JPH04162049A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真法、静電印刷法及び静電記録法など
において形成される静電荷潜像を磁性トナーを用いて現
像する工程を有する画像形成方法及びそのための画像形
成装置に関し、特に電子写真画像形成方法において、潜
像画像が単位画素により表現され、単位画素がオン−オ
フの２値もしくは有限の階調により表現される、デジタ
ル潜像を反転現像方式で顕像化するための画像形成方法
に関する。

［従来の技術］ 従来、例えば、静電潜像担持体としての感光ドラム表面
に形成した潜像を一成分系の現像剤としての磁性トナー
によって顕像化する現像装置は、磁性トナー粒子相互の
摩擦、及び現像剤担持体としてのスリーブと磁性トナー
粒子の摩擦により感光ドラム上に形成された静電像電荷
と逆極性の電荷を磁性トナー粒子に与え、該磁性トナー
をスリーブ上にきわめて薄く塗布させて感光ドラムとス
リーブで形成される現像領域に搬送し、現像領域におい
てスリーブ内に固着された磁石による磁界の作用で磁性
トナーを飛翔させて感光ドラム上の静電潜像を顕像化す
るものが知られている。

しかしながら、上記のような現像装置においては、いず
れもスリーブ上に比較的薄い均一なトナー層を形成しな
ければならないが、環境状態、トナー物性、スリーブ表
面の状態等に依存し、均一なトナー層を得ることができ
ず、特に低湿環境においてムラを生しる場合が多い。

また、複写を重ねるにつれ現像剤が繰り返しスリーブと
摩擦された結果、トナーの流動性をよくするための添加
剤がスリーブ上に堆積したり、あるいは現像剤中の結着
樹脂がスリーブ上に成膜したりするためにスリーブの表
面状態が変化し、現像剤の現像性が不安定化し、あるい
は静電潜像面への現像剤の搬送が不安定化するという問
題があった。

また最近では、電子写真の高画質化のためにトナーの一
層の小粒径化がはかられてきている。たとえば電子写真
式レーサービームプリンタの印字密度を従来の３００ｄ
ｐｉ程度から６００ｄｐｉ程度にするにあたっては、解
像度、シャープネス等を上げ静電潜像を忠実に再現させ
ることが、粒径４，５〜８μｍ程度のトナーを用いるこ
とで比較的容易に解決される。ところが、このような小
粒径のトナーは従来のトナーに比べると、体積当たりの
帯電量が増大するとともに粒径５μｍ以下の微粉量が大
きく増加するため、これらの小粒径のトナー内の樹脂成
分が豊富になり、その結果、現像スリーブの表面が汚染
されやすくなるため、ゴースト像や、画像濃度の低下か
生じやすくなる。

また、小粒径のトナーは通常より表面積が大きいことに
加え、トナーの飛散を防止するために通常より磁性体の
割合が増されるため、磁性体がスリーブ表面と接触する
機会が多くなり、表面に被膜を有するスリーブ表面の被
膜にキズをつけやすく、また、小粒径のトナーには微粉
が多いため、微粉自身の鏡映力によりスリーブに対して
静電的に強く拘束され、スリーブ上のトナー最下層に微
粉層が蓄積して、この層の上に来るトナーは現像スリー
ブと十分摩擦帯電できず、現像能力の低下を招く。この
現象はトナーの非消費部分において顕著であり、トナー
消費の多い部分との現像能力に差が生じるため、その結
果画像上にスリーブゴーストとして現れる。

以上の現象を防止し帯電量の均一なトナー層を安定的に
得るためには、弾性ゴムブレードのごとき当接規制部材
をスリーブ上に接触させて用いる等、微粉層の蓄積を防
ぐ工夫が必要であり、また、最近プリントスピードアッ
プの要求も高まっており、スリーブ被膜表面には以前よ
りも多大なダメージが加わり被膜の劣化や、ハガレ、キ
ズ等が発生し問題となっている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上述のごとき現像方法において、磁性
トナーをトナー担持体上に均一にトナーコートさせるこ
と及び磁性トナー及び／または磁性トナー中の成分によ
るトナー担持体表面への汚染を防止または低減させるこ
とを、長期にわたり同時に解決した画像形成方法を提供
するものである。

更に本発明の目的は、画像濃度が高く、細線再現性に優
れ、カブリがなく鮮明な高画質の画像が長期にわたって
得られる画像形成方法及び画像形成装置を提供するもの
である。

更に本発明の目的は、環境変動に対して性能の変化のな
い画像形成方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用コ本発明の画像形
成方法は、上述の目的達成のために発明されたものであ
り、静電荷像を保持する静電像保持体と、磁性トナーを
表面に担持するトナー担持体とを現像部において一定の
間隙を設けて配置し、磁性トナーを層厚規制部材により
トナー担持体上に前記間隙よりも薄い厚さに規制して現
像部に搬送し、現像部においてトナーに交番電界をかけ
ながら現像する画像形成方法において、 該トナー担持体は、平均表面粗度Ｒａ、〜１．０〜３．
０μｍの凹凸を有するトナー担持体の基体表面上に、導
電性微粒子を含有する樹脂被膜が１ｍ２当たり４〜１２
ｇコーティングされ、コーティング表層のＲａが０．８
〜３．０μｍの範囲にあり、層厚規制部材は、前記トナ
ー担持体に当接する規制部材であり、 該磁性トナーは少なくとも結着樹脂、磁性体を含有する
絶縁性磁性トナーであり、体積平均粒径４．５〜８μｍ
、ＢＥＴ比表面積１．８〜３．５ｍ　２７　ｇ、帯電量
−２０〜−３５ｕ　ｃ　／　ｇ、ゆるみ見かけ密度０．
４０〜０．５２　ｇ／ｃｍ３．及び真比重１．４５〜１
，８、を満足する磁性トナーであることを特徴とする画
像形成方法に関する。

