JPS62113159A - 現像方法 - 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】 技術分野　・ 本発明は電子−写真法あるいは静′ＩＬ記録法などによ
って形成された潜像を現像する現像方法に関する。

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なう現像装置を提案した（特公昭
５８−３２３７５号、同５８−３２３７７号明細：！ｊ
）。

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部材りに形
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なう
現像方法および装置を提案した（特開昭５８−１４３３
６０号、同５９−１０１６８０壮明細占）。

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」
二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段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５３−９３　ａ　４１−；−
明細、！？）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などの欠点がある。

発明の目的 したがって、本発明は磁性粒子の磁化と新現像システム
との関係に着目し、高画像濃度の現像像を形成すること
ができ、しかも負性特性がない現像方法を提供すること
ができ、トナー粒子に和分な帯電をグーえて現像剤担持
体表面に適切なトナー互 層を形成し、交％　’、ｌｉ界中の磁性粒子とトナー粒
子との現像挙動を安定化すると共に現像効果を向上する
ことを目的とする。

発明のａ要 本発明によれば、静電潜像担持体上の静電潜像を現像す
る現像方法であって、トナー粒子と磁性粒子とを有する
現像剤を収容する現像剤容器と。

前記静電潜像担持体と対向して、トナー粒子を該静電潜
像担持体に供給する現像部を形成するとともに、前記容
器から現像剤を該現像部に担持搬送する現像剤担持部材
と、前記現像剤担持部材の前記潜像担持体と反対側に設
けられ該磁性粒子を該現像部で該静電潜像担持体に接触
させる第１の磁界発生７段と、前記現像剤担持体の回転
方向で現像部のｈｌｉに位置し該現像剤担持部材表面か
ら離間している規制部先端を有する現像剤規制部材と、
前記現像剤担持部材の前記規制部材と反対側に設けられ
、前記現像剤規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方
向に関して上流に位置する第２磁界発生り段と、該現像
部に搬送され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〃′心界形成り段とを有し、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器に対して、該現像部の磁性粒子
が占める体積が１．５％乃至３０％であり、磁性粒子の
磁化が２０乃至２００　ｅ＋ｓｕ／ｇの範囲内であるこ
とを特徴とする現像方法が提供され、これによれば、現
像部にはトナー粒子に加えて磁性粒子がわずかに存在す
る（１．５〜３０％の体積を占める）ので、これが磁力
の影響下で、粗（密でなく）の状態、すなわち疎らな状
態の穂を形成し、その作用によって現像特性が４苦され
る。

実施例 第１図は本発明の実施例による現像装置の断面図である
。

本図において、１は現像されるへき静電潜像を担持する
静電潜像担持体であり、具体的には無端移動可能な感光
ドラムあるいはベルトもしくは誘電体ドラムあるいはベ
ルトなどである。この上に静電潜像を形成する方法は本
発明の要旨ではなく、公知の方法でよい０本実施例では
静電潜像担持体は電子写真法によって静電潜像が形成さ
れる感光ドラムであり、矢印ａの方向に回転可能である
。

本実施例の装置は現像剤容器２１、現像剤保持部材であ
る現像スリーブ２２（以下単にスリーブと呼ぶ）、磁界
発生手段である磁石２３、スリーブ２２Ｉ：で現像部に
搬送される現像剤の量を制御する規制ブレード２４（以
下単にブレードと呼ぶ）、交互電界形成手段である電源
３４などを有する。以下それぞれの構成を説明する。

容器２１は磁性粒子２７とトナー粒子２８とを混合物と
して有する現像剤を収容する。トナー粒子は本実施例で
は、例えばカーボン１０部、ポリスチレン９０部を主体
として形成された粒径７〜２０Ｂｍの非磁性トナー粒子
である。トナー粒子と磁性粒子とは本実施例では、スリ
ーブ２２近傍で磁性粒子−の濃度が高く、スリーブ２２
から離れたところでは低いように収容されているが、均
等な混合物として容器２１内に収容してもよい。容器２
１は第１図左ド部に開口を有する。

スリーブ２２は、例えばアルミニウムなどの非磁性材料
製であり、容器２１の上記開口部に設けられ、その表面
の一部を露出させ、他の面を容器２１内に突入させてい
る。スリーブ２２は図面に直角な軸の回りに四転可佳に
軸支され、矢印すで示す方向に回転駆動される０本実施
例ではスリーブ２２は円筒状のスリーブであるが、これ
は無端ベルトでもよい。

