(57)【要約】【課題】  フルカラー出力が可能な画像形成装置の大型化を回避し、高速かつ高画質の黒画像、現像剤消費量が少なく保守間隔の長い黒現像装置を提供することである。【解決手段】  第一段の現像剤担持部材の周速度が第二段の現像剤担持部材の周速度より小である画像形成装置において前記第一の現像剤担持部材の外径が前記第二の現像剤担持部材の外径より小とすることにより、フルカラー出力が可能な画像形成装置の大型化を回避し、高速かつ高画質の黒画像、現像剤消費量が少なく保守間隔の長い黒現像装置を提供する。【選択図】  図２
2007171277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する潜像担持部材と、
現像剤を収容する現像剤収容部と前記現像剤収容部内から供給され薄層化された前記現像剤を表面に担持する二の現像剤担持部材を備え前記現像剤担持部材を潜像担持部材に近接又は接触させて電界の作用により前記現像剤を前記潜像担持部材に転移させる現像装置
を備え、
前記二の現像剤担持部材として隙間を設けて互いに近接して対向配置された前記像担持部材の移動方向に対して前記像担持部材との近接又は接触位置にて同方向に回転する第一の現像剤担持部材と第二の現像剤担持部材を備え、前記第一の現像剤担持部材は前記像担持部材の回転方向に対して上流側に位置するとともに、前記第二の現像剤担持部材は前記像担持部材の回転方向に対して下流側に位置し、前記第一の現像剤担持部材の周速度が前記第二の現像剤担持部材の周速度より小である
画像形成装置において、
前記第一の現像剤担持部材の外径が前記第二の現像剤担持部材の外径より小である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第一の現像剤担持部材表面に担持される現像剤の単位面積あたりの質量が、前記第二の現像剤担持部材表面に担持される現像剤の単位面積あたりの質量より大である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第一の現像剤担持部材の周速度が、潜像担持部材の周速度より小である
ことを特徴とする請求項１乃至2の一に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電界を発生させるために第一の現像剤担持部材に印加されるバイアスと、前記電界を発生させるために前記第二の現像剤担持部材に印加されるバイアスの電源が共通である
ことを特徴とする請求項１乃至3の一に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第一の現像剤担持部材は、外径が2１ｍｍ未満のローラ形状を呈する
ことを特徴とする請求項１乃至4の一に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤は、磁性トナーのみからなる
ことを特徴とする請求項１乃至5の一に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第一の現像剤担持部材の磁性トナーへの電荷付与能力が、前記第二の現像剤担持部材の磁性トナーへの電荷付与能力より大である
ことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記潜像担持部材は、非晶質の珪素原子を含有する感光層を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至7の一に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記潜像担持部材は、外径が109ｍｍ未満のドラム形状を呈する
ことを特徴とする請求項１乃至8の一に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
フルカラー画像を形成可能である
ことを特徴とする請求項１乃至9の一に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至7の一に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体等の潜像担持部材上に形成された静電潜像に現像剤を付着させてトナー像を形成する現像装置を備え、電子写真方式や静電記録方式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。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置（図９）では、一般に、潜像担持部材0'を帯電装置2’により帯電し、露光光学系により入力画像を露光して感光体0'の周面に静電潜像を形成し、この感光体0'の周面上に形成された静電潜像を現像装置1'で現像してトナー像を形成する。
【０００３】
そして、このトナー像を転写手段3’によって転写材M`に転写し、定着装置８'でトナー像を転写紙上に定着して排紙する。また、転写後の感光体0'表面はクリーニング装置7'でクリーニングされ、更に帯電前露光10'を行って残留電荷を除去し、次の画像形成に備える。
【０００４】
上記した画像形成装置に使用される従来の現像装置1'では、現像剤を担持搬送してトナーに感光体0'に供給するために、通常一本の現像剤担持部材（以下、現像スリーブという）１2'が感光体0'に対して接触又は一定の間隙を設けて配置されている。
【０００５】
ところで、近年、画像形成装置においては、さらなる高速化が要求されているが、従来の一本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。
【０００６】
一般に、現像スリーブを、感光体0'の周速の1.5倍程度の速度で回転させて現像を行うが、一本の現像スリーブを有する現像装置で高速化に対応するには、現像スリーブの周速を感光体0'の周速の２倍程度にしなければならないことがある（従来例4）。
【０００７】
なぜなら、現像スリーブの周速を上げなければ、現像剤の供給が不足し画像濃度が不足してしまうからである。
