JPH11167224A

JPH11167224A - 電子写真方法および電子写真装置

Info

Publication number: JPH11167224A
Application number: JP34725997A
Authority: JP
Inventors: Hisao Kurosu; 久雄黒須; Takeo Yamaguchi; 剛男山口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1997-12-01
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】電子写真感光体上に地汚れを起こすトナー、
特に、地汚れの主原因をなす正常帯電トナーの電子写真
感光体への付着を抑制して、転写紙などに形成された最
終的な画像の地汚れを防止すること。【解決手段】クリーニング装置１０のクリーニングブ
ラシ１１を用いて、感光体１３の表面に該離型性物質を
塗布する。トナーの帯電量分布が、正常帯電トナー
（Ａ）と弱帯電あるいは／および逆帯電トナー（Ｂ）と
を含み、該正常帯電トナー（Ａ）が主たる割合を占める
ような帯電量分布を示すトナーを用いる。感光体１３の
表面に対して前進接触角から計算される表面自由エネル
ギーγｓＰ［前進］と後退接触角から計算される表面自
由エネルギーγｓＰ［後退］との差と、上記トナーの構
成樹脂に対して前進接触角から計算される表面自由エネ
ルギーγｓＴ［前進］と後退接触角から計算される表面
自由エネルギーγｓＴ［後退］との差との関係を、γｓ
Ｐ［前進］−γｓＰ［後退］＜γｓＴ［前進］−γｓＴ
［後退］とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乾式二成分現像剤
あるいは乾式一成分現像剤を用いた複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の電子写真方法および電子写真装置に
係り、詳しくは、一般に地肌汚れあるいは地汚れといわ
れているトナーの地肌カブリに対する対策を講じた電子
写真方法および電子写真装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、乾式二成分現像剤あるいは乾式一
成分現像剤を用いた複写機、ファクシミリ、プリンター
等の画像形成装置においては、電子写真感光体（以下、
単に「感光体」ともいう）の非画像部（地肌電位部ある
いは単に地肌部ともいう）にトナーが付着することによ
り、いわゆる地肌カブリが発生して画質が低下するとい
う問題がある。このトナーの地肌カブリの問題に対する
対策としては、（１）現像剤中のトナーの帯電量分布を制御する。（２）感光体とトナーとの間に働く力を制御する。（３）現像剤中の劣化トナーを除去する。などの方法が知られている。

【０００３】ここで、上記（１）に関する従来技術とし
て、特開平４−１１０８６１号公報には、「静電荷現像
剤の製造方法及び該方法により得られた静電荷現像剤」
が開示されており、現像剤のトナー粒子帯電量分布にお
ける適正帯電領域の分布面積を全帯電量分布面積の約７
０％以上とすることが記載されている。また、特開平４
―７７７５１号公報には、「電子写真現像用磁性キャリ
ア」が開示されており、磁性粒子の表面にカーボンブラ
ック等の導電性微粒子を含有する樹脂被膜を形成した樹
脂コートキャリアを用い、その樹脂被膜に導電性微粒子
リッチ（磁性粒子の表面に形成された樹脂被膜中に導電
性微粒子を添加する際に、磁性粒子側よりも外表面側に
導電性微粒子が多く存在する）の表層部を設けることに
より、正帯電性トナーに対する帯電量分布がシャープと
なることが記載されている。また、特開平７−２１９２
７５号公報には、「電子写真用現像剤」が開示されてお
り、体積平均粒径（Ｄ_T）が４．０〜９．０μｍのトナ
ーで、トナー中に含有する荷電制御剤の数平均分散粒径
（Ｄ_CCA）が、（４＜Ｄ_T／Ｄ_CCA＜９０）を満足し、
且つ荷電制御剤の水に対する溶解度が２．０％以下であ
るトナーを用いることが記載されている。

【０００４】上記（２）に関する従来技術として、特開
平６−８３０９７号公報には、「電子写真感光体及び電
子写真装置」が開示されており、感光体表面のＸＰＳ測
定による炭素原子とフッ素原子ｍｏｌ分率比を制御し、
表面エネルギーを著しく低くすることで、転写効率を高
くし、転写ムラ等の画像欠陥をなくすことが記載されて
いる。また、特開平８−１３７１１９号公報には、「電
子写真装置」が開示されており、アモルファスシリコン
系感光体の表層の比誘電率を制御し、鏡像力を小さくす
ることで地肌カブリのないトータル性能に優れた電子写
真装置を提供することが記載されている。

【０００５】上記（３）に関する従来技術として、特開
平３−９１７８２号公報には、「劣化トナー除去装置」
が開示されており、本来、記録または複写を行う領域外
の非画像領域にカブリ状態で現像を行うように構成する
ことにより、地肌カブリを生じさせた劣化トナーを積極
的に現像装置から取り除くことが記載されている。ま
た、特開昭６３−２６５２７６号公報には、「画像形成
装置」が開示されており、ウォーミングアップ処理実行
中の感光体の予備回転中に、感光体表面を逆極性の電位
に帯電させ、現像装置内の不良現像剤を感光体表面に吸
着して除去することが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の地肌
カブリの原因には、大きく分けて二通りある。一つは、
感光体の感度低下や残留電位の上昇などのように感光体
の静電特性が劣化したり、あるいは電子写真装置におけ
る光学系の汚れなどによって感光体への露光量が低下し
たりするなど、感光体の地肌電位自体に問題がある場合
である。他の一つは、感光体の地肌電位は正常である
が、該感光体上に形成された静電潜像の現像工程に問題
がある場合である。該現像工程では、二成分現像剤を例
とすると、現像ニップ（現像領域）内において、ベタ画
像を現像するのに十分な多量のトナーが一旦感光体表面
に接触（付着）する。そして、該感光体表面に接触した
トナーは、該現像ニップ内の現像電界によるクーロン力
の向きと大きさによって、最終的に感光体側に付着する
か（現像されるか）、キャリア側に戻る（スキャベンジ
される）かが決まる。ここで、該現像ニップ内における
上記現像電界を一定とすると、該現像電界によるクーロ
ン力の向きと大きさは各トナー粒子の帯電量に依存す
る。従って、該現像ニップ内の全てのトナー粒子が均等
且つ適正な帯電量を持っていれば、上記静電潜像に接触
したトナー粒子のみが感光体側に付着することになる。
しかしながら、実際には、各トナー粒子がかなりの幅に
分布した帯電量を持っており、それぞれのトナー粒子で
その挙動が異なる。このため、該感光体の非画像部（地
肌部）に接触したトナー粒子の一部が、該キャリア側に
スキャベンジされずにそのまま感光体側に付着し、地汚
れトナーとなって地肌カブリを引き起こすことになる。

