JPH0934262A

JPH0934262A - 現像方法

Info

Publication number: JPH0934262A
Application number: JP7207327A
Authority: JP
Inventors: Yuji Sakami; 裕二酒見; Masahiro Inoue; 雅博井上; Mitsuhiro Ota; 光弘太田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-24
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 1997-02-07
Anticipated expiration: 2015-07-24
Also published as: JP3284487B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ハイライト部分が均一で、濃度変動が少な
く、高品位の画像を安定して得ることができる現像方法
を提供する。【解決手段】Ｖ_pp［Ｖ］：現像剤担持体にかかる
交番電圧のピーク・ピークＶ_f［Ｈｚ］：現像剤担持体にかかる交番電圧の周波
数Ｖ_cont［Ｖ］：画像コントラスト電位Ｑ［Ｃ／ｋｇ］：トナーの平均トリボｄ［ｍ］：現像剤担持体−潜像担持体の距離、と
したとき｜Ｖ_pp−２Ｖ_cont｜／１６Ｖ_f ² ＜ｄ²／｜Ｑ｜の条件を満たす交番電界が断続的に形成されるように交
互電圧を現像剤担持体１１１に対して印加する手段を有
し、トナー粒子１１８として、２０％以下の値の流動性
を示すトナー粒子を用いる現像方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機あるいはプリ
ンタ等とされる現像方法に関し、特に電子写真方式の現
像方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、現像剤担持体の表面に顕画剤とし
てのトナー粒子と磁性キャリアからなる乾式現像剤を担
持し、静電潜像を担持した像担持体の表面近傍に搬送供
給して現像剤担持体上に現像剤の磁気ブラシを形成さ
せ、像担持体と現像剤担持体の間に交互（交番）電界を
印加しながら静電潜像を現像して顕画像化する方法は、
よく知られている。この現像方法は磁気ブラシ現像法と
通称される場合が多い。

【０００３】なお、上記現像剤担持体は、一般に現像装
置に現像スリーブとして用いられる場合が多いので、以
下の説明では現像スリーブと総称するものとする。ま
た、像担持体は、一般に感光体ドラムとして用いられる
場合が多いので、以下の説明では同様に感光体ドラムと
総称するものとする。

【０００４】上記現像方法として、従来よりたとえば二
成分系組成（キャリア粒子とトナー粒子）からなる現像
剤（二成分現像剤）により、内部に磁石を配置して現像
スリーブの表面に磁気ブラシを形成させて微小な現像間
隙を保持して対向させた感光体ドラムにこの磁気ブラシ
を摺擦または近接させ、現像スリーブと感光体ドラム間
に連続的に交互電界を印加することでトナー粒子の現像
スリーブ側から感光体ドラム側への転移および逆方向へ
の逆転移を繰り返し行わせて現像を行う、いわゆる磁気
ブラシ現像法が知られている（例えば、特開昭５５−３
２０６０号公報，特開昭５９−１６５０８２号公報参
照）。また、簡易なカラー現像や多重現像を目的とした
二成分現像剤を用いた非接触方式の交互電界現像法もよ
く知られている（例えば、特開昭５６−１４２６８号公
報，特開昭５８−６８０５１号公報，特開昭５６−１４
４４５２号公報，特開昭５９−１８１３６２号公報，特
開昭６０−１７６０６９０号公報参照）。

【０００５】一方、上記現像方式を用いた画像形成装置
のなかで高速かつ低騒音のプリンタとして電子写真方式
を採用したレーザービームプリンタがある。このプリン
タの代表的な用途は文字，図形のような画像の２値記録
であり、記録すべき画像信号に対応してレーザービーム
を発光し、消光しつつ電子写真感光体を走査するいわゆ
る２値記録が行われる。そして、文字，図形の記録は中
間調を必要としないのでプリンタの構造も簡単なものと
なる。この２値記録方式のレーザービームプリンタで中
間調を表現できるものとしては、ディザ法，濃度パター
ン法等を採用したものがよく知られている。

【０００６】しかしながら、周知のようにディザ法，濃
度パターン法を採用したプリンタでは高解像度が得られ
難い。そこで、近年記録密度を低下させずに高解像度を
得つつ中間調画像を形成する方式が提案されている。こ
の方式は、画像信号によってレーザーを駆動するパルス
信号の幅を変調することにより、中間調画像形成を行
う。すなわち、レーザーの１画素あたりの光束放出時間
長が画像の濃度に対応して制御され、従って、感光体を
走査するレーザービームの１画素あたりの感光体照射時
間長が画像濃度に対応して制御される。

【０００７】具体的には、低濃度の画像部分に対して上
記パルス信号のパルス幅を短くして上記感光体照射時間
長を短くし、高濃度の画像部分に対しては上記パルス幅
を長くして上記感光体照射時間長を長くする。このよう
なパルス幅変調（ＰＷＭ）方式によれば高解像度かつ、
高階調性の画像を形成できる。従って、高解像度と高階
調性を必要とする特にカラー画像形成装置にはこの方式
が欠かせないものとなっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
のような複写機により画像を出力したところ、反射濃度
にして０．３以下のハーフトーン領域において、ガサツ
キが生じてしまった。このガサツキは、文字原稿等にお
いてはあまり発生せず、写真画像等の濃度の薄い領域に
て多く発生した。

【０００９】そこで、ガサツキの発生原因について検討
を行ったところ以下のことがわかった。通常ドット潜像
によりハイライト部の潜像を形成する場合、ミクロに見
ると感光体上の潜像は、アナログ潜像のようなブロード
な潜像ではなく局所的な潜像となっている。さらにより
低濃度を再現しようとすると、感光体の膜厚の影響から
潜像がなまり図１０のように最大コントラストＶ₀が徐
々に小さくなってしまう。例えば、反射濃度０．２程度
の画像を再現しようとするときのＶ₀は、１５０〜２５
０Ｖ程度となってしまう。また、反転現像の場合、カブ
リをとるために非画像部の表面電位は、現像バイアスの
ＤＣ成分よりも１００〜２００Ｖ高く設定されているた
め、Ｖ₀が１５０〜２５０Ｖの場合の現像バイアスのＤ
Ｃ成分との電位差Ｖ_CONTは、０〜１００Ｖ程度となって
しまう。このＶ_CONTが０〜１００Ｖと言うのは、トナー
が感光体側につくかスリーブ側につくか非常に不安定な
コントラストである。そのために、二成分現像剤によっ
て上記潜像を現像する際、磁気ブラシの接触状態が現像
効果に大きく寄与し磁気ブラシの穂のムラに対応したド
ットの欠落等によるガサツキが発生しやすくなるのであ
る。

【００１０】さらにそのガサツキをなくす目的で現像バ
イアスに交番電界を重畳させ、そのバイアスを６ｋＨｚ
以上に高周波化し、１パルスでトナーが往復しないよう
にする方法が提案されている。この方法によるとトナー
はＳ−Ｄ間を往復しきらないような振動運動をする。感
光ドラムの表面電位と現像バイアスのＤＣ成分との電位
差Ｖ_CONTがＶ_CONT＜０の場合にはＤＣ成分がスリーブ側
にトナーを引き付けるように働き、トナーがスリーブ側
に片寄りＶ_CONTがＶ_CONT＞０の場合においては、ＤＣ成
分が潜像電位に応じてドラム側にトナーを引き付ける様
に働き潜像電位に見合った量のトナーが感光ドラム側に
片寄る。この傾向は交番電界を断続的に印加することに
よりさらに顕著になる。またこのような条件下で現像す
る感光ドラムに到達したトナーは感光ドラム上で振動を
繰り返し潜像部へ集中してくる。このためドット形状が
均一化されてムラの無い良好な画像を得ることが可能と
なった。

