JPH10240012A

JPH10240012A - 現像方法

Info

Publication number: JPH10240012A
Application number: JP9045399A
Authority: JP
Inventors: Tsuneaki Kawanishi; 恒明川西; Katsuya Kawai; 克哉河合; Masayasu Anzai; 正保安西
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】体積平均粒径が６〜１０μｍの微粒子トナーお
よび重量平均粒径が４０〜１００μｍの微粒子キャリア
を含む現像剤を静電像記録工程に適用するに当たり、多
数枚印刷を繰り返しても画像濃度が低下せず、安定した
画像が得られる現像方法を提供する。【解決手段】像担持体に形成された静電潜像を、体積平
均粒径６〜１０μｍのトナーと重量平均粒径４０〜１０
０μｍのキャリアを含む現像剤を用いてトナー像として
顕像化し、該トナー像を記録媒体上に転写し、記録媒体
上に転写されたトナー像を定着して記録画像を得る静電
像記録工程を有する静電記録装置のための現像方法にお
いて、ブローオフ法で測定したトナーの帯電量の値と、
吸引ファラデー法で測定したトナーの帯電量の値との差
を１０μＣ／ｇ以内とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
印刷法、静電記録法等により形成された静電潜像の現像
に用いられる現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種印刷法もしくは記録法の内、例えば
電子写真法においては、光導電性感光体を帯電、露光
し、感光体上に静電潜像を形成し、次いでこの静電潜像
を着色剤等を含有した微粒子状トナーによって現像し、
得られたトナー像を記録紙等の記録媒体上に転写、定着
して記録画像が得られる。

【０００３】この様な静電記録工程では、微粒子状トナ
ーによる静電潜像の現像および記録媒体上へのトナー像
の定着が特に重要な工程であり、従来、トナーを現像す
る方法として、高速、高画質現像が可能なトナーと磁性
キャリアよりなる二成分現像剤を用いる磁気ブラシ現像
法がよく用いられている。また、トナー像を定着する方
法としては、熱効率が高く高速定着が可能な熱ローラ定
着法がよく用いられている。

【０００４】また、最近では情報機器の発展に伴い、光
導電性感光体の露光にレーザビームを用い、コンピュー
タの指示による変調信号によって記録画像をドットで再
現するレーザビームプリンタが発達している。特に、最
近のレーザビームプリンタでは、より一層の高画質の画
像形成が求められるため、レーザビームの径を絞り込ん
で小さくし、ドット密度が６００〜１,２００ｄｐｉ（d
ots／inch）と高くなっている。これに伴い、微細にな
った静電潜像を現像する目的で、トナーおよびキャリア
の粒子径も小さくなり、体積平均粒径が１０μｍ以下の
微粒子トナーと重量平均粒径が１００μｍ以下の微粒子
キャリアの適用が進められている。

【０００５】また、定着においては熱ローラ定着が多用
されているが、 (１)プリンタの過熱劣化を抑制し、機内の部品の熱劣化
を防止すること。 (２)定着器を作動させてから定着が可能になるまでのウ
ォームアップ時間を短くすること。 (３)記録媒体に熱が吸収されることによる定着不良を防
止して、連続通紙による画像作製を可能にすること。等の観点から、定着用ヒータの消費電力を下げて、熱ロ
ーラの温度をより低温で定着できるトナーの開発が望ま
れている。

【０００６】ところで、トナーを１０μｍ以下に微粒子
化した場合、以下の様な問題が発生する。即ち、現像工
程においては微粒子トナーを使用することにより高解像
性と高ドット密度再現性が得られ、同一画像濃度を得る
ために必要なトナーの重量が少なくて済むが、トナーの
比表面積が増大することによりトナーの単位重量当たり
の帯電量が増加するため、画像濃度の低下を招く。ま
た、トナー個々の帯電量は、トナー個々の表面積が小さ
くなるため減少し、非画像部へのトナー付着（カブリ）
とトナー飛散が生じ易く、流動性の低下によるトナー搬
送等ハンドリング性の低下も生じ易い。さらに、微粒子
トナーの付着力の強さと耐衝撃性の弱さにより、トナー
によるキャリア汚染（キャリアスペント）が起こり易く
なり、現像剤寿命が低下し易い。また、トナーを感光体
から清掃しにくくなり、印刷中に感光体にトナーの薄膜
（フィルミング）が発生し易い。

【０００７】また、定着に関しては同一の定着強度を得
るために、粒子径の大きなトナーよりも多くのエネルギ
ーを要し、定着時に画像を構成するトナーの一部が熱ロ
ーラの表面に転移し、これが次に送られてくる記録紙に
再転移して画像を汚す、いわゆるオフセット現象が生じ
易い。また、トナー製造時の粉砕、分級工程での歩留ま
りが低下するため、トナーのコストが高くなる。微粒子
トナーではこれら多くの問題が発生するため、通常６μ
ｍ未満のトナーは実用化することが難しく、トナーの平
均粒径を６〜１０μの範囲に分級して用いる。

