現像ローラ、現像装置、および画像形成装置
【課題】トナーを小粒径化しても、現像ローラから感光体へのトナーの飛翔性を優れたものとすることができる現像ローラ、また、この現像ローラを備える現像装置、さらに、この現像装置を備える画像形成装置を提供すること。
【解決手段】本発明の現像ローラは、円筒状または円柱状をなす基材３０２と、基材３０２の外周面上に形成され、金属３０３ａと、トナーＴに対して潤滑性を有する潤滑微粒子３０３ｂとを含んで構成された表層３０３とを有し、表層３０３の基材３０２とは反対側の面には、接触面積を低減しつつトナーＴを担持し得るように潤滑微粒子３０３ｂによる微細な凹凸が形成されている。
【解決手段】本発明の現像ローラは、円筒状または円柱状をなす基材３０２と、基材３０２の外周面上に形成され、金属３０３ａと、トナーＴに対して潤滑性を有する潤滑微粒子３０３ｂとを含んで構成された表層３０３とを有し、表層３０３の基材３０２とは反対側の面には、接触面積を低減しつつトナーＴを担持し得るように潤滑微粒子３０３ｂによる微細な凹凸が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ、現像装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用するプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの画像形成装置は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程などの一連の画像形成プロセスによって、紙などの記録媒体上に、トナーからなる画像を形成する。
このような画像形成装置には、感光体上の静電的な潜像をトナー像として可視化する現像装置が備えられている。かかる現像装置は、トナーを担持する現像ローラ（現像剤担持体）を有し、現像ローラから感光体へトナーを付与することにより、感光体上の潜像をトナー像として可視化する。ここで、一般に、現像ローラは感光体に近接しており、現像ローラと感光体との間に電界を印加することにより、現像ローラから感光体へトナーを飛翔・付与する。
【０００３】
従来、かかる現像装置に備えられる現像ローラとしては、その外周面をブラスト処理などにより粗面化して、凹凸を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これにより、現像ローラ上にトナーを確実に担持させることができる。また、かかる現像ローラには、最表層としてニッケルメッキ層が形成されている。
ところで、近年、印刷画像の高解像度化に伴い、粒径４μｍ以下（特に３μｍ以下）の小粒径トナーを用いることが提案されている。
【０００４】
現像ローラに対するトナーの付着力としては、主に、鏡像力などの静電気的力によるものと、ファンデルワールス力などの非静電気的力によるものとがある。前述したような小粒径のトナーを単に特許文献１にかかる現像ローラに用いると、現像ローラの外周面の凹凸の表面粗さに対しトナー粒径が極めて小さくなるため、現像ローラに対するトナーの接触面積が増大し、現像ローラに対するトナーの付着力は、ファンデルワールス力によるものが支配的になってしまう。そのため、現像ローラ上に担持されたトナーの感光体への飛翔性を電界（バイアス）強度により制御することが困難となってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−４６０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、トナーを小粒径化しても、現像ローラから感光体へのトナーの飛翔性を優れたものとすることができる現像ローラ、また、この現像ローラを備える現像装置、さらに、この現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の現像ローラは、円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、トナーに対し潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散していることを特徴とする。
【０００８】
これにより、現像ローラは接触面積を低減しつつトナーを担持することができる。そのため、トナーと現像ローラとの間のファンデルワールス力を低減することができる。
これに加えて、潤滑微粒子がトナーに対し潤滑性を有しているため、表層上でトナーが転がりやすく、現像ローラ上でのトナーの帯電性を向上させることができる。
これらのことから、トナーを小粒径化しても、現像ローラと感光体との間にバイアスを印加してトナーの挙動を容易に制御することができる。
【０００９】
本発明の現像ローラでは、前記潤滑微粒子は、炭化物またはフッ化物を主材料として構成されていることが好ましい。
炭化物やフッ化物はトナーに対し優れた潤滑性を有している。したがって、炭化物またはフッ化物を主材料として構成された潤滑微粒子を用いることで、現像ローラ上でのトナーの帯電性を効果的に向上させることができる。
【００１０】
本発明の現像ローラでは、前記表層は、メッキ層であることが好ましい。
これにより、金属および潤滑微粒子を含むメッキ材を用いて基材の外周面にメッキ処理を行うことで比較的簡単かつ確実に、表層を形成することができる。
本発明の現像ローラでは、前記潤滑微粒子の平均粒径は、前記トナーの平均粒径以下であることが好ましい。
これにより、潤滑微粒子による微細な凹凸の凹部にトナーが入り込むのを防止し、トナーと表層との接触面積をより確実に低減することができる。
【００１１】
本発明の現像ローラでは、前記潤滑微粒子の平均粒径をｄ１とし、前記トナーの平均粒径をｄ２としたときに、
ｄ１／ｄ２が１／１０以下であることが好ましい。
これにより、トナーと表層との接触面積をさらに確実に低減することができる。
本発明の現像ローラでは、前記トナーの平均粒径は、３μｍ以下であることが好ましい。
このような小粒径のトナーを用いても、トナーの挙動を容易に制御することができる。
【００１２】
本発明の現像ローラでは、前記表層中における前記潤滑微粒子の含有量は、２０〜７０ｖｏｌ％であることが好ましい。
これにより、潤滑微粒子による凹凸の凸部同士の間の距離をトナー粒径に対し最適化して、表層とトナーとの接触面積を効果的に低減することができる。
本発明の現像ローラでは、前記表層中の前記金属は、Ｎｉ−Ｐ合金であることが好ましい。
これにより、表層上のトナーの帯電性を向上させることができる。また、Ｎｉ−Ｐ合金は比較的硬質であるため、現像ローラの耐久性を向上させることもできる。
【００１３】
本発明の現像ローラでは、互いに平行に形成された複数の第１の溝と、該各第１の溝に交差するとともに、互いに平行に形成された複数の第２の溝とで構成された凹凸部が外周面に形成されていることが好ましい。
これにより、トナーを表層上に担持させやすくして、現像特性を向上させることができる。また、このように複数の第１の溝および複数の第２の溝で構成された凹凸部は、その凸部の先端部における幅が比較的広いため、現像ローラの耐久性を向上させることができる。
【００１４】
本発明の現像ローラでは、前記各第１の溝の幅、および、前記各第２の溝の幅は、それぞれ、前記トナーの平均粒径よりも大きいことが好ましい。
これにより、複数の第１の溝および複数の第２の溝で構成された凹凸部の凹部内にトナーを保持することができる。そのため、トナーを表層上により確実に担持させて、現像特性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の現像装置は、潜像を担持する潜像担持体に近接して設けられ、トナーを担持する現像ローラを有し、前記現像ローラから前記潜像担持体へトナーを付与することにより、前記潜像をトナー像として可視化するものであり、
前記現像ローラは、
円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散していることを特徴とする。
これにより、優れた現像特性を有する現像装置を提供することができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置は、潜像を担持する潜像担持体に近接して設けられ、トナーを担持する現像ローラを有し、前記現像ローラから前記潜像担持体へトナーを付与することにより、前記潜像をトナー像として可視化する現像装置を備え、記録媒体に前記トナー像を転写・定着させて画像を形成するものであり、
前記現像ローラは、
円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散していることを特徴とする。
これにより、高解像度で高品位な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の現像ローラ、現像装置、および画像形成装置の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
まず、本発明の第１実施形態を説明する。
＜画像形成装置＞
図１は、本発明にかかる画像形成装置の１実施形態を示す概略構成の模式的断面図である。
【００１８】
図１に示す本実施形態の画像形成装置１０は、主として露光・現像・転写・定着を含む一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体に記録する電子写真方式を採用するプリンタである。
このような画像形成装置１０は、図１に示すように、静電的な潜像を担持し図示矢印方向に回転する感光体２０を有し、その回転方向に沿って順次、帯電ユニット３０、露光ユニット４０、現像ユニット５０、一次転写ローラ６０、クリーニングユニット７５が配設されている。
【００１９】
また、画像形成装置１０は、図１にて下部に、紙などの記録媒体Ｐを収容する給紙トレイ８２が設けられ、その給紙トレイ８２に対して記録媒体Ｐの搬送方向下流に、二次転写ローラ８０、定着装置９０が記録媒体Ｐの搬送方向に沿って順次配設されている。また、画像形成装置１０には、記録媒体の両面に画像を形成する場合に、定着装置９０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを表裏反転させて二次転写ローラ８０へ帰還させるための搬送部８８が設けられている。
【００２０】
感光体２０は、円筒状の導電性基材（図示せず）と、その外周面に形成された感光層（図示せず）とを有し、その軸線まわりに図１中矢印方向に回転可能となっている。
帯電ユニット３０は、コロナ帯電などにより感光体２０の表面を一様に帯電するための装置である。
露光ユニット４０は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受けこれに応じて、一様に帯電された感光体２０上に、レーザを照射することによって、静電的な潜像を形成する装置である。
【００２１】
現像ユニット５０は、ブラック現像装置５１と、マゼンタ現像装置５２と、シアン現像装置５３と、イエロー現像装置５４との４つの現像装置を有し、これらの現像装置を感光体２０上の潜像に対応して選択的に用いて、前記潜像をトナー像（現像剤像）として可視化する装置である。この装置では、現像剤として、ブラック現像装置５１はブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像装置５２はマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像装置５３はシアン（Ｃ）トナー、イエロー現像装置５４はイエロー（Ｙ）トナーを用いて現像を行う。
【００２２】
本実施形態におけるＹＭＣＫ現像ユニット５０は、前述の４つの現像装置５１、５２、５３、５４を選択的に感光体２０に対向するように、回転可能となっている。具体的には、このＹＭＣＫ現像ユニット５０は、軸５０ａを中心として回転可能な保持体５５の４つの保持部５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄにそれぞれ４つの現像装置５１、５２、５３、５４が保持されており、保持体５５の回転により、４つの現像装置５１、５２、５３、５４が相対位置関係を維持したまま、感光体２０に選択的に対向するようになっている。各現像装置５１、５２、５３、５４は、本発明の現像ローラを備えるものである。なお、各現像装置５１、５２、５３、５４については、後に詳述する。
【００２３】
中間転写体６１は、エンドレスベルト状の中間転写ベルト７０を有し、この中間転写ベルト７０は、一次転写ローラ６０、従動ローラ７２、駆動ローラ７１で張架されており、駆動ローラ７１の回転により、図１に示す矢印方向に、感光体２０とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。
一次転写ローラ６０は、感光体２０に形成された単色のトナー像を中間転写ベルト７０に転写するための装置である。
【００２４】
中間転写ベルト７０上には、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのうちの少なくとも１色のトナー像が担持され、例えばフルカラー画像の形成時に、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が形成される。本実施形態では、駆動ローラ７１が、後述する二次転写ローラ８０のバックアップローラとしても機能する。また、一次転写ローラ６０、駆動ローラ７１、従動ローラ７２は、基体７３によって支持されている。
【００２５】
二次転写ローラ８０は、中間転写ベルト７０上に形成された単色やフルカラーなどのトナー像を、紙、フィルム、布等の記録媒体Ｐに転写するための装置である。
定着装置９０は、前記トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐを加熱および加圧することにより、前記トナー像を記録媒体Ｐに融着させて永久像として定着させるための装置である。
