JP4189172B2 - 現像方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トナー、トナー担持体、トナー供給部材、トナー層厚規制部材よりなる現像方式に関する。更に詳しくは、トナー担持体、トナー母粒子、外添剤の帯電列の関係に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法としては、米国特許第２２９７６９１に示されているカールソンプロセスを基本として、これまでに多数の方法が提案されている。一般には光導電性物質を用いた感光体上に静電気的潜像を形成し、次に該潜像に‘トナー’と呼ばれる微粉末を選択的に付着させ、現像を行い、該潜像を顕像化する。この顕像化したトナーを必要に応じて紙などの転写材に転写した後、熱及び圧力、または溶剤蒸気などにより定着し画像形成物を得るものである。
【０００３】
感光体上の静電気的潜像をトナーにより、可視像化する現像方法としては乾式現像方式、液体現像方式に大別でき、さらに乾式現像方式としてはキャリアを使用する二成分現像方式として磁気ブラシ現像法、カスケード現像法などが知られている。また、一成分現像方式としては、ジャンピング現像法、ＦＥＥＤ現像法、磁気ブラシ現像法などが知られている。また、上記静電潜像を可視像化するトナーとしては、マイナストナーまたはプラストナーが使用され、現像方式としては正転現像、反転現像方式が用いられている。
【０００４】
特に、トナー担持体上にトナーを規制部材により薄層形成し、潜像担持体にトナーを搬送し、潜像を可視像化する現像方法としては、特公昭５２−３６４１４号、特開昭５７−１１４１６３号、特開昭５４−４３０２７号、特開昭５５−１８６５６号等に種々の方法が開示されている。
【０００５】
これら上記現像方法は２成分現像方式のようなキャリア粒子を使用しない為、トナー担持体、層厚規制部材、供給部材によりトナーに効率的に電荷を付与しなければならない。この問題を解決するために、これまでに種々の提案がなされている。例えば、特公昭５１−３６０７０号では摩擦帯電列に関してトナーから隔たったドクターブレードを用いる。特公平４−６９５３では非磁性スリーブの材質をトナーの摩擦帯電列よりも遠くに離れているものを用いる。特開昭６０−４５２７２では現像剤との摩擦帯電列を考慮した帯電部材を担持体表面と層形成部材に塗布する。特開昭６１−２３９２７２では流動化補助剤として、層厚規制部材の帯電系列上、摩擦帯電が行わない程度に近接したものを用いる等の提案がなされている。
【０００６】
また、トナーの外添剤に関しては、トナーに流動性を与え、高画質の画像を形成するために、シリカを用いる事が広く行われている。しかし、この外添剤に関しても、種々の改良提案が出されている。例えば、特公昭５４−１６２１９号、特開昭５５−１５９４５０号、特開昭６１−２７７９６４号等に、ジメチルジクロルシラン、ヘキサメチルジシラン、シリコーンオイルでシリカを疎水化処理したマイナス帯電性トナーが開示されている。また、特開昭５５−７９４５４にフッ化カーボン基を有する有機酸で表面処理し、摩擦帯電列を変化させてフィルミングを防止した現像剤が開示されている。また、特公昭６３−６２７４０号、特開平４−１４５４４８号に外添剤の付着状態を規定したトナーが開示されている。しかし、従来はトナー担持体とトナーの帯電列の関係、外添剤の表面処理等だけであり、上記方法だけでは非画像部へのトナー付着、つまり地カブリを減少させる事が困難であるという問題点がある。更に経時変化、及び環境変化にも弱く、安定して地カブリのない高画質な画像を提供する事が困難であるという問題点を有している。しかし、この様な問題点については、原因が未だ解明されてはいない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点を解決する為に、鋭意研究を行った結果、カブリと帯電列の間に大きな相関がある事を見い出したものである。
【０００８】
そして、その目的とするところは、非画像部へのトナー付着、つまり地カブリを生じない現像方法を提供する事である。また、別の目的は長期連続使用においても地カブリ等の画像劣化が生じない、耐久性に優れた現像方法を提供する事である。更に、別の目的は、高温高湿、低温低湿環境下においても安定した高画質の画像を長期に渡って提供する事を目的にする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像方法は、潜像担持体に対して押圧されると共にウレタンゴム、またはニトリル・ブタジエンゴムからなり、抵抗が５×１０6 Ω以上のトナー坦持体を用いて、体積抵抗が１０17Ωｃｍ以上のトナー母粒子に対して、乾式法シリカにジメチルシリコーンオイルを表面処理し、疎水化率を６０％以上とした外添剤を該トナー母粒子表面に０．１〜５ｗｔ％含有させたマイナストナーを潜像坦持体に移送し、前記潜像坦持体上の静電潜像を可視像化する形式の現像方法において、前記トナー坦持体、トナー母粒子及び外添剤の帯電列の関係がプラス側から順にトナー坦持体、外添剤、トナー母粒子からなる事を特徴とする。
【００１０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【００１１】
図面に基づき本発明を説明する。本発明のマイナストナーとは、潜像担持体上の静電潜像が顕像化される領域（以下、画像部）において、潜像担持体画像部とトナー担持体の間の電界の方向が、潜像担持体からトナー担持体に向くときに、トナー担持体上のトナーが潜像担持体上の画像部に移動し、静電潜像を顕像化するトナーである。以下、マイナストナーを用いる場合について説明する。図１（ａ）は本発明の第１の帯電列の関係を示したものである。図１（ｂ）及び（ｃ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。この図１（ｂ）に示すように、外添剤２がトナー母粒子３から離れてトナー担持体１表面に付着した場合、図１（ａ）の関係より、トナー母粒子３はトナー担持体１表面の外添剤２と接触してマイナスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。逆にトナー担持体１表面の外添剤２はプラスに帯電する。よってトナー母粒子３は地カブリの原因となるプラスには帯電されず、潜像担持体１１上の潜像を顕像化する正規のトナーとして用いられる。また、図１（ｃ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図１（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２及びトナー母粒子３はマイナスに帯電され、図１（ｂ）と同様に潜像担持体１１上の潜像を顕像化するのに用いられる。以上のようにトナー担持体１、トナー母粒子３、外添剤２の帯電列の関係を図１（ａ）の順になるように部材を構成する事によって、外添剤２のトナー担持体１表面への付着の如何に係わらず、プラスに帯電するトナー母粒子３は発生しない。よって、非画像部への不要トナーの付着、つまり地カブリを無くす事ができる。
【００１２】
次に、本発明の第２の帯電列の関係を説明する。図２（ａ）は第２の帯電列の関係を示したものである。また、図２（ｂ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。図２（ｃ）は図２（ｂ）を説明するための比較例を模式的に示したものである。この場合、図２（ｂ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図２（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２及びトナー担持体３はマイナスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。よってプラスに帯電するトナー母粒子３は発生せず、地カブリを無くす事ができる。しかし、図２（ｃ）に示すように、外添剤２がトナー担持体１表面に付着すると、この外添剤２と接触したトナー母粒子３がプラスに帯電され、非画像部での電界Ｐにより、潜像担持体１１上の非画像部に移動し、地カブリが生じてしまう。従って、本発明の第２の帯電列の関係では、外添剤２がトナー担持体１と付着しない事が好ましい。
【００１３】
次に、本発明の第３の帯電列の関係について説明する。第３の帯電列の関係は、上記、第１及び第２の帯電列の関係と比較して、トナー母粒子３の帯電列がトナー担持体１の帯電列よりもプラス側にある事が異なる。この関係では上記第１及び第２の帯電列の関係から、プラスに帯電するトナー母粒子３が発生し、好ましくない事が予想されるが、検討を重ねた結果、第３の帯電列の関係であっても良好な特性が得られる事が判明した。 図３（ａ）は本発明の第３の帯電列の関係を示している。また、図３（ｂ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。図３（ｃ）は本発明の比較例を模式的に示したものである。図３（ｂ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図３（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２はマイナスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。よってプラスに帯電するトナー母粒子３は発生せず、地カブリを無くす事ができる。この様に、トナー母粒子３の帯電列がトナー担持体１の帯電列よりもプラス側にある場合、外添剤２の帯電列はトナー担持体１の帯電列よりもマイナス側にある事が必要である。しかし、図３（ｃ）に示すように、外添剤２によるトナー母粒子３表面の被覆率が小さい場合には、トナー母粒子３はトナー担持体１と接触しやすくなりプラストナーとなって、非画像部での電界Ｐにより、潜像担持体上の非画像部に移動し、地カブリが生じてしまう。以上より、本発明の第３の帯電列の関係、つまり、トナー担持体１の帯電列よりも、プラス側にあるトナー母粒子３を用いても、前記トナー担持体１よりもマイナス側にある外添剤３をトナー母粒子３表面に含有させる事により、トナー母粒子がプラスに帯電する事ができ、地カブリを低下させる事ができる。また、トナー担持体１表面の外添剤２の被覆率を高める事により、更に、トナー母粒子３がプラスに帯電する事を抑え、地カブリを無くす事ができるので好ましい。
【００１４】
次に、本発明の静電潜像を可視像化するトナーがプラストナーの場合について説明する。本発明のプラストナーとは、潜像担持体上の静電潜像が顕像化される領域（以下、画像部）において、潜像担持体画像部とトナー担持体の間の電界の方向が、トナー担持体から潜像担持体に向くときに、トナー担持体上のトナーが潜像担持体上の画像部に移動し、静電潜像を顕像化するトナーである。本発明の第４の帯電列の関係について説明する。図４は図１に示す第１の帯電列の関係がプラストナーの場合である。図４（ａ）は本発明の第４の帯電列の関係を示したものである。図４（ｂ）及び（ｃ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。この図４（ｂ）に示すようにトナー担持体１表面に外添剤２が付着した場合、図４（ａ）の関係より、トナー母粒子３はトナー担持体１表面の外添剤２と接触してプラスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。逆にトナー担持体１１表面の外添剤２はプラスに帯電する。よってトナー母粒子３は地カブリの原因となるマイナスには帯電されず、潜像担持体１１上の潜像を顕像化するのに用いられる。また、図４（ｃ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図４（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２及びトナー母粒子３はプラスに帯電され、図４（ｂ）と同様に潜像担持体１１上の潜像を顕像化するのに用いられる。以上のようにトナー担持体１、トナー母粒子３、外添剤２の帯電列の関係を図４（ａ）の順になるように部材を構成する事によって、外添剤２のトナー担持体１表面への付着の如何に係わらず、マイナスに帯電するトナー母粒子３は発生しない。よって、非画像部への不要トナーの付着、つまり地カブリを無くす事ができる。
