JP5534412B2 - 現像装置並びにこれを備える画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、トナーを含む現像剤を使用して像担持体上の潜像を現像する現像装置、並びに、これを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

従来、この種の画像形成装置として、二成分磁気ブラシ現像を用いるものが知られている。二成分磁気ブラシ現像は、トナーが磁性粉からなるキャリアに静電気力で吸着した現像剤を像担持体と対向する現像領域に搬送し、像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像化するための現像剤担持体を用いる。

この現像剤担持体は、例えば、円筒状の現像スリーブを有し、この現像スリーブ表面に現像剤の穂立ちを生じさせるように磁界を形成する磁界発生手段（例えば、マグネットローラ）を現像スリーブ内部に有している。現像剤の穂立ちの際には、現像剤を構成するキャリアがマグネットローラで生じる磁力線に沿うように現像スリーブ上に穂立ちしており、このキャリアに対して帯電トナーが付着している。マグネットローラは、複数の磁極を有しているが、それぞれの磁極を形成する磁石は、棒状など成形体に形成され、特に、現像スリーブ表面の現像領域部分に対応する部分には、現像剤を穂立ちさせる現像主磁極を有している。この穂立ちを起こした現像剤は、現像スリーブ及びマグネットローラの少なくとも一方を回転させることにより、周方向に移動させることができる。一般的には、現像剤を搬送しやすくするために、現像スリーブの表面に、溝や不規則な凹凸（サンドブラストやビーズブラストなどによる凹凸）を設けている。特に、カラー複写機や、プリンタでは、画像品質面の優位性から、サンドブラストやビーズブラストなどによる不規則な凹凸を設けた現像スリーブが主流となっている。このような溝加工、サンドブラスト加工等の荒らし加工は、高速で回転する現像スリーブの表面で現像剤がスリップして停滞することにより生じる画像濃度の低下の発生を防止するために行われる。

図１９は、従来の一般的な現像装置の例を示す概略構成図である。この現像装置は、二成分現像剤を現像剤担持体と像担持体それぞれが対向する現像領域に搬送し、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像剤担持体を備えている。この現像剤担持体は、円筒状に形成された現像スリーブ２４１と、この現像スリーブ２４１内に収容され現像スリーブ２４１の表面に現像剤の穂立ちを生じさせるように磁界を形成するマグネットローラ２４７と、を備えている。この現像剤担持体においては、現像剤の穂立ちの際に、現像剤を構成する磁性キャリアがマグネットローラ２４７で生じる磁力線に沿うように現像スリーブ２４１上に穂立ちすると共に、この穂立ちした磁性キャリアに現像剤を構成するトナーが付着する。

また、この現像装置は、上記現像剤を収容する現像剤収容槽と、この現像剤収容槽内の現像剤を攪拌するスクリュー形状の攪拌搬送部材と、現像剤担持体に汲み上げられた現像剤の量を均一にする現像剤規制部材とを備えている。図１９に示される現像装置においては、現像剤収容槽と攪拌部材とをそれぞれ一対備え、現像剤収容槽内を攪拌部材の軸方向に現像剤が移動する。現像剤担持体から離れた側の一方の現像剤収容槽２４９Ｂの一端部から補給されたトナーは、一方の攪拌部材２４２により、現像剤収容槽２４９Ｂの他端部まで攪拌部材２４２の軸方向に沿って搬送されながら現像剤と攪拌される。そして、現像剤は、上記一方の現像剤収容槽２４９Ｂの他端部から現像剤担持体寄りの他方の現像剤収容槽内２４９Ａに移動する。現像剤担持体寄りの他方の現像剤収容槽２４９Ａに移った現像剤は、マグネットローラ２４７の磁力により現像スリーブ２４１の表面に汲み上げられ、現像スリーブ表面に付着する。その後、現像剤担持体上の現像剤は、その量が現像剤規制部材１４６で均一にされ、続いて、像担持体１２と現像剤担持体とが間隔をあけて対向する現像領域へ搬送される。現像剤は、像担持体１２上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。

マグネットローラ２４７には、複数の固定磁極、例えば、Ｓ１（現像極），Ｎ１（現像剤搬送極）、Ｓ２（剤離れ上流極）、Ｓ３（汲み上げ極＝剤離れ下流極）、Ｎ２（現像剤搬送極）がそれぞれ設けられている。現像スリーブ２４１は、矢印方向に回転するので、現像剤は、現像スリーブ２４１の表面を固定磁極Ｓ３→Ｎ２→Ｓ１→Ｎ１→Ｓ２→剤離れの順に移行する。このマグネットローラ２４７においては、固定磁極Ｎ１（現像剤搬送極）及び固定磁極Ｎ２（現像剤搬送極）を同極のＮ極性とし、固定磁極Ｓ２と固定磁極Ｓ３との間にＳ極性の磁極ｐを設けると、トナー濃度の薄くなった現像済みの現像剤は、固定磁極Ｓ２と固定磁極Ｓ３との反発力に加えて磁極ｐの反発力によって、現像剤収容槽２４９Ａの中に落とされる。このような磁極ｐ（Ｐ）を「剤離れ極」と呼ばれ、磁極ｐ（Ｐ）の反発力によって現像済みの現像剤が現像剤収容槽２４９Ａの中に落とされる。このように現像スリーブ２４１の表面から剤離れして現像剤収容槽２４９Ａの中に落とされたトナー濃度の薄くなった現像済みの現像剤は、現像剤攪拌槽２４９Ａにおいて、現像剤攪拌槽２４９Ｂから送られてきたトナー濃度の濃い新しい現像剤と共に攪拌される。その後、固定磁極Ｓ３（現像剤汲み上げ極）によってトナー濃度の濃くなった現像剤は、現像スリーブ２４１上に汲み上げられて引き付けられ、固定磁極Ｎ１（現像剤搬送極）に移行される。この固定磁極Ｎ１に移行されたトナー濃度の濃くなった現像剤は現像剤規制部材で一定量にして固定磁極Ｓ１(現像極)に移行される。

また、特許文献１には、図２０に示すように、図１９において説明した汲み上げ極（Ｓ３極）と現像剤搬送極（Ｎ２極）との２つの極を１つの極で構成（図２０の例ではＮ３極）して、現像剤の低ストレス化および現像剤担持体そのものの確実な剤離れ性確保を目的とした現像装置が開示されている。
さらに、特許文献２には、磁極配置によって剤離れ性の更なる向上を図るために、現像領域を通過した後の現像剤を現像剤担持体から離脱させるための剤離れ部における磁気力に着目し、現像剤規制部材に対して現像剤担持体による現像剤搬送方向上流側の現像剤担持体外周面外方に磁石を配置し、その磁石の配置位置や磁力の大きさを規定することで現像剤の現像剤担持体への再吸着を防止する現像装置が開示されている。

しかし、現像剤担持体からの現像剤の剤離れについては、現像剤担持体の回転軸方向両端部側において下記のような課題がある。図２１及び図２２は、この課題を説明するための図であって、図２０で示した現像装置における現像スリーブ２４１の表面上の現像剤の挙動を示す説明図である。図２１(ａ)は現像スリーブの表面上における法線方向磁束密度（絶対値）の分布を示した説明図、同図（ｂ）は現像スリーブ中央部（作像領域部）における現像剤の挙動を断面方向から見た説明図、同図（ｃ）は現像スリーブ端部（作像領域外）における現像剤の挙動を断面方向から見た説明図である。また、図２２は現像スリーブ端部（作像領域外）における現像剤の挙動を側面方向から見た説明図である。

図２２において、像担持体１２上に潜像が形成され得る作像領域に対向する現像スリーブ２４１の表面上の現像有効領域の幅（以下「現像有効幅」という。）内においては、剤離れ部で剤離れ上流極（Ｎ２）による剥離力が現像剤に有効に作用し、現像剤が現像スリーブ２４１の表面から離脱し、図２１（ｂ）に示すように、現像剤収容槽２４９Ａに落下する。現像剤収容槽２４９Ａに落下した現像剤は現像剤収容槽内の現像剤と攪拌混合され、再度汲み上げ極（Ｎ３）によって現像スリーブ２４１に汲み上げられる。これに対し、マグネットローラ２４７に対応する現像スリーブ上の領域のうち現像有効幅よりも現像スリーブ軸方向外側部分（以下「マグネットローラ端部領域」という。）においては、図２２に示すように現像剤が現像スリーブ表面に付着し、現像スリーブ２４１の表面から離脱せずに残存する現像剤が存在する。つまり、マグネットローラ端部領域においては、剤離れ上流極（Ｎ２）で離した現像剤が、マグネットローラの外側（磁力の無い部分）を通り、剤離れ下流極（Ｎ３）に向かってしまう。すると、図２１（ｃ）に示すように、現像剤は現像スリーブ表面からほとんど離れず、剤離れ下流極（Ｎ３）に汲み上げられてしまう。すなわち、マグネットローラ端部領域では、現像剤の連れ回りが発生する。
マグネットローラ２４７に設けられている磁極は、剤離れ部では剤離れ上流極（Ｎ２）と剤離れ下流極（Ｎ３）との同極（Ｎ極）が隣接しているのに対し、剤離れ部以外の部分ではＮ極とＳ極との異極が隣接している。剤離れ部以外の部分では隣接する異極同士が現像剤搬送を行っている為に、ＳからＮへ、またＮからＳへ現像剤は引き付けられ端部に膨れることなく流れていく。これに対し、剤離れ部ではこの部分が同極であるため反発しあい、特にマグネットローラ端部領域では、回転軸方向の外側へむかう磁気成分が強くなるために、図２１(ｃ)、図２２に示すように現像剤が挙動し、現像剤の連れ回りが生じる。このような現像剤の連れ回りが発生しているマグネットローラ端部領域も現像有効幅内となるように構成すると、現像スリーブ軸方向における画像両端部分で、現像剤の連れ回りによって、現像剤収容槽からのトナーが補充されないために画像濃度の低下が生じ、画像濃度ムラが発生してしまう。

