(57)【要約】【課題】小型化を図りながらも、必要な磁力を確保しながら高精度を図ることができるマグネットローラ、このマグネットローラを備えた現像剤担持体、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置はプロセスカートリッジを備えている。プロセスカートリッジは現像装置を備えている現像装置は現像ローラ１１５を備えている。現像ローラ１１５はマグネットローラ１３３と現像スリーブ１３２を備えている。マグネットローラ１３３の表面には複数の磁極Ｎ１，Ｓ１，１３５，Ｓ２，Ｎ２，１３６が形成されておりこれらによって現像スリーブ１３２の外周面に剤切れ領域Ｒが形成されている。マグネットローラ１３３のローラ本体１３４の剤切れ領域Ｒに対応する部分に補強部材１３６が埋め込まれている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性の円筒体内に収容されてその円筒体の外周面に剤切れ領域を形成するように少なくとも一つの磁極を表面に有するマグネットローラにおいて、
両端に軸部をそれぞれ一体に設けた中実のローラ本体と、前記ローラ本体の前記剤切れ領域に対応する部分に埋め込まれかつ前記ローラ本体の材料とは異なる材料で構成された長尺の補強部材と、を有していることを特徴とするマグネットローラ。
【請求項２】
前記補強部材が、前記ローラ本体よりも剛性の高い材料で構成されていることを特徴とする請求項１記載のマグネットローラ。
【請求項３】
前記補強部材が、磁性材料で構成されてい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】
前記補強部材が、前記ローラ本体よりも溶融温度の高い材料で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載のマグネットローラ。
【請求項５】
前記補強部材と前記ローラ本体とが一体に成形されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載のマグネットローラ。
【請求項６】
前記ローラ本体が、当該ローラ本体の軸芯に直交する断面において磁力線が互いに平行となるように、磁気異方性を有して形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載のマグネットローラ。
【請求項７】
磁性粉と高分子化合物とで構成される混合材料が一方向の配向磁場が印加された金型のキャビティ内に注入されることによって、前記ローラ本体が成形されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載のマグネットローラ。
【請求項８】
複数の磁極を表面部分に有するマグネットローラと、前記マグネットローラを同軸上に内包する形で配置された非磁性の円筒体と、を備えた現像剤担持体において、前記マグネットローラとして、請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載のマグネットローラを備えていることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項９】
前記非磁性の円筒体の外周面には、回転磁場における短線状の線条材のランダムな衝突によって形成された多数の凹みが形成されていることを特徴とする請求項８記載の現像剤担持体。
【請求項１０】
外周面に現像剤を吸着する現像剤担持体を少なくとも備えた現像装置において、前記現像剤担持体として、請求項８又は請求項９に記載の現像担持体を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
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、前記現像装置として、請求項１０記載の現像装置を有していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
現像装置を少なくとも有するプロセスカートリッジを備えた画像形成装置において、前記プロセスカートリッジとして、請求項１１記載のプロセスカートリッジを有していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられるマグネットローラ、現像剤担持体、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式を採用した複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、像担持体である感光体を有し、この感光体の感光層を帯電ローラで帯電させた後、レーザ走査ユニットからのレーザビームによって露光して静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーによって現像した後、転写材としての転写紙上に転写する。
【０００３】
このような画像形成装置では、非磁性体のトナーと、磁性キャリアとを混合した現像剤を用いた所謂二成分現像方式の現像装置が用いられている。前記二成分現像方式の現像装置は、非磁性の円筒体としての現像スリーブと、当該現像スリーブ内に配設されたマグネットローラ（例えば、特許文献１及び２を参照）とを有する現像剤担持体（例えば、特許文献３を参照）を備えている。
【０００４】
前記現像剤担持体は、マグネットローラの周方向に形成された複数の磁極の磁力によって現像スリーブの表面に穂立ちした現像剤を感光体ドラムと対向する現像領域に搬送し、感光体に形成された静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成する。ここで、前記現像剤の磁性キャリアは、マグネットローラで生じる磁力線に沿うように現像スリーブの表面に穂立ちしており、この穂立ちした磁性キャリアにトナーが付着している。
【０００５】
近年、前記画像形成装置のカラー化及び小型化が進んでいる。カラー画像を形成する画像形成装置には、通常４つの現像装置が内蔵されているので、画像形成装置の小型化のためには、内蔵された各現像装置の小型化が必要である。そして、前記各現像装置の小型化のためには、現像装置の前記現像剤担持体の小径化が不可欠である。
【特許文献１】特公平５−２３３８０２号公報
【特許文献２】特開２０００−６８１２０号公報
【特許文献３】特開２００２−２５１０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記現像剤担持体を小径化するには、現像スリーブ及びその内部に配設されたマグネットローラを小径に構成しなければならない。しかし、マグネットローラを小径に構成すると、マグネットローラの体積が小さくなるためにマグネットローラで発生する磁力が弱くなり、そのために、現像スリーブの表面に現像剤を穂立ちさせる磁力が弱くなって、十分な量の現像剤を現像領域に搬送することができないという問題があった。
【０００７】
具体的には、特許文献１には、擬似的に多極配向を行い、一体構造ながら多極配置の磁極形成を可能にしたマグネットローラが示されているが、擬似的に多極構成とするために、現像剤担持体の外周面上で９０ｍＴ程度の磁力しか得られない、という問題、即ち、十分な磁力を得られずに十分な量の現像剤を現像領域に搬送できないという問題や、金型構造が煩雑であるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２には、等方性のフェライトプラスチック磁石で構成されたローラ本体の一部にマグネットブロックを貼り付けたマグネットローラが示されている。しかしながら、現像極以外の磁極において必要な磁束密度を達成する事が困難で、２成分の現像剤で現像する現像装置に用いること、即ち、カラー用の画像形成装置に用いることが困難であるという問題があった。
【０００９】
さらに、特許文献３には、ローラ本体を押出し成形でパイプ状に成形し芯金を挿入した上で希土類マグネットを埋め込むマグネットローラが示されている。しかしながら、このマグネットローラでは、外径を小さくすると、ローラ本体の体積を十分に得られないので、高磁力を得ることが困難であるという問題があった。
【００１０】
また、小型化を図っても必要な磁力を確保できるマグネットローラを得るために、鉄やステンレス鋼などで構成された芯材などを用いずに、ローラ全体を磁性材料で構成された中実材とする方法も考えられるが、この場合でも、マグネットローラ自体の剛性を確保することが困難となるので、現像スリーブとの同軸度を確保することができないという問題があった。即ち、形成する画像の高精度化を図ることが困難となる問題があった。最悪の場合には、マグネットローラが撓んで、当該マグネットローラ自体が破損してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、小型化を図りながらも、必要な磁力を確保しながら画像の高精度を図ることができるマグネットローラ、このマグネットローラを備えた現像剤担持体、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置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】
【００１２】
請求項１に記載のマグネットローラは、非磁性の円筒体内に収容されてその円筒体の外周面に剤切れ領域を形成するように少なくとも一つの磁極を表面に有するマグネットローラにおいて、両端に軸部をそれぞれ一体に設けた中実のローラ本体と、前記ローラ本体の前記剤切れ領域に対応する部分に埋め込まれかつ前記ローラ本体の材料とは異なる材料で構成された長尺の補強部材と、を有していることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載のマグネットローラは、請求項１に記載のマグネットローラにおいて、前記補強部材が、前記ローラ本体よりも剛性の高い材料で構成されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載のマグネットローラは、請求項１又は請求項２に記載のマグネットローラにおいて、前記補強部材が、磁性材料で構成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載のマグネットローラは、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載のマグネットローラにおいて、前記補強部材が、前記ローラ本体よりも溶融温度の高い材料で構成されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項５に記載のマグネットローラは、請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載のマグネットローラにおいて、前記補強部材と前記ローラ本体とが一体に成形されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項６に記載のマグネットローラは、請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載のマグネットローラにおいて、前記ローラ本体が、当該ローラ本体の軸芯に直交する断面において磁力線が互いに平行となるように、磁気異方性を有して形成されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項７に記載のマグネットローラは、請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載のマグネットローラにおいて、磁性粉と高分子化合物とで構成される混合材料が一方向の配向磁場が印加された金型のキャビティ内に注入されることによって、前記ローラ本体が成形されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項８に記載の現像剤担持体は、複数の磁極を表面部分に有するマグネットローラと、前記マグネットローラを同軸上に内包する形で配置された非磁性の円筒体と、を備えた現像剤担持体において、前記マグネットローラとして、請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載のマグネットローラを備えていることを特徴としている。
