JPS63197977A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁性キャリア粒子とトナー粒子とを用いて現
像を行う２成分現像方式の現像装置に関する。

本発明は画像記録形成用の表示装置、プリンター、ファ
クシミリ電子写真装置の種々に適用可能な現像装置であ
る。

（背景技術） 本願出願人は、先に、従来２成分現像方式とは異なり、
現像容器内は２成分で、現像部へは１成分トナーのみを
供給して現像を行う装置を提供した。

このように現像容器内にのみ磁性粒子とトナー粒子を混
在させている現像装置では、現像容器から磁性粒子が漏
れるという新たな問題が発生した。この問題を解決でき
る装置は、本出願人によって提案され、米国内で登録さ
れてる米国特許第４，５６３，９７８号明細書に示され
ている。

これらは、現像部に磁性粒子を供給しないことを前提と
したものであるが、現像容器からたまたま漏れて現像部
へ達した数少ない磁性粒子を回収可能にした磁極と磁性
体との磁性シールの基本構成も開示するもので極めて重
要であり、その効果はこの基本構成を採用しない装置に
対して格段に優れたものであった。しかしながらこの磁
性シールによって、容器内に磁性粒子を回収可能にし、
容器内からのトナー粒子の漏れを防止しても、長期にわ
たって現像を行う場合や、現像装置を画像記録装置本体
に対して着脱可能にした場合の何らかの衝撃が加わる場
合には、わずかにトナー粒子が漏れてしまったり、磁性
粒子が回収できないという不都合が発生することが確認
された。しかし、このような不都合も上記磁性シールを
用いない装置におけるトナー粒子の飛散に比べたら、ご
くわずかなものであった。

出願人は多くの実験によって、これらの不都合をも解決
でき、積極的に現像部に磁性キャリア粒子を供給する２
成分現像装置において多大なる効果を生む現像装置を特
願昭６０−２１７５５７号（昭和６０年９月３０日出願
）に提案している。

（解決すべき問題点） 上記、特願昭６０−２１７５５号は、磁極と磁性部材と
の作る磁界を利用して磁性キャリアの容器への回収と容
器からの漏れを防止したもので磁性部材の面に着目した
ものである。

ところが、製造して生産工程を終えた現像装置の中には
、海外への輸送中の衝撃や他の何らかの影響で磁性粒子
がわずかに漏れるという製品が見られることがあった。

本発明者らは、さらにこの原因を追求したところ、現像
剤担持部材内に設けられた磁界発生手段のバラツキによ
り磁性部材との間に位置変動が生じていることが判明し
た。

又、このようにわずかな磁性粒子の損失を続けてしまう
と、現像容器内で特別な磁性粒子利用を行う装置は、そ
の機能の安定性が欠けて信顆性が低くなるという商品上
の問題にも大きな原因となることもあった。

（発明の目的） 本発明は、製造上のバラツキに対して有効な解決策を与
えるもので、現像容器内への磁性粒子の回収をより確実
に達成すると共に、現像容器からの磁性粒子の漏れをよ
り確実に防止できる現像装置を提供するものである。

（発明の概要） 本発明は、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、潜像を担持する潜像担持体と対向
して、トナー粒子を該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
現像剤担持表面と反対側に設けられた磁界発生手段と、
前記現像剤担持部材表面に塗布される磁性粒子とトナー
粒子との玉を規制する手段と、前記現像剤担持部材の回
転方向に関して前記規制手段より上流で前記磁界発生手
段より下流に位置し、前記現像剤担持部材の表面に対し
て離間し且つ前記回転方向に関して上流側から下流側に
向って間隙を減少する面を備える磁性部材とを有し、上
記磁界発生手段は、上記現像剤担持部材表面において磁
束密度の最大地点Ｙと、最大地点から現像剤担持部材の
回転方向に関して下流側に最大地点の磁束密度の半分の
値の半値地点Ｘとを形成し、現像剤担持部材の回転中心
０に対して最大地点Ｙと半値地点Ｘとが形成する角γの
範囲内に上記磁性部材の面が設けられていることを特徴
とする現像装置である。

本発明によれば、磁性部材の面に作用する磁界発生手段
の磁界強度が多少変化しても満足のいく磁性粒子の回収
、漏れ防止を達成でき、飛散の問題や現像特性の変化問
題といった磁性粒子に関した二次的問題も解決できる。

（実施例） 第１図は本発明の詳細な説明図で、これを採用した第６
図現像装置実施例に記載された要部構成の変形拡大図の
第７図構成と共に用いられることがより好ましいもので
ある。以下、これら各図を用いて説明する。

さて、本出願人は先に現像剤供給容器内に先ず磁性粒子
を投入して、回転域は回転駆動される現像スリーブの現
像剤供給容器の内方側の面部分に磁性粒子層（第１層）
として吸着保持させ、次いでトナーを投入して上記磁性
粒子層の外側に貯溜（第２層）させて現像スリーブ上に
現像剤の薄層をコーティング形成させ、その現像剤のコ
ーティング薄層で潜像保持体面上の潜像の現像を行うも
のを提案した（特開昭５９−２０４８６６号公報、特開
昭５９−２０４８６７号公報）。

