(57)【要約】      （修正有）【課題】現像ローラ表面の突起物により生じる色点レベルが比較的大きな現像ローラをも有効に活用し、カラー画像に要求される画質を維持しつつ現像ローラの歩留まりを向上させるカラー画像形成装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】現像ローラ２３の表面に発生する被膜突起物４１の大きさに応じて現像ローラ２３をランク付けし、視覚感度が最も弱いイエローの画像を形成する現像装置には被膜突起物４１の最大径または高さＨの少なくとも一方が大きい現像ローラ２３を搭載し、視覚感度が比較的強いシアン、マゼンタ、及び視覚感度が最も強いブラックの画像を形成する現像装置にはイエローの現像装置に比べて被膜突起物４１の最大径または高さＨの少なくとも一方が小さい現像ローラ２３を搭載する。【選択図】図４
2012027242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の像担持体と、
該像担持体上に形成された画像形成のための４原色であるシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックに対応した静電潜像を各色のトナー像に現像する４つの現像装置と、
を備えたカラー画像形成装置において、
前記各現像装置は、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーを担持する現像ローラを有しており、イエローのトナーを担持する前記現像ローラは、前記現像ローラの外周面に発生する突起物の最大径または高さの少なくとも一方が、シアン、マゼンタ及びブラックのトナーを担持する前記現像ローラよりも大きいことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
イエローのトナーを担持する前記現像ローラは、前記現像ローラの外周面に発生する突起物の最大径及び高さが、シアン、マゼンタ及びブラックのトナーを担持する前記現像ローラよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記現像ローラは、外周面に樹脂材料から成るコート層が形成されており、前記突起物は、前記コート層の形成工程で発生する被膜突起物であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
イエローのトナーを担持する前記現像ローラの突起物の最大径が０．５ｍｍ以上０．７５ｍｍ未満であり、シアン、マゼンタ及びブラックのトナーを担持する前記現像ローラの突起物の最大径が０．５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
イエローのトナーを担持する前記現像ローラの突起物の高さが４０μｍ以上５０μｍ未満であり、シアン、マゼンタ及びブラックのトナーを担持する前記現像ローラの突起物の高さが４０μｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
１つ以上の像担持体と、
該像担持体上に形成された画像形成のための４原色であるシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックに対応した静電潜像を各色のトナー像に現像する４つの現像装置と、
を備えたカラー画像形成装置を製造する方法において、
前記各現像装置に用いる、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーを担持する現像ローラについて、前記現像ローラの外周面に発生する突起物の最大径または高さの少なくとも一方が所定レベル以下の第１ランクと、前記突起物の最大径または高さの少なくとも一方が前記第１ランクよりも大きい第２ランクとにランク付けし、イエローのトナーを担持する前記現像ローラとして前記第２ランクの現像ローラを選択採用し、シアン、マゼンタ及びブラック画像形成用の前記現像ローラとして前記第１ランクの現像ローラを選択採用することを特徴とするカラー画像形成装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１ランクにランク付けされる前記現像ローラは、前記突起物の最大径及び高さが所定レベル以下であり、前記第２ランクにランク付けされる前記現像ローラは、前記突起物の最大径及び高さが前記第１ランクよりも大きいことを特徴とする請求項６に記載のカラー画像形成装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１ランクにランク付けされる前記現像ローラの突起物の最大径が０．５ｍｍ未満、前記第２ランクにランク付けされる前記現像ローラの突起物の最大径が０．５ｍｍ以上０．７５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のカラー画像形成装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１ランクにランク付けされる前記現像ローラの突起物の高さが４０μｍ未満、前記第２ランクにランク付けされる前記現像ローラの突起物の高さが４０μｍ以上５０μｍ未満であることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載のカラー画像形成装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置が色毎に複数搭載されたカラー画像形成装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真法による画像形成装置においては、高画質化、高精細化のために粒径の小さいトナーが用いられる傾向にある。この小径のトナーは、表面積が大きく表面電荷が大きくなり易いため、いわゆるチャージアップ現象が発生してトナーが現像ローラ（現像剤担持体）に固着し易くなるという問題点があった。
