(57)【要約】【課題】安価な構成により、画像上に現れるマグネットの周期的な濃淡ムラが発生することを防止する。【解決手段】マグネットローラが、現像剤を担持する円筒状の外周面、およびそれぞれこの外周面上でいずれの方向にも連続しない表面パターンを形成する複数の凹穴を有するスリーブと、スリーブ内に設けられ、複数の磁極を有するマグネットと、を備え、スリーブの外周面を互いにスリーブ軸に平行な複数の領域に分割し、それぞれ各領域内に形成された複数の凹穴の総面積を各領域の面積で除して得られた複数の部分面積率のうちの最小の部分面積率を約２０％以上にする。【選択図】図８
2010044394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持する円筒状の外周面、およびそれぞれこの外周面上でいずれの方向にも連続しない表面パターンを形成する複数の凹穴を有するスリーブと、
前記スリーブ内に設けられ、複数の磁極を有するマグネットと、を備え、
前記スリーブの前記外周面を互いにスリーブ軸に平行な複数の領域に分割し、それぞれ各領域内に形成された前記複数の凹穴の総面積を前記各領域の面積で除して得られた複数の部分面積率のうちの最小の部分面積率が約２０％以上であることを特徴とするマグネットローラ。
【請求項２】
現像剤を担持する円筒状の外周面、およびそれぞれこの外周面上でいずれの方向にも連続しない表面パターンを形成する複数の凹穴を有するスリーブと、
前記スリーブ内に設けられ、複数の磁極を有するマグネットと、を備え、
前記スリーブの前記外周面を互いにスリーブ軸に平行な複数の領域に分割し、それぞれ各領域内に形成された前記複数の凹穴の総面積を前記各領域の面積で除して得られた複数の部分面積率のうちの最大の部分面積率と、最小の部分面積率との差が約９％以下であることを特徴とするマグネットローラ。
【請求項３】
前記スリーブおよび前記規制部材の間のギャップが約０．５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマグネットローラ。
【請求項４】
前記外周面の前記複数の領域への分割は、前記外周面の全域をスリーブ周方向に８等分又は８等分よりも細かい等分割であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマグネットローラ。
【請求項５】
現像剤を収容する容器と、
前記容器に設けられ、現像剤を担持する円筒状の外周面、およびそれぞれこの外周面上でいずれの方向にも連続しない表面パターンを形成する複数の凹穴を有するスリーブと、
前記スリーブ内に設けられ、複数の磁極を有するマグネットと、
前記スリーブに対向して配置され、前記外周面上の前記現像剤の層の厚さを規制する規制部材とを備え、
前記スリーブの前記外周面を互いにスリーブ軸に平行な複数の領域に分割し、それぞれ各領域内に形成された前記複数の凹穴の総面積を前記各領域の面積で除して得られた複数の部分面積率のうちの最小の部分面積率が約２０％以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
感光体と、
前記感光体の表面を帯電させる帯電器と、
前記感光体を露光して前記感光体上に潜像を形成する露光器と、
前記感光体に面する開口を有し、現像剤を収容する容器と、
前記容器に前記感光体と対向して設けられ、現像剤を担持する円筒状の外周面、およびそれぞれこの外周面上でいずれの方向にも連続しない表面パターンを形成する複数の凹穴を有するスリーブと、
前記スリーブ内に設けられ、複数の磁極を有するマグネットと、
前記スリーブに対向して配置され、前記外周面上の前記現像剤の層の厚さを規制する規制部材と、
前記スリーブにより前記現像剤が搬送されることにより、前記感光体上の前記潜像に付着したトナー像を用紙に転写する転写部と、を備え、
前記スリーブの前記外周面を互いにスリーブ軸に平行な複数の領域に分割し、それぞれ各領域内に形成された前記複数の凹穴の総面積を前記各領域の面積で除して得られた複数の部分面積率のうちの最小の部分面積率が約２０％以上であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像スリーブを内包するマグネットローラ、同マグネットローラを有する現像装置、及び複合機、プリンタ、複写機又はファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現像装置は、５つの磁極を有するマグネットと、現像剤が担持される外周面を有しマグネットの周りを回転駆動される現像スリーブと、現像スリーブの外周面上の現像剤の層の厚さを規制するドクターブレードとを備えている。
【０００３】
従来、スジ状の不要パターンを発生させることがなく、かつ経年変化による性能劣化を低減させる現像ローラが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の現像ローラでは、円筒状のスリーブの外周面上に互いに分断された複数の微小凹部が形成され、複数の凹部がスリーブの軸方向及び周方向の双方に対して分散配置されて形成されている。スリーブの表面形状は溝状の凹部から成る。凹部の溝方向は、マグネットローラのローラ軸方向と、ローラ軸周りの周方向と、周面上でローラ軸方向に斜行する斜め方向とのいずれの方向にも連続しない。
