(57)【要約】【課題】回転軸の振動がなく、担持したトナーを安定的に感光体に付与することができる現像ローラを、修正を施すことなく製造可能な現像ローラの製造方法、かかる製造方法により製造された信頼性の高い現像ローラ、および、かかる現像ローラを備え、現像ムラやそれに伴う印字ムラを抑制し得る現像装置および画像形成装置を提供すること【解決手段】現像ローラ５１０の製造方法は、金属板を湾曲させるとともに端部同士を突き合わせて管状に成形した後、突き合わせた金属板の端部同士を溶接して金属管（金属製の管体）を得る第１の工程と、この金属管に熱処理を施すことにより、前記金属管中の残留応力を減少させる第２の工程と、熱処理を施した金属管の外周部３０１に溝（凹部）２を形成し、円筒状の本体３００を得る第３の工程と、本体３００の中空部の両端に、それぞれ回転軸となる縮径部３１０を挿入する第４の工程とを有する。【選択図】図３
2008102445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部にトナーを保持する凹部を備えた現像ローラの製造方法であって、
金属製の管体に熱処理を施すことにより、前記管体中の残留応力を減少させる工程と、
前記熱処理を施した前記管体の外周部に前記凹部を形成する工程とを有することを特徴とする現像ローラの製造方法。
【請求項２】
前記熱処理の温度は、前記管体を構成する金属の再結晶化温度をＡ［℃］としたとき、Ａ〜Ａ＋１００なる関係を満足する請求項１に記載の現像ローラの製造方法。
【請求項３】
前記熱処理の時間は、１５〜１５０分である請求項２に記載の現像ローラの製造方法。
【請求項４】
前記熱処理において、加熱された前記管体を自然冷却する請求項１ないし３のいずれかに記載の現像ローラの製造方法。
【請求項５】
前記熱処理を複数回行う請求項１ないし４のいずれかに記載の現像ローラの製造方法。
【請求項６】
前記複数回の熱処理は、第１の熱処理と、該第１の熱処理よりも後に、前記第１の熱処理よりも低温で行う第２の熱処理とを含む請求項５に記載の現像ローラの製造方法。
【請求項７】
前記第１の熱処理の温度は、前記管体を構成する金属の再結晶化温度以上の温度であり、かつ、前記第２の熱処理の温度は、前記金属の再結晶化温度未満の温度である請求項６に記載の現像ローラの製造方法。
【請求項８】
前記管体は、金属板を湾曲させるとともに端部同士を突き合わせて管状に成形した後、前記突き合わせた部分を溶接してなるものである請求項１ないし７のいずれかに記載の現像ローラの製造方法。
【請求項９】
前記管体は、前記突き合わせた部分を溶接してなるシーム部を有する請求項８に記載の現像ローラの製造方法。
【請求項１０】
前記管体を構成する金属は、炭素鋼である請求項１ないし９のいずれかに記載の現像ローラの製造方法。
【請求項１１】
前記炭素鋼中の炭素の含有率は、０．３質量％以下である請求項１０に記載の現像ローラの製造方法。
【請求項１２】
転造法またはブラスト法により、前記凹部を形成する請求項１ないし１１のいずれかに記載の現像ローラの製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載の現像ローラの製造方法により製造されたことを特徴とする現像ローラ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の現像ローラを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の現像装置を備え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、現像ローラの製造方法、現像ローラ、現像装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用するコピー、プリンタ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。
現像工程では、例えば、静電的な潜像を担持する感光体に、トナーを担持する現像ローラを接触させた状態で、帯電したトナーを現像ローラから潜像へ付与し、潜像をトナー像として可視化する。
従来、トナーのような粉状体を担持するものとしては、外周面にブラスト処理や機械加工等による表面処理を施した現像ローラ（電子複写機用マグネットロール）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、従来の現像ローラは、金属製の管体を用いて製造される。この金属製の管体は、製造時に内部の結晶組織に応力が加わるため、その応力を残留応力として保持している。
したがって、管体の外周面に、ブラスト処理や機械加工等の塑性変形を伴う処理を施した場合、管体内の残留応力が解放されたり、残留応力が増大したりする。そして、管体内の残留応力が解放される際や、残留応力が金属材料が耐え得る応力の許容範囲を超えた際には、管体に変形をもたらす。
【０００４】
このような変形は、例えば、当初は軸線が直線状であった管体に反りを発生させ、現像ローラの現像特性に種々の問題を引き起こす。
例えば、現像ローラに反りが発生すると、現像ローラが回転するたびに回転軸が振動し、現像ローラと、現像ローラにトナーを供給するブレードとの離間距離に周期的な変動が生じる。これにより、現像ムラやそれに伴う印字ムラが発生する。
また、現像ローラの反りを修正するには、多くの手間とコストが必要になる。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５５−２６５２６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、回転軸の振動がなく、担持したトナーを安定的に感光体に付与することができる現像ローラを、修正を施すことなく製造可能な現像ローラの製造方法、かかる製造方法により製造された信頼性の高い現像ローラ、および、かかる現像ローラを備え、現像ムラやそれに伴う印字ムラを抑制し得る現像装置および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】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の現像ローラの製造方法は、外周部にトナーを保持する凹部を備えた現像ローラの製造方法であって、
金属製の管体に熱処理を施すことにより、前記管体中の残留応力を減少させる工程と、
前記熱処理を施した前記管体の外周部に前記凹部を形成する工程とを有することを特徴とする。
これにより、回転軸の振動がなく、担持したトナーを安定的に感光体に付与することができる現像ローラを、修正を施すことなく製造することができる。
【０００８】
本発明の現像ローラの製造方法では、前記熱処理の温度は、前記管体を構成する金属の再結晶化温度をＡ［℃］としたとき、Ａ〜Ａ＋１００なる関係を満足することが好ましい。
これにより、結晶組織が変化するのに十分な熱エネルギーを前記管体に付与しつつ、過剰な熱処理による無駄なエネルギー消費を確実に抑制または防止することができる。
【０００９】
本発明の現像ローラの製造方法では、前記熱処理の時間は、１５〜１５０分であることが好ましい。
これにより、前記管体中の残留応力を十分に減少させることができる。
本発明の現像ローラの製造方法では、前記熱処理において、加熱された前記管体を自然冷却することが好ましい。
これにより、加熱された前記管体が急速に冷却されることが防止され、冷却に伴う新たな応力の発生を抑制することができる。また、冷却を安価に行うことができるという利点もある。
【００１０】
本発明の現像ローラの製造方法では、前記熱処理を複数回行うことが好ましい。
これにより、前記管体中の残留応力をより確実に減少させることができる。