【００１５】
次に、本発明の第５の帯電列の関係を説明する。図５は図２に示す第２の帯電列の関係がプラストナーの場合である。図５（ａ）は第５の帯電列の関係を示したものである。また、図５（ｂ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。図５（ｃ）は図５（ｂ）を説明するための比較例を模式的に示したものである。この場合、図５（ｂ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図５（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２及びトナー担持体３はプラスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。よって、マイナスに帯電するトナー母粒子３は発生せず、地カブリを無くす事ができる。しかし、図５（ｃ）に示すように、外添剤２がトナー担持体１表面に付着すると、この外添剤２と接触したトナー母粒子３がマイナスに帯電され、非画像部での電界Ｐにより、潜像担持体１１上の非画像部に移動し、地カブリが生じてしまう。従って、本発明の第５の帯電列の関係では、外添剤２がトナー担持体１と付着しない事が好ましい。
【００１６】
次に、本発明の第６の帯電列の関係について説明する。図６は図３に示す第３の帯電列の関係がプラストナーの場合である。第６の帯電列の関係は、上記、第４及び第５の帯電列の関係と比較して、トナー母粒子３の帯電列がトナー担持体１の帯電列よりもマイナス側にある事が異なる。この関係では上記第４及び第５の帯電列の関係から、マイナスに帯電するトナー母粒子３が発生し、好ましくない事が予想されるが、検討を重ねた結果、第６の帯電列の関係であっても良好な特性が得られる事が判明した。 図６（ａ）は本発明の第６の帯電列の関係を示している。また、図６（ｂ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。図６（ｃ）は本発明の比較例を模式的に示したものである。図６（ｂ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図６（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２はプラスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。よってマイナスに帯電するトナー母粒子３は発生せず、地カブリを無くす事ができる。この様に、トナー母粒子３の帯電列がトナー担持体１の帯電列よりもマイナス側にある場合、外添剤２の帯電列はトナー担持体１の帯電列よりもプラス側にある事が必要である。しかし、図６（ｃ）に示すように、外添剤２によるトナー母粒子３表面の被覆率が小さい場合には、トナー母粒子３はトナー担持体１と接触しやすくなりマイナス帯電トナーとなって、非画像部での電界Ｐにより、潜像担持体１１上の非画像部に移動し、地カブリが生じてしまう。以上より、本発明の第６の帯電列の関係、つまり、トナー担持体１の帯電列よりも、マイナス側にあるトナー母粒子３を用いても、前記トナー担持体１よりもプラス側にある外添剤３をトナー母粒子３表面に含有させる事により、トナー母粒子３がマイナスに帯電することを抑える事ができ、地カブリを低下させる事ができる。また、トナー担持体１表面の外添剤２の被覆率を高める事により、更に、トナー母粒子３がマイナスに帯電することを抑え、地カブリを無くす事ができるので好ましい。
【００１７】
次に、本発明の第１から第６の帯電列の関係にあるトナー担持体１、トナー母粒子３、外添剤２からなる現像方法を用いた一実施例の画像形成装置の断面概観図を図７に示す。図７において、潜像担持体１１は、導電性の支持部１２の上に有機または無機の光導電性を有する感光層１３を形成したものである。この潜像担持体１１に対して、コロナ帯電器や帯電ローラ等の帯電器１４にて感光層１３を所定の電位に帯電する。こうして潜像担持体１１を帯電させた後、レーザーやＬＥＤ等の光源１５から出た光を、複数のレンズ及びポリゴンスキャナーを用いた走査光学系やファイバーアレーを用いた等倍結像光学系等の結像光学系１６を通して感光層１３に画像に応じて選択的に光照射し、潜像担持体１１上に電位コントラストを得て静電潜像パターンを形成する。一方、現像装置１７はトナー１８を搬送し現像するものであって、トナー１８を供給する供給部材１９はシャフト２０の外周に発泡部材２１が同心円状に配設したもので、トナー１８を搬送するトナー担持体２２は、シャフト２３の外周に導電性の弾性体２４を同心円状に配設したもので、供給部材１９によりトナー担持体２２近傍に供給されたトナー１８をトナー担持体２２上に保持し、非磁性または磁性の金属や樹脂で構成される板状の規制部材２５で適量に薄層規制し、トナー担持体２２を回転させて薄層のトナー１８を搬送し現像部に供給するものである。トナー担持体２２は潜像担持体１１に対して所定の圧力で押圧されており、潜像担持体１１とトナー担持体２２とが接触する現像部にトナー１８が搬送されると、潜像担持体１１の電位コントラスト及び現像バイアス印加手段２６による現像電界に応じて帯電したトナー１８が潜像担持体１１に転移し静電潜像パターンが顕像化される。この時、トナー１８の帯電極性により、反転現像または正転現像を行うように現像バイアスを印加する。尚、シール部材２７が現像装置１７の開口部に配設され、シール部材２７をトナー担持体２２に対して軽く接触させることにより、現像後のトナーの落下や現像装置１７の内部からのトナーの飛散を防止している。さらに、潜像担持体１１上に現像されたトナー１８は、潜像担持体１１に対してバネ等の弾性体に懸架され数ｇｆ／ｍｍ程度の軽荷重で圧接された転写ローラーや転写ベルト等の転写部材２８に、電圧を印加して記録材２９上に転写される。記録材２９上に転写されたトナーは、熱や圧力により記録材２９に定着され所望の画像が得られる。転写終了後、図には記していないが、潜像担持体１１は回転してクリーニング装置により潜像担持体１１上に付着した転写残りトナーや異物を除去し、除電装置により潜像担持体１１上の不要な電荷を除去した後、再び帯電されて上記のプロセスを繰り返して画像を連続形成する。クリーニングで回収されたトナーを再び現像装置１７へ送り込みトナーのリサイクルを行っても良い。
【００１８】
以下に、上述の図７の画像形成装置を用いた実験例を示し、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
（実験例１）
本発明の第１の帯電列の関係、具体的には、本発明の図１（ａ）及び（ｂ）の帯電列の関係及びトナー担持体表面に外添剤が付着している場合のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子についての実験例を示す。
トナー担持体として、表１に示す４種類のものを用いた。
【００２０】
【表１】
また、表２に上記トナー担持体の特性を示す。
【００２１】
【表２】
トナー担持体は外径２０φ、長さ２３０ｍｍのものを用いた。また、抵抗はトナー担持体を平板の電極上に載せ、両端に５００ｇ、合計１ｋｇの荷重をかけた状態で１μＡの電流を流したときの電圧より求めた。また、表面粗さは走査型レーザー顕微鏡（レーザーテック社製）により求めた。また、供給部材としては平均セル径３００μｍ、セル密度４個／ｍｍ、抵抗１０7Ωｃｎｍ、のウレタンスポンジローラを用い、層厚規制部材として厚さ０．２ｍｍのステンレス製金属ブレードを用いた。
【００２２】
次に、本実験例１で用いたトナーについて説明する。トナー組成を以下に示す。
ポリエステル樹脂 ８８ｗｔ％
ポリプロピレンワックス ５ｗｔ％
負帯電性電荷制御剤 １ｗｔ％
カーボンブラック ６ｗｔ％
上記組成の原料を使用し、スクリュウ押出機で混練し、粗粉砕する。次にジエット粉砕機で微粉砕し、分級して体積平均粒径９μｍのトナー母粒子Ａを作製した。
【００２３】
次に、ヘンシェルミキサーを用いて粒径０．０１６μｍの外添剤ａを０．８ｗｔ％トナー母粒子の表面に含有させたトナーＡａを作製した。ヘンシェルミキサーによる混合条件は２０００ｒｐｍ−１０ｓｅｃで行った。外添剤ａは乾式法シリカにジメチルシリコーンオイルを表面処理したものを用いた。外添剤の疎水化率は６０％以上であった。またトナー抵抗は５×１０17Ωｃｍであった。また、上記材料の帯電列を求めた。測定は試料同士を軽く接触させ、摩擦させて表面電位計により極性を調べ帯電列を決定した。この時、外添剤、トナー母粒子は加圧錠剤成型機によりペレットにしたものを用い、各試料の帯電列を求めた。帯電列の結果を図８に示す。図８より外添剤ａはトナー母粒子Ａよりプラス側にあり、かつトナー担持体は４種類とも外添剤ａよりプラス側にある。また、ステンレス製金属ブレードからなる規制部材、及びウレタンスポンジからなる供給部材は外添剤ａよりプラス側にある事が解る。この様に、規制部材、及び供給部材を外添剤及びトナー母粒子よりもプラス側にする事により、規制部材、供給部材の接触により、外添剤、トナー母粒子をマイナスに帯電する事ができる。従って、規制部材及び供給部材によるプラス帯電トナーの発生を抑える事ができる。
【００２４】
次に上記、トナー担持体（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）、トナー、供給部材、層厚規制部材を用いて、上記図７に示す画像形成装置により、画像を形成した。この時の潜像担持体はマイナス帯電用のものを用い、表面電位がマイナス６００Ｖになるようにした。また、トナー担持体と潜像担持体の間に印加する現像バイアスはマイナス２５０Ｖで行った。画像は全白（印字しない）、黒ベタ、テストパターンを順に印字させ、画像を評価した。特に、全白印字における潜像担持体上の付着トナーの量を測定し、カブリトナー量とした。測定はテープ（３Ｍ社製、スコッチメンディングテープ８１０）に感光体上のカブリトナーを付着させ、電子天秤により、付着前後の重量を測定し、その差をカブリトナー量とした。結果を表３に示す。
【００２５】
【表３】
上記のように潜像担持体上のカブリトナー量は０．０１mg/cm2以下であった。更に、全白印字及びテストパターン印字を行った記録材上を光学顕微鏡により観察したところカブリは殆ど無く、高品質な画像を形成する事ができた。また、１００００枚のランニング印字を行っても最後まで安定して、初期と同等のカブリの無い良好な画像を形成する事ができた。また、同様な試験を３５℃〜６５％の高温高湿下及び１０℃〜１５％の低温低湿下において行ったが、著しい画質劣化はなく、安定して良好な画像を形成する事ができた。そして、１００００枚ランニング印字後、トナー担持体表面を目視観察及び顕微鏡観察したところ、上記４種類のトナー担持体の表面が、白色の微粉体で覆われている事が観察された。更に、トナー担持体表面を覆っていた白色の微粉体をＸ線マイクロアナライザーにより分析した結果、使用したシリカである事が判明した。以上、実験例１の結果より、外添剤がトナー担持体表面に付着していても、図１に示すように、帯電列の関係がプラスの順からトナー担持体、外添剤、トナー母粒子であるなら、カブリの無い良好な画像を形成する事ができる。
【００２６】
（実験例２）
次に、図１（ｃ）に示す場合の実験例を示す。
【００２７】
トナー担持体として本実験例では表面におけるタック性が極めて少ないもの、つまり外添剤が付着しにくい材質のものを用いた。表４に本実験例で用いたトナー担持体の材質を示す。
【００２８】
【表４】
また、表５に特性を示す。
【００２９】
【表５】
また、供給部材、層厚規制部材は実験例１と同様なものを用いた。またトナー母粒子Ａ、外添剤ａも実験例１と同じものを用いた。尚、本実験例で用いた部材の帯電列を図８に示す。また、画像形成、画像評価についても、実験例１と同様に行った。その結果、実験例１と同様に良好な画像を形成する事ができた。潜像担持体上のカブリトナー量を表６に示す。
【００３０】
【表６】
また、実験例１と同様にランニング試験後、トナー担持体表面を観察したところ、実験例１とは異なり白色の外添剤の付着は観察されなかった。この様に、外添剤ａが付着しにくいトナー担持体Ｅを用いる事によって、図１（ｃ）に示すように、図１の帯電列の関係がプラスの順にトナー担持体、外添剤、トナー母粒子からなる事により、カブリの無い良好な画像を形成する事ができる。
【００３１】
（比較例１）