上記の構成、即ち、トナー担持体においては、平均表面
粗度Ｒａが１．０〜３．０Ｌｔｍの凹凸を有するトナー
担持体の基体表面上に、導電性微粒子を含有する樹脂被
膜が１ｍ２当たり４〜１２ｇコーティングされ、コーテ
ィング表層のＲａが０．８〜３，０μｍの範囲にあるこ
とにより、該表面にトナー成分が付着しにくく長期にわ
たって汚染を防止または低減することができ、更に層厚
規制部材としては、前記トナー担持体に当接する規制部
材を用いスリーブと組み合わせることにより、スリーブ
最下層に微粉層が形成されるのを防止し、かつ、十分な
トナー量をスリーブ表面に担持し、薄（均一なトナー層
を安定に形成することができるため、適度なトナー帯電
量が安定に得られ高濃度でカブリのない鮮明な画像を、
長期にわたって得ることができる。

また、この組み合わせは特に、環境安定性に優れており
、幅広い環境下において上記のような安定した画像特性
を示す。

一方磁性トナーにおいては、体積平均粒径４．５〜８μ
ｍ、ＢＥＴ比表面積１．８〜３．５ｍ’　／ｇ、％Ｆ電
量−２０〜−３５ｕ　ｃ　／　ｇ、ゆるみ見かけ密度０
　、４０〜０　、　５２　ｇ　／　ｃ　ｍ　３、真比重
１．４５〜１，８のそれぞれの範囲を満足するトナーを
用いることにより、細線再現性に優れ、画像の輪郭部分
のトナーの飛び散りがなく非常に鮮明な高画質の画像を
長期にわたって得ることができる。

本発明中のスリーブは、非磁性のステンレスまたはアル
ミニウム等からなる円筒状基体の周面上に好ましくはサ
ンドブラスト処理等により平均表面粗度Ｒａ＝１．０〜
３．０μｍの凹凸を形成させ、更に、その表面上に導電
性微粒子を含有する被膜を１ｍ”当たり４〜１２ｇ吹き
つけなどの方法によりコーティングし、表層のＲａが０
．８〜３．０μｍのコーティング層を形成させたものを
用いる。スリーブ基体表面上にＲａ＝１．０〜３．０μ
ｍの凹凸を形成させる理由のひとつとしては、樹脂被膜
との接着性を向上させ、被膜のハガレなどによる劣化を
防ぐことにある。また、基体表面上の凹凸は、樹脂被膜
コーテイング後の表面荒さにもかなり影響するため、こ
れまで難しかった樹脂被膜コーテイング後の表面荒さの
調整が比較的容易にできる。基体表面上のＲａを１０〜
３．０μｍにするのは、樹脂被膜コーテイング後のＲａ
＝０．８〜３．０μｍを容易に調整するためである。

コーティング層のＲａは０．８〜３．０μｍの範囲にあ
ることが本発明の１つの特徴である。

Ｒａの範囲がこの範囲を外れると、トナーの搬送量が適
正な量にならず、カブリやゴーストの原因となりやすい
。

コーティング層は１０−２〜１０２Ω・ｃｍの抵抗を有
することが好ましく、１０−２Ω・ｃｍ以下であると、
トナーのチャージのリーク速度が速く、カブリや飛散の
原因となり、１０’Ω・ｃｍ以上であると、逆にチャー
ジがリークしに（いためトナーがチャージアップしすぎ
てスリーブから離れにくくなり、画像濃度の低下やゴー
ストの原因となる。なお、被膜の抵抗値はアルミ箔上に
被膜を形成し、三菱油化社の抵抗測定装置「ローレスタ
」を用い４探針法により測定する。

上記樹脂被膜の樹脂成分としては、フェノール、エポキ
シ、メラミン、ポリアミド、シリコン、ポリ四フッ化エ
チレン、ポリ塩化ビニール、ポリカーボネート、ポリス
チレン、ポリメタクリレート等の使用が可能であるが、
フェノール樹脂が最も好ましい。

その理由は、比較的トナー成分が付着しにくく、かつ摩
擦帯電系列上でトナーと適度に離れた位置にあるため、
トナーの１！Ｆ電が高くなりすぎることも低すぎること
もなく適当な帯電性能を有しているためである。またフ
ェノール樹脂は熱硬化性樹脂であり、−数的な熱硬化性
樹脂の中では硬度の高い樹脂である。それはフェノール
樹脂が熱硬化反応により密な三次元の架橋構造を形成す
るため、非常に硬い塗膜を形成し他の樹脂には見られな
い優れた耐久性を得ることができる。従ってスリーブ塗
膜を形成した際にも、塗膜のキズやはがれがなく常に安
定した画質を提供することができる。フェノール樹脂に
は、フェノールとホルムアルデヒドよりなる純フェノー
ル樹脂、エステルガムと純フェノール系を組合せた変性
フェノール樹脂があるが本発明にはいずれも使用できる
。

