JP2922050B2 - 静電潜像用現像剤、画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真、静電記録、
静電印刷などでの現像プロセスで用いられる静電潜像用
現像剤、およびこれを用いた画像形成方法、画像形成方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｃ．Ｆ．カールソンによる電子写真法の
発明（米国特許第２，２９７，６９１号明細書）以来、
各種の２成分方式の現像剤が提案されており（米国特許
第２，６１８，５５１号明細書、同第２，６１８，５２
２号明細書、同第２，５７３，８８１号明細書、同第
２，６３８，４１６号明細書）、また、磁気ブラシ現像
法の発明（米国特許第２，７８６，４３９号明細書）後
に、二成分現像剤のキャリアに樹脂コートを施し、帯電
特性、トナー飛散および耐湿性を改善する試みがなされ
てきた。

【０００３】二成分現像剤はトナーとキャリアとの二成
分系からなり、キャリアがトナーを帯電せしめて現像ゾ
ーンに搬送し、トナーのみが静電潜像上に付着して現像
されて可視像が形成される。

【０００４】代表的なキャリア（ノンコートキャリア）
は、鉄、マグネタイト、フェライト等の磁性体粒子から
なる。この磁性粉体キャリアは、構造が簡単で耐久性は
良好であるが、電気抵抗が比較的小さいためトナーの帯
電不良を起こしやすく、トナーの機内飛散やカブリが発
生しやすい。また、重量が大きいため、現像器内での撹
拌による衝撃により、トナー成分がキャリアに付着して
スペントを生じやすいという問題があった。

【０００５】スペントが生じると、キャリアの帯電能力
が低下し、カブリの発生、画像濃度の低下等、画質に対
して悪影響を与える。このため、現像剤の寿命が短くな
り、定期的な現像剤の交換は避けられない。

【０００６】一方、磁性粒子の表面を樹脂などでコーテ
ィングした磁性粉体キャリア（コートキャリア）は、抵
抗が高くなることから、トナーの帯電性が良好となり、
トナーの機内飛散やカブリを防止することができる。し
かし、繰返し使用につれてコーティングが剥離してくる
ことは避けられず、その場合には、機内飛散やカブリが
生じる。特に、現像ユニットをコンパクト化した小型機
においては、トナーとの混合撹拌時に大きな剪断力が掛
かることから、コーティングが剥離して耐久性を劣化し
やすい。

【０００７】磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散し
た小径の磁性樹脂キャリアも知られており（特開昭４７
−１３９５４号公報、同４９−５１９５０号公報、同５
０−２５４３号公報）、樹脂により高抵抗化されるた
め、トナーへの帯電付与特性は優れている。また、樹脂
キャリアを用いることにより、キャリアに掛かるストレ
スが弱くなり、現像剤寿命が長くなるという報告もある
（「新しいプロセスと現像材料を用いた高画質の普通紙
複写機」（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒ
ｅｐｏｒｔ，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．４，Ａｕｇ．，（１
９８２））。しかし、磁性樹脂キャリアは、比重（真密
度）が小さいため、現像時にトナーとともに感光体上に
付着・移送され、いわゆる“キャリア引き”を生じやす
い。

【０００８】さらに、バインダ樹脂中に磁性微粉末を分
散させてなる磁性樹脂キャリアと、強磁性体粒子からな
る磁性粉体キャリアと、絶縁性トナーとを組み合わせて
現像剤とすることにより、ソフトな穂の磁気ブラシを形
成するとともに、磁性粉体キャリアの凝集を防止するこ
とが報告されている（特開昭５９−１９２２６２号公
報）。しかし、トナーとしては通常の絶縁性トナーを使
用しているため、連続プリントによりスペントの発生お
よびそれによる画像劣化が生じる。

【０００９】なお、トナー、キャリア以外の第３物質を
添加することでキャリア劣化を防止することが提案され
ているが（電子写真学会誌第２３巻、第１号、１９８４
年；ＰＦＰ方式とコピー画像の高品質化、墨田誠）、こ
の場合も第３物質が現像されるため、得られる画像濃度
を一定にするのが困難である。