【０００８】しかし、この範囲においても上記種々の問
題が発生するため、これらを克服して、高精細の画像を
高信頼で得る試みがなされている。例えば、帯電性の面
ではトナーが小粒径になると、トナー個々の帯電量が低
下して上記の不具合が生じるので、トナーの構成材料で
ある顔料や帯電制御剤の分散を高めて、帯電量を確保す
る試みがなされている（H.T.Macholdt：Japan Hardcopy
'91 論文集ｐ.13（1991））。

【０００９】また、分子中に無定形重合体ブロックと結
晶性重合体ブロックを適度な割合で含有した芳香族ポリ
エステル樹脂をバインダに用い、トナーの低温定着性と
耐オフセット性の向上を試みた例がある（特公平８−３
６６０号公報）。

【００１０】また、キャリアについてはトナーの小粒径
化に伴い、重量平均粒径を１００μｍ以下の小粒径キャ
リアとし、キャリアの比表面積を高めてトナーの摩擦帯
電性を向上させる。しかし、４０μｍ未満のキャリアで
はキャリアの磁力が低下し、像担持体上に静電吸引力で
付着し易くなるため、キャリアの平均粒径を４０〜１０
０μｍに分級して用いる。この範囲では、現像剤自体が
小粒径になるが、小粒径現像剤では帯電性が向上するば
かりでなく、像担持体上から清掃回収したトナーをリサ
イクルする機能も向上するという電子写真法の提案があ
る（特開平８−１５９８６号公報）。これらの改善によ
り、微粒子トナーおよび現像剤は複写機、プリンタ等で
実用化されつつある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の静電記
録装置で印刷を繰り返した場合、特に５,０００頁以上
の多数枚印刷を繰り返した場合には、上記の微粒子トナ
ー特有の問題が生じ、画像濃度を適正範囲に維持できな
いという問題が生じる。特に、現像工程において、トナ
ーとキャリアとの混合割合（トナー濃度）を検知して、
トナーを現像機に補給するシステムとして、従来より広
く用いられている簡便な透磁率検知方式を採用した場合
にはトナー濃度を制御できず、感光体上に現像されたト
ナーの付着量を光学的に計測して制御する、いわゆる反
射または透過光量方式を採用する必要があり、そのた
め、現像機の高信頼化、コスト低減を図りにくいという
問題があった。

【００１２】本発明の目的は、体積平均粒径が６〜１０
μｍの微粒子トナーおよび重量平均粒径が４０〜１００
μｍの微粒子キャリアを含む現像剤を静電像記録工程に
適用するに当たり、多数枚印刷を繰り返しても画像濃度
が低下せず、安定した画像が得られる現像方法を提供す
ることにある。

【００１３】また、本発明の他の目的は、微粒子トナー
を用いた定着工程において、定着に要するエネルギーが
小さく、特に熱ローラ定着方式を採用した場合に熱ロー
ラの温度を低下させることが可能で、且つ、オフセット
現象が発生し難いトナーを提供し、それを用いた安定し
た現像方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像担持体に
形成された静電潜像を、体積平均粒径６〜１０μｍのト
ナーと重量平均粒径４０〜１００μｍのキャリアを含む
現像剤を用いてトナー像として顕像化し、該トナー像を
記録媒体上に転写し、記録媒体上に転写されたトナー像
を定着して記録画像を得る静電像記録工程を有する静電
記録装置のための現像方法において、ブローオフ法で測
定したトナーの帯電量の値と、吸引ファラデー法で測定
したトナーの帯電量の値との差を１０μＣ／ｇ以内にす
ることにより達成される。

【００１５】また、前記トナーのバインダとして、スチ
レン〜アクリル系共重合体、または三官能以上の多官能
単量体成分を１〜３０モル％含む芳香族ポリエステルお
よび／または前記芳香族ポリエステルにスチレン〜アク
リルをグラフト共重合させた樹脂を用い、トナーのガラ
ス転移点を５０〜７０℃、トナーの軟化点を１１０〜１
４０℃とすることにより達成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
上述の様に体積平均粒径が６〜１０μｍの微粒子トナー
を用いると、トナーの比表面積が大きくなり、トナーの
単位重量当たりの帯電量が増加するため現像性能が低下
し、画像濃度が低下し易い。この様な微粒子トナーを用
いた静電像記録工程、特に電子写真法において、像担持
体として有機光導電体（ＯＰＣ）を用い、ＯＰＣ上に形
成した静電潜像を反転現像方式（静電潜像の極性と同極
性のトナーを、静電荷のない部分に付着させる現像方
式）で現像し、得られたトナー像を記録用紙に転写、定
着して得た画像の濃度の変化を調べると、図１の様にな
る。