本発明中のスリーブ被膜中には、導電性微粒子が含有さ
れている。導電性微粒子としては各種金属酸化物等が使
用可能であるが、本発明者らの検討の結果導電性微粒子
は適度にスリーブ表面に凹凸を形成し、かつスリーブ被
膜上に残る電荷をほどよくスリーブ基体にリークさせト
ナーの必要以上のチャージアップを防止するものが良い
結果を示し、中でもグラファイトと導電性カーボンの併
用したものが最も優れた特性を示した。グラファイトは
灰色ないし黒色の光沢滑性のある結晶鉱物で天然物、人
造品のいずれも使用でき、粒径は樹脂中への分散、被膜
の特性の点で０．５〜１０μｍが好ましい。導電性カー
ボンはオイルファーネス、アセチレンブラ・ンク、ケツ
ツエンブラック等の抵抗値が１２０ｋｇ／ｃｍ２で加圧
時に、０５Ω・Ｃｍ以下のものが好ましい。

また、本発明中のスリーブ被膜には導電性微粒子に加え
てその他の添加物を加えても良い。たと゛えば塗膜表面
の粗度を調節する表面粗材として働くもの、トナーの帯
電量をコントロールする荷電制御剤等である。

グラファイト及び導電性カーボンの重量比は１１５０〜
１００／１．より好ましくは１／１０〜１００／１の混
合比率で用いるのが好ましく、該混合物と樹脂との比率
は１／３〜２／１の範囲で用いるのが好ましく、さらに
好ましくは１／３〜１／１の範囲が塗膜の耐久性に優れ
る。

塗膜の１ｍ２当りの付着重量は４〜１２ｇが好ましく、
この範囲外では塗膜の耐久性が著しく劣る。

グラファイトと導電カーボンの比率、この混合物と樹脂
との比率、及び付着重量を上記の範囲で用いることによ
り、トナー成分による汚染が極めて少ない高耐久性の被
膜を形成することができ、常に安定なトナーコート層が
得られ、高画像濃度、高画質が長期にわたフて安定に得
られる。

本発明に用いられる層厚規制部材は、スリーブ表面に当
接し、スリーブ下層の微粉層の形成を防止する働きをす
る部材を用いる。好ましくはシリコンゴム、ＮＢＲ等の
ゴム弾性によりスリーブに当接する部材を用い、これを
、ゴムの弾性に抗して現像スリーブの回転方向に対して
順方向又は逆方向にたわめ状態にしてスリーブ表面に適
度の弾性抑圧をもって当接させて用いるのが良い。この
ような画像形成装置の例を第１図、第２図及び第３図に
略図で示す。図のような装置によると、環境の変動に対
しても安定に薄く、ち密なトナー層を得ることができる
。その理由は必ずしも明確ではないがトナー粒子がスリ
ーブ表面に当接する規制部材により、強制的にスリーブ
表面と摩擦帯電されるため、環境変化による、トナーの
粉体としての挙動の変化に関係なく常に同じ状態で帯電
がおこなわれるためと推測される。

第１図、第２図及び第３図を参照しながら、本発明の画
像形成方法及び画像形成装置を説明する。−成帯電器２
で感光体表面１を負極性に１１：電し、レーザ光５によ
る露光によりイメージスキャニングしてデジタル潜像を
形成し、ａ厚規制部材１１を有し、磁石１４を内包して
いる現像スリーブ４を具備する現像器の一成分磁性トナ
ー１０で該潜像を現像する。現像スリーブ４は、スリー
ブ基体１５の表面が導電性微粒子を含有する樹脂膜１６
で被覆されている。

現像部において感光ドラム１の導電性基体と現像スリー
ブ４との間でバイアス印加手段１２により交番電界及び
／又は直流バイアスが印加されている。転写紙Ｐが搬送
されて、転写部にくると、転写帯電器３により、転写紙
の背面（感光ドラム側と反対面）から正極性のＩＦ電を
することにより感光ドラム表面上の負荷電性トナー像が
転写紙上へ静電転写される。感光ドラム１から分離され
た転写紙は、加熱加圧ローラ定着器７により転写紙Ｐ上
のトナー画像は、定着される。

転写工程後の感光ドラムに残留する一成分系現像剤は、
クリーニングブレードを有するクリーニング器８で除去
される。クリーニング後の感光ドラム１は、イレース露
光６により除電され、再度、−次ＫＮ器２によるｆ電工
程から始まる工程が繰り返される。

静電像保持体（感光ドラム）は感光層及び導電性基体を
有し、矢印方向に動く。現像剤担持体である非磁性円筒
の現像スリーブ４は、現像部において静電像保持体表面
と同方向に進むように回転する。非磁性円筒４の内部に
は、磁界発生手段である多極永久磁石（マグネットロー
ル）１４が回転しないように配されている。現像器９内
の磁性トナーは、層厚規制部材によって現像スリーブ４
表面上に薄く塗布されその摩擦によりトナー粒子は電荷
を与えられる。

現像部において現像スリーブ４と静電像保持面との間で
交番電界をかける。この交流バイアスはｆが２００〜４
，０００Ｈｚ　（好ましくは、５００〜２，０ＯＯＨｚ
）、Ｖｐｐが５００〜３．０ＯＯＶ　（好ましくは８０
０〜２、　６００　Ｖ）が良い。

現像部分におけるトナー粒子の転移に際し、静電像保持
面の静電的力及び交流バイアスの作用によってトナー粒
子は静電像側に転移する。トナー容器内にはトナー容器
攪拌手段１３を備えていることが好ましく、トナー容器
９のトナー１０を積極的に現像スリーブ４近傍へ送るこ
とでトナー切れ寸前まで均一なトナー層を形成させるの
に有効である。

