(57)【要約】【課題】現像ローラ上における現像剤の搬送性が良好で、現像ローラの周方向や回転軸方向の振れが小さくて、経時で現像ローラの表面にトナー固着が発生しにくく、良好な出力画像を経時においても安定的に形成することができる、２成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】現像ローラ１３ａの表面には、回転軸方向に沿うように（又は／及び、回転軸方向に対して傾斜するように）形成された第１溝部１３１が周方向に間隔をあけて複数設けられ、周方向に沿うように形成された第２溝部１３２が回転軸方向に間隔をあけて複数設けられている。そして、隣接する第２溝部１３２同士の回転軸方向の平均間隔をＳｍとして、キャリアの重量平均粒径をＤとしたときに、  Ｓｍ＜Ｄなる関係が成立するように構成されている。【選択図】図８
2010217237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向するとともに現像剤を担持する単数又は複数の現像ローラを備え、
前記単数又は複数の現像ローラは、その表面に、当該現像ローラの回転軸方向に沿うように、又は／及び、当該現像ローラの回転軸方向に対して傾斜するように、形成された第１溝部が当該現像ローラの周方向に間隔をあけて複数設けられ、
前記単数又は複数の現像ローラのうち少なくとも１つの現像ローラは、その表面に、当該現像ローラの周方向に沿うように形成された第２溝部が当該現像ローラの回転軸方向に間隔をあけて複数設けられ、
隣接する前記第２溝部同士の前記回転軸方向の平均間隔をＳｍとして、前記キャリアの重量平均粒径をＤとしたときに、
Ｓｍ＜Ｄ
なる関係が成立するように構成されたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第２溝部が形成された前記少なくとも１つの現像ローラは、その表面の硬度が前記キャリアの硬度よりも大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記第２溝部が形成された前記少なくとも１つの現像ローラは、その表面に前記キャリアの硬度よりも大きい硬度を有する被膜層が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記被膜層は、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮのいずれかで形成されたことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記被膜層は、イオンプレーティング法により形成されたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記被膜層は、アルミニウムからなる前記現像ローラのスリーブ表面に形成されたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記第２溝部が形成された前記少なくとも１つの現像ローラは、その表面が導電性を有するように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記第２溝部が形成された前記少なくとも１つの現像ローラは、当該現像ローラ上に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材に対向することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
前記第２溝部が形成された前記少なくとも１つの現像ローラは、現像ローラ上に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材に対向する複数の現像ローラのうち、前記像担持体の走行方向に対して最も下流側にある単数の現像ローラであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
前記トナーは、その重量平均粒径が５〜１０μｍであって、重量平均粒径が５μｍ以下のものが６０〜８０個数％の範囲で含まれるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される現像装置及びプロセスカートリッジとに関し、特に、２成分現像剤を用いた現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（添加剤等を添加する場合も含むものとする。）を用いて現像工程をおこなう２成分現像方式の現像装置が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献６等参照。）。
【０００３】
このような２成分現像剤を用いた現像装置には、感光体ドラム（像担持体）に対向する位置に、単数又は複数の現像ローラ（現像剤担持体）が設置されている。現像ローラは、主に、所定方向に回転するスリーブ（円筒体）と、スリーブの内部に設置されたマグネットと、で構成されている。
そして、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、搬送スクリュ、搬送パドル等の撹拌部材によって撹拌・混合される。撹拌・混合された現像剤は、その一部が現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレード（現像剤規制部材）によって適量に規制された後に、その２成分現像剤中のトナーが感光体ドラムとの対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。
ここで、特許文献１、特許文献２等には、現像ローラ上における現像剤の搬送性（保持力）を向上させるために、現像ローラのスリーブ表面に、回転軸方向に沿うように形成された溝部（Ｖ溝）を周方向に間隔をあけて周期的に設ける技術が開示されている。
【０００４】
一方、このような２成分現像剤を用いた現像装置では、経時において現像ローラ（現像剤担持体）の表面にトナーが固着してしまい、出力画像上の画像濃度が低下したり、出力画像上に地肌汚れが生じたり、トナー飛散が生じたりする問題が生じてしまうことが知られている（例えば、特許文献３、特許文献４等参照）。
そして、特許文献３、特許文献４等には、現像ローラの表面へのトナー固着を防止することを目的として、サンドブラスト加工によって現像ローラのスリーブ表面に施される凹部の量や山部の間隔等を制限する技術が開示されている。
また、特許文献３、特許文献５等には、現像ローラの表面にＮｉ−Ｐ等のコーティングを施す技術も開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１、特許文献２等の現像ローラは、溝部が回転軸方向に沿うように周方向に周期的に設けられたものであって、サンドブラスト加工によってスリーブ表面に不規則な凹凸が形成された現像ローラ（特許文献３、特許文献４等に開示されたものである。）に比べて、（１）経時における現像剤の搬送性（保持力）の低下の程度が小さく画像劣化が生じにくい、（２）周方向や回転軸方向の振れが小さくて出力画像のムラが生じにくい、という長所を有する。