【００２６】
クリーニングユニット７５は、一次転写ローラ６０と帯電ユニット３０との間で感光体２０の表面に当接するゴム製のクリーニングブレード７６を有し、一次転写ローラ６０によって中間転写ベルト７０上にトナー像が転写された後に、感光体２０上に残存するトナーをクリーニングブレード７６により掻き落として除去するための装置である。
搬送部８８は、定着装置９０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを挟持搬送する搬送ローラ対８８Ａ、８８Ｂと、搬送ローラ対８８Ａ、８８Ｂによって搬送される記録媒体Ｐを表裏反転しつつレジローラ８６へ向け案内する搬送路８８Ｃとを備えている。これにより、記録媒体の両面に画像形成する場合に、定着装置９０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを表裏反転して二次転写ローラ８０へ帰還させる。
【００２７】
次に、このように構成された画像形成装置１０の動作を説明する。
まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光体２０、現像ユニット５０に設けられた現像ローラ（図示せず）、および中間転写ベルト７０が回転を開始する。そして、感光体２０は、回転しながら、帯電ユニット３０により順次帯電される。
感光体２０の帯電された領域は、感光体２０の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０によって、第１色目、例えばイエローＹの画像情報に応じた潜像が前記領域に形成される。
【００２８】
感光体２０上に形成された潜像は、感光体２０の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像装置５４によってイエロートナーで現像される。これにより、感光体２０上にイエロートナー像が形成される。このとき、ＹＭＣＫ現像ユニット５０は、イエロー現像装置５４が、前記現像位置にて感光体２０と対向している。
感光体２０上に形成されたイエロートナー像は、感光体２０の回転に伴って一次転写位置（すなわち、感光体２０と一次転写ローラ６０との対向部）に至り、一次転写ローラ６０によって、中間転写ベルト７０に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ６０には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。なお、この間、二次転写ローラ８０は、中間転写ベルト７０から離間している。
前述の処理と同様の処理が、第２色目、第３色目および第４色目について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した各色のトナー像が、中間転写ベルト７０に重なり合って転写される。これにより、中間転写ベルト７０上にはフルカラートナー像が形成される。
【００２９】
一方、記録媒体Ｐは、給紙トレイ８２から、給紙ローラ８４、レジローラ８６によって二次転写ローラ８０へ搬送される。
中間転写ベルト７０上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト７０の回転に伴って二次転写位置（すなわち、二次転写ローラ８０と駆動ローラ７１との間）に至り、二次転写ローラ８０によって記録媒体Ｐに転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ８０は中間転写ベルト７０に押圧されるとともに二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。
記録媒体Ｐに転写されたフルカラートナー像は、定着装置９０によって加熱および加圧されて記録媒体Ｐに融着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対８７によって画像形成装置１０の外部へ排出される。
【００３０】
一方、感光体２０は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット７５のクリーニングブレード７６によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、クリーニングユニット７５内の残存トナー回収部に回収される。
記録媒体の両面に画像形成する場合には、定着装置９０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを一旦排紙ローラ対８７により挟持した後に、排紙ローラ対８７を反転駆動するとともに、搬送ローラ対８８Ａ、８８Ｂを駆動して、当該記録媒体Ｐを搬送路８８Ｃを通じて表裏反転して二次転写ローラ８０へ帰還させ、前述と同様の動作により、記録媒体Ｐの他方の面に画像を形成する。
【００３１】
＜現像装置＞
次に、現像ユニット５０の現像装置５１、５２、５３、５４を詳細に説明する。なお、現像装置５１、５２、５３、５４は、使用するトナーが異なるが、それ以外は同様の構成であるため、以下、図２に基づいて、イエロー現像装置５４を代表的に説明する。
図２は、本発明の現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【００３２】
図２に示すイエロー現像装置５４は、現像剤たるトナーＴ（イエロートナー）を収容するハウジング５４０と、現像剤担持体たる現像ローラ５１０と、この現像ローラ５１０にトナーＴを供給するトナー供給ローラ５５０と、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴの層厚を規制する規制ブレード５６０とを有している。
ハウジング５４０は、その内部空間として形成された収容部５３０内にトナーＴを収容する。ハウジング５４０では、収容部５３０の下部に形成された開口およびその近傍において、トナー供給ローラ５５０および現像ローラ５１０が互いに圧接回転するように支持されている。また、ハウジング５４０には、規制ブレード５６０が取り付けられていて、これが現像ローラ５１０に圧接している。さらに、ハウジング５４０には、前記開口におけるハウジング５４０と現像ローラ５１０との間からのトナーの漏れを防止するためのシール部材５２０が取り付けられている。
【００３３】
現像ローラ５１０は、その外周面にトナーＴを担持しつつ、現像ローラ５１０と感光体２０との対向部である現像位置（以下、単に「現像位置」という）へトナーＴを搬送するものである。また、現像ローラ５１０は、円筒状をなし、その軸線まわりに回転可能となっている。本実施形態では、現像ローラ５１０は、感光体２０の回転方向と逆の方向に回転する。なお、現像ローラ５１０については、後に詳述する。
【００３４】
また、本実施形態では、イエロー現像装置５４による現像時に、現像ローラ５１０と感光体２０とが微小間隙をもって、非接触状態で対向する。そして、現像ローラ５１０と感光体２０との間に交番電界を印加することにより、トナーＴを現像ローラ５１０上から感光体２０へ飛翔させて付与し、感光体２０上の潜像が現像される。
トナー供給ローラ５５０は、収容部５３０に収容されたトナーＴを現像ローラ５１０に供給する。このトナー供給ローラ５５０は、ポリウレタンフォーム等からなり、弾性変形された状態で現像ローラ５１０に圧接している。本実施形態では、トナー供給ローラ５５０は、現像ローラ５１０の回転方向と逆の方向に回転する。なお、トナー供給ローラ５５０は、収容部５３０に収容されたトナーＴを現像ローラ５１０に供給する機能を有するだけでなく、現像後に現像ローラ５１０に残存しているトナーＴを現像ローラ５１０から剥ぎ取る機能をも有している。
【００３５】
規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴの層厚を規制するとともに、その規制時に、摩擦帯電により、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴに電荷を付与する。この規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０の回転方向にて現像位置の上流側のシール部材としても機能している。
この規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０の軸方向に沿って当接される当接部材としてのゴム部５６０ａと、このゴム部５６０ａを支持する支持部材としてのゴム支持部５６０ｂとを有している。ゴム部５６０ａは、シリコンゴム、ウレタンゴム等を主材料として構成され、ゴム支持部５６０ｂは、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０側に付勢する機能も有するため、リン青銅、ステンレス等のバネ性（弾性）を有するシート状の薄板が用いられる。ゴム支持部５６０ｂは、その一端がブレード支持板金５６２に固定されている。ブレード支持板金５６２は、ハウジング５４０に取り付けられ、シール部材５２０もハウジング５４０に取り付けられる。さらに現像ローラ５１０が取り付けられた状態で、ゴム部５６０ａは、ゴム支持部５６０ｂの撓みによる弾性力によって、現像ローラ５１０に押しつけられている。
【００３６】
また、本実施形態では、規制ブレード５６０の現像ローラ５１０側とは逆側には、ブレード裏部材５７０が設けられ、ゴム支持部５６０ｂとハウジング５４０との間にトナーＴが入り込むことを防止するとともに、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０へ押圧して、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０に押しつけている。
本実施形態では、規制ブレード５６０の自由端部、すなわち、ブレード支持板金５６２に支持されている側とは逆側の端部は、その端縁で現像ローラ５１０に接触せずに、端縁から若干離れた部位で現像ローラ５１０に接触している。また、規制ブレード５６０は、その先端が現像ローラ５１０の回転方向の上流側に向くように配置されており、いわゆるカウンタ当接している。
【００３７】
＜現像ローラ＞
ここで、図３および図４に基づき、本発明の現像ローラの一例である現像ローラ５１０を詳細に説明する。
図３は、図２に示す現像装置に備えられた現像ローラの概略構成を示す平面図、図４は、図３に示す現像ローラの外周面近傍の拡大断面図である。なお、図３では、説明の便宜上、第１の溝２１および第２の溝２２を模式的に示している。また、図４は、図３のＡ−Ａ線での断面を示している。
【００３８】
図３に示す現像ローラ５１０は、円筒状の本体３００と、この本体３００の両端から突出する軸部３１０とを有している。
本体３００の外周面３０１には、図３に示すように、トナーを担持するための凹凸部２が形成されている。このような凹凸部２が外周面３０１（後述する表層３０３の基材３０２とは反対側の面）に形成されていると、トナーＴを外周面３０１（表層３０３）上に担持させやすくして、現像特性を向上させることができる。
【００３９】
この凹凸部２は、互いにほぼ平行な複数の第１の溝２１と、この第１の溝２１に交差（本実施形態ではほぼ直交）するとともに、互いにほぼ平行な複数の第２の溝２２とで構成されている。すなわち、外周面３０１には、複数の第１の溝２１と複数の第２の溝２２とが互いに直交し、格子角９０°のあやめ状（格子状）をなすように形成されている。そして、互いに隣接する１対の第１の溝２１と、互いに隣接する１対の第２の溝２２とで囲まれた領域には、平面視にて略四角形状をなす凸部２３が形成されている。
【００４０】
図３に示すように、第１の溝２１は、外周面３０１に沿って螺旋状をなすように形成されている。言い換えすれば、第１の溝２１は、外周面３０１の周方向に対して傾斜する方向に延在している。
また、図４に示すように、第１の溝２１は、その横断面形状が台形をなしている。なお、第２の溝２２の構成は、前述したように延在方向が異なる以外は、第１の溝２１の構成と同様である。
【００４１】
このような凹凸部２は規則的かつ均一であるため、現像ローラ５１０上に均一かつ最適な量のトナーＴを担持させることができ、また、現像ローラ５１０の外周面でのトナーの転動性（転がりやすさ）も均一なものとすることができる。その結果、トナーの局所的な帯電不良や搬送不良を防止して、優れた現像特性を発揮させることができる。
また、ブラスト処理により得られたものと異なり、このような凹凸部２は、その凸部２３の先端の幅が比較的太いため、優れた機械的強度を有する。特に、凹凸部２は、後述するように型を用いた転写（転造）のような処理によって得られるものであるため、押圧された部分の強度が向上し、切削加工のような処理で得られたものと比しても、優れた機械的強度を有する。このような凹凸部２を有する現像ローラ５１０は、前述したような規制ブレード５６０やトナー供給ローラ５５０などの摺動を受けていても、優れた耐久性を発揮することができる。したがって、このような現像ローラ５１０は、乾式一成分非磁性トナーを用いる現像装置に好適に用いることができる。また、凹凸部２の凸部の先端の幅が比較的太いと、磨耗しても形状変化が少ないので、磨耗により現像特性が急激に低下することも防止して、長期にわたり優れた現像特性を発揮することができる。
【００４２】
また、第１の溝２１および第２の溝２２のそれぞれの深さをＤとし、トナーＴ（現像剤）の平均粒径をｄとしたとき、Ｄ／ｄは、０．５〜２であるのが好ましく、０．９〜１．３であるのがより好ましい。これにより、得られる現像ローラ５１０は、その凹凸部２にトナーＴを均一かつ最適な量で担持することができる。これに対し、Ｄ／ｄが前記下限値未満であると、凹凸部２の形状などによっては、凹凸部２の凸部に引っ掛かりにくく、トナーの転動性が悪化し、帯電不良を生じやすくなる。一方、Ｄ／ｄが前記上限値を超えると、凹凸部の形状などによっては、溝内（凹凸部２の凹部内）のトナーが現像ローラ５１０および規制ブレード５６０のいずれにも接触せずに帯電不良を生じる場合がある。
