JP3472141B2

JP3472141B2 - 電子写真装置、画像形成方法及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP3472141B2
Application number: JP16690098A
Authority: JP
Inventors: 修一會田; 希克溝江; 文弘荒平; 祥史杷野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 2003-12-02
Anticipated expiration: 2018-06-15
Also published as: JPH1165235A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁性粒子からなる帯
電部材を有する帯電手段を有し、現像手段が実質的なク
リーニング手段でもある電子写真装置、画像形成方法及
びプロセスカートリッジに関する。

【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、熱や圧力な
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、クリーニング手段により感光体上
より除去される。このような電子写真法での帯電手段と
しては、所謂コロトロン、スコロトロンと呼ばれるコロ
ナ放電を利用した手段が用いられていたが、コロナ放
電、特に負または正コロナを生成する際に多量のオゾン
を発生することから、電子写真装置にオゾン捕獲のため
のフィルタを具備する必要性があり、装置の大型化やラ
ンニングコストのアップなどの問題点があった。

【０００３】このような問題点を解決するための技術と
して、ローラーやブレードなどの帯電部材を感光体表面
に接触させることにより、その接触部分近傍に狭い空間
を形成し、所謂パッシェンの法則で解釈できるような放
電を形成することによってオゾンの発生を極力抑えた帯
電方法（接触帯電方法）が開発され、例えば、特開昭５
７−１７８２５７号公報、特開昭５６−１０４３５１号
公報、特開昭５８−４０５６６号公報、特開昭５８−１
３９１５６号公報及び特開昭５８−１５０９７５号公報
などに記載されている。

【０００４】しかしながら、接触帯電方式においては感
光体上へのトナー融着といった問題が発生し易い傾向に
ある。また、そのため帯電部材を感光体に近接させ、直
接の接触を避けて用いる方法も検討されている。感光体
を帯電させる部材としては、ローラー、ブレード、ブラ
シ及び細長い導電性板状物に抵抗層を施した部材などが
挙げられるが、いずれの場合も、近接距離の制御が難し
いという問題点があり実用化には難点があった。

【０００５】そのため、感光体への接触負荷が比較的小
さい、磁石を内包した導電性スリーブ上に保持された磁
性粒子、所謂磁気ブラシを帯電部材として用いる技術が
検討されている。例えば、特開昭５９−１３３５６９号
公報には鉄分をコーティングした粒子をマグネットロー
ルに保持させ、電圧を印加することによって感光体を帯
電する方法が、特開平４−１１６６７４号公報には直流
に交流を重畳した電圧を印加した帯電装置が、更には、
特開平７−７２６６７号公報には、環境依存性などを改
善するために、磁性粒子にスチレン−アクリル樹脂など
をコーティングすることが開示されている。

【０００６】一方、クリーニング手段としては、従来ブ
レードクリーニング、ファーブラシクリーニング及びロ
ーラークリーニングなどが用いられていた。いずれの方
法も力学的に転写残余のトナーを掻き落とすか、せき止
めて廃トナー容器へと捕集するものであった。従って、
クリーニング部材が感光体表面に押し当てられることに
起因する問題が生じていた。例えば、クリーニング部材
を強く押し当てることにより感光体を摩耗させ感光体が
短命化することが挙げられていた。かたや、装置面から
みると、かかるクリーニング装置を具備するために装置
が必然的に大きくなり装置のコンパクト化を目指すとき
のネックになっていた。

【０００７】更に、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でないシステムが望まれ
ている。

【０００８】これらの問題を解決することのできる技術
が現像同時クリーニングまたはクリーナレスと呼ばれる
ものであり、現像手段が実質的なクリーニング手段でも
あるシステム、即ち、転写位置と帯電位置の間及び帯電
位置と現像位置の間に転写後感光体上に残留したトナー
を回収し、貯蔵するクリーニング手段を有さずに、現像
手段によりクリーニングを行うシステムである。例え
ば、特開昭５９−１３３５７３号公報、特開昭６２−２
０３１８２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２−３０２７７２号公報、特開平５−２
２８７号公報、特開平５−２２８９号公報、特開平５−
５３４８２号公報及び特開平５−６１３８３号公報など
に開示されている。これら公知の技術は、帯電手段とし
てコロナ、ファーブラシ及びローラーを用いており、放
電生成物による感光体表面の汚染や帯電不均一性などの
全てを十分に満足するには至っていない。

【０００９】そのため、磁気ブラシを帯電部材として用
いるクリーナレス技術が検討されている。例えば、特開
平０４−２１８７３号公報においては、放電限界値を超
えるようなピーク間電圧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。また、特開平６−１１
８８５５号公報においては、独立のクリーニング装置を
有さず、磁気ブラシ帯電同時クリーニング装置を搭載し
た画像形成装置が提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の文献には、帯電用磁性粒子の好ましい形態などについ
ては何ら開示されておらず、クリーナレス方法に好適な
磁性粒子という観点では技術的課題を残していた。

【００１１】具体的には、クリーナレスシステムにおい
ても、帯電性が安定し、かつ転写残りのトナーを現像手
段によって回収する前に好適に処理することのできる帯
電部材が望まれいてた。

【００１２】更には、磁気ブラシ帯電器からのトナー飛
散の少ない装置が望まれていた。

【００１３】本発明の目的は、帯電部材として磁気ブラ
シを用いたクリーナレスシステムを搭載し、長期にわた
り安定した画像を得ることのできる電子写真装置、画像
形成方法及びプロセスカートリッジを提供することにあ
る。

【００１４】本発明の更なる目的は、磁気ブラシ帯電器
からのトナー飛散を、磁性粒子の改良により防止するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、電子写
真感光体の周囲に、磁性粒子からなり、該電子写真感光
体に接触配置された帯電部材を有する帯電手段、露光手
段、現像手段及び転写手段をこの順に有し、該現像手段
が転写後の電子写真感光体に残留するトナーを実質的に
回収する電子写真装置において、該磁性粒子の表面に、
６以上の炭素数を有する直鎖状のアルキル基を有するカ
ップリング剤を有することを特徴とする電子写真装置で
ある。

【００１６】また、本発明は、磁性粒子からなり、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、該電子写真感光体を帯電する帯電工程、該
帯電された電子写真感光体に光を照射することにより静
電潜像を形成する露光工程、該形成された静電潜像をト
ナーを用いて現像することによりトナー画像を形成する
現像工程、及び現像されたトナー画像を転写材に転写す
る転写工程を有し、該現像工程が該転写工程後に該電子
写真感光体上に残留するトナーを実質的に回収するクリ
ーニング工程を兼ねている画像形成方法において、該磁
性粒子がその表面に６以上の炭素数を有する直鎖状のア
ルキル基を有するカップリング剤を有することを特徴と
する画像形成方法である。

【００１７】また、本発明は、電子写真感光体、及び該
電子写真感光体の周囲に順に配置されている帯電手段、
露光手段、現像手段及び転写手段を具備し、該現像手段
は、転写後に該電子写真感光体上に残留するトナーを実
質的に回収する手段である電子写真装置に対して着脱自
在である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、該電子写真感光体と該帯電手段とを一体
に支持し、該帯電手段は、磁性粒子からなり、該電子写
真感光体に接触している帯電部材を有し、該磁性粒子
は、炭素数６以上の直鎖状のアルキル基を有するカップ
リング剤を表面に有していることを特徴とするプロセス
カートリッジである。

【００１８】本発明によれば、帯電用磁性粒子として好
適な抵抗を有し、連続使用時に安定した帯電性を有し、
環境依存性が少なく、特にクリーナレスシステムにおい
て、長期にわたり帯電性の安定な電子写真装置、画像形
成方法及びプロセスカートリッジを得ることができる。

