JPH0833680B2 - 静電荷像現像用トナ−およびそれを用いた静電荷像の現像方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、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荷像を現象し可視化する静電荷像
現像用トナーおよびそれを用いた静電荷像の現像方法に
関する。

〈従来の技術〉 従来、電子写真法を利用した複写機等において、感光
体に形成された静電荷像を、結着樹脂、着色剤等を含有
するトナーと鉄粉やフェライト粉等の磁性キャリアとか
らなる現像剤により可視化する乾燥式現像法が広く利用
されている。この乾式現像法の一種に、階調再現性、画
質等に優れた磁気ブラシ法がある。

この磁気ブラシ現像法は、第３図に示されるように、
帯電、露光により感光体ドラム（１）に形成された静電
荷像を、現像器（２）内に収容したトナーとキャリアと
からなる現像剤（３）で現像することにより行なわれ
る。より詳細には、上記現像器（２）内には、上記現像
剤（３）を均一化するための撹拌ローラ（４）が内蔵さ
れていると共に、前記感光体ドラム（１）と対向しかつ
所定間隔離れて現像スリーブ（５）が配置されている。
この現像スリーブ（５）は、磁石等で形成されており、
現像剤（３）中の前記キャリアが鎖状に配列した磁気ブ
ラシを形成すると共に、前記トナーは、摩擦帯電により
前記キャリアに付着している。また、前記感光体ドラム
（１）に形成された前記静電荷像を円滑に現像するた
め、穂立規制板（６）により、磁気ブラシの長さが規制
されており、前記磁気ブラシと感光体ドラム（１）とを
接触させることにより、前記トナーを感光体ドラム
（１）の静電荷像に移行させ、静電荷像の現像を行なっ
ている。

また、上記現像器（２）内のうち、流動している現像
剤（３）に接触する所定箇所には、現像剤の透磁率が、
磁性体である上記キャリアの現像剤（３）中に占める割
合に比例し、トナー濃度に逆比例することを利用して、
前記現像剤（３）中のトナー濃度を検出する磁気センサ
（７）が取付けられている。なお、この磁気センサ
（７）は、磁気センサ（７）内部の発信コイルにより出
力される周波数が、現像剤（３）の透磁率に対応して変
化することを利用し、この変化を電圧出力として取出
し、現像剤（３）中のトナー濃度を電圧値として数値化
し表示するために用いられている。また、現像に伴い前
記現像剤（３）中のトナー濃度が低下し、ひいては画像
濃度が低下するのを防ぐため、現像剤（３）中のトナー
濃度が所定値以下となったこと、すなわち現像剤（３）
の透磁率が所定値以上となったことを上記センサ（７）
が検出したとき、ホッパ（９）に収容された補給用トナ
ー（10）をトナー補給ローラ（11）により補給し、現像
剤（３）中のトナー濃度を所定範囲に調整しながら現像
を行なっている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、従来の現像方法では、磁気センサのば
らつきにより、スタート現像剤をセットした直後からト
ナーの補給が開始され、トナー濃度が過多となり、画像
のカブリやトナーの飛散を生じたり、トナー補給指示ラ
ンプが点灯したりする。上記の問題を解決するため、ト
ナー補給開始電圧V1をスタート現像剤の出力電圧V0より
も高く設定している。このため、連続複写中の現像剤の
トナー濃度は、スタート現像剤のトナー濃度よりも低く
制御されるので、画像濃度の低下を引き起す。さらに、
上記従来のように補給用トナーとして、スタート現像剤
に使用されるトナーをそのまま用いる場合、現像剤中の
トナー濃度を所定範囲に制御しながら現像することがで
きるものの、現像およびトナーの補給が繰返し行なわれ
ると、現像剤中のキャリアとトナーとの摩擦に伴い、ト
ナーがキャリアに固着する、いわゆるスペント化の傾向
が著しく大きくなる。このスペントが生じると、現像剤
の電気抵抗が大きくなったり、トナーの帯電特性が変化
したりするだけでなく、画像形成に有効に作用するトナ
ー濃度が実質的に小さくなり、画像濃度や画像特性が低
下するという問題がある。

〈発明の目的〉 第１の発明は上記問題点に鑑みてなされたものであ
り、補給用に適したトナーを簡便に作製でき、現像、補
給を繰返し行なっても、高品質の画像を長期に亘り得る
ことのできる静電荷像現像用トナーを提供すること目的
とする。

