電子写真用現像ローラおよびこれを用いた画像形成装置
円筒状金属基体と金属フランジとの嵌合部における気密性および電気的導通性が良好で、外径振れ精度が良い電子写真用現像ローラ、および、比較的安価で、機械的剛性、表面加工性およびメッキ皮膜形成（耐食性）に優れ、さらに所定の寸法精度を満足できる電子写真用現像ローラを提供する。 円筒状金属基体と金属フランジとを備えた現像ローラである。金属フランジが、円筒状金属基体の開口端部内面と嵌合する大径部および円筒状金属基体と同軸の中心軸体となる小径部を有し、圧入嵌合される前の大径部の嵌合部表面が、切削加工により形成された円周方向の溝による最大表面粗さＲｙが２５μｍ乃至７０μｍの凹凸形状を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式によるプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる電子写真用現像ローラに関するものであり、特には、非磁性一成分非接触現像方式で用いられる電子写真用現像ローラおよびこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置は、静電潜像を形成する感光体の外周面上の近傍に配置した帯電器、露光器、現像ユニット、転写ユニット、クリーニングユニット等により、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程を順次実行させることにより繰返し画像形成を行い、印字画像を出力するものである。また、最近では、クリーニングの工程を現像の工程で同時に行うクリーニングレスのシステムも存在する。
【０００３】
電子写真方式の現像方法としては、粉体のトナーを用いる乾式現像と、液体中にトナーを分散させた現像液を用いる液体現像とがある。このうち乾式現像としては、現像剤としてトナーだけを用いる一成分現像方式と、トナーとキャリア（磁性粒子）とを用いる二成分現像方式とがある。さらに、一成分現像方式は、トナーの磁性の有無に応じて、磁性一成分現像方式と非磁性一成分現像方式とに分類される。
【０００４】
各現像方式において、感光体に接触あるいは近接して現像剤を供給する現像剤担持体として、円柱形状の現像ローラを用いることが一般的に行われている。
【０００５】
例えば、二成分現像方式や磁性一成分現像方式に用いられる現像ローラとしては、キャリアや磁性トナーを担持させるためにマグネットローラを内部に配する必要があることから、内部に空間を有する円筒状基体が用いられる。また、非磁性一成分現像方式に用いられる現像ローラは、円筒状である必要はないため、接触方式においては軟質な有機系のウレタンゴムローラなどが用いられる場合がある一方、接触方式および非接触方式の双方において、軽量化などの理由により、内部に空間を有する円筒状基体も用いられる。
【０００６】
円筒状基体の材質としては、一般に金属が使用されており、二成分現像方式や磁性一成分方式では、内部のマグネットローラによる磁力を妨げないために、非磁性体であるアルミニウム合金が多く使用されている。アルミニウム合金以外としては、例えば、特許文献１に、非磁性オーステナイト系ステンレス鋼鋼管を使用した磁気ブラシ現像用磁石ロールが記載されている。また、特許文献２には、アルミ合金を使用した現像剤担持体（現像ローラ）が記載されているが、鉄合金の使用も示唆されている。さらに、特許文献３には、マンガンを０．１〜３重量％含む現像ロール用支持体が記載されている。さらにまた、特許文献４には、オーステナイト系ステンレス鋼の溶接管（電縫管）を使用した現像剤担持体（現像ローラ）が記載されている。
【０００７】
非磁性一成分現像方式においても、加工性に優れるアルミニウム合金が多く使用されている。アルミニウム合金以外としては、例えば、特許文献５に、一成分接触現像方式に用いられる現像ローラとして、鉄系金属、ＳＴＫＭ、フェライト系ステンレス合金、ＳＵＳ４３０を使用することが記載されているが、これは現像ローラを磁性体にして、トナー規制ローラを弾性体マグネットローラにすることで、当接圧を均一にすることを目的とするものである。
【０００８】
また、円筒状金属基体の外周面には、必要に応じて、様々な処理が行われたり、ゴムや樹脂の層が設けられる。さらに、円筒状金属基体の端部には、基体を保持し回転駆動させるために、円筒状金属基体と同軸で小径の中心軸体を設けることが一般に行われる。円筒状基体の端部にかかる中心軸体を設ける方法としては、中心軸体を有する金属フランジを円筒状基体の端部に圧入する方法が知られている。
【０００９】
すでに述べたように、非磁性一成分現像方式には、感光体と現像ローラとが接触する非磁性一成分接触現像方式と、感光体と現像ローラとが非接触で近接する非磁性一成分非接触現像方式とがある。このうち非磁性一成分非接触現像方式で用いられる電子写真用現像ローラは、トナー容器から供給ローラを経由して供給されるトナーを現像ローラ上で、所定の薄層にして感光ドラム表面の近傍に搬送し、現像ローラに印加される交流バイアス電圧により、現像ローラとの間にギャップを有する前記感光ドラム表面上の静電潜像にトナーを飛翔させて現像する非接触現像機能を有する。このような非接触現像方式では現像ローラの表面を硬質の金属材料とすることができるので、接触現像の場合に用いられる軟質の有機系のウレタンゴムローラなどに比べると寿命が長いというメリットがある。また、前記非磁性一成分用の現像ローラは現像ローラ内に磁石を必要としないために、磁性トナー用のマグネットローラを有する現像ローラに比べると安価であるというメリットも得られる。しかし、非磁性トナーを現像ローラ上で均一に薄層化することと、安定的に必要充分な帯電量に、しかも均一にトナーを帯電させて感光ドラム表面近傍に搬送するに適した現像ローラの表面状態を得ることに関しては、難易度が高い。
【００１０】
一方、最近、電子写真装置においてもフルカラー化への対応が進展しつつある。これに伴い、フルカラーの電子写真装置において、一成分現像方式の非磁性現像剤が多く用いられるようになってきている。一成分現像方式は、キャリアを用いず現像剤の摩擦帯電量により現像剤を付着、搬送させて現像する方式である。非磁性一成分現像方式は、キャリアを持たないのでメンテナンスが容易であり、現像剤担持体内に磁石を必要としないのでユニットの小型化が可能で、かつ安価であるというメリットがある。
【００１１】
非磁性一成分非接触現像方式では、現像剤は、現像ローラの表面に鏡像力により保持され、現像ローラの回転により感光体表面近傍に搬送されて現像が行われる。この鏡像力は、現像剤と、現像ローラの表面および層厚規制部材との摩擦により生ずる現像剤摩擦帯電量に依存するので、現像ローラの表面粗さ（凹凸形成）が極めて重要となる。そのため、現像ローラには、円筒状金属基体の上に樹脂をコーティングしたものや、円筒状金属基体に機械的加工やメッキなどの処理を施したものが用いられており、円筒状金属基体としては、アルミニウム合金が広く使用されている。例えば、特許文献４には、ブラスト処理された現像剤担持体が記載されており、特許文献６には、ブラスト処理した後硬質メッキ処理を施した現像剤支持部材（現像ローラ）が、特許文献２には、ブラスト処理、エッチング処理、無電解メッキを施したアルミ合金、鉄合金を使用した現像剤担持体（現像ローラ）が、夫々記載されている。
【００１２】
フルカラーの非磁性一成分非接触現像方式の電子写真装置に搭載される感光体ドラムおよび現像ローラに対しては、フルカラー化に必要な原色画像の重ね合わせ精度に対応させるために、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップを高度に均一にする必要がある。最近のフルカラー用電子写真装置では、感光体ドラムや現像ローラにおける外径振れ特性を軸付状態で３０μｍ以下、さらには２０μｍ以下という極めて高い形状精度にすることが求められている。なぜなら、現像ローラの回転駆動時に外径の振れが大きい場合、現像ローラから感光体ドラムへ現像剤を搬送する際に現像ローラと感光体ドラムとの表面距離が一定でなくなるために、潜像画像を形成した感光体ドラムへの現像剤の搬送量が一定でなくなり、これが画像ムラとなって現れるからである。そのため、特に高画質で安定したカラー画像を得る電子写真用画像形成装置に用いる現像ローラについては、寸法精度をより高くすることが必要となってきている。
【００１３】
非磁性一成分非接触現像方式用に用いられる現像ローラとしては、例えば、円筒状金属基体と、この基体を保持し回転駆動させるために両端部に圧入嵌合されている中心軸体との組み合わせを主要構成としたものがあるが、このような構成の現像ローラにおいては、円筒体金属基体だけをどれほど高精度に仕上げても、中心軸体の圧入嵌合後に軸合わせなどに狂いが生じて外径振れが大きくなることがあるので、中心軸体の圧入嵌合も、高精度な現像ローラを得る上で極めて重要である。また、円筒状金属基体の両端に前記軸体が圧入嵌合された後、現像ローラの外表面は、サンドブラスト、ショットブラストなどの機械的加工により、所要の表面粗さになるように表面処理され、さらに洗浄処理された後、ニッケルメッキ等の処理を施される場合が多い。この際、中心軸体の嵌合部における気密性が悪いと、洗浄液やメッキ液等が現像ローラ内に浸入することがある。このような浸入液を内部に有する現像ローラをそのまま実使用すると、使用中に浸入液が漏れ出る惧れがあるので、そのような現像ローラはあってはならない不良品である。従って、嵌合部における気密性も、このような構成の現像ローラにとっては必要であって欠くことのできない重要な機能の一つである。
【００１４】
さらに、前記寸法精度（振れ特性）の高い現像ローラを製造するためには、機械的剛性が高く形状精度（真直度、同軸度）を出し易い素管材料の入手や、加工歪（残留応力の戻り）を低減できる加工方法等がポイントとなる。また、現像剤を摩擦帯電させるために現像ローラの外周表面に所要の表面粗さの凹凸を形成する粗面化表面処理条件の決定や、耐摩耗性（摩擦帯電性能の維持）および耐食性を確保するための硬質メッキ処理条件の決定等についても重要となる。
【００１５】
ここで、電子写真感光体と軸付き現像スリーブとの間のギャップを、軸とスリーブ円筒体とを同時にセンターレス研削することにより、軸方向に均一にして、軸ぶれを小さくする発明についてはよく知られている（特許文献７−００１０段落）。
【００１６】
また、軸と円筒体の嵌合部の表面にローレットを形成することにより、しめ代（圧入代）を少なくしてスリーブの膨らみを減少させることができ、電子写真感光体と現像スリーブ間のギャップを均一にする発明についても公知である（特許文献８−００１１段落）。さらに、軸と現像スリーブ間の結合にしまり嵌めの関係を用いる発明も知られている（特許文献９、１０）。
【特許文献１】特公平３−１８０５号公報
【特許文献２】特開２００３−２６３０１９号公報
【特許文献３】特開平７−２６１４３８号公報
【特許文献４】特開平２−５４２８７号公報
【特許文献５】特開２００４−１０９５２５号公報
【特許文献６】特公平３−３５６６４号公報
【特許文献７】特開平８−７４８３９号公報
【特許文献８】特開２００１−２２１２２７号公報
【特許文献９】特開平８−１８４９７７号公報
【特許文献１０】特開平１１−２１６６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前記アルミニウム合金からなる円筒状金属基体は、アルミ合金インゴットの押出しまたは引抜き法による成形素管であり、偏肉が大きいので芯出しをするための切削加工を必要とし、削り取る分が多くなることから加工前の素管肉厚を厚くしなければならない。前記寸法精度を満足するためには、難削材であることから機械的剛性が劣るので形状精度（真直度、同軸度）を出すための研削、研磨加工による加工歪（残留応力の戻り）を低減するための特殊な加工方法と加工歪に耐えるために更に素管肉厚を厚くする必要があること等、材料コスト、加工コストがかかり高価なものとなっている。
【００１８】
また、前述したように、円筒状金属基体の表面に凹凸を形成する方法としてブラスト処理等が行われているが、アルミニウム合金は機械的剛性が低いので、このような粗面化処理においては、基体表面にかかる加工歪に耐えるためにも肉厚を厚くする必要がある。さらに、現像剤との摩擦帯電性能の維持において、比較的低硬度であるため耐摩耗性の高い材料が求められている。
【００１９】
さらにまた、無電解ニッケルメッキ層形成においては、アルミニウム合金は酸化還元電位が卑な材料であり、直接ニッケルが析出されにくく密着性に問題があるため、その対策として、メッキ層を形成する前にジンケート処理（亜鉛合金被膜生成）を施して置換メッキを行っている。従って、安定な皮膜形成が難しいことから、特別な前処理を必要としない材料の選定が求められている。
【００２０】
一方、円筒状金属基体に前記金属フランジを圧入する際に、嵌合部の気密性や固着強度を高めるために嵌合部に接着剤を使用すると、電気的な導通性が悪くなる惧れがある。現像ローラにおいては、中心軸体を介して現像ローラ表面のトナーに交流電圧が印加されるので、中心軸体と円筒状金属基体との間に良好な電気的導通を必要とする。しかし、良好な電気的導通を確保しようと強く嵌合させる目的で、金属フランジの外径と円筒状金属基体内面とのしめ代（圧入代）を多くすると、圧入に大きな力を要するので前記基体に変形を生じさせる惧れがある。基体が変形して基体外径に影響が出ると、前述したように画像に影響を及ぼしかねないので、むやみにしめ代を多くすることはできない。従って、嵌合部における気密性および電気的導通性が良好で、外径振れ精度が確保できる嵌合方法が求められる。
【００２１】
