JPH11190942A

JPH11190942A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11190942A
Application number: JP36708797A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Ozawa; 一郎小澤; Katsuaki Kobayashi; 克彰小林; Masaru Hibino; 勝日比野; Masanori Shida; 昌規志田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 1999-07-13
Anticipated expiration: 2017-12-25
Also published as: JP3507323B2

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ブラシ現像法に使用する二成分現像剤の
磁性キャリアに低磁化量の磁性キャリアを用いても、Ｓ
−Ｂギャップの広いラチチュードを保ったまま、現像剤
担持体上に適正範囲の現像剤量を得ることを可能とした
現像装置を提供することである。【解決手段】現像装置１に使用する二成分現像剤の磁
性キャリアとして、１キロエールステッドの磁界中にお
ける磁化量Ｍ［ｅｍｕ／ｃｍ³ ］が３０〜２００ｅｍｕ
／ｃｍ³ の範囲内の低磁化量の磁性キャリアを用い、そ
のキャリアの磁化量Ｍと、現像スリーブ２５マグネット
ローラ２９のカット極Ｎ１の半値幅α［゜］と、規制ブ
レード２８の磁性部材の、スリーブ周方向に沿う厚さＹ
［ｃｍ］とを、２５０≦α×Ｍ×Ｙ≦１０，０００［ｄ
ｅｇ・ｅｍｕ／ｃｍ² ］の関係を満たすようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式、静
電記録方式等の複写機、プリンタ、記録画像表示装置、
ファクシミリ等の画像形成装置において、電子写真方
式、静電記録方式等よって像担持体上に形成した静電潜
像を現像して可視画像を形成するのに使用する現像装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式等の画像形成装置では、現
像装置の現像剤担持体の表面に乾式の現像剤を担持し
て、これを静電潜像を形成した像担持体の表面近傍に搬
送して供給し、像担持体と現像剤担持体との間に交互
（交番）電界を印加しながら静電潜像を現像して、トナ
ー像として可視化する方法が良く知られている。

【０００３】一般に、上記の現像剤担持体は現像スリー
ブが用いられることが多く、像担持体は感光ドラムが用
いられることが多いので、以下の説明では、それぞれ現
像スリーブ、感光ドラムとして言及する。

【０００４】上記の現像方法として、たとえばキャリア
粒子とトナー粒子とを混合した二成分現像剤を、内部に
磁石を固定配置した現像スリーブ表面に磁力により担持
させ、感光ドラムと現像スリーブとが微小間隙をあけて
対向した現像領域で現像剤に磁気ブラシを形成させて、
この磁気ブラシを感光ドラムに摺擦または近接させ、そ
して現像スリーブと感光ドラム間（Ｓ−Ｄ間）に連続的
に交互電界を印加して、現像剤中のトナーを現像スリー
ブと感光ドラムとの間で転移、逆転移を繰り返させなが
ら現像を行う、いわゆる磁気ブラシ現像法が知られてい
る（たとえば特開昭５６−１４２６８号、特開昭５９−
１６５０８２号公報参照）。

【０００５】また、簡易なカラー現像や多重現像を目的
とした二成分現像剤による非接触方式の交互電界現像法
も知られている（たとえば特開昭５６−１４２６８号、
特開昭５８−６８０５１号、特開昭５６−１４４４５２
号、特開昭５９−１８１３６２号、特開昭６０−１７６
０６９号公報参照）。

【０００６】以上のような磁気ブラシを用いた二成分現
像法においては、現像スリーブ上の単位面積あたりの現
像剤の量（Ｍ／Ｓ。以下、現像スリーブ上の現像剤量
は、断らない限りこの意味で使用する）を適正な範囲に
制御することが、画質や高耐久性の点から非常に重要で
ある。

【０００７】現像スリーブ上の現像剤量が適正な範囲を
超えて多い場合は、現像スリーブがキャリアを磁気的に
保持する力が磁気ブラシの先端で弱くなるため、キャリ
アが感光ドラムに付着してしまう、いわゆるキャリア付
着や、現像によって感光ドラムに一度付着したトナーを
磁気ブラシが掻き取るため、画像濃度が目標値に達しな
かったり、画像濃度が不均一になってしまう問題があ
る。現像スリーブ上の現像剤量が適正な範囲よりも少な
い場合は、十分な画像濃度が得られない等の問題があ
る。

【０００８】このように画質安定性に大きな影響を与え
る現像スリーブ上現像剤量を所望値になるように制御す
るために、従来は、一般に現像剤規制部材と称する規制
ブレードを現像スリーブに対し間隙をあけておおよそ垂
直に配置し、この現像スリーブと規制ブレードとの間の
間隙（Ｓ−Ｂギャップ）を、現像スリーブ上に担持して
搬送してきた現像剤を通過させて層厚を規制し、現像ス
リーブ上に現像剤の薄層を形成する。その際のＳ−Ｂギ
ャップを適当に調整することにより、現像スリーブ上に
所定の現像剤量を得るものである。

