(57)【要約】【課題】ブラスト加工により表面に凹凸を設けた現像スリーブを用い、経時での安定した量のムラのない現像剤を潜像担持体との対向領域まで搬送する。【解決手段】トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を担持して感光体との対向部へ搬送する現像スリーブの表面がブラスト加工により形成され、平均表面粗さＲｚが２０［μｍ］以上、凹凸のピークとピークとの平均間隔Ｓｍが１５０［μｍ］以上、測定長さ０．２［ｍｍ］中に存在する１［μｍ］以上の高さを持つ山の数が５個以下である滑らかな凹凸とし、且つ、表面がアルミニウムよりも高硬度とする。【選択図】図６
2008292971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を担持して潜像担持体との対向部へ搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤の層圧を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、
上記現像剤担持体の表面のブラスト加工により形成される凹凸の平均表面粗さＲｚが２０［μｍ］以上、凹凸のピークとピークとの平均間隔Ｓｍが１５０［μｍ］以上、測定長さ０．２［ｍｍ］中に存在する１［μｍ］以上の高さを持つ山の数が５個以下であり、且つ、該表面がアルミニウムよりも高硬度であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、上記現像剤担持体の表面材質がステンレスであることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１の現像装置において、上記現像剤担持体の表面材質がアルミニウムに硬度を高めるための表面処理を施したものからなることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３の現像装置において、上記表面処理がニッケルメッキであることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の何れかの現像装置において、上記現像剤担持体の表面に形成される凹凸は、該現像剤担持体表面に短線状の線条材をランダムに衝突させるブラスト加工により形成されるものであることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の何れかの現像装置において、上記現像剤の磁性キャリアとして、体積平均粒径が２０〜４５［μｍ］、芯材の表面に金属酸化物微粒子を分散した樹脂を被覆した概略球形のものを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項６の現像装置において、上記金属酸化物微粒子は酸化アルミニウムまたは酸化チタンであることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項６または７の現像装置において、上記芯材は化学式（ＭｇＯ）Ｘ（ＭｎＯ）ｙ（Ｆｅ２Ｏ３）Ｚ( 式中、ｘは１〜５［ｍｏｌ％］、ｙは４５〜５５［ｍｏｌ％］、ｚは４５〜５５［ｍｏｌ％］)のフェライトであることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、
上記現像手段として上記請求項１、２、３、４、５、６、７または８の何れかの現像装置を採用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、上記潜像担持体と上記現像剤担持体との間隔が０．１〜０．４［ｍｍ］であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、
上記現像手段として上記請求項１、２、３、４、５、６、７または８の何れかの現像装置を採用することを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファックス、プリンタ等の画像形成装置、これに用いられる現像装置、及び、プロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、二成分現像剤を用いた現像装置では、表面に凹凸を設けた現像スリーブが用いられている。これは、現像スリーブが高速回転する際、現像剤が現像スリーブ上でスリップして停滞してしまい搬送性が劣化することを防止するためである。現像スリーブの凹凸を形成する方法としては、溝加工や、ブラスト加工が多く実用化されている。
【０００３】
溝加工は、図５に示すように、現像スリーブ表面に周期的に１００〜２００［μｍ］の三角状の溝を彫ったものである。溝加工による現像スリーブは、使用時に経時劣化が少なく現像剤搬送能力の維持に対して優秀であり潜像担持体との対向部まで搬送される現像剤量（以下、汲み上げ量という）が安定している。しかし、溝加工時に振れ精度が低下しやすいため振れが大きいことから周期的なムラが発生しやすくなる。また、溝と溝とのピッチが比較的大きい場合には溝ピッチが生じてしまったり、溝ピッチの偏差によって回転周期に一致するムラがでてしまう場合がある。
【０００４】
一方、ブラスト加工は、研削加工によって振れ精度を高めた現像スリーブの表面を、サンドブラスト等によりあらして１０［μｍ］程度の不規則で微細な凹凸を形成するものである。ブラスト加工による現像スリーブは、溝加工による現像スリーブに比べて周期的なムラが発生しにくく、高品質の画像を得ることができる。しかし、経時で現像剤の搬送能力が低下して汲み上げ量低下が発生し、濃度低下等の問題を引き起こしてしまうため、耐久性が課題となっていた。これは、ブラスト加工による現像スリーブは凹凸が小さいため、経時で現像剤により凹凸が磨耗してしまうという現像スリーブ表面劣化によるものである。
【０００５】
特許文献１では、ブラスト加工により現像スリーブの凹凸の平均表面粗さＲｚを４〜２０［μｍ］で、凹凸のピークとピークとの平均間隔Ｓｍを３０〜８０［μｍ］とした現像スリーブが記載されている。また、特許文献２では、ブラスト加工により現像スリーブの凹凸の平均表面粗さＲｚを５〜２０［μｍ］、測定長さ０．２［ｍｍ］中に存在する１［μｍ］以上の山の数を５個以下とする現像スリーブが記載されている。これらは、凹凸の形状を滑らかで変化の緩やかなものとして、現像剤がスリーブに押し付けられる力を小さくして、現像スリーブの表面劣化を抑えて経時の汲み上げ量低下を抑制するものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０３３６号公報
