JP2002116626A

JP2002116626A - 現像装置及びカートリッジ

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Publication number: JP2002116626A
Application number: JP2001224603A
Authority: JP
Inventors: Masaru Hibino; 勝日比野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2002-04-19
Anticipated expiration: 2021-07-25
Also published as: JP4065481B2

Abstract

(57)【要約】【課題】現像容器内に導電性磁性粉が入ってしまうこ
とがあっても放電跡の発生率を少なくすることができ、
仮に放電跡が線状に発生した場合であってもその最大長
さを短くすることができる現像装置及びカートリッジを
提供する。【解決手段】非磁性トナーと磁性キャリアとからなる
二成分非磁性現像剤を現像する現像装置において、複数
の磁極を有する磁石２３が内部に固定された現像スリー
ブ２１を像担持体３に対向して配置し、現像スリーブ２
１に前記現像剤による磁気ブラシを形成して像担持体上
の静電潜像を現像するにあたり、像担持体３と現像スリ
ーブ２１との最近接部において像担持体３及び現像スリ
ーブ２１の移動方向は互いに逆方向であり、現像スリー
ブ２１表面に垂直な方向における磁石２３による磁気力
Ｆｒのピーク位置は最近接部近傍であって、かつ最近接
部よりも現像スリーブ２１の回転方向下流側に位置する
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に形成
された静電潜像を現像する現像装置、又は前記現像装置
を有し画像形成装置に着脱可能なカートリッジに関し、
特に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置にお
いて用いられる現像装置、又はカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式を用いた画像形成装
置に用いられる現像装置としては各種装置が提案されま
た実用化されている。大別すると、一成分現像方式によ
る現像装置と二成分現像方式による現像装置とに分けら
れる。一成分現像方式に於いてはほとんどが非接触方式
であり、代表的な現像法としては磁性トナーを用いた一
成分ジャンピング現像方法がある。

【０００３】この現像方法は、容易な構成で高品位な画
質を得られるが、トナーに磁性体が含まれるため、カラ
ー画像を得ることができないという欠点がある。また、
非磁性トナーを用いた一成分現像方法は、カラー画像を
得ることができるが、現像スリーブ上にトナーを塗布す
ることが困難で、弾性ブレードによってコーティングし
ているのが現状であり、安定性や耐久性に欠ける面があ
る。

【０００４】一方、二成分現像法は、磁性キャリアによ
りトナーを現像領域に搬送し現像を行うものであり、通
常は、現像剤を感光ドラムに接触させて現像工程を行
う。ここでその現像工程について図６を用いて説明す
る。

【０００５】図中、３０は現像スリーブ、３５は現像ス
リーブ内に固定配置されたマグネットローラー、３１、
３２は撹拌スクリュー、３３は現像剤を現像スリーブ表
面に薄層形成するために配置された規制ブレード、３４
は現像容器である。ここで前記静電潜像を、上記現像装
置を用いて二成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工
程と現像剤の循環系について以下に説明する。まず、現
像スリーブ３０の回転に伴い、Ｎ３極で汲み上げられた
現像剤は、Ｓ２極→Ｎ１極と搬送される過程において、
規制ブレード３３によって規制され、現像スリーブ３０
上に薄層形成される。

【０００６】ここで薄層形成された現像剤が、現像主極
Ｓ１極に搬送されてくると磁気力により穂立ちが形成さ
れる。この穂状に形成された現像剤によって前記静電潜
像を現像し、その後Ｎ２極、Ｎ３極の反発磁界によって
現像スリーブ３０上の現像剤は現像容器内３４内に戻さ
れる。二成分現像に於いては、上述したように、同極性
の磁極を並べて配置し、現像後の現像剤を一旦現像スリ
ーブから剥ぎ取り、画像履歴を残さないようにする構成
が一般的である。

【０００７】現像スリーブには図示しない電源から直流
バイアス及び交流バイアスが印加されている。一般に二
成分現像方法に於いては、交流バイアスを印加すること
で現像効率が増し、画像が高品位になる。

【０００８】潜像形成方法としては、被記録画像信号に
対応して変調されたレーザービームにより電子写真感光
体を走査露光し、ドット分布形状即ちドット状の潜像を
画像に対応して分布させた静電潜像を形成する方法が知
られている。その中でもレーザーの駆動パルス電流の幅
（即ち継続時間）を被記録画像の濃淡に対応して変調す
る、所謂パルス幅変調（ＰＷＭ）法は、高記録密度（即
ち高解像度）を得ることができ、かつ高い階調性を得る
ことができるものである。

【０００９】ところで、近年、二成分現像器を用いた、
更なる、高画質化、長寿命化の開発が進められている。
その中で、長寿命化を達成するためには、現像剤が圧縮
されない構成を取り、トナー及びキャリアの劣化を防止
することが必要である。そのための方法の一つとして
は、現像剤中の磁性キャリアの磁化を小さくする方法が
ある。キャリアの磁化を小さくする方向は、現像部に於
いて、感光体上に現像されたトナー像を摺擦する力が弱
くなるという点で高画質化の方向でもある。

【００１０】キャリアの磁化を小さくし、現像スリーブ
と感光ドラムが順方向回転する場合、上記のような利点
はあるものの、欠点も生じる。現像部において、磁気ブ
ラシの長さが短くなり、現像剤が感光ドラムに接触して
いるＮＩＰ（周方向）が狭くなることより、黒ベタ後端
の濃度が濃くなる、所謂はきよせ等のエッジ強調が目立
つようになる。

【００１１】この現象は、現像スリーブと感光ドラムの
回転方向がその対向部で順方向回転する場合、黒ベタ現
像時、上述した現像剤が感光ドラムに接触しているＮＩ
Ｐの上流側で、感光ドラム側にトナーが滞留し、ソリッ
ド部では現像不良のため感光ドラム上にトナーがあまり
付着せず、（黒ベタの）後端に滞留トナーが一気に付着
し発生する。

【００１２】磁気ブラシ長が長い場合には、磁気ブラシ
が接触しているＮＩＰが長くなり、滞留トナーが発生せ
ず、黒ベタ後端のはきよせは発生しない。また、現像ス
リーブと感光ドラムをその対向部で互いに逆回転するカ
ウンター現像では、上述したＮＩＰ上流側の、感光ドラ
ム側での滞留がなくなることで、キャリアの磁化を小さ
くし、磁気ブラシ長を短くしても、はきよせ等のエッジ
強調は発生しづらくなる。

【００１３】順方向で発生する滞留現象は、磁気ブラシ
が接触しているＮＩＰの、感光ドラムの回転方向上流側
（現像スリーブ回転方向上流側）の感光ドラム上で発生
する。ところが、カウンター現像では、現像スリーブと
感光ドラムが互いに逆方向に移動することより、実際に
はこのトナーは、滞留せずに、感光ドラムの回転により
ＮＩＰ域外に運ばれて、はきよせ等の原因となる滞留は
しない。