そのため従来では、マグネットローラ端部領域における現像剤の連れ廻りを許容し、現像剤担持体の回転軸方向を長くして現像スリーブ表面における現像に用いられる現像有効幅（画像保証領域）の外側で連れ回りを発生させる構成が主流であった。この構成では、現像剤担持体を長くする分だけ装置のサイズが大きくなってしまう。
他の対応策としては、マグネットローラを固定する固定軸を非磁性部材にすることにより、マグネットローラの磁極から固定軸へ磁力線が向かわないようにすることが考えられる。これにより、固定軸の非磁性部材としては、ステンレスやアルムニウムが考えられるが、ステンレスを用いるとコスト高になり、アルミニウムを用いると強度不足になってしまう。

特許文献３には、表面にサンドブラスト等による不規則な凹凸が設けられた現像スリーブと同じような現像スリーブ上の剤密度を保ち、表面に溝が設けられた現像スリーブと同じような現像剤搬送力を保つ現像スリーブが開示されている。図２３は、この現像スリーブ表面を側面より見て拡大したもので、概ね２〜３ｃｍ^２の拡大図である。同図において、現像スリーブ表面には楕円状の凹部が現像スリーブ回転軸方向に対して左上がりの角度を有するように設けられている。現像スリーブは切削機によりバイト回転数、バイト送り速度、スリーブ回転速度により細かい溝を密に形成するものである。表面に設けられた凹みの溝形状が斜めになるため、この現像スリーブが図中下方向に回転すると、現像剤の剤離れ部では図中矢印の方向に現像剤が飛ばされ、現像剤担持体回転軸方向の一方の端部側（図中左側）に現像剤の搬送力が生じる。この現像剤担持体による搬送力の生じる方向が、攪拌搬送部材で現像剤を攪拌搬送する方向と同じであれば、攪拌搬送部材の回転数抑制によるエネルギー低減が可能となる。また、攪拌搬送部材の回転数を維持すれば濃度ムラを低減できるという利点を有する。

しかしながら、上記特許文献３で開示された現像スリーブでは、現像スリーブの回転軸方向における一方の端部側（図２３中の左側）、つまり現像スリーブの回転軸方向における上記楕円状の凹みにより現像剤に生じる搬送力の搬送方向下流側は、現像剤が多く溜まる方向となる。また、剤離れ部で現像剤が現像スリーブの一方の端部側（左端部側）に向けて離脱するので、離脱した現像剤がその端部側に回り込み現像剤の連れ回りが発生しやすくなり、現像剤の連れ回りによる画像濃度ムラが生じる虞がある。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、外周面に斜めに形成した長円状又は楕円状の複数の凹部によって回転軸方向に二成分現像剤の搬送力が生じる現像剤担持体を用いた場合に、装置の大型化を抑制するとともに、現像剤担持体の表面における二成分現像剤の連れ回りによる画像濃度ムラを防ぐことができる現像装置並びにこれを備える画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、非磁性部材からなる回転駆動可能なスリーブ状の中空体の内部に磁界発生手段が配置され該磁界発生手段の磁力により該中空体の外周面上に磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持される二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、二成分現像剤を攪拌しながら該現像剤担持体の回転軸方向に沿って搬送する攪拌搬送部材と、該現像剤担持体に担持された二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備え、上記現像剤収容部内から上記磁界発生手段の磁力により上記現像剤担持体上に担持した二成分現像剤を、上記現像剤規制部材により規制した後に潜像担持体と対向する現像領域を通過させ、再び現像剤収容部内に戻す現像装置であって、上記磁界発生手段は、上記現像領域を通過した後の二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させるための磁力を発生させるための剤離れ用磁極を有する磁界発生部材を有し、上記現像剤担持体の中空体は、その外周面に、長円状又は楕円状の凹部を、その凹部の長手方向が該現像剤担持体の回転軸方向に対して斜めに角度を有し互いに間隔をあけて分布するように複数設けたものであり、上記二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させる位置で上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する該現像剤担持体の回転軸方向の一方の端部側への該二成分現像剤の移動を抑制する手段を備え、上記磁界発生部材の長手方向両端部に、その磁界発生部材の本体部分から長手方向外側に延在する磁性体からなる支持軸を有し、上記磁界発生部材の両端部にある上記支持軸は、長手方向の長さが互いに異なり、上記二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させる位置で上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する該現像剤担持体の回転軸方向における該二成分現像剤の移動方向下流側にある上記磁界発生部材の一方の支持軸の長さが、該磁界発生部材の他方の支持軸よりも短い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、上記二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させる位置で上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する該現像剤担持体の回転軸方向における該二成分現像剤の移動方向下流側の該磁界発生部材の端部において上記剤離れ極に該中空体を介して対向するように、該剤離れ極と同極の磁極を有する磁界発生手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、非磁性部材からなる回転駆動可能なスリーブ状の中空体の内部に磁界発生手段が配置され該磁界発生手段の磁力により該中空体の外周面上に磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持される二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、二成分現像剤を攪拌しながら該現像剤担持体の回転軸方向に沿って搬送する攪拌搬送部材と、該現像剤担持体に担持された二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備え、上記現像剤収容部内から上記磁界発生手段の磁力により上記現像剤担持体上に担持した二成分現像剤を、上記現像剤規制部材により規制した後に潜像担持体と対向する現像領域を通過させ、再び現像剤収容部内に戻す現像装置であって、上記磁界発生手段は、上記現像領域を通過した後の二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させるための磁力を発生させるための剤離れ用磁極を有する磁界発生部材を有し、上記現像剤担持体の中空体は、その外周面に、長円状又は楕円状の凹部を、その凹部の長手方向が該現像剤担持体の回転軸方向に対して斜めに角度を有し互いに間隔をあけて分布するように複数設けたものであり、上記二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させる位置で上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する該現像剤担持体の回転軸方向の一方の端部側への該二成分現像剤の移動を抑制する手段を備え、上記二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させる位置で上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する該現像剤担持体の回転軸方向における該二成分現像剤の移動方向下流側の該磁界発生部材の端部において上記剤離れ極に該中空体を介して対向するように、該剤離れ極と同極の磁極を有する磁界発生手段を設け、上記剤離れ極と同極の磁極を有する磁界発生手段を、上記現像剤担持体の回転軸方向における上記磁界発生部材の両端部において該剤離れ極に上記中空体を介して対向するようにそれぞれ設け、上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する上記現像剤担持体の回転軸方向における二成分現像剤の移動方向下流側にある該磁界発生手段で発生する該中空体の外周面上の磁力が、該二成分現像剤の移動方向上流側にある該磁界発生手段で発生する磁力よりも強い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乃至３のいずれかの現像装置において、上記剤離れ磁極は、互いに隣接した同極の第１磁極及び第２磁極で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５の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体と対向する現像領域に磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を搬送して該潜像担持体上の潜像に該トナーを付着させて現像する現像装置とを一体的に支持し、該現像装置による現像によって得られるトナー像を該潜像担持体上から最終的に記録材上へ転移させることで該記録材上に画像を形成する画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置は、請求項１乃至４のいずれかの現像装置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、潜像担持体と、該潜像担持体と対向する現像領域に磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を搬送して該潜像担持体上の潜像に該トナーを付着させて現像する現像装置とを一体的に支持し、該現像装置による現像によって得られるトナー像を該潜像担持体上から最終的に記録材上へ転移させることで該記録材上に画像を形成する画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジを備えた画像形成装置において、上記プロセスカートリッジは、請求項５のプロセスカートリッジであ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の画像形成装置において、上記プロセスカートリッジを複数備えた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又は７の画像形成装置において、上記トナーは、体積平均粒径が３μｍ以上８μｍ以下であり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナー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、請求項６、７又は８の画像形成装置において、上記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるトナーであることを特徴とするものである。

本発明において、現像剤担持体は、その非磁性部材からなる回転駆動可能なスリーブ状の中空体の外周面に、長円状又は楕円状の凹部が、その長手方向が現像剤担持体の回転軸方向に対して斜めに角度を有し互いに間隔をあけて分布するように複数設けられている。この長円状又は楕円状の凹部が外周面に形成された中空体が回転することにより、現像剤担持体の回転軸方向の一方の端部側へ二成分現像剤を移動させる搬送力が生じる。ここで、二成分現像剤を現像剤担持体から離脱させる位置で、上記現像剤担持体の回転軸方向の一方の端部側への二成分現像剤の移動を抑制する。これにより、上記現像剤担持体の回転軸方向の一方の端部側において二成分現像剤が現像剤担持体の中空体の外周面と一緒に移動しようとする二成分現像剤の連れ回りが発生しにくくなるので、現像剤担持体の表面における二成分現像剤の連れ回りによる画像濃度ムラを防ぐことができる。しかも、二成分現像剤の連れ回りが発生しにくくなるので、現像剤担持体の回転軸方向の両端部に二成分現像剤の連れ回り用の領域を確保するために現像剤担持体の回転軸方向に長くする必要もなくなり、装置の大型化を抑制することができる。

