JP5640582B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、潜像をトナー像として可視化する現像装置、該現像装置を有するプロセスカートリッジ、該現像装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機機等の画像形成装置に関する。

従来、複写機、ファックス、プリンタ等の画像形成装置において、像担持体上に形成された潜像を顕像化するために現像剤としてトナーとキャリアとからなる二成分現像剤（以下、「現像剤」という）を用いた二成分現像装置が採用されている。
多くの二成分現像装置では回転する現像スリーブとその内部に磁界発生手段を備えた現像剤担持体（現像ローラ）と、現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容部とを有し、現像剤収容部に現像剤を攪拌、搬送する２つの現像剤攪拌搬送部材を備えている。

このような現像装置では磁界発生手段により現像剤収容部から現像剤を汲み上げ、像担持体との対向部である現像領域に現像剤を担持搬送する。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の手段により形成）を設けている。
特に、カラー複写機、プリンタでは、画像品質面の優位性からブラストスリーブが主流となっている。しかしながら、ブラスト加工での凹凸は非常に細かいので、印刷枚数の増加に伴い凹凸が削られ、搬送能力が低下し濃度ムラ等の異常画像が発生する。
特許文献１には、ブラストスリーブのような細かい現像剤密度を保ちながら、削れにくいスリーブ表面加工技術が開示されている。具体的には、現像スリーブの表面に多数の楕円状の窪みを形成している。

この種の現像装置では、現像に使用された現像剤は現像剤収容部に平行に配置された２つの現像剤攪拌搬送部材が互いに逆方向に現像剤を搬送することにより、現像剤収容部内で現像剤を循環させ、攪拌することにより現像剤担持体上でのトナー帯電量及びトナー濃度を均一にしている。
現像剤は、現像剤担持体、搬送部材、現像剤担持体、搬送部材・・・の順に移動を繰り返し、現像剤収容部端部にて、逆方向へ搬送方向を変え、必要なトナーが供給され再び、端部にて逆方向へ搬送されるという一連の動作を繰り返す。

しかしながら、上記のような循環搬送方式では、搬送方向上流部での現像剤と、現像剤規制部材や像担持体との現像領域で繰り返しストレスを受けた搬送方向下流部での現像剤とでは特性が異なってしまう。
具体的には、搬送方向上流ではフレッシュなトナーが供給されており、現像能力が高くなっている。一方、搬送方向下流では、現像剤規制、現像領域でのストレスにより現像剤中のトナーが劣化し、現像能力が若干低下している。そのため、画像領域長手方向の前後で現像能力差が画像濃度ムラとなって現れる。
近年の高画質・省エネ要求等から現像剤中のトナーは小粒径、低融点化へ進んでいる。小粒径、低融点化のトナーはストレスに弱いため、現像剤特性が与える影響無視できないものとなっている。

一度使用した現像剤を使用しない一方向循環方式の技術や、搬送部材の搬送能力の向上が公知技術として公開されている。
しかしながら、一方向循環方式の現像装置では現像剤搬送速度を増大させる必要がある。また、搬送能力の増大（例えば回転数の増加）は、駆動装置の大型化だけでなく、高速回転による搬送時のストレスや温度上昇によるストレスが増大してしまうという問題があった。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、現像スリーブの表面に多数の窪みを形成する構成において、現像剤のストレスを低減でき、画像領域長手方向での画像濃度ムラを高精度に抑制できる現像装置の提供を、その主な目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、現像剤を現像剤担持体表面でも搬送させることにより、現像剤のストレスを低減し、現像スリーブ長手方向での現像能力の偏差を低減することとした。
具体的には、請求項１に記載の発明は、円筒形状で表面に現像剤を担持する回転可能な現像スリーブと、前記現像スリーブ内に配置された磁界発生手段と、前記現像スリーブに現像剤を供給する現像剤搬送部材とを備え、前記現像スリーブ表面には長円状または楕円状の窪みが、前記現像スリーブの周方向及び長手方向に配列され、前記窪みの長軸方向は前記現像スリーブの長手方向に対して角度を有するように配置されている現像装置において、前記窪みの角度は、前記現像スリーブの回転時に現像剤が窪みの内壁から付与される力の現像スリーブ長手方向成分が、前記現像剤搬送部材によって搬送される現像剤の方向と略同一方向になる角度であり、前記角度をαとすると、１０°＜α＜４５°であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、請求項１に記載の現像装置と、前記像担持体とを一体に有していることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、画像形成装置において、請求項１に記載の現像装置を有することを特徴とする。