第６図は以上のような方式を適用した本発明の一実施例
の現像装置の断面図である。潜像担持体１は静電記録用
絶縁ドラムあるいはα−Ｓｅ。

Ｃｄｓ、ＺｎＯ２，ＯＰＣ，ａ−３ｉの様な光導電絶縁
物質層を持つ感光ドラムもしくは感光ベルトである。潜
像担持体１は図示しない駆動装置によって矢印ａ方向に
回転される。２２は潜像担持体１に近接もしくは接触さ
れている現像スリーブであり、例えばアルミニウム、５
ＵＳ３１６等の非磁性材料で構成されている。現像スリ
ーブ２２は現像容器３６の左下方壁に容器長手方向に形
成した横長開口に右略半周面を容器３６内へ突入させ、
左略半周面を容器外へ露出させて回転自在に軸受けさせ
て横設してあり、矢印す方向に回転駆動される。

２３は現像スリーブ２２内に挿入し図示の位置姿勢に位
置決め保持した固定磁界発生手段としての固定の永久磁
石（マグネット）であり、現像スリーブ２２が回転駆動
されてもこの磁石２３は図示の位置・姿勢にそのまま固
定保持される。

この磁石２３はＮ極の磁極２３ａ、Ｓ極の磁極２３ｂ、
Ｎ極の磁極２３ｃ、Ｓ極の磁極２３ｄの４磁極を有する
。磁石２３は永久磁石に代えて電極石を配設してもよい
。

２４は現像スリーブ２を配設した現像剤供給器開口の上
縁側に、基部を容器側壁に固定し、先端側は開口上縁位
置よりも容器３６の外側へ突出させて開口上縁長手に沿
って配設した現像剤規制部材としての非磁性ブレードで
、例えば５ｕＳ３１６を横断面路への字形に曲げ加工し
たものである。

２６は非磁性ブレード２４の下面側に上面を接触させ前
端面を現像剤案内面２６１とした磁性粒子限定部材であ
る。

２７は磁性粒子であり粒径が３０〜１００μｍ、好まし
くは４０〜８０μｍで抵抗値がｉｏ’Ωａｍ以上、好ま
しくは１０８Ωｃｍ以上にフェライト粒子（最大磁化ｓ
ｏｅｍｕ／、ｇ）へ樹脂コーティングしたものが用いら
れ得る。

３７は非磁性現像剤トナーである。

３１は現像スリーブ２２を配設した現像容器３６下部か
らの磁性粒子２７ないしは非磁性トナー粒子３７の漏出
を防止するために現像容器下部内面に現像スリーブ２２
に対向して配設された磁性体であり、例えば鉄板にメッ
キを施したものである。磁性体３１とＳ極性の磁極２３
ｄとの間の磁界で磁性粒子２７の回収と漏れ防止を達成
するシール効果が得られる。

３９は現像スリーブ２２内の固定磁極２３により形成さ
れた磁性粒子のブラシ部分へトナーを供給するトナー供
給部材であり回転自在に軸受した板金にゴムシートを貼
り付は現像容器下面を掃くが如くトナーを搬送する。ト
ナー供給部材３９には、不図示のトナー貯蔵容器３８中
のトナー搬送部材によってトナー供給される。

３８、　　３５はそれぞれトナー貯蔵容器、磁性粒子貯
蔵容器である。

４０は現像容器３６下部部分に溜るトナーを封止するシ
ール部材で弾性を有しスリーブ２２の回転方向に向って
曲がっており、スリーブ２２表面側を弾性的に押圧して
いる。このシール部材４０は、現像剤の容器内部側への
進入を許可するように、スリーブとの接触域でスリーブ
回転方向下流側に端部を有している。

３０は現像工程で発生した浮遊現像剤を現像剤と同極性
の電圧を印加して感光体側に付着させ飛散を防止する飛
散防止電極板である。

次に現像剤限定部材２６の現像剤案内面２６１と、これ
に対向する磁極２３ａとが形成する現像剤容器の出口側
構成について第７図を用いて後述する。

ここで、磁性シール手段としての磁極２３ｄと磁性部材
３１とについて説明する。第１図乃至第５図では、Ｎ磁
極２３ａは規制手段である規制ブレード２４を磁界中に
置く規制用磁界発生手段で、スリーブ表面におけるその
磁束密度分布の最大を与える地点（通常は磁極の中心部
）を通り、スリーブの回転中心０を通る面（直線）をＺ
で表わす。又、５ｌｉｉｉ極２３ｄは、磁性部材３１と
の間に一方から他方に磁界を形成するための磁性シール
用磁界発生手段であり、磁性部材３１に対して１部が対
向する第５図と、全く対向していない第１．２．３．４
図との２種を示している。

図中のＷはＳ磁極２３ｄのスリーブ表面における磁束密
度分布の最大を与える地点Ｙとスリーブ中心Ｏを通る面
（直線）である。磁性部材３１は、現像剤容器の現像剤
収納部の実質的な端部で現像装置の下方に位置し、この
容器内周辺では回収された磁性キャリア粒子の移動によ
って、スリーブ表面の現像剤中に容器内下方に位置する
トナー粒子を取り込む。従って、磁性粒子の安定した回
収は、現像能力を安定化する効果がある。

