(57)【要約】【課題】  長時間印刷無しで停止状態にある電子写真装置の印刷再開時において、トナー濃度センサの検出レベルの違いから発生するトナー補給による画像濃度上昇を防止した電子写真装置を提供する。【解決手段】  少なくとも定着用樹脂、着色剤及び荷電制御剤を含み、前記現像装置は記録画像濃度を安定に保持する為、現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、トナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有し、かつ前記トナー濃度検出出力と制御上の設定トナー濃度とを比較して、前記トナー補給手段を制御する制御部と現像装置近傍の温度を検出する温度センサ有し、前記温度センサが２６℃以下を検出した場合、トナー濃度制御上の設定トナー濃度を変え、トナー補給を一時的に停止することを特徴とする。【選択図】図５
2006162747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を二成分現像方式を用いた現像装置の現像トナーにより顕像化して、その顕像化したトナー像を転写装置により記録媒体上に転写し、該記録媒体上に転写したトナー像を定着装置により定着して記録画像を得ると共に、前記感光体上に残留したトナーを清掃装置により取り除いて次の静電潜像の形成に備える一連の静電潜像記録プロセスを有する電子写真装置において、前記現像トナーは、少なくとも定着用樹脂、着色剤及び荷電制御剤を含み、前記現像装置は記録画像濃度を安定に保持する為、該現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、トナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有し、かつ前記トナー濃度検出出力と制御上の設定トナー濃度とを比較して前記トナー補給手段を制御する制御部と現像装置近傍の温度を検出する温度センサとを有し、前記温度センサが２６℃以下を検出した場合、トナー濃度制御上の設定トナー濃度を変え、トナー補給を一時的に停止することを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記温度センサの検出出力が２６℃以下の場合、前記制御上の設定トナー濃度の電圧値を０．２Ｖ以上上げることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記トナーの重量平均粒径が４〜１０μｍの範囲に規制されていることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【請求項４】
前記現像装置が、複数本の現像用磁気ロールを備え、その内の少なくとも１本が前記感光体の進行方向と順方向に回転する順方向現像用磁気ロールと、前記感光体の進行方向と逆方向に回転する逆方向現像用磁気ロールを対向して配置したセンターフィード方式であることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法、静電印刷法、静電記録法等において形成された静電荷潜像を可視像化する電子写真装置に係り、特にトナーとキャリアとから構成される二成分現像方式による現像装置を有する電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前述の印刷法もしくは記録法のうち、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、感光体上に静電荷潜像を形成し、次いでこの静電荷潜像を樹脂をバインダーとして着色剤等を含有せしめ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上に転写し定着して記録画像が得られる。
【０００３】
このような静電像記録工程では、常に安定して綺麗な画像品質を供給することが重要であり、静電潜像を顕像化する現像装置の現像条件を常に満足できる状態に維持することが特に重要である。
【０００４】
従来においてはトナーを現像する方法として、装置構成が簡単で省スペース化を達成でき安価な一成分トナー方式と高速、高画質現像が可能なトナーと磁性キャリアより成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。
【０００５】
一方、最近においては、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作製が求められるため、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（ｄｏｔｓ／ｉｎｃｈ）と高くなっている。これに伴い、微細になった静電荷潜像を現像する目的で、トナー及びキャリアの粒子径も小さくなり、体積平均粒径が１０μｍ以下の小粒径トナーと重量平均粒径が１００μｍ以下の小粒径キャリアの適用が進められている。
【０００６】
しかしながら小粒径トナーはトナー製造時に粉砕、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。小粒径トナーではこれらの問題が生じ、通常４μｍ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４〜１０μｍの範囲とし微粒子トナーをカットし、トナーの外添剤、外添処方の改良によりトナーの流動性を高めて用いる。
【０００７】
一方、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以下の小粒径とし、キャリアの比表面積を高めて、トナーとの摩擦帯電性を向上せしめる。しかし、３０μｍ未満のキャリアではキャリアの磁力が低下し、静電荷像保持部材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３０〜１００μｍの範囲に分級し、必要に応じて表面を樹脂でコートして用いる。
【０００８】
これらの粒度分布の改善と流動性、帯電性の改良により、小粒径トナー及び現像剤は複写機、プリンタ等で実用化される様になった。しかし、実機で印刷を行う場合、特に毎分５０頁以上の印刷を繰り返す場合には、上記の小粒径トナー特有の問題が生じ、トナーによるキャリアスペントによる現像剤寿命の低下、及びトナーによる感光体フィルミングによる感光体寿命の低下が起こり易くなる問題が残されている。
