(57)【要約】【課題】現像ローラ上のトナー帯電量を適正に維持することにより、濃度低下やゴーストの発生を防止するとともに転写時の静電飛散も防止可能なタッチダウン現像方式の現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像ローラ２３の表面にはトナーよりも帯電系列が上位であるフェノール樹脂層２６がコーティングされている。磁気ローラ２２から現像ローラ２３上に供給された正帯電トナーは、帯電系列が上位のフェノール樹脂層２６との摩擦により負に帯電する。その結果、トナーの正電荷が相殺され、現像ローラ２３上における単位重量当たりのトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）ｓが低下する。この原理を用いて、（Ｑ／Ｍ）ｓと磁気ローラ２２上における単位重量当たりのトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）ｍとの関係が（Ｑ／Ｍ）ｓ＜（Ｑ／Ｍ）ｍを満たすようにする。【選択図】図２
2009020489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともキャリア及びトナーを含む二成分現像剤が用いられ、像担持体に対向配置されるトナー担持体と、該トナー担持体上に磁気ブラシを用いてトナー薄層を形成するトナー供給部材と、を有し、
前記トナー担持体に直流及び交流成分から成る現像バイアスを印加することにより前記像担持体表面にトナーを飛翔させて静電潜像を現像する現像装置において、
前記トナー担持体上の単位重量当たりのトナー帯電量を（Ｑ／Ｍ）ｓ、前記トナー供給部材上の単位重量当たりのトナー帯電量を（Ｑ／Ｍ）ｍとするとき、以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする現像装置。
（Ｑ／Ｍ）ｓ＜（Ｑ／Ｍ）ｍ  ・・・（１）
【請求項２】
前記トナー担持体表面に、トナーとの摩擦によりトナーと同極性側に帯電する材料をコーティングしたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナーが正帯電トナーであり、前記トナー担持体表面にフェノール樹脂をコーティングしたことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー担持体上に放電を行うことにより（Ｑ／Ｍ）ｓを低下させる放電器を設けたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体上の単位重量当たりのトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）ｄが２８μＣ／ｇ以下であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
（Ｑ／Ｍ）ｓ、（Ｑ／Ｍ）ｍ、及び（Ｑ／Ｍ）ｄが以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
（Ｑ／Ｍ）ｓ＜（Ｑ／Ｍ）ｄ≦（Ｑ／Ｍ）ｍ  ・・・（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用し、現像ローラに帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を非接触で現像するタッチダウン方式の現像装置、及びそれを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより静電潜像担持体（感光体）上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。
【０００３】
一成分現像方式は、磁気ブラシによって静電潜像担持体上の静電潜像が乱されることがなく高画質化に適している反面、弾性規制ブレードで現像ローラ上の層厚を規制するため、トナーの添加剤が現像ローラに付着してトナーの帯電を妨げ、トナーの帯電量を安定して維持することが困難であった。また、弾性規制ブレードや現像ローラにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。また、弾性規制ブレードで現像ローラ上の層厚を規制するため、高速化すると弾性規制ブレードの耐久性が持たないなど、高速化や長寿命化に問題を有していた。
【０００４】
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、トナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、フルカラー画像形成装置においてはキャリア成分を含まないトナーのみを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。しかし、二成分現像方式は安定した帯電量を長期間維持できトナーの長寿命化に適している反面、前述した磁気ブラシによる影響のため画質の面で不利であった。
【０００５】
