JPH1020544A

JPH1020544A - 現像装置

Info

Publication number: JPH1020544A
Application number: JP19152196A
Authority: JP
Inventors: Akira Sawada; 彰沢田; Kanjiro Kawasaki; 寛治郎川崎; Shinichiro Yagi; 慎一郎八木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 1998-01-23
Also published as: US5879849A

Abstract

(57)【要約】【課題】一成分系現像剤を用いた非接触方式の現像装
置おいて、第２の添加剤が表面に付着した第１の添加剤
が、トナー母体の表面に付着して該トナー母体を覆うよ
うな一成分系現像剤を用い、長期にわたって十分な画像
濃度を得ることができる現像装置を提供する。【解決手段】上記一成分系現像剤として、樹脂ビーズ
などの第１の添加剤粒子７３の表面にシリカなどの第２
の添加剤７２が付着し、この第２の添加剤が表面に付着
した第１の添加剤が、トナー母体７１の表面に付着して
該トナー母体を覆う、第１及び第２の添加剤を添加した
ものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に採用される現像装
置に係り、詳しくは、一成分系現像剤を用いて像担持体
上に形成された潜像を非接触で現像する現像装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像を像担持体上に形成し、これを
現像剤によって可視化する画像形成装置において、現像
装置の小型化、低コスト化、高信頼性等の点から一成分
系現像剤を用いた現像装置が有利である。また、この一
成分系現像剤を用いた現像装置としては、永久ひずみ、
残像、現像剤担持体の表面の削れ、駆動トルク等の問題
から、像担持体上の潜像を非接触で現像する非接触方式
の現像装置が有利である。

【０００３】従来、一成分系現像剤を用いた非接触方式
の現像装置においては、上記一成分系現像剤の凝集度が
高い場合、該現像剤と現像剤担持体との間、及び該現像
剤同士の間の物理的な吸着力が大きいために該現像剤の
飛翔性が低く、画像濃度が低く特に中間調が出ない階調
性が乏しい画像となる。そこで、上記一成分系現像剤の
流動性を確保するために、シリカなどの第３添加物をト
ナーに添加したものを上記一成分系現像剤として用いる
現像装置が提案されている（例えば、特公昭６３−４２
７８７号公報参照）。この第３添加物としては、上記シ
リカのほかに炭化珪素、酸化チタン等が公知である。

【０００４】また、一成分系現像剤を用いた現像装置で
は、現像剤担持体上に十分な量の現像剤を担持するのが
困難で、所望の画像濃度を得るのが困難であった。そこ
で、先に本出願人は、現像剤担持体上に現像剤を所望量
だけ付着させる手段として、例えば、現像剤担持体とし
て、表面が規則的または不規則的に微小面積で分布した
誘電体部と接地された導電部とからなる現像剤担持体を
用い、この現像剤担持体と、その表面に接触しながら移
動する現像剤供給部材との接触部において、現像剤を摩
擦帯電するとともに現像剤担持体の誘電体部を摩擦帯電
して現像剤担持体表面近傍に多数の微小電界を形成し、
この微小電界により摩擦帯電された現像剤を現像剤担持
体上に多層に担持させる現像装置を提案した（例えば、
特開平４−１２７１７７公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らが、上記特
開平４−１２７１７７公報で提案した現像装置を非接触
方式したものに、上記特公昭６３−４２７８７号公報で
提案されているようなシリカが添加された一成分系現像
剤を用いて現像を行ったところ、経時での現像濃度の低
下が確認された。その原因について鋭意検討したとこ
ろ、次のことが判った。

