(57)【要約】【課題】磁気ローラーに形成された磁気ブラシにおける現像ローラーへのリークの発生を抑制することが可能な現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置４１は、磁気ローラー６２と、その上方に設けられた現像ローラー６３とを備える。現像ローラー６３は、感光体ドラム１１の外周面に非接触で対向配置されている。磁気ローラー６２は、現像ローラー６３の外周面に非接触で対向配置され、トナー及び磁性キャリアからなる磁気ブラシによって現像ローラー６３の表面にトナー層を形成する。磁気ローラー６２と現像ローラー６３との間に所定の電圧が印加される。現像ローラー６３の体積抵抗値は磁気ローラー６２の体積抵抗値よりも大きく設定されており、且つ、現像ローラー６３の体積抵抗値は１．０×１０１０Ω〜１．０×１０１１Ωの範囲内に設定されている。【選択図】図５
2015121619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の外周面に非接触で対向配置される現像ローラーと、
前記現像ローラーの外周面に非接触で対向配置され、トナー及び磁性キャリアからなる磁気ブラシによって前記現像ローラーの表面にトナー層を形成する磁気ローラーと、
前記現像ローラー及び前記磁気ローラー間に所定の電位差を印加する電源と、を備え、
前記現像ローラーの体積抵抗値が前記磁気ローラーの体積抵抗値よりも大きく、且つ、前記現像ローラーの体積抵抗値が１．０×１０１０Ω〜１．０×１０１１Ωの範囲内であることを満たす現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラーは、その内部に磁極を有し、
前記磁気ローラーは、その内部における前記現像ローラーの磁極と対向する位置に前記現像ローラーの磁極とは逆極性の磁極を有し、
前記磁気ローラーの前記磁極の磁力Ｔ１に対する前記現像ローラーの磁極の磁力Ｔ２の比率Ｔ２／Ｔ１は、０．５４から０．６０の範囲内であることを満たす請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像ローラー及び前記磁気ローラーは、互いに同じ回転方向へ回転されるものであり、
前記現像ローラーの磁極は、前記磁気ローラーとの対向位置から前記回転方向の上流側にずらされた位置に配置されており、
前記磁気ローラーの磁極は、前記対向位置から前記回転方向の下流側にずらされた位置に配置されている請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像ローラーは、アルミニウムを含む金属からなる基体の外周面に形成された酸化アルミニウム薄膜、及び前記酸化アルミニウム薄膜の表面に形成された樹脂材料からなる導電性を有する樹脂コート層を有する請求項１から３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記樹脂コート層の材質は、酸化チタンを分散状に含むナイロン樹脂である請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記樹脂コート層は、１００重量部のナイロン樹脂に１次粒子が１５ｎｍから３０ｎｍの粒子状の５０重量部〜１２５重量部の酸化チタンを含む請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の現像装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体の外周面に非接触で対向配置される現像ローラー、及び現像ローラーに対向配置された磁気ローラーを備える現像装置、及びこれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンター等の画像形成装置には現像装置が搭載されている。現像装置は、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像する。現像方式としては、磁性を有するキャリアとトナーとを含む２成分現像剤を使用して像担持体にトナー像を現像する所謂２成分現像方式が知られている。２成分現像方式の一例として、従来から、インタラクティブタッチダウン現像方式と称する非接触による現像方式が知られている。前記インタラクティブタッチダウン現像方式では、前記像担持体から所定のギャップを隔てて配置された現像ローラーと、内部に磁極が設けられた磁気ローラーとが用いられる。前記磁気ローラーは、トナーとともにキャリアを磁気的に汲み上げて表面に保持する。前記磁気ローラーは、前記磁極の磁力によって表面上に磁気ブラシを形成し、その磁気ブラシを現像ローラーに接触させ、この状態で所定の電圧が印加されることによって現像ローラーにトナーのみを転移させ、現像ローラー上にトナーの薄層を形成する。そして、現像ローラーに印加された現像バイアス電圧によって生じた電界により現像ローラーから前記像担持体の静電潜像へトナーを飛ばして付着させる。
【０００３】
