JPH0830092A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 磁性体粒子と磁性トナーの組合せ、環境など
に依存せず、常に適正な現像画像を得ることのできる現
像装置を提供する。 【構成】 現像スリーブ１ａの内部に固定された永久磁
石１ｂの磁極Ｎ１１の近傍に、異性極Ｓ６１を有する永
久磁石６ｂを内部に固定したトナー層厚規制体６ａを配
置する。現像スリーブ１ａとトナー層厚規制体６ａの間
に電圧を印加する直流電源７を設け、磁性体粒子との摩
擦帯電により負に帯電した磁性トナーが、トナー層厚規
制体６ａから現像スリーブ１ａ方向へのクーロン力を受
けるようにバイアスをかける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザプリンタ
や複写機等とされる電子写真式或は静電記録式の画像形
成装置に関し、特に現像装置に特徴を有する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては、米国特許第
２２９７６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公
報および特公昭４３−２４７４８号公報等に記載されて
いるように、多数の方法が知られているが、一般には、
種々の手段により光導電物質の感光体上に電気的潜像を
形成し、ついで、トナーを用いて潜像を現像し、必要に
応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱、
或は、溶剤蒸気等により定着して複写物を得るものであ
る。また、トナーを用いて電気的潜像を可視化する方法
も種々知られている。

【０００３】また、現像法として、例えば、米国特許第
２８７４０６３号明細書に記載されている磁気ブラシ現
像法、同第２２１７７６号明細書に記載されているパウ
ダークラウド法及びファーブラシ現像法、液体現像法
等、多数の現像法が知られている。

【０００４】これらの現像法において、特に、トナー及
びキャリアを主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、
カスケード法、液体現像法等が広く実用化されている。
これらの方法は、いずれも、比較的安定して良好な画像
が得られる優れた方法であるが、反面、キャリアの劣
化、トナーとキャリアの混合比の変動、装置の複雑化、
トナーの飛散、キャリアによるすじむら等の２成分現像
剤にまつわる共通の欠点を有する。

【０００５】このような欠点を回避するために、トナー
のみよりなる１成分現像剤を用いる現像方法が各種提案
されている。例えば、米国特許第３９０９２５８号明細
書には、導電性を有する磁性トナーを用いて現像する方
法が提案されている。これは内部に磁性を有する円筒状
の導電性スリーブに導電性磁性現像剤を支持し、これを
静電像に接触させて現像するものである。この際、現像
域においてトナー粒子により記録体表面とスリーブ表面
の間に導電路が形成され、この導電路を経てスリーブよ
りトナー粒子に電荷が導かれ、静電像画像部との間のク
ーロン力によりトナー粒子が画像部に付着して現像され
る。この導電性磁性トナーを用いる現像方法は、従来の
２成分現像法にまつわる問題を回避した優れた方法であ
るが、反面、トナーが導電性であるため、現像した画像
を記録体から普通紙等の最終的な支持部材へ、静電的に
転写することが困難であるいう欠点を有している。

【０００６】この問題を解決するために、静電的に転写
することが可能な高抵抗トナーを用いる現像方法とし
て、特開昭５２−９４１４０号公報に、トナー粒子の誘
電分極を利用した現像方法が示されている。しかし、か
かる方法は、本質的に現像速度が遅く現像画像の濃度が
十分に得られない等の欠点を有しており、実用上困難で
あった。高抵抗のトナーを用いるその他の方法として、
トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブとの摩擦
等により、トナー粒子を摩擦帯電し、これを静電保持部
材に接触して現像する方法が知られている。しかし、こ
れらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触回数が少
なく、摩擦帯電が不十分になりやすい、あるいは、帯電
したトナー粒子とスリーブとのクーロン力が強いときに
はトナー粒子が凝集しやすい等の欠点を有しており、実
用上困難な点が多いことが指摘されている。

【０００７】これに対して、特開昭５４−４３０３６号
公報において、上述の欠点を除去した新規な現像方法が
提案されている。これは、現像スリーブ上にトナーを極
めて薄く塗布し、これを摩擦帯電し、ついで、これを磁
界の作用下で静電像に極めて近接させ、かつ接触させる
ことなく対向させ、現像するものである。

【０００８】この方法によれば、磁性トナーを極めて薄
く塗布するという構成をとることにより、磁性トナーと
現像スリーブとの接触機会を増加させ、現像に供するの
に必要な摩擦帯電電荷量をトナーに与えることを可能に
している。

【０００９】上記１成分現像方式の電荷付与に対する本
発明者等の検討によると、上記１成分現像方式の電荷付
与部でのトナーの挙動は以下のようになっていることが
分かった。