本発明中の磁性トナーにおいては、少なくとも結着樹脂
、磁性体を含有する絶縁性−成分磁性トナーであり、体
積平均粒径４．５〜８μｍ、ＢＥＴ比表面積１．８〜３
．５ｍ’　７ｇ、％Ｆ電量−２０〜−３５μｃ　／　ｇ
　ｓゆるみ見かけ密度０　、４０〜０　、５２　ｇ　／
　ｃ　ｍ　３、真比重１．４５〜１．８のそれぞれの範
囲を有する。

体積平均粒径が４．５μｍ未満であると、微粉量が大き
く増加するためトナーのチャージコントロールが難しく
、安定な帯電量が得られずさまざまな障害を引き起こし
、８μｍをこえると高解像度を得ることができず、画像
の輪郭部分に飛び散りを生じる。帯電量が一２０μｃ　
／　ｇ未満であると、スリーブ上で十分な帯電量が得ら
れず画像濃度が低くなり、−３５μｃ／ｇを越えるとチ
ャージアップによる画像濃度の低下や、ゴーストを生じ
る。ＢＥＴ比表面積が１．８ｍ２／ｇ未満であると、ス
リーブ上で十分な帯電量を得るのに時間がかかり初期の
画像濃度が薄くカブリの多い画像になり、３．ｓｍ２／
ｇを越えるとスリーブとの、鏡映力が大きくなり、現像
率が低下し、その結果画像濃度の低下を生じる。

また本発明の現像剤の真比重は１．４５〜１　、８　ｇ
／ｃ　ｍ３であり１．４５未満では磁界中で交流バイア
スをかけて現像する方式においてカブリを生じやすくま
たライン幅が太くなり、解像力が悪化する。１，８より
大きいとラインかすれが生じやすく画像濃度も低下する
。また本発明の現像剤のゆるみ見掛は密度は０．４〜０
．５２であり（好ましくは０．４５〜ｏ、ｓ）、真比重
の大きさに比しゆるみ見掛は密度が小さいことが特徴的
である。真比重とゆるみ見掛は密度から計算される空隙
率は６２〜７５％であることが好ましい。空隙率（εａ
）は下記式で計算される。

また固め見掛は密度は０．８〜１．０の範囲が好ましく
この際の空隙率（εｐ）は４０〜５０％が好ましい。

εａが６２％未満であると現像器内部での攪拌によるト
ナーのほぐしが十分でなく７５％より大きいとトナー飛
散、トナーもれを生じやすい。

εｐが４０％未満であると現像器内部で現像剤づまりを
生しやすく現像剤が円滑に現像剤担持体に供給されず白
ヌケをおこしやすい。また５０％より大きいと同一量の
現像剤を内包するのにより大籾な現像器容量が必要とな
りプリンターの小型化の障害となる。

本発明におけるトナーのｆ電量は、トナー１ｇと２００
〜３００メツシユの鉄粉キャリア９ｇを５０ｃｃのポリ
エチレン製のビンにとり、ふたをして２３℃、６０％Ｒ
Ｈ環境下で２０秒間（約１００回）手で振り攪拌した混
合物を少量第４図の装置の容器にとり、電位が飽和する
まで約１分間２５０ｍｍＨ２Ｏの圧力で吸引する。この
ときの飽和電位■、コンデンサー容量Ｃ１吸引前・後の
容器の重量Ｗ、、Ｗ、から帯電量Ｑを以下の式により求
めた。

また、磁性トナー粒子のＢＥＴ比表面積はＱＵＡＮＴＡ
ＣＨＲＯＭＥ社製比表面積計オートソーブ１を使用し、
ＢＥＴＩ点法により求めた。

本発明におけるゆるみ見掛は密度は、線用ミクロン（株
）製のパウダーテスター及び該パウダーテスターに付属
している容器を使用して、該パウダーテスターの取扱い
説明書の手順に従って測定した。

本発明における真密度の測定は、微粉体を測定する場合
、正確かつ簡便な方法として次の方法を採用した。

ステンレス製の内径１０ｍｍ、長さ約５ｃｍのシリンダ
ーと、その中に密着挿入できる外径約１０ｍｍ、高さ５
ｍｍの円盤（Ａ）と、外径約１０ｍｍ、長さ約８ｃｍの
ピストン（Ｂ）を用意する。シリンダーの底に円盤（Ａ
）を入れ、次で測定サンプル約１ｇを入れ、ピストン（
Ｂ）を静かに押し込む。これに油圧プレスによって４０
０　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　’の力を加え、５分間圧縮し
たものをとり出す。この圧縮サンプルの重さを秤量（ｗ
ｇ）しマイクロメーターで圧縮サンプルの直径（Ｄｃｍ
）、高さ（Ｌｃｍ）を測定し、次式によって真密度を計
算する。

トナーの粒度分布は種々の方法によって測定できるが、
本発明においてはコールタ−カウンターを用いて行った
。

すなわち、測定装置としてはコールタ−カウンターＴ　
Ａ　−ＩＩ型（コールタ−社製）を用い、個数分布、体
積分布を圧力するインターフェイス（日科機製）及びｃ
ｘ−ｉパーソナルコンピュータ（キャノン製）を接続し
、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％Ｎａｃｆｌ
＊ｍ液を調製する。

測定法としては前記電解水溶液１００〜１５０ｍｊ２中
に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルヘンゼ
ンスルホン酸塩を０．１〜５＋ｎｊ２加え、さらに測定
試料を２〜２０ｍｇ　（粒子数として約３万〜約３０万
個）加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約
１〜３分間分散処理を行い、前記コールタ−カウンター
Ｔ　Ａ　−ＩＩ型により、アパチャーとして１００μア
パチヤーを用いて、個数を基準として２〜４０μの粒子
の粒度分布を測定して、それから本発明に係るところの
値を求めた。

