(57)【要約】【課題】画像形成の累積の初期段階で現像剤担持性能が大きく低下せず、長期間に渡って安定した現像性能を発揮できる現像剤担持体を提供する。【解決手段】現像スリーブ（現像剤担持体）２１は、現像装置に装備されて、表面に少なくともトナーと磁性キャリアを有する現像剤を磁気的に担持して、感光ドラムに形成された潜像を現像する。現像スリーブ２１の現像領域２１ａは、磁性キャリアの平均粒子径よりも大きい曲率半径を有する凹部が、単位面積あたり１０％以上８０％以下を占めて部分的に形成されるように、表面がブラスト処理されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転位相角度に磁極を配置した固定磁極部材と、前記固定磁極部材の周囲で回転可能に配置された現像剤担持体とを備え、
磁性キャリアと非磁性トナーを含む二成分現像剤を、回転する前記現像剤担持体に磁力で担持させて、感光体に形成された静電像をトナー像に現像する現像装置において、
前記現像剤担持体の現像剤担持領域の微小単位面積には、前記磁性キャリアの平均粒子径よりも大きな曲率半径の凹部が、前記凹部を形成する前の仕上げ面を所定の面積比率で残すような密度で多数配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
所定の回転位相角度に磁極を配置した固定磁極部材の周囲で回転して磁性キャリアと非磁性トナーを含む二成分現像剤を担持する現像剤担持体において、
前記現像剤担持体の現像剤担持領域の微小単位面積には、前記磁性キャリアの平均粒子径よりも大きな曲率半径の凹部が、前記凹部を形成する前の仕上げ面を所定の面積比率で残すような密度で多数配置され、
前記所定の面積比率は、前記仕上げ面を残さない密度で前記凹部が配置された前記現像剤担持領域が画像形成を累積して摩耗した状態に対応させて定められていることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項３】
前記所定の面積比率は、１０％以上８０％以下であることを特徴とする請求項２記載の現像剤担持体。
【請求項４】
前記磁性キャリアの平均粒径をｄｃとし、前記非磁性トナーの平均粒径をｄｔとして、３０μｍ＜ｄｃ＜８０μｍ、３μｍ＜ｄｔ＜７μｍ、であるとき、
前記単位面積における十点平均粗さをＲｚ０とし、前記仕上げ面の十点平均粗さをＲｚ１とすると、
５μｍ＜Ｒｚ０＜１５μｍ、０．０５μｍ＜Ｒｚ１＜０．３μｍ
であることを特徴とする請求項２又は３記載の現像剤担持体。
【請求項５】
前記仕上げ面は、アルミニウムの鏡面であることを特徴とする請求項２乃至４いずれか１項記載の現像剤担持体。
【請求項６】
アルミニウムの円筒材料の現像剤担持領域を研磨して鏡面に加工する第１工程と、
前記円筒材料を回転させつつ前記現像剤担持領域に球状粒子を吹き付けて多数の凹部を形成する第２工程と、を有する現像剤担持体の製造方法において、
前記現像剤担持領域の微小な単位面積における前記球状粒子の吹き付け回数は、吹き付け終了後の前記微小な単位面積に前記鏡面を所定の面積比率で残すように設定されていることを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤担持体に二成分現像剤を担持させて感光体の静電像をトナー像に現像する現像装置、詳しくは現像剤担持体、いわゆる現像スリーブの表面加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体に形成した静電像を、磁性キャリアと非磁性トナーを含む二成分現像剤を用いる現像装置によりトナー像に現像し、トナー像を記録材に転写して熱定着させる画像形成装置が広く用いられている。現像装置は、攪拌等により帯電させた二成分現像剤を、固定磁極部材の周囲で回転する現像剤担持体の現像剤担持領域に、固定磁極部材の磁力によって担持させて感光体を摺擦することにより、静電像をトナー像に現像する（図２参照）。
【０００３】
二成分現像剤を担持する現像剤担持体は、通常、アルミニウム又はステンレスの薄肉円筒で構成され、現像剤担持領域は、磁性キャリアの数倍程度の粒子径の球状粒子を用いてブラスト加工されている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１には、現像剤担持体の円筒面を鏡面加工した後にガラスビーズでブラスト加工する現像剤担持体の製造方法が示される。この製造方法によれば、ブラスト加工による球面状の窪みが磁性キャリアの担持性能を高めるとともに、段落００８８に記載されているようにブラスト加工前の現像剤担持領域を鏡面加工することによって、現像剤担持体の表面におけるトナー融着を減少できる。
【０００５】
特許文献２には、球状粒子を用いて現像剤担持体の円筒面を粗面化する現像剤担持体の製造方法が示される。ここでは、融点の低いシャープメルトタイプのトナーを用いると、トナー融着による現像スリーブの汚染が発生して、画像不良が発生することが課題とされる。そして、ブラスト加工に用いる定形球状粒子の粒子径と加工後の十点平均粗さとを管理することで、現像スリーブの汚染を最小に抑制できることが示される。
【０００６】
特許文献３には、円筒面をブラスト加工した現像剤担持体は、画像形成の累積とともに、磁性キャリアとの摺擦で次第に表面が摩耗して現像剤の担持性能が低下することが課題とされている。ここでは、ブラスト加工後に表面を鏡面研磨して擬似的に画像形成を累積した摩耗状態を形成することで、新品状態での現像剤の担持性能を、画像形成の累積後も維持させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−６２７２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１５４０５号公報
【特許文献３】特開平４−２９６８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２に示すように、現像装置の運転中、現像装置の中では、現像剤担持体（２１）が磁性キャリアという研磨剤の摺擦を受けながら回転しているため、特許文献３に示されるように現像剤担持体は画像形成の累積に伴って次第に摩耗する。
【０００９】
特許文献１、２に示される現像剤担持体、すなわち球状粒子を用いてブラスト加工することにより現像剤担持領域の微小単位面積に多数の凹部を配置した現像剤担持体の場合も、当然、画像形成の累積に伴って次第に摩耗する。そして、摩耗の進行に伴って凹部の深さや微小単位面積に占める凹部の面積比率が変化すると、特許文献１、２に示される現像剤担持体も、当然、現像剤担持領域の現像剤担持性能が低下する。
【００１０】
現像剤担持領域の現像剤担持性能が低下すると、新品当初の現像剤担持性能を想定して設定された現像装置の運転条件（現像剤担持体の回転速度、印加電圧等）では、十分な現像性能を発揮できなくなる。
【００１１】
特に、特許文献１に示される現像剤担持体では、球状粒子が衝突して形成される凹部の境界の尖ったエッジ部分の摩耗が早いため、新品状態から画像形成を累積した初期段階で現像性能が大きく低下する。一方、その後、ある程度摩耗が進行してしまうと、その後は現像性能があまり変化しなくなることが判明した。
【００１２】
そこで、特許文献３に示されるように、ブラスト加工後に研磨剤を用いて研磨加工を行うことにより、特許文献１に示される現像剤担持体で画像形成の累積状態を加速的に再現することが提案された。
【００１３】
しかし、現像剤担持体は薄肉円筒状であり、円筒面の微小なゆがみや偏心に起因して回転方向や長手方向で均一な研磨を行うことが困難である。このため、現像剤担持体の回転方向及び長手方向の場所ごとに凹部の大きさ（深さ）や分布（面積比率）の差が大きくなって、現像性能にムラが発生する。研磨加工後の目視状態でムラが大きいと不良品として廃棄されるため、製品歩留まりが低下する。
【００１４】
また、研磨時に凹部のエッジ部分から脱落した金属粒子が表面を引き摺られるため、鏡面研磨を行っても研磨面は鏡面にならず、表面が荒れてトナーの融着が発生し易くなることが判明した。
【００１５】