また、第２の発明は、補給用トナーとして、上記静電
荷像現像用トナーを用い、現像剤中のトナー濃度を所定
範囲に維持しつつ、高品質の画像を長期に亘り得ること
のできる現像方法を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段および作用〉 上記目的を達成するため、第１の発明は、粉体トナー
とキャリアとからなるスタート現像剤に補給させる粉体
トナーであって、現像剤の嵩密度を高める嵩密度増大性
微粉末物質が、補給用の粉体トナー100重量部に対し
て、下記式を満足する添加重量部ｚの範囲で添加された
静電荷像現像用トナーにより、上記従来の問題点を解決
するものである。

ｚ≧ｙ＋0.05（重量部） 〔ｙは、スタート現像剤中の粉体トナー100重量部に対
する、嵩密度増大性微粉末物質の添加重量部である。〕 上記の構成からなる静電荷像現像用トナーによれば、
補給用の粉体トナーに、上記添加重量部ｚの範囲で、現
像剤の嵩密度を高める嵩密度増大性微粉末物質が添加さ
れているので、補給された静電荷像現像用トナーとスタ
ート現像剤中のトナーとが混合しても、現像剤中のトナ
ーとキャリアとの間に上記微粉末物質が介在してトナー
の流動性が改善されると共に、トナーのスぺント化を防
止でき、トナーの帯電特性、画像特性が変化しない。ま
た、粉体トナーに、前記微粉末物質を上記添加重量部ｚ
の範囲で添加するだけで補給用トナーとして適した静電
荷像現像用トナーを作製することができる。

また、第２の発明は、粉体トナーとキャリアとからな
るスタート現像剤を用いて静電荷像を現像し、上記現像
剤中のトナー濃度が所定値以下に低下したとき、トナー
濃度を検出するセンサの検出信号に基いて補給用の粉体
トナーを補給することにより、現像剤中のトナー濃度を
所定範囲に調節しながら現像を続ける静電荷像の現像方
法において、上記補給用の粉体トナーとして、現像剤の
嵩密度を高める嵩密度増大性微粉末物質が、粉体トナー
100重量部に対して、下記式を満足する添加重量部ｚの
範囲で添加されたものを用いる静電荷像の現像方法によ
り、上記従来の問題点を解決するものである。

ｚ≧ｙ＋0.05（重量部） 〔ｙは、スタート現像剤中の粉体トナー100重量部に対
する、嵩密度増大性微粉末物質の添加重量部である。〕 上記第２の発生の現像方法によれば、現像剤中のトナ
ー濃度が所定値以下に低下したことをセンサが検出する
と、現像剤の嵩密度を高める嵩密度増大性微粉末物質
が、上記添加重量部ｚの範囲で添加された補給用の粉体
トナーが補給され、現像剤の嵩密度、充填密度が高まる
ので、現像剤の単位体積中に占めるキャリアの割合が大
きくなる。従って、前記センサは、トナー濃度が所定値
以下でないにも拘らず、所定値以下であると錯誤してト
ナー濃度を検出することになる。すなわち、上記センサ
ーによる現像剤中のトナー濃度が疑似的に所定値よりも
低く検知される。その結果、現像剤中のトナー濃度が実
質的に高い状態で、補給用粉体トナーが補給され、現像
することができる。しかも、補給用粉体トナーには、前
記微粉末物質が添加されているのでトナーのスペント化
も防止され、現像剤中の実質的トナー濃度が低下するの
を防止できる。

以下に、この発明を詳細に説明する。

第１の発明の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂、着
色剤および他の添加剤を含有する粉体トナーと、現像剤
の嵩密度を高める嵩密度増大性微粉末物質とからなる。

上記結着樹脂としては、スチレン系重合体、アクリル
系重合体、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレ
ン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマ
ー等のオレフィン系重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエス
テル、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ジア
リルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポ
リビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、ロジン変性
フェノール樹脂、キシレン樹脂、ロジン変性マレイン酸
樹脂、ロジンエステル、石油樹脂等、各種の重合体が例
示できる。

上記重合体に用いられる不飽和単量体としては、スチ
レン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−
メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−クロロス
チレン等のスチレン系単量体；アクリル酸、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｎ−ブチル、
アクリル酸イソブチル、アクリル酸−ｎ−オクチル、ア
クリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、
アクリル酸ステアリル、アクリル酸シクロヘキシル、ア
クリル酸フェニル、アクリル酸−２−ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、アクリル酸
グリシジル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリ
ルアミド、アクリロニトリル、メタクリル酸、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸−ｎ−
ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−ｎ−
オクチル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタク
リル酸ドデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル
酸シクロキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸
グリシジル、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル、メ
タクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ジ
エチルアミノエチル等のアクリルまたはメタクリル系単
量体；マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸
またはこれらのアルキルエステル等の不飽和二重結合を
有するカルボン酸またはそのアルキルエステル；エチレ
ン、プロピレン、ブタジエン等のオレフィン系単量体；
酢酸ビニル；塩化ビニル、塩化ビニリデン；ビニルピロ
リドン；ビニルナフタレン等が例示できる。上記単量体
は、一種または二種以上混合して使用される。