【０００９】
高速で安定した画像を供給する要求に対してはトナーの特性の改善が求められるが、特にトナーとキャリアを使用した二成分現像方式の場合、画像濃度を安定維持する為にはまずトナー濃度の安定確保が重要となる。トナーとキャリアとの摩擦帯電特性が安定していることもトナー濃度を安定させる一要素となるが、通常現像装置内にトナーとキャリアとの混合比（トナー濃度）を磁気的に検出するセンサが備付けられており、トナー濃度を電圧換算し、基準設定電圧と比較制御しトナーの現像装置内への補給を必要に応じ実施し、設定されたトナー濃度に制御するよう工夫されている。トナー濃度の安定確保の為には、現像剤がセンサ上を滞り無く流れることが不可欠であり、トナーの流動性及びキャリア特性が重要である。しかしながら、印刷に伴い流動性を付与したトナー表面の添加剤が一部遊離したり、トナーがキャリア表面に融着して起こるトナースペントによりキャリアの表面状態が変わる為、トナーの帯電特性は変化することが多い。これにより現像剤の流動性も変化する為、トナー濃度センサが検出するトナー濃度が正しい値を検出していない場合もあり、安定してトナー濃度を管理することが難しい場合がある。
【００１０】
トナー及び現像剤の特性が変化し、トナー濃度制御が効かずトナー濃度が大きく暴れてしまうことを防止する為、トナー濃度の制御を行わず、画像濃度のみで管理する方法、或いは画像濃度の制御とトナー濃度制御を併用して管理する方法がとられている。しかしながら、画像濃度を制御する為には、パッチ画像上の画像濃度と現像機内のトナー濃度状態との相関をとる必要がある。この為、適正なトナー補給量を管理し、現像バイアス電圧に対する画像濃度の変化量を詳細にとり、データを積上げ緻密なアルゴリズムを作成する必要があった。
【００１１】
またこれまで、トナー濃度センサの環境依存性を加味し、トナー濃度センサの制御電圧を環境条件により変えて補正を行いながらトナー濃度を管理することも行われてきた。しかしながら、感光体上のパッチ画像による画像濃度制御とトナー濃度制御を併用する実例が多く、トナー濃度の検出制御のみで画像濃度を安定制御することは困難であった。さらにまた、本件で着目している様な現像装置が長時間停止して現像剤の流動性が変化することにより現像剤の嵩が変わってしまう場合には、トナー濃度センサにより検出されたトナー濃度が正しいトナー濃度を検出していない場合があり、この様な不具合についての改良はなされたことはなく、主にトナー濃度の制御はパッチ画像による画像濃度制御の補助的役割を果たす上でなされたものであった。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−３５３２３号公報
【００１３】
【特許文献２】特開平５−６１３５３号公報
【００１４】
【特許文献３】特開平５−１０７９２４号公報
【００１５】
【特許文献４】特開平８−２６２８５４号公報
【００１６】
【特許文献５】特開平７−４９６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記したように、特に磁気センサ型のトナー濃度センサを使用している現像装置においては、現像装置が稼動せずに長時間停止していた場合、現像装置内の現像剤流動性（嵩）が変化し、トナー濃度検出電圧が大きく変化してしまい、初期動作と同時にトナーが補給され画像濃度が上昇してしまう。
【００１８】
本発明の解決しようとする課題は、トナー補給により画像濃度が大きく上昇することを防ぎ、常に安定したトナー濃度を維持することにより、安定した画像濃度を供給できる画像作製装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題は、感光体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を二成分現像方式を用いた現像装置の現像トナーにより顕像化して、その顕像化したトナー像を転写装置により記録媒体上に転写し、該記録媒体上に転写したトナー像を定着装置により定着して記録画像を得ると共に、前記感光体上に残留したトナーを清掃装置により取り除いて次の静電潜像の形成に備える一連の静電潜像記録プロセスを有する電子写真装置において、前記現像トナーは、少なくとも定着用樹脂、着色剤及び荷電制御剤を含み、前記現像装置は記録画像濃度を安定に保持する為、該現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、トナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有し、かつ前記トナー濃度検出出力と制御上の設定トナー濃度とを比較して前記トナー補給手段を制御する制御部と現像装置近傍の温度を検出する温度センサとを有し、前記温度センサが２６℃以下を検出した場合、トナー濃度制御上の設定トナー濃度を変え、トナー補給を一時的に停止することによって解決される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電子写真装置内部に内蔵されている温度センサにより現像装置近傍の温度を検出し、上記現像装置内の現像剤の状態を把握することができる為、印刷前に現像剤の流動性（嵩）変化を判定し、トナー濃度制御用の設定トナー濃度基準電圧を変更しトナー補給を一時的に停止し、トナー濃度上昇を抑制でき、画像濃度の安定化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２２】
まず、本発明に係る電子写真装置の概略構成を図４により説明する。帯電装置２によりドラム状感光体１の表面が一様に帯電され、光学装置８により感光体１上に静電潜像が形成される。
【００２３】
この静電潜像は現像装置３により顕像化されて、感光体１上にトナー像が形成される。
