(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面上にホッピングしているトナーを潜像担持体に対向する現像領域まで搬送するトナー担持体において、
少なくとも外表面に絶縁体で構成された絶縁層を有する基材と、
前記基材の外表面にらせん状に形成された少なくとも一本のリボン状の電極と、が設けられ、
前記電極における基材側の両縁が、それらの外側に向かうにしたがって徐々に厚みを減少させた凹面となるように傾斜して設けられ、かつ、
前記電極の幅方向の中央部が、前記基材の外表面と平行になるように平坦に形成されている
ことを特徴とするトナー担持体。
【請求項２】
外周面上にホッピングしているトナーを潜像担持体に対向する現像領域まで搬送するトナー担持体において、
少なくとも外表面に絶縁体で構成された絶縁層を有する基材と、
前記基材の外表面にらせん状に形成された少なくとも一本のリボン状の電極と、が設けられ、
前記電極における基材側の両縁が、それらの外側に向かうにしたがって徐々に厚みを減少させるように傾斜して設けられ、かつ、
前記電極の幅方向の中央部が、前記基材の外表面と平行になるように平坦に形成され、
前記電極が、前記基材の外表面全体に一様に形成した金属膜に、高エネルギのビームを照射して、不要部分を除去し形成されている
ことを特徴とするトナー担持体。
【請求項３】
前記電極が、前記基材の外表面に互いに間隔をあけて一対設けられて、これら一対の電極間に交番電界を形成するように、前記一対の電極間に電圧が印加されることを特徴とする請求項２記載のトナー担持体。
【請求項４】
前記電極が、前記基材の外表面に一本のみ設けられて、前記電極と前記基材における導電性の母材との間に交番電界を形成するように、前記電極と前記母材との間に電圧が印加されることを特徴とする請求項２記載のトナー担持体。
【請求項５】
前記ビームの四角形とされたスポットの外縁を前記基材の軸芯に対して傾けた状態で、前記スポットを前記基材の軸芯方向に互いに重ねて、前記基材を軸芯回りに回転させるのに連動させて前記基材の軸芯方向に相対的に移動させながら、前記ビームが、前記金属膜に照射されることにより、前記電極が形成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のうちいずれか一項に記載のトナー担持体。
【請求項６】
前記ビームが複数本同時に照射されて、前記電極が形成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項５のうちいずれか一項に記載のトナー担持体。
【請求項７】
前記電極に接続された電極軸が、前記基材の外表面の軸芯方向の両端部に当該軸芯に対して直交する方向に延在されて設けられており、そして、前記電極軸の互いに近接する縁部が、鋸歯状に形成されている
ことを特徴とする請求項２ないし請求項６のうちいずれか一項に記載のトナー担持体。
【請求項８】
前記基材が、円柱状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか一項に記載のトナー担持体。
【請求項９】
前記基材が、無端ベルト状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか一項に記載のトナー担持体。
【請求項１０】
外周面上にホッピングしているトナーを潜像担持体に対向する現像領域まで搬送するトナー担持体を備えた現像装置において、前記トナー担持体として、請求項１ないし請求項９のうちいずれか一項に記載のトナー担持体を有することを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
潜像担持体と、帯電装置と、現像装置と、を少なくとも備えた画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１０記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等に用いられる現像ローラなどのトナー担持体、現像装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、外周面上でホッピングしているトナーを潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、該潜像担持体上の静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー担持体及び現像装置に関する。また、本発明は、かかる現像装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置に備えられる現像装置として、現像ローラなどのトナー担持体の外周面上でホッピンさせたトナーを静電潜像の現像に用いる現像装置（例えば、特許文献１参照）が知られている。特許文献１に示された現像装置のトナー担持体としての現像ローラは、アクリル樹脂で構成されかつ上に周方向に交互に設けられかつ互いに電気的に絶縁された第１の電極と第２の電極とを設けた円筒部材と、当該円筒部材の長手方向の両端部に取り付けられかつ前記電極のいずれかと電気的に接続された導電性の一対の電極軸とを備えている。
【０００３】
電極は、前記円筒部材の外周面上に当該円筒部材の長手方向に延在した溝が切削工程により形成された後、円筒部材の外周面の全周に無電解ニッケル鍍金により施された鍍金層の前記円筒部材の外周面上の部分が切削工程により除去されて、前記溝内に形成される。そして、円筒部材の外周面は、電極の表面上も含めて、全周に亘ってシリコーン樹脂によりコーティングされる。
【０００４】
こうして製造された現像ローラは、一対の電極軸間即ち第１の電極と第２の電極との間に交流電源から交流電圧が印加される。そして、現像ローラは、第１の電極と第２の電極との間に交番電界を形成し、トナーを第１の電極と第２の電極との間を繰り返し往復移動するように、ホッピングさせる。即ち、現像ローラは、第１の電極上に位置していたトナーが浮上して第２の電極上に着地したり、第２の電極上から浮上して第１の電極上に着地したりする。そして、現像ローラは、軸芯回りに回転されることで、潜像担持体に対向する現像領域までトナーを搬送する。そして、現像ローラは、当該現像領域でホッピングしたトナーを潜像担持体上の静電潜像に付着させて、静電潜像を現像する。
【０００５】
このように、特許文献１に示された現像ローラは、当該現像ローラの外周面や磁性キャリアに付着しているトナーではなく、前述したホッピングによって吸着力を発揮していないトナーを用いて、静電潜像を現像する。こうして、潜像担持体の外周面において、非画像部との電位差が僅か数十ボルトである静電潜像にもトナーを付着させるという低電位差現像を実現することができる。
【０００６】
しかしながら、このような特許文献１に示された現像ローラは、前述した溝を形成する場合や、鍍金層の不要部分を除去する際に切削加工を施すので、加工にかかる所要時間が長時間化して、コストが高騰する傾向であった。また、切削加工を施す際に生じる削りかすにより電極同士が短絡する虞があったり、溝を形成する際の切削加工により、円筒部材がゆがんでしまい、所望の精度を得ることができない虞があった。
【０００７】
このような特許文献１に示された現像ローラの問題を解決するために、本発明の出願人は、円筒部材の外周面に、幅が３０μｍ程度の金属箔をらせん状に捲きつけることで、前述した第１の電極と第２の電極とを構成する現像ローラ（例えば、特許文献２参照）を提案している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した特許文献２に示された現像ローラは、金属箔をらせん状に捲きつけるので、これらの巻きつけられた金属箔と円筒部材との間に隙間が生じ、所望の精度で電極を製造することが困難であった（即ち所望の位置に電極を形成することが困難であった）。
【０００９】
また、金属箔をらせん状に捲きつけて電極を形成しているので、これらの巻きつけられた金属箔と円筒部材との間に隙間が生じるので、経年劣化により金属箔即ち電極が円筒部材に対してずれたり、耐久性にも問題があった。
