(57)【要約】      （修正有）【課題】現像剤担持体表面のトナー汚れを抑制できる現像装置、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】トナーとキャリアとからなる現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体５１とを有し、現像剤担持体の表面移動により、現像剤を画像形成装置の潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、前記現像領域で現像剤中のトナーを潜像担持体の潜像に転移させて前記潜像を現像する現像装置において、現像剤担持体の表面粗さとキャリアの表面粗さとが略同一である。【選択図】図１
2012078726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとからなる現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体とを有し、
前記現像剤担持体の表面移動により、現像剤を画像形成装置の潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、該現像領域で現像剤中のトナーを前記潜像担持体の潜像に転移させて前記潜像を現像する現像装置において、
前記現像剤担持体の表面粗さと前記キャリアの表面粗さとが略同一であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
キャリア表面の平均粗さＲｚ（ｃ）と現像剤担持体表面の平均粗さＲｚ（ｓ）とが、０．５≦Ｒｚ（ｃ）／Ｒｚ（ｓ）≦２の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２の現像装置において、
上記現像剤担持体の表面がブラスト状であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
現像手段と、潜像担持体、帯電手段及びクリーニング手段の少なくとも一つとを一体で構成し、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記現像手段として、請求項１、２または３の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
潜像担持体と、
前記潜像担持体上の潜像を現像するための現像手段とを備えた画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項１、２または３の現像装置を用い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】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられる現像装置、並びに、その現像装置を備えた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】
この種の画像形成装置においては、磁性を有するキャリアとトナーとからなる２成分現像剤を用いて現像をおこなう２成分現像装置が知られている（特許文献１など）。２成分現像装置は、通常、内部に複数の磁極を有する磁石体からなるマグネットローラを備え、回転可能に支持された円筒状の現像剤担持体である現像スリーブを有している。この現像スリーブ表面にトナーを付着させたキャリアを担持しながら感光体ドラムとの対向部である現像領域に搬送して、２成分現像剤からなる磁気ブラシにて現像を行うものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、現像スリーブの回転による現像剤の搬送の際に、現像剤が現像スリーブ上で僅かにスリップするため、現像剤の移動速度と現像スリーブの表面移動速度との間に差が生じる。このような差が生じると、現像スリーブ上におけるトナーとキャリアの動きの自由度が増す結果、現像スリーブ表面に接触するトナーの数が増え、現像スリーブ表面のトナー汚れが生じやすくなる。
【０００４】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像剤担持体表面のトナー汚れを抑制できる現像装置、並びに、その現像装置を備えた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である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーとキャリアとからなる現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体とを有し、前記現像剤担持体の表面移動により、現像剤を画像形成装置の潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、該現像領域で現像剤中のトナーを前記潜像担持体の潜像に転移させて前記潜像を現像する現像装置において、前記現像剤担持体の表面粗さと前記キャリアの表面粗さとが略同一である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の現像装置において、キャリア表面の平均粗さＲｚ（ｃ）と現像剤担持体表面の平均粗さＲｚ（ｓ）とが、０．