【０００８】
しかしながら、現像スリーブの周速を増すと、現像スリーブ近傍の昇温によっ
て、現像剤の融着・劣化などの問題が発生する虞がある。
【０００９】
そこで、上記したような問題を解決するために、複数の現像スリーブを備え各現像スリーブでそれぞれ現像を行う現像装置が提案されている(図１２  従来例2)
かかる現像装置では、各現像スリーブの周速を上げることなく高速化に対応することが可能であり、同時にトナー消費量を低減できるという利点があるが、現像スリーブを複数使用するため、現像装置ひいては画像形成装置が大型化し、特に日本の狭いオフィスで使用しにくいという問題があった。
【００１０】
そこで、近年、複数の現像スリーブを近接させ一体的に構成した現像装置が提案されている。
【００１１】
かかる現像装置のなかでも、特に高速化と小型化の両立を図れる構成として、特に二本の現像スリーブを互いに近接させた構成をとる現像装置が急速に発展している（図１０  従来例1）。
【００１２】
二本の現像スリーブを近接させ一体的に構成した現像装置としては、例えば特開２０００−３０５３５２号公報に記載されているものがある。
【００１３】
かかる構成の現像装置は、図１０に示すように、現像剤d'を収納した現像容器１1'の、感光ドラム０'と対向した開口部に、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12ｂ’が近接して配置されている。なお、感光ドラム０'は矢印b方向（時計方向）に回転し、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12ｂ’は矢印b方向（反時計方向）に回転するように構成されている。
【００１４】
即ち、感光ドラム０'に対して第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12ｂ’が近接している位置では、感光ドラム０の回転方向と第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12ｂ’の回転方向は同じであり、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12ｂ’が近接して対向する部分SS（以下、SS部という）では、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12ｂ’の回転方向は逆方向である。
【００１５】
そして、現像容器１1'内の現像剤d'は、攪拌・搬送部材によって第二現像スリーブ12a'近傍に搬送され、更に第二現像スリーブ12a'の矢印b方向（反時計方向）の回転にともなって、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12ｂ’が近接して対向するSS部近傍に送られる。
【００１６】
ここで、現像剤d'がSS部をすり抜ける際に層厚規制され、第二現像スリーブ12ｂ’の表面に現像剤層d2'が形成される。この現像剤層d2'は感光ドラム０'との最近接点でその一部が現像に供されるが、現像に供されなかった現像剤は、現像容器１1'内に回収される。
【００１７】
一方、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12ｂ’が近接して対向するSS部近傍まで搬送された現像剤d'のうち、第二現像スリーブ12ｂ’の表面に担持されなかった現像剤d'は、第一現像スリーブ12a'の回転にともなって薄層形成部材１４'近傍に搬送される。ここで、現像剤d'が薄層形成部材１４'と第一現像スリーブ12a'との間の隙間をすり抜ける際に層厚規制され、第一現像スリーブ12a'の表面に現像剤層d1'が形成される。この現像剤層d1'は感光ドラム０との最近接点でその一部が現像に供されるが、現像に供されなかった現像剤は、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12ｂ’が近接して対向するSS部に送られ、ここで、一部が現像容器１1'内に回収され、残りは第二現像スリーブ12ｂ’へ移送され、現像剤層d2'の一部となる。
【００１８】
また、この現像装置では、現像剤残量検知センサ（不図示）で検知した現像剤残量情報に基づいて、現像剤補給容器（不図示）から現像剤（現像剤）が現像容器１1'内に補給される。
【００１９】
ところで、上記した構成の現像装置では、第一現像スリーブ12a'と第二現像スリーブ12ｂ’が近接して対向するSS部において、第一現像スリーブ12a'の表面に担持される現像剤層d1'と第二現像スリーブ12ｂ’の表面に担持される現像剤層d2'がカウンター方向で衝突するため、この部分（SS部近傍）で現像剤の摺擦が発生する。
【００２０】
特に、画像形成装置がより高速化されると、第一、第二現像スリーブ12a'，12ｂ’の周速も速くなることによって、SS部近傍で現像剤のより激しい摺擦が発生する。これにより、第一、第二現像スリーブ12a'，12ｂ’の表面温度が上昇し、現像剤が第一、第二現像スリーブ12a'，12ｂ’の表面に融着する等の不具合が発生する虞があった。
【００２１】
そこで、第一スリーブ12a'と第二スリーブ12ｂ’との間のSS部近傍での現像剤の激しい摺擦を緩和させるため、第一スリーブ12a'もしくは第二スリーブ12ｂ’の周速度を他方の周速度よりも遅くして、前記SS部近傍での現像剤の摺擦を低減させることが提案されている。
【００２２】
他方、近年の画像形成装置小型化・フルカラー化の流れはとどまるところを知らず、結果的に現像装置の小型化が必要現像剤っているが、二本スリーブ現像装置は原理上、小型化が困難である。
【００２３】
潜像担持部材として、ランニングコストの低減を目的としたａ−Ｓｉ感光体を用いる画像形成装置も増えてきた。ａ−Ｓｉ感光体は、有機感光体に比べて耐久性に優れているため画像形成装置が寿命を迎えるまで交換不要という利点があり、高速機・高級機を中心に急速に普及してきているが、帯電された際の表面電位のムラ・変動が大きく、電位検知センサにより常に表面電位をモニターし、必要な制御を行うことがほぼ必須である。
