現像スリーブ、現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、現像スリーブの製造方法
【課題】現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる現像スリーブ、現像ローラ、現像装置、該現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置、並びに、現像スリーブの製造方法を提供する。
【解決手段】現像スリーブ１３２の外表面には、平面視で楕円形状とした多数の凹み１３９が互いに重ならないように間隔をあけて規則的に設けられており、さらに、現像スリーブ１３２の外表面には、多数の凹み１３９の間の部分のみに低摩擦膜１３６が設けられている。
【解決手段】現像スリーブ１３２の外表面には、平面視で楕円形状とした多数の凹み１３９が互いに重ならないように間隔をあけて規則的に設けられており、さらに、現像スリーブ１３２の外表面には、多数の凹み１３９の間の部分のみに低摩擦膜１３６が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等に用いられる現像スリーブ、現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、現像剤を担持して、感光体ドラムと間隙をもって対向する現像領域に搬送し、該感光体ドラム上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像スリーブ、現像ローラ及び現像装置に関する。また、本発明は、かかる現像装置を有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。また、本発明は、かかる現像スリーブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の現像ローラの現像スリーブに現像剤を担持して、該現像材を感光体ドラムに確実に搬送するために、低速機の場合を除き、前述した現像スリーブ（例えば、特許文献１〜３参照）の外表面にサンドブラスト加工が施されたり、該外表面に溝が形成されたり、該外表面に回転磁場により線条材をランダムに衝突させる所謂電磁ブラスト加工が施されたりしていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述したサンドブラスト加工が施されたり溝が形成されていたりすることで、高速で回転する現像スリーブ上で現像剤がスリップして、停滞することで画像の濃度が低下することを防止している。
【０００４】
前述したサンドブラスト加工が施される現像スリーブは、アルミニウム合金、真鍮、ステンレス、導電性樹脂のうちいずれかで構成されるが、コストの低減及び加工精度の向上を図るために、アルミニウム合金で構成されることが多い。アルミニウム合金で構成された現像スリーブの外表面にサンドブラスト加工を施す場合には、例えば、高温で現像スリーブ状に押し出されたアルミ管に冷間で砥粒を吹き付けて表面に凹凸を形成する。表面粗さは、Ｒｚ５．０〜１５μｍ程度に形成される。このようにサンドブラスト加工を施した現像スリーブでは、高速で回転しても、現像剤は凹凸に引っかかりスリップの発生が防止可能となる。
【０００５】
しかしながら、その外表面に形成された凹凸が非常に細かいので、現像剤などにより該凹凸が徐々に削られ、そのために、前述したサンドブラスト加工が施された現像スリーブは、印刷枚数が増加するにしたがって則ち経年変化によって、前述した凹凸が削られて平らになってしまう。したがって、前述したサンドブラスト加工が施された現像スリーブは、徐々に現像剤の搬送量が減少して、形成した画像が徐々に薄くなるという不具合を生じる。このように、サンドブラスト加工が施された現像スリーブは、耐久性の問題がある。現像スリーブを高硬度のステンレス鋼で構成したり、表面の硬化処理を施したりすることも可能であるが、コストアップになってしまうので望ましくない。
【０００６】
また、前述した溝を外表面に形成される現像スリーブは、アルミニウム合金、真鍮、ステンレス、導電性樹脂のうちいずれかで構成されるが、前述と同様にコストの低減及び加工精度の向上を図るために、アルミニウム合金で構成されることが多い。アルミニウム合金で構成された現像スリーブの外表面に溝を形成する場合には、例えば、高温で現像スリーブ状に押し出されたアルミ管を冷間で引き抜き、ダイスにより溝を形成する。溝の形状としては断面方形型、Ｖ字型、Ｕ字型等が一般的である。また、溝の深さは現像スリーブの外表面から０．２ｍｍ程度、溝の数は例えば外径φ２５の現像スリーブで５０本程度が一般的である。このように溝加工を施した現像スリーブでは、高速で回転しても、現像剤は溝内に引っかかりスリップの発生が防止可能となる。
【０００７】
また、前述した溝が外表面に形成された現像スリーブは、前記溝が前述したサンドブラスト加工によって形成される凹凸より遙かに大きいので、該溝が摩耗しにくく経年変化とともに現像剤の搬送量が低下することが無い。即ち、前述した溝が外表面に形成された現像スリーブは、サンドブラスト加工を施した現像スリーブに比べ長期間の使用でも摩耗が少なく、安定した現像剤の搬送が可能という利点がある。
【０００８】
しかしながら、前述した溝を外表面に形成した現像スリーブは、溝内で搬送する現像剤が、溝が設けられていない部分で搬送する現像剤より多くなるので、溝による画像濃度の周期的な変動、いわゆるピッチムラ（あるいはバンディングともいう）の発生が見られる。一般に溝が深いほど現像剤の搬送性能は向上するが、溝の有無による現像電界強度の差などによるピッチムラが発生しやすくなる。一方、溝が浅いと、現像電解強度の観点ではピッチムラは発生しにくくなるが、溝部に現像剤中のトナーや添加剤、またはキャリアが詰まった場合、現像剤の搬送性能の低下の度合いが大きくなり、汲み上げ現像剤量不足によるピッチムラが発生し易くなる。
【０００９】
そこで、前述した問題の対策として、特許文献１では、現像スリーブの溝の深さを０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下と規定することで、ピッチムラの発生を防止しつつ、現像剤の搬送機能を維持する工夫を行ってきた。しかし、近年では、高画質を得るために、より小粒径のトナーやより小粒径のキャリアの採用や近接現像による画像形成技術の進歩により画像再現性が向上しているため、ピッチムラが目立ち易くなっている。特に、平均粒径が例えば８．５μｍ以下の小粒径トナーを用いた現像方式では、画像再現性が良いため、現像に使われる現像剤量の変動に敏感になり、ピッチムラが目立って発生し易くなっている。このため、上記特許文献１の画像形成装置であっても、ピッチムラが発生することがあった。
【００１０】
この原因について検討したところ、図２４及び図２５に示すように、現像スリーブ２００と感光体ドラム２０１とが対向する現像領域Ｄにおいて、溝２０２が形成されていない現像スリーブ２００の外表面では現像剤２０３がスリップして現像剤２０３の量が減少してしまうことによる画像濃度の低下が一因であった。一般に、現像剤２０３は、現像スリーブ２００と感光体ドラム２０１とが対向する現像領域Ｄにおいて移動するが、十分な画像濃度が得られるよう大量の現像剤２０３を現像領域Ｄへ搬送する必要がある。
【００１１】
そのため、通常、現像スリーブ２００は感光体ドラム２０１より１．１〜２．５倍の表面速度で回転駆動される。現像剤２０３が高速で現像領域Ｄを通過する際、相対的に低速な感光体ドラム２０１との摩擦は負荷抵抗となり、溝２０２が設けられていない部分での現像スリーブ２００の外表面では、図２４に示すように、現像剤２０３のスリップや汲み上げ量不足が発生してしまう。このため、現像領域Ｄでは、現像スリーブ２００の回転方向上流側に比べて、下流側の現像剤量が少なくなってしまう。一方、図２５に示すように、現像領域Ｄ内を溝が通過する間は十分な搬送力が得られるためスリップの発生が無いし汲み上げ量も十分である。つまり、現像領域Ｄ内を通過する溝２０２の周期にて、スリップ発生の有無により現像剤２０３の量が変動し、画像濃度差によるピッチムラが発生してしまう。
【００１２】
前述した特許文献２では、現像剤として体積平均粒径が４μｍ以上、８．５μｍ以下のトナーを用い、現像スリーブの外表面に長手方向に延びる複数の溝を有し、互いに隣接する溝間の間隔を、現像剤が感光体ドラムに接触する現像領域の感光体ドラムの表面移動方向の幅に比べて小さくした画像形成装置を提案している。この画像形成装置によれば、現像領域内には、常に現像スリーブの溝が少なくとも１本存在し、溝が現像スリーブに担持された現像剤のスリップを抑える。よって、現像領域内に現像スリーブの溝が存在しなくなることがある場合に比べ、現像領域内での現像剤の量の変動を小さく抑えることができる。これにより、体積平均粒径が８．５μｍ以下の小粒径トナーを用いても、画像再現性のよい高品質な画像を形成するとともに、画像濃度差によるピッチムラを目立ちにくくしている。
【００１３】
前述した特許文献２に記載された現像スリーブでは、溝間の間隔を狭くする必要がありアルミ管を冷間引き抜き加工でダイスにより溝を形成する方法に限界が有り、又溝の形成可能な溝間の間隔であっても外径寸法仕上げとしての切削加工又は研削加工において溝の深さ偏差が増大し、溝の深さ偏差に起因する画像濃度ムラが生じる。
【００１４】
一方、溝の形成方法として、溝を１本又は複数本同時に切削する加工方法に於いては溝間の間隔を狭くしたり溝の深さの偏差を低減したりすることは可能であっても加工工数が増えてコストアップになってしまう。
【００１５】
また、特許文献３に示された電磁ブラスト加工では、経年変化による現像剤の搬送量の低下を抑制することができるが、ランダムに線条材を現像スリーブの外表面に衝突させるため、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困難で、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する対応が困難という課題があった。
【００１６】
そして、本出願人により、上述した課題を解決できる現像ローラが特許文献４に開示されている。
【００１７】
特許文献４の現像ローラは、図２６（ａ）〜（ｃ）に示すように、図示しないマグネットローラと、このマグネットローラを内包しているとともに該マグネットローラの磁力により外表面に現像剤を吸着する現像スリーブ８３２と、を備えている。現像スリーブ８３２は、その外表面に平面視が楕円形状の凹み８３９が、互いに重ならないように間隔をあけて、規則的に多数設けられている。
【００１８】
このように現像スリーブ８３２の外表面に多数の凹み８３９を設けることにより、経年変化によっても、凹み８３９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た。また、現像剤が凹み８３９内に溜まるので、該現像剤の溜まる箇所が外表面に間隔をあけて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た。また、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を形成でき、加工性に優れていた。
【００１９】
しかるに、このような外表面に凹みを設けた現像スリーブにおいては、ベタ画像を形成した場合に、現像スリーブの最初の一周に対応する画像の箇所が濃くなってしまう「残像現象」といわれる濃度ムラが生じてしまうことが確認されている。この現象は、前回の画像形成に用いた現像剤が現像スリーブの外表面上に残留していることに起因して発生しているものと推測される。そこで、本発明者らは、材料や形状等の異なる多数の現像スリーブを作製して、これら現像スリーブを用いて画像形成を行い、現像スリーブの構成と画像品質との関係を鋭意検討した結果、現像スリーブの外表面全体に当該現像スリーブの基材より摩擦係数の低い低摩擦層を設けることにより、現像スリーブの外表面上の現像剤の残留量を低減して、上記「残像現象」を回避できることを見出した。
【００２０】
しかしながら、現像スリーブの凹みを含む外表面全体に上記低摩擦層を形成すると、凹みでの摩擦力が低下して当該凹みから現像剤が脱落してしまうことがあり、そのため、現像剤の搬送量が低下して、必要な画像濃度が得られないという問題があった。
【００２１】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる現像スリーブ、現像ローラ、現像装置、該現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置、並びに、現像スリーブの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者らは、現像スリーブの構成について鋭意検討を行った結果、現像スリーブの外表面に設けられた多数の凹みの間の部分のみに低摩擦膜を形成することにより、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立できることを見出し、本発明に至った。
【００２３】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に外表面に設けた金属で構成された現像スリーブにおいて、前記現像スリーブの外表面における前記多数の凹みの間の部分のみに低摩擦膜が設けられていることを特徴とする現像スリーブである。
【００２４】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記低摩擦膜が、テトラヘデラルアモルファスカーボンで構成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記低摩擦膜が、窒化チタンで構成されていることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項４に記載された発明は、上記目的を達成するために、マグネットローラと、前記マグネットローラを内包していて該マグネットローラの磁力により外表面に現像剤を吸着するようにした現像スリーブと、を備えた現像ローラにおいて、前記現像スリーブが、請求項１〜３のいずれか一項に記載した現像スリーブで構成されていることを特徴とする現像ローラである。
【００２７】
請求項５に記載された発明は、上記目的を達成するために、外表面に現像剤を吸着する現像スリーブを有した現像ローラを備えた現像装置において、前記現像ローラが、請求項４に記載の現像ローラで構成されていることを特徴とする現像装置である。
【００２８】
請求項６に記載された発明は、上記目的を達成するために、現像装置を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００２９】
請求項７に記載された発明は、上記目的を達成するために、感光体ドラムと、帯電装置と、現像装置と、を少なくとも有する画像形成装置において、前記現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されていることを特徴とする画像形成装置である。
【００３０】
請求項８に記載された発明は、上記目的を達成するために、金属で構成された円筒状の基材の外表面上に低摩擦膜を形成する成膜工程と、前記低摩擦膜が形成された前記外表面に、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に切削成形する切削工程と、順次有していることを特徴とする現像スリーブの製造方法である。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１に記載された発明によれば、現像スリーブの外表面における多数の凹みの間の部分のみに低摩擦膜が設けられているので、多数の凹みにおける現像剤との摩擦力を維持しつつ、多数の凹みの間の部分における現像剤との摩擦力を低減でき、そのため、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００３２】
請求項２に記載された発明によれば、低摩擦膜が、テトラヘデラルアモルファスカーボンで構成されているので、低摩擦膜を均一に形成できるとともに、低温での成膜が可能であり、そのため、膜厚の乱れや高温による現像スリーブの歪みがなく、形状精度が高まり画像品質を向上できる。
【００３３】
請求項３に記載された発明によれば、低摩擦膜が、窒化チタンで構成されているので、低摩擦膜を均一に形成でき、そのため、膜厚の乱れがなく、形状精度が高まり画像品質を向上できる。
【００３４】
請求項４に記載された発明によれば、現像スリーブが、請求項１〜３のいずれか一項に記載した現像スリーブで構成されているので、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００３５】
請求項５に記載された発明によれば、現像ローラが、請求項４に記載の現像ローラで構成されているので、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００３６】
請求項６に記載された発明によれば、現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されているので、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００３７】
請求項７に記載された発明によれば、現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されているので、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００３８】