【００１０】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、耐久性を向上させることができる電極を外周面に設けたトナー担持体、現像装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載のトナー担持体は、外周面上にホッピングしているトナーを潜像担持体に対向する現像領域まで搬送するトナー担持体において、少なくとも外表面に絶縁体で構成された絶縁層を有する基材と、前記基材の外表面にらせん状に形成された少なくとも一本のリボン状の電極と、が設けられ、前記電極における基材側の両縁が、それらの外側に向かうにしたがって徐々に厚みを減少させた凹面となるように傾斜して設けられ、かつ、前記電極の幅方向の中央部が、前記基材の外表面と平行になるように平坦に形成されていることを特徴としている。
請求項２に記載のトナー担持体は、外周面上にホッピングしているトナーを潜像担持体に対向する現像領域まで搬送するトナー担持体において、少なくとも外表面に絶縁体で構成された絶縁層を有する基材と、前記基材の外表面にらせん状に形成された少なくとも一本のリボン状の電極と、が設けられ、前記電極における基材側の両縁が、それらの外側に向かうにしたがって徐々に厚みを減少させるように傾斜して設けられ、かつ、前記電極の幅方向の中央部が、前記基材の外表面と平行になるように平坦に形成され、前記電極が、前記基材の外表面全体に一様に形成した金属膜に、高エネルギのビームを照射して、不要部分を除去し形成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載のトナー担持体は、請求項２に記載のトナー担持体において、前記電極が、前記基材の外表面に互いに間隔をあけて一対設けられて、これら一対の電極間に交番電界を形成するように、前記一対の電極間に電圧が印加されることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載のトナー担持体は、請求項２に記載のトナー担持体において、前記電極が、前記基材の外表面に一本のみ設けられて、前記電極と前記基材における導電性の母材との間に交番電界を形成するように、前記電極と前記母材との間に電圧が印加されることを特徴としている。
【００１５】
請求項５に記載のトナー担持体は、請求項２乃至請求項４のうちいずれか一項に記載のトナー担持体において、前記ビームの四角形とされたスポットの外縁を前記基材の軸芯に対して傾けた状態で、前記スポットを前記基材の軸芯方向に互いに重ねて、前記基材を軸芯回りに回転させるのに連動させて前記基材の軸芯方向に相対的に移動させながら、前記ビームが、前記金属膜に照射されることにより、前記電極が形成されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項６に記載のトナー担持体は、請求項２乃至請求項５のうちいずれか一項に記載のトナー担持体において、前記ビームが複数本同時に照射されて、前記電極が形成されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項７に記載のトナー担持体は、請求項２乃至請求項６のうちいずれか一項に記載のトナー担持体において、前記電極に接続された電極軸が、前記基材の外表面の軸芯方向の両端部に当該軸芯に対して直交する方向に延在されて設けられており、そして、前記電極軸の互いに近接する縁部が、鋸歯状に形成されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項８に記載のトナー担持体は、請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載のトナー担持体において、前記基材が、円柱状に形成されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項９に記載のトナー担持体は、請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載のトナー担持体において、前記基材が、無端ベルト状に形成されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項１０に記載の現像装置は、外周面上にホッピングしているトナーを潜像担持体に対向する現像領域まで搬送するトナー担持体を備えた現像装置において、前記トナー担持体として、請求項１ないし請求項９のうちいずれか一項に記載のトナー担持体を有することを特徴としている。
【００２１】
請求項１１に記載の画像形成装置は、潜像担持体と、帯電装置と、現像装置と、を少なくとも備えた画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１０記載の現像装置を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載のトナー担持体によれば、外周面上にらせん状でリボン状に形成された電極がその断面において、縁部が外側に向かうにしたがって徐々に厚みが減少する凹状の曲線となるように形成されているので、当該電極の基材への接触面積を大きくすることができる。こうすることで、電極を基材からはがれ難くすることができ、耐久性を向上させることができる。
請求項２に記載のトナー担持体によれば、外周面上にらせん状でリボン状に形成された電極がその断面において、縁部が外側に向かうにしたがって徐々に厚みが減少するように形成されているので、当該電極の基材への接触面積を大きくすることができる。こうすることで、電極を基材からはがれ難くすることができ、耐久性を向上させることができる。また、請求項２に記載のトナー担持体によれば、電極が、基材の外表面全体に一様に形成された金属膜に、高エネルギのビームが照射されて不要部分が除去されて製造されているので、このビームを照射した箇所の金属膜を確実に除去でき、高精度な電極を得ることができる即ち所望の位置に確実に電極を形成することができる。
【００２３】
請求項３に記載のトナー担持体によれば、トナー担持体は、基材の外表面に電極を一対設けているので、これらの電極間でトナーを確実にホッピングさせることができ、低電位差現像を確実に実現することができる。
【００２４】
請求項４に記載のトナー担持体によれば、トナー担持体は、基材の外表面に電極を一本のみ設け、この電極と基材の母材との間に交番電界を形成するように印加しているので、これらの電極と基材の外表面の当該ホッピング間に位置する部分との間でトナーを確実にホッピングさせることができ、低電位差現像を確実に実現することができる。
【００２６】
請求項５に記載のトナー担持体によれば、スポットの外縁が基材の軸芯に対して傾きかつ基材の軸芯方向に互いに重なるように、基材が軸芯回りに回転するのに連動して、ビームが基材に対して軸芯方向に相対的に移動されながら金属膜に照射されるので、確実にらせん状の電極を得ることができ、かつ互いに隣り合う電極が短絡することを防止できる。
【００２７】
請求項６に記載のトナー担持体によれば、ビームが複数本同時に照射されるので、電極を形成する際にかかる所要時間を短くすることができ、トナー担持体の低コスト化を図ることができる。
【００２８】
請求項７に記載のトナー担持体によれば、電極軸の互いに近接する縁部が鋸歯状に形成されているので、スポットが四角形のビームを、その外縁が傾けたまま作業を行うことができる。よって、電極を形成する際にかかる所要時間を短くすることができ、トナー担持体の低コスト化を図ることができる。
【００２９】
請求項８に記載のトナー担持体によれば、基材が円柱状に形成されているので、トナー担持体を所謂現像ローラとして用いることができる。
【００３０】
請求項９に記載のトナー担持体によれば、基材が無端ベルト状に形成されているので、トナー担持体を所謂現像ベルトとして用いることができる。
【００３１】
請求項１０に記載の現像装置によれば、前述したトナー担持体を備えているので、電極を基材からはがれ難くすることができ、耐久性を向上させることができる。
【００３２】
請求項１１に記載の画像形成装置によれば、前述した現像装置を備えているので、電極を基材からはがれ難くすることができ、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる現像ローラを備えた画像形成装置の構成を正面からみた説明図である。
【図２】図１に示された画像形成装置の現像ローラの側面図である。
【図３】図２に示された現像ローラの要部の断面図である。
【図４】図２に示された現像ローラの要部を拡大して示す平面図である。
【図５】図２に示された現像ローラの芯金の側面図である。
【図６】図６に示された芯金に絶縁層が形成され更に金属膜が一様に形成された状態を示す側面図である。
【図７】図６に示された現像ローラの金属膜に加工を施す表面処理装置の概略の構成を示す側面図である。