スリーブ２２は感光ドラムｌに対して微小間隙をもって
対向して現像部を構成する。この現像部にはトナーおよ
び磁性粒子がスリーブ２２によって搬送され、ここには
体積比率で（１，５〜３０％）の磁性粒子が存在する。

この点については後述する。

磁石２３はスリーブ２２内部に静止的に固定され、スリ
ーブ２２の回転時も不動である。磁石２３は後述のブレ
ード２４と協働してスリーブ２２１：への現像剤塗布量
を制御するＮ磁極２３ａ、現像磁極であるＳ磁極２３ｂ
、現像部通過後の現像剤を容器２１内に搬送するＮ磁極
２３ｃおよびＳ磁極２３ｄを有する。Ｓ極とＮ極は逆で
もよい。この磁石は本実施例では永久磁石であるが、こ
れに代えて電磁石を使用してもよい。

ブレード２４は本実施例では、少なくともその先端が例
えばアルミニウムなどの非磁性材料製であり、容器２１
の開口のＬ部近傍でスリーブ２２の長手方向に延在し、
その基部は容器２１に固定され、先端側はスリーブ２２
の表面に間隙をもって対向している。ブレード２４の先
端とスリーブ２２の表面との間隙は５０〜５００ｐｍ、
好ましくは１００〜３５０ｐｍであり、本実施例では２
５０ｇｍである。この間隙が５０＃１．ｍより小さいと
、磁性粒子がこの間隙部に詰まり易く、５００ｐｍを越
えると、磁性粒子およびトナーが多ｊｌ￥に間隙を通過
し、スリーブ２２Ｆに適当な厚さの現像剤層が形成でき
ない、現像剤層の厚さは後述の現像部における感光ドラ
ムｌとスリーブ２２との間隙よりも小さい（ただしこの
とき現像剤の厚さとは磁力が働いていない状態でのスリ
ーブ２２ｈでの厚さである）。このような厚さの現像剤
層を作るためには、ブレード先端とスリーブ面との間隙
は、スリーブ面と感光ドラム面の間隙と量子または小さ
いことが好ましいが、それ以ヒにしても可能である。

ブレード２４の容器２１内部側には、磁性粒子ｆｌ環限
定部材２６が設けられ、これは後述の磁性粒子の容器２
１内での循環域を制限する。

電源３４は感光ドラムｌとスリーブ２２との間に電圧を
印加して、それらの間の空隙に交互電界を形成させ、ス
リーブ２２Ｌの現像剤からトナーを感光ドラムｌに転移
させる。電源３４による電圧は正側と負側のピーク電圧
が同じである対称型交尾電圧でも、このような交尾電圧
に直流電圧をｔ畳した形の非対称交Ｑ：電圧でもよい。

置体的な電圧（Ｉ／ｆとしては、例えば暗部電位−６０
０Ｖ、明部電位−２００Ｖの静電潜像に対して、−例と
して、直流電圧−３００Ｖを重畳してビーク・ピーク電
圧を３００〜２０００Ｖｐｐ、周波数２００〜３０００
Ｈｚ交互電圧をスリーブ２２側に印加し、感光ドラム１
を接地電位に保持する。

容器２１のＴ部は感光ドラムｌの方向に延びて延長部を
構成し、現像剤（特にトナー粒子）が外部に漏れること
を防止している。また、このような漏出の防止をさらに
確実ならしめるために、前記延長部の」二面に、漏出現
像剤を受取ってこれを拘束する部材２９を設けている。

さらに、前記延長部の先端にはスリーブ２２の長ｆ方向
に沿って飛散防１．ｆ二部材３０が図示のごとく固定さ
れている。この部材３０にはトナー粒子と同極性の電圧
を印加してもよい、これによって現像領域から飛散した
トナーを電界によって感光ドラム３の方向へ押しつけ、
トナーの飛散を防止することができる。

