JP2000352855A

JP2000352855A - 帯電用磁性粒子分散型複合粒子およびそれを用いた帯電部材、帯電装置、電子写真装置およびプロセスカートリッジ

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Publication number: JP2000352855A
Application number: JP16437199A
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: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】連続使用時に安定した帯電性を有し、長期使
用に耐える磁性粒子分散型複合粒子が望まれている。【解決手段】結着樹脂と該結着樹脂中に分散する磁性
粒子を有する磁性粒子分散型複合粒子であって、磁性粒
子の存在量が、磁性粒子分散型複合粒子中８１乃至９８
重量％であり、５μｍ以上の粒径を有する複合粒子の短
軸長さ／長軸長さの標準偏差が０．０８以上であり、体
積抵抗値が１０⁴〜１０⁹Ωｃｍであることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は物体を帯電させる部
材に使用される粒子、またこの帯電部材を利用した帯電
装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジに関す
るもので、複写機、プリンター、ファクシミリなどに適
用される。

【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、次いで前
記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帯電手段
としては、いわゆるコロトロン、スコロトロンと呼ばれ
るコロナ放電を利用した帯電方法がある。更に、ローラ
ー、ファーブラシまたはブレードなどの帯電部材を感光
体表面に接触させ、その接触部分近傍の狭い空間に放電
を形成することによりオゾン発生を極力抑さえた帯電方
法が開発され実用化に至っている。

【０００４】しかし、コロナ放電を利用した帯電方法に
おいては、コロナ放電特に負または正コロナを生成する
際に多量のオゾンを発生することから、電子写真装置に
オゾン捕獲のためのフィルタを具備する必要性があり、
装置の大型化または、ランニングコストがアップするな
どの問題点があった。

【０００５】更に、狭い空間に放電を形成することによ
りオゾン発生を極力抑さえた帯電方法のうち、ブレー
ド、ローラー帯電方式などの感光体と接触させて帯電を
行う方式においては、感光体上へのトナー融着といった
問題が発生し易い傾向にある。

【０００６】そのため感光体に近接させて、直接の接触
を避けて用いる方法も検討されている。感光体を帯電さ
せる部材としては、前記のローラーまたはブレードまた
は、ブラシ、細長い導電性板状物に抵抗層を施した部材
などが挙げられるが、その際、近接距離の制御が難しい
という問題点があり実用化に難点があった。

【０００７】そのため、比較的感光体への接触負荷の小
さい、磁性粒子を磁石体にて保持したいわゆる磁気ブラ
シを帯電部材として用いる技術が検討されている。

【０００８】磁性粒子を用いた帯電方法としては、感光
体との組み合わせにおいて２つの方法が提案されてい
る。

【０００９】一つは、感光体表面層に電荷注入層を設
け、電荷注入層への接触を介して、直接に電荷を注入し
感光体を帯電する方法である。もう一つは、通常の感光
体を用いて、磁性粒子と感光体表面の微小空隙の放電を
利用した方法である。

【００１０】帯電部材として使用される磁性粒子の開示
としては、特開昭５９−１３３５６９号公報では鉄粉を
コーティングした粒子をマグネットロールに保持させて
電圧を印加して帯電する方法が開示されている。

【００１１】しかしこれらの技術の残っている課題とし
て、連続使用時に安定な帯電性を得ることが難しいとい
う問題点があり、例えば、特開平６−３０１２６５に提
案されているように磁気ブラシ中に存在するトナー量を
一定とするようにトナーを補給し、抵抗の安定化を図る
ような構成が提案されている。これら前記の方法は、す
べて、微小空隙における放電現像を利用したものであ
り、放電による生成物により感光体表面がダメージを受
け、劣化あるいは高温高湿下での画像流れを生じ易いと
いう問題点が依然残っていた。

【００１２】更に、特開平６−２５８９１８号公報にお
いては、１０⁸〜１０¹⁰Ωｃｍである３０〜１００μｍ
である粒子と１０⁸Ωｃｍ以下である３０〜１００μｍ
である粒子を混合して帯電用粒子とすることが、特開平
６−２７４００５号公報においては、５×１０⁵Ωｃｍ
以上の粒子と５×１０⁴以下の粒子を混合し帯電用粒子
として用いることが開示されているなど、導電性の高い
比較的小粒径の粒子と導電性の低い比較的抵抗の高い粒
子の混合という形態の提案がなされている。

【００１３】これらは、混合する粒子の粒径、抵抗によ
り良好な帯電性を呈するが、混合粒子の粒径が比較的近
く、抵抗が離れていると、使用中に、抵抗の低い粒子が
感光体表面に集まってくるため、初期において良好な耐
ピンホール性を有していても、使用中にピンホールリー
クを生じる傾向にある。また、粒径が離れている場合、
抵抗の低い粒子の分離傾向を抑えることができるが、特
に、低湿環境において抵抗の低い粒子が漏れ出す傾向が
強いという問題点がある。

【００１４】更に、特開平８−６３５５号公報におい
て、表面が平滑な磁性粒子と表面が凹凸な磁性粒子の混
合が提案されている。これらにおいては、耐久性を伸ば
す効果が記載されているが、更に耐久性の向上が望まれ
ている。

【００１５】以上様々な提案が行われているが、実用化
という意味で、本発明者が知り得る限り、上市されてい
る複写機などの電子写真装置に磁気ブラシを感光体帯電
部材として使用された例は皆無である。

【００１６】以上のように、感光体帯電部材としての磁
性粒子に関しては、その物性という観点においての好ま
しい物性およびその効果が如何なるものであるかという
検討が不十分であり、帯電用途に用いられる磁性粒子の
好適な構成の開発が望まれている。

【００１７】また、電子写真におけるクリーニング工程
は、従来ブレードクリーニング、ファーブラシクリーニ
ング、ローラークリーニング等が用いられていた。いず
れの方法も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されるものであ
った。よって、このような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が生じていた。例えば、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
短命化することが挙げられていた。かたや、装置面から
みると、かかる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目指すとき
のネックになっていた。

【００１８】以上の理由により、装置小型化、エコロジ
ーの観点より、トナーの有効活用と言う意味で廃トナー
のでないシステムが望まれていた。

【００１９】それは、現像同時クリーニングまたは、ク
リーナレスと呼ばれる技術で、現像手段が実質的なクリ
−ニング手段であるシステム、即ち、転写位置と帯電位
置の間および帯電位置と現像位置の間に、転写後の感光
体上に残留したトナーを回収し、貯蔵するクリ−ニング
手段を有さずに、現像手段によりクリーニングを行うシ
ステムである。例えば、特開昭５９−１３３５７３、特
開昭６２−２０３１８２、特開昭６３−１３３１７９、
特開昭６４−２０５８７、特開平２−５１１６８、特開
平２−３０２７７２、特開平５−２２８７、特開平５−
２２８９、特開平５−５３４８２、特開平５−６１３８
３等がある。これらの公知の技術は、コロナ、あるいは
ブラシ、ローラーを用いており、放電生成物による感光
体表面の汚染、帯電不均一性等すべてを満足するには至
っていない。

【００２０】そのため、比較的感光体への接触負荷の小
さい、磁性粒子を磁石体にて保持したいわゆる磁気ブラ
シを帯電部材として用いるクリーナレス技術が検討され
ている。

【００２１】例えば、特開平４−２１８７３号公報にお
いては、放電限界値を越えるようなピーク値を有する交
流電圧を印加した磁気ブラシを用いてクリーニング装置
を不要とするような画像形成装置が提案されている。更
に特開平６−１１８８５５号公報において、独立のクリ
ーニング装置のない磁気ブラシ帯電クリーニング装置を
搭載した画像形成装置が提案されており、使用される磁
性粒子の例示としては、鉄、クロム、ニッケル、コバル
ト等の金属あるいはそれらの合金または化合物、四三酸
化鉄、γ−酸化第２鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、
フェライト、マンガン−銅系合金およびこれらをスチレ
ン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、ロジン変性
樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂で被覆したものあるいは、磁性体
微粒子を分散して含有した樹脂で得られた粒子等の開示
がある。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、帯電用磁性粒
子の好ましい形態などについては開示されておらずクリ
ーナレス方法に好適な磁性粒子という観点では技術的課
題を残していた。