次に本発明の第１の帯電列の関係を説明した実験例１の比較例として図９に示す帯電列関係にある場合を説明する。外添剤としてアミノシラン処理を行った外添剤ｂを用い、実験例１と同様にトナー母粒子Ａに外添剤ｂを含有させトナーＡｂを作製した。次に実験例１と同様に画像形成を行い、潜像担持体上のカブリトナー量を調べた。結果を表７に示す。
【００３２】
【表７】
以上より、トナー担持体の帯電列よりもプラス側にある外添剤を使用すると、カブリトナー量が著しく増加し、画質も著しく劣悪になることが明かとなった。これは、トナーＡｂがトナー担持体と接触する事によりプラスになる確率が増加する事によるものであると考えられる。つまり、帯電列の関係がプラス側から順に外添剤、トナー担持体、トナー母粒子からなるものはカブリが増加し好ましくない。
【００３３】
（実験例３）
次に、本発明の第２の帯電列の関係、具体的には、本発明の図２（ａ）及び（ｂ）の帯電列の関係及びトナー担持体表面に外添剤が付着していない場合のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子についての実験例を示す。本実験例ではトナー担持体Ｅを用いた。本実験例ではヘキサメチルジシラザンで表面処理した外添剤ｃを用い、実験例１と同様に外添剤ｃをトナー母粒子Ａに含有させ、トナーＡｃとした。本実験例に使用した部材の帯電列を図１０に示す。図１０より明らかなように、外添剤ｃよりもプラス側にトナー母粒子Ａが位置している事がわかる。次に、実験例１と同様に画像を形成したところ、実験例１と同様に良好な画像を形成する事ができた。潜像担持体上のカブリトナー量を表８に示す。
【００３４】
【表８】
また、実験例１と同様にトナー担持体表面を観察したところ、実験例２と同様に白色の外添剤の付着は観察されなかった。以上より、外添剤が付着しにくいトナー担持体を用いれば、実験例２からも明らかなように外添剤をトナー母粒子よりもマイナス側にあるものを使用する事ができる。つまり、外添剤のトナー担持体表面への付着がなければ、帯電列の関係は、プラス側から順に、トナー担持体、トナー母粒子、外添剤からなる事により、良好な画像を形成する事ができる。
【００３５】
（実験例４）
本実験例では、実験例３の使用した外添剤ｃの替わりに、ジメチルジクロルシランで表面処理した外添剤を用いた。帯電列は、外添剤ｃよりもややプラス側であった。その他は実験例３と同様にして、画像形成、画像評価を行った結果、実験例３と同様な、良好な画像を形成する事ができた。
【００３６】
（比較例２）
次に、本発明の第２の帯電列の関係を説明した実験例３の比較例として図１１に示す帯電列の関係にある場合を説明する。
【００３７】
実験例１のトナー担持体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと実験例３の外添剤ｃとトナー母粒子ＡからなるトナーＡｃを用い、実験例３と同様に画像形成を行った。結果を表９に示す。
【００３８】
【表９】
この様に、実験例３よりも潜像担持体上のカブリトナー量が多く、良好な画像を形成する事ができなかった。また、実験例３と同様にトナー担持体表面を観察したところ実施例１と同様に白色の外添剤が付着している事が観察され、分析の結果、使用した外添剤である事が判明した。これは、外添剤ｃがトナー担持体表面に付着し、トナー母粒子Ａをプラス帯電させる事が原因であると考えられる。つまり、外添剤がトナー担持体表面に付着する場合、帯電列の関係がプラスの順からトナー担持体、トナー母粒子、外添剤からなる事は、カブリが増加し好ましくない。
【００３９】
（実験例５）
次に、本発明の第３の帯電列の関係、具体的には図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の帯電列の関係及びトナー母粒子表面の外添剤量の影響についての実験例を示す。トナー担持体としては表１０に示すものを用いた。
【００４０】
【表１０】
また、表１１に特性を示す。
【００４１】
【表１１】
また、トナーは外添剤ｃとトナー母粒子ＡからなるトナーＡｃを用いた。その他の供給部材、層厚規制部材は実験例１と同様なものを用いた。本実験例に使用した部材の帯電列を図１２に示す。図より明らかなように本実験例ではトナー母粒子Ａはトナー担持体Ｆと接触するとプラスになり易い。従って、外添剤の含有率を高める必要がある。本実施例では外添剤量を０．３ｗｔ％、０．５ｗｔ％、０．８ｗｔ％について行った。結果を図１３に示す。図１３から明らかなように外添剤量が０．３ｗｔ％では初期及びランニングにおいても多少カブリがあり、除々にカブリは増加しているが、概ね良好な画質を形成する事ができた。また、外添剤量が０．５ｗｔ％では初期は良く、ランニングを行うと僅かにカブリが増えるが、良好な画質を形成する事ができた。更に、外添剤量０．８ｗｔ％では初期、ランニングともカブリはなく、良好な画質を形成する事ができた。また、実験例１と同様に、トナー担持体表面を観察したところ、白色の外添剤の付着は無かった。従って、外添剤量としては０．５ｗｔ％以上が望ましく、より好ましくは０．８ｗｔ％以上がよい。この様に帯電列がトナー担持体の帯電列よりプラス側にあるトナー母粒子を用いても、外添剤の種類（トナー担持体よりマイナスである事）、外添剤量を最適化する事によりカブリのない良好な画像を形成する事ができる事がわかった。つまり、帯電列の関係がプラス側から順にトナー母粒子、トナー担持体、外添剤からなる事が好ましい。
【００４２】
次に、プラストナーによる、第４、第５、第６の帯電列の関係についての実験例を説明する。
【００４３】
（実験例６）
本発明の第４の帯電列の関係、具体的には、本発明の図４（ａ）及び（ｂ）の帯電列の関係及びトナー担持体表面に外添剤が付着している場合のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子についての実験例を示す。
【００４４】
トナー担持体として、表１２に示す２種類のものを用いた。
【００４５】
【表１２】
また、表１３に上記トナー担持体の特性を示す。
【００４６】
【表１３】
また、供給部材、及び層厚規制部材としては実験例１と同様なものを用いた。次に、本実験例５で用いたトナーについて説明する。トナー組成を以下に示す。
スチレンアクリル樹脂 ８８ｗｔ％
ポリプロピレンワックス ５ｗｔ％
正帯電性電荷制御剤 １ｗｔ％
カーボンブラック ６ｗｔ％
上記組成の原料を使用し、実験例１と同様に、体積平均粒径９μｍのトナー母粒子Ｂを作製した。
【００４７】
次に、外添剤としてアミノシラン処理を行った外添剤ｂを用い、実験例１と同様にトナー母粒子Ｂに外添剤ｂを含有させトナーＢｂを作製した。またトナー抵抗は５×１０17Ωｃｍであった。また、実験例１と同様にして試料の帯電列を求めた。帯電列の結果を図１４に示す。図１４より外添剤ｂはトナー母粒子Ｂよりマイナス側にあり、かつトナー担持体は２種類とも外添剤ｂよりマイナス側にある。また、ステンレス製金属ブレードからなる規制部材、及びウレタンスポンジからなる供給部材は外添剤ｂよりマイナス側にある事が解る。この様に、規制部材、及び供給部材を外添剤及びトナー母粒子よりもマイナス側にする事により、規制部材、供給部材の接触により、外添剤、トナー母粒子をプラスに帯電する事ができる。従って、規制部材及び供給部材によるマイナス帯電トナーの発生を抑える事ができる。
【００４８】
次に上記、トナー担持体（Ｇ、Ｈ）、トナー、供給部材、層厚規制部材を用いて、実験例１と同様にして、画像を形成した。但し、この時の潜像担持体はプラス帯電用のものを用い、表面電位がプラス６００Ｖになるようにした。また、トナー担持体と潜像担持体の間に印加する現像バイアスはプラス２５０Ｖで行った。また、画像評価も実験例１と同様に行った。結果を表１４に示す。
【００４９】
【表１４】
上記のように潜像担持体上のカブリトナー量は０．０１mg/cm2以下であった。更に、白ベタ印字及びテストパターン印字を行った記録材上を光学顕微鏡により観察したところカブリは殆ど無く、高品質な画像を形成する事ができた。また、３００００枚のランニング印字を行っても最後まで安定して、初期と同等のカブリの無い良好な画像を形成する事ができた。また、同様な試験を３５℃〜６５％の高温高湿下及び１０℃〜１５％の低温低湿下において行ったが、著しい画質劣化はなく、安定して良好な画像を形成する事ができた。そして、１００００枚ランニング印字後、トナー担持体表面を目視観察及び顕微鏡観察したところ、上記２種類のトナー担持体の表面が、白色の外添剤で覆われている事が観察された。更に、トナー担持体表面を覆っていた白色の微粉体をＸ線マイクロアナライザーにより分析した結果、使用したシリカである事が判明した。以上、実験例６の結果より、外添剤がトナー担持体表面に付着していても、図４に示すように、帯電列の関係がマイナス側の順からトナー担持体、外添剤、トナー母粒子であるなら、カブリの無い良好な画像を形成する事ができる。
【００５０】
（実験例７）
次に、図４（ｃ）に示す場合の実験例を示す。
トナー担持体として実験例５で用いたトナー担持体Ｆ、つまり外添剤が付着しにくい材質のものを用いた。また、供給部材、層厚規制部材は実験例６と同様なものを用いた。またトナー母粒子Ｂ、外添剤ｂも実験例６と同じものを用いた。また、画像形成、画像評価についても、実験例６と同様に行った。その結果、実験例６と同様に良好な画像を形成する事ができた。潜像担持体上のカブリトナー量を表１５に示す。
【００５１】
【表１５】
また、実験例６と同様にランニング試験後、トナー担持体表面を観察したところ、実験例６とは異なり白色の外添剤の付着は観察されなかった。この様に、外添剤ｂが付着しにくいトナー担持体Ｆを用いる事によって、図４（ｃ）に示すように、図４の帯電列の関係がマイナス側の順にトナー担持体、外添剤、トナー母粒子からなる事により、カブリの無い良好な画像を形成する事ができる。
【００５２】
（比較例３）
次に本発明の第４の帯電列の関係を説明した実験例６の比較例として図１５に示す帯電列関係にある場合を説明する。外添剤としてヘキサメチルジシランで処理を行った外添剤ｃを用い、実験例６と同様にトナー母粒子Ｂに外添剤ｃを含有させトナーＢｃを作製した。次に実験例６と同様に画像形成を行い、潜像担持体上のカブリトナー量を調べた。結果を表１６に示す。
【００５３】
【表１６】
以上より、トナー担持体の帯電列よりもマイナス側にある外添剤を使用すると、カブリトナー量が著しく増加し、画質も著しく劣悪になることが明かとなった。これは、トナーＢｃがトナー担持体と接触する事によりマイナスになる確率が増加する事によるものであると考えられる。つまり、帯電列の関係がマイナス側から順に外添剤、トナー担持体、トナー母粒子からなるものはカブリが増加し好ましくない。
【００５４】
（実験例８）
次に、本発明の第５の帯電列の関係、具体的には、本発明の図５（ａ）及び（ｂ）の帯電列の関係及びトナー担持体表面に外添剤が付着していない場合のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子についての実験例を示す。本実験例ではトナー担持体Ｆを用いた。また、本実験例では、粒径０．０１３μｍのアルミナ微粉体をアミノシランとオクチルシランで表面処理した外添剤ｄを用いた。また、実験例６と同様に外添剤ｄをトナー母粒子Ｂに含有させ、トナーＢｄとした。本実験例に使用した部材の帯電列を図１６に示す。図１６より明らかなように、外添剤ｄよりもマイナス側にトナー母粒子Ｂが位置している事がわかる。次に、実験例６と同様に画像を形成したところ、実験例６と同様に良好な画像を形成する事ができた。潜像担持体上のカブリトナー量を表１７に示す。
【００５５】
【表１７】
また、実験例６と同様にトナー担持体表面を観察したところ、実験例７と同様に白色の外添剤の付着は観察されなかった。以上より、外添剤が付着しにくいトナー担持体を用いれば、本実験例８からも明らかなように外添剤をトナー母粒子よりもプラス側にあるものを使用する事ができる。つまり、外添剤のトナー担持体表面への付着がなければ、帯電列の関係は、マイナス側から順に、トナー担持体、トナー母粒子、外添剤からなる事により、良好な画像を形成する事ができる。
【００５６】
（実験例９）
本実験例では、実験例８の外添剤ｄの替わりに、平均粒径０．０２１μｍの二酸化チタン微粒子にアミノシラン及びオクチルシラン処理を行った外添剤を用いた。この外添剤の帯電列は外添剤ｄよりもややマイナス側であった。その他は実験例８と同様に行った結果、実施例８と同様な良好な画像を形成する事ができた。
