JP2013174628A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速現像時の濃度低下が発生することが無いよう複数のトナー担持体を設けたハイブリッド現像方式において、現像残トナーの回収を促進する方法を提示し、高速で使用できかつ現像履歴（メモリー）が発生しない高画質な現像装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】第１トナー担持体２４および第２トナー担持体２５を用いた現像装置２において、上流側に位置する第１トナー担持体２４の表面の表面粗さが下流側に位置する第２トナー担持体２５の表面粗さより小さく設定されていることにより、現像履歴（メモリー）の問題が発生せず、高速対応可能で高画質な現像装置および画像形成装置が達成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンターなどの電子写真方式を用いた画像形成装置、および像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に係わり、特にトナーとキャリアとの２成分からなる現像剤を用いてトナー担持体上にトナー層を作成し、そのトナー層によって像担持体上の潜像を現像するための現像装置および画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置において、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置として現像剤としてトナーのみを用いる１成分現像法およびトナーとキャリアを用いる２成分現像法が知られている。

１成分現法では一般的にトナーをトナー担持体とトナー担持体に押圧された規制板とによって形成される規制部を通過させることでトナーを帯電し、所望のトナー薄層を得ることができるため、装置の簡略化、小型化、低コスト化の面で有利である。

しかしながら、１成分現像法では、規制部の強いストレスによりトナーの劣化が促進され易く、トナーの電荷受容性が低下しやすい。さらに、トナーへの電荷付与部材である規制部材やトナー担持体表面がトナーや外添剤により汚染されることでトナーへの電荷付与性も低下するため、よりトナー帯電量の低下が生じ、かぶり等の問題を引き起こすため、現像装置の寿命が短い。

一方、２成分現像法では、トナーをキャリアとの混合による摩擦帯電で帯電するためストレスが小さく、さらに、キャリア表面積が大きいため、トナーや外添剤による汚染に対しても相対的に強く、長寿命に有利である。

しかしながら、２成分現像法では、像担持体上の静電潜像を現像する際に、現像剤により形成される磁気ブラシによって像担持体表面を摺擦するため、現像像に磁気ブラシ痕が発生するという課題を有している。さらに、像担持体にキャリアが付着しやすく、画像欠陥となる課題を有している。

２成分現像剤を用いた２成分現像法の長寿命の特長を有しながら、画像欠陥の問題を解決し、１成分現像法なみの高画質を実現する現像方式として、現像剤担持体上に２成分現像剤を担持し２成分現像剤からトナーのみをトナー担持体に供給して現像に用いる、いわゆるハイブリッド現像方式が開示されている（たとえば、特許文献１）。ところが、ハイブリッド現像方式では以下のような課題があった。

（高速現像時の濃度低下）
高速で画像形成した場合、現像ＮｉＰ時間に対してトナーの飛翔が追いつかず、画像濃度が低下する課題があった。非接触１成分現像と共通の課題ではあるが、通常の１成分現像ではトナーに強いストレスを与えるため規制部での発熱やトナー融着の制約があり低速領域のみで使用されてきた。

そのため、これまでそれほど問題視されてこなかったが、ハイブリッド現像ではこれらの制約がないためかなり高速で画像形成することが可能になり、特に課題として認識されるようになった。たとえばシステムスピードが５００ｍｍ／ｓを超えるような装置においては、上記の課題が発生する恐れが出てくる。

（現像履歴(メモリー)の問題）
ハイブリッド現像方式が一般的に抱える課題として、トナー担持体上の現像に使用されなかった現像残トナーが、次の現像工程において現像履歴（メモリー）として画像上に現れる現象がある。

これは、トナー担持体にトナーを供給する現像剤担持体とトナー担持体の対向部（供給回収領域）では、トナーを供給するためのバイアスを印加してトナーを供給しているが、現像残トナーの回収も同じ現像剤担持体との対向部で行っている。

この際トナーを供給するため供給方向のバイアスを印加しており、そのことがトナーの回収を阻害し回収能力が不足してしまう。そのため現像残トナーが多い部分と少ない部分で、次の現像工程において濃度のコントラストとして現れてしまう現象である。

高速現像時の濃度低下の解題を解決する方策として、トナー担持体を複数設け、トナーの飛翔に必要な総現像ＮｉＰ時間を稼いでトナー濃度を確保する方法がある(たとえば、特許文献２)。

この構成では感光体を高速回転させてもトナーが複数回に渡って飛翔するため、感光体上にトナー像を確実に形成させることができ、高速化に伴うトナー像の濃度低下を抑えることができる。

また、本構成では１つのトナー担持体によって現像されるトナー量を、トナー担持体が１本の場合に比べて小さく出来るため、トナーを現像した部分と現像しなかった部分の濃淡が抑えられ、メモリーの発生を比較的小さく出来ることが開示されている。

しかしながら本発明者らが検討した結果、実際には本構成ではトナー担持体上から現像残トナーを回収する能力がいまだ不足しており、その結果、濃淡の上から次のトナー供給を行なうことになるため濃淡のコントラストをある程度小さくすることは出来ていても十分に濃淡をなくしたトナー層を形成することが出来ておらず、メモリーを完全に解消するには至っていないことがわかった。

特開平５−１５０６３６号公報 特開２００５−３７５２３号公報

本発明の目的は、以上の背景を鑑み、高速現像時の濃度低下が発生することが無いよう複数のトナー担持体を設けたハイブリッド現像方式において、現像残トナーの回収を促進する方法を提示し、高速で使用できかつ現像履歴（メモリー）が発生しない高画質な現像装置および画像形成装置を提供することである。

この発明に基づいた現像装置においては、像担持体上に形成された静電潜像を現像する第１トナー担持体および第２トナー担持体と、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し上記第１トナー担持体および上記第２トナー担持体に上記トナーを供給する現像剤担持体とを備え、上記像担持体の回転方向から見て、上記第１トナー担持体は、上記第２トナー担持体よりも上流側に配置され、上記第１トナー担持体の十点平均表面粗さは、上記第２トナー担持体の十点平均表面粗さよりも小さく設けられる。