本発明の現像ローラの製造方法では、前記複数回の熱処理は、第１の熱処理と、該第１の熱処理よりも後に、前記第１の熱処理よりも低温で行う第２の熱処理とを含むことが好ましい。
これにより、前記管体中の残留応力をより確実に減少させることができる。
【００１１】
本発明の現像ローラの製造方法では、前記第１の熱処理の温度は、前記管体を構成する金属の再結晶化温度以上の温度であり、かつ、前記第２の熱処理の温度は、前記金属の再結晶化温度未満の温度であることが好ましい。
これにより、前記管体中の残留応力を確実に減少させるとともに、前記管体の展延性をより高めることができる。
【００１２】
本発明の現像ローラの製造方法では、前記管体は、金属板を湾曲させるとともに端部同士を突き合わせて管状に成形した後、前記突き合わせた部分を溶接してなるものであることが好ましい。
これにより、安価で寸法精度の高い前記管体が得られる。
本発明の現像ローラの製造方法では、前記管体は、前記突き合わせた部分を溶接してなるシーム部を有することが好ましい。
これにより、安価な前記管体を用いて信頼性の高い現像ローラを得ることができる。
【００１３】
本発明の現像ローラの製造方法では、前記管体を構成する金属は、炭素鋼であることが好ましい。
炭素鋼は、加熱されることにより、その結晶組織の状態が比較的容易に変化することができる鉄鋼材料であるので、結晶中の応力を調整し易く、前記管体を構成する金属として好適である。
【００１４】
本発明の現像ローラの製造方法では、前記炭素鋼中の炭素の含有率は、０．３質量％以下であることが好ましい。
このような炭素含有率の炭素鋼で構成された金属は、展延性に優れる。また、かかる金属は、熱処理により、展延性や硬度等の特性を、特に容易に制御することができる。
本発明の現像ローラの製造方法では、転造法またはブラスト法により、前記凹部を形成する。
これにより、比較的短時間で、高い寸法精度の前記凹部を効率よく形成することができる。
【００１５】
本発明の現像ローラは、本発明の現像ローラの製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、信頼性の高い現像ローラが得られる。
本発明の現像装置は、本発明の現像ローラを備えることを特徴とする。
これにより、現像ムラを抑制し得る現像装置が得られる。
本発明の画像形成装置は、本発明の現像装置を備えることを特徴とする。
これにより、印字ムラを抑制し得る画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の現像ローラの製造方法、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。
図１は、本発明の画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図、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。なお、以下の説明では、図１、２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００１７】
（画像形成装置）
まず、図１に基づいて、画像形成装置の一例としてレーザビームプリンタ（以下、単に「プリンタ」と言う。）１０について説明する。
図１に示すように、プリンタ１０は、潜像を担持し図中矢印方向に回転する感光体２０を有し、その回転方向（時計方向）に沿って帯電ユニット３０、露光ユニット４０、現像ユニット５０、一次転写ユニット６０および中間転写体７０、クリーニングユニット７５がこの順に配設されている。また、プリンタ１０は、図１の下部に、紙などの記録媒体Ｐ１を給紙する給紙トレイ９２を有し、該給紙トレイ９２からの記録媒体Ｐ１の搬送方向下流に向かって、二次転写ユニット８０、定着ユニット９０が順次配設されている。
【００１８】
感光体２０は、円筒状の導電性基材と、その外周面に形成された感光層とを有し、その軸線回りに図１中矢印方向（時計方向）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させ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にレーザ光を所望のパターンで照射することにより、感光体２０の外周面に静電的な潜像（静電潜像）を担持（形成）させる装置である。
【００１９】
現像ユニット５０は、ブラック現像装置５１、マゼンタ現像装置５２、シアン現像装置５３およびイエロー現像装置５４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、前記潜像を感光体２０上においてトナー像として可視化する装置である。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）トナーを用いてそれぞれ現像を行う。
【００２０】
本実施形態における現像ユニット５０は、前述の４つの現像装置５１、５２、５３、５４を選択的に（所定の順序で）感光体２０に対向することができるように、回転可能となっている。具体的には、この現像ユニット５０では、軸５０ａを中心として回転可能な保持体の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、前記保持体の回転により、各現像装置５１、５２、５３、５４がそれらの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。なお、各現像装置の詳細な構成については後述する。
【００２１】
一次転写ユニット６０は、感光体２０に形成されたトナー像を中間転写体７０に転写するための装置である。
中間転写体７０は、エンドレスのベルトで構成されており、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（循環）される。中間転写体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。
【００２２】
二次転写ユニット８０は、中間転写体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Ｐ１に転写するための装置である。
定着ユニット９０は、前記トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐ１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Ｐ１上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。
クリーニングユニット７５は、一次転写ユニット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、一次転写ユニット６０によって中間転写体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。
【００２３】
次に、このように構成されたプリンタ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の各現像装置５１、５２、５３、５４に対応して設けられた後述の現像ローラ５１０（図２、図３参照）、および中間転写体７０が回転を開始する。そして、感光体２０は、回転することによって帯電ユニット３０により順次帯電される。
【００２４】
感光体２０上の帯電された領域は、感光体２０の回転に伴って露光ユニット４０と対向する露光位置に至り、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。
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、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（図１参照）。
