(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持する現像剤担持体を備えた現像装置であって、
前記現像剤担持体が、６価クロムフリーの３価クロム化合物（Ｃｒ２Ｏ３）およびコバルト（Ｃｏ）を含む皮膜層を最外層に備えていること、
前記現像剤担持体が、表面に凹凸を有するアルミニウム系基材であること、
前記皮膜層の膜厚が０．０６〜０．３５μｍであり、かつ、前記皮膜層の表面粗さが、十点平均粗さＲｚで６〜９μｍであること、並びに
前記現像剤が１成分現像剤であることを特徴とする、現像装置。
【請求項２】
前記皮膜層が、ケイ素（Ｓｉ）またはリン（Ｐ）の少なくともいずれかをさらに含む、請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記１成分現像剤が正帯電トナーである、請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記アルミニウム系基材の上に膜厚４．２〜５．１μｍの無電解ニッケル（Ｎｉ）メッキ層を有し、その上にさらに膜厚０．０５〜０．１９μｍの電解クロム（Ｃｒ）メッキ層を有する、請求項１〜３に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置を備える、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、及び前記現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等の電子写真方式を利用した画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面を均一に帯電させる帯電装置と、帯電された像担持体の表面を露光することによって、前記像担持体の表面に静電潜像を形成させる露光装置と、前記静電潜像が形成された像担持体の表面にトナーを供給することによって、前記静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、前記トナー像を構成するトナーを、前記像担持体から記録媒体へ転写する転写装置と、転写されたトナー像を加熱及び加圧することによって紙等の記録媒体に定着させる定着装置等を備える。このような画像形成装置は、上記各装置によって、前記像担持体上に形成したトナー像を記録媒体に転写し、その後、そのトナー像を記録媒体に定着させることによって、画像を記録媒体上に形成する。
【０００３】
電子写真方式を利用した画像形成装置に備えられる現像装置は、種々の現像方式の現像装置がある。具体的には、１成分現像剤を用いた現像装置としては、例えば、１成分現像剤であるトナーを現像ローラの表面上に担持させた状態で、現像ローラを回転させることによって、現像剤槽等に貯留されたトナーを、像担持体である感光体ドラムまで搬送することによって、前記像担持体の表面に予め形成された静電潜像を前記１成分現像剤で現像させるものが挙げられる。そして、このような現像装置は、その先端が現像ローラの表面に近接した状態で配置される板状のトナー層規制部材が備えられる。このトナー層規制部材によって、トナーが現像ローラによって搬送される際、現像ローラの表面上に担持されたトナー層が所定の厚みになるように、トナーが掻き取られる。その際、現像ローラによるトナーの搬送量を調整するとともに、トナーを帯電させる。
【０００４】
こういった現像ローラには、通常、ステンレスやアルミが使用されている。これらの金属は、その表面に不動態層を形成するため、正帯電の１成分トナーを用いる場合、不動態の酸化膜によってトナーに安定した正荷電を与える事が出来るからである。
【０００５】
しかし、このステンレスやアルミニウムは、長期間使用すれば、その表面がトナーの外添剤などによって削られ、表面円周方向に筋状のノイズが発生するため、耐久性に問題がある。
【０００６】
そこで、アルミニウムやステンレスよりも耐摩耗性能に優れ、なお且つ、ステンレスやアルミニウムの様に表面に不動態層を形成するクロム皮膜を、現像ローラ表面に行なう方法が提案されている。具体的にはクロムめっきを現像ローラ表面に行なう（特許文献１）ものであり、これによって、トナーの荷電性を維持しようというものである。
【０００７】
また、アルマイトや酸化クロムなどの酸化皮膜を現像ローラ表面に形成する方法も提案されている。具体的には、６価クロムを含むクロム酸処理液を用いて現像ローラ表面にクロム系皮膜を形成する方法が報告されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２８４５８６号公報
【特許文献２】特開平７−４４０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１記載の方法は不導態に頼った荷電付与であり、ある程度は効果があるが、高温高湿環境（ＨＨ）にさらされた場合や、トナーが劣化して荷電性能が落ちた場合、この不導態層だけでは十分な荷電性能を維持することが出来ない。そして、十分なトナー荷電が出来なければ、画像濃度低下やゴーストなどの不具合が発生してしまう。
【００１０】
