(57)【要約】【課題】現像剤をより効率良く搬送しつつ、長期間に渡って安定した品質の画像を得ることができる溝方式の現像剤担持体を提供する。【解決手段】現像剤担持体たる現像スリーブ６５のＶ溝６５ａの内面である溝内面６５ｂを、現像スリーブ６５のＶ溝６５ａとは異なる表面部分である溝外面６５ｃよりも粗面化せしめた。このことにより、二成分現像剤中の磁性キャリアと激しく摺擦する溝外面６５ｃの摩耗による現像剤搬送能力の低下を抑えるとともに、磁性キャリアとそれほど摺擦しない溝内面６５ｂの摩擦抵抗の増加によって現像剤搬送能力を高めることができた。【選択図】　図１１
2004109873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体の潜像にトナーを付着させて該潜像を現像すべく、溝が形成された表面にトナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を担持する現像剤担持体において、
上記溝の内面を他の表面部分よりも粗面化せしめたことを特徴とする現像剤担持体。
【請求項２】
請求項１の現像剤担持体において、
上記溝とは異なる表面部分について、その十点平均粗さＲｚを０．１［μｍ］以上、５［μｍ］未満にしたことを特徴とする現像剤担持体。
【請求項３】
請求項２の現像剤担持体において、
上記溝の内面について、その十点平均粗さＲｚを５［μｍ］以上、２０［μｍ］以下にしたことを特徴とする現像剤担持体。
【請求項４】
請求項１、２又は３の現像剤担持体において、
上記溝としてＶ字状のものを設け、その開口角度を６０［°］以上、１２０［°］以下にしたことを特徴とする現像剤担持体。
【請求項５】
請求項４の現像剤担持体において、
Ｖ字状の上記溝内における２つの斜面のうち、現像剤担持体の表面移動方向で下流側に位置する方の斜面の傾斜角度を、もう一方の斜面よりも大きくしたことを特徴とする現像剤担持体。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５の現像剤担持体において、
上記溝の深さを０．０５［ｍｍ］以上、０．１５［ｍｍ］以下にしたことを特徴とする現像剤担持体。
【請求項７】
トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を現像剤担持体の表面に担持させる工程と、該現像剤担持体上の二成分現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像に付着させる工程とを実施して、該潜像を現像する現像方法において、
上記現像剤担持体として、請求項１、２、３、４、５又は６のものを用いることを特徴とする現像方法。
【請求項８】
トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、無端移動する表面に担持した該二成分現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像に付着させて該潜像を現像する現像剤担持体とを備える現像装置において、
上記現像剤担持体として、請求項１、２、３、４、５又は６のものを用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
潜像担持体に潜像を担持させる工程と、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を現像剤担持体の表面に担持させる工程と、該現像剤担持体上の二成分現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像に付着させる工程とを実施して、該潜像担持体上に可視像を形成する画像形成方法において、
上記現像剤担持体として、請求項１、２、３、４、５又は６のものを用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１０】
トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を担持する現像剤担持体を備える現像装置と、無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体とを備え、該潜像担持体上の潜像を該現像装置によって現像して可視像を形成する画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項８のものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、
上記現像剤担持体の表面の無端移動方向に沿った周長をＬ、該現像剤担持体の無端移動方向に現れる無端移動１周あたりの上記溝の数をｎ、該現像剤担持体と上記潜像担持体との対向位置における該現像剤担持体の表面移動速度をＶｓ、該対向位置における該潜像担持体の表面移動速度をＶｐで、それぞれ示した場合に、
（Ｌ／ｎ）×（Ｖｓ／Ｖｐ）≦０．５［ｍｍ］
の関係式を具備させたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１の画像形成装置であって、
セットされる磁性キャリアとして、粒径２０［μｍ］以上、５０［μｍ］以下のものが指定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１０、１１又は１２の画像形成装置であって、
セットされる磁性キャリアとして、磁性芯材とこれに被覆された弾性層とを有するものが指定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３の画像形成装置であって、
上記樹脂層が、その層厚よりも大きい粒径の帯電調整剤を含有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１０、１１、１２、１３又は１４の画像形成装置であって、
セットされるトナーとして、オイルを含有するものが指定されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体等の潜像担持体に形成された潜像にトナーを付着させるべく、複数の溝が形成された表面にトナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を担持する現像スリーブ等の現像剤担持体に関するものである。更に、この現像剤担持体を用いる現像方法、現像装置、画像形成方法及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、表面に担持した二成分現像剤をその無端移動に伴って潜像担持体との対向領域である現像領域まで搬送し、ここで二成分現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像に付着させて現像を行う二成分現像方式の現像装置が知られている。この種の現像装置では、現像スリーブ等の現像剤担持体に対して効率良く二成分現像剤（以下、単に現像剤という）を搬送させることが望ましい。
【０００３】
そこで、サンドブラスト法などを用いて表面を粗面化せしめた現像剤担持体が知られている。この現像剤担持体によれば、粗面化に伴って摩擦抵抗を大きくした表面で、より多くの現像剤を汲み上げて搬送することができる。しかしながら、現像剤との摺擦による摩耗に伴って徐々に表面が平滑化せしめられることで、経時的に現像剤搬送量を低下させてしまう。更に、表面の微妙な凹凸に現像剤中の磁性キャリアを摺擦させることで、磁性キャリアも摩耗させることから、経時的な現像剤搬送量の低下に拍車をかけてしまう。そして、現像後の可視像にざらつきが生じたり、そのハーフトーン部の濃度ムラを見立たせたりすることから、長期間に渡って安定した品質の画像を得ることが非常に困難であった。
【０００４】
一方、このようなざらつきや濃度ムラを抑え得る現像剤担持体として、表面に複数の溝を有するものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４等）。この種の現像剤担持体によれば、表面に設けられた複数の溝で現像剤を捕捉して効率良く搬送することができる。しかも、表面を摩耗させてもそれほど摩擦抵抗を変化させず、且つ、磁性キャリアの摩耗を少なくすることから、経時での画質変化を有効に抑えることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−４０３９９号公報
【特許文献２】
実開平７−１６９４３号公報
【特許文献３】
特開２０００−３２１８６４号公報
【特許文献４】
特開２００１−１３４０６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の現像剤担持体にも、現像剤を更に効率良く搬送させるという観点からすれば、改良の余地がまだ残されていた。
