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JP2003057942A - 現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、現像剤、画像形成方法及び現像剤担持体 - Google Patents

現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、現像剤、画像形成方法及び現像剤担持体

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Publication number
JP2003057942A
JP2003057942A JP2001248669A JP2001248669A JP2003057942A JP 2003057942 A JP2003057942 A JP 2003057942A JP 2001248669 A JP2001248669 A JP 2001248669A JP 2001248669 A JP2001248669 A JP 2001248669A JP 2003057942 A JP2003057942 A JP 2003057942A
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JP
Japan
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developer
coating layer
particles
resin
image
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001248669A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Fujishima
健司 藤島
Kazunori Saiki
一紀 齊木
Yasuhisa Akashi
恭尚 明石
Satoshi Otake
智 大竹
Masayoshi Shimamura
正良 嶋村
Naoki Okamoto
直樹 岡本
Yasuhide Goseki
康秀 後関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な現像−クリーニング工程によるトナー
画像形成を可能とする現像装置を提供することにある。 【解決手段】 現像剤を収容するための現像容器3、該
現像容器に収容されている該現像剤4を担持し、現像領
域に搬送するための現像剤担持体8、及び該現像剤担持
体上に担持される現像剤の層厚を規制するための現像剤
層厚規制部材2を少なくとも有する現像装置であって、
該現像剤は、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する
トナー粒子と、導電性微粒子とを有し、該現像剤担持体
は、少なくとも基体6及び該基体表面に形成された樹脂
被覆層7を有し、該樹脂被覆層は少なくとも負帯電性の
物質を含有す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、電子写真感光体ま
たは静電記録誘電体等の像担持体上に形成された潜像を
現像して顕像化するための画像形成方法、画像形成装
置、プロセスカートリッジ及び該画像形成装置に用いら
れる現像装置に関する。
【0002】また、本発明は、予め像担持体上にトナー
画像を形成後、転写材の如き記録媒体上にトナー画像を
転写させて画像形成する複写機、プリンタ、ファクシミ
リ及びプロッタなどの画像形成装置及びこれらの画像形
成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに関する。
【0003】
【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た像
担持体を帯電させる帯電工程と、帯電された像担持体に
静電潜像を形成させる工程と、像担持体上に形成されて
いる静電潜像を現像する現像工程と、現像された画像を
転写手段により転写材に移行させて転写させる転写工程
と、転写材上に転写された転写画像を加熱・定着する定
着工程を経て、目的とする複写物を得る。
【0004】電子写真法における現像方法は主として一
成分現像方式と二成分現像方式に分けられる。近年、電
子写真装置の軽量・小型化等を目的として複写装置部分
を小さくする必要がある為、一成分現像剤を用いた現像
装置が使用されることが多い。例えば、一成分現像剤を
用いた現像方法として、特開昭55−18656号公報
等において、ジャンピング現像方法が提案されている。
【0005】例えば、一成分トナーを用いた現像方式と
しては、像担持体としての感光ドラム表面に静電潜像を
形成し、現像工程で、現像剤担持体としての現像スリー
ブとトナー粒子との摩擦、及び/又は現像スリーブ上の
トナー塗布量を規制する現像剤規制部材とトナー粒子と
の摩擦によりトナー粒子に正或いは負の電荷を与え、こ
のトナーを現像スリーブ上に薄く塗布して感光ドラムと
現像スリーブとが対向した現像領域に搬送し、現像領域
においてトナーを前記感光ドラム表面の静電潜像に飛翔
・付着して現像し、静電潜像をトナー像として顕像化す
るものが知られている。
【0006】プリンター装置は、LEDやLBを光源と
するプリンターが最近の市場の主流になっており、技術
の方向としてより高解像度、即ち、従来、300dp
i、400dpiであったものが、600dpi、80
0dpi、1200dpiとなってきている。従って現
像方式もこれにともなって、より高精細が要求されてき
ている。また、複写機においても高機能化が進んでお
り、そのためデジタル化の方向に進みつつある。この方
向は、静電荷像をレーザで形成する方法が主であるた
め、やはり高解像度の方向に進んでおり、ここでもプリ
ンターと同様に高解像・高精細の現像方式が要求されて
きている。このため、例えば、特開平1−112253
号公報や特開平2−284158号公報等にみられるよ
うに、粒径の小さいトナーが提案されており、トナー粒
径は更に小さい方向へと進みつつある。
【0007】一般には、転写後に像担持体上に転写材に
転写せずに残余した現像剤が、種々の方法でクリーニン
グされ廃現像剤として廃現像剤容器に蓄えられるクリー
ニング工程を経て、上述の工程が繰り返される画像形成
法が用いられている。このクリーニング工程では、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により力学的に転写残余の
現像剤を掻き落とすか、またはせき止めて廃現像剤容器
へと捕集される方法が用いられている。これを装置面か
らみると、これらのクリーニング工程を行う装置を具備
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となっている。更には、省資
源、廃棄物削減の観点及びトナーの有効活用という意味
で廃現像剤のでないシステム、定着性、耐オフセット性
にすぐれたシステムが望まれていた。
【0008】これに対し、廃現像剤のでないシステムと
して、現像同時クリーニング又はクリーナレスと呼ばれ
る技術も提案されている。しかしながら、従来の現像同
時クリーニング又はクリーナレスに関する技術の開示
は、特開平5−2287号公報にあるように画像上に転
写残余の現像剤の影響によるポジメモリ、ネガメモリな
どに焦点を当てたものが主である。しかし、電子写真の
利用が進んでいる今日、様々な転写材に対してトナー像
を転写する必要性がでてきており、この意味で様々な転
写材に対し満足するものではない。
【0009】また、現像同時クリーニング又はクリーナ
レスに好ましく適用される現像方法として、従来は本質
的にクリーニング装置を有さない現像同時クリーニング
では、像担持体表面を現像剤及び現像スリーブにより擦
る構成が必須とされてきたため、トナー或いは現像剤担
持体が像担持体に接触する接触現像方法が多く検討され
てきた。これは、現像手段において転写残現像剤を回収
するために、トナー或いは現像剤担持体が像担持体に接
触し、擦る構成が有利であると考えられるためである。
しかしながら、接触現像方法を適用した現像同時クリー
ニング又はクリーナレスプロセスでは、長期間使用によ
るトナー劣化、現像スリーブ表面劣化、感光体表面劣化
又は磨耗等を引き起こし、耐久特性に対して充分な解決
がなされていない。そのため、非接触現像方法による現
像同時クリーニング方法が望まれている。
【0010】また、電子写真感光体・静電記録誘電体等
の像担持体上に潜像を形成する方法についても様々な方
法が知られている。例えば、電子写真法では、像担持体
としての光導電性物質を利用した感光体上を所要の極性
・電位に一様に帯電処理した後に、画像パターン露光を
施すことにより電気的潜像を形成する方法が一般的であ
る。
【0011】従来、像担持体を所要の極性・電位に一様
に帯電処理(除電処理も含む)する帯電装置としてはコ
ロナ帯電器(コロナ放電器)がよく使用されていた。近
年では、像担持体等の被帯電体の帯電装置として、コロ
ナ帯電器に比べて低オゾン・低電力等の利点があること
から接触帯電装置が多く提案され、また実用化されてい
る。
【0012】接触帯電の帯電機構(帯電のメカニズム、
帯電原理)には、(1)放電帯電機構と(2)直接注入
帯電機構の2種類の帯電機構が混在しており、どちらが
支配的であるかにより各々の特性が現れる。
【0013】接触帯電装置は、接触帯電部材として帯電
ローラを用いたローラ帯電方式が帯電の安定性という点
で好ましく、広く用いられている。従来のローラ帯電方
式における帯電機構は前記(1)の放電帯電機構が支配
的である。
【0014】帯電ローラは被帯電体との一定の接触状態
を得るために弾性を有しているが、そのため摩擦抵抗が
大きく、多くの場合、被帯電体に従動あるいは若干の速
度差をもって駆動される。従って、直接注入帯電しよう
としても、絶対的帯電能力の低下や接触性の不足やロー
ラ形状による接触ムラや被帯電体の付着物による帯電ム
ラは避けられない。
【0015】DC電圧のみを接触帯電部材に印加して帯
電を行う方法(DC帯電方式)では、電子写真に必要と
される感光体表面電位Vdを得るためには帯電ローラに
はVdに加えて帯電開始電圧以上のDC電圧が必要とな
る。しかし、DC帯電においては環境変動等によって接
触帯電部材の抵抗値が変動するため、また、感光体が削
れることによって膜厚が変化すると帯電開始電圧が変動
するため、感光体の電位を所望の値にすることが難し
い。このため、更なる帯電の均一化を図るために特開昭
63−149669号公報に開示されるように、所望の
Vdに相当するDC電圧にAC成分を重畳した電圧を接
触帯電部材に印加する「AC帯電方式」が用いられる。
これは、ACによる電位のならし効果を目的としたもの
であり、被帯電体の電位はAC電圧のピークの中央であ
るVdに収束し、環境等の外乱には影響されることはな
い。ところが、このような接触帯電装置においても、そ
の本質的な帯電機構は、接触帯電部材から感光体への放
電現象を用いているため、先に述べたように接触帯電部
材に印加する電圧は感光体表面電位以上の値が必要とさ
れ、微量のオゾンは発生する。
【0016】また、帯電均一化のためにAC帯電を行っ
た場合にはさらなるオゾンの発生、AC電圧の電界によ
る接触帯電部材と感光体の振動騒音(AC帯電音)の発
生、また、放電による感光体表面の劣化等が顕著にな
り、新たな問題点となっている。
【0017】接触帯電法のうち、ファーブラシ帯電もそ
の帯電機構は前記(1)の放電帯電機構が支配的であ
り、高い帯電バイアスを印加し、放電現象を用いて帯電
を行っている。
【0018】これらに対し、磁気ブラシ帯電は、その帯
電機構は前記(2)の直接注入帯電機構が支配的であ
る。磁気ブラシ部を構成させる導電性磁性粒子として粒
径5〜50μmのものを用い、感光体と十分速度差を設
けることで、均一に直接注入帯電を可能にする。磁気ブ
ラシ帯電は印加バイアスとほぼ比例した帯電電位を得る
ことが可能になる。しかしながら、機器構成が複雑であ
ること、磁気ブラシ部を構成している導電性磁性粒子が
脱落して感光体に付着する等の弊害もある。
【0019】ここで、これらの接触帯電方法を現像同時
クリーニング方法、クリーナレス画像形成方法に適用し
た場合を考える。現像同時クリーニング方法、クリーナ
レス画像形成方法では、クリーニング部材を有さないた
めに感光体上に残余する転写残現像剤が、そのまま接触
帯電部材と接触し、付着或いは混入する。また、放電帯
電機構が支配的な帯電方法の場合には、放電エネルギー
による現像剤劣化に起因する帯電部材への付着性の悪化
も生ずる。一般的に用いられている絶縁性トナーが接触
帯電部材に付着或いは混入すると、帯電性の低下が起こ
る。
【0020】この被帯電体の帯電性の低下は、放電帯電
機構が支配的な帯電方法の場合には、接触帯電部材表面
に付着したトナー層が放電電圧を阻害する抵抗となるあ
たりから急激に起こる。これに対し、直接注入帯電機構
が支配的である帯電方法の場合には、付着或いは混入し
た転写残現像剤が接触帯電部材表面と被帯電体との接触
確率を低下させることにより被帯電体の帯電性が低下す
る。
【0021】この被帯電体の一様帯電性の低下は、画像
露光後の静電潜像のコントラスト及び均一性の低下とな
り、画像濃度を低下させる或いはカブリを増大させる。
【0022】また、現像同時クリーニング方法、クリー
ナレス画像形成方法では、感光体上の転写残現像剤の帯
電極性及び帯電量を制御し、現像工程で安定して転写残
現像剤を回収し、回収現像剤が現像特性を悪化させない
ようにすることがポイントとなり、転写残現像剤の帯電
極性及び帯電量の制御を帯電部材によって行うこととな
る。
【0023】これについて具体的に一般的なレーザプリ
ンタを例として説明する。マイナス極性電圧を印加する
帯電部材、マイナス帯電性の感光体及びマイナス帯電性
の現像剤を用いる反転現像の場合、その転写工程におい
て、プラス極性の転写部材によって可視化されたトナー
像を転写材に転写することになるが、転写材の種類(厚
み、抵抗、誘電率等の違い)と画像面積等の関係によ
り、転写残余の現像剤の帯電極性がプラスからマイナス
まで変動する。しかし、マイナス帯電性の感光体を帯電
する際のマイナス極性の帯電部材により、感光体表面と
共に転写残余の現像剤までもが、転写工程においてプラ
ス極性に振れていたとしても、一様にマイナス側へ帯電
極性を揃えることが出来る。これゆえ、現像方法として
反転現像を用いた場合、現像剤の現像されるべき明部電
位部にはマイナスに帯電された、転写残余の現像剤が残
り、現像剤の現像されるべきでない暗部電位には、現像
電界の関係上現像剤担持体の方に引き寄せられ、暗部電
位をもつ感光体上に転写残現像剤は残留することなく回
収される。すなわち、帯電部材によって感光体の帯電と
同時に転写残余の現像剤の帯電極性を制御することによ
り、現像同時クリーニング、クリーナレス画像形成方法
が成立する。
【0024】しかしながら、転写残現像剤が接触帯電部
材の現像剤帯電極性の制御能力以上に、接触帯電部材に
付着或いは混入すると、一様に転写残現像剤の帯電極性
を揃えることができず、現像剤担持体によって現像剤を
回収することが困難となる。また、現像剤担持体に摺擦
等の機械的力によって回収されたとしても、転写残現像
剤の帯電が均一に揃えられていないと、現像剤担持体上
の現像剤の帯電性に悪影響を及ぼし、現像特性を低下さ
せる。
【0025】すなわち、現像同時クリーニング、クリー
ナレス画像形成方法においては、転写残現像剤の帯電部
材通過時の帯電制御特性及び帯電部材への付着・混入特
性が、耐久特性、画像品質特性に密接につながってい
る。
【0026】現像同時クリーニング画像形成方法におい
て、転写残トナー粒子の帯電部材通過時の帯電制御特性
を向上させることで現像同時クリーニング性能を向上さ
せるものとして、特開平11−15206号公報では、
特定のカーボンブラック及び特定のアゾ系鉄化合物を含
有するトナー粒子と無機微粉体とを有するトナーを用い
た画像形成方法が提案されている。更に、現像同時クリ
ーニング画像形成方法において、トナーの形状係数を規
定した転写効率に優れたトナーにより、転写残トナー粒
子量を減少させることで現像同時クリーニング性能を向
上させることも提案されている。しかしながら、ここで
用いられた接触帯電も放電帯電機構によるもので、直接
注入帯電機構ではないため、放電帯電による前述の問題
がある。更に、これらの提案は、接触帯電部材の転写残
トナー粒子による帯電性低下を抑制する効果はあって
も、帯電性を積極的に高める効果は期待できない。
【0027】また、帯電ムラを防止し安定した均一帯電
を行うために、接触帯電部材の被帯電体面との接触面に
粉末を塗布する構成も特公平7−99442号公報に開
示されている。しかしながら、接触帯電部材(帯電ロー
ラ)が被帯電体(感光体)に従動回転(速度差駆動な
し)する構成であり、スコロトロン等のコロナ帯電器と
比べるとオゾン生成物の発生は格段に少なくなっている
ものの、前述のローラ帯電の場合と同様に、帯電原理は
依然として放電帯電機構を主としている。特に、より安
定した帯電均一性を得るためには、DC電圧にAC電圧
を重畳した電圧を印加するために、放電によるオゾン生
成物の発生はより多くなってしまう。よって、長期に装
置を使用した場合には、オゾン生成物による画像流れ等
の弊害が現れやすい。更に、上記構成をクリーナレスの
画像形成装置に適用した場合には、転写残トナー粒子の
混入のため塗布した粉末が均一に帯電部材に付着してい
ることが困難となり、均一帯電を行う効果が薄れてしま
う。
【0028】また特開平5−150539号公報には、
接触帯電方法を用いた画像形成方法において、長時間画
像形成を繰り返すうちにブレードクリーニングしきれな
かったトナー粒子やシリカ微粒子が帯電手段の表面に付
着・蓄積することによる帯電阻害を防止するために、現
像剤中に少なくとも顕画粒子と、顕画粒子より小さい平
均粒径を有する導電性粒子を含有することが開示されて
いる。しかし、ここで用いられた接触帯電或いは近接帯
電は放電帯電機構によるもので、放電帯電による前述の
問題がある。更に、クリーナレスの画像形成装置へ適用
した場合には、クリーニング機構を有する場合と比較し
て多量の導電性微粒子及び転写残現像剤が帯電工程を通
過することによる帯電性への影響、これら多量の導電性
微粒子及び転写残現像剤の現像工程における回収性、回
収された導電性微粒子及び転写残現像剤による現像剤の
現像特性への影響に関して何ら考慮されていない。更
に、接触帯電に直接注入帯電機構を適用した場合には、
導電性微粒子が接触帯電部材に必要量供給されず、転写
残現像剤の影響による帯電不良を生じてしまう。
【0029】また、近接帯電では、多量の導電性微粒子
及び転写残現像剤により感光体を均一帯電することが困
難であり、転写残現像剤のパターンを均す効果が得られ
ないため転写残現像剤のパターン画像露光を遮光するた
めのパターンゴーストを生ずる。更に、画像形成中の電
源の瞬断或いは紙詰まり時にはトナーによる機内汚染が
著しくなる。
【0030】更には、市販の電子写真プリンタの中に
は、転写工程と帯電工程の間に感光体に当接するローラ
部材を用い、現像での転写残現像剤回収性を補助或いは
制御する現像同時クリーニング画像形成装置もある。こ
のような画像形成装置は、良好な現像同時クリーニング
性を示し、廃現像剤量を大幅に減らすことができるが、
コストが高くなり、小型化の点でも現像同時クリーニン
グの利点を損ねている。
【0031】これらに対し、特開平10−307456
号公報において、トナー粒子及びトナー粒径の1/2以
下の粒径を有する導電性を有する帯電促進粒子を含むト
ナーを、直接注入帯電機構を用いた現像同時クリーニン
グ画像形成方法に適用した画像形成装置が開示されてい
る。この提案によると、放電生成物を生ずることなく、
廃トナー量を大幅に減らすことが可能な、低コストで小
型化に有利な現像同時クリーニング画像形成装置が得ら
れ、帯電不良、画像露光の遮光或いは拡散を生じない良
好な画像が得られる。
【0032】またさらにトナーに導電性微粉末を外部添
加し、少なくとも可穣性の接触帯電部材と像担持体との
当接部に前記トナー中に含有の導電性微粉末が、現像工
程で像担持体に付着し転写工程の後も像担持体上に残留
し持ち運ばれて介在していることで、帯電不良、画像露
光の遮光を生じない良好な画像を得ることができる現像
同時クリーニング画像形成装置が開示されている。
【0033】また、特開平10−307421号公報に
おいては、トナー粒径の1/50〜1/2の粒径を有す
る導電性粒子を含むトナーを、直接注入帯電機構を用い
た現像同時クリーニング画像形成方法に適用し導電性粒
子に転写促進効果を持たせた画像形成装置が開示されて
いる。
【0034】更に、特開平10−307455号公報で
は、導電性微粉末の粒径を構成画素1画素の大きさ以下
とすること、及びより良好な帯電均一性を得るために導
電性微粉末の粒径を10nm〜50μmとすることが記
載されている。
【0035】特開平10−307457号公報では、人
の視覚特性を考慮して帯電不良部の画像への影響を視覚
的に認識されにくい状態とするために導電性粒子を約5
μm以下、好ましくは20nm〜5μmとすることが記
載されている。
【0036】更に、特開平10−307458号公報に
よれば、導電性微粉末の粒径はトナー粒径以下とするこ
とで、現像時にトナーの現像を阻害すること、あるいは
現像バイアスが導電性微粉末を介してリークすることを
防止し、画像の欠陥をなくすことができること、及び導
電性微粉末の粒径を0.1μmより大きく設定すること
により、像担持体に導電性微粉末が埋め込まれ露光光を
遮光する弊害も解決し優れた画像記録を実現する直接注
入帯電機構を用いた現像同時クリーニング画像形成方法
が記載されている。
【0037】しかしながらこのような現像同時クリーニ
ング画像形成装置を用いる場合には、回収されたトナー
帯電の調整が難しく、現像剤や外部添加剤による工夫が
種々行なわれているものの、トナー帯電の不均一性や帯
電の耐久安定性に関する問題は完全には解決されていな
い。
【0038】特に、現像スリーブが繰り返し回転を行な
っていくうちに、現像スリーブ上にコーティングされた
トナーの帯電量が回収された現像剤や遊離した外部添加
剤との帯電や現像スリーブとの接触により高くなり過
ぎ、現像剤が現像スリーブ表面との鏡映力により引き合
って現像スリーブ表面上で不動状態となり、現像スリー
ブから静電潜像保持体(ドラム)上の潜像に移動しなく
なる、所謂、チャージアップ現象が起こりやすい。この
様なチャージアップが発生すると、上層の現像剤は帯電
しにくくなって、現像量が低下するため、ライン画像の
細りやベタ画像の画像濃度薄の如き問題点を生じる。
【0039】最近では電子写真の高画質化の為に、トナ
ーの小粒径化及び微粒子化が図られている。例えば、解
像力やシャープネスの如き画質を向上させ、静電潜像を
忠実に再現する為には、トナーの重量平均粒径で約6〜
9μmのものが用いられるのが一般的である。更に、フ
ァーストコピー時間の短縮化や小電力化の目的で、トナ
ーの定着温度を下げる傾向にある。この様な状況下にお
いては、トナーは更に現像スリーブに静電的に付着しや
すくなると共に、外部からの物理的な力がかかることに
より、スリーブ表面の汚染やトナーの融着が起こり易い
など更なる改良が望まれている。
【0040】このように、注入帯電工程を有する画像形
成方法、現像同時クリーニング画像形成法またはクリー
ナレス画像形成法に関しては、複写を重ねた際の回収現
像剤の影響や遊離した外部添加粒子による現像剤との帯
電や現像剤中の低軟化点物質がスリーブ上に成膜するな
どの現像剤担持体表面への汚染等に対する検討が十分に
為されておらず、ライン画像の細りやベタ画像の画像濃
度薄などの画像欠陥や耐久安定性に関わる問題は、十分
には解決されていない。
【0041】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点に鑑みなされたものであり、良好な現像−クリー
ニング工程によるトナー画像形成を可能とする現像装
置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、現像剤、画
像形成方法及び現像剤担持体を提供することにある。
【0042】また本発明の目的は、オゾンなどの放電生
成物の生成が実質的に無く、低い印加電圧で均一な帯電
が得られる直接注入帯電機構による、感光体への簡易で
安定した一様帯電を可能とするプロセスカートリッジ、
画像形成装置、画像形成方法を提供することにある。
【0043】また、本発明の目的は、廃トナー量を大幅
に減らすことが可能な、低コストで小型化に有利な現像
−クリーニング工程(現像同時クリーニング工程)を安
定して可能とする現像装置、プロセスカートリッジ、画
像形成装置、現像剤、画像形成方法及び現像剤担持体を
提供することにある。
【0044】また、本発明の目的は、長期にわたる繰り
返し使用においても、現像剤の帯電不良や現像剤担持体
への汚染による画像欠陥を生ぜず良好な画像が得られる
プロセスカートリッジ、画像形成装置、現像剤、画像形
成方法及び現像剤担持体を提供することにある。
【0045】また、本発明の目的は、転写残トナー粒子
の回収性に優れた現像−クリーニング工程を可能とする
画像形成方法およびプロセスカートリッジを提供するこ
とにある。
【0046】さらに、本発明の目的は、解像性を高める
ためにより粒径の小さなトナー粒子を用いる際において
もチャージアップ等の発生しない良好な画像を安定して
得られる現像−クリーニング工程を有する画像形成方法
及び該画像形成方法を達成するためのプロセスカートリ
ッジを提供することにある。
【0047】またさらには、本発明の目的は、現像剤の
帯電不良を防止し、迅速且つ均一で安定した現像剤への
帯電付与能を有する画像形成方法、画像形成装置、プロ
セスカートリッジおよびこの画像形成装置に用いられる
現像装置を提供することである。
【0048】
【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
の構成によって達成される。
【0049】即ち、静電潜像を担持するための潜像担
持体、該潜像担持体を帯電するための帯電手段、現
