JP2009009109A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラと磁気ローラとの間の付近での現像剤の滞留を抑制する。
【解決手段】少なくともキャリア及びトナーを有する二成分現像剤が用いられ、静電潜像が担持される像担持体に対してトナーによって静電潜像を現像してトナー像とする現像装置において、像担持体に対向して配置された現像ローラ４２と、現像ローラ４２と対向して配置され、二成分現像剤を保持してトナーを現像ローラ４２に供給する磁気ローラ４１とを有し、現像ローラ４２と磁気ローラ４１とはその対向位置において互いに反対方向となるように回転駆動されるとともに磁気ローラ４１の磁極Ｎ１と異磁極の現像ローラ４２の磁極Ｓとが対向位置に配置されていて、かつ磁気ローラ４１の表面粗さが現像ローラ４２の表面粗さより粗い。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばファクシミリ、複写機、プリンタなどの画像形成装置に内蔵される現像装置と、当該現像装置を備えた画像形成装置に関する。

上述した現像装置として、像担持体（例えば感光体ドラム等）に対向して配置された現像ローラに対して磁気ローラを更に対向配置し、かつ現像ローラと磁気ローラとに異極の磁極を設けて、現像ローラと磁気ローラとの間の磁気ブラシの拘束力を高めるように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２７４９２４号公報

しかしながら、上記画像形成装置による場合には、現像ローラのトナー回収能力を向上させることができる反面、前記磁気ブラシの拘束力により現像ローラと磁気ローラとの間の付近に現像剤が滞留し、その滞留によって、現像剤が現像装置の外側に吹き出して画像形成装置の内部を汚染したり或いは現像剤が像担持体の表面に付着したりする、所謂キャリア付着を発生することなどの欠点があった。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、現像装置における現像ローラと磁気ローラとの間の付近での現像剤の滞留を抑制できるようにすることを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、少なくともキャリア及びトナーを有する二成分現像剤が用いられ、静電潜像が担持される像担持体に対して前記トナーによって前記静電潜像を現像してトナー像とする現像装置において、
前記像担持体に対向して配置された現像ローラと、
前記現像ローラと対向して配置され、前記二成分現像剤を保持してトナーを現像ローラに供給する磁気ローラとを有し、
前記現像ローラと前記磁気ローラとはその対向位置において互いに反対方向となるように回転駆動されるとともに前記磁気ローラの磁極と異磁極の現像ローラの磁極とが対向位置に配置されていて、かつ前記磁気ローラの表面粗さが前記現像ローラの表面粗さより粗いものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像装置であって、前記磁気ローラの表面粗さとして十点平均粗さＲｚ（ｍａｇ）を用い、前記現像ローラの表面粗さとして十点平均粗さＲｚ（ｓｌｖ）を用いるものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の現像装置であって、前記Ｒｚ（ｍａｇ）および前記Ｒｚ（ｓｌｖ）の関係が、Ｒｚ（ｍａｇ）／Ｒｚ（ｓｌｖ）≧１．３であり、かつ前記Ｒｚ（ｍａｇ）がＲｚ（ｍａｇ）≦２５μｍである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の現像装置であって、前記磁気ローラは、前記キャリアとして重量平均粒子径が５０μｍ以下であり、１キロエルステッドにおける飽和磁化が２５〜６５ｅｍｕ／ｇであるものを含む前記二成分現像剤を保持して、前記トナーを前記現像ローラに供給するものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置であって、前記磁気ローラは、前記キャリアとして樹脂キャリアからなるものを含む前記二成分現像剤を保持して、前記トナーを前記現像ローラに供給するものである。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置であって、前記磁気ローラは、前記キャリアとして、当該キャリアの形状係数ＳＦ−１が１３５以下であるものを含む前記二成分現像剤を保持して、前記トナーを前記現像ローラに供給するものである。

また、請求項７に記載の発明は、少なくともキャリア及びトナーを有する二成分現像剤が用いられ、静電潜像が担持される像担持体に対して前記トナーによって前記静電潜像を現像してトナー像とする現像装置を備えた画像形成装置であって、
前記現像装置は、
前記像担持体に対向して配置された現像ローラと、
前記現像ローラと対向して配置され、前記二成分現像剤を保持してトナーを現像ローラに供給する磁気ローラとを有し、
前記現像ローラと前記磁気ローラとはその対向位置において互いに反対方向となるように回転駆動されるとともに前記磁気ローラの磁極と異磁極の現像ローラの磁極とが対向位置に配置されていて、かつ前記磁気ローラの表面粗さが前記現像ローラの表面粗さより粗いものである。

