(57)【要約】【課題】現像剤担持体の振れを抑えて、高画質の画像を提供する。【解決手段】熱間押出し製造されたアルミニウムの素管は、冷間引き抜き加工による溝の形成前に研削加工によって現像スリーブの振れを３０μｍ以下にしている。これにより、現像スリーブの一周回転におけるドクターギャップや現像ギャップの変動が抑えられる。この結果、これらのギャップ変動によって引き起こされる画像の乱れを防止することができる。また、溝形成前に振れ精度を向上させる加工を施しているので、溝の深さ偏差も３０μｍ以下に抑えることができる。この結果、トナーの搬送能力が周方向および軸方向で均一となり、高画質の画像を得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を表面に形成した潜像担持体に対向して回動可能に配置され、該潜像をトナー像化すべく該潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体において、該現像剤担持体の表面には、引き抜き加工による溝が形成されており、該引き抜き加工前に、振れ精度を高める加工によって、該現像剤担持体の振れ精度が高められていることを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【請求項２】
請求項１の現像剤担持体の製造方法において、該振れ精度を高める加工は、切削または研削であることを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２の現像剤担持体の製造方法において、該溝のみを該引き抜き加工で形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の現像剤担持体の製造方法において、該現像剤担持体の振れが３０μｍ以下であることを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の現像剤担持体の製造方法において、該溝の深さ偏差が３０μｍ以下であることを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の現像剤担持体の製造方法において、前記引き抜き加工後に切削加工を施すことを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の現像剤担持体の製造方法において、前記現像剤担持体は筒状部を有しており、該筒状部がビッカース硬度６０以上のアルミニウムであることを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の現像剤担持体の製造方法によって形成された現像剤担持体を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項８の現像装置において、該現像装置に用いられる現像剤はトナーと磁性キャリアを有する二成分現像剤であり、該磁性キャリア粒径を２０μｍ以上５０μｍ以下とすることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項８または９の現像装置において、該磁性キャリアは、磁性体からなる芯材の表面に樹脂コート膜を被覆してなり、該樹脂コート膜は、熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に、帯電調整剤を含有させて構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項８、９または１０の現像装置において、前記トナーが、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーであることを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項８、９、１０または１１の現像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１３】
請求項８、９、１０、１１の現像装置または請求項１２のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に用いる現像剤担持体の製造方法に関するものである。また、この製造方法により製造された現像剤担持体を備えた現像装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、潜像が形成された潜像担持体としての感光体の表面にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置を有し、このトナー像を紙などのシート状の転写材に転写するように構成した画像形成装置が知られている。
上記現像装置としては例えば、トナーとキャリアで構成される現像剤を、現像装置内に回動可能に支持された磁石内蔵の現像剤担持体としての現像ローラによって感光体表面に供給して、感光体表面にトナー像を形成するものが知られている。
また、上記現像装置においては、現像スリーブに吸着する現像剤の量を規制するために現像スリーブと所定の間隔をとって現像ローラの軸方向に配設されるドクターブレードが設けられている。
