JPH09197825A

JPH09197825A - 画像形成方法

Info

Publication number: JPH09197825A
Application number: JP574296A
Authority: JP
Inventors: Satoru Torigoe; 哲鳥越; Toyofumi Inoue; 豊文井上; Hiroyoshi Okuno; 広良奥野; Hiroe Okuyama; 浩江奥山; Kotaro Yoshihara; 宏太郎吉原; Masahiro Uchida; 正博内田; Kaori Ooishi; かおり大石
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-01-17
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤の帯電の立ち上がりが良好であり、かつ
帯電分布がシャープであって、低現像性、濃度むら、現
像ゴーストの問題を生じにくい長寿命の超小型画像形成
装置に適用される画像形成方法を提供する。【解決手段】潜像形成工程、現像工程、転写工程、クリ
ーニング工程を有する画像形成方法であって、潜像保持
体として外径が１０〜２０ｍｍの範囲にあるものを使用
し、また、現像工程において、現像装置として外径が５
〜１５ｍｍの範囲にある現像剤担持体とその後方に位置
するトナーのみを収容するトナー室とを有するものを使
用し、かつ、現像剤として、トナーと、主鎖がアクリル
アミド化合物をモノマー単位として含有し、側鎖にオル
ガノポリシロキサン基を有する重合体で芯材を被覆して
なる磁性キャリアよりなるものを使用し、該磁性キャリ
アが現像剤担持体上にのみ存在する条件で現像を行うこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小径の現像剤担持体上
に現像剤の層を形成し、現像領域まで搬送し、小径の潜
像保持体上の潜像を現像する工程を有する小型画像形成
装置による画像形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真乾式現像方式は静電複写
機だけではなく、プリンター、ファクシミリ、或いは複
写機とプリンターとファクシミリ等を合わせもつ複合機
に用いられるようになっている。特に最近の傾向とし
て、より強い小型化、軽量化、省資源やリサイクル等の
エコロジー対応が要求されている。そして、これに対応
するために画像形成方法の改善、新規開発が行われてい
る。従来より、電子写真乾式現像方式としては、キャリ
アよりなる二成分現像剤を用いる方式と、キャリアを用
いない一成分現像剤を用いる方式が知られており、活発
に研究開発が行われている。二成分現像方式は最も広く
利用されている方式であるが、現像剤中のトナー濃度を
一定に保つためのトナー濃度コントロールシシテムや、
現像剤中に新たに追加されたトナーと現像剤を混合する
ためのミキシング装置が必要であり、小型化等の要求を
十分に満たすものではない。

【０００３】そこで、現像方式として、現像装置が小型
で軽量化され、トナー濃度コントロールの煩わしさがな
いという特徴をもつ一成分現像方式に対する要求が大き
くなっている。一成分現像方式に用いられるトナーとし
ては、従来、磁性体を含有する磁性トナー、および磁性
体を含有しない非磁性トナーを使用することが知られて
いるが、トナーの搬送制御が容易なこと、複写機、プリ
ンター等の内部汚染が少ないこと等から、現在、磁性ト
ナーが広く使用されている。

【０００４】他方、複写機、プリンター本体について
も、小型化、軽量化のために、サブシステムごとの小型
化、軽量化の努力がなされている。近年、画像形成装置
のさらなる小型化要求の高まりに伴い、画像形成装置の
主要構成要素である現像剤担持体（現像ロール）および
潜像保持体（感光体ドラム）を小径化する試みがなされ
ているが、トナーへの帯電付与および現像領域が狭くな
ることにより、帯電の立ち上がりの遅さや帯電分布の広
さに起因した低現像性、背景かぶり、現像ゴーストによ
る濃度むら等の問題を生じてしまい上記の様な超小型画
像形成方法の確立への障害になっている。小径の現像剤
担持体および感光体ドラムを使用する画像形成方法とし
て、特開平６−１１０３２４号公報等が提案されている
が、現像ゴーストを完全に抑制するまでには至らない。

