JPS63195665A - 静電像現像方法および画像形成方法 - Google Patents

静電像現像方法および画像形成方法

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JPS63195665A
JPS63195665A JP62027344A JP2734487A JPS63195665A JP S63195665 A JPS63195665 A JP S63195665A JP 62027344 A JP62027344 A JP 62027344A JP 2734487 A JP2734487 A JP 2734487A JP S63195665 A JPS63195665 A JP S63195665A
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JP62027344A
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English (en)
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Akitoshi Matsubara
昭年 松原
Jiro Takahashi
高橋 次朗
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Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等に適
用される静電像現像方法および画像形成方法に関するも
のであり、特に、現像空間において振動電界を作用させ
た状態で有機光導電性半導体よりなる潜像担持体の表面
に形成された負の静電潜像を現像するために好適な静電
像現像方法および画像形成方法に関するものである。
〔発明の背景〕
一般に、電子写真法においては、光導電性材料よりなる
感光層を有する潜像担持体すなわち感光体に均一な静電
荷を与えた後、画像露光を行うことにより当該感光体の
表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤により
現像してトナー画像が形成される。得られたトナー画像
は紙等の転写材に転写された後、加熱あるいは加圧など
により定着されて複写画像が形成される。
感光体の感光層の形成に用いられる光導電性材料として
は、例えばセレン、酸化亜鉛、硫化カドミニウム等の無
機光導電性材料、ポリビニルカルバゾール等の高分子系
化合物もしくは低分子量化合物よりなる有機光導電性材
料等が知られている。
しかしながら、これらの光導電性材料により形成された
感光層を有する感光体は、静電潜像の形成を行う上で有
利な一面を有してはいるが、反面各種感光体に特有の欠
点を有している。
例えば、セレン感光体においては、熱、あるいは現像剤
や転写材に含まれる金属化合物等により感光層が容易に
結晶化してその特性が劣化し、そのため静電潜像の電位
が低下して画像濃度が低下したり、あるいは部分的な画
像ヌケが発生する問題点がある。また、高温高湿の環境
条件下においては、感光層の光導電性が低下して感光体
の非画像部に静電荷が残留するようになり、その結果カ
ブリが発生して鮮明な画像が得られず、結局高温高湿の
環境条件下においては多数回にわたり良好な画像を形成
することができず、耐久性が低い問題点がある。
また、硫化カドミウム感光体、あるいは酸化亜鉛感光体
は、通常、光導電性材料すなわち硫化カドミウムあるい
は酸化亜鉛がパイグー樹脂中に分散されて感光層が形成
されるが、このような光導電性材料をバインダー樹脂中
に微粒子状に均一に分散することが相当困難であり、そ
のため得られる感光体はその感度が低くて高速複写に不
適当なものとなる問題点があり、また静電潜像の形成の
ために通常経由することとなるコロナ帯電工程あるいは
露光工程においては感光層が早期に劣化しやすく、その
ため長期間にわたって良好な画像を形成することができ
ない問題点があり、さらには高温環境条件下においては
湿気により感光層の特性が変化し、所望の静電潜像の電
位が得られず、その結果画像濃度が低くなる問題点があ
る。
一方、ポリビニルカルバゾールに代表される高分子系光
導電性材料により形成された感光層を有する有機感光体
は、成膜性が良好であるため低コストで感光体を製造す
ることができ、また人体に対して毒性がない等の利点が
あり、近年注目されているが、反面、感度が低(、また
コロナ帯電工程あるいは露光工程において早期に劣化し
やすいため耐久性が劣り、また環境条件によって感度あ
るいは電荷保持能が変化しやすい。
一方、上記の問題点を克服するために、近年、有機光導
電性材料として低分子量のものを用いることが提案され
ている。低分子量の有機光導電性材料は、−Sにバイン
ダー樹脂中に対する分散性が良好であるため、得られる
感光層は当該有機光導電性材料が微粒子状に均一に分散
されたものとなり、その結果感度が比較的高い感光体を
得ることができ、また感光層を有機光導電性材料をバイ
ンダー樹脂中に分散させて形成することにより、成膜性
が良好となり、そのため高い生産性で感光体を製造する
ことができ、そのうえ使用可能な低分子量の光導電性材
料の種類が多く、そのため適宜選択゛された低分子量の
光導電性材料を用いることにより従来よりも優れた性能
を有する感光体を得ることが可能である。このように、
低分子量の有機光導電性材料により形成された感光層を
有する有機感光体は、従来の感光体に比して好ましいも
のである。しかして、有機光導電性材料は、通常、正の
電荷が移動することにより光導電性を示すものであるた
め、有機光導電性材料により形成された感光層を有する
有機感光体の表面に形成する静電潜像の極性は負である
ことが好ましい。
一方、負の静it潜像を現像する方法としては、湿式現
像法と、乾式現像法とが知られているが、乾式現像法が
好ましい、前者の湿式現像法は、液体現像剤を用いるた
め悪臭を放ったり、また転写材を乾燥するために高いエ
ネルギーを必要として高速複写が困難である問題点があ
る。
また、乾式現像法には、現像剤担持体上に担持された現
像剤層を潜像担持体に直接接触させて現像する接触型現
像方法、当該現像剤層を潜像担持体には接触させずに静
電潜像との電気的な吸引力によりトナー粒子を飛翔させ
て現像する非接触型現像方法等がある。前者の接触型現
像方法においては、次のような問題点がある。
(1)現像剤層が潜像担持体の表面に直接接触するため
、潜像担持体と現像剤層との摩擦により当該潜像担持体
の非画像部が帯電するようになり、その結果静電気力に
よりトナーが非画像部に付着してカブリが発生する。
(2)現像剤層により潜像担持体の表面が擦過されるた
め、当該潜像担持体の表面に微小凹部による損傷が発生
しやすく、その結果潜像担持体の特性が早期に劣化した
り、また当該微小凹部にトナー粒子等が埋め込まれて早
期にクリーニング不良が発生する。
これに対して、後者の非接触型現像方法においては、現
像剤層と潜像担持体の表面が直接接触することがないた
め、上記問題点の発生を回避することが可能ではあるが
、しかしながら、トナーと静1を潜像との静電気的な吸
引力により当該トナーを潜像担持体の表面に付6着させ
るため、現像性すなわちトナーの靜1を潜像に対する付
着性が悪く、その結果画像全体において画像濃度が低く
なるという問題点がある。
一方、非接触型現像方法に用いられる現像剤としては、
一般に、磁性体を含有しない非磁性トナーと磁性を有す
るキャリアとよりなるいわゆる2成分系現像剤と、磁性
体を含有してなる磁性トナーもしくは磁性体を含有しな
い非磁性トナーのみよりなるいわゆるl成分系現像剤と
が知られてい前者の2成分系現像剤は、現像の進行に伴
うてトナーのみが消費されることから、キャリアに対す
るトナーの混合比率、すなわちトナー濃度を特定の範囲
内に維持することが必要であり、そのためトナーの補給
量を十分に規制しなければならず、その結果トナー濃度
を十分に調整できるような複雑でしかも高価なトナー補
給装置を必要とするという難点がある。すなわち、トナ
ー濃度が過小であるときには、現像工程において十分な
濃度のトナー画像を形成することが困難となり、その結
果最終定着画像においては画像濃度が低(て不鮮明な画
像となる問題点がある。一方、トナー濃度が過大のとき
には、トナーとキャリアとの摩擦接触の機会が減少する
ためトナーに適正な摩擦帯電電荷を付与することが困難
となり、その結果画像にカブリ等の画像不良が発生して
画質が低下する問題点がある。
また、2成分系現像剤においては、キャリアが繰り返し
て使用に供されるため、キャリア粒子の表面にトナー物
質が逐次付着してキャリアが汚染されやすく、その結果
トナーに適正な摩擦帯電電荷を付与することができず、
画像にカブリ等の画像不良が発生して画質が低下する問
題点がある。
これに対して、後者の1成分系現像剤は、上記のような
問題点を有しないものである。すなわち、トナーのみよ
りなるためトナー濃度の調整を必要とせず、従ってトナ
ー補給装置が不要でメンテナンスが容易となり、また現
像剤を撹拌するための装置も不要となるため現像器の構
成を極めて簡単なものとすることができる等の利点を有
している。
しかしながら、従来の磁性トナーは、トナー同志による
若干の摩擦帯電、トナーと現像器内に配置された現像剤
担持体を構成する現像スリーブもしくは現像剤層の高さ
を規制するための規制ブレード等との摩擦帯電によりト
ナーに摩擦帯電電荷が付与されるものであるため、正に
帯電したトナーと負に帯電したトナーとが共に存在し、
また摩擦帯電量が小さく、その結果逆極性のトナーおよ
び弱帯電量のトナーが潜像担持体上の非画像部にも付着
して、最終定着画像にカブリが発生したり、あるいは潜
像担持体上の画像部に付着するトナー量が不十分となっ
て最終定着画像の濃度が低くなる問題点がある。
また、磁性トナーに用いられる磁性体は、通常親水性を
有しており、この親水性の磁性体がトナー粒子の表面に
露出した状態で含有されることが多いため、湿気により
トナーの摩擦帯電電荷がリークしやすく、また高温雰囲
気下においては、転写工程において、転写材として通常
用いられる転写紙への静電気的な転写が不良となって転
写紙へのトナーの転写率が低くなり、その結果最終定着
画像の濃度が低下したり、画像の一部が欠ける現象(画
像ヌケ)が発生する問題点がある。また、磁性トナーに
用いられる磁性体は、通常負帯電性を有するため、磁性
トナーを適正な帯電量で正に帯電させることが困難であ
り、そのため逆極性のトナーの割合が多く存在し、結局
最終定着画像において濃度が低下し、また画像全体にお
いて濃淡の差が現れる現象(画像ムラ)および画像ヌケ
が生ずる問題点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このようなことから、最近、磁性トナーよりなる1成分
系現像剤を用いる現像方法の利点と、非磁性トナーと磁
性キャリアとよりなる2成分系現像剤を用いる現像方法
の利点とを共に有する現像方法として、現像剤担持体上
に非磁性トナーのみよりなる現像剤層を形成し、この現
像剤層により潜像担持体上に形成された静電潜像を現像
する方法が提案されている。斯かる現像方法においては
、現像器内において、通常、非磁性トナーがキャリアと
攪拌混合されることにより、当該非磁性トナーに摩擦帯
電電荷が付与され、そして摩擦帯電した非磁性トナーの
みよりなる現像剤層を現像剤担持体上に形成し、この現
像剤層を現像空間に搬送して現像が行われる。
このような現像方法によれば、キャリアとの摩擦により
非磁性トナーに効率よく摩擦帯電電荷が付与されるので
、非磁性トナーの摩擦帯電性が安定したものとなり、し
かも現像空間に搬送される現像剤層が非磁性トナーのみ
により形成されるので、当該非磁性トナーは現像剤担持
