(57)【要約】【課題】粒径５〜７μｍの磁性一成分トナーの薄層コート状態を安定に保持して十分な搬送性を確保できるとともに、磁性一成分トナーの表面への付着を長期間抑制できる現像装置を提供する。【解決手段】アルミニウム円筒材料の表面に、ＦＧＢ＃６００をブラスト処理して凹凸形状を形成する。凹凸形状の垂直断面曲線を接触式表面粗さ計で測定して形状係数Ｋ、最大高さＲｚ、平均間隔Ｓｍという３つのパラメータを出力させる。形状係数Ｋが０．４５以下、最大高さＲmaxが４μｍ以上１０μｍ以下、平均距離Ｓｍが３０μｍ以上６０μｍ以下となるように加工条件を調整する。【選択図】図１
2008102221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する円筒面を有する現像剤担持体と、
現像剤を貯留して前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像容器と、
前記現像剤担持体の内側に配置されて、現像剤を前記円筒面に担持させる固定マグネット部材と、
前記円筒面に担持された現像剤に摩擦して層厚を規制する層厚規制部材と、を備えた現像装置において、
前記現像剤担持体は、前記円筒面の表面形状の垂直断面曲線における面積平均高さから見た山高さ、谷深さをそれぞれＲｐ、Ｒｖとし、最大高さをＲmaxとして、Ｒmax＝Ｒｐ＋Ｒｖと定義し、形状係数をＫとして、Ｋ＝Ｒｖ／Ｒmaxと定義するとき、前記形状係数が０．４５以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記形状係数は、０．１２以上であって、
前記最大高さは、４μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記垂直断面曲線のピークの平均距離をＳｍとするとき、
前記平均距離が３０μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
表面に静電潜像を書き込まれる像担持体と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する請求項１乃至３いずれか１項記載の現像装置と、
前記現像装置の下流側で前記像担持体に担持された前記トナー像を転写させる転写手段と、
前記転写手段の下流側で前記像担持体をクリーニングするクリーニング手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
粒径５μｍ以上７μｍ以下を主体とする磁性一成分トナーを担持させる現像剤担持体の製造方法において、
アルミニウム円筒材料の表面に、前記表面よりも硬い６００番以上の球形微粒子を衝突させることにより、形状係数が０．４５以下、最大高さが４μｍ以上１０μｍ以下、平均距離が３０μｍ以上６０μｍ以下の表面に仕上げ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、現像剤を現像剤担持体に担持させて感光ドラム等の像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体、詳しくは現像剤の融着や固着を抑制しつつ現像剤を確実に搬送できる現像剤担持体の表面仕上げ加工に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光ドラム等の像担持体に形成した静電潜像を現像剤担持体に担持させた現像剤により現像してトナー像を形成する画像形成装置が実用化されている。現像剤担持体と像担持体とを隙間を隔てて配置し、ＤＣ成分にＡＣ成分を重畳した現像バイアスを用いて現像剤担持体から像担持体へ現像剤を飛翔させる、いわゆるジャンピング現像方式の現像装置も実用化されている。現像剤担持体は、現像スリーブと呼ばれる非磁性体導電材料の薄い円筒部材で形成されて回転し、内側に配置された固定のマグネットロールの磁力によって、円筒状の表面に薄い現像剤の層を担持する。現像剤担持体の円筒状の表面は、現像剤の担持を確実にするために、ガラスビーズや砥粒の吹き付け処理を施して粗面化されている。
【０００３】
近年、画像形成装置の高画質化、高速化に伴って、現像剤の小粒径化と低軟化点化とが進展し、粗面化された現像剤担持体の表面に現像剤又は現像剤中の成分が融着や固着を起こし易くなっている。この結果、長期間の使用によって現像剤担持体の表面に絶縁層が形成されて、現像品質を低下させる可能性が指摘されている。
【０００４】
特許文献１には、球形の現像剤粒子を確実に担持しつつ現像剤の融着や固着を有効に回避できる表面仕上げ方法と、その仕上げ方法によって形成された表面の凹凸形状とが提案される。ここでは、表面の凹凸形状が、表面の垂直断面曲線を所定距離に渡って連続測定して求められる中心線平均粗さＲａと、凹凸の１周期であるピークとピークの平均間隔Ｓｍとを用いて定義される。そして、０．２μｍ≦Ｒａ≦５．０μｍ、１０μｍ≦Ｓｍ≦８０μｍ、０．０５≦Ｒａ／Ｓｍ≦０．５の範囲が好適とされている。
【０００５】
特許文献２には、ガラスビーズ吹き付け処理された円筒状の現像剤担持体に、現像剤としての磁性一成分トナーを担持させて、ジャンピング現像方式の現像を行う現像装置が示される。角のある砥粒を吹き付け処理した表面は、現像剤の融着や固着を引き起こし易いとされ、マグネットロールの磁極設計を最適化することにより現像剤の融着や固着を抑制できるとしている。現像剤の融着や固着は、表面の凹凸形状の中心線平均粗さＲａや十点平均粗さＲｚよりも、平均傾斜Δａに大きく依存していると結論付けている。
【０００６】
そして、角のある砥粒の代わりに、３００番の球形ガラスビーズ（ＦＧＢ）を用いて、ブラスト圧＝２．０ｋｇ／ｃｍ２で吹き付け処理することにより、凹凸形状の平均傾斜Δａを０．１以下に制御して、現像剤の融着や固着を抑制している。
【０００７】
特許文献３には、非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分系現像剤を円筒状の現像剤担持体に担持させてジャンピング現像方式の現像を行う現像装置が示される。現像剤担持体の表面は、３００番の球形ガラスビーズ（ＦＧＢ）を吹き付け処理することにより仕上げられる。ここでは、小粒径トナーの融着や固着の抑制効果が高い表面の凹凸形状は、十点平均粗さＲｚと、ピークとピークの平均間隔Ｓｍとを用いて、２．０μｍ＜Ｒｚ＜４．５μｍ、２０μｍ＜Ｓｍ＜８０μｍの範囲としている。より好ましくは、２．０μｍ＜Ｒｚ＜３．０μｍである。
【０００８】
小粒径トナーに対しては、十点平均粗さＲｚが小さい方が融着や固着の抑制に効果があり、十点平均粗さＲｚは、使用するトナー粒径の１／２程度が最適としている。現像剤担持体の十点平均粗さＲｚが大きいと、現像剤の搬送性が高まる一方で、現像剤にかかる摺擦力が過剰となって、固着や現像剤の劣化が増すとしている。十点平均粗さＲｚが大きくなると、画像形成に使用する現像剤の平均粒径よりも小さい微小トナー成分や不純物等がスリーブ表面の凹部に入り込み、蓄積することで、スリーブ表面の十点平均粗さＲｚが変動し、スリーブ上のＭ／Ｓ量の低下を招くと分析している。
【０００９】
【特許文献１】特開平０８−０１５９７９号公報
【特許文献２】特開２０００−０８９５７２号公報
【特許文献３】特開２０００−２５８９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に好適と報告される表面の凹凸形状は、磁性一成分トナーを用いて実験したところ、凹凸の間隔に小径物質（外添剤、微粉現像剤）が固着して現像剤の付着を起こし易いことが確認された。中心線平均粗さＲａが５μで平均間隔Ｓｍ１０〜８０μとなる表面の凹凸形状には、一般的な粒径５〜９μｍの磁性一成分トナーを拘束して固着に発展させ得る多数の窪みが散在している。
【００１１】
特許文献２に好適と報告されるガラスビーズ吹き付け処理は、磁性一成分トナーを用いて実験したところ、特に球状で粒径５〜９μｍの磁性一成分トナーに対して充分な搬送性を満足できないことが確認された。凹凸形状の山と山との平均間隔Ｓｍの値が１００μ以上となる場合があるので、平均傾斜Δａが５．８度程度、最大高さＲmaxが１０μのときにコート不良が発生する（図２６参照）。
【００１２】
特許文献３に好適と報告される表面の凹凸形状は、一般的な粒径５〜９μｍの磁性一成分トナーを用いて実験したところ、現像剤担持体を高速回転すると現像剤の搬送量が不安定になることが確認された。現像剤担持体の周速を８００ｍｍ／ｓｅｃ以上とした場合に、現像剤の充分な搬送性を確保できなくなって、現像ムラや現像剤の飛散量の増大を起こし易い。
【００１３】
本発明は、現像剤担持体を高速回転させても磁性一成分トナーの薄層コート状態を安定に保持して十分な搬送性を確保できるとともに、磁性一成分トナーの表面への付着を長期間抑制できる現像装置を提供することを目的としている。上述の特許文献２、３を出発点として、現像剤担持体の表面形状のさらなる適正化を図り、環境変動や耐久変動等に耐えて、長時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】
【００１４】
