JPS60176069A - 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、電子写真複写機やファクシミリ等記録装置に
用いられる現像装置の改良に関し、特に、トナーと磁性
キャリヤが混合し九二成分現像剤を用い、像形成体の表
面に対向する現像スリーブを回転し、該スリーブの内部
に磁極を固定して設けて、現像スリーブ上にその回転に
したがって移動する前記現像剤の層を形成し、該現像剤
層によシ振動電界下で前記像形成体の潜像を現像する現
像装置の改良に関する。

〔従来技術〕

トナーと磁性キャリヤが混合した二成分現像剤は、磁性
キャリヤを用いない磁性トナーから成る一成分現像剤に
比較すると、トナーの摩擦帯電制御が容易、トナーの凝
集が起ＤＫ＜い、したがって、バイアス電界等によるト
ナーの移行制御が効果的に行われる、トナーに磁性体を
含有させないで済み、また、かぶり防止等のために磁性
体を含有させたとしても少量で済むから、カラートナー
の場合に色の鮮明性が得られる、現像剤層で像形成体面
を摺擦する、所謂、磁気ブラシ現像法による場合は、磁
気ブラシの穂立ちがよくて摺擦性に優れる、さらに、磁
気ブラシが像形成体面のクリーニングも行うものＫあっ
ては、十分なりリーニング効果を発揮し易い等の特長を
有することから、キャリヤに対するトナーの量の管理を
必要とするにも拘らず、多く用いられている。

そして、このような現像剤を用いる現像装置と□　して
は、現像スリーブが固定で、内部に設けられた周方向に
複数のＮ；Ｓ磁極を有する磁石体が回転するもの、現像
スリーブと磁石体が共に回転するもの、および前述のよ
うな現像スリーブが回転して、内部の磁極が固定のもの
が多く用いられている。このうち、前二者のように、内
部の磁石体が回転するものは、現像スリーブの表面に形
成される現像剤層が波状に起伏して移動するようになる
から、現像剤層の層厚に多少の不同があっても、その影
響は波状の起伏の移動によって問題とならないように打
ち消されると云う特長を有するが、磁石体を高速回転す
るために大きな回転力を必要とし、振動が生じ易く、回
転機構も複雑で強固な大型化した（のになると云う問題
がある０その点、後者のように、内部の磁極が固定のも
のは、磁石体が回転するものにおける上述の問題はない
が、現像剤層が移動しても内部の磁極によって起る波状
の起伏の位置は一定しているから！、現像剤層に層厚の
不同があると、その影響が現われ易いと云う問題があシ
、また、磁極が現像スリーブの像形成体に最も接近した
位置圧設けられていると、上述の影薔は一層強調され易
い。

〔発明の目的〕

本発明は、現像スリーブが回転して内部の磁極が固定で
ある現像装置の上述の問題を解消するためになされたも
のであシ、現像スリーブが像形成体に接近している現像
域で現像剤層の層厚が均一となり、したがって安定して
ムラのない現像が行われ、そして、大きな回転力を必要
とせず、振動も生じにくい、小型に構成し得る現像装置
を提供するものである。

〔発明の構成〕

本発明は、トナーと磁性キャリヤが混合した二成分現像
剤を用い、像形成体の表面に対向する現像スリーブを回
転し、該スリーブの内部に磁極を固定して設けて、前記
現像スリーブ上にその回転にしたがって移動する前記現
像剤の層を形成し、該現像剤層により振動電界下で前記
像形成体の潜像を現像する現像装置において、前記磁極
を前記現像スリーブが像形成体に最接匠している位置を
避けて配設したことにより前記現像剤層に水平磁界を作
用させつつ前記振動電界下で前記現像が行われるように
したことを特徴とする現像装置にあり、この構成によっ
て上記目的を達成したものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面を参照して説明する。

第１図及び第２図はそれぞれ本発明現像装置の一例を示
す記録装置の部分図、第３図乃至第６図は現像域におけ
る現像剤層の層厚を均一にするために本発明現像装置が
採用している手段の説明のための拡大部分図である。

図において、１は、表面に電子写真感光体層の如き像形
成層を有して矢印方向に回転し、静電潜像等を形成され
るドラム状の像形成体、２は、アルミニウムやステンレ
ス鋼のような非磁性導電性材料から成シ、矢印方向に回
転する現像スリーブ、３は、現像スリーブ２の内部処固
定して周方向に複数のＮ、Ｓ磁極を配設した磁石体であ
シ、Ｎ。

Ｓ磁極は通常５００〜１５００ガウスの磁束密度に磁化
されている。４は、現像剤溜夛、５は、現像剤溜り４の
トナーと磁性キャリヤが混合した現像剤を攪拌して、ト
ナーと磁性キャリヤの混合を均一にすると共に、トナー
を摩擦帯電せしめる攪拌回転翼、６は、磁石体３のＮ、
Ｓ磁極の磁力によって現像剤溜り４の現像剤が現像スリ
ーブ２の表面に吸着され、現像スリーブ２の回転に伴っ
て移動して現像剤層を形成すると、その現像剤層の層厚
を規制する磁性体または非磁性体から成る層厚規制ブレ
ード、７は、現像スリーブ２が像形成体１に接近してい
る現像域を通過した現像剤層を現像スリーブ２の表面か
ら除いて現像剤溜り４に還元するクリーニングブレード
、８は、安全抵抗９を介して現像スリーブ２にバイアス
電圧を印加して基体部を接地されている像形成体１との
間に振動電界を生ぜしめ、それによって現像域における
現像剤層からの像形成体へのトナーの移行制御を行うバ
イアス電源、１０は、トナーホッパー１１からトナーを
現像剤溜り４に補給するためのトナー補給ローラである
。