これらの問題を解決する手段の一つとして、例えば特許文献１、２に開示されているような、磁気ローラを用いて現像剤を静電潜像担持体（感光体）に対して非接触に設置した現像ローラ上に移行させ、この現像ローラ上にトナーを転移させて非磁性トナーで薄層を形成し、交流電界によって静電潜像担持体（感光体）上の潜像にトナーを飛翔させる、いわゆるタッチダウン現像方式が提案されている。
【０００６】
この技術によれば、トナーの長寿命化を考慮してトナー帯電領域は前述したような二成分現像方式を採用し、その後の現像領域は高画質化を狙って感光体に対して非接触でトナーのみを飛翔させる一成分現像方式を採用しているため、一成分現像方式及び二成分現像方式それぞれの利点を活かすことができる。また、トナーの帯電をキャリアとの間で行うため、トナー帯電量は比較的高く安定しており、トナー飛散やかぶり等に有利である。そのため、特に高速化、高画質化、長寿命化が要求されるフルカラー画像形成装置に最も好適な現像方式である。
【０００７】
しかし、タッチダウン現像方式においては、現像ローラ上に帯電量が増大した小粒径トナーが堆積し、トナー薄層形成電界を弱める為、現像ローラ上のトナーの入れ替え効率が低下して画像濃度低下や現像履歴（ゴースト）が発生するという問題点があった。
【０００８】
画像濃度不良及びゴーストの発生を防止する方法としては、特許文献１には、現像ローラへの１周目のトナー薄層形成時における現像ローラ−磁気ローラ間の直流バイアスの電位差を２周目以降のトナー薄層形成時における電位差より大きくして１周目から必要な量のトナー層を確保する方法が開示されている。また、特許文献２には、非画像形成時に現像ローラ−磁気ローラ間の直流バイアスの電位差をゼロとし、現像ローラ上のトナー層を交流バイアスのみで入れ替える方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２１９６１号公報
【特許文献２】特開２００３−２１９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の方法では、駆動開始時の画像濃度不良は抑制できるものの長期に渡って画像濃度不良を抑制することは困難であった。また、特許文献２では連続画像形成中は紙間においてトナー層の入れ替えを行うために紙間を長くとる必要があり、画像形成効率が低下するという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像ローラ上のトナー帯電量を適正に維持することにより、濃度低下やゴーストの発生を防止するとともに転写時の静電飛散も防止可能なタッチダウン現像方式の現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、少なくともキャリア及びトナーを含む二成分現像剤が用いられ、像担持体に対向配置されるトナー担持体と、該トナー担持体上に磁気ブラシを用いてトナー薄層を形成するトナー供給部材と、を有し、前記トナー担持体に直流及び交流成分から成る現像バイアスを印加することにより前記像担持体表面にトナーを飛翔させて静電潜像を現像する現像装置において、前記トナー担持体上の単位重量当たりのトナー帯電量を（Ｑ／Ｍ）ｓ、前記トナー供給部材上の単位重量当たりのトナー帯電量を（Ｑ／Ｍ）ｍとするとき、以下の条件式（１）を満たすことを特徴としている。
（Ｑ／Ｍ）ｓ＜（Ｑ／Ｍ）ｍ  ・・・（１）
【００１２】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体表面に、トナーとの摩擦によりトナーと同極性側に帯電する材料をコーティングしたことを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナーが正帯電トナーであり、前記トナー担持体表面にフェノール樹脂をコーティングしたことを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体上に放電を行うことにより（Ｑ／Ｍ）ｓを低下させる放電器を設けたことを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【００１６】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記像担持体上の単位重量当たりのトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）ｄが２８μＣ／ｇ以下であることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、（Ｑ／Ｍ）ｓ、（Ｑ／Ｍ）ｍ、及び（Ｑ／Ｍ）ｄが以下の条件式（２）を満たすことを特徴としている。
（Ｑ／Ｍ）ｓ＜（Ｑ／Ｍ）ｄ≦（Ｑ／Ｍ）ｍ  ・・・（２）
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の構成によれば、（Ｑ／Ｍ）ｓと（Ｑ／Ｍ）ｍとの関係が条件式（１）を満たすことにより、現像剤中のトナー帯電量分布の変化が抑制され、現像剤からのトナー飛散も低減される。従って、トナー担持体上のトナーの入れ替えが促進されて濃度低下やゴーストの発生を効果的に抑制可能となる。また、安定した帯電量を長期間維持できるため現像剤の長寿命化にも有利となる。