【００１４】一方、現像装置を製造、組み立てする際
に、現像容器内に導電性磁性粉が混入してしまうことが
あった。例えば、現像スリーブが取り付けられた状態の
現像容器に蓋をして現像装置として完成させる場合、ビ
スを用いて蓋を現像容器に固定するとき、ビスとビット
インサートとの間でのビスの削れ粉、即ち、導電性磁性
粉が現像容器内に入り込んでしまう場合があった。ま
た、現像容器を組み立てする作業者の衣服あるいは作業
工具（例えば、ドライバー等）に導電性磁性粉が付着し
ていることがあり、これが現像容器の組み立ての際に入
り込んでしまうことがあった。このように、現像装置
（現像容器）の製造、組み立て過程や、現像装置（現像
容器）の交換過程において、導電性磁性粉が入り込んで
しまうことがあった。

【００１５】また、静電潜像を形成するために感光体を
帯電するのにコロナ帯電方式を採用した一次帯電器を用
いる場合、一次帯電器の放電ワイヤーをリフレッシュ
（使用するに連れて付着してしまう放電生成物を取り除
いて放電効率を向上させるため）するべく、ユーザーや
サービスマンにより放電ワイヤーを手動で削るあるいは
自動的に削る際に発生した導電性磁性粉が現像容器内に
何らかの原因で混入してしまうこともあった。

【００１６】しかしながら、上記のような構成、すなわ
ちキャリアの磁化の大きさを小さくし、現像スリーブと
感光ドラムがその対向部で互いにカウンター方向に回転
するような構成で現像を行う場合、現像容器内に導電性
磁性粉が混入してしまった時に、放電跡（マーク）が連
続して線状に発生した。そして、この線状に発生した放
電跡の最大長さは、７００ｍｍにまで達することもあっ
た。

【００１７】この放電現象は、放電跡が連なって発生す
ることが少なく、１個１個独立に発生することがあっ
た。１個１個の放電跡は、真ん中が白く抜け、その周り
がリング状に濃くでたり、全面濃くでたり、様々であ
る。そして、ベタ白部にも、ベタ黒部にも発生する。放
電跡が連続して線状に発生すると、その放電跡は、目立
ち、大いに画像品位が低下してしまう。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、現像
容器内に導電性磁性粉が入ってしまうことがあっても、
放電跡の発生率を少なくすることができる現像装置を提
供することである。

【００１９】本発明の他の目的は、仮に放電跡が線状に
発生した場合であってもその最大長さを短くすることが
できる現像装置を提供することである。

【００２０】本発明の他の目的は、現像容器内に導電性
磁性粉が入ってしまうことがあっても、放電跡の発生率
を少なくすることができるカートリッジを提供すること
である。

【００２１】本発明の他の目的は、仮に放電跡が線状に
発生した場合であってもその最大長さを短くすることが
できるカートリッジを提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性トナー
と磁性キャリアを備える現像剤を収容する現像容器と、
現像容器内の現像剤を担持して搬送する現像剤担持体
と、現像剤担持体内に設けられ磁界を発生する磁界発生
手段とを有し、像担持体上に形成された静電潜像を、磁
界発生手段により現像剤担持体上に形成された磁気ブラ
シにより現像し、像担持体と現像剤担持体との最近接部
において像担持体及び現像剤担持体の移動方向は互いに
逆方向であり、現像剤担持体表面に垂直な方向における
磁界発生手段による磁気力Ｆｒのピーク位置は、最近接
部近傍であって、最近接部よりも現像剤担持体の回転方
向下流側に位置する現像装置及びカートリッジを提供す
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下の実施例では、静電潜像の現
像において、磁界発生手段によって現像剤に作用する磁
気力（磁気吸引力）のピーク位置を規定することによ
り、現像容器内に導電性磁性粉が入ってしまうことがあ
っても放電跡の発生率を少なくし、放電跡が線状に発生
した場合にもその最大長さを短くしようとするものであ
る。画像形成方法としては、後述するような現像剤の供
給工程を行い、像担持体に形成された静電潜像を二成分
現像剤により現像して用紙等に記録する方法であれば特
に限定されず、従来より知られている電子写真方式や静
電記録方式等の画像形成方法を採用することができる。

【００２４】画像形成装置は、後述する磁界発生手段に
よる磁界の強さ等の特徴を少なくとも有していれば、従
来より知られている種々の構成を用いることができる。
このような構成としては、像担持体としての感光体（例
えば、有機感光体）、像担持体を帯電する帯電装置（コ
ロナ帯電器）、帯電された像担持体に形成すべき画像
（例えば、複写原稿の画像）に対応する静電潜像を形成
する露光装置、像担持体と現像剤担持体との間の最近接
部（現像部）において像担持体上に形成された静電潜像
を磁界発生手段により現像剤担持体上に形成された磁気
ブラシ（現像剤担持体上に磁界により穂立ちされたキャ
リアがブラシ状に形成される。キャリアはトナーを担持
しており、このトナーが像担持体上の静電潜像に付着す
ることにより現像が行われる。）を前記像担持体に接触
させて現像する現像装置、現像により得られたトナー像
を普通紙等の転写材に転写する転写装置、転写された未
定着トナー像を加熱加圧して定着する定着装置、転写後
の像担持体に残留するトナーを除去するクリーニング装
置等を例示することができる。

【００２５】現像装置は、現像剤担持体としての回転可
能な非磁性円筒（現像スリーブ）と、非磁性円筒内部に
固定配置される磁界発生手段としてのマグネットローラ
と、二成分現像剤を収容する現像容器と、を少なくとも
有する。なお、本発明では、現像時、最近接部（現像
部）において、非磁性円筒と静電潜像を担持する像担持
体との移動方向は互いに逆方向、すなわち対向方向（カ
ウンター方向）である。

【００２６】前記非磁性円筒は、導電性の材料によって
形成されることが好ましく、このような材料としては、
例えばステンレスやアルミニウム等の金属、導電性粒子
の分散により導電性を付与した樹脂体等、従来より知ら
れている種々の材料を例示することができる。また、非
磁性円筒には、二成分現像剤の搬送性を高めるために、
ブラスト処理等により表面を粗面化するなどの加工を施
しても良い。

【００２７】磁界発生手段（マグネットローラ）は、非
磁性円筒に対して相対的に不動となるように、複数の磁
極（Ｎ極やＳ極）が非磁性円筒の内部に固定される。磁
界発生手段には、常時磁界を発生する磁石等の手段であ
っても良いし、一定の磁界、又は異なる極性の磁界を任
意に発生させることのできる電磁石等の手段であっても
良い。

【００２８】なお、本実施例では、現像後、現像スリー
ブ上から現像剤を剥ぎ取るための同極性の反発磁極（Ｓ
１、Ｓ３）を備えており、この反発磁極のうち現像スリ
ーブ回転方向下流側のＳ３と略対向するように、現像ス
リーブ上に汲み上げられた現像剤の層厚を規制する規制
部材（規制ブレード）が配置されている。また、現像ス
リーブは、現像剤を重力方向下方側から上方へ向けて現
像部に搬送する構成となっている。このような構成とす
ることにより、現像スリーブ上に汲み上げられた現像剤
に対し過大に圧縮する（過大な負荷をかける）のを防止
することができるので、長期に亘って現像剤（特にキャ
リア）の特性が変動してしまうのを防止できる。