そして、特許文献２に記載されているような酸化皮膜を表面に形成する方法は、不動態よりは荷電性を確保するが、通常、６価クロメートはＣｒＯ３＋Ｃｒ２Ｏ３＋Ｈ２Ｏで形成されており、ＣｒＯ３を含んだ皮膜（６価クロメート）は、その表面に微細なクラックが発生する。そのため、このＣｒＯ３を含んだ皮膜を持った現像ローラを使用すると、トナーの外添剤がこのクラックに埋まり、耐久と共にトナーの搬送性や荷電性を変えてしまうといった不具合が生じる。
【００１１】
よって、本発明は、１成分現像剤を現像剤として用いる現像装置において、トナーに安定した正帯電を与え、トナーの荷電性を維持し、かつトナーの搬送性を向上させることのできる現像装置および画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、前記課題に鑑みて鋭意検討を重ねた結果、６価クロムフリーの３価クロム化合物（Ｃｒ２Ｏ３）およびコバルト（Ｃｏ）を含む皮膜層を最外層に備えた現像装置を用いることによって、１成分現像剤の荷電性および搬送性を向上させることができることを見出し、さらに研究を重ねて本発明を完成した。
【００１３】
すなわち、前記課題を解決するための本発明の一局面は、現像剤を担持する現像剤担持体を備えた現像装置であって、前記現像剤担持体が、６価クロムフリーの３価クロム化合物（Ｃｒ２Ｏ３）およびコバルト（Ｃｏ）を含む皮膜層を最外層に備えていること、並びに前記現像剤が１成分現像剤であることを特徴とする、現像装置である。
【００１４】
このような構成により、現像剤担持体の表面が非常に緻密になり、クラックの発生も起こらなくなる。そのため、トナーの荷電性を安定させ、トナーの搬送性を向上させることができ、さらに耐久性にも優れる現像装置を提供することができる。
【００１５】
このクラックが入る理由は、現像担持体の皮膜層における含水量に影響しているとも考えられている。６価クロメートは水分量が１．８μｇ／ｃｍ２であるのに対して、本発明に係る皮膜層の含水量は０．３μｇ／ｃｍ２程度と、約６分の１程度でなっている。このため、本発明の皮膜はクラックが発生を抑制することができると考えられる。
【００１６】
更には、本発明の皮膜層においてはコバルトを含んでいるので、その表面に、〔Ｃｏ（Ｈ２Ｏ）６〕３＋の膜が形成され水分の浸透を防いでいる。
【００１７】
また、前記現像装置において、前記皮膜層がケイ素（Ｓｉ）又はリン（Ｐ）の少なくともいずれかをさらに含むことが好ましい。これにより、Ｓｉが存在する場合は皮膜の表層にＳｉＯ２の膜を作り、水分の浸透を防ぐことができ、また、Ｐが存在する場合はＣｒＰＯ４・４Ｈ２Ｏの析出が加わって、造膜性が強化される。このような、構造によって、本発明の担持体表面はさらに緻密となり、クラックの発生もより一層抑えることができる。
【００１８】
また、前記現像剤担持体によって担持される現像剤は、正帯電の１成分現像剤である場合に、本発明係る現像装置はより有効に働く。本発明に係る現像剤担持体はトナーに安定した正帯電を供給することができるからである。
【００１９】
前記課題を解決するための本発明のさらなる他の局面は、前記現像装置を備えた画像形成装置である。本発明の画像形成装置によれば、トナーの荷電性および搬送性に優れているので、優れた画像を長期にわたって提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る現像装置及び画像形成装置によれば、トナーの荷電性および搬送性に優れているので、高品質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部を拡大して示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る現像ローラの表面部の層構造を説明するための概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る現像ローラの３価クロム化合物皮膜のイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明は、現像剤を担持する現像剤担持体を備えた現像装置であって、前記現像剤担持体が、６価クロムフリーの３価クロム化合物（Ｃｒ２Ｏ３）およびコバルト（Ｃｏ）を含む皮膜層を最外層に備えていること、並びに前記現像剤が１成分現像剤であることを特徴とする現像装置、並びにその現像装置を備えた画像形成装置を提供する。
【００２３】
まず、以下に本発明の実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置について、図面に基づき詳細に説明する。
【００２４】
本発明の実施形態に係る画像形成装置は、後述する現像装置を備えているものである限り特に限定はされない。ここでは、画像形成装置として、図面に示す構成の画像形成装置、具体的には、モノクロタイプのプリンタ装置を例に挙げて説明するが、電子写真方式を利用した画像形成装置であればよく、モノクロタイプのプリンタ装置に限定されるものではない。また、具体的には、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機等の他の画像形成装置であってもよい。また、像担持体として、ドラム状の感光体である感光体ドラムを例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、ベルト状の感光体であっても、シート状の感光体であってもよい。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置（プリンタ）１の概略構成を示す模式図である。この画像形成装置１は、記録媒体である用紙Ｐを収容する給紙部１０と、この給紙部１０から給紙された用紙Ｐ上にトナー像を形成する画像形成部２０と、この画像形成部２０で用紙Ｐ上に形成された未定着トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着部３０と、この定着部３０によってトナー像が定着された用紙Ｐを画像形成装置外に排出する排紙部４０とを含む。
