JP2012155108A - 現像ローラ、現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に加え、放熱性およびトナー搬送性を確保した現像ローラ、そのような現像ローラを有する現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】現像ローラは、ローラ基材と、ローラ基材上に積層された第１めっき層と、第１めっき層よりも高い硬度を有し、第１めっき層上に積層された第２めっき層とを含み、第２めっき層の層厚をＡとし、熱伝導率をＰとし、第１めっき層の層厚をＢとし、熱伝導率をＱとし、ローラ基材の厚さをＣとし、熱伝導率をＲとすると、以下の条件式（１）〜（４）を満たすように構成されている。
Ｙ＝（Ｐ／Ａ）／（Ｑ／Ｂ）＞２０・・・（１）
Ｚ＝（Ｑ／Ｂ）／（Ｒ／Ｃ）＞２０・・・（２）
Ｙ／Ｚ≧０．５・・・（３）
０．０６μｍ≦Ａ＜０．２μｍ・・・（４）
【選択図】図４

Description

本発明は、感光体ドラム等の像担持体上にトナー像を形成するために用いられる現像ローラ、現像ローラを備えた現像装置、および現像装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ等の電子写真方式を利用する画像形成装置の現像装置は、感光体ドラム等の像担持体上にトナー像を形成するための現像ローラを含む（例えば特許文献１）。

特許文献１の現像装置において用いられている現像ローラは、アルミニウムから形成されたスリーブ基材と、Ｃｕを用いてスリーブ基材上に形成したＣｕ電気めっき層と、Ｃｒを用いてＣｕ電気めっき層上に形成したＣｒ電気めっき層とを有する。Ｃｒ電気めっき層は、５．０μｍの厚さに設定されている。そのため、Ｃｒ電気めっき層は、Ｈｖ硬度が３００以上に設定されている。これにより、現像ローラの耐久性が確保されていると考えられる。

特開２００２−３５１２０８号公報

現像ローラは、一般的に、像担持体に現像剤を供給する現像動作に伴って発熱する。特に、現像動作が連続して行われる耐久時では、現像ローラの発熱量が大きくなる。そのため、現像ローラの放熱性の確保が要求される。現像ローラが十分に放熱されないと、現像ローラが変形してしまい、振れやめっき剥がれが発生する。引用文献１の現像装置では、現像ローラの耐久性が確保されていると考えられるものの、Ｃｒ電気めっき層が５μｍもの厚さに設定されているため、現像ローラの放熱性が確保されているとは考えられない。

また、一般的に、現像ローラのスリーブ基材の表面は、ブラスト処理等によってトナーの平均粒子径に対応した凹凸が形成されるように表面粗さが設定されている。トナーは、スリーブ基材表面上の凹部に入り込んだ状態または凹部に引っ掛かった状態で像担持体に向けて搬送される。したがって、スリーブ基材表面の表面粗さは、トナーの搬送性に影響する重要な要素の１つである。しかしながら、特許文献１の現像装置では、スリーブ基材の表面粗さが３．０μｍに設定されているのに対し、Ｃｒ電気めっき層が５．０μｍに設定されている。そのため、スリーブ基材の表面粗さは、Ｃｒ電気めっき層の形成に伴ってかなり低下していると考えられる。その結果、トナーの搬送性を確保することは難しいと考えられる。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、耐久性に加え、放熱性およびトナー搬送性を確保した現像ローラ、そのような現像ローラを有する現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る現像ローラは、現像剤を担持して、前記現像剤を所定の像担持体に搬送するための現像ローラであって、ローラ基材と、前記ローラ基材上に積層された第１めっき層と、前記第１めっき層よりも高い硬度を有し、前記第１めっき層上に積層された第２めっき層とを含み、前記第２めっき層の層厚をＡとし、熱伝導率をＰとし、前記第１めっき層の層厚をＢとし、熱伝導率をＱとし、前記ローラ基材の厚さをＣとし、熱伝導率をＲとすると、以下の条件式（１）〜（４）を満たすように構成されている。