請求項８に記載された発明によれば、金属で構成された円筒状の基材の外表面上に低摩擦膜を形成する成膜工程と、前記低摩擦膜が形成された前記外表面に、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に切削成形する切削工程と、順次有しているので、例えば、円筒状の基材に多数の凹みを切削成形したあとに、これら多数の凹みの間に低摩擦層を形成する方法にくらべて、容易に上記低摩擦層を形成することができ、そのため、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる現像スリーブを安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の現像スリーブの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示された現像スリーブの外表面を展開して模式的に示す説明図である。
【図３】（ａ）は、図２に示された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であり、（ｂ）は、図３（ａ）中のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、図３（ａ）中のＶＩＣ−ＶＩＣ線に沿う断面図である。
【図４】凹み１３９が規則的に配置されている例を示す説明図である。
【図５】凹み１３９が規則的に配置されている他の例を示す説明図である。
【図６】図２に示された現像スリーブにおいて、その長手方向中央部から両端部に向かって凹みの平面視の大きさが徐々に大きくなるように形成した変形例の外表面を展開して模式的に示す説明図である。
【図７】図２に示された現像スリーブにおいて、その長手方向中央部から両端部に向かって単位面積当たりの凹みの個数が多くなるように形成した変形例の外表面を展開して模式的に示す説明図である。
【図８】凹み１３９が不規則的に配置されている例を示す説明図である。
【図９】凹み１３９が不規則的に配置されている他の例を示す説明図である。
【図１０】図１に示された現像スリーブの外表面の一部を拡大して示す説明図である。
【図１１】（ａ）は、図１に示された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であり、（ｂ）は、図１１（ａ）中のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、図１１（ｂ）に示されたエンドミルを拡大して示す側面図であり、（ｄ）は、図１１（ｃ）に示されたエンドミルの先端の正面図である。
【図１２】（ａ）は、図３（ａ）に示された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であり、（ｂ）は、図１２（ａ）中のＩＸＢ−ＩＸＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、図１２（ａ）中のＩＸＣ−ＩＸＣ線に沿う断面図である。
【図１３】図１２（ｂ）の一部を拡大して示す断面図である。
【図１４】図１２に示された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である。
【図１５】図３（ｂ）に示された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である。
【図１６】図３（ｂ）に示された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である。
【図１７】図２に示された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である。
【図１８】図２に示された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である。
【図１９】（ａ）は、図２に示された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であり、（ｂ）は図１９（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である。
【図２０】（ａ）は、図２に示された現像スリーブにおいて、その長手方向中央部から両端部に向かって凹みの深さが徐々に深くなるように形成した変形例の外表面の断面を展開して模式的に示す説明図であり、（ｂ）は当該現像スリーブが撓んだ状態を模式的に示す説明図である。
【図２１】本発明の一実施形態にかかる現像スリーブを備えた画像形成装置の構成を正面からみた説明図である。
【図２２】図２１に示された画像形成装置のプロセスカートリッジの断面図である。
【図２３】図２２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図２４】従来の現像スリーブが現像剤をくみ上げる状態を示す説明図である。
【図２５】図２４に示された現像スリーブが現像剤をくみ上げる他の状態を示す説明図である。
【図２６】（ａ）は、従来の他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であり、（ｂ）は、図２６（ａ）中のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、図２６（ａ）中のＶＩＣ−ＶＩＣ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に、本発明にかかる現像スリーブの一実施形態を、図１〜図２０を参照して説明する。この現像スリーブは、マグネットローラを内包して現像ローラを構成し、外表面に現像剤を担持して、感光体ドラムと間隙をもって対向する現像領域に搬送し、該感光体ドラム上の静電潜像を現像してトナー像を形成するために用いられる。
【００４１】
本発明に係る現像スリーブ１３２は、図１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、後述するマグネットローラ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、その内周面がマグネットローラ１３３の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を基材として構成されている。現像スリーブ１３２は、後述する表面処理装置１（図１１に示す）によって外表面に粗面化処理が施されている。
【００４２】
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。
【００４３】
現像スリーブ１３２の外径は、１７ｍｍ〜１８ｍｍ程度であるのが望ましい。現像スリーブ１３２の軸（軸芯）方向の長さは、３００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度であるのが望ましい。
【００４４】
また、現像スリーブ１３２の外表面には、図１〜図３に示すように、平面視が楕円形状の複数の凹み１３９と、これら複数の凹みの間の部分に形成された低摩擦膜１３６と、が設けられている。
【００４５】
凹み１３９は、勿論、現像スリーブ１３２の外表面に凹に形成され、当該現像スリーブ１３２の外表面に互いに重ならないように間隔をあけて規則的に多数（複数）配置されている。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の周方向及び長手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、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凹み１３９間の間隔が一定でないことを、凹み１３９が不規則に配置されているという。図２、図３（ａ）、図４〜図１０、図１２（ａ）、図１７、図１８、図１９（ａ）、図２０において、左右方向が現像スリーブ１３２の長手方向に一致し、上下方向が現像スリーブ１３２の周方向に一致する。
【００４６】
規則的に配置されている例として、例えば、図２に示すように、凹み１３９が一列の螺旋状で周方向に同ピッチ（同間隔）で配置されている場合、図４に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状で、１列目と２列目とがそれぞれ円周方向に同ピッチ且つ長手方向に整列して配置されている場合、図５に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状で、１列目と２列目とがそれぞれ円周方向に同ピッチ且つ各列が長手方向に整列しないように円周方向にずれて配置されている場合、などがある。また、上記において凹み１３９の配置が三列またはそれ以上の螺旋状の場合も同様である。
【００４７】
不規則的に配置されている例として、例えば、図６、図７に示すように、凹み１３９の間隔が、所定の方向（例えば、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部への方向）に向かうにしたがって徐々に狭くなるように配置されている場合、図８に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状であり、１列目と２列目との円周方向のピッチがそれぞれ異なり且つ各列毎に長手方向に整列して配置されている場合、図９に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状であり、１列目と２列目との円周方向のピッチがそれぞれ異なり（例えば、１列目ピッチＰ１＞２列目ピッチＰ２）且つ各列毎に長手方向に整列しないように円周方向にずれて配置されている場合、などがある。また、上記において凹み１３９の配置が三列またはそれ以上の螺旋状の場合も同様である。
【００４８】
また、凹み１３９は、その長手方向が現像スリーブ１３２の長手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の長手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の長手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、本発明では、凹み１３９の長手方向が現像スリーブ１３２の長手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の長手方向と平行に配置されているという。
【００４９】
さらに、凹み１３９は、図２、図３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、当該凹み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１１（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、当該現像スリーブ１３２の外表面上に図２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。
【００５０】
また、凹み１３９は、図３（ｂ）に示すように、その幅方向（短手方向）の断面形状がＶ字状に形成され、図３（ｃ）に示すように、そ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、凹み１３９は、図１１（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１０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、本発明では、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。
【００５１】
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１００ｍｍ2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１００ｍｍ2当たり０．５ｍｍ3以上でかつ７．０ｍｍ3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。
【００５２】
一般に凹み１３９が深いほど現像剤１２６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１２６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。
【００５３】
低摩擦膜１３６は、例えば、テトラヘデラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）や窒化チタン（ＴｉＮ）など、現像スリーブ１３２の基材より摩擦係数の低い材料で構成された薄膜である。勿論、これら現像スリーブ１３２の基材より摩擦係数の低い材料であれば、本発明の目的に反しない限り、例えば、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）など、ｔａ−ＣやＴｉＮ以外の材料を用いても良い。この低摩擦膜１３６は、現像スリーブ１３２の外表面における複数の凹み１３９の間のみに設けられており、複数の凹み１３９の表面は現像スリーブ１３２の基材が露出している。つまり、現像スリーブ１３２の外表面において、複数の凹み１３９の表面より、これら複数の凹み１３９の間の箇所の方が低摩擦にされている。なお、各材料における摩擦係数（一般的数値）は、アルミニウム合金 ０．５（以上）、ＴｉＮ ０．３〜０．４、ｔａ−Ｃ ０．１（以下）程度である。
【００５４】
本実施形態において、低摩擦膜１３６は、フィルター処理陰極真空アーク方式（ＦＣＶＡ：Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｃａｔｈｏｄｉｃ Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ）方式により現像スリーブ１３２の外表面に成膜されたｔａ−Ｃ膜で構成されている。
【００５５】
ＦＶＣＡ方式によるｔａ−Ｃ膜の成膜の概略を説明すると、ほぼ真空状態のチャンバ内にターゲットとして純度の高い炭素（黒鉛）を配置し、当該ターゲットに対しアーク放電を行う。そして、このアーク放電により発生したプラズマを電磁誘導により蒸着対象である現像スリーブ１３２の基材に導く。その誘導過程において、電磁気的空間フィルターにより蒸着に不要なマクロ粒子や中性原子・分子などを除去して、イオン化した炭素のみを抽出する。そして、基材に到達したイオン化した炭素は基材表面に凝集してｔａ−Ｃ膜を形成する。これにより、ｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６が現像スリーブ１３２の外表面に形成される。このような、ｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６は、メッキや塗布などで形成された膜に比べて均一な厚みに形成できるとともに比較的低温での成膜処理が可能であるので、現像スリーブ１３２の温度による歪みなどが発生しにくい。そのため、現像スリーブ１３２の形状精度を高めることができる。なお、ＦＶＣＡ方式による蒸着技術については、例えば、米国特許第６，０３１，２３９号、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎａｎｏｆｉｌｍ．ｃｏ．ｊｐ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｈｔｍｌ：平成２３年２月３日時点＞等に開示されており、既に広く実用化されているため、詳細説明は省略する。
【００５６】
または、低摩擦膜１３６は、中空陰極方式（ＨＣＤ方式：Ｈｏｌｌｏｗ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）により現像スリーブの外表面に成膜されたＴｉＮ膜で構成しても良い。
【００５７】
物理蒸着法（ＰＶＤ）の一つであるイオンプレーティング方式によれば、密着性に優れた膜が比較的容易に得られ、このイオンプレーティング方式の中でも、特にＨＣＤ方式を用いることで、均質で且つ膜厚が均一で母材の表面粗さに沿った被膜が得られる。なお、ＨＣＤ方式による蒸着技術については、例えば、特開平１０‐０１２４３１号公報、特開平０８‐２８６５１６号公報等に開示されており、既に広く実用化されているため、詳細説明は省略する。
【００５８】
前述した現像スリーブ１３２は、外表面全体に上記低摩擦膜１３６を形成した後に、図１１（ａ）に示す表面処理装置１によって外表面に凹み１３９が形成される。
【００５９】
表面処理装置１は、図１１（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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
スライド保持部８は、スライダ１２と、スライド柱１３と、この固定柱９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の軸芯方向の位置が適宜固定される構成となっている。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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１１（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。