【０００７】すなわち、上記現像バイアスは、一般に、
画像の地肌汚れを減少させる目的で現像ニップに印加さ
れており、該現像ニップ内の感光体の地肌部上に存在す
る多数の正常帯電トナーに対しては、キャリア側にスキ
ャベンジされる比較的大きなクーロン力が働くように作
用する。従って、この感光体の地肌部上に存在する多数
の正常帯電トナーによる地汚れは抑制される。しかし、
現像剤中に存在する少数の逆帯電トナーに対しては、上
記現像バイアスにより、逆に感光体側に付着する方向に
クーロン力が働くため、この逆帯電トナーが感光体の非
画像部に付着することになる。また、現像剤中の弱帯電
トナーに対しては、キャリア側にスキャベンジさせるク
ーロン力が小さくなるため、該弱帯電トナーはキャリア
にスキャベンジされずに地肌部に残り易くなる。従っ
て、これまでは、主に、現像剤中に含まれる逆帯電トナ
ー及び弱帯電トナーが感光体の地肌部に付着することに
よって、画像の地肌カブリが引き起こされるものと考え
られてきた。なお、上記の逆帯電トナー及び弱帯電トナ
ーの増加は、主に現像剤の経時劣化や現像剤の混合撹拌
不足が原因であると予測される。

【０００８】これらの問題点の対策として、上記感光体
の地肌電位自体に関する問題に対しては、例えば、該感
光体の表面電位の測定結果に応じてその潜像形成条件を
変化させ、該感光体の地肌部の電位を制御する方法が採
用されている。一方、上記感光体上に形成された静電潜
像の現像工程に問題がある場合に対しては、現像剤中の
逆帯電トナーを減少させるような手段が従来より提案さ
れている。例えば、前述の特開平４−１１０８６１５号
公報には、現像剤のトナー粒子帯電量分布における適正
帯電領域の分布面積を規定することで、現像剤中の逆・
弱帯電トナー量を規制した地肌カブリの無いシステムが
開示されており、実際に電子写真方式の現像形成装置内
で利用されている。

【０００９】しかしながら、近年の、プリント画像の高
画質化を目的とするトナーの小粒径化や、低エネルギー
によりトナー像を定着できるようにするために軟化点を
低くしたトナーの開発などに伴って、上述したように、
単に現像剤中のトナー帯電量分布を規制しただけでは解
決できないような新たな問題が生じてきている。すなわ
ち、新規トナーを用いた場合には、前述のような従来の
対策だけでは画像の地肌カブリが解消されないという問
題が顕在化してきた。

【００１０】そこで、本発明者らは、このような新たな
問題に関し、上記のような幅広い分布を持ったトナーを
用いたときの地汚れについて検討したところ、電子写真
感光体上の地肌部に付着して地汚れを起こすトナーは、
逆帯電トナーや弱帯電トナーだけでなく、正常帯電トナ
ー（現像剤中のトナーの帯電量分布のピークに対応した
帯電量をもつトナー）も付着していることが判明した。
また、この正常帯電トナーが、地肌カブリを起こす主な
地汚れトナーとして、感光体の地肌部に付着している場
合もあることが判った。更に、この正常帯電トナーは、
逆帯電トナーや弱帯電トナーに比べ、その現像剤中に占
める量が圧倒的に多いため、この正常帯電トナーが地汚
れトナーとなって転写工程で被転写体上に転写された場
合には、最終的な画像上での地汚れトナーとして目立つ
ケースが多いことも明らかになった。

【００１１】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、電子写真感光体上に
地汚れを起こすトナー、特に、地汚れの主原因をなす正
常帯電トナーの電子写真感光体への付着を抑制して、転
写紙などに形成された最終的な画像の地汚れを防止する
ことができる電子写真方法および電子写真装置を提供す
ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、像担持体上にトナー像を形成
し、該像担持体上に形成されたトナー像を被転写体上に
転写した後、該像担持体上に残留したトナーを除去する
画像形成方法において、上記トナーとして、アースされ
た導電性支持体上に形成したポリカーボネート膜上に、
帯電および露光を行わずに現像バイアスを印加して帯電
したトナーを付着させたとき、該ポリカーボネート膜上
に付着したトナーの帯電量分布が、正常帯電トナー
（Ａ）と弱帯電あるいは／および逆帯電トナー（Ｂ）と
を含み、正常帯電トナー（Ａ）が主たる割合を占める帯
電量分布を示すトナーを用い、且つ、上記像担持体の最
外層表面に離型性物質を付与するか、あるいは／および
上記像担持体の最外層に離型性物質を含有させ、該像保
持体の最外層に対して前進接触角から計算される表面自
由エネルギーγｓＰ［前進］と後退接触角から計算され
る表面自由エネルギーγｓＰ［後退］との差と、上記ト
ナーの構成樹脂に対して前進接触角から計算される表面
自由エネルギーγｓＴ［前進］と後退接触角から計算さ
れる表面自由エネルギーγｓＴ［後退］との差との関係
を、γｓＰ［前進］−γｓＰ［後退］＜γｓＴ［前進］
−γｓＴ［後退］としたことを特徴とするものである。

【００１３】この電子写真方法においては、後述するよ
うな理由によって、地汚れの原因となる逆帯電トナーや
弱帯電トナー、特に正常帯電トナーの上記像担持体への
付着が抑制され、上記被転写体上に転写された画像の地
肌部のトナー付着による地肌汚れが解消もしくは低減さ
れる。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の電子写真方
法において、上記像担持体は、電子写真プロセスで用い
られる電子写真感光体であることを特徴とするものであ
る。