体に対して磁気力により束縛されることがなく、従って
非接触型現像方法においては、振動電界の作用により現
像剤担持体に担持された非磁性トナーが容易に潜像担持
体に向かって飛翔するようになり、その結果画像濃度が
高く、しかもカブリ、画像ムラのない良好なトナー画像
を形成することが可能である。
しかしながら、このような現像方法においては、非磁性
トナーを、主として静電気力および物理的な付着力によ
り現像剤担持体上に担持させるため、従来のように磁性
トナーを用いてこれを磁気力により現像剤担持体に担持
させる現像方法に比して新たな問題点を有している。
すなわち、非磁性トナーの摩擦帯電性が低い場合には、
静電気力による現像剤担持体に対する付着力が小さいた
め、非磁性トナーが現像空間外に飛散しやすく、その結
果複写機内に配置された帯電器、露光光学系等の各機器
を汚染して、最終定着画像に画像ムラ、画像ヌケ等の画
像不良が発生する問題点がある。
これに対して、非磁性トナーの飛散を極力低く抑えるた
めに、現像剤担持体上に形成する非磁性トナーよりなる
現像剤層の厚さを小さくすることが考えられるが、非磁
性トナーの流動性が低い場合には、現像剤層の厚さが不
均一となり、その結果画像濃度が低下したり、画像ムラ
が発生する。
また、非接触型現像方法においては、振動電界による作
用が顕著に現れるため、非磁性トナーの摩擦帯電性が低
い場合には、文字等の画像周辺部に非磁性トナーが付着
する現象(フリンジ現象)が発生する。
このような問題点を解決するための技術として、下記の
ような技術が開示されている。
(1)非磁性トナーと、アミノ変性シリコーンオイルに
より表面処理されたシリカ微粒子とを含有する現像剤を
用いる技術(特開昭59−187359号公報参照)。
(2)非磁性トナーと、シランカップリング剤およびシ
リコーンオイルにより表面処理されたシリ力微粒子とを
含有する現像剤を用いる技術(特開昭59−23155
0号公報参照)。
しかしながら、上記技術(1)および(2)においては
、シリカ微粒子の表面をシリコーンオイルあるいはシラ
ンカフプリング剤により完全に覆うことが困難であり、
そのためシリカ微粒子の負帯電性サイトおよび親水性サ
イトが残存し、その結果非磁性トナーの摩擦帯電性が不
安定なものとなり、結局最終定着画像においては、画像
濃度が低下しやすく、またカブリ、フリンジ現象、画像
ムラ、画像ヌケが発生しやすく、特に高温環境条件下に
おいてはこれらの問題点が顕著となる。
また、シリコーンオイルにより表面処理されたシリカ微
粒子を含有する現像剤においては、シリコーンオイルの
粘着性に起因して非磁性トナーが物理的に凝集しやすく
、そのため現像剤担持体上に非磁性トナーよりなる薄く
て均一な現像剤層を形成することが相当に困難であり、
画像濃度の低下、画像ムラが発生しやすい、また、表面
処理されたシリカ微粒子が現像器の器壁、現像剤担持体
、規制ブレード等に付着して堆積しやすく、その結果非
磁性トナーに適正な摩擦帯電電荷を付与することが困難
となり、結局得られる画像においては、カプリ、画像ヌ
ケ、画像ムラ、フリンジ現象が発生し画像が不鮮明とな
る問題点がある。
また、画像形成プロセスにおいては、現像工程を経て潜
像担持体の表面に形成されたトナー画像が転写工程に付
され、この転写工程において、通常紙等よりなる転写材
に転写されることとなるが、転写手段としては静電気力
を利用した静電転写手段を用いることが好ましい、しか
しながら、上記技術(りおよび(2)の現像剤を用いる
場合には、現像されて潜像担持体上に形成されたトナー
画像は、帯電量が不足し専た潜像担持体への付着力が大
きいため、当該トナー画像を静電転写手段によって転写
材へ均一に転写することが困難であり、最終定着画像に
おいては、画像ムラ、画像ヌケが発生し、また画像濃度
が低下する問題点がある。また、高温環境条件下におい
ては上記問題点が著しく大きなものとなる。
また、転写工程においてトナー画像の転写が終了した潜
像担持体は、次いでクリーニング工程に付され、このク
リーニング工程において、転写工程を経た後に潜像担持
体の表面に残留したトナーが除去され、潜像担持体の表
面がクリーニングされる。しかしながら、上記技術(1
)および(2)の現像剤を用いる場合には、非磁性トナ
ーの有機潜像担持体に対する物理的および静電気的な付
着力が大きいため、残留した現像剤を完全にクリーニン
グすることが困難であり、また表面処理されたシリカ微
粒子が硬質であるため、多数回にわたる画像形成におい
てクリーニングブレードに傷がつきやすく、これらの結
実現像剤の一部が潜像担持体上に残存して次の画像形成
に悪影響を与え、画像が不鮮明となる問題点がある。ま
た、高温環境条件下においては上記問題点が著しく大き
なものとなる。
また、転写工程においてトナー画像が転写された転写材
は、定着工程に付され、トナー画像が熱ローラにより加
熱もしくは加圧されることにより転写材に定着されて、
最終定着画像が形成される。
しかしながら、上記技術(1)および(2)の現像剤を
用いる場合には、非磁性トナーが熱ローラの表面に転移
して付着しやすく、このため熱ローラに付着していた非
磁性トナーが次に送られて来る転写材に再転移して画像
を汚すといういわゆるオフセント現象が発生し、また熱
ローラに付着した非磁性トナーが固化したときにはこれ
により熱ローラの表面が損傷され、熱ローラの耐久性が
著しく低下する問題点がある。
〔発明の目的〕
本発明は以上の如き事情に基いてなされたものであって
、その目的は、 (1)画像濃度が高(てしかも画質の優れたトナー画像
を形成することができる静電像現像方法を提供すること
、 (2)画像濃度が高くてしかも画質の優れた最終定着画
像を多数回にわたり安定に形成することができる画像形
成方法を提供すること、 にある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の静電像現像方法は、現像空間において、振動電
界を作用させた状態で、有機光導電性半導体よりなる潜
像担持体(以下「有機潜像担持体」ともいう、)の表面
に形成された負の静電潜像を、現像剤担持体上に担持さ
れた、非磁性トナーと、アミノ変性シリコーンワニス、
アミノ変性シリコーンゴム、アミノ変性シリコーン樹脂
、もしくはこれらの硬化物の少なくとも1種により表面
処理された正帯電性無m微粒子とよりなり、その厚さが
当該現像空間における有機潜像担持体と現像剤担持体と
の間隙より小さい現像剤層により現像することを特徴と
する。
本発明の画像形成方法は、有機潜像担持体の表面に負の
静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像空間において
、振動電界を作用させた状態で、有機潜像担持体の表面
に形成された負の静電潜像を、現像剤担持体上に担持さ
れた、非磁性トナーと、アミノ変性シリコーンワニス、
アミノ変性シリコーンゴム、アミノ変性シリコーン4M
jllt、モt。
くはこれらの硬化物の少なくとも1種により表面処理さ
れた正帯電性無機微粒子とよりなり、その厚さが当該現
像空間における有m潜像担持体と現像剤担持体との間隙
より小さい現像剤層により現像する現像工程と、現像に
より得られたトナー画像を静電気的に転写材へ転写する
転写工程と、転写工程後において前記有機潜像担持体の
表面に残留した現像剤をクリーニングブレードによりク
リーニングするクリーニング工程と、フッ素系樹脂もし
くはシリコーン系樹脂を被覆してなる熱ローラを有して
なる熱ローラ定着器により前記転写材上のトナー画像を
加熱定着する定着工程とを含むことを特徴とする。
〔発明の作用効果〕 本発明の静電像現像方法によれば、生産コストが低くて
しかも毒性がないという有機潜像担持体の利点を損なう
ことなく、当該有機潜像担持tgに形成された負の静電
潜像を良好に現像することができ、画像濃度が高くてし
かも画質の優れたトナー画像を形成することができる。
また、正帯電性無機微粒子が特定の物質により表面処理
されてなるため上記効果が高温環境条件下においても安
定に発揮される。
すなわち、現像剤担持体上に担持された現像剤層の厚さ
が現像空間における有機潜像担持体と現像剤担持体との
間隙より小さいため、現像剤層との摩擦接触により有4
1!潜像担持体の非画像部が帯電するおそれがなく、そ
の結果当該非画像部に非磁性トナーが付着してカブリが
発生するという問題点を招来することがない、そして現
像空間には振動電界を作用させ、しかも現像空間に搬送
される現像剤層が非磁性トナーと特定の物質により表面
処理された正帯電性無機微粒子とよりなり、当該非磁性
トナーは現像剤担持体に対して磁気力により束縛される
ことがないうえ、非磁性トナーには正で好適な量の摩擦
帯電電荷が付与されるので、現像空間においては振動電
界の作用により非磁性トナー粒子が好適な状態で微小振
動するようになり、そのため当該非磁性トナー粒子が有
機潜像担持体上の静電潜像に静電気力により容易に引き
寄せられて付着するようになり、これらの結果非磁性ト
ナー粒子の静電潜像に対する選択的な付着性が格段に向
上すると共に、非画像部への付着が抑制され、結局画像
濃度が高いうえ、カブリ、画像ムラ、フリンジ現象のな
い良好なトナー画像を形成することができる。
また、多数回にわたる画像形成プロセスを遂行する場合
においても、正帯電性無機微粒子が、アミノ変性シリコ
ーンワニス、アミノ変性シリコーンゴム、アミノ変性シ
リコーン樹脂、もしくはこれらの硬化物の少なくとも1
種により表面が処理された粘着性の低いものであるため
、当該正帯電性無機微粒子の、現像器の器壁、現像剤担
持体、規制ブレード等への付着が生じにくく、その結果
非磁性トナーの良好な正の摩擦帯電性が長期間にわたり
安定に発揮されるようになる。また、当該正帯電性無機
微粒子は上記特定の物質により疎水性が付与されるため
、高温条件下においても安定した摩擦帯電性が発揮され
るようになる。
また、特定の物質により表面処理された正帯電性無機微
粒子が存在することにより、現像剤の流動性が向上する
ため、現像剤担持体上に均一な厚さでしかも薄い層状の
形態の現像剤層を形成することができ、そのため現像剤
層を有機潜像担持体に極めて接近させた状態で非接触型
現像方法を適用することが可能となり、その結果静電潜
像を均一にしかも高い解像度で現像することができ、結
局画像濃度が高いうえ、カブリのない良好な画質のトナ
ー画像を形成することができる。
本発明の画像形成方法によれば、画像濃度が高くてしか
も画質の優れた最終定着画像を多数回にわたり安定に形
成することができる。また、正帯電性無機微粒子が特定
の物質により表面処理されてなるため上記効果が高湿環
境条件下においても安定に発揮される。
すなわち、現像工程においては、上記のように非磁性ト
ナーと特定の物質により表面処理された正帯電性態Il
微粒子とよりなる現像剤層を現像空間に搬送し、当該現
像空間に振動電界を作用させた状態で非接触型現像方法
により現像を行うので、画像濃度が高く、しかもカブリ
、画像ヌケ、画像ムラ、フリンジ現象のない良好な画質
のトナー画像を形成することができる。
また、非磁性トナーが適正な帯電量で正に帯電されるよ
うになるため、静it潜像に付着してトナー画像を形成
する非磁性トナーは正の極性に揃ったものとなり、その
ため転写工程においては静電気的な転写手段により均一
で良好な転写を行うことができ、その結果画像濃度が高
く、しかも画像ヌケ、画像ムラのない良好な画質の画像
を形成することができる。
また、現像剤の転写性が良好であることから、転写工程
を経た後に有機潜像担持体上に残留する現像剤が少量と
なり、従ってクリーニング工程妃おいては、残留した現
像剤のクリーニングが容易となり、しかも表面処理され
た正帯電性無機微粒子により非磁性トナーに良好な離型
性が付与されるため、現像剤の有機潜像担持体への物理
