JPS634281A - 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〉 本発明は電子写真法あるいは静電記録法などによって形
成された潜像を現像する現像装置に関する。

〈従来技術〉 ２成分磁気ブラシ現像法として知られているもの（例え
ば、特開昭５３−９３８４１号明細書）は、非磁性現像
剤を使用できるが、現像部における磁気ブラシ中の消費
可能なトナーの割合が少ないので現像効率が低い、ブラ
シによる摺擦の跡が掃目のように現像像に発生するなど
の欠点がある。

く目的〉 現像効率が高く、高画像濃度の現像像を形成することが
でき、しかも磁気ブラシの掃目のない高品質の複写画像
を提供することを目的とする。また、現像剤の飛散によ
る複写装置内の汚れを防止することを目的とする。

く概要〉 本発明は、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像
装置であって、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、前記静電潜像担持体と対向し
て、トナー粒子を該静電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
記潜像担持体と反対側に設けられ該磁性粒子を該現像部
で該現像剤担持部材に接触させる第１の磁界発生手段と
、前記現像剤担持体の回転方向で現像部の上流に位置す
る現像剤規制部材と、該現像部に搬送され前記現像担持
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
手段とを有し、前記静電潜像担持体と現像剤担持部材と
の最近近接部よりも現像剤搬送方向上流側に前記第１の
磁界発生手段の磁極ピークを設置し、前記第１の磁界発
生手段の磁極ピークと前記静電潜像担持体と現像剤担持
部材との最近接部とのなす角θ１は、該最近接部よりも
現像剤搬送方向下流側に設けた第２磁界発生手段の磁極
ピークと前記最近接部とのなす角θ２よりも小さいこと
を特徴とする現像装置である。

〈実施例〉 第１図は本発明の実施例による現像装置の断面図である
。

本図において、１は現像されるべき静電潜像を担持する
静電潜像担持体であり、具体的には無端移動可能な感光
ドラムあるいはベルトもしくは誘電体ドラムあるいはベ
ルトなどである。この上に静電潜像を形成する方法は本
発明の要旨ではなく、公知の方法でよい。本実施例では
静電潜像担持体は電子写真法によっ°て静電潜像が形成
される感光ドラムであり、矢印ａの方向に回転可能であ
る。

本実施例の装置は現像剤容器２１、現像剤保持部材であ
る現像スリーブ２２（以下単にスリーブと呼ぶ）、磁界
発生手段である磁石２３、スリーブ２２上で現像部に搬
送される現像剤の量を制御する規制ブレード２４（以下
単にブレードと呼ぶ）、交互電界形成手段である電源３
４などを有する。以下それぞれの構成を説明する。

容器２１は磁性粒子２７とトナー粒子２８とを混合物と
して有する現像剤を収容する。トナー粒子は本実施例で
は、例えばカーボン１０部、ポリスチレン９０部を主体
として形成された粒径７〜２０μｍの非磁性トナー粒子
である。トナー粒子と磁性粒子とは本実施例では、スリ
ーブ２２近傍で磁性粒子の濃度が高（、スリーブ２２か
ら離れたところでは低いように収容されているが、均等
な混合物として容器２１内に収容してもよい。容器２１
は第１図左下部に開口を有する。

スリーブ２２は、例えばアルミニウムなどの非磁性材料
製であり、容器２１の上記開口部に設けられ、その表面
の一部を露出させ、他の面を・容器２１内に突入させて
いる。スリーブ２２は図面に直角な軸の回りに回転可能
に軸支され、矢印すで示す方向に回転駆動される。本実
施例ではスリーブ２２は円筒状のスリーブであるが、こ
れは無端ベルトでもよい。

スリーブ２２は感光ドラムｌに対して微小間隙をもって
対向して現像部を構成する。この現像部にはトナーおよ
び磁性粒子がスリーブ２２によって搬送され、ここには
体積比率で（１，５〜３０％）の磁性粒子が存在する。

