JPS6275680A - 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】 九■公１ 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。

痒ｉｆｆ週 出願人は、現像剤の薄層を現像剤担持体上に形成し、該
薄層の現像剤を潜像に接近させ、この接近部分に交互電
界を印加して現像を行なう現像装置を提案した（特公昭
５８−３２３７５号、同５８−３２３７７号明細古）。

この装置は現像効率（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）が高く、小型化などの
面で非常に有用であるが、この装置において使用される
現像剤は一成分磁性トナーであるために、トナーは磁性
材を含有することが必須であり、このため現像像の定着
性が悪いこと、またカラー画像の再現製が悪いこと、な
どの欠点を有する。

この欠点を補う装置として出願人は、非磁性トナーを使
用し、非磁性トナーのみの薄層を現象剤Ｊｊ＋持部材」
−に形成する方法および！Ａ首を開発し、−ＪＩ　（ｍ
性トナーのみのＦｈ層を潜像に対面させて交互電界を印
加して現像を行なう現像方法および装ｊ４を提案した（
特開昭５８−１４３３６０号、同５９−１０１６８０号
明細書）。

これは、前記の磁性トナーを使用する現像装置の利点を
保ちつつ、トナーが磁性材料を含有することによる欠点
を解消したので有用であるが、現像像の濃度が比較的低
いことおよび後述の負性特性（画像濃度が潜像電位の上
昇とともに低下すること）を示す場合があるなどの現像
特性の欠点が見出された。

また、いわゆる２に、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
気ブラシ中の消費町１駈なトナーの７１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。

ｉ几豊１通 したがって、本発明は現像効率が高く、高画像濃度の現
像像を形成することができ、しかも負性特性がない現像
装置を提供することを目的とする。

魚」ＶＱ〕ＬＡ 未発＋Ｊ１によれば、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、１ｉ１１記静′市
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４ｕ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、該潜像担持体に接触させる第
１の磁界発生り段と、前記現像剤拘持体の回転方向で現
像部のに流に位置し該現像剤担持部材表面から離間して
いる規制部先端を有する現像剤規制部材と、前記現像剤
担持部材の前記規制部材と反対側に１；ｑけられ、前記
現像剤規制部材よりも前記現像剤１１」特休の回転方向
に関して上流に位置する第２磁界発生手段と、該現像部
に搬送され前記現像剤４１１持部材表面に担持されたト
ナー粒子を静′１１潜像Ｉ」特休に転移させる交互電界
を前記現像部に形成する交ｒｊｔ界形成手段とを有し、
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
の磁性粒子−が占める体積が１．５％乃至３０％であり
、前記規制部材の先端部は現像剤担持部材に対して実施
的に直角に対向し、該現像剤担持部材からツれるにした
がって、現像剤担持部材移動方向に流側に傾いているこ
とを特徴とする現像装置が提供され、これによれば、現
像部にはトナー粒子に加えて磁性粒子がわずかに存在す
る（１．５〜３０％の体ＪＪ’ｌを占める）ので、これ
が磁力の彩Ｔドで、＄１１　ｃ密でなく）の状態、すな
わち疎らな状層；の穂を形成し、その作用によって現像
特性が４片される。

実ｊ１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［Ａにおいて、■は像されるべき静′市潜像を担持す
る静゛１ヒ潜像但特体であり、工を体向には無端移動可
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。このトに静゛屯潜像を形成
する方法は本発明の要旨ではなく、公知の方法でよい０
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ＷＩ像が形成される感光トラムであり、矢印ａの方向
に回転可能である。

本実施例の装には現像剤官憲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′
Ｆ屯にブレードと呼ぶ）、交互電界形成手段である電源
３４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７〜２０ｇｍ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く、スリーブ２２
から敲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２
１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ｒｌｉ２１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
俺に軸支され、矢印すで示す方向に回転駆動される０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によっテ搬送され、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１Ｆ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２２１−への現像剤塗布
埴を制御するＮ磁極２３ａ、現像磁極であるＳ磁極２３
ｂ、現像部通過後の現像剤を容器２１内に搬送するＮ５
１極２３ｃ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’ｌｅｔ　／ａ石を使用してもよい。

