JPS63228175A - 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】 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〕

２成分系現像剤を用いる電子写真法においては、顕画材
としてのトナー粒子と磁性キャリア粒子とを混合し、こ
の２成分系組成物を内部に磁石を配置した現像スリーブ
上に供給して、この組成物から成る磁気ブラシを形成さ
せ、静電潜像を有する電子写真感光板にこの磁気ブラシ
を摺擦ないしは近接させて、トナー像を感光板上に形成
させる。

トナー粒子は磁性粒子との摩擦により、感光板上の静電
潜像の電荷極性とは逆に帯電され、磁気ブラシ上のトナ
ー粒子が電界により静電潜像上に付着して、静電潜像の
現像が行われる。磁性粒子はスリーブ内の磁石に吸引さ
れて現像容器内に回収される。

ところで、トナー粒子と磁性粒子との混合比はトナー粒
子への帯電賦与に関係し、結果的にはコピー画質に大き
な影響を与える。このため２成分系の現像装置において
は、現像剤中のトナー濃度を所定の範囲に保つように自
動的にトナー濃度を検出し、３の出力に応じてトナー濃
度を維持する制御装置（以下ＡＴＲと称す）を設けであ
る。

〔解決すべき問題点〕

ところが、上記ＡＴＲ装置ではトナー濃度検出装置から
のトナー補給信号を得て、補給トナーを供給して容器中
の現像剤のトナー濃度をたかめる場合、この現像剤が現
像領域に達するまでには時間的な遅れが生じる。このた
め補給信号が発生してからち、しばらくはコピー濃度の
淡い画像が続くことになる。逆にトナーの補給が行われ
てトナー濃度が十分にだか（なり、トナー補給信号の停
止が発生したときも、しばらくはトナー濃度がたかい状
態がつづ（。

上記問題点を軽減させるためには、精度のたかい検出、
又、トナー濃度設定幅を狭く制御する装置を必要とする
が、ＡＴＲ装置では現像装置として複雑で大型化し、コ
ストかたか（なる。しかし完全には上記問題点を解決す
るには至っていない。

〔発明の目的〕

本発明は、上記問題点の解決策を与えるもので、画像劣
化の無く、即ち、感光体へのキャリア付着、トナーへの
過剰帯電電荷賦与による濃度淡及び白抜け、磁気ブラシ
跡、地力ブリ及び反転カブリなどの欠点が無＜、Ｄｍａ
ｘの十分なしかも階調性γの良好な画像を与えることを
目的とする。

又、精度のたかいＡＴＲ装置を持たず現像することが可
能な、しかもトナー濃度の検出に応じて即座に補給トナ
ーの供給もしくは停止を行うことができる現像方法及び
装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、磁性粒子とトナー粒子とを含有する２成分系
の現像剤を現像剤担持体上に供給して潜像担持体上の静
電潜像に対応するトナー像を形成させることからなる現
像方法及び装置において、前記現像剤を収容する現像剤
容器内の前記現像剤のトナー濃度の増加＋’＝伴ない、
前記現像剤担持体上に塗布される前記現像剤塗布量が低
下するように、前記現像剤塗布量を前記現像剤担持体上
に形成し、現像することを特徴とする現像方法である。

〔実施例〕

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ｌは静電記録用絶縁ドラムあるいはａ　−３
ｅ、　Ｃｄｓ、　ＺｎＯ２、ＯＰＣ，ｔｌ　−５ｉ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ｌ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め永久磁
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の３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は現像スリーブ２を配設した現像剤供給器開口の下
縁側に、基部を容器側壁に固定し、先端側は開口下縁位
置よりも容器３６の外側へ突出させて開口下縁長手に沿
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。

２７は磁性粒子であり粒径が２０〜１００μｍ１好まし
くは３０〜８０μｍで抵抗値が１０７Ωｃｍ以上、好ま
しくは１０８Ωｃｍ以上にフエ゛°ライト粒子（最大磁
化３０〜１０１００ｅ／ｇ）へ樹脂コーティングしたも
のが用いられ得る。

３７は非磁性トナーである。

６０は補助規制板で厚さの薄い弾性を有した金属板から
なり、例えばりん青銅板厚さ０．１〜０　、５　ｍ　ｍ
のものからなり、非磁性ブレード２４のスリーブ２２の
回転方向下流側に設けである。補助規制板６０の先端部
６０１はスリーブ２２の軸方向にほぼ平行に設けられた
円柱状の偏心カム６１が当接している。