スリーブ２２の長ｆ方向両端部には、現像剤阻止部材２
５が設けられ、スリーブ２２両端部での現像剤の塗布を
阻＋ｌｘ　している。

つぎに本実施例の現像装置の作動について説明する。ま
ず、容器２１に磁性粒７−２７を投入する。投入された
磁性粒子は磁極２３ａおよび２３ｄによってスリーブ２
２にに保持され、容器２１内に面するスリーブ２２の表
面全体に渡って付着し、磁性粒子層を構成する。この磁
性粒子層の磁極２３ａおよび磁極２３ｄに近い部分では
磁性粒子２７は磁気ブラシを構成する。その後、トナー
２８を容器２１内に投入し、前記磁性粒子層の外側にト
ナ一層を形成する。前記の最初に投入する磁性粒子２７
は磁性粒子に対して、もともと２〜７０％（屯Ａ））ト
ナーを含むことが好ましいが、磁性粒子のみとしてもよ
い、＆ｉ性粒％２７は−ｄスリーブ２２表面Ｆに磁性粒
子層として吸着保持されれば、装置の振動やかなり大き
な傾きによっても実質的な流動あるいは傾斜は発生せず
、スリーブ２２の表面を覆った状態が維持される。

つぎに、スリーブ２２を矢印方向に回転すると、磁性粒
子は容器２１の下部からスリーブ２２の表面に沿った方
向に上昇し、ブレード２４の近傍に至る。そこで、磁性
粒子の一部はトナーとともにブレード２４の先端とスリ
ーブ２２の表面との間隙を通過し、他部は部材２６に衝
突した後、反転して磁性粒子のに昇経路の外側を重力に
よってド降して容器２１のド部に至り、再びスリーブ２
２の近傍を上昇してＬ記動作を繰返す、なお、容器２１
の１部からブレード２４に向って上昇する磁性粒子−２
７のなかにはブレード２４の近傍に至る前に反転して落
丁するものもある。これは特にスリーブ２２の表面から
遠い磁性粒子に顕著に見られる。

このようにして、ブレード２４の近傍あるいはそのｒ前
で反転して落下する磁性粒子はその外側のトナ一層から
トナー粒子−を取込んで行く。

スリーブ２２の回転とともにこのように′＠環すること
によって、トナー２８は磁性粒−ｆ　２７およびスリー
ブ２２表面との摩擦によって帯電する。

ブレード２４のＦ前近傍では、スリーブ２２の表面に近
いｍ性粒子−２７は磁極２３ａによってスリーブ２２表
面に引付けられ、スリーブ２２の回転とともにブレード
２４のｒ方を抜けて容器２１外に出る。このさい磁性粒
子２７はその表面に付着したトナーを一緒に運び出す。

また帯電したトナー粒子・２８の一部はスリーブ２２表
面に鏡映力によって付着したままスリーブ２２１：を容
器外に出る。ブレード２４はスリーブ２２」二に塗布さ
れる現像剤う２を規制する。

このようにしてスリーブ２２の表面トに形成された現像
剤層（磁性粒子２７とトナー２８との混合体）はスリー
ブ２２の回転とともに感光ドラムｌと対面する現像部に
至る。ここでは、感光ドラムｌとスリーブ２２どの間に
印加される交ｍ′市界によってトナーがスリーブ２２の
表面および磁性粒子の表面から潜像りに転移し、該潜像
を現像する。現像部における磁性粒子の体積比率は１．
５〜３０％で−ある。この点にについては詳述する。

ひきつづくスリーブ２２の回転によって、現像に消費さ
れなかったトナー粒子および磁性粒子はＷｎ２１内に回
収され、容器２１内で前述の循垣作用によって再びスリ
ーブ２２上に塗布される工程を繰返す、この再度の循環
時に磁性粒子は容器２１上部のトナ一層からトナーを取
込んで、現像に消費された分のトナーの供給を受る。

第２図は現像部における挙動を説明するための拡大断面
図である。感光ドラムｌは潜像を構成する電荷を担持し
、本実施例においては静電潜像を構成する電荷は負極性
であり、トナーは正極性に帯電している。また、この実
施例においては感光ドラムｌとスリーブ２２とは同一周
方向移動となるように矢印のごとく回転する。これらの
間の空間には電源３４によって前述の交互電圧が印加さ
れ、交互電界が形成される。一方、感光ドラム１とスリ
ーブ２２との最近接部に対応してスリーブ２２の内部に
は磁石２３の磁極２３ｂがある。

この空間には、前述のごとくスリーブ２２の回転によっ
て搬送されてきた磁性粒子２７とトナー２８との混合物
である現像剤がある。ここに磁性粒子２７が存在する点
において前記のいわゆる一成分非磁性現像剤薄層による
現像方法の場合（特開昭５８−１４３３６０号および同
５９−１０１６８０号明細古）とは本質的に異なってい
る。また、この部分における磁性粒子の体積比率（後述
）の関係から、存在する磁性粒子の量は通常のいわゆる
磁気ブラシ現像方法に比較して、はるかに少なく、この
点において磁気ブラシ現像方法とも本質的に異なる。こ
の少ない磁性粒子２７が磁極２３ａの作用で、鎖状に連
なった穂５１を粗の状態、すなわち疎らな状態で形成す
る。

