JP2009198671A - Development roller, developing apparatus, and image forming apparatus - Google Patents

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山田陽一
Masahiro Maeda
前田将宏
Junichi Suzuki
鈴木淳一
Takatomo Fukumoto
福元貴智
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform an excellent development operation for a long period of time by improving durability even when recesses and projections are formed on a developing roller by rolling processing. <P>SOLUTION: A development roller 25 includes: a base unit 25a having base recesses (first and second inclined base grooves 29a', 29b') and a base projection 30' that are formed in a predetermined area of a circumference surface, and a surface layer 25b formed on the circumference surface of the base unit 25a and having recesses (first and second inclined grooves 29a, 29b) and a projection 30 formed respectively in accordance with the base recess and the base projection of the base unit 25a. A thickness t of the surface layer 25b is larger than a maximum height h of a base swollen portion 30b' close to the side edge of the base projection 30' from a regular surface (base flat surface 30a') of the base projection 30'. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は外周面に凹凸部を有してトナーを潜像担持体に搬送する現像ローラ、現像ローラを有する現像装置、および現像装置を備えた画像形成装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a developing roller having a concavo-convex portion on an outer peripheral surface and conveying toner to a latent image carrier, a developing device having the developing roller, and an image forming apparatus including the developing device.

従来、非磁性一成分トナーで潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置では、現像ローラ上で摩擦帯電によりトナーに電荷を付与している。この現像ローラとして、外周面に転造加工による溝から凹凸部を形成された基材と、基材の表面にめっき処理を施して形成された一様厚みの表面層とからなっている（例えば、特許文献１参照）。この凹凸部でトナーを現像ローラ上で効果的に摩擦帯電させている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a developing device that develops an electrostatic latent image on a latent image carrier with nonmagnetic one-component toner, a charge is imparted to the toner by frictional charging on a developing roller. The developing roller is composed of a base material having a concavo-convex portion formed from a groove formed by rolling on the outer peripheral surface, and a surface layer having a uniform thickness formed by plating the surface of the base material (for example, , See Patent Document 1). The toner is effectively frictionally charged on the developing roller by the uneven portion.

一方、一般に現像ローラにはトナー供給ローラおよびトナー規制部材が当接されている。また、トナー母粒子を被覆する外添剤の１つとして、硬度の高いシリカが用いられている。このため、画像形成回数が多くなってくると、現像ローラの外周面が削られてしまう。そこで、前述の表面層により現像ローラの外周面の削れが抑制されている。
特開２００７−１２１９４８号公報。 On the other hand, a toner supply roller and a toner regulating member are generally in contact with the developing roller. Further, silica having high hardness is used as one of external additives for coating the toner base particles. For this reason, when the number of image formation increases, the outer peripheral surface of the developing roller is scraped. Therefore, the outer surface of the developing roller is prevented from being scraped by the aforementioned surface layer.
JP2007-121948A.

ところで、現像ローラの基材に凹凸パターンを押圧して凹凸部を形成すると、押圧された凹部の肉が凹部の周囲に盛り上がってしまうことがある。すなわち、図８（ａ）に示すように現像ローラａの基材ｂの基材凸部ｃの側縁部近傍に、基材凸部ｃの正規面である基材表面ｄから径方向（図８）（ａ）において上方）に盛り上がった微小な基材盛り上がり部ｅが生じる場合がある。特に、凹凸深さを大きくする場合に押圧でつぶれきれなかった凹部の余分な肉が多くなるためこの傾向が強い。また、基材凸部ｃの基材表面ｄには、転造加工前に実施されたセンタレス加工による微小な基材凹部ｆが形成されることもある。   By the way, when a concavo-convex pattern is formed by pressing a concavo-convex pattern on the substrate of the developing roller, the pressed concave portion may rise around the concave portion. That is, as shown in FIG. 8 (a), in the vicinity of the side edge of the base material convex portion c of the base material b of the developing roller a, the base surface d, which is the normal surface of the base material convex portion c, is radial (see FIG. 8) In some cases, a fine base material bulging portion e swelled upward in (a) may occur. In particular, when the depth of the unevenness is increased, this tendency is strong because excess meat in the recessed portion that could not be crushed by pressing increases. In addition, a minute substrate recess f may be formed on the substrate surface d of the substrate protrusion c by centerless processing performed before the rolling process.

そして、従来は、基材ｂに表面層ｇを形成する際、これらの基材盛り上がり部ｅや基材凹部ｆがなんら考慮されず、めっき処理が施されていた。このため、基材盛り上がり部ｅのうち、基材表面ｄからの高さｈが表面層ｇの厚みｔより大きい（ｔ＜ｈ）基材盛り上がり部ｅに対応した表面層ｇの盛り上がり部ｉが存在してしまう。   Conventionally, when the surface layer g is formed on the base material b, the base material bulge portion e and the base material concave portion f are not considered at all, and the plating process is performed. For this reason, in the base material bulge portion e, the height portion i of the surface layer g corresponding to the base material bulge portion e is such that the height h from the base material surface d is greater than the thickness t of the surface layer g (t <h). It will exist.

しかし、前述のように現像ローラａの表面層ｇの摩耗が抑制されるとはいえ、長期にわたる画像形成により、表面層ｇの摩耗は次第に大きくなる。そして、表面層ｇが次第に摩耗していくと、図８（ｂ）に示すように表面層ｇの盛り上がり部ｉが早期に摩耗して、基材盛り上がり部ｅが早期に露出してしまう。このため、表面層ｇで現像ローラａの耐久性を向上させても、この現像ローラａの耐久性の向上は十分ではなく、改良の余地がある。   However, although the wear of the surface layer g of the developing roller a is suppressed as described above, the wear of the surface layer g gradually increases due to long-term image formation. Then, as the surface layer g gradually wears, as shown in FIG. 8 (b), the raised portion i of the surface layer g is worn early and the base raised portion e is exposed early. For this reason, even if the durability of the developing roller a is improved by the surface layer g, the durability of the developing roller a is not sufficiently improved, and there is room for improvement.

同様に、図８（ｃ）に示すように現像ローラａの基材ｂの基材凸部ｃの側縁部近傍に、基材凹部ｊ方向に盛り上がる基材盛り上がり部ｋが生じる場合もある。この基材盛り上がり部ｋにおいても、正規面である基材側面ｍからの高さｈ′が表面層ｇの厚みｔより大きい（ｔ＜ｈ′）基材盛り上がり部ｋに対応した表面層ｇの盛り上がり部ｎが存在する。この現像ローラａでも、前述と同様の耐久性の向上が十分ではなく、改良の余地がある。   Similarly, as shown in FIG. 8C, there may be a substrate bulge portion k that rises in the direction of the substrate recess j in the vicinity of the side edge of the substrate protrusion c of the substrate b of the developing roller a. Also in the base material bulge portion k, the height h ′ from the base material side surface m which is the normal surface is larger than the thickness t of the surface layer g (t <h ′). A rising portion n exists. Even with this developing roller a, the same improvement in durability as described above is not sufficient, and there is room for improvement.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、凹凸部を転造加工で形成しても、耐久性を更に一層向上させてより長期にわたって良好な現像を行うことのできる現像ローラ、現像装置および画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose thereof is to further improve the durability and perform good development over a long period of time even if the concavo-convex portion is formed by rolling. It is an object of the present invention to provide a developing roller, a developing device, and an image forming apparatus.

前述の課題を解決するために、本発明に係る現像ローラ、現像装置、および画像形成装置によれば、現像ローラの基材に押圧加工によって基材凹凸部が形成される。その場合、押圧加工のため、基材凸部の側縁近傍にこの基材凸部の正規面より盛り上がった微小な基材盛り上がり部が形成される。また、この基材の外周面に表面層が形成される。そして、この表面層の厚みが基材凸部の正規面からの基材盛り上がり部の最大高さより大きく設定される。押圧加工そしては、転造加工が好適に用いられる。   In order to solve the above-described problems, according to the developing roller, the developing device, and the image forming apparatus according to the present invention, the substrate uneven portion is formed on the substrate of the developing roller by pressing. In that case, due to the pressing process, a minute base material swelled from the normal surface of the base material convex part is formed in the vicinity of the side edge of the base material convex part. In addition, a surface layer is formed on the outer peripheral surface of the substrate. And the thickness of this surface layer is set larger than the maximum height of the base material rising part from the normal surface of a base material convex part. A pressing process and a rolling process are preferably used.

したがって、長期にわたって画像形成が行われたとき、最初、基材盛り上がり部に対応する表面層の盛り上がり部が摩耗する。そして、表面層の盛り上がり部が摩耗により消滅しても、表面層の厚みが前述のように設定されているので、基材は露出することはない。また、表面層の盛り上がり部が消滅すると、凸部の表面層は基材凸部の正規面に対応する平坦な面となるため、凸部の表面層の平坦面面積が増大する。したがって、トナー規制部材やトナー供給部材からの押圧力を受ける面積が広がり押圧力が分散されることとなるため、凸部の表面層の平坦面の摩耗速度が抑制される。これにより、現像ローラの耐久性が従来に比べてより一層向上することができ、現像ローラのトナー帯電性を長期にわたって良好に維持することができる。また、基材が長期にわたって露出しないことから、Ｆｅ系の腐食性材料を基材に用いた場合には、基材の腐食を長期にわたって防止することができる。   Therefore, when image formation is performed over a long period of time, the raised portion of the surface layer corresponding to the raised portion of the base material is initially worn. Even if the raised portion of the surface layer disappears due to wear, the thickness of the surface layer is set as described above, so that the base material is not exposed. Further, when the raised portion of the surface layer disappears, the surface layer of the convex portion becomes a flat surface corresponding to the normal surface of the base material convex portion, so that the flat surface area of the surface layer of the convex portion increases. Accordingly, the area receiving the pressing force from the toner regulating member and the toner supply member is expanded and the pressing force is dispersed, so that the wear rate of the flat surface of the surface layer of the convex portion is suppressed. Thereby, the durability of the developing roller can be further improved as compared with the conventional one, and the toner charging property of the developing roller can be maintained well over a long period of time. In addition, since the base material is not exposed for a long time, the corrosion of the base material can be prevented for a long time when an Fe-based corrosive material is used for the base material.

また、本発明の現像ローラを有する現像装置によれば、潜像担持体の静電潜像を長期にわたって良好に現像することができる。また、トナーの平均粒径が現像ローラの凹部の深さより小さいトナーを用いた場合、凸部における表面層の表面をほぼ平坦状に摩耗させることができる。これにより、更に長期にわたって表面層の摩耗を効果的に抑制することができる。   Further, according to the developing device having the developing roller of the present invention, the electrostatic latent image on the latent image carrier can be developed satisfactorily over a long period of time. Further, when a toner having an average particle diameter of toner smaller than the depth of the concave portion of the developing roller is used, the surface of the surface layer of the convex portion can be worn almost flatly. Thereby, wear of the surface layer can be effectively suppressed over a longer period.

