JP2556506C - - Google Patents

Info

Publication number
JP2556506C
JP2556506C JP2556506C JP 2556506 C JP2556506 C JP 2556506C JP 2556506 C JP2556506 C JP 2556506C
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
toner
sleeve
developing
developer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
Other languages
Japanese (ja)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Publication date

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁性キャリア粒子とトナー粒子とを用いて現像を行う2成分現像方
式の現像装置に関する。 本発明は、画像記録形成用の表示装置,プリンター,ファクシミリ電子写真装
置の種々に適用可能な現像装置である。 〔背景技術〕 出願人は現像剤の薄層を現像剤担持体上に形成し、該薄層の現像剤を潜像に接
近させ、この接近部分に交互電界を印加して現像を行う現像装置を提案した(特
公昭58−32375号,同58−32377号明細書)。 この装置は現像効率(現像部に存在するトナーのうち現像に消費され得るトナ
ーの割合)が高く、小型化などの面で非常に有用であるがこの装置において使用
される現像剤は一成分磁性トナーであるために、トナーは磁性材を含有すること
が必須であり、このため現像像の定着性が悪いこと、またカラー画像の再現製が
悪いことなどの欠点を有する。 この欠点を補う装置として、出願人は非磁性トナーを使用し、非磁性トナーの
みの薄層を現像剤担持体部材上に形成する方法および装置を開発し、非磁性トナ
ーのみの薄層を潜像に対面させて交互電界を印加して現像を行う現像方法および
装置を提案した(特開昭58−143360号,同59−101680号明細書
)。 これは前記の磁性トナーを使用する現像装置の利点を保ちつつ、トナーが磁性
材料を含有することによる欠点を解消したので有用であるが、現像像の濃度が比
較的低いことおよび後述の負性特性(画像濃度が潜像電位の上昇とともに低下す
ること)を示す場合があるなどの現像特性の欠点が見出された。 また、いわゆる2成分磁気ブラシ現像法として知られているもの(例えば特開
昭53−93841号明細書)は非磁性現像剤を使用できるが、現像部における
磁気ブラシ中の消費可能なトナーの割合が少ないので、現像効率が低いブラシに
よる摺擦の跡が掃目のように現像像に発生する。 特に現像部において、現像剤担持体の移動方向を静電潜像担持体の移動方向と
は逆に構成した場合、磁気ブラシが静電潜像面を強く摺擦してしまうために、一
層掃目模様が強く画像上に発生してしまうという欠点を有していた。 〔発明の目的〕 本発明は現像効率が高く、高画像濃度の現像像を形成することができ、しかも
掃目模様が発生せず、負性特性がない現像装置を提供することを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明は、現像部において現像剤の移動方向と静電像担持体の移動方向とを逆
にした装置であって、従来2成分磁気ブラシ現像のような多量の磁性粒子が現像
部に供給されるのでなく、現像部での固定磁界によって拘束された磁性粒子が現
像剤担持体の表面を開放するような磁性粒子の微量供給によって、掃目模様のな
い優れた高画質の現像像を得ることができる。しかも交互電界によって磁性粒子
表面及び現像剤担持体表面のトナー粒子 を有効に利用でき、接触現像,非接触現像のいずれも本発明は有効である。 〔実施例〕 第1図は以上のような方式をした本発明の一実施例の現像装置の断面図である
。潜像担持体1は静電記録用絶縁ドラムあるいはα−Se,Cds,ZnO2
OPC,α−Siの様な光導電絶縁物質層を持つ感光ドラムもしくは感光ベルト
である。潜像担持体1は図示しない駆動装置によって矢印a方向に回転される。
22は潜像担持体1に近接もしくは接触されている現像スリーブであり、例えば
アルミニウム、SUS316等の非磁性材料で構成されている。現像スリーブ2
2は現像容器36の右下方壁に容器長手方向に形成した横長開口に左略半周面を
容器36内へ突入させ、右略半周面を容器外へ露出させて回転自在に軸受けさせ
て横設してあり、矢印b方向に回転駆動される。 23は現像スリーブ22内に挿入し図示の位置姿勢で位置決め保持した固定磁
界発生手段としての固定の永久磁石(マグネット)であり、現像ス リーブ22が回転駆動されてもこの磁石23は図示の位置・姿勢にそのまま固定
保持される。この磁石23はN極の磁極23a,S極の磁極23b,N極の磁極
23c,S極の磁極23dの4磁極を有する。磁石23は永久磁石に代えて電磁
石を配設してもよい。 24は現像スリーブ2を配設した現像剤供給器開口の上縁側に、基部を容器側
壁に固定し、先端側は開口上縁位置よりも容器36の外側へ突出させて開口上縁
長手に沿って配設した現像剤規制部材としての非磁性ブレードで、例えばSuS
316を横断面路への字形に曲げ加工したものである。 26は非磁性ブレード24の下面側に上面を接触させ前端面を現像剤案内面2
61とした磁性粒子限定部材である。 27は磁性粒子であり粒径が20〜100μm、好ましくは30〜80μmの
見掛密度約2.4〜2.8g/ccフェライト粒子(最大磁化60〜70emu
/g)へ樹脂コーティングしたものが用いられ得る。 20μよりも小さいと現像スリーブ上の穂立ちが悪く、ムラの発生した画像と
なる傾向がある。又100μよりも大きいと、トナーへのトリボ賦与能力が低下
し感光板への傷も生じやすい。 37は非磁性現像剤トナーである。 31は現像スリーブ22を配設した現像容器36下部からの磁性粒子27ない
しは非磁性トナー粒子37の漏出を防止するために現像容器下部内面に現像スリ
ーブ22に対向して配設された磁性体であり、例えば鉄板にメッキを施したもの
である。磁性体31とS極性の磁極23dとの間の磁界で磁性粒子27の回収と
漏れ防止を達成するシール効果が得られる。 38,35はそれぞれトナー貯蔵容器、磁性粒子貯蔵容器である。 40は現像容器36下部部分に溜るトナーを封止するシール部材で弾性を有し
スリーブ22の回転方向に向って曲がっており、スリーブ22表面側を弾性的に
押圧している。このシール部材40は、現像剤の容器内部側への進入を許可する
よう に、スリーブとの接触域でスリーブ回転方向下流側に端部を有している。 第2図は第1図に示される磁性材料31の下流側の限定部材26近傍の要部説
明図で、磁性部材31との組み合せによってその作用を安定化できるものである
。L4が現像スリーブの中心Osを通る水平面、Qが現像スリーブの中心Osを
通る鉛直面であり、第1象限100,第2象限101,第3象限102,第4象
限103とに画成してある。図中241は規制部材24の規制端部で、現像スリ
ーブ22表面における対向部242に対して最近接距離d2をもって固定配置さ
れている。現像剤案内図261は規制部材側端263に向かってスリーブ回転方