【特許文献２】特開２００６−１６３０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、現像スリーブ表面の凹凸を滑らかで変化の緩やかな形状にすると搬送能力は低下する方向であり、平均表面粗さＲｚが従来と同じレベルであると現像剤の搬送能力が不足してしまう場合がある。本発明者は、実験により、Ｒｚを５〜２０［μｍ］で凹凸を滑らかにした現像スリーブでは、搬送能力に余裕がないため現像剤規制部材の上流側で現像剤の滞留が発生しやすく、現像剤規制部材を通過する現像剤にムラが発生して横波状の濃度ムラという異常画像を引き起こしてしまうことを見出した。このように、従来のブラスト加工による現像スリーブは、現像剤規制部材通過時の現像剤ムラと経時の汲み上げ量の低下との両方を抑制できる条件にはなっていない。
【０００８】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ブラスト加工により表面に凹凸を設けた現像スリーブを用い、経時での安定した量のムラのない現像剤を潜像担持体との対向領域まで搬送することのできる現像装置、画像形成装置、プロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を担持して潜像担持体との対向部へ搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤の層圧を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、上記現像剤担持体の表面のブラスト加工により形成される凹凸の平均表面粗さＲｚが２０［μｍ］以上、凹凸のピークとピークとの平均間隔Ｓｍが１５０［μｍ］以上、測定長さ０．２［ｍｍ］中に存在する１［μｍ］以上の高さを持つ山の数が５個以下であり、且つ、該表面がアルミニウムよりも高硬度であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤担持体の表面材質がステンレスであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤担持体の表面材質がアルミニウムに硬度を高めるための表面処理を施したものからなることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１または３の現像装置において、上記表面処理がニッケルメッキであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の何れかの現像装置において、上記現像剤担持体の表面に形成される凹凸は、該現像剤担持体表面に短線状の線条材をランダムに衝突させるブラスト加工により形成されるものであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の何れかの現像装置において、上記現像剤の磁性キャリアとして、体積平均粒径が２０〜４５［μｍ］、芯材の表面に金属酸化物微粒子を分散した樹脂を被覆した概略球形のものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の現像装置において、上記金属酸化物微粒子は酸化アルミニウムまたは酸化チタンであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項６または７の現像装置において、上記芯材は化学式（ＭｇＯ）Ｘ（ＭｎＯ）ｙ（Ｆｅ２Ｏ３）Ｚ( 式中、ｘは１〜５［ｍｏｌ％］、ｙは４５〜５５［ｍｏｌ％］、ｚは４５〜５５［ｍｏｌ％］)のフェライトであることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として上記請求項１、２、３、４、５、６、７または８の何れかの現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記潜像担持体と上記現像剤担持体との間隔が０．１〜０．４［ｍｍ］であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、上記現像手段として上記請求項１、２、３、４、５、６、７または８の何れかの現像装置を採用することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明は、従来のブラスト加工よりも凹凸の平均表面粗さＲｚを大きくし、現像剤搬送能力を高めて現像剤規制部で発生する現像剤のムラを防止する。しかし、平均表面粗さＲｚが粗くなると、現像剤が現像剤担持体に押し付けられる力が強くなり現像担持体の磨耗による表面劣化が加速される。そこで、凹凸のピークとピークとの平均間隔Ｓｍをさらに大きくして、凹凸を非常に滑らかで変化の穏やかな形状とすると共に、表面を硬度の高いものとして、磨耗による変化を小さくして経時の表面劣化を抑える。すなわち、従来のブラスト加工よりも、粗さが大きく、かつ、非常に滑らかで変化の緩やかな形状の凹凸を形成した、表面硬度が高い現像剤担持体を用いることにより、現像剤規制部材通過時の現像剤ムラと、経時の現像剤担持体の表面劣化による汲み上げ量変動を共に抑制する。詳しくは、後述する表１に示すように、現像剤規制部で発生する現像剤のムラを防止するために、平均表面粗さＲｚが２０［μｍ］以上とする。さらに、平均表面粗さが２０［μｍ］以上の現像剤担持体では、後述する表２に示すように、経時での汲み上げ量の変動を抑制するために、凹凸の平均間隔Ｓｍを１５０［μｍ］以上とする。また、後述する図６、図７に示すように、現像剤担持体の表面がアルミニウムより硬い材質を用いる。現像剤担持体の表面がアルミニウムのように軟質の材質を用いると、磨耗による経時の表面劣化が大きくなり、上記凹凸の条件でも、汲み上げ量変動が大きくなってしまう。このように、現像スリーブの表面硬度と、ブラスト加工により形成するの凹凸の形状を規定する複数のパラメーターとによりスリーブ表面特性を調整することで、搬送能力を高めると同時に、経時変動を抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、ブラスト加工により表面に凹凸を設けた現像スリーブを用い、経時での安定した量のムラのない現像剤を潜像担持体との対向領域まで搬送することのできるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。