請求項１及び請求項７に記載の発明によれば、現像ローラと磁気ローラとはその対向位置において互いに反対方向となるように回転駆動されるとともに磁気ローラの磁極と異磁極の現像ローラの磁極とが対向位置に配置されているので、磁気ローラの磁極と異磁極の現像ローラの磁極との間に磁界が形成され、これによって磁気ブラシの拘束力が強くなって、つまり磁気ブラシが良好に形成されることになって、現像ローラ上のトナーがキャリアによる磁気ブラシによって機械的に掻き取られて、磁気ローラ側に引き戻される。加えて、磁気ローラの表面粗さを現像ローラの表面粗さよりも粗くしているので、現像剤の磁気ローラ回りにおける搬送性を向上させることが可能となり、これにより現像ローラと磁気ローラとの間の付近での現像剤の滞留を抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、表面粗さの程度を数値として表すことができ、両者の表面粗さの対比が容易になる。

請求項３に記載の発明によれば、以下の効果が得られる。即ち、磁気ローラの表面粗さを粗くし過ぎると、磁気ローラの搬送性が異常に高くなって現像ローラとの間でリークが発生し易くなるが、この発明の場合には、Ｒｚ（ｍａｇ）≦２５μｍとしているので、前記リークの発生を抑制することが可能になる。また、Ｒｚ（ｍａｇ）／Ｒｚ（ｓｌｖ）≧１．３としているので、現像ローラと磁気ローラ間の現像剤の滞留を抑制することができ、キャリアが現像ローラ側に移行する現象、所謂キャリア引きを抑制することが可能になる。

請求項４に記載の発明によれば、以下の効果が得られる。即ち、キャリアの重量平均粒子径が５０μｍを超えると、磁気ローラ上の磁気ブラシが密に形成され難いため、現像ローラ上のトナー薄層が均一に形成され難くなると共に磁気ブラシが疎であるため、現像ローラ上のトナーの回収も不均一となり、現像ゴースト現象（前の現像画像の履歴が次の現像画像に現れる現象。より詳細には、現像ローラからの未現像トナーの回収が不十分であると、そこに前の現像画像の履歴が残っており、現像ローラ上の磁気ブラシが疎であることでトナーの供給が不十分となり、その履歴を覆い隠すことができない為、次の現像時に前の画像の履歴が現れてしまうことを言う。）が発生し易い。よって、重量平均粒子径を５０μｍ以下とすることで、現像ローラ上の磁気ブラシを密に形成するようにしている。但し、現像ローラ上の磁気ブラシが密になることで、現像ローラと磁気ローラ間で現像剤の動きが制限されるため、現像剤溜まりが発生し易くなる虞があるが、１キロエルステッドにおける飽和磁化を２５〜６５ｅｍｕ／ｇの範囲とすることで、現像剤溜まりの発生を解消することができる。また、２５ｅｍｕ／ｇ未満であると、磁力による保持力が弱くなりすぎ、キャリア引きや現像剤落ちが発生する。逆に、６５ｅｍｕ／ｇを超えると、磁気ブラシの拘束力が強く、磁気ブラシが強くなりすぎて現像ローラ上のトナー薄層に磁気ブラシによる掃きムラが発生してしまい好ましくない。

請求項５に記載の発明によれば、以下の効果が得られる。即ち、キャリアに、フェライトキャリアよりも比重が小さく、磁気拘束力も小さく、また流動性も低く、現像剤の滞留が起こり易くしかもキャリア引きもし易い樹脂キャリアを使用しても、本願発明により現像剤の滞留およびキャリア引きの発生を抑制することが可能になる。

請求項６に記載の発明によれば、以下の効果が得られる。即ち、キャリアは、球形に近くなるとキャリア同士の拘束力が弱まるという特性がある。このような特性を有するキャリアに、形状係数ＳＦ−１が１３５以下という球形に近いものを使用しても、本願発明によりキャリア引きの発生を抑制することが可能になる。

まず、本発明の一実施形態に係る現像装置が適用されたプリンタの内部構造の概要について図１を基に説明する。図１は、プリンタの内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。本実施形態のプリンタ（画像形成装置）１０は箱形を呈した装置本体１１により覆われていて、内部には、コンピュータ等の外部機器から伝送された画像情報に基づき画像を形成する画像形成部１２と、この画像形成部１２から用紙Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１４と、前記装置本体１１の上部に設けられ定着処理後の用紙Ｐが排出される用紙排出部１５とが設けられた基本構成をとる。