本発明によれば、外周面に斜めに形成した長円状又は楕円状の複数の凹部によって回転軸方向に二成分現像剤の搬送力が生じる現像剤担持体を用いた場合に、装置の大型化を抑制するとともに、現像剤担持体の表面における二成分現像剤の連れ回りによる画像濃度ムラを防ぐことができるという優れた効果がある。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を正面からみた説明図。 図１の画像形成装置に用いるプロセスカートリッジの断面図。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。 図１の画像形成装置の現像スリーブの斜視図。 図４の現像スリーブの外表面を展開して模式的に示す説明図。 （ａ）は、図５の現像スリーブの外表面の一部を模式的に拡大して示す説明図。（ｂ）は、図６（ａ）中のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う断面図。（ｃ）は、図６（ａ）中のＶＩＣ−ＶＩＣ線に沿う断面図。 図４の現像スリーブの外表面の一部を拡大して示す説明図。 （ａ）は、図４の現像スリーブの外表面に切削加工を施す表面処理装置の概略の構成を示す側面図。（ｂ）は、図８（ａ）中のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿う断面図。（ｃ）は、図８（ｂ）のエンドミルを拡大して示す側面図。（ｄ）は、図８（ｃ）のエンドミルの先端の正面図。 （ａ）は、図６（ａ）の現像スリーブの変形例の外表面の一部を模式的に拡大して示す説明図。（ｂ）は、図９（ａ）中のＩＸＢ−ＩＸＢ線に沿う断面図。（ｃ）は、図９（ａ）中のＩＸＣ−ＩＸＣ線に沿う断面図。 図９（ｂ）の一部を拡大して示す断面図。 図９の現像スリーブの外表面に設けられた凹みを形成するためのエンドミルを拡大して示す側面図。 図６（ｂ）の現像スリーブの外表面に形成された凹みの変形例を示す断面図。 図６（ｂ）の現像スリーブの外表面に形成された凹みの他の変形例を示す断面図。 図５の現像スリーブの変形例の外表面を展開して模式的に示す説明図。 図５の現像スリーブの他の変形例の外表面を展開して模式的に示す説明図。 （ａ）は、図５の現像スリーブの更に他の変形例の外表面を展開して模式的に示す説明図。（ｂ）は図１６（ａ）に示された凹みを形成するためのエンドミルを拡大して示す側面図。 形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した説明図。 形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した説明図。 従来の一般的な現像装置の例を示す概略構成図。 従来の他の現像装置の例を示す概略構成図。 現像スリーブ表面の現像剤の挙動を示す説明図。(ａ)は現像スリーブの表面上における法線方向磁束密度（絶対値）の分布を示した説明図。（ｂ）は現像スリーブ中央部（作像領域部）における現像剤の挙動を断面方向から見た説明図。（ｃ）は現像スリーブ端部（作像領域外）における現像剤の挙動を断面方向から見た説明図。 現像スリーブ端部（作像領域外）における現像剤の挙動を側面方向から見た説明図。 楕円形状の凹部（窪み）が長手方向に対して左上がりの傾斜角を有するように設けられている現像スリーブ表面の拡大図。 （ａ）は現像ローラを側面から見た断面図。（ｂ）は現像スリーブ表面の拡大図。 磁石を配置した現像装置の説明図。 （ａ）は現像スリーブ回転軸方向に関して磁石の配置を説明するための図。（ｂ）は現像スリーブ表面の拡大図。 断面の磁力分布における磁石の設置範囲を示す図。 磁石による現像スリーブ左端部側の現像剤の流れを示す現像ローラの側面図。 （ａ）は現像スリーブ回転軸方向に関して追加して配置した磁石の位置を説明するための図。（ｂ）は現像スリーブ表面の拡大図。 他の実施形態に係る現像装置の説明図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を正面からみた説明図である。図２は、図１に示された画像形成装置の本発明の一実施形態にかかる現像装置の断面図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図１に示された現像装置の現像スリーブの斜視図である。図５は、図４に示された現像スリーブの外表面の展開図である。

画像形成装置１０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像則ちカラー画像を、一枚の転写材としての記録紙１０７（図１に示す）に形成する中間転写ベルト１２９を用いたタンデム型のカラー複写機の作像部分である。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、黒の各色に対応するユニットなどを、以下、符号の末尾に各々Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付けて示す。

画像形成装置１０１は、図１に示すように、装置本体１０２と、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、中間転写ユニット１０４と、紙転写ローラ１２６、定着ユニット１０５と、複数のレーザ書き込みユニット１２２（１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋ）と、複数のプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋとを備えている。

装置本体１０２は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体１０２は、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、転写ユニット１０４と、定着ユニット１０５と、複数のレーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋと、複数のプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋとを収容している。

給紙ユニット１０３は、装置本体１０２の下部に複数設けられている。給紙ユニット１０３は、前述した記録紙１０７を重ねて収容するとともに装置本体１０２に出し入れ自在な給紙カセット１２３と、給紙ローラ１２４とを備えている。給紙ローラ１２４は、給紙カセット１２３内の一番上の記録紙１０７に押し当てられている。給紙ローラ１２４は、前述した一番上の記録紙１０７を、レジストローラ対１１０へ送り出す。

レジストローラ対１１０は、給紙ユニット１０３から紙転写ローラ１２６に搬送される記録紙１０７の搬送経路に設けられており、一対のローラ１１０ａ，１１０ｂを備えている。レジストローラ対１１０は、一対のローラ１１０ａ，１１０ｂ間に記録紙１０７を挟み込み、該挟み込んだ記録紙１０７を転写紙に転写させ得るタイミングで送り出す。

中間転写ユニット１０４は、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの上方に設けられている。中間転写ユニット１０４は、駆動ローラ１２８と、従動ローラ１２７と、中間転写体としての中間転写ベルト１２９と、中間転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋとを備えている。駆動ローラ１２８は、紙転写ローラ１２６の対向位置に配置されており、駆動源としてのモータなどによって回転駆動される。従動ローラ１２７は、装置本体１０２に回転自在に支持されている。中間転写ベルト１２９は、無端環状に形成されており、前述した駆動ローラ１２８と従動ローラ１２７との双方に掛け渡されている。中間転写ベルト１２９は、駆動ローラ１２８が回転駆動されることで、前述した駆動ローラ１２８と従動ローラ１２７との回りを図中半時計回りに循環（無端走行）している。

中間転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋは、それぞれ、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８の対向位置に中間転写ベルトを挟むように配置されている。中間転写ユニット１０４はプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋにて形成された各色トナー像を転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋにて中間転写ベルト１２９上でカラーのトナー像として重ね合わせ、紙転写ローラ１２６部へカラートナー像を搬送し、紙転写ローラにて記録紙１０７へ転写させる。紙転写ローラ１２６はトナー像が転写した記録紙１０７を定着ユニット１０５に向けて送り出す。

定着ユニット１０５は、紙転写ローラ１２６にて転写された記録紙１０７の搬送方向の下流に設けられ、互いの間に記録紙１０７を挟む一対のローラ１０５ａ，１０５ｂを備えている。定着ユニット１０５は、一対のローラ１０５ａ，１０５ｂ間に紙転写ローラ１２６から送り出されてきた記録紙１０７を押圧加熱することで、記録紙１０７上に転写されたトナー像を、該記録紙１０７に定着させる。

レーザ書き込みユニット１２２（１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋ）は、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの下部に取り付けられている。レーザ書き込みユニット１２２（１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋ）は、それぞれ、一つのプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋに対応している。レーザ書き込みユニット１２２（１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋ）は、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの後述の帯電ローラ１０９により一様に帯電された感光体ドラム１０８の外表面にレーザ光を照射して、静電潜像を形成する。

プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、それぞれ、中間転写ユニット１０４と、レーザ書き込みユニット１２２（１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋ）との間に設けられている。プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、装置本体１０２に着脱自在である。プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、中間転写ベルト１２９の搬送方向に沿って、互いに並設されている。

プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、図２に示すように、カートリッジケース１１１と、帯電手段としての帯電ローラ１０９と、像担持体としての感光体ドラム１０８と、クリーニング装置としてのクリーニングブレード１１２と、現像装置１１３とを備えている。

カートリッジケース１１１は、装置本体１０２に着脱自在であり、帯電ローラ１０９と、感光体ドラム１０８と、クリーニングブレード１１２と、現像装置１１３とを収容している。帯電ローラ１０９は、感光体ドラム１０８の外表面を一様に帯電する。感光体ドラム１０８は、現像装置１１３の後述する現像ローラ１１５と間隔をあけて配置されている。感光体ドラム１０８は、軸芯を中心として回転自在な円柱状に形成されている。感光体ドラム１０８は、対応するレーザ書き込みユニット１２２（１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋ）により、外表面上に静電潜像が形成される。感光体ドラム１０８は、外表面上に形成されかつ担持する静電潜像にトナーが吸着して現像し、こうして得られたトナー像を中間転写ベルト１２９上へ転写する。クリーニングブレード１１２は、中間転写ベルト１２９にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１０８の外表面に残留した転写残トナーを除去する。

現像装置１１３は、図２に示すように、現像剤供給部１１４と、ケース１２５と、現像剤担持体としての現像ローラ１１５と、現像剤規制部材としてのドクタブレード１１６とを少なくとも備えている。

現像剤供給部１１４は、現像剤収容部としての現像剤収容槽１１７と、攪拌搬送部材としての一対の攪拌スクリュー１１８とを備えている。現像剤収容槽１１７は、感光体ドラム１０８と長さが略等しい箱状に形成されている。また、現像剤収容槽１１７内には、その現像剤収容槽１１７の長手方向に沿って延びた仕切壁１１９が設けられている。仕切壁１１９は、現像剤収容槽１１７内を第１空間１２０と第２空間１２１とに区画している。また、第１空間１２０と第２空間１２１とは、両端部が互いに連通している。

現像剤収容槽１１７は、第１空間１２０と第２空間１２１との双方に二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を収容する。現像剤は、トナーと磁性粒子としての磁性キャリア（磁性紛）とを含んでいる。トナーは第１空間１２０と第２空間１２１とのうち現像ローラ１１５から離れた側の第１空間１２０の一端部に、トナー補給装置１３６によって適宜供給される。トナーは、例えば乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子である。

本実施形態のトナーとしては、６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。この比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。

また、本実施形態のトナーとしては、形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図１７及び１８はそれぞれ形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。

ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（１）

また、形状係数ＳＦ−２は、トナー形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。

ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（２）

形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。

磁性キャリアは、第１空間１２０と第２空間１２１との双方に収容されている。磁性キャリアの平均粒径は、２０μｍ以上でかつ５０μｍ以下である。

攪拌スクリュー１１８は、第１空間１２０と第２空間１２１それぞれに収容されている。攪拌スクリュー１１８の長手方向は、現像剤収容槽１１７、現像ローラ１１５及び感光体ドラム１０８の長手方向と平行である。攪拌スクリュー１１８は、軸芯周りに回転自在に設けられており、軸芯周りに回転することで、トナーと磁性キャリアとを攪拌するとともに、軸芯に沿って現像剤を搬送する。

図示例では、第１空間１２０内の攪拌スクリュー１１８は、現像剤を前述した一端部から他端部に向けて搬送する。第２空間１２１内の攪拌スクリュー１１８は、現像剤を他端部から一端部に向けて搬送する。

