JPH1097140A - 現像装置及び該現像装置を用いたカラー電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】現像ロールへのトナーフィルミングと画像濃度
の変動を防止する。 【解決手段】スリーブレスマグロールを使用した搬送磁
気ロールの外周面に吸着した飽和トナー濃度のキャリア
とトナーの混合剤層で現像ロールを摺擦して該現像ロー
ルの外周面にトナー層を形成し、このトナー層を感光体
に接触させ現像を行うことにより、現像ロールへのトナ
ーフィルミングと画像濃度の変動を防止する。

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
置及び該現像装置を用いたカラー電子写真装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現像装置には、キャリアとトナーを含む
２成分現像剤を用いた２成分現像装置とトナー単独の１
成分現像剤を用いた１成分現像装置がある。１成分現像
装置は、キャリアを使用しないことや現像剤の混合比制
御機構を設ける必要がなく小型，低コスト化に有利であ
るために、複数の現像装置を配置することが必要なカラ
ー電子写真装置に多く用いられている。非磁性トナーを
用いた従来の１成分現像装置２１は、図２に示すよう
に、感光体１に対向する現像ロール２と、ブレード１８
と、搬送ロール２０と、トナーホッパー６内に設けられ
た撹拌羽根７と、トナー漏れ防止部材１９を備える。ト
ナーホッパー６内のトナーは、撹拌羽根７により開口１
３から搬送ロール２０の付近に供給され、更に搬送ロー
ル２０により現像ロール２付近に搬送され、ブレード１
８にて現像ロール２に外周面に塗布されてトナー層を形
成する。そして、現像ロール２の回転により感光体１と
対向する部分に搬送したトナー層１２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
ることにより静電潜像を現像してトナー画像を形成す
る。

【０００３】このような、非磁性１成分現像装置は、特
公平７−４３５４６号公報，実公平７−２０６８３号公
報等に開示されている。また、磁性１成分現像装置は、
特公平２−４８９０１号公報に開示されている。

【０００４】更に、表面にトナー層のみを形成した現像
ロールを用いる現像装置において、搬送磁気ロールとキ
ャリアを用いる例としては、特開昭５５−７７７６４号
公報や特開昭６２−１９２７７２号公報に記載されてい
るように、現像ロールに弾性ロールを用いて接触現像を
行なう方法や特開平３−５９５７６号公報，特開昭６１
−２３９２６６号公報，特開昭６１−１００７７５号公
報に記載されているように、現像ロール上のトナー層と
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
が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の非磁性
１成分現像装置を用いて、高速で高精細なカラー画像を
得ようとする場合や省電力に要求される低温定着を適用
しようとすると、現像ロール２の外周面にトナーフィル
ミングが発生し、画像品質を劣化したり、現像装置の交
換寿命が短くなる傾向があった。

【０００６】また、搬送磁気ロールとキャリアを用いて
トナー層のみを現像ロールの外周面に形成する方法を高
速印刷に適用すると、弾性現像ロールを用いて接触現像
を行なう場合はゴムやスポンジロールの外周面が変形し
易く交換周期が短くなる傾向があり、また、非接触現像
を行うと、微細な網点画像や階調の再現性が不十分にな
る傾向があった。更に、キャリアを使用するために、２
成分現像装置と同様な現像剤の混合比制御機構が必要と
なり、装置コストが高価となる傾向があった。

【０００７】なお、特開昭６１−１００７７５号公報に
は、トナーホッパー内のトナーと接する磁気ブラシ部の
トナー濃度（混合比）とトナー帯電量との関係に関する
記載があるが、この現像方式はトナーのみを規制板を通
過させることにより現像ロールの表面にトナー層を形成
する方式であるが、高速において現像ロールの表面に十
分なトナー層を形成することが困難である。

【０００８】本発明の第１の目的は、トナーのみを現像
ロールの外周面に塗布して現像を行う現像装置におい
て、現像ロールの外周面にトナーフィルミングが発生す
るのを防止することができ、しかも、高速で高画質を確
保することができる現像装置を提供することにある。

