(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像するべく正帯電特性の１成分磁性トナーを担持して前記像担持体との対向部へ搬送する現像スリーブと、
前記現像スリーブと間隙を有して配置され、前記現像スリーブ上に担持されたトナーの層厚を規制する規制部材と、
を有する画像形成装置において、
前記現像スリーブは、定形の砥粒を用いたブラスト処理により粗面化された基体表面に、厚さが３μｍ以上２０μｍ以下且つ硬度Ｈｖが４５０以上１０００以下となるように施された金属のめっき層を備え、
前記めっき層の仕事関数とトナーの仕事関数との差をΔＷ（ｅＶ）、めっき後の前記現像スリーブ表面の中心線平均粗さをＲａ（μｍ）とすると、
Ｒａ−１３ΔＷ＋０．６≦０
Ｒａ−６ΔＷ＋６≧０
１９Ｒａ−ΔＷ−０．９≧０
Ｒａ≦０．７
の関係が成り立つことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記めっき層は無電解めっき処理を施すことにより形成されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体等の像担持体上に静電潜像を現像して画像を得る画像形成装置に関し、特に現像を改良した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真方式の画像形成装置では、感光体からなる像担持体上に静電潜像を形成し、その潜像を現像器により現像することを行なっている。現像器は、現像剤の搬送用にマグネットローラを内包した非磁性金属の現像スリーブを使用している。
【０００３】
この現像スリーブの表面には、現像剤の搬送性および帯電性の向上を目的として、適当な凹凸を設けている。現像スリーブには安価なアルミニウムやアルミニウム合金等の非磁性金属のパイプを用いることが多いが、これらは比較的軟らかい金属であるため（ヴィッカース硬度Ｈv ＝７０〜１２０）、現像スリーブを長期間使用すると、現像剤による摩耗で表面の凹凸が減少したり凹凸の状態が変化し、使用初期に得られたような良質な画像が得られなくなる欠点がある。
【０００４】
これを図面に基づいて詳述すると、図７は、従来から用いられている現像スリーブを示す断面図である。現像スリーブ６は非磁性金属のアルミニウムからなり、内側には磁界発生手段としてのマグネットローラ７が内包されている。この現像スリーブ６は、現像器にマグネットローラ７の回りを回転自在に配設され、一方、マグネットローラ７は非回転に配置される。
【０００５】
図８は、現像スリーブ６の表面部分の断面図であり、現像スリーブ６の表面には、ガラスビーズを用いたブラスト処理により凹凸１１が設けられている。このような現像スリーブ６の凹凸１１を有する表面は、たとえば使用初期に表面粗さＲａ＝約１．０μｍであったものが、Ａ４サイズの原稿でプリント枚数が約１０，０００枚相当量の現像後には、Ｒａ＝約０．５μｍにすり減ってしまい、その結果、現像剤の搬送性、帯電性が当初の設定より低下し、得られる画像濃度が低下する。
【０００６】
ここで、Ｒａとは、中心線平均粗さのことであり、図１０に示すように、粗さ曲線ｆ（ｘ）からその中心線の方向に測定長さＬの部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線と粗さ曲線との偏差の絶対値を算術平均した値のことであり、図１０に記載した式で表される。
【０００７】
また現像スリーブ６を長期使用すると、ブラスト処理の際に現像スリーブの表面、特に表面の凹部内に生じた小さい凹みに、トナーの主要成分である樹脂の断片が埋め込まれてしまうことが分かった。このように現像スリーブ表面にトナーの樹脂断片が存在すると、現像スリーブの表面と接触するトナーは、トナー中の樹脂が現像スリーブ表面の樹脂と樹脂同士で接触することが多発することになり、このためトナーに十分な摩擦帯電電荷が与えられず、トナーの帯電量が低下する。その結果、上記と同様、満足する画像濃度が得られない問題が生じる。
【０００８】
このような問題の対策として、図９に示すように、現像スリーブ６の凹凸表面上にＣｒあるいはＣｕ−Ｎｉ−Ｃｒ等の硬度Ｈｖ＝４５０程度の硬い金属層１２を形成することが提案されている（特開平３−４１４８５）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像スリーブ６の表面にＣｒやＣｕ−Ｎｉ−Ｃｒなどの金属層１２を形成すると、現像剤の種類によっては、現像剤を現像スリーブ表面との摩擦によって十分に帯電することができず、良好な濃度および画質の画像が得られない。
【００１０】
この問題は、特に感光ドラム（像担持体）としてアモルファスシリコンドラムを用いた反転現像系において、現像に磁性ポジトナー（１成分ポジ磁性現像剤）を用いると、一層顕著になる。
【００１１】
すなわち、アモルファスシリコンの感光ドラムは、従来頻繁に使用されているＯＰＣドラムに比べ、耐久性に優れている反面、帯電能が低い。この感光ドラム上に静電潜像を形成するために、帯電手段でドラム表面を帯電しても、＋４００Ｖから＋４５０Ｖ程度にしか帯電されない。このため潜像電位が浅くなり、画像濃度が低くなるので、画像濃度を高めるために、現像バイアスの直流成分を高めに設定すると、正に帯電したトナーが感光ドラム上の潜像部でない白地部にも付着し、いわゆる「かぶり」が顕著に生じ、画像品質が低下する。そこでかぶり低減のために、磁性を強化したトナーを用いると、冒頭に記したように、十分な濃度を確保するのに必要な帯電量が得られなくなる。
【００１２】
