JP2649363B2 - 現像方法 - Google Patents

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
おいて、有機光導電性半導体よりなる有機感光体の表面
に形成された静電潜像を現像するための乾式の現像方法
に関するものである。

［発明の背景］ 一般に、電子写真法では、光導電性材料よりなる感光
層を有する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最終
的な複写画像となる。

電子写真法に用いられる感光体としてはセレン感光
体、酸化亜鉛感光体、硫化カドミウム感光体等の無機感
光体や、有機半導体よりなる有機感光体などが知られて
いるが、セレン感光体においては高温環境において結晶
化し易い等耐熱性に乏しく感度性の特性が劣化し不鮮明
な画像に堕するという問題を有する。また酸化亜鉛感光
体や硫化カドミウム感光体においては、画像露光により
感光特性が早期に劣化しやすくかぶりを発生して不鮮明
な画像となり耐久性に劣るものであり、また人体への毒
性が咎められる。

これらに対し、有機感光体は上記欠点を有さず、感膜
性が良好で構造コストが廉く、高感度、耐久性、耐熱
性、人体への毒性がない等の利点を有する好しい感光体
である。

感光体の表面に形成された静電潜像の現像に用いられ
る現像剤としては、一般に一成分現像剤と二成分現像剤
が知られている。前者の一成分現像剤は、磁性体等をバ
インダ樹脂に分散含有する磁性トナーからなり、後者の
二成分現像剤は、トナーと磁性体粒子からなるキャリア
とにより構成される。

このような現像剤を用いて現像する方法としては、一
般に磁気ブラシ法、カスケード法、ファーブラシ法、パ
ウダクラウド法、ジャンピング法、マグネドライ法等で
ある。

トナーとキャリアとよりなる二成分現像剤を用いる現
像方法においては、通常、トナーのみが消費されること
から現像剤中におけるトナー濃度が変化しやすく、その
ためトナーを適宜補給するための制御機構が必要とされ
ること、またトナーおよびキャリアが飛散しやすいため
これを防止する必要がることなどの現像剤の管理の点か
ら種々の不都合な点がある。

このような問題点を回避するため、キャリアを必要と
せずトナーのみからなる一成分現像剤が提案されてい
る。一成分現像剤を用いた磁気ブラシ法、ファーブラシ
法等の接触現像方法においては、トナーが非画像部にま
でも付着し易く、所謂かぶりを生じ易く、また現像剤に
より感光体が擦過されるため特に有機感光体においては
傷が生したりしてクリーニング不良を発生しやすい。こ
のようなかぶりを除去する現像方法として感光体表面と
現像剤を非接触に保ってトナーを飛翔させて現像するパ
ウダクラウド法やジャンピング法が提案されている。

しかしながら上記パウダクラウド法やジャンピング法
を用いれば従来のトナーを用いてもいくらかかぶり等を
改善できるものの、以下に述べるような欠点を有する。

現像剤層と感光体表面の間のギャップのために現像
電界を小さく、このために現像性すなわちトナーの潜像
に対する付着量が少なくなり画像濃度が低いという欠点
を有する。

磁性体粒子を含有する１成分磁性トナーの場合、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表面もしくは現像剤層の高さを規
制する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が、磁性トナー中の磁性体粒子は
負に、バインダ樹脂部分は正に帯電しやすく、トナー粒
子表面には、正と負の電荷が共に存在することとなり、
その結果多数回使用していると逆極性のトナーおよび弱
帯電のトナーの割合が増加して感光体表面の非画像部に
も付着しやすくなってくる。

トナー粒子表面には正及び負の電荷が存在するため
トナー粒子同志の静電気的凝集が発生し、現像剤の流動
性が著しく低下せしめ、この結果現像領域への現像剤の
搬送性が不良となって、画像濃度の低下や不均一な現像
剤層が形成されるため濃淡の激しい画像ムラを発生して
しまう。

また、現像剤の流動性が悪いために、振動電界を印加
してトナー粒子に動き易さを与えて感光体表面へ飛翔、
転移せしめようとしても充分な転移が達成されず、現像
性が低いという欠点を有する。

磁性トナー粒子中の磁性体は著しく硬いために、転
写後樹脂により形成されている軟質な有機感光体表面に
残留したトナーをクリーニングブレードにてクリーニン
グする場合、トナー粒子により感光体表面やクリーニン
グブレードが傷付きやすく、このために、傷付いた部分
へトナーが埋め込まれてフィルミングしたり、クリーニ
ングブレードを擦り抜けやすくなって、画像上に黒い点
や筋を発生するというクリーニング不良を発生してしま
う。