５≦Ｒｚ（ｃ）／Ｒｚ（ｓ）≦２の関係を満たす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１または２の現像装置において、上記現像剤担持体の表面がブラスト状であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、現像手段と、潜像担持体、帯電手段及びクリーニング手段の少なくとも一つとを一体で構成し、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段として、請求項１、２または３の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像するための現像手段とを備えた画像形成装置において、前記現像手段として、請求項１、２または３の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明においては、現像剤担持体の表面粗さとキャリアの表面粗さとが略同一であるので、互いの表面粗さが大きく異なる現像剤担持体とキャリアとを用いた場合よりも、現像剤担持体とキャリアとが噛み合い易くなる。これにより、互いの表面粗さが大きく異なる現像剤担持体とキャリアとを用いた場合よりも、トナーとキャリアとからなる現像剤が現像剤担持体上でスリップし難くなり、現像剤の移動速度と現像剤担持体の表面移動速度との間に差が生じるのを抑制することができる。よって、現像剤の移動速度と現像剤担持体の表面移動速度との間に差が生じる場合よりも、現像剤担持体上におけるトナーとキャリアとの動きの自由度が小さくなって、現像剤担持体表面に接触するトナーの数が低減し、その分、現像剤担持体表面のトナー汚れを抑えることができる。
【発明の効果】
【０００７】
以上、本発明によれば、現像剤担持体表面のトナー汚れを抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）キャリアの表面粗さが現像スリーブの表面粗さより小さい場合の模式図、（ｂ）現像スリーブの表面粗さがキャリアの表面粗さよりも小さい場合の模式図、（ｃ）現像スリーブの表面粗さとキャリアの表面粗さとが略同じ場合の模式図。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図３】プロセスカートリッジの断面図。
【図４】（ａ）現像装置の断面図、（ｂ）現像装置上壁を取り除いた状態での現像装置の斜視図。
【図５】（ａ）現像装置上壁を取り除いた状態での現像スリーブを外した現像装置を上方より投影した状態の図、（ｂ）現像装置上壁を取り除いた状態での現像スリーブが装着された現像装置を上方より投影した状態の図。
【図６】供給現像剤攪拌室における現像剤の堆積の様子を示す概略図。
【図７】（ａ）供給スクリュの現像剤搬送方向下流側端部で切断した場合の現像装置の断面図、（ｂ）供給スクリュの現像剤搬送方向上流側端部で切断した場合の現像装置の断面図。
【図８】平均粗さＲｚの算出方法に用いる図。
【図９】マグネットローラの法線方向磁気パターンを示す図。
【図１０】現像スリーブ表面の平均粗さＲｚ（ｓ）とキャリア表面の平均粗さＲｚ（ｃ）との比と、スリーブ汚れとの関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を、電子写真方式の複写機（以下、単に複写機という）に適用した実施形態について説明する。
【００１０】
まず、実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図２は、実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、画像形成部１００と、白紙供給装置４０と、画像読取ユニット１５０とを備えている。画像読取装置としての画像読取ユニット１５０は、画像形成部１００の上に固定されたスキャナ１５２と、これに支持されるシート搬送装置としての原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）１５１とを有している。
【００１１】
白紙供給装置４０は、給紙カセット４２、給紙カセット４２から記録紙を送り出す送出ローラ４３、送り出された記録紙を分離して給紙路４４に供給する分離ローラ４５等を有している。また、画像形成部１００の搬送路としての給紙路３７に、シート状部材としての記録紙を搬送する複数の搬送ローラ４７等も有している。そして、給紙カセット内の記録紙を画像形成部１００内の給紙路３７内に給紙する。
【００１２】
画像形成部１００は、光書込装置１２や、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）のトナー像を形成する４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ、転写ユニット１０、レジストローラ対２８、定着装置２０、給紙路３７等を備えている。そして、光書込装置１２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、ドラム状の４つの感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに向けてレーザー光Ｌを照射する。この照射により、感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。また、図示しないトナー補給装置によって現像装置５に補給される各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナーを収容するトナー容器３１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋが設けられており、トナー容器３１は装置本体に対して着脱可能になっている。
【００１３】
図３は、Ｙ用のプロセスユニット６Ｙを示す拡大構成図である。プロセスユニット６Ｙは、感光体ドラム１とその周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、画像形成部１００本体に対して着脱可能になっている。詳しくは、感光体ドラム１の周りに、帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置２、除電ランプ（図示せず）等を有している。
