JP3327769B2 - 帯電部材用磁性粒子、帯電装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体を帯電
させる帯電手段用の磁性粒子、それを用いた電子写真装
置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法に関する。

【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、ついで該
潜像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて
紙などの転写材にトナー画像を転写した後、熱・圧力な
どにより転写材上にトナー画像を定着して複写物を得る
ものである。また、転写材上に転写されずに感光体上に
残ったトナー粒子はクリーニング工程により感光体上よ
り除去される。

【０００３】近年、電子写真感光体の光導電性物質とし
て種々の有機光導電物質が開発され、特に電荷発生層と
電荷輸送層を積層した機能分離型のものが実用化され、
複写機やプリンターやファクシミリなどに搭載されてい
る。このような電子写真法での帯電手段としては、コロ
ナ放電を利用した手段が用いられていたが、多量のオゾ
ンを発生することからフィルタを具備する必要性があ
り、装置の大型化又は、ランニングコストアップなどの
問題点があった。

【０００４】このような問題点を解決するための技術と
して、ローラー又は、ブレードなどの帯電部材を感光体
表面に当接させることにより、その接触部分近傍に狭い
空間を形成し所謂パッシェンの法則で解釈できるような
放電を形成することによりオゾン発生を極力抑さえた帯
電方法が開発され、この中でも特に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
点から好ましく用いられている。

【０００５】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
ることにより帯電が開始される。例えば感光層の厚さが
25μmの有機光導電性物質を含有する感光体に対して帯
電ローラを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。
つまり、感光体表面電位Vdを得るためには帯電ローラに
はVd＋Vthという必要とされる以上のDC電圧が必要とな
る。また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、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ように、所望のV
dに相当するDC電圧に2×Vth以上のピーク間電圧を持つA
C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、先に述べたように帯電に
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
れる。また、帯電均一化のためにAC帯電を行なった場合
には、AC電圧の電界による帯電部材と感光体の振動、騒
音（以下AC帯電音と称す）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】一方、特開昭61-57958号公報に開示される
ように、導電性保護膜を有する感光体を、導電性微粒子
を用いて帯電させる画像形成方法がある。これによれ
ば、感光体として10⁷〜10¹³Ωcmの抵抗を有する半導電
性保護膜を有する感光体を用い、この感光体を10¹⁰Ωcm
以下の抵抗を有する導電性微粒子を用いて帯電させるこ
とにより、感光層中に電荷が注入することなく、放電に
より感光体をムラなく均一に帯電させることができ、良
好な画像再現を行うことができると記載がある。この方
法によれば、AC帯電における問題であった振動、騒音等
は防止できるが、クリーニング残トナーを帯電部材であ
る導電性微粒子がかきとること等によって帯電部材にト
ナーが付着し、その結果帯電特性の変化が起こる。さら
に、放電により帯電しているため帯電効率も良くなく、
加えて、放電による感光体表面の劣化等が依然生じてお
り、また高圧電源も必要であった。

【０００９】より帯電効率の良い帯電方法としては、感
光体へ電荷を直接注入する、いわゆる注入帯電が知られ
ている。

【００１０】この、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電磁気
ブラシ等の接触帯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する注入帯電を行なう方
法は、Japan Hardcopy 92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注入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、高湿環境下で十
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。本出願人ら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1×10³Ω
cm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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】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易い。

【００１２】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よう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。そこで、接触方式の帯電装置もしくは該帯電装置を
用いた画像形成方法について上記のような問題点を解消
する、即ち、低抵抗の帯電部材を用いないと生じなかっ
た電荷注入による良好な帯電性と、低抵抗の帯電部材で
は防止することのできなかった被帯電体上のピンホール
リークという背反した特性を両立させることが望まれて
いた。

【００１３】また、前述のような接触帯電を用いる画像
形成方法に於ては、帯電部材の汚れ（スペント）による
帯電不良により画像欠陥を生じ易く、耐久性に問題が生
じ易い。

【００１４】この帯電部材のスペントは、転写されずに
感光体上に付着したトナーがクリーニング工程で除去さ
れずにクリーニング部を通過し、これが帯電部材に取り
込まれ、帯電部材との摩擦によって帯電部材表面に付着
するために生じる。

【００１５】そこで、耐スペント性を達成するために、
帯電部材表面に耐スペント性を有する樹脂を含有する樹
脂層を設けることが行われている。しかしながら、一般
に耐スペント性の優れた樹脂は芯材との密着性が良好で
はなく、樹脂の磨耗、剥がれ等が生じ易いためこういっ
た磁性粒子を用いた帯電装置においては長期の耐久にお
いて帯電が不均一となり画像の劣化という問題が新たに
生じる。

【００１６】このように、被帯電部材への電荷注入によ
る帯電においても、帯電部材の汚れによる帯電不良の防
止と帯電特性の維持の両立が、多数枚のプリントを可能
にするため急務であった。

【００１７】本発明の目的は、特に高湿下において、汚
れにくく、長期に渡って良好な帯電特性を維持すること
のできる帯電手段用磁性粒子、それを用いた電子写真装
置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法を提供する
ことにある。

【００１８】また、本発明の目的は、特に高湿下におい
て、良好な注入帯電を行うことのできる帯電手段用磁性
粒子、それを用いた電子写真装置、プロセスカートリッ
ジ及び画像形成方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、電子写
真感光体に接触配置され、電圧を印加することにより該
電子写真感光体を帯電させる帯電部材用の磁性粒子であ
って、該磁性粒子が下記式（1） (Fe₂O₃)x(A)y(B)z （1） （式中、AはLi₂O、MnO及びMgOからなる群より選ばれる
少なくとも一つの金属酸化物成分を示し、BはAとは異な
る1種以上の金属酸化物成分を示し、x,y及びzは下記条
件を満たすモル比を示す。

【００２０】 ０．２＜ｘ＜０．９５、０．０１＜ｙ＜０．５、ｘ＋ｙ
≦１及び０≦ｚ＜０．７９） で示されるフェライト成分を含有し、表面にフッ素系樹
脂及びポリオレフィン系樹脂のいずれかのうち少なくと
も一つを含有する樹脂層を有し、該樹脂層を構成する樹
脂の重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の
比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２０以上であり、該電子写真感光体
の表面層が電荷注入層であり、該電荷注入層の体積抵抗
値が１×１０ ⁸ Ωｃｍ〜１×１０ ¹⁵ Ωｃｍであり、該電
荷注入層が滑材粒子を含有する帯電部材用磁性粒子であ
って、該磁性粒子の体積分布の５０％径（Ｄ５０）と体
積分布の５％径（Ｄ５）の比（Ｄ５０／Ｄ５）が１．４
０以上である帯電部材用磁性粒子に関する。

【００２１】また、本発明は上記磁性粒子を用いた電子
写真装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法に関
する。

【００２２】まず、本発明においては、磁性粒子を磁気
によってスリーブ上に穗立ちさせることによって形成し
た磁気ブラシを帯電部材として感光体に接触させ、この
帯電部材に電圧を印加することによって感光体を帯電さ
せる。そのために、磁性粒子は比較的強い磁気特性を持
っている必要があるが、そのような粒子をそのまま用い
ると体積抵抗値が帯電部材として好ましい範囲に入りに
くいため、還元処理、組成調整などを行って体積抵抗値
を望ましい範囲に調整する必要が有る。