上記重合体のうち、スチレン例重合体、アクリル系重
合体、またはスチレン−アクリル共重合体等を主成分と
するものが好ましい。これらの重合体は、重量平均分子
量30,000〜200,000、特に、50,000〜150,000を有してい
るものが好ましく、一種または二種以上混合して用いら
れる。

なお、上記重合体のうち、ロジンエステル、ロジン変
性フェノール樹脂、ロジンマレイン酸樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステルや、繊維素系高分子、ポリエーテル樹
脂等は、トナーの摩擦帯電特性等を改良する上で有用で
ある。

また、粉体トナーが熱定着性トナーであるとき、上記
重合体は、軟化点50〜200℃、好ましくは、軟化点70〜1
70℃を有するものが好ましい。

また、粉体トナーが圧力定着性トナーであるときは、
ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系ポリマ
ー、ポリアミド等、容易に塑性変形する重合体が主に用
いられる。この重合体は、他の重合体、例えば、ポリ酢
酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、水素化ポリ
スチレン、水添ロジンエステル等の重合体、脂肪族、脂
環族または芳香族系石油樹脂等を含有していてもよい。

また、上記着色剤としては、例えば、カーボンブラッ
ク、ランプブラック（C.I.No.77266）、クロムイエロー
（C.I.No.14090）、ハンザイエロー（C.I.No.11660、11
680、等）、ベンジジンイエロー（C.I.No.21100等）、
スレンイエローＧ（C.I.No.70600）、キノリンイエロー
（C.I.No.47005）、パーマネントオレンジGTR（C.I.No.
12305）、ピラゾロンオレンジ（C.I.No.21110）、バル
カンオレンジ（C.I.No.21160）、ウオッチヤングレッド
（C.I.No.15865）、パーマネントレッド（C.I.No.1231
0）、ブリリアントカーミン3B（C.I.No.16105）、ブリ
リアントカーミン6B（C.I.No.15850）デュポンオイルレ
ッド（C.I.No.26105）、ピラゾロンレッド（C.I.No.211
20）、リソールレッド（C.I.No.15630）、ローダミンＢ
レーキ（C.I.No.45170）、レーキレッドＣ（C.I.No.155
85）、ローズベンガル（C.I.No.45435）、アニリンブル
ー（C.I.No.50405）、ウルトラマリンブルー（C.I.No.7
7103）、カルコオイルブルー（C.I.No.azoec Blue
3）、メチレンブルークロライド（C.I.No.52015）、フ
タロシアニンブルー（C.I.No.74160）、フタロシアニン
グリーン（C.I.No.74260）、マカライドグリーンオクサ
レート（C.I.No.42000）等、またC.I.Solvent Yellow 6
0、C.I.Solvent Red 27、C.I.Solvent Blue 35等の油溶
性染料などが例示される。これらの着色剤は、一種また
は二種以上混合して用いられ、十分な画像濃度が得られ
る量、例えば、１〜30重量％、好ましくは、２〜20重量
％用いられる。

また、上記粉体トナーが磁性トナーであるときは、上
記着色剤と共に、または上記着色剤に代えて磁性体が用
いられる。上記磁性体としては、磁性を示すか、磁化可
能な材料であればよく、例えば、フェライト、マグネタ
イトを始めとする鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等
の強磁性を示す金属、合金、またはこれらの金属を含む
化合物等が例示できる。これらの磁性体は、平均粒径0.
1〜１μｍ程度の大きさを有しており一種または二種以
上混合して、通常20〜75重量％、好ましくは、40〜70重
量％用いられる。

なお、静電荷像現像用トナーの電荷を制御するため、
上記粉体トナーは、他の添加剤として、電荷制御剤を含
有しているものが好ましい。上記電荷制御剤としては、
例えば、ニグロシン染料（C.I.No.50415B）、オイルブ
ラック（C.I.No.26150）、スピロンブラック等の油溶性
染料や、ナフテン酸、サリチル酸、オクチル酸、後記脂
肪酸、樹脂酸のマンガン、鉄、コバルト、鉛、亜鉛、セ
リウム、カルシウム、ニッケル等の金属塩である金属石
鹸等あるいは含金属アゾ染料、ピリミジン化合物、アル
キルサリチル酸金属キレート等が例示され、前記結着樹
脂当り0.1〜５重量％含有しているものが好ましい。