【００７０】
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。
【００７１】
エンドミル２１は、図１１（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１１（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の先端の外縁２５の断面は、図１１（ｃ）に示すように、鋭角をなすように形成されている。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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の軸芯（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。
【００７５】
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の長手方向の凹み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の長手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１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。
【００７６】
Ｎ２＝Ｎ１×〔ｍ／｛（ｎ／２）−０．５｝〕・・・式１
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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す工程を、以下説明する。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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の長手方向に相対的に移動されて、凹み１３９が、形成される。
【００８３】
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す。
【００８４】
次に、現像スリーブ１３２の製造方法の一例を説明する。
【００８５】
まず、基材としてのアルミニウム合金を高温に加熱して円筒状に押し出したあと冷却し、所定長さに切断して現像スリーブ形状のアルミニウム素管を作製する。そして、上述したＦＶＣＡ方式によりアルミニウム素管の外表面に低摩擦膜１３６となるｔａ−Ｃ膜を成膜したのち（即ち、成膜工程）、上記表面処理装置１を用いて低摩擦膜１３６の上から切削加工を行って、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に設ける（即ち、切削工程）。このようにして、現像スリーブ１３２の外表面に多数の凹み１３９が設けられるとともに、これら多数の凹み１３９の間の部分のみに低摩擦膜１３６が設けられた現像スリーブ１３２が完成する。
【００８６】
以上より、本実施形態によれば、現像スリーブ１３２の外表面における多数の凹み１３９の間の部分のみに低摩擦膜１３６が設けられているので、多数の凹み１３６における現像剤１２６との摩擦力を維持しつつ、多数の凹み１３６の間の部分における現像剤１２６との摩擦力を低減でき、そのため、上記「残像現象」の回避及び現像剤１２６の搬送量の確保を両立でき、現像剤１２６の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００８７】
また、低摩擦膜１３６が、ｔａ−Ｃで構成されているので、低摩擦膜１３６を均一に形成できるとともに、低温での成膜が可能であり、そのため、膜厚の乱れや高温による現像スリーブ１３２の歪みがなく、形状精度が高まり画像品質を向上できる。
【００８８】
また、低摩擦膜１３６をｔａ−Ｃに代えてＴｉＮで構成してもよい。このようにすることで、低摩擦膜１３６を均一に形成でき、そのため、膜厚の乱れがなく、形状精度が高まり画像品質を向上できる。
【００８９】
また、現像スリーブ１３２の製造方法が、円筒状のアルミニウム素管の外表面上に低摩擦膜１３６を形成する成膜工程と、低摩擦膜１３６が形成された前記外表面に、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹み１３９を互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に切削成形する切削工程と、順次有しているので、例えば、円筒状のアルミニウム素管に多数の凹み１３９を切削成形したあとに、これら多数の凹み１３９の間に低摩擦層１３６を形成する方法にくらべて、容易に上記低摩擦層１３６を形成することができ、そのため、現像剤の搬送量１３２を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる現像スリーブ１３２を安価に製造できる。
【００９０】
前述した実施形態では、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面をＶ字状に形成しているが、本発明では、図１２（ａ）〜（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良い。図示例では、凹み１３９の現像スリーブ１３２の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１４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１３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。
【００９１】
これらの図１２〜図１４に示す場合によれば、凹み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１２６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。
【００９２】
また、前述した実施形態では、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面をＶ字状に形成しているが、本発明では、切削刃２４の外縁２５の形状を適宜変更することで、図１５及び図１６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良い。図１５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１６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。
【００９３】
また、前述した実施形態では、表面処理装置１のモータ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、本発明では、図１７及び図１８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良い。
【００９４】
さらに、前述した実施形態などでは、凹み１３９を楕円形状に形成しているが、本発明では、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１９（ｂ）に示す）を用いて、凹み１３９を、図１９（ａ）に示すように、平面視を円形に形成しても良い。
【００９５】
また、前述した実施形態では、現像スリーブ１３２の周方向に互いに隣り合う凹み１３９を、当該凹み１３９の長さの約半分位置をずらして配置している。しかしながら、本発明では、現像スリーブ１３２の周方向に互いに隣り合う凹み１３９同士を、当該凹み１３９の長さの１／３、１／４などの任意の長さ位置をずらして配置しても良い。
【００９６】
さらに、前述した実施形態では、エンドミル２１を現像スリーブ１３２の長手方向に沿って移動させることで、これらエンドミル２１と現像スリーブ１３２とを相対的に移動させているが、勿論、本発明では、エンドミル２１と現像スリーブ１３２とのうち少なくとも一方を現像スリーブ１３２の長手方向に沿って移動して、これらを相対的に移動させても良い。
【００９７】
また、前述した実施形態では、同一形状の凹み１３９を現像スリーブ１３２の外表面に規則的に配置しているが、本発明では、図２０（ａ）に示すように、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９が深くなるように形成しても良い。このようにすることで、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９の容積が大きくなり、図２０（ｂ）に示すように、現像剤がドクタブレード１１６との間のドクタギャップを通過する際に発生する摩擦抵抗力や磁気吸引力により現像ローラ１１５に撓みが発生した状態で、現像スリーブ１３２の長手方向中央部のドクタギャップが広くなったときでも、現像ローラ１１５における長手方向（軸方向）の現像剤搬送量を均一にでき、そのため、画像の濃度ムラが生じることを防止できる。
【００９８】
また、本発明では、図６に示すように、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９の平面視の面積が大きくなるように且つ互いの間隔が両端部に向かって徐々に狭くなるように（即ち、不規則的に）多数配置して形成しても良い。このようにすることで、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９の容積が大きくなり、現像ローラ１１５における長手方向の現像剤搬送量を均一にでき、そのため、画像の濃度ムラが生じることを防止できる。
【００９９】
また、本発明では、図７に示すように、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９の単位面積当たりの個数が多くなるように、即ち、互いの間隔が両端部に向かって徐々に狭くなるように（即ち、不規則的に）多数配置して形成しても良い。このようにすることで、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９の容積が大きくなり、現像ローラ１１５における長手方向の現像剤搬送量を均一にでき、そのため、画像の濃度ムラが生じることを防止できる。また、本発明の目的に反しない限り、上述した凹み１３９の深さ、平面視の面積、及び、単位面積当たりの個数を、それぞれ適宜組み合わせた構成としても良い。
【０１００】
以下に、本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を、図２１〜図２３を参照して説明する。この画像形成装置のプロセスカートリッジが備える現像装置には、上述した現像スリーブ１３２を有する現像ローラが組み込まれている。
【０１０１】
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２１に示す）に形成する。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。
【０１０２】
画像形成装置１０１は、図２１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、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とを少なくとも備えている。
【０１０３】
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を収容している。
【０１０４】
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、転写ユニット１０４の後述する搬送ベルト１２９と、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの後述する現像装置１１３の感光体ドラム１０８との間に送り出す。
【０１０５】
レジストローラ対１１０は、給紙ユニット１０３から転写ユニット１０４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をトナー像に重ね合わせ得るタイミングで、転写ユニット１０４とプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋとの間に送り出す。
【０１０６】
転写ユニット１０４は、給紙ユニット１０３の上方に設けられている。転写ユニット１０４は、駆動ローラ１２７と、従動ローラ１２８と、搬送ベルト１２９と、転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋとを備えている。駆動ローラ１２７は、記録紙１０７の搬送方向の下流側に配置されており、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１２８は、装置本体１０２に回転自在に支持されており、記録紙１０７の搬送方向の上流側に配置されている。搬送ベルト１２９は、無端環状に形成されており、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との双方に掛け渡されている。搬送ベルト１２９は、駆動ローラ１２７が回転駆動されることで、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との回りを図中半時計回りに循環（無端走行）する。
【０１０７】
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との間に搬送ベルト１２９と該搬送ベルト１２９上の記録紙１０７とを挟む。転写ユニット１０４は、転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋが、給紙ユニット１０３から送り出された記録紙１０７を各プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８の外表面に押し付けて、感光体ドラム１０８上のトナー像を記録紙１０７に転写する。転写ユニット１０４は、トナー像を転写した記録紙１０７を定着ユニット１０５に向けて送り出す。
【０１０８】
定着ユニット１０５は、転写ユニット１０４の記録紙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間に転写ユニット１０４から送り出されてきた記録紙１０７を押圧加熱することで、感光体ドラム１０８から記録紙１０７上に転写されたトナー像を、該記録紙１０７に定着させる。
【０１０９】
レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋは、それぞれ、装置本体１０２の上部に取り付けられている。レーザ書き込みユニット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。
【０１１０】
プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、それぞれ、転写ユニット１０４と、レーザ書き込みユニット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、記録紙１０７の搬送方向に沿って、互いに並設されている。
【０１１１】
プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、図２２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、感光体ドラム（像担持体ともいう）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。このため、画像形成装置１０１は、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、を少なくとも備えている。
【０１１２】
カートリッジケース１１１は、装置本体１０２に着脱自在で、かつ帯電ローラ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又は円筒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搬送ベルト１２９との間に位置付けられた記録紙１０７に転写する。クリーニングブレード１１２は、記録紙１０７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。
【０１１３】
現像装置１１３は、図２２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、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。
【０１１４】
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ー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。また、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壁１１９が設けられている。仕切壁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。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。
