JP2000029274A

JP2000029274A - 画像形成方法

Info

Publication number: JP2000029274A
Application number: JP19441998A
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: 1998-07-09
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2000-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーナーレスシステムによる画像形成方法
でも、繰り返し使用による磁性粒子の脱落がなく、転写
残トナーの影響による帯電部材の劣化が少なく、長期に
わたって良好な画像を形成する画像形成方法を提供する
ことである。【解決手段】少なくとも第一磁性粒子と第二磁性粒子
よりなる磁気ブラシを用いた帯電部材において、第一と
第二磁性粒子の体積抵抗値をρ（１）、ρ（２）、体積
平均粒径をＲ（１）、Ｒ（２）とした時に、Ｒ（１）＞
Ｒ（２）、１＜ρ（２）／ρ（１）≦１００であり、体
積抵抗値ρ（１）が１０⁴Ωｃｍ＜ρ（１）＜１０⁹Ωｃ
ｍであり、帯電部材の体積抵抗値ρが１０⁴Ωｃｍ＜ρ
＜１０⁹Ωｃｍであり、トナーの形状係数が１００≦Ｓ
Ｆ−１≦１６０、１００≦ＳＦ−２≦１４０のトナーを
用いる画像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は物体を帯電させる帯
電部材、またこの帯電部材を利用した複写機、プリンタ
等の電子写真装置、画像形成方法に関するもので、特に
感光体に帯電部材に接触させて帯電を行なうものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々
の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで潜
像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて紙
等の転写材にトナー画像を転写した後、熱や圧力等によ
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】従来、電子写真の帯電装置としては、コロ
ナ帯電器が使用されてきた。近年、これに代って、接触
帯電装置が実用化されてきている。これは、低オゾン、
低電力を目的としており、この中でも特に帯電部材とし
て導電ローラを用いたローラ帯電方式が、帯電の安定性
という点から好ましく用いられている。ローラ帯電で
は、導電性の弾性ローラを被帯電体に加圧当接させ、こ
れに電圧を印加することによって被帯電体への帯電を行
なう。

【０００４】具体的には、帯電は帯電部材から被帯電体
への放電によって行なわれるため、ある閾値電圧以上の
電圧を印加することによって帯電が開始される。例を示
すと、厚さ２５μｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ローラ
を加圧当接させた場合には、約６４０Ｖ以上の電圧を印
加すれば感光体の表面電位が上昇し始め、それ以降は印
加電圧に対して傾き１で線形に感光体表面電位が増加す
る。以後、この閾値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義す
る。

【０００５】つまり、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＋Ｖｔ
ｈという必要とされる以上のＤＣ電圧が必要となる。こ
の様にして、ＤＣ電圧のみを接触帯電部材に印加して帯
電を行なう方法をＤＣ帯電と称する。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Ｖｔｈ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かった。

【０００６】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様に、
所望のＶｄに相当するＤＣ電圧に２×Ｖｔｈ以上のピー
ク間電圧を持つ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。

【０００７】しかしながら、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、帯電部材から感光
体への放電現象を用いているため、先に述べた様に帯電
に必要とされ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。また、帯電均一化のた
めにＡＣ帯電を行なった場合には、更なるオゾン量の発
生、ＡＣ電圧の電界による帯電部材と感光体の振動、騒
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た。

【０００８】このため、感光体への電荷の直接注入によ
る帯電が望まれていた。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
行なう方法は、ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ９２年論
文集Ｐ２８７の「導電性ローラを用いた接触帯電特性」
等に記載があるが、これらの方法は暗所絶縁性の感光体
に対して、電圧を印加した低抵抗の帯電部材で接触帯電
を行なう方法であり、帯電部材の抵抗値が十分に低く、
更に帯電部材に導電性を持たせる材質（導電フィラー
等）が表面に十分に露出していることが条件になってい
た。このため、前記の文献においても、帯電部材として
はアルミ箔や高温環境下で十分抵抗値が下がったイオン
導電性の帯電部材が好ましいとされている。

【０００９】本出願人の検討によれば、感光体に対して
十分な電荷注入が可能な帯電部材の抵抗値は１×１０³
Ω以下であり、これ以上では印加電圧と帯電電位の間に
差が生じ始め、帯電電位の収束性に問題が生じることが
わかっている。逆に言い換えれば、実際に１０²Ω程度
の帯電部材（帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電磁気ブラ
シ）を用いれば、一般的な感光体に対しても良好な収束
性をもって帯電できる。これは、低い抵抗値の帯電部材
でかつ十分な帯電時間をとることによって、感光体表面
近傍のより深いトラップ準位にまで電荷が注入されるた
めである。

【００１０】帯電部材への印加電圧と帯電された電位の
間に差が生じても構わないのであれば、１０³Ω以上の
帯電部材を用いて電荷注入に基づく帯電を行なうことも
可能であるが、この場合には感光体の電位制御を行なう
必要性が生じ、直接帯電のメリットが半減してしまう。
しかしながら、このような抵抗値の低い帯電部材を実際
に使用すると、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、周辺の帯電不良や、ピンホールの拡大、帯電部材の
通電破壊が生じる。

【００１１】これを防止するためには、帯電部材の抵抗
値を１×１０⁴Ω程度以上にする必要があるが、この抵
抗値の帯電部材では先に述べた様に感光体への電荷注入
性が低下し、帯電が行なわれないという矛盾が生じてし
まう。このため、良好な電位収束を保った電荷注入性と
感光体上のピンホールリーク防止を両立させることは従
来の技術では非常に困難であった。

【００１２】また、接触帯電部材として帯電ブラシ、磁
性導電粒子を用いた帯電磁気ブラシ等を用いる場合に
は、これら帯電部材の抵抗値を１×１０³Ω以下と低く
した時、ブラシの抜け、帯電磁気ブラシを構成する導電
粒子が帯電部材支持体から電荷注入を受けて感光体上に
現像されてしまうという問題も生じる。このような導電
物が感光体に付着すると現像部に於てリークを発生し、
現像不良を生じるという問題点もある。この点からも低
抵抗の帯電部材を用いることには問題が生じていた。

