JP2011257468A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の現像ローラを有する現像装置におけるスリーブメモリの発生を、トナーへのストレスを大きくすることなく抑制すること。
【解決手段】上流側現像ローラから下流側現像ローラに受け渡される現像剤のトナーの体積平均粒径を、上流側現像ローラにより、上流側現像ローラと感光体との対向位置に搬送される現像剤のトナーの体積平均粒径より大きくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、潜像を担持する感光体に現像剤を付着させて可視像となす現像装置に関する。

感光体に担持された潜像を現像する現像器において、マグネットローラを内包した現像スリーブにて構成される現像ローラにより、トナーとキャリアからなる２成分現像剤（以下現像剤と記す）を感光体との対向部に搬送し、トナーを感光体の潜像に付着させて可視像となす現像器が知られている。そして、高速度で高画質の画像を得るために、複数の現像ローラにて現像剤を搬送し、潜像を現像する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

複数の現像ローラによる現像は、先ず、攪拌された現像剤を担持、搬送する現像ローラ（以下、後述する現像剤が搬送される方向に沿って、上流側現像ローラ、と記す）の現像スリーブ（以下、上流側現像スリーブ、と記す）と感光体との対向位置である現像領域にて感光体の潜像にトナーを付着させて現像した後、現像領域を通過して上流側現像スリーブに残った現像剤を隣接配置された現像ローラ（現像剤が搬送される方向に沿って、下流側現像ローラ、と記す）の現像スリーブ（以下、下流側現像スリーブ、と記す）に受け渡す。下流側現像ローラは受け取った現像剤を下流側現像スリーブと感光体との対向位置である現像領域に搬送し、感光体の潜像にトナーを付着させて現像する。

複数の現像ローラによる現像は１本の現像ローラで現像するよりも高い現像効率を得ることができるとともに、攪拌された現像剤を担持、搬送する上流側現像ローラによる現像で現像効率を高め、下流側現像ローラによる現像で、上流側現像ローラによる現像を補うことができ、高速、かつ高画質を実現できる。

特開平１１−２１９０２２号公報

２成分現像剤を使用する現像器では、画像にスリーブメモリと呼ばれる濃度ムラが発生することがある。

２成分現像剤による現像は、現像領域において現像スリーブに担持したトナーを感光体の表面に移行し、感光体の潜像を現像しトナー像となす。そして、現像領域を通過した現像スリーブの表面には、後続する潜像の現像のためのトナーが担持される。

スリーブメモリは、現像領域において、現像スリーブの表面にトナーが押しつけられ、現像スリーブの表面に付着することに起因する不具合現象である。トナーの現像スリーブへの付着は、現像領域において感光体の潜像の非画像部に対向した現像スリーブの表面部分にはトナーが押しつけられるので、トナー付着が発生しやすい。一方、例えば潜像の画像部に対向した現像スリーブの表面部分にはトナーは押しつけられないので、トナーが付着されにくい。

現像領域を通過した現像スリーブは、後続する潜像の現像のためのトナーを担持するが、トナーが付着した現像スリーブの表面部分は、トナーが付着していない部分よりも担持されたトナー層の高さが高くなる。また、感光体の画像部と現像スリーブ表面との電位差は、トナーが付着した部分のほうが付着していない部分より大きくなる。したがって、同一濃度となるべき潜像を現像したとき、トナーが付着した部分にて現像された画像濃度は付着しない部分にて現像された画像濃度よりも高くなる。

したがって、現像スリーブにおける、現像領域において潜像における非画像部に対向した部分にトナーが付着された状態で後続の潜像を現像したときの画像の濃度が、画像部に対向した部分（トナーが付着されにくい）にて現像された画像の濃度より高くなるような現象が発生することがある。スリーブメモリは、このような現象をいう。

現像スリーブに付着したトナーは、搬送する現像剤の層の厚さ、すなわち層厚を規制する層厚規制部材や、現像スリーブ表面を摺擦するスクレーパなどにより除去でき、除去することによりスリーブメモリの発生は抑制される。しかし、層厚の規制や摺擦されることによりトナーはストレスを受ける。ストレスは、トナーの帯電性の低下や流動性の低下をもたらし、現像効率を低下させる原因となる。

特許文献１に開示されている現像器は、上流側現像ローラに相当する第１の現像ローラと下流側現像ローラに相当する第２の現像ローラとを有している。そして、第１の現像ローラが搬送する現像剤の層圧を規制するブレードと、第２の現像ローラから現像剤を掻き落とすスクレーパを有しており、スリーブメモリの発生が抑制される。しかし、層厚規制部材及びスクレーパによりトナーがストレスを受けることは避けられない。

複数の現像ローラを備え、上流側現像ローラから下流側現像ローラへ現像剤を受け渡す現像器では、上流側現像ローラ、すなわち、攪拌された現像剤をその表面に担持し搬送する現像ローラは、上流側現像スリーブに担持したトナーの層圧が層厚規制部材により規制されることにより付着したトナーは脱落されるので、スリーブメモリの発生は抑制されるが、トナーがストレスを受けることは避けられない。したがって、トナーへ加わるストレスを増大させないためには、例えば、下流側現像ローラの周囲に層圧規制部材やスクレーパを配さない構成とすることが望ましいが、このような構成にすると、スリーブメモリが発生しやすくなる。

本発明は、上記に鑑みなされたもので、複数の現像ローラを有する現像装置におけるスリーブメモリの発生を、トナーへのストレスを大きくすることなく抑制することを課題とする。

上記課題は、以下の手段により解決される。

１．トナーとキャリアとからなる現像剤を混合、攪拌する現像剤攪拌部材と、
前記現像剤攪拌部材にて混合、攪拌された現像剤を担持して潜像を担持する感光体との対向位置に搬送し、ＤＣバイアスとＡＣバイアスとからなるバイアス電圧の下で現像剤中のトナーを前記感光体が担持する潜像に付着させて現像する上流側現像ローラと、
前記上流側現像ローラから受け渡された現像剤を担持して前記感光体との対向位置に搬送し、ＤＣバイアスとＡＣバイアスとからなるバイアス電圧の下で現像剤中のトナーを前記感光体が担持する潜像に付着させて現像する下流側現像ローラと、
を有する現像装置において、
前記上流側現像ローラから前記下流側現像ローラに受け渡される現像剤のトナーの体積平均粒径は、前記上流側現像ローラにより前記上流側現像ローラと前記感光体との対向位置に搬送される現像剤のトナーの体積平均粒径より大きいことを特徴とする現像装置。

２．前記上流側現像ローラに印加するＤＣバイアスと前記感光体の潜像の画像部電位との電位差をΔＶ、前記上流側現像ローラに印加するＡＣバイアスのピーク・トゥ・ピーク値をＶ_ＡＣ、としたとき、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７であることを特徴とする前記１に記載の現像装置。

３．前記上流側現像ローラはマグネットロール及び前記マグネットロールを内包する現像スリーブを有し、
前記現像剤攪拌部材にて混合、攪拌される現像剤におけるトナーの体積平均粒径をＤ_Ｔ０、キャリアの体積平均粒径をＤ_Ｄとしたとき、
前記現像スリーブの表面の十点平均粗さＲｚの範囲はＲｚ≧Ｄ_Ｄ／８であり、表面の凹凸の平均山間隔Ｓｍの範囲は２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄであることを特徴とする前記２に記載の現像装置。

４．前記１〜３のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

スリーブメモリの発生をトナーへのストレスを大きくすることなく抑制できる複数の現像ローラを有する現像装置を提供できる。

本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置の構成図である。 本発明の実施の一例である現像装置４及びその周辺を説明する図である。 感光体ドラム１の表面電位と、第１現像ローラ４７１に印加される現像バイアスを説明する図である。 スリーブメモリ発生の有無を判断するための画像パターンの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。

図１は、本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置の構成図である。

画像形成装置ＧＳは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、４組の画像形成手段部を有する。

原稿台上に載置された原稿は画像読取装置ＳＣの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれ、光電変換された画像情報信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像形成手段部の光書込部に入力される。

画像形成手段部はイエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段部１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段部１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段部１０Ｃ、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段部１０Ｋであり、それぞれ共通する符号１０の後に形成する色をあらわす符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付して表記する。

