JPS63225263A - 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４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。

これは現像剤供給容器内に先ず磁性粒子を投入して回転
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、現像を行うものであった（特開昭５９−２
ｏ４８６６号公報、特開昭５９−２０４８６７号公報）
。

これらは、現像容器内に磁性粒子を拘束し、現像スリー
ブの回転とともに拘束した磁性粒子の一部をスリーブ上
で循環させて、この循環によって補給トナーを磁性粒子
に取り込みスリーブ上に薄層のトナ一層を形成するもの
であった。これはスリーブ上での磁性粒子とトナーとの
混合撹拌という基本構成を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。特に装置の間装化・小
型化の点では他に類をみないものであった。しかしなが
らこの循環作用によって、スリーブ上に均一なトナー薄
層を形成でき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、この循環作用が不安
定になり画像劣化となる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のように他に類
をみない数々の特徴及び利点からみれば、ささいな欠点
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６０−２０４６０５号（昭和６０年９月１７日出願
）等に提案している。

この提案によれば、以上の説明の如く、現像スリーブ上
での磁性粒子とトナー粒子との混合撹拌を行い、現像ス
リーブ表面に安定した量の磁性粒子と充分に帯電したト
ナー粒子とが現像剤薄層として形成可能となる。そして
前述した現像部に搬送された現像剤の内、少なくとも前
記現像スリーブ表面のトナー粒子を静電潜像担持体へ転
移させる交互電界を現像部において用い、現像スリーブ
と静電潜像担持体とで形成される現像部の空間に対して
、現像部の磁性粒子の占める体積比率が１．５〜３０％
である現像方法を用いることにより、高濃度・高現像効
率の現像が可能となる。

即ち、現像領域において磁性粒子の穂をまばらにし、磁
性粒子表面上に付着したトナー粒子を完全に現像に寄与
させるとともに現像スリーブ上に付着しているトナー粒
子も現像に寄与させることにより高濃度・高現像効率を
達成するものである。

〔発明が解決しようとしている問題点〕ところで、磁性
粒子上ないしは、現像スリーブ上に付着したトナーを比
較すると、現像スリーブ付着したものよりも小さい。こ
の理由は、現像スリーブの移動とともに、磁性粒子も搬
送されるため、スリーブ上のトナー粒子が磁性粒子によ
って摺擦される機会が少なくなっているためである。

この現像スリーブ上のトナーの帯電電荷量を所定の値ま
で持ち上げるためには、スリーブ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。

以上のことは、特に現像装置の小型化に伴う現像スリー
ブの小径化によって助長される傾向にある。即ち、スリ
ーブの小径化に伴い現像容器内で現像スリーブ上に保持
できる磁性粒子量が減少し、又トナー粒子が接続できる
スリーブ表面積も小さくなるので、よりスリーブ上のト
ナーの帯電量が減少する。

又、トナーコンテンツ維持の為に自動トナー補比率の低
い原稿を連続して多数枚とった際に、現像容器内のトナ
ーコンテンツが徐々に上昇し、スリーブ上のトナーの帯
電電荷量が低下する傾向にある。特に前述のスリーブの
小径化によって顕著となる。

スリーブ上のトナー粒子の帯電電荷量が磁性粒子のそれ
に比べ低いことは、その絶対値がある値以上であれば特
に問題とはならないが、ある値以下にトナー粒子の帯電
電荷量が減少すると、現像領域でのトナー飛散が多くな
ったり、転写材へドラム上のトナー像を転写する際にト
ビチリを発生させる弊害を生じる。さらにトナー粒子の
帯電電荷１が減少すると画像上にカブリを生じる恐れも
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、磁性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、面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
量を規制する部材と、前記現像剤塗布１規制部材より現
像剤担持体移動方向上流側に位置し、現像剤担持体とニ
ップをもって接し、かつ現像剤担持体移動方向と順方向
に回転する可撓性をもつローラー部材とをもつことによ
り、現像剤担持体表面上のトナー粒子の帯電電荷量を高
め、小型の現像装置によりカブリトナー飛散等のない安
定した画像を得るようにしたものである。