現像ローラが高速で回転しても、現像ローラの筒状部（以下、現像スリーブ）で現像剤がスリップしてドクターブレード近傍に停滞しないように溝加工やサンドブラスト加工等を施して現像スリーブを荒らしているものも知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この現像スリーブは、次のように加工されている。まず、アルミニウムを熱間で押出し、円筒状に形成する。現像スリーブの材料は、アルミニウムの他に真鍮、ステンレス、導電性樹脂などが使用できるが、コストや精度の面からアルミ合金（ＪＩＳ規格  Ａ６０６３−Ｔ５）がよく使用されている。
次に、スリーブ外周面に溝加工やサンドブラスト加工等を施こす。溝加工は、次のようにして行われる。内周面に台形状、Ｖ字状、Ｕ字状等の凸部を形成したダイスの内周面から円筒状のアルミニウムを冷間で引き抜くことでスリーブの外周に軸方向にのびる溝が形成される。スリーブの溝は、深さ０．０２ｍｍ、本数は５０〜１００本程度としている。前記溝は、アルミニウムの熱間押出し製造時に形成することもできる。
一方、サンドブラスト加工は、スリーブに冷間で砥粒を吹き付けることで行われる。スリーブの表面粗さは、Ｒｚ５〜１５［μｍ］程度としている。
そして、スリーブ両端部にフランジを圧入したり、接着したりして固定することで、現像剤担持体が形成される。
【０００４】
また、上記現像装置においては、現像スリーブに吸着する現像剤の量を規制するために現像スリーブと所定の間隔をとって現像ローラの軸方向に配設されるドクターブレードが設けられている。この現像スリーブとドクターブレードとの間隔（以下、ドクターギャップという）は、感光体に供給する現像剤の量を均一にするために厳しい公差精度に設定しなければならない。同様に、感光体と現像スリーブとの間隔（以下、現像ギャップ）は、現像スリーブに担持されているトナーを感光体に静電的に移動されるための電界を一定にするために厳しい公差精度に設定しなければならない。
【０００５】
【特許文献１】
実開平７−１６９４３号公報
【特許文献２】
特開平８−７４８３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、現像スリーブに振れがあるとドクターギャップや現像ギャップが、現像スリーブの一回転の間に変動してしまう。ドクターギャップが変動してしまうと、トナーが感光体表面に均一に供給されず、画像濃度の濃淡ムラが生じる。また、現像ギャップが変動してしまうと、電界が変動してしまい、トナーの感光体への移動量が変化して同じく画像濃度の濃淡ムラが生じる。
このような現象を抑えるためには、現像スリーブの振れ精度を高くする必要があるが、上述のような加工方法では、３０μｍ以下の振れ精度を出すことは、困難であった。
そこで、特許文献２には、現像スリーブの振れを抑えるために、現像スリーブおよび軸部材を切削加工または研削加工して振れ精度を向上させた後、サンドブラスト加工を施したものが記載されている。しかしながら、前記サンドブラスト加工を施した場合、現像スリーブを経時的に使用するうちに、現像剤との磨耗などで微細な凹凸がなくなり現像剤搬送能力が低下する場合があった。経時的に現像剤搬送能力を維持するためには、溝を形成する方法が有効である。
【０００７】
溝加工を施す場合、切削等の種々の方法が考えられるが、製造コスト等の面でダイスによる引き抜き加工が有利である。ダイスの内径をスリーブの外径より僅かに小さくして、溝の加工と同時にスリーブの外径寸法精度を上げる加工も施こす。この引き抜き加工後に、切削や研削などを行い、振れ精度を上げることも考えられるが、今度は逆に、溝の深さに偏差が発生し、トナーの搬送能力が周方向および軸方向で均一でなくなり、画像の濃淡ムラを引き起こしていた。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤担持体の振れを抑えて、高画質の画像を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の現像剤担持体の製造方法は、潜像を表面に形成した潜像担持体に対向して回動可能に配置され、該潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体の製造方法において、該現像剤担持体の表面には、引き抜き加工による溝が形成されており、該引き抜き加工前に、振れ精度を高める加工によって、該現像担持体の振れ精度が高められていることを特徴とするものである。
また、請求項２の現像剤担持体の製造方法は、請求項１の現像剤担持体の製造方法において、該振れ精度を高める加工は、切削加工または研削加工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または２の現像剤担持体の製造方法において、該溝のみを該引き抜き加工で形成することを特徴とする現像剤担持体の製造方法である。
また、請求項４の現像剤担持体の製造方法は、請求項１、２または３の現像剤担持体の製造方法において、該現像剤担持体の振れが３０μｍ以下であることを特徴とするものである。