また、上記粉体トナーは、前記定着ローラにトナーが
付着するのを防止するため、オフセット防止剤を含有し
ているものが好ましい。上記オフセット防止剤として
は、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエ
チレン、パラフィンワックスなどの各種ワックス、炭素
原子数４以上のオレフィン単量体の低分子量オレフィン
重合体、シリコーンオイル等が例示され、トナー当り0.
5〜15重量％含有しているものが好ましい。

そして、上記粉体トナーには、嵩密度増大性微粉末物
質が添加されている。この微粉末物質としては、トナー
の特性、感光体および画像特性に悪影響を及ぼすことな
く、補給後、現像剤の嵩密度、充填密度を高め、現像剤
の単位体積中のキャリアの割合を大きくし、かつトナー
のスペント化を防止するものであれば、いかなるものも
使用でき、例えば、タルク、カオリン、硫酸バリウム等
であってもよいが、ケイ酸アルミニウム、表面処理した
ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、三酸化アンチモ
ン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸
ストロンチウム、酸化マグネシウム、ケイ酸カルシウ
ム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等が好ましく、特に、
トナー、現像剤の流動性、トナーの帯電特性が改良さ
れ、画像特性に優れたシリカ、アルミナおよび酸化チタ
ンが好ましい。また上記嵩密度増大性微粉末物質は、ト
ナーの安定性の点から疎水化処理されたものが好まし
い。上記嵩密度増大性微粉末物質は、一種または二種以
上混合して用いられる。

上記微粉末物質は、現像剤中のトナーとキャリアとの
間に介在してベアリングのように作用し、トナーの流動
性を改善すると共に、トナーおよび現像剤の充填密度を
高める作用を有する。

上記微粉末物質は、適宜の嵩密度を有していてもよい
が、30〜200g/l、特に、約50〜150g/lの嵩密度を有する
ものが好ましい。嵩密度が30g/l未満であるとトナーの
流動性等が十分でなくなり、200g/lを越えると現像剤中
のキャリアの容積を少量にて大きくすることが困難であ
る。

また、上記微粉末物質は、適宜の粒径を有していても
よいが、平均粒径１〜100μｍ、特に、５〜50mμを有す
るものが好ましい。微粉末物質の粒子径が上記範囲を外
れると、現像剤の嵩密度、充填密度を高めることが困難
となり、トナーのスペント化も十分に防止できない。

上記微粉末物質の好ましい具体例としては、日本アエ
ロジル（株）製商品名「アエロジルR972」（平均粒径16
mμ）、「アルミニウムオキサイドＣ」（平均粒径20m
μ）、「チタンニウムオキサイドP25」（平均粒径30m
μ）等が例示できる。

上記微粉末物質は、粉体トナー100重量部に対して、
下記式を満足する添加重量部ｚの範囲で添加される。

ｚ≧ｙ＋0.05（重量部） 〔ｙは、スタート現像剤中の粉体トナー100重量部に対
する、嵩密度増大性微粉末物質の添加重量部である。〕 すなわち、補給用の粉体トナー100重量部に対する微
粉末物質の添加重量部ｚは、スタート現像剤用の粉体ト
ナー100重量部に対する添加重量部ｙよりも、0.05重量
部以上、多い必要がある。

微粉末物質の添加重量部が上記範囲を満足しない場合
は、トナーの流動性が十分に改善されず、トナーのスペ
ント化を防止できない。なお、上記微粉末物質の、粉体
トナー100重量部に対する添加重量部ｚは、 0.05≦ｚ≦２（重量部） の範囲内であるのが好ましい。微粉末物質の電荷重量部
ｚが0.05重量部未満であると、トナーの流動性を十分に
改良することができないだけでなく、現像剤の嵩密度、
充填密度を高め、現像剤中に占めるキャリアの容積を大
きくするのが困難である。また、２重量％を越えるとト
ナーとキャリアとの摩擦帯電性が悪くなり、トナーに要
求される十分な摩擦帯電電荷が得られず、トナーの飛散
を起し、複写機内を汚すことになる。

なお、上記粉体トナーには、感光体を保護するため、
脂肪酸金属塩が添加されていてもよい。

上記脂肪酸金属塩の脂肪酸としては、炭素数８〜36の
飽和または不飽和脂肪酸、例えば、カプリル酸、カプリ
ン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリ酸、ベヘン酸、リグ
ノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、オレイン酸、エ
ライジン酸、リノール酸、リノレン酸、エルカ酸、リシ
ノレイン酸、ジヒドロキシステアリン酸、環状脂肪酸、
二塩基性酸、あるいは上記不飽和脂肪酸の二量体である
ダイマー酸等が例示される。上記脂肪酸のうち、飽和脂
肪酸、特にステアリン酸が好ましい。