本発明の現像装置は、回転する円筒面を有する現像剤担持体と、現像剤を貯留して前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像容器と、前記現像剤担持体の内側に配置されて、現像剤を前記円筒面に担持させる固定マグネット部材と、前記円筒面に担持された現像剤に摩擦して層厚を規制する層厚規制部材とを備えたものである。前記現像剤担持体は、前記円筒面の表面形状の垂直断面曲線における面積平均高さから見た山高さ、谷深さをそれぞれＲｐ、Ｒｖとし、最大高さをＲmaxとして、Ｒmax＝Ｒｐ＋Ｒｖと定義し、形状係数をＫとして、Ｋ＝Ｒｖ／Ｒmaxと定義するとき、前記形状係数が０．４５以下である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の現像剤担持体は、帯電性能を付与するための外添剤を含む粒径５〜７μｍの磁性一成分トナーを用いた実験によって、現像剤担持体の好ましい表面形状を特定し得たものである。凹凸形状の凸部によって表面に沿った現像剤の移動を制限して現像剤の搬送性を確保するとともに、凹部に現像剤がはまり込む深い谷底ができないように表面形状を規定している。
【００１６】
具体的には、従来使用されていた形状係数０．５５以上となるような加工条件を避け、形状係数が０．４５以下となるような加工条件が採用される。形状係数０．５５以上と形状係数０．４５以下との間には、現像剤の表面付着量（スリーブ付着量）に関する不連続的かつ大幅な違いが確認されたからである（図１８参照）。
【００１７】
これにより、形状係数０．５５以上の現像剤担持体を搭載した場合に比較して、その当初の表面状態を各段に長期間に渡って維持して、安定した現像剤の搬送性能と電気的な現像性能を発揮させることができる。高温、高圧力、高速、外添剤の増量といった現像剤の融着や固着を促進する方向の条件変化に対しても、表面状態の変化を抑制して、現像剤担持体の耐久寿命を長く保つことができる。
【００１８】
従って、形状係数０．５５以上の現像剤担持体を搭載した場合に比較して、現像装置の設計上の制約が減って、画像形成装置の高画質化、高速化、幅広い運転環境への適応が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態である現像装置を搭載した画像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の現像装置および画像形成装置は、以下に説明する実施形態の構成には限定されない。回転する現像剤担持体の表面に現像剤を磁気的に担持させて静電潜像を現像する限りにおいて、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可能である。
【００２０】
本実施形態では、感光ドラムを１つ用いて記録材に直接転写するモノクロ画像形成装置を説明する。しかし、本発明の画像形成装置は、記録材搬送ベルト等に沿って複数の感光ドラムを直列に配置したタンデム型画像形成装置、中間転写ベルトに複数のトナー像を重ねて一次転写する中間転写方式画像形成装置でも実施できる。
【００２１】
本実施形態では、画像形成装置の主要部のみを説明するが、画像形成装置１００は、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途に対応させて機器、筐体を組み合わせて実施される。
【００２２】
特許文献２、３に示される画像形成装置、現像装置の構成および動作、現像剤担持体の加工装置、表面粗さの測定方法、測定装置等の一般的な事項については、図示を省略して詳細な説明も省略する。
【００２３】
＜画像形成装置＞
図１は本実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の主要部構成を示す説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、感光ドラム１の周囲に、一次帯電器２、現像装置３、転写前帯電器（ポスト帯電器）４、転写帯電器５、分離帯電器６、クリーニング装置７を具備している。感光ドラム１と転写帯電器５との隙間に形成される転写部の下流側に定着装置８が配置されている。
【００２４】
感光ドラム１は、像担持体として表面にアモルファスシリコンやＯＰＣ等の光導電層を有しており、図示しない駆動系に駆動されて図中の矢印方向（時計回り）に所定速度で回転する。本実施形態では、光導電層として正帯電のａ−Ｓｉ感光体を採用し、直径８４ｍｍ、周速度４５０ｍｍ／ｓｅｃで回転させた。
【００２５】
一次帯電器２は、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加されるコロナ放電器であって、帯電粒子を感光ドラム１に照射して感光ドラム１の表面を一様に帯電させる。
【００２６】
露光装置１１は、一様に帯電した感光ドラム１の表面にレーザービームＬを走査露光して、１２００ｄｐｉの解像度で、入力される画像情報に応じた静電潜像を書き込む。
【００２７】
現像装置３は、感光ドラム１の帯電極性と逆極性（負極性）に帯電させた現像剤ｔを担持させた現像スリーブ（現像剤担持体）３ａにより、感光ドラム１の静電潜像をトナー像に現像する。
【００２８】
現像スリーブ３ａは、現像剤ｔを磁気的に担持して回転し、担持された現像剤ｔは、現像バイアスによって感光ドラム１の静電潜像へ静電気的に移動する。本実施形態では、現像剤ｔに、外添剤を含む磁性一成分トナーを採用している。現像装置３の詳細については後述する。
【００２９】
ここで、感光ドラム１表面に電位を載せる帯電方式について述べる。本発明は、反転現像方式と正規現像方式とのいずれでも実施でき、感光ドラム１の帯電極性と、これに対応する現像剤の帯電極性と、現像バイアスのＤＣ成分の極性とは任意に選択できる。
【００３０】
本実施形態では、一次帯電器２によって、感光ドラム１の表面を例えば＋６００Ｖに帯電する。その後、露光装置１１によって、画像信号に応じて露光して、感光ドラム１における画像のベタ白部の表面電位を例えば＋２００Ｖに低減する。そして、現像装置３において、マイナス極性に帯電させた現像剤を用いて、＋２００Ｖと＋６００Ｖとの間のＤＣ成分を現像スリーブ３ａに印加することで、静電潜像の未露光部分（＋６００Ｖ）を専ら可視化する。これが、バックグラウンド露光による正規現像である。
【００３１】
なお、反転現像方式でも本発明の現像スリーブを利用できる。この場合、一次帯電器２によって、感光ドラム１の表面を例えば＋６００Ｖに帯電し、その後、画像信号に応じたレーザービームＬで露光することにより、露光された部分の電位を例えば＋２００Ｖに低減する。これにより、感光ドラム１の表面に画像信号に応じた潜像電位が形成される。そして、現像装置３では、感光ドラム１と同じプラス極性に帯電させた現像剤ｔを用いて、プラス側のＤＣ成分を現像スリーブ３ａに印加することで、感光ドラム１上の露光された部分を可視化する。
【００３２】
転写前帯電器（ポスト帯電器）４は、トナー像が形成された感光ドラム１表面を転写前帯電する。現像装置３で可視化したトナー像に電荷を付与して、転写帯電器５でトナー像を記録材Ｐに転写する際の現像剤と感光体ドラム１との静電吸着力を弱める。これにより、次の転写工程の後、記録材（例えば紙）Ｐを感光ドラム１から分離し易くなる。
【００３３】
感光ドラム１と転写帯電器５との隙間にトナー像を記録材Ｐに転写する転写部が形成される。感光ドラム１のトナー像が転写部に到達するタイミングに合わせて不図示の給紙カセットから１枚ずつ取り出された記録材Ｐが転写部に搬送される。記録材Ｐは、不図示の給紙ローラで搬送して不図示のレジストローラに受け渡され、斜行を補正された後にレジストローラによって転写部に搬送される。
【００３４】
転写帯電器５は、現像剤の帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されたコロナ放電器である。転写帯電器５は、記録材Ｐを現像剤の帯電極性と逆極性に帯電させて、感光ドラム１上の現像剤を感光ドラムから静電的に引き剥がして記録材Ｐへ移動させる。
【００３５】
分離帯電器６は、転写帯電器５と逆極性の分離バイアスが印加されたコロナ放電器である。分離帯電器６は、トナー像を転写された記録材Ｐを感光ドラム１から分離させる。分離帯電器６によって感光ドラム１から分離された記録材Ｐは定着装置８に搬送される。
【００３６】
定着装置８は、定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂとで形成された高温のニップ部で、現像剤を記録材Ｐに加圧・加熱して定着させる。トナー像が定着された記録材Ｐは、画像形成装置１００の外部へ排出される。
【００３７】
クリーニング装置７は、転写部を通過して感光ドラム１の表面に残留している転写残トナーを掻き落として回収容器に回収する。
【００３８】
＜現像装置＞
図２は磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像の説明図、図３は現像バイアスのＡＣ成分の説明図である。図４は磁性一成分トナーの比透磁率と粒径と磁気的引力の関係を説明する線図、図５は周速８００ｍｍ／ｓｅｃの現像スリーブに磁性一成分トナーを保持できる条件の説明図である。
