JP2000214660A

JP2000214660A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000214660A
Application number: JP1866099A
Authority: JP
Inventors: Marekatsu Mizoe; 希克溝江; Shuichi Aida; 修一會田; Toshio Takamori; 俊夫高森; Fumimitsu Gomi; 史光五味
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】現像同時クリーニングシステムにおいて、均
一な帯電を行うと共に転写残トナーの現像器での回収性
を向上し、感光体の割れを防止し長寿命化を達成させ、
画像流れを防止し、高画質を実現させる画像形成装置を
提供することである。【解決手段】導電性支持体上に感光層を有する感光体
と、導電性部材に支持された磁性粒子から成り感光体に
接触配置して電圧を印加することにより感光体を帯電さ
せる帯電手段、静電潜像を形成する潜像形成手段、静電
潜像を現像してトナー像を形成させると共に転写した後
に感光体上に残留する転写残トナーを回収するクリーニ
ング手段を兼ねた現像手段、トナー像を転写するための
転写手段を備えたタンデム式の画像形成装置において、
磁性粒子の粒度分布が０．５〜２００μｍの範囲に２つ
以上のピーク又は肩を有し、平均径が１０〜５０μｍで
あり、凝集度が６０％以上であり、比表面積が０．１０
０ｍ²／ｇ以上である画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電用磁性粒子及
び電子写真方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像形成装置のカラー化が進み、
カラーの画像形成装置として４色それぞれが感光体、帯
電装置、現像装置、クリーニング装置を有し（４つのス
テーション）、１パスで順次、転写材としての用紙上に
４色重ねるタンデム方式が提案されている。この方式
は、高速のカラー記録に対応できる利点を有している反
面、４つのステーションが存在するために装置の小型化
には限界があった。

【０００３】クリーニング装置は、クリーニング部材を
感光体に押し当てて転写残トナーをせき止め、廃トナー
容器に掻き落として捕集させる装置であり、ブレード
型、ブラシ型のクリーニング部材が用いられている。直
接感光体に当接させるので転写残トナーの捕集性には優
れるが、廃トナーの処理が必要になること、クリーニン
グ容器を具備するために装置が必然的に大きくなってし
まうこと、感光体が摩耗（短命化）する等の指摘があ
る。特に、複数のステーションを有するタンデム式の画
像形成装置においては、取り扱い上、装置の小型化が望
まれていた。

【０００４】そこで、廃トナーレスのシステムとして、
現像同時クリーニング方式（又はクリーナーレス）が提
案されている。この方式は、転写工程後に感光体上に残
留する転写残トナーを帯電工程を通過させ、帯電された
感光体と現像部の電位差を利用して現像器に回収する技
術である。トナーの廃棄を不要とするこの方式は、トナ
ーの再利用による消耗品の有効活用やエコロジー対応、
感光体の摩耗防止による長寿命化、画像形成装置の小型
化等の観点から有効な手段である。

【０００５】しかしながら、転写残トナーは、帯電工程
を通過させるために帯電への影響が問題となる。帯電部
材としては、一般にオゾンレスや省エネルギーの立場か
ら接触式の帯電ローラが採用されている。接触式の帯電
は、帯電部材から感光体への放電によって行われるた
め、ある閾値電圧以上の電圧を印加することにより帯電
が開始される。閾値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義す
ると、感光体表面電位Ｖｄを得るためには、帯電部材に
はＶｄ＋ＶｔｈのＤＣ電圧が必要となる。この様なＤＣ
帯電は、オゾン発生を抑える利点がある反面、帯電ロー
ラの表面に転写残トナーが付着すると、帯電部材として
の抵抗値が上昇するために、感光体の電位が変動するこ
とがあった。

【０００６】一方、帯電の均一化を図るために特開昭６
３−１４９６６９号公報に開示されるように、所望のＶ
ｄに相当する直流電圧に２×Ｖｔｈ以上のピーク間電圧
を持つＡＣ電圧を重畳した電圧を印加するＡＣ帯電方式
が用いられている。これは、交流による表面電位の平均
化を目的としたものであり、感光体の表面電位はＡＣ電
圧のピークの中央値であるＶｄに収束する。

【０００７】しかしながら、転写残トナーが連続的にロ
ーラ表面に堆積すると均一帯電性が低下し、カブリの原
因になる。また、帯電ローラには、パターン化された転
写残トナーに対しトナーを十分に散らす働きがないため
に、ゴースト画像が発生することがある。

【０００８】この様な対策として、例えば、帯電ローラ
にブレードを当接させ付着トナーを掻き落とす技術、導
電性ブレードを当接させ電位差により付着トナーを静電
的に感光体に吐出す技術（特開平５−２０３００号公
報）、転写残トナーの散らし部材を兼ねる回転ブラシを
用いる技術（特開平８−１３７１９８号公報）等が開示
されている。このような技術により、帯電部材にトナー
が連続的に蓄積されることは防止されるが、部分的な付
着による画像カブリやパターン化によるゴースト等は、
十分には解消されていないのが現状である。

【０００９】タンデム式の画像形成装置では、高速対応
が可能であることに加え、単色でも画像形成を行える利
点がある。この様な場合は、画像形成を行わない色の画
像形成工程は停止させることになるが、感光体は用紙及
び転写ベルトと接触することになり、感光体に傷をつけ
ないために回転させることが好ましい。

【００１０】画像形成装置の感光体は、帯電、露光、現
像及び転写等の工程を反復することにより、その表面が
親水化され水分を吸着し易くなる。その結果、表面抵抗
が下がり、表面電荷が移動し画像流れが発生することが
ある。

【００１１】親水化の要因としては、帯電や転写による
放電生成物（イオン性物質等）、炭化カルシウムを含む
紙粉等が感光体表面に付着するためであると考えられて
おり、感光体内部にヒーターを設けて加温することで水
分吸着を除去する方法や、定常的に現像を行いクリーニ
ング装置の当接圧によって感光体表面を研磨する方法等
により画像流れに対応している。

【００１２】しかしながら、現像同時クリーニングシス
テムを搭載するタンデム式の画像形成装置においては、
クリーニング部材による感光体表面の研磨はあり得な
い。更に、単色モードにおいては、転写ベルトに用紙を
吸着保持させるために、画像形成が行われないステーシ
ョンの感光体にも転写バイアスが印加されるので、紙粉
や放電の影響を受け、画像流れが発生し易い傾向にな
る。この様な場合には、ヒーターの設置が考えられる
が、装置の簡易化、低コスト、省エネルギーには厳しい
条件である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、現像
同時クリーニングシステムにおいて、均一な帯電を行う
と共に転写残トナーの現像器での回収性を向上させ、高
画質を実現させる画像形成装置を提供することである。

【００１４】本発明の別の目的は、感光体の割れを防止
し長寿命化を達成させ、画像流れを防止する現像同時ク
リーニングシステムを搭載したタンデム式の画像形成装
置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、導電性
支持体上に感光層を有する感光体と、導電性部材に支持
された磁性粒子から成り前記感光体に接触して電圧を印
加することにより前記感光体を帯電させる帯電手段、前
記感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段、前記感光
体に近接又は接触して配設され前記静電潜像を現像して
トナー像を形成させると共に転写した後に前記感光体上
に残留する転写残トナーを回収するクリーニング手段を
兼ねた現像手段、及び前記感光体から前記トナー像を転
写するための転写手段をそれぞれ備えた複数のステーシ
ョンを有するタンデム式の画像形成装置において、前記
磁性粒子の粒度分布が０．５μｍ〜２００μｍの範囲に
２つ以上のピーク又は肩を有し、平均径が１０μｍ〜５
０μｍであり、凝集度が６０％以上であり、かつ比表面
積（ＢＥＴ）が０．１００ｍ²／ｇ以上である画像形成
装置が提供される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００１７】本発明の現像同時クリーニングシステムを
搭載した画像形成装置の作用と効果を、ネガトナーを用
いた反転現像方式で例示する。

【００１８】本発明の画像形成装置（図１）は、例え
ば、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの可視画
像を形成するための第１〜第４のステーションがタンデ
ム式に配列された構成を有するカラー画像形成装置であ
る。