【図８】図７に示された表面処理装置のレーザビームのスポットの位置を示す説明図である。
【図９】図７に示された表面処理装置のレーザビームのスポットの形状を示す説明図である。
【図１０】図７に示された表面処理装置のレーザビームのビームの強度の分布を示す説明図である。
【図１１】図８に示された位置のレーザビームの強度の分布を示す説明図である。
【図１２】図７に示された表面処理装置のレーザビームのスポットの現像ローラの外周面上での位置を示す説明図である。
【図１３】加工不良となる位置のレーザビームの強度の分布を示す説明図である。
【図１４】加工不良となる位置のレーザビームの強度の分布の他の例を示す説明図である。
【図１５】加工不良となるレーザビームのスポットの位置を示す説明図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態にかかる現像ローラの側面図である。
【図１７】図１６に示された現像ローラの要部の断面図である。
【図１８】図１６に示された現像ローラの要部を拡大して示す平面図である。
【図１９】図７に示された表面処理装置の変形例の概略の構成を示す側面図である。
【図２０】図１９に示された表面処理装置のレーザビームのスポットの位置を説明する説明図である。
【図２１】比較例としての表面処理装置の概略の構成を示す説明図である。
【図２２】本発明の変形例のレーザビームのスポットの位置を説明する説明図である。
【図２３】本発明のトナー担持体としての現像ベルトの一例を示す斜視図である。
【図２４】本発明のトナー担持体としての現像ベルトの他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の第１の実施形態を、図１ないし図１５に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の構成を正面からみた説明図である。図２は、図１に示された画像形成装置の本発明の第１の実施形態にかかる現像装置の現像ローラの側面図である。
【００３５】
画像形成装置１０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像則ちカラー画像を、一枚の転写材としての記録紙１０７（図１に示す）に形成する。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、黒の各色に対応するユニットなどを、以下、符号の末尾に各々Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付けて示す。
【００３６】
画像形成装置１０１は、図１に示すように、装置本体１０２と、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、転写ユニット１０４と、定着ユニット１０５と、複数のレーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋと、複数のプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋとを少なくとも備えている。
【００３７】
装置本体１０２は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体１０２は、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、転写ユニット１０４と、定着ユニット１０５と、複数のレーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋと、複数のプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋを収容している。
【００３８】
給紙ユニット１０３は、装置本体１０２の下部に複数設けられている。給紙ユニット１０３は、前述した記録紙１０７を重ねて収容するとともに装置本体１０２に出し入れ自在な給紙カセット１２３と、給紙ローラ１２４とを備えている。給紙ローラ１２４は、給紙カセット１２３内の一番上の記録紙１０７に押し当てられている。給紙ローラ１２４は、前述した一番上の記録紙１０７を、転写ユニット１０４の後述する搬送ベルト１２９と、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの後述する現像装置１１３の感光体ドラム１０８との間に送り出す。
【００３９】
レジストローラ対１１０は、給紙ユニット１０３から転写ユニット１０４に搬送される記録紙１０７の搬送経路に設けられており、一対のローラ１１０ａ，１１０ｂを備えている。レジストローラ対１１０は、一対のローラ１１０ａ，１１０ｂ間に記録紙１０７を挟み込み、該挟み込んだ記録紙１０７をトナー像に重ね合わせ得るタイミングで、転写ユニット１０４とプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋとの間に送り出す。
【００４０】
転写ユニット１０４は、給紙ユニット１０３の上方に設けられている。転写ユニット１０４は、駆動ローラ１２７と、従動ローラ１２８と、搬送ベルト１２９と、転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋとを備えている。駆動ローラ１２７は、記録紙１０７の搬送方向の下流側に配置されており、駆動源としてのモータなどによって回転駆動される。
【００４１】
従動ローラ１２８は、装置本体１０２に回転自在に支持されており、記録紙１０７の搬送方向の上流側に配置されている。搬送ベルト１２９は、無端環状に形成されており、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との双方に掛け渡されている。搬送ベルト１２９は、駆動ローラ１２７が回転駆動されることで、前述した駆動ローラ１２７と従動ローラ１２８との回りを図中半時計回りに循環（無端走行）する。
【００４２】
転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋは、それぞれ、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８との間に搬送ベルト１２９と該搬送ベルト１２９上の記録紙１０７とを挟む。転写ユニット１０４は、転写ローラ１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋが、給紙ユニット１０３から送り出された記録紙１０７を各プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８の外表面に押し付けて、感光体ドラム１０８上のトナー像を記録紙１０７に転写する。転写ユニット１０４は、トナー像を転写した記録紙１０７を定着ユニット１０５に向けて送り出す。
【００４３】
定着ユニット１０５は、転写ユニット１０４の記録紙１０７の搬送方向の下流に設けられ、互いの間に記録紙１０７を挟む一対のローラ１０５ａ，１０５ｂを備えている。定着ユニット１０５は、一対のローラ１０５ａ，１０５ｂ間に転写ユニット１０４から送り出されてきた記録紙１０７を押圧加熱することで、感光体ドラム１０８から記録紙１０７上に転写されたトナー像を、該記録紙１０７に定着させる。
【００４４】
レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋは、それぞれ、装置本体１０２の上部に取り付けられている。レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋは、それぞれ、一つのプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋに対応している。レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋは、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの後述の帯電ローラ１０９により一様に帯電された感光体ドラム１０８の外表面にレーザ光を照射して、静電潜像を形成する。
【００４５】
プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、それぞれ、転写ユニット１０４と、レーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋとの間に設けられている。プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、装置本体１０２に着脱自在である。プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、記録紙１０７の搬送方向に沿って、互いに並設されている。
【００４６】
プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、図１に示すように、カートリッジケース１１１と、帯電装置としての帯電ローラ１０９と、感光体ドラム（潜像担持体に相当する）１０８と、クリーニング装置としてのクリーニングブレード１１２と、現像装置１１３と、を備えている。このため、画像形成装置１０１は、帯電ローラ１０９と、感光体ドラム１０８と、クリーニングブレード１１２と、現像装置１１３と、を少なくとも備えている。
【００４７】
カートリッジケース１１１は、装置本体１０２に着脱自在で、かつ帯電ローラ１０９と、感光体ドラム１０８と、クリーニングブレード１１２と、現像装置１１３と、を収容している。帯電ローラ１０９は、感光体ドラム１０８の外表面を一様に帯電する。感光体ドラム１０８は、現像装置１１３の後述する現像ローラ１１５と間隔をあけて配されている。
【００４８】
感光体ドラム１０８は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム１０８は、対応するレーザ書き込みユニット１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋにより、外表面上に静電潜像が形成される。感光体ドラム１０８は、外表面上に形成されかつ担持する静電潜像にトナーＴ（図３に示す）が吸着して現像し、こうして得られたトナー像を搬送ベルト１２９との間に位置付けられた記録紙１０７に転写する。クリーニングブレード１１２は、記録紙１０７にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１０８の外表面に残留した転写残トナーを除去する。
【００４９】
現像装置１１３は、図１に示すように、現像剤供給部１１４と、トナー担持体としての現像ローラ１１５とを少なくとも備えている。
【００５０】
現像剤供給部１１４は、現像剤を収容する。現像剤は、トナーＴと、磁性キャリア（磁性粉ともいう）とを含んでいる。トナーＴは、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子である。なお、トナーＴは、種々の染料又は顔料を混入・分散した合成樹脂で構成される塊を粉砕して得られても良い。トナーＴの平均粒径は、３μｍ以上でかつ７μｍ以下である。また、トナーＴは、粉砕加工などにより形成されても良い。磁性キャリアの平均粒径は、２０μｍ以上でかつ５０μｍ以下である。現像剤供給部１１４は、トナーＴと磁性キャリアとを攪拌しながら、これらのトナーＴ及び磁性キャリア即ち現像剤を現像ローラ１１５の外表面に供給する。
【００５１】
現像ローラ１１５は、略円柱状に形成され、現像剤収容部１１４と感光体ドラム１０８との間に設けられ、図示しない駆動源により軸芯回りに回転駆動される。現像ローラ１１５の軸芯は、感光体ドラム１０８の軸芯と平行である。現像ローラ１１５は、感光体ドラム１０８と間隔をあけて配されている。現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８との間の空間は、現像剤のトナーＴを感光体ドラム１０８に吸着させて、静電潜像を現像してトナー像を得る現像領域Ｒをなしている。現像領域Ｒでは、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８とが相対する。
【００５２】
現像ローラ１１５は、図２及び図３に示すように、円柱状の基材１と、この基材１の外表面に形成された一対の電極軸２（図２のみに示す）と、前記基材１の外表面に形成された一対の電極３ａ，３ｂ（即ち、少なくとも一本の電極３ａ，３ｂ）と、保護層４（図３のみに示す）を備えている。
【００５３】
基材１は、図３に示すように、アルミニウム合金などの導電性の金属で構成された母材としての芯金５と、芯金５の大径部７の外表面全体に一様の厚みで形成された絶縁層６とを備えている。芯金５は、図５に示すように、円柱状の大径部７と、この大径部７と同軸に設けられかつ当該大径部７の両端面から凸の円柱状に形成された一対の小径部８とを一体に備えている。大径部７及び小径部８の外径は、これらの軸芯方向に一定に形成されている。勿論、大径部７の外径は、小径部８の外径よりも大きく形成されている。絶縁層６は、絶縁体としての絶縁性を有する合成樹脂で構成されている。このため、基材１の外表面には、絶縁体で構成された絶縁層６が設けられている。なお、絶縁層６の外表面は、基材１の外表面をなしている。
【００５４】
電極軸２と電極３ａ，３ｂは、導電性の金属で構成されている。電極軸２と電極３ａ，３ｂは、厚みと構成する金属が等しく形成されている。一対の電極軸２は、基材１の絶縁層６の外表面の軸芯方向の両端部に形成されている。電極軸２は、それぞれ、軸芯に対して直交する方向に延在して、前記基材１の絶縁層６の外表面の全周に亘って形成されている。また、一対の電極軸２の互いに近接する縁部が、図４に示すように、鋸歯状に形成されている。
【００５５】
一対の電極３ａ，３ｂは、互いに間隔をあけて平行に設けられたリボン状に形成され、基材１の絶縁層６の外表面の電極軸２間に形成されている。一対の電極３ａ，３ｂは、ぞれぞれ、基材１の絶縁層６の外表面にらせん状に形成されている。即ち、一対の電極３ａ，３ｂの長手方向は、基材１の軸芯に対して傾いているとともに、全長に亘って前記電極軸２に対する傾きθ（図４に示す）が一定に形成されている。また、一対の電極３ａ，３ｂのうちの一方の電極３ａは、一方の電極軸２に連なって当該一方の電極軸２と接続されており、他方の電極軸２から間隔をあけて当該他方の電極軸２と電気的に絶縁されている。一対の電極３ａ，３ｂのうちの他方の電極３ｂは、他方の電極軸２に連なって当該他方の電極軸２と接続されており、前記一方の電極軸２から間隔をあけて当該一方の電極軸２と電気的に絶縁されている。
【００５６】
また、電極３ａ，３ｂは、それぞれ、その断面において、図３に示すように、基材１からの両縁が当該電極３ａ，３ｂの外側に向かうにしたがって徐々に厚みを減少するように傾斜して設けられている。また、電極３ａ，３ｂは、それぞれ、その断面において、図３に示すように、当該電極３ａ，３ｂの幅方向の中央部が、前記基材１の絶縁層６の外表面と平行となるように平坦に形成されている。
【００５７】
保護層４は、絶縁性の合成樹脂で構成され、前記電極軸２、電極３ａ，３ｂ及び絶縁層６の表面全体を覆っている。
【００５８】
前述した構成の現像ローラ１１５は、前記一対の電極３ａ，３ｂ間には電極軸２を介して交流電圧が印加されて、これら一対の電極３ａ，３ｂが、互いの間に交番電界を形成する。そして、現像ローラ１１５は、図３に示すように、互いに隣り合う電極３ａ，３ｂ間で、トナーＴを繰り返し往復運動するように、ホッピングされる。こうして、現像ローラ１１５は、現像剤収容部１１４から供給された現像剤を吸着し、トナーＴをその外周面上でホッピングさせる。そして、現像ローラ１１５は、感光体ドラム１０８と現像剤収容部１１４との間で軸芯回りに回転駆動されることで、その外周面上にホッピングさせているトナーＴを感光体ドラム１０８の静電潜像に吸着させて、当該静電潜像を現像する。
【００５９】
前述した構成の現像ローラ１１５は、以下のように製造される。まず、前述したアルミニウム合金などの金属から図５に示す芯金５が一体に形成され、この芯金５の大径部７の外表面の全体に亘って絶縁性を有する合成樹脂で構成された厚みが一様の絶縁層６が形成される、その後、図６に示すように、この絶縁層６の外表面全体に一様に前述した電極軸２及び電極３ａ，３ｂを構成する金属で金属膜２３が形成される。そして、金属膜２３の電極３ａ，３ｂ及び電極軸２を除く不要部分が、図７に示す表面処理装置３０によって除去される。その後、保護層４で被覆される。
【００６０】
表面処理装置３０は、図７に示すように、ベース９と、保持部１０と、回転駆動部としてのモータ１１と、移動手段としての移動部１２と、工具としてのレーザ照射機１３と、制御手段としての図示しない制御装置とを備えている。
【００６１】
