(57)【要約】【課題】一成分現像剤のトナーを担持搬送する現像剤担持体の表面に着目し、現像剤担持体での現像履歴によるゴーストの発生を抑制した現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】静電潜像が担持される像担持体１に対向して開口し且つトナーが収容可能な現像ハウジング２と、現像ハウジング２の開口に面して配設され且つ外周面にてトナーが担持搬送可能な現像剤担持体３とを備え、現像剤担持体３は、算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５μｍ以上であり、かつ、算術平均傾斜（Δａ）が０．１以上０．４以下の表面粗さを具備する。【選択図】図１
2007121567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が担持される像担持体に対向して開口し且つトナーが収容可能な現像ハウジングと、
現像ハウジングの開口に面して配設され且つ外周面にてトナーが担持搬送可能な現像剤担持体とを備え、
現像剤担持体は、算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５μｍ以上であり、かつ、算術平均傾斜（Δａ）が０．１以上０．４以下の表面粗さを具備することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
現像剤担持体は、その周面の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が１５０μｍ以上３００μｍ以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１記載の現像装置において、
現像剤担持体の周面は、ブラスト処理によって粗面化された上に金属めっき層が積層されているものであることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３記載の現像装置において、
前記ブラスト処理に使用されるブラスト材は、球形粒子で粒度＃４０〜＃１００（粒径５００μｍ〜１５０μｍ）相当品であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１記載の現像装置において、
現像剤担持体と像担持体との対向部位より現像剤担持体の回転方向上流側には、当該現像剤担持体と離間配置され且つ現像剤担持体上のトナーの層規制を行う層規制部材を備え、
層規制部材は、現像剤担持体への押し当て圧が０．５９Ｎ／ｃｍ（６０ｇｆ／ｃｍ）以下になるように設定することを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１記載の現像装置において、
現像剤担持体にて担持搬送されるトナーは、磁性を有するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１記載の現像装置において、
現像剤担持体にて担持搬送されるトナーは、重合法によって作製された球形トナーであることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
静電潜像が担持される像担持体と、
請求項１乃至７のいずれかに記載の現像装置と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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に係り、特に、一成分現像剤（トナー）を用いた現像装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式等の画像形成装置で用いられる現像装置としてトナーのみを用いる一成分現像方式では、現像ロールにてトナーを担持搬送した後、感光体と対向する現像領域にて現像ロール上のトナーを感光体へ飛翔させ、感光体上に形成された静電潜像を可視像化する（現像工程）方式が採られる。このとき、このような現像工程を経過した後の現像ロール上には、静電潜像に対応してトナーが消費された部分と消費されなかった部分とが生じる（現像履歴）。このような現像履歴は、通常、次のトナー供給工程並びにトナー層規制工程にて解消され、現像ロール上には再び一様なトナー層が形成されて次の現像工程がなされるようになり、ゴースト等の現像履歴に起因する画像欠陥は生じないようになっている。
【０００３】
一方、最近の画像形成装置に求められる高速化、高画質化の要請により、使用されるトナーとして低温定着性が良好なポリエステル樹脂を用いた磁性トナーが提案され、更にトナー径も小径化の方向にある。