本発明は、画像形成の累積の初期段階で現像剤担持体の現像剤担持性能が大きく低下せず、長期間に渡って安定した現像性能を発揮できる現像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の現像装置は、所定の回転位相角度に磁極を配置した固定磁極部材と、前記固定磁極部材の周囲で回転可能に配置された現像剤担持体とを備え、磁性キャリアと非磁性トナーを含む二成分現像剤を、回転する前記現像剤担持体に磁力で担持させて、感光体に形成された静電像をトナー像に現像するものである。そして、前記現像剤担持体の現像剤担持領域の微小単位面積には、前記磁性キャリアの平均粒子径よりも大きな曲率半径の凹部が、前記凹部を形成する前の仕上げ面を所定の面積比率で残すような密度で多数配置されている。
【００１７】
本発明の現像剤担持体の製造方法は、アルミニウムの円筒材料の現像剤担持領域を研磨して鏡面に加工する第１工程と、前記円筒材料を回転させつつ前記現像剤担持領域に球状粒子を吹き付けて多数の凹部を形成する第２工程とを有する物の製造方法である。そして、前記現像剤担持領域の微小な単位面積における前記球状粒子の吹き付け回数は、吹き付け終了後の前記微小な単位面積に前記鏡面を所定の面積比率で残すように設定されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の現像装置では、凹部を形成する前の仕上げ面を残して多数の凹部が形成されているため、凹部の形成後に研磨を行わなくても、ある程度摩耗が進行して現像性能があまり変化しなくなった状態が得られる。
【００１９】
仕上げ面を準備した後に多数の凹部を形成するため、凹部の形成時のまま、回転方向及び長手方向の各位置における凹部の深さと分布密度が揃って現像性能のばらつきが小さくなる。そして、回転方向及び長手方向の各位置における現像性能のばらつきが小さな状態が、新品状態から長期間に渡って大きく変化することなく維持される。
【００２０】
従って、画像形成の累積の初期段階で現像剤担持体の現像剤担持性能が大きく低下せず、長期間に渡って安定した現像性能を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】現像装置の構成の説明図である。
【図３】現像装置の内部構造の斜視図である。
【図４】現像スリーブの説明図である。
【図５】現像スリーブの表面摩耗の説明図である。
【図６】現像スリーブの加工方法の説明図である。
【図７】実施例１の現像スリーブの表面状態の説明図である。
【図８】実施例１の現像スリーブの耐摩耗性の評価結果の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、現像剤担持面が当初の仕上げ面を所定比率で残すようにブラスト加工されている限りにおいて、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。
【００２３】
従って、二成分現像剤を用いる現像装置を搭載していれば、中間転写方式、記録材搬送方式、記録材を１枚ずつ給送する方式、１ドラム型、タンデム型のいずれの画像形成装置でも実施できる。本実施形態では、トナー像の形成／転写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。
【００２４】
なお、特許文献１〜３に示される現像剤担持体、ブラスト加工、現像装置、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。
【００２５】
＜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９の直線区間に画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配置したフルカラープリンタである。
【００２６】
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて、中間転写ベルト９に一次転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト９のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、同様に中間転写ベルト９のトナー像に位置を重ねて順次一次転写される。
【００２７】
中間転写ベルト９に担持された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて、中間転写ベルト９に重ねて二次転写部Ｔ２を挟持搬送される記録材Ｐへ一括二次転写される。二次転写部Ｔ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１５で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に外部へ排出される。
【００２８】
記録材カセット１０から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ１１で１枚ずつに分離されてレジストローラ１２で待機し、中間転写ベルト９のトナー像にタイミングを合わせて、二次転写部Ｔ２へ送り出される。
【００２９】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、付設された現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＰＹについて説明し、他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、説明中の符号末尾のＹを、Ｍ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００３０】
画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙの周囲に、コロナ帯電器２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング装置６Ｙを配置している。感光ドラム１Ｙは、帯電極性が負極性の感光層が表面に形成され、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２Ｙは、コロナ放電に伴う荷電粒子を感光ドラム１Ｙに照射して感光ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の電位に帯電させる。
【００３１】
露光装置３Ｙは、画像データを展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを走査して感光ドラム１Ｙの表面に画像の静電像を書き込む。現像装置４Ｙは、後述するように、二成分現像剤を用いて静電像をトナー像に現像する。
【００３２】
一次転写ローラ５Ｙは、中間転写ベルト９の内側面を押圧して感光ドラム１Ｙに当接させる。一次転写ローラ５Ｙに正極性の直流電圧を印加することにより、負極性に帯電して感光ドラム１Ｙに担持されたトナー像が中間転写ベルト９に一次転写される。クリーニング装置６Ｙは、一次転写されないで中間転写ベルト９に残留した転写残トナーを回収する。
【００３３】
二次転写ローラ１３は、対向ローラ１４に内側面を支持された中間転写ベルト３１に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト９のトナー像に重ね合わせて記録材Ｐを挟持搬送し、二次転写ローラ１３に正極性の電圧を印加することにより、中間転写ベルト９に担持されたトナー像が記録材Ｐへ二次転写される。ベルトクリーニング装置１６は、二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト９の表面に付着した転写残トナーを回収する。
【００３４】
＜現像装置＞
図２は現像装置の構成の説明図である。図３は現像装置の内部構造の斜視図である。
【００３５】