【０００３】
トナーが現像ローラに固着すると、感光体上に形成された静電潜像に供給するトナーが不足して画像濃度が低下するおそれがある（濃度追随不良）。また、現像ローラ上に新たなトナー薄層が形成されたとき、直前の現像における現像領域では小径トナーが残存する非消費領域に比べてトナー層厚が薄くなる。この状態で全面ベタ画像やハーフトーン画像を現像すると、直前の現像領域から感光体側に移動するトナー量が少ないため、直前の現像画像が残像として浮かび上がる（履歴現像）。
【０００４】
そこで、現像過程で生じるトナーの過剰帯電を防止し、現像ローラへのトナーの固着を抑制するために、例えば特許文献１では、現像ローラの外周面にウレタン樹脂等の樹脂被覆層（コート層）を形成する方法が提案されている。
【０００５】
また、電子写真法による画像形成技術をフルカラー画像形成に適用する場合、感光体ドラム及び現像装置を複数組（例えばフルカラー画像形成にシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４色の画像を用いる場合は４組）用いて原色画像を形成することが必要である。ここで、カラー画像形成装置に使用される各色のトナーは、現像ローラに対する付着性がトナーの色毎に異なるため、特許文献２、３には、使用するトナーの色によって現像ローラの表面粗さを変えることにより現像ローラに対する各色のトナーの付着量を均一にする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２４９４１４号公報
【特許文献２】特開平１１−１０２１１２号公報
【特許文献３】特開２００４−２９６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のように現像ローラの外周面にコート層を形成する場合、主にスプレー塗装やディッピング塗工が用いられるが、コート層を形成する下地となるスリーブ素管表面の突起や、被覆層を形成する塗工液への埃や樹脂粒塊物等の異物の混入に起因する突起物（以下、被膜突起物という）の発生は避けられない。
【０００８】
この被膜突起物の大きさや高さが一定以上になると、感光体上の非画像領域（白地部）にトナーが現像され、画像上に色点が発生する。そのため、現像ローラ表面の被膜突起物により生じる色点の発生についても厳しく規定されており、現像ローラの製造後、十分な検査を行い、規格を満足したもののみを現像装置に搭載している。
【０００９】
しかしながら、カラー画像形成装置において現像ローラ表面の被膜突起物により生じる色点発生の規格をモノクロと同様とした場合、使用する現像ローラが４本であるため色点の発生がモノクロの場合の４倍となってしまう。そのため、モノクロと同様の画像レベルにするためには、より厳しい規格の現像ローラを使用しなければならず、現像ローラの歩留まりが大きく低下し、装置コストが高価になるという問題があった。
【００１０】
一方、特許文献２、３の技術は、現像ローラ全体の表面粗さを調整することにより各色のトナーの付着量を均一にするものであり、現像ローラ表面に不規則に発生する被膜突起物による悪影響に対処するための技術ではなかった。
【００１１】
なお、ここでは表面にコート層が形成される現像ローラの被膜突起物に起因する問題点について説明したが、アルミ製のスリーブ素管の表面にアルマイト処理を行った現像ローラについても、スリーブ素管の不規則な突起物により同様の問題が発生していた。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、カラー画像形成装置に用いられる複数の現像ローラにおいて、色毎に現像ローラの仕様を決定することにより、現像ローラ表面の突起物により生じる色点レベルが比較的大きな現像ローラをも有効に活用し、現像ローラの歩留まりを向上させてカラー画像形成における装置コストを低減するとともにカラー画像に要求される画質も維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、１つ以上の像担持体と、該像担持体上に形成された画像形成のための４原色であるシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックに対応した静電潜像を各色のトナー像に現像する４つの現像装置と、を備えたカラー画像形成装置において、前記各現像装置は、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーを担持する現像ローラを有しており、イエローのトナーを担持する前記現像ローラは、前記現像ローラの外周面に発生する突起物の最大径または高さの少なくとも一方が、シアン、マゼンタ及びブラックのトナーを担持する前記現像ローラよりも大きいことを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成のカラー画像形成装置において、イエローのトナーを担持する前記現像ローラは、前記現像ローラの外周面に発生する突起物の最大径及び高さが、シアン、マゼンタ及びブラックのトナーを担持する前記現像ローラよりも大きいことを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成のカラー画像形成装置において、前記現像ローラは、外周面に樹脂材料から成るコート層が形成されており、前記突起物は、前記コート層の形成工程で発生する被膜突起物であることを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成のカラー画像形成装置において、イエローのトナーを担持する前記現像ローラの突起物の最大径が０．