この現像装置３は、感光体１の移動方向（回転方向）に対して逆方向に回転する逆方向現像ロール１１と、感光体１の移動方向（回転方向）に対して順方向に回転する順方向現像ロール１２とを対向して配置したセンターフィード方式の構造になっている。トナー９は、貯蔵部位２０よりトナー補給手段２１によりオーガ状攪拌部材１４ｂ上に供給され、現像剤１３と混合攪拌されながら紙面手前側に搬送された後、オーガ状攪拌部材１４ａによりさらに混合攪拌されながら、紙面奥側に搬送される。オーガ状攪拌部材１４ａにより搬送される途上、現像剤１３は現像ロール１１、１２に供給され現像に寄与する。なお、図４では逆方向現像ロール１１ならびに順方向現像ロール１２を１本ずつ備えた場合を示しているが、必要に応じてロールの設置本数を増すこともできる。
【００２４】
トナー濃度センサ１６はオーガ状攪拌部材１４ａの真下に該オーガ状攪拌部材１４ａと適正な間隔を保持した位置に取り付けてある。現像装置３の温度を検出する温度センサ１８は電子写真装置内現像機近傍に取り付けられている。制御部１９は別途電子写真装置内に備付けられており、トナー濃度センサ１６の検出したトナー濃度と設定トナー濃度を比較し、トナー濃度が不足している場合には、トナー補給手段２１を駆動してトナーを補給する構成となっている。
【００２５】
感光体１上のトナー像は転写装置５により記録媒体４上に転写され、感光体１上に残留したトナーをクリーニングブレードを備えた清掃装置７により綺麗に取除き、一方、記録媒体４上に転写したトナー像を定着装置６で定着して記録画像を得る一連の記録プロセスを有している。
【００２６】
本発明の電子写真装置は、トナーは少なくとも定着用樹脂、着色剤及び帯電制御剤を含み、現像装置は記録画像濃度を安定に保持する為、現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、トナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有し、かつ前記トナー濃度検出出力と制御上の設定トナー濃度とを比較して、前記トナー補給手段を制御する制御部と現像装置近傍の温度を検出する温度センサとを有し、該温度センサが２６℃以下を検出した場合、トナー濃度制御上の設定トナー濃度を変え、トナー補給を一時的に停止することを特徴とするものである。
【００２７】
本発明に使用したトナーはカラートナーであり、荷電制御剤としては無色のものを使用した。正帯電用として第四級アンモニウム化合物が、負帯電用としてサリチル酸誘導体の金属錯体が知られているが、サリチル酸誘導体の金属錯体構造を持つ荷電制御剤の一部に、水に溶解し水生生物に対して強い毒性をもつ事が確認されており、安全性の高い金属をホウ素とした化合物の荷電制御剤を使用した。
【００２８】
サリチル酸誘導体のホウ素錯体の荷電制御剤は、水生生物に対する毒性は確認されておらず安全性は高いが、従来の荷電制御剤と比較して帯電制御能力が弱く、帯電特性において劣っている。従って、夜間あるいは休日等で使用されていない休止状況の直後に印刷を行った場合には、現像剤の混合攪拌が停止している為、現像剤中の帯電量は低下しており、トナーの帯電性能が悪く、トナーの帯電は不安定な状態にある。
【００２９】
一方、画像作成装置は用紙に転写後の未定着トナー像を熱的に固着定着する為に定着装置内にヒーターを内蔵している為、印刷を行うことにより装置内温度は装置周囲温度に比較して上昇する。また、連続して印刷を継続すると、定着装置内のヒーターは常時ＯＮ状態にある割合が高くなり印刷量が増えるにつれ、周囲温度に比較して温度はさらに上昇する。
【００３０】
しかしながら、画像作成装置は印刷休止或いは電源ＯＦＦにより装置内温度は徐々に低下することになる。印刷休止によるヒーターＯＮデューティの低下、或いは電源ＯＦＦによって熱源が無くなることにより、装置内部温度は徐々に低下する。そして、装置内温度は長時間休止していた場合、装置周囲温度とほぼ同一温度となる為、温度をモニターすることにより図１に示す通り画像作製装置の印刷休止時間を判定することができる。
【００３１】
本発明に使用したトナーはカラートナーであり、荷電制御剤として帯電性能が低いサリチル酸誘導体のホウ素錯体化合物を使用している為、現像剤が搬送されずに現像剤の混合攪拌が無く静止状態で長時間放置されると、長時間放置により帯電量が低くなっていることに加え、帯電性能が低い為帯電量が立ち上がらず、印刷初期状態では帯電量は低い状態になっている。
【００３２】
これにより、キャリアとキャリアとの反発力が低下し、キャリア−キャリア間の距離が詰まってしまい、現像剤は嵩が詰まった状態になる。従って、磁界を発生し磁界をトナー及びキャリアに及ぼすことにより現像剤の透磁率の変化を検出してトナー濃度を検出するトナー濃度センサを使用している為、キャリア−キャリア間の距離が詰まるとトナー濃度センサ部でのトナーの占める比率が低下し、トナー濃度が低下したと検出してしまう。
【００３３】
また、現像剤は自然放置されていると静的に自重で嵩が詰まる為、放置時間が長くなればなる程キャリア−キャリア間の距離は詰まり、それに従ってさらにトナー濃度が低いと検出してしまう。図２に示す通り、停止時間が長くなると、放置前の最終画像と放置後初期画像濃度差ΔＩＤは徐々に大きくなる。
【００３４】
停止時間が長くなると上述した様に、現像剤の流動性、嵩密度が変化し、トナー濃度が低下してしまったと同等の状態をトナー濃度センサが検出してしまい、トナーを補給することで画像濃度が上昇する。
【００３５】
本発明においては、長時間印刷されず放置された画像作成装置内の現像剤の嵩密度の変化は、現像装置の温度と高い相関関係にあることを明らかにできた。従って、上記現像装置近傍温度をモニターすることで、トナー補給に影響を及ぼすほどトナー濃度センサの検出レベルが変化してしまう条件を見出すことができる。これは、図３に示す通り、現像装置近傍温度とΔＩＤとの関係から明らかであり、長時間停止することで現像剤の状態が変化して、トナー補給がなされた結果画像濃度の上昇現象となっており、或る温度以下では許容レベルの画像濃度変化でありことがわかる。
【００３６】
すなわち、トナー補給に影響を及ぼさない温度センサの検出レベルが存在し、現像装置近傍温度が２６℃以下になった場合、画像作製装置は長時間休止状態にあったと判断し、現像剤の嵩状態が大きく変化しており、トナー濃度制御設定条件より大きくずれてしまっている為トナー補給されるが、制御部よりトナー濃度設定電圧を０．２Ｖ上げることでトナー補給を停止させることができる。