像剤を担持しながら、該潜像担持体と対向する現像領域
に現像剤を搬送する現像剤担持体を備え、該潜像担持体
に形成された静電潜像を、前記現像剤担持体に担持され
ている現像剤を用いて現像を行なうことにより現像剤像
を得るための現像装置、上記潜像担持体に担持されて
いる現像剤像を記録媒体たる転写材に転写するための転
写装置、該転写材を定着部を移動通過させることによ
り、転写材上の現像剤像を転写材面に定着させるための
定着手段、を少なくとも有する画像形成装置であって、
前記現像剤は少なくとも、結着樹脂及び着色剤を少なく
とも含有するトナー粒子と、導電性微粒子とを有し、前
記現像剤担持体は、少なくとも基体及び該基体表面に形
成された樹脂被覆層を有し、該樹脂被覆層は少なくとも
負帯電性の物質を含有することを特徴とする画像形成装
置である。また、前記現像装置が、前記静電潜像を現像
剤を用いて現像を行なうことにより現像剤像として可視
化するとともに、前記現像剤像が前記転写材に転写され
た後に、前記潜像担持体上に残留した現像剤を回収する
画像形成装置も含まれる。
【0050】この画像形成装置はまた帯電手段と潜像担
持体との当接部に、前記現像剤が有する前記導電性微粒
子が介在した状態で電圧を印加することによって、前記
潜像担持体の帯電を行なうことが好ましい。
【0051】この樹脂被覆層は少なくとも被覆層用結着
樹脂及び負帯電性の物質を含有して成ることが好まし
い。
【0052】また樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、一
部又は全てが、その分子構造中に、−NH2基、=NH
基、または−NH−結合のいずれかを少なくとも有する
ことが好ましい。
【0053】さらに樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、
少なくともフェノール樹脂を含有することが好ましく、
またさらにフェノール樹脂は、触媒として含窒素化合物
を用いて、フェノール類とアルデヒド類を付加・縮合さ
せて製造されたフェノール樹脂であり、その構造中に−
NH2基、=NH基、または−NH−結合のいずれかを
有するフェノール樹脂であることが好ましい。
【0054】樹脂被覆層は、少なくとも鉄粉に対して正
帯電性である第4級アンモニウム塩化合物を含有するこ
とが好ましい。
【0055】樹脂被覆層は、ベンジル酸化合物であるこ
とも好ましく用いられる。
【0056】また樹脂被覆層は、被覆層用結着樹脂中に
更に導電性物質が分散含有された導電性樹脂被覆層であ
ることが好ましい。
【0057】また樹脂被覆層は被覆層用結着樹脂中に更
に個数平均径0.3〜30μmの球状粒子を有すること
が好ましい。
【0058】球状粒子が、樹脂粒子であることが好まし
い。
【0059】また球状粒子は真密度3g/cm3以下の
導電性球状粒子であることも好ましい。
【0060】導電性樹脂被覆層が更に潤滑性粒子を有す
ることが好ましい。
【0061】現像剤は磁性トナー粒子を有する磁性現像
剤であることが好ましい。
【0062】現像剤の体積平均粒径が、4μm〜10μ
mであることが好ましい。
【0063】現像剤は0.60μm〜159.21μm
の粒径範囲の個数基準の粒度分布において、1.00μ
m以上2.00μm未満の粒径範囲の粒子を15個数%
〜60個数%含有し、且つ3.00μm以上8.96μ
m未満の粒径範囲の粒子を15個数%〜70個数%含有
していることが好ましい。
【0064】現像剤は、体積平均粒径が0.1μm〜1
0μmである導電性微粒子を有していることが好まし
い。
【0065】また現像剤は、体積抵抗値が100Ω・c
m〜109Ω・cmである導電性微粒子を有しているこ
とが好ましく、体積抵抗値が101Ω・cm〜106Ω・
cmであるより好ましい。
【0066】また導電性微粒子が非磁性であることが好
ましく、導電性微粒子が、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チ
タンから選択される少なくとも一種の酸化物を含有する
ことが好ましい。
【0067】以上のような様態を有する画像形成装置、
この画像形成装置に用いられる現像装置、プロセスカー
トリッジ、現像剤、現像剤担持体および画像形成方によ
って達成される。
【0068】
【発明の実施の形態】明細書において説明されるよう
に、現像工程が、現像されたトナー像を転写材に転写し
た後に像担持体に残留した現像剤を回収するクリーニン
グ工程を兼ねる現像同時クリーニング方式の画像形成方
法において、現像剤に感光体の帯電促進粒子としての導
電性微粉体を添加したものを用いているが、このような
画像形成方法においては、繰り返し使用における帯電促
進粒子や転写残現像剤の回収の影響による現像剤担持体
上での現像剤の帯電不良が発生しやすい。
【0069】また、更にこれらの帯電促進粒子をトナー
に外添して用いた場合帯電促進粒子がトナーに対しマイ
クロキャリア的に働くことがあるため、このような現像
剤を用いた場合、現像剤の過剰帯電による現像ムラやブ
ロッチが発生しやすく、さらに現像剤の現像剤担持体固
着による濃度低下などが発生しやすい。これらの帯電特
性等を改善する目的でトナー粒子に他の外部添加剤とし
て種々の無機微粉体を更に添加する方法が提案されてい
るが、いまだ十分なものは得られていない。
【0070】<1>本発明における現像剤担持体 そこで現像剤に摩擦帯電電荷を付与する現像剤担持体表
面について検討を重ねた結果、現像剤担持体の基体上に
樹脂被覆層を形成し、且つその形成された樹脂被覆層が
少なくとも負帯電性の物質を含有するものとすること
で、導電性微粉末を有する現像剤に対し、過剰な電荷を
有するトナーの発生や、現像剤担持体表面へのトナーの
強固な付着を有効に防止し、摩擦帯電量を好適なレベル
に帯電可能であることを見出した。
【0071】さらに現像同時クリーニング方式に用いて
も同様に好ましい結果が得られた。
【0072】本発明において樹脂被覆層に用いられる樹
脂被覆用結着樹脂として公知のものが使用可能である。
例えば、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエーテル
スルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレン
オキサイド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、繊維素
系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、シリ
コーン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱あるいは光硬化性樹
脂等を使用することができる。なかでもシリコーン樹
脂、フッ素樹脂のような離型性のあるもの、或いはポリ
エーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフ
ェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール
樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレン
系樹脂、アクリル系樹脂のような機械的性質に優れたも
のがより好ましい。
【0073】なかでも、負帯電性を有するものとして
は、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などが好ましく、機械
的強度UP等の目的で他の結着樹脂と混合して用いても
良い。
【0074】また前述のごとく、鉄粉に対し正帯電性を
有する4級アンモニウム塩とともに−NH2基、=NH
基、もしくは−NH−結合の少なくとも一つの構造を有
している結着樹脂を用いることが好ましい。
【0075】−NH2基を有する物質としては、R−N
2で表される第1アミンもしくはそれらを有するポリ
アミン、RCO−NH2で表される第1アミドもしくは
それらを有するポリアミド等が挙げられる。=NH基を
有する物質としては、R=NHで表される第2アミンも
しくはそれらを有するポリアミン、(RCO)2=NH
で表される第2アミドもしくはそれらを有するポリアミ
ド等が挙げられる。−NH−結合を有する物質として
は、前述したポリアミン、ポリアミド等の他に−NHC
OO−結合を有するポリウレタン等が挙げられる。被覆
層用結着樹脂としては、以上の物質を1種又は2種以
上、あるいは共重合体として含有し、工業的に合成され
た樹脂が好適に用いられる。それらのうち汎用性等の面
から、触媒として含窒素化合物を用いて、フェノール類
とアルデヒド類を付加・縮合させて製造したフェノール
樹脂、ポリアミド樹脂、及びウレタン樹脂等が好ましく
使用できる。
【0076】フェノール樹脂の製造の際、触媒として用
いられる含窒素化合物としては、酸性触媒と塩基性触媒
が挙げられ、酸性触媒としては、例えば、硫酸アンモニ
ウム、燐酸アンモニウム、スルファミド酸アンモニウ
ム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、マレイン酸
アンモニウム等のアンモニウム塩またはアミン塩類が挙
げられる。塩基性触媒としては、例えば、アンモニア、
或いはジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピ
ルアミン、ジイソブチルアミン、ジアミルアミン、トリ
メチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルア
ミン、トリアミルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジ
エチルベンジルアミン、ジメチルアニリン、ジエチルア
ニリン、N,N−ジ−n−ブチルアニリン、N,N−ジ
アミルアニリン、N,N−ジt−アミルアニリン、N−
メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメ
チルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、エ
チルジエタノールアミン、n−ブチルジエタノールアミ
ン、ジn−ブチルエタノールアミン、トリイソプロパノ
ールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラ
ミン等のアミノ化合物、ピリジン、α−ピコリン、β−
ピコリン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン等のピ
リジン及びその誘導体、キノリン化合物、イミダゾー
ル、2−メチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダ
ゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フ
ェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダ
ゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾー
ル及びその誘導体等が挙げられる。
【0077】これら公知の結着樹脂に負帯電性の物質を
添加して用いることも好ましい。
【0078】そのような負帯電性の物質としては、従来
公知のものが使用できる。例えば、シリカ粉、フッ素樹
脂粉末などの他、有機金属錯体、キレート化合物、モノ
アゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイ
ドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属錯
体がある。また芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族
モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エス
テル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体などがあ
る。
【0079】中でも、次に挙げる化合物が、現像剤を良
好に帯電させるために、好ましく用いられる。
【0080】ベンジル酸のアルミニウム化合物、ホウ素
化合物、亜鉛化合物、クロム化合物などがある。
【0081】ベンジル酸の化合物としては、下記一般式
(11)で示される未置換基又は置換基を有するベンジ
ル酸のアルミニウム化合物が挙げられる。
【0082】
【化1】 (式中、RとRは同一であっても異なっていても良
く、各々、直鎖または分岐したアルキル基、アルケニル
基、アルコキシル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ
基、アミノ基、カルボキシル基及び水酸基からなる群か
ら選ばれる置換基を示し、m及びnは0〜5の整数を示
す。)
【0083】また中でも、下記一般式(12)で示され
るベンジル酸のアルミニウム化合物であることがより好
ましい。
【0084】
【化2】 (式中、RとRは同一であっても異なっていても良
く、各々、直鎖または分岐したアルキル基、アルケニル
基、アルコキシル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ
基、アミノ基、カルボキシル基及び水酸基からなる群か
ら選ばれる置換基を示し、m及びnは0〜5の整数を示
す。また、Yは1価のカチオン、水素、リチウム、ナト
リウム、カリウム、アンモニウム及びアルキルアンモニ
ウムを示す。)
【0085】またさらにスルホン酸含有アクリルアミド
を含有させることも好ましい。
【0086】例えば、2−アクリルアミドプロパンスル
ホン酸、2−アクリルアミド−n−ブタンスルホン酸、
2−アクリルアミド−n−ヘキサンスルホン酸、2−ア
クリルアミド−n−オクタンスルホン酸、2−アクリル
アミド−n−ドデカンスルホン酸、2−アクリルアミド
−n−テトラデカンスルホン酸、2−アクリルアミド−
2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−
2−フェニルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド
−2,2,4−トリメチルペンタンスルホン酸、2−アク
リルアミド−2−メチルフェニルエタンスルホン酸、2
−アクリルアミド−2−(4−クロロフェニル)プロパ
ンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−カルボキシメ
チルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−
(2−ピリジル)プロパンスルホン酸、2−アクリルア
ミド−1−メチルプロパンスルホン酸、3−アクリルア
ミド−3−メチルブタンスルホン酸、2−メタクリルア
ミド−n−デカンスルホン酸、2−メタクリルアミド−
n−テトラデカンスルホン酸などを挙げることができ
る。好ましくは2−アクリルアミド−2−メチルプロパ
ンスルホン酸が挙げられる。
【0087】樹脂被覆層への負帯電性の物質の添加量
は、樹脂被覆層用結着樹脂100質量部に対して1〜1
00質量部とすることが好ましい。1質量部未満では添
加による帯電安定性の向上が見られず、100質量部を
超えると樹脂被覆層用結着樹脂中での存在量が過剰とな
って元の樹脂被覆層用結着樹脂の特性を損ない被覆層強
度の低下を招きやすい。
【0088】本発明における樹脂被覆層を負帯電性の物
質を含有したものとするさらに好ましい手段として、本
発明に先駆け、特開平10−326040号公報、特開
平11−052711号公報等において、従来トナーの
正帯電性制御剤として知られている第4級アンモニウム
塩化合物、すなわち、それ自体が鉄粉に対して正帯電性
である第4級アンモニウム塩化合物と、樹脂被覆層用結
着樹脂として、特に樹脂被覆層用結着樹脂の一部又は全
てが、その分子構造中に、少なくとも−NH2基、=N
H基、−NH−結合のいずれかを有するものとを用いて
現像剤担持体の樹脂被覆層を形成すると、第4級アンモ
ニウム塩化合物が樹脂被覆層用結着樹脂中に取り込ま
れ、正帯電性トナーに対して樹脂(樹脂被覆層)自身が
強いネガ帯電性を示し、良好な帯電付与性を示すことを
見出し、これを現像剤担持体として現像装置に用いるこ
とで非常に良好な画像が得られる旨の提案を行ってい
る。
【0089】この方法の優れた点は、例えば、トナーに
帯電を付与するためにシリカ、フッ素樹脂粉末、負帯電
性制御剤等粉末を樹脂被覆層に添加する前述の系と比較
して、樹脂被覆層用結着樹脂の溶媒中に第4級アンモニ
ウム塩化合物が溶け込んで樹脂中に均一に存在させるこ
とができるため、樹脂被覆層を形成した場合、樹脂層全
体が均一な帯電付与性を有し、シリカ添加系のようにマ
トリックス的に分散しているものに比較して現像剤担持
体全体が均一且つ良好な帯電付与性を示すことと、さら
には粉末添加系ではないので、機械的強度すなわち耐久
性が良好である点にある。
【0090】本発明者らは、これら開示された技術をさ
らに検討していった結果、樹脂被覆層に第4級アンモニ
ウム塩化合物を添加することは、現像剤の過剰な電荷の
発生を抑制し好適な帯電特性が得られることを見出し
た。つまり従来トナーの正帯電性制御剤として知られて
いる第4級アンモニウム塩化合物、すなわち、それ自体
が鉄粉に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化
合物を用い、添加量を適切な量に設定することによっ
て、さらに樹脂被覆層用結着樹脂として、樹脂被覆層用
結着樹脂の一部又は全てが、その分子構造中に、−NH
2基、=NH基、−NH−結合のいずれかを有するもの
を用いて現像剤担持体の樹脂被覆層を形成することによ
って、本発明における現像剤に対し、過剰な電荷を有す
る現像剤の発生や、現像剤担持体表面への現像剤の強固
な付着を有効に防止し、摩擦帯電量を好適なレベルに保
持可能であることを見出した。
【0091】検討を行った結果、現像剤担持体の樹脂被
覆層を上記構成とすることで、現像剤の帯電量を安定さ
せ、現像ムラやブロッチ、カブリやチャージアップによ
る画像濃度低下などの発生を防止することができること
を見出した。
【0092】本発明に好適に使用される第4級アンモニ
ウム塩化合物としては、鉄粉に対して正帯電性を有する
ものが用いられる。例えば、下記一般式(1)で表され
る化合物が挙げられる。
【0093】
【化3】 (式中のR1、R2、R3、R4は、各々、置換基を有して
も良いアルキル基、置換基を有しても良いアリール基、
アルアルキル基を表し、各々同一でもあるいは異なって
いてもよい。X-は酸の陰イオンを表す。)
【0094】これに対し、例えば下記式(2)で表され
るような、それ自身が鉄粉に対して負帯電性を有する含
フッ素4級アンモニム塩化合物についても検討を行った
が、該化合物の添加では本発明の所期の目的が達成され
ないことがわかった。即ち、下記式(2)で表される化
合物は、電子吸引性の強いフッ素樹脂原子が構造中にあ
るので、それ自身が鉄粉に対して負帯電性を有するが、
本発明の場合と同様に、該化合物を樹脂被覆層用結着樹
脂中に分散させた樹脂組成物を用いて樹脂被覆層を形成
しても、それ自身が鉄粉に対して正帯電性である第4級
アンモニウム塩化合物を含有させたほどには、効果は得
られなかった。
【0095】
【化4】
【0096】本発明に好適に用いられる、それ自身が鉄
粉に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物
としては、具体的には、下記一般式(3)〜(10)の
ものが挙げられるが、勿論、本発明は、これらに限定さ
れるものではない。
【0097】
【化5】
【0098】上記に示したような本発明で使用する第4
級アンモニウム塩化合物の添加量は、樹脂被覆層用結着
樹脂100質量部に対して1〜100質量部とすること
が好ましい。1質量部未満では添加によるチャージアッ
プの防止及び帯電安定性の向上が見られず、100質量
部を超えると樹脂被覆層用結着樹脂中での存在量が過剰
となって元の樹脂の特性を損ない被膜強度の低下を招き
やすい。
【0099】本発明に用いられる現像剤担持体の樹脂被
覆層に用いられる樹脂被覆層用結着樹脂は、特に限定さ
れないが、樹脂被覆層用結着樹脂の一部又は全部がその
分子構造中に少なくとも−NH2基、=NH基、もしく
は−NH−結合のいずれかの構造を有していることが好
ましい。このような樹脂被覆層用結着樹脂を用いて樹脂
被覆層を形成することで、本発明の効果が発揮されやす
い。本発明において、現像剤担持体の樹脂被覆層として
上記のような構成のものを用いると、樹脂被覆層自身の
帯電付与性が変化することについての明確な理由は定か
ではないが、鉄粉に対して正帯電性である第4級アンモ
ニウム塩化合物及び、−NH2基、=NH基、もしくは
−NH−結合の少なくとも一つの構造を有している樹脂
被覆層用結着樹脂を用いて樹脂被覆層を形成することに
より樹脂被覆層用結着樹脂の構造中に第4級アンモニウ
ム塩が取り込まれる。その際、正極性を有する第4級ア
ンモニウム塩の元の構造が失われ、これらを取り込んだ
樹脂被覆層用結着樹脂が均一且つ十分な負帯電性を有す
るようになり、帯電の安定化に寄与するためではないか
と考えられる。
【0100】本発明に用いられる現像剤担持体は樹脂被
覆層の体積抵抗を調整する為、被覆層用結着樹脂中に導
電性微粉末を分散含有させても良い。このような導電性
微粉末としては、個数平均粒径20μm以下が好まし
く、10μm以下がより好ましい。被覆層用結着樹脂表
面に形成される凹凸を避けるためには、個数平均粒径1
μm以下の導電性微粉末を用いることがより好ましい。
【0101】本発明における導電性微粉末の平均粒径
は、ベックマンコールター社製、LS−230型レーザ
回折式粒度分布測定装置にリキッドモジュールを取付け
て0.04〜2000μmの測定範囲で測定する。測定
法としては、純水10mlに微量の界面活性剤を添加
し、これに導電性微粉末の試料10mgを加え、超音波
分散機(超音波ホモジナイザー)にて10分間分散した
後、測定時間90秒、測定回数1回で測定する。
【0102】本発明で使用される導電性微粉末として
は、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブ
ラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等の
カーボンブラック;酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、
酸化モリブデン、チタン酸カリウム、酸化アンチモン及
び酸化インジウム等の金属酸化物等;アルミニウム、
銅、銀、ニッケル等の金属、グラファイト、金属繊維、
炭素繊維等の無機系充填剤等が挙げられる。
【0103】上述した樹脂被覆層中の導電性微粉末の添
加量としては、被覆層用結着樹脂100量部に対して1
00質量部以下の範囲が好ましい結果を与える。より好
ましい添加量は40質量部である。添加量が100質量
部を超えると被膜強度の低下が起こり易く、また多量の
非帯電性粒子の添加は、トナーの帯電量の低下が生じう
る。
【0104】本発明に用いられる現像剤担持体の樹脂被
覆層の構成として、さらに潤滑性物質を樹脂被覆層中に
分散させることで、より本発明の効果が促進されるので
好ましい。潤滑性物質としては、例えばグラファイト、
二硫化モリブデン、窒化硼素、雲母、フッ化グラファイ
ト、銀−セレン化ニオブ、塩化カルシウム−グラファイ
ト、滑石、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等が挙げ
られ、特にグラファイトが被覆層の導電性を損なわない
ので好ましく用いられる。これらの潤滑性物質は、個数
平均粒径が好ましくは0.2〜20μm程度、より好ま
しくは0.3〜15μmのものを使用するのがよい。
【0105】本発明における潤滑性物質の平均粒径は、
導電性微粉末の粒径測定と同様に、ベックマンコールタ
ー社製、LS−230型レーザ回折式粒度分布測定装置
にリキッドモジュールを取付けて0.04〜2000μ
mの測定範囲で測定する。
【0106】上記潤滑性物質の添加量としては、被覆層
用結着樹脂100質量部に対して10〜120質量部の
範囲で特に好ましい結果を与える。添加量が120質量
部を超える場合は被覆層強度の低下が生じ易く、また非
帯電性の添加物を多量に添加することは、トナーの帯電
量の低下が発生する。逆に10質量部未満では現像剤担
持体へのトナー付着防止に対する添加効果を得ることが
できにくい。
【0107】また、現像剤担持体の樹脂被覆層は、前述
した添加物質に加えて、球状粒子を樹脂被覆層中に分散
させることで、表面粗さを安定化させ、現像剤担持体上
の現像剤コート量を最適化することが可能である。該球
状粒子は、現像剤担持体の被覆層表面に均一な表面粗度
を保持させると同時に、被覆層表面が摩耗した場合でも
被覆層の表面粗度の変化が少なく、且つ現像剤汚染や現
像剤融着を発生しにくくする効果がある。
【0108】本発明に使用される球状粒子としては、個
数平均粒径が0.3〜30μm、好ましくは2〜20μ
mである。球状粒子の個数平均粒径が0.3μm未満で
は表面に均一な粗さを付与する効果とそれにより帯電性
能を安定化させる効果が少なく、現像剤への迅速且つ均
一な帯電が不十分となる。さらに、現像剤の搬送が不安
定となることや、被覆層の磨耗による搬送性のさらなる
低下で現像剤の帯電不良、現像剤汚染及び現像剤融着が
発生し、ゴーストの悪化、画像濃度低下を生じやすくな
るため好ましくない。個数平均粒径が30μmを超える
場合には、被覆層表面の粗さが大きくなり過ぎ、現像剤
の搬送量が大きくなり、現像剤規制部での規制が十分に
行われにくくなり、現像剤の帯電が十分に行なわれにく
くなって画質の低下反転カブリの増加など不具合が起こ
りやすい。さらには、被覆層の機械的強度が低下し膜の
耐久性が低下するため好ましくない。
【0109】球状粒子の個数平均粒径は、導電性微粉末
の粒径測定と同様に、ベックマンコールター社製、LS
−230型レーザ回折式粒度分布測定装置を用いて測定
する。
【0110】球状粒子は、真密度が3g/cm3以下、
好ましくは2.7g/cm3以下、より好ましくは0.