的な付着力が小さく、その結果クリーニングブレードを
用いて容易に現像剤をクリーニングすることが可能とな
る。また、現像剤のクリーニング性が良好であるため、
クリーニングブレードの有機潜像担持体への圧接力を小
さくした状態で良好なりリーニングを達成することがで
き、従ってクリーニングブレードによって有機潜像担持
体の表面が摩耗して当該有機潜像担持体の特性が早期に
劣化することが防止され、有機潜像担持体の使用寿命を
著しく長くすることができる。
また、定着工程においては、熔融した現像剤の表面と熱
ローラとの間に表面処理された正帯電性無機微粒子が介
在することにより、当該正帯電性無機微粒子による離型
作用が得られて現像剤の熱ローラへの転移付着が防止さ
れ、また熱ローラの微小な溝への現像剤の蓄積が防止さ
れ、そして熱ローラがフッ素系樹脂もしくはシリコーン
系樹脂を被覆してなるため、現像剤の熱ローラへの転移
付着が一層防止され、その結果オフセット現象に起因す
る画像汚れを防止することができる。また正帯電性無機
微粒子は特定の物質により表面処理されてなるため、当
該正帯電性無機微粒子により熱ローラの表面が損傷され
るおそれが小さく、熱ローラの使用寿命を著しく長くす
ることが可能となると共に、優れた耐オフセント性が長
期間にわたり安定に得られる。
結局、本発明の静電像現像方法および画像形成方法によ
れば、画像濃度が高く、しかもカブリ、画像ヌケ、画像
ムラ、フリンジ現象のない鮮明で良好な画質の画像を環
境条件に左右されずに多数回にわたり安定に形成するこ
とができる。
〔発明の具体的構成〕
本発明において、現像剤担持体上に担持され現像空間に
搬送される現像剤層は、非磁性トナーと、アミノ変性シ
リコーン系樹脂、アミノ変性シリコーンゴム、アミノ変
性シリコーン樹脂、もしくはこれらの硬化物の少なくと
も1種により表面が処理された正帯電性態Il微粒子と
により構成される。
なお、正帯電性無機微粒子とは、以下のようにして定義
されるものをいう、すなわち、温度20℃、相対湿度4
0%の環境条件下に一晩放置された無機微粒子の0.2
gと、非被覆磁性体粒子(例えば、日本鉄粉社製F −
150) 19.8gとを、上記環境条件下において、
約20ccの容積のガラス製サンプル容器内で5分間に
わたり振盪させ、次いで400メソシユスクリーンを有
するステンレス類のセルを用いて通常のブローオフ法に
より、無機微粒子の摩擦電荷量を測定し、その結果摩擦
電荷が正になるものを正帯電性無機微粒子と定義する。
前記正帯電性無機微粒子としては、上記の測定において
、摩擦電荷量が+10〆/g以上、特に+30〆/g以
上であるものが好ましい、当該摩擦電荷量が過小のとき
には、非磁性トナーの正の摩擦帯電性が悪化してその摩
擦帯電量が低下し、その結果カブリが発生したり、現像
剤の耐久性が低下する場合がある。
前記正帯電性無機微粒子は、アミノ変性シリコーンワニ
ス、アミノ変性シリコーンゴム、アミノ変性シリコーン
樹脂、もしくはこれらの硬化物の少なくとも1種により
表面が処理されてなるものである。このような物質によ
り表面処理された無機微粒子によれば、アミノ基が存在
することにより正帯電性の優れた無機微粒子となり、し
かも上記物質の有する官能基と無料微粒子の表面に存在
するヒドロキシル基等の親水性基とが強固に結合したも
のとなるので、耐湿性および耐久性が優れていて環境条
件に左右されない安定した正の摩擦帯電性を有する無機
微粒子となる。
正帯電性無機微粒子を得るために用いられる前記アミノ
変性シリコーンワニスとしては、例えばアミノ変性メチ
ルシリコーンワニス、アミノ変性フェニルメチルシリコ
ーンワニス、アミノ変性フェニルシリコーンワニス等を
用いることができ、特に、アミノ変性メチルシリコーン
ワニスが好ましい、斯かるアミノ変性シリコーンワニス
は、下記構造式で示されるT”単位、D11単位、M 
”単位、およびこれらの各単位中に存在する有機基の一
部がアミノ基を有する基に置換された単位よりなるポリ
マーであり、かつT”単位を10〜90モル%、好まし
くは30〜80モル%含む三次元ポリマーである。当該
T”単位の割合が過小のときには、軟質化するため摩擦
帯電性の安定性が低下し、その結果カブリ、トナー飛散
、画像ヌケ、画像ムラ、フリンジ現象、クリーニング不
良が発生する場合があり、また粘着性が高くなるため定
着器の耐久性が低下する場合がある。一方当該T”単位
の割合が過大のときには、過度に硬質化するためクリー
ニングブレードや熱ローラに傷がつきゃすくなり、その
結果クリーニング不良が発生したり、定着器の耐久性や
耐湿性が低下する場合があり、また現像器の器壁等を汚
染し、その結果非磁性トナーの摩擦帯電性が不安定とな
ってカプリや画像濃度の低下が発生して画像が不鮮明と
なる場合かあり、また無機微粒子の表面に形成される被
膜が不均一となり、耐久性、耐湿性が低下する場合かあ
る。
〔T日単位〕       〔D日単位〕R14−5i
−0− (R11,RID、  H+s、  R14,RIS、
  R”ハ、ツレぞれ、メチル基もしくはエチル基等の
アルキル基、フェニル基等の芳香族基、ポリエーテル基
、ヒドロキシル基等の有機基を表す、) 具体的には例えば下記構造式(1)で示されるような化
学構造を有する物質である。
構造式(1) (R1’l、  R11は、メチル基もしくはフェニル
基等の有機基を表すが、ただしポリマー全体において一
部はアミノ基を有する基を表す。) 正帯電性無機微粒子を得るために用いられる前記アミノ
変性シリコーンゴムとしては、例えば下記構造式で示さ
れるD”単位、および当該単位中に存在する有機基の一
部がアミノ基、を有する基に置換された単位よりなる長
鎖状のポリマーであって、温度25℃における粘度が例
えば10’〜10’cpsで、平均分子量が例えば10
4〜10”であるものを好ましく用いることができる。
特に当該粘度が10’〜10”cpsで、平均分子量が
10’〜107である・ものが好ましい。当該粘度が過
小もしくは平均分子量が過小であるときには、耐久性、
耐湿性が低下する場合があり、一方当該粘度が過大もし
くは平均分子量が過大であるときには、均一な表面処理
が困難となり、その結果摩擦帯電性が不安定となってカ
ブリのある不鮮明な画像となりやすく、また耐久性、耐
湿性が低下する場合がある。
〔D!1単位〕 Rt1 −0−5i−0− tR (RlI、  Roは、メチル基あるいはエチル基等の
アルキル基、フェニル基等の芳香族基、ポリエーテル基
等を表す、) 上記D!′単位中のRt + 、  R! 1は、メチ
ル基もしくはフェニル基であることが好ましく、特にメ
チル基であることが好ましい、またシリコーンゴムを架
橋構造のものとするために下記構造式で示されるD■単
位と共に、下記構造式で示されるD1単位を少量用いて
共重合させることが好ましい。
CD”富単位〕      〔Dt2単位〕CHs  
       CH=CHg正帯電性無I!微粒子を得
るために用いられる前記アミノ変性シリコーン樹脂は、
前記T1単位、前記1)l 1単位、前記M”単位、お
よびこれらの各単位中に存在する有機基の一部がアミノ
基を有する基に置換された単位よりなるポリマーであり
、しかもシリコーンオイルと異なりT”単位を多量に含
むポリマーである。
前記アミノ変性シリコーンワニスにおいては、特にT”
単位により良好な熱硬化性が付与され、さらに当該T”
単位により三次元網状構造とされ、また、アミノ変性シ
リコーンゴムにおいては、特にD23単位により架橋構
造とされ、またアミノ変性シリコーン樹脂においては、
T1′単位により分岐が多くて架橋構造とされると共に
、分子内において環状構造が形成され、これらの結果、
上記の如きシリコーン系化合物を表面に有する無機微粒
子は、その表面に硬くて強靭な被膜を有するものとなり
、そのため耐衝撃強度、耐湿性、離型性の優れたものと
なる。
また、アミノ変性シリコーンワニス、アミノ変性シリコ
ーンゴム、アミノ変性シリコーン樹脂には、シロキサン
結合を形成せずに自由に存在するOH基を有するシラノ
ール基が相当程度残存するため、このシラノール基が無
機微粒子の表面に存在する官能基と脱水縮合等の反応を
して、あるいは硬化の段階でシロキサン結合を形成する
ようになり、その結果被膜が一層強靭な性質を有するも
のとなる。
また、硬化反応を促進させるために用いることができる
硬化促進剤としては、アミノ変性シリコーンワニスの場
合には、例えば亜鉛、鉛、コバルト、スズ等の脂肪酸塩
;トリエタノールアミン、ブチルアミン等のアミン類;
などを用いることができる。このうち特にアミン類を好
ましく用いることができる。また、アミノ変性シリコー
ンゴムの場合には公知の加硫剤を用いることができ、具
体的には、例えばベンゾイルパーオキサイド、ビス−2
,4−ジクロルベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブ
チルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等の有機
過酸化物を好ましく用いることができる。
また、アミノ変性シリコーンワニス、アミノ変性シリコ
ーンゴム、アミノ変性シリコーン樹脂を得るためには、
前記各単位中に存在する有機基の一部をアミノ基を有す
る基に置換すればよいが、斯かるアミノ基を有する基と
しては、例えば下記構造式で示されるものが好ましい。
−CHzGHz  NHz −GHz(CHz)*  NHz CHz(CHz)t  NH(CHz)s  NHt+
CHzNHt 上記の如き物質により表面が処理される無機微粒子とし
ては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸
バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシうム
、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸
化セリウム、二酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、炭
化ケイ素等の微粒子を用いることができる。斯かる無機
微粒子は、その1次粒子(個々の単位粒子に分離した状
態の粒子)の平均粒径が、3關〜2nの範囲内のもので
あることが好ましい。
そして無機微粒子としては特にシリカ微粒子を好ましく
用いることができる。シリカ微粒子は、Si −0−S
i結合を有する微粒子であり、乾式法および湿式法で製
造されたもののいずれであってもよいが、乾式法で製造
されたも゛のが好ましく、特に、ケイ素ハロゲン化合物
の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粒子であること
が好ましい。また、シリカ微粒子としては、二酸化ケイ
素(シリカ)のほか、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナト
リウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸カリウム、ケイ#I
亜鉛、ケイ酸マグネシウム等のケイ酸塩よりなる微粒子
であってもよいが、Singを85重量%以上含むもの
が好ましい。
無機微粒子の表面を上記の如き物質により処理する方法
としては、公知の技術を用いることができ、具体的には
、例えば流動化ベッド装置を用いて、上記の如き物質成
分を溶剤に溶解した溶液を無機微粒子にスプレー塗布し
、次いで加熱乾燥させることにより溶剤を除去して被膜
を硬化させる方法、等を用いることができる。
このようにして得られる上記の如き物質により表面が処
理された正帯電性無機微粒子の粒径は、その1次粒子の
平均粒径が、3mg〜2μ、特に5U〜500 maの
範囲内のものであることが好ましい。
また、BET法による比表面積は、20〜50011!
