(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体上に担持されている静電潜像に対して現像剤を供給して可視像処理する現像剤担持体と現像剤担持体に担持される現像剤の摩擦帯電を行う攪拌・搬送部材とがそれぞれ収容される空間が構成され、補給部から新規トナーを攪拌・搬送部材に向け導入可能な現像槽を備えた現像装置において、
上記攪拌・搬送部材が配置されている現像槽の空間には、新規トナーの補給部から移動してくるトナーを穂立ち部分により堰き止め可能な磁界発生手段が設けられ、該磁界発生手段の配置位置を基準としてトナーの移動方向上流側には、該磁界発生手段の配置位置を基準としたトナーの移動方向下流側の空間よりも大きい空間からなるトナー貯留空間が設けられ、
上記攪拌部材は、回転時に上記現像剤の軸方向への搬送が可能な螺旋羽根を有し、該螺旋羽根の形成ピッチにおいて、上記磁界発生手段の配置位置を基準として上記トナーの移動方向上流側でのピッチが移動方向下流側のピッチよりも大きい部分を有していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記トナー貯留空間は、上記現像層の内面と該現像槽に配置されている上記攪拌部材との間の距離を、上記磁界発生手段の配置位置を基準とした上記トナーの移動方向下流側での上記現像槽内面と上記攪拌部材との間の距離よりも大きくして形成されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
上記撹拌・搬送部材は、上記磁界発生手段の配置基準としたトナーの移動方向において、螺旋羽根の形成ピッチが大きい部分（Ｐ１）を挟んで上記トナーの移動方向下流側及び上流側の形成ピッチ（Ｐ２）が、該大きい部分よりも小さくされている（Ｐ１＞Ｐ２）ことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちの一つに記載の現像装置を備え、該現像装置による潜像の可視像処理が行われる潜像担持体、潜像担持体への一様帯電を行う帯電手段およびクリーニング手段の少なくとも一つを纏めて収容してなるプロセスカートリッジ。
【請求項５】
請求項４記載のプロセスカートリッジを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
上記現像装置に用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍ、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲に設定されていることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
上記現像装置に用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲に設定されていることを特徴とする請求項５または６記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関し、さらに詳しくは、二成分系現像剤を用いる際の補給トナーを現像剤中に分散させる機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、電子写真方式による画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像がトナーにより可視像処理され、トナー像が記録紙などの記録媒体に転写されたうえで定着されることにより複写出力を得るようになっている。
【０００３】
画像形成に用いられる現像剤には、非磁性トナーと磁性キャリアとを混合させた二成分系現像剤が知られており、これら両者を攪拌混合することでトナーに必要な帯電特性を付与するようになっている。
【０００４】
一方、現像装置には、キャリアとトナーとの攪拌混合を行う構成として、相反する方向に回転可能なスクリューオーガを並列させた２軸循環方式を用いる構成がある。
上記構成の現像装置においては、画像形成消費されたトナーを補給することが行われるようになっており、補給時には現像槽に設けてある補給口から新規トナーが導入され、スクリューオーガによる搬送過程において攪拌処理が行われる。
【０００５】
しかし、２軸循環方式に対して新規トナーが補給された場合、トナーの比重が現像剤よりも小さいことから補給されたトナーが現像剤の表層で上滑りを起こし、現像剤中に分散しないままとなる虞がある。
現像剤中でキャリアとの攪拌が十分に行われないトナーは、十分な帯電特性を付与されない状態で現像領域に達すると、帯電不良による画像濃度ムラの原因となったり、画像の地肌汚れやトナー飛散などの不具合が生じる。
【０００６】
そこで、現像剤中への補充トナーの分散を高める方法として、スクリューオーガの搬送により移動する現像剤の移動路中に、磁界発生手段を現像槽側に設け、磁力によりキャリアの穂立ちを形成することで、移動してくるトナーを穂立ち部分に押し付けてトナーの塊を崩して散乱させるようにして現像剤中への分散性能を高める方法が本出願人より提案されている（例えば、特許文献１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、磁界発生手段を用いた場合には、磁力により形成された穂立ち部分でトナーが堰き止められてしまうことになる。このため、補給口から穂立ち部分に向け移動する範囲でトナーの移動が阻止されてしまうとその部分にトナーの堆積が生じ、補給口からトナーが漏れ出すという新たな不具合が発生する虞がある。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来の現像装置における問題、特に、補給される新規トナーを現像剤中に分散させる際に生じる問題に鑑み、トナーの漏洩を確実に防止して現像剤中への分散性を高めることが可能な構成を備えた現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）潜像担持体上に担持されている静電潜像に対して現像剤を供給して可視像処理する現像剤担持体と現像剤担持体に担持される現像剤の摩擦帯電を行う攪拌・搬送部材とがそれぞれ収容される空間が構成され、補給部から新規トナーを攪拌・搬送部材に向け導入可能な現像槽を備えた現像装置において、
上記攪拌・搬送部材が配置されている現像槽の空間には、新規トナーの補給部から移動してくるトナーを穂立ち部分により堰き止め可能な磁界発生手段が設けられ、該磁界発生手段の配置位置を基準としてトナーの移動方向上流側には、該磁界発生手段の配置位置を基準としたトナーの移動方向下流側の空間よりも大きい空間からなるトナー貯留空間が設けられ、
上記攪拌・搬送部材は、回転時に上記現像剤の軸方向への搬送が可能な螺旋羽根を有し、該螺旋羽根の形成ピッチにおいて、上記磁界発生手段の配置位置を基準として上記トナーの移動方向上流側でのピッチが移動方向下流側のピッチよりも大きい部分を有していることを特徴とする現像装置。
【００１０】
（２）上記トナー貯留空間は、上記現像層の内面と該現像槽に配置されている上記攪拌部材との間の距離を、上記磁界発生手段の配置位置を基準とした上記トナーの移動方向下流側での上記現像槽内面と上記攪拌部材との間の距離よりも大きくして形成されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【００１１】
（３）上記撹拌・搬送部材は、上記磁界発生手段の配置基準としたトナーの移動方向において螺旋羽根の形成ピッチが大きい部分（Ｐ１）を挟んで上記トナーの移動方向下流側及び上流側の形成ピッチ（Ｐ２）が、該大きい部分よりも小さくされている（Ｐ１＞Ｐ２）ことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【００１２】
（４）請求項１乃至３のうちの一つに記載の現像装置を備え、該現像装置による潜像の可視像処理が行われる潜像担持体、潜像担持体への一様帯電を行う帯電手段およびクリーニング手段の少なくとも一つを纏めて収容してなるプロセスカートリッジ。
【００１３】
（５）請求項４記載のプロセスカートリッジを用いることを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
（６）上記現像装置に用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍ、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲に設定されていることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【００１５】