【０００６】すなわち、上記添加物を用いて上記一成分
系現像剤の所定の流動性を得る場合、上記いずれの添加
物も、トナーとして通常用いられるスチレンアクリル樹
脂、ポリエステル樹脂などより硬度が高いため、一成分
系現像剤を収容している現像剤収容部においてアジテー
タ等の撹拌手段で回動摩擦されるうちに、上記添加物が
トナー樹脂の中に埋没してしまい、現像に供されないト
ナーが次第に多くなっていく。また、トナーが、添加物
を介さずに直接現像剤担持体表面に接触するため、付着
力が大きくなって該表面へのトナー固着が生じてしま
う。特に、上記特開平４−１２７１７７公報で提案した
ような、トナー保持力が強い現像剤担持体を用いた現像
装置では、初期においても多層に担持された現像剤のう
ち、現像剤担持体表面に近い最下層の現像剤は飛翔性が
比較的悪い上に、現像剤担持体のトナー保持力が強力な
ため、上述のような現像に供されないトナーの増加や現
像剤担持体表面へのトナー固着が生じやすく、経時での
現像濃度の低下が生じていたのである。

【０００７】このような、添加物のトナー樹脂中への埋
没に起因する不具合は、上記特開平４−１２７１７７公
報で提案したような、トナー保持力が強い現像剤担持体
を用いた現像装置に限らず、一成分系現像剤に所定の流
動性が要求される他の非接触方式の現像装置にも起こり
得る。

【０００８】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、一成分系現像剤を用
いた非接触方式の現像装置であって、長期にわたって十
分な画像濃度を得ることができる現像装置を提供するこ
とである。

【０００９】なお、クレーニングで残留トナーを取りき
れずに、トナーが潜像担持体である感光体の表面に蓄積
して生じるクリーニング不良やトナーフィルミングとい
った不具合を防止するためにシリカなどの研磨剤等を添
加した現像剤が、これを添加しないものに比してトナー
摩擦帯電能が低くなってしまうのに着目し、クリーニン
グ不良等を防止するとともに、所望のトナー摩擦帯電能
も得ることができる現像剤として、０．１乃至２μｍの
平均粒径を有する樹脂微粉末を、０．０１乃至１０重量
％混合した現像剤が提案されている（特公平２−６０１
７９号公報）。これには、本発明の上記課題についての
示唆はない。本発明者らの実験によれば、上記樹脂微粉
末を添加した一成分系現像剤を、非接触方式の現像装置
に用いても、一成分系現像剤の十分な流動性を得ること
ができず、十分な現像効率を得ることは困難であった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、表面に一成分系現像剤を担持す
る現像剤担持体により潜像が形成された潜像担持体との
対向部に一成分系現像剤を搬送し、該表面上の一成分系
現像剤を飛翔させて該潜像を現像する非接触方式の現像
装置において、上記一成分系現像剤として、第１の添加
剤粒子の表面に第２の添加剤が付着し、この第２の添加
剤が表面に付着した第１の添加剤が、トナー母体表面に
付着して該トナー母体を覆う、第１及び第２の添加剤を
添加したものを用いることを特徴とするものである。

【００１１】また、請求項２の発明は、請求項１の現像
装置において、上記第１の添加剤の体積平均粒径が、上
記第２の添加剤よりも大きく、上記トナー母体よりも小
さいことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項３の発明は、請求項１の現像
装置において、上記一成分系現像剤として、トナーに対
し、少なくともシリカと、体積平均粒径が０．１〜１．
０μｍの範囲内の樹脂粒子とを添加したものを用いたこ
とを特徴とするものである。

【００１３】また、請求項４の発明は、請求項３の現像
装置において、上記シリカとして体積平均径が０．３μ
ｍ以下の範囲内のものを用い、上記樹脂粒子として、体
積平均径が添加するシリカの体積平均径の２乃至７倍の
範囲内のものを用いたことを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項５の発明は、請求項３の現像
装置において、上記シリカの添加量をトナー母体の１．
５重量％以下の範囲内に設定し、上記樹脂粒子の添加量
を、添加するシリカ１に対し重量比が０．５乃至２の範
囲内になるように設定したことを特徴とするものであ
る。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１乃至５の現像
装置において、上記現像剤担持体として、表面が規則的
又は不規則的に微小面積で分布した誘電体部及び接地さ
れた導電部からなり、該表面に一成分系現像剤を担持し
て像担持体上に搬送する現像剤担持体を用い、該現像剤
担持体の誘電体部を摩擦帯電して該現像剤担持体表面近
傍に多数の微小電界を形成し、該摩擦帯電した現像剤を
該微小電界により該現像剤担持体上に多層に担持させる
ことを特徴とするものである。