9〜2.3g/cm3であることが良い。即ち、球状粒
子の真密度が3g/cm3を超える場合には、被覆層中
での球状粒子の分散性が不十分となる為、被覆層表面に
均一な粗さを付与しにくくなる。また、塗料の保存安定
性が良くないため、ここでも均一表面凹凸を有する摩擦
帯電付与部材表面が得にくくなる。球状粒子の真密度が
0.9g/cm3より小さい場合にも、被覆層中での球
状粒子の分散性および保存安定性が不十分となる傾向が
ある。
【0111】球状粒子の真密度は乾式密度計アキュビッ
ク1330(島津製作所製)を用いて測定した。
【0112】本発明において球状粒子における「球状」
とは、粒子の長径/短径の比が1.0〜1.5程度を意
味しており、本発明において好ましくは、長径/短径の
比が1.0〜1.2の粒子を使用することが良い。球状
粒子の長径/短径の比が1.5を超える場合には、被覆
層表面粗さの不均一化が発生し、トナーの迅速且つ均一
な帯電化及び導電性被覆層の強度の点で好ましくない。
【0113】本発明に用いられる球状粒子は、公知の球
状粒子が使用可能である。例えば、球状の樹脂粒子、球
状の金属酸化物粒子、球状の炭素化物粒子などがある。
球状の樹脂粒子は、例えば、懸濁重合、分散重合法等に
より得られるものであり、より少ない添加量で好適な表
面粗さが得られ、更に均一な表面形状が得られやすい。
この様な球状粒子としては、ポリアクリレート、ポリメ
タクリレート等のアクリル系樹脂粒子、ナイロン等のポ
リアミド系樹脂粒子、ポリエチレン、ポリプロピレン等
のポリオレフィン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、
フェノール系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、スチ
レン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子等が挙げられ
る。粉砕法により得られた樹脂粒子を熱的にあるいは物
理的な球形化処理を行ってから用いてもよい。
【0114】球状粒子の表面に無機微粉末を付着させ
て、あるいは固着させて用いてもよい。この様な無機微
粉末としては、SiO2、SrTiO3、CeO2、Cr
O、Ai23、ZnO、MgOの如き酸化物、Si34
等の窒化物、SiC等の炭化物、CaSO4、BaS
4、CaCO3等の硫酸塩、炭酸塩等が挙げられる。
【0115】球状粒子に付着させる無機微粉末は、カッ
プリング剤により処理して用いても良い。特に結着樹脂
との密着性を向上させる目的、あるいは粒子に疎水性を
与える等の目的でカップリング剤処理された無機微粉末
を付着させた球状粒子を用いることが好ましい。このよ
うなカップリング剤としては、例えば、シランカップリ
ング剤、チタンカップリング剤、ジルコアルミネートカ
ップリング剤等がある。より具体的には、シランカップ
リング剤としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチ
ルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキ
シシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロル
シラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニル
ジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロ
ムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリ
クロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、ク
ロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリル
メルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオ
ルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシ
シラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキ
シシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチル
ジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキ
サン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサン、
及び1分子当たり2〜12個のシロキサン単位を有し、
末端に位置する単位にそれぞれ1個宛の硅素原子に結合
した水酸基を含有したジメチルポリシロキサン等が挙げ
られる。
【0116】このように球状粒子表面に対してカップリ
ング剤で処理された無機微粉末を付着させることによ
り、樹脂被覆層中への分散性、樹脂被覆層表面の均一
性、樹脂被覆層の耐汚染性、トナーへの帯電付与性、樹
脂被覆層の耐磨耗性等を向上させることができる。
【0117】また、本発明に使用する球状粒子は導電性
であることがより好ましい。即ち、球状粒子に導電性を
持たせることによって、その導電性のゆえに粒子表面に
チャージが蓄積しにくく、現像剤付着の軽減や現像剤へ
の帯電付与性を向上させることができるからである。本
発明において、球状粒子の導電性としては、体積抵抗値
が106Ωcm以下、より好ましくは10-3〜106Ωc
mの導電性球状粒子であることが好ましい。
【0118】本発明において、球状粒子の体積抵抗が1
6Ωcmを超えると、摩耗によって被覆層表面に露出
した球状粒子を核として現像剤の汚染や融着を発生しや
すくなるとともに、迅速且つ均一な帯電が行われにくく
なるため、好ましくない。
【0119】このような導電性球状粒子を得る方法とし
ては、以下に示す様な方法が好ましいが、必ずしもこれ
らの方法に限定されるものではない。
【0120】本発明に使用される特に好ましい導電性球
状粒子を得る方法としては、例えば、樹脂球状粒子やメ
ソカーボンマイクロビーズを焼成して炭素化及び/又は
黒鉛化して得た低密度且つ良導電性の球状炭素粒子を得
る方法が挙げられる。
【0121】そして、樹脂球状粒子に用いられる樹脂と
しては、例えば、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フ
ラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、ス
チレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニト
リルが挙げられる。
【0122】また、メソカーボンマイクロビーズは、通
常、中ピッチを加熱焼成していく過程で生成する球状結
晶を多量のタール、中油、キノリンの如き溶剤で洗浄す
ることによって製造することができる。
【0123】より好ましい導電性球状粒子を得る方法と
しては、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹
脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン
−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル等
の球状樹脂粒子表面に、メカノケミカル法によってバル
クメソフェーズピッチを被覆し、被覆された粒子を酸化
性雰囲気化で熱処理した後に不活性雰囲気下又は真空下
で焼成して炭素化及び/又は黒鉛化し、導電性球状炭素
粒子を得る方法が挙げられる。この方法で得られる球状
炭素粒子は、黒鉛化して得られる球状炭素粒子の被覆部
の結晶化が進んだものとなるので導電性が向上し、より
好ましい。
【0124】上記した方法で得られる導電性球状炭素粒
子は、いずれの方法でも、焼成条件を変化させることに
よって得られる球状炭素粒子の導電性を制御することが
可能であり、本発明において好ましく使用される。ま
た、上記の方法で得られる球状炭素粒子は、場合によっ
ては、更に導電性を高めるために導電性球状粒子の真密
度が3g/cm3を超えない範囲で、導電性の金属及び
/または金属酸化物のメッキを施していても良い。
【0125】本発明で使用される導電性球状粒子を得る
他の方法としては、球状樹脂粒子からなる芯粒子に対し
て、芯粒子の粒径より小さい粒径の導電性微粒子を適当
な配合比で機械的に混合することによって、ファンデル
ワールス力及び静電気力の作用により、芯粒子の周囲に
均一に導電性微粒子を付着した後、例えば機械的衝撃力
を付与することによって生ずる局部的温度上昇により芯
粒子表面を軟化させ、芯粒子表面に導電性微粒子を成膜
して導電化処理した球状樹脂粒子を得る方法が挙げられ
る。
【0126】本発明に使用される導電性球状粒子を得る
他の方法として、球状の樹脂粒子中に導電性微粒子を均
一に分散させることにより、導電性微粒子が分散された
導電性球状粒子を得る方法が挙げられる。球状の樹脂粒
子中に導電性微粒子を均一に分散させる方法としては、
例えば、球状の樹脂粒子に用いられる結着樹脂と導電性
微粒子とを混練して導電性微粒子を分散させた後、冷却
固化し、所定の粒径に粉砕し、機械的処理及び熱的処理
により球形化して導電性球状粒子を得る方法;又は、球
状の樹脂粒子に用いられる重合性単量体中に重合開始
剤、導電性微粒子及びその他の添加剤を加え、分散機に
よって均一に分散させた単量体組成物を、分散安定剤を
含有する水相中に撹拌機等によって所定の粒径になるよ
うに懸濁させて重合を行い、導電性微粒子が分散された
球状粒子を得る方法;が挙げられる。
【0127】次に本発明に用いられる現像剤担持体の構
成について説明する。
【0128】現像剤担持体は基体とそれを取り巻いて被
覆する樹脂被覆層とからなる。基体の形状としては、円
筒状部材、円柱状部材、ベルト状部材等がある。ドラム
に非接触の現像方法においては金属の円筒状部材が好ま
しく用いられ、具体的には金属製の円筒管が好ましく用
いられる。金属製円筒管は主としてステンレススチー
ル、アルミニウムおよびその合金等の非磁性のものが好
適に用いられる。また、ドラムに直接接触させる現像方
法の場合の基体としては、ウレタン、EPDM、シリコ
ーン等のゴムやエラストマーを含む層構成を有する円筒
状部材が好ましく用いられる。
【0129】また、本発明においては、磁性現像剤を用
いた場合に現像剤を現像剤担持体上に磁気的に吸引かつ
保持するために、磁石が内設されているマグネットロー
ラ等を現像剤担持体内に配置して用いてもよい。その場
合、基体を円筒状としその内部にマグネットローラを配
置すればよい。
【0130】本発明の樹脂被覆層を形成する方法につい
ては、特に限定されず、通常の方法によって行える。例
えば、現像剤担持体の基材に、上記被覆層用結着樹脂及
び上記第4級アンモニウム塩化合物等を含有する塗布液
をディッピング法、スプレー法、はけ塗り法などの方法
で塗布し乾燥させれば、本発明に用いられる現像剤担持
体が得られる。
【0131】<2>本発明に用いられる現像剤 次に本発明において、静電潜像から可視画像としてのト
ナー像を得るために用いられる現像剤(以下、「トナ
ー」ともいう)について説明する。
【0132】本発明の現像剤は、像担持体を帯電する帯
電工程と、この帯電工程において帯電された像担持体の
帯電面に、画像情報を静電潜像として書き込む潜像形成
工程と、この静電潜像を現像剤によりトナー画像として
可視化する現像工程と、上記トナー画像を転写材に転写
する転写工程とを有し、これら各工程を繰り返して画像
形成が行われ、上記帯電工程は、像担持体とこの像担持
体に接触する帯電部材との接触部に現像剤が含有する成
分が介在した状態で、帯電部材に電圧を印加することに
より像担持体を帯電する工程である、接触帯電を用いた
画像形成方法、特に好ましくは、いわゆる直接注入帯電
機構を用いた画像形成方法に使用されることが好まし
い。
【0133】また、本発明の現像剤は、像担持体を帯電
する帯電工程と、この帯電工程において帯電された像担
持体の帯電面に、画像情報を前記静電潜像として書き込
む潜像形成工程と、この静電潜像を現像剤によりトナー
画像として可視化する現像工程と、上記トナー画像を転
写材に転写する転写工程とを有し、これら各工程を繰り
返して画像形成が行われ、上記現像工程は静電潜像を可
視化するとともに、トナー画像が転写材に転写された後
に像担持体上に残留した現像剤を回収する工程である、
いわゆる現像同時クリーニングを用いた画像形成方法に
使用されることが好ましい。
【0134】本発明の現像剤は、結着樹脂及び着色剤を
少なくとも含有するトナー粒子と、導電性微粉末とを有
する。現像剤が有する導電性微粉末は、像担持体に形成
された静電潜像が現像される際に、トナー粒子とともに
適当量が現像剤担持体から像担持体に移行する。静電潜
像が現像されることにより像担持体上に形成されたトナ
ー画像は、転写工程において紙などの転写材に転移す
る。このとき、像担持体上の導電性微粉末も一部は転写
材に付着するが、残りは像担持体上に付着保持されて残
留する。トナー粒子の帯電極性と逆極性の転写バイアス
を印加して転写を行う場合には、トナーは転写材側に引
かれて積極的に転移するが、像担持体上の導電性微粉末
は導電性であるため転写材側に転移し難い。このため、
導電性微粉末の一部は転写材に付着するものの残りは像
担持体上に付着保持されて残留する。
【0135】クリーニング工程のように、像担持体上に
付着保持されて残留した導電性微粉末を像担持体上から
取り除く工程を持たない画像形成方法では、転写工程後
の像担持体表面に残存したトナー粒子(以下、これを
「転写残トナー粒子」という)および導電性微粉末は、
像担持体において像を担持する面(以下、これを「像担
持面」という)の移動に伴って帯電部に持ち運ばれる。
すなわち、帯電工程に接触帯電部材を用いる場合は、導
電性微粉末は像担持体と接触帯電部材とが接触して形成
される接触部に持ち運ばれ、接触帯電部材に付着・混入
する。従って、像担持体と接触帯電部材との接触部に導
電性微粉末が介在した状態で像担持体の接触帯電が行わ
れる。
【0136】本発明において、高画質化のため、より微
小な潜像ドットを忠実に現像するためには、トナーの体
積平均粒径が4〜10μmであることが好ましい。重量
平均粒径が3μmよりも小さいトナーにおいては、転写
効率の低下から感光体上の転写残トナーが多くなり、接
触帯電工程での感光体の削れやトナー融着の抑制が難し
くなる傾向がある。さらに、トナー全体の表面積が増え
ることに加え、トナーの流動性及び撹拌性が低下し、個
々のトナー粒子を均一に帯電させることが困難となるこ
とからカブリや転写性が悪化傾向となり、削れや融着以
外にも画像の不均一ムラの原因となりやすいため、本発
明で使用するトナーには好ましくない。また、トナーの
重量平均粒径が10μmを超える場合には、文字やライ
ン画像に飛び散りが生じやすく、高解像度が得られにく
い。さらに画像形成装置が高解像度になっていくと8μ
m以上のトナーは1ドットの再現が悪化する傾向にあ
る。
【0137】本発明において、現像剤の粒径、粒度分布
は、フロー式粒子像分析装置FPIA−1000(東亜
医用電子社製)によって測定される円相当径を「粒径」
と定義し、粒径0.60μm以上159.21μm未満
の個数基準の粒度分布及び円形度分布を用いて求められ
る値である。
【0138】現像剤の重量平均粒径は上記の粒度分布よ
り計算により求めた。
【0139】フロー式粒子像分析装置による測定は以下
の方法によって行われる。フィルターを通して微細なご
みを取り除き、その結果として103cm3中に測定範囲
(例えば、円相当径0.60μm以上159.21μm
未満)の粒子数が20個以下とした水10ml中に希釈
した界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォ
ン酸塩を微細なごみを取り除いた水で10倍程度に薄め
たもの)を数滴加える。これに測定試料を適当量(例え
ば、0.5〜20mg)加え、超音波ホモジナイザー
(出力50W、6mm径ステップ型チップ)で3分間分
散処理を行い、測定試料の粒子濃度を7000〜100
00個/10-3cm3(測定円相当径範囲の粒子を対象
として)に調整した試料分散液を用いて、0.60μm
以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の粒
度分布を測定する。
【0140】測定の概略は、東亜医用電子社(株)発行
のFPIA−1000のカタログ(1995年6月
版)、測定装置の操作マニュアル及び特開平8−136
439号公報に記載されているが、以下の通りである。
【0141】試料分散液は、フラットで扁平な透明フロ
ーセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って
広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対し
て交差して通過する光路を形成するように、ストロボと
CCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に
位置するように装着される。試料分散液が流れている間
に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を
得るために1/30秒間隔で照射される。その結果、そ
れぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する
2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元
画像の面積から、この2次元画像の面積と同一の面積を
有する円の直径を円相当径として算出する。
【0142】本発明に用いられる現像剤は結着樹脂およ
び着色剤を少なくとも含有するトナー粒子と導電性微粉
末とを少なくとも有し、0.60μm以上159.21
μm未満の粒径範囲の個数基準の粒度分布において、
1.00μm以上2.00μm未満の粒径範囲の粒子を
15〜60個数%含有し、且つ3.00μm以上8.9
6μm未満の粒径範囲の粒子を15〜70個数%含有す
る構成とすることで、接触帯電による像担持体の帯電不
良を有効に防止することができ、直接注入帯電機構での
像担持体の一様帯電性を向上させることができるため好
ましい。
【0143】現像剤中の1.00μm以上2.00μm
未満の粒径範囲の粒子の含有量が上記範囲よりも少なす
ぎる場合には、接触帯電による像担持体の一様帯電性を
充分に向上させることができず効果が十分ではない。ま
た、現像剤中の1.00μm以上2.00μm未満の粒
径範囲の粒子の含有量が上記範囲よりも多すぎる場合に
は、過剰の導電性微粉末が帯電部に供給されるため、帯
電部に保持しきれない導電性微粉末が露光光を遮る程度
までに像担持体上に排出され、露光不良による画像欠陥
を生じる、或いは飛散して機内を汚染する等の弊害を著
しく生じ易くなる。
【0144】本発明に用いられる現像剤の0.60μm
以上159.21μm未満の粒径範囲の個数基準の粒度
分布における粒子径が1.00以上2.00μm未満の
粒子の含有量は、20〜50個数%であることがより好
ましく、20〜45個数%であることがさらに好まし
い。上記粒子の含有量をこの範囲とすることで、接触帯
電による像担持体の一様帯電性をより向上の効果がより
高まる。更に、過剰の導電性微粉末が帯電部に供給され
ることを防止し、帯電部に保持しきれない導電性微粉末
が多量に像担持体上に排出されることによる露光不良に
よる画像欠陥の発生をより確実に抑制できる。
【0145】また、本発明の現像剤は、0.60μm以
上159.21μm未満の粒径範囲の個数基準の粒度分
布において、3.00μm以上8.96μm未満の粒径
範囲の粒子を15〜70個数%含有することが好まし
い。
【0146】本発明の現像剤において、3.00μm以
上8.96μm未満の粒径範囲の粒子は、像担持体上に
形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、こ
のトナー画像を転写材に転写することにより転写材上に
トナー画像を形成するために、所定量が必要である。ま
た、3.00μm以上8.96μm未満の粒径範囲の粒
子には、像担持体上に形成された静電潜像に静電的に付
着し、静電潜像を忠実にトナー画像として現像するのに
適した摩擦帯電特性を持たせることができる。
【0147】3.00μm未満の粒子径の粒子は、過剰
な帯電を保持するまたは過度に摩擦帯電電荷を減衰させ
る等、安定した摩擦帯電特性を持たせることが困難とな
る。そのため、像担持体上の静電潜像のない部分(画像
の白地部)への付着量が多くなり易く、忠実に静電潜像
をトナー画像として現像することが困難である。また、
3.00μm未満の粒子径の粒子は、表面に凹凸を有す
る転写材(例えば、表面に繊維による凹凸を有する紙)
に対しては良好な転写性を維持することが困難となるた
め、転写残トナー粒子が増大する。このため、転写残ト
ナー粒子が像担持体に多量に付着した状態で帯電工程に
供され、更には接触帯電部材に多量の転写残トナー粒子
が付着・混入するため、像担持体の帯電が阻害され、導
電性微粉末を介して接触帯電部材が像担持体と緻密な接
触性を有することで像担持体の帯電性を高める本発明の
効果を阻害する傾向がある。また、転写残トナー粒子の
粒径が小さくなると、現像工程において転写残トナー粒
子に働く機械的、静電的、さらに磁性トナーの場合には
磁気的な回収力が小さくなるため、相対的に転写残トナ
ー粒子と像担持体との付着カが大きくなり、現像工程で
の転写残トナー粒子の回収性が低下し、転写残トナー粒
子の回収不良によるポジゴーストやカブリ等の画像欠陥
を生じやすくする傾向がある。
【0148】また、8.96μm以上の粒子径の粒子
は、静電潜像を忠実にトナー画像として現像するのに十
分に高い摩擦帯電特性を持たせることが困難である。一
般に、現像剤の粒径が大きいほど得られるトナー画像の
解像性が低いものになるが、1.00μm以上2.00
μm未満の粒径範囲の粒子の現像剤中の含有量が所定の
範囲となるように導電性微粉末を含有させた本発明の現
像剤では、現像剤中に多くの導電性微粉末の粒子を含有
するため、特に粒子径の大きいトナー粒子の摩擦帯電量
がより低下し易くなり、8.96μm以上の粒子径の粒
子には、静電潜像を忠実にトナー画像とし現像するのに
十分に高い摩擦帯電特性を持たせることが困難となり、
良好な解像性を有するトナー画像を得ることがより困難
となる。
【0149】本発明において、現像剤中の3.00μm
以上8.96μm未満の粒径範囲の粒子の含有量が上記
範囲よりも少なすぎる場合には、静電潜像を忠実にトナ
ー画像として現像するのに適した摩擦帯電特性を持つト
ナー粒子を確保することが困難となる。このため、得ら
れる画像がカブリが多い、画像濃度が低いまたは解像性
の低いものとなる。
【0150】また、現像剤中の3.00μm以上8.9
6μm未満の粒径範囲の粒子の含有量が上記範囲よりも
多すぎる場合は、前述した1.00μm以上2.00μ
m未満の粒径範囲の粒子の現像剤中の含有量を範囲内と
することが困難となる。
【0151】また、本発明の現像剤は、導電性微粉末の
含有量が現像剤全体の0.1〜10質量%であることが
好ましい。導電性微粉末の含有量を上記範囲とすること
により、像担持体の帯電を促進するための適度な量の導
電性微粉末を帯電部に供給することができ、現像同時ク
リーニングにおいて転写残トナー粒子の回収性を高める
ために必要な量の導電性微粉末を像担持体上に供給する
ことができる。現像剤の導電性微粉末の含有量が上記範
囲よりも小さすぎる場合には、帯電部に供給される導電
性微粉末量が不足し易く、像担持体の安定した帯電促進
効果が得られにくい。この場合、現像同時クリーニング
を用いる画像形成においても、現像時に転写残トナー粒
子とともに像担持体上に介在する導電性微粉末量が不足
し易く、転写残トナー粒子の回収性が十分には向上しな
い場合がある。また、現像剤の導電性微粉末の含有量が
上記範囲よりも大きすぎる場合には、過剰の導電性微粉
末が帯電部に供給され易く、帯電部に保持しきれない導
電性微粉末が多量に像担持体上に排出されることによる
露光不良を生じ易くなる。また、トナー粒子の摩擦帯電
特性を低下させる、或いは乱し、画像濃度低下やカブリ
の増加の原因となる場合がある。このような観点から、
現像剤の導電性微粉末の含有量は、0.2〜5質量%で
あることが好ましい。
【0152】また、導電性微粉末の抵抗は、像担持体の
帯電促進効果および転写残トナー粒子回収性の向上効果
を現像剤に付与するために、109Ω・cm以下である
ことが好ましい。導電性微粉末の抵抗が上記範囲よりも
大きすぎると、導電性微粉末を帯電部材と像担持体との
接触部或いはその近傍の帯電領域に介在させ、導電性微
粉末を介しての接触帯電部材の像担持体への緻密な接触
性を維持させても、像担持体の良好な一様帯電性を得る
ための帯電促進効果が小さくなる。現像同時クリーニン
グにおいても、導電性微粉末が転写残トナー粒子と同極
性の電荷を帯び易くなり、導電性微粉末の電荷が転写残
トナー粒子と同極性で大きくなると、転写残トナー粒子
回収性の向上効果が大幅に低下する。
【0153】導電性微粉末による像担持体の帯電促進効
果を十分に引き出し、像担持体の良好な一様帯電性を安
定して得るためには、導電性微粉末の抵抗が接触帯電部
材の表面部或いは像担持体との接触部の抵抗よりも小さ
いことが好ましく、この接触帯電部材の抵抗の1/10
0以下であることがさらに好ましい。
【0154】更に、導電性微粉末の抵抗が106Ω・c
m以下であることが、絶縁性の転写残トナー粒子の接触
帯電部材への付着・混入による帯電阻害に打ち勝って像
担持体の一様帯電をより良好に行わせる上で、また、現
像同時クリーニングにおいて転写残トナー粒子の回収性
の向上効果をより安定して得る上で好ましい。この導電
性微粉末の抵抗は100〜105Ω・Cmであることがさ
らに好ましい。
【0155】本発明において、導電性微粉末の抵抗測定
は錠剤法により測定し正規化して求めることができる。
即ち、底面積2.26cm2の円筒内に約0.5gの粉
体試料を入れ、粉体試料の上下に配置された上下電極間
に147N(15kg)の加圧を行うと同時に100V
の電圧を印加して抵抗値を計測し、その後正規化して比
抵抗を算出する。
【0156】また、導電性微粉末は、透明、白色または
淡色の導電性微粉末であることが、転写材上に転写され
る導電性微粉末がカブリとして目立たないため好まし
い。潜像形成工程における露光光の妨げになることを防
ぐ点からも、導電性微粉末は透明、白色或いは淡色の導
電性微粉末であることが好ましい。さらに、導電性微粉
末はこの静電潜像を形成する像露光光に対する透過率が
30%以上であることが好ましい。この透過率は35%
以上であることがさらに好ましい。
【0157】以下、本発明における導電性微粉末の光透
過性の測定方法の一例を示す。片面に接着層を有する透
明なフィルムの接着層上に導電性微粉末を一層分固定し
た状態で透過率を測定する。光はシートの鉛直方向から
照射し、フィルム背面まで透過した光を集光してその光
量を測定する。フィルムのみの場合と導電性微粉末を付
着したときの光量の差に基づいて、正味の光量としての
光透過率を算出した。実際にはX−Rite社製310
T透過型濃度計を用いて測定することができる。
【0158】また、導電性微粉末は非磁性であることが
好ましい。導電性微粉末が非磁性であることで、透明、
白色または淡色の導電性微粉末が得られやすい。反対
に、磁性を有する導電性材料は、透明、白色または淡色
とすることが困難である。また、現像剤担持のために磁
気力による現像剤の搬送及び保持を行う画像形成法にお
いては、磁性を有する導電性微粉末は現像されにくいた
め、像担持体上への導電性微粉末の供給が不足したり、
現像剤担持体表面に導電性微粉末が蓄積することによ
り、トナー粒子の現像を妨げる等の弊害を起こし易い。
更に、磁性トナー粒子に磁性を有する導電性微粉末を添
加すると、磁気的凝集力によりトナー粒子から導電性微
粉末が遊離しにくくなる傾向があり、導電性微粉末の像
担持体上への供給性が低下し易い。
【0159】本発明における導電性微粉末としては、例
えばカーボンブラック、グラファイトなどの炭素微粉
末;銅、金、銀、アルミニウム、ニッケルなどの金属微
粉末;酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫、酸化アルミニウ
ム、酸化インジウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸
化バリウム、酸化モリブデン、酸化鉄、酸化タングステ
ンなどの金属酸化物;硫化モリブデン、硫化カドミウ
ム、チタン酸カリなどの金属化合物、あるいはこれらの
複合酸化物などが必要に応じて粒度及び粒度分布を調整
することで使用できる。
【0160】導電性微粉末は、これらの中でも酸化亜
鉛、酸化スズ、酸化チタンから選ばれる少なくとも一種
の酸化物を含有していることが好ましい。更には、酸化
亜鉛、酸化スズ、酸化チタン等の無機酸化物を少なくと
も表面に有する微粒子が特に好ましい。これらの酸化物
は、導電性微粉末としての抵抗を低く設定することが可
能であり、非磁性であり、白色或いは淡色であり、転写
材上に転写される導電性微粉末がカブリとして目立たな
いため好ましい。
【0161】また、導電性微粉末が導電性無機酸化物か
らなる場合或いは導電性無機酸化物を含む場合には、抵
抗値を制御する等の目的で、該導電性無機酸化物の主金
属元素と異なるアンチモン、アルミニウムなどの元素を
含有させた金属酸化物や、導電性材料を用いることもで
きる。例えば、アルミニウムを含有する酸化亜鉛、アン
チモンを含有する酸化第二スズ微粒子、あるいは酸化チ
タン、硫酸バリウム或いはホウ酸アルミニウムの表面を
アンチモンを含有する酸化スズで処理して得られる微粒
子などである。導電性無機酸化物にアンチモン、アルミ
ニウムなどの元素を含有させる量としては、0.05〜
20質量%とすることが好ましく、より好ましくは0.