【００１９】４つのステーションは、導電性支持体上に
感光層を有する感光体１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１
ｄ、感光体に接触配置して電圧を印加することにより感
光体を帯電させる磁気ブラシ帯電装置２１ａ、２１ｂ、
２１ｃ、２１ｄ、感光体に静電潜像を形成する潜像形成
装置３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、感光体に近接又
は接触して配設され静電潜像を現像してトナー像を形成
させると共に転写したのち感光体上に残留する転写残ト
ナーを回収するクリーニング手段を兼ねた二成分現像装
置４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、転写装置５１ａ、
５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ等から成り、従来のクリーニン
グ装置は配置されていない。

【００２０】転写では、１パスで順次、用紙上に４色の
トナー像を転写するために転写ベルト５２を用いる。転
写ベルトは、各ステーションの感光体の下部に位置し、
駆動プーリ５３及び従動プーリ５４に張架された状態で
駆動される。

【００２１】カラー画像形成を行うには、まず第１ステ
ーション（イエロー）において、感光体１１ａを帯電装
置２１ａにより帯電させ、矢印で示す露光３１ａにより
潜像を形成する。次に、イエロートナー用の現像器４１
ａによって潜像が現像される。次に、給紙部６１から転
写ベルト５２によって用紙６２が、第１ステーションに
搬送され転写装置５１ａにより静電的に転写される。こ
こで、感光体上に残存する転写残トナーは、感光体回転
に従い現像器まで移動し回収される。

【００２２】第２ステーション（シアン）においても、
第１ステーションと同様な工程が行われ、別色のトナー
（シアン）が第１ステーションから移動してきた用紙に
転写される。更に、第３及び第４ステーション（マゼン
タ、ブラック）においても同様に行われ、所望のカラー
画像を形成することができる。

【００２３】本発明の画像形成装置は、画像形成を行わ
ないステーションが有るモードにおいては、画像形成を
行わないステーションの感光体と共に磁気ブラシ帯電装
置も回転可能に設定されている。

【００２４】次に、図２に磁気ブラシ帯置装置の概略を
例示する。

【００２５】磁気ブラシ帯電装置２１は、磁力発生部材
としてのマグネットロール２２と、その外周を回転可能
に設けられた非磁性（ＳＵＳ、アルミニウム等）の電極
スリーブ２３と、電極スリーブの表面にマグネットロー
ルの磁力により保持される磁性粒子２４（磁気ブラシ）
から成り、電極スリーブから帯電バイアスが端子２５を
介して印加される。帯電は、ＤＣ電圧によるＤＣ帯電、
ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳したＡＣ帯電等が採用され
る。磁気ブラシは、回転可能な電極スリーブにより感光
体に接触した状態で任意の周速差で対向回転又は順方向
回転させながら感光体を帯電する。また、回転を行わな
い固定状態での帯電も可能である。

【００２６】反転現像方式の場合、磁気ブラシ帯電装置
２１により感光体１１を負帯電させ、露光し静電潜像を
作成させた後、感光体帯電極性と同じ負極性に帯電させ
たトナーを反転現像により感光体上に形成する。このト
ナー像は、正極性の転写バイアスにより静電的に用紙に
転写され、定着装置７１を経て複写画像となるが、トナ
ー像の一部は、転写残トナーとして感光体上に残存す
る。

【００２７】この転写残トナーは、感光体回転に従い磁
気ブラシ帯電装置に移動する。転写残トナーは、本来の
負帯電トナーと転写により正極性に反転した成分が不均
一に混在した状態で存在している。

【００２８】転写残トナーにおける正帯電トナーは、磁
気ブラシと感光体で形成される帯電ニップ部付近で負電
荷を供給している磁気ブラシに静電的に引き寄せられ磁
気ブラシに取込まれる。取込まれたトナーは、磁性粒子
から負電荷を受けて感光体の帯電極性と同じ負極性に反
転される。反転されたトナーは、帯電ニップ部から感光
体との電位差を利用して感光体側に静電的に吐出され
る。

【００２９】一方、負極性の転写残トナーは、帯電ニッ
プ部で磁性粒子による散らし作用を受けながら通過す
る。本発明の帯電装置によるトナーの取込み及び吐出し
の作用で、極性が不均一化された転写残トナーは、現像
トナーと同じ負極性に制御され、またパターン化された
トナーは、取込み吐き出しの作用や帯電ニップ部でのト
ナー散らし作用によりパターン化が解消される。そし
て、負極性に制御され、パターン化が解消された転写残
トナーは、静電的に現像器に回収され、次の画像形成に
再利用される。

【００３０】本発明の磁気ブラシ帯電装置２１は、放電
を利用したコロナ帯電器に比べ、低消費電力であり、接
触式の帯電ローラよりも更にオゾンの発生を抑えること
ができるので、複数の帯電装置を必要とする本発明のタ
ンデム式の画像形成装置においては、環境及び省エネル
ギーの効果が十分に発揮される。

【００３１】磁気ブラシが感光体に対し緻密に接触する
ことができるので、パターン化された転写残トナーを効
率的に散らすことが可能になり、帯電が均一化され、カ
ブリが抑えられた良好な画質が得られる。また、良好な
接触性は、画像流れの未然防止に効果がある。更には、
クリーナー装置を取り除くことにより、装置の小型化が
進み、トナーの再利用や感光体の摩耗防止により消耗品
を有効に活用できる効果も得られる。

【００３２】粒度分布が０．５μｍ〜２００μｍの範囲
に２つ以上のピーク又は肩を有し、平均径が１０μｍ〜
５０μｍであり、凝集度が６０％以上であり、比表面積
（ＢＥＴ）が０．１００ｍ²／ｇ以上である磁性粒子か
ら成る本発明の帯電装置は、耐久性及び画質の向上にお
いて効果がある。

【００３３】一般に現像同時クリーニングのシステムで
は、転写残トナーの他に遊離外添剤や紙粉等の異物が帯
電部材に混入し、繰り返し使用と共に帯電性が低下して
しまうが、本発明の磁気ブラシ帯電装置は、異物の混入
や汚染に対しても感光体との接触性低下や帯電部材とし
ての抵抗変動を防止することができる。その結果、感光
体表面を十分に帯電できるので良好な画質が維持され
る。

【００３４】粒度分布において小径側ピークの存在は、
均一帯電の立場から感光体に対する接触性や緻密性を向
上させる効果があり、大径側ピークは、磁気ブラシを形
成した時に効率の良い搬送性を得ることができる。初期
の帯電性は、磁性粒子の小径化より達成可能であるが、
連続的な画像形成には磁性粒子の効率的な搬送性が必須
であり、小径化のみでは困難である。本発明の２つ以上
のピーク又は肩を有することにより、均一帯電と搬送性
を両立させることができる。

【００３５】更には、磁気ブラシ中に取り込んだ転写残
トナーの極性を効率的に反転させることが可能となり、
同時にトナーを迅速にニップ上に搬送し感光体側に吐出
し易くする効果が得られる。

【００３６】この様な粒度分布を有する磁性粒子は、平
均径を１０μｍ〜５０μｍにすることにより、磁性粒子
漏れを防止し環境変動に対しても均一な帯電性を得るこ
とができる。平均径が１０μｍより小さい場合、小径側
ピークの微粉粒子が漏れ易くなり接触性の不安定化や画
質低下が認められることがある。また、平均径が５０μ
ｍを越えると、特に低湿度条件下での帯電一様性が低下
する傾向にあるために、平均径は１０μｍ〜５０μｍで
あることが好ましい。

【００３７】本発明の磁性粒子の平均径及び分布は、レ
ーザー回折式粒度分布測定装置ＨＥＲＯＳ（日本電子
製）を用いて、０．５μｍを最小値とし、１．８０μｍ
〜３５０μｍの範囲を３１対数分割して測定し、体積５
０％メジアン径をもって平均径とした。対数分割した各
チャンネル及びそれらの中心値は、表１に示す通りであ
る。

【００３８】

【表１】

【００３９】帯電性向上には、磁性粒子の小径化が一つ
の手段であるが、上述した様に微粉の増加は漏れを引き
起こすことから、単なる小径化には限界がある。そこ
で、凝集度を６０％以上とすることにより、磁性粒子の
漏れを防止し良好な帯電を維持できる。更には、比表面
積（ＢＥＴ）が０．１００ｍ²／ｇである磁性粒子を用
いることにより、異物等の混入に対しても帯電性が低下
することを長期的に防止できる。この様な磁性粒子とし
ては、球形化磁性粒子に対し、少なくとも一部が異形化
された磁性粒子が存在することが好ましい。