【００１１】しかしながら、この現像方法はある範囲の
トリボを有したトナーしか現像に供しないという欠点が
あり、トリボの高いトナーはキャリアや現像スリーブが
飛び出しにくく、トリボの低いトナーは飛び出しても潜
像に至る前に引き戻されてしまい、結果的にＴ／（Ｔ＋
Ｃ）比に依存して濃度が大きく変化するという欠点があ
った。

【００１２】現像スリーブの回転によって現像部に供給
されているトナーは通常現像に使用されるトナーの２か
ら３倍の量であるので、もし現像部で大部分のトナーが
感光体ドラムと現像スリーブとの間にて現像バイアスに
よる往復運動を行い現像に関与するのであれば、潜像の
状態により現像条件が決定され、現像剤のＴ／（Ｔ＋
Ｃ）比による濃度変動は少なくなると考えられる。

【００１３】しかしながら、従来の現像方法では上述し
たようにＴ／（Ｔ＋Ｃ）比に依存して濃度が大きく変化
してしまう。これは従来の現像方法がトリボの適当な範
囲のトナーしか現像に関与しておらず、従ってＴ／（Ｔ
＋Ｃ）比の変動にともない現像に関与するトナーの量が
変わり、それが現像濃度を変化させてしまうことになる
と考えられる。このため従来の改良された現像方式で、
０．２〜０．３の濃度のガサツキは低減するが、Ｔ／
（Ｔ＋Ｃ）比による濃度変動が特に低濃度側で大きくな
るという問題があった。

【００１４】従って、本発明の目的は、ハイライト部分
で均一で、Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）比による濃度変動が少なく、
従って、高品位の画像を安定して得ることのできる画像
方法を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、トナー粒子と磁性粒子とを有する現像剤を
収容する現像剤容器と；静電潜像が形成される潜像支持
体との間に現像部を形成し、上記現像剤容器内の現像剤
を担持しながら上記現像部へ搬送する現像剤担持体と；
該現像剤担持体内部に設けられている磁界発生手段とを
備え、上記現像部で上記潜像担持体に供給する現像方法
において、Ｖ_pp［Ｖ］：現像剤担持体にかかる交番電圧のピー
ク・ピーク（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）電圧Ｖ_f［Ｈｚ］：現像剤担持体にかかる交番電圧の周波
数Ｖ_cont［Ｖ］：画像コントラスト電位（現像バイアス
のＤＣ電圧から最大画像濃度を出力する場合の潜像電位
との電位差）Ｑ［Ｃ／ｋｇ］：トナーの平均トリボｄ［ｍ］：現像剤担持体−潜像担持体の距離としたとき、｜Ｖ_pp−２Ｖ_cont｜／１６Ｖ_f ² ＜ｄ²／｜Ｑ｜の条件を満たす交番電界が断続的に形成されるように交
互電圧を前記現像剤担持体に対して印加する手段を有
し、前記トナー粒子として、以下の測定を行った場合に
２０％以下の値の流動性を示すトナー粒子を用いたこと
を特徴とする現像方法を提供するものである。

【００１６】［測定法］下から２００メッシュ，１００
メッシュ，６０メッシュの順にフルイを重ね、トナー５
ｇを６０メッシュのフルイ上に置く。フルイを１５ｓｅ
ｃ振動させ、振動後各フルイ上のトナー重量を測定す
る。なお、装置としてはホソカワミクロン社製のパウダ
ーテスター（ＰＴ−Ｄ）を使用した。

【００１７】

【数２】（以上の式で計算した値を本発明の流動性を示す値と
し、流動性が高ければこの値は小さくなる。）

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明に好適な現像剤の構
成材料について詳細に説明する。本発明において特徴と
するトナー粒子の外添剤や現像方法の詳細については、
実施例において述べる。

【００１９】本発明のトナーに使用する結着物質として
は、従来電子写真用トナー結着樹脂として知られる各種
の材料樹脂が用いられる。

【００２０】例えば、ポリスチレン、スチレン・ブタジ
エン共重合体、スチレン・アクリル共重合体等のスチレ
ン系共重合体、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共
重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体のような
エチレン系共重合体、フェノール系樹脂、エポキシ系樹
脂、アクリルフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエ
ステル樹脂、マレイン酸系樹脂等である。また、いずれ
の樹脂もその製造方法等は特に制約されるものではな
い。

【００２１】これらの樹脂の中で、特に負帯電能の高い
ポリエステル系樹脂を用いた場合本発明の効果は絶大で
ある。すなわち、ポリエステル系樹脂は、定着性にすぐ
れ、カラートナーに適している反面、負帯電能が強く帯
電が過大になりやすいが、本発明の構成にポリエステル
樹脂を用いると弊害は改善され、優れたトナーが得られ
る。

【００２２】特に、次式

【００２３】

【化１】

【００２４】（式中Ｒはエチレンまたはプロピレン基で
あり、ｘ，ｙはそれぞれ１以上の整数であり、かつｘ＋
ｙの平均値は２〜１０である。）で代表されるビスフェ
ノール誘導体もしくは置換体をジオール成分とし、２価
以上のカルボン酸またはその酸無水物またはその低級ア
ルキルエステルとからなるカルボン酸成分（例えばフマ
ル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフ
タル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸など）とを共
縮重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を有
するのでより好ましい。

【００２５】本発明に使用される着色剤としては、非磁
性トナーとしては公知の染顔料、例えばフタロシアニン
ブルー、インダスレンブルー、ピーコックブルー、パー
マネントレッド、レーキレッド、ローダミンレーキ、ハ
ンザイエロー、パーマネントイエロー、ベンジジンイエ
ロー等を使用することができる。その含有量としては、
ＯＨＰ用フィルムの透過性に対し敏感に反映するため
に、結着樹脂１００重量部に対して１２重量部以下であ
り、好ましくは０．５〜９重量部である。

【００２６】また、本発明のトナーは、負帯電性、正帯
電性を限定するものではないが、負帯電性トナーをつく
る場合は、特に負荷電特性を安定化させる目的で荷電制
御剤を添加することが好ましい。負荷電制御剤としては
例えばアルキル置換サリチル酸の金属錯体（例えば、ジ
−ターシャリーブチルサリチル酸のクロム錯体又は亜鉛
錯体）の如き有機金属錯体が挙げられる。

【００２７】正帯電性のトナーをつくる場合には、正帯
電性を示す荷電制御剤として、ニグロシンやトリフェニ
ルメタン系化合物、ローダミン系染料、ポリビニルピリ
ジンなどを用いてもかまわない。また、カラートナーを
つくる場合においては、トナーの色調に影響を与えない
無色又は淡色の正荷電制御剤を用いることが望ましい。

【００２８】本発明のトナーには必要に応じてトナーの
特性を損ねない範囲で添加剤を混合しても良い。そのよ
うな添加剤としては、例えば有機樹脂粒子、金属酸化物
の如きの帯電助剤、あるいはテフロン、ステアリン酸亜
鉛、ポリフッ化ビニリデンの如き滑剤、あるいは定着助
剤（例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピ
レンなど）が挙げられる。