第２図は本実施例磁性シールの角度関係を示すもの、第
３図は磁性シールに形成される磁界の分布を示すもの、
第４図は第３図における実際上の磁性粒子分布を示すも
の、第５図は他の実施例の好ましい磁界分布に伴う磁性
粒子分布を示すものである。

磁性部材３１は「＜」あるいは「Ｌ」字形状を有し、鉄
等の永久磁化されていない磁性体や非磁性体を変形させ
ることによって弱い磁性を帯びたものが通用可能である
。又、磁性部材３１として磁石を用いる場合は、平面６
６が磁石Ｎ２の磁性Ｎとは異極のＳ極性でなければなら
ない。

磁石Ｎ２の中央（先端のスリーブ表面における最大磁束
密度を与える位置）と磁性部材３１の磁石Ｎ２に向う平
面６６（スリーブ２２の回転方向す下流域方向に延在す
る長さを有する）の回転方向すに関しての半分の位置Ｃ
とを結んだ直線（面）Ａに対しての平面５６が回転方向
下流域になす角度φは９０°くφく１８０°が好ましい
。

これは、実質的に平面６６の回転方向すの上流側に弱い
磁界集中を平面６６の回転方向すの下流側に強い磁界集
中を相対的に形成させるためには適した構成である。又
、平面６６とスリーブ２２０表面とのなす距離が、平面
６６の回転方向すの上流側の距１１ｊＬに対して、平面
６６の回転方向すの下流側の距ａＸが小となることが好
ましい。

この距離関係は、磁性粒子の流出澗れを防止し、磁性粒
子の進入を許可するために好ましい構成である。

この磁性部材３１にとって好ましい構成は、第３図に見
られるような磁力線の集中が磁性部材３１の回転方向す
下流域側がその上流域側よりも強く生じる分散６ｎ界を
形成することである。この構成は第４図に示すような磁
性粒子のカーテン状の穂立ちを形成せしめる。即ち、こ
の下流域側では磁性粒子の穂立ちが、上流域に比較して
相対的により集中し又相対的に数が増大している。この
構成は以下のプロセスを達成させる。磁性部材３１の下
流域６６１で現像剤容器内の磁性粒子がここから流出す
ることを防止し、上流域６６２では磁性粒子のスリーブ
の・搬送力に伴なって移動してくる磁性粒子の進入を許
可すると共にこの上流域６６２内に進入した磁性粒、子
を拘束する。これによって磁性部材３１は磁性粒子の損
失を防止する。そして、磁性粒子は、ざらなるスリーブ
の搬送力と続いて進入する磁性粒子からの押し上げカと
によって磁性部材３１の下流域のシールを打ち破り現像
容器内に回収される。

つまり、磁性部材３１は磁性粒子の拘束を行いつつ磁性
粒子の損失を防止しざらに磁性粒子の回収を容易にする
ので、現像剤容器内のトナー粒子が容器内から漏れるの
を防止できる。

第３４図では磁性部材の先端が磁性粒子の集中慶大の規
制部を形成しているが、この規制部は磁性部材の回転方
向すに関しての中央域又はより上流側に持つようにして
もよい。ただし、規制部のさらに上流側には規制部より
も弱い集中磁界を形成することが必要である。

第５図は、この実施例を示すと共に、本発明が近接する
磁石の位置に左右されずに磁界シールを形成することを
示している。無論、このような磁界分散状態を形成し、
より好ましいシールを達成するには磁性部材３１は磁石
（近接）のスリーブ回転方向に関しての下流側に設ける
ことが好ましい。

第５図を説明すると、第４図実施例に比較して、集中慶
大の規制部に対しての回転方向すのさらに下流側に、相
対的に弱い磁界集中部を先端域６６３に形成し、磁界分
散度を高めるものである。

この先端域６６３は磁性粒子の拘束を行うと共に、上流
域６６２より下流の下流域６６１から磁性粒子が容器内
に回収されることを容易ならしめ、磁性粒子拘束量を増
すのでトナー流出をより一層防止できる。第９図におい
ての構成も、前記９０°〈φ＜１８０＠、Ｌ＞１を満た
し、より総合的なシール効果を発揮する。

磁石の磁界分布、磁性部材の磁性度によって、同じ位置
関係にあっても磁界の分散状態が変化するが、本発明は
結果的に上記分散状態を満たすものすべてを含むもので
ある。

又、磁性部材の面６６は長さくスリーブの円周方向に関
して）が１．５ｍｍ以上、好ましくは２．０ｍｍ以上で
あることが好ましい。又、さらに好ましくは６ｍｍ以下
、実用的には５ｍｍ以下が良い。これは磁界分布の分散
状態を満たすと共に磁性粒子流出を防止するための集中
磁界を形成する上で好ましい数値範囲である。

