JPH07181809A

JPH07181809A - 現像方法及び現像装置

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Publication number: JPH07181809A
Application number: JP5346349A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yamaji; 雅章山路
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-07-21
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JP3397416B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ハイライト・ハーフトーン領域の再現性が良
好で、画像のガサツキがなく、濃度むらがなく、鮮明で
高画質な画像を長期にわたって得られるようにする。【構成】像担持体３に対して相対移動し、内部に複数
の磁界発生手段２３を具備した非磁性円筒のアルミニウ
ムからなる現像剤支持手段２１に、非磁性トナーと磁性
キャリアからなる２成分現像剤Ｄを支持して、現像剤層
厚規制手段２５により現像剤Ｄの層厚を規制した後、こ
の現像剤Ｄを現像位置へ供給し、像担持体３を現像する
磁気ブラシ式の現像方法において、磁界の強さ１０００
ガウスにおける単位体積当たりの磁化の強さが１５０em
u/cm³ 以下の磁性キャリアを用いて、現像剤層厚規制手
段２５付近における現像剤による圧力を低減して規制す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式あるいは
静電記録方式にて像担持体に形成された静電潜像を可視
化（現像）するための現像方法及び装置に関し、特に乾
式現像剤を用いて現像を行う現像方法及び装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写装置、静電記録装置、磁気
記録装置等の画像形成方法として、磁気ブラシ現像方法
が広く用いられている。この磁気ブラシ現像方法として
は磁性トナーを用いた１成分現像方式と非磁性トナーと
磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いた２成分現像
方式がある。１成分現像方式は、構成は簡単であるがト
ナーに磁性体が含まれるため所望の色の画像を得ること
が困難である。一方、２成分現像方式は非磁性トナーを
用いているのでカラー画像を形成するのに適している。

【０００３】この２成分磁気ブラシ現像方法の１つとし
て現像容器に回転自在に取付けた現像剤支持手段として
の非磁性円筒（以下スリーブと称す）とこのスリーブ内
にあって固定された複数の磁極を配置した磁界発生手段
としての磁石ローラとスリーブ上の現像剤の層厚を規制
する現像剤層厚規制手段としての規制ブレードとを具備
し、スリーブの回転により現像剤を搬送するもので、像
担持体と略対向した現像位置に磁石（以下現像磁極と称
す）を配設し、磁気ブラシを像担持体にしゅう擦し現像
を行なうブラシ摺擦現像方法が広く知られている。

【０００４】この種の現像方法は、現像領域へ現像に寄
与する現像剤を充分に供給することが出来るので、高画
像濃度を得ることが出来るが、現像位置において磁気ブ
ラシの穂が疎であるために、特にハイライト、ハーフト
ーン濃度領域においてガサツキのある貧弱な画像となる
場合があった。

【０００５】一方、現像装置は低価格の方が望ましく、
そのためには、スリーブの材質はアルミニウムが好まし
く、且つスリーブの肉厚は薄い方が好ましい。しかし、
従来の２成分現像装置では、現像剤によるスリーブに対
する圧力が大きい為、肉厚の薄いアルミニウム製のスリ
ーブを適用することは出来なかった。

【０００６】また、近来、高画質画像の要求が高まって
おり、様々の原稿画像、特にフルカラー画像に対して大
きな要求となっている。従って、ベタ黒部の画像濃度を
十分に高く維持しながらハイライト部の再現性を良好に
し、ハーフトーン部においても緻密な画像を得ることが
必要とされている。

【０００７】このことから、例えば、２成分現像剤のト
ナー及び磁性キャリアを小粒径化すると画質は良好にな
るもののキャリア付着を生じ、ひどい場合は画像の欠損
を生じることがあった。

【０００８】又、磁性キャリアの飽和磁化を小さくする
ことにより穂を緻密にする方法が試みられているが、こ
の場合もキャリア付着の問題を生じる。

【０００９】このキャリア付着を防止するには、スリー
ブ上にキャリアを引きつける磁気的吸引力（以下磁気力
とも称す）を大きくすればよい。そのためには、スリー
ブ上の磁束密度を大きくする方が有利である。このこと
から、スリーブの肉厚を薄くし、スリーブ表面〜磁石表
面間の距離を小さくすることが試みられている。この場
合、製造コスト、寸法精度の面から、スリーブの材質は
アルミニウムが好ましい。

【００１０】尚、磁性トナーを用いた１成分現像方式の
場合にはかぶり・飛散の問題を生じる場合がある。これ
を防止するには、スリーブ上に磁性トナーを引きつける
磁気的吸引力を大きくすればよい。この場合も前述の方
法が適用可能である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スリー
ブの材質としてアルミニウムを用いた場合は、強度面に
不安がある。特に、スリーブの肉厚を薄くし、スリーブ
表面〜磁石表面間の距離を小さくすることによりスリー
ブ上の磁束密度を大きくした場合は、磁気的吸引力が大
きくなるので、スリーブへかかる圧力が増大する。