【００１０】先ず、図５に上記磁性１成分トナーを用い
た現像装置の一例を示す。図５において、現像装置は、
磁性１成分トナーを収容するトナー容器３、トナー容器
３の開口部に矢印方向に回転可能に配設された非磁性部
材を用いた現像スリーブ１ａ、現像スリーブ１ａの内部
に固定された永久磁石１ｂ、トナー容器３に固定され、
トナーの層厚を規制する磁性部材を用いた磁性ブレード
２、及びトナー容器３内に設けられたトナーの搬送部材
４を備えている。尚、磁性ブレード２は、現像スリーブ
１ａにその距離が一定値Ｗになるように配置されてい
る。一般的に距離は、１００μｍ〜１ｍｍの範囲内の値
に設定される場合が多い。

【００１１】図５に示した現像装置において、磁性１成
分トナーは、現像スリーブ１ａ上に薄層コーティングさ
れる。このトナー層の層厚は、図７に示すカットライン
Ｌの位置によって決定される。

【００１２】本発明者等の検討によると、現像スリーブ
１ａと磁性ブレード２との間を磁性トナーＴが通過する
際に、磁性トナーＴに、電荷が付与されることが分かっ
た。又、その際の磁性トナーの挙動は以下のようになっ
ていることが分かった。

【００１３】図６に示すように、現像スリーブ１ａと磁
性ブレード２を結ぶ直線に垂直な平面を考え、磁性ブレ
ード２に近い面をＳ１とし、現像スリーブ１ａに近い面
をＳ２とすると、一般的に磁性ブレード２の幅は、永久
磁石１ｂの幅に比べて狭く設定されているので、Ｓ１
面、Ｓ２面でのそれぞれの磁束密度を考えると、Ｓ１面
での磁束密度は、Ｓ２面での磁束密度より大きくなる。
従って、磁性トナーＴは、現像スリーブ１ａと磁性ブレ
ード２との間で、図６の矢印の方向の力、即ち磁性ブレ
ード２側への力を受ける。

【００１４】従って、図７に示すように、磁性トナーＴ
は、穂（Ｂ状態）を形成し、かつ、その穂は磁性ブレー
ド２から現像スリーブ１ａ方向に形成される。磁性トナ
ーＴへの帯電付与は、現像スリーブ１ａと磁性ブレード
２から形成された穂の先端のトナーｔ１とが接触するこ
とにより、先端に電荷が付与される。

【００１５】又、現像スリーブ１ａと磁性ブレード２と
の間でのトナーの搬送は、以下のようになっていること
が分かった。

【００１６】上述したように、現像スリーブ１ａと接触
した穂の先端のトナーｔ１には電荷が付与されるので、
鏡映力による現像スリーブ１ａ方向への力が働き、現像
スリーブ１ａとの摩擦力により、現像スリーブ１ａの回
転方向への搬送力が与えられる。

【００１７】また、トナー同士には、互いにある程度の
凝集力が働いているので、トナーｔ１に接しているトナ
ーｔ２にも凝集力を介した搬送力が生じる。更に、上層
部のトナーｔ３にも同様に、凝集力を介した搬送力が生
じる。

【００１８】しかし、現像スリーブ１ａと磁性ブレード
２との間においては、前述したように、磁性ブレード２
の方向への磁力もトナーに付与されている。従って、ト
ナーにかかる搬送力が、上記磁力に打ち勝つところ、即
ち、図７のカットラインＬのところでトナーの穂はちぎ
れ、現像スリーブ１ａ上に残ったトナーが現像スリーブ
１ａの回転方向に搬送される。

【００１９】従って、磁性トナーの凝集度が高い系や、
必要な摩擦帯電電荷量を得るための必要接触回数が多い
系等においては、現像スリーブに接触していない帯電不
十分なトナーが現像領域に搬送され、帯電不良に伴う現
象が生じやすいという問題があった。

【００２０】この問題を解決するため、本発明者等は、
図８に示したような、磁性トナー及び磁性体粒子からな
る現像剤を収容する現像容器３と、磁性トナーを表面に
担持する回転可能に配置された現像スリーブ１ａと、現
像スリーブ１ａの内部に配設された永久磁石１ｂと、現
像スリーブ１ａ上の磁性トナーの塗布を規制するトナー
層厚規制体６ａとを備え、トナー層厚規制体６ａは、回
転可能に現像スリーブ１ａの近傍に配置され、しかも、
その配置位置が、現像スリーブ１ａの内部に配設された
永久磁石１ｂの磁極Ｎ１１の近傍で、かつ、回転方向が
現像スリーブ１ａの回転方向と同方向になる様に構成さ
れ、かつ、現像スリーブ１ａからトナー層厚規制体６ａ
側に行くほど磁束密度が高くなっている現像装置２０を
提案した。

【００２１】その結果、磁性トナーが摩擦帯電電荷を得
るための接触回数を増加させ、十分に帯電した磁性トナ
ーのみを現像スリーブ１ａ表面に均一にコートし、現像
領域に十分に帯電した磁性トナーのみを搬送することが
可能となった。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例において、磁性トナーと磁性体粒子の組合せ、環境
などによっては十分に帯電した磁性トナーが鏡映力によ
り磁性体粒子に付着し、現像容器３内に磁性体粒子と共
に搬送され、現像スリーブ１ａ上の現像領域に搬送され
る磁性トナー量が不十分となり、出力画像の濃度が不十
分となることがあった。