【００２３】このように、帯電部材として好適構成をも
つ帯電用磁性粒子が望まれていた。更に、連続使用時に
安定した帯電性を有し、長期使用に耐え得る帯電装置、
電子写真装置、プロセスカートリッジが望まれている。

【００２４】また、クリーナレス画像形成方法において
も、帯電性が安定でかつ転写残りのトナーを好適に処理
する電子写真装置が望まれていた。

【００２５】本発明の目的は、従来よりも耐久性に優れ
る帯電用粒子、ならびにこの帯電用粒子を用いた帯電装
置、電子写真装置、プロセスカートリッジを提供するこ
とにある。

【００２６】本発明の他の目的は、感光体削れの少ない
電子写真装置、プロセスカートリッジを提供することに
ある。

【００２７】本発明の更に他の目的は、帯電磁気ブラシ
を用いたクリーナレスシステムを搭載し長期にわたり安
定した帯電装置および電子写真装置を提供することにあ
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、結着樹脂とこの結着樹脂中に分散する磁
性粒子を有する磁性粒子分散型複合粒子であって、磁性
粒子の存在量が、磁性粒子分散型複合粒子中８１乃至９
８重量％であり、５μｍ以上の粒径を有する前記磁性粒
子分散型複合粒子の短軸長さ／長軸長さの標準偏差が
０．０８以上であり、体積抵抗値が１０⁴〜１０⁹Ωｃ
ｍであることを特徴とする。

【００２９】本発明によれば、連続使用時に安定した帯
電性を有し、環境依存性が少なく、特にクリーナレスシ
ステムにおいて、長期にわたり帯電性の安定な帯電装
置、電子写真装置、プロセスカートリッジが得られる。

【００３０】また、被帯電体への負荷が少なく、システ
ム全体の高耐久性を備えた電子写真装置、プロセスカー
トリッジの実現が可能である。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００３２】従来の技術として上に記載した通り、帯電
用磁性粒子としては、様々な粒子の可能性が想定され
る。しかし、本発明者らが検討した結果によると、従来
例にあるような磁性粒子では、感光体帯電用途の磁性粒
子としては、不十分な面が多々あり、その状況を鑑み鋭
意検討の結果、好ましい形態の一つを見出して本発明に
至ったものである。

【００３３】本発明において使用される磁性粒子は、結
着樹脂と結着樹脂中に分散する磁性粒子を有する磁性粒
子分散型複合粒子であって、磁性粒子の存在量が、磁性
粒子分散型複合粒子中８１乃至９８重量％であり、５μ
ｍ以上の粒径を有する前記磁性粒子分散型複合粒子の短
軸長さ／長軸長さの標準偏差が０．０８以上であり、体
積抵抗値が１０⁴〜１０⁹Ωｃｍである。

【００３４】かかる構成が、従来例よりも耐久性および
画質において顕著な効果をもたらす。耐久性の悪化する
原因は、帯電部材へ混入するトナーあるいはトナー成分
また、紙粉などの異物により磁性粒子表面が汚染され、
帯電部材抵抗値が上昇し、感光体表面を十分に帯電でき
なくなることであった。

【００３５】特に、湿度の低い環境にて、長期にわたり
感光体を十分に帯電できないこと、つまり、十分な耐久
性がないのが現状である。

【００３６】この問題点に起因する画像への影響として
は、反転現像法を用いた場合の耐久画像を例にとると、
初期問題のない画像が、耐久を進めていくと、まず、感
光体周期で、ゴースト画像を生じる。このときの感光体
帯電電位は、初期と同等である。更に耐久を進めると、
地カブリを生じる。このときの感光体電位は、初期より
も劣化しており、カブリのない画像を得るための十分な
電位が得られない状態である。

【００３７】画像問題が生じるメカニズムとしては、ゴ
ースト画像については、Ａ．感光体露光部と非露光部の帯電電位の差が大きい。Ｂ．感光体露光部上にクリーニングしきれないトナー成
分が残存し、粒子と感光体表面の接触性を阻害し帯電電
位のむらを生じる。である。

【００３８】これらは、従来の方法によって感光体電位
を測定する限り、画像性との相関は得られず、粒子を用
いた接触帯電方法に特有の問題点である。

【００３９】更に、画像形成装置より、クリーニング装
置を除き、いわゆるクリーナレス画像形成装置としたと
きに、特に、転写残トナーの存在する部分と感光体の露
光部分が一致するために、ゴースト画像について特に厳
しい条件にある。

【００４０】そこで、クリーナレス画像形成装置を例に
とって、本発明の作用効果を説明すると、本発明の粒子
を用いることにより１．帯電粒子と感光体表面との接触性が向上し、転写残
りのトナー成分があっても感光体を十分に帯電すること
ができる。

【００４１】２．帯電粒子同士の表面クリーニング効果
があり、長期使用によっても、粒子表面への異物堆積が
抑制され効果の持続性が大きい。という作用効果が得ら
れる。

【００４２】この結果、湿度の低い環境下において、感
光体上に接触性を阻害する成分が多重に存在する場合で
も、長期にわたり、安定した画像を形成することが可能
となった。

【００４３】５μｍ以上の粒子の短軸長さ／長軸長さの
標準偏差が、０．０８よりも小さいと、形状のばらつき
が少なすぎて、お互いの表面クリーニング効果が十分で
はない。形状のばらつきによって、帯電粒子同士の負荷
に対して、ある形状の磁性粒子に対して、クリーニング
に好適な形状が存在し、負荷が集中し表面クリーニング
効果を生じるものと考得られる。また、帯電粒子の５〜
２０μｍ部分の短軸長さ／長軸長さの標準偏差が、０．
０８以上とするとそれより大きい粒子の表面クリーニン
グ効果が大きく好ましい構成であり、０．１０以上であ
ると更にクリーニング性が向上する。

【００４４】ここで、短軸長さ／長軸長さの標準偏差の
測定法を記す。日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８０
０）を用い、５００倍に拡大した粒子像を無作為に１０
０個抽出し、その画像情報を元に、例えば、Ｉｍａｇｅ
ＡｎａｌｙｚｅｒＶ１０（東洋紡績株式会社製）に
より、画像解析した結果の統計処理を行う。

【００４５】解析の詳細は、まず、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。次いで、２値化された画像
情報を元に以下のような解析を行う。

【００４６】詳しくは、ＩｍａｇｅＡｎａｌｙｚｅｒ
Ｖ１０（東洋紡績株式会社製）の説明書に詳しく記載
があるが、簡潔に方法を説明すれば、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
長さの比をとるということである。その手続きは、以下
のようである。

【００４７】複合粒子の、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、水平軸および垂直軸につ
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。更に、水平軸と角度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−
Ｍｘｙ・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。

【００４８】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
値をとる方向をＡ、大きな方をＢとすると以下の楕円と
なる。

【００４９】Ａ・ｘ²＋Ｂ・ｙ²＝１本発明における短軸長さ／長軸長さは、以上の楕円に対
して、短軸長さ／長軸長さ＝（Ａ／Ｂ）^0.5 にて表されたものである。

【００５０】また、５μｍ以上の粒径を有する複合粒子
および５μｍ〜２０μｍの粒径を有する複合粒子の標準
偏差は、前記電子顕微鏡写真において、粒子の最大弦長
が、５μｍ以上および５μｍ〜２０μｍであるものにつ
いて解析を行う。

【００５１】帯電用粒子の平均粒径および分布はレーザ
ー回折式粒度分布測定装置ＨＥＬＯＳ（日本電子製）を
用いて、０．５μｍ〜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。

【００５２】本発明では、帯電用複合粒子の平均粒径
は、１０〜２００μｍの範囲が好ましく用いられる、１
０μｍよりも小さいと粒子が漏れ易く、また、磁気ブラ
シとしたときの磁性粒子の搬送性に劣る。

