(57)【要約】【課題】各現像スリーブの真円度と振れを所定値内にして製造コストの上昇を抑えると共に、高品位な出力画像を長期にわたって得ることができるようにする。【解決手段】感光ドラム１の回転方向に対して上流側に位置する第１現像スリーブ１１の振れと真円度の値に対して、下流側の第２現像スリーブ１２の振れと真円度の値の方が小さくなるようにしたことにより、製造コストの上昇を抑えると共に、高品位な出力画像を長期にわたって得ることができる。【選択図】　　　図２
2004029473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の移動方向に沿って複数配置され、表面に薄層化された現像剤を担持して前記像担持体上に形成された静電像を現像する現像部へ搬送する回転自在な円筒状の現像剤担持体を有する現像装置において、
前記複数の現像剤担持体のうちの、前記像担持体の移動方向に対して下流側に位置する下流側現像剤担持体の真円度及び回転振れを、前記像担持体の回動方向に対して前記下流側現像剤担持体の上流側に位置する上流側現像剤担持体の真円度及び回転振れよりも小さくする、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記複数の現像剤担持体内には、周方向に複数の磁極を有する磁界発生手段がそれぞれ固定配置されており、現像剤として１成分磁性現像剤を用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
静電像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電像に現像剤を付着させて現像剤像として可視像化する現像装置と、を備えた画像形成装置において、
前記現像装置が、請求項１又は２に記載の現像装置である、
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、感光体等の像担持体上に形成された静電潜像を、複数の現像剤担持体上に担持した現像剤で現像して現像剤像を形成する現像装置、及び該現像装置を備え電子写真方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、像担持体としての感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像装置の現像剤担持体としての現像スリーブ上に担持したトナーによって現像してトナー像として可視像化する。そして、このトナー像を転写材に転写し、定着装置でトナー像を転写材上に定着して出力する。
【０００３】
また、近年のコンピュータ化・ネットワーク化が急速に進行する状況下では、コンピュータの情報をネットワークを介して受信して出力することが可能な上記画像形成装置も急速に普及しつつあり、さらに、高速化、高画質化の要請も強くなってきている。
【０００４】
かかる要請に対しては、保守頻度が少ないことが絶対条件であるので、白黒画像を出力する画像形成装置においては１成分磁性トナーを使用し、現像装置の現像スリーブを感光ドラムと非接触に保持することが必須である。
【０００５】
即ち、１成分磁性トナーを使用すれば、非磁性トナーと磁性キャリアを含有する２成分現像剤を使用する際のトナー濃度制御が不要であるため、現像装置の構成が簡易となる上、定期的な磁性キャリア交換（５万〜２０万回の出力毎）も不要となり、また、現像スリーブを感光ドラムと非接触に保持することにより、現像スリーブと感光ドラムの磨耗や摩擦熱による昇温等の弊害を回避できるからである。
【０００６】
また、近年、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、画像形成動作のさらなる高速化が要求されているが、従来の単一の現像スリーブを有する現像装置では、高速化の対応が容易ではなかった。
【０００７】
そこで、近年、画像形成動作の高速化に対応するために、現像装置に複数の現像スリーブを近接して設け各現像スリーブ上に現像剤（２成分磁性トナー）を担持して感光ドラム上の静電潜像を非接触現像方式で現像する現像装置が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した複数（例えば２つ）の現像スリーブを有する現像装置では、各現像スリーブを感光ドラムに対して非接触に近接配置して１成分磁性トナーで非接触現像する構成により、高品位な出力画像を長期にわたって得るには、各現像スリーブと感光ドラム間の現像間隙（ギャップ）を長期にわたって安定して一定に保持する必要がある。
【０００９】
このため、円筒状の現像スリーブの加工精度を高めて、高速回転する現像スリーブの真円度を高くする、及び回転振れを小さくすることが重要であるが、各現像スリーブの真円度を高くし、回転振れを小さくするために加工精度を単に高めると、製造コストが大幅に上昇してしまうという問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、各現像スリーブの真円度と回転振れを所定値内にして製造コストの上昇を抑えると共に、高品位な出力画像を長期にわたって得ることができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、像担持体の移動方向に沿って複数配置され、表面に薄層化された現像剤を担持して前記像担持体上に形成された静電像を現像する現像部へ搬送する回転自在な円筒状の現像剤担持体を有する現像装置において、前記複数の現像剤担持体のうちの、前記像担持体の移動方向に対して下流側に位置する下流側現像剤担持体の真円度及び回転振れを、前記像担持体の回動方向に対して前記下流側現像剤担持体の上流側に位置する上流側現像剤担持体の真円度及び回転振れよりも小さくすることを特徴としている。