６２はトナー濃度検出センサーで、このセンサー６２の
出力に応じて６３のトナー補助ローラーの回転（矢印Ｃ
方向に回転する）及び停止を繰り返してトナーの供給を
行う。６４．６５はトナーの補給ローラー上へのトナー
の塗布を規制するシール部材である。

６６は矢印ｄ方向に回転する撹拌部材であり、スクレー
パー６７でスリーブ２２上から剥離された現像剤と補給
トナーとを混合及び撹拌する。

３８はトナー貯蔵容器である。

非磁性ブレード２４によって規制された現像剤はさらに
補助規制板６０によって規制されて現像領域に搬送され
る。現像後の現像剤は公知のトナー濃度検出センサー６
２によって現像剤中のトナー農産が検出される。トナー
濃度が低いと補給ローラー６３が回転始めて、トナーを
供給する。しかし補給されたトナーを含んだ現像剤が現
像領域に搬送されて現像に利用されるまでには時間的遅
れがあり、又、急に多量の補給トナーを供給するとトリ
ボ賦与が十分に行われないので少量ずつ補給するための
コピー濃度に立ち上がり現象もあられれて（る。

そこで、第２図に示すように補助規制板６０の先端部６
０１と現像スリーブ２２との間隙を広げて、現像剤のス
リーブ２２上への塗布量を増加させる。これにより、現
像領域への現像剤の供給量は増加し、トナー濃度を検出
後、すぐにコピー画像濃度が向上させることができる。

逆にトナー濃度が十分たかくなり、トナー補給を停止す
る場合、やはり現像容器中にはさらにトナー濃度のたが
い現像剤が存在することになり、すぐにはトナー濃度は
下がらない。そこで第３図に示すように補助規制板６０
の先端部６０１と現像スリーブ２２との間隙を狭くして
現像剤のスリーブ２２上への塗布量を減少させる。

これにより現像領域への現像剤の供給量を減少させ、ト
ナー濃度を検出後、すぐにコピー画像濃度を押えること
ができる。

又、偏心カム６１の動作はトナー濃度に応じて連続的に
変化させることが好ましい。即ち、センサー６２の出力
に応じてトナー濃度が低くなっていくにつれ、現像剤の
塗布量を少しずつ増加させることで、又トナー濃度がた
かくなるにつれて現像剤の塗布量を少しずつ減少させる
ことでトナー補給時のコピー濃度の変動を少なくするこ
とができる。

第４図は第１図に示した現像装置を用いた場合の実施例
（実線部）と従来の比較例（破線部）とのコピー濃度曲
線である。矢印ＯＮ・ＯＦＦはトナーの補給信号である
。

第４図の実施例においては、スリーブ２２として直径３
０　ｍ　ｍのステンレススリーブを用い、その表面は軸
方向に深さ約０　、５　ｍ　ｍの溝をつけたローレット
形状とした。

磁石２３としてＳ極着磁で２３ａ、　２３ｃ極の表面磁
束密度の最大値は約６５０ガウス、２３ｂ極が８５０ガ
ウスであった。

ブレード２４としては厚さ１　、５　ｍ　ｍの非磁性ス
テンレスを用い、スリーブ回転方向に対して２３ａ極の
下流側に設けた。

磁性粒子としては表面にアクリルとフッ素との混合樹脂
を塗布した粒径７０〜９０μのフェライト（最大磁化５
６　ｅ　ｍ　ｕ　／　ｇ　、抵抗値１０７〜ｌＯ８Ωｃ
　ｍ　）を用いた。

非磁トナーとしては、スチレン系樹脂９０部にポリプロ
ピレン７部、カーボンブラック４部を主体とする平均粒
径１３μのトナー粉体を用いた。

感光ドラム１とスリーブ２２との間隙を約１　ｍ　ｍ　
。

スリーブ２２とブレード２４との間を０　、８　ｍ　ｍ
とした。補助規制板６０の先端部６０１とスリーブ２２
との間隙は偏心カム６１の制御によってセンサー６２の
出力に応じて連続的に最大で０　、８　ｍ　ｍ　、最小
で０．５ｍｍになる様に設定した。

感光ドラムの潜像電位として画像部−６５０Ｖ、非画像
部−１５０ｖに設定し、現像バイアスとして一２００ｖ
の直流電圧を現像スリーブ２２に印加した。

第４図に示すように、破線矢印で示す補給トナーの供給
（ＯＮ）と停止（ＯＦＦ）のみの制御よりも、この制御
に本発明に係る塗布量の増減制御を加えた場合の方がコ
ピー濃度の変動が少ないことがわかる。