Ｙ＝（Ｐ／Ａ）／（Ｑ／Ｂ）＞２０・・・（１）
Ｚ＝（Ｑ／Ｂ）／（Ｒ／Ｃ）＞２０・・・（２）
Ｙ／Ｚ≧０．５・・・（３）
０．０６μｍ≦Ａ＜０．２μｍ・・・（４）
本発明に係る現像ローラによれば、条件式（１）〜（４）を満たすことで、耐久性を確保しつつ、放熱性を確保している。具体的には、Ｐ／Ａは、第２めっき層における単位厚さ当たりの熱伝導率を示し、Ｑ／Ｂは、第１めっき層における単位厚さ当たりの熱伝導率を示し、Ｐ／Ａの値はＱ／Ｂの値の２０倍を超えるように設定されている（条件式（１））。つまり、第１めっき層から第２めっき層にかけて熱移動が促進されるように設定されている。また、Ｒ／Ｃは、ローラ基材における単位厚さ当たりの熱伝導率を示し、Ｑ／Ｂの値はＲ／Ｃの値の２０倍を超えるように設定されている（条件式（２））。つまり、ローラ基材から第１めっき層にかけて熱移動が促進されるように設定されている。そして、第１めっき層から第２めっき層にわたる熱移動の度合いが、ローラ基材から第１めっき層にわたる熱移動の度合いの１／２以上となるように設定することで（条件式（３））、ローラ基材、第１めっき層、第２めっき層の順に熱が円滑に移動して、現像ローラの放熱が十分に行われる。しかも、第２めっき層の層厚は０．０６μｍ以上０．２μｍ未満に設定されているので（条件式（４））、現像ローラの耐久性を確保することができると共に、熱移動を妨げない。このように、本発明に係る現像ローラは、条件式（１）〜（４）を満たすことで、耐久性だけでなく、放熱性を確保しているので、熱によって第１めっき層や第２めっき層が剥がれたり、熱によってローラ基材が変形したりすることが抑制される。

本発明の好ましい実施形態では、前記現像剤は、所定の平均粒子径を有するトナーを含み、前記ローラ基材は、前記第１めっき層側に向く基材表面を有し、前記基材表面は、前記トナーの前記所定の平均粒子径に応じて設定された表面粗さを有し、前記第１めっき層は、無電解めっき層であり、前記第２めっき層は、電解めっき層である。

この構成によれば、第１めっき層は無電解めっき加工によって形成されているので、無電解めっき加工の特性により、第１めっき層はローラ基材の基材表面の凹凸に沿って形成される。つまり、ローラ基材上に第１めっき層を形成しても、基材表面の凹凸の度合いの低下が極力抑えられる。また、第２めっき層は電解めっき加工によって形成されているが、第２めっき層の層厚は、上述したように０．０６μｍ以上０．２μｍ未満に設定されているので、基材表面の凹凸の度合いの低下が極力抑えられる。これにより、トナーは凹部に入り込んだ状態または凹部に引っ掛かった状態で所定の像担持体に搬送される。このように、電解めっき層が最外層として形成されている場合であっても、上記条件式（４）を満たすことで、トナーの搬送性が確保される。

本発明の他の好ましい実施形態では、前記第２めっき層の線膨張係数をＤとし、前記第１めっき層の線膨張係数をＥとし、前記ローラ基材の線膨張係数をＦとすると、現像ローラは、以下の条件式（５）を満たすように構成されている。

Ｄ＜Ｅ＜Ｆ・・・（５）
この構成によれば、条件式（５）を満たすことで、ローラ基材、第１めっき層、第２めっき層の順に熱による線膨張の度合いが小さくなる。しかも、上記条件式（１）〜（４）を満たすことで、放熱性を確保している。そのため、第１めっき層および第２めっき層のめっき剥がれや、ローラ基材の変形が抑制される。

本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記ローラ基材はアルミニウムから形成され、前記第１めっき層はニッケルから形成され、前記第２めっき層はクロムから形成されている。

この構成によれば、第２めっき層はクロムから形成されているので、現像ローラに耐久性を付与することが容易である。また、ローラ基材はアルミニウムから形成され、第１めっき層はニッケルから形成されているので、上記条件式（１）〜（３）を満たすことが容易である。

本発明に係る現像装置は、現像剤を攪拌しつつ、貯留する現像剤貯留部と、前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取って現像剤層として担持しつつ、前記現像剤を所定の像担持体に搬送する現像ローラと、前記現像剤層の層厚を規制する規制部材とを含み、前記現像ローラとして、上記構成の現像ローラが用いられている。