【００２９】本実施例では、非磁性円筒表面の任意の位
置における磁界発生手段による磁気力Ｆ（ベクトル）の
うち非磁性円筒表面に垂直な方向（法線方向）の成分で
ある磁気力Ｆｒのピーク位置は、最近接部（現像部）近
傍であって、最近接部よりも非磁性円筒の回転方向下流
側に位置している。即ち、非磁性円筒表面の任意の位置
における磁界発生手段による磁界の強さ（磁束密度とも
いう）Ｂ（ベクトル）のうち接線方向成分をＢθとする
と、Ｂｒの絶対値の自乗とＢθの絶対値の自乗との和
の、非磁性円筒面に垂直な方向に対する傾きのピーク位
置は、最近接部（現像部）近傍であって、最近接部より
も非磁性円筒の回転方向下流側に位置している。

【００３０】さらに、前記Ｂｒのピーク位置も、最近接
部（現像部）近傍であって、最近接部よりも非磁性円筒
の回転方向下流側に位置している。以下、この理由につ
いて説明する。

【００３１】前記Ｂｒの絶対値の自乗と前記Ｂθの絶対
値の自乗との和の、非磁性円筒面に垂直な方向に対する
傾きとは、非磁性円筒内に固定されている磁界発生手段
により、非磁性円筒にトナーを担持した磁性キャリアを
引き付ける力（磁気吸引力）を表している。

【００３２】磁性キャリア１個に対して、非磁性円筒面
に垂直に働く磁気力Ｆｒ（単位；Ｎニュートン）は、磁
性キャリアの磁化をｍ（ベクトル、｜ｍ｜の単位はＡ／
ｍ）、磁性キャリア１個の体積をＶ（ｍ³）、マグネッ
トローラによる磁界の強さをＢ（Ｂ＝（Ｂｒ，Ｂ
θ））、非磁性円筒（現像スリーブ）の回転中心に向か
う方向を正（プラス）方向とすると、Ｆｒ＝−Ａ∇ｒ（ｍ・Ｂ）＝−Ａｄ／ｄｒ（｜ｍ｜ＶＢ・Ｂ）＝−｜ｍ｜ＶＡｄ／ｄｒ（Ｂ²）＝−｜ｍ｜ＶＡｄ／ｄｒ｛（Ｂｒ）²＋（Ｂθ）²｝と表される。ここで、Ａは定数、｜ｍ｜は透磁率の関数
であり、ｒをスリーブ面に対して放射方向（法線方向）
に設定したので、力の方向は、スリーブの中心に向かう
方向の力である。

【００３３】したがって、スリーブ面上で、スリーブ面
に垂直に働く力Ｆｒは、Ｂｒの絶対値の自乗とＢθの絶
対値の自乗の和の、現像スリーブ面に垂直な方向に対す
る傾き（スリーブの中心に向かう方向を正（プラス）と
する。）に比例する。

【００３４】上記Ｂｒ、Ｂθ、Ｆｒ、Ｆθの現像スリー
ブ周方向における強度分布の一例として図５に示す。左
側の縦軸は、ガウス（Ｇ）、右側の縦軸は強度を表し、
単位は無次元（ａ．ｕ．）となっている。横軸は、現像
スリーブの周方向における位置、即ち、角度を表してお
り（現像スリーブの回転方向は、図５上、左側から右側
に向かう方向となっている）「Ｓｌ／Ｄｒ対向部」は現
像スリーブと感光体との最近接部を意味している。図５
から分かるように、Ｆｒのピーク位置は最近接部（Ｓｌ
／Ｄｒ対向部）よりも僅かに下流側に位置しており、こ
の位置でＦθはプラス側からマイナス側に移行してい
る。Ｆθがプラス側では、Ｆｒのピークに向かわせる力
を現像剤に対して作用していることを意味している。

【００３５】以上のように、前記Ｂｒの絶対値の自乗と
前記Ｂθの絶対値の自乗との和の、非磁性円筒面に垂直
な方向に対する傾きのピーク位置が現像部（最近接部）
近傍であって、現像部よりも非磁性円筒の回転方向下流
側に位置することにより、前述したような導電性磁性粉
が混入してしまうことが発生しても、現像部に向けて非
磁性円筒により搬送されてきた導電性磁性粉が現像部よ
りも非磁性円筒の回転方向下流側に位置するＦｒのピー
ク位置に引き付けられることになる。

【００３６】また、図５から、現像部の上流側では、Ｆ
θ（キャリア（磁性体）に対してスリーブ表面の接線方
向に作用する力）によって現像剤はＦｒのピーク位置に
向かわせる力を受けていることを表している。即ち、導
電性磁性粉が上流側において滞留しないように構成され
ていることが分かる。

【００３７】したがって、非磁性円筒上の導電性磁性粉
は現像部よりも非磁性円筒の回転方向上流側（現像部入
口側）で滞留することなく現像部（最近接部）を通過
し、上記したような放電跡が発生するのを防止すること
ができる。また、万が一、放電跡が発生するようなこと
があっても、その放電跡の連続発生、放電跡の発生頻
度、放電跡の出現規模を抑制することが可能となる。

【００３８】なお、上記Ｆｒのピーク位置を、最近接部
（現像部）と、最近接部よりも非磁性円筒の回転方向下
流側に１５°の位置との間に位置するように設定するの
が好ましい。

【００３９】上記Ｆｒピーク位置が非磁性円筒の回転方
向下流側に１５°の位置よりもさらに下流側に離れてし
まうと、前記導電性磁性粉に対する力の作用が小さくな
り、上記導電性磁性粉の滞留防止効果が不十分となるこ
とがあった。なお、以下で説明する実施例では、現像ス
リーブの直径が１６ｍｍであるので、最近接部と、最近
接部よりも非磁性円筒の回転方向下流側に１５°の位置
との間の現像スリーブ周方向の距離は約２.１ｍｍとな
る。

【００４０】本実施例において最近接部とは、非磁性円
筒の表面と像担持体の表面とが最も小さい距離で対向す
る位置をいう。

【００４１】また、上記磁場の強さＢｒ、Ｂθの測定
は、図３、４に示す方法で行うことができる。

【００４２】図３は、現像スリーブ（非磁性円筒）２１
表面上の任意の位置における法線方向の磁束密度Ｂｒの
測定方法を説明するためのもので、ベル社のガウスメー
ターモデル６４０を用いて測定する。図中、現像スリー
ブ２１は水平に固定され、現像スリーブ内の磁石（磁界
発生手段）２３は回転自在に取り付けられている。アク
シャルプローブ５１が現像スリーブ２１とはごく微小の
間隔（本測定時は約１００μｍに設定）を保って、かつ
現像スリーブ２１の中心とこのプローブ５１の中心がほ
ぼ同一水平面にあるようにして水平に固定され、ガウス
メーター５０と接続され、現像スリーブ２１表面上にお
ける磁束密度を測定するものである。現像スリーブ２１
と磁石２３はほぼ同心円であり、現像スリーブ２１と磁
石２３間の間隔はどこも等しいと考えてよい。したがっ
て、磁石２３を回転させることにより、現像スリーブ２
１上の位置における法線方向の磁束密度Ｂｒを周方向す
べてに対して測定することができる。