まず、画像形成装置全体の構成及び動作について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体の概略構成図である。この画像形成装置は、タンデム型の画像形成装置であり、図中中央部に無端表面移動する転写ベルト５を備えている。転写ベルト５の上方には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック（以下、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのトナー像形成手段３Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋを備えている。これらのトナー像形成手段３Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋは、静電潜像を担持する感光体１Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋをそれぞれ備えている。また、トナー像形成手段３Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの上方には、光書込装置２が配設されており、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、それぞれの感光体に向けて発射して感光体表面を露光走査する。また、転写ベルト５の搬送方向下流部には、記録体上の未定着トナーを定着する定着装置１３を備えている。
【００１３】
各色のトナー像形成手段３Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色（Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ）のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、添字のＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋを省略して構成・動作を説明する。
【００１４】
感光体１の周囲には、帯電部材、現像装置４、クリーニング装置がそれぞれ配設されている。感光体１は、帯電部材により表面を一様帯電せしめられた後、光書き込み装置２によりレーザ光Ｌを照射されることにより、表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いる現像装置４によってトナー像に現像される。そして、転写ベルト５により搬送される記録紙上に順次転写される。これにより、記録紙上に４色重ね合わせ像（以下、４色トナー像という）が形成される。４色トナー像は、定着装置１３により記録体上に定着され、フルカラー画像が形成される。記録紙に転写されずに感光体１上に残留した現像剤は、クリーニング装置により除去され、再度の画像形成に備える。
【００１５】
次に、現像装置４について説明する。図２は現像装置４の概略構成図である。現像装置４は、現像剤を担持して感光体１との対向部に搬送する現像剤担持体として、内部に磁界発生手段２３を有する回転可能な非磁性の現像スリーブ２２を備えている。また、現像装置４内には現像剤を収容する現像剤収容室２９内の現像剤を攪拌しながら軸に沿って互いに逆方向に搬送する搬送スクリュ２５，２６を現像ケーシング２１内に備えている。この搬送スクリュ２５，２６のうち現像スリーブ２２に近い方の搬送スクリュ２６は現像剤を現像スリーブ２２に供給する供給部材としての機能を有している。搬送スクリュ２５，２６との間は仕切り部材によって仕切られており、搬送途中の現像剤が混入できないように構成されている。搬送スクリュウ２６の搬送方向下流端と搬送スクリュウ２５の搬送方向上流端とが連通しており、搬送スクリュウ２６で搬送された現像剤は搬送スクリュウ２５に受け渡され、搬送スクリュ２５により攪拌搬送される。また、消費された量に応じてトナーがトナー補給口２８より補給され、現像剤と攪拌されながら搬送される。さらに、搬送スクリュウ２５の搬送方向下流端と搬送スクリュウ２６の搬送方向上流端とが連通しており、搬送スクリュウ２５で十分攪拌搬送された現像剤が搬送スクリュウ２６に受け渡され、現像スリーブ２２へと供給される。このように、現像剤の循環搬送を行い、均一化してトナー濃度の安定した現像剤を現像スリーブ２２に供給する。
【００１６】
現像スリーブ２２への現像剤の供給は、現像スリーブ２２内の磁界発生手段２３が搬送スクリュ２６で搬送される現像剤の磁性キャリアを引き付けることによりおこなわれる。図３は、磁界発生手段２３による現像スリーブ２２表面の磁束密度の大きさの分布図である。磁界発生手段２３により現像スリーブ２２表面に担持された現像剤は、現像スリーブ２２の回転により、感光体１との対向部である現像領域へ搬送される。
【００１７】
また、現像領域よりも現像スリーブ２２の回転方向上流部には、現像に寄与する現像スリーブ２２上の現像剤を均一の厚みにするための現像剤規制部材としての現像ドクタ２４が設けられている。
【００１８】
次に、特徴部である現像スリーブ２２の表面凹凸形状について説明する。現像スリーブ２２表面に凹凸を形成するものとしては、溝加工により図４、図５に示すような直線形状Ｖ溝を形成するものがあるが、周期むらが発生しやすく高画質化の妨げとなる。これに対し、ブラスト加工による表面処理を行い、表面粗さを与えるものは高画質化しやすい。しかしながら、経時で現像スリーブ２２が表面劣化しやすいため、表面劣化が起こり難い凹凸形状を見出すように、以下の検討を行った。
【００１９】
まず、測定長さ０．２［ｍｍ］の中に存在する１［μｍ］以上の高さを持つ山の数が５個以下であるような比較的滑らかな凹凸タイプの現像スリーブ２２で、平均表面粗さＲｚを変えて、現像ドクタ２４上流部での現像剤の流動性と、現像した画像の横波状ムラを評価する実験をおこなった。このとき用いた現像スリーブ２２の表面は、アルミニウムにニッケルメッキ（以下、Ｎｉメッキという）をコートしたものである。この結果を表１に示す。このような比較的滑らかな凹凸タイプの現像スリーブ２２は、平均表面粗さＲｚが同じでも、滑らかではないタイプの現像スリーブに比べ現像剤の搬送能力が低い。現像スリーブ２２の搬送能力が低いと、現像ドクタ２４により通過を規制された現像剤が現像ドクタ２４の上流側で滞留しやすく、画像上にこれに起因した横波状のムラが発生する。
【表１】
2008292971.tif 000003
表１に示すように、平均表面粗さＲｚを２０［μｍ］以上とすることで現像ドクタ２４上流部での現像剤の滞留が見られなくなり、画像の横波状ムラが改善した。さらに、平均表面粗さＲｚを３０［μｍ］以上とすることで、経時においても画像の横波状ムラが全く発生しなくなった。これより、平均表面粗さＲｚを２０［μｍ］以上、好ましくは３０［μｍ］以上とすることで、搬送性能を高めて画像の横波状ムラをの発生を抑制することができる。
【００２０】
また、現像スリーブ２２の凹凸のピークとピークとの平均間隔Ｓｍが狭いものでは、経時で凹凸が磨耗しやすいため、平均間隔Ｓｍが大きく変化してしまい、汲み上げ量が変動しやすい。現像スリーブ２２の初期平均間隔Ｓｍを変えて、３０００枚通紙後の経時平均間隔Ｓｍと、そのときの汲み上げ量の変動の大きさとを評価する実験をおこなった。この結果を表２に示す。