この種の現像装置に用いられている現像ローラーとして、アルミニウム製の基体の表面にアルマイト層がコーティングされ、更にその表面に樹脂コート層がコーティングされたものが知られている（特許文献１参照）。また、前記磁気ローラーの表面と前記電圧の電源との電気抵抗が、前記現像ローラーの表面と前記現像バイアス電圧の電源との電気抵抗よりも大きく設定された現像装置が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９７９４５号公報
【特許文献２】特開２００２−６２７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、現像後に現像ローラーに残ったトナー層は、前記磁気ブラシによって前記磁気ローラーに回収される。このときの回収を確実に効率よく行うために、現像ローラーの内部には磁極が配置されており、磁気ローラーの内部にも磁極が配置されている。現像ローラー及び磁気ローラーそれぞれが有する各磁極は互いに対向する位置に配置されており、また、各磁極は互いに逆極性である。これにより、現像ローラーと磁気ローラーとの間に前記磁気ブラシが緻密に形成されて、残存トナーの回収力が上がる。この構成の現像装置では、キャリアが現像ローラーに転移するキャリア付着現象ことを防止するために、現像ローラー内の磁極の磁力は磁気ローラー内の磁極の磁力よりも小さく設定されている。このような磁力バランスに設定されると、前記磁気ブラシは、前記磁気ローラー側よりも前記現像ローラー側が細くなる。このため、前記磁気ブラシに電流が流れたときに、前記磁気ブラシの前記現像ローラー側の先端でリークが生じやすくなる。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気ローラーに形成された磁気ブラシにおける現像ローラーへのリークの発生を抑制することが可能な現像装置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】
本発明の一の局面に係る現像装置は、現像ローラーと、磁気ローラーと、電源と、を備える。前記現像ローラーは、像担持体の外周面に非接触で対向配置される。前記磁気ローラーは、前記現像ローラーの外周面に非接触で対向配置され、トナー及び磁性キャリアからなる磁気ブラシによって前記現像ローラーの表面にトナー層を形成する。前記電源は、前記現像ローラー及び前記磁気ローラー間に所定の電位差を印加する。この現像装置において、前記現像ローラーの体積抵抗値が前記磁気ローラーの体積抵抗値よりも大きく、且つ、前記現像ローラーの体積抵抗値が１．０×１０１０Ω〜１．０×１０１１Ωの範囲内であることを満たす。
【０００８】
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記現像装置を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、磁気ローラーに形成された磁気ブラシにおける現像ローラーへのリークの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１の画像形成装置が備える制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
【図４】現像装置が備える磁気ローラーの回転スリーブ、及び現像ローラーの現像スリーブの構成を示す断面図である。
【図５】現像ローラー及び磁気ローラーの体積抵抗値についての比較例１〜７、及び実施例１〜６を示す図である。
【図６】体積抵抗値を測定するための実験装置を示す模式図である。
【図７】画像形成装置及び現像装置の各構成要素の諸条件を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態は適宜変更できる。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０（本発明の画像形成装置の一例）の概略構成を示す模式図である。図１に示されるように、画像形成装置１０は、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置であり、複数の画像形成部１〜４と、中間転写ベルト５と、駆動ローラー７Ａと、従動ローラー７Ｂと、二次転写装置１５と、定着装置１６と、制御部８と、給紙トレイ１７と、排紙トレイ１８と、を備えている。なお、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の具体例は、カラー画像又はモノクロ画像を形成可能なプリンターや複写機、ファクシミリ、これらの各機能を備えた複合機である。
【００１３】
画像形成部１〜４は、電子写真方式に基づいて画像を形成するものである。画像形成部１〜４は、並設された複数の感光体ドラム１１〜１４（本発明の像担持体の一例）それぞれに色の異なるトナー像を形成し、そのトナー像を走行中（移動中）の中間転写ベルト５に順次重ね合わせて転写する。図１に示される例では、中間転写ベルト５の移動方向（矢印１９方向）の下流側から順に、ブラック用の画像形成部１、イエロー用の画像形成部２、シアン用の画像形成部３、及びマゼンタ用の画像形成部４がその順番で一列に配置されている。