また、請求項５の現像剤担持体の製造方法は、請求項１、２、３または４の現像剤担持体の製造方法において、該溝の深さ偏差が３０μｍ以下であることを特徴とするものである。
また、請求項６の現像剤担持体の製造方法は、請求項１、２、３、４または５の現像剤担持体の製造方法において、該引き抜き加工後に切削加工による仕上げ加工を施すことを特徴とするものである。
また、請求項７の現像剤担持体の製造方法は、請求項１、２、３、４、５または６の現像剤担持体の製造方法において、前記現像剤担持体は筒状部を有しており、該筒状部がビッカース硬度６０以上のアルミニウムであることを特徴とするものである。
また、請求項８の現像装置は、請求項１、２、３、４、５、６または７の現像剤担持体の製造方法によって形成された現像剤担持体を備えることを特徴とするものである。
また、請求項９の現像装置は、請求項８の現像装置において、該現像装置に用いられる現像剤はトナーと磁性キャリアを有する二成分現像剤であり、該磁性キャリア粒径を２０μｍ以上５０μｍ以下とすることを特徴とするものである。
また、請求項１０の現像装置は、請求項８または９の現像装置において、該磁性キャリアは、磁性体からなる芯材の表面に樹脂コート膜を被覆してなり、該樹脂コート膜は、熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に、帯電調整剤を含有させて構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項１１の現像装置は、請求項８、９または１０の現像装置において、前記トナーが、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーであることを特徴とするものである。
また、請求項１２のプロセスカートリッジは、請求項８、９、１０または１１の現像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジである。
また、請求項１３の発明は、請求項８、９、１０、１１の現像装置または請求項１２のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
請求項１乃至７の現像剤担持体の製造方法は、現像剤担持体の振れ精度を高める加工によって、該現像剤担持体の振れ精度が高められた後に、引き抜き加工によって溝を形成する。切削加工によって、現像剤担持体の振れ精度が高められているので、該現像剤担持体の一周回転におけるドクターギャップや現像ギャップの変動がなくなる。また、溝形成後に振れ精度を向上させる場合、溝の深さ偏差が大きく振れて溝の深さ偏差に変動をきたす場合があったが、溝形成前に振れ精度を向上させる加工を施しているので、溝の深さ偏差が大きく振れることがなくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の加工方法を適用して作成された現像剤担持体としての現像ローラの概略図である。この現像ローラ６５の外周には、軸方向にのびる複数の溝が形成された円筒状の現像スリーブ６５０と、その両端部にそれぞれ固定されたフランジ６５２ａ、６５２ｂを備えている。図中左側のフランジ６５２ａの中心には、前記現像スリーブ６５０の内部に設けられている磁場発生手段としてのマグネット７２から伸びる軸が挿入される孔が設けられている。この孔の周囲には、軸方向外側にのびるボス部６５１ａが形成され、このボス部が現像スリーブのジャーナル部になっている。そして、もう一方側（図中右側）のフランジ６５２ｂの中心に軸方向外側にのびる現像スリーブのジャーナル部６５１ｂが設けられている。ドクターブレード７３は、現像スリーブ６５０と所定の間隔をとって現像ローラ６５の軸方向にのびるている。このドクターブレード７３は、現像装置のケースにねじ止めされている。
また、上記図中右側のフランジ６５２ｂの中心には、スリーブのジャーナル部６５１ｂには、更に軸方向外側にのびる現像ローラのジャーナル部６５１ｃが設けられている。もう一方の現像ローラのジャーナル部６５１ｄは、マグネット７２からのびる軸で構成する。これら、現像ローラのジャーナル部６５１ｃ、６５１ｄは、後述する現像装置に圧入された軸受に回転自在に支持される。
【００１２】
図２は、画像形成装置に組み込まれた現像装置の概略図である。この現像装置は、図１に示した現像ローラ６５が取り付けられている。現像装置８０は、図２に示すように、感光体ドラム４０との対向位置に現像ローラ６５が感光体ドラムと隙間を有して設けている。現像ローラ６５の現像装置８０への組み込みは、現像ローラのジャーナル部６５１が現像装置内に支持されることで行われる。この現像ローラ６５は、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転する。現像ローラ６５の内部のマグネット７２は、図の点線に示すような磁力線を発している。現像装置内には、現像ローラ６５に隣あうように攪拌ローラ６８が配置されている。この攪拌ローラ６８も図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転する。そして、この現像装置内には、トナーと磁性キャリアを含む二成分系の現像剤が内包されている。