この点については後述する。

磁石２３はスリーブ２２内部に静止的に固定され、スリ
ーブ２２の回転時も不動である。磁石２３は後述のブレ
ード２４と協働してスリーブ２２上への現像剤塗布量を
制御するＮ磁極２３ａ１現像磁極であるＳ磁極２３ｂ１
現像部通過後の現像剤を容器２１内に搬送するＮ磁極２
３ｃおよびＳ磁極２３ｄを有する。

Ｓ極とＮ極は逆でもよい。この磁石は本実施例では永久
磁石であるが、これに代えて電磁石を使用してもよい。

ブレード２４は本実施例では、少なくともその先端が例
えばアルミニウムなどの非磁性材料製であり、容器２１
の開口の上部近傍でスリーブ２２の長手方向に延在し、
その基部は容器２１に固定され、先端側はスリーブ２２
の表面に間隙をもって対向している。ブレード２４の先
端とスリーブ２２の表面との間隙は５０〜５００μｍ１
好ましくは１５０〜４００μｍであり、本実施例では３
００μｍである。この間隙が５０μｍより小さいと、磁
性粒子がこの間隙部に詰まり易（，５００μｍを越える
と、磁性粒子およびトナーが多量に間隙を通過し、スリ
ーブ２２上に適当な厚さの現像剤層が形成できない。現
像剤層の厚さは後述の現像部における感光ドラム１とス
リーブ２２との間隙よりも小さい（ただしこのとき現像
剤の厚さとは磁力が働いていない状態でのスリーブ２２
上での厚さである。磁極部では現像剤は起立した磁気ブ
ラシを形成し、現像剤は数１ｍｍの厚さになる。）。こ
のような厚さの現像剤層を作るためには、ブレード先端
とスリーブ面との間隙は、スリーブ面と感光ドラム面の
間隙と同等または小さいことが好ましいが、それ以上に
しても可能である。

ブレード２４の容器２１内部側には、磁性粒子循環限定
部材２６が設けられ、これは後述の磁性粒子の容器２１
内での循環域を制限する。

電源３４は感光ドラム１とスリーブ２２との間に電圧を
印加して、それらの間の空隙に交互電界を形成させ、ス
リーブ２２上の現像剤からトナーを感光ドラムｌに転移
させる。電源３４による電圧は正側と負側のピーク電圧
が同じである対称型交互電圧でも、このような交互電圧
に直流電圧を重畳した形の非対称交互電圧でもよい。具
体的な電圧値としては、例えば暗部電位−６００Ｖ、明
部電位−２００ｖの静電潜像に対して、−例として、直
流電圧−３００ｖを重畳してピーク慟ピーク電圧を３０
０〜２０００Ｖｐｐ。

周波数２００〜３０００１（ｚ交互電圧をスリーブ２２
側に印加し、感光ドラム１を接地電位に保持する。

容器２１の下部は感光ドラムｌの方向に延びて延長部を
構成し、現像剤（特にトナー粒子）が外部に漏れること
を防止している。また、このような漏出の防止をさらに
確実ならしめるために、前記延長部の上面に、漏出現像
剤を受取ってこれを拘束する部材２９を設けている。さ
らに、前記延長部の先端にはスリーブ２２の長手方向に
沿って飛散防止部材３０が図示のごと（固定されている
。この部材３０にはトナー粒子と同極性の電圧を印加し
てもよい。これによって現像領域から飛散したトナーを
電界によって感光ドラム３の方向へ押しつけ、トナーの
飛散を防止することができる。

スリーブ２２の長手方向両端部には、現像剤阻止部材２
５が設けられ（図示せず）、スリーブ２２両端部での現
像剤の塗布を阻止している。

つぎに本実施例の現像装置の作動について説明する。ま
ず、容器２１に磁性粒子２７を投入する。投入された磁
性粒子は磁極２３ａおよび２３ｄによってスリーブ２２
上に保持され、容器２１内に面するスリーブ２２の表面
全体に渡って付着し、磁性粒子層を構成する。この磁性
粒子層の磁極２３ａおよび磁極２３ｄに近い部分では磁
性粒子２７は磁気ブラシを構成する。その後、トナー２
８を容器２１内に投入し、前記磁性粒子層の外側にトナ
ー層を形成する。前記の最初に投入する磁性粒子２７は
磁性粒子に対して、もともと２〜７０％（重量）トナー
を含むことが好ましいが、磁性粒子のみとしてもよい。