上記構成によれば、現像剤供給部１１４は、第１空間１２０の一端部に供給されたトナーを、磁性キャリアと攪拌しながら、他端部に搬送し、この他端部から第２空間１２１の他端部に搬送する。そして、現像剤供給部１１４は、第２空間１２１内でトナーと磁性キャリアとを攪拌し、軸芯方向に搬送しながら、現像ローラ１１５の外表面に供給する。

ケース１２５は、箱状に形成され、前述した現像剤供給部１１４の現像剤収容槽１１７に取り付けられて、現像剤収容槽１１７とともに現像ローラ１１５などを覆う。また、ケース１２５の感光体ドラム１０８と相対する部分には、開口部１２５ａが設けられている。

現像ローラ１１５は、円柱状に形成され、第２空間１２１と、感光体ドラム１０８との間でかつ前述した開口部１２５ａの近傍に設けられている。現像ローラ１１５は、感光体ドラム１０８と現像剤収容槽１１７との双方と平行である。現像ローラ１１５は、感光体ドラム１０８と間隔をあけて配されている。現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８との間の空間は、現像剤のトナーを感光体ドラム１０８に吸着させて、静電潜像を現像してトナー像を得る現像領域１３１をなしている。現像領域１３１では、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８とが相対する。

現像ローラ１１５は、図２及び図３に示すように、支持軸としてマグネットローラ軸（芯金）１３４と、円筒状の磁石体である磁界発生部材としてのマグネットローラ１３３と、スリーブ状（円筒状）の中空体としての現像スリーブ１３２とを備えている。マグネットローラ軸１３４は、その軸方向（長手方向）が感光体ドラム１０８の長手方向と平行に配され、前述したケース１２５に回転することなく固定されている固定軸である。

マグネットローラ１３３は、磁性材料で構成されかつ円筒状に形成されているとともに、図示しない複数の固定磁極が取り付けられている。マグネットローラ１３３は、マグネットローラ軸１３４の外周に軸芯回りに回転することなく固定されている。

固定磁極は、長尺で棒状の磁石であり、マグネットローラ１３３に取り付けられている。固定磁極は、マグネットローラ１３３すなわち現像ローラ１１５の回転軸方向（長手方向）に沿って延びており、マグネットローラ１３３の全長に亘って設けられている。マグネットローラ１３３は、現像スリーブ１３２内に収容されている（内包されている）。

一つの固定磁極は、前述した攪拌スクリュー１１８と相対している。この固定磁極は、汲み上げ磁極をなしており、現像スリーブ１３２即ち現像ローラ１１５の外表面上に磁気力を生じて、現像剤収容槽１１７の第２空間１２１内の現像剤を現像スリーブ１３２の外表面に吸着する。

他の一つの固定磁極は、前述した感光体ドラム１０８と相対している。この固定磁極は、現像磁極をなしており、現像スリーブ１３２即ち現像ローラ１１５の外表面上に磁気力を生じて、現像スリーブ１３２と感光体ドラム１０８との間に磁界を形成する。この固定磁極は、磁界によって磁気ブラシを形成することで、現像スリーブ１３２の外表面に吸着された現像剤のトナーを感光体ドラム１０８に受け渡すようになっている。

前述した汲み上げ磁極と現像磁極との間には、少なくとも一つの固定磁極が設けられている。この少なくとも一つの固定磁極は、現像スリーブ１３２即ち現像ローラ１１５の外表面上に磁気力を生じて、現像前の現像剤を感光体ドラム１０８に向けて搬送するとともに、現像済みの現像剤を感光体ドラム１０８から現像剤収容槽１１７内まで搬送する。

前述した固定磁極は、現像スリーブ１３２の外表面に現像剤を吸着すると、現像剤の磁性キャリアが固定磁極が生じる磁力線に沿って複数重ねさせて、現像スリーブ１３２の外表面上に立設（穂立ち）させる。このように、磁性キャリアが磁力線に沿って複数重なって現像スリーブ１３２の外表面上に立設する状態を、磁性キャリアが現像スリーブ１３２の外表面上に穂立ちするという。すると、この穂立ちした磁性キャリアに前述したトナーが吸着する。則ち、現像スリーブ１３２は、マグネットローラ１３３の磁力により外表面に現像剤を吸着する。

現像スリーブ１３２は、図４に示すように円筒状に形成されている。現像スリーブ１３２は、マグネットローラ１３３を内包し（収容し）て、軸芯回りに回転自在に設けられている。現像スリーブ１３２は、その内周面が固定磁極に順に相対するように回転される。現像スリーブ１３２は、アルミニウム合金、真鍮、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、導電性の樹脂などの非磁性材料で構成されている。現像スリーブ１３２は、例えば図８に示す表面処理装置１によって外表面に粗面化処理が施されている。

アルミニウム合金は、加工性、軽さの面で優れている。アルミニウム合金を用いる場合には、Ａ６０６３、Ａ５０５６及びＡ３００３を用いるのが好ましい。ＳＵＳを用いる場合には、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４及びＳＵＳ３１６を用いるのが好ましい。なお、図示例では、現像スリーブ１３２は、アルミニウム合金で構成されている。

現像スリーブ１３２の外径は、例えば１８ｍｍ程度である。現像スリーブ１３２の軸（軸芯）方向の長さは、画像形成装置の最大紙サイズがＡ３の場合、例えば３００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度であるのが望ましい。

また、現像スリーブ１３２の外周面には、図４、図５、図６（ａ）及び図７に示すように、平面視が楕円形状の凹部である凹み１３９が多数設けられている。凹み１３９は、勿論、現像スリーブ１３２の外表面に凹状に形成され、その現像スリーブ１３２の外表面に互いに重ならないように規則的に多数（複数）配置されている。なお、本実施形態では、現像スリーブ１３２の周方向及び回転軸方向に互いに隣り合う凹み１３９間の間隔が一定となるように配置されていることを、凹み１３９が規則的に配置されているという。即ち、現像スリーブ１３２の周方向及び回転軸方向に互いに隣り合う凹み１３９間の間隔は、一定となっている。

また、凹み１３９は、その長手方向が現像スリーブ１３２の回転軸方向に沿った状態で配置されている。即ち、凹み１３９は、その長手方向が現像スリーブ１３２の回転軸方向と平行又は略平行に配置されている。なお、図示例では、凹み１３９の長手方向は、現像スリーブ１３２の回転軸方向に対して若干傾いて、略平行に配置されている。このように、本実施形態では、凹み１３９の長手方向が現像スリーブ１３２の回転軸方向と平行又は略平行に配置されていることを、凹み１３９の長手方向が現像スリーブ１３２の回転軸方向と平行に配置されているという。

さらに、凹み１３９は、図５、図６（ａ）及び図７に示すように、現像スリーブ１３２の回転軸方向に沿って複数並べられて配置されているとともに、現像スリーブ１３２の周方向に互いに隣り合うもの同士は、その凹み１３９の長さの約半分程度位置ずれして配置されている。さらに、凹み１３９は、図８（ａ）に示す表面処理装置１により現像スリーブ１３２の外表面に形成されるため、現像スリーブ１３２の外表面上に図５中の一点鎖線で示す螺旋上に並べられて配置されている。

また、凹み１３９は、図６（ｂ）に示すように、その幅方向（即ち、現像スリーブ１３２の周方向）の断面形状がＶ字状に形成され、図６（ｃ）に示すように、その長手方向（即ち、現像スリーブ１３２の回転軸方向）の断面形状が円弧状の曲面に形成されている。さらに、凹み１３９は、図８（ａ）に示す表面処理装置１により現像スリーブ１３２の外表面に形成されるため、図７に示すように、その長手方向が若干弓状に湾曲している。なお、本実施形態では、その長さが幅よりも長く、外縁が曲線で形成されていれば、その長手方向や直線であっても若干湾曲していても、総称して楕円形状とする。

さらに、凹み１３９の長手方向の長さ（長径）は、１．０ｍｍ以上でかつ２．３ｍｍ以下となっており、幅方向の幅（短径）は、０．３ｍｍ以上でかつ０．７ｍｍ以下となっているとともに、その深さは、０．０５ｍｍ以上でかつ０．１５ｍｍ以下となっている。さらに、凹み１３９は、現像スリーブ１３２の外表面１００ｍｍ^２当たり５０〜２５０個程度設けられている。即ち、複数（多数）の凹み１３９の総容量が、現像スリーブ１３２の外表面１００ｍｍ^２当たり０．５ｍｍ^３以上でかつ７．０ｍｍ^３以下となっている。さらに、凹み１３９は、現像スリーブ１３２とともに回転する感光体ドラム１０８の周方向に１ｍｍ当たり１．０個以上でかつ３．０個以下設けられている。なお、図５、図６（ａ）及び図７では、図中の左右方向が現像スリーブ１３２の回転軸方向となっている。

一般に凹み１３９が深いほど現像剤の搬送性能は向上するが溝を外表面に設けた従来の現像スリーブと同様に周期的なピッチムラが発生しやすくなる。一方、凹み１３９が浅いほどピッチムラは発生しにくくなるが現像剤の搬送性能が低下する。特に近年では、小粒径のトナーや磁性キャリアの画像形成技術の進歩及び近接現像の画像形成技術の進歩等により画像再現性が向上しているため、ピッチムラが発生しやすくなっている。そこで、前述した現像スリーブ１３２では、凹み１３９の深さを浅めに設定し、当該凹み１３９の分布密度を増やすことで現像剤搬送性能とピッチムラ防止の両立を図っている。

ドクタブレード１１６は、現像装置１１３の感光体ドラム１０８寄りの端部に設けられている。ドクタブレード１１６は、現像スリーブ１３２の外表面と間隔をあけた状態で、前述したケース１２５に取り付けられている。ドクタブレード１１６は、所望の厚さを越える現像スリーブ１３２の外表面上の現像剤を現像剤収容槽１１７内にそぎ落として、現像領域１３１に搬送される現像スリーブ１３２の外表面上の現像剤を所望の厚さにする。

