JP3030856B2

JP3030856B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP3030856B2
Application number: JP3091055A
Authority: JP
Inventors: 義人仁平; 元彦牧野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 2000-04-10
Anticipated expiration: 2015-04-10
Also published as: JPH06118780A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性一成分トナーと非
磁性一成分トナーの双方に使用できる現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常用いられている黒色トナーでは、特
に大量消費を行うようなときには、現像器中に大量のト
ナーを収納でき、トナー補給後のプリント枚数を伸ばす
ことができる点で、磁性粉を黒色顔料としても用いる一
成分系の磁性トナーを用いることが好ましい。

【０００３】他方、複写機やプリンタでは、グラフィッ
ク等のカラー化の要求が強く、カラー化した一成分系の
トナーが種々提案されている。黒系の磁性トナーとカラ
ー化したトナーとを１つの現像装置で現像するには、カ
ラートナーも磁性トナーとする必要があるが、磁性粉を
用いたときには色調が鮮彩なものが得られない。

【０００４】鮮彩色のカラートナーとするためには、非
磁性一成分トナーを用いる必要があるが、磁性一成分ト
ナーと非磁性一成分トナーを使い分けることのできる現
像装置やシステムは、現在のところ、実現していない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、磁性一成分トナーと、非磁性一成分トナーの双方に
使用でき、両者を使い分けることのできる現像装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（３）の本発明により達成される。（１）潜像担持体と、現像ローラとを有し、この現像
ローラは、筒状で復元力をもつ材質のトナー搬送導電部
材と、このトナー搬送導電部材の内部に弾性層を介して
配置され、互いに同方向に回転するマグネットローラと
を有し、前記現像ローラに、トナー搬送供給部材と、ト
ナー層厚規制部材とを配置し、前記現像ローラのトナー
搬送導電部材は、前記潜像担持体と接触回転するように
構成し、磁性一成分トナーと、非磁性一成分トナーとに
兼用して用いられ、前記磁性一成分トナーおよび非磁性
一成分トナーは、それぞれ、フェライトキャリヤと混合
し、１．０Kg/cm²のブロー圧にて帯電量を測定した時、
その１０秒値と６０秒値との帯電量の差が５．０μC/g
以上である現像装置。（２）前記弾性層は、多極着磁されたマグネットロー
ラの周面に一体化されている上記（１）に記載の現像装
置。（３）前記弾性層と、前記トナー搬送導電部材との間
に空隙が存在する上記（１）または（２）に記載の現像
装置。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００１３】本発明の現像装置は、公知の各種潜像担持
体１と、現像ローラ２とを有する。現像ローラ２は、筒
状で、復元力を持つ材質のトナー搬送導電部材３と、こ
のトナー搬送導電部材３の内部に、弾性層４を介して配
置されたマグネットローラ５とを有する。

【００１４】本発明では、トナー搬送導電部材３は、回
転しながらトナー１０を担持搬送し、しかも潜像担持体
１と接触回転するように配置される。このため、トナー
搬送導電部材３は、０．１〜２mm程度の厚さの箔状のＡ
ｌ、Ｎｉないしそれらの合金等の復元力を持つ材質か
ら、筒状に形成されている。そして、回転軸２５により
潜像担持体１と接触して回転する。

【００１５】トナー搬送導電部材３を導電性の材料から
形成することによって、後述のように摩擦帯電した非磁
性一成分トナーは、鏡像力によって、トナー搬送導電部
材３上に担持される。なお、トナー搬送導電部材３に
は、例えば１５０〜４５０Ｖのバイアス電位（負帯電ト
ナーの場合）が印加されており、これにより現像量を増
大するための配慮がなされている。

【００１６】このような箔体から形成された筒状の復元
力をもつトナー搬送導電部材３の内部には、図２に示さ
れるように、マグネットローラ５が、同軸上に、回転軸
２５を共有して回転可能に配置されている。マグネット
ローラ５は、各種金属あるいは酸化物磁石、あるいはそ
れらのプラスチック磁石等から形成されており、その周
面は、４〜１２程度の磁極対数で多極着磁されている。
そしてその表面磁束密度は、５５０〜１３００Ｇ程度と
される。

【００１７】このマグネットローラ５により、磁性一成
分トナーは、非磁性のトナー搬送導電部材３上に担持さ
れる。この際、磁性一成分トナーの担持には、摩擦帯電
による鏡像力も寄与する。

【００１８】さらに、トナー搬送導電部材３と、マグネ
ットローラ５との間には、表面に均一に塗布されたトナ
ー層を担持する箔状のトナー搬送導電部材３が、潜像担
持体１と接触して回転する際、およびトナー層厚規制部
材（ブレード）７との接触の際の衝撃を吸収するための
弾性層４を介して配置される。このマグネットローラ５
と弾性層４とで、一体型マグネットローラ５０が構成さ
れる（図２参照）。そして、マグネットローラ５は、ト
ナー搬送導電部材３と同方向に回転される。この場合、
図示例では、両者は回転軸２５を共用し、同一の回転数
で回転されるように構成されているが、場合によって
は、両者は異なる回転軸をもち、トナー搬送導電部材３
は、マグネットローラ５の７０〜１００％程度の回転数
で回転するようにしてもよい。なお、両者の回転速度
は、一般に２５〜６５mm/sec程度とする。