【００４３】図４は、現像スリーブ２１表面上における
接線方向の磁束密度Ｂθの測定方法を説明するためのも
ので、図３の場合と同様に、現像スリーブ２１は水平に
固定され、現像スリーブ２１内の磁石２３は回転自在に
取り付けられている。アクシャルプローブ５１が現像ス
リーブ２１とはごく微小の間隔を保って（同様に約１０
０μｍに設定）、かつ現像スリーブ２１の中心とこのプ
ローブ５１の測定中心がほぼ水平になるようにして鉛直
に固定され、ガウスメーター５０と接続され、現像スリ
ーブ表面における接線方向の磁束密度を測定するもので
ある。図３において説明したと同様に、本例においても
磁石２３を矢印方向に回転させることにより、現像スリ
ーブ表面上における接線方向の磁束密度Ｂθを周方向す
べてに対して測定することができる。

【００４４】上記した現像容器は、二成分現像剤を収容
するのに好適に用いられる現像容器であれば良く、従来
より知られている種々の構成を用いることができる。現
像容器は、内部に隔壁を設けて二以上の収容スペースを
形成し、一方の収容スペースを非磁性円筒に直接現像剤
を供給するためのスペースとし、もう一方の収容スペー
スを上記スペースに新規の現像剤を供給するためのスペ
ースとし、各スペースには、収容されている現像剤を撹
拌搬送する撹拌搬送手段を適宜設けることが好ましい。
また、上記もう一方のスペースには、新規の非磁性トナ
ーを必要に応じて補給する補給手段を設けることが好ま
しい。

【００４５】上記説明では、画像形成装置に用いられる
現像装置について説明したが、これに限ることなく、上
記現像装置をユニット化してこれを画像形成装置に対し
着脱可能なカートリッジとしても良い。なお、カートリ
ッジとして、上記現像装置の他に画像形成部を構成する
各種装置等、即ち、感光体、クリーナ、一次帯電器等の
少なくとも１つを一体的に有する構成にしても良い。

【００４６】また、上述した非磁性トナーは、二成分現
像剤に用いられる非磁性トナーであれば特に限定され
ず、公知のものを用いることができる。非磁性トナー
は、スチレン系樹脂やポリエステル樹脂等の結着樹脂、
カーボンブラックや染料、顔料等の着色剤、ワックス等
の離型剤、荷電制御剤等を適当量用いることにより構成
される。このような非磁性トナーは、粉砕法や重合法な
どの常法により製造することができる。

【００４７】非磁性トナー（負帯電特性）は、摩擦帯電
量が−１×１０^-2〜−４．５×１０ ^-2Ｃ／ｋｇ程度のも
のであることが好ましい。非磁性トナーの摩擦帯電量が
上記範囲を外れると、現像効率が低下し、画像不良を生
じることがある。非磁性トナーの摩擦帯電量は、用いら
れる材料の種類等により調整しても良いし、後述する外
添剤の添加によって調整しても良い。

【００４８】非磁性トナーの摩擦帯電量は、一般的なブ
ローオフ法を用い、現像剤量を約０．５〜１．５ｇとし
て現像剤からトナーをエアー吸引することで吸引し、測
定容器に誘起される電荷量を測定することにより測定す
ることができる。

【００４９】また、非磁性トナーは、体積平均粒径が４
〜１５μｍであることが好ましい。ここで非磁性トナー
の体積平均粒径には、例えば、下記測定法で測定された
数値を使用する。

【００５０】測定装置としてはコールターカウンターＴ
Ａ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数平均分布、
体積平均分布を出力するインターフェイス（日科機製）
及びＣＸ−ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を
接続し、電解液は一級塩化ナトリウムを用いて１％Ｎａ
Ｃｌ水溶液を調整する。

【００５１】測定法としては、前記電解水溶液１００〜
１５０ｍＬ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはア
ルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．１〜５ｍＬ加え、
さらに測定試料０．５〜５０ｍｇを加える。

【００５２】試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で
約１〜３分間分散処理を行い、前記コールターカウンタ
ーＴＡ−ＩＩ型によりアパチャーとして１００μｍアパ
チャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定し
体積分布を求める。これら求めた体積分布により、サン
プルの体積平均粒径が得られる。

【００５３】前記磁性キャリアとしては、従来公知のも
のを使用することができるが、例えば、樹脂中に磁性材
料としてマグネタイトを分散し、導電化、及び抵抗調整
のためにカーボンブラックを分散して形成した樹脂キャ
リア、又は、フェライト等のマグネタイト単体表面を酸
化、還元処理して抵抗調整を行ったもの、又はフェライ
ト等のマグネタイト単体表面樹脂でコーティングし抵抗
調整を行ったもの等が用いられ得る。これら磁性キャリ
アの製造法は特に制限されない。

【００５４】前記磁性キャリアは０．１テスラの磁界に
おいて３．０×１０⁴Ａ／ｍ乃至２．０×１０⁵Ａ／ｍの
磁化を有することが好ましい。磁性キャリアの磁化が上
記範囲よりも小さいと、前記磁界発生手段による非磁性
円筒への付着が困難となり、画像濃度薄等の画像不良を
生じることがある。また、磁性キャリアの磁化が上記範
囲よりも大きいと、非磁性円筒によって搬送される過程
での現像剤の圧縮が大きくなり、圧縮による現像剤の劣
化が生じることがある。

【００５５】また、磁性キャリアの体積抵抗率は、リー
クや現像性を考慮して１０⁷〜１０¹ ⁴Ωｃｍのものを用
いるのが好ましい。

【００５６】キャリアの磁化は、理研電子（株）製の振
動磁場型磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３０を用いて測
定した。キャリア粉体の磁気特性値は、０．１Ｔの外部
磁場を作り、その時の磁化の強さを求める。キャリアは
円筒状のプラスチック容器に十分密になるようにパッキ
ングした状態にする。この状態で磁化モーメントを測定
し、試料を入れた時の実際の重量を測定し、磁化の強さ
を求める（Ａｍ²／ｋｇ）。次いで、キャリア粒子の真
比重を乾式自動密度形アキュピック１３３０（島津製作
所（株）社製）により求め、磁化の強さ（Ａｍ²／ｋ
ｇ）に真比重を掛けることで、本発明に用いられる単位
体積当たりの磁化の強さ（Ａ／ｍ）を求める。

【００５７】また、前記磁性キャリアは、重量平均径が
２０〜１００μｍ、さらには２０〜７０μｍであること
が好ましい。磁性キャリアの重量平均径が上記範囲より
も小さいと、非磁性トナーの搬送性が不十分になること
があり、上記範囲よりも大きいと、二成分現像剤の流動
性や帯電性及び搬送性等に悪影響を及ぼすことがある。

【００５８】磁性キャリアの重量平均径は、前述した非
磁性トナーの粒径測定と同様に又は準じて測定しても良
いし、又は、目開きの異なる篩いを目径の大きい順に積
み重ね、一番上に予め重量を測った試料を入れて篩い分
けを行い、各網上残量を測定し、全量との積算百分率で
表示する篩い分け法によって測定しても良い。

【００５９】前記二成分現像剤は、上述した非磁性トナ
ーと磁性キャリアの他にも、好適に用いられる他の材料
を含むものであっても良い。このような他の材料として
は、現像剤の流動性や帯電性等を制御するための外添剤
等を挙げることができる。

【００６０】外添剤は非磁性トナーに対して、さらに
は、非磁性トナーの表面を被覆することにより、ハード
的に二つの効果がある。一つは、流動性が向上し、補給
トナーが現像容器内の二成分現像剤と混合撹拌されやす
くなることであり、もう一つは、外添剤がトナー表面に
介在することにより、現像により感光ドラム上に供給さ
れた非磁性トナーの感光ドラムに対する離型性が上が
り、転写効率が良化することである。