本発明は、以上説明した点に鑑みてなされたものであり、円筒状金属基体の両端部に圧入嵌合される中心軸体の嵌合部における気密性および電気的導通性が良好で、外径振れ精度が良く、カラー画像形成に適した非磁性一成分非接触現像用の電子写真用現像ローラの提供を目的とする。また、本発明は、非磁性一成分トナーを使用したカラー画像形成装置等の現像ローラの材料として比較的安価で、機械的剛性、表面加工性およびメッキ皮膜形成（耐食性）に優れ、さらに所定の寸法精度を満足できる電子写真用現像ローラの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の電子写真用現像ローラは、円筒状金属基体と、該円筒状金属基体の開口端部に圧入嵌合された金属フランジとを備えた現像ローラにおいて、該金属フランジが、前記円筒状金属基体の開口端部内面と嵌合する大径部、および該円筒状金属基体と同軸の中心軸体となる小径部を有し、圧入嵌合される前の該大径部の嵌合部表面が、切削加工により形成された円周方向の溝による最大表面粗さＲｙが２５μｍ乃至７０μｍの凹凸形状を有していることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の他の電子写真用現像ローラは、円筒状金属基体と、該円筒状金属基体の開口端部に圧入嵌合された金属フランジとを備えた現像ローラにおいて、該金属フランジが、前記円筒状金属基体の開口端部内面と嵌合する大径部、および該円筒状金属基体と同軸の中心軸体となる小径部を有し、圧入嵌合される前の前記円筒状金属基体の開口端部内面の嵌合部表面が、切削加工により形成された円周方向の溝による最大表面粗さＲｙが２５μｍ乃至７０μｍの凹凸形状を有していることを特徴とするものである。
【００２４】
本発明において、前記嵌合部には接着剤が用いられていることが好ましく、前記接着剤としては、好適には嫌気性接着剤が用いられる。また、前記円筒状金属基体の開口端部内面にはインロー部が設けられていることが好ましく、前記円筒状金属基体の厚みが０．７５ｍｍ乃至２ｍｍであって、かつ、圧入嵌合時のしめ代が１０μｍ乃至６０μｍであることも好ましい。さらに、前記円筒状金属基体および金属フランジは、鋼またはアルミニウム系合金を主要材料とすることが好ましい。特に好ましくは、前記円筒状金属基体が、炭素を０．２５重量％以下、珪素を０．３０重量％以下、および、マンガンを０．８５重量％以下にて夫々含有する炭素鋼鋼管からなるか、または、ＳＴＫＭ１１Ａ炭素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ ３４４５）からなる。
【００２５】
さらに、本発明のさらに他の電子写真用現像ローラは、少なくとも円筒状金属基体を備え、感光体に接触または近接して該感光体表面上に現像剤を供給し、該感光体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラにおいて、前記円筒状金属基体が、炭素を０．２５重量％以下、珪素を０．３０重量％以下、および、マンガンを０．８５重量％以下にて夫々含有する炭素鋼鋼管からなることを特徴とするものである。
【００２６】
さらにまた、本発明のさらに他の電子写真用現像ローラは、少なくとも円筒状金属基体を備え、感光体に接触または近接して該感光体表面上に現像剤を供給し、該感光体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラにおいて、前記円筒状金属基体が、ＳＴＫＭ１１Ａ炭素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ ３４４５）からなることを特徴とするものである。
【００２７】
前記円筒状金属基体としては、電縫管を用いることも好ましく、また、前記円筒状金属基体に切削加工または研磨加工を施すことや、前記円筒状金属基体の外表面にブラスト処理または金属メッキを施すことも好ましい。前記ブラスト処理が施された円筒状金属基体の外表面に、さらに、金属メッキを施すこともできる。また、前記金属メッキとしては、無電解ニッケルメッキが好適である。前記金属メッキが施された円筒状金属基体の外表面に、さらに、クロメート処理を施してもよい。さらに、前記金属メッキは、あらかじめ亜鉛合金被膜生成処理を行うことなく施すことが可能である。好適には、前記円筒状金属基体の真直度が１５μｍ以下であり、振れ精度が２０μｍ以下である。本発明の電子写真用現像ローラは、非磁性一成分非接触現像方式の電子写真装置に好適に用いることができ、特に、カラー用の電子写真装置に、より好適である。
【００２８】
さらに、本発明の画像形成装置は、前記電子写真用現像ローラを搭載したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、円筒状金属基体の両端部に圧入嵌合される金属フランジの嵌合部における気密性および電気的導通性が良好で、外径振れ精度が良く、カラー画像形成に適した非磁性一成分非接触現像用の電子写真用現像ローラを提供できる。また、本発明によれば、現像ローラの円筒状金属基体の材料を改良したことにより、安価で機械的剛性、表面加工性および耐食性に優れ、所定の寸法精度を満足し、特に、非磁性一成分非接触現像方式のカラー用電子写真装置に使用される現像ユニットに用いる現像ローラとして好適な現像ローラを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は本発明の現像ローラにかかる円筒状金属基体１に金属フランジ５を嵌合する前の状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の金属フランジの正面図である。
【図２】（ａ）は本発明の現像ローラにかかる金属フランジ５を円筒状基体１に圧入嵌合させた後の電子写真用現像ローラの断面図、（ｂ）は（ａ）の丸印部分の拡大図である。
【図３】（ａ）は従来の円筒状金属基体に金属フランジを嵌合する前の状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の金属フランジの正面図である。
【図４】本発明にかかる、現像ユニットを含む電子写真用画像形成装置を示す模式的断面図である。
【図５】本発明にかかる現像ローラの寸法精度（振れ特性）の測定方法を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 円筒状金属基体
２ インロー部
３ 大径部
４ 小径部
５ 金属フランジ
６ 旋条部（凹凸形状）
７ 接着剤
１０ 電子写真用現像ローラ
４１ 感光体
４２ 帯電器
４３ 露光器
４４ 現像ユニット
４４−１ 現像ローラ
４４−２ トナー層厚規制部材
４４−３ トナー供給ローラ
４４−４ トナー攪拌部材
４４−５ トナー収容部
４５ 転写ユニット
４６ 被転写用紙
４７ クリーニングユニット
５１ 円筒状金属基体
５２ 中心軸体（金属フランジ）
５３ 定盤
５４ コロ受け冶具
５５ ダイヤルゲージ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
まず、本発明の現像ローラにおける円筒状金属基体と金属フランジとの嵌合に関して、図１〜図３を用いて説明する。図１（ａ）は本発明にかかる現像ローラについて、円筒状金属基体１の開口端部内面に設けられたインロー部２に、圧入により金属フランジ５の大径部３が嵌合されることにより、小径部４を前記円筒状基体１と同軸の中心軸体とする前の状態を示す要部断面図である。図１（ｂ）は同図（ａ）の金属フランジの正面図である。図２（ａ）は図１の状態から、金属フランジ５を円筒状基体１に圧入嵌合させた後の現像ローラを示す要部断面図である。図２（ｂ）は同図（ａ）において丸印で示す嵌合部分の拡大図である。図３（ａ）は従来の現像ローラの金属フランジと円筒状基体との嵌合前の状態を示す要部断面図、同図（ｂ）は従来の金軸フランジであって、カジリ跡のあることを示す正面図である。
【００３３】
本発明にかかる現像ローラは、主として、非磁性一成分トナーによる非接触現像方式において用いられるものである。非接触現像については、前述の特許文献７〜１０においても説明されているように、電子写真感光体と現像ローラ間にはギャップが存在している。このギャップを介してトナーが交流バイアス電圧下、現像ローラから電子写真感光体表面の静電潜像に飛翔して現像するので、このギャップの距離が現像ローラの軸方向の表面において均一であるかどうかが、画質、特にカラー画質に大きく影響する。このギャップの距離を均一にするためには、電子写真感光体と現像ローラとを共に、軸付きの金属フランジを付けた状態で回転させた場合（すなわち、実際の回転駆動状態）のそれぞれの円筒体の外径振れが小さいことが必要である。ここで外径振れとは円筒体の両端の下側に基準となるコロをあて、円筒体を一回転させた時の、円筒体の上側の最大振れをいう。測定は円筒体の上側に設置したダイアルゲージなどで行う。
【００３４】
図１、２に示すような現像ローラ１０の円筒状金属基体１と金属フランジ５との結合において、金属フランジ５の円筒状金属基体１に対する結合精度が悪いとき、円筒状金属基体１の両端に金属フランジ５が曲がって（同軸性無く）結合されることがある。このような場合には、現像ローラ１０の回転挙動が不規則になり、形成された画像上に円筒状金属基体１の回転周期に応じた濃度むらの現れることがある。また、図３（ａ）に示すように、円筒状金属基体２１と金属フランジ２５とが、図３（ｂ）に示すカジリ２６によって不均一に圧入されて、現像ローラ２０の振れが悪化することもある。さらに、前記カジリ２６の結果、できた凹部線状のすきまが嵌合部２３を貫通する状態になると、そこから気密性がなくなる惧れが大きい。ここで、カジリ２６とは嵌合部において、圧入させる際にいずれか一方の金属面の局部的一部分（例えば、周囲より高硬度の凸部など）が対向する他の金属面を局部的にカジッて、線状凹部を形成することであり、この線状凹部が嵌合部２３を貫通すると気密性が失われる。本発明では、旋盤による旋条を嵌合部に形成するので、前述のカジリを途中においてストップさせる効果があるものと推察される。カジリを嵌合部内の途中でストップさせた場合は接着剤を併用することで、気密性を十分に保証することができるようになると思われる。しかし、前述したようなカジリにおいて、嵌合部を貫通した線状凹部が存在する状態では、もはや、たとえ接着剤による気密性向上効果にも限界があって、気密性を十分に保証することはできないこともわかった。
【００３５】
金属フランジ５の大径部３は、円筒状金属基体１の両端部にそれぞれ嵌合され、また、金属フランジ５の小径部４は、円筒状金属基体１の両端部からそれぞれ外部に向けて突出して中心軸体となる。
【００３６】
円筒状金属基体１の真直度は、１５μｍ以下にすることが好ましい。これは、感光ドラムとの相互間のギャップにおいて、軸方向に均一なギャップを保つことにより、良好な画像を得るために必要だからである。円筒状金属基体１の前記真直度の所望の最終精度は、円筒状金属基体表面を切削又は研磨することにより得られる。金属フランジを圧入嵌合された現像ローラは、トナーへの帯電付与およびトナーの搬送機能を持たせるために円筒表面に、所定のサンドブラスト等の表面処理が施され、さらにニッケルメッキ処理が施される。ニッケルメッキとしては、よく知られた無電解メッキなどを採用することができる。
【実施例】
【００３７】
（実験例１〜８）
前記図１（ａ）に示す円筒状金属基体１としては、長さ３５０ｍｍ、外径１８．００ｍｍ、内径１６．００ｍｍの炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１１Ａ）を用い、両端部に内径１６．１２ｍｍインロー部を形成する。同図金属フランジ５としては、快削鋼（ＳＵＭ２４）の丸棒を切削などにより加工し、大径部３の外径を１６．１７ｍｍ、小径部４の外径を１０．００ｍｍの形状にする。この場合の前記インロー部内面と前記嵌合部外径とのしめ代は約５０μｍ（前記嵌合部外径、インロー部内径共正確には許容寸法誤差があるので、約とした）である。さらに、金属フランジ５の大径部３の外径（嵌合部表面）に旋盤加工により、最大表面粗さＲｙが２５から４５μｍで、ピッチが１００から３００μｍの旋条部６を形成する。その後、この金属フランジ５の大径部３の旋条部６に、接着剤７として嫌気性接着剤（商品名ロックタイト６３８ ヘンケルジャパン社製）を塗布し、前記円筒状金属基体１のインロー部２に圧入により嵌合させる。前記接着剤７と圧入嵌合とを併用することにより、気密性不良をほぼ完全になくすことができると共に、接着剤７が図２（ｂ）に示すように旋条凹部を埋めることにより、旋条凸部は接着剤７に覆われなくなるので、電気的導通性にも問題がないことが判明した。接着剤７との併用による圧入嵌合後の現像ローラ１０を解体して調べたところ、接着剤７が旋条部６の凹部や部分的なカジリ凹部にも浸入し気密性を高くしていることが分かった。接着剤７としては、前述のロックタイト６３８の他に、嫌気性の、嵌め合い用、ネジのゆるみ止め用やシアノアクリレート系の瞬間接着剤も使用可能である。以上説明したような切削による旋条部６の形成は、ローレット加工のような切削とは異なる別工程を組むことなく、切削によるフランジ形状への通常の加工の延長として、大径部３の表面への旋条部６の形成を追加するだけでよい利点がある。また、前述の現像ローラ１０に用いた鉄系の金属以外の金属として、アルミニウム合金などを使用してもよい。前記説明ではインロー部２を形成したが、インロー部２は同軸精度を高めるためにはあった方が好ましいが、無くすこともできる。
【００３８】
前述の各鉄系材料を用い、約５０μｍのしめ代を設けた場合の円筒状金属基体と金属フランジについて、嵌合部表面に形成した旋盤による旋条部の形成条件について、本発明の目的を満たす上で適切な旋条条件を見つけるために、下記実験を行った。
【００３９】
（実験例１）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを２２μｍ、ピッチ間隔１１５μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４０】
（実験例２）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを２５μｍ、ピッチ間隔１４８μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４１】
（実験例３）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを３１μｍ、ピッチ間隔１８０μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４２】
（実験例４）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを４２μｍ、ピッチ間隔２１６μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４３】