【００２６】
また、画像形成装置１本体には、給紙部１０から画像形成部２０及び定着部３０を経由して排紙部４０に向けて用紙Ｐを搬送する用紙搬送部５０が備えられている。用紙搬送部５０には、給紙部１０から画像形成部２０及び定着部３０を経由して排紙部４０を繋ぐ搬送路５２と、この搬送路５２の適所に搬送ローラ対５１とを備える。そして、前記用紙搬送部５０は、用紙Ｐを、搬送ローラ対５１によって、搬送路５２内を搬送させることにより、用紙Ｐを給紙部１０から画像形成部２０及び定着部３０を経由して排紙部４０へ搬送する。
【００２７】
給紙部１０は、給紙トレイ１１、ピックアップローラ１２、及び給紙ローラ対１３を備えている。給紙トレイ１１は、画像形成装置本体内における画像形成部２０より下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚の用紙Ｐが積層された用紙束を貯留する。ピックアップローラ１２は、用紙Ｐの搬送方向上流側で上方位置に設けられ、給紙トレイ１１に貯留された用紙束の最上面の用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。給紙ローラ対１３は、ピックアップローラ１２によって取り出された用紙Ｐを搬送路５２に送り出す。そうすることによって、給紙部１０は、画像形成部２０に用紙Ｐを供給する。
【００２８】
また、給紙部１０は、画像形成装置１の一側面、例えば、図１に示す右側側面に取り付けられる手差しトレイ１４、及びピックアップローラ１５をさらに備えている。手差しトレイ１４は、用紙Ｐを手差し操作で画像形成部２０へ向けて供給するために用いられるものである。ピックアップローラ１５は、手差しトレイ１４に載置された用紙Ｐを取り出して、搬送路５２に送り出す。そうすることによって、給紙部１０は、画像形成部２０に用紙Ｐを供給する。
【００２９】
画像形成部２０は、給紙部１０の用紙搬送方向下流側に配置される。そして、画像形成部２０は、外部（例えば、パーソナルコンピュータ等）から伝送された画像データ等に基づいて、給紙部１０から給紙された用紙Ｐ上にトナー像を形成するためのものである。なお、画像形成部２０の構成については、後述する。
【００３０】
定着部３０は、画像形成部２０の用紙搬送方向下流側に配置される。そして、定着部３０は、画像形成部２０で用紙Ｐ上に形成された未定着トナー像を用紙Ｐ上に定着させるためのものである。定着部３０は、内部に加熱源である通電発熱体を備えた加熱ローラ３１と、前記加熱ローラ３１に対向配置された加圧ローラ３２とを備えている。
【００３１】
定着部３０へ供給された用紙Ｐは、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２との間に形成される定着ニップ部を通過することで、加熱加圧される。これにより、画像形成部２０で用紙Ｐに転写されたトナー像は、用紙Ｐに定着される。定着処理の完了した用紙Ｐは、定着部３０から延設された搬送路５２を経由して、画像形成装置１本体の頂部に設けられた排紙部４０の排紙トレイ４１へ向けて排紙される。
【００３２】
排紙部４０は、画像形成装置１の頂部が凹没されることによって、形成され、この凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ４２を備える。
【００３３】
画像形成装置１は、給紙部１０から給紙された用紙Ｐ上に、画像形成部２０でトナー像を形成し、そのトナー像を定着部３０で定着させることにより画像を形成する。そして、画像が形成された用紙Ｐを排紙部４０によって排紙する。
【００３４】
次に、画像形成部２０について、図１に加え、図２を参照しながら説明する。なお、図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部２０を拡大して示す概略断面図である。
【００３５】
画像形成部２０には、像担持体である感光体ドラム２１が所定の方向（図２では、時計回り）に回転可能に配置されている。そして、画像形成部２０は、この感光体ドラム２１上にトナー像を形成し、そのトナー像を給紙部１０から給紙された用紙Ｐ上に転写するものである。そうすることによって、画像形成部２０は、外部（例えば、パーソナルコンピュータ等）から伝送された画像データ等に基づいて、給紙部１０から給紙された用紙Ｐ上にトナー像を形成する。
【００３６】
そして、画像形成部２０は、トナー像が感光体ドラム２１から用紙Ｐへ転写する位置を感光体ドラム２１の回転方向の最も上流側とした場合に、そこから下流側に向かって順に、クリーニングされる位置、除電される位置、帯電される位置、露光される位置、及び現像される位置となるように、クリーニング装置２２、除電装置２３、帯電装置２４、露光装置２５、及び現像装置７０が、それぞれ感光体ドラム２１の周囲に備えられている。そして、画像形成部２０は、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を、給紙部１０から給紙された用紙Ｐに転写する際に、用紙Ｐを搬送する搬送ベルト２７を備えている。また、画像形成部２０は、トナー像が感光体ドラム２１から用紙Ｐへ転写する位置に、搬送ベルト２７を介して、転写ローラ２６が備えられている。
