JPS6263970A - 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】 １１斑！ 本発明は電子写真法あるいは静電記録法などによって形
成された潜像を現像する現像装置に関する。

五」」１盲 出願人は、現像剤の薄層を現像剤担持体」二に形成し、
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５Ｂ−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部材」二に
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５８−１４３
３６０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
に発生するなどの欠点がある。

先乳豊１カ したがって、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」Ｌ例」１畳 本発明によれば、静電潜像担持体上の静電潜像を現像す
る現像装置であって、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
現像部で該現像剤担持部材に接触させる第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％であることを特徴とする現像装置が提供され、
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
像特性が改善される。

支崖１ 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、ｌは像されるべ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。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２２上で現像部に搬
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３
４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、例えばカーボッ１Ｏ部、ポリメチ９フ９０部を主体
として形成された粒径７〜２０ＩＬｍ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図左下部に開口を有する。

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回転可能に
軸支され、矢印すで示す方向に回転駆動される。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１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２２上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２
３ｃ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
の開口の上部近傍でスリーブ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５０〜５００Ｊ１．
ｍ、好ましくは１００〜３５０　ｇｍであり、本実施例
では２５０ｇｍである。この間隙が５０Ｂｍより小さい
と、磁性粒子がこの間隙部に詰まり易く、５００＃Ｌｍ
を越えると、磁性粒子およびトナーが多量に間隙を通過
し、スリーブ２２」二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１とスリーブ２２ど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２２」二での厚さである）。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同等または
小さいことが好ましいが、それ以上にしても可能である
。

ブレード２４の容器２１内部側には、磁性粒子循環限定
部材２６が設けられ、これは後述の磁性粒子の容器２１
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２２上の現像剤からトナーを感光ドラム１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互電圧でも、このような交互電圧
に直流電圧を重畳した形の非対称交互電圧でもよい。具
体的な電圧値としては、例えば暗部電位−６００Ｖ、明
部電位−２００Ｖの静電潜像に対して、−例として、直
流電圧−３００■を重畳してビーク・ビーク電圧を３０
０〜２０００ｖｐｐ、周波数２００〜３０００Ｈｚ交互
電圧をスリーブ２２側に印加Ｏ し、感光ドラムｌを接地電位に保持する。

容器２１の下部は感光ドラム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、前記延長部の上面に、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の長手方向に
沿って飛散防止部材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の長手方向両端部には、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
阻止している。

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に磁性粒子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２２
上に保持され、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２
８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％（重量）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。

磁性粒子２７は一部スリーブ２２表面上に磁性粒子層と
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上昇経路の外側を重力に
よって下降して容器２１の下部に至り、再びスリーブ２
２の近傍を上昇して上記動作を繰返す。なお、容器２１
の下部からブレード２４に向って上昇する磁性粒子２７
のなかにはブレード２４の近傍に至る前に反転して落下
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手前
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循環することに
よって、トナー２８は磁性粒子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の手前近傍では、スリーブ２２の表面に近
い磁性粒子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２
４の下方を抜けて容器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２２上を容器外に
出る。ブレード２４はスリーブ２２上に塗布される現像
剤量を規制する。

このようにしてスリーブ２２の表面」二に形成された現
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１と対面する現像部
に至る。ここでは、感光ドラム１とスリーブ２２との間
に印加される交互電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上に転移し、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容器２１内に回
収され、容器２１内で前述の循環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２１Ｊ一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
１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１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号明細書）とは木質的に異なってい
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木質的に異なる。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
着トナーを穂にドｎ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１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。

一方、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は粗の状態で起立しているので
、スリーブ２２表面は露出しており、トナー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は電荷注入量に応じて縮んだ接触
状態となる。

一方、感光ドラムｌ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ｌとスリー
ブ２２表面あるいはトナー２８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ｌ上の静電潜像電荷および感光ドラム１
とスリーブ２２と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１　只 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」−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ｌ
ヘトチ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。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表面上に形成される現像剤層の厚さが全
体的に不均一となること、などの点で好ましくない。

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％の範囲で十分な画像濃度が得られ、１．５％未
満でも３０％を越えても、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
かぶりも発生しないという発明者が見出した事実に基づ
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］二足体積
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」二に穂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５１上の両方のトナーが感
光ドラム１に対して十分に開放され、スリーブにのトナ
ーも交互電界で飛翔転移するので、はとんどすべてのト
ナーが現像に消費可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」
ニさせ、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。

