以下、本発明の一実施形態を、図1ないし図13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線条材を用いて、現像スリーブの外表面を粗面化処理する表面処理装置の構成を示す斜視図である。図2は、図1に示された表面処理装置の収容槽などの断面図である。
表面処理装置1は、外表面に粗面化処理を施して、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置101(図10に示す)に用いられる現像ローラ115の現像スリーブ132(図5に示す)を製造する装置である。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の外表面の表面粗さは、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。
表面処理装置1は、図1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2に示す)とを備えている。
ベース3は、平板状に形成されて、工場のフロアやテーブル上等に設置される。ベース3の上面は、水平方向と平行に保たれる。ベース3の平面形状は、矩形状に形成されている。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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の軸芯回りに回転させる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
電磁コイル8は、図2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。
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2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。
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の外表面に衝突させる。
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。
収容槽9は、図2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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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の外表面に衝突して、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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の外表面に衝突する。線条材65は、現像スリーブ132の外表面に衝突して、現像スリーブ132の外表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の外表面を粗面化する。
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た円柱状単線65bを備えている(よりなる)。円柱状単線65b即ち線条材65は、図3に示すように、円柱状に形成されている。円柱状単線65b即ち線条材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。円柱状単線65b即ち線条材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。
さらに、円柱状単線65b即ち線条材65の両端の外縁部65aは、図3及び図4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。
前述した円柱状単線65b即ち線条材65は、図8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。
回収部10は、図2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1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。
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。
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。
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。
冷却部11は、図1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。
リニアエンコーダ75は、図2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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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の外表面に衝突して、該現像スリーブ132の外表面を粗面化する。
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の外表面の粗面化が終了する。
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がより勢い良く現像スリーブ132に衝突して、該現像スリーブ132の外表面の表面粗さがより粗くなる。