【００４０】磁性粒子の凝集度は、２３℃／湿度６０％
の環境下で下記の方法により測定した。目開き４５μｍ
（２個）及び３８μｍ、形状φ７５ｍｍ×Ｈ２０ｍｍの
ステンレス製の篩を、上から目開き４５μｍ（上段）、
４５μｍ（中段）、３８μｍ（下段）の順に３段に重ね
た。上段の篩に磁性粒子２０．０ｇを静置させ、０．１
ｍｍ（ピークトゥピーク）の振幅で３０秒間振動を与え
分級した。

【００４１】各篩に残った磁性粒子の量を計り、次式か
ら凝集度（％）を算出した。凝集度Ｇ（％）＝（Ａ×５／５＋Ｂ×３／５＋Ｃ×１／
５）×１／２５×１００ここでＡ、Ｂ、Ｃは、上、中、下段の節に残った磁性粒
子の量（ｇ）である。

【００４２】本発明の比表面積（ＢＥＴ）は、窒素吸着
による多点法で行った。

【００４３】本発明の磁性粒子としては、フェライト粒
子が好ましく用いられる。フェライトの組成としては、
銅、亜鉛、マンガン、マグネシウム、鉄、リチウム、ス
トロンチウム、バリウム等の金属元素を含むものが好適
に使用される。

【００４４】以下に磁性粒子の製造手段を例示する。（１）焼成後に解砕された５μｍ〜２００μｍ程度の磁
性粒子を粉砕により微細化した後、分級により粒度分布
を調製する。（２）焼結工程で形状を制御し、解砕、分級を行い粒度
分布を調整する。

【００４５】この様にして製造された異形化粒子を含む
磁性粒子は、そのまま使用することができるが、必要に
応じて、粒径の異なる磁性粒子、形状の異なる磁性粒
子、その他の粒子と混合して用いることも可能である。
また、フェライトの固まり（塊状）を直接粉砕する製法
も可能であるが、製造効率の観点からは、上述した様な
適当な粒子径を有する磁性粒子を粉砕することが好まし
い。本発明の磁気ブラシ帯電装置は、フェライト組成を
もつ磁性粒子が好適に用いられ、その粒子の加熱減量
が、０．５質量％以下であることが好ましい。

【００４６】従来例として、マグネタイトと樹脂を混練
粉砕した樹脂磁性粒子を使用する開示がある。樹脂成分
を多量に含むため帯電部材からの磁性粒子の漏れが起こ
り易い。樹脂磁性粒子においては、表面に樹脂の存在比
率が高く、その導通路である磁性粒子の存在比率が少な
いので、異物（トナー、外添剤、紙粉等）による表面汚
染が進行すると抵抗が上昇し、十分な耐久性が得られな
いこともある。

【００４７】本発明は、画像形成を行わないステーショ
ンが有るモードにおいては、画像形成を行わないステー
ションの感光体と共に磁気ブラシ帯電装置を回転させ
る。感光体の回転に対し磁気ブラシを接触回転させるこ
とにより、前記したイオン生成物や紙粉等の付着物を掻
き取る効果が得られる。本発明の磁気ブラシは、緻密な
接触により感光体付着物を取り除く効果高いので、画像
流れが防止され高画質が得られる。

【００４８】また、帯電部材の回転により付着物による
磁性粒子の部分的な汚染も抑えられ長期的な均一帯電が
可能となる。更に、本発明の磁性粒子から成る帯電装置
は、感光体に対しブレードクリーニングの様な強い当接
圧を必要としないことから感光体削れが防止され、画像
形成を行わないステーションの帯電装置を連続的に回転
させる場合においても、感光体の耐久性が維持される。

【００４９】本発明の２つ以上のピーク又は肩を有する
粒度分布において、２つの大ピーク又は肩の小径側ピー
クをＰ１、大径側ピークをＰ２とすると、Ｐ１の中心径
ＤＰ１を５．２μｍ＜ＤＰ１≦２５．０μｍにすること
により、長期的に微粉漏れを防止し、より緻密的になる
ので感光体との接触性が向上する。パターン化された転
写残トナーが連続的に発生する場合でも、パターン化を
防止し均一な帯電が可能となる。また、Ｐ２の中心径Ｄ
Ｐ２を１５．０μｍ＜ＤＰ２≦７２．０μｍに調製する
ことにより、搬送性が向上し耐久性が向上すると同時
に、粗粉による感光体の傷を防止することができる。

【００５０】更に、本発明において、Ｐ１の強度ＳＰ１
とＰ２の強度ＳＰ２の比（ＳＰ１／ＳＰ２）をＹ、磁性
粒子の平均径をＸとした時、両者の関係を以下の式で表
わされる範囲内に調製することにより、低湿度の様な環
境下でも均一な帯電を長期的に維持することができ、ゴ
ースト等の画質低下が防止される。 −０．０３Ｘ＋１．２０≦Ｙ≦−０．０３Ｘ＋１．７５ここで、１０≦Ｘ≦５０（μｍ）、Ｙ＝ＳＰ１／ＳＰ２
である。

【００５１】次に、本発明におけるピークについて定義
する。

【００５２】まず、前述のレーザー回折式粒度分布測定
装置ＨＥＲＯＳ（日本電子製）を用いた測定において、
最大の体積比率であるチャンネルを最大ピークとし、そ
の値をピーク値とする。最大ピークであるチャンネルが
占める体積比率に対して、１／１０以上の体積比率を持
つものを大きい順に２つ目以降のピーク又は肩とする。
ここで、１／１０より小さいと、その効果が薄れる傾向
にあるために１／１０以上が好ましい。この様にして求
めた最大２つのピーク又は肩が本発明のＰ１、Ｐ２であ
り、Ｐ１は粒度分布の小径側（微粉側）、Ｐ２は大径側
（粗粉側）である。

【００５３】本発明の磁性粒子は、感光体に対し十分な
接触性が必要であり、そのためには見掛け密度が１．７
０ｇ／ｃｍ³以上であることが好ましい。見掛け密度が
１．７０ｇ／ｃｍ³未満では、特に中速機以上のプロセ
ススピードで部分的な帯電不均一性が認められることが
ある。

【００５４】本発明の磁性粒子は、５μｍ〜２０μｍの
粒子の短軸長さ／長軸長さの比が、０．８５以下である
ような形状であると、転写後の感光体に付着した転写残
トナーのすり抜け防止に効果が高くなる。この比が０．
５より小さくなると、帯電部材としての流動性が低下し
実用に供さなくなることがあるので、０．５〜０．８５
であることが好ましい。更に、２０μｍを越える粒子の
短軸長さ／長軸長さの比が、０．８５以下であるとより
効果的である。５μｍ〜２０μｍの磁性粒子及び２０μ
ｍを越える磁性粒子は、篩により分離する。

【００５５】目開き５μｍ、２０μｍ及び２５μｍ、形
状φ７５ｍｍ×Ｈ２０ｍｍの篩を用意する。これを上段
から目明き２５μｍ、２０μｍ、５μｍの順に３段に重
ね、目開き２５μｍの篩上に磁性粒子０．５ｇをのせ、
十分に振動を与え、２０μｍパス５μｍオンの粒子を５
μｍ〜２０μｍの磁性粒子として採取する。２０μｍ及
び２５μｍの篩上の磁性粒子を混合し、２０μｍを越え
る磁性粒子とする。

【００５６】短軸長さ／長軸長さの比は、一例として日
立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、５００
倍に拡大した磁性粒子像を無作為に１００個抽出し、そ
の画像情報を元に、ＩｍａｇｅＡｎａｌｙｚｅｒＶ
１０（東洋紡績株式会社製）で画像解析することにより
得られる。

【００５７】具体的には、電子顕微鏡写真より実体顕微
鏡を経由した画像信号を解析装置に入力し、画像情報を
２値化する。ついで、２値化された画像情報を元に対象
物の形状を楕円に置き換える手続きを経て、その楕円の
長軸と短軸の長さの比を算出する。

