JP4731342B2 - 現像システムにおけるスーパー・ワイヤ・ヒストリー画像欠陥を低減するための方法 - Google Patents

Description

この発明は、一般に、非捕捉（スキャベンジレス）現像システムにおける印刷画像欠陥を低減するための方法および製品に関する。より詳しくは、本発明は、一般に、このような非捕捉（スキャベンジレス）現像システムにおける電極ワイヤ上の粉末の堆積から生じる可視画像欠陥を低減するための方法および製品に関する。

電子写真において、静電潜像は、光導電性絶縁層表面に微細なトナー粒子を供給することによって可視画像を形成するように現像される。

現像は、既に画像上にあるトナーが、続く現像処理により乱されるか否か、又は、除かれるか否かにより、相互作用がある（インタラクティブ）場合と、相互作用がない（ノン・インタラクティブ)場合がありうる。時々、捕捉（スキャベンジ）と、非捕捉（スキャベンジレス）又は無捕捉（ノン・スキャベンジ）の言葉が、相互作用がある（インタラクティブ）と、相互作用がない（ノン・インタラクティブ)の言葉と交換可能に用いられる。付与されたカラートナーが、既に置かれた別の色のトナーを乱すことなく、または相互に汚されることなく静電像の上に置かれなければならないカラー印刷システムにおいては、相互作用がない（ノン・インタラクティブ)又は非捕捉（スキャベンジレス）の現像が、最も有用である。

改良された現像方法は必要であり続ける。特に、印刷画像欠陥を低減又は除去でき、このことにより、より多くの望ましい印刷画像を提供するよう、改良された現像方法が必要であり続ける。

多くの様々な非捕捉（スキャベンジレス）現像構造にもかかわらず、様々な重大さを持った印刷画像欠陥は残り、それらは除去する必要がある。

そのような印刷画像欠陥は、トナー・ドナーロールと画像形成部材との間の間隙に位置するワイヤ（又は電極）、すなわち、相互作用がない（ノン・インタラクティブ)現像のためのトナークラウドを発生させるワイヤ又は、電極の状態の一時的な変化から生じる可視画像欠陥である。この状態の変化は、例えばワイヤに堆積するトナーの量および種類によるものと考えられる。可視画像欠陥も、変化する画像内容、すなわち背景、ハーフトーン、又は、ベタ画像、から生じると考えられている。この像欠陥はここで「スーパー・ワイヤ・ヒストリー（Ｓｕｐｅｒ Ｗｉｒｅ Ｈｉｓｔｏｒｙ）」、又は、ＳＷＨと称されるが、それはワイヤ状態および画像の一時的な変化によって生じる画像欠陥に関連する。この画像欠陥は、先行する画像内容又は文書間領域パッチに対応する、単一の色分解の縞、又は、ゴースト像として現れる。

どのような画像内容状態でもワイヤ上にトナーが堆積していないのが理想的な状態であり、定義されたこの状態は、ワイヤの状態の変化をもたらさないため、ＳＷＨ画像欠陥を除去する。残念なことに、現在のトナーおよび現像剤のデザインは、この理想的な状態を達成せず、結果としてトナーの堆積を起こし続けている。
発明者は、平衡状態が現像剤ハウジングにおいて達成される、すなわち、充分な画像が印刷された後に平衡堆積量が達成されることを発見した。図１に示すように、約５０，０００枚を印刷した後に平衡状態に達すると、ＳＷＨ欠陥は最小となる。

従来技術におけるアプローチの一つは、平衡堆積量に達してＳＷＨ画像欠陥が除去されるまで、印刷を実行し、その印刷物を現像システムから廃棄することである。しかし、これは、最高で５０，０００枚迄の印刷を行い、且つ、その印刷物を廃棄する必要があるため、多くの場合、非実用的であり、多くの材料を無駄にする。

他の解決方法として、本発明の発明者は、ワイヤ上のトナーの平衡堆積量を迅速に達成することによって、ＳＷＨ画像欠陥が回避可能であることを発見した。すなわち、ワイヤ上のトナーの平衡堆積量は、現在平衡堆積量に達するために必要な印刷枚数である約５０，０００枚より、より少ない枚数で達成可能である。これは、一貫した改良された画質を提供しながら、より経済的な製品の開発および使用を提供する。

したがって、実施形態では、例えば、スーパー・ワイヤ・ヒストリーに起因し得る非捕捉（スキャベンジレス）現像システム等の印刷装置の印刷画像欠陥を低減する方法が提供される。
実施形態において、ワイヤ上のトナーの平衡堆積量を迅速に達成することによって、このような印刷画像欠陥は減少する。これは、従来使用されたこのような現像システムよりも微粉含有量が増加されたトナー／現像組成物を持った現像剤システム、すなわち、粒度分布中の低い粒度の末端において増加された量のトナー粒子を持った現像剤システムを最初に充填することによって達成される。

このことにより、システムは、初期に、又は、非常に迅速に、多くの枚数を印刷せずに、微粉粒子の平衡含有量に達する。これは、一貫した改良された画質を提供しながら、より経済的な製品の開発および使用を提供する。