前述した現像スリーブ132の外表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内から外表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の外表面の粗面化を行って、外表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6に示す)が得られる。
また、前述した回転磁場によって、図8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9中実線で示すように、現像スリーブ132の外表面に線条材65の外縁部65aが衝突する。そして、図6及び図7に示すように、現像スリーブ132の外表面に略楕円(長円)形状の凹み139が、ランダムに多数形成される。そして、現像スリーブ132の外表面に形成された略楕円(長円)形状の凹み139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。なお、図6及び図7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。
前述した現像スリーブ132は、図10に示す画像形成装置101を構成する。画像形成装置101は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像則ちカラー画像を、一枚の転写材としての記録紙107(図10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。
画像形成装置101は、図10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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
プロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kは、図11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。
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。
現像装置113は、図11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。
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。
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(磁性粉ともいい、図13に断面を示す)135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。
磁性キャリア135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135の平均粒径は、20μm以上でかつ50μm以下である。磁性キャリア135は、図13に示すように、芯材136と、該芯材136の外表面を被覆した樹脂コート膜137と、樹脂コート膜137に分散されたアルミナ粒子138と、を備えている。
芯材136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137は、芯材136の外表面全体を被覆している。樹脂コート膜137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137は、弾力性と強い接着力を有している。アルミナ粒子138は、外径が樹脂コート膜137の厚みより大きな球形に形成されている。アルミナ粒子138は、樹脂コート膜137の強い接着力で保持されている。アルミナ粒子138は、樹脂コート膜137より磁性キャリア135の外周側に突出している。
攪拌スクリュー118は、第1空間120と第2空間121それぞれに収容されている。攪拌スクリュー118の長手方向は、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135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。
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。
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135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135とを攪拌し、軸芯方向に搬送しながら、現像ローラ115の外表面に供給する。
ケース125は、箱状に形成され、前述した現像剤供給部114の収容槽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。
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。
現像ローラ115は、図11及び図12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、前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。
マグネットローラ133は、磁性材料で構成され、かつ円筒状に形成されているとともに、図示しない複数の固定磁極が取り付けられている。マグネットローラ133は、芯金134の外周に軸芯回りに回転することなく固定されている。
固定磁極は、長尺で棒状の磁石であり、マグネットローラ133に取り付けられている。固定磁極は、マグネットローラ133則ち現像ローラ115の長手方向に沿って延びており、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)。