【００２９】本発明に係る着色剤含有樹脂粒子を作製す
るには熱可塑性樹脂を必要に応じて着色剤としての顔料
又は染料、荷電制御剤、その他の添加剤等をボールミル
の如き混合機により充分混合してから加熱ロール、ニー
ダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融、
捏和及び練肉して樹脂類を互いに相溶せしめた中に顔料
又は染料を分散又は溶解せしめ、冷却固化後粉砕及び厳
密な分級をおこなって本発明に係るところの着色剤含有
樹脂粒子を得ることが出来る。

【００３０】本発明においては、トナーにキャリアを併
用する二成分系現像剤も適用できる。

【００３１】本発明に使用されるキャリアとしては、例
えば表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、銅、亜鉛、
コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属およびそ
れらの合金または酸化物及びフェライトなどが使用でき
る。また、その製造方法として特別な制約はない。

【００３２】また、上記キャリアの表面を樹脂等で被覆
する方法としては、樹脂等の被覆材を溶剤中に溶解もし
くは懸濁せしめて塗布しキャリアに付着せしめる方法、
単に粉体で混合する方法等、従来公知の方法がいずれも
適用できる。

【００３３】キャリア表面への固着物質としてはトナー
材料により異なるが、例えばポリテトラフルオロエチレ
ン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ
化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ジ
ターシャーリーブチルサリチル酸の金属錯体、スチレン
系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチ
ラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性
染料及びそのレーキ、シリカ微粉末、アルミナ微粉末な
どを単独或は複数で用いるのが適当であるが、必ずしも
これに制約されない。

【００３４】上記化合物の処理量は、キャリアが前記条
件を満足するよう適宜決定すれば良いが、一般には総量
でキャリアに対し０．１〜３０重量％（好ましくは０．
５〜２０重量％）が好ましい。

【００３５】これらキャリアの平均粒径は１０〜１００
μｍ、好ましくは２０〜７０μｍを有することが好まし
い。

【００３６】特に好ましい態様としては、Ｃｕ−Ｚｎ−
Ｆｅの３元系のフェライトであり、その表面をシリコー
ン樹脂またはフッ素系樹脂とスチレン系樹脂の如き樹脂
の組み合せ、例えばポリフッ化ビニリデンとスチレン−
メチルメタアクリレート樹脂；ポリテトラフルオロエチ
レンとスチレン−メチルメタアクリレート樹脂、フッ素
系共重合体とスチレン系共重合体；シリコーン系樹脂な
どを９０：１０〜２０：８０、好ましくは７０：３０〜
３０：７０の比率の混合物としたもので、０．０１〜５
重量％、好ましくは０．１〜１重量％コーティングし、
２５０メッシュパス、４００メッシュオンのキャリア粒
子が７０重量％以上ある上記平均粒径を有するコートフ
ェライトキャリアであるものが挙げられる。該フッ素系
共重合体としてはフッ化ビニリデン−テトラフルオロエ
チレン共重合体（１０：９０〜９０：１０）が例示さ
れ、スチレン系共重合体としてはスチレン−アクリル酸
２−エチルヘキシル（２０：８０〜８０：２０）、スチ
レン−アクリル酸２−エチルヘキシル−メタクリル酸メ
チル（２０〜６０：５〜３０：１０〜５０）が例示され
る。

【００３７】上記コートフェライトキャリアは粒径分布
がシャープな場合、本発明のトナーに対し好ましい摩擦
帯電性が得られ、さらに電子写真特性を向上させる効果
がある。

【００３８】本発明におけるトナーと混合して二成分現
像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤中のトナー
濃度として、２重量％〜１５重量％、好ましくは４重量
％〜１３重量％にすると通常良好な結果が得られる。ト
ナー濃度が２重量％未満では画像濃度が低下しやすく、
１５重量％を超える場合ではカブリや機内飛散を増加せ
しめ、現像剤の耐用寿命が短くなる傾向にある。

【００３９】

【実施例】図２は本発明実施例のカラー画像形成装置の
略断面図を示す。

【００４０】本例は、上部にデジタルカラー画像リーダ
部、下部にデジタルカラー画像プリント部を有する。リ
ーダ部において原稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、
露光ランプ３２により露光走査することにより、原稿３
０からの反射光像をレンズ３３によりフルカラーセンサ
３４に集光し、カラー色分解信号を得る。カラー色分解
画像信号は、（図示しない）増幅回路を経て（図示しな
い）ビデオ処理ユニットにて処理を施され、プリント部
に送出される。

【００４１】プリンタ部において、像担持体である感光
ドラム１は矢印方向に回転自在に担持され、感光ドラム
１の周りに前露光ランプ１１、コロナ帯電器２、光ビー
ム射出手段たるレーザ露光光学系３、電位センサ１２、
色の異なる４個の現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ＢＫ、ド
ラム上光量検知手段１３、転写装置５、クリーニング器
６を配置する。

【００４２】レーザ露光光学系３において、リーダ部か
らの画像信号は、レーザ出力部（不図示）にて光信号に
変換され、変換されたレーザ光がポリゴンミラー３ａで
反射され、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを通って、感光ド
ラム１の面に投影される。

【００４３】このレーザ出力部は画像濃度情報に応じて
ＰＷＭ（パルス幅変調）された電気信号でオンオフ変調
される。

【００４４】プリンタ部画像形成時には、感光ドラム１
を矢印方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電した後
の感光ドラム１を帯電器２により一様に帯電させて、各
分解色ごとに光像Ｅを照射し、潜像を形成する。

【００４５】次に、所定の現像器を動作させて、感光ド
ラム１上の潜像を反転現像し、感光ドラム１上に樹脂を
基体としたトナー画像を形成する。現像器は、偏心カム
２４ｙ，２４ｃ，２４ｍ，２４ＢＫの動作により、各分
解色に応じて択一的に感光ドラム１に接近するようにし
ている。

【００４６】さらに、感光ドラム１上のトナー画像を、
記録材カセット７より搬送系及び転写装置５を介して感
光ドラム１と対向した位置に供給された記録材に転写す
る。転写装置５は、本例では転写ドラム５ａ、転写帯電
器５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着帯電器５ｃ
と対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、外側帯電
器５ｅとを有し、回転駆動されるように軸支された転写
ドラム５ａの周面開口域には誘電体からなる記録材担持
シート５ｆを円筒状に一体的に張設している。記録材担
持シート５ｆはポリカーボネートフィルム等の誘電体シ
ートを使用している。

【００４７】ドラム状とされる転写装置、つまり転写ド
ラム５ａを回転させるに従って感光ドラム上のトナー像
は、転写帯電器５ｂにより記録材担持シート５ｆに担持
された記録材上に転写する。

【００４８】このように記録材担持シート５ｆに吸着搬
送される記録材には所望数の色画像が転写され、フルカ
ラー画像を形成する。

【００４９】フルカラー画像形成の場合、このようにし
て４色のトナー像の転写を終了すると記録材を転写ドラ
ム５ａから分離爪８ａ、分離押し上げコロ８ｂ及び分離
帯電器５ｈの作用によって分離し、熱ローラ定着器９を
介してトレイ１０に排紙する。

【００５０】他方、転写後感光ドラム１は、表面の残留
トナーをクリーニング器６で清掃した後再度画像形成工
程に供する。

【００５１】記録材の両面に画像を形成する場合には、
定着器９を排出後、すぐに搬送パス切替ガイド１９を駆
動し、搬送縦パス２０を経て、反転パス２１ａにいった
ん導いた後、反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込ま
れた際の後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向き
に退出させ、中間トレイ２２に収納する。その後再び上
述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を形成
する。