画像形成手段部１０Ｙは、像担持体である感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電部２Ｙ、光書込部３Ｙ、現像装置４Ｙ及びドラムクリーナ５Ｙを有して構成される。

同様に、画像形成手段部１０Ｍは、像担持体である感光体ドラム１Ｍの周囲に配置された帯電部２Ｍ、光書込部３Ｍ、現像装置４Ｍ及びドラムクリーナ５Ｍを、画像形成手段部１０Ｃは、像担持体である感光体ドラム１Ｃの周囲に配置された帯電部２Ｃ、光書込部３Ｃ、現像装置４Ｃ及びドラムクリーナ５Ｃを、画像形成手段部１０Ｋは、像担持体である感光体ドラム１Ｋの周囲に配置された帯電部２Ｋ、光書込部３Ｋ、現像装置４Ｋ及びドラムクリーナ５Ｋを有して構成される。

画像形成手段部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、帯電部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、光書込部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ及びドラムクリーナ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋはそれぞれ共通する内容の構成である。以下、特に区別が必要な場合を除き符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付さずに表記することにする。

画像形成手段部１０は、光書込部３にて画像情報信号を像担持体１に書き込み、感光体ドラム１に画像情報信号に基づく潜像を形成する。そして潜像は現像装置４により潜像にトナーを付着されて現像され、感光体ドラム１に可視画像であるトナー像が形成される。

画像形成手段部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれ像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに、それぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、黒（Ｋ）色、の画像が形成される。

中間転写ベルト６は、複数のローラにより巻回され、走行可能に支持されている。

画像形成手段部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、走行する中間転写ベルト６上に一次転写部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されてカラー画像が形成される。

給紙カセット２０内に収容された記録用紙Ｓは、給紙手段（第１給紙部）２１により給紙され、レジストローラ（第２給紙部）２２を経て、二次転写部７Ａに搬送され、記録用紙Ｓ上にカラー画像が転写される。カラー画像が転写された記録用紙Ｓは、定着装置３０において記録用紙Ｓが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録用紙Ｓ上のトナー像が定着され、装置外に排出される。

一方、二次転写部７Ａにより記録用紙Ｓにカラー画像を転写した後、記録用紙Ｓを分離した中間転写ベルト６は、転写ベルトクリーナ８により残留トナーが除去される。

画像形成装置ＧＳの本体上部に設置された操作表示部１１から画像形成を行うに際しての記録用紙Ｓのサイズ、枚数等を設定できる。

また、画像形成装置ＧＳの本体上部近傍には、画像形成処理を実行させる主電源をオン、オフさせる主電源スイッチ１２が配置されている。画像形成装置ＧＳの本体内には、定着装置３０の動作を制御する制御手段部１４、及び制御手段部１４を動作させるプログラム等を収納する記憶手段部１５が配置されている。

なお、画像形成装置ＧＳの説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。

以下、画像形成手段部１０における感光体ドラム１及び現像装置４について説明する。

図２は本発明の実施の一例である現像装置４及びその周辺を説明する図である。感光体ドラム１は図中反時計方向に回転駆動されており、この感光体ドラム１に対向して現像装置４の第１現像ローラ４７１と第２現像ローラ４７２が設けられる。感光体ドラム１及び第１現像ローラ４７１、第２現像ローラ４７２は図示矢印方向に回転し、第１現像ローラ４７１は上流側現像ローラとして、第２現像ローラ４７２は下流側現像ローラとして機能する。

第１現像ローラ４７１と第２現像ローラ４７２はトナーとキャリアからなる現像剤を担持搬送し、この現像剤中のトナーを感光体ドラム１上の潜像に付着させて可視像であるトナー像となす。

第１現像ローラ４７１は第１現像スリーブ４７１Ｓと第１マグネットロール４７１Ｍとを有する。第１マグネットロール４７１Ｍは第１現像スリーブ４７１Ｓに内包される。

第２現像ローラ４７２は第２現像スリーブ４７２Ｓと第２マグネットロール４７２Ｍとを有する。第２マグネットロール４７２Ｍは第２現像スリーブ４７２Ｓに内包される。

第１現像スリーブ４７１Ｓ、第２現像スリーブ４７２Ｓは、例えばステンレス材を用いた非磁性の円筒状の部材であり、それぞれの外周面は粗面化加工されている。外周面の粗面化については後述する。

第１現像スリーブ４７１Ｓ、第２現像スリーブ４７２Ｓは、感光体ドラム１の周面に対し、所定の間隙を保って、非図示の回転駆動手段により感光体ドラム１の回転方向（図２に示す反時計方向回転）に対し、互いに対向する位置において同方向に回転（図２に示す時計方向回転）するように構成される。

第１マグネットロール４７１Ｍ、第２マグネットロール４７２Ｍは、それぞれ第１現像スリーブ４７１Ｓ、第２現像スリーブ４７２Ｓの内側に、第１現像スリーブ４７１Ｓ、第２現像スリーブ４７２Ｓと同心に固定されている。第１マグネットロール４７１Ｍ、第２マグネットロール４７２Ｍには、複数個の磁極が交互に配されており、非磁性の第１現像スリーブ４７１Ｓ、第２現像スリーブ４７２Ｓの周面に磁力を作用させる。

第１現像ローラ４７１、４７２の右方に３本のスクリューローラがそれぞれの軸が逆三角形の頂点にほぼ位置するように配置されている。

図中、４５１は攪拌スクリューローラ、４５２は供給スクリューローラ、４６３は回収スクリューローラである。供給スクリューローラ４５２は時計方向に、回収スクリューローラ４６３と攪拌スクリューローラ４５１は反時計方向に図示しない駆動手段で回転駆動され、内部の現像剤を供給スクリューローラ４５２と回収スクリューローラ４６３とは、図中奥側から手前側に、攪拌スクリューローラ４５１は手前側から奥側に搬送する。なお、各スクリューローラの軸に示す●印と×印は、現像剤の搬送方向を示す矢印の先端（●）と後端（×）とで示すものである。

各スクリューローラの間は図中ハッチングで示す仕切り壁４１で仕切られており、この仕切り壁とスクリューローラにより現像剤の搬送路を構成する。

供給スクリューローラ４５２と攪拌スクリューローラ４５１の搬送路は、その始端側と終端側に設けられる開口４１ｈ１、４１ｈ２（図２中、ドットハッチングで示す）により連通しており、供給スクリューローラ４５２と攪拌スクリューローラ４５１が互いに逆方向に現像剤を移送する。攪拌スクリューローラ４５１により搬送される過程で現像剤中のトナーとキャリアは充分に混合攪拌される。攪拌スクリューローラ４５１は、現像剤攪拌部材として機能する。

また、回収スクリューローラ４６３と攪拌スクリューローラ４５１とは、開口４１ｈ３（図２中、ドットハッチングで示す）にて連通しており、回収スクリューローラ４６３により搬送される現像剤は攪拌スクリューローラ４５１に引き渡される。

回収スクリューローラ４６３と攪拌スクリューローラ４５１の間の仕切り壁４１は、図示奥側の仕切り壁４１ａが高く、手前側の仕切り壁４１ｂが低く構成されている。図２において手前側の仕切り壁４１ｂが低いので、回収スクリューローラ４６３で移送される現像剤の一部は、仕切り壁４１ｂを乗り越えて攪拌スクリューローラ４５１側に移動し、攪拌される現像剤に加えられる。

一方、回収スクリューローラ４６３で移送される現像剤の残りは、終端側に移送され、開口４１ｈ３から攪拌スクリューローラ４５１に引き渡されるが、現像剤量が多い場合は、回収スクリューローラ４６３の終端に設けられた排出口（非図示）から排出される。

なお、現像によりトナーが消費されることにより現像装置４内を循環する現像剤のトナー濃度が低下する。本実施の形態の現像装置４はトリクル現像方式であり、トナー濃度が低下するとトナーとキャリアを混合した現像剤が非図示の現像剤補給口から補給される。図２に示すように、攪拌スクリューローラ４５１の終端近くにトナー濃度センサ４３が設けられており、このトナー濃度センサ４３の検出信号により現像剤補給量が決定され、現像剤が補給される。