【００２４】
電位検知センサは、潜像担持部材と非接触で機能するが、正確な電位を測定するための間隙距離の上限は約10mmであり、潜像担持部材周囲のスペースを確保する必要がある（図１１）。
【特許文献１】特開２０００−３０５３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
発明が解決しようとする課題は、フルカラー出力が可能な画像形成装置の大型化を回避し、高速かつ高画質の黒画像、現像剤消費量が少なく保守間隔の長い黒現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置は、回転する潜像担持部材と、現像剤を収容する現像剤収容部と前記現像剤収容部内から供給され薄層化された前記現像剤を表面に担持する二の現像剤担持部材を備え前記現像剤担持部材を潜像担持部材に近接又は接触させて電界の作用により前記現像剤を前記潜像担持部材に転移させる現像装置を備え、前記二の現像剤担持部材として所定の隙間を設けて互いに近接して対向配置された前記像担持部材の移動方向に対して前記像担持部材との近接又は接触位置にて同方向に回転する第一の現像剤担持部材と第二の現像剤担持部材を備え、前記第一の現像剤担持部材は前記像担持部材の回転方向に対して上流側に位置するとともに、前記第二の現像剤担持部材は前記像担持部材の回転方向に対して下流側に位置し、前記第一の現像剤担持部材の周速度が前記第二の現像剤担持部材の周速度より小である画像形成装置において、前記第一の現像剤担持部材の外径が前記第二の現像剤担持部材の外径より小であることとした。
【００２７】
また、前記第一の現像剤担持部材表面に担持される現像剤の単位面積あたりの質量が、前記第二の現像剤担持部材表面に担持される現像剤の単位面積あたりの質量より大であることとした。
【００２８】
また、前記第一の現像剤担持部材の周速度が、潜像担持部材の周速度より小であることとした。
【００２９】
また、前記電界を発生させるために第一の現像剤担持部材に印加されるバイアスと、前記電界を発生させるために前記第二の現像剤担持部材に印加されるバイアスの電源が共通であることとした。
【００３０】
また、前記第一の現像剤担持部材は、外径が2１ｍｍ未満のローラ形状を呈することとした。
【００３１】
また、前記現像剤は、磁性トナーのみからなることとした。
【００３２】
また、前記第一の現像剤担持部材の磁性トナーへの電荷付与能力が、前記第二の現像剤担持部材の磁性トナーへの電荷付与能力より大であることとした。
【００３３】
また、前記潜像担持部材は、非晶質の珪素原子を含有する感光層を備えたこととした。
【００３４】
また、前記潜像担持部材は、外径が109ｍｍ未満のドラム形状を呈することとした。
【００３５】
また、フルカラー画像を形成可能であることとした。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように本発明によれば、フルカラー出力が可能な画像形成装置の大型化が回避され、現像装置近傍の温度上昇を抑えてトナー融着を防止することにより、高速かつ高画質の画像が出力可能で、トナー消費量が少なく、保守頻度の低い現像装置を備えた画像形成装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（実施例１）
図１は、本実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。
【００３８】
本画像形成装置は、フルカラー出力時のプロセススピードが２００ｍｍ/ｓで毎分40枚のフルカラーデジタル複写機である。
【００３９】
本複写機の寸法は、幅800mm、高さ790ｍｍである。
【００４０】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各ステーションを備え、フルカラー画像のそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成可能である。以下の説明において、例えば「一次帯電器２」とあれば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各ステーションにおける一次帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを指すものとする。
【００４１】
デフォルトのフルカラーモードでの画像形成は次のように行われる。
【００４２】
先ず、潜像担持体である感光ドラム0が回転し、感光ドラム0の表面が一次帯電器２によって一様に帯電され、次いで、例えばレーザのような発光素子（不図示）によって情報信号に応じた露光して感光ドラム0の表面に静電潜像が形成される。
【００４３】
潜像担持部材0Y,0M,0Cとして、外径30ｍｍの有機感光体を用いている。有機感光体は、ａ−Ｓｉ感光体に比べて耐久性は低い（寿命10万枚）が、小径にすることができ、オフィス用のフルカラー機に適している。
【００４４】
潜像担持部材0Kとして、外径８４ｍｍのａ−Ｓｉ感光体を用いている。ａ−Ｓｉ感光体は、有機感光体に比べて高耐久（寿命5００万枚）であり、黒出力の比率の高いオフィス用の高速機に適している。
【００４５】
次に、a-Si感光体０Kについて、図８の概略構成図を参照して説明する。
【００４６】
図８は円柱状の感光体の表面付近の一部を切り取って側面を示したものである。この感光体０Kは、感光体用の基体０aKと、基体０aK上に設けられたａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる感光層０bKとを有している。感光層０bK上には必要に応じてａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘまたはａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘからなる中間層または第２表面層０cKが設けられる。さらに最外周面にはａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘまたはａ−Ｃ：Ｈ，Ｘからなる表面層０dKが設けられる。