また、上記脂肪酸金属塩の金属としては、亜鉛、鉛、
鉄、銅、錫、カドミウム、アルミニウム、カルシウム、
マグネシウム、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウ
ム、バリウム等各種の金属が例示できる。上記金属のう
ち、亜鉛が好ましい。

上記脂肪酸金属塩は、トナー100重量部に対して、0.0
1〜10重量部添加される。

また、トナーの流動性を改良するため、シランカップ
リング剤、シリコーンやフッ素化合物等の低表面張力を
化合物でトナー表面を処理してもよい。さらには、上記
粉体トナーは、所望により、熱処理することによりトナ
ーの角部等を滑らかにしてもよい。

上記の粉体トナーは、粒径１〜30μｍ、好ましくは５
〜25μｍを有している。

この発明の静電荷像現像用トナーは、補給用粉体トナ
ー、特に、上記静電荷像現像用トナーと鉄粉等に代表さ
れる磁性粉等のキャリアとすからなるスタート現像剤と
組合せて用いられる補給用粉体トナーとして好適であ
る。なお、この発生の静電荷像現像剤用トナーは、スタ
ート現像剤用のトナーとしても使用できる。その場合、
嵩密度増大性微粉末物質の、粉体トナー100重量部に対
する添加重量部ｙは、 ０≦ｙ≦1.25（重量部） であるのが好ましい。つまりスタート現像剤用の粉体ト
ナーは、微粉末物質が添加されないか、または1.25重量
物質以下の範囲で添加されているのが好ましい。

以下に、現像方法に関する第２の発明について説明す
る。

本発明の現像方法においては、スタート現像剤と、現
像剤中のトナー濃度が低下し、画像濃度が低下したとき
補給される補給用粉体トナーとを用いる。

上記スタート現像剤は、トナーとキャリアとからな
り、従来、慣用されている種々の現像剤を使用できる。
また、上記スタート現像剤としては、トナー２〜10重量
％、キャリア90〜98重量％とからなる現像剤が使用でき
る。

上記キャリアとしては、ガラスビーズや、酸化または
未酸化の鉄粉等の無被覆キャリア、または鉄、ニッケ
ル、コバルト、フェライト等の磁性体をアクリル系重合
体、フッ素系重合体、ポリエステル等の重合体で被覆し
た被覆キャリアが用いられるが、現像剤中のトナー濃度
を検出しかつ制御する上で、無被覆または被覆された鉄
やフェライト等の磁性体が好ましい。なお、上記キャリ
アは、通常、50〜2000μｍの粒径を有している。

また、上記補給用粉体トナーとしては、前記第１の発
明の静電荷像現像用トナーを用いる。この静電荷像現像
用トナーには、嵩密度増大性微粉末物質が粉体トナー10
0重量部に対する添加重量部ｚで表して、前記のよう
に、 ｚ≧ｙ＋0.05（重量部） 〔ｙは、スタート現像剤中の粉体トナー100重量部に対
する、嵩密度増大性微粉末物質の添加重量部である。〕 を満足する範囲で添加されているので、前記の通り、前
記スタート現像剤に補給すると、現像剤の嵩密度、充填
密度を高め、かつトナーのスペント化を防止できるだけ
でなく、トナーの流動性、摩擦帯電性および画像特性を
も改良することができる。

そして、上記スタート現像剤および補給用粉体トナー
を用い、例えば前記第３図に死す磁気ブラシ法等、公知
の現像法により現像する。

上記第３図に示される現像法を例にとって説明する
と、現像剤（３）中のトナー濃度、および前記粉体トナ
ーに対する微粉末物質の添加量と前記磁気センサ（７）
によるセンサ出力電圧との関係は、第１図、第２図に示
す通りである。但し、第１図においては、微粉末物質の
添加量0.7重量部のトナーを用いた現像剤、第２図にお
いては、トナー濃度を4.5重量％とした現像剤中につい
て示している。なお、微粉末物質として、前記疎水性シ
リカ（「アエロジルR972」、日本アエロジル（株）製商
品名）を用いている。

第１図、第２図から明らかなように、センサ出力電圧
は、現像剤中のトナー濃度に逆比例（キャリアの割合に
比例）する。また、センサ出力電圧は、嵩密度増大性微
粉末物質であるシリカの添加により現像剤の嵩密度、充
填密度が大きくなるので、嵩密度増大性微粉末物質の添
加量に比例する。