磁性粒子２７は一部スリーブ２２表面上に磁性粒子層と
して吸着保持されれば、装置の振動やかなり大きな傾き
によっても実質的な流動あるいは傾斜は発生せず、スリ
ーブ２２の表面を覆った状態が維持される。

つぎに、スリーブ２２を矢印方向に回転すると、磁性粒
子は容器２１の下部からスリーブ２２の表面に沿った方
向に上昇し、ブレード２４の近傍に至る。

そこで、磁性粒子の一部はトナーとともにプレード２４
の先端とスリーブ２２の表面との間隙を通過する。

このようにして、容器２１の下部の磁性粒子はその外側
のトナー層からトナー粒子を取込んで行く。

スリーブ２２の回転とともにこのように循環することに
よって、トナー２８は磁性粒子２７およびスリーブ２２
表面との摩擦によって帯電する。

ブレード２４の手前近傍では、スリーブ２２の表面に近
い磁性粒子２７は磁極２３ａによってスリーブ２２表面
に引付けられ、スリーブ２２の回転とともにブレード２
４の下方を抜けて容器２１外に出る。このさい磁性粒子
２７はその表面に付着したトナーを一緒に運び出す。ま
た帯電したトナー粒子２８の一部はスリーブ２２表面に
鏡映力によって付着したままスリーブ２２上を容器外に
出る。ブレード２４はスリーブ２２上に塗布される現像
剤量を規制する。

このようにしてスリーブ２２の表面上に形成された現像
剤層（磁性粒子２７とトナー２８との混合体）はスリー
ブ２２の回転とともに感光ドラムｌと対面する現像部に
至る。ここでは、感光ドラム１とスリーブ２２との間に
印加される交互電界によってトナーがスリーブ２２の表
面および磁性粒子の表面から潜像上に転移し、該潜像を
現像する。現像部における磁性粒子の体積比率は１．５
〜３０％である。この点にについては詳述する。

ひきつづ（スリーブ２２の回転によって、現像に消費さ
れなかったトナー粒子および磁性粒子は容器２１内に回
収され、容器２１内で前述の循環作用によって再びスリ
ーブ２２上に塗布される工程を繰返す。この再度の循環
時に磁性粒子は容器２１上部のトナー層からトナーを取
込んで、現像に消費された分のトナーの供給を受る。

第２図は現像部における挙動を説明するための拡大断面
図である。感光ドラムｌは潜像を構成する電荷を担持し
、本実施例においては静電潜像を構成する電荷は負極性
であり、トナーは正極性に帯電している。また、この実
施例においては感光ドラムｌとスリーブ２２とは同一周
方向移動となるように矢印のごと（回転する。これらの
間の空間には電源３４によって前述の交互電圧が印加さ
れ、交互電界が形成される。−方、感光ドラムｌとスリ
ーブ２２との最近接部に対応してスリーブ２２の内部に
は磁石２３の磁極２３ｂがある。

この空間には、前述のごとくスリーブ２２の回転によっ
て搬送されてきた磁性粒子２７とトナー２８との混合物
である現像剤がある。ここに磁性粒子２７が存在する点
においていわゆる一成分非磁性現像剤薄層による現像方
法の場合（特開昭５８−１４３３６０号および同５９−
１０１６８０号明細書）とは本質的に異なっている。ま
た、この部分における磁性粒子の体積比率（後述）の関
係から、存在する磁性粒子の量は通常のいわゆる磁気ブ
ラシ現像方法に比較して、はるかに少なく、この点にお
いて磁気ブラシ現像方法とも本質的に異なる。この少な
い磁性粒子２７が磁極２３ａの作用で、鎖状に連なった
穂５１を粗の状態、すなわち疎らな状態で形成する。