向bに関して上流側端262から斜面を形成し、除々にスリーブ22表面との間
隔を減少しつつ、規制部材24に向っている。案内面の端263、規制部材と密
着しており、ここで現像剤は規制部材24の端部241による規制を受ける。端
263はスリーブ表面に対して距離(d1+d2)を介して位置する。d1は端2
63と端 部241との距離であり、d1>0である。ここでスリーブ上の対向部242に
おける接面Pに対して平行で、端263を通る面P′を規定する。案内面261
が面P′に対する角度ρは、案内面の現像剤案内効果と現像剤の移動を想定する
パラメータとして重要である。L1は磁極23aの最大磁束密度を与える部分と
スリーブ中心Osを通る直線、L2は規制部剤端部241とスリーブ中心Osを
通る直線で、角度βは直線L1と直線L2とのなす角度である。この角度βも現像
剤規制領域における重要なパラメータである。L3は案内面261の端262を
通り、スリーブ中心Osを通る直線で、直線L1との間に角度β(>0)を形成
する。尚、鉛直面Qと直線L2とのなす角度をδとする。以下の例では規制部材
24を非磁性ブレードとし、トナーに非磁性トナー粒子,キャリアにフェライト
を樹脂被覆した抵抗107Ω・cm以上の磁性粒子を使用した。 点241位置に於ける非磁性ブレード24の端部241と現像スリーブ22面
との前記距離d2は 50〜600μm、好ましくは150〜500μmである。この距離d2が50
μmより小さいと後述する磁性粒子がこの間に詰まり現像剤層にムラを生じやす
いと共に良好な現像を行うのに必要な現像剤を塗布することが出来ず濃度の薄い
ムラの多い現像画像しか得られない欠点がある。また600μmより大きいと現
像スリーブ22上へ塗布される現像剤量が増加し所定の現像剤層厚の規制が行え
ず、潜像担持体への磁性粒子付着が多くなると共に後述する現像剤の循環,現像
剤限定部材26による現像規制が弱まりトナーのトリボが不足しカブリやすくな
る欠点がある。 非磁性ブレード端部242と案内面端263との距離d1は0.5〜5.0m
m,好ましくは1.5〜4.0mmである。この距離d1が0.5mmより狭い
場合は現像剤限定部材26による現像剤の現像スリーブへの押しつけ圧が高まり
現像剤の摩擦帯電電位が異常に上昇し所定の現像特性が得られず、又圧力定着ト
ナー等を用いる場合には現像スリーブ22へトナーが融着する恐れもある。 またこの距離d1が5.0mmより大きい場合には現像スリーブ22への現像剤
の押しつけ圧が弱くトナーに充分なトリボを附与することができない。もちろん
一般の2成分現像器のように自動トナー補給機構を持ち、事前にキャリアとトナ
ーとの間で充分な摩擦帯電が行われているような場合には距離d1を5.0mm
以上に設定することは可能である。又、(d1+d2)は5.6mm以下、好まし
くは5mm以下が良い。 前記角度ρは面P′より上向きをプラス方向とすると0<ρ≦45、好ましく
は0<ρ≦30である。ρ<0°の場合、現像スリーブ22と非磁性ブレード2
4の端部241と案内面261が形成する空間が鋭い楔状になり現像剤が詰めこ
まれ圧力が高まり摩擦帯電電位が異常な上昇、トナー融着等の恐れがある。ρ>
45°の場合、現像剤限定部材26により現像剤の現像スリーブ22への押しつ
け力が働かず現像剤限定部材26の実効力がなくなる。 前記角度θは0〜35°、好ましくは5〜25° である。 θ<0の場合、現像剤に働く磁気力,鏡像力,凝集力等により形成される現像
剤薄層がまばらでムラの多いものになり、θ>35°を越えると非磁性ブレード
では現像剤塗布量が増え、所定の現像剤塗布量を得ることが難しい。 非磁性ブレード24の設定角度δは現像剤の移動状態の関係より鉛直線Qから
時計逆回りにプラスすると−60°<δ<120°位が好ましい。 ここで第2図を第1〜第4象限として見ると、上記現像剤限定部材26は、現
像時の上記現像剤担持部材22の回転中心を通る水平面L4より上方に位置し、
この回転中心Osを通る鉛直面Qに関して上記現像剤案内面261は左側(第2
象限101)と右側(第1象限100)の両方にわたって存在している。これは
現像剤を現像剤規制領域に対して安定供給できるという案内面261の作用に加
えて重力によって現像剤をより一層この規制領域に供給できるものである。 上記現像剤規制部材24は、現像剤担持部材の 回転中心を通る水平面L4と鉛直面Qとで画成される第1象限100に位置し、
現像剤担持部材22表面から離間している規制端部241を有している。これは
規制端部が鉛直面Qに対して回転方向bに関して下流側にあることで、規制端部
241付近での容器空間に密集し、しかも安定した磁性粒子占有状態を形成する
ための好ましい構成である。 第1図の現像領域としての第1象限100から第4象限103と、シール領域
としての第3象限102とを備え、d1=1.5mm,d2=250μm,θ=1
8°,δ=15°,ρ=20°と設定した時に、スリーブ表面に磁性粒子層を担
持させ、磁性粒子層上層にトナー粒子層を形成して現像を行った。 この磁性粒子層はスリーブ22が矢印b方向に回転駆動されても磁気力,重力
に基づく拘束力とスリーブ22の移動方向への搬送力との釣合によってスリーブ
表面から離れるに従って動きが遅くなり、磁性粒子層の上部では多少は動き得る
が殆 ど不動の静止層を形成する。もちろん重力の影響により落下するものもある。 従って磁極23a,23bの配設位置と磁性粒子27の流動性及び磁気特性を
適宜選択する事により磁気粒子層はスリーブに近い程磁極23a方向に搬送し移
動層を形成する。この磁性粒子の移動により磁性粒子層(第1層)はトナー層(
第2層)からトナーを取り込み、磁気粒子あるいはスリーブとの摺擦によりトナ
ーは摩擦帯電を受けスリーブ22の回転に伴なって現像領域へ搬送され現像に供
される。 磁性粒子層の移動は現像剤の流動性・磁気力によって決定され磁性粒子中にト
ナーコンテンツが低い場合、上記静止層が小さくなり、大部分の磁性粒子層は速
く移動し、トナー層からトナーを取り込む。又トナーコンテンツが高い場合は上
記静止層が大きくなり、磁性粒子層の移動層はこの静止層に覆われたトナー層と
接触することができなくなり、ほとんどトナーを取り込まなくなる。従って自然
にある程度のトナーコンテンツは維持さ れる。 次に現像剤塗布量規制部材である非磁性ブレード24の近傍及び限定部材26
の近傍部の磁性粒子層について説明する。限定部材は現像剤規制部への補給トナ
ーの不要な進入を機械的に防ぐだけではない。前述したように、上記部材26を
スリーブに囲まれた規制領域においては磁極N1極によってスリーブの回転とと
もに搬送された磁性粒子が限定部材26の案内面261に沿って詰め込まれて密
度がたかくなる。この領域では、搬送されて進入してくる磁性粒子とブレードか
ら流出していく磁性粒子との入れ替わりが動的に発生しているため磁性粒子同士
がお互いに衝突してかくらん状態になっているものの実質的なパッキング状態に
なっている。このため磁性粒子ないしはスリーブ上からトナーへのトリボ賦与が
行われ、又磁性粒子ないしはスリーブ上に弱い力で付着して搬送されてきたトリ
ボ賦与の小さいトナーは磁性粒子ないしはスリーブ上から離脱する。つまりトナ
ーの選別や、帯電改良が行われる。従ってトリボ賦与 が十分与えられたトナーを現像に供することができる。又、磁性粒子の搬送時の