本発明の目的は、現像器の現像スリーブ表面に金属層を形成しても、現像スリーブ上の１成分現像剤の磁性トナーに十分な摩擦帯電電荷量および搬送量を確保でき、像担持体としてアモルファスシリコーンドラムを用い、磁性ポジトナーを用いた反転現像系の画像形成においても良好な現像を行なって、長期間にわたって濃度および画質を維持した高品質な画像を得ることを可能とした画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明にかかる画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像を現像するべく正帯電特性の１成分磁性トナーを担持して前記像担持体との対向部へ搬送する現像スリーブと、前記現像スリーブと間隙を有して配置され、前記現像スリーブ上に担持されたトナーの層厚を規制する規制部材と、を有する画像形成装置において、
前記現像スリーブは、定形の砥粒を用いたブラスト処理により粗面化された基体表面に、厚さが３μｍ以上２０μｍ以下且つ硬度Ｈｖが４５０以上１０００以下となるように施された金属のめっき層を備え、
前記めっき層の仕事関数とトナーの仕事関数との差をΔＷ（ｅＶ）、めっき後の前記現像スリーブ表面の中心線平均粗さをＲａ（μｍ）とすると、
Ｒａ−１３ΔＷ＋０．６≦０
Ｒａ−６ΔＷ＋６≧０
１９Ｒａ−ΔＷ−０．９≧０
Ｒａ≦０．７
の関係が成り立つことを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
本発明の他の実施態様によると、前記めっき層は無電解めっき処理を施すことにより形成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１８】
実施例１
図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。図において、符号１は像担持体で、本実施例では電子写真感光ドラムとされている。この感光ドラム１の周囲に、感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する潜像形成部２、潜像を現像する現像器３、現像により得られたトナー像を転写材に転写するとともに、その転写材を感光ドラム１から分離する転写分離部４、および感光ドラム１上に残留した転写残りのトナーをクリーニングするクリーニング部５を備えている。
【００１９】
画像形成をするには、感光ドラム１が矢印Ａ方向に回転され、まず、潜像形成部２によりその感光ドラム１の表面を帯電し、像露光を行なって静電潜像を形成する。感光ドラム１上に形成された潜像は、感光ドラム１の回転にともない現像器３の位置に移動され、現像器３により１成分現像剤の磁性トナーを用いて現像される。
【００２０】
本実施例によれば、現像器３は内に正帯電性の磁性トナーを収容している。現像器３は、この磁性トナーを担持して矢印Ｂ方向に回転することにより、トナーを感光ドラム１と対向した現像部に搬送する現像スリーブ６と、現像スリーブ６内に非回転に配置された磁界発生手段としてのマグネットローラ７と、現像器３内のトナーを撹拌して流動性を高めるとともに、トナーを現像スリーブ６に搬送する撹拌手段８と、現像スリーブ６上に担持されたトナーの層厚を規制する磁性ブレード９と、現像スリーブ６に現像バイアスを印加するバイアス電源１０とを備えて構成される。現像スリーブ６は、感光ドラム１に対し所定の最小間隙を隔てて対向配置されている。マグネットローラ７は、磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２の４極を有している。
【００２１】
磁性ブレード９は、現像スリーブ６内マグネットローラ７の磁極Ｎ１と所定の間隙を開けて対向配置され、磁性ブレード９に磁極Ｎ１（規制極）との間で形成される磁界により、現像スリーブ６上に担持したトナーの層厚を規制する。層厚を規制された後、現像部に搬送されたトナーは、現像部に配置されたマグネットローラ７の磁極Ｓ１（現像極）により現像スリーブ６の表面で穂立ちする。そして穂立ちしたトナーは、感光ドラム１上の潜像と現像スリーブ６との間の電位差により潜像部に飛翔して付着し、潜像がトナー像として現像される。
【００２２】
このとき現像を促進するために、バイアス電源１０により現像スリーブ６に感光ドラム１との間で、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを印加する。現像スリーブ６上のトナーは現像バイアスにより飛翔して、感光ドラム１に対する付着、離脱を繰り返し、感光ドラム１表面の潜像部が現像部を離れるまでに、潜像部に潜像の電位に対応したトナーが付着して残存し、かくして潜像が良好に現像される。
【００２３】
このようにして感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写分離部４において感光ドラム１に供給された図示しない転写材に転写される。転写材は転写分離部４により感光ドラム１からトナー像が転写されつつ、感光ドラム１から分離された後、図示しない搬送手段により定着部に搬送されて、そこで定着によりトナー像の転写材への固定が行なわれる。転写が終了した感光ドラム１は、クリーニング部５により表面に残留した転写残りのトナーを除去され、つぎの画像の潜像形成に備える。
【００２４】
本実施例における装置の諸元の一例を示せばつぎの通りである。
【００２５】
マグネットローラの磁極の磁力（現像スリーブ表面上）：
Ｎ１＝８５０ガウス、Ｓ１＝９５０ガウス、Ｎ２＝７５０ガウス、
Ｓ２＝５５０ガウス
感光ドラムと現像スリーブ間の最短距離：２３０μｍ
現像スリーブと磁性ブレードの距離    ：２４０μｍ
現像バイアス：直流電圧＋交流電圧。直流電圧＝＋２５０Ｖ、
交流電圧＝ピーク間電圧１．４ｋ、周波数２．７ｋＨｚ
感光ドラム  ：ａ−Ｓｉ。暗部電位＝＋４００Ｖ、明部電位＋５０Ｖ
画像形成速度：Ａ４サイズ４０枚／分
【００２６】