【００２３】従って、本発明の目的は、磁性体粒子と磁
性トナーの組合せ、環境等によらず、常に適正な現像画
像を得ることのできる現像装置を備えた画像形成装置を
提供することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
磁性トナー及び磁性体粒子を含む現像剤を収容する現像
容器と、前記磁性トナーを表面に担持する回転可能に配
置されたトナー担持体と、該トナー担持体の内部に配設
された永久磁石と、前記トナー担持体上の磁性トナーの
塗布を規制するトナー層厚規制体とを備えた現像装置を
有し、前記トナー層厚規制体は、それ自身回転可能とさ
れるか又は回転可能な構成部材を備え、前記トナー担持
体の近傍に配置され、しかも、その配置位置が前記トナ
ー担持体の内部に配設された永久磁石の少なくとも１つ
の磁極の近傍であり、前記トナー層厚規制体又は前記回
転可能な構成部材の回転方向が前記トナー担持体の回転
方向と同方向とされ、前記トナー担持体から前記トナー
層厚規制体側に行くほど磁束密度が高くなるように構成
された画像形成装置において、前記トナー担持体と前記
トナー層厚規制体の間に電圧を印加する直流電源を有す
ることを特徴とする画像形成装置である。

【００２５】前記トナー層厚規制体はその内部に少なく
とも２極を具備する永久磁石を有し、該永久磁石の１つ
の磁極と前記トナー担持体内部に配設された永久磁石の
１つの磁極が略対向になる位置に配設され、かつ、前記
略対向に配された２つの磁極が互に異極性であることが
好ましい。

【００２６】前記トナー担持体と前記トナー層厚規制体
の間に交番電界を形成する交流電源を有することが好ま
しい。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則
して更に詳しく説明する。次に説明する実施例にては、
本発明は、例えば図９に示されるような電子写真式画像
形成装置に具現化されるものとして説明するが、これに
限定されるものではない。

【００２８】図９において、電子写真式画像形成装置
は、静電潜像担持体として導電基板上に、光導電層を塗
布して構成されるドラム上の電子写真感光体、即ち感光
ドラム１５を回転自在に設け、該感光ドラム１５を帯電
器１２で一様に帯電し、例えばレーザーのような発光素
子１３によって情報信号を露光して静電潜像を形成し、
現像装置２０で可視像化する。次に転写帯電器１４で転
写材１９へ転写し、更に定着器１６に定着し、永久像を
得る。尚、感光ドラム１５上の転写残トナーはクリーニ
ング装置１１によって除去される。

【００２９】実施例１ 図１を参照して、本発明による画像形成装置の現像装置
の第１実施例について説明する。尚、前出の部材と同一
の部材については同一符号を付すものとする。

【００３０】図１において、現像装置２０は、現像容器
３の開口部で潜像担持体である感光ドラム１５に対向
し、非磁性金属部材により構成され矢印方向に回転する
現像剤担持体である現像スリーブ１ａを有している。現
像スリーブ１ａの内部には複数の磁極を有する永久磁石
１ｂが固定されている。また、現像容器３の内部には搬
送部材４が現像剤を現像スリーブ１ａ方向に搬送するた
め矢印方向に回転可能に配されている。更に、現像スリ
ーブ１ａに隣接して同一方向に延在するトナー層厚規制
体６ａが設けられている。トナー層厚規制体６ａは円筒
状の非磁性金属部材から構成され、その内部には複数の
磁極を有する永久磁石６ｂを備えている。又、トナー層
厚規制体６ａに一端が接するスクレーパ５が現像容器３
に取り付けられている。

【００３１】尚、トナー層厚規制体６ａは、現像スリー
ブ１ａの矢印ｂ₂ にて示す回転方向と同方向の矢印ｂ₁
の方向に回転可能とされている。更に、現像スリーブ１
ａとトナー層厚規制体６ａとには直流電源７が接続され
ている。

【００３２】本実施例においては、現像スリーブ１ａと
トナー層厚規制体６ａの略対向位置にある永久磁石１ｂ
内の磁極Ｎ１１と、磁極Ｎ１１に近接略対向するよう配
された、永久磁石６ｂ内の磁極Ｓ６１との間で形成され
る磁場の磁束密度の変化が、現像スリーブ１ａからトナ
ー層厚規制体６ａ側に行くほど磁束密度が高くなる構成
とするため、各々の磁極の磁束密度のピーク値に対して
５０％以上の値を示す領域の幅（便宜上、以後５０％値
と称する）の比を、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≦１．０ 好ましくは、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≦０．８ とし、本実施例においては、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≒０．８ とすることにより、磁極Ｓ６１と磁極Ｎ１１との間で形
成される磁場の磁束密度の変化が、現像スリーブ１ａか
らトナー層厚規制体６ａ側へ行くほど磁束密度が高くな
る構成とした。