【００５８】２値化された形状に対して、座標（ｕ，
ｖ）における微小面積Δｓ＝Δｕ・Δｖの比重を１とし
た場合、原点（Ｘ，Ｙ）に対して、粒子の２値化された
形状の重心を通り、水平軸及び垂直軸についての２次モ
ーメント（水平軸についての２次モーメントＭｘ、垂直
軸についての２次モーメントＭｙ）は、各々Ｍｘ＝ΣΣ（ｕ−Ｘ）² Ｍｙ＝ΣΣ（ｖ−Ｙ）² で表され、慣性相乗モーメントＭｘｙは、Ｍｘｙ＝ΣΣ（ｕ−Ｘ）・（ｖ−Ｙ）であり、以下の式をみたす角度θは、２つの解を持つ。

【００５９】

【数１】

【００６０】更に、水平軸と角θをなす軸方向の慣性モ
ーメントは、Ｍθは、Ｍθ＝Ｍｘ・（ｃｏｓθ）²＋Ｍｙ・（ｓｉｎθ）²−Ｍ
ｘｙ・ｓｉｎ２θ で表され、前記θの２つの解を代入し、計算された、Ｍ
θのうち小さい方が主軸となる。

【００６１】更に、任意の軸上に、（１／Ｍθ）^0.5に
相当する点をプロットすると、これらは楕円を作り、こ
の主軸が慣性主軸と一致するとすれば、Ｍθの小さな値
を取る方向をＡ、大きな方をＢとすると以下の楕円とな
る；Ａ・ｘ²＋Ｂ・ｙ²＝１よって、短軸長さ／長軸長さの比は、以上の楕円に対し
て、短軸長さ／長軸長さの比＝（Ａ／Ｂ）^0.5 にて表されたものである。

【００６２】本発明の磁性粒子は、印加バイアスに対し
安定な帯電を得るために、体積抵抗は１．０×１０⁴Ω
ｃｍ〜１．０×１０¹⁰Ωｃｍであることが好ましい。体
積抵抗が１．０×１０⁴Ωｃｍ未満であると、感光体に
傷やピンホールが発生した場合にリークを起こす傾向に
あり、１．０×１０¹⁰Ωｃｍを越えると、低湿度環境下
で帯電性が不十分となることがある。そこで体積抵抗
は、１．０×１０⁴Ωｃｍ〜１．０×１０¹⁰Ωｃｍであ
ることが好ましい。

【００６３】磁性粒子の体積抵抗は、上下２つの電極を
配置したセルに磁性粒子を充填し、電極間に電圧を印加
し、その時に流れる電流から算出した。測定条件は、２
３℃／湿度６５％の環境下にて、充填した磁性粒子と電
極との接触面積は２ｃｍ²、厚みは１ｍｍ、上部電極に
荷重１０ｋｇ、印加電圧１００Ｖである。

【００６４】本発明の磁性粒子は、炭素原子が６個以上
直鎖状に連なる構成を含むカップリング剤で処理するこ
とが好ましい。特に、表面層が有機化合物にて構成され
る感光体では、帯電用磁性粒子との接触・摺擦により、
長期的には傷や割れが発生することがある。

【００６５】また、磁気ブラシには、効率良くトナー極
性を制御（トリボ付与性）し、静電的な吐出しを行うこ
とが要求される。そこで、本発明の長鎖アルキル基を有
するカップリング剤の付与は、以下の作用効果が得られ
る。

【００６６】（１）取込んだ転写残トナーの極性を均一
に制御できるので、トナーの吐出し、現像器への回収が
効率良く行われ、長期的にゴーストやカブリが抑えられ
る。（２）磁性粒子に潤滑性が付与されるので、感光体の傷
や削れ防止の効果が更に向上し、感光体寿命が伸びる。（３）磁性粒子の表面汚染が防止され、長期的な均一帯
電が達成される。（４）転写残トナーの取込み吐出しの工程や帯電ニップ
部でのトナー散らしの工程において、高速カラー記録の
場合にもトナー飛散が防止され、機内汚れに伴なう画質
への影響が解消される。

【００６７】この観点からアルキル基は、炭素数６個以
上連なることがトリボ付与性や流動性向上の面から効果
的であり、３０個以下程度までは可能と考えられる。ア
ルキル基が３０個を越えると、溶剤に不溶となる傾向に
あり、表面コート性が不均一になったり、処理された磁
性粒子の流動性が低下し、帯電性が不均一となる傾向に
ある。

【００６８】カップリング剤の存在量としては、磁性粒
子に対し０．０００１質量％〜０．５質量％が好まし
い。０．０００１重量％未満であるとカップリング剤の
効果が見られず、０．５質量％を越えると帯電用磁性粒
子として流動性が悪化し、実用に供さなくなることがあ
る。本発明においては、カップリング剤と樹脂の混合体
をコートすることも可能である。

【００６９】本発明に用いられるカップリング剤として
は、疎水基部分に、炭素原子が６個以上直鎖状に連なる
構成を含むものであれば、チタン、アルミニウム、珪
素、ジルコニウム等の中心元素を特には選ばない。本発
明におけるカップリング剤とは、同一分子内に加水分解
可能な基と疎水基を有し、珪素、アルミニウム、チタ
ン、ジルコニウム等の中心元素に結合している化合物を
示す。

【００７０】加水分解基としては、例えば、比較的親水
性の高い、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブ
トキシ基等のアルコキシ基等が用いられる。その他、ア
クリロキシ基、メタクリロキシ基、ハロゲンその変性体
等も用いられる。

【００７１】また、疎水基としては、その構造中に炭素
原子が６個以上直鎖状に連なる構成を含むものであれば
よく、中心元素との結合形態においては、カルボン酸エ
ステル、アルコキシ、スルホン酸エステル、燐酸エステ
ル、あるいはダイレクトに結合していてもよい。更に、
その構造中に、エーテル結合、エポキシ基、アミノ基等
の官能基を含んでもよい。

【００７２】本発明の磁性粒子は、カップリング剤を表
面に存在させる場合、その存在量が、０．５質量％以下
であるから、抵抗値的には、処理前の磁性粒子とほぼ同
等の抵抗値が得られるため、導電性粒子を分散した樹脂
を表面コート剤として用いる場合等に比べて製造上の安
定性、品質の安定性に優れている。

【００７３】本発明の画像形成装置に用いる感光体は、
導電性支持体上に少なくとも感光層が形成されたもので
ある。感光層は、電荷発生層と電荷輸送層を積層して成
るが、それぞれの層を構成する電荷発生材料及び電荷輸
送材料を同一層化した単層型でもよい。電荷輸送層の膜
厚は５〜４０μｍ、電荷発生層の膜厚は０．０５〜５μ
ｍの範囲であり、感光層材料としては、例えば、フタロ
シアニン顔料、アゾ顔料等の有機系材料、シリコーン化
合物等の無機系材料等が挙げられる。感光体の導電性支
持体には、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、スチ
ール等の金属、導電性膜を有するプラスチックあるいは
硝子、導電化した紙等が用いられる。

【００７４】本発明の感光体は、感光層の表面に電荷注
入層を設けることが好ましい。電荷注入層は、露光時に
は帯電電荷をより効率的に導電性支持体に逃がす役割を
はたし残留電位を低減させることができるので、コント
ラストの変動が抑えられ均一な画像が得られる。

【００７５】ところで、接触帯電部材に電圧を印加し、
感光体表面にあるトラップ準位に電荷を注入して接触帯
電を行う注入帯電方法が、ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐ
ｙ９２年論文集Ｐ２８７の「導電性ローラを用いた接触
帯電特性」等に記載されている。

【００７６】注入帯電とは、ＤＣ電圧を印加することに
より、印加された電荷を高い効率で感光体上に保持形成
する帯電方法である。注入帯電は、目標の帯電電位に対
し必要最小限のＤＣ電圧を与える帯電手段なので、放電
を利用した従来の接触帯電（ＤＣ帯電、ＡＣ重畳帯電）
よりも更にオゾンの発生を抑えることができる。