【００２５】
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に至り、一次転写ユニット６０によって、中間転写体７０に転写される。具体的には、一次転写ユニット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）が印加されているため、該一時転写電圧によって感光体２０上に形成されたイエロートナー像が中間転写体７０に吸着される。なお、この間、二次転写ユニット８０は、中間転写体７０から離間している。
【００２６】
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、中間転写体７０に重なり合って転写される。これにより、中間転写体７０上には、フルカラートナー像が形成される。
一方、記録媒体Ｐ１は、給紙トレイ９２から、給紙ローラ９４、レジローラ９６によって二次転写ユニット８０へ搬送される。
【００２７】
中間転写体７０上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写体７０の回転に伴って二次転写ユニット８０が配置された二次転写位置に至り、二次転写ユニット８０によって記録媒体Ｐ１に転写される。具体的には、二次転写ユニット８０は、中間転写体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）が印加されているので、該二次転写電圧によって中間転写体７０上に形成されたフルカラートナー像が、中間転写体７０および二次転写ユニット８０の間に介在する記録媒体Ｐ１に吸着されて転写される。
【００２８】
記録媒体Ｐ１に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット９０によって加熱および加圧されて記録媒体Ｐ１上に融着され、これにより定着されたトナー像が得られる。
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（図示しない）に回収される。
【００２９】
（現像装置）
次に、現像ユニット５０の現像装置５１、５２、５３、５４について詳細に説明するが、これらは、ほぼ同一の構成であるため、以下、図２に基づき、イエロー現像装置５４を代表的に説明する。
図２に示すイエロー現像装置５４は、イエロートナーであるトナーＴを収容するハウジング５４０と、トナー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。
【００３０】
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が互いに圧接回転可能に支持されている。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に圧接されている。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。
現像ローラ５１０は、外周部にトナーＴを保持（担持）して、該保持されたトナーＴを感光体２０へ付与する、すなわち、保持されたトナーＴを感光体２０と対向する現像位置に搬送するものである。また、現像ローラ５１０は、軸線まわりに回転可能な円柱状物であり、本実施形態では、感光体２０の回転方向と逆の方向に回転する。
【００３１】
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（以下、この状態を「電界印加状態」という）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、感光体２０上の潜像についての現像が行われる。
【００３２】
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。
【００３３】
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、その規制時における摩擦帯電により、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。
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。
【００３４】
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。
なお、現像ユニット５０の現像装置５１、５２、５３の各部の構成、作用、効果も、前記現像装置５４と同様である。
【００３５】
（現像ローラ）
次に、図３〜図５に基づき、現像ローラ５１０について詳細に説明する。
図３は、図２に示す現像装置が有する現像ローラの概略構成を示す平面図、図４は、図３に示す現像ローラに形成された溝の拡大平面図、図５は、図４中のＡ−Ａ線断面図である。
【００３６】
図３に示すように、現像ローラ５１０は、円筒状の本体３００と、該本体３００の両端から突出するようにそれぞれ設けられ、本体３００の外径より縮径した２つの縮径部３１０、３１０とを有している。このうち、各縮径部３１０、３１０は、本体３００の中空部の両端に、それぞれ、本体３００の回転軸（中心軸）Ｏに沿うように挿入されている。
この現像ローラ５１０の本体３００は、アルミニウム、ステンレス鋼、鉄鋼等のような金属材料を主材料として構成されている。これにより、後述する溝２を例えば転造（転写法）によって本体３００（現像ローラ５１０）の外周部３０１に形成するとき、当該溝２を容易かつ確実に形成することができる。
【００３７】
なお、本体３００の外周面３０１ａ（外周部３０１）には、必要に応じて、ニッケルメッキ、クロムメッキ等が施されていてもよい。
また、本体３００の直径は、特に限定されないが、例えば、１０〜３０ｍｍであるのが好ましく、１５〜２０ｍｍであるのがより好ましい。
図３および図４に示すように、本体３００の外周部３０１には、現像ローラ５１０の外周部３０１には、トナーＴの粒子が入る溝２が形成されている。溝２は、複数の第１の溝２１と、各第１の溝２１と直交（交差）する複数の第２の溝２２とで構成されている。
【００３８】
複数の第１の溝２１は、互いに平行であり、それぞれ、外周部３０１の周方向に対して傾斜する方向に形成されている。
また、複数の第２の溝２２も、複数の第１の溝２１と同様に、互いに平行であり、それぞれ、外周部３０１の周方向に対して傾斜する方向に形成されている。
図５に示すように、各第１の溝２１および各第２の溝２２には、トナー供給ローラ５５０から供給されたトナーＴの粒子が入る。この粒子には、直径が比較的大きい（例えば、５〜１０μｍ）粒子Ｔ１、粒子Ｔ１より直径が小さい（例えば、１〜５μｍ）粒子Ｔ２が存在する。このように各粒子の直径にバラツキがあるトナーＴに対して、溝２の形状は、密接な関係がある。
【００３９】
なお、第１の溝２１と第２の溝２２との形状は、ほぼ同一であるため、以下、第１の溝２１を代表的に説明する。
第１の溝２１は、現像ローラ５１０の外周面３０１ａに開口する溝である。この第１の溝２１は、断面形状が台形をなしており、一対の側面２１１と底面２１２とを有している。これにより、粒子Ｔ２が第１の溝２１（溝２）に確実に収納され、すなわち、粒子Ｔ２が第１の溝２１から離脱するのが防止され、よって、無駄となるトナーＴの量を削減することができる。
【００４０】
底面２１２は、外周面３０１ａに対してほぼ平行に形成されている。
底面２１２と外周面３０１ａとの距離、すなわち、第１の溝２１の深さＤ１は、特に限定されないが、例えば、トナーＴの粒子の平均直径（平均粒径）の１／２倍以上、トナーＴの粒子の平均直径（平均粒径）の２倍以下が好ましい。その具体的な数値範囲としては、例えば、１〜１０μｍであるのが好ましく、１〜７μｍであるのがより好ましい。