このような問題を解決するために、特公昭53−22447
号、特開昭53−66235号、同56−123550号、同59−34539
号及び同59−201063号等においてアミノシランカップリ
ング剤、アミノシランカップリング剤と疏水化のための
カップリング、アミンを側鎖に有するシリコーンオイル
等により処理されたシリカ微粒子を添加する試みがなさ
れているが、充分な性能を満足するのには至っていな
い。特に、湿度の影響を受けやすい高湿な環境条件下に
おいては、多数回の使用を繰り返すと摩擦帯電性の低下
及び不均一化、流動性の低下が顕著となり、また、クリ
ーニングブレードへ前記表面処理シリカ微粒子が蓄積し
て、クリーニング不良を発生してしまう。

［発明の目的］ （１）本発明は高湿な環境条件下においても有機感光体
上に形成された静電潜像を振動電界を印加せしめてトナ
ーを飛翔せしめる画像形成方法において、かぶりを発生
せず、現像性が良好で画像濃度の高い画像が得られる画
像形成方法を提供すること、（２）高シードにおいても
前記画像形成方法において磁性トナーを用いても多数回
の使用においても摩擦帯電性が安定で高く、かぶりを発
生しない耐久性に優れた画像形成方法を提供すること、
（３）高湿においても前記画像形成方法において磁性ト
ナーを使用しても流動性が良好で画像ムラを発生しない
画像形成方法を提供すること、（４）高湿においても有
機感光体へ磁性トナーを適用してもクリーニングブレー
ドにて良好に長期間クリーニングができ、鮮明な画像の
得られる画像形成方法を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記本発明の目的は、電界を現像領域に生ぜしめ、感
光体表面に形成された静電潜像を現像剤にて現像する工
程、およびクリーニング部材によるクリーニング工程を
有する画像形成方法において、前記電界が振動電界であ
り、前記感光体が有機感光体であり、前記静電潜像が負
の静電潜像であり、前記クリーニング部材がウレタンゴ
ムよりなるクリーニングブレードであり、前記現像剤が
磁性体粒子を含有する磁性トナー粒子に、アンモニウム
塩を官能基として有する下記式（Ａ）で表される構成単
位を含むポリシロキサンを表面処理してなる無機微粒子
を外添混合してなる現像剤であることを特徴とする画像
形成方法によって達成された。

式（Ａ） （ここで、R₁は水素原子、アルキル基、アリール基、ア
ルコキシ基、又は を表し、R₂は結合基又は単なる結合手を表し、 R₃、R₄及びR₅はそれぞれ水素原子、アルキル基又はアリ
ール基を表し、Ｘはハロゲン原子を表す。R₁〜R₅で表わ
される各基は置換基を有するものも含まれる。

［本発明の作用効果］ 本発明においては特定の無機微粒子を磁性トナー粒子
に外添混合せしめることにより磁性トナー粒子表面に前
記特定の無機微粒子を付着せしめて存在させる。磁性ト
ナー表面においては、部分的に露出している磁性体粒子
の部分へ前記特定の無機微粒子が付着する。これは磁性
体粒子は負帯電性を有しているため本発明の正帯電性の
特定の無機微粒子が静電気力により付着しやすいためで
ある。これによりトナー粒子表面における負帯電性サイ
トが無機微粒子の付着により高正帯電性を有することに
なるので、トナーは逆極性サイトのない、均一な高い正
帯電性を有することになる。これにより多数回の複写を
繰り返しても逆極性のトナーがないために非画像部へ付
着してかぶりを発生するすることがなく、耐久性の良好
な現像とすることができる。また単一の極性のトナーの
みであるため、現像効率が高くなり現像剤層と感光体表
面との間にギャップが存在するような現像方法において
も、良好な現像性が発揮され、高い画像濃度が得られ
る。また、トナー粒子表面において正と負の極性が共に
存在することがないためにトナー同志の静電気的凝集が
防止され、これにより流動性が良好で振動電界を印加さ
れた場合、トナー粒子は動きやすく、感光体表面に転移
しやすくなって現像性を向上できる。さらに現像領域へ
の現像剤の搬送性が良好で且つ均一な現像剤層を形成で
きるので画像濃度の低下や画像ムラを防止できる。

また、前記特定の無機微粒子はアンモニウム塩を官能
基として有するポリシロキサンを無機微粒子表面に処理
してなるものであり、アンモニウム塩官能基はアミノ基
にくらべ、イオン化により分極性が高いので正電荷密度
を有するサイトを持っているので高湿な環境条件下にお
いても高い正帯電性を付与できる。またアンモニウム塩
の構造とすることにより粘着性が小さく、感光体表面や
摩擦帯電部材へ付着性を小さいものとすることができ、
フィルミングや汚染を防止できる。またモノマーである
カップリング剤にくらべ、ポリマーであるため、無機微
粒子の表面を均一に覆うことができるため無機微粒子表
面に存在する親水性サイト及び負帯電性サイト（例えば
−OH基）が表面に残存することがなく、これにより高湿
条件下においても安定で高い正帯電性を付与できる。