現像部における磁性粒子２７の挙動は自由度が増加して
いるので、特殊なものとなっている。

つまり、このまばらな磁性粒子の穂は均一な分布を磁力
線方向に形成すると共に、スリーブ表面と磁性粒子表面
の両方の開放することができるため、磁性粒子表面の付
着トナーを穂に阻害されることなく感光ドラムへ供給で
き、スリーブ表面の均一な開放表面の形成によって、ス
リーブ表面に付着したトナーが交番電界でスリーブ表面
から感光ドラム表面へ飛翔できる。

ここで本発明に係る現像領域での磁性粒子の挙動及びト
ナー粒子の飛翔について説明する。

第２図に示されるように、本実施例においては静電潜像
は負電荷（画像暗部）によって構成されているので、静
電潜像による電界は矢印ｅで示す方向である。交互電界
による電界の方向は交互に変化するが、スリーブ２２側
に正成分が印加されている位相では、これによる電界の
方向は潜像による電界の方向と一致している。この時に
電界によって穂５１に注入される電荷の量は最大となり
、したがって、穂５１は図示のごと（最大起立状態とな
って、長い穂は感光ドラム１表面に伸びる。

−方、スリーブ２２および磁性粒子２７の表面上のトナ
ー２８は前述のごと（正極性に帯電しているので、この
空間に形成されている電界によって感光ドラムｌに転移
する。このときに穂５１は粗の状態で起立しているので
、スリーブ２２表面は露出しており、トナー２８はスリ
ーブ２２表面および穂５１の表面の両方から離脱する。

加えて、穂５１にはトナー２８と同極性の電荷が存在す
るため、穂５１表面上のトナー２８は電気的反発力によ
ってさらに移動し易い。

交互電圧成分の負の成分がスリーブ２２に印加される位
相では、交互電圧による電界（矢印ｆ）は静電潜像によ
る電界（矢印ｅ）と逆方向である。したがってこの空間
部での電界は逆方向に強くなり、電荷の注入量は相対的
に少なくなり、穂５１は電荷注入量に応じて縮んだ接触
状態となる。

−方、感光ドラムｌ上のトナー２８は前述のごとく正極
性に帯電しているので、この空間に形成されている電界
によってスリーブ２２あるいは磁性粒子２７に逆転移す
る。このようにしてトナー２８は感光ドラム１とスリー
ブ２２表面あるいは磁性粒子２７表面との間を往復運動
し、感光ドラム１およびスリーブ２２の回転によって、
これらの間の空間が広がるにつれて、電界が弱（なると
ともに現像作用が完了する。

穂５１にはトナー２８との摩擦帯電電荷もしくは鏡映電
荷、感光ドラム１上の静電潜像電荷および感光ドラムｌ
とスリーブ２２との間の交互電界によって注入される電
荷が存在するが、その状態は磁性粒子２７の材質その他
によって決定される電荷の充放電時定数によって変化す
る。

以上のごとく、磁性粒子２７の穂５１は上述の交互電界
によって微小なしかし激しい振動状態となる。

上記交番電界による磁気ブラシのミクロ的な挙動を効果
的に生じさせるためには、現像領域での感光ドラムに接
触する磁気ブラシの穂立ち状態を適切に設定する必要が
ある。次にこの点について説明する。

現像スリーブと感光ドラムｌとの最近接部ｇよりも矢印
す方向の上流側に磁極２３ｂＳ極を設置することによっ
て、現像領域に搬送された現像剤は最近接部ｇに至るよ
りも前にスリーブ上に起床した状態で磁気ブラシを形成
し、感光ドラムと接触する。

従って、最近接部ｇに至る前に、磁性粒子ないしはスリ
ーブ上の表面トナーは開放されることになる。

このことは最近接部以降で磁気ブラシを起立させるより
も、十分に磁性粒子表面の付着トナーを磁気ブラシの穂
に阻害されずに感光ドラムへ供給することができ、かつ
、スリーブ表面に付着したトナーも感光ドラム表面へ飛
翔しやすくなる。すな。

