JPH11212337A

JPH11212337A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11212337A
Application number: JP1678198A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Arataira; 文弘荒平; 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: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】オゾンレスのクリーナーレスシステムにおい
て、転写残トナーによる接触帯電部材である磁性粒子の
汚染を抑制し、長期の耐久にわたって、良好な画像を形
成する装置を提供する。【解決手段】クリーナーレス画像形成装置において、接
触帯電部材１１として磁気ブラシ１５を用い、トナー１
０は結着樹脂、着色剤、非磁性の微粉体を２種類以上含
有したトナーであり、少なくとも該微粉体の１種類
（Ａ）は体積抵抗値が１×１０⁴〜１×１０¹¹Ωｃｍで
あり、体積平均粒径Ｄｇが、トナー母体の体積平均粒径
をＤｖ（μｍ）、帯電部材である磁性粒子の体積平均粒
径をＤｃとしたとき、（１／１５０）×Ｄｖ＜Ｄｇ＜（１／４）×Ｄｖで、か
つ（１／７００）×Ｄｃ＜Ｄｇ＜（１／２０）×Ｄｃで
ある非磁性の微粉体（Ａ）がトナー表面に存在してお
り、該微粉体（Ａ）以外の微粉体（Ｂ）の体積平均粒径
Ｄｂが微粉体（Ａ）の体積平均粒径Ｄｇよりも小さいこ
とを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置、接
触帯電部材、感光体、トナーおよびこれらを用いた画像
形成装置に関し、たとえば、電荷注入層を有する感光体
を接触帯電部材から電圧を印加することにより帯電させ
ることで、帯電を通過する転写残余のトナーの帯電性を
現像での補集に適したものに制御することで、本質的な
クリーニング装置が不要なプリンター、複写機、ファク
シミリ等の電子写真装置に適用される。

【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、ついで該
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帯電手段として
は、所謂コロトロン、スコロトロンと呼ばれるコロナ放
電を利用した手段が用いられていたが、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。

【０００４】このような問題点を解決するための技術と
して、ローラーまたはブレードなどの帯電部材を感光体
表面に接触させることにより、その接触部分近傍に狭い
空間を形成し所謂パッシェンの法則で解釈できるような
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、たとえば、特開昭５７−１７８２５
７号公報、特開昭５６−１０４３５１号公報、特開昭５
８−４０５６６号公報、特開昭５８−１３９１５６号公
報、特開昭５８−１５０９７５号公報で公知技術となっ
ている。

【０００５】しかしながら、ブレード、ローラー帯電方
式などにおいては、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言った問題が発生
しやすい傾向にある。

【０００６】また、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所謂磁気ブラシを
帯電部材として用いる技術が検討されている。

【０００８】たとえば、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、特開平４
−１１６６７４号公報には直流を有する交流を印加した
帯電装置が、さらには、環境依存性等を改善するため
に、特開平７−７２６６７号公報においては、スチレン
アクリル樹脂などをコーティングすることが開示されて
いる。

【０００９】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、たとえば、特開平６−３０１２６５号
公報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おり、これら前記の
方法は、全て、微小空隙における放電現象を利用したも
のである。

【００１０】また、新しい試みとして、帯電ローラ、帯
電ブラシ、帯電磁気ブラシ等の接触導電部材に電圧を印
加し、感光体表面にあるトラップ準位に電荷を注入して
接触注入帯電を行う方法が挙げられる。

【００１１】特開平８−１０６２００号公報において
は、電荷注入層を有する像坦持体と特定の抵抗値を有す
る磁気ブラシを用いることで、帯電性とピンホールリー
クを満足する帯電装置を提案し、前記接触注入帯電を提
案しており、その特徴として放電現象による放電開始点
がなく、印加電圧に対してほぼ線形に帯電電位を得るこ
とが可能となった。

【００１２】また、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。たとえば、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。

【００１３】さらには、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生じないシステムが
望まれていた。

【００１４】そのようなクリーニング装置を不要にした
場合の電子写真方法による画像形成方法の１つとして現
像工程時に現像と転写されずに残った転写残トナーのク
リーニングを同時に行う方法、クリーナーレスシステム
という技術がある。

【００１５】従来現像同時クリーニングまたはクリーナ
ーレスと呼ばれた技術の開示は、特開昭５８−１３３５
７３号公報、特開昭６２−２０３１８２号公報、特開昭
６３−１３３１７９号公報、特開昭６４−２０５８７号
公報、特開平２−５１１６８号公報、特開平２−３０２
７７２号公報、特開平５−２２８７号公報、特開平５−
２２８９号公報、特開平５−５３４８２号公報、特開平
５−６１３８３号公報等においてなされている。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、感光体に接触して帯電を行うため、上記の
ようなクリーナーレスシステムにおいては、転写残トナ
ーがそのまま接触帯電部材を直接に汚してしまい、耐久
により感光体帯電不良による画像汚れの発生、また帯電
不均一性等すべてを満足するにはいたっていない。

【００１６】また、現像部におけるクリーニングが不十
分であると、転写部材および帯電部材は汚れやすく、感
光体帯電不良による画像汚れ、転写材の裏汚れ、または
転写率またライン部の中央部が転写されない転写中抜け
を生じる傾向があり、これがさらに画像劣化に拍車をか
けるという問題点があった。

【００１７】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所謂磁気ブラシを
帯電部材として用いるクリーナーレス技術が検討されて
いる。

【００１８】たとえば、特開平４−２１８７３号公報に
おいては、放電限界値を超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。
さらに特開平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いる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、帯電用磁性粒
子を用いた磁気ブラシについても、転写残トナーがその
まま接触帯電部材である磁性粒子を直接に汚してしま
い、耐久により感光体帯電不良による画像汚れの発生、
また帯電不均一性等の問題が生じる。

【００２０】また、特開平５−１５０５３９号公報にお
いてはトナーよりも小さい導電性粒子を含有するトナー
を用いた画像形成装置が提案されているが、帯電部材の
低抵抗化によるリーク画像、磁性粒子を用いた帯電部材
の耐久による劣化に関して不十分であり、また、現像領
域において潜像坦持体上の潜像が乱され画像ボケなどの
画像劣化が生じてしまう。

【００２１】さらに、特開平８−１４６６５２号公報に
おいては表面が１５％以上、外添剤で被覆されたトナー
を用いたクリーナーレスによる画像形成装置、特開平８
−３０５０７４号公報においては残存モノマーが１００
０ｐｐｍ以下の特定の形状のトナーを用いたクリーナー
レス画像形成方法について提案がされているが、これに
ついても、帯電部材汚染による耐久劣化に関してはさら
なる改良がもとめられていた。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、オゾン
レスのクリーナーレスシステムにおいて、転写残トナー
による接触帯電部材である磁性粒子の汚染を抑制し、長
期の耐久にわたって、良好な画像を形成する装置を提供
することにある。

【００２３】具体的には、接触帯電部材である磁性粒子
と転写残トナーの母体粒子とが直接に接触することを防
止、つまりトナー表面にある大きさの微粉体が存在する
ことで、磁性粒子と接触するトナーとの間でスペーサー
的な役割を果たすことで磁性粒子表面へのトナーの付着
を抑制することで、帯電部材の汚染を防止し耐久性が向
上し、また、中抵抗の微粉体を用いることにより、その
微粉体が帯電器に混入した場合においても、帯電促進粒
子的な役割を果たし、耐久性を向上させ、さらに、特に
低湿環境での帯電部材である磁性粒子と帯電部材に取り
込まれた転写残トナーが摺擦し続けることによって転写
残トナーの摩擦帯電量が上昇することによる感光体への
転写残トナーの吐き出しの不良を防止し、帯電器内の転
写残トナーの蓄積を防止することで耐久性の向上を図
り、また適切な摩擦帯電量の転写残トナーを感光体に戻
し、現像器での回収を良好にさせることで画像不良を防
止するクリーナーレス画像形成装置を提供することであ
る。

【００２４】上記の課題を達成するためには、導電性支
持体上に感光層を有し、該電子写真感光体に帯電部材を
接触させて電圧を印加することによって該感光体を帯電
させる工程、像露光を行うことにより該感光体上に静電
潜像を形成する潜像形成工程、この静電潜像をトナー坦
持体上トナーによって可視化する現像工程、これを転写
材に転写する工程を有し、転写工程の後感光体上に残余
するトナーを現像工程により回収することを特徴とする
クリーナーレス画像形成装置において、該接触帯電部材
として体積抵抗値が、１０⁴〜１０¹⁰Ωｃｍの範囲であ
る磁性粒子で構成される磁気ブラシを用い、該トナーは
結着樹脂、着色剤、非磁性の微粉体を２種類以上含有し
たトナーであり、少なくとも該微粉体の１種類（Ａ）は
体積抵抗値が１×１０⁴〜１０¹¹Ωｃｍであり、体積平
均粒径Ｄｇが、トナー母体の体積平均粒径をＤｖ（μ
ｍ）、帯電部材である磁性粒子の体積平均粒径をＤｃと
したとき、（１／１５０）×Ｄｖ＜Ｄｇ＜（１／４）×Ｄｖで、かつ（１／７００）×Ｄｃ＜Ｄｇ＜（１／２０）×Ｄｃである非磁性の微粉体（Ａ）がトナー表面に存在してお
り、該微粉体（Ａ）以外の微粉体（Ｂ）の体積平均粒径
Ｄｂが微粉体（Ａ）の体積平均粒径Ｄｇよりも小さいこ
とを特徴とする画像形成装置により達成される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００２６】上述したようにクリーナーレスシステムは
転写行程と一次帯電行程の間にクリーナー行程が無いた
め、感光体上の転写残トナーと、接触帯電部材である磁
性粒子とが直接接触し、耐久が進むと、磁性粒子表面に
トナーの樹脂成分が強固に付着し、あたかも磁性粒子が
トナーの樹脂で被覆されたような状態、つまり高抵抗な
樹脂被覆磁性粒子の状態になり、磁性粒子の抵抗が高く
なり、帯電不良を生じてしまう。

【００２７】したがって、クリーナーレスシステムにお
いて、長期にわたる耐久でも一次帯電の帯電不良を防止
するには、接触帯電部材である磁性粒子表面に付着する
トナー成分の付着を抑制しなければならない。