さらに高湿条件下においても付着性が小さく比較的軟
質であるアンモニウム塩を官能基として有するポリシロ
キサンを処理してなる無機微粒子においては比較的フィ
ルミングしやすい有機感光体表面やクリーニングブレー
ドに対しても付着性が小さく、且つわずかに付着しても
クリーニングブレードにより容易にクリーニングするこ
とができる。また、このような特定の無機微粒子をトナ
ー表面に付着せしめてなるトナー粒子は付着性の小さい
特定の無機微粒子を介して有機感光体表面と接触するこ
ととなるため、トナーの有機感光体表面へのフィルミン
グを防止でき、またトナー粒子の感光体表面への付着力
を小さくすることができるので、感光体表面の残留トナ
ーのクリーニングブレードによるクリーニングに於い
て、従来トナーよりもクリーニング性が向上する。更に
トナー粒子表面に付着した特定の無機微粒子は、トナー
粒子の感光体表面への汚染及び汚着による表面変質を防
止できるので、耐久性のよい現像方法を提供することが
できる。

また、本発明の現像剤によれば有機感光体の表面に形
成された負の静電潜像を現像するため、生産コストが低
くてしかも毒性のないという有機感光体の利点を損なう
ことなく、当該有機感光体に形成された負の静電潜像を
かぶりの発生やクリーニング不良を伴わずに良好に現像
することができ、特に、現像剤の流動性が良好であるの
で、現像スリーブ上に均一で揃った現像剤層を形成する
ことができ、かつ振動電界の印加により容易に感光体表
面へ転移付着することができるので画像ムラの発生や、
画像濃度の低下、かぶりの発生を伴わず良好に現像する
ことができる。また、均一な帯電性の現像剤層により感
光体表面を擦過することなく現像するので解像度の優れ
た画像を提供することができる。

［発明の具体的構成］ 本発明の特定の無機微粒子に用いられるアンモニウム
塩を官能基といて有するポリシロキサンとしては、正帯
電性が高く、クリーニング不良を発生しにくいアンモニ
ウム塩基を有するジメチルポリシロキサンであることが
好ましい。アンモニウム塩基を有するジメチルポリシロ
キサンとしては一般に下記（Ａ）式で表わされる構成単
位を含むジメチルシロキサンであり、例えば（Ｂ）式の
構造式で表わされる。

（Ａ）式 （ここで、R₁は水素原子、アルキル基、アリール基、
アルコキシ基、又は を表わし、R₂は結合基（例えば、アルキレン基、アリー
レン基、アラルキレン基、−NH−、−NHCO−、あるいは
これらの基を任意に組み合わせた基等が挙げられる）、
又は単なる結合手を表わし、R₃、R₄及びR₅はそれぞれ水
素原子、アルキル基又はアリール基を表わし、Ｘはハロ
ゲン原子を表わす。R₁〜R₅で表わされる各基は置換基を
有するものも含まれる。） （Ｂ）式 （ここで、R₆及びR₇はそれぞれ水素原子、アルキル
基、アリール基又はアルコキシ基を表わし、これらの基
は置換基を有するものも含まれる。R₁〜R₅、Ｘは前記
（Ａ）式におけるR₁〜R₅、Ｘと同義である。ｍ、ｎはそ
れぞれ１以上の整数を表わす。） また、 としては具体的には下記構造式で示されるものが挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。

（６） −C₃H₆−Ｎ （CH₃）_３・Cl （７） −C₃H₆−Ｎ H₃・Cl （９） −C₂H₄−Ｎ （CH₃）_２・Cl （11） −C₃H₆−NH−CO−Ｎ H₃・Cl アンモニウム塩を官能基として有するポリシロキサン
を得る方法としては、アンモニウム塩を官能基として有
するオルガノハロゲン化シランと特にアンモニウム塩基
を有していないオルガノハロゲン化シランを用いて重合
段階で共重合せしめることにより導入する方法、オルガ
ノハロゲン化シランを用いて重合により得たポリシロキ
サンにアンモニウム塩を官能基として有する有機基によ
り一部を変性する方法等によって得ることができる。こ
こでオルガノハロゲン化シランの代わりにオルガノアル
コキシシランを用いてもよい。また、一部の化合物につ
いては市販品として入手することもできる。

アンモニウム塩を官能基として有するポリシロキサン
を表面処理するために用いら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、チタン酸カルシウム、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、三酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、炭化ケイ
素等の微粒子を挙げることができる。斯かる無機部粒子
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、3mμ〜２μｍ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流動性を向上する上で特
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−Ｏ−Si係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、ケイ酸亜鉛、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、Si O₂を85重量％以
上含むものが好ましい。

