JPS61166571A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は、１子写真法、静電記録法、静電印刷法あるい
は磁気記録法等によって像形成体面に形成した静を潜像
あるいは磁気ｍ偉にトナー粒子を付着させる記録装置の
現像装置に関し、特に、現像剤搬送担体面に磁性キャリ
ヤ粒子とトナー粒子が混合した所謂二成分現像剤の層を
形成し、振動電界下で該現像剤層からトナー粒子を飛翔
させて像形成体の潜像に付着させる現像装置の改良に関
する。

口、従来技術 上述のような現像装置として、特開昭５６−１４４４５
２号、同５７−１３９７６１号、同５７−１４７６５２
号、同５８−４８０６５号各公報に記載されたものが知
られている。　これらの現像装置は、二成分現像剤を用
いたことによって、磁性トナー粒子の一成分現像剤を用
いたものよりもトナー粒子の摩擦帯■制御が容易になり
、トナー粒子の凝集が起りにくくなって、現像剤搬送担
体面に均一に現像剤層を形成することも容易になり、さ
らに、撮動電界で現像剤ｊ−から像形成体へのトナー粒
子の移行制御が容易に行われるようになるから、現像剤
層を像形成体面に接触させずに振動電界下で現像剤ｊ−
から像形成体にトナー粒子を移行させるよう（こして、
現像剤層を像形成体に接触させるものにおいて生じ易い
掃き目やかぶりのない現像が行われるようにしたもので
ある。

しかし、このような現像装置においても、現像に不均一
性やかぶりの生ずることがある。　これを防止するため
には、現像剤層を均一な薄層に形成することが有効であ
る。

しかるに、従来の現像装置は、現像剤層の通過ゲートを
形成している層厚規制部材のみで現像剤層の層厚を規制
しているため、現像剤搬送担体表面に現像剤を吸着する
磁界の強さの変動や層厚規制部材の現像剤搬送担体に対
する狭い間隙の規制部にごみや現像剤の凝集したものが
詰り易くなること等から、層厚を薄く規制する程ｊ−厚
のむらが大きくなり、現像剤層を薄く均一に形成するこ
とが困難であった。　この問題は、特に、繊細な線や点
あるいは濃淡差等を再現した高画質画情を得るために、
従来の平均粒径が数十〜数百μｍの磁性キャリヤ粒子や
平均粒径が十数μｍのトナー粒子よりも微粒子化した二
成分現像剤を用いるようにした場合、現像剤が凝集し易
いこと等から、一層顕著となる。　そして、層厚の規制
むらが現像むらとなって現われ易いと言う問題もある。

一方、現像剤層を像形成体面に接触させる磁気ブラシ現
像装置において、層厚規制部材を通過した磁気ブラシが
押えられていた状態から膨張してトナー粒子を飛散させ
、それによってかぶり等が生ずるようになるのを防止す
るために、非磁性材料から成る層厚規制部材に磁性片を
設けたり、ノー厚規制部材を通過した磁気ブラシのトナ
ー粒子が帯電不足になって飛散したり、かぶりを生ぜし
め易くなったりするのを防止するために、層厚規制部材
を通過した直後の磁気ブラシに接触してトナー粒子を帯
電させる非磁性弾性材料から成るブレードを設けたりす
る方法が実開昭５４−１０７３３６号公報と同５７−９
７９７号公報により知られている。

ハ１発明の目的 本発明は、上記従来技術を背景としてなされたものであ
り、本発明者らが、現像剤層を薄く均一に形成すると言
う非接触現像装置における要望ζこ実開昭５４−１０７
３３６号および同５７−９７９７号両公報の技術が応え
得るか否かを検討した結果、層厚規制部材に磁性片を設
ける方法は見るべき効果が祷られないが、ブレードを設
ける方法は、ブレードを均し部材として用いることによ
り、薄く形成した現像剤層の層厚の均一化に効果が有る
ことを見出し、この知見に基いてなされたものである。

すなわち、本発明は、現像剤搬送担体上に現像剤層を薄
く均一に形成することができ、現像剤層を像形成体に接
触させずに振動電界下で現像剤ノーからトナー粒子を飛
翔させて、不均一性やかぶりのない鮮明なトナー像を現
像することができる現像装置の提供を目的としてなされ
たものである。

二０発明の構成 本発明は、磁性現像剤ノーを現像剤搬送担体上に形成し
、現像剤を像形成体の潜像に付着させる現像装置に於い
て、前記現像剤層の層厚を均一にする均し部材と前記現
像剤搬送担体に内包される反撥磁極とが、互に近接して
設けられていることを特徴とする現像装置に係る。

ホ、実施例 先ず、カラー複写機の構造について説明する。

第１図は本発明を実施するに適したカラー複写機の画像
形成部の概要図である。　この本式の特徴は感光層上に
モザイクフィルター（Ｂ％Ｇ％几）を有する感光体を用
い色分解を行なうことｌこある図中４１は感光、’Ｉ上
にモザイクフィルター（Ｂ、Ｇ、ル）を有する感光ドラ
ムで複写動作中は矢印ａ方向１こ回転する。