上記現像装置において、上記第１トナー担持体の十点平均表面粗さは、上記トナーの体積平均粒径よりも小さい表面粗さである。

上記現像装置において、上記第２トナー担持体の十点平均表面粗さは、上記トナーの体積平均粒径よりも大きい表面粗さである。

上記現像装置において、上記第１トナー担持体および上記第２トナー担持体の十点平均表面粗さは、ブラスト処理された表面粗さを有する。

上記現像装置において、上記第１トナー担持体と上記第２トナー担持体との間に、上記像担持体上に形成された静電潜像を現像する第３トナー担持体をさらに有する。

この発明に基づいた画像形成装置においては、上述の現像装置を有する。

この発明に基づいた現像装置および画像形成装置によれば、高速現像時の濃度低下が発生することが無いよう複数のトナー担持体を設けたハイブリッド現像方式において、現像残トナーの回収を促進する方法を提示し、高速で使用できかつ現像履歴（メモリー）が発生しない高画質な現像装置および画像形成装置を提供することが可能となる。

実施の形態における画像形成装置の内部の構成を示す縦断面図である。 実施の形態における画像形成ユニットの横断面図である。 トナー担持体の十点平均表面粗さ（Ｒｚ（μｍ））と画像濃度（Ｔ．Ｄ．）との関係を示す図である。 トナー担持体の十点平均表面粗さ（Ｒｚ（μｍ））と供給Ｖｄｃ（−Ｖ）との関係を示す図である。 画像濃度の評価に用いる画像チャートを示す図である。 メモリーの評価に用いる画像チャートを示す図である。 実施例１〜実施例２、および、比較例１〜比較例５における十点平均表面粗さ（Ｒｚ）と、評価結果を示した図である。 実施の形態における他の画像形成ユニットの構成を示す部分拡大模式図である。

本発明に基づいた各実施の形態における現像装置および画像形成装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

なお、以下の説明では、画像形成装置の一例として、一般的なフルカラー電子写真方式を採用している画像形成装置１０００について説明しているが、本発明は、フルカラー電子写真方式にのみ限定されるものではなく、モノクロ画像のみを形成する１色（ブラック等）の画像形成ユニットを採用している画像形成装置への適用も可能である。

（実施の形態：画像形成装置１０００）
以下、図１から図６を参照して、本実施の形態における画像形成装置１０００および現像装置２について説明する。なお、図１は、画像形成装置１０００の内部の構成を示す縦断面図、図２は、画像形成ユニット１００の横断面図、図３は、トナー担持体の十点平均表面粗さ（Ｒｚ（μｍ））と画像濃度（Ｔ．Ｄ．）との関係を示す図、図４は、トナー担持体の十点平均表面粗さ（Ｒｚ（μｍ））と供給Ｖｄｃ（−Ｖ）との関係を示す図、図５は、画像濃度の評価に用いる画像チャートを示す図、図６は、メモリーの評価に用いる画像チャートを示す図である。

まず、図１を参照して、本実施の形態における画像形成装置１０００は、一般的なフルカラー電子写真方式を採用している。画像形成装置１０００は、各色（イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック）に対応した４種の画像形成ユニット１００が所定の位置に配設されている。

各画像形成ユニット１００は、感光体といわれる像担持体１と、像担持体１の表面を一様に帯電し電位を形成するための帯電部材３と、帯電部材３によって所望の電位まで帯電された電位に、所定の静電潜像を形成するために光を照射するための露光装置６と、静電潜像が形成された領域に現像剤を電界などによって付着させて鏡像化するための現像装置２と、転写ベルト５０と、一次転写装置４と、二次転写装置７０と、定着装置８０と、像担持体１上の残留した残留粉体を像担持体１上から電気的・機械的に除去するための清掃装置５とを有する。

一次転写装置４では、鏡像化された像担持体１上の粉体が、順次中間転写体といわれる転写ベルト５０上へ電界・電圧によって移動する。二次転写装置７０では、紙等の記録媒体Ｐ上へ、転写ベルト５０上の粉体が電界・電圧によって移動する。定着装置８０では、記録媒体Ｐ上に移動した粉体を、熱や圧力によって永久的に記録媒体Ｐに固定する。

一方、一次転写装置４において転写ベルト５０上の粉体が完全に移動せず、像担持体１上に僅かながら粉体が残存する場合がある。この場合には、像担持体１上に残留した粉体を像担持体１上から、清掃装置５等を用いて電気的・機械的作用により粉体を除去する。

また、転写ベルト５０上に形成された鏡像画像は、二次転写装置７０において粉体が完全に移動せず、転写ベルト５０上に僅かながら粉体が残存する場合がある。この場合には、転写ベルト清掃装置４０によって、電気的・機械的作用により粉体を除去する。

現像剤は、トナーからなる粉体、またはトナーおよびキャリアを含む粉体を意味する。したがって、キャリアを含まない１成分現像剤においては、キャリアを含まない粉体が現像剤であり、トナーおよびキャリアを含む２成分現像剤においては、トナーからなる粉体またはトナーおよびキャリアからなる粉体を現像剤という。

また、画像形成装置１０００に使用される現像剤の具体例は、現像装置２に収容されている１成分現像剤または２成分現像剤、現像装置２に補給されるトナー、清掃装置５において回収されるトナー、清掃装置５から現像装置２にリサイクルされるトナー等は、すべて現像剤である。

（画像形成ユニット１００の構造）
次に、図２を参照して、画像形成ユニット１００の詳細について説明する。この画像形成ユニット１００は、電子写真方式により像担持体（感光体）１に形成されたトナー像を用紙等の記録媒体Ｐに転写して画像形成を行なうプリンターである。

この画像形成ユニット１００は、画像を担持するための像担持体１を有しており、像担持体１の周辺には、像担持体１を帯電するための帯電手段としての帯電部材３、像担持体１上の静電潜像を現像する現像装置２、像担持体１上のトナー像を転写するための転写ローラ４、および像担持体１上の残留トナー除去用のクリーニングブレード５が、像担持体１の回転方向Ａに沿って順に配置されている。

像担持体１は、帯電部材３で帯電された後に、図中のＥ点の位置でレーザ発光器などを備えた露光装置６により露光されて、その表面上に静電潜像が形成される。現像装置２は、この静電潜像をトナー像に現像する。転写ローラ４は、この像担持体１上のトナー像を記録媒体Ｐに転写した後、図中の矢印Ｃ方向に排出する。

クリーニングブレード５は、転写後の像担持体１上の残留トナーを、その機械的な力で除去する。画像形成ユニット１００に用いられる像担持体１、帯電部材３、露光装置６、転写ローラ４、クリーニングブレード５等は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してよい。たとえば、帯電手段として図中、帯電ローラが示されているが、像担持体１と非接触の帯電装置であってもよい。また、クリーニングブレード５はなくてもよい。