無機微粒子の表面に前記アンモニウム塩を官能基とし
て有するポリロキサンを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、例えば前記ポリ
シロキサンを溶剤に溶解した溶液中に、無機微粒子を分
散した後、濾別もしくはスプレードライ法により溶剤を
除去し、次いで加熱により乾燥および硬化せしめる方
法、あるいは流動化ベッド装置を用いて、前記ポリシロ
キサン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
皮膜を形成させる方法、等を用いることができる。

このようにして得られる特定の無機微粒子の粒径は、
その１次粒子の平均粒径が、3mμ〜２μｍ、特に5mμ〜
500μｍの範囲内のものであることが好ましい。また、B
ET法による比表面積は、20〜500m²/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帯電性が不安定とな
り、その結果耐久性が低下する場合がある。

前記特定の無機微粒子を用いて現像剤を構成する場合
には、前記特定の無機微粒子が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トナー粒子の表面に
付着された状態で含有される。

前記特定の無機微粒子の含有割合は、トナーの0.5〜
５重量％であることが好ましく、特に0.1〜２重量％で
あることが好ましい。当該特定の無機微粒子の含有割合
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、その結果トナーの摩擦帯電性が不良となって当該ト
ナーに適性な帯電量の正電荷を付与することが困難とな
り、カブリを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、当該特定の無機微粒子の一部がトナ
ー粒子から遊離した状態で存在する場合があり、その結
果遊離した特定の無機微粒子が現像器の内壁、現像スリ
ーブ、規制ブレード等に付着堆積し、結局早期にトナー
の摩擦帯電性が不良となって当該トナーに適性な帯電量
の正電荷を付与することが困難となり、カブリ、画像濃
度の低下が発生する場合がある。

本発明の現像剤は、基本的には、磁性トナー粒子と前
記特定の無機微粒子により構成される。

前記磁性トナーは、バインダー樹脂中に磁性体粒子、
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。磁性トナーの平均粒径は、通常、５〜20μｍ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
着色剤、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。

磁性トナーのバインダー樹脂としては、特に限定され
ず、従来この種の用途に用いられている樹脂を用いるこ
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樹脂、ポリ−スチレン−
ブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を
用いることができる。このうち、トナーの帯電性が安定
しているものとして、特にポリスチレン系樹脂、スチレ
ン−アクリル系共重合体、ポリエステル樹脂を好ましく
用いることができる。

磁性トナーを構成する磁性体としては、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
の強磁性を有する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。磁性体は、
平均粒径が0.1〜１μｍの粒子であることが好ましく、
斯かる小径の磁性体粒子を用いるときにはバインダー樹
脂に対して均一に分散含有させることができ、磁性トナ
ーの磁気的特性が揃ったものとなる。

斯かる磁性体の含有割合は、磁性トナーの10〜70重量
％であることが好ましく、時に20〜50重量％であること
が好ましい。当該含有割合が過小のときには、トナー飛
散が生ずる場合があり、一方、過大のときは現像剤層が
不均一となり画像ムラが発生することがある。

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、ウ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
トグリーンオクサレート、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。

荷電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、金属
錯体系染料、アンモニウム塩系化合物、アミノトリフェ
ニルメタン系染料、スチレンジメチルアミノエチルメタ
クリレート共重合体のごときＮ原子含有重合体等を用い
ることができる。

定着性向上剤としては、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン等のポリオレフィン、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、流動または固形のパラフィンワック
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。

このうち、特にポリオレフィンが好ましく、熱ローラ
定着器に適用した場合、定着性及び耐オフセット性を良
好にすることができる。

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微粒子等を用いることができる。

本発明の現像方法を適用する画像形成において、好ま
しく用いられる有機感光体は例えばアルミニウム、ステ
ンレス等よりなる導電性支持体上に有機化合物よりなる
光導電性半導体を樹脂バインダ中に分散含有させた感光
層を積層して構成される。

前記感光層としては、例えばアンスアンスロン系化合
物、ペリレン系誘導体、ビスアゾ系化合物、フタロシア
ニン系化合物等の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スチレン−メチルメタクリレー
ト共重合体、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等
のバインダ樹脂に分散含有せしめたキャリア発生層と、
例えばオキサジオアゾール誘導体、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、スチルベン誘導体、スチリルトリアリールアミン誘
導体等のキャリア発生層において発生したキャリアを輸
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
とを組み合わせてなる機能分離型の感光層を用いること
が解像度の向上、クリーニング性向上、耐久性の向上の
ために好しい。