感光ドラム４１は回転しながら必要に応じて光を照射し
つつ帯！電極１０４で全面に電荷を与えられ、次の露光
スリットを備えた１極１０５から交流又は１極１０４と
反対符号のコロナ放電を受けつつ原稿の露光が与えられ
、第一次潜傷形成過程が終了する。　次いで光源６Ｂと
光源用青色フィルタＦＢとの組み合わせによって得られ
る青色光に全面露光されイエロートナーを装填した現像
器７Ｙで現像される。　さらに帯ｉｌ器１５Ｙｊこより
帯１される。

続いて光源６Ｇ、緑色光源フィルタＦＧからの緑色光に
よる全面露光、マゼンタトナーを装填した現像器７Ｍに
よる現像帝龜器１５Ｍによる帯電光源６Ｒ。

赤色光源フィルタＦＲからの赤色光による全面露光、シ
アントナーを装填した現像器７Ｃによる現像を経て感光
ドラム上に多色像が形成される。　得られた多色トナー
像は図に画かれていない用紙給送手段１こよって供給さ
れて来る用紙１０８上ｌこ、転写電極１０９によって転
写される。　転写される多色トナー像を担持した用紙は
分離電極によって感光ドラムから分離され図に画かれて
いない定着装置によって定着され完成された多色複写物
となり、機外に排出される。　転写を終わった感光ドラ
ム４１は必要に応じて除電光を照射しつつ除電電極１１
１で除電されクリーニングブレード１１２で表面に残留
したトナーを除去されて再び使用される。

本発明は、例えば第１図に示したカラー複写機の現像器
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃに適用して極めて好適である。

以下、本発明の実施列について説明する。

第２図〜第５図は本発明に基く現像装置の例を示す概略
断面図である。　但し、第３図〜第５図では現像剤搬送
担体及びその周辺のみを示し、他は図示省略しである。

図に於いて、ｌは、表面にＳｅ等の感光体や誘電体から
なる像形成層を有し、図示しない帯電、露光装置等によ
って像形成層に静電潜像を形成させるドラム状の矢印方
向に回転する像形成体で、第１図に示した感光ドラム４
１の表面膚に相当する。

２は、滑らかな表面あるいは１０〜５００μ溝程度の凹
凸のある表面を有する現像剤搬送担体であり、通常アル
ミニウムやオーステナイト系ステンレス鋼のような導電
性を有し、望ましくは非磁性材料で形成される。　この
現像剤搬送担体２の表面は樹脂や酸化被膜によって絶縁
性乃至は半絶縁性にされていることが好ましい。　現像
剤搬送担体２の表面を絶縁性乃至は半絶縁性にすると、
現像剤搬送担体２にバイアス電圧を印加してそれにより
現像域Ａに撮動電界を生ぜしめるようにしても、落雷現
象のような絶縁破壊が生じにくくなり、そのため番こ現
像剤搬送担体２に十分なバイアス電圧を印加して現１家
剤であるトナー粒子の移行制御を行うことが容易になる
。

３は、保護抵抗４を介して現像剤搬送担体２にバイアス
電圧を印加し、基体部を接地された像形成体１と現像剤
搬送担体２の間に振動電界を形成するバイアス電源、６
は、現像剤搬送担体２の内部に設けられた磁石体である
。　磁石体５は表面に複数のＮ、Ｓ磁極を周方向に配置
した形で有し、Ｎ、Ｓ磁極は通常５００〜１５００ガウ
スの磁束密度に磁化されている。

第２図〜第５図の現像装置は、磁石体５が静止していて
、現像剤搬送担体２が左方向に回転し、非磁性又は磁性
材料からなる現像剤層厚規制部材（以下、単に層厚規制
部材と称す。）７によって現像剤搬送担体２の回転と同
方向ζこ移動する現像剤層が形成されるものである。

第２図の現像装置は、磁石体５における磁極Ｎ、Ｓの配
役が、現像域Ａ１こおいて、現像剤搬送担体２と像形成
体１０表面に略平行な水平磁界を形成するものであるの
に対して、第３．４．５図の現像装置は、磁石体６にお
ける磁極Ｎ、Ｓの配役を現像域Ａにおいて垂直磁界を形
成するものとしている点が第２＠の現像装置と異なる。

第２図の現像装置は、現像域Ａにおける現像剤ｊ−が低
く薄層に押さえられ、したがって、現像剤搬送担体２と
層厚規制部材７との間隙を広げられる一方、現像剤搬送
担体２の像形成体１に対する間隙をより狭くすることが
できて、振動電界によるトナー粒子の移行制御を容易に
できると言う特長があり、その点で第３．４図の現像装
置よりは好ましい。　以上の現像装置は、現像域Ａにお
いて、現像剤搬送担体２上の現像剤層が像形成体１０表
面に接触せず、即ち、像形成体１に対して非接触状態に
あり、撮動電界下で現像剤層からトナー粒子が時にはキ
ャリヤ粒子も飛翔して像形成体ｌのｍ壕に付着する条件
で用いられる。