【００１３】
以下、本発明を用いた現像スリーブの製造方法の実施形態について説明する。まず、熱間押出しによってアルミニウム製の円筒状の素管を形成する。次に、素管の片側にフランジ６５２ａを圧入して固定する。このような状態の現像スリーブの外周に研削加工を施す。その状態を図３に示す。研削装置の一方の保持部７８０は、ボス部６５１ａを保持し、もう一方の保持部７８０は、スリーブの端部を保持する。ボス部６５１ａは、スリーブのジャーナル部として、ドクターブレードの回転自在に支持され、また、現像ローラのジャーナル部である、マグネットの軸に支持されている。よって、このボス部６５１ａを基準に研削することで、現像装置に組み込んでも高い振れ精度が維持されることとなる。そして、前記保持部７８０を回転させることで、スリーブを回転させる。そして、砥石７１０ａを現像スリーブ６５０の軸方向にスライドさせて、現像スリーブ６５０の外周振れを２０μｍ以下となるまで研削加工を行う。また、これと同時にスリーブのジャーナル部としてのボス部６５１ａの外周も別の砥石７１０ｂで研削して、スリーブのジャーナル部としてのボス部６５１ａの振れ精度を上げる。これにより、ドクターブレードとスリーブとのギャップ変動や感光体とスリーブとのギャップ変動を抑えることができる。
【００１４】
研削加工された現像スリーブは、引き抜き加工によって溝のみを形成する。その加工の状態を図４に示す。ダイス７１１の内径は、現像スリーブ６５０の外径と同一または僅かに大きく形成されており、その内周に、Ｖ字状、台形状、Ｕ字状等の凸部７１２が周方向に等間隔で設けられている。ボス部６５１ａは、ダイス内径の中心と同一の中心線を持つ図示しない引き抜き加工装置本体部からのびるつかみ部材７１３によって掴まれる。そして、つかみ部材７１３を図示中の左側（引き抜き方向）に移動させる。これにより、ダイス７１１の内周から現像スリーブ６５０が引き抜かれ、現像スリーブに軸方向にのびる溝のみが形成される。スリーブの溝は、溝深さがスリーブの肉厚の５〜１０％、溝ピッチ７度以下となるように形成される。溝のみを引き抜き加工で製造するので、現像スリーブに振れに影響するような応力がかからない。
【００１５】
上述の加工を施すことで、振れ精度を３０μｍ以下に抑えることができ、高い画像品質を得ることができるが、最近の画像形成装置は、より精度の高い画像を得るべく、現像ギャップを狭める傾向にある。現像ギャップを狭めると、振れによる画像の濃度ムラが現れやすく、２０μｍ以下の振れ精度とすることが好ましいとされている。研削加工で振れ精度分布を２０μｍ以下としても、引き抜き加工によって溝を形成するときに、スリーブに応力がかかり、振れ精度の分布が２５μｍと悪化してしまっていた（図５参照）。しかし、以下に示す仕上げ加工を施すことで、振れ精度の分布を２０μｍ以下に抑えることができる（図６参照）。
【００１６】
この仕上げ加工は、現像スリーブの外周に切削加工とする。研削加工を行った場合、砥石の種類や研削条件を変更しても、溝に削りカスが溜まり、目詰まりしてまうためである。その加工状態を図７（ａ）に示す。ボス部６５１ａを切削装置の保持部７８１に保持する。切削装置のもう一方の保持部７８１にスリーブ６５０のもう一端を保持する。保持部７８１を回転させて、スリーブ６５０を回転させる。そして、バイト７１５を現像スリーブ６５０の軸方向にスライドさせて、現像スリーブ６５０の振れ精度をさらに高める。また、これと同時にボス部６５１ａの外周を切削して、ボス部６５１ａの振れ精度を高める。仕上げ加工終了後、磁場発生手段としてのマグネット７２を挿入して、スリーブ６５０の他端にフランジ６５２ｂを圧入固定して、図７（ｂ）に示す現像ローラ６５とする。
【００１７】
上述においては、スリーブの一方の端部のみにフランジ６５２ａを圧入固定してから、切削加工をしているがこれに限られない。スリーブの両端にフランジ６５２ａ、６５２ｂを圧入固定してから、切削加工をしてもよい。この場合、スリーブの片側にフランジ６５２ａを固定した後、マグネット７２を挿入して、もう片方のフランジをスリーブに圧入する。そして、スリーブのジャーナル部である、ボス部６５１ａとスリーブのジャーナル部６５１ｂとを旋削装置の保持部７８１で保持する。そして、保持部７８１を回転させて、スリーブ６５０を回転させる。バイト７１５を現像スリーブ６５０の軸方向にスライドさせて、現像スリーブ６５０の仕上げ加工とする。
【００１８】
仕上げ加工に切削加工を施した場合、材質によってはバリが発生することがある。このバリが付着した状態で現像スリーブを画像形成装置に組み込むと、使用途中で現像スリーブからバリが剥がれて画像の乱れや感光体表面を傷つける場合があった。
そこで、材料の硬度を変えて、バリの発生が画像にどのように影響するかを調べた。
実施例１〜５は、上述の製造方法で製造されたスリーブで、材質はアルミ合金（ＪＩＳ規格  Ａ６０６３）であり、後処理によって硬度差を出している。
これらの現像スリーブを画像形成装置に組み込んで、画像の状態を評価した。その結果を以下に示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