ベース９は、平板状に形成されて、工場のフロアやテーブル上等に設置される。ベース９の上面は、水平方向と平行に保たれる。ベース９の平面形状は、矩形状に形成されている。
【００６２】
保持部１０は、固定保持部１４と、スライド保持部１５とを備えている。固定保持部１４は、ベース９の長手方向の一端部から立設した固定柱１６と、この固定柱１６の上端部に設けられた回転チャック１７とを備えている。回転チャック１７は、厚手の円板状に形成され、固定柱１６の上端部にその中心を中心として回転自在に支持されている。回転チャック１７の回転中心は、ベース９の表面と平行に配置されている。
【００６３】
スライド保持部１５は、スライダ１９と、スライド柱２０と、この固定柱１６の上端部に設けられた回転チャック２１とを備えている。スライダ１９は、ベース９の表面即ち回転チャック１７の軸芯に沿ってスライド自在に設けられている。また、スライダ１９は、回転チャック２１の軸芯方向の位置が適宜固定される構成となっている。
【００６４】
スライド柱２０は、スライダ１９から立設している。回転チャック２１は、厚手の円板状に形成され、スライド柱２０の上端部に取り付けられたモータ１１の出力軸に取り付けられている。回転チャック２１の回転中心は、固定保持部１４の回転チャック１７と同軸に配置されている。
【００６５】
前述した保持部１０は、スライド保持部１５が固定保持部１４から離れた状態で、回転チャック１７，２１間に金属膜２３が一様に形成されて不要部分が除去される前の現像ローラ１１５が位置付けられて、そして、保持部１０は、スライド保持部１５が固定保持部１４に近づけられて、回転チャック１７，２１が現像ローラ１１５の両端部の小径部を内側に位置付けて、当該回転チャック１７，２１間に現像ローラ１１５を挟んだ状態で、スライダ１９が固定される。こうして、保持部１０は、回転チャック１７，２１間に現像ローラ１１５を挟んで、当該現像ローラ１１５を保持する。
【００６６】
モータ１１は、スライド保持部１５のスライド柱２０の上端部に取り付けられている。モータ１１は、回転チャック２１をその中心回りに回転駆動する。モータ１１は、回転チャック２１を回転駆動することで、回転チャック１７，２１間に挟まれた現像ローラ１１５をその軸芯回りに回転させる。
【００６７】
工具移動部１２は、リニアガイド２４と、図示しない移動用アクチュエータと、を備えている。リニアガイド２４は、レール２５と、スライダ２６とを備えている。レール２５は、ベース９上に設置されている。レール２５は、直線状に形成されているとともに、その長手方向がベース９の長手方向、回転チャック１７，２１間に挟まれた現像ローラ１１５の軸芯と平行に配されている。スライダ２６は、レール２５に該レール２５の長手方向に沿って移動自在に支持されている。
【００６８】
移動用アクチュエータは、ベース９に取り付けられているとともに、前述したスライダ２６をベース９の長手方向、回転チャック１７，２１間に挟まれた現像ローラ１１５の軸芯に沿って、スライド移動させる。
【００６９】
レーザ照射機１３は、スライダ２６から立設した柱状の工具本体２７に取り付けられている。レーザ照射機１３は、回転チャック１７，２１間に挟まれた現像ローラ１１５の基材１の絶縁層６の外表面に一様に形成された金属膜２３に向かって高エネルギのビームとしてのレーザビームＬを照射する。また、レーザ照射機１３は、工具本体２７に取り付けられた図示しない回転駆動源によりその軸芯周りの向きが適宜変更される。
【００７０】
レーザ照射機１３は、レーザビームＬを出射するレーザ発振器と、このレーザ発振器の出射したレーザビームＬの前記外表面でのスポットＳ（図９に示す）の形状を四角形とし、かつ前記レーザビームＬの強度の分布を図１０に示す略矩形状とするビーム整形系とを備えている。ビーム整形系は、互いに直交しかつシリンドカル面がレーザ発振機に相対した一対のシリンドカルレンズを二組設けている。これら二組の一対のシリンドカルレンズ前記レーザビームＬの光軸方向に並べられている。前述したレーザ照射機１３は、レーザビームＬを金属膜２３に照射することで、当該金属膜２３を構成する金属を昇華させて、当該レーザビームＬが照射された部分の金属膜２３を除去することで、当該金属膜２３から電極軸２及び電極３ａ，３ｂ以外の不要部分を除去する。
【００７１】
制御装置は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置は、回転駆動部としてのモータ１１と、工具移動部１２の移動用アクチュエータと、前述した回転駆動源と、レーザ照射機１３などと接続しており、これらを制御して、表面処理装置３０全体の制御を司る。
【００７２】
制御装置は、金属膜２３から不要部分を除去して、電極軸２及び電極３ａ，３ｂのみを基材１の絶縁層６の外表面に残す場合には、まず、回転駆動源にレーザ照射機１３の軸芯回りに向きを所定の向きとする。このときの向きは、基材１の絶縁層６におけるスポットＳの外縁の現像ローラ１１５の軸芯に対して直交する方向（電極軸２の長手方向）に対する傾きをθ（度、図４に示す）とすると、以下の式１で示すことができる。
【００７３】
θ＝ｓｉｎ-1（ｍ×（ａ＋ｂ）／２πｒ）・・・・・・式１
【００７４】
ただし、ａは電極３ａ，３ｂの幅、ｂは電極３ａ，３ｂ間の幅、ｒは現像ローラ１１５の半径、ｍは電極３ａ，３ｂの現像ローラ１１５の軸芯方向に並ぶ部分の本数である。
【００７５】
このため、制御装置は、形成する電極３ａ，３ｂの幅ａ、電極３ａ，３ｂ間の幅ｂ、現像ローラ１１５の半径ｒは、電極３ａ，３ｂの現像ローラ１１５の軸芯方向に並ぶ部分の本数ｍから前述した傾きθ（度）を求め、スポットＳの外縁の電極軸２の長手方向に対する傾きが前述した傾きθとなるように、レーザ照射機１３の向きを適宜調整する。
【００７６】
そして、制御装置は、レーザ照射機１３にレーザビームＬを不要部分の金属膜２３を除去できる一定時間照射させた後、回転駆動部としてのモータ１１で現像ローラ１１５をその軸芯回りに回転させて、移動用アクチュエータによりレーザ照射機１３を現像ローラ１１５の軸芯（長手方向）に沿って移動させる。そして、制御装置は、レーザビームＬのスポットＳの図１０中に符号Ｆで示す強度が略一定となる部分が図１１に示すように現像ローラ１１５の軸芯方向に隙間をあけずに並ぶように、即ち、前記スポットＳが図８に示すように現像ローラ１１５の軸芯方向に互いに重なるように、再度レーザ照射機１３にレーザビームＬを不要部分の金属膜２３を除去できる一定時間照射させる。
【００７７】
こうして、制御装置は、レーザ照射機１３のレーザビームＬを照射と、モータ１１による現像ローラ１１５の回転及び移動用アクチュエータによるレーザ照射機１３即ちレーザビームＬと現像ローラ１１５との軸芯方向の相対的な移動とを交互に繰りかえりして、前述した金属膜２３から不要部分を除去して、電極軸２及び電極３ａ，３ｂのみを基材１の外表面上に残す。
【００７８】
このように、レーザビームＬの四角形とされたスポットＳの外縁を前記現像ローラ１１５の基材１の軸芯に対して傾けた状態で、前記スポットＳを前記基材１の軸芯方向に互いに重ねて、前記基材１を軸芯回りに回転させるのに連動させて前記基材の軸芯方向に相対的に移動させながら、前記レーザビームＬを前記金属膜２３に照射する。このとき、前記スポットＳを前記基材１の軸芯方向に互いに重ねるのは、図１３及び図１４に示すように、レーザビームＬのスポットＳの強度が略一定となる部分Ｆが現像ローラ１１５の軸芯方向に隙間をあけると、現像ローラ１１５の外表面が湾曲しているので、図１２に示すように、スポットＳの縁部でレーザビームＬの焦点位置と加工位置との間にずれＤが生じて、図１５に示すように、金属膜２３の不要部分が残り互いに隣り合う電極３ａ，３ｂが短絡してしまうからである。
【００７９】
前述した構成の現像装置１１３は、現像剤供給部１１４でトナーＴと磁性キャリアとを十分に攪拌し、この攪拌した現像剤を電極３ａ，３ｂにより現像スリーブ１３２の外表面に吸着する。そして、現像装置１１３は、現像ローラ１１５が回転して、電極３ａ，３ｂ間にホッピングさせた現像剤のトナーＴを現像領域Ｒに向かって搬送する。こうして、現像装置１１３は、現像剤を現像ローラ１１５に担持し、現像領域Ｒに搬送して、感光体ドラム１０８上の静電潜像を現像して、トナー像を形成する。
【００８０】
そして、現像装置１１３は、現像済みの現像剤を、収容槽１１７に向かって離脱させる。さらに、そして、収容槽１１７内に収容された現像済みの現像剤は、再度、他の現像剤と十分に攪拌されて、感光体ドラム１０８の静電潜像の現像に用いられる。
【００８１】
