JPH02281265A - ポリエステル系カラー現像剤および現像方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は電子写真法、あるいは静電印刷法などにおいて
電気的潜像または磁気的潜像を現像するのに用いられる
現像剤に関し、とりわけ多色カラー画像の画質を著しく
改良したカラー現像剤および多色電子写真用カラー画像
形成方法に関する。

［従来の技術］ 近年、複写機等においてモノカラー複写からフルカラー
複写への展開が急速に進みつつあり、２色カラー複写機
やフルカラー複写機の検討及び実用化も大きくなされて
いる。例えば「電子写真学会誌Ｊ　Ｖｏｌ　２２．　Ｎ
ｏ、１　（１９８３）や「電子写真学会誌Ｊ　Ｖｏｌ　
２５．　Ｎｏ、１．　Ｐ５２　（１９８［ｉ）のごとく
色再現性、階調再現性の報告もある。

しかしテレビ、写真、カラー印刷物のように実物と直ち
に対比されることはなく、又、実物よりも美しく加工さ
れたカラー画像を見なれた人々にとっては、現在実用化
されているフルカラー電子写真画像は必ずしも満足しつ
るものとはなっていない。

フルカラー電子写真法によるカラー画像形成は般に３原
色であるイエロー、マゼンタ、シアンの３色のカラート
ナーを用いて全ての色の再現を行うものである。

その方法は、まず原稿からの光をトナーの色と補色の関
係にある色分解光透過フィルターを通して光導電層上に
静電潜像を形成させ、次いで現像、転写工程を経てトナ
ーを支持体に保持させる。この工程を順次複数回行い、
レジストレーションを合わせつつ、同一支持体上にトナ
ーを重ね合わせた後、−回の定着によって最終のフルカ
ラー画像を得る。

この時用いられる現像方法としては米国特許第２．６１
８，５５２号記載のカスケード現像法、米国特許第２，
８７４，０６３号記載の磁気ブラシ法、その他タッチダ
ウン法などがあるが、これらの中で、最も汎用的に用い
られる方法は磁気ブラシ法である。該方法はキャリアと
して鋼、フェライトなど磁性を有する粒子を用いる。ト
ナーと磁性キャリアとからなる現像剤は磁石で保持され
、この磁石の磁界により、現像剤はブラシ状に配列され
る。この磁気ブラシが光導電層上の静電潜像面と接触す
ると、トナーのみが該ブラシから静電潜像へ引きつけら
れ、現像が行われる。

般に現像剤がトナーとキャリアとからなるいわゆる二成
分系の現像方式の場合において現像剤は、キャリアとの
摩擦によってトナーを所要の帯電量及び帯電極性に帯電
せしめ、静電引力を利用して静電像を現像するものであ
り、従って良好な可視画像を得るためには、主としてキ
ャリアとの関係によって定まるトナーの摩擦帯電性が良
好であることが必要である。

今日上記の様な問題に対してキャリアコア剤、キャリア
コート剤の探索やコート量の最適化、あるいはトナーに
加える電荷制御剤、流動性付与剤の検討さらには母体と
なるバインダーの改良などいずれも現像剤を構成するあ
らゆる材料において優れた摩擦帯電性を達成すべく多く
の研究がなされている。

たとえば帯電性微粒子のごとき帯電補助剤をトナーに添
加する技術として、特公昭５２−３２２５８号公報、特
開昭５６−６４３５２号公報には、トナーと逆極性の樹
脂微粉末を、また特開昭６１−１６０７６０号公報には
フッ素含有化合物をそれぞれ現像剤に添加し、安定した
摩擦帯電性を得るという技術が提案されており今日でも
多くの帯電補助剤の開発が行なわれている。

さらに上記のごとき帯電補助剤を添加する手法としては
色々工夫されている。例えばトナー粒子と帯電補助剤と
の静電力あるいは、ファンデルワールス力等によりトナ
ー粒子表面に付着せしめる手法が一般的であり、攪拌、
混合機等が用いられる。しかしながら該手法においては
均一に添加剤をトナー粒子表面に分散させることは容易
ではなく、又トナー粒子に未付着で添加剤同志が凝集物
となって、いわゆる遊離状態となった添加剤の存在を避
けることは困難である。この様な場合、現像剤としての
性能に影響が出て来る。例えば、トナーの摩擦帯電量が
不安定となり画像濃度が一定せず、又カブリの多い画像
となる。

あるいは連続コピー等を行うと帯電補助剤の含有量が変
化し初期時の画像品質を保持することが出来ない、など
の欠点を有していた。

他の添加手法としては、トナーの製造時に結着樹脂や着
色剤と共に、あらかじめ帯電補助剤を添加する手法があ
る。しかしながら、荷電制御剤の均一化が容易でないこ
と、又実質的に帯電性に寄与するのは、トナー粒子表面
近傍のものであり、また粒子内部に存在する帯電補助剤
や荷電制御剤は帯電性に寄与しないため、帯電補助剤の
添加量や表面への分散量等のコントロールが容易ではな
い。又この様な手法で得られたトナーにおいてもトナー
の摩擦帯電量が不安定であり前述のごとく現像剤特性を
満足するものを容易に得ることは出来ないなど、帯電補
助剤を使用するだけでは十分満足な品質のものか得られ
ていないのが実情である。

さらに近年、複写機の高精細、高画質化の昇汞が市場で
は高まっており、当該技術分野では、トナーの粒径を細
かくして高画質カラー化を達成しようという試みがなさ
れているが、粒径が細かくなると単位重量当りの表面積
が増え、トナーの帯電気量が大きくなる傾向にあり、画
像濃度薄や、耐久劣化が懸念されるところである。加え
てトナーの帯電気量が大きいために、トナー同士の付着
力が強く、流動性が低下し、トナー補給の安定性や補給
トナーへのトリボ付与に問題が生じてくる。