（現像装置２）
次に、本実施の形態において用いられる現像装置について説明する。現像装置２は、キャリアとトナーとを含む現像剤２３、現像剤２３を収容する現像剤槽１７、現像剤槽１７から供給された現像剤２３を表面に担持して搬送する現像剤担持体１３、現像剤担持体１３から第トナーのみが供給され、像担持体１上に形成された静電潜像を現像する第１トナー担持体２４および第２トナー担持体２５を備えている。

本実施の形態では、２つのトナー担持体を設ける場合について説明しているが、トナー担持体は２つに限定されるものでない。後述の図８に示すように、像担持体１上に形成された静電潜像を現像する第３トナー担持体を設ける場合や、それ以上の複数のトナー担持体を設ける場合もある。

なお、本発明に基づく実施の形態における第１トナー担持体２４は、複数のトナー担持体を設けた場合には、像担持体１の回転方向からみて、複数のトナー担持体の内の最も上流側に位置するトナー担持体を意味し、第２トナー担持体２５は、像担持体１の回転方向からみて、複数のトナー担持体の内の最も下流側に位置するトナー担持体を意味する。本実施の形態では、２つのトナー担持体を設けていることから、第１トナー担持体２４が、２つのトナー担持体の内、最も上流側に位置するトナー担持体となり、第２トナー担持体２５が、２つのトナー担持体の内、最も下流側に位置するトナー担持体となる。

現像剤槽１７は、ケーシング２０により形成されており、通常は内部に現像剤を混合・撹拌し、現像剤担持体１３へ現像剤を供給する混合撹拌部材１８、１９を収納している。ケーシング２０の混合撹拌部材１９に対向する位置には、好ましくは、トナー濃度検出用のＡＴＤＣ（Automatic Toner Density Control）センサ２１が配設されている。

現像装置２は、通常、像担持体１へと消費される分のトナーを現像剤槽１７内に補給するための補給部１５を有している。補給部１５において、補給トナーを収納したホッパ（図示省略）から送られた補給トナー２２が現像剤槽１７内へ補給される。本実施の形態において現像剤２３は、トナー、該トナーを帯電するためのキャリアを含んでなるものである。

（トナー）
トナーとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、バインダー樹脂中に着色剤や必要に応じて、荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理させたものを使用できる。トナー粒径としてはこれに限定されるものではないが、３μｍ〜１５μｍ程度が好ましい。

このようなトナーを製造するにあたっては、一般に使用されている公知の方法で製造することができ、たとえば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を用いて製造することができる。

トナーに使用するバインダー樹脂としては、以下のものが挙げられるが、これに限定されるものではない。たとえば、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）やポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂単体もしくは複合体により、軟化温度が８０℃〜１６０℃の範囲のものを、またガラス転移点が５０℃〜７５℃の範囲のものを用いることが好ましい。

また、着色剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができる。たとえば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂１００質量部に対して２質量部〜２０質量部の割合で用いることが好ましい。

また、上記の荷電制御剤としても、公知のものを用いることができる。正帯電性トナー用の荷電制御剤としては、たとえばニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。負帯電性トナー用荷電制御剤としては、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物などがある。荷電制御剤は一般に上記のバインダー樹脂１００質量部に対して０．１質量部〜１０質量部の割合で用いることが好ましい。

また、上記の離型剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができる。たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独あるいは２種類以上組み合わせて使用することができ、一般に上記のバインダー樹脂１００質量部に対して０．１質量部〜１０質量部の割合で用いることが好ましい。

また、上記の外添剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができり。流動性改善たとえば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子を使用することができる。

特にシランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコーンオイル等で疎水化したものを用いるのが好ましい。そして、このような流動化剤を上記のトナー１００質量部に対して０．１質量部〜５質量部の割合で添加させて用いるようにする。外添剤の個数平均一次粒径は１０ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。

さらに上記外添剤として、トナーと逆極性の荷電性を有する粒子を使用してもよい。好適に使用される逆極性粒子はトナーの帯電極性によって適宜選択される。たとえば、トナーがキャリアによって負に帯電されるとき、逆極性粒子は現像剤中で正に帯電されている正帯電性粒子である。

また、トナーがキャリアによって正に帯電されるとき、逆極性粒子は現像剤中で負に帯電されている負帯電性粒子である。逆極性粒子を２成分系現像剤に含有させ、かつ耐久に伴い現像剤中に逆極性粒子を蓄積させることにより、トナーや後処理剤のキャリアへのスペント等によりキャリアの荷電性が低下しても、逆極性粒子もトナーを正規極性に荷電し得るため、キャリアの荷電性を有効に補うことができる。結果としてキャリアの劣化を抑制できる。

トナーとして負帯電性トナーを用いる場合、逆極性粒子としては、正帯電性を有する微粒子が用いられ、たとえば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、アルミナ等の無機微粒子やアクリル樹脂、ベンゾグァナミン樹脂、ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子を使用することができる。また樹脂中に正帯電性を付与する正荷電制御剤を含有させたり、含窒素モノマーの共重合体を構成するようにしてもよい。

ここで、上記の正荷電制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、四級アンモニウム塩等を使用することができる。また、上記の含窒素モノマーとしては、アクリル酸２−ジメチルアミノエチル、アクリル酸２−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸２−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸２−ジエチルアミノエチル、ビニールピリジン、Ｎ−ビニールカルバゾール、ビニールイミダゾール等を使用することができる。

一方、正帯電性トナーを用いる場合、逆極性粒子としては、負帯電性を有する微粒子が用いられる。たとえば、シリカ、酸化チタン等の無機微粒子に加え、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子を使用することができる。また、樹脂中に負帯電性を付与する負荷電制御剤を含有させたり、含フッ素アクリル系モノマーや含フッ素メタクリル系モノマーの共重合体を構成するようにしてもよい。ここで、上記の負荷電制御剤としては、たとえば、サリチル酸系、ナフトール系のクロム錯体、アルミニウム錯体、鉄錯体、亜鉛錯体等を使用することができる。

また、逆極性粒子の帯電性および疎水性を制御するために、無機微粒子の表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理するようにしてもよい。特に、無機微粒子に正帯電性を付与する場合には、アミノ基含有カップリング剤で表面処理することが好ましい。また負帯電性を付与する場合には、フッ素基含有カップリング剤で表面処理することが好ましい。