【００６１】本発明に用いられる外添剤としては、非磁
性トナーに添加した時の耐久性の点から、非磁性トナー
粒子の重量平均径の１／１０以下の粒径であることが好
ましい。外添剤の粒径は、電子顕微鏡におけるトナー粒
子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。

【００６２】外添剤としては、従来より外添剤として知
られている種々の無機、有機化合物を用いることがで
き、例えば、金属酸化物（酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグ
ネシウム、酸化クロム、酸化錫、酸化亜鉛など）、窒化
物（窒化ケイ素など）、炭化物（炭化ケイ素など）、金
属塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム
など）、脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛、ステアリン
酸カルシウムなど）、カーボンブラック、シリカなどの
ようなものが用いられる。

【００６３】外添剤は、非磁性トナー粒子１００重量部
に対し、０．０１〜１０重量部が用いられ、好ましく
は、０．０５〜５重量部が用いられる。外添剤は、単独
で用いても、又、複数併用しても良い。また、それぞれ
疎水化処理を行ったものを用いることがより好ましい。

【００６４】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００６５】図１は、本発明が適用できる電子写真方式
のカラープリンターを示す。このプリンタは、矢印方向
に回転する電子写真感光ドラム（像担持体）３を備え、
該感光ドラム３の周囲には、感光ドラム表面を負極性に
一様に帯電する帯電手段としての帯電器４、現像器（現
像装置）１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋを備えた回転現像装
置１、転写帯電器１０、クリーニング手段１２、感光ド
ラム３の図面上方に配設され、原稿の画像濃度信号に対
応したレーザー光Ｌを照射するレーザービームスキャナ
ＬＳなどからなる画像形成手段が配置される。

【００６６】また、コロナ帯電方式を用いる帯電器のワ
イヤーが耐久により劣化した際、このワイヤーをリフレ
ッシュするための削り部材がワイヤーの長手方向端部
（帯電領域外）にワイヤーに対してスライド可能に設け
られている。

【００６７】各現像器には、負帯電特性のトナー粒子と
キャリア粒子を含有する二成分現像剤が内包される。現
像器１Ｍの現像剤は、マゼンタトナーを、現像器１Ｃの
現像剤は、シアントナーを、現像器１Ｙの現像剤は、イ
エロートナーを、現像器１Ｂｋの現像剤は黒トナーを含
有する。

【００６８】被複写原稿は、不図示の原稿読み取り装置
で読み取られる。この読み取り装置はＣＣＤ等の原稿画
像を電気信号に変換する光電変換素子を有しており、原
稿のマゼンタ画像情報、シアン画像情報、イエロー画像
情報、白黒画像情報に、それぞれ対応した画像信号を出
力する。スキャナＬＳに内蔵された半導体レーザーは、
これらの画像信号に対応して制御され、レーザービーム
Ｌを射出する。

【００６９】尚、電子計算機（ネットワークケーブルに
より接続されたコンピュータ等）からの画像濃度信号に
基づいて画像形成することもできる。

【００７０】画像形成部全体のシーケンスについて、フ
ルカラー画像を形成するフルカラーモードの場合を例と
して簡単に説明する。なお、白黒画像等のモノカラー画
像を形成するモノカラーモード、さらに二色、三色画像
を形成するモードも制御装置（ＣＰＵ）により選択可能
となっている。

【００７１】まず、感光ドラム３は、帯電器４によって
均等に帯電される。次に、マゼンタ画像濃度信号により
変調されたレーザー光Ｌにより走査露光が行われ、感光
ドラム３上にドット分布潜像が形成され、この潜像は、
予め現像位置に移動されたマゼンタ現像器１Ｍにより反
転現像される。

【００７２】カセットＣから取り出され、給紙ガイド５
ａ、給紙ローラー６、給紙ガイド５ｂを経由して進行し
た紙等の転写材は、転写ドラム９のグリッパ７により保
持され、当接用ローラー８とその対向極によって静電的
に転写ドラム９に巻き付けられる。転写ドラム９は、感
光ドラム３と同期して図示矢印方向に回転しており、マ
ゼンタ現像器１Ｍで現像されたマゼンタ顕画像は、転写
部に於いて、転写帯電器１０によって転写材に転写され
る。転写ドラム９は、そのまま回転を継続して、次の色
（図１に於いてはシアン）の画像の転写に備える。

【００７３】一方、感光ドラム３は、クリーニング手段
１２によってクリーニングされ、再び帯電器４によって
帯電され、次のシアン画像信号により変調されたレーザ
ービームＬにより前記のような露光を受け、静電潜像が
形成される。この間に、回転現像装置１は、回転して、
シアン現像器１Ｃが所定の現像位置に定置されていて、
シアンに対応するドット分布静電潜像の反転現像を行
い、シアン顕画像を形成する。

【００７４】以上のような工程を、それぞれイエロー画
像信号、及びブラック画像信号に対して行い、四色分の
顕画像（トナー像）の転写が終了すると、転写材は、除
電器１３、１４により除電され、前記グリッパ７を解除
すると共に、分離爪１５によって転写ドラム９により分
離され、搬送ベルト１６で定着器（熱圧ローラ定着器）
１７に送られる。定着器１７は転写材上に重なっている
四色の顕画像を定着する。こうして一連のフルカラープ
リントシーケンスが終了し、所望のフルカラープリント
画像が形成される。

【００７５】本構成は一例であって、例えば、帯電器４
はコロナ帯電器でなく帯電ローラーであったり、転写帯
電器１０も転写ローラーであったりと、様々な方式があ
るが、基本的には上記したように帯電、露光、現像、転
写、定着、の工程を経て画像が形成される。

【００７６】次に、上記４つの現像装置のうちの一つ、
１Ｍについて図面を参照しながら説明する。なお、１Ｍ
以外の現像装置も１Ｍと同様な構成となっているので説
明を省略する。

【００７７】図２は、本発明の実施例に用いた現像装置
１Ｍを示す構成図である。本現像装置は、図２に示すよ
うに、現像容器２７を備える。現像容器２７の内部は、
隔壁２９によって現像室（第１室）Ｒ１、と撹拌室（第
２室）Ｒ２とに区画され、撹拌室Ｒ２の上方には隔壁２
９を隔ててトナー貯蔵室Ｒ３が形成され、該トナー貯蔵
室Ｒ３内には補給トナー（非磁性トナー）２８が収容さ
れている。尚、隔壁２９には補給口２６が設けられ、該
補給口２６を経て消費されたトナーに見合った量の補給
トナー２８が撹拌室Ｒ２内に落下補給される。

【００７８】これに対し、現像室Ｒ１及び撹拌室Ｒ２内
には現像剤１９が収容されている。現像剤１９は、粉砕
法によって製造され、摩擦帯電量が約−２．０×１０^-2
Ｃ／ｋｇ、平均粒径８μｍの非磁性トナー（以下、単に
「トナー」という）と、トナーに対して重量比で１％外
添されている平均粒径２０ｎｍの酸化チタンと、０．１
テスラに於ける磁化の値が２．７×１０⁵Ａ／ｍの平均
粒径３５μｍの磁性キャリアとからなる二成分現像剤で
ある（磁性キャリアの混合比は、重量比で非磁性トナー
が約７％になるようにした）。