【００１４】
先に示した図２において、本複写機は、４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを、後述する中間転写ベルト８に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設した、いわゆるタンデム型の構成になっている。
【００１５】
感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋとしては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。
【００１６】
図４（ａ）は本実施形態に係る現像装置５の断面図であり、図４（ｂ）は現像装置上壁を取り除いた状態での現像装置５の斜視図である。なお、図中破線矢印は現像装置５内で循環する現像剤の流れを示している。現像装置５は、現像スリーブ５１、ドクターブレード５２、供給スクリュ５３、回収スクリュ５４、現像ケース５０などから構成されている。
【００１７】
すなわち現像装置５は、現像ケース５０の開口を通して感光体ドラム１に対向する現像スリーブ５１、これの内部に回転不能に設けられた磁気発生手段としてのマグネットローラ５５、現像スリーブ５１に先端を接近させるドクターブレード５２などを有している。現像剤担持体としての現像スリーブ５１は、非磁性の回転可能な筒状になっている。磁気発生手段としてのマグネットローラ５５は、ドクターブレード５２との対向位置からスリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。これら磁極は、それぞれ現像スリーブ５１上の現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、供給スクリュ５３から送られてくる現像剤を現像スリーブ５１の表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
【００１８】
そして、このように形成された磁気ブラシは、現像スリーブ５１の回転に伴ってドクターブレード５２との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体ドラム１に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ５１に印加される現像バイアスと、感光体ドラム１の静電潜像との電位差によってトナーを静電潜像上に転移させて現像に寄与する。
【００１９】
現像後の現像剤は現像スリーブ５１の回転に伴って現像ケース５０内に回収されるようになっており、マグネットローラ５５の磁極間に形成される反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、仕切り板（回収ガイド）５７を介して回収スクリュ５４に回収されるようになっている。また、回収スクリュ５４が設けられた回収現像剤攪拌室５８内の現像剤には、トナー濃度センサ５６Ｙによる現像剤中のトナー濃度の検知結果に基づいて、所望のトナー濃度となるようにトナー容器３１から図示しないトナー補給装置によって適量のトナーが補給される。
【００２０】
図５（ａ）は現像装置上壁を取り除いた状態での現像スリーブ５１を外した現像装置５を上方（図４中の矢印Ａ方向）より見た場合の図であり、図５（ｂ）は現像装置上壁を取り除いた状態での現像スリーブ５１が装着された現像装置５を上方より見た場合の図であり、現像装置５内における回収スクリュ５４と供給スクリュ５３間や、現像スリーブ５１から回収スクリュ５４への現像剤の流れを示したものである。
【００２１】
供給スクリュ５３の現像剤搬送方向上流側端部であり回収スクリュ５４の現像剤搬送方向下流側端部であるスクリュ端の領域ａ部や、供給スクリュ５３の現像剤搬送方向下流側端部であり回収スクリュ５４の現像剤搬送方向上流側端部であるスクリュ端の領域ｂ部では、上段の回収スクリュ５４が設けられた回収現像剤攪拌室５８と下段の供給スクリュ５３が設けられた供給現像剤攪拌室５９とが上下方向で連通しており、領域ａ部では回収現像剤攪拌室５８から供給現像剤攪拌室５９へ現像剤が搬送され、領域ｂ部では供給現像剤攪拌室５９から回収現像剤攪拌室５８へ現像剤が搬送されるようになっている。領域ａ部や領域ｂ部での連通部における供給スクリュ５３や回収スクリュ５４のスクリュ形状は、パドルや逆巻きのスクリュ形状にしており、供給スクリュ５３や回収スクリュ５４による現像剤搬送方向に対して垂直方向への現像剤の搬送能力を持たせている。
【００２２】
図６は、供給現像剤攪拌室５９における現像剤の堆積の様子を示す概略図である。また、図７（ａ）は現像装置５を供給スクリュ５３の現像剤搬送方向下流側端部で切断した断面図であり、図７（ｂ）は現像装置５を供給スクリュ５３の現像剤搬送方向上流側端部で切断した断面図である。供給スクリュ５３にて攪拌搬送を行いつつ現像スリーブ５１に現像剤の供給を行い、回収スクリュ５４にすべて回収する方式を取っているため、供給現像剤攪拌室５９内の現像剤量が供給スクリュ５３の現像剤搬送方向下流側になるにしたがって減少し、供給スクリュ５３の現像剤搬送方向で現像剤の堆積状態が斜めになる。
【００２３】
供給スクリュ５３の径、ピッチ及び回転数から求まる現像剤搬送量能力Ｗｍと、現像スリーブ５１上の現像剤搬送量Ｗｓとの関係が、Ｗｍ＞Ｗｓとなる場合に現像剤が一様に現像スリーブ５１上に搬送されるようになる。この条件が成立しないと供給スクリュ５３の現像剤搬送方向下流側において現像剤が不足してしまい現像スリーブ５１への現像剤の供給が不可能となってしまう。