【００２３】その観点から、AはLi₂O,MnO及びMgOからな
る群より選択される少なくとも一つの金属酸化物成分を
示す。また、BはAとは異なる1種以上の酸化物成分を示
すが、上記観点からNa₂O,K₂O,CaO,SrO,Al₂O₃,SiO₂及びB
i₂O₃からなる群より選ばれる金属酸化物成分であること
が好ましい。さらには、金属酸化物成分中の金属が陽イ
オンの安定しやすいアルカリ金属あるいはアルカリ土類
金属であることが好ましい。即ち、Na₂O,K₂O,CaO及びSr
Oからなる群より選ばれる金属酸化物成分であることが
好ましい。その理由は定かではないが、下記のように考
えられる。即ち、フェライトとしてスピネル構造をとる
ためには金属陽イオンが適正なイオン半径をとることが
重要であり、このため、Na、K、Ca及びSrの酸化物が固
溶した磁性粒子が特に良好な結果をもたらすものと推定
される。

【００２４】また、本発明においては、x,y及びzが0.2
＜x＜0.95、0.01＜y＜0.5、0≦z＜0.79及びx+y≦1を満
たさないと磁性粒子の抵抗の制御が困難になってしま
う。更に、磁性粒子燒結時の生産性の点からはy＞zであ
ることが好ましい。

【００２５】加えて本発明においては、該磁性粒子の表
面に特定の樹脂被覆層を設けることにより、前述の問
題、すなわち耐スペント性が大幅に改良されており、特
に高湿下での帯電特性が著しく向上している。

【００２６】前述したように、接触帯電を用いる画像形
成方法に於ては、帯電部材のスペントは帯電不良につな
がり、画像欠陥を発生させる。

【００２７】この帯電部材のスペントは、トナーの帯電
部材表面への付着により生じるが、特に高湿下において
顕著に見られる。これは、帯電部材中に混入したトナー
が十分な電荷量を持つ場合は静電力により帯電部材中か
ら感光体上へと吐き出すことが可能であるが、高湿下に
おいては一般にトナーの電荷量が小さいため帯電部材か
らの飛翔性が不十分なためである。

【００２８】しかしながら、本発明の如く、帯電部材で
ある磁性粒子表面にフッ素系樹脂及びポリオレフィン系
樹脂のいずれかのうち少なくとも一つを含有する樹脂層
を設けることにより、混入したトナーと帯電部材との吸
着力が低下し、電荷量の低い混入トナーでも小さい静電
力で吐き出すことが十分可能となる。

【００２９】これらの樹脂の中でもポリオレフィン系樹
脂は磁性粒子との密着性が高いことより帯電部材被覆用
樹脂として用いた場合の耐久性が一段と高い。

【００３０】さらに本発明においては、該表面樹脂層を
構成する樹脂が特定の分子量を有することも重要であ
る。即ち、該樹脂のGPCにより測定されたGPCクロマトグ
ラムが、メインピークの低分子量側に少なくとも1つの
ピークまたはショルダーを有することが非常に好ましい
結果を与える。

【００３１】この特徴からなる樹脂を用いれば、高分子
量側のメインピークによって混入トナーの吐き出し能力
や樹脂の耐磨耗性を向上させると共に、トナー等による
表面のスペントを防止できる。同時に、低分子量側のサ
ブピークまたはショルダーによって磁性粒子コアと樹脂
との密着性を向上させ、磁性粒子からの被覆樹脂のはが
れを防止することも可能となる。これらの相乗効果で、
大きなシェアのかかりやすい帯電部材の磁性粒子におい
ても磁性粒子の劣化や混入トナーによるスペントが少な
く、長期の耐久によっても均一な帯電が得られ、良好な
画像を得ることが可能となる。

【００３２】さらには、該被覆樹脂のGPCクロマトグラ
ムのメインピークの分子量が10000以上、好ましくは300
00〜400000の間にあり、また、少なくとも1つの低分子
量側のピークまたはショルダーが3000〜30000の間にあ
ることが好ましく、また、重量平均分子量Mwが50000〜7
00000、数平均分子量Mnが5000〜50000の範囲にあり、Mw
/Mnが10以上であること、さらには、Z平均分子量Mzが10
00000〜5000000の範囲にあることが好ましい。

【００３３】メインピークの分子量が10000未満である
と、混入トナーの吐き出し能力のみならず耐磨耗性に対
する効果が十分でない。また、低分子量側のピークまた
はショルダーが3000未満であると耐磨耗性に対する効果
が十分でなく、30000を超えると磁性粒子表面からの樹
脂の剥がれが生じやすくなる。

【００３４】同様に、数平均分子量Mn、重量平均分子量
Mw、Z平均分子量Mz、Mw/Mnが上記の範囲にあることが、
樹脂の耐磨耗性、剥がれ防止、混入トナーの吐き出し効
果及びトナー等のスペント防止に非常に有効である。

【００３５】より好ましくは、メインピークの分子量が
50000〜300000、低分子量側のピークまたはショルダー
が3000〜15000、重量平均分子量Mwが100000〜500000、
数平均分子量Mnが7000〜40000、Mw/Mnが20以上であるこ
とが良い。

【００３６】また、該メインピークの分子量P1と、低分
子量側のピークまたはショルダーの分子量P2の比が3：1
〜100：1であることが磁性粒子への樹脂の密着性と耐磨
耗性の両立の観点から好ましい。特に好ましくは5：1〜
50：1である。

【００３７】ここで、表面被覆用樹脂の分子量測定は以
下のように行った。装置は、ウォーターズ社製ゲルパー
ミエイションクロマトグラフィ（GPC）測定装置、GPC-1
50Cを使用し、以下の条件で測定した。

【００３８】 カラム：Shodex HT-806M 2本（プレカラム Shodex HT-800P 1本） 温度：ポリエチレン樹脂の場合 145℃ その他の樹脂 40℃ 溶媒：ポリエチレン樹脂の場合 o-ジクロロベンゼン（0.1％アイオノール 添加） その他の樹脂 テトラヒドロフラン 流速：1.0 ml/min 試料：0.15％の試料を0.4 ml 注入 試料の分子量算出にあったては単分散ポリスチレン標準
試料により作成した分子量較正曲線を使用し算出した。
また、ピーク/ショルダーの位置決定法としては、GPCク
ロマトグラムの微分曲線の変極点をもって、ピーク/シ
ョルダーの位置とした。

【００３９】本発明の磁性粒子によって形成される帯電
部材の抵抗値は1×10⁴〜1×10¹¹Ωであることが好まし
い。抵抗値が1×10⁴Ω未満ではピンホールリークが生じ
やすくなる傾向があり、1×10¹¹Ωを超えると良好な帯
電がしにくくなる傾向がある。また、帯電部材の抵抗値
を上記範囲内に制御するためには本発明の磁性粒子の体
積抵抗値は1×10⁴〜1×10¹¹Ωcmであることが好まし
い。

【００４０】特に本発明の磁性粒子を注入帯電に用いる
場合、帯電部材はこの感光体の電荷注入層に電荷を注入
する役割と、感光体上に生じたピンホール等の欠陥に帯
電電流が集中してしまうことに起因して生ずる帯電部材
及び感光体の通電破壊を防止する役割を兼ね備えなけれ
ばならない。従って、帯電部材の抵抗値は1×10⁴Ω〜1
×10⁹Ωであることが好ましく、特には1×10⁴Ω〜1×10
⁷Ωであることが好ましい。

【００４１】また、帯電部材の抵抗値を上記範囲内に制
御するためには、本発明の磁性粒子の体積抵抗値は1×1
0⁴Ωcm〜1×10⁹Ωcmであることが好ましく、特には1×1
0⁴Ωcm〜1×10⁸Ωcmが良い。

【００４２】さらに、注入帯電以外の帯電に用いる場
合、帯電部材の抵抗は1×10⁶Ω〜1×10¹¹Ωであること
が好ましい。その場合、磁性粒子の体積抵抗値は1×10⁶
Ωcm〜1×10¹¹Ωcmであることが好ましい。