【００１２】一方、従来の構成においては、規制ブレー
ドにおいて規制された現像剤が規制ブレード付近に溜ま
り、次々と搬送されてくる現像剤により大きな圧力がか
かる。この規制ブレード付近において、この現像剤によ
るスリーブへかかる本来の圧力と磁気的吸引力の増大に
よるスリーブへの圧力の増大という相乗効果とスリーブ
自体の強度低下とにより、スリーブが変形したり、磨耗
したりすることがあった。スリーブが変形すると、スリ
ーブ上のコート量が変動し、画像濃度のむらを生じる場
合があり、又、スリーブが磨耗すると、スリーブの表面
性が変わることから、画質が変化することがあった。

【００１３】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、低コストで簡単な構成でありながら、キャリア付
着を抑制すると共に、規制ブレード付近における現像剤
によるスリーブへかかる圧力を低減して、アルミスリー
ブの強度を保持し、ハイライト、ハーフトーン領域の再
現性が良好で、画像のガサツキがなく、濃度むらがな
く、鮮明で高画質な画像を長期にわたって安定して得る
ことである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、像担持体に対して相対移動し、内
部に複数の磁界発生手段を具備した非磁性円筒のアルミ
ニウムからなる現像剤支持手段に、非磁性トナーと磁性
キャリアからなる２成分現像剤を支持して、現像剤層厚
規制手段により現像剤の層厚を規制した後、この現像剤
を現像位置へ供給し、前記像担持体を現像する磁気ブラ
シ式の現像方法において、磁界の強さ１０００ガウスに
おける単位体積当たりの磁化の強さが１５０emu/cm³ 以
下の磁性キャリアを用いて、前記現像剤層厚規制手段部
付近における現像剤による圧力を低減して規制すること
を特徴とする。

【００１５】また、非磁性トナーと磁性キャリアからな
る２成分現像剤を用い、像担持体に対向して相対移動
し、内部に複数の磁界発生手段を具備した現像剤支持手
段と、該現像剤支持手段上の現像剤の層厚を規制する現
像剤層厚規制手段とを具備し、前記像担持体を現像する
磁気ブラシ式の現像装置において、前記磁性キャリアの
単位体積当たりの磁化の強さが磁界の強さ１０００ガウ
スにおいて１５０emu/cm³ 以下であることと、前記現像
剤支持手段が非磁性円筒のアルミニウムからなることを
特徴とする。

【００１６】そして、現像位置における現像剤支持手段
表面と磁界発生手段表面の距離をＸ１とし、現像剤層厚
規制手段近傍における現像剤支持手段表面と磁界発生手
段表面の距離をＸ２としたときに、Ｘ１＜Ｘ２であるの
が好ましい。

【００１７】また、前記非磁性円筒のアルミニウムの肉
厚が０．５ｍｍ以下であるのが望ましい。

【００１８】また、磁性トナーを用い、像担持体に対向
して相対移動し、内部に複数の磁界発生手段を具備した
現像剤支持手段と、現像剤支持手段上の磁性トナーの層
厚を規制する現像剤層厚規制手段とを具備し、像担持体
を現像する磁気ブラシ式の現像装置において、前記磁性
トナーの単位体積当たりの磁化の強さが磁界の強さ１０
００ガウスにおいて１５０emu/cm³ 以下であることと、
前記現像剤支持手段が非磁性円筒のアルミニウムからな
るようにしてもよい。

【００１９】

【作用】本発明による現像方法によれば、像担持体に対
して相対移動し、内部に複数の磁界発生手段を具備した
非磁性円筒のアルミニウムからなる現像剤支持手段に、
非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を支
持して、現像剤層厚規制手段により現像剤の層厚を規制
した後、この現像剤を現像位置へ供給し、像担持体を現
像する磁気ブラシ現像方法において、磁界の強さ１００
０ガウスにおける単位体積当たりの磁化の強さが１５０
emu/cm³ 以下の磁性キャリアを用いて、現像剤層厚規制
手段部付近における現像剤による圧力を低減して規制す
ることにより、現像剤支持手段の変形・磨耗を防止する
ことが出来るので、キャリア付着の抑制をしながら、ハ
イライト・ハーフトーン領域の再現性が良好で、緻密
で、鮮明で高画質な画像を安定して得ることが出来る。

【００２０】又、本発明による現像装置によれば、非磁
性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用い、
像担持体に対向して相対移動し、内部に複数の磁界発生
手段を具備した現像剤支持手段と、現像剤支持手段上の
現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制手段とを具備
し、像担持体を現像する磁気ブラシ現像装置において、
前記磁性キャリアの単位体積当たりの磁化の強さを磁界
の強さ１０００ガウスにおいて１５０emu/cm³ 以下と
し、前記現像剤支持手段を非磁性円筒のアルミニウムと
することにより、キャリア付着の抑制をし、且つ鮮明で
高画質な画像を得ると共に、現像剤支持手段の変形・磨
耗を防止することが出来るので、高画質な画像を安定し
て維持することが出来る。