05〜10質量%、特に好ましくは0.1〜5質量%で
ある。
【0162】また、該無機酸化物を酸素欠損型とした導
電性無機酸化物も好ましく用いられる。
【0163】市販の酸化スズ・アンチモン処理された導
電性酸化チタン微粒子としては、例えばEC−300
(チタン工業株式会社)、ET−300、HJ−1、H
I−2(以上、石原産業株式会社)、W−P(三菱マテ
リアル株式会社)などが挙げられる。
【0164】市販のアンチモンドープの導電性酸化スズ
としては、例えばT−1(三菱マテリアル株式会社)や
SN−100P(石原産業株式会社)などが、また市販
の酸化第二スズとしては、SH−S(日本化学産業株式
会社)などが挙げられる。
【0165】特に好ましいものとしては、高い白色度或
いは透光性が得られる点で、アルミニウムを含有する酸
化亜鉛等の金属酸化物、酸素欠損型の酸化亜鉛、酸化ス
ズ、酸化チタン等の金属酸化物、及びこれらを少なくと
も表面に有する微粒子が挙げられる。
【0166】また、導電性微粉末の体積平均粒径は0.
5〜10μmであることが好ましい。導電性微粉末の体
積平均粒径が上記範囲よりも小さすぎると、現像性の低
下を防ぐために、導電性微粉末の現像剤に対する含有量
を小さく設定しなければならない。導電性微粉末の添加
量を少なく設定しすぎると、導電性微粉末の有効量を確
保できず、帯電工程において、絶縁性の転写残トナー粒
子の付着・混入による接触帯電部材への帯電阻害に打ち
勝って像担持体の帯電を良好に行わせるのに十分な量の
導電性微粉末を、帯電部材と像担持体との接触部或いは
その近傍の帯電領域に介在させることができず、帯電不
良を生じ易くなる。この観点から、導電性微粉末の体積
平均粒径は好ましくは0.15μm以上、更に好ましく
は0.2μm以上5μm以下がよい。
【0167】また、導電性微粉末の体積平均粒径が上記
範囲よりも大きすぎると、帯電部材から脱落した導電性
微粉末が、静電潜像を形成する露光光を遮光或いは拡散
するため、静電潜像の欠陥を生じて画像品位を低下させ
る場合があり好ましくない。更に、導電性微粉末の体積
平均粒径が上記範囲よりも大きすぎると、単位重量当た
りの導電性微粉末の粒子数が減少するため、転写残トナ
ー粒子の回収性向上が十分には得られなくなる。また、
導電性微粉末の粒子数が減少するため、帯電部材からの
導電性微粉末の脱落等による帯電部材及びその近傍に介
在する導電性微粉末の減少、劣化を考慮すると、導電性
微粉末を帯電部材と像担持体との接触部或いはその近傍
の帯電領域に逐次供給し続け介在させるために、また、
接触帯電部材が導電性微粉末を介して像担持体への緻密
な接触性を維持し良好な一様帯電性を安定して得るため
には、導電性微粉末の現像剤に対する含有量を大きくせ
ざるを得なくなる。しかし、導電性微粉末の含有量を大
きくしすぎると、特に高湿環境下での現像剤全体として
の帯電能、現像性を低下させ、画像濃度低下やトナー飛
散を生ずる。このような観点から、導電性微粉末の体積
平均粒径は5μm以下であることがより好ましく、最適
には3μm以下であることが良い。
【0168】上記導電性微粉末の体積平均粒径及び粒度
分布の測定法を例示する。コールター社製、LS−23
0型レーザー回折式粒度分布測定装置にリキッドモジュ
ールを取り付けて0.04〜2000μmの粒径を測定
範囲とし、得られる体積基準の粒度分布より導電性微粉
末の体積平均粒径を算出する。測定手順としては、純水
10ccに微量の界面活性剤を添加し、これに導電性微
粉末の試料10mgを加え、超音波分散機(超音波ホモ
ジナイザー)にて10分間分散した後、測定時間90
秒、測定回数1回で測定する。
【0169】本発明において、導電性微粉末の粒度及び
粒度分布の調整方法としては、導電性微粉末の一次粒子
が製造時において所望の粒度及び粒度分布が得られるよ
うに製造法、製造条件を設定する方法以外にも、一次粒
子の小さな粒子を凝集させる方法、一次粒子の大きな粒
子を粉砕する方法或いは分級による方法等が可能であ
り、更には、所望の粒度及び粒度分布の基材粒子の表面
の一部もしくは全部に導電性粒子を付着或いは固定化す
る方法、所望の粒度及び粒度分布の粒子に導電性成分が
分散された形態を有する導電性微粒子を用いる方法等も
可能であり、これらの方法を組み合わせて導電性微粉末
の粒度及び粒度分布を調整することも可能である。
【0170】導電性微粉末の粒子が凝集体として構成さ
れている場合の粒径は、その凝集体としての平均粒径と
して定義される。導電性微粉末は、一次粒子の状態で存
在するばかりでなく二次粒子の凝集した状態で存在する
ことも間題はない。どのような凝集状態であれ、凝集体
として帯電部材と像担持体との接触部或いはその近傍の
帯電領域に介在し、帯電補助或いは促進の機能が実現で
きればその形態は問わない。
【0171】本発明の現像剤は無機微粉末をさらに有し
てもよい。
【0172】本発明において無機微粉末は、シリカ、チ
タニア、アルミナから選ばれる少なくとも1種を含有す
ることが好ましい。例えば、シリカ微粉体としてはケイ
素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる
乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及
び水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両者
が使用可能であるが、表面及びシリカ微粉体の内部にあ
るシラノール基が少なく、またNa2O、SO3-等の製
造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シ
リカにおいては、製造工程において例えば、塩化アルミ
ニウム、塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素
ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他
の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能でありそれ
らも包含する。
【0173】また、本発明において無機微粉末は、疎水
化処理されていることが好ましい。無機微粉末を疎水化
処理することによって、無機微粉末の高湿環境における
帯電性の低下を防止し、無機微粉末が表面に付着したト
ナー粒子の摩擦帯電量の環境安定性を向上させること
で、現像剤としての画像濃度、カブリ等の現像特性の環
境安定性をより高めることができる。無機微粉末の帯電
性、及び無機微粉末が表面に付着したトナー粒子の摩擦
帯電量の環境による変動を抑制することで、導電性微粉
末のトナー粒子からの遊離し易さが変動することを防止
でき、導電性微粉末の像担持体上への供給量を安定化
し、像担持体の帯電性及び転写残トナー粒子回収性の環
境安定性を高めることができる。
【0174】疎水化処理の処理剤としては、シリコーン
ワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイ
ル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シラン
カッブリング剤、その他有機硅素化合物、有機チタン化
合物の如き処理剤を単独で或いは併用して処理しても良
い。その中でも、無機微粉末は少なくともシリコーンオ
イルで処理されていることが特に好ましい。
【0175】上記シリコーンオイルは、25℃における
粘度が10〜200,000mm2/sのものが、さら
には3,000〜80,000mm2/sのものが好ま
しい。シリコーンオイルの粘度が上記範囲よりも小さす
ぎる場合には、無機微粉末の処理に安定性が無く、処理
したシリコーンオイルが熱および機械的な応力により脱
離、転移或いは劣化して画質が劣化する傾向がある。ま
た、粘度が上記範囲よりも大きすぎる場合には、無機微
粉末の均一な処理が困難になる傾向がある。
【0176】使用されるシリコーンオイルとしては、例
えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコ
ーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイ
ル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリ
コーンオイル等が特に好ましい。
【0177】シリコーンオイルの処理の方法としては、
例えばシラン化合物で処理された無機微粉末とシリコー
ンオイルとをヘンシェルミキサー等の混合機を用いて直
接混合してもよいし、無機微粉末にシリコーンオイルを
噴霧する方法を用いてもよい。あるいは適当な溶剤にシ
リコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、シリカ
微粉体を加え混合し溶剤を除去する方法でもよい。無機
微粉末の凝集体の生成が比較的少ない点から、噴霧機を
用いる方法がより好ましい。
【0178】シリコーンオイルの処理量は無機微粉末1
00質量部に対し1〜23質量部、好ましくは5〜20
質量部が良い。シリコーンオイルの量が上記範囲よりも
少なすぎると良好な疎水性が得られず、多すぎるとカブ
リ発生等の不具合が生ずることがある。
【0179】また、本発明において無機微粉末は、少な
くともシラン化合物で処理すると同時に、またはその後
にシリコーンオイルで処理されていることが好ましい。
無機微粉末の処理にシラン化合物を用いることが、シリ
コーンオイルの無機微粉末への付着性を高めて、無機微
粉末の疎水性及び帯電性を均一化する上で特に好まし
い。
【0180】無機微粉末の処理条件としては、例えば第
一段反応としてシリル化反応を行いシラノール基を化学
結合により消失させた後、第二段反応としてシリコーン
オイルにより表面に疎水性の薄膜を形成することができ
る。
【0181】また、本発明の現像剤は、無機微粉末の含
有量が現像剤全体の0.1〜3.0質量%であることが
好ましい。無機微粉末の含有量が上記範囲より少なすぎ
る場合には、無機微粉末を添加することの効果が十分に
得られず、また上記範囲より多すぎる場合には、トナー
粒子に対して過剰な無機微粉末が導電性微粉末を被覆し
てしまい、導電性微粉末が抵抗が高い場合と同様な挙動
を示すようになり、像担持体上への導電性微粉末の供給
性の低下、帯電促進効果の低下、転写残トナー粒子の回
収性の低下等の本発明の効果を損なうようになる。無機
微粉末の含有量は、現像剤全体の0.3〜2.0質量%
であることがより好ましく、さらに好ましくは0.5〜
1.5質量%である。
【0182】本発明において、トナー粒子は結着樹脂及
び着色剤を少なくとも含有する着色樹脂粒子である。
【0183】本発明に使用されるトナー粒子が含有する
結着樹脂の種類としては、例えば、スチレン系樹脂、ス
チレン系共重合樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニ
ル樹脂、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天
然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル
樹脂、ポリ酢酸ビニール、シリコーン樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、
キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、
クマロンインデン樹脂、石油系樹脂等が使用できる。ま
たビニル系重合ユニットとポリエステルユニットを有し
ているハイブリット樹脂も使用できる。
【0184】スチレン系共重合体のスチレンモノマーに
対するコモノマーとしては、例えば、ビニルトルエン等
のスチレン誘導体;例えば、アクリル酸又はアクリル酸
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−2−
エチルヘキシル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エ
ステル類;例えば、メタクリル酸又はメタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタク
リル酸オクチル等のメタクリル酸エステル類;例えば、
マレイン酸又はマレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、
マレイン酸ジメチル等のような二重結合を有するジカル
ボン酸エステル類;例えば、アクリルアミド、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、ブタジエン又は塩化ビ
ニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のようなビニルエ
ステル類;例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等
のようなエチレン系オレフィン類;例えば、ビニルメチ
ルケトン、ビニルヘキシルケトン等のようなビニルケト
ン類;例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエ
ーテル、ビニルイソブチルエーテル等のようなビニルエ
ーテル類;等のビニル系単量体が単独もしくは2つ以上
用いられる。
【0185】ここで、架橋剤としては、主として2個以
上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられ、例
えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等のよう
な芳香族ジビニル化合物;例えぼエチレングリコールジ
アクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、
1,3−ブタンジオールジメタクリレート等のような二
重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニ
リン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニ
ルスルホン等のジビニル化合物;及び3個以上のビニル
基を有する化合物;が単独もしくは混合物として用いら
れる。
【0186】結着樹脂のガラス転移点温度(Tg)は、
50〜70℃であることが好ましい。ガラス転移点温度
が上記範囲よりも低すぎると場合には現像剤の保存性が
低下し、高すぎる場合には定着性に劣る。
【0187】本発明で用いられるトナー粒子にワックス
成分を含有させるのは好ましい形態のひとつである。本
発明に用いられるトナー粒子に含有されるワックスとし
ては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレ
ン、ポリオレフィン、ポリオレフィン共重合体、マイク
ロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッ
シャートロプシュワックスなどの脂肪族炭化水素系ワッ
クス;酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素
系ワックスの酸化物;または、それらのブロック共重合
物;カルナバワックス、モンタン酸エステルワックスな
どの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カ
ルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部または全
部を脱酸化したものなどが挙げられる。さらに、パルミ
チン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に長鎖
のアルキル基を有する長鎖アルキルカルボン酸類などの
飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン
酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類;ステアリルア
ルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコー
ル、カルナウビルアルコール、セチルアルコール、メリ
シルアルコール、あるいは更に長鎖のアルキル基を有す
る長鎖アルキルアルコール類などの飽和アルコール類;
ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミ
ド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸
アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレン
ビスカブリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミ
ド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和
脂肪酸ビスアミド類、エチレンビスオレイン酸アミド、
ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオ
レイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシ
ン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレン
ビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソ
フタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリ
ン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸
亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩
(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化
水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系
モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニ
ン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部
分エステル化物;植物性油脂の水素添加などによって得
られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物な
どが挙げられる。
【0188】本発明においては、該ワックスを結着樹脂
100質量部に対して好ましくは0.5〜20質量部、
より好ましくは0.5〜15質量部の範囲で用いられ
る。
【0189】本発明に使用されるトナー粒子が含有する
着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、
鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロ
シアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエ
ローG、ローダミン6G、カルコオイルブルー、クロム
イエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズ
ベンガル、トリアリールメタン系染料、モノァゾ系、ジ
スアゾ系染顔料等、従来公知の染顔料を単独或いは混合
して使用し得る。
【0190】本発明の現像剤は磁性現像剤として用いて
もよい。
【0191】本発明において現像剤を磁性現像剤とする
ためトナー粒子に含有させる磁性体としては、マグネタ
イト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化鉄、鉄、
コバルト、ニッケル等の金属或いはこれらの金属とアル
ミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜
鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、
カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステ
ン、バナジウム等の金属の合金及びその混合物が挙げら
れる。
【0192】これらの磁性体は結着樹脂100質量部に
対し、20〜200質量部で用いられる。このような磁
性体の中でもマグネタイトを主とするものが特に好まし
い。
【0193】本発明において現像剤は、荷電制御剤を含
有することが好ましい。荷電制御剤のうち、現像剤を正
荷電性に制御するものとして、例えば下記の物質があ
る。
【0194】ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変成
物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ
−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウ
ムテトラフルオロボレートなどの四級アンモニウム塩、
及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム
塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及
びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、りんタン
グステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモリ
ブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリ
シアン化物、フェロシアン化物など)、高級脂肪酸の金
属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサ
イド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガ
ノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチル
スズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートなどのジ
オルガノスズボレート類;グアニジン化合物、イミダゾ
ール化合物。これらを単独で或いは2種類以上組み合わ
せて用いることができる。これらの中でも、トリフェニ
ルメタン化合物、カウンターイオンがハロゲンでない四
級アンモニウム塩が好ましく用いられる。
【0195】また、現像剤を負荷電性に制御するものと
して次の物質が挙げられる。例えば、有機金属錯体、キ
レート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチ
ルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、
芳香族ダイカルボン酸系の金属錯体がある。他には、芳
香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカル
ボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェ
ノール等のフェノール誘導体類などがある。また荷電制
御樹脂を用いても良い。
【0196】荷電制御剤を現像剤に含有させる方法とし
ては、トナー粒子内部に添加する方法と外添する方法と
がある。これらの荷電制御剤の使用量としては、結着樹
脂の種類、他の添加剤の有無、分散方法を含めたトナー
製造方法によって決定されるもので、一義的に限定され
るものではないが、好ましくは結着樹脂100質量部に
対して0.1〜10質量部、より好ましくは0.1〜5
質量部の範囲で用いられる。
【0197】本発明に係るトナー粒子を製造するにあた
っては、上述したような構成材料をボールミルその他の
混合機により十分混合した後、加熱ロール、ニーダー、
エクストルーダー等の熱混練機を用いて良く混練し、冷
却固化後、粉砕、分級を行ってトナー粒子を得る方法が
好ましく、他には、特公昭56−13945号公報等に
記載のディスク又は多流体ノズルを用い溶融混合物を空
気中に霧化し球状トナー粒子を得る方法;結着樹脂溶液
中に構成材料を分散した後、噴霧乾燥することによりト
ナー粒子を得る方法等が応用できる。
【0198】<3>本発明の画像形成方法 本発明の画像形成方法は、帯電部材に電圧を印加し、像
担持体を帯電させる帯電工程と、帯電された像担持体
に、静電潜像を形成させる静電潜像形成工程と、下記
(a)〜(d)を含む現像工程と、 (a)現像容器内に収容されている現像剤を現像剤担持
体上に担持させる工程;(b)該現像剤担持体上の現像
剤の層厚を現像剤層厚規制部材により規制する工程;
(c)層厚を規制された前記現像剤を前記現像剤担持体
と像担持体とが対向する現像領域へ担持搬送する工程;
(d)現像剤担持体上の現像剤を像担持体上の静電潜像
に転移させてトナー像を形成する工程;前記像担持体表
面に形成されたトナー像を転写材に静電転写する転写工
程と、前記転写材上に転写されたトナー像を加熱・定着
する定着工程と、を有する画像形成方法において、前記
現像工程は、トナー像を転写材上に転写した後に像担持
体に残留した現像剤を回収するクリーニング工程を兼ね
ており、前記現像剤は上記の現像剤を用い、前記現像剤
担持体は現像剤担持体を用いる画像形成方法である。
【0199】本発明における帯電工程は、像担持体と当
接部を形成して接触する帯電部材に電圧を印加すること
により像担持体を帯電する工程であり、かつ、少なくと
も帯電部材と像担持体との当接部及び/又はその近傍
に、前記トナー中に含有の導電性微粉体が現像工程で像
担持体に付着し転写工程の後も像担持体上に残留し持ち
運ばれて介在している。
【0200】以下に本発明の画像形成方法を用いた画像
形成装置について図を用いて説明するが、本発明はこれ
らに限定されない。
【0201】図1は、磁性一成分現像剤を用いた本発明
に用いられる現像装置の模式図を示す。図1において、
公知のプロセスにより形成された静電潜像を保持する像
担持体、例えば、電子写真感光ドラム1は、矢印B方向
に回転される。現像剤担持体としての現像スリーブ8
は、現像容器としてのホッパー3によって供給された磁