補給された現像剤は、循環される現像剤とともに、現像剤攪拌部材として機能する攪拌スクリューローラ４５１により混合、攪拌され、供給スクリューローラ４５２により第１現像ローラ４７１に供給される。また、現像剤量が多くなったときは、回収スクリューローラ４６３の終端に設けられた排出口（非図示）から過剰な現像剤が排出され、現像装置４内を循環する現像剤の量が適切な範囲に保たれる。

次に、本発明の現像装置の動作及び現像剤の流れを説明する。

回転駆動される攪拌スクリューローラ４５１は、現像剤を混合攪拌する。また、回転駆動される供給スクリューローラ４５２は、現像剤を搬送し、攪拌スクリューローラ４５１の間の仕切り壁に設けられた開口４１ｈ１から攪拌スクリューローラ４５１側に押し上げる。攪拌スクリューローラ４５１は、供給スクリューローラ４５２によって押し上げられた現像剤を移送しながら混合攪拌する。そして、攪拌スクリューローラ４５１の終端側の開口４１ｈ２から再び供給スクリューローラ４５２に現像剤を搬送する。

攪拌スクリューローラ４５１により、現像剤は攪拌されることにより、トナーは摩擦帯電され、キャリアの外面に静電的に付着した状態となる。

キャリアの外面にトナーが付着された現像剤は供給スクリューローラ４５２と第１現像ローラ４７１との間の空間部から、第１現像ローラ４７１における第１マグネットロール４７１Ｍの作用によりに第１現像スリーブ４７１Ｓの周面に付着する。層厚規制部材４８は第１現像スリーブ４７１Ｓの周面に付着した現像剤の層の厚さを所定量に規制して、第１現像スリーブ４７１Ｓの現像剤搬送量を規制する。例えば、本実施の形態における現像剤搬送量は、２２０ｇ／ｍ^２である。

現像剤は第１現像スリーブ４７１Ｓの回転に伴い、第１現像ローラ４７１と感光体ドラム１との対向位置である第１現像領域Ａに搬送される。

第１現像領域Ａにおいては第１現像スリーブ４７１Ｓに担持され、搬送される現像剤中のトナーがキャリアから離れて感光体ドラム１の潜像に付着して現像がなされる。

感光体ドラム１は、その表面を帯電部２により均一に帯電されたのち、光書込部３により画像情報に基づく出力光ＬＢを照射（書き込み）されると、照射された部位の帯電電位が帯電部２により帯電された部位の耐電電位に対して変化する。

帯電部２により帯電された部位の帯電電位をＶ_Ｄ０としたとき、感光体ドラム１に光書込部３から出力光ＬＢを照射されると、照射された部位の帯電電位は変化する。照射された部位の帯電電位をＶ_ＤＰとする。帯電電位がＶ_ＤＰである部位は出力光を照射された部分、すなわち画像部であり、帯電電位がＶ_Ｄ０である部位は出力光を照射されない部分、すなわち非画像部である。感光体ドラム１に形成される潜像は帯電電位がＶ_ＤＰである画像部と帯電電位がＶ_Ｄ０である非画像部とからなる。

現像装置４は、感光体ドラム１に形成された潜像の画像部にトナーを付着させることにより潜像を可視像化、すなわち現像を行う。

第１現像ローラ４７１には、第１バイアス電源４７１Ｅにより現像バイアスが印加される。第１バイアス電源４７１Ｅは直流電源である第１直流電源４７１ＥＤと交流電源である第１交流電源４７１ＥＡとから成り、第１直流電源４７１ＥによるＤＣバイアスに、第１交流電源４７１ＡによるＡＣバイアスを重畳した現像バイアスが第１現像ローラ４７１に印加される。

回転する第１現像スリーブ４７１Ｓに担持された現像剤が感光体ドラム１と対向する第１現像領域Ａに到達すると、第１現像ローラ４７１に印加された現像バイアスの作用により、搬送されてきた現像剤のうちのトナー（マイナス帯電されている）がキャリアから離れて感光体ドラム１の潜像の画像部に移行、付着する。このとき、キャリアは、第１マグネットロール４７１Ｍの磁力により第１現像スリーブ４７１Ｓに吸引されており、感光体ドラム１には移行しない。

第１現像スリーブ４７１Ｓから感光体ドラム１に形成された潜像の画像部にトナーが移行、付着することにより感光体ドラム１に形成されている潜像が可視画像であるトナー像となる。

第１現像領域Ａにて感光体ドラム１に移行せず第１現像スリーブ４７１Ｓの周面に残存したトナーと、感光体ドラム１に移行しないキャリアとは、第１現像スリーブ４７１Ｓの回転により、第１現像領域Ａを通過する。そして、第１現像ローラ４７１と第２現像ローラ４７２との対向部に至ると、第１マグネットロール４７１Ｍおよび第２マグネットロール４７２Ｍの磁極の相互作用により、第１現像スリーブ４７１Ｓから第２現像スリーブ４７２Ｓに受け渡される。

第２現像スリーブ４７２Ｓに受け渡された現像剤は、第２現像スリーブ４７２Ｓの回転に伴い、第２現像ローラ４７２と感光体ドラム１との対向位置である第２現像領域Ｂに搬送される。

第２現像ローラ４７２には、第２バイアス電源４７２Ｅにより現像バイアスが印加される。第２バイアス電源４７２Ｅは直流電源である第２直流電源４７２ＥＤと交流電源である第２交流電源４７２ＥＡとから成り、第２直流電源４７２ＥＤによるＤＣバイアスに第２交流電源４７２ＥＡによるＡＣバイアスを重畳した現像バイアスが第２現像ローラ４７２に印加される。

第２現像領域Ｂにおいては第２現像ローラ４７２に印加された現像バイアスの作用により、搬送されてきた現像剤のうちのトナー（マイナス帯電されている）がキャリアから離れて感光体ドラム１の潜像の画像部に移行、付着する。このとき、キャリアは、第２マグネットロール４７２Ｍの磁力により第２現像スリーブ４７２Ｓに吸引されており、感光体ドラム１には移行しない。

第２現像ローラ４７２から感光体ドラム１に形成された潜像の画像部にトナーが移行、付着することにより感光体ドラム１に形成されている潜像が可視画像であるトナー像となる。

第２現像領域Ｂを通過した後に第２現像スリーブ４７２Ｓに残存する現像剤は、第２マグネットロール４７２Ｍの磁極の作用により、第２現像スリーブ４７２Ｓから離脱、落下する。第２現像スリーブ４７２Ｓから離脱した現像剤は、回収スクリューローラ４６３にて移送され、回収スクリューローラ４６３の終端側で開口４１ｈ３から攪拌スクリューローラ４５１に搬送される。

そして、攪拌スクリューローラ４５１により、現像に供されなかった現像剤とともに混合攪拌される。

このように、現像剤は、現像剤撹拌部材として機能する攪拌スクリューローラ４５１より混合、攪拌されながら、その一部が、供給スクリューローラ４５２から第１現像ローラ４７１に供給されて第１現像領域Ａにて現像に供され、さらに第１現像ローラ４７１から、第２現像ローラ４７２に受け渡されて第２現像領域Ｂにて現像に供される。そして、第２現像領域Ｂにおける現像後、第２現像ローラ４７２に残った現像剤は、回収スクリューローラ４６３により、再び攪拌スクリューローラ４５１に戻され、攪拌スクリューローラ４５１により攪拌され、第１現像スリーブ４７１Ｓに担持されて循環使用される。

スリーブメモリは、トナーが付着されたままの現像スリーブに、新たな現像剤が担持されることにより発生する現象である。

現像領域を通過した後にトナーが付着した状態の現像スリーブが新たな現像剤を担持すると、トナーが付着した現像スリーブの表面部分は、トナーが付着していない部分よりも担持されたトナー層の高さが高くなる。また、現像領域に搬送されたとき、トナーが付着した部分における感光体ドラムの画像部との電位差は、トナーが付着していない部分の電位差より大きくなるので、同一濃度となるべき潜像を現像したとき、トナーが付着した部分にて現像された画像濃度は付着しない部分にて現像された画像濃度よりも高くなる。この現象がスリーブメモリであり、画質を低下させる。