【００１３】また、従来のようなコロナ帯電あるいは放
電を利用した方法では、空気を帯電媒体としていたと考
えられるが、感光体への電荷の直接注入による帯電にお
いては、帯電部材自体が媒体となるため帯電一様性に対
し更に厳しい条件が要求され、具体的には帯電部材と感
光体との接触性（接触面積、接触点の増加）の向上がポ
イントになる。更に、帯電部材中の抵抗値の均一性も求
められる。

【００１４】また、導電性磁性粒子を帯電部材とした系
では、その表面積の広さから部材自体の汚れに対し有利
である半面、磁気力のみにより拘束されているため徐々
に磁性粒子が部材より脱落し、帯電特性の悪化するとい
う問題点があった。

【００１５】感光体との接触性を向上させる目的で、帯
電部材である磁性粒子の粒径を小さくする、又は小さい
導電性磁性粒子を混合すると、それだけ磁性粒子の表面
積は増し、感光体との接触性は向上し帯電均一性は良化
するが、粒径が小さくなるとそれだけ粒子の磁気力は低
下するので繰り返し使用により脱落し易く、更に抵抗が
低抵抗になるほど帯電部材と感光体との間での電界によ
り磁性粒子は繰り返し使用により脱落し易くなり、帯電
特性が悪化するという問題点があった。

【００１６】特にプロセススピードの速い高速の装置で
の繰り返し使用の場合、帯電部材に印加する電圧が直流
交流成分重畳電圧の場合に、上記の問題が顕著であっ
た。また、画像形成方法として感光体の長寿命化、装置
の小型化、更にはエコロジーの観点より、トナーの有効
活用という意味で廃トナーの生じない画像形成方法が望
まれていた。そのような電子写真方法による画像形成方
法の１つとして、独立したクリーニング工程を有さず、
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なう方法、クリーナーレスシス
テムという技術がある。

【００１７】従来の現像同時クリーニング又はクリーナ
ーレスと呼ばれた技術の開示は、特開昭５９−１３３５
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号公報等がある。これらの公知の技術
は、コロナ、あるいはブラシ、ローラを用いており、感
光体に接触して帯電を行なうため、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、繰り返し使用によ
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。

【００１８】また、現像部におけるクリーニングが不十
分であると、転写部材及び帯電部材は汚れ易く、感光体
帯電不良による画像汚れ、転写材の裏汚れ、又は転写率
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、これが更に画像劣化に拍車をかけるとい
う問題点があった。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
されていた。

【００１９】例えば、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。
更に、特開平６−１１８８５５号公報において、独立の
クリーニング装置のない磁気ブラシ帯電クリーニング装
置を搭載した画像形成方法が提案されている。

【００２０】しかし、帯電部材として用いた磁気ブラシ
についても、転写残トナーがそのまま接触帯電部材であ
る磁性粒子中に取り込まれ、繰り返し使用により磁性粒
子の高抵抗化による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てしまう。更に、
クリーナーレスシステムでの画像形成方法の場合、帯電
部材に印加する電圧は、転写残りの画像パターンを散ら
し、その画像パターンの影響を排除できることから、直
流交流成分重畳電圧が好ましい。その場合、上述した磁
性粒子の脱落が問題点として挙げられる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、クリ
ーナーレスシステムによる画像形成方法でも、繰り返し
使用による磁性粒子の脱落がなく、転写残トナーの影響
による帯電部材の劣化が少なく、長期にわたって良好な
画像を形成する画像形成方法を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、導電性
支持体上に感光層を有する電子写真感光体に磁性粒子か
らなる帯電部材を接触させて電圧を印加することによっ
て感光体を帯電させる帯電工程、帯電後の感光体に像露
光を行なうことにより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担持体上のトナーに
よって可視化する現像工程、可視化された像を転写材に
転写する転写工程を有し、転写工程後の感光体上に残余
するトナーを現像工程により回収するクリーナーレス画
像形成方法において、感光体の最外層が１×１０⁸〜１
０¹⁵Ωｃｍの体積抵抗値を有する電荷注入層を有し、ト
ナーを画像解析装置で測定した形状係数ＳＦ−１、ＳＦ
−２の値が、１００≦ＳＦ−１≦１６０、１００≦ＳＦ
−２≦１４０であり、磁性粒子が少なくとも第一磁性粒
子と第二磁性粒子からなり、第一磁性粒子の体積抵抗値
をρ（１）、体積平均粒径をＲ（１）とし、第二磁性粒
子の体積抵抗値をρ（２）、体積平均粒径をＲ（２）と
した時に、Ｒ（１）＞Ｒ（２）、１＜ρ（２）／ρ
（１）≦１００であり、第一磁性粒子の体積抵抗値ρ
（１）が１０⁴Ωｃｍ＜ρ（１）＜１０⁹Ωｃｍであり、
第一と第二磁性粒子からなる帯電部材の体積抵抗値ρ
が、１０⁴Ωｃｍ＜ρ＜１０⁹Ωｃｍであることを特徴と
する画像形成方法が提供される。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明によれば、感光体の電荷注
入層、トナーの形状係数、帯電部材である第一磁性粒
子、第二磁性粒子が特定の物性値の関係を満たすことに
より、帯電部材と感光体との接触表面を広範囲形成させ
ることが可能になり、更に帯電部材中の抵抗値の不均一
性も少ないために帯電均一性が向上し、直流交流重畳電
圧印加時でも磁性粒子の脱落を改良することができ、帯
電部材の劣化が抑制されるため良好な帯電性を長期にわ
たって維持でき、良好な画像を提供できるクリーナーレ
スシステムによる画像形成方法を提供することができ
る。また、本発明によれば、印加直流電圧の９０％以上
の感光体電位を得ることができる。