【００１０】一方、従来のＳｅ系感光体、有機光半導体
に加え、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系の感光層
を用いた感光体が近年注目されている。ａ−Ｓｉ系感光
体は、Ｓｅ系感光体に比べて安全性の点で問題がなく、
また、耐久性に優れ、装置ユニットよりも高寿命であ
る。しかし一方において、ａ−Ｓｉ系感光体は、長期使
用により、電荷がリークしやすくなり、いわゆる“像流
れ”を発生する傾向がある。

【００１１】このような像流れ対策として研磨材を使用
することは古くから知られており、例えば、チタン酸ス
トロンチウム微粒子の現像剤中への添加（特開昭６１−
２７８８６１号公報）、モース硬度が２．５〜７．０の
クリーニング部材の使用（特開昭５９−８８７７６号公
報）、ａ−Ｓｉドラム表面層と同程度の研磨材および微
粒子を用いる方法（特開昭６３−２９７５９号公報）な
どが提案されており、また、アルカリ土類金属、炭酸塩
等がａ−Ｓｉ系感光体の像流れに有効であることが報告
されている（特開昭６１−２３１５６４号公報）。

【００１２】しかしながら、上記の研磨方法はいずれも
研磨力が弱く、ａ−Ｓｉ系感光体の像流れ防止効果が不
十分である。また、研磨力を大きくしようとすると、画
像形成装置は大型になり、小型機には採用できなかっ
た。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、キャリアの
スペント発生を防止し、安定して画像形成が可能な現像
剤および画像形成方法、画像形成装置を提供するもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の静電潜像用現像
剤は、（ａ） 磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散
した磁性樹脂キャリアと、（ｂ） 実質上磁性粒子その
ものからなる磁性粉体キャリアと、（ｃ） 表面に研磨
材微粒子が固着された研磨性トナーとを含有することを
特徴とする。

【００１５】また、本発明の画像形成方法は、アモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓｉ）系感光層を有するａ−Ｓｉ系
感光体を搬送しつつ、該感光層上に静電潜像を形成し、
該静電潜像を （ａ） 磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散した磁
性樹脂キャリアと、 （ｂ） 実質上磁性粒子そのものからなる磁性粉体キャ
リアと、 （ｃ） 表面に研磨材微粒子が固着された研磨性トナー とを含有する静電潜像現像剤で現像し、ついで感光体の
表面上でトナー像を形成する研磨性トナーを転写した
後、搬送されてくる感光体上に残存する一部未転写の研
磨性トナーに対して圧接部材を圧接し、研磨性トナーの
研磨力と圧接部材の圧接力によりａ−Ｓｉ系感光体の表
面を研磨することを特徴とする。さらに本発明の画像形
成装置は、静電潜像が形成され搬送されるａ−Ｓｉ系感
光体の周囲に、搬送方向の上流側から下流側に向かっ
て、 （ａ） 磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散した磁
性樹脂キャリアと、 （ｂ） 実質上磁性粒子そのものからなる磁性粉体キャ
リアと、 （ｃ） 表面に研磨材微粒子が固着された研磨性トナー とを含有する静電潜像現像剤を感光体表面に供給して現
像する現像部材と、現像された感光体上の研磨性トナー
を転写する転写部材と、転写後に感光体上に残存する研
磨性トナーに対して圧接され、研磨性トナーにより感光
体表面を研磨する圧接部材とを順次配設したことを特徴
とする。

【００１６】上記の現像剤によりａ−Ｓｉ系感光層上に
トナー像を形成し、ついでトナー像を被転写材に転写
し、一部未転写のトナーが残存する感光体表面に圧接部
材を圧接し、残存するトナーで感光体表面を研磨するこ
とができ、いっそう研磨効果が向上する。

【００１７】

【発明の実施態様】本発明の現像剤では、キャリアとし
て（ａ）磁性樹脂キャリアと（ｂ）磁性粉体キャリアと
を併用する。

【００１８】（ａ）磁性樹脂キャリアは、磁性体微粒子
をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリア
表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させた
り、表面コーティング層を設けることもできる。（ａ）
磁性樹脂キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹
脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類に
よって制御することができる。

【００１９】磁性樹脂キャリアに用いられるバインダー
樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル
系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオ
レフィン系樹脂など熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の
硬化性樹脂が例示される。