【００４３】
ここで、各第１の溝２１の幅、および、各第２の溝２２の幅は、それぞれ、トナーの平均粒径よりも大きくなっている。これにより、複数の第１の溝２１および複数の第２の溝２２で構成された凹凸部２の凹部内にトナーを保持することができる。そのため、トナーを外周面３０１（表層３０３）上により確実に担持させて、現像特性を向上させることができる。
【００４４】
また、各第１の溝２１および／または各第２の溝２２の幅をＷとし、トナーＴ（現像剤）の平均粒径をｄとしたとき、Ｗ／ｄは、２〜２０であるのが好ましく、Ｗ／ｄは、４〜１０であるのがより好ましい。これにより、得られる現像ローラ５１０は、その凹凸部２にトナーＴ（現像剤）を均一かつ最適な量で担持することができる。これに対し、Ｗ／ｄが前記下限値未満であると、凹凸部２の形状などによっては、トナーが溝内に入り込まず転動性が悪化し帯電不良を生じたり、トナーが溝内に入っても溝内に滞留してフィルミングを生じる傾向となる。一方、Ｗ／ｄが前記上限値を超えると、凹凸部２の形状などによっては、現像ローラ５１０に担持されるトナー量が少なく搬送不良を生じたり、トナーが凹凸部２の凸部に接触する機会が少なくなり転動性が悪化し、帯電不良を生じる場合がある。
【００４５】
また、本体３００の外径（直径）は、特に限定されないが、例えば、１０〜３０ｍｍであるのが好ましく、１５〜２５ｍｍであるのがより好ましい。
このような本体３００の外周面（外周面３０１）は、図４に示すように、円筒状または円柱状をなす基材３０２と、基材３０２の外周面上に形成された表層３０３とで構成されている。
【００４６】
基材３０２は、アルミニウム、ステンレス、鉄等のような金属材料を主材料として構成されている。そして、このような基材３０２の外周面を覆うように、表層３０３が形成されえている。
表層３０３は、金属（金属マトリクス）３０３ａと、潤滑性を有する潤滑微粒子（分散粒子）３０３ｂとを含んで構成されている。言い換えすれば、表層３０３は、金属３０３ａに、潤滑性を有する潤滑微粒子（分散粒子）３０３ｂが分散して構成されている。
【００４７】
これにより、表層３０３の基材３０２とは反対側の面（すなわち本体３００の外周面３０１）には、図４に示すように、接触面積を低減しつつトナーＴを担持し得るように潤滑微粒子３０３ｂによる微細な凹凸が形成されている。すなわち、潤滑微粒子３０３ｂは、接触面積を低減しつつトナーＴを担持し得る微細な凹凸を表層３０３の基材３０２とは反対側の面に形成するように、表層３０３中に分散している。
【００４８】
これにより、現像ローラ５１０は接触面積を低減しつつトナーＴを担持することができる。そのため、トナーＴと現像ローラとの間のファンデルワールス力を低減することができる。その結果、Ｉ：現像ローラ５１０に対するトナーＴの付着力は、ファンデルワールス力によるものが支配的にならずに、静電気力によるものの割合を大きくすることができる。
【００４９】
これに加えて、潤滑微粒子３０３ｂがトナーＴに対し潤滑性を有しているため、表層３０３上でトナーＴが転がりやすくなる。そのため、ＩＩ：現像ローラ５１０上のトナーを帯電しやすくすることができる。
前述したようなＩおよびＩＩにより、トナーＴを平均粒径４μｍ以下に小粒径化しても、現像ローラ５１０と感光体２０との間にバイアスを印加してトナーＴの挙動を容易に制御することができる。すなわち、前述したように構成された現像ローラ５１０を用いることで、現像ローラ５１０から感光体２０へのトナーＴの飛翔性を優れたものとし、平均粒径４μｍ以下の小粒径のトナーの性能を効果的に発揮させて、高画質化・高解像度化を図ることができる。
【００５０】
このような表層３０３は、前述したように金属３０３ａおよび潤滑微粒子３０３ｂを含んで構成されていれば、特に限定されないが、後に詳述するように、無電解メッキや電気メッキ等によるメッキ層として形成するのが好ましい。これにより、後述するように、比較的簡単かつ確実に表層３０３を形成することができる。
また、潤滑微粒子３０３ｂの平均粒径は、前述したようにトナーＴと表層３０３との接触面積を低減することができるものであれば特に限定されないが、本実施形態では、トナーＴの平均粒径以下である。これにより、潤滑微粒子３０３ｂによる微細な凹凸の凹部にトナーＴが入り込むのを防止し、トナーＴと表層３０３との接触面積をより確実に低減することができる。
【００５１】
特に、潤滑微粒子３０３ｂの平均粒径をｄ１とし、トナーＴの平均粒径をｄ２としたときに、ｄ１／ｄ２が１／１０以下であるのが好ましい。これにより、トナーＴと表層３０３との接触面積をさらに確実に低減することができる。
より具体的には、トナーＴの平均粒径が３μｍ以下の小粒径であっても、潤滑微粒子３０３ｂの平均粒径を１／３μｍ以下とすることにより、トナーＴの挙動を容易に制御することができる。
【００５２】
また、表層３０３中における潤滑微粒子３０３ｂの含有量は、２０〜７０ｖｏｌ％であるのが好ましく、３０〜５０ｖｏｌ％であるのがより好ましい。これにより、潤滑微粒子３０３ｂによる凹凸の凸部同士の間の距離をトナー粒径に対し最適化して、表層３０３とトナーＴとの接触面積を効果的に低減することができる。また、このような含有量とすることで、表層３０３をメッキ層として形成する場合、用いる分散メッキ液の安定性を良好なものとしつつ、表層３０３の潤滑微粒子３０３ｂによる凹凸の表面粗さを最適化することができる。
【００５３】
これに対し、表層３０３中における潤滑微粒子３０３ｂの含有量が前記下限値未満であると、潤滑微粒子３０３ｂの粒径や形状などによっては、潤滑微粒子３０３ｂによる微細な凹凸の凹部が大きくなって、トナーＴと表層３０３との接触面積を低減するのが難しい場合がある。一方、表層３０３中における潤滑微粒子３０３ｂの含有量が前記上限値を超えると、潤滑微粒子３０３ｂの構成材料などによっては、表層３０３の機械的強度の低下を招いたり、表層３０３の成膜（メッキ）が難しくなったりする場合がある。
【００５４】
また、表層３０３中の金属３０３ａの構成材料は、特に限定されないが、基材３０２よりも硬質な金属が好適に用いられ、Ｎｉまたはこれを含む合金を用いるのが好ましく、特に、Ｎｉ−Ｐ合金を用いるのが好ましい。金属３０３ａの構成材料としてＮｉ−Ｐ合金を用いると、表層３０３上のトナーＴの帯電性を向上させることができる。また、Ｎｉ−Ｐ合金は比較的硬質であるため、現像ローラ５１０の耐久性を向上させることもできる。
【００５５】
また、潤滑微粒子３０３ｂの構成材料としては、トナーＴに対し潤滑性を有するものであれば特に限定されず、例えば、黒鉛、フッ化黒鉛等の炭化物、また、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＴＦＥ、フッ化黒鉛等のフッ化物、さらに、二硫化モリブデン、窒化ホウ素等を用いることができる。中でも、潤滑微粒子３０３ｂの構成材料としては、炭化物またはフッ化物を用いるのが好ましい。炭化物やフッ化物はトナーに対し優れた潤滑性を有している。したがって、炭化物またはフッ化物を主材料として構成された潤滑微粒子３０３ｂを用いることで、現像ローラ５１０上でのトナーＴの帯電性を効果的に向上させることができる。
【００５６】
本実施形態では、潤滑微粒子３０３ｂは、略球形をなしている。これにより、トナーＴに対する表層３０３の潤滑性を良好なものとし、トナーＴの帯電性を向上させることができる。なお、無機微粒子３０３ｂの形状は、前述したものに限定されない。
また、このような表層３０３の厚さは、特に限定されないが、潤滑微粒子３０３ｂの平均粒径以上であるのが好ましい。これにより、表層３０３に潤滑微粒子３０３ｂを確実に固定させつつ、表層３０３の基材３０２と反対側の面に潤滑微粒子３０３ｂによる微細な凹凸を形成することができる。
【００５７】
＜現像ローラの製造方法＞
次に、図５ないし図８に基づいて、前述した現像ローラ５１０の製造方法の一例を説明する。
図５は、本発明の実施形態にかかる現像ローラの製造方法を説明するための図、図６は、図５に示す製造方法における転造工程に用いる転造装置を示す模式的斜視図、図７は、図６に示す転造装置の平面図、図８は、図６に示す転造装置の作用を説明するための図である。
現像ローラ５１０の製造方法は、［１］現像ローラ５１０となるべき円筒状の基材を用意する工程と、［２］この基材の外周面に転造加工を施して基材３０２を得る工程と、［３］基材３０２の外周面上に分散メッキ材を用いたメッキ処理を施して表層３０３を形成する工程とを有する。
【００５８】
以下、各工程を順次詳細に説明する。
［１］基材を用意する工程
まず、図５（ａ）に示すように、現像ローラ５１０となるべき円筒状の基材３００Ａを用意する。
この基材３００Ａは、前述した現像ローラ５１０の基材３０２となるべきものであり、アルミニウム、ステンレス、鉄等のような金属材料を主材料として構成されている。より具体的には、基材３００Ａの構成材料としては、ＳＴＫＭ、ＳＴＫ、ＳＧＰなどの鉄系材料や、Ａ６０６３、Ａ５０５６などのアルミ系材料が好適に用いられる。これにより、後述する製造工程において、凹凸部２（凹凸部２Ａ）を容易かつ確実に形成することができる。
【００５９】
また、この基材３００Ａの外径は、特に限定されないが、１０〜３０ｍｍであるのが好ましく、１５〜２５ｍｍであるのがより好ましい。
また、基材３００Ａの厚さは、特に限定されないが、０．２〜３ｍｍであるのが好ましく、０．５〜３ｍｍであるのが好ましい。
このような基材３００Ａの軸線方向での端部における内周部を、図５（ｂ）に示すように、切削加工などにより例えば厚さ０．５〜１ｍｍ程度除去して、薄肉化し、軸部３１０となるべき軸部材３１０Ａを圧入するための圧入部３０４を形成する。
【００６０】
これにより、圧入部３０４の寸法精度が優れたものなり、基材３００Ａに軸部材３１０Ａを簡単に圧入することができるとともに、接着剤や溶接などを用いなくても、その圧入後に軸部材３１０Ａを基材３００Ａに強固に固定することができる。
そして、図５（ｃ）に示すように、基材３００Ａの圧入部３０４に軸部材３１０Ａを圧入する。これにより、軸部材３１０Ａが基材３００Ａに固定される。
【００６１】
基材３００Ａに対する軸部材３１０Ａの固定方法としては、軸部材３１０Ａを基材３００Ａの圧入部３０４に圧入するのみでもよいし、接着剤や溶接を用いてもよい。
その後、基材３００Ａの軸線と、軸部材３１０Ａのうちの基材３００Ａの端面から突出した部分の軸線とが一致するように、基材３００Ａの外周面と軸部材３１０Ａの前記突出した部分の外周面とを研削する。これにより、図５（ｄ）に示すように、基材３００Ａの両端から突出する軸部３１０が形成される。
【００６２】
この研削方法としては、特に限定されないが、例えば、センタレス研磨を好適に用いることができる。
また、研削後の基材３００Ａおよび軸部３１０において、外径精度を±１０〜±５０μｍとするのが好ましく、また、ふれを１０〜５０μｍとするのが好ましく、さらに、表面粗さを０．５〜１μｍとするのが好ましい。これらにより、得られる現像ローラ５１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
なお、圧入部３０４の形成や、軸部材３１０Ａの圧入は、後述する工程［２］の後に行ってもよい。また、圧入部３０４の形成や、基材３００Ａおよび軸部材３１０Ａの外周面の研削を省略することもできる。
【００６３】
［２］基材３０２の作製する工程
次に、図５（ｅ）に示すように、基材３００Ａの外周面に、前述した凹凸部２の形成のための凹凸部２Ａを形成して、基材３０２を得る。
以下、凹凸部２の形成について、図６ないし図８に基づいて、詳細に説明する。
凹凸部２Ａの形成に際しては、例えば、図６および図７に示すような転造装置２００を用いる。
【００６４】
図６および図７に示す転造装置２００は、前述した工程［１］で得られた基材３００Ａをその下方から支持する基台２１０と、基台２１０上の基材３００Ａをその両側から押圧する第１の型２２０および第２の型２３０（１対の転造用ダイス）とを有している。
かかる転造装置２００にあっては、第１の型２２０および第２の型２３０に対し基台２１０上の基材３００Ａをその軸線方向に相対的に移動させながら、基材３００Ａの外周面に第１の型２２０および第２の型２３０をそれぞれ押圧させることにより、凹凸部２Ａを形成する。
【００６５】
第１の型２２０および第２の型２３０は、それぞれ、円板状（短い円柱状）をなし、その軸線まわりに回転可能となっている。なお、第１の型２２０および第２の型２３０は、それぞれ、円筒状をなすものであってもよい。
また、第１の型２２０には、図７に示すように、形成すべき複数の第１の溝２１Ａの形状に対応した形状をなす複数の凸条（凸部）２２１が形成されている。一方、第２の型２３０には、形成すべき複数の第２の溝２２Ａの形状に対応した形状をなす複数の凸条（凸部）２３１が形成されている。
【００６６】
このような第１の型２２０および第２の型２３０の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、基材３００Ａよりも硬質な材料であるのが好ましく、具体的には、ＳＫＤ、ＳＫＨ、ＳＬＤなどを好適に用いることができる。
また、凸条２２１同士のピッチおよび凸条２３１同士のピッチ（図７に示すｐ１）としては、特に限定されないが、５０〜１５０μｍであるのが好ましく、５０〜１００μｍであるのがより好ましい。
【００６７】
前述したように、凹凸部２は、互いに平行に形成された多数の第１の溝２１と、第１の溝２１に交差するとともに、互いに平行に形成された多数の第２の溝２２とで構成されている。これに対応して、凹凸部２Ａは、互いに平行に形成された多数の第１の溝２１Ａと、第１の溝２１Ａに交差するとともに、互いに平行に形成された多数の第２の溝２２Ａとで構成されている。したがって、第１の型２２０および第２の型２３０として前述したような比較的単純な形状の型を用いて、規則的かつ均一な凹凸部２Ａを簡単に形成することができる。