【００２４】以下、本発明を詳細に説明する。本発明
は、導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体に
磁性粒子からなる帯電部材が接触して感光体を帯電させ
る帯電部材において、帯電部材が第一磁性粒子と第二磁
性粒子からなり、第一磁性粒子の体積抵抗値をρ
（１）、体積平均粒径をＲ（１）とし、第二磁性粒子の
体積抵抗値をρ（２）、体積平均粒径をＲ（２）とした
時に、Ｒ（１）＞Ｒ（２）、１＜ρ（２）／ρ（１）≦
１００であり、第一磁性粒子の体積抵抗値ρ（１）が１
０⁴Ωｃｍ＜ρ（１）＜１０⁹Ωｃｍであり、第一と第二
磁性粒子からなる帯電部材の体積抵抗値ρが１０⁴Ωｃ
ｍ＜ρ＜１０⁹Ωｃｍであることを特徴とする。また、
第二磁性粒子の混合比率は帯電部材の重量に対して１〜
１０重量％とすることが好ましい。

【００２５】第一磁性粒子より体積平均粒径の小さい第
二磁性粒子を混合することにより、磁性粒子の存在状態
を密にすることが可能になり、感光体との接触性が向上
し、帯電性の向上がはかれる。また、第二磁性粒子の混
合比率は、帯電部材の重量に対して１〜１０重量％であ
ることが好ましい。１０重量％を超えると、第二磁性粒
子の脱落も多くなる傾向があり画像に影響がで易くな
り、１重量％未満であると、第二磁性粒子を混合した効
果が発揮されにくくなる。より好ましくは２〜６重量％
である。

【００２６】第一と第二磁性粒子の体積抵抗値の関係
は、１＜ρ（２）／ρ（１）≦１００でなければならな
い。１≧ρ（２）／ρ（１）であると、小さい粒子であ
る第二磁性粒子の抵抗が低く第二磁性粒子に電界が集中
してしまうために、磁性粒子が脱落し易い傾向にある。
１００＜ρ（２）／ρ（１）であると、帯電部材の抵抗
ムラにより帯電均一性が劣り、画像に影響がでるので好
ましくない。

【００２７】磁性粒子の体積抵抗値は、第一磁性粒子の
体積抵抗値ρ（１）が１０⁴Ωｃｍ＜ρ（１）＜１０⁹Ω
ｃｍであり、かつ少なくとも第一と第二磁性粒子からな
る帯電部材の体積抵抗値ρが１０⁴Ωｃｍ＜ρ＜１０⁹Ω
ｃｍでなければならない。第一と第二磁性粒子からなる
帯電部材の体積抵抗値ρが、１０⁴Ωｃｍ≧ρであると
感光体欠陥によるピンホールリーク画像を防止できない
ので好ましくなく、ρ≧１０⁹Ωｃｍであると感光体へ
の帯電性が悪化するので好ましくない。また、第一磁性
粒子も上記の抵抗値の範囲にあることが好ましい。１０
⁴Ωｃｍ≧ρ（１）であると、第二磁性粒子との混合で
体積抵抗値を１０⁴Ωｃｍ＜ρとしても、磁気ブラシ中
の大部分を占める第一磁性粒子に電界が集中してしま
い、感光体欠陥によるピンホールリーク画像を防止でき
ないので好ましくなく、ρ（１）≧１０⁹Ωｃｍである
と第二磁性粒子混合では体積抵抗値をρ＜１０⁹Ωｃｍ
とすることは不可能であり、感光体への帯電性が悪化す
るので好ましくない。

【００２８】より好ましくは、１０⁴Ωｃｍ＜ρ＜１０⁷
Ωｃｍであり、帯電部材の電圧印加部分から感光体に接
する部分までの抵抗値が、１０⁴Ω〜１０¹⁰Ωであると
更に好ましい。また、第二磁性粒子の抵抗も１０⁴Ωｃ
ｍ＜ρ（２）＜１０⁹Ωｃｍであることが好ましい。１
０⁴Ωｃｍ≧ρ（２）であると第二磁性粒子の脱落が多
くなる傾向があり、画像に影響がでるので好ましくな
く、ρ（２）≧１０⁹Ωｃｍであると感光体への帯電性
がやや劣り、帯電均一性に影響がでるので好ましくな
い。

【００２９】磁性粒子の体積抵抗値の測定方法は、図２
に示すセルＡに磁性粒子を充填し、磁性粒子に接するよ
う電極２１及び２２を配し、電極間に電圧を印加し、そ
の時流れる電流を測定することで得た。測定条件は、２
３℃で湿度６５％の環境下で、充填磁性粒子と電極との
接触面積２ｃｍ²、厚み１ｍｍ、上部電極に１０ｋｇ、
印加電圧１００Ｖである。

【００３０】第一磁性粒子の体積平均粒径は、２０〜５
０μｍが好ましい。２０μｍより小さいと、感光体への
磁気ブラシの付着、磁性粒子の脱落が生じ易く、また磁
気ブラシとした時の磁性粒子の搬送性に劣る。５０μｍ
を超えると、磁性粒子と感光体との接触点が減少し帯電
一様性が劣化する傾向にある。更に好ましくは、２０〜
３５μｍである。

【００３１】第二磁性粒子の体積平均粒径としては、Ｒ
（１）＞２×Ｒ（２）であることが好ましい。上記の範
囲であると、第一磁性粒子中の第二磁性粒子の分散が良
好となり、磁性粒子の存在状態が密になり易いので好ま
しい。更に、第二磁性粒子の体積平均粒径は、０．１〜
２０μｍであることが好ましい。２０μｍを超えると、
感光体との接触性の向上効果が薄れ帯電均一性がやや劣
るので好ましくなく、０．１μｍを下回ると、磁気力で
は保持しきれず脱落し易いので好ましくない。より好ま
しい範囲は１〜５μｍである。

【００３２】磁性粒子の体積平均粒径は、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
測定し、０．０５〜３５０μｍを３２対数分割して測定
し、体積分布の５０％径とする。

【００３３】第一又は第二磁性粒子として用いられるも
のとしては、ストロンチウム、バリウム、希土類等の所
謂ハードフェライト及びマグネタイトであり、銅、亜
鉛、ニッケル、マンガン、マグネシウム等のソフトフェ
ライトも用いられる。