【０１１５】
収容槽１１７は、第１空間１２０と第２空間１２１との双方に現像剤１２６を収容する。現像剤１２６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、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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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、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、該軸芯に沿って現像剤１２６を搬送する。
【０１１８】
図示例では、第１空間１２０内の攪拌スクリュー１１８は、現像剤１２６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１２６を他端部から一端部に向けて搬送する。
【０１１９】
前述した構成によれば、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。
【０１２０】
ケース１２５は、箱状に形成され、前述した現像剤供給部１１４の収容槽１１７に取り付けられて、該収容槽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。
【０１２１】
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１２６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。
【０１２２】
現像ローラ１１５は、図２２及び図２３に示すように、芯金１３４と、円筒状のマグネットローラ（磁石体ともいう）１３３と、上述した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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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、該マグネットローラ１３３の全長に亘って設けられている。前述した構成のマグネットローラ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）。
【０１２５】
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。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て、収容槽１１７の第２空間１２１内の現像剤１２６を現像スリーブ１３２の外表面に吸着する。
【０１２６】
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、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１２６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。
【０１２７】
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１２６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１２６を感光体ドラム１０８から収容槽１１７内まで搬送する。
【０１２８】
前述した固定磁極は、現像スリーブ１３２の外表面に現像剤１２６を吸着すると、現像剤１２６の磁性キャリアが該固定磁極が生じる磁力線に沿って複数重ねさせて、該現像スリーブ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１２６を吸着する。
【０１２９】
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１２６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１２６を所望の厚さにする。
【０１３０】
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１２６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１２６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１２６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１２６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。
【０１３１】
そして、現像装置１１３は、現像済みの現像剤１２６を、収容槽１１７に向かって離脱させる。さらに、そして、収容槽１１７内に収容された現像済みの現像剤１２６は、再度、第２空間１２１内で他の現像剤１２６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、撹拌スクリュー１１８の回転駆動によりトナーを現像ローラ１１５に向けて繰り出すようになっている。
【０１３２】
前述した構成の画像形成装置１０１は、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１２６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。
【０１３３】
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、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８と転写ユニット１０４の搬送ベルト１２９との間に位置して、感光体ドラム１０８の外表面上に形成されたトナー像を記録紙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。
【０１３４】
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は図示しない除電ランプで初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。
【０１３５】
また、前述した画像形成装置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上に形成し、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が撹拌スクリュー１１８を回転駆動するモータの駆動回路を制御する。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薄い場合には、トナー濃度を低くするように、ＣＰＵが前述したモータの駆動回路を制御する。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。
【０１３６】
以上より、本実施形態によれば、現像ローラ１１５、現像装置１１３、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋ及び画像形成装置１０１は、上述した現像スリーブを備えているので、上記「残像現象」の回避及び現像剤１２６の搬送量の確保を両立でき、現像剤１２６の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【０１３７】
前述した画像形成装置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、本発明で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を備えていれば良く、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良い。また、前述した実施形態では画像形成装置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。しかしながら本発明では画像形成装置１０１は現像装置１１３を備えていれば良く、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良い。
【０１３８】
次に、本発明者らは、以下に示す構成の異なる複数の現像スリーブを作製して上述した画像形成装置に組み込み、本発明の効果を確認するための評価を実施した。
【０１３９】
（実施例１）
円筒状のアルミニウム素管の外表面に、厚み０．５μｍのｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６を形成したのち、この低摩擦膜１３６の上から、直径が３ｍｍで切削刃２４の外縁２５の曲率半径が０．２ｍｍのエンドミル２１を取り付けた上記表面処理装置１を用いて、現像スリーブ１３２の回転数を９７２ｒｐｍ、エンドミル２１の回転数を３６０００ｒｐｍとして切削加工を行い、長手方向ピッチが０．５ｍｍ、円周方向ピッチが０．２７ｍｍ、長手方向長さが０．８７ｍｍ、円周方向長さが０．２４ｍｍ、深さ０．０５４ｍｍ、となる多数の凹み１３９を形成して、全長が３６６ｍｍ、外径が２５ｍｍで、外表面に平面視で楕円形状とした多数の凹み１３９が互いに重ならないように間隔をあけて規則的に設けられ、且つ、多数の凹み１３９の間の部分のみに低摩擦膜が設けられた、現像スリーブ１３２を得た。
【０１４０】
（実施例２）
厚み１．５μｍのｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６を形成した以外は、実施例１と同様にして、現像スリーブ１３２を得た。
【０１４１】
（実施例３）
厚み０．５μｍのＴｉＮ膜からなる低摩擦膜１３６を形成した以外は、実施例１と同様にして、現像スリーブ１３２を得た。
【０１４２】
（比較例１）
円筒状のアルミニウム素管の外表面に、長手方向全長にわたり深さ０．２ｍｍのＶ字型の溝を周方向に間隔をあけて５０本形成して、全長が３６６ｍｍ、外径が２５ｍｍの現像スリーブを得た。
【０１４３】
（比較例２）
円筒状のアルミニウム素管の外表面に、厚み０．５μｍのｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６を形成したのち、Ｖ字型の溝を形成した以外は、比較例１と同様にして現像スリーブを得た。
【０１４４】
（比較例３）
円筒状のアルミニウム素管の外表面に、実施例１と同様の切削加工を行ったのち、実施例１と同様に厚み０．５μｍのｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６を形成して、全長が３６６ｍｍ、外径が２５ｍｍで、外表面に平面視で楕円形状とした多数の凹み１３９が互いに重ならないように間隔をあけて規則的に設けられ、且つ、凹み１３９を含む外表面全体に低摩擦膜が設けられた、現像スリーブを得た。
【０１４５】
これら実施例１〜３、比較例１〜３を上述した画像形成装置１に組み込んで、ベタ画像を記録紙上に形成した。画像形成に用いた現像剤は、フェライトを芯材として帯電調整剤を含有した樹脂コート層を有する平均体積粒径が３５μｍの磁性粒子と、乳化重合法により製造され、ポリエステルを主成分として帯電制御剤、色剤を混合し、その周りにシリカや酸化チタン等を外添した、平均体積粒径が５μｍのトナーと、により構成されている。トナー濃度は７ｗｔ％に調整してヘンシェルミキサーで混合したものを用いた。また、画像形成のプロセス条件は、感光体表面電位を−７００Ｖ、露光電位を−１５０Ｖ、現像バイアス電圧を−５５０Ｖとした。
【０１４６】
各現像スリーブについてベタ画像を１０枚形成し、現像スリーブの最初の一周に相当する領域（第１領域）について分光濃度計による濃度測定を３箇所行い、現像スリーブの最初の一周以降に相当する領域（第２領域）について分光濃度計による濃度測定を３箇所行った。そして、これら第１領域と第２領域とについて測定した濃度を用い、以下に示すように各評価を行った。
【０１４７】
（画像濃度評価）
第１領域及び第２領域について測定した濃度の平均値（即ち、第１領域と第２領域とを合わせた濃度の平均値）を算出して、この平均値について以下の評価基準に基づき評価を行った。
○・・・測定した濃度の平均値が、基準値（１．３）以上である。
×・・・測定した濃度の平均値が、基準値（１．３）未満である。
【０１４８】
（濃淡ムラ評価）
第１領域について測定した濃度の平均値と、第２領域について測定した濃度の平均値と、の差分値を算出して、この差分値について以下の評価基準に基づき評価を行った。
○・・・濃度の平均値の差分値が、基準値（０．０３）未満である。
×・・・濃度の平均値の差分値が、基準値（０．０３）以上である。
【０１４９】
（ピッチムラ評価）
１０枚のベタ画像を目視により確認して、以下の評価基準に基づき評価を行った。
○・・・ピッチムラが確認されたベタ画像がない。
×・・・ピッチムラが確認されたベタ画像が１枚以上あった。
【０１５０】
上記各評価の結果を表１に示す。
【０１５１】
【表１】
【０１５２】
実施例１と比較例３、４との評価結果を比べると、実施例１では、画像濃度及び濃淡ムラそれぞれについて良好な評価結果が得られたのに対し、比較例３では、画像濃度については良好であるものの、濃淡ムラ（即ち、「残像現象」）が生じており、比較例４では、濃淡ムラについては良好であるものの、画像濃度については必要な濃度が得られなかった。この評価結果から、低摩擦膜を設けることにより、濃淡ムラについては防ぐことができるが、凹み内にまで低摩擦膜を設けてしまうと、必要な画像濃度が得られなくなることが判った。これは、低摩擦膜を設けることで、前回の画像形成に用いた現像剤が現像スリーブの外表面上に残留してしまうことがなくなり、そのため、濃淡ムラを防ぐことができるものと推測され、また、凹み内に低摩擦膜を設けると、凹みでの摩擦力が低下して当該凹みから現像剤が脱落してしまい、これにより、現像剤の搬送量が低下してしまい、画像濃度が薄くなってしまうものと推測される。また、実施例１と比較例１、２との評価結果を比べても、上記と同様に、低摩擦膜を設けることにより、濃淡ムラについては防ぐことができることが判った。また、比較例１、２はともにピッチムラが生じているので、現像スリーブの外表面に、Ｖ溝に代えて多数の凹みを設けることでピッチムラを防げることが判った。また、実施例２、３の評価結果から、低摩擦膜の膜厚を変更しても同様の効果が得られ、また、低摩擦膜の構成を、ｔａ−ＣからＴｉＮに変更しても同様の効果が得られることが判った。
【０１５３】
つまり、上記評価結果からも、本発明によれば、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができることが確認できた。
【０１５４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１５５】
１ 表面処理装置
２１ エンドミル（回転工具）
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（感光体）
１０９ 帯電ローラ（帯電装置）
１１３ 現像装置
１１５ 現像ローラ
１２６ 現像剤
１３２ 現像スリーブ
１３３ マグネットローラ
１３６ 低摩擦膜
１３９ 凹み
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５６】
【特許文献１】特開２００３−２５５６９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９１８３５号公報
【特許文献３】特開２００７−８６０９１号公報
【特許文献４】特開２００９−８０４４７号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等に用いられる現像スリーブ、現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、現像剤を担持して、感光体ドラムと間隙をもって対向する現像領域に搬送し、該感光体ドラム上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像スリーブ、現像ローラ及び現像装置に関する。また、本発明は、かかる現像装置を有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。また、本発明は、かかる現像スリーブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の現像ローラの現像スリーブに現像剤を担持して、該現像材を感光体ドラムに確実に搬送するために、低速機の場合を除き、前述した現像スリーブ（例えば、特許文献１〜３参照）の外表面にサンドブラスト加工が施されたり、該外表面に溝が形成されたり、該外表面に回転磁場により線条材をランダムに衝突させる所謂電磁ブラスト加工が施されたりしていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述したサンドブラスト加工が施されたり溝が形成されていたりすることで、高速で回転する現像スリーブ上で現像剤がスリップして、停滞することで画像の濃度が低下することを防止している。
【０００４】
