JPH10171241A - 現像装置及びそれを備えたカラ−電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高速で高画質な画像が確保でき、かつ低減や小
型化に好適な現像装置及びそれを備えたカラ−電子写真
装置を提供する。 【解決手段】現像ロ−ル２として、多極着磁マグロ−ル
を用い、現像ロ−ル２の外周との間に間を隙設定する規
制板４を設けて現像ロ−ル２の保持する現像剤の量を規
制し、さらに、規制板４を通過した現像剤層の混合比
（トナ−濃度）を現像剤の構成で決定される飽和値に設
定し、現像ロ−ル２にバイアス電圧を印加し現像を行う
ようにする。これにより、高速で高画質な画像が確保で
き、かつコスト低減や小型化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリなどの電子写真装置に使用する現像装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高速印刷において使用される従来の現像
装置としては、トナ−とキャリアとを含む２成分現像剤
を用いた２成分現像装置が広く用いられてきた。

【０００３】従来の２成分現像装置４１は、トナ−とキ
ャリアとを含む２成分現像剤を用い、図７に示すよう
に、感光体１に対向する現像ロ−ル２１と、該現像ロ−
ル２１の外周に間隙設定する規制板４と、搬送ロ−ル３
４と、撹拌ロ−ル３６，３７と、トナ−ホッパ−６内に
設けられたトナ−補給ロ−ル４０と、トナ−濃度センサ
３８及び現像剤の混合比制御機構３９等で構成されてい
る。

【０００４】現像装置４１の現像動作は、まず、トナ−
濃度センサ３８の出力に基づきトナ−補給ロ−ル４０を
作動させ、トナ−ホッパ−６より撹拌ロ−ル３６，３７
の付近に、トナ−１２を供給する。

【０００５】更に、撹拌ロ−ル３６，３７と搬送ロ−ル
３４により、トナ−とキャリアとを含む現像剤と新たに
供給されたトナ−１２を撹拌混合し、現像ロ−ル２１付
近に搬送し、規制板４にて現像ロ−ル２上に所定の厚さ
の現像剤層１０を形成する。

【０００６】そして、現像ロ−ル２の回転により感光体
１と対向する部分に搬送し、現像剤層１０を感光体１上
の静電潜像と接触させると共に現像部に現像電界を作用
させることにより、トナ−画像を形成していた。

【０００７】また、規制板４により規制され余剰となっ
た現像剤は、ガイド板３５に導かれて循環し、撹拌ロ−
ル３６、３７付近の現像剤１０と合流する。

【０００８】なお、現像ロ−ル２１としては、普通、固
定した磁石体３２の周囲に回転可能なスリ−ブ３３を配
置したマグネットロ−ル（以下、マグロ−ルと略す）が
用いられていた。

【０００９】上述した非磁性２成分現像装置に関して
は、特開平８−２２１９０号公報及び特開平８−６３９
４号公報に開示されている。

【００１０】また、特公平８−３６８６号公報、特開平
１−１７２８８２号公報、特開平７−２１９２８３号公
報、特開平８−１３７２４１号公報記載のように、現像
ロ−ル上の現像剤層と感光体との間に空隙を設けて非接
触現像を行なう方法等も提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
非磁性２成分現像装置を用いて高速で高精細な画像を得
ようとする場合、微細な網点画像や階調の再現性が不十
分になる傾向があり、また、カラ−電子写真装置に適用
しようとすると、現像剤の混合比制御機構を有する複数
の現像機を使用するため、装置コストが高価となった
り、大型化する傾向があった。

【００１２】なお、特開昭６１−１００７７５号公報に
は、トナ−ホッパ−内のトナ−と接する磁気ブラシ部の
トナ−濃度（混合比）とトナ−帯電量との関係に関する
記載があるが、現像方式はトナ−のみを規制板で通過さ
せる方式であり、トナ−とキャリアを含む現像剤を規制
板を通過させる方式において規制板通過後の現像剤のト
ナ−濃度については言及されていなかった。

【００１３】本発明の目的は、上記問題を解決すべく、
高速で高画質な画像が確保でき、かつコスト低減や小型
化に好適な現像装置及びそれを備えたカラ−電子写真装
置を提供することにある。