【００４３】本発明に係わる磁性粒子の体積抵抗値の調
整方法としては、先述したような還元処理、組成調整に
加え、表面に設けた樹脂層中に導電性粒子を分散させる
方法も挙げられる。係る導電性粒子としては、カーボン
ブラック、TiO₂、SnO₂等添加することによりキャリアの
抵抗を低下せしめる材料であれば任意に選択することが
可能である。こういった導電性粒子は、塗布用樹脂溶液
中に分散させた後磁性粒子に被覆する方法、あるいは、
磁性粒子表面に樹脂層を設けた後機械的処理または熱的
処理により樹脂層表面に固着させる方法等任意の方法で
使用される。

【００４４】ここで、磁性粒子の体積抵抗値の測定は、
図１に示す電気抵抗測定装置を用いて測定した。即ち、
セルAに粒子を充填し、該充填粒子に接するように電極
１及び電極２を配置する。ここで該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により測定する。
なお測定条件は23℃、65％の環境で充填粒子のセルとの
接触面積S＝2cm²、厚みd＝1mm、上部電極の荷重l0kg、
印加電圧l00Vである。

【００４５】なお、図１中1は主電極、2は上部電極、3
は絶縁物、4は電流計、5は電圧計、6は定電圧装置、7は
磁性粒子、8はガイドリングを示す。

【００４６】本発明の磁性粒子の粒径としては、体積分
布の50％径が10〜100μｍの範囲にあることが、粒子表
面の汚染による帯電劣化の防止の観点から好ましい。

【００４７】これは、磁性粒子の比表面積を増大させ、
磁気ブラシの密度を密にし、かつ磁性粒子の入れ代わり
を起こりやすくした方が、一部表面が汚染されたとして
も常に安定した帯電を得易いからである。

【００４８】但し、極端な小粒径粒子の存在は磁性粒子
の流動性を悪化させるために磁性粒子の入れ代わりが起
きにくく長期使用には好ましくない。したがって、本発
明においては、帯電性の良い特定の金属組成の体積分布
の50％径が10〜100μｍの小粒径磁性粒子を用いること
が、安定した帯電特性の維持を達成するうえで好まし
い。さらに好ましくは10μｍ〜60μｍが良い。即ち、磁
性粒子の全体の体積抵抗値は上記範囲に維持したまま、
特定の金属を用いたフェライト及び特定の表面樹脂層を
用いることで磁性粒子にトナーの混入あるいはスペント
が多少生じても感光体への注入帯電性を劣化させない構
成としたものである。

【００４９】また、本発明においては磁性粒子の体積分
布の50％径が10μｍより小さいと、感光体への磁気ブラ
シの付着も生じやすく、また100μｍより大きいと、ス
リーブ上での磁気ブラシの穗立ちの密度を密にしにく
く、感光体への帯電性が悪くなる傾向にもある。

【００５０】さらに、該磁性粒子の粒度分布としては、
体積分布径２.２μｍ以上の磁性粒子に於て体積分布５
０％径と体積分布５％径の比（D50/D5）が１.４０以上
であることが好ましく、１.５５以上５.００以下がより
好ましい。

【００５１】接触帯電では、感光体との接触性向上が帯
電能を高める重要な要素であり、その達成手段として上
記の粒径および粒径比の範囲にある磁性粒子を用いるこ
とが有効である。

【００５２】即ち、上記粒度分布をもつ磁性粒子の場
合、体積分布５０％径よりも小さい粒径の磁性粒子は、
補助粒子として磁性粒子間を移動し付着（磁力による拘
束）することができるので、以下のような効果が得られ
る。

【００５３】1）磁性粒子と感光体との接触面をより密
接に接触させる。

【００５４】2）磁性粒子間を密にし、磁気ブラシ内の
抵抗を均一にする。

【００５５】3）磁性粒子表面への混入トナーのスペン
トを極力防止できる。

【００５６】ここで、D50/D5が１.４０未満では補助粒
子としての効果が低下し、低温低湿条件下で帯電不良が
発生することがある。また、体積分布の小粒径側に於
て、体積分布径が２.２μｍ未満である磁性粒子は感光
体に付着することがあり、このような場合には感光体の
削れを引き起こす要因にもなる。従って磁性粒子全体の
体積分布において2.2μm未満の粒子の占める割合は5％
以下が好ましい。

【００５７】なお、磁性粒子の粒度分布のピークはレー
ザー回折式粒度分布測定装置HEROS（日本電子製）を用
いて、0.05μｍ〜200μｍの範囲を32対数分割すること
によって測定した。

【００５８】また、本発明の磁性粒子の飽和磁化σｓは
外部磁場487.9kA/m（5000エルステッド)における測定
で、40Am²/kg（emu/g）以上であることが良好な帯電を
行うための磁気ブラシの形成上好ましい。この磁気特性
は振動型磁力計VSM-3S-15（東英工業（株）製）を用い
て測定した値である。

【００５９】また、本発明においては、本発明の効果を
妨げない範囲で磁性粒子の結晶粒径の調整、焼成時の合
一防止、あるいは造粒時の粒度分布の調整を目的とし
て、他の金属を水酸化物、酸化物、炭酸化合物、硫化物
及び脂肪酸化合物などの形態でフェライト成分に含有さ
せても良い。他の金属の含有量は式（1）で示されるフ
ェライト成分に対して3重量％以下であることが好まし
い。

【００６０】本発明に用いられる感光体の好ましい態様
の例を以下に説明する。

【００６１】導電性基体としては、アルミニウムやステ
ンレスなどの金属、アルミニウム合金や酸化インジウム
-酸化錫合金など、これら金属や合金の被覆層を有する
プラスチック、導電性粒子を含浸させた紙やプラスチッ
ク、導電性ポリマーを有するプラスチックなどの円筒状
シリンダー及びフィルムが用いられる。

【００６２】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、基体上の欠陥の被覆、
基体からの電荷注入性改良及び感光層の電気的破壊に対
する保護などを目的として下引き層を設けても良い。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、ニトロセルロース、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、ポリウレタン及び酸化アルミニウムなど
の材料によって形成される。その膜厚は通常0.1〜10μ
m、好ましくは0.1〜3μm程度である。

【００６３】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
ピリウム塩類、トリフェニルメタン系色素及びセレンや
アモルファスシリコンなどの無機物質などの電荷発生物
質を適当な結着樹脂に分散し塗工するか、あるいは蒸着
することなどにより形成される。結着樹脂としては、広
範囲な結着樹脂から選択でき、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、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、及
び酢酸ビニル樹脂などが挙げられる。電荷発生層中に含
有される結着樹脂の両は80重量％以下、好ましくは0〜4
0重量％に選ぶ。また、電荷発生層の膜厚は5μm以下、
特には0.05〜2μmが好ましい。

【００６４】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、フェナントレンなどの構造を有する
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、ピラゾリンなどの含窒素環式化合物；ヒド
ラゾン化合物；スチリル化合物；セレン、セレン-テル
ル、非晶質シリコン、硫化カドミウムなどの無機化合物
が挙げられる。

【００６５】また、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、ポリアミド樹脂などの樹脂、ポリ-Ｎ-ビ
ニルカルバゾールやポリビニルアントラセンなどの有機
光導電性ポリマーなどが挙げられる。

