JPH02284162A - ポリエステル系カラー現像剤を用いた現像方法 - 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］ 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］ 従来、電子写真法としては米国特許筒２．２９７゜６９
１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許
筒３．６６６、３６３号明細書）、特公昭４３−２４７
４８号公報（米国特許筒４，０７１，３６１号明細書）
等、多数の方法が知られているが、一般には光導電性物
質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を
形成し、次いで該潜像を現像粉（以下トナーと称す）を
用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像
を転写した後、加熱、圧力、加圧熱定ローラあるいは溶
剤蒸気などにより定着して複写物を得るものである。ま
たトナー画像を転写する工程を有する場合には、通常、
感光体上の残余のトナーを除去するための工程が設けら
れる。

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、！、　Ｐ５２　（１９８６）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−ａ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筒２．６１
１３．５５２号記載のカスケード現像法、米国特許筒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。

一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５２−３２２５６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６ｌ−１１ｉ０７６０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０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０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が得られて
いないのが実情である。

本発明者は、静電荷像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特性について鋭意検討した結
果、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を使用したポリエス
テル系カラートナーが比較的種々の環境での帯電安定性
に優れ、カブリのない良好な画像を提供することを見出
した。

しかしながら、画像濃度に関しては十分に満足なものが
得られず、さらなる改良が望まれている。

さらに近年、複写機の高精細、高画質化の要求が市場で
は高まっており、当該技術分野では、トナーの粒径な細
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きくなる傾向にある。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現像方法の開発が
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方法を提供する
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方法を提供することに
ある。

本研究の更なる目的は、カプ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
（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
リアとから成る静電荷現像用負帯電性ポリエステル系カ
ラー現像剤を用い、現像剤担持部材表面に潜像担持体上
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、 ■該着色剤含有°ポリエステル系樹脂粒子が、体積平均
径６〜１１μｍであり、該流動性付与剤の少なくとも一
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以下であり、■静電像の電位ＶＬ
（Ｖ）と、同極性の交互電界の直流成分Ｖａｃ（Ｖ）と
、交互電界の直流成分ｖ、、、ｍに対して静電像の電位
ｖｔ、　ｍ　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
担持体表面との最近接間隙Ｇ（ｐｍ）とによって形成さ
れる画像域の最大電界強度Ｆ　（Ｖ／蒔ｍ）は Ｆ　＝　−１／３ｉ’ｏｇＨ＋　ｋ　　及び（ここで、
　２．５≦ｋ≦３．５　、０．１５≦ｌｏｇＨ≦１．６
゜Ｈは水蒸気圧［＋ｎｍＨｇ１を表す。） を満足する、 ことを特徴とする現像方法にある。

第１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２１はｏμｃの様な光導電絶縁物質層を持つ
外径８０ｍ５±１ｍｓ＋の感光ドラムである。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
ている外径３２ｍｍ±１ｍｍの現像スリーブであり、例
えばアルミニウム、５ＯＳ３１６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極の磁極２３ａ　、　
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５Ｏ３３１６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２４及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１０’Ωｃｍ以上、好ま
しくは１０’ΩＣｆｆ１以上のフェライト粒子（最大磁
化５５〜７５ｅｍｕ／ｇ）　ヘ０．０５〜１０重量％の
電気絶縁性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ｐｌｏ、４ｃｍのサンドインチタイプのセル
を用い、片方の電極に１　ｋｇ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）によフて得ら
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、５ｌｉｉｉ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３００〜１０００μ閾、好ましくは４００
〜９００ｕＩ１１である。この距離が３００μ■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１０００μｍ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者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０＠〜２５°
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９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、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
る流動向上剤を使用した上で、以下に述べる現像方法を
採用することが必要である。

第２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２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Ｖｏｃ　（Ｖ）と交互電界の交流成分ＶＰＰ
　（ｖ）に関して、静電像の電位Ｖｔ、（Ｖ）とは交互
電界の直流成分ｖｏｃ（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７日Ｖ）　との大
きさによフて最大電界が与えられ、現像剤相持部材表面
と静電像担持体の表面との最近接間隙Ｇ（μｍ）とによ
って形成される式、 ＶＰＰ／２１　＋　ＩＶｏｃ−Ｖｔ。

で与えられ、 Ｆ　＝　−１／３ｆｏｇＨ＋　ｋ ここで、　２．５≦ｋ≦３．５ ０．１５≦ｊｏｇＨ≦１．６ Ｈは水蒸気圧［ｍａ＋Ｈｇｌを表す。

の範囲に設定したときキャリア付着もなく、階調性が良
好であると同時に高画像濃度が得られることを見出した
。

ｋ＜２．５であると、キャリア付着、カブリは良好であ
るが、ラインのシャープさが損われると同時に、画像濃
度が低下してしまう。

一方、ｋ＞３．５であるとキャリア付着が多くなり、潜
像電荷に乱わが生じ、画像ムラが生じるようになる。

又、画像部に対するキャリア信者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Ｖｏ（
Ｖ）に対して直流成分ｖｏｃ（ｖ）がＶＤＣ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≦ＩＶｏｃ−Ｖｂｌ≦２２０テある。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２００（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（に）ＩＺ）は１．０≦υ≦３．０を満たすことが良
い、　１．０Ｋ）ｌｚ末溝ではカブリが増加し、３．０
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でも良い。