【００１２】
また、前記複数の現像剤担持体内には、周方向に複数の磁極を有する磁界発生手段がそれぞれ固定配置されており、現像剤として１成分磁性現像剤を用いることを特徴としている。
【００１３】
また、静電像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電像に現像剤を付着させて現像剤像として可視像化する現像装置と、を備えた画像形成装置において、前記現像装置が、請求項１又は２に記載の現像装置であることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１５】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る現像装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。本画像形成装置は、プロセススピード（外周移動速度）が６６０ｍｍ／ｓｅｃで毎分１２５枚の白黒デジタル複写機であり、像担持体としての感光ドラム１として、外径１０８ｍｍのａ−Ｓｉドラム感光体を用いている。ａ−Ｓｉドラム感光体は、有機感光体に比べて高耐久で寿命が５００万枚以上あり、高速機に向いているという長所を有している。
【００１６】
本画像形成装置は、感光ドラム１の周囲に１次帯電器２、現像装置４、転写前帯電器５、転写帯電器６、分離帯電器７、クリーニング装置９を備えている。また、１次帯電器２と現像装置４間の上方には露光装置３が配置されている。
【００１７】
そして、画像形成時には、矢印Ａ方向（時計方向）に回転している感光ドラム１を帯電バイアスが印加された１次帯電器２により、＋４５０Ｖに一様帯電した後に、露光装置３から画像露光Ｌがなされる。画像露光Ｌは、露光装置３内の半導体レーザ３ａを光源として画像信号により変調されたレーザビームであり、このレーザビームはモータ（不図示）により一定の回転数で回転する多面鏡３ｂにより偏光され、結像レンズ３ｃを通して複数の折り返しミラー３ｄ、３ｅ、３ｆで反射された後、感光ドラム１上を走査して、その露光部の表面電位を例えば＋６０Ｖに減衰させて静電潜像を形成する。
【００１８】
そして、この感光ドラム１上に形成された共通の静電潜像を、現像装置４の現像剤担持体としての２本の現像スリーブ１１、１２上に担持された薄層のトナーによって反転現像を行い、トナー像として可視像化する（本実施の形態における現像装置４の詳細については後述する）。本実施の形態においては、取り扱いが簡易で、現像スリーブ寿命の２０００ｋ（２００万）枚までメンテの要らない高耐久な現像方式である、黒の１成分磁性トナー（以下、トナーという）ｔを用いた１成分非接触現像方式によって現像動作を行う。
【００１９】
そして、感光ドラム１上に形成されたトナー像を、バイアスが印加された転写前帯電器５によって帯電させると共に感光ドラム１とトナー間の吸着力を弱めた後、このトナー像が感光ドラム１と転写帯電器６間の転写ニップ部に達すると、このタイミングに合わせて用紙などの転写材Ｐがこの転写ニップ部に搬送され、トナーｔと逆極性の転写バイアスが印加された転写帯電器６により、感光ドラム１と転写帯電器６間に発生する静電力によって感光ドラム１上のトナー像が転写材Ｐに転写される。
【００２０】
そして、分離バイアスが印加された分離帯電器７によって、トナー像が転写された転写材Ｐを感光ドラム１から分離して定着装置８に搬送し、定着装置８の定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂ間の定着ニップ部にてトナー像を転写材Ｐに加熱、加圧して定着した後に外部に出力する。また、上記転写後に感光ドラム１上に残留している転写残トナーは、クリーニング装置９によって除去され回収される。
【００２１】
次に、本実施の形態における現像装置４の詳細について説明する。
【００２２】
現像装置４は、図２に示すように、現像剤担持体としての第１現像スリーブ１１と第２現像スリーブ１２の２つの現像スリーブを備えている。第１現像スリーブ１１と第２現像スリーブ１２は、トナーｔを収容する現像容器１０の感光ドラム１に対向した開口部に、互いに近接して感光ドラム１の長手方向に沿って並設された円筒状の回転体である。第１現像スリーブ１１は、感光ドラム１の回転方向（時計方向）に対して第２現像スリーブ１２の上流側に配置されている。
【００２３】
第１現像スリーブ１１の上方に位置する現像容器１０の開口部には、第１現像スリーブ１１表面に近接して規制ブレード１５が設けられており、第１現像スリーブ１１の表面にトナーを層厚規制してコートする。
【００２４】
また、感光ドラム１の回転方向に対して第１現像スリーブ１１の下流側に位置する第２現像スリーブ１２表面には、近接して配置されている上流側の第１現像スリーブ１１との間で近接対向している各磁極によってトナーが層厚規制されてコートされる。第１現像スリーブ１１と規制ブレード１５との間の間隙（ギャップ）は２４０μｍであり、第１現像スリーブ１１と第２現像スリーブ１２との間の間隙（ギャップ）Ｇは２４０μｍである。
【００２５】