（実験例５）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを４５μｍ、ピッチ間隔２１７μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４４】
（実験例６）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを７０μｍ、ピッチ間隔２５０μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４５】
（実験例７）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを８０μｍ、ピッチ間隔３００μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４６】
（実験例８）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを８０μｍ、ピッチ間隔３５０μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４７】
（従来の現像ローラ）
従来のフランジ嵌合部の表面粗さは、最大表面粗さＲｙ５．５μｍ、ピッチ間隔３７μｍであり、この通常の切削加工面をそのままの状態で、円筒状基体に圧入させて現像ローラを製作した。
【００４８】
以上の実験例１から８の現像ローラと従来の現像ローラについて、外径の変形、円筒状基体とフランジとの電気的導通性、気密性、機械的強度についてそれぞれ測定した。表面粗さの測定は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に従い、カットオフ０．８ｍｍ、測定距離４ｍｍ、スキャンスピード０．５ｍｍ／秒にて行った。その結果を下記の表１中に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１から、従来の現像ローラは嵌合部表面の表面粗さが少なすぎるために、嵌合の際に約５０μｍのしめ代による円筒状金属基体に及ぼす影響が非常に大きく、圧入にも大きい力が必要となる。そのために円筒状金属基体の外表面にふくらみなどの変形（１０μｍ）が生じる。また、カジリが発生して、気密性に問題が生じていることが分かる。さらに接着剤を塗布すると電気的導通性にも問題が出るものがあった。
【００５１】
一方、実験例１のように最大表面粗さＲｙが２２μｍの場合、気密性が良くなかったので調べてみるとカジリによる気密不良であることが分かった。実験例２〜６のように最大表面粗さＲｙが２５μｍから７０μｍの場合、カジリもなく気密性に問題がなかっただけでなく、円筒状基体の外表面の変形、電気的導通、機械的強度のいずれにも問題がなかった。実験例７、８の場合、最大表面粗さＲｙが８０μｍと大きいためと思われる気密性の問題が生じた。また、機械的強度にも問題が出始めることが分かる。
【００５２】
以上の実験においては、旋条部を金属フランジの嵌合部にあたる大径部の表面に形成してきたが、円筒状金属基体の嵌合部にあたる開口端部内面、またはそこに設けたインロー部に形成してもよい。また、円筒状金属基体の厚みは前記実験における１ｍｍの場合だけでなく、０．７５乃至２ｍｍの範囲において、同様の効果が得られることを確認した。さらにしめ代についても、前記実験例では、約５０μｍの場合について本発明の効果を説明したが、１０乃至６０μｍの範囲の場合に本発明の効果が認められることを確認した。
【００５３】
次に、本発明の現像ローラの円筒状金属基体の材料に関して、図４、図５に基づき説明する。
図４は、現像ユニットを含む電子写真用画像形成装置の要部模式的断面図を示す。図示する画像形成装置は、感光体４１の外周面上の近傍に配置される帯電器４２、露光器４３、現像ユニット４４、転写ユニット４５、クリーニングユニット４７等の各電子写真用プロセスユニットと、別途配置される被転写用紙４６の定着装置（図示せず）等により、順次前記各プロセスを実行することにより繰返し画像を形成し、印字画像を出力する。画像形成用の現像ユニット４４は、トナー収容部４４−５と、トナー攪拌部材４４−４と、現像ローラ４４−１上にトナーを搬送する供給ローラ４４−３と、トナーの薄層を形成するための層厚規制部材４４−２と、現像ローラ４４−１とにより構成されている。
【００５４】
また、図５は、本発明の現像ローラの寸法精度（振れ特性）の測定方法を示す。図示する現像ローラは、円筒状金属基体５１（図１中の符号１に相当）の両端に中心軸体５２（図１中の符号４に相当）を有する金属フランジ（図１中の符号５に相当、図示せず）が圧入され、中心軸体５２が現像ユニット（図４中の符号４４に相当、図示せず）の本体に軸受けを介して固定されて回転する構造となっている。
【００５５】
現像ローラ（図２中の符号１０および図４中の符号４４−１に相当）の寸法精度は、円筒状金属基体の両端に金属フランジを圧入した状態で、中心軸体の外径を基準として現像ローラを一回転させた時の円筒状金属基体の上側の最大振れの大きさに基づき、振れ特性として要求される。具体的には、定盤５３の上にコロ受け冶具５４を配置し、中心軸体５２の外径をコロ受け冶具５４の上にセットし、現像ローラを一回転させながら、円筒状金属基体５１における軸方向３個所（測定点し、Ｍ、Ｒ）について、ダイヤルゲージ５５の最大振れを測定する。
【００５６】
（円筒状金属基体の材料選定と寸法精度の確認）
非磁性一成分現像剤を用いた電子写真用画像形成装置に用いる現像ローラの円筒状金属基体として、磁力による搬送手段を持たないことから比較的安価で機械的剛性の高い磁性金属の機械的構造用炭素鋼鋼管に着目した。機械的構造用炭素鋼鋼管は、鉄に炭素、珪素、マンガン等を添加した鋼材であり、加工性を保ちつつ機械的剛性（引張強さ、伸び等）を向上させている。円筒状金属基体の表面に形成する凹凸の耐摩耗性に対して比較的硬度が高く有効である。また、無電解ニッケルメッキ形成において炭素鋼鋼管は触媒活性な金属で特別な前処理を必要としない材料である。
【００５７】
下記の表２に、ＪＩＳ Ｇ ３４４５で規定する機械的構造用炭素鋼鋼管およびＪＩＳ Ｈ ４０８０で規定するアルミニウム合金ＪＩＳ ６０６３について、主要な化学成分と機械的性質を示す。
【００５８】
【表２】
＊）アルミニウム合金の化学成分には、表に示す他、鉄、銅、マグネシウム、クロム、亜鉛等が含まれる。
【００５９】
上記の表２に示すように、炭素鋼鋼管は、主要な化学成分の炭素（Ｃ）が０．５５重量％以下、珪素（Ｓｉ）が０．５５重量％以下、マンガン（Ｍｎ）が１．６重量％以下の範囲で１０種類に分類されている。
まず、円筒状金属基体の材料として、上記表２に示す炭素鋼鋼管の中で比較的機械的剛性の高いＳＴＫＭ１６Ａを選定し、電縫管を入手した。この電縫管に形状精度（真直度）を出すため研磨加工を行い、現像ローラの製作を行った。従来のアルミニウム合金製と炭素鋼鋼管製とで前記寸法精度が得られるか比較確認した結果、円筒状金属基体がアルミニウム合金製の場合、機械的剛性が低いため肉厚約４．０〜５．０ｍｍの素管が必要になるが、炭素鋼鋼管製の場合には、機械的剛性が高いので肉厚約１．０〜２．５ｍｍの薄肉素管で達成できることを確認した。
【００６０】
（表面凹凸の形成）
現像ローラの表面上に凹凸を形成する粗面化処理は、非磁性一成分現像剤の摩擦帯電量を確保するための重要な製造工程となる。粗面化処理方法としては、ブラスト処理が用いられる。ブラスト処理には、乾式と湿式があるが、ここでは、乾式のブラスト処理である砥粒を使用したサンドブラスト処理とした。そして、種々の砥粒、粗面化処理条件の組み合わせでの凹凸形成と実機での摩擦帯電性能（画像品質）との相関を確認しながら、所要の表面粗さ（Ｒｚ）を決定した。サンドブラスト処理の製造因子は、炭素鋼鋼管の素材に適合した砥粒の選定から始まり、砥粒を噴射するノズル径と噴射圧力、ノズル−ワーク間距離、ワーク回転数、加工時間等があり、これらの条件設定を行った。砥粒の選定において、アルミニウム合金ではアルミナまたはガラスビーズ等が採用されているが、従来の砥粒では所要の凹凸形成ができなかった。炭素鋼鋼管では比較的硬度が高いことからより硬度の高い砥粒が求められ、トナーを摩擦帯電させるために必要な所要の凹凸形状を形成する点からは硬度の高い砥粒と低い砥粒とのブレンドが最も適合していた。さらに、表面に噴射する砥粒の圧力による内部応力の開放により、アルミニウム合金の薄肉素管では加工後寸法精度の低下が起きるが、炭素鋼鋼管の薄肉素管では粗面化処理前後での変化に問題がないことを確認した。
【００６１】
（硬質メッキ層の形成）
現像ローラの円筒状金属基体表面に形成した凹凸の耐磨耗性（摩擦帯電性能の維持）および耐食性のために、硬質メッキ処理条件を設定した。硬質メッキは、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ層を形成することとしたが、無電解Ｎｉ−Ｂメッキ、無電解Ｃｒメッキ等の他の硬質メッキが適用可能である。無電解メッキは金属塩を含む水溶液から金属イオンを還元して素地表面に析出させることにより成膜する方法であり、成膜する素材によって還元剤を使用する自己触媒メッキと溶液中の金属イオンと素地金属間の置換反応を利用する置換メッキとに大別される。アルミニウム合金は酸化還元電位が卑な材料で、直接ニッケルが析出されにくく、密着性に問題があるため、その対策としてメッキ層を形成する前にジンケート処理（亜鉛合金被膜生成）を施して前記置換メッキを行っている。また、鉄合金の中でもクロムやニッケルを添加した高耐食性の金属は表面に強固な不動態皮膜が形成されており活性化しても直ちに不動態皮膜が形成されるため、活性化後速やかに電析によるニッケルストライクメッキを施してから無電解ニッケルメッキをする必要がある。従って、工程管理が複雑となり安定な皮膜形成が難しいことから、特別な前処理を必要としない材料の選定を行った。炭素鋼鋼管は触媒活性な金属で特別な前処理を必要とせず、比較的メッキしやすい材料である。
【００６２】
無電解Ｎｉ−Ｐメッキの成膜条件は、メッキ液のリン濃度と還元剤の他に緩衝剤、錯化剤、安定剤等の添加剤の決定と、膜質、成膜速度を決定するメッキ浴液のｐＨと温度の管理が重要である。メッキ液のリン濃度については、リン含量が８〜１０重量％以上では非晶質皮膜となり、内部応力の低い緻密な膜質となって硬さを増し、機械的性質と耐磨耗性が向上する。また、無電解ニッケルメッキは耐食性の高いメッキ膜とされているが、素材の組成、表面状態、平滑性、メッキ浴組成、皮膜厚さ等により耐食性が大きく変わる。素材の組成については、炭素鋼鋼管とすることにより比較的安定したメッキ層形成を実現した。メッキ層を形成した現像ローラは、表面に汚れ（シミ）が付着しやすく、また、長期放置されたメッキ膜表面は酸化され変色が生じることがある。しかもこのような汚れや変色は画像品質に影響を及ぼすという問題がある。さらに、表面状態と皮膜厚について、ブラストによる粗面化処理で形成された凹凸を忠実に再現するためにメッキ膜厚を薄くすると、錆が発生することがある。この防錆対策として、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ層形成後、クロム酸を主成分とする混酸に浸漬してクロメート処理を行っている。クロメート処理は、耐食性向上と錆の発生を防ぎ、汚れをつきにくくする効果がある。
【００６３】
（量産性の確認）
前記（円筒状金属基体の材料選定と寸法精度確認）において、炭素鋼鋼管のＳＴＫＭ１６Ａを選定して所要の寸法精度が得られることを確認した。続いて、（表面凹凸の形成）、（硬質メッキ層の形成）等において量産性を確認する中で、表面凹凸形成のサンドブラスト処理により表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）のバラツキが大きくなり安定しないことがわかり、さらに、基体表面に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ層を形成して画像出しを行ったところ、白紙コピー上に黒点の画像障害となるものが出た。この画像障害個所に対応する現像ローラの表面を顕微鏡観察した結果、微小なスクラツチがあり、トナーが固着していることが確認された。ＳＴＫＭ１６Ａは化学成分の炭素、珪素およびマンガンの添加量が比較的多いことから機械的剛性については向上して寸法精度を満足しているが、材質が硬すぎてサンドブラスト処理における表面加工性が低下していることが考えられ、改めて化学成分添加量の最適な材料選定が必要となった。
【００６４】
（実験例９）
外径φ１８ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、内径φ１６．００ｍｍの電縫管からなる機械的構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１６Ａ（泉鋼管株式会社製）を用いて、両端部にインロー部（φ１６．１２ｍｍ、長さ１０ｍｍ）を形成して、円筒状金属基体を作製した。
【００６５】
金属フランジとしては快削鋼（ＳＵＭ２４）の丸棒を使用し、切削加工により大径部（外径φ１６．１７ｍｍ、長さ８ｍｍ）および小径部（外径φ１０．００ｍｍ、長さ２５ｍｍ）を夫々加工形成したもの（金属フランジＡ）と、小径部の長さを４２ｍｍとした以外は金属フランジＡと同様に加工したもの（金属フランジＢ）を作製した。
【００６６】
次に、上記金属フランジＡと金属フランジＢの大径部外表面に、実験例４と同様の旋条条件にて切削加工による円周方向の溝からなる凹凸を形成し、この凹凸部分に嫌気性接着剤（商品名ロックタイト６３８ ヘンケルジャパン社製）を塗布して、次いで、この両金属フランジの大径部と上記各円筒状金属基体の両端のインロー部とが嵌合するように、両金属フランジを円筒状金属基体に圧入した。
【００６７】
次に、各円筒状金属基体の外周表面に、表面粗差（Ｒｚ）の平均値が７μｍになるようにサンドブラスト処理を行って凹凸を形成し、洗浄処理後、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ層を膜厚３．０μｍにて形成し、その後クロメート処理を行って、現像ローラを作製した。