実施例１〜２は、使用初期時から画像の濃度低下が確認された。これは、バリがスリーブに多く発生してしまい、このバリによって、現像剤の汲み上げが邪魔され、現像剤の搬送性が十分でなくなってしまったためと考えられる。
実施例３は、現像剤の搬送性に問題はなく、使用初期時には問題がなかったが、長期使用するにつれて、画像の乱れが確認された。これは、スリーブに付着したバリが剥離して感光体を傷つけてしまったため起こったと考えられる。
実施例４は、多少のバリは見られたものの、画像に影響を及ぼすことはなかった。また、実施例５は、バリの発生はほとんどなく画像に影響を及ぼすことはなかった。
【００２１】
以上の結果から、ビッカース硬度６０を越えると、現像装置に組み込んだ場合においても、実使用上問題のないレベルのバリの発生に抑ることができる。
【００２２】
図９は、本実施形態の加工方法によって作成された現像スリーブが搭載された画像形成装置の概略図である。この画像形成装置は、複写装置本体１００、この複写機本体を載せる給紙テーブル２００、複写装置本体上に取り付けるスキャナ３００、さらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００から主に構成されている。
複写装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を設ける。
【００２３】
そして、図９の例では、中間転写体１０を、３つの支持ローラ１４，１５，１６に掛け回して図中時計回り方向に回転搬送可能とする。
図示の例では、３つの支持ローラのうち第２の支持ローラ１５の左側に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５との間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０を構成する。そのタンデム画像形成装置２０の上方には、図１に示すように、露光装置２１を設ける。
【００２４】
一方、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示の例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像をシートに転写する。
また、２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
【００２５】
上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示の例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下側に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備える。
【００２６】
さて、いまこのカラー電子写真複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００２７】
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００２８】
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４，１５，１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【００２９】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００３０】
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
【００３１】
図１０は、本実施形態に用いる現像装置を示している。この現像装置８０は、現像剤担持体としての現像ローラ６５、現像剤を収容する現像ケーシング６１、現像剤を攪拌・搬送する２つの攪拌・搬送スクリュー６８、現像ローラ６５により担持・搬送される現像剤量を規制するドクターブレード７３などで構成されている。現像ローラ６５は、マグネットローラ７２を内蔵している。
【００３２】
この現像装置８０では、現像ケーシング６１に収容する現像剤として、磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を用いている。この磁性キャリアとトナーとは、攪拌・搬送スクリュー６８の回転により、攪拌されながら現像ローラ６５に向けて搬送される。現像ローラ６５に向けて搬送された現像剤は、マグネットローラ７２の磁極の磁力とドクターブレード７３の規制作用とにより、現像ローラ６５の回転に伴ってドクターブレード７３の現像剤搬送方向上流側に滞留保持される。この滞留保持された現像剤は、現像ローラ６５の回転により更に攪拌されて、現像剤中のトナーの摩擦帯電が促進される。トナーが摩擦帯電された現像剤は、現像ローラ６５により担持・搬送され、ドクターブレード７３の先端と現像ローラ６５の表面との隙間を通過することで薄層化される。ドクターブレード７３の先端付近には磁性体が設置されている。この磁性体は、現像ローラ６５の対向磁力の方向性を均一化して、ドクターブレード７３の先端と現像ローラ６５の表面との隙間を通過する現像剤量のバラツキを抑えている。このようにして薄層化された現像剤は、現像ローラ６５の回転により、潜像担持体としての感光体ドラム４０と現像ローラ６５とが対向する現像領域に向けて担持・搬送される。この現像領域には、図示しない現像バイアス印加手段により現像ローラ６５に所定の現像バイアスが印加されることによって、所定の現像電界が形成されている。感光体ドラム４０の表面には、上述した潜像形成手段により静電潜像が形成されている。この静電潜像は、上述の現像領域に形成された現像電界の作用により、現像ローラの表面に担持されている現像剤中の帯電トナーにより可視像化される。