【００６８】
また、第１の溝２１Ａの形成と第２の溝２２Ａの形成とは、別々の型を用いて行うので、それぞれの型に互いに平行な複数の凸条を設けるだけですみ、型の形状を簡単なものとし、また、型を安価なものとすることができる。
本実施形態では、第１の型２２０の凸条２２１同士間のピッチｐ１は、第１の溝２１Ａ（第１の溝２１）同士間のピッチに等しくなっている。これと同様に、第２の型２３０の凸条２３１同士間のピッチｐ２は、第２の溝２２Ａ（第２の溝２２）同士間のピッチに等しくなっている。
このような第１の型２２０および第２の型２３０は、それぞれ、その板面が基材３００Ａの軸線に直角な方向に対し若干傾斜するように配設されている。
【００６９】
このような第１の型２２０および第２の型２３０を基材３００Ａをその両側から押圧しつつ互いに逆方向に回転すると、図６中矢印で示すように、基材３００Ａがその軸線方向に搬送されながら、第１の型２２０および第２の型２３０による加工（すなわち転造）が行われる。
その際、図８（ａ）に示すような基材３００Ａの外周面に対し、第１の型２２０の凸条２２１を押圧することにより、図８（ｂ）に示すように、複数の第１の溝２１に対応する複数の溝（第１の凹部）２１Ａが形成される。なお、第１の溝２１Ａの形成と第２の溝２２Ａの形成とは、ほぼ同様であるため、その説明を省略する。
【００７０】
［３］表層３０３を形成する工程
前述したようにして型を用いて凹凸部２Ａを形成した後に、その表面に、メッキ処理を施して、図８（ｃ）に示すように、表層３０３を形成する。これにより、図５（ｆ）に示すように、本体３００が得られる。
このようなメッキ処理の方法としては、特に限定されないが、無電解メッキ、電気メッキなどを好適に用いることができる。この場合、メッキ金属（すなわち、金属３０３ａを構成する金属）のメッキ液に潤滑微粒子３０３ｂを分散懸濁させ、潤滑微粒子３０３ｂをメッキ金属と共析させることによって、表層３０３を形成する。
【００７１】
特に、かかるメッキ処理の方法として無電解メッキを用いると、均一な膜厚でかつ優れた密着性を有する表層３０３を形成することができるとともに、簡単且つ確実に、得られる表層３０３中に潤滑微粒子を均一に共析、分散させることができる。特に、無電解メッキは、金属３０３ａを構成する金属としてＮｉ−Ｐ合金を用いる場合に適している。
また、メッキの厚さは、２〜１０μｍ程度であるのが好ましい。
以上のようにして現像ローラ５１０を製造することができる。
【００７２】
このような現像ローラ５１０およびこれを備える現像装置や画像形成装置は、小粒径のトナーを用いても、優れた現像特性および耐久性を発揮することができる。
以上、本発明の現像ローラ、現像装置、および画像形成装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、現像ローラ、現像装置、および画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００７３】
前述した実施形態では、現像ローラの基材が円筒状をなすものについて説明したが、基材が円柱状をなしていてもよい。
また、現像ローラの外周面に形成される凹凸部の形状は、前述した実施形態のものに限定されず、現像剤を担持する機能を有するものであれば、任意である。例えば、前述した実施形態では第１の溝２１と第２の溝２２とがほぼ直交していたが、これに限定されず、鋭角または鈍角をもってこれらが交差するように形成されていてもよい。また、現像ローラの外周面に形成される凹凸部は、前述したような転造によるものに限らず、ブラスト処理によるものであってもよい。
【００７４】
また、前述した実施形態では、第１の溝２１Ａと第２の溝２２Ａとを別々の型を用いて形成したが、１つの型に第１の溝２１Ａおよび第２の溝２２Ａの形成のための凹凸パターンを形成してもよい。この場合、例えば、第１の型２２０または第２の型２３０のうちの一方の型の外周面に前記凹凸パターンを形成し、他方の型の外周面を平坦面としてもよいし、両方の型に前記凹凸パターンを形成してもよい。
【００７５】
また、前述した実施形態では、円板状（短い円柱状）の型を用いて、基材３００Ａを軸線方向に移動させながら、凹凸部２の形成を行ったが、基材３００Ａの凹凸部２形成予定部位の軸線方向での長さとほぼ同じ長さの円柱状の型を用い、基材３００Ａを軸線方向に移動せずに、凹凸部２の形成を行ってもよい。
また、凹凸部２の形成に用いる型は、前述したような円板状または円筒状のものに限定させず、板状などの他の形状のものであってもよい。
【実施例】
【００７６】
次に、本発明の具体的な実施例を説明する。
《現像ローラの作成》
（実施例１）
次のようにして現像ローラを作成した。
まず、ＳＴＫＭ製の円筒状の基材を用意した。ここで、基材として、長さ３００ｍｍ、外径１８ｍｍ、厚さ３ｍｍのものを用いた。
【００７７】
そして、基材の軸線方向での端部における内周部を、切削加工により厚さ１ｍｍ程度除去して薄肉化し、基材の両端部のそれぞれにＳＴＫＭ製の円柱状部材を圧入した。ここで、円柱状部材として、長さ５０ｍｍ、外径１４ｍｍのものを用い、基材の端面から３０ｍｍ程度露出するように円柱状部材を基材の各端部に圧入した。
その後、基材の軸線と円柱部材の軸線とを一致させるように、基材および１対の円柱状部材とからなる構造体をセンタレス研磨により研削した。
【００７８】
次に、ＳＫＤ製のダイスを用いて基材の外周面に複数の第１の溝および複数の第２の溝のための凹凸加工を施した後に、厚さ３μｍの無電解メッキにより表層（メッキ層）を形成して、あやめ状に溝が形成された凹凸部を形成した。ここで、メッキ後の第１の溝および第２の溝は、それぞれ、ピッチ６０μｍ、格子角９０°、溝深さ３μｍであった。また、無電解メッキには、Ｎｉ−Ｐ合金のメッキ液に、粒径０．３μｍのＰＴＦＥの潤滑微粒子を分散したものを用い、得られた表層中の潤滑微粒子の含有率は、４０ｖｏｌ％であった。
以上のようにして現像ローラを作成した。
【００７９】
（実施例２）
メッキ前の凹凸加工をブラスト処理により行った以外は、前述した実施例１と同様にして現像ローラを作成した。ここで、メッキ処理後の現像ローラの表面粗さＲｚは、３．２μｍであった。
（比較例１）
無電解メッキにＮｉ−Ｐ合金のメッキ液（潤滑微粒子の添加を省略したもの）を用い、Ｎｉ−Ｐ合金からなる表層を形成した以外は、前述した実施例１と同様にして現像ローラを作成した。
（比較例２）
無電解メッキにＮｉ−Ｐ合金のメッキ液（潤滑微粒子の添加を省略したもの）を用い、Ｎｉ−Ｐ合金からなる表層を形成した以外は、前述した実施例２と同様にして現像ローラを作成した。
【００８０】
《評価》
各実施例および各比較例の現像ローラをプリンタ（エプソン社製、ＬＰ−９０００Ｃ）に組み込み、印字率５０％の画像を記録紙（富士ゼロックス社製、上質紙 Ｊ紙）上にプリントし、初期と２０万枚印字時とのそれぞれについて、トナー帯電量および現像効率の測定を行うとともに印字状態を観察し、下記に示すようにして印字状態および耐久性の評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００８１】
【表１】
【００８２】
＜印字状態＞
○：現像履歴の発生なし。
×：現像履歴の発生あり。
＜耐久性＞
◎：２０万枚印字後でも、初期とほとんど変わらない性能（トナー帯電量、現像効率、印字状態）を維持している。
○：２０万枚印字後に、初期と比べて性能（トナー帯電量、現像効率、印字状態）の低下が認められる。
×：２０万枚印字後に、初期と比べて性能（トナー帯電量、現像効率、印字状態）の低下が認められ、印字不良を生じている。
【００８３】
なお、かかる評価では、平均粒径３μｍで、単分散、球形のトナーを用いた。また、各実施例および各比較例の評価では、現像ローラのトナー搬送量が０．３ｍｇ／ｃｍ２となるように調整した。また、現像ローラに印加するバイアス（現像バイアス）の直流成分を−２００Ｖとした。
表１から明らかなように、本発明にかかる各実施例では、初期と２０万枚印字後のいずれにおいても、高品位の画像を得ることができた。これは、表層に潤滑微粒子が分散されているため、トナーの帯電性が良好となるとともに、トナーと現像ローラ間のファンデルワールス力が低減されて、トナーの飛翔性（現像効率）が向上したことによるものと考えられる。また、実施例２では、２０万枚印字後でも、極めて高品位な画像を得ることができた。
これに対し、比較例では、トナーの帯電性および飛翔性（現像効率）が十分でなく、初期においても、現像履歴が発生しており、各実施例よりも劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に備えられた現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】図２に示す現像装置に備えられた現像ローラの概略構成を示す平面図である。
【図４】図３に示す現像ローラの外周面近傍の拡大断面図である。
【図５】図３に示す現像ローラの製造方法を説明するための図である。
【図６】図５に示す製造方法における転造工程に用いる転造装置を示す模式的斜視図である。
【図７】図６に示す転造装置の平面図である。
【図８】図６に示す転造装置の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０……画像形成装置 ２、２Ａ……凹凸部 ２１、２１Ａ……第１の溝 ２２、２２Ａ……第２の溝 ２３……凸部 ２０……感光体 ３０……帯電ユニット ２００……転造装置 ２１０……基台 ２２０……第１の型 ２２１……凸条 ２３０……第２の型 ２３１……凸条 ３００……本体 ３００Ａ……基材 ３０１……外周面 ３０２……基材 ３０３……表層 ３０３ａ……金属 ３０３ｂ……潤滑微粒子 ３０４……圧入部 ３１０……軸受部 ３１０Ａ……軸部材 ４０……露光ユニット ５０……現像ユニット ５０ａ……軸 ５１……ブラック現像装置 ５２……マゼンタ現像装置 ５３……シアン現像装置 ５４……イエロー現像装置 ５５……保持体 ５５ａ〜５５ｄ……保持部 ５１０……現像ローラ ５２０……シール部材 ５３０……収容部 ５４０……ハウジング ５５０……トナー供給ローラ ５６０……規制ブレード ５６０ａ……ゴム部 ５６０ｂ……ゴム支持部 ５６２……ブレード支持板金 ５７０……ブレード裏部材 ６０……一次転写ローラ ６１……中間転写体 ７０……中間転写ベルト ７１……駆動ローラ ７２……従動ローラ ７３……基体 ７５……クリーニングユニット ７６……クリーニングブレード ８０……二次転写ローラ ８２……給紙トレイ ８４……給紙ローラ ８６……レジローラ ８７……排紙ローラ対 ８８……搬送部 ８８Ａ、８８Ｂ……搬送ローラ対 ８８Ｃ……搬送路 ９０……定着装置 ｐ１、ｐ２……ピッチ Ｐ……記録媒体 Ｔ……トナー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ、現像装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用するプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの画像形成装置は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程などの一連の画像形成プロセスによって、紙などの記録媒体上に、トナーからなる画像を形成する。
このような画像形成装置には、感光体上の静電的な潜像をトナー像として可視化する現像装置が備えられている。かかる現像装置は、トナーを担持する現像ローラ（現像剤担持体）を有し、現像ローラから感光体へトナーを付与することにより、感光体上の潜像をトナー像として可視化する。ここで、一般に、現像ローラは感光体に近接しており、現像ローラと感光体との間に電界を印加することにより、現像ローラから感光体へトナーを飛翔・付与する。
【０００３】
従来、かかる現像装置に備えられる現像ローラとしては、その外周面をブラスト処理などにより粗面化して、凹凸を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これにより、現像ローラ上にトナーを確実に担持させることができる。また、かかる現像ローラには、最表層としてニッケルメッキ層が形成されている。
ところで、近年、印刷画像の高解像度化に伴い、粒径４μｍ以下（特に３μｍ以下）の小粒径トナーを用いることが提案されている。
【０００４】
現像ローラに対するトナーの付着力としては、主に、鏡像力などの静電気的力によるものと、ファンデルワールス力などの非静電気的力によるものとがある。前述したような小粒径のトナーを単に特許文献１にかかる現像ローラに用いると、現像ローラの外周面の凹凸の表面粗さに対しトナー粒径が極めて小さくなるため、現像ローラに対するトナーの接触面積が増大し、現像ローラに対するトナーの付着力は、ファンデルワールス力によるものが支配的になってしまう。そのため、現像ローラ上に担持されたトナーの感光体への飛翔性を電界（バイアス）強度により制御することが困難となってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−４６０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、トナーを小粒径化しても、現像ローラから感光体へのトナーの飛翔性を優れたものとすることができる現像ローラ、また、この現像ローラを備える現像装置、さらに、この現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の現像ローラは、円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、トナーに対し潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散していることを特徴とする。