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。
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。
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。
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135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135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135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135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。
現像スリーブ132は、図5に示すように、円筒状に形成されている。現像スリーブ132は、マグネットローラ133を内包し(収容し)て、軸芯回りに回転自在に設けられている。現像スリーブ132は、その内周面が固定磁極に順に相対するように回転される。現像スリーブ132は、アルミニウム合金、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、前述したように、表面処理装置1によって外表面に粗面化処理が施されている。現像スリーブ132の外表面には、図6及び図7に示すように、平面形状が楕円形状の凹み139が設けられている。凹み139は、現像スリーブ132の外表面にランダムに多数配置されている。長手方向が現像スリーブ132の軸方向に沿う凹み139が、長手方向が現像スリーブ132の周方向に沿う凹み139より多い。さらに、凹み139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5及び図6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。
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。
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。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。
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135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、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。
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。
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。
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。
前述した画像形成装置101によれば、磁性キャリア135の平均粒径が20μm以上でかつ50μm以下の現像剤126を用いているので、粒状度に優れ、ムラの少ない優れた画像を得ることができる。磁性キャリア135の平均粒径が20μm未満であると、磁性キャリア135一つ一つの磁化の大きさが小さくなるために、磁性キャリア135の現像ローラ115からの磁気的拘束力が弱くなり、該磁性キャリア135が感光体ドラム108に吸着しやすくため、望ましくない。磁性キャリア135の平均粒径が50μmを越えると、磁性キャリア135と感光体ドラム108上の静電潜像との間の電界が疎になるため、均一な画像を得ることができない(画質が劣化する)ため、望ましくない。
さらに、現像スリーブ132と感光体ドラム108との間隔が、0.1mm以上でかつ0.4mm以下であるので、現像スリーブ132に穂立ちした現像剤126からトナーを確実に感光体ドラム108に供給でき、高品質な画像を得ることができる。現像スリーブ132と感光体ドラム108との間隔が、0.1mm未満であると、現像スリーブ132と感光体ドラム108との間の電界が強くなりすぎて、感光体ドラム108上に磁性キャリア135が移動してしまい、望ましくない。現像スリーブ132と感光体ドラム108との間隔が、0.4mmを越えると、現像スリーブ132と感光体ドラム108との間の電界が弱くなりすぎて、感光体ドラム108に供給できるトナーの量が現像して、現像効率が低下するとともに、画像のエッジにおいて電界のエッジ効果が大きくなり均一な画像を得ることができないため、望ましくない。
また、芯材136の表面を熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に帯電調整剤を含有させた樹脂コート膜137で被覆した磁性キャリア135を有した現像剤126を用いている。このように、芯材136を弾力性を有した樹脂コート膜137で被覆した磁性キャリア135を用いているため、樹脂コート膜が弾力性を有するので衝撃を吸収して、磁性キャリア135が削られることを防止する。このため、従来の磁性キャリアより長寿命化を図ることができる。
さらに、前述した樹脂コート膜137に、該樹脂コート膜137の厚みより大きなアルミナ粒子138分散している。このように、樹脂コート膜137の外表面より突出したアルミナ粒子138を設けた磁性キャリア135を有した現像剤126を用いている。このため、該アルミナ粒子138が、樹脂コート膜137への衝突を阻止し、しかもスペント物のクリーニングを行うことができる。