現像部における磁性粒子２７の挙動は自由度が増加して
いるので、特殊なものとなっている。

つまり、このまばらな磁性粒子の穂は均一な分布を磁力
線方向に形成すると共に、スリーブ表面と磁性粒子表面
の両方の開放することができるため、磁性粒子表面の付
着トナーを穂に阻害されることなく感光ドラムへ供給で
き、スリーブ表面の均一な開放表面の形成によって、ス
リーブ表面に亙 付着したトナーが交番電界でスリーブ表面から感光ドラ
ム表面へ飛翔できる。

ここで磁性粒子の挙動及びトナー粒子の飛翔について説
明する。

第２図に示されるように、本実施例においては静電潜像
は負電荷（画像暗部）によって構成されているので、静
電潜像によ、る電界は矢印ａで示す方向である。交互電
界による電界の方向は交互に変化するが、スリーブ２２
側に正成分が印加されている位相では、これによる電界
の方向は潜像による電界の方向と一致している。この時
に電界によって穂５１に注入される電荷の量は最大とな
り、したがって、穂５１は図示のごとく最大起立状態と
なって、長い穂は感光ドラム１表面に伸びる。

・方、スリーブ２２および磁性粒子２７の表面上のトナ
ー２８は前述のごとく正極性に帯電しているので、この
空間に形成されている電界によって感光ドラムｌに転移
する。このときに穂５１は粗の状Ｔｆｆｉで起立してい
るので、スリーブ２２表面は露出しており、トチ−２８
はスリーブ２２表面および穂５１の表面の両方から離脱
する。加えて、穂５１にはトナー２８と同極性の電荷が
存在するため、穂５１表面上のトナー２８は電気的反発
力によってさらに移動し易い、　　゛交互電圧成分の負
の成分がスリーブ２２に印加される位相では、交互電圧
による電界（矢印ｂ）は静電潜像による電界（矢印ａ）
と逆方向である。したがってこの空間部での電界は逆方
向に強　　　−くなり、電荷の注入量は相対的に少なく
なり、穂５１は電荷注入驕に応じて縮んだ接触状態とな
る。

一方、感光ドラムｌｈのトナー２８は前述のごとく正極
性に帯電しているので、この空間に形成されている電界
によってスリーブ２２あるいは磁性粒子２７に逆転移す
る。このようにしてトナー２８は感光ドラム１とスリー
ブ２２表面あるいは磁性粒子２７表面との間を往復運動
し、感光ドラムｌおよびスリーブ２２の回転によって、
これらの間の空間が広がるにつれて、電界が弱くなると
ともに現像作用が完了する。

穂５１にはトナー２８との摩擦帯電電荷もしくは鏡映電
荷、感光ドラム１Ｆの静電ＷＩｆ！電荷および感光ドラ
ム１とスリーブ２２どの間の交互電界によって注入され
る電荷が存在するが、その状態は磁性粒子２７の材質そ
の他によって決定される電荷の充放電時定数によって変
化する。

以上のごとく、磁性粒子２７の穂５１は上述の交互電界
によって微小なしかし激しい振動状態となる。

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
ヘ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禎の百分率である０本件発明者は種
々の実験および考察の結果、）：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
１．５〜３０％特に２．６〜２６％とすることが極めて
好ましいことを見出した。

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表面上に形成ネれる現像剤層の厚さが全
体的に不均一となること２などの点で好ましくない。

３０％を越えると、スリーブ面を閉鎖する度合が増大し
、かぶりが発生すること、などの点で好ましくない。

特に′、本発明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％の範囲で上のな画像濃度が得られ、１．５％
未満でも３０％を越えても、画質低Ｆが発生し、しかも
この画質が上のな」−記数値の範囲ではスリーブゴース
トもかぶりも発生し、ないという発明者が見出した！に
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％を越えた場合は磁性
粒子が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ｃ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、スリーブ２
２表面上に穂５１が好ましい程度に疎らな状態で形成さ
れ、スリーブ２２および穂５１１１の両方のトナーが感
光ドラム１に対して上のに開放され、スリーブＬのトナ
ーも交互電界で飛翔転移するので、はとんどすべてのト
ナーが現像に消費Ｉｉ丁能な状態となることから高い現
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ＩＦできる。