【０００８】
これにより、現像ローラは接触面積を低減しつつトナーを担持することができる。そのため、トナーと現像ローラとの間のファンデルワールス力を低減することができる。
これに加えて、潤滑微粒子がトナーに対し潤滑性を有しているため、表層上でトナーが転がりやすく、現像ローラ上でのトナーの帯電性を向上させることができる。
これらのことから、トナーを小粒径化しても、現像ローラと感光体との間にバイアスを印加してトナーの挙動を容易に制御することができる。
【０００９】
本発明の現像ローラでは、前記潤滑微粒子は、炭化物またはフッ化物を主材料として構成されていることが好ましい。
炭化物やフッ化物はトナーに対し優れた潤滑性を有している。したがって、炭化物またはフッ化物を主材料として構成された潤滑微粒子を用いることで、現像ローラ上でのトナーの帯電性を効果的に向上させることができる。
【００１０】
本発明の現像ローラでは、前記表層は、メッキ層であることが好ましい。
これにより、金属および潤滑微粒子を含むメッキ材を用いて基材の外周面にメッキ処理を行うことで比較的簡単かつ確実に、表層を形成することができる。
本発明の現像ローラでは、前記潤滑微粒子の平均粒径は、前記トナーの平均粒径以下であることが好ましい。
これにより、潤滑微粒子による微細な凹凸の凹部にトナーが入り込むのを防止し、トナーと表層との接触面積をより確実に低減することができる。
【００１１】
本発明の現像ローラでは、前記潤滑微粒子の平均粒径をｄ１とし、前記トナーの平均粒径をｄ２としたときに、
ｄ１／ｄ２が１／１０以下であることが好ましい。
これにより、トナーと表層との接触面積をさらに確実に低減することができる。
本発明の現像ローラでは、前記トナーの平均粒径は、３μｍ以下であることが好ましい。
このような小粒径のトナーを用いても、トナーの挙動を容易に制御することができる。
【００１２】
本発明の現像ローラでは、前記表層中における前記潤滑微粒子の含有量は、２０〜７０ｖｏｌ％であることが好ましい。
これにより、潤滑微粒子による凹凸の凸部同士の間の距離をトナー粒径に対し最適化して、表層とトナーとの接触面積を効果的に低減することができる。
本発明の現像ローラでは、前記表層中の前記金属は、Ｎｉ−Ｐ合金であることが好ましい。
これにより、表層上のトナーの帯電性を向上させることができる。また、Ｎｉ−Ｐ合金は比較的硬質であるため、現像ローラの耐久性を向上させることもできる。
【００１３】
本発明の現像ローラでは、互いに平行に形成された複数の第１の溝と、該各第１の溝に交差するとともに、互いに平行に形成された複数の第２の溝とで構成された凹凸部が外周面に形成されていることが好ましい。
これにより、トナーを表層上に担持させやすくして、現像特性を向上させることができる。また、このように複数の第１の溝および複数の第２の溝で構成された凹凸部は、その凸部の先端部における幅が比較的広いため、現像ローラの耐久性を向上させることができる。
【００１４】
本発明の現像ローラでは、前記各第１の溝の幅、および、前記各第２の溝の幅は、それぞれ、前記トナーの平均粒径よりも大きいことが好ましい。
これにより、複数の第１の溝および複数の第２の溝で構成された凹凸部の凹部内にトナーを保持することができる。そのため、トナーを表層上により確実に担持させて、現像特性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の現像装置は、潜像を担持する潜像担持体に近接して設けられ、トナーを担持する現像ローラを有し、前記現像ローラから前記潜像担持体へトナーを付与することにより、前記潜像をトナー像として可視化するものであり、
前記現像ローラは、
円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散していることを特徴とする。
これにより、優れた現像特性を有する現像装置を提供することができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置は、潜像を担持する潜像担持体に近接して設けられ、トナーを担持する現像ローラを有し、前記現像ローラから前記潜像担持体へトナーを付与することにより、前記潜像をトナー像として可視化する現像装置を備え、記録媒体に前記トナー像を転写・定着させて画像を形成するものであり、
前記現像ローラは、
円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散していることを特徴とする。
これにより、高解像度で高品位な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の現像ローラ、現像装置、および画像形成装置の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
まず、本発明の第１実施形態を説明する。
＜画像形成装置＞
図１は、本発明にかかる画像形成装置の１実施形態を示す概略構成の模式的断面図である。
【００１８】
図１に示す本実施形態の画像形成装置１０は、主として露光・現像・転写・定着を含む一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体に記録する電子写真方式を採用するプリンタである。
このような画像形成装置１０は、図１に示すように、静電的な潜像を担持し図示矢印方向に回転する感光体２０を有し、その回転方向に沿って順次、帯電ユニット３０、露光ユニット４０、現像ユニット５０、一次転写ローラ６０、クリーニングユニット７５が配設されている。
【００１９】
また、画像形成装置１０は、図１にて下部に、紙などの記録媒体Ｐを収容する給紙トレイ８２が設けられ、その給紙トレイ８２に対して記録媒体Ｐの搬送方向下流に、二次転写ローラ８０、定着装置９０が記録媒体Ｐの搬送方向に沿って順次配設されている。また、画像形成装置１０には、記録媒体の両面に画像を形成する場合に、定着装置９０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを表裏反転させて二次転写ローラ８０へ帰還させるための搬送部８８が設けられている。
【００２０】
感光体２０は、円筒状の導電性基材（図示せず）と、その外周面に形成された感光層（図示せず）とを有し、その軸線まわりに図１中矢印方向に回転可能となっている。
帯電ユニット３０は、コロナ帯電などにより感光体２０の表面を一様に帯電するための装置である。
露光ユニット４０は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受けこれに応じて、一様に帯電された感光体２０上に、レーザを照射することによって、静電的な潜像を形成する装置である。
【００２１】
現像ユニット５０は、ブラック現像装置５１と、マゼンタ現像装置５２と、シアン現像装置５３と、イエロー現像装置５４との４つの現像装置を有し、これらの現像装置を感光体２０上の潜像に対応して選択的に用いて、前記潜像をトナー像（現像剤像）として可視化する装置である。この装置では、現像剤として、ブラック現像装置５１はブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像装置５２はマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像装置５３はシアン（Ｃ）トナー、イエロー現像装置５４はイエロー（Ｙ）トナーを用いて現像を行う。
【００２２】
本実施形態におけるＹＭＣＫ現像ユニット５０は、前述の４つの現像装置５１、５２、５３、５４を選択的に感光体２０に対向するように、回転可能となっている。具体的には、このＹＭＣＫ現像ユニット５０は、軸５０ａを中心として回転可能な保持体５５の４つの保持部５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄにそれぞれ４つの現像装置５１、５２、５３、５４が保持されており、保持体５５の回転により、４つの現像装置５１、５２、５３、５４が相対位置関係を維持したまま、感光体２０に選択的に対向するようになっている。各現像装置５１、５２、５３、５４は、本発明の現像ローラを備えるものである。なお、各現像装置５１、５２、５３、５４については、後に詳述する。
【００２３】
中間転写体６１は、エンドレスベルト状の中間転写ベルト７０を有し、この中間転写ベルト７０は、一次転写ローラ６０、従動ローラ７２、駆動ローラ７１で張架されており、駆動ローラ７１の回転により、図１に示す矢印方向に、感光体２０とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。
一次転写ローラ６０は、感光体２０に形成された単色のトナー像を中間転写ベルト７０に転写するための装置である。
【００２４】
中間転写ベルト７０上には、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのうちの少なくとも１色のトナー像が担持され、例えばフルカラー画像の形成時に、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が形成される。本実施形態では、駆動ローラ７１が、後述する二次転写ローラ８０のバックアップローラとしても機能する。また、一次転写ローラ６０、駆動ローラ７１、従動ローラ７２は、基体７３によって支持されている。
【００２５】
二次転写ローラ８０は、中間転写ベルト７０上に形成された単色やフルカラーなどのトナー像を、紙、フィルム、布等の記録媒体Ｐに転写するための装置である。
定着装置９０は、前記トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐを加熱および加圧することにより、前記トナー像を記録媒体Ｐに融着させて永久像として定着させるための装置である。
【００２６】
クリーニングユニット７５は、一次転写ローラ６０と帯電ユニット３０との間で感光体２０の表面に当接するゴム製のクリーニングブレード７６を有し、一次転写ローラ６０によって中間転写ベルト７０上にトナー像が転写された後に、感光体２０上に残存するトナーをクリーニングブレード７６により掻き落として除去するための装置である。
搬送部８８は、定着装置９０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを挟持搬送する搬送ローラ対８８Ａ、８８Ｂと、搬送ローラ対８８Ａ、８８Ｂによって搬送される記録媒体Ｐを表裏反転しつつレジローラ８６へ向け案内する搬送路８８Ｃとを備えている。これにより、記録媒体の両面に画像形成する場合に、定着装置９０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを表裏反転して二次転写ローラ８０へ帰還させる。
【００２７】
次に、このように構成された画像形成装置１０の動作を説明する。
まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光体２０、現像ユニット５０に設けられた現像ローラ（図示せず）、および中間転写ベルト７０が回転を開始する。そして、感光体２０は、回転しながら、帯電ユニット３０により順次帯電される。
感光体２０の帯電された領域は、感光体２０の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０によって、第１色目、例えばイエローＹの画像情報に応じた潜像が前記領域に形成される。
【００２８】
感光体２０上に形成された潜像は、感光体２０の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像装置５４によってイエロートナーで現像される。これにより、感光体２０上にイエロートナー像が形成される。このとき、ＹＭＣＫ現像ユニット５０は、イエロー現像装置５４が、前記現像位置にて感光体２０と対向している。
感光体２０上に形成されたイエロートナー像は、感光体２０の回転に伴って一次転写位置（すなわち、感光体２０と一次転写ローラ６０との対向部）に至り、一次転写ローラ６０によって、中間転写ベルト７０に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ６０には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。なお、この間、二次転写ローラ８０は、中間転写ベルト７０から離間している。
前述の処理と同様の処理が、第２色目、第３色目および第４色目について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した各色のトナー像が、中間転写ベルト７０に重なり合って転写される。これにより、中間転写ベルト７０上にはフルカラートナー像が形成される。
【００２９】
一方、記録媒体Ｐは、給紙トレイ８２から、給紙ローラ８４、レジローラ８６によって二次転写ローラ８０へ搬送される。
中間転写ベルト７０上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト７０の回転に伴って二次転写位置（すなわち、二次転写ローラ８０と駆動ローラ７１との間）に至り、二次転写ローラ８０によって記録媒体Ｐに転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ８０は中間転写ベルト７０に押圧されるとともに二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。
記録媒体Ｐに転写されたフルカラートナー像は、定着装置９０によって加熱および加圧されて記録媒体Ｐに融着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対８７によって画像形成装置１０の外部へ排出される。
