JPH04350875A

JPH04350875A - 現像装置

Info

Publication number: JPH04350875A
Application number: JP3126065A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 羽根田　哲; Masakazu Fukuchi; 真和福地
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1991-05-29
Filing date: 1991-05-29
Publication date: 1992-12-04

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真式画像形成装置
の磁気ブラシ現像装置に設けられる現像スリーブによっ
て搬送される現像剤を規制する現像剤層形成手段の構成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に例えば２成分現像剤を用いる電子
写真式画像形成装置においては感光体面に良好なトナー
画像を得るために現像スリーブ上の現像剤の層厚を薄く
しかも均一にすることが必要となっている。

【０００３】従来古くから用いられている固定規制板に
より層厚の規制がなされていたが前記現像スリーブと前
記固定板との機械的取付精度にも限界があってこの方法
では均一でむらのない薄層を得ることが困難であった。

【０００４】最近このような問題の対策として実公昭６
０−２２３６３号公報による手段がよく知られている。即ちこの手段は現像スリーブ内に凹状の永久磁石を設け
て反発磁界を形成し該現像スリーブ面上その回転方向に
２つのピークを有する磁界強度分布の磁場を作りこれに
より現像スリーブ面上に２つに別れる現像剤の穂立ちを
形成しこの穂立ちの中間に現像スリーブ面と所定の間隙
を有して規制板を設けることによって搬送される現像剤
を規制するようにしている。このようにして現像剤は安
定して搬送され良好な現像が行われるようになっている
。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
実公昭６０−２２３６３号公報による反発磁界の形成と
規制板とによる現像剤の規制手段では該規制板の前記現
像スリーブと対向する両側端がエッジ状となっているの
で該現像スリーブとの設置位置に極めて敏感で現像剤の
凝集状態が変化する。例えば該現像剤スリーブの僅かな
偏心や前記規制板の取付誤差或は変形等によって該現像
スリーブと該規制板との間に滞留する現像剤はスムーズ
に通過しなくなると共に均一な薄層を形成することがで
きない欠点をもっている。

【０００６】本発明はこのような問題点を解決して現像
スリーブによって搬送される現像剤が該現像スリーブ面
に均一な薄層を形成することのできる現像装置の提供を
課題目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的は下記のａ，ｂ
，ｃ，ｄのいずれかの手段によって達成される。

【０００８】（ａ）磁性キャリアとトナーとからなる２
成分現像剤を用いた画像形成装置の現像装置において、
前記現像剤を磁気的に保持して搬送する現像スリーブ内
に同極磁極を並置して反発磁界を形成すると共に該反発
磁界の形成された該現像スリーブ面と対向し先端部に曲
率を有して現像剤を規制する現像剤層形成手段を設けた
ことを特徴とする現像装置。

【０００９】（ｂ）（ａ）項において前記現像層形成手
段は前記現像スリーブ面に押接して設けたことを特徴と
する現像装置。

【００１０】（ｃ）（ａ）項において前記現像層形成手
段は前記現像スリーブ面に対して０．０５〜１．０ｍｍ
の間隔を有して設けたことを特徴とする現像装置。

【００１１】（ｄ）（ａ），（ｂ），（ｃ）項において
前記現像スリーブ面上での磁力のピーク間隔をｄとした
とき前記現像剤層形成手段の先端部の直径φは０．５ｄ
≦φ≦３ｄの範囲に設定したことを特徴とする現像装置
。

【００１２】

【実施例】本発明の構成及び、１実施例を図１の現像剤
層形成手段（円柱棒）が現像スリーブに押接して配置さ
れる状態を示す側面図と図２の現像剤層形成手段が現像
スリーブに間隙を有して配置される状態を示す側面図と
図３の磁界強度分布を示す図と図４の現像装置の構成を
示す側断面図とによって説明する。しかし、本発明は本
実施例に限定されるものではない。

【００１３】本発明は磁性キャリア粒子とトナー粒子と
を主体とする二成分現像剤を現像剤搬送担持体面上に供
給して薄層の現像剤層を形成させ、該現像剤搬送担持体
面上の現像剤層を振動電界下に置き、もって像担持体面
の潜像を現像する装置において、特に効果を発揮する。

【００１４】即ち本発明は、二成分現像剤の磁性キャリ
ア粒子を用い振動電界下で現像を行うようにしたことに
よってトラブルなく微粒子化した磁性キャリア粒子やト
ナー粒子の使用を可能にしたものである。