そこで、スタート現像剤が示すセンサ出力電圧をV0、
現像剤中のトナー濃度を制御するために補給用粉体トナ
ーを補給する補給開始電圧をV1、また、補給用粉体トナ
ーを用いて作製して現像剤が示すセンサ出力電圧をV2と
仮定する（但し、|V2−V1|≦0.5、V2＞V0）。また、ス
タート現像剤のトナー濃度をx0、最初の補給開始電圧V1
における現像剤中のトナー濃度をx1、補給用粉体トナー
でスタート現像剤中のトナーが置換された現像剤中のト
ナー濃度をx2と仮定する（x0≒x2＞x1）と、スタート現
像剤を用いて現像するにつれてトナーが消費されてトナ
ー濃度が低下し、キャリアである磁性粉の割合が大きく
なるので、センサ出力電圧は、徐々に大きくなり、V0か
らV1に達する。センサ出力電圧がV1、トナー濃度がx1に
達したとき、前記補給用粉体トナーが補給される。

さらに、現像および補給用粉体トナーの補給を継続す
ると、補給用粉体トナーに嵩密度増大性微粉末物質が含
まれているので、現像剤の嵩密度が徐々に増大し、セン
サの出力電圧も大きくなる。そして、現像剤中のトナー
が補給用粉体トナーで略置換された状態では、トナー濃
度が同じであれば、センサ出力電圧がV2＞V0の関係にあ
るので、補給開始電圧V1を維持すべく補給用粉体トナー
が補給され、現像剤中のトナー濃度が最初のトナー補給
開始時における現像剤中のトナー濃度x1よりも高くな
る。すなわち、嵩密度増大性微粉末物質が未添加の補給
用トナーを用いる場合と異なり、前記センサが現像中の
トナー濃度をx1未満であると錯誤して検出するものの、
現像剤中のトナーの実質的濃度は、補給用粉体トナーが
補給されるトナー濃度x1よりも高く、スタート現像剤中
のトナー濃度x0と略同じ状態（X0≒X2）に維持されなが
ら、現像過程が進行することになる。

しかも、前記補給用粉体トナーには、トナーの流動
性、摩擦帯電性を改良する微粉末物質が添加されている
ので、補給用粉体トナーの補給と、その後の繰返し現像
によるトナーのスペント化を防止できる。従って、補給
用粉体トナーを補給し、現像を繰返しても、トナー特性
が変化せず、画像濃度が低下するのを防止できる。な
お、前記嵩密度増大性粉末物質は、現像に伴いトナーと
共に所定量ずつ消費される。

上記磁気ブラシ現像法において、補給用粉体トナーが
補給される所定電圧V1は、現像剤中のトナー濃度、前記
嵩密度増大性微粉末物質の添加量、所望する画像濃度に
応じて適宜設定することができるが、補給用粉体トナー
にてスタート現像剤と同じトナー濃度で作製した現像剤
のセンサ出力電圧V2との関係が下記式を満足するように
設定するのが好ましい。

|V2−V1|≦0.5（Ｖ） |V2−V1|が0.5（Ｖ）を越えると、現像剤中のトナー濃
度を所定範囲に制御するのが困難となる。

なお、上記磁気センサを用いる場合、通常、前記セン
サ出力電圧が、現像剤、現像器により、それぞれ±1.5V
程度ばらつく場合があるので、現像剤中のトナー濃度を
精度よく制御するためには、特に、|V2−V1|≦0.25
（Ｖ）程度にセンサ出力電圧を設定するのが好ましい。

なお、上記スタート現像剤の粉体トナーとして、前記
第１の発明の静電荷像現像用トナーを用いるのが好まし
い。この場合、スタート現像剤中のトナーと、補給用粉
体トナーとが略同一組成であるので、トナーの流動性、
摩擦帯電特性等の特性の差がなく、多数枚複写しても均
質な画像が得られるという利点がある。

上記補給用の粉体トナーと組み合わせて使用するスタ
ート現像剤用の粉体トナーは、前記嵩密度増大性微粉末
物質の、粉体トナー100重量部に対する添加重量部ｙ
が、前述したように ０≦ｙ≦1.25（重量部） であるのが好ましい。

一方、補給用の粉体トナー100重量部に対する、微粉
末物質の添加重量部ｚは、とくにセンサによるトナー濃
度の検出を精度よく行い、トナー濃度を所定範囲に制御
するため、 ｚ≧ｙ＋0.05（重量部） の範囲内でもとくに、 ｚ≦ｙ＋0.50（重量部） の範囲内であるのが好ましい。

すなわち補給用の粉体トナー100重量部に対する微粉
末部の添加重量部ｚは、スタート現像剤用の粉体トナー
100重量部に対する添加重量部ｙよりも、0.05重量部以
上、多い必要がいるが、1.50重量部を越えて多量に添加
するのは好ましくないのである。