【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、本発明は、現像ロ−ル上にトナ−とキャリアを含む
現像剤層を形成し、前記現像剤層を感光体と接触又は近
接させ現像を行う現像装置において、前記現像ロ−ルを
多極着磁マグロ−ルで構成し、前記現像ロ−ルの外周と
の間に間隙を設定する規制板を設け、前記規制板で前記
現像ロ−ル上に保持される現像剤の量を規制し、前記規
制された前記現像剤のトナー濃度が前記現像剤の構成に
基づき決定される飽和値に設定されるように構成されて
いることを特徴とする。

【００１５】また、本発明の他の特徴は、現像ロ−ル上
にトナ−とキャリアを含む現像剤層を形成し、前記現像
剤層を感光体と接触又は近接させ現像を行う現像装置に
おいて、前記現像ロ−ルを多極着磁マグロ−ルで構成
し、前記現像ロ−ルの外周との間に間隙を設定する規制
板を設けて前記現像ロ−ルの保持する現像剤の量を規制
するようにし、前記規制板を通過した前記現像剤層のト
ナ−濃度Ｔｃ（Ｗｔ％）が、次式 Ｔｓｔ＝１００・α・β・γ・（１＋α・β・γ）……………（数１） β＝ｒ／Ｒ ……………（数２） γ＝４・（ρｔ／ρｃ） ……………（数３） Ｔｃ：トナ−濃度〔≡１００・（トナ−重量）／（現像
剤重量）〕（Ｗｔ％），Ｔｓｔ：飽和トナ−濃度（Ｗｔ
％），ｒ：トナ−粒径（μｍ），Ｒ：キャリア粒径（μ
ｍ），ρｔ：トナ−比重，ρｃ：キャリア比重において
αを１.５〜３.０の範囲に設定して得られる値となるよ
うに構成されていることにある。

【００１６】また、本発明の他の特徴は、現像ロ−ル上
にトナ−とキャリアを含む現像剤層を形成し、前記現像
剤層を感光体と接触又は近接させ現像を行う現像装置に
おいて、前記現像ロ−ルを多極着磁マグロ−ルで構成
し、前記現像ロ−ルの外周との間に間隙を設定する規制
板を設けて前記現像ロ−ルの保持する現像剤の量を規制
するようにし、前記規制板上流部の現像剤のトナ−濃度
が前記規制板を通過した下流部の前記現像剤層のトナ−
濃度よりも高く維持されるために、前記下流部の前記現
像剤層のトナ−濃度がトナ−粒径とキャリア粒径に応じ
て１０〜２５Ｗｔ％に設定されるように構成されている
ことにある。

【００１７】また、本発明の他の特徴は、複数の色に対
応した現像剤をそれぞれ収納する複数の現像器を複数の
感光体の周囲に配置し、感光体が少なくとも１回転する
ことにより、各色に対応した複数の潜像を形成すると共
に前記各現像器により現像し、複数色のトナ−画像を前
記感光体上に形成する工程を有するカラ−電子写真装置
において、前記現像器は、請求項１ないし請求項１３の
いずれか１項記載の現像器であることにある。

【００１８】本発明によれば、規制板により、現像ロ−
ル上に保持される現像剤の量が規制され、さらに規制さ
れた現像剤のトナー濃度が、現像剤の構成に基づいて決
定される飽和値に設定される。

【００１９】また、現像ロ−ルは多極着磁マグロ−ルで
構成され、規制板により、現像ロ−ル上に保持される現
像剤の量が規制され、さらに規制された現像剤のトナー
濃度Ｔｃ（Ｗｔ％）が、次式 Ｔｓｔ＝１００・α・β・γ・（１＋α・β・γ）…………（数１） β＝ｒ／Ｒ …………（数２） γ＝４・（ρｔ／ρｃ） …………（数３） Ｔｃ：トナ−濃度〔≡１００・（トナ−重量）／（現像
剤重量）〕（Ｗｔ％），Ｔｓｔ：飽和トナ−濃度（Ｗｔ
％），ｒ：トナ−粒径（μｍ），Ｒ：キャリア粒径（μ
ｍ），ρｔ：トナ−比重，ρｃ：キャリア比重において
αを１.５〜３.０の範囲に設定して得られる値に設定さ
れる。