不均一状態も該空間において均平化され、磁性粒子層の塗布の均一化・安定化も
達成される。従って限定部材26は上記案内面261が必須であり、該斜面の傾
き及び空間の容積は該空間での磁性粒子のパッキング状態に大きな影響を与える
。 これに対して、この領域に対して固定配置された磁極23aは、上記パッキン
グ状態の磁性粒子を磁力線に沿って再配置する。該空間でのパッキング状態はト
リボ賦与に対しては不安定なところがあり、安定化させるためには常に一定のパ
ッキング状態を必要とする。これはスリーブ上をほぼ接線方向に搬送されてきた
磁性粒子を該方向と直向する力で磁気ブラシを形成するため、磁性粒子への攪拌
効果はもちろんのこと、ほぐし効果も働き、上記トナーへのトリボ賦与及び磁性
粒子層の塗布の均一化・安定化がさらに促進される。この時、周辺の構成によっ
て集中せしめられた現像剤が多大な圧力を受けたままであると現像剤がつま り過ぎる問題があるが、磁極23aの最大磁力を発生する部分が案内面261に
対向することによって、規制領域中における過大な圧力集中を防止し、現像剤の
集中と安定した高密度の磁性粒子存在割合を維持できるものと考えられる。従っ
て磁極23aは該空間に磁性粒子がパッキングされ易い条件、たとえば第1図に
示したδ<0の場合、特に有効的に働く。 上記の規制領域によって、現像スリーブ表面には、安定した量の磁性粒子と十
分に帯電したトナー粒子とが現像剤薄層として形成できる。従って現像領域10
0〜103での現像効果は安定したものとなる。そして前述した現像部に搬送さ
れた現像剤の内少なくとも前記現像担持部材表面に担持されたトナー粒子を静電
潜像担持体に転移させる交互電界を前記現像部に形成する交互電界形成手段を有
し、前記現像部において、前記静電潜像担持体と前記現像剤担持部材とで画成さ
れる空間の容積に対して、該現像部に搬送された現像剤の磁性粒子が占める体積
比率が1.5%乃至30%で ある現像方法及び装置に対して多大な効果を与えることが確認できた。 第3図は現像剤限定部材26の非磁性ブレード側に磁性体50を設置した場合
を示してある。この場合磁性体50は磁極23aに対向する位置に設けるのは好
ましくない。なぜならば対向していると、磁極23aとの間に強い集中磁界が発
生し、上記磁極23aによる磁性粒子のかくはん及びほぐし効果が低減するから
である。しかし規制部に磁性体を設けスリーブ内部磁石23との間で磁性粒子の
磁気的規制を行うことは規制部材のスリーブとの間隙公差の拡大になり、有効的
である。又、磁性粒子ないしはスリーブ上に付着したトナーを比較すると、スリ
ーブ上に付着したトナーの帯電電荷量は磁性粒子に付着したものよりも小さい。
この理由はスリーブの移動と供に、磁性粒子も搬送されるためスリーブ上のトナ
ーが磁性粒子によって摺擦される機会が少なくなっているためである。このスリ
ーブ上のトナーを所定の値にまで持ち上げるためには、スリーブ上のトナーを積
極的 に摺擦してやる必要がある。即ちスリーブ表面近傍でスリーブの移動に反して相
対速度のずれを生じさせる磁性粒子の存在が必要となる。 しかし単純に磁性粒子の搬送性を低下させることは前述のトナーの取り込み作
用を考慮すると不可能である。又、規制部で上述の様にスリーブ内磁極23aに
対向して磁性体を配置し、集中磁界を発生させ磁性粒子のスリーブ上への摺擦力
を向上することも上述の如く、現像剤循環規制部材26のつくる空間に磁極の最
大磁力発生部を配置する効果を低減させる。 そこで本実施例においては磁極23aよりもスリーブ回転方向に関して下流側
に該磁性体50を設け、磁極23aのブレード側の磁力線がほぼスリーブ表面の
接線方向に集中する如く構成した。これによりスリーブ表面近傍のみの磁性粒子
がスリーブ表面に沿って、磁気ブラシを形成し、スリーブ上のトナーを摺擦し、
スリーブ上のトナーのトリボ賦与を高めることができた。 上記案内面261は、端263と端262との 間の長さが、直線(平面)のとき回転方向に関して5mm以上15mm以下が好
ましい。5mmより下であると、現像剤案内効果が半減し、磁性粒子が部材26
の上方にもり上がる場合が生じるので好ましくなく、15mmを越えることは装
置小型化の観点から好ましくない。又、前述した直線L1,L3のなす角度βは、
好ましくは5°以上が良い。これは磁界発生手段としての磁極23aが角度(θ
+β)で画成された規制領域に対して磁界の効果を規制部材24や部材261(
磁性体50を含んだものも加えて)との作用関係を満たす上で安定して発揮する
ために重要である。 尚、磁極23aの磁束密度は600G以上、好ましくは700G以上が好まし
い。これは磁性粒子層のトナーコンテンツ変化に対して現像剤の塗布状態がカッ
ト磁極の磁束密度が高い程安定する傾向にあるからである。特にトナーコンテン
ツ維持のために自動トナー補給装置を持たない本発明の現像装置に於いては80
0G以上の磁束密度であることが好ましい。 第1図に於いて磁極23cは現像磁極であるが、この現像磁極はほぼ現像部に
位置し、磁性粒子の潜像への付着を防止する為、800G以上の磁束密度である
とよい。 本発明は上述した各構成の任意の組合せを含むことは言うまでもない。 いずれにしても本発明は、従来現像方法、装置では得られなかった高画質を提
供できるものであり、現像装置を使い捨てタイプの小型なものにできたという優
れた効果を奏するものである。 磁性粒子層に近接或いは接触して矢印d方向に回転駆動してトナー37を磁性
粒子層へ供給する。 現像容器36の概略水平方向に隣接してトナーを貯蔵しておくトナー貯蔵容器
38を配設し、該トナー貯蔵容器内には現像容器36内へトナーを送るトナー搬
送部材(10)が設けられている。 S磁極23bはカット磁極23aとの磁界の作用で現像容器36内での現像剤
27の動きを制御し、更にN磁極23dとの磁界の作用で磁性シール引部で磁気
ブラシを形成して、現像剤が漏れ出 ることを防止する。 N磁極23dは現像後の現像剤を回収する回収磁極であり、磁性シール先端部
よりも現像スリーブ移動方向上流側に配置される。 ここで現像部における磁性粒子の体積比率について説明する。「現像部」とは
スリーブ22から感光ドラム1へのトナーが転移あるいは供給される部分である
。「体積比率」とはこの現像部の容積に対するその中に存在する磁性粒子の占め
る体積の百分率である。上記現像装置においてはこの体積比率が重要な影響を有
すること、およびこれを1.5〜40%(より好ましくは30%)、特に2.6
〜26%とすることが極めて好ましい。 1.5%未満では、現像像濃度の低下が認められること、スリーブゴーストが
発生すること、穂51が存在する部分としない部分との間で顕著な濃度差が発生
すること、スリーブ22表面上に形成される現像剤像の厚さが全体的に不均一と
なることなどの点で好ましくない。 40%まではスリーブ表面をわずかに開放でき るが、30%を超えるとスリーブ面を覆う磁性粒子が多くなるために潜像担持体
面を強く摺擦し、掃目むらを生じやすくなる。更に磁性粒子がスリーブ面を閉鎖
する度合いが増大するために、スリーブ上に塗布されたトナーが飛翔することが
防げられるため、磁性粒子が作った掃目むらをならす効果が小さくなってしまう
。 特に本発明にとって、好ましい現像方法として挙げた上記条件は体積比率の増
加あるいは減少にしたがって画質が単調に劣化または増加するのではなく、1.