本発明によれば、現像剤を現像スリーブ表面においてその軸方向にも搬送力を付与することができ、これにより現像剤のストレスを低減でき、画像領域長手方向での画像濃度ムラを高精度に抑制できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。 プロセスカートリッジの概要断面図である。 図２のＡ−Ａ線での現像ローラの断面図である。 現像スリーブの斜視図である。 現像スリーブの表面に形成された窪みの配置パターンを示す平面図である。 窪みの形状を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＢでの周方向断面図、（ｃ）は（ａ）のＶＩＣでの長手方向断面図である。 切削加工によって窪みが湾曲した形状になることを示す平面図である。 現像スリーブの長手方向に対する窪みの長軸の傾きと現像剤の搬送力成分との関係を示す平面図である。 現像スリーブの長手方向を基準として窪みの長軸のなす角度が上流側と下流側とで異なることを示す平面図である。 現像装置の変形例を示す図である。 窪みの形状の変形例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＸＢでの周方向断面図、（ｃ）は（ａ）のＩＸＣでの長手方向断面図である。 窪みとスリーブ表面とのなす角度を説明するための図である。 窪みの断面形状の変形例を示す図である。 窪みの断面形状の他の変形例を示す図である。 窪みの配置パターンの変形例を示す平面図である。 窪みの配置パターンの他の変形例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図８に基づいて第１の実施形態を説明する。まず、図１に基づいて本実施形態に係る画像形成装置としてのカラー複写機の概要構成を説明する。
カラー複写機（以下、「画像形成装置」ともいう）１００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、転写材としての記録紙５０に形成する、中間転写ベルト１２９を用いたタンデム型の構成を有している。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１００は、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、二次転写手段としての二次転写ローラ１２６と、定着ユニット１０５と、レーザ書き込みユニット１２２と、装置本体１０２に対して着脱自在なプロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋとを少なくとも備えている。
給紙ユニット１０３は、記録紙５０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５０に押し当てられており、図示しない分離部材との協働作用で最上紙を１枚ずつ分離し、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から二次転写部位へ搬送される記録紙５０の搬送経路に設けられており、ローラ間に記録紙５０を挟み込み、中間転写ベルト１２９上の画像を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、中間転写ベルト１２９と、一次転写手段としての一次転写ローラ１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋとを備えている。駆動ローラ１２８は、二次転写ローラ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、無端ベルト状に形成されており、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１２７が回転駆動されることで、図中反時計回り方向に循環移動する。

一次転写ローラ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では、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が一次転写ローラ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られる。カラートナー像は中間転写ベルト１２９の移動によって二次転写部位へ搬送され、該二次転写部位で二次転写ローラ１２６により記録紙５０へ転写される。
二次転写ローラ１２６はトナー像が転写された記録紙５０を定着ユニット１０５に向けて送り出す。
定着ユニット１０５は、搬送されてきた記録紙５０を押圧加熱することで、記録紙５０上に転写されたトナー像を、該記録紙５０に定着させる。
定着を終えた記録紙５０は排紙ローラ対１５２により排紙トレイ部１５３へ排出される。符号１５４は画像読み取り部を示している。