【００１６】本発明の現像装置においては、例えば図１
（ａ）に模式的に示すように、第２の添加剤７２が表面
に付着した第１の添加剤７３が、トナー母体７１の表面
に付着して該トナー母体を覆う。これにより、図１
（ｂ）に模式的に示すように、トナー母体７１と現像剤
担持体１との間、あるいは、図１（ａ）に示すようにト
ナー母体とトナー母体との間における、直接的な接触を
減らし、これらの間の物理的な付着力を減少させる。よ
って、トナー母体と現像剤担持体との間の付着力が減少
することにより、一成分系現像剤が現像剤担持体から潜
像担持体に向けて転移しやすくなり、現像効率が向上す
る。また、トナー母体同士の間の付着力の減少により一
成分系現像剤の流動性を良好に維持できる。また、トナ
ー同士の間に、第２の添加剤が表面に付着している第１
の添加剤が介在し、この第１の添加剤が、第２の添加剤
とトナー母体との間の緩衝材として機能する。よって、
第２の添加剤がトナー母体へ埋没するのを抑制でき、上
記流動性を長期にわたって良好に維持することができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を電子写真複写機の
現像装置に適用した一実施形態について説明する。ま
ず、図３を用いて、本実施形態に係る現像装置の概略構
成及び動作について説明する。像担持体としての感光体
ドラム１は例えば線速２００mm／secで、矢印時計方向
に回転駆動される。この感光体ドラム１の右側方に現像
装置２が配設されている。感光体ドラム１の周囲には、
電子写真プロセスを実施するために、周知の帯電装置、
露光光学系、転写分離装置、クリーニング装置、除電装
置（いずれも不図示）が配設されている。

【００１８】本実施形態に係る現像装置２は、感光体ド
ラム１表面に向けた開口を備えたケーシング３と、該開
口から一部が露出して矢印反時計方向に回転駆動される
現像剤担持体としての現像ローラ４と、該現像ローラ４
の右側方部に圧接した状態で矢印時計方向に回転駆動さ
れることにより、表面が該現像剤担持体に接触しながら
移動する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ５
と、ケーシング３内の右側方部に構成された現像剤貯溜
手段としてのホッパー部に収容されている非磁性一成分
系現像剤（以下、トナーという）７をトナー供給ローラ
表面に供給するとともにホッパー部内のトナーを撹拌す
るアジテータ６と、現像ローラ４の回転で感光体ドラム
１との対向部である現像領域Ａに搬送される現像ローラ
４上のトナー層の厚みを均一にならす現像剤規制部材と
しての層厚ならし板８とを有している。

【００１９】上記現像ローラ４は、図３に示すように現
像領域Ａで感光体ドラム１表面と所定間隙をおいて対向
して非接触現像を行うように配置される。そして、現像
領域Ａにおける表面移動方向が感光体ドラム１と同方向
で、かつ、その線速が感光体ドラム１の線速とほぼ等
速、即ちこの例の場合には約２００mm／secになるよう
に回転駆動される。また、バイアス電源２１により、適
当な現像バイアス電圧、例えば直流、交流、直流重畳の
交流、パルス電圧などを印加される。図示のように、こ
のバイアス電源２１から上記層厚ならし板８に同電圧を
印加てもよい。

【００２０】本実施形態では、このような現像ローラ４
として、付着トナーを増大させる等の目的で、表面に電
荷を保持できる誘電体部と接地された導電体部とが微小
面積で混在露出するように構成された現像ローラ４を用
いる。この誘電体部の大きさは、例えば径が５０〜２０
０μm程度になるようにする。このような誘電体部がラ
ンダムに、又はある規則に従って分散しているようにす
る。両部の面積比としては、例えば誘電体部の面積が全
体の４０〜７０％の範囲になるようにするのが好まし
い。そして、この誘電体部の材料としては、上記トナー
供給ローラ５による摩擦帯電で電荷が蓄積されない程度
の抵抗値を有するものを用いる。所望の表層部を形成す
るには、例えば芯金ローラの表面をローレット加工して
所定の溝を形成した後、絶縁性の例えば樹脂をコート
し、その後に表面を切削加工して芯金部が導電体部とし
て、溝内の樹脂が誘電体部として、それぞれ表面に露出
するようにすることによって形成できる。