上記磁気センサを用いる場合、現像剤中のトナー濃度
を精度よく制御するため、前記の通り、無被覆または被
覆された磁性粉からなるキャリアを用いるのが好まし
い。また、その場合、前記微粉末物質は、センサに対し
て非感応な材料で構成されているのが好ましい。すなわ
ち、上記の例では、磁性を示さず、または磁化しない材
料、例えば、前記シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタ
ン等で構成されているのが好ましい。

また、現像剤中のトナー濃度を検出するセンサとしと
は、前記補給用粉体トナーに現像剤の嵩密度を高める嵩
密度増大性微粉末物質が添加されているので、現像剤の
容量を検出するレベルセンサや、現像剤の重量を検出し
たり、現像剤の静電容量を検出するセンサであってもよ
いが、トナー濃度を精度よく制御できる上記磁気センサ
が好ましい。

なお、補給用トナーの補給方法としては、上記のよう
に補給用トナーを連続的に補給する補給ローラに限ら
ず、補給用トナーを所定量ずつ間欠的に補給できるもの
であってもよい。

上記トナーは、従来公知の現像方法、例えば、カスケ
ード現像法、毛ブラシ現像法、磁気ブラシ現像法等によ
り現像される。

〈実施例〉 以下に、実施例に基き、この発明をより詳細に説明す
る。

実施例 スタート現像剤および補給用トナーの作製 結着樹脂としてのスチレン−アクリル共重合体90重量
％、着色剤としてのカーボンブラック7.5重量％、オフ
セット防止剤としてのポリプロピレン1.5重量％、電荷
制御剤としての含金属染料1.0重量％を用い、常法によ
り、平均粒径12μｍを有する粉体トナーを作製した。

この粉体トナー100重量部に嵩密度増大性微粉末物質
としての疎水性シリカ（アエロジルR972、日本アエロジ
ル（株）製商品名）を0.7重量部添加し、ヘンシェルミ
キサ（三井三池社製）にて高速撹拌し、表面処理を行な
い、振動ふるいにより、異物、凝集物等を除去し、スタ
ート現像剤用トナーを作製した。このトナーと平均粒径
80μｍのフェライトキャリア（日本鉄粉社製）とを用
い、ボールミルにて均一に混合することにより、トナー
濃度4.5重量％のスタート現像剤を作製した。

また、前記粉体トナー100重量部に上記疎水性シリカ
を1.5重量部添加し、ヘンシェルミキサにて高速撹拌
し、表面処理を行ない、振動ふるいにより、異物、凝集
物等を除去し、補給用粉体トナーを作製した。

ランニングテスト 上記スタート現像剤を、磁気センサを備えた三田工業
（株）製DC−111型複写機の現像器に収容し、３分間空
回してセンサ出力を測定してところ、6.5Vを示した。な
お、参考までに、上記スタート現像剤と同様にして補給
用トナーを4.5重量％含む現像剤を作製し、上記と同様
にしてセンサ出力を測定したところ、8.5Vを示した。ま
た、上記複写機において、補給用トナーが補給されるト
ナー補給開始電圧を8.5Vに設定した。

そして、上記複写機の現像器内に上記スタート現像剤
を収容し、現像器の上部に配設されたホッパに上記補給
用粉体トナーを収容すると共に、複写原稿および複写紙
として、それぞれＡ−４サイズのものを用い、ランニン
グテストを行なったところ、第４図に示すような結果を
得た。すなわち、当初のセンサ出力電圧は6.5Vを示し、
画像濃度は1.5であった。その後、補給用粉体トナーが
補給されたない状態で複写を継続したところ、センサー
出力電圧が大きくなり、現像剤中のトナー濃度が低下
し、画像濃度も徐々に低下した。そして、100枚複写し
た時点で、センサ出力電圧8.5V、現像剤中のトナー濃度
３重量％となり、画像濃度も1.25まで低下した。なお、
上記のように、センサ出力電圧がトナー補給開始電圧に
達したので、補給用粉体トナーが補給された。以降、複
写を継続したところ、トナー補給開始電圧である8.5Vを
維持しつつ、現像剤中のトナーの消費に応じて、ホッパ
から現像器へ補給用粉体トナーが補給され、現像剤中の
トナー濃度が重量３重量％から、徐々に上昇すると共
に、複写枚数1,000枚目で、当初の現像剤中のトナー濃
度である4.5重量％に回復し、画像濃度も当初の画像濃
度1.5に回復した。

また、センサ出力電圧8.5V、および現像剤中のトナー
濃度4.5重量％を維持しつつ、現像を継続したところ、2
0,000枚複写したとき、画像濃度1.43を示した。