【００３９】
現像装置３は、現像剤として磁性一成分トナーを用いてジャンピング現像を行う現像装置である。このため、二成分現像剤を用いた一般的な現像装置に比べ、現像剤にキャリアを要しないため、キャリア交換のメンテナンスを省くことができ、トナーとキャリアの比率を検知ならびに補正することも不要である。つまり、磁性一成分トナーを用いた現像装置は、二成分現像装置に比べ、高耐久でかつ高寿命を得ることができる。
【００４０】
図１に示すように、現像装置３は、現像容器３ｃの開口部に図中反時計方向に回転自在な現像スリーブ３ａを配置して、感光ドラム１と対向させている。現像容器３ｃの上部には、現像容器３ｃ内に補給する現像剤ｔを収納したトナー補給容器９が設けられ、現像容器３ｃ内には、現像容器３ｃ内の現像剤量を検知する図示しないトナー量検知センサを有する。現像容器３ｃ内の現像剤ｔが所定量を割り込むと、マグローラ９ａが回転してトナー補給容器９内の現像剤ｔを現像容器３ｃに補給する。
【００４１】
トナー補給容器９内の現像剤ｔを表面に引き付けた状態でマグローラ９ａを回転させると、マグローラ９ａと対向配置した図示しないトナー規制板との間の隙間によって、マグローラ９ａに担持される現像剤ｔの量が一定量に規制される。マグローラ９ａに担持された現像剤ｔは、マグローラ９ａに当接する図示しないトナー掻き取り板によって掻き取られて現像容器３ｃ内へ落下する。このようにして、現像容器３ｃ内へ現像剤ｔが補給される。現像容器３ｃ内へ補給された現像剤ｔは、２つのトナー攪拌部材３ｅ、３ｆによって攪拌され、次第に現像スリーブ３ａ側へ搬送される。
【００４２】
図２に示すように、現像スリーブ３ａは、感光ドラム１に対して所定の間隔で対向して回転し、感光ドラム１と同じ方向（図中の矢印方向）へ表面を移動させる。現像スリーブ３ａ内には、マグネットロール３ｈが固定配置され、現像スリーブ３ａは、マグネットロール３ｈの周囲を回転する。マグネットロール３ｈは、各磁極（Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｎ３、Ｓ３）から発生する磁力によって現像スリーブ３ａの表面に現像剤を引き付けて担持させる。
【００４３】
現像スリーブ３ａには、感光ドラム１の帯電極性と同極性のＤＣ成分にＡＣ成分を重畳した現像バイアスを、図示しない現像バイアス電源から印加している。現像スリーブ３ａに印加された現像バイアスのＡＣ成分によって感光ドラム１と現像スリーブ３ａとの隙間に現像剤を飛翔させる。そして、現像バイアスのＤＣ成分と感光ドラム１表面の電位差によって、現像剤の付着量を制御して静電潜像を可視化する。
【００４４】
本実施形態で用いた現像剤（ｔ：図１）はネガトナーで、重量平均粒径は５．０〜９．０μｍであり、樹脂は少なくともスチレンアクリル樹脂またはポリエステル樹脂のどちらか一方から成り、磁性体を６０〜９０重量部入れている。また、外添剤として、０．２〜４．０％（重量％）のシリカ（ＳｉＯ２）を含有している。
【００４５】
現像スリーブ３ａは、感光ドラム１の周速（プロセススピード）に対して１００〜２００％の周速度で回転可能である。現像位置における現像スリーブ３ａと感光ドラム１との隙間（ＳＢギャップ）は１００〜４００μｍである。現像スリーブ３ａの表面には、マグネットロール３ｈの磁力によって現像スリーブ３ａ上に担持されつつ、層厚規制ブレード３ｄに層厚を規制されて１６０〜２００μｍ程度のコート層が形成される。
【００４６】
現像スリーブ３ａには、＋３００ＶのＤＣ成分と、図３に示すピーク間電圧Ｖｐｐが９００〜２０００Ｖで周波数が１．０〜４．０ｋＨｚのＡＣ成分（矩形波）とを重畳した現像バイアスが印加される。現像コントラストは、飛翔方向に２００Ｖ、かぶりとりコントラストは１５０Ｖである。なお、現像バイアスのＡＣ成分は、図３に示す矩形波には限らず、現像剤の種類、感光ドラム、潜像方式等に応じて波形の形状、周波数等を最適化することが望ましい。
【００４７】
ところで、現像スリーブ３ａに必要とされる機能は、コート性・搬送性、帯電性、現像性の３つである。コート性・搬送性とは、現像スリーブ３ａの表面に所望の現像剤層が形成される性質であって、現像剤量、現像剤量の長手方向および回転方向の分布均一性、磁気的な穂立ちの高さと密度で評価される。現像剤量は、現像スリーブ３ａの表面の一定面積に付着した現像剤を吸引して重量計測した値であってスリーブ上Ｍ／Ｓと呼ばれ、単位はｍｇ／ｃｍ２である。
【００４８】
現像スリーブ３ａ上に形成される現像剤の磁気的な穂立ちの高さと密度とは、マグネットロール３ｈの磁力と現像剤の比透磁率とに影響される。磁気的な穂立ちは、光学顕微鏡を用いて、マグネットロール３ｈの各磁極位置で高さ、密度を観察して評価する。磁性一成分トナーは、比透磁率が高いほど、穂立ちが粗でかつ太くなり、感光ドラム１へ飛翔するときに尾を引く画像欠陥が発生し易くなる。従って、磁性一成分トナーの比透磁率は１．７以下が望ましい。
【００４９】
しかし、磁性一成分トナーの比透磁率が低いほど、マグネットロール３ｈへの吸着力が低下して、現像スリーブ３ａを高速回転した際に遠心力による飛散が発生する。粒径５μｍ、７．５μｍ、９μｍの現像剤（比透磁率１）に作用する磁力のシミュレーションを図４に示す。現像剤の粒径が小さいほど、現像剤を現像スリーブ３ａの表面に引き止める力が低下し、現像スリーブ３ａを高速で回転すると現像剤が飛散し易いことが分る。
【００５０】
また、周速８００ｍｍ／ｓｅｃで回転する現像スリーブ３ａに現像剤を保持するために必要な磁束密度のシミュレーションを図５に示す。図５に示されるように、粒径５μｍ、比透磁率が１．５の現像剤を保持するには、現像スリーブ３ａの表面で磁束密度１８０ｍＴが必要である。現状、希土類を用いた場合、現像スリーブ３ａの直径にもよるが、２００ｍＴ弱までは磁力を出すことが可能である。一方、下限については、画質向上のため現像剤の比透磁率を極力下げ、かつ粒径が小さい状態、つまり、比透磁率１．４、粒径７．５μだと、磁束密度７０ｍＴが必要となる。従って、磁束密度が７０ｍＴ〜１８０ｍＴとなるようにマグネットロール３ｈを設計し、現像剤の比透磁率を１．４〜１．５５に調整することが好ましい。
【００５１】
ミクロ的なコート性・搬送性について述べたが、マクロ的にもコート性・搬送性は重要である。現像スリーブ３ａは、層厚規制ブレード３ｄの位置、材質、角度等、ならびにマグネットロール３ｈの磁力によって、コート性・搬送性を制御している。マグネットロール３ｈによる磁気的な拘束力が不足する場合、感光ドラム１と近接する位置で、現像スリーブ３ａの回転方向にコートムラ（現像剤量ムラ）が発生して、画像の濃度ムラを起こし易くなる。コートムラもスリーブ上Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｃｍ２）で表すことが可能である。
【００５２】
現像剤の帯電性について述べる。磁性一成分トナーは、層厚規制ブレード３ｄ近傍において、現像剤同士の摩擦帯電によって、また、現像スリーブ３ａと現像剤との摩擦帯電によって帯電電荷が付与される。今回、帯電性について、現像スリーブ３ａ表面の現像剤を吸引して現像剤が保持している電荷量を測定した。この結果に基づいて、本実施形態における現像剤の帯電電荷は約−１５μｃ／ｍｇを目標値とした。
【００５３】
現像性について述べる。感光ドラム１の静電潜像を忠実に現像するには、現像剤の適正な量と電荷量とを確保するとともに、適正な現像条件を設定することが重要である。現像スリーブ３ａと感光ドラム１との隙間では、現像バイアスを印加された現像スリーブ３ａと感光ドラム１の静電潜像との電位差によって現像剤を移動させる。現像スリーブ３ａ上の負極性に帯電した現像剤は、この電位差によって感光ドラム１方向へ引き付けられる一方で、磁性一成分トナーが磁性体を含むため、マグネットロール３ｈの磁力によって現像スリーブ３ａ方向へも引き付けられる。また、現像スリーブ３ａには、現像剤の帯電によってポジ系の電荷が生じ、鏡映力として現像スリーブ３ａ方向へ現像剤を引き付ける。
【００５４】
本実施形態における現像条件は、上記した極性関係でＤＣ成分とＡＣ成分とを重畳した現像バイアスを印加している。現像性は、感光ドラム１の帯電電位、感光ドラム１上の現像剤の飛翔状態、例えば、ベタ白部の現像剤量やベタ黒部の現像剤量、画像飛び散り度合いなどを総合的に観測して評価している。
【００５５】
現像スリーブ３ａは、帯電した現像剤を感光ドラム１の表面へ確実に搬送するために、表面に凹凸を形成して仕上げてある。現像スリーブ３ａの表面形状は、磁力と共に現像剤を送る搬送性と、現像剤に摩擦接触して電荷を付与する帯電性とに関連しており、コート性・搬送性、帯電性、現像性に大きな影響を及ぼすパラメータである。
【００５６】
例えば、表面粗さが低い場合、現像剤のコート性・搬送性が低下する一方で帯電性は増加する。逆に、表面粗さが高い場合、現像剤のコート性・搬送性が増加する一方で帯電性は低下する。従って、それぞれにあわせて現像バイアス等を最適化することで、所望の現像を実現できる。