前記画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにトナー画像を形成させるものであり、駆動ローラ１２４ａおよび従動ローラ１２４ｂ間に張設された転写ベルト１２４を有する。この転写ベルト１２４は、時計回りに周回するようになっていて、その周回方向の上流側（右側）から下流側へ向けて４つのユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋが順次配設されている。ユニット１２Ｍはマゼンタ色のトナー（現像剤）を用いるもので、ユニット１２Ｃはシアン色のトナーを、ユニット１２Ｙはイエロー色のトナーを、ユニット１２Ｋはブラック色のトナーを用いるものである。

そして、前記各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、感光体ドラム（像担持体）１２１および現像装置２０がそれぞれ備えられている。感光体ドラム１２１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）を形成させるためのものであり、周面に強靱で耐摩耗性に優れた極めて平滑なアモルファスシリコン層が積層され、これによってこれらの像を形成させるのに適したものになっている。そして、各感光体ドラム１２１は、図１において反時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置２０からトナーの供給を受けるようになっている。各現像装置２０には、装置本体１１の前面側（図１の紙面の表側）に配設された図略のトナーカートリッジからトナーが補給されるようになっている。

なお、本実施形態においては、現像剤としてトナーとキャリアとからなる、いわゆる２成分系のものが採用されている。トナーは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が５〜１２μｍの微粉体である。これに対してキャリアは、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）等の粒径が２５〜１００μｍの磁性粒子であり、トナーを帯電させるために使用される。そして、トナーは、図略のトナーカートリッジから現像装置２０に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアは、予め所定量が現像装置２０内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的である。トナー（Ｔ）とキャリア（Ｃ）との重量比率（Ｔ／Ｃ）は、約８ｗｔ％とした。

各感光体ドラム１２１の直下位置には帯電装置１２２がそれぞれ設けられているとともに、各帯電装置１２２のさらに下方位置には露光装置１２３が設けられている。そして、各感光体ドラム１２１は、前記帯電装置１２２によって周面が一様に帯電され、コンピュータ等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が前記各露光装置１２３から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射されて、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置２０からトナーが供給されて、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。

上記転写ベルト１２４は、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２５によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム１２１と同期しながら周回する。従って、転写ベルト１２４の表面に対し、マゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によりマゼンタトナーのトナー像の転写が行なわれ、ついで転写ベルト１２４の同一位置にシアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によりシアントナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、ついで転写ベルト１２４の同一位置にイエロー用ユニット１２Ｙの感光体ドラム１２１によりイエロートナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、最後のブラック用ユニット１２Ｋの感光体ドラム１２１によりブラックトナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、これによって転写ベルト１２４の表面にカラーのトナー像が形成される。これにより転写ベルト１２４の表面にはカラーのトナー像が形成され、そのカラーのトナー像が用紙貯留部１４から搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

各感光体ドラム１２１の図１における左方位置には、クリーニング装置１２６が設けられていて、クリーニング装置１２６により各感光体ドラム１２１の周面に残留したトナーは除去されて清浄化される。このように清浄化された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置１２２へ向かうことになる。また、クリーニング装置１２６で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収され、貯留される。

画像形成部１２の図１における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。この用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられ、用紙貯留部１４からの用紙がこの搬送ローラ対１１２の駆動で駆動ローラ１２４ａに掛け回されている転写ベルト１２４へ向けて搬送される。かかる用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２４ａと対向した位置に転写ベルト１２４の表面と当接した第２転写ローラ１１３が設けられている。転写ベルト１２４と第２転写ローラ１１３との間のニップ部には、用紙搬送路１１１を搬送される用紙Ｐが供給され、前記ニップ部で押圧挟持されることによって転写ベルト１２４上のトナー像が当該用紙Ｐに転写される。

前記定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙上のトナー像に対し定着処理を施すものであり、内部に加熱源である通電発熱体を備えた加熱ローラ１３１と、図１における左方でこの加熱ローラ１３１と対向配置された定着ローラ１３２と、この定着ローラ１３２および前記加熱ローラ１３１間に張設された定着ベルト１３３と、この定着ベルト１３３を介して前記定着ローラ４０と対向配置された加圧ローラ１３４とを備えて構成されている。