【００１４】
画像形成部１〜４それぞれは、感光体ドラム１１〜１４、帯電装置２１〜２４、露光装置３１〜３４、現像装置４１〜４４（本発明の現像装置の一例）、一次転写装置５１〜５４等を備えている。感光体ドラム１１〜１４は、その表面にトナー像を担持する。帯電装置２１〜２４は、対応する感光体ドラム１１〜１４の表面を所定の電位に帯電させる。露光装置３１〜３４は、帯電された感光体ドラム１１〜１４の表面を露光して光を走査することにより静電潜像を形成する。現像装置４１〜４４は、感光体ドラム１１〜１４上の静電潜像をトナーによって現像する。一次転写装置５１〜５４は、回転する感光体ドラム１１〜１４上のトナー像を中間転写ベルト５に転写する。なお、図１には示されていないが、各画像形成部１〜４は、感光体ドラム１１〜１４上に残存したトナー像を除去するクリーニング装置も備えている。
【００１５】
中間転写ベルト５は、例えばゴムやウレタン等の素材からなる無端環状のベルトである。中間転写ベルト５は、駆動ローラー７Ａ及び従動ローラー７Ｂによって回転駆動可能に支持されている。駆動ローラー７Ａは定着装置１６に近い位置（図１において左側）に配置されており、従動ローラー７Ｂは定着装置１６から離れた位置（図１において右側）に配置されている。駆動ローラー７Ａの表面は中間転写ベルト５との摩擦力を高めるために例えばゴムやウレタン等の素材で形成されている。駆動ローラー７Ａ及び従動ローラー７Ｂによって支持されることにより、中間転写ベルト５は、その表面が各感光体ドラム１１〜１４の表面に接しながら移動（走行）可能となる。そして、中間転写ベルト５は、その表面が感光体ドラム１１〜１４と一次転写装置５１〜５４との間を通過する際に、感光体ドラム１１〜１４からトナー像が順に重ね合わせて転写される。
【００１６】
二次転写装置１５は、中間転写ベルト５に転写されたトナー像を給紙トレイ１７から搬送されてきた印刷用紙に転写させる。トナー像が転写された印刷用紙は、図示しない搬送手段によって定着装置１６に搬送される。定着装置１６は、高温に加熱された加熱ローラー１６Ａと、この加熱ローラー１６Ａに対向配置された加圧ローラー１６Ｂとを有する。定着装置１６に搬送された印刷用紙は、加熱ローラー１６Ａと加圧ローラー１６Ｂとによって挟持されつつ搬送されることによって、トナー像が印刷用紙に溶着される。その後、印刷用紙は排紙トレイ１８に排出される。
【００１７】
このように、画像形成装置１０は、複数の画像形成部１〜４によって各色のトナー像を走行中の中間転写ベルト５上に重ねて転写することにより、カラーのトナー像を中間転写ベルト５の表面に形成させる。そして、そのカラーのトナー像は、二次転写装置１５によって中間転写ベルト５から印刷用紙へ転写される。これにより、印刷用紙上にカラー画像が形成される。なお、中間転写ベルト５を搬送ベルトとして用い、その搬送ベルト上に搬送される印刷用紙にトナー像が直接に重ね合わせて転写される構成や、中間転写ベルト５に代えてローラー状の中間転写部材を用いることも他の実施例として考えられる。
【００１８】
制御部８は、画像形成装置１０を統括的に制御する。制御部８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、モータードライバー等を有している。前記ＲＡＭは揮発性の記憶媒体、前記ＥＥＰＲＯＭは不揮発性の記憶媒体である。前記ＲＡＭおよび前記ＥＥＰＲＯＭは、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリーとして使用される。前記モータードライバーは、前記ＣＰＵからの制御信号に基づいて各種用途のモーター（不図示）を駆動制御する。
【００１９】
また、制御部８は、図２に示されるように、第１バイアス回路７１（本発明の電源の一例）、第２バイアス回路７２（本発明の電源の一例）、および電圧可変装置７３を有している。第１バイアス回路７１は、現像装置４１〜４４が備える現像ローラー６３（図３参照）に電圧を印加する。また、第２バイアス回路７２は、現像装置４１〜４４が備える磁気ローラー６２（図３参照）に電圧を印加する。電圧可変装置７３は、現像ローラー６３および磁気ローラー６２に印加される電圧を変更可能である。
【００２０】
図３は、画像形成部１が備える現像装置４１の構成を示す断面図である。以下、図３を参照して、現像装置４１の構成について説明する。なお、他の現像装置４２〜４４は、現像装置４１と同じ構成であるため、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