前述した構成の画像形成装置１０１は、以下に示すように、記録紙１０７に画像を形成する。まず、画像形成装置１０１は、感光体ドラム１０８を回転して、この感光体ドラム１０８の外表面を一様に帯電ローラ１０９により−７００Ｖに帯電する。感光体ドラム１０８の外表面にレーザ光を照射して、感光体ドラム１０８を露光して、画像部分を−１５０Ｖに減衰させて、該感光体ドラム１０８の外表面に静電潜像を形成する。そして、静電潜像が現像領域Ｒに位置付けられると、この静電潜像に−５５０Ｖの現像バイアス電圧を印加して、現像装置１１３の現像ローラ１１５の外表面でホッピングしている現像剤のトナーＴが感光体ドラム１０８の外表面に吸着して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム１０８の外表面に形成する。
【００８２】
そして、画像形成装置１０１は、給紙ユニット１０３の給紙ローラ１２４などにより搬送されてきた記録紙１０７が、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋの感光体ドラム１０８と転写ユニット１０４の搬送ベルト１２９との間に位置して、感光体ドラム１０８の外表面上に形成されたトナー像を記録紙１０７に転写する。画像形成装置１０１は、定着ユニット１０５で、記録紙１０７にトナー像を定着する。こうして、画像形成装置１０１は、記録紙１０７にカラー画像を形成する。
【００８３】
一方、転写されずに感光体ドラム１０８上に残ったトナーＴはクリーニングブレード１１２によって回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム１０８は図示しない除電ランプで初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。
【００８４】
また、前述した画像形成装置１０１では、環境変動や経時変動による画質の変動を抑えるために、プロセスコントロールを行なっている。具体的には、まず現像装置１１３における現像能力を検出する。例えば、あるトナーパターンの画像を、現像バイアス電圧を一定にした条件下で感光体ドラム１０８上に形成し、その画像濃度を図示しない光センサで検出し、濃度変化から現像能力を把握する。そして、この現像能力が所定の目標現像能力になるように、トナー濃度の目標値を変更することで、画質を一定に保つことができる。例えば、光センサで検出したトナーパターンの画像濃度が、目標現像濃度よりも薄い場合には、トナー濃度を高くするように、図示しない制御手段としてのＣＰＵが現像剤収容部１１４に現像剤を攪拌するモータの駆動回路を制御する。一方、光センサで検出したトナーパターンの画像濃度が、目標現像濃度よりも薄い場合には、トナー濃度を低くするように、ＣＰＵが前述したモータの駆動回路を制御する。ここで、上記トナー濃度は図示しないトナー濃度センサで検知される。なお、感光体ドラム１０８上に形成されるトナーパターンの画像濃度は、現像ローラ１１５による画像濃度周期ムラの影響で多少変動することがある。
【００８５】
本実施形態によれば、外周面上にらせん状に形成された電極３ａ，３ｂの断面において、縁部が外側に向かうにしたがって徐々に厚みが減少するように形成されているので、当該電極３ａ，３ｂの基材１への接触面積を大きくすることができる。このために、電極３ａ，３ｂを基材１からはがれ難くすることができ、耐久性を向上させることができる。
【００８６】
また、現像ローラ１１５が基材１の外表面に電極３ａ，３ｂを一対設けているので、これらの電極３ａ，３ｂ間でトナーＴを確実にホッピングさせることができ、低電位差現像を確実に実現することができる。
【００８７】
また、電極３ａ，３ｂが、基材１の外表面全体に一様に形成された金属膜２３に、高エネルギのビームとしてのレーザビームＬが照射されて不要部分が除去されて製造されているので、このレーザビームＬを照射した箇所の金属膜２３を確実に除去でき、高精度な電極３ａ，３ｂを得ることができる即ち所望の位置に確実に電極３ａ，３ｂを形成することができる。
【００８８】
さらに、スポットＳの外縁が基材１の軸芯に対して傾きかつ基材１の軸芯方向に互いに重なるように、基材１が軸芯回りに回転するのに連動して、レーザビームＬが基材１に対して軸芯方向に相対的に移動されながら金属膜２３に照射されるので、確実にらせん状の電極３ａ，３ｂを得ることができ、かつ互いに隣り合う電極３ａ，３ｂが短絡することを防止できる。
【００８９】
電極軸２の互いに近接する縁部が鋸歯状に形成されているので、スポットＳが四角形のレーザビームＬを、その外縁が傾けたまま作業を行うことができる。よって、電極３ａ，３ｂを形成する際にかかる所要時間を短くすることができ、現像ローラ１１５の低コスト化を図ることができる。
【００９０】
現像ローラ１１５は、基材１が円柱状に形成されているので、当該現像ローラ１１５を所謂現像ローラとして用いることができる。
【００９１】
さらに、現像装置１１３は、前述した現像ローラ１１５を備えているので、電極３ａ，３ｂを基材１からはがれ難くすることができ、耐久性を向上させることができる。
【００９２】
さらに、画像形成装置１０１は、前述した現像装置１１３を備えているので、電極３ａ，３ｂを基材１からはがれ難くすることができ、耐久性を向上させることができる。
【００９３】
次に、本発明の第２の実施形態にかかる現像ローラ１１５を図１６乃至図１８を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００９４】
本実施形態では、現像ローラ１１５は、図１６及び図１８に示すように、電極３を一本のみ設けている。この一本に電極３は、一対の電極軸２の双方に接続している。電極３は、リボン状に形成され、基材１の絶縁層６の外表面の電極軸２間に形成されている。電極３は、基材１の絶縁層６の外表面にらせん状に形成されている。また、電極３は、それぞれ、その断面において、図１７に示すように、基材１からの両縁が当該電極３の外側に向かうにしたがって徐々に厚みを減少するように傾斜して設けられている。また、電極３は、それぞれ、その断面において、図１７に示すように、当該電極３の幅方向の中央部が、前記基材１の絶縁層６の外表面と平行となるように平坦に形成されている。
【００９５】
前述した構成の現像ローラ１１５は、電極３と基材１の芯金５との間に、交流電圧が印加されて、これらの電極３と基材１の芯金５とが互いの間に交番電界を形成する。そして、現像ローラ１１５は、図１７に示すように、互いに隣り合う電極３と基材１即ち絶縁層６の外表面との間で、トナーＴを繰り返し往復運動するように、ホッピングされる。こうして、現像ローラ１１５は、現像剤収容部１１４から供給された現像剤を吸着し、トナーＴをその外周面上でホッピングさせる。そして、現像ローラ１１５は、感光体ドラム１０８と現像剤収容部１１４との間で軸芯回りに回転駆動されることで、その外周面上にホッピングさせているトナーＴを感光体ドラム１０８の静電潜像に吸着させて、当該静電潜像を現像する。
【００９６】
また、本実施形態において、前述した第１の実施形態と同様に前述した図７に示された表面処理装置３０を用いて、金属膜２３の不要部分が除去されて、電極３及び電極軸２が形成される。
【００９７】
本実施形態によれば、外周面上にらせん状に形成された電極３の断面において、縁部が外側に向かうにしたがって徐々に厚みが減少するように形成されているので、当該電極３の基材１への接触面積を大きくすることができる。このために、電極３を基材１からはがれ難くすることができ、耐久性を向上させることができる。
【００９８】
また、現像ローラ１１５が、基材１の外表面に電極３を一本のみ設け、この電極３と基材１の芯金５との間に交番電界を形成するように印加しているので、これらの電極３と基材１の外表面の当該電極３間に位置する部分との間でトナーＴを確実にホッピングさせることができ、低電位差現像を確実に実現することができる。
【００９９】
また、本発明では、図１９に示すように、表面処理装置３０がレーザ照射機１３を複数備えて当該レーザ照射機１３を現像ローラ１１５の軸芯方向に並べて、レーザビームＬを複数本同時に照射させて、電極３，３ａ，３ｂを形成してもよい。この場合、図２０に示すように、レーザビームＬが複数本同時に照射されるので、電極３，３ａ，３ｂを形成する際にかかる所要時間を短くすることができ、現像ローラ１１５の低コスト化を図ることができる。また、この場合、レーザ照射機１３を図２１に示すように、周方向に並べる必要が無いので、表面処理装置３０の構成を単純にすることができる。なお、図１９ないし図２１において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【０１００】