【００３４】本発明に用いられる第一及び第二磁性粒子
は、抵抗調整等を行なう目的で表面層を有した形態でも
構わない。表面層の形態は、磁性粒子の表面を蒸着膜や
導電性樹脂及び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、必ずしも磁性粒子を完全に被
覆する必要はなく、本発明の効果が得られる範囲で磁性
粒子が露出していてもよい。つまり表面層が不連続に形
成されていてもよい。

【００３５】磁性粒子の被覆用に用いられるバインダー
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等が挙げられ、特に
代表的なバインダー樹脂としては、導電性粒子の分散性
やコート層としての成膜性、生産性という点等から、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。更に、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。

【００３６】例えば、フッ素樹脂としては、例えばポリ
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等と、他のモノマー
と共重合した溶媒可溶の共重合体が挙げられる。

【００３７】また、シリコーン樹脂としては、例えば信
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。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。

【００３８】本発明に係わる導電性粒子としては、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、更にはカーボンブラ
ック等の電子伝導性の導電粉が挙げられ、更にイオン導
電剤として、過塩素酸リチウム、４級アンモニウム塩等
が挙げられる。

【００３９】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、被覆層での抵抗調整の処理は
行なわなくても構わない。カッブリング剤としては、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
アミノ基やフッ素等の様々な官能基を導入してもよい。

【００４０】帯電部材である磁性粒子は、感光体に対し
て周速差をもって移動することが好ましく、より好まし
くは感光体表面の移動方向に対して逆方向に移動するこ
とが好ましい。その様に移動することで、帯電部材であ
る磁性粒子と感光体表面がより広く接触し、帯電性、均
一性が向上するので好ましい。また、感光体表面の移動
方向と同じ方向に磁性粒子が移動すると、帯電行程から
感光体表面が離れて行く部分で、帯電部材と感光体表面
電位との電位差により磁性粒子が感光体表面に付着し易
く、そのため帯電保持部材から脱落し易くなるので好ま
しくない。

【００４１】トナーは、トナーの画像解析装置で測定し
た形状係数ＳＦ−１の値が、下記式を満足しなければな
らない：１００≦ＳＦ−１≦１６０好ましくは１００≦ＳＦ−１≦１４０で
あり、より好ましくは１００≦ＳＦ−１≦１２０
である。

【００４２】更にトナーは、トナーの画像解析装置で測
定した形状係数ＳＦ−２の値が、下記式を満足しなけれ
ばならない：１００≦ＳＦ−２≦１４０好ましくは１００≦ＳＦ−２≦１３０で
あり、より好ましくは１００≦ＳＦ−２≦１２０
である。

【００４３】ここで、本発明において形状係数を示すＳ
Ｆ−１、ＳＦ−２とは、例えば日立製作所製ＦＥ−ＳＥ
Ｍ（Ｓ−８００）を用い、１０００倍に拡大した２μｍ
以上のトナー像を１００個無作為にサンプリングし、そ
の画像情報はインターフェースを介して、例えばニコレ
社製画像解析装置（ＬｕｚｅｘＩＩＩ）に導入し、解析
を行ない下式より算出し得られた値を形状係数ＳＦ−
１、ＳＦ−２と定義する。

【００４４】

【数１】

【００４５】式中、ＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長、Ｐ
ＥＲＩは粒子の周囲長、ＡＲＥＡは粒子の投影面積を示
し、形状係数ＳＦ−１はトナー粒子の丸さの度合いを示
し、形状係数ＳＦ−２はトナー粒子の凹凸の度合いを示
している。これらの形状係数を制御することにより、転
写性が向上するため帯電部材への転写残トナーの混入、
転写残トナーにより帯電部材の劣化が抑制され、耐久性
を向上させることができる。また、トナー形状を上記の
形状係数に制御するためには、トナーの作成方法として
は重合法によってトナーを作成すると、容易に形状係数
を１００に近づけることが可能になる。

【００４６】１６０＜ＳＦ−１、１４０＜ＳＦ−２の場
合、球形から離れて不定形に近づき、感光体から紙等の
転写材へのトナーの転写効率の低下を招き、特にクリー
ナーレスの構成においては、転写残トナーによる帯電部
材の汚染を促進させるため帯電性が悪化する。トナーが
帯電部材に付着した時は、接触面積が広いため帯電部材
である磁性粒子から付着したトナーの離型性が悪く、磁
性粒子の劣化が促進されてしまい、また帯電部材に混入
したトナーが第一磁性粒子と第二磁性粒子の間に入りこ
み易くなり、そのために第二磁性粒子の脱落が多くなっ
てしまい耐久性が悪化してしまう。

【００４７】トナーの体積平均粒径Ｒｔは、Ｒｔ＞Ｒ
（２）であることが好ましい。Ｒｔ≦Ｒ（２）である
と、第一磁性粒子と第二磁性粒子との間にトナーが入り
こみ易くなり、第二磁性粒子の脱落が多くなる傾向にあ
り、また第二磁性粒子ヘ転写残トナーが付着し易くな
り、帯電性の悪化を招くので、好ましくない。

【００４８】トナーの体積平均粒径は、以下の様にして
求める。すなわち、測定装置としてはコールターカウン
ターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数平均
分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機
製）及びＣＸ−１パーソナルコンピュータ（キヤノン
製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１
％ＮａＣｌ水溶液を調製する。測定法としては、アルキ
ルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌを加え、更に
測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電界液
は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記コ
ールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパチャーと
して１００μｍアパチャーを用いて測定した。

【００４９】また、トナーは非磁性であることが好まし
い。磁性トナーであると、帯電部材に取り込まれた転写
残トナーが磁気力によって帯電部材である磁性粒子から
離れ難くなり、帯電部材の汚染が促進されるので好まし
くない。

【００５０】本発明に係わる感光体としては、最外層に
先に述べた様な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ｌ×１０⁸Ωｃｍ〜
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１×１０¹¹Ωｃｍ〜１×１０¹⁴Ωｃ
ｍ、更に体積抵抗値の環境変動等も考慮すると体積抵抗
値が１×１０¹²Ωｃｍ〜１×１０¹⁴Ωｃｍのものを用い
るのが望ましい。