【００６８】
（実験例１０）
円筒状金属基体として、外径φ１８ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、内径φ１６．００ｍｍのアルミニウム合金ＪＩＳ ６０６３材の継目無管を用い、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ層を形成する前に亜鉛合金被膜生成処理を行い、クロメート処理を行わないこと以外は実験例９と同様にして現像ローラを作製した。
【００６９】
（評価）
以下の項目について、各実験例の現像ローラの評価を行った。
（１）寸法精度（振れ特性）の評価
上記表２に示す主要化学成分の添加量により、機械的剛性（引張強さ、伸び）を向上させ、所定の寸法精度を満足しているかを確認することを目的として、各実験例の現像ローラの寸法精度を、図５に示すようにして測定した。具体的には、前述したように、円筒状金属基体に金属フランジを圧入した状態で、中心軸体の外径を基準として（コロ受け冶具上にセット）、現像ローラを一回転させた時の円筒状金属基体の上側に設置したダイヤルゲージによる振れ測定を軸方向３個所（測定点Ｌ、Ｍ、Ｒ）にて行い、３個所の平均値を個々の測定値とした。結果は、各実験例について、ｎ＝２０本の最小値〜最大値の値で示す。
【００７０】
（２）表面加工性の評価
凹凸形成のためのサンドブラスト処理における表面加工性を確認することを目的として、各実験例のサンドブラスト処理後の円筒状金属基体の表面粗さをＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に従った十点平均粗さ（Ｒｚ）にて測定し、各実験例について、ｎ＝２０本のＲｚのバラツキを最大値と最小値の差で示した。十点平均粗さ（Ｒｚ）の測定はカットオフ０．８ｍｍ、測定距離４ｍｍ、スキャンスピード０．５ｍｍ／秒にて行った。
【００７１】
（３）耐食性の評価
各実験例の現像ローラを、３５℃、塩水噴霧による５％ＮａＣｌ空気中飽和蒸気中に２４時間放置して、各実験例ｎ＝２０本の錆発生の有無を確認した。
【００７２】
（４）画像評価
耐食性評価後の各実験例の現像ローラを非磁性一成分非接触現像方式のカラー電子写真装置に組み込み、各種パターン画像を普通紙に印字し、印字画像品質を確認した。また、印字画像障害発生個所に対応する現像ローラ表面の顕微鏡観察を行った。
【００７３】
下記の表３に、実施例９、１０の現像ローラにおけるサンドブラスト処理前後の寸法精度を比較した評価結果を示す。
【００７４】
【表３】
【００７５】
評価結果から、アルミニウム合金より炭素鋼鋼管の方が寸法精度が良く、粗面化処理後の変化も少ないことがわかる。
【００７６】
（実験例１１〜１４）
円筒状金属基体として、外径φ１８ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、内径φ１６．００ｍｍの電縫管からなる機械的構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１１Ａ（実験例１１）、ＳＴＫＭ１３Ａ（実験例１２）、ＳＴＫＭ１４Ａ（実験例１３）、ＳＴＫＭ１９Ａ（実験例１４）（泉鋼管株式会社製）を夫々用いた以外は、実験例９と同様にして現像ローラを作製した。
【００７７】
下記の表４に、実験例９および実験例１１〜１４の現像ローラの寸法精度（振れ特性）、表面加工性、耐食性および画像評価の各評価結果を示す。
【００７８】
【表４】
【００７９】
評価結果は、実験例９、実験例１１〜１４については、ともに寸法精度（振れ特性）に有意な差が見られなかった。また、実験例９、１４において、凹凸形成の粗面化処理で表面粗さＲｚのバラツキが大きくなり、画像障害として黒点、濃度ムラが確認された。さらに、実験例９においては、画像障害発生個所に対応する現像ローラ表面の顕微鏡観察でスクラッチの発生が見られ、耐食性評価試験によって発生したと思われる錆が確認された。従って、実験例１１〜１３の現像ローラが、寸法精度、表面加工性および耐食性をいずれも満足し、画像障害がなく好適である。
【００８０】
下記の表５に、実験例９および実験例１１〜１４で用いた炭素鋼鋼管の蛍光Ｘ線分析による化学成分の分析値を示す。
【００８１】
【表５】
【００８２】
上記結果から、以下のようなことがわかる。
１）実験例９および実験例１１〜１４は、寸法精度（振れ精度）が、ほぼ同等である。このことから、今回実験を行った化学成分の範囲内においては、炭素鋼鋼管は、添加される化学成分の量によらず、現像ローラの円筒状金属基体として十分な機械的剛性を有していると考えられる。よって、炭素鋼鋼管は、現像ローラの円筒状金属基体として好適である。
【００８３】
２）実験例９は、錆が発生しており、耐食性に劣る。このことから、炭素の添加量が、耐食性に関係していると考えられる。実験例１１〜実験例１３は、耐食性が良好であることから、炭素の添加量は、０．２５重量％以下がより好適である。炭素の添加量が多いと、硬過ぎて、サンドブラスト処理における表面加工性に劣り、そのため、スクラッチが発生し、その部分がメッキによる被覆が十分なされずに錆が発生すると推測される。そして、画像評価においては、錆発生部分にトナーが固着し、黒点が発生したと推測される。
【００８４】
３）実験例１４は、炭素の添加量が０．２５重量％以下であるにも関わらず、表面粗さのバラツキが大きく、サンドブラスト処理における表面加工性が劣る。このことから、珪素およびマンガンの添加量が、サンドブラスト処理における表面加工性に関係していると考えられる。実験例１１〜実験例１３は、表面粗さのバラツキが小さいことから、珪素の添加量は、０．３０重量％以下がより好適であり、マンガンの添加量は、０．８５重量％以下がより好適である。そして、画像評価においては、表面粗さのバラツキが、濃度ムラの原因になったと推測される。
【００８５】
４）また、リン、イオウの若干の添加は、加工性を向上させていると思われる。
【００８６】
鋼管の製造方法としては、継目無管または継目有管（溶接管）のいずれでも使用できるが、継目無管は偏肉が大きく、芯出し加工が必要となり厚肉素管が必要になること、形状精度（真直度、同軸度）を出すために多くの加工工程が必要となること等からコスト高となる。高寸法精度の現像ローラを製造するためには、均一の厚さの鋼板を丸めて両端部を高周波溶接等により接合した電縫管（溶接管）が有効である。かかる電縫管は、偏肉が少なく形状精度が高いことから素管としての材料コストが低減でき、また、薄肉管でも寸法精度が出し易いことから現像ローラとして寸法精度を出すための加工コストの低減も可能となる。さらに、電縫管を、前記の化学成分の適正な炭素鋼鋼管で製造することにより、加工歪（残留応力）の戻りの影響が少なく、より高い寸法精度の現像ローラが実現できた。
【００８７】
前記寸法精度を満足するには、円筒状金属基体が、切削または研磨され、厚さが０．７５〜２．０ｍｍで、真直度が１５μｍ以下の炭素鋼鋼管であることが好ましい。
【００８８】
円筒状金属基体の炭素鋼鋼管としての肉厚は０．７５〜２ｍｍの範囲であり、現像ローラとして適用する場合、０．７５ｍｍより薄いと機械的剛性が低下して寸法精度が得られなくなる。一方、肉厚が２ｍｍより厚いと機械的剛性は満足するが、重量および材料コスト等の観点から、肉厚２ｍｍを上限とした。さらに、寸法精度を満足するには、真直度１５μｍ以下が必要となる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式によるプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる電子写真用現像ローラに関するものであり、特には、非磁性一成分非接触現像方式で用いられる電子写真用現像ローラおよびこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置は、静電潜像を形成する感光体の外周面上の近傍に配置した帯電器、露光器、現像ユニット、転写ユニット、クリーニングユニット等により、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程を順次実行させることにより繰返し画像形成を行い、印字画像を出力するものである。また、最近では、クリーニングの工程を現像の工程で同時に行うクリーニングレスのシステムも存在する。
【０００３】
電子写真方式の現像方法としては、粉体のトナーを用いる乾式現像と、液体中にトナーを分散させた現像液を用いる液体現像とがある。このうち乾式現像としては、現像剤としてトナーだけを用いる一成分現像方式と、トナーとキャリア（磁性粒子）とを用いる二成分現像方式とがある。さらに、一成分現像方式は、トナーの磁性の有無に応じて、磁性一成分現像方式と非磁性一成分現像方式とに分類される。
【０００４】
各現像方式において、感光体に接触あるいは近接して現像剤を供給する現像剤担持体として、円柱形状の現像ローラを用いることが一般的に行われている。
【０００５】
例えば、二成分現像方式や磁性一成分現像方式に用いられる現像ローラとしては、キャリアや磁性トナーを担持させるためにマグネットローラを内部に配する必要があることから、内部に空間を有する円筒状基体が用いられる。また、非磁性一成分現像方式に用いられる現像ローラは、円筒状である必要はないため、接触方式においては軟質な有機系のウレタンゴムローラなどが用いられる場合がある一方、接触方式および非接触方式の双方において、軽量化などの理由により、内部に空間を有する円筒状基体も用いられる。
【０００６】
円筒状基体の材質としては、一般に金属が使用されており、二成分現像方式や磁性一成分方式では、内部のマグネットローラによる磁力を妨げないために、非磁性体であるアルミニウム合金が多く使用されている。アルミニウム合金以外としては、例えば、特許文献１に、非磁性オーステナイト系ステンレス鋼鋼管を使用した磁気ブラシ現像用磁石ロールが記載されている。また、特許文献２には、アルミ合金を使用した現像剤担持体（現像ローラ）が記載されているが、鉄合金の使用も示唆されている。さらに、特許文献３には、マンガンを０．１〜３重量％含む現像ロール用支持体が記載されている。さらにまた、特許文献４には、オーステナイト系ステンレス鋼の溶接管（電縫管）を使用した現像剤担持体（現像ローラ）が記載されている。
【０００７】
非磁性一成分現像方式においても、加工性に優れるアルミニウム合金が多く使用されている。アルミニウム合金以外としては、例えば、特許文献５に、一成分接触現像方式に用いられる現像ローラとして、鉄系金属、ＳＴＫＭ、フェライト系ステンレス合金、ＳＵＳ４３０を使用することが記載されているが、これは現像ローラを磁性体にして、トナー規制ローラを弾性体マグネットローラにすることで、当接圧を均一にすることを目的とするものである。
【０００８】
また、円筒状金属基体の外周面には、必要に応じて、様々な処理が行われたり、ゴムや樹脂の層が設けられる。さらに、円筒状金属基体の端部には、基体を保持し回転駆動させるために、円筒状金属基体と同軸で小径の中心軸体を設けることが一般に行われる。円筒状基体の端部にかかる中心軸体を設ける方法としては、中心軸体を有する金属フランジを円筒状基体の端部に圧入する方法が知られている。
【０００９】
すでに述べたように、非磁性一成分現像方式には、感光体と現像ローラとが接触する非磁性一成分接触現像方式と、感光体と現像ローラとが非接触で近接する非磁性一成分非接触現像方式とがある。このうち非磁性一成分非接触現像方式で用いられる電子写真用現像ローラは、トナー容器から供給ローラを経由して供給されるトナーを現像ローラ上で、所定の薄層にして感光ドラム表面の近傍に搬送し、現像ローラに印加される交流バイアス電圧により、現像ローラとの間にギャップを有する前記感光ドラム表面上の静電潜像にトナーを飛翔させて現像する非接触現像機能を有する。このような非接触現像方式では現像ローラの表面を硬質の金属材料とすることができるので、接触現像の場合に用いられる軟質の有機系のウレタンゴムローラなどに比べると寿命が長いというメリットがある。また、前記非磁性一成分用の現像ローラは現像ローラ内に磁石を必要としないために、磁性トナー用のマグネットローラを有する現像ローラに比べると安価であるというメリットも得られる。しかし、非磁性トナーを現像ローラ上で均一に薄層化することと、安定的に必要充分な帯電量に、しかも均一にトナーを帯電させて感光ドラム表面近傍に搬送するに適した現像ローラの表面状態を得ることに関しては、難易度が高い。
【００１０】
一方、最近、電子写真装置においてもフルカラー化への対応が進展しつつある。これに伴い、フルカラーの電子写真装置において、一成分現像方式の非磁性現像剤が多く用いられるようになってきている。一成分現像方式は、キャリアを用いず現像剤の摩擦帯電量により現像剤を付着、搬送させて現像する方式である。非磁性一成分現像方式は、キャリアを持たないのでメンテナンスが容易であり、現像剤担持体内に磁石を必要としないのでユニットの小型化が可能で、かつ安価であるというメリットがある。
【００１１】
非磁性一成分非接触現像方式では、現像剤は、現像ローラの表面に鏡像力により保持され、現像ローラの回転により感光体表面近傍に搬送されて現像が行われる。この鏡像力は、現像剤と、現像ローラの表面および層厚規制部材との摩擦により生ずる現像剤摩擦帯電量に依存するので、現像ローラの表面粗さ（凹凸形成）が極めて重要となる。そのため、現像ローラには、円筒状金属基体の上に樹脂をコーティングしたものや、円筒状金属基体に機械的加工やメッキなどの処理を施したものが用いられており、円筒状金属基体としては、アルミニウム合金が広く使用されている。例えば、特許文献４には、ブラスト処理された現像剤担持体が記載されており、特許文献６には、ブラスト処理した後硬質メッキ処理を施した現像剤支持部材（現像ローラ）が、特許文献２には、ブラスト処理、エッチング処理、無電解メッキを施したアルミ合金、鉄合金を使用した現像剤担持体（現像ローラ）が、夫々記載されている。
【００１２】