【００１９】また、感光体への負荷が少なく、システム
全体の高耐久性の実現が可能である。

【００２０】更には、帯電器からのトナーの飛散が少な
く、汚れの少ない装置とすることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２２】優れたクリーナレスシステムを可能にする
ためには、転写残りのトナーをいかにしてハンドリング
し、画像に悪影響を与えないかの原理的な考察をする必
要性がある。例えば、特開平０８−２４０９２５号公報
にあるように、感光体を帯電する際のコロナ、あるいは
放電を利用し、転写残りのトナーを感光体と同極性に制
御し反転現像法により現像同時クリーニングを行う方法
が挙げられる。

【００２３】しかし、本発明者らの検討により、特定の
磁性粒子によって形成された磁気ブラシを帯電部材とし
て用いた帯電手段を用いると、感光体帯電時のコロナあ
るいは放電を利用せずに、摩擦帯電により転写残りのト
ナーの極性を良好に制御しつつ、感光体を帯電すること
ができることを見出し、本発明に至ったものである。

【００２４】本発明の原理については、図１を用いて説
明する。

【００２５】磁性粒子１５をコーティングした磁石内包
非磁性導電性スリーブ１６により構成される磁気ブラシ
帯電装置１１によって、帯電された感光体１２は、露光
手段からの露光光１３により静電潜像を形成する。潜像
は、例えば現像剤１０と磁石を内包した導電性非磁性ス
リーブ１７などからなる現像装置１８により反転現像さ
れて、感光体１２上にトナーにより可視化されたトナー
画像を形成する。トナー画像は、転写手段１４により転
写材に転写され、感光体上には転写残りのトナーが存在
する。この転写残りのトナーは、転写の影響を受け、帯
電極性としてはマイナスからプラスまで様々に分布す
る。このような転写残りトナーを回転摺擦する磁気ブラ
シ帯電装置１１にて、掻きとりながら、感光体を帯電し
つつ磁気ブラシを構成する磁性粒子とトナーの摩擦帯電
によって転写残りのトナーを所望の極性に揃えることが
可能である。なお、図中１９は撹拌スクリューである。

【００２６】従って、所謂放電現象を利用した磁気ブラ
シ帯電装置においても、放電または磁気ブラシを構成す
る磁性粒子とトナーとの摩擦帯電を利用し、独立のクリ
ーニング手段がなくとも鮮明な画像形成が可能となる。

【００２７】更には、放電現象を利用しない接触注入帯
電方法を用いたときにも、磁性粒子と転写残りのトナー
の摩擦帯電を利用し、所望の極性に制御することによ
り、独立のクリーナー装置がなくとも鮮明な画像形成が
可能となる。

【００２８】これらの原理的考察に基づき、本発明者ら
は検討を行い、磁性粒子を帯電部材として用いたクリー
ナレス画像形成装置の場合、以下の問題点が実用化に際
し解決すべき技術課題であることが明白となった。

【００２９】帯電装置を長期にわたり使用していくと、
帯電用磁性粒子の表面特性が変化して、転写残りのトナ
ーの摩擦帯電を十分に制御できなくなり、帯電装置から
のトナー飛散、あるいは対トナーへの摩擦帯電極性制御
不十分のための画像かぶりが生じることがある。

【００３０】本発明者らの検討では、磁性粒子を帯電部
材として用いた場合、磁性粒子同士の摺擦による負荷が
大きく、劣化の度合いが激しく、これを克服することが
帯電用磁性粒子の材料開発の技術課題であることが明ら
かとなった。

【００３１】また、本発明に用いられる帯電用磁性粒子
の構成は、現像剤に用いられるキャリアと類似している
が、現像剤においては、トナーを含むため、キャリア間
の接触は押さえられており、むしろトナーとキャリア表
面の観点において設計が行われる。更には、感光体との
接触の点では、現像においては、緩やかに接触するが、
帯電用磁性粒子においては、感光体と密に接触するた
め、帯電用途の磁性粒子には、現像用途の磁性粒子とは
全く異なる特性が要求されることが本発明者らの検討に
より明らかとなった。

【００３２】即ち、クリーナレスシステムに使用される
帯電用磁性粒子においては、磁性粒子同士の接触、ある
いは磁性粒子と感光体との接触に対して、対トナーの摩
擦帯電を維持するような構成が求められることが明白と
なった。

【００３３】なお、本発明においては、磁気ブラシによ
り転写残トナーをちらすことができるので、転写残トナ
ーが露光による静電潜像の形成に悪影響を及ぼすことも
ない。

【００３４】上記技術課題に対し本発明者らは鋭意検討
の末、本発明に至ったものである。

【００３５】本発明におけるカップリング剤とは、同一
分子内に加水分解可能な基と疎水基を有し、珪素、アル
ミニウム、チタン及びジルコニウムなどの中心元素に結
合している化合物を示す。

【００３６】本発明に使用されるカップリング剤は、疎
水基部分に炭素原子が６個以上直鎖状に連なるアルキル
基の構成を含む。この構成を含むことによる効果として
は、摩擦帯電的な面では、アルキル基の電子供与性によ
り、特に摩擦帯電において残トナーにマイナス極性を無
理なく付与することが可能となる。更に、アルキル基は
酸化などに比較的強く、また、磁性粒子同士の摺擦など
による機械的あるいは熱的な劣化に対しても抵抗力があ
る。更に、長鎖であると前記の機械的あるいは熱的な負
荷に対して分子鎖が切断されたとしても、残存部分はあ
る程度の長さを有するアルキル基となり、摩擦帯電性と
いう観点からは、長期にわたって変化が少なくなる。

【００３７】この観点からアルキル基は、炭素数６個以
上、好ましくは８個以上、更に好ましくは１２個以上直
鎖状に連なることが必要であり、３０個以下であること
が好ましい。炭素数が６個未満であると、本発明の顕著
な効果を得ることができず、炭素数が３０個を超える
と、溶剤に不溶となる傾向にあり、磁性粒子表面に均一
に処理することが難しくなり、更に、処理された帯電用
磁性粒子の流動性が悪化し、帯電性が不均一となる傾向
にある。

【００３８】また、カップリング剤の存在量としては、
カップリング剤をも含んだ帯電用磁性粒子全質量に対し
０．０００１質量％以上０．５質量％以下が好ましい。
０．０００１質量％より少ないとカップリング剤の効果
を得にくくなり、０．５質量％を超えると帯電用磁性粒
子の流動性が悪化し易くなる。この意味で、更に好まし
くは、０．００１質量％以上０．２質量％以下の量が好
ましく使用できる。

【００３９】存在量は、加熱減量で評価することができ
る。加熱減量は、０．５質量％以下であることが好まし
く、更に好ましくは、０．２質量％以下である。

【００４０】ここで加熱減量とは、熱天秤による分析に
おいて、窒素雰囲気中での、温度１５０℃から８００℃
までの質量減少分である。

【００４１】本発明においては、基本的に帯電用磁性粒
子の表面は、カップリング剤のみにて構成されることが
好ましいが、微量の樹脂成分をコートすることも可能で
ある。この場合、カップリング剤の量に比して、同等程
度以下の量が好ましい。

【００４２】また、樹脂をコーティングした帯電用磁性
粒子との併用も可能である。その場合の混合比率は、樹
脂コート磁性粒子が帯電器中の全磁性粒子の質量に対し
て５０質量％以下が好ましい。５０質量％を超えると本
発明の帯電用磁性粒子の効果が薄れるからである。