【００１７】ここで、現像剤として、体積平均粒径８μ
ｍのポリエステル系負トナーと重量平均粒径１００μｍ
の導電剤を含有したシリコーンコートマグネタイト系キ
ャリアよりなる現像剤(Ａ)を用い、トナーの現像はＯＰ
Ｃの帯電電位−８５０Ｖ、残留電位−２１０Ｖ、現像バ
イアス電位−５４０Ｖ、現像部コントラスト電位３３０
Ｖで、毎分４０枚の印刷速度で反転現像を行った。

【００１８】現像機には、トナー濃度制御方式として透
磁率検知方式を採用し、５,０００頁以上の連続印刷を
行った。これより、印刷枚数とともに画像濃度が低下
し、通常必要とされる画像濃度１.２以上が得られるの
は、初期の２,０００頁程度であることがわかる。この
場合のトナーの帯電量とトナー濃度（トナーの現像剤に
対する重量％）の変化を調べると図２の様になる。ここ
で、トナーの帯電量の測定法としては、加圧窒素ガス
（約１ｋｇｆ／ｃｍ²）を約３０秒間吹き付けて、キャ
リアからトナーを分離し、キャリアに蓄えられたトナー
とは逆極性の帯電量をファラデーケージで測定する、い
わゆる「ブローオフ法」（東芝ケミカル社製ＴＢ−２０
０型）と、負圧（約０.２６ｋｇｆ／ｃｍ²）によりキャ
リアからトナーを吸引分離し、キャリアに蓄えられたト
ナーとは逆極性の帯電量をファラデーケージで測定す
る、いわゆる「吸引ファラデー法」（特開平７−２６１
５５３号公報あるいは Japan Hardcopy '96 論文集ｐ.9
7(1996)参照。）を用い、現像機の現像部から採取した
現像剤中のトナーの帯電量を測定した。

【００１９】ここで、吸引ファラデー法について詳しく
説明する。装置は図３に示すように、トナーを吸引分離
する吸引ノズル部１と、分離トナーの帯電量を表示する
本体表示部２と、二成分現像剤の分離に用いる現像剤容
器３から構成される。トナーを吸引するノズル部１は、
内部にフィルタ４を配置した小型ファラデーケージ５と
なっている。空気６で吸引されたトナーの帯電量による
電荷量変化は、コンデンサ７で電圧に変換され電位計に
表示される。一方、現像剤容器３は、二成分系現像剤の
帯電量を測定する場合に用いる。測定に際しては、容器
内に二成分現像剤８を入れ、メッシュ部９から吸引ノズ
ル１でトナー１０を吸引分離する。現像剤容器３の電荷
量変化もノズル部１と同様の回路によって測定できる。

【００２０】一般に、分離したトナーとキャリアは逆極
性の同一の帯電量となることから、ノズル部１と容器３
の電荷量を比較確認することができる。また、現像剤容
器３およびノズル部１の小型ファラデーケージは、容易
に分離可能に構成されており、吸引分離前後の重量変化
を精密天秤などで測定することで、測定したトナーおよ
びキャリアの重量を知ることができる。これらの測定値
から、トナーと該トナーとは逆極性のキャリアとの平均
帯電量（絶対値）を求め、トナーの吸引ファラデー法に
よる帯電量とした。

【００２１】図２より、連続印刷によりトナーの帯電
量、特にブローオフ帯電量が増大し、トナー濃度が減少
し、２,０００頁を越える印刷枚数での画像濃度の低下
は、トナーの帯電量の増大が原因であると考えられる。
一方、現像剤として、体積平均粒径８μｍのポリエステ
ル系負トナーと重量平均粒径１００μｍの導電剤の含有
量の少ない、コーティング強度の強いシリコーンコート
マグネタイト系キャリアよりなる現像剤(Ｂ)を用い、同
様の画像作成条件で５,０００頁以上の連続印刷を行っ
た。その結果、図４に示すように印刷枚数によって画像
濃度が低下せず、通常必要とされる画像濃度１.２以上
を維持できることがわかった。また、この場合の、トナ
ーの帯電量とトナー濃度の変化を調べると図５の様にな
る。即ち、連続印刷によってトナーの帯電量が極く初期
を除いて増加しにくく、安定した画像濃度が得られるこ
とがわかった。