【００２８】そのためには、転写残トナーの母体粒子と
磁性粒子が直接に接触しないようにしなければならず、
そのために、トナー表面にある程度の大きさの微粉体が
存在し、磁性粒子と、トナー母体との間でスペーサー的
な役割を果たし、直接、接触することを防止でき、その
ために長期の耐久による帯電部材の高抵抗化が防止で
き、良好な画像を得ることが可能になる。

【００２９】トナー表面に存在する微粉体（Ａ）の体積
平均粒径Ｄｇは、トナー母体の体積平均粒径をＤｖ（μ
ｍ）、帯電部材である磁性粒子の体積平均粒径をＤｃと
したとき、（１／１５０）×Ｄｖ＜Ｄｇ＜（１／４）×Ｄｖで、かつ（１／７００）×Ｄｃ＜Ｄｇ＜（１／２０）×Ｄｃでなければならない。

【００３０】ＤｇがＤｇ＜Ｄｖ×（１／１５０）、Ｄｇ
＜Ｄｃ×（１／７００）であると、粒径が小さすぎてト
ナーと磁性粒子との間でのスペーサー的な役割を果たせ
ず、Ｄｇ＞Ｄｖ×（１／４）であると、微粉体がトナー
表面に均一に被覆させることが困難になり、磁性粒子と
トナーとの間でのスペーサー的な役割を果たせず好まし
くない。またＤｇ＞Ｄｃ×（１／２０）であると、帯電
部材である磁性粒子に該微粉体（Ａ）が混入した場合
に、磁性粒子と感光体との接触が阻害され、均一帯電性
が生じやすくなるので好ましくない。

【００３１】また、より好ましくは、（１／５０）×Ｄｖ＜Ｄｇ＜（１／４）×Ｄｖで、かつ（１／３００）×Ｄｃ＜Ｄｇ＜（１／２０）×Ｄｃである。

【００３２】該微粉体の粒径測定は、日立製作所製ＦＥ
−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、２００００倍に拡大し
た微粉体を無作為に１００個抽出し、その画像情報を元
に、たとえば、ＩｍａｇｅＡｎａｌｙｚｅｒＶ１０
（東洋紡績株式会社製）により、画像解析した結果の算
術平均値である。またはトナーの場合も同様に、１００
０倍に拡大したトナー像のうち、２μｍ以上のトナー像
を無作為に１００個抽出し、同様の解析を行う。

【００３３】該微粉体（Ａ）の粒子抵抗Ｒｇは１×１０
⁴〜１×１０¹¹Ωｃｍであることが好ましい。１０⁴Ω
ｃｍ以下であると帯電部材である磁性粒子に該微粉体が
混入した場合に、該微粉体に電界が集中してしまい、感
光体表面に生じたキズ、ピンホール等に対して接触帯電
部材から過大なリーク電流が流れ込み、周辺の帯電不良
（リーク画像）や、ピンホールの拡大、帯電部材の通電
破壊が生じるので好ましくなく、また、該トナーの摩擦
帯電量が低下してしまい、現像特性の悪化（かぶり画
像、濃度薄など）が生じるので好ましくなく、１×１０
¹¹Ωｃｍ以上であると、帯電器に混入した場合に磁性粒
子の抵抗が高くなってしまい、感光体への帯電性が低下
してしまうので好ましくない。

【００３４】また、上記のような中抵抗な微粉体（Ａ）
を含有することによって、帯電部材である磁性粒子とト
ナーとが摺擦されることによって生じる摩擦帯電の帯電
量が上昇するチャージアップを防止でき（中抵抗な粒子
から電荷がリークして帯電量の上昇を抑えることができ
る）、チャージアップによる帯電器内混入転写残トナー
の感光体への吐き出し不良（トナーの摩擦帯電量が上昇
することで、磁性粒子とトナーの鏡映力が強くなるた
め、磁性粒子からトナーが離れにくくなり、感光体上へ
のトナーの帯電部材からの吐き出しが困難になる）を防
止させることで、帯電器内の転写残トナーの蓄積を防止
し、帯電部材である磁性粒子の耐久による帯電劣化を防
止させることが可能になる。

【００３５】具体的には、帯電部材である磁性粒子トナ
ーとの摩擦帯電において、トナーの摩擦帯電量は、その
絶対値が１〜９０ｍＣ／ｋｇの範囲内に抑えることが好
ましく、より好ましくは５〜８０ｍＣ／ｋｇ、さらに好
ましくは１０〜４０ｍＣ／ｋｇの範囲である。

【００３６】９０ｍＣ／ｋｇ以上であると、帯電部材と
トナーとの鏡映力が強くなるため、帯電部材からトナー
が離れにくくなり、感光体上への帯電部材からの吐き出
しが困難になるので好ましくなく、１以下では、帯電部
材と感光体との電位差による電界の影響を受けにくく、
帯電部材から感光体への吐き出し時に感光体の方向へト
ナーが移動しにくく、吐き出しが困難になるため好まし
くない。

【００３７】帯電部材である磁性粒子のトナーに対する
摩擦帯電量の測定方法の測定装置概略図を図１に示す。
図１において、３０は測定サンプル、３１は吸引機、３
２は測定容器、３３はスクリーン、３４はフタ、３５は
真空計、３６は風量調節弁、３７は吸引口、３８はコン
デンサー、３９は電位計を示す。

【００３８】測定方法は、２３℃、相対湿度６０％環境
下、測定する磁性粒子を０．０４ｋｇにトナー０．０２
８ｋｇ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、上記の環境下に１晩放置後、１５
０回手振りで震盪する。次いで底に５００メッシュのス
クリーン３３のある金属製の測定容器に前記混合物０．
０００５ｋｇを入れ、金属製のふた３４をする。このと
きの測定容器３２全体の重量を測定し、Ｗ１ｋｇとす
る。次に吸引機３１（測定容器３２と接する部分は少な
くとも絶縁体）において、吸引口３７から吸引し、風量
調節弁３６を調節して真空計３５の圧力を２５０ｍｍＡ
ｑとする。この状態で３分間吸引を行い、現像剤を吸引
除去する。このときの電位計３９の電位をＶ（ボルト）
とする。ここでコンデンサー３８の容量をＣ（ｍＦ）と
する。また吸引後の測定機全体の重量を測定しＷ２ｋｇ
とする。この現像剤のトリボ値（ｍＣ／ｋｇ）は通常以
下の式のように計算される。

【００３９】摩擦帯電量（ｍＣ／ｋｇ）＝ＣＶ／（Ｗ１
−Ｗ２）但し、本発明に用いられる磁性粒子は粒径が細かいの
で、５００メッシュのスクリーンでも相当量メッシュを
抜けてしまうため、メッシュを抜けた磁性粒子について
はトナーの摩擦帯電量とキャンセルすると考え、補正を
含んだ以下の式のように計算される。あらかじめ秤量さ
れた磁性粒子の質量をＭ１トナーをＭ２とし、この混合
物のうちＭ３を５００メッシュのスクリーン３のある金
属製の測定容器２２に入れたとき、摩擦帯電量（ｍＣ／ｋｇ）＝ＣＶ／（Ｍ３×Ｍ２／（Ｍ
１＋Ｍ２））である。

【００４０】上記のようにしてトナーの摩擦帯電量を測
定した。

【００４１】また、トナーに含有される無機微粉末は非
磁性でなければならない。無機微粉末が磁性粒子であっ
ても、帯電部材とトナー母体との間でのスペーサー的な
役割により、耐久による磁性粒子の高抵抗化は防止でき
るが、帯電部材に磁性粒子である無機微粉末が混入する
と、帯電部材である磁性粒子の流動性が低下し流動性低
下によって帯電器内混入転写残トナーの感光体への吐き
出し不良が生じ、帯電器内の転写残トナーの蓄積が進行
し、帯電部材である磁性粒子の耐久による帯電劣化が進
行してしまう。

【００４２】該微粉体（Ｂ）の体積平均粒径Ｄｂは微粉
体（Ａ）の体積平均粒径Ｄｇよりも小さくなくてはなら
ない。Ｄｂの粒径がＤｇよりも大きいと、磁性粒子と、
トナー母体との間でスペーサー的な役割を果たす微粉体
（Ａ）の役割を阻害してしまい帯電部材の高抵抗化が防
止できない。

【００４３】さらに、微粉体（Ａ）の粒子抵抗Ｒｇは、
接触帯電部材である磁性粒子の抵抗をＲｃとしたとき、
０．０１≦Ｒｃ／Ｒｇ≦１０００の範囲を満足するよう
な抵抗値であることが好ましい。０．０１以下である
と、帯電部材である磁性粒子の抵抗値よりも該微粉体の
抵抗値が極端に低いために、帯電部材に印加された電圧
が抵抗の低い微粉体に集中してしまい、あたかも抵抗不
均一な帯電部材になってしまい、帯電均一性が損なわれ
るので好ましくなく、１０００以上であると、帯電部材
である磁性粒子の抵抗値よりも該微粉体の抵抗値が極端
に高いために、上述と同様の、帯電部材に印加された電
圧が抵抗の低い磁性粒子に集中してしまい、あたかも抵
抗不均一な帯電部材になってしまい、帯電均一性が損な
われるので好ましくなく、また、帯電器に混入した場合
に磁性粒子の抵抗が高くなってしまい、感光体への帯電
性が低下してしまうので好ましくない。

【００４４】０．０１≦Ｒｃ／Ｒｇ≦１０００範囲であ
ると、帯電器に該微粉体が多量に混入した場合でも、ど
ちらかに電圧が集中することなく、感光体上を均一に帯
電させることが可能になり、さらに磁性粒子の感光体へ
の帯電において、感光体との接触面積が増す効果で、帯
電促進粒子的な役割を果たし、長期の耐久でも良好な帯
電を維持できる。

【００４５】より好ましくは０．１≦Ｒｃ／Ｒｇ≦５０
範囲である。

【００４６】微粉体、および帯電部材である磁性粒子の
体積抵抗値の測定方法の概略図を図２に示す。

【００４７】図２に示すように、セルＡに磁性粒子を充
填し、該磁性粒子に接するよう電極２１および２２を配
し、該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
で充填磁性粒子と電極との接触面積２ｃｍ²、厚み１ｍ
ｍ、上部電極に１０ｋｇ、印加電圧１００Ｖである。２
３はガイドリング、２４は電流計、２５は電圧計、２６
は定電圧装置、２７は測定サンプル、２８は絶縁物であ
る。