【０００５】一方、現像ゴーストを抑制する方法とし
て、現像剤担持体上でのトナーの帯電を補助する目的で
現像剤担持体上にのみキャリアを保持させ、トナーの帯
電の立ち上がりの遅さや帯電分布の広さを改善する１．
５成分現像方式が有効であり、実用化が始まっている。
この方法において、キャリアとしては、帯電付与能力制
御性、経時安定性に優れた樹脂被覆層を有するものが一
般に使用される。従来、樹脂被覆キャリアにおいて、被
覆樹脂の硬度を上げて剥がれにくくしたり、被覆樹脂の
表面エネルギーを下げることにより、キャリア被覆層へ
のトナー成分の固着を防止したり、或いはそれらを併用
して帯電劣化を防止する努力がなされている。たとえば
特開平２−１８７７７１号公報、特開平３−２０８０６
０号公報、特開平４−７０８４９号公報、特開平５−１
８１３２０号公報等には、ポリオレフィン系樹脂で被覆
したキャリアが、特開昭５８−１８４９５１号公報等に
は、シリコーン樹脂で被覆したキャリアが提案されてい
る。また、帯電性についてもポリオレフィン樹脂やシリ
コーン樹脂被覆だけではトナーへの負極性帯電付与をさ
せることは難しい。そこでこれらの欠点を補うものとし
て、特開平５−２２４４６６号公報には、シリコーン変
性アクリル樹脂で被覆したキャリアが提案されている。

【０００６】しかしながら、この方式では、現像剤担持
体の外径が１８ｍｍ以上、潜像保持体の外径が２５ｍｍ
以上の径を有する場合は有効であるが、現像剤担持体の
外径が１５ｍｍ以下、潜像保持体の外径が２０ｍｍ以下
の超小型の画像形成装置においては、現像剤担持体上の
トナーが追加される位置から現像位置までの距離が従来
よりも短いことから、新たに追加されたトナーが現像さ
れるまでの間にキャリアと十分に混合されず、十分な摩
擦帯電を均一に行うことができないため、特に高温高湿
環境下で低濃度、濃度むら等の現象が発生するという問
題がある。またキャリアが、現像剤担持体上のみにしか
存在しないため、従来の二成分現像方式に比べキャリア
の絶対量が少なく、その分キャリア粒子がトナーとの衝
突、摩擦により受けるストレスが従来の二成分現像方式
に比べ大きくなることから、キャリア表面の被覆層への
トナー成分の固着或いは被覆層の剥がれ等が起こりやす
く、キャリアの耐久性の面で従来の二成分現像方式に比
べ劣るものである。

【０００７】以上のように現像剤担持体の外径が１５ｍ
ｍ以下、潜像保持体の外径が２０ｍｍ以下の超小型の画
像形成装置を用いる場合には、画像濃度、画質、耐久性
の点で満足な画像形成方法は未だ十分なものは存在して
いない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記のような実情に鑑み、その問題点を解決す
ることを目的としてなされたものである。すなわち、本
発明の第１の目的は、省スペースの観点で優れた小型画
像形成装置を用いることができる画像形成方法を提供す
ることにある。また、本発明の第２の目的は、現像剤の
帯電の立ち上がりが良好であり、かつ帯電分布がシャー
プであって、低現像性、濃度むら、現像ゴーストの問題
を生じにくい長寿命の超小型画像形成装置に適用される
画像形成方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
した結果、特定の径を有する現像ロールと感光体ドラム
を使用することにより、装置の小型化が可能になり、ま
た、現像ロール上にのみキャリアを保持させる方法に使
用されるキャリアとして、芯材に特定のアクリル系主鎖
を有し側鎖にオルガノポリシロキサン基を有する共重合
体で被覆したものを用いることにより、環境依存性、低
現像性、濃度むら、現像ゴースト、耐久性等の問題を解
決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明の画像形成方法は、潜像
保持体上に潜像を形成する工程、現像装置内の現像剤担
持体上に担持された現像剤を用いて該潜像保持体上にト
ナー像を形成する工程、該トナー像を転写体上に転写す
る工程、潜像保持体上の残留トナーを除去するクリーニ
ング工程を有するものであって、該潜像保持体として外
径が１０〜２０ｍｍの範囲にあるものを使用し、また、
現像装置として外径が５〜１５ｍｍの範囲にある現像剤
担持体とその後方に位置するトナーのみを収容するトナ
ー室とを有するものを使用し、かつ、現像剤として、ト
ナーと、主鎖がアクリルアミド化合物をモノマー単位と
して含有し、側鎖にオルガノポリシロキサン基を有する
重合体で芯材を被覆してなる磁性キャリアよりなるもの
を使用し、該磁性キャリアが現像剤担持体上にのみ存在
する条件で現像を行うことを特徴とする。

