JP7003603B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用した、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、感光体ドラムと、露光装置と、現像装置と、転写装置と、を備える。予め所定の電位に帯電された感光体ドラム上に、露光装置によって画像データに応じた露光光が照射されることで静電潜像が形成される。更に、当該静電潜像に現像装置から現像剤が供給されることにより、像担持体上にトナー像が形成される。

露光装置は、画像データに応じて、潜像ドットが互いに隣接して配置されたスクリーン画像を感光体ドラム上に形成する。要求される画質に応じて、スクリーン画像のスクリーン線数、スクリーン角度が設定される。

一方、感光体ドラムに現像剤を供給する現像装置は、現像ローラーを有する。現像ローラーは、所定の回転軸回りに回転されるスリーブを有する。特許文献１には、当該スリーブの製造方法として、引抜加工されたアルミ管の周面が切削加工された後、当該周面にアルマイト処理や樹脂コーティング処理される技術が開示されている。これらの処理によって、スリーブ上に現像剤が担持されやすくなるとともに、現像ローラーから感光体ドラムにトナーが安定して供給される。

特許第６０５３６６９号明細書

特許文献１に記載された技術では、アルミ管が所定の回転数で回転されながら、切削刃が所定の速度で軸方向に移動されることで、アルミ管の周面が切削刃によって切削される。この際、アルミ管の回転周期と切削刃の移動速度に応じて、アルミ管の周面上には微小な切削ピッチの凹凸（切削痕）が形成される。そして、現像ローラー上の切削ピッチと露光装置のスクリーン画像における主走査方向のドット間ピッチとが干渉すると、画像上に斜め筋画像（干渉縞）が発生するという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することを抑止した画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、装置本体と、静電潜像が形成される表面を有するとともに、前記表面に現像剤像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムの前記表面を所定の電位に帯電させる帯電装置と、前記所定の電位に帯電された前記感光体ドラムの前記表面に画像データに応じた露光光を照射することで、前記静電潜像を形成する露光装置と、現像剤を担持する周面を含み所定の回転軸回りに回転される現像ローラーを有し、前記感光体ドラムの前記表面に前記現像剤を供給することで前記静電潜像を前記現像剤像に顕在化する現像装置と、を備え、前記露光装置は、主走査方向に対して所定のスクリーン角度をもって傾斜したスクリーン画像であって、かつ、主走査方向において１インチあたり所定のスクリーン線数で形成されたスクリーン画像によって、前記静電潜像を形成するものであって、前記現像ローラーは、前記周面上において当該現像ローラーの回転における周方向に沿って延びるとともに前記回転軸の軸方向に沿って所定のピッチで形成された切削痕を有し、前記現像ローラーの前記ピッチに対応する特性値を予め記憶する特性値記憶部と、前記特性値記憶部に記憶された前記特性値に応じて前記スクリーン線数を決定するスクリーン条件決定部と、を更に備え、前記特性値は、前記現像ローラーの製造時であって当該現像ローラーの周面が切削加工される際に前記現像ローラーが回転される回転数と、前記周面に当接し前記軸方向に沿って移動される切削刃の移動速度と、を含み、前記スクリーン条件決定部は、前記回転数および前記移動速度に基づいて前記ピッチを推定し、前記スクリーン角度をθ（度）、前記スクリーン線数をＸ（本）、前記推定されたピッチをＹ（μｍ）とすると、以下の関係式を満たすように、前記スクリーン線数を決定することを特徴とする、画像形成装置。２５．４／Ｘ×０．９×ｃｏｓθ＞Ｙ、または、Ｙ＞２５．４／Ｘ×１．１×ｃｏｓθ

本構成によれば、スクリーン条件決定部が、現像ローラーの切削痕のピッチに応じて、スクリーン線数を決定する。このため、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが抑止される。また、本構成によれば、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが安定して抑止される。更に、本構成によれば、現像ローラーの製造時に管理される切削条件（回転数、移動速度）に基づいて、適切なスクリーン線数を決定することができる。

上記の構成において、前記現像装置は、前記装置本体に対して着脱可能とされ、前記特性値記憶部は、前記現像装置に固定されていることが望ましい。

本構成によれば、個々の現像ローラーの特性値が現像装置の特性値記憶部に記憶されている。このため、現像装置が交換された場合や、一時的に装置本体から取り外された場合でも、次の画像形成動作において、スクリーン画像と現像ローラーの切削痕のピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することを抑止することができる。

上記の構成において、前記現像ローラーは、円管状の基材と、前記基材上に形成された樹脂コーティング層と、を有することが望ましい。

本構成によれば、樹脂コーティング層によって、現像ローラーと感光体ドラムとの間に現像電界が安定して形成される。また、基材の周面に形成された切削痕が樹脂コーティング層の周面に残存する場合であっても、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが抑止される。

上記の構成において、前記現像ローラーの前記基材は、アルミニウムからなり、前記現像ローラーは、前記基材上に形成されたアルマイト層を更に有し、前記樹脂コーティング層は、前記アルマイト層上に形成されていることが望ましい。

本構成によれば、アルマイト層によって樹脂コーティング層の剥がれが抑止される。

上記の構成において、前記現像装置は、トナーおよび磁性キャリアを含む前記現像剤を貯留する現像剤貯留部と、所定の回転軸回りに回転され、前記現像剤貯留部から前記トナーおよび前記キャリアを受け取る、磁気ローラーと、前記磁気ローラーから前記トナーを受け取り、前記感光体ドラムに前記トナーを供給する前記現像ローラーと、を有することが望ましい。

本構成によれば、現像装置が、磁気ローラーおよび現像ローラーを有し、タッチダウン現像方式が採用される場合であっても、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが抑止される。

