(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストレートシリコーン系樹脂を被覆したキャリアとトナーとからなる使用済み電子写真用現像剤をキャリアとトナーに分離し、分離したキャリアをアルカリ水溶液中に浸漬し、撹拌、混合して、キャリア表面に付着しているトナー成分及び被覆されているストレートシリコーン系樹脂を除去した後、キャリア芯材表面を再度ストレートシリコーン系樹脂で被覆することを特徴とするキャリアの再生方法。
【請求項２】
上記アルカリ水溶液の濃度が５％以上である請求項１に記載のキャリアの再生方法。
【請求項３】
上記アルカリ水溶液の温度が５０℃以上である請求項１又は２に記載のキャリアの再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター等での連続使用により疲労した使用済み電子写真用現像剤におけるシリコーン系樹脂で被覆されたキャリアの再生方法及び該再生キャリアを用いた電子写真用現像剤に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
電子写真方式における静電荷像二成分系乾式現像剤は、トナーとキャリアで構成されており、キャリアは現像槽内でトナーと混合撹拌され、トナーに所望の帯電を与え、電荷を帯びたトナーを感光体上の静電潜像に運び、トナー像を形成させる担体物質である。
【０００３】
キャリアは現像槽のマグネット上に残り、再び現像槽内に戻り、新たに補給されるトナーと再び混合撹拌され、繰り返し使用される。
【０００４】
従って、耐刷期間中、所望の画像品質を安定して維持するためには、キャリアの特性が使用期間中、安定していることが要求されている。
【０００５】
近年、静電荷像二成分系乾式現像剤用キャリアの多くは、より高品質な画像を得るため、キャリア表面に樹脂の被覆を施している。
【０００６】
しかし、現像剤は、耐刷期間中、粒子同士の衝突あるいは現像槽及び感光体等との衝突等のストレスを絶えず受けるため、発熱でキャリア表面にトナー成分の付着、いわゆるスペント化が生じる。更にキャリア表面に被覆されている樹脂の剥離、変質等が生じ、キャリア特性は使用時間と共に悪化し、現像剤自体を交換する必要が生じる。
【０００７】
このようなキャリア特性の悪化を防止するために、従来からキャリア表面に被覆する樹脂の種類の検討が行われており、その中では、低表面張力を有するシリコーン系樹脂が現在の主流となりつつある。しかしながら、スペント化や被覆樹脂の劣化（剥離、変質）の防止は、未だ不充分なのが現状である。
【０００８】
従来は、上記のようなキャリア特性の悪化により交換、回収された現像剤は廃棄されていたが、近年、産業廃棄物による環境汚染が問題視され、回収現像剤の再利用が課題となっている。
【０００９】
回収した現像剤、特にキャリアの再利用に関しては、例えば、特開平３−８９２５４号公報、特開平６−１４９１３２号公報及び特開平７−２８２８０号公報があるが、これらの各公報ではキャリア表面に付着したスペント化したトナー成分の除去のみを目的としており、被覆樹脂の除去を目的とするものではないので、キャリアに樹脂が被覆されたままとなっている。キャリア表面に被覆されている樹脂は、連続耐刷によりキャリア表面に被覆されている樹脂は少なからず劣化（剥離、変質）しているため、再生後のキャリア特性が安定せず、初期の電気抵抗、帯電性等の諸特性が再生できなかったり、あるいは再使用の際、キャリア寿命が短くなることがある。
【００１０】
また、加熱処理あるいは有機溶媒処理により、スペント化トナー及び被覆樹脂を除去する提案もされているが（特開昭４７−１２２８６号公報、特開昭６３−２１２９４５号公報及び特開平７−７２６６５号公報）、シリコーン系樹脂を被覆したキャリアに関しては、加熱処理ではシリコーン系樹脂はＳｉＯ2 として残留し、また有機溶剤には硬化されたシリコーン系樹脂は不溶であるため、除去できない。
【００１１】
このような加熱処理や有機溶媒処理を用いたキャリアの再生方法により、スチレン−アクリル系樹脂等の樹脂は除去されるが、シリコーン系樹脂は除去不可能である。
【００１２】