プレート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、
そのノ、（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５０〜５ｏｏ用
ｍ、好ましくは１００〜３５０ｇｍであり、本実施例で
は２５０ｕ、ｍ−ｒ％＆Ｘ−この間Ｅ　ｈ＜　５ｎ　Ｌ
Ｌ　ｍ　ｋ　ｋｌ　／１＼さいと、磁性粒子がこの間隙
部に詰まり易く、５００　ｐｍを越えると、磁性粒子お
よびトナーが多；５に間隙を通過し、スリーブ２２−ヒ
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［−での厚
さである）、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」二にしても可能である。

ブレード２４の上方には延長部が形成されているが、こ
れについては後述する。

電源３４は感光ドラム１とスリーブ２２どの間に電圧を
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による電ハそは小側と負側のピーク
電圧が同じである対称型交１ｆ−，’１ｄ圧でも、この
ような交Ｈ，’ｉｆｆ圧にｌｌ′Ｉ倫゛市川を重畳した
形の非対称交互電圧でもよい、具体的な屯圧値としては
、例えば暗部電位−６００Ｖ、明部゛、［位−２００Ｖ
の静電潜像に対して、−例として、直瀉゛屯圧−３００
ｖを重畳してピーク・ピーク電圧を３００〜２０００Ｖ
ｐｐ、周波数２００〜３０００Ｈｚ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１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１トしている。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が図示のごとく固定されてい
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Ｉにすることができる。

スリーブ２２の長手方向両端部には、現像剤ＢＩ１１１
一部材２５が設けられ、スリーブ２２１４嬬部での１見
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ｊｌｌ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２８を容器２１内に投入し、前記磁性粒子層の外側に
トナ一層を形成する。前記の最初に投入する磁性粒子２
７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ブレード２４の先端とスリ
ーブ２２の表面との間隙を通過し、他部はブレードの延
長部に衝突した後、反転して磁性粒子の上昇経路の外側
を重力によって下降して容器２１の下部に至り、再びス
リーブ２２の近傍を一ヒ昇して上記動作を繰返す。なお
、容器２１の下部からブレード２４に向って」二昇する
磁性粒子２７のなかにはブレード２４の近傍に至る前に
反転して落下するものもある。これは特にスリーブ２２
の表面から遠い磁性粒子に顕著に見られる。

このようにして、ブレード２４の近傍あるいはその手前
で反転して落下する磁性粒子はその外側のトナ一層から
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
表面との庁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’１ｔｊ、したトナー粒子２８の一部はスリーブ２
２表面に鏡映力によって付着したままスリーブ２２Ｆを
容器外に出る。ブレード２４はスリーブ２２ににＱ　Ｉ
Ｈ３される現像剤量を規制する。

このようにしてスリーブ２２の表面りに形成された現像
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ｑｌ　Ｊｊ界によってトナーがスリーブ２
２の表面および磁性粒子の表面から潜像」二に転移し、
該潜像を現像する。現像部における磁性粒子の体植比率
は１，５〜３０％である。この点にについては、、￥ホ
する。

ひきつづくスリーブ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上部のトナ一層からトナーを取
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１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１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く回転する。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。一方、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
において前記の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　ｖｉ明細占）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皆は通常のいわ
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ａ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゛上界
の方向は潜像による１し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は図示のごとく最大起立状態
となって、長い穂は感光ドラム１表面に伸びる。

一方、スリーブ２２および磁性粒子２７の表面ｌ−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感光ドラム１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！ｆ″ｔｔ！、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ｂ）は静
’、ｔｔ　Ｎ像による電界（矢印ａ）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、　
’ｉｌｉ荷の注入量は相対的に少−なくなり、穂５１は
電荷注入丑に応じて縮んだ接触状態となる。

一方、感光ドラム１上のトナー２８は前述のごとく正極
性に帯心しているので、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ｌとスリ
ーブ２２表面あるいはトナー２８表面との間を往復運動
し、感光ドラムｌおよびスリーブ２２０回転によって、
これらの間の空間が広がるにつれて、電界が弱くなると
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ヒの静電潜像電荷および感光ドラム１
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−ヒのごとく、磁性粒子２７の穂５１は一上述の交互
′電界によって微小なしかし激しい振動状態となる。