５ｍｍ以上０．７５ｍｍ未満であり、シアン、マゼンタ及びブラックのトナーを担持する前記現像ローラの突起物の最大径が０．５ｍｍ未満であることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成のカラー画像形成装置において、イエローのトナーを担持する前記現像ローラの突起物の高さが４０μｍ以上５０μｍ未満であり、シアン、マゼンタ及びブラックのトナーを担持する前記現像ローラの突起物の高さが４０μｍ未満であることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、１つ以上の像担持体と、該像担持体上に形成された画像形成のための４原色であるシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックに対応した静電潜像を各色のトナー像に現像する４つの現像装置と、を備えたカラー画像形成装置を製造する方法において、前記各現像装置に用いる、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーを担持する現像ローラについて、前記現像ローラの外周面に発生する突起物の最大径または高さの少なくとも一方が所定レベル以下の第１ランクと、前記突起物の最大径または高さの少なくとも一方が前記第１ランクよりも大きい第２ランクとにランク付けし、イエローのトナーを担持する前記現像ローラとして前記第２ランクの現像ローラを選択採用し、シアン、マゼンタ及びブラック画像形成用の前記現像ローラとして前記第１ランクの現像ローラを選択採用してカラー画像形成装置を製造することを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成のカラー画像形成装置の製造方法において、前記第１ランクにランク付けされる前記現像ローラは、前記突起物の最大径及び高さが所定レベル以下であり、前記第２ランクにランク付けされる前記現像ローラは、前記突起物の最大径及び高さが前記第１ランクよりも大きいことを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成のカラー画像形成装置の製造方法において、前記第１ランクにランク付けされる前記現像ローラの突起物の最大径が０．５ｍｍ未満、前記第２ランクにランク付けされる前記現像ローラの突起物の最大径が０．５ｍｍ以上０．７５ｍｍ未満であることを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成のカラー画像形成装置の製造方法において、前記第１ランクにランク付けされる前記現像ローラの突起物の高さが４０μｍ未満、前記第２ランクにランク付けされる前記現像ローラの突起物の高さが４０μｍ以上５０μｍ未満であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１の構成によれば、カラー画像形成装置に用いられる複数の現像ローラの全てにおいてローラ表面の突起物の最大径及び高さが小さい現像ローラを採用せず、イエローのトナーを担持する現像ローラに被膜突起物の最大径または高さの少なくとも一方が比較的大きいものを採用することにより、実用上差し支えのない画質を維持しつつ、現像ローラの歩留まりを向上させることができる。
【００２３】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成のカラー画像形成装置において、イエローのトナーを担持する現像ローラとして、突起物の最大径及び高さの両方がシアン、マゼンタ及びブラックのトナーを担持する現像ローラよりも大きいローラを採用することにより、現像ローラの歩留まりを低下させることなく、且つ突起物に起因する色点の発生をより効果的に防止して画質をさらに向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成のカラー画像形成装置において、現像ローラの外周面へのコート層の形成工程で発生する被膜突起物に起因する色点の発生を効果的に防止するとともに、被膜突起物の発生による現像ローラの歩留まりの低下を抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成のカラー画像形成装置において、イエローのトナーを担持する現像ローラの突起物の最大径を０．５ｍｍ以上０．７５ｍｍ未満、シアン、マゼンタ及びブラックのトナーを担持する現像ローラの突起物の最大径を０．５ｍｍ未満とすることにより、ドラム−ローラ間ギャップが１００〜１５０μｍである画像形成装置に使用した場合に被膜突起物に起因する各色の色点が画像上でほとんど視認できない高画質なフルカラー画像を形成可能となる。