【００３３】本実施例においては、それぞれ磁極の磁束
密度の最大値を、磁極Ｎ１１は９００ガウス、磁極Ｓ１
１は８００ガウスとした。

【００３４】又、現像スリーブ１ａとトナー層厚規制体
６ａの距離Ｗを１００μｍから２ｍｍの範囲とし、ま
た、現像スリーブ１ａの周速の絶対値とトナー層厚規制
体６ａの周速の絶対値の比を、 （トナー層厚規制体６ａの周速の絶対値）／（現像スリ
ーブ１ａの周速の絶対値）＞０．５ となる構成とした。

【００３５】磁性トナーは、重量平均径が５μｍ以上、
磁性トナーに内添される磁性体の重量が、磁性トナーの
重量の１０％以上とし、又、磁性体粒子として、重量平
均径２０〜１００μｍの通常の磁性キャリアとした。

【００３６】電源７は直流電源を使用し、負に帯電した
磁性トナーがトナー層厚規制体６ａから現像スリーブ１
ａ方向へのクーロン力がかかるようにバイアスをかけ
た。

【００３７】図１に示すように構成された現像装置２０
においては、現像スリーブ１ａからトナー層厚規制体６
ａ側に行くほど磁束密度が高くなっている為、現像スリ
ーブ１ａとトナー層厚規制体６ａとの間に存在する磁性
体粒子には、現像スリーブ１ａからトナー層厚規制体６
ａ側への磁気力が働く。この結果、磁極Ｎ１１から磁極
Ｓ６１間の磁界に沿って磁性体粒子のブラシが形成され
る。

【００３８】又、本実施例においては、トナー層厚規制
体６ａを、現像スリーブ１ａと同方向である図中矢印ｂ
₁ 方向に回転させる構成としているため、トナー層厚規
制体６ａ表面に磁気力によって保持された磁性体粒子
は、上記磁界による力とトナー層厚規制体６ａ表面との
摩擦力により、トナー層厚規制体６ａから現像容器３内
方向への搬送力が与えられる。従って、磁性体粒子は現
像スリーブ１ａとトナー層厚規制体６ａの対向位置を通
過して、現像領域に搬送されることはない。

【００３９】現像容器３内方向に戻された磁性体粒子
は、スクレーパ５によりトナー層厚規制体６ａ表面から
掻き落とされる。このようにして現像容器３内に戻され
た磁性体粒子は、搬送部材４によりトナーと攪拌され、
再度現像スリーブ１ａ表面を搬送され、磁極Ｎ１１と磁
極Ｓ６１の対向位置まで搬送される。この際の磁性体粒
子の現像容器３内の循環経路は、図中矢印ａに示したよ
うになる。

【００４０】磁性トナーは、現像容器３内において磁性
体粒子及び現像スリーブ１ａ表面との摩擦により帯電さ
れる。帯電された磁性トナーは、トナー自身の電荷によ
る鏡映力により現像スリーブ１ａ表面や磁性体粒子に付
着し、現像スリーブ１ａとトナー層厚規制体６ａの対向
位置に搬送される。現像剤が該対向位置まで搬送された
際に、磁性体粒子は上述の理由により現像スリーブ１ａ
とトナー層厚規制体６ａの対向位置から現像容器３内に
戻される。又、凝集力等により該対向位置まで搬送され
てきた、帯電が不十分な磁性トナーは、磁極Ｎ１１と磁
極Ｓ６１のトナー層厚規制体６ａ方向の磁気力を受け、
トナー層厚規制体６ａ表面との摩擦力と磁性トナー間の
凝集力により、トナー層厚規制体６ａの回転方向（現像
容器３内方向）への搬送力を得る。

【００４１】本実施例において、直流電源７により、磁
性体粒子との摩擦帯電により負に帯電した磁性トナー
が、トナー層厚規制体６ａから現像スリーブ１ａ方向へ
のクーロン力を受けるようにバイアスがかけられてい
る。したがって、磁性体粒子との摩擦帯電により負に帯
電し、鏡映力により磁性体粒子に付着している磁性トナ
ーは、トナー層厚規制体６ａと現像スリーブ１ａの近接
部において、電源７によってかけられたバイアスにより
磁性体粒子から離れ、現像スリーブ１ａに飛翔する。

【００４２】従って、トナー層厚規制体６ａと現像スリ
ーブ１ａの対向位置を通過し、現像領域に搬送される磁
性トナーは、現像容器３内方向への搬送力を上回る現像
スリーブ１ａとの鏡映力を得た十分に帯電した磁性トナ
ーと、磁性体粒子との摩擦帯電により十分に帯電し、電
源７によるバイアスにより現像スリーブ１ａに飛翔した
磁性トナーとなる。

【００４３】つまり、本構成によれば、磁性体粒子と磁
性トナーを混合することにより磁性トナーを十分帯電付
与することが可能となり、かつ、磁性体粒子を現像領域
に漏らすことなく、かつ、磁性体粒子と磁性トナーの組
合せ、環境等に関わらず、画像濃度を維持するために十
分な量の、十分に帯電した磁性トナーのみをスリーブ表
面にコートし、現像領域に搬送することが可能となっ
た。