【０００７】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤をより効率良く搬送しつつ、長期間に渡って安定した品質の画像を得ることができる現像剤担持体等を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、現像剤担持体の表面や磁性キャリアの摩耗が、主に両者の摺擦によって進行していくことに着目した。具体的には、現像剤担持体上の現像剤の厚みをブレード部材等によって規制する剤規制位置や、現像剤担持体と潜像担持体とが対向する現像位置において、磁性キャリアが活発に動いて現像剤担持体の表面に擦られるのである。表面に複数の溝を形成した現像剤担持体においては、このような磁性キャリアの活発な動きが溝外の表面部分の上で起こる。しかし、溝内では、磁性キャリアが剤規制位置におけるブレードや現像位置における潜像担持体の表面移動の影響を受け難くいため、溝内面と磁性キャリアとの摺擦が大幅に軽減される。このような事情に鑑みて、本発明者は溝内面だけに粗面化処理による微妙な凹凸を設けた現像剤担持体（現像スリーブ）を試作してみた。すると、驚いたことに、粗面化処理によって溝内面の摩擦抵抗を増大させたことで現像剤搬送能力を高めているにもかかわらず、溝内面の微妙な凹凸を大きく削ることがなく、その現像剤搬送能力を長期間安定して維持することができた。
【０００９】
そこで、上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体の潜像にトナーを付着させて該潜像を現像すべく、溝が形成された表面にトナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を担持する現像剤担持体において、上記溝の内面を他の表面部分よりも粗面化せしめたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像剤担持体において、上記溝とは異なる表面部分について、その十点平均粗さＲｚを０．１［μｍ］以上、５［μｍ］未満にしたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の現像剤担持体において、上記溝の内面について、その十点平均粗さＲｚを５［μｍ］以上、２０［μｍ］以下にしたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の現像剤担持体において、上記溝としてＶ字状のものを設け、その開口角度を６０［°］以上、１２０［°］以下にしたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像剤担持体において、Ｖ字状の上記溝内における２つの斜面のうち、現像剤担持体の表面移動方向で下流側に位置する方の斜面の傾斜角度を、もう一方の斜面よりも大きくしたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の現像剤担持体において、上記溝の深さを０．０５［ｍｍ］以上、０．１５［ｍｍ］以下にしたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を現像剤担持体の表面に担持させる工程と、該現像剤担持体上の二成分現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像に付着させる工程とを実施して、該潜像を現像する現像方法において、上記現像剤担持体として、請求項１、２、３、４、５又は６のものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、無端移動する表面に担持した該二成分現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像に付着させて該潜像を現像する現像剤担持体とを備える現像装置において、上記現像剤担持体として、請求項１、２、３、４、５又は６のものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、潜像担持体に潜像を担持させる工程と、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を現像剤担持体の表面に担持させる工程と、該現像剤担持体上の二成分現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像に付着させる工程とを実施して、該潜像担持体上に可視像を形成する画像形成方法において、上記現像剤担持体として、請求項１、２、３、４、５又は６のものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を担持する現像剤担持体を備える現像装置と、無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体とを備え、該潜像担持体上の潜像を該現像装置によって現像して可視像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項８のものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、上記現像剤担持体の表面の無端移動方向に沿った周長をＬ、該現像剤担持体の無端移動方向に現れる無端移動１周あたりの上記溝の数をｎ、該現像剤担持体と上記潜像担持体との対向位置における該現像剤担持体の表面移動速度をＶｓ、該対向位置における該潜像担持体の表面移動速度をＶｐで、それぞれ示した場合に、（Ｌ／ｎ）×（Ｖｓ／Ｖｐ）≦０．５［ｍｍ］の関係式を具備させたことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１０又は１１の画像形成装置であって、セットされる磁性キャリアとして、粒径２０［μｍ］以上、５０［μｍ］以下のものが指定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１０、１１又は１２の画像形成装置であって、セットされる磁性キャリアとして、磁性芯材とこれに被覆された弾性層とを有するものが指定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１３の画像形成装置であって、上記樹脂層が、その層厚よりも大きい粒径の帯電調整剤を含有していることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１０、１１、１２、１３又は１４の画像形成装置であって、セットされるトナーとして、オイルを含有するものが指定されていることを特徴とするものである。
【００１０】
これらの発明において、現像剤担持体はその溝内面が粗面化によって摩擦抵抗を増大させたことで、現像剤搬送能力を高めて現像剤をより効率良く搬送する。しかも、粗面化によって形成された溝内面の微妙な凹凸を大きく削ることがなく、その現像剤搬送能力を長期間安定して維持することができる。更に、溝とは異なる表面部分が溝内面よりも平滑であることから、その微妙な凹凸の摩耗による経時での現像剤搬送量の低下が抑えられる。これらの結果、現像剤をより効率良く搬送しつつ、長期間に渡って安定した品質の画像を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、複数の感光体が並行配設されたタンデム方式のカラーレーザ複写機（以下、単に「複写機」という）について説明する。
まず、本複写機の基本的な構成について説明する。
［全体構成］
図１は、本実施形態に係る複写機の概略構成図である。この複写機はプリンタ部１００、これを載せる給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ３００などを備えている。また、このスキャナ３００の上に固定された原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）４００なども備えている。
【００１２】
上記プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスユニット１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋからなるトナー像生成部２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、言うまでもなく、イエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスユニット１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、２次転写装置２２、レジストローラ対４９、給紙カセット２０、ベルト定着方式の定着ユニット２５などが配設されている。
【００１３】
［光書込ユニット］
上記光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
【００１４】
［プロセスユニット］