【００５３】注入帯電方法に用いる場合は、４０μｍを
超えると本発明における注入帯電方法の帯電一様性が劣
化する傾向にある。更に好ましくは、１５〜３０μｍで
ある。

【００５４】本発明に用いられる、磁性粒子分散型複合
粒子を構成する磁性粒子としては、マグネタイトおよび
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。

【００５５】本発明における磁性粒子分散型複合粒子の
好ましい製造方法としては、２０μｍ〜２０ｍｍの磁性
粒子分散型複合粒子を粉砕する方法が挙げられる。

【００５６】また、形状分布を制御しつつ粉砕した後
に、適宜分級を行い、そのまま使用することができ、ま
た、必要に応じて、その他の粒子と混合して用いること
が可能である。

【００５７】従来例としては、マグネタイトと樹脂を混
練粉砕した磁性粒子を使用するとの開示もあるが、樹脂
成分を多量に含むため帯電部材からの磁性粒子漏れが多
い傾向にある。更に、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。この事実より、異物による表面汚染に
よって抵抗が上昇し易くなっており、十分な耐久性向上
の効果が得られない傾向にある。

【００５８】このため、本発明においては、磁性粒子分
散型複合粒子中の磁性粒子の存在量が、８１乃至９８重
量％とし、異物による表面汚染による機能低下を防止し
ている。通常このような割合で、樹脂中に磁性粒子を分
散させるのには困難を極めるため、次に挙げるような製
造方法にて製造された複合粒子の形状を制御するのが好
ましい。

【００５９】本発明における好ましい例としては、結着
樹脂を形成するモノマーと磁性粒子を混合して、モノマ
ーを重合する方法が挙げられる。モノマーの例として
は、フェノール類とアルデヒド類が挙げられ、水性媒体
中において、懸濁重合が可能である。好ましいフェノー
ル類として、ｍ−クレゾール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフ
ェノール、ｏ−プロピルフェノール、レゾールシノール
およびビスフェノールＡなどのアルキルフェノール類が
挙げられる。

【００６０】また、複合粒子の強度をアップするために
架橋成分を含有させることも性能向上の観点で好まし
い。

【００６１】また、本発明に用いられる帯電用磁性粒子
は、その体積抵抗が、１×１０⁴Ωｃｍ以上１×１０⁹
Ωｃｍ以下であることが好ましい。１×１０⁴Ωｃｍよ
り低いと、ピンホールリークを起こす傾向にあり、１×
１０⁹Ωｃｍを越えると、感光体の帯電が不十分とな
る。

【００６２】粒子漏れという意味では、帯電用複合粒子
の抵抗値は、１×１０⁶Ωｃｍ以上が更に好ましく用い
られる。

【００６３】複合粒子の体積抵抗の測定方法は、図１に
示すセルＡに磁性粒子を充填し、複合粒子に接するよう
電極１２および１３を配し、電極間に電圧を印加し、そ
のとき流れる電流を測定することで得た。測定条件は、
２３℃、６５％の環境で充填複合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。

【００６４】更に、本発明の好ましい抵抗分布は、比較
的粒径の小さい粒子と、比較的粒径の大きな粒子の抵抗
差が小さいことである。

【００６５】好ましくは、帯電用磁性粒子分散型複合粒
子の５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の体積抵抗値をＲａ、
複合粒子の２０μｍを越える部分の体積抵抗値を、Ｒｂ
としたときに、０．５ ≦ Ｒａ／Ｒｂ ≦ ５．０であり、更に好ましくは、１．０ ≦ Ｒａ／Ｒｂ ≦ ５．０である。

【００６６】帯電用磁性粒子分散型複合粒子の５μｍ〜
２０μｍ部分の粒子の体積抵抗値の測定にあたっては、
以下のように分離する。目開き５μｍおよび２０μｍの
ふるいを準備する。これらのふるいは、Φ７５ｍｍ×Ｈ
２０ｍｍのサイズであり、これらの５μｍあるいは２０
μｍの目開きとする方法は、必要に応じ鍍金等により、
ふるいの線径を太らせるなどして調整する。上から目開
き、２５μｍ、２０μｍ、５μｍの順にふるいを重ね、
目開き２５μｍのふるい上に複合粒子を０．５ｇのせ十
分振動を与え、２０μｍパス５μｍオンの複合粒子を採
取する。更に、５μｍのふるい上に残ったものを更に、
２００ｍｍＡｑの差圧により５μｍパスの粒子を除去す
る。測定は、このサンプルを使用する。２０μｍを越え
るもののサンプルは、上記ふるいのうち、２０μｍおよ
び２５μｍ上の磁性粒子を混合し、サンプルとする。

【００６７】比較的粒径の小さい粒子の抵抗値が、比較
的粒径の大きな粒子の抵抗値の１／１０より低いような
場合、帯電部材に振動電圧を印加した場合、特に低湿環
境下において、比較的粒径が小さく、抵抗の低い粒子が
帯電部材より脱落する傾向が強いからである。特に、ク
リーナレス画像形成方法の場合、脱落傾向が更に強い。

【００６８】更に、比較的粒径が近く、抵抗値が１桁以
上異なるような粒子を混合して用いると、使用中に、抵
抗の低い粒子が感光体表面側に偏り、低抵抗粒子の偏り
により、ピンホールリークを生じる傾向にある。

【００６９】本発明を更に効果的にするため、本発明の
複合粒子は、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にて処理されていることが好まし
い。

【００７０】帯電用複合粒子は、感光体ときつく摺擦さ
れるため、特に有機感光体に対しては、その削れにおい
て厳しい条件にある。本発明の構成を含むことによる効
果としては、長鎖アルキル基による潤滑性の付与が行わ
れ、感光体ダメージに対して効果を有するとともに帯電
用複合粒子表面の汚染に関しても効果がある。特に感光
体表面層が、有機化合物にて構成されている場合に顕著
な効果を有する。

【００７１】この観点からアルキル基は、炭素数６個以
上好ましくは８個以上連なることが必要であり、３０個
以下であることが好ましい。炭素数が６個未満であると
上記効果が得られにくく、炭素数が３０個を超えると、
溶剤に不溶となる傾向にあり、複合粒子表面に均一に処
理することが難しくなり、更に、処理された帯電用複合
粒子の流動性が極めて悪化し、帯電性が不均一となる傾
向にある。

【００７２】また、カップリング剤の存在量としては、
カップリング剤をも含んだ帯電用複合粒子に対し０．０
００１質量％以上０．５質量％以下が好ましい。０．０
００１質量％より少ないとカップリング剤の効果が得ら
れにくく、０．５質量％を越えると帯電用複合粒子の流
動性が悪化し、帯電が不均一になり易い。更に好ましく
は、０．００１質量％以上０．２質量％以下の量であ
る。

【００７３】本発明においては、基本的に帯電用磁性粒
子の表面は、カップリング剤のみにて構成されることが
好ましいが、微量の樹脂成分をコートすることも可能で
ある。この場合、カップリング剤の量に対して、同等程
度の量が好ましい。

【００７４】また、樹脂をコーティングした帯電用磁性
粒子との併用も可能である。その場合の混合比率は、帯
電器中複合粒子質量にて５０質量％以下が好ましい。５
０質量％を越えると本発明の効果が薄れるからである。

【００７５】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、ジルコニウムなど中心元素を特には選ばない。

【００７６】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、ジルコニウムなどの中心元素に結合
している化合物を示す。

【００７７】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
トキシ基などのアルコキシ基などが用いられる。その
他、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、これらの変性
体およびハロゲンなども用いられる。

【００７８】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
ルを介して、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、などの官能基を含んでもよい。

【００７９】本発明において使用できる化合物の具体例
を一部挙げると、

【００８０】

【化１】

【００８１】

【化２】

【００８２】更に、本発明の帯電用複合粒子は、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％好ましくは０．２質量％以下であるから、抵抗
値的には、表面に存在させない複合粒子とほぼ同等の抵
抗値が得られるため、導電性粒子分散樹脂を用いる場合
などに比べて製造上の安定性、品質の安定性が高い。