【００５７】
＜現像剤担持体＞
現像スリーブ３ａは、非磁性部材である直径２０ｍｍのＳＵＳ３０５、またはアルミの薄い筒材の表面に３００番〜１０００番の球形ガラスビーズ（ＦＧＢ）を吹き付け処理して十点平均粗さＲｚを１〜１０μｍに仕上げた。
【００５８】
現像スリーブ３ａの表面に凹凸形状を形成するために、様々な材料と加工方法との組み合わせが利用される。材料としては、Ａｌ、ＳＵＳ等がある。加工方法としては、サンドペーパーで擦るサンドペーパー法、球形粒子を吹き付けるビーズブラスト法、不定形粒子によるサンドブラスト法、ビーズブラスト法とサンドブラスト法との混合法、化学処理による化学エッチング法等が実施されている。
【００５９】
現像スリーブ３ａの表面を切削したり研磨したりして凹凸形状をつける場合がある。表面よりも硬い大量の粒子を一定の吐出口から噴射させ、現像スリーブ３ａを回転しながら表面に吹き付け処理する場合もある。吹き付ける材料には、ガラスビーズの他に、アランダム系、モランダム系、ホワイトモランダム系、金属粒子等があり、粒子形状の円形度が高い材質や、鋭い形状を持つものなど様々である。また、吹き付ける粒子は、０．１μｍから数ｍｍまで粒径が各種あり、用途や仕上げ段階に応じて使われている。
【００６０】
しかし、現像スリーブ３ａの表面に所望の凹凸を形成して、初期段階におけるコート性・搬送性、帯電性、現像性を満足しても、環境変動や耐久条件によって、様々な欠点が生じる。特に、磁性一成分トナーの場合、二成分現像剤に比べて、現像スリーブ３ａの長期間の使用により、現像剤の粒子や現像剤中の成分が凹凸形状の谷に捕捉されて固着や融着を起こし易いという問題がある。図１に示すように、現像スリーブ３ａは、層厚規制ブレード３ｄと近接しているので、現像スリーブ３ａは、層厚規制ブレード３ｄに摺擦されて現像剤の付着が発生しやすい状況である。
【００６１】
凹凸形状の谷に付着した現像剤の粒子は、長期間の使用で、現像剤に加わる摩擦熱等により融着を起こし、結果、現像スリーブ３ａの表面が現像剤で汚染される。現像スリーブ３ａの表面に現像剤が融着すると、先ず、現像領域への現像剤の搬送量が低下するために画像濃度の低下が生じる。また、現像剤が融着した部分には、融着物による高抵抗層ができるので、現像バイアスを印加した際に、現像スリーブの周囲の電界が乱れたり、現像に必要な電界が確保できなかったりする。この結果、現像バイアスによる十分な現像効果が得られず、画像濃度が低下し、白抜けのような画像不良が生じることもある。
【００６２】
そこで、現像スリーブ３ａの表面への現像剤の付着を防ぐために、様々な取り組みがなされている。現像スリーブ３ａの表面に付着した物質を機械的に除去する、現像スリーブ３ａに高電圧を印加して付着物を弾き飛ばす、現像スリーブ３ａを軟らかい樹脂で形成して表面を少しずつ磨耗させる等である。しかし、それぞれ、機械的な磨耗で現像スリーブ３ａの寿命が低下する、バイアスでは完全に付着物を剥ぎ取れない、現像スリーブ３ａの凹凸形状が変化して画像不良が生じるなどの欠点がある。
【００６３】
＜現像剤の付着＞
図６は通紙枚数とスリーブ付着量との関係の説明図、図７はスリーブ付着量と画像の反射濃度との関係の説明図、図８は現像剤の帯電量とスリーブ付着量との関係の説明図である。図９は空気中の絶対水分量とスリーブ付着量との関係の説明図、図１０は空気中の絶対水分量と現像剤の帯電量との関係の説明図である。図１１は層厚規制ブレードによる現像剤層の規制厚とスリーブ付着量との関係の説明図、図１２は現像スリーブの周速度とスリーブ付着量との関係の説明図である。
【００６４】
画像形成装置（１００：図１）で、画像形成の通算枚数（通紙枚数）と、現像スリーブ（現像剤担持体）３ａに対する現像剤の付着量（スリーブ付着量）との関係を実験により求めた。実験条件は、温度２６度、湿度４５％、画像比率５％の画像形成の連続耐久試験を１００万枚実施した。
【００６５】
図６に示すように、通紙枚数が増すほど、記録材Ｐに形成された画像の反射濃度が低下する。例えば、通紙枚数１５万枚時点では、反射濃度は０．０５しか低下していないが、通紙枚数２０万枚時点で反射濃度は１．３０を下回る。さらに通紙継続すると、通紙枚数１００万枚時点で反射濃度は１．２程度まで低下する。
【００６６】
並行して、この耐久試験の過程におけるスリーブ付着量を測定して画像の反射濃度と比較した。スリーブ付着量は、現像スリーブ３ａの表面を一定圧で吸引して残留した付着物を粘着テープで剥ぎ取り、テープに残っている物質を透過濃度計で測定した。
【００６７】
図６に示すように、初期の通紙枚数１０万枚時点ですでに０．０５の付着量が検出されている。出力画像が更に濃度低下した通紙枚数２０万枚時点では、０．１５と顕著に多くなっている。以降、付着量は通紙枚数にほぼ比例して増加する。この実験結果から、スリーブ付着量が増加すると、現像される現像剤量が減って画像の濃度が低下し、画像の濃度低下の前にスリーブ付着量が増加することが判る。このため、スリーブ付着量を画像欠陥の判断基準に用いることが可能である。
【００６８】
図７にスリーブ付着量と画像の反射濃度の関係を示す。許容範囲の下限として反射濃度規格を１．４とした場合、上限値としてのスリーブ付着量規格はだいたい０．１程度になる。以下の実験では、上記規格値を元にスリーブ付着し易さを比較している。
【００６９】
現像スリーブ３ａに付着している物質は、主に、高帯電量をもった微粉や外添剤と、現像剤粒子やＷＡＸといった温度に弱い物質とに分けられる。前者は、低湿環境や画像比率が低い場合など、帯電能力が高いときに発生しやすい。特に微粉やシリカなどのネガ系の強い物質は、鏡映力でスリーブ表面に付着しやすく、画像の濃度低下の一要因となっている。
【００７０】
図８に現像スリーブ３ａ上の現像剤の帯電量であるスリーブ上Ｑ／Ｍとスリーブ付着量との関係を示す。空気中の絶対水分量が１ｇ／kgDryAirの時、画像比率１％での加速モードと、画像比率５％での標準モードとについて、それぞれ５万枚通紙試験を実施した結果である。
【００７１】
図８に示すように、スリーブ上Ｑ／Ｍが増加するとスリーブ付着量も増加している。特に画像比率１％加速モードの場合、画像比率５％普通モードに比べて増加傾向が著しい。スリーブ上Ｑ／Ｍが４μＣ／ｇから１５μＣ／ｇになると、画像比率１％加速モードでの付着量は１０倍に、画像比率５％普通モードでは１２倍に増加する。スリーブ上Ｑ／Ｍは、画像形成でもっとも重要なパラメータのひとつである。一般にスリーブ上Ｑ／Ｍが高いほど、感光ドラム１上の潜像をきれいかつ薄層で形成できるため、飛び散りや尾引きと言った現像不良が減り、また、現像剤量も少なくて済むためトナー消費量も節約できる。しかし、スリーブ上Ｑ／Ｍを上昇させると、スリーブ付着量が増加してしまうので、スリーブ上Ｑ／Ｍを高く設定する場合には、現像スリーブ３ａの表面に対する高Ｑ／Ｍ物質の付着を減らす対策が必要となる。
【００７２】
図９にスリーブ付着量に対する空気中の絶対水分量と画像比率との影響を示す。また、図１０にスリーブ上Ｑ／Ｍに対する空気中の絶対水分量と画像比率との影響を示す。絶対水分量が１、１０、２０ｇ／kgDryAirの各条件下で、画像比率を１〜１５％に振って実験した。この結果、絶対水分量が少ないほどチャージアップ量が多くなって、図１０に示すように、スリーブ上Ｑ／Ｍが上昇し、これに伴って、図９に示すように、スリーブ付着量も悪化している。
【００７３】
また、画像比率が低い場合にもチャージアップ量が多くなって、図１０に示すように、スリーブ上Ｑ／Ｍが上昇し、これに伴って、図９に示すように、スリーブ付着量も悪化している。具体的には、画像比率を１５％から１％にすることで、絶対水分量１ｇ／kgDryAirにおけるスリーブ付着量は５倍になり、水分量を２０ｇから１ｇにすることで、画像比率１％におけるスリーブ付着量は２倍以上になる。
【００７４】
つぎに、スリーブ付着量に対する周囲温度と摩擦圧力との影響について説明する。現像剤は、ある一定温度で溶け出す性質があるので、定着装置８以外の場所でも、周囲温度が上昇すると現像スリーブ３ａの表面に現像剤が融着する。また、現像剤に含まれるＷＡＸが染み出して現像スリーブ３ａに付着し、核となって、スリーブ付着量が悪化することもある。
【００７５】
一方、温度とともに摩擦による現像剤の融着もある。図１に示すように、現像スリーブ３ａに担持された現像剤には、層厚規制ブレード３ｄによる力学的な圧力と、マグネットロール３ｈによる磁気的な圧力が作用している。結果、層厚規制ブレード３ｄによる圧力が高い場合、摩擦圧力と摩擦熱とによって、現像剤が現像スリーブ３ａの表面に融着してスリーブ付着量を加速させることがある。
【００７６】
図１１に摩擦圧力と摩擦熱とに大きな影響を及ぼすＳＢギャップとスリーブ付着量との関係を示す。絶対水分量が１、１０、２０ｇ／kgDryAirの各条件下で、層厚規制ブレード３ｄと現像スリーブ３ａとの隙間であるＳＢギャップを１５０μｍ〜２５０μｍに振って実験した。結果、図１１に示すように、ＳＢギャップが小さい（＝摩擦圧力、摩擦熱が大きい）ほどスリーブ付着量が悪化している。また、絶対水分量が多いほどスリーブ付着量は多くなるが、絶対水分量が１ｇと１０ｇではスリーブ付着量がほとんど同じである。これは、絶対水分量が少ないと、図１０に示すようにスリーブ上Ｑ／Ｍが増加して、図９に示すようにスリーブ付着量を増すためと考えられる。この実験は、摩擦圧力、摩擦熱の影響を加速的に見るため、機内温度を４７度に設定した。通紙枚数は５万枚、画像比率は５％、現像スリーブ３ａの周速度Ｖslvは５００ｍｍ／ｓｅｃである。