【００１９】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、トナー担持体表面に、トナーとの摩擦によりトナーと同極性側に帯電する材料をコーティングすることにより、トナーとトナー担持体表面との摩擦を利用して（Ｑ／Ｍ）ｓを簡単に低下させることができる。
【００２０】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の現像装置において、トナーが正帯電トナーの場合、トナー担持体表面にフェノール樹脂をコーティングすることにより、（Ｑ／Ｍ）ｓを効果的に低下させることができ、コーティングの剥がれや劣化も生じにくくなる。
【００２１】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、トナー担持体上に放電してトナー帯電量を低下させる放電器を設けることにより、（Ｑ／Ｍ）ｓの下げ幅を大きくすることができ、下げ幅の調整も容易となる。
【００２２】
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現像装置を搭載することにより、濃度低下やゴーストの発生が抑制され高画質な画像形成が可能な画像形成装置となる。
【００２３】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第５の構成の画像形成装置において、（Ｑ／Ｍ）ｄを２８μＣ／ｇ以下とすることにより、像担持体からのトナー像の転写時におけるトナーの静電飛散や転写不良も抑制することができる。
【００２４】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第６の構成の画像形成装置において、（Ｑ／Ｍ）ｓ、（Ｑ／Ｍ）ｍ、及び（Ｑ／Ｍ）ｄが条件式（２）を満たすことにより、トナー担持体上のトナー薄層の形成性能及び像担持体上の静電潜像の現像性能を安定化しつつ、像担持体からのトナー像の転写性能もより一層向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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る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。カラー画像形成装置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。
【００２６】
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、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転し、各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７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構成となっている。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。
【００２７】
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、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。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。
【００２８】
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ユニット４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）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００２９】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、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、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号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が補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、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、露光ユニット４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。
【００３０】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、中間転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム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、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００３１】
