現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】濃度低下、履歴現像等の画像不良、及び磁気ローラ−現像ローラ間のリークを発生させず、長期間に亘って良好な画像が得られる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】現像剤がないときの磁気ローラ２２と現像ローラ２３との間のインピーダンスをＺ０、キャリアだけで磁気ブラシを形成した場合の磁気ローラ２２と現像ローラ２３間のインピーダンスをＺｃ、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２のインピーダンスをそれぞれＺｄ、Ｚｍとするとき、０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０、Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ≧１Ｅ＋４を満たすようにする。
【解決手段】現像剤がないときの磁気ローラ２２と現像ローラ２３との間のインピーダンスをＺ０、キャリアだけで磁気ブラシを形成した場合の磁気ローラ２２と現像ローラ２３間のインピーダンスをＺｃ、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２のインピーダンスをそれぞれＺｄ、Ｚｍとするとき、０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０、Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ≧１Ｅ＋４を満たすようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、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、トナー担持体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現像する現像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（以下、単にキャリアともいう）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、規制ブレードにトナーが付着し、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。
【０００４】
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、カラー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を用いてトナー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、磁気ローラ（トナー供給部材）を用いて現像剤を感光体（像担持体）に対して非接触に設置した現像ローラ（トナー担持体）上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって感光体上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。
【０００６】
ところで、近年の高画質化の要望に伴いトナーの小粒径化が進んでおり、キャリアの小径化も必要となっている。小径キャリアはトナーとの付着力が強く、キャリアからトナーが円滑に分離されにくい。そのため、静電潜像にトナーが十分に供給されず画像濃度が低下するという問題があった。画像濃度の低下を抑制するためには磁気ローラと現像ローラとの間により高い電界を作用させる必要があるが、磁気ローラと現像ローラとの間にリークが発生し易くなるという問題点がある。
【０００７】
さらに、上記の現像方式の場合、現像ローラ上にトナー薄層の層厚が十分に形成されないことにより、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、濃度追随不良が発生するおそれがある。また、直前の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）として現れる現象、いわゆる履歴現像が発生しやすいという不具合がある。
【０００８】
履歴現像が発生するメカニズムについて説明すると、現像ローラ上のトナー薄層にトナーの消費領域（現像領域）と非消費領域とが生じると、現像ローラ上におけるトナーの付着状態とトナーの電位差にばらつきが生じる関係から、非消費領域に残存するトナー薄層のうち帯電量の低い大径トナーのみが磁気ローラ側に移動し、帯電量の高い小径トナーは現像ローラ表面に残存する。
【０００９】
そして、現像ローラ上に残存したトナーの回収性能が低い場合、磁気ローラからトナーが供給され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。
【００１０】
二成分現像式の現像装置において濃度低下、キャリア引き、リークの発生を抑制する方法として、特許文献１には、現像剤担持体の表面における単位面積当たりのインピーダンスとキャリアのインピーダンスとが所定の関係を満たすことにより、画像濃度の低下やキャリア引きの発生を抑制可能とした現像装置が開示されている。また、特許文献２には、現像剤担持体のインピーダンスと現像剤担持体の長手方向１ｃｍあたりの現像剤のインピーダンスとが所定の関係を満たすことにより、画像濃度の低下やリークの発生を抑制可能とした現像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−４７４８８号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１及び２は、いずれも現像ローラ上に形成した磁気ブラシを用いて像担持体上の静電潜像を現像するものである。そのため、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成する上記の現像方式に特有の問題である、濃度追随不良や履歴現像を抑制するものではなかった。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑み、濃度低下、履歴現像等の画像不良、及び磁気ローラ−現像ローラ間のリークを発生させず、長期間に亘って良好な画像が得られる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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体に非接触で対向配置されるトナー担持体と、トナーと磁性キャリアとから成る二成分現像剤で形成された磁気ブラシを用いて前記トナー担持体上にトナー層を形成するトナー供給部材と、を有する現像装置において、現像剤がないときの前記トナー供給部材と前記トナー担持体との間のインピーダンスをＺ０、磁性キャリアのみで磁気ブラシを形成したときの前記トナー供給部材と前記トナー担持体との間のインピーダンスをＺｃ、前記トナー担持体及び前記トナー供給部材のインピーダンスをそれぞれＺｄ、Ｚｍとするとき、以下の式（１）、（２）を満たすことを特徴としている。
０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０ ・・・（１）
Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ≧１Ｅ＋４ ・・・（２）
【００１５】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁性キャリアの個数平均粒径が２５〜５０μｍ、円形度が０．９５〜０．９８であることを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にアルマイト層を形成し、該アルマイト層の表面に抵抗調整剤を含有する樹脂材料から成るコート層を形成したものであることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー供給部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にブラスト処理を施した後、アルマイト層を形成したものであることを特徴としている。
【００１８】
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。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の構成によれば、現像剤がないときのトナー供給部材とトナー担持体との間のインピーダンスＺ０、磁性キャリアのみで磁気ブラシを形成したときのトナー供給部材とトナー担持体との間のインピーダンスＺｃ、トナー担持体及びトナー供給部材のインピーダンスＺｄ、Ｚｍが、式（１）、（２）を満たすことにより、画像濃度低下、濃度追随不良及びＭＳ間のリークの発生を同時に且つ効果的に抑制可能となる。
【００２０】
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、個数平均粒径が２５〜５０μｍ、円形度が０．９５〜０．９８の磁性キャリアを用いることにより、トナー担持体−トナー供給部材のニップ部における磁気ブラシ密度が高くなってトナー担持体へのトナーの供給性及びトナー担持体からのトナー回収性が安定するため、濃度追随性をより一層向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の現像装置において、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にアルマイト層を形成し、該アルマイト層の表面に抵抗調整剤を含有する樹脂材料から成るコート層を形成したトナー担持体を用いることにより、トナー担持体の耐リーク性及びトナー剥離性を高めるとともに、コート層中の抵抗調整剤の含有量によってＺｄを容易に調整可能となる。
【００２２】
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現像装置において、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にブラスト処理を施した後、アルマイト層を形成したトナー供給部材を用いることにより、トナー供給部材表面における現像剤の滑りを抑制してトナー担持体−トナー供給部材のニップ部に現像剤を安定して供給することができ、トナー担持体からのトナー回収性も向上するため、トナー担持体上に均一なトナー薄層を形成可能となる。
【００２３】
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、画像濃度低下、濃度追随不良、及びトナー担持体−トナー供給部材間のリークを発生させず、長期間に亘って良好な画像が得られる画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略図