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
ヘ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桔の百分率である０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ｅｋ度の低下が認められるこ
と、スリーブゴース）・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ｉＪＩ［な濃度差が発生
すること、スリーブ２２表面Ｉ−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発明者が見出した４を実に基
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に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（ベタ環）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ｈｇ）があり、ベタ黒
再現時にうろこ状の濃度ムラを生じる”Ｔ　ｆ３性があ
る。これを防１１−する確’−１！ｌｘ：ＤｉＵｌｌ）
−１７１４，（ａｔ牛ｒｈ子（７’）　ｌ−：％’休体
ａ　Ｈ：　龜が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が好ましい程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１に対して十分に開放され、スリーブ−ｈ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１
１）るトナーの−１，１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１
Ｆ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１羽触が活発になるのでトナー２８
への摩’ｔ！ｊ　４ｉｔ市を向１−させ、かぶり発生を
防１１二できる。なお、現像効率が高いことは現像装置
の小型化に適する。

に記現像部に存在する磁性粒子２７０体積化１＜（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Ｉ′ｎ
位面積当りの現像剤（混合物・・・非穂）γ蒔）の塗布
賃（ｇ／ｃｍ２）、ｈは現像部空間の高さくＣｍ）、ρ
は磁性粒子の真密度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、−に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ＶＰＰ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。

以にの挙動は高速度カメラ（日ケ製作所製）でａｏｏｏ
コマ／秒のｔｉ！影を行なって確認されたゆ 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ｌと穂５１との接触圧力を高め、振動
を小さくした場合でも、現像部の人［１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どの間隙を火きくし
て、磁界を印加しない状態で穂５１は感光ドラムｌに接
触しないが、印加した揚貨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ｌとスリーブ２２どの間に印加する
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。一方、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に磁性粒子の穂が接触した状態で穂５１の高
さ方向の抵抗がｌ　Ｑ　１５〜１０６Ωｃｍの程度が好
ましく、現像電極効果を期待する場合は１０′２〜１０
”Ωｃｍ程度が好ましい。

磁性粒子２７はモ均粒径が３０〜１００ｇ、好ましくは
４０〜８０鉢である。一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９１７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
）が発生しなくなる。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、１−：；抵抗な
ものでは非画像部に付着する。これは一般的傾向で、実
際には磁性粒−ｔの磁気的特性、表＋ｎｉ　ＩＦＪ状、
表面処理材（樹脂コートを含む）も多少影ゴする。

現像部のスリーブ−にの磁界が６００〜９００Ｇの商業
的電子写真現像装置においては、粒径が３０蒔以−ドで
は磁性粒子の付着が増大する。又１００終以上ではスリ
ーブゴーストが［１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
０−１００％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混合物でも良い。

つぎに、本発明による装この潜像表面電位に対する現像
画像濃度の関係、すなわち、いわゆるＶ−〇カーブ特性
について説明する。

第３図は本実施例装置におけるＶ−ＤカーブをＸで示す
。縦軸はマクベス反射濃度計による光学的反射ｅ　ｌ１
ｆｆｉ値、横軸はスリーブ面をＯ電位とみなした時の感
光ドラムとの相対的な電位差である。

この特性は、低電位部でかぶりがなく、中間電位部で適
切な傾斜（いわゆる「γ」）を有し、高電位部では十分
な画像濃度が得られる点で、優れた特性であることが理
解される０本発明によらない現像装置の一例として、本
願同様にスリーブ上に供給された非磁性トナーによって
交互電界の存在下で現像を行なういわゆる一成分非磁性
現像剤薄層現像法（特開昭５８−１４３３６０号明細書
）を使用した場合のＶ−ＤカーブをＹで示した。この現
像方法はある電位以上の部分では電位の増加とともに画
像濃度が低下するという負性特性を示し、高電位部につ
いて画１を濃度が不足する傾向がある。これに比較して
本発明のものは、低電位部においてかぶりがなく、中間
電位部においてγの傾斜が緩やかであるので、過剰なエ
ツジ効果が生ずることがなく、中間電位部から高電位部
にかけても負性特性を示すことがなく、高電位部におい
ても十分な画像濃度が得られる。