上記の構成において、前記磁気ローラーおよび前記現像ローラーは、互いに対向する領域において逆方向に回転されることが望ましい。

本構成によれば、現像ニップを通過した現像ローラー上のトナー層は、磁気ローラー上の磁気ブラシによる機械的な掻きとり力と、磁気ローラーと現像ローラーとの間の電位差によって、現像ローラーから磁気ローラー側に容易に回収される。このため、磁気ローラーおよび現像ローラーが互いに対向する領域において同じ方向に回転される場合と比較して、対向領域の現像剤に大きな凝集力が付与されることが抑止される。一方、このような場合、現像ローラーの周面に形成された切削痕は対向領域における現像剤によって研磨されにくく、長期の使用によっても残存しやすくなる。そして、スクリーン角度θ（度）、スクリーン線数Ｘ（本）および切削痕のピッチＹ（μｍ）が、所定の関係式を満たす場合には、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが安定して抑止される。

上記の構成において、前記現像ローラー上の現像剤層は、前記感光体ドラムの表面に対して非接触とされているものでもよい。

本構成によれば、現像ローラー上の現像剤層は、公知の接触現像方式のように感光体ドラムの表面に接触していない。このため、現像ローラーの切削痕に応じた現像剤層の微小な分布が、感光体ドラムに飛翔するトナー量に大きく影響する。そして、スクリーン角度θ（度）、スクリーン線数Ｘ（本）および切削痕のピッチＹ（μｍ）が、所定の関係式を満たす場合には、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが安定して抑止される。

本発明によれば、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することを抑止した画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像ローラーの基材に切削加工が施される様子を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る現像ローラーの周面の表面粗さの測定結果を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る現像動作を示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る感光体ドラム上の静電潜像を拡大した模式図である。 本発明の一実施形態に係る感光体ドラム上の静電潜像を拡大した模式図である。 本発明の課題である斜め筋が画像上に現れた様子を示し模式図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御部のブロック図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す断面図である。ここでは、画像形成装置１として、プリンター機能と複写機能とを備えた複合機を例示するが、画像形成装置は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置であってもよい。

＜画像形成装置の説明＞
画像形成装置１は、略直方体形状の筐体構造を有する装置本体１０と、装置本体１０上に配置される自動原稿給送装置２０とを備える。装置本体１０の内部には、複写する原稿画像を光学的に読み取る読取ユニット２５と、シートにトナー像を形成する画像形成部３０と、前記トナー像をシートに定着させる定着部６０と、画像形成部３０へ搬送されるシートを貯留する給紙部４０と、シートを給紙部４０又は給紙トレイ４６から画像形成部３０及び定着部６０を経由してシート排出口１０Ｅまで搬送する搬送経路５０と、この搬送経路５０の一部を構成するシート搬送路を内部に有する搬送ユニット５５とが収容されている。

自動原稿給送装置（ＡＤＦ）２０は、装置本体１０の上面に回動自在に取り付けられている。ＡＤＦ２０は、装置本体１０における所定の原稿読取位置に向けて、複写される原稿シートを自動給送する。一方、ユーザーが手置きで原稿シートを所定の原稿読取位置に載置する場合は、ＡＤＦ２０は上方に開かれる。ＡＤＦ２０は、原稿シートが載置される原稿トレイ２１と、自動原稿読取位置を経由して原稿シートを搬送する原稿搬送部２２と、読取後の原稿シートが排出される原稿排出トレイ２３とを含む。

読取ユニット２５は、装置本体１０の上面のＡＤＦ２０から自動給送される原稿シート又は手置きされる原稿シートの画像を光学的に読み取る。読取ユニット２５内には、光源、移動キャリッジ、反射ミラー等を含む走査機構と、撮像素子とが収容されている（図略）。走査機構は、原稿シートに光を照射し、その反射光を撮像素子に導く。撮像素子は、前記反射光をアナログ電気信号に光電変換する。前記アナログ電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路でデジタル電気信号に変換された後、画像形成部３０に入力される。

画像形成部３０は、フルカラーのトナー画像を生成しこれをシート上に転写する処理を行うもので、タンデムに配置されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各トナー像を形成する４つのユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋを含む画像形成ユニット３２と、該画像形成ユニット３２の上に隣接して配置された中間転写ユニット３３と、中間転写ユニット３３上に配置されたトナー補給部３４とを含む。

各画像形成ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋは、感光体ドラム３２１（像担持体）と、この感光体ドラム３２１の周囲に配置された、帯電装置３２２、露光装置３２３、現像装置３２４、一次転写ローラー３２５及びクリーニング装置３２６とを含む。

感光体ドラム３２１は、その軸回りに回転する円筒状部材であって、その表面に静電潜像が形成されるとともに、トナー像（現像剤像）を担持する。帯電装置３２２は、感光体ドラム３２１の表面を所定の電位に均一に帯電させる。露光装置３２３は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム３２１の表面に、原稿画像の画像データに基づく露光光を照射することで、静電潜像を形成する。

現像装置３２４は、感光体ドラム３２１上に形成された静電潜像をトナー像に現像（顕在化）するために、感光体ドラム３２１の周面にトナー（現像剤）を供給する。本実施形態では、現像装置３２４は２成分現像剤用のものであり、後記のとおり、スクリューフィーダー、磁気ローラー、及び現像ローラーを含む。

一次転写ローラー３２５は、中間転写ユニット３３に備えられている中間転写ベルト３３１を挟んで感光体ドラム３２１とニップ部を形成し、感光体ドラム３２１上のトナー像を中間転写ベルト３３１上に一次転写する。クリーニング装置３２６は、クリーニングローラー等を有し、トナー像転写後の感光体ドラム３２１の周面を清掃する。