【００２０】磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガ
ンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍ
ｎ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｃｕ等）を一種または二種以上含有す
るスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネ
トプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄
や合金の粒子を用いることができる。その形状は、粒
状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を
要する場合には、鉄等の強磁性微粒子を用いることが好
ましい。また、化学的な安定性を考慮すると、マグネタ
イト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウ
ムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの
強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の
種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化
を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体
微粒子は磁性樹脂キャリア中に５０〜９０重量％の量で
添加することが適当である。

【００２１】このような磁性樹脂キャリアは、例えば以
下の方法により製造することができる。 （１） 磁性体微粒子と絶縁性バインダー樹脂とを溶融
混合したのち、冷却して微粉砕する。

【００２２】（２） 磁性体微粒子と絶縁性バインダー
樹脂との溶融混合物を噴霧する溶融スプレードライ法。 （３） 磁性体微粒子の存在下に、水性媒体中でモノマ
ーないしプレポリマーを反応・硬化させ、縮合型バイン
ダー中に磁性体微粒子が分散された磁性樹脂キャリアを
製造する方法。

【００２３】また、得られたキャリア粒子の表面に正ま
たは負帯電性の微粒子あるいは導電性微粒子を固着して
表面改質したり、樹脂をコーティングして磁性樹脂キャ
リアの帯電性を制御することもできる。

【００２４】表面コート材としては、シリコーン樹脂、
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いら
れ、これら樹脂を表面にコートし硬化させてコート層を
形成することにより、帯電付与能力を向上させることが
できる。

【００２５】磁性樹脂キャリアの表面への帯電性微粒子
あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャ
リアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面
にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力
を与え微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むようにし
て固定することにより行なわれる。この場合、微粒子
は、磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではな
く、その一部を磁性樹脂キャリア表面から突き出すよう
にして固定される。この固定方法は、後述のトナーに対
する研磨材微粒子の固着方法と同じである。

【００２６】帯電性微粒子としては、有機、無機の絶縁
性材料が用いられる。具体的には、有機系としては、ポ
リスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種
アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶
縁性微粒子を用いることができ、帯電レベルおよび極性
については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望
するレベルの帯電および極性を得ることができる。

【００２７】また、無機系としては、シリカ、二酸化チ
タン等の負帯電性の無機微粒子や、アルミナ等の正帯電
性の無機微粒子などが用いられる。導電性微粒子として
は、カーボンブラック、酸化スズ、導電性酸化チタン
（酸化チタンに導電性材料をコーティングしたもの）、
炭化ケイ素などが用いられ、空気中の酸素による酸化に
よって導電性を失なわないものが望ましい。

【００２８】磁性樹脂キャリアの平均粒度は１０〜１０
０μｍが好適であり、好ましくは２０〜８０μｍ、さら
に好ましくは３０〜７０μｍである。

【００２９】（ｂ）磁性粉体キャリアとしては、前述の
磁性微粒子と同様に、鉄、マグネタイト、フェライト等
の磁性粉体が用いられる。特にフェライト系キャリア
は、表面が極めて硬く、研磨性トナーによってもそれ自
体は研磨されることがない。また、磁性粉体キャリアと
しては、磁性粉体をそのまま用いるノンコートキャリア
が耐久安定性の点で好ましいが、磁性粉体を樹脂でコー
トしたコートキャリアを用いることもできる。

【００３０】磁性粉体キャリアの平均粒度は１０〜１０
０μｍが好適であり、好ましくは２０〜８０μｍ、さら
に好ましくは３０〜７０μｍである。本発明では、磁性
樹脂キャリアと磁性粉体キャリアとを併用するが、両者
は機能分離されている。すなわち、磁性樹脂キャリア
は、主としてトナー粒子への電荷賦与（帯電）作用を行
なう。また、磁性粉体キャリアは、現像剤の搬送、混合
機能を受けもつ。

