JPH0922178A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 トナー補給機構等を必要としない小型で安価
な現像装置であって、高速の複写機に用いた場合でも現
像剤のトナーを十分に帯電することができる現像装置を
提供する。 【解決手段】 ドクタ６で阻止された現像剤を現像剤収
容部（現像剤滞留部）１０内で現像剤自身の内圧及び自
重によりトナーホッパ８のトナー補給用開口８ａ側に移
動させるとともに、トナーホッパ８からトナーを取り込
んだ現像剤を、現像スリーブ４表面に沿ってドクタ６側
に搬送し、所定量に規制した現像スリーブ４上の現像剤
を感光体ドラム１と対向する現像領域に供給する現像装
置において、現像剤を構成するトナーとして磁性トナー
を用いる。ここで、上記現像剤のトナー濃度が上限トナ
ー濃度になった状態で、現像剤収容部１０内に空間（空
隙）を有するのが好ましい。

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、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に用いる現像装置に
係り、詳しくは、内部に磁界発生手段を配置した現像剤
担持体上にトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持
して画像形成装置の像担持体と対向する領域へ現像剤を
搬送し、該像担持体に形成された潜像を現像する現像装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーを用いて静電潜像を現像す
る方法としては、磁気ブラシ現像法（例えば米国特許第
２８７４０６３号参照）に代表される二成分現像法や一
成分現像法が知られている。

【０００３】上記従来の現像法のうち二成分現像法は、
現像剤に含まれる比較的大きな磁性キャリアと微小なト
ナーとの摩擦で発生した静電気力によって該磁性キャリ
アの表面にトナーが保持されており、静電潜像に接近す
ると、静電潜像が形成する電界によるトナーに対する静
電潜像方向への吸引力が、トナーと磁性キャリアとの間
の結合力に打ち勝って、トナーは静電潜像上に吸引付着
されて静電潜像を可視化するものである。この二成分現
像法で用いる現像剤は現像によって消費したトナーを補
充しながら反復使用される。

【０００４】従来、低コスト及び小型化を図るために、
現像剤担持体周辺に現像剤貯溜室を有し、該現像剤担持
体上の現像剤の移動により、トナーを取り込んで消費し
たトナーを補充する現像装置が知られている。しかし、
このような現像装置においてトナー濃度を一定範囲に保
つ制御を行なわないと、トナー濃度が上昇しすぎた場合
に、トナー飛散、地汚れなどの異常が発生するという不
具合あった。また、安定した画像濃度を得るには、磁性
キャリアとトナーとの混合比（トナー濃度）を一定に保
つ必要があった。

【０００５】また、上記二成分現像法において安定した
画像濃度を得るためにトナー補給部材やトナー濃度セン
サを搭載してトナー濃度を一定に保つ制御を行う現像装
置が知られているが、この種の現像装置はトナー補給部
材等の設けているため大型になり、その動作機構も複雑
になるという不具合があった。

【０００６】そこで、上記不具合を解決するものとして
トナー補給機構やトナー濃度センサを必要としないでト
ナー濃度を一定に保つ現像装置が提案されている。例え
ば、貯留容器から自重で供給される磁性トナーを一時的
に貯留しておく現像剤一時貯留部と、この現像剤一時貯
留部に貯留された磁性トナーを取り込んで、この取り込
んだ磁性トナーと予め貯留された磁性キャリアとを混合
する混合部と、この混合部に連設され、この混合部にて
混合された磁性キャリア及び磁性トナーがロール状の現
像剤担持体によって搬送される際の搬送路とを備えた現
像装置が提案されている（特開平３−１７４１７５号公
報参照）。この現像装置によれば、磁性キャリアが貯留
容器とほぼ隔離された状態であり、磁性キャリアは貯留
容器に拡散せずに現像剤担持体の近傍に保持されるとと
もに、現像剤担持体の近傍に磁性トナーが安定的に供給
されるので、現像剤担持体上のトナー濃度及びキャリア
量を一定に保つことができるとされている。

【０００７】また例えば、容器内で現像剤担持体上に磁
性キャリア層を形成するとともに、容器内のトナー供給
部においてこの磁性キャリア層に接触するようにトナー
を収容し、内部に固定配置された磁石を有する現像剤担
持体の回転に伴う磁性キャリア層の磁性キャリアの移動
により、該トナー供給部で磁性キャリア層内にトナーを
取り込み、トナーと磁性キャリアの混合された現像剤
を、現像剤規制部材で層厚規制して現像領域に搬送する
現像装置において、該磁石は、上記トナー補給部に対向
する磁極を持たず、現像剤担持体の回転方向に関して上
記トナー供給部の下流側、かつ該規制部材の上流側に磁
極を持ち、上記トナー供給部の下流側、かつ上記規制部
材の上流側で、該磁極の磁界が及ぶ範囲内の位置に現像
剤担持体と対向して設けられ、該現像剤担持体との間に
磁性キャリア層の充満した領域を形成する遮蔽部材を有
する現像装置が提案されている（特公平５−６７２３３
号公報参照）。この現像装置によれば、上記規制部材の
上流側の遮蔽部材と現像剤担持体とで囲まれた領域に滞
留する現像剤は、トナー濃度が高く現像剤の嵩が大きい
状態になると、その領域の充填率が高まって動きにくく
なり、規制部材を通過する現像剤を除き、該領域の現像
剤の動きはほとんどなくなる。逆に、トナーの消費によ
ってトナー濃度が低下して現像剤の嵩が小さい状態にな
ると、該領域の充填率が低くなって現像剤が動きやすく
なり、トナーが現像剤内に取り込まれる。そして、現像
剤のトナー濃度が上昇して現像剤の嵩が大きくなると、
前述同様に該領域の現像剤がほとんど動かなくなり、ト
ナーの取り込みが停止する。

【０００８】また例えば、本出願人によって、内部に磁
界発生手段を有する現像剤担持体と、該現像剤担持体に
担持した現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現
像剤担持体の回転方向で該現像剤規制部材よりも上流側
に設けられた現像剤循環用収容部と、該現像剤循環用収
容部よりも上流側に該現像剤担持体に対向するトナー補
給用開口を有するトナー収容部とを備え、該現像剤担持
体の回転に伴って、該現像剤担持体に担持した現像剤を
該現像剤規制部材で規制した後、像担持体と対向する現
像領域に供給するとともに、該現像剤規制部材で阻止さ
れた現像剤を該現像剤循環用収容部内で自重により該ト
ナー補給用開口に移動させてトナーを取り込んだ後、該
現像剤担持体表面に沿って該現像剤規制部材側に戻すよ
うに循環させる現像装置であって、それぞれ帯電能力が
異なる磁性キャリアを含む２種類の現像剤を用いる現像
装置が提案されている（特願平６−２９５８００号参
照）。この現像装置によれば、上記特公平５−６７２３
３号公報の現像装置のようにトナー補給機構およびトナ
ー濃度センサを必要としないでトナー濃度の自己制御が
できるとともに、該現像剤循環用収容部内の現像剤の循
環運動で十分に帯電されたトナーを現像剤担持体上の現
像剤に効率良く移動させることができる。

【０００９】また、従来、上記二成分現像法を採用した
現像装置として、現像剤担持体の軸端部に設けた回転自
在のコロを介して現像剤担持体を画像形成装置の像担持
体側へ押圧して現像剤担持体と像担持体とのギャップを
調整することにより、像担持体の真円度にかかわらず、
コロの調節によって、像担持体の外周と現像剤担持体の
外周との間のギャップを一定に保つようにした現像装置
が知られている（例えば、特開昭５５−９８７７３号公
報参照）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記特公平５−６７２
３３号公報で提案されている現像装置においては、上記
磁性キャリア層の充満した領域に存在する現像剤が少し
多めになると、現像剤規制部材と現像剤担持体との間隙
を通過するものを除き、該現像剤はほとんど動かなくな
るため、少し多めのトナー消費量の画像形成を行なう
と、現像に寄与する現像剤への新たなトナー補給が困難
になってしまう。また、この現像装置において、必要量
以上の磁性キャリアをセットすると、トナー濃度が著し
く低下し、画像濃度不足となってもトナーを取り込める
ような現像剤の流れが発生せず、更にトナー消費が進行
するとトナー濃度がほぼ０ｗｔ％になり、所望の画像濃
度が得られなくなってしまう場合があった。

【００１１】したがって、上記領域に存在する現像剤の
動きを活発にするために、この現像装置の場合には少な
めの現像剤をセットするのが好ましかった。ところが、
上記現像剤の量が少すぎる場合にはトナー濃度が部分的
に高くなりすぎ、トナーの帯電不足によって、地汚れや
トナー飛散による機内汚染等の不具合が発生しやすくな
るという不具合があった。

【００１２】また、このように従来の二成分現像装置に
比べて現像剤量を多くすることができないため、現像剤
担持体表面の線速が速くなる高速機に適用した場合に、
トナーを十分に帯電することができず、地肌汚れやトナ
ー飛散が発生するおそれがあった。上記特願平６−２９
５８００号で提案されている現像装置においても、高速
機に適用した場合のトナー帯電性を向上させることが更
に望まれている。

【００１３】また、現像剤を多くセットできないと、現
像剤寿命が極めて短くても構わない画像形成装置（例え
ば数１０００枚程度の画像形成が可能な画像形成装置）
への使用に限定され、枚数検知手段などを用いて現像剤
の交換時期を把握し、現像装置全体を交換するといった
形態で現像剤を頻繁に交換しなければならないという問
題点もあった。

【００１４】また、一般に現像装置にセットする前の現
像剤は、製造工程で磁性キャリアとトナーを混合すると
きにトナーを帯電しているが、その後長時間放置されて
いるため、自己放電によってトナー帯電量は、現像装置
内のストレスを受けて立ち上がった安定した帯電レベル
に比較して、大幅に低くなっている。従って、上記特公
平５−６７２３３号公報等で提案されている現像装置に
セットした直後は、その低トナー帯電レベルにより現像
されやすくなっており、トナー付着量が増加する傾向に
ある。

【００１５】また、上記特公平５−６７２３３号公報で
提案されている現像装置においては上記移動層と不動層
との間で現像剤の入れ替わりがなく、該移動層の磁性キ
ャリアが頻繁にトナー搬送に寄与するため、トナースペ
ントや磁性キャリアの膜削れなどの現像剤劣化が激し
く、現像剤の寿命が短くなってしまう。

【００１６】また、上記特公平５−６７２３３号公報で
提案されている現像装置においては、原稿面積率、すな
わち原稿の中でコピーの際にトナー画像となる部分の占
める割合が高いなどの理由でトナー消費量が多い場合、
トナー補給不足気味になる傾向があった。そして、この
トナー不足気味の状態から、原稿面積率が低い等トナー
消費が少ない原稿の画像形成動作を行なわれると、上記
現像剤へのトナーの取り込みによるトナー補給は追いつ
くようになるが、トナーの帯電不足で地汚れ、トナー飛
散などの不具合が発生しやすかった。、

【０００１】また、上記特公平５−６７２３３号公報で
提案されている現像装置においては、現像剤担持体の表
面近くに形成された磁性キャリア層は、該現像剤担持体
の回動に伴って移動する現像剤担持体近傍の移動層と、
該移動層の上部に位置する一見したところ動かない不動
層とに完全に分離しており、この不動層の移動によりト
ナー補給用開口からのトナー取り込み量が制御されてい
るため、不動層の設定が難しいという不具合がある。こ
のため、特定の粒径の磁性キャリアに基づいて予め決定
されたトナー濃度でしか使用することができず、所望の
画質を制御するようにトナー濃度を設定することが難し
いという問題点があった。

【００１７】また、上記特公平５−６７２３３号公報で
提案されているような現像装置に予めセットする現像剤
の量は、使用する磁性キャリアの粒径によって決まって
しまい、現像剤の量を増やして現像剤担持体の表面速度
を高速化しようとすると、トナー濃度が制御できなくな
ったり、トナーを十分に帯電させることができなくなっ
たりするという不具合が生じるため、トナー濃度の目標
値を任意に設定できないという問題点もあった。

【００１８】また、上記特開平３−１７４１７５号公報
で提案されている現像装置においても、現像剤のトナー
濃度は、キャリア粒径、トナー粒径及びこれらの比重に
より異なるものであるため、特定のキャリア粒径、トナ
ー粒径に基づいて予め決めたトナー濃度でしか使用でき
ないという問題点があった。

【００１９】また、上記特開昭５５−９８７７３号公報
で提案されている現像装置においては、現像剤担持体周
辺から飛散したトナーにより、コロの回転が悪くなる
と、像担持体との間で摺動摩擦が生じ、コロの外周が摩
耗して外径が変化してしまう。このようなコロの外径の
変化が生じると、現像剤担持体と像担持体とのギャップ
を一定に保つことができなくなり、その他の条件（例え
ば、現像バイアスなど）を当初、現像に適した条件に設
定していても、異常画像が発生してしまうという不具合
がある。また、像担持体及び現像剤担持体の回転軸に垂
直な断面が、必ずしも真円でないことから生じる半径方
向のフレによっても、現像ギャップが変化しやすいとい
う問題点が残されていた。

【００２０】本発明は、以上の問題点に鑑みなされたも
のであり、その第１の目的は、高速の画像形成装置に用
いた場合でも現像剤のトナーを十分に帯電することがで
きる現像装置を提供することである。

【００２１】また、その第２の目的は、現像剤滞留部の
現像剤の密度等の最適化を図ることにより、画像濃度の
低下や、トナー帯電不足による画像濃度の上昇、地汚れ
及びトナー飛散の発生を未然に防止できる現像装置を提
供することである。

【００２２】また、その第３の目的は、現像剤の磁性キ
ャリアの粒径によらず任意の上限トナー濃度で現像剤の
トナー濃度を自己制御できるとともに現像剤の長寿命化
を図ることができる現像装置を提供することである。

【００２３】また、その第４の目的は、キャリア被覆率
が１００％以下になる条件のもとで上限トナー濃度を決
定することにより、トナーの粒径及び磁性キャリアの粒
径が変化しても、常に安定した画像を得ることができる
現像装置を提供することである。

【００２４】また、その第５の目的は、像担持体と現像
剤担持体とのギャップを安定に保ち、良好な現像像を得
ることができる現像装置を提供することである。 （以下、余白）

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１の現像装置は、トナーと磁性キャリ
アとを含む現像剤を担持して搬送するための現像剤担持
体及び該現像剤担持体の内部に配置した磁界発生手段
と、該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量
を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材で阻止
された現像剤が収容される現像剤収容部と、該現像剤収
容部に該現像剤担持体上の現像剤搬送方向の上流から隣
接し、収容されているトナーが該現像剤担持体に担持さ
れている現像剤及び該現像剤収容部の現像剤に接するト
ナー補給用開口を有するトナー収容部とを備え、該現像
剤規制部材で阻止された現像剤を該現像剤収容部内で現
像剤自身の内圧及び自重により該トナー補給用開口側に
移動させるとともに、該トナー収容部からトナーを取り
込んだ現像剤を、該現像剤担持体表面に沿って該現像剤
規制部材側に搬送し、該現像剤規制部材で所定量に規制
した該現像剤担持体上の現像剤を像担持体と対向する現
像領域に供給する現像装置であって、該現像剤を構成す
るトナーとして磁性トナーを用いたことを特徴とするも
のである。