5〜30%の範囲で十分な画像濃度が得られ、1.5%未満でも30%を超えて
も画質低下が発生し、しかもこの画質が十分な上記数値の範囲ではスリーブゴー
ストも掃目むらもかぶりも発生しないという事実に基づくものである。前者の画
質低下は負性特性によるものと思われ、後者は磁性粒子の存在量が大きくなって
スリーブ22表面を開放できなくなりスリーブ22表面からのトナー供給量が大
幅に減少することから生ずると考えられる。 又1.5%未満では、線画像の再現性に劣り、画質濃度の低下が顕著である。
逆に30%を超えた場合は磁性粒子が現像像ばかりでなく感光ドラム面を傷つけ
る問題,画像の一部として付着して行くために生じる転写,定着の問題がある。 そして磁性粒子の存在が1.5%に近い場合は、大面積の一様高濃度画像(ベ
タ黒)の再現時に、「あらび」と称せられる部分的現像ムラが発生する場合(特
別環境下等)があるので、これらが発生しにくい体積比率とすることが好ましい
。この数値は現像部に対して磁性粒子の体積比率が2.6%以上であることでこ
の範囲はより好ましい範囲となる、又、磁性粒子の存在が30%に近い場合は、
磁性粒子の穂が接する部分の周辺にスリーブ面からのトナー補給が遅れる場合(
現像速度大の時等)があり、ベタ黒再現時にうろこ状の濃度ムラを生じる可能性
がある。これを防止する確実な範囲としては、磁性粒子の上記体積比率が26%
以下がより好ましいものとなる。 体積比率が1.5〜30%の範囲であれば(実 施例では4%に設定した)、第4図に示すようにスリーブ22表面上に穂51が
好ましい程度に疎らな状態で形成されるので、潜像担持体を強く摺擦すること無
くスリーブ22および穂上の両方のトナーが感光ドラム1に対しても十分に開放
され、スリーブ上のトナー100も交互電界で飛翔転移するので、ほとんどすべ
てのトナーが現像に消費可能な状態となることから掃目むらを生ぜず高い現像効
率(現像部に存在するトナーのうち現像に消費され得るトナーの割合)および高
画像濃度が得られる。好ましくは微小なしかし激しい穂の振動を生じさせ、これ
によって磁性粒子およびスリーブ22に付着しているトナー100がほぐされる
。いずれにせよ磁気ブラシの場合などのような掃目むらやゴースト像の発生を防
止できる。さらに穂の振動によって、磁性粒子27とトナー28との摩擦接触が
活発になるのでトナー28への摩擦帯電を向上させ、かぶり発生を防止できる。
なお現像効率が高いことが現像装置の小型化に適する。第8図の磁極はS極23
bとして第6図の現像極 23cと変えているが、本例としてはどちらでも良い。 上記現像部に存在する磁性粒子27の体積比率は(M/h)×(1/ρ)×[
(C/(T+C)]で求めることができる。ここでMはスリーブの単位面積当り
の現像剤(混合物…非穂立時)の塗布量(g/cm2)、hは現像部空間の高さ
(cm)、ρは磁性粒子の真密度g/cm3、C/(T+C)はスリーブ上の現
像剤中の磁性粒子の重量割合である。 なお、上記定義の現像部において磁性粒子に対するトナーの割合は4〜40重
量%が好ましい。上記実施例のように交番電界が強い(変化率が大きいかまたは
Vppが大きい)場合、穂がスリーブ22からあるいはその基部から離脱し、離
脱した磁性粒子27はスリーブ22と感光ドラム1との間の空間で往復運動する
。この往復運動のエネルギーは大きいので、上述の振動による効果がさらに促進
される。 以上の挙動は高速度カメラ(日立製作所製)で 8000コマ/秒の撮影を行って確認された。感光ドラム1表面とスリーブ22
表面との間隙を小さくして、感光ドラム1と穂との接触圧力を高め、振動を小さ
くした場合でも、現像部の入口側および出口側では空隙は大きいので、十分な振
動が起り、上述の効果が奏される。 逆に、感光ドラム1とスリーブ22との間隙を大きくして、磁界を印加しない
状態で穂は感光ドラム1に接触しないが、印加した場合は接触するような距離と
することが好ましい。 第1図において、スリーブ22として直径20mmのアルミスリーブの表面を
、アランダム砥粒により不定型サンドブラスト処理したものを用い、磁石24と
して4極着磁でN極、S極が交互に配置されたものを用いた。磁石23による表
面磁束密度の最大値は約900ガウスであった。 ブレード24としては1.2mm厚の非磁性ステンレスを用い、上記角度θを
15°とした。磁性粒子としては、表面にシリコン樹脂コートした粒径70〜5
0μ(250/350メッシュ)の フェライト(最大磁化60emu/g)を用いた。 上記角度φおよびθ2は約120°および20〜30°とした。また上記距離
L、lは4〜5mm、1.5〜3mmとした。 非磁性トナーとしては、スチレン/ブタジエン共重合体系樹脂100部に銅フ
タロシアニン系顔料5部から成る平均粒径10μのトナー粉体にコロイダルシリ
カ0.6%を外添したブルートナーを用いたところ、スリーブ22表面上にコー
ティング厚約10〜30μmのトナー塗布層を得、さらにその上層として100
〜200μの磁性粒子層を得た。各磁性粒子の表面上には上記トナーが付着して
いる。 このときのスリーブ22上の磁性粒子と全トナーとの合計重量は約2.43×
10-2g/cm2であった。 このときの磁性粒子付着トナーとスリーブ付着トナーの重量比は約2:1であ
った。 以上に説明のごとく、本実施例によれば、高画像濃度、高現像効率で、かぶり
、ゴースト像、掃 目むら、負性特性のない現像を行うことができる。 スリーブ22の材料としてはアルミニウムのほか真ちゅうやステンレス鋼など
の導電体、紙筒や合成樹脂の円筒を使用可能である。また、これら円筒の表面を
導電処理するか、導電体で構成すると現像電極として機能させることもできる。
さらに、芯ロールを用いてその周面に導電性の弾性体、例えば導電性スポンジを
巻装して構成してもよい。 現像部の磁極23bについては、実施例では現像部の中央に磁極を配置したが
、中央からずらした位置としてもよく、また磁極間に現像部を配置するようにし
てもよい。 トナーには、流動性を高めるためにシリカ粒子や、例えば転写方式画像形成方
法に於いて潜像保持部材たる感光ドラム3の表面の研磨のために研磨剤粒子等を
外添してもよい。トナー中に少量の磁性粒子を加えたものを用いてもよい。すな
わち、磁性粒子に比べ著しく弱い磁性であり、トリボ帯電可能であれば磁性トナ
ーも用いることができる。 ゴースト像現象を防止するために、容器21内 へ戻り回動したスリーブ22面から現像に供されずにスリーブ22上に残った現
像剤層を、一旦スクレーバ手段(不図示)でかき落し、そのかき落しされたスリ
ーブ面を磁性粒子層に接触させて現像剤の再コーティングを行わせるようにして
もよい。 磁性粒子とトナーとの濃度を検出して、この出力に応じて自動的にトナーを補
給する機構を設けてもよい。 本発明の現像装置は容器21、スリーブ22およびブレード24などを一体化
した使いすてタイプの現像器としても、画像形成装置に固定された通常現像器と
しても使用可能である。 本発明の現像装置は静電潜像担持体である。感光ドラム1の中心ODを通る水
平面X,鉛直面Yに関して第2象限B又は第3象限Cに配置する場合に特に適し
ている。 前述したように、本発明の現像装置は磁性粒子の移動により磁性粒子層がトナ
ー層からトナーを取り込み、磁性粒子あるいはスリーブとの摺擦に よってトナーは摩擦帯電を受けたり、更には磁性粒子層のトナーコンテンツを自
然にある所定の値に維持している。一般に2成分現像装置においては、トナーへ
の電荷附与及びトナーコンテンツの維持のために磁性粒子の循環が非常に重要な
ファクターであるが、磁性粒子層がスムースに循環するためには、現像剤規制部
材24で規制された余剰の現像剤には、重力の作用によって磁性粒子循環の始点
である磁性シール31近傍へ自然に戻る構成を取る必要が生じるが、本体装置の
構成上第2象限B,第3象限Cに現像装置を配置する必要がある場合、現像剤担
持体22の移動方向は感光ドラム1に対して反対方向となってしまい、前述した
不都合により掃目ムラを生じ易くなる。 しかるに、本発明の構成をとることによりそれを防止し、高品質の画像を得る
ことが可能となる。 〔発明の効果〕 本発明の構成により、現像部において静電潜像担持体の移動方向に対して現像
剤が反対方向に摺擦する構成においても、掃き目むらの無い高濃度 で高現像効率の現像装置を提供できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a two-component developing method for developing using magnetic carrier particles and toner particles.
The present invention relates to a developing device of the type. The present invention relates to a display device for image recording and forming, a printer, and a facsimile electrophotographic apparatus.
This is a developing device that can be applied to various devices. [Background Art] Applicants form a thin layer of developer on a developer carrier, and contact the thin layer of developer with a latent image.
And a developing device that applies an alternating electric field to the approaching portion to perform development.
Nos. 58-32375 and 58-32377). This device has a development efficiency (toner that can be consumed for development among toners existing in the development section).
Is very useful in terms of miniaturization, etc.
Since the developer used is a one-component magnetic toner, the toner must contain a magnetic material.
Is indispensable, so that the fixability of the developed image is poor,
It has disadvantages such as bad things. As a device to compensate for this drawback, the applicant uses non-magnetic toner and uses non-magnetic toner.
Developed a method and apparatus for forming a thin thin layer on a developer carrying member, and developed a non-magnetic toner
A developing method of developing by applying an alternating electric field with a thin layer of only
A device has been proposed (JP-A-58-143360 and JP-A-59-101680).
). This maintains the advantages of the developing device using the magnetic toner described above,
This is useful because the disadvantages caused by the inclusion of the material have been eliminated, but the density of the developed image is relatively low.