【００３１】磁性樹脂キャリアは、真比重、見掛け比重
が共に磁性粉体キャリアと比べて小さいため、単位重量
当たりの表面積が大きく、少量でもトナー粒子への帯電
賦与能力が大きい。また、混合、撹拌時に大きな剪断力
が掛かる小型プリンターの現像器においても、スペント
の発生が少なく、磁性粉体キャリアの撹拌時の衝撃も緩
和できる。さらに、磁性樹脂キャリアは、表面コーティ
ング等の表面処理がしてあっても、撹拌時のストレスが
比較的小さいため、研磨性トナーによっても表面コーテ
ィング材（表面処理材）が研磨、剥離されにくい。そこ
で、樹脂キャリア中に帯電制御剤を加えることによって
表面状態をコントロールすることの外に、表面コートお
よび表面処理を施すことによっても、トナーに一定の電
荷を安定して付与することができる。

【００３２】一方、磁性粉体キャリアを用いることによ
り、磁性樹脂キャリアの“キャリア引き”を防止でき
る。磁性樹脂キャリアを単独で用いた場合は、比重が小
さく、しかも重量当たりの電荷（比電荷Ｑ／Ｍ）が大き
く、磁力が比較的弱いため、“キャリア引き”を生じや
すい。特に、磁性樹脂キャリアの特長を生かすために
は、その粒度を小径（例えば１００μｍ以下）に設定す
ることが望ましいが、粒度を小さくすると“キャリア引
き”がいっそう生じやすくなる。磁性樹脂キャリアの粒
度が大きくなると、画質が粗くなり、トナー濃度を一定
以上に上げられなくなる。これに対し、強磁性体のもつ
磁気特性がそのまま反映される磁性粉体キャリアを併用
すると、スリーブからの穂立ちが、磁性粉体キャリアを
中心とした穂立ちとなり、現像ゾーンから離れる時に、
磁性樹脂キャリアが磁性粉体キャリアに吸い寄せられ、
磁性樹脂キャリアがトナーとともに感光体に移行するこ
とがない。

【００３３】磁性樹脂キャリアと磁性粉体キャリアとの
混合比は、トナーの帯電レベルに応じて決定される。す
なわち、トナーの帯電レベルが低い場合は、トナーと逆
帯電性の磁性樹脂キャリアの比率を上げることで、現像
剤全体としてのＱ／Ｍをコントロールできる。（ａ）磁
性樹脂キャリアと（ｂ）磁性粉体キャリアとの混合比
は、重量比で（ａ）／（ｂ）＝５〜７５／９５〜２５の
範囲が好ましく、より好ましくは５〜５０／９５〜５０
である。なお、磁性樹脂キャリアのみからなるキャリア
系を構成すると、キャリア引きが発生し画像に白ぬけを
生じる。

【００３４】図１は本発明のトナーのモデル図であり、
トナー１１はトナー母粒子１３の表面に研磨材微粒子１
５が固定されて形成されている。

【００３５】トナー母粒子１３の表面への研磨材微粒子
１５の固着は、例えば、トナー母粒子１３と研磨材微粒
子１５とを均一混合し、トナー母粒子１３の表面に研磨
材微粒子１５を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を
与え研磨材微粒子１５をトナー母粒子１３中に打ち込む
ようにして固定することにより行なわれる。研磨材微粒
子１５は、トナー母粒子１３中に完全に埋設されるので
はなく、その一部をトナー母粒子１３から突き出すよう
にして固定される。

【００３６】このような研磨材微粒子１５の固着装置
は、表面改質装置ないしはシステムとして市販されてお
り、その一例を挙げれば以下の通りである。 （１） 乾式メカノケミカル法： メカノケミカル（岡田精工（株）） メカノフュージョンシステム（ホソカワミクロン
（株））

【００３７】（２） 高速気流中衝撃法： ハイブリダイゼーションシステム（（株）奈良機械製作
所） クリプトロンシステム（川崎重工業（株））

【００３８】（３） 湿式法： ディスパーコート（日清製粉（株）） コートマイザー（フロイント産業（株））

【００３９】（４） 熱処理法： サーフュージング（日本ニューマチック工業（株）） （５） その他： スプレードライ（大川原化工機（株））

【００４０】研磨材微粒子１５としては、硬度が大きな
微粒子、例えばアルミナ、ジルコニア等の金属酸化物な
どの微粒子を用いる。また、表面保護層２１としてＳｉ
Ｃを設けたａ−Ｓｉ系感光体への適用を考えると、Ｓｉ
Ｃ層のモース硬度が８程度であるので、モース硬度が８
以上、好ましくは８〜９の微粒子が好ましい。

