JPH03145678A - 補給用トナー及び現像方法 - 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） 本発明は、電子写真複写機等の画像形成装置において、
連続複写（ランニング複写）中に用いられる補給用トナ
ーと現像方法に関し、さらに詳しくはキャリアの劣化に
よる画質の低下等を解消した補給層トナーと現像方法に
関する。

（従来の技術） 電子写真複写機において、感光体に形成された静電潜像
を乾式現像法により可視化するため、トナーとキャリア
が混合された２成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像法が
従来から行われている。

以下に、一般的な磁気ブラシ現像法を第１図に基づいて
説明する。

第１図において、１０は感光体、５は現像器、１はトナ
ー補給ホッパーである。

現像器５内には現像剤ａを均一に混合するための攪拌ロ
ーラ７と、現像スリーブ８が配設されている。現像スリ
ーブ８は磁石等で形成されており、その周囲に現像剤ａ
中のキャリアが鎖状に配列した磁気ブラシを形成し、ト
ナーＴは摩擦帯電によってこのキャリアに付着する。そ
して、帯電、露光により感光体１０上に形成された静電
潜像を上記トナーＴで現像し、静電潜像に対して形成さ
れたトナー像を転写紙等の支持体に転写すると共に、加
熱ローラまたは加圧ローラ等の定着手段によってトナー
像を支持体上に定着させて複写物を得るのである。そし
て、複写機を稼動し始める際には、トナーとキャリアと
が所定割合で混合されたスタート用現像剤ａを現像器５
内に投入して行うのであり、現像によってトナーが消費
されると、トナー補給ホッパー１から消費された量の補
給用トナーＴが自動的に現像器５内へ補給されるように
構成されている。

ところで、スタート用現像剤に用いられているキャリア
として、従来よりスペント現象を改良し、及びキャリア
の抵抗を調整して線画を向上させるために樹脂で被覆さ
れた被覆キャリアが使用されている。このような現像剤
を用いて長期間の複写作業を行った場合には、現像中に
キャリアの樹脂被膜が摩擦等によってけずれ、キャリア
の電気抵抗が低下してしまうという現象が起き、次第に
文字潰れや画像流れ等の画質劣化を生じるという問４問 題がある。

従来、現像剤中のキャリアが消費されることに起因する
問題を解消するために、例えば、特開昭５６−１５９６
５４号公報には補給用トナー中にキャリアを含有させる
技術が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記公報において、補給用トナーに含ま
れるキャリアはスタート用現像剤中に含まれるキャリア
と同じものであるから、現像器内のキャリアの電気抵抗
値の低下を充分に改善することがでず、従って、キャリ
アの劣化による画像濃度の上昇等を抑えることはできな
い。

本発明は、上記の欠点を解決したものであり、その目的
とするところは、キャリアの電気抵抗値が低下すること
による画質劣化を解消し、長期間に亘って良好な画質が
得られる補給用トナーと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） 本発明の補給用トナーは、現像器内に収容されているキ
ャリアの電気抵抗値に比べて高い電気抵抗値を有するキ
ャリアとトナーとが含有されていることを特徴とし、そ
のことにより上記目的が達成される。

本発明の現像方法は、樹脂で被覆されたキャリアとトナ
ーとが混合されている現像剤を現像器内に配設した現像
スリーブの表面に保持させ、このトナーにて感光体表面
に形成された静電潜像を現像すると共に、現像によって
消費されたトナーをトナー補給ホッパーから現像器内へ
補給する現像方法であって、前記トナー補給ホッパーか
ら補給される補給用トナーが樹脂で被覆されたキャリア
とトナーとを含有し、該被覆キャリアの電気抵抗値が現
像器内に収容されているキャリアの電気抵抗値に比べて
大きく設定されており、そのことにより上記目的が達成
される。