逆極性粒子の個数平均粒径は、１００ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましい。トナー１００質量部に対して０．１質量部〜１０質量部の割合で添加させて用いるようにする。

キャリアとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができる。バインダー型キャリアやコート型キャリアなどが使用できる。キャリア粒径としてはこれに限定されるものではないが、１５μｍ〜１００μｍが好ましい。

バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けることもできる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。

バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂が例示される。

バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。その形状は粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。

また、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類および含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に５０〜９０質量％の量で添加することが適当である。

バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、これらの樹脂を表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、帯電付与能力を向上させることができる。

バインダー型キャリアの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、たとえば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与え、微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むようにして固定することにより行なわれる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部を磁性樹脂キャリア表面から突き出すようにして固定される。

帯電性微粒子としては、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的には、有機系としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子を用いることができる。帯電レベルおよび極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電および極性を得ることができる。また、無機系としては、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電性の無機微粒子などが用いられる。

一方、コート型キャリアは磁性体からなるキャリアコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリアであり、コート型キャリアにおいてもバインダー型キャリア同様、キャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたりできる。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子により制御することができる。バインダー型キャリアと同様の材料を用いることができる。特にコート樹脂はバインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。

トナーとキャリアの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー比はトナーとキャリアとの合計量に対して３質量％〜５０質量％、好ましくは６質量％〜３０質量％が適している。

現像装置２は、現像剤担持体１３上の現像剤量を規制するための現像剤薄層化用の規制部材１６を有している。現像剤担持体１３は通常、固定配置された磁石ローラ２６と、これを内包する回転自在なスリーブローラ２７とから構成されている。

画像形成時には第１トナー担持体２４および第２トナー担持体２５へとトナーを供給するためのトナー供給バイアスが印加される。第１トナー担持体２４および第２トナー担持体２５は、それぞれ現像剤担持体１３および像担持体１のそれぞれに対向するように配置されている。

第１トナー担持体２４および第２トナー担持体２５には、像担持体１上の静電潜像を現像するための現像バイアスが印加されている。第１トナー担持体２４および第２トナー担持体２５は、上記電圧を印加可能な限りいかなる材料からなっていてよい。たとえば、アルマイト等の表面処理を施したアルミローラが挙げられる。そのほか、アルミやそれ以外の金属材料からなる導電性ローラであってもよい。

そのほかアルミ等の導電性基体上に、たとえば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂コートやシリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムコーティングを施したものを用いてもよい。

コーティング材料としては、これに限定されるものではない。さらに上記コーティングのバルクもしくは表面に導電剤が添加されていてもよい。導電剤としては、電子導電剤もしくはイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤として、ケッチンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられるが、これに制約されない。イオン導電剤として、四級アンモニウム塩等のカチオン性化合物や、両性化合物、その他イオン性高分子材料が挙げられるが、これにこだわらない。

特に、像担持体１の回転方向から見て、第１トナー担持体２４よりも下流側に位置する第２トナー担持体２５については、後に述べるように、現像能力確保とメモリー抑制の両立のために、上流側の第１トナー担持体２４よりも表面粗さを大きく設定する。

表面粗さの制御方法としては、たとえば各種投射材によるブラスト処理、エッチング処理、溶射処理、切削加工などを利用できる。樹脂コーティングなど、それが可能な場合にはフィラーによる粗さ制御を用いても良い。また、上流側の第１トナー担持体２４についても下流側の第２トナー担持体２５に比べて表面粗さが小さい限りにおいて粗さ制御のための表面処理を施すことは可能である。

（現像装置２の動作）
図２に示す現像装置２の動作について詳しく説明する。現像剤槽１７内の現像剤２３は、混合撹拌部材１８、１９の回転により混合撹拌され、摩擦帯電すると同時に現像剤槽１７内で循環搬送され、現像剤担持体１３表面のスリーブローラ２７へと供給される。

現像剤２３は、現像剤担持体１３内部の磁石ローラ２６の磁力によってスリーブローラ２７の表面側に保持され、スリーブローラ２７と共に回転移動して、現像剤担持体１３に対向して設けられた規制部材１６で通過量を規制される。

その後、現像剤２３は第１トナー担持体２４と対向する第１トナー供給領域８へと搬送される。トナー担持体と現像剤担持体の対向部の、トナー担持体回転方向下流側に位置する第１トナー供給領域８では、第１トナー担持体２４に印加された現像バイアスと現像剤担持体１３に印加されたトナー供給バイアスとの電位差に基づき形成された電界がトナーに与える力により、現像剤２３中のトナーが第１トナー担持体２４側へ供給される。

通常、第１トナー担持体２４には直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、現像剤担持体１３には直流電圧のみ、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、第１トナー供給領域８には直流電界に交番電界が重畳された電界が形成される。

また、トナー担持体と現像剤担持体の対向部の、トナー担持体回転方向上流側に位置する第１トナー回収領域９では、現像剤担持体１３上の現像剤による第１トナー担持体２４上の現像残トナーへの回収作用により、現像残トナーが回収される。

第１トナー供給領域８および第１トナー回収領域９を通過した残りの現像剤２３は、現像剤担持体１３のスリーブローラ２７と共に回転移動して、第２トナー担持体２５と対向する第２トナー供給領域１１へと搬送される。

ここでも第１トナー供給領域８と同様に、第２トナー担持体２５に印加された現像バイアスと現像剤担持体１３に印加されたトナー供給バイアスとの電位差に基づき形成された電界がトナーに与える力により、現像剤２３中のトナーが第２トナー担持体２５側へ供給される。

また、ここでも第１トナー供給領域８と同様に、通常、第２トナー供給領域１１においては、第２トナー担持体２５には直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、現像剤担持体１３には直流電圧のみ、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、第２トナー供給領域１１には直流電界に交番電界が重畳された電界が形成される。

また、トナー担持体と現像剤担持体の対向部の、トナー担持体回転方向上流側である第２トナー回収領域１２では、第１トナー回収領域９と同様に、現像剤担持体１３上の現像剤２３による第２トナー担持体２５上の現像残トナーへの回収作用により、現像残トナーが回収される。

図２では、現像剤担持体１３、第１トナー担持体２４、および第２トナー担持体２５の回転方向を、すべて同方向に回転するように設定しているが、両方とも逆回転に設定することもできるし、あるいは片方だけ逆方向に設定することもできる。