図２は、上記プロセスユニット１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのうち、イエロー用のプロセスユニット１８Ｙと、シアン用のプロセスユニット１８Ｃとの概略構成を示す拡大図である。なお、他のプロセスユニット１８Ｍ，Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。図２において、プロセスユニット１８Ｙは、ドラム状の感光体４０、帯電器６０、現像器６１、ドラムクリーニング装置６３、除電器６４などを有している。
【００１５】
上記帯電器６０は、交流電圧が印加される帯電ローラを感光体４０Ｙに摺擦させることで、ドラム表面を一様帯電せしめる。帯電ローラに代えて帯電ブラシ等の他の部材を接触させてもよい。また、接触帯電方式のものに代えて、非接触帯電方式のスコロトロンチャージャを用いてもよい。帯電処理が施された感光体４０Ｙの表面には、上記光書込ユニット（２１）によって変調及び偏向されたレーザ光Ｌが照射される。すると、ドラム表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像器６１によって現像されてＹトナー像となる。
【００１６】
図３は、Ｙ用の感光体４０Ｙと、これに対応する現像器６１とを示す拡大構成図である。感光体４０Ｙは、例えばアルミニウム等からなる素管に、感光性を発揮する有機感光材からなる感光層が被覆されたドラム状のものである。ドラム状のものに代えて、ベルト状のものを採用してもよい。現像器６１は、ケーシング７０内に現像部６７と攪拌部６６とを有している。現像部６７には、ケーシング７０の開口から周面の一部を露出させる現像スリーブ６５や、ドクターブレード７３などが設けられている。筒状の現像スリーブ６５は、図示しない駆動手段によって回転せしめられるようになっている。このように回転駆動せしめられる現像スリーブ６５の内部には、図４に示すように、マグネットローラ７２がスリーブに連れ回らないように固定されている。このマグネットローラ７２は、例えば図５に示すように、その周方向において、感光体４０Ｙに対向する現像領域を基点として、図中時計回りにＰ１〜Ｐ７という７つの磁極を有する。これら磁極の影響により、現像スリーブ６５の周囲には、図３に示したように、Ｍ１〜Ｍ７という７つの磁界が形成される。
【００１７】
現像器６１の攪拌部６６には、２つの搬送スクリュウ６８、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）７０などが設けられており、磁性キャリアと、マイナス帯電性のＹトナーとを含む図示しない二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）は、２つの搬送スクリュウ６８によって図中奥行き方向に撹拌搬送されて摩擦帯電せしめられる。この攪拌搬送の際、現像スリーブ７０の表面に対してその軸線方向に接触する。すると、攪拌部６６内に進入している磁界Ｍ３の影響によって現像スリーブ７０の表面に担持され、スリーブ表面の回転に伴って攪拌部６６内から汲み上げられる。そして、スリーブ表面の回転に伴って磁界Ｍ４，Ｍ５内を順次通過した後、磁界Ｍ７内に進入する。磁界Ｍ７が形成されている箇所では、現像スリーブ６５と所定の間隙を介して先端を対向させているドクターブレード７３が配設されている。現像スリーブ６５の表面の現像剤は、この間隙をすり抜ける際に層厚が規制される。このため、先に図５に示したように、ドクターブレード７３よりもスリーブ回転方向上流側では、規制によってスリーブとの連れ回りを阻止された現像剤の滞留部が形成され、滞留によってトナーの摩擦帯電が助長される。なお、ドクターブレード７３の先端付近には図示しない磁性体が配設されており、これによってスリーブ対向磁力の方向性を均一化せしめて、現像剤搬送量のバラツキを抑えている。
【００１８】
スリーブ表面とドクターブレード７３との間隙をすり抜けた現像剤は、スリーブ表面の回転に伴って磁界Ｍ７，Ｍ１（図３参照）に順次進入する。感光体４０Ｙに対向する現像領域に形成される磁界Ｍ１は、図示のようにスリーブ法線方向に最も強い磁極を発揮するため、磁界Ｍ１に進入した現像剤は穂立ちして磁気ブラシとなる。そして、その先端を感光体４０Ｙに摺擦させながら、移動して、感光体４０Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体４０Ｙ上にＹトナー像が形成される。
【００１９】
先に示した図３において、現像によってＹトナーを消費した現像剤は、現像剤担持体たる現像スリーブ７２の回転に伴って磁界Ｍ１内から磁界Ｍ２内に移行した後、磁界Ｍ２と磁界Ｍ３との間の無磁力領域に至る。そして、ここで重力の影響を受けてスリーブ表面から離脱して、現像部６７より低い位置に配設された攪拌部６６内に戻される。
【００２０】
上記攪拌部６６内において、２つの搬送スクリュウ６８の間には仕切壁６９が設けられている。この仕切壁６９により、攪拌部６６内が２つに仕切られている。２つの搬送スクリュウ６８のうち、図中右側に配設されている方は、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像スリーブ７２に供給する。図中奥端まで搬送された現像剤は、仕切壁６９に設けられた図示しない開口部を通って図中左側の搬送スクリュウ６８に受け渡される。そして、この搬送スクリュウ６８の回転駆動により、今度は図中側から手前側へと搬送された後、仕切壁６９に設けられた図示しないもう一方の開口部を通って図中右側の搬送スクリュウ６８上に戻る。このようにして、現像剤は攪拌部６６内を循環搬送せしめられる。
【００２１】
透磁率センサからなるＴセンサ７１は、図中右側の搬送スクリュウ６８の下方に設けられ、その上を搬送される現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ７１はＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。制御部は、ＲＡＭを備えており、この中にＴセンサ７１からの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆを格納している。また、他の現像器に搭載された図示しないＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータも格納している。Ｙ用Ｖｔｒｅｆは、図示しないＹトナー供給装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Ｙ用のＴセンサ７１からの出力電圧の値をＹ用Ｖｔｒｅｆに近づけるように、図示しないＹトナー供給装置を駆動制御して現像器６１の攪拌部６６内にＹトナーを補給させる。この補給により、現像器６１内の現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスユニットの現像器についても、同様のトナー補給制御が実施される。
【００２２】
［ドラムクリーニング装置］
先に示した図２において、Ｙ用の感光体４０Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルト１０に中間転写される。中間転写後の感光体４０Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置６３によって転写残トナーがクリーニングされる。ドラムクリーニング装置６３は、ファーブラシ、回収ローラ７７、スクレーパブレード７８、回収スクリュウ７９、クリーニングブレード７５などを備えている。
【００２３】
上記ファーブラシ７６は、図示しない無数の起毛の先端を感光体４０Ｙに順次摺擦させるように、感光体４０Ｙとの対向部でカウンタ方向の表面移動となる図中反時計回りに回転駆動される。回収ローラ７７は、ファーブラシ７６に接触するように、ブラシとの対向部でカウンタ方向の表面移動となる図中反時計回りに回転駆動されながら、図示しない電源からクリーニングバイアスの印加を受ける。感光体４０Ｙ上の転写残トナーは、ファーブラシ７６の起毛によって掻き取られてファーブラシ７６内に捕捉された後、このクリーニングバイアスの影響を受けて回収ローラ７７表面に静電的に付着して回収される。回収された転写残トナーは、回収ローラ７７に当接するスクレーパブレード７８によってローラ表面から掻き取られて、回収スクリュウ７９上に落下する。図示しない駆動手段によって回転駆動される回収スクリュウ７９は、このように落下してくる転写残トナーを受け取って後述のトナーリサイクル装置８０に送る。
【００２４】
上記ファーブラシ７６で捕捉し切れなかった転写残トナーは、ブラシよりもドラム回転方向下流側に配設されたクリーニングブレード７５によって掻き取られて、ファーブラシ７６に捕捉されるようになる。このクリーニングブレード７５は、例えばポリウレタンゴム製などの弾性材料から構成されている。なお、ファーブラシ７６の各起毛を導電性の材料で構成すれば、感光体４０Ｙから回収ローラ７７への転写残トナーの静電捕捉も可能になる。
【００２５】
［トナーリサイクル装置］