第１現像スリーブ４７１Ｓに担持された現像剤は、層厚規制部材４８により第１現像スリーブ４７１Ｓの周面に付着する層の厚さを規制される。

そして、層厚規制部材４８により担持する現像剤の層厚を規制される過程で、第１現像スリーブ４７１Ｓの周面にトナーが付着している場合でも、付着したトナーは第１現像スリーブ４７１Ｓより除去される。したがって、第１現像スリーブ４７１Ｓにトナーが付着することに起因するスリーブメモリは発生しにくい。この、層厚規制部材４８の作用はトナーにストレスを与える要因となるが、適切な現像を行う上で第１現像スリーブ４７１Ｓに担持された現像剤の層厚を規制することは必須であり、層厚規制部材４８の配置は必須である。

なお、現像装置４においては、層厚規制部材４８以外にトナーにストレスを与える部材は配されていない。したがって、トナーの受けるストレスは小さく、トナーがストレスを受けることによる帯電性の低下や流動性の低下が抑制され、高い現像効率にての現像を行うことができる。しかし、その一方で第２現像スリーブ４７２Ｓにトナーが付着してスリーブメモリが発生する危険を内在している。

本発明の実施の形態である現像装置４は、第１現像ローラ４７１に印加する現像バイアスと、第１現像スリーブ４７１Ｓの表面構成（表面の粗さ）を適切な範囲に設定することにより、第２現像ローラ４７２におけるスリーブメモリの発生を抑制している。

一般に、現像剤中のトナーは体積平均粒径を中心とした粒径ばらつきを有する。そして、粒径の小さいトナーは粒径の大きいトナーより現像スリーブに付着しやすいことが知られている。

トナーはキャリアに付着された状態で現像スリーブに担持され、現像領域に搬送されるが、粒径の大きいトナーはキャリアから離れやすく現像されやすい。そして、キャリアから離れ、感光体ドラムの潜像に付着したときも、感光体ドラムから離れやすい。

一方、粒径の小さいトナーはキャリアから離れにくく、キャリアから離れ、感光体ドラムの潜像に付着したときは、感光体ドラムから離れにくい。すなわち、粒径の小さいトナーは現像されにくいが、現像され感光体ドラムに付着したときは感光体ドラムから離れにくい。

そこで、現像装置４は、現像剤攪拌部材である撹拌スクリューローラ４５１により攪拌され、第１現像スリーブ４７１Ｓに担持される現像剤、すなわち第１現像ローラ４７１に担持される現像剤のトナーの体積平均粒径に対し、第１現像ローラ４７１から第２現像ローラ４７２に引き渡される現像剤のトナーの体積平均粒径が大きくなるように構成されている。第１現像ローラ４７１に担持され第１現像領域Ａに搬送される現像剤のトナーの体積平均粒径に対し、第１現像ローラ４７１から第２現像ローラ４７２に引き渡される現像剤のトナーの体積平均粒径が大きいということは、第１現像ローラ４７１から第２現像ローラ４７２に受け渡す現像剤に含まれる小さい粒径のトナーの比率が低いことを意味し、第２現像ローラ４７２におけるスリーブメモリの発生が抑制される。

現像装置４は、第１現像ローラ４７１に印加する現像バイアスの条件を適切に設定することにより、第１現像領域にて粒径の小さいトナーを第１現像スリーブ４７１Ｓから感光体ドラムに移行させ、第１現像領域Ａを通過後、すなわち第１現像領域Ａにおける現像終了後の第１現像スリーブ４７１Ｓに残存する現像剤中の粒径の小さいトナーの比率を低めるとともに、第１現像スリーブ４７１Ｓの表面構成（表面の粗さ）を適切に設定することにより第１現像スリーブ４７１Ｓに付着した粒径の小さいトナーを離脱しにくくして、第１現像ローラ４７１から第２現像ローラ４７２に受け渡される現像剤中の粒径の小さいトナーの比率を低めている。第２現像ローラ４７２に受け渡される現像剤中の粒径の小さいトナーの比率を低めることにより、第２現像ローラ４７２におけるスリーブメモリの発生を抑制できる。

次に、現像装置４を特徴づける第１現像ローラ４７１に印加する現像バイアスについて説明する。

前述のように、感光体ドラム１に潜像が形成される。感光体ドラム１の表面の電位は、出力光を照射されない部分である非画像部の電位に対して、出力光を照射された部分である画像部の電位は低くなるように構成されている。

そして、第１現像ローラ４７１には、第１バイアス電源４７１Ｅにおける第１直流電源４７１ＥによるＤＣバイアスに第１交流電源４７１ＡによるＡＣバイアスを重畳した現像バイアスが印加される。

図３は、感光体ドラム１の表面電位と、第１現像ローラ４７１に印加される現像バイアスを説明する図である。

図示されるＶ_Ｄ０は、光書込部３による書き込みがなされない感光体ドラム１の部位、すなわち非画像部の帯電電位であり、Ｖ_ＤＰは光書込部３による書き込みがなされた感光体ドラム１の部位、すなわち画像部の帯電電位である。

第１現像ローラ４７１には、ＤＣバイアスとＡＣバイアスとが重畳された現像バイアスが印加される。

図示されるＶ_ＤＣはＤＣバイアスの電圧であり、Ｖ_ＡＣはＡＣバイアスのピーク・トゥ・ピーク値である。ＡＣバイアスは休止時間を持たない矩形波形をなし、また、１サイクルにおける第１現像ローラ４７１からトナーを感光体ドラムに移動させる方向の電界が印加される位相の割合（デューティ比）は５０％である。

現像装置４は、第１現像ローラ４７１に印加するＤＣバイアスの電圧値Ｖ_ＤＣと感光体ドラム１における潜像の画像部の帯電電位Ｖ_ＤＰとの電位差をΔＶ、ＡＣバイアスのピーク・トゥ・ピーク値をＶ_ＡＣ、としたとき、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７としている。

このようにＶ_ＡＣ／ΔＶを構成することにより、第１現像スリーブ４７１Ｓが担持する現像剤が第１現像領域Ａにて感光体ドラム１の非画像部に対向したとき、粒径の小さい、キャリアから離れにくいトナーをキャリアから離脱させて画像部へ付着させることができ、第１現像スリーブ４７１Ｓが担持する現像剤から粒径の小さいトナーを減少させる。また、感光体ドラム１の非画像部に対向したとき、第１現像領域Ａにおける感光体ドラム１と第１現像スリーブ４７１Ｓとの間の空間を浮遊する粒径の小さいトナーは第１現像スリーブ４７１Ｓに押しつけられ、第１現像スリーブ４７１Ｓの表面に付着させる。第１現像スリーブ４７１Ｓの表面に付着した粒径の小さいトナーは、第１現像スリーブ４７１Ｓから第２現像スリーブ４７２Ｓに現像剤が受け渡されるとき第１現像スリーブ４７１Ｓの表面に残り、第２現像スリーブ４７２Ｓには移行されない。

したがって、現像剤攪拌部材である撹拌スクリューローラ４５１により攪拌され、第１現像スリーブ４７１Ｓに担持される粒径の小さいトナーを含む現像剤のトナーの体積平均粒径に対し、第１現像ローラ４７１から第２現像ローラ４７２に引き渡される粒径の小さいトナーの比率が低い現像剤のトナーの体積平均粒径は大きくなる。このように、第１現像ローラ４７１から第２現像ローラ４７２に受け渡す現像剤は、含まれる粒径の小さいトナーの比率が低く、第２現像ローラ４７２におけるスリーブメモリの発生が抑制される。

次に、本発明の現像装置４を特徴づける第１現像スリーブ４７１Ｓの表面構成、特に表面の粗さについて説明する。

先に述べたように、本発明の現像装置４では、第１現像スリーブ４７１Ｓ、及び第２現像スリーブ４７２Ｓの材質としてＳＵＳを使用し、それぞれの表面を、砥粒としてアルミナ粒子や球形のガラスビーズ粒子を用いて粗面化、すなわち凸凹をつけることにより現像剤の搬送力を強めている。

現像装置４においては、第１現像スリーブ４７１Ｓの表面の粗さを、十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１）と、凸凹の平均山間隔Ｓｍ（ＪＩＳ Ｂ０６０１）とにより規定している。ここで、十点平均粗さＲｚは、現像スリーブ表面の凸凹の山と谷の高低差を表し、平均山間隔Ｓｍは、現像スリーブ表面の隣り合う山と山の平均間隔を表す。