図２に示すように、同方向に回転させた場合は、現像剤担持体１３と第１トナー担持体２４および第２トナー担持体２５との対向部では互いにカウンター方向に回転する。ハイブリッド現像方式では現像残トナーをできる限り回収し、トナーを現像した部分と現像しなかった部分の濃淡を出来るだけ小さくした上で次のトナー供給を行なうことが、現像履歴（メモリー）の発生を抑制する上で重要である。

現像剤担持体１３と第１トナー担持体２４および第２トナー担持体２５との対向部での動きがカウンターの場合、相対速度が大きくなることで機械的回収力がより高くなる。また、第１トナー供給領域８および第２トナー供給領域１１でトナーを供給することで、キャリア中に発生したカウンターチャージにより電気的回収力が付与される。

これらの２点から、現像残トナーの回収を行なう観点で有利である。そのため、現像剤担持体とトナー担持体の回転方向をカウンターに設定した方が、現像履歴(メモリー)の抑制に繋がるため望ましい。

第１トナー供給領域８で第１トナー担持体２４上に現像剤担持体１３から供給されたトナー層は、第１トナー担持体２４の回転に伴って第１現像領域７へと搬送され、第１トナー担持体２４に印加された現像バイアスと像担持体１上の潜像電位とによって形成される電界により第１現像に使われる。

第１現像領域７では、第１トナー担持体２４と像担持体１との間に設けられたＧａｐ中を電界によってトナーが移動することで現像が行なわれる。現像バイアスとしては公知の種々のバイアスが適用可能である。通常は現像ＮｉＰ内に交流電界を形成してトナーを往復させる。

これにより、トナー同士の衝突を活用して、第１トナー担持体２４からのトナーの飛翔を促進するという狙いから、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられる。その後、第１現像領域７で一部トナーを消費したトナー層(現像残トナー)は、第１トナー担持体２４の回転に伴って第１トナー回収領域９へと搬送される。

また同様に、第２トナー供給領域１１で第２トナー担持体２５上に現像剤担持体１３から供給されたトナー層は、第２トナー担持体２５の回転に伴って第２現像領域１０へと搬送され、第２トナー担持体に印加された現像バイアスと像担持体上の潜像電位とによって形成される電界により２段目の現像に使われる。

第２現像領域１０でも、第１現像領域７と同様に、第２トナー担持体２５と像担持体１の間に設けられたＧａｐ中を電界によってトナーが移動することで現像が行なわれる。現像バイアスとしては公知の種々のバイアスが適用可能であるが、第１現像領域７のところで記載したのと同様の理由により、通常は直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられる。その後、第２現像領域１０でトナーを消費したトナー層(現像残トナー)は、第２トナー担持体２５の回転に伴って第２トナー回収領域１２へと搬送される。

第２トナー回収領域１２を通過した現像剤２３は、スリーブローラ２７の回転とともに現像剤槽１７に向けて搬送され、磁石ローラ２６に現像剤回収領域１４に対応する位置に設けられた反発磁界によって現像剤担持体１３上から剥離され、現像剤槽１７内へと回収される。

補給部１５に設けられた補給制御部（図示省略）は、ＡＴＤＣセンサ２１の出力値から現像剤２３中のトナー濃度が画像濃度確保のための最低トナー濃度以下になったことを検出すると、トナー補給手段（図示省略）によってホッパ（図示省略）内に貯蔵された補給トナー２２が補給部１５を介して現像剤槽１７内へ供給される。

（トナー担持体の表面粗さと、現像能力およびメモリー抑制との関連）
以下、トナー担持体の表面粗さと、現像能力およびメモリー抑制との関連について説明する。まず、トナー担持体の粗さと現像能力の関係について詳述する。１成分トナー層を用いて潜像を現像する場合、一般に現像ＮｉＰ部では交番電界を形成し、トナーを往復させて現像することになる。

このような方法を採る理由は、トナー担持体上のトナーは電界だけですべて離脱させようとするとほとんどの場合放電限界以上の電界を必要とするため、直流電界では離脱させることができない。そこで離脱を促進するため、初期に離脱したトナーを交番電界により往復させてトナー層中のトナーに衝突させ、その衝撃を利用してトナー層中からのトナーの離脱を促進し、短いＮｉＰ時間中に十分なトナー現像性を確保していることによる（日本画像学会主催、Japan Hardcopy Fall Meeting 2004「１成分非接触現像における現像Ｇａｐ部のトナー挙動解析」参照)。このことから、現像装置の高速化を図る場合にはこの往復挙動をいかに早く立ち上げられるかが現像能力確保の観点で重要となってくる。

本発明に基づいた実施の形態では、２本のトナー担持体をもちいることで現像能力を高めている。その能力を十分発揮するためには各トナー担持体のトナー層を潜像に向けてどちらも十分に飛翔させる必要がある。第１トナー担持体２４と第２トナー担持体２５とを比較した場合、第２トナー担持体２５の現像ＮｉＰでは第１トナー担持体２４で現像されたトナーが像担持体上に存在しそれが現像初期の段階のトナーの衝突・たたき出しに参加できるためトナーの往復挙動の立ち上がりが早い。またＮｉＰ中のトナー量自体も多くなるため往復自体の活性度も高い。

それらの理由から、第１トナー担持体２４での現像ＮｉＰに比べて第２トナー担持体２５の方が現像能力の面で有利である。そのため、２本のトナー担持体を用いた構成においては第２トナー担持体２５の現像能力はあまり問題にならず、第１トナー担持体２４における現像能力を高めることが現像能力確保の観点でポイントとなる。

ここで、トナー担持体の粗さと現像能力の関係について、１本のトナー担持体の場合について調べた結果、次のようなことが分かった。その結果を、図３に示す。なお、図３は、トナー担持体表面粗さ（Ｒｚ（μｍ））と画像濃度（Ｔ．Ｄ．）との関係を示す図である。

高速現像時（７５０ｍｍ／ｓ）において、トナー担持体表面の粗さと現像能力の関係を調べた結果、図３に示すように、トナー担持体表面粗さ（Ｒｚ（μｍ））が粗いほど画像濃度（現像能力）は低下し、トナー担持体上のトナー層を完全に像担持体上へ現像させることができなくなっている。

この結果から、画像濃度（現像能力）の観点からトナー担持体の表面粗さとしてはできるだけ粗さを小さくする方が良く、トナーの粒径（体積平均粒径）に近い、６．５μｍ付近を境にして、トナー担持体の表面粗さが画像濃度の低下に与える影響が変化していることがわかる。すなわち、現像能力の観点からは、表面粗さをトナー粒径以下とすることでほぼブラスト処理などの粗面化をしていないローラと同等の現像能力が得られることが分かった。