現像容器１０内には、収容しているトナーｔを攪拌・搬送する３つの攪拌部材１６、１７、１８が設けられており、攪拌部材１６、１７、１８の回転によってトナーｔを、第２現像スリーブ１２近傍に搬送する。第２現像スリーブ１２側近傍に搬送されたトナーｔは、第２現像スリーブ１２の矢印ａ方向（反時計方向）の回転にともなって、近接配置されている第１現像スリーブ１１と第２現像スリーブ１２との間の間隙（ギャップ）Ｇ近傍に送られるとともに、第１現像スリーブ１１に送られる。
【００２６】
また、現像容器１０の上部には現像剤補給容器２０が設けられており、現像容器１０内に配置した現像剤残量検知センサ１９で検知した現像剤残量情報に基づいて、現像剤補給容器２０からトナー補給ローラ２１の回転によってトナーが現像容器１０内に補給される。現像剤補給容器２０には、ユーザ等が供給する不図示のトナーカートリッジからトナーが適時供給される。
【００２７】
第１現像スリーブ１１と第２現像スリーブ１２は、それぞれ同方向の矢印ａ方向に、本実施の形態では感光ドラム１の１．２倍の速度（外周移動速度；７９２ｍｍ／ｓｅｃ）で回転する。詳しくは、第１現像スリーブ１１と第２現像スリーブ１２の各表面に担持されているトナーが感光ドラム１側に飛翔（搬送）するときに、第１、第２現像スリーブ１１、１２の上方からトナーがそれぞれ飛翔するような回転方向、つまり、感光ドラム１の回転方向（矢印Ａ方向（時計方向））に対して従動するように、矢印ａ方向（反時計方向）に回転する。
【００２８】
よって、第１、第２現像スリーブ１１、１２の感光ドラム１との各近接位置（現像部）では、第１、第２現像スリーブ１１、１２の回転方向と感光ドラム１の回転方向は同方向である。
【００２９】
第１、第２現像スリーブ１１、１２は、それぞれ非磁性部材である外径２０ｍｍのアルミ６０６３の上に、球状ガラス粒子でブラスト処理をした後、その表面にＮｉＰメッキ次いでＣｒメッキを施して形成されており、表面粗さＲｚを４μｍとした。表面粗さＲｚの測定には、接触式表面粗さ計（サーフコーダー（商標）ＳＥ−３３００（株）；小坂研究所製）を用いた。測定条件は、カットオフ値：０．８ｍｍ、測定長さ：２．５ｍｍ、送りスピード：０．１ｍｍ／ｓｅｃ、倍率５０００倍である。
【００３０】
また、第１、第２現像スリーブ１１、１２は、図２、図３に示すように、その内部にそれぞれ固定配置された固定マグネットローラ１３、１４を備えている。なお、図３は、固定マグネット１３を内包する第１現像スリーブ１１を示している。第１現像スリーブ１１の固定マグネット１３は７つの磁極を有し、第２現像スリーブ１１の固定マグネット１４は４つの磁極を有している。
【００３１】
また、第１、第２現像スリーブ１１、１２の長手方向の両端近傍の周面上には、図４に示すように、鉄製の磁気シール部材２２が配置されている。第１、第２現像スリーブ１１、１２表面と磁気シール部材２２とのギャップは、４００±１００μｍである。
【００３２】
そして、現像動作時には、第１、第２現像スリーブ１１、１２に、＋３００ＶのＤＣバイアスとピーク間電圧（Ｖｐｐ）が１２００Ｖで周波数が２．７ｋＨｚの矩形波をＡＣバイアスとして重畳印加し、第１、第２現像スリーブ１１、１２上に層厚規制されたトナー層を磁性一成分非接触現像法によって感光ドラム１上の静電潜像に飛翔させて、トナー像として可視像化する。
【００３３】
また、本実施の形態で用いたトナー（１成分磁性トナー）はポジトナー（正帯電性トナー）であり、粒径は約８μｍである。トナーの粒径分布は種々の方法により測定できるが、本実施の形態では、米国コールター社製のコールターカウンタＴＡ−ＩＩ（商標）型を用い、電解液として１％ＮａＣｌ水溶液中に界面活性剤を数滴加えたものに数ｍｇの試料を数分間だけ超音波分散させ、１００μｍのアパーチャーを通して２〜４０μｍの粒子の粒度分布を計数した。
【００３４】
トナーの結着樹脂としては、一般的にはスチレン系のスチレンアクリル共重合体、スチレンブタジエン共重合体やフェノール樹脂、ポリエステル等が用いられる。本実施の形態では、スチレンアクリル共重合体とスチレンブタジエン共重合体を８：２の割合で用いた。電荷制御剤（通常はトナーに内添されているが外添も可能）に、ニグロシン、４級アンモニウム塩、トリフェニルメタン、イミダゾール等がポジトナー用に用いられる。本実施の形態では、トリフェニルメタンを（樹脂成分１００に対して）２部内添した。
【００３５】
また、加熱定着用トナーの場合、所謂ワックスを内添分散させるが、このワックスとしては例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、パラフィン等が用いられる。
【００３６】
本実施の形態で用いたトナー（１成分磁性トナー）は磁性を有するため、これにマグネタイト、フェライト等の酸化鉄を分散させるが、その量は６０〜１００部程度が一般的である。
【００３７】
また、トナーに対する外添剤としては、主には流動性付与のためのシリカを０．１〜５重量部程度外添する。このシリカは、トナー粒子と第１、第２現像スリーブ１１、１２の間に介在して第１、第２現像スリーブ１１、１２の摩耗を軽減すると共に、トナー同士の凝集を防いで第１、第２現像スリーブ１１、１２に接しているトナーと接していないトナーの入れ替わりを促進する機能を果たす。
【００３８】
更に、トナーにはチタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ランタン、酸化ネオジム等を外添する場合もある。これらは感光ドラム１に対する研磨剤の役割を果たし、結果として感光ドラム１にフィルム状に付着するトナーを研磨除去する効果が得られる。