【００７９】現像容器２７の感光ドラム３に近接する部
位には開口部が設けられ、該開口部から現像剤担持体と
しての現像スリーブ（非磁性円筒）２１が外部に突出し
ている。現像スリーブ２１は現像容器２７内に於いて回
転可能に組み込まれており、本実施例に於いては、現像
スリーブ２１は、例えばＳＵＳ３０５ＡＣのような、非
磁性材からなり、その内部には磁界発生手段であるマグ
ネットローラ（磁石）２３が固定されている。

【００８０】磁石２３は、現像磁極Ｎ１と、この現像磁
極Ｎ１に対して現像スリーブ２１の回転方向における上
流側に位置する現像剤層厚規制極Ｓ３と、現像剤１９を
搬送するための磁極Ｎ２、Ｓ２、及び剥ぎ取り極Ｓ１と
を有する。磁石２３は、現像磁極Ｎ１が感光ドラム３に
対向するように現像スリーブ２１内に配置されている。
現像磁極Ｎ１は、現像スリーブ２１と感光ドラム３との
間の現像部の近傍に磁界を形成し、該磁界によって現像
スリーブ上に磁気ブラシが形成される。この位置に於い
て、現像スリーブの回転と共に、矢印の方向に運ばれて
きた現像剤は、感光ドラム３と接触し、感光ドラム３上
の静電潜像は現像される。

【００８１】この時、現像スリーブ２１と感光ドラム３
の近接位置（現像部）に於いては、現像スリーブ２１と
感光ドラム３は互いに逆方向（カウンター方向）に移動
する。Ｎ１極で現像を終了した現像剤は、Ｓ１、Ｓ３極
により形成された反発磁界によって現像スリーブ上から
剥ぎ取られ、現像室Ｒ１に落下する。現像磁極Ｎ１は、
現像スリーブと感光ドラムの対向部に於いて、現像スリ
ーブの回転方向で１０°下流側に配置した。さらに、現
像スリーブ上の現像剤の層厚を規制する規制手段として
の規制ブレード１８と略対向するようにＳ３極が配置さ
れている。現像スリーブの直径は装置の小型化を考慮し
て１０〜５０ｍｍのものを好適に用いることができ、本
実施例では１６ｍｍのものを用いている。

【００８２】また、前述したように図３及び図４に示さ
れるガウスメーターによって現像スリーブ２１表面の磁
界の強さを測定した。その結果、現像スリーブ２１の中
心方向を正としたとき、現像スリーブ２１の法線方向の
磁界の強さ（Ｂｒ）の絶対値の自乗と、現像スリーブ２
１の接線方向の磁界の強さ（Ｂθ）の絶対値の自乗との
和の、現像スリーブ２１の法線方向に対する傾きのピー
ク位置（Ｆｒのピーク位置）は、前記最近接部に対して
１０°下流側にあり、Ｂｒのピーク位置は前記最近接部
に対して５°下流側にあった（図５）。

【００８３】カウンター現像の場合、現像磁極Ｎ１を、
現像スリーブと感光ドラムの対向部に於いて、現像スリ
ーブの回転方向で上流側に配置すると、現像ＮＩＰ（現
像スリーブ上の磁気ブラシと感光ドラムとが接触する感
光ドラム周方向の長さ）に搬送されてきた現像剤が現像
スリーブの回転方向上流側（感光ドラムの回転方向では
下流側）に於いて、現像剤が滞留し、キャリアが感光ド
ラムに付着してしまう現象が発生し易いので、本実施例
では、現像磁極Ｎ１の位置を、現像スリーブと感光ドラ
ムの最近接部と、最近接部よりも現像スリーブの回転方
向下流側の１５°の位置との間に位置するような構成と
している。１５°よりも更に現像スリーブ下流側に位置
させると、現像剤が感光ドラムに非接触となり、はきよ
せ等のエッジ強調が目立ちやすくなってしまうからであ
る。

【００８４】尚、現像スリーブには電源２２により、交
流電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加さ
れる。潜像の暗部電位（非露光部電位）と明部電位（露
光部電位）は、上記振動バイアス電位の最大値と最小値
の間に位置している。これによって、現像部に、向きが
交互に変化する交番電界が形成される。この交番電界中
でトナーとキャリアが激しく振動し、トナーがスリーブ
２１及びキャリアへの静電的拘束力を振り切って潜像電
位に対応した量のトナーが感光ドラム３に付着する。本
実施例に於いては、感光ドラム３の暗部電位を−５５０
ｖ、明部電位を−１００ｖとし、現像スリーブ２１には
直流バイアスとして、−３００ｖ、交流バイアスとし
て、Ｖｐｐ２．０ｋＶ、Ｆｒｑ．６ｋＨｚの現像バイア
スが印加されている。

【００８５】さて、現像スリーブ２１の下方には、ブレ
ード１８が該現像スリーブ２１と所定の間隔を於いて配
置されている。現像スリーブ２１とブレード１８の間隔
は、４００μｍである。ブレード１８は現像容器２７に
固定されている。ブレード１８は、鉄等の磁性材からな
り、現像スリーブ２１上の現像剤１９の層厚を磁気的に
規制する。

【００８６】現像室Ｒ１内には、搬送スクリュー２４が
収容されている。搬送スクリュー２４は、羽根の直径が
１４ｍｍのものを用いた。搬送スクリュー２４は図中矢
印が示す方向に回転され、該搬送スクリュー２４の回転
駆動によって現像室Ｒ１内の現像剤１９は現像スリーブ
２１の長手方向に沿って全域で現像スリーブ２１に向け
て搬送される。本実施例に於いて、該搬送スクリュー２
４は、現像スリーブ２１に対して、重力方向下部に配置
される。その理由は、後述するが、搬送スクリュー２４
に収容される現像剤の最上面を現像剤層厚規制極と剥ぎ
取り極の間に設定するからである。

【００８７】貯蔵室Ｒ２内には搬送スクリュー２５が収
容されている。搬送スクリュー２５は、搬送スクリュー
２４と同じく羽根の直径１４ｍｍのものを用いている。
搬送スクリュー２５はその回転によって、トナーを現像
スリーブ２１の長手方向に沿った全域で撹拌しつつ搬送
し、その末端で、十分に撹拌された現像剤を現像室Ｒ１
へ受け渡す。なお、補給口２６からは適当量のトナーが
撹拌室Ｒ２内に自然落下する。

【００８８】次に、本実施例に於いて用いられる現像器
の現像剤層厚規制極と、共に反発磁界を形成する剥ぎ取
り極と、現像スリーブ近傍のスクリューの位置関係につ
いて、その作用も含めて詳述する。

【００８９】本実施例に於いては、反発磁界を形成する
Ｓ３極とＳ１極のうち、Ｓ３極を現像剤層厚規制極とし
て用い、Ｓ１極を現像剤剥ぎ取り極として用いる。Ｓ３
極の現像スリーブ面に垂直な方向の磁界の強さＢｒのピ
ーク値は０．０４テスラ以上０．１テスラ以下、Ｓ１極
のスリーブ面に垂直な方向の磁界の強さＢｒのピーク値
は０．０４テスラ以上０．０８テスラ以下が好ましい。
本実施例に於いては、Ｓ３極の磁界の強さのピーク値を
０．０６テスラ、Ｓ１極の磁界の強さのピーク値を０．
０５テスラとした。