【００６６】本発明の磁性粒子が注入帯電に用いられる
場合、本発明において用いられる感光体は、支持体より
最も離れた層、即ち表面層として電荷注入層を有する。
この電荷注入層の体積抵抗値は、十分な帯電性が得ら
れ、また、画像流れを起こしにくくするために、1×10⁸
Ωcm〜1×10¹⁵Ωcmであることが好ましく、特に画像流
れの点からは1×10¹⁰Ωcm〜1×10¹⁵Ωcm、更に環境変動
等も考慮すると、1×10^{1 2}Ωcm〜1×10¹⁵Ωcmであること
が好ましい。1×10⁸Ωcm未満では高湿環境で帯電電荷が
表面方向に保持されないため画像流れを生じ易くなるこ
とがあり、1×10^{1 5}Ωcm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
ある。このような機能層を感光体表面に設けることによ
って、帯電部材から注入された帯電電荷を保持する役割
を果たし、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。また、本発明
に係わる帯電部材と感光体を用いることでこのような構
成をとることによって、帯電開始電圧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ほとんど90％
以上に収束させることが可能になった。

【００６７】例えば、本発明の帯電部材に絶対値で100
〜2000Vの直流電圧を1000mm／分以下のプロセススピー
ドで印加したとき、本発明の電荷注入層を有する電子写
真感光体の帯電電位を印加電圧の80％以上、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700Vの直流電圧であれば、約30％に過ぎない200V
程度であった。

【００６８】なお、本発明における電荷注入層の体積抵
抗値の測定方法は、表面に金を蒸着させたポリエチレン
テレフタレート（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4140Ｂ ｐＡＭＡＴＥＲ）にて、23℃、65％の環
境で100Ｖの電圧を印加して測定するというものであ
る。

【００６９】この電荷注入層は金属蒸着膜などの無機の
層あるいは導電性微粒子を結着樹脂中に分散させた導電
性微粒子分散樹脂層等によって構成され、蒸着膜は蒸
着、導電性微粒子分散樹脂膜ではディッピング塗工法、
スプレー塗工法、ロール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、絶縁性の結着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、
または中抵抗で光導電性のある樹脂単体で構成するもの
でもよい。導電性微粒子分散膜の場合、導電性微粒子の
添加量は結着樹脂に対して2〜190重量％であることが好
ましい。2重量％未満の場合には、所望の体積抵抗値を
得にくくなり、また190重量％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やすくなり、
感光体の寿命が短かくなる傾向となるからである。

【００７０】電荷注入層の結着樹脂としては、ポリエス
テル樹脂、ポリカーボネート樹脂、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
化剤などが単独あるいは2種以上組み合わされて用いら
れる。更に、多量の導電性微粒子を分散させる場合に
は、反応性モノマーや反応性オリゴマーなどを用い、導
電性微粒子などを分散して、感光体表面に塗工した後、
光や熱によって硬化させることが好ましい。また、感光
層がアモルファスシリコンである場合は、電荷注入層は
SiCであることが好ましい。

【００７１】また、電荷注入層の結着樹脂中に分散され
る導電性微粒子の例としては、金属や金属酸化物などが
挙げられ、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及び酸化ジルコニウムなどの超微
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。一般的に電荷注入層に粒子を分散させ
る場合、分散粒子による入射光の散乱を防ぐために入射
光の波長よりも粒子の粒径の方が小さいことが必要であ
り、本発明における表面層に分散される導電性、絶縁性
微粒子の粒径としては0.5μm以下であることが好まし
い。

【００７２】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である。特に滑材
粒子として臨界表面張力の低いフッ素系樹脂、シリコー
ン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂を用いることが好
ましい。さらに好ましくは４フッ化エチレン樹脂（ＰＴ
ＦＥ）が用いられる。この場合、滑材粒子の添加量は、
結着樹脂に対して2〜50重量％、好ましくは5〜40重量％
である。2重量％未満では滑材粒子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重量％を
超えると、画像の分解能、感光体の感度が大きく低下し
てしまうからである。

【００７３】本発明における電荷注入層の膜厚は0.1〜1
0μmであることが好ましく、特には1〜7μmであること
が好ましい。

【００７４】以下に本発明に使用される部材の構成、材
質及び製造方法などを例示する。

【００７５】 （トナーの製造例） スチレン-ブチルアクリレート共重合体 （共重合重量比70：30） 100 重量部 カーボンブラック 3 重量部 含金属アゾ顔料 2 重量部 低分子量ポリプロピレン 2 重量部 上記材料をヘンシェルミキサーで混合した後に、１３０
℃に設定したエクストルーダーにて混練した。得られた
混練物を冷却し、カッターミルにより粗粉砕した後に、
ジェット気流を用いたジェットミルで微粉砕し、風力分
級して重量平均粒径7μｍの黒色微紛体を得た。この黒
色微紛体１００部に対して、シリコーンオイルにて疎水
化処理をしたシリカ0.7部を加え、ヘンシェルミキサー
で混合し、トナーを得た。

【００７６】（感光体製造例１）感光体は負帯電用の有
機光導電物質を用いた感光体であり、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。

【００７７】第１層は導電層であり、アルミニウムシリ
ンダーの欠陥等をならすため、またレーザ露光の反射に
よるモアレの発生を防止するために設けられている厚さ
約20μmの導電性粒子分散樹脂層である。

【００７８】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、6-66-610-12-ナイロン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。

【００７９】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。

【００８０】第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、P型半導
体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこ
の層を移動することはできず、電荷発生層で発生した正
電荷のみを感光体表面に輸送することができる。

【００８１】第５層は電荷注入層であり、光硬化性のア
クリル樹脂にSnO₂超微粒子、さらに帯電部材と感光体と
の接触時間を増加させて、均一な帯電を行うために粒径
約0.25μｍの４フッ化エチレン樹脂粒子を分散したもの
である。具体的には、酸素欠損型の低抵抗化した粒径約
0.03μmのSnO₂粒子を樹脂に対して160重量％、更に４フ
ッ化エチレン樹脂粒子を３０重量％、分散剤を１.２重
量％分散したものである。

【００８２】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5×10¹⁵Ωcmだったのに比
べ、5×10¹²Ωcmにまで低下した。

【００８３】（感光体製造例２）感光体製造例１の第５
層に、４フッ化エチレン樹脂粒子と分散剤を分散しなか
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。

【００８４】これによって感光体表面層の体積抵抗値
は、2×10¹²Ωcmにまで低下した。

【００８５】（感光体製造例３）第5層を形成しなかっ
たこと以外は感光体製造例1と同様にして感光体を作成
した。

【００８６】（感光体製造例４）鏡面加工を施したアル
ミシリンダーにグロー放電法を用いて、阻止層、光導電
層及び表面層を順次形成した。

【００８７】まず、反応室を約７.５×１０-３Ｐａにし
た後、アルミシリンダーを２５０℃に保ちつつ、SiH₄,B
₂H₆,NO及びH₂ガスを反応室に送り込む一方、反応室より
ガスを流出させ、３０Ｐａ程度の内圧にした後にグロー
放電を生起させ、５μｍの阻止層を形成した。

【００８８】この後、阻止層の形成と同様な方法を用
い、SiH₄及びH₂ガスを使用し、５×10Ｐａの内圧にした
後に、２０μｍの光導電層を形成し、さらに、SiH₄、CH₄
及びH₂ガスを使用し、５.５×10Ｐａの圧力下でグロー
放電により膜厚０.５μｍのSiとCからなる表面層を形成
し、アモルファスシリコーン感光体を作成した。

【００８９】（帯電部材用磁性粒子製造例１）水素雰囲
気化で還元処理した後、表面にポリエチレン樹脂層を設
け、表1に示す様な、体積抵抗値が8×10⁷Ωcmである平
均粒径20μｍのMn-Mgフェライト粒子からなる磁性粒子
を帯電部材として用いた（式（1）中x=0.7、y=0.26、z=
0.04、A:MnO、B:MgO）。