図２に示すように、現像装置４Ｙは、二成分現像剤ｔを搬送スクリュー２７、２８により攪拌して帯電させ、回転する現像スリーブ２１の表面にマグネット２２の磁力によって担持して感光体の一例である感光ドラム１Ｙを摺擦させる。電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ２１に印加して、現像スリーブ２１よりも相対的に正極性となった感光ドラム１Ｙの静電像へトナーを移転させて静電像を反転現像する。
【００３６】
図３に示すように、現像装置４Ｙの現像容器２０は、両端部に開口部２４ａ、２４ｂを設けた隔壁２４によって現像室２５と攪拌室２６とに区画される。現像室２５と攪拌室２６とには、磁性体であるキャリア粒子と非磁性体であるトナー粒子とが混合された二成分現像剤が収容されている。
【００３７】
現像室２５には搬送スクリュー２７が配置され、搬送スクリュー２７は、回転して矢印Ｂ方向に二成分現像剤を搬送した後、開口部２４ｂを通じて二成分現像剤を攪拌室２６へ流し込む。攪拌室２６には搬送スクリュー２８が配置され、搬送スクリュー２８は、回転して矢印Ｃ方向に二成分現像剤を搬送した後、開口部２４ａを通じて二成分現像剤を現像室２５へ流し込む。これにより、二成分現像剤は、攪拌による磁性キャリアと非磁性トナーの摩擦帯電を受けつつ現像室２５と攪拌室２６とを長手方向に循環する。
【００３８】
循環する二成分現像剤は、磁性キャリアが正極性、非磁性トナーが負極性にそれぞれ所定の帯電量を付与されて相互に電気的な拘束を受けた状態で搬送スクリュー２７から現像スリーブ２１へと受け渡される。
【００３９】
図２に示すように、現像容器２０の感光ドラム（感光体）１Ｙに対向する開口部には、非回転に固定された固定磁極部材の一例であるマグネット２２を内包して、現像剤担持体の一例である現像スリーブ２１が回転可能に配置される。マグネット２２は、所定の回転位相角度に磁極を配置して、現像スリーブ２１を貫通する磁気力線を発生させ、現像スリーブ２１の表面に磁性キャリアの拘束磁界を形成する。現像スリーブ２１近傍には、マグネット２２の磁極Ｎ１に引き付けられた二成分現像剤ｔを所定の層厚に規制するための規制ブレード２３が配置されている。
【００４０】
現像スリーブ２１は、静電像が形成された感光ドラム１Ｙの表面近傍に二成分現像剤を搬送供給し、感光ドラム１Ｙと現像スリーブ２１の間に交流電界を印加しながら静電像を現像して顕像化する。現像スリーブ２１の回転に伴って感光ドラム１Ｙとの対向部（現像ニップ）へ搬送された磁性キャリアに対して静電気的に拘束されたトナーは、現像スリーブ２１に印加された振動電圧によって感光ドラム１Ｙへ飛翔する。
【００４１】
本実施例では、振動電圧の直流電圧Ｖｄｃは、感光ドラム１Ｙの暗部電位ＶＤ＝−５００Ｖ、明部電位ＶＬ＝−１５０Ｖに対して−３７０Ｖに設定している。これにより、現像コントラストは２２０Ｖ、白地部のかぶり取りコントラスト（Ｖｂａｃｋ）は１３０Ｖに確保している。振動電圧の交流電圧は周波数１０ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１７００Ｖの矩形パルスと休止期間を組み合わせたブランク・パルスである。
【００４２】
感光ドラム１Ｙとの対向部で現像に関与した残りの非磁性トナー及び磁性キャリアは、現像スリーブ２１の回転に伴って現像容器２０に戻され、磁極Ｎ１、Ｎ２の間の反発磁界で現像スリーブ２１から分離される。現像スリーブ２１から分離された二成分現像剤は、搬送スクリュー２７、２８に搬送されて現像室２５と攪拌室２６を循環する。
【００４３】
感光ドラム１Ｙの静電像の現像で消費されたトナー量に見合った量のトナーが攪拌室２６の上方から補給されることで、現像容器２０内の二成分現像剤ｔのトナー濃度が所定の範囲内に維持されている。攪拌室２６に補給されたトナーは、搬送スクリュー２８の回転動作により、攪拌室２６内の二成分現像剤と攪拌混合され、磁性キャリア粒子と摩擦帯電することで所定の帯電量が付与される。
【００４４】
＜現像剤担持体＞
図４は現像スリーブの説明図である。図５は現像スリーブの表面摩耗の説明図である。図４中、（ａ）は斜視図、（ｂ）は現像剤担持領域である。図５中、（ａ）は新品状態、（ｂ）は初期段階の終了時である。
【００４５】
図４の（ａ）に示すように、両端部のベアリング２２ａで相対回転可能にして現像スリーブ２１とマグネット２２とは一体に組み立てられ、一体に交換される。このため、現像スリーブ２１の交換時にはマグネット２２も一体に交換される。
【００４６】
図４の（ｂ）に示すように、現像スリーブ２１は、金属材料から成り、現像剤担持領域２１ａの表面をブラスト処理することによって多数の凹凸が形成されている。現像スリーブ２１の表面には、二成分現像剤の搬送性能を向上させる目的から、ガラスビーズ、鋼球等の球状粒子を用いてブラスト処理を施してある。
【００４７】
図５の（ａ）に示すように、一般的に、球状粒子を用いてブラスト処理を行うと、球状粒子が衝突して形成された凹部２１ｆと凹部２１ｆの間は、鋭利な凸部２１ｅの形状となる。凸部２１ｅの鋭利な形状は、現像装置（４Ｙ：図２）の累積使用時間が長くなるにつれて、二成分現像剤との摩擦によって摩耗し易い。図２に示すように、現像室２５の中ではマグネット２２の磁力で圧力を付与された二成分現像剤ｔの磁性キャリアが現像スリーブ２１を摺擦しているからである。特に、二成分現像剤ｔが規制ブレード２３によって所定の層厚に規制される際に現像スリーブ２１と二成分現像剤ｔとの間に摩擦が起こって凹部２１ｆと凹部２１ｆの間の凸部２１ｅの鋭利な形状を潰したり、摩耗させたりする。
【００４８】
その結果、図５の（ｂ）に示すように、現像剤担持領域２１ａは摩耗した形状となり、凹部２１ｆが浅くなったり、凹部２１ｆと凹部２１ｆの間の凸部２１ｅの形状による磁性キャリアの拘束力を失ったりする。現像スリーブ２１の現像剤担持領域２１ａの摩耗によって二成分現像剤の搬送力が低下すると、図５の（ａ）に示す新品状態に比較して、現像スリーブ２１の表面に担持される二成分現像剤の量が低下する。現像スリーブ２１の表面に担持される二成分現像剤量が低下すると、図２に示す感光ドラム１Ｙとの対向部へ十分なトナーを供給できなくなって画像の高濃度領域で所望の画像濃度が得られなくなる。
【００４９】
二成分現像剤を用いる現像方式は、二成分現像剤の磁気穂が感光ドラム１Ｙと非接触気味になるため、現像剤担持領域２１ａに担持される二成分現像剤量が低下すると回転方向の濃度ムラが発生し易くなる。例えば、回転方向の画像エッジにトナーが集中する掃き寄せや、画像エッジの手前でトナーの付着量が不足する白抜けと言った画像不良が発生し易くなる。
【００５０】
特に、現像スリーブ２１の材質としてアルミニウムを使用した場合、ステンレスを使用した場合に比べて表面の凹凸が摩耗し易いため、画像形成の累積に伴う現像性能の低下が顕著であった。
【００５１】
そこで、特許文献３に示されるように、ブラスト処理後の表面にバフ研磨または化学研磨を施すことで、凹部と凹部の間の鋭利な凸部を最初から無くして、新品状態から図５の（ｂ）に示すような表面形状とすることが提案された。これにより、画像形成の累積によって表面形状が大きく変化して二成分現像剤の搬送性能が低下することを防止できるからである。画像形成の累積の前後における現像スリーブ２１の現像剤担持領域２１ａの表面形状の変化を少なくすることが二成分現像剤の搬送性能の低下を防止するために有効だからである。
【００５２】
しかし、実際にガラスビーズを用いてブラスト処理した現像スリーブ２１の表面をバフ研磨したところ、いくつかの問題が発生した。
【００５３】
その１つは、研磨時に発生する金属粉が現像スリーブ２１の現像剤担持領域２１ａの表面に残ってしまうことである。金属粉が残ったまま、現像スリーブ２１を現像装置４Ｙに組み付けると、二成分現像剤中に金属粉が混入してしまう。そして、画像形成中に金属粉が現像スリーブ２１に担持されて感光ドラム１Ｙと対向する現像領域に搬送されると、現像スリーブ２１と感光ドラム１Ｙとの間で放電が発生して放電跡が画像に出てしまう。いわゆるリングマークと呼ばれる画像不良が発生し易くなった。
【００５４】
その後の検討の結果、リングマークと呼ばれる画像不良は、研磨後に液状ブラストを施して２〜３段階の水洗浄を行うことで、除去できることが判明した。しかし、この場合、現像スリーブ２１の表面に付着した金属粉を除去するためだけの洗浄工程が別途必要になる。