中間転写ユニット３３は、中間転写ベルト３３１、駆動ローラー３３２及び従動ローラー３３３を備える。中間転写ベルト３３１は、駆動ローラー３３２及び従動ローラー３３３に架け渡された無端ベルトであって、該中間転写ベルト３３１の外周面には、複数の感光体ドラム３２１からトナー像が、同一箇所に重ねて転写される。中間転写ユニット３３は図１では反時計回りに回転される。

駆動ローラー３３２の周面に対向して、二次転写ローラー３５が配置されている。駆動ローラー３３２と二次転写ローラー３５とのニップ部は、中間転写ベルト３３１に重ね塗りされたフルカラーのトナー像をシートに転写する二次転写部となる。駆動ローラー３３２又は二次転写ローラー３５のいずれか一方のローラーに、トナー像と逆極性の二次転写バイアス電位が印加され、他方のローラーは接地される。また、駆動ローラー３３２よりも、中間転写ベルト３３１の回転方向上流側の位置には、中間転写ベルト３３１の周面に対向する位置に、濃度センサー３５Ａが対向配置されている。濃度センサー３５Ａは、中間転写ベルト３３１上に形成された画像の濃度に応じた電気信号を出力する。

トナー補給部３４は、イエロー用トナーコンテナ３４Ｙ、マゼンタ用トナーコンテナ３４Ｍ、シアン用トナーコンテナ３４Ｃ、及びブラック用トナーコンテナ３４Ｂｋを含む。これらトナーコンテナ３４Ｙ、３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｂｋは、それぞれ各色のトナーを貯留するものであり、ＹＭＣＢｋ各色に対応する画像形成ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋの現像装置３２４に、図略の供給経路を通して各色のトナーを供給する。

給紙部４０は、画像形成処理が施されるシートを収容する２段の給紙カセット４０Ａ、４０Ｂを備える。これら給紙カセット４０Ａ、４０Ｂは、装置本体１０の前方から手前方向に引出可能である。

定着部６０は、シートにトナー像を定着させる定着処理を施す誘導加熱方式の定着装置であって、加熱ローラー６１、定着ローラー６２、加圧ローラー６３、定着ベルト６４及び誘導加熱ユニット６５を含む。定着ローラー６２に対して加圧ローラー６３が圧接され、定着ニップ部が形成されている。加熱ローラー６１及び定着ベルト６４は誘導加熱ユニット６５によって誘導加熱され、その熱を前記定着ニップ部に与える。シートが定着ニップ部を通過することで、シートに転写されたトナー像が当該シートに定着される。

＜現像装置の構成＞
続いて、現像装置３２４について詳細に説明する。図２は、現像装置３２４の内部構造を概略的に示す垂直方向の断面図である。なお、図２では、図１の現像装置３２４を左右方向に反転して示している。現像装置３２４は、該現像装置３２４の内部空間を画定する現像ハウジング８０を含む。この現像ハウジング８０には、非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部８１が備えられている。また、現像ハウジング８０の内部には、現像剤貯留部８１の上方に配置された磁気ローラー８２と、磁気ローラー８２の斜め上方位置で磁気ローラー８２に対向配置された現像ローラー８３と、磁気ローラー８２に対向配置された現像剤規制ブレード８４とが配設されている。

現像剤貯留部８１は、現像装置３２４の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室８１ａ，８１ｂを含む。現像剤貯留室８１ａ，８１ｂは、現像ハウジング８０に一体に形成され長手方向に延びる仕切り板８０１によって互いに仕切られているが、図２の紙面と直交する長手方向における両端部において、不図示の連通路によって互いに連通されている。各現像剤貯留室８１ａ，８１ｂには、軸回りに回転することにより現像剤を攪拌及び搬送するスクリューフィーダー８５，８６が収容されている。スクリューフィーダー８５，８６は、図略の駆動機構により回転駆動されるが、その回転方向が互いに逆方向に設定されている。これにより現像剤は、現像剤貯留室８１ａおよび現像剤貯留室８１ｂ間を攪拌されつつ循環搬送される。この攪拌により、トナーとキャリアとが混合され、トナーが例えばプラスに帯電される。

磁気ローラー８２は、現像装置３２４の長手方向に沿って配設されており、図２では所定の回転軸回りに時計方向に回転される。磁気ローラー８２の内部には、固定式の所謂磁石ロール（図示せず）が配置されている。磁石ロールは複数の磁極を有しており、本実施形態では汲上極８２１、規制極８２２及び主極８２３を有する。汲上極８２１は現像剤貯留部８１に対向し、規制極８２２は現像剤規制ブレード８４に対向し、主極８２３は現像ローラー８３に対向している。

磁気ローラー８２は、汲上極８２１の磁力によって現像剤貯留部８１から現像剤をその周面８２Ａ上に磁気的に汲み上げる（受け取る）。汲み上げられた現像剤は、磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に磁気的に現像剤層（磁気ブラシ層）として保持され、磁気ローラー８２の回転に伴って現像剤規制ブレード８４に向けて搬送される。

現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の回転方向から見て現像ローラー８３よりも上流側に配置され、磁気ローラー８２の周面８２Ａに磁気的に付着した現像剤層の層厚を規制する。現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の長手方向に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、現像ハウジング８０の適所に固定された所定の支持部材８４１によって支持されている。また、現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間で所定の寸法の規制ギャップＧを形成する規制面８４２（つまり現像剤規制ブレード８４の先端面）を有する。

