さらにキャリア付着を抑えることができる。
（１１）該芯材粒子がマグネタイトであることにより、さらにキャリア付着を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明する。
なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１７】
図１に、本発明の静電潜像現像用キャリア（以下、キャリアとも言う）の製造方法、および製造装置の一例を示す。この装置において、（１０１）は分級装置の本体（ハウジング）であり、この例では筒状に形成されていて、その下部には、この例の装置ではホッパー状に形成された排出経路（１０２ａ）の末端に、分級処理済キャリア芯材の取出し口（１０２）が設けられ、また、排出経路（１０２ａ）の空間の一部を利用して、分級処理前キャリア芯材を投入するための導入手段としての導入管（１０３）が取り付けられている。また、ハウジング（１０１）の円筒部分には駆動部（１０４）（ロータ駆動手段）が設けてあり、駆動部（１０４）は回転軸を介してロータ（１０５）を回転させることができる。ロータ（１０５）は、この例では横型で先端が筒状に形成され、この筒状部に連なる末端がロート状に狭まり、その先に排出管（１０８ａ）が連なっている。
【００１８】
このロータ（１０５）は、少なくとも１部が筒状に形成され、該筒状部の外周の全面に前記メッシュ材が架設されており、該メッシュ材は、その表面外周に放射状に立設された板状の複数の羽根（１０６）により小領域に区分されているものであり、この例では図２に示されるように、円盤状板の周縁上に複数の羽根（１０６）と、この羽根の内側部分に密着させてメッシュ材（１０７）が取り付けられている構造となっている。羽根（１０６）は、この例では左右２枚の羽根板支持枠（１０６ａ）(１０６ｂ)に支持・固定されている。個々の羽根（１０６）（１０６）は、ロータ（１０５）の全周に帯状に設けられたメッシュ材（１０７）の領域（分級領域）を、羽根板支持枠（１０６a）(１０６ｂ)と共に各小領域に区分している。また、この羽根（１０６）は、ロータ（１０５）の全周に亘って放射状に立設されているので、ロータ（１０５）の回転に伴って、ハウジング（１０１）内に導入され分級処理されるキャリア芯材（比重・密度が比較的大）がロータ（１０５）円周のメッシュ材（１０７）の方向に分散されることを促進する（被処理材料としてのキャリア芯材がロータ回転軸方向にずれて飛散することを抑制、例えばロータ開口部（１０５ａ）の方向に飛散することを抑制）のに寄与し、メッシュ材（１０７）を通過しない処理済みの大粒径キャリア芯材の流動化・回収促進にも寄与する。
【００１９】
また、ロータ（１０５）の回転軸方向の一方に設けられた開口部（１０５ａ）に対向するようにして微粉の排出流路（１０８）がロート状に設けられており、排出流路（１０８）の空洞部内には、ロータ（１０５）の回転軸の軸受（図示せず）が配置され、この軸受を支えるための３本の支持腕（１２０°の相互間隔で）排出流路（１０８）の壁面から中心部に向って伸びている（図示せず）。
【００２０】
この装置を用いてキャリア芯材粒子を分級処理するには例えば以下のように行う。駆動部（１０４）によりロータ（１０５）を高速回転させながら、排出流路（１０８）からハウジング（１０１）内部を吸引した状態で、導入管（１０３）からキャリア芯材を気流に同伴させて投入すると、キャリア芯材を同伴した気流はロータ（１０５）外周から羽根（１０６）、メッシュ材（１０７）を通る間に、ロータ（１０５）が発生する遠心力および被処理粒体への吸引力に因って、メッシュ材による篩い分けにより、微粉成分と粗粉成分に分級され、微粉成分は排出流路（１０８）から、粗粉成分（キャリア芯材製品）は取出し口（１０２）からハウジング（１０１）外に取り出すことができる。
【００２１】
この際、メッシュ材（１０７）が設けられていないとき、羽根（１０６）周辺に発生する排出流路（１０８）に流れ込む向きの気流の流速が、排出流路（１０８）端面から近いと速くなり、遠いと遅くなるといった現象が起こるために、排出流路端面からの距離に相応する形で分級点に差が発生してしまい、結果としてシャープな粒度分布が得られないという不具合が発生する。
また、メッシュ材（１０７）の目開きはキャリア芯材粒子重量平均粒径Ｄｗの０．５〜１．５倍の範囲にあることが好ましい。Ｄｗの０．５倍より小さいと、メッシュ部分の目詰まりが起きやすく、Ｄｗの１．５倍より大きいとメッシュによる篩い分け効果が発現しにくくなる。
【００２２】
この例の装置においては、被処理材が被覆層塗工前のキャリア芯材の場合について説明したが、本発明に係る製造方法及び製造装置は、被処理材が被被覆層を形成後の静電潜像現像用キャリアの場合にも適用することができる。ただ、被覆層塗工前のキャリア芯材を分級する場合には、分級済みのキャリア芯材（廃品の元になる規格外粒子を含まない）にのみ被覆層を塗工処理することができる。したがって、以下、被処理材が被覆層塗工前のキャリア芯材の場合について説明している。