【００４８】体積抵抗は、錠剤法により測定し、正規化
して求めた。底面積２．２６ｃｍ²の円筒内に凡そ０．
５ｇの粉体試料を入れ、上下電極に１５ｋｇの加圧を行
うと同時に１００Ｖの電圧を印加し抵抗値を計測、その
後正規化して比抵抗を算出した。

【００４９】該微粉体は、親水基と疎水基を有する化合
物、カップリング材により表面被覆されていることが好
ましい。カップリング材により表面処理されていると、
微粉体への水分の吸着量が抑制され、そのため環境によ
らず抵抗値の変化が少なく、またトナーの帯電部材であ
る磁性粒子、現像工程でトナーが摺擦することによって
発生する摩擦帯電量の環境に対する変動が少なくなるの
で好ましい。

【００５０】また、カップリング材は分子レベルでの被
膜を形成することから、被覆することによる粒子の抵抗
変化はほとんど無く、したがって抵抗を気にせずに、カ
ップリング材を任意に選択することにより、帯電部材で
ある磁性粒子とトナーの摩擦帯電量を上述した範囲に容
易に制御することができるので好ましい。

【００５１】該微粉体（Ａ）のトナーに対する添加量は
微粉体（Ｂ）よりも多い方が好ましい。微粉体（Ｂ）の
添加量が微粉体（Ａ）よりも多いと磁性粒子と、トナー
母体との間でスペーサー的な役割を果たす微粉体（Ａ）
の役割を阻害してしまい帯電部材の高抵抗化が防止でき
ないので好ましくない。

【００５２】該微粉体（Ａ）の母体トナー表面の被覆率
Ｂ（％）は１５≦Ｂ≦９０が好ましい。１５％以下であ
ると、帯電部材である磁性粒子とトナー母体との間での
スペーサー的な役割を果たせず、汚染防止の効果が薄れ
てしまうので好ましくない。該微粉体の被覆率が９０％
以上であると現像特性に影響が出るので好ましく無い。

【００５３】したがって微粉体の添加量はトナー母体に
対して被覆率が１５≦Ｂ≦９０になるようにすれば良
い。

【００５４】表面への被覆率の測定方法はトナーを光学
顕微鏡または走査型電子顕微鏡により５０個以上を抽出
し、トナー表面に存在する微粉体（Ａ）と存在していな
い部分を画像解析装置により２値化し、被覆率を算出し
た。

【００５５】該微粉体（Ａ）、（Ｂ）が帯電部材である
磁性粒子と摺擦することによって発生する摩擦帯電極性
が該トナーが帯電部材である磁性粒子と摺擦することに
よって発生する摩擦帯電極性と同一であり、該微粉体
（Ａ）はトナー母粒子よりも摩擦帯電列が下位であるこ
とが好ましい。

【００５６】該微粉体（Ａ）、（Ｂ）が帯電部材である
磁性粒子と摺擦することによって発生する摩擦帯電極性
が該トナーが帯電部材である磁性粒子と摺擦することに
よって発生する摩擦帯電極性と逆極性であると、帯電器
内に転写残トナーが蓄積されやすくなり、帯電不良を招
くので好ましくない。

【００５７】また微粉体（Ａ）の摩擦帯電系列がトナー
母粒子よりも下位であると、トナー母粒子、帯電部材で
ある磁性粒子との鏡映力が弱くなるため、より磁性粒子
とトナー母体粒子との間でのスペーサー的な役割が向上
し、また微粉体（Ａ）がトナーから遊離しやすくなり、
遊離した微粉体が帯電部材である磁性粒子に混入するこ
とで帯電促進粒子的な役割（微粉体が混入することで帯
電部材と感光体との接触点、面積が増すため）を果た
し、帯電性が向上するので好ましい。

【００５８】該微粉体（Ｂ）の体積抵抗値は１×１０¹¹
Ωｃｍ以上であり、かつ体積平均粒径Ｄｂはトナー母体
の体積平均粒径をＤｖ（μｍ）としたとき、Ｄｂ＜（１
／１５０）×Ｄｖであることが好ましい。微粉体（Ｂ）
の体積抵抗が高いと、トナーの摩擦帯電量が高くなる傾
向があり、微粉体（Ａ）のみでは高くなりにくい摩擦帯
電量を高くすることができ、添加量を変化させることで
容易に摩擦帯電極性を制御可能になり、現像特性への影
響を抑制できるので好ましい。またその場合、抵抗が高
く、摩擦帯電量が高いので帯電部材である磁性粒子に微
粉体（Ｂ）が単体で混入した場合に帯電部材である磁性
粒子から離れにくくなり、帯電部材中に蓄積されやす
く、帯電性の悪化を招いてしまうので、微粉体（Ｂ）の
体積平均粒径をＤｂ＜（１／１５０）×Ｄｖとなるよう
に小さくし、トナー母体粒子との粒子間力を強くし、微
粉体（Ｂ）のトナーからの遊離を防止し帯電部材への微
粉体（Ｂ）単体での混入を抑制して帯電劣化を防止する
ことが好ましい。

【００５９】該微粉体（Ａ）（Ｂ）の材料としては、上
記の範囲に粒径、抵抗を調整したテフロン、ポリフッ化
ビニリデンのようなフッ素樹脂、フッ化カーボンのよう
なフッ素化合物、ステアリン酸亜鉛のような脂肪酸金属
塩、脂肪酸、樹脂酸エステルのような脂肪酸誘電体、硫
化モリブデンが挙げられる。

【００６０】抵抗の調整方法としては表面に導電処理
（コート、導電剤を表面に打ち込む等）する方法が挙げ
られる。

【００６１】該微粉体の無機微粉体の材料としては上記
の範囲に粒径、抵抗を調整した、亜鉛、マグネシウム、
アルミニウム、セリウム、コバルト、鉄、ジルコニウ
ム、クロム、マンガン、ストロンチウム、錫、チタン、
アンチモンのような金属酸化物、チタン酸カルシウム、
チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウムのよう
な複合金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、炭酸アルミニウムのような金属塩、アパタイトのよ
うなリン酸化合物、炭化ケイ素、チッ化ケイ素のような
ケイ素化合物等が挙げられる。

【００６２】抵抗の調整はアンチモン、アルミのドーピ
ングなどが挙げられる。

【００６３】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、現像剤と
感光体が接触するような構成が好ましく、たとえば、接
触２成分現像方法、接触１成分現像方法等が好適な現像
方法として挙げられる。現像剤と転写残トナーが感光体
上にて接触している場合、静電気的力に摺擦力が加わ
り、効果的に転写残トナーを現像手段にて回収できる傾
向にあり、良好な画像が得られるので好ましい。

【００６４】また使用するトナーとしては、非磁性トナ
ーの方が好ましい。帯電部材として磁性粒子を用いた磁
気ブラシを用いた場合、磁性トナーであると帯電部材中
に取り込まれた転写残トナーが、トナーの磁気力によっ
て帯電部材である磁性粒子から離れにくく、帯電部材中
に蓄積されてしまい、耐久による帯電部材の劣化が厳し
いからである。

【００６５】帯電部材に印加する電圧としては直流電圧
のみでもよいし、直流交流成分重畳電圧でもよい。

【００６６】交流成分としては、注入帯電方法の場合、
装置のプロセススピードにもよるが１００Ｈｚ〜１０ｋ
Ｈｚ程度の周波数で、印加交流成分のピークピーク間電
圧は１０００Ｖ程度以下が好ましい。１０００Ｖを越え
ると、印加電圧に対して感光体電位が得られてしまうの
で、潜像面が電位的に波打ち、かぶりや濃度うすを生じ
ることがある。

【００６７】放電を用いる帯電方法の場合は交流成分と
しては、装置のプロセススピードにもよるが１００Ｈｚ
〜１０ｋＨｚ程度の周波数で、印加交流成分のピークピ
ーク間電圧は１０００Ｖ程度以上で、放電開始電圧の２
倍以上が好ましい。印加する交流成分の波形はサイン
波、矩形波、鋸波等が使用できる。

【００６８】発明において、電荷を感光体に直接注入さ
せることにより帯電を行う方法のためには電荷注入層を
有した感光体を用いなければならない。

【００６９】帯電部材として磁性粒子を用いた磁気ブラ
シを使用し、ＤＣ電圧のみを印加した場合、放電開始電
圧が存在するために、放電による感光体への電位が印加
電圧まで帯電されず、それだけ帯電部材と、感光体との
間で電位差が大きくなり、帯電部材である磁性粒子も感
光体上に漏れてしまいやすい傾向にあるので、注入帯電
方法を用いた方が好ましい。

【００７０】また、放電による帯電では、放電生成物に
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あり、その
点でも注入帯電方法を用いた方が好ましい。

【００７１】従来の感光ドラムで、良好な電荷注入帯電
を行いたい場合には、少ないトラップ点に効率良く電荷
注入をしなければならないため帯電部材の抵抗値は１×
１０ ³Ω以下でなくてはならず、通常の感光ドラム表面
材質の抵抗値は１×１０¹⁵Ωｃｍ以上であるのに対し
て、電荷注入層を設けた場合には感光体表面に電荷を保
持できる領域が増加するため、もっと高い抵抗値の帯電
部材を用いても良好な帯電が行える。実際には、電荷注
入層の抵抗値が１×１０⁸〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲で
あれば、１×１０⁷Ωの帯電部材でも、印加電圧に対し
て帯電される感光体表面電位が９０％以上であるような
良好な効率で帯電が可能である。

【００７２】したがって、本発明に係わる感光体として
は、良好な電荷注入帯電性が得られる表面に電荷注入層
を有する電子写真感光体であることが重要である。と同
時に、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、感光体表面の電荷注入層の体積抵抗値は１
×１０⁸〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲である感光体を用い
る必要がある。望ましくは画像流れ等の点から、体積抵
抗値が１×１０¹¹〜１×１０¹⁴Ωｃｍ、さらに体積抵抗
値の環境変動等も考慮すると、体積抵抗値が１×１０¹²
〜１×１０¹⁴Ωｃｍのものを用いるのが望ましい。１×
１０¹⁰Ωｃｍ未満では高湿環境で帯電電荷が表面方向に
保持されないため画像流れを生じ、１×１０¹⁵Ωｃｍを
越えると帯電部材からの帯電電荷を十分注入、保持でき
ず、帯電不良を生じる傾向にある。このような機能層を
感光体表面に設けることによって、帯電部材から注入さ
れた帯電電荷を保持する役割を果たし、さらに光露光時
にこの電荷を感光体基体に逃す役割を果たし、残留電位
を低減させる。