また、カラートナーの場合は、磁性体や、カーボンブラ
ック等の導電性物質を含まないので、帯電をリークする
部分がなく一般に帯電気量が大計くなる傾向にある。こ
の傾向は、特に帯電能の高いポリエステル系バインダー
を使用したときにより顕著である。

また、特にカラートナーにおいては、下記に示すような
特性が強く望まれている。

（１）定着したトナーは、光に対して乱反射して、色再
現を妨げることのないように、トナー粒子の形が判別出
来ないほどのほぼ完全溶融に近い状態となることが必要
である。

（２）そのトナー層の下にある異なった色調のトナー層
を妨げない透明性を有する着色トナーでなければならな
い。

（３）構成する各トナーはバランスのとれた色相及び分
光反射特性と十分な彩度を有しなければならない。

このような観点から多くの結着樹脂に関する検討がなさ
れているが未だ上記の特性をすべて満足するトナーは開
発されていない。今日当該技術分野においてはポリエス
テル系の樹脂がカラー用結着樹脂として多く用いられて
いるが、ポリエステル系樹脂からなるトナーは一般に温
湿度の影響を受は易く、低湿下での帯電量過大、高湿下
での帯電量不足といった問題が起こり、広範な環境にお
いても安定した帯電量を有するカラートナーの開発が急
務とされている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上述の如き問題点を解決した静電荷現
像用負帯電性ポリエステル系カラー現像剤を、提供する
ことにある。

すなわち本研究の目的は温湿度等の環境に左右されに＜
＜、つねに安定した摩擦帯電性を有する静電荷現像用負
帯電性ポリエステル系カラー現像剤および現像方法を提
供することにある。

本研究の更なる目的は、カブリのない鮮明な画像特性を
有し、かつ耐久安定性に優れた静電荷現像用負帯電性ポ
リエステル系カラー現像剤および現像方法を提供するこ
とにある。

本研究の更なる目的は流動性が良好な静電荷現徴用負帯
電性ポリエステル系カラー現像剤および現像方法を提供
することにある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、少な
くとも非磁性着色剤含有ポリエステル系樹脂粒子と、流
動性付与剤とを有する絶縁性非磁性カラートナーと、キ
ャリア芯材重量に対して０．０５〜１０重量％の電気絶
縁性樹脂で被覆した重量平均粒径２５〜６５μであるキ
ャリアとを有する現像剤において、 ■該着色剤含有ポリエステル系樹脂粒子が、体積平均径
が４〜１０μであり、かつ構成成分としてアミノアクリ
ル単量体を２〜１５重量％含有する共重合体を全結着樹
脂中に１〜３０重量％含有する樹脂粒子であり、 ■該流動性付与剤の少なくともひとつが、キャリアと摩
擦帯電させたときに、その帯電量の絶対値が２０μｃ／
ｇ以下である、 ことを特徴とする静電荷現像用負帯電性ポリエステル系
カラー現像剤に関する。

更に、本発明は、上記のカラー現像剤を用い、潜像担持
体上の静電潜像電位と同極性に帯電するトナー粒子と、
トナー粒子とは逆極性に帯電するキャリア粒子とを、現
像剤相持部材表面に担持させ、現像部で交流成分と直流
成分を有している交互電界を形成して、静電像相持体上
の静電像を現像する方法において、 静電像の電位ＶＬ（Ｖ）と、同極性の交互電界の直流成
分ＶＤＣｍと、交互電界の直流成分Ｖ［ｌＣ（ｖ）に対
して静電像の電位ＶＬ（Ｖ）とは反対に位置する最大電
界付与点の電位ＶｐｐＭａｘ　（Ｖ）　と、現像剤担持
部材表面と静電潜像相持体表面との最近接間隙Ｇ（μｍ
）とによって形成される画像域の最大電荷強度Ｆ（Ｖ／
μｍ）は、 １．５≦Ｆ≦３．５ であることを特徴とする現像方法に関する。

本発明者は、静電荷現像用負帯電性ポリエステル系カラ
ー現像剤の帯電性の環境安定性について鋭意検討した結
果、結着樹脂の構成成分としてアミノアクリル単量体を
２〜１５重量％含有する共重合体を全結着樹脂中に１〜
３０重量％含有した着色剤含有ポリエステル系樹脂粒子
と流動付与剤の少なくともひとつが、本発明で用いるキ
ャリアと摩擦帯電させたときに、その帯電量の絶対値が
２０μｃ／ｇ以下である流動向上剤との混合形態からな
るトナーが、種々の環境での帯電性の安定性に極めて優
れカプリのない良好な画像を提供することを見出したの
である。

その理由としては、結着樹脂としてのポリエステル系樹
脂の本発明で用いるキャリアとの過度の摺擦によるチャ
ージアップが、アミノアクリル含有樹脂によって中和さ
れるからである。このとき、アミノアクリル含有樹脂は
その帯電の立ち上がりが遅いために、ポリエステル系樹
脂の帯電の立ち上がりを妨げることなく、ポリエステル
系樹脂の帯電が立ち上がった後の過度の帯電を中和する
機能が働いている。

したがって、本発明の構成のトナーはキャリアとの摺擦
による帯電の立ち上がりが種々の環境で良好で、安定な
帯電を維持できるのである。

本発明においてはその性能を確実に発揮し、しっかりし
た負電荷を有するためには、全結着樹脂中に構成成分と
してアミノアクリル単量体を２〜１５重量％含有する共
重合体を１〜３０重量％、好ましくは２〜２０重量％含
有する。

また、本発明の共重合体の構成成分としてのアミノアク
リル単量体は、従来知られているものがすべて使用でき
るが、一般には下記構造式で示されるものが有効である
。

ｌ ＣＨ２−［： ＼ （Ｒ１は水素又はメチル基又はエチル基Ｒ２は炭素数１
〜４のアルキレン基 Ｒ３，Ｒ４は炭素数１〜４のアルキル基）その中でも特
に、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミ
ノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリ
レート、ジエチルアミノエチルメタクリレートが望まし
い。又、本発明のアミノアクリル以外の構成成分として
は従来知られている単量体がすべて使用できるが、一般
には、ビニル単量体、特にスチレン−アクリル系共車量
体を７０重量％以上含むことが望ましい。スチレン系単
量体としては、例えばスチレン、ビニルトルエン、α−
メチルスチレン等が、アクリル系単量体としては、アク
リル酸、アクリル酸のメチル、エチル、プロピル、ブチ
ル、２−エチルヘキシル各々のエステル、メタクリル酸
、メタクリル酸のメチル、エチル、プロピル、ブチル、
２−エチルヘキンル各々のエステル等がそれぞれ挙げら
れる。