【００１１】図１は、本発明においてトナー像を形成す
る工程における、現像剤担持体上に担持された現像剤の
状態を説明するものであって、３は現像剤担持体であ
り、８はトナーと磁性キャリアとよりなる現像剤であ
り、８１はトナーである。本願発明においては、現像剤
の磁性キャリアはトナーと共に現像剤担持体上に担持さ
れた状態で現像が行われる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図２は、本発明の画像形成方法に
使用する電子写真装置の一例を示すものであって、図に
おいて、潜像保持体１の周囲には、ローラー帯電器２、
現像剤担持体３を備えた現像器４、ローラー転写器５お
よびブレード式クリーナー６が配設されており、そして
現像器４に配設された現像剤担持体３の背後はトナー室
４１となっており、そのトナー室内にトナーが充填され
るようになっている。なお、７は現像剤層厚規制部材で
ある。

【００１３】本発明の画像形成方法は、まず潜像形成工
程において、潜像保持体上に静電潜像が形成されるが、
本発明においては、潜像保持体として、外径が１０ｍｍ
〜２０ｍｍの範囲のものが使用される。外径が２０ｍｍ
を超えると装置の小型化がはかれず、一方、１０ｍｍよ
り小さいと現像領域が狭くなることにより現像性が低下
し、また転写、クリーニングが良好に行われなくなる。
潜像保持体の基体は、アルミニウムまたはアルミニウム
合金を押出し成型した後、表面加工する等の公知の製法
により得られるが、小径化を達成するためには、金属条
または金属板をまるめ、接合部を溶接して円筒形状とす
るものが製造性上好ましい。基体の材質としては、アル
ミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、銅等を用いること
ができるが、小径化に伴う薄肉化を達成するためにはス
テンレス鋼、黄銅等が好ましい。また円筒状の潜像保持
体として、基体の外周部にフランジ内周部を嵌合させた
ものであって、駆動フランジが付いたものを使用しても
よい。本発明に用いる潜像保持体は、基体上に感光層ま
たは誘電体層を設けたものであって、感光層としては、
有機系、アモルファスシリコン等公知のものが使用でき
る。

【００１４】これらの潜像保持体上への潜像の形成は、
公知の方法で行うことができる。図２においては、ロー
ラー帯電器を感光層に接触させて一様帯電させ、図示し
ない露光装置によって画像露光することによって静電潜
像が形成される。

【００１５】形成された静電潜像は、次の工程で現像剤
を用いて現像され潜像保持体上にトナー像が形成され
る。現像装置は、外径が５〜１５ｍｍの範囲にある現像
剤担持体と、図２に示すように現像剤担持体の後方に位
置するトナー室とを有するものが使用される。トナー室
にはトナーのみが収容されている。

【００１６】本発明においては、現像剤担持体は外径が
５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲のものが使用される。外径が１
５ｍｍを超えると装置の小型化が図れず、５ｍｍより小
さいと内部磁石の設置が困難になる。現像剤担持体の基
体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を押出し成
型した後、表面加工する等の公知の製法により得られる
が、小径化を達成する為には、金属条または金属板をま
るめ、接合部を溶接して円筒形状とするものが製造性上
好ましい。基体の材質としては、アルミニウム、ステン
レス鋼、ニッケル、銅等を用いることができるが小径化
に伴う薄肉化を達成する為にはステンレス鋼、黄銅等が
好ましく使用される。また基体にカーボンブラック、ア
ルミニウム等の導電粉を分散させた樹脂層を設けてもよ
い。また適度な帯電を付与するために、基体表面の酸化
または金属メッキまたは化学処理等の処理を施してもよ
い。また層形成を安定化させるために、現像剤担持体表
面は適度に粗面化してもよい。