【００７７】
つぎに、摩擦発熱量に影響を及ぼす現像スリーブ３ａの周速度Ｖslvとスリーブ付着量との関係を実験した。図１２に、絶対水分量１、１０、２０ｇ／kgDryAirの各条件下で、現像スリーブ３ａの周速度Ｖslvを２５０〜８００ｍｍ／ｓｅｃに振った実験結果を示す。図１２に示すように、周速度Ｖslvが上がるとスリーブ付着量が悪化し、絶対水分量が高いほどスリーブ付着量が多くなる。これは、現像スリーブ３ａの高速回転によって、現像剤の摩擦発熱量が大きくなって現像剤が劣化し、現像スリーブ３ａに付着し易くなるためと考えられる。しかし、現像スリーブ３ａの回転速度は、画像形成装置１００の生産性に直接影響を与え、回転速度によって１分あたりの画像出力枚数が決定するといっても過言ではない。よって、いかに高速回転でもスリーブ付着量が少なくて済むような条件を見つけることが重要である。
【００７８】
本実施形態の画像形成装置１００では、現像スリーブ３ａの表面の凹凸形状に着目して、実施例１、２、３で示すように、磁性一成分トナーのスリーブ付着量を抑制できる条件を求めている。これにより、画像形成される画像の高画質化を実現しつつ、生産性を向上させ、さらに耐久寿命を延ばしている。
【００７９】
＜凹凸形状のパラメータ＞
図１３は現像スリーブの表面の凹凸形状の測定結果の説明図、図１４は各種パラメータの説明図である。図１３中、（ａ）は凹凸の平面分布、（ｂ）は凹凸の垂直断面形状である。図１４中、（ａ）は凹凸の垂直断面形状、（ｂ）は十点平均粗さＲｚが小さい断面形状である。
【００８０】
現像スリーブ３ａは、加工した筒材の表面に球形ガラスビーズ（ＦＧＢ）を吹き付け処理して仕上げた。仕上げた表面の凹凸形状は、表面の垂直断面曲線を連続測定して後述する各種パラメータを直接出力させ、各種パラメータにより評価した。垂直断面曲線の測定には、接触式表面粗さ計（サーフコーダーＳＥ−３３００（株）小坂研究所）を用い、測定条件は、カットオフ値が０．８ｍｍ、測定長さが１０．０ｍｍ、送りスピードが０．１ｍｍ／ｓｅｃ、倍率５０００倍である。
【００８１】
まず、現像スリーブ３ａの表面の凹凸形状を記述するために、粗さのパラメータを定義する。以下の定義は、ＪＩＳｂ０６０１−１９８２、１９９４、ＩＳＯ４６８−１９８２Ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓに基づいている。
【００８２】
図１３の（ａ）に示すように、現像スリーブ３ａの表面の凹凸形状は、ｘ方向に移動する探針の垂直変位量が連続的に検知され、同様な計測がｙ方向に位置をずらせて繰り返される。
【００８３】
図１３の（ｂ）に示すように、十点平均粗さＲｚは、一定幅における高いポイント５点の平均値と低いポイント５点の平均値との差を表しており、一般的に１０点平均粗さと呼ばれ、凹凸形状の振幅の指標として用いられている。
【００８４】
【数１】
2008102221.tif 000003
【００８５】
凹凸の平均間隔Ｓｍは、凸部のピークとピーク、および凹部のピークとピークの平均値である。
【００８６】
【数２】
2008102221.tif 000004
【００８７】
図１４の（ａ）に示すように、平均傾斜Δａは、隣接する凸部のピークと凹部のピークとを結ぶ直線の平均的な傾斜割合であって、凸部の傾斜角度θａのＴａｎ値である。
【００８８】
本実施形態では、上記パラメータに加えて、形状係数Ｋに注目して、現像スリーブ３ａへの現像剤の付着を抑制できる表面の凹凸形状を提案している。
【００８９】
【数３】
2008102221.tif 000005
【００９０】
図１３の（ａ）に示すように、面積平均高さＨｍは、垂直断面曲線における山側の断面積と谷側の断面積とが等しくなる高さである。十点平均粗さＲｚの測定における最大振幅として最大高さＲmaxが定義される。最大高さＲmaxを構成する山側のピークを面積平均高さＨｍから見た高さが山高さＲｐである。最大高さＲmaxを構成する谷側のピークを面積平均高さＨｍから見た深さが谷深さＲｖである。従って、山高さＲｐと谷深さＲｖとを加算して最大高さＲmaxが定義される。形状係数Ｋは、谷深さＲｖが最大高さＲmaxに占める割合である。
【実施例１】
【００９１】
図１５は現像スリーブの表面の現像剤の付着が少ない理想的な凹凸形状の説明図、図１６は従来の現像スリーブの表面の凹凸形状の説明図である。図１７は形状係数の計算結果の説明図、図１８は形状係数とスリーブ付着量との関係の実験結果の説明図、図１９は形状係数の下限値を求める手順の説明図である。図１５中、（ａ）は平坦な底面の凹凸の平面分布、（ｂ）はその垂直断面形状、（ｃ）は起伏の少ない底面の凹凸の平面分布、（ｄ）はその垂直断面形状である。
【００９２】
実施例１では、垂直に支持して回転速度１０ｒｐｍで回転する円筒材料の側面に、回転軸方向に移動するノズルから球形ガラスビーズ（ＦＧＢ）を吹き付け処理して現像スリーブ３ａに仕上げた。スリーブ材質アルミ、ＦＧＢ＃６００、ブラスト圧２×１０５Ｐａ（２ｋｇｆ）、回転速度１０ｒｐｍ、ブラスト時間１０ｓｅｃ、ブラスト距離１５０ｍｍ、ブラスト口径Φ１０である。
【００９３】
また、同一材料に対してＦＧＢ＃３００を用いて、同様な吹き付け処理を行うことにより、形状係数が０．５５の現像スリーブ３ａを製作し、これを従来例１として実施例１と比較した。なお、最大高さＲmaxを上昇させたい場合はブラスト圧を上げればよい。谷の深さＲｖを下げるにはＦＧＢの番手を大きくするか、ブラスト時間を延ばすことで対処できる。加工条件の組み合わせは無数にあり、材料や現像剤の物性によって適正化することが望ましい。
【００９４】
【表１】
2008102221.tif 000006
【００９５】
従来例１の現像スリーブと、実施例１の現像スリーブ３ａとで、ＳＢギャップ量、表面速度Ｖslvを変えて、他は同一条件にて耐久実験を行い、各評価項目を調べた。評価項目は、画質に影響するスリーブ上Ｑ／Ｍ、実験時の毎分プリント枚数ｃｐｍ、現像スリーブのコート性・搬送性の指標であるスリーブ上Ｍ／Ｓ、そしてスリーブ付着量である。
【００９６】
実施例１の現像スリーブ３ａを用いて従来例１と条件を揃えて耐久試験を行った結果を実施例１−１とした。同じ現像スリーブ３ａを用いて、現像スリーブ３ａの周速度Ｖslvを高めて耐久試験を行った結果を実施例１−２、また、ＳＢギャップを狭くして耐久試験を行った結果を実施例１−３とした。従来例１および実施例１における評価項目は、画質に影響するスリーブ上Ｑ／Ｍ、評価時の毎分処理枚数ｃｐｍ、表面コート性・搬送性の指標であるスリーブ上Ｍ／Ｓ、そして、スリーブ付着量で評価した耐久処理枚数ｋである。
【００９７】
まず、従来例１の場合、形状係数Ｋは０．５５ぐらいであった。過去の現像スリーブについて調べたところ、形状係数Ｋは、０．５から０．７５程度が多い。従来例１のスリーブ付着量は、通算プリント枚数１５０ｋ枚で０．１になり、十分な調整余地があるとは言えない。例えば、現像剤に対する摩擦圧力と摩擦熱とに大きな影響を及ぼすＳＢギャップを少しでも小さくすると、スリーブ付着速度が急に高まる。更に、生産性を上げるため、現像スリーブ３ａの表面速度Ｖslvを速くすると、たちまちスリーブ付着が発生する。
【００９８】
これに対して、表１に示すように、形状係数を０．４５に仕上げた実施例１の現像スリーブ３ａでは、ＳＢギャップ、表面速度Ｖslvに対する調整余地が大きく拡大している。これは、実施例１の現像スリーブ３ａのみならず、図１８に示すように、形状係数を異ならせた多数の現像スリーブ３ａを試作して確認した結果である。
【００９９】
表１に示すように、実施例１−１では、形状係数Ｋを０．４５にすることで、スリーブ付着量に関する耐久性を従来例１に比べて約３倍まで向上できた。
【０１００】
そして、ＳＢギャップを２００μから１４０μまで落としても同等の耐久性を確保でき、ＳＢギャップの調整余裕度（ラチチュード）が上昇した。
【０１０１】
また、周速度Ｖslvを５００ｍｍ／ｓｅｃから７００ｍｍ／ｓｅｃまで上げても同等の耐久性を確保できるので、周速度Ｖslvに関する調整余裕度（ラチチュード）が上昇している。このため、毎分プリント枚数は、１００ｃｐｍから１３０ｃｐｍまで生産性を向上できる。
【０１０２】
画質の観点では、スリーブ上Ｑ／Ｍが高くても、現像剤が凹凸形状の凹部に付着することが少なくなったので、スリーブ上Ｑ／Ｍに関する調整余裕度（ラチチュード）が上昇した。このため、スリーブ上Ｑ／Ｍを従来の７μｃ／ｃｍ２から１５μｃ／ｃｍ２まであげることができた。
【０１０３】