フルカラーの非磁性一成分非接触現像方式の電子写真装置に搭載される感光体ドラムおよび現像ローラに対しては、フルカラー化に必要な原色画像の重ね合わせ精度に対応させるために、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップを高度に均一にする必要がある。最近のフルカラー用電子写真装置では、感光体ドラムや現像ローラにおける外径振れ特性を軸付状態で３０μｍ以下、さらには２０μｍ以下という極めて高い形状精度にすることが求められている。なぜなら、現像ローラの回転駆動時に外径の振れが大きい場合、現像ローラから感光体ドラムへ現像剤を搬送する際に現像ローラと感光体ドラムとの表面距離が一定でなくなるために、潜像画像を形成した感光体ドラムへの現像剤の搬送量が一定でなくなり、これが画像ムラとなって現れるからである。そのため、特に高画質で安定したカラー画像を得る電子写真用画像形成装置に用いる現像ローラについては、寸法精度をより高くすることが必要となってきている。
【００１３】
非磁性一成分非接触現像方式用に用いられる現像ローラとしては、例えば、円筒状金属基体と、この基体を保持し回転駆動させるために両端部に圧入嵌合されている中心軸体との組み合わせを主要構成としたものがあるが、このような構成の現像ローラにおいては、円筒体金属基体だけをどれほど高精度に仕上げても、中心軸体の圧入嵌合後に軸合わせなどに狂いが生じて外径振れが大きくなることがあるので、中心軸体の圧入嵌合も、高精度な現像ローラを得る上で極めて重要である。また、円筒状金属基体の両端に前記軸体が圧入嵌合された後、現像ローラの外表面は、サンドブラスト、ショットブラストなどの機械的加工により、所要の表面粗さになるように表面処理され、さらに洗浄処理された後、ニッケルメッキ等の処理を施される場合が多い。この際、中心軸体の嵌合部における気密性が悪いと、洗浄液やメッキ液等が現像ローラ内に浸入することがある。このような浸入液を内部に有する現像ローラをそのまま実使用すると、使用中に浸入液が漏れ出る惧れがあるので、そのような現像ローラはあってはならない不良品である。従って、嵌合部における気密性も、このような構成の現像ローラにとっては必要であって欠くことのできない重要な機能の一つである。
【００１４】
さらに、前記寸法精度（振れ特性）の高い現像ローラを製造するためには、機械的剛性が高く形状精度（真直度、同軸度）を出し易い素管材料の入手や、加工歪（残留応力の戻り）を低減できる加工方法等がポイントとなる。また、現像剤を摩擦帯電させるために現像ローラの外周表面に所要の表面粗さの凹凸を形成する粗面化表面処理条件の決定や、耐摩耗性（摩擦帯電性能の維持）および耐食性を確保するための硬質メッキ処理条件の決定等についても重要となる。
【００１５】
ここで、電子写真感光体と軸付き現像スリーブとの間のギャップを、軸とスリーブ円筒体とを同時にセンターレス研削することにより、軸方向に均一にして、軸ぶれを小さくする発明についてはよく知られている（特許文献７−００１０段落）。
【００１６】
また、軸と円筒体の嵌合部の表面にローレットを形成することにより、しめ代（圧入代）を少なくしてスリーブの膨らみを減少させることができ、電子写真感光体と現像スリーブ間のギャップを均一にする発明についても公知である（特許文献８−００１１段落）。さらに、軸と現像スリーブ間の結合にしまり嵌めの関係を用いる発明も知られている（特許文献９、１０）。
【特許文献１】特公平３−１８０５号公報
【特許文献２】特開２００３−２６３０１９号公報
【特許文献３】特開平７−２６１４３８号公報
【特許文献４】特開平２−５４２８７号公報
【特許文献５】特開２００４−１０９５２５号公報
【特許文献６】特公平３−３５６６４号公報
【特許文献７】特開平８−７４８３９号公報
【特許文献８】特開２００１−２２１２２７号公報
【特許文献９】特開平８−１８４９７７号公報
【特許文献１０】特開平１１−２１６６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前記アルミニウム合金からなる円筒状金属基体は、アルミ合金インゴットの押出しまたは引抜き法による成形素管であり、偏肉が大きいので芯出しをするための切削加工を必要とし、削り取る分が多くなることから加工前の素管肉厚を厚くしなければならない。前記寸法精度を満足するためには、難削材であることから機械的剛性が劣るので形状精度（真直度、同軸度）を出すための研削、研磨加工による加工歪（残留応力の戻り）を低減するための特殊な加工方法と加工歪に耐えるために更に素管肉厚を厚くする必要があること等、材料コスト、加工コストがかかり高価なものとなっている。
【００１８】
また、前述したように、円筒状金属基体の表面に凹凸を形成する方法としてブラスト処理等が行われているが、アルミニウム合金は機械的剛性が低いので、このような粗面化処理においては、基体表面にかかる加工歪に耐えるためにも肉厚を厚くする必要がある。さらに、現像剤との摩擦帯電性能の維持において、比較的低硬度であるため耐摩耗性の高い材料が求められている。
【００１９】
さらにまた、無電解ニッケルメッキ層形成においては、アルミニウム合金は酸化還元電位が卑な材料であり、直接ニッケルが析出されにくく密着性に問題があるため、その対策として、メッキ層を形成する前にジンケート処理（亜鉛合金被膜生成）を施して置換メッキを行っている。従って、安定な皮膜形成が難しいことから、特別な前処理を必要としない材料の選定が求められている。
【００２０】
一方、円筒状金属基体に前記金属フランジを圧入する際に、嵌合部の気密性や固着強度を高めるために嵌合部に接着剤を使用すると、電気的な導通性が悪くなる惧れがある。現像ローラにおいては、中心軸体を介して現像ローラ表面のトナーに交流電圧が印加されるので、中心軸体と円筒状金属基体との間に良好な電気的導通を必要とする。しかし、良好な電気的導通を確保しようと強く嵌合させる目的で、金属フランジの外径と円筒状金属基体内面とのしめ代（圧入代）を多くすると、圧入に大きな力を要するので前記基体に変形を生じさせる惧れがある。基体が変形して基体外径に影響が出ると、前述したように画像に影響を及ぼしかねないので、むやみにしめ代を多くすることはできない。従って、嵌合部における気密性および電気的導通性が良好で、外径振れ精度が確保できる嵌合方法が求められる。
【００２１】
本発明は、以上説明した点に鑑みてなされたものであり、円筒状金属基体の両端部に圧入嵌合される中心軸体の嵌合部における気密性および電気的導通性が良好で、外径振れ精度が良く、カラー画像形成に適した非磁性一成分非接触現像用の電子写真用現像ローラの提供を目的とする。また、本発明は、非磁性一成分トナーを使用したカラー画像形成装置等の現像ローラの材料として比較的安価で、機械的剛性、表面加工性およびメッキ皮膜形成（耐食性）に優れ、さらに所定の寸法精度を満足できる電子写真用現像ローラの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の電子写真用現像ローラは、円筒状金属基体と、該円筒状金属基体の開口端部に圧入嵌合された金属フランジとを備えた現像ローラにおいて、該金属フランジが、前記円筒状金属基体の開口端部内面と嵌合する大径部、および該円筒状金属基体と同軸の中心軸体となる小径部を有し、圧入嵌合される前の該大径部の嵌合部表面が、切削加工により形成された円周方向の溝による最大表面粗さＲｙが２５μｍ乃至７０μｍの凹凸形状を有していることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の他の電子写真用現像ローラは、円筒状金属基体と、該円筒状金属基体の開口端部に圧入嵌合された金属フランジとを備えた現像ローラにおいて、該金属フランジが、前記円筒状金属基体の開口端部内面と嵌合する大径部、および該円筒状金属基体と同軸の中心軸体となる小径部を有し、圧入嵌合される前の前記円筒状金属基体の開口端部内面の嵌合部表面が、切削加工により形成された円周方向の溝による最大表面粗さＲｙが２５μｍ乃至７０μｍの凹凸形状を有していることを特徴とするものである。
【００２４】
本発明において、前記嵌合部には接着剤が用いられていることが好ましく、前記接着剤としては、好適には嫌気性接着剤が用いられる。また、前記円筒状金属基体の開口端部内面にはインロー部が設けられていることが好ましく、前記円筒状金属基体の厚みが０．７５ｍｍ乃至２ｍｍであって、かつ、圧入嵌合時のしめ代が１０μｍ乃至６０μｍであることも好ましい。さらに、前記円筒状金属基体および金属フランジは、鋼またはアルミニウム系合金を主要材料とすることが好ましい。特に好ましくは、前記円筒状金属基体が、炭素を０．２５重量％以下、珪素を０．３０重量％以下、および、マンガンを０．８５重量％以下にて夫々含有する炭素鋼鋼管からなるか、または、ＳＴＫＭ１１Ａ炭素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ ３４４５）からなる。
【００２５】
さらに、本発明のさらに他の電子写真用現像ローラは、少なくとも円筒状金属基体を備え、感光体に接触または近接して該感光体表面上に現像剤を供給し、該感光体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラにおいて、前記円筒状金属基体が、炭素を０．２５重量％以下、珪素を０．３０重量％以下、および、マンガンを０．８５重量％以下にて夫々含有する炭素鋼鋼管からなることを特徴とするものである。
【００２６】
さらにまた、本発明のさらに他の電子写真用現像ローラは、少なくとも円筒状金属基体を備え、感光体に接触または近接して該感光体表面上に現像剤を供給し、該感光体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラにおいて、前記円筒状金属基体が、ＳＴＫＭ１１Ａ炭素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ ３４４５）からなることを特徴とするものである。
【００２７】
前記円筒状金属基体としては、電縫管を用いることも好ましく、また、前記円筒状金属基体に切削加工または研磨加工を施すことや、前記円筒状金属基体の外表面にブラスト処理または金属メッキを施すことも好ましい。前記ブラスト処理が施された円筒状金属基体の外表面に、さらに、金属メッキを施すこともできる。また、前記金属メッキとしては、無電解ニッケルメッキが好適である。前記金属メッキが施された円筒状金属基体の外表面に、さらに、クロメート処理を施してもよい。さらに、前記金属メッキは、あらかじめ亜鉛合金被膜生成処理を行うことなく施すことが可能である。好適には、前記円筒状金属基体の真直度が１５μｍ以下であり、振れ精度が２０μｍ以下である。本発明の電子写真用現像ローラは、非磁性一成分非接触現像方式の電子写真装置に好適に用いることができ、特に、カラー用の電子写真装置に、より好適である。
【００２８】
さらに、本発明の画像形成装置は、前記電子写真用現像ローラを搭載したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、円筒状金属基体の両端部に圧入嵌合される金属フランジの嵌合部における気密性および電気的導通性が良好で、外径振れ精度が良く、カラー画像形成に適した非磁性一成分非接触現像用の電子写真用現像ローラを提供できる。また、本発明によれば、現像ローラの円筒状金属基体の材料を改良したことにより、安価で機械的剛性、表面加工性および耐食性に優れ、所定の寸法精度を満足し、特に、非磁性一成分非接触現像方式のカラー用電子写真装置に使用される現像ユニットに用いる現像ローラとして好適な現像ローラを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は本発明の現像ローラにかかる円筒状金属基体１に金属フランジ５を嵌合する前の状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の金属フランジの正面図である。
【図２】（ａ）は本発明の現像ローラにかかる金属フランジ５を円筒状基体１に圧入嵌合させた後の電子写真用現像ローラの断面図、（ｂ）は（ａ）の丸印部分の拡大図である。
【図３】（ａ）は従来の円筒状金属基体に金属フランジを嵌合する前の状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の金属フランジの正面図である。
【図４】本発明にかかる、現像ユニットを含む電子写真用画像形成装置を示す模式的断面図である。
【図５】本発明にかかる現像ローラの寸法精度（振れ特性）の測定方法を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 円筒状金属基体
２ インロー部
３ 大径部
４ 小径部
５ 金属フランジ
６ 旋条部（凹凸形状）
７ 接着剤
１０ 電子写真用現像ローラ
４１ 感光体
４２ 帯電器
４３ 露光器
４４ 現像ユニット
４４−１ 現像ローラ
４４−２ トナー層厚規制部材
４４−３ トナー供給ローラ
４４−４ トナー攪拌部材
４４−５ トナー収容部
４５ 転写ユニット
４６ 被転写用紙
４７ クリーニングユニット
５１ 円筒状金属基体
５２ 中心軸体（金属フランジ）
５３ 定盤
５４ コロ受け冶具
５５ ダイヤルゲージ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
まず、本発明の現像ローラにおける円筒状金属基体と金属フランジとの嵌合に関して、図１〜図３を用いて説明する。図１（ａ）は本発明にかかる現像ローラについて、円筒状金属基体１の開口端部内面に設けられたインロー部２に、圧入により金属フランジ５の大径部３が嵌合されることにより、小径部４を前記円筒状基体１と同軸の中心軸体とする前の状態を示す要部断面図である。図１（ｂ）は同図（ａ）の金属フランジの正面図である。図２（ａ）は図１の状態から、金属フランジ５を円筒状基体１に圧入嵌合させた後の現像ローラを示す要部断面図である。図２（ｂ）は同図（ａ）において丸印で示す嵌合部分の拡大図である。図３（ａ）は従来の現像ローラの金属フランジと円筒状基体との嵌合前の状態を示す要部断面図、同図（ｂ）は従来の金軸フランジであって、カジリ跡のあることを示す正面図である。
【００３３】