【００３７】
感光体ドラム２１は、帯電処理、露光処理、現像処理、クリーニング処理、及び除電処理等によって、その周面上に、画像情報に基づくトナー像を形成させるためのものである。感光体ドラム２１としては、画像形成装置に備えられる感光体ドラムであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体ドラムや有機感光体（ＯＰＣ）ドラム等が挙げられる。
【００３８】
帯電装置２４は、矢符方向に回転されている感光体ドラム２１の周面を帯電させるためのものである。帯電装置２４としては、画像形成装置に備えられる帯電装置であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、帯電ローラを備え、その帯電ローラに所定の帯電バイアス電圧を印加することによって、感光体ドラムの周面を帯電させる接触帯電方式の帯電装置や、コロトロン型やスコロトロン型の非接触型放電方式の帯電装置等が挙げられる。
【００３９】
露光装置２５は、帯電装置２４によって周面が帯電された感光体ドラム２１の周面に、画像情報に基づくレーザ光やＬＥＤ光等の露光光Ｌを照射し、感光体ドラム２１の周面上に画像情報に基づく静電潜像を形成させるためのものである。露光装置２５としては、画像形成装置に備えられる露光装置であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ＬＥＤヘッドユニットやレーザ走査ユニット（ＬＳＵ）等が挙げられる。
【００４０】
現像装置７０は、感光体ドラム２１の周面上に形成された静電潜像をトナー像に現像するためのものである。現像装置７０は、現像容器７１内に内装された、現像剤担持体としての現像ローラ７２、攪拌ローラ７３，７４、ブレード７５を備えている。
【００４１】
現像容器７１は、現像装置７０の外郭を構成し、１成分現像剤であるトナーを収容する現像槽である。現像容器７１には、感光体ドラム２１に対向する位置に開口部が設けられている。現像ローラ７２が、その開口部から、感光体ドラム２１に向けて露出するように設けられている。そして、現像容器７１には、その下部に、現像剤貯留部８１が形成されている。
【００４２】
現像剤貯留部８１は、現像装置７０の長手方向（図２の紙面に対して垂直方向）に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室８２，８３から構成されている。現像剤貯留室８２，８３は、仕切り板８４によって長手方向において互いに仕切られているが、長手方向における両端部付近において互いに連通している。
【００４３】
また、各現像剤貯留室８２，８３には、攪拌ローラ７３，７４が装着されている。攪拌ローラ７３，７４は、回転により現像剤を攪拌しつつ搬送するためのものである。そして、攪拌ローラ７３，７４は、搬送方向が互いに逆方向になるように配置されているので、現像剤は、現像剤貯留室８２及び現像剤貯留室８３内を攪拌されつつ搬送される。現像剤貯留部８１は、トナーカートリッジ８５から１成分現像剤であるトナーが供給される。
【００４４】
現像ローラ７２は、その周面にトナーを担持させた状態で回転することによって、現像剤貯留部８１に貯留されているトナーを、感光体ドラム２１の近傍まで搬送するためのものである。なお、現像ローラ７２の構成については、後述する。
【００４５】
ブレード７５は、現像ローラ７２上に担持されたトナーの厚みを規制するトナー層規制部材である。ブレード７５は、板状の部材であって、一方の端部が現像ローラ７２の周面に対向して配置される。ブレード７５としては、１成分現像方式の現像装置に備えられるブレードであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のブレードが挙げられる。
【００４６】
また、現像ローラ７２の表面に担持されたトナーは、トナー層規制部材による規制位置を通過する際に帯電される。このことは、ブレード７５による規制位置を通過する際に、現像剤担持体の表面にトナーが擦りつけられることによって、帯電されると考えられる。
【００４７】
次に、現像剤担持体として現像ローラ７２について、図１及び図２に加え、図３を参照しながら説明する。なお、図３は、本発明の実施形態に係る現像剤担持体７２の表面部の層構造を説明するための概略断面図であり、感光体ドラム２１もあわせて示す。
【００４８】
本実施形態において、現像ローラ７２は、少なくとも基材１０２と皮膜層１０１とを備え、前記皮膜層１０１は６価クロムフリーの３価クロム化合物（Ｃｒ２Ｏ３）およびコバルト（Ｃｏ）を含んでいる。また、この皮膜層１０１は、現像ローラ７２の最外表となるように備えられている。
【００４９】
このような現像ローラを用いれば、長期間にわたる画像形成に用いても、トナーの荷電性および搬送性を維持したまま、充分に高い画像濃度を有する画像を形成することができる。このような効果を達成できる主な要因の一つとしては、６価クロムフリーの３価クロム化合物（Ｃｒ２Ｏ３）およびコバルト（Ｃｏ）を含んだ皮膜層の表面が非常に緻密で、クラックの発生が起こりにくいためである。