【００２０】また、現像ロ−ルは多極着磁マグロ−ルで
構成され、規制板により、現像ロ−ル上に保持される現
像剤の量が規制され、さらに規制板上流部の現像剤のト
ナ−濃度を規制板を通過した下流部の前記現像剤層のト
ナ−濃度よりも高く維持することにより、現像剤層のト
ナ−濃度をトナ−粒径とキャリア粒径に応じて１０〜２
５Ｗｔ％に設定される。

【００２１】これにより、磁極ピッチが小さい多極着磁
マグロ−ルを用いて現像ロ−ルに保持した現像剤層（磁
気ブラシ）を薄く均一にでき、特にスリ−ブレスマグロ
−ルを用いる場合は、現像ロール上では現像剤層（磁気
ブラシ）が転動することがないので、微細な網点画像や
階調の再現に際し画像のノイズや画像欠陥を抑制でき
る。

【００２２】また、規制された現像剤層のトナ−濃度を
現像剤の構成で決定される飽和値に設定するので、トナ
−濃度検出センサ−を設置する必要がなく装置構成を複
雑化せずに現像剤の混合比を安定維持でき、その結果、
カラ−電子写真装置に適用した場合、装置コストが増大
したりや大型化したりすることがない。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。 〔第１の実施の形態〕図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る現像装置の概略構成を示す。図１に示すよう
に、現像装置８は、感光体１に対向する現像ロ−ル２
と、撹拌ロ−ル１１と、規制板４と、現像剤ガイド板５
と、トナ−ホッパ−６内に設けられた供給羽根７と、バ
イアス電源１５等で構成されている。

【００２４】感光体１上の静電潜像の現像に伴い、現像
装置内のトナ−が消費されると、現像ロ−ル２と仕切り
板１４との間の混合室３内の現像剤１０の体積が減少す
るので、トナ−ホッパ−６内のトナ−１２は、供給羽根
７により開口１３から撹拌ロ−ル１１の上方部付近に供
給されトナ−溜り９を形成する。

【００２５】混合室３においては、撹拌ロ−ル１１の回
転により、トナ−溜り９のトナ−は規制板４及び現像剤
ガイド板５にてＵタ−ンし循環する現像剤１０と混合さ
れ、トナ−とキャリアは摩擦帯電により互いに逆極性に
帯電する。

【００２６】さらに、混合された現像剤１０は、現像ロ
−ル２の外周に設けた規制板４により所定の厚さに規制
され、感光体１との対向部（現像部）に搬送される。規
制された現像剤１０が、感光体１とカウンタ−方向に回
転し、感光体１と接触ないし近接している現像部におい
て、現像ロ−ル２と感光体１間に電界を作用させ、感光
体１上の静電潜像を現像しトナ−画像を形成するもので
ある。

【００２７】すなわち、現像ロ−ル３に保持される現像
剤１０を構成する磁性体キャリアとトナ−は、摩擦帯電
により互いに逆極性に帯電しているので、現像ロ−ル２
と感光体１との間に電界を作用させることにより、トナ
−のみを感光体１上に転移させることができる。

【００２８】現像ロ−ル２は、感光体１と第１間隙を介
して回転可能に配置された等間隔多極着磁のスリ−ブレ
スマグロ−ル（磁石体）で構成されている。

【００２９】スリ−ブレスマグロ−ル（磁石体）は、磁
極数が８ないし４８極、磁極部の磁力が３００ないし８
００ガウスの範囲に着磁された磁石ロ−ル単独で構成さ
れ、その周速Ｕｍは、感光体１の周速Ｕｐとの比が１.
５ないし５.０の範囲になるように設定されている。ま
た、現像ロ−ル２の直径は、１５ないし４０ｍｍのもの
を用いている。

【００３０】また、現像ロ−ル２と規制板４との間に
は、現像剤層１０を所定の厚みに規制する第２間隙が設
定され、第２間隙は、０.３ないし０.８ｍｍの範囲に設
定されている。

【００３１】そして、感光体１と現像ロ−ル２にて形成
される第１間隙と、現像ロ−ル２と規制板４にて形成さ
れる第２間隙との差は、０ないし０.２ｍｍの範囲に設
定されている。