しかし、このような周方向に周期的な溝部が形成された現像ローラは、経時でその表面にトナー固着が発生してしまう問題があった。このような問題は、画像形成装置の高速化にともない現像ローラの回転数が高速化すると、ドクターブレードや感光体ドラムとの対向位置で現像ローラ上に担持された現像剤が受ける圧力や摩擦力が大きくなるために、特に無視できないものになっていた。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像ローラ上における現像剤の搬送性が良好で、現像ローラの周方向や回転軸方向の振れが小さくて、経時で現像ローラの表面にトナー固着が発生しにくく、良好な出力画像を経時においても安定的に形成することができる、２成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向するとともに現像剤を担持する単数又は複数の現像ローラを備え、前記単数又は複数の現像ローラは、その表面に、当該現像ローラの回転軸方向に沿うように、又は／及び、当該現像ローラの回転軸方向に対して傾斜するように、形成された第１溝部が当該現像ローラの周方向に間隔をあけて複数設けられ、前記単数又は複数の現像ローラのうち少なくとも１つの現像ローラは、その表面に、当該現像ローラの周方向に沿うように形成された第２溝部が当該現像ローラの回転軸方向に間隔をあけて複数設けられ、隣接する前記第２溝部同士の前記回転軸方向の平均間隔をＳｍとして、前記キャリアの重量平均粒径をＤとしたときに、
Ｓｍ＜Ｄ
なる関係が成立するように構成されたものである。
【０００８】
また、請求項２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記第２溝部が形成された前記少なくとも１つの現像ローラは、その表面の硬度が前記キャリアの硬度よりも大きくなるように形成されたものである。
【０００９】
また、請求項３記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項２に記載の発明において、前記第２溝部が形成された前記少なくとも１つの現像ローラは、その表面に前記キャリアの硬度よりも大きい硬度を有する被膜層が形成されたものである。
【００１０】
また、請求項４記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項３に記載の発明において、前記被膜層は、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮのいずれかで形成されたものである。
【００１１】
また、請求項５記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記被膜層は、イオンプレーティング法により形成されたものである。
【００１２】
また、請求項６記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項３〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記被膜層は、アルミニウムからなる前記現像ローラのスリーブ表面に形成されたものである。
【００１３】
また、請求項７記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記第２溝部が形成された前記少なくとも１つの現像ローラは、その表面が導電性を有するように形成されたものである。
【００１４】
また、請求項８記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記第２溝部が形成された前記少なくとも１つの現像ローラは、当該現像ローラ上に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材に対向するものである。
【００１５】
また、請求項９記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記第２溝部が形成された前記少なくとも１つの現像ローラを、現像ローラ上に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材に対向する複数の現像ローラのうち、前記像担持体の走行方向に対して最も下流側にある単数の現像ローラとしたものである。
【００１６】
また、請求項１０記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記トナーは、その重量平均粒径が５〜１０μｍであって、重量平均粒径が５μｍ以下のものが６０〜８０個数％の範囲で含まれるように形成されたものである。
【００１７】
また、この発明の請求項１１記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたものである。
【００１８】
また、この発明の請求項１２記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたものである。
【００１９】
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部（現像装置）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、現像ローラの表面に第１溝部に加えて第２溝部を形成して、その第２溝部の間隔を適正化しているために、現像ローラ上における現像剤の搬送性が良好で、現像ローラの周方向や回転軸方向の振れが小さくて、経時で現像ローラの表面にトナー固着が発生しにくく、良好な出力画像が経時においても安定的に形成される、２成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】作像部を示す構成図である。
【図３】（Ａ）現像装置の上部を長手方向にみた概略断面図と、（Ｂ）現像装置の下部を長手方向にみた概略断面図と、である。
【図４】現像装置の循環経路を長手方向にみた概略断面図である。
【図５】現像ローラ上に形成される磁極による法線方向の磁力の大きさを示す図である。
【図６】第１溝部が形成された現像ローラを示す模式図である。
【図７】現像ローラの第１溝部を示す拡大図である。
【図８】第１溝部及び第２溝部が形成された現像ローラの表面を示す斜視図である。
【図９】第２溝部の近傍のキャリアを示す模式図である。
【図１０】実験の条件及び結果を示す表図である。
【図１１】別の実験の条件及び結果を示す表図である。
【図１２】この発明の実施の形態２における現像装置の要部を示す構成図である。
【図１３】別の現像装置の要部を示す構成図である。
【図１４】さらに別の現像装置の要部を示す構成図である。
【図１５】さらに別の現像装置の要部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２３】
実施の形態１．
図１〜図１１にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｋを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｋの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像装置、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
【００２４】
また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、を示す。
なお、図示は省略するが、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１ＢＫの上方には、各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナー（トナー粒子）を現像装置１３に供給する各色のトナー容器がそれぞれ設置されている。
【００２５】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。なお、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上でおこなわれる作像プロセスについては、図２をも参照することができる。