磁性材料から形成された現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の規制極８２２によって磁化される。これにより、現像剤規制ブレード８４の規制面８４２と規制極８２２との間には、すなわち規制ギャップＧには、磁路が形成される。汲上極８２１によって磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に付着した現像剤層が、磁気ローラー８２の回転に伴って規制ギャップＧ内に搬送されると、現像剤層の層厚は規制ギャップＧにおいて規制される。これにより、周面８２Ａ上には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。

現像ローラー８３は、現像装置３２４の長手方向に沿って、且つ、磁気ローラー８２に対して平行に延びるように配設されており、図２では所定の回転軸回りに時計方向に回転される。現像ローラー８３は、磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に保持された現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持する周面８３Ａを有する。現像動作が行なわれる現像時には、前記トナー層のトナーが感光体ドラム３２１の周面に供給される。

現像ローラー８３および磁気ローラー８２は、図２の駆動部９６２によって回転駆動される。現像ローラー８３の周面８３Ａと磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間には、所定の寸法の隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓは例えば約１３０μｍに設定されている。現像ローラー８３は、現像ハウジング８０に形成された開口を通して感光体ドラム３２１に臨むように配置され、周面８３Ａと感光体ドラム３２１の周面との間にも所定の寸法の隙間が形成されている。磁気ローラー８２および現像ローラー８３は、互いに対向する領域において逆方向に回転される。また、磁気ローラー８２と現像ローラー８３との間の間隔は、現像ローラー８３と感光体ドラム３２１との間の間隔よりも狭く設定されている。

図３は、本実施形態に係る現像ローラー８３の基材８３０に切削加工が施される様子を示す模式図である。

本実施形態では、現像ローラー８３は主にアルミニウムからなる。詳しくは、アルミニウム材の引抜加工によって、円管状の基材８３０が形成される。その後、図３に示すように、基材８３０が軸ＳＬ周りに回転されながら、基材８３０の周面が切削装置１００によって切削される。この際、切削刃１０１は、基材８３０の回転における軸方向（図３の矢印ＤＫ）に沿って移動されながら、基材８３０の周面を切削する。切削刃１０１は、基材８３０が１回転される毎に、軸方向に所定のピッチＳｍ（Ｙ）で移動される。その後、基材８３０の周面にはアルマイト処理が施される。なお、上記の切削加工によって当該アルマイト処理が安定して行うことができる。そして、アルマイト処理によって形成されたアルマイト層の上に、樹脂コーティング層が形成されることで、現像ローラー８３が製造される。

なお、樹脂コーティング層は、例えばアルコール可溶性ナイロンの層とその中に分布する導電性の粉体とを含む。この場合、前記導電性の粉体は粉状の酸化チタンなどである。アルマイト層が形成された基材８３０に、導電性の樹脂コーティング層を形成するためのディッピング工程が行われる。例えば、このディッピング工程において、基材８３０は、軸方向が鉛直方向に沿うような姿勢で、結着樹脂および導電性の粉体を含む混合液に浸漬される。混合液の分散媒体は、一例としてメタノール８００［重量部］である。この場合、前記混合液は、前記ナイロンと前記酸化チタンと前記メタノール８００［重量部］とが、例えば直径１．０ミリメートルのジルコニアビーズとともに混合されることによって得られる。

図４は、本実施形態に係る現像ローラー８３の周面の表面粗さの分布（測定結果）を示すグラフである。図４では、横軸が測定長さを示しており、縦軸が表面粗さＲｚを示している。ここでは、東京精密社製の接触式表面粗さ計Surfcom1500DXを用いて、現像ローラー８３の軸方向（長手方向）における表面粗さが測定されている。この際、測定長さは４ｍｍである。前述のように、基材８３０の切削加工では、切削刃１０１が所定のピッチで軸方向に移動される。このため、基材８３０の表面には、現像ローラー８３の回転における周方向に沿って延びるとともに、回転軸（ＳＬ）の軸方向に沿って所定のピッチＳｍ（Ｙ）で切削痕が形成される。当該切削痕は、アルマイト処理および樹脂コーティング処理が施された後の現像ローラー８３の周面上にも残存する。

図５は、本実施形態に係る現像動作を示した模式図である。現像装置３２４は、更に、第１印加部８８、第２印加部８９を有する。

第１印加部８８は、直流電源と交流電源とから構成され、後記の制御部９０からの制御信号に基づき、現像装置３２４内の磁気ローラー８２にバイアスを印加する。同様に、第２印加部８９は、直流電源と交流電源とから構成され、制御部９０からの制御信号に基づき、現像装置３２４内の現像ローラー８３にバイアスを印加する。

第１印加部８８は、直列に接続された直流電圧源８８１と交流電圧源８８２とを有し、磁気ローラー８２に接続されている。直流電圧源８８１から出力された直流バイアスに交流電圧源８８２から出力された交流バイアスが重畳された電圧が磁気ローラー８２に印加される。第２印加部８９は、直列に接続された直流電圧源８９１と交流電圧源８９２とを有し、現像ローラー８３に接続されている。直流電圧源８９１から出力された直流バイアスに交流電圧源８９２から出力された交流バイアスが重畳された電圧が、現像ローラー８３に印加される。

磁気ローラー８２および現像ローラー８３に印加される直流バイアスおよび交流バイアスの値は、現像装置３２４が感光体ドラム３２１の周面上にトナーを供給する（静電潜像を現像する）現像動作に際し、供給されるトナーの帯電性に応じて変更される。また、現像動作終了後に、現像ローラー８３に付着したトナーを磁気ローラー８２に回収するための回収動作において、更に異なるバイアスの値が磁気ローラー８２および現像ローラー８３に印加される。