【００４３】本発明に用いられるカップリング剤として
は、疎水基部分に、炭素原子が６個以上の直鎖状に連な
るアルキル基の構成を含むものであれば、チタン、アル
ミニウム、珪素、ジルコニウムなど中心元素を特には選
ばないが、コストの点でチタン、アルミニウム及び珪素
であることが好ましい。

【００４４】加水分解基としては、例えば、比較的親水
性の高い、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基及び
ブトキシ基などのアルコキシ基などが用いられる。その
他、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、ハロゲン及び
これらの変性体なども用いられる。

【００４５】また、疎水基としては、その構造中に炭素
原子が６個以上直鎖状に連なるアルキル基の構成を含む
ものであればよく、中心元素との結合形態においては、
カルボン酸エステル、アルコキシ、スルホン酸エステル
及び燐酸エステル構造を介して、あるいはダイレクトに
結合してもよい。更に疎水基の構造中に、エーテル結
合、エポキシ基及びアミノ基などの官能基を含んでもよ
い。

【００４６】本発明において好ましく使用できる化合物
の具体例を一部挙げる。

【００４７】

【外１】

【００４８】また、本発明に用いられる帯電用磁性粒子
は、その体積抵抗値が、１×１０^４Ωｃｍ以上１×１０
^９ Ωｃｍ以下であることが好ましい。１×１０⁴ Ωｃ
ｍより低いと、ピンホールリークを起こす傾向にあり、
１×１０⁹ Ωｃｍを超えると、感光体の帯電が不十分と
なり易い。

【００４９】更に、本発明の帯電用磁性粒子は、カップ
リング剤の存在量が、０．５質量％以下、好ましくは
０．２質量％以下で十分であるので、カップリング剤
を、表面に存在させない磁性粒子とほぼ同等の抵抗値が
得られるため、磁性粒子の表面層として導電性粒子分散
樹脂を用いる場合などに比べて製造上の安定性、品質の
安定性が高い。

【００５０】また、本発明に用いられる帯電用磁性粒子
のコアとなる磁性粒子としては、ストロンチウム、バリ
ウム及び希土類などの所謂ハードフェライト、または、
マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガンなどの
フェライトがもちいられる。

【００５１】磁性粒子の体積抵抗値は、図２に示すセル
Ａに磁性粒子２７を充填し、該磁性粒子に接するよう電
極２１及び２２を配し、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で得た。測定条件は、温度
２３℃、相対湿度６５％の環境で、充填磁性粒子と電極
との接触面積２ｃｍ² 、厚みｄ１ｍｍ、上部電極の荷重
１０ｋｇ、印加電圧１００Ｖである。なお、図２中、２
１は主電極、２２は上部電極、２３は絶縁物、２４は電
流計、２５は電圧計、２６は定電圧装置、２７は磁性粒
子、２８はガイドリングを示す。

【００５２】また、本発明においては、磁性粒子の粒径
としては、５μｍ以上１００μｍ以下が好ましく用いら
れる。５μｍを下回ると、磁性粒子が帯電器よりもれ易
く、１００μｍを超えると帯電不均一性が目立つ傾向に
なる。特に、注入帯電法においては、接触点でのみ、帯
電が行われるので、接触確率を上げ、十分な感光体帯電
性を確保するためには、５０μｍ以下の平均粒径である
ことが好ましい。更に好ましくは、３５μｍ以下であ
る。

【００５３】放電を利用した帯電方法においては、逆
に、４０μｍ以上の平均粒径が好ましく、更に好ましく
は、５０μｍ以上である。４０μｍより小さい磁性粒子
を、放電を用いた帯電方法に使用すると、放電開始点以
上の電圧が帯電磁気ブラシと感光体間に常に印加されて
いるため、磁性粒子が帯電器より脱落し易くなるためで
ある。

【００５４】また、帯電器からのトナー飛散という観点
からは、放電を利用した帯電方法を用いた場合、実質的
に高い電圧の交流電界を必要とするため、磁性粒子の振
動が激しく、また、使用する帯電用磁性粒子の粒径も大
きいため、注入帯電法を用いることが好ましい。

【００５５】磁性粒子の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、０．
５μｍ〜２００μｍの範囲を３２対数分割して測定し、
体積５０％メジアン径をもって平均粒径とした。

【００５６】本発明においては、使用されるトナーと帯
電部材の磁性粒子間の摩擦帯電性においても好ましい範
囲があり、帯電用磁性粒子１００に対して、使用される
トナー７の割合にて、測定されるトナーのトリボ値が、
感光体の帯電極性と同じであり、その絶対値が１〜９０
ｍＣ／Ｋｇであることが好ましく、特には、５〜８０ｍ
Ｃ／Ｋｇであることが、更には、１０〜４０ｍＣ／Ｋｇ
であることが好ましい。この範囲内であると、トナーの
取り込みと、掃き出し、及び感光体の帯電の特性に対
し、特に良好な特性を示す。

【００５７】トナーの摩擦帯電量の測定法を以下に示
す。測定装置概略を図３に示す。２３℃、相対湿度６０
％環境下、磁性粒子０．０４０ｋｇにトナー０．００２
８Ｋｇを加えた混合物３０を５０〜１００ｍｌ容量のポ
リエチレン製の瓶に入れ１５０回手で震とうする。次い
で、底に５００メッシュのスクリーン３３のある金属製
の測定容器３２に前記混合物３０の０．０００５Ｋｇを
入れ、金属製のフタ３４をする。この時の測定容器３２
全体の重量を秤りＷ１ｇとする。次に吸引機（測定容器
３２と接する部分は少なくとも絶縁体）を用いて、吸引
口３７から吸引し風量調節弁３６を調節して真空計３５
の圧力を２５０ｍｍＡｑとする。この状態で３分間吸引
を行ない現像剤を吸引除去する。この時の電位計３９の
電位をＶ（ボルト）とする。ここで３８はコンデンサー
であり容量をＣ（ｍＦ）とする。また、吸引後の測定機
全体の重量を秤りＷ₂ （Ｋｇ）とする。この現像剤のト
リボ値（ｍＣ／Ｋｇ）は、通常下式の如く計算される。

【００５８】摩擦帯電量（ｍＣ／Ｋｇ）＝ＣＶ／（Ｗ１−Ｗ２）但し、本発明に用いられる磁性粒子は、粒径が細かいの
で、５００メッシュのスクリーンでも相当量メッシュを
抜けてしまうため、メッシュを抜けた磁性粒子について
は、トナーの摩擦帯電量とキャンセルすると考え、補正
を含んだ以下の式の如く計算される。

【００５９】あらかじめ秤量された磁性粒子の質量をＭ
１、トナーの質量をＭ２とし、この混合物のうちのＭ３
を金属製の測定容器３２に入れたとき摩擦帯電量（ｍＣ／Ｋｇ）＝ＣＶ／｛Ｍ３×Ｍ２／（Ｍ
１＋Ｍ２）｝である。

【００６０】本発明の電子写真装置においては、感光体
に接触する帯電部材として磁気ブラシを用いるが、帯電
手段の構成としては、該磁性粒子保持部材として、マグ
ネットロール、または、内部にマグネットロールを持つ
導電性スリーブを用い、その表面に磁性粒子を均一にコ
ーティングしたものが好適に用いられる。

【００６１】帯電用磁性粒子保持部材と感光体の最近接
ギャップは、０．３ｍｍ〜２．０ｍｍが好ましく用いら
れる。０．３ｍｍより近くなると印加電圧によっては、
帯電用磁性粒子保持部材の導電性部分と感光体間にリー
クを生じ、感光体にダメージを与えることがある。