以上は磁石体３が固定である従来の現像装置と、磁石体
３におけるＮ、Ｓ磁極の配設位置を別にすると、殆んど
変りない。そして、層厚規制ブレード６によって現像剤
層の層厚を一定にするように規制していても、それだけ
では層厚に不同が生じ易い。そのため、従来の現像装置
におけるように、磁極が現像スリーブ２の像形成体１に
最も接近した位置に設けられていると、そこで現像剤層
の立ち上りが生じて層厚の不同が強調され、したがって
、かぶりなく十分な画像濃度の得られる現像を安定して
行うことが困餘になる０また、現像剤層を像形成体１と
非接触に保つように、層厚を薄く形成しようとすると、
層厚規制ブレード６と現像スリーブ２の間隙を狭くする
ことが必要となシ、ごみやトナー等の凝集により規制部
に目づまりを生じ易い。

このために本発明の現像装置では、Ｎ、Ｓ磁極を現像ス
リーブ２殖像形成体ＩＫ最接近している位置を避けて配
設したことにより現像領域に水平磁界を形成し、現像剤
層の穂を立てずに寝かすようにしている。これによって
、■現像領域で均一な層−〇現像剤層が実現され、■層
厚規制ブレード６と現像スリーブ２の間隙を広けても現
像領域で現像剤層の薄層が実現されて、層厚不同の影響
を受けない、安定した現像を行うことができる０この磁
極の配設を第１図で説明すると、像形成体１と現像スリ
ーブ２の中心線を挾んで５〜４５゜の範囲間いた位置に
Ｎ、Ｓ磁極を配設するのが好ましく、しかも、中心線の
下流側の開き角をθ、。

上流側の開き角を０２として０１りθ２であるようにす
るのが好ましく、更に、下流側の開き角θ１の位置に配
設するＮ磁極（またはＳ磁極）の磁束密度を大として、
現像領域下流側で強い磁界が生ずるようにするのが好ま
しい０また、このように中心線位置を避けて設けたＮ、
Ｓ磁極の位置における現像剤層の穂立ちが像形成体１の
表面と接しないように、現像スリーブ２の径を小さくす
るのが好ましく、その好ましい範囲は４０〜１０關φの
範囲である０同様にドラム状の像形成体１の直径も小さ
い方が好ましく、その好ましい範囲は３００〜１０闘φ
である。なお、像形成体１にベルト状のものを用いた場
合には、現像域にベルト駆動ローラを設けて上述のよう
な条件を満足させるよう圧すればよい。

第１図、第２図の現像装置においては、さらに、現像剤
層が現像スリーブ２の像形成体１に最も接近した位置に
達する手前に現像剤層の上面を押える押え部材１２を設
けており、そして、それによる押え位置を前記中心線よ
シ上流側に角θ２開いて配設したＳ磁極（またはＮ磁極
）の配設位置としている。これによって現像域における
現像剤層の厚さが一層均一に薄く形成されるようになり
、したがって、振動電界による制御下で一層安定してか
ぶりのない十分な画像濃度の得られる現像を行うことが
できる。なお、押え部材１２の押え位置と前記中心線と
の間に中心線より上流側に角θ２開いて配設したＳ磁極
（またはＮ磁極）が来るときは、折角押え部材１２によ
って現像剤層の層厚を一層均一にしたとしても、上記磁
極位置の磁界によって現像剤層が穂立ちして荒れるよう
になるので、その磁極の磁束密度は穂立ちを起させない
程度に小さくするのが好ましい。これらＫついては後に
第３図乃至第６図によってさらに説明する。

第１図の押え部材１２は、回動可能に根元−を軸１３に
よって軸支され、中間をばね１４によって引き上げられ
る支持パー１５に支えられ、そして、先端部分の背面側
を像形成体１０表面の端の部分と接して回転するスペー
サーコロ１６に押さえられて、先端部分の表面で現像剤
層の上面を押さえるものである。第２図の押え部材１２
は、根元部分を現像装置枠体に固定されて先端部分の表
面で現像剤層の上面を押えるものである。この第２図の
押え部材１２を適当に撓み得る材料で形成して、その背
面側を調整ねじ等で押すこｈＫよル現像スリーブ２との
間隙を調整し得るようにできることは勿論である。また
、第１図の押え部材１２もスペーサーコロ１６で押える
代ＬＩＣ調整ねじ等で押えるようにしてもよいことは勿
論である〇第３図に見るように、現像スリーブ２上に形
成される現像剤層は内部のＮ、Ｓ磁極が設けられている
位置で穂立ちするようになる。そして、層厚規制ブレー
ド６によって規制された現像剤層の層厚に不同があると
、その不同は穂立ち位置で強調され易い。したがって、
現像スリーブ２が像形成体１に最接近している中心線の
位置にＮ＋ｓの磁極が設けられていると、磁気ブラシ現
像法では、磁気ブラシが像形成体１を摺擦する状態が大
きく変化して、かぶシや像くずれを起し易いし、かぶシ
や像くずれの起シにくい現像剤層を像形成体に接触させ
ない非接触現像法では、現像スリーブ２と像形成体１の
間隙を磁石体３を回転させるもの以上に広くしないと接
触し易いし、それでは振動電界によるトナーの飛翔制御
が不十分になって、均一に十分な現像濃度を得ることが
困難になる。