（７）上記現像装置に用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲に設定されていることを特徴とする請求項５または６記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、磁界発生手段により穂立ち部分が形成される箇所を基準として補給部から移動してくるトナーの移動方向上流側には下流側の空間よりも大きいトナー貯留空間が形成され、そのトナー貯留空間として、攪拌部材と現像槽内面との間の距離がトナーの移動方向下流側よりも上流側において大きくなる構成とされているので、磁界発生手段の磁力により形成された穂立ち部分によって堰き止められるトナーは、貯留空間に入り込むことができる。
貯留空間に入り込んだトナーは攪拌部材の攪拌作用により現像剤中に潜り込むことができるので、穂立ち部分で堰き止められたままの場合に後続のトナーが現像表層で上滑りしながら堆積するのを防止されることになり、これにより、分散性を維持しながら補給口からの漏洩を防ぐことが可能となる。
【００１７】
また、攪拌部材の螺旋羽根の形成ピッチを磁界発生手段の配置位置を基準としてトナーの移動方向上流側が下流側よりも大きくなるように設定されているので、羽根ピッチが大きくなっている部分での現像剤の嵩が低くできる。
これにより、嵩が低くなっている部分に向けて現像剤表層を上滑りしているトナーが入り込みやすくなり、磁界発生手段により形成されている穂立ち部分による現像剤カーテンに突入することで現像剤中への突入が容易となる。この結果、現像剤中への新規トナーの分散性を向上させて帯電特性の未達成による異常画像の発生や地肌汚れさらには周辺部への飛散を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる現像スリーブを備えた画像形成装置の構成を正面からみた説明図である。
【図２】図１に示された画像形成装置のプロセスカートリッジの断面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図１に示された画像形成装置の現像スリーブを示す斜視図である。
【図５】図４に示された現像スリーブの外表面を展開して模式的に示す説明図である。
【図６】（ａ）は、図５に示された現像スリーブの外表面の一部を模式的に拡大して示す説明図であり、（ｂ）は、図６（ａ）中のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、図６（ａ）中のＶＩＣ−ＶＩＣ線に沿う断面図である。
【図７】図４に示された現像スリーブの外表面の一部を拡大して示す説明図である。
【図８】（ａ）は、図４に示された現像スリーブの外表面に切削加工を施す表面処理装置の概略の構成を示す側面図であり、（ｂ）は、図８（ａ）中のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、図８（ｂ）に示されたエンドミルを拡大して示す側面図であり、（ｄ）は、図８（ｃ）に示されたエンドミルの先端の正面図である。
【図９】（ａ）は、図６（ａ）に示された現像スリーブの変形例の外表面の一部を模式的に拡大して示す説明図であり、（ｂ）は、図９（ａ）中のＩＸＢ−ＩＸＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、図９（ａ）中のＩＸＣ−ＩＸＣ線に沿う断面図である。
【図１０】図９（ｂ）の一部を拡大して示す断面図である。
【図１１】図９に示された現像スリーブの外表面に設けられた凹みを形成するためのエンドミルを拡大して示す側面図である。
【図１２】図６（ｂ）に示された現像スリーブの外表面に形成された凹みの変形例を示す断面図である。
【図１３】図６（ｂ）に示された現像スリーブの外表面に形成された凹みの他の変形例を示す断面図である。
【図１４】図５に示された現像スリーブの変形例の外表面を展開して模式的に示す説明図である。
【図１５】図５に示された現像スリーブの他の変形例の外表面を展開して模式的に示す説明図である。
【図１６】（ａ）は、図５に示された現像スリーブの更に他の変形例の外表面を展開して模式的に示す説明図であり、（ｂ）は図１６（ａ）に示された凹みを形成するためのエンドミルを拡大して示す側面図である。
【図１７】本発明のよる現像装置の特徴部を示す断面図である。
【図１８】図１７に示した現像装置の外環を示す斜視図である。
【図１９】本発明の特徴により作用を説明するための図である。
【図２０】本発明の別の特徴による作用を説明するための図である。
【図２１】従来の現像装置における作用を説明するための図である。
【図２２】本発明の現像装置に用いられるトナーの形状係数に関する説明に用いるトナーの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図示実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
まず、本発明の特徴である現像装置の詳細を説明するにあたり、本発明が対象とする画像形成装置について説明すると次の通りである。
なお、図１は、本発明による現像装置を備えたプロセスカートリッジが適用される画像形成装置の一例を示す図であり、図２は、図１に示された画像形成装置の現像装置を抽出して示す現像装置の断面図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図１に示された現像装置の現像スリーブの斜視図である。図５は、図４に示された現像スリーブの外表面の展開図である。
【００２０】
画像形成装置１０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像すなわちカラー画像を、一枚の転写材としての記録紙１０７（図１に示す）に形成する。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、黒の各色に対応するユニットなどを、以下、符号の末尾に各々Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付けて示す。
【００２１】
画像形成装置１０１は、図１に示すように、装置本体１０２と、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、転写ユニット１０４と、定着ユニット１０５と、複数のレーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋと、複数のプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋとを少なくとも備えている。
【００２２】
装置本体１０２は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体１０２は、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、転写ユニット１０４と、定着ユニット１０５と、複数のレーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋと、複数のプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋを収容している。
【００２３】
給紙ユニット１０３は、装置本体１０２の下部に複数設けられている。給紙ユニット１０３は、前述した記録紙１０７を重ねて収容するとともに装置本体１０２に出し入れ自在な給紙カセット１２３と、給紙ローラ１２４とを備えている。給紙ローラ１２４は、給紙カセット１２３内の一番上の記録紙１０７に押し当てられている。給紙ローラ１２４は、前述した一番上の記録紙１０７を、転写ユニット１０４の後述する搬送ベルト１２９と、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの後述する現像装置１１３の感光体ドラム１０８との間に送り出す。
【００２４】
レジストローラ対１１０は、給紙ユニット１０３から転写ユニット１０４に搬送される記録紙１０７の搬送経路に設けられており、一対のローラ１１０ａ，１１０ｂを備えている。レジストローラ対１１０は、一対のローラ１１０ａ，１１０ｂ間に記録紙１０７を挟み込み、該挟み込んだ記録紙１０７をトナー像に重ね合わせ得るタイミングで、転写ユニット１０４とプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋとの間に送り出す。
【００２５】
転写ユニット１０４は、給紙ユニット１０３の上方に設けられている。転写ユニット１０４は、駆動ローラ１２７と、従動ローラ１２８と、搬送ベルト１２９と、転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋとを備えている。駆動ローラ１２７は、記録紙１０７の搬送方向の下流側に配置されており、駆動源としてのモータなどによって回転駆動される。従動ローラ１２８は、装置本体１０２に回転自在に支持されており、記録紙１０７の搬送方向の上流側に配置されている。搬送ベルト１２９は、無端環状に形成されており、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との双方に掛け渡されている。搬送ベルト１２９は、駆動ローラ１２７が回転駆動されることで、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との回りを図中半時計回りに循環（無端走行）する。