【００２１】又、別の本発明による現像装置によれば、
磁性トナーを用い、像担持体に対向して相対移動し、内
部に複数の磁界発生手段を具備した現像剤支持手段と、
現像剤支持手段上の磁性トナーの層厚を規制する現像剤
層厚規制手段とを具備し、像担持体を現像する磁気ブラ
シ現像装置において、前記磁性トナーの単位体積当たり
の磁化の強さを磁界の強さ１０００ガウスにおいて１５
０emu/cm³ 以下とし、前記現像剤支持手段を非磁性円筒
のアルミニウムとすることにより、磁性トナーのかぶり
・飛散を抑制しながら、高画質な画像を安定して維持す
ることが出来る。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）以下に本発明の一実施例を添付図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明が適用できる画像形成装
置の第１の実施例を示す。図には省略したが、像担持体
としての感光ドラム３の周囲には周知の電子写真プロセ
ス手段である帯電機構、画像露光機構、転写機構、クリ
ーニング機構、除電機構等が配設されている。なお、本
画像形成装置は、画像露光手段としてレーザービームを
用い濃度信号をＰＷＭ変調している。

【００２３】２０は非磁性トナーと硬強磁性粒子（キャ
リア）を含む２成分現像剤Ｄを収納した容器である。２
１は、現像剤支持手段としてのアルミニウムの非磁性円
筒（スリーブ）であり、矢印に示す反時計方向に回転し
て、容器２０内で供給された現像剤Ｄを支持搬送する。
この支持搬送された現像剤Ｄ中のトナーは現像領域にお
いて矢印方向に移動する感光ドラム３に形成された潜像
を可視化する。スリーブ２１には、電源２２により、交
流電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加さ
れる。尚、振動バイアス電圧の波形としては矩形波、サ
イン波等が使用できる。２５は、容器２０の出口におい
てスリーブ２１と小間隔を介して対向した現像剤層厚規
制ブレード（規制ブレード）で、スリーブが現像領域に
支持搬送する現像剤層の厚みを規制する。

【００２４】非磁性スリーブ２１内には磁界発生手段と
してのローラ状の磁石２３が固定配置されている。図示
例では、この磁石２３は表面に３つのＮ極Ｎ₁ 、Ｎ₂ 、
Ｎ₃、及び２つのＳ極Ｓ₁ 、Ｓ₂ を有している。この磁
極内、Ｎ₃ 極と、Ｎ₂ 極は同極性であて、両者間に反発
磁界を形成し、現像領域を通過した現像剤をスリーブ２
１から一端離脱させるのに寄与する。

【００２５】スリーブ２１から一旦離脱した現像剤は、
スクリュー２４により容器内の現像剤と混合撹拌され
る。撹拌された現像剤はＮ₂ 極の磁力によってスリーブ
２１上に吸着され、Ｓ₂ 極を経て現像領域に搬送され
る。

【００２６】Ｌはスリーブ２１の回転中心と感光ドラム
３の回転中心を結んだ一点鎖線であり、スリーブ２１と
感光ドラム３の対向中心を示すものであり、この部分で
スリーブ２１と感光ドラム３は最近接位置となってお
り、現像領域（現像位置）の中央位置でもある。

【００２７】Ｓ₁ 極は現像主極であり、θはスリーブ２
１の回転中心に対する現像主極Ｓ₁と一点鎖線Ｌとの角
度である。即ち、現像主極Ｓ₁ はスリーブ２１の回転方
向に対して現像中央位置よりも上流側に位置している。
現像主極Ｓ₁ を上流側に配置することにより画質が良好
になる。

【００２８】なお、上流、下流という用語は現像進行方
向に関して用いられるものとする。

【００２９】次に、キャリア付着について説明する。

【００３０】キャリア付着とは、キャリアが感光ドラム
３に付着される現象である。感光ドラムにキャリアが付
着されると、転写時において転写材と感光ドラムの間に
エアーギャップを生じ、そのためこの部分での電界が弱
まり、キャリアの近傍にある画像の転写が不十分とな
り、画像欠損を生じる場合があった。このキャリアが転
写材上に転写されると、転写されたキャリアが転写材上
に定着されないだけでなくその近傍のトナーも定着され
ないことがあり定着不良を生じることがある。この未定
着画像が擦り取られると、画像欠損を生じ、転写材の汚
染を生じる。又、未定着のキャリアが定着時に移動し、
他の画像に欠損を生じることもあった。逆に、感光ドラ
ムに付着したキャリアが転写紙上に転写されずにそのま
ま残っていると、クリーナーでキャリアを除去するとき
に感光ドラムを傷つけてしまうことがあり、そのため画
像に欠損を生じることがあった。

【００３１】又、トナーとキャリアは互いに逆極性に帯
電する。即ち、トナーが正に帯電する場合はキャリアは
負に、トナーが負に帯電する場合はキャリアは正に帯電
する。従って、トナーは画像部へ付着し、現像される
が、キャリアは非画像部に付着され易い。このキャリア
付着は非画像部とスリーブとのコントラスト電位（Ｖｂ
ａｃｋ）に影響される。このＶｂａｃｋが小さい場合
は、非画像部にもトナーが付着する所謂「かぶり」を生
じ易く、逆にＶｂａｃｋが大きい場合は、非画像部に
「キャリア付着」を生じ易くなる。現像電界として直流
電界のみを印加する場合は、非画像部とスリーブとの間
にはＶｂａｃｋ電位がかかるだけであるが、本実施例の
ように振動バイアス電圧を印加する場合には、最大「１
／２・振幅電圧（ピーク間電圧）＋Ｖｂａｃｋ」の電位
がかぶるので、「キャリア付着」を生じ易くなる。上記
振動バイアスを用いる方法は、画質を向上させる効果は
あるものの、前述の様に「キャリア付着を生じ易い」と
いう問題がある。