そこで、本発明においては、この改良策として、第１図
乃至第３図に見るように、Ｎ、Ｓ磁極を現像スリーブ２
が像形成体１に最接近する中心線位置を避けて配設する
ようにしている。これによって、現像域で磁界が水平即
ち接線方向となり、現像剤層が穂立ちすることなく薄く
形成され、したがって、層厚の不同が強調されることな
く、安定して均一な現像が行われるようになる。

一方、現像剤層の層厚の不同を堰板や均らし板等で矯正
することを考えると、不同が強調される位置に堰板や均
らし板等を設けて不同を矯正することが効果的である◇
しかし、堰板は、同様の層厚規制ブレード６によって規
制された層厚の不同を矯正する効果は少ないし、現像域
に近い手前に設けることも困難である。それに対し均ら
し板は、現像剤を堰板のようには滞溜させることもなく
て層厚の不同を矯正し得るし、また、視像域に近い手前
で矯正できると云う特長がある。そこで、第４図に見る
ように、現像スリーブ２が像形成体ｌに最接近している
位置を避けて設けたＮ、Ｓ磁極の中心線より上流側のＳ
磁極（またはＮ磁極）の位置において、均らし板である
押え部材１２によって現像剤層の上面を押えて均らすよ
うにすると、層厚規制ブレード６における現像剤やごみ
の詰り等によって生じたような筋炎も解消されて、現像
域における現像剤層の層厚は特に著しく均斉になる。第
１図、第２図あるいは第４図乃至第６図の実施例では押
え部材１２をそのような位置に設けている０なお、第１
図、第５図の例では中心線よシ上流側に配設したＳまた
はＮ磁極の位置よシ押え部材１２を押え位置が若干下流
側になるように設けているし、第２図および第４図の例
では押え位置がＳ磁極の上になるように設けている。こ
こで、第５図あるいは第６図に見るように、磁石体３が
棒磁石を接線方向に並べて保持したようなものである場
合は、現像剤層の穂立ち位置が棒磁石の磁極端面よりも
若干前方にずれるから、押え部材１２の押え位置をそれ
に合わせるようにするのが好ましい。菖５図の押え部材
１２の押え位置がＮ磁極の下流側にずらされているのは
このためであり、第６図の棒磁石を現像領域に水平に配
設した実施例において、押え部材１２の押え位置がＮ磁
極の上流側にずらされているのもこのためである。

押え部材１２は、トナーとキャリヤとの摩擦による帯電
を助長する帯電序列の絶縁性材料から成るものが好まし
いが、それに限らず、フローティング状態に支持されて
、現像剤層あるいは現像スリーブ２と同電位になっても
、放電やリークを防止するようなものであればよい。

本発明現像装置は、以上のように、現像スリーブ２の内
部に固定的罠配設する磁極を現像スリーブ２が像形成体
１に最接近している位置を避けた位置に配設するように
して、現像スリーブ２の回転に従って移動する現像剤層
が現像領域で水平磁界成分の作用を受けて保持されるよ
うにしたこと、さらには、現像剤層が上記最接近の位置
に達する手前で押え部材１２により上面を押えられて均
らされることから、現像域における現像剤層が安定して
均斉に薄く形成され、その結果、磁気ブラシ現像法では
、磁気ブラシによる摺擦が均一に行われて、現像ムラが
なくなるし、非接触現像法では、現像スリーブ２と像形
成体１の間隙を振動電界によって十分にトナーの飛翔制
御が行われるように狭くすることができ、したがって、
かぶシなく画像濃度の高い現像を容易に行うことができ
ると云う効果が得られる。そのため、本発明現像装置は
、非接触現像法に好適に用いられる。