【００４７】
ａ−Ｓｉ：Ｈを用いた画像形成装置用の感光体０Kは、一般的には、導電性の基体０aKを加熱し、基体０aK上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ（法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法（以下、「ＰＣＶＤ法」と称する）などの成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成して製造される。なかでもＰＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波のグロー放電によって分解し、分解された原料ガスを基体０aK上に堆積させてａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適である。
【００４８】
図８に示す感光体0Kの表面層０dKは、上記のような製造方法により、中心線平均粗さＲａが０．０１μｍから０．９μｍになるようにした。
【００４９】
中心線平均粗さＲａはＪＩＳに準拠し、表面粗さ測定器ＳＥ−３３００（小坂研究所製）によって、基準長さ０．２５ｍｍの条件で測定した。
【００５０】
本画像形成装置は、感光ドラム０の周囲に一次帯電器２、現像装置1、転写ローラ５1、転写ベルト52、クリーニング装置７等を備えている。
【００５１】
Y,M,Cステーションにおいては、この静電潜像を公知の現像装置1の現像剤担持部材として現像スリーブ12a上に担持された薄層の現像剤によって反転現像を行い、トナー像として可視像化する。
【００５２】
本実施例においては、フルカラー画像に求められる均一性に優れた二成分現像剤dを用いた二成分現像方式によって現像動作を行う。
【００５３】
二成分現像は、磁性キャリア粒子と非磁性トナーから構成されている。
【００５４】
Kステーションにおいては、この静電潜像を現像装置1Kの現像剤担持部材としての二本の現像スリーブ12aK，13bK上に担持された薄層の現像剤によって正規現像を行い、トナー像として可視像化する（本実施例における現像装置1Kの詳細については後述する）。
【００５５】
本実施例においては、取り扱いが簡易で、現像スリーブ寿命の２００万枚まで保守作業の要らない磁性トナーを用いた。
【００５６】
本実施例で用いた磁性トナーは、負帯電性で、重量平均粒径は約５.８μｍである。
【００５７】
重量平均粒径は、マルチサイザー（商標）（コールター社製）を用い、電解液はＩＳＯＴＯＮ  Ｒ−ＩＩ（ＩＳＯＴＯＮは登録商標です）（コールターサイエンティフィックジャパン社製）を用いて測定する。
【００５８】
測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散機で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、体積、個数を測定して、重量平均粒径を算出する。
【００５９】
重量平均粒径が６．０μｍより大きい場合は１００μｍのアパーチャーを用い２〜６０μｍの粒子を測定し、重量平均粒径３．０〜６．０μｍの場合は５０μｍのアパーチャーを用い１〜３０μｍの粒子を測定し、重量平均粒径３．０μｍ未満の場合は３０μｍのアパーチャーを用い０．６〜１８μｍの粒子を測定する。
現像装置1Kのすぐ上流には、電位センサ90Kが配置されている。
【００６０】
現像装置1Kのすぐ下流には、感光体近傍を浮遊する飛散現像剤を回収するための飛散現像剤回収装置95Kが、飛散現像剤回収装置95Kのすぐ下流には、感光体0K上に形成されたトナー像の帯電量を増加させるためのポスト帯電器96Kが配設されている。
【００６１】
Y,M,Cステーションには、電位センサ90、飛散トナー回収装置95 ,ポスト帯電器96ともに配設されていない。
【００６２】
Y,M,Cステーションにおいては感光ドラム０上に形成されたトナー像を、Kステーションにおいては感光ドラム０K上に形成されたトナー像をポスト帯電器４によって帯電させた後、このトナー像が感光ドラム０と転写ローラ５1と転写ベルト52の転写ニップ部NTに達すると、現像剤dと逆極性の転写バイアスが印加された転写ローラ５1により、感光ドラム０と転写ローラ５1に発生する静電力によって転写ベルト52上の転写材Mに転写される。
【００６３】
そして、分離バイアスが印加された分離帯電器53によって、転写材Mを感光ドラム０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Mに加熱、加圧して定着した後に外部に出力する。
【００６４】
また、上記転写後に感光ドラム０上に残留している転写残トナーは、クリーニング装置７によって除去されて回収される。
【００６５】
黒出力モードが選択された場合、Y,M,Cステーションは動作せず、Kステーションのみ動作する。
【００６６】
この場合、プロセス速度は300ｍｍ/ｓ、毎分60枚の高速出力が可能である。
【００６７】
次に、本実施例における現像装置1Kの詳細について説明する。
【００６８】
現像装置1Kは、図２に示すように、現像剤担持部材としての第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKの２つの現像スリーブを備えている。
【００６９】
第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKは、磁性トナーｔを収容する現像容器１１Kの感光ドラム０Kに対向した開口部に、互いに近接して（間隙距離ともに200μum）感光ドラム０Kの長手方向に沿って並設された筒状の回転体である。
【００７０】
ここでは、感光ドラム０Kの回転方向（時計方向）に対し、上流側の現像スリーブが第一スリーブ12aKであり、下流側の現像スリーブが第二スリーブ12bKである。
【００７１】