/gであることが好ましい、当該平均粒径が過小もしく
は当該比表面積が過大のときには、例えばブレード方式
のクリーニング装置を用いてクリーニングする際に無機
微粒子がすり抜けやすくなりクリーニング不良が発生す
る場合がある。一方、当該平均粒径が過大もしくは当該
比表面積が過小のときには、現像剤の流動性が低下して
現像性が悪化し、その結果画像濃度が低下したり、画像
ムラが発生する場合がある。
前記正帯電性無機微粒子は、非磁性トナーの粒子粉末に
外部から添加混合されることにより当該非磁性トナー粒
子の表面に付着もしくは打ち込まれた状態で保持される
前記正帯電性無機微粒子の含有割合は非磁性トナーの0
.1〜5重量%であることが好ましく、特に0.1〜2
重景%であることが好ましい、当該正帯電性無m微粒子
の含有割合が過小のときには、現像剤の流動性が低下す
る場合があり、その結果非磁性トナーの摩擦帯電性が不
良となって当該非磁性トナーに適正な帯電量の正電荷を
付与することが困難となり、カブリや画像ムラが発生す
る場合がある。また、当該含有割合が過大のときには、
当該正帯電性態l!微粒子の一部が非磁性トナー粒子か
ら遊離した状態で存在する場合があり、その結果遊離し
た正帯電性無機微粒子が現像器の器壁、現像剤担持体、
規制ブレード等に付着堆積し、結局早期に非磁性トナー
のJ!!擦帯重帯電性良となって当該非磁性トナーに適
正な帯電量の正電荷を付与することが困難となり、カブ
リや画像濃度の低下が発生する場合がある。
本発明に用いる静電像現像剤を構成する非磁性トナーは
、基本的には、バインダー中に、着色剤、その他の添加
剤が含有されて構成される粒子粉末である。なお、非磁
性トナーとは、磁性体粒子を実質上含有せず、磁性を示
さないか、もしくは磁性が極めて弱いトナーをいう。非
磁性トナーの平均粒径は、通常、5〜20n程度である
ことが好ましい、その他の添加剤としては、例えば定着
性向上剤、荷電制御剤、クリーニング性向上剤等を用い
ることができる。
非磁性トナーを構成するバインダー樹脂としては、特に
限定されず種々の樹脂を用いることができる。具体的に
は、例えばポリスチレン系樹脂、スチレン−アクリル系
共重合体、ポリ−スチレン−ブタジェン樹脂、ポリエス
テル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタ
ン樹脂等を用いることができる。このうち、非磁性トナ
ーの正帯電性を阻害しないものとして、特にポリスチレ
ン系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体を好ましく用
いることができ、なかでも、スチレン系単量体と、アク
リル酸もしくはそのエステルおよび/またはメタクリル
酸もしくはそのエステルとの重合によって得られる共重
合体を好ましく用いることができる。
当該スチレン−アクリル系共重合体において、スチレン
系成分は、当該共重合体の95〜60重量%の割合で含
有されることが好ましい、当該スチレン系成分の割合が
過大のときには当該共重合体が脆くなって非磁性トナー
の耐久性が低下する場合がある。一方、当該スチレン系
成分の割合が過小のときには、当該共重合体が現像器の
器壁等に転移付着しやすくなり、その結果非磁性トナー
の摩擦帯電性が阻害される場合がある。
また、前記スチレン−アクリル系共重合体としては、ガ
ラス転移点Tgが45〜70℃の範囲内にあるものを好
ましく用いることができる。ガラス転移点Tgが過小の
ときには、粘着性が高くなるため非磁性トナーの流動性
が低下して現像性が低下する場合があり、一方、ガラス
転移点Tgが過大のときには、定着性が低下する場合が
ある。
前記スチレン−アクリル系共重合体としては、重量平均
分子量りが60.000〜soo、ooo 、数平均分
子量Mnが1,000〜30,000.これらの比Mw
/Mnの値が5.0〜40の範囲内にあるものを好まし
く用いることができる。このような好ましい範囲のもの
を用いることにより、耐オフセット性、定着性の優れた
非磁性トナーを得ることができる。これに対して重量平
均分子量Mw、数平均分子量Mn、比h/Mnの値が上
記範囲外にあるときには、耐オフセット性、定着性が低
下する場合がある。
前記スチレン−アクリル系共重合体を得るために用いる
ことができるスチレン系単量体の具体例としては、例え
ばスチレン、O−メチルスチレン、m−メチルスチレン
、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチ
ルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチ
ルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−
ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n
−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−
ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニ
ルスチレン、p−クロルスチレン、3.4−ジクロルス
チレン等を挙げることができる。これらの単量体は単独
で用いてもよいし、あるいは複数のものを組合せて用い
てもよい。
また、前記スチレン−アクリル系共重合体を得るために
用いることができるアクリル系成分としては、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n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシ
ル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルへキシ
ル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチ
ル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル
、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル
、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル
、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタ
クリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル
、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノ
エチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のα−メ
チレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸も
しくはメタクリル酸誘導体;その他を挙げることができ
る。これらの単量体は単独で用いてもよいし、あるいは
複数のものを組合せて用いてもよい。
前記スチレン−アクリル系共重合体の製造方法としては
、特に限定されず、種々の方法を用いることができる。
具体的には、例えば溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合
法等を用いることができる。
着色剤としては、例えばカーボンブラック、フタロシア
ニンブルー、ベンジジンイエロー、ニグロシン染料、ア
ニリンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、
うルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリ
ンイエロー、メチレンブルークロライド、マラカイトグ
リーンオフサレート、ランプブラック、ローズベンガル
等の染料および顔料等を用いることができる。これらの
物質は単独もしくは組合わせて用いられ、着色剤の含有
割合は、通常、非磁性トナーの1〜15重量%であるこ
とが好ましい。
定着性向上剤としては、例えばポリオレフィン、脂肪酸
金属塩、脂肪酸エステルおよび脂肪酸エステル系ワック
ス、高級脂肪酸、高級アルコール、流動または固形のバ
ラフィンワンクス、アミド系ワックス、多価アルコール
エステル、シリコーンワニス、脂肪族フロロカーボン等
を用いることができる。
荷電制御剤としては、例えば金属錯体系染料、ニグロシ
ン系染料、アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタ
ン系化合物等を用いることができる。
クリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸
金属塩、例えばメチルメタクリレート微粒子、スチレン
微粒子等のポリマー徽粒子等を用いることができる。
本発明においては、非磁性トナーを摩擦帯電させるため
に現像器内にキャリアを混合することが好ましい、この
キャリアは現像器内に存在させ、現像空間に搬送される
現像剤層には実質上含有させない。
斯かるキャリアとしては、種々の構成のものを用いるこ
とができる。具体的には、磁性体粒子の表面が樹脂等の
化合物により処理されてなる表面処理キャリアが好まし
い0表面処理キャリアに用いられる樹脂等の化合物とし
ては、例えばシランカップリング剤、シリコーンオイル
、シリコーンワニス、シリコーンゴム、シリコーン樹脂
、もしくはこれらの硬化物等のシリコーン系化合物;例
えばポリスチレン、スチレン−メチルメタクリレート共
重合体、スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体、
スチレン−2−エチルヘキシル共重合体、ポリメチルメ
タクリレート、スチレン−ブタジェン共重合体等のビニ
ル系樹脂;例えばフン化ビニリデン−四フフ化エチレン
共重合体、テトラフルオロエチレン、メチルメタクリレ
ート−メタクリル酸−1,1−ジヒドロキシパーフルオ
ロエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸−1,1,
3−トリヒドロキシパーフルオロ−n−プロピル共重合
体等のフッ素系樹脂;等を用いることができる6以上の
物質は単独で用いてもよいし、あるいは複数種のものを
適宜組合せて用いてもよい。
これらの物質のうち、特に、優れた現像性および帯電性
が得られることからシリコーン系化合物を好ましく用い
ることができ、中でもシリコーンワニス、シリコーンゴ
ム、シリコーン樹脂、もしくはこれらの硬化物を特に好
ましく用いることができる。斯かるシリコーン系化合物
を用いて得られる表面処理キャリアにおいては、その表
面エネルギーが相当小さくなり、その結果非磁性トナー
物質あるいは正帯電性無機微粒子のキャリア粒子への転
移付着が生じに<<、キャリアの汚染を相当に抑制する
ことができ、耐久性の優れた現像剤を得ることが可能と
なる。
また、シリコーンワニス、シリコーンゴム、シリコーン