【表２】
2008292971.tif 000004
表２に示すように、初期平均間隔Ｓｍが１５０［μｍ］より小さいと、経時平均間隔Ｓｍへの変化が大きく、これに対応し汲み上げ量変動も大きく３０００枚の時点で２０％を越えてしまう。初期平均間隔Ｓｍを１５０［μｍ］以上にすることにより、経時平均間隔Ｓｍへの変化を小さめに抑え、３０００枚の時点で汲み上げ量変動を１０％以下とすることができる。さらに、好ましくは初期平均間隔Ｓｍを１８０［μｍ］以上にすることにより、３０００枚の時点で汲み上げ量変動も４％以下と小さくすることができる。
【００２１】
このように初期平均間隔Ｓｍを１５０［μｍ］以上の非常に滑らかな凹凸タイプの現像スリーブ２２を用いることで、経時変動を抑制することができる。このような非常に滑らかな凹凸タイプの現像スリーブ２２は、一般的なサンドブラスト加工で形成することは難しく、スリーブの素管表面にメディアを衝突させることによって加工する。特に、比較的形状の大きいカットワイヤ（金属ワイヤを短尺に切断したもの）等の短線状の線条材をランダムに衝突させる加工が有効である。この加工では、線条材をランダムに外表面に衝突させて凹みを形成するので、現像スリーブ２２の軸芯が湾曲したり内外径が変化したり断面形状が楕円形状になることを防止できる。則ち、現像スリーブの振れ精度を高精度に保つことができる。短線状の線条材をランダムにスリーブの素管表面に衝突させる方法としては、回転磁場内に位置付けられた線条材を現像スリーブ２２の外表面に衝突させる方法（以下、電磁ブラスト加工という）があり、回転磁場内に線条材を位置付けることで現像スリーブの外表面に凹凸を形成できるので、現像スリーブの外表面に凹凸を形成する際にかかる工程が増加することを防止できる。
【００２２】
次に、現像スリーブ２２の表面材質について説明する。現像スリーブ２２は、磁界に影響を与えないために非磁性材料で、かつ、現像バイアスを与えるために導電性材料を用いる。一般的には、アルミニウムを用いているが、非磁性ステンレスも実用化されている。さらに、導電性セラミックや各種の合金のように非磁性かつ導電性を有するものであれば使用可能である。ところが、上述のように、経時の汲み上げ量の要因である経時の現像スリーブ２２の磨耗は、現像スリーブ２２の表面材質の硬度が低いと起こりやすい。そこで、現像スリーブ２２の表面材質と経時の汲み上げ量変化について検討した。
【００２３】
図６は、硬度の比較的低いアルミニウムにサンドブラスト加工、または、上記電磁ブラスト加工により凹凸を形成した以下の３種類の現像スリーブ２２で汲み上げ量経時変動を示したものである。
・アルミニウム従来（サンドブラスト加工）    Ｒｚ２５［μｍ］、Ｓｍ１０４［μｍ］
・アルミニウム滑らか凹凸（電磁ブラスト加工）Ｒｚ２６［μｍ］、Ｓｍ１５０［μｍ］
・アルミニウム滑らか凹凸（電磁ブラスト加工）＋Ｎｉメッキ  Ｒｚ２６［μｍ］、Ｓｍ１５０［μｍ］                                                  
また、図７は、アルミニウムよりも硬度の高いステンレスにサンドブラスト加工、または、上記電磁ブラスト加工により凹凸を形成した以下の２種類の現像スリーブ２２で汲み上げ量経時変動を示したものである。
・ステンレス従来（サンドブラスト加工）    Ｒｚ１６［μｍ］、Ｓｍ１２８［μｍ］
・ステンレス滑らか凹凸（電磁ブラスト加工）Ｒｚ２６［μｍ］、Ｓｍ１６８［μｍ］
これらの現像スリーブを用い、実際に画像を取りながら１０万枚通紙したときの汲み上げ量の低下率を評価した。本実施形態の画像形成装置では、１０万枚通紙時に汲み上げ量経時変動を２５％以下に抑えることを目標としている。
【００２４】
図６に示すように、表面材質がアルミニウムの現像スリーブ２２では、従来の凹凸条件はもとより、非常に滑らかな凹凸の条件でも、経時で汲み上げ量低下率は大きくなってしまうことがわかった。これに対し、上記表１、表２で効果が確認されたアルミニウムの非常に滑らかな凹凸の表面にＮｉメッキを施したものは、汲み上げ量低下率が改善されていることがわかる。また、図７のアルミニウムより硬度の高いステンレス製のスリーブでは、滑らかな凹凸の条件とすることで経時の汲み上げ量低下率が改善されていることがわかる。これは、表面材質としてアルミニウムのような硬度が低い材質を用いると、磨耗による経時の表面劣化が大きくなり、非常に滑らかな凹凸の条件でも、汲み上げ量変動が大きくなってしまう。これより、現像スリーブ２２の表面材質としてはアルミニウムより硬いものであることが必要であり、表面が硬いもので非常に滑らかな凹凸を形成することで、汲み上げ量経時変動を目標値に抑えることができる。
【００２５】
さらに、図６、図７において、１０万枚通紙した時の汲み上げ量の変化を計測後に、現像剤を新しいものに交換して測定し現像スリーブ２２の表面劣化による汲み上げ量低下率を求めた。この結果を表３に示す。
【表３】
2008292971.tif 000005
表３の現像剤交換後の汲み上げ量低下率の結果より、Ｎｉメッキ処理やステンレス製ののように硬度の高い表面材質で非常に滑らかな凹凸のものは、現像スリーブ２２自体の表面劣化に起因する汲み上げ量低下率は小さく抑えられていることがわかった。すなわち、これらの現像スリーブ２２は充分な耐久性を持っているといえる。これに対し、アルミニウムのように表面材質が軟らかいものでは、表面劣化が非常に大きくなっている。また、ステンレスのように表面材質が硬いものでは、凹凸形状の現像剤劣化に与える影響が大きく、非常に滑らかな凹凸とすることで現像剤劣化も抑えられ、汲み上げ量低下率全体を抑えているといえる。このように、現像スリーブ２２の硬度と凹凸の条件を組み合わせることにより、 汲み上げ量低下率が効果的に抑制されることがわかる。
【００２６】
現像スリーブ２２の表面材質は、アルミニウムよりも硬度の高いものであれば上記に限らず使用可能と考えられる。例えば、アルミニウム製であっても、表面処理によって硬度を高めることができれば、ステンレス等の高硬度の材質と同様の効果をもたらすことが可能になる。具体的には、メッキ処理やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）処理のようなコーティングが考えられる。これらの硬度を高める表面処理はブラスト加工後行われるため、ブラスト加工時は硬度が低いままである。よって、ブラスト加工による表面粗さの制御および加工時間の点で上記ステンレス製よりも有利である。
【００２７】
