(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に形成された複数の溝を備え、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持搬送して、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の内部に設けられ、前記現像剤担持体の表面に現像剤を担持させるためのマグネットと、
前記現像剤担持体に対して間隔を設けて配置され、前記現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する規制部材と、を備え、
前記規制部材を通過した後に前記現像剤担持体の単位面積当たりにコートされている現像剤量をＭ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）、前記規制部材の先端と前記現像剤担持体との隙間をＳＢ（ｍｍ）、現像剤の比重をＧ（ｍｇ／ｍｍ３）、前記現像剤担持体の表面における溝の占める溝比率α、前記溝の深さＤ（ｍｍ）とした場合に、
０．１５≦Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）≦０．４５
０．２≦ＳＢ（ｍｍ）が満たされるように、前記規制部材を非磁性部材のみから構成するとともに、前記溝比率αが以下の式を満たすことを特徴とする現像装置。
Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）×１／４≦α×｛ＳＢ（ｍｍ）＋Ｄ（ｍｍ）｝×Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）＜Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）×２３／３０、かつ、０．０６＜α＜０．１６
【請求項２】
α×｛ＳＢ（ｍｍ）＋Ｄ（ｍｍ）｝×Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）＜（Ｍ／Ｓ）（ｍｇ／ｍｍ２）×１９／３０を満たすように前記溝比率αが設定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】
α×｛ＳＢ（ｍｍ）＋Ｄ（ｍｍ）｝×Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）＜（Ｍ／Ｓ）（ｍｇ／ｍｍ２）×１６／３０を満たすように前記溝比率αが設定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４】
α×｛ＳＢ（ｍｍ）＋Ｄ（ｍｍ）｝×Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）＜（Ｍ／Ｓ）（ｍｇ／ｍｍ２）×１／２を満たすように前記溝比率αが設定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５】
上記現像剤担持体の表面に長手方向に延びる複数の溝は前記現像剤担持体の表面に幅Ｗで、一定周期Ｐで設けられており、
上記溝比率α＝Ｗ／Ｐであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
上記規制部材の上記現像剤担持体に対向する面を２本以上の溝が同時に通過することがないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記磁性キャリアの半径をＲ（ｍｍ）とし、前記溝の幅をＷ（ｍｍ）、としたとき、以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置。
２Ｒ＜Ｗ＜２０Ｒ
Ｒ＜Ｄ
【請求項８】
前記キャリアの磁化量が２１０ｅｍｕ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
前記溝は断面がＶ字形状であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
０．３≦ＳＢ（ｍｍ）であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
α＜０．１１であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１２】
０．０８＜αであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１３】
α＜０．１０であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１４】
０．０２９≦Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）／Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）≦０．１４であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視画像を形成する現像装置に関する。特に、トナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤を使用する現像装置の現像剤担持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機などの画像形成装置では、感光体ドラムなどの像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて可視像化する。従来技術にかかる現像装置では、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いるものが知られている。このような現像装置としては、回転する現像剤担持体（以下現像スリーブという）に二成分現像剤を磁気的に吸着させながら、像担持体近傍まで搬送し、感光体の静電潜像を現像剤中のトナーで現像し可視像化する方法が広く知られ用いられている。
【０００３】
この方法では、回転する現像スリーブの内部に固定配置された磁石を備えることで、現像剤を現像スリーブ上に磁気的な力で保持し、さらに、現像スリーブに規制ブレードを所定の間隔で対向配置する。こうすることで、二成分現像剤を所望の現像剤量に規制しながら現像スリーブ上を感光体近傍まで搬送するのが一般的である。
【０００４】
この時、現像剤を安定的に搬送するために、従来は、砥粒によるサンドブラストによって表面に凹凸を形成した現像スリーブや現像スリーブ回転軸に対して平行に延びる複数の溝を表面に形成した現像スリーブを一般的に使用している。
【０００５】
サンドブラストを用いて凹凸を持たせた現像スリーブは、凹凸量が小さいと現像剤搬送能力が低下するという問題がある。一方、現像剤搬送能力を上げる為に凹凸量を大きくすると、加工時に砥粒を強く当ててブラストする必要があり現像スリーブを変形させるという問題があった。そのため、サンドブラストを施した現像スリーブでは凹凸量を比較的小さい状態で使用しているのが一般的である。すると、長時間耐久する中で凹凸が摩耗してしまい、現像剤の搬送能力が低下し安定しないという問題が生じやすい。これは、現像器の寿命を早める要因にもなりうる。
【０００６】
近年の複写機、プリンタは高画質、高信頼、高安定性に対する要求が非常に高い。これらを満足させるには現像スリーブ上の現像剤量の経時安定性が重要である。
【０００７】
そこで、現像スリーブ回転軸に対して平行に延びる複数の溝を備えた現像スリーブが提案されている（例えば特許文献１）。引き抜き等でのダイスによる溝の加工ではサンドブラストのように現像スリーブを変形させることなく凹凸量を大きくすることが可能である。そのため、サンドブラスト加工を施した現像スリーブに比べて耐久での摩耗の影響を受けにくく、現像剤の搬送能力の安定化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−５０１８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
溝を備えた現像スリーブは、現像剤の搬送能力は安定するが、一方で現像スリーブと規制ブレードのギャップが小さくなるという問題が発生しやすい。これは、溝により現像剤の搬送能力が安定化する一方で、現像スリーブの搬送能力が高くなりすぎたため、現像スリーブと規制ブレードのギャップを小さくしなければ、現像スリーブ上の現像剤量が多くなってしまうためである。
【００１０】