【０００５】
この溝タイプの凹部をスリーブ表面が有し、溝の深さがライフで安定しているため、特許文献１に記載の現像ローラでは、マグネットローラ上の現像剤の搬送量が変化しにくい。この凹部の作成にはエッチング加工が用いられている。マスキングされていない部分の管材が溶けることにより、凹部は作成される。この凹部を有する現像スリーブによって電子写真方式の画像形成が行われる場合、画像上にスリーブの表面形状の跡が現れないので、高画質の印字に向いている。
【０００６】
特許文献２は、スリーブの両端部における凹部の密度はそれぞれ、スリーブの中央部における凹部の密度よりも大きい点を開示する。
【０００７】
なお、特許文献３には、電流供給を受けて動作する駆動部材や当該駆動部材の駆動力を他の部材に伝達する動力伝達部材などの、複数の構成部材を含む駆動機構を有する装置に生じる故障を診断する故障診断装置が記載されている。特許文献４には、自己診断機能を備えた画像形成装置及びその動作検証方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−４８１６８号公報
【特許文献２】特開２００９−１３９９５３号公報
【特許文献３】特開２００５−３３５５９号公報
【特許文献４】特開２００５−７７６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術では、現像スリーブは管材をエッチング処理によって加工されるため、エッチング処理後のスリーブ外周面上の凹部は、管材の溶け方によってスリーブ周方向に一様でなくバラツキが出る。エッチング残渣や過剰なオーバーエッチングにより凹部の深さや、凹部の開口寸法は均一ではない。深さや開口寸法が大きい凹穴と、深さや開口寸法が小さい凹穴とが混在して形成される。凹穴の深さや開口寸法がスリーブ外周面上で不均一であることは、凹穴が保持する現像剤の量が外周面上で不均一であることを招く。
【００１０】
本発明者らはスリーブ外周面上のうち、スリーブ軸方向に平行な一つの帯状の領域では小さい開口寸法の凹部が密集して形成され、別の帯状の領域では大きい開口寸法の凹部が密集して形成されることを確認した。この理由は現像スリーブ上の現像剤の層の層厚がスリーブ周方向に均一でないからと考えられる。
【００１１】
現像剤層の層厚が薄い場合、現像スリーブ表面が現像剤を搬送するとき、小さい開口寸法の凹部は十分な現像剤の搬送力を保てない。一方、大きい開口寸法の凹部は大きな搬送力を有し現像剤を搬送し易い。現像装置が現像処理して得られる現像剤像は現像スリーブの外周面上に載る。この外周面上で周方向に沿って横スジが現れた。現像画像が載る外周面上の周方向において、濃いムラの領域と、この領域に円周方向で所定距離を隔てた濃いムラの領域とが周期的に現れた。これらの領域間の距離はマグネットローラの外周部の円周長にほぼ等しかった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、安価な構成により、画像上に現れるマグネットローラの周期的な濃淡ムラあるいは横スジが発生することを防止することを可能とするマグネットローラ、現像装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題を解決するため、本発明の一態様によれば、現像剤を担持する円筒状の外周面、およびそれぞれこの外周面上でいずれの方向にも連続しない表面パターンを形成する複数の凹穴を有するスリーブと、前記スリーブ内に設けられ、複数の磁極を有するマグネットと、を備え、前記スリーブの前記外周面を互いにスリーブ軸に平行な複数の領域に分割し、それぞれ各領域内に形成された前記複数の凹穴の総面積を前記各領域の面積で除して得られた複数の部分面積率のうちの最小の部分面積率が約２０％以上であることを特徴とするマグネットローラが提供される。
【００１４】
また、本発明の別の一態様によれば、現像剤を担持する円筒状の外周面、およびそれぞれこの外周面上でいずれの方向にも連続しない表面パターンを形成する複数の凹穴を有するスリーブと、前記スリーブ内に設けられ、複数の磁極を有するマグネットと、を備え、前記スリーブの前記外周面を互いにスリーブ軸に平行な複数の領域に分割し、それぞれ各領域内に形成された前記複数の凹穴の総面積を前記各領域の面積で除して得られた複数の部分面積率のうちの最大の部分面積率と、最小の部分面積率との差が約９％以下であることを特徴とするマグネットローラが提供される。
【００１５】
また、本発明の別の一態様によれば、現像剤を収容する容器と、前記容器に設けられ、現像剤を担持する円筒状の外周面、およびそれぞれこの外周面上でいずれの方向にも連続しない表面パターンを形成する複数の凹穴を有するスリーブと、前記スリーブ内に設けられ、複数の磁極を有するマグネットと、前記スリーブに対向して配置され、前記外周面上の前記現像剤の層の厚さを規制する規制部材とを備え、前記スリーブの前記外周面を互いにスリーブ軸に平行な複数の領域に分割し、それぞれ各領域内に形成された前記複数の凹穴の総面積を前記各領域の面積で除して得られた複数の部分面積率のうちの最小の部分面積率が約２０％以上であることを特徴とする現像装置が提供される。
【００１６】