また、本発明では、レーザ照射機１３のビーム整形系にレーザビームＬのスポットＳの形状を、図２２に示すように、平行四辺形にさせてもよい。
【０１０１】
さらに、本発明では、トナー担持体として、図２３及び図２４に示す現像ベルト２８を用いてもよい。この現像ベルト２８の基材１は、勿論、無短ベルト（無端環）状に形成されている。なお、図２２乃至図２４において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
また、本発明では、レーザビームＬ以外に、金属膜２３の不要部分を昇華させて除去できるものであれば、例えば、高エネルギのビームとして電子ビームを用いた加工、イオンビームを用いた加工、プラズマを用いた加工などや放電加工などの種々の加工を行ってもよい。
【０１０３】
次に、本発明の発明者らは、実際に前述した実施形態に示された構成の現像ローラ１１５を製造した。
【実施例１】
【０１０４】
本実施例では、アルミニウム合金で大径部７の外径が２０ｍｍの芯金５を製造し、当該大径部７の外表面に厚さが５μｍのポリイミド前駆体を塗布した。その後、３０分間、１５０度に加熱した後、６０分間、３５０度に加熱して、絶縁層６を形成した。そして、絶縁層６の外表面全体に亘って厚さが１μｍの銅を蒸着して、金属膜２３を形成した。そして、前述した表面処理装置３０により、レーザビームＬを金属膜２３の不要部分に照射して、電極軸２及び電極３ａ，３ｂを形成した。
【０１０５】
本実施例では、波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを用い、４枚の鏡を内側に向けて組み合わせて矩形状にし、カライドスコープを用いた。このカライドスコープを用いることにより、レーザビームＬの強度分布が、図１０に示すような形状になる。また、加工においては、勿論、現像ローラ１１５を回転すると同時に前述したカライドスコープを備えたレーザ照射機１３を軸芯方向に沿って現像ローラ１１５に対して相対的に移動した。
【０１０６】
また、本実施例では、現像ローラ１１５の外表面上のスポットＳを一辺が３００μｍの正方形として、およそ、３００μｍの幅で金属膜２３を除去できる加工となる。また、レーザの発振周波数を１ｋＨｚ、出力を１０Ｗとし、２５０μｍ相対的に移動させる毎に、レーザビームＬを照射した。本実施例では、軸芯方向の速度が１６０ｍｍ／ｓ、現像ローラ１１５の回転数を１８５ｒｐｍとして、１本の現像ローラ１１５当たり５３秒の加工時間がかかった。
【０１０７】
こうして、前述した第１の実施形態の２本の電極軸２及び軸芯方向に８０本が並んだ電極３ａ，３ｂを形成した。電極３ａ，３ｂの幅ａが２００μｍで、電極３ａ，３ｂ間の幅ｂが３００μｍであるので、加工中のスポットＳの前述した傾きθは、前述した式１から３９．５度と求められる。また、スポットＳを傾けて加工を行うので、電極軸２の互いに近接する縁部は、鋸歯状に形成され、スポットＳを軸芯方向に重ねて加工を行うので、その痕跡が絶縁層６に形成される。電極３ａ，３ｂが軸芯方向と平行である場合には、電極３ａ，３ｂが１２６本必要となるのに対し、本実施例では、約２／３となる。このため、本実施例では、前述した特許文献１に示された従来のものを製造するよりも加工時間を短縮できることが明らかとなった。その後、厚みが５μｍのシリコーン樹脂を塗布し、前述した保護層４を形成した。
【０１０８】
そして、本実施例の現像ローラ１１５を用いて、記録紙１０７に画像を形成する際には、電極３ａ，３ｂ間に交流電圧を印加して、当該電極３ａ，３ｂ間に交番電界を形成する。そして、電極３ａ，３ｂのうちの一方の電極３ａ上に位置していたトナーＴが浮上して他方の電極３ｂ上に着地したり、他方の電極３ｂ上から浮上して一方の電極３ａ上に着地したりする。ホッピングを繰り返しながら、現像ローラ１１５の回転駆動に伴う表面移動によって現像領域Ｒまで搬送され、現像領域Ｒでは、感光体ドラム１０８上の潜像の近傍まで浮上したトナーＴが、現像ローラ１１５の電極３ａ，３ｂに向けて下降することなく、潜像による電界に引かれて潜像に付着する。このような構成で、現像ローラ１１５や磁性キャリアなどに吸着しているトナーＴではなく、ホッピングによって吸着力を発揮していないトナーＴを現像に用いることができた。
【実施例２】
【０１０９】
本実施例では、アルミニウム合金で大径部７の外径が１６ｍｍの芯金５を製造し、当該大径部７の外表面にＳｉＯ2を０．５μｍの厚さで蒸着して絶縁層６を形成した。そして、絶縁層６の外表面全体に亘って厚さが１μｍのアルミニウム合金を蒸着して、金属膜２３を形成した。そして、前述した表面処理装置３０により、レーザビームＬを金属膜２３の不要部分に照射して、電極軸２及び電極３ａ，３ｂを形成した。
【０１１０】
本実施例では、波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを用い、トップハットホモジナイザーを用いて、レーザビームＬの強度分布を図１０に示すような形状にした。また、加工においては、勿論、現像ローラ１１５を回転すると同時にレーザ照射機１３を軸芯方向に沿って現像ローラ１１５に対して相対的に移動した。
【０１１１】
また、本実施例では、現像ローラ１１５の外表面上のスポットＳを１００μｍ×２００μｍの矩形状とし、およそ、１００μｍの幅で金属膜２３を除去できる加工となる。また、レーザの発振周波数を２ｋＨｚ、出力を７Ｗとし、１８０μｍ相対的に移動させる毎に、レーザビームＬを照射した。本実施例では、軸芯方向の速度が２６０ｍｍ／ｓ、現像ローラ１１５の回転数を３００ｒｐｍとして、１本の現像ローラ１１５当たり１９０秒の加工時間がかかった。
【０１１２】
こうして、前述した第１の実施形態の２本の電極軸２及び軸芯方向に１８０本が並んだ電極３ａ，３ｂを形成した。電極３ａ，３ｂの幅ａが１００μｍで、電極３ａ，３ｂ間の幅ｂが１００μｍであるので、加工中のスポットＳの前述した傾きθは、前述した式１から４５．７度と求められる。また、スポットＳを傾けて加工を行うので、電極軸２の互いに近接する縁部は、鋸歯状に形成され、スポットＳを軸芯方向に重ねて加工を行うので、その痕跡が絶縁層６に形成される。その後、ＳｉＯ2を０．５μｍの厚さで蒸着して保護層４を形成した。
【０１１３】
そして、本実施例の現像ローラ１１５を用いて、記録紙１０７に画像を形成する際には、電極３ａ，３ｂ間に交流電圧を印加して、当該電極３ａ，３ｂ間に交番電界を形成する。そして、電極３ａ，３ｂのうちの一方の電極３ａ上に位置していたトナーＴが浮上して他方の電極３ｂ上に着地したり、他方の電極３ｂ上から浮上して一方の電極３ａ上に着地したりする。ホッピングを繰り返しながら、現像ローラ１１５の回転駆動に伴う表面移動によって現像領域Ｒまで搬送され、現像領域Ｒでは、感光体ドラム１０８上の潜像の近傍まで浮上したトナーＴが、現像ローラ１１５の電極３ａ，３ｂに向けて下降することなく、潜像による電界に引かれて潜像に付着する。このような構成で、現像ローラ１１５や磁性キャリアなどに吸着しているトナーＴではなく、ホッピングによって吸着力を発揮していないトナーＴを現像に用いることができた。また、本実施例では、アルミニウム合金は、レーザビームＬの吸収率が銅よりも高いために、前述した実施例１よりもレーザビームＬの出力を下げることができた。
【実施例３】
【０１１４】
本実施例では、アルミニウム合金で大径部７の外径が１０ｍｍの芯金５を製造し、当該大径部７の外表面に厚さが３μｍのポリイミド前駆体を塗布した。その後、３０分間、１５０度に加熱した後、６０分間、３５０度に加熱して、絶縁層６を形成した。そして、絶縁層６の外表面全体に亘って厚さが１μｍの銅を蒸着して、金属膜２３を形成した。そして、前述した表面処理装置３０により、レーザビームＬを金属膜２３の不要部分に照射して、電極軸２及び電極３を形成した。
【０１１５】
本実施例では、波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを用い、トップハットホモジナイザーを用いて、レーザビームＬの強度分布を図１０に示すような形状にした。また、加工においては、勿論、現像ローラ１１５を回転すると同時にレーザ照射機１３を軸芯方向に沿って現像ローラ１１５に対して相対的に移動した。
【０１１６】