次に以上のような現像剤を用いて静電潜像を現像する
具体的な現像プロセスについて述べる。

現像剤を現像空間に供給するための現像剤担持体（以
降「スリーブ」と称することもある）は、バイアス電圧
を印加し得る従来と同様のものを用いることができ、特
に、表面に現像剤層が担持されるスリーブの内部に複数
の磁極を有する回転磁石体が設けられている構造のもの
を好ましく用いることができる。このような現像剤担持
体においては、回転磁石体の回転によって、スリーブの
表面に担持される現像剤層が穂波状に起伏して移動する
ようになるから、新しい現像剤が次々と供給され、しか
もスリーブ表面の現像剤層に多少の層厚の不均一があっ
ても、その影響は上記穂波状の起伏によって実際上問題
とならないように十分カバーされる。そして、回転磁石
体の回転あるいはさらにスリーブの回転による現像剤の
搬送速度は、静電潜像担持体の移動速度と殆んど同じ
か、それよりも早いことが好ましい。また、回転磁石体
の回転とスリーブの回転による搬送方向は、同方向が好
ましい。同方向の方が反対方向の場合よりも画像再現性
が優れている。しかし、これらに限定されるものではな
い。

また、現像剤担持体上に担持される現像剤層はその厚
さが均一であることが好ましく、例えば現像剤担持体上
に付着した現像剤を厚さを規制するブレードによって十
分に掻き落して均一な層となることが好ましい。そし
て、現像剤担持体と静電潜像担持体との間隙は数10〜20
00μｍが好ましく、より好ましくは50〜500μｍであ
り、現像剤担持体と静電潜像担持体との間隙が数10μｍ
よりも狭くなり過ぎると、現像空間で均一に現像作用す
る磁気ブラシの穂を形成するのが困難となり、また、十
分な量のトナー粒子を現像空間に供給することもできな
くなり、結局安定した現像を行うことが困難となり、逆
に間隙が2000μｍを大きく超すようになると、対向電極
効果が低下して十分な画像濃度が得られないようにな
り、また潜像の中央部に対して輪郭部のトナー付着が多
くなるというエッジ効果も大きくなる。

また間隙と現像剤層の厚さは振動電界を与えていない
状態の下で磁気ブラシの穂が静電潜像担持体の表面に接
触せず、しかもできるだけ近接するような条件に設定す
ることが特に好ましい。これは、トナー像に磁気ブラシ
の摺擦による掃き目が生じたり、またかぶりが生じたり
することが防止されるからである。

振動電界の形成は、現像剤担持体に振動するバイアス
電圧を印加することによるのが好ましい。また、バイア
ス電圧としては、非画像部分へのトナー粒子の付着を防
止する直流電圧に、トナー粒子同志を離れ易くするため
の交流電圧を重畳した電圧を用いることが好ましい。

本発明の現像方法において現像工程を遂行するために
用いることができる具体的な装置の一例を第１図に示
す。第１図において、１は有機半導体等の感光体よりな
るドラム状の静電潜像担持体であって、矢印方向に回転
し、図示せざる帯電露光装置によって表面に静電潜像が
形成される。２はアルミニウム等の非磁性材料からなる
スリーブ、３はスリーブ２の内部に設けられた複数のN,
S磁性を周に沿って有する磁石体で、スリーブ２と磁石
体３とで現像剤担持体が構成されている。これらスリー
ブ２と磁石体３とは相対的に回転可能であり、図の例で
はスリーブ２が矢印方向に回転され、磁石体３は固定さ
れている。磁石体３のN,S磁極は通常500〜1500ガウスの
磁束密度に磁化されており、その磁気力によってスリー
ブ２の表面にブラシ状に林立した穂よりもなる現像剤Ｄ
の層即ち磁気ブラシを形成する。４は磁気フラシの高
さ、量を規制する磁性または非磁性体からなる規制ブレ
ード、５は現像空間Ａを通過した磁気ブラシをスリーブ
２上から除去するクリーニングブレードである。スリー
ブ２の表面は現像剤溜り６において現像剤Ｄと接触する
からそれによって現像剤Ｄの供給が行われることにな
り、７は現像剤溜り６の現像剤Ｄを撹拌して成分を均一
にする撹拌スクリューである。現像剤溜り６の現像剤Ｄ
には現像に伴い消費されるトナー粒子がトナーホッパ８
のトナー粒子Ｔから適宜補給される。９は現像剤溜り６
にトナー粒子を落す表面に凹部を有する供給ローラであ
る。10は保護抵抗11を介してスリーブ２にバイアス電圧
を印加するバイアス電源である。このバイアス電源10に
よって振動する交流成分を有したバイアス電圧が接地し
た静電潜像担持体１の基体1aとスリーブ２との間に印加
されている。このバイアス電圧は、例えば直流電圧と交
流電圧の重量電圧が用いられ、直流成分がかぶりの発生
を防止し、交流成分が磁気ブラシに振動を与えて現像効
果を向上する。この直流電圧成分には通常非画像部電位
と略等しいか或いはそれよりも高い例えば50〜600Vの電
圧が用いられ、交流電圧成分には周波数が100Hz〜10kH
z、好ましくは１〜5kHzで100V〜5KVの電圧が用いられ
る。なお、直流電圧成分は、トナー粒子が磁性体を含有
している場合は、非画像電位より低くてもよい。交流電
圧成分の周波数が低過ぎると、振動を与える効果が小さ
くなり、高過ぎても電界の振動に現像剤が追従できなく
なって画像濃度が低下し、鮮明な高画質画像が得られな
くなるという傾向が現われる。また、交流電圧成分の電
圧は、周波数にも関係するが、高い程磁気ブラシを振動
させるようになってそれだけ効果を増すことになるが、
高過ぎるとかぶりが生じ易く、落雷現像のような絶縁破
壊も起り易くなるので好ましくない。