【００３９】
第１現像スリーブ１１上に担持されるトナーの常温常湿での平均帯電量は＋６〜＋１２μＣ／ｇ、塗布量は０．７〜０．９ｍｇ／ｃｍ２であり、第２現像スリーブ１２上に担持されるトナーの常温常湿での平均帯電量は＋６〜＋１２μＣ／ｇ、塗布量は０．３〜０．５ｍｇ／ｃｍ２である。
【００４０】
そして、現像スリーブが１つの従来の現像装置を備えた画像形成装置と、現像スリーブが２つの本実施の形態の現像装置を備えた画像形成装置において、現像スリーブが１つの従来の現像装置では、トナー消費率が５０〜６０ｍｇ／枚（Ａ４）であったが、現像スリーブが２つの本実施の形態の現像装置では、トナー消費率が４１ｍｇ／枚（Ａ４）であった。
【００４１】
また、図５、図６に示すように、幅２００μｍの主走査方向（図のＢ方向）に伸びる長さ５ｍｍの線原稿を転写材（用紙）Ｐに複写した画像Ｇの幅Ｗｌの、主走査方向（図のＢ方向）におけるばらつき（Δｗｌ）は、１０．８μｍであった。なお、幅Ｗｌの測定には、米国ＭａｃＢｅｔｈ社製のマイクロデンシトメータ２４０５（商標）を用いた。
【００４２】
そして、本実施の形態では、上流側の第１現像スリーブ１１に対して、その振れが２５μｍ、真円度が１２μｍとなるように製造されており、下流側の第２現像スリーブ１２に対しては、その振れが１５μｍ、真円度が８μｍとなるように製造されている。
【００４３】
なお、第１、第２現像スリーブ１１、１２の振れ（回転振れ）は、振れ測定機「レーザースキャンマイクロメーター」（ミツトヨ社製）で測定し、真円度は、真円度・円筒形状測定機「ラウンドテストＲＡ−７２６」（ミツトヨ社製）で測定した。
【００４４】
上記した本実施の形態における現像装置４では、第１、第２現像スリーブ１１、１２の振れをそれぞれ２５μｍと１５μｍ、真円度をそれぞれ１２μｍと８μｍに設定したことによる効果を評価した。図１０は、本実施の形態（後で述べる実施の形態２〜４も含む）とその比較例（実施の形態１に対しては比較例１、５）の構成を示す図、図１１は、本実施の形態（後で述べる実施の形態２〜４も含む）とそれらの比較例（実施の形態１に対しては比較例１、５）の評価結果を示す図である。
【００４５】
図１０に示すように、実施の形態１に対する比較例１では、２つの現像スリーブを有し、上流側の現像スリーブに対して、その振れが１５μｍ、真円度が８μｍとなるように製造されており、下流側の現像スリーブに対しては、その振れが２５μｍ、真円度が１２μｍとなるように製造されている。他の構成は実施の形態２の第１、第２現像スリーブ１１、１２と同様である。
【００４６】
また、実施の形態１に対する比較例５では、１つの現像スリーブだけを有しており、この現像スリーブの振れが１５μｍ、真円度が８μｍとなるように製造されている。
【００４７】
そして、図１１に示す評価結果から明らかなように、実施の形態１の場合には、３０℃８０％ＲＨ環境での１００万枚出力後の状態において、画像反射濃度は１．３５、かぶりは０．４（％）、幅２００μｍの主走査方向に伸びる長さ５ｍｍの線原稿を転写材（用紙）Ｐに複写した画像Ｇの幅Ｗｌの、主走査方向におけるばらつき（Δｗｌ）は１０．８μｍ、面内均一性は０．０５、トナー消費率（ｍｇ／枚）は４１ｍｇ／枚であり、本実施の形態に対する比較例１、５の評価結果に対して略優位な結果が得られた。
【００４８】
また、コスト（現像装置の製造コストと画像形成装置の維持コスト）においても、本実施の形態は比較例１、５に対して同等か優位な結果が得られた。
【００４９】
なお、図１１に示す評価において、画像反射濃度は、米国ＭａｃＢｅｔｈ社製のＲＤ−９１４（商標）を用いて、直径５ｍｍの最大画像濃度の円形原稿の複写画像を測定した値である。かぶりは、東京電色社製のＴＣ−６ＤＳ（商標）を用いて測定した、キヤノン販売（株）が販売するオフィスプランナーＳＫ（商標）紙を原稿とした複写画像上の反射率と未使用紙の反射率の差である。また、面内均一性は、Ａ４サイズの平均画像反射濃度０．３のべた原稿の複写画像の画像反射濃度を９点測定した中での最大値と最小値の差であり、この値は、小さい方が好ましい。
【００５０】
このように本実施の形態では、上流側の第１現像スリーブ１１に対して、その振れが２５μｍ、真円度が１２μｍとなるように製造されており、下流側の第２現像スリーブ１２に対しては、その振れが１５μｍ、真円度が８μｍとなるように製造されている。即ち、上流側に位置する第１現像スリーブ１１の振れと真円度の値に対して下流側の第２現像スリーブ１２の振れと真円度の値の方が小さくなるように製造したことにより、感光ドラム１との間の現像間隙（ギャップ）が良好に保持されるので、長期にわたって高品位な画像を安定して出力することができ、更に、従来例に比べてトナー消費率が小さく、かつ装置コストの上昇も抑えることができた。
【００５１】
〈実施の形態２〉
図７は、本発明の実施の形態２に係る現像装置を示す概略構成図である。なお、図２に示した実施の形態１の現像装置と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、現像装置以外は図１に示した実施の形態１の画像形成装置と同様の構成であり、本実施の形態ではそれらの説明は省略する。
【００５２】
