JPS63225264A - 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。

これは現像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）とじて吸着保持させ、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５９−２０
４８６６号公報、特開昭５９−２０４８６７号公報）。

これらは、現像剤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つた。特に装置の簡素化・
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（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（、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十分に帯電したト
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すくなくとも前
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〕しかしながら、
上記従来例では現像剤塗布量規制部材の先端と現像スリ
ーブとの間隙を例えば２００〜５００μｍといった狭い
値にし二成分現像剤の適正なコーティングを行っている
ため、その現像剤塗布量規制部材の先端部に常に現像剤
が送られてくるので、数十枚といった多数枚コピーを行
った場合や若干圧力に弱いカプセルトナーを使用した場
合にその先端部にトナー粒子が融着してしまい、融着部
分での現像剤層のコーティング厚が正規の厚みより薄く
なり、コーティング厚が不均一になったり、更には、上
記間隙部で現像剤層の部分的なつまりが起こる場合があ
った。

また、現像装置の小型化を達成するために現像スリーブ
を小径化すると現像剤薄層内のトナー粒子の帯電が不足
しかつ不均一になる傾向が見られた。これは現像スにリ
ーブの小径化に伴い現像容器内でスリーブ上保持できる
磁性粒子量が減少すると共にトナー粒子が接触できるス
リーブ表面積も小さくなってしまう為である。このトナ
ー粒子の不均一な帯電は高画質化のためより粒径の小さ
いトナー（平均粒径１０μ以下）を用いた場合にもより
起り易い。トナー粒子の帯電電荷量が不均一になること
は、その帯電電荷量の絶対値がある値以上であれば特に
問題はないが、ある値以下に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量が減少すると画像上にカブリ
を生じる恐れもある。

〔問題点を解決する為の手段〕

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、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部材表面と反対側
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１を規制する
部材を有し、前記現像剤塗布１規制部材を現像剤塗布量
規制面が動くようローラー形状の回動部材とし、前記現
像剤担持部材と該現像剤塗布量規制部材（以後現像剤塗
布部材もしくはローラ一部材と記す）に間隙をもたせて
設置することにより現像剤塗布量規制部での現像剤のつ
まりを防止し更にトナー粒子のトリボＵＰを行ったもの
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−８
ｅ、Ｃｄｓ、ＺｎＯ，、ＯＰＣ。

α−８ｉ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、５ＵＳ３１６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磁石を配設してもよい
。

２４は、ローラー形状をした非磁性の現像剤塗布部材で
図１のように現像スリーブ２２の近傍に非接触で設置さ
れ回転駆動されるこの現像剤塗布部材２４については後
述する。

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１０７Ωｃｍ以上、好
ましくは１０ａΩｃｍ以上にフェライト粒子（最大磁化
６０ｅｍｕ、／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磁性の磁極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（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。

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１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「（」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を前記のごと（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３６の収納部底部と磁極２３ｄとの上
記関係によって、磁気ブラシが３６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。

次にスリーブ２２近傍の磁性粒子層の働きについて説明
する。

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１重力に基づ（拘束力とスリーブ移動
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（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。

ここで、現像剤塗布量規制部材２４についてより詳細に
説明する。この現像剤塗布量規制部材２４（以下ローラ
一部材とする）は、ローラー形状をし、例えばアルミ等
の非磁性体で構成され現像スリーブ２２の長手方向に一
定の間隙をもたせて設置されている。このローラ一部材
２４は、現像スリーブ２２の回転方向すに対して順方向
Ｃ１に回転駆動され、ローラ一部材２４と現像スリーブ
２２とに囲まれた現像剤規制領域での現像剤のつまり及
びトナー粒子のローラ一部材規制面への融着を防止して
いる。ローラ一部材２４と現像スリーブ２２との間隙ｄ
１は５０〜８００μｍ１好ましくは１５０〜５００μｍ
である。この距離ｄ、は５０μｍより小さいと磁性粒子
がこの間につ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１への磁性粒子付着が多くなると
共に後述する現像剤の規制が弱まりトナー粒子のトリボ
が不足しカブリやすくなる欠点がある。