【００２６】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成のカラー画像形成装置において、イエローのトナーを担持する現像ローラの突起物の高さを４０μｍ以上５０μｍ未満、シアン、マゼンタ及びブラックのトナーを担持する現像ローラの突起物の高さを４０μｍ未満とすることにより、ドラム−ローラ間ギャップが１００〜１５０μｍである画像形成装置に使用した場合に被膜突起物に起因する各色の色点が画像上でほとんど視認できない高画質なフルカラー画像を形成可能となる。
【００２７】
また、本発明の第６の構成によれば、イエローのトナーを担持する現像ローラに被膜突起物の最大径若しくは高さが比較的大きい第２ランクの現像ローラを採用しても、画像上の色点が目立ちにくく、実用上差し支えのないカラー画像形成装置を製造することができ、感光体ドラムの歩留まりの向上や装置の低コスト化が可能となる。
【００２８】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第６の構成のカラー画像形成装置の製造方法において、第１ランクの現像ローラとして、突起物の最大径及び高さの両方が所定レベル以下のものをランク付けし、第２ランクの現像ローラとして、突起物の最大径及び高さの両方が第１ランクよりも大きいものをランク付けしたので、現像ローラの歩留まりを低下させることなく突起物に起因する色点の発生をより効果的に防止することができ、一層高画質なカラー画像形成装置を低コストで製造することができる。
【００２９】
また、本発明の第８の構成によれば、上記第６又は第７の構成のカラー画像形成装置の製造方法において、第１ランクにランク付けされる現像ローラの突起物の最大径を０．５ｍｍ未満、第２ランクにランク付けされる現像ローラの突起物の最大径を０．５ｍｍ以上０．７５ｍｍ未満とすることにより、ドラム−ローラ間ギャップが１００〜１５０μｍである画像形成装置に使用した場合に突起物に起因する各色の色点が画像上でほとんど視認できない高画質なカラー画像形成装置を製造することができる。
【００３０】
また、本発明の第９の構成によれば、上記第６乃至第８のいずれかの構成のカラー画像形成装置の製造方法において、第１ランクにランク付けされる現像ローラの突起物の高さを４０μｍ未満、第２ランクにランク付けされる現像ローラの突起物の高さを４０μｍ以上５０μｍ未満とすることにより、ドラム−ローラ間ギャップが１００〜１５０μｍである画像形成装置に使用した場合に突起物に起因する各色の色点が画像上でほとんど視認できない高画質なカラー画像形成装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のカラー画像形成装置を示す概略構成図
【図２】本発明のカラー画像形成装置に搭載される現像装置の側面断面図
【図３】現像ローラ表面に発生した被膜突起物の拡大写真
【図４】被膜突起物を含む現像ローラ表面の断面図
【図５】被膜突起物の最大径の測定に用いるゲージの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラープリンタ１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００３３】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラ９の作用によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写され、さらに、定着部１３において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００３４】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９と後述する中間転写ベルト８の駆動ローラ１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。
【００３５】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング部７ａ、７ｂ、７ｃ及び７ｄが設けられている。
【００３６】
カラープリンタ１００に接続されたパソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置５によって光ビームを画像データに応じて感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００３７】
そして、一次転写ローラ６ａ〜６ｄにより一次転写ローラ６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング部７ａ〜７ｄにより除去される。
【００３８】
中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が図１において時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラ１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラ９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラートナー画像（以下、トナー画像と略す）が転写紙Ｐ上に転写される。トナー画像が転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。
【００３９】