【００３２】現像ロ−ル２及び規制板４には、バイアス
電源１５を接続し、直流電圧又は、直流電圧と交流電圧
を重畳した電圧を印加する。なお、現像ロ−ル２と規制
板４に印加するバイアスは、異なるバイアスを印加して
も良い。

【００３３】なお、スリ−ブレスマグロ−ル（磁石体）
は、保護、表面粗度の調整、バイアスの効果を高めるた
めに、非磁性導電材で被覆し、サンドブラスト処理を行
なって５ないし３０μｍの粗さを設け、さらに、スリ−
ブレスマグロ−ル（磁石体）軸と非磁性導電材表面との
導通処理を行なって、現像性（画像濃度）の向上を確認
している。

【００３４】また、このようなスリ−ブレスマグロ−ル
（磁石体）を使用した場合は、現像ロ−ル２の回転時に
伴い外周面に吸着した状態で現像剤層１０が搬送される
が、現像剤磁気ブラシが外周面の磁極間を回転移動する
ことがないので、飽和トナ−濃度の現像剤層を形成して
もトナ−飛散が発生することがない。

【００３５】現像ロ−ル２に保持される現像剤は、粒径
が３０ないし９０μｍのキャリアと、粒径が５ないし１
１μｍのトナ−を含む現像剤を使用する。

【００３６】また、本実施例では、規制板４を通過後の
現像剤層のトナ−濃度（Ｗｔ％：トナ−重量×１００／
現像材剤重量）がトナ−粒径とキャリア粒径に応じて決
定される飽和トナ−濃度（１０ないし３０Ｗｔ％の範
囲）になるように、混合室３内の現像剤のトナ−濃度
を、規制板４を通過後の現像剤層のトナ−濃度よりも高
く維持するように構成した。

【００３７】すなわち、現像装置８が作動し、現像ロ−
ル２上の現像剤層１０から感光体１にトナ−が移行する
に伴い、現像ロ−ル２周辺の現像剤層１０のトナ−濃度
が低下しても、トナ−ホッパ−６内のトナ−１２が供給
羽根７により開口１３からトナ−溜り９を形成するよう
に供給される。さらに、混合室３内で供給されたトナ−
１２と循環する現像剤１０とが混合するよう、撹拌ロ−
ル１１を混合促進部材としてを配置する。

【００３８】ここで、飽和トナ−濃度は、充分高いトナ
−濃度（約２５ないし４０Ｗｔ％）に調合した現像剤を
混合室３に投入し、現像装置を作動させ規制板４を通過
後の現像剤のトナ−濃度を測定することにより求めるこ
とができる。

【００３９】図５は、飽和トナ−濃度の特性を示す。す
なわち、飽和磁化が３０ないし７０ｅｍｕ／ｇのフェラ
イトキャリアを用いた現像剤を、約２５ないし３０Ｗｔ
％のトナ−濃度に調合し、現像装置８の混合室３に投入
して測定した飽和トナ−濃度とトナ−粒径／キャリア粒
径との関係を示す。なお、トナ−帯電量は３ないし９μ
ｃ／ｇ（絶対値）の範囲であった。

【００４０】図５から、飽和トナ−濃度は、トナ−粒径
／キャリア粒径やキャリアの飽和磁化の影響を受けるこ
とが判る。また、実験デ−タを検討した結果、飽和トナ
−濃度Ｔｓｔは、次の（数４）式において、αが１.８
〜２.７範囲に入ることが判った。ここで、ｒ：トナ−
粒径（μｍ），Ｒ：キャリア粒径（μｍ），ρｔ：トナ
−比重，ρｃ：キャリア比重であり、αはトナ−及びキ
ャリアがほぼ球とした場合、キャリアの周囲に付着する
トナ−の層数に対応する定数である。また、フェライト
キャリアの場合は、γは約０.８であるので、（数１）
式から（数４）式が得られる。

【００４１】 Ｔｓｔ＝１００・α・β・γ・（１＋α・β・γ）……………（数１） β＝ｒ／Ｒ ……………（数２） γ＝４・（ρｔ／ρｃ） ……………（数３） Ｔｓｔ≒８０・α・β・（１＋０.８・α・β） ……………（数４） この理由として、現像ロ−ル２に保持された現像剤層
（磁気ブラシ）が規制板４を通過する際に搬送可能な最
大のトナ−量は、キャリア表面に静電力で吸着可能なト
ナ−量、すなわち１.５ないし３層程度と考えられ、そ
れ以上がキャリアやトナ−の間隙に保持されたとして
も、磁気ブラシの回転移動、規制板４を通過する際の磁
気ブラシの揺動及び規制板４との間に働く静電力等の作
用により離脱してしまうためと考えられる。