【００２１】上記トナー供給ローラ５は、芯金５１上に
弾性発泡体層５２を備えており、この弾性発泡体層５２
の少なくとも表面近傍の内部にトナーを保持できるよう
に表面に多数の空孔が開口している。このトナー供給ロ
ーラ５の弾性発泡体層５２の材質としては、現像ローラ
４と接触してトナーと現像ローラ４に所望の摩擦帯電を
与えることのできるように、摩擦帯電系列上、トナー７
の材料と現像ローラ４の表面部の材料との中間にあるも
のを採用することが望ましい。そして、例えば現像ロー
ラ４の表面に所定量食い込んでで圧接する位置に支持さ
れ、表面が現像ローラ４との接触部において現像ローラ
４表面と同方向に移動するように駆動される。線速は現
像ローラ４の約０．５〜２．０倍が適当である。また、
トナー供給ローラ５の芯金５１にも、バイアス電源２２
により、上記現像ローラ４に印加するのと同様の電圧、
又は、所定極性に摩擦帯電したトナーがトナー供給ロー
ラ５側から現像ローラ４側に向かう静電気力を受けるよ
うな電界を、現像ローラ４との間に形成するような電圧
を印加することが望ましい。

【００２２】上記アジテーター６は、ホッパー部内の収
容トナー７をトナー供給ローラ５表面に供給するととも
に、該収容トナー７を撹拌するものであるが、ホッパー
部の形状やトナーの流動性によってトナーの自重でトナ
ー供給ローラ５表面への供給が可能である場合等には、
省略しても良い。

【００２３】上記層厚ならし板８は、その材質として、
上記のトナー供給ローラ５の表面材質と同様に、帯電系
列上トナー材料と上記誘電体の材料との間に位置するも
のを採用することが望ましい。

【００２４】以上の構成において、トナー供給ローラ５
表面に、アジテーター６によってホッパー部内の収容ト
ナー７が供給される。トナー供給ローラ５に供給された
トナー７は導電性弾性発泡体層５２の表面や空孔内に担
持されて、トナー供給ローラ５の時計方向の回転によっ
てトナー供給ローラ５と現像ローラ４との接触部Ｂに向
けて搬送される。この接触部Ｂにおいて、トナー供給ロ
ーラ５上のトナー７が現像ローラ４とトナー供給ローラ
５間で摺察され、ほとんどが所望の極性（正規現像にお
いては感光体電荷と逆極性であり、反転現像においては
感光体電荷と同極性である）に帯電する。一方、現像ロ
ーラ４上には、この接触部Ｂにおけるトナー供給ローラ
５やトナーとの摩擦でその誘電体部に与えられた所望の
電荷（正規現像（Ｐ／Ｐ）においては感光体電荷と同極
性の帯電であり、反転現像（Ｎ／Ｐ）においては感光体
電荷と逆極性の帯電である）により、マイクロフィール
ド（微小閉電界）が形成されている。上記トナー供給ロ
ーラ５上の帯電トナー７は、この現像ローラ４上のマイ
クロフィールドの電界により静電的に吸引され、現像ロ
ーラ４表面に多層に付着する。これにより、現像ローラ
４は充分に帯電したトナー７を多層に担持した状態でこ
の接触部Ｂを出ていく。上記接触部Ｂを通過した現像ロ
ーラ４上のトナー層は、現像ローラ４上に当接している
層厚ならし板８で厚みを均一に摺擦されて均一な薄層に
され、現像ローラ４の回転で現像領域Ａに搬送される。
この現像領域Ａでは、接触又は非接触現像法で最適な現
像バイアスが印加された現像ローラ４の表面と感光体ド
ラム１表面とがほぼ等速で移動しながら現像が行われ
る。そして、現像領域Ａの通過時に感光体ドラム１表面
に付着せずに現像ローラ４表面に残留している非画像部
の残トナーは、トナー供給ローラ５により機械的、電気
的に掻き取られ、また、現像ローラ４上の電荷もトナー
供給ローラ５による摩擦帯電により一定化され、これに
より、現像ローラ４表面は初期化される。