【００３７】
トナーの帯電量は種々の方法により測定されるが、本発明では吸引・ブロー型の粉体帯電量測定装置を用いて行った。測定装置はＴＢ−２０３（京セラケミカル社製）を用い、トナーの帯電量を測定した。現像剤試料は現像機磁気ロール上から採取され、ファラディケージ内４００メッシュの金網上に約０．２ｇ秤量し、測定時間３．０秒、吸引圧力−３．５〜４．０ＫＰａ、ブロー圧力約１０．０ＫＰａで測定されたものを使用した。
【００３８】
現像剤の実際のトナー濃度は、上記トナー帯電量を測定する際に同時に測定している。すなわち、吸引・ブロー前後の現像剤の重量差から計算で算出しており、トナー濃度（％）＝（トナー量）／｛（トナー量）＋（キャリア量）｝×１００で求められる。
【００３９】
本発明で検討したトナーの極性はマイナスであり以下絶対値で説明するが、極性をマイナスに限定したものではない。
【００４０】
トナーの粒度は種々の方法により測定されるが、本発明ではコールターカウンターを用いて行った。アパーチャーは１００μｍのものを用い、測定装置はコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社）を用い個数分布、体積分布を測定した。この時、測定試料は界面活性剤を加えた電解液中に測定トナーを加え超音波分散機で１分間分散させたものを５０，０００個測定した。
【００４１】
トナーの平均粒径は４〜１０μｍが好ましく、さらにトナー中に含まれる４μｍ以下の粒子割合を全トナー粒子数の２５個数％以下に抑える事が好ましい。さらに４μｍ以下の割合を全トナー粒子数の１５個数％以下に抑える事で、さらに耐久性も向上する。
【００４２】
２成分現像剤ではキャリアと数％のトナーを混合しトナーとキャリアの摩擦によってトナーを帯電させるが、４μｍ以下のトナーはキャリアから分離しにくくキャリアと長時間接触するためキャリア表面にスペントを起こしやすい。また４μｍ以下の微粒子トナーは非画像部へのトナー付着（カブリ）と定着時に粒径の大きなトナーと比較し多くの熱エネルギーを要し、低温定着性には不利である。したがってトナー中における４μｍ以下の割合は全トナー粒子数の２５個数％以下が良く、好ましくは全トナー粒子数の１５個数％以下が良く、更に好ましくは１０個数％以下が良い。
【００４３】
本発明のトナーに使用される定着用樹脂としては、カラートナーの透明性を上げる為、ポリエステル樹脂を使用したが、ポリエステル樹脂に使用を限定されることはなく、ポリエステル樹脂以外にも具体的に例えば、以下の樹脂が挙げられる。
【００４４】
ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体の如きスチレン系共重合体、更にはポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クロマン−インデン樹脂、石油系樹脂が挙げられる。なかでもポリエステル樹脂もしくはスチレン系共重合体が好ましい。また、前記したポリエステル樹脂にスチレン〜アクリルをグラフト共重合させた低吸湿性の樹脂も使用できる。
【００４５】
なお、スチレン系重合体またはスチレン系共重合体は架橋されていてもよく、混合樹脂でも構わない。低温で定着し高温オフセットを防止する為には、例えばスチレン〜（メタ）アクリル系樹脂の場合、高分子量重合体と低分子量重合体よりなり、前者はトナーの耐オフセット性、後者は定着強度の確保に有効である。
【００４６】
また定着用樹脂とワックスとの相溶性を向上させるため、定着用樹脂を合成する際に合成の全部又は一部の過程でワックスを共存させる共存重合法で作成してもよい。
【００４７】
ワックスの存在下での共存重合法で定着樹脂を作成する方法においてビニル系共重合体としては、その構成単位として、スチレン系単量体及び／又は（メタ）アクリル酸エステル単量体を含み、これ以外のビニル系単量体を含むことができる。
【００４８】
本発明におけるワックスを共存させる共存重合を合成の全部、又は一部の過程で行うことにより、該ワックスを均一に分散させたビニル系共重合体を少なくともその構成要素として得ることができる。なお、ビニル系共重合体は主として２個以上の重合可能な二重結合を有する単量体、例えばジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、エチレングリコールジメタクリレート、１、３−ブタンジオールジメタクリレート、ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホン等の架橋剤で一部架橋されていても良い。
【００４９】
ビニル重合体の構成単位としてのスチレン系単量体の具体例としては、スチレンの他にオルトメチルスチレン、メタメチルスチレン、アルファメチルスチレン、２、４−ジメチルスチレン等を挙げることができる。
【００５０】
ビニル重合体の構成単位としてのアクリル酸エステル、もしくはメタクリル酸エステル系単量体の具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、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、アクリル酸ドデシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、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、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ステアリル、等のアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステルの他、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸グリシジル、ビスグリシジルメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、メタクリロキシエチルホスフェート等を挙げることができ、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチルなどが特に好ましく用いられる。
【００５１】