さらに、磁極２３ｄを前記のごとく配置することによっ
て、磁極２３ａとの関係で別の好ましい効果が得られる
。すなわち、容器２１の収容部底部と磁極２３ｄとの上
記関係によって、磁気ブラシが２１内で（車に停滞して
いる状態に比較して）粗の状態で形成されないので、磁
性粒子中へのトナー粒子の取込み量が過剰になることが
ない。過剰取込みはトナーの帯電不足を招き、かぶり発
生の原因となる。

なおこの構成は現像剤容器内に磁性粒子と比磁性あるい
は弱磁性のトナーが混在している場合にも有効である。

尚重要なことは、前述した第２図乃至第４図及び第５図
の線Ｗより下流側の面（実買的シール作用を行う）を含
めた面６６は、第１図の後述に説明する角度γ以内に存
在していることである。

第１国はこの重要な磁性シール手段の構成を示すもので
、上流側磁極２３ｄが形成するスリーブ表面上の磁束密
度分布に対する磁性部材３１の位置関係で最も好ましい
実施例である。第１図での磁性部材３１の構成は第２図
に示したもので、さらに以下の構成をもつ。

第１点は、磁性部材３１に対して、スリーブ回転方向に
関しての上流側磁極２３ｄがスリーブ表面磁束密度分布
を形成しているスリーブ表面にのみ磁性部材の面６６が
対向していることであり、スリーブの回転中心０に対し
て面Ｚ、Ａと面Ａ。

Ｗとが作る角θ１．θ２が０１〉θ２の関係を満たすこ
とにある。これらの特徴は、前述した作用を第５図例よ
りも第２図の方がより安定してより確実に達成するため
の条件を示しているが、本発明にとっては必須構成では
ない。

第２点は、本発明の構成として重要なもので、第１点の
θ１〉θ２の構成とは別に、上流側磁極２３ｄのスリー
ブ表面磁束密度分布のどこに磁性部材３１の面を置くこ
とが良いかを示すもので、図中の角γの範囲内に一面６
６が存在するという特徴である。この角γは、磁極２３
ｄの磁束密度分布の最大点Ｙ（本例では８００ガウス）
の半分の値の磁束密度（本例では４００ガウス、）を示
す、点Ｙよりもスリーブ回転方向下流側の地点、即ち半
値点Ｘとスリーブ中心０とを結ぶ面（直線）■と、面Ｗ
とがなす角度で、磁束密度半値幅の下流側半分の領域を
意味する。この領域に前記面６６が存在することで、一
層確実なシールが達成され、実験によると、前記距離２
．５ｍｍで、磁性キャリア粒子は完全に回収され、トナ
ー粒子の漏れは全く見られず、安定した現像を達成でき
た。この領域に面６６が存在することは、磁性２３ｄの
上流側磁力を面６６が適度に分散して、実質的にはこの
領域の磁力を高めることができるので、磁界シール効果
が増大しているものと考えられる。

前述した面６６のスリーブ表面に対する最小距！１１は
、１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。

これはスリーブ表面の磁束密度を磁性部材の面６６が、
容器内から現像剤が漏れないようにするより好ましい条
件であり、且つ現像剤の回収を確実にするより好ましい
条件でもある。

本発明の上記実施例の如く、本発明のフレームにおける
構成は、ＵＳＰ４，５６３，９７８に記載された発明よ
りも優れた効果を発揮できた。

第７図は第６図に示される磁性部材３１の下流側の限定
部材２６近傍の要部説明図で、磁性部材３１との組み合
せによってその作用を安定化できるものである。Ｌ４が
現像スリーブの中心Ｏｓを通る水平面、Ｑが現像スリー
ブの中心Ｏｓを通る鉛直面であり、第１象限１００、第
２象限１０１、第３象限１０２、第４象限１０３とに画
成しである。図中２４１は規制部材２４の規制端部で、
現像スリーブ２２表面における対向部２４２に対して最
近接圧ＩＩｃｔ　２をもって固定配置されている。現像
剤案内面２６１は規制部材側端２６３に向ってスリーブ
回転方向すに関して上流側端２６２から斜面を形成し、
徐々にスリーブ２２表面との間隔を減少しつつ、規制部
材２４に向っている。案内面の端２６３は、規制部材と
密着しており、ここで現像剤は規制部材２４の端部２４
１による規制を受ける。端２６３はスリーブ表面に対し
て距Ｎ　（ａｔ　＋ｄ２）を介して位置する。ｄｌは瑞
２６３と端部２４１との距離であり、ｄｌ〉０である。

ここでスリーブ上の対向部２４２における接面Ｐに対し
て平行で、端２６３を通る面Ｐ′を想定する。案内面２
６１が面Ｐ′に対する角度ρは、案内面の現像剤案内効
果と現像剤の移動を規定するパラメータとして重要であ
る。Ｌｌは磁極２３ａの最大磁束密度を与える部分とス
リーブ中心Ｏ５を通る直線、Ｌ２は規制部材端部２４１
とスリーブ中心Ｏｓを通る直線で、角度βは直線Ｌ１と
直線Ｌ２とのなす角度である。この角度βも現像剤規制
領域における重要なパラメータである。Ｌ３は案内面２
６１の端２６２を通り、スリーブ中心Ｏｓを通る直線で
、直線Ｌ１との間に角度β（〉０）を形成する。