【図２】本発明の現像装置の構成を示す側面断面図
【図３】現像ローラ及び磁気ローラに印加されるバイアス波形の一例を示す図
【図４】インピーダンスＺ０、Ｚｃの測定方法を説明するための模式図
【図５】インピーダンスＺｍ、Ｚｄの測定方法を説明するための模式図
【図６】横軸にＺｃ／Ｚ０、縦軸にＺｄ＋Ｚｍを取り、試験例１で用いた現像装置のインピーダンスをプロットしたグラフ
【発明を実施するための形態】
【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、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。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、一次転写ローラ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とを含む複数の張架ローラ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がレジストローラ対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対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の一部を一旦排出ローラ対１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラ対１５を逆回転させることにより分岐部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レジストローラ対１２ｂ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、排出ローラ対１５を介して排出トレイ１７に排出される。
【００３４】
図２は、本発明の画像形成装置に用いられ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、単に現像剤ともいう）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の両端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２０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と対面してトナー濃度センサ（図示せず）が配置されており、トナー濃度センサで検知されるトナー濃度に応じて補給装置（図示せず）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体２２ｂで構成されている。本実施形態では、固定マグネット体２２ｂの磁極は、主極３５、規制極（穂切り用磁極）３６、搬送極３７、剥離極３８、及び汲上極３９の５極構成である。磁気ローラ２２と現像ローラ２３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。
【００３９】
また、現像容器２０には穂切りブレード２５が磁気ローラ２２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、磁気ローラ２２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の先端部と磁気ローラ２２表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００４０】
現像ローラ２３は、非磁性の現像スリーブ２３ａと、現像スリーブ２３ａ内に固定された現像ローラ側磁極２３ｂで構成されている。現像ローラ側磁極２３ｂは、固定マグネット体２２ｂの対向する磁極（主極）３５と異極性である。
【００４１】
現像ローラ２３には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１バイアス回路３０が接続されており、磁気ローラ２２には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２バイアス回路３１が接続されている。また、第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１は共通のグランドに接地されている。
【００４２】
第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１には電圧可変装置３３が接続されており、現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）及び磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を可変できるようになっている。
【００４３】
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。穂切りブレード２５には固定マグネット体２２ｂの規制極３６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規制極３６と異なる極性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。
【００４４】
この磁界により、穂切りブレード２５と回転スリーブ２２ａとの間に磁気ブラシが形成される。そして、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た後、現像ローラ２３に対向する位置に移動すると、固定マグネット体２２ｂの主極３５及び現像ローラ側磁極２３ｂにより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表面に接触する。そして、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する。
【００４５】
現像ローラ２３上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ２２と現像ローラ２３との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラ２３上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００４６】
図３は、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２に印加されるバイアス波形の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ１である矩形波のＶｓｌｖ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｓｌｖ（実線）が第１バイアス回路３０から印加される。また、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ２であり、且つＶｓｌｖ（ＡＣ）と位相が異なる矩形波のＶｍａｇ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｍａｇ（破線）が第２バイアス回路３１から印加される。
【００４７】
従って、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３間（以下、ＭＳ間という）に印加される電圧は、図３（ｂ）に示すようなＶｐｐ（ｍａｘ）とＶｐｐ（ｍｉｎ）を有する合成波形Ｖｍａｇ−Ｖｓｌｖとなる。なお、Ｖｍａｇ（ＡＣ）はＶｓｌｖ（ＡＣ）よりもＤｕｔｙ比が大きくなるように設定される。実際には図３で示すような完全な矩形波ではなく、一部が歪んだ形状の交流電圧が印加される。
【００４８】
磁気ブラシによって現像ローラ２３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ２３の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との対向部分に搬送される。現像ローラ２３にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００４９】
さらに回転スリーブ２２ａが時計回りに回転すると、今度は主極３５に隣接する異極性の剥離極３８により発生する水平方向（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、現像に用いられずに残ったトナーが現像ローラ２３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、固定マグネット体２２ｂの剥離極３８及びこれと同極性の汲上極３９により反発する磁界が付与されるため、トナーは現像容器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、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として汲上極３９により再び回転スリーブ２２ａ上に磁気ブラシを形成し、穂切りブレード２５へ搬送される。
【００５０】
次に、磁気ローラ２２を構成する回転スリーブ２２ａについて詳述する。本発明においては、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をブラスト処理した後、アルマイト処理によりアルマイト層（アルミニウムの酸化被膜）を形成した回転スリーブ２２ａが好適に使用できる。スリーブ本体のブラスト処理により、後述するような円形度が０．９５〜０．９８である球形キャリアを用いた場合でも磁気ローラ２２から現像ローラ２３へ現像剤を供給する際の回転スリーブ２２ａ上での現像剤の滑りを抑制できる。その結果、現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向部分における現像剤を安定して供給することができ、現像ローラ２３からのトナー回収性も向上するため、現像ローラ２３上に均一なトナー薄層を形成可能となる。
【００５１】
ブラスト処理は、所定の粒径を有するステンレス、アルミニウム、鋼鉄、ニッケル、真鍮のような金属粉、またはセラミック、プラスチック、ガラスビーズなどの各種砥粒を使用することができる。
【００５２】
アルマイト層は、中心に微細孔を有する六角柱状のセルの集合体であり、微細孔の底面がアルミ素地との界面（バリア層）となる。スリーブ表面をアルマイト処理することにより、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、磁気ローラ２２の耐リーク性が向上する。なお、アルマイト層の表面に抵抗調整剤を添加したコート層を形成することで、磁気ローラ２２のインピーダンスＺｍを調整できる。
【００５３】