本発明に係る磁性トナーに使用される結着樹脂としては
、オイルを塗布する装置を有する加熱加圧ローラ定着装
置を使用する場合には、下記トナー用結着樹脂の使用が
可能である。

例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポ
リビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重
合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレ
ン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタ
リン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体
、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン
−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−
アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエ
ーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重
合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレ
ン−ブタジェン共重合体、スチレン−イソプレン共重合
体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体な
どのスチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、フェノール
樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン
酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニ
ール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタ
ン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシ
レン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマ
ロンインデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。

オイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式におい
ては、トナー像支持体部材上のトナー像の一部がローラ
に転移するいわゆるオフセット現象、及びトナー像支持
部材に対するトナーの密着性が重要な問題である。より
少ない熱エネルギーで定着するトナーは、通常保存中も
しくは現像器中でブロッキングもしくはケーキングし易
い性質があるので、同時にこれらの問題も考慮しなけれ
ばならない。これらの現象にはトナー中の結着樹脂の物
性が最も大きく関与しているが、本発明者らの研究によ
れば、トナー中の磁性体の含有量を減らすと、定着時に
トナー像支持部材に対するトナーの密着性は良くなるが
、オフセットが起こり易くなり、またブロッキングもし
くはケーキングも生じ易くなる。それゆえ、本発明にお
いてオイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式を
用いる時には、結着樹脂の選択がより重要である。

好ましい結着物質としては、架橋されたスチレン系共重
合体もしくは架橋されたポリエステルがある。

スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノ
マーとしては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル
、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ド
デシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エチル
ヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、アクリルアミドなどのような二重結合を
有するモノカルボン酸もしくはその置換体；例えば、マ
レイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレ
イン酸ジメチルなどのような二重結合を有するジカルボ
ン酸及びその置換体；例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、
安息香酸ビニルなどのようなビニルエステル類；例えば
エチレン、プロピレン、ブチレンなどのようなエチレン
系オレフィン類：例えばビニルメチルケトン、ビニルヘ
キシルケトンなどのようなビニルケトン類：例えばビニ
ルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソ
ブチルエーテルなどのようなビニルエーテル類−等のビ
ニル単量体が単独もしくは２つ以上用いられる。

ここで架橋剤としては主として２個以上の重合可能な二
重結合を有する化合物が用いられ、例えば、ジビニルベ
ンゼン、ジビニルナフタレンなどのような芳香族ジビニ
ル化合物：例えばエチレングリコールジアクリレート、
エチレングリコールジメタクリレート、１．３−ブタン
ジオールジメタクリレートなどのような二重結合を２個
有するカルボン酸エステル；ジビニルアニリン、ジビニ
ルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンな
どのジビニル化合物；及び３個以上のビニル基を有する
化合物；が単独もしくは混合物として用いられる。

また、本発明の磁性トナーには荷電制御剤をトナー粒子
に配合（内添）、またはトナー粒子と混合（外添）して
用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像シス
テムに応じた最適の荷電量コントロールが可能となり、
特に本発明では粒度分布と荷電とのバランスをさらに安
定したものとすることが可能であり、荷電制御剤を用い
ることで先の述べたところの粒径範囲毎による高画質化
のための機能分離および相互補完性をより明確にするこ
とができる。

本発明に用いることのできる負荷電性制御剤としては、
例えば、千ノアゾ染料の金属錯体または塩、サリチル酸
、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、または
ナフトエ酸の金属錯体または塩が用いられる。

上述した荷電制御剤（結着樹脂としての作用を有しない
もの）は、微粒子状として用いることが好ましい。この
場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、具体的には、
４μｍ以下（更には３μｍ以下）が好ましい。

トナーに内添する際、このような荷電制御剤は、結着樹
脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部（更には０
．１〜５重量部）用いることが好ましい。

又、その他の着色材として従来より知られている染料、
顔料が使用可能であり、通常結着樹脂１００重量部に対
して０．５〜２０重量部使用できる。

本発明の磁性トナーは疎水性シリカ微粉体を有している
。本発明中の磁性トナーでは、比表面積が従来のトナー
より大きく、摩擦帯電のために磁性トナー粒子と、内部
に磁界発生手段を有した円筒状の導電性スリーブ表面と
接触せしめた場合、従来の磁性トナーよりトナー粒子表
面とスリーブとの接触回数は増大し、トナー粒子の摩耗
やスリーブ表面の汚染が発生しやすくなる。本発明に係
る磁性トナーと、シリカ微粉末を組み合せるとトナー粒
子とスリーブ表面の間にシリカ微粉体が介在することで
摩耗は著しく軽減される。これによって、磁性トナーお
よびスリーブの長寿命化がはかれると共に、安定した帯
電性も維持することができ、長期の使用にもより優れた
高画質な画像を安定して提供することができる。

シリカ微粉体としては、乾式法及び湿式法で製造したシ
リカ微粉体をいずれも使用できるが、耐フィルミング性
、耐久性の点からは乾式法によるシリカ微粉体を用いる
ことが好ましし）。

ここで言う乾式法とは、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相
酸化により生成するシリカ微粉体の製造法である。例え
ば四塩化ケイ素ガスの酸素水素中における熱分解酸化反
応を利用する方法で、基礎となる反応式は次の様なもの
である。

