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発明の名称 現像装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−118780
公開日 平成6年(1994)4月28日
出願番号 特願平3−91055
出願日 平成3年(1991)3月29日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】石井 陽一
発明者 仁平 義人 / 牧野 元彦
要約 目的
磁性一成分トナーと非磁性一成分トナーとの共用でき、両者を使い分けることのできる現像装置を提供する。

構成
潜像担持体1に現像ローラ2を対接させる。現像ローラ2は、筒状で復元力をもつ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、空隙28や弾性層4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5とから形成する。そして、現像ローラ2のトナー搬送導電部材3を、トナー搬送補給部材6、トナー層厚規制部材7および潜像担持体1と接触して回転する。
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たことを特徴とする現像装置。
【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。
【請求項4】 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る請求項1ないし3のいずれかに記載の現像装置。
【請求項5】 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 以上である請求項4に記載の現像装置。
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)〜(5)の本発明により達成される。
【0007】(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たことを特徴とする現像装置。
【0008】(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。
【0009】(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。
【0010】(4) 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る上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の現像装置。
【0011】(5) 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 以上である上記(4)に記載の現像装置。
【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Al、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5mm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10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5〜25emu/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、参照用キャリアと混合したとき、所定の帯電特性をもつものであることが好ましい。
【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 以上あることが好ましい。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100μm 、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24.5mm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現象ローラ回転速度: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トナーを用い、これに各種トナーを重量比で5/95混合し、200mg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】フェライトキャリア組成:10MgO−20ZnO−7.5CuO−62Fe23 (モル比)
Hc:4Oeσm :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。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。




 

 


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