本実施の形態における現像装置４ａも、実施の形態１と同様に２つの第１、第２現像スリーブ１１、１２を有しているが、本実施の形態では互いの回転速度は同じであるが回転方向が異なる。即ち、上流側の第１現像スリーブ１１は感光ドラムと同方向に矢印ｂ方向（時計方向）に回転し、下流側の第２現像スリーブ１２は感光ドラムと逆方向に矢印ａ方向（反時計方向）に回転することにより、両者の間隙（ギャップ）Ｇでの第１、第２現像スリーブ１１、１２の相対速度が０となり、この部分での圧縮・摺擦によるトナーの劣化が軽減される。また、前記両者の間隙（ギャップ）Ｇ近傍における現像容器１０の内側には磁性材からなる板状部材２３が配置されている。
【００５３】
本実施の形態では、第１、第２現像スリーブ１１、１２の間隙（ギャップ）Ｇは２４０μｍであり、第１、第２現像スリーブ１１、１２と板状部材２３のそれぞれの間隙（ギャップ）は２４０μｍである。
【００５４】
第１、第２現像スリーブ１１、１２は、その内部にそれぞれ固定配置された固定マグネットローラ１３、１４を備えており、本実施の形態では第１現像スリーブ１１の固定マグネットローラ１３は５つの磁極を有し、第２現像スリーブ１１の固定マグネット１４は４つの磁極を有している。また、本実施の形態においても実施の形態１と同様の１成分磁性トナーを用いた。
【００５５】
第１現像スリーブ１１上に担持されるトナーの常温常湿での平均帯電量は＋８〜＋１０μＣ／ｇ、塗布量は０．９〜１．２ｍｇ／ｃｍ２であり、第２現像スリーブ１２上に担持されるトナーの常温常湿での平均帯電量は＋６〜＋８μＣ／ｇ、塗布量は０．４〜０．５ｍｇ／ｃｍ２である。
【００５６】
そして、現像スリーブが１つの従来の現像装置を備えた画像形成装置と、現像スリーブが２つの本実施の形態の現像装置４ａを備えた画像形成装置において、現像スリーブが１つの従来の現像装置では、トナー消費率が５０〜５５ｍｇ／枚（Ａ４）であったが、現像スリーブが２つの本実施の形態の現像装置４ａでは、トナー消費率が４２ｍｇ／枚（Ａ４）であった。
【００５７】
また、図５、図６に示すように、幅２００μｍの主走査方向（図のＢ方向）に伸びる長さ５ｍｍの線原稿を転写材（用紙）Ｐに複写した画像Ｇの幅Ｗｌの、主走査方向（図のＢ方向）におけるばらつきは、８．１μｍであった。
【００５８】
そして、本実施の形態では、上流側の第１現像スリーブ１１に対して、その振れが２２μｍ、真円度が１０μｍとなるように製造されており、下流側の第２現像スリーブ１２に対しては、その振れが１５μｍ、真円度が６μｍとなるように製造されている。
【００５９】
上記した本実施の形態の現像装置４ａのように、第１、第２現像スリーブ１１、１２の振れをそれぞれ２２μｍと１５μｍ、真円度をそれぞれ１０μｍと６μｍに設定したことによる効果を評価した。図１０は、本実施の形態とその比較例（実施の形態２に対しては比較例２、６）の構成を示す図、図１１は、本実施の形態とその比較例（実施の形態２に対しては比較例２、６）の評価結果を示す図である。
【００６０】
図１０に示すように、実施の形態２に対する比較例２では、２つの現像スリーブを有し、上流側の現像スリーブに対して、その振れが１５μｍ、真円度が６μｍとなるように製造されており、下流側の現像スリーブに対しては、その振れが２２μｍ、真円度が１０μｍとなるように製造されている。なお、実施の形態２と比較例２における、上流側の現像スリーブの外周移動速度にマイナス（−）が付いているのは、下流側の現像スリーブの移動方向に対して逆方向を意味している。他の構成は実施の形態１の第１、第２現像スリーブ１１、１２と同様である。
【００６１】
また、実施の形態２に対する比較例６では、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアを含有する２成分現像剤を使用した以外は、実施の形態２と同様である。
【００６２】
そして、図１１に示す評価結果から明らかなように、実施の形態２の場合には、３０℃８０％ＲＨ環境での１００万枚出力後の状態において、画像反射濃度は１．３６、かぶりは０．２（％）、幅２００μｍの主走査方向に伸びる長さ５ｍｍの線原稿を転写材（用紙）Ｐに複写した画像Ｇの幅Ｗｌの、主走査方向におけるばらつき（Δｗｌ）は８．１μｍ、面内均一性は０．０６、トナー消費率（ｍｇ／枚）は４２ｍｇ／枚であり、本実施の形態に対する比較例２、６の評価結果に対して略優位な結果が得られた。
【００６３】
また、コスト（現像装置の製造コストと画像形成装置の維持コスト）においても、本実施の形態は比較例２、６に対して同等か優位な結果が得られた。
【００６４】
このように本実施の形態では、上流側の第１現像スリーブ１１に対して、その振れが２２μｍ、真円度が１０μｍとなるように製造されており、下流側の第２現像スリーブ１２に対しては、その振れが１５μｍ、真円度が６μｍとなるように製造されている。即ち、上流側に位置する第１現像スリーブ１１の振れと真円度の値に対して下流側の第２現像スリーブ１２の振れと真円度の値の方が小さくなるように製造したことにより、感光ドラムとの間の現像間隙（ギャップ）が良好に保持されるので、長期にわたって高品位な画像を安定して出力することができ、更に、従来例に比べてトナー消費率が小さく、かつ装置コストの上昇も抑えることができた。
【００６５】
〈実施の形態３〉
図８は、本発明の実施の形態３に係る現像装置を示す概略構成図である。なお、図２に示した実施の形態１の現像装置と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、現像装置以外は図１に示した実施の形態１の画像形成装置と同様の構成であり、本実施の形態ではそれらの説明は省略する。
【００６６】