【００７３】このように本発明では、ピンホールリーク
や帯電部材である磁性粒子の感光体への付着を防止する
ために中抵抗の帯電部材である磁性粒子を用いながら、
感光体への電荷注入帯電効率を向上させる手段として、
感光体への電荷注入を助けるための電荷注入層を感光体
表面に設ける構成とする。

【００７４】電荷注入層としては、絶縁性のバインダー
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もの、絶縁性のバインダーに光透
過性の高いイオン導電性を持つ樹脂を混合、もしくは共
重合させて構成するもの、または中抵抗で光導電性のあ
る樹脂単体で構成するもの等が考えられるが、これらで
構成された電荷注入層がいずれも１０⁸〜１０¹⁵Ωｃｍ
程度の抵抗を持つことが特徴である。

【００７５】以上のような構成をとることによって、従
来は接触帯電部材の１×１０³Ωｃｍの抵抗値以下でな
ければ起きなかった電荷注入による帯電と、逆に１×１
０⁴Ωｃｍ以上でないと防止することができなかったピ
ンホールリークの防止を両立することができる。

【００７６】また本発明は、従来では低抵抗の接触帯電
部材を用いないと生じなかった電荷注入による良好な帯
電性と、低抵抗の接触帯電部材では防止することのでき
なかった感光体上のピンホールによるリークという特性
を同時に満足し、十分な電位収束性を得るために、電荷
注入層を有した感光体に接触して、注入により帯電を行
う接触帯電部材の磁性粒子よりなる磁気ブラシの体積抵
抗値が、１０⁴〜１０ ¹⁰Ωｃｍの範囲中にある接触帯電
部材を用いたものである。

【００７７】磁性粒子の体積抵抗値の測定方法は上述に
示した錠剤方法により測定した。

【００７８】帯電部材である磁気ブラシと感光体を十分
に接触させることによって帯電性も向上し、また転写残
トナーの帯電器内への取り込み性も向上し、帯電器内に
混入したトナーを感光体上に吐き出させる機会も増すこ
とから、磁気ブラシは感光体に対して収速差をもって移
動させることが好ましい。

【００７９】帯電部材に用いられる磁性粒子の体積平均
粒径は１０〜４０μｍが好ましい。１０μｍより小さい
と、感光体への磁気ブラシの付着が生じやすく、また磁
気ブラシとしたときの磁性粒子の搬送性に劣る。４０μ
ｍを越えると磁性粒子と感光体との接触点が減少し注入
帯電方法の帯電一様性が劣化する傾向にある。さらに好
ましくは、１５〜３０μｍである。

【００８０】磁性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ＨＥＲＯＳ（日本電子製）を用
いて、０．０５〜３５０μｍ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。該磁性粒子の５〜１５μｍの占める体積比率が、全
磁性粒子に対して１０体積％以上７０体積％以下である
ことが好ましく、１０体積％に満たないと、感光体との
接触点が減少し帯電部材の耐久性が劣る傾向にあるので
好ましくなく、また７０体積％を越えると、粒子の動き
が悪くなり、帯電の均一性が失われる傾向にある。さら
に好ましくは、１５体積％以上６０体積％以下である。
さらに好ましくは、５０体積％以下である。

【００８１】該磁性粒子の２μｍ以下の粒子の占める体
積比率が、５体積％以下であると、使用時の磁性粒子漏
れが少なく実用性が高い。また、さらに好ましくは、２
％体積以下が好ましい。

【００８２】さらに、本発明における５〜１５μｍの占
める体積比率については、上記レーザー回折式粒度分布
測定装置ＨＥＲＯＳ（日本電子製）において得られた表
１に示すがように分割されたチャンネルのうちの、表１
に示すように、チャンネル平均値が５．７μｍから１
３．５μｍを足しあわせ、全体に対する百分率で表す。
同様に、２μｍ以下の粒子の占める比率については、表
１のチャンネル平均値１．１５μｍと２．００μｍの和
を全体に対する百分率で表す。

【００８３】また、５〜２０μｍ部分の粒子の短軸長さ
／長軸長さの比が、０．８５以下であるような形状であ
ると、感光体と磁性粒子の接触点が増し、感光体上の転
写残トナーのかきとり力が高く、帯電部材でのトナーす
り抜けによるトナーが画像露光光を遮り、ネガゴースト
画像や、すり抜けたトナーの感光体接触点が帯電されな
いカブリ画像の発生を防止できる。

【００８４】さらに好ましくは、０．８０以下であり、
さらに０．７５以下であるとすり抜け防止効果が非常に
高い。また、０．５以下となると、帯電部材としての流
動性が極端に悪化し実用に供さなくなる。この点で、好
ましくは、０．６以上である。

【００８５】さらに、２０μｍを越える部分の粒子の短
軸長さ／長軸長さの比が、０．８５以下であるとさらに
効果的である。

【００８６】ここで、５〜２０μｍ部分の分離方法を述
べる。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×Ｈ２０ｍｍのサイ
ズであり、これらの５μｍあるいは２０μｍの目開きと
する方法は、鍍金等により、ふるいの線径を太らせて調
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のふるい上に磁性粒
子を０．５ｇのせ十分振動を与え、２０μｍパス５μｍ
オンの磁性粒子を採取する。さらに、５μｍのふるい上
に残ったものをさらに、２００ｍｍＡｑの差圧により５
μｍ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。短軸長さ／長軸長さの比は、磁性
粒子の場合、たとえば、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、たとえ
ば、ＩｍａｇｅＡｎａｌｙｚｅｒＶ１０（東洋紡績
株式会社製）により、画像解析した結果の算術平均値で
ある。またはトナーの場合も同様に、１０００倍に拡大
したトナー像のうち、２μｍ以上のトナー像を無作為に
１００個抽出し、同様の解析を行う。

【００８７】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。ついで、２値化された画像
情報を元に以下のような解析を行う。

【００８８】詳しくは、ＩｍａｇｅＡｎａｌｙｚｅｒ
Ｖ１０（東洋紡績株式会社製）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。磁性粒子またはトナーの、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＝Δ
ｕ・Δｖの比重を１とした場合、原点（Ｘ，Ｙ）に対し
て、該粒子の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。

【００８９】

【数１】さらに、水平軸と角Θをなす軸方向の慣性モーメントＭ
Θは、ＭΘ＝Ｍｘ・（ｃｏｓΘ）²＋Ｍｙ・（ｓｉｎ
Θ）²−Ｍｘｙ・ｓｉｎ２Θで表され、前記Θの２つの
解を代入し、計算された、ＭΘのうち小さい方が主軸と
なる。

【００９０】さらに、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。

【００９１】Ａ・ｘ²＋Ｂ・ｙ²＝１本発明における短軸長さ／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。

【００９２】また、磁性粒子を保持する保持部材と感光
体との間隙は０．２〜２ｍｍの範囲が好ましい。０．２
ｍｍより小さいと磁性粒子がその間隙を通りにくくな
り、スムーズに保持部材上を磁性粒子が搬送されずに帯
電不良や、ニップ部に磁性粒子が過剰に溜り、感光体へ
の付着が生じやすくなり、２ｍｍ以上では感光体と磁性
粒子のニップ幅を広く形成しにくいので好ましくない。
さらに好ましくは０．２〜１ｍｍ、さらには０．３〜
０．７ｍｍが好ましい。

【００９３】本発明に係わる磁性粒子としては、磁気に
よって穂立ちさせて、この磁気ブラシを感光体に接触さ
せて帯電させるために、この材質としてはたとえば鉄、
コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す元素を含む合金
あるいは化合物、また酸化処理、還元処理などを行って
抵抗値を調整したたとえば組成調整したフェライト、水
素還元処理したＺｎ−Ｃｕフェライトなどが用いられ
る。フェライトの抵抗値を上述のような範囲に収めるに
は、金属の組成を調整することにより達成される。

【００９４】本発明に用いられる接触帯電部材として用
いる磁気ブラシを構成する磁性粒子は抵抗調整等を行う
目的で表面層を有した形態でもかまわない。表面層の形
態は、該磁性粒子の表面を蒸着膜や、導電性樹脂膜、導
電性顔料分散樹脂膜等でコートしたものである。この表
面層は必ずしも該磁性粒子を完全に被覆する必要は無
く、本発明の効果が得られる範囲で該磁性粒子が露出し
ていても良い。つまり表面層が不連続に形成されていて
も良い。

【００９５】磁性粒子の被覆用に用いられる結着樹脂と
しては、スチレン、クロルスチレン等のスチレン類；エ
チレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノ
オレフィン；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香
酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル；アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリ
ル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン
脂肪族モノカルボン酸エステル；ビニルメチルエーテ
ル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等の
ビニルエーテル；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシル
ケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン
類の単独重合体あるいは共重合体などが挙げられ、特に
代表的は結着樹脂としては、導電性微粒子の分散性やコ
ート層としての成膜性、生産性という点などから、ポリ
スチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、ス
チレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジ
エン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポ
リエチレン、ポリプロピレンが挙げられる。さらにポリ
カーボネート、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリウ
レタン、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、フッ素樹脂、
シリコーン樹脂、ポリアミド等が挙げられる。

【００９６】たとえば、フッ素樹脂としては、たとえば
ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフ
ルオロエチレン、ポリクロロトリフロオロエチレン、ポ
リジクロロジフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエ
チレン、ポリヘキサフルオロプロピレンなどと、他のモ
ノマーが共重合した溶媒可溶の共重合体が挙げられる。