【００６２】該帯電用磁気ブラシの移動方向は、感光体
の移動方向に対して、その接触部分において順、逆を問
わないが、転写残りのトナーの取り込み性及び帯電均一
性の観点からは逆方向に移動することが好ましい。

【００６３】該帯電用磁性粒子保持部材に保持される帯
電用磁性粒子の量は、好ましくは５０〜５００ｍｇ／ｃ
ｍ² 、更に好ましくは１００〜３００ｍｇ／ｃｍ² であ
る。この範囲であると、特に安定した帯電性を得ること
ができる。

【００６４】帯電部材に印加する帯電バイアスは、注入
帯電法を用いる場合、直流成分のみでも構わないが、若
干の交流成分を印加すると画質の向上が見られるので好
ましい。直流成分は得ようとする感光体の表面電位と同
じ電圧でよいが、絶対値が若干大きい電圧であることが
好ましい。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程度以下が
好ましい。１０００Ｖを超えると印加電圧に対して感光
体上に電位が生じるので、潜像面が電位的に波打ち、か
ぶりや濃度うすを生じることがある。

【００６５】放電を用いる方法においては、印加する帯
電バイアスは、帯電均一性の点から、直流成分に交流成
分を重畳した電圧であることが好ましい。直流成分のみ
の場合、放電開始電圧に得ようとする感光体の表面電位
を加えた電圧の絶対値より大きい電圧が必要である。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倍以上が好ましい。磁気ブラシと感光体表面にお
いて十分なならし効果を得るためである。印加する交流
成分の波形は、サイン波、矩形波及び鋸波などが使用で
きる。この場合、直流成分は、得ようとする感光体の表
面電位と同等の電圧でよい。

【００６６】また、帯電器内に余分の帯電用磁性粒子を
保持し、循環させてもよい。

【００６７】本発明においては、電子写真感光体として
支持体より最も離れた層、即ち、表面層として電荷注入
層を設けることにより、放電させることなく印加電圧の
直流成分の絶対値の８０％以上、更には９０％以上の帯
電電位を得ることができる。従って、パッシェンの法則
により解釈される接触帯電方法に較べて、印加電圧を低
く抑えることができ、また、更なるオゾンレスを実現す
ることができる。

【００６８】電荷注入層は、十分な帯電性と画像流れを
おこさない条件を満足するために、体積抵抗値が１×１
０⁸Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲であることが好ま
しい。より好ましくは、画像流れなどの点から１×１０
¹⁰Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍ、更に環境変動なども考慮
すると１×１０¹²Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍであること
が好ましい。１×１０⁸Ωｃｍより小さい体積抵抗値で
は静電潜像を保持できにくく、特に高温高湿環境下にお
いて画像流れを発生し易い。１×１０¹⁵Ωｃｍより大き
い体積抵抗値であると帯電部材からの電荷を十分注入す
ることができず、帯電不良を生じる傾向にある。

【００６９】電荷注入層としては、絶縁性の結着樹脂に
光透過性でかつ導電性の粒子を適量分散させて中抵抗と
した材料で構成することが可能であり、上記抵抗を有す
る無機層を形成することも有効な手段である。このよう
な機能層を表面に設けることによって、帯電部材より注
入された電荷を保持する役割をはたし、更に、露光時に
はこの電荷を感光体支持体に逃がす役割をはたし残留電
位を低減させる。

【００７０】ここで、感光体の表面層の体積抵抗値は、
表面に金を蒸着させたポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）上に表面層と同様の層（厚さは３μｍ）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４１４０ＢｐＡＭＡＴＥＲ）にて温度２３℃、相
対湿度６５％の環境で１００Ｖの電圧を印加して測定し
た。

【００７１】導電性粒子の粒径は、透光性の観点から
０．３μｍ以下が好ましく、最適には、０．１μｍ以下
である。また、使用量は、結着樹脂１００質量部に対し
て２〜２５０質量部、更には２〜１９０重量部であるこ
とが好ましい。２質量部よりも少ないと好ましい体積抵
抗値が得られにくく、２５０質量部を超えると膜強度が
低下する傾向があり、電荷注入層が削れ易くなる傾向に
ある。電荷注入層の膜厚は、好ましくは０．１〜１０μ
ｍ、最適には、１〜７μｍである。

【００７２】また、好ましくは、前記電荷注入層に滑材
粒子が含有される。効果としては、帯電時に感光体と帯
電部材の摩擦が低減されることに起因して、帯電に関与
するニップが拡大され帯電特性が向上することが挙げら
れる。また、感光体表面の離型性が向上するため、磁性
粒子が付着しにくくなる。特に滑材粒子としては、臨界
表面張力の低い、フッ素樹脂、シリコーン樹脂または、
ポリオレフィン樹脂を用いるのが好ましい。特に好まし
くは、４フッ化ポリエチレン樹脂が用いられる。滑材粒
子の添加量は、好ましくは結着樹脂１００質量部に対し
て２〜５０質量部、より好ましくは、５〜４０質量部で
ある。２質量部より少ないと、滑材粒子の量が十分でな
いため、感光体帯電性の向上効果が十分でなくクリーナ
レス装置という観点からは、転写残トナーが増える傾向
にある。また、５０質量部を超えると、画像の分解能、
感光体の感度が低下する傾向にある。

【００７３】また、表面層に無機層を被覆する際は、そ
の下層の光導電層は、アモルファスシリコンであること
が好ましく、グロー放電などによってシリンダー上に阻
止層、光導電層及び電荷注入層を順次形成することが好
ましい。

【００７４】感光層としては、従来公知のいずれのもの
も使用できる。例えば、有機材料であれば、フタロシア
ニン顔料やアゾ顔料などがあげられる。

【００７５】更に、電荷注入層と感光層の間に中間層を
設けることもできる。中間層は、電荷注入層と感光層の
接着性を高め、あるいは電荷のバリアー層として機能さ
せることを目的とする。中間層としては、例えば、エポ
キシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリス
チレン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂など市販の
樹脂材料が使用可能である。

【００７６】また、導電性支持体としては、アルミニウ
ム、ニッケル、ステンレス及びスチールなどの金属や合
金、導電性膜を有するプラスチックあるいは硝子、導電
化した紙等を用いることができる。

【００７７】本発明における露光手段としては、レーザ
ーやＬＥＤなど公知の手段を用いることができる。

【００７８】現像手段としては、特に選ばないが、本発
明はクリーニング手段を有しない電子写真装置であるの
で、反転現像が好ましく、また、現像剤と感光体が接触
するような構成が好ましい。例えば、接触２成分現像
法、接触１成分法などが好適な現像方法として挙げられ
る。現像剤と転写残りトナーが感光体上にて接触してい
る場合、静電気的力に、摺擦力が加わり、効果的に転写
残りのトナーを現像手段にて回収できる傾向にあるから
である。現像に印加されるバイアスについては、その直
流成分は、黒字部（反転現像の場合露光部分）と白地部
の電位の間にすることが好ましい。

【００７９】転写手段としては、コロナ、ローラー及び
ベルトなど公知の方法が用いられる。

【００８０】本発明においては、電子写真感光体と帯電
部材、必要に応じて現像手段を一体に支持しカートリッ
ジ化し、電子写真装置本体に着脱自在のプロセスカート
リッジにすることができる。図１中の２０である。本発
明においては、現像手段を電子写真感光体と帯電部材を
有するカートリッジとは別体のカートリッジとすること
ができる。