本発明において、現像スリーブ６に使用するスリーブ基体の材料には、非磁性金属であれば特に制限はないが、アルミニウム合金、銅合金等のヴィッカース硬度Ｈv ＝７０〜１２０程度の比較的軟らかい非磁性金属材料は、本発明の効果を発揮させるのに好適であり、スリーブ基体の材料として特に好ましい。
【００２７】
アルミニウム製の現像スリーブの使用は、像担持体としてアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ドラムを用いた高速、高耐久性の画像形成装置においてみられる。高速、高耐久性の画像形成装置では、感光ドラムの帯電に、コロトロンあるいはスコロトロン帯電法が帯電効率が高いので多用されるが、その帯電過程で放電生成物が生じ、これが感光ドラムの表面に付着すると、付着部分の電位が変化して得られる画像にむらが生じる。そこで、放電生成物が付着しないように感光ドラムを４０℃に加熱温調する必要があり、現像スリーブの熱変形が懸念されるが、アルミニウム基体は熱変形が小さく、４０℃の温度調整を行なっても問題なく使用できるからである。
【００２８】
シュミレーション計算によると、現像スリーブ直径が２４．５ｍｍ、現像スリーブと感光ドラムの間隙が約２４０μｍの条件の場合、現像スリーブのたわみ量は、現像スリーブ材質がＳＵＳのとき２５μｍであるのに対し、アルミニウムのとき５μｍ程度であった。現像スリーブと感光ドラムの間隙を２４０μｍにした場合、現像スリーブのたわみ量が２０μｍを超えると、画像の濃度むらが顕著になることが確認されている。
【００２９】
このように、ａ−Ｓｉドラムを使用した高速、高耐久性の画像形成装置には、現像スリーブを熱変形の小さいアルミニウム製とし、現像スリーブ表面にめっき層を施して硬度を上げることは、画像むらを小さくし、かつ現像スリーブの寿命を長くできるので、本発明は有効である。もちろん、本発明によれば、現像スリーブに長寿命を要求する場合に使用する高級材料である、硬度Ｈv ＝１５０〜１９０程度のステンレスにおいても、耐久性が向上する。
【００３０】
本発明では、現像スリーブ６によるトナーの搬送性を向上するために、現像スリーブ６の表面を粗面化する。現像スリーブ表面の粗面化は、種々の方法で行なうことができるが、本発明では、以下のようなサンドブラスト処理で行なった。
【００３１】
ブラスト材である砥粒として、定形の砥粒（表面が滑らかな球状または偏平状粒子がよい）、好ましくは粒度＃１００から＃６００のガラスビーズを用いる。ブラストノズルを現像スリーブから距離７ｍｍに位置させ、現像スリーブを１２ｒｐｍで回転し、ノズルからガラスビーズを空気圧３ｋｇ／ｍ2 で吹き付ける。この吹き付け中、ノズルを現像スリーブ表面に沿って軸に平行に１〜２分間で３０ｃｍの距離を移動させる。このようにして現像スリーブ表面をブラスト処理し、粗面を得る。ブラスト処理が終了した現像スリーブは、表面を洗浄した後、乾燥する。
【００３２】
本発明では、現像スリーブ６の表面に施す表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａを０．７μｍ以下とする。Ｒａの下限は０．０５とされるが、具体的には、後述の現像スリーブ表面に施す非金属めっき層と使用する磁性トナーの仕事関数の差との関係で定まる。以下、本発明者らが行なった実験に基づき説明する。
【００３３】
ステンレス（ＳＵＳ３１６）の現像スリーブを、表面に＃３００のガラスビーズでサンドブラスト処理して現像に供し、画像性を向上が可能な小粒径のトナー（６μｍ）を用いて、連続画像形成を繰り返し行なった。次の現象が生じた。
（１）プリント枚数２０００〜５０００枚のところで、画像濃度が１．３から１．０へ低下した。（２）上記の画像濃度が低下する時点で原稿を１面ベタ黒に変えて画像形成すると、プリント画像は、現像スリーブの回転周期に対応した低濃度部を有する部分的白抜け画像になった。（３）画像濃度が低下する時点の現像スリーブ上のトナーを取り除き、溶剤で現像スリーブを洗浄してから現像に再度使用すると、画像濃度が回復した。
【００３４】
そこで、まず、（１）の画像濃度が低下した時点のトナーの摩擦帯電量を測定したところ、画像形成開始時のトナー帯電量の１／２以下となっており、トナー帯電量の低下が画像濃度の低下原因であることが分かった。同様に、（２）の部分的白抜け画像発生について調べたところ、白く抜けた部分もトナー帯電量の低下が原因であった。しかし、（３）のトナー除去、現像スリーブ洗浄による画像濃度の回復は、帯電量低下を含むトナーの劣化が原因でなく、現像スリーブ表面の性状変化が原因であることを推定させる。
【００３５】
現像スリーブ表面の性状変化を確認するために、上記の画像濃度が低下した時点で現像スリーブ表面を電子顕微鏡で観察した。すると、図２に模式的に示すように、表面の凹凸部の特に凹部１３、詳しくは直径４０μｍ程度、深さ１μｍ程度の凹部１３の中に、直径５μｍ程度の小さな凹み１４が複数あり、この凹み１４中にトナー主要成分の樹脂の断片（デブリース）が埋め込まれているのが見出された。
【００３６】
このように現像スリーブ表面にトナーの樹脂断片が埋め込まれていると、現像スリーブ表面と接触するトナーは、トナーの樹脂が現像スリーブ表面の樹脂と樹脂同士で接触することが多発することになり、このためトナーに十分な摩擦帯電電荷が与えられず、トナーの帯電量が低下する。以下、現像スリーブ表面にトナー樹脂断片が埋め込まれる現象を「スリーブ汚染」という。
【００３７】
そこで、現像スリーブ表面を条件を変えてブラスト処理し、表面粗さＲａ＝０．７μｍのより滑らかな表面にして現像に供し、連続画像形成を行なったところ、スリーブ汚染はほとんど見られなかった。これから考えると、Ｒａを大きくするためには、砥粒の吹き付けに使用する空気圧を強くしなければならず、これにともない現像スリーブ表面に直径５μｍ程度の小さな凹みが生成するのが増大し、このためＲａが０．７μｍ以上においてスリーブ汚染を生じるものと思われる。