Ｓ　Ｌ　ＣＩＬ４＋２Ｈ２＋０２→５ｉ０２＋４ＨＣρ
又、この製造工程において例えば、塩化アルミニウム又
は、塩化チタンなどの他の金属ノ＼ロゲン化合物をケイ
素ハロゲン化合物と共に用しλる事によってシリカと他
の金属酸化物の複合微粉体を得る事も可能であり、それ
らも包含する。

本発明に用いられる、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸
化により生成された市販のシリカ微粉体としては、例え
ば、以下の様な商品名で市販されているものがある。

ＡＥＲＯ５ＩＬ　　　　　　　　１３０（日本アエロジ
ル社）　　　　　２０００　ｘ　５０ Ｔ６００ ０Ｘ８０ ０Ｘ１７０ ０Ｋ８４ Ｃａ−０−Ｓ　　ｉ　　Ｌ　　　　　　　　　　　　Ｍ
−５（ＣＡＢＯＴＯＣｏ、社）　　　　　　　　ＭＳ−
７ＭＳ−５ Ｈ−５ Ｗａｃｋａｒ　　ＨＤＫ　　Ｎ　　２０　　　　　　　
　　　　　Ｖ　　１　５（ＷＡＣＫＥＲ−ＣＨＥＭＩＥ
　ＧＭＢＨ社）　　　Ｎ２０ＥＤ　　−ＣＦｉｎｅ　　
５ｉｌｉｃａ （ダウコーニングＣｏ、社） Ｆｒａｎｓｏｌ （Ｆｒａｎｓｉ１社） 一方、本発明に用いられるシリカ微粉体を湿式法で製造
する方法は、従来公知である種々の方法が適用できる。

たとえば、ケイ酸ナトリウムの酸による分解、一般反応
式で下記に示す。

Ｎａ２Ｏ・ＸＳｉＯ２＋ＨＣＪ２＋Ｈ２０−５ｉＯ２−
ｎＨ２０＋ＮａＣＩＬ その他、ケイ酸ナトリウムのアンモニア塩類またはアル
カリ塩類による分解、ケイ酸ナトリウムよりアルカリ土
類金属ケイ酸塩を生成せしめた後、酸で分解しケイ酸と
する方法、ケイ酸ナトリウム溶液をイオン交換樹脂によ
りケイ酸とする方法、天然ケイ酸またはケイ酸塩を利用
する方法などがある。

ここでいうシリカ微粉体には、無水二酸化ケイ素（シリ
カ）、その他、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム
、ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛な
どのケイ酸塩をいずれも通用できる。

上記シリカ微粉体のうちで、ＢＥＴ法で測定した窒素吸
着による比表面積が７０〜３００ｍ２／ｇの範囲内のも
のが良好な結果を与える。磁性トナー１００重量部に対
してシリカ微粉体０．６〜１．６重量部使用するのが良
い。

疎水性シリカ微粉体としては、負帯電性の疎水性シリカ
微粉体が好ましい。

本発明に用いる疎水性シリカ微粉体はＩＦｔ量が−１０
０〜−３００μｃ／ｇを有するものが好ましく用いられ
る。シリカの帯電量が一１００μｃ／ｇに満たないもの
はトナー自体のｉ’を量を低下させ、湿度特性が低下す
る。また−３００μｃ／ｇを超えるものを用いると、ス
リーブメモリーを促進させ、またシリカ劣化等の影響を
受けやすくなり、耐久特性に支障を籾たす。また、３０
０ｍ２／ｇより細かいものは現像剤への添加効果がなく
、７０ｍ２／ｇよりあらいものは遊離物としての存在確
率が大きく、シリカの偏積や凝集物による黒ポチの発生
原因となりゃすい。

負帯電性のシリカ微粉体の帯電量は、前記のトナーの帯
電量測定の場合と同様であるが、シリカと鉄粉キャリア
の重量比は２：９８で行なう。

本発明に用いられるシリカ微粉体はケイ素ハロゲン化合
物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法または
ヒユームドシリカと称される乾式シリカ及び水ガラス等
から製造されるいわゆる湿式シリカの両方が使用可能で
あるが、表面及び内部にあるシラノール基が少なく、製
造残漬のない乾式シリカの方が好ましい。

疎水化処理するには、シリカ微粉体と反応あるいは物理
吸着する有機ケイ素化合物などで化学的に処理すること
によって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハ
ロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ
微粉体をシランカップリング剤で処理した後、あるいは
シランカップリング剤で処理すると同時にシリコーンオ
イルの如き有機ケイ素化合物で処理する。

疎水化処理に使用されるシランカップリング剤としては
、例えばヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、
トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、
ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、ア
リルジメチルクロルシラン、アリルフエニルジクロルシ
ラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジ
メチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラ
ン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチル
ジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタ
ン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリ
ルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジ
メチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジ
フェニルジェトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン
、１．３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１．３
−ジフェニルテトラメチルジシロキサンが挙げられる。

有機ケイ素化合物としては、シリコーンオイルが挙げら
れる。

好ましいシランカップリング剤としては、ヘキサメチル
ジシラザン（ＨＭＤＳ）が挙げられる。

また、好ましいシリコンオイルとしては、２５℃におけ
る粘度がおよそ−３０〜１．０００センチストークスの
ものが用いられ、例えばジメチルシリコンオイル、メチ
ルフェニルシリコンオイル、α−メチルスチレン変性シ
リコンオイル、クロルフェニルシリコンオイル、フッ素
変性シリコンオイル等が好ましい。本発明の目的からし
て、−ＯＨ基、Ｃ０ＯＨ基、−ＮＨ２基等を多く含有す
るシリコンオイルは好ましくない。