Relatively low and the negative characteristics described below (image density decreases with increasing latent image potential)
Defects) in developing characteristics, such as the case where Further, what is known as a so-called two-component magnetic brush developing method (for example,
No. 53-93841), a non-magnetic developer can be used,
Because the ratio of consumable toner in the magnetic brush is small, brushes with low development efficiency
Traces of rubbing are generated on the developed image like sweeping. Particularly, in the developing section, the moving direction of the developer carrier is the same as the moving direction of the electrostatic latent image carrier.
Is reversed, the magnetic brush strongly rubs the electrostatic latent image surface.
There is a disadvantage that the layer sweep pattern is strongly generated on the image. [Object of the Invention] The present invention has a high developing efficiency and can form a developed image having a high image density.
It is an object of the present invention to provide a developing device that does not generate a sweep pattern and has no negative characteristics. SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, the moving direction of a developer and the moving direction of an electrostatic image carrier in a developing section are reversed.
A large amount of magnetic particles are developed as in the conventional two-component magnetic brush development.
Magnetic particles constrained by the fixed magnetic field in the developing section instead of being supplied to the developing section.
By supplying a small amount of magnetic particles that open the surface of the imaging agent carrier,
An excellent high-quality developed image can be obtained. Moreover, the magnetic particles are generated by the alternating electric field.
The toner particles on the surface and the surface of the developer carrier can be effectively used, and the present invention is effective for both contact development and non-contact development. Embodiment FIG. 1 is a cross-sectional view of a developing device according to an embodiment of the present invention having the above-described system.
. The latent image carrier 1 is made of an insulating drum for electrostatic recording or α-Se, Cds, ZnO Two ,
OPC, photosensitive drum or photosensitive belt having photoconductive insulating material layer such as α-Si
It is. The latent image carrier 1 is rotated in the direction of arrow a by a driving device (not shown).
Reference numeral 22 denotes a developing sleeve which is close to or in contact with the latent image carrier 1, for example,
It is made of a non-magnetic material such as aluminum and SUS316. Developing sleeve 2
Reference numeral 2 denotes a left substantially half circumferential surface formed in a horizontally long opening formed in the longitudinal direction of the container on the lower right wall of the developing container 36.
It is made to protrude into the container 36, and a substantially right half peripheral surface is exposed to the outside of the container to be rotatably supported.
And is driven to rotate in the direction of arrow b. Reference numeral 23 denotes a fixed magnet inserted into the developing sleeve 22 and positioned and held in the illustrated position and orientation.
This is a fixed permanent magnet (magnet) as a field generating means. Even if the developing sleeve 22 is driven to rotate, the magnet 23 is fixed at the position and posture shown in the drawing.
Will be retained. The magnet 23 has N magnetic poles 23a, S magnetic poles 23b, and N magnetic poles.
It has four magnetic poles 23c and 23d S-poles. Magnet 23 is electromagnetic instead of permanent magnet
Stones may be provided. Reference numeral 24 denotes an upper edge side of the developer supply opening where the developing sleeve 2 is disposed,
It is fixed to the wall, and the front end side is protruded outside the
A non-magnetic blade as a developer regulating member disposed along the length, for example, SuS
316 is bent into a cross-section path. Reference numeral 26 designates the upper surface of the non-magnetic blade 24 in contact with the lower surface, and the front end surface thereof
61 is a magnetic particle limiting member. 27 is a magnetic particle having a particle size of 20 to 100 μm, preferably 30 to 80 μm.
Apparent density of about 2.4 to 2.8 g / cc ferrite particles (maximum magnetization 60 to 70 emu)
/ G) can be used. If it is smaller than 20μ, the ears on the developing sleeve are poor, and
Tend to be. If it is larger than 100μ, the ability to apply tribo to the toner will decrease.
Also, the photosensitive plate is easily damaged. 37 is a non-magnetic developer toner. Numeral 31 denotes no magnetic particles 27 from the lower part of the developing container 36 in which the developing sleeve 22 is disposed.
In order to prevent leakage of the non-magnetic toner particles 37, the developing sleeve
A magnetic material disposed opposite the probe 22, for example, a plated iron plate
It is. Recovery of the magnetic particles 27 by the magnetic field between the magnetic body 31 and the magnetic pole 23d of S polarity
A sealing effect that achieves leakage prevention is obtained. Reference numerals 38 and 35 denote a toner storage container and a magnetic particle storage container, respectively. Reference numeral 40 denotes a sealing member which seals the toner accumulated in the lower portion of the developing container 36 and has elasticity.
The sleeve 22 is bent in the rotation direction, and the surface side of the sleeve 22 is elastically
Pressing. The seal member 40 permits the developer to enter the inside of the container.
Thus, the end portion is provided on the downstream side in the sleeve rotation direction in the contact area with the sleeve. FIG. 2 is a view showing a main part near the limiting member 26 on the downstream side of the magnetic material 31 shown in FIG.
It is clear that the operation can be stabilized by combination with the magnetic member 31.
. L Four Is the horizontal plane passing through the center Os of the developing sleeve, and Q is the center Os of the developing sleeve.
It is a vertical plane that passes through the first quadrant 100, the second quadrant 101, the third quadrant 102, and the fourth quadrant.
Limit 103. In the drawing, reference numeral 241 denotes a regulating end of the regulating member 24, and
The closest distance d to the facing part 242 on the surface of the probe 22 Two Fixed with
Have been. The developer guide diagram 261 shows how the sleeve rotates toward the regulating member side end 263.
A slope is formed from the upstream end 262 with respect to the direction b, and gradually forms a slope with the surface of the sleeve 22.
It faces the regulating member 24 while decreasing the distance. Guide surface end 263, close to regulating member
Here, the developer is regulated by the end 241 of the regulating member 24. end
263 is a distance (d 1 + D Two ) Located through. d 1 Is end 2
63 is the distance between the end 241 and d 1 > 0. Here, the facing part 242 on the sleeve
A plane P ′ that is parallel to the tangent plane P and passes through the end 263 is defined. Guide surface 261
The angle ρ with respect to the plane P ′ assumes the developer guiding effect of the guide surface and the movement of the developer.
Important as a parameter. L 1 Is a portion that gives the maximum magnetic flux density of the magnetic pole 23a.
A straight line passing through the center Os of the sleeve, L Two Represents the regulating agent end 241 and the center Os of the sleeve.
The angle β is a straight line L 1 And the straight line L Two And the angle between them. This angle β is also developed
It is an important parameter in the drug control area. L Three Is the end 262 of the guide surface 261
Is a straight line passing through the center Os of the sleeve, and a straight line L 1 Form an angle β (> 0) between
I do. Note that the vertical plane Q and the straight line L Two Is δ. In the following example, the regulating member
24 is a non-magnetic blade, non-magnetic toner particles for toner, and ferrite for carrier
With resin coated 10 7 Magnetic particles of Ω · cm or more were used. The end 241 of the non-magnetic blade 24 and the surface of the developing sleeve 22 at the point 241
The distance d Two Is 50 to 600 μm, preferably 150 to 500 μm. This distance d Two Is 50
If it is smaller than μm, magnetic particles to be described later are clogged during this, and the developer layer tends to be uneven.
Low density due to the inability to apply the developer necessary for good development
There is a disadvantage that only a developed image having many irregularities can be obtained. If it is larger than 600 μm,
The amount of the developer applied on the image sleeve 22 is increased, and a predetermined developer layer thickness can be regulated.
The magnetic particles adhere to the latent image carrier, and the
The development restriction by the agent limiting member 26 is weakened, and the toner tribo is insufficient and fogging is likely to occur.
Disadvantages. Distance d between non-magnetic blade end 242 and guide surface end 263 1 Is 0.5-5.0m
m, preferably 1.5 to 4.0 mm. This distance d 1 Is smaller than 0.5 mm
In this case, the pressing force of the developer on the developing sleeve by the developer limiting member 26 increases.
The triboelectric potential of the developer abnormally rises and the desired development characteristics cannot be obtained.