【００１５】一般に磁性キャリア粒子の平均粒径が大き
いと、■現像剤搬送担持体上に形成される磁気ブラシの
穂の状態が荒いために、電界により振動を与えながら静
電像を現像しても、トナー像にムラが現われ易く、■穂
におけるトナー濃度が低くなるので高濃度の現像が行わ
れない、等の問題が起る。この■の問題を解消するには
、キャリア粒子の平均粒径を小さくすればよく、実験の
結果、平均粒径７０μｍ以下特に６０μｍ以下でその結
果が現われ始め、特に３０μｍ以下になると、実質的に
■の問題が生じなくなることが判明した。また■の問題
も、■の問題に対する磁性キャリアの微粒子化によって
、穂のトナー濃度が高くなり、高濃度の現像が行われる
ようになって解消する。しかし、キャリア粒子が細か過
ぎると、■トナー粒子と共に像担持体面に付着するよう
になったり、■飛散し易くなったりする。これらの現象
は、キャリア粒子の作用する磁界の強さ、それによりキ
ャリア粒子の磁化の強さにも関係するが、一般的には、
キャリア粒子の平均粒径が１５μｍ以下になると現れる
ようになる。そして、像担持体面に付着したキャリア粒
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潜像担持体面から除かれることにな
る。

【００１６】しかしながら基本的には像担持体面に対す
るキャリアの付着をできるだけ少なくすることが最も重
要である。本発明者等の種々検討の結果キャリアの磁化
が現像スリーブ上の磁界において１０乃至６０ｅｍｕ／
ｇであるとき実用上好ましい結果が得られ、１５乃至５
０ｅｍｕ／ｇであるとき特に良い結果が得られることが
明らかとなった。

【００１７】キャリア粒子の磁化が１０ｅｍｕ／ｇ以下
ではキャリアの現像剤搬送担持体に対する吸着力が不足
して現像剤の搬送が不充分となり、又反発磁界の効果が
不充分であり、薄層の形成力が低下する。またキャリア
が現像剤搬送担持体面から離れて像担持体面に移行して
付着し易くなって好ましくない。一方磁化が６０ｅｍｕ
／ｇを越えると、形成された磁気ブラシの穂が荒らくな
って画像が荒れ、また穂が高いので、その穂を通してブ
レークダウンし易くなり、高いバイアス電圧を避けるこ
どが困難となる、キャリアの現像剤搬送担持体面に対す
る吸着力が過大となりトナー粒子がキャリア粒子間で強
く圧迫されて現像剤が劣化する、マグネットが回転する
型の現像剤搬送装置ではキャリアが飛散し易くなる等の
問題が生じて実用上好ましくない。又反発磁界の効果が
強すぎ、現像剤の通過量が低下し過ぎる。

【００１８】本発明は上記のような小粒径キャリア、小
磁化キャリアに対して好適に用いられる。

【００１９】また前記磁性キャリアの粒径は平均粒径が
６０μｍ以下、１５μｍ以上のものが好ましい。

【００２０】このような磁性キャリア粒子は、磁性体と
して従来の磁性キャリア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、ｒ−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、と言った強磁性体の粒子、又はそれらの磁性
体粒子の表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレ
ン系樹脂、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、ポリエステル樹脂等の樹脂やバ
ルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワックスで被覆す
るか、あるいは、磁性体微粒子を分散して含有した樹脂
や脂肪酸ワックスの粒子を作るかして得られた粒子を従
来公知の平均粒径別手段で粒径選別することによって得
られる。また前記のキャリア粒子は公知の方法によって
球形化することも可能である。球形化されたキャリアは
磁化の方向性がなく現像剤層が均一に形成される。キャ
リア粒子にエッヂ部が無くなりエッヂ部への電界の集中
が起らないため現像剤搬送担持体に高いバイアス電圧を
印加しても放電による像の乱れ、バイアス電圧のブレー
クダウンが発生し難い、現像剤の流動性の向上等の利点
を有する。この高いバイアス電圧を印加できること言う
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
、それにより後述す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。

【００２１】前記のような効果を奏するキャリア粒子に
は前述のようにワックスも用いられるが、しかし、キャ
リア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、キャリア粒子の抵抗が１０８
Ωｃｍ以上、特に１０１３Ωｃｍ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０．５０ｃｍ２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１ｋｇ／ｃｍ２
の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃ
ｍ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
剤搬送担持体にバイアス電圧を印加した場合に、キャリ
ア粒子に電荷が注入されて、像担持体面にキャリア粒子
が付着し易くなったり、あるいはバイアス電圧のブレー
クダウンが起り易くなったりする。