まず、原稿Ｋは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｋの画像情報が光学的に読み取られる。
【００２６】
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｋの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｋにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｋのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００２７】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌ（図２を参照できる。）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。
【００２８】
一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
【００２９】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００３０】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００３１】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像装置１３との対向位置に達する。そして、各現像装置１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。
【００３２】
そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００３３】
他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。
【００３４】
ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。
【００３５】
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３６】
次に、図２〜図９にて、画像形成装置における作像部について詳述する。
図２は、作像部及びトナー容器２８を示す構成図である。図３（Ａ）は現像装置１３の上部（第１搬送スクリュ１３ｂ１の位置である。）を長手方向にみた概略断面図（水平方向の断面図）であって、図３（Ｂ）は現像装置１３の下部（第２搬送スクリュ１３ｂ２の位置である。）を長手方向にみた概略断面図である。図４は、現像装置１３の循環経路を長手方向にみた概略断面図（垂直方向の断面図）である。また、図５は、現像ローラ１３ａ上に形成される磁極Ｈ１〜Ｈ４による法線方向の磁力の大きさを示す図である。また、図６は、第１溝部１３ａ１が形成された現像ローラ１３ａを示す模式図であって、現像ローラ１３ａを長手方向（図２及び図５の紙面垂直方向である。）にみた図である。図７は、現像ローラ１３ａの第１溝部１３ａ１を示す拡大図であって、現像ローラ１３ａの回転軸に直交する断面図である。図８は、第１溝部１３ａ１及び第２溝部１３ａ２が形成された現像ローラ１３ａの表面を示す斜視図である。さらに、図９は、第２溝部１３ａ２の近傍のキャリアＣを示す模式図であって、現像ローラ１３ａの表面を周方向にみた図である。
なお、各作像部はほぼ同一構造であって、各トナー容器もほぼ同一構造であるために、図２〜図９にて作像部及びトナー容器は符号のアルファベット（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）を除して図示する。
【００３７】
図２に示すように、作像部は、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電部１２、現像装置１３（現像部）、クリーニング部１５、等で構成される。
像担持体としての感光体ドラム１１は、外径が３０ｍｍ程度の負帯電の有機感光体であって、不図示の回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。
【００３８】
帯電部１２は、芯金上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層をローラ状に形成した弾性を有する帯電ローラである。帯電部１２の中抵抗層の材質としては、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることもできる。
クリーニング部１５は、感光体ドラム１１に摺接するクリーニングブレード１５ａが設置されていて、感光体ドラム１１上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。
【００３９】
現像装置１３は、現像剤担持体としての現像ローラ１３ａが感光体ドラム１１に近接するように配置されていて、双方の対向部分には感光体ドラム１１と磁気ブラシとが接触する現像領域（現像ニップ部）が形成される。現像装置１３内には、トナーＴとキャリアＣとからなる現像剤Ｇ（２成分現像剤）が収容されている。そして、現像装置１３は、感光体ドラム１１上に形成される静電潜像を現像する（トナー像を形成する。）。なお、現像装置１３の構成・動作については、後で詳しく説明する。
【００４０】
図２を参照して、トナー容器２８は、その内部に現像装置１３内に供給するためのトナーＴを収容している。具体的に、現像装置１３に設置された磁気センサ（不図示である。）によって検知されるトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーの割合である。）の情報に基いて、シャッタ駆動部によってシャッタ機構８０の開閉動作をおこなって、トナー容器２８から現像装置１３内に向けてトナーＴを適宜に供給する。
なお、トナーＴの供給は、トナー濃度の情報に限定されず、感光体ベルトや中間転写ベルト等に形成されたトナー像の反射率等から検知される画像濃度の情報に基づいて実施されてもよい。また、これらの異なる情報を組み合わせて、トナーＴの供給の実施を判断してもよい。
供給管２９は、トナー容器２８から供給されるトナーＴを現像装置１３内に確実に導くためのものである。すなわち、トナー容器２８から排出されたトナーＴは、供給管２９を介して、トナー補給口１３ｅから現像装置１３内に供給される。
【００４１】
ここで、本実施の形態１において用いられるトナーＴは、その重量平均粒径が５〜１０μｍであって、重量平均粒径が５μｍ以下のものが６０〜８０個数％の範囲で含まれるように形成されたものである。このように小粒径のトナーを用いることで、出力画像のドット再現性を高めることができる。
【００４２】
以下、画像形成装置における現像装置１３について詳述する。
図２〜図５を参照して、現像装置１３は、現像ローラ１３ａ（現像剤担持体）、搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２（オーガスクリュ）、現像剤規制部材としてのドクターブレード１３ｃ、等で構成されている。
現像ローラ１３ａは、外径が２０ｍｍ程度の現像ローラであって、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブ１３ａ２が不図示の回転駆動機構によって時計方向に回転されるように構成されている。図３及び図５を参照して、現像ローラ１３ａのスリーブ１３ａ２内には、スリーブ１３ａ２の周面に複数の磁極Ｈ１〜Ｈ４を形成するマグネット１３ａ１が固設されている。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、現像ローラ１３ａの矢印方向の回転にともなって搬送されて、ドクターブレード１３ｃの位置に達する。そして、現像ローラ１３ａ上の現像剤Ｇは、この位置で適量に規制された後に、感光体ドラム１１との対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界（現像電界）によって、感光体ドラム１１上に形成された潜像にトナーが吸着される。