本発明にかかる現像ローラは、主として、非磁性一成分トナーによる非接触現像方式において用いられるものである。非接触現像については、前述の特許文献７〜１０においても説明されているように、電子写真感光体と現像ローラ間にはギャップが存在している。このギャップを介してトナーが交流バイアス電圧下、現像ローラから電子写真感光体表面の静電潜像に飛翔して現像するので、このギャップの距離が現像ローラの軸方向の表面において均一であるかどうかが、画質、特にカラー画質に大きく影響する。このギャップの距離を均一にするためには、電子写真感光体と現像ローラとを共に、軸付きの金属フランジを付けた状態で回転させた場合（すなわち、実際の回転駆動状態）のそれぞれの円筒体の外径振れが小さいことが必要である。ここで外径振れとは円筒体の両端の下側に基準となるコロをあて、円筒体を一回転させた時の、円筒体の上側の最大振れをいう。測定は円筒体の上側に設置したダイアルゲージなどで行う。
【００３４】
図１、２に示すような現像ローラ１０の円筒状金属基体１と金属フランジ５との結合において、金属フランジ５の円筒状金属基体１に対する結合精度が悪いとき、円筒状金属基体１の両端に金属フランジ５が曲がって（同軸性無く）結合されることがある。このような場合には、現像ローラ１０の回転挙動が不規則になり、形成された画像上に円筒状金属基体１の回転周期に応じた濃度むらの現れることがある。また、図３（ａ）に示すように、円筒状金属基体２１と金属フランジ２５とが、図３（ｂ）に示すカジリ２６によって不均一に圧入されて、現像ローラ２０の振れが悪化することもある。さらに、前記カジリ２６の結果、できた凹部線状のすきまが嵌合部２３を貫通する状態になると、そこから気密性がなくなる惧れが大きい。ここで、カジリ２６とは嵌合部において、圧入させる際にいずれか一方の金属面の局部的一部分（例えば、周囲より高硬度の凸部など）が対向する他の金属面を局部的にカジッて、線状凹部を形成することであり、この線状凹部が嵌合部２３を貫通すると気密性が失われる。本発明では、旋盤による旋条を嵌合部に形成するので、前述のカジリを途中においてストップさせる効果があるものと推察される。カジリを嵌合部内の途中でストップさせた場合は接着剤を併用することで、気密性を十分に保証することができるようになると思われる。しかし、前述したようなカジリにおいて、嵌合部を貫通した線状凹部が存在する状態では、もはや、たとえ接着剤による気密性向上効果にも限界があって、気密性を十分に保証することはできないこともわかった。
【００３５】
金属フランジ５の大径部３は、円筒状金属基体１の両端部にそれぞれ嵌合され、また、金属フランジ５の小径部４は、円筒状金属基体１の両端部からそれぞれ外部に向けて突出して中心軸体となる。
【００３６】
円筒状金属基体１の真直度は、１５μｍ以下にすることが好ましい。これは、感光ドラムとの相互間のギャップにおいて、軸方向に均一なギャップを保つことにより、良好な画像を得るために必要だからである。円筒状金属基体１の前記真直度の所望の最終精度は、円筒状金属基体表面を切削又は研磨することにより得られる。金属フランジを圧入嵌合された現像ローラは、トナーへの帯電付与およびトナーの搬送機能を持たせるために円筒表面に、所定のサンドブラスト等の表面処理が施され、さらにニッケルメッキ処理が施される。ニッケルメッキとしては、よく知られた無電解メッキなどを採用することができる。
【実施例】
【００３７】
（実験例１〜８）
前記図１（ａ）に示す円筒状金属基体１としては、長さ３５０ｍｍ、外径１８．００ｍｍ、内径１６．００ｍｍの炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１１Ａ）を用い、両端部に内径１６．１２ｍｍインロー部を形成する。同図金属フランジ５としては、快削鋼（ＳＵＭ２４）の丸棒を切削などにより加工し、大径部３の外径を１６．１７ｍｍ、小径部４の外径を１０．００ｍｍの形状にする。この場合の前記インロー部内面と前記嵌合部外径とのしめ代は約５０μｍ（前記嵌合部外径、インロー部内径共正確には許容寸法誤差があるので、約とした）である。さらに、金属フランジ５の大径部３の外径（嵌合部表面）に旋盤加工により、最大表面粗さＲｙが２５から４５μｍで、ピッチが１００から３００μｍの旋条部６を形成する。その後、この金属フランジ５の大径部３の旋条部６に、接着剤７として嫌気性接着剤（商品名ロックタイト６３８ ヘンケルジャパン社製）を塗布し、前記円筒状金属基体１のインロー部２に圧入により嵌合させる。前記接着剤７と圧入嵌合とを併用することにより、気密性不良をほぼ完全になくすことができると共に、接着剤７が図２（ｂ）に示すように旋条凹部を埋めることにより、旋条凸部は接着剤７に覆われなくなるので、電気的導通性にも問題がないことが判明した。接着剤７との併用による圧入嵌合後の現像ローラ１０を解体して調べたところ、接着剤７が旋条部６の凹部や部分的なカジリ凹部にも浸入し気密性を高くしていることが分かった。接着剤７としては、前述のロックタイト６３８の他に、嫌気性の、嵌め合い用、ネジのゆるみ止め用やシアノアクリレート系の瞬間接着剤も使用可能である。以上説明したような切削による旋条部６の形成は、ローレット加工のような切削とは異なる別工程を組むことなく、切削によるフランジ形状への通常の加工の延長として、大径部３の表面への旋条部６の形成を追加するだけでよい利点がある。また、前述の現像ローラ１０に用いた鉄系の金属以外の金属として、アルミニウム合金などを使用してもよい。前記説明ではインロー部２を形成したが、インロー部２は同軸精度を高めるためにはあった方が好ましいが、無くすこともできる。
【００３８】
前述の各鉄系材料を用い、約５０μｍのしめ代を設けた場合の円筒状金属基体と金属フランジについて、嵌合部表面に形成した旋盤による旋条部の形成条件について、本発明の目的を満たす上で適切な旋条条件を見つけるために、下記実験を行った。
【００３９】
（実験例１）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを２２μｍ、ピッチ間隔１１５μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４０】
（実験例２）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを２５μｍ、ピッチ間隔１４８μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４１】
（実験例３）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを３１μｍ、ピッチ間隔１８０μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４２】
（実験例４）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを４２μｍ、ピッチ間隔２１６μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４３】
（実験例５）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを４５μｍ、ピッチ間隔２１７μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４４】
（実験例６）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを７０μｍ、ピッチ間隔２５０μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４５】
（実験例７）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを８０μｍ、ピッチ間隔３００μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４６】
（実験例８）
旋条条件として、最大表面粗さＲｙを８０μｍ、ピッチ間隔３５０μｍとし、その他の条件は前述と同様にして、現像ローラを製作した。
【００４７】
（従来の現像ローラ）
従来のフランジ嵌合部の表面粗さは、最大表面粗さＲｙ５．５μｍ、ピッチ間隔３７μｍであり、この通常の切削加工面をそのままの状態で、円筒状基体に圧入させて現像ローラを製作した。
【００４８】
以上の実験例１から８の現像ローラと従来の現像ローラについて、外径の変形、円筒状基体とフランジとの電気的導通性、気密性、機械的強度についてそれぞれ測定した。表面粗さの測定は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に従い、カットオフ０．８ｍｍ、測定距離４ｍｍ、スキャンスピード０．５ｍｍ／秒にて行った。その結果を下記の表１中に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１から、従来の現像ローラは嵌合部表面の表面粗さが少なすぎるために、嵌合の際に約５０μｍのしめ代による円筒状金属基体に及ぼす影響が非常に大きく、圧入にも大きい力が必要となる。そのために円筒状金属基体の外表面にふくらみなどの変形（１０μｍ）が生じる。また、カジリが発生して、気密性に問題が生じていることが分かる。さらに接着剤を塗布すると電気的導通性にも問題が出るものがあった。
【００５１】
一方、実験例１のように最大表面粗さＲｙが２２μｍの場合、気密性が良くなかったので調べてみるとカジリによる気密不良であることが分かった。実験例２〜６のように最大表面粗さＲｙが２５μｍから７０μｍの場合、カジリもなく気密性に問題がなかっただけでなく、円筒状基体の外表面の変形、電気的導通、機械的強度のいずれにも問題がなかった。実験例７、８の場合、最大表面粗さＲｙが８０μｍと大きいためと思われる気密性の問題が生じた。また、機械的強度にも問題が出始めることが分かる。
【００５２】
以上の実験においては、旋条部を金属フランジの嵌合部にあたる大径部の表面に形成してきたが、円筒状金属基体の嵌合部にあたる開口端部内面、またはそこに設けたインロー部に形成してもよい。また、円筒状金属基体の厚みは前記実験における１ｍｍの場合だけでなく、０．７５乃至２ｍｍの範囲において、同様の効果が得られることを確認した。さらにしめ代についても、前記実験例では、約５０μｍの場合について本発明の効果を説明したが、１０乃至６０μｍの範囲の場合に本発明の効果が認められることを確認した。
【００５３】
次に、本発明の現像ローラの円筒状金属基体の材料に関して、図４、図５に基づき説明する。
図４は、現像ユニットを含む電子写真用画像形成装置の要部模式的断面図を示す。図示する画像形成装置は、感光体４１の外周面上の近傍に配置される帯電器４２、露光器４３、現像ユニット４４、転写ユニット４５、クリーニングユニット４７等の各電子写真用プロセスユニットと、別途配置される被転写用紙４６の定着装置（図示せず）等により、順次前記各プロセスを実行することにより繰返し画像を形成し、印字画像を出力する。画像形成用の現像ユニット４４は、トナー収容部４４−５と、トナー攪拌部材４４−４と、現像ローラ４４−１上にトナーを搬送する供給ローラ４４−３と、トナーの薄層を形成するための層厚規制部材４４−２と、現像ローラ４４−１とにより構成されている。
【００５４】
また、図５は、本発明の現像ローラの寸法精度（振れ特性）の測定方法を示す。図示する現像ローラは、円筒状金属基体５１（図１中の符号１に相当）の両端に中心軸体５２（図１中の符号４に相当）を有する金属フランジ（図１中の符号５に相当、図示せず）が圧入され、中心軸体５２が現像ユニット（図４中の符号４４に相当、図示せず）の本体に軸受けを介して固定されて回転する構造となっている。
【００５５】
現像ローラ（図２中の符号１０および図４中の符号４４−１に相当）の寸法精度は、円筒状金属基体の両端に金属フランジを圧入した状態で、中心軸体の外径を基準として現像ローラを一回転させた時の円筒状金属基体の上側の最大振れの大きさに基づき、振れ特性として要求される。具体的には、定盤５３の上にコロ受け冶具５４を配置し、中心軸体５２の外径をコロ受け冶具５４の上にセットし、現像ローラを一回転させながら、円筒状金属基体５１における軸方向３個所（測定点し、Ｍ、Ｒ）について、ダイヤルゲージ５５の最大振れを測定する。
【００５６】
（円筒状金属基体の材料選定と寸法精度の確認）
非磁性一成分現像剤を用いた電子写真用画像形成装置に用いる現像ローラの円筒状金属基体として、磁力による搬送手段を持たないことから比較的安価で機械的剛性の高い磁性金属の機械的構造用炭素鋼鋼管に着目した。機械的構造用炭素鋼鋼管は、鉄に炭素、珪素、マンガン等を添加した鋼材であり、加工性を保ちつつ機械的剛性（引張強さ、伸び等）を向上させている。円筒状金属基体の表面に形成する凹凸の耐摩耗性に対して比較的硬度が高く有効である。また、無電解ニッケルメッキ形成において炭素鋼鋼管は触媒活性な金属で特別な前処理を必要としない材料である。
【００５７】
下記の表２に、ＪＩＳ Ｇ ３４４５で規定する機械的構造用炭素鋼鋼管およびＪＩＳ Ｈ ４０８０で規定するアルミニウム合金ＪＩＳ ６０６３について、主要な化学成分と機械的性質を示す。
【００５８】
【表２】
＊）アルミニウム合金の化学成分には、表に示す他、鉄、銅、マグネシウム、クロム、亜鉛等が含まれる。
【００５９】
上記の表２に示すように、炭素鋼鋼管は、主要な化学成分の炭素（Ｃ）が０．５５重量％以下、珪素（Ｓｉ）が０．５５重量％以下、マンガン（Ｍｎ）が１．６重量％以下の範囲で１０種類に分類されている。
まず、円筒状金属基体の材料として、上記表２に示す炭素鋼鋼管の中で比較的機械的剛性の高いＳＴＫＭ１６Ａを選定し、電縫管を入手した。この電縫管に形状精度（真直度）を出すため研磨加工を行い、現像ローラの製作を行った。従来のアルミニウム合金製と炭素鋼鋼管製とで前記寸法精度が得られるか比較確認した結果、円筒状金属基体がアルミニウム合金製の場合、機械的剛性が低いため肉厚約４．０〜５．０ｍｍの素管が必要になるが、炭素鋼鋼管製の場合には、機械的剛性が高いので肉厚約１．０〜２．５ｍｍの薄肉素管で達成できることを確認した。
【００６０】
（表面凹凸の形成）