ビニル重合体の構成単位としてのその他のビニル系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸等のアクリル酸及びそのα−あるいはβ−アルキル誘導体、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸及びそのモノエステル誘導体及びジエステル誘導体、コハク酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、コハク酸モノメタクリロイルオキシエチルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等を挙げることができる。
【００５２】
本発明のトナーには帯電制御剤をトナー粒子に配合（内部添加）、もしくは混合（外部添加）して用いることにより、トナーの帯電量を所望の値に制御することができる。
【００５３】
トナーの正帯電制御剤としては、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物；トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料、高級脂肪酸の金属塩；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートの如きジオルガノスズボレート類；これらの単独或いは２種類以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ニグロシン系、四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン染料の如き帯電制御剤が特に好ましく用いられる。
【００５４】
トナーの負帯電制御剤としては、有機金属錯体、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノールの如きフェノール誘導体類がある。
【００５５】
前述した通り、本発明で使用したトナーはカラートナーであり、荷電制御剤としては無色のものを使用した。正帯電用として第四級アンモニウム化合物が、負帯電用としてサリチル酸誘導体の金属錯体が知られているが、サリチル酸誘導体の金属錯体構造を持つ荷電制御剤の一部に、水に溶解し水生生物に対して強い毒性をもつ事が確認されている為、安全性の高い金属をホウ素とした化合物の荷電制御剤を使用した。
【００５６】
これらの帯電制御剤をトナーに内部添加する場合、定着用樹脂に対して０．１〜１０ｗｔ％添加することが好ましい。
【００５７】
本発明のトナーにおいては、現像性、流動性、帯電安定性、耐久性向上のため、シリカ微粉末等を外部添加することが好ましい。
【００５８】
本発明に用いられるシリカ微粉末等は、ＢＥＴ法で測定した窒素吸着による比表面積が３０ｍ２／ｇ以上のものが好ましく、トナーに対して０．０１〜５ｗｔ％の範囲で外部添加する。また、必要に応じてシリカ微粉末を各種有機ケイ素化合物等の処理剤、あるいは種々の処理剤で疎水化、もしくは帯電性を制御して用いられる。処理剤の種類ならびにシリカ微粉末の粒子径により流動性、耐久性、保存安定性等が変るため目的に応じて選択される。
【００５９】
更に、例えばポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリ沸化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末、中でもポリ沸化ビニリデンが好ましい。或いは酸化セリウム粉末、炭化ケイ素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末の如き研磨剤、中でもチタン酸ストロンチウムが好ましい。或いは例えば酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末の如き流動性付与剤、中でも特に疎水性のものが好ましい。凝集防止剤、或いは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化アンチモン粉末、酸化スズ粉末の如き導電性付与剤、また、逆極性の白色微粒子及び黒色微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【００６０】
本発明のトナーは磁性材料を含有することができ、磁性材料は着色剤の役割を兼ねることができる。本発明において、トナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトの酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属或いはこれらの金属のアルムニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属との合金及びその混合物が挙げられる。
【００６１】
これら磁性体は平均粒径が２μｍ以下、好ましくは０．１〜０．５μｍ程度のものが好ましく、トナー中に含有させる量としては、定着用樹脂に対し、０．１〜２００ｗｔ％が良い。
【００６２】
本発明のトナーに使用し得る着色剤としては、任意の適当な顔料または染料が挙げられる。トナーの着色剤としては、例えば顔料としてカーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、インダンスレンブルー、キナクリドン、ナフトールレッド、ベンズイミダゾロン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの顔料は定着画像の光学濃度、或いは色彩を維持するのに必要十分な量が用いられ、好ましくは樹脂に対し０．２〜１５ｗｔ％の範囲で添加される。
【００６３】
更に同様の目的で染料が用いられる。例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料があり、これらは樹脂に対し０．２〜１５ｗｔ％の範囲で添加される。
【００６４】
本発明における電子写真用トナーは、離形剤を含有することができる。一般の電子写真用トナーの離型剤としてポリプロピレンワックスやポリエチレンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートリピッシュワックス、キャンデリアワックス、カルナウバワックス、ライスワックス等が多用されているがこれに限定されることはない。