特に、実施形態において、トナードナーロールと画像形成部材との間の間隙に配置される一以上の電極ワイヤを有する現像システムにおけるスーパー・ワイヤ・ヒストリー画像欠陥を低減するための方法であって、前記方法は、
５μｍ以下の粒度を有する微細粒子を少なくとも３０個数％含む初期トナー組成物を前記現像システムに供給することと、
前記現像システムによって画像を形成するために使用されるトナーを補給するために前記現像システムに補給トナーを供給することを含み、前記補給トナーが、５μｍ以下の粒度を有する微粒子を２０個数％以下含む、
ことを特徴とする現像システムにおけるスーパー・ワイヤ・ヒストリー画像欠陥を低減するための方法である。

スーパー・ワイヤ・ヒストリーに起因し得る非捕捉（スキャベンジレス）現像システムのような印刷装置の印刷画像欠陥を減らすために、改良されたトナー／現像剤組成物が提供される。
先行技術によると、通常は、新しいトナー／現像剤組成物は、現像剤キャリア粒子と混合されるサイズに分級したトナー粒子を含む。発明者は、ＳＷＨ画像欠陥問題を解決するために、変更されたトナー組成物が微粒子含有量を増やして提供されることを発見した。

典型的なトナー組成物は、所望により、（粒度分布において一つのピークを有する）モノ・モード、（粒度分布において二つの別個のピークを有する）バイ・モード、又は、マルチ・モードであり得る。しかし、ほとんど全てのトナー組成物、個々の粒子は全て同じサイズではなく、それにより、粒度分布をもたらす。
このような分布において、トナー組成物は、通常は、その平均粒度によって識別され、「裾」が、より小さいサイズの粒子、および、より大きいサイズの粒子を含む粒度分布が存在することが分かる。発明者は、微粒子、すなわちトナー組成物の平均粒度より小さいサイズの粒子の裾を増やすことにより、ＳＷＨ画像欠陥を減らすことができるということを予期せずに発見した。

例えば、非捕捉（スキャベンジレス）現像、即ち相互作用がない（ノン・インタラクティブ)現像を含むさまざまな現像方法に用いられる典型的なトナー組成物は、約４〜約１２μｍ、好ましくは約６〜約１０μｍの範囲の粒度、および約８〜８．５μｍの平均粒度を有する。このトナー組成物は、粒度分布の小さい粒度の裾にある小サイズの粒子である「微細」粒子を含む。このような微細粒子は、コールター計数器で測定されるように、通常は約１５個数％未満、例えば約１０〜１３個数％の量に維持される。

ここで使用されるように、トナー粒度分布の部分について言われる「微細粒子」は、５μｍ未満の粒度を有するトナー粒子を指す。これらの微細粒子は、最も直接的にワイヤに堆積され、そのため、ＳＷＨ画像欠陥問題に影響を及ぼす粒子であると考えられているので、ここで使用される「微細粒子」は、特にトナー組成物の平均粒度に依らない。したがって、例えば、トナー組成物は１２μｍ以上の平均粒度を有し、微細粒子は依然として５μｍ未満の粒度を有する粒子であると考えられる。

より厳密な実施形態において、トナー組成物に含まれる小さなサイズの粒子を二者択一的に定義するために、より低いカットオフレベルが使用可能である。
したがって、例えば、上記の「微細粒子」が５μｍ未満の粒度を有する粒子として定義されるのに対して、存在する小さいサイズの粒子が４μｍ未満の粒度、又は、３μｍ未満の粒度を有する粒子として定義される実施形態が提供され得る。このようなより小さいサイズの粒子が使用される場合も、以下に記載の添加量を適用する。すなわち、例えば、変更されたトナー組成物の実施形態が、４μｍ未満の粒度を有する粒子を約４０〜約６０個数％含む。

実施形態によれば、トナー組成物は、通常より多い量の微細粒子を含むよう変更される。したがって、例えば、トナー組成物は、少なくとも約２５％の微細粒子、より好ましくは少なくとも約３０％の微細粒子、さらにより好ましくは少なくとも約４０％の微細粒子を含むよう変更される。実施形態において、トナー組成物は約３０〜約７０％の微細粒子又は約４０〜約６０％の微細粒子を含むよう変更される。実施形態において、好ましくは、トナー組成物は約５０％の微細粒子を含むよう変更される。ここで、例えば、コールター計数器又は他の適切な粒子計数器で測定されるように、パーセンテージは個数パーセント、すなわち 粒子の総数に基づく微細粒子の数を指す。

図５および図６は、上記のトナー組成物のための粒度分布の比較をグラフで示す。特に、図５および図６は、１５％未満の微粉含有量を有する典型的なトナー組成物の粒度分布、および、約５０％の微粉含有量を有する変更されたトナー組成物の粒度分布を示し、それは二つの別個の処理により作られる。これらの図は、変更されたトナー組成物が、より高い微粉含有量を示す非常に広い小さいサイズの裾を有することを示す。