【００８３】更に、カップリング剤の反応率が、８０％
以上であることが好ましく、更に好ましくは、８５％以
上である。本発明においては、比較的長いアルキル基を
有するカップリング剤を用いるため、未反応物の割合が
多いと、流動性の悪化につながるからである。また、使
用する感光体表面が、実質的に非架橋樹脂である場合、
未反応の処理剤が、感光体表面に浸透し、くもりやわれ
を生じる場合がある。この理由により、磁性粒子表面と
反応できるカップリング剤を用いるのが好ましい。

【００８４】また、カップリング剤の反応率の測定方法
としては、使用するカップリング剤を溶解可能な溶媒を
選択し、洗浄前後の存在率を測定すればよい。

【００８５】例えば、処理された複合粒子の１００倍量
の溶媒に浸し、溶媒中のカップリング剤成分を、クロマ
トグラフィーで定量する手段、また、洗浄後の複合粒子
表面に残るカップリング剤成分を、ＥＳＣＡ、ＣＨＮ、
ＴＧＡ等の方法で定量し、洗浄前後の存在量を定量する
手段などが可能である。

【００８６】本発明の帯電装置、電子写真装置、におい
ては、注入帯電方法が好ましく使用できる。

【００８７】注入帯電方法としては、電子写真感光体が
支持体より最も離れて電荷注入層を有するような感光体
を用いることにより、帯電部材に直流帯電のみを印加し
たときの印加電圧の８０％以上更に９０％以上の帯電電
位を得ることができるという効果を得ることができる。
従って、パッシェンの法則により解釈される帯電方法に
対して、更にオゾンレス帯電方法を実現することができ
る。

【００８８】電荷注入層は、十分な帯電性と画像流れを
起こさない条件を満足するために、体積抵抗値が１×１
０⁸Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲であることが好ま
しい。より好ましくは、画像流れなどの点から体積抵抗
値が１×１０¹⁰Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍ、更に環境変
動等も考慮すると体積抵抗値が１×１０¹²Ωｃｍ〜１×
１０¹⁵Ωｃｍのものを用いるのが好ましい。１×１０⁸
Ωｃｍより小さい体積抵抗値では静電潜像を保持でき
ず、特に高温高湿環境下において画像流れを発生し、１
×１０¹⁵Ωｃｍより大きい抵抗値であると帯電部材から
の電荷を十分受け取ることができず、帯電不良を生じる
傾向にある。

【００８９】更に、本発明の帯電装置および電子写真装
置において感光体帯電部材に印加する電圧としては、振
動電圧を印加することが好ましい。振動電圧を印加する
ことによる効果は、機械的な精度等の外乱に対して安定
した帯電を得ることができることが挙げられる。

【００９０】注入帯電法において、振動電圧を印加する
場合、前記のような利点が得られるが、反面、その印加
振動電圧にたいしては、制限があり、１００Ｈｚ〜１０
ｋＨｚ程度の周波数が好ましく、そのピーク間電圧は、
１０００Ｖ以下であることが好ましい。注入帯電法にお
いては、印加電圧に対して、感光体電位が追随するた
め、ピーク間電圧が大きすぎると、感光体帯電面の電位
が波打ってしまうため、カブリまたは反転カブリを生じ
ることがあるからである。

【００９１】また、振動電圧については、その効果のあ
るピーク間電圧は、１００Ｖ以上、好ましくは、３００
Ｖ以上である。波形は、サイン波、矩形波、鋸波などが
使用できる。

【００９２】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中抵抗と
した材料で構成することが可能であり、上記抵抗を有す
る無機層を形成することも有効な手段である。このよう
な機能層表面を設けることによって、帯電部材より注入
された電荷を保持する役割を果たし、更に、露光時には
この電荷を感光体支持体に逃がす役割を果たし残留電位
を低減させる。

【００９３】ここで、感光体の表面層の体積抵抗は、表
面に金を蒸着させたポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）上に表面層と同様の層（３μｍ）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４１４
０ＢｐＡＭＡＴＥＲ）にて温度２３℃、相対湿度６５
％の環境で１００Ｖの電圧を印加し測定した。

【００９４】導電性粒子の粒径は、透光性の観点から
０．３μｍ以下が好ましく、最適には、０．１μｍ以下
である。結着樹脂１００質量部に対して２〜２５０質量
部好ましくは２〜１９０重量部である。２質量部よりも
少ないと好ましい体積抵抗値が得られにくく、２５０質
量部を越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、１〜７μｍで
ある。

【００９５】また、好ましくは、前記電荷注入層に滑材
粉末が含有される。期待される効果としては、帯電時に
感光体と帯電部材の摩擦が低減され帯電に関与するニッ
プが拡大され帯電特性が向上することが挙げられる。ま
た、感光体表面の離型性が向上するため、磁性粒子が付
着しにくくなる。特に滑材粒子としては、臨海表面張力
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い。特に好ましくは、４
フッ化ポリエチレン樹脂が用いられる。

【００９６】この場合、滑材粉末の添加量は、好ましく
は、結着樹脂１００質量部に対して、２〜５０重量部、
より好ましくは、５〜４０質量部である。２質量部より
少ないと、滑材粉末の量が十分でないため、感光体帯電
性の向上効果が十分でなくクリーナレス装置という観点
からは、転写残トナーが増える傾向にある。また、５０
質量部を越えると、画像の分解能、感光体の感度が低下
する傾向にある。

【００９７】また、表面層に無機層を被覆する際は、そ
の下層の感光層は、アモルファスシリコンであることが
好ましく、グロー放電等によってシリンダー上に阻止
層、感光層および電荷注入層を順次形成することが好ま
しい。

【００９８】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、アゾ顔料等が挙げられる。

【００９９】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、シリコーン樹脂
など市販の樹脂材料が使用可能である。

【０１００】前記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、スチール等に金属、
導電性膜を有するプラスチックあるいは硝子、導電化し
た紙等を用いることができる。

【０１０１】本発明の別の効果として、印加電圧が振動
電圧を重畳した直流電圧である場合、振動電界に起因す
る振動音が軽減されることである。形状のばらつきによ
り、振動が吸収されることによると考えられる。更に、
感光体の導電性基体の厚みが、０．５ｍｍ以上３．０ｍ
ｍ以下の場合にその効果が顕著である。０．５ｍｍより
小であると振動音が大きくなり易く、また寸法安定性に
乏しく３ｍｍを越えると、回転トルクが増加し、また材
料費のアップなどコスト面で不利である。

【０１０２】使用されるトナーと帯電部材の磁性粒子間
の摩擦帯電性においても好ましい範囲があり、帯電部材
磁性粒子１００に対して、使用されるトナー７の割合に
て、測定されるトナーのトリボ値が、感光体の帯電極性
と同じであり、その絶対値が１〜９０ｍＣ／ｋｇ好まし
くは、５〜８０ｍＣ／ｋｇ、更に好ましくは、１０〜４
０ｍＣ／ｋｇであるとトナーの取り込み、掃き出し、感
光体の帯電の特性に対し良好である。

【０１０３】好ましい測定方法は以下の通りである。ま
ず、温度２３℃、相対湿度６０％環境下、測定する磁性
粒子４０ｇにトナー２００ｍｇを加えた混合物を５０〜
１００ｍｌ容量のポリエチレン製の瓶に入れ１５０回手
で震盪する。使用するトナーと帯電用磁性粒子の混合物
を帯電部材用磁性粒子として装填する。次いで、使用す
る感光体と同寸法の金属ドラムを装填しトナー帯電極性
と同極性の直流バイアスを帯電部分に印加し、感光体を
帯電するときの条件で駆動させ、金属ドラム上に帯電部
材より移行したトナーの帯電量を測定する。

【０１０４】本発明の電子写真装置においては、感光体
に接触する帯電部材として複合粒子により形成された磁
気ブラシを用いた場合、その構成としては、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複合粒子を
均一にコーティングしたものが用いられるが、特にマグ
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。