【００３８】
本実施例において、表面粗さＲａが０．１〜０．９μｍにわたる複数個の現像スリーブを用意し、それぞれ現像に使用して５０００枚の連続画像形成を行ない、スリーブ汚染を調べた。その結果を表１に示す。
【００３９】
表１において、スリーブ汚染の欄の記号は、○：現像スリーブ上のトナー電荷量が、画像形成終了時に初期の約８割以上を有している、△：６割以上〜８割未満を有している、×：６割未満しか有していないことを意味する。
【００４０】
一般に、５０００枚の連続画像形成を行なって、その画像形成終了時に、現像スリーブ上のトナーの電荷量が初期の電荷量の８割程度を有していれば、その後、長期使用してもトナーの電荷量が大きく減少することはなく、長期使用上の問題がないものと思われるので、目安になる。
【００４１】
【表１】
0003902843.tif 000002
【００４２】
表１に示されるように、連続画像形成時のスリーブ汚染を防止して、画像濃度を安定して維持するためには、現像スリーブの表面粗さＲａは０．７μｍ以下であることが好ましいことが分かる。しかしながら、このような範囲の表面粗さでは、トナーの電荷量の変動は大きくない代わりに、現像スリーブ上のトナーの搬送性が十分に得られず、トナー量の点から適切な画像濃度を確保できないという問題が生じる。
【００４３】
本実施例において、マグネットローラを内包したアルミニウム製の現像スリーブに対し、＃３００のガラスビーズを用いてブラスト処理を行ない、表面を粗面化した。このとき、ガラスビーズを吹き付ける空気圧を幾つかに変えることにより、現像スリーブの表面粗さＲａを種々に変更した。そしてこれらの現像スリーブを図１の現像器３に用い、現像器３に収容した正帯電性の磁性トナーに対する搬送性を調べた。結果を図３に示す。
【００４４】
図３に示されるように、現像スリーブのトナー搬送性は、表面粗さの程度によってほぼ決まり、表面粗さが粗くなるほど搬送量が多くなる。本発明では、粗面化した現像スリーブ表面に非磁性金属のめっきを施すが、このめっき厚さが薄くかつ均一であれば、現像スリーブの表面粗さはほぼ変わらず、トナー搬送性は影響を受けない。
【００４５】
一般に、感光ドラム上の単位面積あたりのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ2 以上であると、プリント画像として十分な濃度が得られることが分かっている。そこで、現像スリーブ上の単位面積あたりのトナーコート量をａｍｇ／ｃｍ2 、感光ドラムに対する現像スリーブの回転速度の比（周速比）をｂ（無単位）とし、現像スリーブ上トナーの最大５０％量のトナーが現像に供されたとすると、
０．５≦ａ・ｂ・０．５、従って、１．０≦ａ・ｂ
の条件を満たすとき、十分な濃度のプリント画像が得られることになる。
【００４６】
表２は、様々な表面粗さの現像スリーブを、トナーコート量ａおよび周速比ｂを種々に変化させて使用したときのプリント画像の濃度を調べた結果である。表２において、記号は、○：初期濃度（現像初期における最大濃度）が１．３以上である、△：１．２以上〜１．３未満である、×：１．２未満であることを示す。
【００４７】
【表２】
0003902843.tif 000003
【００４８】
ここで、Ｒａが０．７より大きい表面粗さの現像スリーブは、初期の画像濃度に適正値が確保できるが、いかなる周速比のときでも、前述したように、スリーブ汚染が生じて濃度低下が顕著であるため、適切な現像スリーブではない。また０．０５＞Ｒａ（たとえばＲａ＝０．０３μｍ）の表面粗さの現像スリーブは、いかなる周速比のときでも、トナーの帯電量が１５μＣ／ｇを超え、現像スリーブ上にトナーが均一にコートされないために、画像にむらを生じるので、これも適切な現像スリーブでない。
【００４９】
本発明では、現像スリーブ表面の硬度を高くするために、上述したように、現像スリーブの表面に粗面化を行なった後、非磁性金属のめっきを施した。表面の硬質化のためのめっき処理としては、種々のものがあるが、本発明では、電気めっきでなく、無電解めっきを用いる。非磁性金属の無電解めっきとしては、たとえば無電解Ｎｉ−Ｐめっき、無電解Ｎｉ−Ｂめっき、無電解Ｃｒめっきが好適である。
【００５０】
上述したように、現像スリーブ６は、磁性トナーを使用するので非磁性としているが、現像スリーブの表面に施す金属めっきは、そのめっきの層厚が数μｍと薄いことから、磁性を帯びていても使用可能である。好ましくは非磁性である。ニッケル（Ｎｉ）は単体で強磁性体であるが、無電解Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂめっき層中では、ニッケルはリン（Ｐ）あるいはホウ素（Ｂ）と結びつくことによって非晶質となり、非磁性化する。そのような非磁性化のために必要とされるＮｉ−Ｐめっき被膜中のリン含有量は８〜１０ｗｔ％、Ｎｉ−Ｂめっき被膜中のホウ素含有量は５〜７ｗｔ％である。
【００５１】
めっきは、現像スリーブ６の表面全体に一様に施してもよいが、任意の穴開形状のメッシュ状とすることができる。メッシュ状のマスキング処理を行なってからめっきをすることにより、メッシュ状のめっきが得られる。また、めっき被膜と現像スリーブ表面との密着性を高めるためによく行なわれることであるが、めっき前に現像スリーブ表面に亜鉛合金被膜を生成させるジンケート処理を行なうことができる。
【００５２】
本発明において、電気めっきでなく無電解めっき用いるのは、現像スリーブ６の粗面化した凹凸のある表面に、析出しためっき金属を凹凸に左右されずに一様な厚さに付着でき、均一な厚さのめっき被膜が得られるからであり、従って粗面化により得た表面粗さをほとんど変えることなく維持できるからである。電気めっきでは、現像スリーブの粗面化した表面の凹部にめっき金属が析出しづらく、凸部に優先的に付着して凸部のみが厚くめっきされるので、均一な厚さのめっき被膜を得られず、表面粗さが変化してしまう。