【０００９】また、本発明の第２の目的は、このような
現像装置を用いたカラー電子写真装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、搬送磁気ロー
ルに吸着させたトナーとキャリアの混合剤層で現像ロー
ルの外周面を摺擦して該外周面にトナー層を形成し、該
トナー層を感光体に接触させることにより該感光体表面
の静電潜像を現像する現像装置において、前記搬送磁気
ロールを多極着磁した円柱状の磁石体によって構成し、
前記混合剤を飽和トナー濃度としたことを特徴とする。

【００１１】このように構成された現像装置では、現像
ロールに当接するブレードを設けずに該現像ロールの外
周面にトナー層を形成することがき、且つ、混合剤層で
現像ロールを擦ることにより、感光体上の潜像を現像し
た後に現像ロール上に残存するトナーを掻き落すことが
できるので、該現像ロール上にトナーフィルミングが発
生することがない。また、規制された混合剤層のトナー
濃度を飽和値に設定したので格別な制御装置を使用する
ことなく混合剤の混合比を安定に維持することができ
る。

【００１２】また、このような現像装置を使用したカラ
ー電子写真装置は、安定した画質の画像を高速印刷する
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１４】〔第１の実施形態〕図１は、本発明の第１
の実施形態である現像装置の縦断側面図である。同図に
おいて、現像装置８は、感光体１に対向する現像ロール
２と、搬送磁気ロール３と、規制板４と、トナーホッパ
ー６内に設けた撹拌羽根７と、バイアス電源１４，１５
と、混合剤ガイド板５とを備える。トナーホッパー６内
のトナーは、撹拌羽根７により開口１３から搬送磁気ロ
ール３の上方乃至後方部付近に供給されてトナー溜り９
を形成する。

【００１５】搬送磁気ロール３は、磁性体キャリアとト
ナーを混合した混合剤１１をその外周面に吸着して反時
計方向に回転する。搬送磁気ロール３に吸着されて該搬
送磁気ロール３と共に反時計方向に回転（移動）する混
合剤１１は、該搬送磁気ロール３の外周に対向して設け
た規制板４により所定の厚みの混合剤層１０に規制さ
れ、掻き取られた外側の余剰な混合剤１１は混合剤ガイ
ド板５に沿ってＵターンして混合室３６を循環してトナ
ー溜り９のトナーと混合する。

【００１６】規制板４により規制されて搬送磁気ロール
３の外周面に形成した混合剤層１０を現像ロール２とカ
ウンター方向に回転させながら該現像ロール２に接触さ
せると共に搬送磁気ロール３と現像ロール２の間に電界
を作用させることにより、この現像ロール２の外周面に
トナー層１２を形成し、しかる後に、このトナー層１２
を現像ロール２の回転により感光体１と対向する部分に
搬送して該感光体１に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静電潜像を現像してトナー画
像を形成する。すなわち、搬送磁気ロール３に保持され
る混合剤１１を構成する磁性体キャリアとトナーは、摩
擦帯電により互いに逆極性に帯電しているので、搬送磁
気ロール３と現像ロール２の間に電界を作用させること
により、トナーのみを現像ロール２の外周面に転移させ
ることができる。

【００１７】現像ロール２は、約２０乃至６０μｍの厚
さのＮｉ電鋳スリーブ内に低硬度（例えば、ゴム硬度が
約１５乃至３５度（ＪＩＳーＡ））のゴムロールを嵌合
して弾性を有するロールに形成されている。Ｎｉ電鋳ス
リーブは、現像ロール２の傷や摩耗を防ぎ、厚みを薄く
することによりゴムロールの弾性を保持できるようにし
て感光体１とソフトな接触が得られるようにしたもので
ある。従って、印刷速度が早い場合や、現像ロール２と
感光体１との周速比ｋがやや大きい（ｋ＝１．５乃至
２．０）場合であっても、現像ロール２や感光体１の交
換周期を長くできる効果がある。現像ロール２は、直径
が１５乃至４０ｍｍのものを用いる。