現像装置４１は、感光体ドラム１１に対して非接触状態でトナーを静電潜像に静電的に付着させる現像方式であって、インタラクティブタッチダウン現像方式と称される現像方式によって現像する装置である。図３に示されるように、現像装置４１は、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう。）が収納される現像容器６０を備えている。現像容器６０は仕切壁６０Ａによって第１撹拌室６０Ｂ及び第２撹拌室６０Ｃに区画されている。第１撹拌室６０Ｂ及び第２撹拌室６０Ｃそれぞれに、現像剤が収容されている。第１撹拌室６０Ｂには第１撹拌スクリュー６１Ａが回転可能に設けられている。第２撹拌室６０Ｃには第２撹拌スクリュー６１Ｂが回転可能に設けられている。第１撹拌スクリュー６１Ａ及び第２撹拌スクリュー６１Ｂは、トナーコンテナ（不図示）から現像容器６０に供給されたトナーを磁性キャリアと混合して撹拌し、前記トナーを帯電させる。
【００２２】
現像容器６０内に磁気ローラー６２及び現像ローラー６３が設けられている。磁気ローラー６２は、トナー及び磁性キャリアがローラー面に保持されるものである。この磁気ローラー６２は、トナー及び磁性キャリアからなる後述の磁気ブラシによって現像ローラー６３の表面にトナー層を形成する。現像ローラー６３は、磁気ローラー６２に対向して配置されている。具体的には、磁気ローラー６２は、第２撹拌スクリュー６１Ｂの上方に配置されている。現像ローラー６３は、磁気ローラー６２の左斜め上方に、磁気ローラー６２と所定のギャップを隔てた状態で対向するように配置されている。また、現像ローラー６３は、現像容器６０の開口６４側（図３の左側）において感光体ドラム１１に所定のギャップを隔てた状態で対向している。つまり、現像ローラー６３は、感光体ドラム１１の外周面に対向するように配置されている。磁気ローラー６２及び現像ローラー６３は、図３において時計回転方向（矢印８８，８９参照）へ回転される。
【００２３】
磁気ローラー６２は、非磁性の回転スリーブ６２Ａと、複数の磁極を有する磁気ローラー側磁極６２Ｂとにより構成されている。回転スリーブ６２Ａは、現像装置４１のフレーム（不図示）に回転可能に支持されている。
【００２４】
図４（Ａ）に示されるように、回転スリーブ６２Ａは、アルミニウム製の素管からなる筒形状の基体８５で構成されており、その外周面にアルマイト層８６がアルマイト処理によりコーティングされている。前記アルマイト処理は、陽極酸化処理とも呼ばれており、硫酸などの酸性水溶液を電解浴（処理浴）とした電解槽に電極としてアルミニウムの基体８５を浸し、これを直流又は交流で電気分解することにより、基体８５の表面に酸化アルミニウム皮膜を形成する処理である。このアルマイト処理により、基体８５の表面に５〜１００μｍの酸化アルミニウム皮膜を形成することが可能である。本実施形態では、外径が１２ｍｍ〜２０ｍｍのアルミニウム製の基体８５の表面に対して、１０μｍのアルマイト層８２がコーティング処理（アルマイト処理）される。また、アルマイト層８２の表面、つまり、回転スリーブ６２Ａの表面には、軸方向に延びるＶ字型の溝（不図示）が複数形成されている。前記溝は、回転スリーブ６２Ａの周方向に７．２度のピッチ間隔が形成されている。前記溝が形成されているため、現像剤が前記溝に入り込み、回転スリーブ６２Ａによる現像剤の搬送量を確保することができ、また前記磁気ブラシの保持力を強化することができる。アルマイト層８６としては、例えば、硫酸アルマイト、シュウ酸アルマイト、有機混酸を用いて電解液温度を常温とすることで得られるアルマイトなどが適用可能である。
【００２５】
磁気ローラー側磁極６２Ｂは、回転スリーブ６２Ａに内包されている。つまり、磁気ローラー６２の内部に磁気ローラー側磁極６２Ｂが設けられている。磁気ローラー側磁極６２Ｂは、回転スリーブ６２Ａ内で固定されている。本実施形態では、磁気ローラー側磁極６２Ｂは、主極７５、規制極（穂切り用磁極）７６、搬送極７７、剥離極７８、及び汲上極７９の５極の磁極を有する。各磁極７５〜７９は、例えば、磁力を発生する永久磁石や電磁石などで構成されている。
【００２６】
主極７５は、その磁極面が現像ローラー６３側に向けられた状態で磁気ローラー側磁極６２Ｂに取り付けられている。この主極７５は、現像ローラー６３が備える現像ローラー側磁極６３Ｂとの間で引き合う方向の磁界を形成する。本実施形態では、主極７５は、現像ローラー６３と磁気ローラー６２との対向位置よりも磁気ローラー６２の回転方向（図４の矢印８９参照）の下流側へ５度隔てられた位置に配置されている。言い換えると、主極７５は、現像ローラー６３の中心と磁気ローラー６２の中心とを結ぶ線分（図４の破線参照）から磁気ローラー６２の回転方向の下流側へ５度ずれた位置に配置されている。
【００２７】
現像容器６０には穂切りブレード６５が設けられている。穂切りブレード６５は、磁気ローラー６２の長手方向（図３の紙面に垂直な方向）に沿って取り付けられている。穂切りブレード６５は、磁気ローラー６２の回転方向（図４の矢印８９参照）において、現像ローラー６３と磁気ローラー６２との対向位置よりも上流側に配置されている。穂切りブレード６５の先端部と磁気ローラー６２のローラー面との間には僅かなギャップ（隙間）が形成されている。
【００２８】
