JPH0814737B2 - マイクロカプセル現像剤現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、静電潜像の現像装置、詳しく言えばマイク
ロカプセル現像剤を使用する静電潜像の現像装置に関す
る。

従来の技術 従来の電子写真複写機の１例について第４図の概略構
成図に基き説明する。

アルミ基板上に光導電体層を形成した光導電性ドラム
（静電潜像担持体）１は、まず画像情報が照射される前
にその表面が帯電装置23で一様に帯電されるようになっ
ている。光導電性ドラム（静電潜像担持体）１の上方に
は複写すべき原稿13を載置する原稿台11が設けられてお
り、原稿台11の下側には、原稿13を照射する光源12と、
原稿13からの反射光を光導電性ドラム（静電潜像担持
体）１へ導びく光学系14が設置されている。

また露光工程により光導電性ドラム（静電潜像担持
体）１の表面に形成された静電潜像は、光導電性ドラム
（静電潜像担持体）１の周辺に設置された現像器15によ
り現像されトナー像とされた後、転写器16に達し、給紙
装置17より給紙された用紙18にトナー像が転写される。

転写されたトナー像を有する用紙18は、剥離用帯電装
置19により除電されて光導電性ドラム（静電潜像担持
体）１より剥離されて定着器20へ送られ、定着器20で用
紙18上のトナー画像が用紙18へ定着される。

一方、転写工程後光導電性ドラム（静電潜像担持体）
１表面に残留する未転写トナーはプリクリーニングコロ
トロン21により除電された後、クリーニング装置22によ
り光導電性ドラム（静電潜像担持体）１の表面から除去
され、次の複写サイクルに備えられる。

用紙上のトナー像の定着方法は大別すると、加熱定着
法、溶剤定着法及び圧力定着法がある。

圧力定着法は加熱定着法のような熱源を必要としない
ので消費電力が少ないという利点がある。又、加熱定着
法のように加熱して一定温度に昇温するまで待つ必要が
ないので、複写開示までのアクセスタイムが短いという
利点がある。

圧力定着法では、従来、ワックスを主成分とした現像
剤が使用されているが、このような現像剤では紙に対す
る定着力が弱く、紙を折り曲げたり、画像部をこすった
りすると、剥がれやすいという欠点があった。そこで、
この欠点を解決するため、芯物質に定着性が優れた物質
を含有せしめ、これを圧力によって破壊する外殻物質で
封止した状態のマイクロカプセル現像剤が開発されてい
る。このマイクロカプセル現像剤粒子は、定着性に優れ
ているが、外圧に対する強度は従来の一般的な組成の現
像剤粒子、例えば、樹脂とカーボンブラックからなる粒
子に較べて非常に弱く、破壊されやすい性質を有してい
る。

従って、キャリヤを使用する従来の二成分現像方式に
マイクロカプセル粒子を適用すると、キャリヤとの接触
により容易に破壊され安定した画像が得られないという
欠点がある。

発明が解決しようとする問題点 そこでマイクロカプセル現像剤は、主として磁性粉を
含有せしめた現像剤として一成分現像装置で使用されて
いる。

一成分の磁性トナーを使用する従来の電子写真複写機
の現像装置としては、第１図に示す構成のものが知られ
ている。

図中、１は静電潜像２を保持できる光導電性ドラムで
あり、現像装置は該光導電性ドラム（静電潜像担持体）
１と対向する位置に配置されている。この現像装置は一
成分磁性トナー４を収容するためのホッパー３と、該ト
ナーを攪拌し搬送するためのアジテーター（図示せず）
と内部に回転しないように固定された複数の磁極を交互
に配設してなる磁石ロール５の周囲に回転自在に支承さ
れた円筒状非磁性体のスリーブ６と、該スリーブ６上の
付着磁性トナー量を規制するためにスリーブ６の表面を
撓弾性力のみをもって押接する形で設けられた規制部材
７とから構成され、スリーブ６および規制部材７はホッ
パー３内に配設されており、またスリーブ６は現像領域
Ａで光導電性ドラム（静電潜像担持体）１と近接するよ
う配置されている。

このような現像装置においては、ホッパー３内に収容
された一成分磁性トナー４は、磁石ロール５の磁力でス
リーブ６面上に保持され、規制部材７によりスリーブ６
上の付着トナー量が適量に制御されると共に帯電された
後、スリーブ６の回転により光導電性ドラム（静電潜像
担持体）１とスリーブ６とが近接対向する現像領域Ａへ
と送り込まれる。従って、スリーブ６は現像剤担持体と
して作用する。スリーブ６には、交流高圧電源８および
直流電源９から直流重畳交流電圧が印加されており、ス
リーブ６上の付着トナーが現像領域Ａで光導電性ドラム
（静電潜像担持体）１上に形成された静電潜像２に静電
吸着し、これを可視化して現像するという構成になって
いる。