【００３３】
図１１は、図９の点線で囲んだ、現像スリーブを搭載した現像装置８０、感光体ドラム４０、感光体クリーニング装置６３、帯電装置６０が内包されたプロセスカートリッジの概略図である。このプロセスカートリッジ５００は、上記実施形態の画像形成装置に設けられる各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋを、画像形成装置本体に対して着脱可能に一体構成したものである。このように各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋをプロセスカートリッジ５００として構成すれば、これに収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジを交換すればよく、利便性が向上する。なお、プロセスカートリッジとして一体構成する部品は、少なくとも感光体ドラム４０と現像装置８０とが含まれていれば、そのほかにどのような部品を含ませてもよい。
【００３４】
次に、本実施形態に使用される現像剤のキャリアについて図１２を用いて説明する。
二成分現像剤のキャリアとしては、弾力性と強い接着力とを有するコート膜であって、膜厚よりも大きい径を有する粒子を表面に含有したコート膜で被覆したものを用いることが望ましい。キャリア９０の芯材としてフェライト９１を用いている。このフェライト９１の表面を、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に、帯電調整剤を含有させたコート膜９２で被覆している。このコート膜９２は弾力性と強い接着力を有している。さらに、コート膜９２の膜厚よりも大きい径の粒子、例えばアルミナ粒子９３を表面に分散している。アルミナ粒子９３はコート膜９２の強い接着力で保持されている。従来のキャリアは硬いコート膜を徐々に削りながら長寿命を得るという思想の基で構成されていたのに対し、図示のキャリア９０はコート膜９２が弾力性を有することで衝撃を吸収して膜削れを抑制する。また、膜厚よりも大きい径を有するアルミナ粒子９３をキャリア９０表面に分散することで、コート膜９２への衝撃を阻止し、しかもスペント物のクリーニングを行なうことができる。このように、コート膜の膜削れとスペント化を抑制できるので、従来のキャリアに比べ、より長寿命化を図ることができる。これにより、長期間に渡り、トナー汲上量の安定化、すなわち品質の安定化を期待できる。
【００３５】
本実施形態に使用されるキャリア粒径の大きさは、２０μｍ以上５０μｍ以下としている。キャリアの粒径５０μｍ以下であれば、画像の粒状度が良く、高画質を経時で維持することが可能となる。ここで、上記磁性キャリアの粒径は、細かいほどよいが、現状では、最小で２０μｍが加工限界とされている。
【００３６】
次に、本実施形態に用いる現像剤のトナーについて説明する。
まず、本実施形態に用いるトナーの製造方法について説明する。
基本樹脂準備→乳化→熟成→脱溶剤→アルカリ洗浄、水洗→乾燥→外添剤処理という一連の流れが製造工程の概要である。まず、酢酸エチル等の有機溶媒に、樹脂、着色剤、ワックス、帯電制御剤等を溶解させたものを基本樹脂溶液とする。そして、界面活性剤、粘度調整剤、樹脂微粒子を含有する水系媒体に、上記基本樹脂溶液とアミン類とを加えて、せん断力により分散させて、乳化状態を生起せしめる。次いで、イソシアネート基とアミン類との作用による伸長や架橋反応を促進させるべく、反応系を加熱して熟成させる。そして、例えば、系全体を徐々に昇温して、液滴中の有機溶媒を蒸発除去するなどの方法により、脱溶剤処理を行う。次に、脱溶剤によって得られたトナー粒子表面に残存している異物（界面活性剤、粘度調整剤など）を除去すべく、アルカリ洗浄処理や水洗処理を施す。そして、濾過によってトナー粒子を回収した後、乾燥させる。更に、必要に応じて、シリカ、チタニア、アルミナ等の外添剤微粒子をミキサー等によって０．１〜５．０重量部程度の量で外添する。
【００３７】
より詳しい製造例について説明すると、例えば次のようになる。
まず、冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付設された反応槽中にて、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６９０重量部と、テレフタル酸２５６重量部とを常圧且つ２３０℃の環境下で８時間重縮合反応させる。そして、１０〜１５ｍｍＨｇまで減圧せしめて５時間反応させてから１６０℃まで冷却した後、１８重量部の無水フタル酸を加えて更に２時間反応させて変性されていないポリエステル（ａ）を得る。