【００５５】
すなわち、ブラスト処理後に現像スリーブ２１の表面を研磨する方法は、二成分現像剤の搬送性能の低下防止には効果があるが、製造時において研磨工程と後洗浄工程が追加される。そのため、新たな設備が必要となり、トータルの製造時間も長くなり、結果的に、現像スリーブ２１の製造コストが高くなってしまう。
【００５６】
そこで、以下の実施例では、最初に現像スリーブ２１の現像剤担持面を鏡面に仕上げた後、現像性能が安定する摩耗状態と同程度の凹凸形状になるまでブラスト処理を行っている。
【００５７】
すなわち、ブラスト処理前の鏡面を所定の面積比率で残した中途半端な状態でブラスト加工を中止することで、特許文献１に示される現像剤担持体において現像性能が急低下する初期段階を経過した状態に相当する表面状態を再現する。吹き付け終了後の微小な単位面積に鏡面を所定の面積比率で残して、現像剤の担持性能が安定する摩耗状態と同程度の凹凸形状を意図的に形成する。
【００５８】
画像形成を累積して摩耗した状態に対応させた面積比率で鏡面を残すことにより、摩耗によって現像性能が損なわれにくい表面状態が得られる。そのような表面状態で使用開始することで、新品状態から長期間に渡って安定した現像性能を継続できる。
【００５９】
具体的には、鏡面を残さない条件でブラスト処理された現像スリーブで画像形成を累積して現像性能が安定した際の磨耗領域の面積比率を顕微鏡写真より求め、そのような面積比率となるようにブラスト処理の条件を設定している。１万枚の連続画像形成を行った前後における磨耗領域の面積比率の差が５％以下となるように所定の面積比率を設定している。
【００６０】
＜実施例１＞
図６は現像スリーブの加工方法の説明図である。図７は実施例１の現像スリーブの表面状態の説明図である。図８は実施例１の現像スリーブの耐摩耗性の評価結果の説明図である。
【００６１】
図４の（ｂ）に示すように、現像スリーブ２１は、材質がアルミニウム（Ａ６０６３）からなり、外径が２０ｍｍ、内径が１８．８ｍｍ、肉厚０．９ｍｍの薄肉の円筒材料である。現像スリーブ２１の表面には、二成分現像剤の搬送性能を高めるために、長手方向の中央の長さ３２０ｍｍの現像剤担持領域２１ａにブラスト処理による粗面加工が施されている。
【００６２】
現像スリーブ２１の内側に配置されるマグネット（２２）の長手方向の両端には磁気シール用の磁極（不図示）が設けられており、磁極に対応して形成されたシール領域２１ｂは、磁気シールの摩擦を軽減するために鏡面仕上げされている。
【００６３】
図６の（ａ）に示すように、現像スリーブ２１は、ブラスト処理前に、センタレス研磨装置１０１（ミクロン精密（株）製ＭＤ６００III４Ｗ−ＩＧ−ＲＤＴ−ＣＮＣ）により研磨して、円筒材料の表面全体を鏡面に仕上げている。研磨が終了した現像スリーブ２１の長手方向の両端部には、続くブラスト処理で球状粒子の被弾を受けないように、マスキングテープが貼付される。
【００６４】
実施例１では、研磨砥石として、ＧＮＶ１２０Ｌ１０ＶＶ４Ｇ３３  ７Ａ  ６１０Ｄ×４００Ｔ×３０４．８Ｈを用いて鏡面処理を行い、これにより、表面の十点平均粗さＲｚ＝０．２±０．０５μｍとしている。十点平均粗さＲｚは、（株）小坂研究所製表面粗さ計ＳＥ−３４００を用いて軸方向の十点平均粗さＲｚを６回測定して平均した。
【００６５】
なお、鏡面加工した面はそのままでも良いが、耐磨耗性を高めるために、アルマイト加工を行って自然酸化膜よりも厚い酸化皮膜を形成してもよい。
【００６６】
ここで、ブラスト処理前の現像スリーブ２１の表面を鏡面処理する理由は、特許文献１に記載されているように、現像スリーブ２１の表面に対するトナーの融着を抑制するためである。現像スリーブ２１の表面に微小な凹凸があると、トナー粒子が拘束を受けて停滞し易くなる。そして、停滞したトナー粒子は、二成分現像剤の摩擦と加圧を受けて融着し易くなり、小さな凹凸に拘束された状態で融着したトナー粒子は現像スリーブ２１の表面からはがれにくい。
【００６７】
このため、現像スリーブ２１の表面を鏡面研磨して小さな凹凸を解消することで、現像スリーブ２１の表面にトナーが融着しにくくなる。低融点で融着し易いトナーを使用した場合でも、現像スリーブの表面がトナーに覆われて発生する現像不良を防止できる。そのような性質を満たす仕上げ面の十点平均粗さＲｚ１は、０．０５μｍ＜Ｒｚ１＜０．３μｍである。
【００６８】
図６の（ｂ）に示すように、ブラスト処理装置１０２に鉛直状態で現像スリーブ２１を取り付け回転機構１０３により回転させる。この状態で現像スリーブ２１の長手方向に往復移動するブラストガン１０４から球状粒子を吹き付けて現像スリーブ２１の現像剤担持領域２１ａをブラスト処理する。
【００６９】
コンプレッサ１０６から供給される高圧空気に、ホッパ１０７から供給量調整バルブ１０８を通じて供給される球状粒子を、混合器１０５で混合してブラストガン１０４に供給する。ブラスト処理装置１０２から排出された空気は、サイクロン１０６で球状粒子及び加工屑を除去する。
【００７０】
ところで、特許文献１に示される現像剤担持体の場合、ブラスト処理後の微小単位面積に占める鏡面素地の割合を制御する必要が無いため、比較的に自由にブラスト処理条件を設定できる。しかし、実施例１の場合、ブラスト処理後の微小単位面積に占める鏡面素地の比率を所定の比率に制御すると同時に、そのような表面状態を長手方向で均一に形成する必要があるため、ブラスト処理条件に制約が増えている。
【００７１】
このため、実施例１では、鏡面を残さない通常のブラスト処理に比較して、球状粒子の単位時間当たり供給量を少なくしている。その一方で、ブラストガン１０４の往復速度を高くし、１本の現像スリーブ２１のブラスト処理にかかるブラストガン１０４の往復回数を増している。これにより、現像剤担持領域２１ａの微小単位面積に占める球状粒子の被弾を受けないで残る鏡面の面積比率を１０〜８０％の範囲で±５％に制御できるようにした。
【００７２】
また、面積比率の調整は、球状微粒子の噴射時間をブラストガン１０４の片道移動時間単位で変更して制御した。これにより、現像スリーブ２１の長手方向の外側でブラスト処理を開始して外側でブラスト処理を終了することが可能となり、現像剤担持領域２１ａの長手方向にブラスト処理のムラができることが避けられた。
【００７３】
実施例１では、球状粒子としてガラスビーズ（ＦＧＢ＃８０）を採用し、２００ｇ／分の供給量で供給した。ブラストガン１０４の噴射距離１００ｍｍ、ブラストガン１０４の移動速度５．０ｃｍ／ｓｅｃ、圧縮空気圧０．２３ＭＰａ、現像スリーブ２１の回転速度５４５ｒｐｍのように加工条件を設定した。
【００７４】
ブラスト処理の加工時間を振った実験の結果、現像剤担持領域２１ａの微小単位面積に占める鏡面の面積比率とブラスト処理の加工時間との関係が次の表１のように得られた。
【００７５】
【表１】
2011033904.tif 000003
【００７６】
実施例１では、上記のブラスト条件により、ブラスト処理後の表面の十点平均粗さＲｚは、特許文献１に示される現像剤担持体とほぼ等しい十点平均粗さＲｚ＝１０．５±１．５μｍとしている。十点平均粗さＲｚは、ブラスト時のエア圧によって変化する傾向があり、エア圧が大きい程、十点平均粗さＲｚを大きくすることができる。このため、現像剤担持体の材質がアルミニウムであり、ブラスト処理に用いられる砥粒が定型粒子であり、ブラスト処理後の十点平均粗さＲｚが５μｍ以上、１５μｍ未満である。
【００７７】
特許文献１に示されるように、十点平均粗さＲｚは、磁性キャリアを保持する凹部の深さに対応して、磁性キャリアの平均粒径に関連付けて設定される。実施例１では、平均粒径４０μの磁性キャリアと平均粒径５μの非磁性トナーを含む二成分現像剤を用いた。そして、十点平均粗さＲｚを異ならせた比較の結果、有効な十点平均粗さＲｚの範囲は、５μｍ以上１５μｍ以下であった。すなわち、磁性キャリアの平均粒径をｄｃとし、非磁性トナーの平均粒径をｄｔとして、３０μｍ＜ｄｃ＜８０μｍ、３μｍ＜ｄｔ＜７μｍであるとき、単位面積における十点平均粗さをＲｚ０とすると、５μｍ＜Ｒｚ０＜１５μｍである。
【００７８】