更に、外添剤に比較的硬いシリカを用いたトナーであって、一成分非磁性非接触現像用として流動性を確保するために、トナー母粒子に対するシリカ被覆率が１００％以上であるトナーを用いた場合、トナー母粒子の表面に多くのシリカが存在するだけでなく遊離したシリカも存在するようになる。このため、凸部の表面層の摩耗速度が比較的より速くなる。しかし、このようなシリカ被覆率が１００％以上であるトナーを用いる現像装置に本発明の現像ローラを用いることで、現像ローラの耐久性をより効果的に向上することができる。
一方、本発明の現像装置を備える画像形成装置によれば、長期にわたって良好な画質の画像を形成することができる。 Further, a toner using relatively hard silica as an external additive, and having a silica coverage with respect to the toner base particles of 100% or more in order to ensure fluidity for one-component non-magnetic non-contact development. When used, not only a large amount of silica is present on the surface of the toner base particles, but also free silica is present. For this reason, the abrasion rate of the surface layer of a convex part becomes comparatively faster. However, the durability of the developing roller can be more effectively improved by using the developing roller of the present invention in a developing device using toner having a silica coverage of 100% or more.
On the other hand, according to the image forming apparatus provided with the developing device of the present invention, it is possible to form an image with good image quality over a long period of time.

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。
図１に示すように、この例の画像形成装置１は、基本的には前述の特許文献１に記載の従来の画像形成装置１と同じ構成を有している。まず、この従来の画像形成装置１と同じ構成について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 of this example basically has the same configuration as the conventional image forming apparatus 1 described in Patent Document 1 described above. First, the same configuration as that of the conventional image forming apparatus 1 will be described.

装置本体２内に図１において時計回りの回転方向αに回転可能に設けられた潜像担持体である感光体３を備えている。この感光体３の外周近傍に位置して、帯電装置４が設けられている。また、感光体３の外周近傍には、現像装置であるロータリー現像ユニット５、一次転写装置６、およびクリーニング装置７が、それぞれ帯電装置４より感光体３の回転方向αに向かってこれらの順に配置されている。ロータリー現像ユニット５は、イエロー用の現像装置５Ｙ、マゼンタ用の現像装置５Ｍ、シアン用の現像装置５Ｃ、およびブラック用の現像装置５Ｋを有している。そして、これらの各現像装置５Ｙ,５Ｍ,５Ｃ,５Ｋは、中心軸を中心に回転方向β（図１において反時計回り）に回転可能に設けられたロータリ５ａに着脱可能に支持されている。更に、帯電装置４およびクリーニング装置７の下方には、露光装置８が配置されている。   The apparatus main body 2 is provided with a photoreceptor 3 which is a latent image carrier provided so as to be rotatable in the clockwise rotation direction α in FIG. A charging device 4 is provided in the vicinity of the outer periphery of the photoreceptor 3. Further, in the vicinity of the outer periphery of the photoconductor 3, a rotary developing unit 5, a primary transfer device 6, and a cleaning device 7, which are developing devices, are arranged in this order from the charging device 4 toward the rotation direction α of the photoconductor 3. Has been. The rotary developing unit 5 includes a developing device 5Y for yellow, a developing device 5M for magenta, a developing device 5C for cyan, and a developing device 5K for black. Each of these developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K is detachably supported by a rotary 5a that is provided to be rotatable about a central axis in a rotation direction β (counterclockwise in FIG. 1). Further, an exposure device 8 is disposed below the charging device 4 and the cleaning device 7.

更に、画像形成装置１は、中間転写媒体である無端ベルト状の中間転写ベルト９を備えている。この中間転写ベルト９は、ベルト駆動ローラ１０および従動ローラ１１に掛け渡されている。ベルト駆動ローラ１０には、図示しないモータの回転駆動力が伝達される。そして、ベルト駆動ローラ１０によって、中間転写ベルト９は一次転写装置６で感光体２に圧接されながら、回転方向γ（図１において、反時計回り）に回転するようになっている。   Further, the image forming apparatus 1 includes an endless belt-shaped intermediate transfer belt 9 that is an intermediate transfer medium. The intermediate transfer belt 9 is stretched around a belt driving roller 10 and a driven roller 11. A rotational driving force of a motor (not shown) is transmitted to the belt driving roller 10. The intermediate transfer belt 9 is rotated in the rotation direction γ (counterclockwise in FIG. 1) while being pressed against the photoreceptor 2 by the primary transfer device 6 by the belt driving roller 10.

中間転写ベルト９のベルト駆動ローラ１０側には、二次転写装置１２が設けられている。また、露光装置８の下方には、転写紙等のシート状の転写材（不図示；本発明の転写媒体に相当）が収納された転写材カセット１３が設けられている。更に、転写材カセット１３から二次転写装置１２への転写材搬送経路１４には、二次転写装置１２の近傍に位置してピックアップローラ１５およびゲートローラ対１６が設けられている。   A secondary transfer device 12 is provided on the belt driving roller 10 side of the intermediate transfer belt 9. A transfer material cassette 13 in which a sheet-like transfer material such as transfer paper (not shown; corresponding to the transfer medium of the present invention) is stored is provided below the exposure device 8. Further, a pickup roller 15 and a gate roller pair 16 are provided in the vicinity of the secondary transfer device 12 in the transfer material conveyance path 14 from the transfer material cassette 13 to the secondary transfer device 12.

二次転写装置１２の上方には、定着装置１７が設けられている。この定着装置１７は、加熱ローラ１８と、この加熱ローラに圧接される加圧ローラ１９とを有している。更に、装置本体２の上部には、排転写材トレイ２０が設けられている。また、定着装置１７と排転写材トレイ２０との間には、排転写材ローラ対２１が設けられている。   A fixing device 17 is provided above the secondary transfer device 12. The fixing device 17 includes a heating roller 18 and a pressure roller 19 that is pressed against the heating roller. Further, a waste transfer material tray 20 is provided on the upper portion of the apparatus main body 2. Further, a pair of discharge transfer material rollers 21 is provided between the fixing device 17 and the discharge transfer material tray 20.

このように構成されたこの例の画像形成装置１においては、帯電装置４によって一様に帯電された感光体３に、露光装置８の例えばレーザ光Ｌ等によって、例えばまずイエローの静電潜像を形成される。感光体３のイエローの静電潜像は、ロータリ５ａの回転で図示の現像位置に位置決めされたイエロー用の現像装置５Ｙのイエローのトナーによって現像される。こうして、感光体３にイエローのトナー像が形成される。このイエロートナー像は一次転写装置６によって中間転写ベルト９に転写される。転写後に感光体３に残留するトナーは、クリーニング装置７のクリーニングブレード等によって掻き落とされて、回収される。   In the image forming apparatus 1 of this example configured as described above, for example, a yellow electrostatic latent image is first applied to the photoreceptor 3 uniformly charged by the charging device 4 by, for example, the laser light L of the exposure device 8. Formed. The yellow electrostatic latent image on the photoreceptor 3 is developed by yellow toner of the yellow developing device 5Y positioned at the development position shown in the figure by the rotation of the rotary 5a. Thus, a yellow toner image is formed on the photoreceptor 3. This yellow toner image is transferred to the intermediate transfer belt 9 by the primary transfer device 6. The toner remaining on the photoreceptor 3 after the transfer is scraped off by a cleaning blade of the cleaning device 7 and collected.

次に、前述と同様に帯電装置４によって再び一様に帯電された感光体３に、露光装置８によって、マゼンタの静電潜像を形成される。このマゼンタの静電潜像は、現像位置に位置決めされたマゼンタ用の現像装置５Ｍのマゼンタのトナーによって現像される。この感光体３上のマゼンタのトナー像は一次転写装置６によって中間転写ベルト９に、イエローのトナー像に色重ねされて転写される。転写後に感光体３に残留するトナーは、クリーニング装置７によって回収される。以後、シアンおよびブラックについても同様にしてそれぞれ感光体３にトナー像が順次形成され、これらのトナー像が順次中間転写ベルト９に、先に転写されたトナー像に色重ねされて転写される。こうして、中間転写ベルト９にフルカラーのトナー像が形成される。同様にして、転写後に感光体３に残留する各トナーは、それぞれクリーニング装置７によって回収される。   Next, a magenta electrostatic latent image is formed by the exposure device 8 on the photoconductor 3 uniformly charged again by the charging device 4 as described above. The magenta electrostatic latent image is developed with magenta toner of the magenta developing device 5M positioned at the development position. The magenta toner image on the photoreceptor 3 is transferred onto the intermediate transfer belt 9 by the primary transfer device 6 while being superimposed on the yellow toner image. The toner remaining on the photoreceptor 3 after the transfer is collected by the cleaning device 7. Thereafter, similarly for cyan and black, toner images are sequentially formed on the photosensitive member 3, and these toner images are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 9 while being superimposed on the previously transferred toner image. Thus, a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 9. Similarly, each toner remaining on the photoreceptor 3 after the transfer is collected by the cleaning device 7.

中間転写ベルト９に転写されたフルカラーのトナー像は転写材カセット１３から転写材搬送経路１４を通って搬送されてくる転写材に、二次転写装置１２によって転写される。このとき、転写材はゲートローラ対１６によって、中間転写ベルト９のフルカラーのトナー像にタイミングを合わされて二次転写装置１２に搬送される。   The full-color toner image transferred to the intermediate transfer belt 9 is transferred by the secondary transfer device 12 to the transfer material conveyed from the transfer material cassette 13 through the transfer material conveyance path 14. At this time, the transfer material is conveyed to the secondary transfer device 12 by the gate roller pair 16 at the timing of the full color toner image on the intermediate transfer belt 9.

転写材に定着されたトナー像は、定着装置１２の加熱ローラ１８および加圧ローラ１９によって加熱、加圧定着される。こうして画像が形成された転写材は転写材搬送経路１４を通って搬送されて、排転写材ローラ対２１によって排転写材トレイ２０に排出され、収容される。   The toner image fixed on the transfer material is heated and pressure-fixed by the heating roller 18 and the pressure roller 19 of the fixing device 12. The transfer material on which the image is formed in this way is conveyed through the transfer material conveyance path 14 and is discharged and stored in the waste transfer material tray 20 by the waste transfer material roller pair 21.