最初に現像装置を充填する際に、変更されたトナー組成物を使用することは、ＳＷＨ画像欠陥において大幅な減少をもたらす。典型的なトナー組成物は、時間とともに、微細粒子が現像装置に堆積し、該微細粒子がワイヤに堆積するために、この結果が得られると考えられる。微細粒子のこの堆積は最終的に、しかし、約５０，０００枚が刷られた後にのみ約５０個数％の平衡値に達する。この結果は上記の図１のグラフに示される。対照的に、変更されたトナー組成物はすでにより高い割合の微細粒子を有するため、ワイヤ上に堆積するトナーは、約５，０００枚の印刷後と、かなり急速に平衡に達する。さらに、変更されたトナー組成物については、平衡が達成する前でもワイヤの状態の変更の大きさは非常に低く、現像装置の始動時でさえ、結果として可視像欠陥が少なくなる。図１を参照のこと。

図１では、垂直軸はΔＥ_maxを示し、水平軸は現像剤ハウジングに所定の材料を最初に充填してからの印刷枚数を示す。ΔＥは、測色のマンセルシステムを使用した印刷サンプル上の二箇所間のスペクトル色差を表す。分光光度計は、三次元色空間内、明度（Ｌ^*）、彩度および色相（ａ^*およびｂ^*）で印刷物の一点の場所を測定するために使用される。ΔＥは、この三次元の空間の二箇所間の差として計算される。ＳＷＨに関して、印刷のプロセス方向のベタ画像および背景領域に続いて、ΔＥが同等の濃度０．５のハーフトーン領域の二点間で測定される。これは印刷物上の二箇所で行われ、所定の印刷物のＳＷＨを定量化するために、二つの値の最大のΔＥ値が使用される。測定誤差は、約１ΔＥである。約２より大きい値は、人間の目で一般的に認知可能であり、したがって可視画像欠陥を表す。２と４との間の値は、あるユーザにとって好ましくない。４を超える値は、一般的に、殆どのユーザに好ましくない。

実施形態において、ＳＷＨ欠陥を有する領域と画像内容変更がない背景エリアとの間のΔＥが、新たな（又は、初期の）トナー組成物の耐用寿命の間、約６を越えないよう、新たな（又は、初期の）変更されたトナー組成物が提供される。好ましくは、前記新たな（又は、初期の）トナー組成物の耐用寿命の間、ΔＥは約５、より好ましくは約４、さらにより好ましくは約３を超えない。

微細粒子の量が増加した変更されたトナー組成物を調製するために、様々な方法が使用できることは、当業者にとって明らかである。例えば、具体的に示した方法のように、三つの適切な方法が以下に記載され、それらの方法は限定的、且つ、排他的ではないことが理解される。

第一の適切な方法は、分級された小さなサイズのトナー粒子を従来のトナー組成物に加えることである。この方法は、２〜４ミクロンの範囲の平均粒度を有する分級されたトナー粒子を利用する。他のトナー添加剤の添加方法と同様に、混合段階の間に、これらの分級されたトナー粒子が、従来のトナー組成物に添加されることが可能である。適切な混合量は、微細粒子量を持った所望の最終的な粒度分布を提供するために、例えばトナーの粒度および粒度分布、および、分級されたトナーの粒度および粒度分布に基づいて選択されることが可能である。しかし、この方法に対する起こりうる欠点の一つは、サイズ変化を計上するために、各トナー組成物の特定の粒度分布および分級されたトナー組成物のバッチに応じたプロセス変更を必要とすることである。しかし、この問題は、当業者により直ちに対処可能である。このプロセスも、最終的に変更されたトナー組成物の超微細粒子（２ミクロン未満のサイズを有する粒子）の含有量を増やす。

第二の適切な方法は、粉砕された貯蔵物を直接混合工程に持っていくことである。すなわち、はじめに特定の粒度範囲に分級されずに、トナー粉砕工程で生じる微細粒子が、トナー混合工程に供給されることを除いて、この方法は上記の第一方法と同様である。また、適切な混合量は、微細粒子含有量を持った所望の最終的な粒度分布を提供するために、例えばトナーの粒度および粒度分布、および、粉砕されたトナーの粒度および粒度分布に基づいて選択されることが可能である。
この方法に対する起こりうる欠点は、微細粒子の十分なサイズおよび量を提供するため粉砕機流出物を再粉砕し得る必要が生ずること、およびターゲット平均粒度の全体的な変更されたトナー組成物を増やす可能な必要が生ずること、を含む。しかし、これらの問題の各々は、当業者により容易に対処され得る。この処理は、また、最終的に変更されたトナー組成物の超微細粒子（２ミクロン未満のサイズを有する粒子）の含有量を増やす。