十点平均粗さＲｚが小さいと、二成分現像剤の搬送力が得られない。特許文献１、２に示されるように、十点平均粗さＲｚが５μｍ未満だと、搬送力が小さくなり過ぎて、二成分現像剤を安定して搬送することが難しくなる。
【００７９】
十点平均粗さＲｚが大きいと、凹所の境界にできる鋭利な凹凸が高くなって摩耗を受け易くなるため、実施例１のように鏡面の面積比率を制御しても、現像性能の低下を抑制できなくなる。十点平均粗さＲｚが１５μｍを超えると、ブラスト時に発生する、隣り合う凹凸の境界にできる鋭利な凸部の高さが大きくなるため、凸部の摩耗が顕著に発生して、初期段階に二成分現像剤搬送力の低下が発生し易くなる。
【００８０】
実施例１では、ブラスト処理の球状粒子としてガラスビーズＦＧＢ＃８０を用いたが、他の番手や別の種類の砥粒を用いることも可能である。ただし、砥粒としてはＦＧＢのような定型の球状粒子を用いて、その番手としては＃６０〜＃１５０の比較的大きな粒子を用いた場合に特に良好な結果が得られた。
【００８１】
なお、番手とはＦＧＢの粒子の大きさを表しており、番手が＃６０で、粒径が２５０〜３５５μｍの範囲、番手が＃１５０で、粒径が１０６〜１２５μｍの範囲である。いずれも磁性キャリアの平均粒子径４０〜７０μｍよりも十分に大きいため、キャリア粒子を緩く拘束する凹所が形成される。
【００８２】
また、ブラスト処理の砥粒としてアルミナ等の不定形の粒子を用いた場合、表面の凹凸に鋭利な凸部ができ易いため、トナーの融着に関して不利である。
【００８３】
また、定型粒子を用いた場合でも、粒径の小さい番手の砥粒を用いると、凹部の曲率半径が磁性キャリアの曲率半径よりも小さくなって磁性キャリアの保持性能に問題が生じる。凹部の間隔に鋭利な凸部が生じる割合が増えるため、摩耗による現像性能の低下も大きくなる。
【００８４】
上述のように研磨後にブラスト処理した実施例１の現像スリーブ２１について、ブラスト処理後の現像スリーブ２１の表面を光学顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ社製  ＶＫ−８７１０）で観察した。
【００８５】
図７の（ａ）に示すように、実施例１では、現像スリーブ２１の表面の観察領域には、球状粒子の着弾によって生じる凹部の間隔にブラスト処理前の鏡面が残存していることが確認された。そして、顕微鏡撮影した写真から単位面積当たりで残された鏡面の面積比率を算出すると、２６〜３４％であった。そのような密度でガラスビーズの被弾痕が単位面積中に多数配置されている。
【００８６】
図７の（ｂ）に示すように、従来の条件でブラスト処理された比較例の現像スリーブの表面で同様の評価を行ったところ、球状粒子の着弾によって生じる凹部の間隔には、鋭い凸部が形成されていた。
【００８７】
このように、鏡面を所定比率で残すようにブラスト処理を行うことによって、球状粒子の衝突によって生じる凹凸の間隔を広げて、隣り合う凹凸の境界にできる鋭利な凸部が発生する割合を従来の現像スリーブに比べて大幅に減らせる。
【００８８】
実施例１では、残す鏡面の所定比率を、比較例の現像スリーブで現像性能が大きく低下する初期段階が終わった後にその表面を顕微鏡撮影した写真から求めた単位面積当たりの平坦部の比率に等しく定めた。これにより、比較例の現像スリーブのように、初期段階で現像性能が大きく低下することがなくなった。
【００８９】
図２に示すように、下記（１）〜（３）の各条件で製作した現像スリーブを用いて、現像装置４Ｙの空運転を行って、現像剤担持性能の変化を比較評価した。現像装置４Ｙに新品の二成分現像剤を充填し、感光ドラム１Ｙが無く、電源Ｄ４を接続しない現像装置４Ｙ単体の状態で、搬送スクリュー２７、２８による二成分現像剤の循環を伴って、現像スリーブ２１を４８０ｒｐｍで回転させた。現像剤担持性能の変化は、特許文献１に示されるように、磁性キャリアの保持能力を示す十点平均粗さＲｚの変化で評価した。
（１）実施例１の現像スリーブ２１
（２）比較例の現像スリーブ
（３）研磨した比較例の現像スリーブ
【００９０】
研磨した比較例の現像スリーブは、特許文献３に示されるように、比較例の現像スリーブをブラスト処理後に実施例１の現像スリーブ２１と十点平均粗さＲｚがほぼ等しくなるまで研磨したものである。
【００９１】
図８に示すように、上記（２）の比較例の現像スリーブは、空運転の開始後から十点平均粗さＲｚの低下が大きく、１２０時間後には十点平均粗さＲｚが４．１μｍまで低下した。上記（３）の研磨した比較例の現像スリーブは、十点平均粗さＲｚの低下は少ないものの、現像スリーブ表面に対するトナーの融着が顕著に発生した。これは、研磨時に現像スリーブ表面に細かな傷が生じて、この傷にトナー粒子が入り込むことによって融着に至ったと考えられる。
【００９２】
これらに対して、実施例１の現像スリーブ２１は、長期間の耐久にわたって十点平均粗さＲｚの低下が非常に少なく、１２０時間後でも十点平均粗さＲｚは１０．１μｍであった。また、現像スリーブ２１の表面に対するトナーの融着も少なく、現像スリーブ表面は最後まで良好な状態を保っていた。
【００９３】
図４の（ｂ）に示されるように、ブラスト処理後の現像剤担持領域２１ａの微小単位面積における残された鏡面の比率を様々に変えて現像スリーブ２１を製作し、上記の現像装置４Ｙの空運転実験による比較検討を行った。
【００９４】
【表２】
2011033904.tif 000004
【００９５】
表２に示すように、残された鏡面の比率を１０％以上８０％以下にすると良好な結果が得られ、２０％以上６０％以下にすると特に良好な結果が得られた。
【００９６】
ここで、残された鏡面の比率が１０％未満の場合、ブラスト処理時に発生する、隣り合う凹所の境界にできる鋭利な凸部の割合を少なくする効果が十分に得られない。このため、長期間使用した際の表面の摩耗による搬送力の低下を防止できないと考えられる。
【００９７】
一方、残された鏡面の比率が８０％以上の場合は、二成分現像剤の搬送に必要な表面の凹部の数が少な過ぎるため、新品状態において既に二成分現像剤の十分な搬送力が得られない。また、凹部の分布にばらつきが生じ易いため、現像スリーブの二成分現像剤によるコート状態にムラが発生し易い。
【００９８】
以上説明したように、実施例１では、二成分現像剤の搬送性能を上げるために現像スリーブ表面にブラスト処理を施す。その際、ブラスト処理前の平滑面の状態のまま残存している部分の割合を単位面積当たり１０％以上、８０％以下とする。このため、ブラスト処理後に、砥粒の衝突を受けずに、ブラスト処理前の平滑面の状態のまま残存している部分の割合が単位面積当たり１０％以上、８０％以下である。
【００９９】
つまり、画像形成の累積に伴って摩耗し易い鋭利な凸部が発生する割合をブラスト処理の段階で減らしている。新品状態の時点で、ブラスト処理時に発生する鋭利に尖った部分を減らしているため、長期の耐久にわたって現像スリーブ表面の摩耗を防止し、摩耗に伴う二成分現像剤の搬送性能の低下を防止できる。
【０１００】
このため、新品状態から長期間にわたって表面の摩耗に伴う二成分現像剤の搬送性能低下を防止できる。そして、二成分現像剤の搬送性能の低下に伴う現像濃度の低下及び画像不良の発生を防止できる。二成分現像剤の搬送性能の低下に伴う現像濃度の低下及び画像不良の発生を防止できる現像装置を実現できる。長期間にわたって表面の摩耗に伴う二成分現像剤の搬送性能低下を防止して、常に高品位の画像を安定して得ることのできる現像装置を実現できる。
【０１０１】
また、実施例１では、特許文献３に示されるような研磨工程を行わないため、研磨工程や後洗浄工程による現像スリーブの製造時のコストや製造時間の増大が問題とならない。そして、現像剤スリーブの材質としてＳＵＳに比べて加工が容易で、材料費が安価なアルミを用いている。このため、現像領域へ搬送するための現像スリーブにおいて、製造時のコストや製造時間を増大させることが無い。
【符号の説明】
【０１０２】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  帯電ローラ
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ  露光装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置