【００９０】磁性粒子の製造法としては、まず、それぞ
れの金属の酸化物原料を秤量混合し、得られた混合粉を
約900℃で仮焼した後、粉砕した。この粉砕後の粒径を
空気透過法を用いて測定したところ平均粒径で約2.0μ
ｍであった。次いで、粉砕した試料にバインダーとし
て、PVA（ポリビニルアルコール）の水溶液（PVA量とし
ては0.5〜5.0wt％）を加え、スプレードライヤーにより
造粒した。得られた造粒粉を1100〜1300℃で焼成し、解
砕した後、分級により所望の粒度の磁性粒子芯材を得
た。次に、熱キシレン溶媒100重量部中にピーク分子量4
000のポリエチレン樹脂0.1重量部及びピーク分子量1000
00のポリエチレン樹脂0.9重量部を添加、混合し、磁性
粒子被覆溶液を作成した。混合樹脂全体としてはMn=130
00、Mw=370000、Mw/Mn=28.5であった。この被覆溶液
を、上記のMn-Mgフェライト粒子に、樹脂被覆量が磁性
粒子に対し1重量部となるよう塗布し、所望のポリエチ
レン樹脂被覆磁性粒子を得た。

【００９１】（帯電部材用磁性粒子製造例２）磁性粒子
芯材として磁性粒子製造例1で得られたMn-Mgフェライト
粒子を用い、表面被覆用樹脂としてピーク分子量5000
0、Mn=9000、Mw=140000、Mw/Mn=15.6のポリエチレン樹
脂を用いて、磁性粒子製造例1と同様の方法により得ら
れた、表1に示す様な体積抵抗値が5×10⁷Ωcmであるポ
リエチレン樹脂被覆磁性粒子を帯電部材として用いた。

【００９２】（帯電部材用磁性粒子製造例３）磁性粒子
芯材として磁性粒子製造例1で得られたMn-Mgフェライト
粒子を用い、表面被覆用樹脂としてピーク分子量4000、
Mn=3000、Mw=12000、Mw/Mn=4.0のポリエチレン樹脂を用
いて、磁性粒子製造例1と同様の方法により得られた、
表1に示す様な体積抵抗値が9×10⁷Ωcmであるポリエチ
レン樹脂被覆磁性粒子を帯電部材として用いた。

【００９３】（帯電部材用磁性粒子製造例４）磁性粒子
芯材として磁性粒子製造例1で得られたMn-Mgフェライト
粒子を用い、表面被覆用樹脂として、ピーク分子量2000
0のポリエチレン樹脂0.2重量部及びピーク分子量50000
のポリエチレン樹脂0.8重量部を混合して用いた。混合
樹脂全体としてはMn=8000、Mw=127000、Mw/Mn=15.9であ
った。これらの原料を使用し、磁性粒子製造例1と同様
の方法により得られた、表1に示す様な体積抵抗値が6×
10⁷Ωcmであるポリエチレン樹脂被覆磁性粒子を帯電部
材として用いた。

【００９４】（帯電部材用磁性粒子製造例５）磁性粒子
芯材として磁性粒子製造例1で得られたMn-Mgフェライト
粒子を用い、表面被覆材として、ピーク分子量4000のポ
リエチレン樹脂0.1重量部、ピーク分子量100000のポリ
エチレン樹脂0.9重量部及び導電性カーボン0.2部を混合
して用いた。混合樹脂全体としてはMn=13000、Mw=37000
0、Mw/Mn=28.5であった。これらの原料を使用し、磁性
粒子製造例1と同様の方法により得られた、表1に示す様
な体積抵抗値が2×10⁷Ωcmであるカーボン含有ポリエチ
レン樹脂被覆磁性粒子を帯電部材として用いた。

【００９５】（帯電部材用磁性粒子製造例６）磁性粒子
芯材として磁性粒子製造例1で得られたMn-Mgフェライト
粒子を用い、表面被覆材として、ピーク分子量28000の
ポリパーフロロアルキルメタクリレート-ポリメチルメ
タクリレート共重合体及びピーク分子量3800のメチルメ
タクリレート-ブチルアクリレート共重合体それぞれ5重
量部ずつをトルエン-メチルエチルケトン（1：1）混合
溶媒100重量部中に添加、混合して用いた。混合樹脂全
体としてはMn=4000、Mw=42000、Mw/Mn=10.5であった。
これらの原料を使用し、磁性粒子製造例1と同様の方法
により得られた、表1に示す様な体積抵抗値が6×10⁷Ωc
mであるフッ素系樹脂被覆磁性粒子を帯電部材として用
いた。

【００９６】（帯電部材用磁性粒子製造例７）磁性粒子
芯材として磁性粒子製造例1で得られたMn-Mgフェライト
粒子を用い、表面被覆材として、ピーク分子量28000の
ポリパーフロロアルキルメタクリレート-ポリメチルメ
タクリレート共重合体及びピーク分子量28000のメチル
メタクリレート-ブチルアクリレート共重合体それぞれ5
重量部ずつをトルエン-メチルエチルケトン（1：1）混
合溶媒10重量部中に添加、混合して用いた。混合樹脂全
体としてはMn=8000、Mw=45000、Mw/Mn=5.6であった。こ
れらの原料を使用し、磁性粒子製造例1と同様の方法に
より得られた、表1に示す様な体積抵抗値が4×10⁷Ωcm
であるフッ素系樹脂被覆磁性粒子を帯電部材として用い
た。

【００９７】（帯電部材用磁性粒子製造例８）磁性粒子
製造例1で得られたMn-Mgフェライト粒子を粒度調整して
磁性粒子芯材として用い、表面被覆用樹脂として、ピー
ク分子量4000のポリエチレン樹脂0.1重量部及びピーク
分子量100000のポリエチレン樹脂0.9重量部を混合して
用いた。混合樹脂全体としてはMn=13000、Mw=370000、M
w/Mn=28.5であった。これらの原料を使用し、磁性粒子
製造例1と同様の方法により得られた、表1に示す様な体
積抵抗値が7×10⁷Ωcmであるポリエチレン樹脂被覆磁性
粒子を帯電部材として用いた。 （帯電部材用磁性粒子
製造例９）金属酸化物原料を変える以外は磁性粒子製造
例１と同様にして得られた、表1に示す様な平均粒径30
μｍ、体積抵抗値8×10⁷ΩcmのMn-Naフェライト粒子か
らなるポリエチレン樹脂被覆磁性粒子を帯電部材として
用いた（式（1）中x=0.7、y=0.22、z=0.08、A:MnO、B:N
a₂O）。

【００９８】（帯電部材用磁性粒子製造例１０）金属酸
化物原料を変える以外は磁性粒子製造例１と同様にして
得られた、表1に示す様な平均粒径40μｍ、体積抵抗値8
×10⁷ΩcmのMn-Kフェライト粒子からなるポリエチレン
樹脂被覆磁性粒子を帯電部材として用いた（式（1）中x
=0.7、y=0.24、z=0.06、A:MnO、B:K₂O）。

【００９９】（帯電部材用磁性粒子製造例１１）金属酸
化物原料を変える以外は磁性粒子製造例１と同様にして
得られた、表1に示す様な平均粒径80μｍ、体積抵抗値3
×10⁷ΩcmのMn-Srフェライト粒子からなるポリエチレン
樹脂被覆磁性粒子を帯電部材として用いた（式（1）中x
=0.7、y=0.3、z=0、A:MnO及びSrO）。

【０１００】（帯電部材用磁性粒子製造例１２）金属酸
化物原料を変える以外は磁性粒子製造例１と同様にして
得られた、表1に示す様な平均粒径55μｍ、体積抵抗値8
×10⁷ΩcmのMn-Li-Biフェライト粒子からなるポリエチ
レン樹脂被覆磁性粒子を帯電部材として用いた（式
（1）中x=0.7、y=0.28、z=0.02、A:MnO及びLi₂O、B:Bi₂
O₃）。