本実施の形態における現像装置４ｂは、３つの第１、第２、第３現像スリーブ１１、１２、２４を有している。感光ドラムの回転方向に対して最上流側に位置する第１現像スリーブ１１と、その下流側に位置（中間に位置）する第２現像スリーブ１２と、その下流側に位置する最下流側の第３現像スリーブ２４は、感光ドラムと逆方向に矢印ａ方向（反時計方向）にそれぞれ感光ドラムの回転速度（プロセススピード）に対して１．５倍の速度で回転する。
【００６７】
第１現像スリーブ１１と第２現像スリーブ１２の間隙（ギャップ）Ｇ１は４００μｍであり、第２現像スリーブ１２と第３現像スリーブ２４の間隙（ギャップ）Ｇ２も４００μｍである。また、第１現像スリーブ１１と規制ブレード１５の間隙（ギャップ）は２４０μｍである。第１、第２、第３現像スリーブ１１、１２、２４は、それぞれ非磁性部材である外径１６ｍｍのＳＵＳ３１６の上に、球状ガラス粒子でブラスト処理をした後、その表面にＮｉＰメッキ次いでＣｒメッキを施して形成されており、表面粗さＲｚをそれぞれ６、５、４μｍとした。
【００６８】
第１、第２、第３現像スリーブ１１、１２、２４は、その内部にそれぞれ固定配置された固定マグネットローラ（不図示）を備えており、各固定マグネットは５つの磁極を有している。
【００６９】
本実施の形態では、第１、第２、第３現像スリーブ１１、１２、２４に、−４００ＶのＤＣバイアスとピーク間電圧（Ｖｐｐ）が１５００Ｖで周波数が１．５５ｋＨｚの休止部を有する矩形波をＡＣバイアスとして重畳印加する。
【００７０】
また、本実施の形態で用いたトナー（１成分磁性トナー）はネガトナー（負帯電性トナー）であり、粒径は約９μｍである。また、トナーの電荷制御剤として、有機金属錯体、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類等がある。
【００７１】
第１、第２、第３現像スリーブ１１、１２、２４上にそれぞれ担持されるトナーの常温常湿での平均帯電量は−３５〜−４５μＣ／ｇ、塗布量は３８〜４５ｍｇ／ｃｍ２である。
【００７２】
そして、現像スリーブが１つの従来の現像装置を備えた画像形成装置と、現像スリーブが３つの本実施の形態の現像装置４ｂを備えた画像形成装置において、現像スリーブが１つの従来の現像装置では、トナー消費率が５５〜６０ｍｇ／枚（Ａ４）であったが、現像スリーブが３つの本実施の形態の現像装置４ｂでは、トナー消費率が４０ｍｇ／枚（Ａ４）であった。
【００７３】
また、図５、図６に示すように、幅２００μｍの主走査方向（図のＢ方向）に伸びる長さ５ｍｍの線原稿を転写材（用紙）Ｐに複写した画像Ｇの幅Ｗｌの、主走査方向（図のＢ方向）におけるばらつき（Δｗｌ）は、４．２μｍであった。
【００７４】
そして、本実施の形態では、最上流側の第１現像スリーブ１１に対して、その振れが３０μｍ、真円度が１５μｍとなるように製造されており、中間に位置する第２スリーブ１２に対しては、その振れが１２μｍ、真円度が８μｍとなるように製造されており、最下流側に位置する第３現像スリーブ２４に対して、その振れが１０μｍ、真円度が８μｍとなるように製造されている。
【００７５】
上記した本実施の形態の現像装置４ｂのように、第１、第２、第３現像スリーブ１１、１２、２４の振れをそれぞれ３０、１２、１０μｍ、真円度をそれぞれ１５、８、８μｍに設定したことによる効果を評価した。図１０は、本実施の形態とその比較例（実施の形態３に対しては比較例３）の構成を示す図、図１１は、本実施の形態とその比較例（実施の形態３に対しては比較例３）の評価結果を示す図である。
【００７６】
図１０に示すように、実施の形態３に対する比較例３では、３つの現像スリーブを有し、最上流側の第１現像スリーブに対して、その振れが１２μｍ、真円度が８μｍとなるように製造されており、中間に位置する第２スリーブに対しては、その振れが１２μｍ、真円度が８μｍとなるように製造されており、最下流側に位置する第３現像スリーブに対して、その振れが３０μｍ、真円度が１５μｍとなるように製造されている。他の構成は実施の形態３の第１、第２、第３現像スリーブ１１、１２、２４と同様である。
【００７７】
そして、図１１に示す評価結果から明らかなように、実施の形態３の場合には、３０℃８０％ＲＨ環境での１００万枚出力後の状態において、画像反射濃度は１．４４、かぶりは０．１（％）、幅２００μｍの主走査方向に伸びる長さ５ｍｍの線原稿を転写材（用紙）Ｐに複写した画像Ｇの幅Ｗｌの、主走査方向におけるばらつき（Δｗｌ）は４．２μｍ、面内均一性は０．０３、トナー消費率（ｍｇ／枚）は４０ｍｇ／枚であり、本実施の形態に対する比較例３の評価結果に対して略優位な結果が得られた。
【００７８】
また、コスト（現像装置の製造コストと画像形成装置の維持コスト）においても、本実施の形態は比較例３に対して略同等か優位な結果が得られた。
【００７９】
このように本実施の形態では、最上流側の第１現像スリーブ１１に対して、その振れが３０μｍ、真円度が１５μｍとなるように製造されており、中間に位置する第２現像スリーブ１２に対しては、その振れが１２μｍ、真円度が８μｍとなるように製造されており、最下流側の第３現像スリーブ２４に対して、その振れが１０μｍ、真円度が８μｍとなるように製造されている。
【００８０】
即ち、最上流側に位置する第１現像スリーブ１１の振れと真円度の値に対して、中間の第２現像スリーブ１２と最下流側の第３現像スリーブ２４の振れと真円度の値を順に小さく（真円度は第２現像スリーブ１２と第３現像スリーブ２４とで同じ）なるように製造したことにより、感光ドラムとの間の現像間隙（ギャップ）が良好に保持されるので、長期にわたって高品位な画像を安定して出力することができ、更に、従来例に比べてトナー消費率が小さく、かつ装置コストの上昇も抑えることができた。