【００３０】
一方、感光体２０は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット７５のクリーニングブレード７６によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、クリーニングユニット７５内の残存トナー回収部に回収される。
記録媒体の両面に画像形成する場合には、定着装置９０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを一旦排紙ローラ対８７により挟持した後に、排紙ローラ対８７を反転駆動するとともに、搬送ローラ対８８Ａ、８８Ｂを駆動して、当該記録媒体Ｐを搬送路８８Ｃを通じて表裏反転して二次転写ローラ８０へ帰還させ、前述と同様の動作により、記録媒体Ｐの他方の面に画像を形成する。
【００３１】
＜現像装置＞
次に、現像ユニット５０の現像装置５１、５２、５３、５４を詳細に説明する。なお、現像装置５１、５２、５３、５４は、使用するトナーが異なるが、それ以外は同様の構成であるため、以下、図２に基づいて、イエロー現像装置５４を代表的に説明する。
図２は、本発明の現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【００３２】
図２に示すイエロー現像装置５４は、現像剤たるトナーＴ（イエロートナー）を収容するハウジング５４０と、現像剤担持体たる現像ローラ５１０と、この現像ローラ５１０にトナーＴを供給するトナー供給ローラ５５０と、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴの層厚を規制する規制ブレード５６０とを有している。
ハウジング５４０は、その内部空間として形成された収容部５３０内にトナーＴを収容する。ハウジング５４０では、収容部５３０の下部に形成された開口およびその近傍において、トナー供給ローラ５５０および現像ローラ５１０が互いに圧接回転するように支持されている。また、ハウジング５４０には、規制ブレード５６０が取り付けられていて、これが現像ローラ５１０に圧接している。さらに、ハウジング５４０には、前記開口におけるハウジング５４０と現像ローラ５１０との間からのトナーの漏れを防止するためのシール部材５２０が取り付けられている。
【００３３】
現像ローラ５１０は、その外周面にトナーＴを担持しつつ、現像ローラ５１０と感光体２０との対向部である現像位置（以下、単に「現像位置」という）へトナーＴを搬送するものである。また、現像ローラ５１０は、円筒状をなし、その軸線まわりに回転可能となっている。本実施形態では、現像ローラ５１０は、感光体２０の回転方向と逆の方向に回転する。なお、現像ローラ５１０については、後に詳述する。
【００３４】
また、本実施形態では、イエロー現像装置５４による現像時に、現像ローラ５１０と感光体２０とが微小間隙をもって、非接触状態で対向する。そして、現像ローラ５１０と感光体２０との間に交番電界を印加することにより、トナーＴを現像ローラ５１０上から感光体２０へ飛翔させて付与し、感光体２０上の潜像が現像される。
トナー供給ローラ５５０は、収容部５３０に収容されたトナーＴを現像ローラ５１０に供給する。このトナー供給ローラ５５０は、ポリウレタンフォーム等からなり、弾性変形された状態で現像ローラ５１０に圧接している。本実施形態では、トナー供給ローラ５５０は、現像ローラ５１０の回転方向と逆の方向に回転する。なお、トナー供給ローラ５５０は、収容部５３０に収容されたトナーＴを現像ローラ５１０に供給する機能を有するだけでなく、現像後に現像ローラ５１０に残存しているトナーＴを現像ローラ５１０から剥ぎ取る機能をも有している。
【００３５】
規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴの層厚を規制するとともに、その規制時に、摩擦帯電により、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴに電荷を付与する。この規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０の回転方向にて現像位置の上流側のシール部材としても機能している。
この規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０の軸方向に沿って当接される当接部材としてのゴム部５６０ａと、このゴム部５６０ａを支持する支持部材としてのゴム支持部５６０ｂとを有している。ゴム部５６０ａは、シリコンゴム、ウレタンゴム等を主材料として構成され、ゴム支持部５６０ｂは、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０側に付勢する機能も有するため、リン青銅、ステンレス等のバネ性（弾性）を有するシート状の薄板が用いられる。ゴム支持部５６０ｂは、その一端がブレード支持板金５６２に固定されている。ブレード支持板金５６２は、ハウジング５４０に取り付けられ、シール部材５２０もハウジング５４０に取り付けられる。さらに現像ローラ５１０が取り付けられた状態で、ゴム部５６０ａは、ゴム支持部５６０ｂの撓みによる弾性力によって、現像ローラ５１０に押しつけられている。
【００３６】
また、本実施形態では、規制ブレード５６０の現像ローラ５１０側とは逆側には、ブレード裏部材５７０が設けられ、ゴム支持部５６０ｂとハウジング５４０との間にトナーＴが入り込むことを防止するとともに、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０へ押圧して、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０に押しつけている。
本実施形態では、規制ブレード５６０の自由端部、すなわち、ブレード支持板金５６２に支持されている側とは逆側の端部は、その端縁で現像ローラ５１０に接触せずに、端縁から若干離れた部位で現像ローラ５１０に接触している。また、規制ブレード５６０は、その先端が現像ローラ５１０の回転方向の上流側に向くように配置されており、いわゆるカウンタ当接している。
【００３７】
＜現像ローラ＞
ここで、図３および図４に基づき、本発明の現像ローラの一例である現像ローラ５１０を詳細に説明する。
図３は、図２に示す現像装置に備えられた現像ローラの概略構成を示す平面図、図４は、図３に示す現像ローラの外周面近傍の拡大断面図である。なお、図３では、説明の便宜上、第１の溝２１および第２の溝２２を模式的に示している。また、図４は、図３のＡ−Ａ線での断面を示している。
【００３８】
図３に示す現像ローラ５１０は、円筒状の本体３００と、この本体３００の両端から突出する軸部３１０とを有している。
本体３００の外周面３０１には、図３に示すように、トナーを担持するための凹凸部２が形成されている。このような凹凸部２が外周面３０１（後述する表層３０３の基材３０２とは反対側の面）に形成されていると、トナーＴを外周面３０１（表層３０３）上に担持させやすくして、現像特性を向上させることができる。
【００３９】
この凹凸部２は、互いにほぼ平行な複数の第１の溝２１と、この第１の溝２１に交差（本実施形態ではほぼ直交）するとともに、互いにほぼ平行な複数の第２の溝２２とで構成されている。すなわち、外周面３０１には、複数の第１の溝２１と複数の第２の溝２２とが互いに直交し、格子角９０°のあやめ状（格子状）をなすように形成されている。そして、互いに隣接する１対の第１の溝２１と、互いに隣接する１対の第２の溝２２とで囲まれた領域には、平面視にて略四角形状をなす凸部２３が形成されている。
【００４０】
図３に示すように、第１の溝２１は、外周面３０１に沿って螺旋状をなすように形成されている。言い換えすれば、第１の溝２１は、外周面３０１の周方向に対して傾斜する方向に延在している。
また、図４に示すように、第１の溝２１は、その横断面形状が台形をなしている。なお、第２の溝２２の構成は、前述したように延在方向が異なる以外は、第１の溝２１の構成と同様である。
【００４１】
このような凹凸部２は規則的かつ均一であるため、現像ローラ５１０上に均一かつ最適な量のトナーＴを担持させることができ、また、現像ローラ５１０の外周面でのトナーの転動性（転がりやすさ）も均一なものとすることができる。その結果、トナーの局所的な帯電不良や搬送不良を防止して、優れた現像特性を発揮させることができる。
また、ブラスト処理により得られたものと異なり、このような凹凸部２は、その凸部２３の先端の幅が比較的太いため、優れた機械的強度を有する。特に、凹凸部２は、後述するように型を用いた転写（転造）のような処理によって得られるものであるため、押圧された部分の強度が向上し、切削加工のような処理で得られたものと比しても、優れた機械的強度を有する。このような凹凸部２を有する現像ローラ５１０は、前述したような規制ブレード５６０やトナー供給ローラ５５０などの摺動を受けていても、優れた耐久性を発揮することができる。したがって、このような現像ローラ５１０は、乾式一成分非磁性トナーを用いる現像装置に好適に用いることができる。また、凹凸部２の凸部の先端の幅が比較的太いと、磨耗しても形状変化が少ないので、磨耗により現像特性が急激に低下することも防止して、長期にわたり優れた現像特性を発揮することができる。
【００４２】
また、第１の溝２１および第２の溝２２のそれぞれの深さをＤとし、トナーＴ（現像剤）の平均粒径をｄとしたとき、Ｄ／ｄは、０．５〜２であるのが好ましく、０．９〜１．３であるのがより好ましい。これにより、得られる現像ローラ５１０は、その凹凸部２にトナーＴを均一かつ最適な量で担持することができる。これに対し、Ｄ／ｄが前記下限値未満であると、凹凸部２の形状などによっては、凹凸部２の凸部に引っ掛かりにくく、トナーの転動性が悪化し、帯電不良を生じやすくなる。一方、Ｄ／ｄが前記上限値を超えると、凹凸部の形状などによっては、溝内（凹凸部２の凹部内）のトナーが現像ローラ５１０および規制ブレード５６０のいずれにも接触せずに帯電不良を生じる場合がある。
【００４３】
ここで、各第１の溝２１の幅、および、各第２の溝２２の幅は、それぞれ、トナーの平均粒径よりも大きくなっている。これにより、複数の第１の溝２１および複数の第２の溝２２で構成された凹凸部２の凹部内にトナーを保持することができる。そのため、トナーを外周面３０１（表層３０３）上により確実に担持させて、現像特性を向上させることができる。
【００４４】
また、各第１の溝２１および／または各第２の溝２２の幅をＷとし、トナーＴ（現像剤）の平均粒径をｄとしたとき、Ｗ／ｄは、２〜２０であるのが好ましく、Ｗ／ｄは、４〜１０であるのがより好ましい。これにより、得られる現像ローラ５１０は、その凹凸部２にトナーＴ（現像剤）を均一かつ最適な量で担持することができる。これに対し、Ｗ／ｄが前記下限値未満であると、凹凸部２の形状などによっては、トナーが溝内に入り込まず転動性が悪化し帯電不良を生じたり、トナーが溝内に入っても溝内に滞留してフィルミングを生じる傾向となる。一方、Ｗ／ｄが前記上限値を超えると、凹凸部２の形状などによっては、現像ローラ５１０に担持されるトナー量が少なく搬送不良を生じたり、トナーが凹凸部２の凸部に接触する機会が少なくなり転動性が悪化し、帯電不良を生じる場合がある。
【００４５】
また、本体３００の外径（直径）は、特に限定されないが、例えば、１０〜３０ｍｍであるのが好ましく、１５〜２５ｍｍであるのがより好ましい。
このような本体３００の外周面（外周面３０１）は、図４に示すように、円筒状または円柱状をなす基材３０２と、基材３０２の外周面上に形成された表層３０３とで構成されている。
【００４６】
基材３０２は、アルミニウム、ステンレス、鉄等のような金属材料を主材料として構成されている。そして、このような基材３０２の外周面を覆うように、表層３０３が形成されえている。
表層３０３は、金属（金属マトリクス）３０３ａと、潤滑性を有する潤滑微粒子（分散粒子）３０３ｂとを含んで構成されている。言い換えすれば、表層３０３は、金属３０３ａに、潤滑性を有する潤滑微粒子（分散粒子）３０３ｂが分散して構成されている。
【００４７】
これにより、表層３０３の基材３０２とは反対側の面（すなわち本体３００の外周面３０１）には、図４に示すように、接触面積を低減しつつトナーＴを担持し得るように潤滑微粒子３０３ｂによる微細な凹凸が形成されている。すなわち、潤滑微粒子３０３ｂは、接触面積を低減しつつトナーＴを担持し得る微細な凹凸を表層３０３の基材３０２とは反対側の面に形成するように、表層３０３中に分散している。
【００４８】
これにより、現像ローラ５１０は接触面積を低減しつつトナーＴを担持することができる。そのため、トナーＴと現像ローラとの間のファンデルワールス力を低減することができる。その結果、Ｉ：現像ローラ５１０に対するトナーＴの付着力は、ファンデルワールス力によるものが支配的にならずに、静電気力によるものの割合を大きくすることができる。
【００４９】
これに加えて、潤滑微粒子３０３ｂがトナーＴに対し潤滑性を有しているため、表層３０３上でトナーＴが転がりやすくなる。そのため、ＩＩ：現像ローラ５１０上のトナーを帯電しやすくすることができる。
前述したようなＩおよびＩＩにより、トナーＴを平均粒径４μｍ以下に小粒径化しても、現像ローラ５１０と感光体２０との間にバイアスを印加してトナーＴの挙動を容易に制御することができる。すなわち、前述したように構成された現像ローラ５１０を用いることで、現像ローラ５１０から感光体２０へのトナーＴの飛翔性を優れたものとし、平均粒径４μｍ以下の小粒径のトナーの性能を効果的に発揮させて、高画質化・高解像度化を図ることができる。
【００５０】
このような表層３０３は、前述したように金属３０３ａおよび潤滑微粒子３０３ｂを含んで構成されていれば、特に限定されないが、後に詳述するように、無電解メッキや電気メッキ等によるメッキ層として形成するのが好ましい。これにより、後述するように、比較的簡単かつ確実に表層３０３を形成することができる。