【００２２】以上を総合すると、本発明の方法に用いら
れる磁性キャリア粒子は、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、針状部やエッヂ部等の突
起が無く、抵抗率が１０８Ωｃｍ以上であることが好ま
しく、１０１３Ωｃｍ以上であることが特に好ましい。このような磁性キャリア粒子は、できるだけ球形に近い
粒子からなる磁性体粉を選んで樹脂の被覆処理を行なう
が、或いは微細な磁性体粉を樹脂中に分散させて固化し
、粉砕球形化するか又はスプレードライ法を用いること
によって製造することができる。

【００２３】次にトナーについて述べると、一般にトナ
ー粒子の平均粒径が小さくなると、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、トナー粒子がキャ
リア粒子から離れにくくなったり、またトナー粒子が一
旦像担持体面の非画像部に付着すると、それが従来の磁
気ブラシによる摺擦では容易に除去されずにかぶりを生
ぜしめるようになる。従来の磁気ブラシ現像方法では、
トナー粒子の平均粒径が１０μｍ以下になると、このよ
うな問題が顕著になった。この点を本発明の現像方法は
、現像剤層、所謂磁気ブラシによる現像を振動電界下で
行うようにしたことで解消するようにしている。即ち、
現像剤層に付着しているトナー粒子は、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担持体面の画像
部及び非画像部に移行し易く、かつ、離れ易くなる。そ
して、現像剤層で像担持体面を摺擦するようにした場合
は、像担持体の非画像部に付着したトナー粒子は容易に
除去乃至画像部に移動させられるようになるし、現像剤
層厚を像担持体面と現像剤搬送担持体面の間隙よりも薄
く形成した場合は、帯電量の低いトナー粒子が画像部や
非画像部に移行することが殆どなくなり、また、像担持
体面と擦られることがないために摩擦帯電により像担持
体に付着することもなくなって、数μｍ程度のトナー粒
径のものまで用いられるようになる。したがって、静電
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。さらに、振動電界はトナー粒子とキャ
リア粒子の結合を弱めるもので、トナー粒子に伴うキャ
リア粒子の像担持体面への付着も減少する。特に、現像
剤層の厚さを現像担持体面と現像剤搬送担持体面の間隙
よりも薄くした場合は、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ア粒子も振動すること
により、トナー粒子が選択的に像担持体面の画像部に移
行するよすうになるから、キャリア粒子の像担持体への
付着は大幅に軽減される。電界により非画像部領域のト
ナー粒子は非画像部に到達する場合も、到達しない場合
もある。キャリアについても同様である。

【００２４】一方、トナーの平均粒径が大きくなると、
先の述べたように画像の乱れが目立つようになる。通常
、１０本／ｍｍ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２０μｍ以下
、好ましくは１０μｍ以下が適正条件である。また、ト
ナー粒径が電界に追随するために、トナー粒子の帯電量
が１〜３μＣ／ｇより大きいこと（好ましくは３〜３０
０μＣ／ｇ）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。

【００２５】そして、このようなトナーは、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う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６０ｗｔ％を超えないものが好ましい。トナー粒子
が磁性粒子を含有したものである場合は、トナー粒子が
現像剤搬送担持体に含まれる磁石の磁力の影響を受ける
ようになるから、磁気ブラシの均一形成性が一層向上し
て、しかも、かぶりの発生が防止され、さらにトナー粒
子の飛散も起りにくくなる。しかし、含有する磁性体の
量を多くし過ぎると、キャリア粒子との間の磁気力が大
きくなり過ぎて、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、キャリア粒子との間
で凝集し易くなったりする。特にカラートナーを用いる
場合、磁性体量は３０ｗｔ％以下にしないと鮮明な色が
得られない。

【００２６】以上を纏めると、本発明の現像方法におい
て好ましいトナーは、キャリアについて述べたような樹
脂及びさらに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
公知のトナー微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、特に好ましくは
１０μｍ以下の粒子から成るものである。さらにトナー
の球形化は、流動性の向上、現像剤の撹拌、搬送帯電に
好ましい結果をもたらす。