【００７７】実際に、１ｋΩ程度の帯電ローラに周速差
を与えれば、一般的な感光体に対しても適当な収束性を
もって実施することができる。これは、低い抵抗値の帯
電部材で、かつ十分な帯電時間をとることにより、感光
体に電荷が注入されるためであるが、感光体にピンホー
ルや削れ傷が生じた場合には、リークが発生し帯電不良
を引き起こしてしまう。

【００７８】そこで、本発明の磁性粒子から成る磁気ブ
ラシ帯電装置と電荷注入層を積層した感光体とを組み合
わせることにより、長期的に安定な注入帯電を達成する
ことができる。高い効率で感光体上に電荷を保持形成で
きるので、環境変化や感光体の膜厚変化による帯電性の
変化が抑えられ安定な画質も得られる。

【００７９】本発明の電荷注入層は、体積抵抗値を１×
１０⁸Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲に調整すること
が好ましい。電荷注入層の体積抵抗値が１×１０⁸Ωｃ
ｍより小さい場合、静置潜像を保持できずに画像流れが
発生し、１×１０¹⁵Ωｃｍを越えると帯電部材から電荷
を十分に受け取ることができず、帯電不良を生じること
がある。そこで、電荷注入層は、十分な帯電性と画像の
再現性を満足するために、体積抵抗値を１×１０⁸Ωｃ
ｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲に調整するが、好ましく
は、高温高湿条件下での画像流れ防止の観点から１×１
０¹⁰Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍである。

【００８０】ここで、電荷注入層の体積抵抗は、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（ＰＥ
Ｔ）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４１４０ＢｐＡＭＡＴ
ＥＲ）にて、２３℃／湿度６５％の環境下で１００Ｖの
電圧を印加し測定した。

【００８１】本発明の電荷注入層としては、絶縁性のバ
インダー樹脂に光透過性で、かつ導電性の粒子を適量分
散させた樹脂層、半導体等で構成された無機層、ポリピ
ロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の電子共役性
ポリマーや有機ポリシラン類等の導電性高分子から成る
有機層を用いることもできる。

【００８２】以下に樹脂層から成る電荷注入層の例を示
す。バインダー樹脂には、ポリエステル樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、セルロ
ース、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂、塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂等の樹脂を用いるこ
とができる。

【００８３】導電性微粒子としては、銅、アルミニウ
ム、銀、ニッケル等の金属、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ア
ンチモン、酸化スズ、酸化チタン、あるいはこれらの固
溶体、もしくは融着体等の金属酸化物、ポリアセチレ
ン、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性ポリマー
等が使用できるが、感光体の透光性の観点から透明度の
高い酸化スズ等の金属酸化物を選択使用することがより
好ましい。

【００８４】これら導電性微粒子の粒径は、透光性の観
点から０．３μｍ以下が好ましく、より好ましくは１μ
ｍ以下である。電荷注入層に含有させる場合、導電性微
粒子の含有量は、その粒径にも依存するが、バインダー
樹脂に対し２〜２８０重量％の範囲が好ましい。含有量
が２重量％未満では、電荷注入層の抵抗調整が困難とな
り、また２８０重量％を越えるとバインダー樹脂の塗膜
性が部分的に低下することがある。よって、導電性微粒
子の含有量は、バインダー樹脂に対し２〜２８０重量％
の範囲が好ましい。

【００８５】導電性微粒子の分散性向上、バインダー樹
脂との接着性、あるいは成膜後の塗膜平滑性の向上を目
的として、種々の添加剤を加えることができる。また、
分散性の向上に関しては、カップリング剤、あるいはレ
ベリング剤等により、導電性微粒子の表面改質を行うこ
とは非常に有効である。更には、分散性向上の点から、
バインダー樹脂として硬化型樹脂を用いることが効果的
である。

【００８６】硬化型樹脂を電荷注入層に用いる場合に
は、導電性微粒子を硬化性モノマー又はオリゴマーの溶
液中に分散下塗工液を感光層上に塗布、成膜後、熱又は
光照射によって塗膜を硬化させて表面層とする。このよ
うな硬化型樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等が挙げられ
るが、これに限ったわけではなく、塗布成膜後に光又は
熱等のエネルギーを与えることにより、化学反応を起こ
し硬化する樹脂であれば使用可能である。

【００８７】電荷注入層は、バインダー樹脂、導電性微
粒子、及び必要に応じ添加剤の適当な溶液、又は分散溶
液を感光体上に塗布乾燥することにより得られ、この膜
厚は、好ましくは０．１〜１０μｍ、より好ましくは
０．５〜５μｍである。

【００８８】樹脂から成る電荷注入層には、滑材粉末を
含有させてもよい。感光体と帯電部材との摩擦、又は感
光体とクリーニング部材との摩擦が低減され、電子写真
装置の力的負荷が軽減できる。感光体表面の離型性も向
上するため、現像剤の付着が防止できる。このような滑
材粒子としては、臨界表面張力の低い、フッ素樹脂、シ
リコーン樹脂又は、ポリオレフィン樹脂を用いるのが好
ましい。本発明のトナーとしては、特に制限はないが、
重合トナーが好ましい。

【００８９】重合トナーは、直接重合という製法により
低融点化（ガラス転移温度）及び球形化が可能であり、
本発明の画像形成装置として定着工程の省電力化、転写
効率の向上、感光体への付着防止等の効果が得られる。

【００９０】トナーの球形状態は、ＳＦ値で表すことが
できるが、転写効率やトナー流動性の向上から、１００≦ＳＦ−１≦１４０１００≦ＳＦ−２≦１２０が好ましい。

【００９１】次に、ＳＦ値の測定及び算出を例示する。

【００９２】電子顕微鏡（目立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ）
で１０００倍に拡大した２μｍ以上のトナー像を１００
個無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフ
ェエースを介して画像解析装置（ニゴレ社製、Ｌｕｚｅ
ｘＩＩＩ）に導入し、解析を行い下式より算出した。

【００９３】

【数２】

【００９４】式中、ＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長、Ｐ
ＥＲＩＭＥは粒子の周囲長、ＡＲＥＡは粒子の投影面積
を示す。ＳＦ−１は粒子の丸さの度合いを示し、ＳＦ−
２は粒子の凹凸を示す。

【００９５】本発明の重合トナーは、例えば、単量体組
成物を懸濁重合し直接的に製造することができる。例示
すると、まず重合性単量体、着色剤、極性樹脂、離型
剤、帯電制御剤、重合開始剤、架橋剤等から成る重合性
単量体組成物を、水系媒体中へ分散して重合性単量体組
成物の粒子を生成させる。そして、この粒子の表面に極
性樹脂を局在下させ、粒子中の重合性単量体を重合し、
バインダー樹脂としてトナー粒子形成させる。水系媒体
中に水溶性重合開始剤を添加して、トナー粒子表面を処
理することにより収率良く生成することができる。

【００９６】主な材料を例示すると、重合性単量体とし
ては、スチレン重合体、スチレン−アクリート共重合
体、スチレン−メタクリレート共重合体等、極性樹脂と
してはポリエステル樹脂、スチレン共重合体等、着色剤
としては、カーボンブラック、ジアリード系イエロー顔
料、ジスアゾ系イエロー顔料、キナクリドン系マゼンタ
顔料、フタロシアニン系シアン顔料等、離型剤として
は、ＤＳＣ吸熱曲線における吸熱メインピーク値が１２
０℃以下の低融点物質である、パラフィンワックス、ポ
リオレフィンワックス、フィッシャートロピッシュワッ
クス、アミドワックス、高級脂肪酸、高級アルコールエ
ステルワックス等、架橋剤としては、ジビニルベンゼ
ン、カルボン酸エステル、ジビニルアニリン等、帯電制
御剤としては、ニグロシン染料、トリフェニルメタン染
料等の正帯電性、合金属サリチル酸化合物、尿素誘導
体、アゾ系染料等の負帯電性等、重合開始剤としては、
アゾ系や過酸化物系の重合開始剤等である。