尚、鉛直面Ｑと直線Ｌ２とのなす角度をδとする。以下
の例では規制部材２４を非磁性ブレードとし、トナーに
非磁性トナー粒子、キャリアにフェライトを樹脂被覆し
た抵抗１０７Ω・Ｃｍ以上の磁性粒子を使用した。

点２４１位置に於ける非磁性ブレード２４の端部２４１
と現像スリーブ２２面との前記距ｔｓ　ｄｘは５０〜６
００μｍ、好ましくは１５０〜５００μｍである。この
距ｍａｔが５０μｍより小さいと後述する磁性粒子がこ
の間に詰まり現像剤層にムラを生じやすいと共に良好な
現像を行うのに必要な現像剤を塗布することが出来ず濃
度の薄いムラの多い現像画像しか得られない欠点がある
。また６００μｍより大きいと現像スリーブ２２上へ塗
布される現像剤量が増加し所定の現像剤層厚の規制が行
えず、潜像担持体への磁性粒子付着が多くなると共に後
述する現像剤の循環、現像剤限定部材２６による現像規
制が弱まりトナーのトリボが不足しカブリやすくなる欠
点がある。

非磁性ブレード端部２４２と案内面端２６３との距離ｄ
ｌは０　、　５〜５　、０　ｍ　ｍ、好ましくは１．５
〜４．０ｍｍである。この距ｒＩＩｉｄ１が０．５ｍｍ
より狭い場合は現像剤限定部材２６による現像剤の現像
スリーブへの押しつけ圧が高まり現像剤の摩擦帯電電位
が異常に上昇し所定の現像特性が得られず、又圧力定着
トナー等を用いる場合には現像スリーブ２２ヘトナーが
融着する恐れもある。またこの距１１　ｄｒが５．０ｍ
ｍより大きい場合には現像スリーブ２２への現像剤の押
しつけ圧が弱くトナーに充分なトリボを附与することが
できない。もちろん一般の２成分現像器のように自動ト
ナー補給機構を持ち、事前にキャリアとトナーとの間で
充分な摩擦帯電が行われているような場合には距１Ｉｉ
ｌｔｄ１を５．０ｍｍ以上に設定することは可能である
。又、（ｄｒ　＋ｄ２　）は５．６ｍｍ以下、好ましく
は５ｍｍ以下が良い。

前記角度ρは面Ｐ′より上向きをプラス方向とするとＯ
くρ≦４５、好ましくは０〈ρ≦３０である。ｐ＜ｏ”
の場合、現像スリーブ２２と非磁性ブレード２４の端部
２４１と案内面２６１が形成する空間が鋭い楔状になり
現像剤が詰めこまれ圧力が高まり摩擦帯電電位が異常な
上昇、トナー融着等の恐れがある。ｐ〉４５°の場合、
現像剤限定部材２６により現像剤の現像スリーブ２２へ
の押しつけ力が働かず現像剤限定部材２６の実効力がな
くなる。

前記角度θはＯ〜３５°、好ましくは５〜２５°である
。

θく０の場合、現像剤に働く磁気力、鏡像力。

凝集力等により形成される現像剤薄層がまばらでムラの
多いものになり、θ〉３５°を越えると非磁性ブレード
では現像剤塗布量が増え、所定の現像剤塗布量を得るこ
とが難しい。

非磁性ブレード２４の設定角度δは現像剤の移動状態の
開、係より鉛直線Ｑから時計回りにプラスすると一６０
°くδ〈１２０°位が好ましい。

ここで第１図を第１〜第４象限として見ると、上記現像
剤限定部材２６は、現像時の上記現像剤−担持部材２２
の回転中心を通る水平面Ｌ４より上方に位置し、この回
転中心Ｏ５を通る鉛直面Ｑに関して上記現像剤案内面２
６１は左側（第２象限１０１）と右側（第１象限１００
）の両方にわたって存在している。これは、現像剤を現
像剤規制領域に対して安定供給できるという案内面２６
１の作用に加えて動によって現像剤をより一層この規制
領域に供給できるものである。

上記現像剤規制部材２４は、現像剤担持部材の回転中心
を通る水平面Ｌ４と鉛直面Ｑとで画成される第２象限１
０１に位置し、現像剤担持部材２２表面から離間してい
る規制端部２４１を有している。これは規制端部が鉛直
面Ｑに対して回転方向すに関して下流側にあることで、
規制端部２４１付近での容器空間に密集し、しかも安定
した磁性粒子占有状態を形成するための好ましい構成で
ある。

第１図で後述する第５図の現像領域としての第３象限１
０２と、シール領域としての第４象限１０３とを備え、
ｄｒ　＝１．５ｍｍ、　　　ｄ２　＝２５０μｍ、θ＝
１８°、δ＝１５°、ρ＝２０゜と設定した時に、スリ
ーブ表面に磁性粒子層を担持させ、磁性粒子層上層にト
ナー粒子層を形成して現像を行った。

この磁性粒子層は第４図で見られるように、スリーブ２
２が矢印す方向に回転駆動されても磁気力１重力に基づ
く拘束力とスリーブ２の移動方向への搬送力との釣合に
よってスリーブ表面から離れるに従って動きが遅くなり
、磁性粒子層の上部では多少は動き得るが殆ど不動の静
止層を形成する。もちろん重力の影響により落下するも
のもある。