本発明では共重合体の重合方法は、従来知られている方
法がすべて使用できるが、塊状重合或いは溶液重合とい
う均−系が特に好ましい。

本発明において結着樹脂として好ましい樹脂としてはポ
リエステル樹脂がある。

特に、次式 （式中Ｒはエチレンまたはプロピレン基であり、ｘ、　
ｙはそれぞれ１以上の整数であり、かっＸ＋Ｖの平均値
は２〜１０である。）で代表されるビスフェノール誘導
体もしくは置換体をジオ−・ル成分とし、２価以上のカ
ルボン酸又はその酸無水物又はその低級アルキルエステ
ルとからなるカルボン酸成分（例えばフマル酸、マレイ
ン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリ
メリット酸、ピロメリット酸など）とを少なくとも共縮
重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を有す
るのでより好ましい。

特に、トラペンでの透過性の点で、９０℃における見掛
粘度が５　Ｘ　１０’〜５　Ｘ　１０６ボイズ、好まし
くは２５Ｘ　１０’〜２　Ｘ　１０６ボイズ、より好ま
しくは１０５〜１０６ボイズであり、１００℃における
見掛粘度は１０４〜５　Ｘ　１０５ボイズ、好ましくは
１０４〜３．０　、Ｘ　１０５ボイズ、より好ましくは
１０’〜２×１０５ボイズであることにより、透過性良
好なカラー叶Ｐが得られ、フルカラートナーとしても定
着性、混色性及び耐高温オフセット性良好な結果が得ら
れる。

特に９０℃における見掛粘度Ｐ、と１００℃における見
掛粘度Ｐ２との差の絶対値が、２　Ｘ　１０５＜ＰＩ　
　Ｐ２１＜４Ｘ１０６の範囲にあるのが好ましい。

これらの樹脂を用いて微粒子とした場合、荷電制御剤を
用いなくとも負帯電性を示すものがほとんどであり、本
発明にそのまま用いることができるが、好ましくは負帯
電性を付与する荷電制御剤を配合しても良い。その際ト
ナーの色調に影響を与えない無色または淡色の荷電制御
剤が好ましい。その際の負荷電制御剤としては例えばア
ルキル置換サリチル酸の金属錯体（例えばジ−ターシャ
リ−ブチルサリチル酸のクロム錯体または亜鉛錯体）の
如き有機金属錯体が挙げられる。負荷電制御剤をトナー
に配合する場合には結着樹脂１００重量部に対して０．
１〜１０重量部、好ましくは０．５〜８重量部添加する
のが良い。

本発明に係るトナーと混合して二成分現像剤を調製する
場合、その混合比率は現像剤中のトナー濃度として、２
．０重量％〜１０重量％、好ましくは３重量％〜９重量
％にすると通常良好な結果が得られる。トナー濃度が２
．０％以下では画像濃度が低く実用不可となり、１０％
以上ではカブリや機内飛散を増加せしめ、現像剤の耐用
寿命を短める。

本発明に使用される着色剤としては、公知の染顔料、例
えばフタロシアニンブルー、インダスレンブルー、ピー
コックブルー、パーマネントレッド、レーキレッド、ロ
ーダミンレーキ、バンザイエロー、パーマネントイエロ
ー、ベンジンイエロー等広く使用することができる。そ
の含有量としては、０ＩＩＰフイルムの透過性に対し敏
感に反映するよう結着樹脂１００重量部に対して１２重
量部以下であり、好ましくは０．５〜９重量部である。

本発明に用いる流動向上剤は、本発明に使用する磁性粒
子と摩擦帯電させたときに帯電量の絶対値が２０μｃ／
ｇ以下、好ましくは１０μｃ／ｇ以下のものを少なくと
も一種含有する必要がある。何故ならば、本発明のごと
く結着樹脂としての帯電能を安定化させても、流動向上
剤として一般に使用されているケイ酸微粉末等を単独で
使用すると、流動性は確かに向上するものの、帯電特性
としては、特に低湿下で帯電が過大になりやすく、結果
としてトナーの環境安定性が損われてしまう。この傾向
はトナーを小粒径して、流動向上剤の使用量が多くなる
程顕著になってくる。

しかるに本発明のごとく帯電能の弱い流動向上剤を少な
くとも一種流動向上剤として含有させることにより帯電
特性と流動性の両立が達成できたのである。

（以下余白） 本発明のトナーには必要に応じてトナーの特性を損ねな
い範囲で添加剤を混合しても良いが、そのような添加剤
としては、例えばテフロン、ステアリン酸亜鉛、ポリフ
ッ化ビニリデンの如き滑剤、あるいは定着助剤（例えば
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンなと）
等がある。

本発明トナーの製造にあたっては、熱ロール、ニーダ−
、エクストルーダー等の熱混練機によって構成材料を良
く混練した後、機械的な粉砕、分級によって得る方法、
あるいは結着樹脂溶液中に磁性粉等の材料を分散した後
、噴霧乾燥することにより得る方法、あるいは、結着樹
脂を構成すべき単量体に所定材料を混合した後、この乳
化懸濁液を重合させることによりトナーを得る重合トナ
ー製造法等それぞれの方法が応用できる。