また、この例においては、ロータ（１０５）を横型（回転軸方向が横）としたが、本発明においては、ロータ（１０５）を縦型（回転軸方向が縦）とすることができる。
また、この例においては、メッシュ材（１０７）を通過した小径粒子（小径粒子排出路（１０８）から排出される粒子）が、規格外の小粒径のもので、メッシュ材（１０７）を通過しない大径粒子（大径粒子取出口（１０２）から取り出される粒子）が規格内の粒径のものである場合について説明したが、本発明においては、逆に、メッシュ材（１０７）を通過した小径粒子（小径粒子排出路（１０８）から排出される粒子）を、規格内の粒径のものとし、大径粒子（大径粒子取出口（１０２）から取り出される粒子）が規格外の超粗大粒径のものとすることが可能である。
また、この例の装置では、本体（１０１）を円筒状に形成したが、本発明において、本体（１０１）は、無論、必ずしも円筒状に限らず、ロータ（１０５）の円滑な回転を妨げないものであればよい。
また、この例では、ロータ（１０５）の先端（図１中のローター（１０５）の右端）を開口（１０５ａ）としているが、本発明においては、この開口部全体又は一部に例えば他のメッシュ材を設けることができる。
さらに、この例では、羽根（１０６）を、ロータ（１０５）のメッシュ材（１０７）の外表面全周に放射状に立設しているが、本発明においては、メッシュ材（１０７）の内表面側に立設してもよい。
さらに、この例では、導入管（１０３）から導入された被処理材料のうち、メッシュ材（１０７）を通過した小粒径のものが排出管（１０８ａ）から排出される場合について説明したが、本発明においては、被処理材料をこの逆方向に流す、つまり、被処理材料を排出管（１０８ａ）の方向から導入（したがってその場合は排出管（１０８ａ）の位置に導入管）し、メッシュ材（１０７）を通過した小粒径のものを導入管（１０３）から排出する（したがってその場合は導入管（１０３）の位置に排出管を設け、その先端は、メッシュ材（１０７）面に、より接近させることが好ましい）ことも、より優れた操作であるとまでは云えないが、可能ではある。
【００２３】
次に、本発明の静電潜像現像剤用キャリアについて説明する。
本発明のキャリアは、磁性を有する芯材粒子とその表面を被覆する樹脂を含む層とからなる。
本発明のキャリアにおいて、芯材粒子の重量平均粒径Ｄｗが２２〜３２μｍであり、好ましくは２３〜３０μｍの範囲である。重量平均粒径Ｄｗが前記範囲よりも大きいと、キャリア付着がより起こりにくくなるが、潜像に対してトナーが忠実に現像されなくなって、ドット径のバラツキが大きくなり粒状性が低下する。また、トナー濃度を高くした場合、地汚れし易くなる。なお、前記キャリア付着は、静電潜像の画像部又は地肌部にキャリアが付着する現象を示す。それぞれの電界が強いほどキャリア付着し易い。画像部は、トナー現像されることにより電界が弱められるため、地肌部に比べ、キャリア付着は起こりにくい。キャリア付着は、感光体ドラムや定着ローラの傷の原因となる等の不都合を生じるので好ましくない。
２０μｍより小さい粒径を有する粒子の含有量が７重量％以下、好ましくは５重量％以下、さらに好ましくは３重量％以下である。２０μｍより小さい粒子が７重量％より多くなると、粒径分布が広がって来て、磁気ブラシの至るところに磁気モーメントの小さな粒子が存在するようになり、キャリア付着が急激に悪くなる。
また、２０μｍより小さい粒径を有する芯材粒子の含有割合は０．５重量％以上が好ましい。０．５重量％以上だと、コストをかけずに所望の値を得ることが可能となる。
更に、重量平均粒径Ｄｗが２２〜３２μｍの芯材粒子における粒径分布に対して、３６μｍより小さい粒子が９０重量％以上、より好ましくは、９２重量％以上となるシャープな粒径分布の磁性体の表面を樹脂で被覆することにより、各粒子の磁気モーメントの広がりを押さえた静電潜像現像剤用キャリアが得られ、キャリア付着を大幅に改善出来た。
【００２４】
本発明においてキャリア、キャリア芯材及びトナーに関して言う重量平均粒径Ｄｗは、個数基準で測定された粒子の粒径分布（個数頻度と粒径との関係）に基づいて算出されたものである。
この場合の重量平均粒径Ｄｗは次式で表される。
【００２５】
【数３】
2007163850.tif 000005
上記式中、Ｄは各チャネルに存在する粒子の代表粒径（μｍ）を示し、ｎは各チャネルに存在する粒子の総数を示す。
なお、チャネルとは、粒径分布図における粒径範囲を等分に分割するための長さを示すもので、本発明の場合には、２μｍの長さを採用した。
また、各チャネルに存在する粒子の代表粒径としては、各チャネルに保存する粒子粒径の下限値を採用した。
本発明においてキャリアおよびキャリア芯材の粒径分布を測定するための粒度分析計としては、マイクロトラック粒度分析計（モデルＨＲＡ９３２０−Ｘ１００：Ｈｏｎｅｗｅｌｌ社製）を用いた。