【００５７】
（比較例４）次に、本発明の第５の帯電列の関係を説明した実験例８の比較例として図１７に示す帯電列の関係にある場合を説明する。
【００５８】
実験例６のトナー担持体Ｇ、Ｈと実験例８の外添剤ｄとトナー母粒子ＢからなるトナーＢｄを用い、実験例８と同様に画像形成を行った。結果を表１８に示す。
【００５９】
【表１８】
この様に、実験例８よりも潜像担持体上のカブリトナー量が多く、良好な画像を形成する事ができなかった。また、実験例８と同様にトナー担持体表面を観察したところ実施例６と同様に白色の微粉末が付着している事が観察され、分析の結果、使用した外添剤である事が判明した。これは、外添剤ｄがトナー担持体表面に付着し、トナー母粒子Ｂをマイナス帯電させる事が原因であると考えられる。つまり、外添剤がトナー担持体表面に付着する場合、帯電列の関係がマイナスの順からトナー担持体、トナー母粒子、外添剤からなる事は、カブリが増加し好ましくない。
【００６０】
（実験例１０）
次に、本発明の第６の帯電列の関係、具体的には図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の帯電列の関係及びトナー母粒子表面の外添剤量の影響についての実験例を示す。
【００６１】
トナー担持体としてはＥを用いた。また、トナーは外添剤ｄとトナー母粒子ＢからなるトナーＢｄを用いた。その他の供給部材、層厚規制部材は実験例６と同様なものを用いた。本実験例に使用した部材の帯電列を図１８に示す。図より明らかなように本実験例ではトナー母粒子Ｂはトナー担持体Ｅと接触するとマイナスになり易い。従って、外添剤の含有率を高める必要がある。本実験例では実験例５と同様に外添剤量を０．３ｗｔ％、０．５ｗｔ％、０．８ｗｔ％について行った。その結果、実験例５と同様な結果となった。従って、外添剤量としては０．５ｗｔ％以上が望ましく、より好ましくは０．８ｗｔ％以上がよい。この様に帯電列がトナー担持体の帯電列よりマイナス側にあるトナー母粒子を用いても、外添剤の種類（トナー担持体よりプラスである事）、外添剤量を最適化する事によりカブリのない良好な画像を形成する事ができる事がわかった。つまり、帯電列の関係がマイナス側から順にトナー母粒子、トナー担持体、外添剤からなる事により、良好な画像を形成する事ができる。
【００６２】
以上、反転現像の場合について説明したが、正規現像の場合にも本発明を適用する事ができる。
【００６３】
また、外添剤、トナー母粒子、トナー担持体の関係について説明を行ったが、トナー母粒子とトナーの帯電列はほぼ同じ位置にあり、前述した実験例のトナー母粒子をトナーに置き換えても、同様な効果があった。
【００６４】
尚、本発明に用いるトナー支持体２２としては、磁性、非磁性、導電性、絶縁性、金属、ゴム、樹脂等、トナー支持体として形成できるものならば全て用いる事ができる。例えば、材質的にはアルミニウム、ニッケル、ステンレス等の金属、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等のゴム、スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂、ナイロン樹脂等の樹脂を用いる事ができる。また、形態としては非弾性体、弾性体、単層、多層、フィルム、ローラ等全てのものを用いる事ができる。
【００６５】
また、本発明に用いる供給部材１９及び層厚規制部材２５としては、トナー担持体２２と同様に全ての材質、形態のものを用いる事ができる。
【００６６】
更に、本発明に用いるトナー１８としては一般の混練粉砕法、スプレードライ法、重合法によって作製された粒径５〜２０μｍのものを使用することができる。
【００６７】
トナー組成としては特に限定されるものではなく、一般的なものを使用することができる。例えば、結着用樹脂としては、ポリスチレン及び共重合体、例えば、水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂，ＡＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、スチレン・Ｐクロロスチレン共重合体、スチレン・プロピレン共重合体、スチレン・ブタジエン架橋ポリマー、スチレン・ブタジエン・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・アルコール共重合体、スチレン・ブタジエンゴムエマルジョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・イソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレート系樹脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹脂及びその共重合体、例えば、スチレン・アクリル共重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル酸エステル共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ｎーブチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート・ｎ−ブチルアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート・ブチルアリレート・Ｎ−（エトキシメチル）アクリルアミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアクリレート共重合体、スチレン・ブタジエン・ジメチル・アミノエチルメタアクリレート共重合体、スチレン・アクリル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・メタアクリル酸メチル・アクリル酸２ーエチルヘキシル共重合体、スチレン・ｎ−ブチルアリレート・エチルグリコールメタアクリレート共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・アクリル酸共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・無水マレイン酸共重合体、スチレン・ブチルアクリレート・イソブチルマレイン酸ハーフエステル・ジビニルベンゼン共重合体、ポリエステル及びその共重合体、ポリエチレン及びその共重合体、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリプロピレン及びその共重合体、フッソ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などを一種類あるいは、二種類以上ブレンドしたものを使用する事ができる。
【００６８】
着色剤としてはカーボンブラック、スピリットブラック、ニグロシンなどの黒色染・顔料を使用する。カラー用としては、フタロシアニン、ローダミンＢレーキ、ソーラピュアイエロー８Ｇ、キナクリドン、ポリタングストリン酸、インダスレンブルー、スルホンアミド誘導体などの染料を使用することができる。更に、分散剤として、金属石鹸、ポリエチレングリコールなど、帯電制御剤として、電子受容性の有機錯体、塩素化ポリエステル、ニトロフニン酸、第４級アンモニウム塩、ピリジニル塩などを添加することができる。磁性剤としては結着樹脂１に分散したときに化学的に安定であり、粒径５μｍ以下の微粒子が好ましい。例としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎの金属粉、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、フェライトなどの金属酸化物、マンガンと銅を含む合金など熱処理によって強磁性を示す合金などを用いる事ができ、予めカップリング剤等の予備処理を施しても構わない。また、離型剤としてポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス等を添加する事もできる。更に、その他の添加剤として、ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等を用いる事ができる。また、外添剤としては種種のものを使用する事ができる。例えばシリカ、アルミナ、酸化チタンなどの金属酸化物、及びこれらの複合酸化物等の無機微粒子や、アクリル微粒子等の有機物微粒子を用いる事ができる。また、これらの表面処理剤として、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、フッ素含有シランカップリング剤、シリコーンオイル等を用いる事ができる。上記処理剤で処理された外添剤の疎水化率は従来のメタノール法によるもので６０％以上のものが好ましい。これ以下であると、高温高湿下において、水分の吸着により摩擦帯電電荷の低下が生じ好ましくない。また、外添剤の粒径としては０．００１〜１μｍである事が好ましい。外添剤添加量としてはトナー母粒子に対して０．１〜５ｗｔ％である事が好ましい。また、本発明に用いるトナーの体積抵抗は１０17Ωｃｍ以上が好ましい。但し、抵抗の測定方法はトナーを厚さ０．５ｍｍのペレットに圧粉成形し、上下に電極を載せ、１Ｋｇ／ｃｍ2の荷重を印加した状態で電圧２５０Ｖを印加したときの電流値を求め、体積抵抗値に換算した。測定は窒素雰囲気に置換した乾燥デシケータ内で行った。
【００６９】
更に尚、上述の実施例においては、地カブリが発生しやすい一成分圧接現像方式について説明を行ったが、本発明はこれらに限定されるものではなく、別の現像方法、例えば非磁性非接触現像方式、磁性接触現像方式磁性非接触現像方式、等に応用しても同様に地カブリを低減することができる。
【００７０】
また、上述の実施例では外添剤が１種類のものについて説明を行ったが、外添剤は２種類以上のものを混合したものについても本発明を適用する事ができる。つまり、トナー担持体への付着性により、外添剤の混合物の帯電列を適用する場合、あるいは混合物中のそれぞれの外添剤の帯電列を適用する場合があり、これらを考慮して外添剤を選択することにより地カブリを低減することができる。
【００７１】
以上、実施例を述べたが、本発明は以上の実施例に限定されるものではない。広く電子写真プロセスを用いた画像形成装置に応用することができ、特にプリンターや複写機やファクシミリやディスプレーに応用すれば有効である。
【００７２】
【発明の効果】
以上本発明によれば、マイナストナーを用いる現像方法の構成部材であるトナー担持体、トナー母粒子、外添剤の帯電列関係がプラス側から順に
(1) トナー担持体、外添剤、トナー母粒子からなる事。
(2) トナー担持体、トナー母粒子、外添剤からなり、かつ、外添剤とトナー担持体の付着性がない事。
(3) トナー母粒子、トナー担持体、外添剤からなり、かつ外添剤の被覆率が高く、かつ外添剤とトナー担持体の付着性がない事。
また、プラストナーを用いる現像方法の場合、トナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係がマイナス側から順に
(1) トナー担持体、外添剤、トナー母粒子からなる事。
(2) トナー担持体、トナー母粒子、外添剤からなり、かつ、外添剤とトナー担持体の付着性がない事。
(3) トナー母粒子、トナー担持体、外添剤からなり、かつ外添剤の被覆率が高く、かつ外添剤とトナー担持体の付着性がない事。
以上より、逆極性トナーの発生を抑える事ができ、カブリによる画質劣化がなく、高品質な画像を形成できるという効果を有する。また、経時変化、環境変化に対しても安定してカブリのない高品質な画像を形成できるという効果を有する。また、本発明を用いる事により、材料選択巾が広がり、種種の材料を用いて、比較的容易にカブリのない良好な画像を形成する事ができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明のマイナストナーによる現像方法に用いる第１のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体表面に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は外添剤がトナー担持体表面に付着した場合の帯電極性を示す図。