【００９０】また、Ｓ３極とＳ１極の位置関係は、剥ぎ
取り極Ｓ１の現像スリーブ面に垂直な方向の磁界の強さ
のピーク位置が、現像剤層厚規制極Ｓ３極の現像スリー
ブ面に垂直な方向の磁界の強さのピーク位置よりも重力
方向で上部に位置するような構成を採っている。

【００９１】このような構成にすると、特別な剥ぎ取り
手段を設けることなく現像後の現像剤が落下しやすく、
現像剤層厚規制極による磁気的な吸引で現像剤を吸着
し、現像部まで搬送しやすい。つまり、現像スリーブか
らの剤の剥ぎ取り、現像スリーブへの剤の供給に関し
て、簡易な構成にしやすい。

【００９２】また、Ｓ３極の現像スリーブ面に垂直な方
向の磁界の強さのピーク位置と規制ブレードの先端（現
像スリーブ側）とは、本実施例に於いては、５°（現像
スリーブの中心位置を基）だけオフセット配置してい
る。

【００９３】Ｓ３極は、Ｓ１極との間で反発磁界を形成
しているので、Ｓ３極の磁力線は現像スリーブに対し
て、垂直に発散する傾向がある。その結果、現像スリー
ブに垂直な方向の磁界（磁力線密度）の変化率が小さく
なる。

【００９４】そのことは、即ち、現像剤を現像スリーブ
に引き付ける力が小さくなることに相当する。このよう
な構成をとると、現像剤が現像剤層厚規制極に於いて圧
縮される力が弱まり、トナー劣化や、キャリアのスペン
ト化といった現像剤の劣化が抑制され、現像剤寿命が延
びることになる。しかしながら、本構成のように、反発
磁界を形成する磁極のうちの一つの極を現像剤層厚規制
磁極に用いる構成に限られるものではない。

【００９５】また、幾つかの検討の結果、前述した導電
性磁性粉（１０³Ωｃｍ以下の体積抵抗率をもつもの）
による放電跡について、以下のようなことがわかった。
すなわち、放電跡が線状に発生し、かつその放電跡が長
く続くのは、現像スリーブと感光ドラムとの最近接部に
おいて、現像スリーブの回転方向上流側にて、導電性磁
性粉が滞留することに起因することである。この滞留
は、磁性キャリアの磁化が小さく、二成分現像剤の搬送
力が弱い場合において発生しやすい。

【００９６】本実施例のような構成、すなわち磁性キャ
リアの磁化の大きさを比較的小さくし、現像スリーブと
感光ドラムとがその最近接部において互いに逆方向に移
動する構成を採った場合、現像極Ｎ１近傍の、現像スリ
ーブ面に垂直な方向の磁界の強さ（Ｂｒ）の絶対値の自
乗と、現像スリーブ面上の接線方向の磁界の強さ（Ｂ
θ）の絶対値の自乗の和の、現像スリーブ面に垂直な方
向への傾き（現像スリーブの中心に向かう方向を正（プ
ラス）とする）のピーク位置を、現像スリーブと感光ド
ラムの最近接部に対して現像スリーブの回転方向下流
側、特に０°〜１５°（０°より大きく１５°以下）に
配置することにより、放電跡の連続的かつ線状に発生す
る頻度が激減し、また線状に発生した放電跡の最大長さ
も短くなった。

【００９７】なお、本実施例の構成で、現像容器内に直
径が１００μｍ以下で、体積抵抗率が１０³Ωｃｍ以下
の導電性磁性粉５０ｍｇを強制的に混入し、１０００枚
の耐久を行った結果、７５０枚から１０００枚までの２
５０枚中で、線状の放電跡は１５０個、最大の長さは５
０ｍｍであった。

【００９８】以上のように、スリーブ面上で、スリーブ
面に垂直に働く力Ｆｒは、Ｂｒの絶対値の自乗とＢθの
絶対値の自乗の和の、現像スリーブ面に垂直な方向の傾
き（スリーブの中心に向かう方向を正（プラス）とす
る。）、即ち、現像剤に働く力のピーク位置を、現像ス
リーブと感光体の最近接部近傍であって、最近接部より
も現像スリーブの回転方向下流側１５°以内の位置に配
置することにより、現像スリーブ上を搬送されてきた導
電性磁性粉が、そのピーク位置に引き付けられることに
より、現像スリーブの回転方向上流側で滞留することが
なく前記最近接部を通過する。

【００９９】その結果、放電跡が連続して、線状に発生
する頻度が激減し、また、線状に発生した放電跡の最大
長さも短くなった。なお、現像剤に働く力Ｆｒのピーク
位置を１５°以上更に下流側に位置させると、導電性磁
性粉に対する力が及ばなくなり、滞留に対する効果は少
なくなってしまった。

【０１００】＜比較例＞本比較例では、実施例１の構成
に対して、スリーブ面上で、スリーブ面に垂直に働く力
Ｆｒは、Ｂｒの絶対値の自乗とＢθの絶対値の自乗の和
の、現像スリーブ面に垂直な方向の傾き（スリーブの中
心に向かう方向を正（プラス）とする。）、即ち、現像
剤に働く力、のピーク位置を、現像スリーブと感光体の
対向部に対し、現像スリーブの回転方向上流側３°に配
置した。その構成で現像容器内に直径１００μｍ以下の
導電性磁性粉５０ｍｇを強制的に混入し、１０００枚の
耐久を行った結果、７５０枚から１０００枚までの２５
０枚中で、線状の放電跡は、１５００個、最大の長さ
は、１４０ｍｍであった。

【０１０１】

【発明の効果】本発明によれば、非磁性円筒上の導電性
磁性粉は現像部よりも非磁性円筒の回転方向上流側（現
像部入口側）で滞留することなく現像部（最近接部）を
通過し、上記したような放電跡が発生するのを防止する
ことができ、また万が一、放電跡が発生するようなこと
があっても、その放電跡の連続発生、放電跡の発生頻
度、放電跡の出現規模を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフルカラー画像形成装置の一例を
示す縦断面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す現像器の概略図であ
る。