本発明現像装置によってかぶりなく鮮明な画像の現像を
行う好ましい条件について以下さらに説明する。

本発明現像装置には、従来多く用いられているような、
平均粒径が十数μｍの非磁性トナーと平均粒径が数十〜
数百μｍの磁性キャリヤとから成る二成分現像剤も勿論
用いられるが、本発明によれば、前述のように振動電界
によってトナーの移行制御を効果的に行うことができる
から、平均粒径が１０μｍ以下のトナーと平均粒径が５
０μｍ以下、さらには３０μｍ以下のキャリヤとから成
る二成分現像剤を用いることが好ましい。この点につい
て説明す為と、上述のような従来の二成分現像剤は、ト
ナー粒子やさらにはキャリヤ粒子が粗いために、繊細な
線や点あるいは濃淡差等を再現する高画質画像が得られ
にくい。そこで、トナーの平均粒径を小さくすると、ト
ナー粒子は定性的に粒径の二乗に比例して帯電量が減少
し、相対的にファンデルワールス力のような付着力が大
きくなって、キャリヤ粒子から離れにくくなったり、ま
た磁気ブラシ現像法の場合、一旦像形成体１の非画像部
に付着すると、磁気ブラシによって摺擦されても容易に
除去されずにかぶシを生ぜしめるようになる。磁気ブラ
シ現像法では、トナーの平均粒径が１０μｍ以下になる
と、このような問題が顕著になるｏしかし、本発明によ
れば、振動電界でトナーの移行制御を効果的に行って、
磁気ブラシ現像法の場合も上述の問題を解消することが
できる。即ち、現像剤層に付着しているトナーは、電気
的に与えられる振動によって現像剤層から離れて像形成
体１の表面に移行し易くなり、磁気ブラシで像形成体１
０面を摺擦した場合は、像形成体１の非画像部に付着し
たトナー粒子が容易に除去乃至は画像部に移動させられ
るようになる０また、非接触現像法による場合は、帯電
量の低いトナー粒子が非画像部に移行することが殆んど
なくなり、また、像形成体１の面と擦られることがない
ために摩擦帯電により像形成体１に付着することもなく
なって、１μｍ程度のトナー粒子のものまで用いられる
ようになるｏしたがって、非接触現像法による場合は勿
論のこと、磁気ブラシ現像法による場合も、潜像を忠実
に現像した再現性のよい鮮明なトナー像を得ることがで
きるＯさらに、振動電界はトナー粒子とキャリヤ粒子の
結合を弱めるので、トナー粒子に伴うキャリヤ粒子の像
形成体１への付着も減少する０特に、非接触現像法によ
る場合は、画像部及び非画像部領域において、大きな帯
電量を持つトナー粒子が振動電界下で振動し、電界の強
さによってはキャリヤ粒子も振動することにより、トナ
ー粒子が選択的に像形成体１面の画像部に移行するよう
になるから、キャリヤ粒子の像形成体１面への付着は大
幅に軽減される。なお、この場合、非画像部領域で振動
するトナー粒子が電界によっては飛散し易いと云う問題
がある。キャリヤ粒子についても同様である０これは、
現像スリーブ２０回転を遅くして、現像剤層の搬送速度
を適当に小さくすること秤よって防止できる。

一方、トナーの平均粒径が大きくなると、先にも述べた
ように画像の荒れが目立つよう罠なる。

通常、１０本／−程度のピッチで並んだ細線の解像力あ
る現像には、平均粒径２０μｍ程度のトナーでも実用上
は問題ないが、しかし、平均粒径１０μｍ以下の微粒子
化したトナーを用いると、解像力は格段に向上して、濃
淡差等も忠実に再現した鮮明な高画質画像を与えるよう
になる。以上の理由からトナーの粒径は平均粒径が２０
μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下が適正条件である。

また、トナー粒子が振動電界に追随するためには、トナ
ー粒子の平均帯電量が１〜３μ０７Ｖより大きいこと（
好ましくは３〜３００μＣ／２）が望ましい。特に粒径
の小さい場合は高い帯電量が必要である。

以上のようなトナーは、従来のトナーと同様の方法で得
られる。即ち、従来のトナーにおける球形や不定形の非
磁性または磁性のトナー粒子を平均粒径選別手段によっ
て選別し、たよりなトナーを用いることができる。中で
も、トナー粒子が磁性体粒子を含有した磁性粒子である
ことは好ましく、特に磁性体微粒子の量が６０　ｗｔ％
を超克ないものが好ましい。トナー粒子が磁性粒子の場
合は、トナーも磁石体３のＮ、Ｓ磁極の影響を受けるよ
うになるから、現像剤層におけるトナーの均一性が一層
向上して、トナー粒子の飛散が起シにくくなシ、かぶシ
の発生も防止される。しかし、含有する磁性体の量を多
くし過ぎると、キャリヤ粒子との間の磁気力が大きくな
シ過ぎて、十分な現像濃度を得ることができなくなるし
、また、磁性体微粒子がトナー粒子の表面に現われるよ
うにもなって、摩擦帯電制御が難しくなったり、トナー
粒子が破損し易くなったり、キャリヤ粒子との間で凝集
し易くなったシする。特に１黒や褐色以外のカラートナ
ーの場合は、磁性体の量を３０　ｗｔ％以下にしないと
鮮明な色が得られない０以上を纒めると、好ましいトナ
ーは、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、
ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エ
ポキシ樹脂、ホリエステル、樹脂等の樹脂及びさら罠は
磁性体の微粒子を用い、それにカーボン等の着色成分や
必要に応じて帯電制御剤等を加えて、従来公知のトナー
粒子製造方法と同様の方法によって作ることができる、
平均粒径が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の粒
子から成るものである０さらに、トナー粒子がスプレー
ドライ法、あるいは粒子化後の球形化処理によって球形
化されたものであると、現像剤の流動性が向上して凝集
しにくくなり、キャリヤとの均一混合性、搬送性および
帯電性も向上する。