そして、トナー像が転写された用紙Ｐは、加圧ローラ１３４と高温の定着ベルト１３３との間を通過しながら定着ベルト１３３からの熱を得て定着処理が施される。

定着処理の完了したカラー画像付の用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って装置本体１１の頂部に設けられた用紙排出部１５の排紙トレイ１５１へ向けて排出される。

前記用紙貯留部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、装置本体１１内における露光装置１２３より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ１４２とを備えて構成されている。用紙トレイ１４２には用紙束が貯留されるようになっている。

前記手差しトレイ１４１は、用紙Ｐを１枚ずつ手差し操作で画像形成部１２へ向けて給紙するためのものであり、普段は装置本体１１の右壁面に収納されているが、手差しで給紙するときのみ、図１に示すように、壁面から引き出されて手差し給紙に供されるようになっている。

前記用紙トレイ１４２は、上面が全面開口の箱体を備えて構成され、複数枚の用紙Ｐが積層されてなる用紙束Ｐ１が貯留可能になっている。かかる用紙トレイ１４２に貯留された用紙束Ｐ１の最上位の用紙Ｐは、下流端（図１における左端）の上面が用紙束Ｐ１からピックアップローラ１４３の駆動で用紙搬送路１１１へ向けて繰り出されるようになっており、１枚ずつ繰り出され用紙Ｐが搬送ローラ対１１２の駆動で用紙搬送路１１１を通って画像形成部１２における第２転写ローラ１１３と転写ベルト１２４との間のニップ部へ向けて送り込まれるようになっている。

図２は、本発明に係る現像装置の第１実施形態を示す正面断面図であり、図３はその要部を拡大して示す正面断面図である。

この現像装置２０は、前後方向に長尺のハウジング（筐体）２１の中にトナーを攪拌するトナー攪拌機構３０と、このトナー攪拌機構３０によって攪拌処理されたトナーを感光体ドラム１２１の周面に向けて供給するトナー供給機構４０とを備える。

前記ハウジング２１は、下部ハウジング２２と上部ハウジング２３とからなる２段構造で構成されており、下部ハウジング２２と上部ハウジング２３との間にはトナー攪拌機構３０が装着され、上部ハウジング２３の内部にはトナー供給機構４０が装着される。

前記トナー攪拌機構３０は、第１スパイラルフィーダ３１と第２スパイラルフィーダ３２とを備えており、第１スパイラルフィーダ３１は隔壁２５を挟んで右側に、第２スパイラルフィーダ３２は隔壁２５の左側に配設されている。上記隔壁２５には、その後端および前端に連絡開口（図示せず）がそれぞれ設けられており、各フィーダ３１、３２は紙面に垂直な前後方向に長い軸３１ａ、３２ａの回りに回動する。よって、第１スパイラルフィーダ３１の回動により、例えば下部ハウジング２２内の隔壁２５の右側の空間を後方に向けて搬送されたトナーは、後方の連絡開口（図示せず）を通って隔壁２５の左側の空間に搬入され、次いで第２スパイラルフィーダ３２の回動により前方に向けて搬送される。この第２スパイラルフィーダ３２により搬送されるトナーの一部は、上方のトナー供給機構４０により汲み上げられ、残部は前方の連絡開口（図示せず）を通って隔壁２５の右側の空間に戻され循環搬送される。

トナー供給機構４０は、トナー攪拌機構３０から汲み上げられたトナーを感光体ドラム１２１へ供給するためのものである。トナー供給機構４０は、第２スパイラルフィーダ３２の上側に設けた磁気ローラ４１と、その左斜め上方に設けた現像ローラ４２とを有する。各ローラ４１、４２は前後方向に長く平行に配設され、各周面同士が僅かな隙間ＭＳを介して互いに対向するようになっている。また、各ローラ４１、４２は、その対向位置において互いに反対方向に回転駆動されるようになっている。図示例では、両ローラ４１、４２は、時計回りに回動するようになっている。

前記磁気ローラ４１は、周面に形成された薄層で、かつ、非磁性の例えばアルミニウム等からなる筒状のスリーブ４１ａと、このスリーブ４１ａの内側に設けられた磁性体４１ｂと、前記スリーブ４１ａと同心状に設けられるとともに磁性体４１ｂと一体に設けられた軸部４１ｃと、スリーブ４１ａと一体的に設けられた図示しない磁気ローラ回転軸とを有する。磁性体４１ｂには、複数のＮ極と複数のＳ極とが交互に設けられている。例えば、この実施形態では、現像ローラ４２と前記隙間ＭＳを介して対向する箇所にＮ極（Ｎ１）が設けられ、このＮ極（Ｎ１）の右側に、Ｓ極（Ｓ１）、Ｎ極（Ｎ２）およびＳ極（Ｓ２）が設けられ、前記Ｎ極（Ｎ１）の左側に、Ｓ極（Ｓ３）、Ｎ極（Ｎ３）およびＳ極（Ｓ４）が設けられている。