ローラ一部材２４の周速は、現像スリーブ２２の周速を
１とすると０．３〜２．０が望ましいが、特にこの範囲
に限定されるものではない。

これは、ローラ一部材２４の現像剤規制面へのトナー粒
子の融着防止及びローラ一部材２４と現像スリーブ２２
の間隙部での現像剤っまりの防止効果といった点で０．
３以上が望ましく、また周速が２．０以上になると現像
剤の取り込み過多となり画像にカブリが生じてしまうた
めである。

また、トナー粒子のトリボＵＰといった点からローラ一
部材２４と現像スリーブ２２に囲まれた規制領域にある
現像剤に対しローラ一部材２４の規制面が摺擦するのが
望ましい為に上述したローラ一部材２４の周速０．３〜
２．０のうち、現像スリーブ２２の周速とローラ一部材
２４の周速が同じとなる１、０前後は望ましくない。

ローラ一部材２４の材質はトナー粒子と逆極性に摩擦帯
電するもの例えば、ポジトナーに対してはエチレンプロ
ピレン樹脂、天然樹脂、ポリクロロブタンニン、フッ素
系樹１１ｍ、ＮＢＲ樹脂、ネガトナーに対してはシリコ
ン樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレンブタジェン樹脂を
用いるとトナー粒子のトリボＵＰが望め、また、導電性
のローラーを用いた場合、トナー粒子にトリボ付与する
ようにローラーにバイアスをかけてもよい。

このローラ一部材２４は現像剤の搬送性１、現像剤薄層
のコーティングの容易さといった点から現像スリーブ２
２の回転方向に対し順方向ＣＩに回転するのが望ましい
が、ローラ一部材２４と現像スリーブ２２との間隙ｄ１
を若干広めにし低速でＣ２方向に逆回転させればローラ
一部材２４の現像剤規制面は動いているためトナー粒子
の融着及び現像剤のつまりを防止し、現像剤へのトリボ
付与効果を上げることは勿論可能である。

５０はローラ一部材２４上部からの磁性粒子及びトナー
粒子のもれを防止するシール部材で弾性を有し、ローラ
一部材２４表面を弾性的に押圧している。

次に現像剤塗布部材であるローラ一部材２４の近傍部の
磁性粒子層について説明する。ローラ一部材２４の現像
容器３６内方側の現像剤規制面とスリーブ２２に囲まれ
た領域においては磁極２３ａによってスリーブの回転と
共に搬送された磁性粒子の密度が高くなっている。この
領域では搬送されて進入してくる磁性粒子とローラ一部
材２４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の均一化が行われ
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。

この際ローラ一部材２４の現像容器３６内方側の現像剤
規制面とこの領域に対して固定配置された磁極２３ａは
磁性粒子のバッキング状態に大きな影響を与える。

この磁極２３ａ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２３ａの最大磁力を発生する部分がローラ一部材
２４と現像スリーブ２２との最小間隙部を避けがっロー
ラ一部材２４の現像容器内方側の現像剤規制面に対向す
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
第１図中のスリーブ中心０１からローラ一部材２４の中
心０．とを結んだ直線を基準とし、スリーブ中心０１か
らローラ一部材２４の現像容器内部の面に引いた接線と
のなす角φとすると、５°〈θくφであ”ることが効果
的である。更にローラ一部材２４の現像剤規制部が曲率
を有しているため現像スリーブ２２の回転方向下流側に
向かってなめらかに間隙が狭くなっているため最小間隙
部に向かう現像剤への圧力集中がなめらかになる効果が
あり、又、このローラ一部材２４が回転していることに
よって規制領域中の磁性粒子が動き易くなっており更な
る圧力集中の防止効果があり、現像剤の規制部でのつま
りを確実に防止できる。

上記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生なくと
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。

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３９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（
不図示）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ローラ一部材２４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、現像剤層の乱れが太き
（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、穂が存在する部分
としない部分との開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、本発明にとうて、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％の
範囲で十分な画像濃度が得られ、１．５〜３０％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２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やな状態で形成され、
スリーブ２２および槽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２図の磁極はＳ極２３ｂとして第１
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／
ｂ）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／ｃｒｔｆ）
　、ｈは現像部空間の高さくｃｍ）、ρは磁性粒子の真
密度ｇ／ｃＩＴ１′、Ｃ／　（Ｔ十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Ｖｌ）りが大きい）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８００
０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、
十分な振動が起り上述の効果が奏される。