【００２６】
本発明者らは、キャリアの磁気束縛力Ｆｍに関係する磁化Ｍについて、大きさを替えたサンプルを試作して検討し、１０００エルステッド（Ｏｅ）の磁場を印加したときの磁気モーメントが、５０ｅｍｕ／ｇ以上、より好ましくは７０ｅｍｕ／ｇ以上とすることにより、キャリア付着が改良されることを見出した。その上限値は特に制約されないが、通常、１５０ｅｍｕ／ｇ程度である。
キャリア芯材粒子の磁気モーメントが前記範囲よりも小さくなると、キャリア付着が生じやすくなるので好ましくない。
【００２７】
前記磁気モーメントは、以下のようにして測定することができる。
Ｂ−Ｈトレーサー（ＢＨＵ−６０／理研電子（株）製）を使用し、円筒のセルにキャリア芯材粒子１ｇを詰めて装置にセットする。磁場を徐々に大きくし、３０００エルステッドまで変化させ、次に徐々に小さくして零にした後、反対向きの磁場を徐々に大きくし３０００エルステッドとする。更に、徐々に磁場を小さくして零にした後、最初と同じ方向に磁場をかける。このようにして、Ｂ−Ｈカーブを図示し、その図より１０００エルステッドの磁気モーメントを算出する。
【００２８】
本発明のキャリアで使用する１０００エルステッドの磁場を印加したときに、５０ｅｍｕ／ｇ以上となる芯材粒子としては、例えば、鉄、コバルトなどの強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｍｎ系フェライトなどが挙げられる。
フェライトとは、一般に下記式で表わされる焼結体である。
【００２９】
【化１】
2007163850.tif 000006
但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％であって、Ｍ、Ｎはそれぞれ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｒ、Ｃａなどであり、２価の金属酸化物と３価の鉄酸化物との完全混合物から構成されている。
【００３０】
本発明において、より好ましく用いられる１０００エルステッドの磁場を印加したときの磁気モーメントが７０ｅｍｕ／ｇ以上の芯材粒子としては、例えば、鉄系、マグネタイト系、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライト、Ｍｎ系フェライトなどが挙げられる。
【００３１】
キャリア芯材の嵩密度は２．１ｇ／ｃｍ3以上、より好ましくは２．３５ｇ／ｃｍ3 以上であると、キャリア付着防止に有利である。嵩密度が小さい芯材は、多孔性、または表面の凹凸が大きい。
嵩密度が小さいと、１ＫＯｅの磁気モーメント（ｅｍｕ／ｇ）が大きくても、１粒子当たりの実質的な磁気モーメントの値が小さくなるため、キャリア付着に対して不利である。
また、凹凸が大きいと場所によりコート樹脂の厚みが違ってきて、帯電量、および抵抗の不均一性を生じ易く、経時での耐久性、キャリア付着などに影響を与える。
嵩密度を大きくするには、焼成温度を高くすることなどにより可能であるが、芯材同士が融着し易くなり、解砕し難くなるため２．６ｇ／ｃｍ3未満が好ましく、２．５ｇ／ｃｍ3未満であることがさらに好ましい。
【００３２】
本発明において、キャリアの電気抵抗率（Ω・ｃｍ）は、印加電界５０Ｖ／ｍｍにおける１×１０１４Ω・ｃｍ以上１×１０１７Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。また、印加電界２５０Ｖ／ｍｍにおけるキャリア電気抵抗率は、１×１０８Ω・ｃｍ以上１×１０１６Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。電気抵抗率が上記範囲の場合、帯電性の環境による変動及び現像剤放置時の帯電量の低下を抑制することができる。印加電界５０Ｖ／ｍｍにおけるキャリア電気抵抗率が１×１０１４Ω・ｃｍより小さいと、放置時の帯電量の低下が大きくなることがある。また、温湿度による帯電量の変動が大きくなることがある。印加電界２５０Ｖ／ｍｍにおけるキャリア電気抵抗率が１×１０１６Ω・ｃｍより大きいと、連続印刷時にキャリアのチャージアップによる画像濃度の低下が生じることがある。
上記キャリア抵抗率は、次の方法により、測定することができる。
【００３３】
図３に示すように、電極間距離２ｍｍ、表面積２×４ｃｍの電極（２２ａ）、（２２ｂ）を収容したフッ素樹脂製容器からなるセル（２１）にキャリア（２３）を充填し、両極間に１００Ｖの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター４３２９Ａ（４３２９Ａ＋ＬＪＫ ５ＨＶＬＶＷＤＱＦＨ ＯＨＷＨＵ；横川ヒューレットパッカード株式会社製）にて直流抵抗を測定し、電気抵抗率Ｒ（Ω・ｃｍ）を算出する。