【０１０１】（帯電部材用磁性粒子製造例１３）金属酸
化物原料を変える以外は磁性粒子製造例１と同様にして
得られた、表1に示す様な平均粒径40μｍ、体積抵抗値8
×10⁷ΩcmのMn-Caフェライト粒子からなるポリエチレン
樹脂被覆磁性粒子を帯電部材として用いた（式（1）中x
=0.7、y=0.25、z=0.05、A:MnO、B:CaO）。

【０１０２】（帯電部材用磁性粒子製造例１４）金属酸
化物原料を変える以外は磁性粒子製造例3と同様にして
得られた、表1に示す様な平均粒径60μｍ、体積抵抗値7
×10⁹ΩcmのBaフェライト粒子からなるポリエチレン樹
脂被覆磁性粒子を帯電部材として用いた（式（1）中x=
0.7、y=0、z=0.3、B:BaO）。

【０１０３】（帯電部材用磁性粒子製造例１５）金属酸
化物原料を変える以外は磁性粒子製造例3と同様にして
得られた、表1に示す様な平均粒径60μｍ、体積抵抗値9
×10³Ωcmのマグネタイト粒子からなるポリエチレン樹
脂被覆磁性粒子を帯電部材として用いた（式（1）中x=
0.7、y=0、z=0.3、B:Fe₂O₃）。

【０１０４】（帯電部材用磁性粒子製造例１６）水素還
元処理しなかった以外は磁性粒子製造例13と同様にして
得られた、表1に示す様な平均粒径40μｍ、体積抵抗値1
×10⁸ΩcmのMn-Caフェライト粒子からなるポリエチレン
樹脂被覆磁性粒子を帯電部材として用いた。

【０１０５】また、上記磁性粒子製造例で製造した磁性
粒子の飽和磁化σｓは外部磁場487.9kA/m（5000エルス
テッド)における測定で、すべて45Am²/kg（emu/g）以上
の値を示した。

【０１０６】

【表１】 上述した感光体と接触帯電部材を用いて帯電を行なう際
の原理について述べる。本発明は、中抵抗の帯電部材
で、中抵抗の表面抵抗を持つ感光体表面に電荷注入を行
なうものであるが、感光体表面材質のもつトラップ準位
に電荷を注入するものではなく、電荷注入層内の導電性
粒子に電荷を充電して帯電を行なうものである。

【０１０７】具体的には、電荷輸送層を誘電体、アルミ
支持体と電荷注入層内の導電性粒子を両電極板とする微
小なコンデンサーに、帯電部材で電荷を充電する理論に
基づくものである。この際、導電性粒子は互いに電気的
には独立であり、一種の微小なフロート電極を形成して
いる。このため、マクロ的には感光体表面は均一電位に
充電、帯電されているように見えるが、実際には微小な
無数の充電されたSnO₂が感光体表面を覆っているような
状況となっている。このため、レーザによって画像露光
を行なってもそれぞれのSnO₂粒子間は電気的に絶縁され
ているため、静電潜像を保持することが可能となる。

【０１０８】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。

【０１０９】（実施例１）本実施例で用いた電子写真方
式のプリンターについて図２を用いて説明する。プロセ
ススピードは24mm/secであり、感光体21は感光体製造例
１で得られたものを用い、30℃、90％の環境において耐
久を行った。

【０１１０】帯電部材22は、帯電部材用磁性粒子製造例
１で作成された磁性粒子22aからなり、これを磁気ブラ
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22bと、これに内
包されるマグネットロール22cを用いることによって、
上記磁性粒子22aを導電スリーブ上22b上に厚さ1mmでコ
ートして感光体21との間に幅約5mmの帯電用接触ニップ
を形成させるようにした。該磁性粒子保持スリーブ22b
と感光体21との間隙は約500μｍとした。また、マグネ
ットロール22cは固定し、スリーブ22bの表面が感光体表
面の周速に対して2倍の速さで逆方向に回転するように
し、感光体と磁気ブラシが均一に接触するようにした。
なお磁気ブラシと感光体の間に周速差を設けない場合に
は、磁気ブラシ自体は物理的な復元力を持たないため、
感光体の振れ、偏心等で磁気ブラシが押し退けられた場
合、磁気ブラシの接触ニップが確保できなくなり易く、
帯電不良を起こすことがある。このため、常に新しい磁
気ブラシの面を当てることが好ましいので、本実施例で
は2倍の早さで逆方向に回転させた。

【０１１１】次に、画像形成プロセスについて説明す
る。

【０１１２】まず、-700Vの直流電圧を印加された上記
帯電部材22を感光体21に対して当接、回転させることに
よって帯電を行なう。次に露光部で画像露光を受ける。
これは、画像信号に従って強度変調を受けたレーザダイ
オードからのレーザ光23をポリゴンミラーを用いて走査
することにより、感光体上にレーザ光23を照射し、静電
潜像を形成する。

【０１１３】次に、前記製造例のトナーを用いて２成分
現像を行う。現像剤は、平均粒径が35μmであり表面を
シリコーン樹脂で被覆したCu-Znフェライトキャリアと
トナー製造例のトナーからなる現像剤を用いる。

【０１１４】マグネットを内包したトナー担持体24上に
現像剤のコート層制御のために500μmのギャップを設け
て非磁性のステンレス製ブレードを取り付け、これに前
記現像材をコートし、コート厚を規制した。

【０１１５】この状態で、-500Vの直流電圧に周波数200
0Hz、ピーク間電圧2.0KVの交流電圧を重畳した電圧を印
加して、トナー担持体24と感光体21の間で２成分現象を
行った。なおトナー担持体であるステンレススリーブの
回転速度は、感光体21との対向部分において同方向に、
感光体と200％に設定した。

【０１１６】このようにしてトナーで顕視化された像
は、次に転写材26に転写される。転写手段としては中抵
抗の転写ローラ25を用いる。本実施例ではローラ抵抗値
は5×10⁸Ωのものを用い、+2000VのDC電圧を印加して転
写を行なった。

【０１１７】転写材上にトナー像を転写されたプリント
画像は、その後熱定着ローラ28によって定着を受け、機
外に排出される。また、転写されなかったトナーの多く
はクリーニングブレード27で感光体表面からかき落とさ
れ、次の画像形成に備えられる。

【０１１８】本発明においては、上述の感光体21、帯電
手段、現像手段及びクリーニング手段などの構成要素の
うち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に
結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機や
レーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対
して着脱可能に構成しても良い。例えば、帯電手段、現
像手段及びクリーニング手段の少なくとも1つを感光体2
1と共に一体に支持してカートリッジ化し、装置本体に
設けられたレールなどの案内手段を用いて装置本体に着
脱可能なプロセスカートリッジとすることができる。

【０１１９】本発明の帯電装置の評価は、以下のように
行った。

【０１２０】本実施例記載の帯電装置に、帯電部材製造
例１で得られた磁性粒子100重量部に対して、トナー製
造例のトナー1部の割合でトナーを混合させ、この混合
物を感光体製造例１で得られた感光体との間に幅約５mm
の帯電ニップを形成させるようにスリーブ上にコートし
た。次に感光体を当接し、-700Vの直流電圧を印加して5
0枚だけベタ白を流し、トナーを吐き出させた。この後
感光体を未使用のものに交換し、帯電特性及び耐久性の
評価を行った。

【０１２１】以上のような構成のプリンターで画像評価
を行なったところ、-700VのDC電圧を帯電部材のスリー
ブに印加して、感光体が接触ニップを1回通過しただけ
で、始め0Vだった感光体表面電位が-670Vにまで帯電さ
れ、良好な帯電性を得ることができた。また、このとき
感光体上にピンホールが生じていてもリークは発生せ
ず、また帯電部材を構成している磁性粒子が感光体上に
現像されることもなかった。