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（ｇ／ｃｍ’）　とスリーブ表面のキャリア粒子の重
量割合ｃ／（Ｔ＋ｃ）（％）（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、以下の式により
て示される。

相対体積比率Ｑ　＝　Ｍ／ｈ　ｘ　１／ρｘ　ｃ／（ｒ
＋ｃ）　ｘ　ａ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２３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！１ｄ２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きた上
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１５．０〜４５，０％の範囲であれば、
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２
７とトナー２８との摩擦接触が活発になるのでトナー２
８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ａを　１．２＜
σ≦３．０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
ことができることなどの効果があるからである。しかし
、σ〉３．０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≦３．０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〉３．０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「はきょせ」を生じやすくなる。

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％） （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、かつｘ＋ｙ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ール成分とし、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、トラベンでの透過性の点で、９０℃における見掛
粘度が５　Ｘ　１Ｇ’〜５　ｘ　ｔＧ’ポイズ、好まし
くは２５Ｘ　１０’〜２　Ｘ　１０’ボイズ、より好ま
しくは１０’−ＩＱ’ポイズであり、１（１０℃におけ
る見掛粘度は１０’〜５　ｘ　１０’ボイズ、好ましく
は１０４〜３、Ｑ　ｘ　１０’ボイズ、より好ましくは
１０４〜２×１０’ボイズであることにより、透過性良
好なカラー〇）ＩＰ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Ｐ１と１００℃における見
掛粘度Ｐ２との差の絶対値が、２Ｘ１０’＜Ｐｌ−Ｐ２
　Ｉ　＜　４　Ｘ　１０’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診るが、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
．Ｏｆｉ量％〜１１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、０）ＩＰフィ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。

このような粒子の例としては、以下のものが挙げられる
が必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、＾
ｊｚＯｓ、　Ｔ１０２，ＧｅＯ２，Ｚｒ（ｈ、　５Ｃ２
０３゜ＨｆＯ，等の金属酸化物や、ＳＩＣ，Ｔｉｃ、　
Ｗ２Ｃ等の炭化物及び、Ｓｉ３Ｎ４．　Ｇｅ５Ｎ４等の
窒化物があり、この中でも、＾ｊ、０．．　ＴＩＯ，、
５ｃ２０ａ、　ＺｒＯ２，ＧｅＯ２，ＨｆＯ２が、無色
あるいは白色であるという点においてカラートナー用に
用いた場合、色彩に悪影響を与えず好適である。また特
に八１）２０３．　ＴＩＯ，、、ＺｒＯ２は、気相法に
よって容易に好適な粒度のものが製造でき易く、より好
ましい。また、疎水化処理を施しまた、添加する粒子の
粒径は細かい方が良好であり、本発明では、ＢＥＴ法に
よる比表面積の測定で、３０１０２／ｇ〜３００ｍ’／
ｇの範囲にある流動性付与剤を用いる。より好ましくは
、５０ＩＩ＋２７ｇ以上のものがよく、粒径が細かい程
トナーの流動特性は良好となる。

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ど）
等がある。

本発明トナーの製造にあたフては、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。

本発明に用いる流動向上剤の粒径は、体積平均径で４〜
１０μＩであり、１６．０μｍ以上の粗粒が体積分布で
１．０％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ざらにスチレン系車
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　、００
０好ましくは４９，０００〜５５，０００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子ツマ−
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、アクリル系千ツマ−としては、例えばアクリル
酸エステルモノマー（アクリル酸メチル千ツマ−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千ツ
マ−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ＴＡｉＩ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−ｉパ
ーソナルコンピュータ（キャノン類）を接続し電解液は
１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｊ！水溶液を調
製する。

測定法としては前記電解水溶液１００〜１５０ｍＲ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０．１〜５１ＩＩｊ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Ｔ＾−ＩＩ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９個数平均分布の６．３５μ以下、体積平均分布
の２０．２μ以上の多値を得る。