前述したサンドブラスト加工が施される現像スリーブは、アルミニウム合金、真鍮、ステンレス、導電性樹脂のうちいずれかで構成されるが、コストの低減及び加工精度の向上を図るために、アルミニウム合金で構成されることが多い。アルミニウム合金で構成された現像スリーブの外表面にサンドブラスト加工を施す場合には、例えば、高温で現像スリーブ状に押し出されたアルミ管に冷間で砥粒を吹き付けて表面に凹凸を形成する。表面粗さは、Ｒｚ５．０〜１５μｍ程度に形成される。このようにサンドブラスト加工を施した現像スリーブでは、高速で回転しても、現像剤は凹凸に引っかかりスリップの発生が防止可能となる。
【０００５】
しかしながら、その外表面に形成された凹凸が非常に細かいので、現像剤などにより該凹凸が徐々に削られ、そのために、前述したサンドブラスト加工が施された現像スリーブは、印刷枚数が増加するにしたがって則ち経年変化によって、前述した凹凸が削られて平らになってしまう。したがって、前述したサンドブラスト加工が施された現像スリーブは、徐々に現像剤の搬送量が減少して、形成した画像が徐々に薄くなるという不具合を生じる。このように、サンドブラスト加工が施された現像スリーブは、耐久性の問題がある。現像スリーブを高硬度のステンレス鋼で構成したり、表面の硬化処理を施したりすることも可能であるが、コストアップになってしまうので望ましくない。
【０００６】
また、前述した溝を外表面に形成される現像スリーブは、アルミニウム合金、真鍮、ステンレス、導電性樹脂のうちいずれかで構成されるが、前述と同様にコストの低減及び加工精度の向上を図るために、アルミニウム合金で構成されることが多い。アルミニウム合金で構成された現像スリーブの外表面に溝を形成する場合には、例えば、高温で現像スリーブ状に押し出されたアルミ管を冷間で引き抜き、ダイスにより溝を形成する。溝の形状としては断面方形型、Ｖ字型、Ｕ字型等が一般的である。また、溝の深さは現像スリーブの外表面から０．２ｍｍ程度、溝の数は例えば外径φ２５の現像スリーブで５０本程度が一般的である。このように溝加工を施した現像スリーブでは、高速で回転しても、現像剤は溝内に引っかかりスリップの発生が防止可能となる。
【０００７】
また、前述した溝が外表面に形成された現像スリーブは、前記溝が前述したサンドブラスト加工によって形成される凹凸より遙かに大きいので、該溝が摩耗しにくく経年変化とともに現像剤の搬送量が低下することが無い。即ち、前述した溝が外表面に形成された現像スリーブは、サンドブラスト加工を施した現像スリーブに比べ長期間の使用でも摩耗が少なく、安定した現像剤の搬送が可能という利点がある。
【０００８】
しかしながら、前述した溝を外表面に形成した現像スリーブは、溝内で搬送する現像剤が、溝が設けられていない部分で搬送する現像剤より多くなるので、溝による画像濃度の周期的な変動、いわゆるピッチムラ（あるいはバンディングともいう）の発生が見られる。一般に溝が深いほど現像剤の搬送性能は向上するが、溝の有無による現像電界強度の差などによるピッチムラが発生しやすくなる。一方、溝が浅いと、現像電解強度の観点ではピッチムラは発生しにくくなるが、溝部に現像剤中のトナーや添加剤、またはキャリアが詰まった場合、現像剤の搬送性能の低下の度合いが大きくなり、汲み上げ現像剤量不足によるピッチムラが発生し易くなる。
【０００９】
そこで、前述した問題の対策として、特許文献１では、現像スリーブの溝の深さを０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下と規定することで、ピッチムラの発生を防止しつつ、現像剤の搬送機能を維持する工夫を行ってきた。しかし、近年では、高画質を得るために、より小粒径のトナーやより小粒径のキャリアの採用や近接現像による画像形成技術の進歩により画像再現性が向上しているため、ピッチムラが目立ち易くなっている。特に、平均粒径が例えば８．５μｍ以下の小粒径トナーを用いた現像方式では、画像再現性が良いため、現像に使われる現像剤量の変動に敏感になり、ピッチムラが目立って発生し易くなっている。このため、上記特許文献１の画像形成装置であっても、ピッチムラが発生することがあった。
【００１０】
この原因について検討したところ、図２４及び図２５に示すように、現像スリーブ２００と感光体ドラム２０１とが対向する現像領域Ｄにおいて、溝２０２が形成されていない現像スリーブ２００の外表面では現像剤２０３がスリップして現像剤２０３の量が減少してしまうことによる画像濃度の低下が一因であった。一般に、現像剤２０３は、現像スリーブ２００と感光体ドラム２０１とが対向する現像領域Ｄにおいて移動するが、十分な画像濃度が得られるよう大量の現像剤２０３を現像領域Ｄへ搬送する必要がある。
【００１１】
そのため、通常、現像スリーブ２００は感光体ドラム２０１より１．１〜２．５倍の表面速度で回転駆動される。現像剤２０３が高速で現像領域Ｄを通過する際、相対的に低速な感光体ドラム２０１との摩擦は負荷抵抗となり、溝２０２が設けられていない部分での現像スリーブ２００の外表面では、図２４に示すように、現像剤２０３のスリップや汲み上げ量不足が発生してしまう。このため、現像領域Ｄでは、現像スリーブ２００の回転方向上流側に比べて、下流側の現像剤量が少なくなってしまう。一方、図２５に示すように、現像領域Ｄ内を溝が通過する間は十分な搬送力が得られるためスリップの発生が無いし汲み上げ量も十分である。つまり、現像領域Ｄ内を通過する溝２０２の周期にて、スリップ発生の有無により現像剤２０３の量が変動し、画像濃度差によるピッチムラが発生してしまう。
【００１２】
前述した特許文献２では、現像剤として体積平均粒径が４μｍ以上、８．５μｍ以下のトナーを用い、現像スリーブの外表面に長手方向に延びる複数の溝を有し、互いに隣接する溝間の間隔を、現像剤が感光体ドラムに接触する現像領域の感光体ドラムの表面移動方向の幅に比べて小さくした画像形成装置を提案している。この画像形成装置によれば、現像領域内には、常に現像スリーブの溝が少なくとも１本存在し、溝が現像スリーブに担持された現像剤のスリップを抑える。よって、現像領域内に現像スリーブの溝が存在しなくなることがある場合に比べ、現像領域内での現像剤の量の変動を小さく抑えることができる。これにより、体積平均粒径が８．５μｍ以下の小粒径トナーを用いても、画像再現性のよい高品質な画像を形成するとともに、画像濃度差によるピッチムラを目立ちにくくしている。
【００１３】
前述した特許文献２に記載された現像スリーブでは、溝間の間隔を狭くする必要がありアルミ管を冷間引き抜き加工でダイスにより溝を形成する方法に限界が有り、又溝の形成可能な溝間の間隔であっても外径寸法仕上げとしての切削加工又は研削加工において溝の深さ偏差が増大し、溝の深さ偏差に起因する画像濃度ムラが生じる。
【００１４】
一方、溝の形成方法として、溝を１本又は複数本同時に切削する加工方法に於いては溝間の間隔を狭くしたり溝の深さの偏差を低減したりすることは可能であっても加工工数が増えてコストアップになってしまう。
【００１５】
また、特許文献３に示された電磁ブラスト加工では、経年変化による現像剤の搬送量の低下を抑制することができるが、ランダムに線条材を現像スリーブの外表面に衝突させるため、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困難で、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する対応が困難という課題があった。
【００１６】
そして、本出願人により、上述した課題を解決できる現像ローラが特許文献４に開示されている。
【００１７】
特許文献４の現像ローラは、図２６（ａ）〜（ｃ）に示すように、図示しないマグネットローラと、このマグネットローラを内包しているとともに該マグネットローラの磁力により外表面に現像剤を吸着する現像スリーブ８３２と、を備えている。現像スリーブ８３２は、その外表面に平面視が楕円形状の凹み８３９が、互いに重ならないように間隔をあけて、規則的に多数設けられている。
【００１８】
このように現像スリーブ８３２の外表面に多数の凹み８３９を設けることにより、経年変化によっても、凹み８３９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た。また、現像剤が凹み８３９内に溜まるので、該現像剤の溜まる箇所が外表面に間隔をあけて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た。また、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を形成でき、加工性に優れていた。
【００１９】
しかるに、このような外表面に凹みを設けた現像スリーブにおいては、ベタ画像を形成した場合に、現像スリーブの最初の一周に対応する画像の箇所が濃くなってしまう「残像現象」といわれる濃度ムラが生じてしまうことが確認されている。この現象は、前回の画像形成に用いた現像剤が現像スリーブの外表面上に残留していることに起因して発生しているものと推測される。そこで、本発明者らは、材料や形状等の異なる多数の現像スリーブを作製して、これら現像スリーブを用いて画像形成を行い、現像スリーブの構成と画像品質との関係を鋭意検討した結果、現像スリーブの外表面全体に当該現像スリーブの基材より摩擦係数の低い低摩擦層を設けることにより、現像スリーブの外表面上の現像剤の残留量を低減して、上記「残像現象」を回避できることを見出した。
【００２０】
しかしながら、現像スリーブの凹みを含む外表面全体に上記低摩擦層を形成すると、凹みでの摩擦力が低下して当該凹みから現像剤が脱落してしまうことがあり、そのため、現像剤の搬送量が低下して、必要な画像濃度が得られないという問題があった。
【００２１】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる現像スリーブ、現像ローラ、現像装置、該現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置、並びに、現像スリーブの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者らは、現像スリーブの構成について鋭意検討を行った結果、現像スリーブの外表面に設けられた多数の凹みの間の部分のみに低摩擦膜を形成することにより、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立できることを見出し、本発明に至った。
【００２３】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に外表面に設けた金属で構成された現像スリーブにおいて、前記現像スリーブの外表面における前記多数の凹みの間の部分のみに低摩擦膜が設けられていることを特徴とする現像スリーブである。
【００２４】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記低摩擦膜が、テトラヘデラルアモルファスカーボンで構成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記低摩擦膜が、窒化チタンで構成されていることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項４に記載された発明は、上記目的を達成するために、マグネットローラと、前記マグネットローラを内包していて該マグネットローラの磁力により外表面に現像剤を吸着するようにした現像スリーブと、を備えた現像ローラにおいて、前記現像スリーブが、請求項１〜３のいずれか一項に記載した現像スリーブで構成されていることを特徴とする現像ローラである。
【００２７】
請求項５に記載された発明は、上記目的を達成するために、外表面に現像剤を吸着する現像スリーブを有した現像ローラを備えた現像装置において、前記現像ローラが、請求項４に記載の現像ローラで構成されていることを特徴とする現像装置である。
【００２８】
請求項６に記載された発明は、上記目的を達成するために、現像装置を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００２９】
請求項７に記載された発明は、上記目的を達成するために、感光体ドラムと、帯電装置と、現像装置と、を少なくとも有する画像形成装置において、前記現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されていることを特徴とする画像形成装置である。
【００３０】
請求項８に記載された発明は、上記目的を達成するために、金属で構成された円筒状の基材の外表面上に低摩擦膜を形成する成膜工程と、前記低摩擦膜が形成された前記外表面に、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に切削成形する切削工程と、順次有していることを特徴とする現像スリーブの製造方法である。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１に記載された発明によれば、現像スリーブの外表面における多数の凹みの間の部分のみに低摩擦膜が設けられているので、多数の凹みにおける現像剤との摩擦力を維持しつつ、多数の凹みの間の部分における現像剤との摩擦力を低減でき、そのため、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００３２】
請求項２に記載された発明によれば、低摩擦膜が、テトラヘデラルアモルファスカーボンで構成されているので、低摩擦膜を均一に形成できるとともに、低温での成膜が可能であり、そのため、膜厚の乱れや高温による現像スリーブの歪みがなく、形状精度が高まり画像品質を向上できる。
【００３３】
請求項３に記載された発明によれば、低摩擦膜が、窒化チタンで構成されているので、低摩擦膜を均一に形成でき、そのため、膜厚の乱れがなく、形状精度が高まり画像品質を向上できる。
【００３４】
請求項４に記載された発明によれば、現像スリーブが、請求項１〜３のいずれか一項に記載した現像スリーブで構成されているので、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００３５】
請求項５に記載された発明によれば、現像ローラが、請求項４に記載の現像ローラで構成されているので、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００３６】
請求項６に記載された発明によれば、現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されているので、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００３７】
請求項７に記載された発明によれば、現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されているので、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００３８】
請求項８に記載された発明によれば、金属で構成された円筒状の基材の外表面上に低摩擦膜を形成する成膜工程と、前記低摩擦膜が形成された前記外表面に、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に切削成形する切削工程と、順次有しているので、例えば、円筒状の基材に多数の凹みを切削成形したあとに、これら多数の凹みの間に低摩擦層を形成する方法にくらべて、容易に上記低摩擦層を形成することができ、そのため、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる現像スリーブを安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の現像スリーブの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示された現像スリーブの外表面を展開して模式的に示す説明図である。
【図３】（ａ）は、図２に示された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であり、（ｂ）は、図３（ａ）中のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、図３（ａ）中のＶＩＣ−ＶＩＣ線に沿う断面図である。
【図４】凹み１３９が規則的に配置されている例を示す説明図である。
【図５】凹み１３９が規則的に配置されている他の例を示す説明図である。
【図６】図２に示された現像スリーブにおいて、その長手方向中央部から両端部に向かって凹みの平面視の大きさが徐々に大きくなるように形成した変形例の外表面を展開して模式的に示す説明図である。
【図７】図２に示された現像スリーブにおいて、その長手方向中央部から両端部に向かって単位面積当たりの凹みの個数が多くなるように形成した変形例の外表面を展開して模式的に示す説明図である。
【図８】凹み１３９が不規則的に配置されている例を示す説明図である。
【図９】凹み１３９が不規則的に配置されている他の例を示す説明図である。
【図１０】図１に示された現像スリーブの外表面の一部を拡大して示す説明図である。
【図１１】（ａ）は、図１に示された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であり、（ｂ）は、図１１（ａ）中のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、図１１（ｂ）に示されたエンドミルを拡大して示す側面図であり、（ｄ）は、図１１（ｃ）に示されたエンドミルの先端の正面図である。