【００２６】上記請求項１の現像装置においては、主に
現像剤担持体に強く担持されて搬送されている現像剤層
（以下「第１の現像剤層」という。）の現像剤を、現像
剤規制部材で所定量に規制した後、像担持体と対向する
現像領域に供給する。そして、現像剤中のトナー濃度の
変化に伴って現像剤の嵩が変化した場合に、主に現像剤
担持体表面から離れた位置でトナー補給用開口側に移動
してきた現像剤収容部の現像剤層（以下「第２の現像剤
層」という。）の現像剤がトナー補給用開口を塞ぐ度合
いを変化させることにより、第１の現像剤層の現像剤に
取り込まれるトナー量を現像でのトナー消費量に応じて
変化させる。そして、現像剤を構成するトナーとして磁
性トナーを用いることにより、磁界発生手段で発生され
た磁界による磁気束縛力を上記第１の現像剤層内の磁性
キャリアのみならず磁性トナーにも作用させ、磁性キャ
リアと磁性トナーとの間の摩擦力を強める。

【００２７】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２の現像装置は、トナーと磁性キャリアとを含む
現像剤を担持するための現像剤担持体と、該現像剤担持
体の内部に配置した磁界発生手段と、該現像剤担持体に
担持した現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現
像剤規制部材で阻止された現像剤が収容される現像剤滞
留部を形成するように該現像剤担持体表面に対向配置さ
れた現像剤保持部材と、該現像剤滞留部に該現像剤担持
体上の現像剤搬送方向の上流から隣接し、収容されてい
るトナーが該現像剤担持体に担持されている現像剤や該
現像剤滞留部の現像剤に接触するトナー補給用開口を有
するトナー収容部とを備え、該トナー収容部内のトナー
を該トナー補給用開口から該現像剤担持体に担持した現
像剤に取り込むようにした現像装置において、該現像剤
滞留部の該現像剤規制部材による規制位置と該トナー補
給用開口との間のほぼ中央から該トナー補給用開口まで
の領域における現像剤の平均密度を、ＪＩＳ Ｚ２５０
４（金属粉の見掛密度試験方法）に基づいて測定した該
現像剤の見掛密度以下に設定したことを特徴とするもの
である。

【００２８】請求項３の現像装置は、請求項２の現像装
置において、上記領域に面する上記現像剤保持部材の表
面の一部に現像剤が圧接しない部分を設けたことを特徴
とするものである。

【００２９】請求項４の現像装置は、請求項２の現像装
置において、上記現像剤規制部材による規制位置から離
間した上記現像剤保持部材の一部に、通気用開口を形成
したことを特徴とするものである。

【００３０】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項５の現像装置は、トナーと磁性キャリアとを含む
現像剤を担持するための現像剤担持体と、該現像剤担持
体の内部に配置した磁界発生手段と、該現像剤担持体に
担持した現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現
像剤規制部材で阻止された現像剤が収容される現像剤滞
留部を形成するように該現像剤担持体表面に対向配置さ
れた現像剤保持部材と、該現像剤滞留部に該現像剤担持
体上の現像剤搬送方向の上流から隣接し、収容されてい
るトナーが該現像剤担持体に担持されている現像剤や該
現像剤滞留部の現像剤に接触するトナー補給用開口を有
するトナー収容部とを備え、該トナー収容部内のトナー
を該トナー補給用開口から該現像剤担持体に担持した現
像剤に取り込むようにした現像装置において、該現像剤
滞留部にセットする現像剤のトナー濃度を、該現像剤担
持体上に担持された現像剤に安定して含有される上限の
飽和トナー濃度以下にしたことを特徴とするものであ
る。

【００３１】請求項６の現像装置は、請求項５の現像装
置において、上記現像剤滞留部にセットする現像剤のト
ナー濃度を、上記飽和トナー濃度の２０％以上にしたこ
とを特徴とするものである。

【００３２】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項７の現像装置は、トナーと磁性キャリアとを含む
現像剤を担持するための現像剤担持体と、該現像剤担持
体の内部に配置した磁界発生手段と、該現像剤担持体に
担持した現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現
像剤規制部材で阻止された現像剤が収容される現像剤滞
留部を形成するように該現像剤担持体表面に対向配置さ
れた現像剤保持部材と、該現像剤滞留部に該現像剤担持
体上の現像剤搬送方向の上流から隣接し、収容されてい
るトナーが該現像剤担持体に担持されている現像剤や該
現像剤滞留部の現像剤に接触するトナー補給用開口を有
するトナー収容部とを備え、該トナー収容部内のトナー
を該トナー補給用開口から該現像剤担持体に担持した現
像剤に取り込むようにした現像装置において、該現像剤
滞留部にセットする現像剤中の磁性キャリアの量を、Ｊ
ＩＳ Ｚ２５０４（金属粉の見掛密度試験方法）に基づ
いて測定した該磁性キャリアの見掛密度を用いて算出さ
れる、該現像剤滞留部を該磁性キャリアのみで充填させ
た場合の該磁性キャリアの量以下にしたことを特徴とす
るものである。

【００３３】上記請求項２乃至７の現像装置において
は、磁界発生手段で発生した磁界により現像剤担持体に
担持された現像剤滞留部の現像剤が、現像剤担持体の移
動に伴って搬送される。そして、搬送された現像剤は現
像剤規制部材で規制された後、像担持体と対向する現像
領域に供給される。現像領域で現像に用いられなかった
現像剤は、現像剤担持体の表面の移動に伴って更に搬送
され、トナー補給用開口からトナーを取り込んだ後、該
現像剤滞留部に戻る。一方、現像剤規制部材で規制さ
れ、現像領域に供給されなかった現像剤は、該現像剤滞
留部の上方に移動し、トナーの搬送に寄与せずに該現像
剤滞留部内で一見滞留したように見える現像剤滞留層を
形成する。そして、この滞留層の現像剤は、現像剤規制
部材で規制されて、次々に上方に移動してくる現像剤に
よって、強制的に現像剤担持体の表面における搬送方向
とは逆方向に移動させられる。そして、現像剤担持体か
らの磁界の影響を受けにくくなるような位置まで達する
と、該現像剤滞留部内で現像剤自身の内圧及び重力によ
ってトナー収容部のトナー補給用開口に向けて移動す
る。そして、トナー補給用開口付近まで移動した現像剤
滞留層は、現像剤担持体の表面で搬送されている現像剤
移動層の移動にともなって、該開口部からトナーを取り
込みながら現像剤規制部材側に再び搬送され、該現像剤
滞留部内を循環するように回動運動をする。

【００３４】ここで、現像剤に取り込んだトナーの量が
多くなってトナー濃度が高まると、それに伴って該現像
剤移動層の現像剤の嵩が増加し、該現像剤がトナー補給
用開口を塞ぐ位置まで移動するようになる。このように
循環する現像剤でトナー補給用開口が塞がることによ
り、現像剤担持体上の現像剤へのトナー取り込み量が少
なくなる。このトナー取り込み量の減少により、現像剤
のトナー濃度が常に一定濃度以下に保たれる。

【００３５】そして、上記請求項２の現像装置において
は、現像剤滞留部の現像剤規制部材による規制位置とト
ナー補給用開口との間のほぼ中央からトナー補給用開口
までの領域における現像剤の平均密度を、ＪＩＳ Ｚ２
５０４（金属粉の見掛密度試験方法）に基づいて測定し
た該密度の見掛密度以下にすることにより、上記領域内
において現像剤を緩い充填状態で滞留させる。このよう
に上記領域内の現像剤を滞留させた状態で、現像剤滞留
部内のトナー濃度が次第に上昇して現像剤の嵩が高ま
り、現像剤へのトナーの取り込みが停止した場合には、
該領域内において、高トナー濃度の現像剤の回動運動を
持続させてトナーの分散及び帯電を継続して進行させ
る。その後、トナー消費によりトナー濃度が低下して現
像剤の嵩が減少し、現像剤へのトナーの取り込みを行う
場合には、新たに取り込んだトナーだけでなく、上記領
域内での回動運動で現像剤中に分散し且つ帯電電位が立
ち上がっているトナーも、現像量域に供給する。

【００３６】特に、上記請求項３の現像装置において
は、上記領域に面する現像剤保持部材の表面の一部に現
像剤が圧接しない部分を設けることにより、該領域での
現像剤の回動運動をより確実に行わせる。

【００３７】また特に、上記請求項４の現像装置におい
ては、上記現像剤規制部材による規制位置から離間した
上記現像剤保持部材の一部に形成した通気用開口を介し
て、上記現像剤滞留部の内部と外部との間の空気の流出
入を行わせて、現像剤滞留部内の気圧の上昇を抑える。

【００３８】また、上記請求項５の現像装置において
は、上記現像剤滞留部にセットする現像剤のトナー濃度
を、現像剤担持体上に担持された現像剤に安定して含有
される上限の飽和トナー濃度以下にすることにより、現
像剤のセット直後から、トナー帯電量を経時安定レベル
と同等にする。

【００３９】特に、上記請求項６の現像装置において
は、上記現像剤滞留部にセットする現像剤のトナー濃度
を、上記飽和トナー濃度の２０％以上にすることによ
り、現像剤のセット直後の現像剤担持体上のトナー濃度
を、像担持体への磁性キャリアの付着を回避できる下限
レベル以下にならないようにする。

【００４０】また、上記請求項７の現像装置において
は、上記現像剤滞留部にセットする現像剤中の磁性キャ
リアの量を、ＪＩＳ Ｚ２５０４（金属粉の見掛密度試
験方法）に基づいて測定した該磁性キャリアの見掛密度
を用いて算出される、該現像剤滞留部を該磁性キャリア
のみで充填させた場合の該磁性キャリアの量以下にする
ことにより、その磁性キャリアの一部が現像剤担持体上
に担持され、残りの磁性キャリアが、現像剤滞留部内
に、トナー取り込みを十分にできる状態で充填されるよ
うにする。

【００４１】また、上記第１の目的及び第３の目的を達
成するために、請求項８の現像装置は、内部に磁界発生
手段を配置した現像剤担持体上にトナーと磁性キャリア
とを含む現像剤を担持して画像形成装置の像担持体と対
向する現像領域に搬送し、該像担持体に形成された潜像
を現像する現像装置において、該現像剤担持体に担持し
て該現像領域に搬送する現像剤の量を規制する現像剤規
制部材と、該現像剤規制部材に該現像剤担持体上の現像
剤搬送方向の上流から隣接する現像剤滞留部を形成する
ように該現像剤担持体表面に対向配置された現像剤保持
部材と、該現像剤滞留部に該現像剤搬送方向の上流から
隣接し、該現像剤担持体に対向するトナー補給用開口を
有するトナー収容部とを有し、該トナー補給用開口を介
してトナーが取り込まれる現像剤のトナー濃度が上限ト
ナー濃度となった状態で、該現像剤滞留部内に空間を有
することを特徴とするものである。

【００４２】請求項９の現像装置は、請求項８の現像装
置において、上記現像剤保持部材の上記トナー補給用開
口側の一部を下方に延出させ、上記現像剤担持体に対し
て所定の間隙を持って対向させたことを特徴とするもの
である。

【００４３】請求項１０の現像装置は、請求項８の現像
装置において、上記トナー補給用開口よりも上記現像剤
担持体上の現像剤搬送方向上流側に位置する上記磁界発
生手段の磁極を、該現像剤担持体上に形成する現像剤の
磁気ブラシが該現像剤担持体の下方に位置するケーシン
グに圧接する程度の磁力を有するように構成したことを
特徴とするものである。

【００４４】上記請求項８乃至１０の現像装置において
は、磁界発生手段で発生した磁界により現像剤担持体に
担持された現像剤滞留部の現像剤のうち、現像剤規制部
材よりも現像剤搬送方向上流側であってトナー補給用開
口よりも現像剤搬送方向下流側の現像剤担持体上の現像
剤移動層の現像剤が、現像剤担持体の表面の移動に伴っ
て搬送され、その現像剤の搬送量が現像剤規制部材に突
き当たって規制された後、画像形成装置の像担持体と対
向する現像領域に供給される。現像領域で現像に用いら
れなかった現像剤は、現像剤担持体上での移動に伴って
更に搬送され、トナー補給用開口からトナーを取り込ん
だ後、現像剤滞留部に戻る。一方、現像領域に供給され
ずに現像剤規制部材で阻止された現像剤は現像剤滞留部
の上方に延在する現像剤保持部材に沿って移動して滞留
し、現像剤滞留層を形成するとともに、その一部が、さ
らに現像剤担持体上おける搬送方向とは逆方向に移動し
て、現像剤担持体内の磁界発生手段からの磁界の影響を
受けにくくなるような位置まで達すると、現像剤滞留層
の現像剤は、現像剤自身の内圧及び重力によってトナー
補給用開口側に向けて移動する。そして、トナー補給用
開口付近まで移動した現像剤は、現像剤担持体上で搬送
されている現像剤移動層の移動とともに現像剤規制部材
側に再び搬送されて現像剤滞留部内を循環する。そし
て、この循環の間に現像剤中に取り込まれたトナーが現
像に供されるまでの間に徐々に帯電し、所望の帯電量ま
で立ち上がる。

【００４５】ここで、現像剤に取り込んだトナーの量が
多くなってトナー濃度が高まると、それに伴って現像剤
滞留部における現像剤移動層の現像剤の嵩が増加し、該
現像剤移動層と該現像剤滞留層とで形成する現像剤界面
の位置が変化し、トナー補給用開口を塞ぐ位置まで移動
するとともに、トナーと接する該現像剤移動層の移動速
度低下してくるため、該現像剤移動層がトナーを取り込
み量が少なくなる。このトナー取り込み量の減少によ
り、現像剤のトナー濃度が常に一定の上限トナー濃度以
下に保たれる。なお、この上限トナー濃度は磁性キャリ
アの粒径によって決まってくるので、現像剤滞留部に滞
留する磁性キャリアの粒径及び量をあらかじめ設定して
おくことにより、所望の現像像を得るように、任意に上
限トナー濃度を設定することができる。

【００４６】また、現像剤のトナー濃度が常に一定の上
限トナー濃度以下に保たれた状態において、上記現像剤
滞留部内には比較的充填密度の低い空間を有するので、
上記現像剤の移動により、現像剤が該空間に流れ込みや
すくなる。これにより、現像剤滞留部内で現像剤の回動
運動が促進され、現像剤担持体上を移動する現像剤移動
層と、この移動層に接するように現像剤滞留部内に形成
される現像剤滞留層との間で現像剤の入れ替わりが徐々
に行なわれる。よって、現像剤滞留部内の現像剤が均一
に現像に寄与するようになる。

【００４７】特に、上記請求項９の現像装置において
は、上記現像剤滞留部内に形成される現像剤滞留層の現
像剤のうちトナー補給用開口側に移動した現像剤を、現
像剤滞留部を形成するように現像剤担持体表面に対向配
置された現像剤保持部材のトナー補給用開口側で下方に
延出させた部分の壁面で受け、現像剤担持体内の磁界発
生手段からの磁力が確実に及ぶ範囲内に収容する。この
トナー補給用開口側で収容された現像剤は、上記磁界発
生手段によって形成された磁力線に沿って搬送される。

【００４８】また特に、上記請求項１０の現像装置にお
いては、上記トナー補給用開口よりも上記現像剤担持体
上の現像剤搬送方向上流側に位置する上記磁界発生手段
の磁極により、該現像剤担持体の下方に位置するケーシ
ングに圧接するような現像剤の磁気ブラシを形成する。
このケーシングに圧接するように形成した磁気ブラシ
で、トナー収容部のトナーがトナー補給用開口を通って
現像剤担持体とケーシングとの隙間に落下して現像装置
外に出ないようにする。