【００９７】また、シリコーン樹脂としては、たとえば
信越シリコーン社製ＫＲ２７１、ＫＲ２８２、ＫＲ３１
１、ＫＲ２５５、ＫＲ１５５（ストレートシリコーンワ
ニス）、ＫＲ２１１、ＫＲ２１２、ＫＲ２１６、ＫＲ２
１３、ＫＲ２１７、ＫＲ９２１８（変性用シリコーンワ
ニス）、ＳＡ−４、ＫＲ２０６、ＫＲ５２０６（シリコ
ーンアルキッドワニス）、ＥＳ１００１、ＥＳ１００１
Ｎ、ＥＳ１００２Ｔ、ＥＳ１００４（シリコーンエポキ
シワニス）、ＫＲ９７０６（シリコーンアクリルワニ
ス）、ＫＲ５２０３、ＫＲ５２２１（シリコーンポリエ
ステルワニス）や東レシリコーン社製のＳＲ２１００、
ＳＲ２１０１、ＳＲ２１０７、ＳＲ２１１０、ＳＲ２１
０８、ＳＲ２１０９、ＳＲ２４００、ＳＲ２４１０、Ｓ
Ｒ２４１１、ＳＨ８０５、ＳＨ８０６Ａ、ＳＨ８４０等
が用いられる。

【００９８】また、抵抗調整のために導電性顔料を分散
させた樹脂被膜を形成させてもよい。

【００９９】本発明に係わる導電性微粒子としては、
銅、ニッケル、鉄、アルミニウム、金、銀等の金属ある
いは酸化鉄、フェライト、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ア
ンチモン、酸化チタン等の金属酸化物さらにはカーボン
ブラック等の電子伝導性の導電粉が挙げられ、さらにイ
オン導電剤として、過塩素酸リチウム、４級アンモニウ
ム塩などが挙げられる。

【０１００】また、環境による抵抗変化を制御するとい
う点からは磁性粒子表面を親水基と疎水基を有する化合
物であるカップリング剤で表面を被覆し疎水化処理を行
ってもよい。カップリング剤の場合、極薄い被膜（分子
レベルで）を磁性粒子表面に形成するので、磁性粒子の
抵抗値に与える影響が少なく、磁性粒子であるコアの抵
抗さえ調整すれば、被覆層への抵抗調整の処理は行わな
くても構わない。

【０１０１】カップリング剤としてはチタネート系、ア
ルミニウム系、シラン系カップリング剤等が挙げられ、
トナーの摩擦帯電極性を制御するために、アミノ基やフ
ッ素などの様々な官能基を導入してもよい。

【０１０２】本発明に係わる感光体としては、支持体よ
り最も離れた層に、先に述べたように、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１×１０⁸〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲である電荷注入
層を設けた感光体を用いなければならない。望ましくは
画像流れ等の点から、体積抵抗値が１×１０¹¹〜１×１
０¹⁴Ωｃｍ、さらに体積抵抗値の環境変動等も考慮する
と、体積抵抗値が１×１０¹²〜１×１０¹⁴Ωｃｍのもの
を用いるのが望ましい。１×１０¹⁰Ωｃｍ未満では高湿
環境で帯電電荷が表面方向に保持されないため画像流れ
を生じ、１×１０¹⁵Ωｃｍを越えると帯電部材からの帯
電電荷を十分注入、保持できず、帯電不良を生じる傾向
にある。このような機能層を感光体表面に設けることに
よって、帯電部材から注入された帯電電荷を保持する役
割を果たし、さらに光露光時にこの電荷を感光体基体に
逃す役割を果たし、残留電位を低減させる。また、本発
明に係わる帯電部材と感光体を用いることでこのような
構成をとることによって、帯電開始電圧Ｖｈが小さく、
感光体帯電電位を帯電部材に印加する電圧のほとんど９
０％以上までに帯電させることが可能になった。たとえ
ば、本発明の帯電部材に絶対値で１００〜２０００Ｖの
直流電圧を印加したとき、本発明の電荷注入層を有する
電子写真感光体の帯電電位を印加電圧の８０％以上、さ
らには９０％以上にすることができる。これに対し、従
来の放電を利用した帯電によって得られる感光体の帯電
電位は、印加電圧が６４０Ｖ以下ではほとんど０Ｖであ
り、６４０Ｖ以上では印加電圧から６４０Ｖを引いた値
の帯電電位程度しか得られなかった。

【０１０３】ここで電荷注入層の体積抵抗値の測定方法
は、表面に導電膜を蒸着させたポリエチレンテレフタラ
ート（ＰＥＴ）フィルム上に電荷注入層を作成し、これ
に体積抵抗測定装置（ヒューレットパッカード社製４１
４０ＢｐＡＭＡＴＥＲ）にて、２３℃、６５％の環境
で１００Ｖの電圧を印加して測定するというものであ
る。

【０１０４】この電荷注入層は金属蒸着膜などの無機の
層、あるいは導電性微粒子を結着樹脂中に分散させた導
電粉樹脂分散層などによって構成され、蒸着膜は蒸着、
導電粉樹脂分散膜はディッピング塗工法、スプレー塗工
法、ロールコート塗工法、およびビーム塗工法等の適当
な塗工法にて塗工することによって形成される。また、
絶縁性のバインダーに光透過性の高いイオン導電性を持
つ樹脂を混合、もしくは共重合させて構成するもの、ま
たは中抵抗で光導電性のある樹脂単体で構成するもので
もよい。導電性微粒子分散膜の場合、導電性微粒子の添
加量は結着樹脂１００質量部に対して２〜２５０質量
部、より好ましくは２〜１９０質量部であることが好ま
しい。２質量部以下の場合には、所望の体積抵抗値を得
にくくなり、また２５０質量部以上の場合には膜強度が
低下してしまい電荷注入層が削りとられやすくなり、感
光体の寿命が短くなる傾向になるからであリ、また抵抗
が低くなってしまい、潜像電位が流れることによる画像
不良を生じやすくなるからである。

【０１０５】また電荷注入層のバインダーは下層のバイ
ンダーと同じとすることも可能であるが、この場合には
電荷注入層の塗工時に電荷輸送層の塗工面を乱してしま
う可能性があるため、コート法を特に選択する必要があ
る。

【０１０６】また本発明においては、電荷注入層が滑材
粒子を含有することが好ましい。その理由は、帯電時に
感光体と注入帯電部材の摩擦が低減されるために帯電ニ
ップが拡大し、帯電特性が向上するため、またクリーナ
ーレスシステムのため帯電部材への転写残トナーの混入
を極力少なくするという点からも転写効率の向上のため
にである。特に滑材粒子として臨界表面張力の低いフッ
素系樹脂、シリコーン系樹脂、またはポリオレフィン系
樹脂を用いるのがより望ましい。さらに好ましくは４フ
ッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が用いられる。この場
合、滑材粒子の添加量は、バインダー１００質量部に対
して２〜５０質量部、望ましくは５〜４０質量部が好ま
しい。２質量部以下では滑材粉末の量が十分ではないた
めに、帯電特性の向上が十分でなく、また５０質量部以
上では、画像の分解能、感光体の感度が大きく低下して
しまうからである。

【０１０７】本発明における電荷注入層の膜厚は０．１
〜１０μｍであることが好ましく、特には１〜７μｍで
あることが好ましい。

【０１０８】以下に本発明に使用される画像形成装置の
帯電部材の磁性粒子とトナーと感光体について示す。

【０１０９】［帯電部材製造例１］Ｆｅ₂Ｏ₃：５１．２モル％ＣｕＯ：２４．４モル％ＺｎＯ：２４．４モル％以上にボールミルにて粉砕、混合し分散剤および結着剤
と水を加えスラリーとした後、スプレードライヤーによ
り造粒操作を行い、適宜、分級した後に１１２０℃にて
焼成を行った。得られた磁性粒子を解砕処理の後、分級
を行い、体積平均粒径が２７μｍである磁性粒子１を得
た。磁性粒子の抵抗値は２×１０⁷Ωｃｍであった。

【０１１０】［帯電部材製造例２］帯電部材である磁性
粒子１を１００重量部に対して０．０５重量部のチタン
カップリング剤、イソプロポキシトリイソステアロイル
チタネートをメチルエチルケトン溶媒に溶解させ、その
溶液中に前記磁性粒子を添加し、攪拌して磁性粒子表面
に有機質の被膜を形成させた。攪拌後、磁性粒子を取り
出し、１８０℃で加熱乾燥を行い溶媒を除去し帯電部材
である体積平均粒径２７μｍの磁性粒子２を得た。磁性
粒子の抵抗値は帯電部材１と同様に２×１０⁷Ωｃｍで
あった。

【０１１１】［帯電部材３］体積平均粒径３０μｍのマ
グネタイト（ＦｅＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃）磁性粒子３を用意し
た。磁性粒子の抵抗値は２×１０²Ωｃｍであった。

【０１１２】［帯電部材製造例４］Ｆｅ₂Ｏ₃：５０モル％ＭｎＯ：３０モル％ＭｇＯ：２０モル％以上にボールミルにて粉砕、混合し分散剤および結着剤
と水を加えスラリーとした後、スプレードライヤーによ
り造粒操作を行い、適宜、分級した後に抵抗調整のため
酸素濃度を調整した雰囲気中、１１５０℃にて焼成を行
った。得られた磁性粒子を解砕処理の後、分級を行い、
体積平均粒径が３０μｍである磁性粒子４を得た。磁性
粒子の抵抗値は９×１０⁵Ωｃｍであった。

【０１１３】［帯電部材製造例５］帯電部材である磁性
粒子１に熱架橋型のシリコーン樹脂を溶解させたキシレ
ン溶液（磁性粒子１００重量部に対してシリコーン樹脂
２重量部）中に磁性粒子を添加し、攪拌して磁性粒子表
面に有機質の被膜を形成させた。攪拌しながら、加熱
し、溶剤を除去した後に磁性粒子を取り出し、さらに１
８０℃で加熱処理を行い帯電部材である体積平均粒径２
９μｍの磁性粒子５を得た。磁性粒子の抵抗値は２×１
０¹¹Ωｃｍであった。

【０１１４】［感光体製造例１］感光体は負帯電用の有
機光導電性物質を用いた感光体（以下ＯＰＣ感光体）で
あり、φ３０ｍｍのアルミニウム製のシリンダー上に機
能層を５層設ける。

【０１１５】第１層は導電層であり、アルミニウムシリ
ンダーの欠陥等をならすため、またレーザ露光の反射に
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の導電性粒子分散樹脂層である。