トナーリサイクル装置８０は、ドラムクリーニング装置６３の回収スクリュウ７９から送られてくる転写残トナーを現像器６１に戻して再利用に寄与させる。図６はＹ用のプロセスユニット１８Ｙを示す分解斜視図である。現像器６１、ドラムクリーニング装置６３、トナーリサイクル装置８０は、それぞれプロセスユニット１８Ｙのユニットケーシング８９によって一体形成されている。このうち、トナーリサイクル装置８０は、ユニットケーシング８９の端部に形成されたリサイクルケーシング８８内に形成されている。リサイクルケーシング８８内には、回動自在に支持される図示した従動ローラ８６の他、図示しないトナー搬送ベルトなどが配設されている。
【００２６】
図７はトナーリサイクル装置８０の内部構成を示す分解斜視図である。上記ドラムクリーニング装置（６３）の回収スクリュウ７９の一端には、ピン８１を有するローラ部８２が設けられている。このローラ部８２は、上述した図示しないリサイクルケーシング（８８）内に位置している。同じくリサイクルケーシング（８８）内に配設されるトナー搬送ベルト８３は、その周面を貫くように設けられた複数の長穴８４と、その周面に立設せしめられた複数の羽根８５とを有している。そして、ローラ部８２と、上述した従動ローラ８６とによって張架され、長穴８４にピン８１を引っ掛けるように回転するローラ部８２の駆動に伴って無端移動する。上述のドラムクリーニング装置（６３）から送られてくる回収トナーは、このトナー搬送ベルト８３上に落下し、ベルト無端移動に伴って図示しない現像器（６１）内に搬送される。
【００２７】
先に示した図２のＹ用のプロセスユニット１８Ｙにおいて、上記ドラムクリーニング装置（６３）によってクリーニングされた感光体４０Ｙは、除電器６４によって除電される。そして、帯電器６０によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスユニット（１８Ｃ，Ｍ，Ｋ）についても同様である。
【００２８】
［中間転写ユニット］
図８は、上記トナー像生成部２０、中間転写ユニット１７、２次転写装置２２と、レジストローラ対４９、定着ユニット２５を示す拡大構成図である。中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、２つの張架ローラ１４，１５、２次転写バックアップローラ１６、４つの中間転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、３つの接地ローラ７４なども有している。中間転写ベルト１０は、図９に示すように、ベルトループ内側からベース層１１、弾性層１２、コート層１３を有している。ベース層１１は、例えばフッ素樹脂や帆布などといった伸びにくい材料で構成されている。また、弾性層１２は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで構成されている。この弾性層１２の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層１３で覆われている。
【００２９】
かかる３層構造の中間転写ベルト１０は、先に示した図８において、上述した張架ローラ１４等を含む１０本のローラによってテンション張架されている。そして、少なくとも何れか１本のローラの回転駆動によって図中時計回りに無端移動せしめられる。４つの中間転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１０のベース層側（内周面側）に接触するように配設され、図示しない電源から中間転写バイアスの印加を受ける。そして、中間転写ベルト１０をそのベース層側から感光体４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ中間転写ニップを形成する。各中間転写ニップには、上記中間転写バイアスの影響により、感光体と中間転写バイアスローラとの間に中間転写電界が形成される。Ｙ用の感光体４０Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この中間転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１０上に中間転写される。このＹトナー像の上には、Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体４０Ｃ，Ｍ，Ｋ上に形成されたＣ，Ｍ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて中間転写される。この重ね合わせの中間転写により、中間転写ベルト１０上には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００３０】
中間転写ベルト１０において、各中間転写ニップの間に位置する部分には、それぞれベース層側から接地ローラ７４が当接している。これら接地ローラ７４は、導電性の材料で構成されている。そして、各中間転写ニップで中間転写バイアスローラ（６２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）からベルトに伝わった中間転写バイアスによる電流を、他の中間転写ニップやプロセスユニットにリークさせるのを阻止している。
【００３１】
中間転写ベルト１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の２次転写ニップで図示しない転写紙に２次転写される。２次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の張架ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。なお、図８では、ベルトクリーニング装置９０として、上述のドラムクリーニング装置（６３）と同様にファーブラシ方式とクリーニングブレード方式とを併用させたものの例を示した。但し、何れか一方の方式によるものでもよい。
【００３２】
［２次転写装置］
上記中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している２次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。２本の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された一方のローラは、上記中間転写ユニット１７の２次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１０と、２次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する２次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の２次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この２次転写バイアスの印加により、２次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１０上の４色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ２３側に向けて静電移動させる２次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１０上の４色トナー像に同期するように２次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この２次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が２次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ２３に２次転写バイアスを印加する２次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。また、紙搬送ベルト２４を用いずに、転写ローラを中間転写ベルト１０に押圧して２次転写ニップを形成してもよい。但し、この場合、図示した２次転写装置２２のように、２次転写後の転写紙を２次転写ニップから離れた位置にある定着ユニット２５まで搬送させるのが難しくなる。
【００３３】
［レジストローラ対］
上記２次転写ニップよりもベルト移動方向上流側には、レジストローラ対４９が配設されている。後述の給紙装置２００からプリンタ部１００内に給紙された図示しない転写紙は、このレジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記２次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を２次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、２次転写ニップでは、中間転写ベルト１７上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に２次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って２次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２２上から定着ユニット２５に送られる。なお、レジストローラ４９については、接地してもよいし、転写紙から受ける紙粉の除去のためにバイアスを印加してもよい。