本発明に用いるトナー粒子の粒径は、体積平均径で４〜
１０μｍであり、１６．０μｍ以上の粗粒が体積分布で
１０％以下であることが好ましい。また重合トナーのご
とき球状トナーの場合は体積平均径で３〜１０μｍであ
ることが好ましい。本発明で用いるトナーは、粒径が細
かいので、微小な静電潜像に対するトナーの付着が忠実
であり、静電潜像端部のトナー付着の乱れが少ない。そ
の結果、高解像度で色再現性の良好な画像が得られる。

特に、写真画像では、微小な潜像の集まりであるハーフ
トーン域が多く、より一層、粒径の効果が表われ、良好
な画像となる。

磁性粒子表面への被覆樹脂としてはトナー材料、キャリ
ア芯材材料により異なるが、本発明においては、キャリ
ア芯材表面との接着性を向上するために、少なくともア
クリル酸（またはそのエステル）単量体およびメタクリ
ル酸（またはそのエステル）単量体から選ばれる少なく
とも一種の単量体を含有することが必要である。特にト
ナー材料として、負帯電能の高いポリエステル樹脂粒子
を用いた場合帯電を安定する目的でさらにスチレン系単
量体との共重合体とすることが好ましく、スチレン系単
量体の共重合重量比を５〜７０重量％とすることが好ま
しい。

上記共重合体の平均分子量は、キャリア芯材表面の被覆
の均一性、被覆強度を考慮して数平均分子量が１０，０
００〜３５，０００好ましくは１７，０００〜２４．０
００．重量平均分子量が２５，０００〜１００，０００
好ましくは４！ｌ、０００〜５５．０００であることが
好ましい。

本発明に使用できるキャリア芯材の被覆樹脂用モノマー
としては、スチレン系千ツマ−としては、例えばスチレ
ンモノマー、クロロスチレンモノマー　α−メチルスチ
レンモノマー、スチレン−クロロスチレンモノマーなど
があり、アクリル系モノマーとしては、例えばアクリル
酸エステルモノマー（アクリル酸メチルモノマー、アク
リル酸エチルモノマー、アクリル酸ブチルモノマーアク
リル酸オクチルモノマー、アクリル酸フェニルモノマー
、アクリル酸２エチルへキシルモノマー）などがあり、
メタクリル酸エステルモノマー（メタクリル酸メチルモ
ノマー、メタクリル酸エチルモノマー　メタクリル酸ブ
チルモノマー、メタクリル酸フェニルモノマー）などが
ある。

本発明に使用される磁性粒子としては、例えば表面酸化
または未酸化の鉄、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マ
ンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金また
は酸化物などが使用できる。また、その製造方法として
特別な制約はない。

以下に本発明の各測定法（１）〜（３）について述べる
。

（１）粒度分布測定： 測定装置としてはコールタ−カウンターＴへ−ＩＩ型（
コールタ−社製）を用い、個数平均分布１体積平均分布
を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ−１
パーソナルコンピユータ（キャノン製）を接続し電解液
は１１ａ塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣＲ水溶液を
調製する。

測定法としては前記電解水ｉ？１ｔｏｏ〜１５０１中に
分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼン
スルホン酸塩を０．１〜５ｍｆｆ加え、さらに測定試料
を０．５〜５０ｍｇ加える。

試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分
散処理を行い、前記コールタ−カウンターＴＡ−Ｉｌ型
により、アパチャーとして１００μアパチヤーを用いて
２〜４０μの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布１
個数平均分布を求める。

これら求めた体積平均分布１個数平均分布より、体積平
均粒径１個数平均分布の６．３５μ以下、体積平均分布
の２０．２μ以上の８値を得る。

（２）摩擦帯電量測定： 測定法を図面を用いて詳述する。

第１図はトナーのトリボ電荷量を測定する装置の説明図
である。先ず、底に５００メツシユのスクリーン１３の
ある金属製の測定容器１２に摩擦帯電量を測定しようと
するトナーとキャリアの重量比１：１９の混合物、また
外添剤の場合には１：４９の混合物を、５０〜１００＋
ｎｊ！容量のポリエチレン製のビンに入れ、約１０〜４
０秒間手で振盪し、該混合物（現像剤）約０．５〜１．
５　ｇを入れ金属製のフタ１４をする。このと籾の測定
客器１２全体の重量を秤りＬ（ｇ）とする。次に、吸引
機１１（測定客器１２と接する部分は少なくとも絶縁体
）において、吸引口１７から吸引し風量調節弁１６を調
整して真空計１５の圧力を２５０＋ｎｍＡｑとする。こ
の状態で充分、好ましくは２分間吸引を行いトナーを吸
引除去する。このときの電位計１９の電位を■（ボルト
４）とする。

ここで１８はコンデンサーであり容量なＣ（μＦ）とす
る。また、吸引後の測定容器全体の重量を秤りＷ２（ｇ
）　　とする。このトナーの摩擦帯電量（μｃ／ｇ）は
下式の如く計算される。

（但し、測定条件は２３℃、６０％ＲＨとする。）また
測定に用いるキャリアは２５Ｑメツシユパス、３５０メ
ツシユオンのキャリア粒子が７０〜９０重量％有するス
チレン系樹脂コートフェライトキャリアを使用する。す
なわち、スチレン−アクリル酸２−エチルヘキシル−メ
タクリル酸メチル共重合体を０．２〜０．７重量％コー
トされているフェライトキャリアをイ吏用する。

測定に用いる試料トナー及びキャリアは２３℃。

６０％ＲＨ環境下最低１２時間放置後、帯電量測定に使
用する。

また摩擦帯電量測定は、２３℃、６０％ＲＨ環境下で行
う。

（３）見掛は粘度測定： フローテスターＣＦＴ−５００型（島津製作所製）を用
いる。試料は６０メツシュパス品を約１．０〜１．５ｇ
秤量する。これを成形器を使用し、１００ｋｇ／ｃｍ２
の加重で１分間加圧する。

この加圧サンプルを下記の条件で、常温常温下（温度約
２０〜３０℃、湿度３０〜７０％ＲＨ）でフローテスタ
ー測定を行い、湿度−見掛は粘度曲線を得る。得られた
スムース曲線より、９０℃、１００℃の見掛は粘度を求
めそれを該試料の温度に対する見掛は粘度とする。