【００４１】研磨材微粒子１５の大きさは、トナー母粒
子３３の平均粒径をＤ、研磨材微粒子の平均粒径をｄと
すると、Ｄ／ｄ＝１０〜５０が好ましく、より好ましく
は１０〜４０の範囲である。これにより、研磨材微粒子
１５がトナー母粒子１３の表面にしっかりと固定され、
また、研磨材微粒子１５による研磨効果が大きくなる。

【００４２】なお、研磨材微粒子１５は、帯電調整や疎
水化の目的で、その表面に表面処理を施してもよい。ま
た、流動性等を調整する目的で、他の微粒子を併用して
もよい。

【００４３】トナー母粒子１３としては、従来のトナー
自体と同様の構成のものが用いられ、例えば、バインダ
ー樹脂、着色剤、荷電制御剤、オフセット防止剤などを
配合することができる。また、磁性体を添加して磁性ト
ナーとすることもできる。バインダー樹脂としては、ス
チレン・アクリル共重合物等のポリスチレン系樹脂に代
表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂などが用い
られる。

【００４４】着色剤としてはカーボンブラックをはじめ
各種の顔料、染料が；荷電制御剤としては第４級アンモ
ニウム化合物、ニグロシン、ニグロシン塩基、クリスタ
ルバイオレット、トリフェニルメタン化合物等が；オフ
セット防止剤、定着向上助剤としては低分子量ポリプロ
ピレン、低分子ポリエチレンあるいはその変性物等のオ
レフィンワックス；磁性体としてはマグネタイト、フェ
ライトなどが使用できる。

【００４５】本発明のトナー母粒子は、常法により、例
えば２軸押出機、ニーダ等で各成分を溶融混練後、ジェ
ットミル等で粉砕し、分級することにより得られる。ト
ナーの平均粒径は一般に２０μｍ以下が好ましく、より
好ましくは１５μｍ以下である。

【００４６】このようなトナー１１を用いると、現像剤
の撹拌、混合時に、トナー１１が磁性粉体キャリアの表
面を研磨し、粉体キャリア表面に融着したスペント物を
研磨除去する。したがって、スペントは一定量以上、堆
積、成長することがなく、長期間にわたって安定した画
像品質が得られる。

【００４７】スペントは、抵抗値と全炭素質から両方の
キャリアに対するスペント量が定量される。また、樹脂
キャリアの使用樹脂が溶剤不溶の場合は、「磁気ブラシ
現像機の検討」、有村孝文、電子写真学会誌、第９巻、
第２号（１９８１）に記載の方法によっても測定でき
る。さらに、キャリア中の特定の元素の定量によって
も、測定精度を向上させることができる。

【００４８】また、同時に、上記のようなトナー１１を
用いて画像形成を行なうと、現像時、クリーニング時の
ようにトナー１１が感光体の表面層と接触、摩擦する際
に、感光体表面を効果的に研磨し、ＳｉＣ層を表面層と
するａ−Ｓｉ系感光体に効果的である。

【００４９】図２は、ａ−Ｓｉ系の感光体２１の感光層
の層構成を示す断面図である。導電性基体２３上には、
Ｓｉ：Ｇｅ：Ｈ等からなる光吸収層２５、Ｓｉ：Ｈ：
Ｂ：Ｏ等からなるキャリア注入阻止層２７、Ｓｉ：Ｈ等
からなるキャリア励起・輸送層２９（光導電層）、表面
保護層３１が順次積層されている。

【００５０】表面保護層３１は、代表的にはＳｉＣから
形成されている。このＳｉＣ層（表面保護層３１）は平
滑でなく、微小な突起物（コーン）が数多く存在し、ま
た、親水性が強く、コロナ放電によって生じるイオン生
成物が付着する。したがって、連続プリントを重ねた
り、高湿条件下でプリントを開始すると、トナーの感
光体ドラムへの付着およびトナーフィルミングの発生、
イオン生成物として硝酸アンモニウム等の親水性化合
物の付着などが起こり、感光体の電荷がリークし、いわ
ゆる“像流れ”が発生する。しかも、これらの生成物
は、表面保護層３１であるＳｉＣ層の微小突起物と微小
突起物との間に溜る傾向が強く、通常のクリーニングで
は“像流れ”を防止できない。