従って、本発明の目的は、キャリア表面のスペント化トナー及び被覆されているシリコーン系樹脂を除去し、初期の特性の回復させるキャリアの再生方法及び該再生キャリアを用いた電子写真用現像剤を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討の結果、使用済み現像剤をキャリアとトナーに分離した後、分離したキャリアをアルカリ水溶液中に浸漬し、撹拌、混合することによって、上記目的が達成し得ることを知見した。
【００１４】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、ストレートシリコーン系樹脂を被覆したキャリアとトナーとからなる使用済み電子写真用現像剤をキャリアとトナーに分離し、分離したキャリアをアルカリ水溶液中に浸漬し、撹拌、混合して、キャリア表面に付着しているトナー成分及び被覆されているストレートシリコーン系樹脂を除去した後、キャリア芯材表面を再度ストレートシリコーン系樹脂で被覆することを特徴とするキャリアの再生方法を提供するものである。
【００１５】
また、本発明は、上記再生方法によって得られたキャリアを用いた電子写真用現像剤を提供するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のキャリアの再生方法を詳細に説明する。まず、初めに、耐刷期間を過ぎ、回収された現像剤からブローオフ、風篩、気流分級機等の風力による方法、ロータリーキルン炉、焼成炉、静置炉、流動床炉等の加熱処理による方法、水、有機溶媒等にて洗浄する方法、あるいはこれらを組み合わせた方法によって、キャリアに静電的に付着しているトナーあるいはトナー中の流動化剤等に使用されている添加剤を分離する前処理を行う。
【００１７】
このとき、風力による方法においては、処理する現像剤からキャリア粒子が除去されない程度の風量で行う。また、回収された現像剤には、目視で見えるような大粒径のトナー塊が含まれていることもあり、風力による方法では除去できない場合がある。この際には振動篩、ジャイロシフター等のような篩網で除去できる。加熱処理による方法においては、加熱温度はトナーが分解する温度以上とする。但し、キャリアが溶融、フェライト化反応の進行等がしない程度の温度までとし、概ね２００〜９００℃、更に４００〜８００℃、特に６００〜７００℃で１５分間以上加熱することが好ましい。有機溶媒での洗浄法においては、トナーが可溶な有機溶剤を選択するのが好ましい。
【００１８】
このようにして、使用済み現像剤からシリコーン系樹脂被覆層を有するキャリアとトナーに分離される。ここでシリコーン系樹脂とは、ストレートシリコーン樹脂である。
【００１９】
次に、前処理を施したキャリアをアルカリ水溶液中に浸漬し、撹拌、洗浄を行う。洗浄処理に使用するアルカリ水溶液は、ＫＯＨ、ＮａＯＨ等を使用する。アルカリ水溶液の濃度は好ましくは５％以上、さらに好ましくは５〜２０％、特に好ましくは７．５〜１２．５％である。アルカリ水溶液の濃度が５％未満では、キャリアに被覆されているシリコーン系樹脂が残留する可能性が生じ好ましくない。また、アルカリ水溶液の濃度が２０％超では洗浄等の後工程の処理時間が長くなる等、経済性が不味である。
【００２０】
また、アルカリ水溶液の温度は、常温では被覆シリコーン系樹脂の若干の残留が見られるため、５０℃以上が好ましく、７０〜１００℃がさらに好ましい。
【００２１】
アルカリ水溶液での洗浄処理済みのキャリアは、水でよく洗浄する。さらには、水で洗浄する前に、塩酸等の酸性水溶液又はアンモニア水のようなアルカリ性水溶液等を用い、ｐＨを６〜８に調整すると特に良い。乾燥工程は、自然乾燥で行っても良いが、５０〜１５０℃程度の加熱乾燥が好ましい。
【００２２】
このようにして、スペント化トナー及び被覆樹脂が除去されたキャリアは、原材料から新たにつくられたキャリア（芯材）と同等まで再生され、キャリアのＣ及びＳｉ含有量は極微量となり、回収されたキャリアは電子写真現像剤用キャリア（再生前の初期キャリア）とするように樹脂被覆され、再生される。
【００２３】
また、再焼成処理によりキャリア表面性、見掛け密度の変更、粒度調整による粒径変更、並びに酸素濃度調整による炉内雰囲気焼成により磁力、抵抗等を調整してもよい。また、再生されたキャリア芯材を、ストレートシリコーン系樹脂で再び被覆する。又は導電性剤、帯電荷剤を含有する各種樹脂で、被覆処理を施されることより、再生前と全く別の初期キャリアとすることもできる。
【００２４】