上記キャリアの抵抗率の調整は、芯材粒子上の被覆樹脂の抵抗調整、被覆層厚の制御によって可能である。また、キャリア抵抗調整のために、導電性微粉末を被覆樹脂層に添加して使用することも可能である。上記導電性微粉末としては、導電性ＺｎＯ、Ａｌ等の金属又は金属酸化物粉、種々の方法で調製されたＳｎＯ2又は種々の元素をドープしたＳｎＯ2、ＴｉＢ2、ＺｎＢ2、ＭｏＢ2等のホウ化物、炭化ケイ素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ（パラ−フェニレンスルフィド）ポリピロール、ポリエチレン等の導電性高分子、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。
これらの導電性微粉末は、以下の方法、即ち、コーティングに使用する溶媒、あるいは被覆用樹脂溶液に導電性微粉末を投入後、ボールミル、ビーズミルなどメディアを使用した分散機、あるいは高速回転する羽根を備えた攪拌機を使用することによって均一に分散することができる。
【００３４】
キャリア被覆層に使用される樹脂としては、従来公知の各種のものを用いることができるが、次式で表わされる繰り返し単位を含むシリコーン樹脂が好ましく用いられる。
【００３５】
【化２】
2007163850.tif 000007
上記式中、Ｒ1は水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メトキシ基、炭素数１〜４の低級アルキル基、またはアリール基（フェニル基、トリル基など）を示し、Ｒ2は炭素数１〜４のアルキレン基、またはアリーレン基（フェニレン基など）を示す。
【００３６】
上記式のアリール基において、その炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１４である。このアリール基には、ベンゼン由来のアリール基（フェニル基）の他、ナフタレンやフェナンスレン、アントラセン等の縮合多環式芳香族炭化水素由来のアリール基及びビフェニルやターフェニル等の鎖状多環式芳香族炭化水素由来のアリール基等が包含される。
該アリール基には、各種の置換基が結合していてもよい。
【００３７】
上記式のアリーレン基において、その炭素数は６〜２０、好ましくは６〜１４である。このアリーレン基には、ベンゼン由来のアリーレン基（フェニレン基）の他、ナフタレンやフェナンスレン、アントラセン等の縮合多環式芳香族炭化水素由来のアリーレン基及びビフェニルやターフェニル等の鎖状多環式芳香族炭化水素由来のアリーレン基等が包含される。
該アリーレン基には、各種の置換基が結合していてもよい。
【００３８】
本発明では、前記シリコーン樹脂としてストレートシリコーン樹脂を用いることができる。このようなものとしては、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２８２、ＫＲ２５２、ＫＲ２５５、ＫＲ１５２（信越化学工業社製）、ＳＲ２４００、ＳＲ２４０６（東レダウコーニングシリコーン社製）などが挙げられる。
本発明では、前記シリコーン樹脂として変性シリコーン樹脂を用いることができる。このようなものとしては、エポキシ変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、ウレタン変性シリコーン、ポリエステル変性シリコーン、アルキッド変性シリコーンなどが挙げられる。
上記変性シリコーン樹脂の具体例としては、エポキシ変性物：ＥＳ−１００１Ｎ、アクリル変性シリコーン：ＫＲ−５２０８、ポリエステル変性物：ＫＲ−５２０３、アルキッド変性物：ＫＲ−２０６、ウレタン変性物：ＫＲ−３０５（以上、信越化学工業社製）、エポキシ変性物：ＳＲ２１１５、アルキッド変性物：ＳＲ２１１０（東レダウコーニングシリコーン社製）などが挙げられる。
【００３９】
更に、本発明では、以下に示すものを単独または上記シリコーン樹脂と混合して使用することも可能である。
ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂、フッ素系樹脂など。
【００４０】
キャリア芯材粒子表面に被覆層を形成するための方法としては、スプレードライ法、浸漬法、あるいはパウダーコーティング法など公知の方法が使用できる。
特に、流動層型コーティング装置を用いる方法は、均一な被覆層を形成するのに有効である。
キャリア芯材粒子表面上に被覆層の厚みは、通常０．０２〜１μｍ、好ましくは０．０３〜０．８μｍである。被覆層の厚みはきわめて小さいことから、芯材粒子表面上に被覆層を形成したキャリアとキャリア芯材粒子の粒径は実質的に同じである。
前述のシリコーン樹脂からなる被覆層にアミノシランカップリング剤を含有させることにより、耐久性の良好なキャリアを得ることができる。
【００４１】
本発明で用いるアミノシランカップリング剤としては以下のようなものが挙げられる。含有量は、０．００１〜３０重量％が好ましい。