ＲＡＴＥ　ＴＥＭＰ　　　　　　　６．ＯＤ／Ｍ　（’
Ｃ１分）ＳＥＴ　ＴＥＭＰ　　　　　　　７０．（ｌ　
ＩＩＥＧ　　（’Ｃ）ＭＡＸ　ＴＥＭＰ　　　　　　　
２００．ＯＤＥＧＩＮＴＥＲＶＡＬ　　　　　　　　　
　　　　　　３．ＯＤＥＧＰＲＥＩＩＥＡＴ　　　　　
　　３００．ＯＳＥＣ（秒）し〇へＤ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　２０．ＯＫＧＦ　　　（ｋｇ）Ｄ
ＩＥ（ＤＩＡ）　　　　　　　　　　１．０　ＭＭ　　
　（ｍｍ）ＤＩＥ（ＬＥＮＧ）　　　　　　　　　　　
１．０　　ＭＭＰＬＵＮＧＥＲ１，Ｏ０Ｍ２　（ｃｍ２
）次に、第２図を参照して本発明に係る現像装置の一例
を説明する。

潜像担持体１は静電記録用絶縁ドラムあるいはａ−５ｅ
、　Ｃｄｓ、　ＺｎＯ２，ＯＰｆ：、　ａ−５ｔの様な
光導電絶縁物質層を持つ感光ドラムもしくは感光ベルト
である。潜像担持体２１は図示しない駆動装置によって
矢印ａ方向に回転される。２２は潜像担持体２１に近接
もしくは接触されている現像スリーブであり、例えばア
ルミニウム、５Ｏ５３１６等の非磁性材料で構成されて
いる。現像スリーブ２２は現像容器３６の左下方壁に容
器長手方向に形成した横長開口に右略半周面を容器３６
内へ突入させ、左略半周面を容器外へ露出させて回転自
在に軸受けさせて横設してあり、矢印す方向に回転駆動
される。

２３は現像スリーブ２２内に挿入し図示の位置姿勢に位
置決め保持した固定磁界発生手段としての固定の永久磁
石（マグネット）であり、現像スリーブ２２が回転駆動
されてもこの磁石２３は図示の位置・姿勢にそのまま固
定保持される。この磁石２３はＮ極の磁ｆｉ２３ａ　、
　Ｓ極の磁極２３ｂ　、　Ｎ極の磁極２３ｃ　、　Ｓ極
の磁極２３ｄの４磁極を有する。磁石２３は永久磁石に
代えて電磁石を配設してもよい。

２４は現像スリーブ２２を配設した現像剤供給器開口の
上縁側に、基部を容器側壁に固定し、先端側は開口上縁
位置よりも容器３６の内側へ突出させて開口上縁長手に
沿って配設した現像剤規制部材としての非磁性ブレード
で、例えば５ｔｌＳ３１１ｉを横断面路くの字形に曲げ
加工したものである。

２６は非磁性ブレード２４の下面側に上面を接触させ前
端面を現像剤案内面２６１とした磁性粒子限定部材であ
る。非磁性ブレード２４７１）び磁性粒子限定部材２６
などによって構成される部分が規制部である。

２７は磁性粒子であり抵抗値が１０７Ωｃｍ以上、好ま
しくは１０８Ωｃｍ以上のフェライト粒子（最大磁化５
５〜７ｓｅｍｕ／ｇ）へ樹脂コーティングしたものが用
いられ得る。

なお、磁性粒子の抵抗値の測定は測定電極面積４ｃｍ２
、電極間間［０，４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを
用い、片方の電極に１ｋｇ重量の加圧下で、両電極間の
印加電圧Ｅ　（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電
流から磁性粒子の抵抗値を得るという方法をとっている
。

３７は非磁性トナーである。

４０は現像容器３６下部部分に溜るトナーを封止するシ
ール部材で弾性を有しスリーブ２２の回転方向に向って
曲がっており、スリーブ２２表面側を弾性的に押圧して
いる。このシール部材４０は、現像剤の容器内部側への
進入を許可するように、スリーブとの接触域でスリーブ
回転方向下流側に端部を有している。

６０はトナー濃度検出センサー（不図示）によって得ら
れる出力に応じて作動するトナー補給ローラーである。

センサとしては例では、現像剤の体積検知方式、圧電素
子、インダクタンス変化検知素子、交番バイアスを利用
したアンテナ方式、光学濃度を検知する方式などを利用
することができる。該ローラーの回転停止によって非磁
性トナー３７の補給を行う。トナー３７が補給されたフ
レッシュ現像剤はスクリュー６１によって搬送されなが
ら混合・攪拌される。従ってこの搬送中において補給さ
れたトナーにトリボ付与が行われる。６３はしきり板で
現像器の長手方向両端部において切り欠かれておりこの
部分でスクリュー６１によって搬送されたフレッシュ現
像剤がスクリュー６２へ受は渡される。

又、Ｓ磁極２３ｄは搬送極である。現像後の回収現像剤
を容器内に回収し、さらに容器内の現像剤を規制部まで
搬送する。

又、２３ｄ付近では、スリーブに近接して設けたスクリ
ュー６２によって搬送されてきたフレッシュ現像剤と現
像後の回収現像剤とを交換する。

６４は搬送スクリューで現像スリーブ軸方向の現像剤の
量を均一化する。

なおこの構成は現像剤容器内に磁性粒子と非磁性あるい
は弱磁性のトナーが混在している場合にも有効である。

非磁性ブレード２４の端部と現像スリーブ２２面との前
記距離ｄ２は２００〜１２００μｍ１好ましくは３００
〜１０００μｍである。この距離が２００μｍより小さ
いと後述する磁性粒子がこの間に詰まり現像剤層にムラ
を生じやすいと共に良好な現像を行うのに必要な現像剤
を塗布することが出来ず濃度の薄いムラの多い現像画像
しか得られない欠点がある。ｄ２は現像剤中に混在して
いる不用粒子による不均一塗布（いわゆるブレードづま
り）を防止するためには４００μｍ以上が好ましい。ま
た１２００μｍより大きいと現像スリーブ２２上へ塗布
される現像剤量が増加し所定の現像剤層厚の規制が行え
ず、潜像担持体への磁性粒子付着が多くなると共に後述
する現像剤の循環、現像剤限定部材２６による現像規制
が弱まりトナーのトリボが不足しカブリやすくなる欠点
がある。