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
では各種が一木一本独立してスリーブ２２−１−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輪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０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く
なる。この拘束力に打勝って容器２１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ｚｌ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１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。

つぎに、前記角度０については図示のごとくブレード２
４を磁極２３ａよりも下流側とするが、θく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２
４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、−室以上の磁性粒子がここに貯ったのちに初
めて出ていくことによると考えられる。一方０＞４０”
では磁性粒子２７の埴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°≦０≦２
０°が特に好ましいことが見出された。

なお角度０と現像剤通過量との関係は、０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縫は０に影響されずほ
ぼ一定である。

前述のごとく本発明においては、トナーは磁性粒子２７
の表面とスリーブ２２の表面との両方に保持される。こ
れらのトナーにの比、すなわち磁性粒子に保持されるト
ナーとスリーブに保持されるトナーとの比がｌ：２〜１
０：１　は１比）範囲内の値が良く、特に好ましくは、
”ｌ：ｌ〜５：１の範囲である。この比をｌ：２以下と
するとＶ−Ｄカーブが第４図のＹに近づき、好ましくな
い、逆に１０＝１以上であると、感光ドラム１に磁性粒
子２７が過度に接触して磁性粒子２７が感光ドラムｌに
過度に付着する傾向になり好ましくない０発明者の種々
の実験の結果、上記の比をｌ：２〜ｌｏ：１とすると良
好な画像が得られることが確認された。

この比率はスリーブ表面性、トナーの）？！擦帯゛、ヒ
特性、磁性粒子の特性・供給量を変えることによって、
制御することができる。この中でも、大きな影響をグー
える因子としては磁性粒子の粒径と現像領域へ供給する
磁性粒子の１辻があげられる。

すなわち、粒径を大きくすると、トナーを付着し得る磁
性粒子の表面積が減少するため（比較のため磁性粒子の
合計体積は一定とする）、現像部まで運ばれる磁性粒子
付着トナーには減少する。

一方この減少量を補償するがごとくスリーブ付着トナー
には若干増加する０粒径を小さくすると逆の傾向となる
。

磁性粒子の現像部への供給量については、供給；４を増
加すると、磁性粒子付着トナー量は増加する。一方この
増加に伴いスリーブ付着トナー量は若Ｆ減少する。磁性
粒子供給量を減少させた場合は一］−記の逆の傾向とな
る。

これらを適切に選択することによって上記比の所望の範
囲を得ることができる。ただし、磁性粒子供給量を過度
に増加すると感光ドラム１と直接感光ドラムｌと接触す
る磁性粒子２７の址が増加し、感光ドラムｌへの磁性粒
子２７の付着が発生する。また、磁性粒子を細かくする
と磁気的拘束力が低下し、やはり潜像保持体に磁性粒子
が付着する。磁性粒子の供給量を増加していくこと、及
び磁性粒子の粒径を小さくして現像に使わない過剰のト
ナーをも供給することは現像効率を低下させるごとにな
る。

発明者の種々の実験によれば、磁性粒子２７の粒径およ
び供給量を適切に選択すれば、上記比率をｌ：ｌ〜５：
ｌのａ囲とすることができ、良好な現像が行なわれる。

上記比率はつざのようにして測定することができる。ま
ず、スリーブ２２上の磁性粒子を外部から磁石によって
すべて吸引する。これによって吸引されたものは磁性粒
子とそれに付着し、たトナー粒子である。これを洗浄し
磁性粒子付着トナーの重にを測定できる。つぎに、スリ
ーブ２２上に残ったトナー粒子をすべて空気により吸引
してフィルター内に集め、これを洗浄してスリーブ付着
トナーの重着を得ることができる。あるいは。

現像装置が安定している場合は、スリーブ２２−ヒの磁
性粒子を外部から磁石によってすべて吸引、洗浄した後
、別途現像剤層を形成し、これをすべて（磁性粒子、磁
性粒子付着トナー、スリーブ付着トナー）吸引して洗浄
後全トナー量を測定し、上記の磁性粒子付着トナー量と
の差引きにより求めてもよい。