上述したように、現像スリーブ３ａの表面に対する現像剤の付着は、現像スリーブ３ａの表面の凸凹形状の凹部で主に発生する。凹部の窪みに微粒子が付着して核となり、核の周囲に他の物質が付着して成長することで、凹部が次第に微粒子で覆われて、現像スリーブ３ａの汚染が進行する。つまり、現像スリーブ３ａの表面の凹部から窪みを無くせば、現像スリーブ３ａに現像剤が付着することが無くなる。窪みは、凹凸形状の凹部（谷底面）にあるため、谷底面の凹凸を極力抑える、理想的には平らにすることで、現像スリーブ３ａの汚染が解決できる。
【０１０４】
図１５の（ａ）に示す三次元形状は、（ｂ）に垂直断面形状で示すように、谷底面の粗さを平らにしつつ全体の粗さを一定量保つことで、現像剤のコート性・搬送性を保持しながらスリーブ付着量（付着速度）を低減させている。
【０１０５】
図１５の（ｃ）に示す三次元形状は、（ｄ）に垂直断面形状で示すように、谷底面に一定の粗さを持たせつつ、全体の粗さは（ａ）、（ｂ）の凹凸形状と同じになるように仕上げ加工を制御している。言い換えれば、図１４の（ａ）に示す高いピークの間隔Ｌpmに緩やかで低い凹凸が形成されている。
【０１０６】
図１６の（ａ）、（ｂ）に示す垂直断面形状は、現像剤の付着が多い従来の現像スリーブの表面の凸凹形状を示す。図１６の（ａ）に示す凸凹形状では、谷底面に現像剤の拘束、固着を招き易い大きさと深さを備えた窪みが多数存在している。言い換えれば、図１４の（ａ）に示す高いピークの間隔Ｌpmに起伏の激しい凹凸が形成されている。
【０１０７】
図１７に形状係数Ｋの計算結果を示す。上述したように、形状係数Ｋは、谷深さＲｖが最大高さＲmaxに占める割合である。従って、谷深さＲｖを浅くする場合、山高さＲｐを保持して最大高さＲmaxを小さくするか、形状係数Ｋを小さくすことで対応できる。
【０１０８】
図１８は、形状係数とスリーブ付着量との関係を、スリーブ上Ｑ／Ｍを４〜２０μｃ／ｃｍ２の範囲で変化させた各条件でそれぞれ耐久試験した実験結果である。上述した実施例１の加工条件を規準にして、ブラスト圧、ＦＧＢの番手、ブラスト時間を調整して、形状係数Ｋが０．１５から０．８まで６種類の現像スリーブ３ａを試作した。
【０１０９】
それぞれの現像スリーブ３ａについて、スリーブ上Ｑ／Ｍを４μｃ／ｃｍ２から２０μｃ／ｃｍ２まで変化させてスリーブ付着量を測定した。粒径５〜７μｍの磁性一成分トナーをネガトナーとして使用し、画像比率１％、絶対水分量１ｇ／kgDryAirの条件下で、加速モードにて５万枚処理時点でのスリーブ付着量を測定した。スリーブ上Ｑ／Ｍの調整は、トナーの外添処方を変えることで対応している。
【０１１０】
図１８に示すように、形状係数Ｋが０．４５と０．５５との間で、スリーブ付着量が不連続的かつ大幅に変化している。少なくとも形状係数Ｋが０．４５以下であれば、従来の形状係数Ｋが０．５５以上の場合に比較して、不連続的かつ大幅にスリーブ付着量を減らせることが分る。つまり、表面の凹凸形状の凹部に粒径５〜７μの磁性一成分トナーを拘束、固着させないためには、凸部のピーク高さＲｐと凹部のピーク深さＲｖとの比率を５５：４５以下にすればよい。
【０１１１】
これにより、マグネットロール３ｈの磁力によって現像スリーブ３ａの表面に引き付けられた現像剤の自由な移動（転がりや滑り）を妨げる凸部の間隔に、一般的な磁性一成分トナーの粒子が緩やかに拘束される凹所が準備されると考えられる。起伏を乗り越えて移動する磁性一成分トナーの粒子によって、表面に付着した現像剤中の微粒子や外添材が擦り取られると考えられる。これにより、微粒子や外添剤が際限なく凹所に積層することが回避され、積層した微粒子や外添剤に起因して表面に磁性一成分トナーの粒子が固着する機会も減ると考えられる。
【０１１２】
スリーブ付着量は、スリーブ上Ｑ／Ｍによって変化するが、いずれのスリーブ上Ｑ／Ｍ条件においても、形状係数Ｋが０．４５と０．５５との間でスリーブ付着が不連続的かつ大幅に変化する。スリーブ付着量は、現像剤の粒径に依存すると考えられるが、実施例１では、粒径５〜７μの磁性一成分トナーを現像剤として用い、ネガ系の外添剤の粒子径は５０ｎｍから１００ｎｍである。現像剤の粒径が大きくなると画質、とくに飛び散りや文字の再現性が悪化するため、現在では、粒径７μ以下の現像剤が一般的に使われており、形状係数Ｋは０．４５以下で十分である。ただし、将来、更に現像剤の小径化が進むと、形状係数Ｋを０．４５よりもさらに下げて好結果が得られる可能性がある。
【０１１３】
つぎに形状係数Ｋの下限値について述べる。形状係数Ｋの下限値は、シミュレーション計算によって値を出すことができる。図１５の（ｄ）に示す垂直断面形状における凹部側の起伏量（粗さ）がほぼゼロである図１９に示す凹凸形状の場合、凹部側に現像剤が付着しない下限の形状係数Ｋを有すると考えられる。
【０１１４】
まず、図１８に示す搬送力を安定した状態の現像スリーブ３ａについて、最大高さＲmaxを測定したところ、平均で１０．４１９μｍ、下地の長さＳｍ２はほぼ６０μであった。
【０１１５】
図１９に示すように、搬送力を安定させるために最大高さＲmaxを現像剤粒径５〜７μｍと同程度とする。実施例１では、ブラストするＦＧＢの形状はほぼ円形であるため、外接円の傾斜角度θａは６０度である。これらの条件から、図１９に示すように、平均値より高い面積をＳ１、低い谷の部分の面積をＳ２とした場合、Ｓ１＝Ｓ２を満たす値が下限の形状係数となる。
【０１１６】
【数４】
2008102221.tif 000007
【０１１７】
これらの連立方程式を解くと、面積Ｓ２は、約４８μｍ２であり、形状係数は０．１２４７となる。
【０１１８】
また、一般的な粗さのパラメータについては、形状係数Ｋに比べてスリーブ付着量に対する感度が低い。しかし、図１８に示す搬送力を安定した状態の現像スリーブ３ａについて測定した結果、十点平均粗さＲｚは２〜１０μｍ、中心線平均粗さＲａは０．２〜１．１μｍ、凸部の傾斜角度θａは０．１〜６０ｄｅｇである。
【０１１９】
なお、実施例１の加工条件、現像条件、実験条件は、あくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、環境、処理条件等に応じて最適化することが望ましい。
【実施例２】
【０１２０】
図２０は最大高さＲmaxとスリーブ上Ｍ／Ｓとの関係の説明図、図２１は最大高さＲmaxと画像濃度ムラの関係の説明図、図２２は最大高さＲmaxとスリーブ上Ｍ／Ｓムラの関係の説明図である。図２３は従来例１と実施例２とにおける現像効率の説明図、図２４は現像スリーブの周速度を高めた場合の現像効率の説明図、図２５は周速度とスリーブ付着量との関係の説明図である。
【０１２１】
実施例２の現像スリーブ３ａは、表面の凹凸形状の形状係数Ｋが０．４５であるとともに、最大高さＲmaxが４〜１０μｍの範囲である。実施例２では、実施例１と同じ加工装置を用い、ブラスト圧力を２×１０５Ｐａ（２ｋｇｆ）から３×１０５Ｐａ（３ｋｇｆ）に高め、ブラスト時間を１０秒から２０秒に延長した加工条件で、球形ガラスビーズ（ＦＧＢ）の吹き付け処理を行った。そして、最大高さＲmaxが３〜１０μｍの範囲であった実施例１の現像スリーブ３ａと、スリーブ付着量に関する耐久寿命を比較した。実験結果を表２に示す。
【０１２２】
【表２】
2008102221.tif 000008
【０１２３】
実施例２の現像スリーブ３ａを用いて実施例１と条件を揃えて耐久試験を行った結果を実施例２−１とした。同じ現像スリーブ３ａを用いて、現像スリーブ３ａの周速度Ｖslvを高めて耐久試験を行った結果を実施例２−２、また、ＳＢギャップを狭くして耐久試験を行った結果を実施例２−３とした。評価項目は、表１と同様に、スリーブ上Ｑ／Ｍ、毎分処理枚数ｃｐｍ、スリーブ上Ｍ／Ｓ、スリーブ付着量に関する耐久処理枚数ｋである。
【０１２４】
表２に示すように、実施例１−１は、形状係数Ｋを０．４５以下にすることでスリーブ付着量を削減し、従来例１よりも耐久寿命を３倍延ばしている。実施例２−１は、最大高さＲmaxを４〜１０μｍに制御することで、形状係数Ｋとの相乗効果が働き、スリーブ付着量をさらに削減して、実施例１−１よりも耐久寿命を２５％延ばしている。
【０１２５】
コート性・搬送性についても、実施例１−１のスリーブ上Ｍ／Ｓのばらつきが０．４５〜１．３ｍｇ／ｃｍ２であるのに対して、実施例２−１では、０．４〜１．０ｍｇ／ｃｍ２と抑制された。つまり、現像スリーブ３ａの表面における現像剤層の厚みのばらつきが減って現像処理の均一性が高められた。
【０１２６】
まず、スリーブ上Ｍ／Ｓの適正値について述べる。磁性一成分トナーを用いる現像システムの場合、現像スリーブ３ａ上に担持された現像剤は、極力すべて消費される必要がある。選択現像性があると現像容器３ｃ内に劣化トナー、選択された一部のトナーが蓄積され、画像濃度低下、かぶり悪化などを引き起こす。
【０１２７】
十分な濃度を出すために必要な現像剤量は、比重でも変わるが、磁性一成分トナーの比重が１．６のとき、転写効率を考慮して、０．６から０．７ｍｇ／ｃｍ２は必要である。これを満足するためにスリーブ上Ｍ／Ｓと、供給する時間、つまり周速度Ｖslvを調整して、選択現像性を極力おさえるのが磁性一成分ジャンピング現像システムである。
【０１２８】