【００１９】弾性層４は、衝撃に対しクッション作用を
もつものであればよく、一般に樹脂の発泡体、ゴム、繊
維等から形成すればよい。また、その厚さは材質にもよ
るが、一般に２〜１０mm程度とすればよい。

【００２０】このような弾性層４は、トナー搬送導電部
材３とマグネットローラ５との間に遊嵌されていても、
両者のうちの一方の内側または外側に固定されていて
も、さらには、場合によっては両者間に固定されていて
もよい。ただし、トナー搬送導電部材３がトナー層を担
持して、潜像担持体１や、トナー層厚規制部材７と接触
回転する際のトナー搬送導電部材３の形状追隨性や、復
元性等を考慮に入れると、図示のように、弾性層４は、
マグネットローラ５の外表面に接着一体化し、トナー搬
送導電部材３と弾性層４との間には、空隙２８が形成さ
れていることが好ましい。この場合、空隙長は一般に５
mm以下、特に０．２〜２mm程度とすることが好ましい。

【００２１】このような現像ローラ２は、現像器９内に
配置される。そして、ローラ状のトナー搬送補給部材６
が現像ローラ２のトナー搬送導電部材３に接触配置され
る。このトナー搬送補給部材６は、現像ローラ２の鏡像
力および磁力によるトナー搬送力を補強するためのもの
であって、トナー搬送導電部材３と接触回転することに
よって、トナー１０をトナー搬送導電部材３に圧着し
て、トナー層を形成する役割を果している。

【００２２】トナー搬送補給部材６は、樹脂、ゴム、あ
るいはこれらの発泡体等の弾性体から形成し、フリーロ
ーラとするか、あるいはトナー搬送導電部材３と所定の
速度比で逆回転するように設けられる。この回転速度比
を可変とすれば、トナー圧着力が変化し、トナー搬送力
を制御することができる。

【００２３】なお、本発明の現像装置では、非磁性およ
び磁性の一成分トナーを使い分けるので、このトナー搬
送補給部材６がないときには、搬送力が不足する。

【００２４】さらに、現像器９のトナー出口部には、現
像ローラ２と対接し、トナー搬送導電部材３と接触し
て、ブレード状のトナー層厚規制部材７が設置される。
このトナー層厚規制部材７は、トナー１０を摩擦帯電す
るとともに、トナー搬送導電部材３上のトナー１０の層
厚を規制するためのものである。

【００２５】このような場合、トナー層厚規制部材７と
トナー搬送導電部材３を選定することにより、トナー層
厚は、２０〜１００μm 程度に規制される。なお、トナ
ー層厚規制部材の少なくとも先端部は、トナーを所望の
極性に帯電するのに適した摩擦帯電系列の材質から形成
されている。

【００２６】さらに、現像器９内には、攪拌羽根８が設
けられ、現像器９内に収納されたトナー１０の攪拌を行
っている。

【００２７】このような構成の現像器９内に、トナー１
０を収納して、現像を行うには、トナー搬送補給部材６
にて、現像ローラ２のトナー搬送導電部材３にトナー層
を圧着する。次に、圧着されたトナーは、磁性一成分ト
ナーのときには、マグネットローラ５によってトナー搬
送導電部材３上に担持されてトナー層厚規制部材７との
接触部に至る。また、非磁性トナーであるときには、一
定程度の厚さのトナー層を保持しつつ、トナー層厚規制
部材７との接触部に至る。

【００２８】次いで、トナー層厚規制部材７によって、
所定の帯電量とされ、所定の層厚に規制されたトナーの
均一塗布層は、潜像担持体との接触部に至り、潜像が現
像される。トナー層を担持するトナー搬送導電部材３
は、トナー層厚規制部材７および潜像担持体１との接触
により衝撃を受け、また衝撃後自己の復元力によっても
とにもどるが、この際の衝撃は、弾性層４や空隙２８の
クッション作用によって吸収され、現像が所定の均一の
トナー層によって安定に行われる。そして、このように
して、非磁性一成分トナーと、磁性一成分トナーとをと
もに現像できる接触現像装置が実現する。

【００２９】このような本発明の現像装置にて、使い分
け可能な非磁性一成分トナーと磁性一成分トナーは公知
の構成をもつものであってよい。

【００３０】すなわち、非磁性一成分トナーは、結着樹
脂と、着色剤と、必要に応じ荷電制御剤や各種添加剤と
から構成される。また、磁性トナーは、この着色剤の全
部または一部を磁性粉としたものである。磁性一成分ト
ナーの保磁力は５０〜２５０Oe程度、飽和磁化５〜２５
emu/g 程度とすることが好ましい。また、結着樹脂とし
ては、ポリエステルやスチレンーアクリル樹脂等が好適
である。

