JPS6275656A - 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】 ３、発明の、ｉｆ　ｍな説明 九五公１ 本発明は電子写ｆ、（法あるいは静電記録法などによっ
て形成された？１４１’Ｊを現像する現像装置に関する
。

立、Ｌ！１ 出願人は、現像剤の薄層を現像剤相持体上に形成し、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
５Ｂ−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規制部材玉に形
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゛磁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、トナーが磁性材ネ゛１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Ｌ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Ｄ、として知られ
ているもの（例えば、　４Ｉｔ開ｔＶ（５３−９３８４
１号ｌｊＩ細ど）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１１３
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。

先且立１血 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。

＆」ＬＤ」Ｌよ 未発Ｉｌｌによれば、静電層像担持体上の静電潜像を現
像する現像装置であって、トナー粒子と実質的に球形の
磁性粒子とを有する現像剤を収容する現像剤容器と、前
記静電潜像相持体と対向して、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Ｌ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Ｌ−、流に位置する第２磁界発生手段と、該現像部に
搬送され前記現像剤担持部材表面に担持されたトナー粒
子を静電潜像相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゛磁界形成手段とを有し、＋ｆｉｊ記現
像部において、前記静電潜像相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％であり、曲記規
制部材ド流における、現像剤担持部材りの現像剤塗布ｈ
１が０．５〜５×１０−２ｇ　／　ｃ　ｍ　２であり、
磁性粒子に対するトナー粒子−の毛！４割合が４〜４０
％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【１１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入される。

支蔦ｊ 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は像されるべき静′市潜像を担持する
静’＋ｈ　Ｍ　ｔ！担持体であり、具体的には無端移’
））Ｊ　ｉｔｆ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。このにに静゛
屯潜像を形成する方′／）：は本発明の要旨ではなく公
知の方法でよい。本実施例では静電層像担持体は電子写
真法によって静電潜像が形成される感光トラムであり、
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（以下中にスリーブと呼ぶ）、磁界
発生手段である磁石２３、スリーブ２２」二で現像部に
搬送される現像剤の！４を制御する規制プレート２４（
以下単にブレードと呼ぶ）、交尾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ＩＪ１す
る。

容器２１は磁性粒子２７とトナー粒子２８とを程合物と
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１例えばカーボッ１Ｏ部、ポリスチレン９０部を主体
として形成された粒径７〜２０牌山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２１
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１−記聞ｒＪ　ｍ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
＋１７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Ｉ＋−１転ＩＩν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」二への現
像剤塗布ＦＭ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Ｌｃｒ一方向に延
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２
４の先端とスリーブ２２の表面との間隙は５０〜５００
ｐｍ、好ましくは１００〜３５０ｇｍであり、本実施例
では２５０ｇｍである。この間隙が５０μｍより小さい
と、磁性粒子がこの間隙部に詰まり易く。

５００ｇｍを越えると、磁性粒子およびトナーが多州に
間隙を通過し、スリーブ２２に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（動いていない
状態でのスリーブ２２上での厚さである）、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回
等または小さいことが好ましいが、それ以しにしても可
能である。

ブレード２４の容器２１内部側には、磁性粒子’０ｆＩ
ｆ５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１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尾電界を形成させ、ス
リーブ２２１−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ＩＥ側と負側の°ビー
ク電圧が同じである対称型交！ｆ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１ｊ電圧で
もよい。１体的な電圧値としては、例えば暗部電位−６
００Ｖ、明部電位−２００Ｖの静電潜像に対して、−例
として、直流電圧−３００Ｖを重畳してピーク・ピーク
電圧を３００〜２０００ｖｐｐ、周波数２００〜３００
０Ｈｚ交ｔに電圧をスリーブ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１Ｆ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、没けている
。さらに、前記延長部の先端にはスリーブ２２の長手方
向に沿って飛散防出部材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ｌ二している。