上記構成の現像装置１１３は、現像剤供給部１１４でトナーと磁性キャリアとを十分に攪拌し、この攪拌した現像剤を固定磁極により現像スリーブ１３２の外表面に吸着する。そして、現像装置１１３は、現像スリーブ１３２が回転して、複数の固定磁極により吸着した現像剤を現像領域１３１に向かって搬送する。現像装置１１３は、ドクタブレード１１６で所望の厚さになった現像剤を感光体ドラム１０８に吸着させる。こうして、現像装置１１３は、現像剤を現像ローラ１１５に担持し、現像領域１３１に搬送して、感光体ドラム１０８上の静電潜像を現像してトナー像を形成する。

そして、現像装置１１３は、現像済みの現像剤を、現像剤収容槽１１７に向かって離脱させる。さらに、そして、現像剤収容槽１１７内に収容された現像済みの現像剤は、再度、第２空間１２１内で他の現像剤と十分に攪拌されて、感光体ドラム１０８の静電潜像の現像に用いられる。なお、現像装置１１３は、現像剤供給部１１４が例えば感光体ドラム１０８に供給されるトナーの濃度が低下したことを後述するトナー濃度センサが検知すると、トナー補給装置１３６の動作により現像装置１１３へトナーを排出するようになっている。

上記構成の画像形成装置１０１は、一例として以下に示すように、記録紙１０７に画像を形成する。まず、画像形成装置１０１は、感光体ドラム１０８を回転して、この感光体ドラム１０８の外表面を一様に帯電ローラ１０９により−７００Ｖに帯電する。感光体ドラム１０８の外表面にレーザ光を照射して、感光体ドラム１０８を露光して、画像部分を−１５０Ｖに減衰させて、該感光体ドラム１０８の外表面に静電潜像を形成する。そして、静電潜像が現像領域１３１に位置付けられると、この静電潜像に−５５０Ｖの現像バイアス電圧を印加して、現像装置１１３の現像スリーブ１３２の外表面に吸着した現像剤が感光体ドラム１０８の外表面に吸着して静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム１０８の外表面に形成する。そして各プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８上に形成されたカラートナー像は各中間転写ローラにより中間転写ベルト１２９へ転写され、カラートナー像を形成する。

そして、画像形成装置１０１は、給紙ユニット１０３の給紙ローラ１２４などにより搬送されてきた記録紙１０７が、中間転写ユニット１０４の中間転写ベルト１２９が紙転写ローラ１２６の対向位置に来た際、中間転写ベルト上に形成されたカラートナー像を記録紙１０７に転写する。画像形成装置１０１は、定着ユニット１０５で、記録紙１０７にトナー像を定着する。こうして、画像形成装置１０１は、記録紙１０７にカラー画像を形成する。

一方、転写されずに感光体ドラム１０８上に残ったトナーはクリーニングブレード１１２によって回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム１０８は次回の画像形成プロセスに供される。

また、上記構成の画像形成装置１０１では、環境変動や経時変動による画質の変動を抑えるために、プロセスコントロールを行なっている。具体的には、まず現像装置１１３における現像能力を検出する。例えば、あるトナーパターンの画像を、現像バイアス電圧を一定にした条件下で感光体ドラム１０８、又は中間転写ベルト上１２９に形成し、その画像濃度を図示しない光センサで検出し、濃度変化から現像能力を把握する。そして、この現像能力が所定の目標現像能力になるように、トナー濃度の目標値を変更することで、画質を一定に保つことができる。例えば、光センサで検出したトナーパターンの画像濃度が、目標現像濃度よりも薄い場合には、トナー濃度を高くするように、図示しない制御手段としてのＣＰＵがトナー補給装置１３６を制御し、目標トナー濃度になるように制御する。一方、光センサで検出したトナーパターンの画像濃度が、目標現像濃度よりも濃い場合には、トナー濃度を低くするように、ＣＰＵが故意に現像させ、現像装置１１３のトナー濃度を低下させるよう制御する。ここで、上記トナー濃度は図示しないトナー濃度センサで検知される。

次に、現像スリーブ１３２の外表面に凹み１３９を形成する表面処理装置１について説明する。表面処理装置１は、図８（ａ）に示すように、ベース３と、保持部４と、回転駆動部としてのモータ２と、移動手段としての工具移動部５と、工具６と、制御手段としての図示しない制御装置とを備えている。

ベース３は、平板状に形成されて、工場のフロアやテーブル上等に設置される。ベース３の上面は、水平方向と平行に保たれる。ベース３の平面形状は、矩形状に形成されている。

保持部４は、固定保持部７と、スライド保持部８とを備えている。固定保持部７は、ベース３の長手方向の一端部から立設した固定柱９と、この固定柱９の上端部に設けられた回転チャック１０とを備えている。回転チャック１０は、厚手の円板状に形成され、固定柱９の上端部にその中心を中心として回転自在に支持されている。回転チャック１０の回転中心は、ベース３の表面と平行に配置されており、回転チャック１０の中心部には円柱状のチャックピン１１が立設している。勿論、チャックピン１１は、回転チャック１０と同軸に配置されている。

スライド保持部８は、スライダ１２と、スライド柱１３と、このスライド柱１３の上端部に設けられた回転チャック１４とを備えている。スライダ１２は、ベース３の表面即ち回転チャック１０のチャックピン１１の軸芯に沿ってスライド自在に設けられている。また、スライダ１２は、回転チャック１０のチャックピン１１軸芯方向の位置が適宜固定される構成となっている。

スライド柱１３は、スライダ１２から立設している。回転チャック１４は、厚手の円板状に形成され、スライド柱１３の上端部に取り付けられたモータ２の出力軸に取り付けられている。回転チャック１４の回転中心は、固定保持部７の回転チャック１０のチャックピン１１と同軸に配置されている。回転チャック１４の中心部には円柱状のチャックピン１５が立設している。勿論、チャックピン１５は、回転チャック１４と同軸に配置されている。

前述した保持部４は、スライド保持部８が固定保持部７から離れた状態で、チャックピン１１，１５間に凹み１３９が形成される前の現像スリーブ１３２が位置付けられて、そして、保持部４は、スライド保持部８が固定保持部７に近づけられて、チャックピン１１，１５の先端が現像スリーブ１３２の端部内に侵入して、当該チャックピン１１，１５間に現像スリーブ１３２を挟んだ状態で、スライダ１２が固定される。こうして、保持部４は、チャックピン１１，１５間に現像スリーブ１３２を挟んで、当該現像スリーブ１３２を保持する。

モータ２は、スライド保持部８のスライド柱１３の上端部に取り付けられている。モータ２は、回転チャック１４をその中心回りに回転駆動する。モータ２は、回転チャック１４を回転駆動することで、チャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２をその軸芯回りに回転させる。

工具移動部５は、リニアガイド１６と、図示しない移動用アクチュエータと、を備えている。リニアガイド１６は、レール１７と、スライダ１８とを備えている。レール１７は、ベース３上に設置されている。レール１７は、直線状に形成されているとともに、その長手方向がベース３の長手方向、チャックピン１１，１５即ちチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２の軸芯と平行に配されている。スライダ１８は、レール１７に該レール１７の長手方向に沿って移動自在に支持されている。

移動用アクチュエータは、ベース３に取り付けられているとともに、前述したスライダ１８をベース３の長手方向、チャックピン１１，１５即ちチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２の軸芯に沿って、スライド移動させる。

工具６は、工具本体１９と、工具回転部としての工具回転用モータ２０と、回転工具としてのエンドミル２１と、を備えている。工具本体１９は、スライダ１８から立設した柱状に形成されている。

工具回転用モータ２０は、工具本体１９の上端部に取り付けられている。工具回転用モータ２０は、図８（ｂ）に示すように、その出力軸２２が工具本体１９の上端部からチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２に向かって突出した状態に配置されている。工具回転用モータ２０の出力軸２２は、その軸芯がベース３の表面と平行でかつチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２の軸芯と交差（図示例では直交）する状態で配置されている。

エンドミル２１は、全体として円柱状に形成され、工具回転用モータ２０の出力軸２２の先端部に取り付けられている。このため、エンドミル２１は、その軸芯がベース３の表面と平行でかつチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２の軸芯と交差（図示例では直交）する状態で配置されている。また、エンドミル２１は、工具本体１９の上端部からチャックピン１１，１５間に挟まれた現像スリーブ１３２に向かって突出した状態に配置されている。

エンドミル２１は、図８（ｃ）に示すように、円柱状の本体部２３と、二つの切削刃２４とを備えている。本体部２３は、工具本体１９に取り付けられる。切削刃２４は、本体部２３の現像スリーブ１３２寄りの先端部に周方向に間隔をあけて設けられている。切削刃２４は、図８（ｄ）に示すように、本体部２３の先端部の外縁よりも当該本体部２３即ちエンドミル２１の外周方向に突出して設けられ、螺旋状に延在して形成されている。また、本実施形態では、エンドミル２１の切削刃２４先端の外縁２５の断面は、図８（ｃ）に示すように、鋭角をなすように形成されている。

前述した工具６は、工具回転用モータ２０がエンドミル２１をその軸芯回りに回転することで、現像スリーブ１３２の外表面に凹み１３９を形成する。

制御装置は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置は、回転駆動部としてのモータ２と、工具移動部５の移動用アクチュエータと、工具６の工具回転用モータ２０などと接続しており、これらを制御して、表面処理装置１全体の制御を司る。

制御装置は、現像スリーブ１３２の外表面に凹み１３９を多数形成する際には、回転駆動部としてのモータ２で現像スリーブ１３２をその軸芯回りに回転させて、工具回転用モータ２０でエンドミル２１をその軸芯回りに回転させながら、移動用アクチュエータにより工具を現像スリーブ１３２の回転軸方向（長手方向）に沿って移動させる。そして、制御装置は、切削刃２４がエンドミル２１の回転に伴い断続的に現像スリーブ１３２の外表面に切削加工を施して、凹み１３９を多数形成する。