【００１８】ゴムロールは、絶縁性及び導電性の何れで
も使用可能であるが、現像バイアスを印加するための給
電は、絶縁性ロール（例えば、抵抗値が約１０¹³乃至１
０¹⁶Ωｃｍ）の場合には現像ロールの表面から行うのに
対し、導電性ロール（例えば、抵抗値が約１０⁷乃至１
０⁸Ωｃｍ以下）の場合には現像ロールの軸を利用して
行うことができる利点がある。

【００１９】なお、印刷速度が比較的遅い場合や、現像
ロール２と感光体１との周速がほぼ等しい場合には、現
像ロール２に金属スリーブを用いずに、低硬度（例え
ば、ゴム硬度が約１５乃至５５度（ＪＩＳ−Ａ））のゴ
ムロールを単体（または、表面コートを施し）で形成し
てもよい。

【００２０】搬送磁気ロール３は、現像ロール２と間隙
（第１間隙）を介して対向して回転可能に配置された等
間隔多極着磁の裸の磁石体（所謂スリーブレスマグロー
ル）である。この搬送磁気ロール３を構成する磁石体
は、磁極数が８乃至３２極，磁極部の磁力が３００乃至
８００ガウスの範囲に着磁された磁石ロール単独で構成
し、その周速Ｕｔを現像ロール２の周速Ｕｓとの比が
１．５乃至５．０の範囲になるよう設定した。なお、磁
石体は、保護のために非磁性材で被覆してもよい。この
ようなスリーブレスマグロール（多極着磁した円柱状の
磁石体）を使用した搬送磁気ロール３は、その外周面に
吸着した混合剤層１０が該外周面を転動することがない
ので、飽和トナー濃度の混合剤層１０を形成してもトナ
ー飛散が発生するようなことがない。

【００２１】また、この搬送磁気ロール３と規制板４と
の間には混合剤層１０を所定の厚みに規制する第２の間
隙が設定される。第２の間隙は、０．５乃至０．８ｍｍ
の範囲に設定した。

【００２２】そして、現像ロール２と搬送磁気ロール３
の間に形成される第１間隙と搬送磁気ロール３と規制板
４の間に形成される第２間隙との差は、０乃至０．３ｍ
ｍの範囲に設定する。

【００２３】現像ロール２及び搬送磁気ロール３は、そ
れぞれ、バイアス電源１４，１５に接続し、直流電圧ま
たは直流電圧と交流電圧を重畳したバイアス電圧を印加
した。規制板４にも搬送磁気ロール３と同一のバイアス
電圧を印加すると良い。

【００２４】混合剤１１には、粒径が３０乃至９０μｍ
の磁性キャリアと粒径が５乃至１１μｍのトナーを混合
したものを使用した。

【００２５】また、この実施形態では、規制板４を通過
後の混合剤層１０のトナー濃度（Ｗｔ％：トナー重量×
１００／混合剤重量）を、トナー粒径とキャリア粒径に
応じて決定される飽和トナー濃度（１０乃至３０Ｗｔ％
の範囲）になるように、混合室３６内の混合剤１１のト
ナー濃度は、規制板４を通過後の混合剤層のトナー濃度
よりも高く維持するように構成した。現像装置８が作動
して現像ロール２の外周面のトナー層１２から感光体１
にトナーが移行するに伴って搬送磁気ロール３に吸着し
ている混合剤１１のトナーが現像ロール２に補給される
ことにより該搬送磁気ロール３の下方の混合剤層１０の
トナー濃度が低下しても、トナーホッパー６内のトナー
が撹拌羽根７により開口１３からトナー溜り９を形成す
るように供給され、更に、混合室３６内で循環する混合
剤１１と混合するように補給されるので、トナー濃度は
直ちに充分に高いトナー濃度に回復する。