さらに、穂の振動によって、磁性粒子−２７とトナー２
８との摩擦接触が活発になるのでトナー２８への摩擦帯
電を向トさせ、かぶり発生を防止できる。なお、現像効
率が高いことは現像装置の小型化に適する。

」−記現像部に存在する磁性粒子２７の体積比・Ｖは （Ｍ／ｈ）　　Ｘ　　（１／ρ）　　Ｘ　　［（Ｃ／　
　（Ｔ＋Ｃ）　　］で求めることができる。ここで、Ｍ
はスリーブの中位面積当りの現像剤（混合物・拳・非穂
（１時）の塗布着（ｇ／　Ｃｍ２）、ｈは現像部空間の
高さくｃｍ）、ρは磁性粒子の真密度（ｇ　／　Ｃｍ３
）、Ｃ／　（Ｔ＋Ｃ）はスリーブ１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４〜４０１１％が好ましい。

互 り記実施例のように交番電界が強い（変化率が大きいま
たはＶＰＰが大きい）場合、穂５１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ｌ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、を述の振
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（日立製作新製）で８０００
コマ／秒の撮影を行なって確認された。

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ｌと穂５１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
は空隙は大さいので、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ｌ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５１は感光ドラムｌ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、いずれにせよ、磁性粒子２７の電気
抵抗および磁化との関連が強い。

なお、前記の比較的低い抵抗値の磁性粒子２７を使用す
る場合、感光ドラムｌとスリーブ２２との間に印加する
交互電圧は、そのピーク値の際に潜像の暗部、明部のい
ずれにおいても間隙放電が発生しないように設定する必
要がある。一方、比較的高い抵抗値の穂５１を使用する
場合は、交互電圧の周波数と穂５１の充放電時定数を適
切に選択することによって、間隙電圧が放電開始電圧に
到達しないよう、にすることが好ましい。

これらを考慮した場合、穂５１全体の抵抗としては、感
光ドラムｌに現像ブラシが接触した状態で穂５１の高さ
方向の抵抗が１０１５〜１０６Ωｃｍの程度が好ましく
、現像電極効果を期待する場合は１０１０　Ｎ１０６Ω
ｃｍ程度が好ましい。

磁性粒子２７の磁化は２０〜２００ｅｍｕ／ｇの範囲で
、好ましくは、３０ｗ　ｌ　００ｅｍｕ／ｇである。

一般的に磁化が２０　ｅｍｕ／ｇ以下の場合、磁性粒子
のスリーブに対する吸引力が不足して磁性粒子の搬送が
不充分となり、また磁性粒子がスリーブから離れて感光
ドラム面上へ移行して付着し易くなり好ましくない、一
方、磁化が２００ｅ腸ｕ／ｇを越えるとスリーブ表面上
の磁性粒子の穂が固くなって画像が荒れ、また穂が長く
なることによりギャップが狭くなり穂を通してのバイア
ス電圧のリークが起こり易くなる。そして、穂が長くな
るとスリーブ上のトナーが現像時にジャンピングの妨げ
となる。また、穂のはけなどにより画像りにすじ状のム
ラが現われる。また磁性粒子のスリーブに対する吸引力
が強くなりトナーと磁性粒子間で強く圧迫されて現像剤
が劣化する。スリーブ上の剤規制時に磁性粒子間の結合
力が強く、回転時の負荷が増大する。このため、磁化の
大きさは好ましくは３０〜１００ｅｍｕ／ｇが良い。

磁性粒：ｆ−２７は平均粒径が３Ｏ−１００１Ｌ、好ま
しくは４０〜８０鉢である。一般的に平均粒径の小さい
もの程、スリーブ２２Ｌでのトナーの摩擦帯電特性が優
れ、スリップゴースト（ベタ黒原稿を現像した直後のス
リーブ回転による現像で濃度が低くなる現象あるいはス
リーブの回転ごとに現像濃度が低ドする現象として現れ
る）が発生し　　　−なくなる、しかし粒径が小さい場
合は、静電保持体への磁性粒子の付着を発生する傾向が
ある。この付着位置は磁性粒子の抵抗値によって異なり
。