【００１５】電子写真プロセスによる電子写真装置で
は、周知のように、有機光導電材料と樹脂で感光層を構
成した有機感光体、あるいは、セレン（Ｓｅ）やアモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等の無機光導電材料で感光
層を構成した無機感光体などからなる電子写真感光体
（以下、単に「感光体」ともいう）に、露光手段により
光像を照射して静電潜像を形成し、現像手段により該感
光体にトナーを供給して該静電潜像を可視像化（トナー
像化）している。そして、該感光体上に形成したトナー
像を転写紙などの被転写体上に転写した後、クリーニン
グ手段により該感光体上に残留したトナーを除去して、
次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
従って、この電子写真方法においては、上記像担持体が
上述のような電子写真感光体で構成されるので、該電子
写真感光体上に残留したトナーを除去するための上記ク
リーニング手段を、該電子写真感光体の最外層表面に離
型性物質を付与するための離型性物質付与手段として兼
用させることが可能となる。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１または２の電
子写真方法において、上記像担持体の最外層表面に付与
する離型性物質が金属石鹸であることを特徴とするもの
である。

【００１７】この電子写真装置においては、上記電子写
真感光体などの像担持体の表面に、上記離型性物質とし
ての金属石鹸（高級脂肪酸のアルカリ金属以外の、亜鉛
やアルミニウムなどの金属塩）を塗布することで、転写
画像の地汚れの原因となる逆帯電トナーや弱帯電トナ
ー、特に正常帯電トナーが像担持体に付着しにくくな
る。これにより、最終的な画像上の地汚れを抑制するこ
とが可能になり、上記請求項１、及び２の電子写真方法
による電子写真装置が容易に提供される。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１または２の電
子写真方法において、上記像担持体の最外層表面に含有
する離型性物質がシリコンオイルであることを特徴とす
るものである。

【００１９】この電子写真装置においては、上記像担持
体の最外層中に含有された離型性物質としてのシリコン
オイルによって、地汚れトナーと感光体表面の離型性が
向上される。これにより、最終的な画像上の地汚れを抑
制することが可能になり、上記請求項１、及び２の電子
写真方法による電子写真装置が容易に提供される。

【００２０】請求項５の発明は、少なくとも、帯電およ
び露光によって電子写真感光体上に形成された静電潜像
をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段
と、トナー像を転写体上に転写する転写手段と、転写後
に該電子写真感光体上に残留するトナーを除去するクリ
ーニング手段とを有する電子写真装置において、上記現
像手段により上記静電潜像を現像するトナーが、アース
された導電性支持体上に形成されたポリカーボネート膜
上に帯電および露光を行わずに現像バイアスを印加して
帯電したトナーを付着させたとき、ポリカーボネート膜
上に付着したトナーの帯電量分布が正常帯電トナー
（Ａ）と弱帯電あるいは／および逆帯電トナー（Ｂ）と
を含み、正常帯電トナー（Ａ）が主たる割合を占める帯
電量分布を示すトナーであり、且つ、上記電子写真感光
体の最外層に対して前進接触角から計算される表面自由
エネルギーγｓＰ［前進］と後退接触角から計算される
表面自由エネルギーγｓＰ［後退］との差と、上記トナ
ーの構成樹脂に対して前進接触角から計算される表面自
由エネルギーγｓＴ［前進］と後退接触角から計算され
る表面自由エネルギーγｓＴ［後退］との差との関係
が、γｓＰ［前進］−γｓＰ［後退］＜γｓＴ［前進］
−γｓＴ［後退］であることを特徴とするものである。

【００２１】この電子写真装置においては、最終的な転
写画像上の地汚れの原因となる逆帯電トナーや弱帯電ト
ナー、特に正常帯電トナーの上記像担持体への付着を抑
制できる、請求項１の電子写真方法に基づいた電子写真
装置が提供される。

【００２２】請求項６の発明は、請求項５の電子写真方
法および電子写真装置において、上記電子写真感光体の
最外層表面に離型性物質を付与する離型性物質付与手段
を有することを特徴とするものである。

【００２３】この電子写真装置においては、上記離型性
物質付与手段により上記電子写真感光体の最外層表面に
付与される離型性物質により、地汚れトナーに対する感
光体表面の離型性が向上され、最終的な画像上の地汚れ
が抑制される。また、上記離型性物質付与手段として
は、上記電子写真感光体上に残留したトナーを除去する
ためのクリーニング装置のクリーニングブラシを兼用し
た構成とすることが可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電子写真方法によ
る電子写真装置の実施形態について説明する。この電子
写真装置は、少なくとも、帯電および露光によって像担
持体としての電子写真感光体（以下、単に「感光体」と
いう）上に形成された静電潜像をトナーにより現像して
トナー像を形成する現像手段と、該トナー像を転写紙な
どの転写体上に転写する転写手段と、該転写体へのトナ
ー像の転写後に該感光体上に残留するトナーを除去する
クリーニング手段とを有している。

【００２５】また、上記トナーとしては、アースされた
導電性支持体上に形成されたポリカーボネート膜上に、
帯電および露光を行わずに現像バイアスを印加して帯電
したトナーを付着させたとき、該ポリカーボネート膜上
に付着したトナーの帯電量分布が、正常帯電トナー
（Ａ）と、弱帯電あるいは／および逆帯電トナー（Ｂ）
とを含み、正常帯電トナー（Ａ）が主たる割合を占める
帯電量分布を示すトナーが使用される。（以下、余白）

【００２６】更に、この電子写真装置では、上記感光体
の最外層表面に離型性物質が付与されているか、あるい
は／および該感光体の最外層に離型性物質を含有してお
り、該感光体は、その最外層に対して前進接触角から計
算される表面自由エネルギーγｓＰ［前進］と後退接触
角から計算される表面自由エネルギーγｓＰ［後退］と
の差が、上記トナーの構成樹脂に対して前進接触角から
計算される表面自由エネルギーγｓＴ［前進］と後退接
触角から計算される表面自由エネルギーγｓＴ［後退］
との差より小さくなるように、つまり、 γｓＰ［前進］−γｓＰ［後退］＜γｓＴ［前進］−γ
ｓＴ［後退］という関係を保つように設定される。