【００５０】
なお、本発明に係る現像剤担持体としての現像ローラの皮膜層は、本来、６価クロムフリーであり６価クロムを含んでいないが、皮膜層に含まれるＣｏの反応作用により、Ｃｒ（ＩＩＩ）がＣｒ（ＶＩ）に一部酸化されることがある。しかし、これはＣｒ（ＩＩＩ）に対して、１／３０００程度で、非常に微量であり、皮膜層の性能には殆ど関与しない。
【００５１】
前記皮膜層における３価クロム化合物の含有量は、皮膜層全体に対し、通常、９０〜９７質量％である。３価クロム化合物の含有量が９０質量％未満であったり、９７質量％を超えたりすると、耐食性が悪くなり、錆が発生しやすくなる。
【００５２】
また、前記皮膜層におけるＣｏの含有量は、皮膜層全体に対し、通常、３〜１０質量％である。Ｃｏの含有量が３質量％未満であったり、１０質量％を超えたりすると耐食性が悪くなり、錆が発生しやすくなる。
【００５３】
さらに、前記皮膜層には、ケイ素（Ｓｉ）またはリン（Ｐ）の少なくともいずれかが含まれていることが好ましい。Ｓｉが存在すると皮膜の表層にＳｉＯ２の膜を作り、水分の浸透を防ぐことができ、Ｐが存在するとＣｒＰＯ４・４Ｈ２Ｏの析出が加わって、造膜性が強化される。ケイ素（Ｓｉ）を含む場合、その含有量は、皮膜層全体に対して、通常、３０〜５０質量％である。又、リン（Ｐ）を含む場合、その含有量は、皮膜層全体に対して、通常、３〜４０質量％である。
【００５４】
また、皮膜層の厚みは、通常、０．０３〜１μｍ程度、好ましくは、０．０６〜０．４μｍである。
【００５５】
そして、現像ローラ７２は、上記の構成を備えるものであれば、特に限定されない。具体的には、現像剤として磁性１成分現像剤を用いる場合、回転スリーブと、回転スリーブに内包され、固定して配置される磁石部材とからなるものが挙げられる。この場合、磁性１成分現像剤を、回転スリーブに内包された磁石部材により、回転スリーブ上に引き付けて担持させる。そして、この状態で、回転スリーブを回転させることによって、現像剤を搬送する。
【００５６】
本実施形態において用いられる現像剤は、一成分現像剤であれば、特に限定されないが、磁性１成分現像剤を用いる場合、例えば、正帯電性のトナーを用いることが好ましい。そして、現像剤としては、現像剤の成分等によっても異なるが、例えば、体積平均粒子径で６〜８μｍであるものが挙げられる。
【００５７】
より具体的には、現像ローラ７２は、その回転スリーブが、基材１０２と皮膜層１０１とを備える。図４に本実施形態に係る現像ローラ表面のＣｒ２Ｏ３皮膜のイメージ図を示す。ここで、基材１０１がブラスト処理などにより、凹凸を有している場合は、使用により、凸部分の皮膜層は削れてしまう。しかし、凹部分の皮膜は削れにくいので、基材１０１が凹凸を有している場合であっても、円周方向に筋状の傷が発生することは無い。
【００５８】
なお、この図４のように皮膜層１０２は基材１０１の上に直接設けられてもよいが、最外表に皮膜層１０１がある限り、基材１０２と皮膜層１０１の間にさらに１〜３つ程度の層を設けてもよい。
【００５９】
基材１０２と皮膜層１０１の間にさらに設けてもよい層としては、例えば、アルマイト層、電解クロム（Ｃｒ）メッキ層、Ｔｉコートなど不動態を形成できる層であることが好ましい。皮膜層１０１が摩耗して削れた場合でも、通常環境であればトナーの荷電性を確保できるためである。
【００６０】
また、無電解ニッケル（Ｎｉ）メッキ層、Ｃｕメッキ層などの層を設けることも好ましい。Ｎｉなどの摩擦係数が大きいものを使用すると、削れた部分の摩擦係数が上昇するため、凸部の削れによるトナー搬送力の軽減と摩擦係数上昇による増加で相殺しあうため、搬送力は結果として安定する。
【００６１】
さらに、皮膜層１０１と同じ組成に鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）等を含有させた層等を設けてもよい。このような層を有することにより、さらに現像剤担持体の耐久性が向上されるからである。
【００６２】
また、ぞれぞれの層の厚みについては、アルマイト層の場合、層の厚みは、２〜１０μｍ、電解Ｃｒメッキ層やＴｉコートの場合、層の厚みは、０．０５〜１．０μｍ程度である。さらに、無電解ニッケル（Ｎｉ）メッキ層、Ｃｕメッキ層などの場合、２〜６μｍ程度である。そして、皮膜層と同じ組成に鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）等を含有させた層等を設ける場合、その層の厚みは、通常、０．５〜１．５μｍ程度である。
【００６３】
これらの層の組み合わせは、皮膜層が最外層になっている限り特に限定はされないが、例えば、基材／無電解Ｎｉメッキ又はアルマイト／皮膜層、基材／無電解Ｎｉメッキ／電解Ｃｒメッキ／皮膜層、基材／無電解Ｎｉメッキ又はアルマイト／電解Ｃｒメッキ／Ｆｅ・Ｎｉ等を含む層／皮膜層などの組み合わせが挙げられる。
【００６４】
なお、皮膜層１０１や基材１０２との間にある中間層などの膜厚は、例えば、蛍光Ｘ線膜厚計等を用いて測定することができる。また、蛍光Ｘ線膜厚計としては、具体的には、例えば、セイコーインスツル株式会社製のＳＦＴ３２０等が挙げられる。
【００６５】