性トナーを有する現像剤4を担持して、矢印A方向に回
転することによって、現像スリーブ8と感光ドラム1と
が対向している現像領域Dに現像剤4を搬送する。図1
に示すように、現像スリーブ8内には、現像剤4を現像
スリーブ8上に磁気的に吸引且つ保持する為に、磁石が
内接されているマグネットローラ5が配置されている。
【0202】本発明において現像装置で用いられる現像
スリーブ8は、上述の現像剤担持体を用いれば良く、具
体的には基体としての金属円筒管6上に被覆された樹脂
被覆層7を有する。ホッパー3中には、現像剤4を撹拌
するための撹拌翼10が設けられている。11は現像ス
リーブ8とマグネットローラ5とが非接触状態にあるこ
とを示す間隙である。
【0203】現像剤4は、現像剤相互間及び現像スリー
ブ8上の樹脂被覆層7との摩擦により、感光ドラム1上
の静電潜像を現像することが可能な摩擦帯電電荷を得
る。図1の例では、現像領域Dに搬送される現像剤4の
層厚を規制するために、現像剤層厚規制部材としてウレ
タンゴム、シリコーンゴム等のゴム弾性を有する材料、
或いはリン青銅、ステンレス鋼等の金属弾性を有する材
料の弾性板からなる現像剤層厚規制部材2を使用し、現
像スリーブ8に対してカウンター方向に現像剤を介し弾
性的に圧接することによって現像剤の薄層を形成してい
る。この様にして、現像スリーブ8上に形成される現像
剤4の薄層の厚みは、現像領域Dにおける現像スリーブ
8と感光ドラム1との間の最小間隙よりも更に薄いもの
であることが好ましい。
【0204】現像スリーブ8に対する現像剤層厚規制部
材2の当接圧力は線圧4.9〜49N/m(5〜50g
/cm)であることが、現像剤の規制を安定化させ、現
像剤層厚を好適にさせることが出来る点で好ましい。現
像剤層厚規制部材の当接圧力が線圧4.9N/m未満の
場合には、現像剤の規制が弱くなり、カブリやトナーも
れの原因となり、線圧49N/mを超える場合には、ト
ナーへのダメージが大きくなり、トナー劣化やスリーブ
及びブレードへの融着の原因となり易い。
【0205】上記現像スリーブ8に担持された一成分系
現像剤4を飛翔させる為、上記現像スリーブ8にはバイ
アス手段としての電源9により交番バイアス電圧が印加
される。この現像バイアスとして直流電圧を使用すると
きに、静電潜像の画像部(現像剤4が付着して可視化さ
れる領域)の電位と背景部の電位との間の値の電圧を現
像スリーブ8に印加するのが好ましい。現像された画像
の濃度を高め、或は階調性を向上するためには、現像ス
リーブ8に交番バイアス電圧を印加し、現像領域Dに向
きが交互に反転する振動電界を形成してもよい。この場
合には、上記した現像画像部電位と背景部電位の中間の
値を有する直流電圧成分を重畳した交番バイアス電圧を
現像スリーブ8に印加するのが好ましい。
【0206】高電位部と低電位部を有する静電潜像の高
電位部にトナーを付着させて可視化する、所謂、正規現
像の場合には、静電潜像の極性と逆極性に帯電するトナ
ーを使用する。高電位部と低電位部を有する静電潜像の
低電位部にトナーを付着させて可視化する、所謂、反転
現像の場合には、静電潜像の極性と同極性に帯電するト
ナーを使用する。高電位、低電位というのは、絶対値に
よる表現である。これらいずれの場合にも、現像剤4は
少なくとも現像スリーブ8との摩擦により帯電される。
【0207】図はあくまでも本発明における現像装置を
模式的に例示したものであり、現像剤容器(ホッパー
3)の形状、撹拌翼10の有無、磁極の配置に様々な形
態があることは言うまでもない。
【0208】図2は本発明における別の形態の現像装置
の模式図を示す。図2では現像剤層厚規制部材を現像ス
リーブ8に対して順方向に現像剤を介し弾性的に圧接し
たものである。
【0209】本発明は、これらの現像手段、像保持体、
帯電手段を一体化してプロセスカートリッジとして用い
ることもできる。図3を参照しながら、図1で例示した
本発明の現像剤担持体を有する現像装置を使用した画像
形成装置の一例について説明する。
【0210】先ず、一次帯電手段としての接触(ロー
ラ)帯電手段18により像担持体としての感光ドラム1
の表面を負極性に帯電させ、レーザ光の露光12による
イメージスキャニングにより静電潜像が感光ドラム1上
に形成される。次に、現像剤層厚規制部材2を有し、現
像剤担持体としての現像スリーブ8が具備されている現
像装置によって、上記静電潜像が、現像容器としてのホ
ッパー3内のトナーを有する負帯電性一成分系現像剤4
によって反転現像される。
【0211】図3に示す様に、現像領域Dにおいて感光
ドラム1は現像スリーブに接地されており、現像スリー
ブ8には電源9により交番バイアスが印加されている。
次に、転写材Pが搬送されて転写部に来ると、転写手段
としての接触(ローラ)転写手段13により転写材Pの
背面(感光ドラム側と反対面)から電圧印加手段20で
帯電されることにより、感光ドラム1の表面上に形成さ
れている現像画像が接触転写手段13で転写材P上へ転
写される。
【0212】次に、感光ドラム1から分離された転写材
Pは、定着手段としての加熱加圧ローラ定着器15に搬
送され、該定着器によって転写材P上の現像画像の定着
処理がなされる。
【0213】上記の一連の工程において、感光ドラム
(即ち、像担持体)1は感光層及び導電性基体を有する
ものであり、矢印B方向に動く。現像スリーブ8は、現
像領域Dにおいて感光ドラム1の表面と同方向(矢印A
方向)に進む様に回転する。ホッパー3内の一成分系現
像剤4は現像スリーブ8上に担持され、且つ現像スリー
ブ8の表面との摩擦及び/又トナー同士の摩擦によっ
て、例えば、マイナスのトリボ電荷が与えられる。更
に、現像剤層厚規制部材12により、現像剤層の厚さを
薄く(30〜300μm)且つ均一に規制して、現像領
域Dにおける感光ドラム1と現像スリーブ8との間隙よ
りも薄い現像剤層を形成させる。
【0214】現像スリーブ8は像担持体に対して100
〜1000μmの離間距離を有して対向して設置される
ことが好ましい。現像スリーブ8の像担持体に対する離
間距離が100μmよりも小さいと、離間距離の振れに
対するトナーの現像特性の変化が大きくなるため、安定
した画像性を満足する画像形成装置を量産することが困
難となる。現像スリーブ8の像担持体に対する離間距離
が1000μmよりも大きいと、現像装置への転写残ト
ナーの回収性が低下し、回収不良によるカブリを生じ易
くなる。また、像担持体上の静電潜像に対するトナーの
追従性が低下するために、解像性の低下、画像濃度の低
下等の画質低下を招く。好ましくは120〜500μm
がよい。
【0215】また、現像スリーブ8の回転速度を調整す
ることによって、現像スリーブ8の表面速度が感光ドラ
ム1の表面の速度と実質的に等速、もしくはそれに近い
速度となる様にすることが好ましい。現像領域Dにおい
て、現像スリーブ8に現像バイアス電圧として、交番バ
イアスを電源9により印加してもよい。現像スリーブ8
と潜像保持体との間に、少なくともピークトゥーピーク
の電界強度で3×10 6〜10×106V/m、周波数1
00〜5000Hzの交番電界を現像バイアスとして印
加することが好ましく良い。
【0216】現像領域Dにおける現像剤の移転に際し、
感光ドラム1の表面の静電気力、及び交番バイアスの如
き現像バイアス電圧の作用によって、現像剤は静電潜像
側に移転する。ここで現像同時クリーニング画像形成方
法において、トナー粒子に導電性微粉体を外部添加した
場合の画像形成プロセス中でのトナー粒子及び導電性微
粉体の挙動について説明する。
【0217】トナーに含有させた導電性微粉体は、現像
工程における像担持体側の静電潜像の現像時にトナー粒
子とともに適当量が像担持体側に移行する。
【0218】像担持体上のトナー像は転写工程において
転写材側に転移する。像担持体上の導電性微粉体も一部
は転写材側に付着するが残りは像担持体上に付着保持さ
れて残留する。トナーと逆極性の転写バイアスを印加し
て転写を行う場合には、トナーは転写材側に引かれて積
極的に転移するが、像担持体上の導電性微粉体は導電性
であることで転写材側には積極的には転移せず、一部は
転写材側に付着するものの残りは像担持体上に付着保持
されて残留する。
【0219】クリーナを用いない画像形成方法では、転
写後の像担持体面に残存の転写残トナーおよび上記の残
存導電性微粉体は、像担持体と接触帯電部材のニップ部
である帯電部に像担持体面の移動でそのまま持ち運ばれ
て接触帯電部材に付着・混入する。
【0220】従って、像担持体と接触帯電部材との当接
部に導電性微粉体が介在した状態で像担持体の接触帯電
が行われる。
【0221】この導電性微粉体の存在により、接触帯電
部材への転写残トナーの付着・混入による汚染にかかわ
らず、接触帯電部材の像担持体への緻密な接触性と接触
抵抗を維持できるため、該接触帯電部材による像担持体
の帯電を良好に行わせることができる。
【0222】また、接触帯電部材に付着・混入した転写
残トナーは、帯電部材から像担持体へ印加される帯電バ
イアスによって、帯電バイアスと同極性に帯電を揃えら
れて接触帯電部材から徐々に像担持体上に吐き出され、
像担持体面の移動とともに現像部に至り、現像工程にお
いて現像同時クリーニング(回収)される。
【0223】更に、画像形成が繰り返されることで、ト
ナーに含有させてある導電性微粉体が、現像部で像担持
体面に移行し該像担持面の移動により転写部を経て帯電
部に持ち運ばれて帯電部に逐次に導電性微粉体が供給さ
れ続けるため、帯電部において導電性微粉体が脱落等で
減少したり、劣化するなどしても、帯電性の低下が生じ
ることが防止されて良好な帯電性が安定して維持され
る。
【0224】本発明の画像形成方法における帯電工程
は、像担持体(被帯電体)に、ローラ型(帯電ロー
ラ)、ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型等の
導電性の帯電部材(接触帯電部材・接触帯電器)を接触
させ、この接触帯電部材に所定の帯電バイアスを印加し
て被帯電体面を所定の極性・電位に帯電させる接触帯電
装置を用いる。接触帯電部材に対する印加帯電バイアス
は直流電圧のみでも良好な帯電性を得ることが可能であ
るが、直流電圧に交番電圧(交流電圧)を重畳してもよ
い。
【0225】交番電圧の波形としては、正弦波、矩形
波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を周
期的にオン/オフすることによって形成されたパルス波
であっても良い。このように交番電圧の波形としては周
期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用でき
る。
【0226】本発明においては、帯電部材が、帯電部材
と像担持体との間に導電性微粉体を介在させる当接部を
設ける上で弾性を有することが好ましく、帯電部材に電
圧を印加することにより像担持体を帯電するために導電
性であることが好ましい。従って、帯電部材は弾性導電
ローラ、磁性粒子を磁気拘束させた磁気ブラシ部を有
し、該磁気ブラシ部を被帯電体に接触させた磁気ブラシ
接触帯電部材或いは導電性繊維から構成される帯電ブラ
シであることが好ましく良い。
【0227】弾性導電ローラの硬度は、硬度が低すぎる
と形状が安定しないために被帯電体との接触性が悪くな
り、更に、帯電部材と像担持体とのニップ部に導電性微
粉体を介在させることで弾性導電ローラ表層を削り或い
は傷つけ、安定した帯電性が得られにくい。また、硬度
が高すぎると被帯電体との間に帯電当接部を確保できな
いだけでなく、被帯電体表面へのミクロな接触性が悪く
なるので、アスカーC硬度で25〜50度が好ましい範
囲である。
【0228】弾性導電ローラは弾性を持たせて被帯電体
との十分な接触状態を得ると同時に、移動する被帯電体
を充電するに十分低い抵抗を有する電極として機能する
ことが重要である。一方では被帯電体にピンホールなど
の欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止する必
要がある。被帯電体として電子写真用感光体を用いた場
合、十分な帯電性と耐リークを得るには103〜108Ω
の抵抗であることが良く、より好ましくは104〜107
Ωの抵抗であることが良い。
【0229】ローラ抵抗は、ローラの芯金に総圧9.8
N(1kg)の加重がかかるよう直径30mmの円筒状
アルミドラムにローラを圧着した状態で、芯金とアルミ
ドラムとの間に100Vを印加して、計測できる。
【0230】例えば、弾性導電ローラは芯金上に可撓性
部材としてのゴムあるいは発泡体の中抵抗層を形成する
ことにより作成される。中抵抗層は樹脂(例えばウレタ
ン)、導電性物質(例えばカーボンブラック)、硫化
剤、発泡剤等により処方され、芯金の上にローラ状に形
成する。その後必要に応じて切削、表面を研磨して形状
を整え、弾性導電ローラを作成することができる。該ロ
ーラ表面は導電性微粉体を介在させるために微少なセル
または凹凸を有していることが好ましい。
【0231】弾性導電ローラの材質としては、弾性発泡
体に限定するものでは無く、弾性体の材料として、エチ
レン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)、
ウレタン、ブタジエンアクリロニトリルゴム(NB
R)、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整
のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質
を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものがあ
げられる。また、導電性物質を分散せずに、或いは導電
性物質と併用してイオン導電性の材料を用いて抵抗調整
をすることも可能である。
【0232】弾性導電ローラは像担持体としての被帯電
体に対して弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて配設
し、弾性導電ローラと像担持体の当接部である帯電当接
部を形成させる。この帯電当接部幅は特に制限されるも
のではないが、弾性導電ローラと像担持体の安定して密
な密着性を得るため1mm以上、より好ましくは2mm
以上が良い。
【0233】また、接触帯電部材としての帯電ブラシ
は、一般に用いられている繊維に導電材を分散させて抵
抗調整されたものが用いられる。繊維としては、一般に
知られている繊維が使用可能であり、例えばナイロン、
アクリル、レーヨン、ポリカーボネート、ポリエステル
等が挙げられる。導電材としては、一般に知られている
導電材が使用可能であり、例えば、ニッケル、鉄、アル
ミニウム、金、銀等の導電性金属或いは酸化鉄、酸化亜
鉛、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化チタン等の導電性
金属の酸化物、更にはカーボンブラック等の導電粉が挙
げられる。なおこれら導電材は必要に応じ疎水化、抵抗
調整の目的で表面処理が施されていてもよい。使用に際
しては、繊維との分散性や生産性を考慮して選択して用
いる。
【0234】接触帯電部材として帯電ブラシを用いる場
合には、固定型と回動可能なロール状のものがある。ロ
ール状帯電ブラシとしては、例えば導電性繊維をパイル
地にしたテープを金属製の芯金にスパイラル状に巻き付
けてロールブラシとすることができる。導電性繊維は、
繊維の太さが1〜20デニール(繊維径10〜500μ
m程度)、ブラシの繊維の長さは1〜15mm、ブラシ
密度は1平方インチ当たり1万〜30万本(1平方メー
トル当たり1.5×107〜4.5×108本程度)のも
のが好ましく用いられる。
【0235】帯電ブラシは、極力ブラシ密度の高い物を
使用することが好ましく、1本の繊維を数本〜数百本の
微細な繊維から作ることも好ましく良い。例えば、30
0デニール/50フィラメントのように300デニール
の微細な繊維を50本束ねて1本の繊維として植毛する
ことも可能である。しかしながら、本発明においては、
直接注入帯電の帯電ポイントを決定しているのは、主に
は帯電部材と像担持体との帯電当接部及びその近傍の導
電性微粉体の介在密度に依存しているため、帯電部材の
選択の範囲は広められている。
【0236】帯電ブラシの抵抗値は、弾性導電ローラの
場合と同様に十分な帯電性と耐リークを得るには103
〜108Ωの抵抗であることが良く、より好ましくは1
4〜107Ωの抵抗であることが良い。
【0237】帯電ブラシの材質としては、ユニチカ
(株)製の導電性レーヨン繊維REC−B、REC−
C、REC−M1、REC−M10、さらに東レ(株)
製のSA−7、日本蚕毛(株)製のサンダーロン、カネ
ボウ製のベルトロン、クラレ(株)製のクラカーボ、レ
ーヨンにカーボンを分散したもの、三菱レーヨン(株)
製のローバル等があるが、環境安定性の点でREC−
B、REC−C、REC−M1、REC−M10が特に
好ましく良い。
【0238】また、接触帯電部材が可撓性を有している
ことが接触帯電部材と像担持体の当接部において導電性
微粉体が像担持体に接触する機会を増加させ、高い接触
性を得ることができ、直接注入帯電性を向上させる点で
好ましく良い。つまり、接触帯電部材が導電性微粉体を
介して密に像担持体に接触して、接触帯電部材と像担持
体の当接部に存在する導電性微粉体が像担持体表面を隙
間なく摺擦することで、接触帯電部材による像担持体の
帯電は導電性微粉体の存在により放電現象を用いない安
定かつ安全な直接注入帯電が支配的となり、従来のロー
ラ帯電等では得られなかった高い帯電効率が得られ、接
触帯電部材に印加した電圧とほぼ同等の電位を像担持体
に与えることができる。
【0239】更に、当接部を形成する帯電部材の表面の
移動速度と像担持体の表面の移動速度には、相対的速度
差を設けることが好ましい。接触帯電部材と像担持体の
当接部において導電性微粉体が像担持体に接触する機会
を格段に増加させ、より高い接触性を得ることができ
る、直接注入帯電性を向上させる点で好ましく良い。
【0240】接触帯電部材と像担持体との当接部に導電
性微粉体を介在させることにより、導電性微粉体の潤滑
効果(摩擦低減効果)により接触帯電部材と像担持体と
の間に大幅なトルクの増大及び接触帯電部材及び像担持
体表面の顕著な削れ等を伴うことなく速度差を設けるこ
とが可能となる。
【0241】速度差を設ける構成としては、接触帯電部
材を回転駆動させて像担持体と該接触帯電部材に速度差
を設けることができる。
【0242】帯電部に持ち運ばれる像担持体上の転写残
トナーを接触帯電部材に一時的に回収し均すために、接
触帯電部材と像担持体は互いに逆方向に移動させること
が好ましく良い。接触帯電部材の回転方向を像担持体表
面の移動方向とは逆方向に回転するように構成すること
が望ましい。即ち、逆方向回転で像担持体上の転写残ト
ナーを一旦引き離し帯電を行うことにより優位に直接注
入帯電を行うことが可能である。
【0243】帯電部材を像担持体表面の移動方向と同じ
方向に移動させて速度差をもたせることも可能である
が、直接注入帯電の帯電性は像担持体の周速と帯電部材
の周速の比に依存するため、逆方向と同じ周速比を得る
には順方向では帯電部材の回転数が逆方向の時に比べて
大きくなるので、帯電部材を逆方向に移動させる方が回
転数の点で有利である。ここで記述した周速比は、 周速比(%)=(帯電部材周速−潜像保持体周速)/潜
像保持体周速×100 である(帯電部材周速はニップ部において帯電部材表面
が潜像保持体表面と同じ方向に移動するとき正の値であ
る)。
【0244】相対速度差を示す指標としては、次式で表
される相対移動速度比がある。 相対移動速度比(%)=|(Vc−Vp)/Vp|×1
00 (式中、Vcは帯電部材表面の移動速度、Vpは像担持
体表面の移動速度であり、Vcは、当接部において帯電
部材表面が像担持体表面と同じ方向に移動するとき、V
ptp同符号の値とする。)
【0245】相対移動速度比は、10〜500%である
ことが好ましく、20〜400%であることがより好ま
しい。相対移動速度比が、上記範囲よりも小さすぎる場
合には、接触帯電部材と像担持体との接触確率を増加さ
せることが十分にはできず、直接注入帯電による像担持
体の帯電性を維持することが難しい場合がある。更に、
上述の像担持体と接触帯電部材との接触部に介在する導
電性微粉末の量を接触帯電部材と像担持体との摺擦によ
って制限することにより像担持体の帯電阻害を抑制する
効果、及び転写残トナー粒子のパターンを均し現像同時
クリーニングでの現像剤の回収性を高める効果が十分に
は得られない場合もある。相対移動速度比が、上記範囲
よりも大きすぎる場合には、帯電部材の移動速度を高め
ることとなるために、像担持体と接触帯電部材との接触
部に持ち連ばれた現像剤成分が飛散することによる装置
内の汚染を生じ易く、像担持体及び接触帯電部材が摩耗
し易くなるあるいは傷の発生を生じ易くなり短寿命化す
る傾向がある。
【0246】また、帯電部材の移動速度が0である場合
(帯電部材が静止している状態)は、帯電部材の像担持
体との接触点が定点となるため、帯電部材の像担持体へ
の接触部の摩耗または劣化を生じ易く、像担持体の帯電
阻害を抑制する効果及び転写残トナー粒子のパターンを
均し現像同時クリーニングでの現像剤の回収性を高める
効果が低下しやすく好ましくない。
【0247】像担持体と接触帯電部材との当接部におけ
る導電性微粉体の介在量は、少なすぎると、該導電性微
粉体による潤滑効果が十分に得られず、像担持体と接触
帯電部材との摩擦が大きくて接触帯電部材を像担持体に
速度差を持って回転駆動させることが困難である。つま
り、駆動トルクが過大となるし、無理に回転させると接
触帯電部材や像担持体の表面が削れてしまう傾向があ
る。更に導電性微粉体による接触機会増加の効果が得ら
れないこともあり十分な帯電性能が得られにくい。一
方、介在量が多過ぎると、導電性微粉体の接触帯電部材
からの脱落が著しく増加し作像上に悪影響が出やすい。
【0248】実験によると導電性微粉体の介在量は10
3個/mm2以上が好ましく、より好ましくは104個/
mm2以上が良い。103個/mm2より低いと十分な潤
滑効果と接触機会増加の効果が得られず帯電性能の低下
が生じやすい。104個/mm2より低いと転写残トナー
が多い場合に帯電性能の低下が生じやすい。
【0249】導電性微粉体の塗布密度範囲は、導電性微
粉体をどれぐらいの密度で像担持体上に塗布することで
均一帯電性の効果が得られるかでも決定される。
【0250】帯電時は少なくともこの記録解像度よりは
均一な接触帯電が必要なことは言うまでもない。しかし
ながら人間の目の視覚特性に関して、空間周波数が10
cycles/mm以上では、画像上の識別諧調数が限
りなく1に近づいていく、すなわち濃度ムラを識別でき
なくなる。この特性を積極的に利用すると、像担持体上
に導電性微粉体を付着させた場合、少なくとも像担持体
上で10cycles/mm以上の密度で導電性微粉体
を存在させ、直接注入帯電を行えば良いことになる。た
とえ導電性微粉体の存在しないところにミクロな帯電不
良が発生したとしても、その帯電不良によって発生する
画像上の濃度ムラは、人間の視覚特性を越えた空間周波
数領域に発生するため、画像上では問題は無いことにな
る。
【0251】導電性微粉体の塗布密度が変化したとき
に、画像上に濃度ムラとしての帯電不良が認知されるか
どうかについては、導電性微粉体をわずかにでも塗布さ
れれば(例えば10個/mm2)、帯電ムラ発生の抑制
に効果が認められるが、画像上の濃度ムラが人間にとっ
て許容可能かどうかと言う点においてはまだ不十分であ
る。
【0252】ところがその塗布量を102個/mm2以上
すると、画像の客観評価において急激に好ましい結果が
得られるようになる。更に、塗布量を103個/mm2
上増加させていくことにより、帯電不良に起因する画像
上の問題点は皆無となる。
【0253】直接注入帯電方式による帯電では、放電帯
電方式とは根本的に異なり、帯電部材が感光体に確実に
接触する事で帯電が行われている訳であるが、たとえ導
電性微粉体を像担持体上に過剰に塗布したとしても、接
触できない部分は必ず存在する。ところが本発明の人間
の視覚特性を積極的に利用した導電性微粉体の塗布を行
うことで、実用上この問題点を解決する。
【0254】しかしながら、直接注入帯電方式を現像同
時クリーニング画像形成における像担持体の一様帯電と
して適用する場合には、転写残トナーの帯電部材への付
着或いは混入による帯電特性の低下が生ずる。転写残ト
ナーの帯電部材への付着及び混入を抑制し、または転写
残トナーの帯電部材への付着或いは混入による帯電特性
への悪影響に打ち勝って、良好な直接注入帯電を行うに
は、像担持体と接触帯電部材との当接部における導電性
微粉体の介在量が104個/mm2以上であることが好ま
しく良い。
【0255】塗布密度上限値は導電性微粉体の粒径によ
っても変わってくるために、一概にはいえないが、強い
て記述するならば、導電性微粉体が像担持体上に1層均
一に塗布される量が上限である。それ以上塗布されても
効果が向上するわけではなく逆に、露光光源を遮った
り、散乱させたりという弊害が生じる。
【0256】導電性微粉体の量は、5×105個/mm2
を超えると、導電性微粉体の像担持体への脱落が著しく
増加し、導電性微粉体自体の光透過性を問わず、像担持
体への露光量不足が生じる。5×105個/mm2以下で
は脱落する粒子量も低く抑えられ露光の阻害を改善でき
る。該介在量範囲において像担持体上に脱落した粒子の
存在量を測ると102〜105個/mm2であったことか
ら、作像上弊害がない該存在量としては104〜5×1
5個/mm2の介在量が好ましい。
【0257】帯電当接部での導電性微粉体の介在量及び
静電潜像形成工程での像担持体上の導電性微粉体存在量
の測定方法について述べる。導電性微粉体の介在量は接
触帯電部材と像担持体の接触面部を直接測ることが望ま
しいが、当接部を形成する接触帯電部材の表面と像担持
体の表面には速度差を設けている場合、接触帯電部材に
接触する前に像担持体上に存在した粒子の多くは逆方向
に移動しながら接触する帯電部材に剥ぎ取られることか
ら、本発明では接触面部に到達する直前の接触帯電部材
表面の粒子量をもって介在量とする。
【0258】具体的には、以下の通りである。帯電バイ
アスを印加しない状態で像担持体及び弾性導電ローラの
回転を停止し、像担持体及び弾性導電ローラの表面をビ
デオマイクロスコープ(OLYMPUS製OVM100
0N)及びデジタルスチルレコーダ(DELTIS製S
R−3100)で撮影する。弾性導電ローラについて
は、弾性導電ローラを像担持体に当接させるのと同じ条