【０１０５】帯電用磁性粒子保持部材と感光体の最近接
ギャップは、０．３ｍｍ〜２．０ｍｍが好ましく用いら
れる。０．３ｍｍより近くなると印加電圧によっては、
帯電用磁性粒子保持部材の導電性部分と感光体間にリー
クを生じ、感光体にダメージを与えることがある。

【０１０６】帯電用磁気ブラシは、感光体の移動方向に
たいして、その接触部分において順、逆の移動方向をと
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。

【０１０７】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７０〜２１０ｍｇ／ｃｍ²で安定
した帯電性を得ることができる。

【０１０８】また、帯電器内に余分の帯電用磁性粒子を
保持し、循環等させてもよい。画像露光手段としては、
レーザー、ＬＥＤ等公知の手段を用いることができる。

【０１０９】また、本電子写真装置においては、クリー
ナレス画像形成方法において好ましい工程を加えること
ができる。本発明の電子写真装置において転写工程後、
且つ帯電工程前に感光体電位制御部材を有することで、
電子写真装置として更に安定性が向上する。

【０１１０】感光体電位制御部材としては、光を発し感
光電位を制御する部材、接触または近接して配置された
導電性のローラー、ブレード、ファーブラシが用いられ
る。それらのうちでも、特にローラー、ファーブラシが
好ましく用いられる。また、これらに電圧を印加して感
光体電位制御を行う場合は、感光体帯電工程と逆極性に
制御することが好ましい。その理由は、感光体帯電工程
前に感光体電位を低い方に揃え、前形成画像の履歴を消
して帯電均一性の助けとするためである。

【０１１１】現像手段としては、特に選ばないが、クリ
ーニング手段を有しない画像形成装置の場合、反転現像
が好ましく、また、現像剤と感光体が接触するような構
成が好ましい。例えば、接触２成分現像法、接触１成分
法等が好適な現像方法としてあげられる。現像剤と転写
残りトナーが感光体上にて接触している場合、静電気的
力に、摺擦力が加えり、効果的に転写残りのトナーを現
像手段にて回収できる傾向にあるからである。現像に印
加されるバイアスについては、その直流成分は、黒字部
（像露光部分）と白地部の電位の間に来ることが好まし
い。

【０１１２】更に転写手段としては、コロナ、ローラ
ー、ベルトなど公知の方法が用いられる。

【０１１３】更に、転写残りトナーを回収した帯電器か
ら、感光体表面を利用して、現像部分に搬送し回収再利
用するに際しては、感光体帯電バイアスを変更すること
なくしても、実現可能であるが、実用上、転写紙ジャム
時あるいは画像比率の高い画像を連続してとるなどした
場合、過剰量のトナー帯電器に混入する場合が考えられ
る。

【０１１４】この場合、画像形成の動作中、感光体上に
画像を形成しない部分を利用して、帯電器から現像機へ
とトナーを移動させることが可能である。その画像形成
部分とは、前回転時、後回転時、転写紙間などである。
その場合、トナーが帯電器より感光体に移り易いような
帯電バイアスに変更することも好ましく用いられる。帯
電器から出易いバイアスとしては、交流成分をピークピ
ーク間電圧小さ目にするあるいは直流成分とする。ある
いは、ピークピーク間電圧を同じにして、波形を変更し
て交流実効値をさげる方法などが挙げられる。

【０１１５】更に、本発明において、帯電器部分の寿
命、およびマグネット内包非磁性スリーブを用いること
を考慮すると、そのコスト面の要請により、トナーを更
に追加できるような構成とすることが好ましい。その場
合、帯電用磁性粒子としても、必要最低限の量よりも多
量に帯電部分に存在させ、循環させることによる耐久性
を更に伸ばす構成が好ましい。

【０１１６】循環させる手段としては、機械的に攪拌す
るか、あるいは、磁性粒子を循環できるような磁極構成
あるいは、磁性粒子を格納する容器内で、磁性粒子を移
動させるような部材を設けることが好ましい。例えば、
磁気ブラシ背後に、攪拌するスクリュウ部材、または、
反発極を設け磁性粒子をはがしながら再コートするよう
な構成、磁性粒子の流れを阻害するような邪魔部材など
を設けることが挙げられる。

【０１１７】更に、本帯電部材を元にした、プロセスカ
ートリッジを作成することもできる。

【０１１８】以下、本発明を実施例によって説明する
が、これによって本発明が限定されるものではない。

【０１１９】まず本発明に使用される部材の構成、材
質、製造方法等を例示する。

【０１２０】[帯電用磁性粒子製造例１］水媒体中にフ
ェノールモノマー５０重量部、ホルムアルデヒドモノマ
ー５０重量部を混合分散した後に、チタンカップリング
剤にて疎水化された、マグネタイト粒子９５０重量部を
均一に分散させ、アンモニアを添加しつつモノマーを重
合し、平均粒径５０μｍの磁性粒子分散型複合粒子を得
た。

【０１２１】特性を表１にまとめる。

【０１２２】[帯電用磁性粒子製造例２］水媒体中にフ
ェノールモノマー５０重量部、ホルムアルデヒドモノマ
ー５０重量部を混合分散した後に、チタンカップリング
剤にて疎水化された、マグネタイト粒子９５０重量部を
均一に分散させ、アンモニアを添加しつつモノマーを重
合し、平均粒径２７μｍの磁性粒子分散型複合粒子を得
た。

【０１２３】特性を表１にまとめる。

【０１２４】[帯電用磁性粒子製造例３］スチレン樹脂
４０重量部に、マグネタイト６０重量部を加え、溶融混
練、冷却粉砕分級し、平均径２５μｍの磁性粒子を得
た。

【０１２５】特性を表１にまとめる。

【０１２６】[帯電用磁性粒子製造例４］スチレン樹脂
３０重量部に、導電性カーボンブラック５重量部、マグ
ネタイト４０重量部を加え、溶融混練、冷却粉砕分級
し、平均径１０μｍの磁性粒子を得た。

【０１２７】特性を表１にまとめる。

【０１２８】[帯電用磁性粒子製造例５］[帯電用磁性粒
子製造例１］で得られた、粒子を気流式ジェットミル、
形状をチェックしながら粉砕し、分級し、磁性粒子分散
型複合粒子を得た。

【０１２９】特性を表１にまとめる。

【０１３０】[帯電用磁性粒子製造例６］帯電用磁性粒
子製造例１］で得られた、粒子を気流式ジェットミル、
形状をチェックしながら粉砕し、分級し、磁性粒子分散
型複合粒子を得た。

【０１３１】特性を表１にまとめる。

【０１３２】[帯電用磁性粒子製造例７］スチレン樹脂
１５重量部に、トルエン１５重量部、マグネタイト８５
重量部を加え、溶融混練、脱溶剤、冷却粉砕分級し、平
均径２５μｍの磁性粒子を得た。

【０１３３】特性を表１にまとめる。

【０１３４】[帯電用磁性粒子製造例８］スチレン樹脂
１重量部に、マグネタイト９９重量部を加え、溶融混練
を試みたものの粒子化ができなかった。

【０１３５】[帯電用磁性粒子製造例９］帯電用磁性粒
子製造例２］で得られた粒子と[帯電用磁性粒子製造例
５］で得られた粒子を重量で１：１に混合した。

【０１３６】特性を表１にまとめる。

【０１３７】[帯電用磁性粒子製造例１０］[帯電用磁性
粒子製造例２］で得られた粒子と[帯電用磁性粒子製造
例５］で得られた粒子を重量で８：２に混合した。

【０１３８】特性を表１にまとめる。

【０１３９】[帯電用磁性粒子製造例１１］[帯電用磁性
粒子製造例２］で得られた粒子と[帯電用磁性粒子製造
例５］で得られた粒子を重量で９：１に混合した。

【０１４０】特性を表１にまとめる。

【０１４１】[帯電用磁性粒子製造例１２］[帯電用磁性
粒子製造例３］で得られた粒子と[帯電用磁性粒子製造
例４］で得られた粒子を重量で１：１に混合した。

【０１４２】特性を表１にまとめる。

【０１４３】[帯電用磁性粒子製造例１３］チタンカッ
プリング剤、イソプロポキシトリイソステアロイルチタ
ネート０．１重量部およびトルエン２０重量部に溶解し
た溶液に[帯電用磁性粒子製造例５］にて製造した磁性
粒子１００質量部を加え、攪拌しながら７０℃に保ち、
溶媒を蒸発した後に、２００℃のオーブンに入れ、キュ
アリングを行った。特性については表１に一括してあげ
た。