このようなポリエステル樹脂を用いた磁性トナーあるいは小径化したトナーは、例えばポリエステル樹脂の極性基による作用や、小径化による作用によってトナー自体の凝集性が強くなり、現像ロール上に固着され易くなる。そのため、現像後、トナーが消費されなかった部分（非画像部に相当）ではトナーが現像ロール上に固着され易く表層の一部のトナーのみが次の新たなトナーと入れ替わり、トナーが消費された部分（画像部に相当）ではほぼ全量のトナーが次の新たなトナーに入れ替わるようになる。現像ロール上でこのように部分的に入れ替わり量が異なるトナー層が次の現像工程に至ると、新たなトナーにほぼ全量入れ替わった部位での現像効率の方が高くなり、ゴースト（現像履歴による濃度差）が現れるようになる（特に、このゴーストは、ベタ画像を形成した後にハーフトーン画像を形成する際に顕著に確認されるようになる）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−９０９９５号公報（実施例、表１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような問題に対し、現像ロール周面に所定の表面処理を施してゴーストの低減を図ろうとする提案がなされている（特許文献１参照）。この特許文献１では、現像ロール周面に樹脂層をコーティングし、その樹脂層はトナー径より大きな凹凸と小さな凹凸とで構成され、大きな凹凸はその算術平均粗さがＲａで１．３〜１．８μｍ、小さな凹凸は有効線長さＳＲｌｒが１０４％以下であることが示されている。しかしながら、凹凸の有効線長さＳＲｌｒでは、例えば表面粗さの粗さ曲線において、凹凸間隔と夫々のピーク高さが異なっても同様の数値が算出される可能性があることから、現像ロールの表面粗さの適切な数値を表し難い。
そこで、本件発明者らは、特願２００５−０８９９１５にて、現像ロールの表面粗さを表すために、新たに微小エリアの粗さパラメータとして二乗平均平方根粗さＲｑに着眼し、算術平均粗さＲａが１．３μｍ以上且つ二乗平均平方根粗さＲｑが０．０８μｍ以下であれば、ゴーストが防げることの提案を行った。
【０００６】
この提案では、微小エリアの粗さに着眼したことから、凝集性の強いトナーを用いてもゴーストが防げることが確認されたが、二乗平均平方根粗さＲｑは粗さ曲線を二乗している分、微小エリアの表面形状を直接評価していないために不十分な虞もある。
本発明は、このような技術的課題を解決するためのものであり、一成分現像剤のトナーを担持搬送する現像剤担持体の表面に着目し、現像剤担持体での現像履歴によるゴーストの発生を抑制した現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本件発明者らは、現像剤担持体にて担持搬送されるトナーが小径サイズの場合について更に検討を行い、現像剤担持体周面の表面粗さは、トナーの搬送を確保するための所定の範囲内の大きな凹凸形状が必要で、かつ、これらの凹凸は、トナーが固着し難い凹凸形状になっていることが必要であり、トナーの固着に対しては凹凸の夫々の微小部分の傾斜が急峻になるとトナーが残留し易くなるとの予想の下、新たな粗さパラメータとして算術平均傾斜Δａに着眼し、本件発明を見出すに至った。
【０００８】
すなわち、本件発明は、図１に示すように、静電潜像が担持される像担持体１に対向して開口し且つトナーが収容可能な現像ハウジング２と、現像ハウジング２の開口に面して配設され且つ外周面にてトナーが担持搬送可能な現像剤担持体３とを備え、現像剤担持体３は、算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５μｍ以上であり、かつ、算術平均傾斜（Δａ）が０．１以上０．４以下の表面粗さを具備することを特徴とするものである。
【０００９】
このような技術的手段において、現像剤担持体３としてはトナーを担持しうるものであればよく、例えばトナーが磁性を有する態様においては、現像剤担持体３としては非磁性スリーブの内部に磁界発生手段を備えた構成が挙げられる。また、現像剤担持体３と像担持体１とは、接触してもよいし、非接触配置されてもよく、互いの回転方向は、接触配置にあっては対向部位で同方向（Ｗｉｔｈ方向）、非接触配置にあっては対向部位で同方向（Ｗｉｔｈ方向）でもよいし、反対方向（Ａｇａｉｎｓｔ方向）であっても差し支えない。
【００１０】
更に、本発明にいう算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に準拠して算出されるものであり、一方、算術平均傾斜（Δａ）は、微小領域の表面粗さを示すもので、粗さ測定曲線の線分の傾き（角度）の絶対値を求め、その値を平均化したものとして算出される。特に、算術平均傾斜Δａは、具体的には、表面粗さの測定ピッチを０．１５μｍ、高さ方向の分解能を０．０１μｍにて測定し、得られた波形をフーリエ変換し、トナー粒径以上の長周波成分をカットし、更に各点を５点加重平均したものに対して求めたものである。