したがって、樹脂コート膜137の削れスペント化を阻止できるので、従来の磁性キャリアに比べ、より長寿命化を図ることができる。したがって、長期間に亘って、トナーの汲み上げ量の安定化則ち高画質化を得ることができる。
トナーが乳化重合法又は懸濁重合法によるものに選定されたことにより、トナーの球形度が良好であるので、画像上に残留する濃度ムラが視認的に改善されるという効果が奏される。
また、前述した現像装置113を有しているため、長期間に亘って高品質な画像が得られるプロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106K及び画像形成装置101を提供することができる。
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。
前述した実施形態では、現像スリーブ132の外径と、線条材65の大きさと、収容槽9の円筒部材50の外径を適宜変更しても良いことは勿論である。また、現像スリーブ132の両端の形状に関しても、面取りの曲率半径や面取りの形状の大きさなども目標とする粗面の粗さ、加工時間(加工条件)、電磁コイル8の往復回数及び線条材65の耐久性などから適切な形状を選定するのが望ましい。また、収容槽9内に収容する線条材65の総量も、目標とする粗面の粗さ、加工時間(加工条件)、電磁コイル8の往復回数及び線条材65の耐久性などから適切な量に定められるのが望ましい。
本実施形態の線条材65によれば、円柱状単線65b即ち線条材65が円柱状に形成されて、サンドブラストなどに用いる砥粒よりも遙かに大きいので、現像スリーブ132の外表面に衝突されると、該現像スリーブ132の外表面に、サンドブラストなどよりも遙かに緩やかな凹凸が形成される。このため、経年変化によっても、現像スリーブ132の外表面に形成された凹凸が摩耗しにくいので、汲み上げ量が減少しにくい。
また、円柱状短線65b即ち線条材65をランダムに外表面に衝突させるので、現像スリーブ132の軸芯が湾曲したり内外径が変化したり断面形状が楕円形状になることを防止できる。則ち、現像スリーブ132の振れ精度を高精度に保つことができる。さらに、現像スリーブ132にランダムな凹凸が形成される。したがって、感光体ドラム108に供給される現像剤126の量にムラが生じることを防止でき、形成した画像に濃度のムラが生じることを防止できる。
円柱状短線65b即ち線条材65の外径Dが0.5mm以上でかつ1.2mm以下であるので、経年変化によっても現像スリーブ132の外表面に形成された凹凸が摩耗しにくくなり、現像スリーブ132は、経年変化により現像剤126の汲み上げ量が低下することを防止できる。したがって、経年変化によって、画像が薄くなることを防止できる。
したがって、現像スリーブ132の経年変化により現像剤126の搬送量の低下を抑制できるとともに、画像のムラが生じることを防止できるように現像スリーブ132の外表面に粗面化処理を施すことができる線条材65及び表面処理装置1を提供することができる。
また、円柱状短線65b即ち線条材65の全長Lと外径Dの比(L/D)が4以上でかつ10以下であるので、該円柱状短線65b即ち線条材65の長手方向の両端の外縁部65aが現像スリーブ132に確実に衝突するとともに、円柱状短線65b即ち線条材65の全長が現像スリーブ132の外表面に十分な深さ(大きさ)の凹凸を形成するのに十分となる。このため、現像スリーブ132の外表面に凹凸を確実に形成でき、該現像スリーブ132の現像剤126の汲み上げ量を十分な量にすることができる。
さらに、円柱状短線65b即ち線条材65の長手方向の両端の外縁部65aが断面円弧状に面取り加工が施されている。このため、現像スリーブ132の外表面に滑らかな凹凸を形成でき、現像スリーブ132の現像剤126則ち磁性キャリア135などの経年変化を防止できる。
円柱状短線65b即ち線条材65の長手方向の両端部に形成された外縁部65aの断面形状の曲率半径Rが、0.05mm以上でかつ0.2mm以下であるので、現像スリーブ132の外表面に滑らかな凹凸を形成できる。
円柱状短線65b即ち線条材65は、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で構成されているので、該円柱状短線65b即ち線条材65の入手が容易になり、該円柱状短線65b即ち線条材65のコストを低減することができる。
また、円柱状短線65b即ち線条材65は、回転磁場内に位置付けられて現像スリーブ132の外表面に衝突されるので、よりランダムに現像スリーブ132の外表面に衝突されることとなる。したがって、より一様な凹凸を現像スリーブ132の外表面に形成でき、より一様な画像を得ることができる。
また、回転磁場内に位置付けられることで現像スリーブ132の外表面に凹凸を形成できるので、現像スリーブ132の外表面に凹凸を形成する際にかかる工程が増加することを防止できる。したがって、現像スリーブ132の外表面に凹凸を形成するための工程が煩雑になることを防止でき、加工にかかるコストが高騰することを防止できる。
さらに、回転磁場内に位置付けられることで現像スリーブ132の外表面に凹凸を形成できるので、該円柱状短線65b即ち線条材65の長手方向が該回転磁場の径方向に沿った状態で、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、円柱状短線65b即ち線条材65の長手方向の外縁部65aが現像スリーブ132の外表面に衝突して、該現像スリーブ132の外表面に形成された凹凸の特に凹みが、現像スリーブ132の長手(軸)方向に沿うものが多くなる。このため、現像スリーブ132のの外表面に形成された凹凸の特に凹みが、従来から用いられてきたV溝と同様の効果を奏でて、現像剤126の汲み上げ量を確保することができる。