【００２４】
図４に示す通り、縦２軸（回収スクリュ５４および供給スクリュ５３）で現像装置下部に現像剤規制部材であるドクターブレード５２を設ける方式では、現像装置上方に転写部材である中間転写ベルト８を設ける方式において、現像に使用した現像剤を供給スクリュ５３によって現像スリーブ５１に現像剤を供給する供給路に戻さない現像剤一方向循環を実現し、且つ、感光体ドラム１に対して現像スリーブ５１が順方向に回転する現像方式（ウィズ現像）を成立させることができる構造となっている。
【００２５】
現像剤は、ポリエステル樹脂を主成分とする平均粒径５．８［μｍ］のトナーと、平均粒径３５［μｍ］の磁性粒子であるキャリアとを含有している。現像剤中のトナー濃度は、約７［ｗｔ％］程度であり、現像装置５Ｙ内における現像剤の総重量は２２５［ｇ］程度である。現像ケース５０内で並列に配置した供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とを６００［ｒｐｍ］で回転させることによって補給後のトナー攪拌と搬送とを同時に行い、トナーとキャリアとの均一混合やトナーへの帯電付与を行っている。マグネットローラ５５の磁力によって現像スリーブ５１表面に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ５１の回転に伴って現像領域に向けて搬送される途中で、ドクターブレード５２によってスリーブ表面上の層厚が規制されながら、摩擦帯電がさらに促される。トナーの帯電量としては、−１０〜−５０［μＣ／ｇ］の範囲が好適であり、図示の複写機において実験室で数十枚の画像を印刷した後に帯電量を測定したところ、−３５［μＣ／ｇ］であった。
【００２６】
現像スリーブ５１は、直径２０［ｍｍ］のアルミ製のパイプが加工されたものであって、その表面にはサウンドブラストによる粗面化処理が施されている。
【００２７】
現像スリーブ表面のサンドブラスト処理は、メディアをアルミ製スリーブである現像スリーブ５１の表面に当てることで行われる。メディアの番手は４００番、６００番、８００番で、現像スリーブ５１の表面の平均粗さ（十点平均粗さ）Ｒｚ（ｓ）はそれぞれ５．５［μｍ］、２．５［μｍ］、１．２［μｍ］であった。
【００２８】
現像スリーブ５１の表面粗さ測定はキーエンス社製超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００にて行った。対物レンズ１５０倍を用いて、９０×６７［μｍ２］の測定範囲において０．０１［μｍ］の高さ方向精度にて表面形状を測定した。
【００２９】
測定対象である現像スリーブ５１を観察ステージ上へ載せ、ピントを合わせて白黒長深度測定モードにて測定を行った。測定ピッチは０．０１［μｍ］を選択した。測定後に得られた表面形状データについて線粗さ測定を行い、現像スリーブ表面の平均粗さＲｚ（ｓ）を算出した。
【００３０】
平均粗さＲｚの算出方法は、図８に示す通りである。すなわち、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高（Ｙｐ）の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高（Ｙｖ）の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル（μｍ）で表す。
【００３１】
なお、本実施形態では現像スリーブ５１の表面に対してサンドブラストで処理を行ったが、（画像に出ないような）軸方向の微小な溝を現像スリーブ５１の表面に切る処理を行っても良い。
【００３２】
現像領域において、感光体表面と現像スリーブ表面とが最接近する位置における両者間の距離は０．３［ｍｍ］に設定されている。現像スリーブ５１の回転による単位面積あたりの現像剤搬送量は４０［ｍｇ／ｃｍ２］程度である。また、現像スリーブ５１と感光体ドラム１との線速比は１．７となっている。
【００３３】
図９において、マグネットローラ５５は、現像領域に対向し感光体ドラム１とマグネットローラ５５との中心を結ぶ直線から半値中央角度−５［°］でピーク磁力１００［ｍＴ］の現像磁極Ｐ１（Ｎ極）を有している。また、現像磁極Ｐ１から時計回り方向に少しずつずれた位置であり同じく半値中央角度５８［°］の位置でピーク磁力８５［ｍＴ］のＰ２磁極（Ｓ極）、１２０［°］の位置でピーク磁力５２［ｍＴ］のＰ３磁極（Ｎ極）、２０５［°］の位置でピーク磁力７０［ｍＴ］のＰ４磁極（Ｓ極）、２８０［°］の位置でピーク磁力７８［ｍＴ］のＰ５磁極（Ｓ極）を有している。Ｐ４磁極とＰ５磁極とが互いに同極の反発磁極になっており、現像領域を通過してきた現像剤をスリーブ表面から離脱させる役割を担っている。Ｐ４磁極は仕切り板５７の下部に取り付けられた磁性板または磁石と略対向する位置にある。本実施形態において、マグネットローラ５５の各磁極の磁束密度はある範囲で任意に設定可能であるが、高くし過ぎると現像スリーブ５１上でトルクアップや現像剤劣化を促進してしまう。
【００３４】
クリーニング装置２としては、弾性体からなるクリーニングブレード２ａを感光体ドラム１に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体ドラム１に接触させる導電性のファーブラシ１７Ｙを、図中矢印方向に回転自在に有する方式のものを採用している。このファーブラシ１７Ｙは、図示しない固形潤滑剤１８Ｙから潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体ドラム１表面に塗布する役割も兼ねている。クリーニングブレード２ａによって掻き取られた回収トナーは、トナー回収スクリュ２ｂの回転によってクリーニング装置２の外に排出されて図示しない廃トナーボトル内に落下する。