〔実施例１〕 第１図は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ａ−３
ｅ、Ｃｄｓ、Ｚｎ０ｚ　、ＯＰＣ。

α−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、５Ｏ３３１６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田門ロＭｌ
−泌Ｍｌｌｌｊ　　ｊｔ蕪ん突典佃１辞ｌ−田仝１、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３０〜１００μｍ１好ま
しくは４０〜８０μｍで抵抗値が１０７Ωｃｍ以上、好
ましくは１０８Ωｃｍ以上にフェライト粒子（最大磁化
６０　ｅ　ｍ　ｕ　／　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図中の矢印Ｃの方向に
回転しトナーを搬送する。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。

又、Ｓ磁極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に対して一部が対向する。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。

磁性部材３１は「り」あるいはｒＬＪ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適用可能である
。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Ｓの磁性Ｓとは異極のＮ極性でなければならな
い。

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、さ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。

さらに、磁極２３ｄを前記の如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、磁極ブラシが２１内で（単に停滞してい
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り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非磁性、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
。

実験によると、現像スリーブと磁性部材３１との距離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、磁極２３ｄの
磁力を面６６が適度ｒ：　Ｑ　％　１．て−蛍雪的１７
　ｒ−）−の痛憤の庸由九京込スことができるので、磁
界シール効果が増大しているものと考えられる。

非磁性ブレード２４の端部と現像スリーブ２２面との前
記距離ｄ２は５０〜８００μｍ、好ましくは１５０〜５
００μｍである。この距離が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８００μｍ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（なる欠点がある。

この磁性粒子層は、スリーブ２２が矢印す方向に回転駆
動されても磁気力９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あるいは離脱するものもある。

従って磁極２３ａ、２３ｄの配置位置と磁性粒子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２２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。

次にスリーブ摺擦ローラー５０について説明する。スリ
ーブ摺擦ローラー５０は、現像容器３６内に設けられ、
磁性シール３１よりスリーブ回転方向に下流側であり、
かつ非磁性ブレード２４より上流側である位置に現像ス
リーブ２２と接して、図中矢印Ｃの如く現像スリーブ２
２の回転方向と順方向に回転駆動される。スリーブ摺擦
ローラー５０は、現像スリーブ２２と周速差を生じる周
速に設定されている。現像容器３６内にあるカット極２
３ａの磁力によってスリーブ摺擦ローラー５０の上流部
および下流部に磁性粒子層を形成する。前述の如く、こ
の磁性粒子層は、現像スリーブ２２表面に近いものは移
動層となっており゛、現像スリーブ２２の回転に伴って
移動する。現像スリーブ２２より離れたところでは、磁
性粒子２７はほとんど動かず静止層を形成している。・
トナー供給部材３９によって現像スリーブ２２近傍まで
搬送されたトナー粒子３７はスリーブ摺擦ローラー５０
の上流部に形成された磁性粒子層に接し、この磁性粒子
層内部に取り込まれていく。この磁性粒子層内に取り込
まれたトナー粒子３７は、磁性粒子２７と接する機会・
時間があまりないのでまだ充分なトリボをもっていない
。

この後、磁性粒子層内の磁性粒子２７の動きによりトリ
ボ不足のトナー粒子３７ははき出され、現像に供するに
は充分ではないにしろある一定値以上のトリボをもつト
ナー粒子３７は磁性粒子２７の移動層の中で、より現像
スリーブ２２の下流へと搬送されていく。この磁性粒子
２７の移動層により現像スリーブ２２上にもトナー粒子
３７が塗布される。このトナー粒子３７のトリボも前述
の如（、現像に供するには充分なトリボではない。