次に、現像ローラ２３を構成する現像スリーブ２３ａについて詳述する。現像スリーブ２３ａ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をアルマイト処理することにより外周面にアルマイト層が形成されており、アルマイト層の表面には樹脂材料からなるコート層が積層されている。アルマイト層は、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。
【００５４】
コート層は、現像スリーブ２３ａ上に供給されたトナーの固着を抑制し、現像ローラ２３から感光体ドラム表面へのトナーの移送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。
【００５５】
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。
【００５６】
なお、コート層に抵抗調整剤を含有させることにより、現像ローラ２３のインピーダンスＺｄを調整し、且つ抵抗ムラを抑制できる。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。
【００５７】
次に、本発明の現像装置に用いられる二成分現像剤について説明する。二成分現像剤は、トナーとキャリアとを含有するものである。二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの重量比（Ｔ／Ｃ）は、キャリア１００重量部に対してトナー５〜２０重量部が好ましく、８〜１５重量部がより好ましい。
【００５８】
トナーはトナー母粒子に外添剤を添加したものである。トナー母粒子は、結着樹脂および着色剤を含有するものである。トナー母粒子には、必要に応じて離型剤、電荷制御剤、磁性粉等を含有させてもよい。トナー母粒子の重量平均粒子径は、５〜１２μｍが好ましく、６〜１０μｍがより好ましい。トナー母粒子の重量平均粒子径は、粒度分布測定装置（例えば、コールター社製、マルチサイザ−ＩＩ型）によって測定する。トナー母粒子は、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、重合法等の公知の方法で製造される。
【００５９】
外添剤としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ等の無機酸化物、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸等が挙げられる。外添剤の量は、トナー母粒子１００重量部に対して、通常０．１〜５重量部である。
【００６０】
キャリアとしては、磁性体の粒子、または結着樹脂中に磁性体を分散させた樹脂粒子が挙げられる。磁性体としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体金属、これらの合金、あるいは希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライトなどのソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライト等の鉄系酸化物、これらの混合物が挙げられる。
【００６１】
結着樹脂としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、これらの混合物等が挙げられる。磁性体の粒子は、焼結法、アトマイズ法等の公知の方法によって製造される。キャリアは、その表面に、コート樹脂からなる被覆層を有していてもよい。
【００６２】
キャリアの個数平均粒径は２５〜５０μｍであり、３５〜４５μｍが好ましい。キャリアの個数平均粒径を２５μｍ以上とすることにより、二成分現像剤の流動性の低下が抑えられ、トナーの帯電量が過剰になることがなく、濃度ムラが抑えられる。キャリアの個数平均粒径を５０μｍ以下とすることにより、キャリアの比表面積が大きくなり、キャリアが担持できるトナーの量が増える。これにより、磁気ブラシ中のトナー濃度を高い状態で維持することができ、現像ローラへのトナー供給が十分に行われるため、トナー層の厚さを十分に確保できる。その結果、トナー層から感光体の静電潜像に飛翔するトナーの量を十分に確保でき、画像濃度の低下が抑えられ、さらには画像の濃度ムラが抑えられる。また、現像ローラ２３へのトナー供給が十分に行われるため、現像ローラ２３のトナー層にトナー欠落部分が形成されにくくなり、履歴現像の発生が抑えられる。
【００６３】
キャリアの個数平均粒径は、フロー式粒子像分析装置（例えば、シスメックス社製、ＦＰＩＡ−２１００）を用いて測定する。ただし、１０μｍ以下の微粒子については、測定から除外する。
【００６４】
キャリアの粒度分布における変動係数（ＣＶ）は、５〜２０％であり、７％〜１５％が好ましい。ＣＶを２０％以下とすることにより、キャリアの粒径が揃う（粒度分布がシャープになる）ため、トナーを適切な帯電量で、かつ均一に帯電させることができる。その結果、画像の濃度ムラが抑えられる。また、トナーを均一に帯電させることによって、大粒径のトナーが選択的に消費される、いわゆる選択現像性が抑えられる。トナーの選択現像性が抑えられることにより、二成分現像剤中のトナー微粉の増加が抑えられ、帯電量の上昇が抑えられる。また、微粉量の増加が抑えられ、二成分現像剤の流動性の低下が抑えられることにより、キャリアへのストレスが減少し、トナースペント、キャリアコート剥がれ等のキャリア劣化が抑えられ、二成分現像剤の長寿命化が図れる。ＣＶを５％以上とすることにより、キャリアの粒径が揃いすぎて二成分現像剤の流動性が過度に高くなることがなく、トナーを十分に帯電できるため、カブリ、トナー飛散等の発生が抑えられる。
【００６５】
変動係数ＣＶは、フロー式粒子像分析装置を用いたフロー式画像解析法により個数平均粒径を測定し、さらに該粒度分布における標準偏差を求め、下記式から求める。
ＣＶ＝（標準偏差／個数平均粒径）×１００
【００６６】
キャリアの円形度は０．９５〜０．９８であり、０．９６〜０．９７が好ましい。キャリアの円形度を０．９５以上とすることにより、二成分現像剤の流動性が良くなり、トナーを均一に帯電できる。キャリアの円形度を０．９８以下とすることにより、二成分現像剤の流動性が過度に高くなることがなく、トナーを十分に帯電できるため、カブリ、トナー飛散等の発生が抑えられる。また、キャリアの個数平均粒径を２５〜５０μｍ、円形度を０．９５〜０．９８とすることにより、磁気ブラシが自由度のある穂となるため、現像ローラ２３上の残トナーを磁気ローラ２２の磁気ブラシで十分に剥ぎ取ることができ、履歴現像の発生が抑えられる。
【００６７】
円形度は、フロー式粒子像分析装置を用いたフロー式画像解析法により、以下の式から各粒子（キャリア）の円形度を求め、１０００〜１５００個の粒子の円形度を平均したものである。
円形度＝粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長／粒子の投影像の周囲長
【００６８】
本発明においては、現像剤がないときの磁気ローラ２２と現像ローラ２３との間のインピーダンスをＺ０、キャリアだけで磁気ブラシを形成した場合の磁気ローラ２２と現像ローラ２３間のインピーダンスをＺｃ、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２のインピーダンスをそれぞれＺｄ、Ｚｍとするとき、以下の式（１）、（２）を満たすようにしたものである。
０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０ ・・・（１）
Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ≧１Ｅ＋４ ・・・（２）
【００６９】
Ｚ０は磁気ローラ２２と現像ローラ２３のギャップとＺｄ、Ｚｍの合成インピーダンスであり、基本的にはギャップが最も支配的な因子となる。そして、ＭＳ間にキャリアを充填したときのインピーダンスがＺｃである。Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍの場合にはＺｃはギャップのインピーダンスに支配されるため、Ｚｃはキャリアが充填されることにより小さくなり、Ｚ０よりも低い値を示すようになる。Ｚｃの値が小さくなるとＭＳ間での現像剤の供給及び回収が盛んに行われるようになり、履歴現像や濃度追随不良のない良好な画像を得ることができるが、Ｚｃが小さくなりすぎるとＭＳ間でリークが発生してしまう。
【００７０】
Ｚｄ、Ｚｍが低い場合にはキャリア抵抗、磁気ブラシ量、磁気ブラシ密度がＺｃを制御する主要なパラメータとなるが、球形キャリアを使用することで磁気ブラシの密度が向上し、Ｚｃの値を適切な範囲に抑えることが容易になる。また、Ｚｃが適切な範囲を満たしても、ＺｄとＺｍの双方のインピーダンスが低下するとＭＳ間にかかる電界が過剰になり、リークが発生する。Ｚｄ若しくはＺｍのどちらか一方の値が１Ｅ＋４Ω（１０，０００Ω）を超えていれば、ＭＳ間リークを防止できる。逆に、ＺｄやＺｍが高くなりすぎると磁気ブラシの影響を受けなくなる。この状態になると磁気ブラシに十分な電界がかからなくなるため好ましくない。
【００７１】
そこで、インピーダンスＺ０、Ｚｃ、Ｚｄ、及びＺｍが上記式（１）、（２）を満たすようにすることで、磁気ローラ２２の周速が５００ｍｍ／秒を越えるような高速領域においても、或いは低温低湿環境でトナーの帯電量が上がった場合においても、履歴現像や濃度追随不良のない現像装置を提供することができる。また、上述したような円形度が０．９５〜０．９８の球形キャリアを用いることで、従来よりも磁気ブラシ密度が向上し、上記のインピーダンス条件に合わせやすくなるとともに、トナーとの付着力も軽減されるため、履歴現像や濃度追随不良をより効果的に抑制することができる。
【００７２】
次に、インピーダンスＺ０、Ｚｃ、Ｚｄ、及びＺｍの測定方法について説明する。Ｚ０、Ｚｃの測定方法は、磁気ローラ２２、現像ローラ２３、交流電源４０、及び参照抵抗４１を用いて図４に示すような回路を組み立て、交流電源４０により例えば周波数３ｋＨｚ、Ｖｐｐ１．０ｋＶ、Ｖｄｃ０Ｖの交流バイアス（サイン波）を印加する。そして、参照抵抗４１（Ｒｒｅｆ＝１ＭΩ）にかかる電圧Ｖｒ及び位相差φをオシロスコープにより測定する。測定されたＶｒ、φ、及び印加電圧Ｖ０（＝１．０ｋＶ）を用いて下記式（３）〜（５）によりインピーダンスＺを算出する。
Ｚ＝√ａ2＋ｂ2 ・・・（３）
実数成分ａ＝（Ｖ０／Ｖｒ＊ｃｏｓφ−１）Ｒｒｅｆ・・・（４）
虚数成分ｂ＝ Ｖ０／Ｖｒ＊ｓｉｎφＲｒｅｆ ・・・（５）
【００７３】
また、Ｚｄ、Ｚｍの測定方法は、磁気ローラ２２または現像ローラ２３、交流電源４０、参照抵抗４１、対向電極４３を用いて図５に示すような回路を組み立て、交流電源４０により例えば周波数３ｋＨｚ、Ｖｐｐ１００Ｖ、Ｖｄｃ０Ｖの交流バイアス（サイン波）を印加する。そして、参照抵抗４１（Ｒｒｅｆ＝１ＭΩ）にかかる電圧Ｖｒ及び位相差φをオシロスコープにより測定する。測定されたＶｒ、φ、及び印加電圧Ｖ０（＝１００Ｖ）を用いて上記式（３）〜（５）によりインピーダンスＺを算出する。