また、潤滑微粒子３０３ｂの平均粒径は、前述したようにトナーＴと表層３０３との接触面積を低減することができるものであれば特に限定されないが、本実施形態では、トナーＴの平均粒径以下である。これにより、潤滑微粒子３０３ｂによる微細な凹凸の凹部にトナーＴが入り込むのを防止し、トナーＴと表層３０３との接触面積をより確実に低減することができる。
【００５１】
特に、潤滑微粒子３０３ｂの平均粒径をｄ１とし、トナーＴの平均粒径をｄ２としたときに、ｄ１／ｄ２が１／１０以下であるのが好ましい。これにより、トナーＴと表層３０３との接触面積をさらに確実に低減することができる。
より具体的には、トナーＴの平均粒径が３μｍ以下の小粒径であっても、潤滑微粒子３０３ｂの平均粒径を１／３μｍ以下とすることにより、トナーＴの挙動を容易に制御することができる。
【００５２】
また、表層３０３中における潤滑微粒子３０３ｂの含有量は、２０〜７０ｖｏｌ％であるのが好ましく、３０〜５０ｖｏｌ％であるのがより好ましい。これにより、潤滑微粒子３０３ｂによる凹凸の凸部同士の間の距離をトナー粒径に対し最適化して、表層３０３とトナーＴとの接触面積を効果的に低減することができる。また、このような含有量とすることで、表層３０３をメッキ層として形成する場合、用いる分散メッキ液の安定性を良好なものとしつつ、表層３０３の潤滑微粒子３０３ｂによる凹凸の表面粗さを最適化することができる。
【００５３】
これに対し、表層３０３中における潤滑微粒子３０３ｂの含有量が前記下限値未満であると、潤滑微粒子３０３ｂの粒径や形状などによっては、潤滑微粒子３０３ｂによる微細な凹凸の凹部が大きくなって、トナーＴと表層３０３との接触面積を低減するのが難しい場合がある。一方、表層３０３中における潤滑微粒子３０３ｂの含有量が前記上限値を超えると、潤滑微粒子３０３ｂの構成材料などによっては、表層３０３の機械的強度の低下を招いたり、表層３０３の成膜（メッキ）が難しくなったりする場合がある。
【００５４】
また、表層３０３中の金属３０３ａの構成材料は、特に限定されないが、基材３０２よりも硬質な金属が好適に用いられ、Ｎｉまたはこれを含む合金を用いるのが好ましく、特に、Ｎｉ−Ｐ合金を用いるのが好ましい。金属３０３ａの構成材料としてＮｉ−Ｐ合金を用いると、表層３０３上のトナーＴの帯電性を向上させることができる。また、Ｎｉ−Ｐ合金は比較的硬質であるため、現像ローラ５１０の耐久性を向上させることもできる。
【００５５】
また、潤滑微粒子３０３ｂの構成材料としては、トナーＴに対し潤滑性を有するものであれば特に限定されず、例えば、黒鉛、フッ化黒鉛等の炭化物、また、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＴＦＥ、フッ化黒鉛等のフッ化物、さらに、二硫化モリブデン、窒化ホウ素等を用いることができる。中でも、潤滑微粒子３０３ｂの構成材料としては、炭化物またはフッ化物を用いるのが好ましい。炭化物やフッ化物はトナーに対し優れた潤滑性を有している。したがって、炭化物またはフッ化物を主材料として構成された潤滑微粒子３０３ｂを用いることで、現像ローラ５１０上でのトナーＴの帯電性を効果的に向上させることができる。
【００５６】
本実施形態では、潤滑微粒子３０３ｂは、略球形をなしている。これにより、トナーＴに対する表層３０３の潤滑性を良好なものとし、トナーＴの帯電性を向上させることができる。なお、無機微粒子３０３ｂの形状は、前述したものに限定されない。
また、このような表層３０３の厚さは、特に限定されないが、潤滑微粒子３０３ｂの平均粒径以上であるのが好ましい。これにより、表層３０３に潤滑微粒子３０３ｂを確実に固定させつつ、表層３０３の基材３０２と反対側の面に潤滑微粒子３０３ｂによる微細な凹凸を形成することができる。
【００５７】
＜現像ローラの製造方法＞
次に、図５ないし図８に基づいて、前述した現像ローラ５１０の製造方法の一例を説明する。
図５は、本発明の実施形態にかかる現像ローラの製造方法を説明するための図、図６は、図５に示す製造方法における転造工程に用いる転造装置を示す模式的斜視図、図７は、図６に示す転造装置の平面図、図８は、図６に示す転造装置の作用を説明するための図である。
現像ローラ５１０の製造方法は、［１］現像ローラ５１０となるべき円筒状の基材を用意する工程と、［２］この基材の外周面に転造加工を施して基材３０２を得る工程と、［３］基材３０２の外周面上に分散メッキ材を用いたメッキ処理を施して表層３０３を形成する工程とを有する。
【００５８】
以下、各工程を順次詳細に説明する。
［１］基材を用意する工程
まず、図５（ａ）に示すように、現像ローラ５１０となるべき円筒状の基材３００Ａを用意する。
この基材３００Ａは、前述した現像ローラ５１０の基材３０２となるべきものであり、アルミニウム、ステンレス、鉄等のような金属材料を主材料として構成されている。より具体的には、基材３００Ａの構成材料としては、ＳＴＫＭ、ＳＴＫ、ＳＧＰなどの鉄系材料や、Ａ６０６３、Ａ５０５６などのアルミ系材料が好適に用いられる。これにより、後述する製造工程において、凹凸部２（凹凸部２Ａ）を容易かつ確実に形成することができる。
【００５９】
また、この基材３００Ａの外径は、特に限定されないが、１０〜３０ｍｍであるのが好ましく、１５〜２５ｍｍであるのがより好ましい。
また、基材３００Ａの厚さは、特に限定されないが、０．２〜３ｍｍであるのが好ましく、０．５〜３ｍｍであるのが好ましい。
このような基材３００Ａの軸線方向での端部における内周部を、図５（ｂ）に示すように、切削加工などにより例えば厚さ０．５〜１ｍｍ程度除去して、薄肉化し、軸部３１０となるべき軸部材３１０Ａを圧入するための圧入部３０４を形成する。
【００６０】
これにより、圧入部３０４の寸法精度が優れたものなり、基材３００Ａに軸部材３１０Ａを簡単に圧入することができるとともに、接着剤や溶接などを用いなくても、その圧入後に軸部材３１０Ａを基材３００Ａに強固に固定することができる。
そして、図５（ｃ）に示すように、基材３００Ａの圧入部３０４に軸部材３１０Ａを圧入する。これにより、軸部材３１０Ａが基材３００Ａに固定される。
【００６１】
基材３００Ａに対する軸部材３１０Ａの固定方法としては、軸部材３１０Ａを基材３００Ａの圧入部３０４に圧入するのみでもよいし、接着剤や溶接を用いてもよい。
その後、基材３００Ａの軸線と、軸部材３１０Ａのうちの基材３００Ａの端面から突出した部分の軸線とが一致するように、基材３００Ａの外周面と軸部材３１０Ａの前記突出した部分の外周面とを研削する。これにより、図５（ｄ）に示すように、基材３００Ａの両端から突出する軸部３１０が形成される。
【００６２】
この研削方法としては、特に限定されないが、例えば、センタレス研磨を好適に用いることができる。
また、研削後の基材３００Ａおよび軸部３１０において、外径精度を±１０〜±５０μｍとするのが好ましく、また、ふれを１０〜５０μｍとするのが好ましく、さらに、表面粗さを０．５〜１μｍとするのが好ましい。これらにより、得られる現像ローラ５１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
なお、圧入部３０４の形成や、軸部材３１０Ａの圧入は、後述する工程［２］の後に行ってもよい。また、圧入部３０４の形成や、基材３００Ａおよび軸部材３１０Ａの外周面の研削を省略することもできる。
【００６３】
［２］基材３０２の作製する工程
次に、図５（ｅ）に示すように、基材３００Ａの外周面に、前述した凹凸部２の形成のための凹凸部２Ａを形成して、基材３０２を得る。
以下、凹凸部２の形成について、図６ないし図８に基づいて、詳細に説明する。
凹凸部２Ａの形成に際しては、例えば、図６および図７に示すような転造装置２００を用いる。
【００６４】
図６および図７に示す転造装置２００は、前述した工程［１］で得られた基材３００Ａをその下方から支持する基台２１０と、基台２１０上の基材３００Ａをその両側から押圧する第１の型２２０および第２の型２３０（１対の転造用ダイス）とを有している。
かかる転造装置２００にあっては、第１の型２２０および第２の型２３０に対し基台２１０上の基材３００Ａをその軸線方向に相対的に移動させながら、基材３００Ａの外周面に第１の型２２０および第２の型２３０をそれぞれ押圧させることにより、凹凸部２Ａを形成する。
【００６５】
第１の型２２０および第２の型２３０は、それぞれ、円板状（短い円柱状）をなし、その軸線まわりに回転可能となっている。なお、第１の型２２０および第２の型２３０は、それぞれ、円筒状をなすものであってもよい。
また、第１の型２２０には、図７に示すように、形成すべき複数の第１の溝２１Ａの形状に対応した形状をなす複数の凸条（凸部）２２１が形成されている。一方、第２の型２３０には、形成すべき複数の第２の溝２２Ａの形状に対応した形状をなす複数の凸条（凸部）２３１が形成されている。
【００６６】
このような第１の型２２０および第２の型２３０の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、基材３００Ａよりも硬質な材料であるのが好ましく、具体的には、ＳＫＤ、ＳＫＨ、ＳＬＤなどを好適に用いることができる。
また、凸条２２１同士のピッチおよび凸条２３１同士のピッチ（図７に示すｐ１）としては、特に限定されないが、５０〜１５０μｍであるのが好ましく、５０〜１００μｍであるのがより好ましい。
【００６７】
前述したように、凹凸部２は、互いに平行に形成された多数の第１の溝２１と、第１の溝２１に交差するとともに、互いに平行に形成された多数の第２の溝２２とで構成されている。これに対応して、凹凸部２Ａは、互いに平行に形成された多数の第１の溝２１Ａと、第１の溝２１Ａに交差するとともに、互いに平行に形成された多数の第２の溝２２Ａとで構成されている。したがって、第１の型２２０および第２の型２３０として前述したような比較的単純な形状の型を用いて、規則的かつ均一な凹凸部２Ａを簡単に形成することができる。
【００６８】
また、第１の溝２１Ａの形成と第２の溝２２Ａの形成とは、別々の型を用いて行うので、それぞれの型に互いに平行な複数の凸条を設けるだけですみ、型の形状を簡単なものとし、また、型を安価なものとすることができる。
本実施形態では、第１の型２２０の凸条２２１同士間のピッチｐ１は、第１の溝２１Ａ（第１の溝２１）同士間のピッチに等しくなっている。これと同様に、第２の型２３０の凸条２３１同士間のピッチｐ２は、第２の溝２２Ａ（第２の溝２２）同士間のピッチに等しくなっている。
このような第１の型２２０および第２の型２３０は、それぞれ、その板面が基材３００Ａの軸線に直角な方向に対し若干傾斜するように配設されている。
【００６９】
このような第１の型２２０および第２の型２３０を基材３００Ａをその両側から押圧しつつ互いに逆方向に回転すると、図６中矢印で示すように、基材３００Ａがその軸線方向に搬送されながら、第１の型２２０および第２の型２３０による加工（すなわち転造）が行われる。
その際、図８（ａ）に示すような基材３００Ａの外周面に対し、第１の型２２０の凸条２２１を押圧することにより、図８（ｂ）に示すように、複数の第１の溝２１に対応する複数の溝（第１の凹部）２１Ａが形成される。なお、第１の溝２１Ａの形成と第２の溝２２Ａの形成とは、ほぼ同様であるため、その説明を省略する。
【００７０】
［３］表層３０３を形成する工程
前述したようにして型を用いて凹凸部２Ａを形成した後に、その表面に、メッキ処理を施して、図８（ｃ）に示すように、表層３０３を形成する。これにより、図５（ｆ）に示すように、本体３００が得られる。
このようなメッキ処理の方法としては、特に限定されないが、無電解メッキ、電気メッキなどを好適に用いることができる。この場合、メッキ金属（すなわち、金属３０３ａを構成する金属）のメッキ液に潤滑微粒子３０３ｂを分散懸濁させ、潤滑微粒子３０３ｂをメッキ金属と共析させることによって、表層３０３を形成する。
【００７１】
特に、かかるメッキ処理の方法として無電解メッキを用いると、均一な膜厚でかつ優れた密着性を有する表層３０３を形成することができるとともに、簡単且つ確実に、得られる表層３０３中に潤滑微粒子を均一に共析、分散させることができる。特に、無電解メッキは、金属３０３ａを構成する金属としてＮｉ−Ｐ合金を用いる場合に適している。
また、メッキの厚さは、２〜１０μｍ程度であるのが好ましい。
以上のようにして現像ローラ５１０を製造することができる。
【００７２】
このような現像ローラ５１０およびこれを備える現像装置や画像形成装置は、小粒径のトナーを用いても、優れた現像特性および耐久性を発揮することができる。
以上、本発明の現像ローラ、現像装置、および画像形成装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、現像ローラ、現像装置、および画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００７３】
前述した実施形態では、現像ローラの基材が円筒状をなすものについて説明したが、基材が円柱状をなしていてもよい。
また、現像ローラの外周面に形成される凹凸部の形状は、前述した実施形態のものに限定されず、現像剤を担持する機能を有するものであれば、任意である。例えば、前述した実施形態では第１の溝２１と第２の溝２２とがほぼ直交していたが、これに限定されず、鋭角または鈍角をもってこれらが交差するように形成されていてもよい。また、現像ローラの外周面に形成される凹凸部は、前述したような転造によるものに限らず、ブラスト処理によるものであってもよい。
【００７４】
また、前述した実施形態では、第１の溝２１Ａと第２の溝２２Ａとを別々の型を用いて形成したが、１つの型に第１の溝２１Ａおよび第２の溝２２Ａの形成のための凹凸パターンを形成してもよい。この場合、例えば、第１の型２２０または第２の型２３０のうちの一方の型の外周面に前記凹凸パターンを形成し、他方の型の外周面を平坦面としてもよいし、両方の型に前記凹凸パターンを形成してもよい。
