JPH08334918A

JPH08334918A - 画像形成方法

Info

Publication number: JPH08334918A
Application number: JP7167069A
Authority: JP
Inventors: Keita Nozawa; 圭太野沢; Yuki Nishio; 由紀西尾
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー消費量が従来に比べてより少なく、画
像濃度が高く、カブリのない高品位の画質の得られる画
像形成方法の提供。【構成】潜像担持体と、磁性トナーを表面に担持し内
部に磁化発生手段を有するトナー担持体とを一定の間隙
を設けて現像部に配置し、トナー担持体上に磁性トナー
層を形成して現像部に搬送し、トナー担持体と潜像担持
体との間にバイアスを印加しながら静電荷像をトナーで
現像する画像形成方法において、表面に導電性微粒子が
含有された樹脂被覆層が形成されているトナー担持体を
用い、該トナー担持体上のトナー層の層厚の規制に、ト
ナー担持体表面に当接されたブレードによる規制方法を
用い、且つ磁性トナーとして、少なくともチタン酸金属
粒子が含有された負帯電性磁性トナーを用いることを特
徴とする画像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真法、静電記録法
に用いられる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、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、紙等の被転写材にトナー画像を転写した後、加熱、
圧力等により定着し、複写物を得るものである。近年、
電子写真法を用いた機器は、従来の複写機以外にもプリ
ンターやファクシミリ等、多様になってきているが、特
に小型のプリンターやファクシミリでは、複写装置部分
を小さくする必要がある為、一成分トナーを用いた現像
装置を使う場合が多い。

【０００３】一成分現像方式は、二成分方式の様に、ガ
ラスや鉄粉等のキャリア粒子を用いない為、現像剤の重
量が軽く、このため装置自体も軽く出来る。更に、二成
分方式では、二成分現像剤のキャリア中のトナー濃度を
一定に保つ必要がある為、自動的に濃度を検知し、必要
量のトナーを補給する装置を要する。よって、ここでも
現像装置が大きく重くなる。一方、一成分方式の現像装
置では、この様な装置が必要ではない為、装置をやはり
小さく軽くすることが出来る。この様な一成分現像方式
に用いられる一成分現像剤は、トナー中に磁性体を多量
に含有したものが殆どである。

【０００４】一方、複写機においては、より高速、安定
化の方向が常に望まれており、特に中速機、高速機等で
は二成分現像方式が主流となっている。これは、この様
にある程度大きな機械であると、現像装置の大きさや重
さの問題より、高速での長期使用に対する安定性が、よ
り重要になってくるからである。

【０００５】一般に、二成分現像剤のトナーはカーボン
ブラック等により着色し、他は殆どポリマー（結着樹脂
等）からなっている。その為、トナー粒子は軽く、又、
静電気力以外にキャリア粒子に付着する力がない為、特
に、高速での現像ではトナーの飛散を招き、長期の使用
で、レンズや原稿ガラス、搬送部等の汚れを生じ、画像
の安定性を損なうことがある。これに対し、トナー中に
磁性体を含有させて、トナーを重くすると同時に磁性キ
ャリア粒子に静電気力以外に磁気力でも付着するように
し、トナーの飛散を防ぐ様にした現像剤が実用化されて
いる。以上の様に、磁性体が含有されたトナーは、ます
ます重要性を増している。一方、近年、環境保護や省資
源の意識の高まりの中で、トナー消費量（１枚の画像を
形成するのに使用されるトナーの量）を今まで以上に低
減することが求められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記の要求に応えるものである。即ち、本発明の目
的は、トナー消費量が従来に比べてより少ない画像形成
方法を提供することにある。更に、本発明の目的は、画
像濃度が高く、カブリのない高品位の画質の得られる画
像形成方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の本
発明によって達成される。即ち、本発明は、静電荷像を
保持する潜像担持体と、磁性トナーを表面に担持し且つ
内部に磁化発生手段を有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、トナー担持体上に
磁性トナー層を形成して現像部に搬送し、トナー担持体
と潜像担持体との間にバイアスを印加しながら静電荷像
を磁性トナーで現像する画像形成方法において、表面に
導電性微粒子が含有された樹脂被覆層が形成されている
トナー担持体を用い、該トナー担持体上のトナー層の層
厚の規制を、トナー担持体表面に当接されたブレードに
よる規制方法を用いて行い、且つトナーとして、少なく
ともチタン酸金属粒子が含有された負帯電性磁性トナー
を用いることを特徴とする画像形成方法である。

【０００８】

【作用】本発明者らは、上記した従来技術の問題点を解
決すべく鋭意研究の結果、表面に導電性微粒子が含有さ
れた樹脂被覆層が形成されているトナー担持体を用い、
該トナー担持体上のトナー層の層厚を規制する手段とし
て、トナー担持体表面に当接されたブレードによる規制
方法を用い、且つ少なくともチタン酸金属粒子が含有さ
れた負帯電性磁性トナーを用いることによって、従来と
比べてトナー消費量が少なく、且つ形成される画像が、
画像濃度が高くカブリのない高品位な画質となることを
知見して本発明に至った。以下、その理由について説明
する。

