JPS63276065A - 現像剤 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子写真技術を用いた複写機、プリンタ等に
使用される現像剤に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

従来、複写機、プリンタ等の画像形成装置における現像
剤として、磁性トナーのみを用いる一成分現像方式と非
磁性トナーと磁性粒子であるキャリアとの混合物を現像
剤として用いる二成分現像方式とが知られている。ここ
で、−成分現像方式はキャリアが存在しないため、トナ
ー濃度コントロールが必要なく、そのためのトナー濃度
を検知する装置も必要ない、しかし、現像剤がトナーの
みから成るため、トナーの凝集が生じやすかった。

また、磁性トナーが低抵抗の場合、転写効率が悪く転写
画像が乱れるという問題があり、高抵抗の場合、現像剤
層が高抵抗であるため静電潜像が通過した後も現像領域
に誘起された電荷が残留することによりライン像のエツ
ジ部が荒れたりにじみが生じるという問題が存在した。

また、現像ロールにより現像剤を被現像部へ搬送する際
に、ドクター（規制板）により規制する現像剤層厚（ド
クターギャップ）、及び被現像部と現像ロール間の距離
（現像ギャップ）を、いずれも０．１〜０．２ｍｍ前後
と極めて小さい値に設定しなければならないため、非常
に高い加工精度が要求される。

一方、二成分現像方式は、各ギャップ設定が一成分現像
方式程厳しくないが、現像剤中のトナー濃度コントロー
ルが必要である。

そこで、上記問題点を改良するため現像性及び転写性の
優れた現像剤として、磁性微粉末を分散含有する高電気
抵抗磁性トナーと、導電性磁性粒子との混合物からなる
静電潜像用現像剤が提案されている。

このような、混合現像剤は、トナーより磁性粒子の電気
抵抗が低いので、電極効果を持たらし、所謂エツジ効果
を低減させることができる。又、適宜な攪拌によりトナ
ーとの摩擦帯電が行なわれトナーに安定した電荷が与え
られる。さらに、現像スリーブの現像主極位置における
現像穂立ちを良好にすることができ、穂立ち高さ規制部
へのトナー詰りを解消し、安定したトナ一層を形成させ
る等の効果がある。

このような磁性粒子と磁性トナーの混合物である現像剤
を用いて画像形成を行なった場合のトナー濃度（以下す
べて重量パーセント）と、画像の関係を第４図のグラフ
に示す（ただし、グラフのたて軸に示す目盛りはマクベ
ス社製の反射濃度計により測定した値を示している）。

同図において、トナー濃度が９０％を超えるＢ領域では
、画像濃度（５■■角の黒ベタ部の濃度）は低下し、白
地濃度が高く良好な画像を得ることができない。また、
トナー濃度が６０％未満のｃ領域では、画像濃度と白地
濃度は充分だが、画像のがずれやライン画像の濃度低下
が発生し、良好な画像は得られない。

さらに、極端にトナー濃度が低下した場合、磁性トナー
のみならず磁性粒子が感光体ドラムに付着し、この磁性
粒子が転写紙に転写され、磁性粒子の付着した用紙が定
着ロールを通過すると、定着ロールの表面を傷つけてし
まい、定着ロールの寿命を短くしてしまうという欠点が
存在した。

従って、このような現像剤はトナー濃度が９０％から６
０％の領域であるＡ領域で使用する必要がある。

このような、混合現像剤を現像器に投入し、現像を開始
すると、トナー濃度が６０％以下となるまで良好な画像
を得ることができる。そして、トナー濃度が６０％に低
下したら現像器に磁性トナーのみあるいは、磁性トナー
と磁性粒子の混合物を補充して現像を再開することが可
能である。

第３図は、現像剤の消費量と磁性トナー濃度の関係を示
すものである。図から明らかな如く、現像剤の消費量が
少ない時点では、例えば３０％から４０％に変化した場
合においては、磁性トナー濃度は８５％から８３％程度
であり、はとんど変化しない。

しかし、トナーの濃度が適正画像濃度範囲の下限近くに
おいては、急激な濃度変化が生じる。例えば、現像剤の
消費量が７０％から８０％に変化（変化量は前述の場合
と同様１０％）したとき、トナー濃度は６５％から５０
％まで約１５％も変化することとなる。

第２図は、トナー濃度と現像剤特性との関係を示す図で
ある０図から明らかな如く、トナー濃度が６０％〜９０
％の濃度範囲においては、”略同−の現像特性を呈し、
問題はないが、それ以下の例えば５０％においては、同
一感光体電位であっても画像濃度は高くなってしまう。

また、適正トナー濃度の下限付近では、磁性粒子による
現像（誘電現像）が起きるという不都合が存在した。こ
の磁性粒子による現像が行なわれると感光体のクリーナ
或いは、定着用加熱ロールを傷つけるという欠点が存在
した。