このとき、切削刃２４の外縁の曲率半径により現像スリーブ１３２の回転軸方向の凹み１３９の円弧の曲率半径を定め、切削刃２４の切り込み量により凹み１３９の深さを定め、工具６の移動速度により凹み１３９の現像スリーブ１３２回転軸方向の間隔を定める。また、現像スリーブ１３２の外表面に周方向に設ける凹み１３９の数をｎとし、回転駆動部としてのモータ２の回転数即ち現像スリーブ１３２の回転数をＮ１とし、エンドミル２１の切削刃２４の数をｍとし、エンドミル２１の回転数をＮ２とすると、制御装置は、以下の式（３）を満たすように、回転駆動部としてのモータ２と、工具移動部５の移動用アクチュエータと、工具６の工具回転用モータ２０を制御する。

Ｎ２＝Ｎ１×〔ｍ／[（ｎ／２）−０．５]〕・・・式（３）

制御装置は、これらの各要件を適宜変更することで、凹み１３９の大きさや密度を任意に変更して、現像スリーブ１３２の外表面を加工することができる。

さらに、制御装置には、キーボードなどの各種の入力装置や、ディスプレイなどの各種の表示装置が接続している。

次に、前述した構成の表面処理装置１を用いて現像スリーブ１３２の外表面に切削加工を施して、現像スリーブ１３２を製造する工程を説明する。

まず、制御装置に入力装置から現像スリーブ１３２の品番などを入力する。そして、制御装置が、工具６の回転工具としてのエンドミル２１を加工開始位置即ち現像スリーブ１３２の一方の端部に位置付けた後、凹み１３９が形成される前の現像スリーブ１３２を保持部４に保持する。このとき、現像スリーブ１３２とチャックピン１１，１５などが同軸になる。

そして、入力装置から作業開始命令を入力すると、前述した式１に基づいて、制御装置が、回転駆動部としてのモータ２と、工具移動部５の移動用アクチュエータと、工具６の工具回転用モータ２０を駆動する。すると、軸芯回りに回転するエンドミル２１の切削刃２４が、断続的に現像スリーブ１３２の外表面に切削加工を施すことで、凹み１３９が形成される。即ち、凹み１３９は、軸芯回りに回転される回転工具６によって、現像スリーブ１３２の外表面に切削加工が施されて形成される。

また、回転駆動部としてのモータ２と、工具移動部５の移動用アクチュエータと、工具６の工具回転用モータ２０が同時に駆動するので、凹み１３９が軸芯回りに回転される回転工具６によって現像スリーブ１３２の外表面に切削加工が施されて形成される際に、エンドミル２１と交差（図示例では直交）する状態に配置された現像スリーブ１３２がその軸芯回りに回転されながら、エンドミル２１と現像スリーブ１３２とが当該現像スリーブ１３２の回転軸方向に相対的に移動されて、凹み１３９が、形成される。

エンドミル２１が、現像スリーブ１３２の加工終了位置即ち現像スリーブ１３２の他方の端部に位置付けられて、前述した現像スリーブ１３２の外表面の切削加工が終了すると、回転駆動部としてのモータ２と、工具移動部５の移動用アクチュエータと、工具６の工具回転用モータ２０を停止する。そして、スライド保持部８を固定保持部７から離して、保持部７，８のチャックピン１１，１５間から外表面に凹み１３９が多数形成された現像スリーブ１３２を取り出して、新たな現像スリーブ１３２を保持部４に保持させる。こうして、現像スリーブ１３２の外表面に切削加工を施して、外表面に凹み１３９を多数形成して、前述した現像スリーブ１３２（図４に示す）が得られる。

本実施形態によれば、外表面に従来のサンドブラスト加工により形成されるような凸部が無く、凹み１３９はより大きな凹み１３９に形成されているので、経年変化によっても、凹み１３９が摩耗しにくくなり、よって、経年変化による現像剤の搬送量の低下を抑制できる。

また、現像スリーブ１３２は、外表面に形成された凹み１３９が重ならないように規則的に配置されているので、現像剤が凹み１３９内に溜まるので、該現像剤の溜まる箇所が外表面に規則的に配置されることとなり、よって、画像のムラが生じることを防止できる。更に、今後の高速機での高画質維持の為に更に汲み上げ量を増加させることに対応できる。

さらに、凹み１３９を規則的に配置するので、最適な現像剤のくみ上げ量を確保しながら長寿命化を図ることができる加工条件を設定することが容易で、かつ、設定された条件で確実に凹み１３９を形成でき、加工性に優れるという効果を奏でる。

さらに、現像スリーブ１３２の外表面に回転軸方向に長い複数個の凹み１３９が規則的に配置され、この凹み１３９の総容積を該現像スリーブ１３２の外表面の面積１００ｍｍ^２当たり０．５ｍｍ^３以上にしているので、現像剤の十分な搬送力が得られる。

また、現像スリーブ１３２の周方向に互いに隣り合う凹み１３９同士が現像スリーブ１３２の回転軸方向に位置ずれしているので、現像スリーブ１３２の外表面に凹み１３９が形成されていない箇所や凹み１３９が多く形成されている箇所などが生じることを防止できる。したがって、現像スリーブ１３２の外表面に吸着する現像剤にムラが生じること即ち現像スリーブ１３２の外表面に一様に現像剤を吸着することができる。したがって、画像のムラが生じることを防止できる。

なお、前述した現像スリーブ１３２の例では、凹み１３９の現像スリーブ１３２周方向の断面をＶ字状に形成しているが、図９（ａ）乃至図９（ｃ）に示すように、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面を円弧状に形成してもよい。図示例では、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向と回転軸方向の双方の断面を円弧状に形成している。この場合、図１１に示すように、エンドミル２１の切削刃２４の外縁２５を円弧状に形成することで、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面を円弧状に形成している。また、この場合に限らず、現像スリーブ１３２の周方向の断面における凹み１３９の内面と現像スリーブ１３２の外表面とのなす角度θ（図１０に示す）は、前述した現像磁極の影響で発生する現像濃度差を避けるために６０度以下であるのが好ましい。なお、これらの図９乃至図１１において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明する。

これらの図９乃至図１１に示す場合によれば、凹み１３９の現像スリーブ１３２の回転軸方向と周方向の双方の断面が円弧状に形成されているので、凹み１３９内に収容できる現像剤の量を多くすることができる、十分な量の現像剤を搬送することができる。

また、前述した現像スリーブ１３２の例では、凹み１３９の現像スリーブ１３２周方向の断面をＶ字状に形成しているが、切削刃２４の外縁２５の形状を適宜変更することで、図１２及び図１３に示すように、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面形状を適宜変更してもよい。図１２は、Ｖ字状の凹み１３９の底が平坦に形成された場合を示し、図１３は、Ｖ字状の凹み１３９の底が円弧状に形成された場合を示している。なお、図１２及び図１３において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

また、前述した現像スリーブ１３２の凹み１３９の形成例では、モータ２，２０やアクチュエータを同時に連続して動作させて、凹み１３９を現像スリーブ１３２の外表面に螺旋上に配置し、かつ各々の凹み１３９を若干弓状に湾曲して形成しているが、図１４及び図１５に示すように、モータ２，２０やアクチュエータを適宜完結的に動作させて、凹み１３９を現像スリーブ１３２の回転軸方向に沿って直線状に形成してもよいとともに、複数の凹み１３９を現像スリーブ１３２の周方向に沿って直線上に配置してもよい。

さらに、前述した現像スリーブ１３２の例では、凹み１３９を楕円形状に形成しているが、前述した実施形態よりも外径Ｄ１の小さいエンドミル２１（図１６（ｂ）に示す）を用いて、凹み１３９を、図１６（ａ）に示すように、平面視を円形に形成してもよい。

なお、上記画像形成装置１０１では、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋはカートリッジケース１１１と帯電ローラ１０９と感光体ドラム１０８とクリーニングブレード１１２と現像装置１１３とを備えている。しかしながら、画像形成装置は、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは少なくとも現像装置１１３を備えていればよく、カートリッジケース１１１と帯電ローラ１０９と感光体ドラム１０８とクリーニングブレード１１２を必ずしも備えていなくてもよい。また、上記画像形成装置１０１は装置本体１０２に着脱自在なプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋを備えている。しかしながら、画像形成装置１０１は現像装置１１３を備えていればよく、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋを必ずしも備えていなくてもよい。

次に、上記現像ローラ１１５について更に詳細に説明する。
図２４（ａ）は現像ローラを側面から見た断面図であり、図２４（ｂ）は現像スリーブ表面の拡大図である。図示の現像ローラは、二成分現像方式では一般的で安価な現像ローラである。

図２４（ａ）において、前述したように、現像ローラ１１５の軸部材であるマグネットローラ軸１３４は、マグネットローラ１３３をその外周に軸芯回りに回転することなく固定した状態で、ケース１２５（不図示）に回転することなく固定されている。マグネットローラ１３３には、複数の固定磁極、例えば、磁極Ｓ１、磁極Ｎ１、磁極Ｓ２、第１磁極としての磁極Ｎ２及び第２磁極としての磁極Ｎ３がそれぞれ設けられている。第１磁極Ｎ２及び第２磁極Ｎ３は、現像領域を通過した後の現像剤を現像スリーブ１３２から離脱させる磁力を発生させるための剤離れ用磁極である。そして、マグネットローラ軸１３４の軸芯回りの角度を規制してケース１２５に固定することで、現像ユニットに対する回転方向角度を決め、現像ニップ部における主極位置などを決めることができる。

上記マグネットローラ軸１３４の右端部１３４ａと左端部１３４ｂにはそれぞれ軸受１３５ａ、１３５ｂが配設されており、これらの軸受はそれぞれ右フランジ１３２ａ，左フランジ１３２ｂを回転可能に支持している。右フランジ１３２ａ、左フランジ１３２ｂは現像スリーブ１３２の両端部側の内側に固設されているので、現像スリーブ１３２は左フランジ１３２ｂの回転軸１３２ｃを回転させることによりマグネットローラ軸１３４の軸芯回りに回転自在となる。

上記マグネットローラ軸１３４は、右端部１３４ａの先端部がケース１２５（不図示）に固定されているため、マグネットローラ１３３の両端部より外側に存するマグネットローラ軸１３４の長さは、右端部１３４ａの長さＬ１に比べて、左端部１３４ｂの長さＬ２が短くなっている。