定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー画像が転写紙Ｐの表面に定着される。トナー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００４０】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部１３を通過した転写紙Ｐは一旦排出ローラ１５方向に搬送され、転写紙Ｐの後端が分岐部１４を通過した後に排出ローラ１５を逆回転させるとともに分岐部１４の搬送方向を切り換えることで、転写紙Ｐの後端から用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ニップ部に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００４１】
図２は、本発明の現像装置の構成を示す側面断面図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００４２】
図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃに区画され、第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃにはトナーコンテナ４ａ（図１参照）から供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂが回転可能に配設されている。
【００４３】
そして、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切壁２０ａの長手方向（図２の紙面表裏方向）の両端部に形成された現像剤通過路（図示せず）を介して第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ間を循環する。図示の例では、現像容器３ａは左斜め上方に延在しており、現像容器２０内において第２攪拌スクリュー２１ｂの上方には磁気ローラ２２が配置され、磁気ローラ２２の左斜め上方には現像ローラ２３が対向配置されている。そして、現像ローラ２３は現像容器２０の開口側（図２の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３は図２中時計回りに回転する。
【００４４】
なお、現像容器２０には、第１攪拌スクリュー２１ａと対面してトナーセンサ（図示せず）が配置されており、トナーセンサで検知されるトナー濃度に応じてトナーコンテナ４ａからトナー補給口３５を介して現像容器２０内にトナーが補給される。
【００４５】
磁気ローラ２２は、非磁性の回転スリーブ２２ａと、回転スリーブ２２ａに内包される複数の磁極を有する固定マグネットローラ２２ｂで構成されている。図２に示す例では、固定マグネットローラ２２ｂは３つのＮ極（Ｎ１極〜Ｎ３極）と２つのＳ極（Ｓ１極及びＳ２極）から成る５つの磁極を有しており、回転スリーブ２２ａの回転方向において、Ｎ１極とＮ２極との間にＳ１極が配置され、Ｎ３極とＮ１極との間にＳ２極が配置されている。
【００４６】
現像ローラ２３は非磁性の回転スリーブから成り、磁気ローラ２２の回転スリーブ２２ａとはその対面位置（対向位置）において所定のローラ間ギャップＧ１をもって対向している。つまり、現像ローラ２３は所定のギャップを挟んでＮ１極と対向している。ローラ間ギャップＧ１は、０．３〜１．５ｍｍに保持される。
【００４７】
また、現像容器２０には穂切りブレード２５が回転スリーブ２２ａの長手方向（図２の紙面表裏方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード２５は、回転スリーブ２２ａの回転方向（図２中時計回り）において、現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード２５の先端部と回転スリーブ２２ａとの表面には僅かな隙間（ローラ−ブレード間ギャップ）Ｇ２が形成されている。ローラ−ブレード間ギャップＧ２は、前述のローラ間ギャップＧ１と同じく０．３〜１．５ｍｍ程度に設定される。
【００４８】
磁気ローラ２２及び現像ローラ２３にはそれぞれ所定の直流電圧及び交流電圧が印加されている。前述のように、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内を循環してトナーを帯電させ、第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が磁気ローラ２２に搬送される。そして、磁気ローラ２２上に磁気ブラシ（図示せず）を形成し、磁気ローラ２２上の磁気ブラシは穂切りブレード２５によって層厚規制されて、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との間の電位差及びＮ１極と現像ローラ２３との間の磁界によって現像ローラ２３にトナー薄層を形成する。そして、現像ローラ２３上のトナー薄層によって感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。現像ローラ２３の表面と感光体ドラム１ａの表面との間には僅かな隙間（ローラ−ドラム間ギャップ）Ｇ３が形成されている。ローラ−ドラム間ギャップＧ３は、１００〜１５０μｍ程度に設定される。
【００４９】
図２を用いて磁気ローラ２２上のトナー量の規制方法を詳細に説明する。図２に示すように、穂切りブレード２５にはＳ２極（穂切り用磁極）が対向するため、穂切りブレード２５として非磁性体或いは磁性体を用いることにより、穂切りブレード２５の先端と回転スリーブ２２ａとの隙間に引き合う方向の磁界が発生する。