【０１１６】第２層は正電荷注入防止層（下引き層）で
あり、アルミニウム支持体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のを防止する役割
を果たし、６−６６−６１０−１２−ナイロン樹脂とメ
トキシメチル化ナイロンによって１０⁶Ωｃｍ程度に抵
抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。

【０１１７】第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、レ
ーザ露光を受けることによって正負の電荷対を発生す
る。

【０１１８】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厚さ１４μｍの層であ
り、Ｐ型半導体である。したがって、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。

【０１１９】第５層は本発明の特徴である電荷注入層で
あり、光硬化性のアクリル樹脂にＳｎＯ₂超微粒子、さ
らに接触帯電部材と感光体との接触時間を増加させて、
均一な帯電を行うために粒径約０．２５μｍの４フッ化
エチレン樹脂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０．０
３μｍのＳｎＯ₂粒子を樹脂に対して１００質量パーセ
ント、さらに４フッ化エチレン樹脂粒子を２０質量パー
セント、分散剤を１．２質量パーセント分散したもので
ある。

【０１２０】このようにして調合した塗工液をスプレー
塗工法にて厚さ約３μｍに塗工して電荷注入層とした。

【０１２１】これによって感光体表面層の体積抵抗値は
電荷輸送層単体の場合の１×１０¹⁵Ωｃｍであったのに
比べ、感光体表面の抵抗は、５×１０¹²Ωｃｍにまで低
下した感光体１を得た。

【０１２２】［感光体製造例２］感光体製造例１で第５
層を設けない４層ドラムである感光体２を得た。

【０１２３】［感光体製造例３］感光体製造例１の第５
層を、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粒子を光硬化性のアクリル樹脂
に対して３００質量パーセント分散したものを加えたこ
と以外は、感光体製造例１と同様に感光体を作成した。

【０１２４】これにより、感光体表面層の体積抵抗値
は、２×１０⁷Ωｃｍにまで低下した感光体３を得た。

【０１２５】［感光体製造例４］感光体製造例１の第５
層を、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粒子を分散しなかったこと以外
は、感光体製造例１と同様に感光体を作成した。

【０１２６】これにより、感光体表面層の体積抵抗値
は、２×１０¹⁵Ωｃｍにまで低下した感光体４を得た。

【０１２７】［トナー製造例１］２リットル用四つ口フ
ラスコ中のイオン交換水７１０ｇに、０．１Ｍ−Ｎａ₃
ＰＯ₄水溶液４５０ｇを投入し、６０℃に加温した後、
高速攪拌装置ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業製）を
用いて、１２０００ｒｐｍにて攪拌した。これに１．０
Ｍ−ＣａＣｌ₂水溶液６８ｇを徐々に添加し、微少な難
水溶性分散安定剤を含む水系分散媒体を得た。

【０１２８】一方、分散質として（モノマー）スチレン１６０ｇｎ−ブチルアクリレート４０ｇ（着色剤）Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２８ｇ（荷電制御剤）２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸のＡｌ化合物４ｇ（離型剤）エステルワックス（軟化点７５℃）１０ｇ（その他）飽和ポリエステル樹脂１０ｇ上記処方のうち、着色剤とジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチ
ル酸のＡｌ化合物とスチレンだけをエバラマイルダー
（荏原製作所製）を用いて予備混合を行った。

【０１２９】次に上記処方すべてを６０℃に加温し、溶
解、分散して単量体混合物とした。さらに、６０℃に保
持しながら、開始剤２，２′−アゾビス（２，４−ジメ
チルバレロニトリル）１０ｇを加えて溶解し、単量体組
成物を調製した。

【０１３０】前記ホモミキサーの２リットルフラスコ中
で調製した分散媒体に、上記単量体組成物を投入した。
６０℃で、窒素雰囲気としたＴＫホモミキサーを用い
て、１００００ｒｐｍで２０分間攪拌し、単量体組成物
を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ６０℃
で６時間反応させた後、８０℃で１０時間重合させた。

【０１３１】重合反応終了後反応生成物を冷却し、塩酸
を加えてＣａ₃（ＰＯ₄）₂を溶解し、濾過、水洗、乾
燥することにより、体積平均粒径約７μｍの着色懸濁粒
子を得た。この着色粒子の帯電部材である磁性粒子と摺
擦されることによって着色粒子に生じる摩擦帯電量を測
定したところ−２０ｍＣ／ｋｇであった。

【０１３２】得られた着色懸濁粒子１００重量部に対し
て、シリカ母体の表面をシランカップリング剤およびシ
リコーンオイルで疎水化処理した疎水性シリカ（体積平
均粒径１０ｎｍ、体積抵抗１×１０¹⁴Ωｃｍ、帯電部材
である磁性粒子と摺擦されることによって着色粒子に生
じる摩擦帯電量が−４５ｍＣ／ｋｇ）を１重量部とアル
ミドーピングで抵抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径
０．２μｍ、体積抵抗５×１０⁸Ωｃｍ、帯電部材であ
る磁性粒子と摺擦されることによって着色粒子に生じる
摩擦帯電量が−４ｍＣ／ｋｇ）を１．２重量部外添した
重合トナー１を得た。

【０１３３】［トナー製造例２］アルミドーピングで抵
抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径０．２μｍ、体積抵
抗５×１０⁸Ωｃｍ）を外添しなかった以外は重合トナ
ー１と同様の重合トナー２を得た。

【０１３４】［トナー製造例３］アルミドーピングで抵
抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径０．２μｍ、体積抵
抗５×１０⁸Ωｃｍ）を水媒体中でイソブチルトリメト
キシシラン１０部で処理したアナターゼ型疎水性酸化チ
タン（体積平均粒径５０ｎｍ、体積抵抗７×１０ ⁹Ωｃ
ｍ、帯電部材である磁性粒子と摺擦されることによって
着色粒子に生じる摩擦帯電量が−７ｍＣ／ｋｇ）を１．
２重量部外添した以外は重合トナー１と同様の重合トナ
ー３を得た。

【０１３５】［トナー製造例４］アルミドーピングで抵
抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径０．２μｍ、体積抵
抗５×１０⁸Ωｃｍ）をＭｎ−Ｚｎフェライト（体積平
均粒径１．３μｍ、体積抵抗値２×１０⁸Ωｃｍ、帯電
部材である磁性粒子と摺擦されることによって着色粒子
に生じる摩擦帯電量が０ｍＣ／ｋｇ）を１．１重量部外
添した以外は重合トナー１と同様の重合トナー４を得
た。

【０１３６】［トナー製造例５］アルミドーピングで抵
抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径０．２μｍ、体積抵
抗５×１０⁸Ωｃｍ）をマグネタイト粉末（体積平均粒
径０．１μｍ、体積抵抗値７×１０²Ωｃｍ、帯電部材
である磁性粒子と摺擦されることによって着色粒子に生
じる摩擦帯電量が０ｍＣ／ｋｇ）を１重量部外添した以
外は重合トナー１と同様の重合トナー５を得た。

【０１３７】［トナー製造例６］アルミドーピングで抵
抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径０．２μｍ、体積抵
抗５×１０⁸Ωｃｍ）を水媒体中でｎ−Ｃ₄Ｈ₉−Ｓｉ
−（ＯＣＨ₃）₃を親水性アナターゼ型酸化チタン１０
０重量部に対して２０重量部で処理したアナターゼ型酸
化チタン（体積平均粒径４０ｎｍ、体積抵抗３×１０¹⁰
Ωｃｍ、帯電部材である磁性粒子と摺擦されることによ
って着色粒子に生じる摩擦帯電量が−９ｍＣ／ｋｇ）を
１．５重量部外添した以外は重合トナー１と同様の重合
トナー６を得た。

【０１３８】［トナー製造例７］アルミドーピングで抵
抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径０．２μｍ、体積抵
抗５×１０⁸Ωｃｍｍ、帯電部材である磁性粒子と摺擦
されることによって着色粒子に生じる摩擦帯電量が−４
ｍＣ／ｋｇ）を０．０５重量部外添した以外は重合トナ
ー１と同様の重合トナー７を得た。

【０１３９】［トナー製造例８］重合トナー１で疎水性
シリカ（体積平均粒径１μｍ、体積抵抗１×１０¹³Ωｃ
ｍ）を外添しなかった以外は重合トナー１と同様の重合
トナー８を得た。

【０１４０】［トナー製造例９］アルミドーピングで抵
抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径０．２μｍ、体積抵
抗５×１０⁸Ωｃｍ）を体積平均粒径１．２μｍ、体積
抵抗８×１０⁷Ωｃｍ、帯電部材である磁性粒子と摺擦
されることによって着色粒子に生じる摩擦帯電量が−３
ｍＣ／ｋｇのアルミドーピング酸化亜鉛０．４重量部外
添した以外は重合トナー１と同様の重合トナー９を得
た。

【０１４１】［トナー製造例１０］重合トナー１でアル
ミドーピングで抵抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径
０．２μｍ、体積抵抗５×１０⁸Ωｃｍ）をチタンカッ
プリング剤、イソプロポキシトリイソステアロイルチタ
ネートを該酸化亜鉛に対して２重量部処理を施した酸化
亜鉛（帯電部材である磁性粒子と摺擦されることによっ
て着色粒子に生じる摩擦帯電量が−１２ｍＣ／ｋｇ）と
した以外は重合トナー１と同様の重合トナー１０を得
た。

【０１４２】［トナー製造例１１］重合トナー１でアル
ミドーピングで抵抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径
０．２μｍ、体積抵抗５×１０⁸Ωｃｍ）をアンチモン
ドーピングで抵抗調整を行った酸化錫（体積平均粒径
０．１５μｍ、体積抵抗８×１０⁴Ωｃｍ、帯電部材で
ある磁性粒子と摺擦されることによって着色粒子に生じ
る摩擦帯電量が−１ｍＣ／ｋｇ）とした以外は重合トナ
ー１と同様の重合トナー１１を得た。

【０１４３】［トナー製造例１２］重合トナー１でアル
ミドーピングで抵抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径
０．２μｍ、体積抵抗５×１０⁸Ωｃｍ）をアルミドー
ピング量を変えて抵抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径
２．１μｍ、体積抵抗８×１０⁶Ωｃｍ、帯電部材であ
る磁性粒子と摺擦されることによって着色粒子に生じる
摩擦帯電量が−２ｍＣ／ｋｇ）とした以外は重合トナー
１と同様の重合トナー１２を得た。