【０００９】トナー消費量を少なくする為には、一般に
ベタ画像部に比べて、より多くのトナーが現像されるラ
イン画像部のトナー消費量を低減させることが有効であ
る。ベタ画像部に比べてライン画像部により多くのトナ
ーが現像されてしまう理由は、以下の様に考えられる。
即ち、ライン画像部の静電潜像は、ベタ画像部とは異な
り、電気力線がライン画像潜像部の外側からライン画像
潜像部内に密に回り込んでいる為、ライン画像部ではト
ナーを感光体表面に押し付ける力がベタ画像部に比べて
大きく、より多いトナーがライン画像部に残ると考えら
れ、この状態で感光体表面に現像されるからである。特
に磁性トナーを用いる一成分現像方式では、トナーは、
トナー粒子がある程度凝集した状態でライン画像潜像部
内に回り込む電界を受ける為に、トナーが更に必要以上
にライン画像部に残り、上記の傾向が大きいものと考え
られる。

【００１０】これに対し、本発明の画像形成方法では、
従来の方法に比べてライン画像部に乗るトナー量を少な
くすることが出来、この結果、トナー消費量が低減する
ことが出来るが、その理由は以下の様に考えられる。本
発明の画像形成方法においては、表面に導電性微粒子が
含有された樹脂被覆層が形成されているトナー担持体が
用いられ、且つチタン酸金属粒子が含有された負帯電性
磁性トナーが用いられる。この為、トナー中に含有され
ている高誘電率を有するチタン酸金属粒子は、トナー担
持体上のトナー層厚を、トナー担持体表面に当接された
ブレードで規制する規制部において、トナー担持体表面
の樹脂被覆層との摩擦帯電により帯電される。この際、
チタン酸金属粒子は、低誘電率を有する樹脂との摩擦に
よって、適度に弱く負の状態に、又、当接ブレードによ
る規制の力により均一に帯電すると考えられる。

【００１１】この様に、負の状態に適度に弱く且つ均一
に帯電されたチタン酸金属粒子は、この際の適度な帯電
量、及びチタン酸金属粒子が本来有する高誘電率特性に
よって、電界に対する応答性がトナーを構成する他の成
分と異なったものとなる。この結果、現像領域にかけら
れる現像電界、特に交流電界に対する応答性の違いによ
り、チタン酸金属粒子は、現像領域においてトナー粒子
間の凝集をミクロにほぐす作用を有するものとなる考え
られる。この様なチタン酸金属粒子の作用によって、現
像領域でミクロに凝集をほぐされたトナー粒子は、トナ
ー粒子間の凝集が小さくなり、ライン画像潜像部の電気
力線の回り込みの力に抗して、必要以上のトナーはスリ
ーブ上に戻る為、従来の画像形成方法の場合に比べ、ラ
イン画像部に乗るトナー量が少なくなり、適正量になる
ものと考えられる。

【００１２】尚、アルミニウムやステンレス等の金属で
表面が形成されているトナー担持体では、高誘電率のチ
タン酸金属粒子が、トナー担持体との間で過剰に帯電し
てしまい、現像領域において上記した様なトナー粒子の
凝集をほぐす作用が得られず、ライン画像部に乗るトナ
ー量の低減が達成されない。又、トナー層厚規制手段と
して、比較的その規制力の弱い磁性ブレード等のトナー
担持体に当接されていない規制部材を用いた場合には、
チタン酸金属粒子のトナー担持体との帯電機会が少な
く、トナー粒子との帯電が主になる為、むしろトナー間
凝集を促進してしまい、この場合にも、ライン画像上に
乗るトナー量を減少させる効果は得られない。

【００１３】

【好ましい実施態様】次に、好ましい実施態様を挙げ
て、本発明を詳細に説明する。先ず、本発明で使用され
る磁性トナーの構成材料について説明する。トナー中に
含有されるチタン酸金属粒子としては、上記した機能を
発揮し得るものであればいずれのものでもよいが、例え
ば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタ
ン酸マグネシウム、或いはチタン酸カルシウム等が挙げ
られる。

【００１４】又、本発明で使用する上記の様なチタン酸
金属粒子の平均粒径としては、好ましくは０．５〜５μ
ｍ、更に好ましくは０．７〜５μｍの範囲とする。平均
粒径が０．５μｍ以下では、チタン酸金属粒子が電界か
ら受ける力が小さく、チタン酸金属粒子もトナー粒子と
一緒に挙動してしまう為、トナー粒子の凝集をほぐす効
果が小さく、ライン画像部上に乗るトナー量を減少させ
る効果が小さく、好ましくない。又、トナー中に添加す
るチタン酸金属粒子の平均粒径を５μｍ以上とした場合
には、感光体表面を傷付け易い為、好ましくない。

【００１５】又、トナー中に含有させるチタン酸金属粒
子の量としては、好ましくは０．３〜１０質量％、更に
好ましくは、０．５〜５質量％の範囲とする。含有量が
０．３質量％以下では、ライン画像上のトナー量を減少
させる効果が得られず、１０質量％以上では、感光体表
面を傷付け易く、好ましくない。又、前記した様な機能
を有効に発揮させる為には、チタン酸金属粒子がトナー
粒子の表面に存在する形態とすることがが好ましいが、
この様な形態とするには、トナー粒子とチタン酸金属粒
子とをヘンシェルミキサー等の混合機により撹拌、混合
すれば容易に得られる。