【００２２】上述の現象は以下のように考えられる。即
ち、現像剤(Ａ)では印刷初期には帯電量の比較的小さな
トナーが選択的に現像され、一定以上の画像濃度を維持
できる。一方、印刷とともに現像性の悪い帯電量の大き
なトナーがキャリアの表面に蓄積して行き、現像剤の嵩
比重が小さくなる（単位体積当たりのキャリアの存在割
合が減少する）。そのため、透磁率検知方式を採用した
トナー濃度制御装置ではトナーは十分にあると判定し、
トナー補給を抑制する動作をするため、トナー量が減少
し、帯電量はさらに大きくなる。同時にキャリアのコー
ト剤が磨耗、剥離し、トナーの帯電量を一定範囲に抑制
する能力が低下して、帯電量が増大し、キャリアの表面
からトナーが遊離しにくくなり、現像剤の嵩比重が小さ
くなる。この悪循環が繰り返される内に、トナーの帯電
量はキャリアとの摩擦により益々増大し、トナー濃度は
減少し、画像濃度が許容範囲以下に低下してしまう。こ
れに対し、現像剤(Ｂ)ではこの様な現象が起こりにくい
ため、画像濃度が低下しにくいと考えられる。

【００２３】本発明者等は、この検討を多くのトナー、
現像剤、現像条件および現像機などのいわゆる現像シス
テムで実施した結果、トナーの帯電量の変化が少なく画
像濃度が安定した現像系()と、トナーの帯電量の変化
が大きく画像濃度が変化し易い現像系()では、ブロー
オフ帯電量と吸引ファラデー帯電量の間に図６の関係が
あることがわかった。即ち、トナーの帯電量の変化が少
なく画像濃度が安定した現像系()では、ブローオフ帯
電量と吸引ファラデー帯電量の差が１０μＣ／ｇ以内で
あり、一方、トナーの帯電量の変化が大きく画像濃度が
変化し易い現像系()では、ブローオフ帯電量と吸引フ
ァラデー帯電量の差が１０μＣ／ｇ以上であることがわ
かった。

【００２４】これは、帯電量測定法において、ブローオ
フ法では、約１ｋｇ／ｃｍ²の比較的大きな加圧窒素ガ
スでトナーをキャリアから吹き飛ばし分離するため、キ
ャリア表面に付着した帯電量の大きなトナーやトナー以
外の物質、例えばトナーの帯電量を制御するコート剤や
トナーの外添剤の一部、あるいはトナーそのものの付着
物（トナーによるキャリアスペント物）がキャリアより
剥離し吹き飛ばされ、それらに起因した帯電量もトナー
の帯電量として計測されるためである。

【００２５】これに対し、吸引ファラデー法では、約
０.２６ｋｇ／ｃｍ²の比較的小さな負圧でキャリアから
トナーを吸引分離しトナーおよびキャリアの帯電量を測
定するため、上記の様なトナー以外の物質までも帯電量
として測定することが少ない。特に、キャリアコート剤
までも剥離させ、トナーとともに測定することがないの
で、帯電量の大きさは吸引ファラデー法の方がブローオ
フ法の場合より小さくなる。それらの差が小さいという
ことは、言い換えれば、帯電量の大きなトナーやトナー
以外の物質、特にキャリアコート剤の剥離、もしくは、
トナーによるキャリアスペント物が少ないことを意味し
ており、特性の安定した現像剤であると言える。そのた
め、連続印刷を繰り返しても帯電量が変化しにくく、安
定した画像濃度が得られる。以上の結果を基に、本発明
者等は本発明に至った。

【００２６】本発明を実施するに当たっては、特にポリ
エステル系トナーではトナーの帯電量の制御は重要であ
り、本発明は画質の安定に大きな効果をもたらす。一般
に、トナーのバインダには、前記熱ローラ定着用として
スチレン〜アクリル系樹脂もしくはポリエステル系樹脂
が用いられる。本発明のように低温定着を目指す場合に
は、ポリエステル系樹脂はガラス転移点が高く、軟化点
を低く設定できるため、トナーの耐ブロッキング性、耐
オフセット性、流動性を確保しながら低温定着性を得る
ために有効である。ポリエステル樹脂には多種類がある
が、トナー用として好適なのは、芳香族ポリエステル樹
脂であり、熱ローラ定着での耐オフセット性を高める目
的で、部分的に架橋成分を有するポリエステル樹脂が有
効である。

【００２７】この様に部分的に架橋成分を有するポリエ
ステル樹脂としては、以下のような単量体を用いて合成
されたものがある。即ち、架橋成分を構成するための三
官能以上の多官能性単量体としては、例えば多価アルコ
ール単量体として、ソルビトール、１,２,３,６−ヘキ
サンテトロール、１,４−ソルビタン、ペンタエリスリ
トール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリ
トール、蔗糖、１,２,４−ブタントリオール、１,２,５
−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロ
パントリオール、２−メチル−１,２,４−ブタントリオ
ール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ン、１,３,５−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げ
られる。