【００５３】
本発明では、現像スリーブ６の表面に施す非磁性金属のめっき層の厚さは、３〜２０μｍとする。表面粗さＲａ＝０．０５〜０．７μｍの範囲の現像スリーブでは、厚さ３μｍ以上のめっきを施すと、図２のトナーの樹脂が埋め込まれるような小さな凹み１４をめっき金属により埋めることができ、このため連続画像形成時に、現像スリーブ表面にトナーの樹脂断片が存在するのをなくして、現像スリーブ表面でトナーを良好に帯電することができ、帯電量低下の発生を防止することができる。めっき厚の上限は２０μｍであり、これより厚くすると、現像スリーブ表面に均一なめっき被膜が得られず、またトナー搬送に必要な大きな凹凸が埋められてしまい、トナー搬送性が低下するので好ましくない。
【００５４】
上記のめっき金属の埋め込みによる現像スリーブ表面凹部１３内の小さな凹み１４をなくす効果は、硬度がＨv ＝１５０〜１９０と比較的高いＳＵＳを用いた現像スリーブの場合、特に有用である。これは、定形粒子によるサンドブラスト処理を行なっても、現像スリーブの材料の硬度が高いと、現像スリーブ表面を粒子の外形通りに滑らかにはブラストできず、表面にトナーの樹脂が埋め込まれるような小さな凹みを少なからず発生するからである。
【００５５】
金属めっきの硬度としては、Ｈv ＝４５０以上であることが好ましく、必要な耐摩耗性を得ることができる。上限は高いほどよいが、通常よく用いられるめっきの硬度を上昇する手段のアニールを行うと、現像スリーブにそりが生じ、回転時のふれが大きくなってしまうので、実用上、Ｈv ＝１０００程度が好ましい。
【００５６】
以上のように、本発明では、現像スリーブ６の表面を粗面化し、さらに非磁性金属のめっきを施して、非磁性金属の厚さ３〜２０μｍのめっき層を有する、表面粗さＲａ＝０．０５〜０．７μｍの現像スリーブとする。しかしながら、めっき金属と磁性トナーの組合せの種類によっては、現像スリーブ表面でトナーを十分に帯電できない事態を招来することがある。以下、説明する。
【００５７】
正帯電性の磁性トナー（１成分磁性現像剤）としてトナーＡ、Ｂ（キヤノン製）の２種類用意し、それぞれ現像器３に収容して現像に供し、画像形成を行なった。現像スリーブ６は、無電解Ｎｉ−Ｐめっきを施したものを使用した。そのときのトナーの帯電電荷量を測定した結果を表３に示す。
【００５８】
【表３】
0003902843.tif 000004
【００５９】
表３に示されるように、トナーＡと無電解Ｎｉ−Ｐめっきを施した現像スリーブとの組合せでは問題ないが、トナーＢと無電解Ｎｉ−Ｐめっきを施した現像スリーブとの組合せでは、トナーＢの帯電量は非常に少なく、このため十分な画像濃度および画質を得ることができなかった。一般に、十分な画像濃度および画質を得るためには、トナーの帯電量は６．０μＣ／ｇ程度以上が必要である。画像濃度および画質には、現像スリーブ上のトナー搬送量も関係してくるが、トナーＡ、Ｂとも０．７０ｇ／ｃｍ2 以上得られており、トナー搬送量は十分であった。
【００６０】
トナーＡ、Ｂの帯電量が異なる原因を調べるために、光電効果を利用した仕事関数測定装置（理研計器社製、表面分析装置ＡＣ−１Ｓ）を用いて、トナーＡ、Ｂおよび無電解Ｎｉ−Ｐめっき等の金属めっきの仕事関数Ｗ．Ｆ．を調べた。トナーの仕事関数は、トナーをアルミニウム板上に板状に融解して測定した。結果を表４に示す。
【００６１】
【表４】
0003902843.tif 000005
【００６２】
一般に２つの物質を接触させた場合、仕事関数の小さい物質の方が正に帯電する傾向があり、従って正に帯電するトナーを使用するときは、現像スリーブ表面に施すめっき剤は、トナーよりも仕事関数が大きいものを使う必要がある。
【００６３】
表５に、現像スリーブ表面に施すめっきの種類とトナーの組合せを変えたときに得られるトナーの帯電量、およびこれらのめっきを施した現像スリーブと、トナーＡ、Ｂを組み合わせて現像を行い、画像形成させたときの画像濃度、現像スリーブ上のトナーのコートむらの様子を示す。現像スリーブは、表面粗さＲａ＝０．７μｍのものを使用した。また、図４に、この仕事関数の差を横軸に、トナーの帯電量を縦軸に取ったグラフを示す。
【００６４】
【表５】
0003902843.tif 000006
【００６５】
表５において、濃度の欄の記号は、○：現像初期で、最大濃度が１．３以上、△：１．２以上、１．３未満、×：１．２未満であることを示す。コートむらの欄の記号は、○：現像スリーブ上にトナーのコートむらが見られない、△：現像スリーブ上にトナーのコートむらが見られるが、画像では気にならない、×：コートむらが画像むらとなって現れることを示す。現像スリーブ上のトナー搬送量は、どの組合せの場合にもほぼ０．６ｍｇ／ｃｍ２であった。
【００６６】
一般に、十分な画像濃度を得るには、トナーの帯電量は最低６μＣ／ｇほどは必要といわれているが、これが１５μＣ／ｇを超えると、現像スリーブの一部にトナーが集中的にコートされてしまう。本実験においても、現像スリーブの表面粗さＲａが０．７、めっき剤が銅の電気めっきの場合には、トナーの帯電量が１７μＣ／ｇになり、トナーのコートむらが確認された。
【００６７】
ここでさらに、現像スリーブの表面粗さＲａを０．７よりも下げて、Ｒａ＝０．５、０．３、０．１、０．０５とした場合の実験を行なった。現像スリーブの周速比は、前の実験から得られた適正値に設定した。その結果、現像スリーブの表面粗さＲａ、現像スリーブのめっき層とトナーの仕事関数の差ΔＷが、図５に示す四角形の領域Ｇ内となるように組合せた場合に、十分な画像濃度が得られ、また現像スリーブ上のトナーのコートむらもないことが確認された。
【００６８】