樹脂としては、構成単位としてアルキル基、芳香族基等
の有機基を有するものが好ましく、特にメチル基、フェ
ニル基等の有機基を有するものが好ましい、斯かる有機
基を有するシリコーン系化合物の具体例としては、例え
ばジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキ
サン、ジフェニルポリシロキサン、これらの変性体等を
挙げることができる。特に、メチル基またはフェニル基
を有するポリシロキサンは、優れた負帯電性を有し、こ
れを用いて得られる表面処理キャリアもしくは樹脂被覆
キャリアと、非磁性トナーとを摩擦帯電させたときには
、当該非磁性トナーに良好な正の摩擦電荷を付与するこ
とができる。そして、上記有機基において、メチル基、
フェニル基の含有割合を適宜選択することにより、キャ
リアの被膜の硬度、強靭性、摩擦帯電性等の特性を調整
することが可能であり、従って当該表面処理キャリアも
しくは樹脂被覆キャリアと組合せて用いる非磁性トナー
に必要とされる条件が相当程度緩和され、非磁性トナー
の選択範囲が広範となる利点がある。
前記シリコーンワニスの市販品としては、例えば、r 
S R2101J、rsH997J、rsH994J、
r S R2202J、r R−4−3117J、r 
S R9140J、rsH643J、r S H2O4
7J、r J CR6100J、r J CR6101
J、r J CR6102J、r S H6103J(
以上、トーμ・シリコーン社製)、rKR271J、r
KR272J、rKR274J、rKR216J、「K
R280J、rKR282J、rKR261J、rKR
260」、rKR255J、rKR266J、rKR2
51J、rKR155J 、 rKR152J 、 r
KR214J 、 「KR220J 、 rX−40−
171J 、 r X −40−172J 、rX−4
0−1902J 、 rX −40−1903J 、 
rX−40−1905J 、 rX −40−2605
B J 、 rKR201J 、rSA−4J 、 r
K R5202J 、 rK R5203J 、r K
 R3093J 、 rEcloolJ 、 rX−4
1−9701J(以上、信越化学工業社製)等を挙げる
ことができる。
前記シリコーンゴムの市販品としては、例えば、rsH
410J、rsH432J、rsH433J、[5H7
40J、rsH745UJ、rsH746UJ、「5H
747UJ、rsH748UJ、rsH35UJ、[5
H55UJ、rSH75UJ、rSH52UJ、rSH
82U」、  rsH841UJ、rsH851UJ、
「5H1125UJ、rsH1150UJ、rsH16
03UJ、rsH665UJ、rSE955UJ、rs
H502UJ、rSRX−440UJ  (以上、トー
μ・シリコーン社製)等を挙げることができる。
前記シリコーン樹脂の市販品としては、例えば、rsH
804J、rS)1805J、rsH806AJ、rs
H808J 、 r S H840J 、 r S R
2107J 、 「5R2108J、r S R240
0J、rsR620J  (以上、トーμ・シリコーン
社製)等を挙げることができる。
また、上記の如きシリコーン系化合物を用いて表面処理
キャリアを形成する際に、必要に応じて硬化剤を用いて
もよい、斯かる硬化剤としては、例えばベンゾイルパー
オキサイド、2.4−ジクロルベンゾイルパーオキサイ
ド、ジクミルパーオキサイド、ジターシャリ−ブチルパ
ーオキサイド、ターシャリ−グチルパーベンゾエート等
の過酸化物;オクチル酸、ナフテン酸等の鉛、鉄、コバ
ルト、マンガン、亜鉛などの金属石鹸;エタノールアミ
ン等の有機アミン類;等を挙げることができる。
キャリアを構成する磁性体粒子としては、磁場によって
その方向に強く磁化する物質、例えば鉄、フェライト、
マグネタイトをはじめとする鉄、ニッケル、コバルト等
の強磁性を示す金属もしくは合金またはこれらの元素を
含む化合物、強磁性元素を含まないが適当に熱処理する
ことによって強磁性を示すようになる合金、例えばマン
ガン−銅−アルミニウムもしくはマンガン−銅−錫等の
ホイスラー合金とよばれる種類の合金または二酸化クロ
ム等よりなる粒子を用いることができる。
表面処理キャリアの製造方法としては、特に限定されな
いが、具体的−例においては、例えば樹脂成分さらには
必要に応じて用いられる硬化剤等を溶剤に溶解してなる
塗布液を磁性体粒子の表面に塗布し、その後通常は加熱
して乾燥させて溶剤を揮発除去する。そして必要に応じ
て乾燥時もしくは乾燥後に塗布層を熱硬化させることに
よって表面処理キャリアを製造することができる。
上記塗布液を磁性体粒子の表面に塗布するための塗布方
法としては、特に限定されないが、例えば塗布液中に磁
性体粒子の粉末を浸漬する浸漬法、当該塗布液を磁性体
粒子に噴霧するスプレー法、流動エアーにより磁性体粒
子を浮遊させ、この浮遊状態の磁性体粒子に塗布液を噴
霧する流動化ベッド法、磁性体粒子を塗布液の存在する
表面上で転勤処理する方法等を用いることができる。
上記塗布液には必要に応じて他の添加剤を加えてもよい
、また溶剤としては、例えばトルエン、キシレン等の芳
香族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン等のケ
トン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、高級アルコ
ールあるいはこれらの混合溶剤等を用いることができる
キャリアの平均粒径は、5〜500 nであることが好
ましい。なお、キャリアの平均粒径(重M)とは、「マ
イクロトラック」 (日機装社製)を用いて測定された
値と定義する。
また、本発明において、ガラス転移点Tgとは、示差走
査熱量計「低温DSCJ  (理学電気社製)を用い、
昇温速度10℃/sjnで測定した際に、ガラス転移点
以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分
からピークの頂点までの間での最大傾斜を示す接線との
交点の温度をいう。
また、重量平均分子量M−および数平均分子量Mnの値
は、種々の方法により求めることができ、測定方法の相
異によって若干の差異があるが、本発明においては下記
の測定方法によって求めたものと定義する。
すなわち、ゲル・パーミュエーション・クロマトグラフ
ィ (G P C)によって以下に記す条件で重量平均
分子Nh、数平均分子量Mn、ピーク分子量を測定する
。温度40℃において、溶媒(テトラヒドロフラン)を
毎分1.2dの流速で流し、濃度0.2 g/20献の
テトラヒドロフラン試料溶液を試料重量として3mg注
入し測定を行う、試料の分子量測定にあたっては、当該
試料の有する分子量が数種の単分散ポリスチレン標準試
料により、作製された検量線の分子量の対数とカウント
数が直線となる範囲内に包含される測定条件を選択する
なお、測定結果の信頼性は、上述の測定条件で測定した
NB5706ボリスチレン標準試料(重量平均分子ff
iMw=28.8XIo’、数平均分子量Mn=13.
7×10’ r Mw/ Mn = 2.11)の比M
w/MnO値が2.11±0.10となることにより確
認する。
なお、用いるGPCのカラムとしては、前記条件を満足
するものであるならばいかなるカラムを採用してもよい
、具体的には、例えばTSK−GEL、GMH&(東洋
曹達社製)等を用いることができる。
次に本発明の静電像現像方法について説明する。
本発明の静電像現像方法においては、現像空間において
、振動電界を作用させた状態で、有機潜像担持体の表面
に形成された負の静電潜像を、現像剤担持体上に担持さ
れた、非磁性トナーと、アミノ変性シリコーンワニス、
アミノ変性シリコーンゴム、アミノ変性シリコーン樹脂
、もしくはこれらの硬化物の少なくとも1種により表面
処理された正帯電性無11fftt粒子とよりなり、そ
の厚さが当該現像空間における有機潜像担持体と現像剤
担持体との間隙より小さい現像剤層により現像を行い、
トナー画像を形成する。
前記有機潜像担持体は、通常、有機化合物よりなる光導
電性半導体を含有してなる感光層を、導電性支持体上に
積層して構成される。当該感光層は、有機化合物よりな
る光導電性半導体を樹脂よりなるバインダー中に分散含
有させて構成することが好ましい。
当該感光層としては、可視光を吸収して荷電キャリアを
発生するキャリア発生物質を含有してなるキャリア発生
層と、このキャリア発生層において発生した正または負
のキャリアのいずれか一方または両方を輸送するキャリ
ア輸送物質を含有してなるキャリア輸送層とを組合せて
構成された、いわゆる機能分離型の感光層を用いること
が好ましい、このように、キャリアの発生と、その輸送
という感光層において必要な2つの基本的機能を別個の
層に分担させることにより、感光層の構成に用い得る物
質の選択範囲が広範となるうえ、各機能を最適に果たす
物質または物質系を独立に選定することが可能となり、
またそうすることにより、画像形成プロセスにおいて要
求される緒特性、例えば帯電させたときの表面電位が高
く、電荷保持能が大きく、光感度が高く、また反復使用
における安定性が大きい等の優れた特性を有する有機潜
像担持体を構成することが可能となる。
感光層におけるキャリア発生物質としては、例えばアン
スアンスロン系顔料、ペリレン誘導体、フタロシアニン
系顔料、ビスアゾ系顔料、インジゴイド系色素等を用い
ることができる。またキャリア輸送物質としては、例え
ばカルバゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリ
アリールアミン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、
ヒドラゾン誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン誘導
体、スチリルトリアリールアミン誘導体等を用いること
ができる。キャリア発生層の厚さは、通常0.01〜2
nであることが好ましく、またキャリア輸送層の厚さは
、通常1〜30nであることが好ましい。
有機化合物よりなる光導電性半導体を樹脂よりなるバイ
ンダー中に分散含有させて感光層を構成する場合におい
て、当該バインダーとして用いることができる樹脂とし
ては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル
樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹
脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂
、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂等の付加重合型
用脂、重付加型樹脂、重縮合型樹脂、ならびにこれらの
樹脂の繰り返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹
脂、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化
ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂、ス
チレン−アクリル共重合体樹脂等の絶縁性樹脂、あるい
はポリ−N−ビニルカルバゾール等の高分子有機半導体
等を挙げることができる。
有機潜像担持体において、導電性支持体としては、例え
ばアルミニウム、ニッケル、銅、亜鉛、パラジウム、銀
、インジウム、スズ、白金、金、ステンレス、鋼、真鍮
等よりなる金属製シートを用いることができる。
有機潜像担持体の具体的構成としては、特に限定されず
、種々の構成を採用することができる。
また帯電させたときの表面電位が、例えば−400〜−
1000Vとなるような有機潜像担持体を特に好ましく
用いることができる。
第1図は本発明の静電像現像方法を遂行するために好適
に用いることができる現像装置の一例を示す説明図であ
る。
10は有機潜像担持体であり、この有機潜像担持体10
は、矢印X方向に回転される回転ドラム状の形態を有し
、例えばアルミニウム製の筒状の導電性支持体10A上
に有機光導電性半導体を含有してなる怒光JiJOBが
積層されて構成されている。現像空間24の上流側には
、帯電器および露光光学系(図示せず)が配置され、ま
ず帯電器により有機潜像担持体10の被現像面が例えば
−400〜−1000Vの範囲内の一定の負電位となる
よう帯電され、次いで露光光学系(図示せず)により原
稿の光像が有機潜像担持体10の被現像面に投射されて
当該被現像面に原稿に対応する静電潜像が形成され、そ
してこの静電潜像が現像空間24に移動され、現像空間
24において当該静電潜像の現像がなされる。
11は現像スリーブであり、この現像スリーブ11は、
例えばアルミニウム等の非磁性材料よりなる回転ドラム
状の形態を有し、この現像スリーブIfの内部にマグネ
ットロール12が配置されている。
このマグネットロール12は、現像スリーブ11の周に
沿って配置された複数のN、S磁極よりなる。
これらの現像スリーブ11とマグネットロール12とに
より現像剤担持体が構成され、その具体的−例において
は、現像スリーブ11が例えば矢印Y方向すなわち現像
空間24において有機潜像担持体10の移動方向と同方
向に移動するよう回転され、マグネットロール12は例
えば矢印2方向すなわち現像スリーブ11とは逆方向に
回転される。なお、本発明においては、現像スリーブ1
1およびマグネットロール12の回転方向は特に限定さ
れず、それぞれ適宜の方向に回転させるようにしてもよ
い、また、現像スリーブ11を固定してマグネットロー
ル12を、回転させてもよいし、マグネットロール12
を固定して現像スリーブ11を回転させてもよい、また
、現像wira2sの移動速度は、有機潜像担持体lO
の移動速度(周速度)と同程度かもしくはこれより大き
いことが好ましいが、これに限定されない。
マグネットロール12を構成するN、Skg+は、現像
スリーブ11の表面における磁束密度が通常500〜t
sooガウス程度となるように磁化されている。
13は規制ブレードであり、この規制ブレード13は磁
性体よりなり、現像空間24に至る現像剤JW23の高
さおよび量を規制するためのものである。すなわち、現
像剤溜まり15の非磁性トナーおよび正帯電性態ai粒
子はキャリアに静電気力により付着した状態で規制ブレ
ード13まで運ばれ、磁性を有する規制ブレード13に
より、キャリアの現像空間24への搬入が阻止されると
共に、非磁性トナーおよび正帯電性無機微粒子の通過す
るときの高さが一定に揃えられ、これにより現像スリー
ブ11に薄い層状の現像剤層23が形成され、そして当
該現像剤N23は、非磁性トナーおよび正帯電性無機微
粒子のみにより形成されるものとなる。
14はクリーニングブレードであり、このクリーニング
ブレード14は、現像後に現像スリーブ11の表面に残
存した現像剤を掻き取り除去するためのものである。ク
リーニングブレード14によりクリーニングされた現像
スリーブ11の表面は再び現像剤溜まり15において現
像剤22と接触し、上記と同様にして新しい現像剤N2
3が現像スリーブll上に形成され、これが現像空間2
4に搬送される。
15は現像剤溜まり、16は攪拌スクリューであり、現
像剤溜まり15においては攪拌スクリュー16により現
像剤22を構成する非磁性トナーおよび正帯電性無機微
粒子とキャリアとが混合攪拌され、これにより非磁性ト
ナーに効率よく正の摩擦帯電電荷が付与される。また、
現像剤22のうちキャリアは繰返して使用されるのに対
し、非磁性トナーおよび正帯電性無機微粒子は現像の度
毎に消費されるため、ホンパー17の新しい非磁性トナ
ーおよび正帯電性無機微粒子が、その表面に凹部を有す
る供給ローラ18により現像剤溜まり15に適宜補給さ
れる。
19は振動電界発生器、20は保護抵抗であり、振動電
界発生器19により現像空間24に振動電界が作用され
、当該振動電界により現像空間24内に搬入された現像
剤が振動するようになる。振動電界としては、周波数が
例えば100 Hz〜10 kHz程度、好ましくは1
〜5 kHz程度で、電圧(ピーク・ピーク値)が例え
ば0.1〜5 kV程度の交流電圧により形成されるこ
とが好ましい。
また現像に際しては、カブリの発生を一層防止する観点
から現像スリーブ11に直流バイアス電圧を印加するこ
とが好ましい、この直流バイアス電圧は、その大きさが
例えば−10〜−5oo v程度であることが好ましい
6図示の例においては、振動電界発生器19が直流バイ
アス電源を兼用する構成とされ、交流電圧に直流バイア
ス電圧が重ね合わされた合成電圧が現像スリーブ11に
印加される。
なお、図示の例においては有機潜像担持体lOを構成す
る導電性支持体10Aは接地されている。
静電潜像の現像においては、均一な現像を行うために、
現像剤層23の先端が有IaWj像担持体10の表面に
は直接接触しないができるだけ接近した状態となるよう
に現像空間24に搬入されることが好ましい、このため
規制ブレード13の先端と現像スリーブ11の表面との
間の距離(Hcut)は、50〜1000nであること
が好ましく、現像空間24における有機潜像担持体10
と現像スリーブ11との間隙(D sd)の約0.8倍
程度とするのが好ましい、また当該間隙(D sd)は
、例えば50〜1000j1重程度とするのが好ましい
、当該間隙(Dsd)が過大のときには、対向電極効果
が低下して画像濃度が低くなったり、またフリンジ現象
が発生して画像が不鮮明となる場合があり、一方、当該
間隙(Dsd)が過小のときには、有機潜像担持体10
と現像スリーブ11との間で放電が生じて当該有Iaf
Ia像担持体lOを損傷したり、また現像剤層23の現
像空間24への円滑な搬入が困難となる場合がある。
次に本発明の画像形成方法について説明する。
本発明の画像形成方法においては、有機潜像担持体の表
面に負の静電潜像を形成しく?1像形成工程)、現像空
間において、振動電界を作用させた状態で、有機潜像担
持体の表面に形成された負の静電潜像を、現像剤担持体
上に担持された、非磁性トナーと、アミノ変性シリコー
ンワニス、アミノ変性シリコーンゴム、アミノ変性シリ
コーン樹脂、もしくはこれらの硬化物の少なくとも1種
により表面処理された正帯電性無機微粒子とよりなリ、
その厚さが当該現像空間における有機潜像担持体と現像
剤担持体との間隙より小さい現像剤層により現像しく現
像工程)、現像により得られたトナー画像を静電気的に
転写材へ転写しく転写工程)、フッ素系樹脂もしくはシ
リコーン系樹脂を被覆してなる熱ローラにより上記転写
材上のトナー画像を接触加熱して定着しく定着工程)で
定着可視画像を形成し、一方、転写工程後において上記
有機潜像担持体の表面に残留した現像剤をクリーニング
ブレードによりクリーニングしくクリーニング工程)、
当該有機潜像担持体の表面を元の清浄な状態に復帰させ
る。
前記潜像形成工程においては、有4!!潜像担持体の表
面を一様の負の電位に帯電させ(帯電工程)、次いで帯
電後の有機潜像担持体の表面に原稿の光像を投射しく露
光工程)、これにより当該有機潜像担持体の表面に静電
荷よりなる静電潜像が形成される。
具体的に説明すると、帯電工程においては、例えばコロ
ナ帯電器により、有機潜像担持体の表面における画像形
成領域の全体を例えば−400〜−1000V程度の電
位に帯電させ、そして露光工程においては、帯電工程に
よりその表面が一様な負の電位に帯電された有Ia潜像
担持体の当該表面に、例えば光源、反射鏡、レンズ等を
有してなる露光光学系により原稿の反射光像あるいは透
過光像を結像させ、これにより有機潜像担持体の表面に
原稿に対応した、負の静電潜像を形成する。
前記現像工程においては、詳細は既述したように、現像
空間において、振動電界を作用させた状態で、現像剤担
持体上に担持された、その厚さが当該現像空間における
有機潜像担持体と現像剤担持体との間隙より小さい現像
剤層により、有機潜像担持体上に形成された負の静電潜
像を現像し、トナー画像を形成する。
前記転写工程においては、静電転写方式を好ましく用い
ることができる。具体的には、例えば交流コロナ放電を
生じさせる転写器を、転写材を介して有機潜像担持体に
対向するよう配置し、転写材にその裏面側から交流コロ
ナ放電を作用させることにより有機潜像担持体の表面に
担持されていた非磁性トナーを転写材の表面に転写する
前記クリーニング工程においては、クリーニングブレー
ドを用いる。このクリーニングブレードを構成する材質
としては、特に限定されないが、具体的には、クリーニ
ング性、耐久性の観点からウレタンゴムが好ましい、ク
リーニングブレードは、通常、有Ia潜像担持体の表面
に軽く弾性的に圧接する状態で配置され、このクリーニ
ングブレードにより有機潜像担持体の表面に残留してい
た非磁性トナーが掻き取られることによりクリーニング
が達成される。
このクリーニング工程の前段においては、クリーニング
を容易にするために有機潜像担持体の表面を除電する除
電工程を付加することが好ましい。
この除電工程は、例えば交流コロナ放電を生じさせる除
電器により行うことができる。
前記定着工程においては、フッ素系樹脂もしくはシリコ
ーン系樹脂を被覆してなる熱ローラを有する熱ローラ定
着器を用いて接触加熱方式により定着を行う、熱ローラ
定着器は、通常、熱ローラと、これに対接配置されるバ
ックアップローラと、熱ローラを加熱するための加熱源
とにより構成され、あるいはさらに熱ローラにクリーニ
ングローラが対接配置されて構成される。熱ローラとし
て、は、具体的には、例えば鉄、アルミニウム等の金属
よりなる芯材の表面に、テフロン(デュポン社製ポリテ
トラフルオロエチレン)等のフッ素系樹脂もしくはシリ
コーン系樹脂よりなる被覆層を設けて構成したものが好
ましい、また、バックアップローラとしては、金属製の
芯材の表面に、シリコーンゴム等よりなる被覆層を設け
て構成したものが好ましい。
第2図は、本発明の画像形成方法を遂行するために好適
に用いることができる画像形成装置の一例を示す説明図
である。