次に、トナー担持体の表面粗さとメモリー抑制能力の関係について詳述する。ハイブリッド現像方式における現像剤担持体からトナー担持体へとトナーを受け渡す領域（供給回収部)の設計においては、トナー担持体上に濃度を確保するのに必要なトナー量を供給すると同時に、過剰なトナー量を供給しないことが重要である。これは過剰なトナー量を供給すると非画像部通過後の現像残トナーが増え、次の供給回収部でそのトナーを回収する際、リセット性の面で不利に働く。

また、トナーを多く供給するということはそれだけ高い供給バイアスを印加することになるが、高い供給バイアスはトナーを現像剤担持体からトナー担持体への移動させる方向の力に繋がるため、供給回収部でのトナーの回収を阻害する要因になり、この面でもリセット性の面で不利である。その結果、トナー担持体上のトナー層に現像履歴が残りやすくなり、メモリーの発生に繋がってしまう。ここで必要最低限のトナー量とは、トナー担持体上のトナー量が最も低下するベタ後１周目のトナー層において、ベタ濃度が確保できるトナー量を供給することを意味する。

このことから供給回収部では、ベタ後１周目のトナー量として、ベタ濃度を確保するための必要最低限のトナー量を、できるだけ低いバイアスで供給することがポイントとなる。

なお、本発明に基づいた実施の形態では、２本のトナー担持体によって現像を行なうが、メモリー抑制の観点からみると、第１トナー担持体２４のリセット性を高めるよりも、第２トナー担持体２５上のリセット性を高めたほうが、その最終画質に与える効果が大きい。

これは、電子写真の現像においては、潜像の電位とトナー担持体の電位をトナーの移動によって埋めることで現像が行なわれるが、十分な現像能力があれば、第１トナー担持体２４による現像で生じた像担持体上の濃度差は第２トナー担持体２５のトナーによってその電位を埋めることができるため第１トナー担持体２４上のトナー層のムラはある程度補正可能であるが、第２トナー担持体２５上のトナー層のムラはそのような補正ができないため、第２トナー担持体２５上にトナー層のムラがあると画像のムラに直結するためである。

ここで、トナー担持体の表面粗さとメモリー抑制能力の関係について、１本のトナー担持体の場合について調べた。その結果を、図４に示す。なお、図４は、トナー担持体表面粗さ（Ｒｚ（μｍ））と供給Ｖｄｃ（−Ｖ）との関係を示す図である。

図４は１本のトナー担持体に、トナー担持体上にトナーがない状態から１周だけトナー供給をした時の、同じ量のトナー（３ｇ／ｍ^２)を供給する際の供給バイアスについて調べた結果をプロットしてある。

実験の際の条件としては、トナー担持体に印加する電圧としては振幅がｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋで２．５ｋＶ、ＤＣ成分が−３００Ｖ、周波数が５ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比が５０％の矩形波電圧とし、現像剤担持体に印加する電圧としては、振幅がｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋで０．５ｋＶ、ＤＣ成分は図４に示すように９通りとし、周波数が５ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比が５０％で位相をトナー担持体に印加する電圧と逆位相とした。

図４に示す結果からわかるとおり、トナー担持体の表面粗さを粗くするほど、トナー担持体と現像剤担持体のＤＣ成分の差の絶対値で決まる供給バイアス（Ｖｄｃ）を小さく設定できていることが分かる。

この結果から、供給バイアス（Ｖｄｃ）の観点からトナー担持体の表面粗さとしてはできるだけ粗さを大きくする方が良く、トナーの粒径（体積平均粒径）に近い、６．５μｍ付近を境にして、トナー担持体の表面粗さが供給バイアスの値に与える影響が変化していることがわかる。

また、メモリー抑制の観点からは、トナー担持体の表面粗さをトナー粒径以下とすると供給バイアスの値が大きくなっていくことから、トナー粒径以上の表面粗さに設定することで高いメモリー抑制能力に繋がることがわかる。

以上述べてきたように、第１トナー担持体２４は現像能力確保に重きを置いた設計をする必要があり、逆に第２トナー担持体２５はリセット性向上に重きを置いた設計をする必要がある。また、現像能力の観点ではトナー担持体の粗さは小さい方が良く、リセット性の観点ではトナー担持体の粗さは大きい方が良い。

これらのことから、第１トナー担持体には、相対的に粗さの小さいトナー担持体を用い、第２トナー担持体には、相対的に粗さの大きいトナー担持体を用いることで現像能力の確保とメモリー抑制を両立することが可能となる。

さらに、図３および図４に示す結果から、上流側の第１トナー担持体２４の表面粗さをトナー粒径以下に、また下流側の第２トナー担持体２５の表面粗さをトナー粒径以上に設定することが、特に望ましといえる。

（実施例）
本発明に基づいた実施の形態における現像装置２の効果を検証するため、画像濃度とメモリー抑制との両立観点での評価を、以下の条件および手順で行なった。

トナーとして負帯電性のブラックトナーを用いシステム速度７５０ｍｍ／ｓの速度において、各実施例、比較例の項で示す表面粗さのアルミ製のトナー担持体（表面はアルマイト処理を施した）を用いて本発明に基づいた実施の形態における現像装置の効果の確認を行なった。

トナー担持体に印加する電圧としては、第１，第２トナー担持体２４，２５ともに振幅がｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋで２．５ｋＶ、ＤＣ成分が−３００Ｖ、周波数が５ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比が５０％の矩形波電圧を印加した。

現像剤担持体１３に印加する電圧としては、振幅がｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋで０．５ｋＶ、ＤＣ成分は下記で記載の方法で決めた電圧とし、周波数が５ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比が５０％で位相を第１，第２トナー担持体２４，２５に印加する電圧と逆位相とした。

現像Ｇａｐの間隔は２５０μmに、像担持体１と第１，第２トナー担持体２４，２５との周速差は１．０に設定した。像担持体１上に形成された静電潜像の背景部電位は−５５０Ｖ、画像部電位は−６０Ｖであった。現像剤担持体１３のＤＣ成分(供給バイアス)は以下の方法で決定した。