【００５１】これに対して、本発明の研磨性トナーは、
研磨材微粒子１５により、微小突起物の先を研磨して感
光体表面を平滑化するとともに、同時に微小突起物と微
小突起物の間に堆積したイオン生成物を取り除いて像流
れを防止し、この結果、現像安定性も確保される。しか
も、このような効果を有する本発明のトナーは、クリー
ニングブレード、摺擦ローラ等で研磨された場合でも、
ａ−Ｓｉ感光体表面に大きな傷を付けることがない。

【００５２】次に、本発明のトナーを用いた画像形成方
法について、図３に沿って説明する。図３は、摺擦ロー
ラ（圧接部材）４９が設けられている点を除いて、従来
からの一般的な画像形成装置と変わるところがない。

【００５３】表面保護層として０．３〜１μｍ程度のＳ
ｉＣ層を有するドラム状のａ−Ｓｉ系感光体２１の周囲
には、コロナ帯電器４１、ＬＥＤヘッド４３（露光
器）、現像ローラ４５、転写器４７、摺擦ローラ４９、
クリーニングブレード５１が配設されている。コロナ帯
電器４１による感光体２１の表面の均一帯電、ＬＥＤヘ
ッド４３による選択画像露光による静電潜像の形成後
に、現像ローラ４５により現像剤６１が感光体２１の表
面に供給され、現像によりトナー１１からなる可視像が
形成される。このとき、現像剤６１中のトナー１１によ
り、感光体１１の表面が摩擦されて、表面のＳｉＣ層が
研磨される。また、研磨材微粒子１５は、トナー母粒子
１３にしっかりと固定されているので脱落することな
く、現像不良、画像欠陥などの原因となることがない。

【００５４】感光体２１の表面のトナー１１は、転写器
４７により紙６３（被転写材）に転写され、ついで、定
着器（図示を省略）により紙６３上に定着される。

【００５５】転写工程においては、感光体２１の表面上
のトナー１１がすべて紙６３に転写されるのではなく、
一部のトナー１１（残存トナー）が感光体２１上に残
る。この残存トナー１１は、摺擦ローラ４９により感光
体２１の表面に対して圧接され、ＳｉＣ層を研磨し、さ
らにトナー１１の研磨材微粒子１５による研磨効果が大
きくなる。

【００５６】ついで、感光体２１上の残存トナー１１
は、クリーニングブレード５１により感光体２１の表面
から除かれるが、このときも、クリーニングブレード５
１と感光体２１との間に掛けられる機械的な力により、
トナー１１の研磨材微粒子１５によって感光体２１の表
面ＳｉＣ層が研磨される。

【００５７】摺擦ローラ４９としては弾性ローラが用い
られ、感光体２１の表面に対して摺擦ローラ４９を圧接
し、感光体２１に対しズリ応力が掛かるように回転させ
ることにより、感光体２１の表面が研磨、クリーニング
される。

【００５８】また、感光体２１の内面にヒータを取り付
けて加熱することにより、像流れ防止効果をさらに改善
することができる。なお、以上の説明では、ＳｉＣ層を
表面層とするａ−Ｓｉ系感光体を中心に説明したが、他
のタイプの表面層でも、また、他のタイプの感光体でも
よく、感光体表面層の硬度に応じて研磨材微粒子の硬度
を調整すればよい。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、磁性樹脂キャリアと磁
性粉体キャリアとを併用し、これに研磨性トナーを混合
して現像剤とすることにより、必要な帯電量を任意に設
定してトナーに安定して賦与することができる。しかも
スペントの生成を防止し、その結果、カブリ、画像不良
の発生が防止され、長期にわたって良好な画像形成がで
き、現像剤の交換が長期間必要ない。

【００６０】また、撹拌による現像剤の劣化が少なく耐
久安定性が良好であり、長期にわたって安定して高品質
の画像を得ることができる。さらに、磁性樹脂キャリア
を用いることにより、ソフトで鮮明な画像が得られ、し
かも、磁性樹脂キャリアを用いたときに発生する“キャ
リア引き”を防止することができる。