現像装置４においては、現像剤攪拌部材である撹拌スクリューローラ４５１にて混合、攪拌され、第１現像ローラ４７１に供給される現像剤のトナーの体積平均粒径をＤ_Ｔ０、キャリアの体積平均粒径をＤ_Ｄとしたとき、
第１現像スリーブ４７１Ｓの表面の十点平均粗さＲｚの範囲を、
Ｒｚ≧Ｄ_Ｄ／８
第１現像スリーブ４７１Ｓの表面の凹凸の平均山間隔Ｓｍの範囲を
２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄ
としている。

なお、表面粗さの測定には、接触式表面粗さ計、（株）小坂研究所製：サーフコーダーＳＥ−３３００（商品名）、を用いている。

このような表面構成とすることにより、第１現像領域Ａにて第１現像スリーブ４７１Ｓに押しつけられた粒径の小さいトナーを第１現像スリーブ４７１Ｓの表面に捕獲するとともに捕獲したトナーを電界条件だけでは第１現像スリーブ４７１Ｓから離脱させないとともに、第１現像スリーブ４７１Ｓの表面の凹部に捕獲したトナーが容易にキャリアで掻き取られてしまい第２現像スリーブ４７２Ｓに引き渡されることが防止される。

したがって、第１現像ローラ４７１に担持される粒径の小さいトナーを含む現像剤のトナーの体積平均粒径に対し、第１現像ローラ４７１から第２現像ローラ４７２に引き渡される粒径の小さいトナーの比率が低い現像剤のトナーの体積平均粒径を大きくでき、第２現像ローラ４７２に起因するスリーブメモリの発生を抑制できる。なお、第１現像スリーブ４７１Ｓに付着したトナーは、通常、層厚規制部材４８により除去されるので、第１現像ローラ４７１に起因するスリーブメモリの発生はない。また、付着したトナーが層厚規制部材４８により除去されなかった場合、第１現像ローラ４７１起因のスリーブメモリが一時的に発生することがあるが、第２現像ローラ４７２の現像により修復されるので画像品質への影響はない。

本発明は、上流側現像ローラ（現像装置４においては第１現像ローラ４７１）に担持され、第１現像領域Ａに搬送される現像剤中のトナーの平均粒形をＤ_Ｔ０、第１現像領域Ａにて現像され、感光体ドラムに付着したトナーの平均粒形をＤ_Ｔ１、第１現像領域Ａを通過した上流側現像ローラから下流側現像ローラ（現像装置４においては第２現像ローラ４７２）に受け渡される現像剤中のトナーの体積平均粒径をＤ_Ｔ２としたとき、Ｄ_Ｔ２＞Ｄ_Ｔ０、すなわちＤ_Ｔ２をＤ_Ｔ０より大きくすることにより、スリーブメモリの発生を抑制する。そして、第１現像ローラ４７１に印加するＤＣバイアスの電圧値Ｖ_ＤＣと感光体ドラム１における潜像の画像部の帯電電位Ｖ_ＤＰとの電位差をΔＶ、ＡＣバイアスのピーク・トゥ・ピーク値をＶ_ＡＣ、としたとき、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７とすることによりＤ_Ｔ２＞Ｄ_Ｔ０とすることができスリーブメモリの発生を抑制することができる。

第１現像ローラ４７１に印加するバイアス条件の範囲をＶ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７とすることがスリーブメモリの抑制に有効であることの確認を行った結果を以下に示す。

確認は、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを搭載した画像形成装置ＧＳにおける現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの設定条件の一部を変更した実施例１〜５及び比較例１、２を作成して行った。

実施例１〜５及び比較例１、２における設定条件を以下に示す。

プロセススピード：７５０ｍｍ／ｓ
現像方式：２成分現像方式（トナーとキャリアからなる現像剤を使用）
現像ローラ数：２本（上流側現像ローラ及び下流側現像ローラ各１本）
・上下流ローラとも感光体の回転方向に対し逆方向に回転
・現像領域通過後の上流側現像スリーブに担持搬送された現像剤を下流側現像スリーブへ受け渡す
上流側現像スリーブ
・外径：２５ｍｍ
・十点平均粗さＲｚ：１０μｍ
・面の凹凸の平均山間隔Ｓｍ：実施例１〜５と比較例１、２のそれぞれに設定
・感光体との距離：２８０±３０μｍ
・現像剤搬送量：２２０±３０ｇ／ｍ^２
・上流側現像スリーブに対向して現像剤規制部材が配設されている
・現像θ：１．０ ※現像θ＝（現像スリーブ線速）／（感光体線速）
・現像バイアス
ＤＣバイアス
電圧Ｖ_ＤＣ：ΔＶ＝｜Ｖ_ＤＣ−Ｖ_ＤＰ｜を実施例１〜５と比較例１、２のそれぞれで変化させて設定 なお、Ｖ_ＤＰは感光体の画像部の電位
ＡＣバイアス
周波数：９ｋＨｚ
デューティ比：５０％
ピーク・トゥ・ピーク電圧Ｖ_ＡＣ：実施例１〜５と比較例１、２のそれぞれで変化させて設定
・下流側現像スリーブ
外径：２５ｍｍ
感光体との距離：２３０±３０μｍ
現像剤搬送量：１８０±２５ｇ／ｍ^２
現像θ：１．２ ※現像θ＝（現像スリーブ線速）／（感光体線速）
十点平均粗さＲｚ：１０μｍ
Ｓｍ：実施例１〜５と比較例１、２のそれぞれで変化させて設定
現像バイアス
ＤＣバイアス
電圧Ｖ_ＤＣ：ΔＶ＝｜Ｖ_ＤＣ−Ｖ_ＤＰ｜を実施例１〜５と比較例１、２のそれぞれで変化させて設定 なお、Ｖ_ＤＰは感光体の画像部の電位
・ＡＣバイアス
周波数：９ｋＨｚ
デューティ比：５０％
ピーク・トゥ・ピーク電圧Ｖ_ＡＣ：実施例１〜５と比較例１、２のそれぞれで変化させて設定
現像剤
・キャリア体積平均粒径Ｄ_Ｄ：３３μｍ
・トナー濃度：９質量％
・トナー体積平均粒径Ｄ_Ｔ０：６．５μｍ
以上が実施例１〜５及び比較例１、２における現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの設定条件である。

実施例１〜５及び比較例１、２のそれぞれで変化させている設定条件を以下に示す。
・上流側現像スリーブの面の凹凸の平均山間隔Ｓｍ
実施例１ ３５μｍ
実施例２ ７５μｍ
実施例３ ３５μｍ
実施例４ ３５μｍ
実施例５ ７５μｍ
比較例１ ７５μｍ
比較例２ ７５μｍ
・上流側ローラのΔＶ
（ΔＶ＝｜Ｖ_ＤＣ−Ｖ_ＤＰ｜ Ｖ_ＤＰは感光体の画像部の電位）
実施例１ ３８０Ｖ
実施例２ ３５０Ｖ
実施例３ ３５０Ｖ
実施例４ ３５０Ｖ
実施例５ ３８０Ｖ
比較例１ ４２０Ｖ
比較例２ ４２０Ｖ
・上流側ローラのＡＣバイアスのピーク・トゥ・ピーク電圧Ｖ_ＡＣ
実施例１ ３００Ｖ
実施例２ ８００Ｖ
実施例３ ８００Ｖ
実施例４ ８００Ｖ
実施例５ ２８０Ｖ
比較例１ ２００Ｖ
比較例２ ２８０Ｖ
・下流側現像スリーブの面の凹凸の平均山間隔Ｓｍ
実施例１ ７５μｍ
実施例２ ３５μｍ
実施例３ ７５μｍ
実施例４ ７５μｍ
実施例５ ７５μｍ
比較例１ ７５μｍ
比較例２ ７５μｍ
・下流側ローラのΔＶ
（ΔＶ＝｜Ｖ_ＤＣ−Ｖ_ＤＰ｜ Ｖ_ＤＰは感光体の画像部の電位）
実施例１ ３８０Ｖ
実施例２ ３５０Ｖ
実施例３ ３５０Ｖ
実施例４ ３５０Ｖ
実施例５ ３８０Ｖ
比較例１ ４２０Ｖ
比較例２ ４２０Ｖ
・下流側ローラのＡＣバイアスのピーク・トゥ・ピーク電圧Ｖ_ＡＣ
実施例１ ３００Ｖ
実施例２ ３００Ｖ
実施例３ ５００Ｖ
実施例４ ３００Ｖ
実施例５ ２８０Ｖ
比較例１ ２８０Ｖ
比較例２ ２８０Ｖ
実施例１〜５及び比較例１、２のそれぞれで変化させている設定値は以上である。