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中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００３２】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラ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。
【００３３】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐは分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９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７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。
【００３４】
図２は、本発明の第１実施形態に係る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。
【００３５】
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には図示しないトナーコンテナ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。
【００３６】
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は図中時計回りに回転する。
【００３７】
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からトナー補給口２０ｄを介して現像容器２０内にトナーが補給される。
【００３８】
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体２２ｂで構成されている。図示の例では、固定マグネットローラ体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。
【００３９】
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）において所定のギャップ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。
【００４０】
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（ギャップ）が形成されている。
【００４１】
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。
【００４２】
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Ｎ極の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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、穂切りブレード２５と回転スリーブ２２ａとの間隔だけでなく、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。
【００４５】
本実施形態の現像装置３ａでは、現像ローラ２３の表面にトナーよりも帯電系列が上位であるフェノール樹脂層２６がコーティングされている。帯電系列とは、２種類の物質を互いに摩擦して帯電させる場合、正（＋）に帯電しやすい物質を上位に、負（−）に帯電しやすい物質を下位に並べたものをいう。物質の帯電極性は摩擦する相手によって変わり、帯電系列の上位の物質と下位の物質を擦りあわせると上位の物質が正、下位の物質が負に帯電する。
【００４６】
即ち、磁気ローラ２２から現像ローラ２３上に供給された正帯電トナーは、帯電系列が上位のフェノール樹脂層２６との摩擦により負に帯電する。その結果、トナーの正電荷が相殺され、現像ローラ２３上における単位重量当たりのトナー帯電量（以下、（Ｑ／Ｍ）ｓという）が低下する。
【００４７】
この原理を用いて、（Ｑ／Ｍ）ｓと磁気ローラ２２上における単位重量当たりのトナー帯電量（以下、（Ｑ／Ｍ）ｍという）との関係が、以下の条件式（１）
（Ｑ／Ｍ）ｓ＜（Ｑ／Ｍ）ｍ  ・・・（１）
を満たすように調整することにより、現像剤中のトナー帯電量分布の変化が抑制され、現像剤からのトナー飛散も低減される。従って、現像ローラ２３上のトナーの入れ替えが促進されるため、高印字率（高濃度）の画像を高速で印字した場合にも濃度低下やゴーストの発生を効果的に抑制可能となる。また、安定した帯電量を長期間維持できるため現像剤の長寿命化にも有利となる。
【００４８】