つぎに未発Ｉ月の特徴の１つであるブレード２４の延長
部について説明する。

第６図はブレード２４の拡大断面図である。ブレード２
４のは実質的に直角に延びてスリーブ２２に対向する先
端部と該先端部から図面でほぼ上方に延びる延長部とを
有する。該延長部は図示のごとくスリーブ表面から離れ
るにしたがって、スリーブ２２の移動方向上流側に、す
なわち容器２１の内部に向って傾いている・ ブレード２４の１−流側近傍の磁性粒子がＢｉ極２３に
よって穂立ちしているため、この部分ではトナーを過剰
に取込む傾向がある。これはトナーの摩擦帯電を減少さ
せることになり現像においてかぶりの発生を招くので好
ましくない、しかし本発明では上部のトナーを取込む量
が調成され、磁気ブラシへのトナーの過剰供給を防止す
ることができる。このため、不十分な豫擦によって摩擦
ｍ電の不足したトナーを減少させることができ、したが
ってかぶりの本発明を防止できる。さらに、この延反部
は容器２１内の磁性粒子の循環によって容器に部に到達
した磁性粒子を反転させて循環を確実にする作用を有す
る。

また、本件発明者はブレード２４の先端とブレード２４
の延長部のスリーブ側端部との距離ｄ２が１ｍｍ未満に
なるとブレード２４先端とスリーブ２２表面との間から
排出されるトナーと磁性粒子の状態が不安定になり易く
、スリーブ２２表面への現像剤塗布状態が不均一になり
、画質の劣化を招くことを見出した。したがって、ｄ２
は１ｍｍ以上であることが好ましい。

また、ｄ２は５ｍｍ以下であることが好ましい、ｄ２が
５　ｍ　ｍを越えると規制領域が過大となるため、供給
トナーが多い場合にトナー粒子がこの領域内に集中して
現像部へ至るトナー粒子量が過大となり、カブリが発生
する場合が存在する。

また、規制部材の先端部の傾斜部２４１は、スリーブの
中心（現像剤担持体の回転中心）０と規制部材先端部の
中心とを結んだ直線に対してスリーブの回転方向ヒ流側
に傾く角度０が３０”乃至９０°であることが好ましい
、この角度０が９０’を越えると規制領域に現像剤の圧
ｌｉｉ部を部分的に形成し易く磁性粒子のムラを作り３
０”未満であると、磁性粒子の周辺にトナー粒子を直接
とり込む機会を形成するため現像中にトナーを過剰に取
り込む場合が一時的に発生しカブリを引き起こす可ず１
性が増大する。特に好ましくは角度０が４５度乃至７５
度である。角度０が４５度より小さいと現像容器中のト
ナー粒子が比較的多く、磁性粒子が比較的少ないような
極端な場合に対してはトナー粒子のとり込みを大きく減
少できずにカブリを発生してしまうことがあり、７５度
を越えるとスリーブの回転速度が速く磁性粒Ｆが相対的
に多い場合には磁性粒子の分７１ムラを発生して解像性
を低下させる。この角Ｉｆｆ　Ｏが４５度カラζ７５度
であることは、種々の条件に対して極めて満足度が高い
ため、本実施例中に示したような現像部の磁性粒子が占
める体積が１．５％乃至３０％である現像装置では効果
の安定化を高水準で満足することができる。

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２０　ｍ
　ｍのアルミスリーブの表面を、７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による表面磁束密度の最大
値は約９００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。

磁性粒子としては、表面にシリコン樹脂コートした粒径
７０〜５０ｇ　（２５０／３００メツシユ）のフェライ
ト（最大磁化６ｏｅｍｕ／ｇ）を用いた。

非磁性トナーとしては、スチレン／ブタジェン共用合体
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１０ルのトナー粉体にコロイダル、７１Ｊ力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表面上にコーティング４約２０〜３０ｕＬｍのト
ナー塗布層を得、さらにその上層としてｌＯＯ〜２００
．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２．４３ＸｌＯ−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０．
９ｍｍ程の穂立もブラシを形成していた。