H2N(CH2)3Si(OCH3)3                                      ＭＷ  １７９．３
H2N(CH2)3Si(OC2H5)3                                      ＭＷ  ２２１．４
H2NCH2CH2CH2Si(CH3)2（OC2H5）                            ＭＷ  １６１．３
H2NCH2CH2CH2Si(CH3)（OC2H5）2                            ＭＷ  １９１．３
H2NCH2CH2NHCH2Si(OCH3)3                                  ＭＷ  １９４．３
H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(CH3)(OCH3)2                       ＭＷ  ２０６．４
H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3                            ＭＷ  ２２４．４
(CH3)2NCH2CH2CH2Si(CH3)（OC2H5）2                        ＭＷ  ２１９．４
(C4H9)2NC3H6Si（OCH3）3                                  ＭＷ  ２９１．６
【００４２】
被覆層中のシリコーン樹脂を含有する樹脂は、焼成することで縮合させることができ、焼成温度は、１６０〜３００℃であることが好ましい。焼成温度が１６０℃未満であると、縮合が十分に進行しないために被覆層が削れやすくなるため、経時でトナースペントが発生しやすくなり、帯電性が不安定になりやすい。また、焼成温度が３００℃より高くなると、縮合が進行しすぎるために被覆層が脆くなるため、経時でトナースペントが発生しやすくなり、帯電性が不安定になりやすい。
【００４３】
本発明の現像剤は、前記キャリアとトナーとからなる。
本発明に使用されるトナーは、熱可塑性樹脂を主成分とするバインダー樹脂中に、着色剤、微粒子、そして帯電制御剤、離型剤等を含有させたものであり、従来公知の各種のトナーを用いることができる。このトナーは、重合法、造粒法などの各種のトナー製法によって作成された不定形または球形のトナーであることができる。また、磁性トナー及び非磁性トナーのいずれも使用可能である。
【００４４】
トナーのバインダー樹脂としては以下のものを、単独あるいは混合して使用できる。
スチレン系バインダー樹脂として、ポリスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタア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−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体；アクリル系バインダーとして、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレートが挙げられ、その他、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂肪族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。
【００４５】
また、ポリエステル樹脂は、スチレン系やアクリル系樹脂に比して、トナーの保存時の安定性を確保しつつ、より溶融粘度を低下させることが可能である。このようなポリエステル樹脂は、例えば、アルコールとカルボン酸との重縮合反応によって得ることができる。
【００４６】
アルコールとしては、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオールなどのジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノーＡなどのエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価のアルコール単位体、その他の２価のアルコール単位体、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等の三価以上の高アルコール単量体を挙げることができる。
【００４７】
また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸からの二量体、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体酸、これらの酸の無水物等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。
【００４８】