【００４２】その結果、搬送可能なトナ−量には限界が
あり、その値が飽和トナ−濃度に相当するものと考えら
れる。

【００４３】すなわち、本実施例では、規制板４を通過
した現像剤層のトナ−濃度Ｔｃを、この飽和トナ−濃度
Ｔｓｔ±０.２・Ｔｓｔ（％）程度に設定し、現像を行
うものである。そのため、現像剤１０の混合比は、混合
室３にトナ−を充分に保持・供給することで安定維持が
可能であり、飽和トナ−濃度Ｔｓｔの値は、現像剤１０
の構成条件を調整することにより設定可能である。

【００４４】従って、トナ−濃度検出センサ−を設置す
る必要がないので、装置構成が複雑化しない利点があ
る。

【００４５】なお、βは、好適なトナ−の帯電量を得る
ため、０.１〜０.２範囲に設定することが望ましく、さ
らに望ましくは、０.１２〜０.１８の範囲が良いことが
判った。

【００４６】また、キャリア材質としては、感光体１へ
のキャリア付着を防止する観点から、鉄粉キャリアが最
も望ましいことが判った。鉄粉キャリアの場合は、（数
１）式のγは約０.５２である。

【００４７】さらに、現像ロ−ル２の磁力増大させた
り、現像ロ−ル２の周速を低下させたり、他のキャリア
吸引手段を併用することにより、樹脂キャリア及びフェ
ライトキャリアも用いることができることが判った。

【００４８】樹脂キャリアは、嵩比重１.０ないし１.６
ｇ／ｃｍ³，飽和磁化６０ないし８０ｅｍｕ／ｇの球形
および不定形のもの、また、フェライトキャリアは、嵩
比重２.２ないし２.７ｇ／ｃｍ³，飽和磁化２０ないし
７０ｅｍｕ／ｇで略球形のものを用いることができる。

【００４９】さらに、現像ロ−ル２の上部に現像剤ガイ
ド板５を設け、規制板４及び現像剤ガイド板５にてＵタ
−ンし下方に向かうように循環させ、現像剤１０と現像
ロ−ル２の上方ないし後方部付近に形成されるトナ−溜
り９のトナ−とが混合するようにしたところ、画像濃
度、かぶり等の画質の経時的安定度が良好となった。

【００５０】このような構成の現像装置８を、電子写真
方式プリンタ装置に適用し、感光体１として有機感光体
（ＯＰＣ）を用い、周速１００ないし４００ｍｍ／ｓｅ
ｃの感光体１上にコントラスト電位が約４５０Ｖの静電
潜像を形成し、現像スリ−ブ２の周速を感光体周速の約
１.５ないし５倍とし、さらに該現像スリ−ブ２に−２
５０〜−３５０Ｖの現像バイアスを印加し反転現像を行
ったところ、画像濃度１.３〜１.４（Ｏ.Ｄ）を確保で
き、微細な網点画像や階調の再現も良好であった。

【００５１】また、連続印刷を行った場合においても、
画像濃度及び現像機内の規制板通過後の現像剤層のトナ
−濃度が安定した。

【００５２】〔第２の実施の形態〕図２は、本発明の第
２の実施の形態で、各色に対応した作像ユニットを４個
配置し、本発明の現像装置を備えたカラ−電子写真装置
の概略構成を示す。図２に示すように、本カラ−電子写
真装置は、各色に対応した現像剤をそれぞれ収納する複
数の現像器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを複数の感光体１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周囲に配置し、用紙２２への転
写タイミングを考慮して露光２４による潜像の書き込み
タイミングを設定し、各々の感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄ上に各色に対応した潜像を形成すると共に複数の現
像器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄにより現像し各色のトナ−
画像を形成し、各々の転写器２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，
２５ｄにて用紙２２に順次転写し、各色のトナ−画像の
色重ねを行う。