【００２５】本実施形態では、以上の現像装置における
トナー７として、図１（ａ）に示すように、第１の添加
剤粒子７３の表面に第２の添加剤７２が付着し、この第
２の添加剤粒子７１が表面に付着した第１の添加剤７３
が、トナー母体７１の表面に付着して該トナー母体を覆
う、第１及び第２の添加剤を添加したものを用いる。こ
の第１の添加剤粒子７３としては、ほぼ球形である樹脂
ビーズを用いることができ、上記第２の添加剤粒子７２
としては、シリカを用いることができる。このように第
１の添加剤粒子７３の表面に第２の添加剤７２が付着
し、この第２の添加剤粒子７１が表面に付着した第１の
添加剤７３が、トナー母体７１の表面に付着して該トナ
ー母体を覆う形では、流動性や現像ローラからの感光体
への転移性が、初期及び経時で良好である。これは、上
記シリカのみの添加、上記樹脂ビーズのみの添加、上記
シリカと上記樹脂ビーズの両方の添加、さらには、この
両方の添加にあたってのそれぞれの粒径や添加量などの
変更、といった多くの比較実験、及び、電子顕微鏡での
トナーの観察を行うことによって判明したものである。

【００２６】〔樹脂ビーズの粒径〕上記樹脂ビーズは、
体積平均粒径が０．１〜１．０μｍの範囲内のものが好
適である。樹脂ビーズの粒径は薄層形成及び現像特性に
大きく影響する。すなわち、樹脂ビーズの粒径が小さす
ぎるとトナーとトナー、トナーと現像ローラが直接触れ
てしまい、添加の効果が小さくなる。また、樹脂ビーズ
の粒径が大きすぎると、樹脂ビーズがトナーに均一に付
着せずに分離してしまい、微粉トナーのように振る舞
い、現像ローラに強固に付着して現像ローラの機能を失
わせる。

【００２７】図４に、添加する樹脂ビーズの粒径に対す
る初期と３０００枚プリント後の画像濃度の関係を示
す。添加量はシリカ０．７重量％、樹脂ビーズ１．０重
量％で実験を行った。シリカ径は０．１μｍである。初
期では樹脂ビーズの体積平均粒径が０．１μm未満では
添加しても樹脂ビーズを無添加のものと変わりがなく、
画像濃度は１．２である。樹脂ビーズの体積平均粒径が
０．１μm〜１μmではシリカとの混合性がよくトナーの
飛翔性が増し、画像濃度は、１．４である。樹脂ビーズ
の体積平均粒径が１μmより大きい場合ではトナーの薄
層不良が発生し画像にムラが発生し、画像濃度も０．８
〜１．１となっている。３０００枚プリント後では樹脂
ビーズの体積平均粒径が０．１μm未満では添加した樹
脂ビーズが現像ローラに付着し、一部がフィルミングと
なって画像濃度も０．７以下となってしまった。樹脂ビ
ーズの体積平均流が０．１μm〜１μmではシリカの埋没
が少なく、樹脂ビーズとシリカの混合体がトナーを覆
い、画像濃度は低下したものの１．２以上を保ってい
る。樹脂ビーズの体積平均粒径が１μmより大きい場合
では樹脂ビーズがトナーと分離してしまい、シリカが埋
没し、画像濃度がシリカのみの場合と同じく０．７にな
ってしまった。