また、本実施例では、現像ローラ１１５の外表面上のスポットＳを１５０μｍ×３００μｍの矩形状とし、およそ、１５０μｍの幅で金属膜２３を除去できる加工となる。また、レーザの発振周波数を３ｋＨｚ、出力を９Ｗとし、２５０μｍ相対的に移動させる毎に、レーザビームＬを照射した。本実施例では、軸芯方向の速度が２４０ｍｍ／ｓ、現像ローラ１１５の回転数を１３６０ｒｐｍとして、１本の現像ローラ１１５当たり４０秒の加工時間がかかった。
【０１１７】
こうして、前述した第２の実施形態の２本の電極軸２及び軸芯方向に４０本が並んだ電極３を形成した。電極３の幅ａが１００μｍで、電極３間の幅ｂが１５０μｍであるので、加工中のスポットＳの前述した傾きθは、前述した式１から１８．５度と求められる。また、スポットＳを傾けて加工を行うので、電極軸２の互いに近接する縁部は、鋸歯状に形成され、スポットＳを軸芯方向に重ねて加工を行うので、その痕跡が絶縁層６に形成される。その後、厚みが０．８μｍのシリコーン樹脂を塗布し、前述した保護層４を形成した。
【０１１８】
そして、本実施例の現像ローラ１１５を用いて、記録紙１０７に画像を形成する際には、電極３と芯金５との間に交流電圧を印加して、これらの間に交番電界を形成する。そして、電極３上に位置していたトナーＴが浮上して、絶縁層６の外表面上に着地したり、絶縁層６の外表面上から浮上して電極３上に着地したりする。ホッピングを繰り返しながら、現像ローラ１１５の回転駆動に伴う表面移動によって現像領域Ｒまで搬送され、現像領域Ｒでは、感光体ドラム１０８上の潜像の近傍まで浮上したトナーＴが、現像ローラ１１５の電極３に向けて下降することなく、潜像による電界に引かれて潜像に付着する。このような構成で、現像ローラ１１５や磁性キャリアなどに吸着しているトナーＴではなく、ホッピングによって吸着力を発揮していないトナーＴを現像に用いることができた。
【実施例４】
【０１１９】
本実施例では、アルミニウム合金で大径部７の外径が１６ｍｍの芯金５を製造し、当該大径部７の外表面にＳｉＯ2を０．５μｍの厚さで蒸着して絶縁層６を形成した。そして、絶縁層６の外表面全体に亘って厚さが１μｍのアルミニウム合金を蒸着して、金属膜２３を形成した。そして、前述した表面処理装置３０により、レーザビームＬを金属膜２３の不要部分に照射して、電極軸２及び電極３ａ，３ｂを形成した。
【０１２０】
本実施例では、波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを用い、トップハットホモジナイザーを用いて、レーザビームＬの強度分布を図１０に示すような形状にした。また、加工においては、勿論、現像ローラ１１５を回転すると同時にレーザ照射機１３を軸芯方向に沿って現像ローラ１１５に対して相対的に移動した。また、本実施例では、金属で構成されたマスクを用いて、ビームのスポットＳの形状を平行四辺形とした。
【０１２１】
また、本実施例では、現像ローラ１１５の外表面上のスポットＳを、二つの辺間の間隔を１００μｍ、高さを２００μｍの平行四辺形とし、およそ、１００μｍの幅で金属膜２３を除去できる加工となる。また、レーザの発振周波数を２ｋＨｚ、出力を７Ｗとし、１８０μｍ相対的に移動させる毎に、レーザビームＬを照射した。本実施例では、軸芯方向の速度が２６０ｍｍ／ｓ、現像ローラ１１５の回転数を３００ｒｐｍとして、１本の現像ローラ１１５当たり１９０秒の加工時間がかかった。
【０１２２】
こうして、前述した第１の実施形態の２本の電極軸２及び軸芯方向に１８０本が並んだ電極３ａ，３ｂを形成した。電極３ａ，３ｂの幅ａが１００μｍで、電極３ａ，３ｂ間の幅ｂが１００μｍであるので、加工中のスポットＳの前述した傾きθは、前述した式１から４５．７度と求められる。また、スポットＳを傾けて加工を行うので、電極軸２の互いに近接する縁部は、鋸歯状に形成され、スポットＳを軸芯方向に重ねて加工を行うので、その痕跡が絶縁層６に形成される。その後、ＳｉＯ2を０．５μｍの厚さで蒸着して保護層４を形成した。
【０１２３】
そして、本実施例の現像ローラ１１５を用いて、記録紙１０７に画像を形成する際には、電極３ａ，３ｂ間に交流電圧を印加して、当該電極３ａ，３ｂ間に交番電界を形成する。そして、電極３ａ，３ｂのうちの一方の電極３ａ上に位置していたトナーＴが浮上して他方の電極３ｂ上に着地したり、他方の電極３ｂ上から浮上して一方の電極３ａ上に着地したりする。ホッピングを繰り返しながら、現像ローラ１１５の回転駆動に伴う表面移動によって現像領域Ｒまで搬送され、現像領域Ｒでは、感光体ドラム１０８上の潜像の近傍まで浮上したトナーＴが、現像ローラ１１５の電極３ａ，３ｂに向けて下降することなく、潜像による電界に引かれて潜像に付着する。このような構成で、現像ローラ１１５や磁性キャリアなどに吸着しているトナーＴではなく、ホッピングによって吸着力を発揮していないトナーＴを現像に用いることができた。また、本実施例では、アルミニウム合金は、レーザビームＬの吸収率が銅よりも高いために、前述した実施例１よりもレーザビームＬの出力を下げることができた。
【０１２４】
前述した画像形成装置１０１では、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋはカートリッジケース１１１と帯電ローラ１０９と感光体ドラム１０８とクリーニングブレード１１２と現像装置１１３とを備えている。しかしながら、本発明ではプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは少なくとも現像装置１１３を備えていれば良く、カートリッジケース１１１と帯電ローラ１０９と感光体ドラム１０８とクリーニングブレード１１２を必ずしも備えていなくても良い。また、前述した実施形態では画像形成装置１０１は装置本体１０２に着脱自在なプロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋを備えている。しかしながら本発明では画像形成装置１０１は現像装置１１３を備えていれば良く、プロセスカートリッジ１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋを必ずしも備えていなくても良い。
【０１２５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１  基材
２  電極軸
３，３ａ，３ｂ  電極
５  芯金（母材）
６  絶縁層
２３  金属膜
２８  現像ベルト（トナー担持体）
１０１  画像形成装置
１０８  感光体ドラム（潜像担持体）
１０９  帯電ローラ（帯電装置）
１１３  現像装置
１１５  現像ローラ（トナー担持体）
Ｌ  レーザビーム（高エネルギのビーム）
Ｓ  スポット
Ｔ  トナー
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２７】
【特許文献１】特開２００３−２５５６９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９１８３５号公報
【特許文献３】特開２００７−８６０９１号公報
【図１】
0005609186.tif 000002
【図２】
0005609186.tif 000003
【図３】
0005609186.tif 000004
【図４】
0005609186.tif 000005
【図５】
0005609186.tif 000006
【図６】
0005609186.tif 000007
【図７】
0005609186.tif 000008
【図８】
0005609186.tif 000009
【図９】
0005609186.tif 000010
【図１０】
0005609186.tif 000011
【図１１】
0005609186.tif 000012
【図１２】
0005609186.tif 000013
【図１３】
0005609186.tif 000014
【図１４】
0005609186.tif 000015
【図１５】
0005609186.tif 000016
【図１６】
0005609186.tif 000017
【図１７】
0005609186.tif 000018
【図１８】
0005609186.tif 000019
【図１９】
0005609186.tif 000020
【図２０】
0005609186.tif 000021
【図２１】
0005609186.tif 000022
【図２２】
0005609186.tif 000023
【図２３】
0005609186.tif 000024
【図２４】
0005609186.tif 000025