また、トナー補給ホッパーから補給される補給用トナー
に含まれるキャリアの電気抵抗値Ｒは以下の式から求め
られるのが好ましい。

Ｒ＝Ｗ／Ｗ’　［ｒ−ｒ′　（Ｗ−Ｗ’）／Ｗ）但し、
Ｒ：補給用トナーに含まれるキャリアの電気抵抗値（Ω
ａｍ） Ｗ：現像剤に含まれるキャリアの設定量（ｇ） ｒ：現像剤に含まれるキャリアの設定する電気抵抗値（
Ωａｍ） Ｗｏ：補給用トナーに含まれるキャリア量（ｇ） ここで、Ｗｏ　＝γｔ （ｔ：現像剤寿命内での全トナー消費量（ｇ）、γ：実
験による定数） ｒｏ：初期キャリアの電気抵抗値（Ωａｍ）ここで、ｒ
　’　　−ａ　ｒ　Ｉｎ（ｔ＋１）（α：実験による定
数） （作用） 一般に、現像によって少量のキャリアが感光体側へ付着
し現像剤に含まれるキャリアの含量が次第に少なくなっ
てくると同時に、連続複写の進行によってキャリアが摩
耗し、その電気抵抗が低くな４てくる。本発明では、消
費されたトナーの量に応じてトナー補給ホッパーより補
給用トナー（トナーとキャリアとの混合物）が補給され
る。この補給用トナーには消費されたキャリアと同量の
キャリアが含まれているので、キャリアがトナーととも
に供給されることでキャリアの減少を防ぐことができる
と共に、現像器内のキャリアに比して高抵抗のキャリア
が供給されるため現像器内に存在するキャリアは全体と
してその電気抵抗値の低下が防止される。

（発明の好適態様） 本発明の補給用トナーは、トナーにキャリアを添加混合
して調製されている。補給用トナーが現像器内へ補給さ
れる前の状態では現像器内には、トナーとキャリアとを
所定割合で混合して調製されたスタート用現像剤が収容
されている。補給用トナー及び現像剤において、トナー
とキャリアとの混合比率は、１コピー当りの現像によっ
て消費されるトナーとキャリアとの平均比率とされてい
る。本発明では、補給用トナーに含まれるキャリアの電
気抵抗値が、現像器内に収容されている現像剤（スター
ト用現像剤または複写後の現像剤）に含まれるキャリア
の電気抵抗値に比べて高いものである。このようなキャ
リアとしては、通常は樹脂で被覆されたキャリアが用い
られる。そして、補給用トナーに含まれるキャリアとの
電気抵抗値を現像剤に含まれるキャリアに比べて高くす
るには、キャリアの組成等を変えることによって行って
もよく、あるいは被覆される樹脂の組成、被膜の膜厚等
を変えることによって行ってもよい。

上記補給用トナー及びスタート用現像剤に含まれるキャ
リアの組成は従来より公知のものが使用され、例えば、
酸化または未酸化の鉄粉、フェライト等の未被覆キャリ
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、フッソ樹脂系重合体、ポリエ
ステル等の重合体で被覆した被覆キャリアがあげられる
。キャリアの平均粒径は、一般に１５〜２００μｍが好
ましく、５０〜１５０μｍがさらに好ましい。

また、上記補給用トナー及びスタート用現像剤に含まれ
るトナーは、結着樹脂中に着色剤等の添加剤が分散され
た粉体トナーであり、従来公知のものが使用される。

次に、本発明の現像方法を説明する。

本発明の現像方法は、第１図で示した２成分系の現像剤
を用いた磁気ブラシ現像法を使用したものであり、詳細
は従来の方法に従うことができる。

現像器には被覆キャリアとトナーとが混合されている２
成分系の現像剤が収容されており、この現像剤が現像器
内に配設された現像スリーブの表面に保持され、トナー
で感光体表面に形成された静電潜像を現像する。一方、
現像によってトナーが消費されるとトナー補給ホッパー
から現像器内へ補給用トナーが適宜補給される。ここで
、トナー補給ホッパーから補給される補給用トナーは、
上記したように樹脂で被覆されたキャリアとトナーとが
混合されたものであり、この樹脂被覆キャリアの電気抵
抗値は現像器内に収容されている現像剤のキャリアの電
気抵抗値に比べて大きく設定されている。

ここで、補給用トナーに含まれるキャリアの電気抵抗値
Ｒは、以下の式から求めることができる。

９ ０ Ｒ＝Ｗ／Ｗ’　　（ｒ　−ｒ　’　　（Ｗ−Ｗ’）／Ｗ
〕但し、Ｒ：補給用トナーに含まれるキャリアの電気抵
抗値（Ωｃｍ） Ｗ：現像剤に含まれるキャリアの設定量（ｇ） ｒ：現像剤に含まれるキャリアの設定する電気抵抗値（
Ωｃｍ） Ｗｏ：補給用トナーに含まれるキャリア量（ｇ） ここで、ｗ’　＝γｔ （ｔ：現像剤寿命内での全トナー消費量（ｇ）、γ：実
験による定数） ｒｏ：初期キャリアの電気抵抗値（Ωｃｍ）ここで、ｒ
　−αｒ　Ｉｎ（ｔ＋１） （α：実験による定数） なお、上記ｔ１　γ、αは使用する現像装置において、
実測によって求めることができる。これらの実験値を上
記式に代入し、またＷ、ｒを所定値に設定しておくこと
によってキャリアの電気抵抗値Ｒが求められる。設定値
Ｗ及びｒは、現像器り大きさや現像条件、画像形成回数
等の画像形成装置の仕様によって適宜決定される。