磁気ローラ４１の磁性体４１ｂは、その一端が軸部４１ｃに固定されている。軸部４１ｃは、現像装置２０のハウジング２１に固定されている。上記磁気ローラ回転軸は、図略のモータ等の駆動源からの回転駆動力で回転するが、この軸部４１ｃは、ハウジング２１に固定されて回転しないようになっている。

前記現像ローラ４２は、周面に形成された薄層で、かつ、非磁性の例えばアルミニウム等からなる筒状のスリーブ４２ａと、このスリーブ４２ａの内側に設けられた磁性体４２ｂと、スリーブ４２ａと同心状に設けられるとともに磁性体４２ｂと一体に設けられた軸部４２ｃと、スリーブ４２ａと一体的に設けられた図示しない現像ローラ回転軸とを有する。磁性体４２ｂは、現像ローラ４２と前記隙間ＭＳを介して対向する箇所に設けられていて、Ｓ極を有している。

現像ローラ４２の磁性体４２ｂは、その一端が軸部４２ｃに固定されている。軸部４２ｃは、現像装置２０のハウジング２１に固定されている。上記現像ローラ回転軸は、図略のモータ等の駆動源からの回転駆動力で回転するが、この軸部４２ｃは、ハウジング２１に固定されて回転しないようになっている。

また、磁気ローラ４１の磁性体４１ｂにおけるＮ極（Ｎ１）は、現像ローラ４２の軸心と磁気ローラ４１の軸心とを結ぶ線分に対して、磁気ローラ４１の回転方向の下流側に５゜（０〜８゜が好ましい）だけずらした位置に配置され、一方、現像ローラ４２のＳ極の磁性体４２ｂは、前記線分に対して、現像ローラ４２の回転方向の上流側に５゜（０〜８゜が好ましい）だけずらした位置に配置されている。

現像時における現像装置２０の動作を説明する。現像装置２０は、前述のように、前記トナー攪拌機構３０の各フィーダ３１，３２によって、現像剤が攪拌されてトナーが帯電される。磁気ローラ４１は、上記駆動源からの回転駆動力が伝達されて上記磁気ローラ回転軸が回転し、これと共にスリーブ４１ａが回転する。一方、磁性体４１ｂは回転しない。例えば、スリーブ４１ａは図中実線矢印で示す方向に回転駆動される。そして、フィーダ３２上の現像剤は磁気ローラ４１に吸引搬送され、磁気ローラ４１の表面上には磁気ブラシが形成される。磁気ローラ４１上の当該磁気ブラシはドクターブレード２６によって層規制されて、磁気ローラ４１と現像ローラ４２との間の電位差によって現像ローラ４２にトナー層を形成する。そして、現像ローラ４２上の当該トナー層によって、感光体ドラム１２１上の静電潜像が現像される。

上述のようにして現像が行われた後、残留トナー層を有する現像ローラ４２は前述の対向位置において現像剤層を有する磁気ローラ４１と最接近し、この対向位置では、磁気ブラシによる機械的な力及び電位差によって、現像ローラ４２上のトナー層が掻き取られるとともに、磁気ローラ４１と現像ローラ４２との間に形成される電位差（つまり、電界）に応じて磁気ローラ４１上の現像剤層からトナーが現像ローラ４２側に供給されることになる。

現像ローラ４２と磁気ローラ４１とはその対向位置において互いに反対方向となるように回転駆動されるとともに磁気ローラ４１の磁極と異磁極の現像ローラ４２の磁極とが対向位置に配置されているので、磁気ローラ４１の磁極と異磁極の現像ローラ４２の磁極との間に磁界が形成される。

そして、これら磁極間における磁界により、磁気ブラシの拘束力が強くなって、つまり、磁気ブラシが良好に形成されることになって、現像ローラ４２上のトナーがキャリアによる磁気ブラシによって機械的に掻き取られて、磁気ローラ４１側に引き戻される。