【００５０】
この磁界により、穂切りブレード２５と回転スリーブ２２ａとの間にトナー及びキャリアがブラシ状に起立する、いわゆる磁気ブラシが形成される。そして、回転スリーブ２２ａが時計回りに回転して磁気ブラシが現像ローラ２３に対向する位置に移動すると、Ｎ１極と現像ローラ２３との間で引き合う磁界が付与されるため、磁気ブラシは現像ローラ２３表面に接触してトナー薄層を形成する。
【００５１】
さらに回転スリーブ２２ａが時計回りに回転すると、今度は、Ｎ１極とＳ１極との間で発生する水平方向（ローラ周方向）の磁界により磁気ブラシは現像ローラ２３表面から引き離され、トナー像の形成に使われなかったトナーが現像ローラ２３表面から回転スリーブ２２ａ上に回収される。さらに回転スリーブ２２ａが回転すると、Ｎ２極及びＮ３極により反発する磁界が付与されるため、トナー及びキャリアは現像容器２０内で回転スリーブ２２ａから離脱する。そして、第２攪拌スクリュー２１ｂにより攪拌、搬送された後、Ｓ２極の磁界により再び回転スリーブ２２ａ上に磁気ブラシが形成される。即ち、ローラ−ブレード間ギャップＧ２だけでなく、そこに発生する磁界によって磁気ローラ２２へのトナー付着量を厳密に制御している。
【００５２】
次に、現像ローラ２３について詳述する。現像ローラ２３は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製のスリーブ本体の外周面にシリコン変性ポリウレタンからなるコート層を形成したものである。コート層は、現像ローラ２３上に供給されたトナーの固着を抑制し、現像ローラ２３から感光体ドラム１ａ表面へのトナーの供給が比較的容易に行われるようにする。さらに、コート層が現像剤に与える機械的ストレスは金属表面に比べて少ないため、現像剤搬送量を増加させたときの現像ローラ２３からのトナー回収性の向上と現像剤の劣化防止との両立を図ることができる。
【００５３】
コート層の材質としては、シリコン変性ポリウレタンの他、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられるが、正帯電トナーの樹脂材料と帯電性が近く、トナーの剥離性が良好なウレタン樹脂、アクリル樹脂が好ましい。中でも、ウレタン樹脂の炭素の一部をケイ素に置換したシリコン変性ポリウレタン樹脂を用いた場合、ウレタン樹脂の吸湿性が改善されて環境変化に対するコート層の帯電特性の変化が抑制されるため好ましい。
【００５４】
なお、コート層には抵抗調整剤として誘電率１０以上の導電材を含有させて、コート層の体積抵抗値を調整し、且つ抵抗ムラを抑制している。抵抗調整剤としてはカーボンブラックやアセチレンブラック、繊維形状のチタン酸カリウム等が挙げられる。これにより、トナー層の帯電状態の安定化とトナー回収時における剥離性の向上を図ることができる。体積抵抗値としては、現像ローラ２３表面の残留電荷を適度に滞留可能な１０4〜１０8Ω程度が好ましい。
【００５５】
また、コート層の表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａは、コート剤をスプレー、ディッピング、ロールコート等により塗布した際に通常得られる表面粗さとするか、或いはウレタンビーズなどの表面粗さ調整剤を付与して０．４〜１．５μｍに調製されている。また、シリコン変性ポリウレタンの表面自由エネルギは１５〜２５ｍＪ／ｃｍ2である。
【００５６】
また、コート層を形成する前に、スリーブ本体の外周面をアルマイト処理してアルマイト層を形成しても良い。この構成によれば、表面に形成されたアルマイト層が電荷のバリア層としての機能を有するため、現像ローラ２３へ現像バイアスを印加する際のリークの発生を防止することができる。
【００５７】
図３は、現像ローラ２３表面に発生した被膜突起物の拡大写真であり、図４は、被膜突起物を含む現像ローラ２３表面の断面図である。現像ローラ２３にコート層４０を形成する際、コート剤中に埃や樹脂粒塊物等の異物が混入することでコート層４０の表面が部分的に隆起したり、或いはコート剤中の気泡が破裂してクレーター状に隆起したりして被膜突起物４１が発生する。被膜突起物４１が発生した箇所ではローラ−ドラム間ギャップＧ３（図２参照）が小さくなるため、被膜突起物４１の最大径Ｒ、若しくは高さＨが一定以上になると、感光体上の非画像領域（白地部）にトナーが現像され、画像上に色点が発生する。
【００５８】
一方、転写紙等の記録媒体は通常白色であるため、人間の画像品質に対する視覚感度は、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４原色のうち、白色に対するコントラストが最も高いブラックに対して最も強く、白色に対するコントラストが最も低いイエローに対して最も弱く、シアン及びマゼンタに対してはその中間であると考えられる。
【００５９】
そこで、本発明においては、現像ローラ２３の表面に発生する被膜突起物４１の大きさに応じて現像ローラ２３をランク付けし、各色の視覚感度に対応した色点発生レベルの大きさの許容度を超えない範囲で各ランクの現像ローラ２３を組み合わせ、現像装置３ａ〜３ｄに搭載することとした。具体的には、視覚感度が最も弱いイエローの画像を形成する現像装置３ｃには被膜突起物４１の最大径Ｒまたは高さＨの少なくとも一方が大きい現像ローラ２３を搭載し、視覚感度が比較的強いシアン、マゼンタ、及び視覚感度が最も強いブラックの画像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｄには現像装置３ｃに比べて被膜突起物４１の最大径Ｒまたは高さＨの少なくとも一方が小さい現像ローラ２３を搭載する。