【００８１】
〈実施の形態４〉
図９は、本発明の実施の形態４に係る現像装置を示す概略構成図である。なお、図２に示した実施の形態１の現像装置と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、現像装置以外は図１に示した実施の形態１の画像形成装置と同様の構成であり、本実施の形態ではそれらの説明は省略する。
【００８２】
本実施の形態の現像装置４ｃでは、２つの現像容器１０ａ、１０ｂを感光ドラムの回転方向に沿って配置し、各現像容器１０ａ、１０ｂにはそれぞれ第１、第２現像スリーブ１１、１２が回転自在に支持されている。感光ドラムの回転方向に対して上流側に位置する第１現像スリーブ１１は、感光ドラムと逆方向に矢印ａ方向（反時計方向）に回転し、感光ドラムの回転方向に対して第１現像スリーブ１１の下流側に位置する第２現像スリーブ１２は、感光ドラムと同方向に矢印ｂ（時計方向）に、それぞれ感光ドラムの回転速度（６６０ｍｍ／ｓｅｃ）に対して１．３倍の速度（８５８ｍｍ／ｓｅｃ）で回転する。
【００８３】
第１現像スリーブ１１上のトナーは規制ブレード１５ａで層厚規制され、第２現像スリーブ１２上のトナーは規制ブレード１５ｂで層厚規制される。第１現像スリーブ１１と規制ブレード１５ａの間隙（ギャップ）は２４０μｍであり、第２現像スリーブ１２と規制ブレード１５ｂの間隙（ギャップ）も２４０μｍである。
【００８４】
第１、第２現像スリーブ１１、１２は、それぞれ非磁性部材である外径２４．５ｍｍのアルミ６０６３の上に、球状ガラス粒子でブラスト処理をした後、その表面にＮｉＰメッキ次いでＣｒメッキを施して形成されており、表面粗さＲｚをそれぞれ５．４μｍとした。第１、第２現像スリーブ１１、１２は、その内部にそれぞれ固定配置された固定マグネットローラ（不図示）を備えており、各固定マグネットは５つの磁極を有している。
【００８５】
各現像容器１０ａ、１０ｂの上部には、それぞれ現像剤補給容器２０ａ、２０ｂが設けられており、各現像容器１０ａ、１０ｂ内に配置した現像剤残量検知センサ１９ａ、１９ｂでそれぞれ検知した現像剤残量情報に基づいて、各現像剤補給容器２０ａ、２０ｂからトナー補給ローラ２１ａ、２１ｂの回転によってトナーが現像容器１０ａ、１０ｂ内にそれぞれ補給される。本実施の形態においても実施の形態１と同様の１成分磁性トナーを用いた。
【００８６】
第１現像スリーブ１１上に担持されるトナーの常温常湿での平均帯電量は＋８〜＋１０μＣ／ｇ、塗布量は０．９〜１．２ｍｇ／ｃｍ２であり、第２現像スリーブ１２上に担持されるトナーの常温常湿での平均帯電量は＋６〜＋８μＣ／ｇ、塗布量は０．４〜０．５ｍｇ／ｃｍ２である。
【００８７】
そして、現像スリーブが１つの従来の現像装置を備えた画像形成装置と、現像スリーブが２つの本実施の形態の現像装置４ｃを備えた画像形成装置において、現像スリーブが１つの従来の現像装置では、トナー消費率が５５〜６０ｍｇ／枚（Ａ４）であったが、現像スリーブが２つの本実施の形態の現像装置４ｃでは、トナー消費率が４３ｍｇ／枚（Ａ４）であった。
【００８８】
また、図５、図６に示すように、幅２００μｍの主走査方向（図のＢ方向）に伸びる長さ５ｍｍの線原稿を転写材（用紙）Ｐに複写した画像Ｇの幅Ｗｌの、主走査方向（図のＢ方向）におけるばらつきは、９．１μｍであった。
【００８９】
そして、本実施の形態では、上流側の第１現像スリーブ１１に対して、その振れが１９μｍ、真円度が１０μｍとなるように製造されており、下流側の第２現像スリーブ１２に対しては、その振れが１０μｍ、真円度が７μｍとなるように製造されている。
【００９０】
上記した本実施の形態の現像装置４ｃのように、第１、第２現像スリーブ１１、１２の振れをそれぞれ１９μｍと１０μｍ、真円度をそれぞれ１０μｍと７μｍに設定したことによる効果を評価した。図１０は、本実施の形態とその比較例（実施の形態２に対しては比較例４）の構成を示す図、図１１は、本実施の形態とその比較例（実施の形態２に対しては比較例４）の評価結果を示す図である。
【００９１】
図１０に示すように、実施の形態４に対する比較例４では、２つの現像スリーブを有し、上流側の現像スリーブに対して、その振れが１９μｍ、真円度が１０μｍとなるように製造されており、下流側の現像スリーブに対しては、その振れが１０μｍ、真円度が７μｍとなるように製造されている。
【００９２】
そして、図１１に示す評価結果から明らかなように、実施の形態４の場合には、３０℃８０％ＲＨ環境での１００万枚出力後の状態において、画像反射濃度は１．３９、かぶりは０．５（％）、幅２００μｍの主走査方向に伸びる長さ５ｍｍの線原稿を転写材（用紙）Ｐに複写した画像Ｇの幅Ｗｌの、主走査方向におけるばらつき（Δｗｌ）は９．１μｍ、面内均一性は０．０２、トナー消費率（ｍｇ／枚）は４３ｍｇ／枚であり、本実施の形態に対する比較例４の評価結果に対して略優位な結果が得られた。
【００９３】
また、コスト（現像装置の製造コストと画像形成装置の維持コスト）においても、本実施の形態は比較例４に対して同等であった。
【００９４】