When a toner or the like is used, the toner may be fused to the developing sleeve 22. This distance d 1 Is larger than 5.0 mm, the developer on the developing sleeve 22
The pressing pressure of the toner is too weak to give a sufficient tribo to the toner. of course
It has an automatic toner supply mechanism like a general two-component developing device,
In the case where sufficient frictional electrification is performed between 1 5.0 mm
It is possible to set above. Also, (d 1 + D Two ) Is 5.6mm or less, preferred
It is better to be 5 mm or less. The angle ρ is 0 <ρ ≦ 45 when the upward direction from the plane P ′ is a plus direction, preferably
Is 0 <ρ ≦ 30. When ρ <0 °, the developing sleeve 22 and the non-magnetic blade 2
4 has a sharp wedge-shaped space formed by the end 241 and the guide surface 261 and is filled with developer.
In rare cases, the pressure may increase, and the frictional charging potential may be abnormally increased, and the toner may be fused. ρ>
In the case of 45 °, the developer is pressed against the developing sleeve 22 by the developer limiting member 26.
As a result, the effective force of the developer limiting member 26 is lost. Is between 0 and 35 degrees, preferably between 5 and 25 degrees. When θ <0, the development formed by the magnetic force, mirror image force, cohesive force, etc. acting on the developer
The thin agent layer becomes sparse and uneven, and when θ> 35 ° is exceeded, a non-magnetic blade
In this case, the amount of the applied developer increases, and it is difficult to obtain a predetermined amount of the applied developer. The setting angle δ of the non-magnetic blade 24 is determined from the vertical line Q due to the relation of the moving state of the developer.
When added in a counterclockwise direction, it is preferable that -60 ° <δ <120 °. Here, when FIG. 2 is viewed as the first to fourth quadrants, the developer limiting member 26 is
Horizontal plane L passing through the rotation center of the developer carrying member 22 during image formation Four Located above,
With respect to the vertical plane Q passing through the rotation center Os, the developer guide surface 261 is on the left side (second
It exists over both the quadrant 101) and the right side (the first quadrant 100). this is
In addition to the operation of the guide surface 261 that the developer can be stably supplied to the developer regulating region.
In addition, the developer can be further supplied to the restricted area by gravity. The developer regulating member 24 has a horizontal plane L passing through the rotation center of the developer carrying member. Four Is located in the first quadrant 100 defined by
The regulating end 241 is separated from the surface of the developer carrying member 22. this is
Since the regulating end is on the downstream side in the rotation direction b with respect to the vertical plane Q, the regulating end
241 is densely packed in the container space near, and forms a stable magnetic particle occupation state
This is a preferred configuration for A first quadrant 100 to a fourth quadrant 103 as a development area in FIG. 1 and a seal area
And a third quadrant 102 as 1 = 1.5mm, d Two = 250 μm, θ = 1
When 8 °, δ = 15 ° and ρ = 20 ° are set, a magnetic particle layer is formed on the sleeve surface.
Then, a toner particle layer was formed on the magnetic particle layer, and development was performed. Even if the sleeve 22 is rotationally driven in the direction of the arrow b, the magnetic particle layer has a magnetic force and a gravitational force.
Of the sleeve 22 by the balance between the constraint force based on
Moves slowly as you move away from the surface and can move slightly above the magnetic particle layer
Form an almost immobile stationary layer. Of course, some fall under the influence of gravity. Therefore, the arrangement positions of the magnetic poles 23a and 23b and the fluidity and magnetic characteristics of the magnetic particles 27
By appropriately selecting the magnetic particle layer, the magnetic particle layer is conveyed and moved in the direction of the magnetic pole 23a closer to the sleeve.
A moving layer is formed. Due to the movement of the magnetic particles, the magnetic particle layer (first layer) becomes a toner layer (first layer).
The toner is taken in from the second layer), and the toner is rubbed with the magnetic particles or the sleeve.
Is transferred to the developing area with the rotation of the sleeve 22 due to the triboelectric charge and is supplied to the developing area.
Is done. The movement of the magnetic particle layer is determined by the fluidity and magnetic force of the developer and
When the toner content is low, the stationary layer becomes smaller, and most of the magnetic particle layers become faster.
Move to take in toner from the toner layer. Also, if the toner content is high,
The stationary layer becomes larger, and the moving layer of the magnetic particle layer is separated from the toner layer covered by the stationary layer.
Contact cannot be made, and almost no toner is taken in. Therefore nature
A certain amount of toner content is maintained. Next, the vicinity of the non-magnetic blade 24, which is a developer application amount regulating member, and the limiting member 26
Will be described. The limiting member is a toner supply to the developer regulating section.
It is not just mechanically preventing unwanted entry. As described above, the member 26 is
In the regulation area surrounded by the sleeve, the magnetic pole N 1 With the rotation of the sleeve by the pole
The conveyed magnetic particles are packed along the guide surface 261 of the limiting member 26 and
It becomes tedious. In this area, the magnetic particles and blades
The magnetic particles that are flowing out of the container are dynamically replaced by magnetic particles.
Although they are in a state of collision due to collision with each other, in a substantial packing state
Has become. For this reason, tribo-impartation of the toner from the magnetic particles or the sleeve
Is carried out, and the trie which has been conveyed with weak force on magnetic particles or sleeves
The toner with a small amount of toner is separated from the magnetic particles or the sleeve. In other words, Tona
Sorting and charging improvement. Therefore, the toner sufficiently given the tribo-application can be used for development. Also, when transporting magnetic particles
The non-uniform state is also leveled in the space, and the uniformization and stabilization of the coating of the magnetic particle layer is also achieved.
Achieved. Accordingly, the guide surface 261 is indispensable for the limiting member 26, and the slope
And the volume of the space greatly affect the packing state of the magnetic particles in the space
. On the other hand, the magnetic pole 23a fixed to this region is
The magnetic particles in the solid state are rearranged along the lines of magnetic force. The packing condition in the space
There are some points of instability with respect to ribotherapy, and a certain amount of
Requires a locking state. It has been transported almost tangentially over the sleeve
Stirring of magnetic particles to form a magnetic brush with a force perpendicular to the direction
Not only the effect but also the loosening effect works, giving the toner a tribo and magnetic
Uniform and stable application of the particle layer is further promoted. At this time, depending on the surrounding configuration,
If the concentrated developer is subjected to a large amount of pressure, the developer may be clogged too much.
By opposing each other, excessive pressure concentration in the regulation area is prevented, and developer
It is considered that the concentration and the stable high-density ratio of the magnetic particles can be maintained. Follow
The magnetic pole 23a is provided under the condition that magnetic particles are easily packed in the space, for example, as shown in FIG.
In the case of δ <0 shown, it works particularly effectively. Due to the above restriction area, a stable amount of magnetic particles and
The minutely charged toner particles can be formed as a developer thin layer. Therefore, the development area 10
The developing effect at 0 to 103 becomes stable. Then, it is transported to the developing section described above.
The toner particles carried on at least the surface of the developer carrying member of the developer are electrostatically charged.
An alternating electric field forming means for forming an alternating electric field for transferring to the latent image carrier in the developing section;
In the developing section, the electrostatic latent image carrier is defined by the developer carrier.
The volume occupied by the magnetic particles of the developer conveyed to the developing unit with respect to the volume of the space
It was confirmed that a great effect was obtained for the developing method and the apparatus in which the ratio was 1.5% to 30%. FIG. 3 shows a case where the magnetic body 50 is installed on the non-magnetic blade side of the developer limiting member 26.
Is shown. In this case, it is preferable to provide the magnetic body 50 at a position facing the magnetic pole 23a.
Not good. This is because a strong concentrated magnetic field is generated between the magnetic pole 23a and the magnetic pole 23a.
And the effect of stirring and loosening the magnetic particles by the magnetic pole 23a is reduced.
It is. However, a magnetic material is provided in the regulating portion and the magnetic particles
Implementing magnetic regulation increases the tolerance of the gap between the regulating member and the sleeve, and is effective.
It is. Also, when comparing the magnetic particles or toner adhering to the sleeve,
The amount of charge of the toner attached to the magnetic particles is smaller than that of the toner attached to the magnetic particles.
The reason for this is that magnetic particles are also transported along with the movement of the sleeve, so the toner on the sleeve is
This is because the chance of the particles being rubbed by the magnetic particles is reduced. This pickpocket
To raise the toner on the sleeve to a predetermined value, collect the toner on the sleeve.