このようにして、磁気ブラシによるトナー掻き取り力を強くしたから、現像ローラ４２上に残ったトナーを確実に磁気ローラ４１側に回収することができ、現像履歴現象が生じることがない。また、図２に示すように、磁気ローラ４１を現像ローラ４２の下側に配置するようにすれば、現像ローラ４２上のトナーを回収する際には、トナーに重力が作用する結果、効率的にトナー回収を行うことができる。

次に、現像ローラの表面粗さと磁気ローラの表面粗さとの関係につき図４に基づいて説明する。

図４は、現像ローラの表面粗さと磁気ローラの表面粗さとを変化させて、現像剤の滞留の発生の有無および感光体ドラムの画像上でのキャリア付着の有無等を目視観察した結果を纏めた表である。なお、実施例１は現像ローラの十点平均粗さＲｚ（ｓｌｖ）が３μｍで磁気ローラの十点平均粗さＲｚ（ｍａｇ）が１５μｍであり、実施例２はＲｚ（ｓｌｖ）が３μｍでＲｚ（ｍａｇ）が１０μｍ、実施例３はＲｚ（ｓｌｖ）が３μｍでＲｚ（ｍａｇ）が２５μｍ、実施例４はＲｚ（ｓｌｖ）が１０μｍでＲｚ（ｍａｇ）が１２μｍ、比較例１はＲｚ（ｓｌｖ）が１０μｍでＲｚ（ｍａｇ）が３μｍ、比較例２はＲｚ（ｓｌｖ）が１０μｍでＲｚ（ｍａｇ）が１０μｍ、比較例３はＲｚ（ｓｌｖ）が３μｍでＲｚ（ｍａｇ）が２６μｍである。なお、表１中の○は前記隙間ＭＳ間に現像剤の溜まりがないことを表し、△は隙間ＭＳ間に若干の現像剤溜まりが発生したことを表し、×は感光体ドラムの画像上にキャリア付着が発生したことを表し、××はドクターブレード２６（図２参照）上に現像剤が漏れることを表す。

条件としては、次の通りである。現像ローラ４２に関しては、直径１６ｍｍのアルミニウム素管を外形加工およびセンターレス研磨により表面粗さを調整しており、周波数が４ｋＨｚ、デューティが３０％である１．６ｋＶのＡＣを与えるとともに３０ＶのＤＣを与え、かつＳ極の磁力を４５ｍＴとした。また、磁気ローラ４１に関しては、直径２０ｍｍのアルミニウム素管を外形加工した後に、サンドブラスト処理、ビーズブラスト処理、アルマイト処理およびバフ研磨等のうちの少なくとも１つを行って表面粗さを調整しており、周波数が４ｋＨｚ、デューティが７０％である０．４ｋＶのＡＣを与えるとともに３００ＶのＤＣを与え、かつＮ極（Ｎ１）の磁力を８５ｍＴとした。磁気ローラ４１と現像ローラ４２との隙間ＭＳは０．３００ｍｍ、磁気ローラの周速度／現像ローラの周速度は１．５、現像ローラの周速度／感光体ドラムの周速度は１．５、感光体ドラムと現像ローラとの隙間ＤＳは０．２００ｍｍ、感光体ドラムの直径は３０ｍｍ、感光体ドラムの周速は１５０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラムの表面電位（Ｖｏ）は３５０Ｖとした。キャリアは、重量平均粒子径が４５μｍ、飽和磁化が６０ｅｍｕ／ｇであって、Ｍｎ−Ｍｇ系コアに樹脂コートしたものを使用し、Ｔ（トナー）／Ｃ（キャリア）は８ｗｔ％とした。また、現像ローラの十点平均粗さＲｚ（ｓｌｖ）および磁気ローラの十点平均粗さＲｚ（ｍａｇ）は、東京精密社製ＳＵＲＦＣＯＭ１５００ＤＸ（ＪＩＳＢ０６０１−１９９４）により測定した。その測定条件は、算出規格：ＪＩＳ−‘９４規格、測定種別：粗さ測定、測定長さ：４．０ｍｍ、カットオフ波長：０．８ｍｍ、測定速度：０．３ｍｍ／ｓであった。