【００４９】また、上記第４の目的を達成するために、
請求項１１の現像装置は、内部に磁界発生手段を配置し
た現像剤担持体上にトナーと磁性キャリアとを含む現像
剤を担持して画像形成装置の像担持体と対向する現像領
域に搬送し、該像担持体に形成された潜像を現像すると
ともに、該現像剤担持体表面に接するように形成された
現像剤収容部における現像剤の移動により、該現像剤収
容部に該現像剤担持体上の現像剤搬送方向の上流から隣
接するように設けたトナー収容部内のトナーを該現像剤
に取り込む現像装置において、次式で表されるキャリア
被覆率Ｔｎが１００％以下になるように、該現像剤収容
部における現像剤の上限トナー濃度を決定したことを特
徴とするものである。

【数１】 ここで、Ｃはトナー濃度、ｒはトナーの半径、Ｒは磁性
キャリアの半径、ρ_tはトナーの真比重、ρ_cは磁性キャ
リアの真比重である。

【００５０】請求項１２の現像装置は、請求項１１の現
像装置において、上記上限トナー濃度を、上記現像剤収
容部にセットする現像剤の磁性キャリア量によって設定
することを特徴とするものである。

【００５１】また、上記第５の目的を達成するために、
請求項１３の現像装置は、内部に磁界発生手段を配置し
た現像剤担持体上にトナーと磁性キャリアとを含む現像
剤を担持して画像形成装置の像担持体と対向する現像領
域に搬送し、該像担持体に形成された潜像を現像する現
像装置において、該像担持体に対して該現像剤担持体が
進退移動可能になるように、該現像剤担持体を現像装置
本体に取り付け、又は、該現像剤担持体を有する現像装
置を画像形成装置本体に取り付け、該現像剤担持体上の
現像剤層の厚さを均一にするための現像剤規制部材と、
該現像剤規制部材で規制された該現像剤担持体上の現像
剤層で該現像剤担持体と該像担持体との間隔が設定され
るように、該現像剤担持体又は該現像装置を該像担持体
側に付勢する付勢手段とを設けたことを特徴とするもの
である。

【００５２】請求項１４の現像装置は、請求項１３の現
像装置において、請求項１１の式で表されるキャリア被
覆率を６０乃至１００％に設定することを特徴とするも
のである。

【００５３】請求項１５の現像装置は、請求項１１又は
１４の現像装置において、上記トナーとして磁性トナー
を用いたことを特徴とするものである。

【００５４】上記請求項１１、１２又は１５の現像装置
においては、上記キャリア被覆率の計算式を用いて、現
像剤に用いる磁性キャリア及びトナーの粒径と真比重を
考慮して算出したキャリア被覆率が１００％以下になる
ように上限トナー濃度を決定する。

【００５５】特に、上記請求項１２の現像装置において
は、上記現像剤に用いる磁性キャリア及びトナーの粒径
と真比重を考慮して決定された上限トナー濃度を、上記
現像剤収容部にセットする現像剤の磁性キャリア量によ
って設定する。

【００５６】上記請求項１３又は１４の現像装置におい
ては、付勢手段で現像剤担持体又は現像装置を像担持体
側に付勢し、現像剤規制部材で現像剤担持体上に形成さ
れた均一な厚さの現像剤層を間に介して現像剤担持体が
像担持体に押圧される。これにより、現像剤担持体と像
担持体との間に挟まれる現像剤層の厚みに応じて、現像
剤担持体表面と像担持体表面との間隔が設定される。

【００５７】特に、上記請求項１４の現像装置において
は、上記請求項１１の式で表されるキャリア被覆率を６
０乃至１００％の範囲の高被覆率となるように設定する
ことにより、上記付勢手段によって現像剤担持体を像担
持体側に付勢したときに、像担持体と磁性キャリアとが
直接接触する確率を小さくする。

【００５８】特に、上記請求項１５の現像装置において
は、上記トナーとして用いた磁性トナーが、磁性キャリ
アとともに、現像剤担持体内部に配設された磁界発生手
段の磁力によって現像剤担持体側に引き寄せることによ
り、磁性キャリアを高被覆率で使用することによってト
ナー帯電量が低下しても、非磁性トナーを用いる場合に
比してトナーが飛散しにくくなるようにする。 （以下、余白）

【００５９】

【発明の実施の形態】

〔実施形態１〕まず、請求項１の発明を画像形成装置と
しての電子写真複写機（以下「複写機」という。）に用
いる現像装置に適用した実施形態について説明する。図
１は本実施形態に係る現像装置の概略構成を示す部分断
面図である。この現像装置は、複写機の像担持体として
の円筒状の感光体ドラム１の側方に配設され、感光体ド
ラム１に向けて開口部が形成されたケーシング２、該開
口部から一部が露出した、磁性キャリア（以下、本実施
形態において「キャリア」という。）と磁性トナー（以
下、本実施形態において「トナー」という。）とを含む
現像剤３を表面に担持する現像剤担持体としての現像ス
リーブ４、現像スリーブ４の内部に固定した磁界発生手
段としての固定磁石群からなる円柱状のマグネット部材
５、現像スリーブ４に担持した現像剤の量を規制する現
像剤規制部材としてのドクタ６等を有している。

【００６０】上記ケーシング２の内壁は、現像スリーブ
４が収容される現像スリーブ収容部のほか、ドクタ６で
阻止された現像剤が収容される現像剤収容部１０、現像
剤が保留される現像剤保留部１１、現像スリーブ４上の
現像剤に補給されるトナー７が収容されるトナー収容部
としてのトナーホッパを区画するように形成されてい
る。現像剤保留部１１及びトナーホッパ８には、それぞ
れ現像剤３及びトナー３ａを撹拌するためのアジテータ
１２，９が設けられている。上記現像剤保留部１１は現
像剤を一時的に保留しておくためのもので、その開口部
に取り付けられた磁性体１３によって現像スリーブ４か
ら剥がされた現像剤３を取り込んでアジテータ１２を回
転させて混合し、再び現像スリーブ４上に戻す。これに
より、現像スリーブ４上に主に担持される現像剤の損傷
を最小限に抑え、現像剤の寿命を長くすることができ
る。特に高速機の場合に有効である。なお、現像剤保留
部１１の開口部のもう一つの磁性体１４は、現像剤を担
持することによってシールド領域を形成し、トナーホッ
パ８から現像剤保留部１１へのトナー落ちを防止するも
のである。

【００６１】一方、上記トナーホッパ８は現像剤収容部
１０に現像スリーブ４上の現像剤搬送方向の上流から隣
接し、収容されているトナーが現像スリーブ４に担持さ
れている第１の現像剤層の現像剤３−１及び現像剤収容
部１０の第２の現像剤層の現像剤３−２に接するトナー
補給用開口８ａを有している。このトナーホッパ８には
補給トナーが収容され、必要に応じてトナーアジテータ
９を回転させることによって現像スリーブ４上の現像剤
が露出したトナー補給位置にトナーを搬送して、該現像
剤にトナーを補給することができる。

【００６２】上記現像スリーブ４は非磁性材料からなる
円筒状部材であり、その両端部で感光体ドラム１の回転
軸と平行な回転軸の回りに回転自在に軸支され、図示し
ない駆動部により矢印方向に回転駆動される。なお、上
記円筒状の現像スリーブ４に代えて、複数の支持ローラ
に掛け渡された無端ベルト状の現像剤担持体を用いても
よい。

【００６３】上記マグネット部材５は現像スリーブ４の
回転時も動かないように現像スリーブ４の内部に固定さ
れ、現像スリーブ４側の表面がそれぞれＮ極（Ｎ1極，
Ｎ2極）、Ｓ極（Ｓ1極，Ｓ2極）に着磁した４つの磁石
から構成されている。このうちＮ1極を有する磁石は補
給されたトナーを現像スリーブ４上の第１の現像剤層の
現像剤３−１を第２の現像剤層の現像剤３−２とともに
ドクタ６側に搬送するためのものであり、Ｓ1極を有す
る磁石はドクタ６で規制された現像剤３−１を現像領域
に搬送するためのものであり、Ｎ2極を有する磁石は現
像領域での現像剤３−１を搬送するためのものであり、
Ｓ2極を有する磁石は現像領域通過後の現像剤３−１を
トナー補給位置に搬送するためのものである。なお、上
記マグネット部材５の磁石群のＮ極とＳ極は逆であって
も構わない。

【００６４】上記構成の現像装置において、現像スリー
ブ４の回転に伴って、主に現像スリーブ４の表面に層状
に担持された第１の現像剤層の現像剤３−１の量がドク
タ６で規制された後、感光体ドラム１と対向する現像領
域に供給され、これにより、感光体ドラム１上の静電潜
像の現像が行われる。そして、ドクタ６で阻止された第
２の現像剤層の現像剤３−２は、現像剤収容部１０内で
現像剤自身の内圧及び自重により現像スリーブ４表面か
ら離れた位置でトナー補給用開口８ａ側に移動する。そ
して、現像剤中のトナー濃度に応じて第２の現像剤層の
現像剤３−２の嵩が変化し、高トナー濃度の場合には、
現像領域に搬送される割合が多い現像スリーブ４上の現
像剤３−１がトナーホッパ８のトナー３ａと接する面積
が狭くなり、現像剤３−１へのトナー取り込みが減少
し、逆に低トナー濃度の場合には、現像スリーブ４上の
現像剤３−１がトナーホッパ８のトナー３ａと接する面
積が広くなり、現像剤３−１へのトナー取り込みが増加
する。このようにトナー濃度に応じて現像剤３−１への
トナー取り込みが変化することにより、現像剤３−１の
トナー濃度を一定範囲内に保つことができる。このよう
に、本実施形態の現像装置によれば、従来のようなトナ
ー補給機構及びトナー濃度センサを必要としないで現像
剤のトナー濃度の自己制御を行なうことができる。

【００６５】また、上記現像剤３−１に取り込まれたト
ナーはキャリアとの間で摩擦帯電されながら、ドクタ６
による規制位置を通過して現像領域に供給される。一
方、第２の現像剤層の現像剤３−２は現像剤収容部１０
内で回動運動し、この回動運動によるキャリアとトナー
との間の摩擦帯電でトナーが帯電される。

【００６６】次に、本実施形態の現像装置で使用する現
像剤を構成するトナー及びキャリアについて説明する。
本実施形態で使用するトナーとしては、少なくとも結着
樹脂及び磁性体からなるものを使用する。この種のトナ
ーは従来の公知の方法で製造されたものを使用できる。
例えば、結着樹脂、磁性体、着色剤及び極性制御剤より
なる混合物を熱ロールミルで溶融混練した後、冷却固化
させ、これを粉砕分級して得られるものを使用できる。
また、上記トナーには、必要に応じて任意の添加物を添
加することができる。

【００６７】上記トナーに使用される結着樹脂として
は、公知のものがすべて使用できる。例えば、ポリスチ
レン、ポリｐ−スチレン、ポリビニルトルエン等のスチ
レン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロル
スチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、ス
チレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル
酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合
体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−
メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリ
ル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル
共重合体、スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル
共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチ
レン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニ
ルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイ
ン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体
等のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、
ポリブチルメタクリレ−ト、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビ
ニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロ
ジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂肪
族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィ
ン、パラフィンワックス等を単独あるいは混合して使用
できる。特に結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いた
場合には、耐塩ビマット融着性に優れ、熱ロールへの耐
熱オフセット性に優れたトナーを得ることができる。

【００６８】また、上記トナーに用いられる磁性体とし
ては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化
鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれ
ら金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウ
ム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、
カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、
タングステン、バナジウムのような金属との合金及びそ
れらの混合物等が挙げられる。これらの強磁性体は平均
粒径が０．１μｍ程度のものが望ましく、トナー中に含
有させる量としては、樹脂成分１００重量部に対し約２
０〜３００重量部、特に好ましくは樹脂成分１００重量
部に対し３０〜２００部である。

【００６９】また、上記トナーに用いられる極性制御剤
としては、従来より公知のものでよく、例えばモノアゾ
染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル
酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のＣｏ，Ｃｒ，Ｆｅ等の
金属錯体アミノ化合物、第４級アンモニウム化合物、有
機染料等が挙げられる。これら極性制御剤の使用量は、
結着樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有
無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定され
るもので、一義的に限定されるものではないが、好まし
くは結着樹脂１００重量部に対して、０．１〜２０重量
部の範囲で用いられる。０．１重量部未満では、トナー
の帯電量が不足して実用的ではない。一方、２０重量部
を超える場合にはトナーの帯電量が大きすぎ、キャリア
との静電的吸引力の増大のため、現像剤の流動性低下や
画像濃度の低下を招く。

【００７０】また、上記トナーには必要に応じて次に挙
げるような着色剤を添加しても良い。黒色の着色剤とし
ては、例えばカーボンブラック、アニリンブラック、フ
ァーネスブラック、ランプブラック等が挙げられる。シ
アンの着色剤としては、例えばフタロシアニンブルー、
メチレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレッ
ト、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等が挙げら
れる。マゼンタの着色剤としては、例えばローダミン６
Ｇレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッ
ド、ローズベンガル、ローダミンＢ、アリザリンレーキ
等が挙げられる。イエローの着色剤としては、例えば、
クロムイエロー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロ
ー、ナフトールイエロー、モリブデンオレンジ、キノリ
ンイエロー、タートラジン等が挙げられる。

【００７１】また、上記トナーには必要に応じて添加剤
を混合しても良い。この添加剤としては、テフロン、ス
テアリン酸亜鉛等の滑剤、酸化セリウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭
化ケイ素等の研磨剤、コロイダルシリカ、酸化アルミニ
ウム等の流動性付与剤、ケーキング防止剤、カーボンブ
ラック、酸化スズ等の導電性付与剤、低分子量ポリオレ
フィン等の定着助剤等が挙げられる。この中でも特に流
動性付与剤としてはコロイダルシリカが好ましく、キャ
リアの表面を研磨する研磨剤としては酸化アルミニウ
ム、炭化ケイ素が好ましい。

【００７２】また、本実施形態で使用するキャリアの核
体としては従来より公知のものを用いることができ、例
えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属、マグネタ
イト、ヘマタイト、フェライト等の合金や化合物、上記
強磁性金属と樹脂との複合体等が挙げられる。

【００７３】また、上記キャリアの表面は、耐久性を向
上させるために樹脂で被覆するのが好ましい。このキャ
リア表面の被膜層を形成する樹脂としては、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロ
ロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂
や、ポリスチレン、アクリル（例えばポリメチルメタク
リレート）、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテ
ート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、
ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニル
エーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及ポリビニリ
デン系樹脂や、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体や、ス
チレン−アクリル酸共重合体や、オルガノシロキサン結
合からなるシリコーン樹脂またはその変成品（例えばア
ルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
ウレタン等による変成品）や、ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、ポリクロ
ロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂や、ポリアミド
や、ポリエステルや、ポリウレタンや、ポリカーボネー
トや、尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂や、
エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でキャリア表
面へのトナースペントを防止する点で好ましいのはシリ
コーン樹脂又はその変成品、弗素樹脂、特にシリコーン
樹脂又はその変成品である。