第一スリーブ12aの上方に位置する現像容器１１Kの開口部には、第一スリーブ12aK表面に近接して（間隙距離240μum）SPCC製の薄層形成部材１６K（幅10ｍｍ、厚さ1.6mm）が設けられており、第一スリーブ12aKの表面に現像剤を層厚規制して薄層形成する。
【００７２】
薄層現像剤の単位面積あたりの質量ｍは0.9g/cm^２である。
【００７３】
ｍの測定は、薄層現像剤を掃除機で吸引して捕集し、捕集した現像剤の質量を測定し（Ｍ（ｍｇ））、現像スリーブの表面の現像剤の吸引領域の面積を計測し（Ｓ（ｃｍ2））、ＭをＳで除して算出する。
【００７４】
第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKは、それぞれの回転軸（不図示）が現像容器１１Kの両側壁（不図示）に軸受け（不図示）を介して回転自在に支持されている。
【００７５】
現像容器１１K内には、収容しているトナーtを攪拌・搬送する２つの羽根状の攪拌部材１７K，１８Kが設けられており、攪拌部材１７K，１８Kの回転によってトナーtを、第二スリーブ12bK側近傍に搬送する。
【００７６】
第二スリーブ12bK近傍に搬送されたトナーtは、第二スリーブ12bKの矢印b方向の回転にともなって、近接配置されている第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKとの間のSS部（間隙距離400μm）近傍に送られるとともに、第一スリーブ12aKに送られる。
【００７７】
また、現像容器１１Kの上部にはトナー補給容器（不図示）が設けられており、トナー残量検知センサ（不図示）で検知したトナー残量情報に基づいて、トナー補給容器からトナーtが現像容器１１K内に補給される。
【００７８】
第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKは、それぞれ同方向に回転する。
【００７９】
詳しくは、第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKの各表面に担持されている現像剤が感光ドラム０側に飛翔（搬送）するときに、第一、第二スリーブ12aK，12bK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０Kの回転方向（矢印b）に対して従動するように、矢印ａ方向に回転する。
【００８０】
第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKの周速度はそれぞれ160ｍｍ/ｓ、360ｍｍ/ｓである。
【００８１】
因みに、第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKの大小関係を逆にすると、つまり、（第一スリーブ12aKの周速度）＞（第二スリーブ12bKの周速度）とすると、現像剤薄層に乱れが生じ、画像欠陥ひいては現像装置の故障につながる（従来例3）。
【００８２】
その理由は、第一スリーブ１２から第二スリーブ１2aKへと移送される現像剤量より、SS部近傍に溜まるトナー量が多くなるので、SS部近傍に溜まったトナーはある限界を超えたところで、一気に第二スリーブ１２ｂKへと移送されるからである。
【００８３】
第一スリーブ12aKは、外径２０ｍｍのアルミ合金製素管上に、フェノール樹脂と結晶性グラファイト及びカーボンを、１００：３６：４の割合で混合した膜が形成されている。
【００８４】
これは、ゴースト画像を防止するとともに、第一スリーブ12aK表面の耐久性を高めるためである。
【００８５】
第一スリーブの帯電付与能力ｑは9μC/ｇである。
【００８６】
ここで、帯電付与能力ｑは、次のように求めた。
【００８７】
23℃、50％RHの環境下で、第一スリーブ12aKと同じ材質で作成した樋91（長さ300ｍｍ、幅40ｍｍ、深さ30mm）をCrめっき膜を上にして、60°の傾斜角をもって固定する。
【００８８】
樋91を接地した後、接地を解き、代わりに、ゼロリセットした市販の電荷計92を接続する。
【００８９】
その後、ガラス製ビーカー93に収納されている10ｇの現像剤を、ビーカー93を小刻みに揺らしながら約10秒間かけて少しずつ滑落させる(図3)。
【００９０】
その後のクーロンメータの帯電量（μC）を10gで除した。
【００９１】
また、第一スリーブ12aKは、その内部に固定配置された固定マグネット１4Kを備えている。固定マグネット１4Kは、五の極を有する。
【００９２】
一方、第二スリーブ12aKは、外径２4.5ｍｍのアルミ合金製素管上に、フェノール樹脂と結晶性グラファイト及びカーボンを、１００：40：5の割合で混合した膜が形成されている。これは、ゴースト画像を防止するとともに、第二スリーブ12bK表面の耐久性を高めるためである。
【００９３】
第二スリーブの帯電付与能力ｑは7μC/ｇである。
【００９４】
帯電付与能力ｑの測定は、前述の方法に準ずる（以下同じ）。
【００９５】
また、第二スリーブ12bKは、その内部に固定配置された固定マグネット１５Kを備えている。
【００９６】
固定マグネット１５Kは、時計回りに四の極を有する。
【００９７】
ここで、(第一スリーブ12aKの径)＞（第二スリーブ12bKの径）とすることも不可能ではないが、上述の通り、（第一スリーブ12aKの周速度）＞（第二スリーブ12bKの周速度）とすることはできないので、（第一スリーブ12aKの周速度）≦（第二スリーブ12bKの周速度）とせざるを得ないが、周速度が大きいほど径も大きくするのが自然であるので、（第一スリーブ12aKの径）＜（第二スリーブ12bKの径）としている。
【００９８】
周速度が大きいのにスリーブ径を小さくすると、スリーブ表面の磨耗やトナー飛散が大きくなる。(従来例5)
そして、現像動作時には、第一スリーブ12aKに、＋３００ＶのＤＣバイアスとピーク間電圧が１０００Ｖ、周波数が３.５ｋＨｚの矩形波をＡＣバイアスとして重畳印加して現像電界を発生させ、第一スリーブ12a上のトナー層ｔ1を感光ドラム０上の静電潜像に飛翔させて、トナー像化する。この際、現像コントラストは２００Ｖであり、かぶり除去コントラストは１００Ｖである。