特に高画質化の要求の中で、現像スリーブ上の現像剤と感光体上に形成されたトナー像との摺擦による粒状性の悪化を極力避けるために、近年、現像スリーブ上の現像剤量を少なくする傾向にある。具体的には画像の粒状性の観点で規制ブレード通過後の単位面積あたりの現像剤量が０．３±０．２ｍｇ／ｍｍ２（＝３０±２０ｍｇ／ｃｍ２）の範囲で設定するのが好ましい。より正確には、規制ブレード通過後の現像スリーブにコートされている現像剤量を、比重Ｇで規格化した量（見かけ上のコート厚み）で設定するのが好ましい。つまり、見かけ上のコート厚み＝Ｍ／Ｓ［ｍｇ／ｍｍ２］／比重Ｇ［ｍｇ／ｍｍ３］＝０．０２９〜０．１４ｍｍ（３０±２０［ｍｇ／ｃｍ２］／３．４８［ｍｇ／ｍｍ３］）の範囲が好ましい。
【００１１】
このような、スリーブ上の現像剤の薄層化の要求の中では、現像スリーブと規制ブレードのギャップはよりいっそう小さくなる傾向にある。
【００１２】
現像スリーブと規制ブレードのギャップを小さくし過ぎると、規制ブレード部に異物が詰まり、現像スリーブ上のコートを阻害するなどの問題が生じやすくなる。そのため、現像スリーブと規制ブレードのギャップは最低でも０．２ｍｍ以上であることが好ましい。より好ましくは０．３ｍｍより大きいことが好ましい。
【００１３】
一方、現像スリーブと規制ブレードのギャップを広げるために、溝の深さをむやみに浅くするなどして搬送能力を下げるのは、コートが不安定になったり、コートしなくなったりする懸念があるため、好ましくない。
【００１４】
そこで、本発明が解決する課題は、現像剤担持体上に溝が形成されている現像装置において、現像剤担持体上にコートされる現像剤量を薄層化して高画質化対応可能な構成であっても、搬送能力が過剰もしは低下することによるコート不良や異物つまりといった不具合を抑制可能な現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
長手方向に形成された複数の溝を備え、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持搬送して、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の内部に設けられ、前記現像剤担持体の表面に現像剤を担持させるためのマグネットと、
前記現像剤担持体に対して間隔を設けて配置され、前記現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する規制部材と、を備え、
前記規制部材を通過した後に前記現像剤担持体の単位面積当たりにコートされている現像剤量をＭ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）、前記規制部材の先端と前記現像剤担持体との隙間をＳＢ（ｍｍ）、現像剤の比重をＧ（ｍｇ／ｍｍ３）、前記現像剤担持体の表面における溝の占める溝比率α、前記溝の深さＤ（ｍｍ）とした場合に、
０．１５≦Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）≦０．４５
０．２≦ＳＢ（ｍｍ）が満たされるように、前記規制部材を非磁性部材のみから構成するとともに、前記溝比率αが以下の式を満たすことを特徴とする現像装置。
Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）×１／４≦α×｛ＳＢ（ｍｍ）＋Ｄ（ｍｍ）｝×Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）＜Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）×２３／３０、かつ、０．０６＜α＜０．１６
【００１６】
長手方向に複数の溝処理が施された表面を備え、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持搬送して、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の内部に設けられ、前記現像剤担持体の表面に現像剤を担持させるためのマグネットと、
前記現像剤担持体に対して間隔を設けて配置され、前記現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する非磁性の規制部材と、
前記規制部材を通過した後に前記現像剤剤担持体の単位面積当たりにコートされている現像剤量をＭ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）、前記規制部材の先端と前記現像剤担持体との隙間をＳＢ（ｍｍ）、現像剤の比重をＧ（ｍｇ／ｍｍ３）、前記現像剤担持体の表面における溝の占める溝比率α、前記溝の深さＤ（ｍｍ）、とした場合に、以下の関係式を満たすように前記溝比率αが設定されていることを特徴とする。
０．１≦Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）≦０．５
０．２≦ＳＢ（ｍｍ）
Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）×１／４≦α×｛ＳＢ（ｍｍ）＋Ｄ（ｍｍ）｝×Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）＜Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）×１／２
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、現像剤担持体上に溝が形成されている現像装置において、現像剤担持体上にコートされる現像剤量を薄層化して高画質化対応可能な構成であっても、搬送能力が過剰もしは低下することによるコート不良や異物つまりといった不具合を抑制可能な現像装置を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１、２に係る画像形成装置の概略構成説明図である。
【図２】本発明に係る現像装置の横断面図である。
【図３】本発明に係る現像装置の現像スリーブの拡大図である。
【図４】本発明に係る現像装置の現像スリーブの溝形状を説明するための拡大図である。
【図５】本発明に係る現像装置の現像スリーブの溝形状を説明するための拡大図である。
【図６】本発明に係る現像装置の現像スリーブの溝形状を説明するための拡大図である。
【図７】本発明に係る現像装置の現像スリーブと規制ブレードのギャップを説明するための拡大図である。
【図８】本発明に係る現像装置の現像スリーブ溝ピッチと規制ブレード厚みＢの関係を説明するための拡大図である。
【図９】本発明にかかる実施の形態１および比較例の溝比率αとＳＢの関係を示す図である。
【図１０】本発明にかかる実施の形態１の他の実施形態を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、以下に述べる現像スリーブ形状構成を用いる限りにおいては、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００２０】
従って、現像室と撹拌室を水平に並べて配置する横型の現像装置のみならず、現像室と撹拌室を上下に配置する縦型の現像装置でも実施できる。また、このような現像装置としては、画像形成装置であれば、タンデム型／１ドラム型、中間転写型／直接転型の区別無く実施できる。本実施形態では、現像容器に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００２１】
なお、特許文献１に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００２２】
［画像形成装置］
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト５に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２３】
中間転写ベルト５は、ローラ６１、６２、６３に懸架され、矢印Ｒ２方向に移動自在とされる。画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。
【００２４】
中間転写ベルト５に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｓへ二次転写される。ピックアップローラ１３によって記録材カセット１２から取り出された記録材Ｓは、分離ローラ１１で１枚ずつに分離して、レジストローラへ給送される。レジストローラは、中間転写ベルト５のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ記録材Ｓを送り出す。トナー像を転写された記録材Ｓは、定着装置１６で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に、排出トレイ１７へ排出される。