規制極７６は、その磁極面が穂切りブレード６５側に向けられた状態で磁気ローラー側磁極６２Ｂに取り付けられている。つまり、規制極７６と穂切りブレード６５とは互いに対向するように配置されている。穂切りブレード６５は、例えば、非磁性体或いは磁性体で構成されている。穂切りブレード６５に磁気ローラー側磁極６２Ｂの規制極７６が対向するため、穂切りブレード６５の先端と回転スリーブ６２Ａとのギャップに引き合う方向の磁界が発生する。この磁界により、穂切りブレード６５と回転スリーブ６２Ａとの間に、トナー及び磁性キャリアからなる磁気ブラシが形成される。
【００２９】
現像ローラー６３は、円筒状の現像スリーブ６３Ａと、現像ローラー側磁極６３Ｂとにより構成されている。現像スリーブ６３Ａは、現像装置４１のフレーム（不図示）に回転可能に支持されている。
【００３０】
図４（Ｂ）に示されるように、現像スリーブ６３Ａは、アルミニウム製の素管からなる筒形状の基体８１で構成されており、その外周面に前述したアルマイト処理によってアルマイト層８２がコーティングされている。このアルマイト処理により、基体８１の表面に５〜１００μｍの酸化アルミニウム皮膜を形成することが可能である。アルマイト層８２としては、例えば、硫酸アルマイト、シュウ酸アルマイト、有機混酸を用いて電解液温度を常温とすることで得られるアルマイトなどが適用可能である。
【００３１】
そして、アルマイト層８２の表面に樹脂材料からなる導電性を有する樹脂コート層８３（本発明の樹脂コート層の一例）がコーティングされている。つまり、現像スリーブ６３Ａは、基体８１の外周面にアルマイト層８２が形成されており、そのアルマイト層８２の表面に樹脂コート層８３が形成されている。樹脂コート層８３の材料としては、ナイロン樹脂が用いられている。つまり、樹脂コート層８３は、ナイロン樹脂からなるコート層である。より詳細には、樹脂コート層８３は、導電剤として導電性を有する酸化チタンを前記ナイロン樹脂に分散状に含有したものである。前記酸化チタンが含まれているため、樹脂コート層８３は導電性を有する。
【００３２】
本実施形態では、外径が１２ｍｍ〜２０ｍｍのアルミニウム製の基体８１の表面に１０μｍのアルマイト層８２がコーティング処理（アルマイト処理）される。その後、ディッピング方式により厚み２μｍ〜９μｍの範囲内で樹脂コート層８３がアルマイト層８２の表面に形成される。アルマイト層８２の厚みは適宜選択できる要素であるが、直径１２ｍｍ〜２０ｍｍ程度の基体８１に対して１０μｍが最適値である。樹脂コート層８３の材料は、ナイロン樹脂１００［重量部］に対して５０〜１２５［重量部］の酸化チタンが添加されたものが使用される。
【００３３】
本実施形態の現像スリーブ６３Ａは、次の工程を経て製作される。すなわち、基体８１の外周面に前記アルマイト処理を施して、１０μｍのアルマイト層８２を形成する。その後、基体８１の表面、つまり、アルマイト層８２の表面を１２０℃で１０分以上熱処理する。この熱処理は、樹脂コート層８３の乾燥工程においてクラックを生じさせず、前記乾燥工程の前に予めクラックを生じさせるために行われる。前記熱処理の時間は予め定められており、例えば、前記乾燥工程に要する時間以上に定められている。前記熱処理は、常に一定の温度で一定の時間だけ行われる。これにより、前記熱処理が行われる全ての基体８１に対して概ね定量のクラックが生じる。前記熱処理の後に樹脂コート層８３を形成する処理が行われる。具体的には、結着樹脂としての前記ナイロン樹脂、導電剤としての前記酸化チタン、および分散媒体としてのメタノール８００［重量部］を直径１．０ｍｍのジルコニアビーズとともにボールミルで約４８時間混合し、その混合液に前記アルマイト処理されたアルミニウム製の基体８１を浸漬させた後に引き上げ、１３０℃の高温環境の下で１０分間乾燥させることにより、厚み２μｍ〜９μｍの樹脂コート層８３がコーティングされた現像スリーブ６３Ａが製作される。このように、樹脂コート層８３がコーティングされる前に前記熱処理によってアルマイト層にクラックを生じさせているため、樹脂コート層８３に含有されている導電剤が、樹脂コート層８３の乾燥時に樹脂コート層８３の内部に発生する対流による影響で偏在することが防止される。その結果、均一な樹脂コート層８３の形成が可能になる。
【００３４】
図３に示されるように、現像ローラー側磁極６３Ｂは、現像スリーブ６３Ａに内包されている。つまり、現像ローラー６２の内部に現像ローラー側磁極６３Ｂが設けられている。現像ローラー側磁極６３Ｂは、例えば、磁力を発生する永久磁石で構成されており、主極７５とは異なる極性である。このため、現像ローラー側磁極６３Ｂは、主極７５との間で引き合う方向の磁界を形成する。本実施形態では、現像ローラー側磁極６３Ｂは、現像ローラー６３と磁気ローラー６２との対向位置よりも現像ローラー６３の回転方向（図４の矢印８８参照）の上流側へ５度隔てられた位置に配置されている。言い換えると、現像ローラー側磁極６３Ｂは、現像ローラー６３の中心と磁気ローラー６２の中心とを結ぶ線分（図４の破線参照）から現像ローラー６３の回転方向の上流側へ５度ずれた位置に配置されている。
【００３５】