【００５２】また、転写ドラム５ａの記録材担持シート
５ｆ上の粉体の飛散付着，記録材上のオイルの付着等を
防止するために、ファーブラシ１４と記録材担持シート
５ｆを介して該ブラシ１４に対向するバックアップブラ
シ１５や、オイル除去ローラ１６と記録材担持シート５
ｆを介して該ローラ１６に対向するバックアップブラシ
１７の作用により清掃を行う。このような清掃は画像形
成前もしくは後に行い、また、ジャム（紙づまり）発生
時には随時行う。

【００５３】また、本例においては、所望のタイミング
で偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ｆと一体化し
ているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録
材担持シート５ａと感光ドラム１とのギャップを任意に
設定可能な構成としている。例えば、スタンバイ中また
は電源オフ時には、転写ドラムと感光ドラムの間隔を離
す。

【００５４】図１に現像器の拡大断面図である。

【００５５】現像器は現像剤容器１１６を備え、この現
像剤容器１１６の内部は隔壁１１７によって現像室（第
１室）Ｒ１と撹拌室（第２室）Ｒ２とに区画され、トナ
ー貯蔵室Ｒ３内には補給用トナー（非磁性トナー）１１
８が収容されている。なお、隔壁１１７には補給口１２
０が設けられ、該補給口１２０を経て消費されたトナー
に見合った量の補給用トナー１１８が撹拌室Ｒ２内に落
下補給される。

【００５６】これに対し現像室Ｒ１及び撹拌室Ｒ２内に
は現像剤１１９が収容されている。現像剤１１９は、非
磁性トナーと磁性粒子（キャリア）とを有する二成分現
像剤である（混合比は重量比で非磁性トナーが約４〜１
０％になるようにした。）。ここで非磁性トナーは５×
１０^-6〜８×１０^-6ｍの体積平均粒径を有する。また、
磁性粒子は樹脂コーティングされているフェライト粒子
（最大磁化６０ｅｍｕ／ｇ）からなり、その重量平均粒
径は５×１０^-5ｍであり、その抵抗値は１０⁸Ω・ｃｍ
以上の値を示す。また、磁性粒子の透磁率は約５．０で
ある。

【００５７】現像剤容器１１６の感光ドラム１に近接す
る部位には開口部が設けられ、該開口部から現像スリー
ブ１１１が外部に突出している。現像スリーブ１１１は
現像容器１１６内に回転可能に組み込まれている。現像
スリーブ１１１の外径寸法は３２ｍｍであり、その周速
は２．８×１０^-1ｍ／ｓｅｃである。現像スリーブ１１
１はそれと感光ドラム１との間隔が５×１０^-4ｍになる
ように配置されている。現像スリーブ１１１は非磁性か
らなり、その内部には磁界発生手段である磁石１１２が
固定されている。

【００５８】磁石１１２は、現像磁極Ｓ₁とその下流に
位置する磁極Ｎ₃と現像剤１１９を搬送するための磁極
Ｎ₂，Ｓ₂，Ｎ₁とを有する。磁石１１２は現像磁極Ｓ₁が
感光ドラム１に対向するように現像スリーブ１１１内に
配置されている。

【００５９】現像磁極Ｓ₁は、現像スリーブ１１１と感
光ドラム１との間の現像部の近傍に磁界を形成し、該磁
界によって磁気ブラシが形成される。

【００６０】現像スリーブ１１１の上方にはブレード１
１５が該現像スリーブ１１１と所定の間隔をおいて配置
されている。現像スリーブ１１１とブレード１１５の間
隔は８×１０^-4ｍである。ブレード１１５は現像容器１
１６に固定されている。ブレード１１５はアルミニウ
ム，ＳＵＳ３１６などの非磁性材料からなり、現像スリ
ーブ１１１上の現像剤１９の層厚を規制する。現像室Ｒ
１内には搬送スクリュー１１３が収容されている。搬送
スクリュー１１３は図中の矢印が示す方向に回転され、
該搬送スクリュー１１３の回転駆動によって現像室Ｒ１
内の現像剤１１９は現像スリーブ１１１の長手方向に向
けて搬送される。

【００６１】貯蔵室Ｒ２内には搬送スクリュー１１４が
収容されている。搬送スクリュー１１４はその回転によ
ってトナーを現像スリーブ１１１の長手方向に沿って搬
送し、そのトナーは補給口１２０から撹拌室Ｒ２内に自
由落下する。

【００６２】現像スリーブ１１１は磁極Ｎ₂近傍の位置
で現像剤を担持し、現像スリーブ１１１の回転にともな
い現像剤１１９は現像部に向けて搬送される。現像剤１
１９が現像剤近傍に到達すると現像剤１１９の磁性粒子
が磁極Ｓ₁の磁気力で連なりながら現像スリーブ１１１
から立ち上がり、現像剤１１９の磁気ブラシが形成され
る。

【００６３】磁気ブラシの先端は感光ドラム１表面を摺
擦することにより、現像が行なわれる。このとき、現像
剤中のトナーの流動性として、前述した方法での測定に
より２０％以下の値になる様にし、さらにトナーの樹脂
に外添する外添剤として酸化チタン系かアルミナ系を用
いることにより、環境やＴ／（Ｔ＋Ｃ）比変動による濃
度変動の少ない画像が得られるようになった。

【００６４】トナーの流動性が高くなれば、現像剤とし
てキャリアと混合された場合に、電荷が充分に付与され
ていないトナーは拘束されずに動きまわる。そのため、
電荷の付与されていないトナーは、キャリアとの接触を
頻繁にくり返すので、すぐに充分な電荷が付与される。
結果として流動性が高いトナーは、キャリアとの接触回
数が増加し、トリボの値もほとんど総てのトナーが均一
な値となる。しかしながら、従来のシリカ等の外添剤を
用いて流動性を向上させることは可能であったが、環境
によるトリボの変動が大き過ぎるために安定した現像条
件を得ることは困難であった。そこで、外添剤として酸
化チタン系かアルミナ系を用いれば環境変動によるトリ
ボ変動は低く押さえることが可能であったが従来の酸化
チタン系やアルミナ系の粒子は、シリカ系に比較しトナ
ーの流動性を高くすることが難しく、通常は流動性を２
０％以下にすることは困難であった。

【００６５】本発明では、以下に述べる酸化チタンを外
添剤として用いることにより、濃度変動の非常に少ない
画像を安定して得ることが可能となった。以下に詳細を
述べる。

【００６６】本発明は着色剤含有樹脂に、ＴｉＯ₂成分
及びＴｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分［式中、Ｒは炭化水素
基を示し、ｍ及びｎは０乃至４の整数を示し、ｍ＋ｎは
４である。］を主要成分とする組成物で形成され、シラ
ン系有機化合物で処理されている処理微粉体を外添した
静電荷像現像用トナーを用いた。

【００６７】本発明において、ＴｉＯ₂成分が８５〜９
９．５重量％含有され、Ｔｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分が
０．５〜１５重量％含有されている組成物で微粉体が形
成されており、該微粉体の表面がシラン系有機化合物で
処理されている処理微粉体を有する静電荷像現像剤が好
ましい。

【００６８】本発明者らは、静電荷像現像用トナーの流
動性を中心に、帯電性，転写性，クリーニング性も含め
鋭意検討したところ、外添剤として上記の組成物の微粉
体が流動性の付与，帯電の安定化の点で極めて有効であ
ることを見い出したものである。