また、本発明の別の一態様によれば、感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電器と、前記感光体を露光して前記感光体上に潜像を形成する露光器と、前記感光体に面する開口を有し、現像剤を収容する容器と、前記容器に前記感光体と対向して設けられ、現像剤を担持する円筒状の外周面、およびそれぞれこの外周面上でいずれの方向にも連続しない表面パターンを形成する複数の凹穴を有するスリーブと、前記スリーブ内に設けられ、複数の磁極を有するマグネットと、前記スリーブに対向して配置され、前記外周面上の前記現像剤の層の厚さを規制する規制部材と、前記スリーブにより前記現像剤が搬送されることにより、前記感光体上の前記潜像に付着したトナー像を用紙に転写する転写部と、を備え、前記スリーブの前記外周面を互いにスリーブ軸に平行な複数の領域に分割し、それぞれ各領域内に形成された前記複数の凹穴の総面積を前記各領域の面積で除して得られた複数の部分面積率のうちの最小の部分面積率が約２０％以上であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、マグネットローラ周期ムラの無い画像を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を含む複写機の斜視図である。
【図２】画像形成部の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る現像装置の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るマグネットローラの正面図である。
【図５】現像スリーブの外周面側の展開図である。
【図６】図４のＷＷ線に沿う現像スリーブの断面図である。
【図７】現像スリーブの斜視図である。
【図８】現像スリーブの最小部分面積率と、最大部分面積率、最小部分面積率間の差Δとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係る現像スリーブ、現像装置及び画像形成装置について、図１乃至図８を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。
【００２０】
本実施形態に係る画像形成装置は複写機である。図１は複写機の斜視図である。複写機１は、スキャナである読取部２と、筐体３内に収納された画像形成部４と、用紙を供給する給紙部５と、ユーザが操作するためのコントロールパネル６と、情報を表示する表示パネル７とを有する。読取部２は、原稿を走査し画像を光学的に読み取って画像データを生成する。画像形成部４は、電子写真方式によって給紙部５から供給される用紙にトナー像を転写する。
【００２１】
図２は画像形成部４の構成図である。同図に示される符号のうち、既述の符号と同じ要素はそれらと同じ要素を表す。画像形成部４は、矢印ｕ方向に回転駆動される感光体ドラム８（感光体）を有する。感光体ドラム８の周囲には、この感光体ドラム８の回転方向の上流から下流へ向かって順に、帯電装置９（帯電器）、露光装置１０（露光器）、現像装置１１、転写装置１２（転写部）、除電装置１３及びクリーナ１４が設けられる。
【００２２】
帯電装置９は、感光体ドラム８の外周面を所定の電位に一様に帯電する。露光装置１０は、図示しないレーザ光源を有し、読取部２から入力される画像データに応じてレーザ光を変調する。露光装置１０は変調したレーザ光を、感光体ドラム８の外周面のうち、作像されない領域に照射し、レーザ光が照射された部分の帯電電位を低減させる。感光体ドラム８の外周面に静電潜像が形成される。現像装置１１は、現像剤を感光体ドラム８の外周面に付着させ、静電潜像を現像する。現像剤には、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤が用いられる。
【００２３】
用紙は、給紙部５から、感光体ドラム８と転写装置１２とが対向する位置に向かって搬送される。転写装置１２が感光体ドラム８とともに用紙を挟み込むことによりニップ部が形成される。このニップ部において、転写装置１２は感光体ドラム８上のトナー画像を用紙に転写する。トナー画像を転写された用紙は、搬送方向下流側に設けられた定着装置１５に搬送される。定着装置１５は、加熱及び加圧により、トナー画像を用紙に定着させる。排紙装置１６は、定着処理が終了した用紙を筐体３の外部に排出する。用紙への転写が終わると、感光体ドラム８の表面電荷を、除電装置１３は除去する。クリーナ１４は感光体ドラム８の表面に残留するトナーを除去する。以上の処理が繰り返されることにより、連続した印刷が行われる。
【００２４】
図３は現像装置１１の縦断面図である。同図でも既出の符号はそれらと同じ要素を表す。断面への矢視の方向は図２の例とは変えて表示されている。現像装置１１は、感光体上の潜像に現像剤を付与することにより可視像化するものであり、現像剤が収容される容器１７と、容器１７に設けられ現像剤を外周面に担持するマグネットローラ（現像ローラ）１８とを有する。
【００２５】
マグネットローラ１８の長手方向は軸方向である。マグネットローラ１８の長手方向の両端部は、容器１７の容器壁に回転可能に取り付けられる。マグネットローラ１８の長手方向は、感光体ドラム８の長手方向と平行である。容器１７には、感光体ドラム８の外周面が露出する開口部１９が感光体ドラム８の長手方向に沿って形成される。マグネットローラ１８の外周面は開口部１９に向く。