【００２７】ここで、上記ポリカーボネート膜上に付着
したトナー（地汚れトナー）の帯電量分布が、正常帯電
トナー（Ａ）と、弱帯電トナーあるいは／および逆帯電
トナー（Ｂ）とを含み、正常帯電トナー（Ａ）が主たる
割合を占める帯電量分布を示しているか否かの測定は、
次のようにして行うことができる。

【００２８】すなわち、まず、使用される現像剤中のト
ナーの帯電量分布を測定する。このトナーの帯電量分布
は、トナー電荷量ｑをトナー粒径ｄで割った値を横軸と
し、トナー数を縦軸とする分布図で示される。従って、
この分布図の横軸位置から、該現像剤中の帯電量分布の
ピークに対応した帯電量を持つトナー、つまり、正常帯
電トナー（Ａ）のピーク値を知ることができる。次い
で、上記ポリカーボネート膜上に付着したトナー（地汚
れトナー）の帯電量分布を測定して、該地汚れトナーの
帯電量分布におけるメインピーク値を、該分布図の横軸
位置から調べる。この結果、該地汚れトナーの帯電量分
布におけるメインピーク値が、現像剤中のトナーの帯電
量分布におけるピーク値に略一致していれば、該地汚れ
トナーの帯電量分布は、正常帯電トナー（Ａ）と、弱帯
電トナーあるいは／および逆帯電トナー（Ｂ）とを含
み、正常帯電トナー（Ａ）が主たる割合を占める帯電量
分布を示していることになる。

【００２９】このようなトナーの帯電量分布を測定する
方法としては、例えば、チャージスペクトル法を利用し
た方法や、レーザードップラー速度計を使用した方法な
どが知られている。該トナーの帯電量分布は、上記のい
ずれの方法による帯電量分布測定装置を用いて測定して
もよいが、ここでは、上記レーザードップラー速度計を
使用したトナー粒子帯電量分布測定装置（Ｅスパートア
ナライザー；ホソカワミクロン株式会社製）におけるト
ナーの帯電量分布の測定方法を示す。

【００３０】上記現像剤中のトナーの帯電量分布の測定
は、該トナー粒子帯電量分布測定装置における通常の測
定で行うことができる。すなわち、この場合には、ま
ず、磁石で構成されている現像剤保持台に現像剤を保持
させる。次いで、該現像剤保持台に保持した現像剤を、
エアーガン（窒素ガス）により、キャリアとトナーとに
分離して、トナー粒子のみを測定部に吸引導入する。こ
れにより、該測定部に吸引導入されたトナーの帯電量が
順次計測されて、上記現像剤中のトナーの帯電量分布が
得られる。このときの測定条件は、以下の通りである。窒素ガスブロー圧力：０．４Ｋｇ／ｃｍ²Ｇ窒素ガスブロー時間：５ｓｅｃ．窒素ガスブローのインターバル：２ｓｅｃ．現像剤保持台の回転数：３２０ｒｐｍ

【００３１】次に、上記ポリカーボネート膜上に付着し
たトナー（地汚れトナー）の帯電量分布を測定する方法
について説明する。この場合には、まず、図１に示すよ
うに、アルミニウム蒸着層１を有するポリエステルフィ
ルム２の上に、ポリカーボネートの被膜３を形成すると
ともに、該アルミニウム蒸着層１とアルミ素管５を導通
させるための導電体としてのアルミホイル４を、該ポリ
エステルフィルム２の端部に取り付ける。次いで、該ア
ルミホイル４により該アルミニウム蒸着層１と該アルミ
素管５とが導通され、且つ、該ポリカーボネート被膜３
が表向きになるように、該アルミ素管５の上に該ポリエ
ステルフィルム２を貼り付ける。

【００３２】そして、このポリカーボネート被膜３が取
り付けられたアルミ素管５を、例えば、アナログ式電子
写真複写機（ＦＴ−６５００；株式会社リコー製）の改
造機に搭載し、帯電および露光を行わずに、−１５０Ｖ
〜−３５０Ｖの現像バイアスを印加して、該複写機の現
像装置により、該アルミ素管５のポリカーボネート被膜
３上に、地汚れトナーを付着させる。

【００３３】次に、上述のようにして地汚れトナーを付
着させたポリカーボネート被膜３を有するポリエステル
フィルム２を短冊状に切断し、図２に示すように、Ｅス
パートアナライザーの現像剤保持台６に、この短冊状に
切断した被膜フィルム片７を貼り付ける。そして、この
現像剤保持台６を所定の速度で回転させながら、該被膜
フィルム片７に対してエアーガン８により窒素ガスを吹
き付け、該被膜フィルム片７のポリカーボネート被膜３
から地汚れトナーを分離させ、この分離したトナー粒子
を測定部９に吸引導入させる。これにより、前述の現像
剤中のトナーの帯電量分布を測定する場合と同様に、該
測定部９に吸引導入させた地汚れトナーの帯電量が、該
Ｅスパートアナライザーによって順次計測されて、該
地汚れトナーの帯電量分布が得られる。このときの測定
条件は、以下の通りである。窒素ガスブロー圧力：０．６〜０．７Ｋｇ／ｃｍ²Ｇ窒素ガスブロー時間：３０ｓｅｃ．窒素ガスブローのインターバル：１ｓｅｃ．現像剤保持台の回転数：１０００〜１１００ｒｐｍ