【００２８】〔シリカと樹脂ビーズの粒径比率〕シリカ
と樹脂ビーズとの粒径の割合は、上記シリカとして体積
平均径が０．１μｍ以下の範囲内のものを用い、上記樹
脂粒子として、体積平均径が添加するシリカの体積平均
径の２乃至７倍の範囲内のものを用いるのが好適であ
る。本来樹脂ビーズとトナー、樹脂ビーズとＭＦ現像ロ
ーラは物理的付着力が大きく、トナー母体に樹脂ビーズ
を添加しただけではトナーの流動性も悪く、また、現像
転移率も３０％程度にすぎない。前述のように、本出願
人らの研究によると、図１（ａ）に示すように、樹脂ビ
ーズの周りにシリカが分布し、そのシリカと樹脂ビーズ
との凝集体がトナーを覆うという形が画像濃度及び現像
転移率で有利になるということがわかった。

【００２９】このような形を実現するためには、樹脂ビ
ーズとシリカとの付着性が重要である。例えば、シリカ
が樹脂ビーズより小さくないとシリカが樹脂ビーズにし
っかりと付着することができず、分離してしまう。この
ことから樹脂ビーズとシリカとの粒径の割合に最適範囲
があることがわかる。そこでシリカと樹脂ビーズとの粒
径の割合を変えて実験を行った。混合比率は、シリカ
０．７重量％、樹脂ビーズ１．０重量％である。図６
は、３００００枚プリント後の画像濃度が１．２以上の
ものを○印、１．２未満のものを×印として、樹脂ビー
ズとシリカの粒径の割合を変えた実験の結果を示したも
のである。最適な粒径の組み合わせを示す上記○は、横
軸に示すシリカ粒径をＸ、縦軸に示す樹脂ビーズの粒径
をＹとすると、Ｘ≦０．３、Ｙ≦１．０で、２Ｘ≦Ｙ≦
７Ｘの範囲に分布しており、この範囲が、粒径の最適組
み合わせ範囲である。

【００３０】〔混合比率〕また、上記形を実現するため
には、シリカと樹脂ビーズとの添加の割合についても最
適範囲があり、上記シリカの添加量をトナー母体の１．
５重量％以下の範囲内に設定し、上記樹脂粒子の添加量
を、添加するシリカ１に対し重量比が０．５乃至２の範
囲内になるように設定するのが好適である。図５は、前
述の図６に示す実験と同様に、３００００枚プリント後
の画像濃度が１．２以上のものを○印、１．２未満のも
のを×印として、添加割合を変えた実験の結果を示した
ものである。最適な混合割合の組み合わせを示す上記○
は、横軸に示すシリカ添加量をＸ、縦軸に示す樹脂ビー
ズの添加量をＹとすると、Ｘ≦１．５、Ｙ≦３．０で、
０．５Ｘ≦Ｙ≦２Ｘの範囲に分布しており、この範囲
が、混合割合の最適組み合わせ範囲である。

【００３１】〔具体例〕以下、上記各部材等のより具体
に特定した現像装置を具体例として記載する。（１）現像ローラ４・径が２５mmの芯金ローラ表面にローレット加工によ
り、深さ０．１５mm、溝巾０．２mmの角状溝を、ピッチ
０．３mmでアヤメ状に形成した。・この芯金ローラの表面に、エポキシ変性シリコーン樹
脂（東レＳＲ２１１５：商標）をコーティングし、１０
０°Ｃで約３０分乾燥させて誘電層コートを施した。・このローラの表面を切削加工して、芯金部を導電体部
として表面に露出させ、ローレット加工の溝に充填され
て残っている樹脂部を誘電体部とした。このときの導電
体部の総面積が全体の５０％（従って誘電体部の総面積
は全体の５０％）になるようにした。（２）トナー供給ローラ５・径が８mmの芯金ローラ５１上に体積抵抗率約１×１０
6Ωcmの導電性弾性発泡体層５２を有する径１６mmのス
ポンジローラで構成し、これを食い込み量１mmで現像ロ
ーラ４に当接させて配置した。・上記導電性弾性発泡体層５２としては、混練時にカー
ボンを内添及び分散し、その後、発泡及び型成型した発
泡ポリウレタンを用いた。・線速は現像ローラ４の線速の約０．６倍に設定した。（３）層厚ならし板８・厚さ２mm、ゴム硬度７３度、及びヤング率０.６６g/m
m2の軟弾性板を、現像ローラ４に対して、エッジ部角度
９０度、及び１０〜３０N/mの当接圧で当接するように
配置した。・この弾性板としてはウレタンゴムを用いた。（４）現像バイアス２１、現像ギャップ・現像ローラ４に−８００Ｖの直流バイアスを印加し
た。・現像ギャップを１５０μｍに設定した。（５）感光体１・ＯＰＣ・ネガ潜像が地肌部で−８５０Ｖ、書き込み部（画像
部）で−１５０Ｖになるように一様帯電を施した。（６）トナー７トナー母体７１としてスチレンアクリル樹脂を粉砕して
得られた体積平均径１１μｍの非磁性トナーを用い、こ
れに対し、体積平均径０．１μｍのシリカを０．７重量
％、体積平均径０．４μｍのポリスチレン樹脂からなる
ポリスチレンビーズを１．０重量％、それぞれ添加した
ものを用いる。