マグネットローラ軸１３４は磁性体（磁性部材）からなる金属材料で形成されている。このマグネットローラ軸１３４のマグネットローラ１３３の本体部分の軸方向（長手方向）の端面より外側に延在している右端部１３４ａ及び左端部１３４ｂは、互いに軸方向の長さが異なる。図示の例では、右端部１３４ａの長さが左端部１３４ｂよりも長い。このようにマグネットローラ１３３の右端部１３４ａ及び左端部１３４ｂで長さが異なることにより、マグネットローラ１３３の両端部におけるＮ２極（剤離れ上流極）やＮ３極（汲み上げ極＝剤離れ下流極）に対向する現像スリーブ１３２上の領域で磁界の分布が互いに異なる。このため、右端部１３４ａの側に形成される右端部磁界Ｔ１が、左端部１３４ｂの側に形成される左端部磁界Ｔ２に比べて、流れ込み磁界を含めて大きく円弧を描くように形成される。従って、現像剤の連れ回りが発生するまでの余裕を示す連れ回り余裕度は、現像スリーブ１３２の右端部側が低く、左端部側が高くなる。

本実施形態の現像スリーブ１３２では、上記右端部磁界Ｔ１と左端部磁界Ｔ２との影響を考慮して、現像スリーブ１３２の回転軸方向に対して斜めに角度を付けて楕円状の凹み１３９を、現像スリーブ１３２の表面に設けている。つまり、図２４（ｂ）に示すように、現像剤を現像スリーブ表面から離脱させる剤離れ部で、マグネットローラ１３３の長手方向両端部より外側に存するマグネットローラ軸１３４の長さが短い方の左端部側に向けて現像剤を離脱させるように、凹み１３９の楕円の短手方向の角度を設定している。このような構成にすることで、左端部１３４ｂ側では、現像剤は、左端部１３４ｂの磁界Ｔ２の影響を受けて、作像領域の内側（右側）に向くように軌道が修正されて落下する。一方、右端部１３４ａの磁界Ｔ１の影響により現像剤の連れ回り余裕度の低い右端部１３４ａ側では、現像剤が、同図（ｂ）中の矢印方向に離れ、作像領域の内側（左側）に向けて落下する。従って、現像スリーブ１３２の両端部側で現像剤の連れ回り状況を最小にすることができ、現像ローラ１１５の長手寸法幅を抑えることが可能となる。

なお、本実施形態に係る現像装置では、図２５に示すように、現像剤を現像スリーブ１３２から離脱させる位置にある剤離れ部に対向するように磁界発生手段としての磁石１４９を配置してもよい。図示の例は、汲み上げ・現像ドクタ極を１極構成とした低ストレス型現像装置の例であるが、汲み上げ、ドクタ極が別極である従来の現像装置（図１９参照）においても同様の位置に磁石１４９を配置することでも同様の効果が得られるものである。

磁石１４９は、剤離れ磁極（剤離れ対向極）であるＮ２極及びＮ３極に現像スリーブ１３２を介して対向する対向位置に、その磁石１４９のＮ極が現像ローラ１１５側に向くように配置されている。また、この磁石１４９は、図２６（ａ）に示すように、現像スリーブ回転軸方向に関する位置がマグネットローラ１３３の長手方向の左側端部よりも外側となる位置に配置されている。この磁石１４９が配置された現像スリーブ回転軸方向に関する位置は、図２６（ｂ）に示すように、現像スリーブ１３２の回転軸方向両端部側のうち、剤離れ部に対向する位置であって、現像スリーブ回転軸方向に対して上記凹み１３９による現像剤搬送力が生じる側の端部側の位置である。

図２７は、現像スリーブ１３２の表面上の磁力分布と磁石１４９の設置範囲との関係を示す図である。磁石１４９の設置範囲は、現像スリーブ１３２による現像剤搬送方向に関する位置が、現像スリーブ上におけるＮ２極による法線方向磁束密度の最大地点の法線Ｈ１から、現像スリーブ上におけるＮ３極による法線方向磁束密度の最大地点の法線Ｈ２までの間である。なお、汲み上げ、ドクタ極が別極である従来の現像装置（図１９参照）においては、磁石１４９の設置範囲は、現像スリーブ上におけるＳ２極による法線方向磁束密度の最大地点の法線から、現像スリーブ上におけるＳ３極による法線方向磁束密度の最大地点の法線までの間である。

上記磁石１４９は、剤離れ磁極としてのＮ２極及びＮ３極の磁力により現像スリーブ上の現像剤に現像スリーブ１３２から離れる方向へ向かう剥離力を作用させる現像スリーブ１３２上の剤離れ領域内の回転軸方向端部領域を通過する磁力線を、回転軸方向内側へ変位させる磁界を発生させるものである。具体的には、Ｎ２極及びＮ３極と同極（Ｎ極）の磁極面の位置が、現像スリーブによる現像剤搬送方向に関しては現像スリーブ１３２上におけるＮ２極による法線方向磁束密度の最大地点の法線Ｈ１から、現像スリーブ１３２上におけるＮ３磁極による法線方向磁束密度の最大地点の法線Ｈ２までの間となり、現像スリーブ１３２の回転軸方向に関しては、マグネットローラ１３３の本体部分の長手方向端部よりも外側となるように、磁石１４９を配置している。これにより、上述したとおり、マグネットローラ１３３の対向領域のうち現像スリーブ１３２上の剤離れ領域内における現像スリーブ回転軸方向端部領域での磁力線の向きを、現像スリーブ回転軸方向に対して直交する方向へ近づけることができる。これにより、この端部領域における剥離力が向上するので、この端部領域でも現像剤に剥離力を有効に作用させ、現像スリーブ１３２の外周面から現像剤を効率よく離脱させることができる。その結果、マグネットローラ１３３の対向領域のうち現像剤の連れ回りが生じる幅（現像スリーブ回転軸方向の長さ）を狭くすることができる。よって、マグネットローラ１３３の対向領域の幅を短くしても、現像剤の連れ回りによる画像濃度ムラを発生させることなく、従来と同じ現像有効幅を実現でき、現像スリーブ回転軸方向における現像装置の小型化を達成できる。

また、本実施形態においては、磁石１４９のＮ極の磁極面と現像スリーブ１３２の外周面との最短距離Ｘ（図２７参照）が、その最短距離となる現像スリーブ外周面部分に担持される現像剤の高さよりも大きくなるように構成されている。このような構成とすることで、現像スリーブ１３２が回転しているときに現像スリーブ上の現像剤が磁石１４９の磁力により蹴られることがなくなり、弊害なく剤離れ等の狙った効果が得られる。

図２８は、現像ローラ１１５の側面図であって、磁石１４９による現像スリーブ左端部側の現像剤の流れを示す図である。上記磁石１４９の磁力により、マグネットローラ左端部より外側の位置に対応する現像スリーブ表面を回っていた現像剤ＴＣを直下もしくは作像領域の内側へ寄せ、さらに、剤離れ上流極及び剤離れ下流極の法線磁力により、現像スリーブ１３２から現像剤ＴＣを離し、現像剤収容槽へ落下させるので、現像剤の連れ回りを解消することができる。

なお、上記磁石１４９は、現像スリーブ回転軸方向の左端部側に加えて右端部側に配置してもよい。
図２９（ａ）は、現像スリーブ回転軸方向に関する位置がマグネットローラ１３３の長手方向の右側端部よりも外側となる位置に、さらに第２の磁界発生手段としての磁石１５０を配置した説明図であり、同図（ｂ）は現像スリーブ表面の拡大図である。左端部側の磁石１４９に加えて右端部側に第２の磁界発生手段としての磁石１５０を配置することにより、現像スリーブ右端部側の現像剤の連れ回りも解消することができる。

ここで、左端部側の磁石１４９の磁力を右端部側の磁石１５０の磁力よりも強くしてもよい。左端部側では現像スリーブ１３２の表面に設けられた凹み１３９により、剤離れ部で現像剤に左端部側方向の搬送力が生じるので、左端部側の磁石１４９の磁力を強くすることで、左側に搬送されようとする現像剤を規制し、両端部側の剤離れ性を略均等に良くすることが可能となる。

なお、本発明は、上記構成の現像装置に限らず他の構成の現像装置に適用することもできる。
図３０は本発明の他の実施形態に係る現像装置の一例である。
図示例の現像装置は、内部に配置した磁界発生手段３４７により周囲に複数の磁極が形成された現像剤担持体３４１と、この現像剤担持体３４１の下方に対向するように配設されるとともに、現像剤担持体３４１に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材３４６と、装置内に収容された現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する２つの搬送部材とを備えている。また、複数の搬送部材は、現像剤担持体３４１に略下方に対向配置され、現像剤を長手方向に搬送しながら現像剤担持体３４１に現像剤を供給する第一の現像剤搬送部材３４２と、現像剤担持体３４１に対向し、現像担持体３４１から離脱した現像剤と補給トナーと混合攪拌する第二の現像剤搬送部材３４３とを有して現像剤を一方向に循環搬送させ、第一の現像剤搬送部材３４２と第二の現像剤搬送部材３４３との間に現像剤の往来を規制する仕切り部材３４４を有する現像装置である。このような構成の現像装置にも本発明を適用することで、現像剤回収側の剤嵩が高い側での端部連れ廻り余裕度を向上させ、より大きな効果を発揮することができる。