【００４３】
図５は、マグネット１３ａ１によって現像ローラ１３ａ（スリーブ１３ａ２）の周囲に形成される複数の磁極Ｈ１〜Ｈ４を示している。図５に示すように、複数の磁極は、感光体ドラム１１との対向位置に形成された主磁極Ｈ１、主磁極Ｈ１の下流側であって第２搬送経路の内壁面の一部にかかる位置に形成された搬送磁極Ｈ２、第２搬送経路の上方に形成された剤離れ磁極Ｈ３、第１搬送スクリュ１３ｂ１との対向位置からドクターブレード１３ｃとの対向位置の近傍にかけて形成された汲上げ磁極Ｈ４（ドクタ対向磁極）、等で構成される。
まず、汲上げ磁極Ｈ４が磁性体としてのキャリアに作用して、第１搬送経路に収容された現像剤Ｇが現像ローラ１３ａ上に汲上げられる。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その一部がドクターブレード１３ｃの位置で掻き取られて、第１搬送経路に戻される。一方、汲上げ磁極Ｈ４による磁力が作用するドクターブレード１３ｃの位置で、ドクターブレード１３ｃと現像ローラ１３ａとのドクターギャップを通過して現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、主磁極Ｈ１の位置で穂立ちして現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム１１に摺接する。こうして、現像ローラ１３ａに担持された現像剤Ｇ中のトナーＴが感光体ドラム１１上の潜像に付着する。その後、主磁極Ｈ１の位置を通過した現像剤Ｇは、搬送磁極Ｈ２によって剤離れ磁極Ｈ３の位置まで搬送される。そして、剤離れ磁極Ｈ３の位置で、反発磁界がキャリアに作用して、現像ローラ１３ａ上に担持されていた現像工程後の現像剤Ｇが現像ローラ１３ａから脱離される。脱離後の現像剤Ｇは、第２搬送経路内に落下して第２搬送スクリュ１３ｂ２によって第２搬送経路の下流に向けて搬送される。
【００４４】
図２を参照して、２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２（搬送部材）は、現像装置１３内に収容された現像剤Ｇを長手方向（図２の紙面垂直方向である。）に循環しながら撹拌・混合する。
第１搬送スクリュ１３ｂ１（第１搬送部材）は、現像ローラ１３ａに対向する位置に配設されていて、現像剤Ｇを長手方向（回転軸方向）に水平に搬送する（図３（Ａ）の破線矢印に示す右方向の搬送である。）とともに、汲上げ磁極Ｈ４の位置で現像ローラ１３ａ上に現像剤Ｇを供給（図３（Ａ）の白矢印方向の供給である。）する。
【００４５】
第２搬送スクリュ１３ｂ２（第２搬送部材）は、第１搬送スクリュ１３ｂ１の下方であって現像ローラ１３ａに対向する位置に配設されている。そして、現像ローラ１３ａから離脱した現像剤Ｇ（現像工程後に剤離れ磁極Ｈ３によって現像ローラ１３ａ上から強制的に離脱された現像剤Ｇであって、図３（Ｂ）の白矢印方向に離脱するものある。）を長手方向に水平に搬送する（図３（Ｂ）の破線矢印に示す左方向の搬送である。）。なお、本実施の形態１では、第２搬送スクリュ１３ｂ２の回転方向が、現像ローラ１３ａの回転方向と同方向（図２の時計方向である。）になるように設定されている。
そして、第２搬送スクリュ１３ｂ２は、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の下流側から第１中継部１３ｆを介して循環される現像剤Ｇを第１搬送部材１３ｂ１による搬送経路の上流側に第２中継部１３ｇを介して搬送する（図３（Ｂ）の一点鎖線矢印に示す搬送である。）。
２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２は、現像ローラ１３ａや感光体ドラム１１と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２は、軸部に外径が１６ｍｍ以下のスクリュ部が螺旋状に巻装されたものである。
【００４６】
なお、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路（第１搬送経路）と、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路（第２搬送経路）と、は壁部によって隔絶されている。
図３及び図４を参照して、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路（第２搬送経路）の下流側と、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路（第１搬送経路）の上流側と、は第２中継部１３ｇを介して連通している。そして、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路において第２中継部１３ｇの近傍に留まって盛り上がった現像剤Ｇが、第２中継部１３ｇを介して第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の上流側に搬送（供給）されることになる。
また、図３及び図４を参照して、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の下流側と、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路の上流側と、は第１中継部１３ｆを介して連通している。そして、第１搬送スクリュ１３ｂ１による第１搬送経路にて現像ローラ１３ａ上に供給されなかった現像剤Ｇが、第１中継部１３ｆにて自重落下して、第２搬送経路の上流側に達することになる。
【００４７】
このような構成により、２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２によって、現像装置１３において現像剤Ｇを長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。すなわち、現像装置１３が稼動されると、装置内に収容された現像剤Ｇは図３及び図４中の破線矢印の方向に流動する。そして、このように、現像ローラ１３ａに対する現像剤Ｇの供給経路（第１搬送スクリュ１３ａ１による第１搬送経路である。）と、現像ローラ１３ａから離脱する現像剤Ｇの回収経路（第２搬送スクリュ１３ａ２による第２搬送経路である。）と、を分離することで、感光体ドラム１１上に形成するトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。
【００４８】
なお、図示は省略するが、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路中には、装置内を循環する現像剤のトナー濃度を検知する磁気センサが設置されている。そして、磁気センサによって検知されるトナー濃度の情報に基いて、トナー容器２８からトナー補給口１３ｅ（第１中継部１３ｆの近傍に配設されている。）を介して現像装置１３内に向けて新品のトナーＴが供給される。