【００７４】上記シリコーン樹脂としては、従来から知
られているいずれのシリコーン樹脂であってもよく、次
の化１で示されるオルガノシロキサン結合のみからなる
ストレートシリコーン及びアルキド、ポリエステル、エ
ポキシ、ウレタン等で変成したシリコーン樹脂が挙げら
れる。 （以下、余白）

【化１】

【００７５】上記化１中のＲ１は水素基、炭素原子数１
〜４のアルキル基またはフェニル基、Ｒ２及びＲ３は水
素基、炭素原子数１〜４のアルコキシ基、フェニル基、
フェノキシ基、炭素原子数２〜４のアリケニル基、炭素
原子数２〜４のアルケニルオキシ基、ヒドロキシ基、カ
ルボキシル基、エチレンオキシド基、グリシジル基また
は次の化２で示される基である。

【化２】

【００７６】上記化１及び化２中のＲ４，Ｒ５は、ヒド
ロキシ基、カルボキシル基、炭素原子数１〜４のアルキ
ル基、炭素原子数１〜４のアルコキシ基、炭素原子数２
〜４のアルケニル基、炭素原子数２〜４のアルケニルオ
キシ基、フェニル基、フェノキシ基であり、ｋ，ｌ，
ｍ，ｎ，ｏ，ｐは１以上の正の整数を示す。

【００７７】なお、上記各置換基は未置換のもののほ
か、例えばアミノ酸、ヒドロキシ基、カルボキシル基、
メルカプト基、アルキル基、フェニル基、エチレンオキ
サイド基、グリシジル基、ハロゲン原子のような置換基
を有しても良い。

【００７８】また、上記キャリアの被覆層中には、その
体積固有抵抗を制御するために導電性付与剤を分散させ
ても良い。この分散される導電性付与剤としては従来よ
り公知のものを使用することでき、例えば鉄、金、銅等
の金属や、フェライト、マグネタイト等の酸化鉄や、カ
ーボンブラック等の顔料が挙げられる。この中でも特に
カーボンブラックの一種であるファーネスブラックとア
セチレンブラックの混合物を用いることにより、少量の
導電性微粉末の添加で効果的に導電性の調整が可能で、
更に被覆層の耐摩耗性に優れたキャリアを得ることが可
能となる。これらの導電性微粉末は、粒径０．０１〜１
０μｍ程度のものが好ましく、また被覆樹脂１００重量
部に対して２〜３０重量部添加するのが好ましく、更に
は５〜２０重量部添加するのが好ましい。

【００７９】また、上記キャリアの被覆層中には、核体
粒子との接着性を向上させたり、導電性付与剤の分散性
を向上させたりするためにシランカップリング剤、チタ
ンカップリング剤等を添加させても良い。このシランカ
ップリング剤は次の化３の一般式で示される化合物であ
る。ここで、Ｘはケイ素原子に結合している加水分解基
であり、クロル基、アルコキシ基、アセトキシ基、アル
キルアミノ基、プロペノキシ基等がある。また、Ｙは有
機マトリックスと反応する有機官能基であり、ビニル
基、メタクリル基、エポキシ基、グリシドキシ基、アミ
ノ基、メルカプト基等がある。また、Ｒは炭素数１〜２
０のアルキル基またはアルキレン基である。

【化３】ＹＲＳｉＸ₃

【００８０】上記シランカップリング剤の中でも、特に
負帯電性を有する現像剤を得るにはＹにアミノ基を有す
るアミノシランカップリング剤が好ましく、正帯電性を
有する現像剤を得るにはＹにエポキシ基を有するエポキ
シシランカップリング剤が好ましい。

【００８１】上記キャリアの被覆層の形成法としては、
従来と同様、キャリアの核体粒子の表面に被覆層形成液
を噴霧法、浸漬法等の手段で塗布する方法を採用するこ
とができる。上記キャリアの被覆層の厚さは０．１〜２
０μｍが好ましい。

【００８２】なお、上記実施形態で用いる現像剤のトナ
ーとキャリアとの重量比は１０：９０〜５０：５０の範
囲内に設定するのが望ましい。このような重量比を有す
る現像剤を用いた場合には、現像領域において現像に寄
与する第１の現像剤層のキャリアのトナー保有率を高く
し、該第１の現像剤層のトナー濃度を高くすることがで
きるため、高速機での現像条件においても十分な画像濃
度及び細線再現性を達成することができる。

【００８３】また、上記トナーとしては、８．０×１０
⁴Ａ／ｍの磁場中における飽和磁化が１５〜３０Ａ・ｍ²
／ｋｇの範囲内にあるものが望ましい。このような飽和
磁化を有する磁性トナーを用いた場合には、トナー取り
込み時に現像剤がトナーを効率よく取り込むことができ
るため、トナー消費量の多い画像を連続して複写しても
画像濃度が低下することなく、良好な画像を安定して得
ることができる。また、トナー自体に磁化による現像ス
リーブへの磁力束縛力によって、現像スリーブの回転に
伴うトナー飛散や地肌部へのトナー現像（地肌汚れ）を
有効に防止できる。

【００８４】また、上記キャリアとしては、トナーとの
帯電量が絶対値で１０〜８０μＣ／ｇの範囲内にあるも
ので、トナーとキャリアとの重量比が１０：９０〜５
０：５０の範囲において帯電量の変化量の絶対値が５μ
Ｃ／ｇ以下であるものが望ましい。このように現像剤中
のトナーの比率が変化しても帯電量が変化しないキャリ
アを使用した場合には、トナー消費量の多い画像を連続
して複写しても画像濃度が低下することなく、良好な画
像を安定して得ることができる。

【００８５】また、上記キャリアとしては、体積固有抵
抗値が１０⁸〜１０¹⁶Ωcm、好ましくは１０⁹〜１０¹⁴Ω
cmの範囲内にあるものが望ましい。このような抵抗値を
有するキャリアを使用した場合には、現像領域における
現像剤の抵抗値が低くなるために、ソリッド画像の現像
においてエッジ効果がない良好な画像を得ることができ
る。

【００８６】また、上記キャリアとしては、８．０×１
０⁴Ａ／ｍの磁場中における飽和磁化が３０〜９０Ａ・
ｍ²／ｋｇの範囲内にあるものが望ましい。このような
飽和磁化を有するキャリアを用いた場合には、現像領域
における現像剤の現像スリーブへの磁気束縛力が大きく
なるため、現像剤が現像スリーブから離脱して感光体上
に付着することを防止し、良好な画像を得ることができ
る。特に、上記キャリアとして、バインダー樹脂（結着
樹脂）中に８．０×１０⁴Ａ／ｍの磁場中における飽和
磁化が８０〜１１０Ａ・ｍ²／ｋｇの範囲内の磁性体微
粒子を分散したバインダーキャリアを使用した場合に
は、現像スリーブ上での磁気ブラシを軟らかくすること
ができるため、良好な中間調再現性を達成できる。

【００８７】また、上記キャリアとしては、重量平均粒
子径が３０〜７０μｍの範囲内にあるものが望ましい。
このように比較的粒子径の小さなキャリアを使用した場
合には、現像領域において現像に寄与する第１の現像剤
層のキャリアのトナー保有率を高くし、該第１の現像剤
層のトナー濃度を高くすることができるため、高速機で
の現像条件においても十分な画像濃度及び細線再現性を
達成することができる。

【００８８】以上、本実施形態によれば、現像剤のトナ
ーとして磁性トナーを用いることにより、現像装置内部
での現像スリーブ５への磁気束縛力をトナーに作用させ
ることができるので、従来の非磁性トナーを用いた現像
剤に比べてキャリアとトナーとの間の摩擦力が増し、短
い撹拌時間でトナーに十分な電荷を付与することが可能
となり、トナー飛散や地肌汚れのない良好な画像を得る
ことができる。

【００８９】次に、上記図１の現像装置に用いることが
できるトナー及びキャリアの具体例、並びにそれらを組
み合わせた現像剤を用いて実際に画像形成を行なった結
果について説明する。

【００９０】〔トナーの具体例１〕表１に示す処方の混
合物を１２０°Ｃの熱ロールで溶融混練した後、冷却し
て固化させ、これをジェットミルで粉砕し、分級して平
均１６μｍの磁性トナー粒子ａを得た。このトナーの
８．０×１０⁴Ａ／ｍの磁場中における飽和磁化は１６
Ａ・ｍ²／ｋｇであった。

【表１】

【００９１】〔トナーの具体例２〕表２に示す処方の混
合物を１２０°Ｃの熱ロールで溶融混練した後、冷却し
て固化させ、これをジェットミルで粉砕し、分級して平
均粒径１６μｍの磁性トナー粒子ｂを得た。このトナー
の８．０×１０⁴Ａ／ｍの磁場中における飽和磁化は２
０Ａ・ｍ²／ｋｇであった。 （以下、余白）

【表２】

【００９２】〔トナーの具体例３〕上記表２に示す処方
の混合物を１２０°Ｃの熱ロールで溶融混練した後、冷
却して固化させ、これをジェットミルで粉砕し、分級し
て平均粒径８μｍの磁性トナー粒子ｃを得た。このトナ
ーの８．０×１０⁴Ａ／ｍの磁場中における飽和磁化は
２１Ａ・ｍ²／ｋｇであった。

【００９３】〔トナーの具体例４〕上記表２に示す処方
の混合物を１２０°Ｃの熱ロールで溶融混練した後、冷
却して固化させ、これをジェットミルで粉砕し、分級し
て平均粒径１０μｍの母体粒子を得た。この母体粒子９
９．５重量部とシリカ微粒子（Ｒ−９７２，日本アエロ
ジル社製）０．５重量部をミキサーにて混合し、平均粒
径５μｍの磁性トナー粒子ｄを得た。このトナーの８．
０×１０⁴Ａ／ｍの磁場中における飽和磁化は２２Ａ・
ｍ²／ｋｇであった。

【００９４】〔トナーの具体例５〕表３に示す処方の混
合物を１２０°Ｃの熱ロールで溶融混練した後、冷却し
て固化させ、これをジェットミルで粉砕し、分級して平
均粒径７μｍの母体粒子を得た。この母体粒子９９．５
重量部とシリカ微粒子（Ｒ−９７２，日本アエロジル社
製）０．５重量部をミキサーにて混合し、平均粒径７μ
ｍの磁性トナー粒子ｅを得た。このトナーの８．０×１
０⁴Ａ／ｍの磁場中における飽和磁化は２１Ａ・ｍ²／ｋ
ｇであった。なお、表中のＭｗは重量平均分子量であ
り、Ｔｇはガラス転移点である。

【表３】

【００９５】〔トナーの具体例６〕表４に示す処方の混
合物を１２０°Ｃの熱ロールで溶融混練した後、冷却し
て固化させ、これをジェットミルで粉砕し、分級して平
均粒径７μｍの母体粒子を得た。この母体粒子９９．５
重量部とシリカ微粒子（Ｒ−９７２，日本アエロジル社
製）０．５重量部をミキサーにて混合し、比較例として
用いる平均粒径７μｍの磁性トナー粒子ｆを得た。この
トナーの８．０×１０⁴Ａ／ｍの磁場中における飽和磁
化は０Ａ・ｍ²／ｋｇであった。

【表４】

【００９６】〔キャリアの具体例１〕湿式法により作成
したマグネタイト１００重量部、ポリビニルアルコール
２重量部及び水６０重量部をボールミルに入れ、１２時
間混合してマグネタイトのスラリーを調整した。このス
ラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し、平均粒径
８４μｍの球形粒子とした。この球形粒子を窒素雰囲気
中で１０００°Ｃの温度にて３時間焼成した後、冷却し
て核体粒子１を得た。そして、表５に示す処方の混合物
をホモミキサーで２０分間分散し、被覆層形成液１を調
整した。この被覆層形成液１を流動床型コーティング装
置を用いて、１０００重量部の核体粒子１の表面にコー
ティングして、シリコーン樹脂被膜キャリアＡを得た。
このシリコーン樹脂被膜キャリアＡの平均粒径は８７μ
ｍ、飽和磁化は６５Ａ・ｍ²／ｋｇであった。

【表５】

【００９７】〔キャリアの具体例２〕湿式法により作成
したマグネタイト１００重量部、ポリビニルアルコール
２重量部及び水６０重量部をボールミルに入れ、１２時
間混合してマグネタイトのスラリーを調整した。このス
ラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し、平均粒径
６０μｍの球形粒子とした。この球形粒子を窒素雰囲気
中で１０００°Ｃの温度にて３時間焼成した後、冷却し
て核体粒子２を得た。そして、上記具体例１と同様な被
覆層形成液１を流動床型コーティング装置を用いて、１
０００重量部の核体粒子２の表面にコーティングして、
シリコーン樹脂被膜キャリアＢを得た。このシリコーン
樹脂被膜キャリアＢの平均粒径は６３μｍ、飽和磁化は
６６Ａ・ｍ²／ｋｇであった。

【００９８】〔キャリアの具体例３〕上記具体例１と同
様な被覆層形成液１を流動床型コーティング装置を用い
て、１０００重量部の還元鉄粉（ＴＥＦＶ ２００／３
００，パウダーテック社製）の表面にコーティングし
て、シリコーン樹脂被膜キャリアＣを得た。このシリコ
ーン樹脂被膜キャリアＣの平均粒径は５２μｍ、飽和磁
化は７９Ａ・ｍ²／ｋｇであった。

【００９９】〔キャリアの具体例４〕上記具体例１と同
様な被覆層形成液１を流動床型コーティング装置を用い
て、１０００重量部のフェライト（Ｆ−１５０，パウダ
ーテック社製）の表面にコーティングして、シリコーン
樹脂被膜キャリアＤを得た。このシリコーン樹脂被膜キ
ャリアＤの平均粒径は７８μｍ、飽和磁化は５５Ａ・ｍ
²／ｋｇであった。

【０１００】〔キャリアの具体例５〕表６に示す処方の
混合物を溶融混練後、粉砕、分級して、キャリアＥを得
た。このキャリアＥの平均粒径は５３μｍ、飽和磁化は
３２Ａ・ｍ²／ｋｇであった。

【表６】

【０１０１】〔キャリアの具体例６〕湿式法により作成
したマグネタイト１００重量部、ポリビニルアルコール
２重量部及び水６０重量部をボールミルに入れ、１２時
間混合してマグネタイトのスラリーを調整した。このス
ラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し、平均粒径
３１μｍの球形粒子とした。この球形粒子を窒素雰囲気
中で１０００°Ｃの温度にて３時間焼成した後、冷却し
て核体粒子３を得た。そして、表７に示す処方の混合物
をホモミキサーで２０分間分散し、被覆層形成液２を調
整した。この被覆層形成液２を流動床型コーティング装
置を用いて、１０００重量部の核体粒子３の表面にコー
ティングして、シリコーン樹脂被膜キャリアＦを得た。
このシリコーン樹脂被膜キャリアＦの平均粒径は３４μ
ｍ、飽和磁化は６９Ａ・ｍ²／ｋｇであった。

【表７】

【０１０２】そして、本発明に係る実施例１〜実施例１
０として、表８に示すように、上記具体例に基づいて製
造したトナー及びキャリアを混合して現像剤１−１，１
−２，１−３．．．１０−３を作成し、これらの現像剤
のうちトナー濃度が２０ｗｔ％の現像剤１−２，２−
２，．．．１０−２を用いた図１の現像装置を（株）リ
コー社製の複写機ＦＴ２２００に組み込み、画像出し試
験を行ない、画像濃度、地肌汚れ、キャリア現像の有
無、中間調再現性、画像濃度制御性を評価した。