【００２８】また、多価カルボン酸単量体として、１,
２,４−ベンゼントリカルボン酸、１,２,５−ベンゼン
トリカルボン酸、１,２,４−シクロヘキサントリカルボ
ン酸、２,５,７−ナフタレントリカルボン酸、１,２,４
−ブタントリカルボン酸、１,２,５−ヘキサントリカル
ボン酸、１,３−ジカルボキシ−２−メチルカルボキシ
プロペン、１,３−ジカルボキシ−２−メチルー２ーメ
チレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキ
シ）メタン、１,２,７,８−オクタンテトラカルボン
酸、エンポール三量体酸、およびこれらの酸無水物等が
挙げられる。

【００２９】さらに、ポリエステル樹脂の基本骨格を構
成する二価のアルコール単量体として、エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、１,２−プロピレングリコール、１,３−プロピレン
グリコール、１,４−ブタンジオール、ネオペンチルグ
リコール、１,４−ブテンジオール等のジオール類、１,
４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、および
ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオ
キシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレ
ン化ビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノールＡ
類、その他の二価のアルコール単量体を挙げることがで
きる。

【００３０】また、二価のカルボン酸単量体としては、
マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、
イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、
テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク
酸、アジピン酸、セバシン酸、マロン酸、これらの酸の
無水物、低級アルキルエステルとリノレン酸の二量体、
その他の二価の有機酸単量体を挙げることができる。

【００３１】これらのアルコールと酸を脱水重縮合する
ことにより、部分架橋型ポリエステル樹脂を合成するこ
とができる。しかし、ポリエステル樹脂は分子末端ある
いは分子主鎖中に未反応の水酸基やカルボキシル基を多
く含むため、吸湿し易く、トナーの電気特性、特に帯電
特性が環境により変化し易い。これを防ぐ目的で、ポリ
エステル樹脂中の水酸基もしくはカルボキシル基と反応
する極性基を持つスチレン〜アクリル系樹脂をポリエス
テル樹脂にグラフト共重合させて、耐環境性を改善する
試みもなされている。この様なスチレン〜アクリル変性
ポリエステル樹脂も本発明において好適に用いられる。
これらポリエステル樹脂において三官能以上の多官能単
量体成分の含有量は、１〜３０モル％の範囲が適当であ
る。この範囲より多官能単量体成分が少ない場合には、
熱ローラ定着においてオフセットが発生し、多い場合に
は定着性が低下する。

【００３２】以上、スチレン〜アクリル系樹脂、または
ポリエステル系樹脂を用いたトナーのガラス転移点は５
０〜７０℃の範囲が適当である。ガラス転移点が５０℃
未満では、トナーの流動性、耐オフセット性、粉砕性、
耐ブロッキング性、耐フィルミング性、耐久性が不良と
なり、７０℃を越える場合にはトナーの低温定着性が悪
くなる。また、トナーの軟化点は１１０〜１４０℃の範
囲が適当である。軟化点が１１０℃未満ではトナーの耐
オフセット性が悪くなり、１４０℃を越えるとトナーの
低温定着性が悪くなる。

【００３３】本発明におけるトナーのガラス転移点、軟
化点は次のようにして測定することができる。ガラス転
移点は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）に従い、トナー
約１０ｍｇを一定の昇温速度（１０℃／分）で窒素雰囲
気中で室温から約１５０℃まで加熱し、加熱後、ドライ
アイスまたは液体窒素等で急冷し、前処理を行った後、
再び上記の昇温速度で加熱し、ベースラインと吸熱ピー
クの傾斜との交点よりガラス転移点を得る。一方、軟化
点は、高架式フローテスタを用い、荷重２０〜３０ｋｇ
ｆ／ｃｍ²、ノズルの直径１ｍｍ、ノズルの長さ１ｍ
ｍ、予備加熱８０℃で数分間、昇温速度６℃／分とし、
試料量約１ｇを測定記録した時、フローテスタのプラン
ジャ降下量―温度曲線（軟化流動曲線）におけるＳ字曲
線の高さの１／２における温度（１／２流出温度）を軟
化点として定義する。

【００３４】以上の溶融物性を有するスチレン〜アクリ
ル系樹脂、またはポリエステル系樹脂を用いたトナーで
は、本発明の目的とする、微粒子での低温定着が可能と
なる。しかし、一般にポリエステル系樹脂は未反応の官
能基として、電子吸引性のカルボキシル基を多く含有
し、トナー自体の負帯電性が強いため、前記した様な連
続印刷において、帯電量の増大が起こり易く、画像濃度
が低下し易い。そこで、トナー素材と組成、製造プロセ
ス、あるいはキャリア素材、キャリア表面のコート剤、
コート条件等を適宜選定し、トナーの帯電量の測定法に
よる差を本発明の範囲内に抑制すれば、従来の透磁率検
知方式をトナー濃度制御装置に用いた簡便な現像機にお
いて５,０００頁を越える連続印刷を行っても画像濃度
を維持することができ、良好な画像を安定して得ること
ができる。また、トナーの溶融物性を本発明の範囲内に
設定すれば、熱ロール定着において良好な低温定着性を
得ることができる。