【００３２】又、本実施例のように画質を良好にするた
めに、磁界の強さ１０００ガウスにおける磁化の大きさ
が小さいキャリアを用いる場合は、スリーブ上へキャリ
アを拘束する力が弱くなるので、「キャリア付着を生じ
易くなる」という問題がある。

【００３３】このキャリア付着を防止するには、現像領
域において現像剤支持手段であるスリーブ上にキャリア
を引きつける磁気的吸引力を大きくする必要がある。

【００３４】そのための方法としては、１）スリーブ上
の磁束密度を大きくすることと、２）磁束密度分布の形
状を工夫して現像領域（特に現像後半）における磁気力
を大きくすること（例えば現像領域後半に磁気力のピー
クを配置させる）等がある。一般にスリーブ上の磁束密
度は大きい程有利である。

【００３５】次に、スリーブ上の磁束密度を大きくする
方法について具体的に説明する。

【００３６】スリーブ上の磁束密度を大きくするには磁
石表面の磁束密度を大きくすればよいが、磁石の材質・
着磁方法によって異なる磁束密度の大きさには限界があ
る。このように磁石表面の磁束密度の大きさには限界が
あるが、以下に示す方法によれば、磁石表面の磁束密度
が同じであってもスリーブ上の磁束密度を大きくするこ
とができる。

【００３７】図２は、現像ローラの構成図であり、非磁
性スリーブ２１内にはローラ状の磁石２３が固定配置さ
れている。Ｘは磁石表面とスリーブ表面の距離、ｇは磁
石表面とスリーブ間の間隔（ギャップ）、ｔはスリーブ
の肉厚である。スリーブ上の磁束密度を大きくするには
前述の磁石表面とスリーブ表面の距離Ｘを短くすること
が効果的である。

【００３８】磁石表面とスリーブ表面の距離を短くする
には、１）スリーブの肉厚を薄くする、２）スリーブと
磁石表面のギャップを狭くする、ことが必要である。

【００３９】１）のスリーブの肉厚を薄くすると、スリ
ーブの強度が弱くなる、スリーブの寸法精度を出すのが
難しくなる、等の問題があり、２）のスリーブと磁石表
面のギャップを狭くしすぎると、スリーブと磁石表面が
擦れる場合があり、十分に機能を果たせない等の問題が
ある。従って、磁石表面とスリーブ表面の距離を短くす
ることには自ずと限界がある。

【００４０】本実施例では、製造コストが安いことと寸
法精度の高いものが得られることから、スリーブの材質
としてはアルミニウムを使用して、スリーブの肉厚を
０．５ｍｍとした。

【００４１】尚、本実施例においては、負帯電性のトナ
ーを用い、反転現像を行った。

【００４２】次に、本発明における現像剤について説明
する。本発明に好適に使用される現像剤Ｄは、非磁性ト
ナーと磁性粒子（キャリア）とからなる２成分現像剤で
ある。

【００４３】本発明においてトナーは着色樹脂粒子（結
着樹脂、着色剤、必要に応じてその他添加剤を含有）そ
のもの、及びコロイダルシリカ微粉末のごとき外添剤が
外添されている着色粒子を包含している。本実施例にお
いては、負帯電性のポリエステル系樹脂で体積平均粒径
８μｍのトナーを用いている。磁性キャリアはフェライ
ト粒子に極く薄い樹脂コーティングを施した重量平均粒
径４５μｍのものを使用した。磁性キャリアの単位体積
当たりの磁化の強さは、磁界の強さ１０００ガウスにお
いて３７emu/cm³ （以下σ１０００（emu/cm³ ）と称す
る。）、透磁率は約５．０であった。

【００４４】着色剤を含有した負帯電樹脂トナーで、本
発明者が実験により確認したところ、ガサツキのない緻
密な画像を得るには磁性キャリアのσ１０００を１５０
emu/cm³ 以下にすることが有効であることが解かった。
これは、磁性キャリアのσ１０００を１５０emu/cm³ 以
下にすることにより現像スリーブ上の磁気ブラシ密度を
高めることができ、その為ガサツキのない緻密な画像が
得られたものと思われる。