【００２５】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、画像形成部Ｐａの構成部材に付した符号末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００２６】
画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａの周囲に、コロナ帯電器２ａ、露光装置３ａ、現像装置４ａ、一次転写ローラ６ａ、ドラムクリーニング装置１９ａを配置している。
【００２７】
感光ドラム１ａは、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持たせた感光層が形成され、所定のプロセススピードで矢印方向に回転する。コロナ帯電器２ａは、感光ドラム１ａの表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電させる。露光装置３ａは、レーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１ａの表面に画像の静電像を書き込む。現像装置４ａは、トナーとキャリアを含む現像剤を用いて、静電像を現像して、感光ドラム１ａの表面にトナー像を形成する。
【００２８】
一次転写ローラ６ａは、中間転写ベルト５の内側面を押圧して、感光ドラム１ａと中間転写ベルト５との間にトナー像の転写部を形成する。一次転写ローラ６ａに正極性の直流電圧を印加することにより、感光ドラム１ａに担持された負極性のトナー像が中間転写ベルト５へ一次転写される。ドラムクリーニング装置１９ａは、記録材Ｓへの転写を逃れて感光ドラム１ａに残った転写残トナーを回収する。
【００２９】
なお、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光ドラム１ａを使用したが、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用してもよく、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、現像方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。
【００３０】
［現像装置］
図２を用いて現像装置４の詳細な説明を行う。
【００３１】
図２は長手方向に垂直な断面における現像装置の構成の説明図である。図２に示すように、現像装置４ａは、現像剤担持体としての現像スリーブ２８にトナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持して感光ドラム１ａの静電像を現像する。感光ドラム１ａは、矢示Ｒ１方向に２７３ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転する。現像装置４ａは、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤を使用する。
【００３２】
現像容器２２は、現像スリーブ２８に現像剤を供給する現像室２３と現像スリーブ２８から現像剤を回収する攪拌室２４とを横に並べて配置する。現像容器２２の感光ドラム１ａに対向する領域に現像スリーブ２８が回転可能に配置されている。
【００３３】
現像容器２２を隔壁２７で仕切って構成される現像室２３と攪拌室２４は、現像剤を撹拌しつつ搬送する現像剤の循環経路を構成している。現像室２３の横に攪拌室２４が配置され、現像室２３には現像スクリュー２５が回転可能に設けられ、攪拌室２４には攪拌スクリュー２６が回転可能に設けられている。現像スクリュー２５と攪拌スクリュー２６は、現像室２３と攪拌室２４の現像剤を互いに逆方向に搬送して、現像容器２２内を循環させる。
【００３４】
現像スリーブ２８は、アルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成される。感光ドラム１の直径は８０ｍｍ、現像部における現像スリーブ２８と感光ドラム１との最近接領域は約３００μｍである。これにより、現像部に搬送した現像剤を磁気ブラシ状態で感光ドラム１と接触させて現像が行なえるように設定されている。尚、現像スリーブの表面には、後述するように、長手方向に沿って溝処理が施されており、現像剤の搬送性を向上させている。
【００３５】
現像領域において、現像スリーブ２８は、感光ドラム１ａの表面の移動方向と順方向（図中の矢印Ｒ２８方向）で回転し、対感光ドラム周速比は、１．７５倍である。対感光ドラム周速比は、大きいほど現像効率がアップするが、大き過ぎるとトナー飛散、現像剤劣化等が発生するため、０．５〜２．０倍の間に設定することが好ましい。
【００３６】
二成分磁気ブラシ現像法において、現像剤は、現像時に、磁性体のキャリアがマグネット２９の磁束に拘束されて現像スリーブ２８の表面に担持される。現像スリーブ２８の表面では、正極性に帯電したキャリアの表面に負極性に帯電したトナーが静電気的に拘束されて磁気ブラシを形成する。そして、現像スリーブ２８に印加する直流電圧と感光ドラム１ａの静電潜像との間に電位差を設けることにより、潜像を可視像化する。
【００３７】
現像装置は、現像効率（静電像へのトナーの付与率）を向上させるために、−５００Ｖの直流電圧に、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐ＝１３００Ｖ、周波数ｆ＝１２ｋＨｚの交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ２８に印加されている。また、一般に、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆に白地かぶりトナーが発生し易くなる。このため、現像スリーブ２８に印加する直流電圧と感光ドラム１ａの帯電電位（即ち白地部電位）との間に電位差を設けることにより、白地かぶりトナーを防止している。なお、直流電圧、交流電圧の組み合わせは、これに限られるものではない。
【００３８】
＜トナー＞
現像剤は、絶縁性の非磁性トナーと、磁性粒子（キャリア）とからなる二成分現像剤であり、非磁性トナーとしては、重量平均粒径４μｍ以上１０μｍ以下のものが好適である。ここでは、重量平均粒径が８μｍのカラー複写機用トナーを用いた。
【００３９】
トナーの重量平均粒径をＭとし、トナーの粒径をｒとする。このとき、より鮮明なカラー像を形成するためには、１／２Ｍ＜ｒ＜２／３Ｍの範囲に９０重量％以上のトナー粒子が含まれ、０＜ｒ＜２Ｍの範囲に９９重量％以上のトナー粒子が含まれていることが好ましい。
【００４０】
トナーに使用される結着樹脂としては、スチレン−アクリル酸エステル樹脂、又はスチレン−メタクリル酸エステル樹脂の如きスチレン系共重合体又はポリエステル樹脂が例示される。カラートナーの定着時における混色性を考慮した場合、ポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を有するので好ましい。
なお、トナーの真比重は、島津製作所（株）製、乾式自動密度計アキュピック１３３０を用いて測定する。尚、測定方法は下記で述べるキャリアの真比重の求め方と同じである。
【００４１】
＜磁性キャリア＞
一方、磁性キャリアは、体積分布基準の平均粒径（５０％粒径：Ｄ５０）が２５〜５０μｍで、ここでは、体積平均粒径３５μｍのものを用いた。このようなキャリア粒子としては、フェライト粒子（最大磁化２３０ｅｍｕ／ｃｍ３程度のＣｕ−Ｚｎフェライト）、又はこれに薄く樹脂コーティングしたものを良好に使用できる。
【００４２】
磁性キャリアの体積分布基準の平均粒径（５０％粒径：Ｄ５０）は、例えばマルチイメージアナライザー（ベックマン・コールター社製）を用いて、以下のように測定される。
【００４３】
粒度分布測定は、レーザー回折・散乱方式の粒度分布測定装置「マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸ」（日機装社製）にて測定を行った。測定には、鑑識測定用の試料供給機「ワンショットドライ型サンプルコンディショナーＴｕｒｂｏｔｒａｃ」（日機装社製）を装着して行った。Ｔｕｒｂｏｔｒａｃの供給条件としては、真空源として集塵機を用い、風量約３３リットル／ｓｅｃ、圧力１７ｋＰａとした。制御は、ソフトウェア上で自動的に行う。粒径は体積分布基準の累積値である５０％粒径（Ｄ５０）を求める。制御および解析は付属ソフト（バージョン１０．３．３−２０２Ｄ）を用いて行う。測定条件は、以下の通りである。
ＳｅｔＺｅｒｏ時間：１０秒
測定時間：１０秒
測定回数：１回
粒子屈折率：１．８１
粒子形状：非球形
測定上限：１２０８μｍ
測定下限：０．２４３μｍ
測定環境：常温常湿環境（２３℃、５０％ＲＨ）
【００４４】