以上のような装置において、スリーブ２の静電荷像担
持体１との間隙が数10〜2000μｍの範囲にあるように設
定して、静電潜像担持体１上の潜像の現像を行うと、ス
リーブ２の表面に形成された磁気ブラシは、スリーブ２
の回転に伴ってその表面の磁束密度が変化するから、振
動しながらスリーブ２上を移動するようになり、それに
よって静電潜像担持体１との間隙を安定して円滑に通過
し、その際静電潜像担持体１の表面に対し、均一な現像
効果を与えることになって、安定して高い画像濃度の画
像を可能にする。

以上、第１図によって本発明の現像方法に用いること
ができる装置の一例について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではない。例えば現像剤担持体と静電
潜像担持体との間の現像領域周辺に電極ワイヤを数本張
設して、それに振動する電圧を印加するようにしても磁
気ブラシに振動を与えて現像効果を向上させることがで
きる。その場合も、現像剤担持体には直流バイアス電圧
を印加し、あるいは、異なった振動数の振動電圧を印加
するようにしてもよい。また、本発明の現像方法は反転
現像などにも同様に適用できる。その場合、直流電圧成
分は静電潜像担持体の非画像背景部における受容電位と
略等しい電圧に設定される。さらに、本発明の現像方法
は現像の対象となる像が磁気潜像である場合にも適応す
ることが可能である。

また、第２図に本発明の現像方法を適用した画像形成
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。

１は静電潜像を形成するための有機感光体であり、こ
の有機感光体１は回転ドラム状の形態を有している。こ
の有機感光体１の周囲には、その回転方向上流側から下
流側に向って、順に、コロナ帯電器21、露光光学系22、
現像器23、静電転写器24、分離器25、ブレード式クリー
ニング器26が配置されている。

以上の装置においては、コロナ帯電器21により有機感
光体１の被現像面が一様な電位に帯電され、次いで露光
光学系22により像様露光されて有機感光体１の被現像面
に原稿に対応した静電潜像が形成される。そして現像器
23により上記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。有機感光体１のトナー画像は静電
転写器24により転写紙28に静電転写され、そして転写紙
22上のトナー画像は熱ローラ定着器27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24を通過
した有機感光体１は、ブレード式クリーニング器26によ
りその表面が摺擦されることにより表面に残留していた
トナーが掻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21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、本発明の具合的実施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。

（バインダー樹脂の製造） （１）ビニル系重合体Ａの製造 スチレン 83.5部 ブチルアクリレート 15 部 ジビニルベンゼン 1.5部 過酸化ベンゾイル ５ 部 撹拌器、温度計および窒素導入管を備えた４つ口フラ
スコに、２重量％のリン酸三カルシウムと0.2重量％の
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムとを含む水600m
lを入れ、、窒素導入管を介して反応容器内を窒素ガス
雰囲気とした上、上記組成物200gを室温で撹拌下に添加
して懸濁させ、次に温度30℃に昇温して約８時間反応さ
せた。反応終了後、系を冷却し、塩酸を加えて濾過およ
び洗浄を繰返すことにより、燐酸三カルシウムおよびド
デシルベンゼンスルホン酸ソーダを除去した上で乾燥す
ることにより、非線状ビニル系重合体を得た。これをビ
ニル系重合体Ａとする。

このビニル系重合体Ａの軟化点T spは131℃、ガラス
転移点Tgは65℃であった。

（２）ビニル系重合体Ｂの製造 スチレン 74.5部 α−メチルスチレン 3.5部 ｎ−ブチルアクリレート 20 部 ジビニルベンゼン ２ 部 アゾビスイソブチロニトリル ４ 部 上記組成物を用いた他はビニル系重合体Ａと同様にし
て非線状ビニル系重合体を得た。これをビニル系重合体
Ｂとする。