【００４５】更に、本発明者が磁性キャリアのσ１００
０に着目して検討したところ、以下に示すことが判明し
た。

【００４６】図３は、磁性キャリアのσ１０００の異な
る種々の現像剤を用いて、現像装置の回転トルクを測定
したものである。現像剤中の磁性キャリアの磁気特性と
現像装置の回転トルクに相関があり、磁性キャリアのσ
１０００の値が小さい方が回転トルクが小さいという傾
向があった。この回転トルクは主に規制ブレードにおい
て規制された現像剤が規制ブレード付近に溜まり、次々
と搬送されてくる現像剤により大きな圧力がかかること
から生じるものと思われる。磁性キャリアのσ１０００
の値が小さければ、現像剤がスリーブへ引きつけられる
磁気的吸引力が小さいことから、規制ブレード付近に現
像剤が溜まりにくくなり、回転トルクが減少するものと
思われる。又、この回転トルクが小さい方が現像装置の
コストを安価にできる。この回転トルクの目安を５Ｋｇ
ｆｃｍとする場合、磁性キャリアのσ１０００は１５０
emu/cm³ 以下にすることが有効である。

【００４７】図４は、磁性キャリアのσ１０００の異な
る種々の現像剤を用いて、現像装置を一定時間空回転し
た後、画像を形成し、画質のレベル（ガサツキの少な
さ）を評価したものであり、数値が大きい程良好である
ことを示している。図に示すように現像剤中の磁性キャ
リアの磁気特性と画質のレベルに相関があり、磁性キャ
リアのσ１０００の値が小さい方が画質のレベルが良好
であるという傾向があった。この様に磁性キャリアのσ
１０００の値を小さくすることにより、画像のガサツキ
がなく、鮮明で高画質な画像を長期にわたって安定して
得ることができる。

【００４８】この様に、磁性キャリアのσ１０００の値
を１５０emu/cm³ 以下にすることとアルミニウムのスリ
ーブとを組み合わせることによって、その相乗効果によ
りキャリア付着の抑制をし、且つ鮮明で高画質な画像を
安定して維持することが出来る。

【００４９】本実施例においては磁性粒子として重量平
均粒径が２０〜１００μｍ、好ましくは３０〜７０μｍ
で、抵抗値が１０⁷ Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０⁸ Ω
・ｃｍ以上のものを用いた。

【００５０】次に数値例につき説明する。本実施例にお
いては、感光ドラム３の暗部電位（背景部電位）を−７
００Ｖ、明部電位（可視部電位）を−２００Ｖとした。
スリーブ２１に印加する振動バイアス電圧２２は、周波
数が２ＫＨｚ、ピーク間電圧Ｖ_p-p が２ＫＶの交流電圧
に、直流電圧−５５０Ｖを重畳したものである。感光ド
ラム３の周速は１６０ｍｍ／ｓｅｃ、外径は８０ｍｍ、
現像スリーブ２１の周速は２８０ｍｍ／ｓｅｃとした。
感光ドラム３とスリーブ２１の最近接距離は０．５ｍｍ
とした。スリーブ２１と規制ブレード２５の間隔は０．
８ｍｍとした。

【００５１】スリーブ２１の外径は３２．０ｍｍ、肉厚
ｔは０．５ｍｍ、磁石ローラ２３の外径は３０．４ｍ
ｍ、磁石２３とスリーブ２１との間隔ｇは０．３ｍｍと
した。従って磁石２３表面とスリーブ２１表面間の距離
Ｘは、０．８ｍｍとなる。

【００５２】このとき、スリーブ２１内に固定する磁石
である現像主極Ｓ₁ のスリーブ上の磁束密度は１５００
ガウスであった。

【００５３】本実施例の現像画像の画質評価を行ったと
ころ、キャリア付着がなく、低濃度領域（ハイライト領
域）、中間濃度領域（ハーフトーン領域）の再現性が良
好で、画像のガサツキがなく、濃度むらがなく、鮮明で
高画質な画像が長期にわたって安定して得られた。な
お、かぶり、トナー飛散も生じなかった。

【００５４】次に、本実施例と従来例との比較について
説明する。

【００５５】（比較例１）本比較例は従来例であり現像
ローラの構成と使用した現像剤が異なるほかは実施例１
と同様の構成である。即ち、スリーブの材質はステンレ
スであり、スリーブ２１の外径は３２．３ｍｍ、肉厚ｔ
は０，８ｍｍ、磁石ローラ２３の外径は２９．３ｍｍ、
磁石とスリーブ間の間隔ｇは０，７ｍｍとした。従って
磁石表面とスリーブ表面間の距離Ｘは、１．５ｍｍとな
る。このとき、スリーブ内に固定する磁石である現像主
極Ｓ₁ のスリーブ上の磁束密度は９８０ガウスであっ
た。

【００５６】現像剤に関しては、実施例１とは磁性キャ
リアが異なるだけである。即ち、磁性キャリアはσ１０
００が２３２emu/cm³ のものを用いた。

【００５７】実施例１と同様の条件にて画像形成を行っ
たところ、キャリア付着はなく良好であったものの、画
質についてはハイライト領域、ハーフトーン領域の再現
性に劣り、ガサツキがあり、貧弱な画像であった。

【００５８】（比較例２）本比較例は実施例１と同様の
構成であり、使用した現像剤が異なるだけである。現像
剤は、比較例１と同一のものを用いた。

【００５９】実施例１と同様の条件にて画像形成を行っ
たところ、キャリア付着はなく良好であったものの、画
質についてはハイライト領域、ハーフトーン領域の再現
性に劣り、ガサツキがあり、貧弱な画像であった。