例えば比較的低抵抗なものでは画像部に付着し、高抵抗
なものでは非画像部に付着する。これは一般的傾向で、
実際には磁性粒子の磁気的特性、表面形状、表面処理材
（樹脂コートを含む）も多少影響する。

現像部のスリーブとの磁界が６００〜９００Ｇの商又的
電７−　ｖ真現像装置においては、粒径が３０％以下で
は磁性粒子の付着が増大する。又１００μ以りではスリ
ーブゴーストが目立つ、したがってＬ記範囲が好ましい
。

本現像装置においては従来用いられていた２成分糸の５
０−１００延程度の比較的高抵抗のキャリアを用いるこ
とができる。

各磁性粒子は磁性材料のみから成るものでも、磁性材料
と非磁性材料との結合体でも良いし、磁性粒子全体とし
ては二種類以上の磁性粒子の混合物でも良い。

つぎに、本発明による装置の潜像表面電位に対する現像
画像濃度の関係、すなわち、いわゆるＶ−Ｄカーブ特性
について説明する。

第３図は本実施例装置におけるＶ−ＤカーブをＸで示す
、縦軸はマクベス反射濃度計による光学的反射濃度値、
横軸はスリーブ面をＯ電位とみなした時の感光ドラムと
の相対的な電位差である。

この特性は、低電位部でかぶりがなく、中間電位部で適
切な傾斜（いわゆる「γ」）を有し、高電位部では上方
な画像濃度が得られる点で、優れた特性であることが理
解される０本発明によらない現像装置の一例として、本
願同様にスリーブ上に供給された非磁性トナーによって
交互電界の存在下で現像を行なういわゆる一成分非磁性
現像剤薄層現像υ、（特開＋１／ｌ　５８−１４３３６
０号明細、！Ｉ）を使用した場合のＶ−ＤカーブをＹで
示した。この現像方法はある電位以りの部分では電位の
増加とともに画像濃度が低下するという負性特性を示し
、高電位部について画像濃度が不足する傾向がある。こ
れに比較して本発明のものは、低電位部においてかぶり
がなく、中間電位部においてγの傾斜が緩やかであるの
で、過剰なエツジ効果が生ずることがなく、中間電位部
から高電位部にかけても負性特性を示すことがなく、高
電位部においても１−分な画像ｅ度が得られる。

つぎに、現像部において好ましい状態の穂を形成するた
めの条件について検討する。

第４図は現像部における好ましい穂の状ｙＥを示す、こ
こでは各棟が一本一本独ヴしてスリーブ２２］二に均一
・に形成されている。

第５図は逆に好ましくない穂の状態を示す。ここでは磁
性粒子２７が塊となって存在している。

この状態で現像を行うと鱗状のむらが画像に発生するの
で好ましくない。

発明者はこの磁性粒子２７の塊の発生が、ブレード２４
の材料およびスリーブ２２の中心から見たブレード２４
先端と磁極２３ａとの間の角度θに影響されることを見
出した。

まずブレード２４の材料については、非磁性材料が好ま
しい。磁性材料を用いた場合は磁力線がブレード２４に
集中し、磁性粒子−２７に対して強い磁気的拘束力が強
くなる。この拘束力に打勝って容器２１外に出るために
はある程度以」二のマスが必要となる。そしてこのマス
に達するまでは強い磁気的拘束力でブレード２４近傍に
滞ることになる。ある程度以北のマスになったときに初
めて容器２１外に出ることになる。したがって、スリー
ブ２２ｉ：、で現像部に至ったときは第５図のような状
態になると考えられる。

ブレード２４を非磁性材料製とした場合はブレード２４
先端近傍において磁力性の集中が起らないので、前記の
ごとき塊は形成されず、均一な状態で現像剤が塗布され
、現像部において、粗で均・な穂が形成される。したが
ってブレード２４としでは非磁性材才１が好ましい。た
だし、弱磁性であれば（例えば、５ＵＳ３０４　（Ｊ　
Ｉ　Ｓ）を曲げて磁性を持たせたもの）磁性材料でもよ
い。

つぎに、前記角度０についてはθく２°の範囲では磁性
粒子−２７の塊が発生、あるいはスリーブ１−、に現像
剤が均一な層として形成されない。これはブレード２４
の近傍で磁力線に沿って磁性粒子−が粗の状態で並ぶこ
とになり、　−７以１−の磁性粒子−がここに貯ったの
ちに初めて出ていくことによると考えられる。−万〇〉
４０°では磁性粒Ｙ−２７の＋、￥の規制効果が著しく
劣る。したがって２°≦０≦４０″が好ましく、５６≦
０≦２０″が特に好ましいことが見出された。