【００１７】本発明において使用する現像剤は、トナー
と磁性キャリアよりなるものであって、図１に示すよう
に、磁性キャリアは現像剤担持体３上にのみ存在するよ
うにして現像が行われる。

【００１８】本発明におけるトナーは、着色剤と結着樹
脂よりなる公知のものが使用できる。結着樹脂として
は、トナー用として従来から使用されている公知の樹脂
が使用できる。例えば、１または２以上のビニルモノマ
ーからなるホモポリマーおよびコポリマーである。代表
的なビニルモノマーとしては、例えばスチレン、ｐ−ク
ロルスチレン、ビニルナフタレン等のビニル芳香族化合
物、例えばエチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチ
レン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類、例えば塩
化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、ぎ酸ビニル、ステ
アリン酸ビニル、カプロン酸ビニル等のビニルエステル
類、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル，アクリル酸
ドデシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−ク
ロルエチル、アクリル酸フェニル、メチル−α−クロル
アクリレート、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等のエチレン性モノカルボン酸
およびそのエステル類、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エチレン性モノカルボン
酸置換体、例えばマレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエ
チル、マレイン酸ジブチル等のエチレン性カルボン酸お
よびそのエステル類、例えばビニルメチルケトン、ビニ
ルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビ
ニルケトン類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルイ
ソブチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエ
ーテル類、例えばビリニデンクロリド、ビニリデンクロ
ルフロリド等のビニリデンハロゲン化物、例えばＮ−ビ
ニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルイ
ンドール、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物
等があげられる。

【００１９】着色剤としては、例えば、カーボンブラッ
ク、ニグロシン等のアジン系染料、サリチル酸クロム錯
体のようなクロム系染料、アニリンブルー、クロムイエ
ロー、群青、メチレンブルークロライド、フタロシアニ
ンブルー、ローダミン６Ｇレーキ等、従来公知のものな
らば何如なるものでも使用することができる。また、着
色剤として磁性体を含有させることもできる。磁性体と
しては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の金属およ
びこれらの合金、コバルト添加酸化鉄等の金属酸化物、
ＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト等の各種フェ
ライト、マグネタイト、ヘマタイト等、公知のものなら
ばいかなるものでも使用することができる。着色剤の含
有量は、適宜設定されるが、一般にトナー全量に対して
染料、顔料の場合は１〜５０重量％、磁性体の場合は２
０〜８０重量％の範囲で使用すればよい。

【００２０】また、本発明に用いるトナーには、荷電制
御、電気抵抗制御等の目的で、種々の材料、例えば、マ
レイン酸を単量体成分として含む共重合体のごとき高分
子酸、４級アンモニウム塩等を含有させることもできる
が、カラートナー中に用いる場合には、その色調を阻害
しない範囲のものを選択するのが望ましい。さらにま
た、耐オフセット性をより完全にするために、離型剤を
添加してもよい。離型剤としては炭素数８以上のパラフ
ィン、ポリオレフィン等が好ましく、例えば、パラフィ
ンワックス、パラフィンラテックス、マイクロクリスタ
リンワックス等が使用できる。

【００２１】本発明の現像剤においては、更に、トナー
の帯電性、耐久性、流動性或いはクリーニング性を向上
することを目的として、シリカ、チタニア等の無機微粉
末、脂肪酸またはその誘導体および金属塩等の有機微粉
末、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂またはスチレン系樹
脂等の樹脂微粉末等を外添剤として添加することもでき
る。それらはシランカップリング剤やシリコールオイル
等により疎水化処理等の表面処理を施されたものであっ
てもよい。

【００２２】一方、現像剤担持体上にのみ存在させる磁
性キャリアは、芯材の表面を、主鎖がアクリルアミド化
合物をモノマー単位として含有し、側鎖にオルガノポリ
シロキサン基を有する重合体（以下、「シリコーン変性
アクリルアミド樹脂」によって被覆してなるものが使用
される。