９１７電硅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ポ電荷量が＋ｌＯ用Ｃ／
ｇであった。

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３５０μｍとした。この条件で体
積比率を求めると、約ｌ。

％であった（ｈ＝３５０ｐＬｍ、　　Ｍ＝２．４３Ｘ１
ｏ−２ｇ／ｃｍ２、　　ρ＝５．５ｇ／ｃｍ３、Ｔ／　
（Ｔ＋Ｃ）＝２０．４％）。バイアス電１；ｉ３４とし
て周波数１６００）１ｚ、ピーク対ピーク値１３００Ｖ
の交流電圧に一３００Ｖの直流゛市川を利得させたもの
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−Ｌ−の）・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、かつ第３図にＸで示
した曲線の現像特性を得ることができた。

以上に説明のごとく１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。

、１．　ｌ）　−フ２２の材料としてはアルミニウムノ
ホか真ちゅうやステンレス鋼などの導′屯体、紙筒や合
成樹脂の円筒を使用可壱である。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
て機走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１４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。トナー中に少は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−に比べ箸しく弱い磁性
であり、トリポ帯゛市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、−ケスクレーパ手段（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
用可詣である。

ヱＩＩ　（７）　４魁」 以ｌ−説明のごとく、本発明によれば、高画像濃度で高
現像効率現像装置が提供される・。

【図面の簡単な説明】

第１図は末完すｊの実施例による現像装置の断面ＩＡで
ある。 第２図は第１図の現像装置の現像部の拡大断面図である
。 第３図は末完ＩＩの実施例による現像装置の現像特性曲
線を示す。 第４図は本発明による現像装置における好ましい磁性粒
トの穂の形成状態を示す断面図である。 第５図は同じく好ましくない磁性粒子の穂の形成状ＩＦ
′、を示す断面図である。 第６１Ａは現像剤規制部材の拡大断面１．４を示す。 符号の説明 １・・・潜像４ｔｊ持体（感光ドラム）２１・・現像剤
容器（容μ） ２２・争現像剤保持部材（スリーブ） ２３・−磁界発生手段（磁石） ２４・・現像剤規制部材 ２７−・磁性粒子 ２８◆・トナー粒子（トナー） 代表図面 第１図 第２図 久　　ｂ ６７０つ、ン、゛、υ〜蓼こづご玉ミな′シ）第３図 ！（面　′簀タイ立′　（Ｖ） 図面の浄９（内容１こ変更なし） 第４図 ゛２３ｂ −「−糸ゾＬ、ネ市　−Ｉ夏三　習Ｉ）　（方式）昭和
６１年２月２ダ１１ 特詐庁反官　宇賀　１６部　殿 １　・１〜件の表示 昭和６０年特訂願第２１７５６２す ２、発明の名称 現像装置 ３、補正をする者 ・１）ｆｌとの関係　　＃＋１訂出願人（ｉｏｏ）キャ
ノン株式会社 ４、代理人 住所〒１０５ 東京都港区東新橋２−７−７ 新橋国際ビル６階 （発送口：昭和６１年１月２８日） ６　補正の対象 図　　面 ７、袖＋Ｅの内容 願１寸に最初に添付した第３図〜第５図のｂ１３・別紙
のとおり（内容番こ変更なし） ８　添イ１．七類の目録

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
   あつて、 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潜像担持体に接触させる第
   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し該
   現像剤担持部材表面から離間している規制部先端を有す
   る現像剤規制部材と、 前記現像剤担持部材の前記規制部材と反対側に設けられ
   、前記現像剤規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方
   向に関して上流に位置する第２磁界発生手段と、 該現像部に搬送され前記現像剤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
   の磁性粒子が占める体積が１．５％乃至３０％であり、 前記規制部材の先端部は現像剤担持部材に対して実施的
   に直角に対向し、該現像剤担持部材から離れるにしたが
   つて、現像剤担持部材移動方向上流側に傾いていること
   を特徴とする現像装置。 ２）上記トナー粒子は非磁性トナー粒子であり、上記現
   像部において上記磁性粒子に対して４乃至４０重量％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。 ３）上記現像部の磁性粒子が占める体積は ２．６％乃至２６％である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。