【００３５】
プロセスユニット６Ｙ内に配設された図示しない除電ランプは、光照射によって感光体ドラム１を除電する。除電された感光体ドラム１の表面は、帯電装置４によって一様に帯電せしめられた後、光書込装置１２による光書込処理がなされる。なお、帯電装置４としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体ドラム１に当接させながら回転させるものを用いている。感光体ドラム１に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。
【００３６】
先に示した図２において、４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋには、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像が形成される。４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの上方には、転写ユニット１０が配設されている。ベルト駆動装置としての転写ユニット１０は、複数のローラによって張架している中間転写ベルト８を、感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに当接させながら図中反時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋと、無端状のベルト部材である中間転写ベルト８とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の一次転写ニップが形成されている。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の一次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された一次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋによって中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに向けて押圧している。これら一次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋには、それぞれ図示しない電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の一次転写ニップには、感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ上のトナー像を中間転写ベルト８に向けて静電移動させる一次転写電界が形成されている。図中時計回り方向の無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の一次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト８のおもて面には、各一次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト８のおもて面には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。
【００３７】
中間転写ベルト８の図中右側方には、二次転写ローラ１９が配設されており、ベルトループ内の二次転写対向ローラ２７との間に中間転写ベルト８を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト８のおもて面と、二次転写ローラ１９とが当接する二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１９には図示しない電源によって二次転写バイアスが印加されている。一方、ベルトループ内の二次転写対向ローラ２７は接地されている。これにより、二次転写ニップに二次転写電界が形成されている。
【００３８】
この二次転写ニップの図中下方には、レジストローラ対２８が配設されている。また、レジストローラ対２８のレジストニップの入口付近には、図示しないレジストローラセンサが配設されている。図示しない白紙供給装置からレジストローラ対２８に向けて搬送されてくる記録紙Ｐは、その先端がレジストローラセンサに検知された所定時間後の搬送が一時停止し、レジストローラ対２８のレジストニップに先端を突き当てる。この結果、記録紙Ｐの姿勢が修正され、画像形成との同期をとる準備が整う。
【００３９】
記録紙Ｐの先願がレジストニップに突き当たると、レジストローラ対２８は、記録紙Ｐを中間転写ベルト８上の４色トナー像に同期させ得るタイミングでローラ回転駆動を再開して、記録紙Ｐを二次転写ニップに送り出す。二次転写ニップ内では、中間転写ベルト８上の４色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙に一括二次転写され、記録紙の白色と相まってフルカラー画像となる。二次転写ニップを通過した記録紙は、中間転写ベルト８から離間して定着装置２０へと搬送される。
【００４０】
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト８の表面には、二次転写ニップで記録紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト８に当接する図示しないベルトクリーニング装置によって掻き取り除去される。
【００４１】