硬度を高める表面処理としては、上述のＮｉメッキ処理が加工の容易さおよび低コストの面で優位である。実験により、アルミニウムの表面に３［μｍ］のＮｉメッキ処理を行うことで、３０万枚以上の通紙に対してステンレスと同等以上の耐久性を得ることを確認した。
【００２８】
また、現像スリーブ２２と感光体１との間隔である現像ギャップは小さすぎると、両者の間に働く電界が大きくなりキャリア付着と呼ばれる不具合が発生しやすくなる。また、大きすぎると現像能力の低下やエッジ効果と呼ばれる画像端部での濃度上昇から、均一な画像を得ることが困難になる。そこで、上記現像スリーブ２２と組み合わせて評価した結果、現像ギャップは０．１〜０．４［ｍｍ］程度が適当であることがわかった。
【００２９】
次に、本実施形態の現像装置に用いられる現像剤について説明する。この現像装置では、現像剤の攪拌等のストレスにより、離型剤や流動性向上剤などのトナー構成成分がキャリアに付着し、さらに融着するといういわゆるキャリアスペントが発生する場合がある。また、キャリア表面の被膜が削れたり、割れて崩れたりする場合がある。このような現像剤では初期の帯電性を維持することは難しく、地汚れ等の画質の悪化につながる。これを抑制するために、特開２００６−１５４４５３号公報に示されるように、キャリア表面の樹脂層に金属酸化物微粒子を含有することが好ましい。しかしながら、キャリア表面が金属酸化物微粒子を含有することにより、上記現像スリーブ２２の表面状態の変化が加速されやすい。
【００３０】
そこで、表面樹脂層に金属酸化物微粒子を含有したキャリアを用いた場合の、現像スリーブ２２の経時汲み上げ量変動と、経時のキャリア劣化による画質について検討する。
【００３１】
キャリアの機能としては、現像装置４内での撹拌により、トナーを現像領域まで搬送する機能と、同じく撹拌によりトナーを帯電させる機能が必要である。キャリアとしては、平均体積粒径２０〜４５［μｍ］の概略球形の芯材の表面に、金属酸化物微粒子を分散した樹脂を被覆したものを用いた。
【００３２】
芯材としては、電子写真用２成分キャリアとして従来公知のものをいずれも適用できるが、化合式（ＭｇＯ）Ｘ（ＭｎＯ）ｙ（Ｆｅ２Ｏ３）Ｚ( 式中、ｘは１〜５［ｍｏｌ％］、ｙは４５〜５５［ｍｏｌ％］、ｚは４５〜５５［ｍｏｌ％］)のフェライトが好ましい。この芯材は、組成からくる磁気的な特性と、粒径と形状がマッチして、キャリアとしたときの流動性が良好になる。組成が異なる場合には、キャリアが現像装置４内で凝集したり、飛散したりする場合がある。例えば、平均体積粒径が２０［μｍ］より小さい場合には、キャリアが凝集したり飛散する場合があり、４５［μｍ］より大きい場合には、トナーの搬送性が不均一となったり、現像時のキャリアの穂立ちが粗くなって、ベタやハーフトーンの均一性が劣る場合がある。この芯材においては、上記組成の範囲を満足すれば、それ以外の成分（不純物や、置換や、処理による添加などによる成分）を含有しても問題ない。具体的には、ＳｎＯ２、ＳｒＯ、アルカリ土類金属酸化物、Ｂｉ２Ｏ５、ＺｒＯなどの処理などが挙げられるが、これに限られるものではない。
【００３３】
また、キャリアは樹脂を被覆したものであり、被覆樹脂としては特に限定されるものではないが、アクリル樹脂及び／又はシリコン樹脂が好ましい。これにより、芯材を用いた場合の搬送性と帯電性という機能をより強く発揮する。
【００３４】
アクリル樹脂は接着性が強く脆性が低いので耐磨耗性に非常に優れた性質を持つが、その反面、表面エネルギーが高いため、スペントし易いトナーとの組み合わせでは、トナー成分スペントが蓄積することによる帯電量低下など不具合が生じる場合がある。その場合、表面エネルギーが低いためトナー成分のスペントがし難く、膜削れが生じるためのスペント成分の蓄積が進み難い効果が得られるシリコン樹脂を併用することで、この問題を解消することができる。しかし、シリコン樹脂は接着性が弱く脆性が高いので、耐磨耗性が悪いという弱点も有する。そのため、この２種の樹脂の性質をバランス良く得ることが重要であり、これによりスペントがし難く耐摩耗性も有する被覆膜を得ることが可能となる。
【００３５】
具体的には、アクリル樹脂とシリコン樹脂からなる被覆膜において、アクリル樹脂の比率が１０〜９０ｗｔ％であることで、その効果は顕著に得られる。アクリル樹脂の比率が１０ｗｔ％未満の場合、被覆層の殆どがシリコン樹脂成分で占める為、シリコン樹脂の欠点である脆性の高さが原因による耐磨耗の悪化が生じ、好ましくない。一方、アクリル樹脂の比率が９０ｗｔ％を超える場合、被覆層の殆どがアクリル樹脂成分で占める為、アクリル樹脂の欠点である表面エネルギーの高さ、膜削れのし難さが原因による、トナー成分スペントの蓄積が生じ、好ましくない。
【００３６】
ここで言うアクリル樹脂とはアクリル成分を有する樹脂全てを指し、特に限定するものではない。また、アクリル樹脂単体で用いることも可能であるが、架橋反応する他成分を少なくとも１つ以上同時に用いることも可能である。ここで言う架橋反応する他成分とは、例えばアミノ樹脂、酸性触媒などが挙げられるが、これに限るものではない。
【００３７】
ここで言うアミノ樹脂とはグアナミン、メラミン樹脂等を指すが、これらに限るものではない。また、ここで言う酸性触媒とは、触媒作用を持つもの全てを用いることができる。例えば、完全アルキル化型、メチロール基型、イミノ基型、メチロール／イミノ基型等の反応性基を有するものであるが、これらに限るものではない。
【００３８】
ここで言うシリコン樹脂とは、一般的に知られているシリコン樹脂全てを指し、オルガノシロサン結合のみからなるストレートシリコンや、アルキド、ポリエステル、エポキシ、アクリル、ウレタンなどで変性したシリコン樹脂などが挙げられるが、これに限るものではない。例えば、市販品としてストレートシリコン樹脂としては、信越化学製のＫＲ２７１、ＫＲ２５５、ＫＲ１５２、東レ・ダウコーニング・シリコン社製のＳＲ２４００、ＳＲ２４０６、ＳＲ２４１０等が挙げられる。この場合、シリコン樹脂単体で用いることも可能であるが、架橋反応する他成分、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。更に、変性シリコン樹脂としては、信越化学製のＫＲ２０６（アルキド変性）、ＫＲ５２０８（アクリル変性）、ＥＳ１００１Ｎ（エポキシ変性）、ＫＲ３０５（ウレタン変性）、東レ・ダウコーニング・シリコン社製のＳＲ２１１５（エポキシ変性）、ＳＲ２１１０（アルキド変性）などが挙げられる。
【００３９】