磁気ローラー８２の周面８２Ａ上の磁気ブラシ層は、現像剤規制ブレード８４によって層厚が均一に規制された後、磁気ローラー８２の回転に伴って現像ローラー８３に向けて搬送される。その後、隙間Ｓ（図２）の領域において、磁気ブラシ層中の多数の磁気ブラシＤＢが、回転中の現像ローラー８３の周面８３Ａに接触する。

このとき、制御部９０は、第１印加部８８および第２印加部８９を制御して所定の直流バイアスおよび交流バイアスを磁気ローラー８２および現像ローラー８３のそれぞれに印加する。これにより、磁気ローラー８２の周面８２Ａと現像ローラー８３の周面８３Ａとの間に所定の電位差（現像用電位差）が生じる。この電位差により、周面８２Ａと周面８３Ａとの対向位置において（主極８２３（図２）と周面８３Ａとの対向位置において）、磁気ブラシＤＢからトナーＴのみが周面８３Ａに移動し、磁気ブラシＤＢのキャリアＣと残留する一部のトナーとは周面８２Ａ上に残る。これにより、現像ローラー８３の周面８３Ａ上に所定厚さのトナー層ＴＬが担持される。

周面８３Ａ上のトナー層ＴＬは、現像ローラー８３の回転に伴って感光体ドラム３２１の周面に向けて搬送される。現像ローラー８３には、直流電圧と交流電圧との重畳電圧が印加されている。したがって、静電潜像に応じて表面に電位を有している感光体ドラム３２１の周面と該現像ローラー８３の周面８３Ａとの間には所定の電位差が生じている。この電位差により、トナー層ＴＬのトナーＴが感光体ドラム３２１の周面に移動する。これにより、感光体ドラム３２１の周面上の静電潜像が現像され、トナー像が形成される。

図６および図７は、それぞれ、本実施形態に係る露光装置３２３が感光体ドラム３２１上に形成する静電潜像を拡大した模式図である。露光装置３２３は、主走査方向Ｄｈ（感光体ドラム３２１の軸方向）に対して鋭角の所定のスクリーン角度θをもって傾斜したスクリーン画像であって、かつ、主走査方向Ｄｈにおいて１インチあたり所定のスクリーン線数Ｘで形成されたスクリーン画像によって、前記静電潜像を形成する。なお、図６および図７において、Ｄｆは副走査方向を示している。感光体ドラム３２１の周面上にスクリーン角度θでドットＤＩが選択的に配置されることで、画像データに応じた静電潜像が形成される。この際、各ドットＤＩは副走査方向Ｄｆと平行に延びる仮想直線上に所定の間隔をおいて配置されることとなる。図６では、スクリーン線数Ｘ＝２１２線であり、スクリーン角度θ＝４５度、前記仮想直線の主走査方向Ｄｈにおける間隔Ｗ（ドット間ピッチ）＝０．０８５ｍｍに設定されている。また、図７では、スクリーン線数Ｘ＝１４１線であり、スクリーン角度θ＝４５度、前記仮想直線の主走査方向Ｄｈにおける間隔Ｗ＝０．１２７ｍｍに設定されている。なお、ドット間ピッチＷは、以下の式１によって演算される。
Ｗ＝２５．４／Ｘ×ｃｏｓθ ・・・（式１）

前述のように、現像ローラー８３は、周面上において当該現像ローラー８３の回転における周方向に沿って延びるとともに、現像ローラー８３の回転軸の軸方向に沿って所定のピッチＳｍ（＝Ｙ）で形成された切削痕を有する。なお、当該切削痕は、図３の切削方法を前提とした場合、現像ローラー８３の周面上において螺旋状に連続して延びている。

現像ローラー８３の周面上に形成された上記の切削痕によって、現像ローラー８３の周面上に担持されるトナー層にも微小な筋状の分布差をもたらす。このため、現像ローラー８３から感光体ドラム３２１に対するトナー供給能力（トナー飛散量）も軸方向に沿って微小な山谷が存在することとなる。

本発明の発明者は、このような現像ローラー８３上の切削痕のピッチと、感光体ドラム３２１上に形成されるスクリーン画像のドット間ピッチＷ（図６、図７における仮想直線間のピッチ）とが干渉した場合、肉眼で識別可能な斜め筋が画像上に発生することを新たに知見した。図８は、本発明の課題である斜め筋ＩＬが、シートＳの画像上に現れた様子を示し模式図である。なお、図８では、説明のために、斜め筋ＩＬのピッチを誇張して示している。このような斜め筋ＩＬは、ハーフトーン画像ＨＴ上において顕著に現れる。

ここで、スクリーン画像におけるスクリーン角度θ（度）、スクリーン線数Ｘ（本）および現像ローラー８３の切削痕のピッチＹ（μｍ）が、以下の式２または式３を満たす場合に、斜め筋の発生を抑制することが可能となる。
２５．４／Ｘ×０．９×ｃｏｓθ＞Ｙ ・・・（式２）
Ｙ＞２５．４／Ｘ×１．１×ｃｏｓθ ・・・（式３）
上記について換言すれば、現像ローラー８３上の切削ピッチＹが、スクリーン画像の主走査方向におけるドット間ピッチＷの±１０％の範囲に含まれていないことが望ましい。

このような構成によれば、ともに主走査方向に沿って筋状に現れる、切削痕に基づく現像ローラー８３上のトナー層の微小な分布と、スクリーン画像におけるドット間の仮想直線とが互いに干渉することによって肉眼で視認される斜め筋画像を抑止することができる。

図９は、本実施形態に係る画像形成装置１の制御部９０のブロック図である。制御部９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。また、制御部９０には、前述の画像形成部３０（露光装置３２３、現像装置３２４など）に加え、前述の第１印加部８８および第２印加部８９、ユニット記憶部１０５などが電気的に接続されている。