また、図３、図４を参照して、トナー補給口１３ｅは、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路の上流側の上方であって、現像領域から離れた位置（現像ローラ１３ａの長手方向の範囲の外側である。）に配設されている。このようにトナー補給口１３ｅを第１中継部１３ｆの近傍に設置することで、第２搬送経路において、現像ローラ１３ａから離脱した現像剤が比重の小さい補給トナーの上方から降りかかり、第２搬送経路の下流側に向けて比較的長い時間をかけて現像剤に対して補給トナーの分散・混合を充分におこなうことができる。
なお、本実施の形態１では、トナー補給口１３ｅを第２搬送スクリュ１３ａ２による搬送経路中に配設したが、トナー補給口１３ｅの位置はこれに限定されることなく、例えば、第１搬送経路の上流側の上方に配置することもできる。
【００４９】
以下、本実施の形態１の現像装置１３における、特徴的な構成・動作について説明する。
本実施の形態１における現像装置１３は、現像ローラ１３ａ（スリーブ１３ａ２）の表面に、第１溝部１３１と第２溝部１３２とが形成されている（図８を参照できる。）。
図６（Ａ）、図８（Ａ）を参照して、第１溝部１３１は、現像ローラ１３ａの回転軸方向に沿うように、現像ローラ１３ａの周方向に周期的に間隔をあけて全周にわたって複数設けられている。現像ローラ１３ａ（スリーブ１３ａ２）の表面に形成された複数の第１溝部１３１は、現像ローラ１３ａ（スリーブ１３ａ２）上における現像剤Ｇの搬送性（保持力）を向上させるためのものである。第１溝部１３１の溝形状は、例えば、図７（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかのものに設定することができる。
ここで、本実施の形態１では、第１溝部１３１の溝形状が、図７（Ａ）に示すようにＶ溝形状であって、その深さが０．２ｍｍｎに設定されている。そして、外径が２０ｍｍの現像ローラ１３ａの表面に、６０本（溝ピッチ６度）の第１溝部１３１が等間隔に形成されている。
【００５０】
なお、第１溝部１３１の形態としては、図６（Ａ）、図８（Ａ）に示すように、現像ローラ１３ａの回転軸方向に沿うように形成されたものに限定されることはない。
例えば、第１溝部１３１として、図６（Ｂ）、図８（Ｂ）に示すように、現像ローラ１３ａの回転軸方向に対して傾斜するように形成されたものを用いることできる。ここでは、傾斜方向が異なる第１溝部１３１がアヤメ状に交わるように形成されている。
また、第１溝部１３１として、図６（Ｃ）、図８（Ｃ）に示すように、現像ローラ１３ａの回転軸方向に沿うように形成されるとともに回転軸方向に対して傾斜するように形成されたものを用いることできる。ここでは、１つの第１溝部１３１において、中央が回転軸方向に沿うように形成されて、両端が回転軸方向に対して傾斜するように形成されている。そして、現像ローラ１３ａの全体としては、複数の第１溝部１３１がウロコ状に形成されている。
【００５１】
さらに、図８（Ａ）を参照して、本実施の形態１における現像ローラ１３ａ（スリーブ１３ａ２）の表面には、第１溝部１３１が形成されていない領域に、第２溝部１３２が形成されている。第２溝部１３２は、現像ローラ１３ａの周方向に沿うように形成されていて、現像ローラ１３ａの回転軸方向に間隔（平均間隔Ｓｍ）をあけて複数設けられている。なお、第２溝部１３２は、上述した図６（Ｂ）、図６（Ｃ）の第１溝部１３１の形状に対応して、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）のように形成することもできる。
そして、図９（Ａ）に示すように、隣接する第２溝部１３２同士の回転軸方向の平均間隔をＳｍとして、キャリアＣの重量平均粒径をＤとしたときに、
Ｓｍ＜Ｄ
なる関係が成立するように構成されている。具体的に、本実施の形態１では、第２溝部１３２の平均間隔Ｓｍが３０μｍに設定され、キャリアＣの重量平均粒径Ｄが６０μｍに設定されている。なお、「平均間隔Ｓｍ」とは、ＪＩＳ  ０６０１（２００１）における輪郭曲線要素の平均長さＲＳｍと同義であるものとする。
このような構成により、第１溝部１３１が周方向に周期的に形成された現像ローラ１３ａにおいて、その表面にトナー固着を発生しにくくすることができる。
【００５２】
以下、第２溝部１３２の平均間隔Ｓｍと、キャリアＣの重量平均粒径Ｄと、の関係について詳述する。
図９（Ｂ）は、Ｓｍ＞Ｄなる関係が成立するときの、現像ローラ１３ａ上のキャリアＣを示す図である。第２溝部１３２のない平面部に比べて、第２溝部１３２にはキャリアＣがトラップされやすい。したがって、現像ローラ１３ａ表面のキャリアＣは、図９（Ｂ）に示すように、第２溝部１３２にトラップされているか、第２溝部１３２以外の表面に存在することになる。第２溝部１３２以外の表面はキャリアＣを保持する力が弱いが、周囲のキャリアＣに保持されることで現像ローラ１３ａ上にトラップされる。この状態でドクターブレード１３ｃとの対向位置や感光体ドラム１１との対向位置でキャリアＣが負荷を受けると、第２溝部１３２の端部Ｍ１に集中荷重が加わる。そして、その集中荷重によって、キャリアＣに保持されたトナーや、現像ローラ１３ａ表面に付着したトナーが、第２溝部１３２の端部Ｍ１に付着して固着することになる。これに対して、第２溝部１３２以外の表面に存在するキャリアＣは、現像ローラ１３ａの表面の一部Ｍ２に集中荷重を加える。これにより、その位置Ｍ２にトナーが固着することになる。そして、経時で、第２溝部１３２以外の表面は、徐々に全体的にトナー固着が進行していって、出力画像上の画像濃度が低下したり、出力画像上に地肌汚れが生じたり、トナー飛散が生じたりする問題が生じてしまうことになる。
【００５３】
これに対して、図９（Ａ）は、Ｓｍ＜Ｄなる関係が成立するときの、現像ローラ１３ａ上のキャリアＣを示す図であって、本実施の形態１における構成を示すものである。このような場合にも、現像ローラ１３ａ表面のキャリアＣは、第２溝部１３２でトラップされる。しかし、第２溝部１３２以外の表面には入り込む空間が小さいため、キャリアＣは存在しにくくなる。また、第２溝部１３２以外の表面にキャリアＣが存在したとしても、その保持力が弱いため、やがていずれかの第２溝部１３２にトラップされることになる。Ｓｍ＜Ｄなる関係が成立するため、現像ローラ１３ａ表面のキャリアＣの個数よりも多くの第２溝部１３２が存在する。この状態でドクターブレード１３ｃとの対向位置や感光体ドラム１１との対向位置でキャリアＣが負荷を受けると、第２溝部１３２にトラップされたキャリアＣによって第２溝部１３２の端部Ｍ１のみに集中荷重が加わることになる。これに対して、第２溝部１３２以外の表面には、キャリアＣが存在しないので、集中荷重が加わらない。したがって、経時で、第２溝部１３２以外の表面にトナー固着が発生することはない（第２溝部１３２の端部Ｍ１のみにトナー固着が発生する。）。その結果、現像ローラ１３ａ表面のトナー固着の発生を軽減できて、出力画像上の画像濃度が低下したり、出力画像上に地肌汚れが生じたり、トナー飛散が生じたりする問題が低減されことになる。
【００５４】
また、第２溝部１３２にトラップされたキャリアＣは、現像ローラ１３ａの回転とともに第２溝部１３２に沿って移動して、第２溝部１３２以外の表面に存在しにくくなる。すなわち、キャリアＣがマグネット１３ａ１による磁力によって現像ローラ１３ａ表面を移動する際に、規則的に周方向に沿って形成された微小な第２溝部１３２がレ−ルの役割を果たして、周方向へのキャリアＣの移動が促進される。その結果、ドクターブレード１３ｃとの対向位置や感光体ドラム１１との対向位置でキャリアＣが圧縮方向の負荷を受けても、キャリアＣは周方向に形成された第２溝部１３２の上流側又は下流側に導かれるため、一箇所で押圧されてしまう不具合を抑制することができる。したがって、経時における現像ローラ１３ａ表面へのトナー固着の発生が低減される。
【００５５】