このような現像装置において、一成分磁性トナー４は
磁石ロール５の磁場の中に存在して磁化し、スリーブ６
面上に保持されている。

一成分磁性トナー４はスリーブ６面上を回転する間、
あるいは反発磁極においてスリーブ６から離れてホッパ
ー３内に戻りその後再び磁石ロール５の磁力でスリーブ
６面上に保持されることを繰り返す間に磁気的に凝集が
生じ、数個の粒子が集まったソフトな凝集塊となり、規
制部材７とスリーブ６との接触部へ運ばれ、接触圧を受
ける。この時樹脂と磁性粉からなる一般的な磁性トナー
の場合には、接触圧によりソフトが凝集がゆるんで均一
な厚さのトナー層となる。

しかし、このような構成の一成分現像装置でマイクロ
カプセルトナーを使用すると、その粒子は強度が弱いた
め接触圧により破壊してしまい、芯物質が外に出て周囲
の粒子と接着しハードな凝集塊を形成し、均一な厚さの
トナー層の形成を阻害するという問題があった。

従って、この発明の目的は前記した従来の現像装置の
欠点を改良して、現像装置を長時間使用しても凝集した
り破壊したりすることがないマイクロカプセル現像剤を
使用する現像装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明者等は、磁気凝集を抑制するためマイクロカプ
セル現像剤の磁力を搬送に必要な範囲内で極力小さくす
るとともに、現像剤規制部材の現像剤担持体への接触圧
を、マイクロカプセル現像剤が破壊されることなく均一
薄層状態で通過しうるような値に設定することによっ
て、前記のマイクロカプセル現像剤を用いる一成分現像
装置の問題点を解消し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、以下の特徴を有するマイクロカ
プセル現像剤現像装置を提供する。

１）芯物質と外殻とからなり磁性粉を含有するマイクロ
カプセル現像剤を使用し、静電潜像担持体に対向する現
像剤担持体と、現像剤担持体表面上の現像剤を均一な薄
層に規制するための前記現像剤担持体に圧接する現像剤
規制部材とを備えた現像装置において、前記マイクロカ
プセル現像剤の残留磁化が4.0emu/g以下で、保磁力が90
ｅ以下であることを特徴とするマイクロカプセル現像
剤現像装置。

２）ポリエステル樹脂板の先端部に弾性部材を設けた現
像剤規制部材を使用する前記１）に記載の現像装置。

３）現像剤担持体表面に圧接する現像剤規制部材の接触
圧を20g/cm以下に設定した前記１）又は２）に記載の現
像装置。

なお、本明細書で言う現像剤規制部材の現像剤担持体
への接触圧とは、支持材料7bとその先端部に設けた軟弾
性体7aとからなる規制部材７の軟弾性体7aがスリーブ６
の接触部にかかる単位長さあたりの荷重、すなわち線圧
を示している。

また、マイクロカプセル現像剤粒子の磁化特性は、振
動試料型磁力計で外部印加磁界10Kｅにて測定した値
である。

従来の磁性一成分現像剤の残留磁化は、通常５〜20em
u/gで、保磁力は100〜200ｅであり、マイクロカプセ
ル粒子の磁力をこのような従来の磁性トナーと同程度と
したのでは前述したように磁気凝集と、凝集塊の破壊を
生じてしまう。

本発明では芯材と外被からなるマイクロカプセル粒子
に含有せしめる磁性材料の磁力及び／又はその含有量を
調整することによって、残留磁化及び保磁力を従来の磁
性トナーより小さく、すなわち残留磁化を4.0emu/g以
下、保磁力を90ｅ以下として、粒子の破壊に通じる磁
気凝集を抑制した。

本発明で使用するマイクロカプセル現像剤粒子は従来
公知となっている各種のカイクロカプセル化法を利用し
て製造することができる。例えば、界面重合法、in sit
u重合法、液中硬化被覆法、相分離法、液中乾燥法、溶
解分散冷却法、気中懸濁被覆法、スプレイドライング法
等を挙げることができる。なお上記の方法は例示であっ
て、これらに限定されず、その他のマイクロカプセル化
法をも利用できる。

マイクロカプセル粒子中に含有させる磁性材料（磁化
可能な材料も含む）としては、コバルト、鉄、ニッケル
のような金属、アルミニウム、コバルト、銅、鉄、鉛、
マネシウム、ニッケル、亜鉛、アンチモン、ベリリウ
ム、バナジウム、マンガン、ジルコニウムのような金属
の合金、酸化物、混合物、強磁性フェライトおよびそれ
らの混合物を使用できる。