更に、低トナー濃度での現像を防止するため、現像装置
に現像剤の残量検知センサを設け、現像剤の残量からト
ナー濃度を予測し、補給する方法がとられている。しか
し、一般に残量検知センサが働いても、即座に補給が行
われない場合が多い。

特に、トナー濃度下限近傍ではトナー消費速度が速く、
画像濃度が高いこともあり、ユーザーは、トナー補給を
怠ってしまう。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の欠点に鑑み、適正画像濃度下限近
傍でのトナー消費速度を遅らせ画像濃度の急激な上昇と
磁性粒子による現像を抑制した磁性現像剤を掃供するこ
とを目的とする。

（発明の要点） 本発明は、上記目的を達成するために、像担持体上の静
電潜像を現像するための磁性現像剤において、各々が磁
性体を含有し、異なる現像特性を有する二種以上の磁性
トナーと、磁性粒子とを混、合して成ることを特徴とす
る特 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述する
。

第１図は、本発明の現像剤が使用される現像装置の要部
断面図である。第１図において、１は感光体ドラム２に
近接して配置された現像装置である。この現像装置１で
は、磁性トナー及び少量の磁性粒子からなる現像剤が用
いられる。現像装置ｌは、現像剤の容器となる現像ホッ
パ３を有し、磁性トナーと磁性粒子を混合した現像剤４
が収容されると共に、現像剤４の検出用のセンサ５及び
前記感光体ドラム２に所定間隙をもって現像スリーブ６
が配設されている。現像スリーブ６は、内部に固定され
たマグネットロール７を有し、非磁性の材料から構成さ
れる。そして、現像スリーブ６はマグネットロール７の
周方向に回転する。このときマグネットロール７が複数
の磁極（同図では４極）を有するので、現像スリーブ６
の外周部に現像剤４が吸着される。なお、８は現像スリ
ーブ６に吸着される現像剤４の高さを規制する現像剤層
厚規制部材である。

このような現像装置１では、現像剤４はマグネットロー
ル７の磁気吸引力により、現像スリーブ６の外周面に吸
着され、該現像スリーブ６は現像剤４を吸着した状態で
図面上反時計方向に回転する。現像剤４はこの回転によ
って感光体ドラム２方向へ搬送される。この場合、現像
スリーブ６の周面に吸着した現像剤４は、現像剤層厚規
制部材８を通過するときに、所定高さに規制される。

現像スリーブ６は更に回転し、その周面に形成された現
像剤４の層は、感光体ドラム２の表面を摺擦する。この
摺擦により感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像
に、磁性トナーが付着され、前記静電潜像が顕像化され
る。

このような現像装置１に、現像剤として磁性トナーと磁
性粒子の混合物を使用し、繰り返して現像を行うと、磁
性トナーは徐々に消費される。その結果、磁性トナーの
濃度は徐々に低下し、体積も低下してくる。最終的に現
像剤４がセンサ５の位置まで減量したときに、センサ５
により磁性トナーなしが検出される。この検出信号は、
−示しない主制御部に送出され、主制御部ではこれを受
けて図外の補給ロールを回転させ、現像ホッパ３の上方
位置に収容された磁性トナーを補給する、或いは補給用
の磁性トナーを収容した補給容器から磁性トナーを現像
ホッパ３に投入する。

本発明は、補給すべき磁性トナーがなくなり現像剤のト
ナー濃度が６０％近傍に達した場合、トナー消費速度を
遅らせ、画像、濃度の急激な上昇を抑制することのでき
る現像剤を得ようとするものである。発明者らが種々の
研究を行なった結果、このような現像剤は、以下の組成
による磁性トナーＡと磁性粒子Ｃに現像能力が低い磁性
トナーＢを混入させる事により達成された。

磁性トナーＡ　磁性体量　３５〜５０％（４５％）磁性
体の保磁力１５０〜２３０　（１８０〜２００）エルス
テフＦ 粒　　径　体積平均８〜２０μｍ（１２）磁性トナーＢ
　磁性体量　５０〜７０％（６０％）磁性体の保磁力６
０〜１００　（６０）エルステッド粒　　径　１０〜２
０　（１２）　　μｍ磁性粒子Ｃ粒径体積平均　２〜３
０（５）　μｍスタート時混合比　Ａ：Ｂ＝９５〜５０
：５〜５０（８９：　１１） （Ａ＋Ｂ）：Ｃ＝９５〜５０：５〜５０（９０：　１０
） ここで（）内の数値は、好ましい値を示している。