図１０は、重量平均粒径Ｄが６０μｍのキャリアＣを用いて、第２溝部１３２の平均間隔Ｓｍを変化させたときの、トナー固着による異常画像の発生余裕度を調べた結果を示すものである。
ここで、「トナー固着による異常画像の発生余裕度」とは、余裕度が大きいほど異常画像が発生しにくく、画像品質が良いという意味である。そして、×、△、○、◎の順に余裕度が高くなり、△が許容レベルの境である。
図１０の結果から、第２溝部１３２の平均間隔ＳｍがキャリアＣの重量平均粒径Ｄよりも大きいとトナー固着に対する余裕度が低く、第２溝部１３２の平均間隔ＳｍがキャリアＣの重量平均粒径Ｄよりも小さいほどトナー固着に対する余裕度が高くなることがわかる。これは、先に図９にて説明したように、第２溝部１３２の平均間隔ＳｍがキャリアＣの重量平均粒径Ｄよりも小さいほど、第２溝部１３２の数が増えて第２溝部１３２によってキャリアＣがトラップされやすくなるためである。このように、実験結果からも、本実施の形態１における現像ローラ１３ａがトナー固着に対して有利な構成であることが実証された。
【００５６】
ここで、本実施の形態１では、第２溝部１３２が形成されている現像ローラ１３ａ（スリーブ１３ａ２）の表面の硬度が、キャリアＣの硬度よりも大きくなるように形成されている。
詳しくは、アルミニウムからなる現像ローラ１３ａのスリーブ表面に、キャリアＣの硬度よりも大きい硬度を有する被膜層が形成されている。すなわち、アルミニウムで形成されたスリーブ１３ａ２に、キャリアＣの硬度よりも大きい硬度を有する被膜層が形成されている。これにより、現像ローラ１３ａに形成された第２溝部１３２にキャリアＣが押し付けられても、第２溝部１３２が磨耗して広がってしまう不具合が軽減されるために、上述した第２溝部１３２によってトナー固着を抑止する効果が経時においても安定的に維持されることになる。
なお、本実施の形態１で用いられるキャリアＣは、ビッカース硬度Ｈｖ（ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に準拠した方法で測定できる。）が２００のマグネタイト芯材に、シリコーン系樹脂をコーティングしたものである。
【００５７】
特に、現像ローラ１３ａのスリーブ表面に形成する被膜層は、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮのいずれかで形成することが好ましい。
図１１は、現像ローラ１３ａのスリーブ表面をアルミニウムで形成して、その表面上に種々の材質の被膜層を形成したときの、トナー固着による異常画像の発生余裕度を調べた結果を示すものである。図１１中の「トナー固着による異常画像」は、図１０中のものと同義である。また、図１１中の被膜層材質の「なし」は、現像ローラ１３ａのスリーブ表面に被膜層を設けていないものであって、現像ローラ１３ａの表面の材質がスリーブ表面の材質（アルミニウム）になっている。
図１１の結果から、被膜層の材質をＮｉやＣｒとした場合には、トナー固着に対する余裕度が、ローラ表面の材質がアルミニウムである場合と同等であるのがわかる。これに対して、被膜層の材質をＣｒＮやＺｒＮやＴｉＮとした場合には、トナー固着に対する余裕度が大幅に向上するのがわかる。このような結果は、被膜層の摩擦係数等の違いによるものもあるが、被膜層の硬度の違いによるものが大きい。図１１に示すように、ビッカース硬度で比較しても、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮは、ＮｉやＣｒに比べて、２倍以上の硬度を有することになる。
【００５８】
現像ローラ１３ａの表面は、マグネタイトやフェライト等の磁性体からなるキャリアＣが、ドクターブレード１３ｃとの対向位置や感光体ドラム１１との対向位置で強く擦れ合うことで摩擦力が加えられる。このような現像剤Ｇ（キャリアＣ）との接触が繰り返されると、やがて現像ローラ１３ａの表面が削られていき、そこに微小な凸凹が形成される。この現像ローラ１３ａ表面の微小な凹みにトナーＴがトラップされて、圧力や摩擦を受けることで現像ローラ１３ａ表面に融着してトナー固着にいたることになる。
トナーＴとキャリアＣとからなる２成分現像剤Ｇが収容された現像装置１３においては、現像ローラ１３ａと感光体ドラム１１との間の静電気場を用いて感光体ドラム１１上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する。トナーは、キャリアとの摩擦帯電（主に、ドクターブレード１３ｃの位置でおこなわれる。）によって電荷が付与されて、上述の静電気場を移動する。このため、トナーにはある程度の抵抗をもたせることで所望の帯電能力が発揮される。このトナーが現像ローラ１３ａ表面に固着すると、その固着部に電荷が付与されて、現像ローラ１３ａの表面電位が部分的に変化する。その結果、現像ローラ１３ａと感光体ドラム１１との間の静電気場が部分的に変化してしまい、地肌汚れや濃度低下といった異常画像が発生して画像品質が劣化してしまう。
これに対して、現像ローラ１３ａの表面にＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮのいずれかからなる硬質の被膜層を形成することで、キャリアとの接触による圧力や摩擦を受けても現像ローラ１３ａの表面が削れる不具合が軽減される。したがって、現像ローラ１３ａの表面にトナーがトラップされる微小な凹凸が形成されにくくなって、現像ローラ１３ａ表面へのトナー固着が確実に低減される。その結果、現像ローラ１３ａへのトナー固着による異常画像の発生を抑制できる。なお、被膜層の層厚を２〜１０μｍ程度に設定しても充分な耐久性を有する。
【００５９】
なお、現像ローラ１３ａの表面に形成するＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮのいずれかからなる被膜層は、イオンプレーティング法により形成することが好ましい。
イオンプレーティング法は、ＰＶＤ法（物理気相成長法）の１種であって、基材を高温に加熱することなく被膜処理できる蒸着法である。具体的に、イオンプレーティング法を用いて被膜層を形成する場合に、ＣｒＮの場合には１５０〜２００℃の蒸着温度、ＺｒＮの場合には１８０〜２２０℃の蒸着温度、ＴｉＮの場合には２００〜２５０℃の蒸着温度が必要になる。
被膜処理時の蒸着温度が高いと、現像ローラ１３ａが熱変形してしまい、周方向に振れが生じてしまったり、回転軸方向に反りが生じてしまったりする。蒸着温度が比較的低いイオンプレーティング法により被膜層を形成することにより、このような不具合が発生しにくくなる。
【００６０】
ここで、本実施の形態１では、アルミニウムからなる現像ローラ１３ａのスリーブ表面に硬質の被膜層を形成することで、現像ローラ１３ａの表面の硬度をキャリアＣの硬度よりも大きく設定した。これに対して、現像ローラ１３ａのスリーブ表面に被膜層を形成することなく、現像ローラ１３ａのスリーブ１３ａ２自体をキャリアＣの硬度より大きな硬度を有する材料で形成することもできる。しかし、その場合には、スリーブ表面に切削加工をおこなって第２溝部１３２等を形成するのが難しくなる。一方、本実施の形態１の構成によれば、ビッカース硬度Ｈｖが１００程度のアルミニウムからなるスリーブ表面に切削加工を施して第２溝部１３２等を形成した後に、その表面に硬質の被膜層を設けることができるために、現像ローラの加工性を高めることができる。
【００６１】
また、本実施の形態１において、現像ローラ１３ａの表面は、導電性を有するように形成することが好ましい。例えば、現像ローラ１３ａのスリーブ表面に被膜層を形成する場合には、導電性を有する被膜層を形成することになる。
