JPS63225270A - 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、現像を行なうものであった（特開昭５９−
２０４８６６号公報、特開昭和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。

それらの提案によれば、現像剤塗布量規制部においては
、現像剤は実質的なバッキング状態を形成している。こ
のバッキング状態を安定させることにより、トリボ不足
のトナーの除去、トナーへの帯電改良、トナートリボの
均一化を実現して、現像部へは充分にトリボ付与され、
またトリボの均一化されたトナーのみを搬送可能として
いる。

さて、以上のように、現像剤塗布量規制部における現像
剤のバッキング状態は、トナーへの帯電を支配している
要であり、このバッキング状態の安定維持が、良好な画
像を長期にわたって維持することと等価となる。このバ
ッキング状態を形成させる主な構成要素として、以下に
挙げるものがある。即ち、■現像剤塗布量規制部材（ブ
レード）と現像剤担持体（現像スリーブ）とのギャップ
（以下略してＳ−Ｂギャップと称する）、■規制部に作
用する磁界。具体的に言うとカット極の強さ、半値巾、
磁束密度分布等、■現像剤塗布量規制部材とカット極と
の相対位置。（規制部材先端とカット極のピーク位置と
のなす角等）、■磁性粒子限定部材の形状である。この
他にも種々の要因がバッキング状態に影響を及ぼすが、
現像装置の構成に限れば、上述の４点が支配的である。

これら４点の設定を最適化することにより、安定なバッ
キング状態を維持し、長期にわたって安定な画像を得る
ことが可能となる。

（発明が解決しようとしている問題点）さて、以上説明
したようにそれらの提案によって、従来の現像方法、装
置では得られなかった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、現像装置を使い捨て
タイプの小型なものにすることが可能となったわけであ
るが、その要が規制部のバッキング状態の安定化であり
、また、先に述べた４つの構成要素の最適化である。最
近の装置の小型化に伴なう現像装置の小型化、現像スリ
ーブの小径化は今後必至であり、現像スリーブの小径化
に伴ない、上述のバッキング状態の維持も難しくなって
くる。即ち、現、像スリーブの小径化に伴い、現像スリ
ーブ内に配置されるマグネットも小径化せざるを得す、
所定のカット極の強さが得られ難くなる。これは、上述
の■の規制部に作用する磁界のラテイチュードを狭くす
ることになってしまう。また、現像スリーブの小径化に
伴い、上述の■の規制ブレードとカット極との角度の設
定もシビアなものになって（る。

加えて、現像スリーブの小径化により、トナー粒子がス
リーブと接触できる面積が小さくなること、またマグネ
ットの小径化に伴い、現像容器内にマグネットの磁力に
よって保持可能な磁性粒子の絶対量も減ってしまい、ト
ナー粒子が接触可能な磁性粒子の表面積も減少してしま
うことにより、現像装置のトナー粒子へのトリボ付与能
力の低下が生じてしまい、ますます安定なバッキング状
態の維持が誰しくなる。

（発明の概要） 本発明は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体表面と
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
制する部材とを前記磁界発生手段が、前記現像剤塗布量
規制部材の前記現像剤担持体移動方向の上流側近傍に１
極をもち、かつ該１極の前記現像剤担持体移動方向下流
側の磁束密度を緩慢に低下させ、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によって、長期
にわたって安定な規制部のバッキングを実現し、小型・
高画質の現像装置を提供できる。

（実施例） 第２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−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Ｆｌ’ｌａ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３
６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２ｇ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の位
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２２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１０ＴΩｃｍ以上、好ま
しくは１０”Ωｃｍ以」二にフェライト粒子（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（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はぞ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を前述のごと（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の収容部底部と磁極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り込み量が過剰になること
がない。過剰取り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。

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（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。

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、重力に基づく拘束力とスリーブ２２
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稈磁極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。

次に現像剤塗布量規制部材である非磁性ブレード２・１
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Ｎ１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
込まれて密度かたかくなる。この領域では、搬送されて
侵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ｒａ磁性
粒子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ｌ・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設された磁極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
への撹拌効果はもちろんのこと、はぐし効果も働き、上
記）・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、現像材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。

」１記の規制領域によって、現像スリーブ表面には、安
定した工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構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２図は現像剤限定部材２Ｇ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５
０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こと、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
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る磁性粒子の
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に最大磁力発
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ポ賦与を高める
ことができた。

ここで磁極２３ａの磁束密度分布について述べる。この
磁極２３ａの最大磁束密度は、トナーコンテンツ維持の
為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、磁性粒子層のトナーコンテンツ変化に対して現
像剤の塗布状態を安定させる為には、８００Ｇ以上が望
ましく、かつブレード２４先端に対向する点での磁束密
度はブレード先端とスリーブとの間隙の機械的精度公差
を拡大するために、又規制領域での磁性粒子のバッキン
グ状態を安定化するために６００Ｇ以上が望ましい。と
ころがマグネットが小径化するに伴って磁束密度のピー
ク値を８００Ｇ以上とすると磁束密度６００Ｇ以上の広
い着磁幅を確保するには限界があり、カット極２３ａを
左右対称とした場合、ブレード２４先端に対応する点で
の磁束密度を６００Ｇ以上とすると、Ｌ、とり、のなす
角θを狭くしなくてはならず、前述した磁性体５０及び
限定部材２６の案内面２６１の効果を低減させてしまう
。又、α２は小さい方がよい。