従って磁極２３ａ、２３ｄの配設位置と磁性粒子２７の
流動性及び磁気特性を適宜選択する事により磁気粒子層
はスリーブに近い程磁極２３ａ方向に搬送し移動層を形
成する。この磁性粒子の移動により磁性粒子層（第１層
）はトナ一層（第２層）からトナーを取り込み、磁性粒
子あるいはスリーブとの摺擦によりトナーは摩擦帯電を
受はスリーブ２の回転に伴なって現像領域へ搬送され現
像に供される。

磁性粒子層の移動は現像剤の流動性・磁気力によって決
定され磁性粒子中のトナーコンテンツが低い場合、上記
静止層が小さくなり、大部分の磁性粒子層は速く移動し
、トナ一層からトナーを取り込む。又、トナーコンテン
ツが高い場合は上記静止層が大きくなり、磁性粒子層の
移動層はこの静止層に覆われたトナ一層と接触すること
ができなくなり、はとんどトナーを取り込まなくなる。

従って、自然にある程度のトナーコンテンツは維持され
る。

次に現像剤塗布量規制部材である非磁性ブレード２４の
近傍及び限定部材２６の近傍部の磁性粒子層について説
明する。限定部材は現像剤規制部への補給トナーの不要
な進入を機械的に防ぐだけではない。前述したように、
上記部材２６をスリーブに囲まれた規制領域においては
磁極Ｎ、極によってスリーブの回転とともに搬送された
磁性粒子が限定部材２６の案内面２６１に沿って詰め込
まれて密度がたかくなる。この領域では、搬送されて進
入してくる磁性粒子とブレードから流出していく磁性粒
子との入れ替わりが動的に発生しているため磁性粒子同
士がお互いに衝突してかくらん状態になっているものの
実質的なバッキング状態になっている。このため磁性粒
子ないしはスリーブ上からト壬−へのトリボ賦与が行わ
れ、又磁性粒子ないしはスリーブ上に弱い力で付着して
搬送されてきたトリボ賦与の小さいトナーは磁性粒子な
いしはスリーブ上から離脱する。つまり、トナーの選別
や、帯電改良が行われる。従って、トリボ賦与が十分与
えられたトナーを現像に供することができる。又、磁性
粒子の搬送時の不均一状態も該空間において均平化され
、磁性粒子層の塗布の均一化・安定化も達成される。従
って限定部材２６は上記案内面２６１が必須であり、該
斜面の傾き及び空間の容積は該空間での磁性粒子のバッ
キング状態に大きな影響を与える。

これに対して、この領域に対して固定配置された磁極２
３ａは、上記バッキング状態の磁性粒子を磁力線に沿っ
て再配置する。該空間でのバッキング状態はトリボ賦与
に対しては不安定なところがあり、安定化させるために
は常に一定のバッキング状態を必要とする。これはスリ
ーブ上をほぼ接線方向に搬送されてきた磁性粒子を該方
向と直向する力で磁気ブラシを形成するため、磁性粒子
への攪拌効果はもちろんのこと、はぐし効果も働き、上
記トナーへのトリボ賦与及び磁性粒子層の塗布の均一化
・安定化がさらに促進される。この時、周辺の構成によ
って集中せしめられた現像剤が多大な圧力を受けたまま
であると現像剤がつまり過ぎる問題があるが、磁極２３
ａの最大磁力を発生する部分が案内面２６１に対向する
ことによって、規制領域中における過大な圧力集中を防
止し、現像剤の集中と安定した高密度の磁性粒子存在割
合を維持できるものと考えられる。従って磁極２３ａは
該空間に磁性粒子がバッキングされ易い条件、たとえば
第１図に示したδがδくＯの場合、特に有効的に働く。

上記の規制領域によって、現像スリーブ表面には、安定
した量の磁性粒子と十分に帯電したトナー粒子とが現像
剤薄層として形成できる。従って現像領域１０２での現
像効果は安定したものとなる。そして前述した現像部に
搬送された現像剤の内掛なくとも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
像部に搬送された現像剤の磁性粒子が占める体積比率が
１．５％乃至３０％である現像方法及び装置に対して多
大な効果を与えることが確認できた。

第６図は現像剤限定部材２６の非磁性ブレード側に磁性
体５０を設置した場合を示しである。

この場合磁性体５０は磁極２３ａに対向する位置に設け
るのは好ましくない。なぜならば対向していると、磁極
２３ａとの間に強い集中磁界が発生し、上記磁極２３ａ
による磁性粒子のかくはん及びほぐし効果が低減するか
らである。しかし、規制部に磁性体を設はスリーブ内部
磁石２３との間で磁性粒子の磁気的規制を行うことは規
制部材のスリーブとの間隙公差の拡大になり、有効的で
ある。又、磁性粒子ないしはスリーブ上に付着したトナ
ーを比較すると、スリーブ上に付着したトナーの帯電電
荷量は磁性粒子に付着したものよりも小さい。この理由
はスリーブの移動と供に、磁性粒子も搬送されるためス
リーブ上のトナーが磁性粒子によって摺擦される機会が
少なくなっているためである。このスリーブ上のトナー
を所定の値にまで持ち上げるためには、スリーブ上のト
ナーを積極的に摺擦してやる必要がある。即ち、スリー
ブ表面近傍でスリーブの移動に反して相対速度のずれを
生じさせる磁性粒子の存在が必要となる。