【００２０】
請求項９に記載の現像剤担持体は、請求項８に記載の現像剤担持体において、前記非磁性の円筒体の外周面には、回転磁場における短線状の線条材のランダムな衝突によって形成された多数の凹みが形成されていることを特徴としている。
【００２１】
請求項１０に記載の現像装置は、外周面に現像剤を吸着する現像剤担持体を少なくとも備えた現像装置において、前記現像剤担持体として、請求項８又は請求項９に記載の現像担持体を備えていることを特徴としている。
【００２２】
請求項１１に記載のプロセスカートリッジは、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、前記現像装置として、請求項１０記載の現像装置を有していることを特徴としている。
【００２３】
請求項１２に記載の画像形成装置は、現像装置を少なくとも有するプロセスカートリッジを備えた画像形成装置において、前記プロセスカートリッジとして、請求項１１記載のプロセスカートリッジを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載のマグネットローラによれば、ローラ本体が両端に軸部を一体に設けて中実に形成されているので、ローラ本体即ちマグネットローラを構成する磁性材料の量を十分な磁力を得ることができる程に確保でき、小型化を図っても高磁力なマグネットローラを得ることができる。
【００２５】
また、ローラ本体の剤切れ領域に対応する部分に補強部材を埋め込んでいるので、ローラ本体即ちマグネットローラの剛性を向上して、画像の高精度化を図ることができるとともに、撓みを防止して破損することを確実に防止できる。さらに、ローラ本体の剤切れ領域に対応する部分に補強部材を埋め込むので、剤切れ領域で確実に現像済みの現像剤を非磁性の円筒体の外周面から落とすことができる。また、ローラ本体を円柱形状に形成する場合よりも磁性材料の使用量を減少できるので、特に、希土類磁性粉などの高価な材料を用いてローラ本体を構成する場合には、低コスト化を図ることができる。
【００２６】
請求項２に記載のマグネットローラによれば、補強部材がローラ本体よりも剛性が強い材料で構成されているので、当該ローラ本体即ちマグネットローラの剛性を向上でき、マグネットローラの撓みや破損を防止して、長期にわたって高画質な画像を得ることができるマグネットローラを提供できる。 
【００２７】
請求項３に記載のマグネットローラによれば、補強部材が磁性材料で構成されているため、剤切れ性のよい磁気波形を具現化することができ高画質な画像を得ることができるマグネットローラを提供できる。また、補強部材をＳＵＭ（硫黄複合快削鋼鋼材）などの安価な材料で構成することにより、低コスト化を図ることができる。
【００２８】
請求項４に記載のマグネットローラによれば、補強部材を構成する材料の溶融温度がローラ本体の材料の溶融温度よりも高いため、ローラ本体を射出成形する際に、当該ローラ本体と補強部材とをインサート成形などによって一体成形することが可能になり、製造工程の簡素化、補強部材の配置において高精度化を図ることができ、安価で精度のよいマグネットローラを提供できる。
【００２９】
請求項５に記載のマグネットローラによれば、ローラ本体と補強部材とが一体成形されているため製造工程が簡素化、補強部材の位置の高精度化を図ることができる。また、ローラ本体の成形時に、当該ローラ本体の反りを補強部材によって抑制でき、安価で精度のよいマグネットローラを提供できる。
【００３０】
請求項６に記載のマグネットローラによれば、軸芯に直交する断面において磁力線が互いに平行になるように、ローラ本体に磁気異方性を持たせることにより、無配向に比べて高磁力なマグネットローラを得ることができるとともに、成形時の金型構造が簡易で製造手番が短くなり、安価で高磁力なマグネットローラを提供できる。
【００３１】
請求項７に記載のマグネットローラによれば、磁場を印加しながら射出成形してマグネットローラを得るため、当該マグネットローラの工程を簡素化することができ、かつマグネットローラの磁力を高められるため、安価で高磁力なマグネットローラを提供することができる。
【００３２】
請求項８に記載の現像剤担持体によれば、前述したマグネットローラを備えているので、小型化を図りながらも、高磁力化と画像の高精度化を図ることができる。
【００３３】
請求項９に記載の現像剤担持体によれば、回転磁場内でランダムに線条材を衝突させて、ランダムな楕円形状の打痕を外周面に有する非磁性の円筒体を用いた現像剤担持体であるため、非磁性の円筒体の加工時の曲がりを防止し、さらに、楕円形状の打痕を外周面に形成したことで現像剤の磨耗を防止することが可能になり、高精度で画像特性に有利な現像剤担持体を提供することができる。
【００３４】
請求項１０に記載の現像装置によれば、前述した現像ローラを備えているので、小型化を図りながらも、高磁力化と画像の高精度化を図ることができる。
【００３５】
請求項１１に記載のプロセスカートリッジによれば、前述した現像装置を備えているので、小型化を図りながらも、高磁力化と画像の高精度化を図ることができる。
【００３６】
請求項１２に記載の画像形成装置によれば、前述したプロセスカートリッジを備えているので、小型化を図りながらも、高磁力化と画像の高精度化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の一実施形態を、図１ないし図１５に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の構成を正面からみた説明図である。図２は、図１に示された画像形成装置の本発明の一実施形態にかかるプロセスカートリッジの断面図である。図３は、図２に示されたプロセスカートリッジの本発明の一実施形態にかかる現像装置の断面図である。図４は、図３に示された現像装置の本発明の一実施形態にかかるマグネットローラの分解斜視図である。
【００３８】
画像形成装置１０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像則ちカラー画像を、一枚の転写材としての記録紙１０７（図１に示す）に形成する。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。
【００３９】
画像形成装置１０１は、図１に示すように、装置本体１０２と、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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をトナー像を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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、感光体（像担持体ともいう）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。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。
【００４９】
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。
【００５０】
現像装置１１３は、図２及び図３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、規制部材としての規制ブレード１１６とを少なくとも備えている。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。磁性キャリアは、芯材と、該芯材の外表面を被覆した樹脂コート膜と、樹脂コート膜に分散されたアルミナ粒子と、を備えている。
【００５４】
芯材は、磁性材料としてのフェライトで構成されているとともに、球形に形成されている。樹脂コート膜は、芯材の外表面全体を被覆している。樹脂コート膜は、アクリルなどの熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有している。この樹脂コート膜は、弾力性と強い接着力を有している。アルミナ粒子は、外径が樹脂コート膜の厚みより大きな球形に形成されている。アルミナ粒子は、樹脂コート膜の強い接着力で保持されている。アルミナ粒子は、樹脂コート膜より磁性キャリアの外周側に突出している。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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の外周面に供給する。
【００５８】
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８と相対する部分には、開口部１２５ａが設けられている。
【００５９】
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。
【００６０】
現像ローラ１１５は、図２、図３及び図５に示すように、円柱状のマグネットローラ（磁石体ともいう）１３３と、非磁性の円筒体としての前述した円筒状の現像スリーブ１３２とを備えている。
【００６１】
マグネットローラ１３３は、図４に示すように、磁性材料で構成されたローラ本体１３４と、長尺磁石成形体としての希土類マグネットブロック１３５と、ローラ本体１３４内に埋設された長尺の補強部材１３６とを備えている。