ここで、現像ローラ１３ａ表面の材質として絶縁体を用いた場合を考える。このような状態は、現像ローラ１３ａ表面の全体にトナーが固着した場合と置き換えることができる。そして、このように絶縁体からなるローラ表面に電荷が付与されると、電荷は移動することなくローラ表面に溜まっていく。その結果、現像ローラ１３ａと感光体ドラム１１との間の静電気場が変化してしまい、感光体ドラム１１上に形成される画像に地肌汚れや濃度低下が生じてしまう。
これに対して、現像ローラ１３ａ表面に導電性をもたせることで、ローラ表面に電荷が付与されても、その電荷はすぐに移動してローラ表面に溜まることはない。したがって、感光体ドラム１１上に形成される画像に地肌汚れや濃度低下が生じる不具合が抑止される。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態１では、現像ローラ１３ａの表面に第１溝部１３１に加えて第２溝部１３２を形成して、その第２溝部１３２の間隔Ｓｍを適正化しているために、現像ローラ１３ａ上における現像剤Ｇの搬送性が良好で、現像ローラ１３ａの周方向や回転軸方向の振れが小さくて、経時で現像ローラ１３ａの表面にトナー固着が発生しにくく、良好な出力画像を経時においても安定的に形成することができる。
【００６３】
実施の形態２．
図１２〜図１５にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図１２は、実施の形態２における現像装置１３の要部を示す構成図である。また、図１３〜図１５は、それぞれ、別の現像装置１３の要部を示す構成図である。
本実施の形態２における現像装置１３は、複数の現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣが設置されている点が、単数の現像ローラ１３ａが設置されている前記実施の形態１のものと相違する。
【００６４】
図示は一部省略するが、本実施の形態２における現像装置１３も、前記実施の形態１のものと同様に、現像ローラ、搬送スクリュ、現像剤規制部材としてのドクターブレード、等で構成されている。
ここで、図１２に示す現像装置１３は、３本の現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣが、感光体ドラム１１に対向する位置に、感光体ドラム１１の回転方向に沿うように設置されている。反時計方向に回転する感光体ドラム１１に対して、３本の現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣは、いずれも、時計方向に回転する。３本の現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣは、いずれの表面にも第１溝部１３１が形成されている。また、感光体ドラム１１の回転方向（走行方向）に対して最上流にある第１の現像ローラ１３ａＡは、ドクターブレード１３ｃに対向するように配設されている。
そして、現像装置１３内から第１の現像ローラ１３ａＡ上に現像剤が汲み上げられると、その後にドクターブレード１３ｃとの対向位置で第１の現像ローラ１３ａＡ上に担持された現像剤量が規制される。そして、第１の現像ローラ１３ａＡ上に担持された現像剤は、感光体ドラム１１との対向位置（第１の現像領域）で第１の現像工程がおこなわれた後に、第２の現像ローラ１３ａＢ上に受け渡される。そして、第２の現像ローラ１３ａＢ上に担持された現像剤は、感光体ドラム１１との対向位置（第２の現像領域）で第２の現像工程がおこなわれた後に、第３の現像ローラ１３ａＣ上に受け渡される。そして、第３の現像ローラ１３ａＣ上に担持された現像剤は、感光体ドラム１１との対向位置（第３の現像領域）で第３の現像工程がおこなわれた後に、現像装置１３内に向けて離脱される。
【００６５】
このように複数の現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣが設置された現像装置１３において、トナー固着による異常画像の発生を抑止するために、複数の現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣのすべてに対して、前記実施の形態１と同様に、第２溝部１３２を設けたり、ローラ表面に被膜層を形成したりすることもできる。しかし、その場合には、現像装置１３が高コスト化してしまうことになる。
したがって、本実施の形態２では、ドクターブレード１３ｃに対向する現像ローラにのみ、第２溝部１３２を形成したり、ローラ表面に硬質の被膜層を形成したりしている。具体的に、図１２の現像装置１３では、３つの現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣのうち、ドクターブレード１３ｃに対向する第１の現像ローラ１３ａＡにのみ、第２溝部１３２を形成して、ローラ表面にＣｒＮ等の被膜層を形成している。
【００６６】
ここで、図１２のように、３つの現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣが設置された現像装置１３において生じる、トナー固着について説明する。
このような現像装置１３において、ドクターブレード１３ｃに対向する第１の現像ローラ１３ａＡが、他の現像ローラ１３ａＢ、１３ａＣに比べて、最もトナー固着が発生しやすい。そして、ドクターブレード１３ｃとの対向位置で第１の現像ローラ１３ａＡ上で現像剤が強く擦れ合って、ローラ表面にトナー固着が発生すると、トナーの帯電能力（負の帯電特性をもつものとする。）により、ローラ表面がトナーと同極性にチャージアップする。これにより、第１の現像ローラ１３ａＡと第２の現像ローラ１３ａＢとの間に、電位差が生じる（第１の現像ローラ１３ａＡの表面電位が第２の現像ローラ１３ａＢの表面電位に比べて負になる。）。そして、負に帯電したトナーは、その電位差に従って、第１の現像ローラ１３ａＡから第２の現像ローラ１３ａＢに移動する（現像される。）。そして、第２の現像ローラ１３ａＢに現像されたトナーは、現像剤に摩擦されることで第２の現像ローラ１３ａＢの表面に融着していく。これは、第２の現像ローラ１３ａＢのローラ表面にトナーが現像されて付着しやすくなるので、ローラ表面の微小な凹凸にトナーがトラップされやすくなるためである。その結果、第２の現像ローラ１３ａＢ表面にトナー固着が発生する。同様のメカニズムによって、第３の現像ローラ１３ａＣの表面にもトナー固着が発生する。このように、第１の現像ローラ１３ａＡにトナー固着が発生すると、それをトリガーにして他の現像ローラ１３ａＢ、１３ａＣにも加速的にトナー固着が発生してしまう。その結果、出力画像上に地肌汚れや濃度低下が発生してしまう。
【００６７】
これに対して、最もトナー固着が発生しやすく、他の現像ローラへのトナー固着の発生源となる、第１の現像ローラ１３ａＡ（ドクターブレード１３ｃに対向する現像ローラである。）に対してのみ、第２溝部１３２を形成して、ローラ表面にＣｒＮ等の被膜層を形成することで、現像装置１３のコストアップを抑えつつ、トナー固着による異常画像の発生を確実に低減することができる。
なお、ドクターブレード１３ｃに対向しない他の現像ローラ１３ａＢ、１３ａＣの表面には、感光体ドラム１１との対向位置でのみ摩擦が加わるため、ドクターブレード１３ｃに対向する第１の現像ローラ１３ａＡに比べて、トナー固着の発生の度合いがとても低い。ただし、上述したように隣接する現像ローラとの間にトナー固着による電位差が発生すると、現像ローラ表面にトナー固着が発生しやすくなる。したがって、上述したように第１の現像ローラ１３ａＡのみのトナー固着を制限することで、他の現像ローラ１３ａＢ、１３ａＣのトナー固着を大幅に抑止することができる。
【００６８】