【図１２】（ａ）は、図３（ａ）に示された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であり、（ｂ）は、図１２（ａ）中のＩＸＢ−ＩＸＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、図１２（ａ）中のＩＸＣ−ＩＸＣ線に沿う断面図である。
【図１３】図１２（ｂ）の一部を拡大して示す断面図である。
【図１４】図１２に示された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である。
【図１５】図３（ｂ）に示された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である。
【図１６】図３（ｂ）に示された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である。
【図１７】図２に示された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である。
【図１８】図２に示された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である。
【図１９】（ａ）は、図２に示された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であり、（ｂ）は図１９（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である。
【図２０】（ａ）は、図２に示された現像スリーブにおいて、その長手方向中央部から両端部に向かって凹みの深さが徐々に深くなるように形成した変形例の外表面の断面を展開して模式的に示す説明図であり、（ｂ）は当該現像スリーブが撓んだ状態を模式的に示す説明図である。
【図２１】本発明の一実施形態にかかる現像スリーブを備えた画像形成装置の構成を正面からみた説明図である。
【図２２】図２１に示された画像形成装置のプロセスカートリッジの断面図である。
【図２３】図２２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図２４】従来の現像スリーブが現像剤をくみ上げる状態を示す説明図である。
【図２５】図２４に示された現像スリーブが現像剤をくみ上げる他の状態を示す説明図である。
【図２６】（ａ）は、従来の他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であり、（ｂ）は、図２６（ａ）中のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、図２６（ａ）中のＶＩＣ−ＶＩＣ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に、本発明にかかる現像スリーブの一実施形態を、図１〜図２０を参照して説明する。この現像スリーブは、マグネットローラを内包して現像ローラを構成し、外表面に現像剤を担持して、感光体ドラムと間隙をもって対向する現像領域に搬送し、該感光体ドラム上の静電潜像を現像してトナー像を形成するために用いられる。
【００４１】
本発明に係る現像スリーブ１３２は、図１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、後述するマグネットローラ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、その内周面がマグネットローラ１３３の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を基材として構成されている。現像スリーブ１３２は、後述する表面処理装置１（図１１に示す）によって外表面に粗面化処理が施されている。
【００４２】
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。
【００４３】
現像スリーブ１３２の外径は、１７ｍｍ〜１８ｍｍ程度であるのが望ましい。現像スリーブ１３２の軸（軸芯）方向の長さは、３００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度であるのが望ましい。
【００４４】
また、現像スリーブ１３２の外表面には、図１〜図３に示すように、平面視が楕円形状の複数の凹み１３９と、これら複数の凹みの間の部分に形成された低摩擦膜１３６と、が設けられている。
【００４５】
凹み１３９は、勿論、現像スリーブ１３２の外表面に凹に形成され、当該現像スリーブ１３２の外表面に互いに重ならないように間隔をあけて規則的に多数（複数）配置されている。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の周方向及び長手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、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凹み１３９間の間隔が一定でないことを、凹み１３９が不規則に配置されているという。図２、図３（ａ）、図４〜図１０、図１２（ａ）、図１７、図１８、図１９（ａ）、図２０において、左右方向が現像スリーブ１３２の長手方向に一致し、上下方向が現像スリーブ１３２の周方向に一致する。
【００４６】
規則的に配置されている例として、例えば、図２に示すように、凹み１３９が一列の螺旋状で周方向に同ピッチ（同間隔）で配置されている場合、図４に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状で、１列目と２列目とがそれぞれ円周方向に同ピッチ且つ長手方向に整列して配置されている場合、図５に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状で、１列目と２列目とがそれぞれ円周方向に同ピッチ且つ各列が長手方向に整列しないように円周方向にずれて配置されている場合、などがある。また、上記において凹み１３９の配置が三列またはそれ以上の螺旋状の場合も同様である。
【００４７】
不規則的に配置されている例として、例えば、図６、図７に示すように、凹み１３９の間隔が、所定の方向（例えば、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部への方向）に向かうにしたがって徐々に狭くなるように配置されている場合、図８に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状であり、１列目と２列目との円周方向のピッチがそれぞれ異なり且つ各列毎に長手方向に整列して配置されている場合、図９に示すように、凹み１３９が二列の螺旋状であり、１列目と２列目との円周方向のピッチがそれぞれ異なり（例えば、１列目ピッチＰ１＞２列目ピッチＰ２）且つ各列毎に長手方向に整列しないように円周方向にずれて配置されている場合、などがある。また、上記において凹み１３９の配置が三列またはそれ以上の螺旋状の場合も同様である。
【００４８】
また、凹み１３９は、その長手方向が現像スリーブ１３２の長手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の長手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の長手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、本発明では、凹み１３９の長手方向が現像スリーブ１３２の長手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の長手方向と平行に配置されているという。
【００４９】
さらに、凹み１３９は、図２、図３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、当該凹み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１１（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、当該現像スリーブ１３２の外表面上に図２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。
【００５０】
また、凹み１３９は、図３（ｂ）に示すように、その幅方向（短手方向）の断面形状がＶ字状に形成され、図３（ｃ）に示すように、そ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、凹み１３９は、図１１（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１０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、本発明では、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。
【００５１】
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１００ｍｍ2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１００ｍｍ2当たり０．５ｍｍ3以上でかつ７．０ｍｍ3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。
【００５２】
一般に凹み１３９が深いほど現像剤１２６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１２６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。
【００５３】
低摩擦膜１３６は、例えば、テトラヘデラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）や窒化チタン（ＴｉＮ）など、現像スリーブ１３２の基材より摩擦係数の低い材料で構成された薄膜である。勿論、これら現像スリーブ１３２の基材より摩擦係数の低い材料であれば、本発明の目的に反しない限り、例えば、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）など、ｔａ−ＣやＴｉＮ以外の材料を用いても良い。この低摩擦膜１３６は、現像スリーブ１３２の外表面における複数の凹み１３９の間のみに設けられており、複数の凹み１３９の表面は現像スリーブ１３２の基材が露出している。つまり、現像スリーブ１３２の外表面において、複数の凹み１３９の表面より、これら複数の凹み１３９の間の箇所の方が低摩擦にされている。なお、各材料における摩擦係数（一般的数値）は、アルミニウム合金 ０．５（以上）、ＴｉＮ ０．３〜０．４、ｔａ−Ｃ ０．１（以下）程度である。
【００５４】
本実施形態において、低摩擦膜１３６は、フィルター処理陰極真空アーク方式（ＦＣＶＡ：Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｃａｔｈｏｄｉｃ Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ）方式により現像スリーブ１３２の外表面に成膜されたｔａ−Ｃ膜で構成されている。
【００５５】
ＦＶＣＡ方式によるｔａ−Ｃ膜の成膜の概略を説明すると、ほぼ真空状態のチャンバ内にターゲットとして純度の高い炭素（黒鉛）を配置し、当該ターゲットに対しアーク放電を行う。そして、このアーク放電により発生したプラズマを電磁誘導により蒸着対象である現像スリーブ１３２の基材に導く。その誘導過程において、電磁気的空間フィルターにより蒸着に不要なマクロ粒子や中性原子・分子などを除去して、イオン化した炭素のみを抽出する。そして、基材に到達したイオン化した炭素は基材表面に凝集してｔａ−Ｃ膜を形成する。これにより、ｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６が現像スリーブ１３２の外表面に形成される。このような、ｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６は、メッキや塗布などで形成された膜に比べて均一な厚みに形成できるとともに比較的低温での成膜処理が可能であるので、現像スリーブ１３２の温度による歪みなどが発生しにくい。そのため、現像スリーブ１３２の形状精度を高めることができる。なお、ＦＶＣＡ方式による蒸着技術については、例えば、米国特許第６，０３１，２３９号、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎａｎｏｆｉｌｍ．ｃｏ．ｊｐ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｈｔｍｌ：平成２３年２月３日時点＞等に開示されており、既に広く実用化されているため、詳細説明は省略する。
【００５６】
または、低摩擦膜１３６は、中空陰極方式（ＨＣＤ方式：Ｈｏｌｌｏｗ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）により現像スリーブの外表面に成膜されたＴｉＮ膜で構成しても良い。
【００５７】
物理蒸着法（ＰＶＤ）の一つであるイオンプレーティング方式によれば、密着性に優れた膜が比較的容易に得られ、このイオンプレーティング方式の中でも、特にＨＣＤ方式を用いることで、均質で且つ膜厚が均一で母材の表面粗さに沿った被膜が得られる。なお、ＨＣＤ方式による蒸着技術については、例えば、特開平１０‐０１２４３１号公報、特開平０８‐２８６５１６号公報等に開示されており、既に広く実用化されているため、詳細説明は省略する。
【００５８】
前述した現像スリーブ１３２は、外表面全体に上記低摩擦膜１３６を形成した後に、図１１（ａ）に示す表面処理装置１によって外表面に凹み１３９が形成される。
【００５９】
表面処理装置１は、図１１（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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
スライド保持部８は、スライダ１２と、スライド柱１３と、この固定柱９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の軸芯方向の位置が適宜固定される構成となっている。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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１１（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。
【００７０】
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。
【００７１】
エンドミル２１は、図１１（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１１（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の先端の外縁２５の断面は、図１１（ｃ）に示すように、鋭角をなすように形成されている。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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の軸芯（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。
【００７５】
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の長手方向の凹み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の長手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１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。
【００７６】
Ｎ２＝Ｎ１×〔ｍ／｛（ｎ／２）−０．５｝〕・・・式１
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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す工程を、以下説明する。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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の長手方向に相対的に移動されて、凹み１３９が、形成される。
【００８３】
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す。
【００８４】
次に、現像スリーブ１３２の製造方法の一例を説明する。
【００８５】
まず、基材としてのアルミニウム合金を高温に加熱して円筒状に押し出したあと冷却し、所定長さに切断して現像スリーブ形状のアルミニウム素管を作製する。そして、上述したＦＶＣＡ方式によりアルミニウム素管の外表面に低摩擦膜１３６となるｔａ−Ｃ膜を成膜したのち（即ち、成膜工程）、上記表面処理装置１を用いて低摩擦膜１３６の上から切削加工を行って、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に設ける（即ち、切削工程）。このようにして、現像スリーブ１３２の外表面に多数の凹み１３９が設けられるとともに、これら多数の凹み１３９の間の部分のみに低摩擦膜１３６が設けられた現像スリーブ１３２が完成する。