第三の適切な方法は、通常のトナー処理工程を製品に適用するが、上記の従来の場合よりもトナー内で非常に高い割合の小さいサイズの微粉を残すように分級処理を調整することである。この方法では、粉砕された貯蔵物は、粉砕と混合との間の少なくとも一の分級工程により処理される。したがって、粉砕工程において発生する小さなサイズの粒子は、従来のトナー組成物への次の混合のために、所望の粒度範囲に分級されることが可能である。例えば、この処理を使用して、分級処理は、超微細粒子（２ミクロン未満のサイズを有する粒子）を除去して、最終的なトナー組成物において２〜５ミクロンのサイズ範囲の多くのトナー微粉を残すよう調整可能である。この処理は、分級工程を取り込み、ターゲット粒度を確保するために装置および処理変更が必要であるが、より一貫した製品を提供する。例えば、高い微粉含有量から起因するフロー問題を防止するために、バイブレータは供給ホッパーで必要であり得る。しかし、これらの問題の各々は、当業者により容易に対処され得る。この処理は、超微細粒子の含有量が最小となる利点も提供する。したがって、実施形態では、変更されたトナー組成物は、全く、又は少なくとも実質的に、超微細粒子、すなわち、約２μｍ未満の粒度を有する粒子を含まない。

これらの変更されたトナー組成物が調製され、又、当該技術分野において周知のように、キャリア粒子を混合することにより、該トナー組成物が変更された現像組成物が任意に調製されると、組成物は、現像システムのための最初のトナー、又は、現像剤の充填材料として使用可能である。現像システムのための「初期のトナー充填」とはここでは、使用中、又は、多くの印刷物が刷られた後で一時的に存在するトナー組成物とは対照的に、その製造後に組成物の初期の使用に関して使われる。同様に、「新たなトナー」又は「初期のトナー」とはここでは、使用中又は多くの枚数が刷られた後、一時的に存在するトナー組成物とは対照的に、新しく、未使用のトナー組成物に関して使用される。したがって、例えば、変更されたトナー組成物は、あらゆる現像での使用の前に、約５０，０００枚の印刷に続く平衡状態から一時的に存在するトナー組成物に対応する組成物を有するよう提供される。しかし、初期のトナー充填変更されたトナー組成物は上記の使用された従来のトナー組成物と同等に見えるが、変更されたトナー組成物は、従来のトナーに伴う高いＳＷＨ画像欠陥問題を示さない。

現像システムは又、補給トナー組成物を含む。周知のように現像システムから取り除かれることがあるので、同時にキャリア粒子を補給するために、補給トナー組成物はキャリア粒子の所望の量を、必要ではないが含むことができる。補給されたトナー組成物は、画像を現像するために使用されるバルクトナー組成物を提供するために現像システムにおいて供給される。実施形態において、補給トナー組成物は、５μｍ以下の粒度を有する微細粒子を約２０個数％以下、好ましくは５μｍ以下の粒度を有する微粒子を１５個数％未満で１個数％以上含む。上記のように、ここで、例えば、コールター計数器又は他の適切な粒子計数器で測定される、これらのパーセンテージは個数パーセント、すなわち 粒子の総数に基づく微細粒子の数を指す。したがって、補給トナー組成物の微粉の個数パーセントは、初期のトナー又は現像組成物の微粉の個数パーセントより少ない。更に、現像組成物の初期のトナーの微粉の個数パーセントが増加するが、現像画像に現れる微粉の実際の部分、すなわち、印刷画像を形成するために、搬送されて定着される微粉の量は、一般的に補給されたトナー組成物の含有量に対応する。

実施形態では、初期トナー組成物は、トナードナーロールと画像形成部材との間の間隙に配置される一以上の電極ワイヤを含む画像形成装置において使用可能である。初期トナー組成物は、例えば、現像システムに初期トナー組成物を充填し、任意に、その後、一以上の印刷した画像を供給するべく、現像システムを作動することにより使用可能である。実施形態において、一以上の電極ワイヤは、一以上の印刷画像を供給するために、現像システムを作動する前には、該電極ワイヤ上にトナー粒子が堆積されていない。あるいは、電極ワイヤは、その上に堆積されたいくらかの、例えば、堆積されたトナーの最終的な平衡量未満の、又は、堆積されたトナーの最終的な平衡量の半分より少ない数のトナー粒子を有することができる。したがって、これらの実施形態において、従来のトナー組成物は、電極ワイヤ上のトナー粒子の平衡堆積を達成するために、より多くの量の微細粒子が含まれている初期の変更されたトナー組成物が必要な時間よりも、より長い時間を必要とする。

典型的な非捕捉（スキャベンジレス）現像システムが、図２に示される。図２に示すように、印刷機は、光導電面および電気伝導支持体からなる光導電ベルト１０の形の電荷保持部材を利用し、帯電ステーションＡ、露光ステーションＢ、現像ステーションＣ、転写ステーションＤおよび清掃ステーションＦを通過して移動するために取り付けられることができる。ベルト１０は、その移動経路のあたりに配置される様々な処理ステーションを通じてその連続した部分を順次進めるよう、矢印１６の方向に移動する。ベルト１０は、複数のローラ１８、２０、２２に連行し、前者はドライブローラとして使用され、後者は感光体ベルト１０に適切なテンションを供給するために使用される。モータ２３は、矢印１６の方向にベルト１０を進めるためにローラ１８を回転させる。ローラ１８は、ベルトドライブ等の適切な手段によってモータ２３に連結される。