【０００９】しかしながら、二成分現像方式では、通
常、Ｓ−Ｂギャップの大きさは２００〜１０００μｍ程
度とされており、部品の加工精度や組立精度により最適
なＳ−Ｂギャップから±５０μｍ程度の誤差が生じるこ
とがある。その結果、現像スリーブ上の現像剤量が最適
範囲から大きく変わって、上記したような弊害が生じ
る。

【００１０】そこで、Ｓ−Ｂギャップの変動に対して現
像スリーブ上の現像剤量の変化を小さくすること、すな
わち適正な範囲の現像剤量が得られるようなＳ−Ｂギャ
ップの範囲、つまりＳ−Ｂラチチュードを大きくするこ
とが、弊害を抑制することになり、そのための構成が必
要される。

【００１１】上記の課題解決のため、従来から磁気カッ
トと呼ばれる手法が用いられている。これは、規制ブレ
ードの一部または全部に磁性部材を使用するもので、こ
の磁性部材が現像スリーブ内磁石の１つの磁極（カット
極）により磁化されて一種の磁石として働くことによ
り、現像剤規制部に搬送された現像剤が磁性部材に引き
つけられるようになる。

【００１２】磁性部材を用いない非磁性の規制ブレード
（非磁性ブレード）の場合、純粋に機械的な間隙による
現像剤規制効果が現像スリーブ上現像剤量を決定してい
るために、図１０に示すように、Ｓ−Ｂギャップを広げ
ていくと、現像スリーブ上現像剤量はおおよそ一次的に
増加していく。

【００１３】これに対し、一部または全部に磁性部材を
用いる磁性の規制ブレード（磁性ブレード）の場合は、
機械的な間隙による現像剤規制効果の他に、上記のよう
に、磁性部材が現像剤を引きつけることによる磁気カッ
トの現像剤規制効果も加わるので、図１０に示すよう
に、現像スリーブ上の現像剤量は少なくなり、同時にＳ
−Ｂギャップの変動による変化も抑えられる。

【００１４】すなわち、磁束は透磁率の高いもの、すな
わち磁化されやすいものへ引きつけられるため、図１１
（ａ）に示すように、現像スリーブ１２５内磁石のカッ
ト極から出た磁束は、磁性の規制ブレード１２８の場
合、非磁性の規制ブレード１３８に比べてより集中する
ので、規制ブレードの現像スリーブ近傍の磁束密度が大
きくなり、多くの現像剤を規制部に保持できるととも
に、図１１（ｂ）に示すように、Ｓ−Ｂギャップの変動
に対して磁束密度の変化が少ないために、Ｓ−Ｂギャッ
プの変動に対する現像スリーブ上現像剤量の変化が抑制
されると考えられる。

【００１５】従って、磁性の規制ブレードを使用した場
合には、Ｓ−Ｂギャップの値に、個々の部品の組立精度
の公差からある程度のばらつきがあっても、現像スリー
ブ上の現像剤量を、高画質を満足できる所望範囲に制御
することができることになる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、二成
分現像剤を用いる二成分現像方式では、磁性の規制ブレ
ードによる磁気カット法を利用することにより、十分な
Ｂ−Ｓギャップのラチチュードを達成できることとなっ
た。

【００１７】ところで、近年、一層の高画質化が要求さ
れつつあり、これに対しては、二成分現像剤に、従来の
フェライトキャリアよりも磁化量を下げた磁性キャリア
を用いると、その一層の高画質化が達成できるが、図１
２に示すように、適正範囲の現像スリーブ上現像剤量を
得ることができるＳ−Ｂギャップのラチチュードが、従
来の磁化量が高いフェライトキャリアを用いた場合に比
べて狭くなる弊害が生じた。

【００１８】本発明者らの考えによれば、上記のＳ−Ｂ
ギャップのラチチュードの違いの原因は、現像スリーブ
と規制ブレードの間に存在する磁性キャリアの磁化量が
小さい場合は、図１３（ａ）に示すように、Ｓ−Ｂギャ
ップが同じでも、磁性キャリアの磁化量が大きい場合に
比べて、磁性キャリアの規制部近傍に極大値を持つカッ
ト極からでた磁束が、磁性キャリアを通過して規制ブレ
ード１２８に入る量、つまり規制ブレード１２８の現像
スリーブ１２５近傍での磁束密度が小となり、また図１
３（ｂ）に示すように、Ｓ−Ｂギャップを同量だけ広げ
たときの磁束密度の変化も大となることによるものであ
る。