【０１０３】例えば、実施形態１では、上記キャリア
Ｂ：１００重量部に対してトナーａ：１１重量部、２５
重量部、１００重量部をボールミルで混合し、３種類の
現像剤１−１、１−２、１−３を作成した。このときの
帯電量はそれぞれ、現像剤１−１が１９μＣ／ｇ、現像
剤１−２が１３μＣ／ｇ、現像剤１−３が１１μＣ／ｇ
であった。そして、この３種類の現像剤のうちトナー濃
度が２０ｗｔ％のものを用いた図１の現像装置を（株）
リコー社製の複写機ＦＴ２２００に組み込み、画像出し
試験を行ない、画像濃度、地肌汚れ及びキャリア現像の
有無の程度、中間調再現性、並びに画像濃度制御性を評
価した。

【０１０４】また、表８に示すように、非磁性トナーを
含む現像剤を用いた上記実施例１〜実施例１０に対する
比較試験（比較例１）も行なった。この比較例１では、
上記実施例１〜５の場合と同じキャリアＢ：１００重量
部に対して上記トナーの具体例６の非磁性トナーｆ：１
１重量部、２５重量部、１００重量部をボールミルで混
合し、３種類の現像剤１１−１、１１−２、１１−３を
作成した。このときの帯電量はそれぞれ、現像剤１１−
１が７μＣ／ｇ、現像剤１１−２が１μＣ／ｇ、現像剤
１１−３が０μＣ／ｇであった。そして、この３種類の
現像剤のうちトナー濃度が２０ｗｔ％の現像剤１１−２
について上記同様な評価を行なった。

【０１０５】表８は、上記実施例１〜実施例１０及び比
較例１における、帯電量、画像濃度、地肌汚れ及びキャ
リア現像の有無の程度、中間調再現性、並びに画像濃度
制御性の評価結果である。この評価の結果の中で、記号
◎、○、△及び×はそれぞれ「非常に良好」、「良
好」、「並」及び「悪い」という結果を表している。こ
の表８からわかるように、本発明の実施例１〜実施例１
０においては、画像濃度、地汚れ及びキャリア現像の有
無の程度、中間調再現性、並びに画像濃度制御性のいず
れについても、良好あるいは非常に良好な評価結果が得
られた。

【表８】

【０１０６】〔実施形態２〕次に、請求項２乃至７の発
明を複写機に用いる現像装置に適用した実施形態につい
て説明する。図２は、本実施形態に係る現像装置の概略
構成を示す部分断面図である。この現像装置は像担持体
としての円筒状の感光体ドラム１の側方に配設され、感
光体ドラム１に向けて開口部が形成されたケーシング
２、該開口部から一部が露出した、トナー及び磁性キャ
リア（以下、本実施形態において「キャリア」とい
う。）を含む現像剤３を表面に担持する現像剤担持体と
しての現像スリーブ４、現像スリーブ４の内部に固定配
置した磁界発生手段としての固定磁石群からなるマグネ
ット部材５、現像スリーブ４上に担持されて搬送されて
いる現像剤３の量を規制する現像剤規制部材としてのド
クタ６、現像スリーブ４上方で該スリーブ４の表面との
間に現像剤３の現像剤滞留部１０を形成するように設け
られた現像剤保持部材としてのドクタ前ヒサシ７、トナ
ー収容部としてのトナーホッパ８などを備えている。な
お、図２中の現像スリーブ４の内部に、マグネット部材
５の表面の主要な磁極５ａを図示している。

【０１０７】上記ドクタ前ヒサシ７は、現像スリーブ４
との間に、感光体ドラム１との対向部の現像位置に供給
されずにドクタ６で進行が阻止された現像剤３が滞留す
る現像剤滞留部１０を形成している。この現像剤滞留部
１０のドクタ６に隣接する部分に対向する現像スリーブ
４の内側にはマグネット部材５の磁極５ａが配置されて
いる。また、トナーホッパ８は、現像剤滞留部１０に現
像剤搬送方向上流側から隣接して現像スリーブ４表面と
対向するトナー補給用開口８ａを有し、該トナー補給用
開口８ａに隣合ったスペースには、トナーホッパ８内の
トナー３ａをトナー補給用開口８ａに向けて撹拌しなが
ら送り出すトナー撹拌搬送部材としてのトナーアジテー
タ９が配設されている。

【０１０８】また、上記マグネット部材５の構成で重要
となる磁極は図２中の磁極５ａであり、ドクタ６近傍の
ドクタ前ヒサシ７の凸部に対向配置されている。そし
て、現像剤滞留部１０内の現像剤３の動きに、重力が十
分関与できる程度、すなわち、トナー補給用開口８ａ側
のドクタ前ヒサシの先端部７ａに磁力があまり及ばない
程度の磁力分布としている。なお、本実施形態では、上
記磁力分布とするために、磁極５ａの極角度としては、
上記ドクタ前ヒサシ７の凸部に対向する位置を基準に、
現像スリーブ４の回転軸を中心に±１０°の範囲の現像
スリーブ４上における磁束密度が５０〜８０mＴ、該磁
束密度の半値幅が２０°乃至６０°となるように設定し
ている。また、その他の設定条件としては、キャリアの
飽和磁束密度を５０乃至９０Ａｍ²／ｋｇ（５０乃至９
０emu／ｇ）、現像スリーブ４の表面とドクタ前ヒサシ
７の内面との間の最大距離を１０mm以上としている。

【０１０９】また、図１中で、現像スリーブ４の回転中
心Ｐからドクタ前ヒサシ７の先端部７ａの端面に向かっ
て引いた補助線ＰＱ、現像スリーブ４の回転中心Ｐから
ドクタ６の側面に沿って鉛直方向に引いた補助線ＰＲ、
補助線ＰＱと補助線ＰＲとのなす角の１／２となるよう
に引いた補助線ＰＳのうち、現像剤滞留部１０におい
て、補助線ＰＳ及び補助線ＰＱを、それぞれ現像スリー
ブ４の軸方向に延ばした面、現像スリーブ４の表面、及
びドクタ前ヒサシ７の現像スリーブ４に対向する面で囲
まれた領域の容積をＶとし、実際に該領域（容積Ｖ）に
存在する現像剤３の量をＷ、ＪＩＳ Ｚ２５０４（金属
粉の見掛密度試験方法）に基づいて測定した現像剤３の
見掛密度をρD（通常１．４〜２．２ｇ／cm³の範囲）と
したとき、実際の現像剤３の量Ｗが該領域の容積Ｖと該
密度ρDとの積よりも小さくなるような関係が成立する
ように、該領域の容積Ｖを決めるドクタ前ヒサシ７の形
状、及び現像剤滞留部１０に収容する現像剤３の量Ｗな
どを設定している。

【０１１０】上記構成の現像装置において、現像スリー
ブ４上の現像剤３は、該スリーブ４の矢印方向の回転に
伴って搬送され、ドクタ６により規制されて薄層化され
る。薄層化された現像剤３は、矢印方向に回転している
感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。そし
て、現像領域では、感光体ドラム１上に形成されている
静電潜像にトナーが供給され、該静電潜像の可視像化が
行われる。この可視像化に使用されなかった現像剤３
は、現像スリーブ４の回転に伴って搬送され、トナーア
ジテータ９で送り出されてトナー補給用開口８ａから供
給された新しいトナー３ａを取り込んだ後、現像剤滞留
部１０に戻る。そして、新しいトナー３ａを含んだ現像
剤３はドクタ６による規制で内圧が増加し、これによ
り、現像剤３のトナーの帯電が行われる。この様に現像
剤滞留部１０のドクタ６側における現像剤３の内圧によ
り、現像スリーブ４上の現像剤３中のトナーを帯電する
ことができるので、パドルやスクリュウ等の現像剤３を
帯電あるいは撹拌するための複雑な撹拌機構が不要とな
る。

【０１１１】一方、上記現像領域に供給されずにドクタ
６で進行が阻止された現像剤３の一部は、現像剤滞留部
１０内で現像剤３自身の内圧及び重力によってトナーホ
ッパ８のトナー補給用開口８ａに向かって移動する。ト
ナー補給用開口８ａ付近まで移動してきた現像剤滞留層
の現像剤３は、現像スリーブ４の回転に伴う現像剤移動
層の移動とともにドクタ６側に搬送されて循環するよう
に回動運動をする。

【０１１２】図３（ａ）乃至（ｃ）は、現像剤滞留部１
０における現像剤３の回動運動を、高速ビデオを用いた
側面拡大観察により、現像剤中へ異色トナーを取り込む
様子を、２００コマ／秒、１０倍速程度で撮影すること
により観察したものである。ドクタ６に突き当たるよう
に現像スリーブ４の回転方向下流側に搬送される現像剤
滞留部１０の現像剤３の一部は、マグネット部材５によ
って形成される磁界、及び重力によって現像スリーブ４
の上方をドクタ前ヒサシ７方向へ流れ、現像剤滞留部１
０内で回動運動をするようになる。

【０１１３】トナーホッパ８内のトナーは、図３（ａ）
中の記号ａで示す流れと記号ｂで示す流れとの合流点付
近から現像剤３中に取り込まれる。このときの現像剤移
動層は現像スリーブ４の表面近傍を約１００mm／secで
移動しており、また、現像剤滞留部１０にはまだ十分な
空隙が存在しているので、現像剤滞留層の回動速度は約
１０mm／secである。

【０１１４】次に、図３（ｂ）示すように、次第にトナ
ー濃度が増して現像剤移動層が膨張すると、該合流点が
徐々に現像スリーブ４の表面近傍から遠ざかるととも
に、現像スリーブ４の表面近傍のａ方向の現像剤の流速
も低下し、現像剤３は該表面近傍を約６５mm／secの速
度で移動し、現像剤滞留層の回動速度は約５mm／secと
なっている。

【０１１５】次に、図３（ｃ）示すように、現像剤３に
補給されたトナーが多くなってトナー濃度が更に高まる
と、それにともなって現像剤３の嵩が増加し、現像剤滞
留部１０に空隙がなくなってくるため、現像剤３の流動
性は次第に悪くなる。このため、現像剤移動層が膨張す
るにつれて、上記合流点がドクタ前ヒサシ７の先端部７
ａへ近づいてくる。これにより、もはや現像剤３にはト
ナーが取り込まれなくなる。このとき、現像剤滞留層の
回動速度は約１mm／secとなっている。しかしながら、
現像剤滞留層には、まだゆるい充填状態で現像剤が滞留
している部分があり、この部分の現像剤３は他の部分よ
りも比較的トナー濃度が高く、非常に遅い流れの速度に
はなっているが回動運動が続いており、そこでは、現像
剤中へのトナー分散及び帯電の立ち上げが進行してい
る。

【０１１６】そして、現像によってトナーが消費されて
現像剤滞留部１０内のトナー濃度が低下し、現像剤３の
嵩が減少してくると、図３（ａ）の状態に戻るので、再
び現像剤中へのトナー取り込みを始めるようになる。

【０１１７】このように、トナーの取り込み状態に応じ
て現像剤滞留部１０内の現像剤３の容積が変動すること
によってトナー濃度が自己制御されるので、現像剤３の
トナー濃度が常にほぼ一定濃度の範囲となるように保た
れる。このため、トナー濃度センサやトナー補給部材な
どの複雑なトナー濃度制御機構が不要となる。

【０１１８】またこのとき、新たに現像剤３中に取り込
んだトナー３ａだけでなく、上述したように現像剤滞留
部１０内で回動しながら現像剤３中に分散し、かつ帯電
電荷が立ち上がっているトナーも当然現像領域に搬送さ
れる。

【０１１９】以上、本実施形態によれば、現像に供され
る帯電済みのトナー量が多くなり、現像剤３中に多量の
トナーをホッパ８から取り込んだ場合であっても、現像
剤滞留層内で回動しながら該現像剤３中に分散し、かつ
帯電電荷が立ち上がっているトナーも現像領域に搬送さ
れるので、上記特公平５−６７２３３号公報記載の装置
のように、トナーの帯電不足に起因して地汚れやトナー
飛散などがひどくなるといった問題は発生しにくくな
る。

【０１２０】また、本実施形態によれば、上記特公平５
−６７２３３号公報記載の装置に比して現像剤滞留部１
０内の現像剤と現像スリーブ４上の現像剤が入れ替わる
比率が高く、同等量の現像剤をセットした場合で比較す
ると、現像スリーブ４上の現像剤３中のキャリアのコー
ト膜削れやトナー構成物質のキャリア表面へのスペント
が進行しにくく、現像剤の劣化に伴うトナー帯電能力の
低下によるトナー飛散及び地汚れの発生、並びに現像剤
の電気抵抗の低下によるキャリア付着といった問題が生
じにくい。すなわち、本実施形態の現像装置は、現像剤
の寿命に関して上記特公平５−６７２３３号公報記載の
装置よりも有利であるということがいえる。

【０１２１】なお、上記実施形態において、図４に示す
ように現像スリーブ４の表面とドクタ前ヒサシ７の内面
との間の距離が最大になっている部分に、現像剤３がほ
とんどなくドクタ前ヒサシ７の内面に圧接しない空隙１
５を形成するのが好ましい。この構成の場合には、上記
現像剤滞留部１０での現像剤３の回動運動を確実に行わ
せることができる。ここで、図４のように空隙１５を形
成するための現像スリーブ４の表面とドクタ前ヒサシ７
の内面との間の距離は、上記磁極５ａで形成する磁界の
強さによって変化し、その磁界の強さが弱いほど上記距
離は短くても良い。

【０１２２】また、上記実施形態の現像装置において、
図５に示すように、ドクタ前ヒサシ７の一部に通気用開
口を設け、該開口にエアー抜きフィルタ１６を取り付け
ても良い。このフィルタ１６を取り付けた通気用開口に
より、現像剤滞留部１０内の空気圧の高まりを防止でき
るので、上記図２及び図４の現像装置の構成例に比較し
て現像領域の現像剤中の空気圧も低くなり、トナー飛散
による機内汚染を低減できる。

【０１２３】また、上記実施形態の現像装置において、
現像剤滞留部１０のドクタ６による規制位置とトナー補
給用開口８ａとの間のほぼ中央からトナー補給用開口８
ａまでの領域における現像剤の平均密度を、ＪＩＳ Ｚ
２５０４（金属粉の見掛密度試験方法）に基づいて測定
した該密度の見掛密度以下にするする代わりに、又はそ
の構成に加えて、上記現像剤滞留部１０にセットする現
像剤のトナー濃度を、現像スリーブ４上に担持された現
像剤に安定して含有される上限の飽和トナー濃度以下に
してもよい。図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞ
れ、現像剤のトナー濃度を上記飽和トナー濃度以下の低
めにした場合（●）、上記飽和トナー濃度以下にしなか
った場合（×）の、トナー濃度ＴＣの変化、トナー帯電
量Ｑ／Ｍの変化及び現像トナー付着量Ｍ／Ａの変化の測
定データを示している。この図５からわかるように、上
記現像剤滞留部１０にセットする現像剤のトナー濃度を
上記飽和トナー濃度以下の低めにした場合には、現像剤
のセット直後から、トナー帯電量を経時安定レベルと同
等にすることができるので、トナー帯電量不足による画
像濃度の上昇を防止できる。なお、上記現像剤滞留部１
０にセットする現像剤のトナー濃度は、上記飽和トナー
濃度の２０％以上にすることが好ましい。例えば、上記
飽和トナー濃度を２０ｗｔ％にする現像剤を用いる場合
に、該現像剤のトナー濃度を４ｗｔ％以上、より好まし
くは１０乃至１５ｗｔ％にする。これにより、現像剤の
セット直後の現像スリーブ４上のトナー濃度を、所定の
下限レベル以下にならないようにし、感光体ドラム１へ
のキャリアの付着を回避できる。