【００１６】本発明で使用する磁性トナーには、上記の
チタン酸金属粒子の他、シリカ微粉末、更にはシリカ微
粉末と一緒に、酸化チタン微粉末、酸化アルミニウム微
粉末及び樹脂微粒子のいずれか１種以上が外添混合され
ていると特に好ましい。この様な態様とすると、酸化チ
タン微粉末、酸化アルミニウム微粉末或いは樹脂微粒子
の存在により、チタン酸金属粒子の帯電がより適切な値
になる為、より大きなライン上に乗るトナー量を減少さ
せる効果が得られる。

【００１７】この際に使用されるシリカ微粉末として
は、けい素のハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成さ
れるシリカ微粉末を使用するのが好ましい。又、酸化チ
タン微粉末、酸化アルミニウム微粉末としては、夫々の
金属の、ハロゲン化合物や有機化合物の、加水分解又は
蒸気相酸化等により得られる微粉末を用いることが出来
る。これら微粉末の重量平均粒径は、１次粒子で、０．
００１〜０．１μｍの範囲のものが好ましい。又、これ
ら微粉末は、シランカップリング剤、チタンカップリン
グ剤、シリコーンオイルのいずれか１種以上によって疎
水化処理されたものを用いるのが好ましい。

【００１８】又、本発明で使用される磁性トナーに添加
される樹脂微粒子の平均粒径としては、好ましくは０．
３〜３μｍ、更に好ましくは０．５〜３μｍの範囲とす
る。更に、樹脂微粒子のキャリアに対する帯電量が、−
５０〜＋５０ｍＣ／ｋｇ（−５０〜＋５０μＣ／ｇ）で
あるものが好ましい。上記したいずれの範囲を外れて
も、チタン酸金属粒子の帯電をより適切な値にする効果
は小さくなり、好ましくない。本発明で使用される樹脂
微粒子としては、乳化重合法、スプレードライ法等によ
って製造されたものが好ましく、例えば、スチレン、ア
クリル酸、メチルメタクリレート、ブチルアクリレー
ト、２−エチルヘキシルアクリレート等の成分を乳化重
合により共重合して得られた樹脂微粒子が好適に用いら
れる。尚、本発明において、チタン酸金属粒子、樹脂微
粒子の平均粒径の測定は、電子顕微鏡で１万倍以上に拡
大した写真を撮り、その写真上で、１００個以上の粒子
について、粒径を測定して、その平均から求めた。

【００１９】本発明においては、トナーに対する上記し
た様なシリカ微粉末の添加量を０．４〜５．０質量％と
することが好ましい。又、酸化チタン微粉末のトナ
ーに対する添加量Ｗｔ、酸化アルミニウム微粉末の
トナーに対する添加量Ｗａ、及び樹脂微粒子のトナ
ーに対する添加量Ｗｒと、チタン酸金属粒子のトナーに
対する添加量Ｗｘとの夫々の比が、下記の範囲にあるこ
とが好ましい。０．０５≦Ｗｔ／Ｗｘ≦１．００．０２≦Ｗａ／Ｗｘ≦０．６０．０２≦Ｗｒ／Ｗｘ≦２．０Ｗｔ／Ｗｘ、Ｗａ／Ｗｘ、Ｗｒ／Ｗｘが上記の範囲を外
れる場合には、過少、過多のいずれの場合も、チタン酸
金属粒子の帯電をより適切な値にする効果が小さく、ラ
イン画像上に乗るトナー量をより減少させる効果が小さ
くなる。

【００２０】本発明で使用される磁性トナーとしては、
トナー中にシリコーン化合物が含有されているものが特
に好ましい。即ち、トナー中に、強い負帯電性を有する
シリコーン化合物を存在させると、チタン酸金属粒子と
の摩擦帯電により、チタン酸金属粒子が適切な値に帯電
し、より高い「ライン画像上に載るトナー量を減少させ
る」効果が得られる。この際に使用されるシリコーン化
合物としては、例えば、シリコーンオイル、シリコーン
ワニス、シリコーンレジン等の化合物が挙げられるが、
それらの中でもシリコーンオイルを用いるのが特に好ま
しい。シリコーンオイルとは、一般に次の式により示さ
れるものである。

【００２１】（式中、Ｒはアルキル基（例えばメチル基）を示し、ｎ
は整数を示す。）

【００２２】又、シリコーンオイルの具体的なものとし
ては、例えば、メチルシリコーンオイル、ジメチルシリ
コーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、クロ
ルフェニルメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリ
コーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル、ポリオキ
シアルキレン変性シリコーンオイル等が好ましく用いら
れる。尚、シリコーンオイルは、トナー粒子中に含有さ
せてもよいし、シリカ等の微粉末に吸着、或いは含浸さ
せたものをトナー粒子に、外添／混合させて含有させて
もよい。