また、図１０において、実施の形態４に対する比較例７では、１成分非磁性トナーを用いたことにより、第１、第２現像スリーブは内部に固定マグネットローラを内蔵していなく、現像剤の層厚規制は、第１、第２現像スリーブに接触する弾性材からなる板状部材を用いた。他の構成は実施の形態４と同様である。そして、図１１に示す評価結果から明らかなように、本実施の形態に対する比較例７の構成では、５万枚出力後に現像装置が故障し、耐久性に問題があった。
【００９５】
また、本実施の形態に対する比較例８は、実施の形態４と同様に２つの第１、第２現像スリーブの振れをそれぞれ１５μｍと２２μｍ、真円度をそれぞれ６μｍと１０μｍに設定し、感光ドラムの回転速度を２９５ｍｍ／ｓｅｃとして第１、第２現像スリーブの回転速度を３５４ｍｍ／ｓｅｃとした。そして、図１１に示す評価結果から明らかなように、本実施の形態に対する比較例８の構成では、実施の形態４に対して画像品位が低かった。
【００９６】
また、本実施の形態に対する比較例９は、１つの現像スリーブだけを有しており、この現像スリーブの振れが１５μｍ、真円度が６μｍとなるように設定し、感光ドラムの回転速度を２９５ｍｍ／ｓｅｃとして現像スリーブの回転速度を３５４ｍｍ／ｓｅｃとした。そして、図１１に示す評価結果から明らかなように、本実施の形態に対する比較例９の構成では、実施の形態４に対して画像品位が低かった。
【００９７】
また、本実施の形態に対する比較例１０は、２つの第１、第２現像スリーブの振れをそれぞれ８μｍと５μｍ、真円度をそれぞれ５μｍと３μｍに設定し、実施の形態４の場合よりも高精度に製造した。そして、図１１に示す評価結果から明らかなように、本実施の形態に対する比較例１０の構成では、実施の形態４に対して第１、第２現像スリーブの振れと真円度の精度が良いので、画像品位は良好であるが、装置コストが高い。
【００９８】
このように本実施の形態では、上流側の第１現像スリーブ１１に対して、その振れが１９μｍ、真円度が１０μｍとなるように製造されており、下流側の第２現像スリーブ１２に対しては、その振れが１０μｍ、真円度が７μｍとなるように製造されている。即ち、上流側に位置する第１現像スリーブ１１の振れと真円度の値に対して下流側の第２現像スリーブ１２の振れと真円度の値の方が小さくなるように製造したことにより、感光ドラムとの間の現像間隙（ギャップ）が良好に保持されるので、長期にわたって高品位な画像を安定して出力することができ、更に、従来例に比べてトナー消費率が小さく、かつ装置コストの上昇も抑えることができた。
【００９９】
なお、上記した各実施の形態の現像装置では、現像スリーブを２つ又は３つ有していた構成であったが、４つ以上有している構成の現像装置でも同様に本発明を適用することができる。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の現像剤担持体のうちの、像担持体の移動方向に対して下流側に位置する下流側現像剤担持体の真円度及び回転振れを、像担持体の移動方向に対して下流側現像剤担持体の上流側に位置する上流側現像剤担持体の真円度及び回転振れよりも小さく又は略等しくしたことにより、像担持体との間の間隙が良好に保持されるので、長期にわたって高品位な画像を安定して出力することができ、更に、従来に比べてトナー消費率が小さく、かつ装置コストの上昇も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る現像装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る現像装置を示す概略断面図。
【図３】現像装置の現像スリーブを示す分解斜視図。
【図４】現像スリーブの磁気シール部材を示す図。
【図５】主走査方向に伸びる線原稿を転写材（用紙）に複写した画像の主走査方向におけるばらつきを説明するための図。
【図６】主走査方向に伸びる線原稿を転写材（用紙）に複写した画像の主走査方向におけるばらつきを説明するための図。
【図７】本発明の実施の形態２に係る現像装置を示す概略断面図。
【図８】本発明の実施の形態３に係る現像装置を示す概略断面図。
【図９】本発明の実施の形態４に係る現像装置を示す概略断面図。
【図１０】本発明の実施の形態１〜４とそれらに対する比較例における現像スリーブの構成を示す図。
【図１１】本発明の実施の形態１〜４とそれらに対する比較例の評価結果を示す図。
【符号の説明】
１　　　　感光ドラム（像担持体）
２　　　　１次帯電器
３　　　　露光装置
４　　　　現像装置
６　　　　転写帯電器
８　　　　定着装置
８ａ　　　定着ローラ
８ｂ　　　加圧ローラ
９　　　　クリーニング装置
１０、１０ａ、１０ｂ　　　現像容器
１１　　　第１現像スリーブ（上流側現像剤担持体）
１２　　　第２現像スリーブ（下流側現像剤担持体）
１３、１４　　　　固定マグネットローラ
１５、１５ａ、１５ｂ　　　　規制ブレード
２０、２０ａ、２０ｂ　　　　現像剤補給容器
２４　　　第３現像スリーブ（下流側現像剤担持体）
【図１】
2004029473.tif 000003
【図２】
2004029473.tif 000004
【図３】
2004029473.tif 000005
【図４】
2004029473.tif 000006
【図５】
2004029473.tif 000007
【図６】
2004029473.tif 000008
【図７】
2004029473.tif 000009
【図８】
2004029473.tif 000010
【図９】
2004029473.tif 000011
【図１０】
2004029473.tif 000012
【図１１】
2004029473.tif 000013