シリコンオイル処理の方法は例えばシランカップリング
剤で処理されたシリカ微粉体とシリコンオイルとをヘン
シェルミキサー等の混合機を用いて直接混合しても良い
し、ベースとなるシリカヘシリコンオイルを噴射する方
法によっても良い。

あるいは、適当な溶剤にシリコンオイルを溶解あるいは
分散せしめた後、ベースのシリカ微粉体とを混合し、溶
剤を除去して作成しても良い。

本発明におけるシリカ微粉体の疎水化度は、以下の方法
で測定された値を用いる。もちろん、本発明の測定法を
参照しながら他の測定法の通用も可能である。

密栓式の２００ｍＡの分液ロートにイオン交換水１００
ｍｊ２および試料０．１ｇを入れ、振どう機（ターグラ
シェーカーミキサーＴ２Ｃ型）で９Ｏｒｐｍの条件で１
０分間振とつする。振とぅ後１０分間静置し、シリカ粉
末層と水層が分動した後、下層の水層を２０〜３０ｍＪ
２採取し、１０ｍｍセルに入れ、５００ｎｍの波長でシ
リカ微粉体を入れていないブランクのイオン交換水を基
準として透過率を測定し、その透過率の値をもってシリ
カの疎水化度とするものである。

本発明における疎水性シリカ微粉体の疎水化度は、９０
％以上（より好ましくは９３％以上）を有する。疎水化
度がこれ以下であると、高温下でのシリカ微粉体の水分
吸着により高品位の画像が得られにくい。

本発明中の磁性トナーには、必要に応じてシリカ微粉体
以外の外部添加剤を添加してもよい。

例えば帯電補助、導電性付与、流動性付与、ケーキング
防止、熱ロール定着時の離型剤、滑剤、研摩剤等の働き
をする樹脂微粒子や無機微粒子である。

本発明に係る静電荷像現像用磁性トナーを作製するには
磁性粉及びビニル系、非ビニル系の熱可塑性樹脂、必要
に応じて着色剤としての顔料又は染料、荷電制御剤、そ
の他の添加剤等をボールミルの如き混合機により充分混
合してから加熱ロール、ニーダ−、エクストルーダーの
如籾熱混練機を用いて溶融、捏和又は練肉して樹脂類を
互いに相溶せしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解せ
しめ、冷却固化後粉砕及び厳密な分級をおこなって本発
明に係るところの絶縁性磁性トナーを得ることが出来る
。

さらに、所定の粒径及び粒度分布を有する絶縁性磁性ト
ナーと所定量の疎水性シリカ微粉体とを混合することに
より、本発明の磁性現像剤を調製することができる。

（以下余白） 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これ
は本発明をなんら限定するものではない。なお以下の配
合における部数はすべて重量部である。

（スリーブ製造例） 上記に示した配合でガラスピーズのはいったベイントシ
ェイカーを用い３時間分散させ、その後塗料の固形分を
２５％に調整して塗料とした。

ｂ、スリーブ基体の作製 基体は、アルミニウム合金製の３００３の引ぎ抜きバイ
ブを用い、アランダムの砥粒を用いてサンドブラスト処
理を行った。ブラスト処理は一般的なエア一方式のサン
ドブラスト機（不二製作所製ユニ一マブラスタ）を用い
た。

Ｃ，コートスリーブの作製 ブラスト処理したスリーブに前記の塗料をエアースプレ
ー法にて塗布し、第１表に示すような実施例に用いる各
種のコートスリーブを作製した。

（以下余白） （磁性トナー製造例） 上記混合物を、１３０℃に加過熱された２軸エクストル
ーダーで熔融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで
粗粉砕、さらに粗粉砕物をジェットミルで微粉砕して得
られた微粉砕粉を固定壁型風力分級機で分級して分級粉
を生成した。さらに、得られた分級粉をコアンダ効果を
利用した多分割分級装置（田麩鉱業社製エルボジェット
分級機）で超微粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して
体積平均粒径６，５μｍの黒色微粉体（磁性トナー）を
得た。

該磁性トナー１００部と、ジメチルジクロロシラン及び
シリコーンオイルで疎水化処理されている負帯電性疎水
性シリカ（トリボ電荷量−２３５μｃ／ｇ）１．０部と
をヘンシェルミキサーで混合し、混合後に１００メツシ
ユ（ティラーメツシュ）のフルイを通し、磁性トナーＡ
を得た。磁性トナーＡのＢＥＴ比表面積は２．４ｍ２／
ｇ、ＩＦ電量は−２７μｃ　／　ｇ、ゆるみ見かけ密度
０．４８ｇ／Ｃｍ３、真比重１．６５であった。

同様にして、磁性体量を６０部疎水性シリカ量を０．５
部にする以外は、磁性トナーＡにならい体積平均粒径１
１，０μｍの磁性トナーＢを得た。磁性トナーＢのＢＥ
Ｔ比表面積は１．５ｍ２／ｇ、帯電量は−１８，１μｃ
／ｇ。

ゆるみ見かけ密度０．５４ｇ／ｃｍ３．真比重１．３９
であった。

［実施例コ キャノン製レーザビームプリンタＬＢＰ−８ＡＪ１を、
プリントスピード毎分１６枚（Ａ４タテ）に改造し、積
層型の有機光導電体（ｏｐｃ）感光ドラム表面１．ニー
７００Ｖの一次帯電をおこない、レーザ光の露光部にお
ける電位を一１００ｖとしてデジタル潜像を形成し、直
流バイアス−５００Ｖ、交流バイアス（１８００Ｈｚ、
　ピークトウビーク１６００Ｖ）を印加して反転現像法
により常温常温（２５℃、６０％ＲＨ）、高温高温（３
０℃、９０％ＲＨ）及び低温低湿（１５℃、１０％ＲＨ
）の３環境において１分３枚の間欠モードで１万枚の耐
久画出し試験を第２表に示す組み合せの通り実施した。