レーザ書き込みユニット１２２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は、各プロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋに対応していおり、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、中間転写ユニット１０４と、レーザ書き込みユニット１２２との間に設けられており、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、帯電装置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。
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と間隔をおいて配置されている。
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、現像剤供給部１１４と、現像ケーシングとしてのケース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等を備えている。

現像剤供給部１１４は、収容槽１１７と、攪拌部材としての一対の攪拌スクリュ１１８とを備えている。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。収容槽１１７内には、該収容槽１１７の長手方向に沿って延びた仕切り壁１１９が設けられている。仕切り壁１１９は、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。第１空間１２０と第２空間１２１とは、両端部が互いに連通しており、現像剤は収容槽１１７内を循環移動する。
現像剤は、トナーと、磁性キャリア（磁性粉ともいう）とを含んでいる。トナーは第１空間１２０と第２空間１２１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１５５（図１参照）によって適宜供給される。
トナーは、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。なお、トナーは種々の染料又は顔料を混入・分散した合成樹脂で構成される塊を粉砕して得られても良い。トナーの平均粒径は、３μｍ以上でかつ７μｍ以下である。また、トナーは、粉砕加工などにより形成されても良い。
磁性キャリアは、第１空間１２０と第２空間１２１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１１８は、第１空間１２０と第２空間１２１のそれぞれに収容されている。攪拌スクリュ１１８の長手方向は、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１１８は、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。
第１空間１２０内の攪拌スクリュ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１１８は、現像剤１５６を他端部から一端部に向けて搬送する。
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、スクリュの軸芯方向に搬送しながら、現像ローラ１１５に供給する。
ケース１２５は箱状に形成され、収容槽１１７に取り付けられており、収容槽１１７とともに現像ローラ１１５などを覆う。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と間隔をおいて配置されている。
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とが対向する。

現像ローラ１１５は、図２及び図３に示すように、芯金１３４と、磁界発生手段としての円筒状のマグネットローラ（磁石体ともいう）１３３と、円筒状の現像スリーブ１３２とを備えている。芯金１３４は、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。
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、芯金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則ち現像ローラ１１５の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（内包）されている。

一つの固定磁極は、第２空間１２１の攪拌スクリュ１１８と相対している。該一つ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させて、収容槽１１７の第２空間１２１内の現像剤１５６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、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させて、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、該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させて、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を該固定磁極で生じる磁力線に沿って複数重ねさせ、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。
穂立ちした磁性キャリアにトナーが吸着する。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１５６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、現像スリーブを回転させながらエンドミルで切削加工する表面処理装置（特許文献４の図８参照）によって外表面に粗面化処理（窪み形成）が施されている。

現像スリーブ１３２の材料として、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、本実施例では１８ｍｍ程度である。現像スリーブ１３２の軸芯方向の長さは、画像形成装置の最大用紙サイズがＡ３の場合、３００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度であるのが望ましい。
現像スリーブ１３２の外表面には、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窪み１３９が多数形成されている。
窪み１３９は、現像スリーブ１３２の外表面に凹状に形成され、互いに重ならないようにスリーブ周方向及びスリーブ長手方向に規則的に多数（複数）配列されている。なお、本発明では、現像スリーブ１３２の周方向及び長手方向に互いに隣り合う窪み１３９間の間隔が一定となるように配置されていることを、窪み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の周方向及び長手方向に互いに隣り合う窪み１３９間の間隔は、一定となっている。
窪み１３９は、開口形状が楕円状（長円状の概念を含む）をなすように形成されており、その長軸方向が現像スリーブ１３２の長手方向に沿って傾斜した状態に配置されている。

窪み１３９は、図５、図６（ａ）及び図７に示すように、現像スリーブ１３２の長手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、窪み１３９の長さの約半分程度長手方向に位置ずれして配置されている。さらに、窪み１３９は、上記表面処理装置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状に並べられて配置されている。
窪み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の長手方向）の断面形状が円弧状の曲面に形成されている。さらに、窪み１３９は、上記表面処理装置により現像スリーブ１３２の外表面にスリーブを回転させながら形成されるため、図７に示すように、その長手方向が若干湾曲している。
なお、本発明では、窪み１３９の形状は、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。