２０  現像容器
２１  現像スリーブ
２１ａ  現像剤担持領域
２２  マグネット
２３  規制ブレード
２４  隔壁
２５  現像室
２６  攪拌室
２７、２８  搬送スクリュー
【図１】
2011033904.tif 000005
【図２】
2011033904.tif 000006
【図３】
2011033904.tif 000007
【図４】
2011033904.tif 000008
【図５】
2011033904.tif 000009
【図６】
2011033904.tif 000010
【図７】
2011033904.tif 000011
【図８】
2011033904.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月27日(2009.8.27)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、現像剤担持体に二成分現像剤を担持させて像担持体の潜像をトナー像に現像する現像装置、詳しくは現像剤担持体、いわゆる現像スリーブの表面加工方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
像担持体に形成した潜像を、磁性キャリアとトナーを含む現像剤（二成分現像剤）を用いる現像装置によりトナー像に現像し、トナー像を記録材に転写して熱定着させる画像形成装置が広く用いられている。現像装置は、攪拌等により帯電させた二成分現像剤を、固定磁極部材の周囲で回転する現像剤担持体の現像領域に、固定磁極部材の磁力によって磁気的に担持させて像担持体を摺擦することにより、潜像をトナー像に現像する（図２参照）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
現像剤（二成分現像剤）を担持する現像剤担持体は、通常、アルミニウム又はステンレスの薄肉円筒で構成され、現像領域は、磁性キャリアの数倍程度の粒子径の球状粒子を用いてブラスト加工されている（特許文献１）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
特許文献１には、現像剤担持体の円筒面を鏡面化処理した後にガラスビーズでブラスト加工する現像剤担持体の製造方法が示される。この製造方法によれば、ブラスト加工による球面状の窪みが磁性キャリアの担持性能を高めるとともに、段落００８８に記載されているようにブラスト加工前の現像領域を鏡面化処理することによって、現像剤担持体の表面におけるトナー融着を減少できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
特許文献１、２に示される現像剤担持体、すなわち球状粒子を用いてブラスト加工することにより現像領域の単位面積に多数の凹部を配置した現像剤担持体の場合も、当然、画像形成の累積に伴って次第に摩耗する。そして、摩耗の進行に伴って凹部の深さや単位面積に占める凹部の面積比率が変化すると、特許文献１、２に示される現像剤担持体も、当然、現像領域の現像剤担持性能が低下する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
現像領域の現像剤担持性能が低下すると、新品当初の現像剤担持性能を想定して設定された現像装置の運転条件（現像剤担持体の回転速度、印加電圧等）では、十分な現像性能を発揮できなくなる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の現像剤担持体は、表面に少なくともトナーと磁性キャリアを有する現像剤を磁気的に担持して、像担持体に形成された潜像を現像するものである。そして、前記現像剤担持体の現像領域において、前記磁性キャリアの平均粒子径よりも大きい曲率半径を有する凹部が、単位面積あたりに部分的に形成されるように前記現像剤担持体の表面がブラスト処理されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の現像剤担持体の製造方法は、表面に少なくともトナーと磁性キャリアを有する現像剤を磁気的に担持して、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体の製造方法である。そして、前記現像剤担持体の現像領域を鏡面化処理する第１工程と、前記第１工程後に、前記現像剤担持体の現像領域において、前記磁性キャリアの平均粒子径よりも大きい曲率半径を有する凹部が、単位面積あたりに部分的に形成されるように、前記現像剤担持体の表面をブラスト処理する第２工程とを有する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の現像装置では、凹部が単位面積あたりに部分的に形成されるように、前記現像剤担持体の表面がブラスト処理されているため、凹部の形成後に研磨を行わなくても、ある程度摩耗が進行して現像性能があまり変化しなくなった表面状態が得られる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
ブラスト処理されない部分の表面状態を準備した後に多数の凹部を形成するため、凹部の形成時のまま、回転方向及び長手方向の各位置における凹部の深さと分布密度が揃って現像性能のばらつきが小さくなる。そして、回転方向及び長手方向の各位置における現像性能のばらつきが小さな状態が、新品状態から長期間に渡って大きく変化することなく維持される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
露光装置３Ｙは、画像データを展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを走査して感光ドラム１Ｙの表面に画像の潜像を書き込む。現像装置４Ｙは、後述するように、二成分現像剤を用いて潜像をトナー像に現像する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図２に示すように、現像装置４Ｙは、二成分現像剤ｔを搬送スクリュー２７、２８により攪拌して帯電させ、回転する現像スリーブ２１の表面にマグネット２２の磁力によって磁気的に担持して像担持体の一例である感光ドラム１Ｙを摺擦させる。電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ２１に印加して、現像スリーブ２１よりも相対的に正極性となった感光ドラム１Ｙの潜像へトナーを移転させて潜像を反転現像する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図３に示すように、現像装置４Ｙの現像容器２０は、両端部に開口部２４ａ、２４ｂを設けた隔壁２４によって現像室２５と攪拌室２６とに区画される。現像室２５と攪拌室２６とには、少なくとも磁性キャリアとトナー（非磁性）とが混合された二成分現像剤が収容されている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
現像室２５には搬送スクリュー２７が配置され、搬送スクリュー２７は、回転して矢印Ｂ方向に二成分現像剤を搬送した後、開口部２４ｂを通じて二成分現像剤を攪拌室２６へ流し込む。攪拌室２６には搬送スクリュー２８が配置され、搬送スクリュー２８は、回転して矢印Ｃ方向に二成分現像剤を搬送した後、開口部２４ａを通じて二成分現像剤を現像室２５へ流し込む。これにより、二成分現像剤は、攪拌による磁性キャリアとトナーの摩擦帯電を受けつつ現像室２５と攪拌室２６とを長手方向に循環する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