実施例１〜５及び比較例１、２にて変化させている設定値を表１に示す。

前述のように、現像装置４においては、上流側現像ローラである第１現像ローラ４７１に担持され、第１現像領域Ａに搬送される現像剤中のトナーの平均粒形をＤ_Ｔ０、第１現像領域Ａを通過した上流側現像ローラから下流側現像ローラである第２現像ローラ４７２に受け渡される現像剤中のトナーの体積平均粒径をＤ_Ｔ２としたとき、Ｄ_Ｔ２＞Ｄ_Ｔ０、すなわちＤ_Ｔ２をＤ_Ｔ０より大きくすることにより、ΔＥ≦０．６、すなわちスリーブメモリの発生を抑制する。そして、第１現像ローラ４７１に印加するＤＣバイアスの電圧値Ｖ_ＤＣと感光体ドラム１における潜像の画像部の帯電電位Ｖ_ＤＰとの電位差をΔＶ、ＡＣバイアスのピーク・トゥ・ピーク値をＶ_ＡＣ、としたとき、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７とすることによりＤ_Ｔ２＞Ｄ_Ｔ０、を実現し、スリーブメモリの発生を抑制できる。

実施例１〜５及び比較例１、２におけるそれぞれのＶ_ＡＣ／ΔＶの値と、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７であるか否かの評価結果を表２に示す。

表２に示すように、実施例１〜５はＶ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７を満足しており、比較例１、２はＶ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７を満足していない。

このような実施例１〜５及び比較例１、２について、スリーブメモリの発生の有無を確認した。

確認は実施例１〜５及び比較例１、２を使用して画像形成を実施したときの、以下の２つについて実施した。なお、確認は、スリーブメモリの発生の有無が顕著に判明できるＫ色（黒色）の画像を形成する画像形成手段部１０Ｋを使用して行った。

確認の１つは、現像動作中に、第１現像ローラ４７１から第２現像ローラ４７２に引き渡される現像剤のトナーの体積平均粒径（Ｄ_Ｔ２）と、第１現像ローラ４７１により第１現像領域に搬送される現像剤のトナー、すなわち現像剤攪拌部材である撹拌スクリューローラ４５１により攪拌され、第１現像ローラ４７１に供給される現像剤のトナーの体積平均粒径（Ｄ_Ｔ０：６．５μｍ）との比較である。

先ず、光書込部３（具体的には光書込部３Ｋ）により感光体ドラム１（具体的には感光体ドラム１Ｋ）の全面に書き込みを行い、感光体ドラム１（具体的には感光体ドラム１Ｋ）の全面の電位をＶ_ＤＰ、すなわち画像部となし、現像装置４（具体的には現像装置４Ｋ）にて現像をおこなう。そして、現像領域である感光体ドラム１（具体的には感光体ドラム１Ｋ）との対向位置を通過し、第２現像ローラ４７２との対向位置に向かう第１現像スリーブ４７１Ｓの表面から現像剤を採取して、採取した現像剤に含まれるトナーの体積平均粒径（Ｄ_Ｔ２）を測定し、使用した現像剤のトナーの体積平均粒径（Ｄ_Ｔ０）と比較した。

なお、トナーの体積平均粒径（Ｄ_Ｔ０、Ｄ_Ｔ２）の測定はベックマン・コールター株式会社製のコールターカウンターＭｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３（商品名）を使用した。

もう１つの確認は、記録紙に出力した画像に、スリーブメモリが発生しているか否かの確認である。スリーブメモリが発生しているときは、出力された画像の濃度が上昇する。したがって同一濃度となるべき画像を出力したときの濃度の差異の有無によりスリーブメモリの発生の有無を評価できる。以下に記す確認においては、出力された同一濃度となるように設定された画像（出力画像）のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における指数（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）を計測し、その計測結果からスリーブメモリ発生の有無を判断する。

なお、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系とは、物体の色を表すのに用いられる表色系であり、１９７６年に国際照明委員会（ＣＩＥ）で規格化され、日本でもＪＩＳ（Ｚ８７２９）に採用されている。Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系では、明度をＬ^＊、色相と彩度を示す色度をａ^＊、ｂ^＊で表わすものである。

具体的には、予め定めたパターンのトナー像を形成して記録紙に出力させ、出力した画像のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における指数（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）を計測し、その計測結果からスリーブメモリ発生の有無を判断する。

図４は、スリーブメモリ発生の有無を判断するための画像パターンの一例を示す図である。図示する画像パターンは破線で示されるＡ４サイズ用紙に出力されることを前提としている。図中、矢印は画像の進行方向、ＰＢはベタで出力される部位、ＰＨはハーフトーンで出力される部位である。

ベタ部ＰＢは、画像の進行方向に平行な２辺と、画像の進行方向に直交する２辺からなる長方形をなして形成される。図中ｚはベタ部ＰＢにおける画像の進行方向の長さであり、上流側現像スリーブの外周の１周分の長さとする。現像装置４における第１現像スリーブ４７１Ｓの外径は２５ｍｍであり、その外周１周分の長さは７８．５ｍｍであるので、ｚ＝７８．５ｍｍに設定される。

ハーフトーン部ＰＨは、ベタ部ＰＢの画像の進行方向後方に、画像の進行方向に平行な２辺と、画像の進行方向に直交する２辺からなる長方形をなして形成される。そして画像の進行方向の後方に直交する方向の中央部分をベタ部ＰＢの端部に一致させて配置される。図中ＰＨ_Ｂはハーフトーン部ＰＨにおけるベタ部ＰＢに後続する部位、ＰＨ_０はハーフトーン部ＰＨにおける非画像部（図示ベタ部ＰＢの左方の部位）に後続する部位を表す。

画像パターンは、先ず感光体ドラム１に潜像として形成される。

ベタ部ＰＢに対応する部位は当該範囲における感光体ドラム１の電位をＶ_ＤＰ、すなわち１００％画像部となした部位であり、ハーフトーン部ＰＨに対応する部位は当該範囲の４０％をＶ_ＤＰ、すなわち４０％画像部となした部位であり、それ以外の部位は感光体ドラム１の電位をＶ_Ｄ０、すなわち非画像部となした部位であり、光書込部３の書き込みにより潜像として形成される。この画像パターンが形成された感光体ドラム１を現像装置４により現像してトナー像となし、トナー像を記録紙に転写、定着を経て出力する。

そして、出力された記録紙に形成された画像パターンにおけるＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における指数（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）を計測し、その計測結果からスリーブメモリが発生しているか否かを確認する。

前述のようにスリーブメモリは、現像領域において潜像における非画像部（トナーが付着されやすい）に対向した部分にトナーが付着された状態で後続の潜像を現像したときの画像の濃度が、画像部（トナーが付着されにくい）に対向した部分にて現像された画像の濃度より高くなるような現象をいう。したがって、画像パターンを出力した記録紙において、ハーフトーン部ＰＨにおけるベタ部ＰＢに後続する部位ＰＨ_Ｂの濃度と、ハーフトーン部ＰＨにおける非画像部に後続する部位ＰＨ_０の濃度とを測定し、両者間に所定の範囲を超える濃度差が確認されたとき、スリーブメモリが発生したと判断する。なお、図４に示すＸ１は、ハーフトーン部ＰＨにおける非画像部に後続する部位ＰＨ_０の濃度測定範囲であり、Ｘ２はハーフトーン部ＰＨにおけるベタ部ＰＢに後続する部位ＰＨ_Ｂの濃度測定範囲である。

そして、記録紙に出力した画像パターンにおける濃度測定範囲Ｘ１及びＸ２それぞれのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における指数Ｅ（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）を測定する。なお、指数Ｅ（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）の測定は、ＧｒｅｔａｇＭａｃｈｂｅｔｈ社製の分光光度計／分光放射輝度計Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ（商品名）を使用した。