第５図は本発明の他の実施例の現像装置の断面図である
。第５図は第１図の実施例と異なり、現像スリーブ上で
磁性粒子とトナー粒子とを混合及び撹拌する現像装置で
ある。以下、この装置に本発明を適用した場合を説明す
る。潜像担持体ｌは静電記録用絶縁ドラムあるいは（Ｚ
　−３ｅ、　Ｃｄｓ、　　ＺｎＯ２。

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ｌ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ｌ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２
３ｄ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３０〜１００μｍ１好まし
くは４０〜７０μｍ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６
０　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Ｎ２の磁性Ｎとは異極のＳ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（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５０〜８００μｍ１好ましくは２５０〜５
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
ブリやすくなる欠点がある。

角度θは一５〜３５″、好ましくはＯ〜２５°であるθ
く−５の場合、現像剤に働く磁気力、鏡映力。

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
多いものとなり、θ〉３５°を越えると非磁性ブレード
では現像剤塗布量が増加し、所定の現像剤量を得ること
が難しい。

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２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
定される。磁性粒子中のトナーコンテンツが低い場合、
現像剤の磁気的搬送力が向上し、容器内の磁性粒子層の
移動速度は増加する。この理由は、磁性粒子間に介在す
るトナー量が少ないと容易に磁気ブラシを形成しやすく
なるため、ブレード２４によって規制されスリーブ２２
上に塗布された現像剤塗布量が増加し、現像後に再び現
像容器内に回収された現像剤が上記磁性粒子層の移動速
度をはやめることになるためである。従ってトナ一層か
らのトナーを容易に取り込んでいくことになり磁性粒子
層のトナー濃度は増加していく。

又、逆に磁性粒子層のトナーコンテンツがたかい場合、
現像剤の磁気的搬送力は低下し、容器内の磁性粒子層の
移動速度は低下する。これは磁性粒子間に介在するトナ
ー量が多いことによって磁気ブラシ形成がしにくくなり
、スリーブ上に塗布される現像剤塗布量が低下し、容器
内に回収されても容器内の磁性粒子層の移動速度は速（
ならないためである。従ってトナ一層からのトナーを磁
性粒子層に取り込みにく（なるため、それ以上は磁性粒
子層のトナー濃度はたかくならない。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（なる。この領域では、搬送されて進
入して（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（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ポ賦与が行わ
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ポ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、トリポ賦与が十分与え
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。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。

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。

第５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（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、公差の
みならず、規制部材とスリーブ間隙長自体も拡大するこ
とができ、非磁性ブレードのみの場合よりも７０〜１０
０μ程度拡大することができる。さらに角度θも非磁性
ブレードのみの場合よりも３〜７°程度拡大することが
できる。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１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（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２３ａ
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。

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。

但し、２３ａの磁力の増加とともに現像剤の搬送力は向
上するため、スリーブ上への現像剤の塗布量が増加し、
設計仕様上適切な範囲で選択する必要がある。本発明者
らによれば８００〜１２００Ｇ程度が他の現像器構成上
から考慮して良結果が得られる。

第５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（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、ｌＯＯｏ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（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ｌ
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、現像像島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（，１，５〜３０
％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（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
の存在量が太き（なってスリーブ２２表面を開放てきな
（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（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６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ｌ
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ｌＯ
Ｏ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５図の磁極はＳ
極２３ｂとして第５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
／ｃｍ２）、ｈは現像部空間の高さく　ｃ　ｍ　）、ρ
は磁性粒子の真密度ｇ／ｃｄ、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Ｖｌ）Ｉ
）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５図において、スリーブ２２として直径２０　ｍ　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極が交互に第１図で示されるような
ものを用いた。

ブレード２４としては１．２ｍｍ厚の非磁性ステンレス
を用い、磁性粒子としては表面にシリコン樹脂コートし
た粒径６０〜５０μのフェライト（最大磁化５Ｑｅｍｕ
／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１１μのトナー粉体にコロイダルシリカ０．８
％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要約１０〜３０μｍのトナー塗
布層を得、さらにその上層として１００〜５００μ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。

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．
８〜１．３　ｍ　ｍ程の穂立ちブラシを形成していた。

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３５０〜４５０μｍとした。感光
ドラムと現像スリーブとの周速差はほぼ零である。現像
スリーブは外径寸法２０　ｍ　ｍを用い感光ドラムは外
径寸法６０　ｍ　ｍを用いた。感光ドラムはＯＰＣドラ
ムを用い、−７００Ｖの帯電潜像電位とした。バイアス
電源４として周波数１７００Ｈｚ。