ここで、図１３のように、複数のドクターブレード１３ｃＡ、１３ｃＣが設置された現像装置１３に対しても、ドクターブレード１３ｃＡ、１３ｃＣに対向する現像ローラ１３ａＡ、１３ａＣのすべてに対して、第２溝部１３２を形成したり、ローラ表面に硬質の被膜層を形成したりすることができる。
図１３の現像装置１３は、第１の現像ローラ１３ａＡに第１のドクターブレード１３ｃＡが対向して、第３の現像ローラ１３ａＣ（反時計方向に回転する。）に第２のドクターブレード１３ｃＣが対向するように構成されている。このような場合にも、最もトナー固着が発生しやすく、他の現像ローラへのトナー固着の発生源となる、第１の現像ローラ１３ａＡ（ドクターブレード１３ｃＡに対向する現像ローラである。）と、第３の現像ローラ１３ａＣ（ドクターブレード１３ｃＣに対向する現像ローラである。）と、に対して、第２溝部１３２を形成して、ローラ表面にＣｒＮ等の被膜層を形成することで、現像装置１３のコストアップを抑えつつ、トナー固着による異常画像の発生を確実に低減することができる。
【００６９】
さらに、図１４及び図１５に示すように、ドクターブレードに対向する現像ローラが複数ある現像装置１３の場合には、複数の現像ローラのうち、感光体ドラム１１の回転方向（走行方向）に対して最も下流側にある現像ローラに対してのみ、第２溝部１３２を形成したり、ローラ表面に硬質の被膜層を形成したりすることができる。
図１４の現像装置１３は、３つの現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣのすべてが、それぞれ、ドクターブレード１３ｃＡ、１３ｃＢ、１３ｃＣに対向するように構成されている。このような現像装置１３に対しては、３つの現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣのうち、最下流にある第３の現像ローラ１３ａＣにのみ、第２溝部１３２を形成したり、ローラ表面にＣｒＮ等の被膜層を形成したりする。このような構成により、上流側の２つの現像ローラ１３ａＡ、１３ａＢの表面ではトナー固着が発生して、それぞれの現像領域（第１の現像領域、第２の現像領域）にて感光体ドラム１１上に現像される画像に地肌汚れや濃度低下が生じることになる。しかし、最下流の第３の現像ローラ１３ａＣの表面にはトナー固着が発生しにくく、現像領域（第３の現像領域）では良好な現像工程がおこなわれるために、その上流側で生じた地肌汚れや濃度低下を補完することができる。したがって、結果として、出力画像における地肌汚れや濃度低下の発生を低減することができる。このように、３つの現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣのすべてに第２溝部１３２や被膜層を設ける場合に比べて、現像装置１３のコストアップを抑えつつ、トナー固着による異常画像の発生を低減することができる。
【００７０】
また、図１５に示すように、３つの現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣのうち、２つの現像ローラ１３ａＡ、１３ａＢがドクターブレード１３ｃＡ、１３ｃＢに対向するように構成された現像装置１３に対しても、ドクターブレードに対向する現像ローラ１３ａＡ、１３ａＢのうち最下流にある第２の現像ローラ１３ａＢに対してのみ、第２溝部１３２を形成したり、ローラ表面に硬質の被膜層を形成したりすることができる。これにより、現像装置１３のコストアップを抑えつつ、トナー固着による異常画像の発生を低減することができる。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態２では、複数の現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣのうち少なくとも１つの現像ローラの表面に第１溝部１３１に加えて第２溝部１３２を形成して、その第２溝部１３２の間隔Ｓｍを適正化しているために、現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣ上における現像剤Ｇの搬送性が良好で、現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣの周方向や回転軸方向の振れが小さくて、経時で現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣの表面にトナー固着が発生しにくく、良好な出力画像を経時においても安定的に形成することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態２では、３本の現像ローラ１３ａＡ〜１３ａＣが設置された現像装置１３に対して本発明を適用したが、２本又は４本以上の現像ローラが設置された現像装置に対しても当然に本発明を適用することができる。そして、そのような場合であっても、上述した本実施の形態２における効果と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
さらに、前記各実施の形態では、現像剤を長手方向に搬送する搬送スクリュが設置された現像装置１３に対して本発明を適用したが、現像剤を短手方向に搬送する搬送パドル等が設置された現像装置（例えば、特許文献６等に記載された現像装置である。）に対しても、当然に本発明を適用することができる。そして、このような場合であっても、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、前記各実施の形態では、トナー容器２８から現像装置１３に向けてトナーＴを供給したが、トナー容器（現像剤容器）から現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を現像装置１３に向けて供給することもできる。その場合、現像装置１３から余剰の現像剤を適宜に排出する手段を設けることになる。このような場合であっても、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
また、前記各実施の形態においては、現像装置１３が単体で画像形成装置本体に着脱されるユニットして構成されている画像形成装置に対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、作像部の一部又は全部がプロセスカートリッジ化されている画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
【００７６】
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
１１、１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１ＢＫ  感光体ドラム（像担持体）、
１３  現像装置（現像部）、
１３ａ、１３ａＡ、１３ａＢ、１３ａＣ  現像ローラ、
１３ｃ、１３ｃＡ、１３ｃＢ、１３ｃＣ  ドクターブレード（現像剤規制部材）、
１３１  第１溝部、
１３２  第２溝部、
Ｇ  現像剤（２成分現像剤）、  Ｔ  トナー、  Ｃ  キャリア。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特開２０００−３２１８６４号公報
【特許文献２】特開２００３−２７０９２３号公報
【特許文献３】特開２００２−６２７２５号公報
【特許文献４】特開２００４−１６３９０６号公報
【特許文献５】特開２００４−８５６３０号公報
【特許文献６】特開２００２−２６８３８２号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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