（２）摩擦帯電量測定： 測定法を図面を用いて詳述する。

第３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に９の混合物を５０〜１
００ｍＪ！容量のポリエチレン製のビンに入れ、約１０
〜４０秒間手で振盪し、該混合物（現像剤）約０．５〜
１．５ｇを入れ金属製のフタ１４をする。このときの測
定容器１２全体の重量を秤りＬ（ｇ）とする０次に、吸
引機１１（測定容器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■＾ｑ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Ｖ（ボルト）
とする、ここで１８はコンデンサーであり容量をＣ（μ
Ｆ）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２５０メツシユバス、３５０メ
ツシユオンのキャリア粒子が７０〜９０重量％有するフ
ッ素系樹脂−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、ビニリデンフルオライド−テト
ラフルオロエチレン共重合体とスチレン−アクリル酸２
−エチルヘキシル−メタクリル酸メチルの５：５の混合
物を０．２〜０．７重量％コートされているフェライト
キャリアを使用する。

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／ｃｍ’
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（温度的
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．Ｏ０７Ｍ　（’
Ｃ１分）ＳＥＴ　ＴＥＭＰ　　　　　　　７０．ＯＤＥ
Ｇ　　（ｔ　）ＭＡＸ　ＴＥＭＰ　　　　　　　２００
．ＯＤＥＧＩＮＴＥＲＶＡＬ　　　　　　　　３．ＯＤ
ＥＧＰＲＥＨＥＡＴ　　　　　　　３００．ＯＳＥＣ（
秒）ＬＯ＾０　　　　　　　　２０．０にＧＦ　　（ｋ
ｇ）ＤＩＥ（ＤＩＡ）　　　　　　　　１．０　ＭＭ　
　（ｍｍ）ＤＩＥ（ＬＥＮＧ）　　　　　　　　１．０
　ＭＭＰＬｕＮＧＥＲ１，ＯＣＭ”　　（ｃｍ’）［実
施例］ フタロシアニン顔料 ｓＴＬ量部 置部材料をヘンシェルミキサーにより十分子備混合を行
った後、３木ロールミルで２回溶融混練し、冷却後ハン
マーミルを用いて粒径約１〜２ｍｍ程度に粗粉砕した。

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多分割分級装置で分級して
、体積平均粒径が８．１μｍであるシアン色の着色樹脂
粉末を得た。

上記着色樹脂粒子１００重量部と、ＢＥＴ法による比表
面積が９５ｍ２７ｇで帯電量が一２μｃ／ｇのアルミナ
微粉体０．３重量部とＢＥＴ法による比表面積が２３０
　ｍ２７ｇでありへキサメチルジシラザンで疎水化処理
した帯電量−７５μｃ／ｇのシリカ微粉体０．５重量部
とを混合してシアントナーとした。

このシアントナー５重量部と、スチレン−メタクリル酸
メチル−アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体（共重
合重量比＝４５：３５：２０）で表面被覆した（被覆量
０．５重量％）　Ｃｕ−Ｚｎ−Ｆｅ系フェライト粒子の
９５重量部とを混合して二成分系現像剤を調製した。

次に、前記現像剤を使用し、３２ミリ径の現像スリープ
とカットブレードとの間隙を８００　μに設定した第１
図に示す現像装置をデジタル現像方式かつ反転現像方式
のキャノン製カラーレーザー複写機ＰＩＸＥＬの改造機
に組み込み、８０ミリ径の感光ドラム（有機層厚み２５
μ）とスリーブ２２の表面との間隔をＳＯＯμとした。

感光ドラムと現像スリーブとの周速比は１．７、磁性粒
子の相対体積比率Ｑ　＝　３１．５であった。バイアス
電源としては周波数２０００Ｈｚ、ピーク対ピーク値２
０００Ｖの交流電圧に直流電圧を重畳させたものを用い
て現像を行った。

最大電界強度Ｆは、ｋ　−２，９として２０℃／１０％
下でＦ　＝　２．８２Ｖ／μｍ＋　（Ｈ＝　１．７５ｍ
ｍＨｇ）３０℃／８０％下でＦ　＝　２．４３Ｖ／μｏ
＋　（Ｈ＝　２５．４ｍｍｌ１ｇ）２２．５℃１５０％
下でＦ　＝　２．５５Ｖ／μｍ　（Ｈ＝　１０．２ｍｍ
Ｈｇ）となるように設定した。

以上の組合せで３環境において画出ししたところ ２０℃／１０％下で画像濃度１．４５ ３０℃／８０％下で画像濃度１．５０ ２２．５℃１５０％下で画像濃度１．５１と非常に安定
な画像濃度が達成されカブリや磁性粒子の付着のない非
常に良好な画像が得られた。

さらに、写真原稿を画出ししたところ、ハイライト階調
性の非常に良好な画像が得られた。

さらに、各環境で５０００枚の連続耐久を行ったところ
、各環境とも画像濃度１．４５〜１．６０と非常に良好
なハイライト階調にすぐれた画像が得られた。

止ＩＬ上 実施例１においてｋ　＝　３．８と設定する以外は実施
例１と同様に行ったところ、３０℃／８０％下で画像濃
度が１．８５と高くなり、定着時の飛び散り現象が実施
例１に比べてわずかに低下した。また、階調性も若干低
下してしまった。