【００６２】
ローラ本体１３４は、軸芯方向の両端それぞれから突出した軸部１３４ａを設けた円柱状に形成されている。軸部１３４ａは、勿論、略円柱状に形成されて、ローラ本体１３４と同軸に配置されている。ローラ本体１３４は、図６に示すように、中実に形成されて、軸芯に直交する断面において、磁力線Ｊ１が互いに平行となるように磁気異方性を有して形成されている。
【００６３】
また、ローラ本体１３４には、当該ローラ本体１３４の外周面から凹でかつ軸芯方向に延びた凹溝１３７が形成されている。このように、ローラ本体１３４は、円柱状の中実なローラ状の磁石体として構成されて、軸部１３４ａが回転することなく固定的に支持されている。
【００６４】
前述したローラ本体１３４は、磁性粉と高分子化合物とで構成される混合材料を一方向の配向磁場を有する金型１３８（図１０に示す）のキャビティ１４１内に射出することで成形されたものである。このように、ローラ本体１３４を構成する材料として、プラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用いることが一般的である。前述した磁性粉として、フェライトもしくは高い磁気特性を得るためにＮｅ系（Ｎｅ-Ｆｅ-等）またはＳｍ系（Ｓｍ-Ｃｏ、Ｓｍ-Ｆｅ-Ｎ等）等を用い、高分子材料として、６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）・ＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエチレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩素系材料、ＮＢＲ等のゴム材料などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂としてエポキシ系、シリコーン系、ウレタン系等を用いる。
【００６５】
本発明では、ローラ本体１３４即ちマグネットローラ１３３の小径化を図るために、剛性の高いＰＡ系樹脂にフェライトマグネットを混合した材料を用いて、ローラ本体１３４を成形して、高磁力が必要な箇所に希土類マグネットブロック１３５を配置することが望ましい。ローラ本体１３４は、前述したように磁場中で成形が行われることで、磁力線が異方性化（磁性粉が一定方向に配行）して、成形後の磁気特性が向上する。
【００６６】
希土類マグネットブロック１３５は、断面略矩形状の棒状に形成されている。希土類マグネットブロック１３５は、前記凹溝１３７内に配置され、そして、当該希土類マグネットブロック１３５の長手方向に直交する断面において磁力線Ｊ２（図６中に矢印で示す）がローラ本体１３４の磁力線Ｊ１とほぼ直交する状態に配置されている。
【００６７】
前記希土類マグネットブロック１３５は、小さな体積で高磁力を達成するために、Ｎｄ−Ｆｅ−ＢやＳｍ−Ｆｅ−Ｎの磁性粉と６ＰＡのＰＡ（ポリアミド）系の高分子化合物とを混合させた混合材料（マグネットコンパウンド）で形成されている。前記希土類マグネットブロック１３５は、前記混合材料を金型内に注入することによる射出成形によって成形される。また、希土類マグネットブロック１３５は、ポリエステルなどの樹脂粉末と混合した混合材料を用いて、押し出し成形、圧縮成形等で成形してもよい。
【００６８】
前記希土類マグネットブロック１３５を成形する場合も、前記マグネットローラ１３３と同様に磁場中で射出成形、押し出し成形、圧縮成形等を行うのが望ましい。これにより、磁力線が異方性化して高い磁気特性を得ることができる。成形された希土類マグネットブロック１３５は、ローラ本体１３４の中央寄りの底壁部からローラ本体１３４の外周寄りの上壁部に向けて配行されている。
【００６９】
希土類マグネットブロック１３５は、マグネットローラ１３３の後述する現像極をなす磁極として構成されて、十分な高磁力を発生するようになっている。そして、マグネットローラ１３３で生じた磁力線に沿うように前記現像スリーブ１３２の表面に穂立ちした現像剤１２６が現像領域１３１に搬送されるようになっている。
【００７０】
補強部材１３６は、ローラ本体１３４を構成する前述した混合材料よりも溶融温度の高い材料で且つ磁性材料であるとともにローラ本体１３４を構成する前述した混合材料よりも剛性の高い材料で構成されるのが望ましい。即ち、補強部材１３６は、ローラ本体１３４を構成する前述した混合材料とは異なる材料で構成されている。
【００７１】
補強部材１３６は、断面略矩形状の棒状に形成されて、ローラ本体１３４即ちマグネットローラ１３３の外周面に一部が露出した格好で当該ローラ本体１３４内に埋設されている。補強部材１３６は、ローラ本体１３４即ちマグネットローラ１３３の全長に亘って設けられている。補強部材１３６は、現像スリーブ１３２の外周面に形成される剤切れ領域Ｒ（図５に示す）に対応して、当該剤切れ領域Ｒとローラ本体１３４及び現像スリーブ１３２の径方向に沿って並ぶ位置に配置されている。即ち、補強部材１３６は、現像スリーブ１３２の内周面のうちの剤切れ領域Ｒの内面に位置する部分と相対している。
【００７２】
前述した補強部材１３６の材料としては、プラスチック、エンプラ（エンジニアリング・プラスチック  ＰＡ、ＰＯＭ、ＰＣ、ＰＢＴ、変性ＰＰＥなど）、スーパーエンプラ、セラミック、金属などが挙げられるが、剛性を高めるためにはスーパーエンプラ、セラミック、金属を用いることが望ましい。また、補強部材１３６が磁性材料で構成されると、前述した剤切れ領域Ｒから現像剤１２６を離れやすくできる。現像剤１２６の剤離れは、当該補強部材１３６に隣接する磁極同士の反発力が大きく影響するが、補強部材１３６が非磁性体であると、この補強部材１３６と隣接する磁極同士が逆極になりやすく、同極に波形を作り込むのが難しい。このように、補強部材１３６に隣接する磁極同士が逆極であると、現像スリーブ１３２の外周面の反発磁界が弱く、剤切れ領域Ｒから現像剤１２６が離れにくくなる。例えば、補強部材１３６を磁性材料の金属である鉄で構成する場合、アルミニウム合金などの非磁性材料で構成する場合よりも、適正に磁極を配置しやすく、マグネットローラ１３３自体の剛性が高い。
【００７３】
さらに、補強部材１３６を、ローラ本体１３４を構成する材料よりも溶融温度が高い材料もしくは熱硬化性の材料を用いると、ローラ本体１３４の成形時に金型１３８のキャビティ１４１内に配置することが可能になる。ローラ本体１３４を成形する方法として、押出し成形、射出成形などがあげられるが、ローラ本体１３４の胴部と軸部１３４ａの外径が異なるため、射出成形が望ましい。
【００７４】
この場合、ローラ本体１３４を構成する材料よりも溶融温度が高い材料で構成された補強部材１３６を金型１３８のキャビティ１４１内に配置し、ローラ本体１３４を構成する前述した混合材料を射出、冷却することにより、一度に成形して、ローラ本体１３４と補強部材１３６とを一体に成形することが可能になり、製造工程を短く、また精度よく補強部材１３６を配置することができる。
【００７５】
また、補強部材１３６を配置した状態で、成形後のローラ本体１３４を冷却することにより、冷却時に生じやすいローラ本体１３４即ちマグネットローラ１３３の反りを防止することが可能になる。なお、図示例では、補強部材１３６は、ローラ本体１３４を構成する材料よりも溶融温度の高くかつ剛性の高い磁性材料で構成されている。
【００７６】
前述した構成のマグネットローラ１３３は、図５に示すように、回転自在な現像スリーブ１３２内に収容されて、当該現像スリーブ１３２と同軸に配置される。また、マグネットローラ１３３の表面には、複数の磁極Ｎ１，Ｓ１，１３５，Ｓ２，Ｎ２，１３６が形成されている。これらの磁極Ｎ１，Ｓ１，１３５，Ｓ２，Ｎ２，１３６は、マグネットローラ１３３の軸芯と平行でかつ当該マグネットローラ１３３の全長に亘って配置されている。
【００７７】
一つの磁極は、前述した希土類マグネットブロック１３５であり、感光体ドラム１０８と相対して設けられている。この磁極即ち希土類マグネットブロック１３５は、現像スリーブ１３２の外周面上に吸着した現像剤１２６の磁性キャリアを当該現像スリーブ１３２に吸着したままトナーを感光体ドラム１０８に受け渡して、当該感光体ドラム１０８の外周面上の静電潜像を現像する現像極をなしている。希土類マグネットブロック１３５は、Ｎ極性に形成されて、現像スリーブ１３２の外周面上に高磁束密度となる部分を形成する。
【００７８】
他の一つの磁極は、前述した補強部材１３６であり、収容槽１１７の第２空間１２１の奥寄り（感光体ドラム１０８から離れた側）と相対して設けられている。この磁極即ち補強部材１３６は、現像スリーブ１３２の外周面上に吸着した現像済みの現像剤１２６を、現像スリーブ１３２の外周面から離脱させて収容槽１１７内に落とす剤切れ極をなしている。補強部材１３６は、Ｎ極性に形成された二つの磁極Ｎ１，Ｎ２に挟まれて、弱いＮ極性に形成されて、現像スリーブ１３２の回転に伴う遠心力、磁極Ｎ１，Ｎ２同士の反発力や重力によって、現像スリーブ１３２の外周面上に当該外周面から現像剤１２６を収容槽１１７内に落とす磁束密度が低い剤切れ領域Ｒを形成する。
【００７９】
本発明においては、剤切れ極としての補強部材１３６は、後述する磁極（現像剤汲上げ極）Ｎ１と、当該補強部材１３６に隣接しかつ上流側に設けた後述する磁極（現像剤搬送極）Ｎ２とを同極にすることによって形成される。磁極（現像剤汲上げ極）Ｎ１及び磁極（現像剤搬送極）Ｎ２とは、互いに同極である。このように、前記剤切れ極としての補強部材１３６は、隣接する二つの磁極Ｎ１，Ｎ２が同極に形成されることで、形成される。磁極（現像剤汲上げ極）Ｎ１及び磁極（現像剤搬送極）Ｎ２とが同極であると、現像スリーブ１３２の外周面上に磁束密度の低い剤切れ領域Ｒを確実に形成することができる。
【００８０】
補強部材１３６と隣接しかつこの補強部材１３６の現像スリーブ１３２の回転方向の下流側に位置する磁極Ｎ１は、収容槽１１７内と相対しかつローラ本体１３４の一部が着磁されて形成されており、現像スリーブ１３２外周面に収容槽１１７内の現像剤１２６を吸着する現像剤汲上げ極をなしている。磁極Ｎ１は、Ｎ極性に形成されて、現像スリーブ１３２の外周面上に高磁束密度となる部分を形成する。
【００８１】
また、現像剤汲上げ極をなす磁極Ｎ１の現像スリーブ１３２の回転方向の下流側でかつ現像極をなす希土類マグネットブロック１３５の現像スリーブ１３２の回転方向の上流側には、現像スリーブ１３２の外周面上に現像剤１２６を吸着して、当該現像剤１２６を搬送するための現像剤搬送極をなすＳ極性の磁極Ｓ１が設けられている。
【００８２】
さらに、現像極をなす希土類マグネットブロック１３５の現像スリーブ１３２の回転方向の下流側でかつ剤切れ極をなす補強部材１３６の現像スリーブ１３２の回転方向の上流側には、現像スリーブ１３２の外周面上に現像剤１２６を吸着して当該現像剤１２６を搬送するための現像剤搬送極をなす磁極Ｓ２，Ｎ２が設けられている。これら二つの磁極Ｓ２，Ｎ２のうちの現像極としての希土類マグネットブロック１３５寄りのものはＳ極性に形成され、補強部材１３６寄りのものはＮ極性に形成されている。