このビニル系重合体Ｂの軟化点をT spは128℃、ガラ
ス転移点Tgは62℃であった。

（トナーの製造） （１）磁性トナーT1 「ビニル系重合体Ａ」60重量部と、磁性体「BL−50
0」（チタン工業社製）35重量部と、ポリプロピレン
「ビスコール 660P」（三洋化成工業社製）３重量部、
「ニグロシンSO」（オリエント化学工業社製）、２重量
部とをＶ型ブレンダにより混合した後、二本ロールによ
り鎔融混練し、その後冷却し、ハンマミルにより粗粉砕
し、さらにジェットミルにより微粉砕し、次いで風力分
級機により分級し、平均粒径は11.0μｍ、軟化点135℃
のトナーを得た。これを「磁性トナーT1」とする。

（２）磁性トナーT2 磁性トナーT1の像において、「ビニル系重合体Ａ」60
重量部及びポリプロピレン３重量部の代りに、「ビニル
系重合体Ｂ」58重量部及びポリエチレン「三井ハイワッ
クス 400P」３重量部を用いたほかは同様にして、平均
粒径が10.5μｍ、軟化点133℃のトナーを得た。これを
「磁性トナーT2」とする。

（３）磁性トナーT3 磁性トナーT1の製造において、ビニル系重合体A60重
量部及びポリプロピレン３重量部の代りに、ビニル系重
合体B53重量部及び「ポリエステルP3」８重量部を用い
たほかは同様にして、軟化点128℃、平均粒径が11.3μ
ｍのトナーを得た。これを「磁性トナーT3」とする。

（無機微粒子の製造） （１）無機微粒子Ａ（本発明用） その構成単位として、下記に示すアンモニウム塩を官
能基として有するポリシロキサンをキシレンに溶解し
て、処理液を調製した。

次に、シリカ微粒子「アエロジル 200」（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、上記のポリシロキサンが５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、撹拌しながら
温度200℃にて５時間間にわたり溶剤であるキシレンを
除去し、これによりアンモニウム塩を官能基として有す
るポリシロキサンを表面処理してなる無機微粒子を得
た。これを「無機微粒子Ａ」とする。この無機微粒子Ａ
は、１次粒子の平均粒径が12mμ、BET法による比表面積
が115m²/gであった。

（２）無機微粒子Ｂ（本発明用） その構成単位として、下記に示すアンモニウム塩を官
能基として有するポリシロキサンをキシレンに溶解し
て、処理液を調製した。

次にシリカ微粒子「アエロジル 300」（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、上記ポリシロキサンが17重量％となるような割合で
噴霧したほかは、無機微粒子Ａの製造と同様に処理して
表面処理無機微粒子を得た。これを「無機微粒子Ｂ」と
する。この無機微粒子Ｂは、１次粒子の平均粒径が7m
μ、BET法による比表面積が126m²/gであった。

（３）無機微粒子Ｃ（本発明用） 下記に示すアンモニウム塩を官能基として有するポリ
シロキサンをキシレンに溶解して、処理液を調製した。

次に、シリカ微粒子「アエロジル 200」（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、上記のポリシロキサンが10重量％となるような割合
で噴霧したほかは、無機微粒子Ａの製造と同様の処理し
て表面処理無機微粒子を得た。これを「無機微粒子Ｃ」
とする。この無機微粒子Ｃは、１次粒子の平均粒径が12
mμ、BET法による比表面積が93m²/gであった。

（４）無機微粒子Ｄ（比較用） シリカ微粒子「アエロジル 200」（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、アミノ基含有シリコー
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1200cps、アミノ当量3500）を、当該アミノ基含有シ
リコーンオイルが2.0重量％となるような割合噴霧しな
がら高速で撹拌処理し、次いで温度150℃で乾燥し、当
該アミノ基含有シリコーンオイルにより表面が処理され
た比較用の無機微粒子を得た。これを「無機微粒子Ｄ」
とする。

（５）無機微粒子Ｅ（比較用） シリカ微粒子「アエロジル 200」（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、アミノ基含有シランカ
ップリング剤であるγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ランをアルコールに溶解した溶液を、当該アミノ基含有
シランカップリング剤が5.0重量％となるような割合で
噴霧しながら高速で撹拌処理し、次いで温度120℃で乾
燥し、当該アミノ基含有シランカップリング剤により表
面が処理された比較用の無機微粒子を得た。これを「無
機微粒子Ｅ」とする。

（現像剤の調整） 前記磁性トナーに前記無機微粒子を第１表の割合で加
え、これらをヘンシェルミキサーにより混合することに
より磁性トナー粒子の表面に前記特定の無機微粒子を付
着させて本発明の現像剤１〜４及び比較現像剤１〜２を
得た。

（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誘導体
を用いて形成された負帯電性２層構造の感光層を、回転
ドラム状のアルミニウム製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P1」
とする。