図４から理解されるように、Ｒｚ（ｍａｇ）が２６μｍであって２５μｍを超えると現像剤の滞留が発生して現像ローラと磁気ローラとの間でリークが生じる虞があり（比較例３参照）、またＲｚ（ｍａｇ）／Ｒｚ（ｓｌｖ）が１．３よりも小さくなると、感光体ドラム１２１の画上にキャリア付着が発生したり、或いはドクターブレード２６上に現像剤が漏れるといった不都合が発生したりする（比較例１、２参照）。これに対し、実施例１〜４のように、Ｒｚ（ｍａｇ）＞Ｒｚ（ｓｌｖ）のときに、現像剤溜まりが抑制され、また感光体ドラムの画像上にキャリアが付着することも抑制され、特に、実施例１〜３のように、Ｒｚ（ｍａｇ）／Ｒｚ（ｓｌｖ）≧１．３でかつＲｚ（ｍａｇ）≦２５μｍのときに、現像剤溜まりがなく、また感光体ドラムの画像上にキャリア付着も無く、より効果が得られた。

したがって、本発明において磁気ローラの表面粗さと現像ローラの表面粗さとの関係は、Ｒｚ（ｍａｇ）／Ｒｚ（ｓｌｖ）≧１．３でかつＲｚ（ｍａｇ）≦２５μｍを満足とすることで、現像剤の滞留を防止することができ、キャリア付着を抑制することが可能になる。

なお、Ｒｚ（ｍａｇ）は、１０μｍよりも小さくなると、現像剤の搬送性が低下するため、１０〜２５μｍが好ましい。より好ましくは、１２〜２０μｍがよい。また、Ｒｚ（ｓｌｖ）は、１〜１０μｍがよく、１〜５μｍがより好ましい。１μｍより小さいと、精度アップに伴うコストが高くなり過ぎる。一方、１０μｍを超えると感光体ドラムと現像ローラとの間でリーク発生の虞があり、また現像ローラ表面とトナーとの付着性が高くなって、未現像トナーの磁気ローラでの回収が困難となってしまうからである。

また、本発明は、Ｒｚ（ｍａｇ）／Ｒｚ（ｓｌｖ）≧１．３でかつＲｚ（ｍａｇ）≦２５μｍの条件とすることで、キャリアに樹脂キャリア（上記キャリアを含む。以下同じ。）を使用する場合、或いはキャリアの形状が球形に近い場合、本発明の効果である、現像剤の滞留防止とキャリア付着の抑制とを確保することが可能になる。このことを、以下により詳細に説明する。

即ち、キャリアに、フェライトキャリアよりも比重が小さく、磁気拘束力も小さく、また流動性も低く、現像剤の滞留が起こり易くしかもキャリア引きもし易い樹脂キャリアを使用しても、本発明により現像剤の滞留およびキャリア引きの発生を抑制することが可能になる。また、キャリア形状が球形に近くなるとキャリア同士の接点が少なくなる為に拘束力が弱まるが、形状係数ＳＦ−１が１３５以下という球形に近いものを使用した場合には、本発明によりキャリア引きの発生を抑制することが可能になる。

なお、上記形状係数ＳＦ−１は、［（キャリアの絶対最大長）^２／（キャリアの投影面積）］×（Π／４）×１００で表され、キャリアの絶対最大長およびキャリアの投影面積は、１００個の平均値が用いられる。そして、ＳＦ−１の値は、例えば日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、倍率１００〜３００倍に拡大したキャリア像１００個を無作為にサンプリングし、その画像情報をニコレ社製の画像解析装置（ＬｕｚｅｘＩＩＩ）によって解析することで得られる。

また、本発明では、キャリアの重量平均粒子径を５０μｍ以下とし、かつ、１キロエルステッドにおける飽和磁化を２５〜６５ｅｍｕ／ｇとしている。これは、以下の理由による。即ち、キャリアの重量平均粒子径が５０μｍを超えると、磁気ローラ上の磁気ブラシが密に形成され難いため、現像ローラ上のトナー薄層が均一に形成され難くなると共に磁気ブラシが疎であるため、現像ローラ上のトナーの回収も不均一となり、前記現像ゴースト現象が発生し易い。よって、重量平均粒子径を５０μｍ以下とすることで、現像ローラ上の磁気ブラシを密に形成することができるからである。但し、現像ローラ上の磁気ブラシが密になることで、現像ローラと磁気ローラ間で現像剤の動きが制限されるため、現像剤溜まりが発生し易くなる虞があるが、１キロエルステッドにおける飽和磁化を２５〜６５ｅｍｕ／ｇの範囲とすることで、現像剤溜まりの発生を解消することができる。また、２５ｅｍｕ／ｇ未満であると、磁力による保持力が弱くなりすぎ、キャリア引きや現像剤落ちが発生する。逆に、６５ｅｍｕ／ｇを超えると、磁気ブラシの拘束力が強く、磁気ブラシが強くなりすぎて現像ローラ上のトナー薄層に磁気ブラシによる掃きムラが発生してしまい好ましくないからである。