【００６０】（実施例２）本実施例は実施例１とは現像
ローラの構成が異なるだけであり、その他は同様の構成
である。

【００６１】図５は、現像ローラの構成図であり、非磁
性スリーブ２１内には略ローラ状の磁石２３が固定配置
されており、磁石２３の現像主極Ｓ₁ は他の部分よりも
段差ｄ１だけ肉厚が大きくなっている。Ｘ１は現像主極
部における磁石表面とスリーブ表面の距離、ｇ１は現像
主極部における磁石表面とスリーブ間の間隔（ギャッ
プ）、ｔはスリーブの肉厚である。Ｘ２は規制ブレード
部における磁石表面とスリーブ表面の距離、ｇ２は規制
ブレード部における磁石表面とスリーブ間の間隔（ギャ
ップ）である。

【００６２】キャリア付着を防止する必要から、現像主
極Ｓ₁ の磁束密度は大きい方が好ましく、規制ブレード
付近に溜まっている現像剤による圧力（磁気的吸引力）
を低減するためにはカット極Ｓ₂ の磁束密度は小さい方
が好ましいので、この様に現像主極部分に段差を設けて
距離Ｘ１を短くすることにより現像主極Ｓ₁ の磁束密度
を効果的に増大させながら、カット極Ｓ₂ の磁束密度を
効果的に低減させることが出来る。

【００６３】次に数値例につき説明すると、本実施例に
おいては、スリーブ２１の外径は３２．０ｍｍ、肉厚ｔ
は０．５ｍｍ、磁石ローラ２３の外径は３０．２ｍｍ、
現像主極部における磁石２３とスリーブ２１との間隔ｇ
１は０．２ｍｍ、規制ブレード部における磁石２３とス
リーブ２１との間隔ｇ２は０．４ｍｍとした。従って現
像主極部における磁石２３表面とスリーブ２１表面間の
距離Ｘ１は０．７ｍｍ、規制ブレード部における磁石２
３表面とスリーブ２１表面間の距離Ｘ２は、０．９ｍｍ
となる。

【００６４】このとき、スリーブ２１内に固定する磁石
である現像主極Ｓ₁ のスリーブ上の磁束密度は１５４０
ガウス、カット極Ｓ₂ のスリーブ上の磁束密度は７２０
ガウスであった。

【００６５】実施例１と同様の条件にて画像形成を行っ
たところ、キャリア付着がなく、低濃度領域（ハイライ
ト領域）、中間濃度領域（ハーフトーン領域）の再現性
が良好で、画像のガサツキがなく、濃度むらがなく、鮮
明で高画質な画像が長期にわたって安定して得られた。
なお、かぶり、トナー飛散も生じなかった。

【００６６】ところで、以上の例に於いては図６に示す
ヒステリシス特性を有するキャリア、即ち軟強磁性体キ
ャリアを使用したが、図７に示すようなヒステリシス特
性を有するキャリア、即ち硬強磁性体キャリアを使用す
ることもできる。

【００６７】図７のような、硬強磁性キャリアは、保磁
力Ｈｃ及び残留磁化σｒを有することを特徴としてい
る。硬強磁性キャリアは残留磁化σｒを有するため、外
部磁場が弱まった状態（現像部から離れた状態）におい
ても磁化が残留するためキャリア−キャリア間の引き合
う力が強くなり、軟強磁性キャリアに比べてキャリア付
着（画像部にキャリアが付着し画像を乱す現象）防止の
点で有利となる。

【００６８】（実施例３）本実施例は現像剤が異なるこ
とと、それに伴い、現像ローラの構成が異なるほかは実
施例１と同様の構成である。即ち、現像剤のキャリアの
みを変更したものであり、軟強磁性体キャリアではなく
硬強磁性体キャリアを用いたものである。用いた現像剤
のキャリアとしては、保持力Ｈｃが約２０００（Ｏｅ）
で、磁化の強さσ１０００が１５０emu/cm³ 以下のもの
を用いた。

【００６９】本実施例に好適に用いられる硬強磁性粒子
としては、例えば、表面酸化又は未酸化の鉄、ニッケ
ル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属、及
びそれらの合金又は酸化物、フェライト等が使用され、
これら磁性粒子の製造方法は、特に制限されない。又、
上記、硬強磁性粒子を芯材として周知の方法で樹脂被覆
してもよい。本実施例においては硬強磁性粒子として重
量平均粒径が２０〜１００μｍ、好ましくは３０〜７０
μｍで、抵抗値が１０⁷ Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０
⁸ Ω・ｃｍ以上のものを用いた。

【００７０】現像ローラの構成は、実施例１では磁石２
３は表面に３つのＮ極Ｎ₁ 、Ｎ₂ 、Ｎ₃ 、及び２つのＳ
極Ｓ₁ 、Ｓ₂ の合計５つの磁極を有していたが、本実施
例では図８に示すように磁石２３は表面に３つのＮ極Ｎ
₁ 、Ｎ₂ 、Ｎ₃ 、及び３つのＳ極Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ の合
計６つの磁極を有している。硬強磁性体キャリアを用い
た場合、反発磁界を形成すると、現像剤の搬送が難しく
なるため、これを考慮してこの様な構成とした。