【００５１】１×１０⁸Ωｃｍ未満では、高温環境で帯
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を超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り、
帯電不良により帯電部材の印加電圧と感光体の表面電位
との電位差が大きくなり、帯電部材に磁性粒子を用いた
場合に磁性粒子の脱落が生じてしまう。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、更に光露光
時にこの電荷を感光体支持体に逃す役割を果たし、残留
電位を低減させる。

【００５２】また、本発明に係わる帯電部材と感光体を
用いることによって、帯電開始電圧Ｖｔｈが小さく、感
光体帯電電位を帯電部材に印加する電圧の９０％以上ま
でに帯電させることが可能になった。例えば、本発明の
帯電部材に絶対値で１００〜２０００Ｖの直流電圧を印
加した時、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、更には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。

【００５３】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
を体積抵抗測定装置（ヒューレットパッカード社製：４
１４０ＢｐＡＭＡＴＥＲ）にて、２３℃で湿度６５％
の環境下で、１００Ｖの電圧を印加して測定するという
ものである。

【００５４】この電荷注入層は、金属蒸着膜等の無機の
層あるいは導電性粒子をバインダー樹脂中に分散させた
導電粉樹脂分散層等によって構成され、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
性のバインダー樹脂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、又
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。

【００５５】導電性粒子分散膜の場合、導電性粒子の添
加量はバインダー樹脂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質量部未満の場合には、所望の体積抵抗値
を得にくくなり、また２５０質量部を超える場合には、
膜強度が低下してしまい電荷注入層が削りとられ易くな
り、感光体の寿命が短くなる傾向になるからであり、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
る画像不良を生じ易くなるからである。

【００５６】また、電荷注入層のバインダー樹脂は、下
層のバインダー樹脂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。

【００５７】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好ましく、更には転写
効率の向上のためでもある。

【００５８】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、又はポリオレフィン
系樹脂を用いるのがより望ましい。より好ましくは、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、バインダー樹脂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質量部未満では、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
部を超えると、画像の分解能や感光体の感度が大きく低
下してしまうからである。本発明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、より好
ましくは１〜７μｍである。

【００５９】帯電部材に印加する交流成分の電圧は、注
入帯電方法の場合は放電を用いた帯電に比べて、ピーク
間電圧はかなり低くても良好な帯電が行なわれ、そのた
めに放電に比べて感光体の劣化も抑制できる。具体的に
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間電圧
は１０００Ｖ程度以下が好ましい。１０００Ｖを超える
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、かぶりや濃度薄を生じる
ことがある。

【００６０】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間電
圧は１０００Ｖ程度以上で、放電開始電圧の２倍以上が
必要になる。そのために感光体の劣化が激しく、繰り返
し使用による画像劣化が激しい。また印加交流電圧が高
いと、放電生成物が感光体表面に付着し、繰り返し使用
により感光体表面の抵抗が低下し、画像流れが生じてし
まうので好ましくない。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。

【００６１】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明するが、
これによって本発明が限定されるものではない。まず、
本発明に使用される部材の構成、材質、製造方法等を例
示する。

【００６２】（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。

【００６３】第１層は導電層であり、アルミニウムシリ
ンダーの欠陥等を均すため、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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラジンを分散した厚さ１４μｍ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。

【００６７】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、更
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
な帯電を行なうために、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粒子をアクリル樹脂に対して１００質
量％、４フッ化エチレン樹脂粒子を２０質量％、及び分
散剤を１．２質量％分散したものである。この様にして
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。

【００６８】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１×１０ ¹⁵Ωｃｍ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。（感光体製造例２）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３０
０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。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２を得た。（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。これにより感光体表面
層の体積抵抗値は、２×１０¹⁵Ωｃｍにまで上昇した感
光体３を得た。

【００６９】［トナーの製造例１］２リットル用４ッロ
フラスコ中のイオン交換水７１０ｇに、０．１Ｍ−Ｎａ
₃ＰＯ₄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、微量の離
水溶性分散安定剤を含む水系分散媒体を得た。

【００７０】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）ピグメントイエロー１７８ｇ（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

【００７１】上記処方のうち、ピグメントイエロー１７
とジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸のＡｌ化合物及びス
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。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。更に、６
０℃に保持しながら、重合開始剤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。

【００７２】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。

【００７３】重合反応終了後に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、体積平均径約６μｍの着色懸濁粒子
を得た。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及びシリコー
ンオイルで疎水化処理した疎水性シリカを１．７重量部
添加した重合トナーを得た。得られた重合トナーの形状
係数を測定したところ、ＳＦ−１が１１５、ＳＦ−２が
１２０であった。

【００７４】［トナーの製造例２］（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）ピグメントイエロー１７４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

【００７５】上記材料をあらかじめ混合し、二軸押し出
し機にて１３０℃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。更に、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９μｍの着色粉を得た。得られた着色粉１００
重量部に対して、疎水化処理したシリカ微粉末（体積平
均粒径０．０５μｍ）１．２部とをヘンジェルミキサー
で混合し、粉砕トナーを得た。得られたトナーの形状係
数を測定したところ、ＳＦ−１が１７０、ＳＦ−２が１
６０であった。

【００７６】（帯電部材製造例１）Ｆｅ₂Ｏ₃：５１．３
モル％、ＣｕＯ：２５．６モル％、ＺｎＯ：２３．１モ
ル％、これらをボールミルにて粉砕、混合し、分散剤及
びバインダー樹脂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ない、適宜、分級した
後に１１２０℃にて焼成を行った。

【００７７】得られた磁性粒子を解砕処理の後、分級を
行ない体積平均粒径が２８μｍ、体積抵抗値は８×１０
⁷Ωｃｍの銅亜鉛フェライトを第一磁性粒子として用意
した。第二磁性粒子として、表面を酸化処理した体積平
均粒径３．１μｍ、体積抵抗値は２×１０⁸Ωｃｍの銅
亜鉛フェライトを用意した。第一と第二磁性粒子の混合
比率を、第一磁性粒子９５重量％に対して第二磁性粒子
５重量％として混合し、帯電部材１を得た。混合後の帯
電部材の体積抵抗値は８．５×１０⁷Ωｃｍであった。