【００８１】本発明においては、転写残りトナーを一時
的に回収した帯電器から、感光体表面を利用して、現像
部分に搬送し回収再利用するために、感光体の帯電バイ
アスを変更する必要はない。ジャムが生じた場合、ある
いは画像比率の高い画像を連続して得る場合は、トナー
帯電器に混入する転写残りトナーが非常に多くなること
がある。この場合は、電子写真装置の動作中、感光体上
に画像を形成しない時を利用して、帯電器から現像器へ
とトナーを移動させてもよい。この画像非形成時とは、
前回転時、後回転時、転写材間などである。その場合、
トナーが帯電器より感光体に移り易いような帯電バイア
スに変更することも好ましく用いられる。帯電器から放
出し易くする方法としては、交流成分のピーク間電圧を
小さめにする、あるいは直流成分のみとする、更にはピ
ーク間電圧は変えずに、波形を変更して交流実効値を下
げるなどが挙げられる。

【００８２】本発明に用いられるトナーとしては、特に
制限はないが、トナー飛散の観点からその転写効率にお
いて好ましい形態が存在する。つまり、磁気ブラシに突
入する転写残りのトナーが少なければ、飛散する可能性
のあるトナーの絶対量が少ないため本発明の電子写真装
置との組み合わせ効果が大きい。トナーのその形状係数
において、ＳＦ−１が１００〜１６０、ＳＦ−２が１０
０〜１４０の範囲のものは、転写性がいい傾向にある。
特に好ましくは、ＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２
が１００〜１４０である。特に重合法により形成され、
形状係数が上記範囲にあるものが特に転写効率がよく好
ましい。

【００８３】ＳＦ−１、ＳＦ−２は、以下のように計測
される。

【００８４】例えば、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（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を
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）に導入し解析を行い、下式よ
り得られた値とする。

【００８５】

【外２】式中、ＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長、ＰＥＲＩＭＥは
粒子の周囲長、ＡＲＥＡは粒子の投影面を示す。ＳＦ−
１は、粒子の丸さの度合いを示し、ＳＦ−２は、粒子の
凹凸の度合いを示し、両者が１００に近ければ近い程真
球に近いことを示す。

【００８６】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。な
お、「部」は「質量部」を示す。

【００８７】まず、実施例及び比較例本発明に使用され
る部材の構成、材質及び製造方法などを例示する。

【００８８】（帯電用磁性粒子製造例１）平均粒径２７
μｍ、体積抵抗値５×１０⁷ Ωｃｍ、８×１０⁴ Ａ／ｍ
（１ＫＯｅ）での磁化（以下、σ₁₀₀₀とする）が５５Ａ
ｍ² ／ｋｇ（５５ｅｍｕ／ｇ）であり、１．２×１０⁵
Ａ／ｍ（３ＫＯｅ）での磁化（以下、飽和磁化とする）
が６２Ａｍ²／ｋｇ（６２ｅｍｕ／ｇ）であり、保磁力
はほぼ０である銅亜鉛フェライト粒子１００部と、中心
元素としてチタン、加水分解基としてイソプロポキシ
基、疎水基としてイソステアロイル基を有するカップリ
ング剤であるイソプロポキシトリイソステアロイルチタ
ネート（明細書中化合物（１））０．１部を溶解したヘ
キサン５０部を、ナス型フラスコに投入し、ロータリー
エバポレーターによりヘキサンを減圧溜去し、得られた
磁性粉末を、１２０℃に保たれたオーブンにて３０分間
乾燥し、帯電用磁性粒子を得た。

【００８９】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．１質量％で
あった。

【００９０】（帯電用磁性粒子製造例２）イソプロポキ
シトリイソステアロイルチタネート０．０５部を用いた
以外は帯電用磁性粒子製造例１と同様にして帯電用磁性
粒子を得た。

【００９１】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【００９２】（帯電用磁性粒子製造例３）イソプロポキ
シトリイソステアロイルチタネート０．０１部を用いた
以外は帯電部材用磁性粒子製造例１と同様にして帯電用
磁性粒子を得た。

【００９３】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．００１質量
％であった。

【００９４】（帯電用磁性粒子製造例４）イソプロポキ
シトリイソステアロイルチタネート０．００５部を用い
た以外は帯電部材用磁性粒子製造例１と同様にして帯電
用磁性粒子を得た。

【００９５】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．００５質量
％であった。

【００９６】（帯電用磁性粒子製造例５）カップリング
剤として、中心元素がチタン、加水分解基がイソプロポ
キシ基、疎水基がジオクチルホスファイト基であるジイ
ソプロポキシービス（ジオクチルホスファイト）チタネ
ート（本明細書中化合物（５））０．０５部を用いた以
外は帯電用磁性粒子製造例１と同様にして帯電用磁性粒
子を得た。

【００９７】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【００９８】（帯電用磁性粒子製造例６）カップリング
剤として、中心元素がチタン、加水分解基がイソプロポ
キシ基、疎水基がドデシルベンゼンスルホニル基である
イソプロポキシトリドデシルベンゼンスルホニルチタネ
ート（本明細書中化合物（２））０．０５部を用いた以
外は帯電用磁性粒子製造例１と同様にして帯電用磁性粒
子を得た。

【００９９】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【０１００】（帯電用磁性粒子製造例７）カップリング
剤として、本明細書中化合物（３）のアルミニウムカッ
プリング剤０．０５部を用いた以外は帯電用磁性粒子製
造例１と同様にして帯電用磁性粒子を得た。

【０１０１】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【０１０２】（帯電用磁性粒子製造例８）平均粒径６５
μｍ、体積抵抗値４×１０⁷ Ωｃｍ、σ₁₀₀₀が５３Ａｍ
² ／ｋｇ（５３ｅｍｕ／ｇ）であり、飽和磁化が６１Ａ
ｍ²／ｋｇであり、保磁力がほぼ０である銅亜鉛フェラ
イト粒子１００質量部を用いた以外は帯電用磁性粒子製
造例２と同様にして帯電用磁性粒子を得た。

【０１０３】この粒子の平均粒径は６５μｍで、体積抵
抗値は４×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【０１０４】（帯電用磁性粒子製造例９）カップリング
剤として、ジイソプロポキシービス（ジオクチルホスフ
ァイト）チタネート（本明細書中化合物（５））０．０
５部を用いた以外は帯電用磁性粒子製造例８と同様にし
て帯電用磁性粒子を得た。

【０１０５】この粒子の平均粒径は６５μｍで、体積抵
抗値は４×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【０１０６】（帯電用磁性粒子製造例１０）カップリン
グ剤として、イソプロポキシトリドデシルベンゼンスル
ホニルチタネート（本明細書中化合物（２））０．０５
部を用いた以外は帯電用磁性粒子製造例８と同様にして
帯電用磁性粒子を得た。

【０１０７】この粒子の平均粒径は６５μｍで、体積抵
抗値は４×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【０１０８】（帯電用磁性粒子製造例１１）カップリン
グ剤として、本明細書中化合物（３）のアルミニウムカ
ップリング剤０．０５部を用いた以外は帯電用磁性粒子
製造例８と同様にして帯電用磁性粒子を得た。

【０１０９】この粒子の平均粒径は６５μｍで、体積抵
抗値は４×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【０１１０】（帯電部材用磁性粒子製造例１２）カップ
リング剤として、中心元素がチタン、加水分解基がイソ
プロポキシ基、疎水基がＮ−アミノエチルーアミノエト
キシ基であるチタンカップリング剤０．０５部を用いた
以外は帯電用磁性粒子製造例１と同様にして帯電用磁性
粒子を得た。

【０１１１】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【０１１２】カップリング剤の構造式は以下の通りであ
る。