次に磁性キャリヤについて、幾般に磁性曳曳へ％ｌ’１
Ｌ２Ａ％※一般に磁性キャリヤの平均粒径が大きいと、
■現像スリーブ２上に形成される現像剤層の状態が荒く
なるので、振動電界で振動を与えながら潜像を現像して
もトナー像にムラが現われ易く、＠現像剤層におけるト
ナー濃度が低くなるので、高濃度の現像が困難になる、
等の問題が起る。そこで、キャリヤの平均粒径を小さく
すると、実験の結果では、平均粒径５０μｍ以下で上記
問題が減少する効果が現われ、特に１３０μｍ以下にな
ると、実質的に上記問題は解消する。しかし、キャリヤ
粒子が細か過ぎると、θトナー粒子と共に像形成体１面
に付着するようになったシ、Ｏ飛散し易くなったりする
。これらの現像は、キャリヤ粒子に作用する磁界の強さ
、それＫよるキャリヤ粒子の磁化の強さにも関係するが
、一般的には、キャリヤの平均粒径が１５μｍ以下にな
ると次第に傾向が出初め、５μｍ以下で顕著に現われる
ようになる。そして、像形成体１面に付着したキャリヤ
粒子は、一部はトナーと共に記録紙上に移行し、残部は
ブレードやファーブラシ等によるクリーニング装置によ
って残留トナーと共に像形成体１面から除かれることに
なるが、従来の磁性体のみから成るキャリヤ粒子では、
■記録紙上に移行したキャリヤ粒子が、それ自体では記
録紙に定着されないので、脱落し易い、と言う問題があ
シ、また、θ像形成体１に残ったキャリヤ粒子がクリー
ニング装置によって除かれる際に、感光体から成る像形
成体１面を傷付は易い、と言う問題がある０この■、■
の問題は、磁性キャリヤ粒子を樹脂等記録紙に定着し得
る物質と共に形成することによって解消し得る。即ち、
磁性キャリヤ粒子が記録紙に定１着し得る物質によって
磁性体粒子を被覆することにより、あるいは、磁性体粉
を分散含有した記録紙に定着し得る物質によって形成さ
れていることで、記録紙に付着したキャリヤ粒子も熱や
圧力で定着されるようになり、また、クリーニング装置
によって像形成体１からキャリヤ粒子が除かれる際にも
像形成体１面を傷付けたシすることが無くなる。このよ
うな磁性Φヤリャ粒子では、キャリヤ粒子を平均５〜１
５μｍ以下の粒径にして、たとえ、キャリヤ粒子が像形
成体１や記録紙に移行するようなことがあっても前記Ｏ
の問題は実際上殆んどトラブルを生ぜしめない。なお、
前記θのようなキャリヤ付着が起る場合は、リサイクル
機構を設けることが有効である。

以上から、磁性キャリヤは、平均粒径が５０μｍ以下、
特に好ましくは３０μｍ以下５μｍ以上が適正条件であ
り、また、磁性キャリヤ粒子が記録紙に定着し得る物質
も含むものであることが好ましい。なお、平均粒径は、
トナーの場合も同様に、重量平均粒径であシ、コールタ
社製コールタカウンタアルいはボッシュロム社製オムニ
コンアルファによって測定した値による。

以上のような磁性キャリヤは、従来の磁性キャリヤ粒子
におけると同様の、鉄、クロム、ニッケル、コバルト等
の金属、あるいはそれらの化合物や合金、例えば、四三
酸化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化マンガン
、フェライト、マンガン−銅系合金、と言った強磁性体
乃至は常磁性体の粒子、又はそれら磁性体粒子の表面を
先にトナーにおいて述べたような樹脂やバルミチン酸、
ステアリン酸等の脂肪酸ワックスで被覆した粒子、ある
いは、磁性体微粒子を分散して含有した樹脂や脂肪酸ワ
ックスから成る粒子を従来公知の平均粒径選別手段で粒
径選別することによって得られるＯ なお、キャリヤ粒子を樹脂等によって形成し、好ましく
は球状の形状をもったものとすることＫより、先に述べ
た効果の他に１現像スリーブ２上に形成される現像剤層
が均一となシ、また現像スリーブ２に高いバイアス電圧
を印加することが可能になると言う効果も与える。即ち
、キャリヤ粒子が樹脂等によって粒子化されていること
は、（１）一般に、長軸方向に磁化吸着され易いと云う
方向性が無くなって、現像剤層が均一に形成され、局所
的に抵抗の低い領域や層厚のムラが発生することを防止
する、（２）キャリヤ粒子の高抵抗化と共に、従来のキ
ャリヤ粒子に見られるようなエッチ部が無くなって、エ
ッチ部への電界の集中が起らなくなり、その結果、現像
スリーブ２に高いバイアス電圧を印加しても、像形成体
１に放電して静電潜像を乱したシ、バイアス電圧がブレ
ークダウンしたりすることが起らない、と言う効果を与
える。

この高いバイアス電圧を印加できると言うことは、本発
明における振動電界下での現像が振動するバイアス電圧
の印加によって行われるものである場合に、それによる
効果を十分に発揮させることができると言うことである
。

以上のような効果を奏するキャリヤ粒子には前述′のよ
うにワックスも用いられるが、しかし、キャリヤの耐久
性等からすると、前述のような樹脂を用いたものが好ま
しい◇さらに、キャリヤ粒子の抵抗率が１０８Ω儂以上
、特に１０１３Ωα以上であるように絶縁性の磁性粒子
を形成したものが好ましい。この抵抗率は、粒子を０．
５０ＣｒＬ２の断面積を有する容器に入れてタッピング
した後、詰められた粒子上にｌ　Ｋｙ／ｃｍ２の荷重を
掛け、荷重と底面電極との間に１０００７７ｃｍの電界
が生ずる電圧を印加したときの電流値を読み取ることで
得られる値であり、この抵抗率が低いと、現像スリーブ
２にバイアス電圧を印加した場合に、キャリヤ粒子に電
荷が注入されて、像形成体１にキャリヤ粒子が付着し易
くなったり、あるいはバイアス電圧のブレークダウンが
起シ易くなったりする０すなわち、磁性キャリヤは、平
均粒径以外に、粒子が長軸と短軸の比が３倍以下である
ように球形化されており、針状部やエッチ部等の突起が
無く、抵抗率が１０８Ωα以上好ましくは１０１３Ω儒
以上であることが適正条件である０そして、このような
磁性キャリヤ粒子は、高抵抗化された球状の磁性粒子や
樹脂被覆キャリヤでは、磁性体粒子にできるだけ球形の
ものを選んでそれに樹脂の被覆処理を施すこと、磁性体
微粒子分散系のキャリヤでは、できるだけ磁性体の微粒
子を用いて、分散樹脂粒子形成後に球形化処理を施すこ
と、あるいはスプレードライの方法によって分散樹脂粒
子を得ること等によって製造される。