【００１１】
ここで、表面粗さに関する呼称の差異について説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、（ａ）が算術平均粗さＲａ、（ｂ）が算術平均傾斜Δａ、（ｃ）が二乗平均平方根粗さＲｑを説明するものであり、（ａ）では、算術平均粗さＲａが粗さ測定曲線ｙ＝ｆ（ｘ）の絶対値を基準長さに亘って平均化した値であることが示されている。また、（ｂ）では、粗さ測定曲線ｙ＝ｆ（ｘ）の微小傾斜（Δｙ／Δｘ）が示され、算術平均傾斜Δａは、この微小傾斜の絶対値を基準長さに亘って平均化した値となっている。更に、（ｃ）では、粗さ測定曲線ｙ＝ｆ（ｘ）の二乗をしたｙ＝ｆ２（ｘ）を基準長さに亘って平均化した値が二乗平均平方根粗さＲｑの二乗値（Ｒｑ２）であることが示されている。
このように、表面粗さを表す粗さパラメータは、必ずしも一様な傾向を表すものではなく、適宜選択して使用する方が、却って適切な表面粗さを表すことができるようにもなる。
【００１２】
本発明においては、現像剤担持体３の表面粗さとして、算術平均粗さＲａが１．５μｍ以上であり、かつ、算術平均傾斜Δａが０．１以上０．４以下としたので、現像剤担持体３によるトナーの搬送性も良好で、また、現像剤担持体３上へのトナー固着を抑制することができ、凝集性の高いトナーを使用するに際してもゴーストの発生を抑制することができるようになる。
【００１３】
更に、本発明では、現像剤担持体３は、その周面の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が１５０μｍ以上３００μｍ以下とすることが好ましく、これによれば、上述した算術平均粗さＲａと凹凸の平均間隔Ｓｍによって、より適切なトナー搬送性能が確保されるようになる。尚、この凹凸の平均間隔Ｓｍは、前述の算術平均粗さＲａと同様に、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に準拠して測定される。
【００１４】
本発明において、上述した表面粗さを形成するには、現像剤担持体３の周面は、ブラスト処理によって粗面化された上に、金属めっき層が積層されていることが好ましく、ブラスト処理によって周面を適度に粗面化することで、適度な表面粗さを確保できると共に、めっき層の密着性も向上するようになる。このとき、金属めっき層としては、特に限定されないが、例えばステップカバレージも考慮すると無電解ニッケルめっきが好適である。尚、めっきとしては、化学的めっき法に限らず、物理的めっき法に依っても差し支えない。
また、ブラスト材としては、ガラス系、セラミックス系、金属系、樹脂系メディア等限定されないが、所望の表面粗さ（凹凸面）を得る観点から粒度＃４０〜＃１００（粒径５００μｍ〜１５０μｍ）相当品の球形粒子が好ましい。
【００１５】
更に、本発明では、図１に示すように、現像剤担持体３と像担持体１との対向部位より現像剤担持体３の回転方向上流側には、当該現像剤担持体３と離間配置され且つ現像剤担持体３上のトナーの層規制を行う層規制部材４を備え、層規制部材４は、現像剤担持体３への押し当て圧が０．５９Ｎ／ｃｍ（６０ｇｆ／ｃｍ）以下になるように設定することが好ましく、この場合、層規制部材４による押し当て圧を小さくすることで、トナーの劣化を防ぐと共に現像剤担持体３の周面の表面粗さを抑えても、良好なトナーの搬送が実現できるようになる。
【００１６】
また、現像剤担持体３にて担持搬送されるトナーは、現像剤担持体３による搬送力を向上させ、高速プロセスへの適用を図る観点から、磁性を有するものであることが好ましい。更に、高画質化を図る観点から、トナーは重合法によって作製された球形トナーであることが好ましい。特に、本発明は、現像剤担持体３の周面の表面粗さを調整したので、球形トナーを使用する際に好適である。