図２０は、最大高さＲmaxを２〜１２μｍに異ならせて形状係数Ｋとスリーブ上Ｍ／Ｓとの関係を求めた実験結果である。加工条件は、スリーブ材質アルミ、ＦＧＢ＃６００、ブラスト圧３×１０５Ｐａ（３ｋｇｆ）、回転速度１０ｒｐｍ、ブラスト時間２０ｓｅｃ、ブラスト距離１５０ｍｍ、ブラスト口径Φ１０である。形状係数Ｋはブラスト圧で調整し、Ｒmaxはブラスト＃を３００から８００まで振って調整した。測定条件は、ネガトナー、画像比率１％、水分量１ｇ／kgDryAir、加速モード、プリント枚数５０ｋ時点でスリーブ上Ｍ／Ｓを測定した。
【０１２９】
図２０に示すように、形状係数Ｋが高いほど現像剤の搬送効率が高まってスリーブ上Ｍ／Ｓの範囲が広くなっている。そして、最大高さＲmaxが１０μｍを越える場合、現像スリーブ３ａの表面に必要以上の現像剤が担持されて、選択現像性が悪化する可能性が高くなる。
【０１３０】
また、最大高さＲmaxは、スリーブ上Ｍ／Ｓの安定に寄与する一方で、現像スリーブ３ａの長手方向における現像剤の担持量ムラに大きな影響がある。図２１は、最大高さＲmaxを２〜１４μｍに異ならせた現像スリーブにおけるスリーブ上Ｍ／Ｓムラを透過濃度で測定した実験結果である。図２２は、最大高さＲmaxと形状係数Ｋとの組み合わせでスリーブ上Ｍ／Ｓムラを実測した実験結果である。
【０１３１】
図２１に示すように、最大高さＲmaxが１０μｍを越えると、スリーブ上Ｍ／Ｓムラが不連続的かつ大幅に増大する。図２２に示すように、最大高さＲmaxが１２μｍではスリーブ上Ｍ／Ｓムラが不連続的かつ大幅に増大する。すなわち、粒径５〜７μの磁性一成分トナーに対しては、最大高さＲmaxが１０μ以上になると、コート不良が発生して、現像スリーブ３ａ上の現像剤の担持量ムラであるスリーブ上ΔＭ／Ｓが、規定の０．１ｍｇ／ｃｍ２を超える。その結果、出力画像上でも濃度ムラが目立つようになる。図７に示すように、プリント出力の濃度ムラの限界値を反射濃度で±０．０５に規定すると、スリーブ上ΔＭ／Ｓの限界値は、スリーブ上Ｍ／Ｓの中心値が０．６ｍｇ／ｃｍ２のとき、±０．０２ｍｇ／ｃｍ２程度である。
【０１３２】
従って、現像スリーブ３ａの仕上げ加工の目標値としては最大高さＲmaxが１０μｍ以下であること好ましい。一方、最大高さＲmaxが４μｍ未満になると、現像剤の搬送不良が発生するため、最大高さＲmaxは４〜１０μｍが好ましい範囲である。
【０１３３】
従って、表２に示す実施例２−１で示した形状係数Ｋが０．４５の現像スリーブ３ａは、最大高さＲmaxが４〜１０μｍなので、スリーブ上Ｍ／Ｓを０．４から１．０に抑制できたと言える。このため、従来例１、実施例１−１の現像スリーブ３ａのスリーブ上Ｍ／Ｓが０．４５から１．３であるのに比べて、スリーブ上Ｍ／Ｓの安定性を向上できたと言える。
【０１３４】
図２３は、トナー像の形成に必要なトナー量である感光ドラム上Ｍ／Ｓに対する現像効率（％）を示す。つまり、スリーブ上Ｍ／Ｓの消費率について、従来例１の現像スリーブと実施例２の現像スリーブ３ａとについて、それぞれスリーブ上Ｍ／Ｓを上限および下限に設定して実験した結果である。なお、周速度Ｖslv比率は対感光ドラム速度で１００％、周速度Ｖslvは５００ｍｍ／ｓｅｃ、ＳＢギャップ２００μｍ、ネガトナーである。
【０１３５】
図２３に示すように、スリーブ上Ｍ／Ｓが上限値である場合、現像効率が１００％を越えて選択現像性が悪化することが分る。逆に、スリーブ上Ｍ／Ｓが下限値である場合、現像効率が１００％を割り込んで十分な濃度を達成できていない。そして、スリーブ上Ｍ／Ｓが下限値である場合、実施例１の現像効率は、従来例１とそれほど変わらない。しかし、スリーブ上Ｍ／Ｓが上限の場合、両者の現像効率差は著しくなり、特に感光ドラム上Ｍ／Ｓが少ない０．６ｍｇ／ｃｍ２では、従来例１は実施例１に比較して約１．３倍も選択現像性が悪化している。
【０１３６】
従って、表２に示す実施形態２−１では、現像スリーブ３ａの表面を形状係数Ｋを０．４５とし、最大高さＲmaxを４〜１０μｍに仕上げることで、スリーブ付着量に関して、スリーブ上Ｍ／Ｓの調整余裕度（ラチチュード）が高まっていることが分る。
【０１３７】
図２４は、図２３と同様の比較条件で、現像スリーブ３ａの周速度Ｖｌｓｖを１５０％に高めて画像濃度を高めた場合の実験結果である。現像スリーブ３ａの周速度Ｖslvを高めた結果、下限のスリーブ上Ｍ／Ｓにおける現像効率が向上して目標である１００±１０％に入っている。一方、上限のスリーブ上Ｍ／Ｓでは、さらに選択現像性が悪化し、従来例１では３２５％まで悪化するが、実施例２では、２５０％までで抑えられる。
【０１３８】
図２５は、選択現像性に影響のある周速度Ｖslvを実施例２−１の５００ｍｍ／ｓｅｃから上下に振ってスリーブ付着量を測定した結果である。現像スリーブ３ａは２５０から８００ｍｍ／ｓｅｃまで、従来例１と実施例２とについて、実験した。加工条件は、スリーブ材質アルミ、ＦＧＢ＃６００、ブラスト圧３×１０５Ｐａ（３ｋｇｆ）、回転速度１０ｒｐｍ、ブラスト時間２０ｓｅｃ、ブラスト距離１５０ｍｍ、ブラスト口径Φ１０である。測定条件は、ネガトナー、画像比率１％、水分量１ｇ／kgDryAir、加速モード、プリント枚数５０ｋ時点でスリーブ上Ｍ／Ｓを測定した。形状係数Ｋは、従来例１が０．５５に対し実施例２が０．４５、最大高さＲmaxは、従来例１が３〜１０μｍに対し実施例２が４〜１０μｍである。感光ドラム１と現像スリーブ３ａの周速比は１００％で、周速に比例してプロセススピードおよび生産性（毎分処理枚数）が高まる。
【０１３９】
図２５に示すように、周速度Ｖslvを大きくするとスリーブ付着量が増加していることが分る。そして、実施例２では、従来例１に比較して各周速度で約３／４まで付着量を減少させている。これは、スリーブ上Ｍ／Ｓの調整余裕度が高まって選択現像性が向上して、現像スリーブ３ａの表面に残る現像剤が減少し、連れ回り現像剤が無くなってスリーブ付着量が減少したためである。
【０１４０】
従って、表２に示すように、実施例２−１の現像スリーブ３ａは、最大高さＲmaxを４〜１０にすることで、現像剤のコート性・搬送性が良くなり、スリーブ付着量も実施例１に比べて２０％良くなった。また、スリーブ付着量を悪化させることなく、ＳＢギャップに関する調整余裕度を２００μから１３０μへ、周速度Ｖslvに関する調整余裕度を５００ｍｍ／ｓｅｃから８００ｍｍ／ｓｅｃへ高められた。
【実施例３】
【０１４１】
図２６は平均間隔Ｓｍとスリーブ上Ｍ／Ｓコートムラとの関係の説明図、図２７は選択現像性とスリーブ上連れ回り残量との関係の説明図、図２８はスリーブ上連れ回り残量とスリーブ付着量との関係の説明図である。
【０１４２】
実施例３では、垂直断面形状の凸部と凸部との平均間隔Ｓｍに注目し、各パラメータを検証した。実施例３の現像スリーブ３ａは、表面の凹凸形状の形状係数Ｋが０．４５、最大高さＲmaxが４〜１０μｍであるとともに、平均間隔Ｓｍが３０〜６０μｍである。実施例３では、実施例２と同じ加工装置を用い、ブラスト圧力３×１０５Ｐａ（ｋｇｆ）、ブラスト時間２０秒のままブラスト口径を７ｍｍに細くして球形ガラスビーズ（ＦＧＢ）の吹き付け処理を行った。そして、平均間隔Ｓｍが３０〜１００μｍの範囲であった実施例２等の現像スリーブと、スリーブ付着量に関する耐久寿命を比較した。実験結果を表３に示す。
【０１４３】
【表３】
2008102221.tif 000009
【０１４４】
実施例３の現像スリーブ３ａを用いて実施例２と条件を揃えて耐久試験を行った結果を実施例３−１とした。同じ現像スリーブ３ａを用いて、現像スリーブ３ａの周速度Ｖslvを高めて耐久試験を行った結果を実施例３−２、また、ＳＢギャップを狭くして耐久試験を行った結果を実施例３−３とした。評価項目は、表２と同様に、スリーブ上Ｑ／Ｍ、毎分処理枚数ｃｐｍ、スリーブ上Ｍ／Ｓ、スリーブ付着量に関する耐久処理枚数ｋ、長手均一性である。長手均一性は、スリーブ上Ｍ／Ｓをスリーブ長手方向で数箇所測定し、その差分をデータとしている。長手均一性は、面内濃度ムラや、選択現像性にも影響を与え、スリーブ付着量にも関係している重要なパラメータである。
【０１４５】
表３に示すように、実施例３−１は、平均間隔Ｓｍを３０〜６０μｍに制御することで、形状係数Ｋ、最大高さＲmaxとの相乗効果が働き、スリーブ付着量をさらに削減して、実施例２−１よりもさらに耐久寿命を３０％延ばしている。
【０１４６】
コート性・搬送性は実施例２−１と同程度であるが、周速度Ｖslv、ＳＢギャップのそれぞれに関する調整余裕度（ラチチュード）が大幅に改善された。
【０１４７】
従来例１は、平均間隔Ｓｍが３０〜１００μｍであるのにに対して、実施例３は、平均間隔Ｓｍが３０〜６０μｍに抑えている。
【０１４８】
理由は、形状係数Ｋを０．１２〜０．４５としたときに、平均間隔Ｓｍを３０〜６０μｍとすることで、約２倍のＭ／Ｓムラが改善していることが実験的に確認されたからである（表３）。
【０１４９】
つまり、従来例１、実施例１、実施例２よりも良いポイントがある。それが形状係数Ｋが０．１２〜０．４５のとき、平均間隔Ｓｍが３０〜６０μｍである。スリーブ上Ｍ／Ｓコートムラが増加すると、スリーブ面内で選択現像性が悪化し、現像スリーブ３ａの表面に現像剤が大量に残り、連れ回る結果、スリーブ付着量が増大する。従って、スリーブ上Ｍ／Ｓコートムラを無くすことは重要である。