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
Ｆ−に保持され、容器２１内に面するスリーブ２２の表
面仝休に渡って付着し、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
磁性才☆ｆ−２７は磁気ブラシを構成する。その少、ト
ナー２８を容器２１内に投入し、１１１１記磁性粒Ｙ一
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−ｆ’−２７はｒ磁性粒子に対して、もともと２
〜７０％（屯ｉｊ、　）　　ｌ・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Ｊ−’ｔ　ｆ
　２７は−ＩＬスリーブ２２表面−１二に磁性粒子層と
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ｆＥ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ＬシＬ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毛力
によって下降して容器２１の下部に至り、再びスリーブ
２２の近傍を上昇して上記動作を繰返す、なお、容器２
１の下部からブレード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
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子１
１１１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′屯する。

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の回転とともにプレート２
４のド方を抜けて容器２１外に出る。このさい磁性粒子
２７はその表面に付ノ１したトナーを一諸に運び出す。

またイ１？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箔したままスリーブ２２１−を
容器外に出る。ブレード２４はスリーブ２２１゜に１７
＞　４ｊされる現像剤Ｘルを規制する。

このようにしてスリーブ２２の表面ｌ二に形成された現
像剤層（磁性粒子２７とトナー２８との４４合体）はス
リーブ２２の回転とともに感光ドラ１．１と対面する現
像部に至る。ここでは、感光トラムｌとスリーブ２２と
の間に印加される交７１：　’４４：界によってトナー
がスリーブ２２の表１ｒ１１および（滋ブｉ粒子の表面
から層像１−に転移し、１ｕｔＭ像を現像する。現像部
における磁性粒子−の体積比−（Ａは１５〜３０％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Ｉ・ナー粒子−および磁性粒子−は容器２１
内に回収さＦｌ　　容器２１内で前述の循ｊ；ｆ１用番
こよって１１）ひスリーブ２２１；に塗１１ｊされるに
稈を繰返す、この１り度の循Ｉ；時に磁性粒子−は容器
２１」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Ｌ、　１は潜像を構成する’１４４
：荷を担持し、本実施例においては静′市Ｐｖｆ像を構
成する電荷は負極性であり、トナーはＩＥ極性に・；１
？電している。また、この実施例においては感光トラム
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１Ｆ電圧が印加され、交尾電界が形成され
る。一方、感光ドラムｌ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
回５９−１０１６８０号明ｉｎ　Ａ’ｔ　）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ｊ、ｊ
、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ｍｉ、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子ｌｊ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゛Ｉ［
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２
２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￥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。

一力、スリーブ２２および磁性粒子２７の表面１：のト
ナー２８は前述のごとく正極性に？１″１′屯している
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Ｉに転移する。このときに穂５１は相の状態５で起☆
二しているので、スリーブ２２表面は露出しており、；
・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！・ナー２８
は電気的反発力によってさらに移動し易い。

交！Ｉ：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！ｌ−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
１直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。

〜・方、感光ドラムｌ］二のトナー２８は前述のごと＜
　＋Ｅ極性に帯゛―シシているので、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
間を往復連動し、感光ドラムｌおよびスリーブ２２０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゛Ｉｋ電荷もしくは鏡
映電荷、感光ドラム１に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ｌｆ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。

以にのごとく、磁性粒子−２７の穂５１は１−述の交１
ｒ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積の百分率である０本件発明者は種
々の実験および考察の結果、ト記現像装置においてはこ
の体積比率が！ｌ！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ＷＪ″Ａ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、未発１！１１は体積比率の増加あるいは減少にし
たがって画質が申請に劣化または増加するのではなく、
１．５〜３０％の範囲で１・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１−分な］二記数イ〆１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“１を実に基づくものである。　ｉｉｊ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
存在漬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１よが大幅に減
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ｆ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
桔の一様高濃度画像（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」二であることで、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’Ｖ）があり、ベタ
黒ｉ４現時にうろこ状の濃度ムラを生じる１ｑ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−
１；記体積比率が２６％以ドがより好ましいものきなる
。

体積比率が１．５〜３０％の範囲であれば、スリーブ２
２表面Ｆ〕に穂５１がｈｒましい程度に独らな状ｙムで
形成され、スリーブ２２および穂５１１〕の両方のトナ
ーが感光ドラムｌに対して１−分に開放され、スリーブ
にのトナーも交〃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１１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１１むらやゴースト像の発生を防１
にできる。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
の摩擦イ１？′市を向１−させ、かぶり発生をＩｆ／ｊ
　＋Ｌできる。なお１現像効率が高いことは現像装置の
小型化に適する。