【００６０】
これにより、カラー画像に要求される画質を低下させることなく使用可能な現像ローラ２３の範囲を拡大し、不採用となる現像ローラ２３を削減することができる。従って、現像ローラ２３の歩留まりの向上及びカラープリンタ１００の低コスト化を実現できる。
【００６１】
本発明のカラープリンタ１００は、例えば以下のようにして製造することができる。先ず、表面にコート層４０が形成された現像ローラ２３を予め製造しておき、それぞれについて被膜突起物４１の最大径Ｒ及び高さＨを測定する。
【００６２】
最大径Ｒの測定方法としては、例えば図５に示すような、透明シート上に直径が段階的に変化する黒丸が形成されたゲージ５０を用い、被膜突起物４１と黒丸のサイズを見比べることによって被膜突起物４１の最大径Ｒを目視により測定する。高さＨの測定方法としては、例えば現像ローラ２３を高さ測定用の治具に装着し、回転させながらＣＣＤカメラでローラ表面の凹凸を撮影して平坦部分からの突出量を測定する。
【００６３】
次に、それぞれの現像ローラ２３を評価用の試験機に取り付け、白ベタ印刷を行った場合に画像上に発生する色点の大きさを測定する。ここでは、直径２０ｍｍの現像ローラを用い、現像ローラの感光体に対する線速比を１．５、ローラ−ドラム間ギャップＧ３を１００μｍとし、現像ローラ２３に印加する交流バイアスのピークツーピーク値を１．５ｋＶ、周波数を５ｋＨｚとして、ブラックトナーを用いて白ベタ印刷を行い、画像上に発生する黒点の大きさを目視により測定した。
【００６４】
被膜突起物４１の最大径Ｒ及び高さＨと画像色点のサイズ（ｍｍ）との関係を表１に示す。また、製造された１０７本の現像ローラ２３について被膜突起物４１の最大径Ｒ及び高さＨを測定した結果を表２に示す。
【００６５】
【表１】
2012027242.tif 000003
【００６６】
【表２】
2012027242.tif 000004
【００６７】
表１に示すように、被膜突起物４１の最大径Ｒが０．５ｍｍ未満、高さＨが４０μｍ未満である現像ローラ２３であれば、現像装置３ａ〜３ｄのいずれの現像ローラとして使用しても色点は発生しないことがわかる。また、表２に示すように、被膜突起物４１の最大径Ｒが０．５ｍｍ未満、高さＨが４０μｍ未満である現像ローラ２３（表２のドット領域）は７８本（全体の約７３％）であることがわかる。そのため、従来においては製造された現像ローラ２３のうち７０％程度しか使用することができなかった。
【００６８】
一方、前述したように人間の視覚感度はイエローに対して最も弱いため、イエローの画像色点のサイズと視認性との関係について調査した。具体的には、イエロートナーを用いて上記と同様の条件で白ベタ印刷を行い、画像上に発生する黄点の大きさを測定したところ、表３のような結果が得られた。
【００６９】
【表３】
2012027242.tif 000005
【００７０】
表３から明らかなように、直径０．２ｍｍ程度の黄点は目視でほとんど確認できないことがわかる。そこで、被膜突起物４１の最大径Ｒが０．５ｍｍ未満、高さＨが４０μｍ未満である現像ローラ２３を第１ランク（表２のドット領域）、被膜突起物４１の最大径Ｒが０．５ｍｍ以上０．７５ｍｍ未満、高さＨが４０μｍ以上５０μｍ未満である現像ローラ２３を第２ランク（表２の斜線領域）に選別する。そして、第２ランクにランク付けされた現像ローラ２３をイエローの現像装置３ｃに使用する現像ローラ２３として選択採用する。
【００７１】
表２に示すように、第２ランクの現像ローラ２３は１６本（全体の約１５％）である。従って、製造された１０７本の現像ローラ２３のうち、第１ランクと第２ランクの現像ローラ２３を合わせた９４本、即ち、製造された現像ローラ２３全体の９０％程度を使用することができるため、現像ローラ２３の製造時の歩留まりが格段に向上する。
【００７２】
なお、上記製造例では被膜突起物４１の最大径Ｒ及び高さＨの両方が所定レベル以下（ここでは最大径Ｒが０．５ｍｍ未満、高さＨが４０μｍ未満）である現像ローラ２３を第１ランクとし、最大径Ｒ及び高さＨのいずれか一方が第１ランクよりも大きい現像ローラ２３を第２ランクとしたが、被膜突起物４１の最大径Ｒまたは高さＨのいずれか一方が所定レベル以下である現像ローラ２３を第１ランクとしても良い。
【００７３】
例えば、表２において被膜突起物４１の最大径Ｒが０．２５mm未満の現像ローラを第１ランク、最大径Ｒが０．２５mm以上０．５mm未満の現像ローラを第２ランクとした場合、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色において視認できる色点の発生を防止することができる。同様に、表２において被膜突起物４１の高さＨが３０μｍ未満の現像ローラを第１ランク、最大径Ｒが３０μｍ以上４０μｍ未満の現像ローラを第２ランクとした場合も色点の発生を防止することができる。特に、最大径Ｒのみを用いて現像ローラ２３のランク付けを行う場合は目視による測定のみで現像ローラ２３をランク付けできるため、製造工程を簡素化することができる。
【００７４】