また、磁性キャリアの真比重は、乾式自動密度計アキュピック１３３０（島津製作所社製）を用いて測定する。まず、２３℃、５０％ＲＨの環境に２４時間放置したサンプル資料を５ｇ精秤し、測定用セル（１０ｃｍ３）に入れ、本体試料室に挿入する。測定は、試料サンプル質量を本体に入力し測定をスタートさせることにより自動測定できる。
【００４５】
自動測定における測定条件は、２０．０００ｐｓｉｇ（２．３９２×１０２ｋＰａ）で調整されたヘリウムガスを用いる。そして、試料室内を１０回パージした後、試料室内の圧力変化が０．００５ｐｓｉｇ（３．４４７×１０−２ｋＰａ／ｍｉｎ）になる状態を平衡状態として、平衡状態になるまで繰り返しヘリウムガスをパージする。平衡状態の時の本体試料室の圧力を測定する。その平衡状態に達した時の圧力変化により試料サンプル体積が算出できる（ボイルの法則）。試料サンプル体積が算出できることにより、以下の式で試料サンプル真比重が計算できる。
【００４６】
試料サンプルの真比重（ｇ／ｃｍ３）＝試料サンプル質量（ｇ）／試料サンプル体積（ｃｍ３）
キャリアとしては、バインダ樹脂と磁性金属酸化物や非磁性金属酸化物などなる樹脂磁性キャリアを用いてもよい。樹脂磁性キャリアは、フェライト粒子に比べて最大磁化が小さく、１９０ｅｍｕ／ｃｍ３程度であることが特徴である。そのため、隣り合う磁気ブラシの磁気的な相互作用が小さく、その結果磁気ブラシの穂が緻密に且つ短くなることで、画像としてはきめムラ等のない解像度が高いものを提供できる。
【００４７】
［現像剤担持体（現像スリーブ）］
以下、現像スリーブ２８について詳細に説明する。
現像スリーブ２８の内側には、表面に複数の磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｎ３を配置して非回転に支持されたマグネットローラ２９が配置される。現像極Ｓ２は、現像部における感光ドラム１に対向して配置される。磁極Ｓ１は、規制部材としての規制ブレード３０に対向して配置される。磁極Ｎ２は、磁極Ｓ１、Ｓ２の間に配置される。磁極Ｎ１及びＮ３は、現像室２３及び撹拌室２４にそれぞれ対向して配置される。各々の磁極の磁束密度の大きさは４０ｍＴ〜７０ｍＴとしたが、現像に供されるＳ２極は１００ｍＴとした。
【００４８】
現像スリーブ２８は、矢印Ｒ２８方向に回転し、感光ドラム１ａに対向する現像領域の回転方向上流に層厚規制ブレード３０が配置される。層厚規制ブレード３０は、現像スリーブ２８に担持される磁気ブラシの穂切りによって、現像剤の層厚を規制している。
【００４９】
規制ブレード３０は、現像スリーブ２８の長手方向に配置した非磁性の金属板（アルミニウム）であって、規制ブレード３０の先端部と現像スリーブ２８との間を現像剤が通過して現像領域へ送られる。規制ブレード３０の厚みは１．２ｍｍのものを使用した。
【００５０】
規制ブレード３０の先端と現像スリーブ２８の表面とのギャップを調整することによって、現像スリーブ２８に担持されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。ここでは、現像スリーブ２８上の単位面積当りの現像剤コート量を０．３ｍｇ／ｍｍ２（＝３０ｍｇ／ｃｍ２）に調整している。画像の粒状性の観点で規制ブレード通過後の単位面積あたりの現像剤量が０．３±０．２ｍｇ／ｍｍ２（＝３０±２０ｍｇ／ｃｍ２）の範囲で設定するのが好ましい。実際には、現像剤の比重Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）によって現像スリーブ上にコートされる量が変わる。このため、より正確には、規制ブレード通過後の現像スリーブの量として、現像剤の見かけ上の高さｈ（ｍｍ）＝（Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２））／比重Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）で表す方がより適切である。本実施例では、画像の粒状性の観点から、現像スリーブにコートされる現像剤の見かけ上の現像剤高さｈ＝Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）／Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）が２９〜１４０μｍに設定するのが好ましい。より好ましくは、現像スリーブにコートされる現像剤の見かけ上の現像剤高さｈが４３〜１２９μｍが好ましい。（言い換えれば、規制ブレード通過後の単位面積あたりの現像剤量がＭ／Ｓ＝０．３±０．１５ｍｇ／ｍｍ２（３０±１５ｍｇ／ｃｍ２）がより好ましい。）下限値を下回ると、コートされる量が少なくなり過ぎて、コートムラの影響が画像に出やすくなる。また上限を超えると磁気穂の摺擦による粒状性の画像不良が出やすくなる。
【００５１】
ここで、現像効率を高める為には、現像スリーブと感光ドラムのＳＤギャップを狭くする必要がある。しかしながら、単にＳＤギャップを狭くしてしまうと、現像部で磁気穂の摺擦を受けて粒状性の画像不良が出やすくなる。そこで、現像スリーブにコートされる量Ｍ／Ｓを低くする。こうすることによって、現像スリーブと感光ドラムのＳＤギャップを狭くして現像効率を向上させても、現像スリーブ上の磁気穂によって感光ドラム上の画像が摺擦を受けにくくでき、高画質化を図ることができる。
【００５２】
また、規制ブレード３０と現像スリーブ２８のギャップは、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。これは、従来の技術の項で述べたとおり、規制ブレード３０と現像スリーブ２８のギャップが小さいと、異物等がつまりやすく画像に影響を与える可能性があるからである。
【００５３】
しかしながら、従来技術でも述べたように、溝処理を施した現像スリーブを用いた場合、搬送能力が高くなりやすく、結果として規制ブレード３０と現像スリーブ２８とのギャップが小さくなりやすい。
【００５４】
一方、溝の深さを小さくするなどして搬送能力を下げれば、規制ブレード３０と現像スリーブ２８とのギャップを広げることが可能となるが、搬送能力をむやみに下げると現像スリーブの現像剤のコート状態が不安定になりやすくなる。
【００５５】
したがって、搬送能力を適正に保ちつつ、規制ブレード３０と現像スリーブ２８とのギャップを広げることが必要である。
【００５６】
なお、層厚規制ブレード３０は磁性板からなる磁性ブレードや非磁性板と磁性板を貼りあわせたブレードを用いてもよいが、磁性板の効果で現像剤が磁性板位置に留まろうとする。このため、現像スリーブの現像剤の搬送能力が低下し、規制ブレード３０と現像スリーブ２８のギャップを大きくすることが可能であるが、磁性板位置に現像剤が滞留しやすいため、現像剤が劣化しやすいという懸念がある。そのため、規制ブレード３０に磁性板を配置したり、磁性板のみで構成することなく規制ブレード３０と現像スリーブ２８とのギャップを広げられることが好ましい。
【００５７】
そこで、発明者らは搬送能力と現像スリーブ２８上に施された溝の形状と相関を調べたところ、以下の結果を得た。
【００５８】
発明者らの検討に拠れば、溝を施した現像スリーブ２８の搬送能力は「スリーブ表面上における溝部分の比率」で定義される溝比率αと相関が高いことが分かった。溝比率αは、溝が長手方向に平行に施されている場合は、現像スリーブ２８断面における円周長に対する溝部分の幅の総和の比率で表される。特に、図３に示したように、現像スリーブ２８の円周上に一定形状でかつ一定間隔（一定周期Ｐ）で溝が施された場合は、溝の幅をＷ、溝の中心と隣の溝の中心との間隔をＰとして、次式で表わされる。
（式１）
溝比率α＝Ｗ／Ｐ
【００５９】
なお、現像スリーブ２８の半径をｒ、現像スリーブ２８の円周上に施された溝本数をＮとした場合、溝の間隔Ｐ＝２πｒ／Ｎで表わされる。
【００６０】
現像スリーブ２８の搬送能力が溝比率αと相関が高いということは、つまり、主に溝の施された部分が現像剤の搬送に寄与し、溝の施されていない非溝部は溝部に比較して搬送にあまり寄与しないことを意味する。さらに言えば、溝部分に現像剤が引っ掛かりさえすれば、深さ等に拠らず搬送に寄与するため、搬送能力が溝の断面積や深さではなく溝の幅Ｗと相関が高いということができる。
【００６１】
ただし、上記の相関が得られる前提条件として、現像剤が溝部に引っ掛かる必要がある。現像剤が溝部に引っ掛かるためには、現像剤の搬送の担い手である磁性キャリアが溝部に引っ掛かる必要がある。現像剤中の磁性キャリアが溝部に引っ掛かるためには、図４（ａ）に示したように、溝の幅Ｗが磁性キャリアの直径２Ｒよりも広い必要がある。図４（ｂ）のように溝の幅Ｗが磁性キャリアの直径２Ｒよりも狭い場合は、溝深さに拠らず磁性キャリアが溝部に収まらないため、引っ掛かりが生じない。また、さらに、図５（ａ）に示したように溝深さＤが少なくとも磁性キャリアの半径Ｒより深い必要がある。図５（ｂ）に示したように溝深さＤが磁性キャリアの半径Ｒより浅いと、磁性キャリアの引っ掛かりが浅いので引っ掛かりが弱く滑りやすい。従って、次の式２、式３を満たす必要がある。また、溝の幅Ｗは磁性キャリア１０個分の幅（２０Ｒ）よりも小さい方が好ましい。溝の幅Ｗが２０Ｒよりも大きい場合、キャリアが引っ掛りにくく、溝による搬送性の効果が充分に得られない可能性がある。