Ｉ−記現像部に存在する磁性粒子２７の体積比率は （Ｍ／ｈ）Ｘ　　（１／ｐ）Ｘ　　［（Ｃ／　　（Ｔ＋
Ｃ）］で求めることができる。ここで、Ｍはスリーブの
ｒｌｉｌ面位当りの現像削ぐ混合物◆・・非糖ｉ’ｚ時
）の”ｉｊ＋ｊ州（ｇ／　ｃ　ｍ２）　、ｈは現像部空
間の高ざ（ｃｍ）、ρは磁性粒子の真′！Ｆ：度ｇ／ｃ
ｍ３．Ｃ／　（Ｔ＋Ｃ）はスリーブ上の現像剤中の磁性
粒子の重礒割合である。

なお、ｌ二足定義の現像部において磁性粒子に対するト
ナーの、鳩舎は４〜４０屯呈％が好ましい。

Ｌ記実施例のように交番゛１［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２
７はスリーブ２２と感光トラムｌとの間の空間で往復運
動する。この往復連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使道される。

以Ｉ−の挙動は高速度カメラ（１１ケ製作所製）で８０
００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１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、を−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どの間隙を火きくし
て、磁界を印加しない状！ムで穂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＆ｉの磁性粒１’−２７を
使用する場合、感光ドラムｌとスリーブ２２どの間に印
加する交互電圧は、そのピーク（ｆｉの際に潜像の暗部
、明部のいずれにおいても間隙放゛市が発生しないよう
に設定する必要がある。一方、比較的高い抵抗イ１の穂
５１を使用する場合は、交１１−゛屯圧の周波数と穂５
１の充放電時定数を適切に選択することによって１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１に磁性粒子の穂が接触した状ｙＥで穂５１の
高さ方向の抵抗が１０１ｓ〜１０”９ｃｍの程度が好ま
しく、現像゛Ｉｌｉ極効果全効果する場合は１ＯＬ２〜
ｌＯ＠Ωｃｍ程１■が好ましい。

磁性粒子２７は平均粒径が３０−１００　ｇ、好ましく
は４０〜８０ｇである。一般的にモ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（ペ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、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Ｌの磁界が６００〜９００Ｇの商又的
電子写工１現像ＪＡ置においては、粒径が３０、以ドで
は磁性粒子の伺着が増大する。ヌ１００ｐＬ以トではス
リーブゴーストが１１η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成分系の５
０−１００＃Ｌ程度の比較的高抵抗のギヤリアを用いる
ことができる。

各磁性粒子−は磁性材ネ１のみから成るものでも、磁性
材料と非磁性材ネ１との結合体でも良いし、磁性粒子全
体としては二種類似ｌ−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ｇｊｅ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Ｃ度イメ
Ｌ横軸はスリーブ面をＯ電位とみなした時の感光トラム
との相対的な電位差である。

この特性は、低゛屯イ☆部でかぶりがなく、中間電位部
で適切な傾斜（いわゆる「γ」）を右し　、ｔ’：、市
１に部では１・分な画像濃度が１１ｔられる貞で　４１
れた’Ｉ’ｔ　？Ｉであることが理解される。木９．’
！’Ｉによらない現象装置の一例として、本願同様にス
リーブＩに供給された非磁性トナーによって交ｌｌ：市
界の存在トで現像を行なういわゆる一成分ノ１磁性現像
削１層現像法（特開昭５８−１４３３６０号明、細−；
）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゛上位以ｌ二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゛上
位部について画像濃度が不足する傾向がある。これに比
較して未発明のものは、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゛屯位部から
高電位部にかけても負性特性を示すことがなく、高゛屯
位部においても！−分な画像濃度が得られる。

つぎに、現ｇｊ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ａ・１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
では各棟が一本一本独ひしてスリーブ２２−１−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鯖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Ｉ・２
４の材ネ１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０に影響されること
を見出した。