上記現像部に存在する磁性粒子２７の体積比率は （Ｍ／ｈ）Ｘ　　（１／ρ）Ｘ　　［（Ｃ／　　（Ｔ−
１−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・働・非穂立時）の
塗布量（ｇ／ｃｍ２）、ｈは現像部空間の高さくａｍ）
、ρは磁性粒子の真密度ｇ／０ｍ３、Ｃ／（Ｔ＋Ｃ）は
スリーブ−Ｌの現像剤中の磁性粒子の重量割合である。

なお、」二足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。

」二足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２０００
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。

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ＩＱＩｓ〜１０”ΩＣｍの程度が好ましく
、現像電極効果を期待する場合は１０１０〜１０’Ωｃ
ｍ程度が好ましい。

磁性粒子２７は平均粒径が３０〜１ＯｏＩＬ、好ましく
は４０〜８０１Ｌである。一般的に平均粒径の小さいも
の程、スリーブ２２上でのトナーの摩擦帯電特性が優れ
、スリーブゴースト（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下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１表面形状、表面処理材（樹脂コ
ートを含む）も多少影響する。

現像部のスリーブ上の磁界が６００〜９００Ｇの商業的
電子写真現像装置においては、粒径が３０μ以下では磁
性粒子の付着が増大する。又１００ｐ以上ではスリーブ
ゴーストが目立つ。したがって上記範囲が好ましい。

本現像装置においては従来用いられていた２成分系の５
０〜１ＯｏＩＬ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
ては二種類似」二の磁性粒子の混合物でも良い。

つぎに１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、高電位部では十分
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。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」二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
性現像剤薄層現像法（特開昭５８−１４３３６０号明細
書）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上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
ても十分な画像濃度が得られる。

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態を示す。ここ
では容積が一木一本独立してスリーブ２２上に均一に形
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−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
ある程度以上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。ある程度以上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２
２上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、粗で均一な穂が形成される。したが
ってブレード２４としては非磁性材料が好ましい。ただ
し、弱磁性であれば（例えば、５ＵＳ３０４　（ＪＩＳ
）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θについてはθく２°の範囲では磁性
粒子２７の塊が発生、あるいはスリーブ上に現像剤が均
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
、一定置上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。一方θ〉４０ｍでは磁性
粒子２７の量の規制効果が著しく劣る。したがって２＠
≦θ≦４０’が好ましく、５６≦θ≦２０”が特に好ま
しいことが見出された。

なお角度θと現像剤通過量との関係は、θを小さくする
と通過量は減少し、したがって現像部における体積比率
は減少し、θを大きくすると逆の傾向となる。スリーブ
２２表面上に塗布されるトナーの量はθに影響されずほ
ぼ一定である。

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１図において、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極が交互に第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、上記角度θ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
７０〜５０ＩＬ（２５０／３００メツシユ）のフェライ
ト（最大磁化６０　ｅ　ｍ　ｕ　／　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
平均粒径１ＯＩＬ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２０〜３０ＩＬｍのトナ
ー塗布層を得、さらにその上層として１００〜２００ル
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２．４３Ｘ１０−２ｇ／Ｃｍ２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上及び
磁性粒子上のトナーのトリポ電荷量が＋　１０　、Ｃ７
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３５０１Ｌｍとした。この条件
で体積比率を求めると、約１０％であった（ｈ＝３５０
１Ｌｍ、　　Ｍ＝２．４３Ｘ１０　’　ｇ　／　ｃ　ｍ
　２、　　ｐ　＝　５　、５　ｇ　／　ｃ　ｍ　”　。

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
の交流電圧に一３００■の直波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、ペ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
ーブ上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
２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。

先見車重】 以上説明のごとく、本発明によれば、高画像法度で高現
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。 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。 符号の説明 １・・・潜像担持体（感光ドラム） ２１・・現像剤容器（容器） ２２・・現像剤保持部材（スリーブ） ２３・・磁界発生手段（磁石） ２７・φ磁性粒子 ２８・・トナー粒子（トナー） 代表図面 第１図 　ｂ 第２図 久　　ｂ 第５図 θ　１００２００３００　、（θｏ〃θ６元電に（ｒ）

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装置で
   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現像剤担持部材に接触させ
   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％であるこ
   とを特徴とする現像装置。 ２）上記トナー粒子は非磁性トナー粒子であり、上記現
   像部において上記磁性粒子に対して４乃至４０重量％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
   装置。 ３）上記現像部の磁性粒子が占める体積は ２．６％乃至２６％であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の現像装置。