逆に、感光ドラムエとスリーブ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２０ｍｍのＳ
ＵＳ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９００ガウスであった。

ローラ一部材２４としては直径１２ｍｍのアルミを用い
、スリーブ２２との間隙ｄ、は３００μｍとし上記角度
θは１５°とした。また周速は現像スリーブの周速に対
して５０％とした。

ローラ一部材２４の直径の寸法としては規制領域に送ら
れてくる現像剤層の厚みがローラ一部材２４の上端部を
越えないようなものを用いた方がよい。

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（３Ｑ　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２．４３ｘｌＯ−”ｇ／ｃｄ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上の磁
極２３ｃ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。

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＋１４μＣ／ｇで
あり、従来の非磁性ブレードを用いた系に対してトナー
のトリポ電荷量が３μＣ／ｇ増加した事が確認できた。

この現像装置をキャノン（株）製ｐｃ−ｉｏ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＝３５０
μｍ、Ｍ＝２．４３ｘ１０−”ｇ／ｃｒｒｒ、　ρ＝５
．５ｇ／ｃｒｒｒ、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、更に２０００枚コピーを行ったとこ
ろ現像剤つまり及びローラ一部材上へのトナーの融着は
全く見られなかった。

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１０ｔ）％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。

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
のない現像を行うことができる。

スリーブ２２の材料としてはステンレス鋼のほか真ちゅ
うやアルミニウムなどの導電体、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３を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〜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およびロー
ラ一部材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図に別の実施例を示す。第３図においてはローラ一
部材２４の現像容器３６の内側上方部に形成する磁性粒
子層を覆うべ（廂の形状をとるようトナー取り込みを制
御部材４１を第３図における現像容器３６の手前側及び
奥側でとりつけ上方からのトナー取り込み制御し、更に
バッキングを向上させてトナー規制すなわちトナー粒子
のトリボ安定化を促すものである。

また、トナー取り込み制御部材４１のローラ一部材側端
部に例えばウレタンゴム等のクリーニングブレード４２
をそのエツジ部がローラ一部材２４に当接するよう取り
付けである。これは、ローラ一部材２４表面上にトナー
粒子が付着している場合、このトナー粒子をかきおとす
ものであり、トナー取り込み制御部材４１はローラー回
転方向をＣ１とした場合クリーニング部材４２がかきお
としたトナー粒子が当接部にたまらずに現像容器３６下
方部に案内されるようトナー取り込み制御部材上表面は
傾斜面となっている。

〔実施例３〕 第４図に別の実施例を示す。第４図においてはローラ一
部材２４はアルミニウム等の非磁性体の中空タイプとし
その内部に挿入し、図示の位置姿勢に位置決め保持、す
なわちローラ一部材２４と現像スリーブ２２の最少間隙
部のローラー回転方向やや下流側に保持した例えば鉄等
の磁性体であり、ローラ一部材２４が回転駆動されても
この磁性体６０は図示の位置姿勢にそのまま固定保持さ
れる。この場合磁性体６０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との間に強い磁界集中が発生し、磁極２３
ａによる磁性粒子の撹拌、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
極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
ーブの移動と共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す（な（
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トナ
ー粒子の取り込み作用を考慮すると不可能である。又、
規制部で上述のようにスリーブ内磁極２３ａに対向して
磁性体６０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ローラ一
部材２４の現像剤循環規制部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
例では、磁極２３ａよりもスリーブ回転方向に関して下
流側に磁性体６０を設は磁極２３ａのローラ一部材側へ
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トナーを摺
擦しスリーブ上のトナー粒子へのトリボ付与を高めるこ
とができトナー粒子のトリボの均一化が促進された。