【００２３】キャリアの芯材としては、ほぼ球形の形状
を有し、表面性を制御することが可能な粒子であればい
かなるものでも使用することができ、フェライト粉また
はマグネタイト粉等が好ましく使用される。これらの芯
材の平均粒径は、２０〜２００μｍ程度の範囲であり、
より好ましくは３０〜１００μｍの範囲のものが使用さ
れる。芯材の平均粒径が２０μｍより小さいと、キャリ
アが現像剤担持体上から感光体上に移行する現象が発生
しやすくなり、２００μｍより大きいと、本来の目的で
あるトナーの帯電付与が不十分となる。

【００２４】上記芯材を被覆するために使用されるシリ
コーン変性アクリルアミド樹脂は、アクリルアミド化合
物と下記式（Ｉ）で示されるオルガノポリシロキサン含
有アクリル化合物および必要に応じて他の重合性単量体
との共重合体よりなる樹脂であって、主鎖の構成成分と
なるアクリルアミド化合物としては、Ｎ−メチロ−ルア
クリルアミド、Ｎ，Ｎ′−メチレンビスアクリルアミ
ド、Ｎ−イソブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸等を例示することができるが、
これに限定されるものではない。

【００２５】また、上記アクリルアミド化合物と共重合
させるオルガノポリシロキサン含有アクリル化合物は、
下記式（Ｉ）で示される。

【化１】〔式中、Ｒ¹はＨまたはＣＨ₃を表し、Ｒ²は炭素数１
〜１０のアルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ³はＲ
²またはＣＨ₂＝Ｃ（Ｒ¹）ＣＯＯＣ_nＨ_2n（ｎ＝１〜
３）を表し、ｍ≧２、ｎ＝１〜３である。〕上記式（Ｉ）で示されるオルガノポリシロキサン含有ア
クリル化合物において、ｍの値は、シリコーン樹脂の特
性を付与するために、２以上であることが必要であり、
また、被覆層表面のべたつきを抑えるために８０以下で
あることが好ましい。

【００２６】上記アクリルアミド化合物と上記オルガノ
ポリシロキサン含有アクリル化合物と共重合させること
が可能な他の重合性単量体としては、アクリル酸、メタ
クリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メ
タクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキ
シル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２
−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−ヒドロキシ
プロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル等のモ
ノカルボン酸エステル類、スチレン、α−メチルスチレ
ン、クロルスチレン等のスチレン類、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、ビニルシクロヘキシルエーテル等のビニルエーテル
類、塩化ビニル、臭化ビニル、プロピオン酸ビニル、酪
酸ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエス
テル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のア
クリル酸もしくはメタクリル酸誘導体、ビニルナフタリ
ン類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン等の
ビニルケトン類、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカル
バゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリド
ン等のＮ−ビニル化合物があげられる。

【００２７】また、芯材との密着性をより高めるため
に、下記式（II）で示される加水分解性シリル基含有
（メタ）アクリル化合物を使用することもできる。

【化２】（式中、Ｒ⁴およびＲ⁵は炭素数１〜１０のアルキル基
を表し、ｐ＝０〜２、ｑ＝１〜３である。）上記した共重合可能な他の重合性単量体は、１種または
２種以上を併用することもできる。

【００２８】本発明における上記の共重合体よりなる樹
脂において、アクリルアミド化合物よりなる単量体単位
の含有量は、組み合せる共重合体により異なるが、樹脂
全体の０．５重量部〜６０重量部の範囲が好ましく、よ
り好ましくは１０重量部〜４０重量部の範囲である。ア
クリルアミド化合物よりなる単量体単位の含有量が０．
５重量部より少なくなると、帯電付与能力を十分発揮で
きなくなり、また６０重量部よりも多くなると、帯電付
与能力が過剰となってしまうので、適当でない。

【００２９】また、オルガノポリシロキサン部分の含有
量は樹脂１００重量部に対して、５〜９０重量部の範囲
が好ましく、特に１０〜４０重量部の範囲が好ましい。
オルガノポリシロキサン部分の含有量が、５重量部より
少ないとシリコーンの特性である、離型性が発揮されな
くなり、９０重量部より多くなると、遊離のシリコーン
による表面のべたつきが生じてしまう。