【００６５】
離型剤は一種類或は数種類を組み合わせて用いることができる。いずれの場合でも、定着用樹脂１００重量部に対して０．１〜８重量部、好ましくは１〜４重量部の範囲で含有することが望ましく、これにより良好な耐オフセット性能と定着強度、擦り試験強度を得る事ができる。離型剤の量がポリエステル樹脂１００重量部に対して１重量部よりも少ないとオフセットが発生し易くなる。また、８重量部よりも多くなるとキャリアスペントが発生しやすくなり、さらに画質も劣化し易くなる。
【００６６】
本発明においては、ポリエステル樹脂との相溶性の良いカルナウバワックスとライスワックスを併用混合して使用した。トナーを作製するには、カルナウバワックス及びライスワックスとの混合比を１は１０〜１０は１の範囲で調合し、定着用樹脂、荷電制御剤、着色剤としての顔料または染料、磁性粉、更に必要に応じて添加剤、ワックスを均一に分散した定着用樹脂を組み合わせてヘンシェルミキサー、スーパーミキサーの如き混合機により十分混合する。その後に熱ロール、ニーダ、エクストルーダーの如き熱溶融混練機を用いて溶融混練して素材類を十分に混合せしめた後、冷却固化して微粉砕及び分級を行ってトナーを得る。この時の粉砕方法としては高速気流中にトナーを包含させ、衝突板にトナーを衝突させそのエネルギーで粉砕するジェットミル方式やトナー粒子同士を気流中で衝突させる粒子間衝突方式、更には高速に回転したローターと狭いギャップ間にトナーを供給し粉砕する機械式粉砕法等が使用できる。
【００６７】
ジェットミル方式や粒子間方式は衝突エネルギーによってトナーを粉砕するため、粉砕したトナー粒子の形状は比較的尖っているが、機械式粉砕法を用いた場合、トナーはギャップ間で擦られながら粉砕され、かつこの時に発生する摩擦熱によりトナー表面は球形化され易い。特に小粒径化及び低温定着化を目標とするトナーにおいては特開平７−２８７４１３号公報で指摘されるような粉砕時にトナーが衝突板に溶けて付着する現象も発生せず、さらに小粒径化及び低分子量のワックスを含有したときに特有の現象であるトナー流動性の低下を防止する事もできる。したがって微粉砕には機械式粉砕法を用いることが好ましい。
【００６８】
また、モノマーを重合し高分子化する際に着色剤、荷電制御剤、ワックス等を存在させて重合する、所謂、重合法によっても得ることができる。さらには、マイクロカプセル化する方法によっても得ることができる。
【００６９】
作製されたトナーは更に、必要に応じて所望の添加剤をヘンシェルミキサーの如き混合機によりトナーに付着混合せしめ、添加剤を外部添加したトナーを得ることができる。
【００７０】
本発明に用いるキャリアとしては、公知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト、マグネタイト、ガラスビーズ及び磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させた樹脂キャリアが使用可能であり、キャリア表面にコーティング層を設ける事が出来るが、トナー濃度センが透磁率の変化からトナーとキャリアの混合比を検出する形のものである為、今回は磁性型のキャリアを使用した。キャリアの帯電特性、電気抵抗値等はバインダー樹脂、帯電性微粒子、コーティング層によって制御できる。
【００７１】
樹脂キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂がある。
【００７２】
磁性体微粒子としてはマグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種又は二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を使用できる。その形状は粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合は鉄等の強磁性微粒子を用いる事が好ましい。また、化学的な安定性を考慮するとマグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトを用いる事が好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を選択する事により所望の磁化を有する樹脂キャリアを得る事ができる。この時のキャリアの磁気特性は１，０００エルステッドにおける磁化の強さは３０〜１５０ｅｍｕ／ｇが好ましい。
【００７３】
このような樹脂キャリアは磁性体微粒子と絶縁性バインダー樹脂との溶融混練物をスプレードライヤーで噴霧して製造したり、磁性体微粒子の存在下に水性媒体中でモノマーないしプレポリマーを反応、硬化させ縮合型バインダー中に磁性体微粒子が分散された樹脂キャリアを製造できる。
【００７４】
キャリアの表面には正または負帯電性の微粒子または導電性微粒子を固着させたり、樹脂をコーティングして帯電性を制御できる。
【００７５】
表面のコート材としてはシリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、さらに正または負帯電性の微粒子または導電性微粒子を含んでコーティングする事ができる。
【００７６】
本発明におけるトナーとキャリアとの混合比はトナー濃度として２〜１０ｗｔ％が好ましい。
【００７７】
本発明におけるトナーを用いて、感光体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像装置の現像トナーにより顕像化して、その顕像化したトナー像を転写装置により記録媒体上に転写し、該記録媒体上に転写したトナー像を定着装置により定着して記録画像を得ると共に、前記感光体上に残留したトナーを清掃装置により取り除いて次の静電潜像の形成に備える一連の静電潜像記録プロセスを有する電子写真装置において、前記現像トナーは、少なくとも定着用樹脂、着色剤及び荷電制御剤を含み、前記現像装置は記録画像濃度を安定に保持する為、該現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、トナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有し、かつ前記トナー濃度検出出力と制御上の設定トナー濃度とを比較して、前記トナー補給手段を制御する制御部と前記現像装置近傍の温度を検出する温度センサとを有し、前記温度センサが２６℃以下を検出した場合、トナー濃度の制御上の設定トナー濃度を変え、トナー補給を一時的に停止することができる構成である為、画像作製装置の停止時間が長くなり、現像剤の流動性、嵩密度が変化し、トナー濃度が低下してしまったと同等の状態をトナー濃度センサが検出した場合でも、画像濃度上昇が無い安定した画像作製装置を提供することができる。