（式２）
２０Ｒ＞Ｗ＞２Ｒ
（式３）
Ｄ＞Ｒ
【００６２】
溝深さＤは磁性キャリアの半径Ｒよりも深ければ、十分な引っ掛かりが得られるが、さらに言えば、図６に示したように磁性キャリアの直径２Ｒよりも深く設定しておくことで、磁性キャリア全体が引っ掛かるため、溝部から滑り出すことはなくなる。そのため、より好ましくはＤ＞２Ｒとするのが良い。
【００６３】
なお、非溝部に関しては、溝部に対して搬送性が小さいことが好ましい。なぜなら、非溝部が凸凹していると、溝部と非溝部の明確な差が無くなり、発明の効果が薄れるからである。そこで、非溝部の表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａ≦０．５であることが好ましい。より好ましくはＲａ≦０．２５であることが好ましい。中心線平均粗さＲａはＪＩＳＢ０６０１に定義されている。表面粗さの測定には、接触式表面粗さ計（（株）小坂研究所製：サーフコーダ−ＳＥ−３３００）を用いた。測定条件は、カットオフ値が０．８ｍｍ、測定長さが２．５ｍｍ、送りスピードが０．１ｍｍ／秒、倍率が５０００倍の設定で行なった。
【００６４】
また、現像スリーブ２８の搬送能力と溝比率αに相関が得られる前提条件として、現像スリーブ２８の溝部に引っ掛かった磁性キャリアを起点として磁性キャリアが磁気的に連なった磁気ブラシを形成する必要がある。磁気ブラシを形成することで、溝部に引っ掛かった磁性キャリアと共に磁気ブラシ全体が搬送されるため、搬送能力が得られる。磁気ブラシを形成するには、例えば本実施例のように現像スリーブ２８内にマグネットローラ２９が配置されていればよく、マグネットローラ２９の磁場に拠り磁性キャリア内に磁化が誘発されることで磁気ブラシが形成される。ただし、磁束密度があまりに小さい場合は磁気ブラシが形成されないので、規制ブレード３０と現像スリーブ２８との間の領域である程度の磁束密度の大きさが必要である。磁束密度の大きさ｜Ｂ｜＝（Ｂｒ２＋Ｂθ２＋Ｂｚ２）１／２が１０ｍＴ以上であれば少なくとも磁気ブラシは形成され、以下に述べる本発明の効果が得られる。
【００６５】
上記条件を満たした場合は、現像スリーブ２８の溝を施した部分は、磁気ブラシの根元のキャリアが溝部に引っ掛かることで、磁気ブラシ全体が搬送され、現像剤の搬送に寄与する。この時、磁気ブラシが搬送されるか搬送されないかは、磁気ブラシの根元が溝部に引っ掛かるか引っ掛からないかが重要である。先の条件を満たすように磁性キャリアの半径Ｒに対して一定以上の深さがあり引っ掛かりさえすれば、溝の深さをより深くしたからといって、搬送能力が増すわけではない。一方、溝部の幅を増やせば引っ掛かる磁気ブラシの数が増えるため、搬送能力は増す。もしくは、溝の本数を増やせば、搬送能力は増す。このことから、溝の深さＤや溝部の断面積ではなく、スリーブ表面上における溝部分の比率で表わされる溝比率αが搬送能力と相関が高いという発明者らの結果が説明できる。
【００６６】
このことから、逆に溝比率αを調整することで、現像スリーブ２８の搬送能力をコントロールすることが可能である。特に溝深さＤを先に述べたようにキャリアの引っ掛かりが生じるように保ちつつ、溝幅Ｗを調整すれば、現像剤のコートの不安定化を招くことなく現像スリーブ２８の搬送能力を調整することが可能となる。
【００６７】
上記内容を踏まえて、規制ブレード３０と現像スリーブ２８とのギャップを広げるための本発明の構成を以下に説明する。
【００６８】
先にも述べたように、現像スリーブの搬送能力が溝比率αと相関が高いということは、つまり、主に溝の施された部分の現像剤の搬送能力が高く、溝の施されていない非溝部は溝部に比較して搬送能力があまり高くないことを意味する。
【００６９】
ここで、溝部のみが現像剤を搬送すると仮定した場合に、規制ブレード３０と現像スリーブ２８とのギャップを通過する単位面積（１０ｍｍ×１０ｍｍ）当たりの現像剤量を見積もると、最大で以下の式４のようになる。なお、溝部のみが搬送するとは、溝部から上方に伸びた磁気ブラシのみが搬送されることを意味する。また、最大で見積もるとは、現像スリーブの溝部分と規制ブレードで囲まれた空間が現像剤で隙間なく埋め尽くされた場合を意味する。実際には、ブレード通過時に溝部で搬送される現像剤は、現像スリーブの溝部分と規制ブレードで囲まれた空間を占める現像剤が全て溝部によって搬送されるのではないと考えられる。即ち、上記空間を占める一部の現像剤は規制ブレードを通過しないと考えられるが、ここでは最大搬送可能量を見積もっている。
（式４）
１０ｍｍ×１０ｍｍ×α×｛ＳＢ（ｍｍ）＋Ｄ（ｍｍ）｝×Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）
【００７０】
ここで、溝比率αは現像スリーブ表面のうち溝部分の比率を表すので、現像スリーブ表面の単位面積（１０ｍｍ×１０ｍｍ）当たりの溝部分は１０ｍｍ×１０ｍｍ×αで表わせる。図７（ａ）に示したように、ＳＢは規制ブレード３０と現像スリーブ２８とのギャップを表し、より正確にいえば、規制ブレード３０の先端と現像スリーブの非溝部分とのギャップを表す。なお、図７（ｂ）に示したように、規制ブレード３０の先端が現像スリーブ２８に対して傾いている場合は、最近接位置を先端とする。また、Ｄは溝深さを表す。従って、現像スリーブの溝部分と規制ブレードで囲まれた空間の高さは（ＳＢ＋Ｄ）で表わせられる。よって、溝部のみが現像剤を搬送すると仮定した場合の規制ブレード３０と現像スリーブ２８とのギャップを通過する単位面積当たりの現像剤の体積は１０ｍｍ×１０ｍｍ×α×（ＳＢ＋Ｄ）で表わせる。なお、高さ（ＳＢ＋Ｄ）に関しては、本来溝形状によるので、ここでの値は正確には凹形状の溝の場合の値に相当する。しかしながら、本実施例のようにＶ字やさらにはＵ字などその他の形状であっても（ＳＢ＋Ｄ）としておけば、やや過大に現像剤量を見積もる可能性はあっても、過少に見積もることはない。ここでは現像剤量を最大で見積もりたいので、溝の形状に拠らず高さは（ＳＢ＋Ｄ）としておけばよい。
【００７１】
Ｇは現像剤の比重を表すので、上記体積にＧを掛けたものが現像剤量となり、上記式４が得られる。なお、現像剤はトナーと磁性キャリアからなるので、現像剤の比重Ｇは磁性キャリアとトナーの比重を各々ＣとＴ、現像剤中の磁性キャリアの重量比率を（１−Ｐ）、トナーの重量比率をＰとした場合に、以下の式５で表わされる。
（式５）
Ｇ＝１／｛（１−Ｐ）／Ｃ＋Ｐ／Ｔ｝
【００７２】
上記式４が現像スリーブ２８のうち溝の部分が搬送することが可能な最大の現像剤量と見積もられる。実際にこの関係式は、後で述べる実験結果を満たしていた。上記式４より得られる値と比較して、実際に規制ブレード３０を通過後の現像スリーブ２８上の単位面積（１０ｍｍ×１０ｍｍ）当たりの現像剤量Ｍ／Ｓが大きい場合がある。すなわち、下記式６を満たす場合がある。この場合、溝部のみの搬送では現像スリーブ２８の現像剤量に対して足りないということになる。
（式６）
１０ｍｍ×１０ｍｍ×α×｛ＳＢ（ｍｍ）＋Ｄ（ｍｍ）｝×Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）＜Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）×１０ｍｍ×１０ｍｍ
【００７３】
上記式６の左辺にあたる式４は溝部の搬送する現像剤量を最大で見積もった値であった。従って、上記式６を満たす場合は、溝部だけでは現像スリーブ２８上の現像剤量Ｍ／Ｓに相当する量の現像剤が確実に供給できないので、必ず非溝部も利用しながら現像剤の搬送がなされることとなる。したがって、上記式６を満たす場合、搬送能力が溝部に比べて低い非溝部を利用して搬送している分、現像スリーブ２８と規制ブレード３０のギャップを大きくすることが可能である。  逆に、上記式６を満たさない場合は、現像スリーブ２８上の現像剤量Ｍ／Ｓに相当する量の現像剤を現像スリーブ２８の溝部のみで供給可能となる。この場合、現像スリーブ２８の溝部は現像剤の搬送能力が高いため、現像スリーブ２８上の現像剤量Ｍ／Ｓに相当する量は大部分が溝部で搬送されることになり、現像スリーブ２８と規制ブレード３０のギャップが極端に小さくなりやすい。
なお、式６は次式６´に置き換え可能である。
（式６´）
α×｛ＳＢ＋Ｄ｝×Ｇ＜Ｍ／Ｓ
【００７４】