α２が大きいと、スリーブ上の磁性粒子層の磁気ブラシ
が太き（なり、ブラシの隙間からトナーを過剰に取り込
んで磁性粒子層中のトナー濃度があがりすぎて地力ブリ
を生じる。第１図は直径１６ｍｍの小径スリーブを用い
た場合の本発明の実施例での磁石２３の磁束密度分布を
示した図であるが、この図に示したようにマグネット中
心と磁極２３ａの最大磁力発生点とを結んだ直線を基準
として、マグネット中心と磁極２３ａのブレード回転方
向上流及び下流側で磁束密度６００Ｇとなる点を結んだ
直線とのなす角をそれぞれα２及びα、とするとαｌ≧
θ、α、〉α２となることが望ましい。

すなわち現像スリーブの移動方向下流側の磁束密度を緩
慢に低下させることにより磁性体５０及び案内面２６１
の効果を低減させることな（、ブレード２４先端に対向
する点の磁束密度を６００Ｇ以上にし、磁極２３ａの能
力を有効に活用することが可能となる。

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３
７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２４部で均一に塗
布された現像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曙略現像磁極２３ｃと同等かやや
低目が良い。現像スリーブとして１６φのものを用いた
場合、カッＩ・磁極と現像磁極の間隔がスリーブ中心角
で］、　ＯＯ’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２６〜２６％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−に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３図に示すようにスリーブ２２表
面」二に穂５１が好ましい稈度に耐・らな状態で形成さ
れ、スリーブ２２および穂−トの両方のトナーが感光ド
ラム】に対して十分に開ノ」りされ、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１００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
。

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ｌ（ｇ／ＣｌＴ１
′）、ｈは現像部空間の高さくｃｍ）、ρは磁性粒子の
真密度ｇ／ｃｄ、Ｃ／　（Ｔ十〇）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との間隙を太き（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２図において、スリーブ２２として直径１６ｍｍのア
ルミスリーブの表面を、アランダム砥粒により不安定型
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８００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。また磁極２３ａの
上記角度α１は１５°、α２は１０°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７
０〜５０μ（２５０／３００メツシユ）のフェライト（
最大磁化６０ｅｍｕ／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表面上にコーテング要約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の合計
重量は約２．４３ｘｌＯ−”ｇ／ｃｒ＋？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
１ｆＬｍ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Ｍが＋１２μＣ／　ｇ
であった。

この現像装置をキャノン（株）製ＦＣ−５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２
２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。（１〕＝３５０μ
ｍ、Ｍ＝２．４３Ｘ１０−’ｇ／ｃｌＴ？、ρ＝５．５
ｇ／ａＩＴ？、Ｔ／　（Ｔ→−Ｃ）＝２０．４％）。バ
イアス電源４として周波数１８００　Ｈｚ　、　　ピー
ク対ピーク値１２００ｖの交流電圧に一２７０■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ｊこ。

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
子が進入、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」二の説明の如く、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、これらの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Ｉこ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。

（実施例２） 第４図に本発明の別の実施例を示す。第４図は、現像ス
リーブ２２として直径２０ｍｍのものを用いた場合の磁
石２３の磁束密度分布を示したもので、このようにやや
大きめの径を有するマグネットを用いた場合は、前実施
例で述べた磁極２３ａの最大磁束密度８００Ｇ以上でブ
レード２４と対向する点での磁束密度６００Ｇ以上は、
前述角度αＩ〉α２としな（でも達成できる。

しかし、例えばαｌ−α２の磁石を用いた場合、■産し
た場合の個々の製品の組み立て時等のバラツキにより最
大磁力発生点がブレーゾ回転方向上流側にほんの数度ず
れるとブレード２４と対向する点での磁束密度が６００
Ｇ以下となっている５３そこで本発明の前実施例で述べ
た様にα１〉α２とすることにより債産等で上述角度θ
がばらついた場合でも十分対応できる程ラチチュードが
広がることになり有効である。

（発明の効果） 以上説明したようにカット極の現像スリーブ回転方向下
流側磁束密度を緩慢に低下させることにより、現像スリ
ーブの小径化に伴なうマグネツトの小径化によって規制
部に作用する磁界のラチチュードがせばまることを防ぎ
マグネットの能力が有効に利用でき規制部のバッキング
状態の安定化は促進し、良好な画像性を有する現像装置
が供給できる。特に直径２０ｍｍ以下の小径スリーブを
用いた系に対して有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したマグネットの磁束密度分布を
示した図、 第２図は本発明を実施した現像装置の概略断面図、 第３図は現像部における現像剤の様子を示す図、 第４図は本発明の他の実施例であるところのマグネット
の磁束密度分布を示した図である。 １は潜像担持体 ２２は現像スリーブ ２３はマグネット ２７は磁性粒子 ３０は飛散防止電極板 ２４は非磁性ブレード ３５は磁性粒子貯蔵容器 ３７はトナー粒子 ２６は磁性粒子限定部材 ３８はトナー粒子貯蔵容器 ３９はトナー供給部材 ３１は磁性ソール ４０はシール部材 ５０は磁性体 ３６は現像容器

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体表面と反対側に
   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
   材とを有し、 前記磁界発生手段が、前記現像剤塗布量規制部材の前記
   現像剤担持体移動方向の上流側近傍に１極をもち、かつ
   該１極の前記現像剤担持体移動方向下流側の磁束密度を
   前記方向上流側の磁束密度よりも緩慢に低下させ、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）前記現像剤担持部材が直径２０ｍｍ以下であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像装置。