上記非接触状態とは、現像剤搬送担体２と像形成体１と
の間に１位差が存在しない状態（像形成体の電位が無い
状態及び現像バイアスが印加されていない状態）で両者
が所定の間隔を隔てて対向配置され、現像剤が像形成体
ｌに接触しないようにすることを意味する。　このよう
にすることにより、２回目以降の現像時に像形成体１上
１こ既に形成されている現像剤像（列えばトナー像）の
損傷が避けられ、また、既に像形成体１上に付着してい
る現像剤が現像剤搬送担体２に逆戻りして前段の現像剤
と異なる色の現像剤を収納している後段の現像装置中に
混入することによる混色の発生が避けられる。

第２図の現像装置では、層厚規制部材７と均し部材１２
とが近接していて、反撥磁極を層厚規制部材７の下方と
均し部材１２の下方とに設けてあり、第３〜５図の現像
装置では、上記と異なり、反撥磁極を均しｅ梢２の下流
側下方に設けである。

８は現像域Ａを通過して現像剤搬送担体２上ｌこ残留し
た現像剤層を現像剤溜り６に還元するクリーニングブレ
ード、９は現像剤溜り６の現像剤を攪拌して均一に混合
すると共に、トナー粒子を摩擦帯電させる攪拌ローラ、
１０はトナーホッパー１１から現像剤溜り６にトナー粒
子を補給するトナー補給ローラである。

本発明現像装置は、以上のような現像装置に対して、層
厚規制部材７によって形成された直後の現像剤Ｉ―に反
撥磁界下で接触するようになる均し部材１２を設けるよ
うにしたものである。

第２図、第３図の現像装置に於ける均し部材１２は剛性
体からなっており、Ｍ４１１９の現像装置に於ける均し
部材１２は弾性体からなっている。　ｗＪＳ図の現像装
置に於ける層厚規制部材と均し部材は、第２図の現像装
置ζこ於ける層厚規制部材７と均し部材１２とを一体に
してなるものである。

第６図は反撥磁界下での磁界（同図（ａ））及び現像剤
の運動（同図（ｂ））を模式的に示している。

図示しない層厚規制部材を通過した現像剤Ｔが反撥磁界
下に到達すると、現像剤Ｔは滞留し、滞留しきれぬ程に
溜った現像剤が反撥磁極間で上流側から下流側へ向って
飛ぶようにして移動する。

然し、滞留している現像剤Ｔは可成り不均一な穂の高さ
を示しているため、上記のような移動では、反撥磁界を
通過した後の現像剤ｊ−の厚さは不均一になる。

発明者は検討を加えた結果、均一な厚さの現像剤層を形
成するには、反撥磁界形成領域の中央部近傍を含んで均
し部材を設置することが有効であることを見出した。　
第６図（ｂｌには、均し部材の好適な設置領域がＢで示
されている。　即ち、均し部材は反撥磁極に対向する位
置を含む範囲で設けるのが好ましい。

また、第２図、第３図、第４図、第７図に示した均し部
材の上流側で現像剤を一旦滞留させることから、均し部
材と現像剤搬送担体との間隔は、層厚規制部材と現像剤
搬送担体との間隔よりも１．３〜４．０倍広くすること
ができ、均し部材下で現像剤が目詰りを起すことがない
。

第２図の構成では、反撥磁極を構成する対の極の位置関
係は、第７図に示すように、ｌが３〜２゜腫、特に好ま
しくは５Ｍ程度であり、Ｉ−厚規制部材７から均し部材
１２の先端迄の寸法りが、Ｌ≧ｔ７２であることが好ま
しい。　なお、現像剤搬送担体２と層厚規制部材７との
間隔り８、現像剤搬送担体２と均し部材１２との最小間
隔り、同じく最大間隔り。

は、 ｈ、　：　ｏ、ｚ〜０．７Ｍ ｈ、　：　０．２５〜２０圓 １１、　：　０．４　％　５　ｍ へ／ｈ、　−１，５へ４．０ ｈｓ　＞　ｈｔ　＞　ｂ＋ であることが好ましい。　また、層厚規制部材がまた、
反撥磁極は、第８図に示すように、例えば−辺ｌｏｗの
断面正方形の磁石の一方の極側中央に、幅２ｆｌ、深さ
５ｍの溝を設け、この溝の両側に形成することもできる
。

このような均し部材１２を設けたことによって、層厚規
制部材７の現像剤搬送担体２に対する間隙を狭め、その
ために現像剤層の層厚の相対的変動が大きくなったとし
ても、その変動は均し部材Ｕにより均らされる結果、薄
層で均一な現像剤層の形成が可能となる。　また、均し
部材１２によって層厚規制部材７における規制部の目詰
りζこより生じ易い筋むらも消滅するよう１こなる。　
　したがって、現像剤搬送担体２の像形成体ｌに対する
間隙を適描に狭くして、ｆＪｔ像域Ａにおける振動電界
によりトナー（現像剤）粒子の移行制御を効果的に行う
ようにする条件が容易に設定できることとなり、不均一
性やかぶりのない鮮明なトナー儂を現像することができ
る。