現像ローラー６３の現像スリーブ６３Ａには、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ［ＤＣ］という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ［ＡＣ］という）を印加する第１バイアス回路７１（図２参照）が接続されている。磁気ローラー６２の回転スリーブ６２Ａには、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ［ＤＣ］という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ［ＡＣ］という）を印加する第２バイアス回路７２（図２参照）が接続されている。第１バイアス回路７１及び第２バイアス回路７２は共通のグランドに接地されている。第１バイアス回路７１及び第２バイアス回路７２は、直流電源（不図示）から供給される直流電圧に交流電源（不図示）から供給される交流電圧を重畳させて印加する。本実施形態では、第１バイアス回路７１及び第２バイアス回路７２は、互いに逆位相の電圧を印加する。
【００３６】
第１バイアス回路７１及び第２バイアス回路７２には電圧可変装置７３（図２参照）が接続されている。電圧可変装置７３によって、現像ローラー６３に印加されるＶｓｌｖ［ＤＣ］、Ｖｓｌｖ［ＡＣ］、及び磁気ローラー６２に印加されるＶｍａｇ［ＤＣ］、Ｖｍａｇ［ＡＣ］が変更可能である。
【００３７】
前述のように、第１撹拌スクリュー６１Ａ及び第２撹拌スクリュー６１Ｂによって、現像剤が撹拌されつつ現像容器６０内を循環する。これによりトナーが帯電される。帯電したトナーは、前記磁性キャリアとともに、汲上極７９による磁界や、規制極７６の影響を受けて、前記磁気ブラシとなる。
【００３８】
穂切りブレード６５には磁気ローラー側磁極６２Ｂの規制極７６が対向している。前記磁気ブラシは、規制極７６が形成する磁界によって回転スリーブ６２Ａの表面で起立した状態にされる。そして、この磁気ブラシが穂切りブレード６５と回転スリーブ６２Ａとの間を通過する際に、穂切りブレード６５によってその層厚が規制される。その後、回転スリーブ６２Ａの回転によって現像ローラー６３に対向する位置に前記磁気ブラシが移動する。この位置に移動した前記磁気ブラシは、磁気ローラー側磁極６２Ｂの主極７５及び現像ローラー側磁極６３Ｂにより引き合う磁界が付与される。そのため、前記磁気ブラシが前記磁界の影響を受けると、前記磁界によって磁気ローラー６２から現像ローラー６３側へ延びる姿勢となる。この状態で、前記磁気ブラシが現像ローラー６３のローラー面に接触することにより、前記磁気ブラシの磁性キャリアに付着したトナーが現像ローラー６２に転移する。これにより、現像ローラー６３のローラー面上にトナー薄層が形成される。なお、前記電位差ΔＶが電圧可変装置７３によって調整されることにより、現像ローラー６３上のトナー層厚が変化する。
【００３９】
前記磁気ブラシによって現像ローラー６３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー６３の回転によって感光体ドラム１１と現像ローラー６３との対向部分に搬送される。現像ローラー６３の現像スリーブ６３Ａには交流成分を含む電圧が印加されているため、感光体ドラム１１との間の電位差（現像バイアス）によってトナーが感光体ドラム１１へ飛翔する。このとき、現像スリーブ６３Ａに印加された交流電圧により形成される交流電界によって、トナーは感光体ドラム１１と現像スリーブ６３Ａとの間を活発に往復運動する。その往復運動において感光体ドラム１１上の静電潜像にたどりついたトナーは静電潜像に付着して、この静電潜像を現像する。一方、静電潜像以外の非画像領域との間で往復運動するトナーは、非画像領域に付着せずに現像スリーブ６３Ａに戻される。
【００４０】
さらに磁気ローラー６２の回転スリーブ６２Ａが回転方向（図３の矢印８９参照）へ回転すると、今度は主極７５と、これに隣接する異極性の搬送極７７とにより発生する水平方向（ローラー周方向）の磁界の影響を受けた前記磁気ブラシによって、現像に用いられずに残ったトナーが現像ローラー６３のローラー面から引き離される。これにより、残存トナーが現像ローラー６３から回転スリーブ６２Ａ上に回収される。さらに回転スリーブ６２Ａが回転すると、磁気ローラー側磁極６２Ｂの剥離極７８及びこれと同極性の汲上極７９により反発する磁界が付与されるため、前記磁気ブラシが回転スリーブ６２Ａから離脱して、現像容器６０内に回収される。その後、第２撹拌スクリュー６１Ｂにより撹拌、搬送された後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された２成分現像剤として汲上極７９により再び回転スリーブ６２Ａ上に保持されて、前記磁気ブラシを形成し、穂切りブレード６５へ搬送される。
【００４１】
現像ローラー６３に残ったトナー薄層は、前記磁気ブラシによって回転スリーブ６２Ａ上に回収されるが、このときの回収を確実に効率よく行うために、現像ローラー６３の現像ローラー側磁極６３Ｂの磁力は、磁気ローラー６２の内部の主極７５の磁力よりも小さく設定されている。例えば、現像ローラー側磁極６３Ｂの磁力は、主極７５の磁力の５割から６割程度に設定されている。このような磁力バランスに設定されているため、前記磁気ブラシは、磁気ローラー６２側が太く形成されており、現像ローラー６３側が細く形成されている。このため、前記磁気ブラシに電流が流れたときに、前記磁気ブラシの前記現像ローラー側の先端でリークが生じやすくなる。