【０１２４】また、上記実施形態の現像装置において、
現像剤滞留部１０のドクタ６による規制位置とトナー補
給用開口８ａとの間のほぼ中央からトナー補給用開口８
ａまでの領域における現像剤の平均密度を、ＪＩＳ Ｚ
２５０４（金属粉の見掛密度試験方法）に基づいて測定
した該密度の見掛密度以下にするする代わりに、又はそ
の構成に加えて、上記容積Ｖの現像剤滞留部１０にセッ
トする現像剤３中のキャリアの量を、ＪＩＳ Ｚ２５０
４（金属粉の見掛密度試験方法）に基づいて測定したキ
ャリアの見掛密度（ρC）を用いて算出される、該現像
剤滞留部１０を該キャリアのみで充填させた場合の該キ
ャリアの量（Ｍｃ＝ρC・Ｖ）以下にしてもよい。この
場合には、キャリアの一部（５乃至２０ｗｔ％）が現像
スリーブ４上に担持され、残りのキャリアが、現像剤滞
留部１０内に、トナー取り込みを十分にできる状態で充
填されるので、画像濃度不足を防止できる。なお、現像
剤滞留部１０にセットする現像剤３中のキャリアの量
を、上記現像剤滞留部１０を該キャリアのみで充填させ
た場合の該キャリアの量と同程度にした場合は、図７の
符号Ｅで示すようにトナー濃度が著しく低下し、コピー
濃度不足の状態になっても現像剤滞留部１０内が現像剤
で充満しているため、トナー補給用開口８ａからトナー
を取り込めるような現像剤３の流れが発生せず、トナー
消費が新香するとトナー濃度が０ｗｔ％になり得る。

【０１２５】〔実施形態３〕次に、請求項８乃至１０の
発明を複写機に用いる現像装置に適用した実施形態につ
いて説明する。図８は、本実施形態に係る現像装置の概
略構成を示す部分断面図である。この現像装置は画像形
成装置に用いられる像担持体である円筒状の感光体ドラ
ム１の側方に配設され、感光体ドラム１に向けて開口部
が形成されたケーシング２、該開口部から一部が露出し
た、トナー及び磁性キャリア（以下、本実施形態におい
て「キャリア」という。）を含む現像剤３を表面に担持
する現像剤担持体としての現像スリーブ４、現像スリー
ブ４の内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁
石群からなるマグネット部材５、現像スリーブ４上に担
持されて搬送されている現像剤の量を規制する現像剤規
制部材としてのドクタ６、現像スリーブ４上方に滞留す
る現像剤を収容する空間を形成する現像剤保持部材とし
てのドクタ前ヒサシ７、トナー収容部としてのトナーホ
ッパ８などを備えている。なお、図１中の現像スリーブ
４の内部に、マグネット部材５表面の磁極の極性を図示
している。

【０１２６】上記ドクタ前ヒサシ７のうち、現像スリー
ブ４の回転方向上流側の端部７ａは、現像スリーブ４に
沿って現像スリーブ４との間に所定の間隔を持って延出
しており、現像スリーブ４との間に、感光体ドラム１と
の対向部の現像位置に供給されずにドクタ６で進行が阻
止された現像剤が滞留する現像剤滞留部１０を形成して
いる。この現像剤滞留部１０に対向する現像スリーブ４
の内側にはマグネット部材５の磁極５ａが配置してい
る。また、トナーホッパ８は、現像剤滞留部１０に現像
剤搬送方向上流側から隣接して現像スリーブ４表面と対
向するトナー補給用開口８ａを有し、該トナー補給用開
口８ａに隣合ったスペースには、トナー３ａをトナー補
給用開口８ａに向けて撹拌しながら送り出すトナーアジ
テータ９が配設されている。

【０１２７】上記構成の現像装置において、現像スリー
ブ４上の現像剤３は、該スリーブ４の矢印方向の回転に
伴って搬送され、ドクタ６により規制されて薄層化され
る。薄層化された現像剤３は、矢印方向に回転している
感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。そし
て、現像領域では、感光体ドラム１上に形成されている
静電潜像にトナーが供給され、該静電潜像の可視像化が
行われる。この可視像化に使用されなかった現像剤３は
現像スリーブ４の回転に伴って搬送され、後述するよう
に現像スリーブ４上の現像剤と現像剤滞留部１０の現像
剤との界面部から、トナーアジテータ９で送り出されて
トナー補給用開口８ａから供給された新しいトナー３ａ
が取り込まれる。そして、トナーホッパ８内の新しいト
ナー３ａを含んだ現像剤３はドクタ６の規制により内圧
が増加し、現像剤３のトナー分散とトナー帯電とが行わ
れる。このように現像剤の内圧増加により、現像スリー
ブ４上の現像剤３中のトナーを帯電することができるの
で、パドルやスクリュウ等の現像剤３を帯電あるいは撹
拌するための複雑な撹拌機構が不要となる。

【０１２８】一方、上記現像領域に供給されずにドクタ
６で進行が阻止された現像剤３の一部は、現像剤滞留部
１０内で現像剤３自身の内圧及び重力によってトナーホ
ッパ８のトナー補給用開口８ａに向かって移動する。ト
ナー補給用開口８ａ付近まで移動してきた現像剤３は、
現像スリーブ４の回転に伴ってドクタ６側に循環するよ
うに搬送される。

【０１２９】図９（ａ）乃至（ｃ）は、上記現像剤滞留
部１０における現像剤３の移動状態を示したものであ
る。ドクタ６に突き当たるように現像スリーブ４の回転
方向下流側に搬送される現像剤３の一部は、現像スリー
ブ４の上方をヒサシ７方向へ流れ、現像剤滞留部１０内
で回動運動をするようになる。なお、この回動運動は、
高速ビデオを用いた側面拡大観察により、現像剤中へ異
色トナーを取り込む様子を、２００コマ／秒、１０倍速
程度で撮影することにより観察できる。

【０１３０】トナーホッパ８内のトナーは、図９（ａ）
中の記号ａで示す流れと記号ｂで示す流れとの合流点ｃ
付近から現像剤中に取り込まれる。このときの現像剤は
現像スリーブ４の表面近傍を約１００mm／secで移動し
ており、また、現像剤滞留部１０にはまだ十分な空隙が
存在しているので、現像剤滞留層の回動速度は約１０mm
／secである。

【０１３１】図９（ｂ）は、トナーの取り込みが開始さ
れた状態を示している。キャリアにトナーが取り込まれ
るにつれて、次第にトナー濃度、及び現像剤容積が上昇
すると、現像剤移動層が膨張し、該合流点ｃが徐々に現
像スリーブ４の表面近傍から遠ざかるとともに、現像ス
リーブ４の表面近傍の現像剤の流速ａも低下する。この
とき、現像剤３は該表面近傍を約６５mm／secの速度で
移動しており、現像剤滞留層の回動速度は約５mm／sec
である。

【０１３２】次に、図９（ｃ）示すように、現像剤３に
補給されたトナーが多くなってトナー濃度が高まるとと
もに現像剤３の嵩が増加し、現像剤滞留部１０に空隙が
なくなってくるため、現像剤３の流動性は次第に悪くな
る。このため、現像剤移動層が膨張するにつれて、該合
流点ｃがヒサシ先端部７ａの内部へ近づいてくる。これ
により、もはや現像剤３にはトナーが取り込まれなくな
る。このとき、現像剤滞留層の回動速度は約１mm／sec
となっている。しかしながら、現像剤滞留層には、まだ
ゆるい充填状態で現像剤が滞留している部分があり、こ
の部分の現像剤３は他の部分よりも比較的トナーコンテ
ンツが高く、非常に遅い流れの速度にはなっているが回
動運動が続いており、そこでは、現像剤中へのトナー分
散及び帯電の立ち上げが進行している。

【０１３３】そして、現像によってトナーが消費され、
現像剤滞留部１０内のトナー濃度が低下し、現像剤３の
嵩が減少してくると、図９（ａ）の状態に戻るので、再
び現像剤中へのトナー取り込みを始めるようになる。こ
のとき、新たに現像剤中に取り込んだトナーだけでな
く、上述したように現像剤滞留部１０内で回動しながら
該現像剤中に分散し、かつ帯電電荷が立ち上がっている
トナーも当然現像領域に搬送されるので、現像に供され
るトナー量が多く、現像剤中に多量のトナーを取り込ん
だ場合であっても、上記特公平５−６７２３３号公報記
載の装置のように、トナーの帯電不足に起因して地汚れ
やトナー飛散などがひどくなるといった問題は発生しに
くくなる。

【０１３４】そして、現像剤３のトナー濃度が低くなる
と現像剤３の嵩が減少するため、現像剤３がトナー補給
用開口８ａを塞がなくなるので、現像スリーブ４上の現
像剤３へ所定量のトナーが取り込まれ、現像剤３のトナ
ー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。このようにトナ
ー濃度の上限をコントロールできるので、トナー濃度セ
ンサやトナー補給部材などを用いた複雑なトナー濃度制
御機構が不要となる。

【０１３５】図１０は、本実施形態の現像装置におい
て、現像剤滞留部１０内に収容する現像剤中のキャリア
の量と、このキャリア中に取り込まれるトナーの上限量
との関係を示したものである。図中破線で示す特性線ａ
は、キャリアとして粒径が５０μｍのものを用いたとき
の上記関係を示し、図中実線で示す特性線ｂは、キャリ
アとして粒径が６０μｍのものを用いたときの上記関係
を示している。この図によれば、キャリアの粒径によっ
て取り込まれるトナー量が異なること、及び現像剤滞留
部１０内に収容するキャリアの量によって任意のトナー
濃度に調整できることが判る。これにより、例えば、粒
径が６０μｍのキャリアを用い、所望の上限トナー濃度
を２０ｗｔ％で制御したいときは、現像剤滞留部１０内
に、あらかじめ８０ｇのキャリアを収容しておけば良い
ことになる。

【０１３６】図１１は、本実施形態に係る現像装置にお
いて、キャリアとして粒径が５０μｍのものを用いたと
きの条件のもとで１万回の現像動作試験を行ない、トナ
ー濃度を測定したものである。これによれば、トナー濃
度調整のための撹拌手段などを特別に設けなくても、上
限トナー濃度がほぼ一定の２０ｗｔ％で自己制御されて
いることが判る。

【０１３７】以上、本実施形態によれば、現像剤滞留部
１０内で現像剤が回動することにより、従来装置のよう
に現像スリーブ４近傍に形成される現像剤層のみが頻繁
に現像に寄与することがないので、現像剤の長寿命化を
図ることができる。また、現像剤滞留部１０内のトナー
濃度が一定に保たれるので、非常に安定した品質の現像
像を得ることができる。更に、現像剤滞留部１０内で現
像剤が回動する間にトナーが十分帯電されるので、現像
剤量を多く必要とする高速機にも十分対応できる。

【０１３８】なお、本実施形態の現像装置において、上
記ドクタ前ヒサシ７は、図１２に示すように、ヒサシの
先端部７ａがドクタ６の自由端先端位置よりも下方に位
置するように延出させて形成するのが好ましい。この構
成の場合は、現像スリーブ４表面を搬送された現像剤３
が、ドクタ６で規制され、ヒサシの先端部７ａ側に戻っ
てきても、現像剤３を先端部７ａの壁面で受けて、現像
剤３を確実にマグネット部材５の磁力の及ぶ範囲内に納
めることができ、トナーの搬送に寄与させることができ
る。

【０１３９】また、図１２中符号５ａで示す磁極、すな
わちトナー補給用開口８ａよりも、現像スリーブ４の回
転方向上流側に位置するＰ3極の磁石として、磁力によ
って形成される磁気ブラシがケーシング２を圧接する程
度の磁束密度を有する磁石を用いることが好ましい。こ
の構成の場合は、磁気ブラシが現像スリーブ４とケーシ
ングとの隙間を塞ぐので、トナーがトナー補給用開口８
ａから該開口部８ａの上流側に落下あるいは飛散するこ
とを確実に防止できる。

【０１４０】また、本実施形態のトナー及びキャリア
は、それぞれトナー粒径７．５μｍの磁性トナー、及び
粒径が５０μｍあるいは６０μｍのマグネタイトキャリ
アを用いている。トナーについては、非磁性のトナーを
用いても磁性の場合とほぼ同様の挙動を示すが、磁性ト
ナーを用いる方がトナーの挙動をマグネット部材５の磁
力の及ぶ範囲内に納めることができるので、非磁性トナ
ーを用いる場合よりもトナー飛散が少なくなるという利
点がある。ここで、磁性トナーとしては、例えば上記実
施形態１で例示したものを使用することができる。 （以下、余白）

【０１４１】〔実施形態４〕次に、請求項１１乃至１５
の発明を複写機に用いる現像装置に適用した実施形態に
ついて説明する。図１３は、本実施形態に係る現像装置
の概略構成を示す部分断面図である。この現像装置は画
像形成装置に用いられる像担持体である円筒状の感光体
ドラム１の側方に配設され、感光体ドラム１に向けて開
口部が形成されたケーシング２、該開口部から一部が露
出した、トナーと磁性キャリア（以下、本実施形態にお
いて「キャリア」という。）とを含む現像剤３を表面に
担持する現像剤担持体としての現像スリーブ４、現像ス
リーブ４の内部に固定配置した磁界発生手段としての固
定磁石群からなるマグネット部材５、現像スリーブ４上
に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する現像
剤規制部材としてのドクタ６、現像スリーブ４上方に滞
留する現像剤を収容する空間を形成する現像剤保持部材
としてのドクタ前ヒサシ７、トナー収容部としてのトナ
ーホッパ８などを備えている。なお、図１中の現像スリ
ーブ４の内部に、マグネット部材５表面の磁極の極性を
図示している。

【０１４２】上記ドクタ前ヒサシ７のうち、現像スリー
ブ４の回転方向上流側の端部７ａは、現像スリーブ４に
沿って現像スリーブ４との間に所定の間隔を持って延出
しており、現像スリーブ４との間に、感光体ドラム１と
の対向部の現像位置に供給されずにドクタ６で進行が阻
止された現像剤が収容される現像剤滞留部１０を形成し
ている。この現像剤滞留部１０に対向する現像スリーブ
４の内側にはマグネット部材５の磁極５ａが配置してい
る。また、トナーホッパ８は、現像剤搬送方向における
現像剤滞留部１０の上流側に隣接して現像スリーブ４表
面と対向するトナー補給用開口８ａを有し、該トナー補
給用開口８ａに隣合ったスペースには、トナー３ａをト
ナー補給用開口８ａに向けて撹拌しながら送り出すトナ
ーアジテータ９が配設されている。