また、感光体ドラム１ａ上における単位重量当たりのトナー帯電量（以下、（Ｑ／Ｍ）ｄという）が高くなりすぎると中間転写ベルト８（図１参照）への転写不良やトナーの静電飛散が発生する。感光体ドラム１ａからのトナー像の転写性能を維持するためには（Ｑ／Ｍ）ｄを２８μＣ／ｇ以下としておくことが好ましい。（Ｑ／Ｍ）ｄは現像ローラ２３に印加される直流電圧値（Ｖｄｃ）及び交流電圧のピークツーピーク値（Ｖｐｐ）と感光体の表面電位との関係によって決まるため、Ｖｄｃ或いはＶｐｐを調整して（Ｑ／Ｍ）ｄが２８μＣ／ｇ以下となるように設定すれば良い。
【００４９】
一方、現像ローラ２３から感光体ドラム１ａへのトナー飛翔性（現像性）を安定させるためには（Ｑ／Ｍ）ｓが（Ｑ／Ｍ）ｄよりも小さいことが好ましいが、（Ｑ／Ｍ）ｓが１０μＣ／ｇ以下の場合、現像ローラ２３上のトナー薄層の厚みが増大し、トナー飛散が多くなる。また、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との間のトナーの受け渡しを円滑に行うためには（Ｑ／Ｍ）ｍもある程度高くしておくことが好ましい。
【００５０】
従って、（Ｑ／Ｍ）ｓ、（Ｑ／Ｍ）ｍ、及び（Ｑ／Ｍ）ｄが、以下の条件式（２）
（Ｑ／Ｍ）ｓ＜（Ｑ／Ｍ）ｄ≦（Ｑ／Ｍ）ｍ  ・・・（２）
を満たすようにすれば、（Ｑ／Ｍ）ｄを低く抑えるとともに（Ｑ／Ｍ）ｍ、（Ｑ／Ｍ）ｓもある程度高く設定できるため、現像ローラ２３上のトナー薄層の形成及び引き剥がし性能、感光体ドラム１ａ上の静電潜像の現像性能を共に安定化しつつ、中間転写ベルト８へのトナー像の転写時における静電飛散や転写不良も抑制することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では現像ローラ２３の表面にフェノール樹脂層２６をコーティングしたが、帯電系列がトナーよりも上位（プラス側）であれば他の材料をコーティングしても良い。ここで、帯電系列中の位置関係が近い物質同士では摩擦による帯電量は比較的小さくなる。また、（Ｑ／Ｍ）ｓはコーティング層厚や表面粗さ等のコーティング条件によって変化する。そのため、使用するトナーの種類や（Ｑ／Ｍ）ｓの目標値に応じてコーティング材料やコーティング条件を適宜設定すれば良い。
【００５２】
図３は、本発明の第２実施形態に係る現像装置の構成を示す側面断面図である。現像装置３ａには、現像ローラ２３の回転方向に対して磁気ローラ２２の下流側、且つ感光体ドラム１ａの上流側に放電器２７が配設されている。なお、他の部分の構成及び現像プロセスについては第１実施形態の図２と同様であるため説明を省略する。
【００５３】
本実施形態の現像装置３ａでは、放電器２７を用いて現像ローラ２３表面へ放電を行うことにより（Ｑ／Ｍ）ｓを積極的に下げている。これにより、フェノール樹脂層２６との摩擦により正電荷を相殺する第１実施形態に比べて（Ｑ／Ｍ）ｓの下げ幅を大きくすることができる。また、放電器２７に印加するバイアスの調整により下げ幅のコントロールも容易となる。放電器２７としては、例えば細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置を用いることができる。
【００５４】
例えば正帯電トナーを用いる場合、交流電圧に負の直流電圧を重畳して振幅中心をマイナス側にシフトさせたバイアス設定で放電を行うことにより、（Ｑ／Ｍ）ｓ＜（Ｑ／Ｍ）ｍとなるようにトナー帯電量を調整する。その結果、第１実施形態と同様に現像剤中のトナー帯電量分布の変化が抑制され、現像剤からのトナー飛散も低減されるため、濃度低下やゴーストの発生を効果的に抑制可能となり、現像剤の寿命も延長することができる。
【００５５】
また、本実施形態においても（Ｑ／Ｍ）ｄを２８μＣ／ｇ以下として転写性を向上させることが好ましく、転写性の向上に加えて現像ローラ２３上のトナー薄層形成及び現像性を安定させるためには、上記条件式（２）の関係を満たすように（Ｑ／Ｍ）ｓ、（Ｑ／Ｍ）ｍ、及び（Ｑ／Ｍ）ｄを設定することが好ましい。（Ｑ／Ｍ）ｄの調整方法については第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５６】
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、固定マグネットローラ体２２ｂの各磁極Ｎ１〜Ｎ３、Ｓ１、Ｓ２の配置（ピーク位置）及び磁力の強さは、現像装置の仕様や現像剤の特性等に応じて適宜設定すれば良い。また、５極構造に限らず、例えば７極構造のマグネットローラ体を用いても良い。さらに、現像ローラ２３内の磁極Ｎ１に対向する位置に、Ｎ１と異磁極（Ｓ極）の現像ローラ側磁極を配置しても良い。
【００５７】
また、上記各実施形態では帯電方向が正（プラス側）である正帯電トナーを用いる現像装置を例に挙げて説明したが、帯電方向が負（マイナス側）である負帯電トナーを用いる現像装置にも全く同様に適用可能である。その場合、第１実施形態で用いたコーティング材料の帯電系列の方向、或いは第２実施形態で放電器２７に印加される直流電圧は上記と正負が全く逆になる。即ち、第１実施形態では帯電系列がトナーよりも下位の（トナーとの摩擦により負に帯電する）材料をコーティングすれば良く、第２実施形態では交流電圧に正の直流電圧を重畳して振幅中心をプラス側にシフトさせたバイアス設定で放電を行えば良い。