【０１４４】[帯電用磁性粒子製造例１４］シランカッ
プリング剤、ドデシルトリメトキシシラン０．１重量部
およびエタノール２５重量部に溶解した溶液に[帯電用
磁性粒子製造例５］にて製造した磁性粒子１００質量部
を加え、攪拌しながら５０℃に保ち、溶媒を蒸発した後
に、１００℃のオーブンに入れ、キュアリングを行っ
た。特性については表１に一括してあげた。

【０１４５】

【表１】

【０１４６】[感光体製造例１］φ３０ｍｍ、厚み０．
７５ｍｍのアルミニウムシリンダー上に機能層を４層設
ける。

【０１４７】第１層は下引き層であり、アルミニウムド
ラムの欠陥等をならすため、またレーザー露光の反射に
よるモアレの発生を防止するために設けられている厚さ
約２０μｍの導電層である。

【０１４８】第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ
ニウム基体から注入された正電荷が露光体表面に帯電さ
れた負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミ
ラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０⁶Ω
ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層であ
る。

【０１４９】第３層は電荷発生層であり、チタニルフタ
ロシアニン系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍ
の層であり、レーザー露光を受けることによって正負の
電荷対を発生する。

【０１５０】第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導
体である。従って、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ず、電荷発生層で発生した正
電荷のみを感光体表面に輸送することができる。厚さ１
５μｍとした。

【０１５１】感光体表面抵抗は、電荷輸送層単体の場
合、３×１０¹⁵Ωｃｍであった。

【０１５２】第５層に電荷注入層を形成する。電荷注入
層は、光硬化性のアクリル樹脂にＳｎＯ₂超微粒子を分
散したものである。具体的には、アンチモンをドーピン
グし、低抵抗化した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ₂粒子
を樹脂１００質量部に対して１５０質量部、更に、４フ
ッ化エチレン樹脂粒子を２０質量部、分散剤を１．２質
量部分散したものである。膜厚２．５μｍ。これによっ
て、感光体表面抵抗は、２×１０¹³Ωｃｍである。

【０１５３】[感光体製造例２］φ３０ｍｍ、厚み１．
０ｍｍのアルミニウムシリンダーを用いたことを除いて
[感光体製造例１］と同様に感光体を製造した。

【０１５４】[感光体製造例３］φ３０ｍｍ、厚み２．
５ｍｍのアルミニウムシリンダーを用いたことを除いて
[感光体製造例１］と同様に感光体を製造した。

【０１５５】[感光体製造例４］φ３０ｍｍ、厚み４．
０ｍｍのアルミニウムシリンダーを用いたことを除いて
[感光体製造例１］と同様に感光体を製造した。

【０１５６】 [現像剤製造例１］スチレンアクリル樹脂１００重量部含金属アゾ染料２重量部低分子量ポリプロピレン２重量部カーボンブラック５重量部上記材料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。得られた混練物を冷却し、気
流式粉砕機により微粉砕した後に風力分級して粒度分布
の調整されたトナー組成物を得た。このトナー組成物
に、疎水化処理された酸化チタン０．５ｗｔ％および疎
水化されたシリカ１．０ｗｔ％を外添して、重量平均粒
径７．４μｍのトナーを作成した。

【０１５７】また、平均径５０μｍ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ものを、１００
重量部に対し、トナーを６重量部を混合し現像剤とし
た。

【０１５８】[現像剤製造例２］スチレン８９重量部、
ｎ−ブチルアクリレート１１重量部、ジビニルベンゼン
０．２重量部、低分子量ポリプロピレン２質量部、カー
ボンブラック４重量部、含金属アゾ染料１．２重量部、
アゾ系開始剤３重量部を分散混合し、上記溶液を燐酸カ
ルシウム４重量部を分散した純水５００重量部に加えホ
モミキサーにより分散し、７０℃で、８時間重合し得ら
れた重合体をろ過し、洗浄を行った後に、乾燥分級し、
トナー組成物を得た。

【０１５９】上記トナー組成物に、疎水化処理された酸
化チタン０．４ｗｔ％および疎水化されたシリカ１．０
ｗｔ％を外添し、重量平均径６．４μｍのトナーを作成
した。

【０１６０】得られたトナーは、重合法により形成され
ており、電子顕微鏡にて観察したところ、真球状を示し
ている。

【０１６１】また、平均径５０μｍ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ものを、１００
質量部に対し、トナーを６質量部を混合し現像剤とし
た。

【０１６２】次いで本発明の実施例および比較例におい
て使用される評価用機械および方法、および実施例およ
び比較例を用い本発明を説明する。

【０１６３】[デジタル複写機１］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。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、帯電前露光手段を備える。また、感光体帯電器およ
びクリーニング手段、感光体は一体型のユニット（プロ
セスカートリッジ）となっている。プロセススピード１
５０ｍｍ／ｓである。デジタル複写機を以下のように改
造を施した。

【０１６４】まず、プロセススピードを２００ｍｍ／ｓ
と改造を施した。

【０１６５】現像成分を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改造を施した。更に、帯電部
分にマグネットローラーを内包した１６Φ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。

【０１６６】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。

【０１６７】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。

【０１６８】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。図２に概略図を示す。

【０１６９】

【実施例】（実施例１）[デジタル複写機１］を用い、
磁性粒子のコーティング密度が１３０ｍｇ／ｃｍ²とな
るように帯電器に密着し、感光体を装着する。

【０１７０】１８０ｍｇ／ｃｍ²となるように装着する
ためには、最低限約２０ｇの量を必要とする。

【０１７１】磁気ブラシ帯電器を、感光体との接触部に
おいて逆方向に回転させる。このときの、帯電器回転周
速２４０ｍｍ／ｓとする。

【０１７２】評価モードは、まず、帯電部材に印加する
バイアスは、印加電圧−７００Ｖの直流電圧および１ｋ
Ｈｚ、７００Ｖｐｐの矩形波振動電圧を印加し、１５℃
／相対湿度１０％の条件下で、現像バイアスは、−５０
０Ｖの直流成分に１０００Ｖｐｐ／３ｋＨｚの矩形波を
重畳し、図７の画像をコピーし、画像を評価する。

【０１７３】また、耐久試験は以下のように行う。画像
比率１５％画像を回転周速３００ｍｍ／ｓの条件下５０
枚間歇モードで、２００サイクルつまり、１００００枚
コピーし、初期と同様の評価を行う。この際、非画像形
成部については、連続通紙時、最初の一枚目の画像が形
成され得る以前の帯電時（前回転時）および画像形成間
（紙間）および５００枚目の画像形成終了の後の感光体
帯電時（後回転）については、−７００Ｖの直流電圧お
よび１ｋＨｚ、５００Ｖｐｐの矩形波交流成分を印加
し、感光体を帯電させつつ、帯電磁気ブラシ中に混入す
るトナーを感光体上に移動させ、現像部分にて回収す
る。

【０１７４】[磁性粒子製造例５］、[現像剤製造例２］
および[感光体製造例１］を用い上記評価を行う。耐久
中、帯電部材に印加するバイアス電圧により、帯電用磁
性粒子と感光体が干渉することにより発生する音につい
ては、ほとんど気にならないレベルである。

【０１７５】結果、帯電器回転周速２４０ｍｍ／ｓにお
いて、実質的にカブリのない画像であり、良好な結果を
得た。更に耐久を進め、３万枚とき感光体削れに起因す
るカブリを生じたが、感光体を交換することで、カブリ
が良好となった。