【００４４】実施例２ 次に本発明による画像形成装置の現像装置の第２実施例
について、図２により説明する。尚、前出の部材と同一
の部材については同一符号を付すものとする。

【００４５】図２において、現像装置２０は、現像容器
３の開口部で潜像担持体である感光ドラム１５に対向
し、非磁性金属部材により構成され矢印方向に回転する
現像剤担持体である現像スリーブ１ａを有している。現
像スリーブ１ａの内部には複数の磁極を有する永久磁石
１ｂが固定されている。また、現像容器３の内部には搬
送部材４が現像剤を現像スリーブ１ａ方向に搬送するた
め矢印方向に回転可能に配されている。更に、現像スリ
ーブ１ａに隣接して同一方向に延在するトナー層厚規制
体６ａが設けられている。トナー層厚規制体６ａは円筒
状の非磁性金属部材から構成され、その内部には複数の
磁極を有する永久磁石６ｂを備えている。又、トナー規
制体６ａに一端が接するスクレーパ５が現像容器３に取
り付けられている。

【００４６】尚、トナー層厚規制体６ａは、現像スリー
ブ１ａの矢印ｂ₂ にて示す回転方向と同方向の矢印ｂ₁
の方向に回転可能とされている。更に、現像スリーブ１
ａとトナー層厚規制体６ａとには直流電源７及び交流電
源８が直列に接続されている。

【００４７】本実施例においては、現像スリーブ１ａと
トナー層厚規制体６ａの略対向位置にある永久磁石１ｂ
内の磁極Ｎ１１と、磁極Ｎ１１に近接略対向するよう配
された、永久磁石６ｂ内の磁極Ｓ６１との間で形成され
る磁場の磁束密度の変化が、現像スリーブ１ａからトナ
ー層厚規制体６ａ側に行くほど磁束密度が高くなる構成
とするため、各々の磁極の磁束密度のピーク値に対して
５０％以上の値を示す領域の幅（便宜上、以後５０％値
と称する）の比を、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≦１．０ 好ましくは、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≦０．８ とし、本実施例においては、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≒０．８ とすることにより、磁極Ｓ６１と磁極Ｎ１１との間で形
成される磁場の磁束密度の変化が、現像スリーブ１ａか
らトナー層厚規制体６ａ側へ行くほど磁束密度が高くな
る構成とした。

【００４８】本実施例においては、それぞれ磁極の磁束
密度の最大値を、磁極Ｎ１１は９００ガウス、磁極Ｓ１
１は８００ガウスとした。

【００４９】また、現像スリーブ１ａとトナー層厚規制
体６ａの距離Ｗを１００μｍから２ｍｍの範囲とし、ま
た、現像スリーブ１ａの周速の絶対値とトナー層厚規制
体６ａの周速の絶対値の比を、 （トナー層厚規制体６ａの周速の絶対値）／（現像スリ
ーブ１ａの周速の絶対値）＞０．５ となる構成とした。

【００５０】磁性トナーは、重量平均径が５μｍ以上、
磁性トナーに内添される磁性体の重量が、磁性トナーの
重量の１０％以上とし、又、磁性体粒子として、重量平
均径２０〜１００μｍの通常の磁性キャリアとした。

【００５１】トナー層厚規制体６ａと現像スリーブ１ａ
の間には、交流電源８による交流バイアスに、直流電源
７による直流バイアスを負に帯電した磁性トナーにトナ
ー層厚規制体６ａから現像スリーブ１ａ方向へのクーロ
ン力がかかるようにバイアスをかけた。

【００５２】図２に示すように構成された現像装置２０
においては、現像スリーブ１ａからトナー層厚規制体６
ａ側に行くほど磁束密度が高くなっている為、現像スリ
ーブ１ａとトナー層厚規制体６ａとの間に存在する磁性
体粒子には、現像スリーブ１ａからトナー層厚規制体６
ａ側への磁気力が働く。この結果、磁極Ｎ１１から磁極
Ｓ６１間の磁界に沿って磁性体粒子のブラシが形成され
る。

【００５３】又、本実施例においては、トナー層厚規制
体６ａを、現像スリーブ１ａと同方向である図中矢印ｂ
₁ 方向に回転させる構成としているため、トナー層厚規
制体６ａ表面に磁気力によって保持された磁性体粒子
は、上記磁界による力とトナー層厚規制体６ａ表面との
摩擦力により、トナー層厚規制体６ａから現像容器３内
方向への搬送力が与えられる。従って、磁性体粒子は現
像スリーブ１ａとトナー層厚規制体６ａの対向位置を通
過して、現像領域に搬送されることはない。

【００５４】現像容器３内方向に戻された磁性体粒子
は、スクレーパ５によりトナー層厚規制体６ａ表面から
掻き落とされる。このようにして現像容器３内に戻され
た磁性体粒子は、搬送部材４によりトナーと攪拌され、
再度現像スリーブ１ａ表面を搬送され、磁極Ｎ１１と磁
極Ｓ６１の対向位置まで搬送される。この際の磁性体粒
子の現像容器３内の循環経路は、図中矢印ａに示したよ
うになる。