【００３５】以上、本発明は、特に負トナーおよび現像
剤について言及したが、正トナーおよび現像剤について
検討した結果、全く同様のことが判明し、トナーの帯電
量の測定法による差を本発明の範囲内に抑制すれば、正
トナーおよび現像剤でも５,０００頁を越える連続印刷
を行った場合に画像濃度を維持でき、良好な画像を安定
して得ることができる。以下、本発明の具体例について
説明するが、これらによって本発明が限定されるもので
はない。

【００３６】（具体例１）像担持体としてＯＰＣを用い
た電子写真方式のレーザビームプリンタにおいて、ＯＰ
Ｃの帯電電位−６５０Ｖ、残留電位−７０Ｖ、現像バイ
アス電位−４００Ｖ、現像部コントラスト電位３３０Ｖ
で、毎分７０枚の印刷速度（印刷プロセス速度３１ｃｍ
／ｓｅｃ）で印刷を行った。現像機には、トナー濃度制
御方式として透磁率検知方式を採用し、トナーとしてト
リメリット酸２４モル％、テレフタル酸２６モル％を酸
成分、ビスフェノールＡ型プロピレンオキサイド付加物
２８モル％、ビスフェノールＡ型エチレンオキサイド付
加物２２モル％をアルコール成分とする部分架橋型ポリ
エステル樹脂をバインダとし、体積平均粒径１０μｍ、
ガラス転移点６５℃、軟化点１２７℃の負帯電型トナー
を得た。

【００３７】また、キャリアには、導電剤をほとんど含
有しないシリコーン系樹脂でコートした重量平均粒径が
約１００μｍのマグネタイトキャリア（電気抵抗１×１
０¹⁵Ω・ｃｍ）を使用し、トナー濃度３ｗｔ％で現像剤
を調製し、磁気ブラシ現像法で現像ギャップ（感光体と
現像ロールスリーブ間の距離）を０.８ｍｍとし、感光
体と現像ロールを同方向で移動し、両者の周速比（現像
ロール／感光体）を３とし反転現像で画像を形成した。

【００３８】上記レーザビームプリンタで連続印刷を
５,０００頁以上行い、トナーの帯電量の測定法による
差を調べると、初期がブローオフ法で−２２.９μＣ／
ｇ、吸引ファラデー法で−１４.７μＣ／ｇ、両者の差
が８.２μＣ／ｇであり、５,０００頁印刷でのトナーの
帯電量は、ブローオフ法で−２６.４μＣ／ｇ、両者の
差は６.５μＣ／ｇであった。この連続印刷における画
像濃度の変化を調べると、初期１.３０、５,０００頁印
刷後１.２３であり、さらに３００,０００頁まで印刷を
継続しても１.２以上の画像濃度が得られた。また、ト
ナーの定着性は、定着機の熱ロールの温度を１９０℃に
設定しても良好であった。

【００３９】（具体例２）トナーとして、トリメリット
酸１２モル％、テレフタル酸２０モル％、ヘキサデセン
ジカルボン酸１８モル％を酸成分、ビスフェノールＡ型
プロピレンオキサイド付加物３８モル％、ビスフェノー
ルＡ型エチレンオキサイド付加物１２モル％をアルコー
ル成分とする部分架橋型ポリエステル樹脂をバインダと
し、体積平均粒径６μｍ、ガラス転移点５４℃、軟化点
１１１℃の負帯電型トナーを得た。

【００４０】また、キャリアには、導電剤の含有量の少
ないシリコーン系樹脂でコートした重量平均粒径が約４
０μｍのマグネタイトキャリア（電気抵抗１.９×１０
¹⁵Ω・ｃｍ）を使用し、トナー濃度４ｗｔ％で現像剤を
調製し、反転現像で画像を形成した。

【００４１】具体例１と同様のレーザビームプリンタで
連続印刷を５,０００頁以上行い、トナーの帯電量の測
定法による差を調べると、初期がブローオフ法で−２
１.５μＣ／ｇ、吸引ファラデー法で−１５.３μＣ／
ｇ、両者の差が６.２μＣ／ｇであり、５,０００頁印刷
でのトナーの帯電量は、ブローオフ法で−３０.４μＣ
／ｇ、両者の差は７.８μＣ／ｇであった。この連続印
刷における画像濃度の変化を調べると、初期１.３５、
５,０００頁印刷後１.２３であり、さらに３００,００
０頁まで印刷を継続しても１.２以上の画像濃度が得ら
れた。また、トナーの定着性は、定着機の熱ロールの温
度を１７０℃に設定しても良好であった。