そして、本発明は、上述した現像装置に限られるものではなく、これらの現像装置を用いた画像形成装置をも対象とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トナーが収容可能な現像ハウジングと、現像ハウジングの開口に面して配設され且つ外周面にてトナーが担持搬送可能な現像剤担持体とを備え、現像剤担持体の表面粗さとして算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５μｍ以上であり、かつ、算術平均傾斜（Δａ）が０．１以上０．４以下の範囲になるようにしたので、現像剤担持体によるトナーの搬送性が良好に確保されると共に、凝集性の高いトナーを使用する際にもトナーの固着を防ぐことができ、ゴースト等の画像欠陥の発生を抑えることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図３は、本発明が適用された現像装置を含む画像形成装置の実施の形態を示す。同図において、符号２１は、矢印方向に回転し、表面に有機光導電層を含む感光体ドラムであり、この感光体ドラム２１はコロトロン等の帯電装置２２によって帯電され、レーザ書込装置等の露光装置２３によって静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム２１の光の当たった部分の表面電位が低下し、光の当たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画像として形成される。また、現像装置３０は、現像ハウジング３１内に着色粒子であるトナーが収容され、現像ロール３２にトナーを担持させ、この現像ロール３２にバイアス電源２５からの現像バイアスを印加することで、現像ロール３２側を静電潜像の高電位部と低電位部との中間電位に保持し、感光体ドラム２１上の静電潜像の画像部を帯電されたトナーにて現像するようにしたものである。更に、転写装置２６は、例えば感光体ドラム２１に接触配置される転写ロールにて構成され、バイアス電源２７によって感光体ドラム２１上のトナー像が引き付けられる方向の転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム２１上のトナー像を記録材２８に転写させるようにしたものである。また、感光体ドラム２１上に残留したトナーは、例えばドクターブレード式のクリーニング装置２９によって除去される。
【００１９】
また、本実施の形態では、感光体ドラム２１上のトナー像が転写された記録材２８は、定着装置５０に搬送され、この定着装置５０によりトナー像が記録材２８に定着される。定着装置５０は、例えばヒートロール方式が採られ、加熱ロール５１と加圧ロール５２とを有し、この加熱ロール５１と加圧ロール５２との間に記録材２８を通過させることによりトナー像を記録材２８に定着するようになっている。
【００２０】
本実施の形態における現像装置３０は、図４に示すように、感光体ドラム２１に向かって開口する現像ハウジング３１を有し、この現像ハウジング３１の開口に面して現像ロール３２を配設し、現像ハウジング３１の開口上縁には現像ロール３２表面のトナー層を規制する層規制部材３３を設けたものである。また、現像ハウジング３１は、現像ハウジング３１の一部で構成される仕切壁３１ａを境に、現像ロール３２が収容される現像室３４と、この現像室３４の背後でトナーを収容するトナー室３５とに分かれて構成されている。トナー室３５には、収容されたトナーが撹拌されるアジテータ３６を有し、このアジテータ３６は、例えば回転体の一部に可撓性フィルムを付けたもので、トナー室３５内のトナーを現像室３４側へ掻き出すようにしたものである。
【００２１】
また、本実施の形態では低温定着可能なポリエステル樹脂系磁性トナーを使用していることから、現像ロール３２は、内部に複数の磁極が固定配置された磁石体３２ｂと、磁石体３２ｂの周囲に回転可能に設けられた非磁性スリーブ３２ａとで構成されており、そのため、トナーがスリーブ３２ａ周面に沿って搬送されるようになっている。そして、本実施の形態では、現像ロール３２と感光体ドラム２１とは、対向する部位で互いに同方向（Ｗｉｔｈ方向）に接触回転するように配設されている。尚、磁石体３２ｂの磁極配置は、現像室３４内のトナーがスリーブ３２ａ上を搬送されるようになっていれば、磁極数や配置は適宜選定して差し支えない。
【００２２】
更に、層規制部材３３は、現像ハウジング３１に一端が固定された板ばね材３３ａと、この板ばね材３３ａの自由端側に貼り付けられたゴム部材３３ｂから構成され、板ばね材３３ａによる現像ロール３２への押し当て圧が線圧として０．５９Ｎ／ｃｍ（６０ｇｆ／ｃｍ）以下になるように調整され、スリーブ３２ａ上のトナーに所定の帯電量を付与すると共に所定のトナー薄層を形成するようになっている。このときゴム部材３３ｂとしては、例えばウレタンゴムやシリコーンゴム等が使用される。尚、層規制部材３３としてはこのような構成に限らず、スリーブ３２ａ上のトナーに所定の帯電量を付与し、所定のトナー層厚を形成できるものであれば適宜選定するようにしてもよい。
【００２３】
そして、特に、本実施の形態におけるスリーブ３２ａは、アルミニウム基材の表面にブラスト処理を行って所定の表面粗さにした後、金属めっき層としてニッケルめっきを施したものである。