ピーク対ピーク値１４００Ｖ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。

第１表の番号は第７図に示した測定点の番号と共通であ
り、番号１〜３５の実施例及び比較例について、上述の
現像器構成とコピー耐久時の現像剤の様子及び画質評価
についてまとめたものである。

第１表のθは第５図に示したブレード２４と磁極２３ａ
とのなす角度である。５ＢＧａｐはブレード２４とスリ
ーブ２２との間隙長である。Ｄ１量は最初にスリーブ２
２上に供給するスタート剤の重量である。

磁力は磁極２３ａのスリーブ表面での最大磁束密度であ
る。

トナー消費の大・中・小とは、コピー耐久時に使用した
原稿の濃度を示し、「大」はベタ黒に近く、「中」は通
常使われる平均的なもの、「小」はほとんどベタ白に近
いものを示す。

前述の構成の現像装置において、Ａ４，１０００枚耐久
後の現像スリーブ上のトナー濃度及び現像剤塗布量及び
画質評価を行った。

スタート剤（ＤＩ剤）としては、磁性粒子Ｃ対トナーＴ
の比を２５：３の割合で混合したものを３５〜７５ｇ（
±２ｇ）容器内からスリーブ上に投入し、スリーブを回
転後スリーブ上に磁性粒子層（第１層）を形成した。

次いで、補給トナー剤（Ｄ２剤）を該磁性粒子層上に投
入し、トナ一層（第２層）を形成した。

第７図の測定点（Ｏ印）は第１表の実施例及び比較例で
示される様に各種現像器構成を変化させて得られた、現
像器稼動後の現像スリーブ上の現像剤塗布量Ｍ（ｍｇ／
ｃｍ２）と現像剤のトナー濃度ａ第７図及び第１表にお
いて現像スリーブ上へのスリーブ上の磁性粒子層（第１
層）の移動速度が増加する。これは、前述の説明のよう
に、磁性粒子間のトナーの介在が少な（なることによっ
て磁気ブラシの形成が容易になり、磁気的搬送力が向上
するため、現像剤搬送量が増加し、磁性粒子層（第１層
）の移動速度が増大するためである。この移動速度の過
度の増大は磁性粒子層（第１層）に接触する補給トナ一
層（第２層）からトナーを過剰に取り込みやすくなる。

やがて磁性粒子層のトナー濃度が増加し、トナーのトリ
ボ賦与が低下し現像器稼動中に画像上地カブリを生じて
（る。

又、現像スリーブ上の現像剤塗布量が増大するとスリー
ブ上での現像剤の搬送性も低下し、感光ドラムと現像ス
リーブとの間隙間及び現像容器入口部などの間隙が狭い
部分で現像剤が滞留しやす（なる。特にトナー濃度がた
かい場合や、本実施例のようにフェライト系の球状磁性
粒子を用いた場合に発生しやすい。

磁気ブラシの形状跡があられれやす（なる。これは塗布
（ＩＭが小さいためブラシの密度が少ないためである。

又、現像剤のスリーブへの塗布量が少ないと、磁性粒子
層（第１層）の移動速度が低下し、補給トナーを磁性粒
子層に取り込みにくくなる。このため磁性粒子層中のト
ナー濃度は低下し、トナーのトリボ賦与の過剰状態を生
じる。従って磁性粒子ないしはスリーブ上からのトナー
の離脱がしに（くなり、画像上の濃度が低下する。

トナー濃度ａについてはａ＜６．２の場合、画像濃度は
低下するが、さらに磁性粒子の感光体上への付着ないし
はベタ画像に白点が生じやすくなる。これは用いる磁性
粒子は１０’以上の抵抗値を有するため、トナー濃度が
低下すると磁性粒子にはスリーブ側から潜像電界によっ
て誘起された電荷が蓄積しやす（なり、この電荷と潜像
電荷とのクーロン力で磁性粒子が感光ドラムに付着ない
しは潜像電荷を中和しやす（なるためである。

又、ａ〉１５の場合、画像上地カブリの発生が目立ちや
す（なる。これは用いる磁性粒子のトリボ賦与能力を越
えて、トナーを供給するためである。

以上のように第２図の４つの曲線で囲まれた領域が　　
　６．２　≦−ａ、＜　　１５ ａ　”’　　　　　　　　　　　　ａ　”複写される画
像の品質に関して、極めて臨界的なものであることは、
この領域からはずれた設定条件下で著しい画質の低下が
認められるという実験事実から明白なものと考える。

さらに画質の安定化の点で好ましい設定は第２図。

第１表に示す多数の実施例により ７．４≦ａ≦１３．８ である。

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、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
よく、また磁極間に現像部を配置するようにしてもよい
。第８図に他の実施例として示す。