【００１９】従って、本発明の目的は、磁気ブラシ現像
法に使用する二成分現像剤の磁性キャリアに低磁化量の
磁性キャリアを用いても、Ｓ−Ｂギャップの広いラチチ
ュードを保ったまま、現像剤担持体上に適正範囲の現像
剤量を得ることを可能とした現像装置を提供することで
ある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナ
ーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を担持して、像担
持体対向した現像領域へ搬送する、内側に複数の磁極を
有する磁石を固定配置した現像剤担持体と、前記現像剤
担持体上に担持された現像剤の層厚を、前記磁石の複数
の磁極のうちのカット極と協同して磁気的に規制する、
前記カット極に近接配置された現像剤規制部材とを有す
る現像装置において、前記磁性キャリアの１キロエール
ステッドの磁界中における磁化量Ｍ［ｅｍｕ／ｃｍ³ ］
が３０〜２００ｅｍｕ／ｃｍ³ の範囲内であり、前記カ
ット極の半値幅がα［゜］であり、前記現像剤規制部材
は、磁性部材単独もしくは磁性部材を含んでなり、その
磁性部材の現像剤担持体の周方向に沿う厚さがＹ［ｃ
ｍ］であり、これらＭ、α、Ｙが２５０≦α×Ｍ×Ｙ≦１０，０００［ｄｅｇ・ｅｍｕ／
ｃｍ² ］の関係を満たすことを特徴とする現像装置である。

【００２１】本発明によれば、好ましくは、前記磁性部
材の厚さＹが０．１ｃｍ以上であり、磁性部材の比透磁
率が５０以上である。前記磁性キャリアは、バインダー
樹脂、磁性金属酸化物および非磁性金属酸化物を出発原
料にして重合法により生成した樹脂磁性キャリアからな
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像装置を図
面に則して更に詳しく説明する。

【００２３】図１は、本発明の現像装置の一実施例を示
す断面図である。現像装置１は、非磁性トナーと磁性キ
ャリアを混合した二成分現像剤２２を収容した現像容器
１８を備え、現像容器１８の感光ドラム３と対面した開
口部に、現像スリーブ２５が回転自在に設置されてい
る。

【００２４】現像容器１８の内部は、隔壁１９により現
像室Ｒ１と撹拌室Ｒ２に区画され、撹拌室Ｒ２の上方に
はトナー貯蔵室Ｒ３が設けられている。貯蔵室Ｒ３の中
には補給用トナー２０が収容され、その下部にある補給
口２１からは、現像で消費されたトナーに見合った量の
トナーが撹拌室Ｒ２内に落下補給される。

【００２５】現像室Ｒ１内には現像剤撹拌スクリュー２
３が設置され、回転することにより現像室Ｒ１内の現像
剤を現像スリーブ２５の長手方向に沿って搬送する。同
様に、撹拌室Ｒ２内にも現像剤撹拌スクリュー２４が設
置され、回転することにより撹拌室２４内の現像剤を上
記と逆方向に搬送する。

【００２６】隔壁１９には図の手前側と奥側に図示しな
い開口が設けられており、スクリュー２３で搬送された
現像剤がこの開口の一つからスクリュー２４に受け渡さ
れ、スクリュー２４で搬送された現像剤がの開口からス
クリュー２３に受け渡される。

【００２７】現像スリーブ２５は、アルミニウムや非磁
性ステンレス鋼等の非磁性材料の円筒からなり、その表
面には適度な凹凸が設けられている。現像スリーブ２５
内には、ローラ状の磁石（マグネットローラ）２９が非
回転に固定配置されている。

【００２８】現像スリーブ２５は、矢印ａ方向に周速度
Ｖａで回転する感光ドラムに対して、逆方向の矢印ｂ方
向に所定の周速度Ｖb で回転し、マグネットローラ２９
の磁力によりその表面に担持した現像剤を、感光ドラム
３と対向した現像領域２６へ向けて搬送する。現像容器
１８の開口部の下端には、磁性を有する現像剤規制ブレ
ード２８が現像スリーブ２５と間隙（Ｓ−Ｂギャップ）
をあけて設置されている。現像領域２６に搬送される現
像剤は、その搬送途上、規制ブレード２８とマグネット
ローラ２９のカット極とにより、協同して磁気的に規制
され、現像スリーブ２５上に所定層厚の現像剤層に形成
される。現像スリーブ２５の回転方向は上の方向に限定
されず、感光ドラム３と同方向でも構わない。

【００２９】現像領域２６に搬送された現像剤は、マグ
ネットローラ２９の磁力により磁気ブラシを形成して感
光ドラム３の表面に接触し、表面に形成されている静電
潜像を現像する。現像スリーブ２５の周速度Ｖａの感光
ドラム３の周速度Ｖａに対する周速比は、１３０〜２０
０％が好ましく、より好ましくは１５０〜１８０％であ
る。周速比が１５０％未満では十分な画像濃度が得られ
ず、２００％以上では現像剤の飛散が生じる。