この均し部材１２は、ノ曽厚規制部材７のように現像剤
の通過ゲートを形成するものでも、また実開昭５７−９
７９７号公報のブレードのようにトナー粒子を摩擦帯電
させるものでもないから、均し部材戎の位置で現俸剤が
掻き溜められて、それが原因で目詰りを起したりするこ
とはない。　　したがって、第２．３．５図の例のよう
に、均し部材１２を剛性体とすることができるし、剛性
体とした場合は、弾性体とした場合よりも、弾性変位す
ることがないだけ現像剤層の層厚を一層均一にする。　
　しかし、層厚規制部材７によって規制された現像剤層
つ層厚の変動が大きかったり、現像剤層にトナー粒子の
凝集したものなどが含まれるような場合は、第４図のよ
うに均し部材１２を弾性体とすることがそのような現像
剤を滞溜させない上で無難である。

均し部材νは板状のものに限らず、円柱状のものとして
もよい。

そして、本発明現像装置は、現像域ＡＪこ高い振動電界
を生ぜしめて現像を行うものであるから、均し部材１２
を電界のブレークダウンの原因とならないように層厚規
制部材７に近接して下流側に設けている。　　さらに、
均し部材１ｚをブレークダウンの原因としないためには
、均し部材１２を絶縁状態のもの（絶縁材料で形成した
ものか、絶縁物を介して支持したもの）とするか、ある
いは、均し部材１２に振動１１界を形成するための電圧
と同じ乃至は同様の電圧を印加するのが好ましい。　こ
のことは層厚規制ブレード７に関しても同様である。

なお、均し部材１２を導電性材料で形成して接地すると
、ブレークダウンが起り易い。　また、現像域Ａに振動
電界を生せしめるのは、現像域Ａにトナー粒子の移行を
妨げないワイヤー電極やネット電極のような制御電極を
設けて、それに振動電圧を印加することによるものでも
よい。

均し［１２は磁性体から成るものでも、非磁性体から成
るものでもよいが、現像剤層の通過性を妨げない点で非
磁性体から成るものが好ましい。

第２図や第３図に示したような剛性の均し部材１２には
厚さ約２誠のアルミニウム板で形成したようなものが好
ましく用いられ、同様の形状の弾性体から成る均し部材
１２や第４図に示したような弾性の均し部材１２には厚
さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート板で形成した
ようなものが好ましく用いられる。　アルミニウム板で
形成した均し部材Ｕは絶縁物を介して支持され、あるい
はさらに電圧を印加されることは先に述べた通りである
。

勿論、剛性の均し部材１２に樹脂材料や他の金属材料を
用いたり、弾性の均し部材１２に他の樹脂板や厚さ２０
〜３００μ鴨のりん青銅板、ステンレス鋼板等を用いた
りすることができる。　均し部材１２を樹脂材料で形成
した場合は、均し部材１２が％番こトナー粒子を摩擦帯
電させるためのものではな（でも、トナー粒子に摩擦帯
電を与えるようになるから、少なくとも好ましくない逆
極性に帯電したトナーを生じさせることのない材質を用
いるのが好ましい。

以上のような均し部材１２の取付けは、ねじやすベント
等で現像剤搬送担体２との間隙を調節可能になされるこ
とが好ましいが、それに限らず、接着剤等により固定的
に行われてもよい。　また、均し部材１２の取付は位置
は、前述したように、磁石体６の反撥磁界から近い位置
に設けるのが好ましく、反撥磁界は、同極磁石を近接さ
せたり、磁石に溝又は切欠きを設けることにより形成す
ることができる。　この均し部材の位置での磁界は、磁
極上で３００ガウス以上、好ましくは５００〜１５００
ガウスで、磁極間の磁界はその５Ｓ５０％であることが
好ましい。

以上述べたように、均し部材１２を設けた本発明の現像
装置によれば、現像剤搬送担体２上に現像剤層を均一に
薄く形成することができて、不均一性やかぶりのない鮮
明なトナー像を現像することができる。　そのための非
接触現像条件としては、像形成体ｌに対して現像剤搬送
担体２を数１０〜２０００μ濯の表面間隙に保ち、現像
剤Ｊｉｌ＃を層厚規制ブレード７と均し部＃１２により
像形成体１０表面に接触させずに近接させる均一な層厚
に形成することが好ましい。　像形成体１と現像剤厳送
担体２０表面間隙を狭くし過ぎると、現像剤層を現像剤
搬送担体２の表面に一様に形成することが困難となり、
トナー粒子を現像域Ａに十分に供給することができなく
なって、鮮明な現像を行うことが難しくなる。　　また
、表面間隙が２０００μ鴨を大きく超すようｌこなると
、振動電界によるトナー粒子の移行制御が効果的に行わ
れなくなり、充分な現像濃度が得られなくなる。　そし
て、表面間隙を数１０Ｓ２０００　μｍの範凹、好まし
くは５００　ヘ１５００μｍにすると、現像剤層を適当
な１００〜１０００μｍの厚さで現像剤搬送担体２の表
面に均一に形成でき、振動ζ界により効果的にトナー粒
子の移行制御を行うことができる。