【００２３】本発明で使用される磁性トナーに含有され
る結着樹脂の種類としては、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等のスチ
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−ブタジエン共重合
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−インデン共重合体等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、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、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
ビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデ
ン樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。又、架橋されたス
チレン系樹脂も好ましい結着樹脂である。

【００２４】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、アクリルアミド等の様な二
重結合を有するモノカルボン酸若しくはその置換体；マ
レイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレ
イン酸ジメチル等の様な二重結合を有するジカルボン酸
及びその置換体；塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビ
ニル等の様なビニルエステル類；エチレン、プロピレ
ン、ブチレン等の様なエチレン系オレフィン類；ビニル
メチルケトン、ビニルヘキシルケトン等の様なビニルケ
トン類；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等の様なビニルエーテル
類、これらのビニル単量体が単独若しくは組み合わせて
用いられる。

【００２５】この際に用いられる架橋剤としては、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
ン等の様な芳香族ジビニル化合物；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等の様な
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
ニルスルホン等のジビニル化合物；３個以上のビニル基
を有する化合物等が挙げられ、これらの化合物を単独或
いは混合物として使用することが出来る。

【００２６】又、圧力定着用に供せられるトナー用の結
着樹脂としては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリ
プロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン
−アクリル酸エステル共重合体、高級脂肪酸、ポリアミ
ド樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらは、
単独又は混合して用いることが出来る。

【００２７】本発明においては、定着時の定着部材から
の離型性の向上、定着性の向上の点から、次の様なワッ
クス類をトナー中に含有させるのも好ましい。例えば、
パラフィンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタ
リンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ
ワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及び
その誘導体、カルナバワックス及びその誘導体等が挙げ
られ、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロ
ック共重合物、グラフト変性物が含まれる。その他、ア
ルコール、脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン、硬化
ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワッ
クス、鉱物系ワックス、ペトロラクタム等も利用するこ
とが出来る。

【００２８】又、本発明で使用する磁性トナーには、負
荷電制御剤をトナー粒子に配合（内添）、又はトナー粒
子と混合（外添）して用いることが出来る。負荷電制御
剤を添加することによって、最適の荷電量コントロール
が可能となる。この際磁性トナーに添加させる負荷電制
御剤としては、例えば、有機金属錯体、キレート化合物
が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金
属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカ
ルボン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族モノ及び
ポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、
ビスフェノール等のフェノール誘導体類等がある。又、
本発明で使用する負帯電磁性トナーには、実質的な悪影
響を与えない範囲内で、更に他の添加剤、例えば、テフ
ロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリふっ化ビニリデ
ン粉末の如き滑剤粉末等を添加することが出来る。

【００２９】又、本発明で使用する負帯電磁性トナーを
作製する方法としては、例えば、結着樹脂、ワックス、
金属塩ないしは金属錯体、着色剤としての顔料又は染
料、磁性体、必要に応じて負荷電制御剤、その他の添加
剤等をヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合器によ
り十分混合してから、加熱ロール、ニーダー、エクスト
ルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練して樹脂類を
お互いに相溶せしめた中に金属化合物、顔料、染料、磁
性体を分散又は溶解せしめ、冷却固化後、粉砕分級を行
って、負帯電磁性トナーを得ることが出来る。

【００３０】本発明の画像形成方法を図によって詳細に
説明する。図１は、本発明の画像形成方法を適用した画
像形成装置の現像器の部分を示した図である。図１にお
いて、現像スリーブ２２（トナー担持体）の略右半周面
はトナー容器２１内のトナー溜りに常時接触していて、
その現像スリーブ２２面近傍のトナーＴが、現像スリー
ブ２２面にスリーブ内の磁気発生手段２３の磁力、及び
／又は静電気力により付着保持される。現像スリーブ２
２が回転駆動されると、そのスリーブ面上の磁性トナー
層が、現像スリーブ２２の表面に当接されているドクタ
ーブレード２４の位置を通過する過程で、各部が略均一
の厚さの薄層磁性トナー層Ｔ１として整層化される。磁
性トナーの帯電は主として、現像スリーブ２２の回転に
伴うスリーブ面と、その近傍のトナー溜りの磁性トナー
Ｔとの摩擦接触によりなされ、現像スリーブ２２上の磁
性トナー薄層面Ｔ１は現像スリーブ２２の回転に伴い潜
像担持体１側へと回転し、潜像担持体１と現像スリーブ
２２の最接近部である現像領域部Ａを通過する。この通
過過程で、現像スリーブ２２面側の薄層磁性トナー層Ｔ
１にある磁性トナーが、潜像担持体１と現像スリーブ２
２との間に印加された、直流電圧と交流電圧による直流
と交流電界により飛翔し、現像領域部Ａの潜像担持体１
面と、現像スリーブ２２面との間（間隙α）を往復運動
する。最終的には、現像スリーブ２２側の磁性トナーが
潜像担持体１面の表面に潜像の電位パターンに応じて選
択的に移行付着して、トナー像Ｔ２が潜像担持体１上に
順次に形成される。