ブラスト処理は、吹き付ける球形状のガラスビーズの大きさを粒度＃４０〜＃１００（粒径５００μｍ〜１５０μｍ）相当品を使用し、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に準拠）が１．５μｍ以上になるようにしている。
また、ニッケルめっきは、例えば亜鉛置換を行った後、表面のステップカバレージが良好な無電解光沢ニッケルめっきを行い、所定の表面粗さ（微小エリアの表面粗さ）として、算術平均傾斜Δａ（詳細は後述する）が０．１〜０．４の範囲内になるようにめっき条件を調整している。このとき、例えばＰ含有量等を調整することで、析出膜が非磁性を呈するようになっている。尚、本実施の形態では、スリーブ３２ａの表面処理としてニッケルめっき層を用いたが、これに限定されず、非磁性且つ所定の表面性を備えるものであれば、他の金属めっき層であっても差し支えない。
【００２４】
次に、めっき処理後のスリーブ３２ａの表面粗さについて説明する。本実施の形態では、めっき処理後のスリーブ３２ａの表面粗さは、上述したＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に準拠した算術平均粗さＲａが１．５μｍ以上であり、また、凹凸の平均間隔Ｓｍが１５０〜３００μｍの範囲内になるようになっている。更に、算術平均傾斜Δａが０．１〜０．４の範囲内になるようにしているが、算術平均傾斜Δａは、次のようにして求めたものである。
ＫＥＹＥＮＣＥ社製レーザ顕微鏡ＶＫ−８５００にて、２０００倍の倍率でスリーブ３２ａ表面のプロファイル（粗さ測定曲線に相当）を求める。そして、その線分の傾きの絶対値を求め平均化することで、算術平均傾斜Δａとした。具体的には、表面粗さの測定ピッチを０．１５μｍ、高さ方向の分解能を０．０１μｍにて測定し、得られた波形（粗さ測定曲線に相当）をフーリエ変換し、トナー粒径以上の長周波成分をカットしてうねり成分を除去した後、更に各点を５点加重平均したものに対し求めた。尚、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１の局部傾斜を求める式（ｄＺｉ／ｄｘ）を参考に各サンプリング点での傾きを算出した。
このとき、うねり成分の除去としてフーリエ変換したのは、表面の微細な凹凸のみを抽出するために必要なものであり、また、５点加重平均は測定精度を落としすぎることなく測定装置の検出ばらつきを補正することを目的に行った。
【００２５】
次に、本実施の形態における画像形成装置の作動を、現像装置３０を中心に説明する。
図４において、トナー室３５からアジテータ３６によって掻き出されたトナーは、現像室３４内に導かれる。現像室３４内のトナーは、現像ロール３２の磁石体３２ｂの磁極によって吸引され、スリーブ３２ａの回転に伴ってそのまま現像ロール３２側に吸着されて搬送される。そして、層規制部材３３によってスリーブ３２ａ上のトナーは、所定の層厚並びに帯電量に調整された後、現像ロール３２と感光体ドラム２１との対向部位の現像領域にて、バイアス電源２５による現像バイアスの作用によって感光体ドラム２１上の静電潜像を可視像化する（現像する）。以上のように現像サイクルが実施される。
【００２６】
本実施の形態では、現像ロール３２表面のスリーブ３２ａは、その表面粗さを上述したように、算術平均粗さＲａが１．５μｍ以上であり、凹凸の平均間隔Ｓｍが１５０〜３００μｍの範囲内であり、算術平均傾斜Δａが０．１〜０．４の範囲内になるように調整したので、現像ロール３２によるトナー搬送力が確保されると共に、層形成時にスリーブ３２ａ上をトナーが滑りやすく、凝集性が強いトナーを使用してもスリーブ３２ａ上にトナーが固着され難い。そのため、現像においてトナーが消費された部分（画像部に相当）とトナーが消費されなかった部分（非画像部に相当）とが混在しても、現像室３４内のトナーと摺擦することでスリーブ３２ａ表面から掻き落とされ易く、次の現像時には均一なトナーの薄層が形成された状態が維持されるようになる。そのため、現像履歴によるゴーストの発生を抑制することができるようになる。
【００２７】
図５（ａ）（ｂ）は、本実施の形態における形成画像の一例を示したもので、（ａ）のように進行方向に沿ったタテベタを出力した後に、（ｂ）のような全面をハーフトーンとした画像を出力しても、ゴーストの発生が抑制されているために、ハーフトーン画像は一様な画像が得られ、ゴーストのような画像欠陥が発生しない。
【００２８】
一方、算術平均傾斜Δａが０．４を超えるような本実施の形態と異なる表面粗さをスリーブ３２ａが採った従来の現像装置では、次のような現象が起こるようになる。