【００７４】
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。
【００７５】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ及びロータリー現像式のカラープリンタ及びカラー複写機、ファクシミリ等、現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００７６】
メチルシリコーン樹脂（信越シリコーン社製、ＫＲ−２５１）１０質量部を溶媒（トルエン）５００質量部に希釈した樹脂液を用い、キャリア心材（球状フェライト粒子、重量平均粒子径３５μｍ）１０００質量部を浸漬法により被覆した。キャリア心材を樹脂液で被覆した後、加熱処理装置（日本ニューマチック社製、サフュージョンシステム）を用いて２５０℃で３時間焼付けを行い、解砕、粗粉除去を行って、円形度０．９６６、粒径３５μｍのキャリアを得た。このキャリアを、メッシュを用いてさらに分級し、円形度０．９６７、粒径５０μｍのキャリア及び、円形度０．９５５、粒径２５μｍのキャリアを得た。
【００７７】
キャリアの個数平均粒径および円形度は、フロー式粒子像分析装置（シスメックス社製、ＦＰＩＡ−２１００）にて測定した。ただし、粒径が１０μｍ以下の微粒子については、測定から除外した。
【実施例２】
【００７８】
キャリア心材として重量平均粒子径４５μｍのフェライト粒子を用いる以外は実施例１と同様の方法により、円形度０．９１２、粒径４５μｍのキャリアを得た。
【実施例３】
【００７９】
直径２０ｍｍのアルミスリーブの外周面に１４μｍのアルマイト層を形成し、抵抗調整剤としてケッチェンブラックを添加したシリコン変性ポリウレタン樹脂から成る１５μｍのコート層を積層した現像スリーブ内に現像ローラ側磁極を配置した。なお、ケッチェンブラックの添加量によりコート層を中抵抗及び低抵抗に調整し、インピーダンスＺｄが１．６１Ｅ＋５Ω及び３．２４Ｅ＋３Ωである２種類の現像ローラを作製した。
【実施例４】
【００８０】
直径２０ｍｍのアルミスリーブの外周面にセラミック砥粒を用いて表面粗さ（最大高さ）Ｒｚが１７μｍとなるようにブラスト処理を施した後に、１４μｍのアルマイト層を形成した回転スリーブと、低抵抗に調整された１５μｍのコート層を形成した回転スリーブを作製し、各回転スリーブ内に、主極８５ｍＴ、規制極（穂切り極）６０ｍＴ、汲上極、剥離極３５ｍＴ、搬送極６５ｍＴの５極構成の固定マグネット体を配置して、インピーダンスＺｍが１．５２Ｅ＋４Ω及び５．７７Ｅ＋３Ωである２種類の磁気ローラを作製した。表面粗さ測定は、ＡＣＣＲＥＴＥＣＨ社製サーフコム（ＳＵＲＦＣＯＭ）１５００ＤＸを用いて行った。
【試験例１】
【００８１】
図２に示した本発明の現像装置が搭載された図１に示すような試験機において、実施例１及び２で製造した個数平均粒径、円形度の異なるキャリアを含む二成分現像剤を用い、実施例３及び４で製造したインピーダンスＺｄ、Ｚｍが異なる現像ローラ及び磁気ローラを用いてＺ０、Ｚｃ、Ｚｄ、及びＺｍを変化させたときの、ベタ画像の濃度、濃度追随不良（履歴現像）、ＭＳ間リークの発生を比較した。なお、試験は感光体ドラム１ａ及び現像装置３ａを含むシアンの画像形成部Ｐａにおいて行った。
【００８２】
試験機の条件としては、システム速度（感光体ドラム周速）を２３９ｍｍ／秒とし、現像ローラ周速を３８９ｍｍ／秒（感光体との対向面において順回転）、磁気ローラ周速を５８３ｍｍ／秒（現像ローラとの対向面においてカウンタ回転）とした。また、感光体−現像ローラ間ギャップを１２０μｍ、磁気ローラ−現像ローラ間ギャップを３００μｍ、磁気ローラ−穂切りブレード間ギャップを３５０μｍとした。
【００８３】
現像剤としては、平均粒径６．８μｍ、比重１．２の正帯電トナーと、実施例１及び２で作製した個数平均粒径、円形度の異なるコーティングフェライトキャリアとから成る二成分現像剤を用い、キャリアに対するトナーの混合比率（Ｔ／Ｃ）を９重量％とした。
【００８４】
現像ローラへの電圧印加条件は、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）＝７５Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）のＶｐｐを１．３ｋＶ、周波数を３ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝３５％とした。また、磁気ローラにはＶｍａｇ（ＤＣ）＝３００Ｖ、Ｖｍａｇ（ＡＣ）のＶｐｐを１．１ｋＶとして逆位相で印加した。
【００８５】
評価方法としては、画像濃度については反射濃度計（グレタグマクベス社製、スペクトロアイ）を用いてベタ画像の濃度（ＩＤ；イメージデンシティ）を測定し、１．２以上である場合を○、１．１〜１．２である場合を△、１．１以下である場合を×とした。濃度追随性（履歴現像）については画像を目視により観察し、問題のない場合を○、追随不良（履歴現像）が確認されるが実用上問題のない場合を△、明らかに問題のある場合を×とした。また、ＭＳ間におけるリークについては画像を目視により確認し、リーク痕の無い場合を○、リーク痕が認められる場合を×とした。評価結果を表１に示す。
【００８６】
また、キャリアの個数平均粒径および円形度の測定結果をインピーダンスＺ０、Ｚｃ、Ｚｄ、Ｚｍ、Ｚｃ／Ｚ０、Ｚｄ＋Ｚｍと合わせて表１に示す。なお、比較例５の現像ローラにはアルミスリーブを用いた。Ｚｄは低すぎて測定できなかった。
【００８７】
【表１】
【００８８】
表１から明らかなように、Ｚ０、Ｚｃ、Ｚｄ、及びＺｍが０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０、Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ＞１Ｅ＋４を満たす本発明１〜５においては、いずれも画像濃度低下及びＭＳ間のリークは認められず、濃度追随性も大きな問題はなかった。特に、円形度が０．９５〜０．９８のキャリアを用いた本発明１、２、及び５では濃度追随性がさらに向上した。
【００８９】
これに対し、Ｚｃ＞０．７８Ｚ０である比較例１、４では、ＭＳ間での現像剤の供給及び回収が円滑に行われず、濃度低下や濃度追随不良（履歴現像）が発生した。また、Ｚｃ＜０．３８Ｚ０である比較例２、５では、Ｚｃが小さすぎてＭＳ間でリークが発生した。また、コート層が剥がれた部分で放電を起こし、ＭＳ間リークも発生した。さらに、Ｚｄ＋Ｚｍ＜１Ｅ＋０４である比較例３、５では、ＭＳ間にかかる電界が過剰になり、ＭＳ間リークが発生した。
【００９０】
以上の結果より、インピーダンスＺ０、Ｚｃ、Ｚｄ、及びＺｍが式（１）、（２）を満たすように設定することで、濃度低下、履歴現像等の画像不良やＭＳ間リークを効果的に抑制できることが確認された。図６に示すように、横軸にＺｃ／Ｚ０、縦軸にＺｄ＋Ｚｍを取り、本発明１〜５（図の◆印）、比較例１〜５（図の×印）をプロットすると、本発明の範囲は、Ｚｃ／Ｚ０＝０．３８、Ｚｃ／Ｚ０＝０．７８、Ｚｄ＋Ｚｍ＝１Ｅ＋４、及びＺｃ＝Ｚｄ＋Ｚｍ（図の破線）の４本の直線で囲まれたハッチング領域となる。
【００９１】
また、個数平均粒子径が２５〜５０μｍ、円形度が０．９５〜０．９８の球形キャリアを用いることにより、現像ローラ−磁気ローラのニップ部における磁気ブラシ密度を高めることができ、磁気ローラの周速が速い高速機においても現像性能を維持できることが確認された。なお、ここではシアンの画像形成部Ｐａを用いて試験を行ったが、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄにおいても同様の結果が得られることが確認されている。
【００９２】
なお、上記実施例は本発明の一構成例にすぎず、ドラム表面電位や現像ローラ及び磁気ローラへの電圧印加条件等は装置の仕様や使用環境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】
【００９３】
本発明は、トナー供給部材を用いてトナー担持体上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現像する現像装置に利用可能であり、現像剤がないときの前記トナー供給部材とトナー担持体との間のインピーダンスをＺ０、磁性キャリアのみで磁気ブラシを形成したときのトナー供給部材とトナー担持体との間のインピーダンスをＺｃ、トナー担持体及びトナー供給部材のインピーダンスをそれぞれＺｄ、Ｚｍとするとき、０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０、Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ＞１Ｅ＋４を満たすものである。
【００９４】
これにより、トナー担持体へのトナー供給性、及びトナー担持体からのトナー回収性を低下させず、濃度低下、履歴現像、及びＭＳ間リークの発生しない現像装置を提供することができる。特に、トナー供給部材の周速が５００ｍｍ／秒以上の高速機においてトナー回収性の低下を効果的に抑制できる。
【符号の説明】
【００９５】
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
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 固定マグネット体
２３ 現像ローラ（トナー担持体）
２３ａ 現像スリーブ
２３ｂ 現像ローラ側磁極
２５ 穂切りブレード
３０ 第１バイアス回路
３１ 第２バイアス回路
３３ 電圧可変装置
３５ 主極
３６ 規制極
１００ 画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、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、トナー担持体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現像する現像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（以下、単にキャリアともいう）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、規制ブレードにトナーが付着し、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。
【０００４】