【００２７】本発明の現像方法においては、以上述べた
ような球状のキャリア粒子とトナー粒子とが従来の二成
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
しく用いられるが、これにはまた、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担持体面の清浄
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、シリコンワニス、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
。

【００２８】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担持体上の
静電像を現像する現像剤搬送担持体に関する条件につい
て述べる。

【００２９】現像剤搬送担持体上に形成する現像剤層の
厚さは、付着した現像剤が厚さの規制ブレードによって
十分に掻き落されて均一な層となる厚さであることが好
ましく、そして、現像剤搬送担持体と像担持体との間隙
は数１０〜１０００μｍが好ましい。現像剤搬送担持体
と像担持体の表面間隙が数１０μｍよりも狭くなり過ぎ
ると、それに対して均一に現像作用する磁気ブラシの穂
を形成するのが困難となり、また、十分なトナー粒子を
現像部に供給することもできなくなって、安定した現像
が行われなくなるし、間隙が１０００μｍ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。このように、現像剤搬送担持
体と像担持体の間隙が極端になると、それに対して現像
剤搬送担持体上の現像剤層の厚さを適当にすることがで
きなくなるが、間隙が１０μｍ〜１０００μｍの範囲で
は、それに対して現像剤層を厚さを適当に形成すること
ができる。そこで、間隙と現像剤層の厚さを振動電界を
与えていない状態の下で磁気ブラシの穂が像担持体の表
面に接触せず、しかもできるだけ近接するような条件に
設定することが特に好ましい。それは、潜像のトナー現
像に磁気ブラシの摺擦による掃き目が生じたり、またか
ぶりが生じたりすることが防止されるからである。

【００３０】さらに、振動電界下での現像は、現像剤搬
送担持体のスリーブに振動するバイアス電圧を印加する
ことによるのが好ましい。また、バイアス電圧には非画
像部分へのトナー粒子の付着を防止する直流電圧とトナ
ー粒子をキャリア粒子から離れ易くするための交流電圧
との重畳した電圧を用いることが好ましい。しかし本発
明は、スリーブへの振動電圧の印加による方法や直流と
交流の重畳電圧印加による方法に限られるのではない。

【００３１】以上述べたような本発明の現像方法は、図
１乃至図４に例示したような装置によって実施される。

【００３２】図４は現像装置１の要部断面を示すもので
あって、１６は感光体、２はハウジング、３は現像スリ
ーブ、４はマグネットローラ、５は現像剤の量を規制す
る剛性を備えた現像剤層形成手段である円柱棒、１５は
円柱棒５を保持するホルダ、６は円柱棒５と現像スリー
ブ３との押圧から、現像剤を搬送可能にするためのバネ
材であり、円柱棒５は現像スリーブ３に対し現像剤が介
在しない状態で一定荷重で押圧される。７および８は第
１および第２撹拌部材、９は供給ローラ、１０はスクレ
ーパ、１１は撹拌仕切板、１２は保護抵抗１３を介して
現像スリーブ３にバイアス電圧を印加するバイアス電源
である。

【００３３】前記現像装置１内に補給されたトナーは矢
示方向に回転する前記第１撹拌部材７と、これと反対方
向に互に重複するように回転する前記第２撹拌部材８と
によりキャリアと充分撹拌混合された上現像剤Ｄとして
前記供給ローラ９を介して前記現像スリーブ３に送られ
る。

【００３４】前記第１撹拌部材７と前記第２撹拌部材８
は互に相反する矢示方向に回転する左巻きの螺旋角をも
ったスクリュー状の部材であって前記第２撹拌部材８の
推力によって奥側に搬送されたトナーとキャリアは、図
面の奥側方向に上縁が低く傾斜する前記撹拌仕切板１１
を順次乗り越えて前記第１撹拌部材７側に移りその推力
によって図面の手前側に搬送され、その間におけるトナ
ーとキャリアとの混合作用によって摩擦帯電がなされた
均質な前記現像剤Ｄとされ、スポンジ状で矢示方向に回
転する前記供給ローラ９によって前記現像スリーブ３周
面上に層状に付着する。

【００３５】また、前記マグネットローラ４のＮ，Ｓ磁
極は通常５００〜１５００ガウスの磁束密度に磁化され
ており、その磁力によって現像スリーブ３の表面に先に
述べたような前記現像剤Ｄの層即ち、磁気ブラシを形成
する。