【００９７】

【実施例】以下に、実施例により本発明を更に詳細に説
明する。

【００９８】｛磁性粒子の製造例１｝Ｆｅ₂Ｏ₃（５５モ
ル％）、ＣｕＯ（２３モル％）、ＺｎＯ（２２モル％）
を主成分とする酸化物にリン０．０５質量部を添加し、
粉砕混合した後、水、分散剤、バインダー剤を加えてス
ラリー状にした。スラリーをスプレードライヤー法によ
り造粒し、１１５０℃で焼成することでＣｕＺｎフェラ
イトを得た。焼成後、解砕及び分級を行い、平均径５０
μｍの球形状の粒子とした。これを振動ミルで粉砕し、
異形化させ、微粉をカットして本発明の磁性粒子を得
た。

【００９９】この磁性粒子の短軸長さ／長軸長さの比
（短軸／長軸）は、０．６〜０．８５の範囲であり、８
×１０⁴Ａ／ｍ（１ＫＯｅ）での磁化は、６０Ａｍ²／ｋ
ｇ（５７ｅｍｕ／ｇ）であった。磁性粒子の物性値を表
２に示した。これを磁性粒子１とする。

【０１００】｛磁性粒子の製造例２及び３｝磁性粒子の
製造例１で粗分のカット条件を調整し、粒度分布の異な
る磁性粒子２及び磁性粒子３を得た。この磁性粒子の物
性値を表２に示す。

【０１０１】｛磁性粒子の製造例４及び５｝磁性粒子の
製造例１において、スプレードライヤー法による造粒条
件を調整したものを焼成、解砕し、約４０μｍの球形状
の粒子を作製した。これを気流式ジェットミルにて粉砕
と共に微粉をカットし、更に粗粉のカッ卜条件を調整し
ながら磁性粒子４及び磁性粒子５を得た。この磁性粒子
の物性値を表２に示す。

【０１０２】｛磁性粒子の製造例６｝磁性粒子の製造例
２で得られた磁性粒子１００重量部に対し、０．０７５
質量部のＴｉ系カップリング剤（イソプロピルトリイソ
ステアロイルチタネート）をトルエン溶媒を用いて攪拌
機の中で６０℃で湿式コートした。これを１２０℃で加
熱乾燥し、更に１８０℃で１時間キュアすることにより
磁性粒子６を得た。この磁性粒子の物性値を表２に示
す。

【０１０３】｛磁性粒子の製造例７｝磁性粒子の製造例
４で得られた磁性粒子１００重量部に対し、０．１質量
部のＴｉ系カップリング剤（イソプロピルトリイソステ
アロイルチタネート）を磁性粒子の製造例５と同様な方
法で処理した。これを磁性粒子７とする。この磁性粒子
の物性値を表２に示す。

【０１０４】｛磁性粒子の製造例８｝Ｆｅ₂Ｏ₃（５３モ
ル％）、ＭｎＯ（３２モル％）、ＭｇＯ（１５モル％）
を粉砕混合した後、水、分散剤、バインダー剤を加えて
スラリー状にした。スラリーをスプレードライヤー法に
より造粒し、酸素分圧を調整した電気炉で焼成し、Ｍｎ
Ｍｇフェライトを得た。焼成後、解砕及び分級を行い、
約４５μｍの球形状の粒子を得た。これを振動ミルで粉
砕し、微粉と粗粉をカットし、磁性粒子８を得た。８×
１０⁴Ａ／ｍ（１ＫＯｅ）での磁化は、実施例１と同レ
ベルの６０Ａｍ²／ｋｇ（５７ｅｍｕ／ｇ）であった。
この磁性粒子の物性値を表２に示す。

【０１０５】｛磁性粒子の製造例９｝リンの添加重を２
質量部とした以外は、磁性粒子の製造例１と同様にして
フェライトを製造したところ、粒子同士の焼結が進み塊
状性の高いフェライトの固まりを得た。これをハンマー
ミルで解砕し、更に振動ミルで粉砕した後、微粉と粗粉
をカットし磁性粒子９を得た。この磁性粒子の物性値を
表２に示す。

【０１０６】｛磁性粒子の製造例１０｝Ｆｅ₂Ｏ₃（５０
モル％）、ＣｕＯ（２５モル％）、ＺｎＯ（２５モル
％）を粉砕混合した。これに水、分散剤、バインダー剤
を加えてスラリーとした後、スプレードライヤーにより
造粒した。これを１１００℃で焼成し、得られたＣｕＺ
ｎフェライトを解砕処理の後に分級を行い、平均径４５
μｍの球形状の磁性粒子を得た。磁性粒子の短軸と長軸
の比は、０．８５〜０．９５の範囲であった。これを磁
性粒子１０とする。この磁性粒子の物性値を表２に示
す。

【０１０７】

【表２】

【０１０８】｛現像剤の製造例１｝カラー用粉砕トナー
として、ブラック、シアン、イエロー、マゼンタの４色
を作製した。

【０１０９】（１）ブラックトナーポリエステル樹脂１００質量部、合金属アゾ染料２質量
部、低分子量ポリプロピレン３．５質量部、カーボンブ
ラック５質量部を乾式混合した後に、１５０℃に設定し
た２軸混練押出機にて混練した。得られた混練物を空冷
した後、気流式粉砕機により微粉砕し、更に風力分級し
粒度分布を調整した。このトナー分級品１００質量部に
疎水化処理した酸化チタン及びシリカをそれぞれ１質量
部添加して、平均径７μｍのトナーを作製した。

【０１１０】（２）シアントナーポリエステル樹脂１００質量部、ジーターシャリーブチ
ルサリチル酸のクロム化合物４質量部、銅フタロシアニ
ン系顔料（Ｃ．ｌ．ピグメントブルー１５：３）４質量
部を乾式で予備混合し、上記ブラックトナーの作製と同
様に２軸混練押出機にて混練した。空冷後、気流式粉砕
機により微粉砕し、風力分級により粒度分布を調製し
た。このトナー分級品１００質量部に疎水化処理した酸
化チタン及びシリカをそれぞれ１質量部添加して、平均
径６．８μｍのトナーを作製した。

【０１１１】（３）マゼンタトナー上記シアントナーの作製において、銅フタロシアニン系
顔料をキナクリドン系顔料（Ｃ．ｌ．ピグメントレッド
１２２）５質量部に変更した以外は、同様な方法で平均
径６．８μｍのマゼンタトナーを作製した。

【０１１２】（４）イエロートナー上記シアントナーの作製において、銅フタロシアニン系
顔料をジアリード系イエロー顔料（Ｃ．ｌ．ピグメント
イエロー１７）４質量部に変更した以外は、同様な方法
で平均径６．８μｍのイエロートナーを作製した。

【０１１３】（５）現像剤それぞれのトナー７質量部を平均径６０μｍのニッケル
亜鉛フェライトにシリコーン樹脂をコートした現像キャ
リア１００質量部に混合して各現像剤を作製した。これ
ら４色をまとめて現像剤１とする。

【０１１４】｛現像剤の製造例２｝カラー用の球形重合
トナーとして、ブラック、シアン、イエロー、マゼンタ
の４色を作製した。

【０１１５】（１）ブラックトナースチレン１００質量部、ｎ−ブチルアクリレート１８質
量部、低分子量ポリプロピレン５質量部、カーボンブラ
ック５重量部、合金属アゾ染料２．５質量部に開始剤を
加えながら分散混合した。これをリン酸カルシウムを分
散した純水５００質量部に加えホモミキサーにより分散
し、徐々に昇温させながら最終的に７０℃、１２時間の
重合反応を行った。これを、ろ過・洗浄した後に乾燥分
級し、トナー組成物を得た。

【０１１６】このトナー組成物１００質量部に、疎水化
処理した酸化チタン及びシリカをそれぞれ１質量部添加
し、重量平均径６．５μｍのブラックトナーを作製し
た。得られたトナーを電子顕微鏡にて観察したところ、
球状を示していた。形状係数は、ＳＦ−１は１２０、Ｓ
Ｆ−２は１１０であった。

【０１１７】（２）シアントナー上記ブラックトナーの製造例において、カーボンブラッ
クを銅フタロシアニン系顔料に変更し、合金属アゾ染料
をジーターシャリーブチルサリチル酸のクロム化合物に
変更した以外は、同様な方法で平均径６．５μｍの球状
シアントナーを作製した。

【０１１８】（３）マゼンタトナー上記シアントナーの製造例において、銅フタロシアニン
系顔料をキナクリドン系顔料に変更した以外は、同様な
方法で平均径６．６μｍの球状マゼンタトナーを作製し
た。