【００５５】磁性トナーは、現像容器３内において磁性
体粒子及び現像スリーブ１ａ表面との摩擦により帯電さ
れる。帯電された磁性トナーは、トナー自身の電荷によ
る鏡映力により現像スリーブ１ａ表面や磁性体粒子に付
着し、現像スリーブ１ａとトナー層厚規制体６ａの対向
位置に搬送される。現像剤が該対向位置まで搬送された
際に、磁性体粒子は上述の理由により現像スリーブ１ａ
とトナー層厚規制体６ａの対向位置から現像容器３内に
戻される。又、凝集力等により該対向位置まで搬送され
てきた、帯電が不十分な磁性トナーは、磁極Ｎ１１と磁
極Ｓ６１のトナー層厚規制体６ａ方向の磁気力を受け、
トナー層厚規制体６ａ表面との摩擦力と磁性トナー間の
凝集力により、トナー層厚規制体６ａの回転方向（現像
容器３内方向）への搬送力を得る。

【００５６】本実施例において、直流電源７により、磁
性体粒子との摩擦帯電により負に帯電した磁性トナー
が、トナー層厚規制体６ａから現像スリーブ１ａ方向へ
のクーロン力を受けるようにバイアスがかけられてい
る。また、トナー層厚規制体６ａと現像スリーブ１ａの
間には交流電源８により交流バイアスがかけられている
ので、磁性トナーと磁性体粒子の付着力等が大きい場合
においても交流バイアスの効果により、磁性トナーは磁
性体粒子から引き剥され易くなる。したがって、磁性体
粒子との摩擦帯電により負に帯電し、鏡映力により磁性
体粒子に付着している磁性トナーは、トナー層厚規制体
６ａと現像スリーブ１ａの近接部において、電源７によ
ってかけられたバイアスにより磁性体粒子から離れ、現
像スリーブ１ａに飛翔する。

【００５７】従って、トナー層厚規制体６ａと現像スリ
ーブ１ａの対向位置を通過し、現像領域に搬送される磁
性トナーは、現像容器３内方向への搬送力を上回る現像
スリーブ１ａとの鏡映力をえた十分に帯電した磁性トナ
ーと、磁性体粒子との摩擦帯電により十分に帯電し、電
源７、８によるバイアスにより現像スリーブ１ａに飛翔
した磁性トナーとなる。

【００５８】つまり、本構成によれば、磁性体粒子と磁
性トナーを混合することにより磁性トナーを十分帯電付
与することが可能となり、かつ、磁性体粒子を現像領域
に漏らすことなく、かつ、磁性体粒子と磁性トナーの組
合せ、環境等に関わらず、画像濃度を維持するために十
分な量の、十分に帯電した磁性トナーのみをスリーブ表
面にコートし、現像領域に搬送することが可能となっ
た。

【００５９】実施例３ 次に本発明による画像形成装置の現像装置の第３実施例
について、図３により説明する。尚、前出の部材と同一
の部材については同一符号を付すものとする。

【００６０】図３において、現像装置２０は、現像容器
３の開口部で潜像担持体である感光ドラム１５に対向
し、非磁性金属部材により構成され矢印方向に回転する
現像剤担持体である現像スリーブ１ａを有している。現
像スリーブ１ａの内部には複数の磁極を有する永久磁石
１ｂが固定されている。また、現像容器３の内部には現
像剤を撹拌し現像スリーブ１ａ方向に搬送するため矢印
方向に回転可能に搬送部材４が配されている。更に、現
像スリーブ１ａに隣接して同一方向に延在するトナー層
厚規制体６ａが設けられている。トナー層厚規制体６ａ
は円筒状の非磁性金属部材から構成され、その内部には
複数の磁極を有する永久磁石６ｂを備え、更に駆動ロー
ラ６ｃを備えている。又、現像容器３の内部にはローラ
９が矢印ｅ方向に回転可能に配置されており、更にこの
ローラ９とトナー層厚規制体６ａの駆動ローラ６ｃには
導電性ベルト部材１０が掛け回されている。

【００６１】駆動ローラ６ｃは、現像スリーブ１ａの近
傍に、現像スリーブ１ａの回転方向と同方向の矢印ｂ₁
の方向に導電性ベルト１０を駆動させるように配された
構成とした。

【００６２】本実施例においては、現像スリーブ１ａと
トナー層厚規制体６ａの略対向位置にある永久磁石１ｂ
内の磁極Ｎ１１と、磁極Ｎ１１に近接略対向するよう配
された、永久磁石６ｂ内の磁極Ｓ６１との間で形成され
る磁場の磁束密度の変化が、現像スリーブ１ａからトナ
ー層厚規制体６ａ側に行くほど磁束密度が高くなる構成
とするため、各々の磁極の磁束密度のピーク値に対して
５０％以上の値を示す領域の幅（便宜上、以後５０％値
と称する）の比を、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≦１．０ 好ましくは、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≦０．８ とし、本実施例においては、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≒０．８ とすることにより、磁極Ｓ６１と磁極Ｎ１１との間で形
成される磁場の磁束密度の変化が、現像スリーブ１ａか
らトナー層厚規制体６ａ側へ行くほど磁束密度が高くな
る構成とした。