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、カラー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を用いてトナー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、磁気ローラ（トナー供給部材）を用いて現像剤を感光体（像担持体）に対して非接触に設置した現像ローラ（トナー担持体）上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって感光体上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。
【０００６】
ところで、近年の高画質化の要望に伴いトナーの小粒径化が進んでおり、キャリアの小径化も必要となっている。小径キャリアはトナーとの付着力が強く、キャリアからトナーが円滑に分離されにくい。そのため、静電潜像にトナーが十分に供給されず画像濃度が低下するという問題があった。画像濃度の低下を抑制するためには磁気ローラと現像ローラとの間により高い電界を作用させる必要があるが、磁気ローラと現像ローラとの間にリークが発生し易くなるという問題点がある。
【０００７】
さらに、上記の現像方式の場合、現像ローラ上にトナー薄層の層厚が十分に形成されないことにより、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、濃度追随不良が発生するおそれがある。また、直前の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）として現れる現象、いわゆる履歴現像が発生しやすいという不具合がある。
【０００８】
履歴現像が発生するメカニズムについて説明すると、現像ローラ上のトナー薄層にトナーの消費領域（現像領域）と非消費領域とが生じると、現像ローラ上におけるトナーの付着状態とトナーの電位差にばらつきが生じる関係から、非消費領域に残存するトナー薄層のうち帯電量の低い大径トナーのみが磁気ローラ側に移動し、帯電量の高い小径トナーは現像ローラ表面に残存する。
【０００９】
そして、現像ローラ上に残存したトナーの回収性能が低い場合、磁気ローラからトナーが供給され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。
【００１０】
二成分現像式の現像装置において濃度低下、キャリア引き、リークの発生を抑制する方法として、特許文献１には、現像剤担持体の表面における単位面積当たりのインピーダンスとキャリアのインピーダンスとが所定の関係を満たすことにより、画像濃度の低下やキャリア引きの発生を抑制可能とした現像装置が開示されている。また、特許文献２には、現像剤担持体のインピーダンスと現像剤担持体の長手方向１ｃｍあたりの現像剤のインピーダンスとが所定の関係を満たすことにより、画像濃度の低下やリークの発生を抑制可能とした現像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−４７４８８号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１及び２は、いずれも現像ローラ上に形成した磁気ブラシを用いて像担持体上の静電潜像を現像するものである。そのため、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成する上記の現像方式に特有の問題である、濃度追随不良や履歴現像を抑制するものではなかった。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑み、濃度低下、履歴現像等の画像不良、及び磁気ローラ−現像ローラ間のリークを発生させず、長期間に亘って良好な画像が得られる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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体に非接触で対向配置されるトナー担持体と、トナーと磁性キャリアとから成る二成分現像剤で形成された磁気ブラシを用いて前記トナー担持体上にトナー層を形成するトナー供給部材と、を有する現像装置において、現像剤がないときの前記トナー供給部材と前記トナー担持体との間のインピーダンスをＺ０、磁性キャリアのみで磁気ブラシを形成したときの前記トナー供給部材と前記トナー担持体との間のインピーダンスをＺｃ、前記トナー担持体及び前記トナー供給部材のインピーダンスをそれぞれＺｄ、Ｚｍとするとき、以下の式（１）、（２）を満たすことを特徴としている。
０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０ ・・・（１）
Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ≧１Ｅ＋４ ・・・（２）
【００１５】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁性キャリアの個数平均粒径が２５〜５０μｍ、円形度が０．９５〜０．９８であることを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にアルマイト層を形成し、該アルマイト層の表面に抵抗調整剤を含有する樹脂材料から成るコート層を形成したものであることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー供給部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にブラスト処理を施した後、アルマイト層を形成したものであることを特徴としている。
【００１８】
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。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の構成によれば、現像剤がないときのトナー供給部材とトナー担持体との間のインピーダンスＺ０、磁性キャリアのみで磁気ブラシを形成したときのトナー供給部材とトナー担持体との間のインピーダンスＺｃ、トナー担持体及びトナー供給部材のインピーダンスＺｄ、Ｚｍが、式（１）、（２）を満たすことにより、画像濃度低下、濃度追随不良及びＭＳ間のリークの発生を同時に且つ効果的に抑制可能となる。
【００２０】
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、個数平均粒径が２５〜５０μｍ、円形度が０．９５〜０．９８の磁性キャリアを用いることにより、トナー担持体−トナー供給部材のニップ部における磁気ブラシ密度が高くなってトナー担持体へのトナーの供給性及びトナー担持体からのトナー回収性が安定するため、濃度追随性をより一層向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の現像装置において、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にアルマイト層を形成し、該アルマイト層の表面に抵抗調整剤を含有する樹脂材料から成るコート層を形成したトナー担持体を用いることにより、トナー担持体の耐リーク性及びトナー剥離性を高めるとともに、コート層中の抵抗調整剤の含有量によってＺｄを容易に調整可能となる。
【００２２】
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現像装置において、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にブラスト処理を施した後、アルマイト層を形成したトナー供給部材を用いることにより、トナー供給部材表面における現像剤の滑りを抑制してトナー担持体−トナー供給部材のニップ部に現像剤を安定して供給することができ、トナー担持体からのトナー回収性も向上するため、トナー担持体上に均一なトナー薄層を形成可能となる。
【００２３】
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、画像濃度低下、濃度追随不良、及びトナー担持体−トナー供給部材間のリークを発生させず、長期間に亘って良好な画像が得られる画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略図
【図２】本発明の現像装置の構成を示す側面断面図
【図３】現像ローラ及び磁気ローラに印加されるバイアス波形の一例を示す図
【図４】インピーダンスＺ０、Ｚｃの測定方法を説明するための模式図
【図５】インピーダンスＺｍ、Ｚｄの測定方法を説明するための模式図
【図６】横軸にＺｃ／Ｚ０、縦軸にＺｄ＋Ｚｍを取り、試験例１で用いた現像装置のインピーダンスをプロットしたグラフ
【発明を実施するための形態】
【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、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。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、一次転写ローラ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とを含む複数の張架ローラ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がレジストローラ対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対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の一部を一旦排出ローラ対１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラ対１５を逆回転させることにより分岐部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レジストローラ対１２ｂ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、排出ローラ対１５を介して排出トレイ１７に排出される。
【００３４】
図２は、本発明の画像形成装置に用いられ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、単に現像剤ともいう）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の両端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２０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と対面してトナー濃度センサ（図示せず）が配置されており、トナー濃度センサで検知されるトナー濃度に応じて補給装置（図示せず）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体２２ｂで構成されている。本実施形態では、固定マグネット体２２ｂの磁極は、主極３５、規制極（穂切り用磁極）３６、搬送極３７、剥離極３８、及び汲上極３９の５極構成である。磁気ローラ２２と現像ローラ２３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。