【００２６】ここで、飽和トナー濃度は、充分高いトナ
ー濃度（約２５乃至４０Ｗｔ％）に調合した混合剤１１
を混合室３６に投入し、現像装置８を作動させ規制板４
を通過後の混合剤１１のトナー濃度を測定することによ
り求めることができる。

【００２７】図６は、飽和磁化が３０乃至７０ｅｍｕ／
ｇのフェライトキャリアを用いた混合剤１１を約２５乃
至３０Ｗｔ％のトナー濃度に調合して混合室３６に投入
して測定した飽和トナー濃度とトナー粒径／キャリア粒
径との関係を示したものである。なお、トナーの帯電量
は、３乃至９μｃ／ｇ（絶対値）の範囲であった。図６
から、飽和トナー濃度は、トナー粒径／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。

【００２８】また、実験データを検討した結果、飽和ト
ナー濃度Ｔｓｔは、次の（４）式において、αが１．８
乃至２．７の範囲に入ることが判った。ここで、ｒ：ト
ナー粒径（μｍ），Ｒ：キャリア粒径（μｍ），ρｔ：
トナー比重，ρｃ：キャリア比重である。αは、トナー
及びキャリアがほぼ球とした場合に、キャリアの周囲に
付着するトナー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
（１）式から（４）式が得られる。

【００２９】 Ｔｓｔ＝１００・α・β・γ・（１＋α・β・γ）……………（１） β＝ｒ／Ｒ ……………（２） γ＝４・（ρｔ／ρｃ） ……………（３） Ｔｓｔ≒８０・α・β・（１＋０．８・α・β） ……………（４） この理由としては、搬送磁気ロール３に保持された混合
剤１１の層（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ー量は、キャリアの表面に静電力で
吸着可能なトナー量、すなわち、１．５乃至３層程度と
考えられ、それ以上がキャリアやトナーの間隙に保持さ
れたとしても、磁気ブラシ（混合剤層）の回転移動や規
制板４を通過する際の磁気ブラシの揺動や規制板４との
間に働く静電力等の作用により離脱してしまう。その結
果、搬送可能なトナー量には限界があり、その値が飽和
トナー濃度に相当するものと考えられる。

【００３０】この実施の形態では、規制板４を通過した
混合剤層１０のトナー濃度Ｔｃをこの飽和トナー濃度Ｔ
ｓｔ±０．２Ｔｓｔ（％）程度に設定した。そのために
は、混合剤１１の混合比（トナー濃度）は、混合室３６
にトナーを充分に供給，保持することで充分に高い飽和
値に安定に維持することが必要であり、この飽和トナー
濃度Ｔｓｔの値は、混合剤１１の構成条件を調整するこ
とにより設定することが可能である。例えば、前記した
図６に示したフェライトキャリアの例では、キャリアの
粒径とトナーの粒径の組み合わせを変えることにより、
飽和トナー濃度Ｔｓｔを約１０乃至２５Ｗｔ％の範囲で
設定できることを示している。従って、トナー濃度検出
センサーを設ける必要がないので、装置構成が複雑化し
ない利点がある。

【００３１】なお、トナーとキャリアとの半径比である
βは、好適なトナーの帯電量を得るために、０．１乃至
０．２範囲に設定することが望ましく、更に望ましく
は、０．１２乃至０．１８の範囲が良いことが判った。

【００３２】また、キャリアの材質としては、感光体１
の外周面上の静電潜像を現像した後に現像ロール２の外
周面に残存するトナーを掻き落す作用の点からは、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、γは約０．５２である。更に、搬送磁気ロール
３の磁力や周速を増大させたり、他のトナー掻き落し手
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。樹脂キャ
リアは、嵩比重１．０乃至１．６ｇ／ｃｍ³，飽和磁化
６０乃至８０ｅｍｕ／ｇの球形及び不定形のもの、ま
た、フェライトキャリアは、嵩比重２．２乃至２．７ｇ
／ｃｍ³，飽和磁化２０乃至７０ｅｍｕ／ｇで略球形の
ものを用いることができる。