It is necessary to rub extremely. That is, in the vicinity of the sleeve surface,
The presence of magnetic particles that cause a shift in speed is required. However, simply reducing the transportability of magnetic particles is due to the aforementioned
It is not possible considering the use. In addition, as described above, the regulating portion
A magnetic material is placed opposite to generate a concentrated magnetic field, and the magnetic particles slide on the sleeve.
As described above, it is possible to improve the magnetic pole in the space created by the developer circulation regulating member 26.
The effect of arranging the large magnetic force generating portion is reduced. Therefore, in this embodiment, the downstream side of the magnetic pole 23a with respect to the sleeve rotation direction.
The magnetic body 50 is provided on the surface of the sleeve, and the magnetic field lines on the blade side of the magnetic pole 23a are substantially on the sleeve surface.
It was configured to concentrate in the tangential direction. As a result, magnetic particles only near the sleeve surface
Forms a magnetic brush along the sleeve surface, rubs the toner on the sleeve,
The tribo application of the toner on the sleeve could be increased. When the length between the end 263 and the end 262 is a straight line (flat surface), the guide surface 261 preferably has a length of 5 mm or more and 15 mm or less with respect to the rotation direction.
Good. If it is less than 5 mm, the developer guiding effect is halved and the magnetic particles
It is not preferable because it may rise above the
This is not preferable from the viewpoint of miniaturization. In addition, the straight line L 1 , L Three Angle β
Preferably, the angle is 5 ° or more. This is because the magnetic pole 23a as the magnetic field generating means has an angle (θ
+ Β), the effect of the magnetic field on the regulation region defined by the regulation member 24 or the member 261 (
(Including the one containing the magnetic substance 50) and stably exerts it in satisfying the working relationship.
Important for. The magnetic flux density of the magnetic pole 23a is preferably 600G or more, more preferably 700G or more.
No. This is because the application state of the developer is not affected by the change in the toner content of the magnetic particle layer.
This is because the higher the magnetic flux density of the magnetic pole, the more stable the magnetic pole. Especially toner content
In the developing device of the present invention which does not have an automatic toner replenishing device for maintaining
Preferably, the magnetic flux density is 0 G or more. In FIG. 1, the magnetic pole 23c is a developing magnetic pole.
And a magnetic flux density of 800 G or more to prevent the magnetic particles from adhering to the latent image.
Good. It goes without saying that the present invention includes any combination of the above-described configurations. In any case, the present invention provides high image quality that cannot be obtained by conventional developing methods and apparatuses.
It is an advantage that the developing device can be made a compact disposable type.
It has an excellent effect. The toner 37 is magnetized by rotating in the direction of arrow d in close proximity to or in contact with the magnetic particle layer.
Supply to the particle layer. A toner storage container that stores toner adjacent to the developing container 36 in a substantially horizontal direction.
The toner storage container is provided with a toner carrier 38 for feeding toner into the developing container 36.
A feeding member (10) is provided. The S magnetic pole 23b acts on the developer in the developing container 36 by the action of the magnetic field with the cut magnetic pole 23a.
27 is controlled, and the magnetic seal draws the magnetic field by the action of the magnetic field with the N magnetic pole 23d.
A brush is formed to prevent the developer from leaking. The N magnetic pole 23d is a collecting magnetic pole for collecting the developer after development, and is a magnetic seal tip.
It is arranged on the upstream side in the developing sleeve moving direction. Here, the volume ratio of the magnetic particles in the developing section will be described. What is the "development section"
This is where toner is transferred or supplied from the sleeve 22 to the photosensitive drum 1.
. "Volume ratio" is the ratio of the magnetic particles present in the volume of the developing section to the volume of the developing section.
Volume percentage. This volume ratio has an important effect in the above developing device.
And 1.5% to 40% (more preferably 30%), especially 2.6%
It is very preferable to set it to 26%. At less than 1.5%, a decrease in the density of the developed image is observed,
A significant concentration difference occurs between the portion where the ears 51 exist and the portion where the ears 51 do not exist.
That is, the thickness of the developer image formed on the surface of the sleeve 22 is generally non-uniform.
It is not preferable in terms of becoming. Up to 40%, the sleeve surface can be slightly opened, but if it exceeds 30%, the magnetic particles covering the sleeve surface increase, so the latent image carrier
The surface is strongly rubbed, and uneven sweeping is likely to occur. In addition, magnetic particles close the sleeve surface
The toner applied on the sleeve may fly due to the
Can be prevented, reducing the effect of smoothing out the unevenness created by the magnetic particles
. In particular, for the present invention, the above-mentioned conditions listed as preferable development methods increase the volume ratio.
Rather than monotonically deteriorating or increasing the image quality according to the addition or reduction,
Sufficient image density can be obtained in the range of 5 to 30%.
If the image quality is deteriorated, and the image quality is within the above range, the sleeve go
It is based on the fact that neither strike nor sweeping or fogging occurs. The former painting
The quality degradation is thought to be due to negative properties, the latter being due to the increased abundance of magnetic particles.
The surface of the sleeve 22 cannot be opened, and the amount of toner supplied from the surface of the sleeve 22 is large.
It is thought to result from a reduction in width. If it is less than 1.5%, the reproducibility of the line image is inferior and the image quality density is remarkably reduced.
On the other hand, if it exceeds 30%, the magnetic particles damage not only the developed image but also the surface of the photosensitive drum.
And the problem of transfer and fixation caused by adhering as part of the image. When the presence of magnetic particles is close to 1.5%, a large area uniform high-density image
When partial development unevenness called "arabi" occurs when reproducing black
Under different circumstances), it is preferable to use a volume ratio in which these are unlikely to occur.
. This value is based on the fact that the volume ratio of the magnetic particles to the developing part is 2.6% or more.
Is a more preferable range, and when the presence of the magnetic particles is close to 30%,
When the toner supply from the sleeve surface is delayed around the area where the magnetic particles
(When the development speed is high, etc.), which may cause scale-like density unevenness when solid black is reproduced.
There is. As a certain range for preventing this, the above volume ratio of the magnetic particles is 26%.
The following are more preferred. If the volume ratio is in the range of 1.5 to 30% (set to 4% in the embodiment), the spike 51 is placed on the surface of the sleeve 22 as shown in FIG.
Since it is formed in a sparse state to a desirable extent, there is no need to strongly rub the latent image carrier.
The toner on both the sleeve 22 and the ears is sufficiently released to the photosensitive drum 1
And the toner 100 on the sleeve also flies in an alternating electric field, so that almost all
High development efficiency with no sweeping unevenness because all toner can be consumed for development
Ratio (the ratio of toner that can be consumed for development among the toner present in the developing section) and high
The image density is obtained. Preferably produce small but intense spikes of vibration,
Magnetic particles and the toner 100 attached to the sleeve 22 are loosened
. In any case, it prevents the occurrence of uneven sweep and ghost images as in the case of a magnetic brush.
Can be stopped. Further, due to the vibration of the ears, the frictional contact between the magnetic particles 27 and the toner 28 is reduced.
Since the toner becomes active, the frictional charging of the toner 28 can be improved and fogging can be prevented.
A high developing efficiency is suitable for downsizing of the developing device. The magnetic pole in FIG.
Although b is changed to the developing pole 23c in FIG. 6, either one may be used in this example. The volume ratio of the magnetic particles 27 present in the developing section is (M / h) × (1 / ρ) × [
(C / (T + C)], where M is per unit area of the sleeve.
(G / cm) Two ), H is the height of the developing space
(Cm), ρ is the true density of the magnetic particles g / cm Three , C / (T + C) is the current on the sleeve
It is a weight ratio of the magnetic particles in the imaging agent. In the developing section defined above, the ratio of the toner to the magnetic particles is 4 to 40 times.
% Is preferred. As in the above embodiment, the alternating electric field is strong (change rate is large or
(Vpp is large), the ear separates from the sleeve 22 or its base and separates.
The removed magnetic particles 27 reciprocate in the space between the sleeve 22 and the photosensitive drum 1.
. Since the energy of this reciprocating motion is large, the effect of the above-mentioned vibration is further promoted.