【００２６】
容器１７内でマグネットローラ１８の下方には壁２０が設けられる。壁２０はマグネットローラ１８の長手方向と平行に形成される。壁２０により容器１７の空間は、感光体ドラム８の軸方向に沿って平行に第１の室２１と第２の室２２とに分割される。第１の室２１内には第１のオーガ２３が設けられる。第２の室２２内には第２のオーガ２４が設けられる。壁２０の長手方向の両端部は容器１７の容器壁に接続せず、壁２０と容器壁との間は開にされる。壁２０の一方の開口及び他方の開口をそれぞれ介して現像剤は容器１７内で循環する。２つのオーガ２３、２４により現像剤は撹拌され、搬送され、マグネットローラ１８へと送られる。
【００２７】
マグネットローラ１８は、現像剤をこのマグネットローラ１８上に載せて、現像剤の層をマグネットローラ１８と近接したドクターブレードを用いて均一な薄層にし、感光体の潜像にトナーを供給するものである。マグネットローラ１８は、円柱状のマグネット２５と、円筒状の現像スリーブ２６とを有する。マグネット２５は、それぞれ軸方向に延びる５個の片が組み合わせられて成る。現像スリーブ２６の内周面はマグネット２５の外周面を覆う。現像スリーブ２６にはアルミニウムの管が用いられる。管の外周表面には微小な窪みあるいは溝である凹部が多数形成される。
【００２８】
マグネット２５は容器１７に対して固定される。現像スリーブ２６は、現像スリーブ２６の軸方向の端部に設けられた図示しないモータによって矢印ｖ方向に回転駆動される。回転により感光体ドラム８の感光体に現像剤が搬送される。現像スリーブ２６と感光体ドラム８とはそれぞれ異なる周速で回転する。感光体ドラム８の周速は、１５０ｍｍ／ｓから３４０ｍｍ／ｓの範囲内である。感光体ドラム８の周速に対するマグネットローラ１８の周速は１．７倍から２．０倍である。マグネットローラ１８は感光体ドラム８に対してＷｉｔｈ方向に回転する。
【００２９】
マグネットローラ１８は５極の磁力を発生させる。現像極Ｎ１は感光体に現像剤像を形成するための極である。搬送極Ｓ１は現像に使用された現像剤を容器１７内に搬送するための極である。剥離極Ｎ２は使用された現像剤をマグネットローラ１８から剥離するための極である。つかみ極Ｎ３は新たな現像剤をつかむための極である。ブレード規制極Ｓ２は、マグネットローラ１８外周面上の現像剤の層の厚さを規制するドクターブレード２７（規制部材）と対向する極である。以上の５極からマグネットローラ１８周りの磁界が構成されている。
【００３０】
ドクターブレード２７は板金２８と、磁性のブレード本体２９とからなる。板金２８は現像スリーブ２６とほぼ同じ長さを有する。ブレード本体２９は、板金２８のマグネットローラ１８側の一側部に取り付けられ板金２８の長さとほぼ同じ長さを有する。板金２８の両端部は容器１７の容器壁に図示しないネジにより固定される。ブレード本体２９と現像スリーブ２６との間のギャップが現像スリーブ２６の軸方向に一定となるようにブレード本体２９は板金２８に固定される。
【００３１】
現像装置１１において、現像剤は、撹絆された時の摩擦によって生じる静電気によりトナーとキャリアとが静電結合する。互いに静電結合したトナーとキャリアとは、つかみ極Ｎ３とキャリアとの間に働く磁力によってつかみ極Ｎ３近傍の現像スリーブ２６に付着する。現像スリーブ２６に付着した現像剤は、現像スリーブ２６の回転により、つかみ極Ｎ３に隣接するブレード規制極Ｓ２の位置に搬送される。ブレード規制極Ｓ２に対向してドクターブレード２７が位置する。現像剤がドクターブレード２７の角部と現像スリーブ２６との間隙を搬送された後、ドクターブレード２７を通り過ぎた現像スリーブ２６の外周面には均一な厚さを有する現像剤の層が形成される。
【００３２】
現像剤の層において、複数個のキャリアが１本の磁力線に沿って連なることにより１本のチェーンが形成される。複数本のチェーンの各キャリアにトナーが付着することにより磁気ブラシが形成される。磁気ブラシが感光体ドラム８の外周面に接触した状態でマグネットローラ１８及び感光体ドラム８が回転することにより磁気ブラシは静電潜像へトナーを供給する。
【００３３】
現像スリーブ２６の回転が進むと、層状に形成された現像剤は、ブレード規制極Ｓ２の位置から現像極Ｎ１の位置まで搬送され、現像領域に達する。現像領域とは現像スリーブと感光体ドラムとの間の領域を指す。現像スリーブ２６には、電源によって所定値の電位が与えられる。現像領域では、現像スリーブ２６の電位と感光体ドラム８の静電潜像上の電位との差によって電界が発生する。
【００３４】
トナーは帯電しているため、トナーには電界による電気力が働く。電気力によってトナーは感光体ドラム８の静電潜像上に引付けられ、静電潜像を現像する。現像スリーブ２６に残ったトナーとキャリアとは、現像スリーブ２６の回転により、現像極Ｎ１の位置から搬送極Ｓ１の位置へ搬送され、剥離極Ｎ２の位置まで搬送される。剥離極Ｎ２とつかみ極Ｎ３とはともにＮ極である。剥離極Ｎ２及びつかみ極Ｎ３により、キャリアに対して現像スリーブ２６の外周面から剥離させる力が働く。この力によって、キャリアと、キャリアに静電結合した状態のトナーとは現像スリーブ２６の外周面から剥離されて第１の室２１に戻る。