上記飽和磁化の測定値は、例えばＴＯＥＩ社製「ＶＳＭ−Ｐ７」を用いて、磁場７９．６ｋＡ／ｍ（１ｋＯｅ）で測定することで得られる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、キャリアとして、Ｍｎ−Ｍｇ系コアに樹脂コートしたものに対して本発明を適用するようにしているが、これに限らない。例えば、結着樹脂に磁性体を分散させた樹脂キャリア一般に対して本発明を適用しても、同様の効果が得られることは勿論である。

（２）上記の実施形態においては、現像装置２０が適用される画像形成装置としてプリンタ１０を挙げているが、本発明は、画像形成装置がプリンタ１０であることに限定されるものではなく、複写機であってもよいし、ファクシミリ装置であってもよい。

プリンタの内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。 本発明に係る現像装置の一実施形態を示す正面断面図である。 図２の現像装置の要部を拡大して示す正面断面図である。 現像ローラの表面粗さと磁気ローラの表面粗さとを変化させて、現像剤の滞留の発生の有無および感光体ドラムの画像上でのキャリア付着の有無等を目視観察した結果を表に纏めた図である。

符号の説明

１０ プリンタ（画像形成装置）
２０ 現像装置
１２１ 感光体ドラム
４１ 磁気ローラ
４１ｂ 磁性体
４２ 現像ローラ
Ｎ１ Ｎ極
４２ｂ 磁性体

Claims (7)

1. 少なくともキャリア及びトナーを有する二成分現像剤が用いられ、静電潜像が担持される像担持体に対して前記トナーによって前記静電潜像を現像してトナー像とする現像装置において、
   前記像担持体に対向して配置された現像ローラと、
   前記現像ローラと対向して配置され、前記二成分現像剤を保持してトナーを現像ローラに供給する磁気ローラとを有し、
   前記現像ローラと前記磁気ローラとはその対向位置において互いに反対方向となるように回転駆動されるとともに前記磁気ローラの磁極と異磁極の現像ローラの磁極とが対向位置に配置されていて、かつ前記磁気ローラの表面粗さが前記現像ローラの表面粗さより粗い現像装置。
2. 前記磁気ローラの表面粗さとして十点平均粗さＲｚ（ｍａｇ）を用い、前記現像ローラの表面粗さとして十点平均粗さＲｚ（ｓｌｖ）を用いる請求項１に記載の現像装置。
3. 前記Ｒｚ（ｍａｇ）および前記Ｒｚ（ｓｌｖ）の関係が、Ｒｚ（ｍａｇ）／Ｒｚ（ｓｌｖ）≧１．３であり、かつ前記Ｒｚ（ｍａｇ）がＲｚ（ｍａｇ）≦２５μｍである請求項２に記載の現像装置。
4. 前記磁気ローラは、前記キャリアとして重量平均粒子径が５０μｍ以下であり、１キロエルステッドにおける飽和磁化が２５〜６５ｅｍｕ／ｇであるものを含む前記二成分現像剤を保持して、前記トナーを前記現像ローラに供給する請求項２又は請求項３に記載の現像装置。
5. 前記磁気ローラは、前記キャリアとして樹脂キャリアからなるものを含む前記二成分現像剤を保持して、前記トナーを前記現像ローラに供給する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記磁気ローラは、前記キャリアとして、当該キャリアの形状係数ＳＦ−１が１３５以下であるものを含む前記二成分現像剤を保持して、前記トナーを前記現像ローラに供給する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置。
7. 少なくともキャリア及びトナーを有する二成分現像剤が用いられ、静電潜像が担持される像担持体に対して前記トナーによって前記静電潜像を現像してトナー像とする現像装置を備えた画像形成装置であって、
   前記現像装置は、
   前記像担持体に対向して配置された現像ローラと、
   前記現像ローラと対向して配置され、前記二成分現像剤を保持してトナーを現像ローラに供給する磁気ローラとを有し、
   前記現像ローラと前記磁気ローラとはその対向位置において互いに反対方向となるように回転駆動されるとともに前記磁気ローラの磁極と異磁極の現像ローラの磁極とが対向位置に配置されていて、かつ前記磁気ローラの表面粗さが前記現像ローラの表面粗さより粗い画像形成装置。

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