【００３０】現像スリーブ２５内のマグネットローラ２
９は、現像領域２６に対向する位置に現像磁極Ｓ１を有
している。現像磁極Ｓ１が現像領域２６に形成する現像
磁界により、現像スリーブ２５上の現像剤を穂立ちさせ
て上記の磁気ブラシを形成させ、静電潜像を現像する。
静電潜像の現像は、磁気ブラシに付着しているトナーが
潜像の画像領域に転移して付着することにより行われ、
その際、現像スリーブ２５の表面に付着しているトナー
も潜像の画像領域に転移して付着し、現像に寄与する。
現像時、現像を促進するために、バイアス電源２７によ
り現像スリーブ２５に感光ドラム３との間に、現像バイ
アスが印加される。

【００３１】本実施例によれば、マグネットローラ２９
は、現像磁極Ｓ１の他に磁極Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２を
有している。このような磁極を有するマグネットローラ
２９を内蔵した現像スリーブ２５が回転し、磁極Ｎ３お
よびＳ２の磁力により現像剤が現像スリーブ２５の表面
に汲み上げられて担持され、規制ブレード２８を通過し
て所定の層厚に規制された後、現像領域２６に至って現
像磁極Ｓ１の作用により磁気ブラシを形成し、感光ドラ
ム３上の静電潜像を現像する。

【００３２】潜像を現像した現像剤は、現像スリーブ２
５の回転により現像領域２６から現像容器１８内に戻さ
れ、その後、磁極Ｎ２、Ｎ１間の反発磁界により、現像
スリーブ２５から撹拌室Ｒ１内に落下して回収される。
撹拌室Ｒ１内に回収された現像剤は、スクリュー２３、
２４により撹拌搬送される。

【００３３】つぎに、本発明で使用するマグネットロー
ラ２９の磁極パターンについて詳述する。マグネットロ
ーラ２９は、上記したように、磁極Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、
Ｓ１、Ｓ２を備え、図２に示すような磁束密度分布の磁
極パターンを有している。これらの磁極の位置を横軸に
マグネットローラ周方向の適当な位置からの回転角表示
でとり、現像スリーブの表面における上記と同方向上の
磁束密度の分布を縦軸にプロットして展開すると、図３
のようになる。

【００３４】従来技術のところで述べたように、本発明
者らの検討および考察から分かったことは、現像剤規制
部で磁性の規制ブレードに磁束を集中させ、規制ブレー
ドの現像スリーブとの対向部での磁束密度を大きくなる
ようにすれば、Ｓ−Ｂギャップのラチチュードが広くな
ることである。

【００３５】そのためには、現像剤規制部に最近接して
いる磁極Ｎ１（カット極）の半値幅を広げると効果があ
る。ここで、磁極の半値幅とは、磁極の磁束密度分布に
おいて磁束密度の最大値の半分の大きさの磁束密度値に
なる位置の分布の幅を角度で表示したものである。

【００３６】カット極Ｎ１の半値幅を広げると、Ｓ−Ｂ
ギャップのラチチュードが広がる理由は、つぎのように
考えられる。半値幅を大きくするということは、図４
（ａ）に示すように、カット極Ｎ１の磁束密度分布のピ
ーク近傍での磁束密度の減衰が少ない、すなわち磁束の
発散が抑えられることになり、対向配置された規制ブレ
ード２８により多くの磁束が入ることになる。その結
果、規制ブレード２８の現像スリーブ２５に近接してい
る部分の磁束密度が大きくなり、より多くの現像剤が規
制ブレード２８に保持されるとともに、図４（ｂ）に示
すように、Ｓ−Ｂギャップの変動に対して磁束密度の変
化が抑制され、現像スリーブ上の単位面積あたりの現像
剤量（Ｍ／Ｓ）が適正範囲になるＳ−Ｂギャップのラチ
チュードが広くなる。

【００３７】本発明で使用する規制ブレード２８につい
て説明する。

【００３８】上記したように、規制ブレード２８は磁性
を有し、これに対しマグネットローラ２９のカット極Ｎ
１の半値幅を広くすることにより、適正範囲の現像スリ
ーブ上現像剤量を得ることができるＢ−Ｓギャップのラ
チチュードを広げることが可能になった。さらに、本発
明者らが検討を重ねた結果、Ｓ−Ｂギャップのラチチュ
ードをさらに広くするためには、カット極Ｎ１からの磁
束がより規制ブレード２８に集中するようにすればよ
く、規制ブレード２８の形状、特に現像スリーブ２５の
周方向に沿う厚さを増すと、Ｓ−Ｂギャップのさらなる
ラチチュードの拡大が可能となった。