【００４１】
深さＤ１が前記範囲内の値であると、現像ローラ５１０が均一かつ最適な量の多数の粒子Ｔ２（トナーＴ）を担持することができ、よって、電界印加状態で側面２１１や底面２１２に接触し擦られた粒子Ｔ２を帯電させることができる。また、これら帯電した粒子Ｔ２を感光体２０に確実に付与することができ、よって、濃淡ムラ等の無い均一な潜像を得ることができる。また、トナーＴの層を１〜２層に形成することができる。
これに対し、深さＤ１が前記下限値未満であると、担持するトナーＴの量が少なくなるため、鮮明な潜像を得るのが困難となる可能性がある。
【００４２】
深さＤ１が前記上限値を超えると、第１の溝２１には、トナーＴが過剰に収納されることとなり、これを感光体２０へ付与した場合、潜像に濃淡ムラが生じる可能性がある。
なお、第１の溝２１の深さＤ１と第２の溝２２の深さＤ１とは、（第１の溝２１の深さＤ１）＝（第２の溝２２の深さＤ１）なる関係を満足していてもよいし、（第１の溝２１の深さＤ１）＞（第２の溝２２の深さＤ１）なる関係を満足していてもよいし、（第１の溝２１の深さＤ１）＜（第２の溝２２の深さＤ１）なる関係を満足していてもよい。
【００４３】
両側面２１１は、それぞれ、底面２１２に対して、図５中左右対称に傾斜して形成されている。
また、これら側面２１１は、現像ローラ５１０の回転軸Ｏから遠ざかる方向に溝幅が漸増するように傾斜している。これにより、帯電したＴ２が第１の溝２１から感光体２０に向って容易に抜け出、よって、この粒子Ｔ２を感光体２０に確実に付与することができる。
【００４４】
両側面２１１同士のなす角度θ１は、特に限定されないが、例えば、６０〜１５０°であるのが好ましく、６０〜９０°であるのがより好ましい。
角度θ１が前記下限値未満であると、各側面２１１が急峻なものとなり、帯電した粒子Ｔ２が第１の溝２１から抜け難くなる可能性がある。また、角度θ１が前記下限値未満であると、各側面２１１の面積が小さくなるので、粒子Ｔ２との総接触面積が小さくなる。このため、多数の粒子Ｔ２を帯電させるのが困難となり、十分な量の粒子Ｔ２を感光体２０に付与するのが困難となる可能性がある。
角度θ１が前記上限値を超えると、無駄となるトナーの量が多くなる可能性がある。
【００４５】
さて、図４に示すように、各第１の溝２１には、当該第１の溝２１の一部の幅および深さを拡大してなる拡大部２３が複数形成されている。
図５に示すように、各拡大部２３は、その内部空間に、トナーの粒子（粒子Ｔ１およびＴ２）、特に、粒子Ｔ１が確実に入り込むことができるよう形成されている。換言すれば、各拡大部２３は、断面形状が台形をなしており、一対の側面２３１と底面２３２とを有している。
【００４６】
底面２３２は、外周面３０１ａに対してほぼ平行に形成されている。
底面２３２と外周面３０１ａとの距離、すなわち、拡大部２３の深さＤ２は、特に限定されないが、トナーＴの粒子の平均直径（平均粒径）の１／２倍以上、トナーＴの粒子の平均直径（平均粒径）の２倍以下が好ましい。その具体的な数値範囲としては、例えば、１〜１０μｍであるのが好ましく、１〜７μｍであるのがより好ましい。
【００４７】
深さＤ２が前記範囲内の値であると、現像ローラ５１０が均一かつ最適な量のトナーＴを担持することができ、よって、電界印加状態で側面２３１や底面２３２に接触し擦られた粒子Ｔ１およびＴ２（トナーＴ）を帯電させることができる。また、これら帯電した粒子Ｔ１およびＴ２を感光体２０に確実に付与することができ、よって、濃淡ムラ等の無い均一な潜像を得ることができる。また、トナーＴの層を１〜２層に形成することができる。
【００４８】
これに対し、深さＤ２が前記下限値未満であると、担持するトナーＴの量が少なくなるため、鮮明な潜像を得るのが困難となる可能性がある。
また、深さＤ２が前記上限値を超えると、拡大部２３には、トナーＴが過剰に収納されることとなり、これを感光体２０へ付与した場合、潜像に濃淡ムラが生じる可能性がある。
【００４９】
両側面２３１は、それぞれ、底面２３２に対して、図５中左右対称に傾斜して形成されている。
また、これら側面２３１は、現像ローラ５１０の回転軸Ｏから遠ざかる方向に溝幅が漸増するように傾斜している。これにより、帯電した粒子Ｔ１およびＴ２が拡大部２３から感光体２０に向かって容易に抜け出、よって、これら粒子Ｔ１およびＴ２を感光体２０に確実に付与することができる。
【００５０】
両側面２３１同士のなす角度θ２は、特に限定されないが、例えば、６０〜１５０°であるのが好ましく、６０〜９０°であるのがより好ましい。
角度θ２が前記範囲内の値であると、例えば、外周面３０１ａに位置するトナーＴが拡大部２３に容易に入り込むことができる。
角度θ２が前記下限値未満であると、各側面２３１が急峻なものとなり、帯電した粒子Ｔ１およびＴ２が拡大部２３から抜け難くなる可能性がある。また、角度θ２が前記下限値未満であると、各側面２３１の面積が小さくなるので、粒子Ｔ１およびＴ２との総接触面積が小さくなる。このため、多数の粒子Ｔ１およびＴ２を帯電させるのが困難となり、十分な量の粒子Ｔ１およびＴ２を感光体２０に付与するのが困難となる可能性がある。
角度θ２が前記上限値を超えると、無駄となるトナーの量が多くなる可能性がある。
【００５１】
図４に示すように、拡大部２３の各側面２３１は、当該拡大部２３の幅方向に膨らむように湾曲している。これにより、各側面２３１が平面状をなす場合よりも、その面積が大きくなるので、粒子Ｔ１およびＴ２との総接触面積が大きくなる。このため、多数の粒子Ｔ１およびＴ２を帯電させることができ、よって、必要かつ十分な量の粒子Ｔ１およびＴ２を感光体２０に付与することができる。
以上のように構成された各拡大部２３には、粒子Ｔ１が収納されており、粒子Ｔ１を除いた空間を埋めるように粒子Ｔ２が収納されている（図５参照）。
【００５２】
図４に示すように、複数の拡大部２３は、各第１の溝２１の長手方向に沿って間欠的に配置されている。すなわち、複数の拡大部２３は、現像ローラ５１０の外周面３０１ａの周方向および／またはローラ長手方向に沿って均一に分散配置されている。これにより、拡大部２３と同様に、粒子Ｔ１も均一に分散配置され、よって、現像ローラ５１０がさらに均一かつ最適な量のトナーＴを担持することができる。また、このようなトナーＴを感光体２０へ付与することにより、濃淡ムラ等の無いより均一な潜像を得ることができる。
【００５３】
また、拡大部２３は、各第１の溝２１と各第２の溝２２とが交差していない部分、すなわち、各第１の溝２１と各第２の溝２２とが交差する２つの交差部２４間に１つずつ設けられている。
また、各拡大部２３は、前述したように第１の溝２１の２つの交差部２４間の部分（以下、この部分を「単位溝２１３」という）に設けられているが、図４の構成では、拡大部２３が設けられた単位溝２１３と、拡大部２３が設けられていない単位溝２１３とが交互に配置されたよう形成されている。
【００５４】
このように各拡大部２３が配置されていることにより、第１の溝２１に位置する粒子Ｔ１が、現像ローラ５１０の回転に伴って、拡大部２３に向って転動して、当該拡大部２３にトラップされる。これにより、粒子Ｔ１は、拡大部２３に収納されることとなり、拡大部２３（溝２）から離脱するのが防止され、よって、無駄となるトナーＴの量を削減することができる。
【００５５】
以上のような構成の溝２が形成されていることにより、現像ローラ５１０がより均一かつ最適な量のトナーＴを担持することができる。また、このようなトナーＴを感光体２０へ付与することにより、感光体２０における可視化された潜像に濃淡ムラ等が発生するのを防止することができる。
なお、各第１の溝２１と各第２の溝２２とが交差する２つの交差部２４間に形成された拡大部２３の形成数は、１つに限定されず、例えば、２つ以上でもよい。