【００３８】
かかるポリエステル（ａ）とは別に、ベースとなるポリマー１分子中に２以上の反応基を有するプレポリマーを準備する。具体的には、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物８００重量部と、イソフタル酸１８０重量部と、テレフタル酸６０重量部と、ジブチルチンオキサイド２重量部とを反応槽中に入れる。そして、常圧且つ２３０℃の環境下で８時間重縮合反応させた後、１０〜１５ｍｍＨｇまで減圧して脱水しながら５時間反応させる。次いで、１６０℃まで冷却してから、３２重量部の無水フタル酸を加えて更に２時間反応させる。そして、８０℃まで冷却して酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート１７０重量部と２時間反応させて、イソシアネート基含有プレポリマー（１）を得る。
【００３９】
また、ケチミン化合物も準備する。例えば、攪拌棒及び温度計の付設された反応槽中に、イソホロンジアミン３０重量部とメチルエチルケトン７０重量部を入れて、５０［℃］で５時間反応させてケチミン化合物（２）を得る。
【００４０】
上記イソシアネート基含有プレポリマー（１）１５．４重量部と、上記ポリエステル（ａ）６０重量部と、酢酸エチル７８．６重量部とをビーカー内に入れて攪拌溶解する。そして、離型促進剤であるライスＷＡＸ（融点８３℃）１０重量部と、銅フタロシアニンブルー顔料（シアン顔料）４重量部とを入れて、ＴＫ式ホモミキサーを用いて６０℃の環境下にて１２０００ｒｐｍの速度で攪拌して、均一に溶解、分散させる。次いで、上記ケチミン化合物（２）２．７重量部を加え溶解させて、基本樹脂溶液（３）を得る。
【００４１】
イオン交換水３０６重量部と、リン酸カルシウム１０％懸濁液２６５重量部と、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２重量部と、平均粒径０．２０μｍのスチレン／アクリル系樹脂微粒子とをビーカー内に入れて均一に溶解する。そして、６０℃に昇温した後、ＴＫ式ホモミキサーを用いて１２０００ｒｐｍの速度で攪拌しながら、上記基本樹脂溶液（３）を投入して１０分間攪拌する。次いで、得られた混合液を攪拌棒及び温度計の付設されたコルベンに５００ｇ移して４５℃まで昇温した後、減圧下にてウレア化反応させながら０．５時間かけて溶剤を除去する。そして、濾別、洗浄、乾燥工程を経てから風力分級して母体粒子（４）を得る。
【００４２】
上記母体粒子１００重量部と、帯電制御剤（オリエント化学社製  ボントロンＥ−８４）０．２５重量部とをＱ型ミキサー（三井鉱山社製）に入れる。そして、ミキサーのタービン型羽根の周速を５０ｍ／ｓｅｃに設定して、２分間のミキシングと１分間の休止とを５セット行う。次いで、０．５重量部の疎水性シリカ（Ｈ２０００、クラリアントジャパン社製）を添加してから、周速１５ｍ／ｓｅｃの設定で３０秒間のミキシングと１分間の休止とを５セット行って、トナー粒子を得る。そして、このトナー粒子１００重量部と、疎水性シリカ０．５重量部と、疎水化酸化チタン０．５重量部とをヘンシェルミキサーにて混合して、シアントナーを得る。上述の基本樹脂溶液の組成における銅フタロシアニンブルー顔料（シアン顔料）４重量部を次のように変更すれば、他色のトナーを得ることができる。
・イエロートナー：ベンジジンイエロー顔料６重量部
・マゼンタトナー：ローダミンレーキ顔料６重量部
・ブラックトナー：カーボンブラック１０重量部
【００４３】
本実施形態によれば、現像スリーブは、外周に軸方向にのびる溝を備えている。よって、現像スリーブの外周をサンドブラスト加工によって荒らしたものよりも、現像剤の搬送能力が長期間に渡り維持することができる。
また、本実施形態の現像スリーブの製造方法によれば、熱間押出し製造されたアルミニウムの素管は、冷間引き抜き加工による溝の形成前に研削加工によって現像スリーブの振れを３０μｍ以下にしている。これにより、現像スリーブの一周回転におけるドクターギャップや現像ギャップの変動が抑えられる。この結果、これらのギャップ変動によって引き起こされる画像の乱れを防止することができる。また、溝形成前に振れ精度を向上させる加工を施しているので、溝の深さ偏差も３０μｍ以下に抑えることができる。この結果、トナーの搬送能力が周方向および軸方向で均一となり、高画質の画像を得ることができる。
また、本実施形態の現像スリーブの製造方法によれば、冷間引き抜き加工では、溝のみを形成するようにしている。本実施形態によれば、溝加工前に外周の振れ精度が十分高められているので、溝の加工と同時にスリーブの外径寸法精度を上げる加工を施こす必要が無い。よって、従来の引き抜き加工では、スリーブ全体に応力がかかっていたが、本実施形態では、溝のみの加工で済むので、引き抜き加工時に現像スリーブにかかる応力が溝の形成時にかかる応力のみに抑えることができる。この結果、振れ精度を高める加工後に、引き抜き加工しても振れ精度悪化することがない。