以上、本実施形態によれば、マグネットローラ１３３の長手方向両端部に、そのマグネットローラ１３３の本体部分から長手方向外側に延在する磁性体からなる支持軸としてのマグネットローラ軸１３４を有し、そのマグネットローラ軸１３４は長手方向の長さが互いに異なる。そして、現像剤を現像ローラ１１５から離脱させる剤離れ部の位置で現像スリーブ１３２の凹み１３９を有する外周面の移動によって発生する現像ローラ回転軸方向における現像剤移動方向下流側にある一方のマグネットローラ軸１３４ｂの長さが他方のマグネットローラ軸１３４ａよりも短い。この構成により、一方のマグネットローラ軸１３４ｂ側では、現像剤は、マグネットローラ軸１３４ｂの磁界Ｔ２の影響を受けて、作像領域の内側に向くように軌道が修正されて落下する。一方、他方のマグネットローラ軸１３４ａの磁界Ｔ１の影響により、現像剤の連れ回り余裕度の低い他方のマグネットローラ軸１３４ａ側では、現像剤が、作像領域の内側に向けて落下する。従って、現像スリーブ１３２の両端部側で現像剤の連れ回り状況を最小にすることができるとともに、現像ローラ１１５の長手寸法幅を抑えることが可能となる。
また、本実施形態によれば、現像剤を現像ローラ１１５から離脱させる位置で現像スリーブ１３２の凹み１３９を有する外周面の移動によって発生する現像ローラ回転軸方向における現像剤移動方向下流側のマグネットローラ１３３の端部において剤離れ極（Ｎ２極，Ｎ３極）に現像スリーブ１３２を介して対向するように、剤離れ極（Ｎ２極，Ｎ３極）と同極の磁極を有する磁界発生手段としての磁石１４９を設けてもよい。この磁石１４９は、Ｎ２極及びＮ３極の磁力により現像スリーブ１３２上の現像剤に現像スリーブ１３２から離れる方向へ向かう剥離力を作用させる現像スリーブ上の剤離れ領域内の回転軸方向端部領域を通過する磁力線を、回転軸方向内側へ変位させる磁界を発生させるものである。具体的には、Ｎ２極及びＮ３極と同極（Ｎ極）の磁極面の位置が、現像スリーブ１３２による現像剤搬送方向（スリーブ表面移動方向）に関しては現像スリーブ１３２上におけるＮ２極による法線方向磁束密度の最大地点の法線Ｈ１から、現像スリーブ１３２上におけるＮ３磁極による法線方向磁束密度の最大地点の法線Ｈ２までの間となり、現像スリーブ回転軸方向に関しては、マグネットローラ１３３の本体部分の長手方向端部よりも外側となるように、磁石１４９を配置している。これにより、上述したとおり、マグネットローラ１３３の対向領域のうち現像スリーブ１３２上の剤離れ領域内における現像スリーブ回転軸方向端部領域での磁力線の向きを、現像スリーブ回転軸方向に対して直交する方向へ近づけることができる。従って、この端部領域における剥離力が向上するので、この端部領域でも現像剤に剥離力を有効に作用させ、現像スリーブ１３２の外周面から現像剤を効率よく離脱させることができる。その結果、マグネットローラ１３３の対向領域のうち現像剤の連れ回りが生じる幅（現像ローラ回転軸方向の長さ）を狭くすることができる。よって、マグネットローラ１３３の対向領域の幅を短くしても、現像剤の連れ回りによる画像濃度ムラを発生させることなく、従来と同じ現像有効幅を実現でき、現像スリーブ回転軸方向における現像装置の小型化を達成できる。
また、上記実施形態によれば、ドクタブレード１１６に対して現像スリーブ１３２による現像剤搬送方向上流側の現像スリーブ外周面外方であって、現像スリーブ１３２の回転軸方向両端部側の他端部側の位置に、剤離れ極（Ｎ２極，Ｎ３極）とに対向するように剤離れ極（Ｎ２極，Ｎ３極）と同極の第２の磁界発生手段としての磁石１５０を更に設けてもよい。現像ローラ回転軸方向における現像剤移動方向下流側のマグネットローラ１３３の一方の端部側だけでなく他方の端部側に磁石１５０を設けることにより、当該他方の端部側での現像剤の連れ回りも防ぐことができる。ここで、磁石１４９の磁力は記磁石１５０の磁力よりも強くするのが好ましい。この場合は、現像スリーブ１３２の楕円状の凹み１３９から現像剤が離れるときに、その凹み１３９によって現像ローラ回転軸方向における上記一方の端部側へ搬送されようとする現像剤の移動を規制し、両端部側の剤離れ性を略均等に良くすることが可能となる。
また、上記実施形態によれば、現像剤を構成するトナーの体積平均粒径は３〜８μｍである。また、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にある。６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
また、上記実施形態によれば、現像剤を構成するトナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にある。ＳＦ−１の値が１００の場合、トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。ＳＦ−２の値が１００の場合、トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。

１０１ 画像形成装置
１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋ プロセスカートリッジ
１０８ 感光体ドラム
１０９ 帯電ローラ
１１３ 現像装置
１１４ 現像剤供給部
１１５ 現像ローラ
１１６ ドクタブレード
１１７ 現像剤収容槽
１１８ 攪拌スクリュー
１２５ ケース
１３１ 現像領域
１３２ 現像スリーブ
１３３ マグネットローラ
１３４（１３４ａ，１３４ｂ） マグネットローラ軸
１３９ 凹み
１４９，１５０ 磁石
ＴＣ 現像剤

特開２００７−１８３５３３号公報 特開２００９−２５１０３６号公報 特開２００９−８０４４７号公報

Claims (9)

1. 非磁性部材からなる回転駆動可能なスリーブ状の中空体の内部に磁界発生手段が配置され該磁界発生手段の磁力により該中空体の外周面上に磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
   該現像剤担持体上に担持される二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
   二成分現像剤を攪拌しながら該現像剤担持体の回転軸方向に沿って搬送する攪拌搬送部材と、
   該現像剤担持体に担持された二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備え、
   上記現像剤収容部内から上記磁界発生手段の磁力により上記現像剤担持体上に担持した二成分現像剤を、上記現像剤規制部材により規制した後に潜像担持体と対向する現像領域を通過させ、再び現像剤収容部内に戻す現像装置であって、
   上記磁界発生手段は、上記現像領域を通過した後の二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させるための磁力を発生させるための剤離れ用磁極を有する磁界発生部材を有し、
   上記現像剤担持体の中空体は、その外周面に、長円状又は楕円状の凹部を、その凹部の長手方向が該現像剤担持体の回転軸方向に対して斜めに角度を有し互いに間隔をあけて分布するように複数設けたものであり、
   上記二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させる位置で上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する該現像剤担持体の回転軸方向の一方の端部側への該二成分現像剤の移動を抑制する手段を備え、
   上記磁界発生部材の長手方向両端部に、その磁界発生部材の本体部分から長手方向外側に延在する磁性体からなる支持軸を有し、
   上記磁界発生部材の両端部にある上記支持軸は、長手方向の長さが互いに異なり、
   上記二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させる位置で上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する該現像剤担持体の回転軸方向における該二成分現像剤の移動方向下流側にある上記磁界発生部材の一方の支持軸の長さが、該磁界発生部材の他方の支持軸よりも短いことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置において、
   上記二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させる位置で上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する該現像剤担持体の回転軸方向における該二成分現像剤の移動方向下流側の該磁界発生部材の端部において上記剤離れ極に該中空体を介して対向するように、該剤離れ極と同極の磁極を有する磁界発生手段を設けたことを特徴とする現像装置。
3. 非磁性部材からなる回転駆動可能なスリーブ状の中空体の内部に磁界発生手段が配置され該磁界発生手段の磁力により該中空体の外周面上に磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
   該現像剤担持体上に担持される二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
   二成分現像剤を攪拌しながら該現像剤担持体の回転軸方向に沿って搬送する攪拌搬送部材と、
   該現像剤担持体に担持された二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備え、
   上記現像剤収容部内から上記磁界発生手段の磁力により上記現像剤担持体上に担持した二成分現像剤を、上記現像剤規制部材により規制した後に潜像担持体と対向する現像領域を通過させ、再び現像剤収容部内に戻す現像装置であって、
   上記磁界発生手段は、上記現像領域を通過した後の二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させるための磁力を発生させるための剤離れ用磁極を有する磁界発生部材を有し、
   上記現像剤担持体の中空体は、その外周面に、長円状又は楕円状の凹部を、その凹部の長手方向が該現像剤担持体の回転軸方向に対して斜めに角度を有し互いに間隔をあけて分布するように複数設けたものであり、
   上記二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させる位置で上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する該現像剤担持体の回転軸方向の一方の端部側への該二成分現像剤の移動を抑制する手段を備え、
   上記二成分現像剤を上記現像剤担持体から離脱させる位置で上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する該現像剤担持体の回転軸方向における該二成分現像剤の移動方向下流側の該磁界発生部材の端部において上記剤離れ極に該中空体を介して対向するように、該剤離れ極と同極の磁極を有する磁界発生手段を設け、
   上記剤離れ極と同極の磁極を有する磁界発生手段を、上記現像剤担持体の回転軸方向における上記磁界発生部材の両端部において該剤離れ極に上記中空体を介して対向するようにそれぞれ設け、
   上記中空体の上記凹部を有する外周面の移動によって発生する上記現像剤担持体の回転軸方向における二成分現像剤の移動方向下流側にある該磁界発生手段で発生する該中空体の外周面上の磁力が、該二成分現像剤の移動方向上流側にある該磁界発生手段で発生する磁力よりも強いことを特徴とする現像装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、
   上記剤離れ磁極は、互いに隣接した同極の第１磁極及び第２磁極で構成されていることを特徴とする現像装置。
5. 潜像担持体と、該潜像担持体と対向する現像領域に磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を搬送して該潜像担持体上の潜像に該トナーを付着させて現像する現像装置とを一体的に支持し、該現像装置による現像によって得られるトナー像を該潜像担持体上から最終的に記録材上へ転移させることで該記録材上に画像を形成する画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
   上記現像装置は、請求項１乃至４のいずれかの現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 潜像担持体と、該潜像担持体と対向する現像領域に磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を搬送して該潜像担持体上の潜像に該トナーを付着させて現像する現像装置とを一体的に支持し、該現像装置による現像によって得られるトナー像を該潜像担持体上から最終的に記録材上へ転移させることで該記録材上に画像を形成する画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジを備えた画像形成装置において、
   上記プロセスカートリッジは、請求項５のプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６の画像形成装置において、
   上記プロセスカートリッジを複数備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６又は７の画像形成装置において、
   上記トナーは、体積平均粒径が３μｍ以上８μｍ以下であり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナーであることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項６、７又は８の画像形成装置において、
   上記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるトナーであることを特徴とする画像形成装置。

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