【００３３】搬送磁気ロール３の上部には混合剤ガイド
板５を設け、混合剤１１を規制板４と混合剤ガイド板５
によりＵターンさせて下方に向かうように循環させるこ
とにより該混合剤１１と搬送ロール３の上方乃至後方部
付近に形成されるトナー溜り９のトナーとが混合するよ
うにすることにより、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。

【００３４】このような構成の現像装置８を電子写真方
式の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乃至４００ｍｍ／ｓｅｃ
の感光体１の外周面にコントラスト電位が約４５０Ｖの
静電潜像を形成し、現像ロール２の周速を感光体周速の
約１乃至約２倍とし、更に、この現像ロール２に２５０
乃至３５０Ｖの現像バイアス電圧を印加して反転現像を
行ったところ、画像濃度１．３乃至１．４（Ｏ．Ｄ）を
得ることができた。

【００３５】また、長期印刷を行った場合においても、
現像ロール２の外周面にトナーのフィルミングが発生す
ることはなかった。

【００３６】なお、前記したように、高速印刷において
現像ロール２の外周面にトナーフィルミングが発生する
のを防止することができた理由としては、現像ロール２
に当接してトナーを塗布するブレードが不要になったこ
と、混合剤層（磁気ブラシ）１０を現像ロール２に接触
させて該現像ロール２の外周面にトナー層１２を形成
し、同時に、混合剤層１０で現像ロール２を擦ることに
よって該現像ロール２の外周面に残存するトナーを掻き
落すようにしたことにより該現像ロール２の外周面に付
着しているトナーに加えられるストレスが軽減したため
と考えられる。

【００３７】〔第２の実施の形態〕図３に示す第２の実
施の形態は、各色に対応させて設けた４つの作像ユニッ
トに前述した現像装置を適用したカラー電子写真装置で
ある。

【００３８】このカラー電子写真装置は、各色に対応し
た色のトナーを使用した４つの現像装置８−１，８−
２，８−３，８−４は、４つの感光体１−１，１−２，
１−３，１−４の周囲に配置し、印刷用紙２２への転写
タイミングを考慮して露光光線２４による書き込みタイ
ミングを設定することにより静電潜像を形成する位置を
制御して４つの感光体１−１乃至１−４の外周面上に各
色に対応した静電潜像を形成すると共にこれを各現像装
置８−１乃至８−４により現像して各色のトナ−画像を
形成し、各転写器２５−１，２５−２，２５−３，２５
−４によって印刷用紙２２に順次転写して各色のトナー
画像の色重ねを行うことによりカラー画像を形成する装
置である。

【００３９】現像装置８−１乃至８−４は、前述した構
成の本発明になる現像装置８を適用し、更に、各作像ユ
ニット毎にトナー画像の濃度を検出するトナー画像セン
サ２７と、現像ロール２−１にバイアス電圧を印加する
バイアス電源１４と、搬送磁気ロール３−１にバイアス
電圧を印加するバイアス電源１５と、現像ロール２−１
を駆動する回転駆動部１６と、搬送磁気ロール３−１を
駆動する回転駆動部１７と、前記バイアス電源１４，１
５を制御するバイアス電源制御部２８と、前記回転駆動
部１６，１７を制御する回転制御部２９と、前記トナー
画像センサ２７の検出信号を参照して前記バイアス制御
部２８及び回転制御部２９を制御する画像制御部３０と
を備える。なお、図３では、４つの現像装置８−１乃至
８−４のうちの現像装置８−１に関する制御系統のみを
図示したが、他の現像装置８−２乃至８−４に関しても
同様であるので重複する図示説明は省略し、以下、現像
装置８−１の制御系統について説明する。