【０１１９】（４）イエロートナー上記シアントナーの作製において、銅フタロシアニン系
顔料をジアリード系のイエロー顔料に変更した以外は、
同様な方法で平均径６．７μｍの球状イエロートナーを
作製した。

【０１２０】（５）現像剤それぞれの重合トナー６．５質量部を、平均径６０μｍ
のニッケル亜鉛フェライトにシリコーン樹脂をコートし
た現像キャリア１００質量部に混合して各現像剤を作製
した。これら４色の現像剤をまとめて現像剤２とする。

【０１２１】｛感光体製造例１｝φ３０ｍｍのアルミニ
ウムシリンダー上に感光層を積層しＯＰＣ感光体を作製
した。積層した層は、アルミニウムシリンダーから順に
第１、２、３、そして４層とする。

【０１２２】第１層は下引き層である。アルミニウムシ
リンダーの欠陥等を均し、またレーザー露光の反射によ
るモアレ発生を防止するために、膜厚が２０μｍの導電
性膜を設けた。

【０１２３】第２層は正電荷注入防止層である。アルミ
ニウムシリンダー側から注入された正電荷が感光体表面
に帯電された負電荷を打ち消すことを防止する目的で、
６×１０⁶Ωｃｍに調整したアミラン樹脂とメトキジメ
チル化ナイロンから成る層を約１μｍ形成した。

【０１２４】第３層は電荷発生層である。レーザー露光
により正負の電荷対を発生させるためにジスアゾ系顔料
を分散した樹脂層を約０．５μｍ形成した。

【０１２５】第４層は電荷輸送層である。ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラジンを分散しＰ型半導体層を約２０μ
ｍ形成した。この層は、電荷発生層で発生した正電荷を
感光体表面に輸送する機能を有し、感光体表面に帯電さ
れた負電荷は、この層を移動することはできない。これ
を感光体１とする。

【０１２６】｛感光体製造例２｝上記感光体１の表面
（第５層目）に電荷注入層を設けた。電荷注入層は、光
硬化性アクリル樹脂に酸化すずを分散した導電性を有す
る膜厚３μｍの樹脂層である。酸化すずは、アンチモン
をドーピングして導電化した平均径約０．０３μｍの超
微粒子であり、光硬化性アクリル樹脂１００質量部に対
して１８０質量部分散した。抵抗は、６×１０¹²Ωｃｍ
である。電荷注入層には、表面滑り性向上の目的で、ポ
リテトラフルオロエチレン樹脂粒子を２０質量部、分散
剤を１質量部分散した。これを感光体２とする。

【０１２７】次に、実施例として画像形成装置として図
１に示すタンデム式のカラー画像形成装置を用いた。イ
エロー、シアン、マゼンタ及びブラックトナーをそれぞ
れ第１〜第４のステーションに搭載した。

【０１２８】本実施例では、現像同時クリーニングシス
テムを採用しており、従来のクリーニング装置は配置さ
れていない。また、画像形成を行わないステーションが
有るモードにおいては、画像形成を行わないステーショ
ンの感光体と共に磁気ブラシ帯電装置を回転させる。

【０１２９】現像装置は、２成分磁気ブラシ現像器であ
り、現像スリーブ、現像スリーブ内に固定配置されたマ
グネットローラ、現像剤を攪拌させながら現像スリーブ
上に搬送する攪拌スクリュー、現像スリーブ上の現像剤
を薄層形成させるための規制ブレード等から成る。現像
スリーブは、少なくとも現像時において、感光体に対し
最近接領域が約５００μｍになるように配置し、現像剤
が感光体に対して接触する状態で現像できるように設定
した。

【０１３０】現像スリーブには、電源から直流電圧及び
交流電圧が印可され、本実施例では、直流電圧として−
５００Ｖ、交流電圧としてＶｐｐ＝１５００Ｖ、Ｖｆ＝
２０００Ｈｚを印加した。

【０１３１】帯電装置は、図２に示す磁気ブラシ帯電装
置である。固定マグネットを内包する非磁性の電極スリ
ーブ（外径１６ｍｍ）は、感光体に対し対向回転する。
本実施例では、感光体の回転速度１００ｍｍ／ｓｅｃに
対し、１３０ｍｍ／ｓｅｃで対向回転させた。

【０１３２】帯電は、表３に示すバイアスをそれぞれ印
加した。注入帯電１及び２では、感光体２を使用し、Ａ
Ｃ帯電では感光体１を使用した。

【０１３３】

【表３】

【０１３４】次に、評価方法を示す。

【０１３５】｛評価１｝各色６％相当の原稿をＡ４横送
りで２００００枚連続面出し耐久を行い、ゴースト、及
び帯電不良により発生する紙上の画像カブリを反射濃度
計で計測し、更に耐久後の感光体表面削れを調べた。耐
久環境は、２３℃／相対湿度６０％（Ｎ／Ｎ環境）、２
３℃／相対湿度１０％（Ｎ／Ｌ環境）である。

【０１３６】本評価では、ＪＩＳ−Ｚ８７２２（０度−
４５度法）に基づいた反射濃度計（東京電色技術センタ
ー、ＴＣ−６ＭＣ）を用い、面出し前後の差（％）を算
出しカブリ濃度とした。カブリ及び感光体削れの評価レ
ベルをそれぞれ表４及び表５に示す。画質としてカブリ
２％未満を実用上問題なしと判断する。

【０１３７】

【表４】

【０１３８】

【表５】

【０１３９】｛評価２｝第４ステーション（ブラック）
を用いて評価１と同様な面出しを１０００枚行い、直後
に全色による面出し画像をサンプリングする方法で、第
４ステーションが２００００枚に達するまで繰り返し行
った。環境は、３０℃／相対湿度８５％（Ｈ／Ｈ環境）
の条件で行い、１０００枚ごとにサンプリングした４色
の画像について、画像流れの状態を調査した。評価は、
表６に従い行った。

【０１４０】

【表６】

【０１４１】（実施例１）Ｔｉ系カップリング剤で表面
処理した磁性粒子６から成る磁気ブラシ帯置装置及び重
合トナーを前記タンデム式の画像形成装置に搭載し、２
００００枚の４色画出し耐久を行い、耐久後の画像カブ
リを測定した（評価１）。耐久条件及び評価結果を表７
に示す。

【０１４２】その結果、均一帯電性が厳しいＮ／Ｌ環境
においても、カブリ０．５％未満の高画質が達成され
た。また、感光体削れは実用上問題のない状態であり、
感光体の高寿命化も達成された。更には、画像流れも未
発生であった。

【０１４３】（実施例２〜７）実施例１において、磁性
粒子６を磁性粒子２、３、４、５、７及び８に変更した
以外は、実施例１と同様に耐久・評価を行ったところ、
Ｎ／Ｎの各耐久及びＮ／Ｌの注入帯電２耐久は、実施例
１と同レベルの高画質が達成された。更に、Ｎ／Ｌの注
入帯電１耐久においては、カブリの少ない（＜１％）良
好な画質が得られた。耐久条件及び評価結果を表７に示
す。

【０１４４】（実施例８及び９）実施例１において、磁
性粒子６を磁性粒子１及び磁性粒子９に変更した以外
は、実施例１と同様に耐久・評価を行ったところ、Ｎ／
Ｎの各耐久では、実施例１と同レベルの高画質が達成さ
れ、Ｎ／Ｌの各耐久においては、カブリの少ない（＜１
％）良好な画質が得られた。耐久条件及び評価結果を表
７に示す。

【０１４５】（実施例１０）実施例１の現像剤２（重合
トナー）を現像剤１（粉砕トナー）に変更した以外は、
実施例１と同様に２００００枚耐久し評価を行った。耐
久条件及び評価結果を表２に示す。その結果、均一帯電
性が厳しいＮ／Ｌ環境においてもカブリ０．５％未満の
高画質が達成された。耐久条件及び評価結果を表７に示
す。