【００３６】以上のような装置において、前記現像スリ
ーブ３の前記感光体１６に対して表面間隙が数１０〜１
０００μｍの範囲にあるように設定して、該感光体１６
の静電像の現像を行うと、該現像スリーブ３の表面に形
成された磁気ブラシは、該現像スリーブ３あるいは前記
マグネットローラ４の回転に伴ってその表面の磁束密度
が変化するから、振動しながら該現像スリーブ３上を移
動するようになり、それによって該感光体１６との間隙
を安定して円滑に通過し、その際該感光体１６の表面に
対し、均一な現像効果を与えることになって、安定して
高いトナー濃度の現像を可能にする。それには、かぶり
の発生を防ぐため及び現像効果を向上させるために、前
記現像スリーブ３に前記バイアス電源１２によって振動
する交流成分を有したバイアス電圧が接地した前記感光
体１６の基体１６ａとの間に印加されている。このバイ
アス電圧には、先にも述べたように、好ましい直流電圧
と交流電圧の重畳電圧が用いられ、直流成分かぶりの発
生を防止し、交流成分が磁気ブラシに振動を与えて現像
効果を向上する。なお、通常直流電圧成分には非画部電
位と略等しいか、それよりも高い５０〜６００Ｖの電圧
が用いられ、交流電圧成分には１００Ｈｚ〜１０ＫＨｚ
、好ましくは１〜７ＫＨｚの周波数が用いられる。また
交流電圧成分の波形は正弦波に限らず短形波や三角波で
あってもよい。なお、直流電圧成分は、トナー粒子が磁
性体を含有している場合は、非画部電位よりも低くてよ
い。交流電圧成分の周波数が低過ぎると、振動を与える
効果が得られなくなり、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
質画像が得られなくなると言う傾向が現れる。また、交
流電圧成分の電圧値は、周波数も関係するが、高い程磁
気ブラシを振動させるようになりそれだけ効果を増すこ
とになるが、その反面高い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。しかし、現像剤
Ｄのキャリア粒子が樹脂等によって絶縁化及び球形化さ
れていることが絶縁破壊を防止するし、かぶりの発生も
直流電圧成分で防止し得る。なお、交流電圧を印加する
現像スリーブ３を表面を樹脂や酸化被膜によって結像乃
至は半絶縁被覆するようにしてもよい。

【００３７】以上、図１乃至図４は現像スリーブに振動
するバイアス電圧を印加する例を示しているが、本発明
の現像方法はそれに限らず、例えば前記現像スリーブ３
前記感光体１６の現像領域周辺に電極ワイヤを数本張設
して、それに振動する電圧を印加するようにしても磁気
ブラシに振動を与えて現像効果を向上させることはでき
る。その場合も、前記現像スリーブ３には直流バイアス
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。また、本発明の方法は反転
現像などにも同様に適用できる。その場合、直流電圧成
分は前記感光体１６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、本発明の方法は記
録層を有する前記感光体１６の現像や磁気潜像の現像に
も同様に適用するとができる。また、前記感光体１６を
繰返し現像し複数のトナーを重ね合せるカラー像形成す
る、本件出願人が先に特願昭５８−１８４３８１号、同
５８−１８３１５２号、同５８−１８７０００号、同５
８−１８７００１号に記載したような方式にも適用する
ことができる。

【００３８】本発明は前述した問題点を取除いて現像ス
リーブ３面上に均一な現像剤Ｄの薄層を形成するために
現像剤層形成手段である円柱棒５を次のように配設した
。

【００３９】即ち図４に示すように前記マグネットロー
ラ４はＮ及びＳを交互に等間隔に配置した等磁極の１２
極の磁石から構成されるものであるが１極を欠落させて
１１極とし欠落部分に対して前記マグネットローラ４の
幅方向に亘って切欠き溝４ａを設け該切欠き溝４ａをは
さんでその両側はＮ極の磁極を設けて前記現像スリーブ
３内に固定した状態で内包され該現像スリーブ３面上に
反発磁極が形成されるようになっている。そして、前記
現像スリーブ３面には前記切欠き溝４ａをはさんで両側
に形成される反発磁界に対応して図３の矢印で示す現像
剤Ｄの移動方向に２つのピークＰ１，Ｐ２を有する前記
現像スリーブ３面に垂直方向の磁界強度分布の磁場が形
成される。