【図３】Ｂｒ測定方法を示す図である。

【図４】Ｂθ測定方法を示す図である。

【図５】現像スリーブ周方向に対するＢθ、Ｂｒ、Ｆ
θ、Ｆｒの強度分布を示す図である。

【図６】従来の現像器の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１回転現像装置１１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋ現像器（現像装置）３電子写真感光ドラム（像担持体）４帯電器５ａ、５ｂ給紙ガイド６給紙ローラー７グリッパ８当接用ローラー９転写ドラム１０転写帯電器１２クリーニング手段１３、１４除電器１５分離爪１６搬送ベルト１７定着器（熱圧ローラ定着器）１８、３３規制ブレード１９現像剤２１、３０現像スリーブ２２電源２３磁石（磁界発生手段）２４、２５搬送スクリュー２６補給口２７、３４現像容器２８補給トナー（非磁性トナー）２９隔壁３１、３２撹拌スクリュー３５マグネットローラー５０ガウスメーター５１アクシャルプローブＣカセットＬレーザー光ＬＳレーザービームスキャナＮ１現像磁極Ｎ２、Ｓ２磁極Ｒ１現像室（第１室）Ｒ２撹拌室（第２室）Ｒ３トナー貯蔵室Ｓ１剥ぎ取り極Ｓ３現像剤層厚規制極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性トナーと磁性キャリアを備える現
像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内の現像剤を
担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体内
に設けられ磁界を発生する磁界発生手段とを有し、像担持体上に形成された静電潜像を、前記磁界発生手段
により前記現像剤担持体上に形成された磁気ブラシによ
り現像する現像装置において、前記像担持体と前記現像剤担持体との最近接部において
前記像担持体及び前記現像剤担持体の移動方向は互いに
逆方向であり、前記現像剤担持体表面に垂直な方向にお
ける前記磁界発生手段による磁気力Ｆｒのピーク位置
は、前記最近接部近傍であって、前記最近接部よりも前
記現像剤担持体の回転方向下流側に位置することを特徴
とする現像装置。
【請求項２】前記Ｆｒのピーク位置は、前記最近接部
と、前記最近接部から前記現像剤担持体の回転方向下流
側に１５°離れた位置との間に位置することを特徴とす
る請求項１記載の現像装置。
【請求項３】前記現像剤担持体表面の接線方向におけ
る前記磁界発生手段による磁場の強さをＢθ、前記現像
剤担持体表面に垂直な方向における前記磁界発生手段に
よる磁場の強さをＢｒとすると、前記Ｆｒは、Ｆｒ＝Ａ・∇ｒ｛（Ｂｒ）²＋（Ｂθ）²｝（Ａは定数）と表され、Ａ・∇ｒ｛（Ｂｒ）²＋（Ｂ
θ）²｝のピーク位置は、前記最近接部近傍であって、
前記最近接部よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側
に位置することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】前記Ａ・∇ｒ｛（Ｂｒ）²＋（Ｂθ）²｝
のピーク位置は、前記最近接部と、前記最近接部から前
記現像剤担持体の回転方向下流側に１５°離れた位置と
の間に位置することを特徴とする請求項３記載の現像装
置。
【請求項５】前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規
制する規制手段を更に有し、前記磁界発生手段は前記現
像剤担持体上から現像剤を剥離させる同極性の第１磁
極、及びこれよりも前記現像剤担持体の回転方向下流側
に設けられる第２磁極を備え、前記規制手段は前記第２
磁極と実質的に対向していることを特徴とする請求項４
記載の現像装置。
【請求項６】磁性キャリアの磁化は、０．１テスラの
磁界において３．０×１０⁴〜２．０×１０⁵Ａ／ｍであ
ることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
【請求項７】前記現像剤担持体表面に垂直な方向にお
ける前記磁界発生手段による磁場の強さＢｒのピーク位
置は、前記最近接部近傍であって、前記最近接部よりも
前記現像剤担持体の回転方向下流側に位置することを特
徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の現像装
置。
【請求項８】前記Ｂｒのピーク位置は、前記最近接部
と、前記最近接部から前記現像剤担持体の回転方向下流
側に１５°離れた位置との間に位置することを特徴とす
る請求項７記載の現像装置。
【請求項９】前記現像剤担持体は非磁性円筒体である
ことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項１０】現像時、前記現像剤担持体には直流電
圧と交流電圧とを重畳した電圧が印加されることを特徴
とする請求項１記載の現像装置。
【請求項１１】現像時、前記現像剤担持体上の磁気ブ
ラシは前記像担持体に接触することを特徴とする請求項
１記載の現像装置。
【請求項１２】画像形成装置に着脱可能なカートリッ
ジであり、非磁性トナーと磁性キャリアを備える現像剤を収容する
現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して搬送す
る現像剤担持体と、前記現像剤担持体内に設けられ磁界
を発生する磁界発生手段とを有し、像担持体上に形成された静電潜像を、前記磁界発生手段
により前記現像剤担持体上に形成された磁気ブラシによ
り現像し、前記像担持体と前記現像剤担持体との最近接部において
前記像担持体及び前記現像剤担持体の移動方向は互いに
逆方向であり、前記現像剤担持体表面に垂直な方向にお
ける前記磁界発生手段による磁気力Ｆｒのピーク位置
は、前記最近接部近傍であって、前記最近接部よりも前
記現像剤担持体の回転方向下流側に位置することを特徴
とするカートリッジ。
【請求項１３】前記Ｆｒのピーク位置は、前記最近接
部と、前記最近接部から前記現像剤担持体の回転方向下
流側に１５°離れた位置との間に位置することを特徴と
する請求項１２記載のカートリッジ。
【請求項１４】前記現像剤担持体表面の接線方向にお
ける前記磁界発生手段による磁場の強さをＢθ、前記現
像剤担持体表面に垂直な方向における前記磁界発生手段
による磁場の強さをＢｒとすると、前記Ｆｒは、Ｆｒ＝Ａ・∇ｒ｛（Ｂｒ）²＋（Ｂθ）²｝（Ａは定数）と表され、Ａ・∇ｒ｛（Ｂｒ）²＋（Ｂ
θ）²｝のピーク位置は、前記最近接部近傍であって、
前記最近接部よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側
に位置することを特徴とする請求項１２記載のカートリ
ッジ。
【請求項１５】前記Ａ・∇ｒ｛（Ｂｒ）²＋（Ｂ
θ）²｝のピーク位置は、前記最近接部と、前記最近接
部から前記現像剤担持体の回転方向下流側に１５°離れ
た位置との間に位置することを特徴とする請求項１４記
載のカートリッジ。
【請求項１６】前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を
規制する規制手段を更に有し、前記磁界発生手段は前記
現像剤担持体上から現像剤を剥離させる同極性の第１磁
極、及びこれよりも前記現像剤担持体の回転方向下流側
に設けられる第２磁極を備え、前記規制手段は前記第２
磁極と実質的に対向していることを特徴とする請求項１
５記載のカートリッジ。
【請求項１７】磁性キャリアの磁化は、０．１テスラ
の磁界において３．０×１０⁴〜２．０×１０⁵Ａ／ｍで
あることを特徴とする請求項１６記載のカートリッジ。
【請求項１８】前記現像剤担持体表面に垂直な方向に
おける前記磁界発生手段による磁場の強さＢｒのピーク
位置は、前記最近接部近傍であって、前記最近接部より
も前記現像剤担持体の回転方向下流側に位置することを
特徴とする請求項１２〜１７のいずれか一項に記載のカ
ートリッジ。
【請求項１９】前記Ｂｒのピーク位置は、前記最近接
部と、前記最近接部から前記現像剤担持体の回転方向下
流側に１５°離れた位置との間に位置することを特徴と
する請求項１８記載のカートリッジ。
【請求項２０】前記現像剤担持体は非磁性円筒体であ
ることを特徴とする請求項１２記載のカートリッジ。
【請求項２１】現像時、前記現像剤担持体には直流電
圧と交流電圧とを重畳した電圧が印加されることを特徴
とする請求項１２記載のカートリッジ。
【請求項２２】現像時、前記現像剤担持体上の磁気ブ
ラシは前記像担持体に接触することを特徴とする請求項
１２記載のカートリッジ。
【請求項２３】前記像担持体をさらに有することを特
徴とする請求項１２記載のカートリッジ。