【００４０】また、感光体１−１乃至１−４の周囲に
は、各トナー画像を転写器２５−１乃至２５−４によっ
て印刷用紙２２に転写した後に該感光体１−１乃至１−
４に残留するトナーを清掃するクリーナ２６−１，２６
−２，２６−３，２６−４が配置され、更に、最終段の
転写器２５−４の後方には印刷用紙２２に転写されてい
るカラートナー画像を熱融解させて該印刷用紙２２に固
着させる定着器３１が配置されている。

【００４１】このようなカラー電子写真装置において
は、各感光体１−１乃至１−４に各色のトナー画像を形
成してカラー画像の印刷を行う際に、現像されたトナー
画像の濃度をトナー画像センサ２７により検出した結果
に基づいて、少なくとも現像ロール２−１乃至２−４と
搬送磁気ロール３−１乃至３−４の間の電界（バイアス
電圧）または周速比の何れか一方を制御することによ
り、現像ロール２−１乃至２−４の外周面に必要な量の
トナー層１２を付着させることができるので、各感光体
１−１乃至１−４の静電潜像を十分に高い濃度に現像す
ることができ、長期印刷においても画像濃度が低下した
り変動したりして画像が劣化するのを防止することがで
きる。

【００４２】なお、本発明はこのような実施形態に限ら
ず、１つの感光体に体して４つの現像装置を対向させ、
感光体が４回転する間に角色の静電潜像を現像するカラ
ー電子写真装置に対しても適用することができ、この実
視形態と同様な効果を得ることができる。

【００４３】〔第３の実施の形態〕図４に示す第３の実
施の形態は、前述した第１の実施の形態に対して、搬送
磁気ロール３とトナー溜り９の間に、混合剤ガイド板５
と接触乃至近接する第２の搬送ロール（スポンジロール
または回転ブラシなど）３２を付加し、この第２の搬送
ロール３２の外周面にトナー層を形成すると共に移動す
る混合剤１１（図４に矢印で示すようにガイド板５に沿
って混合室３６を移動する混合剤または搬送磁気ロール
３に吸着されて移動する混合剤１１）と強制的に接触さ
せて撹拌す混合させるようにした現像装置である。

【００４４】この第３の実施の形態によれば、第１の実
施の形態と比較して、かぶりが低減する効果が得られる
ことが判った。

【００４５】〔第４の実施の形態〕この第４の実施形態
における現像装置は、前述した第３の実施の形態におけ
る第２の搬送ロール３２の代わりに、図５に示すよう
に、第２の撹拌部材（撹拌羽根やスクリュウオーガな
ど）３３を設け、トナー溜り９のトナーと混合剤１１と
を強制的に混合させるようにした構成である。

【００４６】この現像装置も、長期印刷においても画像
に濃度ムラが発生することがなく、且つ、かぶりが低減
する効果が得られた。

【００４７】〔第５の実施の形態〕この第５の実施形態
における現像装置は、図５に示すように、前述した第４
の実施の形態における現像装置において、更に、搬送方
向（軸方向における）の異なる２本のスクリュウオーガ
３４，３５を設置したものである。

【００４８】この実施の形態は、長期印刷においても、
軸方向におけるトナー画像の濃度にムラが発生すること
がなく、且つ、かぶりが更に低減する効果が得られた。

【００４９】第３乃至第５の実施の形態は、補給される
トナーと混合剤１１を混合室３６において積極的に撹拌
して混合を促進しているるために、混合剤１１は十分に
高いトナー濃度に維持することができ、従って、搬送磁
気ロール３によって搬送されて現像ロール２を摺擦する
混合剤層１０も高いトナー濃度（飽和トナー濃度）に維
持されるのことにより、前述したような効果が得られる
ものと推定される。