アクリル樹脂とシリコン樹脂からなる被覆膜は、層構造であると改善効果が現われやすいため好ましい。被覆膜に求められる機能は、耐スペント性機能、耐摩耗性機能、接着性機能等、幾つかあるが、これら機能を一つの材料で満足できる材料が存在せず、材料によりそれぞれ得意機能を持つものが存在している。従って、優れた機能を持つ数種の材料を組み合わせることで、優れた機能を持つ被覆膜を形成することが可能となる。具体的には、芯材との接着層にアクリル樹脂を用いることで、芯材と被覆膜との接着性を強固なものとし、その上にシリコン樹脂層を設けることで、トナー成分の耐スペント性を発揮し良好であるが、これに限るものではない。
【００４０】
また、キャリアの被覆樹脂層に微粒子を分散する。これにより、キャリア表面へ加わる外力から被覆層を守る効果がある。この効果を長期にわたり維持するために、外力により粒子が容易に砕けたり摩耗したりしないことが必要である。
【００４１】
キャリアの被覆樹脂層に分散する微粒子としては、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化ケイ素、硫酸バリウム、酸化ジルコニウム等、又はそれらに表面処理を施したもののいずれかの、単独或いは複数であることが好ましい。特にアルミナがトナーとの帯電の面（負帯電性トナー）で好ましい。ここで挙げた粒子は強靭な性質を有しているため、外力に対して強く、割れ摩耗が生じず、長期にわたり被覆層保護効果を維持することができる。
【００４２】
また、粒径は５μｍ以下が好ましく、被覆膜中における粒子の存在場所はアクリル樹脂に存在させることが好ましい。アクリル樹脂の強い接着性により、粒子を長期にわたり保持することが可能であるが、必ずしもアクリル樹脂中に存在させる必要はない。
【００４３】
また、必要に応じて被覆樹脂中にカーボンブラックを含有させることも有効である。その効果は顕著で、被覆樹脂のみ、或いは被覆樹脂と粒子で構成するコート膜の場合で、抵抗が高い場合に抵抗を下げる調節剤として用いることができる。一般的に抵抗が高いキャリアを現像剤として用いた場合、コピー画像の大面積の画像面では、中央部の画像濃度が非常に薄く、端部のみが濃く表現される、いわゆるエッジ効果の鋭く利いた画像となる。また、画像が文字や細線の場合は、このエッジ効果のため鮮明な画像となるが、画像が中間調の場合には、非常に再現性の悪い画像となる欠点を有する。従って、カーボンブックを適度に用いることで、優れた画像を得ることが可能となる。
【００４４】
さらに、カラー用キャリアに用いることも可能である。カラー現像剤用キャリアの場合、削れた膜が画像中に混入し、その削れた膜がカーボンブラックを含むなどの理由により濃い色を有すると、画像中ではっきりと目立つので欠陥画像となるが、被覆樹脂にアクリル樹脂を有しており、このアクリル樹脂は前記のとおり、接着性が強く削れ難い性質を有している為、被覆樹脂中でカーボンブラックを強固に保持できると共に、樹脂自体が削れ難いので、キャリアからのカーボンブラックの脱離が極めて少ない為である。特に、カーボンブラックをアクリル樹脂中に分散させることでその効果は大きい。そして、前記の層構造被覆膜においては、下層にカーボンブラックを分散したアクリル樹脂膜、上層にカーボンブラックを含有しないシリコン樹脂層を形成させることで、その効果は大きい。ここで言うカーボンブラックとは、キャリアあるいはトナー用として一般的に使われているもの全てを用いることができる。一方、シリコン樹脂のような脆性の高い削れ易い樹脂の場合、被覆樹脂中にカーボンブラックを含有すると、削れた黒色の膜が画像中に出ることとなり、欠陥画像となるので用いることができない。
【００４５】
キャリアを製造する方法として、前述した溶媒中に樹脂及び微粒子を十分に分散させ、樹脂被覆膜形成溶液を得、この溶液をキャリア表面へ塗布乾燥する方法がとられる。 
【００４６】
また、本実施形態の現像装置に用いられる現像剤のトナーとしては、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、必要に応じて離型剤、帯電制御剤、流動性向上剤などの添加剤を含有するものであり、一般的に公知のものがすべて使用できる。トナーの製造方法としては、粉砕法、重合法など公知のものがすべて使用できる。 
【００４７】
このようなキャリア及びトナーを用いて、現像スリーブ２２の経時汲み上げ量変動と、経時のキャリア劣化による画質について実験による検討をおこなった。この実験では、以下のキャリア１、２、３およびトナーＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋを用意し、キャリア９３部とトナー７部とをターブラーシェーカーミキサーで混合して現像剤を作成した。なお、各材料の「部」は質量基準である。
【００４８】
＜キャリア１＞
芯材：焼成フェライト粉［（ＭｇＯ）1.8（ＭｎＯ）49.5（Ｆｅ２Ｏ３）４８．０］
平均粒径  ３５［μｍ］
コート材：アクリル樹脂溶液（固形分５０ｗｔ％）  ２１．０部
グアナミン溶液（固形分７０ｗｔ％）    ６．４部
酸化チタン（０．０２［μｍ］、体積固有抵抗１０14［Ω・ｃｍ］）４０部
シリコン樹脂溶液（固形分２３ｗｔ％）  ６５．０部
アミノシラン                          ０．３部
トルエン                              ３００部
ブチルセロソルブ                      ３００部
上記コート材をホモミキサーで１０分間分散し、アルミナ粒子を含むアクリル樹脂及びシリコン樹脂のブレンドコート液を得た。芯材表面にこのコート液を膜厚０．１５［μｍ］になるようにスピラコーター（岡田精工社製）により塗布し乾燥した。これを電気炉中にて１５０℃で１時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き１０６［μｍ］の篩を用いて解砕してキャリア１とした。結着樹脂膜厚測定は、透過型電子顕微鏡にてキャリア断面を観察することにより、キャリア表面を覆う被覆膜を観察することができるため、その膜厚の平均値をもって膜厚とした。
【００４９】
＜キャリア２＞
キャリア１の酸化チタンをアルミナ（０．３［μｍ］、体積固有抵抗１０14［Ω・ｃｍ］）１２１部に変更する以外はキャリア１と同じ材料を用い、同じ方法でキャリア２を得た。 
【００５０】
＜キャリア３＞
キャリア１の材料から酸化チタンを除く以外は、キャリア１と同じ材料および同じ方法でキャリア３を得た。
【００５１】
＜トナー１Ｍ＞
母体構成材料結着樹脂  ポリエステル樹脂      ９５部
着色剤           ナフトール系マゼンタ顔料     ４部
離型剤                カルナバワックス              ５部
帯電制御剤            サリチル酸ジルコニウム塩     １部