（２）有機潜像担持体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P2」とする。

（３）有機潜像担持体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P3」とす
る。

＜実写テスト＞ 負電荷潜像を形成するための有機潜像担持体、第１図
に示す現像器、コロナ放電を生じさせるコロナ転写器、
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、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「KE−1300RTV」
（信越化学工業社製）により形成されたバックアップロ
ーラよりなる熱ローラ定着器とを具えてなる電子写真複
写機「Ｕ−B ix1200」（小西六写真工業社製）の改造機
を用い、相対湿度80％の高湿環境条件下において、15万
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。なお感光体は８万回
において交換した。

各実施例および比較例において、用いた現像剤及び感
光体は前記第１表に示す通りである。

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−800V、現像スリーブ
に印加した直流バイアス電圧は−150V、交流バイアス0.
5〜2KV（2kHz）の現像空間における感光体と現像スリー
ブとの間隙（D sd）は400μｍ、規制ブレードの先端の
現像スリーブとの間の距離（H cut）は300μｍ、磁石体
は固定型で現像スリーブの表面における磁束密度は800
ガウスである。なお、比較例−３においては振動電界を
印加せず、H cut:420μｍとして接触現像とした。

結果を後記第２表に示す。

かぶり 「サクラデンシトメータ」（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「△」とい、0.03以上
の場合を「×」とした。

画像濃度低下 「サクラデンシトメータ」（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、画像濃度が1.0以下になった複写回
数でもって示した。

画質 複写画像を、画像むら、鮮明性の２つの観点から目視
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。

クリーニング性 画像の形成を繰返して行った後、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、有機潜像担持体の表面への付着
物及び傷の有無により判定した。評価は、付着物もしく
は傷がほとんど認められず良好かつ鮮明な画像である場
合を「○」、若干認められるが実用レベルにある場合を
「△」、付着物もしくは傷が多く認められ画像に黒点や
黒筋が認められ実用的には問題のある場合を「×」とし
た。

現像剤の流動性 現像器内の現像剤を目視により観察し、その流動性が
良好なものを「○」とし、良好とはいえないが実用レベ
ルにあるものを「△」とし、実用的には問題のあるもの
を「×」とした。

解像度 JIS Ｚ 4916に倣い、グレイドとして1mm当り等間隔
の横線を4.0本、5.0本、6.3本、8.0本設けたチャートを
使用し、横線の判別できるグレイドを解像度として表示
した。

耐久性 鮮明な画像の得られる複写回数でもって示した。

第２表の結果からもわかるように本発明の現像方法に
よる実施例１〜４においては、高温高湿な環境条件下に
おいても、振動電界を印加した現像法により有機潜像担
持体に形成された負電荷潜像をかぶり、画像むら、画像
濃度の低下を伴わず、鮮明度、解像度の良好な現像を行
うことができ、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
グすることができてクリーニング不良を発生せず、15万
回にわたる画像形成プロセスを遂行しても、鮮明な画像
を形成することができ、耐久性に優れていた。またオフ
セットを発生せず定着性も良好な画像を得ることができ
る。

以上の実施例に比べ比較例は実用面で甚だ問題が多い
ことは第２表から明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を遂行するに用いることのできる静電
潜像現像装置の１例を示す断面図、第２図は本発明の現
像方法を適用しうる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断面図
である。 １……静電潜像担持体 ２……現像剤担持体（スリーブ） ３……磁石体、４……規制ブレード ５……クリーニングブレード、６……現像剤溜り 10……バイアス電源、21……コロナ帯電器 22……露光光学系、23……現像器 24……静電転写器、25……分離器 26……ブレード式クリーニング器 27……熱ローラ定着器、28……転写紙

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電界を現像領域に生ぜしめ、感光体表面に
   形成された静電潜像を現像剤にて現像する工程、および
   クリーニング部材によるクリーニング工程を有する画像
   形成方法において、前記電界が振動電界であり、前記感
   光体が有機感光体であり、前記静電潜像が負の静電潜像
   であり、前記クリーニング部材がウレタンゴムよりなる
   クリーニングブレードであり、前記現像剤が磁性体粒子
   を含有する磁性トナー粒子に、アンモニウム塩を官能基
   として有する下記式（Ａ）で表される構成単位を含むポ
   リシロキサンを表面処理してなる無機微粒子を外添混合
   してなる現像剤であることを特徴とする画像形成方法。 式（Ａ） （ここで、R₁は水素原子、アルキル基、アリール基、ア
   ルコキシ基、又は を表し、R₂は結合基又は単なる結合手を表し、 R₃、R₄及びR₅はそれぞれ水素原子、アルキル基又はアリ
   ール基を表し、Ｘはハロゲン原子を表す。R₁〜R₅で表わ
   される各基は置換基を有するものも含まれる。）
2. 【請求項２】前記無機微粒子がシリカ微粒子であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成方
   法。