件でスライドガラスに当接させ、スライドガラスの背面
からビデオマイクロスコープにて接触面を1000倍の
対物レンズで10箇所以上撮影する。得られたデジタル
画像から個々の微粉体を領域分離するため、ある閾値を
持って2値化処理し、微粉体の存在する領域の数を所望
の画像処理ソフトを用いて計測する。また、像担持体上
の存在量についても像担持体上を同様のビデオマイクロ
スコープにて撮影し同様の処理を行い計測する。
【0259】また、本発明の画像形成方法においては、
像担持体の最表面層の体積抵抗が、1×109Ωcm以
上1×1014Ωcm以下が好ましく、該範囲の体積抵抗
であることにより、より良好な帯電性を与えることがで
きる。電荷の直接注入による帯電方式においては、被帯
電体側の抵抗を下げることでより効率良く電荷の授受が
行えるようになる。このためには、最表面層の体積抵抗
値としては1×1014Ωcm以下であることが好ましく
良い。一方、像担持体として静電潜像を一定時間保持す
る必要するためには、最表面層の体積抵抗値としては1
×109Ωcm以上であることが好ましく良い。
【0260】更に、像担持体が電子写真感光体であり、
該電子写真感光体の最表面層の体積抵抗が1×109Ω
cm以上1×1014Ωcm以下であることにより、プロ
セススピードの速い装置においても、十分な帯電性を与
えることができより好ましい。
【0261】また、像担持体はアモルファスセレン、C
dS、ZnO2、アモルファスシリコーン又は有機系感
光物質の様な光導電絶縁物質層を持つ感光ドラムもしく
は感光ベルトであることが好ましく、アモルファスシリ
コーン感光層、又は有機感光層を有する感光体が特に好
ましく用いられる。
【0262】本発明において、像担持体の最表面層の体
積抵抗が1×109〜1×1014Ω・cm、より好まし
くは1×1010〜1×1014Ω・cmであることによ
り、より良好な像担持体の帯電性を与えることができ好
ましい。電荷の直接注入による帯電方式においては、被
帯電体側の抵抗を下げることでより効率良く電荷の授受
が行えるようになる。このためには、最表面層の体積抵
抗値としては1×1014Ω・cm以下であることが好ま
しい。一方、像担持体として静電潜像を一定時間保持す
るためには、最表面層の体積抵抗値としては1×109
Ω・cm以上であることが好ましい。高湿環境下におい
ても微小な潜像まで乱されることなく静電潜像を保持す
るためには抵抗値として1×1010Ω・cm以上である
ことが好ましい。
【0263】更に、像担持体が電子写真感光体であり、
該電子写真感光体の最表面層の体積抵抗が1×109
1×1014Ω・cmであることにより、プロセススピー
ドの速い装置においても、像担持体に十分な帯電性を与
えることができより好ましい。
【0264】また、像担持体はアモルファスセレン、C
dS、ZnO2、アモルファスシリコーン又は有機系感
光物質の様な光導電絶縁物質層を持つ感光ドラムもしく
は感光ベルトであることが好ましく、アモルファスシリ
コーン感光層、又は有機感光層を有する感光体が特に好
ましく用いられる。
【0265】有機感光層としては、感光層が電荷発生物
質及び電荷輸送性能を有する物質を同一層に含有する単
一層型でもよく、又は電荷輸送層と電荷発生層を有する
機能分離型感光層であっても良い。導電性基体上に電荷
発生層、次いで電荷輸送層の順で積層されている構造の
積層型感光層は好ましい例の一つである。
【0266】像担持体の表面抵抗を調整することで、更
に安定して像担持体の均一な帯電を行うことができる。
【0267】像担持体の表面抵抗を調整することによっ
て電荷注入をより効率化或いは促進する目的で、電子写
真感光体の表面に電荷注入層を設けることも好ましい。
電荷注入層は、樹脂中に導電性微粒子を分散させた形態
が好ましい。
【0268】電荷注入層を設ける形態としては、例え
ば、 (i)セレン、アモルファスシリコーンの如き無機感光
体もしくは単一層型有機感光体の上に、電荷注入層を設
ける (ii)機能分離型有機感光体の電荷輸送層として、電
荷輸送剤と樹脂を有する表面層を持つものに電荷注入層
としての機能を兼ねさせる(例えば、電荷輸送層として
樹脂中に電荷輸送剤と導電性粒子を分散させる、あるい
は電荷輸送剤自体もしくはその存在状態によって、電荷
輸送層に電荷注入層としての機能を持たせる) (iii)機能分離型有機感光体上に最表面層として電
荷注入層を設ける等があるが、最表面層の体積抵抗が好
ましい範囲にあることが重要である。
【0269】電荷注入層としては、例えば、金属蒸着膜
等の無機材料の層、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分散樹脂層等によって構成され、蒸
着膜は蒸着、導電粉分散樹脂層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及びビーム塗工法
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。
【0270】この中でも、像担持体の最表面層が、少な
くとも金属酸化物からなる導電性微粒子(以下、「酸化
物導電微粒子」と表記する)が分散された樹脂層である
ことが好ましい。すなわち、像担持体の最表面層をこの
ような構成にすることにより、電子写真感光体の表面の
抵抗を下げてより効率良く電荷の授受を行うことがで
き、かつ表面の抵抗を下げたことで像担持体が静電潜像
を保持している間に潜像電荷が拡散することによる潜像
のボケもしくは流れを抑制できるため好ましい。
【0271】上記酸化物導電微粒子が分散された樹脂層
の場合、分散された粒子による入射光の散乱を防ぐため
に、入射光の波長よりも酸化物導電微粒子の粒径の方が
小さいことが好ましい。従って、分散される酸化物導電
微粒子の粒径としては0.5μm以下であることが好ま
しい。酸化物導電微粒子の含有量は、最外層の総重量に
対して2〜90質量%が好ましく、5〜70質量%がよ
り好ましい。酸化物導電微粒子の含有量が上記範囲より
も少なすぎる場合には、所望の体積抵抗値を得にくくな
る。また、含有量が上記範囲よりも多すぎる場合には、
膜強度が低下してしまうため、電荷注入層が削り取られ
やすくなり、感光体の寿命が短くなる傾向があり、また
抵抗が低くなりすぎてしまうことによって潜像電位が流
れることによる画像不良を生じやすくなる。
【0272】また、電荷注入層の層厚は、0.1〜10
μmが好ましく、潜像の輪郭のシャープさを得る上では
5μm以下であることがより好ましく、電荷注入層の耐
久性の点からは1μm以上であることがより好ましい。
【0273】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
注入層の塗工時に下層(例えば電荷輸送層)の塗工面を
乱してしまう可能性があるため、形成方法を特に選択す
る必要がある。
【0274】なお、本発明における像担持体の最表面層
の体積抵抗値の測定方法は、表面に金を蒸着させターボ
リエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に像担
持体の最表面層と同様の組成からなる層を作成し、これ
を体積抵抗測定装置(ヒューレットパッカード社製41
40B pA MATER)にて、温度23℃、湿度6
5%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。
【0275】また、さらに像担持体表面に離型性を付与
することが好ましく、像担持体表面の水に対する接触角
は85度以上であることが好ましい。より好ましくは像
担持体表面の水に対する接触角は90度以上である。
【0276】像担持体表面が高い接触角を有すること
は、像担持体表面がトナー粒子に対して高い離型性を有
することを示す。この効果により、現像同時クリーニン
グ工程においては現像剤の回収効率が向上する。また、
転写残トナー粒子量を著しく減少させることができるた
め、転写残トナー粒子による像担持体の帯電性低下を抑
制することもできる。
【0277】像担持体表面に離型性を付与する手段とし
ては、例えば、 1)膜を構成する樹脂自体に表面エネルギーの低いもの
を用いる、 2)撥水、親油性を付与するような添加剤を加える、 3)高い離型性を有する材料を粉体状にして分散する、 が挙げられる。1)としては、樹脂の構造中にフッ素含
有基、シリコーン含有基を導入することにより達成す
る。2)としては、界面活性剤を添加剤として添加すれ
ばよい。3)としては、ポリ4フッ化エチレン、ポリフ
ッ化ビニリデン及びフッ化カーボンの如きフッ素原子を
含む化合物、シリコーン系樹脂又はポリオレフィン系樹
脂等を用いることが挙げられる。
【0278】これらの手段によって像担持体表面の水に
対する接触角を85度以上とすることが可能である。
【0279】この中でも像担持体の最表面層が、少なく
ともフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂又はポリオレフィ
ン系樹脂から選ばれる少なくとも1種以上の材料からな
る滑剤微粒子が分散された層であることが好ましい。特
に、ポリ4フッ化エチレンやポリフッ化ビニリデンの如
き含フッ素樹脂を用いることが好適である。本発明にお
いては、粉体として含フッ素樹脂を離型性粉体として用
いた場合には、最表面層への分散が好適である。
【0280】これらの粉体を表面に含有させるために
は、バインダー樹脂中に該粉体を分散させた層を感光体
最表面に設けるか、あるいは、元々樹脂を主体として構
成されている有機感光体であれば、新たに表面層を設け
なくても、最表面層に該粉体を分散させれぱ良い。
【0281】上記の離型性を有する粉体の像担持体の表
面層への添加量は、表面層総重量に対して、1〜60質
量%であることが好ましく、2〜50質量%であること
がより好ましい。添加量が上記範囲よりも少なすぎると
転写残トナー粒子が充分に減少せず、現像同時クリーニ
ング装置での現像剤の回収効率が充分でない。添加量が
上記範囲よりも大きすぎると膜の強度が低下したり、感
光体への入射光量が著しく低下して像担持体の帯電性を
損ねたりするため好ましくない。該粉体の粒径について
は、画質の面から1μm以下であることが好ましく、
0.5μm以下であることがより好まし粒径が上記範囲
よりも大きすぎると入射光の散乱によりラインの切れが
悪くなりやすく、解像性を損ねやすい。
【0282】本発明において、接触角の測定は純水を用
い、装置は協和界面科学(株)製接触角計CA−DS型
を用いた。
【0283】本発明に用いられる像担持体としての感光
体の好ましい様態のひとつを以下に説明する。導電性基
体としては、アルミニウム又はステンレスの如き金属;
アルミニウム合金又は酸化インジウム−酸化錫合金によ
る被膜層を有するプラスチック;導電性粒子を含浸させ
た紙又はプラスチック;導電性ポリマーを有するプラス
チック;の円筒状シリンダー及びフィルムが用いられ
る。
【0284】これら導電性基体上には、感光層の接着性
向上、塗工性改良、基体の保護、基体上に欠陥の被覆、
基体からの電荷注入性改良または感光層の電気的破壊に
対する保護を目的として下引き層を設けても良い。
【0285】下引き層は、ポリビニルアルコール、ポリ
−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エ
チルセルロース、メチルセルロース、二トロセルロー
ス、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリビニルブチ
ラール、フェノール樹脂、カゼイン、ポリアミド、共重
合ナイロン、ニカワ、ゼラチン、ポリウレタン又は酸化
アルミニウム等の材料によって形成される。下引き層の
膜厚は通常0.1〜10μm、好ましくは0.1〜3μ
mが良い。
【0286】電荷発生層は、アゾ系顔料、フタロシアニ
ン系顔料、インジゴ系顔料、ペリレン系顔料、多環キノ
ン系顔料、スクワリリウム色素、ピリリウム塩類、チオ
ピリリウム塩類、トリフェニルメタン系色素又はセレン
や非晶質シリコーンの如き無機物質等の電荷発生物質を
適当な結着剤に分散し塗工する、あるいは蒸着により形
成する。なかでもフタロシアニン系顔料が感光体感度を
本発明に適合する感度に調整するうえで好ましい。結着
剤としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹
脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、
シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂が挙げ
られる。電荷発生層中に含有される結着剤の量は80質
量%以下、好ましくは0〜40質量%であることが良
い。電荷発生層の膜厚は5μm以下、特には0.05〜
2μmが好ましい。
【0287】電荷輸送層は、電界の存在下で電荷発生層
から電荷キャリアを受け取り、これを輸送する機能を有
している。電荷輸送層は電荷輸送物質を必要に応じて結
着樹脂と共に溶剤中に溶解し、塗工することによって形
成され、その膜厚は一般的には5〜40μmである。電
荷輸送物質としては、主鎖または側鎖にビフェニレン、
アントラセン、ピレン及びフェナントレンの如き多環芳
香族化合物;インドール、カルバゾール、オキサジアゾ
ール及びピラゾリンの如き含窒素環式化合物;ヒドラゾ
ン化合物;スチリル化合物;セレン;セレン−テルル;
非晶質シリコーン;硫化カドニウム等が挙げられる。
【0288】これら電荷輸送物質を分散させる結着樹脂
としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン樹脂、アクリ
ル樹脂及びポリアミド樹脂の如き樹脂;ポリ−N−ビニ
ルカルバゾール及びポリビニルアントラセンの如き有機
光導電性ポリマーが挙げられる。
【0289】表面層として、電荷注入をより効率化或い
は促進するために樹脂中に導電性微粒子を分散させた層
を設けてもよい。表面層の樹脂としては、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、あるいはこれらの樹脂の硬化剤が単独
あるいは2種以上組み合わされて用いられる。導電性微
粒子の例としては、金属又は金属酸化物が挙げられる。
好ましくは、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化ア
ンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、酸化スズ被
膜酸化チタン、スズ被膜酸化インジウム、アンチモン被
膜酸化スズ又は酸化ジルコニウム等の超微粒子がある。
これらは単独で用いても2種以上を混合して用いても良
い。
【0290】本発明においては、像担持体の帯電面に静
電潜像を形成する静電潜像形成手段が、像露光手段であ
ることが好ましい。静電潜像形成のための画像露光手段
としては、デジタル的な静電潜像を形成するレーザ走査
露光手段に限定されるものではなく、通常のアナログ的
な画像露光やLEDなどの他の発光素子でも構わない
し、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わ
せによるものなど、画像情報に対応した静電潜像を形成
できるものであるなら構わない。
【0291】
【実施例】以下、本発明を製造例及び実施例により具体
的に説明するが、これらは本発明を何ら限定するもので
はない。
【0292】〈感光体製造例〉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」と表記す
る)を製造した。感光体の基体には、直径30mmのア
ルミニウム製のシリンダーを用いた。このシリンダー上
に下記の各層を浸漬塗布することにより順次積層して感
光体を作製した。
【0293】第1層は導電層であり、アルミニウム基体
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20
μmの導電性粒子分散樹脂層(酸化錫及び酸化チタンの
粉末をフェノール樹脂に分散したものを主体とする)で
ある。
【0294】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、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。
【0295】第3層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料をプチラール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。
【0296】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化合物を分散した厚さ約25μm
の層であり、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。
【0297】第5層は電荷注入層であり、光硬化性のア
クリル樹脂に導電性酸化スズ超微粒子及び粒径約0.2
5μmの四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、樹脂に対して、アンチモンをドーピン
グし低抵抗化した粒径約0.03μmの酸化スズ粒子を
100質量%、更に四フッ化エチレン樹脂粒子を20質
量%、分散剤を1.1質量%を分散したものである。こ
のようにして調製した塗工液をスプレー塗工法にて厚さ
約2.5μmに塗工して電荷注入層とした。
【0298】このようにして得られた感光体の最表面層
における体積抵抗は、5×1012Ω・cm、感光体表面
の水に対する接触角は、103度であった。
【0299】<2>導電性微粒子の調製 (導電性微粒子の例1)体積平均粒径2.5μmの導電
性酸化亜鉛(抵抗5.3×104Ωcm)を導電性微粒
子1として用いた。この導電性微粒子は、走査型電子顕
微鏡にて観察したところ、0.1〜0.3μmの酸化亜
鉛一次粒子と1〜4μmの凝集体からなっていた。
【0300】上記導電性微粒子の体積平均粒径及の測定
法としてはベックマンコールター社製、LS−230型
レーザー回折式粒度分布測定装置を用いた。装置にリキ
ッドモジュールを取り付けて0.04〜2000μmの
粒径を測定範囲とし、得られる体積基準の粒度分布より
導電性微粉末の体積平均粒径を算出する。測定手順とし
ては、純水10ccに微量の界面活性剤を添加し、これ
に導電性微粒子の試料10mgを加え、超音波分散機
(超音波ホモジナイザー)にて10分間分散した後、測
定時間90秒、測定回数1回で測定した。
【0301】
【表1】
【0302】(導電性微粒子の例2)導電性微粒子1か
ら分級操作により体積平均粒径0.08μmの導電性酸
化亜鉛(導電性微粒子2)を得た。
【0303】(導電性微粉体の例3、4)同様に分球操
作により体積平均粒径0.3μmおよび5.3μmの導
電性微粒子3,4を得た。
【0304】(導電性微粉体の例5、6)体積平均粒径
1.6μmの導電性酸化亜鉛(抵抗2.2×106Ωc
m)を導電性微粒子5として用いた。
【0305】またこれを分級操作することにより導電性
微粒子6(体積平均粒径4.6μm)を得た。
【0306】(導電性微粉体の例7、8)体積平均粒径
2.7μmの導電性酸化亜鉛(抵抗3.9×108Ωc
m)を導電性微粒子7として用いた。
【0307】またこれを分級操作にすることにより導電
性微粒子8(体積平均粒径4.1μm)を得た。
【0308】(導電性微粒子の例9、10)体積平均粒
径0.5μmの導電性酸化スズ(抵抗 4.2×105
Ωcm)を導電性微粒子9として用いた。
【0309】またこれを分級操作にすることにより導電
性微粒子10(体積平均粒径2.3μm)を得た。
【0310】(導電性微粒子の例11)体積平均粒径
2.8μmの導電性酸化チタン(抵抗 2.7×106
Ωcm)を導電性微粉体11として用いた。
【0311】<3>現像剤の製造 (現像剤の製造例1) (1)含イオウ重合体の製造例 還流管,撹拌機,温度計,窒素導入管,滴下装置及び減
圧装置を備えた加圧可能な反応容器に、溶媒としてメタ
ノール200質量部、メチルエチルケトン150質量部
及びイソプロパノール50質量部、モノマーとしてスチ
レン78質量部、アクリル酸n−ブチル15質量部、2
−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸7質
量部を添加して撹拌しながら70℃まで加熱した。重合
開始剤である2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニ
トリル)1質量部をメチルエチルケチン20質量部で希
釈した溶液を1時間かけて滴下して5時間撹拌を継続
し、さらに2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニト
リル)1質量部をメチルエチルケトン20質量部で希釈
した溶液を30分かけて滴下して更に5時間撹拌して重
合を終了した。重合溶媒を減圧留去した後に得られた重
合体を150メッシュのスクリーンを装着したカッター
ミルを用いて100μm以下に粗粉砕した。得られた含
イオウ重合体のガラス転移温度は75℃、重量平均分子
量は28000であった。
【0312】(2)ポリエステル樹脂の製造例 テレフタル酸 6.0mol 無水ドデセニルコハク酸 3.9mol 無水トリメリット酸 3.2mol PO−BPA 7.0mol EO−BPA 3.1mol 上記ポリエステルモノマーをエステル化触媒と共にオー
トクレーブに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス
導入装置、温度測定装置及び撹拌装置を付し、窒素ガス
雰囲気下で210℃まで加熱しながら縮重合反応を行
い、ポリエステル樹脂を得た。
【0313】(3)ハイブリッド樹脂成分の製造例 上記ポリエステル樹脂80質量部をキシレン100質量
部に溶解、膨潤した。次に、スチレン15質量部、アク
リル酸2−エチルヘキシル5質量部、パラフィンワック
ス7質量部及びエステル化触媒としてジブチルスズオキ
サイド0.1質量部を添加してキシレンの還流温度まで
加熱してポリエステル樹脂のカルボン酸とアクリル酸2
−エチルヘキシルとのエステル交換反応を開始した。更
にラジカル重合開始剤としてt−ブチルハイドロパーオ
キサイド1質量部をキシレン30質量部に溶解したキシ
レン溶液を約1時間かけて滴下した。その温度で6時間
保持してラジカル重合反応を終了し、減圧下210℃ま
で加熱して脱溶剤することで、ポリエステル樹脂の水酸
基とビニル系重合体ユニットの共重合モノマーであるア
クリル樹脂、ビニル系重体及びポリエステルユニットと
ビニル系重合体ユニットがエステル結合することにより
生成したハイブリッド樹脂成分にパラフィンワックスが
均一に混合した樹脂組成物を得た。
【0314】得られた樹脂組成物は酸価が27mgKO
H/gでありガラス転移温度58℃ピーク分子量720
0、重量平均分子量42000、THF不溶分約13質
量%含有していた。
【0315】 (4)現像剤の製造例1 上記樹脂組成物 100質量部 含イオウ重合体 2.5質量部 荷電制御剤 1.5質量部 磁性酸化鉄 90質量部 上記混合物を130℃に加熱された二軸混練機で溶融混
練し、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。粗
粉砕物をターボミルT−250型(ターボ工業社製)で
微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級した。
【0316】この磁性トナー100質量部に対して、疎
水性乾式シリカ1.2質量部、導電性微粒子1を1.5
質量部添加し磁性現像剤1を得た。FPIAを用いて測
定した0.6μm以上159.21μm未満の粒度分布
及びこれより求めた重量平均粒径を表2に示す。重量平
均径7.5μm、酸価14mgKOH/g、THF不溶
分13質量%の現像剤1を得た。
【0317】(現像剤の製造例2)現像剤の製造例1に
おいて、風力分級機での分級条件を変更して磁性トナー
2を得た。
【0318】この磁性トナー2 100質量部に対し
て、疎水性乾式シリカ1.2質量部、導電性微粒子1を
1.5質量部添加し磁性現像剤2を得た。FPIAを用
いて測定した0.6μm以上159.21μm未満の粒
度分布及びこれより求めた重量平均粒径を表2に示す。
【0319】(現像剤の製造例3)現像剤の製造例1に
おいて、風力分級機での分級条件を変更して磁性トナー
3を得た。
【0320】この磁性トナー3 100質量部に対し
て、疎水性乾式シリカ1.2質量部、導電性微粒子1を
1.5質量部添加し磁性現像剤3を得た。
【0321】(現像剤の製造例4)現像剤の製造例1に
おいて、導電性微粒子1に代えて導電性微粒子2を使用
する以外は同様の手法により、現像剤4を得た。粒度分
布及びこれより求めた重量平均粒径を表2に示す。
【0322】(現像剤の製造例5〜13)現像剤の製造
例1において、導電性微粒子1に代えて導電性微粒子3
〜11を使用する以外は同様の手法により、現像剤5〜
13を得た。粒度分布及びこれより求めた重量平均粒径
を表2に示す。
【0323】(現像剤の製造例14)現像剤の製造例1
において、導電性微粉体1の添加量を1.5質量部から
15質量部と代えた以外は同様の手法により、現像剤1
4を得た。粒度分布及びこれより求めた重量平均粒径を
表2に示す。
【0324】(現像剤の製造例15)現像剤の製造例1
において、導電性微粉体1を添加しない以外は同様にし
て現像剤15を調製した。現像剤15の粒度分布及びこ
れより求めた重量平均粒径を表2に示す。
【0325】
【表2】
【0326】〔実施例1〕 <現像スリーブの製造>現像スリーブの製造について述
べる。
【0327】下記材料を、径2mmのジルコニア粒子に
て3時間サンドミルを用いて分散を行い、その後ジルコ
ニア粒子を篩いで分離し、イソプロパノールで固形分を
33%に調整し塗料1を得た。 ・カーボン 20質量部 ・グラファイト 80質量部 ・アンモニアを触媒として製造されたフェノール樹脂中間体 (固形分50%) 600質量部 ・式3で示される第4級アンモニウム塩化合物(1) 30質量部 ・個数平均粒径5.2μmの球状炭素粒子(A) 30質量部 ・イソプロパノール 130質量部
【0328】第4級アンモニウム塩化合物の鉄粉との摩
擦帯電量は、市販の摩擦帯電量測定器(東芝ケミカル製
TB−200型)を用いてブローオフ法により求めたと
ころ、正極性であった。また球状粒子として、球状炭素
粒子Aを用いた。物性を表3に示す。個数平均粒径5.