図２を更に参照して分かるように、ベルト１０の最初に連続した部分は、帯電ステーションＡを通過する。帯電ステーションＡでは、通常、参照番号２４で示した、スコロトロン、コロトロン又はダイコロトロン等のコロナ放電装置は、選択的に高い一定の正電位、又は負電位（Ｖ₀）にベルト１０を帯電する。好ましくは、帯電は負電位である。公知技術のあらゆる適切な制御が、コロナ放電装置２４を制御するために使用可能である。

次に、感光体表面の帯電された部分は、露光ステーションＢを介して進められる。露光ステーションＢでは、一様に帯電された感光体又は電荷保持面１０は、走査装置からの出力によって放電させられた帯電保持面を生じさせるレーザーベースの入力および／または出力走査装置２５に露出される。好ましくは、走査装置は三つのレベルのレーザーラスター出力スキャナ（ＲＯＳ）である。あるいは、ＲＯＳは従来の電子写真式露光装置によって置換されることができる。

最初に電圧Ｖ₀に帯電される感光体は、約９００ボルトと同等のレベルＶ_ddpに暗減衰を受ける。露光ステーションＢで露光されると、画像のハイライト色部品（すなわち黒以外の色）の略ゼロ、又は、接地電位の約１００ボルトと同等のＶ_cに放電される。感光体は、また、背景（白い）画像領域において５００ボルトの像様と同等のＶ_wに放電される。

現像ステーションＣでは、通常、参照符号３０で示される現像システムは、現像剤材料を給送して、静電潜像と接触させる。現像システム３０は、第１現像装置３２および第２現像装置３４を備える。現像装置３２は、一対の磁気ブラシローラ３６、３８を含むハウジングを備える。ローラは、現像剤材料４０を給送し、電圧レベルＶ_cである電荷保持面上の潜像と接触させる。現像剤材料４０は、例えば赤色のトナーを含む。適切な電気的バイアスは、現像装置３２に電気的に連結される電源４１を介して達成される。約４００ボルトのＤＣバイアスは、電源４１を介してローラ３６、３８に印加される。

現像装置３４は、ローラ４２の形のドナー構造を含む。ドナー構造４２は、電極構造に隣接した計量装置と帯電装置４６との組み合わせを経由して、その上に置かれる一成分現像剤４４を運ぶ。この場合、現像剤は黒色トナーを含む。ドナー構造は、電荷保持面の運動方向に対して「同じ」又は「反対」方向のどちらかに回転可能である。ドナーローラ４２は、好ましくはＴＥＦＬＯＮ−Ｓ（イー アイ デュポン ドゥ ヌムール（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ Ｎｅｍｏｕｒｓ）の商標）によりコーティングされる。

計量装置および帯電装置の組み合わせは、ドナー構造４２上に良好に帯電されたトナーの単一層を置くための、あらゆる適切な装置を含むことができる。例えば、弱く帯電されたトナー粒子と帯電ローラに含まれる摩擦電気的に活性なコーティングとの間の接触が、良好に帯電されたトナーとなる、米国特許第４，４５９，００９号に記載されるような装置を含んでもよい。他の計量装置および帯電装置の組み合わせが使用可能であり、例えば、二成分現像剤と共に使用される従来の磁気ブラシも、ドナー構造上へトナー層を置くために使用できる。

現像装置３４は、電荷保持面１０とドナー構造４２との間の空間に配置される電極構造４８を更に含む。電極構造は、ドナー構造４２に対して配置される、一以上の細い（すなわち５０〜１００ミクロンの直径の）ステンレス鋼ワイヤを含む。ワイヤとドナーとの間の距離は約２５ミクロン、又は、ドナーロール上のトナー層の厚さである。図４に示すように、ワイヤは、ドナー構造上のトナーの厚さによって、ドナー構造から間隔が空く。このために、回転のためのドナー構造も支持する端部ベアリングブロック５４の頂部によって支持されるワイヤの端。ワイヤ端は、ドナー構造のトナー層を含む表面に対する接線の僅かに下になるよう付着される。このような方法でワイヤを取り付けることは、間隔を空けることにより、それらをコールの振れに対して無感応にする。

図３に図示したように、交番電気バイアスは、ＡＣ電源５０を介して電極構造に印加される。印加されたＡＣは、ワイヤとドナー構造との間で交番静電界を確立し、それは、ドナー構造の表面からトナーを分離し、ワイヤ周辺で、電荷保持面と接触しないような高さのトナークラウドを形成するのに有効である。ＡＣ電圧の大きさは、比較的低く、約４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数で、略２００〜３００ボルト程度のピークである。約７００ボルトをドナー構造４２に印加するＤＣバイアス電源５２は、分離されたトナー粒子を、ワイヤを囲むクラウドから電荷保持面上の潜像へ引きつけるために、感光体１０の電荷填保持面とドナー構造との間の静電界を確立する。電極およびドナー構造間の約２５ミクロンの間隔では、２００〜３００ボルトの印加電圧は、空気の絶縁破壊の恐れなしに比較的大きい静電界をもたらす。電極もしくはドナー構造上での誘電体コーティングの使用は、印加されたＡＣ電圧のショートの防止を助ける。発生する電場の強さは、ほぼ８〜１２ボルト／ミクロン程度である。ＡＣバイアスが電極構造に印加されて示されるが、同様にドナー構造も印加されることができる。