角度θ１は一５°〜３５°、好ましくは００〜２５６で
ある。θ１く一５°の場合、現像剤に働く磁気力、鏡映
力、凝集力等により形成される現像剤薄層がまばらでム
ラの多いものとなり、θ〉３５°を越えると非磁性ブレ
ードでは現像剤塗布量が増加し、所定の現像剤量を得る
ことが難しい。

この磁性粒子層は、スリーブ２２が矢印す方向に回転駆
動されても磁気力１重力に基づく拘束力とスリーブ２２
の移動方向への搬送力との釣合によってスリーブ表面か
ら離れるに従って動きが遅くなる。もちろん重力の影響
により落下するものもある。

従って磁極２３ａ、　２３ｄの配設位置と磁性粒子２７
の流動性及び磁気特性を適宜選択する事により磁気粒子
層はスリーブに近い程磁極２３ａ方向に搬送し移動層を
形成する。この磁性粒子の移動によりスリーブ２２の回
転に伴なって現像領域へ搬送され現像に供される。

磁性粒子層の移動は現像剤の流動性、磁気力、規制部材
による拘束力によって決定されるが、本発明においては
、規制部に磁性部材を設けて、磁気的な拘束力を強め、
規制部での現像剤の圧縮度合を高め帯電付与能を高めて
いる。従って、トナー粒子は磁性粒子あるいは現像剤担
持部材から、より大きなインパクトを受けている。それ
故、特にポリエステル系トナーはインパクトを受けた際
チャージアップし易くなってしまう。

しかるに本発明においては、上記の問題を解決し、なお
現像剤としての良好な流動性、帯電性を保ちつつ潜像担
持体にキャリアを付着させないために、結着樹脂として
構成成分として、アミノアクリル単量体を２〜１５重量
％含有する共重合体を全結着樹脂中に１〜３０重量％含
有させかつ、流動向上剤の少なくとも一種が本発明で用
いるキャリアと摩擦帯電させたときに、その帯電量の絶
対値が２０μｃ／ｇ以下であることが必要である。

第３図は本発明に係る現像方法の主要部を説明するもの
で、トナー粒子とトナー粒子とは逆極性に帯電するキャ
リア粒子とを混合して有する現像剤を、静電像の担持部
材としての静電像担持体と、この現像剤を担持する現像
剤担持部材が作る現像部（最近接間隙Ｇ（μｍ）　）の
供給した際の交互電界を表わしたものである。

第３図の交互電界は矩形波形状である。

本発明者達は数多くの反転現像方法のパターンを想定し
て実験を行ったところ、画像部の最大電界強度Ｆ　（Ｖ
／μｍ）は、静電像の電位ＶＬ（Ｖ）と交互電界の直流
成分ｖｏｃｍと交互電界の交流成分Ｖｐｐ　（Ｖ）に関
して、静電像の電位ＶＬ（Ｖ）とは交互電界の直流成分
Ｖ。ｃ　（Ｖ）に対して反対側に位置する最大電界付与
点の電位と静電像の電位ｖＬ（ｖ）との大きさによって
最大電界が与えられ、現像剤担持部材表面と静電像担持
体の表面との最近接間隙Ｇ（μｍ）とによフて形成され
る式、 で与えられ、 １．５≦Ｆ≦３．５ の範囲で、キャリア付着もなく、階調性も良好であった
。Ｆ＞３．５であると、画像部にキャリア粒子が−様な
割合で付着し、全体の画像透明性が損なわれ、転写時の
画像ムラか生じてしまった。

方、Ｆ＜１．５であると、キャリア付着は良好であるが
ラインのシャープさが損なわれ画像濃度が低下してしま
った。

又、画像部に対するキャリア付着以外のキャリア付着は
非画像部に対して生じることになるが、本発明において
は非画像部に付着するキャリア粒子の防止も先に述べた
理由で好ましいものとなる。この条件は非画像部にトナ
ー粒子が付着しない範囲で、前記の非画像部電位ＶＬ（
Ｖ）に対して直流成分Ｖ。Ｃ（Ｖ）がＶＯＣが可変であ
っても下記の条件を満たすことが良い。

即ち、７０≦１Ｖｏｃ　　ＶＬＩ≦２２０である。又、
非画像部電位は環境により変動する場合もあるので確実
性を増すには、この値が１５０（Ｖ）以下であることが
良い。

さらに、好ましい条件を付記すると、交互電界の周波数
ν（ＫＨｚ）は０．８≦ν≦３．０を満たすことが良い
。０．８ＫＨｚ未満ではカブリが増加し、２．２を超え
るとラインのシャープネスや階調性が低下する。

本発明現像方法においては、現像部で現像剤層は交互電
界を印加しない状態で非接触でも接触ても良い。

ここで、上記構成の現像器および現像剤において、現像
領域に搬送された現像剤の量を規定する相対体積比率に
ついて説明する。相対体積比率は現像部、即ちスリーブ
２２から感光ドラム１ヘトナーが転移あるいは供給され
る部分において定義される値である。さて、この現像部
における、スリーブ２２の表面の単位面積あたりの現像
剤（混合物・・・非穂立時）の塗布量Ｍ　（ｇ／ｃｍ２
）　と現像部空間の高さｈ　（ｃｍ）と磁性粒子の真密
度ρ（８７０ｍ３）とスリーブ表面のキャリア粒子の重
量割合Ｃ／（Ｔ＋Ｇ）（％）（ただし、Ｃはキャリア重
量、Ｔはトナー重量である）、スリーブ２２と感光体１
との相対速度比σとによって定義され、以下の式によっ
て示される。