【０１１３】

【外３】

【０１１４】（帯電用磁性粒子製造例１３）カップリン
グ剤として、中心元素が珪素、加水分解基がメトキシ
基、疎水基がグリシリドキシプロピル基であるγ−グリ
シリドキシプロピルトリメトキシシラン０．０５部を用
いた以外は帯電用磁性粒子製造例１と同様にして帯電用
磁性粒子を得た。

【０１１５】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は、０．０５質量
％であった。

【０１１６】カップリング剤の構造式は以下の通りであ
る。

【０１１７】

【外４】

【０１１８】（帯電用磁性粒子製造例１４）カップリン
グ剤として、中心元素が珪素、加水分解基がメトキシ
基、疎水基がメタクリロキシプロピル基であるγ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン０．０５部を用
いた以外は帯電用磁性粒子製造例１と同様にして帯電用
磁性粒子を得た。

【０１１９】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【０１２０】カップリング剤の構造式は以下の通りであ
る。

【０１２１】

【外５】

【０１２２】（帯電用磁性粒子製造例１５）カップリン
グ剤として、中心元素が珪素、加水分解基がメトキシ
基、疎水基がＮ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピ
ル基であるＮ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン０．０５部を用いた以外は帯電用磁
性粒子製造例１と同様にして帯電用磁性粒子を得た。

【０１２３】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は、０．０５質量
％であった。

【０１２４】カップリング剤の構造式は以下の通りであ
る。

【０１２５】ＮＨ₂―Ｃ₂Ｈ₄―ＮＨ―Ｃ₃Ｈ₆―Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ₃）₃

【０１２６】（帯電用磁性粒子製造例１６）帯電用磁性
粒子製造例８で用いた銅亜鉛フェライト粒子をカップリ
ング剤で処理せずに、そののまま帯電用磁性粒子とし
た。

【０１２７】加熱減量は０質量％であった。

【０１２８】（帯電用磁性粒子製造例１７）メチル系シ
リコーン樹脂を溶剤にて溶解希釈した。この溶液に、樹
脂固形分１部に対し、平均粒径６５μｍ、体積抵抗値４
×１０⁷ Ωｃｍ、σ₁₀₀₀が５３Ａｍ² ／ｋｇ（５３ｅｍ
ｕ／ｇ）であり、飽和磁化が６１Ａｍ²／ｋｇであり、
保磁力がほぼ０である銅亜鉛フェライト粒子１００質量
部を浸漬し、その後、溶剤を蒸発させ、樹脂被覆磁性粒
子を得た。これを更に、１８０℃に保ったオーブンにて
１時間加熱硬化を行った。

【０１２９】この粒子の平均粒径は６６μｍで、体積抵
抗値は１×１０⁸Ωｃｍで、加熱減量は１質量％であっ
た。

【０１３０】（帯電用磁性粒子製造例１８）メチル系シ
リコーン樹脂に代えて、アクリル変性シリコーン樹脂を
用いた以外は帯電用磁性粒子製造例１７と同様にして帯
電用磁性粒子を得た。

【０１３１】この粒子の平均粒径は６６μｍで、体積抵
抗値は１×１０⁸Ωｃｍで、加熱減量は１質量％であっ
た。

【０１３２】（帯電用磁性粒子製造例１９）メチル系シ
リコーン樹脂に代えて、スチレン−アクリル樹脂を用い
た以外は帯電用磁性粒子製造例１７と同様にして帯電用
磁性粒子を得た。

【０１３３】この粒子の平均粒径は６６μｍで、体積抵
抗値は９×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は１質量％であっ
た。

【０１３４】（帯電用磁性粒子製造例２０）カップリン
グ剤として、中心元素が珪素、加水分解基がエトキシ
基、疎水基がｎ−ヘキシル基であるｎ−ヘキシルトリエ
トキシシラン（本明細書中化合物（１０））０．０５部
を用いた以外は帯電用磁性粒子製造例１と同様にして帯
電用磁性粒子を得た。

【０１３５】この粒子の平均粒径は２７μｍで、体積抵
抗値は５×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【０１３６】（帯電用磁性粒子製造例２１）カップリン
グ剤として、中心元素が珪素、加水分解基がエトキシ
基、疎水基がｎ−ペンチル基であるｎ−ペンチルトリエ
トキシシラン０．０５部を用いた以外は帯電用磁性粒子
製造例８と同様にして帯電用磁性粒子を得た。

【０１３７】この粒子の平均粒径は６５μｍで、体積抵
抗値は４×１０⁷Ωｃｍで、加熱減量は０．０５質量％
であった。

【０１３８】（感光体製造例１）φ３０ｍｍのアルミニ
ウムシリンダー上に下記の４層を設ける。

【０１３９】第１層は導電層であり、アルミニウムシリ
ンダーの欠陥などをならすため、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。

【０１４０】第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ
ニウムシリンダー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、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって
１０⁶ Ωｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵
抗層である。

【０１４１】第３層は電荷発生層であり、オキシチタニ
ウムフタロシアニン系の顔料を樹脂に分散した厚さ約
０．３μｍの層であり、露光を受けることによって正負
の電荷対を発生する。

【０１４２】第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラゾンを分散した厚さ２０μｍ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。

【０１４３】感光体の表面層の体積抵抗値は、３×１０
¹⁵Ωｃｍであった。

【０１４４】（感光体製造例２）φ３０ｍｍのアルミニ
ウムシリンダー上に下記の５層を設ける。

【０１４５】第１層、第２層、第３層及び第４層は、感
光体製造例１と同様に作成し、第５層に電荷注入層を形
成する。

【０１４６】該電荷注入層は、光硬化性のアクリル樹脂
にＳｎＯ₂ 超微粒子を分散した厚さ３μｍの層である。
具体的には、アンチモンをドーピングして低抵抗化した
粒径約０．０３μｍのＳｎＯ₂ 粒子を樹脂１００部に対
して１７０部、更に、粒径約０．２５μｍの４フッ化エ
チレン樹脂粒子を２０部、分散剤を１．２部分散したも
のである。

【０１４７】感光体の表面層の体積抵抗値は、４×１０
¹²Ωｃｍであった。

【０１４８】（トナー製造例１）・スチレンアクリル樹脂１００部・含金属アゾ染料２部・低分子量ポリプロピレン３部・カーボンブラック４部

【０１４９】上記材料を乾式混合した後に、１４０℃に
設定した２軸混練押出機にて混練した。得られた混練物
を冷却し、気流式粉砕機により微粉砕した後に風力分級
して粒度分布の調整されたトナー組成物を得た。このト
ナー組成物に、疎水化処理された酸化チタン（重量平均
粒径０．０５μｍ、疎水化度７０％）１．５質量％を外
添して、重量平均粒径６．５μｍのトナーを作成した。

【０１５０】（トナー製造例２）スチレン８８部、ｎ−
ブチルアクリレート１２部、低分子量ポリプロピレン３
部、カーボンブラック５部、含金属アゾ染料１部、アゾ
系開始剤３部を分散混合し、上記溶液を燐酸カルシウム
４部を分散した純水５００部に加えホモミキサーにより
分散し、７０℃で、８時間重合し得られた重合体をろ過
し、洗浄を行った後に、乾燥分級し、トナー組成物を得
た。

【０１５１】上記トナー組成物に、疎水化処理された酸
化チタン（重量平均粒径０．０５μｍ、疎水化度６０
％）１．５質量％を外添し、重量平均径６．８μｍのト
ナーを作成した。