【図２】 （ａ）は本発明のマイナストナーによる現像方法に用いる第２のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体表面に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は（ｂ）の比較として、外添剤がトナー担持体表面に付着した場合の帯電極性を示す図。
【図３】 （ａ）は本発明のマイナストナーによる現像方法に用いる第３のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体上に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は（ｂ）の比較として、外添剤の被覆率が低い場合の帯電極性を示す図。
【図４】 （ａ）は本発明のプラストナーによる現像方法に用いる第４のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体表面に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は外添剤がトナー担持体表面に付着した場合の帯電極性を示す図。
【図５】 （ａ）は本発明のプラストナーによる現像方法に用いる第５のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体表面に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は（ｂ）の比較として、外添剤がトナー担持体表面に付着した場合の帯電極性を示す図。
【図６】 （ａ）は本発明のプラストナーによる現像方法に用いる第６のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体上に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は（ｂ）の比較として、外添剤の被覆率が低い場合の帯電極性を示す図。
【図７】 本発明の実施例で用いた現像方法からなる一画像形成装置の断面概観図。
【図８】 本発明の実験例１、２に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図９】 本発明の比較例１に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１０】 本発明の実験例３に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１１】 本発明の比較例２に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１２】 本発明の実験例５に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１３】 本発明の実験例５の印字枚数とカブリ量の関係を示す図。
【図１４】 本発明の実験例６に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１５】 本発明の比較例３に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１６】 本発明の実験例８に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１７】 本発明の比較例４に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１８】 本発明の実験例１０に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【符号の説明】
１ トナー担持体
２ 外添剤
３ トナー母粒子
１１ 潜像担持体
１２ 導電性の支持部
１３ 感光層
１４ 帯電器
１５ 光源
１６ 結像光学系
１７ 現像装置
１８ トナー
１９ 供給部材
２０ シャフト
２１ 発泡部材
２２ トナー担持体
２３ シャフト
２４ 弾性体
２５ 規制部材
２６ 現像バイアス印加手段
２７ シール部材
２８ 転写器
２９ 記録紙
【産業上の利用分野】
本発明は、トナー、トナー担持体、トナー供給部材、トナー層厚規制部材よりなる現像方式に関する。更に詳しくは、トナー担持体、トナー母粒子、外添剤の帯電列の関係に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法としては、米国特許第２２９７６９１に示されているカールソンプロセスを基本として、これまでに多数の方法が提案されている。一般には光導電性物質を用いた感光体上に静電気的潜像を形成し、次に該潜像に‘トナー’と呼ばれる微粉末を選択的に付着させ、現像を行い、該潜像を顕像化する。この顕像化したトナーを必要に応じて紙などの転写材に転写した後、熱及び圧力、または溶剤蒸気などにより定着し画像形成物を得るものである。
【０００３】
感光体上の静電気的潜像をトナーにより、可視像化する現像方法としては乾式現像方式、液体現像方式に大別でき、さらに乾式現像方式としてはキャリアを使用する二成分現像方式として磁気ブラシ現像法、カスケード現像法などが知られている。また、一成分現像方式としては、ジャンピング現像法、ＦＥＥＤ現像法、磁気ブラシ現像法などが知られている。また、上記静電潜像を可視像化するトナーとしては、マイナストナーまたはプラストナーが使用され、現像方式としては正転現像、反転現像方式が用いられている。
【０００４】
特に、トナー担持体上にトナーを規制部材により薄層形成し、潜像担持体にトナーを搬送し、潜像を可視像化する現像方法としては、特公昭５２−３６４１４号、特開昭５７−１１４１６３号、特開昭５４−４３０２７号、特開昭５５−１８６５６号等に種々の方法が開示されている。
【０００５】
これら上記現像方法は２成分現像方式のようなキャリア粒子を使用しない為、トナー担持体、層厚規制部材、供給部材によりトナーに効率的に電荷を付与しなければならない。この問題を解決するために、これまでに種々の提案がなされている。例えば、特公昭５１−３６０７０号では摩擦帯電列に関してトナーから隔たったドクターブレードを用いる。特公平４−６９５３では非磁性スリーブの材質をトナーの摩擦帯電列よりも遠くに離れているものを用いる。特開昭６０−４５２７２では現像剤との摩擦帯電列を考慮した帯電部材を担持体表面と層形成部材に塗布する。特開昭６１−２３９２７２では流動化補助剤として、層厚規制部材の帯電系列上、摩擦帯電が行わない程度に近接したものを用いる等の提案がなされている。
【０００６】
また、トナーの外添剤に関しては、トナーに流動性を与え、高画質の画像を形成するために、シリカを用いる事が広く行われている。しかし、この外添剤に関しても、種々の改良提案が出されている。例えば、特公昭５４−１６２１９号、特開昭５５−１５９４５０号、特開昭６１−２７７９６４号等に、ジメチルジクロルシラン、ヘキサメチルジシラン、シリコーンオイルでシリカを疎水化処理したマイナス帯電性トナーが開示されている。また、特開昭５５−７９４５４にフッ化カーボン基を有する有機酸で表面処理し、摩擦帯電列を変化させてフィルミングを防止した現像剤が開示されている。また、特公昭６３−６２７４０号、特開平４−１４５４４８号に外添剤の付着状態を規定したトナーが開示されている。しかし、従来はトナー担持体とトナーの帯電列の関係、外添剤の表面処理等だけであり、上記方法だけでは非画像部へのトナー付着、つまり地カブリを減少させる事が困難であるという問題点がある。更に経時変化、及び環境変化にも弱く、安定して地カブリのない高画質な画像を提供する事が困難であるという問題点を有している。しかし、この様な問題点については、原因が未だ解明されてはいない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点を解決する為に、鋭意研究を行った結果、カブリと帯電列の間に大きな相関がある事を見い出したものである。
【０００８】
そして、その目的とするところは、非画像部へのトナー付着、つまり地カブリを生じない現像方法を提供する事である。また、別の目的は長期連続使用においても地カブリ等の画像劣化が生じない、耐久性に優れた現像方法を提供する事である。更に、別の目的は、高温高湿、低温低湿環境下においても安定した高画質の画像を長期に渡って提供する事を目的にする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像方法は、潜像担持体に対して押圧されると共にウレタンゴム、またはニトリル・ブタジエンゴムからなり、抵抗が５×１０6 Ω以上のトナー坦持体を用いて、体積抵抗が１０17Ωｃｍ以上のトナー母粒子に対して、乾式法シリカにジメチルシリコーンオイルを表面処理し、疎水化率を６０％以上とした外添剤を該トナー母粒子表面に０．１〜５ｗｔ％含有させたマイナストナーを潜像坦持体に移送し、前記潜像坦持体上の静電潜像を可視像化する形式の現像方法において、前記トナー坦持体、トナー母粒子及び外添剤の帯電列の関係がプラス側から順にトナー坦持体、外添剤、トナー母粒子からなる事を特徴とする。
【００１０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【００１１】
図面に基づき本発明を説明する。本発明のマイナストナーとは、潜像担持体上の静電潜像が顕像化される領域（以下、画像部）において、潜像担持体画像部とトナー担持体の間の電界の方向が、潜像担持体からトナー担持体に向くときに、トナー担持体上のトナーが潜像担持体上の画像部に移動し、静電潜像を顕像化するトナーである。以下、マイナストナーを用いる場合について説明する。図１（ａ）は本発明の第１の帯電列の関係を示したものである。図１（ｂ）及び（ｃ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。この図１（ｂ）に示すように、外添剤２がトナー母粒子３から離れてトナー担持体１表面に付着した場合、図１（ａ）の関係より、トナー母粒子３はトナー担持体１表面の外添剤２と接触してマイナスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。逆にトナー担持体１表面の外添剤２はプラスに帯電する。よってトナー母粒子３は地カブリの原因となるプラスには帯電されず、潜像担持体１１上の潜像を顕像化する正規のトナーとして用いられる。また、図１（ｃ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図１（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２及びトナー母粒子３はマイナスに帯電され、図１（ｂ）と同様に潜像担持体１１上の潜像を顕像化するのに用いられる。以上のようにトナー担持体１、トナー母粒子３、外添剤２の帯電列の関係を図１（ａ）の順になるように部材を構成する事によって、外添剤２のトナー担持体１表面への付着の如何に係わらず、プラスに帯電するトナー母粒子３は発生しない。よって、非画像部への不要トナーの付着、つまり地カブリを無くす事ができる。
【００１２】
次に、本発明の第２の帯電列の関係を説明する。図２（ａ）は第２の帯電列の関係を示したものである。また、図２（ｂ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。図２（ｃ）は図２（ｂ）を説明するための比較例を模式的に示したものである。この場合、図２（ｂ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図２（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２及びトナー担持体３はマイナスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。よってプラスに帯電するトナー母粒子３は発生せず、地カブリを無くす事ができる。しかし、図２（ｃ）に示すように、外添剤２がトナー担持体１表面に付着すると、この外添剤２と接触したトナー母粒子３がプラスに帯電され、非画像部での電界Ｐにより、潜像担持体１１上の非画像部に移動し、地カブリが生じてしまう。従って、本発明の第２の帯電列の関係では、外添剤２がトナー担持体１と付着しない事が好ましい。
【００１３】