さて、このようにして現像スリーブ２２上のトナー粒子
２７あるいは移動層中の磁性粒子表面上のトナー粒子２
７は、スリーブ摺擦ローラー５０と現像スリーブ２２と
が近接又は接している硲せへ壓洋六り入　７１１−ゴ渭
婉１−モーらｎ１寸充分な可撓性をもつローラーであり
、現像スリーブ２２と一定の間隙をもつて近接、望まし
くは、一定のニップをもって接している。現像スリーブ
２２上のトナー粒子２７及び現像スリーブ２２表面のご
く近傍の磁性粒子２７のみがこの間隙、あるいはニップ
を通過することが可能である。この間隙又はニップを通
過する際に現像スリーブ２２上に付着しているトナー粒
子３７は現像スリーブ２２とスリーブ摩擦ローラー５０
との相対速度の差によって充分な摩擦帯電を受け、現像
に供してもカブリ等がない充分なトリボをもつことが可
能となる。又、磁性粒子２７上のトナー粒子３７も同様
に充分なトリボを得る。このようにして充分なトリボを
与えられたトナー粒子２７が現像剤塗布ｌ規制部へと送
られる。

次に、カット極２３ａとスリーブ摺擦ローラー５０との
ます角度について述べる。カット極２３ａは非磁性ブレ
ード２４から上流へθ＝５°〜２０°・に位置している
。これは、後に詳しく述べるように安定した現像剤の薄
層をコーティングする為に必要であり、磁性粒子限定部
材の案内面２６１とカット極２３ａが対向していること
も重要である。カット極２３ａとスリーブ摺擦ローラー
５０の中心とのなす角φはφ≧２０°が望ましい。

なぜならば、後に詳しく説明するように、規制部におけ
る磁極２３ａと案内面２６１と現像スリーブ２２表面と
の３者によって、決定される磁性粒子層は、現像剤の均
一な薄層コーティング、トナー粒子３７への充分なトリ
ボ付与等に多大な影響力をもっており、φく２０°とな
る場合、この重要な磁性粒子層をスリーブ摺擦ローラー
５０で乱してしまう恐れがあるからである。

次に磁性シール３１とスリーブ摺擦ローラー５０との位
置関係について述べる。スリーブ摺擦ローラー５０と現
像スリーブ２２中心Ｏとを結ぶ半直線をＸ、磁性シール
３１の先端と現像スリーブ２２の中心０とを結ぶ半直線
をＹとして、磁性シール３１先端とスリーブ摺擦ローラ
ー５０とのなす角＜ｘｏｙをωとする。ωはω≧３０゜
が望ましい。その理由を以下に説明する。

磁性シール３１近傍は、トナー粒子３８が現像容器３６
より漏えいしないように磁性粒子２７のブラシを形成さ
せている。この磁性粒子２７のブラシは、現像残の現像
剤の容器への進入を許可し、容器外への漏出を防止して
いる。したがって、この領域の磁性粒子２７をスリーブ
摺擦ローラー５０の回転によって撹乱してしまうことは
、現像容器下部のシール性を低下させてしまう。

また、ωく３０°でスリーブ摺擦ローラー５０の外周と
、磁性シール３１の先端とが接近している場合、現像残
の現像剤が磁性シール３１と現像スリーブ２２との間隙
を通過しづらく、間隙間に滞留しはじめ、徐々に現像容
器下部へ滞留が進行し、やがてヒサン・カブリが発生し
てしまう。

よって、スリーブ摺擦ローラー５０はある程度磁性シー
ル３１より離してω〉３０°となるよう下流側に設置す
るのが望ましい。

また、スリーブ摺擦ローラー５０の回転方向は、現像ス
リーブ２２と順方向にする方が望ましい。なぜな、らば
、逆方向では、現像剤の搬送性が低下してしまうからで
ある。しかしながらスリーブ摺擦ローラー５０を現像ス
リーブ２２表面より少し離して、低速で逆回転させれば
、現像剤の搬送性をそれ程低下させることなく、現像剤
のトリボ付与を行うことは勿論可能である。