【００７１】実施例１と同様な条件にて画像形成を行っ
たところ、キャリア付着がなく、低濃度領域（ハイライ
ト領域）、中間濃度領域（ハーフトーン領域）の再現性
が良好で、画像のガサツキがなく、濃度むらがなく、鮮
明で高画質な画像が長期にわたって安定して得られた。
なお、かぶり、トナー飛散も生じなかった。

【００７２】（実施例４）本実施例は実施例３と同じ現
像剤（強磁性体キャリア）を用いて現像装置の構成を換
えたものである。本実施例の現像装置について図９を用
いて詳細に説明する。

【００７３】図９において、１２０は非磁性トナーと磁
性キャリア粒子を含む２成分現像剤Ｄを収納した容器で
ある。１２１は、現像剤支持手段としてのアルミニウム
の非磁性円筒（スリーブ）であり、非磁性スリーブ１２
１内には表面に６つのＮ極と６つのＳ極を有している磁
石ローラ１２３が回転自在に配設されている。この非磁
性スリーブ１２１は矢印に示す反時計方向に回転し、磁
石ローラ１２３は矢印に示す時計方向に回転し、容器１
２０内で供給された現像剤Ｄを支持し、現像位置に搬送
する。１２５は、容器１２０の出口においてスリーブ１
２１と小間隔を介して対向した現像剤層厚規制手段とし
ての規制ブレードで、スリーブが現像領域に支持搬送す
る現像剤層の厚みを規制する。現像スリーブ１２１の両
端部には、回動可能に配設された不図示の規制コロが配
設されており、感光ドラムと現像スリーブの間隔を一定
に保っている。現像剤中のトナーは現像領域において矢
印方向に移動する感光ドラム３に形成された潜像を可視
化する。スリーブ１２１には、電源１２２により、交流
電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加さ
れ、振動電界が形成される。なお、振動バイアス電圧の
波形としては矩形波、サイン波等が使用できる。

【００７４】このような構成にすると、スリーブ１２１
だけでなく磁石ローラ１２３をも回動させるため、現像
剤の搬送能力が向上し、更に、磁石ローラ１２３の回動
により現像剤を擾乱させながら、しかも振動電界中で現
像を行なうので、現像効率が極めて向上するため、より
高濃度の画像を得ることができる。

【００７５】次に数値例につき説明する。本実施例にお
いては、感光ドラム３の暗部電位（背景部電位）を−７
００Ｖ、明部電位（可視部電位）を−２００Ｖとした。
スリーブ１２１に印加する振動バイアス電圧２２は、周
波数が２ＫＨｚ、ピーク間電圧Ｖ_p-p が２ＫＶの交流電
圧に、直流電圧−５５０Ｖを重畳したものである。感光
ドラム３の周速は１６０ｍｍ／ｓｅｃ、外径は８０ｍ
ｍ、現像スリーブ１２１の周速は９０ｍｍ／ｓｅｃ、磁
石ローラ１２３の回転数は２７００ｒｐｍとした。感光
ドラム３とスリーブ１２１の最近接距離は０．５ｍｍと
した。スリーブ１２１と規制ブレード１２５の間隔は
０．６ｍｍとした。

【００７６】スリーブ１２１の外径は３２．０ｍｍ、肉
厚ｔは０．５ｍｍ、磁石ローラ１２３の外径は３０．４
ｍｍ、磁石１２３とスリーブ１２１との間隔ｇは０．３
ｍｍとした。従って磁石１２３表面とスリーブ１２１表
面間の距離Ｘは、０．８ｍｍとなる。このとき、６つの
Ｎ極と６つのＳ極の各磁極のスリーブ１２１上の磁束密
度は１１００ガウスであった。

【００７７】実施例１と同様の条件にて画像形成を行っ
たところ、キャリア付着がなく、低濃度領域（ハイライ
ト領域）、中間濃度領域（ハーフトーン領域）の再現性
が良好で、画像のガサツキがなく、濃度むらがなく、鮮
明で高画質な画像が得られた。

【００７８】本実施例ではスリーブ１２１上の磁束密度
が１１００ガウス程度であったが、この様に、キャリア
付着に対して良好な結果であった。これには種々の理由
が考えられるが、１つには、硬強磁性キャリアを使用し
ているので、前述したように、軟強磁性キャリアに比べ
てキャリア付着防止の点で有利であることによると思わ
れる。

【００７９】（実施例５）本実施例は用いた現像剤が異
なることと規制ブレードの位置が異なるほかは実施例１
と同様の構成である。即ち、図１０に示す現像装置に
て、現像剤としての１成分磁性トナーを用い、スリーブ
２２１と規制ブレード２２５との間隔を０．３ｍｍとし
てスリーブ上にトナーを薄層コーティングし、ジャンピ
ング現像により潜像を可視化した。