【００３１】このような場合、非磁性一成分トナーも、
磁性一成分トナーも、参照用キャリヤと混合したとき、
所定の帯電特性をもつものである。

【００３２】より具体的には、フェライトキャリヤと混
合し、１．０Kg/cm²のブロー圧により帯電量を測定した
場合、１０秒値と６０秒値との帯電量の差が５．０μC/
g 以上ある。これにより、トナー搬送性が向上し、画像
濃度ムラが減少するとともに、画像濃度が向上し、カブ
リが減少し、トナーの飛び散りが減少する。

【００３３】このような場合、参照用のフェライトキャ
リヤとしては、Ｍｇ−Ｃｕ−Ｚｎフェライトの組成をも
ち、保磁力４Oe、飽和磁化６４emu/g 、平均粒子径１０
０μm 、１００Ｖ印加時の抵抗３×１０⁸ Ω・cmのもの
を用いればよい。混合比はトナー／キャリヤ＝５／９５
（重量比）とし、サンプル量２００mgとする。

【００３４】なお、非磁性一成分トナーおよび磁性一成
分トナーの平均粒子径は５〜１５μm 程度とし、帯電量
の１０秒値｜Ｑ／Ｍ｜は３０〜４５μC/g 程度とするこ
とが好ましい。なお、Ｑ／Ｍの１０秒値と６０秒値の差
｜ΔＱ／Ｍ｜は一般に５〜１５μC/g 程度とする。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００３６】実施例現像装置の諸元は以下のとおりとした。

【００３７】現像担持体：有機光導電体ＯＰＣトナー搬送導電部材：Ａｌ製、０．４mm厚、径２４．５
mm 空隙：１．０mm 弾性層：樹脂発泡体、５．０mm厚マグネットローラ：磁極対数６、表面磁束密度６５０Ｇ現像ローラ回転速度：３２mm/sec トナー搬送補給部材：樹脂発泡体（フリー回転）トナー層厚規制部材：樹脂ブレード

【００３８】一方、ポリエステル、ポリプロピレン、荷
電制御剤、マグネタイトおよび外添シリカを用い、その
量比をかえて２種の負帯電性磁性一成分トナーＩ、II
（平均粒径１０μm ）を得た。

【００３９】また、マグネタイトをカーボンブラックに
かえて、２種の負帯電性非磁性一成分トナーＩ、II（平
均粒子径１０μm ）を得た。

【００４０】次に、下記の参照用フェライトキャリヤを
用い、これに各種トナーを重量比で５／９５混合し、２
００mgのサンプル量にて１．０kg/cm²のブロー圧によ
り、帯電量の１０秒値と６０秒値を測定し、その差ΔＱ
／Ｍを算出した。ΔＱ／Ｍは下記表１のとおりである。

【００４１】フェライトキャリヤ組成：１０ＭｇＯ−２０ＺｎＯ−７．５ＣｕＯ−６２Ｆ
ｅ₂ Ｏ₃ （モル比）Ｈｃ：４Oe σm ：６４emu/g 平均粒子径：１００μm 抵抗：３×１０⁸ Ω・cm（１００Ｖ）

【００４２】

【表１】

【００４３】各トナーを用いて現像し、ソリッド画像濃
度ムラを判断して、トナー搬送性を評価したところ、表
１の結果を得た。表中、○はトナー搬送性が良好である
ことを示し、×はトナー搬送性が不良であることを示
す。なお、ΔＱ／Ｍ≧５μC/g以上のものは、画像濃度
が高く、カブリが少なく、トナーの飛び散りも少なかっ
た。また、トナー搬送導電部材上のトナー層を顕微鏡観
察したところ、磁性トナーＩ、非磁性トナーＩとも、約
３５μm 厚の均一なトナー層が形成されていた。

【００４４】

【効果】本発明によれば、磁性一成分トナーおよび非磁
性一成分トナーを共通に使い分けることのできる現像装
置が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を示す断面図である。

【図２】本発明の現像ローラを示す部分拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１潜像担持体２現像ローラ３トナー搬送導電部材４弾性層５マグネットローラ６トナー搬送補給部材７トナー層厚規制部材８攪拌羽根９現像器１０トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体と、現像ローラとを有し、この現像ローラは、筒状で復元力をもつ材質のトナー搬
送導電部材と、このトナー搬送導電部材の内部に弾性層
を介して配置され、互いに同方向に回転するマグネット
ローラとを有し、前記現像ローラに、トナー搬送供給部材と、トナー層厚
規制部材とを配置し、前記現像ローラのトナー搬送導電部材は、前記潜像担持
体と接触回転するように構成し、磁性一成分トナーと、非磁性一成分トナーとに兼用して
用いられ、前記磁性一成分トナーおよび非磁性一成分トナーは、そ
れぞれ、フェライトキャリヤと混合し、１．０Kg/cm²の
ブロー圧にて帯電量を測定した時、その１０秒値と６０
秒値との帯電量の差が５．０μC/g 以上である現像装
置。
【請求項２】前記弾性層は、多極着磁されたマグネッ
トローラの周面に一体化されている請求項１に記載の現
像装置。
【請求項３】前記弾性層と、前記トナー搬送導電部材
との間に空隙が存在する請求項１または２に記載の現像
装置。