【０１４４】［トナー製造例１３］重合トナー１でアル
ミドーピングで抵抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径
０．２μｍ、体積抵抗５×１０⁸Ωｃｍ）を、アルミド
ーピング量を変えて抵抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒
径１．５μｍ、体積抵抗５×１０⁶Ωｃｍ、帯電部材で
ある磁性粒子と摺擦させることによって着色粒子に生じ
る摩擦帯電量が−２ｍＣ／ｋｇ）とした以外は重合トナ
ー１と同様の重合トナー１３を得た。

【０１４５】［トナー製造例１４］（樹脂）スチレン−ブチルアクリレート共重合体（共重合比８０：２０）１００重量部（着色剤）Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２４重量部（荷電制御剤）２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸のＡｌ化合物２重量部（離型剤）エステルワックス（軟化点７５℃）３重量部（その他）飽和ポリエステル樹脂５重量部上記材料をあらかじめ混合し、二軸押し出し機にて１３
０℃で溶融混練を行った。この溶融混練物をハンマーミ
ルにて粗砕し、１ｍｍメッシュパスのトナー粗砕物を得
た。さらにこの粗砕物をジェット気流を利用した衝突式
粉砕機で微粉砕した後、風力分級し、体積平均粒径９．
７μｍの着色粉１を得た。得られた着色粉１００重量部
に対して、重合トナーの製造例１で使用した疎水性シリ
カを１．０重量部とアルミドーピングで抵抗調整した酸
化亜鉛（体積平均粒径０．２μｍ、体積抵抗５×１０⁸
Ωｃｍ）を１．２重量部外添した粉砕トナー１４を得
た。

【０１４６】［トナー製造例１５］アルミドーピングで
抵抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径０．２μｍ、体積
抵抗５×１０⁸Ωｃｍ）を外添しなかった以外は粉砕ト
ナー１４と同様の粉砕トナー１５を得た。

【０１４７】［トナー製造例１６］アルミドーピングで
抵抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径０．２μｍ、体積
抵抗５×１０⁸Ωｃｍ）をアンチモンドーピングで抵抗
調整を行った酸化錫（体積平均粒径０．１５μｍ、体積
抵抗８×１０⁴Ωｃｍ、帯電部材である磁性粒子と摺擦
されることによって着色粒子に生じる摩擦帯電量が−１
ｍＣ／ｋｇ）とした以外は粉砕トナー１４と同様の粉砕
トナー１６を得た。

【０１４８】［トナー製造例１７］アルミドーピングで
抵抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径０．２μｍ、体積
抵抗５×１０⁸Ωｃｍ、帯電部材である磁性粒子と摺擦
されることによって着色粒子に生じる摩擦帯電量が−４
ｍＣ／ｋｇ）を０．７重量部外添した以外は重合トナー
１と同様の重合トナー１７を得た。

【０１４９】［トナー製造例１８］疎水性シリカ（体積
平均粒径１０ｎｍ、体積抵抗１×１０¹⁴Ωｃｍ）を体積
平均粒径０．１２μｍ、体積抵抗５×１０¹³Ωｃｍ、帯
電部材である磁性粒子と摺擦されることによって着色粒
子に生じる摩擦帯電量が−４０ｍＣ／ｋｇの疎水性シリ
カとした以外は重合トナー１と同様の重合トナー１８を
得た。

【０１５０】［トナー製造例１９］疎水性シリカ（体積
平均粒径１０ｎｍ、体積抵抗１×１０¹⁴Ωｃｍ）を体積
平均粒径０．４μｍ、体積抵抗１×１０¹³Ωｃｍ、帯電
部材である磁性粒子と摺擦されることによって着色粒子
に生じる摩擦帯電量が−３０ｍＣ／ｋｇの疎水性シリカ
とした以外は重合トナー１と同様の重合トナー１９を得
た。

【０１５１】［トナー製造例２０］重合トナー１でアル
ミドーピングで抵抗調整した酸化亜鉛（体積平均粒径
０．２μｍ、体積抵抗５×１０⁸Ωｃｍ）をアンチモン
ドーピングで抵抗調整を行った酸化錫にシリコーンオイ
ル処理をした微粉末（体積平均粒径０．１６μｍ、体積
抵抗３×１０⁵Ωｃｍ、帯電部材である磁性粒子と摺擦
されることによって着色粒子に生じる摩擦帯電量が−２
５ｍＣ／ｋｇ）とした以外は重合トナー１と同様の重合
トナー２０を得た。

【０１５２】

【実施例】以下に本発明の実施例を具体的に示すが、こ
れらに限られるものではない。

【０１５３】本発明の電子写真装置の概略図を図３に示
す。

【０１５４】本発明の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（キヤノン社製：ＧＰ５５）
を用意した。該装置の概略は、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となっている。
プロセススピードは１５０ｍｍ／ｓである。該装置を以
下のように改造を施し、クリーナーレスシステムの画像
形成装置とした。

【０１５５】現像部分を１成分のジャンピング現像か
ら、２成分現像剤を使用可能にした改造を施した。現像
剤については体積平均粒径が３５μｍの表面がシリコー
ン樹脂で被覆されたＣｕ−Ｚｎフェライトキャリアとそ
のキャリアに対して上述のネガ帯電性の非磁性トナーか
らなる現像剤を用い、２成分現像法とした。トナーとキ
ャリアは重量比で７：１００の比率で混合した。

【０１５６】さらに、帯電部分にマグネットローラーを
内包したΦ１６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。さら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、帯電前露光手段とク
リーニングブレードを取り除いた、マイナス帯電性の感
光体およびマイナス帯電体のトナーを用いた反転現像の
クリーナーレスシステムの電子写真装置を用意した。

【０１５７】帯電部分は磁気ブラシとして穂立ちさせる
ための非磁性の表面をブラスト処理したアルミニウム製
の導電スリーブと、これに内包されるマグネットロール
を用い、該磁性粒子保持スリーブと感光体との間隙は約
５００μｍとし、磁性粒子をスリーブ上にコートした。
またマグネットロールは固定、スリーブ表面が感光体表
面の周速に対して逆方向に回転するようにし、感光体と
磁気ブラシが均一に接触するように設定した。

【０１５８】また帯電部材である磁性粒子を感光体との
間に幅約３ｍｍの帯電ニップが形成されるように導電性
非磁性スリーブ上に３０ｇ装着し、この状態において、
該帯電器を１８０ｍｍ／ｓの周速において１５０ｍｍ／
ｓの周速にて回転する感光体と対向に回転させ、帯電を
行った。

【０１５９】現像バイアスは−５００Ｖの直流成分に１
０００Ｖｐｐ／３ｋＨｚの矩形波を重畳する。

【０１６０】実施例１〜２２、比較例１〜１２で使用さ
れた帯電部材である磁性粒子と感光体、トナーを示す。

【０１６１】

【表１】まず、初期評価として［評価方法１］感光体１の感光体を使用し、感光体上の
感光層を１ｍｍ²程度剥ぎ取りアルミ基層を露出させた
状態の欠陥感光体を用いて、画出しを行い、絶縁破壊に
よる帯電不良による画像不良の程度を以下の評価項目に
したがって評価を行った。帯電部材に印加する電圧は−
７００Ｖの直流電圧および１ｋＨｚ、７００Ｖｐｐの矩
形波交流成分を印加し、３２℃／相対湿度８０％の条件
下で評価を行った。

【０１６２】 ○：優秀（画像不良が感光体の欠陥部分にとどまってい
る） ×：実用不可（画像不良が画像全体に広がっているも
の）［評価方法２］電位が横方向に流れることによる画像流
れの評価を文字画像によって、以下の評価項目にしたが
って評価を行った。帯電部材に印加する電圧は−７００
Ｖの直流電圧および１ｋＨｚ、７００Ｖｐｐの矩形波交
流成分を印加し、３２℃／相対湿度８０％の条件下で評
価を行った。

【０１６３】 ○：優秀（画像流れ未発生） ×：実用不可（画像流れ発生）［評価方法３］感光体への帯電性評価として、帯電部材
に感光体２以外を用いた場合は−７００Ｖの直流電圧お
よび１ｋＨｚ、７００Ｖｐｐの矩形波交流成分を、感光
体２を用いた場合は−７００Ｖの直流電圧および１ｋＨ
ｚ、２０００Ｖｐｐの交流重畳電圧を印加し、０Ｖであ
った感光体の１周目の表面電位と、２周目以降の飽和電
位を測定し、飽和電位と１周目電位の電位差（電位の収
束性）を測定し、以下の評価項目に従い評価をした。

【０１６４】 ○：電位の収束性が３０Ｖ以下 ×：電位の収束性が３０Ｖ以上［評価方法４］上記の画像形成装置を用いて、２５℃、
相対湿度６０％環境下でＡ４縦サイズ画像において、ベ
タ白画像の画出しを行い、かぶり画像のかぶりを測定し
た。かぶりは反射濃度計（ＴＯＫＹＯＤＥＮＳＨＯＫ
Ｕ（株）製、ＲＥＦＬＥＣＴＯＭＥＴＥＲＭＯＤＥＬ
ＴＣ−６ＤＳ）を用いて測定し、画出し後の白地部反
射濃度最悪値をＤｓ、画出し前の用紙の反射濃度平均値
をＤｒとしたときの（Ｄｓ−Ｄｒ）をかぶり量とした。
評価は以下の通り ○：良好（３％以下） △：（実用下限） ×：実用不可（５％を越える）耐久性の評価として［評価方法５］上記の画像形成装置を用いて、２０％文
字原稿にてＡ４横送りで連続通紙２００００枚の耐久を
行った。この際、帯電部材に印加するバイアスは、感光
体２以外を用いた場合は印加電圧−７００Ｖの直流電圧
および１ｋＨｚ、７００Ｖｐｐの矩形波交流成分を感光
体２を用いた場合は交流成分を２０００Ｖｐｐとして印
加し、２５℃／相対湿度６０％の条件下耐久試験を行
う。

【０１６５】さらに、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、３００Ｖ
ｐｐ感光体２を用いた場合は１３００Ｖｐｐ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。

【０１６６】これら、感光体帯電時と異なる帯電バイア
スを印加するタイミングとして、本実施例では、前回転
時、後回転時、紙間を選択したが、これに限らず、画像
形成せずに、感光体が移動するタイミングを見測ればよ
い。