相対体積比率Ｑ　＝　Ｍ／ｈ　ｘ　１ａｐ　ｘ　Ｃ／（
Ｔ＋Ｃ）　ｘ　。

この相対体積比率Ｑは、前述した現像剤の搬送性や帯電
特性あるいは現像器の構成、特にマグネットローラー２
３の磁極配置、磁極の強さ、および現像剤規制部材２６
の形状、非磁性ブレード２４の端部とスリーブ２２面と
の距１Ｉｌｄ２により大きく変化し、複写画像、特に画
像濃度に大きな影響を与える。

本発明者らは、該相対体積比率Ｑと画像濃度との関係を
各種実験条件下で検討を行い、相対体積比率Ｑを １５．０≦Ｑ≦４５．０ の範囲に設定することで良好なカラー画像が得られるこ
とを判明した。さらに、Ｑが上記範囲内にあるとき雰囲
気環境が変化したときでも安定な画像が得られることが
判明した。

本発明において好ましい現像方法として提案して籾た上
記条件は、スリーブ２２上に塗布される現像剤の量及び
現像部空間の増加あるいは減少にしたがって画像濃度、
画質が単調に変化するのではなく、現像空間における磁
性粒子の時間的存在量としての相対体積比率Ｑが１５．
０〜４５．０％の範囲で十分でしかも安定な画像濃度が
得られ、１５．０％未満でも４５．０％を越えてもカラ
ー画像複写として好ましくない若干の画像濃度低下、画
質低下が発生し、しかもこの画質が十分な上記数値の範
囲ではスリーブゴーストもかぶりも発生しないという発
見に基づくものである。

相対体積比率が１５０〜４５．０％の範囲であれは、ス
リーブ２２面上に形成される穂が好ましい程度に疎らな
状態で形成され、スリーブ２２及び穂上の両方のトナー
が感光ドラム１に対して十分に開放され、スリーブ上の
トナー１００も交互電界で飛翔転移するので、はとんど
すべてのトナーが現像に消費可能な状態となることから
高い現像効率（現像部に存在するトナーのうち現像に消
費され得るトナーの割合）および高画像濃度が得られる
。好ましくは、微小なしかし激しい穂の振動を生じさせ
、これによって磁性粒子２７およびスリーブ２２に付着
しているトナー１００がほぐされる。いずれにせよ磁気
ブラシの場合などのような掃目むらやゴースト像の発生
を防止できる。さらに穂の振動によって、磁性粒子２７
とトナー２８との摩擦接触が活発になるのでトナー２８
への摩擦帯電を向上させ、かぶり発生を防止できる。

相対体積比率Ｑは、上記の値の範囲内にすることが好ま
しいが、さらに好ましくは、相対速度比σを　１．２＜
ａ≦２．５と設定するのがよい。これは、スリーブ２２
と感光体１との相対速度をずらせることにより、機械的
摺擦を利用して、感光体１上に付着した不要なカブリト
ナーや、キャリアを現像器中に再回収できることと、相
対速度比を１．２以上にすることで、現像効率を上げる
ことかできることなどの効果があるからである。しかし
、ａ＞２．５設定下で体積比率をたかめると、上記再開
集の効果が強すぎてブラシ跡や濃度低下を生じやすくな
る。またσ≦２．５にしておくことで、現像時の現像器
外へのトナーの飛散も防止できる。また、σ〉２．５で
は複写画像のベタ部内での濃度が一様でなくなり、いわ
ゆる「はきよせ」を生じやすくなる。

［実施例］ 以下に実施例および図面をもって本発明の詳細な説明す
る。尚、％及び部は全て重量％及び重量部を示す。

ジメチルアミノエチルアクリレート　　　１０部フタロ
シアニン顔料　　　　　　　　　　　５部ジーｔｅｒｔ
−ブチルサリチル酸のクロム錯塩　４部をヘンシェルミ
キサーにより十分予備混合を行い、３本ロールミルで少
なくとも２回以上溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用
いて約１〜２＋ｎｍ程度に粗粉砕し、次いでエアージェ
ット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに得られた
微粉砕物を分級して本発明の粒度分布となるように２〜
１０μｍを選択し着色剤含有樹脂粒子（体積平均粒径７
．８　μ）を得た。

この見掛粘度は、９０℃て７．ＯＸ　１０５ボイズ、１
００℃で１．４　Ｘ　１０’ボイズてあった。

上記着色剤含有樹脂粒子１００部に０．６部のへキサメ
チルジシラザンで処理したシリカ微粉末（電子顕微鏡観
察による１次粒径０．１〜０．２μ）摩擦帯電量−５０
μｃ／ｇと、ＢＥＴ法による表面積が１００　ｍ２７ｇ
であり本発明の磁性粒子との帯電量が１．７μｃ／ｇで
あるＡＪ２０３微粒体０．３部とを外添添加してシアン
トナーとした。

スチレン５０％、メチルメタクリレート２０％、２エチ
ルへキシルアクリレート３０％からなる共重合体（数平
均分子量２／２５０　、重量平均分子量５２３６０）を
、重量平均粒径４５μ、３５μ以下４．２％、３５〜４
０μ９．５％、７４μ以上０２％の粒度分布を有するＣ
ｕ−Ｚｎ−Ｆｅ系フェライトキャリアに０．５％コーテ
ィングしてキャリアを調製した。

このキャリアを総量１００部になるように、上記シアン
トナー６部に混合し現像剤とした。

この現像剤を用いて市販の普通紙カラー複写機（カラー
レーザーコピア１　キャノン製）にて画出ししたところ
、得られた画像は濃度１．４９と高くカブリも全くない
鮮明なものであった。以後さらに５０００枚のコピーを
行ったがその間の濃度低下は０．０５と小さく、カブリ
、鮮明さも初期と同等のものが得られた。また低温低湿
（１５℃、１０％Ｒ）ｌ）での画像濃度も１４５と高く
本発明により低湿下での帯電量制御に効果があったこと
を示唆している。