まずブレード２４の材ネ”１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プレート２
４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１−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２２にで現像部に至ったときは第５図のような
状ｊＥ；になると考えられる。

ブレード２４を−ＪＩ　ｒａ性材ネ１製とした場合はプ
レート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としては非磁性材ネ１がｔ
ｌｆましい、ただし１弱磁性であれば（例えば、５ＵＳ
３０４　（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１ハ０については図示のごとくプレート
２４を磁極２３ａよりも下流側とするが、０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ｌ−
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相の状態で並
ぶことになり、一定量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。一方０＞
４０”では磁性粒子２７のｊ、１の規制効果が著しく劣
る。

したがって２６≦０≦４０”が好ましく、５″≦０≦２
０’が特にＤｆましいことが見出された。

なお角度０と現像剤通過埴との関係は、０を小さくする
と通過；１１は減少し、したがって現像部における体積
比−４１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Ｆ−に塗布されるトナーのＨ，Ｈは０
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。こ
れらのトナー；４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ｌ：２〜
１０：１（土ｒＬ　ｌｔ　）範囲内の値が良く、特に好
ましくは、ｌ：ｌ〜５：ｌの範囲である。この比をｌ：
２以下とするとＶ−りカーブが第４図のＹに近づき、好
ましくない、逆に１０：１以１−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Ｄｆましくない
０発明者の神々の実験の結果、ｌ−記の比を１：２〜１
０：１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、トナーの斤擦帯電特性、磁
性粒子の特性・供給ｊ−１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
ｆ−としては磁性粒子の粒径と現像領域へ供給する磁性
粒Ｙ−のｊｌｌがあげられる。

すなわち、粒径を大きくすると、トナーをイ・１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
子の合計体積は一定とする）、現像部まで運ばれる磁性
粒子付着トナーｊ１１−は減少する。

一方この減少ｊｊ−を補償するがごとくスリーブ付ｒ１
−トナーｊ＾は若干増加する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；１１については、供給Ｈ，
Ｈを増加すると、磁性粒子付１１トナーＨ，；、は増加
する。一方この増加に伴いスリーブ付着トナー品、は若
Ｅ減少する。磁性粒子供船賃を減少させた場合は１〕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１−配化の所９１
の範囲を得ることができる。ただし、磁性粒子−供給Ｓ
ＸＥ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ｌ−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
を細かくすると磁気的拘束力が低下し、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５
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：許を適切に選択すれば、１−配化率をｌ＝１
〜５：ｌの範囲とすることができ、良好な現像が行なわ
れる。

１、配化率はつぎのようにしてＡｌ１定することができ
る。まず、スリーブ２２Ｆ−の磁性津々了−を外部から
磁石によってずへて吸引する。これによって吸引された
ものは磁性Ｒ’（−とそれにイ・１着したｉ・ナー粒子
−である。これを洗浄し磁性粒子−付着トナーの屯ｊ１
：を測定できる。つぎに、スリーブ２２七に残ったトナ
ー粒子−をすべて′・ト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伺着トナーのｌ’ｌ　
＋ｓｌ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２２１−の磁
性粒子を外部から磁石によってずへて吸引、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ｎ
１後全トナー＋ルを測定し、−１；記の磁性粒子付着ト
ナー星との差引きにより求めてもよい。

つぎに、スリーブ−にへの現像剤の塗１「１！、Ｓ、、
すなわちブレード２４の下流におけるスリーブ］−の現
像剤ｊａ（＆ｉ磁性粒子トナーとの合計中値）について
は、種々の実験および検討の結果、この現像装置におい
ては、各磁性粒子が実質的に球状である一場合、０　、
５〜５　、　ＯＸ　１０　＝　ｇ　／　ｃ　ｍ’が好ま
しいことがｒ（明した。５．ＯＸＩＯ−２ｇ／ｃｒｎ’
を越えると現像像にかぶりが認られ、特に６．０×１０
−２ｇ　／　ｃ　ｍ’以１−ではかぶりが特に強く発生
する。逆に０　、５　Ｘ　Ｉ　０−２ｇ　／　ｃ　ｍ’
未満では磁性粒、Ｙ−の穂による掃き１１が視１１され
る。したがって１−記筏囲が好ましい。