現像スリーブ２８上の単位面積（１０ｍｍ×１０ｍｍ）当たりの現像剤量Ｍ／Ｓは、以下のように求めることができる。即ち、現像スリーブの外周面に沿った板に一定面積（発明者らは５０ｍｍ×１０ｍｍ）の開口を設けたマスクを用意し、マスクを現像スリーブ外周面に押しあてながら、開口部の現像剤を磁石で回収する。そして、回収した現像剤の重さを測定したのち、単位面積（１０ｍｍ×１０ｍｍ）に換算する（発明者らの場合は５で割る）ことで、Ｍ／Ｓを得る。
【００７５】
以上を踏まえて、上記式６を満たすように溝比率αを調整することで、現像スリーブ２８と規制ブレード３０のギャップ（＝ＳＢ）が小さくなるのを防ぎ、ＳＢが０．２ｍｍより小さくなるのを防ぐのが本発明の骨子となる。
【００７６】
＜実施例＞
次に本発明を、実施例を用いて比較例を交えながらより具体的に説明する。
表１には現像スリーブ２８の表面の溝形状について、いくつかの条件で行った実験結果を示す。現像スリーブ２８は表面の長手方向に図３で示すようにＶ字形状で一定間隔（ピッチ）で溝処理が施されたものを使用した。それぞれのスリーブの形状を表に同時に示した。
【００７７】
【表１】
0005865288.tif 000002
【００７８】
検討に用いた現像剤は先に述べたトナーとフェライトからなる磁性キャリアが重量比率でＰ＝０．１と（１−Ｐ）＝０．９の割合で混合されたものを使用した。各々の比重は１．０ｍｇ／ｍｍ３と４．８ｍｇ／ｍｍ３であった。従って、現像剤の比重は式５よりＧ＝３．４８とした。また、磁性キャリアの粒径は３５μｍであった。
【００７９】
規制ブレード３０通過後の現像スリーブ２８上の現像剤量をＭ／Ｓ＝０．３ｍｇ／ｍｍ２（＝３０ｍｇ／ｃｍ２）となるよう設定した。この場合に、表１の各々の現像スリーブを用いた時の現像スリーブ２８と規制ブレード３０のギャップ（＝ＳＢ）がどう設定可能かを調べた。ＳＢ＝０．２ｍｍ以上に設定できなかった場合は×、ＳＢ＝０．２ｍｍ以上に設定できた場合は○、さらに、ＳＢが０．３ｍｍよりも大きく設定できた場合は◎とした。その際の現像スリーブ２８上のコート状態も同時に目視で観察した。ムラの無い状態は◎とし、ムラが発生し画像に影響がある状態を×とした。画像に影響がないレベルだが、軽微なコートのムラが生じはじめた状態は○とした。
【００８０】
実施例１：実施例１の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．０８０で、ＳＢを０．４５ｍｍに設定できた。式４（＝式６の左辺）を計算するとＳＢ＝０．４５ｍｍの場合で１３．９となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０の半分以下の値となるため、式６を満たす。従って、規制ブレード部の通過時に溝部に対して非溝部を大きくすることができ、より積極的に非溝部による搬送を利用できるから、ＳＢが０．４５ｍｍ程度に設定可能になったと想定できる。
【００８１】
実施例２：実施例２の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．０９６で、ＳＢを０．３５ｍｍに設定できた。式４（＝式６の左辺）を計算するとＳＢ＝０．３５ｍｍの場合で１３．６となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０の半分以下の値となるため、式６を満たす。従って、規制ブレード部の通過時に溝部に対して非溝部を大きくすることができ、より積極的に非溝部による搬送を利用できるから、ＳＢが０．３５ｍｍ程度に設定可能になったと想定できる。
【００８２】
実施例３：実施例３の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．１４３で、ＳＢを０．３ｍｍに設定できた。式４（＝式６の左辺）を計算するとＳＢ＝０．３ｍｍの場合で１９．４となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０より小さな値となっているため、式６を満たす。このことから、溝部だけでなく非溝部も使用しながら現像剤の搬送を行っていると想定され、ＳＢが０．２ｍｍ以上を達成できたと考えられる。ただし、実施例１，２と比較すると溝部の搬送量が増えて非溝部の搬送量が減っているため、ＳＢは０．２ｍｍ以上ではあるが０．３ｍｍと比較的小さな値となったと想定できる。
【００８３】
実施例４：実施例４の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．２２９で、ＳＢを０．２ｍｍに設定できた。式４（＝式６の左辺）を計算するとＳＢ＝０．２ｍｍの場合で２３．１となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０より小さな値となっているため、式６を満たす。このことから、溝部だけでなく非溝部も使用しながら現像剤の搬送を行っていると想定され、ＳＢが０．２ｍｍ以上を達成できたと考えられる。ただし、実施例１，２、３と比較して溝部の搬送量がさらに増えているため、ＳＢは０．２ｍｍと小さめの値になったと想定できる。
【００８４】
実施例４の現像スリーブのＳＢが小さくなったもう一つの理由として、溝のピッチＰが規制ブレード３０の厚み幅に対して小さいことがあげられる。実施例４の溝ピッチＰ＝０．７８５ｍｍであり、一方、規制ブレード３０の厚みＢ＝１．２ｍｍであるので、溝ピッチは規制ブレード３０の厚みよりも小さい。
【００８５】
溝ピッチＰが規制ブレード３０の厚Ｂみよりも小さい場合、図８（ｂ）のように２本以上の溝部が同時に規制ブレード３０を通過することがある。すると、図８（ｂ）に示したように溝部から伸びた磁気ブラシで囲まれた空間が存在することとなる。２本の磁気ブラシで囲まれた非溝部の現像剤は、逃げ場所がなく磁気ブラシからの機械的、磁気的な力を受けやすい。そのため、非溝部といえども搬送能力が増しやすい。したがって、図８（ａ）のように溝ピッチＰが規制ブレード３０の厚みＢよりも大きく、２本以上の溝部が同時に規制ブレード３０を通過することがないようにすることが好ましい。
【００８６】
図８（ｃ）のように規制ブレード３０の先端面が現像スリーブ２８の表面に対して角度θだけ傾いている場合は、規制ブレード３０の厚みの現像スリーブへの投影長Ｂｃｏｓθに対して溝ピッチＰが大きいと、同様の効果が得られる。
【００８７】
比較例１：比較例１の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．３９８で、ＳＢを０．２ｍｍ以上に設定できなかった。式４（＝式６の左辺）をＳＢ＝０．２ｍｍで計算すると、４４．３となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０以上の値となっている。このため、式６を満たそうとすると、ＳＢが０．２ｍｍ未満となってしまう。実際、Ｍ／Ｓ＝３０の場合のＳＢは０．１７ｍｍであった。従って、式４（＝式６の左辺）を計算するとＳＢ＝０．１７ｍｍの場合で４０．２となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０より大きな値となっているため、式６を満たさない。
【００８８】
比較例２：比較例２の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．３８２で、ＳＢは０．２ｍｍ以上に設定できなかった。式４（＝式６の左辺）をＳＢ＝０．２ｍｍで計算すると、３４．６となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０以上の値となっている。このため、式６を満たそうとすると、ＳＢが０．２ｍｍ未満となってしまう。実際、Ｍ／Ｓ＝３０の場合のＳＢは０．１８ｍｍであった。従って、式４（＝式６の左辺）を計算するとＳＢ＝０．１８ｍｍの場合で３１．９となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０より大きな値となっているため、式６を満たさない。
【００８９】
図９には本実施例および比較例の溝比率αとＳＢの関係を示すため、横軸を溝比率α、縦軸をＭ／Ｓ＝０．３０に設定した場合のＳＢとしてプロットした結果を示した。このグラフから、溝比率αとＳＢに強い相関があることが分かる。そして、全体の傾向として、溝比率αを小さくするとＳＢを大きく設定可能なことが分かる。特に、溝比率α＝０．２２９以下にすると急激にＳＢを大きく設定可能になり始めることが分かる。これは、溝比率α＝０．２２９が式６を満たすか満たさないかの分かれ目付近に位置しているためと考えられる。実際、溝比率α＝０．２２９より右側（溝比率αが大きい側）のプロットは式６を満たさないが、溝比率α＝０．２２９とそれより左側（溝比率αが小さい側）のプロットは式６を満たす。
【００９０】