【００８３】
前述した磁極Ｎ１，Ｓ１，１３５，Ｓ２，Ｎ２，１３６は、現像スリーブ１３２の外周面に現像剤１２６を吸着すると、現像剤１２６の磁性キャリアが該磁極Ｎ１，Ｓ１，１３５，Ｓ２，Ｎ２，１３６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の外周面上に立設（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の外周面上に立設する状態を、磁性キャリアが現像スリーブ１３２の外周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の磁力により外周面に現像剤１２６を吸着する。
【００８４】
前述した構成のマグネットローラ１３３は、以下のように製造される。マグネットローラ１３３を製造する際には、図１０に示された射出成形金型１３８が用いられる。射出成形金型１３８は、割型１３９，１４０から構成される二つ割の金型である。各割型１３９，１４０は、磁性体入子１３９ａ，１４０ａと、非磁性体入子１３９ｂ，１４０ｂとから構成されて、前記磁性体入子１３９ａ，１４０ａの内側に前記非磁性体入子１３９ｂ，１４０ｂが取り付けられている。そして、前記割型１３９，１４０同士が組合わさって、前記マグネットローラ１３３を成形するキャビティ１４１が構成されるようになっている。
【００８５】
前記一方の割型１３９には、成形されたマグネットローラ１３３を割型１３９から取り出すイジェクタピン１４２が設けられている。また、前記割型１３９，１４０のパーティングライン１４３部分には、前記マグネットローラ１３３を成形する際にマグネットローラ１３３の外周面に凹溝１３７を形成するためのスライドコマ１４４が設けられている。
【００８６】
マグネットローラ１３３を成形するには、まず、図１０に示すように、一方向の流れＡの配向磁場を有する射出成形金型１３８のキャビティ１４１の所定の位置に補強部材１３６をセットする。そして、配向磁場を維持したまま（即ち、磁場を印加したまま）射出成形金型１３８のキャビティ１４１内に磁性粉と高分子化合物とで構成される混合材料を注入する。その際、前記一方の割型１３９の磁性体入子１３９ａから他方の割型１４０の磁性体入子１４０ａに向けた一方向の磁場の流れを有する磁場中成形とすることにより、前記材料中の磁性粉が磁場の流れＡに沿って配行して、前記マグネットローラ１３３が一方向に磁気異方性を有するように成形される。
【００８７】
そして、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、磁場中成形により成形した前記マグネットローラ１３３の凹溝１３７内に、別に成形していた棒状の希土類マグネットブロック１３５を配置固定し、この希土類マグネットブロック１３５を配置したマグネットローラ１３３を着磁ヨーク１４５中に配置して、図５に示すような磁力を有する前述したマグネットローラ１３３を成形する。
【００８８】
ここで、前記希土類マグネットブロック１３５の前記マグネットローラ１３３への固定には、接着剤を用いて接着する。また、前記希土類マグネットブロック１３５の配置固定を前記着磁ヨーク１４５による着磁後に行ってもよい。前述したように、ローラ本体１３４と補強部材１３６とは、射出成形時に一体に成形（即ちインサート成形）されて、補強部材１３６がローラ本体１３４の剤切れ領域Ｒに対応する部分に埋め込まれている。また、本発明では、ローラ本体１３４の成形後に補強部材１３６を接着剤などで取り付けるようにしても良い。
【００８９】
現像スリーブ１３２は、図７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、その内周面が磁極Ｎ１，Ｓ１，１３５，Ｓ２，Ｎ２，１３６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、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの非磁性材料で構成されている。現像スリーブ１３２は、図１２に示す表面処理装置１によって外周面に粗面化処理が施されている。
【００９０】
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。
【００９１】
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。現像スリーブ１３２の外周面の表面粗さは、該現像スリーブ１３２の軸芯方向の中央部から両端部に向かうにしたがって、徐々に大きく（粗く）なっている。
【００９２】
また、現像スリーブ１３２の外周面には、図８及び図９に示すように、平面形状が楕円形状の凹み１４６が多数設けられている。凹み１４６は、現像スリーブ１３２の外周面にランダムに多数（複数）配置されている。勿論、凹み１４６は、長手方向が現像スリーブ１３２の軸方向に沿う凹み１４６と、長手方向が現像スリーブ１３２の周方向に沿う凹み１４６とを含んでいる。長手方向が現像スリーブ１３２の軸方向に沿う凹み１４６が、長手方向が現像スリーブ１３２の周方向に沿う凹み１４６より多い。さらに、凹み１４６の長手方向の長さ（長径）は、０．０５ｍｍ以上でかつ０．３ｍｍ以下となっており、幅方向の幅（端径）は、０．０２ｍｍ以上でかつ０．１ｍｍ以下となっている。なお、図８及び図９では、図中の左右方向が現像スリーブ１３２の軸方向となっている。
【００９３】
規制ブレード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。規制ブレード１１６は、現像スリーブ１３２の外周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。規制ブレード１１６は、所望の厚さを越える現像スリーブ１３２の外周面上の現像剤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の外周面上の現像剤１２６を所望の厚さにする。
【００９４】
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を磁極Ｎ１により現像スリーブ１３２の外周面に吸着する。そして、現像装置１１３は、現像スリーブ１３２が回転して、磁極Ｓ１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、規制ブレード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。
【００９５】
そして、現像装置１１３は、現像済みの現像剤１２６を、複数の磁極Ｓ２，Ｎ２で搬送した後、剤切れ領域Ｒで収容槽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。
【００９６】
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、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、現像装置１１３の現像スリーブ１３２の外周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。
【００９７】
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。
【００９８】
前述した現像スリーブ１３２は、図１２及び図１３に示す表面処理装置１によって外周面に粗面化処理が施される。
【００９９】
表面処理装置１は、図１２に示すように、ベース３と、固定保持部４と、移動手段としての電磁コイル移動部５と、移動保持部６と、移動チャック部７と、磁場発生部としての電磁コイル８と、収容槽９と、回収部１０と、冷却部１１と、検出手段としてのリニアエンコーダ７５と、制御手段としての制御装置７６（図１３に示す）とを備えている。
【０１００】
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。
【０１０１】
固定保持部４は、ベース３の長手方向（以下、矢印Ｘで示す）の一端部から立設した複数の支柱１２と、保持ベース１３と、立設ブラケット１４と、円筒保持部材１５と、保持チャック１６と、を備えている。
【０１０２】
保持ベース１３は、平板状に形成され、支柱１２の上端に取り付けられている。立設ブラケット１４は、平板状に形成され、保持ベース１３から立設している。円筒保持部材１５は、円筒状に形成され、立設ブラケット１４と保持ベース１３とに取り付けられている。円筒保持部材１５は、その軸芯が水平方向と矢印Ｘとの双方と平行な状態でかつ前記立設ブラケット１４よりベース３の中央部寄りに配置されている。円筒保持部材１５は、内側に収容槽９の後述する一端部９ａに取り付けられた後述するフランジ部材５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ（即ち一端部９ａ）を収容する。
【０１０３】
保持チャック１６は、前述した円筒保持部材１５即ち保持ベース１３の近傍に配され、前述したベース３に取り付けられている。保持チャック１６は、円筒保持部材１５内に一端部９ａが収容された収容槽９をチャックして、該収容槽９の一端部９ａを保持する。前述した構成の固定保持部４は、収容槽９の一端部９ａを保持する。
【０１０４】
電磁コイル移動部５は、一対のリニアガイド１７と、電磁コイル保持ベース１８と、電磁コイル移動用アクチュエータ１９と、を備えている。リニアガイド１７は、レール２０と、スライダ２１とを備えている。レール２０は、ベース３上に設置されている。レール２０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の長手方向即ち矢印Ｘと平行に配されている。スライダ２１は、レール２０に該レール２０の長手方向即ち矢印Ｘに沿って移動自在に支持されている。一対のリニアガイド１７は、レール２０がベース３の幅方向（以下、矢印Ｙで示す）に沿って互いに間隔をあけて配されている。なお、矢印Ｘと矢印Ｙとは、勿論、互いに直交しているとともに、それぞれ水平方向と平行である。
【０１０５】
電磁コイル保持ベース１８は、平板状に形成され、前述したスライダ２１上に取り付け
られている。電磁コイル保持ベース１８の上面は、水平方向と平行に配されている。電磁コイル保持ベース１８は、電磁コイル８を表面上に設置する。電磁コイル移動用アクチュエータ１９は、ベース３に取り付けられているとともに、前述した電磁コイル保持ベース１８を矢印Ｘに沿って、スライド移動させる。前述した電磁コイル移動部５は、電磁コイル移動用アクチュエータ１９により電磁コイル保持ベース１８即ち電磁コイル８を矢印Ｙに沿ってスライド移動させる。また、電磁コイル移動部５による電磁コイル８の移動速度は、０ｍｍ／秒〜３００ｍｍ／秒の間で変更可能である。さらに、電磁コイル移動部５の電磁コイル８の移動範囲は、６００ｍｍ程度である。