【００３４】本実施形態に係る電子写真装置に使用され
る電子写真感光体としては、感光層を有機光導電材料と
樹脂で構成した有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo Co
nductors)と、感光層をセレン（Ｓｅ）やアモルファス
シリコン（ａ−Ｓｉ）等の無機光導電材料で構成した無
機感光体とがある。また、有機感光体としては、図３
（ａ）に示すように、支持体（アルミニウム等の金属や
樹脂等からなる管（ドラム）や樹脂ベルト）１０１の上
に導電層１０２を形成し、この導電層１０２の上に、樹
脂と電荷発生剤料からなる電荷発生層（ＣＧＬ：Carrie
r Generation Layer)１０３と、樹脂と電荷輸送材料か
らなる電荷輸送層（ＣＴＬ:Carrier Transport Layer)
１０４とを積層して有機感光層Ａを構成した積層型有機
感光体、及び、図３（ｂ）に示すように、支持体１０１
の上に導電層１０２を形成し、この導電層１０２の上
に、電荷輸送材料と電荷発生剤料とを分散した樹脂膜１
０５からなる有機感光層Ｂを形成した分散型有機感光体
などがある。一方、無機感光体としては、図３（ｃ）に
示すように、支持体１０１の上に導電層１０２を形成
し、この導電層１０２の上に、セレンやアモルファスシ
リコン等の無機光導電材料で構成された半導体やそれら
の積層体からなる無機感光層Ｃを形成し、更にその上に
樹脂を主体とする保護層１０６を設けたものなどがあ
る。

【００３５】上述のような感光体の表面の離型性を高め
る方法としては、感光体表面の膜を構成する樹脂自体に表面エネルギー
の低いものを用いる。感光体の最外層に、撥水・撥油性を付与するような添
加剤を加える。感光体の最外層に、高い離型性を有する材料を粉体状
にして分散する（特開平６―２５０４１３号公報、特開
平６―９５４１３号公報等）。感光体表面に、高い離型性を有する材料を塗布する。等の方法が挙げられる。ここで、の方法としては、例
えば、感光体表面の膜を構成する樹脂の構造中に、フッ
素含有基や、シリコン含有基等を導入することにより、
感光体表面の離型性が向上される。の方法としては、
シリコンオイルや界面活性剤等を添加剤とすることによ
り、感光体表面の離型性が向上される。の例として
は、感光体の最外層に、含フッ素ポリマー、例えば、ポ
リフッ化エチレン、ポリフッ化ニリデン等の粉体を分散
させる方法が好適である。の例としては、飽和脂肪酸
金属塩やフッ素系有機酸等の固形・液体離型剤を適宜感
光体上に供給する方法等がある。

【００３６】なお、感光体表面に離型性物質を付与する
離型性物質付与手段としては、特開昭５６―１５４７７
８号公報、特開昭５７−５８１８１号公報、特開昭５９
−１９７０６８号公報、特開平１―２５９３９２号公報
等に開示されたものが知られている。

【００３７】図４は、本実施形態に係る電子写真装置の
一例を示すものである。まず、この電子写真装置の概略
的な構成について説明する。図４において、感光体１３
は、矢印方向に回転駆動されながら、その表面が帯電器
１６により一様に帯電される。次いで、この感光体１３
は、その回転方向の該帯電器１６の下流側部位の露光部
において、図示しない露光手段により画像光２３を照射
される。これにより、該画像光２３が照射された部位の
感光体表面の電荷が消失して、該感光体１３の表面に、
該画像光に対応した静電潜像が形成される。

【００３８】上記露光部の下流部位には、現像手段とし
ての現像器１９が配設されており、該現像器１９内に
は、現像剤としてのトナーが収容されている。該トナー
は、アジテータ１８により撹拌混合されて所定の極性に
摩擦帯電された後、現像ローラ１７によって、該現像ロ
ーラ１７と感光体１３とのニップ部（現像領域）に搬送
される。この現像領域に搬送されたトナーは、図示しな
い現像バイアス印加手段により該現像領域に形成された
現像電界によって、該現像ローラ１７の表面から感光体
１３の表面側に移動されて該感光体表面に付着し、該感
光体表面に形成された静電潜像をトナー像化（可視像
化）する。

【００３９】このようにして感光体１３上に形成された
トナー像は、上記現像器１９の下流側の、該感光体１３
に対して近接して配設された転写手段としての転写搬送
ベルト２０と該感光体１３とのニップ部（転写部）によ
り、図示しない給紙手段により該転写部に給紙された転
写体としての転写紙上に転写される。そして、このトナ
ー像が転写された転写紙は、該転写搬送ベルト２０の回
転方向下流側に配設された定着手段としての定着ローラ
２２により、該トナー像を定着された後、図示しない排
紙手段により装置本体外の排紙トレー上に排出される。

【００４０】一方、上記転写部において該転写紙上に転
写されずに、該感光体１３上に残留したトナー（残留ト
ナー）は、上記転写部の感光体回転方向下流側に配設さ
れたクリーニング手段としてのクリーニング装置１０の
クリーニングブラシ１１及びクリーニングブレード１４
により、感光体１３上から除去される。また、この残留
トナーのクリーニング後の感光体１３上に残留した残留
電荷は、除電ランプ等からなる除電器２１によって除去
される。

【００４１】ところで、このような構成の電子写真装置
においては、上記クリーニング装置１０のクリーニング
ブラシ１１を、感光体１３の表面に離型性物質を付与す
るための離型性物質付与手段として利用することが、該
離型性物質付与手段の設置に伴う装置の大型化やコスト
アップを回避する上で効果的である。そこで、本実施形
態に係る電子写真装置では、図４に示すように、上記ク
リーニング装置１０のクリーニングブラシ１１に、上記
の離型性物質としての固形潤滑剤１２を当接配置し、該
クリーニング装置１０のクリーニングブラシ１１を用い
て、該感光体１３の表面に該離型性物質を塗布するよう
に構成した。この図４に示す例では、上記クリーニング
ブラシ１１に該固形潤滑剤１２を直接当接させた構成と
したが、この固形潤滑剤１２の離型性物質を感光体表面
に塗布する構成としては、図５に示すように、上記クリ
ーニングブラシ１１に当接配置された塗布ローラ１５の
周面に、該固形潤滑剤１２を当接配置し、該塗布ローラ
１５を介して、該クリーニングブラシ１１に離型性物質
を供給するように構成してもよい。