式６を満たさない場合は、搬送の主体が溝部で搬送性が高いため、ＳＢを変化させるとＭ／Ｓも大きく変化する。そのため、溝比率αを小さくしてＭ／Ｓを下げることで、その分ＳＢを大きくしようとしても、ＳＢを少し広げれすぐに元のＭ／Ｓに戻るため、それほどＳＢは大きくできない。実際、図９のグラフでも、溝比率αが大きい側では、溝比率αを小さくしてもＳＢはそれほど大きくなっていない。
【００９１】
一方、式６を満たす場合は、積極的に非溝部による搬送を利用しているため、ＳＢを変化させてもＭ／Ｓはさほど変化しなくなる。そのため、溝比率αを小さくしてＭ／Ｓを下げることで、その分ＳＢを大きくしようとした場合に、ＳＢを大きく広げなければ元のＭ／Ｓに戻らない。従って、ＳＢを大きくすることが可能となる。実際、図９のグラフでも、式６を満たす溝比率α＝０．２２９より左側（溝比率αが小さい側）のプロットでは、溝比率αを下げることで急激にＳＢを広くできるようになることが分かる。即ち、本実施例では、α≦０．２２９が好ましい。
【００９２】
以上から、現像スリーブ２８上の規制ブレード３０を通過後の現像剤量Ｍ／Ｓに対して、式４の値が小さければ、つまり式６を満たすように溝比率を設定すれば、積極的に非溝部による搬送を利用できる。このため、Ｍ／Ｓが小さくてもＳＢは０．２ｍｍ以上に設定可能となる。
【００９３】
尚、好ましい構成として以下を挙げることができる。まず、非溝部による搬送が確保される状態をより確実にするためには、式４の値が規制ブレード３０を通過後の現像剤量Ｍ／Ｓ（本実施例ではＭ／Ｓ＝３０ｍｇ／ｃｍ２）に対して、２３／３０以下（実施例４相当）となることがより好ましい。即ち、図９のように、実施例４（＝２３／３０）では、式４の値が現像剤量Ｍ／Ｓ（本実施例では３０）に対して２３／３０以下となるため、少なくとも７／３０は非溝部で搬送することができ、ＳＢを大きくできる効果が確実に得ることができる。更に好ましい範囲としては、式４の値が規制ブレード３０を通過後の現像剤量Ｍ／Ｓ（本実施例では３０ｍｇ／ｃｍ２）に対して１９／３０以下となる場合（実施例３（＝１９．４／３０）に相当）は、非溝部で搬送する状態を確保した上で、非溝部で搬送する割合を更に大きくできる。結果、ＳＢを更に大きく設定できるためより好ましい。本実施例では、α≦０．１４３に相当し、この範囲であれば、上述した効果を更に得ることができ好ましい。
【００９４】
また、本実施例の図９によれば、溝比率α≦０．１２の領域では、比較例１、２の場合に対して約２倍のＳＢを得ることができ、より好ましい。換言すれば、式４の値が規制ブレード３０を通過後の現像剤量Ｍ／Ｓ（本実施例では３０）に対して１６／３０以下とすれば略同様な効果が得ることができ好ましい。この場合、非溝部で搬送する割合を充分に大きくできる。
【００９５】
さらに言えば、式７に示すように、式４の値が規制ブレード３０を通過後の現像剤量Ｍ／Ｓ（本実施例では３０）に対して半分以下となる実施例１と２はＳＢをより大きく設定することができた。これは、溝部に対して非溝部の搬送の割合を大きくすることができ、より積極的に非溝部による搬送を利用できるからと考えられる。
（式７）
１０ｍｍ×１０ｍｍ×α×｛ＳＢ（ｍｍ）＋Ｄ（ｍｍ）｝×Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）＜Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２）×１０ｍｍ×１０ｍｍ／２
【００９６】
現像スリーブ２８の径の異なる実施例５の現像スリーブを用いた場合についても検討を行ったが、現像スリーブ２８の径に拠らずに同様の結果が得られた。
【００９７】
実施例５：実施例５の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．０７８で、ＳＢ＝０．４０ｍｍに設定できた。式４（＝式６の左辺）をＳＢ＝０．４ｍｍで計算すると１２．５となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０の半分以下の値となるため、式６（式７）を満たす。従って、規制ブレード部の通過時に、溝部に対して非溝部が半分以上搬送している状態と想定されるため、ＳＢが０．４ｍｍ程度に設定可能になったと想定できる。
また、溝比率αがより小さな場合（実勢例６、実施例７）についても検討を行った。
【００９８】
実施例６：実施例６の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．０４０で、ＳＢ＝０．５ｍｍに設定できた。式４（＝式６の左辺）をＳＢ＝０．５ｍｍで計算すると７．６１となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ＝３０より小さく、式６（式７）を満たす。従って、ＳＢが０．５ｍｍ程度に設定可能になったと想定できる。
【００９９】
実施例７：実施例７の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．０３２で、ＳＢ＝０．６ｍｍに設定できた。式４（＝式６の左辺）をＳＢ＝０．６ｍｍで計算すると７．２３となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０より小さく、式６（式７）を満たす。従って、ＳＢが０．６ｍｍ程度に設定可能になったと想定できる。
【０１００】
ただし、実施例７に関しては現像スリーブ２８の搬送性に問題がないレベルだが、軽微なコートのムラが生じはじめた。これは溝部の搬送割合が７．２３／３０＝０．２４１と全体の１／４以下になり、非溝部による搬送割合が増えすぎたため、現像剤搬送能力に影響が出始めたと考えられる。よって、より好ましくは、式８に示すように、式４はＭ／Ｓの１／４以上であることが好ましい。
（式８）
１０×１０×α×｛ＳＢ＋Ｄ｝×Ｇ≧（Ｍ／Ｓ）／４
【０１０１】
表２には、現像スリーブの表面の溝形状について、実施例１に対して溝深さＤを浅くしたものや、溝幅Ｗを小さくした場合の実験結果を示す。
【０１０２】
【表２】
0005865288.tif 000003
【０１０３】
検討に用いた現像剤は表１の検討と全く同じで、現像剤の比重はＧ＝３．４８、磁性キャリアの粒径は３５μｍとした。
【０１０４】
表１の場合と同じく、規制ブレード３０を通過後の現像スリーブ２８上の現像剤量Ｍ／Ｓ＝０．３ｍｇ／ｍｍ２（＝３０ｍｇ／ｃｍ２）となるよう設定した。この場合に、表２の各々の現像スリーブ２８に関して現像スリーブ２８と規制ブレード３０のギャップ（＝ＳＢ）がどう設定可能かを調べた。またコート状態も同時に観察した。
【０１０５】
実施例８：実施例８の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．０８０で、ＳＢを０．４５ｍｍに設定できた。式４（＝式６の左辺）を計算するとＳＢ＝０．４５ｍｍの場合で１３．６となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０より半分以下の小さな値となっており、式６（式７、式８）を満たす。従って、規制ブレード部の通過時に溝部に対して非溝部が半分以上搬送している状態と想定されるため、ＳＢが０．４５ｍｍ程度に設定可能になったと想定できる。
【０１０６】
実施例９：実施例９の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．０８０で、ＳＢを０．５０ｍｍに設定できた。式４（＝式６の左辺）を計算するとＳＢ＝０．５０ｍｍの場合で１４．７となり、所望の単位面積１０ｍｍ×１０ｍｍ当たりのＭ／Ｓ（式６の右辺）＝０．３×１０×１０＝３０より半分以下の小さな値となっており、式６（式７、式８）を満たす。従って、規制ブレード部の通過時に溝部に対して非溝部が半分以上搬送している状態と想定されるため、ＳＢが０．５０ｍｍ程度に設定可能になったと想定できる。
【０１０７】
ただし、実施例９に関しては現像スリーブ２８の搬送性に問題がないレベルだが、軽微なコートのムラが生じはじめた。これは現像スリーブ２８の溝部の深さＤが３０μｍと磁性キャリアの直径２Ｒ以下なので、磁性キャリアの溝部に対する引っ掛かりがやや弱くなり、現像剤搬送能力に影響が出始めたと考えられる。よって、先にも述べたように、より好ましくは磁性キャリアの直径２Ｒよりも溝深さＤが深いことが好ましい。
【０１０８】
比較例３：比較例３の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．０８０で、ＳＢを０．６ｍｍに設定できたが、現像スリーブのコート状態が不安定であった。
【０１０９】
これは溝部の深さＤが１０μｍと磁性キャリアの半径以下なので、磁性キャリアの溝部に対する引っ掛かりが極度に弱くなり、現像剤搬送能力に影響が出たためと考えられる。よって、先にも式３で示したように、磁性キャリアの半径Ｒよりも溝深さＤが深いことが好ましい。
【０１１０】