【００３９】つまり、図５（ａ）に示すように、規制ブ
レード２８が薄い場合は、カット極Ｎ１から出た磁束が
発散してしまうのに対し、規制ブレード２８が厚いと、
より広い範囲の磁束が規制ブレード２８に入ることにな
り、そのため規制ブレード２８の現像スリーブ２５に近
接している部分の磁束密度が大きくなる。このため、よ
り多くの現像剤が規制ブレードに保持されると同時に、
図５（ｂ）に示すように、Ｓ−Ｂギャップの変動に対し
て磁束密度の変化が抑えられて、適正な範囲の現像スリ
ーブ上現像剤量が得られるようなＳ−Ｂギャップのラチ
チュードが広くなるのである。

【００４０】規制ブレード２８の材料としては、現像ス
リーブ２５内マグネットローラ２９の磁極による規制ブ
レード２８の磁化のされ易さの点から、比透磁率が５０
以上の磁性部材であればよく、たとえばＦｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ等の強磁性体やそれらを含有した化合物を用いること
ができる。

【００４１】規制ブレード２８の形状も、現像スリーブ
２５の周方向に沿う厚さが比較的あれば、図６（ａ）〜
（ｅ）に示すように、三角形、多角形など各種の断面形
状をとることができる。規制ブレード２８の現像スリー
ブ２５に面している面は、二つあるいは複数の曲率を有
するカーブあるいはＶ字状の輪郭を有するものでもよ
い。

【００４２】規制ブレード２８の磁性部材現像スリーブ
周方向厚さ（規制ブレード断面の厚さ）は、特に強度の
点から０．１ｃｍ以上であれば効果が得られ、好ましく
は厚さ０．２ｃｍ以上である。この場合、規制ブレード
２８が、図６（ａ）に示すように、現像スリーブ２５の
中心を通る垂線に対し斜めに配設されているときは、規
制ブレード２５の厚さは、上記垂線に直角の方向の厚さ
Ｙとする。

【００４３】規制ブレード２８の現像スリーブ長手方向
（軸方向）の幅は、強度的に耐えられるだけの幅が有れ
ばよく、その範囲で現像装置構成上、最適な幅として決
定すればよい。

【００４４】さらに、規制ブレード２８は一部が磁性を
有すればよく、全体が磁性部材からなっていなくてもよ
い。たとえば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、非磁
性部材２８ａの側面または基端部に磁性部材２８ｂを設
けた構成とすることができる。この場合は、磁性部材２
８ｂの断面の厚さ、すなわち現像スリーブ２５の周方向
に沿う厚さを０．１ｃｍ以上、好ましくは０．２ｃｍ以
上とする。

【００４５】以上のように、本実施例では、磁束を規制
ブレード２８に集中させることにより、Ｓ−Ｂギャップ
のラチチュードを大きく向上でき、磁性キャリアの磁化
量を低くすることによるＳ−Ｂギャップのラチチュード
が狭くなる弊害に対しては、特に現像スリーブ２５から
の磁束の出口であるカット極Ｎ１の半値幅を大きくし、
また磁束の受け側である規制ブレード２８の現像スリー
ブ周方向の厚さを増すことにより解決できる。特に両手
段を組み入れることにより、低磁化量キャリアを使用し
ても十分なＳ−Ｂギャップラチチュードを確保できるよ
うになった。

【００４６】磁性キャリアの磁化量Ｍ［ｅｍｕ／ｃｍ
³ ］、規制領域に近接しているカット極Ｎ１の半値幅α
「゜」、規制ブレード２８の現像スリーブ周方向の厚さ
Ｙ［ｃｍ］の間の定量化について述べる。

【００４７】今、磁極から出て現像剤規制部を通って規
制ブレードに入る磁束を考えると、この磁束を決定する
主たる要因は、現像剤規制部に存在する磁性キャリアの
磁化量Ｍ、カット極Ｎ１の半値幅α、規制ブレード２８
の現像スリーブ周方向の厚さＹである。

【００４８】まず、規制領域での磁束の量はカット極Ｎ
１の半値幅に比例する。つぎに、磁力線は、通過する物
質の磁化量によりその発散の度合い、従って磁束密度の
減少率が異なり、規制領域が磁化量の小さい磁性キャリ
アで満たされていると、それだけ、規制ブレード２８に
到達する磁力線が少なくなり、規制ブレード２８に入る
磁束密度が小さくなる。これらのことから、規制領域で
の磁束の量はα×Ｍに比例すると考えられる。