そこでトナー濃度を４％に下げて行ったところ今度は２
０℃／１０％下でキャリア付着が発生し、またカブリレ
ベルも悪化して、各環境ともに満足できる組合せが達成
できなかった。

比較例２ 実施例１においてに＝２．２と設定する以外は実施例１
と同様に行ったところ、２０℃／１０％下で画像濃度が
１．３０と低くなってしまった。

そこでトナー濃度を６％に上げて行ったところ２０℃／
１０％下で１．４２ ３０℃／８０％下で１．５７ ２２．５℃１５０％下で１．４９ と実施例１に比べて環境格差が広がってしまった。さら
に、３０℃／８０％下においてラインのシャープさが実
施例１に比べて若干低下してしまフた。

■ｌコＩユ 実施例１において、アルミナ微粉体を使用しない以外は
実施例１と同様に現像剤を調製し、電界強度をに＝３．
５に設定し実施例１と同様に行ったところ ２０℃／１０％下で画像濃度１．３５ ３０℃／８０％下で画像濃度１．６０ ２２．５℃１５０％下で画像濃度１．５２と環境格差が
広がってしまった。

釆ＪＣ辻ｌ 実施例１において、フタロシアニン顔料のかわりにロー
ダミン系顔料３部を使用する以外は実施例１と同様にし
てマゼンタトナーとした。このマゼンタトナー４部と実
施例１で使用したフェライト粒子９６部とを混合して、
二成分系現像剤を調製した。

電界強度はに＝３．１と設定し、実施例１と同様に画出
しを行ったところ各環境とも１．５０〜１．６５の高画
像濃度で、ハイライト階調、カブリ、キャリア付着など
も実施例１と同様良好であった。

Ｋλ璽ユ 実施例１において、シアントナー６重量部とフェライト
粒子９４重量部を混合して二成分系現像剤を調製した。

最大電界強度とはに＝２．７と設定して実施例１と同様
に画出しを行ったところ、 ２０℃／１０％下で画像濃度１．５０ ３０℃／８０％下で画像濃度１．５８ ２２．５℃１５０％下で画像濃度１．５２と実施例１同
様非常に良好な画像が得られた。

なお、第４図に、各実施例及び比較例の最大電界強度Ｆ
と水蒸気圧Ｈのデータをまとめて示した。

実ＪＬｆＬ丘 実施例１において、アルミナのかわりに＋５μｃ／ｇの
酸化チタン微粉末０．４重量部を使用し、電界強度Ｆ　
＝　−１７２ｊｏ３Ｈ＋　３．４と設定する以外は実施
例１と同様に行ったところ、実施例１同様良好な結果を
得た。

［発明の効果］ 本発明は、温湿度等の環境に左右されにくく、安定した
摩擦帯電性を有し、鮮明で耐久安定性に優れた画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の一例を示し、第２図は
本発明に係る現像方法の主要部を説明する図であり、第
３図はトリボ電荷量を測定する装置の説明図であり、第
４図は各実施例及び比較例の最大電荷強度（Ｆ）及び水
蒸気圧（Ｈ）のデータを図示したものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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２５〜６５μ
   であるキャリアとから成る静電荷現像用負帯電性ポリエ
   ステル系カラー現像剤を用い、現像剤担持部材表面に潜
   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、 〔ａ〕該着色剤含有ポリエステル系樹脂粒子が、体積平
   均径６〜１１μｍであり、該流動性付与剤の少なくとも
   一つが、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以下であり、〔ｂ〕の静電像の
   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）とによつて形成される画像域の最大電荷強度Ｆ
   （Ｖ／μｍ）は Ｆ＝−１／３ｌｏｇＨ＋ｋ及び （ここで、２．５≦ｋ≦３．５、０．１５≦ｌｏｇＨ≦
   １．６、Ｈは水蒸気圧［ｍｍＨｇ］を表す。） Ｆ＝｜Ｖ＿Ｐ＿ＰＭａｘ／２｜＋｜Ｖ＿Ｄ＿Ｃ−Ｖ＿Ｌ
   ｜／Ｇを満足する、 ことを特徴とする現像方法。
2. （２）前記現像剤担持部材が、現像領域において６００
   〜１２００ガウスの強度を有するマグネットローラーを
   内包した外径３２ｍｍ±１ｍｍの部材であり、前記潜像
   担持体が、表面に電荷移動層を有する有機層厚みが１５
   〜３５μｍである外径８０ｍｍ±１ｍｍの有機光導電性
   半導体からなることを特徴とする請求項（１）記載の現
   像方法。
3. （３）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））の組成からなるフェライトキャリアであり、
   １１μｍより小さいキャリア粒子が０．５重量％以下で
   あることを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の現
   像方法。