以上のように、本発明の現像剤は、それぞれ異なった現
像特性を有する磁性トナーＡと磁性トナーＢとキャリア
である磁性粒子とを混合して構成されている。

磁性トナーＡは、保持力１５０〜２３０（エルステッド
）の磁性体とトナーを３５〜５０％の割合で混合し、平
均粒径が８〜２０μｍとなるように構成したものであり
、磁性トナーＢは、保持力６０〜１００（エルステッド
）の磁性体とトナーとを５０〜７０％の割合で混合し、
平均粒径が１０〜２０μｍとなるよう構成したものであ
る。尚、磁性トナーＡは、磁性体量を少なくし、現像能
力を高めてお（。ただし、混合される磁性体の保磁力は
１５０〜２３０エルステツドと高いものを使用する。こ
のように保磁力を高（することにより、白地汚れを防止
することができる。ただ、磁性体の保持力が高すぎると
現像曲線が立ち上ってしまい線画像が荒れるので、本実
施例の如く、１５０〜２３０エルステツド、より望まし
くは、１８０〜２００エルステツドが最適である。一方
、磁性トナーＢは、混入する磁性体量を多くし、現像能
力を落としてお（。磁性体量を多くすることで白地汚れ
を防止することができるからである。

また、保磁力を小さくし、現像曲線をねかせる事により
画像濃度を抑えることができる。一般に、磁性トナーに
働く電界強度は、現像スリーブと恣光体間に存在する導
電性物質（ここでは磁性粒子）によって大きく変わるこ
とが知られている。また、磁性トナーの割合が多い時は
、現像スリーブ６と感光体ドラム２との距離に反比例し
て強まるが、磁性粒子（キャリア）の割合が多くなると
感光体ドラム近傍にある磁性トナーに対する電界強度は
、おのずと強くなる。

したがって、本発明の現像剤では、磁性トナー濃度が高
い場合は、磁性トナーＡが現像に寄付し、濃度が低下す
るに従って、磁性トナーＡが関与する割合が減少する。

一方、磁性トナーＢは、混合割合が高い場合は、比較的
現像に寄与する割合は少く、磁性トナー濃度が低下し、
電界強度が強くなると現像に寄与し始める。この様に、
本発明の現像剤は性質の異なった二種類の磁性トナーを
混合して成るため、トナー濃度が低下しても、急激に画
像濃度が上昇する事はない。また、許容限界の下限近傍
においてトナー消費量の急増が生ずることがなく、トナ
ー濃度の急激な変化を緩和することができる。

一方、磁性粒子Ｃは、粒径が小さい程スタート時のトナ
ー濃度を上昇させることができるが、小さすぎると二成
分現像剤としての効果が薄れてしまう。そこで、粒径は
、２〜２０μｍ程度が良好である。

また、本発明の現像剤の具体的な組成として、磁性トナ
ーＡ１２０ｇ、磁性トナー８１５ｇ、磁性粒子Ｃｌ５ｇ
の計１５０ｇを第１図に示す現像器に投入し、現像を行
い、一枚のプリントでの現像剤消費量６０■で２０００
枚のプリントを行った結果、磁性トナー濃度が５０％と
なっても、磁性粒子の吸着（キャリア引き）は生じなか
った。

尚、以上の実施例においては、ＡＳ８２種類の磁性トナ
ーとキャリアを混合して組成した現像剤について説明し
たが、これに限ることなく、２種以上のそれぞれ現像特
性の異なる磁性トナーで組成してもよい０例えば、３種
類のＡ、Ｂ、Ｃの磁性トナーで構成し、トナー濃度の高
い時は、磁性トナーＡ１次に磁性トナーＢＳＣと順次、
トナー濃度の変化に応じて現像に寄与するよう組成して
もよい。

このような構成とした場合は、よりきめ細かな濃度変化
に対応した現像剤を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明の磁性現像剤によ
れば適正画像濃度下限付近での磁性粒子による現像を抑
えることにより適正トナー濃度範囲を著しく拡大するこ
とができる。したがって、複写機、プリンタ等の保守点
検の時期を延長することができるとともに簡易化を図る
ことができる。

また、現像剤の広い濃度範囲において、良好な画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像剤が使用される現像装置の要部
断面図、 第２図は、現像剤のトナー濃度と画像濃度との関係を示
す図、 第３図は、現像剤の消費量と磁性トナー濃度の関係を示
す図、 第４図は、トナー濃度と画像濃度との関係を示す図であ
る。 １・・・現像装置、 ２・・・感光体ドラム、 ３・・・現像ホッパ、 ４・・・現像剤、 ５・・・センサ、 ６・・・現像スリーブ、 ７・・・マグネットロール、 ８・・・現像剤層厚規制部材。 特許出願人　　　カシオ電子工業株式会社同　　　上　
　　カシオ計算機株式会社第１図 ノ；）（）ｆｌｙイ】トー噸昭！−４」ン：第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体上の静電潜像を現像するための磁性現像剤にお
   いて、各々が磁性体を含有し、異なる現像特性を有する
   二種以上の磁性トナーと、磁性粒子とを混合して成るこ
   とを特徴とする磁性現像剤。