本発明の再生方法に適用できるキャリアとしては、既に公知であるものも含め、全ての電子写真用キャリアが使用でき、鉄粉、マグネタイト粉末やＣｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃｏ等を用いたフェライト粉末等が挙げられ、形状、表面性、粒径、磁気特性、抵抗値、帯電性等の制限はない。
【００２５】
本発明の再生方法により得られたキャリアは、トナーと混合して電子写真用二成分現像剤として用いられる。ここに用いられるトナーとしては、結着樹脂中に荷電制御剤、着色剤等を分散させたものである。
【００２６】
トナーに使用される結着樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、さらにロジン変性マレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。これらは単独または混合して用いられる。
【００２７】
荷電制御剤としては、任意に適当なものを用いることができる。例えば、正荷電性トナーであれば、ニグロシン系染料、４級アンモニウム塩等があり、負荷電性トナーであれば、含金属モノアゾ染料等が挙げられる。着色剤としては、従来より知られている染料及び顔料が使用できる。例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントレッド、クロムイエロー、フタロシアニングリーン等が挙げられる。その他、トナーの流動性、耐凝集性向上のため、シリカ微粉体、チタニア等の外添剤をトナーに応じて加えることができる。
【００２８】
トナーの製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、結着樹脂、荷電制御剤、着色剤をヘンシェルミキサー等の混合機で充分混合し、次いで、二軸押出機等で溶融混練し、冷却後、粉砕、分級し、外添剤を添加後、ミキサー等で混合することにより得られる。
【００２９】
【実施例】
以下に、実施例等に基づき、本発明を具体的に説明する。
【００３０】
〔実施例１〕
飽和磁化５５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径１００μｍのＣｕ−Ｚｎ系フェライトコアＡ1を芯材として、メチルシリコーン樹脂を０．５重量％被覆し、キャリアＡ2を得た。このキャリアＡ2と複写機ＳＦ−７８００（シャープ社製）用トナーから現像剤Ａ3を得た。この現像剤Ａ3を用い、複写機ＳＦ−７８００にて１０万枚の連続耐刷を行った後、現像剤Ａ4を回収した。その後、現像剤Ａ4におけるキャリアＡ5の表面の静電的に付着しているトナーを除去した。次に、このキャリアＡ5を、７０℃に加温した１０％ＫＯＨ水溶液と共に撹拌機に入れ、１時間撹拌、洗浄した後、ｐＨを７．２に調整し、水で洗浄した。その後、乾燥機にて充分乾燥させ、コアＡ6を得た。
【００３１】
ＩＣＰ分析によるコアＡ6のＣ含有量及びＳｉ含有量は、表１に示されるように、いずれも０．０１重量％未満であり、キャリア表面のスペント化トナー、被覆樹脂は完全に除去されていた（コアＡ1のＣ含有量及びＳｉ含有量は、いずれも０．０１重量％未満）。
【００３２】
このコアＡ6に、上記と同様にメチルシリコーン樹脂を再度、被覆し、キャリアＡ7を得た。このキャリア特性は、キャリアＡ2と同等のものであった。さらに、得られたキャリアＡ7と複写機ＳＦ−７８００（シャープ社製）用トナーから現像剤Ａ8を得た。この現像剤Ａ8を用い、複写機ＳＦ−７８００により、上記と同様に１０万枚の連続耐刷試験を行ったところ、試験初期時の帯電量は、現像剤Ａ3が１１．２μｃ／ｇであったのに対し、現像剤Ａ8は１１．４μｃ／ｇとほぼ同等であり、また、１０万枚の連続耐刷試験後の現像剤Ａ3が１５．６μｃ／ｇであったのに対し、現像剤Ａ8は１５．１μｃ／ｇとほぼ同等であった。また、画像品質についても現像剤Ａ3と再生した現像剤Ａ8には、初期、耐刷試験後ともに差は見られなかった。この帯電量を表１に示す。
【００３３】
〔実施例２〕
実施例１と同様に、回収した現像剤Ａ4におけるキャリアＡ5のトナーを除去した後、７０℃に加温した１０％ＮａＯＨ水溶液で撹拌、洗浄したところ、表１に示されるように、スペント化トナー、被覆樹脂は完全に除去されており、実施例１と同様にメチルシリコーン樹脂を再度、被覆したキャリアＡ9から得た現像剤Ａ10の耐刷試験においても、実施例１と同様に大きな差異は認められなかった。初期及び耐刷後の帯電量を表１に示す。