【００６３】本実施例においては、それぞれ磁極の磁束
密度の最大値を、磁極Ｎ１１は９００ガウス、磁極Ｓ１
１は８００ガウスとした。

【００６４】また、現像スリーブ１ａとトナー層厚規制
体６ａの距離Ｗを１００μｍから２ｍｍの範囲とし、ま
た、現像スリーブ１ａの周速の絶対値とトナー層厚規制
体６ａの周速の絶対値の比を、 （トナー層厚規制体６ａの周速の絶対値）／（現像スリ
ーブ１ａの周速の絶対値）＞０．５ となる構成とした。

【００６５】磁性トナーは、重量平均径が５μｍ以上、
磁性トナーに内添される磁性体の重量が、磁性トナーの
重量の１０％以上とし、又、磁性体粒子として、重量平
均径２０〜１００μｍの通常の磁性キャリアとした。

【００６６】電源７は直流電源を使用し、負に帯電した
磁性トナーが導電性ベルト１０から現像スリーブ１ａ方
向へのクーロン力がかかるようにバイアスをかけた。

【００６７】図３に示すように構成された現像装置２０
において、磁極Ｎ１１と磁極Ｓ６１間の磁界によりブラ
シを形成した磁性体粒子は、導電性ベルト１０との摩擦
力により、図中矢印ｂ₁ に示した回転方向に搬送され、
現像容器３内に戻され、重力により現像容器３内に落下
する。

【００６８】また、本実施例においては、電源７による
バイアスの効果により鏡映力等により磁性体粒子に付着
した磁性トナーは、現像スリーブ１ａと導電性ベルト１
０の近接位置において、現像スリーブ１ａに飛翔する。

【００６９】その結果、第１実施例の現像装置と同様の
効果が得られた。

【００７０】実施例４ 次に本発明による画像形成装置の現像装置の第４実施例
を図４を参照して説明する。

【００７１】次に本発明による画像形成装置の現像装置
の第３実施例について、図３により説明する。尚、前出
の部材と同一の部材については同一符号を付すものとす
る。

【００７２】図４において、現像装置２０は、現像容器
３の開口部で潜像担持体である感光ドラム１５に対向
し、非磁性金属部材により構成され矢印方向に回転する
現像剤担持体である現像スリーブ１ａを有している。現
像スリーブ１ａの内部には複数の磁極を有する永久磁石
１ｂが固定されている。また、現像容器３の内部には現
像剤を撹拌し現像スリーブ１ａ方向に搬送するため矢印
方向に回転可能に搬送部材４が配されている。更に、現
像スリーブ１ａに隣接して同一方向に延在するトナー層
厚規制体６が設けられている。トナー層厚規制体６は円
筒状の非磁性金属部材から構成され、その内部には複数
の磁極を有する永久磁石６ｂを備え、更に駆動ローラ６
ｃを備えている。又、現像容器３の内部にはローラ９が
矢印ｅ方向に回転可能に配置されており、更にこのロー
ラ９とトナー層厚規制体６の駆動ローラ６ｃには導電性
ベルト部材１０が掛け回されている。

【００７３】駆動ローラ６ｃは、現像スリーブ１ａの近
傍に、現像スリーブ１ａの回転方向と同方向の矢印ｂ₁
の方向に導電性ベルト１０を駆動させるように配された
構成とした。

【００７４】本実施例においては、現像スリーブ１ａと
トナー層厚規制体６ａの略対向位置にある永久磁石１ｂ
内の磁極Ｎ１１と、磁極Ｎ１１に近接略対向するよう配
された、永久磁石６ｂ内の磁極Ｓ６１との間で形成され
る磁場の磁束密度の変化が、現像スリーブ１ａからトナ
ー層厚規制体６ａ側に行くほど磁束密度が高くなる構成
とするため、各々の磁極の磁束密度のピーク値に対して
５０％以上の値を示す領域の幅（便宜上、以後５０％値
と称する）の比を、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≦１．０ 好ましくは、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≦０．８ とし、本実施例においては、 （磁極Ｓ６１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）
≒０．８ とすることにより、磁極Ｓ６１と磁極Ｎ１１との間で形
成される磁場の磁束密度の変化が、現像スリーブ１ａか
らトナー層厚規制体６ａ側へ行くほど磁束密度が高くな
る構成とした。

【００７５】本実施例においては、それぞれ磁極の磁束
密度の最大値を、磁極Ｎ１１は９００ガウス、磁極Ｓ１
１は８００ガウスとした。

【００７６】また、現像スリーブ１ａとトナー層厚規制
体６ａの距離Ｗを１００μｍから２ｍｍの範囲とし、ま
た、現像スリーブ１ａの周速の絶対値とトナー層厚規制
体６ａの周速の絶対値の比を、 （トナー層厚規制体６ａの周速の絶対値）／（現像スリ
ーブ１ａの周速の絶対値）＞０．５ となる構成とした。