本発明に係る現像装置は、上記構成の現像ローラを用いているので、現像剤を所定の像担持体に円滑に搬送することができる。

本発明に係る画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を搬送して、前記トナー像を前記像担持体上に形成する現像装置と、前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、前記トナー像を前記シート上に定着させる定着部とを含み、前記現像装置として、上記構成の現像装置が用いられている。

本発明に係る画像形成装置は、現像剤を像担持体に円滑に搬送することが可能な上記構成の現像装置を用いているので、良好なトナー像を得ることができる。

本発明に係る現像ローラは、耐久性に加え、放熱性およびトナー搬送性を確保することができる。したがって、そのような現像ローラを有する現像装置および画像形成装置は、良好なトナー像を得ることができる。

画像形成装置の内部構造を概略的に示す図である。 画像形成装置に用いられる現像装置の内部構成を示す図である。 現像装置の現像ローラを断面で示す模式図である。 図３においてサークルで囲った部分の拡大図であり、現像ローラの３層構造を示す。 厚さ、熱伝導率および線膨張係数に関する第１めっき層、第２めっき層および現像スリーブの対照表である。 スリーブ振れおよび画像濃度の低下幅について行った実験の結果を示す図である。 第２めっき層の層厚と画像濃度の低下幅との間の関係を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を詳しく説明する。尚、本発明の一実施形態として、以下の説明では、画像形成装置としてモノクロタイプのプリンタを示すが、本発明は、これに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの他の画像形成装置にも適用可能である。

図１は、画像形成装置１の内部構造を概略的に示す図である。画像形成装置１は、外部（例えばパーソナルコンピュータ）からの画像データに基づいてシートＰ上にトナー像を形成する画像形成部４と、シートＰ上に形成されたトナー像を加熱してシートＰ上に定着させる定着部５と、シートＰを収容する給紙カセット７と、シートＰが排出される排紙トレイ１２と、給紙カセット７から画像形成部４および定着部５を経由して排紙トレイ１２に向けてシートＰを搬送する搬送路６と、画像形成装置１の図１における右側面に設けられた手差しトレイ３と、各種のメニューを設定する複数のメニュー設定キー等が配置された操作部（図示せず）とを含む。

画像形成部４は、感光体ドラム１０（像担持体）と、感光体ドラム１０に帯電処理を実行する帯電器４２と、帯電された感光体ドラム１０にレーザ光Ｌを照射して、静電潜像を形成する露光器４３と、感光体ドラム１０に形成された静電潜像にトナーを静電付着させ、トナー像を顕像化する現像装置２０と、内部に充填されたトナーを現像装置２０へ供給するトナーカートリッジ４５と、現像されたトナー像をシートＰに転写する転写ローラ４６（転写部材）と、感光体ドラム１０のドラム表面上に残留するトナーを除去並びに回収するトナー除去器４７とを含む。なお、感光体ドラム１０の回転方向（図１では時計回りの方向）から見て、帯電器４２、現像装置２０、転写ローラ４６、トナー除去器４７の順に、感光体ドラム１０の周方向に沿って配置されている。また、露光器４３は、帯電器４２の上方に配置されている。

感光体ドラム１０は、例えば、アルミニウム製シリンダの表面に正帯電性光導電体であるアモルファスシリコン層が蒸着された感光体を有するドラムである。

帯電器４２は、例えば帯電ローラ５０を含む。帯電ローラ５０は、直流電圧と交流電圧が重畳された所定の基準帯電電圧（基準帯電バイアス）をドラム表面に印加することにより、ドラム表面の表面電位を均一に帯電させる。

露光器４３は、外部ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等から入力された画像データに基づくレーザ光Ｌを感光体ドラム１０のドラム表面に導くポリゴンミラー（図示せず）を有している。ポリゴンミラーは、所定の駆動源によって回転しつつ、感光体ドラム１０のドラム表面上にレーザ光Ｌを走査して、ドラム表面に静電潜像を形成する。現像装置２０は、静電潜像にトナーを供給してドラム表面上にトナー像を形成する現像動作を行う。

転写ローラ４６は、搬送路６において感光体ドラム１０のドラム表面に圧接されており、転写ローラ４６とドラム表面との間には、ニップ部Ｎが形成されている。転写ローラ４６には、ドラム表面の表面電位とは逆極性の電圧が印加されるので、ドラム表面上のトナー像は、シートＰがニップ部Ｎを通過する際にシートＰ上に転写される。ニップ部Ｎを通過したシートＰは搬送路６を通って定着部５に搬送される。