【００７８】
本発明に使用される現像装置は静電荷保持部材の移動速度によって選択されるが、静電荷保持部材の移動速度の速い高速プリンタ等の場合は１本の現像磁気ロールの現像では必ずしも十分でなく、複数の現像磁気ロールを使用し、現像領域を増して現像時間を伸ばし現像することも行われる。複数の現像磁気ロールを使用した場合、１本の現像ロール方式と比較して高い現像能力が得られる事により、高面積画像印刷への対応や印刷品質が向上するばかりでなく、現像剤中のトナー含有量を低減ずる事ができ、かつ、現像ロール回転スピードを低減する事が可能であり、トナーの飛散、現像剤への負荷低減によるトナーによるキャリアスペントを防止し現像剤の長寿命化が更に可能となる。
【００７９】
さらに複数の現像ロールを用いる現像方式において、静電荷保持部材の進行方向と順方向に現像ロールが回転する一方向現像は高い現像能力を有するが、背景のかぶりが出やすい事や画像先端部の欠け、磁気ブラシのはけ目が出やすい。
【００８０】
一方、静電荷保持部材の進行方向と逆方向に現像ロールが回転する一方向現像は画像部後端の欠けはあるものの背景のかぶりは少なく、磁気ブラシのはけ目も出にくいので安定した画像が得られる。しかし、前記逆方向現像は静電荷保持部材と接する実効トナー量が少ないため現像能力は少ない事がある。これに対してセンターフィード方式は上記した順及び逆の現像ロールの両方を兼ね備えているため上記両現像法式の欠点を回避できる。センターフィード方式の現像装置は、例えば特公昭６２−４５５５２号公報により公知である。
【００８１】
このような現像方式と本発明の電子写真用トナー、トナー濃度制御を行うことにより、画質に優れ、印刷停止後印刷再開する場合の画像濃度変化が少ない、画像作製装置を供給することができる。
【００８２】
以下、本発明の実施例と比較例について説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。
（組成例１）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量Ｍｗ：５，７００、数平均分子量Ｍｎ：２，８００、酸価：８．６ｍｇＫＯＨ／ｇ）                                        ２６．２ｗｔ％
ポリエステル樹脂（Ｍｗ：１１８，９００、Ｍｎ：４，９００、酸価：３．７６ｍｇＫＯＨ／ｇ）                                                        ６７．７ｗｔ％
ホロビスカリウム塩（帯電制御剤：１、１−ジフェニル―１―アセチルカリウム塩）
０．６ｗｔ％
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３                                  １．２ｗｔ％
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０                                  １．８ｗｔ％
カルナウバワックス（セラリカノダ社製、商品名：精製カルナウバワックスＮＯ．１）
１．０ｗｔ％
ライスワックス（セラリカノダ社製、商品名：ライスワックスＭ−９０）１．５ｗｔ％
上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで予備混合し、二軸混練機で熱溶融混練して、冷却した後に粉砕し、その後乾式気流分級機で分級して平均粒径が９．５μｍの粒子を得た。
【００８３】
更に該粒子に疎水性シリカ（日本アエロジル社製、商品名：アエロジルＲ９７２）０．８ｗｔ％を添加し、ヘンシェルミキサーで攪拌して、該粒子の表面に疎水性シリカを付着させ組成例１用のトナーを得た。なおこの時のトナーの平均粒径は９．５μｍ、４μｍ以下のトナーは６．５個数％であった。
【００８４】
上記組成例１のトナーを平均粒径６５μｍのマグネタイトキャリアとトナー濃度が４．５〜５．０ｗｔ％になる様調合し、毎分９２枚機（印刷プロセス速度は４１．３ｃｍ／ｓｅｃ）のレーザープリンターを使用して印刷評価を行なった。印刷条件は、ＯＰＣの帯電電位−５５０Ｖ、残留電位−５０Ｖ、現像バイアス電位−４００Ｖ、現像部コントラスト電位１５０Ｖで、画像作成を行った。
【００８５】
評価手順としては、約１０，０００枚印刷後、現像ロール表面より現像剤を採取した後印刷サンプルを採取し、プリンタの電源を切断して放置した。所定の時間放置した後、プリンタの電源を投入した後、約２，０００枚の印刷を行い、途中現像剤採取、印刷サンプルの採取を実施し比較評価を行った。実施例、比較例を図５に示す。
（比較例１）
６時間放置後、印刷を開始した際の画像濃度上昇例である。プリンタの電源切断前に４０℃あった現像装置温度は、放置されたことにより低下はしているが、２６．５℃までの低下に留まっている。トナー濃度センサの検出レベルは、設定値電圧は２．５０Ｖに対し、０．０５Ｖも変化しておらず、帯電量の低下、嵩密度の変化による影響は見られない。その結果、トナー補給は見られず、トナー濃度の上昇、画像濃度の上昇は見られない。
（比較例２）
８時間放置後、印刷を開始した際の画像濃度上昇例である。プリンタの電源投入後、現像装置温度は、２５．５℃に低下している。帯電量は電源切断前に比べ低下しており、印刷に伴ってさらに低下する現象が５０枚まで見られる。これは現像剤の嵩変化をトナー濃度センサがトナー濃度の低下と捉えた結果、トナー補給を行った為に起きている現象である。電源投入後、印刷開始時のトナー濃度センサの検出レベルは、約０．０５〜０．１０Ｖ制御上の設定電圧に比べ上がっており、この為トナー補給がなされたことになる。但し、トナー補給量がまだ少ない為、画像濃度の上昇は０．１５以下であり、少なく抑えられている。