【００６９】これは一般に知られている流動性付与剤と
しての酸化チタン等の無機微粉体では、到底達成できな
かったものである。

【００７０】その理由としては、従来の酸化チタン製造
法では高温での焼結あるいは加水分解あるいは熱分解工
程が必要とされるために、粒子は粗大化しやすく、得ら
れる酸化チタン粒子はアナターゼまたはルチル型の結晶
構造をとり易くなる。

【００７１】それに対してＴｉＯ₂成分とＴｉ（ＯＲ）_m
（ＯＨ）_n成分（但し式中、ｍ及びｎは０〜４の整数で
あり、ｍ＋ｎ＝４を満足し、Ｒは炭化水素基を示す）を
主要成分とする組成物の微粉体では、粒子の粗大化が抑
えられ、しかも一次粒子どうしの合一も少なく、着色剤
含有樹脂粒子、即ちトナーに良好な流動性を付与するこ
とが可能になり、オリジナル原稿の細線再現性，ハイラ
イト再現性に優れた高品位のトナー画像を提供し得る。

【００７２】加えて本発明で使用する微粉体はチタンア
ルコキシド及びチタンヒドロキシ成分を含んでいるた
め、通常のルチル型、アナターゼ型、もしくはアモルフ
ァス状の酸化チタン粒子と比較して微粉体表面の活性Ｔ
ｉ−ＯＨ基がはるかに多く、それゆえ着色剤含有樹脂粒
子に分散させた場合には良好な分散性を示し、また着色
剤含有樹脂粒子の表面に付着せしめた時には、結着樹脂
と上記微粉体の付着力が高く、耐久によって着色剤含有
樹脂粒子表面から微粉体が脱離してキャリア粒子表面
や、感光体ドラムを汚染するといったこともなく、長期
の耐久においても、初期の特性を長く維持することが可
能である。

【００７３】また、本発明で使用する処理微粉体は、Ｔ
ｉＯ₂成分とＴｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分を有するた
め、処理微粉体を着色剤含有樹脂粒子に分散したトナー
とキャリアとを摩擦帯電せしめた時に、処理微粉体中の
Ｔｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分が一種のリークポイントと
なって帯電量の過大化を抑制する。特に低温低湿下での
帯電量過大抑制に大いに機能し、安定した帯電量が得ら
れる。特に結着樹脂としてポリエステル系の樹脂を用い
た時、その効果は大きい。さらに着色剤含有樹脂粒子を
小粒径化した時、その効果は顕著である。

【００７４】更に、本発明で使用する処理微粉体は、一
次粒子が小さくて、しかも二次凝集体が非常に少ないた
めに、フルカラー画像を形成するためのカラートナーに
使用した場合、着色剤含有樹脂粒子への外添が均一にお
こなえ、可視光における光透過性に優れ、鮮明なＯＨＰ
画像が得られる。これは従来の酸化チタン粒子では達成
し得なかったことである。

【００７５】さらに微粉体表面を例えばシラン系有機化
合物で処理しようとする際、従来のルチル型、アナター
ゼ型またはアモルファス状酸化チタン微粒子であると表
面の活性Ｔｉ−ＯＨ基が少なく、充分に処理できなかっ
たものが、本発明で使用する微粉体だと微粉体中のＴｉ
（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分と処理剤との反応がスムーズに
進行し、しかも凝集体を生成することなしに均一に表面
を処理することが可能であり、疎水化の程度の目標とす
るレベルまで充分に高めることができる。これにより高
温高湿下での帯電安定化が良好に図れる。

【００７６】本発明においては、特にチタンアルコキシ
ドの如き揮発性チタン化合物を気相中温度６００℃以
下、好ましくは温度２００〜４００℃の比較的低温で熱
分解して製造されたＴｉＯ₂成分とＴｉ（ＯＲ）_m（Ｏ
Ｈ）_n成分を主要成分とする組成物の微粉体が好まし
い。

【００７７】特に、温度２００〜４００℃の比較的低温
で揮発性のチタン化合物を気化または霧化した後、加熱
水蒸気の存在下にて加水分解（あるいは熱分解であって
も良い）し、分解後直ちに微粒子が再び合一しない温度
（好ましくは１００℃以下）までにできるだけ短時間で
冷却することが好ましい。

【００７８】上記手段により微細な一次粒子径を有する
微粉体が得られる。

【００７９】更に詳細に説明する。

【００８０】すなわち、本発明者らは微粉体の粗大化を
抑え、凝集性の少ない微粉体を生成するために種々検討
したところ、ＴｉＯ₂成分のみならず、Ｔｉ（ＯＲ）
_m（ＯＨ）_n成分を必須成分とする組成物の場合に酸化チ
タンの結晶化が抑えられ、粒子はより微小粒径化の方向
へ、形状はより球状の方向へ、更に微粉体表面のＴｉ−
ＯＨ基はより多くなる方向へ変移することを見い出し本
発明に到達したものである。

【００８１】これは、ルチル型もしくはアナターゼ型の
酸化チタンでも、またアモルファス状の酸化チタンでも
達成し得なかったことである。

【００８２】中でも本発明に用いるＴｉＯ₂成分とＴｉ
（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分を主要成分とする組成物の微粉
体は、ＴｉＯ₂成分８５〜９９．５重量％Ｔｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分０．５〜１５重量％の組成を有していることが好ましい。

【００８３】すなわち、ＴｉＯ₂成分が８５重量％より
少ない場合には、チタンアルコキシド及びチタンヒドロ
キシ成分が多く残っている場合もしくは、多量の不純物
を含んでいる系がこれにあてはまり、これではシャープ
な粒度分布を有する微粉体を生成することが困難であ
り、且つ、個々の粒子が不均一な組成となりやすく、上
記の如き微粉体を含有するトナーはキャリア粒子と帯電
せしめた時に、帯電量分布がブロードとなりやすく、均
一な現像及び高い転写率を達成することが困難となる。

【００８４】一方、ＴｉＯ₂成分が９９．５重量％より
多い場合には、微粉体は純粋な酸化チタン粒子に限りな
く近づき、結晶構造を取り易くなり、粒子は粗大化して
しまう傾向にある。これでは目的とする良好な流動性を
得ることは容易ではない。

【００８５】また、Ｔｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分が０．
５重量％より少ない場合には、処理微粉体の着色含有樹
脂粒子への分散性が低下し、特に着色剤樹脂粒子表面に
付着せしめた場合（処理微粉体を外添した場合）着色剤
含有樹脂粒子表面からの脱離が起こり易くなり、キャリ
ア汚染やドラム汚染を引き起こし易くなる。特にキャリ
ア表面を汚染した場合には、トナーの帯電量は大きく低
下してしまい、耐久時のトナー飛散，カブリ等が悪化
し、一定の画像濃度の確保も難しくなる。更にＴｉ（Ｏ
Ｒ）_m（ＯＨ）_n成分が０．５重量％より少ない場合は、
微粉体は粗大化する傾向を示し、トナーの流動性を目的
とするレベルまで向上させることが難しくなる。

【００８６】また、Ｔｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分が１５
重量％よりも多い微粉体では、クーリーニング性が低下
してしまい、画像上にクリーニング不良跡が発生する場
合がある。これは感光体表面を微粉体（とりわけＴｉ
（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分がより多く含まれる微粉体）で
汚染してしまい、感光体からのトナーの離型性が大きく
低下するためと推察される。