図５の四角形領域Ｇは、仕事関数の差ΔＷが現像スリーブの表面粗さＲａに関して左下がりの上下２本の直線ｇ２、ｇ１により囲まれている。これは、現像スリーブの表面粗さＲａを小さくする（下げる）と、現像スリーブ表面のトナーとの有効な摩擦面積が増すためトナーの帯電量が大きくなるので、トナーのコートむらを生じないようにするためには、仕事関数の差ΔＷ（めっき層の仕事関数−トナーの仕事関数）を小さくしなければならないことを意味している。
【００６９】
四角形領域Ｇを区画する上下、左右４本の直線ｇ２、１、３、４を式に表すと次のようになる。
【００７０】
ｇ１：Ｒａ−１３ΔＷ＋０．６＝０
ｇ２：Ｒａ−６ΔＷ＋６＝０
ｇ３：１９Ｒａ−ΔＷ−０．９＝０
ｇ４：Ｒａ＝０．７
【００７１】
従って、四角形領域Ｇは次の４つの不等式で表される。
【００７２】
Ｒａ−１３ΔＷ＋０．６≦０
Ｒａ−６ΔＷ＋６≧０
１９Ｒａ−ΔＷ−０．９≧０
Ｒａ≦０．７
ただし、単位はＲａがμｍ、ΔＷがｅＶである。
【００７６】
以下、本発明で使用する磁性トナーについて説明する。
【００７７】
磁性トナーの粒径は、体積平均粒径で４〜９μｍ、好ましくは４〜８μｍである。トナーの体積平均粒径が４μｍ以下では、グラフィック画像などの画像面積比率が高い用途に用いた場合、転写材上のトナーの載りが少なく、画像濃度が低くなる問題を生じやすい。これは、潜像のエッジ部に対比して内部の濃度が下がるときの理由と同じ原因によると考えられる。トナーの体積平均粒径が９μｍ以上では、解像度が良好でなく、また画像形成当初は良くても使用を続けるにつれて、画質低下を発生しやすい。
【００７８】
トナーの粒度分布は種々の方法によって測定できるが、本発明では、コールターカウンターＴＡ−II（コールター社製）を用いて行なった。コールターカウンターには、トナーの個数分布、体積分布を出力するパーソナルコンピュータＣＸ−ｉ（キヤノン製）を接続した。電解液は、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製した。
【００７９】
電解液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンセンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料の磁性トナーを２〜２０ｍｇ加える。この測定試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、上記のコルーターカウンターにより１００μのアパチャーを用いて、個数を基準として２〜４０μｍのトナー粒子の粒度分布を測定し、それから体積粒度分布を求めた。
【００８０】
磁性トナーの真密度は、１．４５〜１．７０ｇ／ｃｍ3 であることが好ましく、さらに好ましくは１．５０〜１．６５ｇ／ｃｍ3 である。磁性トナーの真密度が１．４５より小さいと、磁性トナー粒子そのものの重さが軽すぎて、反転かぶりおよびトナー粒子の載りすぎによる細線のつぶれ、飛び散り、解像力の悪化を招きやすくなる。磁性トナーの真密度が１．７０より大きいと、画像濃度が薄く、細線のとぎれなど先鋭さの欠けた画像となる。また相対的にトナーの磁気力が大きくなるため、トナーの穂も長くなったり、分岐状になったりし、現像で画像が乱れやすく荒れた画質となりやすい。
【００８１】
磁性トナーの真密度の測定にはいくつかの方法があるが、本発明では、微粉体の真密度を正確かつ簡便に測定できる次の方法を採用した。
【００８２】
内径１０ｍｍ、長さ約５ｃｍのステンレス製のシリンダーと、その中に密着装入できる外径約１０ｍｍ、高さ５ｍｍの円盤（Ａ）と、外径約１０ｍｍ、長さ約８ｃｍのピストン（Ｂ）を用意する。シリンダーの底に円盤（Ａ）を入れ、次いで測定試料の磁性トナー約１ｇを入れてから、ピストン（Ｂ）を静かに押し込む。ピストン（Ｂ）に油圧プレスにより４００ｋｇ／ｃｍ2 の力を加えてトナーを圧縮し、この圧縮状態を５分間維持してからトナーを取り出す。
【００８３】
この圧縮試料の重さＷ（ｇ）を秤量し、マイクロメーターで圧縮試料の直径Ｄ（ｃｍ）、高さＬ（ｃｍ）を計って、
親密度（ｇ／ｃｍ3 ）＝Ｗ／｛π×（Ｄ／２）2 ×Ｌ｝
の式から磁性トナーの真密度を計算する。
【００８４】
磁性トナーによりさらに良好な現像性を得るためには、磁性トナーは、残留磁化σr が１〜５ｅｍｕ／ｇ、好ましくは２〜４．５ｅｍｕ／ｇであり、飽和磁化σs が２０〜４０ｅｍｕ／ｇであり、高磁力Ｈc が４０〜１００エルステッド（Ｏｅ）の磁気特性を有することが好ましい。
【００８５】
本発明において、トナーの結着樹脂としては、オイル塗布を行なう加熱加圧ローラ定着器の使用を考慮すると、以下の樹脂が使用可能である。
【００８６】
たとえば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体などのスチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロインデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。
【００８７】
オイルをほとんど塗布しない方式の加熱加圧ローラ定着器では、転写材上のトナー像の一部がローラに転移するいわゆるオフセット現象、および転写材に対するトナーの密着性が重要な問題である。より少ない熱エネルギーで定着するトナーは、通常保存中あるいは現像器中で、ブロッキングもしくはケーキングしやすい性質があるので、同時にこれらの問題も考慮しなければならない。
【００８８】
これらの問題にはトナーの結着樹脂の物性が最も大きく関与している。本発明者らの研究によれば、トナー中の磁性体の含有量を減らすと、定着時に転写材に対する密着性は良くなるが、オフセットが起こりやすくなり、またブロッキングやケーキングも生じやすくなる。
【００８９】