【００３５】
現像スリーブ２６の外周面上に形成されたパターンについて更に詳述する。現像スリーブ２６の外周面には摩擦抵抗を生じさせるための表面処理が施されている。表面処理によって、現像剤がスリーブ外周面から離れないように保持され、安定した量の現像剤が現像位置まで搬送されるようにされている。
【００３６】
図４はマグネットローラ１８の正面図である。同図でも既述の符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じ要素を表す。マグネットローラ１８の両端部を除く現像スリーブ２６のスリーブ外周面上には微小な凹穴が多数形成されている。
【００３７】
エッチング処理では、アルミニウムの管材の表面に対して、インクジェット装置がマスキング用のインクを吐出して印刷し、インクを固化させ、その後、アルミニウム管がエッチング溶液に浸されるようにして行われる。或いは、エッチングパターンを印刷されたアルミニウム管にエッチング溶液が塗布される。エッチングによってマスキングされない領域のアルミニウムが溶けることによって、微小な凹部が形成される。その後、アルミニウム管の面上のインクを除去する処理が行われて、図５に示されるエッチングパターンを有する現像スリーブ２６が生成される。
【００３８】
図５は現像スリーブ２６の外周面側の展開図であり、外周面上のエッチングにより加工された凹穴のパターンが示されている。同図において左右方向は現像スリーブ２６の長手方向であり、上下方向は現像スリーブ２６の外周円の周方向である。円周長は、角度０°から３６０°までの角度に対応して等しく分割され、破線により表されている。各微小凹部３０は、現像スリーブ２６の軸方向及び周方向の双方に対して分散して配置されるよう形成されている。
【００３９】
現像スリーブ２６は、現像剤を担持する円筒状の外周面と、それぞれこの外周面上でいずれの方向にも連続しない表面パターンを形成する複数の凹穴とを有する。いずれの方向にも連続しないとは、スリーブ軸方向、スリーブ軸に斜行する方向、及びスリーブ円周方向のいずれの方向にも連続した凹穴を設けていないことを意味する。現像スリーブ２６は、その外周表面にいずれの方向にも連続しない凹穴が形成された領域を持つ。
【００４０】
例えばマグネットローラ１８の直径が約２３．５ｍｍである場合、各微小凹部３０は、０．２０ｍｍの左右寸法、０．２１ｍｍの上下寸法を有する。スリーブ外周面を周方向に展開した状態では、各微小凹部３０は、仮想的に張られた複数のマス目状の破線により囲まれた位置に形成される。現像スリーブ２６の外周面の全域３１は、軸方向約０．２０ｍｍ、周方向約０．２１ｍｍの大きさを有する方形領域によって分割され、分割されて得られた複数のマス目のうちのいずれか選択されたマス目領域に微小凹部３０が形成されるよう、エッチング処理を施されている。周方向の約０．２１ｍｍの長さは、角度１°に相当する。
【００４１】
約０．２０ｍｍ×約０．２１ｍｍの大きさの方形領域を、上下方向及び左右方向にそれぞれ６個ずつ集めて得た３６個のマス目を１つの基本領域と呼ぶこととすると、外周面の全域３１は、それぞれ軸方向に平行な複数本の軸方向線（左右の太線）と、それぞれ周方向に平行な複数本の周方向線（上下の太線）とが交差することにより区分され、それぞれ複数の基本領域からなる。これらの基本領域は、それぞれ軸方向に平行な５本の軸方向線（左右の破線）と、それぞれ周方向に平行な５本の周方向線（上下の破線）とが交差することにより区分され、それぞれがマス目一個分の面積を有する分割領域からなる。
【００４２】
図５の例では、各基本領域内の６箇所の分割領域の位置にそれぞれ微小凹部３０が形成されている。各基本領域内に形成される微小凹部３０の個数は１〜３６の範囲から選ばれる。また、１つの微小凹部３０とスリーブ軸方向に隣接する１つの微小凹部３０との間には、マス目１個分又は２個以上分の距離を隔てて平坦領域が残されている。１つの微小凹部３０と周方向に隣接する１つの微小凹部３０との間にも、マス目１個又は２個以上分の距離を隔てて平坦領域が残されている。軸方向及び周方向それぞれ５つのマス目の上下幅、左右幅に相当する平坦領域が設けられる。
【００４３】
図６は図４のＷＷ線に沿う現像スリーブ２６の断面図である。既述の符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じ要素を表す。微小凹部３０の溝深さは、現像剤の搬送能力と、微小凹部３０の加工の容易性とから決められる。溝深さの値は約５０μｍ〜１４０μｍの範囲内であるように形成される。
【００４４】
本実施形態では、これらの基本領域や分割領域とは別に、上下２．１ｍｍ＊左右２．８ｍｍで区画される方形領域（領域）を全周３１内に複数個予め決めておき、１つの方形領域について、この方形領域の面積と、同じ方形領域内に形成される１個以上の微小凹部３０の総面積との比率（パーセント値）を部分面積率として測定するようにしている。つまり、各方形領域の部分面積率は、それぞれ各方形領域内に形成された複数個の微小凹部３０の総面積を各方形領域の面積で除して得られる。
【００４５】