【００２６】
転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋは、それぞれ、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８との間に搬送ベルト１２９と該搬送ベルト１２９上の記録紙１０７とを挟む。転写ユニット１０４は、転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋが、給紙ユニット１０３から送り出された記録紙１０７を各プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８の外表面に押し付けて、感光体ドラム１０８上のトナー像を記録紙１０７に転写する。転写ユニット１０４は、トナー像を転写した記録紙１０７を定着ユニット１０５に向けて送り出す。
【００２７】
定着ユニット１０５は、転写ユニット１０４の記録紙１０７の搬送方向の下流に設けられ、互いの間に記録紙１０７を挟む一対のローラ１０５ａ，１０５ｂを備えている。定着ユニット１０５は、一対のローラ１０５ａ，１０５ｂ間に転写ユニット１０４から送り出されてきた記録紙１０７を押圧加熱することで、感光体ドラム１０８から記録紙１０７上に転写されたトナー像を、該記録紙１０７に定着させる。
【００２８】
レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋは、それぞれ、装置本体１０２の上部に取り付けられている。レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋは、それぞれ、一つのプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋに対応している。レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋは、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの後述の帯電ローラ１０９により一様に帯電された感光体ドラム１０８の外表面にレーザ光を照射して、静電潜像を形成する。
【００２９】
プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、それぞれ、転写ユニット１０４と、レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋとの間に設けられている。プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、装置本体１０２に着脱自在である。プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、記録紙１０７の搬送方向に沿って、互いに並設されている。
【００３０】
プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、図２に示すように、カートリッジケース１１１と、帯電装置としての帯電ローラ１０９と、感光体ドラム（像担持体ともいう）１０８と、クリーニング装置としてのクリーニングブレード１１２と、現像装置１１３と、を備えている。このため、画像形成装置１０１は、帯電ローラ１０９と、感光体ドラム１０８と、クリーニングブレード１１２と、現像装置１１３と、を少なくとも備えている。
【００３１】
カートリッジケース１１１は、装置本体１０２に着脱自在で、かつ帯電ローラ１０９と、感光体ドラム１０８と、クリーニングブレード１１２と、現像装置１１３と、を収容している。帯電ローラ１０９は、感光体ドラム１０８の外表面を一様に帯電する。感光体ドラム１０８は、現像装置１１３の後述する現像ローラ１１５と間隔をあけて配されている。感光体ドラム１０８は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム１０８は、対応するレーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋにより、外表面上に静電潜像が形成される。感光体ドラム１０８は、外表面上に形成されかつ担持する静電潜像にトナーが吸着して現像し、こうして得られたトナー像を搬送ベルト１２９との間に位置付けられた記録紙１０７に転写する。クリーニングブレード１１２は、記録紙１０７にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１０８の外表面に残留した転写残トナーを除去する。
【００３２】
現像装置１１３は、図２に示すように、現像剤供給部１１４と、ケース１２５と、現像剤担持体としての現像ローラ１１５と、規制部材としてのドクタブレード１１６とを少なくとも備えている。
【００３３】
現像剤供給部１１４は、収容槽１１７と、攪拌部材としての一対の攪拌スクリュー１１８と、を備えている。収容槽１１７は、感光体ドラム１０８と長さが略等しい箱状に形成されている。また、収容槽１１７内には、該収容槽１１７の長手方向に沿って延びた仕切壁１１９が設けられている。仕切壁１１９は、収容槽１１７内を第１空間１２０と、第２空間１２１とに区画している。また、第１空間１２０と第２空間１２１とは、両端部が互いに連通している。
【００３４】
収容槽１１７は、第１空間１２０と第２空間１２１との双方に現像剤１２６を収容する。現像剤１２６は、トナーと、磁性キャリア（磁性粉ともいう）とを含んでいる。
トナーは、第１空間１２０と、第２空間１２１とのうち現像ローラ１１５から離れた側の第１空間１２０の一端部に、適宜供給される。トナーは、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子である。なお、トナーは、種々の染料又は顔料を混入・分散した合成樹脂で構成される塊を粉砕して得られても良い。トナーの平均粒径は、３μｍ以上でかつ７μｍ以下である。また、トナーは、粉砕加工などにより形成されても良い。
【００３５】
現像装置に用いられるトナーとしては、次の条件を備えたものが用いられる。
まず、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が、１．００〜１．４０の範囲に設定されている。
【００３６】
また、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲に設定されている。
図２２は、トナーの形状を模式的に表した図であり、図２２（ａ）は形状係数ＳＦ−１、図２２（ｂ）は形状係数ＳＦ−２を説明するための図である。
形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナー又は感光体との接触が点接触になるために、トナー同士の吸着力が弱くなり、その結果流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力が弱くなって、転写率が高くなり、また、逆帯電トナーを回収しやすくなる。
トナーの形状係数ＳＦ−１とＳＦ−２は１００以上がよい。また、ＳＦ−１とＳＦ−２が大きくなると逆帯電トナーＴ１が多くなり、また、トナーの帯電量分布が広くなり、回収部に対する負荷が大きくなる。このために、ＳＦ−１は１８０を越えない方が好ましく、ＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。
【００３７】
磁性キャリアは、第１空間１２０と第２空間１２１との双方に収容されている。磁性キャリアの平均粒径は、２０μｍ以上でかつ５０μｍ以下である。
【００３８】
攪拌スクリュー１１８は、第１空間１２０と第２空間１２１それぞれに収容されている。攪拌スクリュー１１８の長手方向は、収容槽１１７、現像ローラ１１５及び感光体ドラム１０８の長手方向と平行である。攪拌スクリュー１１８は、軸芯周りに回転自在に設けられており、軸芯周りに回転することで、トナーと磁性キャリアとを攪拌するとともに、該軸芯に沿って現像剤１２６を搬送する。
【００３９】
図示例では、第１空間１２０内の攪拌スクリュー１１８は、現像剤１２６を前述した一端部から他端部に向けて搬送する。第２空間１２１内の攪拌スクリュー１１８は、現像剤１２６を他端部から一端部に向けて搬送する。
【００４０】
前述した構成によれば、現像剤供給部１１４は、第１空間１２０の一端部に供給されたトナーを、磁性キャリアと攪拌しながら、他端部に搬送し、この他端部から第２空間１２１の他端部に搬送する。そして、現像剤供給部１１４は、第２空間１２１内でトナーと磁性キャリアとを攪拌し、軸芯方向に搬送しながら、現像ローラ１１５の外表面に供給する。
【００４１】