ユニット記憶部１０５は、現像装置３２４の現像ハウジング８０に固定されている。ユニット記憶部１０５には、公知のＲＡＭなどが採用される。現像装置３２４は、装置本体１０に対して着脱可能とされており、現像装置３２４が装置本体１０に装着されると、ユニット記憶部１０５は装置本体１０内に備えられた不図示の読取手段に電気的に接続される。この結果、制御部９０がユニット記憶部１０５に記憶された各種の情報を読み取ることができるとともに、ユニット記憶部１０５内の情報を更新することができる。また、本実施形態では、現像ローラー８３の表面に形成された前述の切削痕のピッチに関するデータ（ピッチデータ、特性値）がユニット記憶部１０５に予め記憶されている。当該ピッチデータは、大量生産される現像ローラー８３のそれぞれに固有の値であり、現像ローラー８３が現像ハウジング８０に組み付けられる際に、前記現像ハウジング８０に固定されたユニット記憶部１０５に記憶される。

制御部９０は、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部９０１、バイアス制御部９０２、スクリーン条件決定部９０３、出力部９０４および記憶部９０５を備えるように機能する。

駆動制御部９０１は、画像形成装置１内の各部材の駆動を制御するものであり、画像形成装置１内に備えられた不図示の駆動部（モータ）に指令信号を出力する。一例として、駆動制御部９０１は、感光体ドラム３２１、現像ローラー８３、磁気ローラー８２の回転などを制御する。

バイアス制御部９０２は、前述の第１印加部８８および第２印加部８９を制御して、現像ローラー８３、磁気ローラー８２に印加される現像バイアスを制御する。

スクリーン条件決定部９０３は、画像形成装置１において画像形成動作が実行される際に、ユニット記憶部１０５に記憶されたピッチデータに応じて露光装置３２３のスクリーン線数を決定する。特に、スクリーン条件決定部９０３は、前述の式２または式３に基づいてスクリーン線数を決定する。

出力部９０４は、スクリーン条件決定部９０３が決定するスクリーン線数に対応する指令信号を露光装置３２３に出力する。

記憶部９０５は、スクリーン条件決定部９０３が参照する前述の式１乃至式３に関する情報を予め記憶している。

上記のような構成において、スクリーン条件決定部９０３は、画像形成装置１における画像形成動作に際して、各色の４本の現像ローラー８３のピッチデータをそれぞれのユニット記憶部１０５から取得し、式２または式３を満たすように、各色のスクリーン線数を決定する。式２、式３において、スクリーン角度θは、予め色ごとに設定されている。なお、スクリーン条件決定部９０３は、斜め筋が発生しやすい、換言すれば、切削痕とスクリーンとが干渉しやすいスクリーン角度θを備えたユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋに対してのみ、スクリーン線数を調整してもよい。

以下、実施例を挙げて本発明の実施形態につき更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、実施した各実験での実験条件は以下のとおりである。
・感光体ドラム３２１：アモルファスシリコン感光体
・トナー：体積平均粒子径６．８μｍ、正帯電性
・現像方式：タッチダウン現像（磁気ローラー＋現像ローラー）
・現像ローラー：外径φ２０ｍｍ、樹脂コーティング層（ナイロン＋酸化チタン）、表面抵抗１．０Ｅ＋０７～１．０Ｅ＋０９
・現像条件：現像ローラー上のトナー搬送量０．２５～０．４５ｍｇ／ｃｍ^２
・現像ローラー８３と感光体ドラム３２１との間のギャップ：７５～１５０μｍ
・現像ローラー８３と磁気ローラー８２との間のギャップ：１７０～３５０μｍ
・現像ローラー８３と感光体ドラム３２１との間の周速比：１．２～２．０
・現像バイアス（現像ローラー８３と感光体ドラム３２１との間に印加される交流電圧の最大振幅１５００～１８００（Ｖ）、同直流電圧の電位差３０～１００（Ｖ）

表１は、現像ローラー８３の基材８３０に対する切削条件（１～２０）における表面形状の測定結果と、各スクリーン画像における斜め筋の評価結果を示したものである。なお、現像ローラー８３の表面形状は、東京精密社製の接触式表面粗さ計Surfcom1500DXを用いて、現像ローラー８３の長手方向に沿って、以下の条件で測定した。
・測定長さ：４ｍｍ
・測定値：測定ポイント計１２点（長手方向３点×周方向４点）の平均値
また、各測定パラメータは、JISB0601規格に準じ、以下の値を測定した。
切削ピッチＳｍ：平均長さ
表面粗さＲｚ：１０点平均粗さ
表面粗さＲａ：算術平均粗さ

なお、表１の斜め筋評価では、斜め筋が、画像上に現れていないものが「０」、画像上に僅かに現れているものが「１」、画像上に顕著に現れているものが「２」として示されている。

表１を参照して、スクリーン線数２１２線かつスクリーン角度４５度、スクリーン線数１２７線かつスクリーン角度６５度の各条件では、切削ピッチＳｍ≧１００（μｍ）の場合に、斜め筋が発生しない結果となった。また、スクリーン線数１４１線かつスクリーン角度４５度、スクリーン線数１７８線かつスクリーン角度２７度の各条件では、切削ピッチＳｍ≦１００（μｍ）またはＳｍ≧１４２（μｍ）の場合に、斜め筋が発生しない結果となった。更に、また、スクリーン線数１０６線かつスクリーン角度４５度、スクリーン線数１３４線かつスクリーン角度２７度の各条件では、切削ピッチＳｍ≦１５０（μｍ）の場合に、斜め筋が発生しない結果となった。