しかし、単純に磁性粒子の搬送性を低下させることは前
述のトナーの取り込み作用を考慮すると、不可能である
。又、規制部で上述の様にスリーブ内磁極２３ａに対向
して磁性体を配置し、集中磁界を発生させ磁性粒子のス
リーブ上への摺擦力を向上することも上述の如く、現像
剤循環規制部材２６のつくる空間に磁極の最大磁力発生
部を配置する効果を低減させる。

そこで本実施例においては磁極２３ａよりもスリーブ回
転方向に関して下流側に該磁性体５０を設け、磁極２３
ａのブレード側の磁力線がほぼスリーブ表面の接線方向
に集中する如く構成した。

これによりスリーブ表面近傍のみの磁性粒子がスリーブ
表面に沿って、磁気ブラシを形成し、スリーブ上のトナ
ーを摺擦し、スリーブ上のトナーのトリボ賦与を高める
ことができた。

上記案内面２６１は、端２６３と端２６２との間の長さ
が、直線（平面）のとき回転方向に関して５ｍｍ以上１
５ｍｍ以下が好ましい。５ｍｍより下であると、現像剤
案内効果が半減し、磁性粒子が部材２６の上方にもつ上
がる場合が生じるので好ましくなく、１５ｍｍを越える
ことは装置小型化の観点から好ましくない。又、前述し
た直線り、、Ｌ３のなす角度βは、好ましくは５°以上
が良い。これは、磁界発生手段としての磁極２３ａが角
度（θ＋β）で画成された規制領域に対して磁界の効果
を規制部材２４や部材２６１（磁性体５０を含んだもの
も加えて）との作用関係を満たす上で安定して発揮する
ために重要である。

尚、磁極２３ａの磁束密度は６００Ｇ以上、好ましくは
７００Ｇ以上が好ましい。これは磁性粒子層のトナーコ
ンテンツ変化に対して現像剤の塗布状態がカット磁極の
磁束密度が高い程安定する傾向にあるからである。特に
トナーコンテンツ維持のために自動トナー補給装置を持
たない本発明の現像装置に於ては８００Ｇ以上の磁束密
度であることが好ましい。

第１図に於て磁極２３ｃは現像磁極であるが、この現像
磁極は、はぼ現像部に位置し、磁性粒子の潜像への付着
を防止する為、８００Ｇ以上の磁束密度であるとよい。

本発明は、上述した各構成の任意の組合せを含むことは
言うまでもない。

いずれにしても本発明は、従来現像方法、装置では得ら
れなかった高画質を提供できるものであり、現像装置を
使い捨てタイプの小型なものにできたという優れた効果
を奏するものである。

トナー供給部材９は現像容器３６内にあって磁性粒子層
に近接或いは接触して矢印ｄ方向に回転駆動してトナー
３７を磁性粒子層へ供給する。

現像容器３６の概略水平方向に隣接してトナーを貯蔵し
ておくトナー貯蔵容器３８を配設し、該トナー貯蔵容器
内には現像容器３６内へトナーを送るトナー搬送部材１
０が設けられている。

Ｓ磁極２３ｂはカット磁極２３ａと現像磁極２３ｃの間
隔が離れているために非磁性ブレード４部で均一に塗布
された現像剤層が乱れるのを防止するために設けられた
搬送磁極である。Ｓ磁極２３ｂは現像剤層を乱さぬため
に磁極の強さとしては概略現像磁極２３ｃと同等かやや
低目が良い。現像スリーブとして２０φのものを用いた
場合、カット磁極と現像磁極の間隔がスリーブ中心角で
１００°以内であればスリーブ上の現像剤層の乱れは少
ないが、１００°を越えた場合、現像剤層の乱れが大き
く中間に搬送極を設けた方が好ましい。

Ｓ磁極２３ｄは現像後の現像剤を回収する回収磁極であ
り、磁性シール先端部よりも現像スリーブ移動方向上流
側に配置される。磁極２３ｄが磁性シール先端部より下
流側に配置された場合、現像容器下部のトナー取り込み
口付近に磁極２３ｄによる磁性粒子の穂立ち部分が生じ
、トナーを極めて取り込み易くなり摩擦帯電が十分に行
なわれずカブリ等の原因になりやすい。

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カ）ら感光ドラム
１への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。上記現像装
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。

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像の厚さが全
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、本発明にとって、好ましい現像方法として挙げた
上記条件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、１．５〜３
０％の範囲で十分な画像濃度が得られ、１５％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（実施例では
４％に設定した）、第８図に示すようにスリーブ２２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、スリーブ上のトナー１００も
交互電界で飛翔転穆するので、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１０
０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への摩擦帯電を向上させ、かぶり発
生を防止できる。なお、現像効率が高いことが現像装置
の小型化に適する。第８図の磁極はＳ極２３ｂとして第
６図の現像極２３ｃと変えているが、本例としてはどち
らでも良い。