【００３４】
［定着ユニット］
上記定着ユニット２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。これら定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、上記紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおいける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト２６を加圧する。加圧された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。定着ユニット２５を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対５６を経て機外へと排出されてスタック部５７にスタックされるか、あるいは、定着ユニット２５の下方に配設された紙反転ユニットに送られる。紙反転ユニットに送られた場合には、上下反転された後に２次転写ニップに再搬送されて、もう一方の面にも４色トナー像が２次転写される。そして、定着ユニット２５を経由してから機外へと排出される。なお、転写紙Ｐを定着ユニット２５から排紙ローラ対５６に送るのか、あるいは紙反転ユニットに送るのかは、切換爪５５による紙搬送路の切替によって行われる。
【００３５】
［全体構成］
先に示した図１において、図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。
【００３６】
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読み取りセンサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
【００３７】
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスユニット（１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）内の各機器や、中間転写ユニット１７、２次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各感光体（４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）上に、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
【００３８】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて給紙路４６に進入した後、搬送ローラ４７によってプリンタ部１００内の給紙路４８に給紙される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。プリンタ部１００内の給紙路４８あるいは手差し給紙路５３に給紙された転写紙は、レジストローラ対４９、上記２次転写ニップを経由して４色トナー像が２次転写せしめられる。そして、定着ユニット２５を経由した後、機外へと排出される。
【００３９】
次に、本複写機における特徴的な構成について説明する。
先に示した図５において、現像スリーブ６５上に担持された現像剤が、スリーブ表面とドクターブレード７３との間隙を通過する際、現像剤中の磁性キャリアがスリーブ表面に激しく擦りつけられる。更に、ドクターブレード７３よりもスリーブ回転方向下流側に形成される現像剤の滞留部においては、滞留する現像剤とスリーブに連れ回る現像剤との摺擦によって後者の現像剤が活発に動く。そして、磁性キャリアをスリーブ表面に激しく摺擦させる。このようにスリーブ表面に対して激しく摺擦する磁性キャリアは、自らの表面を摩耗させるとともに、スリーブ表面を摩耗させる。
【００４０】
図１０は、現像スリーブ６５と感光体４０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）とが対向する現像領域を示す拡大構成図である。上述した４つのプロセスユニット（１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）内においては、ユニットの違いによって現像剤中のトナーの色が異なるが、何れのユニットでも図示したような磁気ブラシが現像スリーブ６５上に形成される。この現像領域では、上述のように磁気ブラシの先端が感光体（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）に摺擦する。このとき、現像剤中の磁性キャリアが活発に動いてスリーブ表面に摺擦する。この摺擦によっても、磁性キャリアが摩耗するとともに、スリーブ表面が摩耗していく。
【００４１】
現像スリーブ６５は、その表面の摩耗によって現像剤搬送能力を低下させてしまう。特に、素管の表面がサンドブラスト処理などによって一様に粗面化せしめられたものでは、摩耗によって表面の微妙な凹凸が平滑化されていくと、その摩擦抵抗を著しく低下させるので、摩耗による現像剤搬送能力の低下が著しい。本実施形態に係る複写機では、摩耗による現像剤搬送能力の著しい低下を抑えるべく、現像スリーブ６５にＶ溝方式を採用している。このＶ溝方式とは、サンドブラスト等の粗面化処理によって現像剤搬送能力を高めるのではなく、図１０に示したように、現像スリーブ６５表面に複数のＶ溝６５ａを設けることで、現像剤搬送能力を高める方式である。各Ｖ溝６５ａは、スリーブ表面において軸線方向に延在するように設けられており、現像剤を機械的に汲み上げることで搬送能力を高めることができる。もともと粗面化処理されていないスリーブ表面は、磁性キャリアとの摺擦によって摩耗しても、それほど表面粗さ（ひいては摩擦抵抗）を変化させないため、経時的な現像剤搬送力の低下を抑えることができる。図２４は、従来の素管粗面化方式の現像スリーブや、従来のＶ溝方式の現像スリーブによる剤汲み上げ量ρの経時変化を示すグラフである。図示のように、素管粗面化方式の現像スリーブでは、初期状態から５０［千枚］のプリントアウトが行われるまでの間に、剤汲み上げ量ρを約５５［ｍｇ／ｃｍ２］も低下させてしまう。そして、５０［千枚］のプリントアウト後は、剤汲み上げ量ρの低下をほぼ飽和させる。この剤汲み上げ量ρの低下の飽和は、スリーブ表面の微妙な凹凸の削れによる摩擦抵抗の低下がほぼ飽和に達し、それ以上削られても摩擦抵抗を変化させないことによって起こる。一方、Ｖ溝方式の現像スリーブでは、初期状態から１５０［千枚］のプリントアウトが行われても、剤汲み上げ量ρを１５［ｍｇ／ｃｍ２］程度しか低下させない。なお、この剤汲み上げ量ρとは、図５に示したドクターブレード７３との間隙を通過した後のスリーブ表面に担持されている現像剤の量である。
【００４２】
このように経時的な摩耗による現像剤搬送能力の低下を有効に抑え得るＶ溝方式の現像スリーブに対して、本発明では更なる改良を加えている。具体的には、図１１に示すように、現像スリーブ６５において、Ｖ溝６５ａの内面である溝内面６５ｂだけに粗面化処理を施し、現像スリーブ６５のＶ溝６５ａとは異なる表面部分である溝外面６５ｃを素管のままにしている。かかる構成の現像スリーブ６５は、溝内面６５ｂが粗面化によって摩擦抵抗を増大させたことで、現像剤搬送能力を高めて現像剤をより効率良く搬送するようになる。しかも、Ｖ溝６５ａ内では磁性キャリアがそれほど活発に動かないことに起因して、粗面化によって形成された溝内面６５ｂの微妙な凹凸を大きく削ることがなく、その現像剤搬送能力を長期間安定して維持することができる。更に、溝外面６５ｃが溝内面６５ｂよりも平滑であることから、その微妙な凹凸の削れによる経時での現像剤搬送量の低下が抑えられる。これらの結果、現像剤をより効率良く搬送しつつ、長期間に渡って安定した品質の画像を得ることができる。
【００４３】
上記溝内面６５ｂだけを粗面化せしめる方法としては、素管にＶ溝６５ａを形成してからサンドブラスト処理を施した後、溝外面６５ｃの粗面化を磨き処理等によって取り除く方法が挙げられる。また例えば、Ｖ溝形成後の管の溝外面６５ｃに保護層を形成してから管全体にサンドブラスト処理を施した後、保護層を除去する方法でもよい。また例えば、Ｖ溝の形成と同時にその内面に傷を付ける方法を採用してもよい。
【００４４】
本実施形態の複写機では、上記溝外面６５ｃ（素管の表面）について、その十点平均粗さＲｚ（以下、単にＲｚという）を０．１［μｍ］以上、５［μｍ］未満に調整している。また、上記溝内面６５ｂについて、そのＲｚを５［μｍ］以上、２０［μｍ］以下の範囲にするように、粗面化処理を施している。これは、以下に説明する理由による。即ち、本発明者は、次の表１に列記する条件を具備する複数種類の現像スリーブ６５を試作した。なお、これらの現像スリーブ６５は、何れも直径が１８［ｍｍ］に設定されている。