支持体材料シート５８（図２）は、転写ステーションＤで、トナー画像と接触して移動する。支持体材料シートは、従来のシート給送装置（図示せず）により、転写ステーションＤへ給送される。好ましくは、シート給送装置は、積み重ねたコピーシートの最上のシートと接触している給送ロールを含む。給送ロールは、最上のシートを、スタックからシュートに給送するよう回転し、支持体材料シートをベルト１０の光導電面と同期された順序で接触して、それにより、その上に現像されたトナー粉像が、転写ステーションＤで給送された支持体材料シートと接触する。

感光体に現像された複合材料画像は正トナーおよび負トナーの両方から成るため、正の転写前コロナ放電部材５６は、トナーを負のコロナ放電を使用して支持体へ有効に転写するよう調整するために供給される。

転写ステーションＤは、シート５８の裏側に適切な極性のイオンを吹き付けるコロナ発生装置６０を含む。これは、ベルト１０からシート５８まで帯電されたトナー粉像を引きつける。転写後、シートは、矢印６２の方向へ、定着ステーションＥにシートを給送するコンベヤ（図示せず）上へ移動し続ける。

定着ステーションＥは、転写された粉体画像をシート５８に恒久的に固定する、通常参照符号６４によって示される定着装置を含む。好ましくは、定着装置６４は加熱された定着ローラ６６およびバックアップローラ６８を含む。シート５８は該定着ローラ６６とバックアップローラ６８との間を、トナー粉像を定着ローラ６６と接触させながら通過する。このように、トナー粉像はシート５８に恒久的に固定される。定着後、シュート（図示せず）が、給送されるシート５８をキャッチトレー（図示せず）に導き、作業者により印刷機から取り外される。

支持体材料シートがベルト１０の光導電面から分離されたあと、光導電面上の非画像領域によって運搬される残留トナー粒子は、そこから除去される。これらの粒子は、清掃ステーションＦで除去される。磁気ブラシ清掃ハウジングは、清掃ステーションＦに配置される。清掃装置は、ロール構造および電荷保持面と関連して、清掃ハウジングのキャリア粒子をブラシのような配向を形成するために、従来の磁気ブラシロール構造を含む。それは又、ブラシから残留トナーを除去するための一対のトナー除去ロールを含む。

清掃後、放電ランプ（図示せず）は、継続的な画像形成サイクルのために、その帯電前に残存するあらゆる残留静電荷を放散するよう、光導電面を光で照らす。

現像装置３２が磁気ブラシシステムとして開示されるが、現像装置３４はその位置で使用可能である。また、放電領域画像の現像は、帯電領域の現像の前に遂行されるとして示されているが、装置３４が装置３２の代わりに使用される場合、現像の順序は、逆になることが可能である。

発明が上記の特定の実施形態と関連して記載されているが、多くの代替例、変形例および変更例が当業者にとって明らかであることは明白である。例えば、上記の実施形態が図２〜４の特定の現像装置に限定されないことは明らかであり、その他の現像装置は、容易に使用可能である。したがって、前述の好ましい実施形態は説明することを目的としており、これに限定するものではない。さまざまな変更例が、発明の精神および範囲から逸脱することなく成されることが可能である。

（比較例１）
シアン色のトナーは、約８重量％のゲル含有量を有するプロポキシル化ビスフェノールＡフマレート樹脂のＳＰＡＲＩＩに１２．７重量％のＰＶ Ｆａｓｔ Ｂｌｕｅ（登録商標）の分散（３．８重量％の顔料添加合計量）を溶融混練して調製される。トナーは又、４０ナノメータの平均粒度を有する３．４重量％のＨＭＤＳ処理シリカと、４０ナノメータの平均粒度を有する１．９重量％のデシルトリメトキシシラン（ＤＴＭＳ）処理チタニア（ＳＭＴ−５１０３（テイカ株式会社））と、ポリジメチル・シロキサン・ユニットのコーティング、および、表面に化学的に結合されるアミノ／アンモニウム機能を有する０．１重量％の疎水性フュームドシリカ（Ｈ２０５０、ワッカー・ケミー（Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ））と、０．５重量％のステアリン酸亜鉛Ｌ（フェローコーポレイション（Ｆｅｒｒｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ））を含む外添剤パッケージを含む。

トナーは、コールター計数器で測定すると、体積メジアン粒度が約８．３μｍで、５μｍ未満の微粉を約１５個数％有する。

このトナーは、２００℃で１重量％のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）（総研化学株式会社（Ｓｏｋｅｎ）製）でコーティングされた８０μｍの鋼心（ホエガネーゼノースアメリカコーポレイション（Ｈｏｅｇａｎａｅｓ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製）を含むキャリアと組み合わせることにより、現像剤となる。