現像剤層からトナー粒子を分離し易くするために現像剤
搬送担体２と像形成体ｌの間に形成する振動電界は、バ
イアス電源３で現像剤搬送担体２に交流成分の実効値が
２００〜５ｏｏｏｖ、周波数が１００Ｈｒ−１０投社、
好ましくは（８）へ菊ＯＯＶ、１へ５肪２のバイアス電
圧を印加し、それによって実効値で３００〜５ｏｏｏ　
Ｖ／Ｍの電界強さを示すようなものであることが望まし
い。　バイアス電源３によって現像剤搬送担体２に印加
するバイアス電圧には、かぶりの発生を防止するために
、像形成体ｌの非画像部電位と同極性の適当な大きさの
直流電圧が重畳して用いられることは勿論である。

なお、現像域ＡＪこ制御電極を設けて、それにバイアス
電圧を印加するようにした場合も、バイアス電圧に交流
成分のほか直流成分も重畳し得ることは勿論である。そ
してこの場合さらに、現像剤搬送担体２に直流電圧や交
流電圧を印加することも行われる。　この場合の現像剤
搬送担体２ζこ印加する交流成分としては、制御電極に
印加する交流成分と異なった振動数のものを用いてもよ
い。

現像剤搬送担体２や制御電極に印加するバイアス電圧の
交流成分の波形は、正弦波に限らず、三角波や矩形波で
あってもよい。　また、バイアス電圧の直流成分の電圧
や極性等を適当に設定することによって、本発明現像装
置は、ポジ現像だけでなく反転現像にも適用し得る。　
反転現像の場合は、バイアス電圧の直流成分は僧形成体
の非画儂背景部における受容１位と略等しい電圧に設定
される。　ざらｉこ本発明現像装置は、トナー粒子に磁
性体を含有したものを用いることで磁気潜像の現像にも
適用し得る。

次１こ、本発明に使用するに好適な現像剤としてのトナ
ーについて説明する。

先ず、キャリヤについて述べると、磁性キャリヤ粒子が
球形化されていることは、トナーとキャリヤの攪拌性及
び現像剤の搬送性を向上させ、さらにトナーの荷電制御
性を向上させて、トナー粒子同志やトナー粒子とキャリ
ヤ粒子の凝集を起りにくくする。　　しかし、本発明に
おいて磁性キャリヤ粒子の平均粒径が大きいと、■現像
剤搬送担体上に形成される磁気ブラシの穂の状態が荒い
ために、電界により振動を与えながら静’ｉｉｔ＊を現
像しても、トナー像にムラが現われ易く、■穂における
トナー！！度が低くなるので高濃度の現像が行われない
、等の問題が起り得る。　この■の問題を解消するには
、キャリヤ粒子の平均粒径を小さくすればよく、実験の
結果、平均粒径５０μ慣以下でその効果が現われ初め、
特に３０μ情以下になると、実質的に■の問題が生じな
くなることが判明した。　　また、◎の問題も、■の問
題に対する磁性キャリヤの微粒子化によって、穂のトナ
ー濃度が高（なり、高濃度の現像が行われるようになっ
て解消する。　しかし、キャリヤ粒子が細か過ぎると、
Ｏトナー粒子と共に像担持体面に付着するようになった
り、＠飛散し易くなったりする。

これらの現象は、キャリヤ粒子に作用する電界の強さ、
それによるキャリヤ粒子の磁化の強さにも関係するが、
実験によれば、キャリヤ粒子の平均粒径が１５μｍ以下
）こなると次第１こ傾向が出初め、５μ惧以下で顕著に
現われるようになる。　そして、本発明の像担持体面に
付着したキャリヤ粒子は、通常黒づんだ有色であり一部
はトナーと共に記録紙上に移行し、カラー画像に重大な
悪影響を及ぼす。

以上から、磁性キャリヤの粒径は、平均粒径が５０μ惰
以下、特に好ましくは３０μへ以下５μ惜以上特に好ま
しくは１５μへ以上が適正条件であり、球形化さ、れて
いることが好ましく尚、粒径は、コールタカウンタ（コ
ールタ社製）オムニコンアルファ（ボシュロム社Ｍ）で
求めた重量平均粒径である。

このような磁性キャリヤ粒子は、磁性体として従来の磁
性キャリヤ粒子におけると同様の、鉄、クロム、ニッケ
ル、コバルト等の金属、あるいはそれらの化合物や合金
、例えば、四三酸化鉄、ｒ−酸化第二鉄、二酸化クロム
、酸化マンガン、フェライト、マンガン−銅系合金、と
云った強磁性体乃至は常磁性体の粒子を微細化好ましく
は球形化したり、又は好ましくはそれら磁性体粒子の表
面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロ
ジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂やパルミチン酸、
ステアリン酸等の脂肪酸ワックスで球状に被覆するか、
あるいは、更に好ましくは磁性体微粒子を分散して含有
した樹脂や脂肪酸ワックスの粒子を粉砕あるいは造粒重
合するかして好ましくは球状粒子を作るかして得られた
粒子を従来公知の平均粒径別手段で粒径選別することに
よって得られる。

なお、キャリヤ粒子を上述のように樹脂等によって球状
に形成することは、先に述べた効果の他に、現像剤搬送
担体に形成される現像剤層が均一となり、また現像剤搬
送担体に高いバイアス電圧を印加することが可能となる
と云う効果も与える。