定着部５において、シートＰ上のトナー像が該シートＰ上に加熱定着された後、シートＰは搬送路６を通って排紙トレイ１２に搬送される。

以下、現像装置２０について、図１に加え、図２を参照しながら詳述する。図２は、現像装置２０の内部構成を示す図である。現像装置２０は、磁性のトナーを含む１成分現像剤を使用するものであって、図１および図２に示すように、該現像装置２０の内部空間を画定する現像容器２１と、現像剤を貯留する現像剤貯留部１１と、感光体ドラム１０のドラム表面に対向する現像ローラ２２と、規制ブレード３０とを、基本的な構成要素として含む。なお、現像装置２０は、非磁性体のトナーと磁性体のキャリアとを含む２成分現像剤を用いることもできる。

現像容器２１は、底フレーム２１ｂと、底フレーム２１ｂを上方から覆う本体フレーム２１ａとを含み、これらの両フレーム２１ａ，２１ｂ間において内部空間が画定されている。

現像剤貯留部１１は、内部空間の大部分を占めて現像剤を貯留する現像剤貯留空間Ｓと、現像剤貯留空間Ｓにおいて底フレーム２１ｂに形成され、現像装置２０の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤循環路１４，１５とを含む。

現像剤循環路１４，１５は、例えばアルミニウム等の金属からなる仕切り板１７によって長手方向において互いに仕切られているが、長手方向における両端部において互いに連通されている。各現像剤循環路１４，１５には、回転により現像剤を攪拌しつつ搬送するスクリューフィーダ１８，１９が回転可能に装着されている。スクリューフィーダ１８，１９は、搬送方向が互いに逆方向に設定されているので、現像剤は、現像剤循環路１４および現像剤循環路１５間を攪拌されつつ搬送される。現像剤貯留部１１は、トナーカートリッジ４５から図略の補給口を介してトナーを現像剤貯留空間Ｓ内に受け入れる。

現像ローラ２２は、感光体ドラム１０のドラム表面との間に０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの隙間が形成された状態で感光体ドラム１０に対向配置されている。現像ローラ２２は、現像装置２０の長手方向（つまり、感光体ドラム１０の軸方向）に延びる筒状の現像スリーブ２４と、現像スリーブ２４を図２では反時計回りの方向に回転させる図略の回転軸とを含むローラ部材である。

図３は、現像スリーブ２４を断面で示す模式図である。同図に示すように、現像スリーブ２４は、スリーブ基材３２（ローラ基材）と、スリーブ基材３２の外周面３６（基材表面）上に積層された第１めっき層３３と、第１めっき層３３上に積層された第２めっき層３４とを含む３層構造を有する。

スリーブ基材３２は、アルミニウム等の非磁性材料から形成された素管である。第１めっき層３３は、無電解めっき加工によって形成されたニッケルめっき層（無電解めっき層）である。このニッケルめっき層３３は、具体的には、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｗ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ等が好適である。また、第１めっき層３３は、無電解めっき加工によって形成された銅めっき層であってもよい。

第２めっき層３４は、電解めっき加工によって形成されたクロムめっき層（電解めっき層）である。第２めっき層３４は、第１めっき層３３よりも高い硬度（ビッカース硬度）を有する。クロムとしては、３価のクロムであることが好ましい。

図４は、図３においてサークルで囲った部分ＣＡの拡大図である。同図に示すように、スリーブ基材３２の外周面３６には、ブラスト処理等によって凹凸が形成されている。外周面３６の表面粗さＲｚは、トナーの平均粒子径に応じて設定されている。具体的には、外周面３６の表面粗さＲｚは、トナーの平均粒子径よりも若干大きく設定されている。平均粒子径が７．３μｍのトナーを用いる場合、外周面３６の表面粗さＲｚは、十点平均粗さで７．５μｍ程度に設定される。

第１めっき層３３は、スリーブ基材３２の外周面３６の凹凸に沿って形成されている。また、第２めっき層３４は、第１めっき層３３を介してスリーブ基材３２の外周面３６の凹凸に沿うように形成されている。第１めっき層３３および第２めっき層３４の外周面３６上への形成に起因する凹凸の度合い（表面粗さＲｚ）の低下は極力抑制されている。