【０１７６】更に、１００００枚毎に帯電用複合粒子を
サンプリングし、汚染量を見積もる。汚染量の見積り方
法は、使用前の該粒子の電子顕微鏡写真（５００倍）
と、該サンプリングされた使用中の帯電用磁性粒子の電
子顕微鏡写真（５００倍）を比較し、 ○ ：粒子表面の1/10以下に、堆積物が認められるレベ
ル ○△：粒子表面の1/10を越え、1/3以下に、堆積物が認
められるレベル △ ：粒子表面の1/3を越え、1/2以下に、堆積物が認め
られるレベル △×：粒子表面の1/2を越え、2/3以下に、堆積物が認め
られるレベル × ：粒子表面の2/3を越え、堆積物が認められるレベ
ルと判定する。

【０１７７】表２に結果をまとめて挙げる。また、[磁
性粒子製造例７］と[現像剤製造例５］において使用さ
れたトナーの摩擦帯電性を確認したところ、本実施例の
感光体の帯電極性と同じ極性であるマイナスであった。

【０１７８】（実施例２〜７）表２のような組み合わせ
にて実施例１と同様の評価を行った。表２に結果をまと
めて挙げる。３００００枚までに、感光体削れに起因す
るカブリを生じており、感光体を交換して、画像性を評
価している。

【０１７９】実施例７において、３００００枚ときやや
カブリを生じた以外は、画像性はほぼ同等である。

【０１８０】各実施例の耐久中、帯電部材に印加するバ
イアス電圧により、帯電用磁性粒子と感光体が干渉する
ことにより発生する音については、ほとんど気にならな
いレベルである。

【０１８１】実施例２〜実施例７において使用されたま
た、磁性粒子と[現像剤製造例１］および[現像剤製造例
２］において使用されたトナーの摩擦帯電性を確認した
ところ、本実施例の感光体の帯電極性と同じ極性である
マイナスであった。

【０１８２】（実施例７，８）表２のような組み合わせ
にて実施例１と同様の評価を行った。表２に結果をまと
めて挙げる。各実施例の耐久中、帯電部材に印加するバ
イアス電圧により、帯電用磁性粒子と感光体が干渉する
ことにより発生する音については、ほとんど気にならな
いレベルである。

【０１８３】また、感光体については、３００００枚時
点においても感光体削れに起因するカブリがなかった。

【０１８４】実施例７および実施例８において使用され
たまた、磁性粒子と[現像剤製造例２］において使用さ
れたトナーの摩擦帯電性を確認したところ、本実施例の
感光体の帯電極性と同じ極性であるマイナスであった。

【０１８５】（比較例１〜３）表３の組み合わせにて、
実施例と同様の評価を行った。表２に結果をまとめて挙
げる。但し、比較例１と比較例２については、画像形成
中、帯電部材に印加するバイアス電圧により、帯電用磁
性粒子と感光体が干渉することにより発生する音につい
てやや気になるレベルであったため、気にならないレベ
ルまで低めるために、アルミニウムシリンダーの厚みが
３．５ｍｍである[感光体製造例４］を使用した。

【０１８６】

【表２】

【０１８７】比較例１において、カブリについては、初
期は良好であるが、２００００枚程度において、ややカ
ブリの目立つ画像となり、汚染量も０．９５％と多めで
あった。使用した磁性粒子の短軸長さ／長軸長さの標準
偏差が、小さいことに起因する。

【０１８８】比較例２においては、初期は問題のないレ
ベルであったが、５〜２０μｍの部分の粒子の抵抗値が
やや低のために、磁性粒子が徐々に漏れ、また、低抵抗
粒子の偏りに起因すると考えられる、耐久中のリーク画
像を生じた。磁性粒子の短軸長さ／長軸長さの標準偏差
が０．１ではあるが、５〜２０μｍの領域の抵抗値が低
いことに起因して、帯電用磁性粒子と感光体が干渉する
ことにより発生する音が気になるレベルであったと考え
られる。

【０１８９】比較例３においては、初期は問題のないレ
ベルであったが、１００００枚ときカブリ画像を生じ
た。使用した複合粒子中の磁性粒子の量が少ないため感
光体の帯電性が劣っていると思われる。

【０１９０】

【発明の効果】以上、本発明によれば、長期にわたり安
定した、画像を得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯電用磁性粒子分散型複合粒子の体積
抵抗測定方法を概略的に示す説明図。

【図２】本発明にもとづく電子写真方式のデジタル複写
機の構成を概略的に示す縦断面図。

【符号の説明】

Ａ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２０１画像定着器２０２帯電器２０３帯電用磁性粒子２０４磁石を内包する導電性スリーブ２０５感光体２０６像露光２０７現像スリーブ２０８現像器２０９，２１０攪拌スクリュウ２１１現像剤２１２紙搬送ガイド２１３転写紙２１４転写ローラー２１５紙搬送ベルト