このように製造された現像剤は、現像装置に充填され、５０，０００枚の印刷物が、画像内容を変更して刷られる。印刷の間、最初に現像装置に充填される現像剤に存在したように、現像剤に供給されるトナー（補給トナー）は、同じ組成物、特に同じ割合の微粉を有する。ΔＥ_max値は印刷処理の間測定され、ここでは、ΔＥは、ＳＷＨ欠陥を有する領域と画像内容の変化の無い背景領域との間の相違を表す。約２より大きいΔＥ値は、人間の目で通常認知可能であり、したがって、望ましくない可視像欠陥を示す。その結果を図１に示す。この図に示すように、初期の現像組成物のΔＥ_maxは、約１．８から始まるが、現像組成物の使用につれて、急速に約８の値まで上昇する。すなわち、トナー粒子が消費され、小さなサイズの（微細）粒子が電極ワイヤに堆積する。印刷が続き、印刷枚数が約５０，０００枚まで進むと、ΔＥ_maxは、約２の平衡値へ緩やかに低下する。

ΔＥ_max値が高い場合、容認できない印刷品質に基づいて、顧客によって、通常、予定外のサービスコールがされる。その間の印刷物は顧客に容認されない。ΔＥ_maxがより高くなると、より多くの顧客が抗議するので、サービスコールになる可能性が高い。サービスコールがなされると、ΔＥ差の出現を軽減するために、現像剤ハウジング・バイアス設定を調整しなければならない。バイアス設定点を調整することは、ＳＷＨを減らす、又は、除去することを助けるが、ＨＳＤワイヤのＨＳＤ現像に関する他の画質問題−調和ストロービングおよびワイヤとドナーロールとの間の現像故障−を導く可能性がある。したがって、いくつかの顧客は、どのような手段がとられたかに依存して、バイアス設定点の間で引き続き揺れ動くことになり、各時サービスコールをかけることになる。

上記の印刷処理の間、現像剤ハウジングの微粒子の個数パーセントも測定される。結果を図７に示す。図示のように、微粒子の個数パーセントは、印刷枚数が増えるにつれて、最初の状態である約１６個数％から４０個数％程度でまで緩やかに増加する。グラフは、３０〜４５個数％の間での微粒子は安定状態になることを示す。微粉の安定状態は、約３０，０００〜５０，０００枚の現像後に生じ、ＳＷＨ像欠陥が無くなる時と同様である。

（実施例１）
シアン色のトナーは、比較例１の方法によって調製される。しかし、構成要素を混合する混合工程において、更なる微粒子（サイズ＜５ミクロン）が、コールター計数器で測定して５μｍ未満の微粉を約５０個数％有することを達成するために添加される。この実施例において、微細粒子は分級された、小さなサイズのトナー粒子である。

トナーは、コールター計数器で測定されると、体積メジアン粒度が約８．３μｍで、５μｍ未満の微粉を約５０個数％有する。

このトナーは、比較例１のように、２００℃で１重量％のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）（総研化学株式会社（Ｓｏｋｅｎ）製）でコーティングされた８０μｍの鋼心（ホエガネーゼノースアメリカコーポレイション（Ｈｏｅｇａｎａｅｓ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製）を含むキャリアと組み合わせることにより、現像剤となる。

比較例１のように、このように製造された現像剤は現像装置に充填され、変更した画像内容を変更して２０，０００枚が刷られる。印刷物を刷っている間、現像剤に供給されたトナー（補給トナー）は比較例１と同じ組成物を有し、特に、５ミクロン未満の微粉の割合は約１５％であり、それは、現像装置に最初に充填される現像剤に存在する微粉レベルと異なる。ΔＥ_max値は印刷処理の間測定され、その結果は図１に示される。図に示すように、初期の現像組成物のΔＥ_maxは、比較例１に同様に、約１．８から始まる。しかし、微細粒子含有量は高く、最終的な平衡値に近いため、ΔＥ_maxの変化は少なく、現像組成物が使用されると、最大値は僅か約３である。印刷が続き、印刷枚数が僅か約５，０００枚まで進むと、ΔＥ_maxは、約２未満の平衡値へ急速に低下する。より多い微粉材料によるΔＥ_maxのこの間の減少は、ＨＳＤ現像のためのより高いラチチュードを提供する。最大値が３の領域にあることは、顧客にとって好ましく、ＳＷＨのためのサービスコールはより少なくなる。さらに、現像剤ハウジング・バイアス設定点は、ＳＷＨ、調和ストロービングおよび現像故障を緩和するために、多い微粉材料で再最適化されうる。再最適化された設定点は、迅速に大多数の顧客に受け入れられる画像を提供するであろう。

実施例１および比較例１の結果は、微細粒子含有量の増加が、現像装置において、より急速に平衡に達し、ＳＷＨが減少することを示す。実施例１は、５０，０００枚ではなく５，０００枚と、非常に短時間で得られた平衡と、しかし、平衡前の非常に減少したＳＷＨに関して、約８の最大値およびより長い間の高いレベルより、より短期間での約３の最大値という、両方の大幅に改善された結果を示す。

（実施例２）
一連のシアン色のトナーが、比較例１の方法によって調製される。しかし、トナー組成物は、より高い割合の微細粒子（サイズ＜５ミクロン）を含むよう調整される。４つの異なる微細粒子割合（４０％、５０％、６０％および７０％）および３つの異なる製造方法（後述）が、トナー組成物を調製するために使用される。