【００５３】本カラ−電子写真装置において、現像器
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄに本発明の現像装置を適用し、
さらに、次記のを配置し、各色の画像を検出し各色
の画像濃度を制御するものである。尚、図２では、４個
の現像器のうち、現像器８ａの制御系統のみが記載され
ているが、他の現像機に対しても同様であるので、以下
の説明は現像器８ａの制御系統についてのみ行う。

【００５４】すなわち、現像器８ａにおいて、トナ−
画像を検出するカラ−画像センサ−２７を配置し、カ
ラ−画像センサ−２７の検出値に基づいて、現像ロ−ル
２ａのバイアス電源１５、回転駆動部１６を制御するた
め、回転制御部２９、バイアス制御部３０、画像制御部
２８を設けられている。

【００５５】また、感光体１の周囲には、転写器２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄによる転写後、感光体１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに残存するトナ−を清掃するクリ
−ナ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが配置され、さら
に、最終段の転写器２５ｄの後方に未定着画像を用紙２
２に熱融解させ固着させる定着器３１が配置されてい
る。

【００５６】このような構成においては、感光体１上に
カラ−トナ−像を形成しカラ−印刷を行う際に、現像後
のトナ−画像に基づいて、少なくとも現像ロ−ル２ａと
感光体１ａとの電界又は、周速比のいずれか一方を制御
できるので、感光体上のトナ−現像量を所望量確保する
ことができ、長期印刷においても画像濃度が低下した
り、変動し、カラ−画像が劣化することがない。

【００５７】〔第３の実施の形態〕図３は、本発明の第
３の実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す。

【００５８】また、図３に示すように、図１の現像装置
のトナ−溜り９とトナ−ホッパ−６との間にメッシュ部
材１７を配置したところ、第１の実施の形態と比較し
て、現像機周辺のトナ−汚れやかぶりが低減する効果が
得られた。

【００５９】これは、供給羽根７の先端１８がメッシュ
部材１７により、トナ−溜り９側に食い込まなくなるた
め、充分な量のトナ−溜り９が開口１３周辺に形成され
た場合には、供給羽根７によるトナ−の供給が自動的に
抑制され、混合室３内へのトナ−の過剰供給を防止でき
るためと考えられる。

【００６０】〔第４の実施の形態〕図４は、本発明の第
４の実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す。

【００６１】図４に示すように、図１の現像装置に、第
２の撹拌部材として、互いに異なる軸方向に現像剤を搬
送する１対のスクリュウオ−ガ１９，２０を設け、トナ
−溜り９のトナ−と現像剤１０との混合を行うようにし
たところ、長期印刷において、軸方向における画像濃度
ムラが発生することがなく、且つかぶりがさらに低減す
る効果が得られた。

【００６２】本実施例では、現像剤１０は規制板４及び
現像剤ガイド板５にてＵタ−ンし循環するだけでなく、
混合室３下部において軸方向に循環するようになるた
め、第１の実施の形態の場合と比較して、軸方向の混合
が付加した分だけ全体の混合作用が向上し、その結果、
上記した効果が得られる。

【００６３】尚、本実施例に加えて、開口部１３にメッ
シュ部材１７を配置しても良く、その場合、第３の実施
の形態で説明した効果が付加する。

【００６４】〔第５の実施の形態〕図６は、本発明の第
５の実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す。

【００６５】上記した実施の形態では、現像ロ−ル２に
スリ−ブレスマグロ−ルを使用した例として第１〜第４
の実施の形態（図１〜図４）の現像装置８を示したが、
スリ−ブレスマグロ−ルを使用し本発明を適用する現像
装置としては、図６に示したタイプの現像装置４２であ
っても良い。すなわち、現像ロ−ル２として、スリ−ブ
レスマグロ−ルを使用し、規制板４通過後の現像剤１０
のトナ−濃度が飽和トナ−濃度となるようにホッパ−６
の開口４４付近に開口４４の開閉とトナ−ホッパ−６内
の撹拌とを行うトナ−補給手段４３を配置たものであ
る。

【００６６】このようなトナ−補給機構においては、ト
ナ−補給手段４３が回転（又は往復）移動し開口４４を
開閉するのに伴いトナ−１２は解され落下しトナ−溜り
４５を形成する。これにより、現像剤の循環経路に常時
充分なトナ−を供給することができる。