30はキャビネットであり、このキャビネット30の上
部には、原稿31を載置するためのガラス製原稿載置台
32と、原稿31を覆うプラテンカバー33とが設けら
れている。キャビネット30の一端側には転写紙40が
セットされる給紙トレイ41が設けられ、他端側には排
紙トレイ42が設けられている。43および44は給紙
ローラ、45は排紙ローラである。
50は負の静電潜像を形成するための有機潜像担持体で
あり、この有機潜像担持体50は回転ドラム状の形態を
有している。この有機潜像担持体50の周囲には、その
回転方向上流側から下流側に向かって、順に、コロナ帯
電器51、露光光学系52、非接触型現像器53、静電
転写器54、分離器55、ブレード式クリーニング器5
6が配置されている。
露光光学系52は、光源61および第1ミラー62より
なる第1ミラーユニツト63と、この第1ミラーユニツ
ト63から有機潜像担持体50に至る光路に沿って順に
配置された1、一対のミラーよりなる第2ミラーユニツ
ト64と、レンズ65と、ミラー66と、グイクロイッ
クミラー67とよりなる。前記第1ミラーユニツト63
は、原稿載置台32の下方において、当該原稿載置台3
2に対して走査されるよう移動可能に設けられ、第2ミ
ラーユニツト64は、原稿走査点から有機潜像担持体5
0に至る光路長を一定化するよう第1ミラーユニツト6
3の移動速度に対応して移動可能に設けられている。原
稿載置台32上に載置された原稿31が、露光光学系5
2により走査されるスリット状の照明光により照明され
ると、走査により順次形成される原稿31のスリット状
の反射光像が回転移動される有機潜像担持体50の被現
像面に順次投射される。
70は接触加熱方式の熱ローラ定着器であり、この熱ロ
ーラ定着器70は、内部にヒータ73が配置されかつ表
面がフッ素系樹脂もしくはシリコーン系樹脂により被覆
されてなる熱ローラ71と、この熱ローラ71に対接す
るよう配置されたバックアップローラ72とにより構成
されている。
以上の装置においては、コロナ帯電器51により有機潜
像担持体50の被現像面が一様な負の電位に帯電され、
次いで露光光学系52により像様露光されて有機潜像担
持体50の被現像面に原稿に対応した負の静電潜像が形
成される。そして非接触型現像器53において本発明の
静電像現像方法により上記負の静電潜像が現像されて原
稿に対応したトナー画像が形成される。有機潜像担持体
50のトナー画像は静電転写器54により転写紙40に
静電転写され、そして転写紙40上のトナー画像は熱ロ
ーラ定着器70により加熱定着されて定着画像が形成さ
れる。一方、静電転写器54を通過した有機潜像担持体
50は、ブレード式クリーニング器56によりその表面
が摺擦されることにより当該表面に残留していた非磁性
トナーが掻き取られてもとの清浄な表面とされたうえ、
再びコロナ帯電器51による帯電工程に付されることと
なる。
〔具体的実施例〕
以下、本発明の具体的実施例および比較例について説明
するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
(無機微粒子の製造) (1)無機微粒子AI(本発明用) 構成単位として、下記DI単位、下記AD’単位、下記
TI単位を有し、これらのモル比が4:l:5でかつ末
端にOH基を有し、30重量%の濃度のキシレン溶液で
の25℃の粘度が50〜200cpsであるアミノ変性
シリコーンワニスをキシレンに溶解して、処理液を調製
した。
CD’単位〕     〔T1単位〕 CHs        CH2 CAD’単位〕 CHl −0−3i−0− CHt(CHt)zN)(。
次に、シリカ微粒子[アエロジル200J  (日本ア
エロジル社製)をミキサーに入れ、このシリカ微粒子に
対して、上記アミノ変性シリコーンワニスが20重量%
となるような割合で噴霧した後、これらをフラスコに入
れ、攪拌しながら温度200℃にて5時間にわたり溶剤
であるキシレンを除去すると共にアミノ変性シリコーン
ワニスを硬化反応させ、これにより表面処理された正帯
電性無機微粒子を得た。これを「無機微粒子Allとす
る。
この無機微粒子A1は、1次粒子の平均粒径が12■x
、BET法による比表面積が110Il”/gである。
また、フェライト粒子rF−150J  (日本鉄粉社
製)との摩擦帯電量は+12(Ic/gである。
(2)無機微粒子A2(本発明用) 構成単位として、前記DI単位、下記Dt単位、下記A
D’単位を有し、これらのモル比が5:2:3であり、
25℃の粘度が6 X 10’cps、平均分子量が7
×10−であるアミノ変性シリコーンゴムと、このアミ
ン変性シリコーンゴムに対して2重量%の過酸化ベンゾ
イルとをキシレンに溶解して、処理液を調製した。
CD”単位〕 H3 −0−5i−0− C)(=CHア CA D”単位〕 CHt −0−5i−0− cH,(C:Hx)iNH(CHt)sNHg次に、シ
リカ微粒子「アエロジル300J  (日本アエロジル
社製)をミキサーに入れ、このシリカ微粒子に対して、
上記アミノ変性シリコーンゴムがlO重景%となるよう
な割合の処理液を噴霧したほかは、無ll微粒子A1の
製造と同様に処理して表面処理された正帯電性無機微粒
子を得た。これを「無機微粒子A2Jとする。この無l
l微粒子A2ば、1次粒子の平均粒径が7卵、BET法
による比表面積が145m’/ gである。また、フェ
ライト粒子rF−150J(日本鉄粉社製)との摩擦帯
電量は+170aC/gである。
(3)無機微粒子A3(本発明用) 構成単位として、前記D1単位、前記D!単位、下記A
D’単位、前記TI単位を有し、これらのモル比が4.
5:1.5: 2 : 2であるアミノ変性シリコーン
樹脂と、このアミノ変性シリコーン樹脂に対して0.5
重量%の過酸化ベンゾイルとをキシレンに溶解して、処
理液を調製した。
CA D’単位〕  Hs NH。
次に、シリカ微粒子「アエロジル200J  (日本ア
エロジル社製)をミキサーに入れ、このシリカ微粒子に
対して、上記アミノ変性シリコーン樹脂が30m景%と
なるような割合の処理液を噴霧したほかは、無[微粒子
AIの製造と同様に処理して表面処理された正帯電性態
Im微粒子を得た。これを「無機微粒子A3Jとする。
この無・la微粒子A3は、1次粒子の平均粒径が12
u、BET法による比表面積が82m”/gである。ま
た、フェライト粒子rF−150J(日本鉄粉社製)と
の摩擦帯電量は+105〆/gである。
(4)無m微粒子A4(比較用) シリカ微粒子「アエロジル200J  (日本アエロジ
ル社製)を100℃に加熱した密閉型ヘンシェルミキサ
ーに入れ、このシリカ微粒子に対して、アミノ変性シリ
コーンオイルをイソプロピルアルコールに溶解した溶液
(粘度(25℃) −1200cps 、アミノ当量=
 3500)を、当該アミノ変性シリコーンオイルの処
理量が2.0重量%となるような割合で噴霧しながら高
速で攪拌処理し、次いで温度150℃で乾燥し、これに
より表面処理された正帯電性無機微粒子を得た。これを
[無1a微粒子A4Jとする。この無機微粒子A4は、
1次粒子の平均粒径が12u、BET法による比表面積
が120g+”/ gである。
(5)無機微粒子A5(比較用) シリカ微粒子「アエロジル200J  (日本アエロジ
ル社製)を70℃に加熱した密閉型ヘンシェルミキサー
に入れ、このシリカ微粒子に対して、アミノ変性シラン
カフブリング剤であるT−アミノプロピルトリエトキシ
シランをアルコールに熔解した溶液を、当該アミノ変性
シランカフブリング剤の処理量が5.0重量%となるよ
うな割合で噴霧しながら高速で攪拌処理し、次いで温度
120℃で乾燥した後、さらに25℃における粘度が1
00cpsのジメチルシリコーンオイルをシリカ微粒子
に対する処理量が2.0重量%となるような割合で噴霧
しながら高速で攪拌処理し、次いで温度160℃で15
時間反応させることにより、アミノ変性シランカップリ
ング剤およびシリコーンオイルにより表面処理された正
帯電性無機微粒子を得た。これを「無機微粒子A、5 
Jとする。この無機微粒子A5は、1次粒子の平均粒径
が12輩、BET法による比表面積が110m”/gで
ある。
(非磁性トナーの製造) (1)非磁性トナーTI スチレン−n−ブチルアクリレート−メチルメタクリレ
ート共重合体(単量体組成比=70 : 20 :10
、重量平均分子量Mw=130,000 、数平均分子
量Mn=10,000、Mi1/Mn=13、ガラス転
移点Tg =60”C”) 100重量部と、カーボン
ブラック[モーガルLJ  (キャボット社製)10重
量部と、「ニグロシンSO」 (オリエント化学工業社
製)2重量部とをV型プレンダーにより混合した後、二
本ロールにより100〜130℃で充分に熔融混練し、
その後冷却し、ハンマーミルにより粗粉砕し、さらにシ
ェアドミルにより微粉砕し、次いで風力分級機により分
級して、平均粒径が11.Onの非磁性トナーを得た。
これを「非磁性トナーTIJとする。
(2)非磁性トナーT2 非磁性トナーT1の製造において、スチレン−n−ブチ
ルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体の代わ
りに、スチレン−〇−プチルメククリレート共重合体(
単量体組成比=65:35、重量平均分子量Mw=12
0,000 、数平均分子量Mn=8.000 、Mw
/Mn=15、ガラス転移点Tg =55℃)100重
量部を用いたほかは同様にして、平均粒径が10゜5n
の非磁性トナーを得た。これを「非磁性トナーT2Jと
する。
(3)非磁性トナーT3 非磁性トナーTIの製造において、スチレン−n−プチ
ルアクリレートーメチルメククリレート共重合体の代わ
りに、スチレン−2−エチルへキシルアクリレート共重
合体(単量体組成比=85:15、重量平均分子IMM
=93,000、数平均分子量Mn=6,200 、M
w/Mn=15.0、ガラス転移点Tg −61’C)
 100重量部を用いたほかは同様にして、平均粒径が
11.2nの非磁性トナーを得た。これを「非磁性トナ
ーT3Jとする。
(キャリアの製造) (1)キャリアct シリコーン樹脂r S R−2400J  (トーμ・
シリコーン社製)2重量部をキシレン50重量部に溶解
してなる被覆溶液中に、球形の銅−亜鉛フェライト粒子
(日本鉄粉社製)100重量部を浸積した後、加熱して
溶剤であるキシレンを揮発除去し、さらに200℃で5
時間にわたり熱処理して焼結し、次いで凝集物を篩分け
し、シリコーン樹脂の焼結物よりなる被覆層を有してな
るキャリアを製造した。
これを「キャリアCIJとする。このキャリアC1の平
均粒径は52pmである。
(現像剤の調製) 後記第1表に示す組合せおよび配合量の非磁性トナーと
無機微粒子とキャリアとを用いて下記のようにして各現
像剤を調製した。
すなわち、まず非磁性トナーに、無機微粒子を外部から
添加し、これらをヘンシェルミキサーにより混合するこ
とにより、非磁性トナー粒子の表面に無Ia微粒子を付
着させ、次いでこれらをキャリアに混合して現像剤を調
製した。