【００９９】
一方、第二スリーブ12bKにも同様に、＋３００ＶのＤＣバイアスとピーク間電圧が１0００Ｖ、周波数が３.５ｋＨｚの矩形波をＡＣバイアスとして重畳印加して現像電界を発生させ、第二スリーブ12bK上に層厚規制されたトナー層ｔ２を感光ドラム０K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。
【０１００】
この際、現像コントラストは２００Ｖであり、かぶり除去コントラストは１００Ｖである。
【０１０１】
二本のスリーブへ接続される現像バイアス高圧電源3Kは、共通であり、この電源のコストを1（相対値）とする。
【０１０２】
実施例４（二本のスリーブへ接続される現像バイアス高圧電源がそれぞれ独立）の現像バイアス高圧電源の1.8に比べて安価である。
【０１０３】
第一スリーブ12aKと第二スリーブ12bKは、感光ドラム０Kの周速度に対してそれぞれ0.53倍、1.2倍の周速度で回転する。
【０１０４】
図1３に、本実施例の画像形成装置の性能を示した。
【０１０５】
ここで、画質が良好とは、「画像濃度が十分で、スリーブゴースト、白地部かぶり、縦スジなどの画像欠陥がないこと」を意味する（以下同じ）。
【０１０６】
スリーブゴーストとは、画像濃度の高いベタ画像を現像した位置が、現像スリーブの次以降の回転時に現像位置に来てハーフトーン画像を現像すると、画像上にベタ画像の跡が現れてしまう画像欠陥をいう。
【０１０７】
トナー飛散は、画像形成装置の前扉を開けただけでその裏側現像剤が舞えば「多」、そうではないが前扉を外から指で弾いて現像剤が舞えば「やや多」、そうではないが前扉の裏が汚れていれば「少」、前扉の裏を倍率5のルーペで拡大してはじめて現像剤が観察できるならば「極少」と評価した（以下同じ）。
【０１０８】
トナー消費量は、現像装置外からの自動トナー補給を不可として状態で、画像比率6％の文字原稿をA4サイズの転写材に50枚連続して複写した際の、現像剤込みの現像装置の質量の低下ΔMdu（mg）を50で除した値である。
【０１０９】
図1３によれば、本実施例の画像形成装置が優れていることが理解できる。
【０１１０】
（実施例２）
本実施例に係る画像形成装置も実施例１と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
【０１１１】
本実施例では、第一スリーブ12aK上のｍを、第二スリーブ12bK上のｍより小としたため、第一スリーブ12aKから感光ドラム０Kへの現像剤の供給能力は低下している。
【０１１２】
しかしながら、第一スリーブ12aKの回転による感光ドラム０Kへの現像剤の供給能力が低下した状態であっても、第二スリーブ12bKの回転による感光ドラム０Kへの現像剤の供給能力は低下していないので、第一スリーブ12aKの下流側に位置する第二スリーブ12bKによる現像動作である程度補償することが可能であるため、画像濃度が極端に減少することはない（図1３参照）。
【０１１３】
（実施例３）
本実施例に係る画像形成装置も実施例１と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
【０１１４】
本実施例では、第一スリーブ12aKを実施例１の第二スリーブ12bKと同様の材質とし、第二スリーブ12bKを実施例１の第一スリーブ12bKと同様の材質とした。
【０１１５】
第一スリーブ12aKの帯電付与能力が低いのにも拘わらず担持される現像剤質量が大であるため、外側の現像剤の帯電が不十分となりトナー飛散・かぶりがやや多いが、実用上は問題がない（図1３参照）。
【０１１６】
（実施例４）
本実施例に係る画像形成装置も実施例１と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
【０１１７】
本実施例では、第一スリーブ12aKに印加するバイアスは、＋３００ＶのＤＣバイアスとピーク間電圧が１0００Ｖで周波数が１．８ｋＨｚの矩形波をＡＣバイアスとして重畳したものであり、第二スリーブ12bKに印加するバイアスは、＋３００ＶのＤＣバイアスとピーク間電圧が１0００Ｖで周波数が３.５ｋＨｚの矩形波をＡＣバイアスとして重畳したものである。
【０１１８】
二本のスリーブへ接続される現像バイアス高圧電源がそれぞれ独立（3aK,3bK）である(図5)ため、電源のコストが1.8（相対比）と高価である（図1３）。
【０１１９】
図1３には記載していないが、第一スリーブ12aに印加するACバイアスの周波数を低く抑えることにより、「ブロッチ」と呼ばれる画像欠陥の発生を抑制できる。
【０１２０】
なお、「ブロッチ」とは、スリーブ上のトナーの薄層形成の異常であり、画像上で、不定形のあばたの様相を呈する。
【０１２１】
一般に「ブロッチ」は、雰囲気の湿度が低いほど、また、スリーブ上のトナーの質量が大きいほど発生しやすい。
【０１２２】
電源のコストは高価であるが、二本のスリーブ上のトナーの状態を、雰囲気温度や湿度、画像の種類（ベタが多いか、文字が多いか）等に応じて独立に制御できるため、コストよりも画質を重視する高級機等においては、有効な手法である。
【０１２３】
（実施例５）
本実施例に係る画像形成装置も実施例１と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
【０１２４】
本実施例では、現像剤として、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分型を使用している。
【０１２５】
現像装置１K（図６）は、現像容器11Kを備え、その内部は隔壁11Kwによって現像室Z1と現像室Z2に区画され、現像室Z2の上方にはトナー貯蔵室Z3があり、中には補給用トナーｔが収容されている。
【０１２６】
トナー貯蔵室Z3下部にある補給口からは、現像で消費されたトナーに見合った量のトナーが現像室Z2内に落下補給される。
【０１２７】
一方、現像室Z1及び現像室Z2内には、上記トナーｔとキャリアが混合された現像剤dが収容されている。
【０１２８】