【００５０】

【発明の効果】本発明の現像装置によれば、長期の高速
印刷を行っても、安定した高濃度のトナー画像を得るこ
とができ、しかも、現像ロールの外周面にトナーのフィ
ルミングが発生することがない。これは、搬送磁気ロー
ルに飽和トナー濃度の混合剤を吸着して現像ロールを摺
擦することにより該現像ロールの外周面にトナー層を形
成することによる。

【００５１】また、本発明の現像装置を適用したカラー
電子写真装置においては、トナー画像濃度の変動を防止
することができるので、鮮明なカラー画像を安定に確保
できる効果がある。

【００５２】更に、キャリアとトナーを混合した混合剤
層で現像ロールを摺擦してトナーのみを該現像ロールに
塗布し現像を行う現像装置において、混合剤のキャリア
とトナーの混合比を飽和トナー濃度にするようにしたの
で、トナー濃度検出センサーを設けてトナー濃度を制御
する必要がなくなるり、従って、装置構成を複雑化せず
に所定の混合剤を得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の実施形態である現像装置の縦断
側面図である。

【図２】従来の現像装置の縦断側面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態であるカラー電子写真
装置の概略構成図である。

【図４】本発明の第３の実施形態である現像装置の一部
分の縦断側面図である。

【図５】本発明の第４及び第５の実施形態である現像装
置の一部分の縦断側面図である。

【図６】混合剤の飽和トナー濃度の特性説明図である。

【符号の説明】

１…感光体、２…現像ロール、３…搬送磁気ロール、４
…規制板、５…混合剤ガイド板、６…トナーホッパー、
７…撹拌羽根、８…現像装置、９…トナー溜り、１０…
混合剤層、１１…混合剤、１２…トナー層、１３…開
口、３６…混合室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０４ Ｇ０３Ｇ 9/10 ５０７ ３１１ ３２１ (72)発明者 保志 信義 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送磁気ロールに吸着させたトナーとキャ
   リアの混合剤層で現像ロールの外周面を摺擦して該外周
   面にトナー層を形成し、該トナー層を感光体に接触させ
   ることにより該感光体表面の静電潜像を現像する現像装
   置において、 前記搬送磁気ロールを多極着磁した円柱状の磁石体によ
   って構成し、前記混合剤を飽和トナー濃度としたことを
   特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記搬送磁気ロールの
   外周面に吸着した混合剤の量を規制板で規制して混合剤
   層の厚さを規制したことを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記現像ロールは、薄
   い金属スリーブ内に弾性ロールを嵌合したものであるこ
   とを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記混合剤は、１０乃
   至２５Ｗｔ％の飽和トナー濃度としたことを特徴とする
   現像装置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記混合剤は、粒径が
   ３０乃至９０μｍの鉄粉キャリアと粒径が５乃至１１μ
   ｍのトナーを混合したものであることを特徴とする現像
   装置。
6. 【請求項６】感光体に対して４つの現像装置を対向させ
   て各色の静電潜像を現像するようにしたカラー電子写真
   装置において、 前記現像装置に請求項１乃至５の１項に記載した現像装
   置を使用したことを特徴とするカラー電子写真装置。
7. 【請求項７】その外周面にトナー層を形成した現像ロー
   ルを感光体に接触させて現像を行う現像装置において、 前記現像ロールと近接して磁石体を回転可能に配置し、
   この磁石体の外周に間隙設定する規制板を設け該磁石体
   の保持したキャリアとトナーの混合剤の量を規制するよ
   うにし、この規制板を通過した混合剤層のトナー濃度Ｔ
   ｃ（Ｗｔ％）を次の（１）から（３）式においてαを
