JP2505800B2

JP2505800B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP2505800B2
Application number: JP62060452A
Authority: JP
Inventors: 正英木下; 初雄田嶋; 令久星加; 博司田鹿; 細井　　敦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-03-16
Filing date: 1987-03-16
Publication date: 1996-06-12
Anticipated expiration: 2011-06-12
Also published as: JPS63225270A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、磁性キヤ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
ア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ー層を形成するも
のであった。これはスリーブ上での磁性粒子とトナーと
の混合攪拌という基本構成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。特に装置の簡表化・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、
現像位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ヤ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、現像剤は実質的なパツキング状態を形成している。
このパツ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
像剤のパツキング状態は、トナーへの帯電を支配してい
る要であり、このパツ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
パツ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）とのギヤ
ツプ（以下略してＳ−Ｂギヤツプと称する）、規制部
に作用する磁界。具体的に言うとカツト極の強さ、半値
巾、磁束密度分布等、現像剤塗布量規制部材とカツト
極との相対位置。（規制部材先端とカツト極のピーク位
置とのなす角度）、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パツ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
パツ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、その要が規制部のパツキング状
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、上述のパツキング状態の維
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ツトも小径化
せざるを得ず、所定のカツ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
チユ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ツ
ト極との角度の設定もシビアなものになってくる。

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
ネツトの小径化に伴い、現像容器内にマグネツトの磁力
によつ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、ますます安定なパツキング
状態の維持が難しくなる。

（発明の概要）上記問題点を解決する本発明は、静電像担持体と対向
し磁性粒子とトナー粒子とを有する現像剤担持する現像
剤担持体と、この現像剤担持体上の現像剤量を規制する
規制部材と、現像剤担持体内部に設けられ規制部材によ
る規制部に磁界を形成し、磁束密度のピーク位置が規制
部よりも現像剤担持体の移動方向上流側である現像剤塗
布磁極と、を有する現像装置において、上記現像剤塗布
磁極が形成する磁束密度分布曲線は現像剤担持体の移動
方向上流側よりも下流側が緩やかであることを特徴とす
るものである。

（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α−
Se,CdS,ZnO₂,OPC,α−Si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、SUS316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ｂ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
（マグネツト）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SuS316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10⁷Ωcm以上、好ましくは10⁸Ωcm以
上にフエライト粒子（最大磁化60emu/g）へ樹脂コーテ
イ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、例えば鉄板にメツキを施した
ものである。磁性体31とＳ極性の磁極23d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
け現像容器下面を掃く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
キヤ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「く」あるいは「Ｌ」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66
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、磁性キヤ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6
6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150〜500μｍ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。

この磁性粒子層は、スリーブ22が矢印ｂ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
トナー層（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けス
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、トナー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ー層と接触するこ
とができなくなり、ほ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
がたかくなる。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パ
ツ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パツキング状態に大
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
23aは、上記パツキング状態の磁性粒子を磁力線に沿っ
て再配置する、該空間でのパツ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
は常に一定のパツ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
への攪拌効果はもちろんのこと、ほぐし効果も働き、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。

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てある。この場合磁性体50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による磁性粒子の攪拌及び
ほぐし効果が低減するからである。しかし、規制部に磁
性体を設けスリーブ内部磁石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。

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パツキング状態
を安定化するために600G以上が望ましい。ところがマグ
ネツ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、カツト極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、L₁とL₂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、α_２は小さい方がよい。

α_２が大きいと、スリーブ上の磁性粒子層の磁気ブラ
シが大きくなり、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カブ
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ツト中心と
磁極23aの最大磁力発生点とを結んだ直線を基準とし
て、マグネツト中心と磁極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α_２及びα_１とするとα_１≧θ，α_１＞
α_２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く、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、ほぼ現像部に位置し、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が設け
られている。

Ｓ磁極23bはカツト磁極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16φのものを用いた場合、カツト磁
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、あ
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、1.5〜30
％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、ほ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）
および高画質濃度が得られる。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）×（1/ρ）×［（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（cm）、ρは磁性粒子の真空度g/cm³、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
α_１は15゜，α_２は10゜とした。

磁性粒子としては表面にシリコ樹脂コートした粒径70
〜50μ（250/300メツシユ）のフエライト（最大磁化60e
mu/g）を用いた。

非磁性トナーとしては、スチレン／ブタジエン共重合
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のトナー粉末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22表面
上にコーテング厚約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2.43×10^-2g/cm²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。

この現像装置をキヤノン（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＝350μm,M＝2.43×
10^-2g/cm²、ρ＝5.5g/cm³、T/（Ｔ＋Ｃ）＝20.4％）。
バイアス電源４として周波数1800Hz,ピーク対ピーク値1
200Vの交流電圧に−270V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。

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。

以上の説明の如く、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
動したスリーブ22面から現像に供されずにスリーブ22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ツトを用いた場合は、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α_１＞α_２
としなくても達成できる。しかし、例えばα_１＝α_２の
磁石を用いた場合、量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600G以下となっている。そこで本発明
の前実施例で述べた様にα_１＞α_２とすることにより量
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
程ラチチユ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ツ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ユードがせばまることを防
ぎマグネツトの能力が有効に利用でき規制部のパツキン
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ツ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ツト
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はマグネツト 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は磁性シール 40はシール部材 50は磁性体 36は現像容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田鹿博司東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者細井敦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭60−95573（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−143237（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−159664（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】静電像担持体と対向し磁性粒子とトナー粒
子とを有する現像剤担持する現像剤担持体と、この現像
剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、現像剤担
持体内部に設けられ規制部材による規制部に磁界を形成
し、磁束密度のピーク位置が規制部よりも現像剤担持体
の移動方向上流側である現像剤塗布磁極と、を有する現
像装置において、上記現像剤塗布磁極が形成する磁束密度分布曲線は現像
剤担持体の移動方向上流側よりも下流側が緩やかである
ことを特徴とする現像装置。