【００８７】それゆえ本発明においては、処理微粉体は
Ｔｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分は０．５〜１５重量％、好
ましくは１．０〜１２重量％、より好ましくは１．５〜
１０重量％含有しているものが良い。

【００８８】ＴｉＯ₂成分とＴｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成
分との組成比決定は下記の手順にて行う。

【００８９】はじめに、微粉体を６０℃で３日間、真空
乾燥機中に放置し減圧乾燥せしめ含水量を定量する。

【００９０】次にカルロエルバ社製元素分析装置ＥＡ−
１１０８にてＣ量とＨ量を算出し、この値より計算して
ＴｉＯ₂成分とＴｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分の組成割合
を計算する。

【００９１】なお、ＴｉＯ₂以外の化合物がＴｉ（Ｏ
Ｒ）_m（ＯＨ）_n（ｍ＋ｎ＝４）で示される化合物である
ことは、ＦＴ−ＩＲ分析にて確認し、減圧乾燥後は、上
記２種の化合物以外の他の成分は微量であり、無視し得
る。

【００９２】本発明に用いられる微粉体の原料としてチ
タンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタ
ンテトラプロポキシド、チタンテトラブトキシド、ジエ
トキシチタンオキシドなどのチタンアルコキシドの他、
四塩化チタン、四臭化チタンなどのテトラハロゲン化チ
タン、更に、トリハロゲン化モノアルコキシチタン、ジ
ハロゲン化ジアルコキシチタン、モノハロゲン化トリア
ルコキシチタンなどの揮発性を有するチタン化合物を用
いることもできる。

【００９３】揮発性チタン化合物を気化または霧化する
際に、希釈ガスで揮発性チタン化合物を０．１〜１０容
量％の割合に希釈することが好ましい。この希釈ガス
は、気化せしめられた揮発性チタン化合物を分解を行う
分解炉に導入するためのキャリアーガスとしての役割を
果たすものである。

【００９４】ここで希釈ガスとしては、アルゴンガス、
ヘリウムガス、チッ素ガスの如き不活性ガスや、水蒸気
または酸素が用いられる。特にヘリウムガスまたは／お
よびチッ素ガスを用いることが好ましい。更に必要に応
じて分散助剤、表面改質剤等を含有させても良い。

【００９５】本発明においては揮発性チタン化合物を気
化または霧化せしめた後に分解を行うため、アルコキサ
イドの如き酸素含有化合物を使用する以外は、酸素含有
ガスが必要である。

【００９６】分解の温度としては６００℃以下が好まし
く、より好ましくは２００〜４００℃、特に好ましくは
２５０〜３５０℃が好ましい。２００℃未満の温度では
十分な分解速度が得られにくく、一方６００℃を超える
高温では微細な微粉体が得にくい。

【００９７】更に本発明においては、生成した微粉体同
士が気相中で再合一しないよう、分解後直ちに合一しな
い温度まで急冷することが好ましい。急冷により、微粉
体の合一を防止し、得られた微粉体を一次粒子の状態で
補集および回収できる。

【００９８】次に本発明におけるもうひとつの特徴であ
る表面処理について説明する。

【００９９】本発明においては、帯電特性の調整や高湿
下での安定性を向上させるために、シラン系有機化合物
で微粉体表面が表面処理されていることにも大きな特徴
がある。

【０１００】特に上述の如く気相法で核となる微粉体を
生成させた後、直ちに該微粉体に気化または霧化せしめ
たシラン系有機化合物を混合し、引き続き気相中に表面
処理することが好ましい。

【０１０１】本発明者らの提案するＴｉＯ₂成分とＴｉ
（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分とを主要成分とする組成物の微
粉体は純粋な酸化チタンと比較して、はるかに表面活性
能が高く、すなわちシラン系有機化合物と反応し得るＴ
ｉ−ＯＨ基でより多く含有しているため反応に有利であ
り、少量の処理剤で均一に処理し、疎水化度を高めるこ
とができる。特に気相中にて表面処理した場合には、従
来の湿式処理とちがってろ過〜乾燥〜解砕といった工程
をとらずに表面処理できるため、処理前の微粉体のもつ
特性を損なわずに均一にしかも充分に表面処理を施すこ
とが可能となる。

【０１０２】ＴｉＯ₂成分とＴｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_nを
主要成分とする組成物の微粉体に対するシラン系有機化
合物の処理量及び処理時間等は特に何ら限定するもので
はないが、処理後の処理微粉体のＳｉＯ₂換算のＳｉ量
が好ましくは１〜１８重量％、より好ましくは１．５〜
１６重量％、さらに好ましくは２．５〜１４重量％とな
る様、微粉体表面にシラン系有機化合物が処理されてい
ることが好ましい。

【０１０３】処理微粉体のＳｉＯ₂換算のＳｉ量が１重
量％より低い時は、処理が充分でない、あるいは何らか
の理由で処理がうまくいかなかったことを意味し、これ
では、帯電量不足、特に高温高湿下での濃度アップ、耐
久時トナー飛散、カブリ等が悪化する傾向を示す。ま
た、ＳｉＯ₂換算のＳｉ量が１８重量％を超える場合
は、極端にシラン系有機化合物の処理量が多かった時が
これに相当し、これでは一次粒径の小さいしかも凝集性
の少ない微粉体を生成することが容易ではなく、凝集体
の多い処理微粉体になってしまう。これではトナーに良
好な流動性を付与することが容易ではない。充分に母体
の微粉体表面と反応し得なかった処理剤の脱落等によ
り、カブリの多い、しかもガサついたトナー画像が生成
しやすい。さらにこれが原因となってキャリア汚染とい
う新たな問題も引き起こしやすい。

【０１０４】先にも示した様に本発明のＴｉＯ₂成分と
Ｔｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_nを主要成分とする組成物の微粉
体は、従来の酸化チタンと比較してはるかに微粉体中の
Ｔｉ−ＯＨ基が多くそれゆえ表面活性能が高く、シラン
系有機化合物との反応に有利であり、少ない処理剤量で
均一に微粉体表面を処理し疎水化の程度を高めることが
できる。

【０１０５】加えて、気相中にて処理する際は二次凝集
体を作らずにＳｉＯ₂換算のＳｉ量を高めることが可能
である。これは他の処理方法、例えば湿式での処理では
なし得なかったことである。言い換えれば通常の湿式処
理方法で単純にＳｉＯ₂換算のＳｉ量を高めようと加え
る処理剤量を増やせば、ＳｉＯ₂換算のＳｉ量そのもの
を高くすることはできるが、どうしても微粉体の粒子同
士が凝集してしまい、処理前と比較してＢＥＴ比表面積
の値も低く、見かけの一次粒径も大きくなる傾向を示
す。

【０１０６】それに対して気相処理方法であると処理前
後でＢＥＴ比表面積の値を殆ど変えずに、しかも母体の
一次粒径を保ったままでＳｉＯ₂換算のＳｉ量を高める
ことができる。

【０１０７】本発明において、ＳｉＯ₂換算のＳｉ量の
測定にあたっては、けい光Ｘ線分光分析法を用いる。

【０１０８】本発明に用いられるシラン系有機化合物と
しては、表面改質の目的、たとえば帯電特性のコントロ
ール、さらには高湿下での帯電の安定化および反応性に
応じて適宜選択すれば良い。例えばアルキルアルコキシ
シラン，シロキサン，シラン，シリコーンオイル等の化
合物であり、反応処理温度にて、それ自体が熱分解しな
いものが良い。