即ち、キャリヤ粒子が樹脂等によって球形化されている
ことは、（１）一般に、キャリヤ粒子は長軸方向に磁化
教理され易いが、球形化によってその方向性が無くなり
、したがって、現像剤層が均一に形成され、局所的に抵
抗の低い領域や層厚のムラの発生を防止する、（２）キ
ャリヤ粒子の高抵抗化と共に、従来のキャリヤ粒子に見
られるようなエツジ部が無くなって、エツジ部への電界
の集中が起らなくなり、その結果、現像剤搬送担体に高
いバイアス電圧を印加しても、像担持体面に放電して静
電潜像を乱したり、バイアス電圧がブレークダウンした
りすることが起らない、と云う効果を与える。　この高
いバイアス電圧を印加できると云うことは、本発明の好
ましい態様における振動電界下での現像が振動するバイ
アス１圧め印加によって行われるものである場合に、そ
れによる後述する効果を充分に発揮させることができる
と云うことである。　以上のような効果を奏するキャリ
ヤ粒子には前述のようにワックスも用いられるが、しか
し、キャリヤの耐久性等からすると、前述のような樹脂
を用いたものが好ましく、さらに、キャリヤ粒子の抵抗
率が１０１Ω工以上、特に１０１３Ω。

以上であるように絶縁性の磁性粒子を形成したものが好
ましい。　この抵抗率は、粒子を０．５０ｃｒ？の断面
積を有する容器に入れやタッピングした後、詰められた
粒子上に１　ｋｌｉ’／ｃｗｔ”の荷重を掛け、荷重と
底面電極との間に１００ＯＶ／ａＲの電界が生ずる電圧
を印加したときの電流値、を読み取ることで得られる値
であり、この抵抗率が低いと、現像剤搬送担体にバイア
ス電圧を印加した場合に、キャリヤ粒子に電荷が注入さ
れて、像担持体面にキャリヤ粒子が付着し易くなったり
、あるいはバイアス電圧のブレークタウンが起り易くな
ったりする。

以上を総合して、磁性キャリヤ粒子は、少くとも長軸と
短軸の比が３倍以下であるように球形化されており、針
状部やエツジ部等の突起が無く、抵抗率が１０”Ω傷取
上好ましくはＩＱ１１Ωα以上であることが適正条件で
ある。　そして、このような磁性キャリヤ粒子は、高抵
抗化された球状の磁性粒子や樹脂被覆キャリアでは、磁
性体粒子にできるだけ球形のものを選んでそれに樹脂の
被覆処理を施すこと、磁性体微粒子分散系のキャリヤで
は、できるだけ磁性体の微粒子を用いて、分散樹脂粒子
形成後に球形化処理を施すこと、あるいはスプレードラ
イの方法によって分散樹脂粒子を得ること等によって製
造される。

次にトナーについて述べると、一般に２成分現像剤のト
ナー粒子の平均粒径が小さくなると、定性的に粒径の二
乗に比例して帯電量が減少し、相対的にファンデルワー
ルス力のような付着力が大きくなって、トナー粒子がキ
ャリヤ粒子から離れにくくなったり、またトナー粒子が
一旦像担持体面に弁面１＃！部に付着すると、それが従
来の磁気ブラシｉこよる摺擦では容易に除去されずにか
ぶりを生せしめるようになる。　従来の磁気ブラシ現像
方法では、トナー粒子の平均粒径が１０μｍ以下になる
と、このような問題が顕著になった。　この点を本発明
の現像方法は、現像剤層、所ｆｊ１１磁気ブラシによる
現像を振動電界下で行うようにしたことで解消するよう
にしている。　即ち、現像剤層に付着しているトナー粒
子は、電気的に与えられる振動によって現像剤ノーから
離れて像担持体面の画像部及び非画像部に移行し易く、
かつ、離れ易くなる。そして、帯電量の低いトナー粒子
が画像部や非画像部に移行することが殆んどなくなり、
また、像担持体面と擦られることがないために摩擦帯電
により像担持体に村清することもなくなって、１μ鴨程
度のトナー粒径のものまで用いられるよう番こなる。　
　したがって、静電ｍ像を忠実に現像した再現性のよい
鮮明なトナー像を得ることができる。　さらに、振動電
界はトナー粒子とキャリヤ粒子の結合を弱めるので、ト
ナー粒子に伴うキャリヤ粒子の像担持体面への付着も減
少する。

画像部及び非画像部領域において、大きな帯電量を持つ
トナー粒子が振動電界下で振動し、電界の強さによって
はキャリヤ粒子も振動することにより、トナー粒子が選
択的に像担持体面の画像部に移行するようになるから、
キャリヤ粒子の像担持体面への付着は大幅に軽減される
。

−万、トナーの平均粒径が大きくなると、先にも述べた
ように画像の荒れが目立つようになる。

通常、１０本／鱈程度のピッチで並んだ細線の解像力あ
る現像には、平均粒径２０μｍ８度のトナーでも実用上
は問題ないが、しかし、平均粒径１０−以下の微粒子化
したトナーを用いると、解像力は格段に向上して、濃淡
差等も忠実に再現した鮮明な高画質画像を与えるようｌ
こなる。　以上の理由からトナーの粒径は平均粒径が２
０μ惰以下、好ましくは１０μｍ以下が適正条件である
。　また、トナー粒子が電界に追随するために、トナー
粒子の帯電量が１〜３μｃ／ｆよりも大きいこと（好ま
しくは３〜１００μＣ／２）が望ましい。　特に粒径の
小さい場合は高い帯電量が必要である。　また抵抗率は
１０”９３以上好ましくは１０１１Ω工以上であるとよ
い。