１つの方形領域の部分面積率を画像解析ソフトウェアが測定する。このソフトウェアが実装された画像解析装置は、光学顕微鏡を用いて撮影されたスリーブ外周面の写真を画像化し、画像中の方形領域に含まれる微小凹部３０が存在する凹穴の総面積と、凹穴が存在しない部分の総面積とを画像解析処理により求め、１つの方形領域内の部分面積率を算出するようにしている。
【００４６】
ところで、図５のパターンをスリーブ外周面上に形成された現像スリーブ２６を使って現像装置１１が現像処理を続けると、印字枚数が増大した場合、マグネットローラ１８上の現像剤（トナーとキャリアとの混合物）の搬送量が低下し、現像画像上に周期的な濃淡ムラが発生するという現象が起きる。
【００４７】
本発明者らはこの現象を詳細に調べた。スリーブ外周面上でスリーブ軸に平行な帯状領域での部分面積率と、この帯状の領域から円周方向で所定距離だけ離れた別の帯状領域での部分面積率とを顕微鏡撮影した写真を用いて比較したところ、本発明者らはこれらの部分面積率の値は円周方向でバラツキを生じることを見出した。
【００４８】
本発明者らは、互いに同じ条件でエッチング加工された複数本の現像スリーブ２６について、各スリーブ表面を顕微鏡により撮影して得た画像を目視により判定したところ、これらのスリーブ表面の溝状の微小凹部３０の溝縁の位置と、微小凹部３０の上下及び左右の各寸法とはいずれも図５所定の値±誤差の数値範囲内に収まらなかった。これらの現像スリーブ２６の間で微小凹部３０の各寸法が異なった。
【００４９】
一本の現像スリーブ２６についてスリーブ表面を本発明者らが観察したところ、スリーブ表面上の周方向で、微小凹部３０の開口寸法が一定でなかった。エッチング処理により表面加工された現像スリーブ２６では、管材の溶け方によって微小凹部３０の開口寸法がスリーブ周方向に一様でなくバラツキが出る。エッチング残渣や過剰なオーバーエッチングにより大きな開口寸法を有する微小凹部３０と、小さな開口寸法を有する微小凹部３０とが周方向で混在して形成される。
【００５０】
この点について発明者らは次のような検討を加えた。即ち、エッチング処理では、アルミウム管材のスリーブの外周面に対しインクジェット装置が駆動されながらインクを吐出し、外周面上に微小凹部３０に対応したインクパターンを描画する。
【００５１】
設計値を持った現像スリーブ２６の断面形状は、図６のような寸法を有し、各微小凹部３０は、溝底と、それぞれこの溝底の面の両側から起立する一対の溝壁と、それぞれこの一対の溝壁に連続する一対の溝縁とから成る。エッチング加工を行うと、微小凹部３０の溝縁の断面形状はしっかりとした矩形にはならず、溝縁断面の角がとれる。先端部分が丸みを帯びた円弧状を持つ溝縁が生成される。円弧状の溝縁が形状されることは、微小凹部３０の深さや開口寸法がスリーブ外周面上で不均一になることを招く。微小凹部３０が保持する現像剤の量が外周面上で不均一になってしまう。
【００５２】
また、本発明者らは、スリーブ外周面上でスリーブ軸に平行な複数の帯状領域の間で、微小凹部３０の密集の度合いを比較したところ、周方向の一つの帯状領域では、スリーブ軸長に沿って小さな開口寸法の微小凹部３０が密集し、周方向の他の一つの帯状領域では、スリーブ軸長に沿って大きな開口寸法の微小凹部３０が密集するという現象も見出した。スリーブ外周面上において、マグネットローラ１８上の現像剤の層の層厚が不均一となり、周方向に周期的な濃淡ムラが発生していた。この濃淡のムラがマグネットローラ周期ムラを引き起こしていた。
【００５３】
この理由としては、スリーブ表面上の小さい微小凹部３０はマグネットローラ１８が現像剤を搬送するときの搬送力を得られないため、マグネットローラ１８の現像層は薄くなるからであると考えられる。一方、スリーブ表面上の大きい微小凹部３０は現像剤を搬送しやすいため、大きな現像剤搬送力を得られたと考えられる。
【００５４】
本発明者らは、複数の微小凹部３０の間でこれらの各開口寸法が一様ではなく、エッチングパターンで見るとバラツキ、つまり不均一性が存在するという現象に対し、顕微鏡でスリーブ外周面を撮影した後、写真判定を行うことにより、スリーブ外周面の管材の溶ける量が周方向により異なることを見出した。
【００５５】
そこで、本発明者らは鋭意検討の結果、部分面積率に着目し、各スリーブの全外周面をそれぞれスリーブ軸に平行に８分割し、各領域で部分面積率を測定し、これらの部分面積率を用いて領域間での濃淡のムラを観察し、濃淡のムラを複数のスリーブ間で比較した。
【００５６】
本発明者らは、スリーブの部分面積率が２０％以上であり、スリーブ円周方向の部分面積率の最大値と最小値との差を９％以下とすることにより、マグネットローラ周期ムラの無い画像を得ることを実現できることを見出した。以下、この点について図７、図８を参照して詳述する。
【００５７】
図７は現像スリーブ２６の斜視図である。それぞれ現像スリーブ２６の中心軸線を含む４枚の平面によってこの現像スリーブ２６を仮想的に８つ割りに周方向に等分割するものとした場合に形成される８個の分割片３２の各外周面領域の各部分面積率を本発明者らは測定した。つまり、現像スリーブ２６の断面円内で原点に対して角度０、４５、９０、１３５、１８０、２２５、２７０、３１５の計８方向の円周上の点間の円弧を断面形状とする各外周面領域の各部分面積率を測定した。測定の結果、１つのスリーブについて、スリーブ外周面の円周方向に部分面積率の最大値と、部分面積率の最小値とを記録した。