【００３４】
〔実施例３〕
実施例１と同様に、回収した現像剤Ａ4におけるキャリアＡ5のトナーを除去した後、５０℃に加温した１０％ＫＯＨ水溶液で撹拌、洗浄したところ、表１に示されるように、スペント化トナー、被覆樹脂は完全に除去されており、実施例１と同様にメチルシリコーン樹脂を再度、被覆したキャリアＡ11から得た現像剤Ａ12の耐刷試験においても、実施例１と同様に大きな差異は認められなかった。初期及び耐刷後の帯電量を表１に示す。
【００３５】
〔実施例４〕
実施例１と同様に、回収した現像剤Ａ4におけるキャリアＡ5のトナーを除去した後、７０℃に加温した３％ＫＯＨ水溶液で撹拌、洗浄したところ、得られたコアＡ13のＣ含有量及びＳｉ含有量は、それぞれ０．０１重量％、０．０２重量％であり、若干の被覆樹脂の残留が見られ、実施例１と同様にメチルシリコーン樹脂を再度、被覆したキャリアＡ14から得た現像剤Ａ15の耐刷試験においては、初期のカブリが多いものの、耐刷試験終了まで耐久性は確認できた。初期及び耐刷後の帯電量を表１に示す。
【００３６】
〔実施例５〕
実施例１と同様に、回収した現像剤Ａ4におけるキャリアＡ5のトナーを除去した後、加温せずに常温のままの１０％ＫＯＨ水溶液で撹拌、洗浄したところ、得られたコアＡ16のＣ含有量及びＳｉ含有量は、それぞれ０．０４重量％、０．０８重量％であり、完全には被覆樹脂は除去されていなかった。なお、キャリアＡ2のＣ含有量は０．０９重量％、Ｓｉ含有量は０．１５重量％である。さらに、実施例１と同様にメチルシリコーン樹脂を再度、被覆したキャリアＡ17から得た現像剤Ａ18の耐刷試験においては、初期のカブリが多いものの、耐刷試験終了まで耐久性は確認できた。初期及び耐刷後の帯電量を表１に示す。
【００３７】
〔実施例６〕
実施例１と同様に、回収した現像剤Ａ4におけるキャリアＡ5のトナーを除去した後、５０℃に加温した１０％ＫＯＨ水溶液で撹拌、洗浄し、ｐＨを５．３に調整し、乾燥機にて充分乾燥させた。得られたコアＡ19のＣ含有量及びＳｉ含有量は、表１に示されるように、いずれも０．０１重量％未満であり、キャリア表面のスペント化トナー、被覆樹脂は完全に除去されていた。さらに実施例１と同様にメチルシリコーン樹脂を再度、被覆したキャリアＡ20から得た現像剤Ａ21の耐刷試験においては、初期のカブリが若干多いものの、耐刷試験終了まで耐久性は確認できた。初期及び耐刷後の帯電量を表１に示す。
【００３８】
〔比較例１〕
実施例１と同様に、回収した現像剤Ａ4におけるキャリアＡ5のトナーを除去した後、ト
ンネルキルン炉にて７００℃で焼成したところ、表１に示されるように、Ｃ含有量は０．０１重量％未満であったが、Ｓｉ含有量は０．１２重量％であった。また、実施例１と同様に、メチルシリコーン樹脂を被覆したキャリアＡ22を用いた連続耐刷試験においては、初期からカブリがひどく、連続耐刷に耐えられるものではなかった。初期の帯電量を表１に示す。
【００３９】
〔比較例２〕
実施例１と同様に、回収した現像剤Ａ4におけるキャリアＡ5のトナーを除去した後、トルエン（有機溶剤）と共に撹拌機に入れ、撹拌、洗浄を行い、スペントしたトナー除去されたキャリアＡ23を得た。キャリアＡ23のＣ含有量は０．０７重量％、Ｓｉ含有量は０．１２重量％であった。キャリアＡ23を用いた連続耐刷試験においては、比較例１と同様に、初期からカブリがあり、かつ、画像濃度も出ず、経時の耐刷において、帯電量が極端に下がり、カブリがひどく、トナー飛散が生じ、連続耐刷に耐えられるものではなかった。初期及び耐刷後の帯電量を表１に示す。
【００４０】
〔比較例３〕
比較例２のキャリアＡ23を、実施例１と同様に、メチルシリコーン樹脂を被覆したキャリアＡ24を用いた連続耐刷試験においては、比較例１と同様に、初期からカブリがひどく、連続耐刷に耐えられるものではなかった。初期の帯電量を表１に示す。
【００４１】
【表１】
0004277940.tif 000002
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の再生方法によって、キャリア表面のスペント化トナー及び被覆されているシリコーン系樹脂が除去され、初期の特性と同等の特性を有するキャリアが得られる。そして、この再生キャリアを電子写真用現像剤に用いることによって、使用済みキャリアを廃棄する必要がなくなることから、環境汚染の問題が解決され、また資源の有効利用が図れる。