第1表 (有機潜像担持体) (1)有機潜像担持体P1 キャリア発生物質としてアンスアンスロン系顔料を用い
、キャリア輸送物質としてカルバゾール誘導体を用いて
形成された負帯電性2N構造の感光層を、回転ドラム状
のアルミニウム!!!導電性支持体上に積層して有機潜
像担持体を構成した。これを「有機潜像担持体PIJと
する。
(2)有1潜像担持体P2 キャリア発生物質としてビスアゾ系顔料を用い、キャリ
ア輸送物質としてヒドラゾン系誘導体を用いたほかは有
機潜像担持体P1と同様にして有機潜像担持体を構成し
た。これを「有機潜像担持体P2Jとする。
(3)有jaWI像担持体P3 キャリア発生物質としてビスアゾ系顔料を用い、キャリ
ア輸送物質としてスチリルトリアリールアミン系誘導体
を用いたほかは有機潜像担持体P1と同様にして有機潜
像担持体を構成した。これを「有機潜像担持体P3Jと
する。
く実写テスト〉 (1)テスト1 (常温環境条件下における実写テスト
) 負の静電潜像を形成するための有機潜像担持体と、非接
触型現像器と、交流のコロナ放電を生じさせるコロナ転
写器と、表層がテフロン(デュポン社製ポリテトラフル
オロエチレン)により形成された直径30φの熱ローラ
および表層がシリコーンゴムrKE−1300RTVJ
 (信越化学工業社製)により形成されたバックアンプ
ローラよりなる熱ローラ定着器と、ウレタンゴムよりな
るクリーニングブレードを有してなるクリーニング器と
を具えてなる電子写真複写機r U −Btx1550
M RJ (小西六写真工業社製)の改造機を用い、温
度20℃、相対湿度40%の常温環境条件下において、
連続して5万回にわたり複写画像を形成する実写テスト
を行い、下記の項目についてそれぞれ評価した。
各実施例および比較例において、用いた現像剤および採
用した現像条件は後記第2表に示す通りである。後記第
2表において、「間隙DsdJは、現像空間における存
a潜像担持体と現像スリーブとの間隙の最小値を表し、
「距離Hcut Jは、規制ブレードの先端と現像スリ
ーブとの間に距離を表す、また「振動電界」の欄におい
て、「電圧」は現像スリーブに印加された交流電圧の大
きさくピーク・ピーク値)を表し、「周波数」はその交
流電圧の周波数を表す。
なお、以上の実写テストにおいて、その他の現像条件は
次の通りである。すなわち、有機潜像担持体の帯電時に
おける表面電位(最高電位)は−600v、マグネット
ロールは回転型で現像スリーブの表面における磁束密度
は800ガウス、現像空間における有機潜像担持体と現
像スリーブの移動方向は同方向で、有機潜像担持体の周
速度と現像スリーブの周速度の比は1:2、現像スリー
ブに印加した直流バイアス電圧は一150Vである。
結果を後記第3表に示す。
■カブリ 「サクラデンシトメーター」 (小西六写真工業社製)
を用いて、原稿濃度がOoOの白地部分の複写画像に対
する相対濃度を測定して判定した。なお白地反射濃度を
0.0とした。評価は、相対濃度が0.01未満の場合
を「○」とし、0.01以上で0.03未満の場合を「
Δ」とし、0.03以上の場合を「×」とした。
■画像濃度 「サクラデンシトメーター」 (小西六写真工業社製)
を用いて、原稿濃度が0.0の白地部分の複写画像に対
する相対濃度を測定した。
0画質 複写画像を、画像ヌケ、画像ムラ、フリンジ現象、鮮明
性の4つの点から目視により判定した。
評価は、良好である場合を「○」、若干不良ではあるが
実用レベルにある場合を「△」、不良で実用的には問題
のある場合を「×」とした。
なお、「画像ヌケ」とは画像の一部が欠ける現象を表し
、「画像ムラ」とは画像全体において濃淡の差が生ずる
現象を表し、「フリンジ現象」とは文字等の画像周辺部
にトナーが付着する現象を表す。
■転写率 転写工程を経た後において、転写紙に転写されたトナー
の重量と、有機潜像担持体上に残留したトナーの重量と
を測定することによって算出した。
■トナー飛散 複写機内および複写画像を目視により観察し、トナー飛
散がほとんど認められず良好である場合を「○」、トナ
ー飛散が若干圧められるが実用レベルにある場合を「Δ
」、トナー飛散が多く認められ実用的には問題のある場
合を「×」とした。
■クリーニング性 画像の形成を繰り返して行った後、クリーニングブレー
ドによりクリーニングされた直後の有機潜像担持体の表
面を目視により観察し、当該有機潜像担持体の表面への
付着物の有無により判定した。評価は、付着物がほとん
ど認められず良好である場合を「O」、付着物が若干圧
められるが実用レベルにある場合を「Δ」、付着物が多
く認められ実用的には問題のある場合を「×」とした。
■定着器の耐久性 定着器を構成する熱ローラおよびバンクアップローラの
汚れに起因して生ずる、オフセント現象の発生、祇づま
りの発生、転写紙の裏面汚れにより判定した。評価は、
良好である場合をrOJ、若干不良であるが実用レベル
にある場合を「Δ」、不良で実用的には問題のある場合
を「×」とした。
(2)テスト2(高温環境条件下における実写テスト) 環境条件を、温度30℃、相対湿度80%の高温環境条
件としたほかは、同様にして実写テストを行い、上記の
項目についてそれぞれ評価した。結果を後記第4表に示
す。
第3表および第4表の結果からも理解されるように、本
発明の方法によれば、現像工程においては、非接触型現
像法により有N1潜像担持体に形成された負の静電潜像
をトナー飛散、フリンジ現象、画像ムラ、画像濃度の低
下を伴わずに良好に現像することができ、そして転写工
程においては、静電転写手段により画像ムラ、画像ヌケ
を伴わずに高い転写率で転写することができ、またクリ
ーニング工程においては、簡単な構造のクリーニングブ
レードにより良好にクリーニングすることができ、また
定着工程においては、熱ローラ定着器によりオフセント
現象の発生を伴わずに良好に定着することができ、これ
らの結果カブリ、画像ヌケ、画像ムラ、フリンジ現象の
ない鮮明な画質で、しかも画像濃度が高くて良好な画像
を形成することができる。
そして、多数回にわたる画像形成プロセスを遂行する場
合においても、熱ローラ定着器において熱ローラおよび
バンクアップローラの汚れが発生せず、当該ローラの使
用寿命が著しく長くなる。
また、高温環境条件下においても良好な画像を多数回に
わたり安定に形成することができる。
これに対して、比較例1においては、正帯電性無機微粒
子がアミノ変性シリコーンオイルにより表面処理された
比較用の無機微粒子A4であるため、非磁性トナーの摩
擦帯電性が劣り、そのため画像濃度が低く、しかもカブ
リのある不鮮明な画像となる。また、多数回にわたる画
像形成プロセスを遂行する場合には、画像の不鮮明さが
次第に増加し、早期に不良画像となる。
また、比較例2においては、正帯電性無機微粒子がアミ
ノ変性シランカンプリング剤およびシリコーンオイルに
より表面処理された比較用の無機微粒子A5であるため
、非磁性トナーの摩擦帯電性が劣り、そのため画像濃度
が低く、しかもカブリのある一不鮮明な画像となる。ま
た、高温環境条件下においては、湿度の影響を大きく受
けて非磁性トナーの摩擦帯電性が相当に低下し、そのた
めカブリが多く、また画像濃度が相当に低下し、画像の
不鮮明さが著しくなる。
また、比較例3においては、現像空間に振動電界を加え
ず、しかも現像剤層の厚さが有機潜像担持体と現像スリ
ーブとの間隙Dsdよりも大きくて現像剤により有機潜
像担持体の表面が擦過されるため現像性が劣り、その結
果画像濃度が低く、しかも不鮮明な画像となる。また、
多数回にわたる画像形成プロセスを遂行する場合には、
カブリが次第に増加し、早期に不良画像となる。また、
高温環境条件下においては、現像性がさらに低下してカ
ブリが著しく発生し、また画像濃度が相当に低下し、画
像の不鮮明さが著しくなる。
(3)テスト3(耐久性試験) 画像形成回数を連続7万回としたほかは、テスト1と同
様にして実写テストを行い、上記の項目についてそれぞ
れ評価したところ、本発明の画像形成方法を適用した場
合には、第3表と同様の良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の静電像現像方法を遂行するために好適
に用いることができる静電像現像装置の一例を示す説明
図、第2図は本発明の画像形成方法を遂行するために好
適に用いることができる画像形成装置の一例を示す説明
図である。 10・・・有機潜像担持体  10A・・・導電性支持
体10B・・・感光N11・・・現像スリーブ12・・
・マグネットロール 13・・・規制ブレード19・・
・振動電界発生器(直流バイアス電源内蔵)23・・・
現像剤Jl      24・・・現像空間30・・・
キャビネット   31・・・原稿32・・・原稿載置
台    40・・・転写紙50・・・有機潜像担持体
  51・・・コロナ帯電器52・・・露光光学系  
  53・・・非接触型現像器54・・・静電転写器 56・・・ブレード式クリーニング器 70・・・熱ローラ定着器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)現像空間において、振動電界を作用させた状態で、
    有機光導電性半導体よりなる潜像担持体の表面に形成さ
    れた負の静電潜像を、現像剤担持体上に担持された、非
    磁性トナーと、アミノ変性シリコーンワニス、アミノ変
    性シリコーンゴム、アミノ変性シリコーン樹脂、もしく
    はこれらの硬化物の少なくとも1種により表面処理され
    た正帯電性無機微粒子とよりなり、その厚さが当該現像
    空間における潜像担持体と現像剤担持体との間隙より小
    さい現像剤層により現像することを特徴とする静電像現
    像方法。 2)有機光導電性半導体よりなる潜像担持体の表面に負
    の静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像空間におい
    て、振動電界を作用させた状態で、有機光導電性半導体
    よりなる潜像担持体の表面に形成された負の静電潜像を
    、現像剤担持体上に担持された、非磁性トナーと、アミ
    ノ変性シリコーンワニス、アミノ変性シリコーンゴム、
    アミノ変性シリコーン樹脂、もしくはこれらの硬化物の
    少なくとも1種により表面処理された正帯電性無機微粒
    子とよりなり、その厚さが当該現像空間における前記潜
    像担持体と前記現像剤担持体との間隙より小さい現像剤
    層により現像する現像工程と、現像により得られたトナ
    ー画像を静電気的に転写材へ転写する転写工程と、転写
    工程後において前記潜像担持体の表面に残留した現像剤
    をクリーニングブレードによりクリーニングするクリー
    ニング工程と、フッ素系樹脂もしくはシリコーン系樹脂
    を被覆してなる熱ローラを有してなる熱ローラ定着器に
    より前記転写材上のトナー画像を加熱定着する定着工程
    とを含むことを特徴とする画像形成方法。
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