次に、本発明の第３の帯電列の関係について説明する。第３の帯電列の関係は、上記、第１及び第２の帯電列の関係と比較して、トナー母粒子３の帯電列がトナー担持体１の帯電列よりもプラス側にある事が異なる。この関係では上記第１及び第２の帯電列の関係から、プラスに帯電するトナー母粒子３が発生し、好ましくない事が予想されるが、検討を重ねた結果、第３の帯電列の関係であっても良好な特性が得られる事が判明した。 図３（ａ）は本発明の第３の帯電列の関係を示している。また、図３（ｂ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。図３（ｃ）は本発明の比較例を模式的に示したものである。図３（ｂ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図３（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２はマイナスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。よってプラスに帯電するトナー母粒子３は発生せず、地カブリを無くす事ができる。この様に、トナー母粒子３の帯電列がトナー担持体１の帯電列よりもプラス側にある場合、外添剤２の帯電列はトナー担持体１の帯電列よりもマイナス側にある事が必要である。しかし、図３（ｃ）に示すように、外添剤２によるトナー母粒子３表面の被覆率が小さい場合には、トナー母粒子３はトナー担持体１と接触しやすくなりプラストナーとなって、非画像部での電界Ｐにより、潜像担持体上の非画像部に移動し、地カブリが生じてしまう。以上より、本発明の第３の帯電列の関係、つまり、トナー担持体１の帯電列よりも、プラス側にあるトナー母粒子３を用いても、前記トナー担持体１よりもマイナス側にある外添剤３をトナー母粒子３表面に含有させる事により、トナー母粒子がプラスに帯電する事ができ、地カブリを低下させる事ができる。また、トナー担持体１表面の外添剤２の被覆率を高める事により、更に、トナー母粒子３がプラスに帯電する事を抑え、地カブリを無くす事ができるので好ましい。
【００１４】
次に、本発明の静電潜像を可視像化するトナーがプラストナーの場合について説明する。本発明のプラストナーとは、潜像担持体上の静電潜像が顕像化される領域（以下、画像部）において、潜像担持体画像部とトナー担持体の間の電界の方向が、トナー担持体から潜像担持体に向くときに、トナー担持体上のトナーが潜像担持体上の画像部に移動し、静電潜像を顕像化するトナーである。本発明の第４の帯電列の関係について説明する。図４は図１に示す第１の帯電列の関係がプラストナーの場合である。図４（ａ）は本発明の第４の帯電列の関係を示したものである。図４（ｂ）及び（ｃ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。この図４（ｂ）に示すようにトナー担持体１表面に外添剤２が付着した場合、図４（ａ）の関係より、トナー母粒子３はトナー担持体１表面の外添剤２と接触してプラスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。逆にトナー担持体１１表面の外添剤２はプラスに帯電する。よってトナー母粒子３は地カブリの原因となるマイナスには帯電されず、潜像担持体１１上の潜像を顕像化するのに用いられる。また、図４（ｃ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図４（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２及びトナー母粒子３はプラスに帯電され、図４（ｂ）と同様に潜像担持体１１上の潜像を顕像化するのに用いられる。以上のようにトナー担持体１、トナー母粒子３、外添剤２の帯電列の関係を図４（ａ）の順になるように部材を構成する事によって、外添剤２のトナー担持体１表面への付着の如何に係わらず、マイナスに帯電するトナー母粒子３は発生しない。よって、非画像部への不要トナーの付着、つまり地カブリを無くす事ができる。
【００１５】
次に、本発明の第５の帯電列の関係を説明する。図５は図２に示す第２の帯電列の関係がプラストナーの場合である。図５（ａ）は第５の帯電列の関係を示したものである。また、図５（ｂ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。図５（ｃ）は図５（ｂ）を説明するための比較例を模式的に示したものである。この場合、図５（ｂ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図５（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２及びトナー担持体３はプラスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。よって、マイナスに帯電するトナー母粒子３は発生せず、地カブリを無くす事ができる。しかし、図５（ｃ）に示すように、外添剤２がトナー担持体１表面に付着すると、この外添剤２と接触したトナー母粒子３がマイナスに帯電され、非画像部での電界Ｐにより、潜像担持体１１上の非画像部に移動し、地カブリが生じてしまう。従って、本発明の第５の帯電列の関係では、外添剤２がトナー担持体１と付着しない事が好ましい。
【００１６】
次に、本発明の第６の帯電列の関係について説明する。図６は図３に示す第３の帯電列の関係がプラストナーの場合である。第６の帯電列の関係は、上記、第４及び第５の帯電列の関係と比較して、トナー母粒子３の帯電列がトナー担持体１の帯電列よりもマイナス側にある事が異なる。この関係では上記第４及び第５の帯電列の関係から、マイナスに帯電するトナー母粒子３が発生し、好ましくない事が予想されるが、検討を重ねた結果、第６の帯電列の関係であっても良好な特性が得られる事が判明した。 図６（ａ）は本発明の第６の帯電列の関係を示している。また、図６（ｂ）はトナー担持体１、外添剤２、トナー母粒子３の現像装置内での帯電極性の関係を模式的に示したものである。図６（ｃ）は本発明の比較例を模式的に示したものである。図６（ｂ）に示すように、トナー担持体１に外添剤２が付着しない場合、図６（ａ）の関係より、トナー担持体１と接触する外添剤２はプラスに帯電され、電界Ｎにより、潜像担持体１１上の画像部に移動し、潜像を顕像化するのに用いられる。よってマイナスに帯電するトナー母粒子３は発生せず、地カブリを無くす事ができる。この様に、トナー母粒子３の帯電列がトナー担持体１の帯電列よりもマイナス側にある場合、外添剤２の帯電列はトナー担持体１の帯電列よりもプラス側にある事が必要である。しかし、図６（ｃ）に示すように、外添剤２によるトナー母粒子３表面の被覆率が小さい場合には、トナー母粒子３はトナー担持体１と接触しやすくなりマイナス帯電トナーとなって、非画像部での電界Ｐにより、潜像担持体１１上の非画像部に移動し、地カブリが生じてしまう。以上より、本発明の第６の帯電列の関係、つまり、トナー担持体１の帯電列よりも、マイナス側にあるトナー母粒子３を用いても、前記トナー担持体１よりもプラス側にある外添剤３をトナー母粒子３表面に含有させる事により、トナー母粒子３がマイナスに帯電することを抑える事ができ、地カブリを低下させる事ができる。また、トナー担持体１表面の外添剤２の被覆率を高める事により、更に、トナー母粒子３がマイナスに帯電することを抑え、地カブリを無くす事ができるので好ましい。
【００１７】
次に、本発明の第１から第６の帯電列の関係にあるトナー担持体１、トナー母粒子３、外添剤２からなる現像方法を用いた一実施例の画像形成装置の断面概観図を図７に示す。図７において、潜像担持体１１は、導電性の支持部１２の上に有機または無機の光導電性を有する感光層１３を形成したものである。この潜像担持体１１に対して、コロナ帯電器や帯電ローラ等の帯電器１４にて感光層１３を所定の電位に帯電する。こうして潜像担持体１１を帯電させた後、レーザーやＬＥＤ等の光源１５から出た光を、複数のレンズ及びポリゴンスキャナーを用いた走査光学系やファイバーアレーを用いた等倍結像光学系等の結像光学系１６を通して感光層１３に画像に応じて選択的に光照射し、潜像担持体１１上に電位コントラストを得て静電潜像パターンを形成する。一方、現像装置１７はトナー１８を搬送し現像するものであって、トナー１８を供給する供給部材１９はシャフト２０の外周に発泡部材２１が同心円状に配設したもので、トナー１８を搬送するトナー担持体２２は、シャフト２３の外周に導電性の弾性体２４を同心円状に配設したもので、供給部材１９によりトナー担持体２２近傍に供給されたトナー１８をトナー担持体２２上に保持し、非磁性または磁性の金属や樹脂で構成される板状の規制部材２５で適量に薄層規制し、トナー担持体２２を回転させて薄層のトナー１８を搬送し現像部に供給するものである。トナー担持体２２は潜像担持体１１に対して所定の圧力で押圧されており、潜像担持体１１とトナー担持体２２とが接触する現像部にトナー１８が搬送されると、潜像担持体１１の電位コントラスト及び現像バイアス印加手段２６による現像電界に応じて帯電したトナー１８が潜像担持体１１に転移し静電潜像パターンが顕像化される。この時、トナー１８の帯電極性により、反転現像または正転現像を行うように現像バイアスを印加する。尚、シール部材２７が現像装置１７の開口部に配設され、シール部材２７をトナー担持体２２に対して軽く接触させることにより、現像後のトナーの落下や現像装置１７の内部からのトナーの飛散を防止している。さらに、潜像担持体１１上に現像されたトナー１８は、潜像担持体１１に対してバネ等の弾性体に懸架され数ｇｆ／ｍｍ程度の軽荷重で圧接された転写ローラーや転写ベルト等の転写部材２８に、電圧を印加して記録材２９上に転写される。記録材２９上に転写されたトナーは、熱や圧力により記録材２９に定着され所望の画像が得られる。転写終了後、図には記していないが、潜像担持体１１は回転してクリーニング装置により潜像担持体１１上に付着した転写残りトナーや異物を除去し、除電装置により潜像担持体１１上の不要な電荷を除去した後、再び帯電されて上記のプロセスを繰り返して画像を連続形成する。クリーニングで回収されたトナーを再び現像装置１７へ送り込みトナーのリサイクルを行っても良い。
【００１８】
以下に、上述の図７の画像形成装置を用いた実験例を示し、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
（実験例１）
本発明の第１の帯電列の関係、具体的には、本発明の図１（ａ）及び（ｂ）の帯電列の関係及びトナー担持体表面に外添剤が付着している場合のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子についての実験例を示す。
トナー担持体として、表１に示す４種類のものを用いた。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
次に、本実験例１で用いたトナーについて説明する。トナー組成を以下に示す。
ポリエステル樹脂 ８８ｗｔ％
ポリプロピレンワックス ５ｗｔ％
負帯電性電荷制御剤 １ｗｔ％
カーボンブラック ６ｗｔ％
上記組成の原料を使用し、スクリュウ押出機で混練し、粗粉砕する。次にジエット粉砕機で微粉砕し、分級して体積平均粒径９μｍのトナー母粒子Ａを作製した。
【００２３】
次に、ヘンシェルミキサーを用いて粒径０．０１６μｍの外添剤ａを０．８ｗｔ％トナー母粒子の表面に含有させたトナーＡａを作製した。ヘンシェルミキサーによる混合条件は２０００ｒｐｍ−１０ｓｅｃで行った。外添剤ａは乾式法シリカにジメチルシリコーンオイルを表面処理したものを用いた。外添剤の疎水化率は６０％以上であった。またトナー抵抗は５×１０17Ωｃｍであった。また、上記材料の帯電列を求めた。測定は試料同士を軽く接触させ、摩擦させて表面電位計により極性を調べ帯電列を決定した。この時、外添剤、トナー母粒子は加圧錠剤成型機によりペレットにしたものを用い、各試料の帯電列を求めた。帯電列の結果を図８に示す。図８より外添剤ａはトナー母粒子Ａよりプラス側にあり、かつトナー担持体は４種類とも外添剤ａよりプラス側にある。また、ステンレス製金属ブレードからなる規制部材、及びウレタンスポンジからなる供給部材は外添剤ａよりプラス側にある事が解る。この様に、規制部材、及び供給部材を外添剤及びトナー母粒子よりもプラス側にする事により、規制部材、供給部材の接触により、外添剤、トナー母粒子をマイナスに帯電する事ができる。従って、規制部材及び供給部材によるプラス帯電トナーの発生を抑える事ができる。