【０１０６】
移動保持部６は、一対のリニアガイド２２と、保持ベース２３と、第１アクチュエータ２４と、第２アクチュエータ２５と、移動ベース２６と、軸受け回転部２７と、保持チャック２８と、を備えている。
【０１０７】
リニアガイド２２は、レール２９と、スライダ３０とを備えている。レール２９は、ベース３上に設置されている。レール２９は、直線状に形成されているとともに、その長手方向が矢印Ｘ即ちベース３の長手方向と平行に配されている。スライダ３０は、レール２９に該レール２９の長手方向即ち矢印Ｘに沿って移動自在に支持されている。一対のリニアガイド２２は、レール２９が矢印Ｙ即ちベース３の幅方向に沿って互いに間隔をあけて配されている。
【０１０８】
保持ベース２３は、平板状に形成され、前述したスライダ３０上に取り付けられている。保持ベース２３の上面は、水平方向と平行に配されている。第１アクチュエータ２４は、ベース３に取り付けられているとともに、前述した保持ベース２３を矢印Ｘに沿って、スライド移動させる。
【０１０９】
第２アクチュエータ２５は、保持ベース２３に取り付けられているとともに、移動ベース２６を矢印Ｙに沿って、スライド移動させる。移動ベース２６は、平板状に形成され、その上面が水平方向と平行に配されている。
【０１１０】
軸受け回転部２７は、一対の軸受３１と、芯軸としての中空保持部材３２と、回転手段としての駆動用モータ３３と、チャック用シリンダ３４とを備えている。一対の軸受３１は、矢印Ｘに沿って、互いに間隔をあけて配置されているとともに、移動ベース２６上に設置されている。中空保持部材３２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、前述した軸受３１により軸芯回りに回転自在に支持されている。中空保持部材３２は、その軸芯が前述した矢印Ｘ即ち固定保持部４の円筒保持部材１５の軸芯と平行に配置されている。中空保持部材３２は、一端部３２ａが収容槽９内に位置するように移動ベース２６上から固定保持部４に向かって突出した格好で、かつ、他端部３２ｃが移動ベース２６上に位置した状態に配されている。中空保持部材３２は、図２に示すように、円筒状の現像スリーブ１３２内に通される。また、中空保持部材３２の移動ベース２６上に位置付けられた他端部３２ｃには、プーリ３５が固定されている。プーリ３５は、中空保持部材３２と同軸に配置されている。
【０１１１】
駆動用モータ３３は、移動ベース２６に設置されているとともに、その出力軸にプーリ３６が取り付けられている。駆動用モータ３３の出力軸の軸芯は、矢印Ｘと平行である。前述したプーリ３５，３６には、無端状のタイミングベルト３７が掛け渡されている。駆動用モータ３３は、中空保持部材３２を軸芯回りに回転させる。駆動用モータ３３は、中空保持部材３２を軸芯回りに回転させることで、現像スリーブ１３２を収容槽９の長手方向と平行な中空保持部材３２の軸芯則ち現像スリーブ１３２の軸芯を中心として回転させる。
【０１１２】
チャック用シリンダ３４は、移動ベース２６に設置されたシリンダ本体３８と、該シリンダ本体３８にスライド自在に設けられたチャック軸３９とを備えている。チャック軸３９は、円柱状に形成されその長手方向が矢印Ｘと平行に配されている。チャック軸３９は、中空保持部材３２内に収容されているとともに、該中空保持部材３２と同軸に配置されている。チャック軸３９には、一対のチャック爪４０が複数取り付けられている。
【０１１３】
一対のチャック爪４０は、チャック軸３９の外周面から該チャック軸３９の外周方向に突出する格好で、該チャック軸３９に取り付けられている。また、チャック爪４０は、中空保持部材３２の外周面から該中空保持部材３２の外周に向かって突出可能となっている。チャック爪４０は、チャック軸３９及び中空保持部材３２からの突出量が変更自在に設けられている。複数対のチャック爪４０は、前述したチャック軸３９の長手方向即ち矢印Ｘに沿って、間隔をあけて配置されている。一対のチャック爪４０は、チャック用シリンダ３４のチャック軸３９がシリンダ本体３８に近づく方向に縮小すると、前述したチャック軸３９及び中空保持部材３２からの突出量が増加する。
【０１１４】
前述したチャック用シリンダ３４は、チャック軸３９がシリンダ本体３８に縮小することで、チャック爪４０をよりチャック軸３９の外周方向に突出させて、該チャック爪４０を中空保持部材３２の外周に取り付けられた現像スリーブ１３２の内周面に押圧させて、チャック軸３９と中空保持部材３２と現像スリーブ１３２とを固定する。このとき、勿論、チャック軸３９と中空保持部材３２と現像スリーブ１３２と後述の円筒部材５０即ち収容槽９は、同軸になる。
【０１１５】
前述したチャック用シリンダ３４とチャック爪４０は、中空保持部材３２と収容槽９と同軸となるように現像スリーブ１３２を保持する。即ち、チャック用シリンダ３４とチャック爪４０は、現像スリーブ１３２を収容槽９の中心に保持する。前述したチャック用シリンダ３４とチャック爪４０と、中空保持部材３２とは、特許請求の範囲に記載された保持手段をなしている。
【０１１６】
保持チャック２８は、前述した移動ベース２６上に設置されている。保持チャック２８は、収容槽９の他端部９ｂに取り付けられた後述のフランジ部材５１ａをチャックして、該収容槽９の他端部９ｂを保持する。保持チャック２８は、収容槽９がその軸芯回りに回転することを規制する。
【０１１７】
前述した構成の移動保持部６は、保持チャック２８及び中空保持部材３２などをアクチュエータ２４，２５により互いに直交する矢印Ｘ，Ｙに沿って移動させる。即ち、移動保持部６は、保持チャック２８で保持した収容槽９を矢印Ｘ，Ｙに沿って移動させる。
【０１１８】
移動チャック部７は、保持ベース４１と、リニアガイド４２と、保持チャック４３とを備えている。保持ベース４１は、リニアガイド２２のレール２９の固定保持部４寄りの端部に固定されている。保持ベース４１は、平板状に形成され、その上面が水平方向と平行に配されている。
【０１１９】
リニアガイド４２は、レール４４と、スライダ４５とを備えている。レール４４は、保持ベース４１上に設置されている。レール４４は、直線状に形成されているとともに、その長手方向が矢印Ｙ即ちベース３の幅方向と平行に配されている。スライダ４５は、レール４４に該レール４４の長手方向即ち矢印Ｙに沿って移動自在に支持されている。
【０１２０】
保持チャック４３は、スライダ４５上に設置されている。保持チャック４３は、前述した保持チャック１６，２８間に位置付けられている。保持チャック４３は、収容槽９の他端部９ｂ寄りの箇所をチャックして、該収容槽９を保持する。前述した移動チャック部７
は、保持チャック４３が収容槽９を保持することで、該収容槽９を位置決めする。また、移動チャック部７は、保持チャック４３が収容槽９を保持することで、収容槽９が軸芯に沿って移動する際に、前述した保持チャック２８と協働して収容槽９を保持して、該収容槽９が軸受け回転部２７即ち表面処理装置１から脱落することを防止する。
【０１２１】
電磁コイル８は、図１３に示すように、円筒状に形成された外皮４６と該外皮４６内に配された複数のコイル部４７とを備えて、全体として円環状に形成されている。電磁コイル８の内径は、収容槽９の外径より大きい。即ち、電磁コイル８の内周面と収容槽９の外周面との間には、空間が形成されている。また、電磁コイル８の軸芯方向の全長は、収容槽９の軸芯方向の全長より十分に短い。電磁コイル８の軸芯方向の全長は、収容槽９の軸芯方向の全長の２／３以下であるのが望ましい。図示例では、電磁コイル８の内径は、９０ｍｍであるとともに、電磁コイル８の軸芯方向の長さは、８５ｍｍである。
【０１２２】
外皮４６は、その軸芯即ち電磁コイル８自身の軸芯が矢印Ｘと平行な状態で前述した電磁コイル保持ベース１８に取り付けられている。電磁コイル８は、中空保持部材３２、チャック軸３９及び収容槽９と同軸に配置されている。複数のコイル部４７は、外皮４６即ち電磁コイル８の周方向に沿って互いに並設されている。コイル部４７は、図１３に示す三相交流電源４８により印加される。複数のコイル部４７には互いに移送のずれた電力が印加されて、これらの複数のコイル部４７が互いに位相のずれた磁場を発生する。そして、電磁コイル８は、これらの磁場を合成して形成される該電磁コイル８の軸芯回りの回転方向の磁場（回転磁場）を内側に生じさせる。
【０１２３】
前述した電磁コイル８は、三相交流電源４８から印加されて、回転磁場を発生するとともに、電磁コイル移動部５によりその軸芯即ち収容槽９の長手方向に沿って移動される。そして、電磁コイル８は、前述した回転磁場により、収容槽９内に収容された線条材６５を現像スリーブ１３２の外周に位置付け、該線条材６５を収容槽９及び現像スリーブ１３２の軸芯回りに回転（移動）させる。そして、電磁コイル８は、前述した回転磁場により移動させた線条材６５を現像スリーブ１３２の外周面に衝突させる。
【０１２４】
また、三相交流電源４８と電磁コイル８との間には、磁場変更手段としてのインバータ４９が設けられている。則ち、表面処理装置１は、磁場変更手段としてのインバータ４９を備えている。インバータ４９は、三相交流電源４８が電磁コイル８に印加する電力の周波数、電流値、電圧値を変更自在である。インバータ４９は、電磁コイル８に印加する電力の周波数、電流値、電圧値を変更することで、三相交流電源４８が電磁コイル８に印加する電力を増減させて、該電磁コイル８が発生する回転磁場の強さを変更する。
【０１２５】
収容槽９は、図１３に示すように、外壁が一重構造（外壁が一枚の壁からなること）の円筒部材５０と、複数のフランジ部材５１と、一対の削り屑封止ホルダ５２と、一対の削り屑封止板５３と、一対の位置決め部材５４と、複数の仕切手段としての仕切部材５５と、一対の封止板５６とを備えている。
【０１２６】
円筒部材５０は、円筒状に形成されており、収容槽９の外殻を構成している。このため、収容槽９は、円筒部材５０が一重構造に形成されていることで、外壁が一重構造に形成されているとともに、円筒状に形成されている。円筒部材５０即ち収容槽９の外径は、４０ｍｍ〜８０ｍｍ程度であるのが望ましい。さらに、円筒部材５０の肉厚は、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度であるのが望ましい。円筒部材５０の軸芯方向の長さは、６００ｍｍ〜８００ｍｍ程度であるのが望ましい。円筒部材５０は、非磁性体で構成されている。
【０１２７】
円筒部材５０には、複数の砥粒供給孔５７が設けられている。砥粒供給孔５７は、勿論、円筒部材５０を貫通して、該円筒部材５０の内外を連通している。砥粒供給孔５７には、封止キャップ５８が取り付けられている。砥粒供給孔５７は、内側に線条材６５を通して、該線条材６５を円筒部材５０即ち収容槽９に出し入れする。また、封止キャップ５８は、砥粒供給孔５７を塞いで、線条材６５が円筒部材５０即ち収容槽９の外部に流出することを規制する。