窪み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。深さは、０．０５ｍｍ以上でかつ０．１５ｍｍ以下となっている。
窪み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）の窪み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、窪み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の長手方向となっている。

一般に窪み１３９の深さ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、窪み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、本実施形態に係る現像スリーブ１３２では、窪み１３９の深さを浅めに設定し、窪み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。詳細については後述する。

ドクタブレード１１６は、図２に示すように、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、所望の厚さを超える現像スリーブ１３２の外表面上の現像剤を収容槽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層を所望の厚さにする。

前述した構成の現像装置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１５６を固定磁極により現像スリーブ１３２の外表面に吸着する。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、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。
現像装置１１３は、現像済みの現像剤を、収容槽１１７に向かって離脱させる。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、現像剤供給部１１４が感光体ドラム１０８に供給されるトナーの濃度が低下したことを図示しないトナー濃度センサが検知すると、トナー補給装置１５５の動作により現像装置１１３へトナーを補給するようになっている。

現像スリーブ１３２の外表面に窪み１３９を形成する構成では、スリーブ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いため、経年変化によっても、窪み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窪み１３９が重ならないように規則的に配置されているので、現像剤が窪み１３９内に溜まる。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ついても、窪み１３９の容量や数を調整することによって対応できる。

窪み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窪み１３９を形成でき、加工性に優れるという効果を有する。
現像スリーブ１３２の周方向において互いに隣り合う窪み１３９同士が現像スリーブ１３２の長手方向に位置ずれしているので、現像スリーブ１３２の外表面に窪み１３９が形成されていない箇所や窪み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なく現像剤を吸着することができ、画像のムラが生じることを防止できる。

本実施形態に係る現像スリーブ１３２上の窪み１３９は、スリーブ表面における現像剤に搬送力を与えるように形成されている。
図８に示すように、現像スリーブ１３２の表面に設けられた窪み１３９は、その長軸方向が現像スリーブ長手方向に対して角度αを有している。
現像スリーブ１３２の回転により、現像剤は窪み１３９の現像ローラ回転方向上流側の端面１３９ａより矢印Ｆ方向の力を受け、スリーブ表面上を搬送される。矢印Ｆのスリーブ長手方向成分Ｆｂは現像剤搬送方向と同一方向である。

窪み１３９をこのように形成すること、現像剤を（現像スリーブ表面の）現像領域に搬送すると同時に、現像剤をスリーブ長手方向へ搬送することが可能となる。すなわち、現像ローラの回転方向での搬送力を維持しながら軸方向への搬送力も確保するものである。
現像スリーブ表面に長手方向の搬送力を持たせることで、ドクタブレード１１６及び現像領域で使用される頻度を低減すること、すなわち、現像剤のストレス低減が可能となる。
角度αは、１０°＜α＜４５°を満たすように設定されている。角度αが１０°以下であると上記の搬送力が十分ではなく、４５°以上となると、スリーブ表面の現像領域への搬送能力が弱くなり、濃度ムラ等の異常画像が発生する。

図９に基づいて、第２の実施形態（参考例）を説明する。なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
図９に示すように、本実施形態に係る窪み１３９は、その長軸を湾曲させている。湾曲は現像スリーブ１３２の回転方向に対して、中央部を凹にすることによりなされている。
スリーブ回転方向に対して、このような形状とすることで、現像剤を掬い上げる形状となり現像剤の搬送性が向上する。
より具体的に説明すると、湾曲した窪み１３９の形状は、現像スリーブの長手方向を基準として長軸のなす角度が、現像剤の搬送方向下流側より上流側が大きくなるように設定されている。
すなわち、現像スリーブの長手方向に対する角度で、現像剤搬送方向下流側（図面左側）をα１、上流側をα２としたときに、α１＜α２となるように形成されている。このようにすることで、掬い上げ形状となり、現像剤搬送性が向上する。