【００４９】この磁束が受け側である規制ブレード２８
に入る割合は、規制ブレードの厚Ｙさに比例すると考え
られるので、結局、規制領域での磁束の量は、Ａ＝α×Ｍ×ＹなるＡ［ｄｅｇ・ｅｍｕ／ｃｍ² ］に比例することにな
る。従って、このＡの値が大きいほど、規制領域におけ
る磁束の量、つまり磁束密度が大きいことになり、Ｓ−
Ｂギャップのラチチュードを広くすることが可能とな
る。

【００５０】α＝２０゜〜６０゜、Ｍ＝３０〜２００ｅ
ｍｕ／ｃｍ³ 、Ｙ＝０．０１〜１ｃｍの範囲内で、種々
値を変更して検討を行った結果、Ａの値が、２５０≦Ａ≦１０，０００［ｄｅｇ・ｅｍｕ／ｃｍ² ］の範囲であれば、±５０μｍ以上の十分なＳ−Ｂギャッ
プのラチチュードが確保できることが分かった。

【００５１】Ａの値が２５０未満になると、所望のＳ−
Ｂギャップのラチチュードが得られない。またＡの値が
１０，０００を超えるようなα、Ｍ、Ｙの組み合わせ
は、規制ブレード２８のスペース的制約や、マグネット
ローラ２９のカット極Ｎ１の半値幅制御上の制約などか
ら実現困難である。

【００５２】本発明で使用する磁性キャリアについて説
明する。本発明では、上述したように、低磁化量のキャ
リアを用いるが、これと球形の重合トナーとを組み合わ
せた二成分現像剤による二成分現像方式により、高画質
化が達成できる。

【００５３】本発明者らの実験によると、現像スリーブ
と感光ドラムのＳ−Ｄギャップが３００〜１０００μ
ｍ、現像スリーブ上現像剤量（Ｍ／Ｓ）が２０〜５０ｍ
ｇ／ｃｍ² 、現像剤のトナー濃度、つまりＴ／Ｄ比
（Ｔ：トナー量、Ｄ：現像剤量）が５〜１２％の範囲内
では、キャリアの磁化量が２００ｅｍｕ／ｃｍ³ 以下、
好ましくは１４０ｅｍｕ／ｃｍ³ 以下であれば、隣り合
う磁気ブラシの磁気的な相互作用が低磁化量のために小
さく、その結果、磁気ブラシの穂が緻密かつ短くなり、
かつ磁気ブラシが静電潜像の画像領域に付着したトナー
をソフトに掃くことにより、トナーが掻き取られる、い
わゆるスキャンベンジングを防ぎ、画像として解像度の
高いものを提供することができる。

【００５４】磁性キャリアの磁化量の適正な範囲は、３
０〜２００ｅｍｕ／ｃｍ³ 、好ましくは８０〜１４０ｅ
ｍｕ／ｃｍ³ である。磁化量が３０ｅｍｕ／ｃｍ³ 以下
になると、感光ドラムへのキャリア付着が増大するだけ
でなく、磁気的に現像スリーブ上に現像剤を塗布して搬
送できなくなる。磁化量が２００ｅｍｕ／ｃｍ³ 以上で
あると、画像に磁気ブラシによる穂むらなどが現れやす
くなる。

【００５５】磁性キャリアの磁化量と同時に粒径、比抵
抗の範囲を適正化することにより、キャリア付着、画像
劣化をさらに確実に防止することができる。つまり、磁
性キャリアの個数平均粒径を１０〜６０μｍの範囲にす
れば、微粒径キャリアの感光ドラムへの付着を防止し、
大粒径キャリアによる画像の掃きむらを見えにくくする
ことができる。またキャリアの比抵抗を１０¹⁰から１０
¹⁴Ωｃｍの範囲内にすることにより、低磁化量のキャリ
アであっても、電荷注入によるキャリア付着を防止で
き、かつキャリアのチャージアップによる画像劣化を防
止できる。

【００５６】本発明では、低磁化量キャリアとして、バ
インダー樹脂と磁性金属酸化物および非磁性金属酸化物
とを出発原料として、重合法により製造した樹脂磁性キ
ャリアを使用したが、この製造法だけに止まらず、フェ
ライトキャリア等で磁化量を制御したものでもよい。

【００５７】磁性キャリアの磁化量、粒径および比抵抗
の測定法はつぎの通りである。

【００５８】キャリアの磁化量［ｅｍｕ／ｃｍ³ ］は、
キャリアの磁気特性を理研電子（株）製の振動磁場型磁
気特性自動記録装置を用い、円筒状にパッキングしたキ
ャリアを１キロエルステッドの外部磁場中において、キ
ャリアの磁化の強さを測定し、それにキャリアの真比重
を乗ずることにより算出した。

【００５９】キャリアの粒径は、走査型電子顕微鏡によ
りランダムに３００個抽出したキャリア粒子像を撮影し
て、その撮影データをニコレ社（株）製の画像処理解析
装置Ｌｕｚｅｘ３により解析し、水平方向フェレ径をも
ってキャリア粒径として算出した。