【０１０９】特に好ましいものとしては、カップリング
剤等の揮発性を有し、疎水性基及び反応性に富んだ結合
基の双方を有している下記一般式で示されるところのア
ルキルアルコキシシランを用いるのが良い。

【０１１０】Ｒ_mＳｉＹ_n ［式中、Ｒはアルコキシ基を示し、ｍは１〜３の整数を
示し、Ｙはアルキル基，ビニル基，グリシドキシ基，メ
タクリル基の如き炭化水素基を示し、ｎは、１〜３の整
数を示す］

【０１１１】例えばビニルトリメトキシシラン、ビニル
トリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルト
リメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチ
ルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イ
ソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラ
ン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシ
ラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニ
ルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシ
シラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン等を挙げ
ることができる。

【０１１２】より好ましくは、式Ｃ_aＨ_2a+1−Ｓｉ−
（ＯＣ_bＨ_2b+1）₃［式中、ａは４〜１２の整数を示し、
ｂは１〜３の整数を示す］で示されるアルキルアルコキ
シシラン化合物が良い。

【０１１３】ここで一般式における、ａが４より小さい
と、処理は容易となるが良好な疎水性が得られにくい。
またａが１３より大きいと疎水性は十分になるが、微粉
体同士の合一が多くなり流動性付与能が低下してしまう
傾向を示す。

【０１１４】また、ｂは３より大きいと反応性が低下し
て良好な疎水化が得られにくい。

【０１１５】したがって本発明において、ａは好ましく
は４〜１２、より好ましくは４〜８であり、ｂは好まし
くは１〜３、より好ましくは１〜２が良い。

【０１１６】さらに本発明における処理微粉体は、流動
性付与の点から平均粒径は、好ましくは０．００５〜
０．１μｍ、より好ましくは０．０１〜０．０５μｍが
良い。

【０１１７】平均粒径が０．１μｍより大きいと、流動
性が低下しトナーの帯電が不均一となりやすく、結果と
してトナーの飛散，カブリ等が生じやすく、高画質なト
ナー画像を生成しにくくなる。また、平均粒径が０．０
０５μｍより小さいと着色剤含有樹脂粒子表面に処理微
粉体が埋め込まれ易くなり、トナー劣化が早く生じやす
く、耐久性が低下しやすい。この傾向はシャープメルト
性のカラートナーに適用した場合より顕著である。

【０１１８】本発明における処理微粉体の粒径は透過型
電子顕微鏡により測定する。

【０１１９】一方、本実施例において、現像バイアスと
してＶ_pp［Ｖ］：現像剤担持体にかかる交番電圧のピー
ク・ピーク（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）電圧Ｖ_f［Ｈｚ］：現像剤担持体にかかる交番電圧の周波
数Ｖ_cont［Ｖ］：画像コントラスト電位（現像バイアス
のＤＣ電圧から最大画像濃度を出力する場合の潜像電位
との電位差）Ｑ［Ｃ／ｋｇ］：トナーの平均トリボｄ［ｍ］：現像剤担持体−潜像担持体の距離としたとき、｜Ｖ_pp−２Ｖ_cont｜／１６Ｖ_f ² ＜ｄ²／｜Ｑ｜の条件を満たす交番電界が断続的に形成されるように交
互電圧が印加される。

【０１２０】また本例にて用いたトナーは、摩擦帯電量
が約２．０×１０^-2Ｃ／ｋｇのものと約３．０×１０^-2
Ｃ／ｋｇのものの２種類を用いた。

【０１２１】次に、トナーの摩擦帯電量（二成分現像
剤）の測定方法について、図３により説明する。図３
は、トナーのトリボ電荷量を測定する装置の説明図であ
る。

【０１２２】まず、そこに５００メッシュのスクリーン
１４３のある金属製の測定容器１４２に摩擦帯電量を測
定しようとする二成分現像剤を５０〜１００ｍｌ容量の
ポリエチレン製のビンに入れ、約１０〜４０秒間手で振
盪し、該現像剤を約０．５〜１．５ｇ入れて金属製の蓋
１４４をする。このときの測定容器１４２全体の重量を
図りＷ₁（ｋｇ）とする。次に、吸引機１４１（測定容
器１４２と接する部分は少なくとも絶縁体）において、
吸引口１４７から吸引し、風量調節弁１４６を調節して
真空計１４５の圧力を２５０（ｍｍＡｑ）とする。この
状態で十分（好ましくは２分間）吸引を行ない樹脂を吸
引除去する。この時の電位計１４９の電位をＶ（Ｖ）と
する。ここで１４８はコンデンサであり容量をＣ（Ｆ）
とする。また吸引後の測定容器１４２全体の重量を量り
Ｗ₂（ｋｇ）とする。このトナーの摩擦帯電量（Ｃ／ｋ
ｇ）は下式のごとく計算される。

【０１２３】樹脂の摩擦帯電量（Ｃ／ｋｇ）＝Ｃ×Ｖ×
１０^-3／（Ｗ₁−Ｗ₂）

【０１２４】本実施例において、画像濃度約０．２程度
のハイライトハーフトーン画像と、ベタ画像を出力し、
ハイライトハーフトーン画像の滑らかさと、ベタ画像の
濃度で評価した。ここで、上記の画像を出力するための
静電潜像形成は次のようである。まず感光ドラムを６５
０Ｖに一様帯電する。ここで、ハイライトハーフトーン
画像を出力する場合には半導体レーザーによってＰＷＭ
露光（パルス幅変調）を行ない表面電位を、約４５０Ｖ
まで落とし、ベタ画像を出力する場合には約１００Ｖま
で落とした（Ｖ_cont＝４００Ｖ）。（本実施例は反転現
像で行なった。）

【０１２５】次に以上のような構成の現像装置及び上記
のような帯電量をもつトナーを用いて行なった現像工程
について説明する。

【０１２６】本実施例においては、直流電圧を５００Ｖ
に設定し、断続的に与える交番電圧の振幅Ｖ_ppを２００
０Ｖに固定し、周波数Ｖ_fを変化させ、前述したように
トナートリボ約２．０×１０^-2Ｃ／ｋｇのものと約３．
０×１０^-2Ｃ／ｋｇのものの２種類において上記のよう
な潜像条件での出力画像を画質評価した。（このとき、
交番電界を断つ時間は、図７のように、交番電界１周期
毎に、１周期分とした。）

【０１２７】その結果、次の表１からもわかるように、
Ａ＝｜Ｖ_pp−２Ｖ_cont｜／１６Ｖ_ｆ ^２とＢ＝ｄ²／｜Ｑ
｜の関係がＡ＜Ｂとなる場合のみ、ベタにおいて高濃度
を維持し更にハイライトの再現性が良好であった。

【０１２８】

【表１】

【０１２９】図５及び６は、現像スリーブ上のトナー１
個にかかる力を示した図である。図中ｑは電荷量、ｍは
質量、ａは加速度、ΔＶは感光ドラムと現像スリーブ間
の電位差、ｄは感光ドラムと現像スリーブ間のギャップ
である。

【０１３０】トナーに対して、現像スリーブより交番電
圧が１周期毎に１／（２ＶＦ）秒間印加される。この間
にトナーが移動できる距離Ｘは、下記の式（１）にて求
められる。