また、基材１０２としては、現像ローラ、この場合、回転スリーブとして用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、表面にトナーの搬送に寄与できる凹凸を有するものが挙げられる。例えば、アルミニウム素管等のアルミニウム系基材が好ましい。アルミニウム系基材は、表面にトナー搬送性を高めることができる凹凸が好適に形成されている。さらには、アルムニウムも不動態を形成できるため、皮膜層が削れた場合でも荷電性を確保できる。
【００６６】
また、現像ローラ７２の表面粗さ、ここでは、皮膜層１０１の表面粗さは、用いる１成分現像剤であるトナーの平均粒子径等によっても異なるが、十点平均粗さＲｚで、６〜９μｍ程度であることが好ましい。表面粗さが小さすぎると、トナー搬送性が低下する傾向がある。また、表面粗さが大きすぎると、トナーが、現像ローラ７２による搬送時に、現像ローラ７２に好適にこすり付けられず、トナーが好適に帯電しない傾向がある。
【００６７】
なお、ここでの表面粗さである十点平均粗さＲｚは、ＪＩＳに準拠したものであり、一般的な表面粗さ測定器等で測定することができる。具体的には、例えば、株式会社東京精密製の表面粗さ形状測定機（ＳＵＲＦＣＯＭ５００ＤＸ）を用いて測定することができる。
【００６８】
次に、以下に現像ローラ７２の製造方法の一例を具体的に示すが、以下の方法に限定されるわけではない。
【００６９】
まず、基材に対して、６価クロムフリーの３価クロム化合物（Ｃｒ２Ｏ３）およびコバルト（Ｃｏ）を含む皮膜層用組成物をコーティングすることにより、基材上に皮膜層を形成する。
【００７０】
このような皮膜層用組成物としては、上述したような皮膜層を形成できるものであれば特に限定はされない。
【００７１】
具体的には、例えば、硝酸クロムを４ｇ／Ｌ、硝酸コバルトを３ｇ／Ｌ、カルボン酸を２０ｇ／Ｌ含む液体組成物を、ＮａＯＨでｐＨ４に調整して、皮膜用組成物を得ることができる。
【００７２】
尚、基材に皮膜を塗布する前処理としては、脱脂処理（アルミニウム用脱脂剤Ｋ−３５０（日本カニゼン社）、５０℃で５分）をし、その後エッチング処理（ＮａＯＨ、５０℃で４０秒）をし、さらに活性化処理（６０％硝酸を用いて、室温で２０秒）を行い、その後、乾燥（６０℃で１０分）を行うこと等が挙げられる。
【００７３】
そして、その後、上述した処理液に３０℃で６０秒間浸漬させた後、水洗・乾燥を行うことにより、基材上の皮膜層を形成することができる。
【００７４】
さらに、皮膜層と基材との間に中間層などを含む場合は、前記皮膜層を形成する前に、基材に各種のメッキ処理またはコーティング処理を行って、上記したようなそれぞれの中間層を形成することができる。これらの処理方法や処理条件などは特に限定はなく、従来公知の方法を用いて行うことができる。
【００７５】
また、回転スリーブに内包された磁石部材は、例えば、図２に示すような、以下のような磁極配置の４極構造のものが挙げられる。具体的には、感光体ドラム２１と対向する位置に現像極としてＮ極と、ブレード７５に対向する位置にＳ極と、このＳ極の、回転スリーブの回転方向上流側にＮ極と、さらに上流側にＳ極とが配置されている。
【００７６】
そして、前記ブレード７５には、現像ローラ７２の回転方向上流側の側面上に磁石７６を備えている。また、磁石７６は、現像ローラ７２に近い側がＳ極となるように配置されている。このような磁石７６によって、現像ローラ７２の表面に担持されたトナーが、ブレード７５による規制位置を通過する際に、好適に配列されると考えられる。よって、このようなトナーが現像ローラの表面に擦りつけられるので、トナーが好適に帯電されると考えられる。
【００７７】
また、現像ローラ７２は、感光体ドラム２１と対向し、対向した周面同士が近接した状態で離間して配置される。そして、現像ローラ７２と感光体ドラム２１との間の距離（ＤＳ間距離）１０５は、使用するトナー等によっても異なるが、例えば、０．２〜０．４ｍｍであることが好ましい。
【００７８】
また、現像装置７０は、上述したように、静電潜像が形成される像担持体である感光体ドラム２１に対向して配置され、表面に担持した１成分現像剤を、感光体ドラム２１まで搬送する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体が、前記現像ローラ７２であるものである。
【００７９】
このような現像装置７０は、現像剤貯留部８１に貯留されたトナーを、現像ローラ７２の表面に担持しながら搬送し、その際、ブレード７５による規制位置を通過する際、トナーを好適に帯電させる。そして、そのトナーを感光体ドラム２１に供給する。よって、長期間にわたって、充分に高い画像濃度を有する画像を形成することができる。このことは、現像装置に備えられる現像剤担持体として、上述したような、長期間にわたって、充分に高いトナー搬送性を維持することができる現像ローラを用いていることによると考えられる。
【００８０】
また、画像形成装置１は、上述したように、現像装置７０と、感光体ドラム２１とを備えた画像形成装置である。このような画像形成装置は、現像装置７０を備えているので、長期間にわたって、トナーの荷電性および搬送性を維持し、充分に高い画像濃度を有する画像を形成することができる。
【実施例】
【００８１】
以下、実施例を通して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