次に、この例の画像形成装置１の特徴部分の構成について説明する。
この例の画像形成装置１における各色の現像装置５Ｙ,５Ｍ,５Ｃ,５Ｋは、いずれもまったく同じ構成を有している。したがって、以下の現像装置５Ｙ,５Ｍ,５Ｃ,５Ｋの説明においては、各色の符号Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋを省略して説明する。その場合、現像装置には、ロータリー現像ユニット５と区別するために符号５′を付す。 Next, the structure of the characteristic part of the image forming apparatus 1 of this example will be described.
The developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K for the respective colors in the image forming apparatus 1 of this example all have the same configuration. Therefore, in the following description of the developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K, the reference numerals Y, M, C, and K of each color are omitted. In this case, the developing device is denoted by reference numeral 5 ′ so as to be distinguished from the rotary developing unit 5.

図２は、この例の実施の形態の現像装置の長手方向と直交する方向に沿う断面図である。
この例の現像装置５′は長い容器状に形成される。図２に示すように、この現像装置５′は、前述の特許文献１に記載の現像装置と同様に長いハウジング２２に、トナー収容部２３、トナー供給ローラ２４、現像ローラ２５、およびトナー規制部材２６を有している。これらのトナー収容部２３、トナー供給ローラ２４、現像ローラ２５、およびトナー規制部材２６は、現像装置５′の長手方向（図２において紙面と直交する方向）に沿って延設されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the developing device according to the embodiment of the present example.
The developing device 5 'in this example is formed in a long container shape. As shown in FIG. 2, the developing device 5 ′ includes a toner housing portion 23, a toner supply roller 24, a developing roller 25, and a toner regulating member in a long housing 22 like the developing device described in Patent Document 1 described above. 26. The toner container 23, the toner supply roller 24, the developing roller 25, and the toner regulating member 26 are extended along the longitudinal direction of the developing device 5 ′ (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2).

トナー収容部２３は、仕切り壁２７によって２つの第１および第２トナー収容部２３ａ,２３ｂに区画されている。その場合、トナー収容部２３は、図２において第１および第２トナー収容部２３ａ,２３ｂの上部が互いに連通する連通部２３ｃとして形成されている。この状態では、仕切り壁２７により第１および第２トナー収容部２３ａ,２３ｂ間のトナー２８の移動が抑制される。ロータリー現像ユニット５のロータリ５ａが回転して現像装置５′が図２に示す状態と上下逆の状態になると、第１および第２トナー収容部２３ａ,２３ｂにそれぞれ収容されたトナー２８が連通部２３ｃ側に移動する。ロータリ５ａが更に回転して現像装置５′が図２に示す状態になると、トナー２８は第１および第２トナー収容部２３ａ,２３ｂ側に再び移動する。これにより、前に第１トナー収容部２３ａ内に収容されたトナー２８の一部が第２トナー収容部２３ｂ内に移動し、また前に第２トナー収容部２３ｂ内に収容されたトナー２８の一部が第１トナー収容部２３ａ内に移動して、トナー収容部２３内のトナー２８が混合撹拌される。このトナー２８はそのトナー母粒子が外添剤で被覆された非磁性一成分トナーである。その場合、本発明では外添剤として少なくともシリカが用いられる。   The toner storage unit 23 is divided into two first and second toner storage units 23 a and 23 b by a partition wall 27. In that case, the toner accommodating portion 23 is formed as a communicating portion 23c in which the upper portions of the first and second toner accommodating portions 23a and 23b in FIG. 2 communicate with each other. In this state, the movement of the toner 28 between the first and second toner accommodating portions 23a and 23b is suppressed by the partition wall 27. When the rotary 5a of the rotary developing unit 5 rotates and the developing device 5 'is turned upside down as shown in FIG. 2, the toner 28 accommodated in the first and second toner accommodating portions 23a and 23b is connected to the communicating portion. Move to the 23c side. When the rotary 5a further rotates and the developing device 5 'is in the state shown in FIG. 2, the toner 28 moves again to the first and second toner accommodating portions 23a and 23b. As a result, a part of the toner 28 previously stored in the first toner storage portion 23a moves into the second toner storage portion 23b, and the toner 28 previously stored in the second toner storage portion 23b. A part of the toner moves into the first toner container 23a, and the toner 28 in the toner container 23 is mixed and stirred. The toner 28 is a non-magnetic one-component toner whose toner base particles are coated with an external additive. In that case, at least silica is used as an external additive in the present invention.

第１トナー収容部２３ａ内の図２において下部には、トナー供給ローラ２４が図２において時計回りに回転可能に設けられている。また、ハンジング２２の外部には現像ローラ２５が図２において反時計回りに回転可能に設けられている。そして、現像ローラ２５は、感光体３に近接して（非接触で）設けられている。また、現像ローラ２５はハウジング２２の開口２２ａを通してトナー供給ローラ２４に所定の当接圧で当接されている。更に、トナー規制部材２６がハウジング２２に設けられている。このトナー規制部材２６は、現像ローラ２５とトナー供給ローラ２４とのニップ部（当接部）より現像ローラ２５の回転方向下流側の位置で現像ローラ２５に当接している。これにより、トナー規制部材２６は、トナー供給ローラ２４から現像ローラ２５に供給されたトナー２８の層厚を規制する。したがって、トナー規制部材２６によって規制されたトナー２８が現像ローラ２５によって感光体３の方へ搬送される。そして、現像ローラ２５で搬送されたトナー２８によって感光体３の静電潜像が非接触で現像されて、感光体３に各色のトナー像が形成される。   A toner supply roller 24 is provided at the lower portion of the first toner storage portion 23a in FIG. 2 so as to be rotated clockwise in FIG. Further, a developing roller 25 is provided outside the handling 22 so as to be able to rotate counterclockwise in FIG. The developing roller 25 is provided close to the photoconductor 3 (without contact). The developing roller 25 is in contact with the toner supply roller 24 through the opening 22a of the housing 22 with a predetermined contact pressure. Further, a toner regulating member 26 is provided on the housing 22. The toner regulating member 26 is in contact with the developing roller 25 at a position downstream of the developing roller 25 in the rotation direction with respect to the nip portion (contacting portion) between the developing roller 25 and the toner supply roller 24. Thus, the toner regulating member 26 regulates the layer thickness of the toner 28 supplied from the toner supply roller 24 to the developing roller 25. Therefore, the toner 28 regulated by the toner regulating member 26 is conveyed toward the photosensitive member 3 by the developing roller 25. Then, the electrostatic latent image on the photoreceptor 3 is developed in a non-contact manner by the toner 28 conveyed by the developing roller 25, and a toner image of each color is formed on the photoreceptor 3.

図３（ａ）に示すように、現像ローラ２５の外周面には、前述の特許文献１に記載の現像ローラと同様に網の目状の凹凸パターンが形成されている。この例の現像ローラ２５ではこの凹凸パターンとして、その外周面の軸方向所定位置に溝２９が全周にわたって形成されている。その場合、溝２９は、軸方向に対して所定角（図示例では４５°であるが、これに限定されない）で傾斜した螺旋状に連続して形成され規則性を有する所定数の第１傾斜溝２９ａと、これらの第１傾斜溝２９ａと傾斜が逆方向に傾斜した螺旋状に連続する所定数の第２傾斜溝２９ｂとからなる。これらの第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂは、いずれもその傾斜方向に所定のピッチ間隔ｐでかつ現像ローラ２５ｎ軸方向に所定幅Ｗに形成されている。なお、第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂの各傾斜角および各ピッチは、いずれも互いに異ならせることもできる。   As shown in FIG. 3A, a net-like uneven pattern is formed on the outer peripheral surface of the developing roller 25 as in the developing roller described in Patent Document 1 described above. In the developing roller 25 of this example, a groove 29 is formed over the entire circumference as a concave / convex pattern at a predetermined position in the axial direction of the outer peripheral surface. In this case, the groove 29 is formed in a spiral shape continuously inclined at a predetermined angle (45 ° in the illustrated example, but not limited to this) with respect to the axial direction, and a predetermined number of first inclinations having regularity. The groove 29a includes the first inclined grooves 29a and a predetermined number of second inclined grooves 29b that are continuously spirally inclined in the opposite direction. The first and second inclined grooves 29a and 29b are each formed with a predetermined pitch interval p in the inclined direction and a predetermined width W in the axial direction of the developing roller 25n. Note that the inclination angles and the pitches of the first and second inclined grooves 29a and 29b may be different from each other.

図３（ｂ）に示すように、現像ローラ２５は、基材２５ａと、この基材２５ａの外周面に形成された表面層２５ｂとからなる。基材２５ａは、５０５６アルミ合金や６０６３アルミ合金等のアルミニウム系やＳＴＫＭ等のＦｅ系等の金属材料のスリーブからなる。また、表面層２５ｂは基材２５ａ上に施されたニッケル系めっきやクロム系めっき等のめっき層からなる。   As shown in FIG. 3B, the developing roller 25 includes a base material 25a and a surface layer 25b formed on the outer peripheral surface of the base material 25a. The base material 25a is made of a sleeve of a metal material such as an aluminum-based material such as 5056 aluminum alloy or 6063 aluminum alloy, or an Fe-based material such as STKM. The surface layer 25b is made of a plating layer such as nickel plating or chrome plating applied on the substrate 25a.

図３（ｃ）に示すように、現像ローラ２５の基材２５ａの外周面には、第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂを構成するための第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′がそれぞれ転造加工によって形成されている。この基材における第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′の加工方法は従来公知の加工方法を採用することができる。したがって、この加工方法の説明は省略する。また、転造加工以外の加工方法として、従来公知の押圧加工方法を用いることもできる。そして、基材２５ａの外周面には、第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′で囲まれた所定数の島状の基材凸部３０′が形成されている。なお、本発明では、基材凸部３０′は第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′の底部から見て外方に突出していることで凸部という。   As shown in FIG. 3C, on the outer peripheral surface of the base material 25a of the developing roller 25, there are first and second inclined base material grooves 29a 'for forming first and second inclined grooves 29a, 29b. 29b 'is formed by rolling. As the processing method of the first and second inclined base material grooves 29a ′ and 29b ′ in this base material, a conventionally known processing method can be adopted. Therefore, description of this processing method is omitted. Moreover, a conventionally well-known pressing method can also be used as processing methods other than rolling processing. A predetermined number of island-shaped base material protrusions 30 ′ surrounded by the first and second inclined base material grooves 29 a ′ and 29 b ′ are formed on the outer peripheral surface of the base material 25 a. In the present invention, the base material convex portion 30 ′ is called a convex portion because it protrudes outward as viewed from the bottom of the first and second inclined base material grooves 29 a ′ and 29 b ′.