図１０に現像装置の変形例を示す。
本実施形態に係る現像装置１６０は、図２で示した現像装置に比べてケース１２５が現像ローラ１１５から離れた攪拌スクリュ１１８ｂを現像ローラ１１５側に近づけるように形成されている。
攪拌スクリュ１１８ａは、現像剤を長手方向（軸方向）に搬送しながら現像ローラ１１５に現像剤を供給する。
現像装置１１５から離脱した現像剤は攪拌スクリュ１１８ｂに回収され、ここで補給トナーと混合攪拌される。混合攪拌された現像剤は攪拌スクリュ１１８ａに受け渡される。
このように構成することで、現像剤は矢印で示すように一方向に循環することになる。これにより、前述した一方向循環方式の問題点であった搬送速度の増加を抑制できる。
この現像装置１６０において、現像スリーブ１３２の表面に上記のような窪み１３９を形成することで、現像剤回収側の現像剤搬送を補助でき、攪拌スクリュ１１８の回転数を抑えることができる。

上記各実施形態では、窪み１３９の現像スリーブ周方向の断面をＶ字状に形成しているが、図１１に示すように、円弧状に形成しても良い。図示例では、窪み１３９のスリーブ周方向と長手方向の双方の断面を円弧状に形成している。

この場合、図１２に示すように、現像スリーブ１３２の周方向の断面における窪み１３９の内面と現像スリーブ１３２の外表面とのなす角度θ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。
窪み１３９の現像スリーブ１３２の長手方向と周方向の双方の断面を円弧状に形成した場合、窪み１３９内に収容できる現像剤の量を多くすることができ、十分な量の現像剤を搬送することができる。
また、窪み１３９のスリーブ周方向の断面形状は、図１３及び図１４に示すような形状としてもよい。図１３は、Ｖ字状の窪み１３９の底が平坦に形成された場合を示し、図１４は、Ｖ字状の窪み１３９の底が円弧状に形成された場合を示している。

また、上記各実施形態では、図５に示すように、窪み１３９を現像スリーブ１３２の外表面に螺旋状に配置し、かつ各々の窪み１３９を若干弓状に湾曲して形成しているが、図１５及び図１６に示すように、窪み１３９を現像スリーブ１３２の長手方向に沿って直線状に形成しても良いとともに、複数の窪み１３９を現像スリーブ１３２の周方向に沿って直線状に配置しても良い。
図１５及び図１６では窪み１３９の傾きは省略している。

１０６ プロセスカートリッジ
１０８ 像担持体としての感光体ドラム
１１８ 現像剤搬送部材としての攪拌スクリュ
１３２ 現像スリーブ
１３３ 磁界発生手段としてのマグネットローラ
１３９ 窪み

特開２００９−８０４４７号公報

Claims (3)

1. 円筒形状で表面に現像剤を担持する回転可能な現像スリーブと、前記現像スリーブ内に配置された磁界発生手段と、前記現像スリーブに現像剤を供給する現像剤搬送部材とを備え、
   前記現像スリーブ表面には長円状または楕円状の窪みが、前記現像スリーブの周方向及び長手方向に配列され、前記窪みの長軸方向は前記現像スリーブの長手方向に対して角度を有するように配置されている現像装置において、
   前記窪みの角度は、前記現像スリーブの回転時に現像剤が窪みの内壁から付与される力の現像スリーブ長手方向成分が、前記現像剤搬送部材によって搬送される現像剤の方向と略同一方向になる角度であり、
   前記角度をαとすると、１０°＜α＜４５°であることを特徴とする現像装置。
2. 画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
   請求項１に記載の現像装置と、前記像担持体とを一体に有していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
3. 請求項１に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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