ケース１２５は、箱状に形成され、前述した現像剤供給部１１４の収容槽１１７に取り付けられて、該収容槽１１７とともに、現像ローラ１１５などを覆う。また、ケース１２５の感光体ドラム１０８と相対する部分には、開口部１２５ａが設けられている。
【００４２】
現像ローラ１１５は、円柱状に形成され、第２空間１２１と、感光体ドラム１０８との間でかつ前述した開口部１２５ａの近傍に設けられている。現像ローラ１１５は、感光体ドラム１０８と収容槽１１７との双方と平行である。現像ローラ１１５は、感光体ドラム１０８と間隔をあけて配されている。現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８との間の空間は、現像剤１２６のトナーを感光体ドラム１０８に吸着させて、静電潜像を現像してトナー像を得る現像領域１３１をなしている。現像領域１３１では、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８とが相対する。
【００４３】
現像ローラ１１５は、図２及び図３に示すように、芯金１３４と、円筒状のマグネットローラ（磁石体ともいう）１３３と、前述した円筒状の現像スリーブ１３２とを備えている。芯金１３４は、長手方向が感光体ドラム１０８の長手方向と平行に配され、前述したケース１２５に回転することなく固定されている。
【００４４】
マグネットローラ１３３は、磁性材料で構成され、かつ円筒状に形成されているとともに、図示しない複数の固定磁極が取り付けられている。マグネットローラ１３３は、芯金１３４の外周に軸芯回りに回転することなく固定されている。
【００４５】
固定磁極は、長尺で棒状の磁石であり、マグネットローラ１３３に取り付けられている。固定磁極は、マグネットローラ１３３即ち現像ローラ１１５の長手方向に沿って延びており、該マグネットローラ１３３の全長に亘って設けられている。前述した構成のマグネットローラ１３３は、現像スリーブ１３２内に収容されている（内包されている）。
【００４６】
一つの固定磁極は、前述した攪拌スクリュー１１８と相対している。該一つの固定磁極は、汲み上げ磁極をなしており、現像スリーブ１３２即ち現像ローラ１１５の外表面上に磁気力を生じて、収容槽１１７の第２空間１２１内の現像剤１２６を現像スリーブ１３２の外表面に吸着する。
【００４７】
他の一つの固定磁極は、前述した感光体ドラム１０８と相対している。この固定磁極は、現像磁極をなしており、現像スリーブ１３２即ち現像ローラ１１５の外表面上に磁気力を生じて、現像スリーブ１３２と感光体ドラム１０８との間に磁界を形成する。この固定磁極は、該磁界によって磁気ブラシを形成することで、現像スリーブ１３２の外表面に吸着された現像剤１２６のトナーを感光体ドラム１０８に受け渡すようになっている。
【００４８】
前述した汲み上げ磁極と現像磁極との間には、少なくとも一つの固定磁極が設けられている。この少なくとも一つの固定磁極は、現像スリーブ１３２即ち現像ローラ１１５の外表面上に磁気力を生じて、現像前の現像剤１２６を感光体ドラム１０８に向けて搬送するとともに、現像済みの現像剤１２６を感光体ドラム１０８から収容槽１１７内まで搬送する。
【００４９】
前述した固定磁極は、現像スリーブ１３２の外表面に現像剤１２６を吸着すると、現像剤１２６の磁性キャリアが該固定磁極が生じる磁力線に沿って複数重ねさせて、該現像スリーブ１３２の外表面上に立設（穂立ち）させる。このように、磁性キャリアが磁力線に沿って複数重なって現像スリーブ１３２の外表面上に立設する状態を、磁性キャリアが現像スリーブ１３２の外表面上に穂立ちするという。すると、この穂立ちした磁性キャリアに前述したトナーが吸着する。則ち、現像スリーブ１３２は、マグネットローラ１３３の磁力により外表面に現像剤１２６を吸着する。
【００５０】
現像スリーブ１３２は、図４に示すように、円筒状に形成されている。現像スリーブ１３２は、マグネットローラ１３３を内包し（収容し）て、軸芯回りに回転自在に設けられている。現像スリーブ１３２は、その内周面が固定磁極に順に相対するように回転される。現像スリーブ１３２は、アルミニウム合金、真鍮、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、導電性の樹脂などの非磁性材料で構成されている。現像スリーブ１３２は、表面処理装置１（図６に示す）によって外表面に粗面化処理が施されている。
【００５１】
アルミニウム合金は、加工性、軽さの面で優れている。アルミニウム合金を用いる場合には、Ａ６０６３、Ａ５０５６及びＡ３００３を用いるのが好ましい。ＳＵＳを用いる場合には、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４及びＳＵＳ３１６を用いるのが好ましい。なお、図示例では、現像スリーブ１３２は、アルミニウム合金で構成されている。
【００５２】
現像スリーブ１３２の外径は、１７ｍｍ〜１８ｍｍ程度であるのが望ましい。現像スリーブ１３２の軸（軸芯）方向の長さは、３００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度であるのが望ましい。
【００５３】
また、現像スリーブ１３２の外表面には、図４、図５、図６（ａ）及び図７に示すように、平面視が楕円形状の凹み１３９が多数設けられている。凹み１３９は、勿論、現像スリーブ１３２の外表面に凹に形成され、当該現像スリーブ１３２の外表面に互いに重ならないように規則的に多数（複数）配置されている。なお、本発明では、現像スリーブ１３２の周方向及び長手方向に互いに隣り合う凹み１３９間の間隔が一定となるように配置されていることを、凹み１３９が規則的に配置されているという。即ち、現像スリーブ１３２の周方向及び長手方向に互いに隣り合う凹み１３９間の間隔は、一定となっている。また、本発明では、現像スリーブ１３２の周方向及び長手方向に互いに隣り合う凹み１３９間の間隔が一定でないことを、凹み１３９が不規則に配置されているという。
【００５４】
規則的に配置されている例として、例えば、図５に示すように、凹み１３９が一列の螺旋状で周方向に同ピッチ（同間隔）で配置されている場合、図２５に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状で、１列目と２列目とがそれぞれ円周方向に同ピッチ且つ長手方向に整列して配置されている場合、図２６に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状で、１列目と２列目とがそれぞれ円周方向に同ピッチ且つ各列が長手方向に整列しないように円周方向にずれて配置されている場合、などがある。また、上記において凹み１３９の配置が三列またはそれ以上の螺旋状の場合も同様である。
【００５５】
不規則的に配置されている例として、例えば、図２２、図２３に示すように、凹み１３９の間隔が、所定の方向（例えば、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部への方向）に向かって徐々に狭くなるように配置されている場合、図２７に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状であり、１列目と２列目との円周方向のピッチがそれぞれ異なり且つ各列毎に長手方向に整列して配置されている場合、図２８に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状であり、１列目と２列目との円周方向のピッチがそれぞれ異なり（例えば、１列目ピッチＰ１＞２列目ピッチＰ２）且つ各列毎に長手方向に整列しないように円周方向にずれて配置されている場合、などがある。また、上記において凹み１３９の配置が三列またはそれ以上の螺旋状の場合も同様である。
【００５６】
また、凹み１３９は、その長手方向が現像スリーブ１３２の長手方向に沿った状態で配置されている。即ち、凹み１３９は、その長手方向が現像スリーブ１３２の長手方向と平行又は略平行に配置されている。なお、図示例では、凹み１３９の長手方向は、現像スリーブ１３２の長手方向に対して若干傾いて、略平行に配置されている。このように、本発明では、凹み１３９の長手方向が現像スリーブ１３２の長手方向と平行又は略平行に配置されていることを、凹み１３９の長手方向が現像スリーブ１３２の長手方向と平行に配置されているという。
【００５７】
さらに、凹み１３９は、図５、図６（ａ）及び図７に示すように、現像スリーブ１３２の長手方向に沿って複数並べられて配置されているとともに、現像スリーブ１３２の周方向に互いに隣り合うもの同士は、当該凹み１３９の長さの約半分程度位置ずれして配置されている。さらに、凹み１３９は、図８（ａ）に示す表面処理装置１により現像スリーブ１３２の外表面に形成されるため、当該現像スリーブ１３２の外表面上に図５中の一点鎖線で示す螺旋上に並べられて配置されている。
【００５８】