【００３２】図７は、上記具体例装置における、３００
００枚のプリントテストの際の画像濃度の推移である。
画像濃度について可と不可の区別を付けることは困難で
あるが、本発明者らが調査した結果によると、ベタ画像
の画像濃度は１．２以上が必須であり、１．４程度以上
が好ましい。同図中に、○印で示す本実施形態の装置で
は、画像濃度が徐々に低下していくものの３００００枚
プリント後でも１．２を越えている。しかし、×印で示
す従来例ではトナーの初期からトナーの飛翔性が悪く、
初期から１．２程度であり画像濃度が十分でない。更
に、３００００枚のプリントテスト後には画像濃度は
０．８以下にまで落ちてしまっている。ここで、従来例
とは、トナー７として、上記樹脂ビーズを添加せず、上
記シリカのみを添加したものをのぞき、上記具体例装置
と同一のものである。

【００３３】図８に本実験での現像転移率の推移を示
す。現像転移率とはベタ画像において現像ローラ上に担
持されたトナーのうちのどれだけが感光体上に飛翔現像
されたかを示す数値であり、下記数１で定義される数値
である。

【数１】現像転移率〔％〕＝〔１−（現像ローラ上のト
ナーの現像残付着量）／（現像ローラ上のトナーの飽和
付着量）〕×１００

【００３４】初期においては従来例トナーの現像転移率
は約７０％であり、トナー多層薄層の層厚つがトナーの
付着量から計算して４〜５層であることから現像ローラ
近い１〜２層目までが、ＭＦ現像ローラの強い保持力の
ために飛翔していないことがわかる。一方、本実施形態
トナーでは現像転移率は９５％であり、ほぼ全てのトナ
ーが飛翔現像されていることがわかる。

【００３５】また、経時においても、従来例トナーでは
３００００枚プリント後では現像転移率が３５％程度に
まで下がっているのに対し、本実施形態トナーでは７５
％以上である。

【００３６】これは、本実施形態トナーでは、前述の図
１（ａ）に示すようにトナーが撹拌されてもトナー同士
の間に樹脂ビーズが入って緩衝剤になりシリカの埋没を
緩和し、また、３００００枚プリント後ある程度シリカ
が埋没した状態でも、図１（ｃ）に模式的に示すよう
に、樹脂ビーズとシリカとの混合体が効率よくトナー同
士の間や現像ローラとトナーとの間をたもつためであ
る。これに対し従来例トナーでは、図２（ａ）に模式的
に示すように、初期においてこそシリカがトナー母体の
表面に多数付着しているためにトナー同士の間や現像ロ
ーラとトナーとの間を保つことが可能である。しかし、
図２（ｂ）に示すように、シリカが埋没してくるとある
程度シリカが残っていても十分な距離を保てなくなり物
理的付着がおきてしまうためである。

【００３７】以上のように、ＭＦ現像ローラを用いた一
成分系現像剤・非接触現像においては、現像ローラの保
持力が強力なためにシリカ等の第３添加物のみでは、初
期及び経時ともに現像転移率が低く現像効率が悪いのに
対し、本実施形態トナーを用いれば、初期及び経時とも
に現像転移率が高く現像効率がよい。