【０１３１】

【数３】

【０１３２】また、現像スリーブから感光ドラム方向へ
トナーが移動できる距離Ｘ₊は、下記の式（２）にて求
められる。

【０１３３】

【数４】

【０１３４】また、感光ドラムから現像スリーブへトナ
ーが移動できる距離Ｘ_-は下記の式（３）にて求められ
る。

【０１３５】

【数５】

【０１３６】ここで、感光ドラム上に現像されたトナー
が、剥ぎ取り電圧が１周期分だけ印加された場合の移動
距離Ｘ_-では、現像スリーブに戻されない条件を設定し
てやることにより、トナーは感光ドラム上に偏り振動を
繰り返す。これは、Ｘ₊＞Ｘ_-であることによる。

【０１３７】このときの条件は、Ｘ_-が感光ドラムと現
像スリーブ間のギャップｄよりも小さくなる下記の式
（４）のような条件である。

【０１３８】

【数６】

【０１３９】このような条件下において現像を行なう
と、１周期の交番電界によって、Ｓ−Ｄ間を十分に往復
運動することができない上に、交番電圧が断たれる時
に、ＤＣ成分が潜像電位に見合った量のトナーを感光ド
ラムに引き付けるように働くため、ドットの欠落が発生
しなくなる。また、感光ドラム上において、断続的に振
動を繰り返すことにより、潜像部にトナーが集中し１つ
１つのドットが忠実に再現されるため、従来の矩形バイ
アスでは、不均一な画像しか得られないような浅い潜像
でも均一な画像が出力できるようになる。

【０１４０】また非画像部については、通常かぶりを取
るため本実施例のように現像バイアスのＤＣ成分よりも
高めに設定している。このため、非画像部においては、
式２、式３におけるＶ_contがマイナスになるため、Ｘ₊
＜Ｘ_-となる。また、交番電圧が断たれるため、ＤＣ成
分がトナーをスリーブ側に引き寄せるように働き、更に
トナーは現像スリーブ側に偏り、感光ドラムへのカブリ
が発生しなくなる。

【０１４１】本実施例においては、印加する交互電界を
図７に示すようにしたが、本発明はこれに限られるもの
ではない。例えば、図８に示すように２波長印加、５波
長休止、或いは図９に示すように１波長印加、１０波長
休止としても良く、また実施例では矩形波を用いたが、
三角波やサイン波等様々な印加が適用でき、複写速度や
現像条件に応じて最も適切な印加法を選ぶことができ
る。また、バイアス印加時間と休止時間の比は１：１／
２〜１：１５の時、好ましい結果が得られた。

【０１４２】更に本発明の特徴としてトナーの流動性を
前述した測定法で２０％以下としたことである。図４は
トナーの流動性と画像濃度が０．６の時にＴ／（Ｔ＋
Ｃ）比が適性中心値から１％変動したときの濃度変動値
との関係を示す。トナーの流動性によらずＤ_Max１．８
前後では、Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）比の上昇に伴い濃度は０．１
前後変化するが、中間調の濃度（特に０．６レベルの濃
度）では、本発明の様なレーザビームのパルス幅を変調
して画像を形成する方法においては、トナーの流動性が
高く、２０％以下ならばトナーのトリボ分布も現像に最
適な値を中心にシャープであるために、Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）
比変動によらず現像が充分に忠実に行なわれ飽和に達し
ていると考えられる。そのため、Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）比が変
動しても濃度の変動は起こりにくいと考えられる。逆に
流動性が悪い場合は中間調の画像も充分に現像されてお
らず、Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）比が上がり現像に適正なトリボの
トナーが増加すると、濃度が上昇すると考えられる。こ
の中間調の濃度変動は、フルカラーの様に複数の色を重
ねて画像を出力する場合には色の変化として表われるた
めに、常に安定した画像を得るには最低でも変動値とし
て０．１以下に押える必要があり、それが図４の許容レ
ベルであり、本発明の外添剤を用いることにより流動性
の値を２０％以下にすることが可能となり、常に安定し
た画像が得られようになった。

【０１４３】なお、本実施例では酸化チタンについて述
べたが、アルミナでも本実施例の様な処理を行い、トナ
ーの流動性を本発明の数値の２０％以下になるまで向上
させることにより、同等の効果が得られた。

【０１４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上述の条件を満たす交番電界が断続的に形成されるよう
に交互電圧を前記現像剤担持体に対して印加する手段を
有し、前記トナー粒子として前述した測定を行った場合
に２０％以下の値の流動性を示すトナーを用いることに
より、ハイライト画像が均一で、かつ、環境やＴ／（Ｔ
＋Ｃ）比変動があっても濃度変動の少ない画像が安定し
て得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる現像装置の拡大断面図である。

【図２】本発明の実施例の画像形成装置の断面図であ
る。

【図３】二成分現像剤の摩擦帯電量を測定するための測
定装置の構成図である。

【図４】トナーの流動性とＤ＝０．６でＴ／（Ｔ＋Ｃ）
比変動による濃度変動の関係を示す図である。

【図５】トナーに作用する力を示す説明図である。

【図６】図５の拡大説明図である。

【図７】本実施例における現像バイアス電圧の第１の例
を示す波形図である。

【図８】本実施例における現像バイアス電圧の第２の例
を示す波形図である。

【図９】本実施例における現像バイアス電圧の第３の例
を示す波形図である。

【図１０】ベタ部及びハイライト部の潜像を表した表面
電位図である。

【符号の説明】

１像担持体（感光体ドラム）１１現像剤担持体（現像スリーブ）１２磁石

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー粒子と磁性粒子とを有する現像剤
を収容する現像剤容器と；静電潜像が形成される潜像支
持体との間に現像部を形成し、上記現像剤容器内の現像
剤を担持しながら上記現像部へ搬送する現像剤担持体
と；該現像剤担持体内部に設けられている磁界発生手段
とを備え、上記現像部で上記潜像担持体に供給する現像
方法において、Ｖ_pp［Ｖ］：現像剤担持体にかかる交番電圧のピー
ク・ピーク（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）電圧Ｖ_f［Ｈｚ］：現像剤担持体にかかる交番電圧の周波
数Ｖ_cont［Ｖ］：画像コントラスト電位（現像バイアス
のＤＣ電圧から最大画像濃度を出力する場合の潜像電位
との電位差）Ｑ［Ｃ／ｋｇ］：トナーの平均トリボｄ［ｍ］：現像剤担持体−潜像担持体の距離としたとき、｜Ｖ_pp−２Ｖ_cont｜／１６Ｖ_f ² ＜ｄ²／｜Ｑ｜の条件を満たす交番電界が断続的に形成されるように交
互電圧を前記現像剤担持体に対して印加する手段を有
し、前記トナー粒子として、以下の測定を行った場合に２０
％以下の値の流動性を示すトナー粒子を用いたことを特
徴とする現像方法。［測定法］下から２００メッシュ，１００メッシュ，６
０メッシュの順にフルイを重ね、トナー５ｇを６０メッ
シュのフルイ上に置く。フルイを１５ｓｅｃ振動させ、
振動後各フルイ上のトナー重量を測定する。【数１】（以上の式で計算した値を本発明の流動性を示す値と
し、流動性が高ければこの値は小さくなる。）
【請求項２】上記トナーの平均粒径が８μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項１に記載の現像方法。
【請求項３】上記トナーの外添剤として、ＴｉＯ₂成
分及びＴｉ（ＯＲ）_m（ＯＨ）_n成分［式中、Ｒは炭化水
素基を示し、ｍ及びｎは０乃至４の整数を示し、ｍ＋ｎ
は４である］を主要成分とする組成物で形成され、シラ
ン系有機化合物で処理されている処理微粉体とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像方法。