【００３９】
また、現像容器２０には穂切りブレード２５が磁気ローラ２２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、磁気ローラ２２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の先端部と磁気ローラ２２表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００４０】
現像ローラ２３は、非磁性の現像スリーブ２３ａと、現像スリーブ２３ａ内に固定された現像ローラ側磁極２３ｂで構成されている。現像ローラ側磁極２３ｂは、固定マグネット体２２ｂの対向する磁極（主極）３５と異極性である。
【００４１】
現像ローラ２３には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１バイアス回路３０が接続されており、磁気ローラ２２には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２バイアス回路３１が接続されている。また、第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１は共通のグランドに接地されている。
【００４２】
第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１には電圧可変装置３３が接続されており、現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）及び磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を可変できるようになっている。
【００４３】
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。穂切りブレード２５には固定マグネット体２２ｂの規制極３６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規制極３６と異なる極性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。
【００４４】
この磁界により、穂切りブレード２５と回転スリーブ２２ａとの間に磁気ブラシが形成される。そして、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た後、現像ローラ２３に対向する位置に移動すると、固定マグネット体２２ｂの主極３５及び現像ローラ側磁極２３ｂにより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表面に接触する。そして、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する。
【００４５】
現像ローラ２３上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ２２と現像ローラ２３との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラ２３上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００４６】
図３は、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２に印加されるバイアス波形の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ１である矩形波のＶｓｌｖ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｓｌｖ（実線）が第１バイアス回路３０から印加される。また、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ２であり、且つＶｓｌｖ（ＡＣ）と位相が異なる矩形波のＶｍａｇ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｍａｇ（破線）が第２バイアス回路３１から印加される。
【００４７】
従って、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３間（以下、ＭＳ間という）に印加される電圧は、図３（ｂ）に示すようなＶｐｐ（ｍａｘ）とＶｐｐ（ｍｉｎ）を有する合成波形Ｖｍａｇ−Ｖｓｌｖとなる。なお、Ｖｍａｇ（ＡＣ）はＶｓｌｖ（ＡＣ）よりもＤｕｔｙ比が大きくなるように設定される。実際には図３で示すような完全な矩形波ではなく、一部が歪んだ形状の交流電圧が印加される。
【００４８】
磁気ブラシによって現像ローラ２３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ２３の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との対向部分に搬送される。現像ローラ２３にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００４９】
さらに回転スリーブ２２ａが時計回りに回転すると、今度は主極３５に隣接する異極性の剥離極３８により発生する水平方向（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、現像に用いられずに残ったトナーが現像ローラ２３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、固定マグネット体２２ｂの剥離極３８及びこれと同極性の汲上極３９により反発する磁界が付与されるため、トナーは現像容器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、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として汲上極３９により再び回転スリーブ２２ａ上に磁気ブラシを形成し、穂切りブレード２５へ搬送される。
【００５０】
次に、磁気ローラ２２を構成する回転スリーブ２２ａについて詳述する。本発明においては、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をブラスト処理した後、アルマイト処理によりアルマイト層（アルミニウムの酸化被膜）を形成した回転スリーブ２２ａが好適に使用できる。スリーブ本体のブラスト処理により、後述するような円形度が０．９５〜０．９８である球形キャリアを用いた場合でも磁気ローラ２２から現像ローラ２３へ現像剤を供給する際の回転スリーブ２２ａ上での現像剤の滑りを抑制できる。その結果、現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向部分における現像剤を安定して供給することができ、現像ローラ２３からのトナー回収性も向上するため、現像ローラ２３上に均一なトナー薄層を形成可能となる。
【００５１】
ブラスト処理は、所定の粒径を有するステンレス、アルミニウム、鋼鉄、ニッケル、真鍮のような金属粉、またはセラミック、プラスチック、ガラスビーズなどの各種砥粒を使用することができる。
【００５２】
アルマイト層は、中心に微細孔を有する六角柱状のセルの集合体であり、微細孔の底面がアルミ素地との界面（バリア層）となる。スリーブ表面をアルマイト処理することにより、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、磁気ローラ２２の耐リーク性が向上する。なお、アルマイト層の表面に抵抗調整剤を添加したコート層を形成することで、磁気ローラ２２のインピーダンスＺｍを調整できる。
【００５３】
次に、現像ローラ２３を構成する現像スリーブ２３ａについて詳述する。現像スリーブ２３ａ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をアルマイト処理することにより外周面にアルマイト層が形成されており、アルマイト層の表面には樹脂材料からなるコート層が積層されている。アルマイト層は、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。
【００５４】
コート層は、現像スリーブ２３ａ上に供給されたトナーの固着を抑制し、現像ローラ２３から感光体ドラム表面へのトナーの移送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。
【００５５】
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。
【００５６】
なお、コート層に抵抗調整剤を含有させることにより、現像ローラ２３のインピーダンスＺｄを調整し、且つ抵抗ムラを抑制できる。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。
【００５７】
次に、本発明の現像装置に用いられる二成分現像剤について説明する。二成分現像剤は、トナーとキャリアとを含有するものである。二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの重量比（Ｔ／Ｃ）は、キャリア１００重量部に対してトナー５〜２０重量部が好ましく、８〜１５重量部がより好ましい。
【００５８】
トナーはトナー母粒子に外添剤を添加したものである。トナー母粒子は、結着樹脂および着色剤を含有するものである。トナー母粒子には、必要に応じて離型剤、電荷制御剤、磁性粉等を含有させてもよい。トナー母粒子の重量平均粒子径は、５〜１２μｍが好ましく、６〜１０μｍがより好ましい。トナー母粒子の重量平均粒子径は、粒度分布測定装置（例えば、コールター社製、マルチサイザ−ＩＩ型）によって測定する。トナー母粒子は、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、重合法等の公知の方法で製造される。
【００５９】
外添剤としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ等の無機酸化物、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸等が挙げられる。外添剤の量は、トナー母粒子１００重量部に対して、通常０．１〜５重量部である。
【００６０】
キャリアとしては、磁性体の粒子、または結着樹脂中に磁性体を分散させた樹脂粒子が挙げられる。磁性体としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体金属、これらの合金、あるいは希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライトなどのソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライト等の鉄系酸化物、これらの混合物が挙げられる。