【０１６７】耐久後に、印加電圧−７００Ｖの直流電圧
および１ｋＨｚ、７００Ｖｐｐ（感光体２を用いた場合
は２０００Ｖｐｐ）の矩形波交流成分を印加し、０Ｖで
あった感光体の１周目の表面電位と、２周目以降の飽和
電位を測定し、飽和電位と１周目電位の電位差（電位の
収束性）を測定し、耐久性の評価を、耐久前後での飽和
電位と１周目電位の電位差の差を帯電性の低下として以
下の評価項目に従い評価をした。

【０１６８】 ○：耐久後の帯電性が耐久前に比べて３０Ｖ以下の範囲の低下 ○△：耐久後の帯電性が耐久前に比べて３０〜５０Ｖの範囲の低下 △：耐久後の帯電性が耐久前に比べて５０〜９０Ｖの範囲の低下（実用下限レベル） ×：耐久後の帯電性が耐久前に比べて９０Ｖ以上の低下［評価方法６］耐久後の磁性粒子を用いて、評価方法１
と同様の評価を行った。

【０１６９】［評価方法７］耐久後に磁性粒子による感
光体表面の帯電状態を、現像バイアスを直流成分を感光
体の帯電電位以上に設定し、像露光を行わずにハーフト
ーン画像の画出しを行う、つまり帯電部材で帯電させた
感光体表面にそのままトナーを現像させて、画出しを行
い、画像から感光体表面の帯電均一性を目視により以下
の評価項目に従い評価をした。

【０１７０】 ○：帯電均一性良好 △：やや帯電均一性に劣るものの実用上問題無し ×：帯電均一性不良で実用上問題有り上述の評価方法に従い、実施例、比較例の評価を行っ
た。

【０１７１】以下の表に結果をまとめる。

【０１７２】

【表２】

【０１７３】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、長期
にわたる画出しを行っても、耐久による帯電部材である
磁性粒子の転写残トナーと磁性粒子との摺擦によるトナ
ー成分の磁性粒子への付着が、微粉体（Ａ）により、ト
ナー母体粒子と磁性粒子との間でのスペーサー的な役割
により抑制され、またトナーのチャージアップが防止さ
れることにより帯電器内に混入したトナーの蓄積が防止
でき、微粉体（Ｂ）によって微粉体（Ａ）により変化し
た現像特性の変化を補うことが可能になり、長期の耐久
にわたって帯電不良が抑制され、良好な帯電性、画像が
得られる画像形成方法を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】帯電部材である磁性粒子のトナーに対する摩擦
帯電量を測定する装置の説明図。

【図２】微粉体、および帯電部材である磁性粒子の体積
抵抗値を測定する装置の説明図。

【図３】本発明の一実施例による画像形成装置の構成を
概略的に示す縦断面図。

【符号の説明】

１０現像剤１１磁気ブラシ帯電器１２感光体１３像露光１４転写ローラー１５帯電用磁性粒子１６磁石を内包する導電性スリーブ１７現像スリーブ１８現像器１９攪拌スクリュウＡ測定セル２１，２２電極２３ガイドリング２４電流計２５電圧計２６定電圧装置２７測定サンプル２８絶縁物３０測定サンプル３１吸引機３２測定容器３３スクリーン３４フタ３５真空計３６風量調節弁３７吸引口３８コンデンサー３９電位計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 9/08 ３７４ (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

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し、該電子
写真感光体に帯電部材を接触させて電圧を印加すること
によって該感光体を帯電させる工程、像露光を行うこと
により該感光体上に静電潜像を形成する潜像形成工程、
この静電潜像をトナー坦持体上トナーによって可視化す
る現像工程、これを転写材に転写する工程を有し、転写
工程の後感光体上に残余するトナーを現像工程により回
収するクリーナーレス画像形成装置において、該接触帯
電部材として、体積抵抗値が１０⁴〜１０¹⁰Ωｃｍの範
囲である磁性粒子で構成される磁気ブラシを備え、該ト
ナーは結着樹脂、着色剤、非磁性の微粉体を２種類以上
含有したトナーであり、少なくとも該微粉体の１種類
（Ａ）は、その体積抵抗値が１×１０⁴〜１０¹¹Ωｃｍ
であり、かつ体積平均粒径Ｄｇが、トナー母体の体積平
均粒径をＤｖ（μｍ）、帯電部材である磁性粒子の体積
平均粒径をＤｃとしたとき、（１／１５０）×Ｄｖ＜Ｄｇ＜（１／４）×Ｄｖで、かつ（１／７００）×Ｄｃ＜Ｄｇ＜（１／２０）×Ｄｃである非磁性の微粉体（Ａ）がトナー表面に存在してお
り、該微粉体（Ａ）以外の微粉体（Ｂ）の体積平均粒径
Ｄｂが、微粉体（Ａ）の体積平均粒径Ｄｇよりも小さい
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記微粉体（Ａ）の体積平均粒径Ｄｇ
が、トナー母体の体積平均粒径をＤｖ（μｍ）、帯電部
材である磁性粒子の体積平均粒径をＤｃとしたとき、（１／５０）×Ｄｖ＜Ｄｇ＜（１／４）×Ｄｖで、かつ（１／３００）×Ｄｃ＜Ｄｇ＜（１／２０）×Ｄｃである請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記微粉体（Ａ）の粒子抵抗Ｒｇが、接
触帯電部材である磁性粒子の抵抗をＲｃとしたとき、
０．０１≦Ｒｇ／Ｒｃ≦１０００の範囲を満足するよう
な抵抗値である請求項１または２に記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記微粉体（Ａ）の粒子抵抗Ｒｇが、接
触帯電部材である磁性粒子の抵抗をＲｃとしたとき、
０．１≦Ｒｇ／Ｒｃ≦５０の範囲を満足するような抵抗
値である請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項５】前記微粉体（Ａ）が、親水基と疎水基を
有する化合物により表面被覆された微粉体である請求項
１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記微粉体（Ａ）、（Ｂ）が帯電部材で
ある磁性粒子と摺擦することによって発生する摩擦帯電
磁性が、トナーが帯電部材である磁性粒子と摺擦するこ
とによって発生する摩擦帯電磁性と同一であり、前記微
粉体（Ａ）はトナー母粒子よりも摩擦帯電列が下位であ
る請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記微粉体（Ａ）、（Ｂ）が無機微粉体
である請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装
置。
【請求項８】前記微粉体（Ａ）のトナー母体粒子に対
する添加量が微粉体（Ｂ）よりも多い請求項１〜７のい
ずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記微粉体（Ａ）がアルミドーピング酸
化亜鉛である請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像
形成装置。
【請求項１０】前記微粉体（Ｂ）の体積抵抗値は１×
１０¹¹Ωｃｍ以上であり、かつ体積平均粒径Ｄｂはトナ
ー母体の体積平均粒径をＤｖ（μｍ）としたときＤｂ＜
（１／１５０）×Ｄｖである請求項１〜８のいずれか１
項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記トナーが非磁性トナーである請求
項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記現像行程が、トナー坦持体上のト
ナーと感光体とが接触して現像を行う接触現像である請
求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記電子写真感光体が、前記感光体の
支持体より最も離れて、１×１０⁸〜１０¹⁵Ωｃｍの体
積抵抗値を有する電荷注入層を有する請求項１〜１２の
いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記電荷注入層が、光透過性で絶縁性
のバインダーに、導電性微粒子を分散させてなるもので
ある請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記電荷注入層に含有される導電性微
粒子が、ＳｎＯ₂を主成分とする請求項１４に記載の画
像形成装置。
【請求項１６】前記電荷注入層に潤滑性粉体を含有さ
せた請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項１７】前記潤滑性粉体がフッ素系樹脂、シリ
コーン系樹脂、またはポリオレフィン系樹脂である請求
項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】前記接触帯電部材である磁性粒子で構
成される磁気ブラシが、電子写真感光体に対して周速差
をもって移動する請求項１〜１７のいずれか１項に記載
の画像形成装置。
【請求項１９】前記接触帯電部材である磁性粒子で構
成される磁気ブラシの磁性粒子の体積平均粒径が１０〜
４０μｍである請求項１〜１８のいずれか１項に記載の
画像形成装置。
【請求項２０】前記接触帯電部材である磁性粒子の５
〜２０μｍ部分の粒子の短軸長さ／長軸長さの比が０．
８５以下である請求項１〜１９のいずれか１項に記載の
画像形成装置。
【請求項２１】前記磁性粒子の２０μｍを越える部分
の短軸長さ／長軸長さの比が０．８５以下である請求項
１〜２０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２２】前記磁性粒子の５〜２０μｍ部分の粒
子の短軸長さ／長軸長さの比Ｓと、前記トナーの短軸長
さ／長軸長さの比ＦとがＳ＜Ｆの関係にある請求項１〜
２１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２３】前記接触帯電部材である磁性粒子で構
成される磁気ブラシの磁性粒子が、コア材上に表面層を
有する請求項１〜２２のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項２４】前記接触帯電部材である磁性粒子で構
成される磁気ブラシの磁性粒子の表面層が、導電性樹
脂、あるいは導電性粒子および結着樹脂を含有する請求
項１〜２３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２５】前記接触帯電部材中に保持し、かつ非
画像形成時に該接触帯電部材より感光体上にトナーを吐
き出させる手段として、前記接触帯電部材に印加される
電圧が画像形成時と非画像形成時とで異なるように電圧
を変化させる手段を含む請求項１〜２４のいずれか１項
に記載の画像形成装置。
【請求項２６】前記接触帯電部材に印加される電圧
が、画像形成時には直流電圧に交流電圧を重畳した電圧
であり、非画像形成時には直流電圧のみの印加である請
求項１〜２５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２７】前記転写工程が転写材を介して感光体
に接触する部材により転写が行われている接触転写手段
で行われる請求項１〜２６のいずれか１項に記載の画像
形成装置。
【請求項２８】前記画像形成装置ユニットが、搬送ベ
ルトに沿って複数個列設され、該搬送ベルトで転写材を
搬送し、各々異なった色の画像が潜像、現像、転写のプ
ロセスを経て転写材上に形成される請求項１〜２７のい
ずれか１項に記載のフルカラー画像形成装置。