【００３０】これら被覆用樹脂には、硬化触媒を添加し
てもよい。硬化触媒としては、ジブチル錫ジアセテー
ト、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫ジラウレー
ト、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタ
ネート、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−
（β−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラ
ン等があげられる。

【００３１】本発明のキャリアは、上記の芯材粒子と上
記被覆用樹脂をトルエン等の溶媒に添加して混合、分散
させ、加熱することにより、芯材粒子の表面を被覆する
ことによって製造することができる。また、被覆用樹脂
と芯材粒子とを常温で溶剤を用いずに混合した後、被覆
用樹脂の溶融開始点以上に加熱するか、または芯材粒子
のみを被覆用樹脂の溶融開始点以上に加熱した状態で添
加し、混練して溶融し、芯材粒子を被覆することも可能
である。製造装置としては加熱型ニーダー、加熱型ヘン
シェルミキサー、ＵＭミキサー、プラネタリーミキサー
等を使用することができる。

【００３２】上記方法で被覆された芯材粒子は、そのま
まキャリアとして使用できるが、さらに他の樹脂を溶融
して、または溶剤に溶解して被覆し、複層被覆キャリア
として用いることも可能である。

【００３３】被覆用樹脂の配合量は、キャリアの総量に
対して、０．１〜１０重量％の範囲、特に０．５〜７重
量％の範囲が、画質、２次障害、帯電性の両立の点で好
ましい。

【００３４】本発明においては現像剤担持体上に新しい
トナーを追加した際の電荷交換性が良好で新しく追加さ
れたトナーの帯電の立ち上がりが速いことが必要であ
る。そのために、キャリア表面に電荷交換促進剤として
金属酸化物微粉末、脂肪酸およびその金属塩その他の誘
導体等の有機微粉末、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂ま
たはスチレン系樹脂等の樹脂微粉末、カーボンブラック
等微粉末を添加してもよい。それら微粉末は、その表面
に疎水化処理等の表面処理を施したものでもよい。

【００３５】本発明において、現像剤担持体上の現像剤
におけるトナーと磁性キャリアとの配合割合は適宜設定
することができるが、磁性キャリアの量により現像剤担
持体上の現像剤中のトナー濃度が制御され、キャリア量
が多いとトナー濃度は低くなりキャリア量が少ないとト
ナー濃度は高く制御される。

【００３６】一般にはトナー濃度は現像剤の５〜７０重
量％の範囲が好ましく、より好ましくは１０〜５０重量
％の範囲である。トナー濃度が５重量％より低いと、高
画像密度のプリントを得る場合に濃度低下、濃度むらが
発生しやすくなる。また７０重量％より高いと、磁性キ
ャリアによるトナーの帯電付与が不十分となり、濃度低
下、濃度むら、背景かぶり等が発生しやすくなる。

【００３７】上記のようにして潜像保持体上に形成され
たトナー像は、次いで紙等の転写体上に転写し、定着す
るが、転写帯電器を使用する方法、ローラー転写器を使
用する方法等、従来公知の方法が使用される。一方、潜
像保持体上の残留トナーは、クリーニング工程で除去す
るが、クリーニング手段としては、ブレード式クリーナ
ー等、従来公知のものが使用される。

【００３８】なお、本発明に用いるトナー、キャリアに
おける粒径は、コールターカウンター社製粒度測定器Ｔ
Ａ−IIアパーチャー径１００μｍで測定した値である。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明するが、
これらにより本発明が限定されるものではない。実施例１トナーの製造：結着樹脂：スチレン−ｎ−ブチルアクリレート４６重量部（８０／２０）共重合体（重量平均分子量１３００００）磁性粉：マグネタイト５０重量部帯電制御剤：アゾ系Ｆｅ染料１重量部（Ｔ−７７、保土谷化学社製）離型材：低分子量ポリプロピレン３重量部（ビスコール６６０Ｐ、三洋化成社製）上記組成からなる混合物を押出機により加熱溶融・混練
した後、粉砕、分級して体積平均粒子径６μｍの粒子を
得た。得られた粒子１００重量部に対して、粒子径１５
ｎｍの疎水性コロイダルシリカ１重量部をヘンシェルミ
キサーで外添し、トナーを得た。