〔実施例４〕 別の実施例を第５図に示す。第５図においてはローラ一
部材２４は弱い磁力を有したマグネットで構成され、ロ
ーラ外周に沿って多数の磁極がＳ極、Ｎ極と交互に配し
である。ローラー外周上のこの磁極のＮＳ交互のピッチ
は、３ｍｍ以下であることが必要であり、望ましくは２
ｍｍ以下である。また磁力は１５０ガウス以下が望まし
い。

これらの磁極を配することによって現像剤規制部での磁
性粒子のかくはん効果及びほぐし効果を促進でき更に、
規制部出口でスリーブ２２上にコートされる磁性粒子層
厚が規定より厚い場合、それらの磁性粒子をローラー表
面上に引きよせ回収することにより適正な現像剤層厚の
制御を行うものである。

〔実施例５〕 ローラ一部材２４表面のトナー融着防止という点からは
ローラ一部材は常時回転する必要がなく間欠駆動でもよ
い。その方法を第６図に示す。

上記〔実施例１〕と同一現像装置を用いローラ一部材２
４を５秒間に１ｍｍづつ上記方向と同一方向に駆動した
。この現像剤塗布部材２４の駆動機構としては、第６図
の如く感光ドラム１の回転に同期する第１歯車７０に嵌
合する第２歯車７１により、その周面の一部を切欠いた
カム７２を回転させる。このカム７２の周面には軸７３
を中心に揺動するアーム７４の一方がバネ７５により付
勢されている。これによりカム７２の凹部にアーム７４
の先端が嵌合すると、このアーム７４は軸７３を中心に
反時計方向に回転し、他端はラチェットづめ車７５から
離間する。つめ車７５は上記ローラ一部材２４の回転軸
７６に取付けであるので、ラチェツト車からアームの端
部が外れた瞬間だけ、この現像剤塗布部材２４は現像ス
リーブ２２上の現像剤層に従動して上記方向に回転する
。

上記構成により現像剤塗布部材２４を間欠的に回転させ
ても、上記条件では２０００枚分の現像を終了しても白
すじ模様等は発生しなかった。

現像剤塗布部材２４の回転は非画像域で行うことが好ま
しい。

〔発明の効果〕

、以上説明したように現像剤塗布部材をローラー形状と
し、現像剤塗布量規制面が動くよう回転駆動させること
によって該ローラ一部材と現像スリーブとの間隙部での
現像剤のつまりを確実に防止し、更に、現像剤規制部で
の現像剤の撹拌及びほぐし効果を促進でき、トナートリ
ポの均一な現像剤薄層を形成することにより良好な画像
性を有する現像装置が供給できる。特に直径５〜２０ｍ
ｍの小径スリーブを用いた系や平均粒径１０μ以下の微
粒子トナーを用いた系、更に外力に比較的弱いカプセル
トナーを用いた系に対しても有効である。又、現像スリ
ーブと現像剤塗布部材との間に異物がつまった場合も、
容易に異物が除去されスジムラのない良好な塗布が得ら
れる。

【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図は現像部における現像剤の様子を示す図、 第３図乃至第５図は夫々本発明の他の実施例であるとこ
ろの現像装置の概略断面図、 第６図は本発明の他の実施例の現像剤塗布量規制部材の
間欠回転駆動方法の模式図である。 １は潜像担持体、　２２は現像スリーブ、２３はマグネ
ット、　　２４は現像剤塗布部材、２７は磁性粒子、　
３０は飛散防止電極板、３１は磁性シール、　３５は磁
性粒子貯蔵容器、３６は現像容器、　３７はトナー粒子
、３８はｌ・ナー貯蔵容器、３９はトナー供給部材、４
０はソール部材、 ４１はトナー取り込み制御部材、 ４２はクリーニング部材、 ５０は現像容器上部シール部材、 ６０は磁性板、　７０は第一歯車、 ７１は第二歯車、　７２はカム、　７３は軸、７４はア
ーム、　７５はラチェットづめ車、７６は回転軸。 ｂ 集４　は

Claims (2)

【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部材表面と反対側
   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
   部材を有し、前記現像剤塗布量規制部材の規制面は移動
   可能とし、前記現像剤担持部材と該現像剤塗布量規制部
   材に間隙をもたせて設置し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）前記現像剤塗布量規制部材は回転可能なローラー
   形状を有す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。