また、凹み１３９は、図６（ｂ）に示すように、その幅方向（即ち、現像スリーブ１３２の周方向）の断面形状がＶ字状に形成され、図６（ｃ）に示すように、その長手方向（即ち、現像スリーブ１３２の長手方向）の断面形状が円弧状の曲面に形成されている。さらに、凹み１３９は、図８（ａ）に示す表面処理装置１により現像スリーブ１３２の外表面に形成されるため、図７に示すように、その長手方向が若干弓状に湾曲している。なお、本発明では、その長さが幅よりも長く、外縁が曲線で形成されていれば、その長手方向や直線であっても若干湾曲していても、総称して楕円形状とする。
【００５９】
さらに、凹み１３９の長手方向の長さ（長径）は、１．０ｍｍ以上でかつ２．３ｍｍ以下となっており、幅方向の幅（短径）は、０．３ｍｍ以上でかつ０．７ｍｍ以下となっているとともに、その深さは、０．０５ｍｍ以上でかつ０．１５ｍｍ以下となっている。さらに、凹み１３９は、現像スリーブ１３２の外表面１００ｍｍ2当たり５０〜２５０個程度設けられている。即ち、複数（多数）の凹み１３９の総容量が、現像スリーブ１３２の外表面１００ｍｍ2当たり０．５ｍｍ3以上でかつ７．０ｍｍ3以下となっている。さらに、凹み１３９は、現像スリーブ１３２とともに回転する感光体ドラム１０８の周方向に１ｍｍ当たり１．０個以上でかつ３．０個以下設けられている。なお、図５、図６（ａ）及び図７では、図中の左右方向が現像スリーブ１３２の長手方向となっている。
【００６０】
一般に凹み１３９が深いほど現像剤１２６の搬送性能は向上するが溝を外表面に設けた従来の現像スリーブと同様に周期的なピッチムラが発生しやすくなる。一方、凹み１３９が浅いほどピッチムラは発生しにくくなるが現像剤１２６の搬送性能が低下する。特に近年では、小粒径のトナーや磁性キャリアの画像形成技術の進歩及び近接現像の画像形成技術の進歩等により画像再現性が向上しているため、ピッチムラが発生しやすくなっている。そこで、前述した現像スリーブ１３２では、凹み１３９の深さを浅めに設定し、当該凹み１３９の分布密度を増やすことで現像剤搬送性能とピッチムラ防止の両立を図っている。
【００６１】
ドクタブレード１１６は、現像装置１１３の感光体ドラム１０８寄りの端部に設けられている。ドクタブレード１１６は、現像スリーブ１３２の外表面と間隔をあけた状態で、前述したケース１２５に取り付けられている。ドクタブレード１１６は、所望の厚さを越える現像スリーブ１３２の外表面上の現像剤１２６を収容槽１１７内にそぎ落として、現像領域１３１に搬送される現像スリーブ１３２の外表面上の現像剤１２６を所望の厚さにする。
【００６２】
前述した構成の現像装置１１３は、現像剤供給部１１４でトナーと磁性キャリアとを十分に攪拌し、この攪拌した現像剤１２６を固定磁極により現像スリーブ１３２の外表面に吸着する。そして、現像装置１１３は、現像スリーブ１３２が回転して、複数の固定磁極により吸着した現像剤１２６を現像領域１３１に向かって搬送する。現像装置１１３は、ドクタブレード１１６で所望の厚さになった現像剤１２６を感光体ドラム１０８に吸着させる。こうして、現像装置１１３は、現像剤１２６を現像ローラ１１５に担持し、現像領域１３１に搬送して、感光体ドラム１０８上の静電潜像を現像して、トナー像を形成する。
【００６３】
そして、現像装置１１３は、現像済みの現像剤１２６を、収容槽１１７に向かって離脱させる。さらに、そして、収容槽１１７内に収容された現像済みの現像剤１２６は、再度、第２空間１２１内で他の現像剤１２６と十分に攪拌されて、感光体ドラム１０８の静電潜像の現像に用いられる。なお、現像装置１１３は、現像剤供給部１１４が例えば感光体ドラム１０８に供給されるトナーの濃度が低下したことを後述するトナー濃度センサが検知すると、撹拌スクリュー１１８の回転駆動によりトナーを現像ローラ１１５に向けて繰り出すようになっている。
【００６４】
前述した構成の画像形成装置１０１は、以下に示すように、記録紙１０７に画像を形成する。まず、画像形成装置１０１は、感光体ドラム１０８を回転して、この感光体ドラム１０８の外表面を一様に帯電ローラ１０９により−７００Ｖに帯電する。感光体ドラム１０８の外表面にレーザ光を照射して、感光体ドラム１０８を露光して、画像部分を−１５０Ｖに減衰させて、該感光体ドラム１０８の外表面に静電潜像を形成する。そして、静電潜像が現像領域１３１に位置付けられると、この静電潜像に−５５０Ｖの現像バイアス電圧を印加して、現像装置１１３の現像スリーブ１３２の外表面に吸着した現像剤１２６が感光体ドラム１０８の外表面に吸着して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム１０８の外表面に形成する。
【００６５】
そして、画像形成装置１０１は、給紙ユニット１０３の給紙ローラ１２４などにより搬送されてきた記録紙１０７が、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８と転写ユニット１０４の搬送ベルト１２９との間に位置して、感光体ドラム１０８の外表面上に形成されたトナー像を記録紙１０７に転写する。画像形成装置１０１は、定着ユニット１０５で、記録紙１０７にトナー像を定着する。こうして、画像形成装置１０１は、記録紙１０７にカラー画像を形成する。
【００６６】
一方、転写されずに感光体ドラム１０８上に残ったトナーはクリーニングブレード１１２によって回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム１０８は図示しない除電ランプで初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。
【００６７】
また、前述した画像形成装置１０１では、環境変動や経時変動による画質の変動を抑えるために、プロセスコントロールを行なっている。具体的には、まず現像装置１１３における現像能力を検出する。例えば、あるトナーパターンの画像を、現像バイアス電圧を一定にした条件下で感光体ドラム１０８上に形成し、その画像濃度を図示しない光センサで検出し、濃度変化から現像能力を把握する。そして、この現像能力が所定の目標現像能力になるように、トナー濃度の目標値を変更することで、画質を一定に保つことができる。例えば、光センサで検出したトナーパターンの画像濃度が、目標現像濃度よりも薄い場合には、トナー濃度を高くするように、図示しない制御手段としてのＣＰＵが撹拌スクリュー１１８を回転駆動するモータの駆動回路を制御する。一方、光センサで検出したトナーパターンの画像濃度が、目標現像濃度よりも薄い場合には、トナー濃度を低くするように、ＣＰＵが前述したモータの駆動回路を制御する。ここで、上記トナー濃度は図示しないトナー濃度センサで検知される。なお、感光体ドラム１０８上に形成されるトナーパターンの画像濃度は、現像スリーブ１３２による画像濃度周期ムラの影響で多少変動することがある。
【００６８】
前述した現像スリーブ１３２は、図８（ａ）に示す表面処理装置１によって外表面に凹み１３９が形成される。
【００６９】
表面処理装置１は、図８（ａ）に示すように、ベース３と、保持部４と、回転駆動部としてのモータ２と、移動手段としての工具移動部５と、工具６と、制御手段としての図示しない制御装置とを備えている。
【００７０】
ベース３は、平板状に形成されて、工場のフロアやテーブル上等に設置される。ベース３の上面は、水平方向と平行に保たれる。ベース３の平面形状は、矩形状に形成されている。
【００７１】
保持部４は、固定保持部７と、スライド保持部８とを備えている。固定保持部７は、ベース３の長手方向の一端部から立設した固定柱９と、この固定柱９の上端部に設けられた回転チャック１０とを備えている。回転チャック１０は、厚手の円板状に形成され、固定柱９の上端部にその中心を中心として回転自在に支持されている。回転チャック１０の回転中心は、ベース３の表面と平行に配置されており、回転チャック１０の中心部には円柱状のチャックピン１１が立設している。勿論、チャックピン１１は、回転チャック１０と同軸に配置されている。
【００７２】
スライド保持部８は、スライダ１２と、スライド柱１３と、この固定柱９の上端部に設けられた回転チャック１４とを備えている。スライダ１２は、ベース３の表面即ち回転チャック１０のチャックピン１１の軸芯に沿ってスライド自在に設けられている。また、スライダ１２は、回転チャック１０のチャックピン１１の軸芯方向の位置が適宜固定される構成となっている。
【００７３】
スライド柱１３は、スライダ１２から立設している。回転チャック１４は、厚手の円板状に形成され、スライド柱１３の上端部に取り付けられたモータ２の出力軸に取り付けられている。回転チャック１４の回転中心は、固定保持部７の回転チャック１０のチャックピン１１と同軸に配置されている。回転チャック１４の中心部には円柱状のチャックピン１５が立設している。勿論、チャックピン１５は、回転チャック１４と同軸に配置されている。
【００７４】