【０１５０】
図２６は、平均間隔Ｓｍを２０から１００μまで変化させて形状係数０．２５、０．５５、０．７５の現像スリーブ３ａをそれぞれ試作し、スリーブ上Ｍ／Ｓコートムラを測定した結果である。それぞれの現像スリーブ３ａで耐久試験を行い、ネガトナー、画像比率１％、水分量１ｇ／kgDryAir、加速モードの測定条件にて、通算処理枚数５万枚時点で、その長手方向のスリーブ上Ｍ／Ｓコートムラを測定した。
【０１５１】
上述したように、形状係数０．５５の現像スリーブの場合、加工条件は、スリーブ材質アルミ、ＦＧＢ＃３００、ブラスト圧２×１０５Ｐａ（２ｋｇｆ）、回転速度１０ｒｐｍ、ブラスト時間１０ｓｅｃ、ブラスト距離１５０ｍｍ、ブラスト口径Φ１０であった。上述したように、形状係数Ｋはブラスト圧を大きくすると低下する。平均間隔Ｓｍは、ブラスト口径を小さくすることで短くなり、口径をおおきくすることで長くなる傾向が分っている。
【０１５２】
図２６に示すように、平均間隔Ｓｍを２０μｍに小さくした際に、従来例１のように形状係数Ｋが０．５５以上であると、スリーブ上Ｍ／Ｓコートムラが極端に増加する。従って、平均間隔Ｓｍを３０〜６０μｍとすることは、全体の粗さに比べて垂直断面形状の凹部側の粗さが小さい状態でのみ有効である。
【０１５３】
一方、平均間隔Ｓｍを８０μｍ、１００μｍに大きくすると、形状係数Ｋが０．２５でもスリーブ上Ｍ／Ｓコートムラがかなり高くなる。これは、凸部の間隔が大きくなり過ぎて搬送力が低下、磁性一成分トナーの粒子が滑ってスリーブ上Ｍ／Ｓコートムラが増加するためと考えられる。
【０１５４】
図２７は、選択現像性に対するスリーブ上連れ回り残量Ｍ／Ｓについて、スリーブ上Ｍ／Ｓを０．２５〜１．５ｍｇ／ｃｍ２の範囲で振って検討した結果である。
【０１５５】
図２７に示すように、当然、スリーブ上Ｍ／Ｓが多く、選択現像性が低いほどスリーブ上連れ回り残量Ｍ／Ｓは増加する。スリーブ上Ｍ／Ｓが多くて感光ドラム上Ｍ／Ｓが小さいほど、選択現像性が高くなるからである。
【０１５６】
図２８は、スリーブ上連れ周り残量Ｍ／Ｓの異なる現像条件でスリーブ付着量を耐久試験した結果である。加工条件は、スリーブ材質アルミ、ＦＧＢ＃６００、ブラスト圧３×１０５Ｐａ（３ｋｇｆ）、回転速度１０ｒｐｍ、ブラスト時間３０ｓｅｃ、ブラスト距離１５０ｍｍ、ブラスト口径Φ１０である。測定条件は、ネガトナー、画像比率１％、水分量２０ｇ／kgDryAir、加速モードとし、通算処理枚数５万枚時点でスリーブ付着量を測定した。
【０１５７】
図２８に示すように、スリーブ上連れ周り残量Ｍ／Ｓを最低０．１まで削減しないと、スリーブ付着量を規格値としての０．０５以下に収めることができない。
【０１５８】
上記説明したとおり、実施例３では、平均間隔Ｓｍの範囲を３０〜６０μｍに収めて仕上げ加工することで、長手均一性が向上し、画像ムラ、付着レベルが良くなることがわかった。均一性では、実施例２に比べ半分となり、スリーブ付着寿命は、約１．２倍向上し、ＳＢギャップに関する調整余裕度（ラチチュード）は、１２０μｍへ一段と拡大した。周速度Ｖslvに関する調整余裕度（ラチチュード）が８５０ｍｍ／ｓｅｃまで確保され、約１６０ｃｐｍ相当まで生産性を高めることが可能となった。
【０１５９】
実施例３の現像スリーブ３ａでは、従来の現像システムに比べ、形状係数Ｋ、最大高さＲmaxを規定することで表面凹凸形状の凸部と凸部との隙間に小径物質の付着を防いでいる。そして、平均間隔Ｓｍを規定することによって、搬送力を安定させ、高速回転でも十分コート性・搬送性を安定化し、現像スリーブ３ａの表面に安定して均一に現像剤（磁性一成分トナー）を薄層コートしている。これにより、環境変動や耐久変動等に対応し長時間安定コート、特に現像スリーブ付着を低減することができる。
【０１６０】
尚、本件の加工条件、現像条件はあくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、条件に応じて最適化することが望ましい。
【０１６１】
＜発明との対応＞
現像装置３は、回転する円筒面を有する現像スリーブ３ａと、一成分磁性トナーを貯留して現像スリーブ３ａに一成分磁性トナーを供給する現像容器３ｃと、現像スリーブ３ａの内側に配置されて、一成分磁性トナーを前記円筒面に担持させるマグネットロール３ｈと、前記円筒面に担持された一成分磁性トナーに摩擦して層厚を規制する層厚規制ブレード３ｄとを備える。現像スリーブ３ａは、前記円筒面の表面形状の垂直断面曲線における面積平均高さから見た山高さ、谷深さをそれぞれＲｐ、Ｒｖとし、最大高さをＲmaxとして、Ｒmax＝Ｒｐ＋Ｒｖと定義し、形状係数をＫとして、Ｋ＝Ｒｖ／Ｒmaxと定義するとき、前記形状係数が０．４５以下である。
【０１６２】
現像装置３は、前記形状係数は、０．１２以上であって、前記最大高さは、４μｍ以上１０μｍ以下である。垂直断面曲線のピークの平均距離をＳｍとするとき、平均距離Ｓｍが３０μｍ以上６０μｍ以下である。
【０１６３】
画像形成装置１００は、表面に静電潜像を書き込まれる感光ドラム１と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置３と、現像装置３の下流側で感光ドラム１に担持された前記トナー像を転写させる転写帯電器５と、転写帯電器５の下流側で感光ドラム１をクリーニングするクリーニング装置７とを備える。
【０１６４】
現像スリーブ３ａは、粒径５〜７μｍの磁性一成分トナーを担持する。現像スリーブ３ａは、アルミニウム円筒材料の表面に、前記表面よりも硬いＦＧＢ＃６００を衝突させることにより、形状係数が０．４５以下、最大高さが４μｍ以上１０μｍ以下、平均距離が３０μｍ以上６０μｍ以下の表面に仕上げられている。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】本実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の主要部構成を示す説明図である。
【図２】磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像の説明図である。
【図３】現像バイアスのＡＣ成分の説明図である。
【図４】磁性一成分トナーの比透磁率と粒径と磁気的引力の関係を説明する線図である。
【図５】周速８００ｍｍ／ｓｅｃの現像スリーブに磁性一成分トナーを保持できる条件の説明図である。
【図６】通紙枚数とスリーブ付着量との関係の説明図である。
【図７】スリーブ付着量と画像の反射濃度との関係の説明図である。
【図８】現像剤の帯電量とスリーブ付着量との関係の説明図である。
【図９】空気中の絶対水分量とスリーブ付着量との関係の説明図である。
【図１０】空気中の絶対水分量と現像剤の帯電量との関係の説明図である。
【図１１】層厚規制ブレードによる現像剤層の規制厚とスリーブ付着量との関係の説明図である。
【図１２】現像スリーブの周速度とスリーブ付着量との関係の説明図である。
【図１３】現像スリーブの表面の凹凸形状の測定結果の説明図である。
【図１４】各種パラメータの説明図である。
【図１５】現像スリーブの表面の現像剤の付着が少ない理想的な凹凸形状の説明図である。
【図１６】従来の現像スリーブの表面の凹凸形状の説明図である。
【図１７】形状係数の計算結果の説明図である。
【図１８】形状係数とスリーブ付着量との関係の実験結果の説明図である。
【図１９】形状係数の下限値を求める手順の説明図である。
【図２０】最大高さＲmaxとスリーブ上Ｍ／Ｓとの関係の説明図である。
【図２１】最大高さＲmaxと画像濃度ムラの関係の説明図である。
【図２２】最大高さＲmaxとスリーブ上Ｍ／Ｓムラの関係の説明図である。
【図２３】従来例１と実施例２とにおける現像効率の説明図である。
【図２４】現像スリーブの周速度を高めた場合の現像効率の説明図である。
【図２５】周速度とスリーブ付着量との関係の説明図である。
【図２６】平均間隔Ｓｍとスリーブ上Ｍ／Ｓコートムラとの関係の説明図である。
【図２７】選択現像性とスリーブ上連れ回り残量との関係の説明図である。
【図２８】スリーブ上連れ回り残量とスリーブ付着量との関係の説明図である。
【符号の説明】
【０１６６】
ｔ  現像剤（トナー）
Ｐ  記録材Ｐ
１  感光ドラム（像担持体）
２  一次帯電器
３  現像装置
３ａ  現像剤担持体（現像スリーブ）
３ｃ  現像容器
３ｄ  層厚規制部材（層厚規制ブレード）
３ｈ  固定マグネット部材（マグネットロール）
３ｅ、３ｆ  攪拌部材
５  転写手段（転写帯電器）
６  分離帯電器
７  クリーニング装置
８  定着装置
１００  画像形成装置
【図１】
2008102221.tif 000010
【図２】
2008102221.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008102221.tif 000016
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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