定着装置２０に搬送された記録紙は、定着装置２０内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着させしめられた後、定着装置２０から排紙ローラ対３５に送られた後、機外の排紙トレイ３０へと排出される。
【００４２】
画像形成部１００の上に固定されたスキャナ１５２やこれの上に固定されたＡＤＦ１５１は、固定読取部や移動読取部を有している。移動読取部は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５２のケーシング上壁に固定された図示しない第２コンタクトガラスの直下に配設されており、光源や、反射ミラーなどを搭載した移動体としてのキャリッジを図中左右方向に移動させることができる。そして、キャリッジを図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第２コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させてＣＣＤ等の撮像素子で読み取る。
【００４３】
一方、固定読取部は、スキャナ１５２の内部に配設された第１面固定読取部と、ＡＤＦ１５１内に配設された図示しない第２面固定読取部とを有している。光源、反射ミラー、ＣＣＤ等の画像読取センサなどを有する第１面固定読取部は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５２のケーシング上壁に固定された図示しない第１コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、ＡＤＦ１５１によって搬送される原稿ＭＳが第１コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサで受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿ＭＳの第１面を走査する。また、第２面固定読取部は、第１面固定読取部を通過した後の原稿ＭＳの第２面を走査する。
【００４４】
スキャナ１５２の上に配設されたＡＤＦ１５１は、図示しない蝶番によって上下方向に揺動可能に支持されている。そして、その揺動によって開閉扉のような動きをとり、開かれた状態でスキャナ１５２の上面の第１コンタクトガラスや第２コンタクトガラスを露出させる。原稿束の片隅を綴じた本などの片綴じ原稿の場合には、原稿を１枚ずつ分離することができないため、ＡＤＦによる搬送を行うことができない。そこで、片綴じ原稿の場合には、ＡＤＦ１５１を開いた後、読み取らせたいページが見開かれた片綴じ原稿を下向きにして第２コンタクトガラスに載せた後、ＡＤＦ１５１を閉じる。そして、スキャナ１５２の移動読取部によってそのページの画像を読み取らせる。
【００４５】
一方、互いに独立した複数の原稿ＭＳを単に積み重ねた原稿束の場合には、その原稿ＭＳをＡＤＦ１５１によって１枚ずつ自動搬送しながら、スキャナ１５２内の第１面固定読取部やＡＤＦ内の第２面固定読取部に順次読み取らせていくことができる。この場合、原稿束を原稿載置台上にセットした後、図示しないコピースタートボタンを押す。すると、ＡＤＦ１５１が、原稿載置台上に載置された原稿束の原稿ＭＳを上から順にＡＤＦ１５１内に送り、それを反転させながら搬送する。この搬送の過程で、原稿ＭＳを反転させた直後にスキャナ１５２の第１面固定読取部の真上に通す。このとき、原稿ＭＳの第１面の画像がスキャナ１５２の第１面固定読取部によって読み取られる。
【００４６】
原稿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。
【００４７】
本実施形態で使用するトナーとしては、下記のものを用いることが可能である。
使用される結着樹脂としては従来公知の樹脂が全て使用可能である。例えば、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。また単独使用も可能であるが、二種類以上併用しても良い。また、これら樹脂の製造方法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
【００４８】
外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。本実施形態におけるトナーの外添剤は、シリカ１．０［重量％］、酸化チタン［０．５重量％］である。また、オイルレス定着のため離型剤としては、酸化ライスワックス、低分子量ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス等が使用できる。必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。
【００４９】
本実施形態では、ポリエステル樹脂を主成分としたトナー（粒径・粒径分布としては、体積平均粒径が６［μｍ］であり、粒径５［μｍ］以下が６０〜８０［個数％］）を用いた。
【００５０】
本実施形態で使用する磁性粒子からなるキャリアとしては下記のものを用いる。
キャリアの芯剤は重量平均粒径３５［μｍ］のフェライト粒子とした。なお、キャリアの芯剤としてはマグネタイトのコーティングキャリアも使用できる。
【００５１】
ここで、小粒径キャリアを用いることで感光体ドラム１上の潜像を忠実に再現できる。また、小粒径キャリアを用いることでトナーのキャリア被覆率に余裕ができるため、より小粒径のトナーを用いることが可能になり、さらなる高画質の画像を得られる。
【００５２】