現像スリーブ２４の内部には、磁石ロール２５が内蔵されている。磁石ロール２５は、現像スリーブ２４の長手方向に延び、支持軸２８に固定的に支持されている。

磁石ロール２５には、汲上極２７が形成されている。汲上極２７は、現像スリーブ２４を介して現像剤循環路１４に対向配置された磁極、例えばＮ極である。汲上極２７は、現像剤循環路１４内のトナーを、回転している現像スリーブ２４上に磁気的に付着させ、現像剤層として現像スリーブ２４上に担持させる。トナーは、スリーブ基材３２の外周面３６に形成された凹凸の凹部に入り込んだ状態または凹部に引っ掛かった状態で、現像スリーブ２４の回転に伴って規制部Ｒに向けて搬送される。

規制部Ｒは、現像剤層の層厚を薄層化かつ均一化するために設けられている。規制部Ｒは、規制ブレード３０、規制極２９および磁石部材３５から構成されている。

規制ブレード３０（規制部材）は、現像スリーブ２４の上方位置で現像スリーブ２４に対向した状態で配設され、現像スリーブ２４の長手方向に延びる薄板状のＳＵＳ部材である。規制ブレード３０は、現像スリーブ２４に向かって延びる先端部３１を有しており、先端部３１の先端面と現像スリーブ２４との間に０．３ｍｍ程度の規制ギャップが形成されている。

規制極２９は、規制ブレード３０の先端面に対向するように磁石ロール２５に形成された磁極、例えばＳ極である。磁石部材３５は、現像スリーブ２４の回転方向から見た規制ブレード３０の上流面に接合され、現像スリーブ２４の長手方向に延びる板状の磁石である。磁石部材３５は、現像スリーブ２４に向かって延びる先端部を有しており、先端部には、規制極２９と同極性の磁極、例えばＳ極が形成されている。

規制ブレード３０の先端部３１には、規制極２９の磁界および磁石部材３５の磁界により、規制極２９および磁石部材３５とは逆の磁極、例えばＮ極が誘起されており、規制ブレード３０、規制極２９および磁石部材３５間には、磁路、いわゆる磁気シールドが形成されている。現像剤層は、現像スリーブ２４の回転に伴って規制部Ｒに到達すると、磁気シールドの磁界によって規制ギャップにおいて磁気的に拘束されつつ、規制ブレード３０によって穂切りされる。これにより、現像剤層の層厚が適正に調整される。

規制された現像剤層は、現像スリーブ２４の回転に伴って感光体ドラム１０に向けて搬送される。トナーは、現像スリーブ２４に印加される現像バイアスと感光体ドラム１０に印加されるドラムバイアスとの電位差によって感光体ドラム１０のドラム表面の静電潜像に付着する。これにより、ドラム表面上にトナー像が形成される。

本実施形態では、上記構成の現像装置２０の現像スリーブ２４は、以下の条件式（１）〜（４）を満たすように構成されている。すなわち、図５に示すように、第２めっき層３４の層厚（μｍ）をＡとし、熱伝導率（Ｗ／ｍ／ｋ）をＰとし、第１めっき層３３の層厚（μｍ）をＢとし、熱伝導率（Ｗ／ｍ／ｋ）をＱとし、スリーブ基材３２の厚さ（μｍ）をＣとし、熱伝導率（Ｗ／ｍ／ｋ）をＲとすると、現像スリーブ２４は、
Ｙ＝（Ｐ／Ａ）／（Ｑ／Ｂ）＞２０・・・（１）
Ｚ＝（Ｑ／Ｂ）／（Ｒ／Ｃ）＞２０・・・（２）
Ｙ／Ｚ≧０．５・・・（３）
０．０６μｍ≦Ａ＜０．２μｍ・・・（４）
の各条件式（１）〜（４）を満たすように構成されている。

条件式（１）では、Ｐ／Ａは、第２めっき層３４における単位厚さ当たりの熱伝導率を示し、Ｑ／Ｂは、第１めっき層３３における単位厚さ当たりの熱伝導率を示している。そして、Ｐ／Ａの値は、Ｑ／Ｂの値の２０倍を超えるように設定されている。つまり、現像スリーブ２４は、第１めっき層３３から第２めっき層３４にかけて熱移動が促進されるように構成されている。