【００６１】
結着樹脂としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、これらの混合物等が挙げられる。磁性体の粒子は、焼結法、アトマイズ法等の公知の方法によって製造される。キャリアは、その表面に、コート樹脂からなる被覆層を有していてもよい。
【００６２】
キャリアの個数平均粒径は２５〜５０μｍであり、３５〜４５μｍが好ましい。キャリアの個数平均粒径を２５μｍ以上とすることにより、二成分現像剤の流動性の低下が抑えられ、トナーの帯電量が過剰になることがなく、濃度ムラが抑えられる。キャリアの個数平均粒径を５０μｍ以下とすることにより、キャリアの比表面積が大きくなり、キャリアが担持できるトナーの量が増える。これにより、磁気ブラシ中のトナー濃度を高い状態で維持することができ、現像ローラへのトナー供給が十分に行われるため、トナー層の厚さを十分に確保できる。その結果、トナー層から感光体の静電潜像に飛翔するトナーの量を十分に確保でき、画像濃度の低下が抑えられ、さらには画像の濃度ムラが抑えられる。また、現像ローラ２３へのトナー供給が十分に行われるため、現像ローラ２３のトナー層にトナー欠落部分が形成されにくくなり、履歴現像の発生が抑えられる。
【００６３】
キャリアの個数平均粒径は、フロー式粒子像分析装置（例えば、シスメックス社製、ＦＰＩＡ−２１００）を用いて測定する。ただし、１０μｍ以下の微粒子については、測定から除外する。
【００６４】
キャリアの粒度分布における変動係数（ＣＶ）は、５〜２０％であり、７％〜１５％が好ましい。ＣＶを２０％以下とすることにより、キャリアの粒径が揃う（粒度分布がシャープになる）ため、トナーを適切な帯電量で、かつ均一に帯電させることができる。その結果、画像の濃度ムラが抑えられる。また、トナーを均一に帯電させることによって、大粒径のトナーが選択的に消費される、いわゆる選択現像性が抑えられる。トナーの選択現像性が抑えられることにより、二成分現像剤中のトナー微粉の増加が抑えられ、帯電量の上昇が抑えられる。また、微粉量の増加が抑えられ、二成分現像剤の流動性の低下が抑えられることにより、キャリアへのストレスが減少し、トナースペント、キャリアコート剥がれ等のキャリア劣化が抑えられ、二成分現像剤の長寿命化が図れる。ＣＶを５％以上とすることにより、キャリアの粒径が揃いすぎて二成分現像剤の流動性が過度に高くなることがなく、トナーを十分に帯電できるため、カブリ、トナー飛散等の発生が抑えられる。
【００６５】
変動係数ＣＶは、フロー式粒子像分析装置を用いたフロー式画像解析法により個数平均粒径を測定し、さらに該粒度分布における標準偏差を求め、下記式から求める。
ＣＶ＝（標準偏差／個数平均粒径）×１００
【００６６】
キャリアの円形度は０．９５〜０．９８であり、０．９６〜０．９７が好ましい。キャリアの円形度を０．９５以上とすることにより、二成分現像剤の流動性が良くなり、トナーを均一に帯電できる。キャリアの円形度を０．９８以下とすることにより、二成分現像剤の流動性が過度に高くなることがなく、トナーを十分に帯電できるため、カブリ、トナー飛散等の発生が抑えられる。また、キャリアの個数平均粒径を２５〜５０μｍ、円形度を０．９５〜０．９８とすることにより、磁気ブラシが自由度のある穂となるため、現像ローラ２３上の残トナーを磁気ローラ２２の磁気ブラシで十分に剥ぎ取ることができ、履歴現像の発生が抑えられる。
【００６７】
円形度は、フロー式粒子像分析装置を用いたフロー式画像解析法により、以下の式から各粒子（キャリア）の円形度を求め、１０００〜１５００個の粒子の円形度を平均したものである。
円形度＝粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長／粒子の投影像の周囲長
【００６８】
本発明においては、現像剤がないときの磁気ローラ２２と現像ローラ２３との間のインピーダンスをＺ０、キャリアだけで磁気ブラシを形成した場合の磁気ローラ２２と現像ローラ２３間のインピーダンスをＺｃ、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２のインピーダンスをそれぞれＺｄ、Ｚｍとするとき、以下の式（１）、（２）を満たすようにしたものである。
０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０ ・・・（１）
Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ≧１Ｅ＋４ ・・・（２）
【００６９】
Ｚ０は磁気ローラ２２と現像ローラ２３のギャップとＺｄ、Ｚｍの合成インピーダンスであり、基本的にはギャップが最も支配的な因子となる。そして、ＭＳ間にキャリアを充填したときのインピーダンスがＺｃである。Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍの場合にはＺｃはギャップのインピーダンスに支配されるため、Ｚｃはキャリアが充填されることにより小さくなり、Ｚ０よりも低い値を示すようになる。Ｚｃの値が小さくなるとＭＳ間での現像剤の供給及び回収が盛んに行われるようになり、履歴現像や濃度追随不良のない良好な画像を得ることができるが、Ｚｃが小さくなりすぎるとＭＳ間でリークが発生してしまう。
【００７０】
Ｚｄ、Ｚｍが低い場合にはキャリア抵抗、磁気ブラシ量、磁気ブラシ密度がＺｃを制御する主要なパラメータとなるが、球形キャリアを使用することで磁気ブラシの密度が向上し、Ｚｃの値を適切な範囲に抑えることが容易になる。また、Ｚｃが適切な範囲を満たしても、ＺｄとＺｍの双方のインピーダンスが低下するとＭＳ間にかかる電界が過剰になり、リークが発生する。Ｚｄ若しくはＺｍのどちらか一方の値が１Ｅ＋４Ω（１０，０００Ω）を超えていれば、ＭＳ間リークを防止できる。逆に、ＺｄやＺｍが高くなりすぎると磁気ブラシの影響を受けなくなる。この状態になると磁気ブラシに十分な電界がかからなくなるため好ましくない。
【００７１】
そこで、インピーダンスＺ０、Ｚｃ、Ｚｄ、及びＺｍが上記式（１）、（２）を満たすようにすることで、磁気ローラ２２の周速が５００ｍｍ／秒を越えるような高速領域においても、或いは低温低湿環境でトナーの帯電量が上がった場合においても、履歴現像や濃度追随不良のない現像装置を提供することができる。また、上述したような円形度が０．９５〜０．９８の球形キャリアを用いることで、従来よりも磁気ブラシ密度が向上し、上記のインピーダンス条件に合わせやすくなるとともに、トナーとの付着力も軽減されるため、履歴現像や濃度追随不良をより効果的に抑制することができる。
【００７２】
次に、インピーダンスＺ０、Ｚｃ、Ｚｄ、及びＺｍの測定方法について説明する。Ｚ０、Ｚｃの測定方法は、磁気ローラ２２、現像ローラ２３、交流電源４０、及び参照抵抗４１を用いて図４に示すような回路を組み立て、交流電源４０により例えば周波数３ｋＨｚ、Ｖｐｐ１．０ｋＶ、Ｖｄｃ０Ｖの交流バイアス（サイン波）を印加する。そして、参照抵抗４１（Ｒｒｅｆ＝１ＭΩ）にかかる電圧Ｖｒ及び位相差φをオシロスコープにより測定する。測定されたＶｒ、φ、及び印加電圧Ｖ０（＝１．０ｋＶ）を用いて下記式（３）〜（５）によりインピーダンスＺを算出する。
Ｚ＝√ａ2＋ｂ2 ・・・（３）
実数成分ａ＝（Ｖ０／Ｖｒ＊ｃｏｓφ−１）Ｒｒｅｆ・・・（４）
虚数成分ｂ＝ Ｖ０／Ｖｒ＊ｓｉｎφＲｒｅｆ ・・・（５）
【００７３】
また、Ｚｄ、Ｚｍの測定方法は、磁気ローラ２２または現像ローラ２３、交流電源４０、参照抵抗４１、対向電極４３を用いて図５に示すような回路を組み立て、交流電源４０により例えば周波数３ｋＨｚ、Ｖｐｐ１００Ｖ、Ｖｄｃ０Ｖの交流バイアス（サイン波）を印加する。そして、参照抵抗４１（Ｒｒｅｆ＝１ＭΩ）にかかる電圧Ｖｒ及び位相差φをオシロスコープにより測定する。測定されたＶｒ、φ、及び印加電圧Ｖ０（＝１００Ｖ）を用いて上記式（３）〜（５）によりインピーダンスＺを算出する。
【００７４】
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。
【００７５】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ及びロータリー現像式のカラープリンタ及びカラー複写機、ファクシミリ等、現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００７６】
メチルシリコーン樹脂（信越シリコーン社製、ＫＲ−２５１）１０質量部を溶媒（トルエン）５００質量部に希釈した樹脂液を用い、キャリア心材（球状フェライト粒子、重量平均粒子径３５μｍ）１０００質量部を浸漬法により被覆した。キャリア心材を樹脂液で被覆した後、加熱処理装置（日本ニューマチック社製、サフュージョンシステム）を用いて２５０℃で３時間焼付けを行い、解砕、粗粉除去を行って、円形度０．９６６、粒径３５μｍのキャリアを得た。このキャリアを、メッシュを用いてさらに分級し、円形度０．９６７、粒径５０μｍのキャリア及び、円形度０．９５５、粒径２５μｍのキャリアを得た。
【００７７】
キャリアの個数平均粒径および円形度は、フロー式粒子像分析装置（シスメックス社製、ＦＰＩＡ−２１００）にて測定した。ただし、粒径が１０μｍ以下の微粒子については、測定から除外した。
【実施例２】
【００７８】
キャリア心材として重量平均粒子径４５μｍのフェライト粒子を用いる以外は実施例１と同様の方法により、円形度０．９１２、粒径４５μｍのキャリアを得た。
【実施例３】
【００７９】
直径２０ｍｍのアルミスリーブの外周面に１４μｍのアルマイト層を形成し、抵抗調整剤としてケッチェンブラックを添加したシリコン変性ポリウレタン樹脂から成る１５μｍのコート層を積層した現像スリーブ内に現像ローラ側磁極を配置した。なお、ケッチェンブラックの添加量によりコート層を中抵抗及び低抵抗に調整し、インピーダンスＺｄが１．６１Ｅ＋５Ω及び３．２４Ｅ＋３Ωである２種類の現像ローラを作製した。
【実施例４】
【００８０】
直径２０ｍｍのアルミスリーブの外周面にセラミック砥粒を用いて表面粗さ（最大高さ）Ｒｚが１７μｍとなるようにブラスト処理を施した後に、１４μｍのアルマイト層を形成した回転スリーブと、低抵抗に調整された１５μｍのコート層を形成した回転スリーブを作製し、各回転スリーブ内に、主極８５ｍＴ、規制極（穂切り極）６０ｍＴ、汲上極、剥離極３５ｍＴ、搬送極６５ｍＴの５極構成の固定マグネット体を配置して、インピーダンスＺｍが１．５２Ｅ＋４Ω及び５．７７Ｅ＋３Ωである２種類の磁気ローラを作製した。表面粗さ測定は、ＡＣＣＲＥＴＥＣＨ社製サーフコム（ＳＵＲＦＣＯＭ）１５００ＤＸを用いて行った。
【試験例１】
【００８１】