Is done. The above behavior was confirmed by photographing at 8,000 frames / sec with a high-speed camera (manufactured by Hitachi, Ltd.). Surface of photosensitive drum 1 and sleeve 22
By reducing the gap between the surface and the surface, the contact pressure between the photosensitive drum 1 and the spike is increased, and vibration is reduced.
Even in the case where the pressure is reduced, the gap is large at the entrance and exit of the developing
Movement occurs, and the above-described effect is achieved. Conversely, the gap between the photosensitive drum 1 and the sleeve 22 is increased so that no magnetic field is applied.
In this state, the ear does not contact the photosensitive drum 1, but when applied, the distance
Is preferred. In FIG. 1, the surface of an aluminum sleeve having a diameter of 20 mm is
, Using an irregular sandblasting process with Alundum abrasive,
Then, a four-pole magnetized N pole and S pole were used alternately. Table with magnet 23
The maximum value of the surface magnetic flux density was about 900 gauss. The blade 24 is made of non-magnetic stainless steel having a thickness of 1.2 mm,
15 °. As the magnetic particles, a particle diameter of 70 to 5 whose surface is coated with a silicone resin
0 μ (250/350 mesh) ferrite (maximum magnetization 60 emu / g) was used. The above angles φ and θ Two Was about 120 ° and 20-30 °. Also the above distance
L and l were 4 to 5 mm and 1.5 to 3 mm. As a non-magnetic toner, copper styrene / butadiene copolymer resin 100 parts is used.
Colloidal silicide is added to a toner powder having an average particle size of 10 μm comprising 5 parts of a talocyanine pigment.
When blue toner with 0.6% externally added was used,
A toner coating layer having a thickness of about 10 to 30 μm was obtained.
A magnetic particle layer of ~ 200μ was obtained. The toner adheres to the surface of each magnetic particle
I have. At this time, the total weight of the magnetic particles on the sleeve 22 and all the toners is about 2.43 ×
10 -2 g / cm Two Met. At this time, the weight ratio between the toner attached to the magnetic particles and the toner attached to the sleeve is about 2: 1.
Was. As described above, according to the present embodiment, high image density, high development efficiency, and fog
, Development with no ghost image, uneven sweep, and negative characteristics. The material of the sleeve 22 is not only aluminum but also brass and stainless steel.
Conductors, paper cylinders and synthetic resin cylinders can be used. Also, the surface of these cylinders
If it is subjected to conductive treatment or made of a conductor, it can function as a developing electrode.
Further, a conductive elastic body, for example, a conductive sponge is applied to the peripheral surface using a core roll.
It may be configured by winding. As for the magnetic pole 23b of the developing unit, the magnetic pole is arranged at the center of the developing unit in the embodiment.
May be offset from the center, and the developing section should be placed between the magnetic poles.
You may. In order to enhance fluidity, toner includes silica particles, for example, a transfer type image forming method.
Abrasive particles for polishing the surface of the photosensitive drum 3, which is a latent image holding member,
It may be added externally. A toner obtained by adding a small amount of magnetic particles to a toner may be used. sand
In other words, the magnetic particles are significantly weaker than the magnetic particles.
Can also be used. In order to prevent the ghost image phenomenon, the surface remaining on the sleeve 22 without being subjected to the development from the surface of the sleeve 22 that has turned back into the container 21 and rotated.
The image agent layer is scraped off once with a scraper means (not shown), and the scraped
Contact the magnetic layer with the magnetic layer to re-coat the developer.
Is also good. Detects the concentration of magnetic particles and toner and automatically compensates for toner according to this output.
A supply mechanism may be provided. The developing device of the present invention integrates the container 21, the sleeve 22, the blade 24 and the like.
Used developing device is the same as a normal developing device fixed to the image forming apparatus.
It can also be used. The developing device of the present invention is an electrostatic latent image carrier. Center O of photosensitive drum 1 D Water passing through
Particularly suitable for arrangement in the second quadrant B or the third quadrant C with respect to the plane X and the vertical plane Y
ing. As described above, in the developing device of the present invention, the magnetic particle layer is formed by the movement of the magnetic particles.
Toner from the magnetic layer and rubs against the magnetic particles or the sleeve, the toner is subjected to triboelectric charging, and further, the toner content of the magnetic particle layer is automatically
However, it is maintained at a predetermined value. Generally, in a two-component developing device, the toner
Circulation of magnetic particles is very important for the charge application and maintenance of toner content
Although it is a factor, in order for the magnetic particle layer to circulate smoothly, the developer
The excess developer regulated by the material 24 has the starting point of magnetic particle circulation due to the action of gravity.
It is necessary to take a configuration to return naturally to the vicinity of the magnetic seal 31 which is
If it is necessary to arrange the developing devices in the second quadrant B and the third quadrant C due to the configuration,
The moving direction of the holding body 22 is opposite to the photosensitive drum 1, and
Due to inconvenience, sweeping unevenness tends to occur. However, by adopting the configuration of the present invention, it is prevented and a high-quality image is obtained.
It becomes possible. [Effect of the Invention] With the configuration of the present invention, the developing unit develops the image in the moving direction of the electrostatic latent image carrier.
Even in a configuration in which the agent rubs in the opposite direction, it is possible to provide a developing device having high density and high developing efficiency without uneven sweeping.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明第1実施例の説明図、第2図は第1図実施例の現像剤塗布構成
の説明図、第3図は本発明第2実施例の説明図、第4図は本発明の現像部の説明
図である。 1は静電潜像担持体(aの回転方向)、22は現像剤担持体(bの回転方向)
、23c,23bは現像部固定磁界形成用磁極、34は交互電界印加手段、27
は磁性粒子、37はトナー粒子。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of a developer coating structure of the embodiment of FIG. 1, and FIG. 3 is a view of a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view of the developing section of the present invention. 1 is an electrostatic latent image carrier (rotation direction of a), 22 is a developer carrier (rotation direction of b)
, 23c and 23b are magnetic poles for forming a magnetic field for fixing the developing section, 34 is an alternate electric field applying means, 27
Is magnetic particles, and 37 is toner particles.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)静電潜像担持体と現像部を形成しトナー粒子と磁性粒子を担持搬送する現
像剤担持部材を有し、現像部で静電潜像担持体に磁性粒子の穂を接触させつつ静
電潜像担持体とは現像剤担持部材を反対方向に移動させて現像を行なう現像装置
において、 現像部で磁性粒子が占める体積比率を1.5乃至30%とし、磁性粒子の穂に
加えて現像剤担持部材表面にもトナー粒子を担持させるとともに、磁性粒子に担
持されているトナー粒子と現像剤担持部材上に担持されているトナー粒子の両方
で現像を行なうように現像部に交番電界を形成する交番電界形成手段を有するこ
とを特徴とする現像装置。
Claims: (1) A developer carrying member that forms a developing section with an electrostatic latent image carrier and carries and transports toner particles and magnetic particles is provided. In a developing device which performs development by moving the developer carrying member in the opposite direction to the electrostatic latent image carrier while contacting the ears, the volume ratio occupied by magnetic particles in the developing section is 1.5 to 30%, The toner particles are carried not only on the magnetic particles but also on the surface of the developer carrying member, and development is performed with both the toner particles carried on the magnetic particles and the toner particles carried on the developer carrying member. A developing device for forming an alternating electric field in the developing section.

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2554249B2 (en) Development device
JP2668781B2 (en) Development method
JP2556506C (en)
JP2682988B2 (en) Developing device
JP2556506B2 (en) Development device
JPS63197977A (en) Developing device
JPS62192757A (en) Developing method
JP2644489B2 (en) Developing device
JP2703887B2 (en) Developing device
JP2505814B2 (en) Development device
JPH0279863A (en) Developing method
JPH0279878A (en) Developing device
JPS63225270A (en) Developing device
JPS63225262A (en) Developing method
JPH081534B2 (en) Development device
JPS62192773A (en) Developing device
JP2528650B2 (en) Development device
JP2713882B2 (en) Development method
JPS6361275A (en) Developing device
JPS63225269A (en) Developing device
JPS6275686A (en) Developing device
JPS6275684A (en) Developing device
JPH0273383A (en) Developing device
JPS63225274A (en) Developing device
JPS63225264A (en) Developing device