【００３１】現像領域部Ａを通過して、磁性トナーが選
択的に消費された現像スリーブ２２面は、ホッパー２１
のトナー溜りへ再回転することにより磁性トナーの再供
給を受け、現像領域部Ａへ現像スリーブ２２の薄層磁性
トナー層Ｔ１面が移送され、繰り返し上記の現像工程が
行われる。

【００３２】本発明においては、トナー担持体（現像ス
リーブ）２２上の薄層磁性トナー層Ｔ１の層厚規制手段
として、トナー担持体表面にブレード２４が当接される
方法が用いられる。即ち、トナー層厚規制手段として、
比較的その規制力の弱い磁性ブレード等のトナー担持体
に当接されていない規制部材を用いた場合には、チタン
酸金属粒子のトナー担持体との帯電機会が少なく、トナ
ー粒子との帯電が主になる為、むしろトナー間凝集を促
進してしまい、ライン画像上に乗るトナー量を減少させ
る効果は得られない。

【００３３】本発明においては、上記の様なものの中で
もブレードの材質が弾性体で構成されている弾性ブレー
ドであることが好ましい。弾性ブレードとしては、シリ
コーンゴム、ウレタンゴム、ＮＢＲの如きゴム弾性体；
ポリエチレンテレフタレートの如き合成樹脂弾性体；ス
テンレス、鋼の如き金属弾性体等が好適に用いられる。
又、それらの複合体であってもよい。特に、ゴム弾性体
が好ましい。上記した様な弾性ブレードの材質は、トナ
ー担持体上のトナーの帯電に大きく関与する。この為、
弾性体中に、有機物、無機物を添加してもよく、溶融混
合させてもよいし、分散させてもよい。例えば、添加物
としては、金属酸化物、金属粉、セラミックス、炭素同
素体、ウィスカー、無機繊維、染料、顔料、界面活性剤
等がある。更に、ゴム、合成樹脂、金属弾性体にトナー
の帯電性をコントロールする目的で、樹脂、ゴム、金属
酸化物、金属等の物質をスリーブ当接部分に当たる様に
付けたものを用いてもよい。弾性体、トナー担持体に耐
久性が要求される場合には、樹脂、ゴムをスリーブ当接
部に当たる様に貼り合わせた金属弾性体が好ましい。

【００３４】又、弾性ブレードの形状としては、弾性ブ
レード上辺部側である基部は現像剤容器側に固定保持さ
れ、下辺部側を、図１に示す様にブレードの弾性に抗し
て現像スリーブの順方向、或いは逆方向にたわめた状態
にして、ブレード内面側（逆方向の場合には外面側）を
スリーブ表面に適度の当接圧をもって当接させる。この
際の当接圧としては、例えば、０．９８Ｎ／ｍ（１ｇ／
ｃｍ）〜２４５Ｎ／ｍ（２５０ｇ／ｃｍ）程度とするの
が好ましい。

【００３５】潜像担持体とトナー担持体との間隙αは、
好ましくは５０〜７００μｍ、更に好ましくは５０〜６
００μｍの範囲内とする。又、トナー担持体上の磁性ト
ナー層の層厚は、上記の潜像担持体とトナー担持体との
間隙αよりも薄いことが最も好ましいが、場合によって
は、磁性トナー層を構成する磁性トナーの多数の穂のう
ち一部が、潜像担持体に接する程度に磁性トナー層の層
厚が規制されていてもよい。

【００３６】更に、本発明においては、トナー担持体
に、表面に導電性微粒子が含有された樹脂被覆層が形成
されているトナー担持体を用いる。この際に使用される
導電性微粒子としては、カーボン微粒子、又はカーボン
微粒子と結晶性グラファイト、又は非結晶性グラファイ
トを用いるのが好ましい。以下、これらの導電性微粒子
について説明する。先ず、結晶性グラファイトは、大別
すると天然黒鉛と人造黒鉛とに分けられ、人造黒鉛は、
例えば、ピッチコークスをタールピッチ等により固めて
１２００℃位で一度焼成してから黒鉛化炉に入れ、２３
００℃位の高温で処理することによって炭素の結晶を成
長させ、黒鉛に変化させて得られる。天然黒鉛は、永い
間に天然の地熱と地下の高圧とによって完全に黒鉛化さ
れたものであり、その状態で地中から産出される。これ
らの黒鉛は、種々の優れた性質を有している為、工業的
に広い用途を有している。即ち、黒鉛は、暗灰色ないし
黒色の光沢のある非常に柔らかい滑性のある結晶鉱物で
あり、鉛筆等の筆記具に利用されたり、その他に、耐熱
性、化学的安定性がある為、潤滑剤、耐火性、電気材料
等に粉末や固体、塗料の形で利用されている。結晶構造
は、六方晶と、その他に菱面晶系に属するものがあり、
完全な層状構造を有している。電気的特性に関しては、
炭素と炭素の結合の間に自由電子が存在する為、電気の
良導体となっている。尚、本発明で用いられる黒鉛は、
天然、人造のどちらのものでもよい。又、本発明で使用
する黒鉛としては、粒径的には、０．５μｍ〜１０μｍ
程度のものが好ましい。