【０１２８】
複数のフランジ部材５１は、円環状又は円柱状に形成されている。複数のフランジ部材５１のうち一つを除く大多数のフランジ部材５１（図示例では、三つ）は、円筒部材５０の一端部９ａに取り付けられ、一つのフランジ部材５１（以下、符号５１ａで示す）は、円筒部材５０の他端部９ｂに取り付けられている。
【０１２９】
円筒部材５０の一端部９ａに取り付けられた複数のフランジ部材５１のうち一つのフランジ部材５１（以下、符号５１ｂで示す）は、円環状に形成され、かつ円筒部材５０の外周に嵌合している。他の一つのフランジ部材５１（以下、符号５１ｃで示す）は、円環状に形成され、かつ前述したフランジ部材５１ｂの外周に嵌合している。残りのフランジ部材５１（以下、符号５１ｄで示す）は、円環状のリング部５９と、円柱状の円柱部６０とを一体に備えている。リング部５９は、円柱部６０の外縁から立設した格好となっている。フランジ部材５１ｄは、リング部５９がフランジ部材５１ｃの外周に嵌合している。
【０１３０】
前述したフランジ部材５１ｄには、軸受７４により従動軸７３が回転自在に支持されている。従動軸７３は、円柱状に形成され、かつ収容槽９の円筒部材５０と同軸に配されている。従動軸７３は、端面に中空保持部材３２が押し付けられる。従動軸７３は、中空保持部材３２とともに回転するとともに、該中空保持部材３２の自由端としての一端部３２ａを支持する。
【０１３１】
前述した一つのフランジ部材５１ａは、円環状に形成され、かつ円筒部材５０の他端部９ｂの外周に嵌合している。フランジ部材５１ａは、内側に中空保持部材３２を通している。なお、円筒部材５０の一端部９ａは、収容槽９の一端部をなしているとともに、円筒部材５０の他端部９ｂは、収容槽９の他端部をなしている。
【０１３２】
一対の削り屑封止ホルダ５２は、それぞれ、円環状に形成されている。一方の削り屑封止ホルダ５２は、円筒部材５０の一端部９ａの内周に嵌合し、他方の削り屑封止ホルダ５２は、円筒部材５０の他端部９ｂの内周に嵌合している。該他方の削り屑封止ホルダ５２は、内側に中空保持部材３２を通している。
【０１３３】
一対の削り屑封止板５３は、それぞれ、メッシュ状に形成されている。一方の削り屑封止板５３は、円板状に形成され、かつ円筒部材５０の一端部９ａの内周に配されているとともに、前述した一方の削り屑封止ホルダ５２に取り付けられている。さらに、一方の削り屑封止板５３は、内側に従動軸７３を通している。他方の削り屑封止板５３は、円環状に形成され、かつ円筒部材５０の他端部９ｂの内周に配されているとともに、前述した他方の削り屑封止ホルダ５２に取り付けられている。他方の削り屑封止板５３は、内側に中空保持部材３２を通している。削り屑封止板５３は、後述の線条材６５が現像スリーブ１３２の外周面に衝突して、該現像スリーブ１３２から削りとられて形成される削り屑が円筒部材５０即ち収容槽９外に漏れ出ることを規制する。
【０１３４】
一対の位置決め部材５４は、円筒状に形成されている。一方の位置決め部材５４は、中空保持部材３２の自由端である一端部３２ａの外周に嵌合している。他方の位置決め部材５４は、円筒部材５０内に位置しかつ他端部９ｂ寄りの中空保持部材３２の中央部３２ｂの外周に嵌合している。一対の位置決め部材５４は、互いに間に現像スリーブ１３２を挟んで、該現像スリーブ１３２を中空保持部材３２に位置決めする。なお、一端部３２ａは、中空保持部材３２の固定保持部４寄りでかつ移動保持部６から離れた側の端部をなして
いる。中央部３２ｂは、収容槽９内でかつ中空保持部材３２の固定保持部から離れた側であるとともに移動保持部６寄りの端部をなしている。
【０１３５】
仕切部材５５は、円環状に形成された本体部６１と、メッシュ部６２とを備えている。本体部６１即ち仕切部材５５は、円筒部材５０の内周に嵌合して、該円筒部材５０に取り付けられているとともに、内側に中空保持部材３２を通している。本体部６１即ち複数の仕切部材５５は、一対の削り屑封止板５３間に配されている。また、本体部６１即ち複数の仕切部材５５は、円筒部材５０の軸芯Ｐ即ち長手方向に沿って、互いに間隔をあけて、並設されている。図示例では、仕切部材５５は、７つ設けられている。
【０１３６】
本体部６１には、貫通孔６３が設けられている。メッシュ部６２は、貫通孔６３を塞ぐ格好で本体部６１に取り付けられている。メッシュ部６２は、メッシュ状に形成されており、気体と削り屑が通ることを許容するとともに、線条材６５が通ることを規制する。
【０１３７】
前述した複数の仕切部材５５は、円筒部材５０内即ち収容槽９内の空間を、該円筒部材５０即ち収容槽９の軸芯即ち現像スリーブ１３２の軸芯Ｐに沿って、仕切っている。また、軸芯Ｐは、収容槽９の軸芯と中空保持部材３２の軸芯との双方をなしているとともに、収容槽９の長手方向をなしている。即ち、軸芯Ｐと収容槽９の長手方向とは、互いに平行である。さらに、前述した本体部６１とメッシュ部６２との双方即ち仕切部材５５は、非磁性体で構成されている。
【０１３８】
一対の封止板５６は、円環状に形成されている。また、封止板５６は、メッシュ状に形成されているとともに、気体と削り屑が通ることを許容するとともに、線条材６５が通ることを規制する。一方の封止板５６は、最も一端部９ａ寄りの仕切部材５５に取り付けられているとともに、他方の封止板５６は、最も他端部９ｂ寄りの仕切部材５５に取り付けられている。封止板５６は、内側に現像スリーブ１３２の両端に取り付けられた後述するキャップ６４を通す。封止板５６は、仕切部材５５間に位置付けられた線条材６５を通すことを規制して、該線条材６５の円筒部材５０即ち収容槽９の外部への流出を規制する。
【０１３９】
前述した構成の収容槽９は、複数の仕切部材５５間に磁性体で構成される線条材６５を収容するとともに、中空保持部材３２に取り付けられた現像スリーブ１３２を円筒部材５０内に収容する。即ち、収容槽９は、現像スリーブ１３２と線条材６５との双方を収容する。また、線条材６５は、前述した回転磁場により現像スリーブ１３２の外周を回転（移動）するなどして、現像スリーブ１３２の外周面に衝突する。線条材６５は、現像スリーブ１３２の外周面に衝突して、現像スリーブ１３２の外周面から該現像スリーブ１３２の一部を削り取り、該現像スリーブ１３２の外周面を粗面化する。
【０１４０】
線条材６５は、例えば、オーステナイト系のステンレス鋼又はマルチンサイト系のステンレス鋼などの磁性材料で構成されている。線条材６５は、図１４に示すように、短線状の円柱状に形成されている。線条材６５は、その外径が０．５ｍｍ以上でかつ１．２ｍｍ以下に形成されている。線条材６５は、その全長をＬとし、その外径をＤとすると、Ｌ／Ｄが４以上でかつ１０以下に形成されている。
【０１４１】
さらに、線条材６５の両端の外縁部６５ａは、図１４に示すように、全周に亘って、断面円弧状の面取り加工が施されている。外縁部６５ａの曲率半径Ｒは、０．０５ｍｍ以上でかつ０．２ｍｍ以下に形成されている。
【０１４２】
前述した線条材６５は、図１５に示すように、前述した回転磁場によりその長手方向の中央を中心に回転（自転）されながら、前述した収容槽９と現像スリーブ１３２の周方向に回転（公転）される。
【０１４３】
回収部１０は、図１３に示すように、気体流入管６６と、気体排出用孔６７と、メッシュ部材６８と、気体排出用ダクト６９と、集塵機７０（図１２に示す）とを備えている。気体流入管６６は、他方の削り屑封止ホルダ５２より円筒部材５０即ち収容槽９の端（移動保持部６）寄りに設けられ、円筒部材５０即ち収容槽９の内部に開口している。気体流入管６６は、図示しない加圧気体供給源から加圧された気体などが供給される。気体流入管６６は、加圧された気体を円筒部材５０即ち収容槽９内に導く。
【０１４４】
気体排出用孔６７は、円筒部材５０を貫通して、収容槽９の内外を連通しているとともに、一方の削り屑封止ホルダ５２より円筒部材５０即ち収容槽９の端寄り（移動保持部６から離れた側）に設けられている。メッシュ部材６８は、気体排出用孔６７を塞いだ格好で、円筒部材５０に取り付けられている。メッシュ部材６８は、削り屑と気体とが通ることを許容し、線条材６５が通ることを規制する。メッシュ部材６８は、線条材６５が円筒部材５０即ち収容槽９の外部に流出することを規制する。
【０１４５】
気体排出用ダクト６９は、配管であるとともに、気体排出用孔６７の近傍に取り付けられている。気体排出用ダクト６９は、気体排出用孔６７の外縁を囲んでいる。気体排出用孔６７及び気体排出用ダクト６９は、気体流入管６６から円筒部材５０即ち収容槽９内に供給された気体を、円筒部材５０即ち収容槽９の外部に導く。
【０１４６】
集塵機７０は、気体排出用ダクト６９に接続しているとともに、該気体排出用ダクト６９内の気体を吸引する。集塵機７０は、気体排出用ダクト６９内の気体を吸引することで、円筒部材５０即ち収容槽９内の気体を前述した削り屑とともに吸引する。集塵機７０は、削り屑を回収する。前述した回収部１０は、気体流入管６６を通して円筒部材５０即ち収容槽９内に気体を供給し、該気体と集塵機７０により気体排出用孔６７と気体排出用ダクト６９を通して、削り屑を円筒部材５０即ち収容槽９の外部に導く。そして、回収部１０は、集塵機７０に削り屑を回収する。
【０１４７】
冷却部１１は、図１２に示すように、冷却用ファン７１と、冷却用ダクト７２とを備えている。冷却用ファン７１は、加圧された気体を冷却用ダクト７２に供給する。冷却用ダクト７２は、配管である。冷却用ダクト７２は、冷却用ファン７１から供給された加圧された気体を電磁コイル８に導く。冷却用ダクト７２は、冷却用ファン７１から供給された加圧された気体を、電磁コイル８に吹き付ける。冷却部１１は、加圧された気体を電磁コイル８に吹き付けて、該電磁コイル８を冷却する。
【０１４８】
リニアエンコーダ７５は、図１３に示すように、本体部７７と、該本体部７７に移動自在に設けられた検出子７８とを備えている。本体部７７は、直線状の延在しており、ベース３に取り付けられている。本体部７７は、レール２０と平行に、該一対のレール２０間に配置されている。本体部７７の全長は、前述した収容槽９より長い。本体部７７は、長手方向の両端部が前述した収容槽９より該収容槽９の長手方向に沿って外側に突出した位置に配置されている。
【０１４９】
検出子７８は、本体部７７則ち収容槽９の長手方向に沿って移動自在に設けられている。検出子７８は、電磁コイル保持ベース１８に取り付けられている。則ち、検出子７８は、電磁コイル保持ベース１８を介して、電磁コイル８に取り付けられている。
【０１５０】
前述したリニアエンコーダ７５は、本体部７７則ち収容槽９に対する検出子７８の位置を検出して、該検出した結果を制御装置７６に向かって出力する。このように、リニアエンコーダ７５は、電磁コイル８の収容槽９則ち現像スリーブ１３２に対する相対的な位置を検出して、検出結果を制御装置７６に向かって出力する。
【０１５１】