わち、実質的に現像領域を拡大する効果を生じ、現像効
率をたかめることができる。これにより、地力ブリが少
な（、十分な画像濃度を得ることができる。逆に、上記
最近接部ｇよりも矢印す方向の下流側に磁極２３ｂＳ極
を配置すると、現像領域の前半で、スリーブ上の磁気ブ
ラシはスリーブ上に十分に穂立ちしていない状態となっ
ているため上述の現像効率の向上効果を生じにくい。又
現像の後半でブラシが穂立ちしているため現像前半で感
光ドラムに付着したトナーを掻き取りブラシ跡などの画
質劣化の原因となる。又、現像間隙は現像剤の搬送とと
もに拡大し、十分なブラシの穂立ち状態下で交番電界が
与えられブラシは激しい強振動状態となり、トナー飛散
が増大する。同様にスリーブ上への磁性粒子の回収も低
下し、感光ドラムへの磁性粒子の付着、現像器外への磁
性粒子の飛散も増大する。

従って、現像領域前半において穂立ちし、後半において
は強い穂立ちを防止する構成とすることが必要である。

図において、最近接部ｇと磁極２３ｂとのなす角をθ５
、同様に磁極２３ｃとのなす角を０２とすると、上述の
設定を満足させるには、０°くθ１≦３０°。

６０°≦θ、＋θ２≦１２０°が良（、好ましくは、０
°くθ、≦１５°、８０°≦０１＋６２≦１００°であ
る。

なお、上記範囲は感光ドラム及び現像スリーブの曲率に
よっても若干変化し、上述の値は、感光ドラム直径１０
〜４００ｍｍ、現像スリーブ直径１０〜５０ｍｍにおい
て成り立つ値である。

さらに磁極２３ｂと２３ｃとの間の水平磁界を適正範囲
に設定することで、上記効果はさらに良好な現像特性が
期待される。

第２図で示す磁極パターン図の実線Ｘは各磁極の垂直方
向の成分を示し、破線ｙは水平方向の成分を示している
。θ３は該水平成分のピーク位置を示す。

以上、上記構成をとることにより現像領域前半での十分
な磁気ブラシの穂立ちによるトナー付着面の開放が行な
われ、現像を促進させる。

又、現像領域の後半ではブラシの穂はスリーブ面に沿っ
て寝る方向で強く引きつけられるので、交番電界による
振動を減少させる状態で振動が働き不必要な磁性粒子の
感光ドラムへの付着を防止し、磁気ブラシによるブラシ
跡・飛散等の発生防止が期待される。この作用は第２図
で示す水平方向の成分のピークを最近接部ｇよりも現像
剤搬送方向下流側に好ましくは該ピークを２３ｂ側に近
接して位置させることにより、さらに効果的に働（。

なお、第２図においてθ１〉θ２に設定すると、現像領
域前半において２３ｂ、２３ｃの水平磁界が形成されて
、現像剤層の穂が立たずに寝てしまい、本発明の様に現
像前半における磁性粒子ないしはスリーブ上のトナー付
着面の開放が生じな（、この効果も期待できない。

次に、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ヘトカ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。本件発明
者は種々の実験および考察の結果、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
めて好ましいことを見出した。

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、などの点で好ましくない。

特に、本発明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発明者が見出した事実に基づ
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太き（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、スリーブ２
２表面上に穂５１が好ましい種度に疎らな状態で形成さ
れ、スリーブ２２および穂５１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
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
とは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）の塗布量（ｇ
／ＣｒｒＤ、ｈは現像部空間の高さくｃｍ）、ρは磁性
粒子の真密度ｇ／ｃｒｒｒ　ＳＣ／　（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（変化率が大きいま
たはＶｌ）りが大きい）場合、穂５１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ｌ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（日立製作所製）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５１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ｌ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５１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。