比較例４：比較例４の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．０１６で、ＳＢを０．８ｍｍに設定できたが、現像スリーブのコート状態が不安定であった。
【０１１１】
これは比較例３と異なり溝深さＤは４０μｍと磁性キャリアの直径２Ｒ以上だが、溝の幅Ｗが３０μｍと磁性キャリアの直径２Ｒよりも小さい。このため、磁性キャリアが溝部に入り込むことができず、磁性キャリアの溝部に対する引っ掛かりが弱くなり、現像剤搬送能力に影響が出たためと考えられる。よって、先にも式２で示したように、磁性キャリアの直径２Ｒよりも溝の幅Ｗが広いことが好ましい。
【０１１２】
ここまで、規制ブレード３０通過後の現像スリーブ２８上の単位面積あたりの現像剤量Ｍ／Ｓは０．３ｍｇ／ｍｍ２（＝３０ｍｇ／ｃｍ２）の場合について述べてきたが、Ｍ／Ｓ＝０．３ｍｇ／ｍｍ２（＝３０ｍｇ／ｃｍ２）でなくとも同様の議論が可能である。
【０１１３】
先にも述べたように、粒状性の観点からは単位面積あたりの現像剤量Ｍ／Ｓ＝０．３±０．２ｍｇ／ｍｍ２（＝３０±２０ｍｇ／ｃｍ２）に設定するのが好ましい。より正確には、規制ブレード通過後の現像スリーブにコートされている現像剤量を比重で規格化した量（見かけ上のコート厚み＝（Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２））／比重Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）を２９〜１４０μｍの範囲に設定するのが好ましい。、上記範囲で所望のＭ／Ｓとした場合に、ＳＢ＝０．２ｍｍ以上を達成できる溝比率αの値としては、式６から以下に見積もれる。Ｍ／Ｓは値が小さいほど式６を満たしづらいので、Ｍ／Ｓ＝０．１ｍｇ／ｍｍ２、ＳＢ＝２００μの場合を計算する。この時、溝深さＤおよびに現像剤比重Ｇは本実施例での標準的な値としてＤ＝０．０６ｍｍ、Ｇ＝３．５ｍｇ／ｍｍ３として計算した。すると、
１０×１０×α×（０．２０＋０．０６）×３．５＜０．１×１０×１０
α＜０．１０９９
となる。
従って、溝深さや現像剤比重の振れを考慮しても、α＜０．１としておけば、Ｍ／Ｓを３０±２０ｍｇ／ｃｍ２に設定した場合に、式６を達成できるといえる。
【０１１４】
また、Ｍ／Ｓを３０±１５ｍｇ／ｃｍ２に設定した場合、Ｍ／Ｓは値が小さいほど式６を満たしづらいので、Ｍ／Ｓ＝０．１５ｍｇ／ｍｍ２、ＳＢ＝２００μの場合を計算する。
１０×１０×α×（０．２０＋０．０６）×３．５＜０．１５×１０×１０
α＜０．１６４８
となる。従って、溝深さや現像剤比重の振れを考慮しても、α＜０．１６としておけば、Ｍ／Ｓを３０±１５ｍｇ／ｃｍ２に設定した場合（より粒状性や濃度低下に有利な構成の場合）に、式６を達成できるといえる。
【０１１５】
また、Ｍ／Ｓを３０±１５ｍｇ／ｃｍ２に設定した場合、Ｍ／Ｓは値が小さいほど式６を満たしづらいので、Ｍ／Ｓ＝０．１５ｍｇ／ｍｍ２とし、ＳＢ＝３００μとした場合を計算する。
１０×１０×α×（０．３０＋０．０６）×３．５＜０．１５×１０×１０
α＜０．１１９
となる。従って、溝深さや現像剤比重の振れを考慮しても、α＜０．１１としておけば、Ｍ／Ｓを３０±１５ｍｇ／ｃｍ２に設定した場合に、式６を達成しながら、ＳＢを３００μ以上確保でき、より好ましいといえる。
【０１１６】
また、実施例６、７から溝比率αは０．０４以上であることが好ましい。それ以下であれば、溝比率が小さくなりすぎた結果、搬送性が弱くなり、現像スリーブ２８上のコートが不安定となりやすくなる。また、αの下限値としてより好ましくは、溝比率αは０．０６以上、更に好ましくは０．０８以上であると充分な搬送性を確保でき、更に好ましい。
【０１１７】
なお、本実施の形態ではＶ字の溝スリーブを使用したが、先にも述べたように、本発明は形状に拠らず適用可能である。例えばＵ字や矩形、または、これらの複合形状を含めて適用可能である。ただし、本発明のように溝比率αが比較的小さい場合には、Ｕ字や矩形スリーブ形状の溝を作成するのがやや難しいという問題がある。
【０１１８】
また、本実施の形態は現像スリーブ２８が１本の場合について述べたが、図１０に示すように、マグネットローラ２９、３２を内部に配置した現像スリーブ２８、３１を２本以上備えた場合にも同様に適用可能である。少なくとも、規制ブレード３０を対向配置した現像スリーブ２８に関しては、現像スリーブが１本の場合とまったく同様の議論が可能であり、本発明が適用可能である。
【０１１９】
（実施の形態２）
実施の形態１の検討は磁性キャリアとしてフェライトキャリアを用いたが、樹脂比率が高く磁化量が従来のフェライトキャリアよりも小さい樹脂磁性キャリアを使用すると、同じように式６を満たした場合でも、粒状性（がさつき）を良くすることができる。
【０１２０】
これは、磁化量が小さいと、隣り合う磁気ブラシの磁気的な相互作用（反発力）が小さく、その結果磁気ブラシの穂が緻密に且つ短くなることで、画像としてはきめムラ等のない解像度が高いものを提供できるからである。
【０１２１】
磁気ブラシの穂の長さは、実施例１で述べた見かけ上のコート厚み＝（Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｍｍ２））／比重Ｇ（ｍｇ／ｍｍ３）とおおむね一致するが、実際には現像剤の粗密に拠って多少の差が生じる。現像剤が密な場合に比べて粗な場合は、先の見かけのコート厚みよりも実際の磁気ブラシの長さは長くなりがちである。その結果、粒状性（がさつき）が悪化する要因となりうる。逆に、現像剤が粗な場合は磁気ブラシの穂が緻密に且つ短くなることで、粒状性（がさつき）の良いものを提供できる。
【０１２２】
そこで、本実施の形態ではキャリアとしてバインダ樹脂中に磁性金属酸化物（例えばマグネタイト）と非磁性金属酸化物（例えばフェマタイト）を分散させた樹脂磁性キャリアを用いた。
【０１２３】
本実施の形態では、フェライト粒子（２８０ｅｍｕ／ｃｍ３）に比べて最大磁化が小さく、１９０ｅｍｕ／ｃｍ３程度の樹脂磁性キャリアを用いた。この樹脂磁性キャリアの比重Ｃは４．０ｍｇ／ｍｍ３と実施の形態１よりも小さく４．０ｍｇ／ｍｍ３であった。また、トナーは実施の形態１と同じで、トナーと磁性キャリアの重量比率も同じ１：９とした。この時、式５を用いれば、Ｇ＝３．０８と計算できる。
上記キャリアを用いて、表１の実施例１と同じ現像スリーブを用いて検討を行った。
【０１２４】
実施例１０：実施例１の現像スリーブを用いた場合は、溝比率α＝０．０８０で、ＳＢを０．５０ｍｍに設定できた。式４を計算するとＳＢ＝０．５０ｍｍの場合で１３．６となり、所望のＭ／Ｓ＝３０の半分以下の値となるため、式６を満たす。従って、規制ブレード部の通過時に溝部に対して非溝部を大きくすることができ、より積極的に非溝部による搬送を利用できるから、ＳＢが０．５０ｍｍ程度に設定可能になったと想定できる。
【０１２５】
さらに、フェライト粒子を用いた実施例１の場合に比較して、本実施例では粒状性が良化した。
樹脂磁性キャリアとしては、本実施の形態のようにバインダ樹脂中に磁性金属酸化物と非磁性金属酸化物分散させたものに限らず、例えばポーラス形状のキャリアの空隙に樹脂を分散させて樹脂比率を高めたものでも構わない。
発明の効果を十分に得るためには、キャリアの磁化量が２１０ｅｍｕ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
【０１２６】
なお、磁化量の算出法であるが、キャリアの磁気特性を理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置にて、１ＫＯｅ（キロエルステッド）の外部磁場中に円筒状にパッキングしたキャリアの磁化の強さを求めた。その後キャリアの真比重を掛けることで磁化量（ｅｍｕ／ｃｍ３）を算出した。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる。
【符号の説明】
【０１２８】
１  感光体ドラム（像担持体）
４  現像装置
２２  現像容器
２３  現像室
２４  撹拌室
２５、２６  搬送スクリュー（現像剤撹拌・搬送手段）
２８  現像スリーブ（現像剤担持手段）
３０  層厚規制部材
【図１】
0005865288.tif 000004
【図２】
0005865288.tif 000005
【図３】
0005865288.tif 000006
【図４】
0005865288.tif 000007
【図５】
0005865288.tif 000008
【図６】
0005865288.tif 000009
【図７】
0005865288.tif 000010
【図８】
0005865288.tif 000011
【図９】
0005865288.tif 000012
【図１０】
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