また、角度θ１およびθ２は、θ１＝θ２なる関係を満足していてもよいし、θ１＞θ２なる関係を満足していてもよいし、θ１＜θ２なる関係を満足していてもよい。
また、深さＤ１と深さＤ２との比Ｄ２／Ｄ１は、特に限定されないが、例えば、１．０１〜５であるのが好ましく、１．０１〜１．５であるのがより好ましい。
【００５６】
また、図３に示す現像ローラ５１０の外周面３０１ａにおいて、溝２が占める部位（以下、溝２が形成されている部位を「溝形成部３２０」という）の面積率は、外周面３０１ａの面積の４０〜９０％であるのが好ましく、６０〜８０％であるのがより好ましい。溝形成部３２０の面積率が前記範囲内の値であると、より均一かつ最適な量のトナーＴを担持することができる。また、このようなトナーＴを感光体２０へ付与することにより、濃淡ムラ等の無いより均一な潜像を得ることができる。
【００５７】
また、拡大部２３の配置、拡大部２３同士の間隔、第１の溝２１および／または第２の溝２２に対する拡大部２３が占める面積の割合等の拡大部の形成条件は、粒子Ｔ１およびＴ２の直径により適宜設定することができる。
例えば、現像ローラ５１０の１周当たりの拡大部の形成数は、１００個以上であるのが好ましく、１５０〜３００個であるのがより好ましい。
各拡大部２３は、各第１の溝２１に形成されているのに限定されず、各第１の溝２１および各第２の溝２２に拡大部２３が形成されていてもよい。
また、複数の第２の溝２２は、複数の第１の溝２１と直交するよう形成されているのに限定されず、鋭角または鈍角を持って交差するよう形成されていてもよい。
【００５８】
次に、このような現像ローラ５１０を製造する方法（本発明の現像ローラの製造方法）について説明する。
図６および図７は、本発明の現像ローラの製造方法を説明するための模式図である。
図３に示す現像ローラ５１０の製造方法は、金属板を湾曲させるとともに端部同士を突き合わせて管状に成形した後、突き合わせた金属板の端部同士を溶接して金属管（金属製の管体）を得る第１の工程と、この金属管に熱処理を施す第２の工程と、熱処理を施した金属管の外周面（外周部）に溝（凹部）を形成し、円筒状の本体３００を得る第３の工程と、本体３００の中空部の両端に、それぞれ回転軸となる縮径部３１０を挿入する第４の工程とを有する。以下、各工程について、順次説明する。
【００５９】
［１］まず、図６（ａ）に示すような金属板５１１を用意し、この金属板５１１を図６（ｂ）に示すように湾曲させるとともに、各端部５１２、５１２同士を突き合わせて管状に成形する。
この成形方法としては、特に限定されないが、金属板を成形ロールで連続的に管状に成形（ロール成形）する方法、金属板をスパイラル状に成形（スパイラル成形）する方法、金属板をＵ字状にプレス成形した後、Ｏ字状にプレス成形（ＵＯプレス成形）する方法等の各種成形方法が挙げられる。なお、図６（ｂ）では、ロール成形の場合について図示している。
【００６０】
また、金属板５１１を構成する材料としては、前述したように、アルミニウム、ステンレス鋼、鉄鋼等のような各種金属材料が挙げられる。
このような金属材料の中でも、特に、炭素鋼、クロム鋼のような合金鋼、特殊鋼、高張力鋼、ステンレス鋼のような耐食鋼等の鉄鋼材料が好ましく、炭素鋼がより好ましい。炭素鋼は、加熱されることにより、その結晶組織の状態が比較的容易に変化することができる鉄鋼材料である。このため、結晶中の応力を調整し易く、金属板５１１を構成する材料として好適である。
【００６１】
また、炭素鋼中の炭素の含有率は、０．３質量％以下であるのが好ましく、０．０１〜０．３質量％程度であるのがより好ましく、０．０５〜０．２質量％程度であるのがさらに好ましい。このような炭素含有率の炭素鋼は、「低炭素鋼」とも呼ばれ、展延性に特に優れたものである。このため、低炭素鋼で構成された金属板は、展延性に優れ、高い寸法精度で成形することが可能である。また、後述する熱処理により、展延性や硬度等の特性を、特に容易に制御することができる材料である。
低炭素鋼としては、例えば、ＪＩＳ  Ｇ  ３４４５に規定の機械構造用炭素鋼鋼管用に用いられる低炭素鋼材料が特に好適である。
【００６２】
続いて、図６（ｃ）に示すように、管状に成形した金属板５１１の突き合わせた各端部５１２、５１２同士を溶接（シーム溶接）する（第１の工程）。
この溶接方法としては、特に限定されず、高周波溶接、抵抗加熱溶接等の方法を用いることができる。
次に、必要に応じて、金属板５１１の溶接部のバリを除去し、円管状の金属管５１３を得る。
【００６３】
このようにして形成された金属管５１３は、図６（ｄ）に示すように、シーム溶接された部位（シーム部５１３ｂ）が、外周部の長手方向（金属管５１３の軸線方向）に沿って形成されたものとなる。
なお、上記のような方法で作製された金属管５１３は、安価で寸法精度の高いものとなる。
【００６４】
［２］次に、得られた金属管５１３に熱処理を施す（図６（ｄ）参照）。
金属管５１３に熱処理を施すと、金属管５１３中の結晶組織が変化する。具体的には、結晶粒径の分布が均一化されることにより、金属管５１３中に残留していた応力（残留応力）を減少させる（第２の工程）。
この残留応力は、金属管５１３を製作する過程（本実施形態では、前記第１の工程）において、金属管５１３中に蓄積された応力である。
【００６５】
このような残留応力を含んだ金属管に対して、後述する第３の工程のようにして金属管の外周面に溝を形成すると、金属管の残留応力が解放されたり、残留応力が増大したりする。従来の現像ローラの製造方法では、残留応力が解放される際や、残留応力が増大して金属管が耐え得る応力の許容範囲を超えた際に、金属管に変形をもたらしていた。
かかる問題点に対し、本発明では、金属管５１３に熱処理を施すことにより、金属管５１３中の残留応力を減少させることとした。これにより、残留応力による上記の問題点を解消することができる。すなわち、後述する第３の工程において、凹部を形成するのに伴って、金属管５１３が変形するのを確実に防止することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、金属管５１３が、図６（ｄ）に示すように、シーム部５１３ｂとそれ以外の部位５１３ｃとを有している。
シーム部５１３ｂは、一般に、シーム部５１３ｂ以外の部位５１３ｃよりも硬度が高くなる。このように、シーム部５１３ｂとそれ以外の部位５１３ｃとの間に硬度差があると、後述する第３の工程において金属管５１３の外周面に溝を形成する際に、金属管５１３に以下のような不具合が発生する。
【００６７】
後述する第３の工程では、転造法等の加工方法により、金属管５１３の外周面に溝（凹部）を形成する。例えば、転造法では、所定の形状の凸部を備えたダイスを、金属管５１３の外周面に押し当てて食い込ませることにより、前記溝を形成する。このような転造の際、金属管５１３の外周面の硬度によって、金属管５１３の外周面に食い込むダイスの食い込み量が変化する。したがって、金属管５１３のシーム部５１３ｂとそれ以外の部位５１３ｃとでは、ダイスの食い込み量が異なることとなり、形成される溝の深さが異なってくる。このため、最終的に得られる現像ローラ５１０の本体３００の外周面では、形成された溝の深さにバラツキが生じるおそれがある。
【００６８】
これに対し、本発明では、金属管５１３に熱処理を施すこととしたので、金属管５１３のシーム部５１３ｂとそれ以外の部位５１３ｃとの間で、硬度の差を緩和するという効果も有する。これにより、後述する第３の工程において、シーム部５１３ｂとそれ以外の部位５１３ｃとの間で、形成される溝の深さの均一化を図ることもできる。すなわち、このようなシーム部５１３ｂを有する金属管５１３を用いても、溝の深さが均一な現像ローラ５１０を製造することができる。これにより、安価な金属管５１３を用いて信頼性の高い現像ローラ５１０を得ることができる。