【０１５２】形状係数は、ＳＦ−は１２０、ＳＦ−は１
１５であった。

【０１５３】（現像キャリア製造例１）平均粒径６０μ
ｍのニッケル亜鉛フェライト１００部に対してシリコー
ン樹脂固形分が３部になるように調整したシリコーンワ
ニスを流動層中で塗布し、乾燥した。

【０１５４】体積抵抗値は１×１０¹⁰Ωｃｍであり、飽
和磁化が４９Ａｍ²／ｋｇであり、保磁力はほとんど０
であった。

【０１５５】（現像キャリア製造例２）アクリル変性シ
リコーン樹脂を用いる以外は現像キャリア製造例１と同
様にして現像キャリアを作成した。

【０１５６】体積抵抗値は２×１０¹⁰Ωｃｍであり、飽
和磁化が４９Ａｍ²／ｋｇであり、保磁力はほとんど０
であった。

【０１５７】実施例１〜１２感光体として感光体製造例２の感光体、帯電用磁性粒子
として帯電用磁性粒子製造例１〜１１及び２０の磁性粒
子を用い、８時間連続運転前後の摩擦帯電量を測定し
た。

【０１５８】用いた電子写真装置及び評価方法は以下の
通りである。

【０１５９】（電子写真装置）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（キヤノン製：ＧＰ
５５）を用意した。該装置の概略は、感光体の帯電手段
としてコロナ帯電器を備え、現像手段として１成分ジャ
ンピング現像方法を採用した１成分現像器を備え、転写
手段としてコロナ帯電器、ブレードクリーニング手段、
帯電前露光手段を備える。また、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（プロセスカートリ
ッジ）となっている。プロセススピードは１５０ｍｍ／
ｓである。このデジタル複写機を以下のように改造し
た。

【０１６０】現像部分を１成分ジャンピング現像から、
２成分現像剤を使用可能に改造を施した。更に、帯電部
分にマグネットローラーを内包した１６φ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。帯電用
の導電性スリーブと感光体とのギャップは、０．５ｍｍ
と設定した。また、現像バイアスは−５００Ｖの直流成
分にピーク間電圧１０００Ｖ、周波数３ＫＨｚの矩形波
の交流成分を重畳する。更にコロナ帯電器を用いた転写
手段をローラー転写方式に変更し、帯電前露光手段を取
り除いた。

【０１６１】更にクリーニングブレードを取り去り、ク
リーナレス複写装置とした。

【０１６２】図４に概略図を示す。図中４０１は画像定
着器、４０２は帯電器、４０３は帯電用磁性粒子、４０
４は磁石を内包する導電性スリーブ、４０５は感光体、
４０６は露光光、４０７は現像スリーブ、４０８は現像
器、４０９、４１０は撹拌スクリュー、４１１は現像
剤、４１２は紙搬送ガイド、４１３は転写紙、４１４は
転写ローラー、４１５は紙搬送ベルトである。また、ト
ナー飛散評価用マイラーテープは、４１６、マイラー支
持台は４１７である。

【０１６３】（評価方法）評価は以下に挙げる項目と方
法によった。

【０１６４】帯電用磁性粒子の摩擦帯電特性及びその耐
久性については、まず、トナー製造例１において作成し
たトナーと帯電用磁性粒子の摩擦帯電量を前述の方法で
測定し、初期摩擦帯電量とする。次いで、該磁性粒子の
コーティング密度が１８０ｍｇ／ｃｍ²となるように帯
電器に装着し、感光体を装着する。この状態で、該帯電
器を２２５ｍｍ／ｓの周速で、１５０ｍｍ／ｓの周速で
回転する感光体と対向に回転させる。８時間連続運転し
その後、帯電器より磁性粒子を回収し、前記と同様に摩
擦帯電量を測定する。

【０１６５】これにより、磁性粒子同士の摺擦、感光体
との摺擦による摩擦帯電性という観点での表面劣化を評
価することが可能である。

【０１６６】結果を表１に示す。

【０１６７】比較例１〜比較例９感光体として感光体製造例２の感光体、帯電用磁性粒子
として帯電用磁性粒子製造例１２〜１９及び２１の磁性
粒子を用いる以外は実施例１と同様にして摩擦帯電量を
評価した。

【０１６８】結果を表１に示す。

【０１６９】

【表１】

【０１７０】実施例１３実施例１で用いた電子写真装置、感光体製造例２の感光
体、現像キャリア製造例１の現像キャリア１００部とト
ナー製造例１のトナー６部を混合した現像剤及び帯電用
磁性粒子製造例２の磁性粒子を用い、トナー飛散量を評
価した。

【０１７１】なお、排気ファンを停止した。

【０１７２】帯電方法は、注入帯電方法を用いる。

【０１７３】注入帯電方法の特徴として、印加直流電圧
−７００Ｖに対し、−６８０Ｖを得る。図５に印加する
交流電圧のピーク間電圧（矩形波、周波数１ｋＨｚ）と
感光体帯電電位の関係を示す。図のように交流を印加し
ても電位の変動は見られない。

【０１７４】飛散するトナーの多寡を評価するために、
図４に示されるように粘着剤を塗布したマイラーテープ
４１６の粘着面を帯電磁気ブラシ方向に向くように設置
した。磁気ブラシまたは感光体より飛散したトナーは、
粘着面に付着する。粘着面に付着したトナー量は、テー
プを白紙上に貼付けたときの反射濃度を測定することで
定量化する。反射濃度はマクベス濃度計により測定し、
飛散したトナーを捕捉したテープの濃度とブランクテー
プの濃度差を飛散量とする。

【０１７５】画像形成は、印字率６％の原稿にてＡ４横
送りで５００枚通紙を連続して行う。この際、帯電部材
に印加するバイアスは、−７００Ｖの直流成分に６００
Ｖのピーク間電圧で、周波数１ｋＨｚの矩形波の交流成
分を重畳したものである。更に、非画像形成時について
は、連続通紙時、最初の一枚目の画像が形成され得る以
前の帯電時（前回転時）及び画像形成間（紙間）及び５
００枚目の画像形成終了後の感光体帯電時（後回転）に
ついては、−７００Ｖの直流成分のみの印加を行い、帯
電磁気ブラシ中に存在するトナーを感光体上に移動させ
る。

【０１７６】一次帯電時と異なる帯電バイアスを印加す
るタイミングとして、本実施例では、前回転時、後回転
時、紙間を選択したが、これに限らず、画像形成せず
に、感光体が移動するタイミングを見図ればよい。

【０１７７】この際、図１に示すように、転写残りのト
ナーは、磁気ブラシに回収され、その摩擦帯電極性を感
光体帯電極性と同じにし、感光体上を経て現像手段によ
り現像または回収される。

【０１７８】また、前記前回転、紙間、後回転時には、
磁気ブラシ中に滞留するトナーを感光体上に掃き出し、
感光体上を経て、現像器で回収する。

【０１７９】このサイクルを繰り返し、合計４０サイク
ル２００００枚の耐久試験を実施し、テープ上に付着し
たトナー濃度を測定した。

【０１８０】結果を表２に示す。

【０１８１】実施例１４現像キャリア製造例２の現像キャリア１００部とトナー
製造例２のトナー６部を混合した現像剤を用いたこと以
外は実施例１３と同様にしてトナー飛散量を評価した。