そして、得られた濃度測定範囲Ｘ１の指数Ｅ１（Ｌ１、ａ１、ｂ１）、濃度測定範囲Ｘ２の指数Ｅ２（Ｌ２、ａ２、ｂ２）とから、色差ΔＥを求める。

ここで、色差ΔＥは、領域Ａにおける計測値Ｅ１（Ｌ１、ａ１、ｂ１）と領域Ｂにおける計測値Ｅ２（Ｌ２、ａ２、ｂ２）とから、
ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２、Δａ＝ａ１−ａ２、Δｂ＝ｂ１−ｂ２、としたとき
ΔＥ＝（ΔＬ^２＋Δａ^２＋Δｂ^２）^１／２
により算出される。

そして、算出された色差ΔＥが、閾値０．６を超える範囲である（ΔＥ＞０．６）とき、スリーブメモリの発生が認められる、閾値０．６を超えない範囲である（ΔＥ≦０．６）とき、スリーブメモリの発生が認められない、と判断する。ここで、閾値０．６は、別途、実験等により求められた画像品質の良否の境界値であり、スリーブメモリの発生の有無を判断する閾値としている。そして、ΔＥ＞０．６のとき不良（×）、０．５＜ΔＥ≦０．６のとき良（○）、ΔＥ≦０．５のとき特に良（◎）、と判定した。

確認結果を表３に示す。

表３に示すように、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７を満足している実施例１〜５は、いずれもＤ_Ｔ２＞Ｄ_Ｔ０を満足するとともに、ΔＥ≦０．６を満足している。すなわち、第１現像領域Ａを通過した第１現像ローラ４７１から第２現像ローラ４７２に受け渡される現像剤中のトナーの体積平均粒径Ｄ_Ｔ２は、第１現像ローラ４７１により第１現像領域Ａに搬送される現像剤のトナーの体積平均粒径Ｄ_Ｔ０よりも大きくなっているとともに、スリーブメモリの発生は認められない。一方、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７を満足していない比較例１、２は、いずれもＤ_Ｔ０＜Ｄ_Ｔ２を満足していないとともに、ΔＥ＞０．６となっている。すなわち、上流側現像スリーブから下流側現像スリーブに受け渡される現像剤中のトナーの体積平均粒径Ｄ_Ｔ２は、第１現像領域Ａに搬送される現像剤中のトナーの平均粒形Ｄ_Ｔ０よりも大きくなっておらず、スリーブメモリの発生が認められる。

表４は実施例１〜５及び比較例１、２に、体積平均粒径が７．５μｍ、８．５μｍの現像剤を使用したときの第１現像ローラ４７１から第２現像ローラ４７２に引き渡される現像剤のトナーの体積平均粒径（Ｄ_Ｔ２）と、第１現像ローラ４７１により第１現像領域に搬送される現像剤のトナーの体積平均粒径（Ｄ_Ｔ０）との測定結果と、スリーブメモリの発生の有無の確認結果を示す表である。

表４に示すように、トナーの体積平均粒径Ｄ_Ｔ０が異なる現像剤を使用した場合でも、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７を満足している実施例１〜５は、いずれもＤ_Ｔ２＞Ｄ_Ｔ０を満足するとともに、スリーブメモリの発生は認められない。一方、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７を満足していない比較例１、２は、いずれもＤ_Ｔ０＜Ｄ_Ｔ２を満足していないとともにスリーブメモリの発生が認められる。

このように、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７を満足することにより、Ｄ_Ｔ２＞Ｄ_Ｔ０を満足、すなわち、上流側現像ローラから前記下流側現像ローラに受け渡される現像剤のトナーの体積平均粒径Ｄ_Ｔ２を、上流側現像ローラが担持する、現像剤攪拌部材である撹拌スクリューローラ４５１にて混合、攪拌された現像剤のトナーの体積平均粒径Ｄ_Ｔ０より大きくすることができること、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７を満足することにより、スリーブメモリの発生を抑制できることが立証された。

次に、使用される現像剤におけるトナーの体積平均粒径をＤ_Ｔ０、キャリアの体積平均粒径をＤ_Ｄとしたとき、上流側現像スリーブの表面の十点平均粗さＲｚの範囲を、Ｒｚ≧Ｄ_Ｄ／８、表面の凹凸の平均山間隔Ｓｍの範囲を、２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄとすることが、スリーブメモリの抑制に好ましいことの確認結果を示す。

確認は、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを搭載した画像形成装置ＧＳにおける現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの設定条件の一部を変更した実施例１１〜１５、比較例１１〜１７を作成して行った。

実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７における現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの設定条件を以下に示す。

プロセススピード：７５０ｍｍ／ｓ
現像方式：２成分現像方式（トナーとキャリアからなる現像剤を使用）
現像ローラ数：２本（上流側現像ローラ及び下流側現像ローラ各１本）
・上下流ローラとも感光体の回転方向に対し逆方向に回転
・現像領域通過後の上流側現像スリーブに担持搬送された現像剤を下流側現像スリーブへ受け渡す
上流側現像スリーブ
・外径：２５ｍｍ
・十点平均粗さＲｚ：実施例１１〜１５と比較例１１〜１７のそれぞれに設定
・面の凹凸の平均山間隔Ｓｍ：実施例１１〜１５と比較例１１〜１７のそれぞれに設定
・感光体との距離：２８０±３０μｍ
・現像剤搬送量：２２０±３０ｇ／ｍ^２
・上流側現像スリーブに対向して現像剤規制部材が配設されている
・現像θ：１．０ ※現像θ＝（現像スリーブ線速）／（感光体線速）
・現像バイアス
ＤＣバイアス
電圧Ｖ_ＤＣ：ΔＶ＝｜Ｖ_ＤＣ−Ｖ_ＤＰ｜が３８０Ｖになるように設定
なお、Ｖ_ＤＰは感光体の画像部の電位
ＡＣバイアス
周波数：９ｋＨｚ
デューティ比：５０％
ピーク・トゥ・ピーク電圧Ｖ_ＡＣ：２６６Ｖに設定
・下流側現像スリーブ
外径：２５ｍｍ
感光体との距離：２３０±３０μｍ
現像剤搬送量：１８０±２５ｇ／ｍ^２
現像θ：１．２ ※現像θ＝（現像スリーブ線速）／（感光体線速）
十点平均粗さＲｚ：１０μｍ
Ｓｍ：７５μｍ
現像バイアス
ＤＣバイアス
電圧Ｖ_ＤＣ：ΔＶ＝｜Ｖ_ＤＣ−Ｖ_ＤＰ｜が３８０Ｖになるように設定
なお、Ｖ_ＤＰは感光体の画像部の電位
・ＡＣバイアス
周波数：９ｋＨｚ
デューティ比：５０％
ピーク・トゥ・ピーク電圧Ｖ_ＡＣ：２６６Ｖに設定
現像剤
・キャリア体積平均粒径Ｄ_Ｄ：実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７のそれぞれで設定
・トナー濃度：９質量％
・トナー体積平均粒径Ｄ_Ｔ０：実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７のそれぞれで設定
以上が実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７における現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの設定条件である。