一方、上記のように最大径Ｒのみ、或いは高さＨのみを用いて現像ローラ２３のランク付けを行った場合は、製造された現像ローラ全体の８０％程度が使用可能となり、最大径Ｒ及び高さＨの両方を用いて現像ローラ２３のランク付けを行った場合（約９０％）に比べて歩留まりがやや低下する。従って、被膜突起物４１の最大径Ｒ及び高さＨの両方を用いて現像ローラ２３のランク付けを行う方法がより好ましい。
【００７５】
また、ここでは最大径Ｒが０．５ｍｍ未満、高さＨが４０μｍ未満の被膜突起物４１を有する現像ローラ２３を第１ランクとし、最大径Ｒが０．５ｍｍ以上０．７５ｍｍ未満、高さＨが４０μｍ以上５０μｍ未満の被膜突起物４１を有する現像ローラ２３を第２ランクとしたが、これはドラム−ローラ間ギャップＧ３が１００〜１５０μｍである現像装置３ａ〜３ｄに選択使用する場合に好適なランク付けの例である。従って、被膜突起物４１の最大径Ｒ、高さＨの範囲はこれに限定されるものではなく、ドラム−ローラ間ギャップＧ３に応じて適宜設定すれば良い。
【００７６】
また、上記製造例ではブラックのトナーを用いて白ベタ印刷を行い、画像上に発生する黒点の大きさを測定したが、黒ベタ印刷を行い、画像上に発生する白点の大きさを測定しても良い。また、ブラック以外の他の色のトナーを用いても差し支えないが、白色の転写紙に対するコントラストが最も高いブラックを用いた場合、黒点或いは白点の個数及び大きさの測定が容易となるため、より好ましい。また、黒点或いは白点の測定方法としては、目視による方法の他、ラインセンサなどの検知手段を用いて自動的に測定する方法を採用することも可能である。
【００７７】
また、画像色点のサイズは現像ローラ２３の製造時に毎回測定する必要はなく、表１に示した被膜突起物４１の最大径Ｒ及び高さＨと画像色点のサイズとの関係を次回以降の製造時においても利用することができる。
【００７８】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、現像ローラ２３の外周面にコート層４０を形成する際に発生する被膜突起物４１の最大径Ｒまたは高さＨの少なくとも一方に基づいて現像ローラ２３を選択使用したが、外周面にコート層が形成された現像ローラ２３に限らず、例えばスリーブ素管にアルマイト処理を施しただけの現像ローラ２３についても、アルマイト処理時に発生する表面の突起物の最大径Ｒまたは高さＨの少なくとも一方に基づいて現像ローラ２３を選択使用することで、現像ローラ２３の歩留まりの低下を抑えつつ、色点発生による画質低下を防止するという同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、上記実施形態では、図１に示したようなタンデム方式のカラープリンタ１００を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、１つの感光体ドラムの周囲に４つの現像装置を配置し、感光体ドラム上に４色の画像を順次形成し、中間転写ベルト上に重ね合わせるシングルドラム式や、感光体ドラムに対向する現像装置を順次切り換えるロータリー式のカラープリンタ、或いはタンデム式、シングルドラム式及びロータリー式のカラー複写機等の、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４色に対応する４つの現像装置を備えた種々のカラー画像形成装置に適用することができる。
【００８０】
また、上記実施形態では、図２に示したような、磁気ローラ２２と現像ローラ２３とを備え、磁気ローラ２２から現像ローラ２３にトナーのみを移動させて現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する現像装置について説明したが、現像装置の構成についてもこれに限定されるものではなく、現像ローラのみを備えた一成分現像式の現像装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４色に対応する現像装置を備えたカラー画像形成装置に利用可能であり、各現像装置に用いられる現像ローラを突起物の最大径と高さによって選別し、最大径または高さの少なくとも一方が大きいものをイエロー画像形成のための現像ローラとして用い、最大径または高さの少なくとも一方が小さいものをシアン、マゼンタ及びブラック画像形成のための現像ローラとして用いるものである。
【００８２】
本発明の利用により、画像上の色点がほとんど目立たず、実用上支障のないカラー画像形成装置を、現像ローラの歩留まりを低下させることなく提供することができる。
【符号の説明】
【００８３】
Ｐａ〜Ｐｄ      画像形成部
１ａ〜１ｄ      感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ      帯電器
３ａ〜３ｄ      現像装置
５              露光装置
６ａ〜６ｄ      一次転写ローラ
７ａ〜７ｄ      クリーニング部
８              中間転写ベルト
９              二次転写ローラ
２３            現像ローラ
４０            コート層
４１            被膜突起物
１００          カラープリンタ（画像形成装置）
【図１】
2012027242.tif 000006
【図２】
2012027242.tif 000007
【図３】
2012027242.tif 000008
【図４】
2012027242.tif 000009
【図５】
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