なお角度θと現像剤通過■との関係は、０を小さくする
と通過ｊｉＸは減少し、したがって現像部における体積
比率は減少し、０を大きくすると逆の傾向となる。スリ
ーブ２２表面１−に塗ｌＩｉ”されるトナーのＨ，Ｂは
Ｏに影響されずほぼ一定である。

前述のごとく本発明においては、トナーは磁性粒子２７
の表面とスリーブ２２の表面との両方に保持される。本
件発明者は種々の実験および考察の結果これらのトナー
量の比、すなわち磁性粒子に保持されるトナーとスリー
ブに保持されるトナーとの比が１＝２〜１０：ｌ（重量
比）範囲内の値が良く、特に好ましくは、１：１〜５：
１の範囲であることを見出した。この比をｌ：２以下と
するとＶ−Ｄカーブが第４図のＹに近づき、好ましくな
い、逆に１０：ｌ以りであると、感光ドラムｌに磁性粒
子２７が過度に接触して磁性粒子２７が感光ドラムｌに
過度に付着する傾向になり好ましくない。発明者の種々
の実験の結果、Ｌ記の比をｌ：２〜１０：１とすると良
好な画像が得られることが確認された。

この比率はスリーブ表面性、トナーの摩擦帯電特性、磁
性粒子の特性・供給量を変えることによって、制御する
ことができる。この中でも、大きな影響を与える因子と
しては磁性粒子の粒径と現像領域へ供給する磁性粒子の
量があげられる。

すなわち、粒径を大きくすると、トナーを付着し得る磁
性粒子の表面積が減少するため（比較のため磁性粒子−
の合計体積は・定とする）、現像部まで運ばれる磁性粒
子付着トナー州は減少する。

−力この減少１５は補償するがごとくスリーブ付着トナ
ー￥は若「増加する０粒径を小さくすると逆の傾向とな
る。

磁性粒子の現像部への供給量については、供給量を増加
すると、磁性粒子付着トナー量は増加する。一方この増
加に伴いスリーブ付着トナー璧は若ｆ減少する。磁性粒
イー供給量を減少させた場合はＬ記の逆の傾向となる。

これらを適切に選択することによってに２比の所望の範
囲を得ることができる。ただし、磁性粒子供給Ｉ１１を
過度に増加すると感光ドラムｌと直接感光ドラム１と接
触する磁性粒子２７の量が増加し、感光ドラム１への磁
性粒子２７の付着が発生する。また、磁性粒子を廁かく
すると磁気的拘束力が低ドし、やはり潜像保持体に磁性
粒子が付着する。磁性粒子の供給量を増加していくこと
、及び磁性粒子の粒径を小さくして現像に使わない過剰
のトナーをも供給することは現像効率を低下させること
になる。

発明者の種々の実験によれば、磁性粒子−２７の粒径お
よび供給量を適切に選択すれば、上記比率をｌ：１〜５
：１の範囲とすることができ、良好な現像が行なわれる
。

Ｌ記比率はつぎのようにして測定することができる。ま
ず、スリーブ２２上の磁性粒子を外部から磁石によって
すべて吸引する。これによって吸引されたものは磁性粒
子とそれに付着したトナー粒子−である。これを洗浄し
磁性粒子付着トナーの屯？を測定できる。つぎに、スリ
ーブ２２上に残ったトナー粒子をすべて空気により吸引
してフィルター内に集め、これを洗浄してスリーブ付着
トナーの屯量を得ることができる。あるいは、現像装置
が安定している場合は、スリーブ２２ｈの磁性粒子−を
外部から磁石によってすべて吸引、洗浄した後、別途現
像剤層を形成し、これをすべて（磁性粒子、磁性粒子付
着トナー、スリーブ付着トナー）吸引して洗浄後全トナ
ー４１を測定し、Ｌ記の磁性粒子付着トナーｈＳとの差
引きにより求めてもよい。

つぎに、第１図の現像装置を用いた具体例について述べ
る。第１Ｖ４において、スリーブ２２とし。

て直径２０　ｍ　ｍ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２３として４極着磁でＮ極、Ｓ極が交りに第１
図で示されるようなものを用いた。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、Ｌ記角度０は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〜ｓｏ＝　（２５０／３００メツシユ）のフェライ
ト（最大磁化６０ｅｍｕ／ｇ）を用いた。