さらに、Ｚ３℃／６０％Ｒ１１，２０℃／１０％、３０
℃／８０％の各環境に１力月放置後の初期画像において
も、まったく異常は認められなかった。

比較例１ 実施例１においてジメチルアミノエチルアクリレートを
用いない以外は実施例１と同様に行ったところ、低湿下
（２０℃／１０％）での濃度低下が１．５０から１．４
０と実施例１に比べて大きくなってしまった。

比較例２ 実施例１においてＡＪ２０３を用いない以外は実施例１
と同様に行ったところ、低湿下（２０℃／１０％）での
初期画像濃度が１．３５と低く、さらに５０００枚のコ
ピーによって１．３５から１．２５と低下した。

比較例３ 実施例１において着色剤含有樹脂粒子の体積平均粒径を
１１．０μにする以外は実施例１と同様に行ったところ
、３０℃／８０％でのトナー飛散が激しく　５０００枚
コピーが達成できなかった。また、ハイライト潜像の階
調性も低下した。

比較例４ 実施例１においてジメチルアミノエチルアクリレートを
４０部使用する以外は実施例１と同様に行ったところ、
画像濃度は１．５０と良好であったが、カプリ、特に反
転カブリがひどく、またトナー飛散も認められた。

火五■ユ 実施例１においてジメチルアミノエチルアクリレート１
０部のかわりにジエチルアミノエチルアクリレート６部
を使用する以外は実施例１と同様に行ったところ、良好
な結果が得られた。

え五■ユ 実施例１において、八Ｒ２Ｏ３のかわりにＢＥＴ法によ
る表面積が８０ｍ２／ｇであり、本発明に用いる磁性粒
子との帯電量が一１０μｃ／ｇであるようなＴｉＯ２微
粉体０．４部を使用する以外は実施例１と同様に行つた
ところ、良好な結果が得られた。

実施例４ 実施例１においてフタロシアニン顔料のかわりに、ＣＩ
ピグメントイエロー１７３．５部を使用した７、５μの
イエロートナーとＣＩソルベントレッド４９を０．９部
、ＣＩソルベントレッド５２を　１．０部使用した　７
．５μのマゼンタトナーと、ＣＩピグメントイエロー１
７を　１．２部、ＣＩピグメントレッド５を２．８部、
ＣＩピグメントブルー１５を　１．５部使用した７、５
μの黒色トナーの３色のトナーを調整し実施例１で用い
たシアントナーを含めて計４色のトナーでフルカラー画
像を得た。５０００枚の耐久においても高画質、高濃度
な画像が得られ、高温高湿下でのトナー飛散、カブリも
極力少なかった。

［発明の効果］ 以上の様に、本発明によると高画質な画像を得ることが
できる。また本発明のトナーは粒径が細かいので微小な
静電潜像に対するトナーの付着が忠実であり、高解像度
で色再現性の良好なフルカラー画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は摩擦帯電量測定装置の説明図、第２図は本発明
の実施例で用いた装置の説明図、第３図は本発明に係る
現像剤方法の交互電界を表したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）少なくとも非磁性着色剤含有ポリエステル系樹脂
   粒子と、流動性付与剤とを有する絶縁性非磁性カラート
   ナーと、キャリア芯材重量に対して０．０５〜１０重量
   ％の電気絶縁性樹脂で被覆した重量平均粒径２５〜６５
   μであるキャリアとを有する現像剤において、 （ａ）該着色剤含有ポリエステル系樹脂粒子が、体積平
   均径が４〜１０μであり、かつ構成成分としてアミノア
   クリル単量体を２〜１５重量％含有する共重合体を全結
   着樹脂中に１〜３０重量％含有する樹脂粒子であり、 （ｂ）該流動性付与剤の少なくともひとつが、キャリア
   と摩擦帯電させたときに、その帯電量の絶対値が２０μ
   ｃ／ｇ以下である、 ことを特徴とする静電荷現像用負帯電性ポリエステル系
   カラー現像剤。 （２）前記キャリア芯材が、９８％以上のＣｕ−Ｚｎ−
   Ｆｅ（金属組成比（５〜２０）：（５〜２０）：（３０
   〜８０））の組成を有するフェライトキャリア芯材であ
   ることを特徴とする請求項（１）記載のカラー現像剤。 （３）請求項（１）記載のカラー現像剤を用い、潜像担
   持体上の静電潜像電位と同極性に帯電するトナー粒子と
   、トナー粒子とは逆極性に帯電するキャリア粒子とを、
   現像剤担持部材表面に担持させ、現像部で交流成分と直
   流成分を有している交互電界を形成して、静電像担持体
   上の静電像を現像する方法において、 静電像の電位Ｖ＿Ｌ（Ｖ）と、同極性の交互電界の直流
   成分Ｖ＿Ｄ＿Ｃ（Ｖ）と、交互電界の直流成分Ｖ＿Ｄ＿
   Ｃ（Ｖ）に対して静電像の電位Ｖ＿Ｌ（Ｖ）とは反対に
   位置する最大電界付与点の電位Ｖ＿Ｐ＿ＰＭａｘ（Ｖ）
   と、現像剤担持部材表面と静電潜像担持体表面との最近
   接間隙Ｇ（μｍ）とによって形成される画像域の最大電
   荷強度Ｆ（Ｖ／μｍ）は、 １．５≦Ｆ≦３．５ ただし、Ｆ＝｜Ｖ＿Ｐ＿ＰＭａｘ／２｜＋｜Ｖ＿Ｄ＿Ｃ
   −Ｖ＿Ｌ｜／Ｇであることを特徴とする現像方法。 （４）前記キャリア芯材が、９８％以上のＣｕ−Ｚｎ−
   Ｆｅ（金属組成比（５〜２０）：（５〜２０）：（３０
   〜８０））の組成を有するフェライトキャリア芯材であ
   ることを特徴とする請求項（３）記載の現像方法。