【００４０】一方、図４に示すように前記円柱棒５は剛
性を有する棒状の部材で前記現像スリーブ３の下方に位
置して上下に移動可能に前記ホルダ１５に軸支されてい
る。そして、前記円柱棒５は固定した前記マグネットロ
ーラ４の図に示す位置に設定された前記切欠き溝４ａと
対向する位置に設けられている。前記ホルダ１５に軸支
される前記円柱棒５の周面と対向する該ホルダ１５の下
面には例えばスポンジ或はばね部材等の弾性部材６が軸
方向に亘って適宜設けられ前記円柱棒５は該弾性部材６
の弾性力によって前記現像スリーブ３面に向けて所定の
押圧力で均一に密着するように押接されている。なお前
記円柱棒５の材質は磁性或は非磁性の何れであってもよ
い。

【００４１】そして、図３に示す前記現像スリーブ３面
に形成される磁力のピークＰ１，Ｐ２間の距離をｄとし
たとき前記円柱棒５の直径φ（ｍｍ）は０．５ｄ≦φ≦
３ｄの範囲内で選択的にその数値が設定されている。

【００４２】前記円柱棒５の直径φが０．５ｄより小さ
いときは前記現像剤Ｄの薄層が均一にできずまた、その
真直度が不完全であると均一な薄層が形成できない。一
方、直径φが３ｄより大きいときは前記現像剤Ｄの流入
する規制位置が磁界強度分布Ｐ１，Ｐ２のピーク間より
大きくなり、反発磁界の規制効果が不充分となる。

【００４３】なお、前記現像スリーブ３の直径は１０〜
３０ｍｍとし前記円柱棒５の直径φは３〜１０ｍｍが好
ましい。磁界ピークＰ１及びＰ２の磁束密度は３００〜
８００ガウス、Ｐ１，Ｐ２間の谷の磁束密度は２００〜
５００ガウスが好ましい。

【００４４】また、前記円柱棒５は前記現像スリーブ３
の周面に押接するタイプとは別に図２に示すように前記
円柱棒５の周面と前記現像スリーブ３の周面とに間隙Ｃ
を設けて配置されてもよい。

【００４５】又、円柱棒５は非磁性体に限らず磁性材料
で構成することもできる。この場合、規制ギャップを拡
げることが可能となる。

【００４６】その間隙Ｃの距離は０．０５〜１．０ｍｍ
の範囲内で選択的にその数値が設定されている。

【００４７】前記円柱棒５は丸棒部材であるため板状部
材に較べて極めて真直度がよく均一に前記現像スリーブ
３面に密着させることができまた間隙を有する場合でも
全域に亘って均一な間隙が得られるようになっている。

【００４８】このように構成される前記現像スリーブ３
面に形成される反発磁界と前記円柱棒５とによって次の
ようにして該現像スリーブ３面に前記現像剤Ｄの薄層が
形成される。

【００４９】即ち、前記現像装置１内に補給されたトナ
ーは矢印方向に回転する前記第１撹拌部材７とこれと反
対方向で互に重複するように回転する前記第２撹拌部材
８とによりキャリアと充分撹拌混合された上前記現像剤
Ｄとして前記供給ローラ９を介して現像スリーブ３に送
られる。

【００５０】前述したように磁力のピークＰ１の位置に
対向する部分では前記現像剤Ｄの穂立ちが密となり前記
切欠き溝４ａに対向する部分では該現像剤Ｄの穂立ちが
疎となる。そして前記円柱棒５が前記切欠き溝４ａと対
向する位置に設けられているので前記現像剤Ｄの穂立ち
が疎の状態のもとで現像剤量の制御が行われる。従って
、前記現像スリーブ３が矢印方向に回転すると図１で示
したように前記円柱棒５の右側に滞留する前記現像剤Ｄ
は該円柱棒５の所定の曲率による曲面に沿って左方に搬
送され前記弾性部材６に抗して前記現像スリーブ３と前
記円柱棒５との間を通過することによって現像剤量が制
御されて該現像スリーブ３面に前記現像剤Ｄの薄層が形
成される。

【００５１】また、前記円柱棒５の有する曲面によって
キャリアのコーティング被膜を損うことなくかつスムー
ズに前記現像剤Ｄが前記円柱棒５を通過して搬送される
。

【００５２】このようにして前記感光体１６に形成され
た静電潜像は良好なトナー画像が現像される。

【００５３】なお、本発明の現像剤層形成手段は前述し
た前記円柱棒５に限らず剛性を有する板状部材で前記現
像スリーブ３面と対向する面が所定の曲率を有する曲面
をもつものであれば前記円柱棒５と同様に均一な前記現
像剤Ｄの薄層が前記現像スリーブ３面上に形成される。