【００７８】（帯電部材製造例２）第一と第二磁性粒子
の混合比率を、第一磁性粒子９８重量％に対して第二磁
性粒子２重量％とした以外は、帯電部材製造例１と同様
に作成し帯電部材２を得た。混合後の帯電部材の体積抵
抗値は８．２×１０⁷Ωｃｍであった。

【００７９】（帯電部材製造例３）第一と第二磁性粒子
の混合比率を、第一磁性粒子９１重量％に対して第二磁
性粒子９重量％とした以外は、帯電部材製造例１と同様
に作成し帯電部材３を得た。混合後の帯電部材の体積抵
抗値は１．２×１０⁸Ωｃｍであった。

【００８０】（帯電部材製造例４）第二磁性粒子とし
て、帯電部材１で使用した第一磁性粒子を更に解砕処理
を行ない、体積平均粒径６．１μｍにした磁性粒子に熱
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１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、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、更に１８０℃で加熱処理を
行ない体積平均粒径７．２μｍ、体積抵抗値１×１０¹⁰
Ωｃｍの磁性粒子を第二磁性粒子とした以外は、帯電部
材製造例１と同様に作成し帯電部材４を得た。混合後の
帯電部材の体積抵抗値は９．５×１０⁸Ωｃｍであっ
た。

【００８１】（帯電部材製造例５）第二磁性粒子として
体積平均粒径０．０５μｍ、体積抵抗値５×１０⁵Ωｃ
ｍのマグネタイト粒子を用意した以外は、帯電部材製造
例１と同様に作成し帯電部材５を得た。混合後の帯電部
材の体積抵抗値は８×１０⁶Ωｃｍであった。

【００８２】（帯電部材製造例６）第二磁性粒子の体積
平均粒径を２０μｍとして用意した以外は、帯電部材製
造例１と同様に作成し帯電部材６を得た。混合後の帯電
部材の体積抵抗値は８．２×１０⁷Ωｃｍであった。

【００８３】（帯電部材製造例７）第二磁性粒子を用い
なかった以外は、帯電部材製造例１と同様に作成し帯電
部材７を得た。帯電部材の体積抵抗値は８×１０⁷Ωｃ
ｍであった。

【００８４】（帯電部材製造例８）第二磁性粒子とし
て、体積平均粒径８．２μｍ、体積抵抗値４×１０⁹Ω
ｃｍの銅亜鉛マグネシウムフェライトを用意した以外
は、帯電部材製造例１と同様に作成し帯電部材８を得
た。混合後の帯電部材の体積抵抗値は９×１０⁸Ωｃｍ
であった。

【００８５】（帯電部材製造例９）第一磁性粒子とし
て、体積平均粒径２５μｍ、体積抵抗値５×１０³Ωｃ
ｍのマンガン亜鉛フェライトを用意した以外は、帯電部
材製造例１と同様に作成し帯電部材９を得た。混合後の
帯電部材の体積抵抗値は１．８×１０⁴Ωｃｍであっ
た。

【００８６】（帯電部材製造例１０）帯電部材１の第一
磁性粒子の銅亜鉛フェライトを、体積平均粒径４７μ
ｍ、体積抵抗値６．７×１０⁷Ωｃｍの銅亜鉛フェライ
トとして、第一磁性粒子のみを帯電部材１０として用意
した。

【００８７】（帯電部材製造例１１）帯電部材製造例１
０の銅亜鉛フェライトを第一磁性粒子とし、第二磁性粒
子として帯電部材製造例１で使用した第二磁性粒子を用
いた以外は、帯電部材製造例１と同様に作成し帯電部材
１１を得た。混合後の帯電部材の体積抵抗値は７．５×
１０⁷ΩＣｍであった。

【００８８】（帯電部材製造例１２）第一と第二磁性粒
子の混合比率を、第一磁性粒子９９．３重量％に対して
第二磁性粒子０．７重量％とした以外は、帯電部材１と
同様に作成し帯電部材１２を得た。混合後の帯電部材の
体積抵抗値は８×１０⁷Ωｃｍであった。

【００８９】（帯電部材製造例１３）第一と第二磁性粒
子の混合比率を、第一磁性粒子８８重量％に対して第二
磁性粒子１２重量％とした以外は、帯電部材１と同様に
作成し帯電部材１３を得た。混合後の帯電部材の体積抵
抗値は２．１×１０⁸Ωｃｍであった。

【００９０】（帯電部材製造例１４）第二磁性粒子の体
積平均粒径７．２μｍ、体積抵抗値１．２×１０⁸Ωｃ
ｍとして用意した以外は、帯電部材製造例１と同様に作
成し帯電部材１４を得た。帯電部材１４の体積抵抗値は
８．３×１０⁷Ωｃｍであった。

【００９１】本発明の電子写真装置の概略図を図１に示
す。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。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、現像手段として一成分ジャンピング現像方
法を採用した一成分現像器を備え、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、クリーニング手段及び
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。装置を以下の様に改造を
施し、クリーナーレスシステムの画像形成装置とした。

【００９２】現像部分を一成分のジャンピング現像か
ら、二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３５μｍで表面がシリコー
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、二成分現像法とした。トナーとキ
ャリアは重量比で７：１００の比率で混合した。

【００９３】更に、帯電部分にマグネットローラーを内
包したφ１６ｍｍの導電性非磁性スリーブを配し、帯電
用磁気ブラシを形成する。更に、コロナ帯電器を用いた
転写手段をローラ転写方式に変更し、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
感光体及びマイナス帯電性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。

【００９４】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、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様にし、感光体と磁
気ブラシが均一に接触する様に設定した。

【００９５】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様に導電
性非磁性スリーブ上に３０ｇ装着し、この状態におい
て、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。現像バイアスは−５００Ｖの直流成分に１０
００Ｖｐｐ／３ｋＨｚの矩形波を重畳する。