循環する二成分現像剤は、磁性キャリアが正極性、トナーが負極性にそれぞれ所定の帯電量を付与されて相互に電気的な拘束を受けた状態で搬送スクリュー２７から現像スリーブ２１へと受け渡される。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図２に示すように、現像容器２０の感光ドラム（像担持体）１Ｙに対向する開口部には、非回転に固定された固定磁極部材の一例であるマグネット２２を内包して、現像剤担持体の一例である現像スリーブ２１が回転可能に配置される。マグネット２２は、所定の回転位相角度に磁極を配置して、現像スリーブ２１を貫通する磁気力線を発生させ、現像スリーブ２１の表面に磁性キャリアの拘束磁界を形成する。現像スリーブ２１近傍には、マグネット２２の磁極Ｎ１に引き付けられた二成分現像剤ｔを所定の層厚に規制するための規制ブレード２３が配置されている。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
現像スリーブ２１は、潜像が形成された感光ドラム１Ｙの表面近傍に二成分現像剤を搬送供給し、感光ドラム１Ｙと現像スリーブ２１の間に交流電界を印加しながら潜像を現像して顕像化する。現像スリーブ２１の回転に伴って感光ドラム１Ｙとの対向部（現像ニップ）へ搬送された磁性キャリアに対して静電気的に拘束されたトナーは、現像スリーブ２１に印加された振動電圧によって感光ドラム１Ｙへ飛翔する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
感光ドラム１Ｙとの対向部で現像に関与した残りのトナー及び磁性キャリアは、現像スリーブ２１の回転に伴って現像容器２０に戻され、磁極Ｎ１、Ｎ２の間の反発磁界で現像スリーブ２１から分離される。現像スリーブ２１から分離された二成分現像剤は、搬送スクリュー２７、２８に搬送されて現像室２５と攪拌室２６を循環する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
感光ドラム１Ｙの潜像の現像で消費されたトナー量に見合った量のトナーが攪拌室２６の上方から補給されることで、現像容器２０内の二成分現像剤ｔのトナー濃度が所定の範囲内に維持されている。攪拌室２６に補給されたトナーは、搬送スクリュー２８の回転動作により、攪拌室２６内の二成分現像剤と攪拌混合され、磁性キャリア粒子と摩擦帯電することで所定の帯電量が付与される。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
＜現像剤担持体＞
図４は現像スリーブの説明図である。図５は現像スリーブの表面摩耗の説明図である。図４中、（ａ）は斜視図、（ｂ）は現像領域である。図５中、（ａ）は新品状態、（ｂ）は初期段階の終了時である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図４の（ｂ）に示すように、現像スリーブ２１は、金属材料から成り、現像領域２１ａの表面をブラスト処理することによって多数の凹凸が形成されている。現像スリーブ２１の表面には、二成分現像剤の搬送性能を向上させる目的から、ガラスビーズ、鋼球等の球状粒子を用いてブラスト処理を施してある。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
その結果、図５の（ｂ）に示すように、現像領域２１ａは摩耗した形状となり、凹部２１ｆが浅くなったり、凹部２１ｆと凹部２１ｆの間の凸部２１ｅの形状による磁性キャリアの拘束力を失ったりする。現像スリーブ２１の現像領域２１ａの摩耗によって二成分現像剤の搬送力が低下すると、図５の（ａ）に示す新品状態に比較して、現像スリーブ２１の表面に担持される二成分現像剤の量が低下する。現像スリーブ２１の表面に担持される二成分現像剤量が低下すると、図２に示す感光ドラム１Ｙとの対向部へ十分なトナーを供給できなくなって画像の高濃度領域で所望の画像濃度が得られなくなる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
二成分現像剤を用いる現像方式は、二成分現像剤の磁気穂が感光ドラム１Ｙと非接触気味になるため、現像領域２１ａに担持される二成分現像剤量が低下すると回転方向の濃度ムラが発生し易くなる。例えば、回転方向の画像エッジにトナーが集中する掃き寄せや、画像エッジの手前でトナーの付着量が不足する白抜けと言った画像不良が発生し易くなる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
そこで、特許文献３に示されるように、ブラスト処理後の表面にバフ研磨または化学研磨を施すことで、凹部と凹部の間の鋭利な凸部を最初から無くして、新品状態から図５の（ｂ）に示すような表面形状とすることが提案された。これにより、画像形成の累積によって表面形状が大きく変化して二成分現像剤の搬送性能が低下することを防止できるからである。画像形成の累積の前後における現像スリーブ２１の現像領域２１ａの表面形状の変化を少なくすることが二成分現像剤の搬送性能の低下を防止するために有効だからである。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
その１つは、研磨時に発生する金属粉が現像スリーブ２１の現像領域２１ａの表面に残ってしまうことである。金属粉が残ったまま、現像スリーブ２１を現像装置４Ｙに組み付けると、二成分現像剤中に金属粉が混入してしまう。そして、画像形成中に金属粉が現像スリーブ２１に担持されて感光ドラム１Ｙと対向する現像領域に搬送されると、現像スリーブ２１と感光ドラム１Ｙとの間で放電が発生して放電跡が画像に出てしまう。いわゆるリングマークと呼ばれる画像不良が発生し易くなった。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
そこで、以下の実施例では、最初に現像スリーブ２１の現像剤担持面を鏡面化処理した後、現像性能が安定する摩耗状態と同程度の凹凸形状になるまでブラスト処理を行っている。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
すなわち、ブラスト処理前の鏡面を所定の面積比率で残した中途半端な状態でブラスト加工を中止することで、特許文献１に示される現像剤担持体において現像性能が急低下する初期段階を経過した状態に相当する表面状態を再現する。吹き付け終了後の微小な単位面積に鏡面を所定の面積比率で残して、単位面積あたりに部分的に凹部が形成された状態とすることにより、二成分現像剤の担持性能が安定する摩耗状態と同程度の凹凸形状を意図的に形成する。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
画像形成を累積して摩耗した状態に対応させた面積比率で鏡面を残して磁性キャリアの平均粒子径よりも大きい曲率半径を有する凹部が単位面積あたりに部分的に形成された状態にすることによって、摩耗によって現像性能が損なわれにくい表面状態が得られる。そのような表面状態で使用開始することで、新品状態から長期間に渡って安定した現像性能を継続できる。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
図４の（ｂ）に示すように、現像スリーブ２１は、材質がアルミニウム（Ａ６０６３）からなり、外径が２０ｍｍ、内径が１８．８ｍｍ、肉厚０．９ｍｍの薄肉の円筒材料である。現像スリーブ２１の表面には、二成分現像剤の搬送性能を高めるために、長手方向の中央の長さ３２０ｍｍの現像領域２１ａにブラスト処理による粗面加工が施されている。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
現像スリーブ２１の内側に配置されるマグネット（２２）の長手方向の両端には磁気シール用の磁極（不図示）が設けられており、磁極に対応して形成されたシール領域２１ｂは、磁気シールの摩擦を軽減するために鏡面化処理されている。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
図６の（ａ）に示すように、現像スリーブ２１は、ブラスト処理前に、センタレス研磨装置１０１（ミクロン精密（株）製ＭＤ６００III４Ｗ−ＩＧ−ＲＤＴ−ＣＮＣ）により研磨して、円筒材料の表面全体を鏡面化処理している。研磨が終了した現像スリーブ２１の長手方向の両端部には、続くブラスト処理で球状粒子の被弾を受けないように、マスキングテープが貼付される。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