第１，第２トナー担持体２４，２５上にトナーのない状態から、１周のみ所定のバイアスを印加してトナー層を形成した。現像剤担持体１３に印加するＤＣ電圧は、トナー担持体上の搬送量（Ｍａ１）を、第１，第２トナー担持体２４，２５の総現像量の合計で６ｇ／ｍ^２になるよう、大きさを調整した。

総現像量の合計とは像担持体１上に第１，第２トナー担持体２４，２５上のトナーがすべて現像された場合の像担持体１上のトナー量を指し、第１，第２トナー担持体２４，２５の、［各トナー担持体上に担持された面積当たりのトナー量］×［像担持体１とトナー担持体の周速差］を２つのトナー担持体分合計した量で求められる。総現像量の合計が６ｇ／ｍ^２というのは十分な現像能力が確保できれば紙上のベタ部の濃度が十分なレベル（Ｔ.Ｄ.＝１．５程度）を確保できるという量ということで決めた。

このような設定に置いて、粗さの異なる以下のトナー担持体を用いて画像形成を行い、画像濃度とメモリーの評価を行なった。画像濃度の評価は図５に示す画像チャートを用い、画像濃度測定箇所の透過濃度を３点測定し、平均値を測定値とした。メモリーの評価は、図６の画像チャートを用い、トナー担持体周期の箇所とその隣接する下流側の箇所の透過濃度を測定し、その差をメモリーの指標とした。

評価ランクとしては、画像濃度の方はＴ．Ｄ．の値が１．５以上を「Ａ」、１．４を超えて１．５以下を「Ｂ」、１．４以下を「Ｃ」とした。メモリーの方は、濃度差が０．０５以下の場合を「Ａ」、濃度差が０．０５を超えて０．１以下の場合を「Ｂ」、それ以上を「Ｃ」とした。画像濃度の測定、メモリーの評価とも測定にはＸ−Ｒｉｔｅ社製濃度計「Ｘ−Ｒｉｔｅ３１０」を用いた。評価結果を図７に示す。図７は、実施例１〜実施例２、および、比較例１〜比較例５における表面粗さ（Ｒｚ）と、評価結果を示したものである。

なお、トナー担持体の表面粗さ（十点平均表面粗さＲｚ）とは、以下の様に定義され、また、以下の手順で測定されるものである。すなわち、トナー担持体の表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１−１９８２に記載の定義（基準長さ、評価長さも含めて）に準ずるもので、具体的には、トナー担持体の表面粗さを測定した際、基準長の距離間で上位５つの山頂の平均高さと下位５つの谷底の平均低さとの差をいうものである。以下、単に表面粗さと称する。

（実施例１）
実施例１では第１トナー担持体２４としてブラスト処理を施していないトナー担持体（表面粗さＲｚ＝０．８６μｍ）を用い、第２トナー担持体２５としてＲｚ＝２０．９μｍとなるようなブラスト処理を施したトナー担持体を用いて画像形成を行なった。

図７中、「供給Ｖｄｃ」とは上記の方法で調整した、現像剤担持体１３に印加するバイアスのＤＣ成分である。この値が小さいということは供給バイアスが小さいということになり、リセット性の面で有利である。

実施例１では上流側（第１トナー担持体２４）に飛翔性の良い表面粗さの小さいトナー担持体を設置したことで、現像能力の面で不利な第１トナー担持体２４の現像能力が高く保たれ、最終的な画像濃度が十分確保できている。一方、メモリーに関しても、下流側（第２トナー担持体２５）に表面粗さの大きいトナー担持体を設置したことで、画像品質を決定する第２トナー担持体２５の供給バイアスが後に示す比較例と比べて小さく設定できており、第２トナー担持体２５上のトナー量の変動が抑えられた結果メモリーのない画像が得られている。

（実施例２）
実施例２では第１トナー担持体２４としてＲｚ＝３．７μｍとなるようなブラスト処理を施したトナー担持体を用い、第２トナー担持体２５としてＲｚ＝２０．９μｍとなるようなブラスト処理を施したトナー担持体を用いて画像形成を行なった。

図７に示すように、実施例２でも上流側（第１トナー担持体２４）に飛翔性の良い表面粗さの小さいトナー担持体を設置したことで、現像能力の面で不利な第１トナー担持体２４の現像能力が高く保たれ、最終的な画像濃度が十分確保できている。一方、メモリーに関しても、下流側（第２トナー担持体２５）に表面粗さの大きいトナー担持体を設置したことで、画像品質を決定する第２トナー担持体２５の供給バイアスが後に示す比較例と比べて小さく設定できており、第２トナー担持体２５上のトナー量の変動が抑えられた結果メモリーのない画像が得られている。

（比較例１）
比較例１では第１、第２トナー担持体２４，２５ともにブラスト処理を施していないトナー担持体（表面粗さＲｚ＝０．８６μｍ）を用い、実施例１と同様のトナー搬送量調整を施して画像形成を行なった。

図７に示すように、比較例１では実施例１と同様、上流側（第１トナー担持体２４）に飛翔性の良い表面粗さの小さいトナー担持体を設置したことで第１トナー担持体２４の現像能力が高まり、最終的な画像濃度が十分確保できている。しかしながら、メモリーに関しては、下流側（第２トナー担持体２５）にも粗さの小さいトナー担持体としたことにより、第２トナー担持体２５の供給Ｖｄｃが実施例１と比べて大きくなっており、第２トナー担持体２５上のトナー量の変動が発生した結果メモリーが発生してしまっている。

（比較例２）
比較例２では実施例１とは逆に、第１トナー担持体２４としてＲｚ＝２０．９μｍとなるようなブラスト処理を施したトナー担持体を用い、第２トナー担持体２５としてブラスト処理を施していないトナー担持体（表面粗さＲｚ＝０．８６μｍ）を用いて画像形成を行なった。トナー搬送量調整は実施例１と同様の方法で行なった。

図７に示すように、比較例２では、上流側（第１トナー担持体２４）に飛翔性の悪い表面粗さの大きいトナー担持体を設置したため、第１トナー担持体２４の現像能力が不十分で、今回実験した７５０ｍｍ／ｓの画像形成速度では第１トナー担持体２４でトナーを十分に現像することができず、最終的な画像濃度が不十分な結果となった。

（比較例３）
比較例３では第１、第２トナー担持体２４，２５ともにＲｚ＝２０．９μｍとなるようなブラスト処理を施したトナー担持体を用い、実施例１と同様のトナー搬送量調整を施して画像形成を行なった。