【００４２】（具体例３）トナーとして、トリメリット
酸１２モル％、テレフタル酸２０モル％、ヘキサデセン
ジカルボン酸１８モル％を酸成分、ビスフェノールＡ型
プロピレンオキサイド付加物３８モル％、ビスフェノー
ルＡ型エチレンオキサイド付加物１２モル％をアルコー
ル成分とする部分架橋型ポリエステル樹脂を合成し、更
にスチレン８０モル％、アクリル酸ｎ−ブチル１５モル
％、メタクリル酸グリシジル５モル％を構成成分とする
スチレン〜アクリル系樹脂を前記ポリエステル樹脂にグ
ラフト共重合させて得られた部分架橋型ポリエステル樹
脂をバインダとし、体積平均粒径８μｍ、ガラス転移点
５７℃、軟化点１１６℃の負帯電型トナーを得た。ま
た、キャリアには、導電剤を含有し、熱硬化系のシリコ
ーン系樹脂で強固にコートした重量平均粒径約８０μｍ
のフェライトキャリア（電気抵抗２.４×１０⁹Ω・ｃ
ｍ）を使用し、トナー濃度３ｗｔ％で現像剤を調製し、
反転現像で画像を形成した。

【００４３】具体例１と同様のレーザビームプリンタで
連続印刷を５,０００頁以上行い、トナーの帯電量の測
定法による差を調べると、初期がブローオフ法で−１
５.４μＣ／ｇ、吸引ファラデー法で−９.２μＣ／ｇ、
両者の差が６.２μＣ／ｇであり、５,０００頁印刷での
トナーの帯電量は、ブローオフ法で−２５.５μＣ／
ｇ、両者の差は６.５μＣ／ｇであった。この連続印刷
における画像濃度の変化を調べると、初期１.４０、５,
０００頁印刷後１.２７であり、さらに３００,０００頁
まで印刷を継続しても１.２以上の画像濃度が得られ
た。また、トナーの定着性は、定着機の熱ロールの温度
を１７０℃に設定しても良好であった。

【００４４】（具体例４）トナーとして、スチレン８０
モル％、アクリル酸ｎ−ブチル１５モル％、アクリル酸
５モル％を構成成分とするスチレン〜アクリル系樹脂を
バインダとし、体積平均粒径７μｍ、ガラス転移点５８
℃、軟化点１１５℃の負帯電型トナーを得た。

【００４５】また、キャリアには、導電剤を含有し、熱
硬化系のシリコーン系樹脂で強固にコートした実施例３
のフェライトキャリア（電気抵抗２.４×１０⁹Ω・ｃ
ｍ）を使用し、トナー濃度３ｗｔ％で現像剤を調製し、
反転現像で画像を形成した。

【００４６】具体例１と同様のレーザビームプリンタで
連続印刷を５,０００頁以上行い、トナーの帯電量の測
定法による差を調べると、初期がブローオフ法で−１
５.７μＣ／ｇ、吸引ファラデー法で−８.５μＣ／ｇ、
両者の差が７.２μＣ／ｇであり、５,０００頁印刷での
トナーの帯電量はブローオフ法で−２４.３μＣ／ｇ、
両者の差は７.２μＣ／ｇであった。この連続印刷にお
ける画像濃度の変化を調べると、初期１.４０、５,００
０頁印刷後１.３０であり、さらに３００,０００頁まで
印刷を継続しても１.２以上の画像濃度が得られた。ま
た、トナーの定着性は、定着機の熱ロールの温度を１７
０℃に設定しても良好であった。

【００４７】（具体例５）トナーとしてスチレン８０モ
ル％、アクリル酸ｎ−ブチル１５モル％、メタクリル酸
イソブチル５モル％を構成成分とするスチレン〜アクリ
ル系樹脂をバインダとし、体積平均粒径８μｍ、ガラス
転移点６０℃、軟化点１１５℃の正帯電型トナーを得
た。また、キャリアとして、導電剤を含有し、熱硬化系
のアクリル系樹脂で強固にコートした重量平均粒径８０
μｍのフェライトキャリア（電気抵抗１.５×１０⁹Ω・
ｃｍ）を使用し、トナー濃度３ｗｔ％で現像剤を調製
し、反転現像で画像を形成した。