上記の結果について換言すると、スクリーン画像のドット間ピッチ（ｄｏｔ間距離）が８５（μｍ）、１２７（μｍ）および１６９（μｍ）のいずれの場合も、スクリーン画像におけるスクリーン角度θ（度）、スクリーン線数Ｘ（本）および現像ローラー８３の切削痕のピッチＹ（μｍ）が、前述の式２または式３を満たす場合に、斜め筋が発生しない結果となった。

以上のように、本実施形態によれば、画像形成装置１は、現像ローラー８３の切削ピッチに対応する特性値を予め記憶するユニット記憶部１０５と、ユニット記憶部１０５に記憶された前記特性値に応じて露光装置３２３のスクリーン線数を決定するスクリーン条件決定部９０３と、を備える。このような構成によれば、スクリーン画像と現像ローラー８３の切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが抑止される。また、現像ローラー８３の製造時に、長期間の使用によって切削刃の切削能力が次第に低下することに起因して、切削能力を確保するために切削刃の移動速度を小さく調整することがあっても、現像ローラー８３の切削痕のピッチがユニット記憶部１０５に格納されているため、上記のような斜め筋の発生が抑止される。また、現像ローラー８３の製造段階で、１つの切削刃が切削するローラー本数が減少することが防止される。

また、スクリーン条件決定部９０３は、前述の式２または式３を満たすように、スクリーン線数を決定する。この結果、スクリーン角度θ（度）、スクリーン線数Ｘ（本）および切削痕のピッチＹ（μｍ）が、所定の関係式を満たすため、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが安定して抑止される。

また、本実施形態では、現像装置３２４は、装置本体１０に対して着脱可能とされ、ユニット記憶部１０５は、現像装置３２４に固定されている。このような構成によれば、個々の現像ローラー８３の特性値が現像装置３２４のユニット記憶部１０５に記憶されている。このため、現像装置３２４が交換された場合や、一時的に装置本体１０から取り外された場合でも、次の画像形成動作において、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することを抑止することができる。

また、本実施形態では、切削痕のピッチに対応する特性値として、ピッチそのものが記憶部９０５に格納されている。このような構成によれば、スクリーン条件決定部９０３が、取得されたピッチデータに基づいて、適切なスクリーン線数を速やかに決定することができる。

また、本実施形態では、現像ローラー８３は、円管状の基材８３０と、基材８３０上に形成された樹脂コーティング層と、を有する。このため、樹脂コーティング層によって、現像ローラー８３と感光体ドラム３２１との間に現像電界が安定して形成される。また、基材８３０の周面に形成された切削痕が樹脂コーティング層の周面に残存する場合であっても、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが抑止される。

また、現像ローラー８３の基材８３０は、アルミニウムからなり、現像ローラー８３は、基材８３０上に形成されたアルマイト層を更に有し、樹脂コーティング層は、アルマイト層上に形成されている。このため、アルマイト層によって樹脂コーティング層の剥がれが抑止される。

また、現像装置３２４は、トナーおよび磁性キャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部８１と、所定の回転軸回りに回転され、現像剤貯留部８１からトナーおよびキャリアを受け取る、磁気ローラー８２と、磁気ローラー８２からトナーを受け取り、感光体ドラム３２１にトナーを供給する現像ローラー８３と、を有する。本構成によれば、現像装置３２４が、磁気ローラー８２および現像ローラー８３を有し、タッチダウン現像方式が採用される場合であっても、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが抑止される。

また、磁気ローラー８２および現像ローラー８３は、互いに対向する領域において逆方向に回転される。本構成によれば、現像ニップを通過した現像ローラー８３上のトナー層は、磁気ローラー８２上の磁気ブラシによる機械的な掻きとり力と、磁気ローラー８２と現像ローラー８３との間の電位差によって、現像ローラー８３から磁気ローラー８２側に容易に回収される。このため、磁気ローラー８２および現像ローラー８３が互いに対向する領域において同じ方向に回転される場合と比較して、対向領域の現像剤に大きな凝集力が付与されることが抑止される。一方、このような場合、現像ローラー８３の周面に形成された切削痕は、対向領域における現像剤によって研磨されにくく、長期の使用によっても残存しやすくなる。このような場合であっても、スクリーン角度θ（度）、スクリーン線数Ｘ（本）および切削痕のピッチＹ（μｍ）が、所定の関係式を満たすため、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが抑止される。

また、本実施形態では、現像ローラー８３上の現像剤層は、感光体ドラム３２１の表面に対して非接触とされている。この場合、現像ローラー８３上の現像剤層（トナー層）は、公知の接触現像方式のように感光体ドラム３２１の表面に接触していない。このため、現像ローラー８３の切削痕に応じた現像剤層の微小な分布が、感光体ドラム３２１に飛翔するトナー量に大きく影響する。このような場合であっても、スクリーン角度θ（度）、スクリーン線数Ｘ（本）および切削痕のピッチＹ（μｍ）が、所定の関係式を満たすため、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが抑止される。換言すれば、公知の接触現像方式のように、現像ローラー８３上の現像剤層が感光体ドラム３２１の表面に接触している場合、現像ニップにおいて現像剤層が軸方向に沿って移動可能なため、切削痕に応じた現像剤層の微小な分布が緩和されやすい。

上記のように、本発明の発明者は、現像ローラー８３（基材８３０）の切削痕に起因して、タッチダウン現像方式において顕著に発生しやすい斜め筋画像を抑止することを新たに知見した。基材８３０の切削痕は、その後のアルマイト処理および樹脂コーティング層の形成処理を経ても、現像ローラー８３の周面上に残存しやすい。更に、当該現像ローラー８３（樹脂コーティング層）上に現れる切削痕は、トナー層の分布として現れる。この結果、感光体ドラム３２１上では、切削痕に起因するトナー層の分布（トナーの飛翔可能量の分布）が、スクリーン画像におけるドット間ピッチ（ｄｏｔ間距離）との間で干渉することがあることが新たに知見された。そして、スクリーン角度θ（度）、スクリーン線数Ｘ（本）および切削痕のピッチＹ（μｍ）が、所定の関係式（式２または式３）を満たすことで、スクリーン画像と現像ローラーの切削ピッチとの干渉に基づいて画像上に斜め筋が発生することが抑止されるが新たに知見された。