これらの基材凸部３０′の形状は、第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′の傾斜角が４５°でかつそれらのピッチが互いに同じに設定された場合には正方形状を呈し、第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′の傾斜角が４５°以外の角度でかつそれらのピッチが互いに同じに設定された場合には菱形状を呈する。また、基材凸部３０′の形状は、第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′の傾斜角が４５°でかつそれらのピッチが互いに異なるように設定された場合には長方形状を呈し、第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′の傾斜角が４５°以外の角度でかつそれらのピッチが互いに異なるように設定された場合には平行四辺形状を呈する。   The shape of the substrate convex portions 30 'is square when the inclination angles of the first and second inclined substrate grooves 29a' and 29b 'are 45 ° and their pitches are set to be the same. When the inclination angles of the first and second inclined base material grooves 29a ′ and 29b ′ are other than 45 ° and their pitches are set to be the same, they have a rhombus shape. Further, the shape of the substrate convex portion 30 'is rectangular when the inclination angles of the first and second inclined substrate grooves 29a' and 29b 'are 45 ° and their pitches are different from each other. When the inclination angles of the first and second inclined base material grooves 29a 'and 29b' are other than 45 degrees and their pitches are set different from each other, they have a parallelogram shape.

そして、第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′、基材凸部３０′が形成された基材２５ａの外周面にニッケル系無電解めっき等のめっきを施すことで、基材２５ａの表面に表面層２５ｂが形成される。基材２５ａに表面層２５ｂが形成された状態では、この表面層２５ｂに第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′、基材凸部３０′とそれぞれ同形状の第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂ、凸部３０が形成される（なお、第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂの大きさは第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′の大きさより小さく、また凸部３０の大きさは基材凸部３０′の大きさより大きい。）。   Then, by applying plating such as nickel-based electroless plating to the outer peripheral surface of the base material 25a on which the first and second inclined base material grooves 29a 'and 29b' and the base material convex portion 30 'are formed, the base material 25a A surface layer 25b is formed on the surface. In a state where the surface layer 25b is formed on the base material 25a, the first and second inclined base material grooves 29a 'and 29b' and the base material convex portion 30 'have the same shape as the first and second surfaces 25b, respectively. Inclined grooves 29a and 29b and convex portions 30 are formed (the first and second inclined grooves 29a and 29b are smaller in size than the first and second inclined base material grooves 29a 'and 29b', and The size of the projection 30 is larger than the size of the substrate projection 30 '.)

こうして、第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂと凸部３０とにより、現像ローラ２５の外周面には凹凸部（つまり、凹部および凸部）が形成される。その場合、凸部３０の幅（例えば、図３（ｂ）において凸部３０の左右両側壁間の長さ）が凸部３０の下部側から上部側に向かって連続して小さくなるように、凸部３０の左右の側壁（つまり、凹凸部の境界部）が傾斜して形成されている。なお、図３（ｂ）は現像ローラ２５の軸方向に沿う断面を示しているが、現像ローラ２５の周方向（現像ローラ２５の回転方向）においても、凸部３０の両側壁が同様に傾斜して形成されている。すなわち、凸部３０は、その四方の側壁が傾斜して截頭四角錐台形状に形成されている。   Thus, the first and second inclined grooves 29 a and 29 b and the convex portion 30 form an uneven portion (that is, a concave portion and a convex portion) on the outer peripheral surface of the developing roller 25. In that case, the width of the convex portion 30 (for example, the length between the left and right side walls of the convex portion 30 in FIG. 3B) continuously decreases from the lower side to the upper side of the convex portion 30. The left and right side walls of the convex portion 30 (that is, the boundary portion between the concave and convex portions) are formed to be inclined. Although FIG. 3B shows a cross section along the axial direction of the developing roller 25, both side walls of the convex portion 30 are similarly inclined also in the circumferential direction of the developing roller 25 (rotating direction of the developing roller 25). Is formed. That is, the convex portion 30 is formed in a truncated quadrangular pyramid shape with its four side walls inclined.

ところで、転造加工により形成された基材２５ａの基材凸部３０′の上端側縁部には、前述の従来と同様、図４（ａ）に示すように基材凸部３０′の基材平坦面（基材２５ａの正規面；基材２５ａの外周面）３０ａ′より上方に盛り上がった所定数の基材盛り上がり部３０ｂ′が形成される場合がある。また、基材凸部３０′の基材平坦面３０ａ′の上端側縁部より内側には、基材平坦面３０ａ′より下方に凹んだ所定数の基材凹部３０ｃ′が形成される場合がある。基材盛り上がり部３０ｂ′の基材平坦面３０ａ′からの高さおよび基材凹部３０ｃ′の深さは、それぞれ、基材凸部３０′の高さおよび第１および第２傾斜基材溝２９ａ′,２９ｂ′の深さに比べて微小な大きさである。そして、基材凸部３０′の基材盛り上がり部３０ｂ′により、基材２５ａの外周面に形成された表面層（めっき層）２５ｂにおける凸部３０の上端側縁部に、その頂部の表面３０ａより盛り上がった盛り上がり部３０ｂが形成される。また、基材凸部３０′の基材凹部３０ｃ′により、表面層（めっき層）２５ｂにおける凸部３０の頂部の表面３０ａの上端側縁部より内側に、その頂部の表面３０ａより凹んだ凹部３０ｃが形成される。   By the way, as shown in FIG. 4A, the upper end side edge of the base material protrusion 30 'of the base material 25a formed by the rolling process is the base of the base material protrusion 30'. There may be a case where a predetermined number of base material raised portions 30b ′ raised above the material flat surface (regular surface of the base material 25a; outer peripheral surface of the base material 25a) 30a ′ are formed. In addition, a predetermined number of substrate recesses 30c ′ that are recessed downward from the substrate flat surface 30a ′ may be formed on the inner side of the upper edge of the substrate flat surface 30a ′ of the substrate protrusion 30 ′. is there. The height of the base material raised portion 30b 'from the base material flat surface 30a' and the depth of the base material concave portion 30c 'are respectively the height of the base material convex portion 30' and the first and second inclined base material grooves 29a. Compared with the depth of ', 29b', it is a minute size. Then, the top surface 30a of the top portion of the convex portion 30 in the surface layer (plating layer) 25b formed on the outer peripheral surface of the base material 25a is formed by the base material raised portion 30b 'of the base material convex portion 30'. A more swelled portion 30b is formed. Further, the concave portion recessed from the top surface 30a of the top portion of the surface 30a of the top portion of the convex portion 30 in the surface layer (plating layer) 25b by the base portion concave portion 30c 'of the base portion convex portion 30'. 30c is formed.

この例の現像ローラ２５では、表面層（めっき層）２５ｂの厚みｔが、基材盛り上がり部３０ｂ′のうち最も高い基材盛り上がり部３０ｂ′の基材平坦面３０ａ′からの最大高さｈ1より大きく設定されている。更に、表面層２５ｂの凸部３０における凹部３０ｃのうち最も深い凹部３０ｃの底の基材平坦面３０ａ′からの高さｈ2が基材盛り上がり部３０ｂ′の高さｈ1より大きくなるように、表面層２５ｂの厚みｔが設定されている（つまり、ｈ1＜ｈ2＜ｔ）。 In the developing roller 25 of this example, the thickness h of the surface layer (plating layer) 25b is the maximum height h 1 from the substrate flat surface 30a ′ of the highest substrate raised portion 30b ′ of the substrate raised portions 30b ′. It is set larger. Further, the height h 2 from the base flat surface 30a ′ at the bottom of the deepest concave portion 30c among the concave portions 30c in the convex portion 30 of the surface layer 25b is larger than the height h 1 of the base raised portion 30b ′. The thickness t of the surface layer 25b is set (that is, h 1 <h 2 <t).

一方、本発明者は、前述の図８（ｂ）および（ｄ）に示すように現像ローラ２５の表面層２５ｂが異なった摩耗形状で摩耗する現象に注目した。すなわち、図８（ｂ）に示す例では、現像ローラ２５の凸部３０の頂部の表面３０ａがほぼ平坦状に摩耗し、図８（ｄ）に示す例では、現像ローラ２５の凸部３０の頂部の表面３０ａが湾曲状に摩耗している。なお、この摩耗の形状は、３次元測定用レーザ顕微鏡であるＫｅｙｅｎｃｅ ＶＫ−９５００で測定した。   On the other hand, the inventor has paid attention to the phenomenon that the surface layer 25b of the developing roller 25 is worn in different wear shapes as shown in FIGS. 8B and 8D. That is, in the example shown in FIG. 8B, the top surface 30a of the convex portion 30 of the developing roller 25 is worn almost flat, and in the example shown in FIG. The top surface 30a is worn in a curved shape. The wear shape was measured with Keyence VK-9500, which is a three-dimensional measurement laser microscope.

そこで、本発明者は凸部３０の頂部の表面３０ａがほぼ平坦状に摩耗する場合と、凸部３０の頂部の表面３０ａが湾曲状に摩耗する場合について、更に耐久実験をしながら研究を行った。実験に用いた画像形成装置は、セイコーエプソン社製ＬＰ９０００Ｃのプリンタである。そして、このプリンタに用いられている現像ローラに代えて、次の現像ローラ２５を用いた。その場合、この現像ローラ２５が使用可能にするために、セイコーエプソン社製ＬＰ９０００Ｃのプリンタを改造した。耐久実験における画像形成条件は、ＬＰ９０００Ｃのプリンタの標準の画像形成条件である。   Therefore, the present inventor conducted research on the case where the top surface 30a of the convex portion 30 is worn in a substantially flat shape and the case where the top surface 30a of the convex portion 30 is worn in a curved shape while conducting further durability experiments. It was. The image forming apparatus used in the experiment is an LP9000C printer manufactured by Seiko Epson Corporation. Then, instead of the developing roller used in this printer, the following developing roller 25 was used. In that case, in order to make this developing roller 25 usable, a printer of Seiko Epson LP9000C was modified. The image forming conditions in the durability experiment are standard image forming conditions for the LP9000C printer.

現像ローラ２５の基材２５ａにＳＴＫＭ材を用いて、基材２５ａに凹凸部を加工する前にセンタレス加工により基材２５ａの表面仕上げを行った。このとき、図４（ａ）に示す複数の凹部３０ｃ′が形成された。これらの凹部３０ｃ′のうち、最も深い凹部３０ｃ′の最大深さは１μｍであった。   Using a STKM material for the base material 25a of the developing roller 25, the surface finish of the base material 25a was performed by centerless processing before processing the concavo-convex portion on the base material 25a. At this time, a plurality of recesses 30c ′ shown in FIG. Among these recesses 30c ′, the maximum depth of the deepest recess 30c ′ was 1 μm.