本発明現像装置には、以上述べたようなトナーと磁性キ
ャリヤとが従来の二成分現像剤におけると同様の割合で
混合した現像剤が好ましく用いられる。特に、非接触現
像条件による現像の場合は、１０〜８０％程度の極めて
高いトナー濃度でも用いることができる０ 現像剤には、必要に応じて、粒子の流動滑りをよくする
ための流動化剤や像形成体１面の清浄化に役立つクリー
ニング剤等が混合される。流動化剤としては、コロイダ
ルシリカ、シリコンフェス、金属石鹸あるいは非イオン
表面活性剤等を用いることができ、クリーニング剤とし
ては、脂肪酸金属塩、有機基置換シリコンあるいは弗素
等表面活性剤等を用いることができる。

以上が現像剤についての条件であり、次に、このような
現像剤で現像剤層を形成して像形成体１上の静電潜像を
現像する現像条件について述べる０現像スリーブ２と像
形成体１０間隙は数１０〜２０００μｍが好ましい。こ
の間隙が数１０μｍよりも挟いと、均一に現像作用する
現像剤層の形成が困難となり、また、十分なトナーを現
像域に供給することもできなくなって、安定した現像が
行われなくなる。逆にＩ′ｌＪｌ隙が２０００μｍを大
きく超すようになると、対向電極効果が低下して十分な
現像濃度が得られないようになる０そして、間隙を数１
０〜２０００μｍの範囲にすると、適当な厚さの現像剤
層を均一に形成できるようになる０そこで、間隙と現像
剤層の厚さを、非画像形成時振動電界を生じさせていな
い状態の下で、現像剤層が像形成体１０表面に接触せず
、しかもできるだけ近接するような条件に設定すること
が好ましい０それによって、トナー像に掃き目が生じた
シ、またかぶりが生じたりすることが防止される。現像
スリーブ２が像形成体１に接近する位置は、トナー等の
飛散防止上、重力の方向が現像スリーブ２に向うように
なる位置が好ましいが、勿論、本発明はそれに限られる
ものではない０まだ、現像スリーブ２０回転速度及び回
転方向は、トナー等の飛散防止の点からは、遅い速度で
方向が像形成体１の移動方向と反対が好ましいが、現像
剤層による画像再現性の点からは像形成体１の移動方向
と同方向で速度が殆んど同じかそれよりも早いことが好
ましい。したがって、現像スリーブ２の周速を像形成体
１の周速の４〜５倍以内に押え、方向は同方向とするこ
とが好ましいｏしかし、本発明はこれに限定されるもの
ではない。

振動電界下での現像は、現像スリーブ２にバイアス電源
８によって、かぶり防止および現像濃度に関係する直流
電圧と、現像濃度および階調性に関係する交流電圧との
重畳した電圧を印加して、それにより現像領域に振動電
界を生ぜしめてｂう゛のが好ましい。直流成分としては
像形成体ｌの非画像部電位と略等しいか、それよりも高
い５０〜６００ｖの範囲が用いられ、交流成分としては
周波数が１００Ｈｚ、好ましくは１〜５　ｋＨｚ　、振
幅が１００〜５０００　Ｖの範囲が用いられる。なお、
直流成分は、トナーが磁性トナーの場合は、非画部電位
よりも低くてよい。交流成分の周波数は、低過ぎると、
振動のピッチが現像に現われるようになり、反対に高過
ぎても、電界の振動に現像剤が追従できなくなって、現
像濃度が低下し、鮮明な高画質画像の再現ができなくな
ると云う傾向が現われる。

交流成分の振幅は、周波数も関係するが、大なる程現像
剤層を振動させるようになって、それだけ効果を増すこ
とになるが、その反面、大なる程かぶりを生じ易くし、
落雷現象のような絶縁破壊も起り易くする０しかし、現
像剤のキャリヤ粒子が樹脂等によって絶縁化され、さら
には球形化されていると、絶縁破壊は防止されるし、か
ぶシの発生も直流成分で防止できる。なお、現像スリー
ブ２の表面を樹脂や酸化被膜によって絶縁乃至半納縁被
覆するようにしてもよいし、表面に凹凸を設けて現像剤
層の搬送性を向上するようにしてもよい０ 本発明現像装置によれば、以上の現像剤および現像条件
を用いることによって、安定してかぶりなく、解像力に
優れた鮮明な現像が行われる。なお、本発明は現像スリ
ーブ２に振動電圧を印加して振動電界を生じさせる例に
限らず、例えば、現像スリーブ２と像形成体１の間の現
像域周辺に電極ワイヤを１００〜２０００　Ｉｔｍの間
隙で数本張設したシ、あるいは１００〜２０００　μｍ
の開孔をもつ電極網を張設したりして、それらに振動電
圧を印加することで現像領域に振動電界を生ぜしめ、ト
ナーの飛翔制御を行うようなものであってもよい。