【００８６】
以上より、本実施形態によれば、現像スリーブ１３２の外表面における多数の凹み１３９の間の部分のみに低摩擦膜１３６が設けられているので、多数の凹み１３６における現像剤１２６との摩擦力を維持しつつ、多数の凹み１３６の間の部分における現像剤１２６との摩擦力を低減でき、そのため、上記「残像現象」の回避及び現像剤１２６の搬送量の確保を両立でき、現像剤１２６の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００８７】
また、低摩擦膜１３６が、ｔａ−Ｃで構成されているので、低摩擦膜１３６を均一に形成できるとともに、低温での成膜が可能であり、そのため、膜厚の乱れや高温による現像スリーブ１３２の歪みがなく、形状精度が高まり画像品質を向上できる。
【００８８】
また、低摩擦膜１３６をｔａ−Ｃに代えてＴｉＮで構成してもよい。このようにすることで、低摩擦膜１３６を均一に形成でき、そのため、膜厚の乱れがなく、形状精度が高まり画像品質を向上できる。
【００８９】
また、現像スリーブ１３２の製造方法が、円筒状のアルミニウム素管の外表面上に低摩擦膜１３６を形成する成膜工程と、低摩擦膜１３６が形成された前記外表面に、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹み１３９を互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に切削成形する切削工程と、順次有しているので、例えば、円筒状のアルミニウム素管に多数の凹み１３９を切削成形したあとに、これら多数の凹み１３９の間に低摩擦層１３６を形成する方法にくらべて、容易に上記低摩擦層１３６を形成することができ、そのため、現像剤の搬送量１３２を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる現像スリーブ１３２を安価に製造できる。
【００９０】
前述した実施形態では、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面をＶ字状に形成しているが、本発明では、図１２（ａ）〜（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良い。図示例では、凹み１３９の現像スリーブ１３２の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１４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１３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。
【００９１】
これらの図１２〜図１４に示す場合によれば、凹み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１２６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。
【００９２】
また、前述した実施形態では、凹み１３９の現像スリーブ１３２の周方向の断面をＶ字状に形成しているが、本発明では、切削刃２４の外縁２５の形状を適宜変更することで、図１５及び図１６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良い。図１５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１６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。
【００９３】
また、前述した実施形態では、表面処理装置１のモータ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、本発明では、図１７及び図１８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良い。
【００９４】
さらに、前述した実施形態などでは、凹み１３９を楕円形状に形成しているが、本発明では、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１９（ｂ）に示す）を用いて、凹み１３９を、図１９（ａ）に示すように、平面視を円形に形成しても良い。
【００９５】
また、前述した実施形態では、現像スリーブ１３２の周方向に互いに隣り合う凹み１３９を、当該凹み１３９の長さの約半分位置をずらして配置している。しかしながら、本発明では、現像スリーブ１３２の周方向に互いに隣り合う凹み１３９同士を、当該凹み１３９の長さの１／３、１／４などの任意の長さ位置をずらして配置しても良い。
【００９６】
さらに、前述した実施形態では、エンドミル２１を現像スリーブ１３２の長手方向に沿って移動させることで、これらエンドミル２１と現像スリーブ１３２とを相対的に移動させているが、勿論、本発明では、エンドミル２１と現像スリーブ１３２とのうち少なくとも一方を現像スリーブ１３２の長手方向に沿って移動して、これらを相対的に移動させても良い。
【００９７】
また、前述した実施形態では、同一形状の凹み１３９を現像スリーブ１３２の外表面に規則的に配置しているが、本発明では、図２０（ａ）に示すように、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９が深くなるように形成しても良い。このようにすることで、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９の容積が大きくなり、図２０（ｂ）に示すように、現像剤がドクタブレード１１６との間のドクタギャップを通過する際に発生する摩擦抵抗力や磁気吸引力により現像ローラ１１５に撓みが発生した状態で、現像スリーブ１３２の長手方向中央部のドクタギャップが広くなったときでも、現像ローラ１１５における長手方向（軸方向）の現像剤搬送量を均一にでき、そのため、画像の濃度ムラが生じることを防止できる。
【００９８】
また、本発明では、図６に示すように、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９の平面視の面積が大きくなるように且つ互いの間隔が両端部に向かって徐々に狭くなるように（即ち、不規則的に）多数配置して形成しても良い。このようにすることで、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９の容積が大きくなり、現像ローラ１１５における長手方向の現像剤搬送量を均一にでき、そのため、画像の濃度ムラが生じることを防止できる。
【００９９】
また、本発明では、図７に示すように、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９の単位面積当たりの個数が多くなるように、即ち、互いの間隔が両端部に向かって徐々に狭くなるように（即ち、不規則的に）多数配置して形成しても良い。このようにすることで、現像スリーブ１３２の長手方向中央部から両端部に向かって徐々に凹み１３９の容積が大きくなり、現像ローラ１１５における長手方向の現像剤搬送量を均一にでき、そのため、画像の濃度ムラが生じることを防止できる。また、本発明の目的に反しない限り、上述した凹み１３９の深さ、平面視の面積、及び、単位面積当たりの個数を、それぞれ適宜組み合わせた構成としても良い。
【０１００】
以下に、本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を、図２１〜図２３を参照して説明する。この画像形成装置のプロセスカートリッジが備える現像装置には、上述した現像スリーブ１３２を有する現像ローラが組み込まれている。
【０１０１】
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２１に示す）に形成する。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。
【０１０２】
画像形成装置１０１は、図２１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、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とを少なくとも備えている。
【０１０３】
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を収容している。
【０１０４】
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、転写ユニット１０４の後述する搬送ベルト１２９と、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの後述する現像装置１１３の感光体ドラム１０８との間に送り出す。
【０１０５】
レジストローラ対１１０は、給紙ユニット１０３から転写ユニット１０４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をトナー像に重ね合わせ得るタイミングで、転写ユニット１０４とプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋとの間に送り出す。
【０１０６】
転写ユニット１０４は、給紙ユニット１０３の上方に設けられている。転写ユニット１０４は、駆動ローラ１２７と、従動ローラ１２８と、搬送ベルト１２９と、転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋとを備えている。駆動ローラ１２７は、記録紙１０７の搬送方向の下流側に配置されており、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１２８は、装置本体１０２に回転自在に支持されており、記録紙１０７の搬送方向の上流側に配置されている。搬送ベルト１２９は、無端環状に形成されており、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との双方に掛け渡されている。搬送ベルト１２９は、駆動ローラ１２７が回転駆動されることで、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との回りを図中半時計回りに循環（無端走行）する。
【０１０７】
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との間に搬送ベルト１２９と該搬送ベルト１２９上の記録紙１０７とを挟む。転写ユニット１０４は、転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋが、給紙ユニット１０３から送り出された記録紙１０７を各プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８の外表面に押し付けて、感光体ドラム１０８上のトナー像を記録紙１０７に転写する。転写ユニット１０４は、トナー像を転写した記録紙１０７を定着ユニット１０５に向けて送り出す。
【０１０８】
定着ユニット１０５は、転写ユニット１０４の記録紙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間に転写ユニット１０４から送り出されてきた記録紙１０７を押圧加熱することで、感光体ドラム１０８から記録紙１０７上に転写されたトナー像を、該記録紙１０７に定着させる。
【０１０９】
レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋは、それぞれ、装置本体１０２の上部に取り付けられている。レーザ書き込みユニット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。
【０１１０】
プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、それぞれ、転写ユニット１０４と、レーザ書き込みユニット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、記録紙１０７の搬送方向に沿って、互いに並設されている。
【０１１１】
プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、図２２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、感光体ドラム（像担持体ともいう）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。このため、画像形成装置１０１は、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、を少なくとも備えている。
【０１１２】
カートリッジケース１１１は、装置本体１０２に着脱自在で、かつ帯電ローラ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又は円筒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搬送ベルト１２９との間に位置付けられた記録紙１０７に転写する。クリーニングブレード１１２は、記録紙１０７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。
【０１１３】
現像装置１１３は、図２２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、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。
【０１１４】
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ー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。また、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壁１１９が設けられている。仕切壁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。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。
【０１１５】
収容槽１１７は、第１空間１２０と第２空間１２１との双方に現像剤１２６を収容する。現像剤１２６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、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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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、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、該軸芯に沿って現像剤１２６を搬送する。
【０１１８】
図示例では、第１空間１２０内の攪拌スクリュー１１８は、現像剤１２６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１２６を他端部から一端部に向けて搬送する。
【０１１９】
前述した構成によれば、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。
【０１２０】
ケース１２５は、箱状に形成され、前述した現像剤供給部１１４の収容槽１１７に取り付けられて、該収容槽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。
【０１２１】
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１２６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。
【０１２２】
現像ローラ１１５は、図２２及び図２３に示すように、芯金１３４と、円筒状のマグネットローラ（磁石体ともいう）１３３と、上述した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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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、該マグネットローラ１３３の全長に亘って設けられている。前述した構成のマグネットローラ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）。
【０１２５】
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。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て、収容槽１１７の第２空間１２１内の現像剤１２６を現像スリーブ１３２の外表面に吸着する。
【０１２６】