【００４２】
そこで、本発明者等は、前記事情に鑑みて鋭意検討を行った結果、現像ローラー６３の体積抵抗と、磁気ローラー６２の体積抵抗との間に、前記磁気ブラシにおけるリークの発生を抑制することが可能な関係性を後述の実験の結果から見出した。ここで、現像ローラー６３の体積抵抗は、現像ローラー６３に直流電圧を印加したときの電流の流れにくさを示すものである。また、磁気ローラー６２の体積抵抗は、磁気ローラー６２に直流電圧を印加したときの電流の流れにくさを示すものである。
【００４３】
当該実験では、図５に示されるように、比較例１〜７及び実施例１〜６の現像装置４１を用意した。当該実験では、比較例及び実施例それぞれについて、図６に示される実験装置９０により、現像ローラー６３及び磁気ローラー６２それぞれの体積抵抗を測定した。この実験装置９０は、水平方向へ４ｍｍの間隔を隔てて配置された直径１８ｍｍの２本のステンレス製のＳＵＳローラー９１，９２を備える。ＳＵＳローラー９１，９２の上面にローラー面が密着するように、実験対象である現像ローラー６３（比較例１〜７、実施例１〜６）が配置される。更に、実験対象である現像ローラー６３の上方に直径３０ｍｍのＳＵＳローラー９５が配置されている。ＳＵＳローラー９５には、５００ｇのウエイト９６によって下方へ荷重がかけられており、その荷重がＳＵＳローラー９５を介して実験対象にかけられている。実験対象である現像ローラー６３を含め各ローラー体は回転されない状態で測定される。２本のＳＵＳローラー９１，９２は、デジタル抵抗計９７（株式会社エーディーシー製のＲ８３４０Ａ）の一方の電極に接続されており、現像ローラー６３の現像スリーブ６３Ａの基体８１は、デジタル抵抗計９７の他方の電極に接続されている。この状態で、各電極に直流５００Ｖの電圧を印加して、電圧印加から１０秒後の抵抗値を現像ローラー６３の体積抵抗値とした。なお、磁気ローラー６２の体積抵抗値についても同様に測定した。このように測定した体積抵抗値が図５に示されている。
【００４４】
また、当該実験で用意した比較例１〜４では、樹脂コート層として、導電剤として１次粒子の粒子径が３０ｎｍである石原産業株式会社製の酸化チタン（ＥＴ３００Ｗ）にカーボンブラック（６重量部）が混在されたウレタン樹脂（１００重量部）からなるものが使用されている。実施例１〜５では、樹脂コート層として、１次粒子の粒子径が３０ｎｍである石原産業株式会社製の酸化チタン（ＥＴ３００Ｗ）のみを含むナイロン樹脂（１００重量部）からなるものが使用されている。比較例５は、樹脂コート層として、１次粒子の粒子径が１５ｎｍであるテイカ株式会社製の酸化チタン（ＳＭＴ−Ａ）のみを含むナイロン樹脂（１００重量部）からなるものが使用されている。比較例６は、樹脂コート層として、１９ｎｍの針状の１次粒子である堺化学工業式会社製の酸化チタン（ＳＴＲ６０Ｎ）のみを含むナイロン樹脂（１００重量部）からなるものが使用されている。前記酸化チタン及び前記カーボンブラックの含有量、及び樹脂コート層の膜厚は図５に示すとおりである。
【００４５】
また、当該実験で用意した比較例７および実施例６では、実施例３において現像ローラー側磁極６３Ｂ及び主極７５の磁力を変化させた構成とした。具体的には、比較例７の現像ローラー側磁極６３Ｂの磁力は７０［ｍＴ］とし、実施例６の現像ローラー側磁極６３Ｂの磁力は６０［ｍＴ］とした。また、主極７５の磁力を１００［ｍＴ］とした。なお、実施例３の現像ローラー側磁極６３Ｂの磁力は４７［ｍＴ］であり、主極７５の磁力は８７［ｍＴ］である。
【００４６】
また、当該実験で用いられる画像形成装置１０及び現像装置４１の各構成要素の諸条件は、図７に示すとおりである。
【００４７】
更に、図５に示される比較例１〜６及び実施例１〜５に係る現像装置４１を用いて印刷用紙に単色の画像形成を行った結果から、リークの発生し難さ（以下「リーク発生性」という。）、及びハーフ画像における画質評価（ハーフ画像のピッチムラ）について評価を行った。その評価結果が図５に示されている。ここで、前記リーク発生性及びハーフ画像の画質については、Ｂ／Ｗ比が２５％のプリントパターンを用いてＡ４サイズの印刷用紙に１０００枚連続印字し、その全ての出力画像を目視で確認することにより評価を行った。ここで、前記リーク発生性については、出力画像を目視確認し、リーク発生の影響を受けた低画質部分を確認できなかった場合をリーク不発生として○（Ｇｏｏｄ：良好）とし、リーク発生の影響を受けた低画質部分を確認できた場合をリーク発生しているとして×（Ｐｏｏｒ：悪い）とした。また、ハーフ画像の画質については、出力画像を目視確認し、ハーフ画像のピッチムラが確認できなかった場合を○（Ｇｏｏｄ：良好）とし、ハーフ画像のピッチムラを確認できた場合を×（Ｐｏｏｒ：悪い）とした。
【００４８】