本発明のマイクロカプセル現像剤に必要な磁気力は、
これら磁性材料自体の磁気力を調整することによって得
ることができるほか、現像剤への含有率を変えることに
よっても得ることができる。

現像剤規制部材は、従来の一成分現像装置では厚さが
0.1〜0.5mmのSUS製板バネ材等の先端部にシリコーンゴ
ム製等の軟弾性体を設けたものが使用され、現像剤担持
体表面への接触圧は通常100〜300g/cmに設定されてい
る。マイクロカプセル現像剤を用いる装置では、このよ
うな設定圧は大きすぎ、規制部材を通過する際に現像剤
の外殻は容易に破壊してしまう。

マイクロカプセル現像剤の場合、規制部材の現像剤担
持体に対する接触圧は20g/cm以下、好ましくは10g/cm以
下でなければならぬことが確認された。そしてこのよう
に比較的弱い圧力での接触を長期間安定して維持するた
めには、従来のSUS製等の金属バネ材は不適当な場合が
多く、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルムやナ
イロンフィルム等のプラスチックフィルムの先端部に軟
弾性ゴムを設けたものが適当であることが確認された。

なお、従来の一成分現像剤に対して、規制部材の接触
圧を20g/cm以下に設定したのでは、搬送量が多量となり
均一な薄層状態を得ることができない。従って20g/cm以
下という接触圧はマイクロカプセル現像剤の場合にのみ
特有の好ましい設定値ということができる。

なお、本発明のマイクロカプセル現像剤現像装置とし
ては、先に説明した第１図のほか、第２図及び第３図に
概略構成を示すもの等が使用される。

第２図の装置は、現像剤規制部材７の先端部がホッパ
ー側に向くように設定されている以外は第１図の場合と
同一の構成である。この装置では現像剤規制部材へ入り
込むマイクロカプセル現像剤にかかる現像剤の自重等に
よる圧力は、第１図の場合に比べると小さく、現像剤の
凝集、破壊が一層起りにくくなるので好ましい。

第３図の装置は、磁石ロール10とスリーブ６とが互い
に反対方向に回転する構成をとっているほかは第１図と
同一の構成である。

スリーブ６と磁石ロールとは相対的に回転していれば
よく、従って磁石ロールのみが回転し、スリーブを固定
した構成の装置も可能である。

［実施例］ 実施例１ 残留磁化6.1emu/g、保磁力75ｅのマグネタイト磁性
粉を45wt％含有するマイクロカプセル粒子を界面重合法
により得た。このマイクロカプセル粒子の磁気特性を外
部印加磁界10Kｅで測定したところ、残留磁化2.8emu/
g、保磁力80ｅであった。このマイクロカプセル粒子
を現像剤として第１図に示す構成の現像装置に装填して
均一な現像剤の薄層を得た。

なお、このときの現像剤規制部材としては厚さ100μ
のポリエステルフィルム（商品名：マイラー、デュポン
社製）の先端部に厚さ1mmのシリコーンゴムを設けたも
のを使用し、現像剤担持体への接触圧を2g/cmとした。
スリーブ６面上に付着するトナー量は、1.6mg/cm²であ
った。この後交流の電場条件を周波数2.0HKz、ピークピ
ークの電圧2000V、DC成分−200Vで現像したところ良好
なコピーが得られた。この未定着コピーを加圧定着ロー
ルにより180Kg/cm²の圧力で圧力定着したところ、定着
性の優れたコピーが得られた。又、スリーブ６面上のト
ナーを回収し、凝集性をみたところ、現像装置へ装填す
る前と同じサラサラした状態であった。この現像装置を
連続３時間使用した後でも均一な現像剤の薄層が得られ
た。

実施例２ 残留磁化4.2emu/g、保磁力53ｅのマグネタイト磁性
粉を40wt％含有するマイクロカプセル粒子をin situ重
合法により得た。このマイクロカプセル粒子の磁気特性
を外部印加磁界10Kｅで測定したところ、残留磁化1.7
emu/g、保磁力58ｅであった。このマイクロカプセル
粒子を現像剤として第２図に示す現像装置に装填して均
一なトナーの薄層を得た。このとき規制部材としては実
施例１と同一構成のものを用い現像剤担持体への接触圧
を5g/cmに設定したところ、スリーブ６面上に付着する
トナー量は、1.5mg/cm²であった。この後実施例１と同
様に現像したところ、良好なコピーが得られ、圧力定着
後優れた定着性が得られた。又、スリーブ６面上のトナ
ーを回収し、凝集性をみたところ、現像装置へ装填する
前の状態と同様にサラサラしていた。この現像装置で連
続３時間使用した後でも均一な現像剤の薄層が得られ
た。