その場合も、現像スリーブ２に直流バイアス電圧を印加
し、あるいは異なった振動数の振動電圧を印加するよう
にしてもよい。

本発明現像装置は、反転現像にも用いられる。

その場合は、バイアス電圧の直流成分は像形成体１の非
画像背景部における受容電位と略等しい電圧に設定され
る。さらに、本発明現像装置は、電子写真法による記録
装置に限らず、マルチスタイラス電極等を用いる静電記
録法による記録装置や磁気記録法による記録装置におけ
る現像装置としても用いることができるし、また、トナ
ー像を重ね合せてカラー画像を形成するカラー画像記録
装置にも好適に用いられる。なお、磁気記録法による磁
気潜像の現像には磁性トナーを用いることは勿論である
。

次に本発明の具体的実施例について説明する。

実施例１゜ キャリヤ粒子に微粒フェライトを樹脂中に５０重量％分
散した平均粒径が２０μｍ１磁化が３０ｅｍｕ／ｆ、抵
抗率が１０　Ω儂以上の熱による球形化処理を行った磁
性粒子を用い、トナー粒子に平均粒径が５μｍの非磁性
粒子を用いて、第１図に示した現像装置により現像剤溜
り４における現像剤のトナー粒子比率がキャリヤ粒子に
対して１５重量％になる条件で現像を行う。トナーの平
均帯電量は一１５μ０／ｆであった。

像形成体１は表面にａ−８ｉ悪感光層を有するものであ
り、その矢印方向周速は１８０ｍｍ／ｓｅａで、最高電
位５００Ｖ、最低電位１００ｖの静電潜像が表面に形成
される。

現像スリーブ２は外径３０闘で、像形成体１との間隙を
Ｑ、７ｍｍ即ち７００μｍに設定し、矢印方向の回転数
を１５Ｏｒｐｍとする。磁石体３は現像域下流側の磁極
の磁束密度が１２００ガウス、その他の磁極の磁束密度
が５００ガウスである。

押え部材１２は厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレ
ート板から成シ、押え部材１２によって現像域に入る直
前に押えられる現像剤層の厚さは略０．４關に規制され
ている。すなわち、現像は非接触現像法である。現像装
置及び像形成体１の駆動は同時に行う一方、現像スリー
ブ２には２００ＶのＤＣ成分を印加した。そして、現像
に際して、バイアス電源８により現像スリーブ２に２０
０　Ｖの直流成分に加え２　ｋＨｚ　、　１０００　Ｖ
の交流成分とから成るバイアス電圧を印加する。なお、
バイアス電圧は現職時のみ印加し、現像後は現像スリー
ブ２に２００ＶのＤＣ成分のみを印加した。また、全プ
ロセス終了後は現像装置及び像形成体１の駆動を停止し
、それと共に現像スリーブ２のＤＣ成分の印加も停止し
た。

以上の条件で現像を行って、それを普通紙にコロナ放電
して転写し、表面温度１４０℃の熱ローラ定着装置に通
して定着した結果、得られた記録紙の画像はエッチ効果
やかぶりのない、そして濃度が高いきわめて鮮明なもの
であシ、引続いて５万枚の記録紙を得たが最初から最後
まで安定して変らない画像を得ることができた。

実施例２゜ キャリヤ粒子に微粒フェライトを樹脂中に５０重量％分
散した平均粒径が３０μｍ１磁化が３０ｅｍｕ／ｆ、抵
抗率が１０１４Ωα以上の熱による球形化処理を行った
磁性粒子を用い、トナー粒子に平均粒径が５μｍの非磁
性粒子を用いて、第２図に示した現像装置により、現像
剤溜り４における現像剤のトナー粒子比率がキャリヤ粒
子に対して３０重最外になる条件で現像を行う□この場
合、トナーの平均帯電量は一５μ０／ｌであった。

像形成体１に関する条件及び現像スリーブ２の外径は実
施例１と同じであるが、現像スリーブ２の像形成体１と
の間隙１．２ｔｌｌ＋即ち１２００μｍ１　矢印方向の
回転数１００　ｒｐｍ　％磁石体３は現像域下流側の磁
極もその他の磁極も磁束密度が等しく　ｉｏｏ。

ガウスであり、押え部材１２は厚さ２００μｍのりん青
銅板の表面を樹脂コートしたものから成り、押え板１２
によって現像域に入る直前に押えられる現像剤層の厚さ
は略０．６鰭に規制されている。

この場合も現像は非接触現像法である。

現像に際してバイアス電源８により現像ス１７−ブ２　
Ｋ　２００　Ｖの直流成分と４　ｋＨｚ　、　２０００
　Ｖの交流成分とから成るバイアス電圧を印加する。

以上の条件で現像を行って、それを普通紙にコロナ放電
して転写し、表面温度１４０℃のヒートローラ定着装置
に通して定着した結果、得られた記録紙の画像はエツジ
効果やかぶりのない、そして濃度が高いきわめてｉ明な
ものであり実施例１で得られた画像よシ、解像力が高い
点、濃度が高い点で優れていた。引続いて５万枚の記録
紙を得たが最初から最後まで安定して変らない画像を得
ることができた。