【００７７】磁性トナーは、重量平均径が５μｍ以上、
磁性トナーに内添される磁性体の重量が、磁性トナーの
重量の１０％以上とし、又、磁性体粒子として、重量平
均径２０〜１００μｍの通常の磁性キャリアとした。

【００７８】導電性ベルト１０と現像スリーブ１ａの間
には、電源８による交流バイアスに電源７による直流バ
イアスを、負に帯電した磁性トナーに導電性ベルト１０
から現像スリーブ１ａ方向へのクーロン力がかかるよう
に重畳した。

【００７９】図４に示すように構成された現像装置２０
において、磁極Ｎ１１と磁極Ｓ６１間の磁界によりブラ
シを形成した磁性体粒子は、導電性ベルト１０との摩擦
力により、図中矢印ｂ₁ に示した回転方向に搬送され、
現像容器３内に戻され、重力により現像容器３内に落下
する。

【００８０】また、本実施例においては、電源８による
交流バイアスの効果により、磁性トナーと磁性体粒子間
の付着力が大きい場合においても、磁性体粒子から磁性
トナーが引き剥し易くなり、電源７によるバイアスの効
果により、鏡映力等により磁性体粒子に付着した磁性ト
ナーは、現像スリーブ１ａと導電性ベルト１０の近接位
置において、現像スリーブ１ａに飛翔する。

【００８１】その結果、第１実施例の現像装置と同様の
効果が得られた。

【００８２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による画像形成装置は、トナー層厚規制体が、それ自身
回転可能とされるか又は回転可能な構成部材を備え、前
記トナー担持体の近傍に配置され、しかも、その配置位
置がトナー担持体の内部に配設された永久磁石の少なく
とも１つの磁極の近傍であり、前記トナー層厚規制体又
は前記回転可能な構成部材の回転方向が前記トナー担持
体の回転方向と同方向とされ、前記トナー担持体から前
記トナー層厚規制体側に行くほど磁束密度が高くなるよ
うに構成され、特に、前記トナー担持体と前記トナー層
厚規制体の間に電圧を印加する直流電源を有することに
より、磁性体粒子と磁性トナーの組合せ、環境等によら
ず、常に適正な現像画像を得ることができ、高品質の画
像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像装置の第１実施例を示す構成
図である。

【図２】本発明による現像装置の第２実施例を示す構成
図である。

【図３】本発明による現像装置の第３実施例を示す構成
図である。

【図４】本発明による現像装置の第４実施例を示す構成
図である。

【図５】従来の現像装置の一例で、現像剤量規制部材に
固定された磁性ブレードを用いている現像装置の断面図
である。

【図６】現像剤規制部での磁束密度の説明図である。

【図７】現像剤規制部でのトナー挙動の説明図である。

【図８】回転可能なトナー層厚規制体を用いた現像装置
の一例を示す構成図である。

【図９】本発明による現像装置が具現化できる電子写真
式画像形成装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ａ 現像スリーブ（トナー担持体） １ｂ 永久磁石 ３ 現像容器 ４ 搬送部材 ６ａ トナー層厚規制体 ６ｂ 永久磁石 ６ｃ 駆動ローラ ７ 直流電源 ８ 交流電源 ９ ローラ １０ 導電性ベルト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性トナー及び磁性体粒子を含む現像剤
   を収容する現像容器と、前記磁性トナーを表面に担持す
   る回転可能に配置されたトナー担持体と、該トナー担持
   体の内部に配設された永久磁石と、前記トナー担持体上
   の磁性トナーの塗布を規制するトナー層厚規制体とを備
   えた現像装置を有し、前記トナー層厚規制体は、それ自
   身回転可能とされるか又は回転可能な構成部材を備え、
   前記トナー担持体の近傍に配置され、しかも、その配置
   位置が前記トナー担持体の内部に配設された永久磁石の
   少なくとも１つの磁極の近傍であり、前記トナー層厚規
   制体又は前記回転可能な構成部材の回転方向が前記トナ
   ー担持体の回転方向と同方向とされ、前記トナー担持体
   から前記トナー層厚規制体側に行くほど磁束密度が高く
   なるように構成された画像形成装置において、 前記トナー担持体と前記トナー層厚規制体の間に電圧を
   印加する直流電源を有することを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記トナー層厚規制体はその内部に少な
   くとも２極を具備する永久磁石を有し、該永久磁石の１
   つの磁極と前記トナー担持体内部に配設された永久磁石
   の１つの磁極が略対向になる位置に配設され、かつ、前
   記略対向に配された２つの磁極が互に異極性であること
   を特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記トナー担持体と前記トナー層厚規制
   体の間に交番電界を形成する交流電源を有することを特
   徴とする請求項１又は２の画像形成装置。