非磁性トナーとしては、スチレン／ブタジェン共重合体
系樹脂１００部に銅フタロシアニン系顔料５部から成る
モ均粒径１ＯｆｉＬのトナー粉体にコロイタ゛ルシリカ
０．６％を外添したブル−トナーを用いたところ、スリ
ーブ２２表面ｔにコーティング厚約２０〜３０ルｍのト
ナー塗布層を得、さらにその上層としてｌＯＯ〜２００
μの磁性粒子層を得た。各磁性粒子の表面りには上記ト
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２．４３Ｘ　１０−２ｇ／ｃ腸２であった。

磁性粒子は現像部およびその近傍でスリーブ２２内の磁
極２３ｂにより磁界によって穂立ちして、最大長約０．
９ｍｍ程の穂立ちブラシを形成していた。

帯電量をブローオフ法で測定したところスリーブ」二及
び磁性粒子りのトナーのトリポ電荷量が＋１０終Ｃ／ｇ
であった。

この現像装置をキャノン（株）製ＰＣ−１０型複写機に
組み込み、感光ドラム３（有機感光材料製）とスリーブ
２２の表面との間隔を３５０ｐｍとした。この条件で鉢
植比率を求めると、約１０％であった（ｈ＝３５０ｇｍ
、Ｍ＝２．４３Ｘ１０−２ｇ／ｃｍ２．　　ρ＝５　、
５ｇ／ｃｍ３．　Ｔ／　（Ｔ＋Ｃ）＝２０．４％）。バ
イアス電源３４として周波数１６００Ｈｚ、ピーク対ピ
ーク値１３００Ｖの交流電圧に一３００ｖの直流電圧を
重畳させたものを用いて現像を行なったところ、良好な
ブルー色の画像を得た。

また、ベタ黒画像について現像し、現像後のスリーブ面
を観察したところ、磁性粒子に付着したトナー及びスリ
ーブＥのトナーはほとんど消費され１００％近い現像効
率で現像が行なわれていた。

現像特性についてもカブリが無く、かつ第３図にＸで示
した曲線の現像特性を得ることができた。

以北に説明のごとく、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
性のない現像を行なうことができる。

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府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、トリポ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２
２１−に残った現像剤層を、一旦スクレー／へ１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
性粒子一層に接触させて現像剤の再コーテイングを行な
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。

発明の詳細 な説明のごとく、本発明によれば、高画像濃度で高現像
効率現像装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による現像装置の断面図である
。 第２図は第１図の現像装置の現像部の拡大断面図である
。 第３図は本発明の実施例による現像装置の現像特性曲線
を示す図である。 第４図は本発明による現像装置における好ましい磁性粒
子の穂の形成状態を示す断面図である。 第５図は同じく好ましくない磁性粒子の穂の形成状態を
示す断面図である。 １−−−−一潜像担持体（感光ドラム）２１−ｍ−現像
剤容器（容器） ２２−ｍ−現像剤保持部材（スリーブ）２３−一一磁界
発生ｆ段（磁石） ２７一−−磁性粒子 ２８−−−　　　ト　す　一粒　了・（ト　　す　−　
）ｂ 第３２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像方法で
   あって、 トナー粒子と磁性粒子とを有する現像剤を収容する現像
   剤容器と、 前記静電潜像担持体と対向して、トナー粒子を該静電潜
   像担持体に供給する現像部を形成するとともに、前記容
   器から現像剤を該現像部に担持搬送する現像剤担持部材
   と、 前記現像剤担持部材の前記潜像担持体と反対側に設けら
   れ該磁性粒子を該現像部で該静電潜像担持体に接触させ
   る第１の磁界発生手段と、 前記現像剤担持体の回転方向で現像部の上流に位置し該
   現像剤担持部材表面から離間している規制部先端を有す
   る現像剤規制部材と、 前記現像剤担持部材の前記規制部材と反対側に設けられ
   、前記現像剤規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方
   向に関して上流に位置する第２磁界発生手段と、 該現像部に搬送され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とを有し、 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
   部の磁性粒子が、占める体積が１．５％乃至３０％であ
   って、上記磁性粒子の磁化が２０乃至２００ｅｍｕ／ｇ
   の範囲内であることを特徴とする現像方法。 ２）上記磁性粒子の磁化は３０乃至１００ ｅｍｕ／ｇの範囲内であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の現像方法。