【００６０】キャリアの比抵抗は図９に測定装置を用い
た。セルＥにキャリア３３を充填し、そのキャリアに接
するように下側、上側に電極３０および３１を配し、直
流電源３２により電極３０、３１間に電圧を印加し、そ
のとき流れる電流を測定することにより、キャリアの比
抵抗を求めた。本実施例における測定条件の一例を示す
と、充填したキャリアと電極の接触面積を約２．３ｃｍ
² 、キャリアの充填厚さを約２ｍｍ、上部電極３１上の
荷重を１８０ｇ、測定電界強度を５×１０⁴ Ｖ／ｍとし
た。

【００６１】本発明で用いるトナーは、バインダー樹脂
に着色剤や帯電制御剤などを添加した公知のトナーが使
用でき、その体積平均粒径は５〜１５μｍの範囲が好適
である。トナーの体積平均粒径は、たとえば下記の方法
で測定した。

【００６２】測定装置としてコールカウンターＴＡ−II
型（コールカウンター社製）を用い、これに個数分布、
体積分布を出力するインターフェース（日科機製）およ
びパーソナルコンピュータＣＸ−ｉ（キヤノン社製）を
接続した。電解液は、試薬１級の塩化ナトリウム（Ｎａ
Ｃｌ）を用い、１％塩化ナトリウム水溶液に調整して使
用した。

【００６３】上記の電解液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、さらに測定試料のトナ
ーを０．５〜５０ｍｇ加えて懸濁する。そして試料を懸
濁した電解液を超音波分散器で１〜３分間分散処理して
から、上記のコールカウンターにより、１００μｍのア
パチャーを用いて、２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測
定し、それからトナーの体積分布を求め、最後に、この
体積分布によりトナーの体積平均粒径を求める。

【００６４】本発明の具体例について説明する。

【００６５】実施例１下記条件で、Ｓ−Ｂギャップの変動に対する現像スリー
ブ上現像剤量（Ｍ／Ｓ）の変化を測定し、適正な現像剤
量の変化幅を１０ｍｇ／ｃｍ² とした場合のＢ−Ｓギャ
ップのラチチュードを調べた。

【００６６】実施例１に用いた規制ブレード２８は、図
８（ｂ）に示すように、非磁性部材２８ａの側面に磁性
部材２８ｂを設けたタイプのものである。

【００６７】キャリア：磁性樹脂キャリア。磁化
量＝１３５ｅｍｕ／ｃｍ³ 、Ｔ／Ｄ比＝８％カット極半値幅：５０゜現像スリーブ：周速＝２２５ｍｍ／秒、現像スリーブ回転方向：感光ドラムに対しカウンター方
向規制ブレード：非磁性部材＋磁性部材（図８
（ｂ））。磁性部材の厚さＹ＝０．０７５ｃｍ（非磁性
部材の厚さｔ＝１．２ｍｍ）結果を、カット極の半値幅等の一部の条件とともに表１
に示す。

【００６８】

【表１】

【００６９】表１に示されるように、実施例１によれ
ば、適正な現像スリーブ上現像剤量の変動幅を１０ｍｇ
／ｃｍ² とした場合、Ｓ−Ｂギャップのラチチュードは
±５０μｍが得られ、高かった。このときの、Ａ［ｄ
ｅｇ・ｅｍｕ／ｃｍ² ］（＝α×Ｍ×Ｙ）の値は３３
７．５であった。

【００７０】比較例１実施例１において、規制ブレード２８の磁性部材２８ｂ
の厚さを０．０５ｃｍとし、カット極の半値幅を３０゜
とした以外は、実施例１と同様にした。

【００７１】この比較例１は、適正な現像スリーブ上現
像剤量の変動幅が１０ｍｇ／ｃｍ²の場合、Ｓ−Ｂギャ
ップのラチチュードは±３５μｍ程度と低かった。ま
た、Ａ（＝α×Ｍ×Ｙ）の値は２０２．５であった。

【００７２】実施例２実施例１において、図８（ｃ）に示すように、厚さＹ＝
０．５ｃｍの磁性部材のみからなる規制ブレード２８を
使用し、またカット極Ｎ１の半値幅を比較例１と同様に
３０゜とした以外は、実施例１と同じにした。結果等を
表１に示す。

【００７３】この実施例２は、適正な現像スリーブ上現
像剤量の変動幅を１０ｍｇ／ｃｍ²とした場合、Ｓ−Ｂ
ギャップのラチチュードは±６０μｍとなり、実施例１
よりもさらに大きな効果が確認された。Ａ（＝α×Ｍ×
Ｙ）の値は２０２５であった。