また、線条材65が回転磁場によりランダムに現像スリーブ132の外表面に衝突されるので、該現像スリーブ132の外表面に形成された凹凸がより確実にランダムになる。したがって、現像スリーブ132が形成する画像にムラが生じることを防止できる。
さらに、円柱状短線65b即ち線条材65は、現像スリーブ132とともに収容槽9内に収容されるので、該現像スリーブ132の外表面に確実に衝突される。したがって、現像スリーブ132の外表面に確実に粗面化処理を施すことができる。
前述した円柱状短線65b即ち線条材65を用いるので、現像スリーブ132の経年変化により現像剤126の搬送量の低下を抑制できるとともに、画像のムラが生じることを防止できるように現像スリーブ132の外表面に粗面化処理を施すことができる線条材65及び表面処理装置1を提供することができる。
制御装置76が、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、該電磁コイル8の発生する回転磁場の強さを変更できる。このため、回転磁場が強くなると、線条材65の動きが活発となって、線条材65が現像スリーブ132の外表面に衝突する際の運動エネルギが高くなるため、現像スリーブ132の外表面の表面粗さが粗くなる。
これにより、現像スリーブ132の長手方向(軸方向)の任意の位置の外表面の表面粗さを、任意に変更できる。したがって、現像スリーブ132を現像スリーブ132として用いた際に、該現像スリーブ132の任意の位置の汲み上げ量を増やすことができるとともに任意の位置の汲み上げ量をへらすことができる。したがって、現像スリーブ132の汲み上げ量の少ない位置の表面粗さを粗くして、該少ない位置の汲み上げ量を増やすことができ、該現像スリーブ132を備えた画像形成装置101の形成する画像にムラが生じることを防止できる。したがって、画像のムラが生じることを防止できるように現像スリーブ132の外表面に粗面化処理を施すことができる。
制御装置76が予め定められたパターンにしたがって回転磁場の強さを変更するので、常に一定のパターンに現像スリーブ132の外表面に粗面化処理を施すことができる。
制御装置76が両端部を加工する際の回転磁場を、中央部を加工する際の回転磁場より強くするので、現像スリーブ132の汲み上げ量の少ない両端部の表面粗さを汲み上げ量の多い中央部の表面粗さより粗くすることができる。このため、現像スリーブ132の汲み上げ量の少ない両端部の表面粗さを粗くして、該両端部の汲み上げ量を増やすことができ、該現像スリーブ132を備えた画像形成装置101の形成する画像にムラが生じることを確実に防止できる。したがって、画像のムラが生じることを防止できるように現像スリーブ132の外表面に粗面化処理を確実に施すことができる。
電磁コイル8が移動することにより、現像スリーブ132の加工を行うと同時に、線条材65が回転磁場内から急激に抜け出ることとなる。このため、線条材65に作用する磁場の強さが急激に変化(減少)して、線条材65内で揃っていた磁区が、不揃いになることにより磁化が弱まり、現像スリーブ132の加工と同時に線条材65の残留磁化を取り除く効果を奏でる。
この結果、表面処理装置1と別体の線条材65の残留磁化を取り除く消磁装置などが不要となる。したがって、容易に線条材65の消磁を行うことが可能になり、現像スリーブ132の長時間に亘る連続した加工が可能になって、表面処理の加工効率を向上させることができる。したがって、現像スリーブ132の大量生産を前提とした量産装置としての表面処理装置1を得ることができる。
現像スリーブ132を収容槽9の中心に保持するので、該現像スリーブ132の外表面に略一様に線条材65を衝突させることができる。したがって、現像スリーブ132の外表面を一様に加工することができる。
線条材65が現像スリーブ132の外周で移動(公転)することで、該線条材65を確実に現像スリーブ132の外表面に衝突させることができ、該現像スリーブ132の加工を確実に行うことができる。
現像スリーブ132を回転させるので、該現像スリーブ132の外表面により一様に線条材65を衝突させることができ、現像スリーブ132の外表面をより一様に加工することができる。
電磁コイル8が収容槽9より短いので、電磁コイル8が収容槽9と略同等の長さの表面処理装置を用いるよりも、回転磁場を強くすることが可能となり、収容槽9内に発生させる回転磁場の損失を少なくすることが出来る。したがって、現像スリーブ132の加工効率を向上させることが可能となるとともに、さらに消費電力を抑えることができる。
また、電磁コイル8が収容槽9より短いので、収容槽9の両端を支持することが可能となる。これにより、線条材65の移動などで収容槽9が振動(移動)することを防止でき、現像スリーブ132の外表面により一層一様に線条材65を衝突させることができ、現像スリーブ132の外表面をより一層一様に加工することができる。
収容槽9が円筒状であるので、線条材65に回転磁場を作用させた時の該線条材65の円周方向の挙動を収容槽9が妨げることがない。したがって、安定した加工が可能となる。
仕切部材55が収容槽9内の空間を長手方向に仕切っている。このため、仕切部材55により、線条材65の移動可能な領域(自転・公転領域)を限定することとなり、より効率的に加工することが可能になる。
また、線条材65が仕切部材55を越えて移動することを規制できるので、線条材65と回転磁場とを確実に相対的に移動でき、該線条材65を確実に消磁させることができる。
非磁性体で構成されているので、仕切部材55が磁化されることがなく、該仕切部材55が線条材65の挙動を妨げたり、削り屑などが磁化されて仕切部材55に張り付くこ
とがない。このため、安定して加工を行うことが可能となる。
仕切部材55が複数設けられているので、現像スリーブ132の外表面の粗面化する範囲を区切ることができる。このため、仕切部材55により、線条材65の移動可能な領域(自転・公転領域)を確実に限定することとなり、より効率的に加工することが可能になる。