上記組成のトナー母体構成材料をヘンシェルミキサー「ＭＦ２０Ｃ／Ｉ型」（三井三池加工機  社製）に仕込み、十分攪拌混合した後、東芝機械社製２軸押出機にて溶融混練して、冷却した。次いで、重量平均粒径（Ｄ４）が５．５±０．５［μｍ］、重量平均粒径と個数平均粒径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．１５〜１．２０となるように、粉砕、分級を行い、トナー母体を作製した。このトナー母体１００部に対して、以下の添加剤をヘンシェルミキサーを用いて添加混合し、トナーとした。
添加剤    疎水性シリカ（平均一次粒径１２０［ｎｍ］） ０．８部
疎水性シリカ（平均一次粒径２０［ｎｍ］） ０．８部
酸化チタン  （平均一次粒径１５［ｎｍ］）     １．２部
【００５２】
＜トナー１Ｃ＞
トナー１Ｍのナフトール系マゼンタ顔料を、銅フタロシアニンブルー顔料  ３部に変更する以外はトナー１Ｍと同様にしてシアントナーを得た。
【００５３】
＜トナー１Ｙ＞
トナー１Ｍのナフトール系マゼンタ顔料を、ジスアゾ系イエロー顔料  ５部に変更する以外はトナー１Ｍと同様にしてシアントナーを得た。
【００５４】
＜トナー１Ｋ＞
トナー１Ｍのナフトール系マゼンタ顔料を、カーボンブラック  ８部に変更する以外はトナー１Ｍと同様にしてシアントナーを得た。
【００５５】
また、実験には表４に示す７種類の現像スリーブを用いた。全ての現像スリーブの表面は、測定長さ０．２［ｍｍ］の範囲で高さ１［μｍ］以上となる山の個数は５個以下である。表面材質としては、アルミニウム、ステンレス、アルミニウムにＮｉメッキの表面処理をしたものである。また、凹凸の平均表面粗さＲｚ［μｍ］、凹凸のピークとピークとの平均間隔Ｓｍ［μｍ］は表４に示すとおりである。
【表４】
2008292971.tif 000006
【００５６】
実験内容
リコー製複写機「Ｉｍａｇｉｏ  ＮＥＯ  Ｃ６００」を用い、現像スリーブとキャリアとを下記表５に示すものに交換した。なお、現像剤は、キャリア９３部とトナー７部をターブラーシェーカーミキサーで混合したものである。また、この複写機の補給ユニットには、現像剤に使用したものと同じ各色トナーのカートリッジをセットした。この実験機を用いて、リコー製ＰＰＣペーパー  ＴＹＰＥ６０００のＡ３サイズに、マゼンタ色を指定してベタ画像を３枚印刷し、次いで、同種の紙にマゼンタ色を指定して画像なしで３枚印刷した。その後、リコー製ＰＰＣペーパー  ＴＹＰＥ６０００のＡ４サイズで、各色の画像面積率が５％のフルカラー画像を５万枚印刷した。５万枚印刷後に、もう一度、５万枚印刷前と同じ画像を印刷した。そして、初期及び５万枚印刷後の画像の画像濃度、濃度ムラ、地汚れを評価した。また、初期及び５万枚印刷後に、汲み上げ量を測定した。
【００５７】
【表５】
2008292971.tif 000007
【００５８】
汲み上げ量としては、３０〜４５［ｍｇ／ｃｍ２］であり、５万枚印刷後の変化率が初期の１０％より小さいことを目標とする。また、画像濃度は、Ａ３サイズに印刷したベタ画像の４隅および中央部の画像濃度を３枚分測定し、その平均を求めた。画像濃度は分光計（Ｘ−ライト社製、９３８  スペクトロデンシトメータ）で測定した。平均値が１．１以上であれば、問題ない画像濃度である。濃度ムラは周期的な濃度ムラの有無を目視確認した。○・・・濃度ムラなし、△・・・濃度ムラあるが問題ないレベル、×・・・濃度ムラ目立ち問題となるレベル、とした。地肌汚れ画像なしで印刷した紙の４隅および中央部の画像濃度を３枚分測定し、その平均を求めた。印刷していない同種の紙の画像濃度を測定して、平均値との差を求めた。この値が０に近いほど地肌汚れはよく、大きいほど地肌汚れが悪くなる。この値が０．０１より大きい場合は問題となるレベルである。
【００５９】
比較例１は、凹凸のＲｚ，Ｓｍとも上述の条件を満たす滑らかなものではあるが、表面材質がアルミニウムのスリーブ１と、ＴｉＯ微粒子を含有した表面樹脂層を有するキャリア１を用いた場合である。初期は画像濃度が高く濃度ムラの少ないベタ画像が得られた。また、５万枚通紙後は初期に比べて劣るものの、問題ないレベルの画像が得られた。また、地汚れに関しても経時でも問題のないレベルであった。しかし、汲み上げ量の経時変化率が初期の１０％ギリギリであった。すなわち、現像スリーブ表面材質がアルミニウムのものでは、ＴｉＯ微粒子を含有した表面樹脂層を有するキャリアを用いると、現像スリーブの表面劣化がしやすく、余裕のないレベルであるとわかる。
【００６０】
実施例１は、凹凸のＲｚ，Ｓｍとも上述の条件を満たす滑らかで、表面材質がステンレスのスリーブ２を用い、従来例１と同じＴｉＯ微粒子を含有した表面樹脂層を有するキャリア１を用いた場合である。初期は画像濃度が高く濃度ムラの少ないベタ画像が得られた。また、５万枚通紙後は初期に比べて劣るものの、問題ないレベルの画像が得られた。また、地汚れに関しても経時でも問題のないレベルであった。 汲み上げ量の経時変化率が初期の２％程度と良好な結果が得られた。すなわち、現像スリーブ２２表面材質をステンレスと高硬度にすることで、ＴｉＯ微粒子を含有した表面樹脂層を有するキャリア１を用いても、現像スリーブ２２の表面劣化がしにくいことがわかる。
【００６１】
実施例２は、実施例１のキャリアをキャリア２（表面樹脂層の金属酸化物微粒子がアルミナ）に変えたものである。表面樹脂層の金属酸化物微粒子をアルミナにかえたことにより、汲み上げ量が増え、地肌汚れが改善し、さらに安定した条件となった。
【００６２】
実施例３は、実施例２の現像スリーブを、さらに滑らかで表面材質がステンレスのスリーブ３に変えたものである。Ｒｚがさらに大きくなったことにより、汲み上げ量が増え、濃度ムラが改善された。
【００６３】
比較例２は、実施例２の現像スリーブを、凹凸のＲｚが１５［μｍ］で表面材質がステンレスのスリーブ４に変えたものである。Ｒｚが２０［μｍ］以上という上述の条件よりも小さいものとなることにより汲み上げ量が減り、濃度ムラも目立つようになった。
【００６４】
実施例４は、実施例２の現像スリーブを、凹凸のＲｚ，Ｓｍとも上述の条件を満たす滑らかで、表面材質がアルミニウムにＮｉメッキしたスリーブ５に変えたものである。現像スリーブの基材がアルミニウムでも高硬度のニッケルで表面処理したことにより、５万枚通紙後の変化が小さく抑えられた。
【００６５】
実施例５は、実施例２の現像スリーブを、スリーブ５よりもさらに凹凸のＳｍが大きい非常に滑らかで表面材質がアルミニウムにＮｉメッキしたスリーブ５に変えたものである。Ｓｍが大きくなったことにより、さらに５万枚通紙後の変化がさらに小さく抑えられた。
【００６６】
比較例３は、実施例２の現像スリーブを、凹凸のＳｍが１４５［μｍ］で表面材質がアルミニウムにＮｉメッキしたスリーブ７に変えたものである。Ｓｍが１５０［μｍ］以上という上述の条件よりも小さなものとなることにより、経時で大きく汲み上げ量が減り、初期は良好でも経時で問題となるレベルになった。