【００４８】具体例１と同様のレーザビームプリンタで
感光体にＳｅドラムを用い、Ｓｅの帯電電位＋８００
Ｖ、残留電位＋５０Ｖ、現像バイアス電位＋５００Ｖ、
現像部コントラスト電位４５０Ｖで、毎分７０枚の印刷
速度（印刷プロセス速度３１ｃｍ／ｓｅｃ）で印刷を行
った。連続印刷を５,０００頁以上行い、トナーの帯電
量の測定法による差を調べると、初期がブローオフ法で
＋１８.２μＣ／ｇ、吸引ファラデー法で＋１２.５μＣ
／ｇ、両者の差が５.７μＣ／ｇであり、５,０００頁印
刷でのトナーの帯電量は、ブローオフ法で＋２８.５μ
Ｃ／ｇ、両者の差は６.８μＣ／ｇであった。この連続
印刷における画像濃度の変化を調べると、初期１.３
８、５,０００頁印刷後１.２７であり、さらに、３０
０,０００頁まで印刷を継続しても１.２以上の画像濃度
が得られた。また、トナーの定着性は、定着機の熱ロー
ルの温度を１７０℃に設定しても良好であった。

【００４９】上述の如く、微粒子トナーおよび微粒子キ
ャリアからなる現像剤において、トナーの体積平均粒径
を６〜１０μｍとし、キャリアの重量平均粒径を４０〜
１００μｍすることにより実用的な高精細現像剤を得る
ことができる。トナーの平均粒径が６μｍ未満では帯電
制御が不十分となり、非画像部へのトナー付着やトナー
飛散が生じる。また、トナーの平均粒径が１０μｍを越
える場合には、がさついた画像となり、精緻な画像が得
られない。一方、キャリアの平均粒径が４０μｍ未満で
は感光体へのキャリア付着を生じ、１００μｍを越える
場合には、がさついた画像となる。この様な微粒子トナ
ー／現像剤において、従来の簡便な透磁率検知方式を採
用したトナー濃度制御装置を具備する現像機にトナー／
現像剤を適用し、トナーの帯電量のブローオフ法と吸引
ファラデー法による値の差を１０μＣ／ｇ以内に抑制す
ることにより、５,０００頁以上の連続印刷を繰り返し
ても安定した高画質な画像を継続して得ることができ
る。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、体積平均粒径が６〜１
０μｍの微粒子トナーおよび重量平均粒径が４０〜１０
０μｍの微粒子キャリアからなる現像剤を、従来の簡便
な透磁率検知方式を採用したトナー濃度制御装置を有す
る現像機に適用し、多数枚印刷を繰り返してもトナー濃
度を制御でき、画像濃度が低下せず、安定した画像を得
ることができる。また、トナーのバインダにスチレン〜
アクリル系樹脂、または芳香族ポリエステル系樹脂、お
よび／または芳香族ポリエステルにスチレン〜アクリル
をグラフト共重合させた樹脂を用い、トナーの溶融物性
と帯電性を本発明の範囲内とすることにより、低温定着
が可能で画像特性の安定した現像剤を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続印刷による画像濃度の変化を示す説明図。

【図２】連続印刷によるトナー濃度とトナー帯電量の変
化を示す説明図。

【図３】吸引ファラデー法によるトナーの帯電量測定装
置を示す説明図。

【図４】連続印刷による画像濃度の変化を示す説明図。

【図５】連続印刷によるトナー濃度とトナー帯電量の変
化を示す説明図。

【図６】トナーのブローオフ帯電量と吸引ファラデー帯
電量の関係を示す説明図。

【符号の説明】

１…吸引ノズル部、２…本体表示部、３…現像剤容器、
４…フィルタ、５…小型ファラデーケージ、６…空気、
７…コンデンサ、８…二成分現像剤、９…メッシュ、１
０…トナー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に形成された静電潜像を、体積平
均粒径６〜１０μｍのトナーと重量平均粒径４０〜１０
０μｍのキャリアを含む現像剤を用いてトナー像として
顕像化し、該トナー像を記録媒体上に転写し、記録媒体
上に転写されたトナー像を定着して記録画像を得る静電
像記録工程を有する静電記録装置のための現像方法にお
いて、ブローオフ法で測定したトナーの帯電量の値と、
吸引ファラデー法で測定したトナーの帯電量の値との差
が１０μＣ／ｇ以内にあることを特徴とする現像方法。
【請求項２】前記トナーのバインダとして、スチレン〜
アクリル系共重合体、または三官能以上の多官能単量体
成分を１〜３０モル％含む芳香族ポリエステルおよび／
または前記芳香族ポリエステルにスチレン〜アクリルを
グラフト共重合させた樹脂を用い、トナーのガラス転移
点を５０〜７０℃、トナーの軟化点を１１０〜１４０℃
としたことを特徴とする請求項１記載の現像方法。