更に、図５に示される比較例７、実施例６、実施例３に係る現像装置４１を用いて印刷用紙に単色の画像形成を行った結果から、現像ローラー６３における磁性キャリアの付着性に関する評価を行った。その評価結果が図５の表に示されている。なお、磁性キャリアの付着性は、感光体ドラム１１におけるクリーニング性（クリーニング不良の発生状態）が指標となり得る。前記クリーニング不良は、感光体ドラム１１に磁性キャリアが付着した場合にトナーよりも直径が大きい磁性キャリアがクリーニング装置により除去されなかったことにより生じる画像不良であり、これが生じている場合に磁性キャリアが現像ローラー６３に付着していると評価できる。前記磁性キャリアの付着性については、Ｂ／Ｗ比が４．０％のプリントパターンを用いてＡ４サイズの印刷用紙に１０００枚連続印字した後に、印刷物の画像及び感光体ドラム１１の表面を目視確認し、クリーニングが良好な場合を付着無しとして○（Ｇｏｏｄ：良好）、クリーニング不良の影響を受けた低画質部分がある場合を付着有りとして×（Ｐｏｏｒ：悪い）とした。
【００４９】
図５に示される各比較例１〜６では、前記リーク発生性及び前記ハーフ画像の画質の両方が良好にならなかった。つまり、比較例１〜４においては、現像ローラー６３Ａの体積抵抗値が１．０×１０１０［Ω］未満であり、前記リーク発生性が悪いが、前記ハーフ画像の画質は良好（ピッチムラが生じていない）という評価となった。また、比較例５及び６では、現像ローラー６３Ａの体積抵抗値が１．０×１０１１［Ω］を越えており、前記リーク発生性は良好（リーク不発生）であるが、前記ハーフ画像の画質が悪いという評価となった。一方、実施例１〜５では、前記リーク発生性及び前記ハーフ画像の画質の両方が良好であるという評価となった。図５に示される表から明らかなように、前記リーク発生性及び前記ハーフ画像の画質の両方が良好である場合の現像ローラー６３Ａの体積抵抗値は、１．０×１０１０［Ω］から１．０×１０１１［Ω］の範囲内であり、かつ、現像ローラー６３Ａの体積抵抗値が磁気ローラー６２Ａの体積抵抗値よりも大きい。つまり、現像ローラー６３Ａの体積抵抗値が１．０×１０１０［Ω］から１．０×１０１１［Ω］の範囲内であり、かつ、現像ローラー６３Ａの体積抵抗値が磁気ローラー６２Ａの体積抵抗値よりも大きければ、前記リーク発生性及び前記ハーフ画像の画質の両方が良好であると判定できる。
【００５０】
したがって、現像ローラー６３Ａ及び磁気ローラー６２Ａの体積抵抗値が上記条件となるように構成することにより、前記磁気ブラシにおいてリークが発生し難く、また、前記ハーフ画像の画質にピッチムラが生じ難い現像装置４１及び画像形成装置１０を実現することができる。
【００５１】
また、図５に示される各比較例７では、磁気ローラー６２Ａの主極７５の磁力１００［ｍＴ］に対して現像ローラー側磁極６３Ｂの磁力が７０［ｍＴ］であり、この場合の磁性キャリアの付着性が悪いという評価となった。一方、実施例６では、磁気ローラー６２Ａの主極７５の磁力１００［ｍＴ］に対して現像ローラー側磁極６３Ｂの磁力が６０［ｍＴ］であり、この場合の磁性キャリアの付着性が良好という評価となった。また、実施例３では、磁気ローラー６２Ａの主極７５の磁力８７［ｍＴ］に対して現像ローラー側磁極６３Ｂの磁力が４７［ｍＴ］であり、この場合の磁性キャリアの付着性が良好という評価となった。これらの評価から、磁気ローラー６２Ａの主極７５の磁力に対する現像ローラー側磁極６３Ｂの磁力の比率が０．５４から０．６０の範囲内であれば、前記リーク発生性及び前記磁性キャリアの付着性の両方が良好であることに加え、前記磁性キャリアの付着性も良好であると判定できる。
【００５２】
したがって、磁気ローラー６２Ａの主極７５の磁力に対する現像ローラー側磁極６３Ｂの磁力の比率が上記範囲内となるように構成することにより、前記リーク発生性及び前記ハーフ画像の画質の両方が良好であることに加えて、現像ローラー６３に磁性キャリアが付着し難い現像装置４１及び画像形成装置１０を実現することができる。
【００５３】
なお、上述の実施形態では、現像ローラー６３及び磁気ローラー６２に交流を重畳させた直流電圧を印加する例について例示したが、交流成分を含まない直流電圧を印加する構成についても本発明は適用可能である。
【００５４】
また、上述の実施形態では、アルマイト層８２を備えた現像スリーブ６３Ａ、アルマイト層８６を備えが回転スリーブ６２Ａを例示したが、本発明は、アルマイト層８２，８６に代えて、前記アルマイト処理以外の成膜処理によって形成された酸化アルミニウム薄膜を備える回転スリーブ６２Ａ及び現像スリーブ６３Ａにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
８：制御部
１０：画像形成装置
１１〜１４：感光体ドラム
４１〜４４：現像装置
６２：磁気ローラー
６２Ａ：回転スリーブ
６３：現像ローラー
６３Ａ：現像スリーブ
８１：基体：
８２：アルマイト層
８３：樹脂コート層
８５：基体
８６：アルマイト層
【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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