【００６９】
また、熱処理を施すことにより、金属管５１３中の結晶粒径が均一化されるのに伴い、金属管５１３の全体の展延性が向上する（硬度が低下する）という利点もある。金属管５１３の展延性が向上すると、金属管５１３の外周面５１３ａに溝を形成する際に、金属管５１３の外周面にダイスが食い込み易くなる。このため、短時間で効率よく、かつ寸法精度の高い溝を形成することができる。また、かかる効果は、転造法により溝を形成する際に、特に顕著である。
【００７０】
ここで、このような熱処理は、少なくとも１回行えばよいが、複数回行うのが好ましい。このように、熱処理を複数回行うことにより、金属管５１３中の残留応力をより確実に減少させることができる。
なお、熱処理の回数は、特に限定されないが、本実施形態では、１回目の熱処理（第１の熱処理）と、１回目よりも低温で行う２回目の熱処理（第２の熱処理）の２回の熱処理を行うものとする。このような温度の異なる２回の熱処理を行うことにより、金属管５１３中の残留応力をより確実に減少させることができる。
【００７１】
また、第１の熱処理の温度は、金属管５１３を構成する金属材料の再結晶化温度をＡ［℃］としたとき、Ａ〜Ａ＋１００なる関係を満足するのが好ましく、Ａ＋３０〜Ａ＋５０なる関係を満足するのがより好ましい。前記温度範囲で金属管５１３に熱処理を施すことにより、結晶組織が変化するのに十分な熱エネルギーを金属管５１３に付与しつつ、過剰な熱処理による無駄なエネルギー消費を確実に抑制または防止することができる。
【００７２】
また、第１の熱処理の時間は、前記第１の熱処理の温度に応じて若干異なるが、１５〜１５０分程度であるのが好ましく、３０〜９０分程度であるのがより好ましい。第１の熱処理の時間を前記範囲に設定することにより、金属管５１３中の残留応力を十分に減少させることができる。なお、第１の熱処理の時間が前記上限値を超えてもよいが、それ以上、残留応力の減少が進行することは期待できない。
【００７３】
なお、第１の熱処理を行う際の雰囲気としては、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気、水素、一酸化炭素等の還元性ガス雰囲気、減圧雰囲気等が挙げられる。
また、第１の熱処理において、加熱された金属管５１３を冷却する際には、自然冷却、強制冷却のいずれの方法によってもよいが、自然冷却によるのが好ましい。これにより、加熱された金属管５１３が急速に冷却されることが防止され、冷却に伴う新たな応力の発生を抑制することができる。さらに、冷却を安価に行うことができるという利点もある。
【００７４】
次に、必要に応じて、第１の熱処理の後、金属管５１３に、冷間引抜、冷間圧延等の各種加工を施すようにしてもよい。このような各種加工を、第１の熱処理の後に行うことにより、各種加工によって、金属管５１３中の残留応力が解放されたり、増大するのを防止することができる。このため、各種加工において、高い加工品質が確保される。そして、各種加工により、金属管５１３の形状を所望の形状に変更することができる。
【００７５】
次に、第１の熱処理の後、第２の熱処理を行う。
第２の熱処理の温度は、第１の熱処理の温度より低いのが好ましいが、特に、第１の熱処理の温度が前記再結晶化温度Ａ［℃］以上の温度であるときは、その再結晶化温度Ａ［℃］未満の温度であるのがより好ましい。第１の熱処理の温度と第２の熱処理の温度とを上記のように設定すれば、第１の熱処理で金属管５１３中の残留応力を確実に減少させることができる。また、第２の熱処理において、金属管５１３中の結晶粒径の均一化がより促進される。これにより、金属管５１３の展延性をさらに高めることができる。
すなわち、上記のような熱処理を施すことにより、金属管５１３中の残留応力を確実に減少させるとともに、金属管５１３の展延性をより高めることができる。
【００７６】
また、第２の熱処理の時間は、前記第２の熱処理の温度に応じて若干異なるが、１５〜１５０分程度であるのが好ましく、３０〜９０分程度であるのがより好ましい。第２の熱処理の時間を前記範囲に設定することにより、第２の熱処理において、金属管５１３中の結晶粒径を十分に均一化することができる。これにより、金属管５１３の展延性を十分に高めることができる。なお、第２の熱処理の時間が前記上限値を超えてもよいが、それ以上の結晶粒径の均一化を図ることは期待できない。
【００７７】
なお、第２の熱処理を行う際の雰囲気としては、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気、水素、一酸化炭素等の還元性ガス雰囲気、減圧雰囲気等が挙げられる。
また、第２の熱処理においても、加熱された金属管５１３を冷却する際には、自然冷却、強制冷却のいずれの方法によってもよいが、自然冷却によるのが好ましい。これにより、加熱された金属管５１３全体を均一に冷却することができるので、結晶粒径の均一化をさらに促進する。また、冷却速度が比較的遅いので、結晶成長を促進する。その結果、金属管５１３の展延性をさらに高めることができる。
【００７８】
次に、必要に応じて、第２の熱処理の後、金属管５１３に、冷間引抜、冷間圧延等の各種加工を施すようにしてもよい。このような各種加工を、第２の熱処理の後に行うことにより、金属管５１３の展延性が高くなった状態で加工を行うことができるので、各種加工における作業性の向上を図ることができる。そして、各種加工により、金属管５１３の形状を所望の形状に変更するとともに、その寸法精度を高めることができる。
以上のようにして、目的とする形状の金属管５１３が得られる。
【００７９】
なお、この金属管５１３は、本工程の終了後において、シーム部５１３ｂとそれ以外の部位５１３ｃとの硬度差が、ビッカース硬度ＨＶで２０以下であるのが好ましく、１０以下であるのがより好ましい。このような硬度差の小さい金属管５１３を用いて現像ローラ５１０を製造することにより、全体にわたって溝の深さが均一な現像ローラを確実に得ることができる。すなわち、このような金属管５１３は、信頼性の高い現像ローラ５１０を製造するにあたって、特に有用なものである。
【００８０】
［３］次に、前記［２］により熱処理を施した金属管５１３の外周面５１３ａに溝を形成する（第３の工程）。
溝（凹部）を形成する方法には、特に限定されないが、転造法、ブラスト法、切削法、レーザ照射、エッチング法等の方法を用いることができる。
このうち、溝を形成する方法は、転造法またはブラスト法であるのが好ましい。これらの方法によれば、比較的短時間で、高い寸法精度の溝を効率よく形成することができる。
【００８１】
以下、Ｉ．転造法と、II．ブラスト法とについて、順次説明する。
Ｉ．転造法は、金属管５１３の外周面５１３ａに形成すべき溝の形状に対応した凸部を、外周面に備えたダイスを、金属管５１３の外周面５１３ａに押し付けて食い込ませることにより、前記溝を形成する加工方法である。
転造にあたっては、まず、前記［２］により熱処理を施した金属管５１３を、図７（Ｉ）に示すように、円柱状をなすダイス５１４の外周面に接触させる。
【００８２】
図７（Ｉ）では、２つのダイス５１４、５１４を、互いに軸線が平行になるように配置する。なお、各ダイス５１４、５１４間の離間距離、すなわち、各ダイス５１４、５１４の間隙の距離は、金属管５１３の外径と、外周面に形成する溝の深さとを考慮して、外径より若干小さくなるようにする。
なお、ダイス５１４の数は、１つまたは３つであってもよい。
【００８３】
次に、各ダイス５１４、５１４を、それぞれの円柱の軸線を回転軸として、同じ方向に回転させる。