次いで、図４（ａ）で示すように転造加工で表面に基材凹凸深さ（基材凹部の底から基材凸部の上面までの高さ）３μｍ、基材凹凸ピッチ１００μｍ、基材凹凸深さの１／２ラインでの基材凸部の幅５４μｍ、基材凹凸深さの約１／２ラインでの基材凹部の幅４６μｍの凹凸部を形成した。また、このときの基材凸部の基材盛り上がり部の基材凸部の正規面からの最大高さｈ1は３μｍであった。 Next, as shown in FIG. 4 (a), the base material unevenness depth (height from the bottom of the base material concave portion to the top surface of the base material convexity) is 3 μm on the surface by rolling, the base material unevenness pitch is 100 μm, the base material An uneven portion having a width of 54 μm of the base material protrusion at a half line of the unevenness depth and a width of 46 μm of the base material recess at about a half line of the base material unevenness depth was formed. Moreover, the maximum height h 1 from the normal surface of the base material convex portion of the base material raised portion of the base material convex portion at this time was 3 μm.

表面層２５ｂとして、無電解ニッケル-リン（Ｎｉ-Ｐ）めっきにより厚み３μｍのめっき層を基材表面に形成した。図５（ａ）に示すように、このときの現像ローラ２５の凹凸部は、凹凸深さ（溝２９ａ,２９ｂの底から凸部３０の上面までの高さ）６μｍ、凹凸ピッチ１００μｍ、凹凸深さの１／２ラインでの凸部３０の幅６０μｍ、凹凸深さの１／２ラインでの凹部（溝２９ａ,２９ｂ）の幅４０μｍであった。また、表面層２５ｂの形成後、凸部３０の頂部の表面３０ａにおける表面層２５ｂに、複数の凹部３０ｃが形成された。このとき、基材平坦面３０ａ′から基材の２５ａの最も深い凹部３０ｃの底までの高さｈ2は４.５μｍであった（すなわち、基材盛り上がり部３０ｂ′の最大高さｈ1＜基材平坦面３０ａ′から基材２５ａの最も深い凹部３０ｃの底までの高さｈ2＜表面層２５ｂの厚みｔ）。前述の基材凹凸部（溝２９ａ′,２９ｂ′、凸部３０′）および表面層凹凸部（溝２９ａ,２９ｂ、凸部３０）は、３次元測定用レーザ顕微鏡であるＫｅｙｅｎｃｅ製 ＶＫ−９５００で測定した。 As the surface layer 25b, a plating layer having a thickness of 3 μm was formed on the substrate surface by electroless nickel-phosphorus (Ni—P) plating. As shown in FIG. 5A, the uneven portion of the developing roller 25 at this time has an uneven depth (height from the bottom of the grooves 29a and 29b to the upper surface of the protruded portion 30) 6 μm, an uneven pitch 100 μm, and an uneven depth. The width of the convex portion 30 at a half line was 60 μm, and the width of the concave portions (grooves 29a and 29b) at a half line of the concave and convex depth was 40 μm. In addition, after the formation of the surface layer 25b, a plurality of recesses 30c were formed in the surface layer 25b on the top surface 30a of the protrusions 30. At this time, the height h 2 from the substrate flat surface 30a ′ to the bottom of the deepest recess 30c of the substrate 25a was 4.5 μm (that is, the maximum height h 1 of the substrate raised portion 30b ′ < Height h 2 from substrate flat surface 30a ′ to the bottom of deepest recess 30c of substrate 25a <thickness t of surface layer 25b). The aforementioned base material uneven portions (grooves 29a ', 29b', convex portions 30 ') and surface layer uneven portions (grooves 29a, 29b, convex portions 30) are made by Keyence VK-9500, which is a three-dimensional measuring laser microscope. It was measured.

また、トナー供給ローラ２４はウレタン発泡ローラで形成して現像ローラ２５に対して食い込み量１.５ｍｍで設置した。更に、トナー規制部材２６はウレタンゴムからなるブレードで構成し、現像ローラ２５に対して当接圧４０ｇ／ｃｍで設置した。   Further, the toner supply roller 24 is formed of a urethane foam roller and is installed with a biting amount of 1.5 mm with respect to the developing roller 25. Further, the toner regulating member 26 is constituted by a blade made of urethane rubber, and is installed at a contact pressure of 40 g / cm against the developing roller 25.

更に、用いたトナーは４種類のトナーである。そのうち１つのトナーは、粉砕法で作製されたポリエステル粒子にＣＣＡ、ＷＡＸ、顔料を適量内添してトナー母粒子を構成するとともに、このトナー母粒子に２０ｎｍの小粒径シリカ、４０ｎｍの中粒径シリカ、および３０ｎｍチタニアを外添して、平均粒径Ｄ５０が８.５μｍである大粒径トナーである。他の１つのトナーは、粉砕法で作製されたポリエステル粒子にＣＣＡ、ＷＡＸ、顔料を適量内添してトナー母粒子を構成するとともに、このトナー母粒子に２０ｎｍの小粒径シリカ、４０ｎｍの中粒径シリカ、１００ｎｍの大粒径シリカ、および３０ｎｍチタニアを外添して、平均粒径Ｄ５０が６.５μｍである大粒径トナーである。更に他の１つのトナーは、粉砕法で作製されたポリエステル粒子にＣＣＡ、ＷＡＸ、顔料を適量内添してトナー母粒子を構成するとともに、このトナー母粒子に２０ｎｍの小粒径シリカ、４０ｎｍの中粒径シリカ、１００ｎｍの大粒径シリカ、および３０ｎｍチタニアを外添して、平均粒径Ｄ５０が４.５μｍである小粒径トナーである。残りのトナーは、重合法で作製されたスチレンアクリル粒子にＷＡＸ、顔料を適量内添してトナー母粒子を構成するとともに、このトナー母粒子に２０ｎｍの小粒径シリカ、４０ｎｍの中粒径シリカ、１００ｎｍの大粒径シリカ、および３０ｎｍチタニアを外添して、平均粒径Ｄ５０が４.５μｍである小粒径トナーである。   Furthermore, the toner used is four types of toner. One of these toners is composed of polyester particles produced by a pulverization method with appropriate amounts of CCA, WAX, and pigment added therein to form toner mother particles. The toner mother particles have 20 nm small particle size silica and 40 nm medium particles. A large particle diameter toner having an average particle diameter D50 of 8.5 μm with external addition of diameter silica and 30 nm titania. Another toner is composed of polyester particles produced by a pulverization method with appropriate amounts of CCA, WAX, and pigment added therein to form toner mother particles. This is a large particle size toner having an average particle size D50 of 6.5 μm by externally adding particle size silica, 100 nm large particle size silica, and 30 nm titania. Further, another toner is composed of polyester particles produced by a pulverization method with appropriate amounts of CCA, WAX, and pigment added therein to form toner mother particles. The toner mother particles are composed of 20 nm small particle silica, 40 nm This is a small particle diameter toner having an average particle diameter D50 of 4.5 μm by externally adding medium particle diameter silica, 100 nm large particle diameter silica, and 30 nm titania. The rest of the toner is composed of styrene acrylic particles produced by the polymerization method with WAX and an appropriate amount of pigment added therein to form toner mother particles. The toner mother particles have 20 nm small particle size silica and 40 nm medium particle size silica. , 100 nm large particle size silica, and 30 nm titania, and a small particle size toner having an average particle size D50 of 4.5 μm.

そして、ＬＰ９０００Ｃの標準画像形成条件で、Ａ４普通紙にモノクロの画占率５％の文字パターンで耐久画像形成実験を行った。この実験の結果、前述の最初の大粒径トナーを用いた場合、図５（ｂ）に実線で示された初期のプロファイルを有する凸部３０の表面層２５ｂの四方の上端側縁部が、画像形成回数が増加するにしたがって点線で示すように湾曲したプロファイルに摩耗し、画像形成回数が更に増加するにしたがって一点鎖線で示すように凸部３０の頂部における表面層２５ｂの表面３０ａが更に湾曲したプロファイルに摩耗する傾向となった。凸部３０のこのような湾曲した摩耗プロファイルは、前述の２番目の大粒径トナーを用いた場合にも、同様の湾曲したプロファイルに摩耗する傾向となった。   Then, an endurance image formation experiment was conducted on a standard pattern image formation of LP9000C with a monochrome character pattern having a monochrome image occupation ratio of 5% on A4 plain paper. As a result of this experiment, when the above-mentioned first large particle size toner was used, the four upper end side edges of the surface layer 25b of the convex portion 30 having the initial profile shown by the solid line in FIG. As the number of image formations increases, the curved profile wears as shown by the dotted line, and as the number of image formations further increases, the surface 30a of the surface layer 25b at the top of the convex part 30 further curves as shown by the dashed line. The profile tended to wear out. Such a curved wear profile of the convex portion 30 tended to wear to a similar curved profile even when the second large particle toner described above was used.

一方、前述の最初の小粒径トナーを用いた場合、図５（ｃ）に実線で示された初期のプロファイルを有する凸部３０の頂部における表面層２５ｂの表面３０ａが、画像形成回数が増加するにしたがって一点鎖線で示すように更に平坦状のプロファイルに摩耗する傾向となった。凸部３０のこのような平坦状の摩耗プロファイルは、前述の２番目の小粒径トナーを用いた場合にも、同様の湾曲したプロファイルに摩耗する傾向となった。   On the other hand, when the first small particle size toner is used, the surface 30a of the surface layer 25b at the top of the convex portion 30 having the initial profile shown by the solid line in FIG. As a result, as shown by the alternate long and short dash line, the flat profile tended to wear. Such a flat wear profile of the convex portion 30 tended to wear to a similar curved profile even when the second small particle size toner described above was used.

これらの摩耗プロファイルについて精緻に検討すると、図５（ｂ）に示される湾曲した摩耗プロファイルは、トナー粒径（Ｄ５０粒径；体積５０％の平均粒径）が現像ローラ２５の凹凸深さより大きい（トナー粒径＞現像ローラ２５の凹凸深さ）場合に生じる傾向にあることが分かった。また、図５（ｃ）に示されるほぼ平坦状の摩耗プロファイルは、トナー粒径（Ｄ５０粒径）が現像ローラ２５の凹凸深さより小さい（トナー粒径＜現像ローラ２５の凹凸深さ）場合に生じる傾向にあることが分かった。   When these wear profiles are examined in detail, the curved wear profile shown in FIG. 5B has a toner particle size (D50 particle size; average particle size of 50% volume) larger than the uneven depth of the developing roller 25 ( It was found that there is a tendency to occur when toner particle size> development depth of developing roller 25). Further, the substantially flat wear profile shown in FIG. 5C is obtained when the toner particle size (D50 particle size) is smaller than the uneven depth of the developing roller 25 (toner particle size <uneven depth of the developing roller 25). It turns out that it tends to occur.