【００５８】
図８は現像スリーブ２６の最小部分面積率と、最大部分面積率及び最小部分面積率間の差Δとの関係を示すグラフである。同グラフに示す記号○、×は任意の数（同図の例では２３）本のスリーブのそれぞれを測定して得た値を表す。記号○はいずれも実施例に係る現像スリーブ２６による現像画像が良好であることを示す。記号×はいずれも比較例としての現像スリーブによる現像画像に画像不良があることを示す。良好、不良の判定は目視による。
【００５９】
最小部分面積率とは、周方向８箇所について測定を行った部分面積率のうちの最小の部分面積率を表す。最大部分面積率、最小部分面積率とはそれぞれ、周方向で８箇所の部分面積率のうちの最も大きい、最も小さいパーセント値である。差Δが例えば２（％）とは、１本のスリーブの最大部分面積率２０（％）から、同じスリーブの最小部分面積率１８（％）を減算した値が２（％）であることを表す。
【００６０】
実施例に係る現像スリーブ２６と、比較例としての現像スリーブとの各部分面積率の測定に用いられる評価用機械及び方法はこれらのスリーブ間で同じである。互いに異なる部分面積率を持つ複数種類のエッチングパターンでアルミニウム管をエッチング処理し、複数本のスリーブを準備した。１本のスリーブを光学顕微鏡にセットした。
【００６１】
８個のスリーブ外周面領域のうちのいずれかの領域を写真撮影した。画像解析装置は画像解析処理を行って、軸方向に３箇所、２．１ｍｍ＊２．８ｍｍの方形領域を選択し、これらの方形領域の部分面積率を測定した。同じスリーブを円周方向に４５°回転させて写真を採取し、部分面積率を測定した。８個の領域のデータが得られるまで、４５°ずつの回転、写真採取、及び部分面積率の取得を繰り返した。
【００６２】
部分面積率を採取するための３箇所の方形領域の位置はスリーブ外周面上のエッチング加工を施されたドットパターン領域内に選択されて、全てのスリーブの間で同じ位置に定めた。スリーブを光学顕微鏡から外し、これを現像装置１１に組込み、この現像装置１１に現像動作を行わせ、画像（現像画像）を生成させた。目視で、画像中に濃淡ムラの有無を判定した。この作業を、最小部分面積率と、円周方向の最大部分面積率及び最小部分面積率間の差Δとを変え、検討しつつスリーブを取替えて繰り返した。
【００６３】
図８に示すように、各○で表される現像スリーブ２６を用いて現像処理を行った場合、画像中にマグネットローラ周期ムラが発生していなかった。各×で表される現像スリーブが用いられた場合、画像中にマグネットローラ周期ムラが発生していた。凹穴の部分面積率が２０％以下の領域でマグネットローラ周期ムラが発生していた。また、差Δが９％以上の範囲に入る値を有する現像スリーブは×で表されるように、いずれもマグネットローラ周期ムラが発生していた。
【００６４】
そこで本発明者らは、最小部分面積率が２０％以上であり、且つ差Δが９％以下の範囲の値を有する複数本の現像スリーブについて測定を行ったところ、これらの現像スリーブは○で表されるようにいずれもマグネットローラ周期ムラが発生せず、良好な画像を得ることができたという顕著な効果を確認することができた。
【００６５】
ここで、最小部分面積率が２０％以上且つ差Δが９％以下の範囲に入る現像スリーブを採用するに当たっては、部分面積率を軸方向に３箇所、円周方向に８箇所、計３＊８＝２４箇所の写真を採取し、その個々の部分面積率が２０％以上であり、なお且つ差Δが９％以下であるものを採用した。
【００６６】
また、最小部分面積率が２０％以下の範囲に入る値を有する現像スリーブでは、画像の濃淡の薄い領域が発生しており、開口寸法が小さい凹穴が密集している部分が生じていた。これは、凹穴が密集している領域の最小部分面積率が１５％から１６％の数値範囲内である現像スリーブは、現像剤を搬送せず、現像剤層の層厚が薄く、搬送ムラを生じていたからと考えられる。最小部分面積率が過小であると、現像剤を担持して搬送することができない。このため、最小部分面積率は２０％以上であることが必要であると考えられる。
【００６７】
最小部分面積率が、２０％以上の範囲であり且つ差Δが１０％以上の値をとる範囲に入る値を持つ現像スリーブでは、搬送ムラは生じていなかった。例えば最小部分面積率が１５％の値を持つ現像スリーブでは、画像生成に要する現像剤のうち１５％分の現像剤が抜けると考えられる。
【００６８】
試験を行い、マグネットローラ上を観察したところ、外周面上に現像剤が付着しておらず、画像には白抜けが生じていた。２０％以上の最小部分面積率を有する現像スリーブであれば、十分現像剤がマグネットローラ上に付着していたので白抜けが生じることはない。このように、最小部分面積率が２０％以下の範囲に入る現像スリーブでは、現像剤の搬送量が少なく、十分感光体を現像させることができず、現像剤の搬送力は弱まると考えられる。
【００６９】
また、差△が９％以上の範囲に入る値を有する現像スリーブでは、画像中に現像剤の濃い領域と薄い領域とがマグネットローラ周期で段状のムラとして観察された。これは、最大部分面積率が測定された方形領域を含む軸方向帯状の領域の濃さと、最小部分面積率が測定された方形領域を含む軸方向帯状の領域の濃さとの差が大き過ぎるからであると考えられる。
【００７０】