エポキシ系樹脂としては、ビスフェノールＡとエポクロルヒドリンとの重縮合物等があり、例えば、エポミックＲ３６２、Ｒ３６４、Ｒ３６５、Ｒ３６６、Ｒ３６７、Ｒ３６９（以上、三井石油化学工業（株）製）、エポトートＹＤ−０１１、ＹＤ−０１２、ＹＤ−０１４、ＹＤ−９０４、ＹＤ−０１７、（以上、東都化成（株）製）エポコ−ト１００２、１００４、１００７（以上、シェル化学社製）等の市販のものが挙げられる。
【００４９】
本発明に使用される着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｇレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、染顔料など、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合して使用し得る。
また、トナーに磁性体を含有させて磁性トナーとすることも可能である。磁性体としては、鉄、コバルトなどの強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｂａフェライトなどの微粉末が使用できる。
トナーの摩擦帯電性を充分に制御する目的で、いわゆる帯電制御剤、例えばモノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸およびその塩、サリチル酸、ナフトエ塩、ジカルボン酸のＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属錯体アミノ化合物、第４級アンモニウム化合物、有機染料などを含有させることができる。
【００５０】
さらにまた、本発明で用いるトナーには必要に応じて離型剤を添加してもよい。
離型材料としては、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、カルナウバワックス、マイクロクリスタリンワックス、ホホバワックス、ライスワックス、モンタン酸ワックス等を単独または混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。
トナーには、添加剤を添加することができる。良好な画像を得るためには、トナーに十分な流動性を付与することが肝要である。これには、一般に流動性向上材として疎水化された金属酸化物の微粒子や、滑剤などの微粒子を外添することが有効であり、金属酸化物、有機樹脂微粒子、金属石鹸などを添加剤として用いることが可能である。これら添加物の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤や、酸化セリウム、炭化ケイ素などの研磨剤；例えば表面を疎水化したＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の無機酸化物などの流動性付与剤；ケーキング防止剤として知られるもの、および、それらの表面処理物などが挙げられる。トナーの流動性を向上させるためには、特に、疎水性シリカが好ましく用いられる。
本発明で用いるトナーにおいて、その重量平均粒径Ｄｔは９．０〜３．０μｍ、好ましくは７．５〜３．５μｍである。キャリアに対するトナーの割合は、キャリア１００重量部当り、トナー２〜２５重量部、好ましくは３〜２０重量部の割合である。
なお、トナー粒径はコールターカウンター（コールターカウンター社製）を用いて測定した。
【００５１】
なお、感光体と、この感光体の表面を帯電させる帯電ブラシと、前記感光体の表面に形成される静電潜像を前記のキャリア、および現像剤を用いて現像する現像部と、前記感光体の表面に残存する現像剤を払拭するブレードとを具備することを特徴とするプロセスカートリッジとして電子写真システムに採用することが出来た。
【００５２】
（プロセスカートリッジ）
図５は、本発明のプロセスカートリッジの構成例を示す概略図である。この例のプロセスカートリッジ（画像形成ユニット）（３２）は、像担持体の典型例である感光体（３５）の周囲に帯電手段（３４）、本発明の現像剤を用いる現像手段（３０）、クリーニング手段（３７）が配置されたものであり、露光手段や転写手段を有する画像形成装置（図示せず）に着脱自在に搭載される。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はここに例示される実施例に限定されるものではない。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて説明する。ただし、「部」は重量部を表わす。
【００５４】
キャリアの製造例
（キャリア製造例１）
シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１：東レダウコーニングシリコーン社製）に対して、比表面積が１２７０ｍ２／ｇの導電性カーボン、粒子径０．３μｍのアルミナ微粒子を、それぞれシリコーン樹脂固形分に対して５重量％となるように調整した液を、ホモジナイザーを使用して、３０分間分散した後、この分散液を固形分１０重量％になるように希釈し、この分散液にさらにアミノシランカップリング剤［ＮＨ２（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）］を、シリコーン樹脂の固形分に対して３重量％添加・混合させてキャリア被覆層塗布液を得た。
次に、キャリア芯材粒子（１）（ＣｕＺｎフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント５７ｅｍｕ／ｇ）を本発明による分級装置を用いて分級処理を行った。分級処理の際、排出流路からの吸引エア量を０．３ｍ3/ｍｉｎ、ロータ回転数を５０００ｒｐｍとした。また、ロータ内側に設けられたメッシュ材の目開きを２７μｍとした。
次に、上記処理で得られた芯材粒子表面に、上記分散液を流動床型コーティング装置を用いて、１００℃の雰囲気下で、５０ｇ／ｍｉｎの割合で塗布した。更に、２５０℃で２時間加熱して、平均被覆層厚０．６μｍのキャリアＡを得た。キャリア被覆層の厚さの測定は、キャリアを破砕し、その断面を走査型電子顕微鏡で観察することで求めた。
【００５５】
（キャリア製造例２）
キャリア製造例１において、本発明による分級装置で分級処理を行わないこと以外は全く同様にして、キャリアＢを得た。
【００５６】
（キャリア製造例３）
キャリア製造例１において、ロータ内側にメッシュ材を設けないこと以外は全く同様にして、キャリアＣを得た。
【００５７】
（キャリア製造例４）
キャリア製造例１において、ロータ内側のメッシュ材の目開きを８０μｍとすること以外は全く同様にして、キャリアＤを得た。
【００５８】
（キャリア製造例５）
キャリア製造例１において、ロータ内側のメッシュ材の目開きを１１μｍとすること以外は全く同様にして、キャリアＥを得た。
分級処理後、ロータ内側のメッシュ材を観察したところ、メッシュの一部に目詰まりが確認できた。
【００５９】
（キャリア製造例６）
キャリア製造例１において、キャリア芯材粒子（２）（ＭｎＭｇＳｒフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント７３ｅｍｕ/ｇ）を使用すること以外は全く同様にして、キャリアＦを得た。
【００６０】
（キャリア製造例７）
キャリア製造例１において、キャリア芯材粒子（３）（Ｍｎフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント８０ｅｍｕ／ｇ）を使用すること以外は全く同様にして、キャリアＧを得た。
【００６１】
（キャリア製造例８）
キャリア製造例１において、キャリア芯材粒子（４）（マグネタイト、１ＫＯｅの磁気モーメント８１ｅｍｕ／ｇ）を使用すること以外は全く同様にして、キャリアＨを得た。
【００６２】
（キャリア製造例９）
キャリア製造例１と全く同様にしてキャリア被覆層塗布液を得た。
次に、キャリア芯材粒子（１）（ＣｕＺｎフェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント５７ｅｍｕ／ｇ）を図４に示す振動ふるい機に１Ｋｇ／分の割合で供給し分級処理を行った。
使用した振動ふるい機は、フレーム（９）に支持された７０ｃｍφの網面（ステンレス製、６３５メッシュ・目開き２０μｍ・開孔率２５％）（５）に、共振部材として共振リング（６）を取付け、そのリング（６）に３６ｋＨｚの超音波を発振する振動子（８）を取り付けた構造となっている。また、該フレーム（９）に支持された網面（５）は、ベース（４）にスプリング（３）を介して支持されており、ベース（４）内には図示しない振動モーターが設置さている。
この振動モーターによる３次元運動と超音波を発信する振動子（８）による微振動を同時に発生させながら、網面（５）上に供給されたキャリア芯材粒子の分級処理を行った。
次に、上記処理で網面（５）上に残った芯材粒子表面に、キャリア製造例１と全く同様にしてキャリア被覆層塗布液を塗布し、キャリアＩを得た。
キャリアＡ〜Ｉの特性値を表１にまとめた。
【００６３】
【表１】
2007163850.tif 000008
【００６４】
トナーの製造例
ポリエステル樹脂                                            １００部
キナクリドン系マゼンタ顔料                                  ３．５部
含フッ素４級アンモニウム塩                                  ４部
以上の各成分をブレンダーにて充分に混合した後、２軸式押出し機にて溶融混練し、放冷後カッターミルで粗粉砕し、ついでジェット気流式微粉砕機で微粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級して、重量平均粒径６．８μｍ、真比重１．２０ｇ／ｃｍ3のトナー母粒子を得た。