条件式（２）では、Ｒ／Ｃは、スリーブ基材３２における単位厚さ当たりの熱伝導率を示し、Ｑ／Ｂの値は、Ｒ／Ｃの値の２０倍を超えるように設定されている。つまり、現像スリーブ２４は、スリーブ基材３２から第１めっき層３３にかけて熱移動が促進されるように構成されている。

条件式（３）では、第１めっき層３３から第２めっき層３４にわたる熱移動の度合いが、スリーブ基材３２から第１めっき層３３にわたる熱移動の度合いの１／２以上となるように設定されている。この設定により、スリーブ基材３２、第１めっき層３３、第２めっき層３４の順に熱が円滑に移動して、現像スリーブ２４の放熱が十分に行われる。

条件式（４）では、クロムめっき層である第２めっき層３４の層厚Ａを、０．０６μｍ以上かつ０．２μｍ未満に設定している。この膜厚設定により、硬度の高いクロムめっき層３４は、現像スリーブに耐久性を付与することができると共に、熱移動を妨げない。第２めっき層３４の層厚Ａを０．１μｍに設定した場合、第２めっき層３４のビッカース硬度は１０００程度である。また、第１めっき層３３のビッカース硬度は、第１めっき層３３の層厚Ｂを４．０μｍに設定した場合、５００程度である。

このように、現像ローラ２２（現像スリーブ２４）は、条件式（１）〜（４）を満たすことで、耐久性だけでなく、放熱性も確保している。特に、条件式（１）〜（４）を満たすことで、現像動作が連続的に行われるときや、現像動作が高速で行われるときに、現像スリーブ２４が過昇温することを抑制することができる。これにより、熱によって第１めっき層３３や第２めっき層３４が剥がれたり、熱によって現像スリーブ２４が熱変形したりすることが抑制される。

また、第２めっき層３４は電解めっき加工によって形成されているが、第２めっき層３４の層厚Ａは、上記したように０．０６μｍ以上かつ０．２μｍ未満に設定されているので、スリーブ基材３２の外周面３６の凹凸の度合いの低下が極力抑えられる。そのため、外周面３６の凹部にトナーが入り込みやすくなる。これにより、トナーは、現像動作の際には、汲上極２７の磁力によって外周面３６に引き付けられつつ、凹部に入り込んだ状態または凹部に引っ掛かった状態で搬送される。このように、条件式（４）を満たすことで、トナーの搬送性が確保される。なお、第１めっき層３３は、無電解めっき加工によって形成されているので、第１めっき層３３を外周面３６の凹凸に沿って形成すること、ひいては凹凸の度合いの低下を抑制することが容易である。

さらに、本実施形態では、現像ローラ２２は、以下の条件式（５）をさらに満たすように構成されている。すなわち、第２めっき層３４の線膨張係数をＤとし、第１めっき層３３の線膨張係数をＥとし、スリーブ基材３２の線膨張係数をＦとすると、現像ローラ２２は、
Ｄ＜Ｅ＜Ｆ・・・（５）
を満たすように構成されている。

条件式（５）を満たすことで、スリーブ基材３２、第１めっき層３３、第２めっき層３４の順に熱による線膨張の度合いが小さくなる。しかも、上記条件式（１）〜（４）を満たすことで、放熱性を確保している。これにより、第１めっき層３３および第２めっき層３４のめっき剥がれや、現像スリーブ２４の変形が抑制される。

（実験）
次に、スリーブ振れおよび画像濃度の低下幅について行った実験について図６を参照して説明する。実験では、実施例１〜６および比較例１〜１８が用いられた。実施例１〜６は、上記条件式（１）〜（４）の全てを満たすように構成された。これに対し、比較例１〜１８は、条件式（１）〜（４）のうちの少なくとも１つを満たさないように構成された。実施例１〜６および比較例１〜１８の全てにおいて、クロムめっき層が第２めっき層３４として用いられると共に、アルミニウムからなるスリーブ基材３２が用いられた。また、実施例１〜６および比較例１〜１３では、ニッケルめっき層が第１めっき層３３として用いられたのに対し、比較例１４〜１８では、銅めっき層が第１めっき層３３として用いられた。