本発明で用いるキャリアは、フェライト製のものやバインダ樹脂と磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物を含む樹脂製のもの等を用いればよい。
【０１２９】
現像室Z1内には搬送スクリュー１７Kが収容されており、回転駆動により現像剤を、現像スリーブ12aKの長手方向に沿って搬送する。
【０１３０】
スクリュー１8Kによる現像剤搬送方向はスクリュー１７Kによるそれとは反対方向である。
【０１３１】
隔壁11Kwには手前側と奥側に開口が設けられており、スクリュー１７Kによって搬送された現像剤がこの開口の１つからスクリュー１8Kに受渡され、スクリュー１8Kで搬送された現像剤が、上記の開口の他の１つからスクリュー１７Kに受渡される。
【０１３２】
よって、現像室Z2で、補給されたトナーｔと現像剤dをスクリュー１8Kにてよく混合攪拌して、現像室Z1に搬送して現像に供し、現像に供した後の現像剤を現像室Z2に戻して現像によって消費された分のトナーｔを補給して、いつも新鮮な状態の現像剤dが現像に使用されるように循環させる。
【０１３３】
本実施例では、現像容器11Kの感光ドラム0Kに近接する開口部には、アルミニウムや非磁性ステンレス鋼製で、その表面に適度な凹凸を有する第一現像スリーブ12aK及びそれと対になった第二現像スリーブ12bKが設けられている。
【０１３４】
第一現像スリーブ12aKは感光ドラム0K と400μmの距離を以って配置され、矢印a方向に周速度300mm/sで回転し、現像容器11K開口下端にあるブレード状の薄層形成部材16Kにて適正な現像剤層厚に規制された後、現像剤dを第１の現像部に担持搬送する。
【０１３５】
本実施例では、薄層形成部材16Kとして、非磁性金属板製のブレードに磁性板を貼り付けたものを用いた。
【０１３６】
現像スリーブ12aK内には、マグネット14Kが固定配置されている。このマグネット14Kは、感光体0Kに対向する現像磁極Ｓ１を有している。現像磁極Ｓ１が、第一現像部Z４に形成する現像磁界により現像剤dの磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシが矢印ｂ方向に回転する感光体0Kに接触して、その表面に形成されている静電潜像を現像する。
【０１３７】
その際、磁気ブラシに付着しているトナーと、現像スリーブ12aK表面に付着しているトナーも、静電潜像の画像領域に転移する。
【０１３８】
本実施例では、固定マグネット14Kは、現像磁極Ｓ１の他に、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２極を有しており、このうち第一現像スリーブ12aKの移動方向aで、現像磁極Ｓ１の下流で第二現像スリーブ12bKとの対向部に位置する、Ｎ３極と、その下流且つ現像容器11Kの内部側に位置するＮ２極と、は同極で隣り合っており、その反発磁極によって、現像剤dが現像スリーブ12aKと第二現像スリーブ12bKとの対向部から進入するのを防ぎ、第２の磁極であるＮ２極によって汲み上げられた、現像室Z1内のよく攪拌された現像剤dのみが、薄層形成部材16Kの位置に搬送されるように、第二現像スリーブ12bKとの対向部付近にて、現像剤dに対してバリアが形成されている。
【０１３９】
対向磁極のＮ２極とＮ３極の間を避け、現像容器11K内部のＮ２極にて現像室Z1から現像剤dを汲み上げ、現像スリーブ12aKの回転に従って、薄層形成部材16Kに対向した磁極Ｓ２にて、現像剤量の規制を受けてから現像容器11K外に出てＮ１を通過して現像磁極であるＳ１に到達する。Ｎ３極は、現像磁極Ｓ１極の位置である現像スリーブ12aKと感光体0Kとの対向部の下流にある。
【０１４０】
本実施例においては、更に、現像容器11K開口部で上記第一現像スリーブ12aKと並列するように、第一現像スリーブ12aK及び感光体0Kの双方に略対向した領域に、第２の現像剤担持体である第二現像スリーブ12bKを、第一現像スリーブ12aKの回転方向aと同方向である矢印a方向に周速360mm/sで回転可能に配設している。
【０１４１】
この第二現像スリーブ12bKは、第一現像スリーブ12aKと同様に、感光ドラム0K と400μmの距離を以って配置され、非磁性材料で構成され、その内部には磁界発生手段であるローラ状の第二マグネット１5が非回転状態で設置されている。
【０１４２】
この第二マグネット１5Kは、ここでは磁極Ｓ３、Ｓ４、Ｎ４の３極を有している。このうち、Ｎ４極は、第二現像部Z5で感光体0Kに対向しており、感光体0Kの、第一現像部Z4を通過後の表面に対し、第二現像部Z５において、２度目の現像を行う。
【０１４３】
現像部Z5における現像の後の現像剤は、現像スリーブ12bKの回転に従って、又、現像磁極Ｎ４と反対側で、上記の第一現像スリーブ12aKとの対向部に位置するＳ３極と、第二現像スリーブ12bK位同方向上流に隣り合った、現像容器11K内部側に位置するＳ４極とは同極であり、Ｓ３極とＳ４極の間には反発磁界が形成され、現像部Z５を通過して現像容器11K内部に戻ってきた現像後の現像剤を、第二スリーブ12bKより引き離して現像室Z1内に落とし、現像剤dに対してバリアが形成されている。
【０１４４】
Ｓ３極は、第一現像スリーブ12aKに内包された固定マグネット14KのＮ３極に、両スリーブが最も接近している位置の近傍で対向している。S３極と同極性で、それの上流側に隣り合ったＳ４極は、ここでは現像容器11Kの内部で開口付近に位置する。
【０１４５】
第一現像スリーブ12aKのＮ３極とＮ２極間、及び、第二現像スリーブ12bKのＳ３極とＳ４極間に反発磁界が形成されているため、Ｓ２極で規制ブレード16Kの層厚規制を受けた現像剤dは、第一現像スリーブ12aK上を搬送され、現像部Z４を通過してきた現像剤はＮ３極へ至り、Ｎ３極からＳ３極方向へのびる磁力線に従って、第二現像スリーブ12bK側へ移動する。
【０１４６】
そして、第二現像スリーブ12bKの回転に従って、現像容器11K内部で、Ｓ３極とＳ４極との反発磁界によって、現像スリーブ12bKから離れ、現像室Z1内の搬送スクリュー１７Kまで搬送される。