【０１４３】上記構成の現像装置において、現像スリー
ブ４上の現像剤３は、該スリーブ４の矢印方向の回転に
伴って搬送され、ドクタ６により規制されて薄層化され
る。薄層化された現像剤３は、矢印方向に回転している
感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。そし
て、現像領域では、感光体ドラム１上に形成されている
静電潜像にトナーが供給され、該静電潜像の可視像化が
行われる。この可視像化に使用されなかった現像剤３
は、現像スリーブ４の回転に伴って搬送され、現像スリ
ーブ４上の現像剤と現像剤滞留部１０の現像剤との界面
部から、トナーアジテータ９で送り出されてトナー補給
用開口８ａから供給された新しいトナー３ａが取り込ま
れる。そして、ホッパ８内の新しいトナー３ａを含んだ
現像剤３はドクタ６の規制により内圧が増加し、現像剤
３のトナー分散とトナー帯電とが行われる。このように
現像剤滞留部１０における現像剤の内圧増加により、現
像スリーブ４上の現像剤３中のトナーを帯電することが
できるので、パドルやスクリュウ等の現像剤３を帯電あ
るいは撹拌するための複雑な撹拌機構が不要となる。

【０１４４】一方、上記現像領域に供給されずにドクタ
６で進行が阻止された現像剤３の一部は、現像剤滞留部
１０内で現像剤３自身の内圧及び重力によってトナーホ
ッパ８のトナー補給用開口８ａに向かって移動する。ト
ナー補給用開口８ａ付近まで移動してきた現像剤３は、
現像スリーブ４の回転に伴ってドクタ６側に循環するよ
うに搬送される。

【０１４５】図１４は、現像剤滞留部１０内にセットす
る現像剤のキャリア量と、上限トナー濃度ＴＣとの関係
を示したものである。特性線ａは、キャリア粒径が５０
μｍのときの関係を示し、特性線ｂは、キャリア粒径が
６０μｍのときの関係を示している。このようなキャリ
アの量と上限トナー濃度ＴＣとの関係に基づいて、ドク
タ上流の現像スリーブ４上のトナー濃度が所望の上限ト
ナー濃度になるように、現像剤滞留部１０内にセットす
るキャリアの量が設定される。ここで、図１４に示すよ
うに同じ量のキャリアをセットしてもキャリア粒径によ
ってトナー濃度が異なるものになるため、このキャリア
粒径等を考慮して上記上限トナー濃度を判断する方法が
必要となる。

【０１４６】本発明者らによる実験・研究等の結果、次
の数２で表されるようなキャリアの粒径等を考慮したキ
ャリア被覆率の計算式を用いて、キャリア被覆率が１０
０％以下になるトナー濃度を上限トナー濃度として決定
すると、地汚れやベタ部の白抜けなどのない画像が得ら
れることが判明した。

【数２】被覆率（Ｔｎ）＝（ｎ個のトナーが専有する面
積の和／キャリアの表面積）×１００

【０１４７】ここで、トナー１個が専有する面積は２
（√３）ｒ²、キャリア１個の表面積は４π（Ｒ＋ｒ）²
であるので、キャリア被覆率（Ｔｎ）は数３の式のよう
に表される。

【数３】

【０１４８】また、トナー濃度の値（ｗｔ％）はトナー
の重さ／（トナーの重さ＋キャリアの重さ）×１００で
表される。ここでは普遍性を持たせるため、図１５
（ａ）及び（ｂ）に示すように、キャリア及びトナーを
それぞれ球形とみなし、キャリア表面をトナーが隙間な
く最密状態の斜方配置で覆ったときのトナー濃度を考
え、すなわち、キャリア１個の表面をｎ個のトナーが一
層の状態で完全に覆った状態を被覆率１００％とする。
このときの１個のキャリア表面を隙間なく覆うトナー数
を以下、限界トナー数という。このキャリア被覆率の計
算には、従来、平面的近似と球面的近似とが提案されて
いるが、本実施形態では、実用的なトナー及びキャリア
の半径比の実用的な範囲において、平面的近似によって
計算する。

【０１４９】上記平面的近似による計算は、図１５
（ａ）に示すようにトナー３ａ及びキャリア３ｂの半径
をそれぞれｒ，Ｒとし、図１５（ｂ）に示すように半径
（ｒ＋Ｒ）の球の表面積を１個の実質的占有面積である
平行四辺形ＡＢＣＤの面積で割って限界トナー数Ｎを求
めると、Ｎは次の数４の式で与えられる。なお、この近
似方法では、キャリア３ｂの表面がトナー３ａからみて
平面とみなせる条件Ｒ≫ｒが必要である。

【数４】

【０１５０】また、現像剤のトナー濃度Ｃ（ｗｔ％）を
キャリア表面上のトナー数ｎを用いて表すと、キャリア
１個の重さ＝４πＲ³ρ_c／３、トナー１個の重さ＝４π
ｒ³ρ_t／３であるので、数５の式のようになる。ここ
で、ｒはトナー粒径の半径（μｍ）、Ｒはキャリア粒径
の半径（μｍ）、ρ_tはトナーの真比重（ｇ／cm³）、ρ
_cはキャリアの真比重（ｇ／cm³）である。

【数５】

【０１５１】上記数３の式及び数５の式からｎを消去し
て整理すると、次の数６で示す式を得る。

【数６】

【０１５２】図１６（ａ）は、キャリア被覆率が１００
％のときのトナー濃度におけるトナー３ａの付着状態を
スケッチした図である。この図１６（ａ）に示すよう
に、キャリア被覆率１００％のときは、キャリア粒子の
表面にトナー３ａが隙間なく一層で付着している。一
方、図１６（ｂ）は、キャリア被覆率が１６９％のとき
のトナー濃度におけるトナー３ａの付着状態をスケッチ
した図である。この図１６（ｂ）に示すように、キャリ
ア被覆率１６９％のときは、キャリア粒子の表面をトナ
ー３ａが幾重にも覆っている。このようにキャリア被覆
率が１００％を越えると、キャリアの表面をトナー３ａ
が完全に覆ってしまうことが確認された。

【０１５３】ところで、キャリア被覆率が１００％を越
えた状態で、現像剤滞留部１０に入った現像剤は、互い
に摩擦を繰り返すことになる。トナーはキャリアとの摩
擦によって帯電するが、キャリア被覆率が１００％を越
える場合、キャリア表面が露出しないため、既にキャリ
アを覆っているトナーをさらにトナーが覆うことにな
る。したがって、トナー同士が擦れあうことによって、
正に帯電するトナーと、負に帯電するトナーとが発生
し、帯電状態が不均一になってしまう。ここで、例え
ば、キャリアとトナーとの摩擦によってトナーが負に帯
電されるとすると、トナー同士の摩擦によって正に帯電
したトナーは、静電潜像への付着が正常に行なわれなく
なり、地汚れを生じるなどの不具合を生じてしまう。

【０１５４】以上、本実施形態によれば、上記数６に示
す式を用いてキャリア被覆率が１００％を越えないよう
なトナー濃度を上限トナー濃度として決定し、この上限
トナー濃度を実現できるキャリア量の現像剤を現像剤滞
留部１０にセットすることで、地汚れなどの不具合を発
生させることなく、良好な現像像を得ることができる。

【０１５５】また、図１３に示したように、本実施形態
に係る現像装置には、感光体ドラム１と現像スリーブ４
とのギャップを調節するために現像装置を感光体ドラム
１側に付勢する付勢手段として、ケーシング２に板バネ
１７が固定され、この板バネ１７を押圧する押圧カム１
８が設けられている。そして、押圧カム１８で板バネ１
７を介して現像装置を矢印方向に押圧することにより、
ドクタ６で厚さＧDに薄層化された現像剤を担持した現
像スリーブ４が感光体ドラム１の表面に押し当てられ
る。このとき、現像スリーブ４上の薄層化された現像剤
３の厚さＧDにより、現像ギャップＧPが自動的に設定さ
れる。

【０１５６】ここで、本発明者らの実験によれば、現像
スリーブ４上の現像剤３が、キャリアとトナーとを含む
二成分現像剤である場合、上記数３又は数６に示す式に
おいて、キャリア被覆率が６０乃至１００％となるよう
に上限トナー濃度を決定することにより、良好な現像像
が得られることがわかった。このような範囲で使用すれ
ば、キャリア被覆率が６０％を下回る条件で使用する場
合に比して、キャリアが感光体ドラム１の表面を傷つけ
る確率が少なくなるので、感光体ドラム１の傷によるベ
タ部の白抜けなどの不具合を生じなくなる。また、キャ
リア被覆率が１００％を越える条件で使用する場合に比
して、地汚れの発生も少なくなる。

【０１５７】例えば、被覆率１００％のときは、キャリ
ア１個の表面を１層のトナーで覆うことになるため、現
像スリーブ４上の現像剤を感光体ドラム１に押し当てて
も、感光体ドラム１に直接キャリア面が当たることがな
いので、トナーで覆われていない部分のキャリア面が感
光体ドラム１が感光体ドラム１を傷つけてしまうような
ことがない。なお、実験によれば、キャリアの被覆率が
６０％以上では、キャリアによる感光体ドラム１の損傷
の確率が非常に少なくなった。なお、磁性キャリアに
は、鉄粉キャリア、フェライト系マグネタイトなどが使
用できる。また、キャリア形状は、不定形、球形のもの
が使用できる。また、本実験においては、比重５．２
（ｇ／cm³）、粒径５０（μｍ）の磁性キャリアと、比
重１．８４（ｇ／cm³）、粒径７．５（μｍ）の磁性ト
ナーを用いた。

【０１５８】ここで、一般に非磁性トナーを用いる場合
では、キャリア被覆率が６０％を越えると、トナーの帯
電量が少なくなり、最終的にはトナー飛散や地肌汚れが
発生しやすくなるので、このような不具合を発生しない
ようなキャリア被覆率としては、好ましくは、２５％以
下がよいとされている。しかし、磁性トナーを用いた場
合では、現像スリーブ４内に固定したマグネット部材５
の磁極からの磁力によってトナーが現像スリーブ４側に
引き寄せられるため、キャリア被覆率の増加によりトナ
ー帯電量が低下した場合であっても、トナーが飛散しに
くく、非磁性トナーを用いた場合に比して地肌汚れが生
じにくくなる。

【０１５９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、上記現像剤を
構成するトナーとして磁性トナーを用いることにより、
磁界発生手段で発生された磁界による磁気束縛力を上記
第１の現像剤層内の磁性キャリアのみならず磁性トナー
にも作用させ、磁性キャリアと磁性トナーとの間の摩擦
力を強め、トナーを十分に強めることができる。従って
従来の非磁性トナーを用いた場合に比較して、高速の画
像形成装置に用いた場合でも、十分に帯電されたトナー
を現像領域に供給することができるので、地肌汚れ、ト
ナー飛散などを防止することができるという効果があ
る。

【０１６０】請求項２、３又は４の発明によれば、現像
剤滞留部の現像剤規制部材による規制位置とトナー補給
用開口との間のほぼ中央からトナー補給用開口までの領
域における現像剤の平均密度を、ＪＩＳ Ｚ２５０４
（金属粉の見掛密度試験方法）に基づいて測定した該密
度の見掛密度以下にすることにより、上記領域内におい
て、現像剤を緩い充填状態で滞留させ、現像剤滞留部内
のトナー濃度が次第に上昇して現像剤の嵩が高まり、現
像剤へのトナーの取り込みが停止した場合に、高トナー
濃度の現像剤の回動運動を持続させてトナーの分散及び
帯電を継続して進行させている。そして、トナー消費に
よりトナー濃度が低下して現像剤の嵩が減少し、現像剤
へのトナーの取り込みを行う場合に、新たに取り込んだ
トナーだけでなく、上記領域内での回動運動で現像剤中
に分散し且つ帯電電位が立ち上がっているトナーを、現
像領域に供給することができるため、トナー供給不足に
よる画像濃度低下や、トナー帯電不足による地汚れ、ト
ナー飛散を防止できるという効果がある。 （以下、余白）

【０１６１】特に、請求項３の発明によれば、上記領域
に面する現像剤保持部材の表面の一部に現像剤が圧接し
ない部分を設けることにより、上記領域での現像剤の回
動運動をより確実に行わせることができるという効果が
ある。

【０１６２】特に、請求項４の発明によれば、上記現像
剤規制部材による規制位置から離間した上記現像剤保持
部材の一部に形成した通気用開口を介して、上記現像剤
滞留部の内部と外部との間の空気の流出入を行わせて、
現像剤滞留部内の気圧の上昇を抑えることができるの
で、トナー飛散を防止できるという効果がある。

【０１６３】請求項５又は６の発明によれば、上記現像
剤滞留部にセットする現像剤のトナー濃度を、現像剤担
持体上に担持された現像剤に安定して含有される上限の
飽和トナー濃度以下にすることにより、現像剤のセット
直後から、トナー帯電量を経時安定レベルと同等にする
ことができるので、トナー帯電量不足による画像濃度の
上昇を防止できるという効果がある。

【０１６４】特に、請求項６の発明によれば、上記現像
剤滞留部にセットする現像剤のトナー濃度を、上記飽和
トナー濃度の２０％以上にすることにより、現像剤のセ
ット直後の現像剤担持体上のトナー濃度を、所定の下限
レベル以下にならないようにし、像担持体への磁性キャ
リアの付着を回避できるという効果がある。

【０１６５】請求項７の発明によれば、上記現像剤滞留
部にセットする現像剤中の磁性キャリアの量を、ＪＩＳ
Ｚ２５０４（金属粉の見掛密度試験方法）に基づいて
測定した該磁性キャリアの見掛密度を用いて算出され
る、該現像剤滞留部を該磁性キャリアのみで充填させた
場合の該磁性キャリアの量以下にすることにより、磁性
キャリアが、現像剤滞留部内に、トナー取り込みを十分
にできる状態で充填されるので、画像濃度不足を防止で
きるという効果がある。

【０１６６】請求項８乃至１０の発明によれば、現像剤
担持体上を搬送される現像剤移動層の体積が該現像剤移
動層の現像剤へのトナー取り込み状況に応じて変化し、
該現像剤へのトナー取り込み量が増えるにつれて、現像
剤移動層が膨らんでトナーの取り込みが主に行われる現
像剤移動層と現像剤滞留部との界面のトナー補給用開口
側の位置がトナーを取り込みにくい位置に移動するとと
もに、該界面における現像剤の移動速度が低下するの
で、該現像剤に取り込まれるトナー量がある一定量以下
に抑えられ上限トナー濃度が決まり、トナー濃度がこの
上限トナー濃度以上になることがない。この上限トナー
濃度は現像剤滞留部内の現像剤の磁性キャリア量に依存
するため、所望の上限トナー濃度になるように現像剤滞
留部にセットする磁性キャリアの量をあらかじめ設定す
ることにより、磁性キャリアの粒径によらず任意の上限
トナー濃度でトナー濃度が自己制御されるので、所望の
現像像を得ることができるという効果がある。また、上
記上限トナー濃度となる状態において、上記現像剤滞留
部内に空間が存在することにより、現像剤滞留部内での
現像剤の回動運動が促進されるので、確実にトナーが帯
電されるという効果がある。また、上記現像剤担持体上
の現像剤移動層と該移動層に接するように形成される現
像剤滞留層との間で現像剤の入れ替わりが徐々に行なわ
れ、現像剤滞留部に収容された現像剤全てを有効に現像
に寄与させるので、現像剤滞留部内に存在する現像剤の
うち現像剤担持体の表面移動とともに搬送される現像剤
移動層の現像剤のみが現像に寄与する従来の装置に比し
て、現像剤の早期劣化を防止することができるという効
果がある。