キャリアの表層には、トナーとの摩擦帯電による電荷付与を効率的に行うために、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電し易い材料をコートしている。具体的には、シリコン樹脂及び二酸化アンモニウムを含む材料等を挙げることができる。また、さらにスチレン−アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ブチラール樹脂、スチロール樹脂を挙げることができる。ベースになるフェライト系材料は１２５０〜１３００［℃］で３〜５時間焼成され、その後、クラッシャー等で粉砕されて、所望の粒径分布を有するようにする。
【００５３】
磁性粒子は鉄、クロム、ニッケル、コバルト、亜鉛、銅、などの金属、あるいは、それらの化合物や合金、例えばγ−酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、フェライトといった強磁性体や常磁性体の球形化された粒子、または、それら磁性粒子表面をシリコーン樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステルなどの樹脂で球状に被覆する。
【００５４】
＜キャリア製造例＞
湿式法により作成したマグネタイト１００重量部に対してポリビニルアルコール２重量部、水６０重量部をボールミルに入れ１２時間混合してマグネタイトのスラリーを調整した。さらに、この中に粒子径８０［ｎｍ］の鉄やステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属粒子に表面をシリコンコーティングしたものを１０重量部混合する。このスラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し、平均粒径３５［μｍ］の球形粒子とした。この粒子を窒素雰囲気中で１０００［℃］の温度で３時間焼成後冷却し核体粒子１を得た。
【００５５】
シリコーン樹脂溶液：１００重量部
トルエン：１００重量部
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン：６重量部
カーボンブラック：１０重量部
【００５６】
上記混合物をホモミキサーで２０分間分散し、被覆層形成液を調整した。この被覆層形成液を流動床型コーティング装置を用いて核体粒子１を１０００重量部の表面にコーティングして、シリコーン樹脂被覆キャリアを得た。
【００５７】
キャリアの表面粗さ測定は、スリーブ同様、キーエンス社製超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００にて行った。そして、対物レンズ１５０倍を用いて、９０×６７［μｍ２］の測定範囲において０．０１［μｍ］の高さ方向精度にて表面形状を測定した。
【００５８】
キャリアを観察ステージ上へ載せ、ピントを合わせて白黒長深度測定モードにて測定を行った。その際測定ピッチは０．０１［μｍ］を選択した。測定後に得られた表面形状データについて曲面補正後に線粗さ測定を行い、キャリア表面の粗さを算出した。
【００５９】
本実施形態のキャリアの表面の平均粗さＲｚ（ｃ）を測定したところ、１．１［μｍ］、２．５［μｍ］、５．５［μｍ］であった。
【００６０】
［実験］
本願発明者らは、表面の平均粗さＲｚ（ｃ）が異なるキャリアと、表面の平均粗さＲｚ（ｓ）が異なる現像スリーブ５１とを組み合わせて、Ｒｉｃｈ  ｉｍａｇｉｏＭＰＣ５０００にて、トナー濃度８［ｗｔ％］、ブローオフ法によるＱ／Ｍ＝３０［μＣ／ｇ］、画像面積６［％］の条件で１００枚通紙した後、現像装置５を画像形成装置本体から取り出して、現像スリーブ５１上の現像剤を取り除き、現像スリーブ表面のトナー汚れをテープに転写して反射濃度計にて反射濃度を測定した。その結果を図１０に示す。なお、図１０中の「ΔＩＤ」はトナー汚れの付いていない状態のテープの反射濃度を、トナー汚れが転写されたテープの反射濃度の値から引いた値であり、ΔＩＤ＞０．０４で画像濃度ムラが発生する。
【００６１】
図１０からわかるように、キャリア表面の平均粗さＲｚ（ｃ）と現像スリーブ表面の平均粗さＲｚ（ｓ）との比が、０．５≦Ｒｚ（ｃ）／Ｒｚ（ｓ）≦２の範囲内で、現像スリーブ表面のトナー汚れが問題ないレベルになる。
【００６２】
ここで、図１（ａ）はキャリアの表面粗さが現像スリーブの表面粗さより小さい場合の模式図であり、図１（ｂ）は現像スリーブの表面粗さがキャリアの表面粗さよりも小さい場合の模式図であり、図１（ｃ）は現像スリーブの表面粗さとキャリアの表面粗さとが略同じ場合の模式図である。
【００６３】
図１（ａ）においては、キャリアの表面粗さが現像スリーブの表面粗さより小さいため、キャリアが現像スリーブ表面の凹凸に引っかからずスリップしてしまう。図１（ｂ）においては、現像スリーブの表面粗さがキャリアの表面粗さよりも小さいため、キャリア表面の凹凸が現像スリーブ表面に引っかからずスリップしてしまう。図１（ｃ）においては、現像スリーブの表面粗さとキャリアの表面粗さとが略同じため、キャリア表面の凹凸が現像スリーブ表面の凹凸に引っかかりキャリアのスリップが抑えられる。
【００６４】
すなわち、現像スリーブ５１の表面粗さとキャリアの表面粗さとが略同一であることで、互いの表面粗さが大きく異なる現像ローラとキャリアとを用いた場合よりも、現像ローラ５１とキャリアとが噛み合い易くなる。これにより、互いの表面粗さが大きく異なる現像スリーブとキャリアとを用いた場合よりも、トナーとキャリアとからなる現像剤が現像ローラ５１上でスリップし難くなり、
【００６５】
よって、キャリア表面の平均粗さＲｚ（ｃ）と現像スリーブ表面の平均粗さＲｚ（ｓ）との比が０．５〜２の範囲内とすることで、現像スリーブ表面の凹凸の深さと、キャリア表面の凹凸の深さとが近いことにより、現像スリーブ５１とキャリアとが噛み合い易くなり、トナーとキャリアとからなる現像剤の磁気ブラシが現像ローラ５１上でスリップし難くなり現像スリーブ５１に対して相対速度を持つのを抑えられるので、現像スリーブ５１におけるトナーとキャリアとの動きの自由度が小さくなり、現像スリーブ表面に接触するトナーの数が低減し、その分、現像スリーブ表面のトナー汚れが抑えられるためだと考えられる。