また、実験では、実施例１〜６および比較例１〜１８の全てにおいて、現像スリーブの表面粗さＲｚは、十点平均粗さで７．５μｍに設定され、平均粒子径が７．３μｍのトナーが用いられた。実験の他の条件を、以下に箇条書きにて示す。
・現像スリーブの外径：２０ｍｍ
・感光体ドラムの外径：３０ｍｍ
・現像スリーブの回転速度：１６０ｍｍ／ｓ
・現像ローラおよび感光体ドラム間のギャップ：３００μｍ
・規制ギャップ：３００μｍ
・規制ブレードの材料：ＳＵＳ４３０
・トナーの帯電極性：プラス
・現像ローラへの印加バイアス：Ｖ_ＰＰ １７００Ｖ、Ｖ_ｄｃ ２８０Ｖ
・ドラム表面電位：Ｖ_０ ２８０Ｖ
・感光体ドラムの材料：アモルファスシリコン

スリーブ振れとは、現像スリーブ２４の放熱が円滑に行われなかった場合に現像スリーブ２４が熱変形することで発生する現象である。スリーブ振れが発生すると、現像スリーブ２４と感光体ドラム１０との間の距離が、現像スリーブ２４の軸方向においてばらつくので、現像スリーブ２４および感光体ドラム１０間の現像領域においてトナーの感光体ドラム１０への移動が十分に行われる領域と、トナーの感光体ドラム１０への移動が十分に行われない領域とが生じる。そのため、シート上に形成された画像において、濃度が高い部分と、濃度が低い部分とが形成され、濃度ムラが発生する。実験では、スリーブ振れに関して、１００万枚を連続印字した後に、シート上に２５％のハーフ画像を形成し、ハーフ画像において、濃度が高い部分と、濃度が低い部分とが目立つか否か（つまり濃度ムラが目立つか否か）を目視で評価した。ほとんど目立たない場合、○として評価し、目立つ場合を△として評価し、非常に目立つ場合、×として評価した。

また、画像濃度の低下幅は、１００万枚を連続印字する前に測定した、画像のソリッド部の画像濃度と、１００万枚を連続印字した後に測定した、画像のソリッド部の画像濃度との間の濃度差のことである。画像濃度の低下幅が小さいほど、トナーの搬送性が確保されたことを示しており、低下幅が大きいほど、トナーの搬送性が低下したことを示す。画像濃度は分光濃度計を用いて測定された。

また、実験では、実施例１〜６および比較例１〜１８の各第１めっき層３３の層厚および各第２めっき層３４の層厚を異ならせている。第１めっき層３３の層厚や第２めっき層３４の層厚は、例えば蛍光Ｘ線膜厚計（セイコーインスツル株式会社製のＳＦＴ３２０）を用いて、Ｃｒめっき、Ｎｉめっき、Ｃｕめっきの各検量線を作成した上で測定することができる。

図６に示すように、実施例１〜６では、条件式（１）〜（３）が満たされていたので、つまり、Ｙの値およびＺの値のそれぞれは２０を超えており、Ｙ／Ｚの値は０．５以上なので、現像スリーブ２４の放熱が促進された。これにより、現像スリーブ２４の熱変形、ひいてはスリーブ振れの発生が抑制された。その結果、実施例１〜６の全てにおいて、濃度ムラはほとんど目立たず、評価は○であった。

また、実施例１〜６では、画像濃度の低下幅が小さかった。このことは、実施例１〜６では条件式（４）が満たされていたので、つまり第２めっき層３４の層厚が０．０６μｍ以上かつ０．２μｍ未満に設定されていたので、電解めっき層が第２めっき層３４として形成されている場合であってもトナーの搬送性が確保されていたことを示す。以上の結果から、実施例１〜６の総合評価は高かった（○）。

一方、比較例１〜３，７，８，１０，１１，１４〜１８では、条件式（１）〜（３）のうちの少なくとも１つが満たされていなかったので、現像スリーブ２４の放熱が促進されず、スリーブ振れが発生した。例えば、比較例１では、ＹおよびＺの各値が２０を超えていたものの、Ｙ／Ｚの値が０．５未満だった。比較例７および８では、Ｙ／Ｚの値が０．５以上であったものの、Ｙの値が２０を超えていなかった。その結果、比較例１〜３，７，８，１０，１１では濃度ムラが目立ち、評価は△であった。また、比較例１４〜１８では濃度ムラが非常に目立ち、評価は×であった。