【表１】
2004109873.tif 000003
【００４５】
本発明者は、これらの現像スリーブ６５を用いて、プリントアウトに伴う剤汲み上げ量ρの経時的変化を調べてみた。このとき、図５に示したマグネットローラ７２として、ブレード規制位置の対応領域に固定される磁極Ｐ６のスリーブ表面におけるピーク磁束密度が６５［ｍＴ］であるものを用いた。また、ドクターブレード７３とスリーブ表面との間隙であるドクタギャップＤＧについては、初期の剤汲み上げ量ρが６０［ｍｇ／ｃｍ２］になるように適宜調整した。
【００４６】
図１２は、番号▲１▼〜▲３▼の現像スリーブ（６５）における剤汲み上げ量ρの経時変化を示すグラフである。図示のように、番号▲２▼の現像スリーブは、２５０［千枚］のプリントアウトが行われても、剤汲み上げ量ρを初期値よりも僅かに５［ｍｇ／ｃｍ２］程度低下させるだけであり、現像剤搬送能力の低下を極めて良好に抑えた。
【００４７】
これに対し、番号▲１▼の現像スリーブは、２５０［千枚］のプリントアウト時における初期値からの汲み上げ低下量が約１０［ｍｇ／ｃｍ２］となり、番号▲２▼の現像スリーブを上回った。これには、Ｖ溝内でのキャリアスリップが関与していると考えられる。具体的には、番号▲１▼の現像スリーブについては、溝内面をＲｚ４μｍという素管に近いレベルまでしか粗面化せしめていないため、現像剤搬送能力をそれほど高めていない。このような番号▲１▼の現像スリーブを用いて、初期値で６０［ｍｇ／ｃｍ２］の剤汲み上げ量ρを実現するためには、番号▲２▼の現像スリーブを用いる場合よりも上記ドクタギャプＤＧを広めなければならなかった。そして、このことにより、溝内部に対する磁性キャリアの拘束力を弱めた結果、溝内部で磁性キャリアの動きを助長して、溝内面の摩耗による摩擦抵抗の低下が進んだためと思われる。グラフの変化より、摩耗に伴う溝内面の平滑化は、約１０［千枚］のプリントアウトが行われるとほぼ飽和に達していると思われる。
【００４８】
また、番号▲３▼の現像スリーブは、２５０［千枚］のプリントアウト時における初期値からの汲み上げ低下量が約１２［ｍｇ／ｃｍ２］となり、更に番号▲１▼の現像スリーブよりも上回った。これには、番号▲３▼の現像スリーブの溝内面を粗面化させ過ぎたことが関与している。具体的には、番号▲３▼の現像スリーブについては、溝内面をＲｚ２１μｍまで粗面化せしめて、番号▲２▼の現像スリーブ（溝内面のＲｚ＝５〜２０μｍ）よりも現像剤搬送能力を高めている。このような番号▲３▼の現像スリーブを用いて、初期値で６０［ｍｇ／ｃｍ２］の剤汲み上げ量ρを実現するためには、番号▲２▼の現像スリーブを用いる場合よりも上記ドクタギャプＤＧを狭めなければならなかった。このようにドクタギャップＤＧを狭めて現像剤規制位置における磁性キャリアと溝内面との摺擦力をかなり高めてしまった結果、「溝内面のＲｚ＝５〜２０μｍ」の範囲まで認められなかった溝内面の摩耗が起こったためである。溝内面の摩耗による摩擦抵抗の低下は、初期状態から１０［千枚］程度のプリントアウトを実施するまでの期間に起こっており、それ以降は、摩耗に伴う表面平滑化が飽和に達するため、剤汲み上げ量ρの低下率が著しく減少している。
【００４９】
図１３は、番号▲４▼〜▲６▼の現像スリーブにおける剤汲み上げ量ρの経時変化を示すグラフである。番号▲４▼、▲５▼、▲６▼の現像スリーブは、それぞれ、溝内面のＲｚが４μｍ、５〜２０μｍ、２１μｍである点で、番号▲１▼、▲２▼、▲３▼の現像スリーブと共通しているが、溝外面のＲｚが異なっている。具体的には、番号▲１▼〜▲３▼の現像スリーブの溝外面のＲｚが０．１μｍであったのに対し、番号▲４▼〜▲６▼の現像スリーブの溝外面のＲｚは５μｍになっている。番号▲１▼〜▲３▼までのグラフ（図１２）と、番号▲４▼〜▲６▼までのグラフとを見比べると、後者の方が、初期状態から数十［千枚］プリントアウトまでの剤汲み上げ量ρを急激に低下させることがわかる。特に、溝内面のＲｚが同じである番号▲２▼と番号▲５▼とを比べると、前者では剤汲み上げ量ρを殆ど低下させなかったのに対し、後者では数十［千枚］プリントアウトまでに急激に低下させていることがわかる。番号▲４▼〜▲６▼の現像スリーブが、磁性キャリアとの摺擦によって、溝外面の微妙な凹凸が削られて急激に平滑化せしめられた結果、数十［千枚］プリントアウトまでに剤汲み上げ量ρを急激に低下させたからである。２５０［千枚］プリントアウトまでの剤汲み上げ量ρの低下率は、番号▲１▼〜▲３▼の現像スリーブと同様に、溝内面のＲｚ２１μｍ（▲６▼）、４μｍ（▲４▼）、５〜２０μｍ（▲５▼）の順に大きかった。このような順になった理由は、▲１▼〜▲３▼の現像スリーブと同様である。
【００５０】
図１４は、番号▲７▼〜▲９▼の現像スリーブにおける剤汲み上げ量ρの経時変化を示すグラフである。これらの現像スリーブも、溝外面のＲｚが異なっているが、溝内面のＲＺについては▲７▼、▲８▼、▲９▼が、それぞれ、▲１▼、▲２▼、▲３▼と同じである。これらの現像スリーブでは、図示のように、番号▲４▼〜▲６▼の現像スリーブよりも更に、数十［千枚］プリントアウトまでの剤汲み上げ量ρを低下させることがわかる。溝外面のＲｚがより大きいことにより、摩耗に伴う溝外面の平滑化の度合いがより大きくなったからである。２５０［千枚］プリントアウトまでの剤汲み上げ量ρの低下率は、番号▲１▼〜▲３▼の現像スリーブと同様に、溝内面のＲｚ２１μｍ（▲９▼）、４μｍ（▲７▼）、５〜２０μｍ（▲８▼）の順に大きくなった理由は、▲１▼〜▲３▼の現像スリーブと同様である。
【００５１】
本発明者は、Ｖ溝方式の現像スリーブを用いて、ドクタギャップＤＧと、剤汲み上げ量ρと、現像ギャップＰＧと、画質等との関係を試験してみた。この結果を図１５に示す。図において、固着阻止限界ラインは、現像スリーブ表面へのトナーの固着を阻止し得る限界のラインを示しており、これよりも上側の領域では、現像剤中のトナーが過剰なストレスを付与されることによってスリーブ表面に固着してしまう。この固着には、磁性キャリアと現像スリーブ表面とを活発に摺擦させる場所であるドクタギャップＤＧや現像ギャップＰＧの大きさが関与している。ドクタギャップＤＧを大きくして剤汲み上げ量ρを増やすほど、現像ギャップＰＧを大きくしてそこにおける磁性キャリアと現像スリーブとの摺擦力を弱めなければならない。そうしないと、トナーをスリーブ表面に固着させてしまうことになる。しかしながら、現像ギャップＰＧについては、現像電界や磁気ブラシ性などの関係から、ある程度の範囲に収めないと高画質を得ることができない。その適正範囲は、図示のように０．２９〜０．４０［ｍｍ］程度である。この現像ギャップＰＧの適正範囲内で高画質を得るには、剤汲み上げ量ρの初期値を６０［ｍｇ／ｃｍ２］程度に留めておくことが望ましい。但し、このように初期値を設定しても、剤汲み上げ量ρを経時的に低下させていくと、現像キャップＰＧ内での現像剤量を不足させ、磁気ブラシの先端を十分に感光体に摺擦させることができず、ザラツキ画像を引き起こしてしまう。図１５より、高画質を維持していくには、剤汲み上げ量ρを４０［ｍｇ／ｃｍ２］以上に維持しなければならないことがわかる。即ち、適正汲み上げ範囲Ｒは、６０〜４０［ｍｇ／ｃｍ２］なのである。
【００５２】
さて、先に示した図１２において、番号▲１▼〜▲３▼の何れの現像スリーブも、２５０［千枚］のプリントアウトが行われても、低下後の剤汲み上げ量ρが適正汲み上げ範囲Ｒ内に収まっている。但し、初期状態から２５０［千枚］プリントアウトまで、剤汲み上げ量ρの低下量を僅かに５［ｍｇ／ｃｍ２］程度に留めた番号▲２▼の現像スリーブが最も優れている。溝内面の摩耗による剤汲み上げ量ρの低下と、溝外面の摩耗による剤汲み上げ量ρの低下とをともに抑えたからである。これに対し、先に図１３に示したように、番号▲６▼の現像スリーブでは、２５０［千枚］プリントアウト後の剤汲み上げ量ρが適正汲み上げ範囲Ｒを下回ってしまった。溝外面の摩耗による剤汲み上げ量ρの低下と、溝外面の摩耗による剤汲み上げ量ρの低下との和が、大きくなり過ぎたのである。また、図１４に示したように、番号▲７▼〜▲９▼の現像スリーブでは、何れも２５０［千枚］プリントアウト後の剤汲み上げ量ρが適正汲み上げ範囲Ｒを下回ってしまった。溝外面の摩耗による剤汲み上げ量ρの低下が大きくなり過ぎたのである。
【００５３】
これらの試験結果を考慮すると、溝外面のＲｚについては５［μｍ］未満にすることが望ましいと言える。そうすれば、２５０［千枚］のプリントアウトまで剤汲み上げ量ρを適正汲み上げ範囲内に維持することができる。但し、現状の表面加工技術では、０．１［μｍ］までの平滑化が限度であると言える。よって、０．１［μｍ］以上、５［μｍ］未満にすることで、現状の表面加工技術を採用しながら、２５０［千枚］のプリントアウトまで剤汲み上げ量ρを適正汲み上げ範囲内に維持することができる。
【００５４】
また、溝内面のＲｚについては、５〜２０［μｍ］に調整することが望ましいと言える。そうすれば、溝内面の摩耗による剤汲み上げ量ρの低下を有効に抑えることができる。
【００５５】