【００６６】
以上、本実施形態によれば、トナーとキャリアとからなる現像剤を収容する現像剤収容部である現像ケース５０と、現像ケース５０内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体である現像スリーブ５１とを有し、現像スリーブ５１の表面移動により、現像剤を画像形成装置の潜像担持体である感光体ドラム１に対向する現像領域に搬送し、前記現像領域で現像剤中のトナーを感光体ドラム１の潜像に転移させて前記潜像を現像する現像装置５において、現像スリーブ５１の表面粗さとキャリアの表面粗さとが略同一である。これにより、互いの表面粗さが大きく異なる現像ローラとキャリアとを用いた場合よりも、現像ローラ５１とキャリアとが噛み合い易くなって現像スリーブ５１上で現像剤がスリップし難くなるので、現像剤の移動速度と現像スリーブ５１の表面移動速度との間に差が生じるのを抑制することができる。よって、現像剤の移動速度と現像スリーブ５１の表面移動速度との間に差が生じる場合よりも、現像スリーブ５１におけるトナーとキャリアとの動きの自由度が小さくなって現像スリーブ表面に接触するトナーの数が低減し、その分、現像スリーブ表面のトナー汚れを抑えることができる。
また、本実施形態によれば、キャリア表面の平均粗さＲｚ（ｃ）と現像スリーブ表面の平均粗さＲｚ（ｓ）とが、０．５≦Ｒｚ（ｃ）／Ｒｚ（ｓ）≦２の関係を満たすことで、現像スリーブ表面の凹凸の深さと、キャリア表面の凹凸の深さとが近いことにより、現像スリーブ５１とキャリアとが噛み合い磁気ブラシが現像スリーブ５１に対して相対速度を持つのを抑えられるので、現像スリーブ５１におけるトナーとキャリアとの動きの自由度が小さくなり、現像スリーブ表面に接触するトナーの数が低減するので、前述した実験で明らかにしたように、現像スリーブ表面のトナー汚れが問題ないレベルになる。
また、本実施形態によれば、現像スリーブ５１の表面がブラスト状であることで、溝形状などによる現像スリーブ５１のピッチムラの発生を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、現像手段と、感光体ドラム１、帯電装置４及びクリーニング装置２の少なくとも一つとを一体で構成し、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジであるプロセスユニット６において、前記現像手段として、本発明の現像装置５を用いることにより、現像スリーブ表面の凹凸と、キャリア表面の凹凸との大きさが近いことにより、磁気ブラシが現像スリーブ５１に対して相対速度を持つのを抑えられ、現像スリーブ５１におけるトナーとキャリアとの動きの自由度が小さくなり、現像スリーブ表面に接触するトナーの数が低減するので、現像スリーブ表面のトナー汚れを低減することができる。
また、本実施形態によれば、感光体ドラム１と、感光体ドラム１上の潜像を現像するための現像手段とを備えた画像形成装置において、前記現像手段として、本発明の現像装置５を用いることにより、現像スリーブ表面の凹凸と、キャリア表面の凹凸との大きさが近いことにより、磁気ブラシが現像スリーブ５１に対して相対速度を持つのを抑えられ、現像スリーブ５１におけるトナーとキャリアとの動きの自由度が小さくなり、現像スリーブ表面に接触するトナーの数が低減するので、現像スリーブ表面のトナー汚れを低減することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１      感光体ドラム
２      クリーニング装置
２ａ    クリーニングブレード
２ｂ    トナー回収スクリュ
４      帯電装置
５      現像装置
６      プロセスユニット
８      中間転写ベルト
９      一次転写ローラ
１０    転写ユニット
１２    光書込装置
１７    ファーブラシ
１８    固形潤滑剤
１９    二次転写ローラ
２０    定着装置
２７    二次転写対向ローラ
２８    レジストローラ対
３０    排紙トレイ
３１    トナー容器
３５    排紙ローラ対
３７    給紙路
４０    白紙供給装置
４２    給紙カセット
４３    送出ローラ
４４    給紙路
４５    分離ローラ
４７    搬送ローラ
５０    現像ケース
５１    現像スリーブ
５２    ドクターブレード
５３    供給スクリュ
５４    回収スクリュ
５５    マグネットローラ
５６    トナー濃度センサ
５７    仕切り板
５８    回収現像剤攪拌室
５９    供給現像剤攪拌室
１００  画像形成部
１５０  画像読取ユニット
１５１  原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
１５２  スキャナ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００６−１３９０７５号公報
【図１】
2012078726.tif 000003
【図２】
2012078726.tif 000004
【図３】
2012078726.tif 000005
【図４】
2012078726.tif 000006
【図５】
2012078726.tif 000007
【図６】
2012078726.tif 000008
【図７】
2012078726.tif 000009
【図８】
2012078726.tif 000010
【図９】
2012078726.tif 000011
【図１０】
2012078726.tif 000012