前述した保持部４は、スライド保持部８が固定保持部７から離れた状態で、チャックピン１１，１５間に凹み１３９が形成される前の現像スリーブ１３２が位置付けられて、そして、保持部４は、スライド保持部８が固定保持部７に近づけられて、チャックピン１１，１５の先端が現像スリーブ１３２の端部内に侵入して、当該チャックピン１１，１５間に現像スリーブ１３２を挟んだ状態で、スライダ１２が固定される。こうして、保持部４は、チャックピン１１，１５間に現像スリーブ１３２を挟んで、当該現像スリーブ１３２を保持する。
【００７５】
モータ２は、スライド保持部８のスライド柱１３の上端部に取り付けられている。モータ２は、回転チャック１４をその中心回りに回転駆動する。モータ２は、回転チャック１４を回転駆動することで、チャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２をその軸芯回りに回転させる。
【００７６】
工具移動部５は、リニアガイド１６と、図示しない移動用アクチュエータと、を備えている。リニアガイド１６は、レール１７と、スライダ１８とを備えている。レール１７は、ベース３上に設置されている。レール１７は、直線状に形成されているとともに、その長手方向がベース３の長手方向、チャックピン１１，１５即ちチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２の軸芯と平行に配されている。スライダ１８は、レール１７に該レール１７の長手方向に沿って移動自在に支持されている。
【００７７】
移動用アクチュエータは、ベース３に取り付けられているとともに、前述したスライダ１８をベース３の長手方向、チャックピン１１，１５即ちチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２の軸芯に沿って、スライド移動させる。
【００７８】
工具６は、工具本体１９と、工具回転部としての工具回転用モータ２０と、回転工具としてのエンドミル２１と、を備えている。工具本体１９は、スライダ１８から立設した柱状に形成されている。
【００７９】
工具回転用モータ２０は、工具本体１９の上端部に取り付けられている。工具回転用モータ２０は、図８（ｂ）に示すように、その出力軸２２が工具本体１９の上端部からチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２に向かって突出した状態に配置されている。工具回転用モータ２０の出力軸２２は、その軸芯がベース３の表面と平行でかつチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２の軸芯と交差（図示例では直交）する状態で配置されている。
【００８０】
エンドミル２１は、全体として円柱状に形成され、工具回転用モータ２０の出力軸２２の先端部に取り付けられている。このため、エンドミル２１は、その軸芯がベース３の表面と平行でかつチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２の軸芯と交差（図示例では直交）する状態で配置されている。また、エンドミル２１は、工具本体１９の上端部からチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２に向かって突出した状態に配置されている。
【００８１】
エンドミル２１は、図８（ｃ）に示すように、円柱状の本体部２３と、二つの切削刃２４とを備えている。本体部２３は、工具本体１９に取り付けられる。切削刃２４は、本体部２３の現像スリーブ１３２寄りの先端部に周方向に間隔をあけて設けられている。切削刃２４は、図８（ｄ）に示すように、本体部２３の先端部の外縁よりも当該本体部２３即ちエンドミル２１の外周方向に突出して設けられ、螺旋状に延在して形成されている。また、本実施形態では、エンドミル２１の切削刃２４の先端の外縁２５の断面は、図８（ｃ）に示すように、鋭角をなすように形成されている。
【００８２】
前述した工具６は、工具回転用モータ２０がエンドミル２１をその軸芯回りに回転することで、現像スリーブ１３２の外表面に凹み１３９を形成する。
【００８３】
制御装置は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置は、回転駆動部としてのモータ２と、工具移動部５の移動用アクチュエータと、工具６の工具回転用モータ２０などと接続しており、これらを制御して、表面処理装置１全体の制御を司る。
【００８４】
制御装置は、現像スリーブ１３２の外表面に凹み１３９を多数形成する際には、回転駆動部としてのモータ２で現像スリーブ１３２をその軸芯回りに回転させて、工具回転用モータ２０でエンドミル２１をその軸芯回りに回転させながら、移動用アクチュエータにより工具を現像スリーブ１３２の軸芯（長手方向）に沿って移動させる。そして、制御装置は、切削刃２４がエンドミル２１の回転に伴い断続的に現像スリーブ１３２の外表面に切削加工を施して、凹み１３９を多数形成する。
【００８５】
このとき、切削刃２４の外縁の曲率半径により現像スリーブ１３２の長手方向の凹み１３９の円弧の曲率半径を定め、切削刃２４の切り込み量により凹み１３９の深さを定め、工具６の移動速度により凹み１３９の現像スリーブ１３２の長手方向の間隔を定める。また、現像スリーブ１３２の外表面に周方向に設ける凹み１３９の数をｎとし、回転駆動部としてのモータ２の回転数即ち現像スリーブ１３２の回転数をＮ１とし、エンドミル２１の切削刃２４の数をｍとし、エンドミル２１の回転数をＮ２とすると、制御装置は、以下の式１を満たすように、回転駆動部としてのモータ２と、工具移動部５の移動用アクチュエータと、工具６の工具回転用モータ２０を制御する。
【００８６】
Ｎ２＝Ｎ１×〔ｍ／[（ｎ／２）−０．５]〕・・・式１
【００８７】
制御装置は、これらの各要件を適宜変更することで、凹み１３９の大きさや密度を任意に変更して、現像スリーブ１３２の外表面を加工することができる。
【００８８】
さらに、制御装置には、キーボードなどの各種の入力装置や、ディスプレイなどの各種の表示装置が接続している。
【００８９】
次に、前述した構成の表面処理装置１を用いて現像スリーブ１３２の外表面に切削加工を施して、現像スリーブ１３２を製造する工程を、以下説明する。
【００９０】
まず、制御装置に入力装置から現像スリーブ１３２の品番などを入力する。そして、制御装置が、工具６の回転工具としてのエンドミル２１を加工開始位置即ち現像スリーブ１３２の一方の端部に位置付けた後、凹み１３９が形成される前の現像スリーブ１３２を保持部４に保持する。このとき、現像スリーブ１３２とチャックピン１１，１５などが同軸
になる。
【００９１】
そして、入力装置から作業開始命令を入力すると、前述した式１に基づいて、制御装置が、回転駆動部としてのモータ２と、工具移動部５の移動用アクチュエータと、工具６の工具回転用モータ２０を駆動する。すると、軸芯回りに回転するエンドミル２１の切削刃２４が、断続的に現像スリーブ１３２の外表面に切削加工を施すことで、凹み１３９が形成される。即ち、凹み１３９は、軸芯回りに回転される回転工具６によって、現像スリーブ１３２の外表面に切削加工が施されて形成される。
【００９２】
また、回転駆動部としてのモータ２と、工具移動部５の移動用アクチュエータと、工具６の工具回転用モータ２０が同時に駆動するので、凹み１３９が軸芯回りに回転される回転工具６によって現像スリーブ１３２の外表面に切削加工が施されて形成される際に、エンドミル２１と交差（図示例では直交）する状態に配置された現像スリーブ１３２がその軸芯回りに回転されながら、エンドミル２１と現像スリーブ１３２とが当該現像スリーブ１３２の長手方向に相対的に移動されて、凹み１３９が、形成される。
【００９３】
エンドミル２１が、現像スリーブ１３２の加工終了位置即ち現像スリーブ１３２の他方の端部に位置付けられて、前述した現像スリーブ１３２の外表面の切削加工が終了すると、回転駆動部としてのモータ２と、工具移動部５の移動用アクチュエータと、工具６の工具回転用モータ２０を停止する。そして、スライド保持部８を固定保持部７から離して、保持部７，８のチャックピン１１，１５間から外表面に凹み１３９が多数形成された現像スリーブ１３２を取り出して、新たな現像スリーブ１３２を保持部４に保持させる。こうして、現像スリーブ１３２の外表面に切削加工を施して、外表面に凹み１３９を多数形成して、前述した現像スリーブ１３２（図４に示す）が得られる。
【００９４】
本実施形態によれば、外表面に従来のサンドブラスト加工により形成されるような凸部が無く、凹み１３９はより大きな凹み１３９に形成されているので、経年変化によっても、凹み１３９が摩耗しにくくなり、よって、経年変化による現像剤１２６の搬送量の低下を抑制できる。
【００９５】
また、現像スリーブ１３２は、外表面に形成された凹み１３９が重ならないように規則的に配置されているので、現像剤１２６が凹み１３９内に溜まるので、該現像剤１２６の溜まる箇所が外表面に規則的に配置されることとなり、よって、画像のムラが生じることを防止できる。更に、今後の高速機での高画質維持の為に更に汲み上げ量を増加させることに対応できる。
【００９６】