最小部分面積率が２０％以上であり且つ差Δが１０．５％以上である範囲内の値を有する現像スリーブで試験を行ったところ、この現像スリーブでは白抜けは生じないものの、濃い部分と薄い部分とがマグネットローラ周期ではっきりと現れた。この濃淡の差は、画像として実用に耐えられないほど目立ち過ぎたものであった。このようにして、目視による判定を続けた結果、差Δが９％以下の範囲に入る現像スリーブでは、濃淡の差が目立たない画像が得られた。
【００７１】
また、最小部分面積率が２０％以上の範囲の値を持つ現像スリーブについて述べる。本実施形態では、ドクターブレード２７（図３）と現像スリーブ２６とのギャップであるドクタースリーブギャップが０．５０ｍｍ以上となるように、最小部分面積率が２０％以上４０％以下の範囲の値を持つ現像スリーブを使用した。現像装置１１内でドクタースリーブギャップがあまりに狭くなり過ぎた状態でこの現像装置１１を動作させた場合、ドクターブレード２７と現像スリーブ２６との間にゴミなどによる目詰まりが起き、この目詰まりが現像画像内で白くスジとして現れてしまう。
【００７２】
本発明者らは、最小部分面積率が２０％以上の範囲の値を持つ現像スリーブを現像装置１１にセットし、ドクタースリーブギャップの値を複数異なる値に変えて現像装置１１を動作させる試験を行ったところ、ゴミが詰まらないようにするために十分な大きさは、ドクタースリーブギャップが０．５０ｍｍであった。
【００７３】
また、上記の説明では、外周面上の全領域の最小分割数は、円周方向に沿って全周の1／８とした。全周の１／８を選択した理由は、部分面積率の測定に当たって帯状の領域の円周方向の領域幅を広くとると、円周方向のバラツキの度合いを採取することができないからである。最小分割数を全周の1／８又は１／８よりも細かい例えば１／１６分割などを行い、各分割領域で部分面積率を測定することによって、円周方向のバラツキの度合いをより忠実に再現することができる。
【００７４】
このように、本実施形態に係るマグネットローラ、現像装置及び画像形成装置によれば、現像スリーブ２６の最小部分面積率が２０％以上であり、且つスリーブ円周方向の部分面積率の最大と最小との差Δが９％以下にすることにより、マグネットローラ周期ムラの無い画像が達成されるようになる。
【００７５】
これに対して、図８のように、マグネットローラ１８の部分面積率が２０％以下の領域では、印字枚数が進むと、マグネットローラ１８上の現像剤の搬送量が低下し、画像上のマグネットローラ周期のムラが発生する。また、円周方向の部分面積率のバラツキの最大と最小との差が９％を超えると、マグネットローラ１８上の円周方向の現像剤の搬送量の差が大きくなり、搬送量の多い部分と少ない部分との間で、マグネットローラ周期像画像にムラが発生する。
【００７６】
従って、現像スリーブ２６の最小部分面積率を２０％以上にし、且つ差Δを９％以下にするということによって、顕著な効果を奏することができるようになる。
【００７７】
また、最小部分面積率が２０％以上の範囲の値を持つ現像スリーブ２６では、現像装置１１のドクタースリーブギャップを０．５０ｍｍ以上に調整することで、マグネットローラ周期ムラがなく、なおかつギャップが狭すぎることによって生ずる目詰まりの無い画像が達成される。また、部分面積率を測定するに当たり、スリーブ外周面上の全域に周方向１／８又は１／８よりも小さい値を乗じてこの全域を分割することにより、円周方向のムラを測定することができ、この部分面積率の差Δを上記所定の範囲とすることにより、マグネットローラ周期ムラの無い画像が達成される。
【００７８】
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００７９】
部分面積率の方形領域の大きさは種々変更可能である。上記実施形態では、部分面積率を採取するための３箇所の方形領域の位置は、全てのスリーブの間で同じ位置に定めたが、この方形領域の位置は所望の位置でよい。１つのスリーブについて３箇所以上の方形領域から部分面積率を採取してもよい。これらの変更をしたに過ぎずに実施された発明に対して本発明の優位性は何ら損なわれるものではない。
【００８０】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。本発明の実施の形態に係る現像装置及び画像形成装置は、コピー機、プリンタ、ＦＡＸ、スキャナ、及びデジタル複合機等に用いられる。
【符号の説明】
【００８１】
１…複写機（画像形成装置）、２…読取部、３…筐体、４…画像形成部、５…給紙部、６…コントロールパネル、７…表示パネル、８…感光体ドラム（感光体）、９…帯電装置（帯電器）、１０…露光装置（露光器）、１１…現像装置、１２…転写装置、１３…除電装置、１４…クリーナ、１５…定着装置、１６…排紙装置、１７…容器、１８…マグネットローラ、１９…開口部、２０…壁、２１，２２…室、２３，２４…オーガ、２５…マグネット、２６…現像スリーブ（スリーブ）、２７…ドクターブレード（規制部材）、２８…板金、２９…ブレード本体、３０…微小凹部（凹部）、３１…全域、３２…分割片。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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