実施例１では、研磨砥石として、ＧＮＶ１２０Ｌ１０ＶＶ４Ｇ３３  ７Ａ  ６１０Ｄ×４００Ｔ×３０４．８Ｈを用いて鏡面化処理を行い、これにより、表面の十点平均粗さＲｚ＝０．２±０．０５μｍとしている。十点平均粗さＲｚは、（株）小坂研究所社製表面粗さ計ＳＥ−３４００を用いて軸方向の十点平均粗さＲｚを６回測定して平均した。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
なお、鏡面化処理した面はそのままでも良いが、耐磨耗性を高めるために、アルマイト加工を行って自然酸化膜よりも厚い酸化皮膜を形成してもよい。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
ここで、ブラスト処理前の現像スリーブ２１の表面を鏡面化処理する理由は、特許文献１に記載されているように、現像スリーブ２１の表面に対するトナーの融着を抑制するためである。現像スリーブ２１の表面に微小な凹凸があると、トナー粒子が拘束を受けて停滞し易くなる。そして、停滞したトナー粒子は、二成分現像剤の摩擦と加圧を受けて融着し易くなり、小さな凹凸に拘束された状態で融着したトナー粒子は現像スリーブ２１の表面からはがれにくい。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
このため、現像スリーブ２１の表面を鏡面化処理して小さな凹凸を解消することで、現像スリーブ２１の表面にトナーが融着しにくくなる。低融点で融着し易いトナーを使用した場合でも、現像スリーブの表面がトナーに覆われて発生する現像不良を防止できる。そのような性質を満たす仕上げ面の十点平均粗さＲｚ１は、０．０５μｍ＜Ｒｚ１＜０．３μｍである。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
図６の（ｂ）に示すように、ブラスト処理装置１０２に鉛直状態で現像スリーブ２１を取り付け回転機構１０３により回転させる。この状態で現像スリーブ２１の長手方向に往復移動するブラストガン１０４から球状粒子を吹き付けて現像スリーブ２１の現像領域２１ａをブラスト処理する。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
ところで、特許文献１に示される現像剤担持体の場合、ブラスト処理後の単位面積に占める鏡面素地の割合を制御する必要が無いため、比較的に自由にブラスト処理条件を設定できる。しかし、実施例１の場合、ブラスト処理後の単位面積に占める鏡面素地の比率を所定の比率に制御すると同時に、そのような表面状態を長手方向で均一に形成する必要があるため、ブラスト処理条件に制約が増えている。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
このため、実施例１では、鏡面を残さない通常のブラスト処理に比較して、球状粒子の単位時間当たり供給量を少なくしている。その一方で、ブラストガン１０４の往復速度を高くし、１本の現像スリーブ２１のブラスト処理にかかるブラストガン１０４の往復回数を増している。これにより、現像領域２１ａの単位面積に占める球状粒子の被弾を受けないで残る鏡面の面積比率を１０〜８０％の範囲で±５％に制御できるようにした。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
また、面積比率の調整は、球状微粒子の噴射時間をブラストガン１０４の片道移動時間単位で変更して制御した。これにより、現像スリーブ２１の長手方向の外側でブラスト処理を開始して外側でブラスト処理を終了することが可能となり、現像領域２１ａの長手方向にブラスト処理のムラができることが避けられた。
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
ブラスト処理の加工時間を振った実験の結果、現像領域２１ａの単位面積に占める鏡面の面積比率とブラスト処理の加工時間との関係が次の表１のように得られた。
【手続補正４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
特許文献１に示されるように、十点平均粗さＲｚは、磁性キャリアを保持する凹部の深さに対応して、磁性キャリアの平均粒径に関連付けて設定される。実施例１では、平均粒径４０μの磁性キャリアと平均粒径５μのトナーを含む二成分現像剤を用いた。そして、十点平均粗さＲｚを異ならせた比較の結果、有効な十点平均粗さＲｚの範囲は、５μｍ以上１５μｍ以下であった。すなわち、磁性キャリアの平均粒径をｄｃとし、トナーの平均粒径をｄｔとして、３０μｍ＜ｄｃ＜８０μｍ、３μｍ＜ｄｔ＜７μｍであるとき、単位面積における十点平均粗さをＲｚ０とすると、５μｍ＜Ｒｚ０＜１５μｍである。
【手続補正４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
図４の（ｂ）に示されるように、ブラスト処理後の現像領域２１ａの単位面積における残された鏡面の比率を様々に変えて現像スリーブ２１を製作し、上記の現像装置４Ｙの空運転実験による比較検討を行った。
【手続補正４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  帯電ローラ
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ  露光装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置
２０  現像容器
２１  現像スリーブ
２１ａ  現像領域
２２  マグネット
２３  規制ブレード
２４  隔壁
２５  現像室
２６  攪拌室
２７、２８  搬送スクリュー
【手続補正４５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に少なくともトナーと磁性キャリアを有する現像剤を磁気的に担持して、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体であって、
前記現像剤担持体の現像領域において、前記磁性キャリアの平均粒子径よりも大きい曲率半径を有する凹部が、単位面積あたりに部分的に形成されるように前記現像剤担持体の表面がブラスト処理されていることを特徴とする現像剤担持体。  
【請求項２】
前記凹部は、前記現像領域の単位面積あたり１０％以上８０％以下であることを特徴とする請求項１記載の現像剤担持体。
【請求項３】
磁性キャリアの平均粒径をｄｃとし、トナーの平均粒径をｄｔとして、３０μｍ＜ｄｃ＜８０μｍ、３μｍ＜ｄｔ＜７μｍ、であるとき、
前記単位面積における十点平均粗さをＲｚ０とし、前記現像剤担持体の現像領域において前記凹部が形成されていない面の十点平均粗さをＲｚ１とすると、
５μｍ＜Ｒｚ０＜１５μｍ、０．０５μｍ＜Ｒｚ１＜０．３μｍ
であることを特徴とする請求項１又は２記載の現像剤担持体。
【請求項４】
前記現像剤担持体の現像領域において前記凹部が形成されていない面は、鏡面化処理されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の現像剤担持体。
【請求項５】
表面に少なくともトナーと磁性キャリアを有する現像剤を磁気的に担持して、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体の製造方法であって、
前記現像剤担持体の現像領域を鏡面化処理する第１工程と、
前記第１工程後に、前記現像剤担持体の現像領域において、前記磁性キャリアの平均粒子径よりも大きい曲率半径を有する凹部が、単位面積あたりに部分的に形成されるように、前記現像剤担持体の表面をブラスト処理する第２工程と、を有することを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【手続補正４７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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