なお、現像器構成は第２図に示すタイプを使用した。

この試験の評価のポイント及び方法を以下に示す。

・画像濃度 １辺の長さが５ｍｍの正方形の画像の濃度を、マクベス
反射濃度計にて５点測定し平均で求めた。

・ゴースト 耐久中中央部に画像のないパターンを流し続け、１００
０毎にベタ黒画像を１枚出して中央部の濃度とその他の
部分の濃度の差を目視で評価した。なお評価規準は以下
の通り。

◎・・・濃度差が全くない。

○・・・はとんど目立たないが、若干の濃度差がある。

△・・・濃度差が目立つ。

Ｘ・・・中央部の濃度が著しく低い。

カブリ 反転部のカブリをドラム上でメンディングテープにとり
、目視で評価した。

評価規準を以下に示す。

（Ａ）カブリ ◎・・・全くカブリがない。

○・・・目立たないがルーペで見ると若干見える。

△・・・やや目立つ。

Ｘ・・・かなり目立つ。

（Ｂ）被膜のハガレ １万枚耐久後のスリーブ被膜のハガレを目視評価した。

◎・・・全くハガレがない。

△゛・・・若干ハガレが生じている。

第２表に実施例１〜４、比較例１〜３の結果を示す。

実施例１〜３ではスリーブ被膜層のＲａが１．２．１．
８．２．４（７）スリーブＡ、Ｂ、Ｃを用い、実施例４
では、グラファイトとカーボンの粒径を変えた塗料２で
被覆したＲａ２．ＯのスリーブＦを用いて前記の画出し
試験を行った。

結果は、いずれも第２表に示すとおり画像濃度、ゴース
ト、カブリとも良好であフた。コートスリーブ表面のＲ
ａとスリーブ上のトナーコート量には正の相関があり、
実施例１〜４の結果もそれを裏付けている。即ち、実施
例２では、Ｒａが１．２のスリーブを用いており、トナ
ーコート量が比較的少ないためゴースト悪化の傾向にあ
り、逆に実施例３ではＲａが２．４のスリーブで、トナ
ーコート量が比較的子いためカブリが悪化傾向にある。

比較例１では、プラストなしの基体に塗料Ａをコートし
被膜層のＲａが０．６であるスリーブＤを用いているが
、この結果からもトナーコート量が少ないために初期か
ら画像濃度が若干低いことが分かる。また、比較例１で
は、Ｒａが０．５の、ブラストなしの基体を用いている
ため、スリーブ被膜層のハガレが生じてゴースト、カブ
リ、画像濃度とも耐久劣化を起こしている。

比較例２では、被膜のコート量を３ｇにしたスリーブＥ
を用いている。この結果を見ると、スリーブ表層のＲａ
が２．０であるにもかかわらずゴーストが悪化している
ことが分かる。これは、被膜のコート量が少なく、被膜
の厚みが不十分であるため、スリーブ基体の特性に近く
なって生じたと考えられる。また耐久後の被膜ハガレも
生じさらにゴーストが悪化した。

比較例３では、トナーＢを用いる以外は実施例１と同じ
構成であるが、トナーの体積平均粒径が大きく、真比重
が小さいため、特に１万枚耐久後の画像のエツジ部で飛
び散りがひどく、満足な結果は得られなかった。

（以下余白） ［発明の効果］ 本発明の画像形成方法では、特定のトナー担持体と層厚
規制部材との組み合わせが、環境安定性に優れ、幅広い
環境下に安定した画像特性を得るのに貢献し、また本発
明に用いる磁性トナーは非常に鮮明な高画質の画像を長
期にわたって得るのに貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像形成装置の概略説明図である
。第２図は第１図の現像部の拡大図であり、スリーブの
回転方向に対して逆方向にプレートを配した現像器の概
略図である。第３図は、順方向にブレードを配した現像
器の概略図を示す。 第４図は帯電量測定装置の略図を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電荷像を保持する静電像保持体と、磁性トナー
   を表面に担持するトナー担持体とを現像部において一定
   の間隙を設けて配置し、磁性トナーを層厚規制部材によ
   りトナー担持体上に前記間隙よりも薄い厚さに規制して
   現像部に搬送し、現像部においてトナーに交番電界をか
   けながら現像する画像形成方法において、 該トナー担持体は、平均表面粗度Ｒａ＝１．０〜３．０
   μｍの凹凸を有するトナー担持体の基体表面上に、導電
   性微粒子を含有する樹脂被膜が１ｍ＾２当たり４〜１２
   ｇコーティングされ、コーティング表層のＲａが０．８
   〜３．０μｍの範囲にあり、層厚規制部材は、前記トナ
   ー担持体に当接する規制部材であり、 該磁性トナーは少なくとも結着樹脂及び磁性体を含有す
   る絶縁性磁性トナーであり、体積平均粒径４．５〜８μ
   ｍ、ＢＥＴ比表面積１．８〜３．５ｍ＾２／ｇ、帯電量
   −２０〜−３５μｃ／ｇ、ゆるみ見かけ密度０．４０−
   ０．５２ｇ／ｃｍ＾３、及び真比重１．４５〜１．８、
   を満足する磁性トナーであることを特徴とする画像形成
   方法。