制御装置７６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７６は、電磁コイル移動部５と、移動保持部６と、移動チャック部７と、電磁コイル８と、インバータ４９と、回収部１０と、冷却部１１と、リニアエンコーダ７５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。
【０１５２】
制御装置７６は、リニアエンコーダ７５の検出した電磁コイル８の現像スリーブ１３２に対する相対的な位置に応じた電磁コイル８の回転磁場の強さを記憶している。則ち、制御装置７６は、電磁コイル８の現像スリーブ１３２に対する相対的な位置に応じたインバータ４９が電磁コイル８に印加する電力を記憶している。また、制御装置７６は、前述した電力を現像スリーブ１３２の品番毎に記憶している。
【０１５３】
図示例では、制御装置７６は、電磁コイル８が現像スリーブ１３２の長手方向（軸方向）の中央部から両端部に向かうにしたがって、インバータ４９が電磁コイル８に印加する電力を徐々に大きくするパターンを予め記憶している。そして、制御装置７６は、予め記憶した前述した電力のパターン通りにインバータ４９に電磁コイル８の発生する回転磁場の強さを変更させる。このように、図示例では、制御装置７６は、現像スリーブ１３２の両端部を加工する際の回転磁場が、現像スリーブ１３２の中央部を加工する際の回転磁場より強くなるように、インバータ４９に電磁コイル８の発生する磁場の強さを変更させる。前述したように、制御装置７６は、リニアエンコーダ７５が検出した電磁コイル８の収容槽９則ち現像スリーブ１３２に対する相対的な位置に基づいて、インバータ４９に電磁コイル８の発生する回転磁場の強さを変更させる。
【０１５４】
さらに、制御装置７６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。
【０１５５】
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の外周面を処理（粗面化）して、現像スリーブ１３２を製造する工程を、以下説明する。
【０１５６】
まず、制御装置７６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、現像スリーブ１３２の長手方向（軸方向）の両端の外周に円筒状のキャップ６４を嵌合させる。そして、前述した他方の位置決め部材５４を中空保持部材３２の外周に嵌合させる。そして、両端にキャップ６４が取り付けられた現像スリーブ１３２内に中空保持部材３２を通す。その後、前述した一方の位置決め部材５４を中空保持部材３２の外周に嵌合させる。そして、チャック用シリンダ３４のチャック軸３９を縮小させて、中空保持部材３２に現像スリーブ１３２を固定する。このとき、中空保持部材３２と現像スリーブ１３２などが同軸になる。こうして、現像スリーブ１３２を中空保持部材３２に取り付ける。
【０１５７】
そして、収容槽９内に現像スリーブ１３２及び中空保持部材３２を収容するとともに、収容槽９の円筒部材５０内に線条材６５を供給する。こうして、収容槽９内に線条材６５及び現像スリーブ１３２を収容する。さらに、収容槽９を保持チャック２８，４３でチャックする。こうして、移動保持部６に現像スリーブ１３２と収容槽９とを取り付ける。すると、収容槽９の円筒部材５０と中空保持部材３２と現像スリーブ１３２などが同軸になる。
【０１５８】
前述した作業は、勿論、アクチュエータ２４，２５で移動ベース２６の位置を調整しながら行われる。さらに、前述した作業は、勿論、保持ベース４１の位置を調整しながら行われる。保持チャック１６で収容槽９の一端部９ａをチャックさせるなどして、固定保持部４に収容槽９の一端部９ａを保持させる。
【０１５９】
そして、回収部１０の気体流入管６６を通して収容槽９内に気体を供給するとともに、集塵機７０で収容槽９内の気体を吸引するとともに、冷却部１１に加圧された気体を電磁コイル８に吹き付けさせる。
【０１６０】
そして、駆動用モータ３３で中空保持部材３２とともに現像スリーブ１３２を軸芯Ｐ回りに回転させる。その後、電磁コイル８に三相交流電源４８からの電力を印加して、電磁コイル８に回転磁場を発生させる。すると、電磁コイル８の内側に位置する線条材６５が自転しながら軸芯Ｐ回りに公転（回転即ち移動）して、該線条材６５が現像スリーブ１３２の外周面に衝突して、該現像スリーブ１３２の外周面を粗面化する。
【０１６１】
そして、電磁コイル移動部５が、適宜、電磁コイル８を軸芯Ｐに沿って移動する。すると、電磁コイル８の内側に侵入した線条材６５が前述した回転磁場により移動（自転及び公転）するとともに、電磁コイル８の内側から抜け出た線条材６５が停止する。また、仕切部材５５が収容槽９内の空間を仕切っているので、線条材６５が仕切部材５５を越えて移動することが規制され、電磁コイル８の内側から抜け出た線条材６５が前述した回転磁場内から抜け出ることとなる。さらに、電磁コイル移動部５が予め定められた所定の回数電磁コイル８を矢印Ｘに沿って往復移動させると、現像スリーブ１３２の外周面の粗面化が終了する。
【０１６２】
さらに、電磁コイル８が現像スリーブ１３２の中央部から両端部に向かうにしたがって、電磁コイル８の発生する回転磁場が強くなる。回転磁場が強くなるにしたがって、線条材６５の動きが激しくなる。すると、回転磁場が強くなるのにしたがって、線条材６５がより勢い良く加工対象物に衝突して、該現像スリーブ１３２の外周面の表面粗さがより粗くなる。
【０１６３】
前述した現像スリーブ１３２の外周面の粗面化が終了すると、電磁コイル８への電力の印加を停止するとともに、駆動用モータ３３を停止する。さらに、回収部１０と冷却部１１とを停止する。そして、固定保持部４の保持チャック１６の収容槽９の保持を解除するとともに、移動チャック部７の保持チャック４３と移動保持部６の保持チャック２８とが収容槽９を保持したまま、第１アクチュエータ２４で移動ベース２６を矢印Ｘに沿って固定保持部４から離す。すると、収容槽９が固定保持部４から離れる。そして、収容槽９内から外周面の粗面化が終了した現像スリーブ１３２を取り出して、新たな現像スリーブ１３２を収容槽９内に収容する。こうして、現像スリーブ１３２の外周面の粗面化を行って、外周面の表面粗さが中央部から両端部に向かうにしたがって徐々に粗くなる現像スリーブ１３２（図７に示す）が得られる。
【０１６４】
また、前述した回転磁場によって、図１５に示すように、線条材６５が、長手方向が収容９及び現像スリーブ１３２の径方向などに沿う状態で長手方向の中央部を中心として自転しながら、現像スリーブ１３２の外周を公転する。このため、図１３中実線で示すように、現像スリーブ１３２の外周面に線条材６５の外縁部６５ａが衝突する。そして、図８及び図９に示すように、現像スリーブ１３２の外周面に略楕円（長円）形状の凹み１４６が、ランダムに多数形成される。そして、現像スリーブ１３２の外周面に形成された略楕円（長円）形状の凹み１４６は、長手方向が現像スリーブ１３２の軸方向に沿うものが該現像スリーブ１３２の周方向に沿うものより多い。
【０１６５】
本実施形態によれば、ローラ本体１３４が両端に軸部１３４ａを一体に設けて中実に形成されているので、ローラ本体１３４即ちマグネットローラ１３３を構成する磁性材料の量を十分な磁力を得ることができる程に確保でき、小型化を図っても高磁力なマグネットローラ１３３を得ることができる。
【０１６６】
また、ローラ本体１３４の剤切れ領域Ｒに対応する部分に補強部材１３６を埋め込んでいるので、ローラ本体１３４即ちマグネットローラ１３３の剛性を向上して、形成する画像の高精度化を図ることができるとともに、ローラ本体１３４即ちマグネットローラ１３３の撓みを防止して破損することを確実に防止できる。
【０１６７】
さらに、ローラ本体１３４の剤切れ領域Ｒに対応する部分に補強部材１３６を埋め込むので、剤切れ領域Ｒで確実に現像済みの現像剤１２６を現像スリーブ１３２の外周面から落とすことができる。また、ローラ本体１３４を円柱形上に形成する場合よりも磁性材料の使用量を減少できるので、特に、希土類磁性粉などの高価な材料を用いてローラ本体１３４を構成する場合には、低コスト化を図ることができる。
【０１６８】
また、補強部材１３６がローラ本体１３４よりも剛性が強い材料で構成されているので、当該ローラ本体１３４即ちマグネットローラ１３３の剛性を向上でき、マグネットローラ１３３の撓みや破損を防止して、長期にわたって高画質な画像を得ることができるマグネットローラ１３３を提供できる。
【０１６９】
補強部材１３６が磁性材料で構成されているため、剤切れ性のよい磁気波形を具現化することができ高画質な画像を得ることができるマグネットローラ１３３を提供できる。また、補強部材１３６をＳＵＭ（硫黄複合快削鋼鋼材）などの安価な材料で構成することにより、低コスト化を図ることができる。
【０１７０】
補強部材１３６を構成する材料の溶融温度がローラ本体１３４の材料の溶融温度よりも高いため、ローラ本体１３４を射出成形する際に、当該ローラ本体１３４と補強部材１３６とをインサート成形などによって一体成形することが可能になり、製造工程の簡素化、補強部材の配置において高精度化を図ることができ、安価で精度のよいマグネットローラ１３３を提供できる。
【０１７１】
ローラ本体１３４と補強部材１３６とが一体成形されているため製造工程が簡素化、補強部材１３６の位置の高精度化を図ることができる。また、ローラ本体１３４の成形時に、当該ローラ本体１３４の反りを補強部材によって抑制でき、安価で精度のよいマグネットローラ１３３を提供できる。
【０１７２】
軸芯に直交する断面において磁力線が互いに平行になるように、磁気異方性を持たせることにより、無配向に比べて高磁力なマグネットローラ１３３を得ることができるとともに、成形時の金型１３８の構造が簡易で製造手番が短くなり、安価で高磁力なマグネットローラ１３３を提供できる。
【０１７３】
磁場を印加しながら射出成形してマグネットローラ１３３を得るため、当該マグネットローラ１３３の工程を簡素化することができ、かつマグネットローラ１３３の磁力を高められるため、安価で高磁力なマグネットローラ１３３を提供することができる。
【０１７４】
現像ローラ１１５は、前述したマグネットローラ１３３を備えているので、小型化を図りながらも、高磁力化と画像の高精度化を図ることができる。また、現像ローラ１１５は、回転磁場内でランダムに線条材６５を衝突させて、ランダムな楕円形状の打痕としての凹み１４６を外周面に有する現像スリーブ１３２を用いているため、現像スリーブ１３２の加工時の曲がりを防止し、さらに、楕円形状の打痕としての凹み１４６が従来のＶ溝よりも浅くかつサンドブラスによる凹みよりも深いために、当該凹み１４６を外周面に形成したことで現像剤１２６の磨耗を防止することが可能になり、高精度で画像特性に有利なろ現像ローラ１１５を提供することができる。
【０１７５】