【００６１】また、感光体表面に対して優れた研磨効果
が得られる。よって、画像形成装置をコンパクトに設計
することができ、クリーニングブラシ等の特別なシステ
ムを組み込む必要がなく、特に、小径感光体ドラムを用
いた小型機、表面層の硬度が大きくクリーニングブラシ
の大型化等を招きやすいａ−Ｓｉ系感光体に好適であ
る。

【００６２】

【実施例】

（１） 樹脂キャリアの製造 特開平２−２２００６８号公報記載の方法に準拠し、マ
グネタイトの存在下に水性媒体中でフェノールとホルマ
リンとを縮合させ、マグネタイトを８５重量％およびフ
ェノール樹脂１５重量％からなる磁性樹脂キャリアを製
造した。この樹脂キャリアは、平均粒径６０μｍ、比重
３．０であった。

【００６３】（２） 粉体キャリアの製造 Ｆｅ₂Ｏ₃・ＣｕＯ・ＺｎＯ系のフェライトを用い、平均
粒径６０μｍ、飽和磁化６８ｅｍｕ／ｇ、抵抗１０⁸Ω・
ｃｍのノンコート磁性粉体キャリアを製造した。

【００６４】 （３） 研磨性トナーの製造 スチレン／アクリル酸ｎ−ブチル共重合体（共重合比80/20） 90重量部 カーボンブラック（ＭＡ-100，三菱化成工業（株）製） 5重量部 ポリプロピレンワックス(ビスコール550Ｐ，三洋化成工業(株)製) 3重量部 帯電制御剤（コピーブルーＰＲ，ヘキスト社製） 2重量部

【００６５】上記配合比のトナー材料を高速ミキサーに
より十分混練、粉砕して分級し、平均粒径１０μｍのト
ナー母粒子を得た。

【００６６】このトナー母粒子に対して５重量％のアル
ミナ（研磨材）微粒子（平均粒径０．４μｍ）を添加、
混合したのち、表面改質装置（ハイブリタイザー、
（株）奈良機械製作所製）で処理して、アルミナ微粒子
が表面に固定化された研磨性トナーを得た。このアルミ
ナ微粒子は、モース硬度が９で、表面が研磨性を有して
いる。

【００６７】また、一方、アルミナ微粒子を固定化せず
に、トナー母粒子のままで比較用のトナー（研磨材なし
トナー）を製造した。

【００６８】（４） 現像剤の調製 上記のキャリアおよびトナーを以下の割合で混合して、
下記の現像剤を作成した。 実施例１：磁性樹脂キャリア２０ｗｔ％＋磁性粉体キャ
リア７５ｗｔ％＋研磨性トナー５ｗｔ％

【００６９】比較例１：磁性樹脂キャリア２０ｗｔ％＋
磁性粉体キャリア７５ｗｔ％＋研磨材なしトナー５ｗｔ
％ 比較例２：磁性粉体キャリア９５ｗｔ％＋研磨材なしト
ナー５ｗｔ％

【００７０】（５） スペントの評価 京セラ製ＬＥＤプリンターＦＳ−１５００を用いて３０
万枚の連続プリントを行ない、それぞれの現像剤にスペ
ント量を全炭素測定器により測定、算出し、図４に示し
た。また、初期、１０万枚プリント後および２０万枚プ
リント後の画像品質およびプリント特性を下記の基準で
評価し、結果を表１に示した。

【００７１】（ｉ） キャリア引き ○：全く発生しない △：わずかに発生する ×：画像欠陥が生じる

【００７２】（ii） カブリ ○：全くカブリが発生しない △：わずかにカブリが生じる ×：カブリがはっきりと認められる

【００７３】

【表１】

【００７４】（６） 像流れの評価 実施例１および比較例１の現像剤を用い、図３に示した
装置を用いて３０万枚の連続プリントを行ない、以下の
基準でドラムによる黒点、像流れについて評価し、併せ
て３０万枚プリント後の表面ＳｉＣ層の膜厚をＸＰＳに
より測定した。結果は、表２に示した。

【００７５】なお、感光体としては、導電性基体上に光
吸収層（Ｓｉ：Ｇｅ：Ｈ，０．２〜５μｍ）、キャリア
注入阻止層（Ｓｉ：Ｈ：Ｂ：Ｏ，０．２〜４μｍ）、キ
ャリア励起・輸送層（Ｓｉ：Ｈ，１５〜３０μｍ）、Ｓ
ｉＣ表面保護層を順次積層したａ−Ｓｉ系感光体を用
い、ＳｉＣ表面保護層の膜厚は５０００Åに統一した。