   １．５乃至３．０の範囲に設定して得られる値とし、こ
   の混合剤層を前記現像ロールと接触させると共に磁石体
   と現像ロール間に電界を作用させて該現像ロール上にト
   ナー層を形成することを特徴とする現像装置。 Ｔｓｔ＝１００・α・β・γ・（１＋α・β・γ）……………（１） β＝ｒ／Ｒ ……………（２） γ＝４・（ρｔ／ρｃ） ……………（３） ここで、α：定数， Ｔｃ≡１００・（トナー重量）／
   （現像剤重量），Ｔｓｔ：飽和ｒトナー濃度（Ｗｔ
   ％）， ｒ：トナー粒径（μｍ），Ｒ：キャリア粒径
   （μｍ）， ρｔ：トナー比重， ρｃ：キャリア比重
8. 【請求項８】請求項７において、前記（１）から（３）
   式において、βを０．１乃至０．２の範囲に設定したこ
   とを特徴とする現像装置。
9. 【請求項９】請求項７において、前記混合剤はキャリア
   としてフェライトキャリアを用い、前記規制板を通過し
   た混合剤層のトナー濃度Ｔｃ（Ｗｔ％）が前記（１）か
   ら（３）式において、γを約０．８、αを１．８乃至
   ２．７、βを０．１乃至０．２の範囲に設定して得られ
   る値としたことを特徴とする現像装置。
10. 【請求項１０】その外周面にトナー層を形成した現像ロ
    ールを感光体に接触させて現像を行う現像装置におい
    て、 前記現像ロールと近接して磁石体を回転可能に配置し、
    この磁石体の外周に間隙設定する規制板を設けて磁石体
    の保持したキャリアとトナーの混合剤の量を規制するよ
    うにし、この規制板の上流部の混合剤のトナー濃度を該
    規制板を通過した下流部の混合剤層のトナー濃度よりも
    高く維持し、この規制板を通過した混合剤層のトナー濃
    度をトナー粒径とキャリア粒径に応じて１０乃至２５Ｗ
    ｔ％に設定し、この混合剤層を現像ロールと接触させる
    と共に磁石体と現像ロール間に電界を作用させて該現像
    ロールの外周面にトナー層を形成することを特徴とする
    現像装置。
11. 【請求項１１】請求項７乃至１０の１項において、前記
    磁石体の上部に混合剤ガイド板を設け、前記規制板によ
    り遮断された混合剤を案内して循環させると共に供給さ
    れたトナーとの混合を促進する混合部材を配置したこと
    を特徴とする現像装置。
12. 【請求項１２】請求項７乃至１０の１項において、前記
    磁石体は、等間隔で着磁され、磁極数が８乃至６４極、
    磁極部の磁力が３００乃至８００ガウスの範囲に設定さ
    れた多極着磁した円柱状の磁石体であることを特徴とす
    る現像装置。
13. 【請求項１３】請求項７乃至１０の１項において、前記
    現像ロールと前記磁石体にて形成される第１間隙と前記
    規制板と前記磁石体にて形成される第２間隙との差の絶
    対値を０乃至０．２ｍｍの範囲に設定したことを特徴と
    する現像装置。
14. 【請求項１４】請求項７乃至１０の１項において、前記
    磁石体の周速と前記現像ロールの周速との比を１．５乃
    至５．０の範囲に設定したことを特徴とする現像装置。
15. 【請求項１５】請求項７乃至１０の１項において、前記
    混合剤は、粒径が３０乃至９０μｍの鉄粉キャリアと粒
    径が５乃至１１μｍのトナーを混合したものを使用する
    ことを特徴とする現像装置。
16. 【請求項１６】請求項７乃至１０の１項において、前記
    現像ロー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。
17. 【請求項１７】各色に対応した混合剤をそれぞれ収納す
    る複数の現像装置を複数の感光体の周囲にそれぞれ配置
    し、感光体の１または複数回転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複数の現像装置により現
    像して複数色のトナー画像を該感光体に形成する工程を
    実行するカラー電子写真装置において、 前記複数の現像装置は請求項１乃至１６の１項に記載の
    現像装置を使用し、各色のトナー画像に基づいて少なく
    とも現像ロールと磁石体との電界または周速比のいずれ
    か一方を制御することを特徴とするカラー電子写真装
    置。