すなわち、現像ロールに層規制部材が圧接されている（本実施の形態よりも押し付け圧が大きい）ので、現像ロール周面のトナーはその付着量が規制されて薄層になる。このとき、トナー層は層規制部材によって現像ロール側に押し付けられ、飛翔し難くなっている。これは、トナー層中において、トナーが動き易い部分と動き難い部分とがあり、現像ロール表面近傍ではトナーと現像ロールとの鏡像力や現像ロール表面の粗さによってトナーが移動し難くなり、上層のトナーは動き易いことから、例えば何度も層規制部材を通過した場合（例えば非画像部に相当してトナーが消費されない場合）には、トナー層の下層である現像ロール表面近傍のトナーは入れ替わりが行われず滞留し、度重なる加圧と現像ロールへの付着力によってパッキングされるようになる。
一方、現像領域にて連続的にトナーが消費されると（画像部に相当する）、トナー層の上層のトナーが現像によって消費され、徐々にトナー層下層の凝集も崩され、現像領域では益々トナーが飛翔し易くなる。
このようなトナーの挙動によって、連続的にトナーが消費された部分とそうでない部分とで現像量に差が出るようになり、ゴーストという画像欠陥が発生するようになる。
【００２９】
図６（ａ）（ｂ）は、このゴーストを示したもので、（ａ）のようなタテベタ画像を出力した後に（ｂ）のようなハーフトーンを出力すると、（ａ）のタテベタ画像が現像された後の現像ロール上には、タテベタの画像部分ではトナーが消費され、非画像部ではトナーが消費されないようになる。このとき、非画像部に相当する現像ロールの表面近傍では、トナーが凝集し易くなっているため、次の現像時にはトナー層の上層のみが入れ替わるようになる。そのため、トナーが消費された部分とトナーが消費されなかった部分とで、現像量が異なり、（ｂ）のような全面ハーフトーン画像を出力すると、顕著にゴーストとなって現れるようになる。
尚、算術平均傾斜Δａが０．１を下回るようになると、現像ロール表面をトナーが却って滑りすぎ、現像領域へ所定のトナー量を供給することができなくなり、現像の安定性が損なわれると共に、ネガゴーストが発生するようにもなる。
【００３０】
このようなゴーストを防ぐには、現像ロール上に過剰量のトナーを層形成することで、画像部と非画像部との現像量の差を小さくすることが考えられるが、この場合、トナーの帯電量が不均一になり易く、画像むら等の画質劣化の原因となる。また、層規制部材の押し当て圧を大きくすることで、現像ロール上のトナー層の掻き取り効果を増加させ、強制的にトナー薄層を形成する方法も考えられるが、トナーへのストレスが却って大きくなり、例えばトナーの外添剤の埋まり込みが発生し、却って長期に亘って安定した画像を得ることが困難となる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態では、現像ロール３２の表面粗さに関し、算術平均粗さＲａが１．５μｍ以上とし、更に、トナー粒径相当以上の表面のうねり成分を除去した微細な領域の表面粗さに着眼し、算術平均傾斜Δａを０．１〜０．４の範囲内になるようにしたので、現像ロール３２とトナーとの各種拘束力を弱めることができ、現像ロール３２表面近傍のトナーも動き易くなり、トナーが凝集するのを抑止することが可能になる。そのため、トナー凝集に伴うゴーストの発生を防ぐことができるようになる。
また、このような表面形状の現像ロール３２を用いることで、層規制部材３３の押し当て圧を０．５９Ｎ／ｃｍ（６０ｇｆ／ｃｍ）以下にしても均一なトナーの薄層形成が可能になり、トナーに与えるストレスを大幅に低減することができる。そのため、長期に亘って安定した画像を形成することができる。
更に、小粒径のトナーを使用するに際しても、良好な画像が形成可能であり、また、重合法による所謂球形トナーを使用するに際しても、良好な画像が形成できるようになる。
更にまた、現像ロール３２表面を金属めっき層で形成したので、例えば従来のような樹脂層と異なり、摩擦摩耗等による表面形状の変形量も小さく、表面形状が長期に亘って維持されるようになり、その結果、例えば感光体ドラム２１としてアモルファスシリコンが形成されたものを組み合わせることで、機械的寿命が延び、部品の交換頻度を大幅に低減することも可能になる。
尚、本実施の形態では、微小エリアの表面粗さに着眼したが、例えばＪＩＳ  Ｂ０６０１による方法では、測定表面への触針によって計測が行われるため、測定針の先端径が数μｍもあることから、本実施の形態での算術平均傾斜Δａは測定できないことを付記しておく。
【００３２】
本実施の形態では、トナーは磁性トナーを用いたが、例えば磁性トナーではなく、非磁性トナーを用いるようにすることも可能である。この場合、例えば現像室３４内にて現像ロール３２に対向配置させるトナー供給ロールを供え、このトナー供給ロールと現像ロール３２との間にトナーを供給する供給バイアスを印加するようにすればよい。