比較例１ 残留磁化10.8emu/g、保磁力135ｅのマグネタイト磁
性粉を40wt％含有するマイクロカプセル粒子を界面重合
法により得た。このマイクロカプセル粒子の磁気特性を
外部印加磁界10Kｅで測定したところ、残留磁化4.7em
u/g、保磁力140ｅであった。このマイクロカプセル粒
子を実施例２と同様、第２図に示す構成の現像装置に装
填したところ、均一なトナーの薄層が得られた。この
後、実施例１と同様に現像したところ良好なコピーが得
られ、圧力定着性も優れていたが、スリーブ６面上のト
ナーを回収し、凝集性をみたところ現像装置へ装填する
前はサラサラしていたものの一部に凝集がみられた。こ
の現像装置を連続10分使用したところ、トナーの層にス
ジが発生し、規制部材７の裏のスリーブ６上にはトナー
の塊が固着していた。

比較例２ 実施例１で得られたマイクロカプセル粒子を第１図に
示す現像装置に入れて均一なトナーの薄層を得た。この
ときの規制部材としてSUS製板バネ（0.2mm）にシリコー
ンゴムを設けたものを用い現像剤担持体への接触圧は15
0g/cmに設定したところ、スリーブ６面上に付着するト
ナー量は1.42mg/cm²であった。この後交流の電場条件を
周波数2.4KHz、ピークピークの電圧2400V、DC成分−200
Vで現像したところ最初の１枚のコピーは良好であり圧
力定着力も充分であったが、この現像装置で２枚目のコ
ピーをとったところトナーの層にスジが発生し、規制部
材７の裏のスリーブ６上にはトナーの塊が固着してい
た。

実施例３ 実施例１で得られたマイクロカプセル粒子を第３図に
示す現像装置に入れて均一なトナーの薄層を得た。第３
図の装置においては、磁石ロール10は固定ではなく、自
由回転可能であり、スリーブ６は光伝導性ドラム１に対
して反対方向へ2.5倍の周速で回転し、磁石ロール10は
スリーブ６に対して反対方向へ８倍の周速で回転する。

この時、規制部材７としては実施例１と同一構成のも
のを用い現像剤担持体への接触圧を5g/cmに設定したと
ころ、スリーブ６面上に付着するトナー量は1.5mg/cm²
であった。この後実施例１と同様に交番電圧を印加し現
像したところ良好なコピーが得られ圧力定着性も優れて
いた。スリーブ６面上のトナーの凝集性も実施例１と同
様にサラサラであり、連続使用３時間後でも均一な薄層
が得られた。

発明の効果 本発明は現像剤担持体上に押接して設けられ現像剤担
持体上の付着トナー量を規制する部材を備えた一成分現
像装置において、規制部材の現像剤担持体への接触圧を
20g/cm以下とし、残留磁化が4.0emu/g以下で、保持力が
90ｅ以下のマイクロカプセル現像剤を使用した現像装
置を提供したものである。

本発明の現像装置によれば、マイクロカプセル現像剤
粒子の磁気凝集を押えることができ、マイクロカプセル
粒子の破壊につながる凝集塊の発生が防止される。さら
に現像剤の規制部材の接触圧を低減化したことによりマ
イクロカプセル現像剤粒子の破壊は長時間の使用後にお
いても発生せず、信頼性の高いマイクロカプセル現像剤
現像装置として使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、各々本発明の現像装置例
の概略構成を示す断面図、 第４図は電子写真複写機例の概略構成図である。 図中符号： １……光導電性ドラム（静電潜像担持体）;2……静電潜
像;3……ホッパー;4……一成分トナー;5……固定磁石ロ
ール;6……スリーブ;7……現像剤規制部材;8……交流電
圧電源;9……直流電源;10……回転型磁石ロール;11……
原稿台;12……光源;13……原稿;14……光学系;15……現
像器;16……転写器;17……給紙装置;18……用紙;19……
剥離用帯電装置;20……定着器;21……プリクリーニング
コロトロン;22……クリーニング装置;23……帯電装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芯物質と外殻とからなり磁性粉を含有する
   マイクロカプセル現像剤を使用し、静電潜像担持体に対
   向する現像剤担持体と、現像剤担持体表面上の現像剤を
   均一な薄層に規制するための前記現像剤担持体に圧接す
   る現像剤規制部材とを備えた現像装置において、前記マ
   イクロカプセル現像剤の残留磁化が4.0emu/g以下で、保
   磁力が90ｅ以下であることを特徴とするマイクロカプ
   セル現像剤現像装置。
2. 【請求項２】ポリエステル樹脂板の先端部に弾性部材を
   設けた現像剤規制部材を使用する特許請求の範囲第１項
   に記載の現像装置。
3. 【請求項３】現像剤担持体表面に圧接する現像剤規制部
   材の接触圧を20g/cm以下に設定した特許請求の範囲第１
   項又は第２項に記載の現像装置。