現像ローラの表面上に凹凸を形成する粗面化処理は、非磁性一成分現像剤の摩擦帯電量を確保するための重要な製造工程となる。粗面化処理方法としては、ブラスト処理が用いられる。ブラスト処理には、乾式と湿式があるが、ここでは、乾式のブラスト処理である砥粒を使用したサンドブラスト処理とした。そして、種々の砥粒、粗面化処理条件の組み合わせでの凹凸形成と実機での摩擦帯電性能（画像品質）との相関を確認しながら、所要の表面粗さ（Ｒｚ）を決定した。サンドブラスト処理の製造因子は、炭素鋼鋼管の素材に適合した砥粒の選定から始まり、砥粒を噴射するノズル径と噴射圧力、ノズル−ワーク間距離、ワーク回転数、加工時間等があり、これらの条件設定を行った。砥粒の選定において、アルミニウム合金ではアルミナまたはガラスビーズ等が採用されているが、従来の砥粒では所要の凹凸形成ができなかった。炭素鋼鋼管では比較的硬度が高いことからより硬度の高い砥粒が求められ、トナーを摩擦帯電させるために必要な所要の凹凸形状を形成する点からは硬度の高い砥粒と低い砥粒とのブレンドが最も適合していた。さらに、表面に噴射する砥粒の圧力による内部応力の開放により、アルミニウム合金の薄肉素管では加工後寸法精度の低下が起きるが、炭素鋼鋼管の薄肉素管では粗面化処理前後での変化に問題がないことを確認した。
【００６１】
（硬質メッキ層の形成）
現像ローラの円筒状金属基体表面に形成した凹凸の耐磨耗性（摩擦帯電性能の維持）および耐食性のために、硬質メッキ処理条件を設定した。硬質メッキは、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ層を形成することとしたが、無電解Ｎｉ−Ｂメッキ、無電解Ｃｒメッキ等の他の硬質メッキが適用可能である。無電解メッキは金属塩を含む水溶液から金属イオンを還元して素地表面に析出させることにより成膜する方法であり、成膜する素材によって還元剤を使用する自己触媒メッキと溶液中の金属イオンと素地金属間の置換反応を利用する置換メッキとに大別される。アルミニウム合金は酸化還元電位が卑な材料で、直接ニッケルが析出されにくく、密着性に問題があるため、その対策としてメッキ層を形成する前にジンケート処理（亜鉛合金被膜生成）を施して前記置換メッキを行っている。また、鉄合金の中でもクロムやニッケルを添加した高耐食性の金属は表面に強固な不動態皮膜が形成されており活性化しても直ちに不動態皮膜が形成されるため、活性化後速やかに電析によるニッケルストライクメッキを施してから無電解ニッケルメッキをする必要がある。従って、工程管理が複雑となり安定な皮膜形成が難しいことから、特別な前処理を必要としない材料の選定を行った。炭素鋼鋼管は触媒活性な金属で特別な前処理を必要とせず、比較的メッキしやすい材料である。
【００６２】
無電解Ｎｉ−Ｐメッキの成膜条件は、メッキ液のリン濃度と還元剤の他に緩衝剤、錯化剤、安定剤等の添加剤の決定と、膜質、成膜速度を決定するメッキ浴液のｐＨと温度の管理が重要である。メッキ液のリン濃度については、リン含量が８〜１０重量％以上では非晶質皮膜となり、内部応力の低い緻密な膜質となって硬さを増し、機械的性質と耐磨耗性が向上する。また、無電解ニッケルメッキは耐食性の高いメッキ膜とされているが、素材の組成、表面状態、平滑性、メッキ浴組成、皮膜厚さ等により耐食性が大きく変わる。素材の組成については、炭素鋼鋼管とすることにより比較的安定したメッキ層形成を実現した。メッキ層を形成した現像ローラは、表面に汚れ（シミ）が付着しやすく、また、長期放置されたメッキ膜表面は酸化され変色が生じることがある。しかもこのような汚れや変色は画像品質に影響を及ぼすという問題がある。さらに、表面状態と皮膜厚について、ブラストによる粗面化処理で形成された凹凸を忠実に再現するためにメッキ膜厚を薄くすると、錆が発生することがある。この防錆対策として、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ層形成後、クロム酸を主成分とする混酸に浸漬してクロメート処理を行っている。クロメート処理は、耐食性向上と錆の発生を防ぎ、汚れをつきにくくする効果がある。
【００６３】
（量産性の確認）
前記（円筒状金属基体の材料選定と寸法精度確認）において、炭素鋼鋼管のＳＴＫＭ１６Ａを選定して所要の寸法精度が得られることを確認した。続いて、（表面凹凸の形成）、（硬質メッキ層の形成）等において量産性を確認する中で、表面凹凸形成のサンドブラスト処理により表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）のバラツキが大きくなり安定しないことがわかり、さらに、基体表面に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ層を形成して画像出しを行ったところ、白紙コピー上に黒点の画像障害となるものが出た。この画像障害個所に対応する現像ローラの表面を顕微鏡観察した結果、微小なスクラツチがあり、トナーが固着していることが確認された。ＳＴＫＭ１６Ａは化学成分の炭素、珪素およびマンガンの添加量が比較的多いことから機械的剛性については向上して寸法精度を満足しているが、材質が硬すぎてサンドブラスト処理における表面加工性が低下していることが考えられ、改めて化学成分添加量の最適な材料選定が必要となった。
【００６４】
（実験例９）
外径φ１８ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、内径φ１６．００ｍｍの電縫管からなる機械的構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１６Ａ（泉鋼管株式会社製）を用いて、両端部にインロー部（φ１６．１２ｍｍ、長さ１０ｍｍ）を形成して、円筒状金属基体を作製した。
【００６５】
金属フランジとしては快削鋼（ＳＵＭ２４）の丸棒を使用し、切削加工により大径部（外径φ１６．１７ｍｍ、長さ８ｍｍ）および小径部（外径φ１０．００ｍｍ、長さ２５ｍｍ）を夫々加工形成したもの（金属フランジＡ）と、小径部の長さを４２ｍｍとした以外は金属フランジＡと同様に加工したもの（金属フランジＢ）を作製した。
【００６６】
次に、上記金属フランジＡと金属フランジＢの大径部外表面に、実験例４と同様の旋条条件にて切削加工による円周方向の溝からなる凹凸を形成し、この凹凸部分に嫌気性接着剤（商品名ロックタイト６３８ ヘンケルジャパン社製）を塗布して、次いで、この両金属フランジの大径部と上記各円筒状金属基体の両端のインロー部とが嵌合するように、両金属フランジを円筒状金属基体に圧入した。
【００６７】
次に、各円筒状金属基体の外周表面に、表面粗差（Ｒｚ）の平均値が７μｍになるようにサンドブラスト処理を行って凹凸を形成し、洗浄処理後、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ層を膜厚３．０μｍにて形成し、その後クロメート処理を行って、現像ローラを作製した。
【００６８】
（実験例１０）
円筒状金属基体として、外径φ１８ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、内径φ１６．００ｍｍのアルミニウム合金ＪＩＳ ６０６３材の継目無管を用い、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ層を形成する前に亜鉛合金被膜生成処理を行い、クロメート処理を行わないこと以外は実験例９と同様にして現像ローラを作製した。
【００６９】
（評価）
以下の項目について、各実験例の現像ローラの評価を行った。
（１）寸法精度（振れ特性）の評価
上記表２に示す主要化学成分の添加量により、機械的剛性（引張強さ、伸び）を向上させ、所定の寸法精度を満足しているかを確認することを目的として、各実験例の現像ローラの寸法精度を、図５に示すようにして測定した。具体的には、前述したように、円筒状金属基体に金属フランジを圧入した状態で、中心軸体の外径を基準として（コロ受け冶具上にセット）、現像ローラを一回転させた時の円筒状金属基体の上側に設置したダイヤルゲージによる振れ測定を軸方向３個所（測定点Ｌ、Ｍ、Ｒ）にて行い、３個所の平均値を個々の測定値とした。結果は、各実験例について、ｎ＝２０本の最小値〜最大値の値で示す。
【００７０】
（２）表面加工性の評価
凹凸形成のためのサンドブラスト処理における表面加工性を確認することを目的として、各実験例のサンドブラスト処理後の円筒状金属基体の表面粗さをＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に従った十点平均粗さ（Ｒｚ）にて測定し、各実験例について、ｎ＝２０本のＲｚのバラツキを最大値と最小値の差で示した。十点平均粗さ（Ｒｚ）の測定はカットオフ０．８ｍｍ、測定距離４ｍｍ、スキャンスピード０．５ｍｍ／秒にて行った。
【００７１】
（３）耐食性の評価
各実験例の現像ローラを、３５℃、塩水噴霧による５％ＮａＣｌ空気中飽和蒸気中に２４時間放置して、各実験例ｎ＝２０本の錆発生の有無を確認した。
【００７２】
（４）画像評価
耐食性評価後の各実験例の現像ローラを非磁性一成分非接触現像方式のカラー電子写真装置に組み込み、各種パターン画像を普通紙に印字し、印字画像品質を確認した。また、印字画像障害発生個所に対応する現像ローラ表面の顕微鏡観察を行った。
【００７３】
下記の表３に、実施例９、１０の現像ローラにおけるサンドブラスト処理前後の寸法精度を比較した評価結果を示す。
【００７４】
【表３】
【００７５】
評価結果から、アルミニウム合金より炭素鋼鋼管の方が寸法精度が良く、粗面化処理後の変化も少ないことがわかる。
【００７６】
（実験例１１〜１４）
円筒状金属基体として、外径φ１８ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、内径φ１６．００ｍｍの電縫管からなる機械的構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１１Ａ（実験例１１）、ＳＴＫＭ１３Ａ（実験例１２）、ＳＴＫＭ１４Ａ（実験例１３）、ＳＴＫＭ１９Ａ（実験例１４）（泉鋼管株式会社製）を夫々用いた以外は、実験例９と同様にして現像ローラを作製した。
【００７７】
下記の表４に、実験例９および実験例１１〜１４の現像ローラの寸法精度（振れ特性）、表面加工性、耐食性および画像評価の各評価結果を示す。
【００７８】
【表４】
【００７９】
評価結果は、実験例９、実験例１１〜１４については、ともに寸法精度（振れ特性）に有意な差が見られなかった。また、実験例９、１４において、凹凸形成の粗面化処理で表面粗さＲｚのバラツキが大きくなり、画像障害として黒点、濃度ムラが確認された。さらに、実験例９においては、画像障害発生個所に対応する現像ローラ表面の顕微鏡観察でスクラッチの発生が見られ、耐食性評価試験によって発生したと思われる錆が確認された。従って、実験例１１〜１３の現像ローラが、寸法精度、表面加工性および耐食性をいずれも満足し、画像障害がなく好適である。
【００８０】
下記の表５に、実験例９および実験例１１〜１４で用いた炭素鋼鋼管の蛍光Ｘ線分析による化学成分の分析値を示す。
【００８１】
【表５】
【００８２】
上記結果から、以下のようなことがわかる。
１）実験例９および実験例１１〜１４は、寸法精度（振れ精度）が、ほぼ同等である。このことから、今回実験を行った化学成分の範囲内においては、炭素鋼鋼管は、添加される化学成分の量によらず、現像ローラの円筒状金属基体として十分な機械的剛性を有していると考えられる。よって、炭素鋼鋼管は、現像ローラの円筒状金属基体として好適である。
【００８３】
２）実験例９は、錆が発生しており、耐食性に劣る。このことから、炭素の添加量が、耐食性に関係していると考えられる。実験例１１〜実験例１３は、耐食性が良好であることから、炭素の添加量は、０．２５重量％以下がより好適である。炭素の添加量が多いと、硬過ぎて、サンドブラスト処理における表面加工性に劣り、そのため、スクラッチが発生し、その部分がメッキによる被覆が十分なされずに錆が発生すると推測される。そして、画像評価においては、錆発生部分にトナーが固着し、黒点が発生したと推測される。
【００８４】
３）実験例１４は、炭素の添加量が０．２５重量％以下であるにも関わらず、表面粗さのバラツキが大きく、サンドブラスト処理における表面加工性が劣る。このことから、珪素およびマンガンの添加量が、サンドブラスト処理における表面加工性に関係していると考えられる。実験例１１〜実験例１３は、表面粗さのバラツキが小さいことから、珪素の添加量は、０．３０重量％以下がより好適であり、マンガンの添加量は、０．８５重量％以下がより好適である。そして、画像評価においては、表面粗さのバラツキが、濃度ムラの原因になったと推測される。
【００８５】
４）また、リン、イオウの若干の添加は、加工性を向上させていると思われる。
【００８６】
鋼管の製造方法としては、継目無管または継目有管（溶接管）のいずれでも使用できるが、継目無管は偏肉が大きく、芯出し加工が必要となり厚肉素管が必要になること、形状精度（真直度、同軸度）を出すために多くの加工工程が必要となること等からコスト高となる。高寸法精度の現像ローラを製造するためには、均一の厚さの鋼板を丸めて両端部を高周波溶接等により接合した電縫管（溶接管）が有効である。かかる電縫管は、偏肉が少なく形状精度が高いことから素管としての材料コストが低減でき、また、薄肉管でも寸法精度が出し易いことから現像ローラとして寸法精度を出すための加工コストの低減も可能となる。さらに、電縫管を、前記の化学成分の適正な炭素鋼鋼管で製造することにより、加工歪（残留応力）の戻りの影響が少なく、より高い寸法精度の現像ローラが実現できた。
【００８７】
前記寸法精度を満足するには、円筒状金属基体が、切削または研磨され、厚さが０．７５〜２．０ｍｍで、真直度が１５μｍ以下の炭素鋼鋼管であることが好ましい。
【００８８】
円筒状金属基体の炭素鋼鋼管としての肉厚は０．７５〜２ｍｍの範囲であり、現像ローラとして適用する場合、０．７５ｍｍより薄いと機械的剛性が低下して寸法精度が得られなくなる。一方、肉厚が２ｍｍより厚いと機械的剛性は満足するが、重量および材料コスト等の観点から、肉厚２ｍｍを上限とした。さらに、寸法精度を満足するには、真直度１５μｍ以下が必要となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状金属基体と、該円筒状金属基体の開口端部に圧入嵌合された金属フランジとを備えた現像ローラにおいて、該金属フランジが、前記円筒状金属基体の開口端部内面と嵌合する大径部、および該円筒状金属基体と同軸の中心軸体となる小径部を有し、圧入嵌合される前の該大径部の嵌合部表面が、切削加工により形成された円周方向の溝による最大表面粗さＲｙが２５μｍ乃至７０μｍの凹凸形状を有していることを特徴とする電子写真用現像ローラ。