【０１２２】なお、反転現像においては、転写材26に転
写されず、さらにクリーニングブレード27でもかき落と
されなかったトナーが磁性粒子22aに混入した場合、磁
性粒子22aの帯電特性が低下し、感光体表面電位が低下
する。そこで、帯電性の評価法として、Ａ4縦画像一枚
のベタ黒画像を出力し、その直後ベタ白（電位の絶対値
高）とした画像を1枚、次にベタ黒（電位の絶対値低）
とした画像を1枚出力して帯電ゴーストの評価を行っ
た。トナーの混入により磁性粒子22aに良好に帯電させ
る能力がなくなると、ベタ白画像となる電位の絶対値を
十分に上げることができず、反転現像においてはカブリ
となって現われ、ベタ黒画像となる電位においては帯電
ムラが生じることより画像上濃度ムラとなって現れる
が、表2に示すように耐久を通じてこの評価においてカ
ブリ及び濃度ムラの発生はみられず、良好なベタ黒，ベ
タ白画像が得られた。またこれを1000枚の画像出し耐久
試験をしても初期と同様な帯電特性を示しており、良好
なベタ黒、ベタ白画像が得られた。なお、画像の評価は
目視にて行った。磁性粒子表面にポリエチレン樹脂層を
設けたことにより混入したトナーと帯電部材との吸着力
が低下し、高湿下のため混入トナーの電荷が低くても静
電的に吐き出すことが可能となったためと推察される。

【０１２３】以下の実験例の結果も表2に併せて記載し
た。

【０１２４】ここで、カブリ濃度の測定は、東京電色社
製のREFLECTOMETER MODEL TC-6DSを使用してグリーン
フィルターにより測定し、下記式より算出した。数値が
小さい程カブリが少ない。

【０１２５】カブリ（反射率）（％）= 標準紙の反射率
（％）− ベタ白画像サンプルの反射率（％） また、ベタ黒画像の濃度ムラは、マクベス反射濃度計を
用い、得られたサンプル画像における最大画像濃度部と
最低画像濃度部の差より評価した。この差が小さいほど
濃度ムラが小さく、帯電性が良好であると判断できる。

【０１２６】なお、本発明の電子写真装置は、本実施例
で使用したものに限定されるものではなく、本発明の構
成を有しているものであれば、それ以外のプロセス条件
などは異なっていても良い。

【０１２７】（参考例１） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例２で得られた
磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像評
価を行ったところ、初期は良好であったが、１０００枚
耐久時に実用上問題は無いもののベタ白画像上に若干の
カブリが見られた。

【０１２８】（参考例２） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例３で得られた
磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像評
価を行ったところ、ベタ白画像上に若干のカブリが、ま
た、ベタ黒画像上に若干の濃度ムラが見られた。しかし
ながら、実用上は問題の無いものであり、その後１００
０枚まで特に問題の無いベタ黒、ベタ白画像が得られ
た。

【０１２９】（参考例３） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例４で得られた
磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像評
価を行ったところ、初期は良好であったが、１０００枚
耐久時に実用上問題は無いもののベタ白画像上に若干の
カブリが見られた。

【０１３０】（実施例２） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例５で得られた
磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像評
価を行ったところ、初期から１０００枚まで良好なベタ
黒、ベタ白画像が得られた。

【０１３１】（参考例４） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例６で得られた
磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像評
価を行ったところ、初期から１０００枚まで特に問題の
無いベタ黒、ベタ白画像が得られた。

【０１３２】（参考例５） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例７で得られた
磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像評
価を行ったところ、初期は良好であったが、１０００枚
耐久時に実用上問題は無いもののベタ白画像上に若干の
カブリが見られた。

【０１３３】（比較例１） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例８で得られた
磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像評
価を行ったところ、ベタ白画像上に若干のカブリが、ま
た、ベタ黒画像上に若干の濃度ムラが見られたものの実
用上は問題無く、その後１０００枚まで特に問題の無い
ベタ黒、ベタ白画像が得られた。

【０１３４】（実施例３） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例９で得られた
磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像評
価を行ったところ、初期から１０００枚まで良好なベタ
黒、ベタ白画像が得られた。

【０１３５】（実施例４） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例１０で得られ
た磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像
評価を行ったところ、同様に初期から１０００枚まで良
好なベタ黒、ベタ白画像が得られた。

【０１３６】（参考例６、７） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例１１あるいは
１２で得られた磁性粒子を、感光体として感光体製造例
２で得られた感光体を用いたことを除き、実施例１と同
様に画像評価を行ったところ、接触ニップの減少による
若干の帯電不良により、ベタ白画像上に若干のカブリ
が、また、ベタ黒画像上に若干の濃度ムラがあったもの
の実用上問題なく、初期から１０００枚まで特に問題の
無いベタ黒、ベタ白画像が得られた。

【０１３７】（実施例５） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例１３で得られ
た磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像
評価を行ったところ、初期から１０００枚まで良好なベ
タ黒、ベタ白画像が得られた。

【０１３８】（参考例８） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例１６で得られ
た磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像
評価を行ったところ、初期から１０００枚まで特に問題
の無いベタ黒、ベタ白画像が得られた。

【０１３９】（参考例９） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例１で得られた
磁性粒子を用い、感光体として感光体製造例３で得られ
た感光体を使用し、帯電部材に印加する電圧を−７００
Ｖの直流電圧に周波数５００Ｈｚ，ピーク間電圧１６０
０Ｖの矩形のＡＣ電圧を重畳したものを用い、実施例１
と同様に画像評価を行ったところ、帯電不良よる画像不
良（ベタ白でカブリ画像、ベタ黒で濃度ムラ）が若干見
られたが実用上問題は無く、その後１０００枚まで特に
問題の無いベタ黒、ベタ白画像が得られた。

【０１４０】（参考例１０） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例１で得られた
磁性粒子を用い、感光体として感光体製造例４で得られ
た感光体を使用し、帯電部材に印加する電圧＋５００Ｖ
の直流電圧とし、感光体上に静電潜像を形成するプロセ
スにおいて画像露光をバックスキャン露光（非画像部へ
のレーザ光照射）とし、現像プロセスにおいてスリーブ
ヘの印加電圧を＋１８０Ｖの直流電圧と周波数２０００
Ｈｚ，ピーク間電圧１５００Ｖの矩形の交流電圧を重畳
したものを用いて、実施例１と同様に画像評価を行った
ところ、初期から１０００枚まで良好なベタ黒、ベタ白
画像が得られた。

【０１４１】（比較例２） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例１４で得られ
た磁性粒子を用いたことを除き、実施例と同様に画像評
価を行ったところ、初期から帯電不良よるベタ白画像上
でのカブリが見られた。

【０１４２】（比較例３） 帯電部材として帯電部材用磁性粒子製造例１５で得られ
た磁性粒子を用いたことを除き、実施例１と同様に画像
評価を行ったところ、初期からピンホールリークに基づ
く部分的帯電不良（ベタ白画像で黒ポチ）が生じた。

【０１４３】

【表２】

【０１４４】

【発明の効果】本発明では、感光体表面に電荷を注入さ
せるための電荷注入層を設け、該感光体を接触帯電させ
る磁性粒子からなる接触帯電部材を有し、該感光体に該
接触帯電部材から電圧を印加することにより帯電される
電子写真装置において、該感光体が導電性支持体上に感
光層を有しており、支持体より最も離れた層に少なくと
も電荷注入層が設けられている電子写真感光体であっ
て、該磁性粒子の体積抵抗値Rmが10⁴Ωcm〜10¹¹Ωcmで
あり、組成が特定の金属酸化物で構成されるフェライト
成分で構成され、かつ表面に特定の樹脂を含有する樹脂
層を設けることを特徴とする電子写真帯電部材用磁性粒
子、帯電装置およびそれを用いた画像形成方法により、
高湿下においても均一な帯電を感光体表面にあたえ、安
定した画像を得ることが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】電気抵抗測定装置を模式的に示した概略図。