そのため、オイル塗布がほとんどない方式の加熱加圧ローラ定着器を用いるときには、トナーの結着樹脂の選択が重要であり、好ましい結着樹脂として、架橋されたスチレン系共重合体もしくは架橋されたポリエスエルが使用される。
【００９０】
このスチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、たとえば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メククリル酸、メククリル酸メチル、メククリル酸エチル、メククリル酸ブチル、メククリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタクリニトリル、アクリルアミドなどのような二重結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体；たとえばマレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルなどのような二重結合を有するジカルボン酸およびその置換体；たとえば、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルなどのようなビニルエステル類；たとえばエチレン、プロピレン、ブチレンなどのようなエチレン系オレフィン類；たとえばビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトンなどのようなビニルケトン類；たとえばビニルメチルエーエル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのようなビニルエーテル類；等のビニル単量体を単独もしくは２つ以上で用いることができる。
【００９１】
架橋剤としては、主として２個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられる。たとえばジビニルベンゼン、ジビニルナフタリンなどのような芳香族ジニル化合物；たとえばエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレートなどのような二重結合を２個有するカルボン酸エステル；ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンなどのようなジビニル化合物；３個以上のビニル基を有する化合物；が単独もしくは混合して用いられる。
【００９２】
また加圧定着方式の定着器を用いる場合には、圧力定着用トナーの結着樹脂が使用可能であり、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチレン、ポリウレタンエラストマー、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、線状飽和ポリエステル、パラフィンなどが挙げられる。
【００９３】
磁性トナーは荷電制御剤を添加して用いることが好ましく、トナー粒子中に荷電制御剤を含有させるか（内添）、トナー粒子と荷電制御剤を混合すること（外添）ができる。
【００９４】
正荷電制御剤としては、ニグロシンおよび脂肪酸金属塩等による変性物；トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートなどの四級アンモニウム塩；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロスズボレートなどのジオルガノスズボレート；を単独もしくは２種類以上を組合せて用いることができる。これらの中でも、ニグロシン系、四級アンモニウム塩のごとき荷電制御剤が、特に好ましく用いることができる。
【００９５】
また、一般式
【００９６】
【化１】
0003902843.tif 000007
（ただし、Ｒ1 はＨもしくはＣＨ3 である；Ｒ2 、Ｒ3 は置換または未置換のアルキル基で、好ましくはＣ1 〜Ｃ4 である）で表されるモノマーの単重合体、またはこのモノマーと前述したようなスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどの重合性モノマーとの共重合体を正電荷制御剤として用いることができる。これらの荷電制御剤は、結着樹脂の一部または全部としての作用を合わせ持つ。
【００９７】
本発明で使用することができる負荷電制御剤としては、たとえば有機金属錯体、キレート化合物が有効であり、例示すれば、アルミニウムアセチルアセトナート、鉄（II）アセチルアセトナート、３，５−ジターシャリーブチルサリチル酸クロム等がある。特にアセチルアセトン金属錯体、サリチル酸系金属錯体またはサリチル酸系金属塩が好ましく、中でもサリチル酸系金属錯体または金属塩が好ましい。
【００９８】
上記の荷電制御剤（結着樹脂としての作用を有しないもの）は、微粒子状として用いることが好ましく、その個数平均粒径は４μｍ以下、特には３μｍ以下がよい。
【００９９】
トナーに内添する荷電制御剤の添加量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部、さらには０．２〜１０重量部が好ましい。
【０１００】
トナーに外添する荷電制御剤の添加量は、微粉末シリカの場合を挙げれば、トナー１００重量部に対し０．０１〜８重量部、さらには０．１〜５重量部が好ましい。このシリカは、トナー粒子と現像スリーブ表面との間に介在することにより、現像スリーブの摩耗を著しく軽減する作用も合わせ持つ。
【０１０１】
トナーに外添剤としてフッ素含有重合体の微粉末、たとえばポリテトラフロオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド等の微粉末、あるいはテトラフロオロエチレン−ビニリデンフルオライド共重合体の微粉末を添加することは好ましい。特にポリビニリデンフルオライド微粉末は、トナーの流動性および研摩性を改善する点で好ましい。トナーに対するフッ素含有重合体微粉末の添加量は、０．０１〜２．０重量％、特に０．０２〜１．０重量％が好ましい。