この理由は次のように考えられる。図６（ａ）において現像ローラ２５の回転に伴い、現像ローラ２５にそれぞれ圧接されるトナー供給ローラ２４およびトナー規制部材２６により、凸部３０の頂部の表面３０ａに位置するトナー粒子が第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂ内にそれぞれ移動する。このとき、トナー粒子の平均粒径が凹凸部の深さより大きいことから、第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂ内に移動したトナー２８の粒子はほとんど一層になる。更に、現像ローラ２５の回転に伴い、第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂに位置するトナー粒子が凸部３０の頂部の表面３０ａに移動する。このトナー粒子の移動により、図６（ｂ）に示すようにトナー粒子の表面の比較的硬い外添剤によって表面層２５ｂの表面および四方の上端側縁部が長期にわたって徐々に湾曲状に摩耗される。   The reason is considered as follows. In FIG. 6A, the toner particles positioned on the top surface 30 a of the convex portion 30 are moved to the first and third surfaces by the toner supply roller 24 and the toner regulating member 26 that are pressed against the developing roller 25 as the developing roller 25 rotates. They move into the second inclined grooves 29a and 29b, respectively. At this time, since the average particle diameter of the toner particles is larger than the depth of the concavo-convex portion, the toner particles that have moved into the first and second inclined grooves 29a and 29b become almost one layer. Further, as the developing roller 25 rotates, the toner particles positioned in the first and second inclined grooves 29 a and 29 b move to the top surface 30 a of the convex portion 30. Due to the movement of the toner particles, as shown in FIG. 6B, the surface of the surface layer 25b and the upper side edges of the four sides are gradually worn in a curved shape over a long period of time by the relatively hard external additive on the surface of the toner particles. The

なお、図６（ａ）ないし（ｄ）は、図３（ｂ）と同様に第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂの傾斜方向に沿う断面図である。このため、これらの現像ローラ２５の部分断面は、現像ローラ２５の回転方向と異なる。したがって、第１傾斜溝２９ａに位置するトナー粒子が凸部３０の頂部の表面３０ａ上に移動し、その後頂部の表面３０ａ上のトナーは、この頂部の表面３０ａに隣接する第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂのいずれにも移動するようになる。また、第２傾斜溝２９ａに位置するトナー粒子が凸部３０の頂部の表面３０ａ上に移動し、その後頂部の表面３０ａ上のトナーは、この頂部の表面３０ａに隣接する第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂのいずれにも移動するようになる。以下の他の例の説明についても同様である。   6A to 6D are cross-sectional views along the inclination direction of the first and second inclined grooves 29a and 29b, similarly to FIG. 3B. For this reason, the partial cross sections of these developing rollers 25 are different from the rotation direction of the developing rollers 25. Accordingly, the toner particles located in the first inclined groove 29a move onto the top surface 30a of the convex portion 30, and then the toner on the top surface 30a becomes the first and second inclined surfaces adjacent to the top surface 30a. It moves to both the grooves 29a and 29b. Further, the toner particles located in the second inclined groove 29a move onto the top surface 30a of the convex portion 30, and then the toner on the top surface 30a is in the first and second slopes adjacent to the top surface 30a. It moves to both the grooves 29a and 29b. The same applies to the description of other examples below.

また、図６（ｃ）に示すように、前述のトナー粒径（Ｄ５０粒径）が凹凸部の深さより小さい場合には、図６（ｄ）に示すように凸部３０における表面層２５ｂの表面が主として略平坦状に摩耗する。この理由は次のように考えられる。図６（ｃ）において現像ローラ２５の回転に伴い、前述と同様に凸部３０の頂部の表面３０ａに位置するトナー粒子が第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂ内にそれぞれ移動する。このとき、トナー粒子の平均粒径が凹凸部の深さより小さいことから、第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂ内に移動したトナー２８の粒子は複数の層になる。更に、現像ローラ２５の回転に伴い、第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂに位置するトナー粒子が凸部３０の頂部の表面３０ａに移動する。このとき、最上層のトナー粒子の位置は凸部３０の頂部の表面３０ａとほぼ同じ高さ位置となっているため、第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂ内に位置するトナー２８の粒子のうち、主として最上層のトナー粒子がほぼ横移動し、下層のトナー粒子はほとんど移動しない。この最上層のトナー粒子の横移動により、トナー粒子の表面の比較的硬い外添剤によって表面層２５ｂの表面が長期にわたって徐々に平坦状に摩耗される。   Further, as shown in FIG. 6C, when the toner particle size (D50 particle size) is smaller than the depth of the concavo-convex portion, the surface layer 25b of the convex portion 30 is formed as shown in FIG. The surface wears almost flat. The reason is considered as follows. In FIG. 6C, with the rotation of the developing roller 25, the toner particles located on the top surface 30a of the convex portion 30 move into the first and second inclined grooves 29a and 29b, respectively, as described above. At this time, since the average particle diameter of the toner particles is smaller than the depth of the concavo-convex portion, the particles of the toner 28 moved into the first and second inclined grooves 29a and 29b become a plurality of layers. Further, as the developing roller 25 rotates, the toner particles positioned in the first and second inclined grooves 29 a and 29 b move to the top surface 30 a of the convex portion 30. At this time, since the position of the toner particles in the uppermost layer is substantially the same height as the top surface 30a of the convex portion 30, the particles of the toner 28 located in the first and second inclined grooves 29a and 29b Of these, the toner particles in the uppermost layer mainly move laterally, and the toner particles in the lower layer hardly move. Due to the lateral movement of the uppermost toner particles, the surface of the surface layer 25b is gradually worn over a long period of time by the relatively hard external additive on the surface of the toner particles.

そこで、図４（ａ）に示すこの例の現像ローラ２５を有する現像装置５′にトナー２８の平均粒径（Ｄ５０の平均粒径）が現像ローラ２５の凹凸部の深さより小さいトナー２８を用いて長期にわたって画像を形成した場合、凸部３０における頂部の表面層２５ｂの表面３０ａはほぼ平坦状に摩耗していく。このとき、図４（ｂ）に示すようにすべての盛り上がり部３０ｂが消滅し、かつ前述のように凸部３０の四方の側壁が傾斜していることから、トナー供給ローラ２４およびトナー規制部材２６等から頂部の表面３０ａに加えられる力の受圧面積が大きくなる。したがって、頂部の表面３０ａにおける圧力が小さくなる。これにより、凸部３０における表面層２５ｂの摩耗が抑制される。しかも、表面層２５ｂの厚みｔが基材盛り上がり部３０ｂ′の最大高さｈ1より大きいことから、基材盛り上がり部３０ｂ′がすぐに露出することはない。 Therefore, the toner 28 having the developing roller 25 of this example shown in FIG. 4A uses the toner 28 in which the average particle diameter of the toner 28 (average particle diameter of D50) is smaller than the depth of the uneven portion of the developing roller 25. When an image is formed over a long period of time, the surface 30a of the top surface layer 25b of the convex portion 30 wears out almost flatly. At this time, as shown in FIG. 4B, all the raised portions 30b disappear, and the four side walls of the convex portion 30 are inclined as described above. Therefore, the toner supply roller 24 and the toner regulating member 26 For example, the pressure receiving area of the force applied to the top surface 30a is increased. Accordingly, the pressure on the top surface 30a is reduced. Thereby, abrasion of the surface layer 25b in the convex part 30 is suppressed. Moreover, 'which is larger than the maximum height h 1 of the substrate raised portion 30b' thickness t of the surface layer 25b is the base raised portion 30b are not exposed immediately.

画像形成が更に繰り返し行われて、凸部３０の頂部における表層部２５ｂの表面３０ａが摩耗していくと、図４（ｃ）に示すように凸部３０の頂部の表面３０ａにおける最大深さの凹部３０ｃが消滅する（すなわち、すべての凹部３０ｃが消滅する。）。この凹部３０ｃが消滅および凸部３０の四方の側壁の傾斜により、摩耗した凸部３０の頂部の表面３０ａの受圧面積が更に大きくなる。したがって、頂部の表面３０ａにおける圧力が更に小さくなる。これにより、凸部３０における表面層２５ｂの摩耗が更に一層抑制される。しかも、表面層２５ｂの最も深い凹部３０ｃの底の基材平坦面３０ａ′からの高さｈ2が基材盛り上がり部３０ｂ′の最大高さｈ1より大きいことから、最大深さの凹部３０ｃが消滅しても基材盛り上がり部３０ｂ′は露出することはない。なお、この例では、摩耗した凸部３０の頂部の表面３０ａが比較的なめらかになるため、トナー規制ブレード２６によりトナーが規制される際に、頂部の表面３０ａがトナー粒子でほぼ完全に（好ましくは１００％）被覆されるトナー規制方式が最も好ましい。 When the image formation is further repeated and the surface 30a of the surface layer portion 25b at the top of the convex portion 30 is worn, the maximum depth of the surface 30a at the top of the convex portion 30 as shown in FIG. The recess 30c disappears (that is, all the recesses 30c disappear). Due to the disappearance of the concave portion 30c and the inclination of the four side walls of the convex portion 30, the pressure receiving area of the top surface 30a of the worn convex portion 30 is further increased. Accordingly, the pressure on the top surface 30a is further reduced. Thereby, abrasion of the surface layer 25b in the convex part 30 is further suppressed. Moreover, since the height h 2 from the base flat surface 30a ′ at the bottom of the deepest concave portion 30c of the surface layer 25b is larger than the maximum height h 1 of the base raised portion 30b ′, the concave portion 30c having the maximum depth is formed. Even if it disappears, the base material raised portion 30b 'is not exposed. In this example, since the top surface 30a of the worn convex portion 30 becomes relatively smooth, when the toner is regulated by the toner regulating blade 26, the top surface 30a is almost completely made of toner particles (preferably 100%) The most preferable toner regulation method is to be coated.