【００５４】なお、前記現像剤Ｄは２成分現像剤につい
て述べた。１成分現像剤も適用可能であるが規制効果は
２成分現像剤の方が効果がある。それは２成分現像剤の
方が磁性キャリアの磁力が高く反発磁界の効果が有効に
働くためである。この効果は先に記したキャリアの粒径
と磁化の条件が最も好ましい。

【００５５】以上説明した構成に基いて前記現像スリー
ブ３と前記円柱棒５との配置条件に対し前記円柱棒５の
直径φと磁界強度分布Ｐ１，Ｐ２の距離と具体的な数値
を設定して実施した実施例１，２，３について以下に説
明する。

【００５６】実施例１実施例１に用いた前記マグネットローラ４は固定で前記
円柱棒５と前記現像スリーブ３とは接触タイプとし前記
円柱棒５の直径は７ｍｍの非磁性ステンレス材、磁界強
度分布Ｐ１，Ｐ２間の距離は５ｍｍに設定する。

【００５７】キャリアとしては球形フェライト粒子をス
プレーコーティング法によりコーティング処理して平均
粒径約３０μｍのコーティングキャリア試料Ｉを得た。

【００５８】この試料Ｉを１０００ガウス下で測定した
ところ、試料Ｉは２０ｅｍｕ／ｇ、また各試料の抵抗率
は１０１４Ωｃｍ以上であった。

【００５９】トナーにスチレン−アクリル樹脂（三洋化
成製ハイマーｕｐ　１１０）１００重量部、カーボンブ
ラック（三菱化成製ＭＡ−１００）１０重量部、ニグロ
シン５重量部からなる平均粒径が１０μｍの粉砕造粒法
によって得られた非磁性粒子からなるものを用い、前記
キャリア試料と混合して現像剤とし、図４に示した現像
装置を備えた複写機に装填して多数枚の連続コピー実験
を行った。

【００６０】この場合、前記感光体１６は無定形シリコ
ン感光体、その周速は１８０ｍｍ／ｓｅｃ、該感光体１
６に形成された静電像の最高電位−５００Ｖ、最低電位
−１００Ｖ、前記現像スリーブ３の外径２０ｍｍ、その
回転数２００ｒｐｍ、主磁極は９００ガウス、前記マグ
ネットローラ４の他のＮ，Ｓ磁極の磁束密度は５００ガ
ウス、Ｐ１，Ｐ２は７００ガウス、Ｐ１，Ｐ２間は５０
０ガウス現像域Ａでの現像剤層の厚さ約０．２ｍｍ、前
記現像スリーブ３と前記感光体１６との間隙０．３ｍｍ
即ち３００μｍ、前記現像スリーブ３に印加するバイア
ス電圧は直流電圧成分−２５０Ｖ、交流電圧成分５ＫＨ
ｚ、５００Ｖとした。すなわち、この場合は、現像剤層
は感光体１６の表面と非接触になっている。

【００６１】現像剤溜りにおける現像剤Ｄのトナー粒子
比率がキャリアに対して１０ｗｔ％になる条件で現像を
行った。トナーの平均帯電量は１５μＣ／ｇであった。

【００６２】テストチャートを被写体として複写を行な
い上記の条件で現像を行って、それを普通紙にコロナ放
電転写器を用いて転写し、表面温度１４０℃の熱ローラ
定着装置に通して定着して複写物を得、その画質を目視
評価した。

【００６３】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が得られた。

【００６４】実施例２実施例２に用いた前記マグネットローラ４は固定で前記
円柱棒５と前記現像スリーブ３とは０．３ｍｍのギャッ
プを有した非接触タイプとし、前記円柱棒５の直径φは
１０ｍｍの非磁性ステンレス材、磁界強度分布Ｐ１，Ｐ
２間の距離は１０ｍｍに設定する。