【０１４７】
本実施例のように、第一現像スリーブ12aKの下に、第二現像スリーブ12bKを設けることで、現像剤の流れは第一現像スリーブ12aKを、固定マグネット14Kにおける位置で、現像容器11K内部のＮ２→規制ブレード16Kに対向したＳ２→Ｎ１→Ｓ１→Ｎ３と搬送された後、第一現像スリーブ12aK上の現像剤は両スリーブの反発磁界Ｎ２とＮ３、Ｓ３とＳ４、によりブロックされ、Ｎ３と対向したＳ３との間に形成された磁界によって、第二現像スリーブ12bKへと移動する。
【０１４８】
第二現像スリーブ12bK上をＳ３→Ｎ４→Ｓ４と搬送され、Ｓ４極で反発磁界にブロックされ再び現像室Z1へと現像剤dが剥ぎ落とされ、新たに現像剤が固定マグネット14KのＮ２極によって第一現像スリーブ12bKに汲み上げられる。
【０１４９】
両スリーブ12aK、12ｂKに印加される現像バイアスは、休止部を含む複合矩形波（図4）である。
【０１５０】
（実施例６）
本実施例に係る画像形成装置も実施例１と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
【０１５１】
本実施例では、潜像担持部材0Kとして、直径84ｍｍの負帯電性の有機感光体を用いている。
【０１５２】
第一スリーブ12aK、第二スリーブ12bKともに、‐5００ＶのＤＣバイアスとピーク間電圧が１3００Ｖで周波数が３.５ｋＨｚの矩形波をＡＣバイアスとして重畳印加し、第一スリーブ12a上の現像剤層d１を感光ドラム０上の静電潜像に飛翔させて、トナー像化する。この際、現像コントラストは30０Ｖであり、かぶり除去コントラストは200Ｖである。
【０１５３】
有機感光体の寿命が30万枚と短いため保守頻度が高いが、a-Si感光体より電位ムラが少なく、画質の点でも遜色はない（図1３）。
【０１５４】
（実施例７）
本実施例に係る画像形成装置も実施例１と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
【０１５５】
本実施例に係る画像形成装置は、黒出力時のプロセススピードが５００ｍｍ/ｓで毎分105枚、フルカラー出力時のプロセススピードが3００ｍｍ/ｓで毎分75枚のフルカラーデジタル複写機である。
【０１５６】
高速化に対応すべく、潜像担持部材0Kとして、直径120ｍｍのa-Si感光体、潜像担持部材0Y,0M,0Cとして、直径60ｍｍの有機感光体を用い、第一スリーブ12aKの周速度を270mm/s、第二スリーブ12bKの周速度を600mm/sとしている。
【０１５７】
潜像担持部材・定着装置等の大型化に伴い、画像形成装置の寸法は、幅900mm、高さ840ｍｍである。
【０１５８】
画像形成装置は若干大型化したが、それに見合った生産性が確保されている。画質の点でも遜色はない（図1３）。
【０１５９】
（実施例８）
本実施例に係る画像形成装置も実施例１と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
【０１６０】
本実施例に係る画像形成装置は、黒出力専用であり、フルカラー出力はできない。
【０１６１】
ステーションの数が少ないこともあり、画像形成装置の寸法は、幅560mm、高さ790ｍｍと小型である（図1３）。
【０１６２】
（実施例９）
本実施例に係る画像形成装置も実施例１と同様の構成であり、重複する説明は省略する。
【０１６３】
本実施例に係る画像形成装置では、第一スリーブ12aKの周速度を310mm/sとしている。
【０１６４】
現像装置が新しいうちは画像濃度は高いものの、その後やや低下しているが、許容下限を下回ることはない（図７）。
【０１６５】
トナー飛散もやや多いが、実用上問題ない（図1３）。
【０１６６】
参考までに、これまで詳述した画像形成装置の構成の一覧を示す（図1４）。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本発明の実施例1に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施例1に係る画像形成装置の現像装置を示す概略断面図。
【図３】帯電付与能力の測定方法を示す図。
【図４】本発明の実施例５に係る画像形成装置の現像バイアス波形を示す図。
【図５】本発明の実施例４に係る画像形成装置の現像装置を示す概略断面図。
【図６】本発明の実施例５に係る画像形成装置の現像装置を示す概略断面図。
【図７】本発明の実施例９に係る画像形成装置の画像濃度推移を示す図。
【図８】a-Si感光体の断面図。
【図９】一般的な画像形成装置を示す概略構成図。
【図１０】従来技術による二本スリーブ現像装置の一例を示す概略構成図。
【図１１】感光体と感光体表面電位センサの位置関係を示す図。
【図１２】従来技術による二本スリーブ現像装置の一例を示す概略構成図。
【図１３】本実施例の画像形成装置の性能の一覧を示す表。
【図１４】本実施例の画像形成装置の構成の一覧を示す表。
【符号の説明】
【０１６８】
０  潜像担持部材
１  現像装置
１１  現像剤収容部
１２ａ  第一の現像剤担持部材
１２ｂ  第二の現像剤担持部材
１６ｂ  第二の現像剤担持部材表面に現像剤薄層を形成する専用の部材
３  現像バイアス電源
ｄ  現像剤
ｔ  トナー
【図１】
2007171277.tif 000003
【図２】
2007171277.tif 000004
【図３】
2007171277.tif 000005
【図４】
2007171277.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2007171277.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2007171277.tif 000012
【図１１】
2007171277.tif 000013
【図１２】
2007171277.tif 000014
【図１３】
2007171277.tif 000015
【図１４】
2007171277.tif 000016