2μm、真密度1.51g/cm3、体積抵抗7.5×
10-2Ωcm、長径/短径比が1.15であった。
【0329】
【化6】
【0330】塗料1をスプレー法にて直径20mmのA
l円筒体上に約10μmの樹脂被覆層を形成させ、次い
で熱風乾燥器により150℃/30分間加熱・硬化させ
現像剤担持体(1)を作製した。表4に塗料処方及び現
像剤担持体の物性を示す。
【0331】<画像形成装置>画像形成装置として、デ
ジタル複写機GP405(キヤノン社製)を改造したも
のを用いた。本改造機は、転写式電子写真プロセスを利
用した現像同時クリーニングプロセス(クリーナーレス
システム)の装置である。クリーニングブレードの如き
クリーニング部材を有するクリーニングユニットを除去
したプロセスカードリッジを有し、現像剤としては磁性
一成分系現像剤を使用し、現像剤担持体上の現像剤層と
像担持体が非接触となるよう配置された装置である。導
電性カーボンを分散しナイロン樹脂で被覆されたゴムロ
ーラ帯電器及び前述した電化注入層を有する感光体を用
いた。
【0332】<画像評価>現像剤として現像剤1を使用
し、23℃,60%RHのN/N耐久環境、24℃,1
0%RHの常温低湿(N/L)環境下において画出し試
験を行った。転写材としては75g/m2の紙を使用し
た。その結果、初期において高い転写性を示し、文字や
ラインの転写中抜けもなく、非画像へのカブリのない良
好な画像が得られた。
【0333】次に、印字面積比率5%の横ラインのみか
らなる画像パターンで耐久性の評価を行った。得られた
結果を表5、表6に示す。
【0334】下記に挙げる評価項目について耐久試験評
価を行った。
【0335】(1)画像濃度 画出しは、N/N耐久環境、N/L環境下にて、1万5
千枚(15k)まで行った。初期濃度は画だし20枚目
の濃度とした。ベタ黒画像濃度を、反射濃度RD918
(マクベス社製)で測定して、5点の平均値をとって画
像濃度とした。
【0336】(2)トナー帯電量(Q/M)及びトナー
搬送量(M/S) 現像スリーブ上に担持されたトナーを、金属円筒管と円
筒フィルターにより吸引捕集し、その際金属円筒管を通
じてコンデンサーに蓄えられた電荷量Q、捕集されたト
ナー重量Mと、トナーを吸引した面積Sから、単位重量
当たりの電荷量Q/M(mC/kg)と単位面積当たり
のトナー質量M/S(mg/cm2)を計算し、それぞ
れトナー帯電量(Q/M)、トナー搬送量(M/S)と
した。
【0337】(3)カブリ カブリの測定は、東京電色社製のREFLECTMET
ER MODEL TC−6DSを使用して測定した。
フィルターは、グリーンフィルターを用い、カブリは下
記の式より算出した。カブリは、2.0%以下であれば
良好な画像である。 カブリ(反射率)(%)=標準紙上の反射率(%)−サ
ンプル非画像部の反射率(%)
【0338】(4)感光体の削れ及びトナー融着 画出し終了後、感光体ドラム表面の傷及び傷へのトナー
の固着の発生状況とハーフトーン画像での黒点あるいは
白抜けを目視により評価した。 A:非常に良好(未発生) B:良好(わずかに傷の発生が見られるが、画像への影
響はない) C:普通(トナー固着や傷があるが、画像への影響は少
ない) D:悪い(傷に沿ってトナー固着が多く、縦スジ状の画
像欠陥を生じる)
【0339】(5)帯電ムラ 転写残トナーによる一次帯電不良に起因する画像不良、
即ち帯電ムラはハーフトーン画像上で評価した。ハーフ
トーン画像上に現れる濃淡差(ムラ)を目視で下記の基
準で評価した。 A:濃淡差が全く見られない。 B:軽微な濃淡差が見られる。 C:濃淡差がやや見られるが実用可。 D:濃淡差が顕著に見られ、実用不可。
【0340】(6)被覆層の耐汚染性 耐久後の現像剤担持体表面をSEMで観察し、トナー汚
染の程度を下記の基準で評価した。 A:軽微な汚染が観察される。 B:やや汚染が観察される。 C:部分的に汚染が観察される。 D:著しい汚染が観察される。
【0341】〔実施例2、3〕現像スリーブの樹脂被覆
層の作製において、式4及び式5で示される第4級アン
モニウム塩化合物とした以外は実施例1と同様にして塗
料を作製し、現像剤担持体(2)、(3)を得た。式4
及び式5で示される4級アンモニウム塩化合物(2)、
(3)を実施例1と同様に鉄粉を用いたブローオフによ
り帯電量を測定したところ、正極性であった。表3に現
像剤担持体(2)、(3)の塗料処方及び物性を表5,
6に評価結果を示す。
【0342】
【化7】
【0343】
【化8】
【0344】〔実施例4、5〕現像剤担持体(1)およ
び現像剤として現像剤2及び現像剤3を使用し、実施例
1と同様の画像形成方法で耐久試験評価を行った。結果
を表5,6に示す。
【0345】〔実施例6〜8〕現像剤担持体(1)およ
び現像剤として現像剤4、5、6を使用し、実施例1と
同様の画像形成方法で耐久試験評価を行った。結果を表
5,6に示す。
【0346】〔実施例9〕実施例1において、現像スリ
ーブの樹脂被覆層に用いる式3で示される第4級アンモ
ニウム塩化合物の添加量を30質量部から10質量部に
変えて塗料を作製した以外は同様にして現像剤担持体
(4)を得た。表4に現像剤担持体(4)の塗料処方及
び物性を示す。
【0347】現像剤担持体(4)と現像剤1を用いて実
施例1と同様にして耐久試験評価を行った。結果を表
5,6に示す。
【0348】〔実施例10〕実施例1において、現像ス
リーブの樹脂被覆層に用いる式3で示される第4級アン
モニウム塩化合物の添加量を30質量部から50質量部
に変えて塗料を作製した以外は同様にして現像剤担持体
(5)を得た。表3に現像剤担持体(5)の塗料処方及
び物性を示す。
【0349】実施例1と同様にして耐久試験評価を行っ
た。結果を表5,6に示す。
【0350】〔実施例11〜17〕現像剤担持体(1)
および現像剤として現像剤7〜13を使用し、実施例1
と同様の画像形成方法で耐久試験評価を行った。結果を
表5,6に示す。
【0351】〔実施例18〕現像剤担持体(1)および
現像剤として現像剤14を使用し、実施例1と同様の画
像形成方法で耐久試験評価を行った。結果を表5,6に
示す。
【0352】〔比較例1〕現像剤担持体(1)および現
像剤として導電性微粒子を含有していない現像剤15を
使用し、実施例1と同様の画像形成方法で耐久試験評価
を行った。結果を表5,6に示す。
【0353】〔実施例19〜20〕現像スリーブの樹脂
被覆層に用いる球状粒子として、実施例1において用い
た個数平均粒径5.2μmの球状炭素粒子(A)の代わ
りに、個数平均粒径1.4μm、26.4μmの球状炭
素粒子(B)、(C)を用いた以外は、実施例1と同様
にして現像剤担持体(6)、(7)を作製した。現像剤
担持体(6)、(7)を用いて実施例1と同様の耐久試
験評価を行った。結果を表5、表6に示す。
【0354】〔実施例21,22〕現像スリーブの樹脂
被覆層に用いる球状粒子の添加量を、実施例1において
用いた球状炭素粒子(A)30質量部に変えて5質量
部、50質量部とした。これ以外は、実施例1と同様に
して現像剤担持体(8)、(9)を作製した。現像剤担
持体(8)、(9)を用いて実施例1と同様の耐久試験
評価を行った。結果を表5、表6に示す。
【0355】〔実施例23〕現像スリーブの樹脂被覆層
に用いる球状粒子として、実施例1において用いた球状
炭素粒子(A)の代わりにPMMA粒子(D)を用いた
以外は、実施例1と同様にして現像剤担持体(10)を
作製した。現像剤担持体(10)を用いて実施例1と同
様の耐久試験評価を行った。結果を表5、表6に示す。
【0356】〔実施例24〕現像剤担持体の樹脂被覆層
の作製において、グラファイトに変えて窒化硼素を用い
た以外は現像剤担持体(1)の製造とほぼ同様にして現
像剤担持体(11)を作製した。用いた原料は以下の通
りである。 ・カーボン 20質量部 ・窒化硼素 80質量部 ・アンモニアを触媒として製造されたフェノール樹脂中間体 (固形分50%) 600質量部 ・式3で示される4級アンモニウム塩化合物(1) 30質量部 ・球状炭素粒子(A) 30質量部 ・イソプロパノール 150質量部
【0357】現像剤担持体(11)と現像剤1を用い
て、実施例1と同様に耐久試験評価を行った。
【0358】結果を表5、表6に示す。
【0359】〔実施例25〕現像剤担持体の樹脂被覆層
の作製において、グラファイトを用いない以外は現像剤
担持体(1)の製造とほぼ同様にして現像剤担持体(1
2)を作製した。用いた原料は以下の通りである。 ・カーボン 30質量部 ・アンモニアを触媒として製造されたフェノール樹脂中間体 (固形分50%) 600質量部 ・式3で示される4級アンモニウム塩化合物 (1) 30質量部 ・球状炭素粒子(A) 30質量部 ・イソプロパノール 150質量部
【0360】現像剤担持体(12)と現像剤1を用い
て、実施例1と同様に耐久試験評価を行った。
【0361】結果を表5、表6に示す。
【0362】〔実施例26〕下記の材料により作製され
た樹脂被覆層用の塗料を用いた以外は、同様にして現像
剤担持体(13)を作製し、該現像剤担持体(13)と
現像剤1を用いて、実施例1と同様に耐久試験評価を行
った。 ・カーボン 20質量部 ・グラファイト 80質量部 ・アンモニアを触媒として製造されたフェノール樹脂中間体 (固形分50%) 600質量部 ・式3で示される4級アンモニウム塩化合物(1) 30質量部 ・メタノール 100質量部
【0363】結果を表5、表6に示す。
【0364】〔実施例27〕下記の材料により作製され
た樹脂被覆層用の塗料を用いた以外は、現像剤担持体
(1)と同様にして現像剤担持体(14)を作製し、該
現像剤担持体(14)と現像剤1を用いて、実施例1と
同様に耐久試験評価を行った。 ・66ナイロンを主成分とするナイロンの共重合物 (固形分30%) 1000質量部 ・カーボン 20質量部 ・グラファイト 80質量部 ・式3で示される4級アンモニウム塩化合物 30質量部 ・球状炭素粒子(A) 30質量部 ・メタノール 130質量部
【0365】結果を表5、表6に示す。
【0366】〔実施例28〕下記の材料により作製され
た樹脂被覆層用の塗料を用いた以外は、同様にして現像
剤担持体(15)を作製し、該現像剤担持体(15)と
現像剤1を用いて、実施例1と同様に耐久試験評価を行
った。 ・ウレタン樹脂(固形分40%) 750質量部 ・カーボン 20質量部 ・グラファイト 80質量部 ・式3で示される4級アンモニウム塩化合物 30質量部 ・球状炭素粒子(A) 30質量部 ・メタノール 130質量部
【0367】結果を表5、表6に示す。
【0368】〔実施例29〕現像剤担持体の製造におい
て、樹脂被覆層を負帯電性とするための物質として、ベ
ンジル酸2molとアルミニウム原子1molからなる
ベンジル酸のアルミニウム化合物を用い、具体的には表
3に示す材料を用いて樹脂被覆層用の塗料を作製し、現
像剤担持体(16)を得た。該現像剤担持体(16)と
現像剤1を用いて、実施例1と同様に耐久試験評価を行
った。結果を表5,6に示す。
【0369】〔実施例30〕現像剤担持体の製造におい
て、樹脂被覆層を負帯電性とするための物質として、ア
ルミニウム原子1molに代えてホウ素原子1molと
ベンジル酸2molとからなるベンジル酸ホウ素化合物
を用い、樹脂被覆層用の塗料を作製し、現像剤担持体
(17)を得た。該現像剤担持体(17)と現像剤1を
用いて、実施例1と同様に耐久試験評価を行った。結果
を表5,6に示す。
【0370】〔実施例31〕現像剤担持体の製造におい
て、樹脂被覆層を負帯電性とするための物質として、
3,5−ジターシャリーブチルサリチル酸のCr錯体を
用い、樹脂被覆層用の塗料を作製し、現像剤担持体(1
8)を得た。該現像剤担持体(18)と現像剤1を用い
て、実施例1と同様に耐久試験評価を行った。結果を表
5,6に示す。
【0371】〔実施例32〕現像剤担持体の製造におい
て、樹脂被覆層を負帯電性とするための物質として、式
3で示される4級アンモニウム塩化合物の代わりに、ク
ロルフェノールを含むアゾナフトールのクロム錯体とし
た以外は同様にして、現像剤担持体(19)を作成し、
実施例1と同様に耐久試験評価を行った。なお、クロル
フェノールを含むアゾナフトールのクロム錯体の鉄粉と
の摩擦帯電量を実施例1と同様にブローオフ法により求
めたところ、負極性であった。結果を表5,6に示す。
【0372】〔実施例33〕実施例1で用いたデジタル
複写機GP405にクリーナを取り付け、現像剤担持体
1及び現像剤1を用いて同様に耐久試験評価を行った。
結果を表5,6に示す。
【0373】〔比較例2〕直径20mmのAl円筒管に
サンドブラスト処理を施し、表面粗さRa1.18μm
になる様に表面を粗して、比較例の現像スリーブを得
た。この現像スリーブについて、現像剤1を用いて実施
例1と同様に耐久試験評価を行った。結果を表5,6に
示す。各環境においてベタ黒画像濃度低下が発生した。
【0374】
【表3】
【0375】
【表4】
【0376】
【表5】
【0377】
【表6】
【0378】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば良好な現
像−クリーニング工程によるトナー画像形成を可能とす
る現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、現
像剤、画像形成方法及び現像剤担持体を提供することが
できる。
【0379】またオゾンなどの放電生成物の生成が実質
的に無く、低い印加電圧で均一な帯電が得られる直接注
入帯電機構による、感光体への簡易で安定した一様帯電
を可能とするプロセスカートリッジ、画像形成装置、画
像形成方法を提供することができる。
【0380】また、廃トナー量を大幅に減らすことが可
能な、低コストで小型化に有利な現像−クリーニング工
程(現像同時クリーニング工程)を安定して可能とする
現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、現像
剤、画像形成方法及び現像剤担持体を提供することがで
きる。
【0381】また長期にわたる繰り返し使用において
も、現像剤の帯電不良や現像剤担持体への汚染による画
像欠陥を生ぜず良好な画像が得られるプロセスカートリ
ッジ、画像形成装置、現像剤、画像形成方法及び現像剤
担持体を提供することができる。
【0382】さらにまた目的は転写残トナー粒子の回収
性に優れた現像−クリーニング工程を可能とする画像形
成方法およびプロセスカートリッジを提供することがで
きる。
【0383】さらに、解像性を高めるためにより粒径の
小さなトナー粒子を用いる際においてもチャージアップ
等の発生しない良好な画像を安定して得られる現像−ク
リーニング工程を有する画像形成方法及び画像形成方法
を達成するためのプロセスカートリッジを提供すること
ができる。
【0384】またさらには現像剤の過剰帯電を防止し、
迅速且つ均一で安定した現像剤への帯電付与能を有する
画像形成方法、画像形成装置、プロセスカートリッジお
よびこの画像形成装置に用いられる現像装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成方法に用いる現像装置の構成
例を示す模式図である。
【図2】本発明の画像形成方法に用いる現像装置の別の
構成例を示す模式図である。
【図3】本発明の画像形成方法を用いた画像形成装置の
構成例を示す模式図である。
【符号の説明】 1 電子写真感光ドラム(像担持体) 2 現像剤層厚規制部材 3 ホッパー 4 現像剤 5 マグネットローラ 6 金属円筒管 7 樹脂被膜層 8 現像スリーブ(現像剤担持体) 9 電源 10 撹拌翼 11 間隙 12 露光 13 接触転写手段 14 電圧印加手段 15 加熱加圧ローラ定着器 17 イレース露光 18 接触帯電手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 9/08 G03G 9/08 374 4F006 374 15/01 J 9/083 15/02 101 15/01 C08L 21:00 15/02 101 G03G 15/08 507B // C08L 21:00 9/08 101 (72)発明者 明石 恭尚 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 大竹 智 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 嶋村 正良 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 岡本 直樹 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 後関 康秀 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) 2H005 AA02 AA08 CB03 CB07 EA01 EA03 EA05 2H030 AD01 AD02 AD03 AD04 BB02 BB22 BB43 BB71 2H077 AA12 AA37 AC03 AC11 AC16 AD02 AD06 AD13 AD17 AD23 AD24 AD35 BA09 EA12 FA01 FA13 FA19 FA21 FA25 GA13 2H200 GA23 GA34 GA44 GA47 GB21 GB37 HA02 HA21 HA28 HB12 HB17 HB46 MB01 3J103 AA02 AA15 AA25 AA51 EA11 FA12 FA18 GA57 GA58 GA60 HA04 HA20 HA41 4F006 AA14 AA37 AA42 AB16 AB19 AB24 AB32 AB33 AB34 AB35 AB37 AB38 AB39 AB64 AB65 AB66 AB72 AB73 AB74 AB75 AB76 BA07 BA11 BA12 CA08 DA04

Claims (139)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現像剤を収容するための現像容器、該現
    像容器に収容されている該現像剤を担持し、現像領域に
    搬送するための現像剤担持体、及び該現像剤担持体上に
    担持される現像剤の層厚を規制するための現像剤層厚規
    制部材を少なくとも有する現像装置であって、 該現像剤は少なくとも、結着樹脂及び着色剤を少なくと
    も含有するトナー粒子と、導電性微粒子とを有し、 該現像剤担持体は、少なくとも基体及び該基体表面に形
    成された樹脂被覆層を有し、該樹脂被覆層は少なくとも
    負帯電性の物質を含有することを特徴とする現像装置。
  2. 【請求項2】 前記樹脂被覆層は、少なくとも被覆層用
    結着樹脂及び負帯電性の物質を含有してなることを特徴
    とする請求項1に記載の現像装置。
  3. 【請求項3】 前記樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、
    一部又は全てが、その分子構造中に、−NH2基、=N
    H基、または−NH−結合のいずれかを少なくとも有す
    ることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装
    置。
  4. 【請求項4】 前記樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、
    少なくともフェノール樹脂を含有することを特徴とする
    請求項1乃至3のいずれかに記載の現像装置。
  5. 【請求項5】 前記フェノール樹脂は、触媒として含窒
    素化合物を用いて、フェノール類とアルデヒド類を付加
    ・縮合させて製造されたフェノール樹脂であり、その構
    造中に−NH2基、=NH基、または−NH−結合のい
    ずれかを有するフェノール樹脂であることを特徴とする
    請求項4に記載の現像装置。
  6. 【請求項6】 前記樹脂被覆層は、少なくとも鉄粉に対
    して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物を含有
    することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載
    の現像装置。
  7. 【請求項7】 前記樹脂被覆層は、ベンジル酸化合物を
    含有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに
    記載の現像装置。
  8. 【請求項8】 前記樹脂被覆層は、被覆層用結着樹脂中
    に更に導電性物質が分散含有された導電性樹脂被覆層で
    あることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載
    の現像装置。
  9. 【請求項9】 前記樹脂被覆層は被覆層用結着樹脂中に
    更に個数平均径0.3〜30μmの凹凸を形成するため
    の粒子を有することを特徴とする請求項1乃至8のいず
    れかに記載の現像装置。
  10. 【請求項10】 凹凸を形成するための粒子が、球状の
    樹脂粒子であることを特徴とする請求項9に記載の現像
    装置。
  11. 【請求項11】 凹凸を形成するための粒子が、真密度
    3g/cm3以下の導電性球状粒子であることを特徴と
    する請求項9又は10に記載の現像装置。
  12. 【請求項12】 導電性樹脂被覆層が、更に潤滑性粒子
    を有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか
    に記載の現像装置。
  13. 【請求項13】 前記現像剤層厚規制部材が磁性ブレー
    ドであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか
    に記載の現像装置。
  14. 【請求項14】 前記現像剤層厚規制部材が弾性ブレー
    ドであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか
    に記載の現像装置。
  15. 【請求項15】 前記現像剤が、磁性体を有する磁性現
    像剤であることを特徴とする請求項1乃至14のいずれ
    かに記載の現像装置。
  16. 【請求項16】 前記現像剤の重量平均粒径が、4〜1
    0μmであることを特徴とする請求項1乃至15のいず
    れかに記載の現像装置。
  17. 【請求項17】 前記現像剤が0.60〜159.21
    μmの粒径範囲の個数基準の粒度分布において、1.0
    0μm以上2.00μm未満の粒径範囲の粒子を15〜
    60個数%含有し、且つ3.00μm以上8.96μm
    未満の粒径範囲の粒子を15〜70個数%含有すること
    を特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の現像
    装置。
  18. 【請求項18】 前記現像剤は、体積平均粒径が0.1
    μm〜10μmである導電性微粒子を有していることを
    特徴とする請求項1乃至17のいずれかに記載の現像装
    置。
  19. 【請求項19】 前記現像剤は、体積抵抗値が100Ω
    ・cm〜109Ω・cmである導電性微粒子を有してい
    ることを特徴とする請求項1乃至18のいずれかに記載
    の現像装置。
  20. 【請求項20】 前記現像剤は、体積抵抗値が101Ω
    ・cm〜106Ω・cmである導電性微粒子を有してい
    ることを特徴とする請求項1乃至18のいずれかに記載
    の現像装置。
  21. 【請求項21】 前記導電性微粒子が非磁性であること
    を特徴とする請求項1乃至20のいずれかに記載の現像
    装置。
  22. 【請求項22】 前記導電性微粒子が、酸化亜鉛、酸化
    スズ、酸化チタンから選択される少なくとも一種の酸化
    物を含有することを特徴とする請求項1乃至21のいず
    れかに記載の現像装置。
  23. 【請求項23】潜像担持体上に形成された静電潜像を現
    像剤によって現像剤像として可視化し、この可視化され
    た現像剤像を転写材に転写することにより画像形成をす
    るためのプロセスカートリッジであって、 該プロセスカートリッジは、静電潜像を担持するための
    潜像担持体と、該潜像担持体を帯電するための帯電手段
    と、前記潜像担持体に形成された静電潜像を、現像剤を
    用いて現像することにより現像剤像を形成するための現
    像装置とを少なくとも有し、前記現像装置及び前記潜像
    担持体は一体化され、画像形成装置本体に対して着脱可
    能に装着される構成をとっており、 前記現像剤は少なくとも、結着樹脂及び着色剤を少なく
    とも含有するトナー粒子と、導電性微粒子とを有し、 前記現像装置は、現像剤を収容するための現像容器、該
    現像容器に収容されている該現像剤を担持し、現像領域
    に搬送するための現像剤担持体、及び該現像剤担持体上
    に担持される現像剤の層厚を規制するための現像剤層厚
    規制部材を少なくとも有しており、 前記現像剤担持体は、少なくとも基体及び該基体表面に
    形成された樹脂被覆層を有し、該樹脂被覆層は少なくと
    も負帯電性の物質を含有することを特徴とするプロセス
    カートリッジ。
  24. 【請求項24】 現像装置が、前記潜像担持体に形成さ
    れた静電潜像を、現像剤を用いて現像を行なうことによ
    り現像剤像として可視化するとともに、該現像剤像が記
    録媒体たる転写材に転写された後に、前記潜像担持体上
    に残留した現像剤を回収するための現像装置であること
    を特徴とする請求項23に記載のプロセスカートリッ
    ジ。
  25. 【請求項25】 前記帯電手段は、前記潜像担持体に当
    接し、該当接部電圧が印加されることにより前記潜像担
    持体の帯電を行なう帯電部材であることを特徴とする請
    求項23又は24に記載のプロセスカートリッジ。
  26. 【請求項26】 少なくとも帯電手段と潜像担持体との
    当接部に、前記現像剤が有する前記導電性微粒子が介在
    した状態で電圧を印加することによって、前記潜像担持
    体の帯電を行なうことを特徴とする請求項23乃至25
    のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
  27. 【請求項27】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は、少なくとも被覆層用結着樹脂及び負帯
    電性の物質を含有してなることを特徴とする請求項23
    乃至26のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
  28. 【請求項28】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、一部又は全てが、
    その分子構造中に、−NH2基、=NH基、または−N
    H−結合のいずれかを少なくとも有することを特徴とす
    る請求項23乃至27のいずれかに記載のプロセスカー
    トリッジ。
  29. 【請求項29】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、少なくともフェノ
    ール樹脂を含有することを特徴とする請求項23乃至2
    8のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
  30. 【請求項30】 前記フェノール樹脂は、触媒として含
    窒素化合物を用いて、フェノール類とアルデヒド類を付
    加・縮合させて製造されたフェノール樹脂であり、その
    構造中に−NH2基、=NH基、または−NH−結合の
    いずれかを有するフェノール樹脂であることを特徴とす
    る請求項29に記載のプロセスカートリッジ。
  31. 【請求項31】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は、少なくとも鉄粉に対して正帯電性であ
    る第4級アンモニウム塩化合物を含有することを特徴と
    する請求項23乃至30のいずれかに記載のプロセスカ
    ートリッジ。
  32. 【請求項32】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は、ベンジル酸化合物を含有することを特
    徴とする請求項23乃至30のいずれかに記載のプロセ
    スカートリッジ。
  33. 【請求項33】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は、被覆層用結着樹脂中に更に導電性物質
    が分散含有された導電性樹脂被覆層であることを特徴と
    する請求項23乃至32のいずれかに記載のプロセスカ
    ートリッジ。
  34. 【請求項34】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は被覆層用結着樹脂中に更に個数平均径
    0.3〜30μmの凹凸を形成するための粒子を有する
    ことを特徴とする請求項23乃至33のいずれかに記載
    のプロセスカートリッジ。
  35. 【請求項35】 前記凹凸を形成するための粒子が、球
    状の樹脂粒子であることを特徴とする請求項34に記載
    のプロセスカートリッジ。
  36. 【請求項36】 前記凹凸を形成するための粒子が、真
    密度3g/cm3以下の導電性球状粒子であることを特
    徴とする請求項34又は35に記載のプロセスカートリ
    ッジ。
  37. 【請求項37】 導電性樹脂被覆層が、更に潤滑性粒子
    を有することを特徴とする請求項23乃至36のいずれ
    かに記載のプロセスカートリッジ。
  38. 【請求項38】 前記現像剤層厚規制部材が磁性ブレー
    ドであることを特徴とする請求項23乃至37のいずれ
    かに記載のプロセスカートリッジ。
  39. 【請求項39】 前記現像剤層厚規制部材が弾性ブレー
    ドであることを特徴とする請求項23乃至37のいずれ
    かに記載のプロセスカートリッジ。
  40. 【請求項40】 前記現像剤が、磁性体を有する磁性現
    像剤であることを特徴とする請求項23乃至39のいず
    れかに記載のプロセスカートリッジ。
  41. 【請求項41】 前記現像剤の重量平均粒径が、4μm
    〜10μmであることを特徴とする請求項23乃至40
    のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
  42. 【請求項42】 前記現像剤が0.60μm〜159.