トナー粉砕方法：２００ＡＦＧジェットミル（ホソカワ（Ｈｏｓａｋａｗａ））により達成されるトナー粉砕処理の間、ターゲット粒度は、実施例１における名目上の粉砕および分級工程後の体積メジアン平均に合うよう調整される。この調整は、粉砕機の速度を減らし、供給速度を増やし、気流を減らすことによりなされ、結果として生じる微粉含有量は、約７０％の製品となる。結果として生じる製品は、実施例１の分級工程を回避して、直接的に添加剤混合工程に送られる。

トナー分級方法：トナー分級処理の間、４０％、５０％、又は、６０％の微細レベルを達成するために、気流および回転速度によって調整されたカットポイントで、先行する段落により調整された粉砕貯蔵物は、分級しながら、分級器Ｂ１８（ホソカワ）へ供給される。

添加剤混合方法：構成要素を混合する混合工程において、更なる微細粒子（サイズ＜５ミクロン）が、ターゲット微粉含有量を達成するために添加される。

生成されたトナー組成物の全ては、それらの実際の平均粒度および微細粒子の個数パーセントを決定するために測定される。結果は下記の表１に示される。
（微粒子は添加しない）名目上のトナー組成物は、比較のために示される。

図５は、この実施例の三つのトナーを表す粒度分布グラフを示す。特に、グラフは名目上の（１１〜１３％の微粉）トナーの粒度分布、添加剤混合およびトナー分級方法によって調製された５０％微粉トナーを示した。

（実施例３）
一連の黒色のトナーが、一般的に比較例１の方法によって調製される。黒色のトナーは、５重量％のカーボンブラックを約８重量％のゲル含有量を有するプロポキシル化ビスフェノールＡフマレート樹脂に溶融混練することにより調製される。トナーは又、４０ナノメータの平均粒度を有するＨＭＤＳ処理シリカを４．２重量％と、４０ナノメータの平均粒度を有するデシルトリメトキシシラン（ＤＴＭＳ）処理チタニア（ＳＭＴ−５１０３（テイカ株式会社））を０．９重量％と、ステアリン酸亜鉛Ｌ（フェローコーポレイション）を０．５重量％とを含む外添剤パッケージを含む。しかし、トナー組成物は、より高い割合の微細粒子を含むよう調整される（サイズ＜５ミクロン）。実施例２のように、４つの異なる微細粒子割合（４０％、５０％、６０％および７０％）および３つの異なる製造方法（実施例２に記載）が、トナー組成物を調製するために使用される。

このように製造されたトナー組成物の全ては、それらの実際の平均粒度および微細粒子の個数パーセントを決定するために測定される。結果は下記の表２に示される。（微粒子を添加しない）名目上のトナー組成物が、比較のために示される。

図６は、この実施例の三つのトナーを表す粒度分布グラフを示す。特に、グラフは名目上の（１１〜１３％の微粉）トナーの粒度分布、添加剤混合およびトナー分級方法によって調製された５０％微粉トナーを示した。

従来のトナー／現像剤ハウジングおよび本発明のトナー／現像剤ハウジングの、印刷枚数に対するＳＷＨ画像欠陥のグラフを示す。 非捕捉（スキャベンジレス）現像印刷装置の概略図である。 非捕捉（スキャベンジレス）現像印刷装置の部分概略図である。 図３の現像装置の異なる方向からの部分図である。 三つのトナー組成物の粒度分布のグラフである。 三つのトナー組成物の粒度分布のグラフである。 現像剤ハウジングにおいて、微粒子の含有量が、印刷枚数に基づいて、どのように増加するかを示したグラフである。

符号の説明

１０ 光導電ベルト
２４ コロナ放電装置
２５ 入力／出力走査装置
３０ 現像システム
３２ 第1現像装置
３４ 第２現像装置
３６、３８ 磁気ブラシロール
４０ 現像剤
４１ バイアス電源
４２ 供給ロール
４４ 一成分現像剤
４６ 計量装置／帯電装置
４８ 電極構造
５４ 端部ベアリングブロック
５６ 転写前コロナ放電部材
５８ 支持体材料シート
６０ コロナ発生装置
６４ 定着装置
Ａ 帯電ステーション
Ｂ 露光ステーション
Ｃ 現像ステーション
Ｄ 転写ステーション
Ｅ 定着ステーション
Ｆ 清掃ステーション

Claims (1)

1. トナードナーロールと画像形成部材との間の間隙に配置される一以上の電極ワイヤを有する現像システムにおけるスーパー・ワイヤ・ヒストリー画像欠陥を低減するための方法であって、前記方法は、
   全トナー粒子のうち５μｍ以下の粒度を有する微細トナー粒子を少なくとも３０個数％含む初期トナー組成物を前記現像システムに供給することと、
   前記現像システムによって画像を形成するために使用されるトナーを補給するために前記現像システムに補給トナーを供給することを含み、前記補給トナーが、全トナー粒子のうち５μｍ以下の粒度を有する微細トナー粒子を２０個数％以下含む、
   ことを特徴とする現像システムにおけるスーパー・ワイヤ・ヒストリー画像欠陥を低減するための方法。

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