【００５８】
また、ここでは中間転写ベルトを用いたタンデム式のカラー画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は、タッチダウン現像式の現像ユニットを備えた画像形成装置であれば、搬送ベルト上の記録媒体に直接転写するタンデム式のカラー画像形成装置や、デジタル複合機、アナログ方式のモノクロ画像形成装置、或いはファクシミリやプリンタ等の他の画像形成装置にも全く同様に適用することができる。
【実施例】
【００５９】
図１に示したタンデム式カラー画像形成装置に、現像ローラ２３にフェノール樹脂層２６をコーティングした第１実施形態の現像装置３ａ〜３ｄ（図２参照）を搭載した場合を本発明１、放電器２７を備えた第２実施形態の現像装置３ａ〜３ｄ（図３参照）を搭載した場合を本発明２及び３、現像ローラ２３にフェノール樹脂層２６をコーティングし、且つ放電器２７を備えた現像装置３ａ〜３ｄを搭載した場合を本発明４として、連続画像印刷時における現像性能及び転写性能を調査した。また、フェノール樹脂層２６及び放電器２７を有しない従来の現像装置を搭載した場合を比較例として同様に調査した。
【００６０】
本発明１〜３及び比較例に共通する試験条件として、直径３０ｍｍのアモルファスシリコン感光体ドラムを用い、ドラム表面電位を３５０Ｖ、ドラム明電位を３０Ｖとした。また、現像ローラ径を２０ｍｍ、磁気ローラ径を２５ｍｍとした。現像条件の設定としては、感光体ドラム、現像ローラ及び磁気ローラの線速をそれぞれ３５０ｍｍ／ｓｅｃ、４００ｍｍ／ｓｅｃ、６００ｍｍ／ｓｅｃとし、ドラム−現像ローラ間ギャップを２００μｍ、現像ローラ−磁気ローラ間ギャップを３５０μｍとした。現像剤としては、正帯電トナーとＭｎ−Ｍｇ系キャリアとから成る二成分現像剤（キャリアに対するトナーの混合比率８．０重量％）を用いた。
【００６１】
本発明１、４では、厚さ２０μｍのフェノール樹脂層をコーティングした現像ローラを用いた。表面粗さ測定装置（SURFCOM 1500DX、東京精密（株）製）を用いてフェノール樹脂層の表面粗さ（算術表面粗さ：ＪＩＳＢ０６０１−１９９４）Ｒａを測定したところ０．８μｍであった。また、ローラ表面と素管の間に１００Ｖの電圧を印加して抵抗測定装置（ULTRA HIGH RESISTANCE METER、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製）で体積抵抗値を測定したところ、１．４×１０-9Ωであった。
【００６２】
また、本発明１では、トナー薄層形成時における現像ローラの直流バイアス値（Ｖｄｃ）を１００Ｖ、交流バイアスのＶｐｐを１．６ｋＶ、周波数２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比３５％とし、磁気ローラの直流バイアス値（Ｖｄｃ１）を２５０Ｖ、交流バイアスのＶｐｐを１．６ｋＶ、周波数２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比６５％とした。
【００６３】
本発明２では、Ｖｐｐが６ｋＶの正弦波交流電圧に−１．０ｋＶの直流電圧を重畳したバイアスを放電器に印加して放電を行った。現像ローラ及び磁気ローラへの印加バイアスは本発明１と同様とした。
【００６４】
本発明３では、Ｖｐｐが６ｋＶの正弦波交流電圧に−１．５ｋＶの直流電圧を重畳したバイアスを放電器に印加して放電を行った。現像ローラ及び磁気ローラへの印加バイアスは本発明１と同様とした。
【００６５】
本発明４では、トナー薄層形成時における現像ローラの直流バイアス値（Ｖｄｃ）を１００Ｖ、交流バイアスのＶｐｐを１．６ｋＶ、周波数２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比３５％とし、磁気ローラの直流バイアス値（Ｖｄｃ１）を２５０Ｖ、交流バイアスのＶｐｐを１．６ｋＶ、周波数２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比６５％とした。また、Ｖｐｐが６ｋＶの正弦波交流電圧に−０．７ｋＶの直流電圧を重畳したバイアスを放電器に印加して放電を行った。
【００６６】
評価方法としては、Ａ４サイズのテスト画像（印字率２％）を３０００枚連続して出力し、現像ローラ、磁気ローラ及び感光体ドラム上の単位重量当たりのトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）ｓ、（Ｑ／Ｍ）ｍ、及び（Ｑ／Ｍ）ｄをＱＭメータ（ＭＯＤＥＬ２１０ＨＳ、ＴＲＥＫ社製）で測定するとともに、画像濃度低下、ゴースト、一次転写時の静電飛散の有無を目視により評価した。試験結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
2009020489.tif 000003
【００６８】