このように、非磁性トナーを使用するに際しても、本実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【実施例】
【００３３】
◎実施例１
本実施例では、３種のスリーブについて、上述の実施の形態にて説明した方法を用いて算術平均傾斜Δａを測定した。図７（ａ）〜（ｃ）は、３種の具体的な粗さ測定曲線（プロファイル）の例を示したものである。測定された算術平均傾斜Δａは、０．１１μｍ、０．４４μｍ、０．５８μｍであり、夫々フーリエ変換前の曲線（フーリエ変換前の表面形状として示す）とフーリエ変換後の曲線（フーリエ変換後の表面形状として示す）とを示している。尚、本実施例では、３種のスリーブ共、ブラスト処理までは同様に行ったが、その後の処理方法を異なるものとしたもので、Δａが０．１１μｍのものは、実施の形態と同様の処理とし、その他は、それ以外の方法に依った。
測定は、スリーブ表面を長さ１５０μｍに亘って行い、その結果、３種とも、大きなうねり成分はそれほど違わないものの、微小エリアでの粗さが大きく異なっている。すなわち、Δａが０．１１μｍのものに比べ、Δａが０．４４μｍ、０．５８μｍのものでは表面が粗くなっていることが分かる。そのため、このような粗い表面では、トナー、特に小粒径のトナーが引っ掛かり易くなり、トナー固着が発生し易くなることが理解された。
【００３４】
◎実施例２
本実施例は、算術平均傾斜Δａとゴーストグレードとの関係を評価したもので、具体的には、図５（ａ）のようなタテベタ（濃度１００％、反射濃度１．４）を２本並べた画像をＡ４タテ送りで２枚出力した後、連続して反射濃度０．４の全面ハーフトーン画像を出力して、ゴーストの発生状況を確認した。ここで、タテベタ画像を２枚出力したのは、この方が１枚しか出力しない場合よりもゴーストが発生し易くなることによる。
ゴーストグレードは、ゴーストの発生エリア（画像部に相当する部分）と非画像部に相当する部分での画像濃度差が０．１のとき、ゴーストグレード±０．５とし、０．２のとき±１、０．３のとき±１．５、０．４のとき±２となるようにした。尚、ゴーストグレードが良好な範囲としては、±０．５以内とした。
【００３５】
結果は、図８に示すように、算術平均傾斜Δａとゴーストグレードとは略直線関係になり、これによれば、ゴーストグレードが良好な範囲±０．５以内（反射濃度０．４のハーフトーン画像にて、タテベタに相当する部位と、そうではない部位との画像濃度差が０．１以下の場合を言う）に収まる算術平均傾斜Δａは、０．１〜０．４であった。
算術平均傾斜Δａが０．４を超えると、トナーがスリーブ表面に拘束され易くなる結果ゴーストに繋がり、一方、Δａが０．１を下回るとスリーブ表面でのトナー拘束力が不足してネガゴーストの発生に繋がるものと考えられた。
そのため、算術平均傾斜Δａを０．１〜０．４にすれば、ゴーストによる画像欠陥の発生を抑えることができることが判明した。尚、このとき、ゴーストグレードとして±表記とされているのは、所謂ポジゴーストとネガゴーストとがあることによる。
【００３６】
◎実施例３
本実施例は、層規制部材による押し当て圧とトナーライフとの関係を評価確認したもので、押し当て圧は板ばね材の厚さを変更することで行った。このとき、線圧として２５〜１２０ｇｆ／ｃｍとなるようにし、トナーライフは、標準画像（画像面積率約５％の画像）の出力を繰り返し、出力画像にてトナー劣化に伴う画像欠陥（画像むら等）が目視確認された枚数を評価確認した。
結果は、図９に示すように、２００００枚以上の出力を得るには、押し当て圧を０．５９Ｎ／ｃｍ（６０ｇｆ／ｃｍ）以下にすればよいことが確認された。
このことから、従来は現像ロール表面によるトナーへの拘束力が強いことから、層規制部材による押し当て圧を大きくする必要があったが、本例では、小さくすることが可能になり、その結果、トナーライフも向上することが判明した。
【００３７】
◎実施例４
本実施例は、現像ロールの表面粗さに関して、算術平均傾斜Δａと算術平均粗さＲａとの関係を評価確認したものである。現像ロールのスリーブとしては、ブラスト材を変えることで算術平均粗さＲａを変え、各種めっき処理を行ったものとそうではないものをも含め評価した。評価基準は、実施例２のようにして行い、出力画像のゴーストグレードが±０．５以内かどうかを判定して決めるようにした。
結果は、図１０に示すようになった。尚、図中○印はゴーストグレードが±０．５以内で良好なものを表し、●印はゴーストグレードが±０．５を超えて良好でないものを表す。