【００４２】ここで、この電子写真装置では、上記離型
性物質として、ステアリン酸亜鉛を主成分とする材料を
溶融し、冷却固化させたものを固形潤滑剤１２として用
いた。この固形潤滑剤１２は、クリーニングブラシ１１
のブラシ繊維によって約１μｍ程度の離型性物質の微粒
子として削り取られ、該ブラシ繊維から感光体表面に塗
布される。その後、該固形潤滑剤１２の微粒子は、クリ
ーニングブレード１４の感光体１３への当接圧力によっ
て感光体表面に比較的強固に付着する。また、現像効率
を考慮すると、感光体１３上の離型性物質の塗布量は必
要最小限にすることが望ましい。そこで、この電子写真
装置では、ソレノイドなどを用いた接離機構（図示せ
ず）によって、上記クリーニングブラシ１１に対して上
記固形潤滑剤１２を接離可能に構成した。また、上記ブ
ラシローラ１１としては、炭素含有アクリル繊維による
３６０デニール／２４フィラメント、５万本／inch²、
毛足長さ５ミリ程度の直毛ブラシを用いた。このクリー
ニングブラシ１１として、ブラシ繊維がループ状に形成
されたループブラシを用いると、該ブラシ繊維による上
記固形潤滑剤１２の削り量が多くなり、感光体表面への
離型性物質の塗布量が過多になってしまうためあまり好
ましくない。また、該直毛ブラシからなるクリーニング
ブラシ１１の植毛密度や繊維の太さなどは、感光体１３
の線速、径、材質、および上記固形潤滑剤１２の材料な
どにより、該感光体１３への離型性物質の供給量が最適
となるように決定される。

【００４３】ここで、上記離型性物質としては、ステア
リン酸亜鉛に限られるものではなく、特開昭５７―７３
７７４号公報に記載されているようなその他の飽和脂肪
酸金属塩や、特開昭５７―９０６７５号公報に記載され
たフッ素系有機酸なども利用できる。しかしながら、ス
テアリン酸亜鉛は、トナーの外添剤としても用いられて
おり、これによる不具合が生じ難く、また、他の金属石
鹸に比べ、膜状に塗布し易く効果が発揮されやすいの
で、ここでは、ステアリン酸亜鉛を使用することが特に
好ましい。

【００４４】また、上記感光体１３の最外層表面の表面
自由エネルギーγｓは、以下のようにして求めることが
できる。本実施形態に係る電子写真装置の感光層、又
は、トナーの構成樹脂を、表面の平滑な平板、例えばガ
ラス基板上に形成し、表面自由エネルギーの異なる数種
類の液体に対する動的接触角を測定する。この動的接触
角の測定は、画像処理式接触角測定装置ＣＡ−Ｘ型（協
和界面化学株式会社製）を用いて行うことができる。具
体的には、該ＣＡ−Ｘ型のカメラ出力をビデオデッキに
接続し、図６に示すように、上記感光層またはトナーの
構成樹脂が形成された表面の平滑な平板（例えばガラス
基板）３０上に、表面自由エネルギーの異なる数種類の
液滴３１を置く。そして、該液滴３１にシリンジ針３２
を刺したまま、図６（ａ）に示すように該液滴３１を大
きくさせたり、図６（ｂ）に示すように該液滴３１を小
さくさせたりして、そのときの液滴３１の状態をビデオ
録画する。そして、この液滴３１の接触角が一定の値で
前進（以下、このときに得られる接触角を「前進接触
角」と呼称する）、又は後退（以下、このときに得られ
る接触角を「後退接触角」と呼称する）する状態の静止
画をビデオプリンターに出力して、そのときの接触角θ
を測定する。以下、これらの前進接触角と後退接触角と
を併せて動的接触角と呼称する。

【００４５】ここで用いられる液体としては、n-ヘキサ
デカン、ｎ-テトラデカン、ｎ-ドデカン、ｎ-アンデカ
ン、ｎ-デカン、ｎ-ノナン、ｎ-オクタン、ｎ-ヘプタ
ン、ｎ-ヘキサン、トランスデカリン、ヨウ化メチレ
ン、テトラブロモエタン、α-ブロモナフタレン、アロ
クロール１２４２、トリクレジルホスフェイト、テトラ
クロロエタン、ヘキサクロロブタジエン、ポリジメチル
シロキサン、水、グリコール、ホルマミド、チオジグリ
コール、エチレンジグリコール、ジエチレンジグコー
ル、ポリエチレングリコール２００、ジプロピレングリ
コール等がある。

【００４６】上記表面自由エネルギーγｓの算出は、日
本接着協会誌・８,１３１（１９７２）記載の北崎らの
方法や、J.Adhesion,1974,Vol.6,pp.195-206記載のKael
bleらの方法によって求められる。ここでは、Kaelbleら
の方法について説明する。一般に、固体及び液体の表面
自由エネルギーは、分散力成分γｓｄ、γ_Lｄと、極性
成分γｓｐ’、γ_Lｐ’との和としてそれぞれ表され
る。ここで、極性成分は、クーロン力成分γｓｐ、γ_L
ｐと水素結合成分γｓｈ、γ_Lｈとを含んでおり、γｓ
ｐ’＝γｓｐ＋γｓｈ、γ_Lｐ’＝γ_Lｐ＋γ_Lｈとな
る。また、分散力成分及び極性成分の平方根をそれぞれ
α、βとすると、固体及び液体の表面自由エネルギー
は、

【数１】 γ_L＝γ_Lｄ＋γ_Lｐ’＝α_L ²＋β_L ² γｓ＝γｓｄ＋γｓｐ’＝αｓ²＋βｓ²…（１）となる。

【００４７】ここで、二つの物質間の界面における相互
作用の結果減少するそれぞれの自由エネルギーは、対応
する表面張力成分の幾何平均の和として表すことがで
き、一方に対応する成分がない場合は、その成分の相互
作用はないと考え、そのときの界面張力γ₁₂は、前記の
北崎らの説によれば、

【数２】と表すことができる。この北崎らの仮定が成り立つとす
ると、Young-Duperの式から、

【数３】Ｗ＝（１＋cosθ）γ_L＝２（α_L・αｓ＋β_L・βｓ） ∴（１＋cosθ）γ_L／２α_L＝αｓ＋βｓ（β_L／α_L）という関係が導かれる。ここで、θは固体と液体との間
で形成される接触角である。従って、縦軸に、（１＋co
sθ）γ_L／２α_Lをとり、横軸に、β_L／α_Lをプロット
すると、その傾きから固体の極性成分の平方根βｓを、
また、ｙ切片から固体の分散成分の平方根αｓを求める
ことができる。これにより、固体の表面自由エネルギー
γｓは、αｓ²＋βｓ²として求められる。