【図２】本発明に基づく電子写真方式のプリンターの構
成を表す概略図。

【符号の説明】

１ 主電極 ２ 上部電極 ３ 絶縁物 ４ 電流計 ５ 電圧計 ６ 定電圧装置 ７ 磁性粒子 ８ ガイドリング Ａ セル ｄ 厚み ２１ 感光体 ２２ 帯電部材 ２２ａ 磁性粒子 ２２ｂ 導電スリーブ ２２ｃ マグネットロール ２３ レーザ光 ２４ スリーブ ２５ 転写ローラ ２６ 転写材 ２７ クリーニングブレード ２８ 熱定着ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒平 文弘 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 杷野 祥史 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 久木元 力 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 石原 友司 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 (56)参考文献 特開 平８−69155（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−69157（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−69156（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−69149（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−92764（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−230674（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−114193（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−11951（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 9/113

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真感光体に接触配置され、電圧を
   印加することにより該電子写真感光体を帯電させる帯電
   部材用の磁性粒子であって、該磁性粒子が下記式（１） （Ｆｅ₂Ｏ₃）ｘ（Ａ）ｙ（Ｂ）ｚ （１） （式中、ＡはＬｉ₂Ｏ、ＭｎＯ及びＭｇＯからなる群よ
   り選ばれる少なくとも一つの金属酸化物成分を示し、Ｂ
   はＡとは異なる１種以上の金属酸化物成分を示し、ｘ，
   ｙ及びｚは下記条件を満たすモル比を示す。 ０．２＜ｘ＜０．９５、０．０１＜ｙ＜０．５、ｘ＋ｙ
   ≦１及び０≦ｚ＜０．７９） で示されるフェライト成分を含有し、 表面にフッ素系樹脂及びポリオレフィン系樹脂のいずれ
   かのうち少なくとも一つを含有する樹脂層を有し、 該樹脂層を構成する樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）と数
   平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２０以上であ
   り、 該電子写真感光体の表面層が電荷注入層であり、 該電荷注入層の体積抵抗値が１×１０ ⁸ Ωｃｍ〜１×１
   ０ ¹⁵ Ωｃｍであり、 該電荷注入層が滑材粒子を含有する帯電部材用磁性粒子
   であって、 該磁性粒子の体積分布の５０％径（Ｄ５０）と体積分布
   の５％径（Ｄ５）の比（Ｄ５０／Ｄ５）が１．４０以上
   であ ることを特徴とする帯電部材用磁性粒子。
2. 【請求項２】 ＡがＭｎＯである請求項１記載の帯電部
   材用磁性粒子。
3. 【請求項３】 ＢがＮａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、
   Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂及びＢｉ₂Ｏ₃からなる群より選ばれ
   る少なくとも一つの金属酸化物成分である請求項１また
   は２記載の帯電部材用磁性粒子。
4. 【請求項４】 ＢがＮａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、ＣａＯ及びＳｒＯ
   からなる群より選ばれる少なくとも一つの金属酸化物成
   分である請求項１または２記載の帯電部材用磁性粒子。
5. 【請求項５】 ｙ及びｚがｙ＞ｚを満たす請求項１〜４
   のいずれかに記載の帯電部材用磁性粒子。
6. 【請求項６】 表面の樹脂層を構成する樹脂のＧＰＣに
   より測定されたＧＰＣクロマトグラムにおけるメインピ
   ークの分子量が１００００以上である請求項１〜５のい
   ずれかに記載の帯電部材用磁性粒子。
7. 【請求項７】 表面の樹脂層を構成する樹脂のＧＰＣに
   より測定されたＧＰＣクロマトグラムが、メインピーク
   の低分子量側に少なくとも１つのピークまたはショルダ
   ーを有する請求項１〜６のいずれかに記載の帯電部材用
   磁性粒子。
8. 【請求項８】 樹脂層を構成する樹脂のメインピークの
   分子量Ｐ１と、低分子量側のピークまたはショルダーの
   分子量Ｐ２の比が３：１〜１００：１である請求項７記
   載の帯電部材用磁性粒子。
9. 【請求項９】 樹脂層を構成する樹脂のメインピークの
   分子量が３００００〜４０００００であり、少なくとも
   １つの低分子量側のピークまたはショルダーの分子量が
   ３０００〜３００００の間にある請求項７または８記載
   の帯電部材用磁性粒子。
10. 【請求項１０】 樹脂層を構成する樹脂の重量平均分子
    量Ｍｗが５００００〜７０００００、数平均分子量Ｍｎ
    が５０００〜５００００の範囲にあり、Ｍｗ／Ｍｎが１
    ０以上である請求項１〜９のいずれかに記載の帯電部材
    用磁性粒子。
11. 【請求項１１】 樹脂層を構成する樹脂が少なくともポ
    リオレフィン系樹脂を含有している請求項１〜１０のい
    ずれかに記載の帯電部材用磁性粒子。
12. 【請求項１２】 磁性粒子の体積分布の５０％径が１０
    〜１００μｍである請求項１〜１１のいずれかに記載の
    帯電部材用磁性粒子。
13. 【請求項１３】 磁性粒子の体積抵抗値が１×１０⁴Ω
    ｃｍ〜１×１０¹¹Ωｃｍである請求項１〜１２のいずれ
    かに記載の帯電部材用磁性粒子。
14. 【請求項１４】 電子写真感光体、及び実質的に請求項
    １〜１３のいずれかに記載の磁性粒子を有しており、該
    感光体に接触配置された帯電部材を有し、該帯電部材に
    電圧を印加することにより該感光体を帯電させる帯電手
    段、画像露光手段及び現像手段を有する電子写真装置。
15. 【請求項１５】 電子写真感光体の表面層が電荷注入層
    である請求項１４記載の帯電部材用磁性粒子。
16. 【請求項１６】 電荷注入層の体積抵抗値が１×１０⁸
    Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍである請求項１５記載の帯電
    部材用磁性粒子。
17. 【請求項１７】 電子写真感光体、請求項１〜１３のい
    ずれかに記載の磁性粒子を有しており、該感光体に接触
    配置された帯電部材を有し、該帯電部材に電圧を印加す
    ることにより該感光体を帯電させる帯電手段、及び現像
    手段及びクリーニング手段からなる群より選ばれる少な
    くとも一つの手段を一体に支持し、電子写真装置本体に
    着脱自在であるプロセスカートリッジ。
18. 【請求項１８】 電子写真感光体の表面層が電荷注入層
    である請求項１７記載の帯電部材用磁性粒子。
19. 【請求項１９】 電荷注入層の体積抵抗値が１×１０⁸
    Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍである請求項１８記載の帯電
    部材用磁性粒子。
20. 【請求項２０】 請求項１〜１３のいずれかに記載の磁
    性粒子を有しており、電子写真感光体に接触配置された
    帯電部材に電圧を印加することにより該感光体を帯電さ
    せる工程、帯電された該感光体に画像露光することによ
    り静電潜像を形成する工程及び形成された静電潜像を現
    像する工程を有する画像形成方法。
21. 【請求項２１】 電子写真感光体の表面層が電荷注入層
    である請求項２０記載の帯電部材用磁性粒子。
22. 【請求項２２】 電荷注入層の体積抵抗値が１×１０⁸
    Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍである請求項２１記載の帯電
    部材用磁性粒子。