【００６７】又、トナ−溜り４５がトナ−ホッパ−６の
開口４４付近を覆うようになると、トナ−１２は落下し
なくなるので、自動的にトナ−１２の過剰供給を抑制す
ることができる。これは、図３に示す第３の実施の形態
の現像装置８のメッシュ部材１７を有するトナ−補給方
法と同様な作用を有している。

【００６８】以上から、本実施例の場合、上述した第１
〜第４の実施の形態の現像装置８と比較して、現像剤の
量が多くなる傾向があるが、これらの現像装置８の場合
と同様な効果が得られる。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、ベタ画像の充分な画像
濃度確保と微細な網点画像や階調の再現を両立できる効
果がある。

【００７０】また、本発明の現像装置を適用した高速カ
ラ−電子写真装置においては、画像濃度変動を防止でき
るので鮮明なカラ−画像を安定に確保できる効果があ
る。

【００７１】さらに、本発明の現像装置を使用した電子
写真装置においては、トナ−濃度検出制御機構を設置す
る必要がないので、装置コストの低減や小型化を図るこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る現像装置の構
成断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態で、本発明の現像装
置を備えたカラ−電子写真装置の概略構成図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る現像装置の構
成断面図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係る現像装置の構
成断面図である。

【図５】飽和トナ−濃度の特性説明図である。

【図６】本発明の第５の実施の形態に係る現像装置の構
成断面図である。

【図７】従来の現像装置の構成断面図である。

【符号の説明】

１…感光体 １６…回転駆動部 ３１…
定着器 ２…現像ロ−ル １７…メッシュ部材 ３２…
固定磁石体 ３…混合室 １８…供給羽根先端部 ３３…
回転スリ−ブ ４…規制板 １９…撹拌ロ−ル ３４…
搬送ロ−ル ５…現像剤ガイド板 ２０…撹拌ロ−ル ３５…
ガイド板 ６…トナ−ホッパ− ２１…現像ロ−ル ３６…
撹拌ロ−ル ７…供給羽根 ２２…用紙 ３７…
撹拌ロ−ル ８…現像装置 ２３…帯電器 ３８…
トナ−濃度センサ ９…トナ−溜り ２４…露光 ３９…
混合比制御機構 １０…現像剤 ２５…転写器 ４０
…トナ−補給ロ−ル １１…撹拌ロ−ル ２６…クリ−ナ ４１
…現像機 １２…トナ− ２７…画像センサ ４２
…現像機 １３…開口 ２８…画像制御部 ４３
…トナ−補給手段 １４…仕切り板 ２９…回転制御部 ４４
…開口 １５…バイアス電源 ３０…バイアス制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/01 １１３ Ｇ０３Ｇ 9/08 15/09 9/10 ３１１ ３２１