【００８２】
１．現像ローラの製造
なお、下記の実施例において、用いた電解クロムめっき液（３価クロムめっき液）の組成は以下の通りである：
・３価クロム化合物（硫酸クロム、並びに塩基性硫酸クロム：１０ｇ／Ｌ）
・伝導性塩（硫酸カリウム  １００ｇ／Ｌ）
・ＰＨ緩衝剤（ホウ酸ナトリウム  ９０ｇ／Ｌ）
・イオウ化合物（サッカリン  ２ｇ／Ｌ）。
【００８３】
（実施例１）
アルミニウム基材（直径２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、材質Ａ６０６３）表面に、硝酸Ｃｒを４ｇ／Ｌ、硝酸Ｃｏを３ｇ／Ｌ、カルボン酸を２０ｇ／Ｌ含む液体組成物を、ＮａＯＨでＰＨ４に調整して、その液に、３０℃６０秒間浸漬させる事により、基材上に皮膜層を０．２μｍの厚みで形成した。
【００８４】
（実施例２）アルミニウム基材（直径２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、材質Ａ６０６３）表面を、脱脂、エッチング、中和、陽極酸化皮膜（アルマイト）、封孔処理の順で処理することでアルマイト層を得た。なお、アルマイト処理液・処理条件を：
硫酸（Ｈ２ＳＯ４）１５Ｗ／Ｖ％
温度２０℃
溶存アルミニウム２０ｇ／Ｌ
溶存塩化物量  ０．２ｇ／Ｌ
電流密度  １００Ａ／ｍ２
時間５分
とすることにより、アルマイト層を５μｍの厚みで形成した。その後、硝酸クロムを４ｇ／Ｌ、硝酸コバルトを３ｇ／Ｌ、カルボン酸を２０ｇ／Ｌ含む液体組成物を、ＮａＯＨでｐＨ４に調整して、その液に、上記アルマイト層を形成した基材を３０℃６０秒間浸漬させる事により、アルマイト層上に皮膜層を０．３５μｍの厚みで形成した。
【００８５】
（実施例３）
アルミニウム基材（直径２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、材質Ａ６０６３）表面に、まず無電解Ｎｉメッキ液（「カニゼン（登録商標）」、日本カニゼン社製）を用いてメッキ処理を行い、無電解Ｎｉメッキ層を４．２μｍの厚みで形成した。その後、硝酸クロムを４ｇ／Ｌ、硝酸コバルトを３ｇ／Ｌ、カルボン酸を２０ｇ／Ｌ含む液体組成物を、ＮａＯＨでｐＨ４に調整して、その液に、上記無電解Ｎｉメッキ層を形成した基材を３０℃６０秒間浸漬させる事により、無電解Ｎｉメッキ層上に皮膜層を０．２８μｍの厚みで形成した。
【００８６】
（実施例４）
アルミニウム基材（直径２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、材質Ａ６０６３）表面に、まず無電解Ｎｉメッキ液（「カニゼン（登録商標）」、日本カニゼン社製）を用いてメッキ処理を行い、無電解Ｎｉメッキ層を４．５μｍの厚みで形成した。さらにその上に、電解Ｃｒメッキ液を用いてメッキ処理を行い、厚み０．１５μｍの電解メッキ層を形成した。その後、硝酸クロムを４ｇ／Ｌ、硝酸コバルトを３ｇ／Ｌ、カルボン酸を２０ｇ／Ｌ含む液体組成物を、ＮａＯＨでｐＨ４に調整して、その液に、上記電解Ｃｒメッキ層を形成した基材を３０℃６０秒間浸漬させる事により、上記電解Ｃｒメッキ層上に皮膜層を０．２２μｍの厚みで形成した。
【００８７】
（実施例５）
アルミニウム基材（直径２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、材質Ａ６０６３）表面に、まず無電解Ｎｉメッキ液（「カニゼン（登録商標）」、日本カニゼン社製）を用いてメッキ処理を行い、無電解Ｎｉメッキ層を４．７μｍの厚みで形成した。さらにその上に、電解Ｃｒメッキ液を用いてメッキ処理を行い、厚み０．１９μｍの電解メッキ層を形成した。その後、硝酸クロムを４ｇ／Ｌ、硝酸コバルトを３ｇ／Ｌ、カルボン酸を２０ｇ／Ｌ含む液体組成物を、ＮａＯＨでｐＨ４に調整して、その液に、上記電解Ｃｒメッキ層を形成した基材を３０℃６０秒間浸漬させる事により、上記電解Ｃｒメッキ層上に皮膜層を０．０６μｍの厚みで形成した。
【００８８】
（実施例６）
アルミニウム基材（直径２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、材質Ａ６０６３）表面に、まず無電解Ｎｉメッキ液（「カニゼン（登録商標）」、日本カニゼン社製）を用いてメッキ処理を行い、無電解Ｎｉメッキ層を５．１μｍの厚みで形成した。さらにその上に、電解Ｃｒメッキ液を用いてメッキ処理を行い、厚み０．１８μｍの電解メッキ層を形成した。さらに加えて、その上に、硝酸クロムを４ｇ／Ｌ、硝酸コバルトを３ｇ／Ｌ、カルボン酸を２０ｇ／Ｌ、及びＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐ（それぞれ微量）を含む液体組成物をＮａＯＨでｐＨ４．２に調整して、その液に、上記電解Ｃｒメッキ層を形成した基材を３０℃６０秒間浸漬させる事により、上記電解Ｃｒメッキ層上にさらなる層を０．５μｍの厚みで形成した。
【００８９】
そして、その後、硝酸クロムを４ｇ／Ｌ、硝酸コバルトを３ｇ／Ｌ、カルボン酸を２０ｇ／Ｌ含む液体組成物を、ＮａＯＨでｐＨ４に調整して、その液に上記で得られた基材を３０℃６０秒間浸漬させる事により、基材の最外層に皮膜層を０．０６μｍの厚みで形成した。
【００９０】
（比較例１）