本複写機においては、上記現像スリーブ（６５）の各Ｖ溝（６５ａ）の開口角度θが６０〜１２０［°］の範囲に設定されている。これは、次に説明する理由による。即ち、本発明者は、各Ｖ溝の開口角度θを様々な値に調整した複数の現像スリーブを試作し、これらを用いて開口角度θと、各Ｖ溝への現像剤詰まりや現像剤搬送能力との関係を調査してみた。すると、図１６に示す開口角度θを６０［°］よりも小さくすると、各Ｖ溝への現像剤詰まりを急激に発生させ始めることがわかった。また、開口角度θを１２０［°］よりも大きくすると、現像剤搬送能力を急激に低下させ始めることがわかった。よって、開口角度θを６０〜１２０［°］にすることで、各Ｖ溝への現像剤詰まりを抑えつつ、開口角度θを大きくし過ぎることによる現像剤搬送能力の著しい低下を回避することができる。
【００５６】
図１７は、上記開口角度θの分角を説明するための拡大断面図である。図中の矢印は現像スリーブ６５の回転方向を示している。開口角度θは、スリーブの回転中心Ｐ１と、Ｖ溝６５ａの底点Ｐ２とを通る線分を境に、上流側分角θａと、これよりもスリーブ回転方向下流側にある下流側分角θｂとからなる。本複写機においては、「上流側分角θａ＜下流側分角θｂ」という条件を具備するように角Ｖ溝６５ａが形成されている。これは次に説明する理由による。即ち、本発明者は、開口角度θ６０〜１２０［°］の範囲内で、「上流側分角θａ＞下流側分角θｂ」を具備する現像スリーブ６５と、「上流側分角θａ＜下流側分角θｂ」を具備する現像スリーブ６５とを試作してみた。そして、これらを用いて現像剤搬送能力を試験してみた。すると、後者の条件を具備する現像スリーブ６５の方がより高い現像剤搬送能力を発揮することがわかった。後者の条件を具備することは、Ｖ溝６５ａ内に形成される２つの斜面のうち、スリーブ回転方向における上流側斜面の傾斜を、下流側斜面の傾斜よりも大きいことを意味している。これらの傾斜のうち、現像剤の汲み上げに関与するのは専ら上流側傾斜の方であり、その傾斜が大きくなるほどより確実に現像剤を汲み上げることができる。このことが、「上流側分角θａ＜下流側分角θｂ」を具備する現像スリーブでより高い現像剤搬送能力を発揮した理由であると考えられる。
【００５７】
図１８は、上記現像領域の周囲を示す拡大構成図である。本複写機においては、現像スリーブ６５のＶ溝６５ａの深さａが、０．０５〜０．１５［ｍｍ］の範囲に調整されている。これは次に説明する理由による。即ち、深さａが小さすぎるＶ溝６５ａでは、現像剤の磁性キャリアを上手く引っ掛けることができなくなることにより、現像剤搬送能力の向上に寄与しなくなってしまう。本発明者が深さａと、現像剤搬送能力との関係を調査したところ、深さａを０．０５［ｍｍ］以上にしないと、現像剤搬送能力を確実に向上させることができなかった。また、Ｖ溝方式の現像スリーブ６５では、Ｖ溝６５ａ内と、溝外面とで現像領域における感光体表面との距離が異なるため、現像剤に作用する現像電界強度に差が出てしまう。この差により、現像後のトナー像には、Ｖ溝６５ａに対応する領域と、溝外面に対応する領域とでどうしても濃度差が発生してしまう。本発明者は、経験により、現像電界強度の差を１０［Ｖ］以上にすると、強度差による濃度差を著しく目立たせてしまうことを見出している。図１９に示すように、深さａを０．１５［ｍｍ］よりも大きくした場合、感光体表面電位の変動に換算すると１０Ｖ以上の現像電界強度の差が出てしまう。そこで、深さａを０．１５［ｍｍ］以下に留めているのである。
【００５８】
本複写機は、次に示す関係式を具備するように設計されている。
【数１】
（Ｌ／ｎ）×（Ｖｓ／Ｖｐ）≦０．５［ｍｍ］
但し、Ｌ：現像スリーブの回転方向の周長
ｎ：現像スリーブの１周あたりのＶ溝数
Ｖｓ：現像領域における現像スリーブの表面移動速度Ｖｓ
Ｖｐ：現像領域における感光体の表面移動速度
【００５９】
このような設計がなされているのは、次に説明する理由による。即ち、上述のように、Ｖ溝方式の現像スリーブ６５によって現像されたトナー像には、Ｖ溝６５ａに対応する領域と、溝外面に対応する領域とで部分的な濃度差を生ずるが、トナー像全体としては、この濃度差が所定のピッチで現れる濃度ムラとして視認される。人間の視覚特性により、この濃度ムラの視認性と濃度差出現ピッチとは相関関係にあることがわかっている。本発明者は、１周あたりのＶ溝数ｎの互いに異なる複数の現像スリーブ６５を試作し、これらを用いて様々な濃度差出現ピッチのトナー像を形成した。そして、これらのトナー像について、濃度ムラの視認性について官能試験を試みた。この官能試験とは、トナー像を肉眼にて観察してその濃度ムラが認められたか否かを、複数の人間によって確かめる試験である。
【００６０】
図２０はこの官能試験の結果を示すグラフである。図示のように、濃度差出現ピッチが大きくなるほど、濃度ムラが視認され易くなるが、濃度差出現ピッチが０．５［ｍｍ］を越え始めるとその視認性を急激に高め始めることがわかる。現像スリーブ６５と感光体とに線速差がない場合、濃度差出現ピッチは現像スリーブ６５表面の周長Ｌを１周あたりのＶ溝数ｎで除算した値になる。但し、二成分現像方式の場合には、現像剤不足による白抜けを抑えるという目的から、現像スリーブ６５の線速を感光体よりも速くするのが一般的である。この場合、濃度出現ピッチは、上述の除算後に線速比を乗じた値となる。つまり、先に数１で示した関係式の左辺になるわけである。よって、この関係式を具備させれば、Ｖ溝（６５ａ）に起因する濃度ムラを目立たなくすることができる。
【００６１】
本複写機に用いる現像剤の磁性キャリアについては、粒径２０［μｍ］以上、５０［μｍ］以下のものを使用すべき旨をユーザーに指定することが望ましい。これは次に説明する理由による。即ち、現像剤中の磁性キャリアについては、その粒径を小粒化するほど、高画質化を図り得ることがわかっている。例えば、図２１に示すように、キャリア粒径が５０μｍ以上では明度７０〜９０領域のハーフトーンドット画像で、粒状度０．３程度を得ることができる。現状で高画質と言えるギリギリの画質である。ところが、キャリア粒径を３５μｍ程度まで下げると、粒状度が０．１と３倍近くも向上する。このように、磁性キャリアについては粒径５０μｍ以下のものを用いることで高画質を得ることができるが、現状では、最小で２０μｍが加工限界とされている。なお、所望の性状の磁性キャリアをユーザーに指定する方法としては、例えば、そのような磁性キャリアをセットした状態あるいは一緒に梱包した状態で複写機本体を出荷する方法が挙げられる。また例えば、複写機本体やそれに付属される取扱説明書などの書類に、その複写機に適用可能な磁性キャリアの製品番号や商品名（何れも所望の性状のもの）を付してもよい。また例えば、複写機本体の製造元や販売元などが、かかる製品番号や商品名の磁性キャリアを使用すべき旨と、複写機本体の製品番号や商品名などとを関連付けた情報を、文章、電子データ、口頭等で伝えてもよい。
【００６２】
また、本複写機に用いる現像剤の磁性キャリアについては、磁性芯材に弾性層が被覆されたものを使用すべき旨を、ユーザーに指定することが望ましい。これは次に説明する理由による。即ち、従来の磁性キャリアは、硬いコート膜を徐々に削りながら長寿命を図るという思想の基で開発されてきた。ところが、本発明者の研究によれば、硬いコート膜の摩耗は、スリーブ表面の摩耗と同様に、現像剤搬送能力の低下につながる。そこで、磁性芯材に弾性層を被覆して、スリーブ表面との摺擦による衝撃を吸収させることで、磁性キャリア表面の摩耗を抑えることが望ましい。
【００６３】
更に望ましくは、上記弾性層中に、その層厚よりも粒径の大きな帯電調整剤が分散せしめられた磁性キャリアを用いるべき旨を指定することが望ましい。そうすると、磁性キャリア全体のうち、帯電調整剤をまず始めにスリーブ表面に突き当てて、弾性材料とスリーブ表面との直接的な摺擦を回避することができるため、磁性キャリアの摩耗を更に確実に抑えることができる。しかも、帯電調整剤との摺擦により、スリーブ表面に付着したスペント物をクリーニングすることもできる。このような磁性キャリアとしては、例えば、図２２に示すものが挙げられる。この磁性キャリアは、磁性芯材たるフェライトにアクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に、帯電調整剤を含有させるたものである。なお、所望の性状のトナーを用いるべき旨をユーザーに指定する方法については、磁性キャリアと同様である。
【００６４】
また、本複写機に用いる現像剤のトナーについては、オイル含有のものを使用すべき旨を、ユーザーに指定することが望ましい。これは次に説明する理由による。即ち、かかるトナーは、オイル成分を滲み出させて磁性キャリアとスリーブ表面との摩擦抵抗を低下させることで、磁性キャリアの摩耗やスリーブ表面の摩耗による現像剤搬送能力の経時的低下を更に抑えることができるからである。
【００６５】