【００４８】以下、本実施形態に係る電子写真装置の構
成例について説明する。「構成例１」この構成例では、アルミニウムを１０００
Åの厚さに蒸着した７５μｍの厚さのポリエステルフィ
ルム上に、ポリアミド（ＣＭ８０００，株式会社東レ
製）からなる０．５μｍの下引き層を儲け、その上にポ
リカーボネートＺ（帝人化成株式会社製）の９ｗｔ％テ
トラヒドロフラン（以下、「ＴＨＦ］と呼称する）の溶
液をドクターブレードにて塗布し、乾燥させてポリカー
ボネートＺの単独膜を作成した。次に、上記ポリカーボ
ネートＺ単独膜をアルミ素管に貼り付け、アナログ複写
機ＦＴ−６５００（株式会社リコー製）の改造機に搭載
し、帯電・露光を行わず、現像剤としてＰＰＣ現像剤タ
イプ１（株式会社リコー製）を用いて、該ポリカーボネ
ートＺ単独膜に直接現像動作を行った。このとき、ポリ
カーボネートＺ単独膜のアルミ蒸着膜はアースし、現像
バイアスは−１５０Ｖととした。また、上記の操作の
間、該ポリカーボネートＺ単独膜には、クリーニングブ
レード等何も接触しないようにして現像のみを行った。

【００４９】このようにして上記ポリカーボネートＺ単
独膜上に付着させた地汚れトナーの帯電量分布を、前記
のレーザドップラー速度計を使用したトナー粒子帯電量
分布測定装置（Ｅスパートアナライザー；ホソカワミク
ロン株式会社製）によって測定したところ、図８に示す
ような帯電量分布が得られた。図８において、横軸はト
ナーの電荷量Ｑをトナー粒径ｄで割った値を表してお
り、縦軸はトナー数を表している。図８に示されるよう
に、ポリカーボネートＺ単独膜上に付着したトナーの帯
電量分布は、正常帯電トナー（図７に示す現像剤の帯電
量分布と略一致している領域のトナー）と弱・逆帯電ト
ナーから構成され、正常帯電トナーが主たる割合を占め
る帯電量分布を示している。

【００５０】次に、下記の構造式（Ｐ）のビスアゾ顔料
０．４重量部を、ブチラール樹脂（エスレックＢＬ−
Ｓ；積水化学（株）製）の５重量％ＴＨＦ溶液４重量
部、及びＴＨＦ７．６重量部とともにボールミリング
し、ミリング後、ＴＨＦを加えて２重量％に希釈し、電
荷発生層形成用塗液（感光液）を調整した。そして、こ
の感光液をアルミニウムを１０００Åの厚さに蒸着し
た、７５μｍのポリエステルフィルム上にドクターブレ
ードにて塗布し、乾燥させて電荷発生層を形成した。

【化１】

【００５１】次に、下記構造式（Ｄ）の正孔輸送物質を
６重量部、ポリカーボネートＺ９重量部をＴＨＦ６７重
量部に溶解し、これを電荷発生層上に塗布して乾燥させ
た膜厚が２０μｍの電荷輸送層を設け、電子写真感光体
を作成した。

【化２】

【００５２】更に、上記感光体をアルミ素管に貼り付
け、アナログ複写機ＦＴ−６５００（株式会社リコー
製）の改造機に搭載してステアリン酸亜鉛を塗布した
後、前記ポリカーボネートＺ単独膜と同様な方法で、該
感光体上に地汚れトナーを付着させた。そして、この感
光体に付着させた地汚れトナーを粘着透明テープに転写
し、この地汚れトナーの付着した粘着テープを白紙上に
貼り付け、この地汚れトナーの地汚れレベルを、自動濃
度計ＴＣ−６ＭＣ（東京電色技術センター株式会社製）
を用いて、画像濃度（ＩＤ）として光学的に評価した。
更に、感光体上の地汚れトナーの帯電量分布を測定した
ところ、図８に比較して主に正常帯電部のトナーの付着
量が減少していた。

【００５３】また、上記感光体を用いて、現像時の現像
ローラに−２５０Ｖの現像バイアスを印加しながらコピ
ー動作を行い、コピーされた紙上の画像を評価した。ま
た、上記と同様の感光層をガラス基板上に形成し、動的
接触角を測定し、γｓＰ［前進］―γｓＰ［後退］を求
めた。これらの結果を表１に示す。

【００５４】更に、上記現像剤のトナー構成樹脂である
ポリエステル樹脂（荒川化学工業株式会社製；ルナペー
ル１４４７）７０重量部と、スチレン・ノルマルブチメ
タアクリレート共重合体３０重量部とのメチルエチルケ
トン樹脂液をガラス基板上に塗布し、その動的接触角を
測定し、γｓＴ［前進］、γｓＴ［後退］を求めた結
果、それぞれ３６．８ｄｙｎ／ｃｍ、４０．７ｄｙｎ／
ｃｍであった。

【００５５】「構成例２」この構成例では、上記「構成
例１」の電荷輸送層を、構造式（Ｄ）の正孔輸送物質６
重量部、ポリカーボネートＺ９重量部、シリコンオイル
（ＫＦ５０；信越化学社製）０．０００９重量部を、Ｔ
ＨＦ６７重量部で溶解したものから作成した以外は、
「構成例１」と同様な構成として、該「構成例１」の場
合と同じ実験を行った。この結果を表１に示す。

【００５６】「構成例３」この構成例では、上記「構成
例２」におけるシリコンオイルを、０．００９重量部と
した以外は、「構成例２」と同様な構成として、該「構
成例１」の場合と同じ実験を行った。この結果を表１に
示す。