さらに、凹み１３９を規則的に配置するので、最適な現像剤１２６のくみ上げ量を確保しながら長寿命化を図ることができる加工条件を設定することが容易で、かつ、設定された条件で確実に凹み１３９を形成でき、加工性に優れるという効果を奏でる。
【００９７】
さらに、現像スリーブ１３２の外表面に長手方向に長い複数個の凹み１３９が規則的に配置され、この凹み１３９の総容積を該現像スリーブ１３２の外表面の面積１００mm2当たり０．５mm3以上にしているので、現像剤１２６の十分な搬送力が得られる。
【００９８】
また、凹み１３９を同形状同寸法で規則的に配置することで搬送性のムラによる画像ムラを防止し、且つ、感光体ドラム１０８の外表面の周方向１ｍｍ当たりに現像スリーブ１３２の凹み１３９が１．０以上存在するので、現像領域１３１内に常に複数の凹み１３９を存在させることができ、現像剤１２６のスリップによる画像ムラを防止することができる。
【００９９】
凹み１３９の長手方向が現像スリーブ１３２の長手方向と平行に配置されているので、汲み上げられる現像剤１２６を当該現像スリーブ１３２の長手方向に沿って並設させることとなり、そのために、現像スリーブ１３２が回転しても、汲み上げた現像剤１２６が該現像スリーブ１３２の外表面から脱落しにくくなり、よって、楕円形状の凹み１３９が従来から用いられてきた溝と同様の作用効果を奏でて、現像剤１２６の汲み上げ量を確保することができる。
【０１００】
凹み１３９の現像スリーブ１３２の長手方向の断面が円弧状に形成されているので、凹み１３９内に収容できる現像剤１２６の量を多くすることができる、十分な量の現像剤を搬送することができる。
【０１０１】
現像スリーブ１３２の周方向に互いに隣り合う凹み１３９同士が現像スリーブ１３２の長手方向に位置ずれしているので、現像スリーブ１３２の外表面に凹み１３９が形成されていない箇所や凹み１３９が多く形成されている箇所などが生じることを防止できる。したがって、現像スリーブ１３２の外表面に吸着する現像剤１２６にムラが生じること即ち現像スリーブ１３２の外表面に一様に現像剤を吸着することができる。したがって、画像のムラが生じることを防止できる。
【０１０２】
凹み１３９が現像スリーブ１３２の外表面に螺旋上に配置されているので、現像スリーブ１３２の外表面に吸着する現像剤１２６にムラが生じること即ち現像スリーブ１３２の外表面に一様に現像剤１２６を吸着することができる。したがって、画像のムラが生じることを防止できる。
【０１０３】
エンドミル２１によって現像スリーブ１３２の外表面に凹み１３９を形成するので、凹み１３９を確実に規則的に現像スリーブ１３２の外表面に形成することができる。したがって、画像のムラが生じることを防止できる。
【０１０４】
現像スリーブ１３２をその軸芯回りに回転させかつエンドミル２１を移動させながら凹み１３９を形成するので、凹み１３９を確実に規則的に現像スリーブ１３２の外表面に形成することができる。したがって、画像のムラが生じることを防止できる。
【０１０５】
現像装置１１３、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋ及び画像形成装置１０１は、前述した現像ローラ１１５を備えているので、経年変化による現像剤の搬送量の低下を抑制できるとともに、画像のムラが生じることを防止できる。
【０１０６】
前述した実施形態では、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面をＶ字状に形成しているが、本発明では、図９（ａ）乃至図９（ｃ）に示すように、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面を円弧状に形成しても良い。図示例では、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向と長手方向の双方の断面を円弧状に形成している。この場合、図１１に示すように、エンドミル２１の切削刃２４の外縁２５を円弧状に形成することで、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面を円弧状に形成している。また、この場合に限らず、現像スリーブ１３２の周方向の断面における凹み１３９の内面と現像スリーブ１３２の外表面とのなす角度θ（図１０に示す）は、前述した現像磁極の影響で発生する現像濃度差を避けるために６０度以下であるのが好ましい。なお、これらの図９乃至図１１において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明する。
【０１０７】
これらの図９乃至図１１に示す場合によれば、凹み１３９の現像スリーブ１３２の長手方向と周方向の双方の断面が円弧状に形成されているので、凹み１３９内に収容できる現像剤１２６の量を多くすることができる、十分な量の現像剤を搬送することができる。
【０１０８】
また、前述した実施形態では、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面をＶ字状に形成しているが、本発明では、切削刃２４の外縁２５の形状を適宜変更することで、図１２及び図１３に示すように、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面形状を適宜変更しても良い。図１２は、Ｖ字状の凹み１３９の底が平坦に形成された場合を示し、図１３は、Ｖ字状の凹み１３９の底が円弧状に形成された場合を示している。なお、図１２及び図１３において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【０１０９】
また、前述した実施形態では、モータ２，２０やアクチュエータを同時に連続して動作させて、凹み１３９を現像スリーブ１３２の外表面に螺旋上に配置し、かつ各々の凹み１３９を若干弓状に湾曲して形成しているが、本発明では、図１４及び図１５に示すように、モータ２，２０やアクチュエータを適宜完結的に動作させて、凹み１３９を現像スリーブ１３２の長手方向に沿って直線状に形成しても良いとともに、複数の凹み１３９を現像スリーブ１３２の周方向に沿って直線上に配置しても良い。
【０１１０】
さらに、前述した実施形態などでは、凹み１３９を楕円形状に形成しているが、本発明では、前述した実施形態よりも外径Ｄ１の小さいエンドミル２１（図１６（ｂ）に示す）を用いて、凹み１３９を、図１６（ａ）に示すように、平面視を円形に形成しても良い。
【０１１１】
また、前述した実施形態では、現像スリーブ１３２の周方向に互いに隣り合う凹み１３９を、当該凹み１３９の長さの約半分位置をずらして配置している。しかしながら、本発明では、現像スリーブ１３２の周方向に互いに隣り合う凹み１３９同士を、当該凹み１３９の長さの１／３、１／４などの任意の長さ位置をずらして配置しても良い。
【０１１２】
さらに、前述した実施形態では、エンドミル２１を現像スリーブ１３２の長手方向に沿って移動させることで、これらエンドミル２１と現像スリーブ１３２とを相対的に移動させているが、勿論、本発明では、エンドミル２１と現像スリーブ１３２とのうち少なくとも一方を現像スリーブ１３２の長手方向に沿って移動して、これらを相対的に移動させても良い。
【０１１３】
前述した画像形成装置１０１では、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋはカートリッジケース１１１と帯電ローラ１０９と感光体ドラム１０８とクリーニングブレード１１２と現像装置１１３とを備えている。しかしながら、本発明ではプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは少なくとも現像装置１１３を備えていれば良く、カートリッジケース１１１と帯電ローラ１０９と感光体ドラム１０８とクリーニングブレード１１２を必ずしも備えていなくても良い。また、前述した実施形態では画像形成装置１０１は装置本体１０２に着脱自在なプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋを備えている。しかしながら本発明では画像形成装置１０１は現像装置１１３を備えていれば良く、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋを必ずしも備えていなくても良い。
以上のような構成の画像形成装置は、本出願人の出願である特開２００９−８０４４７号公報に詳細が開示されている。
【０１１４】
以上のような構成を備えたプロセスカートリッジを用いる画像形成装置を対象として本発明の特徴を説明すると次の通りである。
本発明の特徴は、補給部から導入された新規トナーが現像剤表層で上滑りするのを防止する構成として磁界発生手段を用いて磁力による現像剤カーテン、つまり、移動してくる上滑り状態のトナーを堰き止めて現像剤中に潜り込ませるようにし、現像剤中への新規トナーの分散性を維持するようにした構成を対象とし、そしてこの構成において、堰き止められることが原因する新規トナーの堆積による補給部からの漏洩を防止するようにした点にある。