なお、前記の比較的低い抵抗値の磁性粒子２７を使用す
る場合、感光ドラム１とスリーブ２２との間に印加する
交互電圧は、そのピーク値の際に潜像の暗部、明部のい
ずれにおいても間隙放電が発生しないように設定する必
要がある。−方、比較的高い抵抗値の穂５１を使用する
場合は、交互電圧の周波数と穂５１の充放電時定数を適
切に選択することによって、間隙電圧が放電開始電圧に
到達しないようにすることが好ましい。

これらを考慮した場合、穂５１全体の抵抗としては、感
光ドラムｌに現像ブラシが接触した状態で穂５１の高さ
方向の抵抗が１０１６〜１０’Ωｃｍの程度が好ましく
、現像電極効果を期待する場合は１ｏｌＧ〜１０６Ωｃ
ｍ程度が好ましい。

磁性粒子２７は平均粒径が３０〜１００μ、好ましくは
４０〜８０μである。−般的に平均粒径の小さいもの程
、スリーブ２２上でのトナーの摩擦帯電特性が優れ、ス
リーブゴースト（ベタ黒原稿を現像した直後のスリーブ
回転による現像で濃度が低くなる現象あるいはスリーブ
の回転ごとに現像濃度が低下する現象として現れる）が
発生しな（なる。

しかし粒径が小さい場合は、静電保持体への磁性粒子の
付着を発生する傾向がある。この付着位置は磁性粒子の
抵抗値によって異なり、例えば比較的低抵抗なものでは
画像部に付着し、高抵抗なものでは非画像部に付着する
。これは−般的傾向で、実際には磁性粒子の磁気的特性
、表面形状、表面処理材（樹脂コートを含む）も多少影
響する。

現像部のスリーブ上の磁界が６００〜１２００Ｇの商業
的電子写真現像装置においては、粒径が３０μ以下では
磁性粒子の付着が増大する。又１００μ以上ではスリー
ブゴーストが目立つ。したがって上記範囲が好ましい。

本現像装置においては従来用いられていた２成分系の５
０〜１００μ程度の比較的高抵抗のキャリアを用いるこ
とができる。

各磁性粒子は磁性材料のみから成るものでも、磁性材料
と非磁性材料との結合体でも良いし、磁性粒子全体とし
ては二種類以上の磁性粒子の１昆合吻でも良い。

つぎに、現像部において好ましい状態の穂を形成するた
めの条件について検討する。

第４図は現像部における好ましい穂の状態を示す。

ここでは各穂が一本一本独立してスリーブ２２上に均一
に形成されている。

第５図は逆に好ましくない穂の状態を示す。ここでは磁
性粒子２７が塊となって存在している。この状態で現像
を行うと鱗状のむらが画像に発生するので好ましくない
。

発明者はこの磁性粒子２７の塊の発生が、ブレード２４
の材料およびスリーブ２２の中心から見たブレード２４
先端と磁極２３ａとの間の角度θに影響されることを見
出した。

まずブレード２４の材料については、非磁性材料が好ま
しい。磁性材料を用いた場合は磁力線がブレード２４に
集中し、磁性粒子２７に対して強い磁気的拘束力が強（
なる。この拘束力に打勝って容器２Ｉ外に出るためには
ある程度以上のマスが必要となる。そしてこのマスに達
するまでは強い磁気的拘束力でブレード２４近傍に滞る
ことになる。ある程度以上のマスになったときに初めて
容器２１外に出ることになる。したがって、スリーブ２
２上で現像部に至ったときは第５図のような状態になる
と考えられる。

ブレード２４を非磁性材料製とした場合はブレード２４
先端近傍において磁力性の集中が起らないので、前記の
ごとき塊は形成されず、均一な状態で現像剤が塗布され
、現像部において、粗で均一な穂が形成される。したが
ってブレード２４としては非磁性材料が好ましい。ただ
し、弱磁性であれば（例えば、５ＵＳ３０４　（ＪＩＳ
）を曲げて磁性を持たせたもの）、磁性材料でもよい。