【００８０】磁性トナーは着色樹脂粒子（結着樹脂、着
色剤、必要に応じてその他添加剤を含有）そのもの、及
びコロイダルシリカ微粉末のごとき外添剤が外添されて
いる着色粒子を包含している。本実施例においては、体
積平均粒径が６μｍで、σ１０００の値が６６emu/cm³
の負帯電性トナーを用いている。

【００８１】実施例１と同様の条件にて画像形成を行っ
たところ、かぶりがなく、鮮明で高画質な画像が長期に
わたって安定して得られた。なお、トナー飛散も生じな
かった。

【００８２】実施例１と同様の条件にて画像形成を行っ
たところ、かぶりがなく、低濃度領域（ハイライト領
域）、中間濃度領域（ハーフトーン領域）の再現性が良
好で、画像のガサツキがなく、濃度むらがなく、鮮明で
高画質な画像が長期にわたって安定して得られた。な
お、トナー飛散も生じなかった。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁性キャリアの単位体積当たりの磁化の強さが磁界の強
さ１０００ガウスにおいて１５０emu/cm³ 以下であるこ
とと、現像剤支持手段が非磁性円筒のアルミニウムから
なるようにすることで、キャリア付着・かぶり等を抑制
し、且つ鮮明で高画質を安定して維持することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る現像装置の概略断面図
である。

【図２】同装置の現像ローラの断面図である。

【図３】同装置における磁性キャリアの磁化と現像装置
の回転トルクの関係を示すグラフである。

【図４】同装置における磁性キャリアの磁化と耐久後の
画質との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の実施例２に係る現像装置の現像ローラ
の断面図である。

【図６】軟磁性キャリアのヒステリシス曲線の説明図で
ある。

【図７】硬磁性キャリアのヒステリシス曲線の説明図で
ある。

【図８】本発明の実施例３に係る現像装置の概略断面図
である。

【図９】本発明の実施例４に係る現像装置の概略断面図
である。

【図１０】本発明の実施例５に係る現像装置の概略断面
図である。

【符号の説明】

３感光ドラム（像担持体）２１，１２１，２２１現像スリーブ（現像剤支持手
段）２３，１２３，２２３磁石（磁界発生手段）２５，１２５，２２５規制ブレード（現像剤層厚規制
手段）Ｄ現像剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に対して相対移動し、内部に複
数の磁界発生手段を具備した非磁性円筒のアルミニウム
からなる現像剤支持手段に、非磁性トナーと磁性キャリ
アからなる２成分現像剤を支持して、現像剤層厚規制手
段により現像剤の層厚を規制した後、この現像剤を現像
位置へ供給し、前記像担持体を現像する磁気ブラシ式の
現像方法において、磁界の強さ１０００ガウスにおける単位体積当たりの磁
化の強さが１５０emu/cm³ 以下の磁性キャリアを用い
て、前記現像剤層厚規制手段部付近における現像剤によ
る圧力を低減して規制することを特徴とする磁気ブラシ
式の現像方法。
【請求項２】非磁性トナーと磁性キャリアからなる２
成分現像剤を用い、像担持体に対向して相対移動し、内
部に複数の磁界発生手段を具備した現像剤支持手段と、
該現像剤支持手段上の現像剤の層厚を規制する現像剤層
厚規制手段とを具備し、前記像担持体を現像する磁気ブ
ラシ式の現像装置において、前記磁性キャリアの単位体積当たりの磁化の強さが磁界
の強さ１０００ガウスにおいて１５０emu/cm³ 以下であ
ることと、前記現像剤支持手段が非磁性円筒のアルミニ
ウムからなることを特徴とする磁気ブラシ式の現像装
置。
【請求項３】現像位置における現像剤支持手段表面と
磁界発生手段表面の距離をＸ１とし、現像剤層厚規制手
段近傍における現像剤支持手段表面と磁界発生手段表面
の距離をＸ２としたときに、Ｘ１＜Ｘ２であることを特
徴とする請求項１記載の磁気ブラシ式の現像方法。
【請求項４】現像位置における現像剤支持手段表面と
磁界発生手段表面の距離をＸ１とし、現像剤層厚規制手
段近傍における現像剤支持手段表面と磁界発生手段表面
の距離をＸ２としたときに、Ｘ１＜Ｘ２であることを特
徴とする請求項１記載の磁気ブラシ式の現像装置。
【請求項５】前記非磁性円筒のアルミニウムの肉厚が
０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は３
記載の現像方法。
【請求項６】前記非磁性円筒のアルミニウムの肉厚が
０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２又は４
記載の現像装置。
【請求項７】磁性トナーを用い、像担持体に対向して
相対移動し、内部に複数の磁界発生手段を具備した現像
剤支持手段と、現像剤支持手段上の磁性トナーの層厚を
規制する現像剤層厚規制手段とを具備し、像担持体を現
像する磁気ブラシ式の現像装置において、前記磁性トナーの単位体積当たりの磁化の強さが磁界の
強さ１０００ガウスにおいて１５０emu/cm³ 以下である
ことと、前記現像剤支持手段が非磁性円筒のアルミニウ
ムからなることを特徴とする磁気ブラシ式の現像装置。