【００７４】実施例３実施例２において、図８（ｄ）に示すように、カット極
Ｎ１の半値幅を実施例１１と同様に５０゜とした以外
は、実施例２と同じにした。結果等を表１に示す。

【００７５】実施例３によれば、適正な現像スリーブ上
現像剤量の変動幅を１０ｍｇ／ｃｍ² とした場合、Ｓ−
Ｂギャップのラチチュードは±８０μｍとなり、実施例
２よりもさらに大きな効果が確認された。Ａ（＝α×Ｍ
×Ｙ）の値は３３７５であった。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
二成分磁気ブラシ現像装置に使用する二成分現像剤の磁
性キャリアとして、１キロエールステッドの磁界中にお
ける磁化量Ｍ［ｅｍｕ／ｃｍ³ ］が３０〜２００ｅｍｕ
／ｃｍ³ の範囲内の低磁化量の磁性キャリアを用い、そ
の磁性キャリアの磁化量Ｍと、現像剤担持体内磁石のカ
ット極の半値幅α［゜］と、磁性部材単独もしくは磁性
部材を含んで構成される現像剤規制部材におけるその磁
性部材の、現像剤担持体の周方向に沿う厚さＹ［ｃｍ］
とを、２５０≦α×Ｍ×Ｙ≦１０，０００［ｄｅｇ・ｅ
ｍｕ／ｃｍ² ］の関係を満たすようにしたので、低磁化
量の磁性キャリアを用いても、Ｓ−Ｂギャップの広いラ
チチュードを保ったまま、現像剤担持体上に適正範囲の
現像剤量を得ることができ、良好な現像を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す概略断面図
である。

【図２】図１の現像装置の現像スリーブ内マグネットロ
ーラの磁束密度分布を示す図である。

【図３】図２の磁束密度分布を磁極位置に対して展開し
て示す図である。

【図４】図２のマグネットローラのカット極の半値幅の
相違による規制ブレードへの磁束の入り方の違いを示す
概念図である。

【図５】図２の規制ブレードの厚さの相違による規制ブ
レードへの磁束の入り方の違いを示す概念図である。

【図６】本発明で使用可能な規制ブレードの諸例を示す
断面図である。

【図７】本発明で使用可能な規制ブレードの他の諸例を
示す断面図である。

【図８】本発明の実施例１〜３および比較例１で使用し
たマグネットローラのカット極の半値幅および規制ブレ
ードを示す概略図である。

【図９】本発明で磁性キャリアの比抵抗を測定するのに
使用した装置を示す概略図である。

【図１０】規制ブレードの材質の相違によるＳ−Ｂギャ
ップのラチチュードの違いを示す説明図である。

【図１１】非磁性の規制ブレードと磁性の規制ブレード
の相違による現像剤規制効果の違いを示す概念図であ
る。

【図１２】磁性キャリアの磁化量の相違によるＳ−Ｂギ
ャップのラチチュードの違いを示す説明図である。

【図１３】磁性キャリアの磁化量の相違による規制ブレ
ードへの磁束の入り方の違いを示す概念図である。

【符号の説明】

１現像装置３感光ドラム２２二成分現像剤２５現像スリーブ２８規制ブレード２８ａ非磁性部材２８ｂ磁性部材２９マグネットローラＮ１カット極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者志田昌規東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーと磁性キャリアを含む二成分現像
剤を担持して、像担持体対向した現像領域へ搬送する、
内側に複数の磁極を有する磁石を固定配置した現像剤担
持体と、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚
を、前記磁石の複数の磁極のうちのカット極と協同して
磁気的に規制する、前記カット極に近接配置された現像
剤規制部材とを有する現像装置において、前記磁性キャリアの１キロエールステッドの磁界中にお
ける磁化量Ｍ［ｅｍｕ／ｃｍ³ ］が３０〜２００ｅｍｕ
／ｃｍ³ の範囲内であり、前記カット極の半値幅がα
［゜］であり、前記現像剤規制部材は、磁性部材単独も
しくは磁性部材を含んでなり、その磁性部材の現像剤担
持体の周方向に沿う厚さがＹ［ｃｍ］であり、これら
Ｍ、α、Ｙが２５０≦α×Ｍ×Ｙ≦１０，０００［ｄｅｇ・ｅｍｕ／
ｃｍ² ］の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記磁性部材の厚さＹが０．１ｃｍ以上
である請求項１の現像装置。
【請求項３】前記磁性部材の比透磁率が５０以上であ
る請求項１または２の現像装置。
【請求項４】前記磁性キャリアは、バインダー樹脂、
磁性金属酸化物および非磁性金属酸化物を出発原料にし
て重合法により生成した樹脂磁性キャリアからなる請求
項１〜３のいずれかの項に記載の現像装置。