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像ロ−ル上にトナ−とキャリアを含む現
   像剤層を形成し、前記現像剤層を感光体と接触又は近接
   させ現像を行う現像装置において、 前記現像ロ−ルを多極着磁マグロ−ルで構成し、前記現
   像ロ−ルの外周との間に間隙を設定する規制板を設け、
   前記規制板で前記現像ロ−ル上に保持される現像剤の量
   を規制し、前記規制された前記現像剤のトナー濃度が前
   記現像剤の構成に基づき決定される飽和値に設定される
   ように構成されていることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記飽和値は、前記ト
   ナ−の粒径と前記キャリアの粒径により決定される飽和
   トナー濃度値であることを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】現像ロ−ル上にトナ−とキャリアを含む現
   像剤層を形成し、前記現像剤層を感光体と接触又は近接
   させ現像を行う現像装置において、 前記現像ロ−ルを多極着磁マグロ−ルで構成し、前記現
   像ロ−ルの外周との間に間隙を設定する規制板を設けて
   前記現像ロ−ルの保持する現像剤の量を規制するように
   し、前記規制板を通過した前記現像剤層のトナ−濃度Ｔ
   ｃ（Ｗｔ％）が、次式 Ｔｓｔ＝１００・α・β・γ・（１＋α・β・γ）……………（数１） β＝ｒ／Ｒ ……………（数２） γ＝４・（ρｔ／ρｃ） ……………（数３） Ｔｃ：トナ−濃度〔≡１００・（トナ−重量）／（現像
   剤重量）〕（Ｗｔ％），Ｔｓｔ：飽和トナ−濃度（Ｗｔ
   ％），ｒ：トナ−粒径（μｍ），Ｒ：キャリア粒径（μ
   ｍ），ρｔ：トナ−比重，ρｃ：キャリア比重において
   αを１.５〜３.０の範囲に設定して得られる値となるよ
   うに構成されていることを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】請求項３において、前記βを、０.１〜０.
   ２の範囲に設定することを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】請求項３において、前記キャリアとしてフ
   ェライトキャリアを用い、前記トナ−濃度Ｔｃ（Ｗｔ
   ％）が、前記γを約０.８、前記αを１.８〜２.７、前
   記βを０.１〜０.２の範囲に設定して得られる値とする
   ことを特徴とする現像装置。
6. 【請求項６】現像ロ−ル上にトナ−とキャリアを含む現
   像剤層を形成し、前記現像剤層を感光体と接触又は近接
   させ現像を行う現像装置において、 前記現像ロ−ルを多極着磁マグロ−ルで構成し、前記現
   像ロ−ルの外周との間に間隙を設定する規制板を設けて
   前記現像ロ−ルの保持する現像剤の量を規制するように
   し、前記規制板上流部の現像剤のトナ−濃度が前記規制
   板を通過した下流部の前記現像剤層のトナ−濃度よりも
   高く維持されるために、前記下流部の前記現像剤層のト
   ナ−濃度がトナ−粒径とキャリア粒径に応じて１０〜２
   ５Ｗｔ％に設定されるように構成されていることを特徴
   とする現像装置。
7. 【請求項７】請求項１または請求項３または請求項６に
   おいて、前記感光体と前記現像ロ−ルにて形成される第
   １間隙と前記規制板と前記現像ロ−ルにて形成される第
   ２間隙との差の絶対値を、０〜０.２ｍｍの範囲に設定
   することを特徴とする現像装置。
8. 【請求項８】請求項１または請求項３または請求項６に
   おいて、前記規制板で遮断された前記現像剤を案内し混
   合室内を循環させる現像剤ガイド板を前記現像ロ−ルの
   上部に設け、前記現像剤と供給されたトナ−との混合を
   促進する混合促進部材を前記混合室内に設けたことを特
   徴とする現像装置。
9. 【請求項９】請求項３または請求項６において、前記ト
   ナ−を貯蔵するトナ−ホッパ−と前記混合室とを連通す
   る開口部にメッシュ部材を配置し、前記トナ−ホッパ−
   内に設けられたトナ−供給羽根が回転した時、前記トナ
   −供給羽根の先端が前記メッシュ部材に接触することを
   特徴とする現像装置。
10. 【請求項１０】請求項３または請求項６において、前記
    多極着磁マグロ−ルは、等間隔で着磁され、磁極数が８
    〜６４極、磁極部の磁力が３００〜８００ガウスの範囲
    に設定されたスリ−ブレスマグロ−ルであることを特徴
    とする現像装置。
11. 【請求項１１】請求項３または請求項６において、前記
    感光体の周速と前記現像ロ−ルの周速との比を１.５〜
    ５.０の範囲に設定することを特徴とする現像装置。
12. 【請求項１２】請求項３または請求項６において、前記
    現像剤は、粒径が３０〜９０μｍの鉄粉キャリアと粒径
    が５〜１１μｍのトナ−を含む現像剤であることを特徴
    とする現像装置。
13. 【請求項１３】請求項３または請求項６において、前記
    現像ロ−ルに印加されるバイアス電圧は、直流電圧と交
    流電圧を重畳したものであることを特徴とする現像装
    置。
14. 【請求項１４】複数の色に対応した現像剤をそれぞれ収
    納する複数の現像器を複数の感光体の周囲に配置し、感
    光体が少なくとも１回転することにより、各色に対応し
    た複数の潜像を形成すると共に前記各現像器により現像
    し、複数色のトナ−画像を前記感光体上に形成する工程
    を有するカラ−電子写真装置において、前記現像器は、
    請求項１ないし請求項１３のいずれか１項記載の現像器
    であることを特徴とするカラ−電子写真装置。