───────────────────────────────────────────────────── 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 BB11 CC04 EE11 2H068 AA01 AA03 AA04 AA54 BB06 BB31 BB59 CA37 FA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂と該結着樹脂中に分散する磁性
粒子を有する磁性粒子分散型複合粒子であって、前記磁
性粒子の存在量が、前記磁性粒子分散型複合粒子中８１
乃至９８重量％であり、５μｍ以上の粒径を有する前記
磁性粒子分散型複合粒子の短軸長さ／長軸長さの標準偏
差が０．０８以上であり、体積抵抗値が１０⁴〜１０⁹
Ωｃｍであることを特徴とする帯電用磁性粒子分散型複
合粒子。
【請求項２】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の５
μｍ〜２０μｍ部分の粒子の短軸長さ／長軸長さの標準
偏差が、０．０８以上である請求項１に記載の帯電用磁
性粒子分散型複合粒子。
【請求項３】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の５
μｍ〜２０μｍ部分の粒子の短軸長さ／長軸長さの標準
偏差が、０．１０以上である請求項１に記載の帯電用磁
性粒子分散型複合粒子。
【請求項４】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の５
μｍ〜２０μｍ部分の粒子の体積抵抗値をＲａ、前記複
合粒子の２０μｍを越える部分の体積抵抗値を、Ｒｂと
したときに、０．５ ≦ Ｒａ／Ｒｂ ≦ ５．０である請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電用磁性
粒子分散型複合粒子。
【請求項５】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の５
μｍ〜２０μｍ部分の粒子の体積抵抗値をＲａ、前記複
合粒子の２０μｍを越える部分の体積抵抗値をＲｂとし
たときに、１．０ ≦ Ｒａ／Ｒｂ ≦ ５．０である請求項４に記載の帯電用磁性粒子分散型複合粒
子。
【請求項６】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子は、
結着樹脂と前記結着樹脂中に分散する磁性粒子を有する
磁性粒子分散型複合粒子を粉砕して製造されたものであ
る請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯電用磁性粒子
分散型複合粒子。
【請求項７】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子は、
その表面をＣ₆以上の炭素数を有する直鎖状のアルキル
基を有するカップリング剤を有する請求項１〜６のいず
れか１項に記載の帯電用磁性粒子分散型複合粒子。
【請求項８】電圧が印加される導電性部分を有する磁
石体に、結着樹脂と前記結着樹脂中に分散する磁性粒子
を有する磁性粒子分散型複合粒子であって、前記磁性粒
子の存在量が、前記磁性粒子分散型複合粒子中８１乃至
９８重量％であり、５μｍ以上の粒径を有する前記磁性
粒子分散型複合粒子の短軸長さ／長軸長さの標準偏差が
０．０８以上であり、体積抵抗値が１０⁴〜１０⁹Ωｃ
ｍである磁性粒子分散型複合粒子を担持していることを
特徴とする帯電部材。
【請求項９】前記電圧が印加される導電性部分を有す
る磁石体が、磁石体を内包する導電性スリーブである請
求項８に記載の帯電部材。
【請求項１０】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の短軸長さ／長軸長さの標
準偏差が、０．０８以上である請求項８〜９のいずれか
１項に記載の帯電部材。
【請求項１１】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の短軸長さ／長軸長さの標
準偏差が、０．１０以上である請求項８〜９のいずれか
１項に記載の帯電部材。
【請求項１２】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の体積抵抗値をＲａ、前記
複合粒子の２０μｍを越える部分の体積抵抗値を、Ｒｂ
としたときに、０．５ ≦ Ｒａ／Ｒｂ ≦ ５．０である請求項８〜１１のいずれか１項に記載の帯電部
材。
【請求項１３】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の体積抵抗値をＲａ、前記
複合粒子の２０μｍを越える部分の体積抵抗値を、Ｒｂ
としたときに、１．０ ≦ Ｒａ／Ｒｂ ≦ ５．０である請求項１２に記載の帯電部材。
【請求項１４】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子
は、結着樹脂と前記結着樹脂中に分散する磁性粒子を有
する磁性粒子分散型複合粒子を粉砕して製造されたもの
である請求項８〜１３のいずれか１項に記載の帯電部
材。
【請求項１５】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子
は、その表面をＣ₆以上の炭素数を有する直鎖状のアル
キル基を有するカップリング剤を有する請求項８〜１４
のいずれか１項に記載の帯電部材。
【請求項１６】電圧が印加された帯電部材を像担持体
に接触して前記像担持体を帯電する帯電装置において、
前記帯電部材が電圧が印加される導電性部分を有する磁
石体と、結着樹脂と前記結着樹脂中に分散する磁性粒子
を有する磁性粒子分散型複合粒子であって、前記磁性粒
子の存在量が、前記磁性粒子分散型複合粒子中８１乃至
９８重量％であり、５μｍ以上の粒径を有する前記磁性
粒子分散型複合粒子の短軸長さ／長軸長さの標準偏差が
０．０８以上であり、体積抵抗値が１０⁴〜１０⁹Ωｃ
ｍである磁性粒子分散型複合粒子を有することを特徴と
する帯電装置。
【請求項１７】前記電圧が印加される導電性部分を有
する磁石体が、磁石体を内包する導電性スリーブである
請求項１６に記載の帯電装置。
【請求項１８】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の短軸長さ／長軸長さの標
準偏差が、０．０８以上である請求項１６〜１７のいず
れか１項に記載の帯電装置。
【請求項１９】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の短軸長さ／長軸長さの標
準偏差が、０．１０以上である請求項１６〜１７のいず
れか１項に記載の帯電装置。
【請求項２０】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の体積抵抗値をＲａ、前記
複合粒子の２０μｍを越える部分の体積抵抗値を、Ｒｂ
としたときに、０．５ ≦ Ｒａ／Ｒｂ ≦ ５．０である請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の帯電装
置。
【請求項２１】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の体積抵抗値をＲａ、前記
複合粒子の２０μｍを越える部分の体積抵抗値を、Ｒｂ
としたときに、１．０ ≦ Ｒａ／Ｒｂ ≦ ５．０である請求項２０に記載の帯電装置。
【請求項２２】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子
は、結着樹脂と前記結着樹脂中に分散する磁性粒子を有
する磁性粒子分散型複合粒子を粉砕して製造されたもの
である請求項１６〜２１のいずれか１項に記載の帯電装
置。
【請求項２３】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子
は、その表面をＣ₆以上の炭素数を有する直鎖状のアル
キル基を有するカップリング剤を有する請求項１６〜２
２のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項２４】前記印加電圧が、振動電圧を重畳した
直流電圧である請求項１６〜２３のいずれか１項に記載
の帯電装置。
【請求項２５】前記振動電圧のピーク間電圧が１００
０Ｖ以下である請求項１６〜２４のいずれか１項に記載
の帯電装置。
【請求項２６】前記像担持体が、導電性基体と感光層
を有し、前記導電性基体から最も離れた層が電荷注入層
であり、前記電荷注入層の体積抵抗率が、１×１０⁸〜
１×１０¹⁵Ωｃｍである請求項１６〜２５のいずれか１
項に記載の帯電装置。
【請求項２７】前記像担持体が、導電性円筒形状の基
体上に感光層を形成した感光体であり、前記導電性基体
の厚みが、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である請求項
１６〜２６のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項２８】電圧が印加され、磁性粒子を担持した
磁石体を感光体に接触させて帯電し、像露光によって静
電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにて可視化する
現像器を有し、これを転写材に転写する転写部材を有す
る電子写真装置において、前記磁性粒子が、結着樹脂と
前記結着樹脂中に分散する磁性粒子を有する磁性粒子分
散型複合粒子であって、前記磁性粒子の存在量が、前記
磁性粒子分散型複合粒子中８１乃至９８重量％であり、
５μｍ以上の粒径を有する前記磁性粒子分散型複合粒子
の短軸長さ／長軸長さの標準偏差が０．０８以上であ
り、体積抵抗値が１０⁴〜１０⁹Ωｃｍであることを特
徴とする電子写真装置。
【請求項２９】前記電圧が印加される導電性部分を有
する磁石体が、磁石体を内包する導電性スリーブである
請求項２８に記載の電子写真装置。
【請求項３０】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の短軸長さ／長軸長さの標
準偏差が、０．０８以上である請求項２８〜３０のいず
れか１項に記載の電子写真装置。
【請求項３１】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の短軸長さ／長軸長さの標
準偏差が、０．１０以上である請求項２８〜３０のいず
れか１項に記載の電子写真装置。
【請求項３２】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の体積抵抗値をＲａ、前記
複合粒子の２０μｍを越える部分の体積抵抗値を、Ｒｂ
としたときに、０．５ ≦ Ｒａ／Ｒｂ ≦ ５．０である請求項２８〜３１のいずれか１項に記載の電子写
真装置。
【請求項３３】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子の
５μｍ〜２０μｍ部分の粒子の体積抵抗値をＲａ、前記
複合粒子の２０μｍを越える部分の体積抵抗値を、Ｒｂ
としたときに、１．０ ≦ Ｒａ／Ｒｂ ≦ ５．０である請求項３２に記載の電子写真装置。
【請求項３４】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子
は、結着樹脂と前記結着樹脂中に分散する磁性粒子を有
する磁性粒子分散型複合粒子を粉砕して製造されたもの
である請求項２８〜３３のいずれか１項に記載の電子写
真装置。
【請求項３５】前記帯電用磁性粒子分散型複合粒子
は、その表面をＣ₆以上の炭素数を有する直鎖状のアル
キル基を有するカップリング剤を有する請求項２８〜３
４のいずれか１項に記載の電子写真装置。
【請求項３６】前記印加電圧が、振動電圧を重畳した
直流電圧である請求項２８〜３５のいずれか１項に記載
の電子写真装置。
【請求項３７】前記振動電圧のピーク間電圧が１００
０Ｖ以下である請求項２８〜３６のいずれか１項に記載
の電子写真装置。
【請求項３８】前記像担持体が、導電性基体と感光層
を有し、前記導電性基体から最も離れた層が電荷注入層
であり、前記電荷注入層の体積抵抗率が、１×１０⁸〜
１×１０¹⁵Ωｃｍである請求項３８〜５０のいずれか１
項に記載の電子写真装置。
【請求項３９】前記像担持体が、導電性円筒形状の基
体上に感光層を形成した感光体であり、前記導電性基体
の厚みが、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である請求項
３６〜３８のいずれか１項に記載の電子写真装置。
【請求項４０】前記電子写真装置は、独立したクリー
ニング機構を有さず、転写後の感光体上に残余するトナ
ーを現像工程により回収する請求項２８〜３９のいずれ
か１項に記載の電子写真装置。
【請求項４１】請求項１〜７のいずれか１項に記載の
帯電用磁性粒子を有する帯電手段、現像手段、クリーニ
ング手段、感光体からなる群より選ばれる少なくとも２
つ以上を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在で
あることを特徴とするプロセスカートリッジ。