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　＋　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・・・・非穂立時）の塗布量（ｇ
／ｃｍ’）、ｈは現像部空間の高さくｃｍ）、ρは磁性
粒子の真密度ｇ　／　ｃ　ｍ’、Ｃ／（Ｔ＋Ｃ）はスリ
ーブ上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４〜４０重量％が好ましい。

上記実施例のように交番電界が強い（変化率が大きいか
またはＶＰＰが大きい）場合、穂がスリーブ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１と穂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１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。

第６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、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９
００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
７０〜５０μ（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。

上記角度φおよびθ２は約１２０°および２０〜３０°
　とした。また上記距１１ｔＬ、ｕは４〜５ｍｍ、１．
５〜３ｍｍとした。

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１０μ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２
２表面上にコーティング厚約２０〜３０μｍのトナー塗
布層を得、さらにその上層として１００〜２００μ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２．４３ｘｌ　Ｏ−’ｇ／ｃｒｎ’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
重量比は約２＝１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、最大要約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ボ電荷量が＋１０μＣ／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、感光トラム３（有機感光材料製）とスリーブ
２２の表面との間隔を３５０μｍとした。この条件で体
積比率を求めると、約１０％であった。（ｈ＝３５０μ
ｍ％Ｍ＝２．４３Ｘ１０−２ｇ／ｃｒｎ’、ｐ＝５．５
ｇ／ｃｒｎ’、Ｔ／　（Ｔ＋Ｃ）＝２０．４％）。バイ
アス電源４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。

さらに、磁性部材３１の効果についても、良好な磁性粒
子の進入、漏出防止および良好な循環が行われることが
確認された。

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、トリボ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
）でか籾落し、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
て自動釣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。

（発明の効果） 本発明は、上記の如く磁性粒子の現像容器からの漏れを
より確実に防止し、磁性粒子の回収をより安定させ確実
なものにできるので、磁性粒子の回収不良、漏れに伴う
現像剤の飛散が防止できる。

本発明によれば、特定の現像条件を悪化させることがな
いので磁性粒子の作用を安定させ信頼性の高い現像装置
を提供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例の要部であるシール磁界形成用
磁界発生手段の作る磁束密度（スＩＪ−ブ表面）分布と
磁性部材３１との位置関係を示す図、第２図乃至第４図
は夫々第１図磁性部材の作用説明図、第５図は、本発明
の他の実施例の要部説明図、第６図は本発明を実施した
好ましい現像構成の説明図、第７図は本発明を実施した
際の好ましい現像構成を説明するための要部拡大図、第
８図は第６図の現像部現象説明図である。 ２３ａ〜２３ｄは磁極、３１は磁性部材、２７は磁性粒
子。 第　７　搭 Ｑ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャリア粒子とトナー粒子とを有する現像剤を現
   像部で用いて潜像を現像する現像装置において、 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、 潜像を担持する潜像担持体と対向して、トナー粒子を該
   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現像剤担持表面と反対側に設
   けられた磁界発生手段と、 前記現像剤担持部材表面上に塗布される磁性粒子とトナ
   ー粒子との量を規制する手段と、 前記現像剤担持部材の回転方向に関して前記規制手段よ
   り上流で前記磁界発生手段より下流に位置し、前記現像
   剤担持部材の表面に対して離間し且つ前記回転方向に関
   して上流側から下流側に向って間隙を減少する面を備え
   る磁性部材とを有し、 上記磁界発生手段は、上記現像剤担持部材表面において
   磁束密度の最大地点Ｙと、最大地点から現像剤担持部材
   の回転方向に関して下流側に最大地点の磁束密度の半分
   の値の半値地点Ｘとを形成し、現像剤担持部材の回転中
   心Ｏに対して最大地点Ｙと半値地点Ｘとが形成する角γ
   の範囲内に上記磁性部材の面が設けられていることを特
   徴とする現像装置。
2. （２）前記現像剤担持部材表面上に塗布される磁性粒子
   とトナー粒子との量を規制する手段は、現像部における
   磁体粒子の体積比率を１．５％以上３０％以下に規制し
   、 上記磁性部材の面の上記現像剤担持部材表面との間隙の
   最小間隙は、１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である特許請求
   の範囲第１項記載の現像装置。
3. （３）上記磁性部材の面は、上記回転方向に関しての長
   さが１．５ｍｍ以上６ｍｍ以下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. （４）上記現像装置は、上記現像剤担持部材の現像剤担
   持面とは反対側に設けられ、上記規制手段に対して磁力
   を及ぼす規制用磁界発生手段を有し、 上記回転中心Ｏに対して規制用磁界発生手段の磁力中心
   が作る面Ｚと上記磁性体の面の中心Ｃが作る面Ａとのな
   す角θ＿１は、上記磁界発生手段の磁力中心Ｙが作る面
   Ｗと面Ａとのなす角θ＿２より大きい特許請求の範囲第
   １項記載の現像装置。