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、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１２６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。
【０１２７】
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１２６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１２６を感光体ドラム１０８から収容槽１１７内まで搬送する。
【０１２８】
前述した固定磁極は、現像スリーブ１３２の外表面に現像剤１２６を吸着すると、現像剤１２６の磁性キャリアが該固定磁極が生じる磁力線に沿って複数重ねさせて、該現像スリーブ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１２６を吸着する。
【０１２９】
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１２６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１２６を所望の厚さにする。
【０１３０】
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１２６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１２６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１２６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１２６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。
【０１３１】
そして、現像装置１１３は、現像済みの現像剤１２６を、収容槽１１７に向かって離脱させる。さらに、そして、収容槽１１７内に収容された現像済みの現像剤１２６は、再度、第２空間１２１内で他の現像剤１２６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、撹拌スクリュー１１８の回転駆動によりトナーを現像ローラ１１５に向けて繰り出すようになっている。
【０１３２】
前述した構成の画像形成装置１０１は、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１２６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。
【０１３３】
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、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８と転写ユニット１０４の搬送ベルト１２９との間に位置して、感光体ドラム１０８の外表面上に形成されたトナー像を記録紙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。
【０１３４】
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は図示しない除電ランプで初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。
【０１３５】
また、前述した画像形成装置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上に形成し、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が撹拌スクリュー１１８を回転駆動するモータの駆動回路を制御する。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薄い場合には、トナー濃度を低くするように、ＣＰＵが前述したモータの駆動回路を制御する。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。
【０１３６】
以上より、本実施形態によれば、現像ローラ１１５、現像装置１１３、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋ及び画像形成装置１０１は、上述した現像スリーブを備えているので、上記「残像現象」の回避及び現像剤１２６の搬送量の確保を両立でき、現像剤１２６の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【０１３７】
前述した画像形成装置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、本発明で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を備えていれば良く、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良い。また、前述した実施形態では画像形成装置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。しかしながら本発明では画像形成装置１０１は現像装置１１３を備えていれば良く、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良い。
【０１３８】
次に、本発明者らは、以下に示す構成の異なる複数の現像スリーブを作製して上述した画像形成装置に組み込み、本発明の効果を確認するための評価を実施した。
【０１３９】
（実施例１）
円筒状のアルミニウム素管の外表面に、厚み０．５μｍのｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６を形成したのち、この低摩擦膜１３６の上から、直径が３ｍｍで切削刃２４の外縁２５の曲率半径が０．２ｍｍのエンドミル２１を取り付けた上記表面処理装置１を用いて、現像スリーブ１３２の回転数を９７２ｒｐｍ、エンドミル２１の回転数を３６０００ｒｐｍとして切削加工を行い、長手方向ピッチが０．５ｍｍ、円周方向ピッチが０．２７ｍｍ、長手方向長さが０．８７ｍｍ、円周方向長さが０．２４ｍｍ、深さ０．０５４ｍｍ、となる多数の凹み１３９を形成して、全長が３６６ｍｍ、外径が２５ｍｍで、外表面に平面視で楕円形状とした多数の凹み１３９が互いに重ならないように間隔をあけて規則的に設けられ、且つ、多数の凹み１３９の間の部分のみに低摩擦膜が設けられた、現像スリーブ１３２を得た。
【０１４０】
（実施例２）
厚み１．５μｍのｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６を形成した以外は、実施例１と同様にして、現像スリーブ１３２を得た。
【０１４１】
（実施例３）
厚み０．５μｍのＴｉＮ膜からなる低摩擦膜１３６を形成した以外は、実施例１と同様にして、現像スリーブ１３２を得た。
【０１４２】
（比較例１）
円筒状のアルミニウム素管の外表面に、長手方向全長にわたり深さ０．２ｍｍのＶ字型の溝を周方向に間隔をあけて５０本形成して、全長が３６６ｍｍ、外径が２５ｍｍの現像スリーブを得た。
【０１４３】
（比較例２）
円筒状のアルミニウム素管の外表面に、厚み０．５μｍのｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６を形成したのち、Ｖ字型の溝を形成した以外は、比較例１と同様にして現像スリーブを得た。
【０１４４】
（比較例３）
円筒状のアルミニウム素管の外表面に、実施例１と同様の切削加工を行ったのち、実施例１と同様に厚み０．５μｍのｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜１３６を形成して、全長が３６６ｍｍ、外径が２５ｍｍで、外表面に平面視で楕円形状とした多数の凹み１３９が互いに重ならないように間隔をあけて規則的に設けられ、且つ、凹み１３９を含む外表面全体に低摩擦膜が設けられた、現像スリーブを得た。
【０１４５】
これら実施例１〜３、比較例１〜３を上述した画像形成装置１に組み込んで、ベタ画像を記録紙上に形成した。画像形成に用いた現像剤は、フェライトを芯材として帯電調整剤を含有した樹脂コート層を有する平均体積粒径が３５μｍの磁性粒子と、乳化重合法により製造され、ポリエステルを主成分として帯電制御剤、色剤を混合し、その周りにシリカや酸化チタン等を外添した、平均体積粒径が５μｍのトナーと、により構成されている。トナー濃度は７ｗｔ％に調整してヘンシェルミキサーで混合したものを用いた。また、画像形成のプロセス条件は、感光体表面電位を−７００Ｖ、露光電位を−１５０Ｖ、現像バイアス電圧を−５５０Ｖとした。
【０１４６】
各現像スリーブについてベタ画像を１０枚形成し、現像スリーブの最初の一周に相当する領域（第１領域）について分光濃度計による濃度測定を３箇所行い、現像スリーブの最初の一周以降に相当する領域（第２領域）について分光濃度計による濃度測定を３箇所行った。そして、これら第１領域と第２領域とについて測定した濃度を用い、以下に示すように各評価を行った。
【０１４７】
（画像濃度評価）
第１領域及び第２領域について測定した濃度の平均値（即ち、第１領域と第２領域とを合わせた濃度の平均値）を算出して、この平均値について以下の評価基準に基づき評価を行った。
○・・・測定した濃度の平均値が、基準値（１．３）以上である。
×・・・測定した濃度の平均値が、基準値（１．３）未満である。
【０１４８】
（濃淡ムラ評価）
第１領域について測定した濃度の平均値と、第２領域について測定した濃度の平均値と、の差分値を算出して、この差分値について以下の評価基準に基づき評価を行った。
○・・・濃度の平均値の差分値が、基準値（０．０３）未満である。
×・・・濃度の平均値の差分値が、基準値（０．０３）以上である。
【０１４９】
（ピッチムラ評価）
１０枚のベタ画像を目視により確認して、以下の評価基準に基づき評価を行った。
○・・・ピッチムラが確認されたベタ画像がない。
×・・・ピッチムラが確認されたベタ画像が１枚以上あった。
【０１５０】
上記各評価の結果を表１に示す。
【０１５１】
【表１】
【０１５２】
実施例１と比較例３、４との評価結果を比べると、実施例１では、画像濃度及び濃淡ムラそれぞれについて良好な評価結果が得られたのに対し、比較例３では、画像濃度については良好であるものの、濃淡ムラ（即ち、「残像現象」）が生じており、比較例４では、濃淡ムラについては良好であるものの、画像濃度については必要な濃度が得られなかった。この評価結果から、低摩擦膜を設けることにより、濃淡ムラについては防ぐことができるが、凹み内にまで低摩擦膜を設けてしまうと、必要な画像濃度が得られなくなることが判った。これは、低摩擦膜を設けることで、前回の画像形成に用いた現像剤が現像スリーブの外表面上に残留してしまうことがなくなり、そのため、濃淡ムラを防ぐことができるものと推測され、また、凹み内に低摩擦膜を設けると、凹みでの摩擦力が低下して当該凹みから現像剤が脱落してしまい、これにより、現像剤の搬送量が低下してしまい、画像濃度が薄くなってしまうものと推測される。また、実施例１と比較例１、２との評価結果を比べても、上記と同様に、低摩擦膜を設けることにより、濃淡ムラについては防ぐことができることが判った。また、比較例１、２はともにピッチムラが生じているので、現像スリーブの外表面に、Ｖ溝に代えて多数の凹みを設けることでピッチムラを防げることが判った。また、実施例２、３の評価結果から、低摩擦膜の膜厚を変更しても同様の効果が得られ、また、低摩擦膜の構成を、ｔａ−ＣからＴｉＮに変更しても同様の効果が得られることが判った。
【０１５３】
つまり、上記評価結果からも、本発明によれば、上記「残像現象」の回避及び現像剤の搬送量の確保を両立でき、現像剤の搬送量を低下させることなく画像の濃度ムラを防ぐことができることが確認できた。
【０１５４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１５５】
１ 表面処理装置
２１ エンドミル（回転工具）
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（感光体）
１０９ 帯電ローラ（帯電装置）
１１３ 現像装置
１１５ 現像ローラ
１２６ 現像剤
１３２ 現像スリーブ
１３３ マグネットローラ
１３６ 低摩擦膜
１３９ 凹み
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５６】
【特許文献１】特開２００３−２５５６９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９１８３５号公報
【特許文献３】特開２００７−８６０９１号公報
【特許文献４】特開２００９−８０４４７号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に外表面に設けた金属で構成された現像スリーブにおいて、
前記現像スリーブの外表面における前記多数の凹みの間の部分のみに低摩擦膜が設けられていることを特徴とする現像スリーブ。
【請求項２】
前記低摩擦膜が、テトラヘデラルアモルファスカーボンで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像スリーブ。
【請求項３】
前記低摩擦膜が、窒化チタンで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像スリーブ。
【請求項４】
マグネットローラと、前記マグネットローラを内包していて該マグネットローラの磁力により外表面に現像剤を吸着するようにした現像スリーブと、を備えた現像ローラにおいて、
前記現像スリーブが、請求項１〜３のいずれか一項に記載した現像スリーブで構成されていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項５】
外表面に現像剤を吸着する現像スリーブを有した現像ローラを備えた現像装置において、
前記現像ローラが、請求項４に記載の現像ローラで構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
現像装置を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
感光体ドラムと、帯電装置と、現像装置と、を少なくとも有する画像形成装置において、
前記現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
金属で構成された円筒状の基材の外表面上に低摩擦膜を形成する成膜工程と、
前記低摩擦膜が形成された前記外表面に、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に切削成形する切削工程と、
を順次有していることを特徴とする現像スリーブの製造方法。
【請求項１】
平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に外表面に設けた金属で構成された現像スリーブにおいて、
前記現像スリーブの外表面における前記多数の凹みの間の部分のみに低摩擦膜が設けられていることを特徴とする現像スリーブ。
【請求項２】
前記低摩擦膜が、テトラヘデラルアモルファスカーボンで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像スリーブ。
【請求項３】
前記低摩擦膜が、窒化チタンで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像スリーブ。
【請求項４】
マグネットローラと、前記マグネットローラを内包していて該マグネットローラの磁力により外表面に現像剤を吸着するようにした現像スリーブと、を備えた現像ローラにおいて、
前記現像スリーブが、請求項１〜３のいずれか一項に記載した現像スリーブで構成されていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項５】
外表面に現像剤を吸着する現像スリーブを有した現像ローラを備えた現像装置において、
前記現像ローラが、請求項４に記載の現像ローラで構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
現像装置を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
感光体ドラムと、帯電装置と、現像装置と、を少なくとも有する画像形成装置において、
前記現像装置が、請求項５に記載の現像装置で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
金属で構成された円筒状の基材の外表面上に低摩擦膜を形成する成膜工程と、
前記低摩擦膜が形成された前記外表面に、平面視で円形又は楕円形状とした多数の凹みを互いに重ならないように間隔をあけて規則的に又は不規則的に切削成形する切削工程と、
を順次有していることを特徴とする現像スリーブの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１２−１６８２２５（Ｐ２０１２−１６８２２５Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６８５１（Ｐ２０１１−２６８５１）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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