また、線条材65が仕切部材55を越えて移動することを規制できるので、線条材65の消磁を確実に行うことができる。
収容槽9の円筒部材50の外壁が一重構造であるため、電磁コイル8から現像スリーブ132までの距離を短くすることが可能となり、電磁コイル8が発生する回転磁場をより効率的に加工に使用することが可能となる。
封止板56により線条材65の収容槽9外への流出を防ぐことが可能となり加工時の作業性、生産性の向上が可能となり、連続加工することでその効果はさらに高くなり、表面処理装置1は、大量生産を前提とした量産装置としての現像スリーブ132の生産(処理)が可能となる。
つぎに、本発明の発明者らは、前述した本発明の線条材65において、該線条材65の外径Dを変化させた時の現像スリーブ132の外表面の表面粗さの変化を測定した。結果を図14に示す。図14中の横軸は、線条材65の外径Dを示し、図14中の縦軸は、現像スリーブ132の外表面の表面粗さを示している。なお、縦軸の現像スリーブ132の外表面の表面粗さが8μm以上であると、該現像スリーブ132が所望の量の現像剤126を搬送できることを示している。
図14によれば、線条材65の外径Dを0.5mm以上でかつ1.2mm以下とすることで、所望の量の現像剤126を搬送できることが明らかとなった。図14によれば、線条材65の外径Dを0.6mm以上でかつ1.1mm以下とすることで、現像スリーブ132の外表面の表面粗さを10μmにでき、所望の量の現像剤126を確実に搬送できることが明らかとなった。図14によれば、線条材65の外径Dを0.7mm以上でかつ1.0mm以下とすることで、現像スリーブ132の外表面の表面粗さを12μmにでき、所望の量の現像剤126をより確実に搬送できることが明らかとなった。図14によれば、線条材65の外径Dを0.8とすることで、現像スリーブ132の外表面の表面粗さを14μmにでき、所望の量の現像剤126をより一層確実に搬送できることが明らかとなった。
また、本発明の発明者らは、前述した本発明の線条材65において、該線条材65の前述したL/Dを変化させた時の現像スリーブ132の外表面の表面粗さの変化を測定した。結果を図15に示す。図15中の横軸は、線条材65のL/Dを示し、図15中の縦軸は、現像スリーブ132の外表面の表面粗さを示している。
図15によれば、線条材65のL/Dを4以上でかつ10以下とすることで、現像剤126の汲み上げ量を確保でき、所望の量の現像剤126を搬送できることが明らかとなった。なお、線条材65のL/Dが4未満であると、該線条材65の自転の回転モーメントが十分でなく、外表面に衝突した際のエネルギが不十分で、凹みの深さが浅くなるためであると思われる。なお、線条材65のL/Dが10を越えると、図9中に二点鎖線で示すように、線条材65の軸方向の中央部が外表面に衝突する場合が多くなり、凹みの深さが浅くなるためであると思われる。図15によれば、線条材65のL/Dを4.5以上でかつ9以下とすることで、現像スリーブ132の外表面の表面粗さを10μmにでき、現像剤126の汲み上げ量を確保でき、所望の量の現像剤126を確実に搬送できることが明らかとなった。図15によれば、線条材65のL/Dを5以上でかつ7以下とすることで、現像スリーブ132の外表面の表面粗さを12μmにでき、現像剤126の汲み上げ量を確保でき、所望の量の現像剤126をより確実に搬送できることが明らかとなった。
また、本発明の発明者らは、前述した本発明の線条材65において、該線条材65の外縁部65aの断面の曲率半径Rを変化させた時の現像スリーブ132の外表面の表面粗さの変化を測定した。結果を図16に示す。図16中の横軸は、線条材65の外縁部65aの断面の曲率半径Rを示し、図16中の縦軸は、現像スリーブ132の外表面の表面粗さを示している。
図16によれば、線条材65の外縁部65aの断面の曲率半径Rを0.05mm以上でかつ0.2mm以下とすることで、所望の量の現像剤126を搬送できることが明らかとなった。また、外縁部65aの断面の曲率半径Rが0.05mm未満であると、該外縁部65aの摩耗が激しいため、適さないことが明らかとなった。さらに、線条材65の外縁部65aの断面の曲率半径Rを0.10mm以上でかつ0.2mm以下とすることで、該線条材65の特に外縁部65aの摩耗を抑制して、該線条材65の長寿命化を図ることができるとともに、所望の量の現像剤126を搬送できることが明らかとなった。
次に、本発明者らは、粗面化処理の方法が異なる現像スリーブ132を複数製造し、これら現像スリーブ132の初期の状態のテスト画像と、連続使用後(10京枚印刷後)のテスト画像とを形成して、本発明の効果を確認した。結果を以下の表1に示す。
(比較例1)
比較例1では、現像スリーブの外表面にサンドブラストを施した(図25に断面曲線にフーリエ解析を施した結果を示す)。
(比較例2)
比較例2では、現像スリーブ132aの外表面に溝を形成した(断面を図20に示す)。
(比較例3)
比較例3では、現像スリーブ132bの外表面にガラスビーズを吹き付けて、該現像スリーブ132bの外表面に凹凸を形成した(外表面の実際の凹凸を拡大したものを図23に示し、その模式図を図24に示し、図26に断面曲線にフーリエ解析を施した結果を示す)。
(本発明品)
本発明品では、現像スリーブ132の外表面に前述した構成の線条材65を前述した表面処理装置1を用いてランダムに衝突させて粗面化処理を施した(断面を図17に示し、外表面の実際の凹凸を拡大したものを図6に示し、その模式図を図7に示し、図27に断面曲線にフーリエ解析を施した結果を示す)。
なお、図25ないし図27中の横軸は、外表面の断面曲線の波長即ち外表面に形成された凹凸の波長を示している。図25ないし図27中の縦軸は、外表面の断面曲線の各波長の振幅の絶対値を示している。図25ないし図27中の実線は、フーリエ解析を実施して得られた値を示し、図25ないし図27中の一点鎖線は、フーリエ解析を実施して得られた値の平均値を示している。