また、磁性材料と非磁性材料とを固着して一体化させた
形状でもよく、規制部の最下流側に非磁性材を用いれば
よい。

つぎに、前記角度θについてはθ＜２＠の範囲では磁性
粒子２７の塊が発生、あるいはスリーブ上に現像剤が均
一な層として形成されない。これはブレード２４の近傍
で磁力線に沿って磁性粒子が粗の状態で並ぶことになり
、−定置上の磁性粒子がここに貯ったのちに初めて出て
い（ことによると考えられる。−方θ〉４０°では磁性
粒子２７の量の規制効果が著しく劣る。したがって２°
≦θ≦４０°が好ましく、５＠≦θ≦２０＠　が特に好
ましいことが見出された。

なお角度θと現像剤通過量との関係は、θを小さくする
と通過量は減少し、したがって現像部における体積比率
は減少し、θを大きくすると逆の傾向となる。スリーブ
２２表面上に塗布されるトナーの量はθに影響されずほ
ぼ一定である。

つぎに、第１図の現像装置を用いた具体例について述べ
る。第１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によるスリーブに対して垂直方
向の表面磁束密度の最大値は２３ｄが約１０００ガウス
、２３ｂが約９５０ガウス、２３ｃが約８５０ガウスで
あった。着磁角度はθ１−７°、θ２！＝＋８０°、２
３ｂ、２３ｃの間の水平方向の表面磁束密度最大値は７
００ガウスθ３＃５゜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
約５０μ（３００／３５０メツシユ）のフェライト（最
大磁化６０　ｅｍｕ／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１２μのトナー粉体にコロイダルシリカ１．０
％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２．５　ｘ　ｌ　０−２ｇ／ｃｒｒｒ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量が＋１２μＣ／ｇで
あった。

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＝２．５Ｘ　１０−２ｇ／ｃｒｒ
ｒ、ρ＝５．５ｇ／ｃｒｒｉ、Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）　＝２０
．４％）。バイアス電源３４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。

以上に説明のごと（、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、磁性粒
子のドラム付着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、実施例ではほぼ対称形
の磁カバターンを持ち現像部の中央から上流側へずらし
て磁極を配置したが、非対称形磁カバターンを有した磁
極を中央位置に設けてもよい。

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、−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。

〈発明の効果〉 以上説明のごとく、本発明によれば、高側＠濃度で高現
像効率現像装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による現像装置の断面図である
。 第２図（ａ）、（ｂ）は第１図の現像装置の現像部の拡
大断面図である。 第３図は本発明による現像装置における好ましい磁性粒
子の穂の形成状態を示す断面図である。 第４図は同じく好ましくない磁性粒子の穂の形成状態を
示す断面図である。 符号の説明 １・・・・・・・・・潜像担持体（感光ドラム）２１・
・・・・・現像剤容器（容器） ２２・・・・・・現像剤保持部材（スリーブ）２３・・
・・・・磁界発生手段（磁石）２７・・・・・・磁性粒
子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置で
   あって、 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、 前記静電潜像担持体と対向して、トナー粒子を該静電潜
   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潜像担持体と反対側に設けら
   れ該磁性粒子を該現像部で該現像剤担持部材に接触させ
   る第１の磁界発生手段と、 前記現像剤担持体の回転方向で現像部の上流に位置する
   現像剤規制部材と、 該現像部に搬送され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とを有し、 前記静電潜像担持体と現像剤担持部材との最近接部より
   も現像剤搬送方向上流側に前記第１の磁界発生手段の磁
   極ピークを設置し、前記第１の磁界発生手段の磁極ピー
   クと前記静電潜像担持体と現像剤担持部材との最近接部
   とのなす角θ＿１は、該最近接部よりも現像剤搬送方向
   下流側に設けた第２磁界発生手段の磁極ピークと前記最
   近接部とのなす角θ＿２よりも小さいことを特徴とする
   現像装置。 ２）前記第１、２の磁界発生手段の水平磁界ピークは前
   記静電潜像担持体と現像剤担持部材との最近接部よりも
   現像剤搬送方向下流側に位置する事を特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の現像装置。 ３）前記第１、２の磁界発生手段の水平磁界ピークは前
   記第１磁界発生手段側に近接して設置したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の現像装置。