なお、上記の効果は、更に、スクリーン画像のドット間ピッチ（ｄｏｔ間距離）が３０（μｍ）～２５０（μｍ）、スクリーン線数が１００～３００線の範囲においても、同様の効果が確認された。

なお、本発明は上記の態様に限定されるものではない。二成分現像方式、磁性または非磁性一成分現像方式においても、現像ローラー上に切削痕に起因する筋状の現像剤分布が発生しやすい場合には、スクリーン角度θ（度）、スクリーン線数Ｘ（本）および切削痕のピッチＹ（μｍ）が、前述の式２または式３を満たすことで、画像上に斜め筋が発生することが抑止される。また、画像形成装置１は、カラー画像を形成するものに限定されるものではなく、単色（モノクロ）画像を形成するものでもよい。

また、上記の実施形態では、ユニット記憶部１０５に格納される特性値が切削痕のピッチである態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。特性値として、現像ローラー８３の製造時であって当該現像ローラー８３の表面が切削加工される際に現像ローラー８３が回転される回転数と、前記表面に当接し前記軸方向に沿って移動される切削刃の移動速度と、がユニット記憶部１０５に格納されてもよい。そして、スクリーン条件決定部９０３は、前記回転数および前記移動速度に基づいて切削痕のピッチを推定し、当該推定されたピッチに基づいて、スクリーン線数を決定する態様でもよい。このような構成によれば、現像ローラーの製造時に管理される切削条件（回転数、移動速度）に基づいて、適切なスクリーン線数を決定することができる。

１ 画像形成装置
１０ 装置本体
１０５ ユニット記憶部
３０ 画像形成部
３２ 画像形成ユニット
３３ 中間転写ユニット
３２１ 感光体ドラム
３２２ 帯電装置
３２３ 露光装置
３２４ 現像装置
８０ 現像ハウジング
８１ 現像剤貯留部
８２ 磁気ローラー
８３ 現像ローラー
８３０ 基材
８４ 現像剤規制ブレード
９０ 制御部
９０１ 駆動制御部
９０２ バイアス制御部
９０３ スクリーン条件決定部
９０４ 出力部
９０５ 記憶部

Claims (7)

1. 装置本体と、
   静電潜像が形成される表面を有するとともに、前記表面に現像剤像を担持する感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムの前記表面を所定の電位に帯電させる帯電装置と、
   前記所定の電位に帯電された前記感光体ドラムの前記表面に画像データに応じた露光光を照射することで、前記静電潜像を形成する露光装置と、
   現像剤を担持する周面を含み所定の回転軸回りに回転される現像ローラーを有し、前記感光体ドラムの前記表面に前記現像剤を供給することで前記静電潜像を前記現像剤像に顕在化する現像装置と、
   を備え、
   前記露光装置は、主走査方向に対して所定のスクリーン角度をもって傾斜したスクリーン画像であって、かつ、主走査方向において１インチあたり所定のスクリーン線数で形成されたスクリーン画像によって、前記静電潜像を形成するものであって、
   前記現像ローラーは、前記周面上において当該現像ローラーの回転における周方向に沿って延びるとともに前記回転軸の軸方向に沿って所定のピッチで形成された切削痕を有し、
   前記現像ローラーの前記ピッチに対応する特性値を予め記憶する特性値記憶部と、
   前記特性値記憶部に記憶された前記特性値に応じて前記スクリーン線数を決定するスクリーン条件決定部と、
   を更に備え、
   前記特性値は、前記現像ローラーの製造時であって当該現像ローラーの周面が切削加工される際に前記現像ローラーが回転される回転数と、前記周面に当接し前記軸方向に沿って移動される切削刃の移動速度と、を含み、
   前記スクリーン条件決定部は、前記回転数および前記移動速度に基づいて前記ピッチを推定し、前記スクリーン角度をθ（度）、前記スクリーン線数をＸ（本）、前記推定されたピッチをＹ（μｍ）とすると、以下の関係式を満たすように、前記スクリーン線数を決定することを特徴とする、画像形成装置。
   ２５．４／Ｘ×０．９×ｃｏｓθ＞Ｙ
   、または、
   Ｙ＞２５．４／Ｘ×１．１×ｃｏｓθ
2. 前記現像装置は、前記装置本体に対して着脱可能とされ、
   前記特性値記憶部は、前記現像装置に固定されている、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像ローラーは、円管状の基材と、前記基材上に形成された樹脂コーティング層と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像ローラーの前記基材は、アルミニウムからなり、
   前記現像ローラーは、前記基材上に形成されたアルマイト層を更に有し、
   前記樹脂コーティング層は、前記アルマイト層上に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像装置は、
   トナーおよび磁性キャリアを含む前記現像剤を貯留する現像剤貯留部と、
   所定の回転軸回りに回転され、前記現像剤貯留部から前記トナーおよび前記キャリアを受け取る、磁気ローラーと、
   前記磁気ローラーから前記トナーを受け取り、前記感光体ドラムに前記トナーを供給する前記現像ローラーと、
   を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記磁気ローラーおよび前記現像ローラーは、互いに対向する領域において逆方向に回転されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記現像ローラー上の現像剤層は、前記感光体ドラムの表面に対して非接触とされていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。

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