また、比較例１〜３，４〜９，１２，１３および１６〜１８では、画像濃度の低下幅が大きかった。このことは、比較例１〜３，４〜９，１２，１３および１６〜１８では条件式（４）が満たされていなかったので、第２めっき層３４の形成が現像スリーブ２４の外周面３６の表面粗さＲｚを低下させてしまい、トナーの搬送性が確保されなかったことを示す。以上の結果から、比較例１〜１８の総合評価は低かった（×）。

図７は、図６に示す実験結果に基づいて作成した、第２めっき層３４の層厚（Ｃｒめっき厚）と画像濃度の低下幅との間の関係を示す図である。図７から明らかなように、第２めっき層３４の層厚が０．２μｍのときに変曲点が現れている。変曲点を境に、層厚が０．２μｍ未満では、画像濃度の低下幅が小さいのに対し、層厚が０．２以上では、画像濃度の低下幅が急激に大きくなる。図７から、条件式（４）が満たされない場合、トナーの搬送性が低下することが確認された。

以上説明した本実施形態では、現像ローラ２２を、条件式（１）〜（４）を満たすように構成することで、現像スリーブ２４の耐久性だけでなく、現像スリーブ２４の放熱性および現像スリーブ２４によるトナー搬送性を確保することができる。

１ 画像形成装置
１０ 感光体ドラム
２０ 現像装置
２２ 現像ローラ
２４ 現像スリーブ
３２ スリーブ基材（ローラ基材）
３３ 第１めっき層
３４ 第２めっき層
３６ 外周面（基材表面）
Ｒｚ スリーブ基材の表面粗さ

Claims (6)

1. 現像剤を担持して、前記現像剤を所定の像担持体に搬送するための現像ローラであって、
   ローラ基材と、
   前記ローラ基材上に積層された第１めっき層と、
   前記第１めっき層よりも高い硬度を有し、前記第１めっき層上に積層された第２めっき層と、
   を備え、
   前記第２めっき層の層厚をＡとし、熱伝導率をＰとし、
   前記第１めっき層の層厚をＢとし、熱伝導率をＱとし、
   前記ローラ基材の厚さをＣとし、熱伝導率をＲとすると、
   以下の条件式（１）〜（４）を満たす現像ローラ。
   Ｙ＝（Ｐ／Ａ）／（Ｑ／Ｂ）＞２０・・・（１）
   Ｚ＝（Ｑ／Ｂ）／（Ｒ／Ｃ）＞２０・・・（２）
   Ｙ／Ｚ≧０．５・・・（３）
   ０．０６μｍ≦Ａ＜０．２μｍ・・・（４）
2. 請求項１に記載の現像ローラにおいて、
   前記現像剤は、所定の平均粒子径を有するトナーを含み、
   前記ローラ基材は、前記第１めっき層側に向く基材表面を有し、
   前記基材表面は、前記トナーの前記所定の平均粒子径に応じて設定された表面粗さを有し、
   前記第１めっき層は、無電解めっき層であり、前記第２めっき層は、電解めっき層である現像ローラ。
3. 請求項１または２に記載の現像ローラにおいて、
   前記第２めっき層の線膨張係数をＤとし、前記第１めっき層の線膨張係数をＥとし、前記ローラ基材の線膨張係数をＦとすると、以下の条件式（５）を満たす現像ローラ。
   Ｄ＜Ｅ＜Ｆ・・・（５）
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像ローラにおいて、
   前記ローラ基材はアルミニウムから形成され、前記第１めっき層はニッケルから形成され、前記第２めっき層はクロムから形成されている現像ローラ。
5. 現像剤を攪拌しつつ、貯留する現像剤貯留部と、
   前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取って現像剤層として担持しつつ、前記現像剤を所定の像担持体に搬送する現像ローラと、
   前記現像剤層の層厚を規制する規制部材と、
   を備え、
   前記現像ローラとして、請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像ローラが用いられている現像装置。
6. トナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に現像剤を搬送して、前記トナー像を前記像担持体上に形成する現像装置と、
   前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、
   前記トナー像を前記シート上に定着させる定着部と、
   を備え、
   前記現像装置として、請求項５に記載の現像装置が用いられている画像形成装置。

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