【００５７】「比較例１」この比較例は、「構成例１」
において、感光体の表面にステアリン酸亜鉛を塗布しな
いで、「構成例１」と同様な構成として、該「構成例
１」の場合と同じ実験を行った。この結果を表１に示
す。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【発明の効果】請求項１、２、５、および６の発明によ
れば、像担持体の最外層表面に離型性物質が付与されて
いるか、あるいは／および上記像担持体の最外層に離型
性物質を含有し、上記像保持体の最外層に対して前進接
触角から計算される表面自由エネルギーγｓＰ[前進］
と後退接触角から計算される表面自由エネルギーγαＰ
[後退］との差と、上記トナーの構成樹脂に対して前進
接触角から計算される表面自由エネルギーγｓＴ[前
進］と後退接触角から計算される表面自由エネルギーγ
ｓＴ[後退］との差との関係を、 γｓＰ[前進］−γｓＰ[後退］＜γｓＴ[前進］−γｓ
Ｔ[後退］とすることで、上記像担持体上に、地汚れトナー、特
に、正常帯電の地汚れトナーが付着し難くなり、最終的
な画面上での地肌汚れを抑えることが可能となるという
優れた効果がある。

【００６０】特に、請求項３の発明によれば、像担持体
の表面に離型性物質を塗布することで、上記像担持体上
に、地汚れトナー、特に、正常帯電の地汚れトナーが付
着し難くなり、最終的な画面上での地肌汚れを抑えるこ
とが可能となるという優れた効果がある。

【００６１】また、請求項４の発明によれば、像担持体
の最外層中にシリコンオイルを添加させることにより、
感光体表面の離型性を向上でき、上記像担持体上に、地
汚れトナー、特に、正常帯電の地汚れトナーが付着し難
くなり、最終的な画面上での地肌汚れを抑えることが可
能となるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る電子写真方法および電子写真装
置におけるトナーの帯電量分布の測定方法を説明するた
めの概略図。

【図２】上記トナーの帯電量分布の測定動作を説明する
ための概略斜視図。

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、上記電子写真装置
に使用される電子写真感光体の構成を示す要部拡大断面
図。

【図４】上記電子写真装置の構成を示す概略構成図。

【図５】上記電子写真装置のクリーニング装置の構成を
示す要部概略構成図。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は、上記電子写真感光体表面
の動的接触角の測定方法を示す概略図。

【図７】電子写真装置で使用される現像剤の帯電量分布
を示す分布図。

【図８】上記電子写真感光体表面に付着したトナーの帯
電量分布を示す分布図。

【符号の説明】

１アルミニウム蒸着層２ポリエステルフィルム３ポリカーボネート被膜４アルミホイル５アルミ素管６現像剤保持台７被膜フィルム片８エアーガン９測定部１０クリーニング装置１１クリーニングブラシ１２固形潤滑剤１３感光体１４クリーニングブレード１５塗布ローラ１６帯電器１７現像ローラ１８アジテータ１９現像器２０転写搬送ベルト２１除電器２２定着ローラ２３画像光３０平板３１液滴３２シリンジ針１０１支持体１０２導電層１０３電荷発生層１０４電荷輸送層１０５樹脂膜１０６保護層 θ 動的接触角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上にトナー像を形成し、該像担持
体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する画像
形成方法において、上記トナーとして、アースされた導電性支持体上に形成
したポリカーボネート膜上に、帯電および露光を行わず
に現像バイアスを印加して帯電したトナーを付着させた
とき、該ポリカーボネート膜上に付着したトナーの帯電
量分布が、正常帯電トナー（Ａ）と弱帯電あるいは／お
よび逆帯電トナー（Ｂ）とを含み、該正常帯電トナー
（Ａ）が、全トナー量の５０％〜１００％を占めるよう
な帯電量分布を示すトナーを用いるとともに、上記像担持体の最外層表面に離型性物質を付与するか、
あるいは／および上記像担持体の最外層に離型性物質を
含有させ、該像保持体の最外層に対して前進接触角から
計算される表面自由エネルギーγｓＰ［前進］と後退接
触角から計算される表面自由エネルギーγｓＰ［後退］
との差と、上記トナーの構成樹脂に対して前進接触角か
ら計算される表面自由エネルギーγｓＴ［前進］と後退
接触角から計算される表面自由エネルギーγｓＴ［後
退］との差との関係を、 γｓＰ［前進］−γｓＰ［後退］＜γｓＴ［前進］−γ
ｓＴ［後退］としたことを特徴とする電子写真方法。
【請求項２】請求項１の電子写真方法において、上記像担持体は、電子写真プロセスで用いられる電子写
真感光体であることを特徴とする電子写真方法。
【請求項３】請求項１または２の電子写真方法におい
て、上記像担持体の最外層表面に付与する離型性物質が金属
石鹸であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項４】請求項１または２の電子写真方法におい
て、上記像担持体の最外層表面に含有する離型性物質がシリ
コンオイルであることを特徴とする電子写真方法。
【請求項５】少なくとも、帯電および露光によって電子
写真感光体上に形成された静電潜像をトナーにより現像
してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写体
上に転写する転写手段と、転写後に該電子写真感光体上
に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有す
る電子写真装置において、上記現像手段により上記静電潜像を現像するトナーが、
アースされた導電性支持体上に形成されたポリカーボネ
ート膜上に帯電および露光を行わずに現像バイアスを印
加して帯電したトナーを付着させたとき、ポリカーボネ
ート膜上に付着したトナーの帯電量分布が正常帯電トナ
ー（Ａ）と弱帯電あるいは／および逆帯電トナー（Ｂ）
とを含み、該正常帯電トナー（Ａ）が、全トナー量の５
０％〜７０％を占める帯電量分布を示すトナーであり、且つ、上記電子写真感光体の最外層に対して前進接触角
から計算される表面自由エネルギーγｓＰ［前進］と後
退接触角から計算される表面自由エネルギーγｓＰ［後
退］との差と、上記トナーの構成樹脂に対して前進接触
角から計算される表面自由エネルギーγｓＴ［前進］と
後退接触角から計算される表面自由エネルギーγｓＴ
［後退］との差との関係が、 γｓＰ［前進］−γｓＰ［後退］＜γｓＴ［前進］−γ
ｓＴ［後退］であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項６】請求項５の電子写真装置において、上記電子写真感光体の最外層表面に離型性物質を付与す
る離型性物質付与手段を有することを特徴とする電子写
真装置。