また、本実施形態の現像スリーブの製造方法によれば、仕上げ加工を施している。これにより、現像スリーブの振れ精度を２０μｍ以下とすることができ、現像ギャップを狭めても、スリーブの振れによる画質の乱れがない。この結果、より高画質の画像を得ることができる。
また、本実施形態の現像スリーブの製造方法によれば、仕上げ加工として切削加工を用いている。これにより、研削加工のように削りカスが溝に溜まることがない。この結果、現像剤担持能力を発揮する溝深さが確保され、現像ローラを高速回転させても、確実に現像剤を担持することができる。
また、本実施形態の現像スリーブの製造方法によれば、現像スリーブの材料をビッカース硬度６０以上のアルミニウムとしている。これにより、切削加工時に発生するバリが抑えられ、装置作動中にバリが剥がれて、画像形成装置の画像に悪影響を与えることがなくなる。また、硬度が高いため、磨耗しにくくなり、現像剤等との磨耗による溝深さの減りが遅くなり、長期にわたり、トナー搬送能力を維持することができる。
また、本実施形態の現像装置によれば、振れがほとんど無く溝を有した現像スリーブの採用により、高速・高画質のトナー像形成に適応できる現像装置とすることができる。
また、本実施形態の現像装置によれば、二成分現像剤の磁性キャリアは、平均粒径は２０μｍ以上５０μｍ以下のものである。このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高品質の画像を得ることができる。また、この磁性キャリアは、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有するものであって、該樹脂コート膜が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分に帯電調整剤を含有させたものである。この磁性キャリアを用いることにより、衝撃を吸収して削れを抑制し、強い接着力により大粒子を保持できる効果と、コート膜への衝撃阻止およびスペント物のクリーニングという効果とをバランス良く得ることができる。従って、現像剤の長寿命すなわち膜削れとスペント化を防止できる。
また、本実施形態の現像装置によれば、現像剤のトナーは、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散させ、該トナー組成物を重付加反応させて得られた重合トナーを用いる。このようなトナーを用いることにより、粉砕工程がなく、小資源化を図ることができ、粒径分布および帯電分布がシャ−プにでき、円形度を変える形状制御が容易にできる等の効果を得ることができる。
また、本実施形態の画像形成装置は、上述のキャリアを用いた現像剤と、上述の現像スリーブを備えるので、高速・高画質の画像形成装置とすることができる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１乃至７の現像担持体の製造方法によれば、現像スリーブの振れが抑えられ、ドクターギャップや現像ギャップの変動によって引き起こされる画像の乱れを防止することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る現像ローラの概略図。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の要部説明図。
【図３】実施形態に係る現像スリーブの振れ精度加工である研削加工を示す図。
【図４】実施形態に係る現像スリーブの溝形成加工である引き抜き加工を示す図。
【図５】実施形態に係る現像スリーブの溝形成加工である引き抜き加工前と加工後の振れ精度の分布を示す図。
【図６】実施形態に係る現像スリーブの溝形成加工である引き抜き加工前と仕上げ加工後の振れ精度の分布を示す図。
【図７】実施形態に係る現像スリーブの仕上げ加工の一例を示す図。
【図８】実施形態に係る現像スリーブの仕上げ加工の他の例を示す図。
【図９】実施形態に係る画像形成装置の概略図。
【図１０】実施形態に係る現像装置の該略図。
【図１１】実施形態に係るプロセスカートリッジの概略図
【図１２】実施形態に係る磁性キャリアの概略図。
【符号の説明】
１８    画像形成部
２０    タンデム画像形成部
４０    感光体ドラム
６０    帯電装置
８０    現像装置
６２    一次転写装置
６３    感光体クリーニング装置
６５    現像ローラ（現像剤担持体）
７３    ドクターブレード
９０    磁性キャリア
６５０  現像スリーブ
６５２ａ、６５２ｂ  フランジ
７１１  ダイス
【図１】
2005024598.tif 000004
【図２】
2005024598.tif 000005
【図３】
2005024598.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005024598.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2005024598.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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