（比較例３）
１０時間放置後、印刷を開始した際の画像濃度上昇例である。プリンタの電源投入後、現像装置温度は、２３．５℃まで低下している。帯電量が比較例２の８時間放置に比べさらに低下していることと、長時間放置による嵩密度の変化とが加味され、トナー濃度センサが検出する電圧レベルは、制御上の設定電圧に対し、０．１０〜０．１５Ｖ上昇している。その為、トナー補給が行われており、トナー濃度は約０．５％上昇している。従って、画像濃度は電源切断前に比べ０．２６上昇しており、許容範囲を超えてしまっている。
（実施例１）
上記比較例に対し、本発明による実施例においては、１２時間放置して現像装置温度が２３℃まで低下しているにも拘らず、嵩密度の変化によるトナー補給行われず画像濃度の上昇は見られない。これは、本発明によるもので、温度センサにより現像装置近傍温度をモニターすることで、上記現像装置近傍温度が２６℃以下であることを検出した為、制御電圧を０．２Ｖ上げ、トナー濃度が低いと検出しない様にした為である。従って、トナー濃度センサは通常の設定電圧に対しては、０．１０〜０．１５Ｖ上回っている電圧レベルにあるが、トナー補給はなされない状態にあることにある。
【００８６】
本実施例においては、一時的なトナー補給停止は１，０００枚印刷するまで実施し、その後通常の設定値に戻した。実施例１を見て判る通り、トナー補給が停止している為、トナー濃度は徐々に低下している。帯電量が低く現像性が良い為、画像濃度にはさほど大きく影響はしないが、徐々に低下傾向にはある。従って、本実施例においては約１，０００枚印刷後、元の設定値に戻している。これにより、一時的にトナー補給がなされ、トナー濃度が上昇し、画像濃度が上がるが、変化量は少ない。
（組成例２）
ポリエステル樹脂（Ｍｗ：５，７００、Ｍｎ：２，８００、酸価：８．６ｍｇＫＯＨ／ｇ）                                                                ２７．７ｗｔ％
ポリエステル樹脂２（Ｍｗ：１１８，９００、Ｍｎ：４，９００、酸価：３．７６ｍｇＫＯＨ／ｇ）                                                        ６２．２ｗｔ％
ホロビスカリウム塩（帯電制御剤：１、１−ジフェニル―１―アセチルカリウム塩）
０．６ｗｔ％
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８４                                    ２．５ｗｔ％
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０                                  ４．５ｗｔ％
カルナウバワックス（セラリカノダ社製、商品名：精製カルナウバワックスＮＯ．１）
１．０ｗｔ％
ライスワックス（セラリカノダ社製、商品名：ライスワックスＭ−９０）１．５ｗｔ％
上記の配合からなる原料を組成例１と同様な過程で外添工程まで実施製作し組成例２用のトナーを得た。なおこの時のトナーの平均粒径は９．６μｍ、４μｍ以下のトナーは５．３個数％であった。
【００８７】
上記トナーを組成例１と同様に、平均粒径６５μｍのマグネタイトキャリアとトナー濃度が４．５〜５．０ｗｔ％になる様調合し、組成例１同様に印刷試験を実施した。その結果を同様に図５に示す。
（比較例４）
１０時間放置後、プリンタ電源投入後、印刷開始時の現像装置温度は、２５℃に低下している。組成例２はトナーの顔料を変えているが、組成例１と同様に、トナー濃度センサの電圧は０．１０Ｖ〜０．１５Ｖ制御電圧より高めになっており、印刷開始と同時にトナー補給が開始される。放置時間が長く、帯電量も低下している為、嵩密度の変化が大きく、トナー補給量が多いことで、画像濃度は０．２６上昇しており、許容レベルを超えている。
（実施例２）
上記比較例４に対し、本発明による実施例２においては、１２時間放置して現像装置温度が２３℃まで低下しているにも拘らず、嵩密度の変化によるトナー補給行われず画像濃度の上昇は見られない。これは、本発明の効果によるもので、温度センサにより現像装置近傍温度をモニターすることで、上記現像装置近傍温度が２６℃以下であることを検出した為、制御電圧を０．２Ｖ上げ、トナー濃度が低いと検出しない様にした為である。
【００８８】
本実施例においても、実施例１と同様に、トナー補給の停止は１，０００枚印刷するまで実施し、その後通常の設定値に戻した。２，０００枚目でトナー補給により若干トナー濃度が上昇し、画像濃度も上がっているが、０．１５を下回っており問題ないレベルとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】従来例での電子写真装置の停止時間と現像装置温度の関係図である。
【図２】従来例での電子写真装置の停止時間と停止前と印刷開始後の画像濃度差の関係図である。
【図３】従来例での電子写真装置の現像装置温度と停止前と印刷開始後の画像濃度差の関係図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電子写真装置の概略構成図である。
【図５】本発明の実施例及び比較例を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１は感光体、２は帯電装置、３は現像装置、４は記録媒体、５は転写装置、６は定着装置、７は清掃装置、８は光学装置、９はトナー、１０はキャリア、１１は逆方向現像ロール、１２は順方向現像ロール、１３は現像剤、１４ａ、１４ｂはオーガ状攪拌部材、１５は規制部材、１６はトナー濃度センサ、１７は用紙搬送ガイド板、１８は温度センサ、１９は制御部、２０はトナー貯蔵部位、２１はトナー補給手段である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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