【００７５】
また、前述した実施形態では、円板状（短い円柱状）の型を用いて、基材３００Ａを軸線方向に移動させながら、凹凸部２の形成を行ったが、基材３００Ａの凹凸部２形成予定部位の軸線方向での長さとほぼ同じ長さの円柱状の型を用い、基材３００Ａを軸線方向に移動せずに、凹凸部２の形成を行ってもよい。
また、凹凸部２の形成に用いる型は、前述したような円板状または円筒状のものに限定させず、板状などの他の形状のものであってもよい。
【実施例】
【００７６】
次に、本発明の具体的な実施例を説明する。
《現像ローラの作成》
（実施例１）
次のようにして現像ローラを作成した。
まず、ＳＴＫＭ製の円筒状の基材を用意した。ここで、基材として、長さ３００ｍｍ、外径１８ｍｍ、厚さ３ｍｍのものを用いた。
【００７７】
そして、基材の軸線方向での端部における内周部を、切削加工により厚さ１ｍｍ程度除去して薄肉化し、基材の両端部のそれぞれにＳＴＫＭ製の円柱状部材を圧入した。ここで、円柱状部材として、長さ５０ｍｍ、外径１４ｍｍのものを用い、基材の端面から３０ｍｍ程度露出するように円柱状部材を基材の各端部に圧入した。
その後、基材の軸線と円柱部材の軸線とを一致させるように、基材および１対の円柱状部材とからなる構造体をセンタレス研磨により研削した。
【００７８】
次に、ＳＫＤ製のダイスを用いて基材の外周面に複数の第１の溝および複数の第２の溝のための凹凸加工を施した後に、厚さ３μｍの無電解メッキにより表層（メッキ層）を形成して、あやめ状に溝が形成された凹凸部を形成した。ここで、メッキ後の第１の溝および第２の溝は、それぞれ、ピッチ６０μｍ、格子角９０°、溝深さ３μｍであった。また、無電解メッキには、Ｎｉ−Ｐ合金のメッキ液に、粒径０．３μｍのＰＴＦＥの潤滑微粒子を分散したものを用い、得られた表層中の潤滑微粒子の含有率は、４０ｖｏｌ％であった。
以上のようにして現像ローラを作成した。
【００７９】
（実施例２）
メッキ前の凹凸加工をブラスト処理により行った以外は、前述した実施例１と同様にして現像ローラを作成した。ここで、メッキ処理後の現像ローラの表面粗さＲｚは、３．２μｍであった。
（比較例１）
無電解メッキにＮｉ−Ｐ合金のメッキ液（潤滑微粒子の添加を省略したもの）を用い、Ｎｉ−Ｐ合金からなる表層を形成した以外は、前述した実施例１と同様にして現像ローラを作成した。
（比較例２）
無電解メッキにＮｉ−Ｐ合金のメッキ液（潤滑微粒子の添加を省略したもの）を用い、Ｎｉ−Ｐ合金からなる表層を形成した以外は、前述した実施例２と同様にして現像ローラを作成した。
【００８０】
《評価》
各実施例および各比較例の現像ローラをプリンタ（エプソン社製、ＬＰ−９０００Ｃ）に組み込み、印字率５０％の画像を記録紙（富士ゼロックス社製、上質紙 Ｊ紙）上にプリントし、初期と２０万枚印字時とのそれぞれについて、トナー帯電量および現像効率の測定を行うとともに印字状態を観察し、下記に示すようにして印字状態および耐久性の評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００８１】
【表１】
【００８２】
＜印字状態＞
○：現像履歴の発生なし。
×：現像履歴の発生あり。
＜耐久性＞
◎：２０万枚印字後でも、初期とほとんど変わらない性能（トナー帯電量、現像効率、印字状態）を維持している。
○：２０万枚印字後に、初期と比べて性能（トナー帯電量、現像効率、印字状態）の低下が認められる。
×：２０万枚印字後に、初期と比べて性能（トナー帯電量、現像効率、印字状態）の低下が認められ、印字不良を生じている。
【００８３】
なお、かかる評価では、平均粒径３μｍで、単分散、球形のトナーを用いた。また、各実施例および各比較例の評価では、現像ローラのトナー搬送量が０．３ｍｇ／ｃｍ２となるように調整した。また、現像ローラに印加するバイアス（現像バイアス）の直流成分を−２００Ｖとした。
表１から明らかなように、本発明にかかる各実施例では、初期と２０万枚印字後のいずれにおいても、高品位の画像を得ることができた。これは、表層に潤滑微粒子が分散されているため、トナーの帯電性が良好となるとともに、トナーと現像ローラ間のファンデルワールス力が低減されて、トナーの飛翔性（現像効率）が向上したことによるものと考えられる。また、実施例２では、２０万枚印字後でも、極めて高品位な画像を得ることができた。
これに対し、比較例では、トナーの帯電性および飛翔性（現像効率）が十分でなく、初期においても、現像履歴が発生しており、各実施例よりも劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に備えられた現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】図２に示す現像装置に備えられた現像ローラの概略構成を示す平面図である。
【図４】図３に示す現像ローラの外周面近傍の拡大断面図である。
【図５】図３に示す現像ローラの製造方法を説明するための図である。
【図６】図５に示す製造方法における転造工程に用いる転造装置を示す模式的斜視図である。
【図７】図６に示す転造装置の平面図である。
【図８】図６に示す転造装置の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０……画像形成装置 ２、２Ａ……凹凸部 ２１、２１Ａ……第１の溝 ２２、２２Ａ……第２の溝 ２３……凸部 ２０……感光体 ３０……帯電ユニット ２００……転造装置 ２１０……基台 ２２０……第１の型 ２２１……凸条 ２３０……第２の型 ２３１……凸条 ３００……本体 ３００Ａ……基材 ３０１……外周面 ３０２……基材 ３０３……表層 ３０３ａ……金属 ３０３ｂ……潤滑微粒子 ３０４……圧入部 ３１０……軸受部 ３１０Ａ……軸部材 ４０……露光ユニット ５０……現像ユニット ５０ａ……軸 ５１……ブラック現像装置 ５２……マゼンタ現像装置 ５３……シアン現像装置 ５４……イエロー現像装置 ５５……保持体 ５５ａ〜５５ｄ……保持部 ５１０……現像ローラ ５２０……シール部材 ５３０……収容部 ５４０……ハウジング ５５０……トナー供給ローラ ５６０……規制ブレード ５６０ａ……ゴム部 ５６０ｂ……ゴム支持部 ５６２……ブレード支持板金 ５７０……ブレード裏部材 ６０……一次転写ローラ ６１……中間転写体 ７０……中間転写ベルト ７１……駆動ローラ ７２……従動ローラ ７３……基体 ７５……クリーニングユニット ７６……クリーニングブレード ８０……二次転写ローラ ８２……給紙トレイ ８４……給紙ローラ ８６……レジローラ ８７……排紙ローラ対 ８８……搬送部 ８８Ａ、８８Ｂ……搬送ローラ対 ８８Ｃ……搬送路 ９０……定着装置 ｐ１、ｐ２……ピッチ Ｐ……記録媒体 Ｔ……トナー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、トナーに対し潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散していることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記潤滑微粒子は、炭化物またはフッ化物を主材料として構成されている請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記表層は、メッキ層である請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記潤滑微粒子の平均粒径は、前記トナーの平均粒径以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記潤滑微粒子の平均粒径をｄ１とし、前記トナーの平均粒径をｄ２としたときに、
ｄ１／ｄ２が１／１０以下である請求項４に記載の現像ローラ。
【請求項６】
前記トナーの平均粒径は、３μｍ以下である請求項４または５に記載の現像ローラ。
【請求項７】
前記表層中における前記潤滑微粒子の含有量は、２０〜７０ｖｏｌ％である請求項１ないし６のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項８】
前記表層中の前記金属は、Ｎｉ−Ｐ合金である請求項１ないし７のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項９】
互いに平行に形成された複数の第１の溝と、該各第１の溝に交差するとともに、互いに平行に形成された複数の第２の溝とで構成された凹凸部が外周面に形成されている請求項１ないし８のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項１０】
前記各第１の溝の幅、および、前記各第２の溝の幅は、それぞれ、前記トナーの平均粒径よりも大きい請求項９に記載の現像ローラ。
【請求項１１】
潜像を担持する潜像担持体に近接して設けられ、トナーを担持する現像ローラを有し、前記現像ローラから前記潜像担持体へトナーを付与することにより、前記潜像をトナー像として可視化するものであり、
前記現像ローラは、
円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散していることを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
潜像を担持する潜像担持体に近接して設けられ、トナーを担持する現像ローラを有し、前記現像ローラから前記潜像担持体へトナーを付与することにより、前記潜像をトナー像として可視化する現像装置を備え、記録媒体に前記トナー像を転写・定着させて画像を形成するものであり、
前記現像ローラは、
円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、トナーに対し潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散していることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記潤滑微粒子は、炭化物またはフッ化物を主材料として構成されている請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記表層は、メッキ層である請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記潤滑微粒子の平均粒径は、前記トナーの平均粒径以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記潤滑微粒子の平均粒径をｄ１とし、前記トナーの平均粒径をｄ２としたときに、
ｄ１／ｄ２が１／１０以下である請求項４に記載の現像ローラ。
【請求項６】
前記トナーの平均粒径は、３μｍ以下である請求項４または５に記載の現像ローラ。
【請求項７】
前記表層中における前記潤滑微粒子の含有量は、２０〜７０ｖｏｌ％である請求項１ないし６のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項８】
前記表層中の前記金属は、Ｎｉ−Ｐ合金である請求項１ないし７のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項９】
互いに平行に形成された複数の第１の溝と、該各第１の溝に交差するとともに、互いに平行に形成された複数の第２の溝とで構成された凹凸部が外周面に形成されている請求項１ないし８のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項１０】
前記各第１の溝の幅、および、前記各第２の溝の幅は、それぞれ、前記トナーの平均粒径よりも大きい請求項９に記載の現像ローラ。
【請求項１１】
潜像を担持する潜像担持体に近接して設けられ、トナーを担持する現像ローラを有し、前記現像ローラから前記潜像担持体へトナーを付与することにより、前記潜像をトナー像として可視化するものであり、
前記現像ローラは、
円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散していることを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
潜像を担持する潜像担持体に近接して設けられ、トナーを担持する現像ローラを有し、前記現像ローラから前記潜像担持体へトナーを付与することにより、前記潜像をトナー像として可視化する現像装置を備え、記録媒体に前記トナー像を転写・定着させて画像を形成するものであり、
前記現像ローラは、
円筒状または円柱状をなす基材と、
前記基材の外周面上に形成され、金属と、潤滑性を有する潤滑微粒子とを含んで構成された表層とを有し、
前記潤滑微粒子は、接触面積を低減しつつトナーを担持し得る微細な凹凸を前記表層の前記基材とは反対側の面に形成するように、前記表層中に分散している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６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２９２５９４（Ｐ２００８−２９２５９４Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３５８９８（Ｐ２００７−１３５８９８）
【出願日】平成１９年５月２２日（２００７．５．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２２日（２００７．５．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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