【００９６】初期評価として（評価方法１）作成した感光体を使用し、感光体上の感
光層を１ｍｍ²程度剥ぎ取りアルミニウム層を露出させ
た状態の欠陥感光体を用いて面出しを行ない、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
目に従って評価を行った。帯電部材に印加する電圧は−
７００Ｖの直流電圧及び７００Ｖｐｐ／１ＫＨｚの矩形
波交流成分を印加し、評価を行った： ○：優秀（画像不良が感光体の欠陥部分にとどまってい
る） ×：不可（画像不良が感光体の欠陥部分にとどまってい
ない）

【００９７】（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
項目に従って評価を行った。帯電部材に印加する電圧は
−７００Ｖの直流電圧及び７００Ｖｐｐ／１ＫＨｚの矩
形波交流成分を印加し、３２℃で相対湿度８０％の条件
下で評価を行った： ○：優秀（画像流れ未発生） ×：不可（画像流れ発生）

【００９８】（評価方法３）スリーブに保持された磁性
粒子の脱落の評価を、帯電部材及び感光体ユニットを暗
所で上記画像形成装置と同一の状態で回転させ、帯電部
材に−７００Ｖの直流電圧及び１０００Ｖｐｐ／１ＫＨ
ｚの矩形波交流成分電圧を印加し、回転途中で感光体、
帯電部材を保持するスリーブを止め、感光体上に脱落し
た磁性粒子をテーピングで採取し、そのかぶりを測定
し、優劣を評価した。かぶりは反射濃度計（ＴＯＫＹＯ
ＤＥＮＳＨＯＫＵ（株）製、ＲＥＦＬＥＣＴＯＭＥＴ
ＥＲＭＯＤＥＬＴＣ−６ＤＳ）を用いて測定し、感
光体上のテーピングの反射濃度最悪値をＤｓ、感光体上
をテーピングしないテープの反射濃度平均値をＤｒとし
た時の（Ｄｓ−Ｄｒ）をかぶり量とした。評価は以下の
通りである： ○：良好（４％未満） △：可（４〜７％） ×：不可（７％を超える）

【００９９】（評価方法４）耐久による磁性粒子の脱落
の評価を、転写と一次帯電の間にクリーニングブレード
を設置した感光体ユニットで、評価方法３と同一条件で
１時間空回転を行ないクリーニングブレードにてもれ粒
子を捕捉しつつ感光体と帯電部材を回転させる。この
後、前記レーザー回折式粒度分布測定装置ＨＥＲＯＳ
（日本電子製）を用いて測定し、０．０５〜３５０μｍ
を３２対数分割して測定し、対数分布を線形分布に変換
し、粒度分布により複数種混合した磁性粒子ともれ比率
を算出する。算出の具体例を図３に示す。[初期粒度分
布]を混合する磁性粒子別に分割し、（面積初期１）と
（面積初期２）を求める、次いで評価試験後に[耐久後
粒度分布]を磁性粒子別に分割し、同様に（耐久後面積
１）と（耐久後面積２）を求める。つまり、もれ比率
（％）＝（面積初期１）／（面積初期２）×（耐久後面
積２）／（耐久後面積１）×１００である。部材自体
のもれに対する特性を、もれ評価にて代表し、部材中の
もれに弱い成分もれ比率を求めることにより、耐久によ
る部材組成の一様性を評価する： ◎：５％未満 ○：５〜１０％ △：１０〜１５％ ×：１５％を超える

【０１００】（評価方法５）感光体への帯電性評価とし
て、帯電部材に−７００Ｖの直流電圧を印加し、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： ◎：電位の収束性が１５Ｖ未満 ○：電位の収束性が１５〜３０Ｖ ×：電位の収束性が３０Ｖを超える

【０１０１】（評価方法６）帯電部材への印加電圧は−
７００Ｖの直流電圧及び７００Ｖｐｐ／１ＫＨｚの矩形
波交流成分電圧とした以外は、評価方法５と同様の評価
を行った。

【０１０２】（評価方法７）上記の画像形成装置を用い
て、２５℃で相対湿度６０％環境下で、Ａ４縦サイズ画
像において、帯電部材への印加電圧は−７００Ｖの直流
電圧とし、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、像露光を行なわずにハーフトーン画像の
面出しを行なう、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、面出しを行ない、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： ○：帯電均一性良好 △：やや帯電均一性に劣る ×：帯電均一性不良

【０１０３】耐久性の評価として（評価方法８）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、印加
電圧−７００Ｖの直流電圧及び７００Ｖｐｐ／１ＫＨｚ
の矩形波交流成分を印加し、２５℃で相対湿度６０％の
条件下にて耐久試験を行なう。耐久後に、印加電圧−７
００Ｖの直流電圧及び７００Ｖｐｐ／１ＫＨｚ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： ○：耐久後の帯電性が耐久前に比べて３０Ｖ未満の範囲
の低下 ○△：耐久後の帯電性の耐久前に比べて３０〜５０Ｖの
範囲の低下 △：耐久後の帯電性の耐久前に比べて５０〜９０Ｖの範
囲の低下 ×：耐久後の帯電性の耐久前に比べて９０Ｖ超える低下

【０１０４】（評価方法９）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、像露光を行なわずにハーフ
トーン画像の面出しを行なう、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、面出し
を行ない、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： ○：帯電均一性良好 △：やや帯電均一性に劣る ×：帯電均一性不良

【０１０５】（評価方法１０）耐久後の磁性粒子を、ポ
リカップに採取し、ポリカップの外側から磁石で磁性粒
子を保持し、そのポリカッブ中の磁性粒子に水を添加
し、磁石で保持したまま水で洗浄されたトナーを除去し
（この操作を４〜５回繰り返す）、水を乾燥で除去し、
混入したトナーを水で洗浄した磁性粒子を得て、評価方
法４と同様に、磁性粒子の耐久前後の漏れを評価した。