比較例 一方、本発明の補給用粉体トナーを用いることなく、
補給用トナーとして、前記スタート現像剤用トナーを用
い、上記実施例と同様にしてランニングテストを行なっ
たところ、第５図に示すような結果を得た。すなわち、
複写枚数100枚目で画像濃度が1.25に低下すると共に、
その後も現像剤中のトナー濃度、画像濃度が当初の値に
回復することなく、現像が行なわれ、20,000枚目の複写
画像は、画像濃度1.2を示した。

〈発明の効果〉 以上のように、第１の発明の静電荷像現像用トナーに
よれば、粉体トナーに、現像剤の嵩密度を高める嵩密度
増大性微粉末物質が前記所定の添加重量部の範囲で添加
されているので、トナーの流動性がよくなり、トナーの
スペント化を防止でき、トナーの帯電特性、画像特性が
変化しない。従って、現像、補給を繰返し行なっても、
トナーのスペント化が生じることなく、高品質の画像を
長期に亘り形成することができる。また、粉体トナー
に、上記嵩密度増大性微粉末物質が添加するだけで、補
給用として好適なトナーを簡便に作製できる。

また、第２の発生によれば、補給用粉体トナーとし
て、現像剤の嵩密度を高める嵩密度増大性微粉末物質が
前記所定の添加重量部の範囲で添加されたトナーを用い
るので、補給用粉体トナーの補給により現像剤の嵩密
度、充填密度が高まると共に、トナーのスペント化を防
止できる。また、補給用粉体トナーが補給されると、セ
ンサーが現像剤中のトナー濃度を疑似的に低く検出する
ので、補給用粉体トナーがさらに補給され、現像剤中の
トナー濃度が実質的に高い状態で現像することができ
る。従って、現像剤中のトナー濃度を所定範囲に維持し
つつ、画像濃度を低下させることなく高品質の画像を長
期に亘り形成することができるという本発明特有の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像剤中のトナー濃度とセンサ出力電圧との関
係を示す図、 第２図は現像剤における微粉末物質の添加量とセンサ出
力電圧との関係を示す図、 第３図は、磁気ブラシ法による現像機構を示す概略図、 第４図は実施例の結果を示す図、 第５図は比較例の結果を示す図である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−220765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−28958（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−137305（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−100454（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−216367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−76166（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉体トナーとキャリアとからなるスタート
   現像剤に補給される粉体トナーであって、現像剤の嵩密
   度を高める嵩密度増大性微粉末物質が、補給用の粉体ト
   ナー100重量部に対して、下記式を満足する添加重量部
   ｚの範囲で添加されたことを特徴とする静電荷像現像用
   トナー。 ｚ≧ｙ＋0.05（重量部） 〔ｙは、スタート現像剤中の粉体トナー100重量部に対
   する、嵩密度増大性微粉末物質の添加重量部である。〕
2. 【請求項２】補給用の粉体トナー100重量部に対する微
   粉末物質の添加重量部ｚが、 0.05≦ｚ≦２（重量部） の範囲内である上記特許請求の範囲第１項記載の静電荷
   像現像用トナー。
3. 【請求項３】スタート現像剤中の粉体トナー100重量部
   に対する微粉末物質の添加重量部ｙが、 ０≦ｙ≦1.25（重量部） の範囲内である。上記特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の静電荷像現像用トナー。
4. 【請求項４】微粉末物質が、嵩密度30〜200g/lを有する
   シリカ、酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群
   から選ばれたものである上記特許請求の範囲第１項〜第
   ３項のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
5. 【請求項５】微粉末物質が、粒子径１〜100mμを有する
   ものである上記特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれ
   かに記載の静電荷像現像用トナー。
6. 【請求項６】粉体トナーとキャリアとからなるスタート
   現像剤を用いて静電荷像を現像し、上記現像剤中のトナ
   ー濃度が所定値以下に低下したとき、トナー濃度を検出
   するセンサの検出信号に基いて補給用の粉体トナーを補
   給することにより、現像剤中のトナー濃度を所定範囲に
   調整しながら現像を続ける静電荷像の現像方法におい
   て、上記補給用の粉体トナーとして、現像剤の嵩密度を
   高める嵩密度増大性微粉末物質が、粉体トナー100重量
   部に対して、下記式を満足する添加重量部ｚの範囲で添
   加されたものを用いることを特徴とする静電荷像の現像
   方法。 ｚ≧ｙ＋0.05（重量部） 〔ｙは、スタート現像剤中の粉体トナー100重量部に対
   する、嵩密度増大性微粉末物質の添加重量部である。〕
7. 【請求項７】キャリアが、磁性粉である上記特許請求の
   範囲第６項記載の静電荷像の現像方法。
8. 【請求項８】センサが、磁気センサである上記特許請求
   の範囲第６項または第７項記載の静電荷像の現像方法。