【００６７】
比較例４、実施例５のキャリアをＴｉＯ、アルミナ等の金属酸化物微粒子を含まないキャリア３にかえたものである。キャリアの樹脂被覆層に金属微粒子を含まないために、５万枚通紙後には被覆層の厚みが減り、十分な帯電性能を確保できずに地汚れが問題となるレベルまで悪化した。
【００６８】
以上、表５に示す実施例１〜５、比較例１〜４の実験結果から、現像スリーブ２２として凹凸のＲｚが２０［μｍ］以上、Ｓｍが１５０［μｍ］以上であり、測定長さ０．２［ｍｍ］中に存在する１［μｍ］以上の高さを持つ山の数が５個以下であり、表面がアルミニウムよりも高硬度なものを用い、表面樹脂層に金属酸化物微粒子を含有したキャリアを用いることにより、キャリアスペントやキャリア表面の被膜削れや割れを防止すると共に、経時での汲み上げ低下を抑制することができる。このようなキャリア表面に金属酸化物微粒子を含有するものは、現像スリーブ２２の表面状態の変化が加速されやすいが、上述の条件の現像スリーブを用いることで、現像スリーブ表面の経時変化を抑制することができ、長期に渡って高品位な画像を得ることができる。
【００６９】
以上、本実施形態によれば、現像剤担持体としての現像スリーブ２２は凹凸の平均表面粗さＲｚが２０［μｍ］以上、凹凸のピークとピークとの平均間隔Ｓｍが１５０［μｍ］以上であり、測定長さ０．２［ｍｍ］中に存在する１［μｍ］以上の高さを持つ山の数が５個以下であり、表面がアルミニウムよりも高硬度とする。このように、従来よりも凹凸の平均表面粗さＲｚを大きくし、現像剤搬送能力を高めて現像剤規制部材としての現像ドクタ２４で発生する現像剤のムラを防止する。しかし、平均表面粗さＲｚが粗くなる分、現像剤が現像スリーブ２２に押し付けられる力が強くなるため現像スリーブ２２の経時劣化が大きくなる方向であり、汲み上げ量変動が大きくなりやすい。そこで、従来よりも凹凸の平均間隔Ｓｍを大きくし非常に滑らかな形状として、現像剤が現像スリーブ２２表面に押し付けられる力を小さくする。これにより、経時の表面劣化を抑制し、汲み上げ量変動を小さくする。さらに、現像スリーブ２２の表面が軟いと、磨耗しやすく経時の表面劣化が大きくなりやすいので、現像剤スリーブ２２を表面を硬度の高いものとする。このように、現像スリーブ２２の凹凸の形状を複数のパラメーターにより調整することで、搬送能力を高めると同時に、経時変動を抑制することができる。
また、現像スリーブ２２の表面材質をステンレス製とすることで、良好に汲み上げ量低下率を改善したものを具現化できる。
また、現像スリーブ２２の表面材質をアルミニウムに硬度を高めるための表面処理を施したものとする。このような硬度を高める表面処理はブラスト加工後行われるため、ブラスト加工時は硬度が低いままである。よって、ブラスト加工による表面粗さの制御および加工時間の点でステンレスよりも有利である。
また、現像スリーブ２２の表面材質がアルミニウムにニッケルメッキを施したものとすることにより、加工の容易さおよび低コストの面で優位である。
また、上記非常に滑らかな条件の凹凸は短線状の線条材としてのカットワイヤを表面に衝突させるブラスト加工により容易に形成できる。このような凹凸は一般的なサンドブラスト加工で形成することは難しい。
また、現像剤の磁性キャリアとして、体積平均粒径が２０〜４５［μｍ］、芯材の表面に金属酸化物微粒子を分散した樹脂を被覆した概略球形のものを用いる。芯材の平均体積粒径が２０［μｍ］より小さい場合には、キャリアが凝集したり飛散する場合があり、４５［μｍ］より大きい場合には、トナーの搬送性が不均一となったり、現像時のキャリアの穂立ちが粗くなって、ベタやハーフトーンの均一性が劣る場合がある。このような芯材を用いることで、キャリアとしたときの流動性が良好になり、トナーを現像領域まで良好に搬送するとともに，撹拌によりトナーを良好に帯電させる。また、芯材の表面に金属酸化物微粒子を分散した樹脂を被覆することにより、キャリア表面へ加わる外力から被覆層を守り、外力により離型剤や流動性向上剤などのトナー構成成分がキャリアに付着し、さらに融着するといういわゆるキャリアスペントが発生することを抑制する。また、キャリア表面の被膜が削れたり、割れて崩れたりして初期の帯電性を維持できなくなうことを抑制する。これにより経時で安定した画像を得ることができる。
また、金属酸化物微粒子としては、酸化アルミニウムまたは酸化チタンが好ましく、キャリア表面へ加わる外力によるストレスによる影響を良好に抑制するができる。
また、芯材としては、は化学式（ＭｇＯ）Ｘ（ＭｎＯ）ｙ（Ｆｅ２Ｏ３）Ｚ( 式中、ｘは１〜５［ｍｏｌ％］、ｙは４５〜５５［ｍｏｌ％］、ｚは４５〜５５［ｍｏｌ％］)のフェライトが好ましい。この芯材は、組成からくる磁気的な特性と、粒径と形状がマッチして、キャリアとしたときの流動性が良好になる。
また、潜像担持体としての感光体１と現像スリーブ２２との間隔が０．１〜０．４［ｍｍ］とする。この間隔が小さすぎると、両者の間に働く電界が大きくなりキャリア付着と呼ばれる不具合が発生しやすくなる。また、大きすぎると現像能力の低下やエッジ効果と呼ばれる画像端部での濃度上昇から、均一な画像を得ることが困難になる。そこで、上記範囲にすることで良好な画像が得られる。
また、感光体１と現像装置４とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジとすることで、メンテナンスが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の全体の概略構成図。
【図２】現像装置の概略構成図。
【図３】磁界発生手段による現像スリーブ表面の磁束密度の大きさの分布図。
【図４】現像スリーブ表面をＶ溝加工したものの概略構成図。
【図５】現像スリーブ表面をＶ溝加工したものの表面拡大図。
【図６】アルミニウム製の現像スリーブにおける汲み上げ量低下率を示すグラフ。
【図７】ステンレス製の現像スリーブにおける汲み上げ量低下率を示すグラフ。
【符号の説明】
【００７１】
１  感光体
２  露光装置
３  トナー像形成手段
４  現像装置
５  転写ベルト
１３  定着装置
２１  現像ケーシング
２２  現像スリーブ
２３  磁界発生手段
２４  現像ドクタ
２５、２６  現像スクリュ
２７  トナー濃度センサ
２８  トナー補給口
２９  現像剤収容室  
【図１】
2008292971.tif 000008
【図２】
2008292971.tif 000009
【図３】
2008292971.tif 000010
【図４】
2008292971.tif 000011
【図５】
2008292971.tif 000012
【図６】
2008292971.tif 000013
【図７】
2008292971.tif 000014