【００６５】微粉状フェライト１００重量部、スチレン
−アクリル樹脂５０重量を取りボールミル中で予備混合
した後エクストルーダを用い充分溶融混練した。混練物
を冷却しジェット粉砕機で粉砕し、更にスプレードライ
ヤにより約３００℃の熱空気中で処理して球形化し、風
力分級機で分級して平均粒径３０μｍの分散形キャリア
試料ＩＩを得た。試料の磁化を１０００ガウス下で測定
したところ試料２は１５ｅｍｕ、であった。また抵抗率
は両試料とも１０１４Ωｃｍ以上であった。トナーとし
て実施例１に用いたものとほぼ同一の組成を有する平均
粒径約５μｍのものを用い、前記キャリア試料ＩＩと混
合して現像剤を調整し第４図に示した現像装置を備え、
その他の点では実施例１に用いたものと同一の構成を有
する複写機に装填して多数枚の連続コピー試験を行った
。

【００６６】この場合感光体１６の条件は実施例１と同
一であり、前記現像スリーブ３の外径も２０ｍｍ、但し
その回転数は１５０ｒｐｍ、マグネットローラ４の現像
域Ａに対向した磁極の磁束密度は１２００ガウス、他の
磁石体のＮ，Ｓ磁極の磁束密度は５００ガウス、Ｐ１，
Ｐ２は６００ガウス、Ｐ１，Ｐ２間は３００ガウス、現
像剤層の厚さ０．４ｍｍ、前記現像スリーブ３と前記感
光体１６との間隙０．６ｍｍ即ち６００μｍ、現像スリ
ーブ３に印加するバイアス電圧は直流電圧成分−２００
Ｖ、交流電圧成分２ＫＨｚ、１０００Ｖとした。この実
施例では前記現像スリーブ３上の現像剤層は前記感光体
１６の表面に接触してない。現像溜りにおける前記現像
剤Ｄのトナー粒子比率がキャリア粒子に対して２０ｗｔ
％になる条件で現像を行った。トナーの平均帯電量は２
０μＣ／ｇであった。

【００６７】そして、濃度が高い極めて鮮明なものであ
り、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。

【００６８】実施例３実施例３に用いた前記マグネットローラ４は固定で前記
円柱棒５と前記現像スリーブ３とは０．５ｍｍのギャッ
プを有した非接触タイプとし、前記円柱棒５の直径φは
５ｍｍの磁性ステンレス材、とした以外は実施例２と同
じく設定した。すなわち層形成条件を変えた以外は実施
例２で使用したキャリア試料ＩＩ及びトナーを用いて調
整した現像剤を実施例２で使用した複写機に装填して複
写試験を行った。得られた記録紙の画像はエッジ効果や
かぶりのない、そして濃度が高いきわめて鮮明なもので
あり実施例２での画像より、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が得られた。

【００６９】

【発明の効果】本発明の現像スリーブ面上に形成される
反発磁極と曲率を有する現像剤層形成手段（円柱棒）と
によって現像スリーブ面上には均一な現像剤の薄層が形
成され感光体面に良好なトナー画像が現像される。また
、キャリアのコーティング被膜を損うことなくスムーズ
に現像剤が搬送される。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の１実施例による現像剤層形成手段（円柱
棒）と現像スリーブに押接して配置される状態を示す側
面図。図２は本発明の１実施例により現像剤層形成手段
（円柱棒）が現像スリーブに間隙を有して配置される状
態を示す側面図。図３は現像スリーブ面の磁界強度分布
を示す図。図４は本発明の１実施例による現像装置の構
成を示す側断面図。

【符号の説明】

１…現像装置　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　３…現像スリーブ４…マグネットローラ　　　　　　　　　　　　　　　
　４ａ…切欠き溝５…円柱棒（現像剤層形成手段）　　
　　　　６…弾性部材１５…ホルダ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　１６…感光体Ｄ…
現像剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性キャリアとトナーとからなる２成分現
像剤を用いた画像形成装置の現像装置において、前記現
像剤を磁気的に保持して搬送する現像スリーブ内に同極
磁極を並置して反発磁界を形成すると共に該反発磁界の
形成された該現像スリーブ面と対向し先端部に曲率を有
して現像剤を規制する現像剤層形成手段を設けたことを
特徴とする現像装置。
【請求項２】請求項１において前記現像層形成手段は前
記現像スリーブ面に押接して設けたことを特徴とする現
像装置。
【請求項３】請求項１において前記現像層形成手段は前
記現像スリーブ面に対して０．０５〜１．０ｍｍの間隔
を有して設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】請求項１，２，３において前記現像スリー
ブ面上での磁力のピーク間隔をｄとしたとき前記現像剤
層形成手段の先端部の直径φは０．５ｄ≦φ≦３ｄの範
囲に設定したことを特徴とする現像装置。