次に、回転中の各ダイス５１４、５１４の間隙に、金属管５１３を挿入する。これにより、金属管５１３の外周面５１３ａに、各ダイス５１４、５１４の外周面がそれぞれ押し付けられる。この際、各ダイス５１４、５１４の外周面に設けられた凸部５１４ａが金属管５１３の外周面５１３ａに食い込むことにより、図７（Ｉ）に示す溝２が形成される。そして、この状態で、金属管５１３が、各ダイス５１４、５１４の外周面に沿って転がることにより、外周面５１３ａ全体に溝２が形成される。
【００８４】
II．ブラスト法は、研削材（例えば、ガラス粉末、セラミックス粉末、金属ショット等）５１５を、加圧したガスとともに金属管５１３の外周面５１３ａに吹き付ける方法（処理）である。吹き付けられた研削材５１５は、研削したり、凹ませることにより、外周面５１３ａにランダムな配置の凹部を形成する。
また、金属管５１３の外周面５１３ａに、あらかじめ、溝を形成すべき領域が露出するような開口部を有するマスクを形成しておき、その上からブラスト処理を行うようにしてもよい。この方法によれば、開口部から露出した領域の外周面５１３ａのみが研削されるので、外周面５１３ａに所定の形状の溝を形成することができる。
以上により、円筒状の本体３００が得られる。
【００８５】
なお、図７に示す現像ローラ５１０では、外周面５１３ａに沿って、複数の溝を形成している。この各溝のピッチは、シーム部５１３ｂの幅より小さいのが好ましい。各溝のピッチがシーム部５１３ｂの幅より小さいと、シーム部５１３ｂを多数の溝が横切ることになる。従来の現像ローラに、このような多数の溝を形成した場合、シーム部に形成された溝の深さと、シーム部以外の部位に形成された溝の深さとが異なる領域が、必然的に多くなる。
【００８６】
これに対し、本発明によれば、金属管５１３の外周面５１３ａに多数の溝を形成しても、形成された溝の深さは全体にわたって均一になるという効果も得られる。したがって、多数の溝を備えた現像ローラ５１０を製造する際に、本発明の現像ローラの製造方法を特に好適に適用できる。
また、この各溝のピッチをＰ［ｍｍ］とし、シーム部５１３ｂの幅をＷ［ｍｍ］としたとき、Ｗ／Ｐが１０以上であるのが好ましく、２０以上であるのがより好ましい。このようにシーム部５１３ｂの幅に対して、多数の溝が形成されているような現像ローラ５１０を製造する際に、本発明の現像ローラの製造方法の効果がより顕著に発揮される。
【００８７】
［４］次に、本体３００の中空部の両端に、それぞれ縮径部３１０を挿入する。このとき、各縮径部３１０、３１０のそれぞれの軸線と、本体３００の回転軸とが一致するようにする。そして、本体３００と各縮径部３１０、３１０とをそれぞれ固定する。これにより、現像ローラ５１０が得られる。
ここで、従来は、残留応力を保持した状態の金属管５１３に溝を形成する加工を施していた。ところが、溝を形成する加工に伴い、金属管５１３中の結晶組織に新たな応力が加わる。これにより、金属管５１３の残留応力が解放されたり、または、残留応力がさらに増大したりすることとなる。そして、残留応力が解放される際や、残留応力が金属管５１３が耐え得る応力の許容範囲を超えた際には、金属管５１３中の結晶組織に変形や転位が生じ、金属管５１３全体の変形（反り）を引き起こしていた。
【００８８】
金属管５１３に反りがあると、この金属管５１３に溝を形成してなる現像ローラ５１０も、反りを有するものとなる。現像ローラ５１０に反りがあると、現像ローラ５１０が回転したときに、その回転軸と外周面との距離に周期的な変動（回転軸の振動）が生じる。すなわち、現像ローラ５１０と規制ブレード５６０との離間距離が周期的に変動する。この変動により、従来は、現像装置５１において現像ムラが発生し、それに伴って、プリンタ１０による印字にムラが発生していた。
【００８９】
なお、金属管５１３の変形を修正することもできるが、この修正には、多くの手間とコストを必要とするため、現像装置やプリンタの高コスト化を招く。
これに対し、本発明では、前記［２］のようにして、溝を形成する前に、金属管５１３に熱処理を施すようにしたので、金属管５１３の残留応力を減少させ、溝を形成する際に、金属管５１３が変形する（反る）のを確実に防止することができる。これにより、現像装置５１において、現像ローラ５１０と規制ブレード５６０との離間距離を、現像ローラ５１０の回転中も一定に維持することができる。その結果、現像装置５１における現像ムラの発生、ひいては、プリンタ１０における印字ムラの発生をより確実に防止することができる。
【００９０】
また、金属管５１３の変形を修正する必要もないので、現像装置５１やプリンタ１０の製造コストを低減することができる。
さらに、金属管５１３に熱処理を施すことにより、展延性が高くなる。このため、金属管５１３の外周面５１３ａに溝を形成する際に、短時間で効率よく、かつ寸法精度の高い溝を形成することができる。また、かかる効果は、転造法により溝を形成する際に、特に顕著である。
【００９１】
以上、本発明の現像ローラの製造方法、現像ローラ、現像装置および画像形成装置について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、前記各実施形態では、現像ローラの製造する際に、熱処理を２回に分けて行ったが、３回以上に分けて行うようにしてもよい。
また、本発明の現像ローラの製造方法は、必要に応じて、任意の工程を追加することもできる。
また、金属管は、あらかじめ用意されたもの（例えば、市販の金属管等）を用いることができ、この場合は、前記第１の工程を省略することができる。
また、現像ローラの外周面に形成された溝の形状は、特に限定されず、いかなる形状であってもよい。
【実施例】
【００９２】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．プリンタ（画像形成装置）の製造
（実施例１）
＜１＞まず、機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１１Ａに用いられる炭素鋼で構成された鋼板（金属板）を用意した。そして、この鋼板をロール成形により管状に成形した。なお、ＳＴＫＭ１１Ａの再結晶化温度は、８８０℃である。
次に、管状に成形した鋼板の、突き合わせた各端部同士を、高周波溶接によりシーム溶接した。その後、溶接部のバリを除去した。これにより、幅５ｍｍのシーム部を有する鋼管（金属管）を得た。
【００９３】
＜２＞次に、得られた鋼管を熱処理炉に入れ、以下の条件で熱処理を施した。
＜熱処理の条件（１回目）＞
・温度    ：９３０℃
・時間    ：６０分
・雰囲気  ：Ｎ２ガス雰囲気
・冷却方法：自然冷却
＜３＞次に、熱処理を施した鋼管に、冷間引抜の加工を施した。これにより、鋼管の外径・内径を調整した。
【００９４】
＜４＞次に、加工を施した鋼管を熱処理炉に入れ、以下の条件で熱処理を施した。
＜熱処理の条件（２回目）＞
・温度    ：６００℃
・時間    ：６０分
・雰囲気  ：Ｎ２ガス雰囲気
・冷却方法：自然冷却
＜５＞次に、熱処理を施した鋼管に、冷間引抜の加工を施した。これにより、鋼管の外径・内径を調整した。
【００９５】
＜６＞次に、外径・内径を調整した鋼管の外周面に、転造法により、図４に示す溝（凹部）を形成した。なお、形成した溝の各部の寸法・角度等の主な条件は、以下の通りである。
＜溝の各部の条件＞
・Ｄ１                       ：４μｍ
・Ｄ２                       ：６μｍ
・θ１                       ：７５°
・θ２                       ：９０°
・溝の面積率                 ：７０％
・周方向における各溝のピッチ ：０．１ｍｍ
これにより、現像ローラを得た。
＜７＞次に、この現像ローラを組み込んだ図２に示す現像装置を得た。
＜８＞次に、この現像装置を組み込んだ図１に示すプリンタを得た。