【０１４６】（実施例１１〜１６）実施例１０におい
て、磁性粒子６を磁性粒子２、３、４、５、７及び８に
変更した以外は、実施例１０と同様に耐久・評価を行っ
た。その結果、Ｎ／Ｎ耐久及びＮ／Ｌの注入帯電２耐久
は、カブリ１％未満の高画質が達成され、Ｎ／Ｌの注入
帯電１耐久においては、カブリの少ない（＜１％）良好
な画質が得られた。耐久条件及び評価結果を表７に示
す。

【０１４７】（実施例１７及び１８）実施例１０におい
て、磁性粒子６を磁性粒子１及び磁性粒子９に変更した
以外は、実施例１０と同様に耐久・評価を行った。その
結果、Ｎ／Ｎ耐久は、カブリ１％未満の高画質が達成さ
れ、Ｎ／Ｌの注入帯電２耐久でも、カブリの少ない（＜
１％）良好な画質が得られた。また、Ｎ／Ｌの注入帯電
１耐久においてもカブリは２％未満であり、実用上問題
のない画質が得られた。耐久条件及び評価結果を表７に
示す。

【０１４８】（実施例１９）実施例１のＮ／Ｌ耐久にお
いて、耐久枚数を２００００枚から３００００枚に変更
した以外は、実施例１のＮ／Ｌ耐久と同様な耐久・評価
を行った。その結果、３００００枚耐久においても実施
例１の２００００枚の画質と同等な高画質が得られた。
また、感光体削れや画像流れも防止されており、高寿命
化が達成された。耐久条件及び評価結果を表７に示す。

【０１４９】（実施例２０）実施例１０のＮ／Ｌ耐久に
おいて、耐久枚数を２００００枚から３００００枚に変
更した以外は、実施例１０のＮ／Ｌ耐久と同様な耐久・
評価を行った。その結果、注入帯電２による耐久は、実
施例１０の２００００枚の画質と同等な高画質が得ら
れ、注入帯電１耐久でもカブリの少ない（＜１％）良好
な画質が得られた。また、感光体削れや画像流れは、実
用上問題はなかった。耐久条件及び評価結果を表７に示
す。

【０１５０】（比較例１）実施例１のＮ／Ｎ耐久におい
て、磁性粒子６を粒度分布が１ピークである磁性粒子１
０に変更した以外は、実施例１と同様な方法で耐久・評
価を行った。その結果、耐久と共にカブリが増加し、カ
ブリが２％を越え画質が低下した。また、耐久途中で感
光体の削れ傷に起因するカブリが目立ち、一部で画像流
れが連続的に発生した。耐久条件及び評価結果を表７に
示す。

【０１５１】（実施例２１）磁性粒子６、現像剤２を用
いて前記した評価２を行った。その結果、表８に示す様
に画像形成が行われない第１（イエロー）、第２（マゼ
ンタ）、第３（シアン）の各ステーションの画像には画
像流れは認められず、更に感光体削れ傷や帯電不良に起
因する画像カブリも認められない高画質が得られた。耐
久条件及び評価結果を表８に示す。

【０１５２】（実施例２２）実施例２１において、磁性
粒子６を磁性粒子２、現像剤２を現像剤１に変更した以
外は、同様な方法で行ったところ、実施例２１同様に画
像流れは認められず、画像カブリのない高画質が得られ
た。耐久条件及び評価結果を表８に示す。

【０１５３】（実施例２３）実施例２１において、磁性
粒子６を磁性粒子８に変更した以外は、同様な方法で行
ったところ、画像流れは認められず、画像カブリのない
高画質が得られた。耐久条件及び評価結果を表８に示
す。

【０１５４】（実施例２４）実施例２２において、第１
〜第３ステーションが画像形成を行わない期間は、転写
ベルトから離間させ感光体及び帯電装置は回転させずに
固定した。それ以外は、同様な方法で評価を行ったとこ
ろ、ＡＣ帯電で画像流れが一部で発生したが軽微であ
り、実用上問題はないレベルであった。注入帯電１及び
２では画像流れは未発生であった。耐久条件及び評価結
果を表８に示す。

【０１５５】（比較例２）実施例２４において、磁性粒
子２を磁性粒子１０に変更した以外は、同様な方法で評
価を行ったところ、耐久と共に画像流れが発生した。ま
た、感光体の削れ傷に起因するカブリが目立ち、全体的
に画質は低下した。耐久条件及び評価結果を表８に示
す。

【０１５６】

【表７】

【０１５７】

【表８】

【０１５８】

【発明の効果】本発明では、現像同時クリーニングシス
テムにおいて、帯電が均一化し、転写残トナーの現像器
での回収性が向上した。また、感光体の割れが抑えられ
画像流れも防止された。更には、帯電によるオゾンの発
生を抑えることができた。

【０１５９】これらの結果、画像形成装置として高画
質、トナー及び感光体の有効利用が達成され、環境的に
優れたオゾンレスシステムを実現できた。更に、クリー
ナーレスによる装置の小型化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像同時クリーニングシステムを搭載
したタンデム式の画像形成装置の概略図である。

【図２】本発明の磁気ブラシ帯電器の断面図である。

【符号の説明】

１１感光体２１磁気ブラシ帯電装置２２マグネットローラ２３電極スリーブ２４磁性粒子２５バイアスを供給する接点（端子）３１潜像形成装置４１現像装置５１転写装置５２転写ベルト５３駆動プーリ５４従動プーリ６１給紙部６２用紙（被転写材）７１定着装置ａ第１ステーションｂ第２ステーションｃ第３ステーションｄ第４ステーション

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者五味史光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 AA18 BB11 CC04 EE11 2H005 AA15 AA21 AB06 CA21 DA07 2H030 AB02 AD02 AD03 BB02 BB23 BB43 2H068 AA05 CA37 FA16 FC08 FC15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性支持体上に感光層を有する感光体
と、導電性部材に支持された磁性粒子から成り前記感光
体に接触して電圧を印加することにより前記感光体を帯
電させる帯電手段、前記感光体に静電潜像を形成する潜
像形成手段、前記感光体に近接又は接触して配設され前
記静電潜像を現像してトナー像を形成させると共に転写
した後に前記感光体上に残留する転写残トナーを回収す
るクリーニング手段を兼ねた現像手段、及び前記感光体
から前記トナー像を転写するための転写手段をそれぞれ
備えた複数のステーションを有するタンデム式の画像形
成装置において、前記磁性粒子の粒度分布が０．５μｍ
〜２００μｍの範囲に２つ以上のピーク又は肩を有し、
平均径が１０μｍ〜５０μｍであり、凝集度が６０％以
上であり、かつ比表面積（ＢＥＴ）が０．１００ｍ²／
ｇ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】画像形成を行わないステーションの帯電
装置を回転させる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記磁性粒子の２つの大ピーク又は肩を
Ｐｌ、Ｐ２とした時、それぞれのピークの粒径ＤＰ１、
ＤＰ２（ＤＰ１＜ＤＰ２）は、５．２μｍ＜ＤＰ１≦２５．０μｍ１５．０μｍ＜ＤＰ２≦７２．０μｍである請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記ピークＰ１、Ｐ２の強度をそれぞれ
ＳＰ１、ＳＰ２とし、これらの比（ＳＰ１／ＳＰ２）を
Ｙ、平均径をＸとした時、 −０．０３Ｘ＋１．２０≦Ｙ≦−０．０３Ｘ＋１．７５である請求項１〜３のいずれかのに記載の画像形成装
置。
【請求項５】前記磁性粒子の見掛け密度が１．７０ｇ
／ｃｍ³以上である請求項１〜４のいずれかに記載の画
像形成装置。
【請求項６】前記磁性粒子の抵抗値が１．０×１０⁴
Ωｃｍ〜１．０×１０¹⁰Ωｃｍである請求項１〜５のい
ずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】前記磁性粒子の表面が、炭素原子が６個
以上のアルキル鎖を有する中心元素が、チタン、珪素、
アルミニウム又はジルコニウムであるカップリング剤に
て処理されており、該カップリング剤の存在量が０．０
００１質量％〜０．５質量％である請求項１〜６のいず
れかに記載の画像形成装置。
【請求項８】前記感光体の最外層に電荷注入層を有す
る請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】前記電荷注入層が導電性微粒子を分散し
た樹脂層である請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記トナーが重合法を用いて生成され
た球状トナーである請求項１〜８のいずれかに記載の画
像形成装置。