【０１０６】（実施例１〜９）上記の電子写真装置に表
１に示した帯電部材、感光体、及びトナーを用いて評価
を行った。その結果を表２に示す。

【０１０７】（比較例１〜９）上記の電子写真装置に表
１に示した帯電部材、感光体、及びトナーを用いて評価
を行った。その結果を表２に示す。

【０１０８】

【表１】

【０１０９】

【表２】

【０１１０】

【発明の効果】導電性支持体上に感光層を有する電子写
真感光体に磁性粒子からなる帯電部材を接触させて電圧
を印加することによって感光体を帯電させる帯電工程、
帯電後の感光体に像露光を行なうことにより感光体上に
静電潜像を形成する潜像形成工程、この静電潜像をトナ
ー担持体上トナーによって可視化する現像工程、可視化
された像を転写材に転写する転写工程を有し、転写工程
後の感光体上に残余するトナーを現像工程により回収す
るクリーナーレス画像形成方法において、感光体の最外
層が１×１０⁸〜１０¹⁵Ωｃｍの体積抵抗値を有する電
荷注入層を有し、トナーの画像解析装置で測定した形状
係数ＳＦ−１、ＳＦ−２の値が、１００≦ＳＦ−１≦１
６０、１００≦ＳＦ−２≦１４０であり、磁性粒子が少
なくとも第一磁性粒子と第二磁性粒子からなり、第一磁
性粒子の体積抵抗値をρ（１）、体積平均粒径をＲ
（１）とし、第二磁性粒子の体積抵抗値をρ（２）、体
積平均粒径をＲ（２）とした時に、Ｒ（１）＞Ｒ
（２）、１＜ρ（２）／ρ（１）≦１００であり、第一
磁性粒子の体積抵抗値ρ（１）が１０⁴Ωｃｍ＜ρ
（１）＜１０⁹Ωｃｍであり、第一と第二磁性粒子から
なる帯電部材の体積抵抗値ρが、１０⁴Ωｃｍ＜ρ＜１
０⁹Ωｃｍであることを特徴とする画像形成方法によ
り、良好な帯電性の得られる帯電部材が提供され、長期
にわたる面出しを行っても、繰り返し使用による帯電部
材である磁性粒子の脱落が少なく、また汚染物質による
磁性粒子の高抵抗化、磁性粒子の脱落が抑制され、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】本発明の原理を示す概略図である。

【図２】体積抵抗値測定の概略図である。

【図３】もれ比率の求め方の概略図である。

【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測定サンブル２８絶縁物

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/08 ５０７Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｂ (72)発明者溝江希克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)発明者高森俊夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC04 EE12 2H005 AB06 BA02 BA06 CA04 CA12 CB04 EA01 EA05 EA07 EA10 FA02 2H068 AA03 AA05 AA06 AA08 AA21 BB04 BB07 BB08 BB31 BB32 CA37 FC01 2H077 AA37 AD06 AD31 DB11 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性支持体上に感光層を有する電子写
真感光体に磁性粒子からなる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帯電工
程、帯電後の感光体に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
トナー担持体上のトナーによって可視化する現像工程、
可視化させた像を転写材に転写する転写工程を有し、転
写工程後の感光体上に残余するトナーを現像工程により
回収するクリーナーレス画像形成方法において、該感光
体の最外層が１×１０⁸〜１０¹⁵Ωｃｍの体積抵抗値を
有する電荷注入層を有し、該トナーを画像解析装置で測
定した形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２の値が、１００≦Ｓ
Ｆ−１≦１６０、１００≦ＳＦ−２≦１４０であり、該
磁性粒子少なくとも第一磁性粒子と第二磁性粒子からな
り、第一磁性粒子の体積抵抗値をρ（１）、体積平均粒
径をＲ（１）とし、第二磁性粒子の体積抵抗値をρ
（２）、体積平均粒径をＲ（２）とした時に、Ｒ（１）
＞Ｒ（２）、１＜ρ（２）／ρ（１）≦１００であり、
第一磁性粒子の体積抵抗値ρ（１）が１０ ⁴Ωｃｍ＜ρ
（１）＜１０⁹Ωｃｍであり、第一と第二磁性粒子から
なる帯電部材の体積抵抗値ρが、１０⁴Ωｃｍ＜ρ＜１
０⁹Ωｃｍであることを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】第二磁性粒子の混合比率は、帯電部材の
重量に対して１〜１０重量％とする請求項１に記載の画
像形成方法。
【請求項３】Ｒ（１）が２０〜５０μｍであり、Ｒ
（１）＞２×Ｒ（２）である請求項１又は２に記載の画
像形成方法。
【請求項４】Ｒ（２）が０．１〜２０μｍである請求
項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項５】 ρ（２）が１０⁴Ωｃｍ＜ρ（２）＜１
０⁹Ωｃｍである請求項１〜４のいずれかに記載の画像
形成方法。
【請求項６】前記帯電部材に印加する電圧が、直流電
圧に交流電圧を重畳した電圧である請求項１〜５のいず
れかに記載の画像形成方法。
【請求項７】前記トナーが重合法により形成されたト
ナーである請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成方
法。
【請求項８】前記トナーの体積平均粒径をＲｔとした
時に、Ｒｔ＞Ｒ（２）である請求項１〜７のいずれかに
記載の画像形成方法。
【請求項９】前記トナーが非磁性トナーである請求項
１〜８のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１０】電荷注入層がバインダー樹脂及び導電
性粒子を含有する請求項１〜９のいずれかに記載の画像
形成方法。
【請求項１１】前記導電性粒子が、ＳｎＯ₂である請
求項１０に記載の画像形成方法。
【請求項１２】電子写真感光体が表面に滑材粉末を含
有する請求項１〜１１のいずれかに記載の画像形成方
法。
【請求項１３】前記滑材粉末が、フッ素系樹脂、ポリ
オレフィン樹脂、又はシリコーン樹脂である請求項１２
に記載の画像形成方法。
【請求項１４】前記帯電部材である磁気ブラシが、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
〜１３のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１５】前記帯電部材である磁気ブラシの磁性
粒子の移動方向が、電子写真感光体表面の移動方向に対
して逆方向である請求項１４に記載の画像形成方法。