〔発明の効果〕

本発明現像装置は、回転機構が簡単で振動の生ずる惧れ
がなく、しかも安定して鮮明なかぶシのない画像を再現
し得ると云う優れた効果を奏する０

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明現像装置の一例を示
す記録装置の部分図、第３図乃至第６図は現像域におけ
る現像剤層の層厚を均一にするために本発明現像装置が
採用している手段の説明のだめの拡大部分図である。 １・・・像形成体、　２・・・現像スリーブ、３・・・
磁石体、　４・・・現像剤溜り、５・・・攪拌回転翼、
　６・・・層厚規制ブレード、７・・・クリー二／グブ
レード、 ８・・・バイアス電源、９・・・安全抵抗、１０・・・
トナー補給ローラ、１１・・・トナーホッパー、１２・
・・押え部材、　１３・・・軸、１４・・・ばね、　１
５・・・支持／り−１１６・・・スペーサーコロ０ 特許出願人　小西六写真工業株式会社 第１図 １ 第２図 第５図 第４図 一第　６　図 手続補正書 昭和５９年７月７２日 寺許庁長官　志賀　学　殿 一事件の表示 昭和５９年　特許　願第３１４０５号 ２゜ 補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号氏　名（
名１／Ｆ）（１２７）小西六写真工業株式会社代　理　
人　〒１６０　電話　３５６−６０９０補正により増加
する発明の数　なし 補正の対象 明細書の特許請求の範囲および発明の詳細（別紙） １．特許請求の範囲を下記の通シ訂正する。 「（１）トナーと磁性キャリヤが混合し九二成分現像剤
を用い、像形成体の表面に対向する現像スリーブを回転
し、該スリーブの内部に磁極を固定して設けて、前記現
像スリーブ上にその回転にしたがって移動する前記現像
剤の層を形成し、該現像剤層によシ振動電界下で前記像
形成体の潜像を現像する現像装置において、前記磁極を
前記現像スリーブが像形成体に最接近している位置を避
けて配設したことによシ前記現像剤層に水平磁界成分を
作用させつつ前記振動電界下で前記現像が行われるよう
にしたことを特徴とする現像装置。 （２）　前記現像剤層が前記現像スリーブの前記像形成
体に最接近している位置に達する手前で押え部材によっ
て上面を押えられ均らされる特許請求の範囲第１項記載
の現像装置。 （３）前記磁極が前記押え部材によって前記現像剤が押
えられる位置に配設されている特許請求の範囲第２項記
載の現像装置。 （４）　前記現像剤層の層厚を前記像形成体と現像スリ
ーブの間隙よりも薄く形成する特許請求の範囲第１項乃
至第３項記載の現像装置。 （５）　前記振動電界を前記現像スリーブにバイアス電
圧を印加することによって生せしめる特許請求の範囲第
１項乃至第４項記載の現像装置。 （６）　前記磁性キャリヤに絶縁性キャリヤを用いた特
許請求の範囲第１項乃至第５項記載の現像装置。」 ２、明細書第４頁第１９〜２０行の「移動しても・・・
・・・・・・いるから」を「移動すると、内部の磁極に
よって波状の起伏が生ずるから」と訂正する。 ３、　同第６頁第３〜４行および第９頁第１〜２行の「
水平磁界」を「水平磁界成分」と訂正する。 ４、　同第１３頁第１行の「接線方向となり」を（接線
方向成分を有するようになシ」と訂正する。 ５、　同第１５頁第４行の「支持されて」を「支持され
たシ」と訂正する。 ６、　同第１５頁第５行の「電位になっても」を［電位
にされたりして」と訂正する。 以゛　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）トナーと磁性キャリヤが混合した二成分現像剤を
   用い、像形成体の表面に対向する現像スリーブを回転し
   、該スリーブの内部に磁極を固定して設けて、前記現像
   スリーブ上にその回転にしたがって移動する前記現像剤
   の層を形成し、該現像剤層により振動電界下で前記像形
   成体の潜像を現像する現像装置において、前記磁極を前
   記現像スリーブが像形成体に最接近している位置を避け
   て配設したことにより前記現像剤層に水平磁界を作用さ
   せつつ前記振動電界下で前記現像が行われるようにした
   ことを特徴とする現像装置。 （２）　前記現像剤層が前記現像スリーブの前記像形成
   体に最接近している位置に達する手前で押え部材によっ
   て上面を押えられ均らされる特ｆ／ｆ請求の範囲第１項
   記載の現像装置。 （５）　前記磁極が前記押え部材によって前記現像剤が
   押えられる位置に配設されている特許請求の範囲第２項
   記載の現像装置。 （４）　前記現像剤層の層厚を前記像形成体と現像スリ
   ーブの間隙よシも薄く形成する特許請求の範囲第１項乃
   至第３項記載の現像装置０（５）　前記振動電界を前記
   現像スリーブにバイアス電圧を印加することによって生
   せしめる特許請求の範囲第１項乃至第４項記載の現像装
   ＠０ （６）　前記磁性キャリヤに絶縁性キャリヤを用いた特
   許請求の範囲第１項乃至第５項記載の現像装置。