図１０の結果から、ゴーストグレードが良好なものは、算術平均粗さＲａが１．５μｍ以上であり、かつ、算術平均傾斜Δａが０．４以下のものであることが確認された。
尚、図１０では、Δａが０．１未満でも良好な結果を示しているが、図８の結果とも併せると、Δａの範囲としては０．１〜０．４がよいものと判断した。
【００３８】
◎実施例５
本実施例は、現像ロールの表面粗さに関して、算術平均傾斜Δａと凹凸の平均間隔Ｓｍとの関係を評価確認したものである。現像ロールのスリーブとしては、ブラスト材を変えることで凹凸の平均間隔Ｓｍを変え、各種めっき処理を行ったものとそうではないものをも含め評価した。評価基準は、実施例２のようにして行い、出力画像のゴーストグレードが±０．５以内かどうかを判定して決めるようにした。
結果は、図１１に示すようになった。尚、図中○印はゴーストグレードが±０．５以内で良好なものを表し、●印はゴーストグレードが±０．５を超えて良好でないものを表す。
図１１の結果から、ゴーストグレードが良好なものは、凹凸の平均間隔Ｓｍが１５０μｍ以上であり、かつ、算術平均傾斜Δａが０．４以下のものであることが確認された。
【００３９】
◎比較例
本比較例は、上述の実施例に用いた現像ロールを使用して、算術平均傾斜Δａと凹凸の有効線長さＳＲｌｒとの関係を評価確認したものであり、図１２に示すような結果が得られた。その結果、両者間には一次で近似できる相関が見受けられ、一次近似直線を求めると、ｙ＝７３．７９６ｘ＋９０．５８６が得られた。
このことは、有効線長さＳＲｌｒが１０４％以下であることは、算術平均傾斜Δａが０．１８以下になることに相当する。しかしながら、実施例等でも示したように、本発明においては、算術平均傾斜Δａは０．１〜０．４であればよく、このことからも、有効線長さＳＲｌｒによる表面粗さの表現は、現像ロールとしての好ましい表面粗さを表すものではないことが理解された。
尚、本件発明者らが現像ロール表面に導電性微粒子を含有する結着樹脂をコーティングしたものについて検討したところ、ＳＲｌｒが１２２〜１７２であり、Δａが０．４８〜１．１の値になったことを付記しておく。
【００４０】
◎比較例２
本比較例は、算術平均傾斜Δａと二乗平均平方根粗さＲｑとの関係を評価確認したものであり、図１３に示すような結果が得られた。その結果、ＲｑとΔａとは明確な相関が見受けられず、例えばＲｑを０．０８以下にした場合には、Δａは約０．１〜約１．１の範囲にばらつき、Δａが０．４以下の図中Ｂ領域で示す領域と、Ａ領域で示す領域とが含まれることが分かった。このＡ領域及びＢ領域の中で、ゴーストグレードに優れる領域はＢ領域であることから、Ｒｑによる表面粗さの表現も、実際の挙動を表すには至っていないことが理解された。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る現像装置の概要を示す説明図である。
【図２】（ａ）は算術平均粗さ、（ｂ）は算術平均傾斜Δａ、（ｃ）は二乗平均平方根粗さＲｑを示す説明図である。
【図３】本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す説明図である。
【図４】実施の形態の現像装置を示す説明図である。
【図５】（ａ）（ｂ）はゴーストのない画像を示す説明図である。
【図６】（ａ）（ｂ）はゴースト発生時の画像を示す説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は実施例１の結果を示すグラフである。
【図８】実施例２の結果を示すグラフである。
【図９】実施例３の結果を示すグラフである。
【図１０】実施例４の結果を示すグラフである。
【図１１】実施例５の結果を示すグラフである。
【図１２】比較例１の結果を示すグラフである。
【図１３】比較例２の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１…像担持体，２…現像ハウジング，３…現像剤担持体，４…層規制部材
【図１】
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【図２】
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【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】
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【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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