【０１８２】結果を表２に示す。

【０１８３】実施例１５帯電用磁性粒子製造例５の磁性粒子を用いたこと以外は
実施例１４と同様にしてトナー飛散量を評価した。

【０１８４】結果を表２に示す。

【０１８５】実施例１６帯電用磁性粒子製造例６の磁性粒子を用いたこと以外は
実施例１４と同様にしてトナー飛散量を評価した。

【０１８６】結果を表２に示す。

【０１８７】実施例１７帯電用磁性粒子製造例７の磁性粒子を用いたこと以外は
実施例１４と同様にしてトナー飛散量を評価した。

【０１８８】結果を表２に示す。

【０１８９】実施例１８帯電用磁性粒子製造例２０の磁性粒子を用いたこと以外
は実施例１４と同様にしてトナー飛散量を評価した。

【０１９０】結果を表２に示す。

【０１９１】実施例１９前回転、後回転、紙間において印加する帯電バイアスを
画像形成時と同じにした以外は実施例１３と同様にして
トナー飛散量を評価した。

【０１９２】結果を表２に示す。

【０１９３】実施例２０感光体製造例１の感光体及び帯電用磁性粒子製造例８の
磁性粒子を用いた以外は実施例１３と同様にしてトナー
飛散量を評価した。

【０１９４】但し、本実施例においては、帯電方法は、
放電を用いる方法を用いる。

【０１９５】図６に印加する交流電圧のピーク間電圧
（矩形波、周波数１ｋＨｚ）と感光体帯電電位の関係を
示す（直流成分は−７００Ｖ）。図のように、放電帯電
方法の特徴として、ピーク間電圧の２分の１が、放電開
始点を上回る点以降において安定した帯電電位が得られ
る。

【０１９６】帯電部材に印加するバイアスは、−７００
Ｖの直流成分に１６００Ｖのピーク間電圧で、周波数１
ｋＨｚの矩形波の交流成分を重畳した。

【０１９７】このサイクルを繰り返し、合計３０サイク
ル繰り返したところ、感光体削れによるかぶりを生じた
ので、１５０００枚で耐久試験を止め、テープ上に付着
したトナー濃度を測定した。

【０１９８】結果を表２に示す。

【０１９９】実施例２１帯電用磁性粒子製造例１１の磁性粒子を用いたこと以外
は実施例２０と同様にしてトナー飛散量を評価した。合
計３０サイクル繰り返したところ、感光体削れによるか
ぶりを生じたので、１５０００枚にて、テープ上に付着
したトナー濃度を測定した。

【０２００】結果を表２に示す。

【０２０１】比較例１０帯電用磁性粒子製造例１８の磁性粒子を用いたこと以外
は実施例１９と同様にして評価した。５０００枚時点に
おいて劣化がひどくなったため、耐久試験を止め、この
時点でのテープ濃度を測定した。

【０２０２】結果を表２に示す。

【０２０３】比較例１１帯電用磁性粒子製造例１９の磁性粒子を用いたこと以外
は実施例１９と同様にして評価した。５０００枚時点に
おいて劣化がひどくなったため、耐久試験を止め、この
時点でのテープ濃度を測定した。

【０２０４】結果を表２に示す。

【０２０５】比較例１２帯電用磁性粒子製造例２１の磁性粒子を用いたこと以外
は実施例１９と同様にして評価した。１００００枚時点
において劣化がひどくなったため、耐久試験を止め、こ
の時点でのテープ濃度を測定した。

【０２０６】結果を表２に示す。

【０２０７】

【表２】

【０２０８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、長期の使
用にわたり飛散のない耐久性の高い装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真装置の概略構成を示す図であ
る。

【図２】磁性粒子の体積抵抗値を測定する装置の概略構
成を示す断面図である。

【図３】トナーの摩擦帯電量を測定する装置の概略構成
を示す図である。

【図４】本実施例で用いた電子写真装置の概略構成を示
す図である。

【図５】注入帯電法を用いたときの印加する交流電圧の
ピーク間電圧と感光体の表面電位の関係を示すグラフで
ある。

【図６】放電による帯電法を用いたときの印加する交流
電圧のピーク間電位と感光体の表面電位の関係を示すグ
ラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献特開平８−278673（ＪＰ，Ａ) 特開平７−72667（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真感光体の周囲に、磁性粒子から
なり、該電子写真感光体に接触配置された帯電部材を有
する帯電手段、露光手段、現像手段及び転写手段をこの
順に有し、該現像手段が転写後の電子写真感光体上に残
留するトナーを実質的に回収する電子写真装置におい
て、該磁性粒子の表面に、６以上の炭素数を有する直鎖状の
アルキル基を有するカップリング剤を有することを特徴
とする電子写真装置。
【請求項２】転写手段と帯電手段の間、及び帯電手段
と現像手段の間に、転写後の電子写真感光体上に残留す
るトナーを回収し、貯蔵するクリーニング手段を有さな
い請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項３】アルキル基が８以上の炭素数を有する請
求項１または２に記載の電子写真装置。
【請求項４】アルキル基が１２以上の炭素数を有する
請求項３に記載の電子写真装置。
【請求項５】アルキル基が３０以下の炭素数を有する
請求項１乃至４のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項６】カップリング剤の存在量が磁性粒子全質
量に対し０．０００１質量％以上０．５質量％以下であ
る請求項１乃至５のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項７】存在量が０．００１質量％以上０．２質
量％以下である請求項６に記載の電子写真装置。
【請求項８】磁性粒子の加熱減量が０．５質量％以下
である請求項１乃至７のいずれかに記載の電子写真装
置。
【請求項９】加熱減量が０．２質量％以下である請求
項８に記載の電子写真装置。
【請求項１０】カップリング剤の中心元素がチタン、
アルミニウム及びケイ素から選択される請求項１乃至９
のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項１１】磁性粒子の体積抵抗値が１×１０^４Ω
ｃｍ以上１×１０^９Ωｃｍ以下である請求項１乃至１０
のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項１２】磁性粒子の平均粒径が５μｍ以上１０
０μｍ以下である請求項１乃至１１のいずれかに記載の
電子写真装置。
【請求項１３】平均粒径が５０μｍ以下である請求項
１２に記載の電子写真装置。
【請求項１４】平均粒径が３５μｍ以下である請求項
１３に記載の電子写真装置。
【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１乃至１４のいずれかに記載の電子写真装
置。
【請求項１６】電荷注入層の体積抵抗値が１０^８Ωｃ
ｍ以上１０^１５Ωｃｍ以下である請求項１５に記載の電
子写真装置。
【請求項１７】現像手段がトナーを有し、該トナーの
ＳＦ−１が１００以上１６０以下であり、ＳＦ−２が１
００以上１４０以下である請求項１乃至１６のいずれか
に記載の電子写真装置。
【請求項１８】ＳＦ−１が１００以上１４０以下であ
り、ＳＦ−２が１００以上１４０以下である請求項１７
に記載の電子写真装置。
【請求項１９】現像手段が反転現像手段である請求項
１乃至１８のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項２０】現像手段が二成分現像手段である請求
項１乃至１９のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項２１】請求項１〜２０の何れかに記載の電子
写真装置を用いて画像を形成する工程を有することを特
徴とする画像形成方法。
【請求項２２】電子写真感光体、及び該電子写真感光
体の周囲に順に配置されている帯電手段、露光手段、現
像手段及び転写手段を具備し、該現像手段は、転写後に
該電子写真感光体上に残留するトナーを実質的に回収す
る手段である電子写真装置に対して着脱自在であるプロ
セスカートリッジであって、該プロセスカートリッジは、該電子写真感光体と該帯電
手段とを一体に支持し、該帯電手段は、磁性粒子からなり、該電子写真感光体に
接触している帯電部材を有し、該磁性粒子は、炭素数６以上の直鎖状のアルキル基を有
するカップリング剤を表面に有していることを特徴とす
るプロセスカートリッジ。