更に、このトナー母粒子１００部に対して、疎水性シリカ微粒子（Ｒ９７２：日本アエロジル社製）０．８部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して、トナーを得た。
【００６５】
（現像剤の作成及び評価）
以上のキャリア製造例で得たキャリアＡ〜Ｉとトナー製造例で得たトナーを用いて現像剤を作成し、画像形成を行ない、その画像品質確認を行なった。なお、画像はイマジオカラー４０００（リコー製デジタルカラー複写機・プリンター複合機）で作成した。
以下の画像形成の実施例において採用した試験方法は次のとおりである。
【００６６】
（１）画像濃度：上記現像条件における、３０ｍｍ×３０ｍｍのベタ部の中心をＸ−Ｒｉｔｅ９３８分光測色濃度計で測定し、評価を行った。表中記載の記号は、◎：大変良好、○：良好、×：不良（×は許容不可のレベル）とした。
【００６７】
（２）粒状度：下記の式で定義された粒状度（明度範囲：５０〜８０）を測定し、その数値を下記のようにランクに置き換えて評価した。
粒状度＝ｅｘｐ（ａＬ+ｂ）∫（ＷＳ（ｆ））１／２ＶＴＦ（ｆ）ｄｆ
Ｌ：平均明度
ｆ：空間周波数（ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）
ＷＳ（ｆ）：明度変動のパワースペクトラム
ＶＴＦ（ｆ）：視覚の空間周波数特性
ａ，ｂ：係数
ランク
◎（大変良好）：０以上０．１未満
○（良好）    ：０．１以上０．２未満
△（使用可能）：０．２以上０．３未満
×（使用不可）：０．３以上
【００６８】
（３）地汚れ：画像上の地肌部の汚れを目視で評価した。表中記載の記号は、◎：大変良好、○：良好、×：不良（×は許容不可のレベル）とした。
【００６９】
（４）キャリア付着：キャリア付着が発生すると、感光体ドラムや定着ローラの傷の原因となり、画像品質の低下を招く。キャリア付着しても一部のキャリアしか紙に転写してこないため、感光体ドラム上から粘着テープで転写して評価した。
副走査方向に２ドットライン（１００ｌｐｉ／ｉｎｃｈ）の画像パターンを作成し、直流バイアス４００Ｖを印加して現像し、２ドットラインのライン間に付着したキャリアの個数（面積１００ｃｍ2）粘着テープで転写し、その個数を目視で観察して評価を行った。
表中記載の記号は、◎：大変良好、○：良好、×：不良（×は許容不可のレベル）とした。
【００７０】
（実施例１）
キャリアＡ（１００部）に対して、トナー（１１部）を加えて、ボールミルで２０分攪拌して現像剤を作成した。キャリアに対するトナーの被覆率はおおよそ５０％であった。
次に、前記現像条件のリコー製イマジオカラー４０００を使用し、前述の測定評価方法により、画像品質の確認を行った。
【００７１】
（実施例２〜６、及び比較例１〜３）
キャリアＢ〜Ｉを用いること以外は全く同様にして現像剤を作成し、前述の測定評価方法により、画像品質の確認を行った。
評価結果を表２にまとめた。
【００７２】
【表２】
2007163850.tif 000009
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の静電潜像現像用キャリアの製造方法の一例を示した図である。
【図２】図１のローターを詳しく説明した図である。
【図３】本発明におけるキャリアの電気抵抗率の測定に用いる抵抗測定セルの斜視図である。
【図４】本発明における超音波発振器付きの振動ふるい機の説明構造図を示す。
【図５】本発明におけるプロセスカートリッジの説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  キャリア芯材
２  円筒容器
３  スプリング
４  ベース
５  網面
６  共振リング
７  ケーブル
８  振動子
９  フレーム
２１  セル
２２ａ  電極
２２ｂ  電極
２３  キャリア
３０  現像手段
３２  プロセスカートリッジ（画像形成ユニット）
３４  帯電手段
３５  感光体
３７  クリーニング手段
１０１  本体
１０２  取出し口
１０２ａ  排出経路
１０３  導入管
１０４  駆動部
１０５  ロータ
１０５ａ  ロータ開口部
１０６  羽根
１０６ａ  羽根板支持枠
１０６ｂ  羽根板支持枠
１０７  メッシュ材
１０８  排出流路
１０８ａ  排出管
【図１】
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【図２】
2007163850.tif 000011
【図３】
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【図４】
2007163850.tif 000013
【図５】
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