【００７６】また、初期と３０万枚プリント後の両方に
おいて、ａ−Ｓｉ系感光体の表面を走査電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）を用い５０００倍で観察したところ、初期に比べ
て３０万枚プリント後では、コーンが減少し表面が平滑
化されていた。

【００７７】（ｉ） 黒点 ○：全く黒点が見られない △：少し黒点が見られる ×：黒点が多い

【００７８】（ｉｉ） 像流れ ○：全く像流れが発生しない △：少し像流れが発生する ×：全面に像流れが発生する

【００７９】

【表２】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のトナーの実施例を示すモデル断面図で
ある。 【図２】ａ−Ｓｉ系の感光体の層構成の一例を示す説明
断面図である。 【図３】本発明の実施するための画像形成装置の一例を
示す説明図である。 【図４】プリント枚数とスペント量との関係を示すグラ
フである。 【符号の説明】 １１ トナー １３ トナー母粒子 １５ 研磨材微粒子 ２１ 感光体 ２３ 導電性基体 ２５ 光吸収層 ２７ キャリア注入阻止層 ２９ キャリア励起・輸送層 ３１ 表面保護層 ４１ コロナ帯電器 ４３ ＬＥＤヘッド ４５ 現像ローラ ４７ 転写器 ４９ 摺擦ローラ ５１ クリーニングブレード ６１ 現像剤 ６３ 紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 憲昭 三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番 地19 京セラ株式会社三重玉城工場内 (56)参考文献 特開 平１−285954（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−192262（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−29856（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−244054（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 9/08 G03G 9/107 G03G 9/113 G03G 5/08 105 G03G 15/08 507

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ） 磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散した磁
   性樹脂キャリアと、 （ｂ） 実質上磁性粒子そのものからなる磁性粉体キャ
   リアと、 （ｃ） 表面に研磨材微粒子が固着された研磨性トナー とを含有することを特徴とする静電潜像用現像剤。
2. 【請求項２】 前記（ａ）磁性樹脂キャリアと（ｂ）磁
   性粉体キャリアとの混合比が重量比で（ａ）／（ｂ）＝
   ５〜５０／９５〜５０にある請求項１に記載の静電潜像
   用現像剤。
3. 【請求項３】 研磨剤微粒子の平均粒径をｄ、トナー母
   粒子の平均粒径をＤとしたとき、Ｄ／ｄ＝１０〜５０で
   ある請求項１に記載の静電潜像用現像剤。
4. 【請求項４】 アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系感
   光層を有するａ−Ｓｉ系感光体を搬送しつつ、該感光層
   上に静電潜像を形成し、該静電潜像を （ａ） 磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散した磁
   性樹脂キャリアと、 （ｂ） 実質上磁性粒子そのものからなる磁性粉体キャ
   リアと、 （ｃ） 表面に研磨材微粒子が固着された研磨性トナー とを含有する静電潜像現像剤で現像し、ついで感光体の
   表面上でトナー像を形成する研磨性トナーを転写した
   後、搬送されてくる感光体上に残存する一部未転写の研
   磨性トナーに対して圧接部材を圧接し、研磨性トナーの
   研磨力と圧接部材の圧接力によりａ−Ｓｉ系感光体の表
   面を研磨することを特徴とする画像形成方法。
5. 【請求項５】 静電潜像が形成され搬送されるａ−Ｓｉ
   系感光体の周囲に、搬送方向の上流側から下流側に向か
   って、 （ａ） 磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散した磁
   性樹脂キャリアと、 （ｂ） 実質上磁性粒子そのものからなる磁性粉体キャ
   リアと、 （ｃ） 表面に研磨材微粒子が固着された研磨性トナー とを含有する静電潜像現像剤を感光体表面に供給して現
   像する現像部材と、 現像された感光体上の研磨性トナーを転写する転写部材
   と、 転写後に感光体上に残存する一部未転写の研磨性トナー
   に対して圧接され、研磨性トナーにより感光体表面を研
   磨する圧接部材とを順次配設したことを特徴とする画像
   形成装置。