次にスリーブ摺擦ローラー５０の周速について述べる。

スリーブ表面上のトナー粒子のトリボ−ｕｐといった点
から、現像スリーブ２２との周速差が大きい方が望まし
い。現像スリーブ２２の周速を１とすると、スリーブ摺
擦ローラー５０の周速は０．４〜２．０が好ましい範囲
であるが、特にこの範囲に限定されるものではない。こ
の場合、スリーブ摺擦ローラー５０の周速が１．０付近
であり、現像スリーブ２２とほぼ等速であっても充分な
ニップがとれている場合は、スリーブ表面上のトナー粒
子のトリボｕｐは望める。スリーブ摺擦ローラー５０の
周速が０．４より小さいと、スリーブ摺擦ローラ−５０
下部に磁性粒子シー５０上部の磁性粒子層が小さくなり
規制部で充分な規制を行なうことが難しくなり好ましく
ない。逆に、スリーブ摺擦ローラー５０の周速が２．０
より大きいとスリーブ摺擦ローラー下部の磁性粒子が徐
々に上部へ搬送されてしまい、磁性粒子層が薄くなるの
で、容易にトナーを取り込んでしまいカブリを生じてし
まう。

次にスリーブ摺擦ローラー５０のゴム硬度について述べ
る。スリーブ摺擦ローラーは（芯金子スポンジゴム）の
構成が良く、その適正なゴム硬度はアスカ−Ｃ硬度で１
０°〜４８°程度である。

又、スリーブ摺擦ローラー５０表面の材質は、ローラー
自身がトナーと逆極性に帯電するものを選ぶと、より一
層のトナーのトリボｕｐが望める。例えば、ポジトナー
に対しては、表面にマイナス帯電するシリコン等、ネガ
トナーに対してはプラス帯電するウレタン等を用いると
良い。

次に現像剤塗布量規制部材である非磁性プレーＶ９４の
４斤梓易ｒト明宇部材２日の近接部の研性粒子層につい
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２３ａ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かたかくなる。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ナーへのトリボ
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
与が充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
平均化され、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
子への撹拌９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２
３ａ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。

上記のスリーブ摺擦ローラーによる摺擦領域その後の規
制領域によって、現像スリーブ表面には、安定した量の
磁性粒子と充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、少な（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。

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いては８００Ｇ以上の磁束
密度であることが好ましい。

第１図に於いて磁極２３ｂ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Ｃ方向に回転駆動し’［＋−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（
不図示）が設けられている。

第１図の実施例においては、カット極と現像磁性とは隣
り合っており、特にそれらの間に搬送磁極を設けていな
いが、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３１先端部よりも現像スリーブ２２移動
方向上流側に配置される。磁極２３ｄが磁性シール３１
先端部より下流側に配置された場合、現像容器３６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から感光ドラム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１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、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（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＋７−「訊＾ｒ
メｌ、Ｌ−肱仕られる部分的理イＱ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２図に示すようにスリーブ２２表
面上に穂５５が好ましい程度に疎らな状態で形成され、
スリーブ２２および植土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３７との摩擦接触が活発に
なるのでトナー３７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が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＋Ｃ）コで求めるこ
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　／　ｃｍ、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、十分な振動が起こり、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１図において、スリーブ２２として直径２５ｍ、　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９５０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シた粒径
７０〜５０μ（２５０／３００メツシユ）のフェライト
（最大磁化６０ｅｍｕ／ｇ）を用いた。

スリーブ摺擦ローラ５０は、直径１２ｍｍ、芯金は径４
ｍｍで５ＵＳ４３０．その外にシリコーンスポンジ４ｔ
をつけ、アスカ−Ｃ硬度１５°のものを用いた。ニップ
巾は約２ｍｍで現像スリーブ２２に当接させ、現像スリ
ーブ周速に対し、８０％のスピードでスリーブ摺擦ロー
ラー５０を順方向に回転させた。

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５約１０〜３０μｍのトナー塗
布層を得、さらにその上層として２００〜３００μ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／ｃｔｒｌ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、最大長約１．
２ｍｍ程の穂立ちブラシを形成していた。

トナーの帯電量をスリーブ付着トナーと磁性粒子付着ト
ナーとの各々について吸引式ファラデーケージ、を用い
て測定した。このファラデーケージ内には５００メツシ
ユの金網を張って磁性粒子がケージ内には入らない工夫
をしている。