【００４０】キャリアの製造：Ｃｕ・Ｚｎフェライト１０００重量部（パウダーテック社製、平均粒径５０μｍ）スチレンとＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドと下記式３０重量部（Ｉ−１）のオルガノポリシロキサン含有アクリル化合物との共重合体（共重合比３：６：１）トルエン３００重量部

【化３】上記Ｃｕ・Ｚｎフェライトおよびトルエン中に分散した
樹脂を加熱ヒーターを備えた１リットル小型ニーダー中
で、室温で５分間混合した後、熱媒温度を２００℃に上
昇させて４０分間攪拌混練した。その後、加熱ヒーター
による加熱を中止し、攪拌しながら５０分間冷却した。
その後、１０５μｍの篩で篩分を行って樹脂被覆磁性キ
ャリアを得た。

【００４１】次に上記磁性キャリア１５ｇを図２に示す
構成を有する画像形成装置の現像剤担持体３上に保持さ
せた後トナーを投入し、高温高湿環境下（３０℃８０％
ＲＨ）で複写テストを行ない、初期および２００００枚
印字した後の画質について、画像濃度、濃度むら、ゴー
ストについて評価した。

【００４２】ここで潜像保持体１としては、ステンレス
鋼板を丸め接合部をＴＩＧ溶接したものを基体とした外
径１５ｍｍの円筒状有機感光体を用い、また、現像剤担
持体３としては、ステンレス鋼板を丸め接合部をＴＩＧ
溶接した後内部に７００Ｇのマグネットを入れた外径１
０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの現像ロールを使用し、そして
この潜像保持体１と現像剤担持体３は、０．４ｍｍの間
隔となるように配置した。更に、アルミニウム製の現像
剤層厚規制部材７を現像剤担持体３と０．５ｍｍの距離
で対向させて配置し、現像剤担持体上の現像剤の薄層が
形成されるようにした。

【００４３】また操作条件として、潜像保持体１をロー
ラー帯電器２によって−４００Ｖに帯電させた後、半導
体レーザー書き込み装置を用いて反転露光（画像部露
光）を行い、露光部−５０Ｖ、非露光部−４００Ｖの表
面電位を有する静電潜像を形成させた。次いで、現像剤
担持体３に−３００Ｖの直流電圧をかけて静電潜像の現
像を行った。その際の潜像保持体１の周速は６０ｍｍ／
ｓ、現像剤担持体３の周速は１５０ｍｍ／ｓに設定し
た。更に、ローラー転写器５を用いてトナー像を転写紙
に転写し、潜像保持体に残留したトナーを、ブレード式
クリーナー６を用いてクリーニングした。

【００４４】上記の複写テストの結果、２００００枚印
字の最後まで高画像濃度で、濃度むらや、ゴーストのな
い画像が得られた。テストの結果を表１に示す。なお、
画像濃度（ＳＡＤ）はＸ−ｒｉｔｅ濃度計によって測定
した。

【００４５】実施例２キャリアの製造：Ｃｕ・Ｚｎフェライト１０００重量部（パウダーテック社製、平均粒径５０μｍ）スチレンとＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドと下記式３０重量部（Ｉ−２）のオルガノポリシロキサン含有アクリル化合物との共重合体（共重合比３：６：１）トルエン３００重量部

【化４】上記Ｃｕ・Ｚｎフェライトおよびトルエン中に分散した
樹脂を加熱ヒーターを備えた１リットル小型ニーダー中
で、室温で５分間混合した後、熱媒温度を２００℃に上
昇させ４０分間攪拌混練した。その後、加熱ヒーターに
よる加熱を中止し、攪拌しながら５０分間冷却した。そ
の後、１０５μｍの篩で篩分を行って樹脂被覆磁性キャ
リアを得た。上記磁性キャリアを用いる以外は実施例１
と同様にして評価した。