また、表1中の評価基準は、非常に優れて実用に耐え得る優れたものを○、実用に耐え得るが劣るものを△とする。実用に耐えない著しく劣るものを×とする。
図6及び図7によれば、長手方向が現像スリーブ132の軸方向に沿う凹み139が約40個あるのに対し、長手方向が現像スリーブ132の周方向に沿う凹み139が約22個あることが明らかとなった。このように、前述した円柱状の線条材65を用いて表面処理装置1で粗面化処理を施すこことで、現像スリーブ132の外表面に形成された楕円形状の凹み139のなかで、現像スリーブ132の軸方向に長手方向が沿う凹み139が多くなることが明らかとなった。
比較例1は、給紙(印刷)枚数が増加するのにしたがって、現像剤126の汲み上げ量が徐々に減少することが明らかとなった。さらに、本発明品は、給紙(印刷)枚数が増加しても、現像剤126の汲み上げ量の減少が僅かであることが明らかとなった。
このため、表1に示すように、比較例1は、現像材126の汲み上げ量の低下が著しく、実用に耐えない著しく劣ることが明らかとなった。また、比較例1は、外表面にランダムな凹凸が形成されるため、テスト画像にムラ生じなく、ムラの観点では、非常に優れて実用に耐え得ることが明らかとなった。
また、比較例2は、V溝が現像剤126の磁性キャリア135の大きさよりも十分に深いため、経年変化によっても、V溝が摩耗しにくい。このため、比較例2は、現像材126の汲み上げ量の低下が殆ど無く、非常に優れて実用に耐え得ることが明らかとなった。
さらに、比較例2の現像剤126の汲み上げ量が35mg/cm2である場合と、50mg/cm2である場合のテスト画像を生成した。実際に生成した画像を図21(a)及び(b)に示し、該画像を模式的に示すものを図22(a)及び(b)に示す。なお、図21(a)及び図22(a)は、汲み上げ量が35mg/cm2である場合を示し、図21(b)及び図22(b)は、汲み上げ量が50mg/cm2である場合を示している。なお、図21中に白っぽく見える賀所は、図22中に平行斜線で示す。
これに対し、本発明品の現像剤126の汲み上げ量が35mg/cm2である場合と、50mg/cm2である場合のテスト画像の実際に生成した画像を図18(a)及び(b)に示し、該画像を模式的に示すものを図19(a)及び(b)に示す。なお、図18(a)及び図19(a)は、汲み上げ量が35mg/cm2である場合を示し、図18(b)及び図19(b)は、汲み上げ量が50mg/cm2である場合を示している。なお、図18中に白っぽく見える賀所は、図19中に平行斜線で示す。
図18、図19、図21及び図22によれば、本発明品が、殆ど、生成した画像にムラが生じないのに対し、比較例2は、生成した画像に著しくムラが生じることが明らかとなった。これは、本発明品が、図17に示すように、外表面になだらかな凹凸が形成されて穂立ちした現像剤126間の間隔が狭いためと、該凹凸がなだらかに形成された凹凸が外表面にランダムに形成されているため、テスト画像にムラが生じにくいためである。これに対し、比較例2が、図20に示すように、外表面に形成されたV溝内の主に現像剤126が位置して、穂立ちした現像剤126間の間隔が広いためと、該V溝が軸方向に直線状に延びているためである。
さらに、拡大した外表面を図23及び図24に示し、断面曲線にフーリエ解析を施した結果を図26に示す比較例3では、凹み139aが略円形であるため、凹凸に規則性が生じる。このため、比較例3は、画像にムラが生じ易く、ムラの観点では実用に耐え得るが劣ることが明らかとなった。また、比較例3は、凹み139aが大きく外表面に形成された凹凸がなだらかであるため、現像材126の汲み上げ量の低下が殆ど無く、非常に優れて実用に耐え得ることが明らかとなった。
比較例1では、図25によれば、波長が0.01mmから0.1mm程度の比較的小さな凹凸が形成されていることが明らかとなった。比較例3では、図26によれば、波長が0.1mmから1.0mm程度の比較的大きな凹凸が形成されていることが明らかとなった。これに対して、本発明品では、図27によれば、波長が0.01mmから0.1mm程度の比較的小さな凹凸と波長が0.1mmから1.0mm程度の比較的大きな凹凸とがまんべんなく形成されていることが明らかとなった。したがって、本発明品は、画像にムラが生じにくいことが明らかとなった。
このように、本発明品は、現像材126の汲み上げ量の低下が殆ど無く、非常に優れて実用に耐え得ることが明らかとなった。さらに、本発明品は、テスト画像にムラ生じなく、ムラの観点で非常に優れて実用に耐え得ることが明らかとなった。
前述した実施形態では、制御装置76が現像スリーブ132の両端部に向かうにしたがって、徐々に電磁コイル8の発生する回転磁場を強くしている。しかしながら、本発明では、制御装置76が現像スリーブ132の両端部に向かうにしたがって、段階的に電磁コイル8の発生する回転磁場を強くして、現像スリーブ132の両端部を加工する際の回転磁場を現像スリーブ132の中央部を加工する際の回転磁場より強くしても良く、回転磁場の強さを一定にしても良い。
また、本発明では、現像スリーブ132の両端部を加工する際の回転磁場を現像スリーブ132の中央部を加工する際の回転磁場より強くせずに、現像スリーブ132の任意の部分を加工する際の回転磁場を現像スリーブ132の他の部分を加工する際の回転磁場より強くしても良い。
さらに、リニアエンコーダ75に限定されることなく種々のセンサを用いて、電磁コイル8の位置を検出しても良い。
さらに、本発明では、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の位置を時間で微分して該電磁コイル8の移動速度を求めて、現像スリーブ132の加工中に回転磁場の強さを変更することなく、電磁コイル8の移動速度を変更しても良い。