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。トナー中に少食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。

第５図に示した実施例は第１図に示した実施例と同様に
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。

〔発明の効果〕

本発明によれば精度のたかいＡＴＲ装置を必要とせず、
現像器構成及び現像剤の塗布条件を適切に設定すること
で、ＡＴＲ装置の除去も可能になった。

又、本発明と従来のＡＴＲ装置との組み合せによってコ
ピー中の濃度変動を最小限にすることができた。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る現像装置の実施例の説明図、第予
予図は第１図の動作説明図、 第４図は第１図の実施例による耐久濃度曲線の説明図、 第５図は本発明に係る他の現像装置の実施例の説明図、 第６図は第５図の好ましい現像構成の要部拡大説明図、 第７図は第５図の実施例によるトナー濃度と現像剤塗布
量との関係を示す曲線のグラフ、第８図は本発明に係る
他の現像装置の実施例の説明図。 ｌ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・感光ドラ
ム２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・現像ス
リーブ２３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・磁
石２７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・磁性粒
子３８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・トナー
粒子３６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・現像
容器第２図　　　　　第３図 コピー杖ｌ欠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）磁性粒子とトナー粒子とを含有する２成分系の現
   像剤を現像剤担持体上に供給して潜像担持体上の静電潜
   像に対応するトナー像を形成させる現像方法において、 前記現像剤を収容する現像剤容器内の前記現像剤のトナ
   ー濃度の増加に伴ない、前記現像剤担持体上に塗布され
   る前記現像剤塗布量が低下するように、前記現像剤塗布
   層を前記現像剤担持体上に形成し、現像することを特徴
   とする現像方法。 （２）前記トナー濃度を検出するための検出手段を有し
   、該検出手段の出力により前記現像剤担持体上へ塗布す
   る前記現像剤の塗布量を制御する手段を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像方法。 （３）前記現像剤を用いて前記潜像担持体と現像剤担持
   体との間に交番電界が印加されている状態で、前記潜像
   担持体上の静電潜像に対応するトナー像を形成させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１又は２項記載の現像
   方法。 （４）前記磁性粒子の重量（Ｃ）と前記トナー粒子の重
   量（Ｔ）に対するトナー粒子重量比 ａ＝Ｔ／［Ｔ＋Ｃ］×１００（％）、前記現像剤担持体
   上に塗布する前記現像剤塗布量Ｍ（ｍｇ／ｃｍ＾２）と
   したとき、 ６．２≦ａ≦１５ ［３００．７］／［ａ＾１＾．＾７］≦Ｍ≦［２６３．
   ９］／［ａ＾０＾．＾８］を満足する条件下で現像する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項いずれかに
   記載の現像方法。 （５）現像容器内であって、前記現像剤担持体上に前記
   磁性粒子層（第１層）及び該磁性粒子の外側にトナー貯
   溜層（第２層）を形成し、前記現像剤担持体の移動によ
   り前記現像剤担持体上において、前記磁性粒子と前記ト
   ナーとの混合・撹拌を行い、前記ａ及びＭが ７．４≦ａ≦１３．８ ［３１６．２］／［ａ＾１＾．＾５］≦Ｍ≦［３２０．
   ０］／［ａ＾１＾．＾０］を満足する条件下で現像する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項いずれかに
   記載の現像方法。 （６）現像部において、前記２成分系現像剤の磁気ブラ
   シを形成し、潜像担持体表面に該磁気ブラシを摺擦させ
   、前記現像部における磁性粒子の体積比率を１．５％以
   上３０％以下に規制することを特徴とする特許請求の範
   囲第１〜５項いずれかに記載の現像方法。 （７）前記磁性粒子は平均粒径が２０〜１００μｍ、飽
   和磁化３０〜１００（ｅｍｕ／ｇ）、抵抗値１０＾７Ω
   ｃｍ以上のフェライト粒子であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１〜６項いずれかに記載の現像方法。 （８）前記現像剤担持部材表面に塗布される磁性粒子と
   トナー粒子との量を規制する手段と、 前記規制手段よりも前記現像剤担持部材の移動方向に関
   して上流側であり、前記規制手段と反対側に設けられた
   磁界発生手段とならなり、前記規制手段はブレード部材
   であって現像剤担持部材との間隙ｄが５０〜８００μ、
   前記ブレード部材と前記磁界発生手段とのなす角θは０
   〜３５°、前記磁界発生手段の磁力は６００Ｇ以上であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１〜７項いずれか
   に記載の現像方法。