【００２４】
次に上記、トナー担持体（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）、トナー、供給部材、層厚規制部材を用いて、上記図７に示す画像形成装置により、画像を形成した。この時の潜像担持体はマイナス帯電用のものを用い、表面電位がマイナス６００Ｖになるようにした。また、トナー担持体と潜像担持体の間に印加する現像バイアスはマイナス２５０Ｖで行った。画像は全白（印字しない）、黒ベタ、テストパターンを順に印字させ、画像を評価した。特に、全白印字における潜像担持体上の付着トナーの量を測定し、カブリトナー量とした。測定はテープ（３Ｍ社製、スコッチメンディングテープ８１０）に感光体上のカブリトナーを付着させ、電子天秤により、付着前後の重量を測定し、その差をカブリトナー量とした。結果を表３に示す。
【００２５】
【表３】
【００２６】
（実験例２）
次に、図１（ｃ）に示す場合の実験例を示す。
【００２７】
トナー担持体として本実験例では表面におけるタック性が極めて少ないもの、つまり外添剤が付着しにくい材質のものを用いた。表４に本実験例で用いたトナー担持体の材質を示す。
【００２８】
【表４】
【００２９】
【表５】
【００３０】
【表６】
【００３１】
（比較例１）
次に本発明の第１の帯電列の関係を説明した実験例１の比較例として図９に示す帯電列関係にある場合を説明する。外添剤としてアミノシラン処理を行った外添剤ｂを用い、実験例１と同様にトナー母粒子Ａに外添剤ｂを含有させトナーＡｂを作製した。次に実験例１と同様に画像形成を行い、潜像担持体上のカブリトナー量を調べた。結果を表７に示す。
【００３２】
【表７】
【００３３】
（実験例３）
次に、本発明の第２の帯電列の関係、具体的には、本発明の図２（ａ）及び（ｂ）の帯電列の関係及びトナー担持体表面に外添剤が付着していない場合のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子についての実験例を示す。本実験例ではトナー担持体Ｅを用いた。本実験例ではヘキサメチルジシラザンで表面処理した外添剤ｃを用い、実験例１と同様に外添剤ｃをトナー母粒子Ａに含有させ、トナーＡｃとした。本実験例に使用した部材の帯電列を図１０に示す。図１０より明らかなように、外添剤ｃよりもプラス側にトナー母粒子Ａが位置している事がわかる。次に、実験例１と同様に画像を形成したところ、実験例１と同様に良好な画像を形成する事ができた。潜像担持体上のカブリトナー量を表８に示す。
【００３４】
【表８】
【００３５】
（実験例４）
本実験例では、実験例３の使用した外添剤ｃの替わりに、ジメチルジクロルシランで表面処理した外添剤を用いた。帯電列は、外添剤ｃよりもややプラス側であった。その他は実験例３と同様にして、画像形成、画像評価を行った結果、実験例３と同様な、良好な画像を形成する事ができた。
【００３６】
（比較例２）
次に、本発明の第２の帯電列の関係を説明した実験例３の比較例として図１１に示す帯電列の関係にある場合を説明する。
【００３７】
実験例１のトナー担持体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと実験例３の外添剤ｃとトナー母粒子ＡからなるトナーＡｃを用い、実験例３と同様に画像形成を行った。結果を表９に示す。
【００３８】
【表９】
【００３９】
（実験例５）
次に、本発明の第３の帯電列の関係、具体的には図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の帯電列の関係及びトナー母粒子表面の外添剤量の影響についての実験例を示す。トナー担持体としては表１０に示すものを用いた。
【００４０】
【表１０】
【００４１】
【表１１】
【００４２】
次に、プラストナーによる、第４、第５、第６の帯電列の関係についての実験例を説明する。
【００４３】
（実験例６）
本発明の第４の帯電列の関係、具体的には、本発明の図４（ａ）及び（ｂ）の帯電列の関係及びトナー担持体表面に外添剤が付着している場合のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子についての実験例を示す。
【００４４】
トナー担持体として、表１２に示す２種類のものを用いた。
【００４５】
【表１２】
【００４６】
【表１３】
スチレンアクリル樹脂 ８８ｗｔ％
ポリプロピレンワックス ５ｗｔ％
正帯電性電荷制御剤 １ｗｔ％
カーボンブラック ６ｗｔ％
上記組成の原料を使用し、実験例１と同様に、体積平均粒径９μｍのトナー母粒子Ｂを作製した。
【００４７】
次に、外添剤としてアミノシラン処理を行った外添剤ｂを用い、実験例１と同様にトナー母粒子Ｂに外添剤ｂを含有させトナーＢｂを作製した。またトナー抵抗は５×１０17Ωｃｍであった。また、実験例１と同様にして試料の帯電列を求めた。帯電列の結果を図１４に示す。図１４より外添剤ｂはトナー母粒子Ｂよりマイナス側にあり、かつトナー担持体は２種類とも外添剤ｂよりマイナス側にある。また、ステンレス製金属ブレードからなる規制部材、及びウレタンスポンジからなる供給部材は外添剤ｂよりマイナス側にある事が解る。この様に、規制部材、及び供給部材を外添剤及びトナー母粒子よりもマイナス側にする事により、規制部材、供給部材の接触により、外添剤、トナー母粒子をプラスに帯電する事ができる。従って、規制部材及び供給部材によるマイナス帯電トナーの発生を抑える事ができる。
【００４８】
次に上記、トナー担持体（Ｇ、Ｈ）、トナー、供給部材、層厚規制部材を用いて、実験例１と同様にして、画像を形成した。但し、この時の潜像担持体はプラス帯電用のものを用い、表面電位がプラス６００Ｖになるようにした。また、トナー担持体と潜像担持体の間に印加する現像バイアスはプラス２５０Ｖで行った。また、画像評価も実験例１と同様に行った。結果を表１４に示す。
【００４９】
【表１４】
【００５０】
（実験例７）
次に、図４（ｃ）に示す場合の実験例を示す。
トナー担持体として実験例５で用いたトナー担持体Ｆ、つまり外添剤が付着しにくい材質のものを用いた。また、供給部材、層厚規制部材は実験例６と同様なものを用いた。またトナー母粒子Ｂ、外添剤ｂも実験例６と同じものを用いた。また、画像形成、画像評価についても、実験例６と同様に行った。その結果、実験例６と同様に良好な画像を形成する事ができた。潜像担持体上のカブリトナー量を表１５に示す。
【００５１】
【表１５】
【００５２】
（比較例３）
次に本発明の第４の帯電列の関係を説明した実験例６の比較例として図１５に示す帯電列関係にある場合を説明する。外添剤としてヘキサメチルジシランで処理を行った外添剤ｃを用い、実験例６と同様にトナー母粒子Ｂに外添剤ｃを含有させトナーＢｃを作製した。次に実験例６と同様に画像形成を行い、潜像担持体上のカブリトナー量を調べた。結果を表１６に示す。
【００５３】
【表１６】
【００５４】
（実験例８）
次に、本発明の第５の帯電列の関係、具体的には、本発明の図５（ａ）及び（ｂ）の帯電列の関係及びトナー担持体表面に外添剤が付着していない場合のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子についての実験例を示す。本実験例ではトナー担持体Ｆを用いた。また、本実験例では、粒径０．０１３μｍのアルミナ微粉体をアミノシランとオクチルシランで表面処理した外添剤ｄを用いた。また、実験例６と同様に外添剤ｄをトナー母粒子Ｂに含有させ、トナーＢｄとした。本実験例に使用した部材の帯電列を図１６に示す。図１６より明らかなように、外添剤ｄよりもマイナス側にトナー母粒子Ｂが位置している事がわかる。次に、実験例６と同様に画像を形成したところ、実験例６と同様に良好な画像を形成する事ができた。潜像担持体上のカブリトナー量を表１７に示す。
【００５５】
【表１７】
【００５６】
（実験例９）
本実験例では、実験例８の外添剤ｄの替わりに、平均粒径０．０２１μｍの二酸化チタン微粒子にアミノシラン及びオクチルシラン処理を行った外添剤を用いた。この外添剤の帯電列は外添剤ｄよりもややマイナス側であった。その他は実験例８と同様に行った結果、実施例８と同様な良好な画像を形成する事ができた。
【００５７】
（比較例４）次に、本発明の第５の帯電列の関係を説明した実験例８の比較例として図１７に示す帯電列の関係にある場合を説明する。
【００５８】
実験例６のトナー担持体Ｇ、Ｈと実験例８の外添剤ｄとトナー母粒子ＢからなるトナーＢｄを用い、実験例８と同様に画像形成を行った。結果を表１８に示す。
【００５９】
【表１８】
【００６０】
（実験例１０）
次に、本発明の第６の帯電列の関係、具体的には図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の帯電列の関係及びトナー母粒子表面の外添剤量の影響についての実験例を示す。
【００６１】
トナー担持体としてはＥを用いた。また、トナーは外添剤ｄとトナー母粒子ＢからなるトナーＢｄを用いた。その他の供給部材、層厚規制部材は実験例６と同様なものを用いた。本実験例に使用した部材の帯電列を図１８に示す。図より明らかなように本実験例ではトナー母粒子Ｂはトナー担持体Ｅと接触するとマイナスになり易い。従って、外添剤の含有率を高める必要がある。本実験例では実験例５と同様に外添剤量を０．３ｗｔ％、０．５ｗｔ％、０．８ｗｔ％について行った。その結果、実験例５と同様な結果となった。従って、外添剤量としては０．５ｗｔ％以上が望ましく、より好ましくは０．８ｗｔ％以上がよい。この様に帯電列がトナー担持体の帯電列よりマイナス側にあるトナー母粒子を用いても、外添剤の種類（トナー担持体よりプラスである事）、外添剤量を最適化する事によりカブリのない良好な画像を形成する事ができる事がわかった。つまり、帯電列の関係がマイナス側から順にトナー母粒子、トナー担持体、外添剤からなる事により、良好な画像を形成する事ができる。
【００６２】
以上、反転現像の場合について説明したが、正規現像の場合にも本発明を適用する事ができる。
【００６３】
また、外添剤、トナー母粒子、トナー担持体の関係について説明を行ったが、トナー母粒子とトナーの帯電列はほぼ同じ位置にあり、前述した実験例のトナー母粒子をトナーに置き換えても、同様な効果があった。
【００６４】
尚、本発明に用いるトナー支持体２２としては、磁性、非磁性、導電性、絶縁性、金属、ゴム、樹脂等、トナー支持体として形成できるものならば全て用いる事ができる。例えば、材質的にはアルミニウム、ニッケル、ステンレス等の金属、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等のゴム、スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂、ナイロン樹脂等の樹脂を用いる事ができる。また、形態としては非弾性体、弾性体、単層、多層、フィルム、ローラ等全てのものを用いる事ができる。
【００６５】
また、本発明に用いる供給部材１９及び層厚規制部材２５としては、トナー担持体２２と同様に全ての材質、形態のものを用いる事ができる。
【００６６】
更に、本発明に用いるトナー１８としては一般の混練粉砕法、スプレードライ法、重合法によって作製された粒径５〜２０μｍのものを使用することができる。
【００６７】