【０１６７】特に、請求項９の発明によれば、上記現像
剤保持部材によって形成した現像剤滞留部の現像剤がト
ナー補給用開口側に戻ってきても、該現像剤を現像剤保
持部材から延出させた部分の壁面で受け、現像剤を確実
に磁力の及ぶ範囲内に納めておくことができるので、該
現像剤を現像剤滞留部内で有効にトナー搬送に寄与させ
ることができるという効果がある。

【０１６８】また特に、請求項１０の発明によれば、上
記トナー補給用開口よりも上記現像剤担持体上の現像剤
搬送方向上流側に位置する上記磁界発生手段の磁極によ
り、該現像剤担持体の下方に位置するケーシングに圧接
するような現像剤の磁気ブラシを形成し、この磁気ブラ
シで、トナー収容部のトナーがトナー補給用開口を通っ
て現像剤担持体とケーシングとの隙間に落下して現像装
置外に出るのを抑えるので、トナー飛散を確実に防止す
ることができるという効果がある。

【０１６９】請求項１１、１２又は１５の発明によれ
ば、上記キャリア被覆率の計算式を用いて、現像剤に用
いる磁性キャリア及びトナーの粒径と真比重を考慮して
算出したキャリア被覆率が１００％以下になるように上
限トナー濃度を決定できるので、磁性キャリアの粒径や
トナーの粒径を変えても、これらの粒径の大小に依存す
ることなく、常に安定した現像像を得ることができると
いう効果がある。

【０１７０】特に、請求項１２の発明によれば、上記現
像剤に用いる磁性キャリア及びトナーの粒径と真比重を
考慮して決定された上限トナー濃度を、上記現像剤収容
部にセットする現像剤の磁性キャリア量によって設定で
きるので、現像剤の磁性キャリア及びトナーの粒径等の
変化に自在に対応できるという効果がある。

【０１７１】請求項１３又は１４の発明によれば、付勢
手段で現像剤担持体又は現像装置を像担持体側に付勢す
ることにより、現像剤規制部材で現像剤担持体上に形成
された厚さ均一の現像剤薄層で像担持体と現像剤担持体
との間隔が設定されるので、従来のコロ等の間隔保持部
材を用いた場合のように間隔保持部材の摩耗によって上
記間隔が変化することがなくなる。また、像担持体や現
像剤担持体の回転軸に垂直な断面が真円でないことによ
る半径方向のフレによって生じる上記間隔の変化も上記
現像剤薄層の厚みによって打ち消されるので、上記間隔
が常に安定する。このように上記間隔を常に安定して管
理できるので、常に安定した現像像を得ることができる
という効果がある。

【０１７２】特に、請求項１４の発明によれば、上記請
求項１１の式で表されるキャリア被覆率を６０乃至１０
０％の範囲の高被覆率となるように設定することによ
り、上記付勢手段によって現像剤担持体を像担持体側に
付勢したときに、像担持体と磁性キャリアとが直接接触
する確率を小さくするので、被覆率が６０％を下回る場
合に発生する磁性キャリアによる像担持体表面の損傷が
生じにくくなるという効果がある。

【０１７３】請求項１５の発明によれば、上記トナーと
して用いた磁性トナーが、磁性キャリアとともに、現像
剤担持体内部に配設された磁界発生手段の磁力によって
現像剤担持体側に引き寄せることにより、磁性キャリア
を高被覆率で使用することによってトナー帯電量が低下
しても、非磁性トナーを用いる場合に比してトナーが飛
散しにくくなるようにするので、地肌汚れを生じにくく
なり、良好な現像像を得ることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係る現像装置の概略構成を示す部
分断面図。

【図２】実施形態２に係る現像装置の概略構成を示す部
分断面図。

【図３】（ａ）は、キャリアへのトナー取り込み開始前
の状態を示す説明図。（ｂ）は、キャリアへのトナー取
り込み過程を示す説明図。（ｃ）は、キャリアへのトナ
ー取り込みを終了した状態を示す説明図。

【図４】変形例に係る現像装置の概略構成を示す正面
図。

【図５】他の変形例に係る現像装置の概略構成を示す正
面図。

【図６】（ａ）は、他の変形例に係る現像装置を用いた
複写機におけるコピー枚数とトナー濃度ＴＣとの関係を
示す特性図。（ｂ）は、同複写機におけるコピー枚数と
トナー帯電量Ｑ／Ｍとの関係を示す特性図。（ｃ）は、
同複写機におけるコピー枚数とトナー付着量Ｍ／Ａとの
関係を示す特性図。

【図７】現像剤中のキャリア量と現像位置の現像スリー
ブ上のトナー濃度最小値との関係を示す特性図。

【図８】実施形態３に係る現像装置の概略構成を示す部
分断面図。

【図９】（ａ）は、現像剤へのトナー取り込み開始前の
状態を示す説明図。（ｂ）は、現像剤へのトナー取り込
み過程を示す説明図。（ｃ）は、現像剤へのトナー取り
込みを終了した状態を示す説明図。

【図１０】同現像装置における、現像剤滞留部内の現像
剤の磁性キャリア量とこの現像剤にトナーを取り込んだ
ときの上限トナー濃度との関係を示す説明図。

【図１１】同現像剤滞留部内の現像剤の上限トナー濃度
と、コピー枚数との関係を示す説明図。

【図１２】変形例に係る現像装置の概略構成を示す部分
断面図。

【図１３】実施形態４に係る現像装置の概略構成を示す
部分断面図。

【図１４】現像剤のキャリア量と上限トナー濃度ＴＣと
の関係を示す説明図。

【図１５】（ａ）及び（ｂ）はキャリア被覆率の式の導
出に用いた平面的近似モデルを示す説明図。

【図１６】（ａ）は、キャリア被覆率が１００％のとき
のキャリアに対するトナー付着状態を示す説明図。
（ｂ）は、キャリア被覆率が１６９％のときのキャリア
に対するトナー付着状態を示す説明図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ ケーシング ３ 現像剤 ３−１ 第１の現像剤層の現像剤 ３−２ 第２の現像剤層の現像剤 ３ａ トナー ３ｂ キャリア ４ 現像スリーブ ５ マグネット部材 ５ａ 磁極 ６ ドクタ ７ ドクタ前ヒサシ ７ａ ドクタ前ヒサシの先端部 ８ トナーホッパ ８ａ トナー補給用開口 ９ トナーアジテータ １０ 現像剤収容部（現像剤滞留部） １１ 現像剤保留部 １２ アジテータ １３，１４ 磁性体 １５ 現像剤滞留部内の空隙 １６ エアー抜きフィルタ １７ 板バネ １８ 押圧カム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平7−129363 (32)優先日 平７(1995)４月28日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 佐々木 文浩 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 望月 賢 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 加藤 貴久 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担
   持して搬送するための現像剤担持体及び該現像剤担持体
   の内部に配置した磁界発生手段と、該現像剤担持体に担
   持されて搬送される現像剤の量を規制する現像剤規制部
   材と、該現像剤規制部材で阻止された現像剤が収容され
   る現像剤収容部と、該現像剤収容部に該現像剤担持体上
   の現像剤搬送方向の上流から隣接し、収容されているト
   ナーが該現像剤担持体に担持されている現像剤及び該現
   像剤収容部の現像剤に接するトナー補給用開口を有する
   トナー収容部とを備え、該現像剤規制部材で阻止された
   現像剤を該現像剤収容部内で現像剤自身の内圧及び自重
   により該トナー補給用開口側に移動させるとともに、該
   トナー収容部からトナーを取り込んだ現像剤を、該現像
   剤担持体表面に沿って該現像剤規制部材側に搬送し、該
   現像剤規制部材で所定量に規制した該現像剤担持体上の
   現像剤を像担持体と対向する現像領域に供給する現像装
   置であって、 該現像剤を構成するトナーとして磁性トナーを用いたこ
   とを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担
   持するための現像剤担持体と、該現像剤担持体の内部に
   配置した磁界発生手段と、該現像剤担持体に担持した現
   像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部
   材で阻止された現像剤が滞留する現像剤滞留部を形成す
   るように該現像剤担持体表面に対向配置された現像剤保
   持部材と、該現像剤滞留部に該現像剤担持体上の現像剤
   搬送方向の上流から隣接し、収容されているトナーが該
   現像剤担持体に担持されている現像剤や該現像剤滞留部
   の現像剤に接触するトナー補給用開口を有するトナー収
   容部とを備え、該トナー収容部内のトナーを該トナー補
   給用開口から該現像剤担持体に担持した現像剤に取り込
   むようにした現像装置において、 該現像剤滞留部の該現像剤規制部材による規制位置と該
   トナー補給用開口との間のほぼ中央から該トナー補給用
   開口までの領域における現像剤の平均密度を、ＪＩＳ
   Ｚ２５０４（金属粉の見掛密度試験方法）に基づいて測
   定した該現像剤の見掛密度以下に設定したことを特徴と
   する現像装置。
3. 【請求項３】請求項２の現像装置において、 上記領域に面する上記現像剤保持部材の表面の一部に現
   像剤が圧接しない部分を設けたことを特徴とする現像装
   置。
4. 【請求項４】請求項２の現像装置において、 上記現像剤規制部材による規制位置から離間した上記現
   像剤保持部材の一部に、通気用開口を形成したことを特
   徴とする現像装置。
5. 【請求項５】トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担
   持するための現像剤担持体と、該現像剤担持体の内部に
   配置した磁界発生手段と、該現像剤担持体に担持した現
   像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部
   材で阻止された現像剤が滞留する現像剤滞留部を形成す
   るように該現像剤担持体表面に対向配置された現像剤保
   持部材と、該現像剤滞留部に該現像剤担持体上の現像剤
   搬送方向の上流から隣接し、収容されているトナーが該
   現像剤担持体に担持されている現像剤や該現像剤滞留部
   の現像剤に接触するトナー補給用開口を有するトナー収
   容部とを備え、該トナー収容部内のトナーを該トナー補
   給用開口から該現像剤担持体に担持した現像剤に取り込
   むようにした現像装置において、 該現像剤滞留部にセットする現像剤のトナー濃度を、該
   現像剤担持体上に担持された現像剤に安定して含有され
   る上限の飽和トナー濃度以下にしたことを特徴とする現
   像装置。
6. 【請求項６】請求項５の現像装置において、 上記現像剤滞留部にセットする現像剤のトナー濃度を、
   上記飽和トナー濃度の２０％以上にしたことを特徴とす
   る現像装置。
7. 【請求項７】トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担
   持するための現像剤担持体と、該現像剤担持体の内部に
   配置した磁界発生手段と、該現像剤担持体に担持した現
   像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部
   材で阻止された現像剤が滞留する現像剤滞留部を形成す
   るように該現像剤担持体表面に対向配置された現像剤保
   持部材と、該現像剤滞留部に該現像剤担持体上の現像剤
   搬送方向の上流から隣接し、収容されているトナーが該
   現像剤担持体に担持されている現像剤や該現像剤滞留部
   の現像剤に接触するトナー補給用開口を有するトナー収
   容部とを備え、該トナー収容部内のトナーを該トナー補
   給用開口から該現像剤担持体に担持した現像剤に取り込
   むようにした現像装置において、 該現像剤滞留部にセットする現像剤中の磁性キャリアの
   量を、ＪＩＳ Ｚ２５０４（金属粉の見掛密度試験方
   法）に基づいて測定した該磁性キャリアの見掛密度を用
   いて算出される、該現像剤滞留部を該磁性キャリアのみ
   で充填させた場合の該磁性キャリアの量以下にしたこと
   を特徴とする現像装置。
8. 【請求項８】内部に磁界発生手段を配置した現像剤担持
   体上にトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持して
   画像形成装置の像担持体と対向する現像領域に搬送し、
   該像担持体に形成された潜像を現像する現像装置におい
   て、 該現像剤担持体に担持して該現像領域に搬送する現像剤
   の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材に
   該現像剤担持体上の現像剤搬送方向の上流から隣接する
   現像剤滞留部を形成するように該現像剤担持体表面に対
   向配置された現像剤保持部材と、該現像剤滞留部に該現
   像剤搬送方向の上流から隣接し、該現像剤担持体に対向
   するトナー補給用開口を有するトナー収容部とを有し、 該トナー補給用開口を介してトナーが取り込まれる現像
   剤のトナー濃度が上限トナー濃度となった状態で、該現
   像剤滞留部内に空間を有することを特徴とする現像装
   置。
9. 【請求項９】請求項８の現像装置において、 上記現像剤保持部材の上記トナー補給用開口側の一部を
   下方に延出させ、上記現像剤担持体に対して所定の間隙
   を持って対向させたことを特徴とする現像装置。
10. 【請求項１０】請求項８の現像装置において、 上記トナー補給用開口よりも上記現像剤担持体上の現像
    剤搬送方向上流側に位置する上記磁界発生手段の磁極
    を、該現像剤担持体上に形成する現像剤の磁気ブラシが
    該現像剤担持体の下方に位置するケーシングに圧接する
    程度の磁力を有するように構成したことを特徴とする現
    像装置。
11. 【請求項１１】内部に磁界発生手段を配置した現像剤担
    持体上にトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持し
    て画像形成装置の像担持体と対向する現像領域に搬送
    し、該像担持体に形成された潜像を現像するとともに、
    該現像剤担持体表面に接するように形成された現像剤収
    容部における現像剤の移動により、該現像剤収容部に該
    現像剤担持体上の現像剤搬送方向の上流から隣接するよ
    うに設けたトナー収容部内のトナーを該現像剤に取り込
    む現像装置において、 次式で表されるキャリア被覆率Ｔｎが１００％以下にな
    るように、該現像剤収容部における現像剤の上限トナー
    濃度を決定したことを特徴とする現像装置。 ここで、Ｃはトナー濃度、ｒはトナーの半径、Ｒは磁性
    キャリアの半径、ρ_tはトナーの真比重、ρ_cは磁性キャ
    リアの真比重である。
12. 【請求項１２】請求項１１の現像装置において、 上記上限トナー濃度を、上記現像剤収容部にセットする
    現像剤の磁性キャリア量によって設定することを特徴と
    する現像装置。
13. 【請求項１３】内部に磁界発生手段を配置した現像剤担
    持体上にトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持し
    て画像形成装置の像担持体と対向する現像領域に搬送
    し、該像担持体に形成された潜像を現像する現像装置に
    おいて、 該像担持体に対して該現像剤担持体が進退移動可能にな
    るように、該現像剤担持体を現像装置本体に取り付け、
    又は、該現像剤担持体を有する現像装置を画像形成装置
    本体に取り付け、 該現像剤担持体上の現像剤層の厚さを均一にするための
    現像剤規制部材と、 該現像剤規制部材で規制された該現像剤担持体上の現像
    剤層で該現像剤担持体と該像担持体との間隔が設定され
    るように、該現像剤担持体又は該現像装置を該像担持体
    側に付勢する付勢手段とを設けたことを特徴とする現像
    装置。
14. 【請求項１４】請求項１３の現像装置において、 請求項１１の式で表されるキャリア被覆率を６０乃至１
    ００％に設定することを特徴とする現像装置。
15. 【請求項１５】請求項１１又は１４の現像装置におい
    て、 上記トナーとして磁性トナーを用いたことを特徴とする
    現像装置。