【００３７】又、本発明で使用される導電性微粒子の一
つである導電性のアモルファスカーボンは、一般的に
は、「炭化水素又は炭素を含む化合物を空気の供給が不
十分な状態で燃焼又は熱分解させてできる結晶子の集合
体」と定義されている。特に、電気伝導性に優れる為、
高分子材料に充填させて導電性を付与する際に用いられ
るが、添加量のコントロールで、ある程度任意の導電度
を得ることが出来る為、広く普及している。本発明で使
用される場合には、導電性のアモルファスカーボンの粒
子径を、好ましくは１０〜８０μｍ、更に好ましくは１
５〜４０μｍの範囲とする。

【００３８】本発明で好ましく用いられるトナー担持体
上に形成された樹脂被覆層は、上記した様な導電性微粒
子と、下記に挙げる様な高分子材料とによって形成され
る。高分子材料としては、例えば、スチレン系樹脂、ビ
ニル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド
樹脂、ふっ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂等の
熱可塑性樹脂；エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アル
キド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等
の熱硬化性樹脂、或は光硬化性樹脂等を使用することが
出来る。中でもシリコーン樹脂、ふっ素樹脂の様な離型
性のあるもの、或いはポリエーテルスルホン、ポリカー
ボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアミド、フ
ェノール樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、スチレン
系樹脂の様な機械的性質に優れたものがより好ましい。

【００３９】本発明の画像形成方法において、潜像担持
体と、トナー担持体との間には、バイアスを印加する。
この際、任意のバイアスを印加することが出来るが、本
発明においては、交番バイアスを印加するのが好まし
い。交番バイアスの電界（交番バイアスの電圧Ｖ／潜像
担持体とトナー担持体との間隙αμｍ）の大きさとして
は、ピークトゥピークで、３．０〜７．０ＭＶ／ｍの範
囲とするが好ましく、更に好ましくは、４．５〜６．５
ＭＶ／ｍの範囲とする。３．０ＭＶ／ｍ以下であると、
電界の変化が小さく、チタン酸金属粒子によるトナー粒
子の凝集をほぐす作用が小さくなってしまい、ライン画
像上のトナー量を減少させる効果が小さい。又、交番バ
イアスの周波数としては、好ましくは１．０〜５．０ｋ
Ｈｚ、更に好ましくは１．０〜３．０ｋＨｚの範囲とす
る。

【００４０】

【実施例】以下に実施例、及び比較例を挙げて本発明を
更に詳細に説明する。実施例１・スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体１００質量部・磁性酸化鉄１００質量部・低分子量ポリプロピレン４質量部・モノアゾ鉄錯体２質量部上記材料を予備混合した後、１３０℃に設定した２軸混
練押し出し機によって溶融混練を行った。混練物を冷却
後、粗粉砕し、ジェット気流を用いた粉砕機によって微
粉砕し、更に風力分級機を用いて分級し、重量平均粒径
７μｍの分級粉（磁性トナー）を得た。上記分級粉（磁
性トナー）１００質量部に対して、ジメチルシリコーン
オイル処理乾燥シリカ１．２質量部、チタン酸ストロン
チウム微粉末（平均粒径１．３μｍ）１．０質量部をヘ
ンシェルミキサーにて撹拌、混合してトナー１を得た。

【００４１】トナー担持体として、外直径１６ｍｍのア
ルミニウム円筒スリーブの表面に、カーボンブラックと
グラファイトが、フェノール樹脂１０質量部中に１：９
の割合で分散している樹脂被覆層を有するトナー担持体
Ｎｏ．１を用い、そのアルミニウム円筒スリーブ内部
に、現像極の磁束密度が７０ｍＴ（７００Ｇ）の４極マ
グネットを内蔵させたものを用いた。トナー規制部材と
して、ウレタンゴムブレードを用い、図２の様にトナー
担持体に当接圧１９．６Ｎ／ｍ（２０ｇ／ｃｍ）で当接
させて、トナー層厚の規制を行った。潜像担持体として
は、有機感光体を用い、トナー担持体表面と潜像担持体
表面との距離を３００μｍに設定した。

【００４２】一次帯電器としては、コロナ帯電器を用
い、潜像担持体を−７００Ｖに帯電させた。転写帯電器
としては、転写ローラー装置を用いた。転写ローラー
は、潜像担持体に、当接圧２９．４Ｎ／ｍ（３０ｇ／ｃ
ｍ）で当接させ、潜像担持体と等速で回転する様にし
た。転写工程で、静電潜像担持体上に残ったトナーを除
去するクリーニング装置としては、ブレードクリーニン
グ装置を用い、クリーニングブレードとしては、ウレタ
ンゴムブレードを用いた。このクリーニングブレード
を、静電潜像担持体上に、線圧３９．２Ｎ／ｍ（４０ｇ
／ｃｍ）で進行方向逆向きにエッジで当接させた。

【００４３】この様な構成の画像形成装置で、潜像担持
体とトナー担持体を４８ｍｍ／ｓｅｃで回転させた。潜
像担持体上に、暗電位部−７００Ｖ、明電位部−１５０
Ｖになる様に設定した。又、トナー担持体には、直流電
界−５００Ｖ、交流電界ピークトゥピークで１６００
Ｖ、周波数１８００Ｈｚとを重畳印加した。転写ローラ
ーには、＋２ｋＶの直流電圧を印加した。