このようにして、この例の現像ローラ２５によれば、表面層（めっき層）２５ｂの厚みｔを、最も高い基材盛り上がり部３０ｂ′の基材平坦面３０ａ′からの最大高さｈ1より大きく設定している。したがって、長期にわたって画像形成が行われたとき、最初、基材盛り上がり部３０ｂ′に対応する表面層２５ｂの盛り上がり部３０ｂが摩耗する。そして、表面層２５ｂの盛り上がり部３０ｂが摩耗により消滅しても、表面層２５ｂの厚みｔが前述のように設定されているので、基材２５ａの基材盛り上がり部３０ｂ′は露出することはない。また、表面層２５ｂの盛り上がり部３０ｂが消滅すると、凸部３０の表面層２５ｂは基材凸部３０′の正規面に対応する頂部の表面３０ａとなるため、凸部３０の表面層２５ｂの平坦面面積が増大する。これにより、凸部３０の頂部における表面層２５ｂの表面３０ａの摩耗速度が抑制されて、長期にわたって表面層２５ｂの摩耗を効果的に抑制することができる。 Thus, according to the developing roller 25 of this example, the thickness t of the surface layer (plating layer) 25b is set to be greater than the maximum height h 1 of the highest substrate bulge portion 30b ′ from the substrate flat surface 30a ′. It is set large. Therefore, when image formation is performed over a long period of time, the raised portion 30b of the surface layer 25b corresponding to the substrate raised portion 30b ′ is initially worn. Even if the raised portion 30b of the surface layer 25b disappears due to wear, the thickness t of the surface layer 25b is set as described above, so that the substrate raised portion 30b 'of the substrate 25a is not exposed. . Further, when the raised portion 30b of the surface layer 25b disappears, the surface layer 25b of the convex portion 30 becomes the top surface 30a corresponding to the normal surface of the base material convex portion 30 ', so that the surface layer 25b of the convex portion 30 is flat. The surface area increases. Thereby, the abrasion rate of the surface 30a of the surface layer 25b in the top part of the convex part 30 is suppressed, and abrasion of the surface layer 25b can be effectively suppressed over a long period of time.

したがって、現像ローラの耐久性が従来に比べてより一層向上することができ、現像ローラのトナー帯電性を長期にわたって良好に維持することができる。特に、凸部３０における表面層２５ｂの最も深い凹部３０ｃの底の基材平坦面３０ａ′からの高さｈ2が基材盛り上がり部３０ｂ′の高さｈ1より大きくなるように、表面層２５ｂの厚みｔを設定しているので、現像ローラ２５の耐久性を更に効果的に抑制することができる。また、基材が長期にわたって露出しないことから、Ｆｅ系の腐食性材料を基材に用いた場合には、基材の腐食を長期にわたって防止することができる。 Therefore, the durability of the developing roller can be further improved as compared with the conventional one, and the toner charging property of the developing roller can be maintained well over a long period of time. In particular, as the deepest recess 30c of the bottom of the base flat surface 30a of the surface layer 25b of the projections 30 'height h 2 from the base material raised portion 30b' is larger than the height h 1 of the surface layer 25b Therefore, the durability of the developing roller 25 can be more effectively suppressed. In addition, since the base material is not exposed for a long time, the corrosion of the base material can be prevented for a long time when an Fe-based corrosive material is used for the base material.

この現像ローラ２５を有する現像装置５′によれば、感光体３の静電潜像を長期にわたって良好に現像することができる。また、トナー２８の平均粒径（Ｄ５０の平均粒径）が現像ローラ２５の凹凸部の深さより小さいトナー２８を用いているので、凸部３０の頂部における表面層２５ｂの表面３０ａをほぼ平坦状に摩耗させることができる。これにより、更に長期にわたって表面層２５ｂの摩耗を効果的に抑制することができる。   According to the developing device 5 ′ having the developing roller 25, the electrostatic latent image on the photoreceptor 3 can be favorably developed over a long period. Further, since the toner 28 has an average particle diameter (D50 average particle diameter) smaller than the depth of the concavo-convex portion of the developing roller 25, the surface 30a of the surface layer 25b at the top of the convex portion 30 is substantially flat. Can be worn. Thereby, abrasion of the surface layer 25b can be effectively suppressed for a longer period.

なお、本発明では、必ずしも最大深さの凹部３０ｃにおける底の高さｈ2を基材盛り上がり部３０ｂ′の高さｈ1より大きくする必要はない。しかし、現像ローラ２５の耐久性をより効果的に向上させるためには、高さｈ2を高さｈ1より大きくすることが好ましい。
また、第２傾斜溝２９ｂの周方向の間隔および数は、いずれも第１傾斜溝２９ａのそれらと必ずしも同じである必要はなく異なってもよい。また、第１および第２傾斜溝２９ａ,２２ｂの数は１本以上任意の数だけ設けることができる。 In the present invention, the bottom height h 2 of the concave portion 30c having the maximum depth is not necessarily larger than the height h 1 of the base raised portion 30b ′. However, in order to improve the durability of the developing roller 25 more effectively, it is preferable to make the height h 2 larger than the height h 1 .
Further, the circumferential interval and the number of the second inclined grooves 29b are not necessarily the same as those of the first inclined grooves 29a and may be different. Further, the number of the first and second inclined grooves 29a and 22b can be one or more and an arbitrary number.

更に、トナー２８の平均粒径（Ｄ５０の平均粒径）が現像ローラ２５の凹凸部の深さより大きいトナー２８を用いることもできる。この場合には、凸部３０の頂部における表面層２５ｂの表面３０ａが湾曲して摩耗するようになる。したがって、現像ローラ２５の耐久性を向上することができる。しかし、トナー２８の平均粒径（Ｄ５０の平均粒径）が現像ローラ２５の凹凸部の深さより小さいトナー２８を用いた場合より、現像ローラ２５の耐久性を向上させることができないので、トナー２８の平均粒径（Ｄ５０の平均粒径）が現像ローラ２５の凹凸部の深さより小さいトナー２８を用いることが、現像ローラ２５の耐久性をより効果的に向上させるうえで、好ましい。   Further, the toner 28 having an average particle size of the toner 28 (D50 average particle size) larger than the depth of the uneven portion of the developing roller 25 may be used. In this case, the surface 30a of the surface layer 25b at the top of the convex portion 30 is curved and worn. Therefore, the durability of the developing roller 25 can be improved. However, since the durability of the developing roller 25 cannot be improved as compared with the case where the toner 28 has an average particle size (average particle size of D50) smaller than the depth of the uneven portion of the developing roller 25, the toner 28 can be improved. In order to improve the durability of the developing roller 25 more effectively, it is preferable to use the toner 28 whose average particle size (average particle size of D50) is smaller than the depth of the uneven portion of the developing roller 25.

更に、外添剤に比較的硬いシリカを用いたトナーであって、トナー母粒子に対するシリカ被覆率が１００％以上であるトナーを用いた場合には、トナー母粒子の表面に多くのシリカが存在するだけではなく遊離シリカも多くなるため、凸部３０の表面層２５ｂの摩耗速度が比較的より速くなる。このようなトナーは非磁性一成分非接触現像で流動性を必要とする場合に多く用いられるが、シリカ被覆率が１００％以上であるトナーを用いる現像装置５′にこの例の現像ローラ２５を用いることで、現像ローラ２５の耐久性をより効果的に向上することができる。
一方、この現像装置５′を備える画像形成装置１は長期にわたって良好な画質の画像を形成することができる。 Furthermore, when a toner using relatively hard silica as an external additive and having a silica coverage of 100% or more on the toner base particles, a large amount of silica is present on the surface of the toner base particles. In addition to increasing the amount of free silica, the wear rate of the surface layer 25b of the convex portion 30 becomes relatively faster. Such a toner is often used when non-magnetic one-component non-contact development and fluidity is required. However, the developing roller 25 of this example is added to a developing device 5 'using a toner having a silica coverage of 100% or more. By using it, the durability of the developing roller 25 can be improved more effectively.
On the other hand, the image forming apparatus 1 provided with the developing device 5 ′ can form an image with good image quality over a long period of time.

図７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態の他の例における現像ローラの一部を示す、図４（ａ）および（ｃ）と同様の部分断面図である。なお、前述の例と同じ構成要素には、同じ符号を付すことでその詳細な説明は省略する。
図７（ａ）に示すように、この例の現像ローラ２５では、転造加工による第１および第２傾斜溝２９ａ,２９ｂの形成時に生じる盛り上がり部３０ｄが、凸部３０の側壁２９ｅから第１傾斜溝２９ａの方へ盛り上がっている。そして、前述の例と同様にこの例の現像ローラ２５においても、表面層２５ｂの厚みｔが、最大に盛り上がった基材２５ａの基材盛り上がり部３０ｄ′の側壁３０ｅの基材側面（基材２５ａの正規の面）２９ｅ′からの高さｈ′より大きく設定されている。
また、この例の現像ローラ２５を有する現像装置５′では、トナー２８の平均粒径（Ｄ５０の平均粒径）が現像ローラ２５の凹凸部の深さより大きいトナー２８（図７（ａ）,（ｂ）には不図示）が用いられる。 FIGS. 7A and 7B are partial sectional views similar to FIGS. 4A and 4C, respectively, showing a part of the developing roller in another example of the embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the above-described example are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG. 7A, in the developing roller 25 of this example, the raised portion 30d generated when the first and second inclined grooves 29a and 29b are formed by the rolling process is formed from the side wall 29e of the convex portion 30 to the first. It swells toward the inclined groove 29a. Similarly to the above-described example, in the developing roller 25 of this example, the thickness t of the surface layer 25b is the largest side surface of the base material 25a of the base material raised portion 30d 'of the base material 25a (base material 25a). Of the normal surface) 29e 'is set to be larger than the height h'.
Further, in the developing device 5 ′ having the developing roller 25 of this example, the toner 28 (the average particle diameter of D50) of the toner 28 is larger than the depth of the uneven portion of the developing roller 25 (FIG. 7A, FIG. (not shown) is used for b).

したがって、この現像装置５′を備える画像形成装置１によれば、長期にわたって画像を形成したとき、図７（ｂ）に示すように凸部３０の頂部における表面層２５ｂの表面３０ａは湾曲状に摩耗するようになる。このとき、表面層２５ｂの厚みｔを、基材盛り上がり部３０ｄ′の高さｈ′より大きく設定しているので、基材２５ａの基材盛り上がり部３０ｃ′が容易にかつ早期に露出することはない。
この例の現像ローラ２５、現像装置５′、および画像形成装置１の他の構成および他の作用効果は、前述の例のそれらと実質的に同じである。 Therefore, according to the image forming apparatus 1 including the developing device 5 ′, when an image is formed over a long period of time, the surface 30a of the surface layer 25b at the top of the convex portion 30 is curved as shown in FIG. It becomes worn out. At this time, since the thickness t of the surface layer 25b is set to be larger than the height h 'of the base material raised portion 30d', the base material raised portion 30c 'of the base material 25a is easily and quickly exposed. Absent.
Other configurations and other functions and effects of the developing roller 25, the developing device 5 ′, and the image forming apparatus 1 in this example are substantially the same as those in the above-described example.