表１から明らかなように、比較例では３０μＣ／ｇであった（Ｑ／Ｍ）ｓが、本発明１〜４ではそれぞれ１８μＣ／ｇ、２０μＣ／ｇ、１４μＣ／ｇ、２０μＣ／ｇに低下し、比較例で発生したテスト画像の濃度低下、ゴーストの発生が抑制された。また、比較例では３４μＣ／ｇであった（Ｑ／Ｍ）ｄについてもそれぞれ２１μＣ／ｇ、２８μＣ／ｇ、１８μＣ／ｇ、２２μＣ／ｇに低下し、比較例で発生した中間転写ベルトへの転写（一次転写）におけるトナーの静電飛散も抑制されて転写性も向上した。特に、（Ｑ／Ｍ）ｓ＜（Ｑ／Ｍ）ｄ≦（Ｑ／Ｍ）ｍの関係を満たす本発明１、３及び４では、濃度低下、ゴースト及び転写時の静電飛散は全く認められなかった。
【００６９】
また、本発明１と本発明２及び３との比較より、放電器による放電を行う本発明２、３の方がフェノール樹脂層との摩擦で電荷を相殺する本発明１に対して電気的な制御で（Ｑ／Ｍ）ｓ、（Ｑ／Ｍ）ｄの下げ幅を調節することができるため、環境変動などで現像性及び転写性の変動がある場合にも対応することができる。
【００７０】
また、本発明４のようにフェノール樹脂層を設ける構成と放電器による放電を行う構成を組み合わせてもよい。この場合は放電電力を低減することができると共に、（Ｑ／Ｍ）ｓ、（Ｑ／Ｍ）ｄの下げ幅を調節することが出来るため、より有利である。
【００７１】
なお、上記実施例の現像条件は一例にすぎず、処理速度、現像ローラ径及び磁気ローラ径等は画像形成装置の仕様に応じて適宜設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、少なくともキャリア及びトナーを含む二成分現像剤が用いられ、像担持体に対向配置されるトナー担持体と、磁気ブラシを用いてトナー担持体上にトナー薄層を形成するトナー供給部材と、を有し、トナー担持体に直流及び交流成分から成る現像バイアスを印加することにより像担持体表面にトナーを飛翔させて静電潜像を現像するタッチダウン式の現像装置において、トナー担持体上の単位重量当たりのトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）ｓを、トナー供給部材上の単位重量当たりのトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）ｍよりも小さくするものである。
【００７３】
これにより、現像剤中のトナー帯電量分布の変化が抑制され、現像剤からのトナー飛散も低減されるため、濃度低下及びゴーストの発生を効果的に抑制可能な現像装置を提供することができる。また、安定した帯電量を長期間維持できるので、現像装置内のトナーの長寿命化にも寄与する。
【００７４】
（Ｑ／Ｍ）ｓを低下させる手段として、トナーとの摩擦によりトナーと同極性側に帯電する材料をトナー担持体表面にコーティングした場合、トナーとトナー担持体表面との摩擦を利用して（Ｑ／Ｍ）ｓを簡単に低下させることができる。正帯電トナーを用いる場合、摩擦帯電効果が高く、耐久性にも優れたフェノール樹脂が好ましい。また、トナー担持体上のトナー帯電量を低下させる放電器を設けた場合、（Ｑ／Ｍ）ｓの下げ幅を大きくすることができ、下げ幅の調整も容易となる。
【００７５】
また、本発明の現像装置を搭載することで、濃度低下やゴーストの発生が抑制され高画質な画像形成が可能な画像形成装置を提供することができる。このとき、像担持体上のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）ｄを２８μＣ／ｇ以下としたので、像担持体からのトナー像の転写時におけるトナーの静電飛散や転写不良も抑制できる。さらに、（Ｑ／Ｍ）ｓ、（Ｑ／Ｍ）ｍ、及び（Ｑ／Ｍ）ｄが条件式（２）を満たすようにすれば、トナー担持体上のトナー薄層の形成性能及び像担持体上の静電潜像の現像性能を安定化しつつ、像担持体からのトナー像の転写性もより一層向上された画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】は、本発明の現像装置が搭載される画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態に係る現像装置の構成を示す側面断面図である。
【図３】は、本発明の第２実施形態に係る現像装置の構成を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
Ｐａ〜Ｐｄ        画像形成部
１ａ〜１ｄ        感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ        現像装置
２０              現像容器
２１ａ            第１攪拌スクリュー
２１ｂ            第２攪拌スクリュー
２２              磁気ローラ（トナー供給部材）
２２ａ            回転スリーブ
２２ｂ            固定マグネットローラ体
２３              現像ローラ（トナー担持体）
２５              穂切りブレード
２６              フェノール樹脂層
２７              放電器
１００            画像形成装置
【図１】
2009020489.tif 000004
【図２】
2009020489.tif 000005
【図３】
2009020489.tif 000006