【００４４】［評価］上記画像形成装置にトナー１を適
用し、２３℃／６５ＲＨ％の環境で、画出しし、評価を
行った。又、トナー消費量は、ライン文字画像で構成さ
れた印字率４％のレターサイズの画像を連続でプリント
し、１０００枚〜２０００枚の間で測定した。その結
果、トナー消費量は、０．０４５ｇ／枚であり、又、画
像濃度は終始１．５であり、高い画像濃度が維持され
た。

【００４５】比較例１チタン酸ストロンチウムを用いない以外は、実施例１と
同様にして比較例１で使用するトナーを得た。又、この
トナーを用いて、実施例１と同様にして評価を行った。
この結果、画像濃度は終始１．４９であったが、トナー
消費量は０．０５３ｇ／枚であり、実施例１に比較しト
ナー消費量が多かった。

【００４６】実施例２〜４実施例１で用いたチタン酸ストロンチウムの添加量を、
表１に示した添加量とする以外は、実施例１と同様にし
て実施例２〜４で使用するトナーを得た。又、これらの
トナーを用いて、実施例１と同様に画出しを行い、得ら
れた画像について実施例１と同様にして評価を行った。
その結果を表１に示したが、実施例１と同様に、いずれ
の場合にも少ないトナー消費量で高い画像濃度が維持さ
れた。特に、実施例３及び実施例４の場合にその効果が
顕著であった。

【００４７】実施例５〜７実施例１で用いたチタン酸ストロンチウムの代わりに、
表１に示した平均粒径を有するチタン酸ストロンチウム
を用いる以外は、実施例１と同様にして実施例５〜７で
使用するトナーを得た。又、これらのトナーを用いて、
実施例１と同様に画出しし、得られた画像について実施
例１と同様にして評価を行った。その結果を表１に示し
たが、実施例１と同様に、いずれの場合にも少ないトナ
ー消費量で高い画像濃度が維持された。特に、実施例６
及び実施例７の場合にその効果が顕著であった。

【００４８】実施例８及び実施例９実施例１で用いたチタン酸ストロンチウムの代わりに、
表１に示したチタン酸バリウム、又はチタン酸カルシウ
ムを用いる以外は実施例１と同様にして、実施例８及び
実施例９で使用するトナーを得た。又、これらのトナー
を用いて、実施例１と同様に画出しし、得られた画像に
ついて実施例１と同様にして評価を行った。その結果を
表１に示したが、実施例１と同様に、少ないトナー消費
量で高い画像濃度が維持された。

【００４９】実施例１０実施例１で用いたトナー担持体の代わりに、外直径１６
ｍｍのアルミニウム円筒スリーブの表面に、カーボンブ
ラックとグラファイトが、フェノール樹脂１０質量部中
に、０．７：６．３の割合で分散されている導電性微粒
子が含有されている樹脂被覆層が形成されているトナー
担持体Ｎｏ．２を用いる以外は、実施例１で使用したと
同様の画像形成装置を用いた。この画像現像装置と、実
施例１で使用したと同様のトナー１とを用いて実施例の
場合と同様に画出しを行い、得られた画像について同様
の評価を行った。その結果を表１に示したが、実施例１
と同様に、少ないトナー消費量で高い画像濃度が維持さ
れた。

【００５０】比較例２実施例１で用いたトナー担持体の代わりに、外直径１６
ｍｍのアルミニウム円筒スリーブの表面を、不定形粒子
（アトランダム＃４００）でブラスト処理を行って、粗
面化されたトナー担持体Ｎｏ．３を用い、トナー規制部
材として、磁性ブレードを用い、該磁性ブレードとトナ
ー担持体表面との間隙を２５０μｍにする以外は、実施
例１で使用したと同様の画像形成装置を用いた。この画
像現像装置と、実施例１で使用したと同様のトナー１を
用いて実施例の場合と同様に画出しを行い、得られた画
像について同様の評価を行った。その結果を表１に示し
たが実施例の場合と異なり、画像濃度が低く、トナー消
費量も多かった。

【００５１】表１：実施例１〜実施例１０、及び比較例
１〜比較例２の評価結果

【００５２】実施例１１〜１３外添剤として、ジメチルシリコーンオイルにより疎水化
した酸化チタン微粉末を用い、表２に示した添加量を更
に添加する以外は、実施例１と同様にして実施例１１〜
１３で使用するトナーを得た。又、これらのトナーを用
いて、実施例１で使用したと同様の画像形成装置で画出
しを行い、得られた画像について実施例１と同様に評価
を行った。その結果を表２に示したが、実施例１と同様
に、少ないトナー消費量で高い画像濃度が維持された。
又、いずれの実施例においても、実施例１の場合よりも
トナー消費量が少なかった。