図２に示した本発明の現像装置が搭載された図１に示すような試験機において、実施例１及び２で製造した個数平均粒径、円形度の異なるキャリアを含む二成分現像剤を用い、実施例３及び４で製造したインピーダンスＺｄ、Ｚｍが異なる現像ローラ及び磁気ローラを用いてＺ０、Ｚｃ、Ｚｄ、及びＺｍを変化させたときの、ベタ画像の濃度、濃度追随不良（履歴現像）、ＭＳ間リークの発生を比較した。なお、試験は感光体ドラム１ａ及び現像装置３ａを含むシアンの画像形成部Ｐａにおいて行った。
【００８２】
試験機の条件としては、システム速度（感光体ドラム周速）を２３９ｍｍ／秒とし、現像ローラ周速を３８９ｍｍ／秒（感光体との対向面において順回転）、磁気ローラ周速を５８３ｍｍ／秒（現像ローラとの対向面においてカウンタ回転）とした。また、感光体−現像ローラ間ギャップを１２０μｍ、磁気ローラ−現像ローラ間ギャップを３００μｍ、磁気ローラ−穂切りブレード間ギャップを３５０μｍとした。
【００８３】
現像剤としては、平均粒径６．８μｍ、比重１．２の正帯電トナーと、実施例１及び２で作製した個数平均粒径、円形度の異なるコーティングフェライトキャリアとから成る二成分現像剤を用い、キャリアに対するトナーの混合比率（Ｔ／Ｃ）を９重量％とした。
【００８４】
現像ローラへの電圧印加条件は、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）＝７５Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）のＶｐｐを１．３ｋＶ、周波数を３ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝３５％とした。また、磁気ローラにはＶｍａｇ（ＤＣ）＝３００Ｖ、Ｖｍａｇ（ＡＣ）のＶｐｐを１．１ｋＶとして逆位相で印加した。
【００８５】
評価方法としては、画像濃度については反射濃度計（グレタグマクベス社製、スペクトロアイ）を用いてベタ画像の濃度（ＩＤ；イメージデンシティ）を測定し、１．２以上である場合を○、１．１〜１．２である場合を△、１．１以下である場合を×とした。濃度追随性（履歴現像）については画像を目視により観察し、問題のない場合を○、追随不良（履歴現像）が確認されるが実用上問題のない場合を△、明らかに問題のある場合を×とした。また、ＭＳ間におけるリークについては画像を目視により確認し、リーク痕の無い場合を○、リーク痕が認められる場合を×とした。評価結果を表１に示す。
【００８６】
また、キャリアの個数平均粒径および円形度の測定結果をインピーダンスＺ０、Ｚｃ、Ｚｄ、Ｚｍ、Ｚｃ／Ｚ０、Ｚｄ＋Ｚｍと合わせて表１に示す。なお、比較例５の現像ローラにはアルミスリーブを用いた。Ｚｄは低すぎて測定できなかった。
【００８７】
【表１】
【００８８】
表１から明らかなように、Ｚ０、Ｚｃ、Ｚｄ、及びＺｍが０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０、Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ＞１Ｅ＋４を満たす本発明１〜５においては、いずれも画像濃度低下及びＭＳ間のリークは認められず、濃度追随性も大きな問題はなかった。特に、円形度が０．９５〜０．９８のキャリアを用いた本発明１、２、及び５では濃度追随性がさらに向上した。
【００８９】
これに対し、Ｚｃ＞０．７８Ｚ０である比較例１、４では、ＭＳ間での現像剤の供給及び回収が円滑に行われず、濃度低下や濃度追随不良（履歴現像）が発生した。また、Ｚｃ＜０．３８Ｚ０である比較例２、５では、Ｚｃが小さすぎてＭＳ間でリークが発生した。また、コート層が剥がれた部分で放電を起こし、ＭＳ間リークも発生した。さらに、Ｚｄ＋Ｚｍ＜１Ｅ＋０４である比較例３、５では、ＭＳ間にかかる電界が過剰になり、ＭＳ間リークが発生した。
【００９０】
以上の結果より、インピーダンスＺ０、Ｚｃ、Ｚｄ、及びＺｍが式（１）、（２）を満たすように設定することで、濃度低下、履歴現像等の画像不良やＭＳ間リークを効果的に抑制できることが確認された。図６に示すように、横軸にＺｃ／Ｚ０、縦軸にＺｄ＋Ｚｍを取り、本発明１〜５（図の◆印）、比較例１〜５（図の×印）をプロットすると、本発明の範囲は、Ｚｃ／Ｚ０＝０．３８、Ｚｃ／Ｚ０＝０．７８、Ｚｄ＋Ｚｍ＝１Ｅ＋４、及びＺｃ＝Ｚｄ＋Ｚｍ（図の破線）の４本の直線で囲まれたハッチング領域となる。
【００９１】
また、個数平均粒子径が２５〜５０μｍ、円形度が０．９５〜０．９８の球形キャリアを用いることにより、現像ローラ−磁気ローラのニップ部における磁気ブラシ密度を高めることができ、磁気ローラの周速が速い高速機においても現像性能を維持できることが確認された。なお、ここではシアンの画像形成部Ｐａを用いて試験を行ったが、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄにおいても同様の結果が得られることが確認されている。
【００９２】
なお、上記実施例は本発明の一構成例にすぎず、ドラム表面電位や現像ローラ及び磁気ローラへの電圧印加条件等は装置の仕様や使用環境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】
【００９３】
本発明は、トナー供給部材を用いてトナー担持体上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現像する現像装置に利用可能であり、現像剤がないときの前記トナー供給部材とトナー担持体との間のインピーダンスをＺ０、磁性キャリアのみで磁気ブラシを形成したときのトナー供給部材とトナー担持体との間のインピーダンスをＺｃ、トナー担持体及びトナー供給部材のインピーダンスをそれぞれＺｄ、Ｚｍとするとき、０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０、Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ＞１Ｅ＋４を満たすものである。
【００９４】
これにより、トナー担持体へのトナー供給性、及びトナー担持体からのトナー回収性を低下させず、濃度低下、履歴現像、及びＭＳ間リークの発生しない現像装置を提供することができる。特に、トナー供給部材の周速が５００ｍｍ／秒以上の高速機においてトナー回収性の低下を効果的に抑制できる。
【符号の説明】
【００９５】
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
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 固定マグネット体
２３ 現像ローラ（トナー担持体）
２３ａ 現像スリーブ
２３ｂ 現像ローラ側磁極
２５ 穂切りブレード
３０ 第１バイアス回路
３１ 第２バイアス回路
３３ 電圧可変装置
３５ 主極
３６ 規制極
１００ 画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に非接触で対向配置されるトナー担持体と、
トナーと磁性キャリアとから成る二成分現像剤で形成された磁気ブラシを用いて前記トナー担持体上にトナー層を形成するトナー供給部材と、
を有する現像装置において、
現像剤がないときの前記トナー供給部材と前記トナー担持体との間のインピーダンスをＺ０、磁性キャリアのみで磁気ブラシを形成したときの前記トナー供給部材と前記トナー担持体との間のインピーダンスをＺｃ、前記トナー担持体及び前記トナー供給部材のインピーダンスをそれぞれＺｄ、Ｚｍとするとき、以下の式（１）、（２）を満たすことを特徴とする現像装置。
０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０ ・・・（１）
Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ≧１Ｅ＋４ ・・・（２）
【請求項２】
前記磁性キャリアの個数平均粒径が２５〜５０μｍ、円形度が０．９５〜０．９８であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー担持体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にアルマイト層を形成し、該アルマイト層の表面に抵抗調整剤を含有する樹脂材料から成るコート層を形成したものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー供給部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にブラスト処理を施した後、アルマイト層を形成したもの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１】
像担持体に非接触で対向配置されるトナー担持体と、
トナーと磁性キャリアとから成る二成分現像剤で形成された磁気ブラシを用いて前記トナー担持体上にトナー層を形成するトナー供給部材と、
を有する現像装置において、
現像剤がないときの前記トナー供給部材と前記トナー担持体との間のインピーダンスをＺ０、磁性キャリアのみで磁気ブラシを形成したときの前記トナー供給部材と前記トナー担持体との間のインピーダンスをＺｃ、前記トナー担持体及び前記トナー供給部材のインピーダンスをそれぞれＺｄ、Ｚｍとするとき、以下の式（１）、（２）を満たすことを特徴とする現像装置。
０．３８Ｚ０≦Ｚｃ≦０．７８Ｚ０ ・・・（１）
Ｚｃ＞Ｚｄ＋Ｚｍ≧１Ｅ＋４ ・・・（２）
【請求項２】
前記磁性キャリアの個数平均粒径が２５〜５０μｍ、円形度が０．９５〜０．９８であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー担持体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にアルマイト層を形成し、該アルマイト層の表面に抵抗調整剤を含有する樹脂材料から成るコート層を形成したものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー供給部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る外周面にブラスト処理を施した後、アルマイト層を形成したもの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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２７６９００（Ｐ２０１０−２７６９００Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２９９５９（Ｐ２００９−１２９９５９）
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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