（実験例） 以下、実験例によって本発明を説明するが、本発明がこ
れによって限定されるものではない。

現像剤セソ）ｆｉ４５０ｇ、保証枚数２万５千枚の電子
写真複写機において、トナー濃度４．５％、キャリア電
気抵抗５．４Ｘ　１０７（Ωｃｍ）の現像剤でトナーの
みを補給しながら耐久テストを行ったところ、キャリア
抵抗値が１．２Ｘ１０７（Ωｃｍ）と低下し、１万枚当
りから文字つぶれ等による画質低下が認められた。また
、この時の全トナー消費量は１２６０　（ｇ）であり、
全キャリア消費量は３８（ｇ）であった。

次いで、上記耐久テストから得られた結果から、Ｒとγ
を算出した。

ｒ　＝　５．４Ｘ　１０７（Ωｃｍ） Ｗ＝４５０Ｘ　（１−０，０４５）輪４３０（ｇ）Ｗ’
−３８（ｇ） ｒ′＝１．２ｘ１０７（Ωｃｍ） ｔ＝１２６０（ｇ） １ １２ 従って、Ｒ＝　４３０７３８　（５，４Ｘ　１０−１．
２Ｘ　１０７（４３０３８）　／４３０）　　４４．８
Ｘ　１０８（Ωｃｍ）γ−３８／　（３ｇ＋１２６０）
　　Ｘ　１００＝２．９　（％）そして、４．８Ｘ　１
０”　（Ωｃｍ）のキャリアを作製し、補給用トナー中
に２．９％の比率で混合して、これにより同様の耐久テ
ストを行った。その結果、キャリア引きによるキャリア
量の減少はなくなり、またキャリアの電気抵抗もほぼ維
持され、良好な画質が維持された。

なお、第２図に上記実験例における複写枚数と電気抵抗
の変動を示した。図より、本発明によればキャリアの電
気抵抗の低下が防止できることがわかる。

（発明の効果） 本発明の構成は上述の通りであり、現像により消費され
たキャリアを補給することができる上に、現像器内の現
像剤に含まれるキャリアの電気抵抗値が低下するのを防
止することができ、文字潰れや画像流れ等の画質劣化を
解消し、長期間に亘って安定した画質を得ることができ
る。

４、　′　　　の　　　　な■ 第１図は磁気ブラシ法による現像機構を示す概略図、第
２図は複写枚数とキャリアの電気抵抗の変動を表す図で
ある。

１・・・トナー補給ホッパー、５・・・現像器、１０・
・・感光体、ａ・・・現像剤、Ｔ・・・トナー以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、現像器内に収容されているキャリアの電気抵抗値に
   比べて高い電気抵抗値を有するキャリアとトナーとが含
   有されていることを特徴とする補給用トナー。 ２、樹脂で被覆されたキャリアとトナーとが混合されて
   いる現像剤を現像器内に配設した現像スリーブの表面に
   保持させ、このトナーにて感光体表面に形成された静電
   潜像を現像すると共に、現像によって消費されたトナー
   をトナー補給ホッパーから現像器内へ補給する現像方法
   であって、前記トナー補給ホッパーから補給される補給
   用トナーが樹脂で被覆されたキャリアとトナーとを含有
   し、該被覆キャリアの電気抵抗値が現像器内に収容され
   ているキャリアの電気抵抗値に比べて大きく設定されて
   いる現像方法。 ３、前記トナー補給ホッパーから補給される補給用トナ
   ーに含まれるキャリアの電気抵抗値は以下の式から求め
   られる請求項２記載の現像方法。 Ｒ＝Ｗ／Ｗ′〔ｒ−ｒ′（Ｗ−Ｗ′）／Ｗ〕但し、Ｒ：
   補給用トナーに含まれるキャリアの電気抵抗値（Ωｃｍ
   ） Ｗ：現像剤に含まれるキャリアの設定量（ｇ） ｒ：現像剤に含まれるキャリアの設定する電気抵抗値（
   Ωｃｍ） Ｗ′：補給用トナーに含まれるキャリア量（ｇ） ここで、Ｗ′＝γｔ （ｔ：現像剤寿命内での全トナー消費量（ｇ）、γ：実
   験による定数） ｒ′：初期キャリアの電気抵抗値（Ωｃｍ）ここで、ｒ
   ′＝αｒｌｎ（ｔ＋１） （α：実験による定数）