トナー組成としては特に限定されるものではなく、一般的なものを使用することができる。例えば、結着用樹脂としては、ポリスチレン及び共重合体、例えば、水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂，ＡＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、スチレン・Ｐクロロスチレン共重合体、スチレン・プロピレン共重合体、スチレン・ブタジエン架橋ポリマー、スチレン・ブタジエン・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・アルコール共重合体、スチレン・ブタジエンゴムエマルジョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・イソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレート系樹脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹脂及びその共重合体、例えば、スチレン・アクリル共重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル酸エステル共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ｎーブチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート・ｎ−ブチルアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート・ブチルアリレート・Ｎ−（エトキシメチル）アクリルアミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアクリレート共重合体、スチレン・ブタジエン・ジメチル・アミノエチルメタアクリレート共重合体、スチレン・アクリル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・メタアクリル酸メチル・アクリル酸２ーエチルヘキシル共重合体、スチレン・ｎ−ブチルアリレート・エチルグリコールメタアクリレート共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・アクリル酸共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・無水マレイン酸共重合体、スチレン・ブチルアクリレート・イソブチルマレイン酸ハーフエステル・ジビニルベンゼン共重合体、ポリエステル及びその共重合体、ポリエチレン及びその共重合体、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリプロピレン及びその共重合体、フッソ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などを一種類あるいは、二種類以上ブレンドしたものを使用する事ができる。
【００６８】
着色剤としてはカーボンブラック、スピリットブラック、ニグロシンなどの黒色染・顔料を使用する。カラー用としては、フタロシアニン、ローダミンＢレーキ、ソーラピュアイエロー８Ｇ、キナクリドン、ポリタングストリン酸、インダスレンブルー、スルホンアミド誘導体などの染料を使用することができる。更に、分散剤として、金属石鹸、ポリエチレングリコールなど、帯電制御剤として、電子受容性の有機錯体、塩素化ポリエステル、ニトロフニン酸、第４級アンモニウム塩、ピリジニル塩などを添加することができる。磁性剤としては結着樹脂１に分散したときに化学的に安定であり、粒径５μｍ以下の微粒子が好ましい。例としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎの金属粉、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、フェライトなどの金属酸化物、マンガンと銅を含む合金など熱処理によって強磁性を示す合金などを用いる事ができ、予めカップリング剤等の予備処理を施しても構わない。また、離型剤としてポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス等を添加する事もできる。更に、その他の添加剤として、ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等を用いる事ができる。また、外添剤としては種種のものを使用する事ができる。例えばシリカ、アルミナ、酸化チタンなどの金属酸化物、及びこれらの複合酸化物等の無機微粒子や、アクリル微粒子等の有機物微粒子を用いる事ができる。また、これらの表面処理剤として、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、フッ素含有シランカップリング剤、シリコーンオイル等を用いる事ができる。上記処理剤で処理された外添剤の疎水化率は従来のメタノール法によるもので６０％以上のものが好ましい。これ以下であると、高温高湿下において、水分の吸着により摩擦帯電電荷の低下が生じ好ましくない。また、外添剤の粒径としては０．００１〜１μｍである事が好ましい。外添剤添加量としてはトナー母粒子に対して０．１〜５ｗｔ％である事が好ましい。また、本発明に用いるトナーの体積抵抗は１０17Ωｃｍ以上が好ましい。但し、抵抗の測定方法はトナーを厚さ０．５ｍｍのペレットに圧粉成形し、上下に電極を載せ、１Ｋｇ／ｃｍ2の荷重を印加した状態で電圧２５０Ｖを印加したときの電流値を求め、体積抵抗値に換算した。測定は窒素雰囲気に置換した乾燥デシケータ内で行った。
【００６９】
更に尚、上述の実施例においては、地カブリが発生しやすい一成分圧接現像方式について説明を行ったが、本発明はこれらに限定されるものではなく、別の現像方法、例えば非磁性非接触現像方式、磁性接触現像方式磁性非接触現像方式、等に応用しても同様に地カブリを低減することができる。
【００７０】
また、上述の実施例では外添剤が１種類のものについて説明を行ったが、外添剤は２種類以上のものを混合したものについても本発明を適用する事ができる。つまり、トナー担持体への付着性により、外添剤の混合物の帯電列を適用する場合、あるいは混合物中のそれぞれの外添剤の帯電列を適用する場合があり、これらを考慮して外添剤を選択することにより地カブリを低減することができる。
【００７１】
以上、実施例を述べたが、本発明は以上の実施例に限定されるものではない。広く電子写真プロセスを用いた画像形成装置に応用することができ、特にプリンターや複写機やファクシミリやディスプレーに応用すれば有効である。
【００７２】
【発明の効果】
以上本発明によれば、マイナストナーを用いる現像方法の構成部材であるトナー担持体、トナー母粒子、外添剤の帯電列関係がプラス側から順に
(1) トナー担持体、外添剤、トナー母粒子からなる事。
(2) トナー担持体、トナー母粒子、外添剤からなり、かつ、外添剤とトナー担持体の付着性がない事。
(3) トナー母粒子、トナー担持体、外添剤からなり、かつ外添剤の被覆率が高く、かつ外添剤とトナー担持体の付着性がない事。
また、プラストナーを用いる現像方法の場合、トナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係がマイナス側から順に
(1) トナー担持体、外添剤、トナー母粒子からなる事。
(2) トナー担持体、トナー母粒子、外添剤からなり、かつ、外添剤とトナー担持体の付着性がない事。
(3) トナー母粒子、トナー担持体、外添剤からなり、かつ外添剤の被覆率が高く、かつ外添剤とトナー担持体の付着性がない事。
以上より、逆極性トナーの発生を抑える事ができ、カブリによる画質劣化がなく、高品質な画像を形成できるという効果を有する。また、経時変化、環境変化に対しても安定してカブリのない高品質な画像を形成できるという効果を有する。また、本発明を用いる事により、材料選択巾が広がり、種種の材料を用いて、比較的容易にカブリのない良好な画像を形成する事ができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明のマイナストナーによる現像方法に用いる第１のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体表面に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は外添剤がトナー担持体表面に付着した場合の帯電極性を示す図。
【図２】 （ａ）は本発明のマイナストナーによる現像方法に用いる第２のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体表面に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は（ｂ）の比較として、外添剤がトナー担持体表面に付着した場合の帯電極性を示す図。
【図３】 （ａ）は本発明のマイナストナーによる現像方法に用いる第３のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体上に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は（ｂ）の比較として、外添剤の被覆率が低い場合の帯電極性を示す図。
【図４】 （ａ）は本発明のプラストナーによる現像方法に用いる第４のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体表面に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は外添剤がトナー担持体表面に付着した場合の帯電極性を示す図。
【図５】 （ａ）は本発明のプラストナーによる現像方法に用いる第５のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体表面に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は（ｂ）の比較として、外添剤がトナー担持体表面に付着した場合の帯電極性を示す図。
【図６】 （ａ）は本発明のプラストナーによる現像方法に用いる第６のトナー担持体、外添剤、トナー母粒子の帯電列関係を示す図、（ｂ）は外添剤がトナー担持体上に付着しない場合の帯電極性を示す図、（ｃ）は（ｂ）の比較として、外添剤の被覆率が低い場合の帯電極性を示す図。
【図７】 本発明の実施例で用いた現像方法からなる一画像形成装置の断面概観図。
【図８】 本発明の実験例１、２に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図９】 本発明の比較例１に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１０】 本発明の実験例３に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１１】 本発明の比較例２に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１２】 本発明の実験例５に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１３】 本発明の実験例５の印字枚数とカブリ量の関係を示す図。
【図１４】 本発明の実験例６に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１５】 本発明の比較例３に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１６】 本発明の実験例８に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１７】 本発明の比較例４に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【図１８】 本発明の実験例１０に用いた部材の帯電列関係を示す図。
【符号の説明】
１ トナー担持体
２ 外添剤
３ トナー母粒子
１１ 潜像担持体
１２ 導電性の支持部
１３ 感光層
１４ 帯電器
１５ 光源
１６ 結像光学系
１７ 現像装置
１８ トナー
１９ 供給部材
２０ シャフト
２１ 発泡部材
２２ トナー担持体
２３ シャフト
２４ 弾性体
２５ 規制部材
２６ 現像バイアス印加手段
２７ シール部材
２８ 転写器
２９ 記録紙
Claims (1)
- 潜像担持体に対して押圧されると共にウレタンゴム、またはニトリル・ブタジエンゴムからなり、抵抗が５×１０ 6 Ω以上のトナー坦持体を用いて、体積抵抗が１０ 17 Ωｃｍ以上のトナー母粒子に対して、乾式法シリカにジメチルシリコーンオイルを表面処理し、疎水化率を６０％以上とした外添剤を該トナー母粒子表面に０．１〜５ｗｔ％含有させたマイナストナーを潜像坦持体に移送し、前記潜像坦持体上の静電潜像を可視像化する形式の現像方法において、前記トナー坦持体、トナー母粒子及び外添剤の帯電列の関係がプラス側から順にトナー坦持体、外添剤、トナー母粒子からなる事を特徴とする現像方法。
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