【０１１５】
図１７は、本発明による現像装置２００の外観を示す斜視図である。
同図において現像装置２００は、図１８に内部構造が示されているように、マグネットローラを内蔵した現像スリーブ２０１，一対の攪拌・搬送スクリュー２０２，２０３を収容可能な空間を備えた現像槽、いわゆる、現像ケーシング２００Ａで構成されており、現像ケーシング２００Ａにおける長手方向、つまり現像スリーブ２０１，攪拌・搬送スクリュー２０２，２０３の軸方向一端側には、新規トナーの導入部となる補給口２００Ａ１が設けられている。なお、図１８において符号２０１Ａは、現像スリーブ２０１上での剤厚を規定するドクタブレードを示している。
【０１１６】
図１８は、現像装置２００の内部構成を説明するための断面図であり、同図において現像ケーシング２００Ａ内には、現像スリーブ２０１，一対の攪拌・搬送スクリュー２０３，２０３をそれぞれ収容可能な空間が形成されている。
図１８において攪拌・搬送スクリュー２０２，２０３は、回転方向が相反する方向に設定され、両方の攪拌・搬送スクリュー間で現像剤を循環させる構成となっている。
【０１１７】
攪拌・搬送スクリューのうちで、現像スリーブ２０１に近い側のスクリュー２０２は、現像スリーブ２０１に対して現像剤を汲み上げる機能を有し、現像スリーブ２０１から遠い位置のスクリュー２０３は、補給口から導入された新規トナーを現像剤と共に攪拌しながら移送して現像スリーブ２０１に近い側のスクリューに供給する供給機能を有している。
【０１１８】
補給口２００Ａ１から新規トナーを導入される攪拌・搬送スクリュー２０３が配置されている空間には、図１７に示すように補給口２００Ａ１の近傍で現像剤の移動方向下流側の位置には、磁界発生手段２０４が設けられている。
磁界発生手段２０４は、補給口２００Ａ１から導入されて攪拌・搬送スクリューの回転により移送される新規トナーを堰き止めて現像剤中に潜り込ませる穂立ち部を形成する部材であり、フェライト製マグネットなどが用いられる。
磁界発生手段２０４は、図１９に示すように、現像ケーシング２００Ａにおける攪拌・搬送スクリュー２０３の収容空間に対向して配置されている。
【０１１９】
本発明においては、図１９に示すように、磁界発生手段２０４の配置位置を基準として、矢印で示す新規トナーＴ０の移動方向上流側での攪拌・搬送スクリュー２０３の収容空間が、磁界発生手段２０４の配置位置を基準とした新規トナーの移動方向下流側での収容空間よりも大きな空間で構成されたトナー貯留空間２０５が設けられている。なお、図１９において二点鎖線で示す範囲は現像剤が充填されて搬送される部分を示している。
【０１２０】
トナーの貯留空間２０５は、補給口から移動してくる新規トナーＴ０、詳しくは、現像剤表層を上滑り状態で移動してくる新規トナーＴ０のバッファー部として機能する部分であり、磁界発生手段２０４の配置位置を境にして、新規トナーＴ０の移動方向上流側での攪拌・搬送スクリュー２０３の外周面と現像ケーシング２００Ａの内面との間の距離が新規トナーの移動方向下流側でのその距離よりも大きくすることにより構成されている。
【０１２１】
本実施例は以上のような構成であるから、補給口から導入されて現像剤表層を上滑り状態で移動する新規トナーＴ０は、図１９（Ｂ）に示すように、磁界発生手段２０４の作用によって堰き止められると、貯留空間２０５内に向けて膨出して一時的に溜まる。これにより、後続の新規トナーＴ０が搬送を継続されても磁界発生手段２０４近傍で新規トナーが堆積してしまうことがない。
【０１２２】
トナー貯留空間２０５内にて一時的に溜まった新規トナーＴ０は、攪拌・搬送スクリュー２０３の搬送力によって磁界発生手段２０４により形成されている穂立ち部分、いわゆる、現像剤カーテンＴ１中に向けて移送され、現像剤中に分散されることになる。
【０１２３】
本実施例に対して、図２０に示すように、貯留空間２０５を設けていない場合と比較すると、貯留空間２０５がない場合には、現像剤表層を移動してきた新規トナーＴ０は、磁界発生手段２０４によって堰き止められると、その部分に堆積してしまい、後続の新規トナーの進行が妨げられることによって補給口から漏出してしまうことになるが、本実施例の構成では、磁界発生手段２０４により堰き止められた新規トナーが現像剤表層で堆積するのを抑止されることで補給口２００Ａ１から溢れて漏出してしまうのが防止されることになる。
【０１２４】
次に、本発明による現像装置の別実施例について説明する。
本実施例の特徴は、上述したトナー貯留空間２０５を設けた構成に加えて、磁界発生手段の配置位置を基準として、トナーの移動方向上流側での攪拌・搬送スクリューの螺旋羽根形成ピッチを上記移動方向下流側の螺旋羽根形成ピッチよりも大きい部分を設けたことにある。
【０１２５】
図２０は、上記特徴を説明するための図であり、同図において攪拌・搬送スクリュー２０３は、回転軸に一体の螺旋羽根２０３Ａを有し、その羽根の形成ピッチにおいて、磁界発生手段２０４の配置位置を基準として、矢印で示す新規トナーＴ０の移動方向上流側での羽根間のピッチ（Ｐ１）がトナーの移動方向下流側での羽根間のピッチ（Ｐ２）よりも大きくされた（Ｐ１＞Ｐ２）領域を設定されている。なお、図２０に示す構成では、上述したピッチ（Ｐ１）を設定された螺旋羽根を挟んで現像剤の移動方向上流側での螺旋羽根の形成ピッチが現像剤の移動方向下流側での形成ピッチ（Ｐ２）と同様に設定されている場合が示されている。  
【０１２６】
本実施例は以上のような構成であるから、補給口から導入されて現像剤表層を上滑り状態で移動する新規トナーＴ０は、磁界発生手段２０４の配置位置近傍に達すると、螺旋羽根の形成ピッチが大きくなる部分において螺旋形成ピッチの小さい部分で螺旋羽根間に充填されていた現像剤の嵩が低くなる。つまり、螺旋羽根の形成ピッチを大きくすると、螺旋羽根間の空間容積が広がることになり、小さい形成ピッチの螺旋羽根間に充填されていた現像剤は、広い充填空間に至ると、その充填空間内に入り込むことで嵩が低くなる。
【０１２７】
現像剤の嵩が低くなると、現像剤表層を移動して磁界発生手段２０４により堰き止められた新規トナーＴ０が、その嵩が低くなっている部分に入り込み、その部分で一時的に溜まることになる。現像剤の嵩が低くなっている部分に一時的に溜まっている新規トナーＴ０は、上述した実施例と同様に、攪拌・搬送スクリュー２０３によって磁界発生手段２０−４により形成されている穂立ち部分、つまり現像剤カーテン部に突入する状態で搬送され、現像剤中に分散されやすくなる。
【０１２８】
以上のような実施例においては、磁界発生手段２０４によって堰き止められる新規トナーを一時的に溜めることができる構成を備え、一時的に溜められた新規トナーが攪拌・搬送スクリュー２０４により搬送される過程で磁界発生手段２０４により形成される現像剤カーテン内に突入する状態で搬送され、現像剤中に分散されることになる。従って、現像剤表層から現像剤中へと強制的に搬送されることにより、現像剤中での分散が促進されることで攪拌による帯電特性の向上が得られ、不完全な摩擦帯電が原因する地肌汚れの発生や異常画像の発生、さらには周辺部への飛散を確実に防止されることになる。
【符号の説明】
【０１２９】
１０１  画像形成装置
２００  現像装置
２００Ａ  現像ケーシング
２００Ａ１  補給口
２０１  現像スリーブ
２０２，２０３  攪拌・搬送スクリュー
２０４  磁界発生手段
２０５  トナー貯留空間
Ｐ１，Ｐ２  羽根形成ピッチ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３０】
【特許文献１】特許第３９１６５９５号
【図１】
0005605092.tif 000002
【図２】
0005605092.tif 000003
【図３】
0005605092.tif 000004
【図４】
0005605092.tif 000005
【図５】
0005605092.tif 000006
【図６】
0005605092.tif 000007
【図７】
0005605092.tif 000008
【図８】
0005605092.tif 000009
【図９】
0005605092.tif 000010
【図１０】
0005605092.tif 000011
【図１１】
0005605092.tif 000012
【図１２】
0005605092.tif 000013
【図１３】
0005605092.tif 000014
【図１４】
0005605092.tif 000015
【図１５】
0005605092.tif 000016
【図１６】
0005605092.tif 000017
【図１７】
0005605092.tif 000018
【図１８】
0005605092.tif 000019
【図１９】
0005605092.tif 000020
【図２０】
0005605092.tif 000021
【図２１】
0005605092.tif 000022
【図２２】
0005605092.tif 000023