【００３８】

【発明の効果】請求項１乃至６の発明においては、トナ
ー母体と現像剤担持体との間の付着力が減少することに
より、一成分系現像剤が現像剤担持体から潜像担持体に
向けて転移しやすくなり、現像効率が向上し、しかも、
トナー母体同士の間の付着力の減少により一成分系現像
剤の流動性を良好に維持できので、長期にわたって十分
な画像濃度を得ることができる非接触方式の現像装置を
提供できる。

【００３９】特に、請求項６の発明によれば、トナー保
持力が強力な現像剤担持体を用いて多層に現像剤を担持
しながら、最下層のトナーも良好に飛翔させて十分な現
像濃度を得られるとともに、経時的に多層の現像剤が物
理的な力で凝集することを防止して、初期及び経時で、
十分な現像濃度を維持することができるという優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の一成分系現像剤の
様子を示す模式図。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、従来の一成分系現像剤の
様子を示す模式図。

【図３】実施形態に係る現像装置の要部の説明図。

【図４】添加する樹脂ビーズの粒径に対する初期と３０
００枚プリント後の画像濃度の関係を示すグラフ。

【図５】添加する樹脂ビーズとシリカとの添加割合に対
する３００００枚プリント後の画像濃度の関係を示すグ
ラフ。

【図６】添加する樹脂ビーズとシリカとの粒径比率に対
する３００００枚プリント後の画像濃度の関係を示すグ
ラフ。

【図７】上記具体例トナーについての３００００枚のプ
リントテストの際の画像濃度の推移を示すグラフ。

【図８】上記プリントテストの現像転移率の推移を示す
グラフ。

【符号の説明】

１感光体ドラム２現像装置３ケーシング４現像ローラ５トナー供給ローラ６アジテーター７トナー８層厚ならし板７１トナー母体７２第２の添加物７３第１の添加物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に一成分系現像剤を担持する現像剤担
持体により潜像が形成された潜像担持体との対向部に一
成分系現像剤を搬送し、該表面上の一成分系現像剤を飛
翔させて該潜像を現像する非接触方式の現像装置におい
て、上記一成分系現像剤として、第１の添加剤粒子の表
面に第２の添加剤が付着し、この第２の添加剤が表面に
付着した第１の添加剤が、トナー母体表面に付着して該
トナー母体を覆う、第１及び第２の添加剤を添加したも
のを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項２】請求項１の現像装置において、上記第１の
添加剤の体積平均粒径が、上記第２の添加剤よりも大き
く、上記トナー母体よりも小さいことを特徴とする現像
装置。
【請求項３】請求項１又は２の現像装置において、上記
一成分系現像剤として、トナーに対し、少なくともシリ
カと、体積平均粒径が０．１〜１．０μｍの範囲内の樹
脂粒子とを添加したものを用いたことを特徴とする現像
装置。
【請求項４】請求項３の現像装置において、上記シリカ
として体積平均径が０．３μｍ以下の範囲内のものを用
い、上記樹脂粒子として、体積平均径が添加するシリカ
の体積平均径の２乃至７倍の範囲内のものを用いたこと
を特徴とする現像装置。
【請求項５】請求項３の現像装置において、上記シリカ
の添加量をトナー母体の１．５重量％以下の範囲内に設
定し、上記樹脂粒子の添加量を、添加するシリカ１に対
し重量比が０．５乃至２の範囲内になるように設定した
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】請求項１乃至５の現像装置において、上記
現像剤担持体として、表面が規則的又は不規則的に微小
面積で分布した誘電体部及び接地された導電部からな
り、該表面に一成分系現像剤を担持して像担持体上に搬
送する現像剤担持体を用い、該現像剤担持体の誘電体部
を摩擦帯電して該現像剤担持体表面近傍に多数の微小電
界を形成し、該摩擦帯電した現像剤を該微小電界により
該現像剤担持体上に多層に担持させることを特徴とする
現像装置。