実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７のそれぞれで変化させている設定条件を以下に示す。
・上流側現像スリーブの十点平均粗さＲｚ及び面の凹凸の平均山間隔Ｓｍ
実施例１１ Ｒｚ＝１０μｍ、Ｓｍ＝２０μｍ
実施例１２ Ｒｚ＝１０μｍ、Ｓｍ＝３５μｍ
実施例１３ Ｒｚ＝１０μｍ、Ｓｍ＝３５μｍ
実施例１４ Ｒｚ＝１０μｍ、Ｓｍ＝６５μｍ
実施例１５ Ｒｚ＝１０μｍ、Ｓｍ＝１８μｍ
比較例１１ Ｒｚ＝１０μｍ、Ｓｍ＝５０μｍ
比較例１２ Ｒｚ＝１０μｍ、Ｓｍ＝６６μｍ
比較例１３ Ｒｚ＝１０μｍ、Ｓｍ＝７５μｍ
比較例１４ Ｒｚ＝１０μｍ、Ｓｍ＝１４μｍ
比較例１５ Ｒｚ＝１０μｍ、Ｓｍ＝１５μｍ
比較例１６ Ｒｚ＝４μｍ、Ｓｍ＝３５μｍ
比較例１７ Ｒｚ＝４μｍ、Ｓｍ＝６６μｍ
・現像剤のキャリアの体積平均粒径Ｄ_Ｄ及びトナーの体積平均粒径Ｄ_Ｔ０
実施例１１ Ｄ_Ｄ＝２５μｍ、Ｄ_Ｔ０＝５．５μｍ
実施例１２ Ｄ_Ｄ＝３０μｍ、Ｄ_Ｔ０＝６．０μｍ
実施例１３ Ｄ_Ｄ＝３３μｍ、Ｄ_Ｔ０＝６．５μｍ
実施例１４ Ｄ_Ｄ＝３３μｍ、Ｄ_Ｔ０＝７．５μｍ
実施例１５ Ｄ_Ｄ＝４０μｍ、Ｄ_Ｔ０＝８．０μｍ
比較例１１ Ｄ_Ｄ＝２５μｍ、Ｄ_Ｔ０＝５．５μｍ
比較例１２ Ｄ_Ｄ＝３０μｍ、Ｄ_Ｔ０＝６．０μｍ
比較例１３ Ｄ_Ｄ＝３３μｍ、Ｄ_Ｔ０＝６．５μｍ
比較例１４ Ｄ_Ｄ＝３３μｍ、Ｄ_Ｔ０＝７．５μｍ
比較例１５ Ｄ_Ｄ＝４０μｍ、Ｄ_Ｔ０＝８．０μｍ
比較例１６ Ｄ_Ｄ＝３３μｍ、Ｄ_Ｔ０＝６．５μｍ
比較例１７ Ｄ_Ｄ＝４０μｍ、Ｄ_Ｔ０＝８．０μｍ
実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７にてそれぞれで変化させている設定値は以上である。

実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７におけるそれぞれのＶ_ＡＣ／ΔＶの値と、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７であるか否かの評価結果及び、実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７にてそれぞれで変化させている設定値を表５に示す。

表５に示すように、実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７それぞれがＶ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７を満足している。

また、実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７それぞれの上流側現像スリーブの十点平均粗さＲｚの範囲がＲｚ≧Ｄ_Ｄ／８であるか否か、凹凸の平均山間隔Ｓｍの範囲が２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄあるか否かの確認結果を表６に示す。

表６に示すように、実施例１１〜１５はＲｚ≧Ｄ_Ｄ／８及び２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄを満足している。一方、比較例１１〜１５はＲｚ≧Ｄ_Ｄ／８を満足しているが２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄを満足しておらず、比較例１６、１７は２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄを満足しているがＲｚ≧Ｄ_Ｄ／８を満足していない。

このような実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７を使用して画像形成を実施したときのスリーブメモリの発生の有無を確認した。なお、確認は、図４に示す画像パターンをスリーブメモリの発生の有無が顕著に判明できるＫ色（黒色）にて記録紙に出力して、記録紙に出力した画像パターンにおける濃度測定範囲Ｘ１及びＸ２それぞれのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における指数Ｅ１（Ｌ１、ａ１、ｂ１）及び指数Ｅ２（Ｌ２、ａ２、ｂ２）を測定する。そして指数Ｅ１（Ｌ１、ａ１、ｂ１）と指数Ｅ２（Ｌ２、ａ２、ｂ２）とから算出した色差ΔＥ値によりスリーブメモリの発生の有無を確認した。算出された色差ΔＥが、閾値０．６を超える範囲である（ΔＥ＞０．６）ときスリーブメモリの発生が認められると判断されるので不良（×）、閾値０．６を超えない範囲である（ΔＥ≦０．６）とき、スリーブメモリの発生が認められない、と判断し、０．５＜ΔＥ≦０．６のとき良（○）、ΔＥ≦０．５のとき特に良（◎）、と判定した。

確認結果を表７に示す。

実施例１１〜１５及び比較例１１〜１７はいずれもＶ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７を満足しておるので、それぞれにスリーブメモリの発生はない。

しかし、スリーブメモリの発生がないなかで、画像品質に差が生じている。

Ｒｚ≧Ｄ_Ｄ／８を満足しているが２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄを満足していない比較例１１〜１５、及び２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄを満足しているがＲｚ≧Ｄ_Ｄ／８を満足していない比較例１６、１７の判定が良（○）であるのに対し、Ｒｚ≧Ｄ_Ｄ／８及び２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄを満足している実施例１１〜１５は特に良（◎）と判定される。

このようにＲｚ≧Ｄ_Ｄ／８及び２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄを満足するＲｚ及びＳｍを上流側現像スリーブに付与することにより、スリーブメモリの抑制効果を高めることができる。

以上のとおり本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限られることなく、種々の変形は可能である。

１ 感光体ドラム
２ 帯電部
３ 光書込部
４ 現像装置
４３ トナー濃度センサ
４５１ 攪拌スクリューローラ
４５２ 供給スクリューローラ
４６３ 回収スクリューローラ
４７１ 第１現像ローラ
４７１Ｍ 第１マグネットロール
４７１Ｓ 第１現像スリーブ
４７１Ｅ 第１バイアス電源
４７１ＥＡ 第１交流電源
４７１ＥＤ 第１直流電源
４７２ 第２現像ローラ
４７２Ｍ 第２マグネットロール
４７２Ｓ 第２現像スリーブ
４７２Ｅ 第２バイアス電源
４７２ＥＡ 第２交流電源
４７２ＥＤ 第２直流電源
４８ 層厚規制部材
５ ドラムクリーナ
６ 中間転写ベルト
７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ） 一次転写部
７Ａ 二次転写部
８ 転写ベルトクリーナ
１０ 画像形成手段部
１１ 操作表示部
１２ 主電源スイッチ
１４ 制御手段部
１５ 記憶手段部
２０ 給紙カセット
３０ 定着装置
ＧＳ 画像形成装置
ＳＣ 画像読取装置
Ｓ 記録用紙
Ｄ_Ｄ キャリア体積平均粒径
Ｄ_Ｔ０ 第１現像ローラ４７１により第１現像領域に搬送される現像剤のトナーの体積平均粒径
Ｄ_Ｔ２ 第１現像ローラ４７１から第２現像ローラ４７２に受け渡される現像剤のトナーの体積平均粒径
Ｓｍ 平均山間隔
Ｒｚ 十点平均粗さ

Claims (4)

1. トナーとキャリアとからなる現像剤を混合、攪拌する現像剤攪拌部材と、
   前記現像剤攪拌部材にて混合、攪拌された現像剤を担持して潜像を担持する感光体との対向位置に搬送し、ＤＣバイアスとＡＣバイアスとからなるバイアス電圧の下で現像剤中のトナーを前記感光体が担持する潜像に付着させて現像する上流側現像ローラと、
   前記上流側現像ローラから受け渡された現像剤を担持して前記感光体との対向位置に搬送し、ＤＣバイアスとＡＣバイアスとからなるバイアス電圧の下で現像剤中のトナーを前記感光体が担持する潜像に付着させて現像する下流側現像ローラと、
   を有する現像装置において、
   前記上流側現像ローラから前記下流側現像ローラに受け渡される現像剤のトナーの体積平均粒径は、前記上流側現像ローラにより前記上流側現像ローラと前記感光体との対向位置に搬送される現像剤のトナーの体積平均粒径より大きいことを特徴とする現像装置。
2. 前記上流側現像ローラに印加するＤＣバイアスと前記感光体の潜像の画像部電位との電位差をΔＶ、前記上流側現像ローラに印加するＡＣバイアスのピーク・トゥ・ピーク値をＶ_ＡＣ、としたとき、Ｖ_ＡＣ／ΔＶ≧０．７であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記上流側現像ローラはマグネットロール及び前記マグネットロールを内包する現像スリーブを有し、
   前記現像剤攪拌部材にて混合、攪拌される現像剤におけるトナーの体積平均粒径をＤ_Ｔ０、キャリアの体積平均粒径をＤ_Ｄとしたとき、
   前記現像スリーブの表面の十点平均粗さＲｚの範囲はＲｚ≧Ｄ_Ｄ／８であり、表面の凹凸の平均山間隔Ｓｍの範囲は２Ｄ_Ｔ０≦Ｓｍ＜２Ｄ_Ｄであることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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