    21μmの粒径範囲の個数基準の粒度分布において、
    1.00μm以上2.00μm未満の粒径範囲の粒子を
    15個数%〜60個数%含有し、且つ3.00μm以上
    8.96μm未満の粒径範囲の粒子を15個数%〜70
    個数%含有することを特徴とする請求項23乃至41の
    いずれかに記載のプロセスカートリッジ。
  43. 【請求項43】 前記現像剤は、体積平均粒径が0.1
    μm〜10μmである導電性微粒子を有していることを
    特徴とする請求項23乃至42のいずれかに記載のプロ
    セスカートリッジ。
  44. 【請求項44】 前記現像剤は、体積抵抗値が100Ω
    ・cm〜109Ω・cmである導電性微粒子を有してい
    ることを特徴とする請求項23乃至43のいずれかに記
    載のプロセスカートリッジ。
  45. 【請求項45】 前記現像剤は、体積抵抗値が101Ω
    ・cm〜106Ω・cmである導電性微粒子を有してい
    ることを特徴とする請求項23乃至43のいずれかに記
    載のプロセスカートリッジ。
  46. 【請求項46】 前記導電性微粒子が非磁性であること
    を特徴とする請求項23乃至45のいずれかに記載のプ
    ロセスカートリッジ。
  47. 【請求項47】 前記導電性微粒子が、酸化亜鉛、酸化
    スズ、酸化チタンから選択される少なくとも一種の酸化
    物を含有することを特徴とする請求項23乃至46のい
    ずれかに記載のプロセスカートリッジ。
  48. 【請求項48】 静電潜像を担持するための潜像担持
    体、該潜像担持体を帯電するための帯電手段、現像
    剤を担持しながら、該潜像担持体と対向する現像領域に
    現像剤を搬送する現像剤担持体を備え、該潜像担持体に
    形成された静電潜像を、前記現像剤担持体に担持されて
    いる現像剤を用いて現像を行なうことにより現像剤像を
    得るための現像装置、上記潜像担持体に担持されてい
    る現像剤像を記録媒体たる転写材に転写するための転写
    装置、該転写材を定着部を移動通過させることによ
    り、転写材上の現像剤像を転写材面に定着させるための
    定着手段、を少なくとも有する画像形成装置であって、 前記現像剤は少なくとも、結着樹脂及び着色剤を少なく
    とも含有するトナー粒子と、導電性微粒子とを有し、 前記現像剤担持体は、少なくとも基体及び該基体表面に
    形成された樹脂被覆層を有し、該樹脂被覆層は少なくと
    も負帯電性の物質を含有することを特徴とする画像形成
    装置。
  49. 【請求項49】 前記現像装置は、前記静電潜像を現像
    剤を用いて現像を行なうことにより現像剤像として可視
    化するとともに、前記現像剤像が前記転写材に転写され
    た後に、前記潜像担持体上に残留した現像剤を回収する
    ことを特徴とする請求項48に記載の画像形成装置。
  50. 【請求項50】 帯電手段は、前記潜像担持体に当接す
    ることによって当接部を形成し、該当接部に電圧が印加
    されることにより前記潜像担持体の帯電を行なう帯電部
    材であることを特徴とする請求項48又は49に記載の
    画像形成装置。
  51. 【請求項51】 少なくとも帯電手段と潜像担持体との
    当接部に、前記現像剤が有する前記導電性微粒子が介在
    した状態で電圧を印加することによって、前記潜像担持
    体の帯電を行なうことを特徴とする請求項48乃至50
    のいずれかに記載の画像形成装置。
  52. 【請求項52】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は、少なくとも被覆層用結着樹脂及び負帯
    電性の物質を含有してなることを特徴とする請求項48
    乃至51のいずれかに記載の記載の画像形成装置。
  53. 【請求項53】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、一部又は全てが、
    その分子構造中に、−NH2基、=NH基、または−N
    H−結合のいずれかを少なくとも有することを特徴とす
    る請求項48乃至52のいずれかに記載の画像形成装
    置。
  54. 【請求項54】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、少なくともフェノ
    ール樹脂を含有することを特徴とする請求項48乃至5
    3のいずれかに記載の画像形成装置。
  55. 【請求項55】 前記フェノール樹脂は、触媒として含
    窒素化合物を用いて、フェノール類とアルデヒド類を付
    加・縮合させて製造されたフェノール樹脂であり、その
    構造中に−NH2基、=NH基、または−NH−結合の
    いずれかを有するフェノール樹脂であることを特徴とす
    る請求項54に記載のプロセスカートリッジ。
  56. 【請求項56】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は、少なくとも鉄粉に対して正帯電性であ
    る第4級アンモニウム塩化合物を含有することを特徴と
    する請求項48乃至55のいずれかに記載の画像形成装
    置。
  57. 【請求項57】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層はベンジル酸化合物を含有することを特徴
    とする請求項48乃至55のいずれかに記載の画像形成
    装置。
  58. 【請求項58】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は、被覆層用結着樹脂中に更に導電性物質
    が分散含有された導電性樹脂被覆層であることを特徴と
    する請求項48乃至57のいずれかに記載の画像形成装
    置。
  59. 【請求項59】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は被覆層用結着樹脂中に更に個数平均径
    0.3〜30μmの凹凸を形成するための粒子を有する
    ことを特徴とする請求項48乃至58のいずれかに記載
    の画像形成装置。
  60. 【請求項60】 前記凹凸を形成するための粒子が、球
    状樹脂粒子であることを特徴とする請求項59に記載の
    画像形成装置。
  61. 【請求項61】 前記凹凸を形成するための粒子が、真
    密度3g/cm3以下の導電性球状粒子であることを特
    徴とする請求項59又は60に記載の画像形成装置。
  62. 【請求項62】 導電性樹脂被覆層が、更に潤滑性粒子
    を有することを特徴とする請求項48乃至61のいずれ
    かに記載の画像形成装置。
  63. 【請求項63】 前記現像剤層厚規制部材が磁性ブレー
    ドであることを特徴とする請求項48乃至62のいずれ
    かに記載の画像形成装置。
  64. 【請求項64】 前記現像剤層厚規制部材が弾性ブレー
    ドであることを特徴とする請求項48乃至62のいずれ
    かに記載の画像形成装置。
  65. 【請求項65】 前記現像剤が、磁性体を有する磁性現
    像剤であることを特徴とする請求項48乃至64のいず
    れかに記載の画像形成装置。
  66. 【請求項66】 前記現像剤の重量平均粒径が、4μm
    〜10μmであることを特徴とする請求項48乃至65
    のいずれかに記載の画像形成装置。
  67. 【請求項67】 前記現像剤が0.60μm〜159.
    21μmの粒径範囲の個数基準の粒度分布において、
    1.00μm以上2.00μm未満の粒径範囲の粒子を
    15個数%〜60個数%含有し、且つ3.00μm以上
    8.96μm未満の粒径範囲の粒子を15個数%〜70
    個数%含有することを特徴とする請求項48乃至66の
    いずれかに記載の画像形成装置。
  68. 【請求項68】 前記現像剤は、体積平均粒径が0.1
    μm〜10μmである導電性微粒子を有していることを
    特徴とする請求項48乃至67のいずれかに記載の画像
    形成装置。
  69. 【請求項69】 前記現像剤は、体積抵抗値が100Ω
    ・cm〜109Ω・cmである導電性微粒子を有してい
    ることを特徴とする請求項48乃至68のいずれかに記
    載の画像形成装置。
  70. 【請求項70】 前記現像剤は、体積抵抗値が101Ω
    ・cm〜106Ω・cmである導電性微粒子を有してい
    ることを特徴とする請求項48乃至68のいずれかに記
    載の画像形成装置。
  71. 【請求項71】 前記導電性微粒子が非磁性であること
    を特徴とする請求項48乃至70のいずれかに記載の画
    像形成装置。
  72. 【請求項72】前記導電性微粒子が、酸化亜鉛、酸化ス
    ズ、酸化チタンから選択される少なくとも一種の酸化物
    を含有することを特徴とする請求項48乃至71のいず
    れかに記載の画像形成装置。
  73. 【請求項73】 静電潜像を担持するための潜像担持
    体、該潜像担持体を帯電するための帯電手段、現像
    剤を担持しながら、該潜像担持体と対向する現像領域に
    現像剤を搬送する現像剤担持体を備え、該潜像担持体に
    形成された静電潜像を、前記現像剤担持体に担持されて
    いる現像剤を用いて現像を行なうことにより現像剤像を
    得るための現像装置、上記潜像担持体に担持されてい
    る現像剤像を記録媒体たる転写材に転写するための転写
    装置、該転写材を定着部を移動通過させることによ
    り、転写材上の現像剤像を転写材面に定着させるための
    定着手段、を少なくとも有する画像形成装置に用いられ
    る現像剤であって、 前記現像剤担持体は、少なくとも基体及び該基体表面に
    形成された樹脂被覆層を有し、該樹脂被覆層は少なくと
    も負帯電性の物質を含有し、 前記現像剤は少なくとも、結着樹脂及び着色剤を少なく
    とも含有するトナー粒子と、導電性微粒子とを有するこ
    とを特徴とする現像剤。
  74. 【請求項74】 前記現像装置は、前記静電潜像を現像
    剤を用いて現像を行なうことにより現像剤像として可視
    化するとともに、前記現像剤像が前記転写材に転写され
    た後に、前記潜像担持体上に残留した現像剤を回収する
    ためのものであることを特徴とする請求項73に記載の
    現像剤。
  75. 【請求項75】 前記現像剤が、磁性体を有する磁性現
    像剤であることを特徴とする請求項73又は74に記載
    の現像剤。
  76. 【請求項76】 前記現像剤の重量平均粒径が、4μm
    〜10μmであることを特徴とする請求項73乃至75
    のいずれかに記載の現像剤。
  77. 【請求項77】 前記現像剤が0.60μm〜159.
    21μmの粒径範囲の個数基準の粒度分布において、
    1.00μm以上2.00μm未満の粒径範囲の粒子を
    15個数%〜60個数%含有し、且つ3.00μm以上
    8.96μm未満の粒径範囲の粒子を15個数%〜70
    個数%含有することを特徴とする請求項73乃至76の
    いずれかに記載の現像剤。
  78. 【請求項78】 前記現像剤は、体積平均粒径が0.1
    μm〜5μmである導電性微粒子を有していることを特
    徴とする請求項73乃至77のいずれかに記載の現像
    剤。
  79. 【請求項79】 前記現像剤は、体積抵抗値が100Ω
    ・cm〜109Ω・cmである導電性微粒子を有してい
    ることを特徴とする請求項73乃至78のいずれかに記
    載の現像剤。
  80. 【請求項80】 前記現像剤は、体積抵抗値が101Ω
    ・cm〜106Ω・cmである導電性微粒子を有してい
    ることを特徴とする請求項73乃至78のいずれかに記
    載の現像剤。
  81. 【請求項81】 前記導電性微粒子が非磁性であること
    を特徴とする請求項73乃至80のいずれかに記載の現
    像剤。
  82. 【請求項82】 前記導電性微粒子が、酸化亜鉛、酸化
    スズ、酸化チタンから選択される少なくとも一種の酸化
    物を含有することを特徴とする請求項73乃至81のい
    ずれかに記載の現像剤。
  83. 【請求項83】前記現像剤の示差熱分析測定装置(DS
    C)によるDSCチャートの吸熱曲線において、最大吸
    熱ピークが70℃以上120℃未満の温度領域にあるこ
    とを特徴とする請求項73乃至82のいずれかに記載の
    現像剤。
  84. 【請求項84】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は、少なくとも被覆層用結着樹脂及び負帯
    電性の物質からなることを特徴とする請求項73乃至8
    3のいずれかに記載の現像剤。
  85. 【請求項85】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、一部又は全てが、
    その分子構造中に、−NH2基、=NH基、または−N
    H−結合のいずれかを少なくとも有することを特徴とす
    る請求項73乃至84のいずれかに記載の現像剤。
  86. 【請求項86】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、少なくともフェノ
    ール樹脂を含有することを特徴とする請求項73乃至8
    5のいずれかに記載の現像剤
  87. 【請求項87】 前記フェノール樹脂は、触媒として含
    窒素化合物を用いて、フェノール類とアルデヒド類を付
    加・縮合させて製造されたフェノール樹脂であり、その
    構造中に−NH2基、=NH基、または−NH−結合の
    いずれかを有するフェノール樹脂であることを特徴とす
    る請求項86に記載の現像剤。
  88. 【請求項88】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は、少なくとも鉄粉に対して正帯電性であ
    る第4級アンモニウム塩化合物を含有することを特徴と
    する請求項73乃至87のいずれかに記載の現像剤。
  89. 【請求項89】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は、ベンジル酸化合物を含有してなること
    を特徴とする請求項73乃至87のいずれかに記載の現
    像剤。
  90. 【請求項90】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は、被覆層用結着樹脂中に更に導電性物質
    が分散含有された導電性樹脂被覆層であることを特徴と
    する請求項73乃至89のいずれかに記載の現像剤。
  91. 【請求項91】 前記現像剤担持体の基体上に形成され
    た樹脂被覆層は被覆層用結着樹脂中に更に個数平均径
    0.3〜30μmの凹凸を形成するための粒子を有する
    ことを特徴とする請求項73乃至87のいずれかに記載
    の現像剤。
  92. 【請求項92】 前記凹凸を形成するための粒子が、球
    状の樹脂粒子であることを特徴とする請求項91に記載
    の現像剤。
  93. 【請求項93】 前記凹凸を形成するための粒子が、真
    密度3g/cm3以下の導電性球状粒子であることを特
    徴とする請求項91又は92に記載の現像剤。
  94. 【請求項94】 導電性樹脂被覆層が、更に潤滑性粒子
    を有することを特徴とする請求項73乃至93のいずれ
    かに記載の現像剤。
  95. 【請求項95】 潜像担持体を帯電する帯電工程と、該
    帯電工程において帯電された潜像担持体の帯電面に、画
    像情報を静電潜像として書き込む潜像形成工程と、前記
    静電潜像を、現像剤を担持しながら、前記潜像担持体と
    対向する現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体を備
    えた現像装置を用いて現像し、現像剤像として可視化す
    る現像工程と、前記現像剤像を転写材に転写する転写工
    程、及び前記転写材上に転写された現像剤像を定着手段
    により定着する定着工程とを少なくとも有し、これら各
    工程を繰り返して画像形成を行う画像形成方法におい
    て、 前記現像剤は少なくとも、結着樹脂及び着色剤を少なく
    とも含有するトナー粒子と、導電性微粒子とを有し、 前記現像剤担持体は、少なくとも基体及び該基体表面に
    形成された樹脂被覆層を有し、該樹脂被覆層は少なくと
    も負帯電性の物質を含有することを特徴とする画像形成
    方法。
  96. 【請求項96】 前記現像工程は、前記静電潜像を可視
    化するとともに、前記現像剤像が前記転写材に転写され
    た後に、前記潜像担持体上に残留した現像剤を回収する
    工程であることを特徴とする請求項95に記載の画像形
    成方法。
  97. 【請求項97】 前記帯電工程は、前記潜像担持体に帯
    電手段を当接することによって当接部を形成し、該当接
    部に電圧が印加されることにより前記潜像担持体の帯電
    を行なうことを特徴とする請求項95又は96に記載の
    画像形成方法。
  98. 【請求項98】 前記帯電工程は、少なくとも帯電手段
    と潜像担持体との当接部に、前記現像剤が有する前記導
    電性微粒子が介在した状態で電圧を印加することによっ
    て、前記潜像担持体の帯電を行なうことを特徴とする請
    求項95乃至97のいずれかに記載の画像形成方法。
  99. 【請求項99】 前記現像剤が、磁性体を有する磁性現
    像剤であることを特徴とする請求項95乃至98のいず
    れかに記載の画像形成方法。
  100. 【請求項100】 前記現像剤の重量平均粒径が、4μ
    m〜10μmであることを特徴とする請求項95乃至9
    9のいずれかに記載の画像形成方法。
  101. 【請求項101】 前記現像剤が0.60μm〜15
    9.21μmの粒径範囲の個数基準の粒度分布におい
    て、1.00μm以上2.00μm未満の粒径範囲の粒
    子を15個数%〜60個数%含有し、且つ3.00μm
    以上8.96μm未満の粒径範囲の粒子を15個数%〜
    70個数%含有することを特徴とする請求項95乃至1
    00のいずれかに記載の画像形成方法。
  102. 【請求項102】 前記現像剤は、体積平均粒径が0.
    1μm〜10μmである導電性微粒子を有していること
    を特徴とする請求項95乃至101のいずれかに記載の
    画像形成方法。
  103. 【請求項103】 前記現像剤は、体積抵抗値が100
    Ω・cm〜109Ω・cmである導電性微粒子を有して
    いることを特徴とする請求項95乃至102のいずれか
    に記載の画像形成方法。
  104. 【請求項104】 前記現像剤は、体積抵抗値が101
    Ω・cm〜106Ω・cmである導電性微粒子を有して
    いることを特徴とする請求項95乃至102のいずれか
    に記載の画像形成方法。
  105. 【請求項105】 前記導電性微粒子が非磁性であるこ
    とを特徴とする請求項95乃至104のいずれかに記載
    の画像形成方法。
  106. 【請求項106】 前記導電性微粒子が、酸化亜鉛、酸
    化スズ、酸化チタンから選択される少なくとも一種の酸
    化物を含有することを特徴とする請求項95乃至105
    のいずれかに記載の画像形成方法。
  107. 【請求項107】 前記現像剤担持体の基体上に形成さ
    れた樹脂被覆層は、少なくとも被覆層用結着樹脂及び負
    帯電性の物質を含有してなることを特徴とする請求項9
    5乃至106のいずれかに記載の画像形成方法。
  108. 【請求項108】 前記現像剤担持体の基体上に形成さ
    れた樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、一部又は全て
    が、その分子構造中に、−NH2基、=NH基、または
    −NH−結合のいずれかを少なくとも有することを特徴
    とする請求項95乃至107のいずれかに記載の画像形
    成方法。
  109. 【請求項109】 前記現像剤担持体の基体上に形成さ
    れた樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂は、少なくともフェ
    ノール樹脂を含有することを特徴とする請求項95乃至
    108のいずれかに記載の画像形成方法。
  110. 【請求項110】 前記フェノール樹脂は、触媒として
    含窒素化合物を用いて、フェノール類とアルデヒド類を
    付加・縮合させて製造されたフェノール樹脂であり、そ
    の構造中に−NH2基、=NH基、または−NH−結合
    のいずれかを有するフェノール樹脂であることを特徴と
    する請求項109に記載の画像形成方法。
  111. 【請求項111】 前記樹脂被覆層は、少なくとも鉄粉
    に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物を
    含有することを特徴とする請求項95乃至110のいず
    れかに記載の画像形成方法。
  112. 【請求項112】 前記樹脂被覆層は、ベンジル酸化合
    物を含有すること特徴とする請求項95乃至110のい
    ずれかに記載の画像形成方法。
  113. 【請求項113】 前記樹脂被覆層は、被覆層用結着樹
    脂中に更に導電性物質が分散含有された導電性樹脂被覆
    層であることを特徴とする請求項95乃至112のいず
    れかに記載の画像形成方法。
  114. 【請求項114】 前記樹脂被覆層は被覆層用結着樹脂
    中に更に個数平均径0.3〜30μmの凹凸を形成する
    ための粒子を有することを特徴とする請求項95乃至1
    13のいずれかに記載の画像形成方法。
  115. 【請求項115】 凹凸を形成するための粒子が、球状
    の樹脂粒子であることを特徴とする請求項114に記載
    の画像形成方法。
  116. 【請求項116】 凹凸を形成するための粒子が、真密
    度3g/cm3以下の導電性球状粒子であることを特徴
    とする請求項114又は115に記載の画像形成方法。
  117. 【請求項117】 導電性樹脂被覆層が、更に潤滑性粒
    子を有することを特徴とする請求項95乃至116のい
    ずれかに記載の画像形成方法。
  118. 【請求項118】 結着樹脂及び着色剤を少なくとも含
    有するトナー粒子と、導電性微粒子とを有する現像剤を
    収容するための現像容器、該現像容器に収容されている
    該現像剤を担持し、現像領域に搬送するための現像剤担
    持体、及び該現像剤担持体上に担持される現像剤の層厚
    を規制するための現像剤層厚規制部材を少なくとも有す
    る現像装置に用いられる現像剤担持体であって、 該現像剤担持体は、少なくとも基体及び該基体表面に形
    成された樹脂被覆層を有し、該樹脂被覆層は少なくとも
    負帯電性の物質を含有することを特徴とする現像剤担持
    体。
  119. 【請求項119】 前記樹脂被覆層は、少なくとも被覆
    層用結着樹脂及び負帯電性の物質を含有してなることを
    特徴とする請求項118に記載の現像剤担持体。
  120. 【請求項120】 前記樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂
    は、一部又は全てが、その分子構造中に、−NH2基、
    =NH基、または−NH−結合のいずれかを少なくとも
    有することを特徴とする請求項118または119に記
    載の現像剤担持体。
  121. 【請求項121】 前記樹脂被覆層の被覆層用結着樹脂
    は、少なくともフェノール樹脂を含有することを特徴と
    する請求項118乃至120のいずれかに記載の現像剤
    担持体。
  122. 【請求項122】 前記フェノール樹脂は、触媒として
    含窒素化合物を用いて、フェノール類とアルデヒド類を
    付加・縮合させて製造されたフェノール樹脂であり、そ
    の構造中に−NH2基、=NH基、または−NH−結合
    のいずれかを有するフェノール樹脂であることを特徴と
    する請求項121に記載の現像剤担持体。
  123. 【請求項123】 前記樹脂被覆層は、少なくとも鉄粉
    に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物を
    含有することを特徴とする請求項118乃至122のい
    ずれかに記載の現像剤担持体。
  124. 【請求項124】 前記樹脂被覆層は、ベンジル酸化合
    物を含有することを特徴とする請求項118乃至122
    のいずれかに記載の現像剤担持体。
  125. 【請求項125】 前記樹脂被覆層は、被覆層用結着樹
    脂中に更に導電性物質が分散含有された導電性樹脂被覆
    層であることを特徴とする請求項118乃至124のい
    ずれかに記載の現像剤担持体。
  126. 【請求項126】 前記樹脂被覆層は被覆層用結着樹脂
    中に更に個数平均径0.3〜30μmの凹凸を形成する
    ための粒子を有する請求項118乃至125のいずれか
    に記載の現像剤担持体。
  127. 【請求項127】 凹凸を形成するための粒子が、球状
    の樹脂粒子であることを特徴とする請求項126に記載
    の現像剤担持体。
  128. 【請求項128】 凹凸を形成するための粒子が、真密
    度3g/cm3以下の導電性球状粒子であることを特徴
    とする請求項126又は127に記載の現像剤担持体。
  129. 【請求項129】 導電性樹脂被覆層が、更に潤滑性粒
    子を有することを特徴とする請求項118乃至128の
    いずれかに記載の現像剤担持体。
  130. 【請求項130】 前記現像剤層厚規制部材が磁性ブレ
    ードであることを特徴とする請求項118乃至129の
    いずれかに記載の現像剤担持体。
  131. 【請求項131】 前記現像剤層厚規制部材が弾性ブレ
    ードであることを特徴とする請求項118乃至129の
    いずれかに記載の現像剤担持体。
  132. 【請求項132】 前記現像剤が、磁性体を有する磁性
    現像剤であることを特徴とする請求項118乃至131
    のいずれかに記載の現像剤担持体。
  133. 【請求項133】 前記現像剤の重量平均粒径が、4μ
    m〜10μmであることを特徴とする請求項118乃至
    132のいずれかに記載の現像剤担持体。
  134. 【請求項134】 前記現像剤が0.60μm〜15
    9.21μmの粒径範囲の個数基準の粒度分布におい
    て、1.00μm以上2.00μm未満の粒径範囲の粒
    子を15個数%〜60個数%含有し、且つ3.00μm
    以上8.96μm未満の粒径範囲の粒子を15個数%〜
    70個数%含有することを特徴とする請求項118乃至
    133のいずれかに記載の現像剤担持体。
  135. 【請求項135】 前記現像剤は、体積平均粒径が0.
    1μm〜10μmである導電性微粒子を有していること
    を特徴とする請求項118乃至134のいずれかに記載
    の現像剤担持体。
  136. 【請求項136】 前記現像剤は、体積抵抗値が100
    Ω・cm〜109Ω・cmである導電性微粒子を有して
    いることを特徴とする請求項118乃至135のいずれ
    かに記載の現像剤担持体。
  137. 【請求項137】 前記現像剤は、体積抵抗値が101
    Ω・cm〜106Ω・cmである導電性微粒子を有して
    いることを特徴とする請求項118乃至135のいずれ
    かに記載の現像剤担持体。
  138. 【請求項138】 前記導電性微粒子が非磁性であるこ
    とを特徴とする請求項118乃至137のいずれかに記
    載の現像剤担持体。
  139. 【請求項139】 前記導電性微粒子が、酸化亜鉛、酸
    化スズ、酸化チタンから選択される少なくとも一種の酸
    化物を含有することを特徴とする請求項118乃至13
    8のいずれかに記載の現像剤担持体。
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JP2008310030A (ja) * 2007-06-14 2008-12-25 Ricoh Co Ltd 画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法
JP2008310029A (ja) * 2007-06-14 2008-12-25 Ricoh Co Ltd 画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法
JP2009003157A (ja) * 2007-06-21 2009-01-08 Ricoh Co Ltd 画像形成装置、画像形成方法及びプロセスカートリッジ

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