ステンレス鋼（ＳＵＳ）（直径２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、材質ＳＵＳ３０５）基材をブラスト処理した。
【００９１】
（比較例２）
アルミニウム（直径２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、材質Ａ６０６３）基材をブラスト処理した。
【００９２】
（比較例３）
アルミニウム基材（直径２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、材質Ａ６０６３）表面に、処理時間を６分とした以外は実施例２と同様の方法によって、アルマイト層を６μｍの厚みで形成した。
【００９３】
（比較例４）
アルミニウム基材（直径２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、材質Ａ６０６３）表面に、まず無電解Ｎｉメッキ液（「カニゼン（登録商標）」、日本カニゼン社製）を用いてメッキ処理を行い、無電解Ｎｉメッキ層を４．７μｍの厚みで形成した。さらにその上に、電解Ｃｒメッキ液を用いてメッキ処理を行い、厚み０．１８μｍの電解メッキ層を形成した。
【００９４】
（比較例５）
アルミニウム基材（直径２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、材質Ａ６０６３）表面を、６価クロム２０ｇ／Ｌ、フッ化水素アンモニウム１ｇ／Ｌ、を含む水溶液に２５℃で１２０秒で浸漬させる事により、基材上に６価クロム（ＣｒＯ３）を含む皮膜層を０．３μｍの厚みで形成した。（なお、表中に示すように皮膜層には３価クロムが含まれているが、これは６価の一部が処理時に還元されて３価になったものである）。
【００９５】
２．評価
実施例１〜６および比較例１〜５で製造した現像ローラ（直径２０ｍｍ）を、画像形成装置（「ＬＳ−４０２０ＤＮ」、京セラミタ（株）製）に装着して、以下の条件で、出力耐久試験を行った：
・感光体（アモルファスシリコン感光体、直径３０ｍｍ）
・感光体表面電位：  Ｖｏ  ２８０ｖ
・システム速度：１２５ｍｍ／ｓ
・現像ギャップ：３００μｍ
・規制ギャップ：３００μｍ
・現像バイアス：Ｖｐｐ  １７００ｖ
Ｖｄｃ    １７５ｖ
・トナー：正帯電トナー、平均粒径７．１μｍ
・現像ローラの表面粗さＲｚｊｉｓ：７．５±１．０μｍ。
【００９６】
なお、画像濃度はグレタグマクベス反射濃度計（ＲＤ−９１８）にて測定した。それぞれの皮膜の膜厚は、蛍光Ｘ線およびＳＥＭを用いて、Ｎｉメッキ、Ｃｒメッキ、Ｃｒコートの検量線を作成した上で、測定した。
【００９７】
評価基準は、以下の通りである：
（環境試験）
温度３２．５℃、湿度８５％の環境で１０Ｋ枚耐久後の画像濃度が、１０Ｋ耐久前（温度２３℃、湿度５０％）での濃度に対して、０．３以上低下した場合を×、０．３未満の場合を○と評価した。
【００９８】
（耐久試験）
同一環境条件（温度２０  ℃、湿度５０  ％）において、５００Ｋ耐久を行って、画像濃度変化が、０．５以上の場合を×、画像濃度変化が、０．５未満で０．３以上の場合を○、０．３未満を◎と評価した。
【００９９】
（円周方向縦筋）
５００Ｋ耐久を行って、画像上に、現像ローラ円周方向縦筋方向の傷に応じた画像ノイズが発生した場合を×、画像ノイズが未発生の場合を○と評価した。
【０１００】
以上の結果を表１に示す。
【０１０１】
【表１】
0005470286.tif 000002
３．考察
本発明に係る実施例１〜６の現像ローラを用いた場合、全ての評価試験（環境・耐久・円周方向縦筋）において、結果が合格レベルであった。
【０１０２】
これに対して、比較例１および２の現像ローラは、硬度が不足していたため、円周方向に筋が入った。
【０１０３】
比較例３の現像ローラでは、硬度は上がったが、耐久試験において画像濃度が高くなった。恐らく、表面の微細孔にトナーの外添剤が埋まり、トナーの搬送量が増加したためと考えられる。
【０１０４】
比較例４では、ＨＨ環境において荷電が低下し、濃度低下が起こった。
【０１０５】
比較例５では、耐久試験において画像濃度が高くなった。これは、表面のクラックにトナーの外添剤が埋まり、トナーの搬送量が増加したためと考えられる。
【０１０６】
さらに、実施例１〜６の現像ローラにおける皮膜層は耐久と共に、凸部の皮膜層が削れて、その直下の層が露出していた。しかし、現像ローラ表面には凹凸があるため、凹部の皮膜層は削れにくい。よって、凸部の皮膜層が削れても、凹部の皮膜層が残ることで荷電性を維持することが出来ることもわかった。
【符号の説明】
【０１０７】
１  画像形成装置
１０  給紙部
２０  画像形成部
２１  感光体ドラム
２２  クリーニング装置
２３  除電装置
２４  帯電装置
２５  露光装置
２６  転写ローラ
２７  搬送ベルト
３０  定着部
４０  排紙部
５０  用紙搬送部
７０  現像装置
７１  現像容器
７２  現像ローラ
７３  攪拌ローラ
７５  ブレード
７６  磁石
８１  現像剤貯留部
８２，８３  現像剤貯留室
８４  仕切り板
１０１  皮膜層
１０２  基材
【図１】
0005470286.tif 000003
【図２】
0005470286.tif 000004
【図３】
0005470286.tif 000005
【図４】
0005470286.tif 000006