【００４６】実施例３キャリアの製造：Ｃｕ・Ｚｎフェライト１０００重量部（パウダーテック社製、平均粒径５０μｍ）スチレンとＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドと上記式３０重量部（Ｉ−１）のオルガノポリシロキサン含有アクリル化合物との共重合体（共重合比３：６：１）上記Ｃｕ・Ｚｎフェライトを加熱ヒーターを備えた１リ
ットル小型ニーダー中で、熱媒温度を２００℃に上昇さ
せ、加熱攪拌しながら、上記の共重合体を添加し、４０
分間攪拌混練した。その後、加熱ヒーターによる加熱を
中止し、攪拌しながら５０分間冷却した。その後、１０
５μｍの篩で篩分を行って樹脂被覆磁性キャリアを得
た。上記磁性キャリアを用いる以外は実施例１と同様に
して評価した。

【００４７】比較例１キャリアの製造：Ｃｕ・Ｚｎフェライト１０００重量部（パウダーテック社製、平均粒径５０μｍ）オルガノポリシロキサン含有アクリル化合物３０重量部（上記式（Ｉ−１））上記材料を用いて実施例１と同様の処理を行い、磁性キ
ャリアを得た。上記磁性キャリアを用いる以外は実施例
１と同様にして評価した。

【００４８】比較例２図２に示す画像形成装置における現像剤層厚規制部材７
を、ウレタンゴム製現像剤層厚規制部材に変更し、図３
に示す如く、その現像剤層規制部材７ａを現像剤担持体
３に０．５Ｎ／ｃｍの線圧で当接させ、また、現像剤と
して、磁性キャリアを使用せず、トナーのみを用いた以
外は実施例１と同様にして評価した。なお、図３におけ
る他の符号は図２の場合と同様である。

【００４９】以下の表１に、上記実施例１〜３、比較例
１および２の評価結果をまとめて示す。

【表１】濃度むら ○：濃度差０．０５未満、△：濃度差０．０
５〜０．３未満、×：濃度差０．３以上ゴースト ○：未発生、△：濃度差〜０．３未満、×：
濃度差０．３以上

【００５０】

【発明の効果】本発明の画像形成方法においては、上記
のように小径の潜像保持体と、小径の現像剤担持体を用
い、かつ、現像剤として、トナーと、主鎖がアクリルア
ミド化合物をモノマー単位として含有し、側鎖にオルガ
ノポリシロキサン基を有する重合体で芯材を被覆してな
る磁性キャリアよりなるものを使用し、磁性キャリアが
現像剤担持体上にのみ存在する条件で現像が行われるか
ら、現像剤の帯電の立ち上がりが良好で、かつ帯電分布
がシャープであって、環境依存性、濃度むら、現像ゴー
ストの問題が生じにくく、長寿命、高濃度で、濃度む
ら、現像ゴーストのない高画質の画像を、小型の画像形
成装置によって作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナー像を形成する工程における、
現像剤担持体上に担持された現像剤の状態を説明する説
明図である。

【図２】本発明を実施するための画像形成装置の概略
の構成図である。

【図３】比較例２に於いて使用した画像形成装置の概
略構成図である。

【符号の説明】

１…潜像保持体、２…ローラー帯電器、３…現像剤担持
体、４…現像器、４１…トナー室、５…ローラー転写
器、６…ブレード式クリーナー、７…現像剤層厚規制部
材、８…現像剤、８１…トナー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥山浩江神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者吉原宏太郎神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者内田正博神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者大石かおり神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像保持体上に潜像を形成する工程、現
像装置内の現像剤担持体上に担持された現像剤を用いて
該潜像保持体上にトナー像を形成する工程、該トナー像
を転写体上に転写する工程、潜像保持体上の残留トナー
を除去するクリーニング工程を有する画像形成方法にお
いて、該潜像保持体として外径が１０〜２０ｍｍの範囲
にあるものを使用し、また、現像装置として外径が５〜
１５ｍｍの範囲にある現像剤担持体とその後方に位置す
るトナーのみを収容するトナー室とを有するものを使用
し、かつ、現像剤として、トナーと、主鎖がアクリルア
ミド化合物をモノマー単位として含有し、側鎖にオルガ
ノポリシロキサン基を有する重合体で芯材を被覆してな
る磁性キャリアよりなるものを使用し、該磁性キャリア
が現像剤担持体上にのみ存在する条件で現像を行うこと
を特徴とする画像形成方法。