これまで、いわゆるタンデム方式でカラー画像を形成する複写機の実施形態について説明してきた。このタンデム方式とは、感光体等の潜像担持体を複数並べて配設し、それぞれに形成した互いに異なる色の単色トナー像を記録材や中間転写体に重ね合わせて転写せしめてカラー画像を得る方法である。かかるタンデム方式に代えて、１つの潜像担持体に個別に形成した単色トナー像を順次重ね合わせて転写してカラー画像を得る方式の画像形成方法にも本発明の適用が可能である。但し、タンデム方式では、後者の方式に比べてプリントスピードを大幅に短縮することができる。また、単色画像を現像したり形成したりする現像方法や画像形成方法にも本発明の適用が可能である。
【００６６】
なお、タンデム方式にてカラー画像を形成する場合には、直接転写方式のものよりも、間接転写方式のものを採用することが望ましい。具体的には、タンデム方式には、転写紙等の記録材に対して直接転写を行うものと、間接転写を行うものとがある。直接転写方式のタンデムとは、例えば図２３に示すように、各色のプロセスユニット１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなるトナー像生成部２０との対向位置に紙搬送ユニット２８を設け、これによって搬送している記録材に対して各単色トナー像を直接的に重ね合わせ転写する方式である。この方式では、記録材の搬送経路を直線的に構成しようとすると、図示のようにトナー像生成部２０の両脇に定着手段や紙搬送ユニット２８への給紙手段を設けなければならず、本体の平面積を大きくしてしまうという欠点がある。また、できるだけ大型化させないように定着手段を紙搬送ユニット２８に接近して配置すると、両者間で記録材を撓ませるスペースを確保することができず、両者の搬送速度差等によって不良画像を生じる虞がある。一方、間接転写方式のタンデムとは、本実施形態に係る複写機のように、各単色トナー像を中間転写体に重ね合わせ転写して多色トナー像を得た後、記録材に一括転写する方式である。この方式では、トナー像生成部２０と２次転写装置２２との間に中間転写体を介在させることで、給紙手段や定着手段をトナー像生成部２０の上下方向に配設して、平面積の大型化を抑えることができる。
【００６７】
以上、実施形態に係るプリンタにおいては、現像剤担持体たる現像スリーブ（６５）として、溝外面（６５ｃ）のＲｚを０．１［μｍ］以上、５［μｍ］未満にしたものを用いている。かかる構成では、現状の加工技術で溝外面を表面加工した現像スリーブについて、溝外面の摩耗によってその微妙な凹凸を削り落として平滑化せしめることによる現像剤搬送能力の低下を有効に抑えることができる。
また、現像スリーブとして、溝内面（６５ｂ）のＲｚを５〜２０［μｍ］にしたものを用いている。かかる構成では、溝内面の摩耗によってその微妙な凹凸を削り落として平滑化せしめることによる現像剤搬送能力の低下を有効に抑えることができる。
また、現像スリーブとして、Ｖ溝（６５ａ）の開口角度θを６０〜１２０［°］にしたものを用いている。かかる構成では、各Ｖ溝への現像剤詰まりを抑えつつ、開口角度θを大きくし過ぎることによる現像剤搬送能力の著しい低下を回避することができる。
また、現像スリーブとして、Ｖ溝の上流側斜面の傾斜を下流側斜面の傾斜よりも大きくしたものを用いている。かかる構成では、下流側斜面の傾斜を上流側斜面の傾斜よりも大きくしたものを用いる場合に比べ、より高い現像剤搬送能力を発揮させることができる。
また、現像スリーブとして、Ｖ溝の深さａを０．０５〜０．１５［ｍｍ］にしたものを用いている。かかる構成では、Ｖ溝による現像剤搬送能力の向上化を確実に図りながら、Ｖ溝内と溝外面との現像電界強度の差による画像の濃度差を抑えることができる。
【００６８】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、「（Ｌ／ｎ）×（Ｖｓ／Ｖｐ）≦０．５［ｍｍ］」という条件を具備することで、Ｖ溝に起因する濃度ムラを目立たなくすることができる。
また、セットすべき磁性キャリアとして、粒径２０〜５０［μｍ］以下のものを用いるべき旨をユーザーに指定することで、現状のキャリア小径化の加工限界内で、粒状度の小さな高品質の画像を得ることができる。
また、セットすべき磁性キャリアとして、磁性芯材に弾性層が被覆されたものを用いるべき旨をユーザーに指定することで、磁性キャリアの摩耗による経時的な画質劣化を抑えることができる。
また、磁性キャリアとして、かかる弾性層にこれよりも粒径の大きな帯電調整剤が含まれているものを使用すべき旨をユーザーに指定することで、磁性キャリアの摩耗を更に確実に抑えつつ、スリーブ表面に付着したスペント物をクリーニングすることができる。
また、セットすべきトナーとして、オイルが含まれるものを使用すべき旨をユーザーに指定することで、磁性キャリアの摩耗やスリーブ表面の摩耗による現像剤搬送能力の経時的低下を更に抑えることができる。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１乃至１５の発明によれば、現像剤をより効率良く搬送しつつ、長期間に渡って安定した品質の画像を得ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図２】同複写機のＹ用のプロセスユニットと、Ｃ用のプロセスユニットとの概略構成を示す拡大図。
【図３】同複写機のＹ用の感光体と、これに対応する現像器とを示す拡大構成図。
【図４】同現像器の現像スリーブを示す縦断面図。
【図５】同現像スリーブによる現像剤の担持状態を示す模式図。
【図６】同Ｙ用のプロセスユニットを示す分解斜視図。
【図７】同Ｙ用のプロセスユニットにおけるトナーリサイクル装置の内部構成を示す分解斜視図。
【図８】同複写機におけるトナー像生成部と、中間転写ユニットと、２次転写装置と、レジストローラ対と、定着ユニットとを示す拡大構成図。
【図９】中間転写ユニットの中間転写ベルトを示す拡大断面図。
【図１０】同現像スリーブと感光体とが対向する現像領域を示す拡大構成図。
【図１１】同現像スリーブにおける溝内面と溝外面とを説明する模式図。
【図１２】本発明者によって試作された番号▲１▼〜▲３▼の現像スリーブにおける剤汲み上げ量ρの経時変化を示すグラフ。
【図１３】本発明者によって試作された番号▲４▼〜▲６▼の現像スリーブにおける剤汲み上げ量ρの経時変化を示すグラフ。
【図１４】本発明者によって試作された番号▲７▼〜▲９▼の現像スリーブにおける剤汲み上げ量ρの経時変化を示すグラフ。
【図１５】ドクタギャップＤＧと、剤汲み上げ量ρと、現像ギャップＰＧと、画質等との関係を示すグラフ。
【図１６】同現像スリーブの開口角度θを説明するための断面図。
【図１７】同開口角度θの上流側分角θａと下流側分角θｂとを説明するための断面図。
【図１８】同現像領域の周囲を示す拡大構成図。
【図１９】同現像スリーブのＶ溝の深さと、現像電界強度との関係を示すグラフ。
【図２０】官能試験によって得られた濃度差出現ピッチと濃度ムラ視認性との関係を示すグラフ。
【図２１】画像の粒状度と明度と磁性キャリア粒径との関係を示すグラフ。
【図２２】磁性キャリアを示す拡大模式図。
【図２３】間接転写方式のタンデム画像形成装置の要部構成を示す図。
【図２４】従来の素管粗面化方式の現像スリーブや、従来のＶ溝方式の現像スリーブによる剤汲み上げ量ρの経時変化を示すグラフ。
【符号の説明】
４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ　　感光体（潜像担持体）
６１　　　　　　　　　現像器（現像装置）
６５　　　　　　　　　現像スリーブ（現像剤担持体）
６５ａ　　　　　　　　Ｖ溝
６５ｂ　　　　　　　　溝内面
６５ｃ　　　　　　　　溝外面
６６　　　　　　　　　攪拌部（現像剤収容部）
【図１】
2004109873.tif 000004
【図２】
2004109873.tif 000005
【図３】
2004109873.tif 000006
【図４】
2004109873.tif 000007
【図５】
2004109873.tif 000008
【図６】
2004109873.tif 000009
【図７】
2004109873.tif 000010
【図８】
2004109873.tif 000011
【図９】
2004109873.tif 000012
【図１０】
2004109873.tif 000013
【図１１】
2004109873.tif 000014
【図１２】
2004109873.tif 000015
【図１３】
2004109873.tif 000016
【図１４】
2004109873.tif 000017
【図１５】
2004109873.tif 000018
【図１６】
2004109873.tif 000019
【図１７】
2004109873.tif 000020
【図１８】
2004109873.tif 000021
【図１９】
2004109873.tif 000022
【図２０】
2004109873.tif 000023
【図２１】
2004109873.tif 000024
【図２２】
2004109873.tif 000025
【図２３】
2004109873.tif 000026
【図２４】
2004109873.tif 000027