図７に示すように、比較例３では、下流側（第２トナー担持体２５）に表面粗さの大きいトナー担持体を設置したことで、画像品質を決定する第２トナー担持体２５の供給Ｖｄｃが小さく設定できており、第２トナー担持体２５上のトナー量の変動が抑えられた結果、メモリーの発生は抑制できているものの、上流側（第１トナー担持体２４）にも飛翔性の悪い表面粗さの大きいトナー担持体を設置したため、第１トナー担持体２４の現像能力が不十分で、今回実験した７５０ｍｍ／ｓの画像形成速度では、第１トナー担持体２４でトナーを十分に現像することができず、最終的な画像濃度が不十分な結果となった。

（比較例４および比較例５）
次に示す比較例４および比較例５では、現像効率が低下しトナー担持体上のトナーをすべて現像できなくなっている比較例２および比較例３の場合と同様に、第１トナー担持体２４と第２トナー担持体２５との表面粗さは同じものを用いたまま、不足した現像トナー量を補い適正な画像濃度を得るためにトナー担持体上のトナー量を増やして実験した。

その際、トナー担持体上のトナー量の調整は供給Ｖｄｃによって行なった。すなわち、供給Ｖｄｃの絶対値を比較例２および比較例３の場合に比べて高く設定して画像形成を行なった。供給Ｖｄｃの決定方法は比較例２あるいは比較例３の条件から徐々に供給バイアスを上昇させ、十分な画像濃度が得られるようになった時の供給バイアスを比較例４あるいは比較例５の供給バイアスとした。

（比較例４）
比較例４では比較例２と同様に、第１トナー担持体２４としてＲｚ＝２０．９μｍとなるようなブラスト処理を施したトナー担持体を用い、第２トナー担持体２５としてブラスト処理を施していないトナー担持体（表面粗さＲｚ＝０．８６μｍ）を用いて画像形成を行なった。十分なトナー濃度が得られるようになった時の供給Ｖｄｃは−５００Ｖ、その時のトナー担持体上のトナー搬送量は前記した総現像量の合計において６．８ｇ／ｍ^２であった。

図７に示すように、比較例４では、トナー担持体上のトナー量を増やした結果、現像濃度については適正な濃度が確保できているものの、そのために供給バイアスを大きくせざるを得ず、第２トナー担持体２５上のトナー量の変動が発生した結果メモリーが発生してしまっている。

（比較例５）
比較例５では比較例３と同様に、第１トナー担持体２４および第２トナー担持体２５ともにＲｚ＝２０．９μｍとなるようなブラスト処理を施したトナー担持体を用い、比較例４と同様のトナー搬送量調整を施して画像形成を行なった。十分なトナー濃度が得られるようになった時の供給Ｖｄｃは−５００Ｖ、その時のトナー担持体上のトナー搬送量は前記した総現像量の合計において７．５ｇ／ｍ^２であった。

図７に示すように、比較例５では、トナー担持体上のトナー量を増やした結果、現像濃度については適正な濃度が確保できているものの、そのために供給バイアスを大きくせざるを得ず、第２トナー担持体２５上のトナー量の変動が発生した結果メモリーが発生してしまっている。

以上、本実施の形態における現像装置および画像形成装置によれば、第１トナー担持体２４および第２トナー担持体２５を用いた現像装置２において、最上流側の第１トナー担持体２４の表面の表面粗さが最下流の第２トナー担持体２５の表面粗さより小さく設定されていることにより、現像履歴（メモリー）の問題が発生せず、高速対応可能で高画質な現像装置および画像形成装置が達成される。

なお、上記実施の形態においては、像担持体１上の静電潜像を現像するトナー担持体として、２つのトナー担持体を配置する場合について説明したが、この構成に限定されるものではない。たとえば、図８に示す構成の採用も可能である。

図８に示す構成は、第１トナー担持体２４と第２トナー担持体２５との間に、第３トナー担持体２８を配置したものである。第３トナー担持体２８表面粗さは任意に設定することが可能であり、最上流、最下流に配置したトナー担持体のように、どちらか一方への影響が大きいということはない。

また、トナー担持体を増やすことで、３本トータルの現像時間を長くすることが容易になるため、現像能力を確保し易くなる。その場合には、第３トナー担持体２８の表面粗さを大きくして、メモリー有利な設定となるように設定する方が現像装置全体の最適化の観点からは好ましいといえる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 像担持体（感光体）、２ 現像装置、３ 帯電部材、４ 転写ローラ（一次転写装置）、５ 清掃装置（クリーニングブレード）、６ 露光装置、７ 第１現像領域、８ 第１トナー供給領域、９ 第１トナー回収領域、１０ 第２現像領域、１１ 第２トナー供給領域、１２ 第２トナー回収領域、１３ 現像剤担持体、１５ 補給部、１６ 規制部材、１７ 現像剤槽、１８，１９ 混合撹拌部材、２０ ケーシング、２１ ＡＴＤＣセンサ、２２ 補給トナー、２３ 現像剤、２４ 第１トナー担持体、２５ 第２トナー担持体、２６ 磁石ローラ、２７ スリーブローラ、２８ 第３トナー担持体、４０ 転写ベルト清掃装置、５０ 転写ベルト、７０ 二次転写装置、８０ 定着装置、９０ 清掃装置、１００ 画像形成ユニット、１０００ 画像形成装置、Ｐ 記録媒体。

Claims (6)

1. 像担持体上に形成された静電潜像を現像する第１トナー担持体および第２トナー担持体と、
   トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し前記第１トナー担持体および前記第２トナー担持体に前記トナーを供給する現像剤担持体と、を備え、
   前記像担持体の回転方向から見て、前記第１トナー担持体は、前記第２トナー担持体よりも上流側に配置され、
   前記第１トナー担持体の十点平均表面粗さは、前記第２トナー担持体の十点平均表面粗さよりも小さく設けられる、現像装置。
2. 前記第１トナー担持体の十点平均表面粗さは、前記トナーの体積平均粒径よりも小さい表面粗さである、請求項１記載の現像装置。
3. 前記第２トナー担持体の十点平均表面粗さは、前記トナーの体積平均粒径よりも大きい表面粗さである、請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記第１トナー担持体および前記第２トナー担持体の十点平均表面粗さは、ブラスト処理された表面粗さを有する、請求項１から３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記第１トナー担持体と前記第２トナー担持体との間に、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する第３トナー担持体をさらに有する、請求項１から４のいずれかに記載の現像装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の現像装置を有する、画像形成装置。

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