さらに、１−２現像部におけるトナーｄシ合比、すなわ
ち、トナー屯１−／磁性粒子−屯コＩ；についても種々
の実験および検１；・１の結果、この現像装置において
は、４〜４０％が好ましいことが′ｒ１明した。

４０％を越えると、現像／ｉｌ＋塗布１．１に無関係に
かぶりが発生し、４％未満では現像剤塗布：番：に無関
係に１・分な画像濃度が得られない、したがって、Ｌ記
範囲が好ましい。

つぎに、第１図の現像装置を用いた其体例について述べ
る。第１図において、スリーブ２２として直径２０ｍｍ
のアルミスリーブの表面を、７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１ｊに第１図で示されるよう
なものを用いた。Ｉａ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、Ｉｌｉ　Ｉａ性
スステンレス用い、Ｉ−記角Ｉｆ　Ｏは１５°とした。

磁性粒子としては１表面にシリコン樹脂コートした粒径
７０〜５０鉢（２５０／３００メツシユ）のフェライト
（ｈ３大厳化６０　ｅ　ｍ　Ｉ：　／　ｇ　）を用いた
。

Ｊ１磁性トナーとしては、スチレン、′ブタジエ／Ｊ（
屯合体系樹脂１００部に銅フタロシアニン系願事１５部
から成るｆＰＪ粒経１０用のトナー粉体にコロイグルシ
リ力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２０〜３ＱｕＬ
ｍのトナー塗布層を得、さらにその［二層として１００
〜２００ｐの磁性粒子層を得た。各磁性粒子の表面−ヒ
には１−記トナーが付着している。

このときのスリーブ２２七の磁性粒子と全トナーとの合
３＋玉ｊ翳は約２．４３Ｘ１０−２ｇ／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
屯州比は約２：ｌ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’ｉｔｉ、星をブローオフ法で測定したところスリー
ブＬ及び磁性粒子上のトナーのトリポ′市荷星が＋１Ｏ
ｐＬＣ／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３５０　＃Ｌｍとした。この条件
で体積比率を求めると、約ｌＯ％であった（ｈ＝３５０
ｇｍ、　　Ｍ＝２．４３ＸＩ　Ｏ−２ｇ／Ｃｍ２　、　
　　ｐ　　＝　　５　　、　５　　ｇ　／　ｃ　　ｍ　
３　　、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１
３００Ｖ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ｌｌｆなブル
ー色の画像を１１）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ｆｉｓｌ察したところ、磁性粒子に付着したトナー及
びスリーブ１−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プリが無く、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−Ｌ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■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
を使用回部である。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部させる
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の表面の研府のために研磨剤粒子−等を外添し
てもよい、トナー中に少ＩＩ；−の磁性粒−ｆ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１）−するために、容器２１内へＪ
ズリ回動したスリーブ２２面から現像に供されずにスリ
ーブ２２１−に残った現像剤層を、一旦スクレーバーＦ
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１１ｆ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１画像形成装置に固定された通常現像器としても使
用回走である。

ル且豆遣課 以１−説明のごとく、未発ＩＩ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図は末完ＩＩ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〈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 ｌ・・・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） ２３φ・磁界発生手段（磁石） ２７・・磁性粒子 ２８・・トナー粒子（トナー） 代表図面：第１図 一一！ 第２図 久　　ｂ 図面のｒＪトＱ＋　ｊ内容に変更なし）第３図 Ａｉ凸　電イ立°　（Ｖ） 手系売肴ｎ正書Ｃ方式） 昭和６１年２月２９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置であつ
   て、 トナー粒子と実質的に球形の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、 前記現像部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剤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％であり、
   前記規制部材下流における、現像剤担持部材上の現像剤
   塗布量が０．５〜５×１０＾−＾２ｇ／ｃｍ＾２であり
   、磁性粒子に対するトナー粒子の重量割合が４〜４０％
   であることを特徴とする現像装置。