【請求項２】
円筒状金属基体と、該円筒状金属基体の開口端部に圧入嵌合された金属フランジとを備えた現像ローラにおいて、該金属フランジが、前記円筒状金属基体の開口端部内面と嵌合する大径部、および該円筒状金属基体と同軸の中心軸体となる小径部を有し、圧入嵌合される前の前記円筒状金属基体の開口端部内面の嵌合部表面が、切削加工により形成された円周方向の溝による最大表面粗さＲｙが２５μｍ乃至７０μｍの凹凸形状を有していることを特徴とする電子写真用現像ローラ。
【請求項３】
前記嵌合部に接着剤が用いられていることを特徴とする請求項１または２記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項４】
前記接着剤が嫌気性接着剤であることを特徴とする請求項３記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項５】
前記円筒状金属基体の開口端部内面にインロー部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項６】
前記円筒状金属基体の厚みが０．７５ｍｍ乃至２ｍｍであって、かつ、圧入嵌合時のしめ代が１０μｍ乃至６０μｍであることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項７】
前記円筒状金属基体および金属フランジが、鋼またはアルミニウム系合金を主要材料とすることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項８】
前記円筒状金属基体が、炭素を０．２５重量％以下、珪素を０．３０重量％以下、および、マンガンを０．８５重量％以下にて夫々含有する炭素鋼鋼管からなることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項９】
少なくとも円筒状金属基体を備え、感光体に接触または近接して該感光体表面上に現像剤を供給し、該感光体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラにおいて、前記円筒状金属基体が、炭素を０．２５重量％以下、珪素を０．３０重量％以下、および、マンガンを０．８５重量％以下にて夫々含有する炭素鋼鋼管からなることを特徴とする電子写真用現像ローラ。
【請求項１０】
前記円筒状金属基体が、ＳＴＫＭ１１Ａ炭素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ ３４４５）からなることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１１】
少なくとも円筒状金属基体を備え、感光体に接触または近接して該感光体表面上に現像剤を供給し、該感光体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラにおいて、前記円筒状金属基体が、ＳＴＫＭ１１Ａ炭素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ ３４４５）からなることを特徴とする電子写真用現像ローラ。
【請求項１２】
前記円筒状金属基体が、電縫管であることを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１３】
前記円筒状金属基体が、切削加工または研磨加工が施されていることを特徴とする請求項１〜１２のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１４】
前記円筒状金属基体の外表面にブラスト処理が施されていることを特徴とする請求項１〜１３のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１５】
前記円筒状金属基体の外表面に金属メッキが施されていることを特徴とする請求項１〜１３のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１６】
前記ブラスト処理が施された円筒状金属基体の外表面に、さらに、金属メッキが施されていることを特徴とする請求項１４記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１７】
前記金属メッキが、無電解ニッケルメッキであることを特徴とする請求項１５または１６記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１８】
前記金属メッキが施された円筒状金属基体の外表面に、さらに、クロメート処理が施されていることを特徴とする請求項１５〜１７のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１９】
前記金属メッキが、あらかじめ亜鉛合金被膜生成処理を行うことなく施されていることを特徴とする請求項１５〜１８のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項２０】
前記円筒状金属基体の真直度が１５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１９のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項２１】
前記円筒状金属基体の振れ精度が２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２０のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項２２】
非磁性一成分非接触現像方式の電子写真装置に用いられることを特徴とする請求項１〜２１のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項２３】
カラー用の電子写真装置に用いられることを特徴とする請求項１〜２２のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項２４】
請求項１〜２３のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラを搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
円筒状金属基体と、該円筒状金属基体の開口端部に圧入嵌合された金属フランジとを備えた現像ローラにおいて、該金属フランジが、前記円筒状金属基体の開口端部内面と嵌合する大径部、および該円筒状金属基体と同軸の中心軸体となる小径部を有し、圧入嵌合される前の該大径部の嵌合部表面が、切削加工により形成された円周方向の溝による最大表面粗さＲｙが２５μｍ乃至７０μｍの凹凸形状を有していることを特徴とする電子写真用現像ローラ。
【請求項２】
円筒状金属基体と、該円筒状金属基体の開口端部に圧入嵌合された金属フランジとを備えた現像ローラにおいて、該金属フランジが、前記円筒状金属基体の開口端部内面と嵌合する大径部、および該円筒状金属基体と同軸の中心軸体となる小径部を有し、圧入嵌合される前の前記円筒状金属基体の開口端部内面の嵌合部表面が、切削加工により形成された円周方向の溝による最大表面粗さＲｙが２５μｍ乃至７０μｍの凹凸形状を有していることを特徴とする電子写真用現像ローラ。
【請求項３】
前記嵌合部に接着剤が用いられていることを特徴とする請求項１または２記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項４】
前記接着剤が嫌気性接着剤であることを特徴とする請求項３記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項５】
前記円筒状金属基体の開口端部内面にインロー部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項６】
前記円筒状金属基体の厚みが０．７５ｍｍ乃至２ｍｍであって、かつ、圧入嵌合時のしめ代が１０μｍ乃至６０μｍであることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項７】
前記円筒状金属基体および金属フランジが、鋼またはアルミニウム系合金を主要材料とすることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項８】
前記円筒状金属基体が、炭素を０．２５重量％以下、珪素を０．３０重量％以下、および、マンガンを０．８５重量％以下にて夫々含有する炭素鋼鋼管からなることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項９】
少なくとも円筒状金属基体を備え、感光体に接触または近接して該感光体表面上に現像剤を供給し、該感光体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラにおいて、前記円筒状金属基体が、炭素を０．２５重量％以下、珪素を０．３０重量％以下、および、マンガンを０．８５重量％以下にて夫々含有する炭素鋼鋼管からなることを特徴とする電子写真用現像ローラ。
【請求項１０】
前記円筒状金属基体が、ＳＴＫＭ１１Ａ炭素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ ３４４５）からなることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１１】
少なくとも円筒状金属基体を備え、感光体に接触または近接して該感光体表面上に現像剤を供給し、該感光体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラにおいて、前記円筒状金属基体が、ＳＴＫＭ１１Ａ炭素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ ３４４５）からなることを特徴とする電子写真用現像ローラ。
【請求項１２】
前記円筒状金属基体が、電縫管であることを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１３】
前記円筒状金属基体が、切削加工または研磨加工が施されていることを特徴とする請求項１〜１２のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１４】
前記円筒状金属基体の外表面にブラスト処理が施されていることを特徴とする請求項１〜１３のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１５】
前記円筒状金属基体の外表面に金属メッキが施されていることを特徴とする請求項１〜１３のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１６】
前記ブラスト処理が施された円筒状金属基体の外表面に、さらに、金属メッキが施されていることを特徴とする請求項１４記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１７】
前記金属メッキが、無電解ニッケルメッキであることを特徴とする請求項１５または１６記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１８】
前記金属メッキが施された円筒状金属基体の外表面に、さらに、クロメート処理が施されていることを特徴とする請求項１５〜１７のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項１９】
前記金属メッキが、あらかじめ亜鉛合金被膜生成処理を行うことなく施されていることを特徴とする請求項１５〜１８のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項２０】
前記円筒状金属基体の真直度が１５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１９のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項２１】
前記円筒状金属基体の振れ精度が２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２０のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項２２】
非磁性一成分非接触現像方式の電子写真装置に用いられることを特徴とする請求項１〜２１のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項２３】
カラー用の電子写真装置に用いられることを特徴とする請求項１〜２２のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラ。
【請求項２４】
請求項１〜２３のうちいずれか一項記載の電子写真用現像ローラを搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３６２７７
【国際公開日】平成１７年４月２１日（２００５．４．２１）
【発行日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１４６２３（Ｐ２００５−５１４６２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１４９７０
【国際出願日】平成１６年１０月８日（２００４．１０．８）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年４月２１日（２００５．４．２１）
【発行日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１４９７０
【国際出願日】平成１６年１０月８日（２００４．１０．８）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
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