前述した現像装置１１３は、前述した現像ローラを備え、プロセスカートリッジは、前述した現像装置を備え、画像形成装置は、プロセスカートリッジを備えているので、これらは、小型化を図りながらも、高磁力化と画像の高精度化を図ることができる。
【０１７６】
また、本実施形態によれば、マグネットローラ１３３のローラ本体１３４が両端に軸部１３４ａを設けて中実に構成されているので、ローラ本体１３４の軸部６２及び本体部の両方即ちローラ本体１３４の全体が磁石として作用するようになり、小径のマグネットローラ１３３であっても磁石として作用する部分の体積を大きく構成することができる。そのために、小径であっても磁力の強いマグネットローラ１３３を得ることができる。
【０１７７】
ローラ本体１３４の凹溝１３７内に希土類マグネットブロック１３５が配置されているので、希土類マグネットブロック１３５がマグネットローラ１３３の現像極として構成されるようになり、そのために、マグネットローラ１３３が小径であっても、現像極において十分な高磁力を発生させることができる。
【０１７８】
希土類マグネットブロック１３５の磁力線Ｊ２とローラ本体１３４の磁力線Ｊ１とが互いにほぼ直交しているので、希土類マグネットブロック１３５の磁力線Ｊ２とマグネットローラ１３３の磁力線Ｊ１とが平行になる部分（図６のＤ部分）が生じ、当該部分での磁力を高磁力に構成することができる。このため、特に、現像極として機能する希土類マグネットブロック１３５の上下流側の現像剤搬送極をなす磁極Ｓ１，Ｓ２を高磁力に構成することができる。
【０１７９】
このため、マグネットローラ１３３の磁力によって現像領域４１に搬送された現像剤１２６の磁性キャリアが感光体ドラム１０８から離れる際に、現像剤１２６の磁性キャリアが感光体ドラム１０８に付着することを防ぐことができる。そして、磁性キャリアの付着を防ぐことにより、高画質な画像を得ることができる。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
また、前述した実施形態では、補強部材１３６を断面略矩形状に形成している。しかしながら、本発明では、図１６乃至図１８に示すように、補強部材１３６の断面形状を種々の形状としても良い。図１６は、補強部材１３６の断面形状を扇形とし、図１７は、補強部材１３６の断面形状をローラ本体１３４の中心寄りが太い台形とし、図１８は、補強部材１３６の断面形状をローラ本体１３４の中心に向かう矢印形としている。
【０１８３】
特に、図１７及び図１８に示すように、補強部材１３６を形成した際には、当該補強部材１３６とローラ本体１３４との位置ずれを確実に防止でき、補強部材１３６がローラ本体１３４から離脱することを防ぐことができる。また、特に、図１７及び図１８に示すように、補強部材１３６を形成した際には、補強部材１３６を配置した状態でローラ本体１３４を冷却する際に生じやすいローラ本体１３４の反りを防止することが可能になる。なお、図１６乃至図１８において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【０１８４】
次に、本発明の発明者は、以下の比較例、本発明品１及び本発明品２で示すマグネットローラ１３３を試作して、本発明の効果を確認した。
【０１８５】
（比較例）
磁性粉として異方性のＳｒフェライト粉を用い、高分子化合物として６ナイロンを混合したプラスチックマグネット（戸田工業製ＴＰ−Ｓ６８）を用いて、樹脂温度３００℃で０．７Ｔの磁場を一方向に印加しながら射出成形して、φ８．５ｍｍ×３１３ｍｍで外周に幅３ｍｍ×深さ２．３ｍｍの凹溝を有するローラ本体１３４を得た。別途製作した希土類マグネットブロック１３５を凹溝１３７内に配置した。なお、この比較例では、補強部材１３６を勿論も設けていない。
【０１８６】
希土類マグネットブロック１３５は、異方性Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石（愛知製鋼株式会社製のマグファインＭＦＰ−１３）９５０ｇ秤量し、ポリエステル樹脂１００重量部に対して、４級アンモニウム塩（帯電制御剤）１．５重量部、スチレンアクリル樹脂（低軟化点物質）１．５重量部、カーボンブラック２．０重量部が内添され、シリカ（Ｈ２０００）１．５重量部が外添されている熱可塑性樹脂を５０ｇ秤量し、ターブラーミキサーで２２ｒｐｍ×１０ｍｉｎの条件で混練した。磁性材料（ＳＫＳ３）で構成された金型のキャビティ（Ｗ２．２ｍｍ×Ｈ１０．０ｍｍ×Ｌ３１３ｍｍ）内に、前記材料を１２．０ｇ充填し、配向電流として１００Ａをプレス方向と直行する方向に流しながら、４００ｋＮのプレス圧力を付与して成形した。その後、３５００Ｖのパルス電圧で金型及びマグネットブロックを脱磁して、金型を開いてマグネットブロックを脱型し、これらのマグネットブロックを１００℃×６０分にて焼成した。出来上がった希土類マグネットブロック１３５は幅２．８ｍｍ×高さ２．２ｍｍ×長さ３１３ｍｍだった。
【０１８７】
（本発明品１）
比較例と同様にローラ本体１３４を作製したが、ローラ本体１３４には剤切れ領域に対応する部分に幅３．９ｍｍ×深さ２．１ｍｍの溝を設けた。現像極に位置する凹溝１３７に比較例と同様の希土類マグネットブロック１３５を配置し、剤切れ領域Ｒに対応する部分に幅３．８ｍｍ×高さ２ｍｍ×長さ３１３ｍｍのアルミニウム合金で構成された補強部材１３６を配置した。
【０１８８】
（本発明品２）
本発明品１と同様のローラ本体１３４を作製し、現像極に位置する凹溝１３７に比較例と同様の希土類マグネットブロック１３５を配置し、剤切れ領域Ｒに対応する部分に本発明品１と同寸法のＳＵＭで構成された補強部材１３６を配置した。
【０１８９】
比較例、本発明品１、本発明品２のマグネットローラ１３３の両端を保持し、当該マグネットローラ１３３の中央部に１００ｇ荷重を付与し、その時の変異をてこ式ダイヤルゲージで計測して各マグネットローラ１３３の剛性を計測した。本発明品１は比較例に比べ剛性が約１．５倍に高くなり、本発明品２は比較例に比べ約２．５倍高くなった。このように、補強部材１３６を設けることで、マグネットローラ１３３の剛性を向上できることが明らかとなった。
【０１９０】
上記比較例、本発明品１、本発明品２のマグネットローラ１３３を、電磁石を用いて磁化し、図５に示す磁気特性を得た。比較例では、剤切れ領域Ｒ付近の磁極の一部が隣接した磁極Ｎ１，Ｎ２と逆極になるが、本発明品１、本発明品２では同極であり、現像剤１２６が離れやすい波形を具現化できる。また、上記マグネットローラ１３３にアルミニウム合金で構成された現像スリーブ１３２を外挿し、現像スリーブ１３２の外周面に現像剤１２６を配置して剤切れ性を確認したところ、比較例では現像剤１２６がわずかに連れまわったが、本発明品１及び本発明品２では連れまわりが発生しない。
【０１９１】
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。即ち、各磁極の配置や、各磁極の極性などは、実施形態に記載された構成及び配置に限定されることなく、種々の構成及び配置にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１９２】
【図１】本発明の一実施形態にかかるプロセスカートリッジ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２】図１に示された画像形成装置の現像装置を備えたプロセスカートリッジの断面図である。
【図３】図２に示されたプロセスカートリッジの現像ローラを備えた現像装置の断面図である。
【図４】図３に示された現像ローラのマグネットローラの分解斜視図である。
【図５】図３に示された現像ローラの要部の断面図である。
【図６】図４に示されたマグネットローラの要部の断面図である。
【図７】図３に示された現像ローラの現像スリーブを示す斜視図である。
【図８】図７に示された現像スリーブの外周面を拡大して示す説明図である。
【図９】図８に示された現像スリーブの外周面を模式的に示す説明図である。
【図１０】図３に示された現像ローラのマグネットローラを成形する金型の概略の構成を示す説明図である。
【図１１】図３に示された現像ローラのマグネットローラの製造工程を示す説明図で、図１１（ａ）は磁場中で成形によりローラ本体を成形する工程、図１１（ｂ）は成形したローラ本体に希土類マグネットブロックを配置固定する工程、図１１（ｃ）は希土類マグネットブロックを配置したマグネットローラを着磁する工程を示している。
【図１２】図７に示された現像スリーブの外周面に粗面化処理を施す表面処理装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図１３】図１２中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図１４】図１２に示された表面処理装置で用いられる線条材の斜視図である。
【図１５】図１２に示された表面処理装置の現像スリーブと現像スリーブの外周を自転しながら公転する線条材を示す説明図である。
【図１６】図５に示された現像ローラの変形例の要部の断面図である。
【図１７】図５に示された現像ローラの他の変形例の要部の断面図である。
【図１８】図５に示された現像ローラの更に他の変形例の要部の断面図である。
【符号の説明】
【０１９３】
６５  線条材
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（像担持体）
１１３  現像装置
１１５  現像ローラ（現像剤担持体）
１２６  現像剤
１３２  現像スリーブ（非磁性の円筒体）
１３３  マグネットローラ
１３４  ローラ本体
１３４ａ  軸部
１３５  希土類マグネットブロック（磁極）
１３６  補強部材（磁極）
１３８  金型
１４１  キャビティ
１４６  凹み
Ｓ１，Ｓ２，Ｎ１，Ｎ２  磁極
Ｒ  剤切れ領域
【図１】
2008233368.tif 000003
【図２】
2008233368.tif 000004
【図３】
2008233368.tif 000005
【図４】
2008233368.tif 000006
【図５】
2008233368.tif 000007
【図６】
2008233368.tif 000008
【図７】
2008233368.tif 000009
【図９】
2008233368.tif 000010
【図１０】
2008233368.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008233368.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
2008233368.tif 000016
【図１６】
2008233368.tif 000017
【図１７】
2008233368.tif 000018
【図１８】
2008233368.tif 000019
【図８】
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