そして、このようなトナーは、従来のトナーと同様の方
法で得られる。　即ち、従来のトナーにおける球形や不
定形の非磁性または磁性のトナー粒子を平均粒径選別手
段によって選別したようなトナーを用いることができる
。　中でも、トナー粒子が磁性体粒子を含有した磁性粒
子であることは好ましく、特に磁性体微粒子の量が５　
Ｑ　ｗ　ｔ％を超えないものが好ましいが色の鮮明度を
得るためには３Ｑｗｔ％以下の少量がよい。　　トナー
粒子が磁性粒子を含有したものである場合は、トナー粒
子が現像剤搬送担体に含まれる磁石の磁力の影響を受け
るようになるから、磁気ブラシの均一形成性が一層向上
して、しかも、かぶりの発生が防止され、さらにトナー
粒子の飛散も起りにくくなる。

しかし、含有する磁性体の童を多くし過ぎると、キャリ
ヤ粒子との間の磁気力が大きくなり過ぎて、十分な現像
濃度を祷ることができなくなるし、また、磁性体微粒子
がトナー粒子の表面に現われるようにもなって、摩擦帯
電制御が難しくなったり、トナー粒子が破損し易くＰっ
たり、キャリヤ粒子との間で＃果し易くなったりする。

以上を纏めると、本発明の画像形成方法において好まし
いトナーは、キャリヤについて述べたような樹脂及びさ
らには磁性体の微粒子を用い、それにカーボン等の着色
成分や必要に応じて帯電制御剤等を加えて、従来公知の
トナー粒子製造方法と同様の方法によって作ることがで
きる平均粒径が２０μｍ以下、特に好ましくは１０μ鴇
以下の粒子から成るものである。

本発明においては、以上述べたような球状のキャリヤ粒
子とトナー粒子とが従来の二成分現像剤におけると同様
の割合で混合した現像剤が好ましく用いられるが、これ
にはまた、必要に応じて粒子の流動滑りをよくするため
の流動化剤や儂担持体面の清浄化に役立つクリーニング
剤等が混合される。　流動化剤としては、コロイダルシ
リカ、シリコンワニス、金属石鹸あるいは非イオン表面
活性剤等を用いることができ、クリーニング剤としては
、脂肪酸金属塩、有機基ｆ換シリコンあるいは弗素等表
面活性剤等を用いることができる。

本発明現１１装置によれば、先に述べたように現像剤搬
送担体２に現像剤層を安定して形成することができ、振
動電界によるトナー粒子の移行制御が効率的に行われる
ようになるから、トナー粒子やキャリヤ粒子に微粒子化
したものを用いても非接触現像条件で現像剤層からトナ
ー粒子を像形成体１の潜像に移行させることが容易に行
われ、それによＱて高画質画像を再現することができる
。

なお、トナー粒子やキャリヤ粒子の重量平均粒径は、コ
ールタカウンタ（コールタ社製）やオムニコンアルファ
（ボッシュロム社Ｍ）で測定される。

次に、本発明のより具体的な実施例について述べる。

実施例１ 第２図の現像装置において、現像剤搬送担体２を外径が
３０目のステンレス鋼製の表面にサンドブラストで２０
μ慣程度の凹凸を形成した矢印方向に６５　ｒｐｍで回
転するものとし、磁石体５を、表面に現像磁極の磁束密
度が１１００ガウス他の磁極の磁束密度７００ガウスの
へ、５ａａｓ極が周方向に設けられたものとした。　層
厚規制部材（ブレード）７は非磁性ステンレス鋼製で現
像剤搬送担体２と同じ電圧が印加されるようにし、剛性
体の均し部材１２も１ｍ厚の非磁性ステンレス鋼を用い
て層厚規制ブレード７と電気的に一体とした。　現像剤
としては重量平均粒径が３０μ悔程度の樹脂中に磁性体
粉末を分散含有した比抵抗的Ｉ　Ｘ　１０”Ω傷の絶縁
性キャリヤ粒子と重量平均粒径が１４μ慣の絶縁性非磁
性トナー粒子から成る現像剤を用い、層厚規制ブレード
７と現像剤搬送担体２の間隙を３００μｍにして層厚が
高い部分で約７００μ偽の現像剤ノーが形成されるよう
にし、その現像剤層を現像剤搬送担体２との間隙を５０
０μｍに設定した均し部材１２によって均すようにした
。　その結果、均し部材１２の位置で現像剤が掻き溜め
られることなしに、現像剤層の層厚は均し部材Ｕを設け
ない場合より著しく均一になった。　この現像剤層によ
る現像は、有機光導電体ＯＰＣから成る像形成層を有し
て矢印方向に１２０ｗ／ｓｅｃの表面速度で回転する像
形成体１と現像剤搬送担体２の表面間隙を９００μ鴨に
設定する条件で行った。　像形成体ｌに形成された潜像
は、−５０Ｖの非画像背景部電位に対して画像部電位が
一５ｏｏ　ｖの静電潜像であり、現像に際してバイアス
電源３により現像剤搬送担体２に２幻−１１，５ＫＶの
交流電圧と−１５０Ｖの直流電圧の重量したバイアス電
圧を印加した。