【００５３】実施例１４及び実施例１５外添剤として、シランカップリング剤により疎水化され
た酸化アルミニウム微粉末を用い、夫々、表３に示した
添加量を更に添加する以外は、実施例１と同様にして実
施例１４及び実施例１５で使用するトナーを得た。又、
これらのトナーを用いて、実施例１で使用したと同様の
画像形成装置で画出しを行い、得られた画像について実
施例１と同様に評価を行った。その結果を表２に示した
が、いずれの実施例においても、実施例１の場合よりも
トナー消費量が少なかった。

【００５４】実施例１６及び実施例１７外添剤として、ポリメチルメタクリル酸樹脂粒子（平均
粒径１．０μｍ、帯電量＋８ｍＣ／Ｋｇ）を用い、表３
にに示した添加量を更に添加する以外は実施例１と同様
にして、実施例１６及び実施例１７で使用するトナーを
得た。又、これらのトナーを用いて、実施例１で使用し
たと同様の画像形成装置で画出しを行い、得られた画像
について実施例１と同様に評価を行った。その結果を表
２に示したが、いずれの実施例においても、実施例１の
場合よりもトナー消費量が少なかった。

【００５５】表２：実施例１１〜１７の評価結果

【００５６】実施例１８及び実施例１９分級粉を得るための材料として、ジメチルシリコーンオ
イルを用い、表３に示した添加量を更に内添する以外は
実施例１と同様にして、実施例１８及び実施例１９で使
用するトナーを得た。又、これらのトナーを用いて、実
施例１で使用したと同様の画像形成装置で画出しを行
い、得られた画像について実施例１と同様に評価を行っ
た。その結果を表３に示したが、いずれの実施例におい
ても、実施例１の場合よりもトナー消費量が少なかっ
た。

【００５７】表３：実施例１８及び１９の評価結果

【００５８】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ト
ナー消費量が従来より少ない画像形成方法が提供され
る。又、本発明によれば、画像濃度が高く、カブリのな
い画像が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成方法を示す一例の概略図であ
る。

【図２】本発明の実施例の画像形成方法を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１：潜像保持体２：現像器２１：トナー容器（ホッパー）２２：現像スリーブ２３：磁気発生手段２４：トナー規制部材（ドクターブレード）２７：撹拌機２０１：潜像保持体２０２：現像スリーブ２０３：トナー規制部材（ブレード）Ｔ：磁性トナーＴ１：薄層磁性トナーＴ２：トナー像Ａ：現像領域 α：間隙Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２：マグネット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 9/08 ３６５３７２３７５

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電荷像を保持する潜像担持体と、磁性
トナーを表面に担持し且つ内部に磁化発生手段を有する
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、トナー担持体上に磁性トナー層を形成して現像
部に搬送し、トナー担持体と潜像担持体との間にバイア
スを印加しながら静電荷像を磁性トナーで現像する画像
形成方法において、表面に導電性微粒子が含有された樹
脂被覆層が形成されているトナー担持体を用い、該トナ
ー担持体上のトナー層の層厚の規制を、トナー担持体表
面に当接されたブレードによる規制方法を用いて行い、
且つトナーとして、少なくともチタン酸金属粒子が含有
された負帯電性磁性トナーを用いることを特徴とする画
像形成方法。
【請求項２】磁性トナー中のチタン酸金属粒子の平均
粒径が０．５〜５μｍ、更に好ましくは０．７μｍ〜５
μｍである請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】磁性トナー中のチタン酸金属粒子の含有
量が０．３〜１０質量％、更に好ましくは０．５〜５質
量％である請求項１又は請求項２に記載の画像形成方
法。
【請求項４】磁性トナー中に更にシリカ微粉末が含有
されている請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像
形成方法。
【請求項５】磁性トナー中に更に酸化チタン微粉末が
含有されている請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
画像形成方法。
【請求項６】酸化チタン微粉末の含有量（Ｗｔ）とチ
タン酸金属（Ｗｘ）との含有量の比Ｗｔ／Ｗｘが０．０
５〜１．０である請求項５に記載の画像形成方法。
【請求項７】磁性トナー中に更に酸化アルミニウム微
粉末が含有されている請求項１〜請求項６のいずれかに
記載の画像形成方法。
【請求項８】酸化アルミニウム微粉末の含有量（Ｗ
ａ）とチタン酸金属粒子（Ｗｘ）との含有量の比Ｗａ／
Ｗｘが０．０２〜０．６である請求項７に記載の画像形
成方法。
【請求項９】磁性トナー中に樹脂微粒子が含有されて
いる請求項１〜８に記載の画像形成方法。
【請求項１０】樹脂微粒子の含有量（Ｗｒ）とチタン
酸金属粒子（Ｗｘ）との含有量の比Ｗｒ／Ｗｘが０．０
２〜２．０である請求項９に記載の画像形成方法。
【請求項１１】磁性トナー中に更にシリコーン化合物
が含有されている請求項１〜１０に記載の画像形成方
法。
【請求項１２】シリコーン化合物が、シリコーンオイ
ルである請求項１１に記載の画像形成方法。
【請求項１３】トナー担持体上に形成される磁性トナ
ー層と潜像担持体表面とを実質的に接触しないように設
置し、該トナー担持体と潜像担持体との間に少なくとも
交流バイアスをかけて磁性トナーで現像する請求項１〜
１２のいずれかに記載の画像生成方法。