この場合、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の移動速度を記憶している。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電磁コイル移動部5が電磁コイル8を移動する速度を記憶している。また、制御装置76は、前述した移動速度を現像スリーブ132の品番毎に記憶している。
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、電磁コイル移動部5が電磁コイル8を移動する速度を徐々に遅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移動速度のパターン通りに、電磁コイル移動部5に電磁コイル8の移動する速度を変更させる。このように、制御装置76は、現像スリーブ132の両端部を加工する際の電磁コイル8の移動速度が、現像スリーブ132の中央部を加工する際の電磁コイル8の移動速度より遅くなるように、電磁コイル移動部5に電磁コイル8の移動する速度を変更させる。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、電磁コイル移動部5に電磁コイル8の移動する速度を変更させる。
このように、制御装置76が電磁コイル移動部5の電磁コイル8を移動する速度を変更する際には、前述したインバータ49を設けなくても良い。
制御装置76が電磁コイル移動部5の電磁コイル8を移動する速度を変更する際には、電磁コイル8の移動する速度が早くなると線条材65が現像スリーブ132に衝突する回数が減り現像スリーブ132の外表面の表面粗さが小さくなる。一方、電磁コイル8の移動する速度が遅くなると線条材65が現像スリーブ132に衝突する回数が増えて現像スリーブ132の外表面の表面粗さが大きくなる。これにより、現像スリーブ132の長手方向(軸方向)の任意の位置の外表面の表面粗さを、任意に変更できる。
また、制御装置76が予め定められたパターンにしたがって電磁コイル8の移動する速度を変更するので、常に一定のパターンに現像スリーブ132の表面粗さを形成できる。
さらに、制御装置76が両端部を加工する際の移動速度を、中央部を加工する際の移動速度より遅くするので、汲み上げ量の少ない両端部の表面粗さを汲み上げ量の多い中央部の表面粗さより粗くすることができる。このため、現像スリーブ132の汲み上げ量の少ない両端部の表面粗さを粗くして、該両端部の汲み上げ量を増やすことができ、該現像スリーブ132を備えた画像形成装置101の形成する画像にムラが生じることを確実に防止できる。したがって、画像のムラが生じることを防止できるように現像スリーブ132の外表面に粗面化処理を確実に施すことができる。
さらに、本発明では、制御装置76が現像スリーブ132の両端部に向かうにしたがって、段階的に電磁コイル8の移動する速度を遅くして、現像スリーブ132の両端部を加工する際の電磁コイル8の移動速度を現像スリーブ132の中央部を加工する際の電磁コイル8の移動速度より遅くしても良い。
また、本発明では、現像スリーブ132の両端部を加工する際の電磁コイル8の移動速度を現像スリーブ132の中央部を加工する際の電磁コイル8の移動速度より遅くせずに、現像スリーブ132の任意の部分を加工する際の電磁コイル8の移動速度を現像スリーブ132の他の部分を加工する際の電磁コイル8の移動速度より強くしても良い。
さらに、本発明では、現像スリーブ132の長手方向(軸方向)の両端部に位置する中空保持部材32の外径と、現像スリーブ132の長手方向(軸方向)の中央部に位置する中空保持部材32の外径とを異ならせても良い。例えば、現像スリーブ132の長手方向(軸方向)の両端部に位置する中空保持部材32の外径を、現像スリーブ132の長手方向(軸方向)の中央部に位置する中空保持部材32の外径より大きく形成しても良い。
この場合、現像スリーブ132の両端部の回転磁場の強さが、現像スリーブ132の中央部の回転磁場の強さより強くなる。そして、現像スリーブ132の汲み上げ量の少ない両端部の表面粗さを粗くして、該両端部の汲み上げ量を増やすことができ、該現像スリーブ132を備えた画像形成装置101の形成する画像にムラが生じることを確実に防止できる。したがって、画像のムラが生じることを防止できるように現像スリーブ132の外表面に粗面化処理を確実に施すことができる。
また、本発明では、現像スリーブ132を保持する中空保持部材32の外径を現像スリーブ132の両端部と中央部とで異ならせれば良い。則ち、中空保持部材32の現像スリーブ132の両端部の外径を現像スリーブ132の中央部の外径より小さくしても良い。要するに、本発明では、中空保持部材32の現像スリーブ132の両端部の外径と現像スリーブ132の中央部の外径とを異ならせれば良い。こうすることで、画像のムラが生じることを防止できるように現像スリーブ132の外表面に粗面化処理を確実に施すことができる。
また、前述した実施形態では、仕切部材55を設けている。しかしながら、本発明では、線条材65の質量と電磁コイル8の発生する回転磁場の強さなどにより、該回転磁場に線条材65が吸引されることなく、電磁コイル8の移動により線条材65が回転磁場から抜け出るのであれば、仕切部材55を設けなくても良い。さらに、本発明では、封止板56を収容槽9の円筒部材50の少なくとも一端に設ければ良い。また、本発明では、例えば板状などの円筒状以外の種々の形状の現像スリーブ132の外表面の粗面化を図っても良い。
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、保持手段と回転手段と磁場変更手段は、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。