層厚規制部材７と均し部材上にも現像域Ａの撮動電界を
、ブレークダウンさせないために同じバイアス電圧が印
加された。

以上の条件で現像されたトナー像は、図示していない転
写装置により普通紙にコロナ放電転写され、表面温度１
４０℃の熱ローラ定着装置によって定着された。これに
よって得られた記録画像は、不均一性やかぶりのない、
そして濃度も高いきわめて鮮明なものであった。　引続
いて、同様に５万枚の記録紙を祷たが、その間層厚規制
部材７０所で現像剤の詰りか発生しても、均し部１２に
ょって現像剤層の均一性が保たれていたために、最初か
ら最後まで安定して変らない鮮明な記録画像が得られた
。　　これに対して、均し部材１２を設けなかった場合
は、増厚規制部材７の所で発生した詰りによって、現１
象剤層に次第に大きなむらが発生するようになり、その
影響が記録画像に現われて、１万枚程度の記録紙を得る
のが限度であり、記録画像には筋や荒れが認められた。

実施例２ 均し部材１２が厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレ
ートからなる樹脂板を用いて第４図の均し部材１２と用
様の形状に形成されたものであり、現像剤搬送担体２に
現像剤ノーの無い状態で接するように設定されて、１＠
厚規制部材７によって形成された贋厚約７００μ雷の現
像剤層が通過するときには間隙が５００μ情程度にまで
拡がるものである以外は、実施例１と全く同じ条件で５
万枚の記録紙を得た。　その結果は前記実施トリ１のそ
れと同様であった。

荻だ、第３図、第５図の現像装置についても前記実施例
１．２と同様の結果が得られた。

なお、本発明に基く現像装置は、前記現像方法のほか、
通常の一成分現像剤或いは微粒電性キャリアを構成成分
とする二成分現像剤を用いる磁気ブラシ現像方法に使用
しても有効である。

へ０発明の詳細 な説明したように、本発明に基（現像装置は、前述した
構成としているので、現像剤搬送担体に安定して均一な
薄層の現像剤層を形成することができ、したがって現像
剤層からのトナー粒子の移行制御を効果的ζこ行うこと
ができて、微粒子化したキャリヤ粒子やトナー粒子から
成る現像剤を用いても支障なく、鮮明性に優れた高画質
画像を再現することができると言う優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】 図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって、 第１図は本発明の装置を適用するに好適な画像形成装置
の概要図、 第２図は現像装置の概略断面図、 第３図、第４図及び第５因は他の現像装置の部分拡大断
面図、 第６図は反撥磁界下での磁界及び現像剤の運動を模式的
に示す図面で、同図（ａ）は磁界を、同図ｔｂｌは現像
剤の運動を示す。 第７図は反撥磁界領域での構成部分の寸法関係を示す図
面、 第８図は反撥磁極の構成手段の一例を示す図面である。 なお、図面に示される符号に於いて１ ０１１９１００９３１０．像形成体 ２１１１０９９０．１１１．現像剤搬送担体３８３００
０００６８００．バイアス電源４−−保護抵抗 ５１１００１８００００．磁石体 ６１１９１３１１９９１１．現像剤溜り７０８．２９０
００９０１．現像剤層厚規制部材８１１１８０３１３０
１１．クリーニングブレード８１１１１０３０１８．１
．攪拌ローラ、。、、、、、、、、、、、、　　トナー
補給ローラ１１・・・・・・・・・・・・トｆ−ホッパ
１２・・・・・・・・・・・・均し部材Ｔ・・・・・・
・・・・・・現像剤（トナー）である。 代理人　弁理士　逢　坂　　　　宏 第　１　目 ｆθ５　　　　　　Ｉｆ　　　ＦＢ ｆｆＯｆＯｑ 第２０ 第５０ 第６日 （こ） （ト〕 ニーＢ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　磁性現像剤層を現像剤搬送担体上に形成し、現像剤
   を像形成体の潜像に付着させる現像装置に於いて、前記
   現像剤層の層厚を均一にする均し部材と前記現像剤搬送
   担体に内包される反撥磁極とが、互に近接して設けられ
   ていることを特徴とする現像装置。 ２　現像剤層が、像形成体に対して非接触状態にあり、
   この像形成体上に振動電界によって現像剤を付着させる
   現像剤層である、特許請求の範囲第１項記載の現像装置
   。 ３　均し部材が、剛性材料からなる均し部材である、特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の現像装置。 ４　均し部材が、弾性材料からなる均し部材である、特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の現像装置。 ５　均し部材が、現像剤搬送担体に対して、現像剤層の
   層厚を規制する層厚規制部材と前記現像剤搬送担体との
   間隙以上の間隙を以って前記現像剤層に接触し、かつ、
   前記層厚規制部材の下流側に近接して設けられた均し部
   材である、特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか
   一項に記載の現像装置。