なお、この例の現像ローラ２５を有する現像装置５′でも、トナー２８の平均粒径（Ｄ５０の平均粒径）が現像ローラ２５の凹凸部の深さより小さいトナーを用いることもできる。この場合には、凸部３０の頂部の表面３０ａにおける表面層２５ｂはほぼ平坦状に摩耗するようになる。したがって、凸部３０の頂部の表面３０ａにおける表面層２５ｂが摩耗していくと、トナー供給ローラ２４およびトナー規制部材２６等から頂部の表面３０ａに加えられる力の受圧面積が大きくなる。したがって、頂部の表面３０ａにおける圧力が小さくなる。これにより、凸部３０における表面層２５ｂの摩耗が抑制される。   In the developing device 5 ′ having the developing roller 25 in this example, a toner having an average particle size of the toner 28 (D50 average particle size) smaller than the depth of the uneven portion of the developing roller 25 can also be used. In this case, the surface layer 25b on the top surface 30a of the convex portion 30 is worn substantially flat. Accordingly, as the surface layer 25b on the top surface 30a of the convex portion 30 wears, the pressure receiving area of the force applied to the top surface 30a from the toner supply roller 24, the toner regulating member 26, and the like increases. Accordingly, the pressure on the top surface 30a is reduced. Thereby, abrasion of the surface layer 25b in the convex part 30 is suppressed.

なお、前述の例ではロータリー現像ユニット５を有する画像形成装置１に適用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば、画像形成ユニットがタンデムに配置された画像形成装置、４サイクルの画像形成装置、単色の画像形成装置、あるいはトナー像を潜像担持体から転写材（本発明の転写媒体に相当）へ直接転写する画像形成装置（つまり、中間転写媒体を備えない画像形成装置）等、少なくとも転造加工により形成された凹凸部を有する現像ローラを備える現像装置を備えたどのような画像形成装置にも適用することができる。要は、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内でどのような画像形成装置にも適用することができる。   In the above-described example, the present invention is applied to the image forming apparatus 1 having the rotary developing unit 5, but the present invention is not limited to this. In the present invention, for example, an image forming apparatus in which image forming units are arranged in tandem, a four-cycle image forming apparatus, a monochromatic image forming apparatus, or a toner image from a latent image carrier to a transfer material (to the transfer medium of the present invention). Any image formation provided with a developing device having a developing roller having at least uneven portions formed by rolling, such as an image forming device (that is, an image forming device not provided with an intermediate transfer medium) directly transferred to It can also be applied to devices. In short, the present invention can be applied to any image forming apparatus within the scope of the matters described in the claims.

本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically illustrating an example of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 図１に示す現像装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the image development apparatus shown in FIG. （ａ）は現像ローラ、トナー供給ローラ、およびトナー規制部材を模式的に示す図、（ｂ）は（ａ）におけるIIIＢ−IIIＢ線に沿う断面を部分的に示す部分断面図、（ｃ）は（ｂ）における基材のみをを示す部分断面図である。(A) is a diagram schematically showing a developing roller, a toner supply roller, and a toner regulating member, (b) is a partial sectional view partially showing a section taken along line IIIB-IIIB in (a), and (c). It is a fragmentary sectional view which shows only the base material in (b). （ａ）は現像ローラの１つの凸部を模式的に示す部分断面図、（ｂ）は現像ローラの摩耗の一過程を模式的に示す部分断面図、（ｃ）は現像ローラの摩耗の更なる一過程を模式的に示す部分断面図である。(A) is a partial cross-sectional view schematically showing one convex portion of the developing roller, (b) is a partial cross-sectional view schematically showing a process of wear of the developing roller, and (c) is a further update of wear of the developing roller. It is a fragmentary sectional view showing typically one process. （ａ）は現像ローラの凹凸部のサイズを示す図、（ｂ）はトナー粒径が現像ローラの凹凸部の深さより大きい場合における現像ローラの摩耗の過程を説明する図、（ｃ）はトナー粒径が現像ローラの凹凸部の深さより小さい場合における現像ローラの摩耗の過程を説明する図である。(A) is a diagram showing the size of the uneven portion of the developing roller, (b) is a diagram for explaining the process of wear of the developing roller when the toner particle size is larger than the depth of the uneven portion of the developing roller, and (c) is the toner. It is a figure explaining the process of abrasion of a developing roller when a particle size is smaller than the depth of the uneven | corrugated | grooved part of a developing roller. （ａ）はトナー粒径が現像ローラの凹凸部の深さより大きい場合における現像ローラでのトナー粒子の挙動を説明する図、（ｂ）は（ａ）における現像ローラの摩耗状態を示す図、（ｃ）はトナー粒径が現像ローラの凹凸部の深さより小さい場合における現像ローラでのトナー粒子の挙動を説明する図、（ｄ）は（ｃ）における現像ローラの摩耗状態を示す図である。(A) is a diagram for explaining the behavior of toner particles on the developing roller when the toner particle diameter is larger than the depth of the concavo-convex portion of the developing roller, (b) is a diagram showing the state of wear of the developing roller in (a), (c) is a diagram for explaining the behavior of toner particles on the developing roller when the toner particle size is smaller than the depth of the uneven portion of the developing roller, and (d) is a diagram showing a state of wear of the developing roller in (c). （ａ）は本発明の実施の形態の他の例における現像ローラの一部を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）における現像ローラの摩耗状態を示す図である。(A) is a fragmentary sectional view which shows a part of developing roller in the other example of embodiment of this invention, (b) is a figure which shows the abrasion state of the developing roller in (a). （ａ）は従来の現像ローラにおける凸部の径方向の膨出部を説明する部分断面図、（ｂ）は（ａ）における凸部の摩耗を説明する部分断面図、（ｃ）は従来の現像ローラにおける凸部の凹部方向の膨出部を説明する部分断面図、（ｄ）は（ｃ）における凸部の摩耗を説明する部分断面図である。(A) is a fragmentary sectional view explaining the bulging part of the convex part in the radial direction in the conventional developing roller, (b) is a fragmentary sectional view explaining abrasion of the convex part in (a), (c) is conventional. FIG. 7 is a partial cross-sectional view for explaining a bulging portion of a convex portion of a developing roller in a concave direction, and (d) is a partial cross-sectional view for explaining wear of the convex portion in (c).

符号の説明Explanation of symbols

１…画像形成装置、３…感光体、５…ロータリー現像ユニット、５Ｙ,５Ｍ,５Ｃ,５Ｋ,５′…現像装置、２４…トナー供給ローラ、２５…現像ローラ、２５ａ…基材、２５ｂ…表面層、２６…トナー規制部材、２８…トナー、２９…溝、２９ａ…第１傾斜溝、２９ｂ…第２傾斜溝、２９ａ′…第１傾斜基材溝、２９ｂ′…第２傾斜基材溝、３０…凸部、３０′…基材凸部、３０ａ…表面、３０ａ′…基材表面、３０ｂ…盛り上がり部、３０ｂ′…基材盛り上がり部、３０ｃ…凹部、３０ｃ′…基材凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 3 ... Photoconductor, 5 ... Rotary developing unit, 5Y, 5M, 5C, 5K, 5 '... Developing apparatus, 24 ... Toner supply roller, 25 ... Developing roller, 25a ... Base material, 25b ... Surface 26, toner regulating member, 28 ... toner, 29 ... groove, 29a ... first inclined groove, 29b ... second inclined groove, 29a '... first inclined substrate groove, 29b' ... second inclined substrate groove, 30 ... convex part, 30 '... base material convex part, 30a ... surface, 30a' ... base material surface, 30b ... bulge part, 30b '... base part bulge part, 30c ... concave part, 30c' ... base part concave part

Claims (8)

外周面の所定領域に規則性のあるパターンを押圧して形成された基材凹部および基材凸部を有する基材と、この基材の外周面に形成されかつ前記基材凹部および前記基材凸部にそれぞれ対応した凹部および凸部を外周面に有する表面層とを少なくとも有し、
前記表面層の厚みが、前記基材凸部の側縁近傍にこの基材凸部の正規面より盛り上がった基材盛り上がり部の前記基材凸部の正規面からの最大高さより大きいことを特徴とする現像ローラ。 A base material having a base material concave portion and base material convex portion formed by pressing a regular pattern on a predetermined region of the outer peripheral surface, and the base material concave portion and the base material formed on the outer peripheral surface of the base material It has at least a surface layer having a concave portion and a convex portion corresponding to the convex portion on the outer peripheral surface,
The thickness of the surface layer is larger than the maximum height from the normal surface of the base material convex portion of the base material raised portion raised from the normal surface of the base material convex portion in the vicinity of the side edge of the base material convex portion. Developing roller. 前記表面層は無電解めっきにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。   The developing roller according to claim 1, wherein the surface layer is formed by electroless plating. 前記基材凹部は螺旋状に連続する溝で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ローラ。   The developing roller according to claim 1, wherein the substrate recess is formed by a spiral continuous groove. 前記押圧加工は転造加工であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の現像ローラ。   The developing roller according to claim 1, wherein the pressing process is a rolling process. 前記基材盛り上がり部は径方向に盛り上がった盛り上がり部であるか、または前記基材凹部の方へ盛り上がった盛り上がり部であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の現像ローラ。   5. The developing roller according to claim 1, wherein the base material bulge portion is a bulge portion that bulges in a radial direction or a bulge portion that bulges toward the concave portion of the base material. . 潜像担持体へトナーを搬送する現像ローラと、この現像ローラに当接して前記トナーを供給するトナー供給ローラと、前記現像ローラに当接して前記潜像担持体へ搬送するトナーの量を規制するトナー規制部材とを少なくとも有し、
前記現像ローラは請求項１ないし５のいずれか１に記載の現像ローラであり、
前記トナーの平均粒径が、前記現像ローラの前記凹部の深さより小さいことを特徴とする現像装置。 A developing roller that conveys toner to the latent image carrier, a toner supply roller that contacts the developing roller to supply the toner, and a toner amount that contacts the developing roller and conveys the toner to the latent image carrier are regulated. And at least a toner regulating member that
The developing roller is the developing roller according to any one of claims 1 to 5,
The developing device, wherein an average particle diameter of the toner is smaller than a depth of the concave portion of the developing roller. 前記トナーはトナー母粒子が外添剤で被覆された非磁性一成分トナーであり、前記外添剤として少なくともシリカが用いられているとともに、このシリカの被覆率が１００％以上であることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。   The toner is a non-magnetic one-component toner in which toner base particles are coated with an external additive, and at least silica is used as the external additive, and the silica coverage is 100% or more. The developing device according to claim 6. 少なくとも静電潜像が形成される潜像担持体と、非接触現像で前記静電潜像をトナーにより現像して前記潜像担持体にトナー像を形成する現像装置と、前記潜像担持体のトナー像を転写媒体に転写する転写装置とを少なくとも備え、
前記現像装置は請求項６または７に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier on which at least an electrostatic latent image is formed; a developing device for developing the electrostatic latent image with toner by non-contact development to form a toner image on the latent image carrier; and the latent image carrier At least a transfer device for transferring the toner image to a transfer medium,
An image forming apparatus according to claim 6, wherein the developing device is the developing device according to claim 6.
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