その結果、下表のような結果を得た。

この表より明らかなように、スリーブ摺擦ローラーによ
ってスリーブ上に付着したトナーのトリボが上昇したこ
とが確認できた。

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１（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／ｃｒｒｆ、ρ＝５．５
ｇ／ｃｒｒｒ、Ｔ／　（Ｔ＋Ｃ）＝２０．４％）。バイ
アス電源として周波数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
効率で現像が行われていた。

現像特性についてもカブリが無く、良好な現像特性を得
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、漏出防止及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、負性靭性のない現像を行うことができる。

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（、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いて、潜像保持部材たる感
光ドラム１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３６内へ戻り回
動じたスリーブ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３６．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。

〔実施例２〕 第３図は現像スリーブ２２とスリーブ摺擦ローラー５０
との当接している様子を示している。

実施例においては、第３図の如く、現像スリーブ２２と
スリーブ摺擦ローラー５０とを交差角αをもたせて当接
させている。αは０．５°≦α≦３°程度が望ましい。

スリーブ摺擦ローラー５０の両端を加圧した場合の中央
部の圧接不良を交差角を設けることにより、軸方向に均
一な圧接状態を実現できる。

〔実施例３〕 第４図は第１図と別の実施例で用いたスリーブ摺擦ロー
ラー５０の断面図である。５３は芯金であり、５２はス
ポンジゴム、その表面をゴムで彼、覆したものである。

実施例１においては、芯金の周囲にスポンジゴムをつけ
た一層であるが、実施例２においては、スポンジゴムの
表面をゴム層で被覆している。ゴム層でスポンジ表面を
被覆することによって、スポンジゴムの現像剤との摺擦
による破泡、目づまり等が防止でき、安定したニップを
達成可能となる。但し、表層をゴム層で被覆することに
より、ローラーのゴム硬度が上昇し、充分な表層のゴム
層の厚みは２ｍｍ以下が望ましい。

このスポンジゴム及び表層のゴムの材質については、シ
リコンゴム・ウレタンゴム等の材質が使用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように現像剤塗布量規制部材の上流側に現
像剤担持体と近接ないしは接触し、回転する可撓性をも
つローラー部材を配することにより、現像剤担持部材上
に付着しているトナーの帯電電荷量を高め、ヒサン・カ
ブリ等のない安定な性能をもつ小型２成分現像装置が得
られる。

加えて、平均粒径１０μｍ以下の微粒子トナーを用いた
とき及び５〜２０φの小径スリーブを用いたとき特に有
効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した現像装置の概略断面図、 第２図は現像部の拡大図、 第３図は現像スリーブとスリーブ摺擦ローラーとの当接
の様子を示す別の実施例の説明図、第４図はスリーブ摺
擦ローラーの断面図で第１図とまた別の実施例の説明図
である。 １・・・感光ドラム、　２６・・・磁性粒子限定部材、
２２・・・現像スリーブ、２７・・・磁性粒子、２３・
・・マグネット、　３０・・・飛散防止電極板、３１・
・・磁性シール、　２４・・・非磁性ブレード、３７・
・・トナー粒子、　３９・・・トナー供給部材、５０・
・・スリーブ摺擦ローラー、 ５１・・・ゴム層、　　　　５２・・・スポンジゴム、
５３・・・芯金 ｂ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性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部材と、 前記現像剤塗布量規制部材より現像剤担持体移動方向上
   流側に位置し、かつ現像剤担持体と近接ないしは接触し
   ながら回転する可撓性をもつローラー部材とからなり、
   現像剤担持体上でトナー粒子と磁性粒子とを混合撹拌す
   ることを特徴とする現像装置。
2. （２）前記ローラー部材の回転方向を前記現像剤担持体
   移動方向と順方向にすることを特徴とした特許請求の範
   囲第１項に記載の現像装置。
3. （３）前記現像剤担持体表面の移動速度と前記ローラー
   部材表面の移動速度との間に速度差をもたせたことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の現像装置。
4. （４）前記現像剤担持体と前記ローラー部材とを交差角
   をもたせて圧接したことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の現像装置。