【００９６】
（実施例２）
現像ローラの１回目の熱処理の温度を９００℃に変更した以外は、前記実施例１と同様にして現像ローラを製造し、この現像ローラを組み込んだ現像装置・プリンタをそれぞれ製造した。
（実施例３）
現像ローラの１回目の熱処理の温度を８５０℃に変更した以外は、前記実施例１と同様にして現像ローラを製造し、この現像ローラを組み込んだ現像装置・プリンタをそれぞれ製造した。
【００９７】
（実施例４）
現像ローラの１回目の熱処理の温度を６００℃に変更した以外は、前記実施例１と同様にして現像ローラを製造し、この現像ローラを組み込んだ現像装置・プリンタをそれぞれ製造した。
（実施例５）
前記工程＜４＞〜＜５＞を省略した以外は、前記実施例１と同様にして現像ローラを製造し、この現像ローラを組み込んだ現像装置・プリンタをそれぞれ製造した。
（実施例６）
前記工程＜６＞において、鋼管の外周面に、ブラスト法により、ランダムな配置の凹部を形成するようにした以外は、前記実施例１と同様にして現像ローラを製造し、この現像ローラを組み込んだ現像装置・プリンタをそれぞれ製造した。
【００９８】
（比較例１）
前記工程＜２＞〜＜５＞を省略し、前記工程＜１＞の後に、冷間引抜の加工を施したこと以外は、前記実施例１と同様にして現像ローラを製造し、この現像ローラを組み込んだ現像装置・プリンタをそれぞれ製造した。
（比較例２）
前記比較例１において、転造法に替えてブラスト法により、鋼管の外周面にランダムな配置の凹部を形成するようにした以外は、前記比較例１と同様にして現像ローラを製造し、この現像ローラを組み込んだ現像装置・プリンタをそれぞれ製造した。
【００９９】
２．評価
２．１  現像ローラの反りの評価
各実施例および各比較例で得られた現像ローラを５本ずつ用意し、それぞれの現像ローラにおいて、軸線の反りの程度（反り量）を測定した。そして、この反り量と、あらかじめ測定しておいた前記工程＜１＞における鋼管の反りの程度（反り量）との差を算出し、以下の基準にしたがって評価した。
◎：反り量の増加量が５μｍ未満である
○：反り量の増加量が５μｍ以上２０μｍ未満である
△：反り量の増加量が２０μｍ以上５０μｍ未満である
×：反り量の増加量が５０μｍ以上である
【０１００】
２．２  鋼管の展延性の評価
各実施例および各比較例で現像ローラを製造するために用いた鋼管を５本ずつ用意し、それぞれの鋼管において、外周面の各部のビッカース硬度ＨＶを、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に規定の方法により測定した。そして、シーム部の硬度と、シーム部以外の部位の硬度との差を算出し、以下の基準にしたがって評価した。
◎：硬度の差がＨＶ１０未満である
○：硬度の差がＨＶ１０以上３０未満である
△：硬度の差がＨＶ３０以上５０未満である
×：硬度の差がＨＶ５０以上である
【０１０１】
２．３  現像ローラの溝の深さの評価
実施例１〜５および比較例１で得られた現像ローラを５本ずつ用意し、それぞれの現像ローラにおいて、外周面の各部に形成された溝の深さを測定した。そして、シーム部に形成された溝の深さと、シーム部以外の部位に形成された溝の深さとを比較し、その差を算出した。なお、比較した溝は、シーム部とそれ以外の部位とで、深さを同じにするべく形成した溝であり、これらの溝の深さの差を、以下の基準にしたがって評価した。
◎：溝の深さの差が、溝の深さの２０％未満である
○：溝の深さの差が、溝の深さの２０％以上４０％未満である
△：溝の深さの差が、溝の深さの４０％以上６０％未満である
×：溝の深さの差が、溝の深さの６０％以上である
【０１０２】
２．４  印字ムラの評価
各実施例および各比較例で得られたプリンタを５台ずつ用意し、それぞれのプリンタにおいて、所定パターンの印字を行った。そして、そのパターンの印字ムラについて、以下の基準に従い評価を行った。なお、用いたトナーは、平均粒径５μｍのポリエステル系樹脂の組成のものを用いた。
◎：印字ムラが全く認められなかった
○：印字ムラがわずかに認められた
△：印字ムラが認められた
×：印字ムラが顕著に認められた
以上の評価の結果を、表１に示す。なお、例えば、○〜◎は、５つのサンプル（現像ローラ、鋼管、プリンタ）のうち、評価が○に相当するサンプルと、評価が◎に相当するサンプルとが混在している場合を示している。
【０１０３】
【表１】
2008102445.tif 000003
【０１０４】
表１からも明らかなように、各実施例で得られた現像ローラは、比較例で得られた現像ローラよりも、溝形成加工の前後で反り量の増加量が小さかった。このことから、各実施例では、熱処理によって鋼管中の残留応力が減少させたため、鋼管に溝形成加工を施しても、残留応力に起因する鋼管の変形が発生しなかったものと推察される。
また、各実施例で用いた鋼管は、比較例で用いた鋼管に比べ、シーム部とそれ以外の部位との間の硬度差が小さかった。また、鋼管の外周面に形成された溝の深さについては、各実施例で用いた鋼管の方が、比較例でも用いた鋼管よりも、バラツキが小さいことが認められた。このことから、各実施例では、鋼管のシーム部とそれ以外の部位との硬度差が緩和され、これにより、転造によって形成された溝の深さが均一な現像ローラが得られたと言える。
さらに、また、各実施例で得られたプリンタは、比較例で得られたプリンタよりも、印字ムラが少なく、良好な印字性能を示した。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の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】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。
【図３】図２に示す現像装置が有する現像ローラの概略構成を示す平面図である。
【図４】図３に示す現像ローラに形成された溝の拡大平面図である。
【図５】図４中のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】本発明の現像ローラの製造方法を説明するための模式図である。
【図７】本発明の現像ローラの製造方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０……プリンタ  ２……溝  ２１……第１の溝  ２１１……側面  ２１２……底面  ２１３……単位溝  ２２……第２の溝  ２３……拡大部  ２３１……側面  ２３２……底面  ２４……交差部  ２０……感光体  ３０……帯電ユニット  ３００……本体  ３０１……外周部  ３０１ａ……外周面  ３１０……縮径部  ３２０……溝形成部  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  ５５ａ〜５５ｄ……保持部  ５１０……現像ローラ  ５１１……金属板  ５１２……端部  ５１３……金属管  ５１３ａ……外周面  ５１３ｂ……シーム部  ５１３ｃ……部位  ５１４……ダイス  ５１４ａ……凸部  ５１５……研削材  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……一次転写ユニット  ７０……中間転写体  ７５……クリーニングユニット  ７６……クリーニングブレード  ８０……二次転写ユニット  ９０……定着ユニット  ９２……給紙トレイ  ９４……給紙ローラ  ９６……レジローラ  Ｐ１……記録媒体  Ｔ……トナー  Ｔ１、Ｔ２……粒子  Ｏ……回転軸（中心軸）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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