【０１０２】
特にシリカ微粉末とフッ素含有重合体微粉末とを組合せて添加した場合には、理由は明確でないが、磁性トナーに付着したシリカの存在状態を安定化して、付着したシリカがトナーから遊離してトナーを摩耗したり、現像スリーブを汚染することを減少でき、またトナーの帯電安定性をさらに増大することができる。
【０１０３】
感光ドラムの研摩剤としてチタン酸ストロンチウムがトナーに添加されることもある。この研摩剤は、感光ドラム表面へのトナーの付着を防止する働きがあり、トナーに対する添加量は好ましくは０．０１〜１．０重量％とされる。
【０１０４】
磁性トナーは着色剤の役割を兼ねても良いが、磁性材料を含有している。磁性トナー中に含有させる磁性材料としては、マグネタイト、γ−酸化鉄、フェライト、鉄過剰型フェライト等の酸化鉄；鉄、コバルト、ニッケルのような金属、あるいはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属との合金、およびその混合物等が挙げられる。これらはいずれも強磁性体である。
【０１０５】
これらの磁性体の平均粒径は０．１〜１．０μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍ程度がよい。磁性トナーの磁性体含有量は、トナーの樹脂１００重量部に対し６０〜１１０重量部、好ましくは樹脂１００重量部に対し６５〜１００重量部である。
【０１０６】
以下、本実施例における画像形成実験例について説明する。
【０１０７】
実験例１
本実施例に従って、アルミニウムスリーブの表面をガラスビーズによるブラスト処理で粗面化し、その後、無電解Ｎｉ−Ｐめっき（仕事関数＝４．４ｅＶ）を施して、めっき厚さ６μｍ、表面粗さＲａ＝１．１μｍを有する現像スリーブを得た。これを図１の現像スリーブ６として現像器３に組込んで現像に供し、画像形成を行なった。
【０１０８】
感光ドラム１にはａ−Ｓｉドラムを用い、感光ドラムと現像スリーブのギャップを２３０μｍとした。感光ドラムを表面電位＋４００Ｖに帯電し像露光を行なって、潜像を表面電位＋５０Ｖに形成し、前出の正帯電性のトナーＡ（仕事関数＝４．１ｅＶ）を用いて現像した。現像スリーブの周速比ｂは２．１とした。現像スリーブには、＋２５０ＶのＤＣ電圧と、ピーク間電圧Ｖpp＝１．４ｋＶ、周波数ｆ＝２．７ｋＨｚのＡＣ電圧を重畳した現像バイアスを印加した。
【０１０９】
その結果、現像スリーブ上のトナーに、０．６ｍｇ／ｃｍ2 の十分なトナー搬送量（このときａ×ｂ＝１．２６）および１１．１μＣ／ｇの十分な帯電量が得られ、Ａ４サイズで印字率６％のプリントを３，０００，０００枚行なっても、濃度低下、画像の劣化等がほとんど見られなかった。
【０１１０】
実験例２
本実施例に従い、ステンレススリーブの表面をガラスビーズブラスト処理で粗面化し、無電解Ｎｉ−Ｂめっき（仕事関数＝４．５ｅＶ）を施して、めっき厚さ６μｍ、表面粗さＲａ＝０．４μｍの現像スリーブを得、同様に、図１の現像器３に組込んで現像に供し、画像形成を行なった。
【０１１１】
感光ドラム１にはＯＰＣドラムを用い、感光ドラムと現像スリーブのギャップを２５０μｍとした。感光ドラム上の表面電位−６００Ｖとし、潜像を表面電位−１００Ｖで形成し、前出のトナーＡ（仕事関数＝４．１ｅＶ）を用いて現像した。現像スリーブの周速比ｂは１．８とした。現像スリーブには、−４５０ＶのＤＣ電圧と、ピーク間電圧Ｖpp＝１．２ｋＶ、周波数ｆ＝２．２ｋＨｚのＡＣ電圧を重畳した現像バイアスを印加した。
【０１１２】
その結果、現像スリーブ上のトナーに、０．５７ｍｇ／ｃｍ2 のトナー搬送量（このときａ×ｂ＝１．０３）および１０．５μＣ／ｇの帯電量が得られた。また、無電解Ｎｉ−Ｂを施さない現像スリーブを用いた場合に比べ、その約５倍量の５，０００，０００枚のプリントを行なった時点でも、濃度低下、画像の劣化等がほとんど見られなかった。
【０１１３】
実施例２
図６は、本発明の画像形成装置の他の実施例の全体を示す概略構成図で、本装置はデジタル複写装置である。
【０１１４】
感光ドラム１は、円筒状の導電基体上にアモルファスシリコンの光導電層を設けてなり、矢印Ａ方向に回転自在に軸支されている。この感光ドラム１の周囲に、その回転方向にそって、感光ドラム１の表面を均一に帯電するスコトロン帯電器１５、感光ドラム１上方のガラス台２３上に置かれた原稿２２を読み取って、色分解画像の濃度に比例した画像信号に基づいて感光ドラム１に像露光３３を施す、露光ランプ２１およびイメージスキャナ２６等を含む露光装置、像露光により得られた静電潜像を正に帯電したトナーを用いて現像する現像器３、潜像の現像により感光ドラム１上に形成されたトナー像を、感光ドラム１に供給された転写材Ｐ上に転写するコロナ帯電器１６、トナー像が転写された転写材Ｐを感光ドラム１から分離する静電分離帯電器１７、トナー像を転写した後の感光ドラム１の表面をクリーニングして、転写残りのトナーを除去するクリーニング装置５、および感光ドラム１の表面の残留電荷を除去する前露光装置（ランプ）１８などが配置されている。
【０１１５】
感光ドラム１から分離された転写材Ｐは定着器１９に搬送され、ここで加熱および加圧されることにより転写したトナーが像転写材Ｐに定着されて、所望のプリント画像に形成された後、画像形成装置の機外に排出される。
【０１１６】
露光装置の露光ランプ２１は、ガラス台２３に沿って移動しながらその上の原稿２２を読み取り、得られた画像情報は、露光ランプ２１とともに移動する反射ミラー２４ａ、２４ｂおよび２４ｃ、さらに短焦点レンズ２５を経て、イメージスキャナ２６に挿入される。イメージスキャナ２６は、画像情報を電気信号に変換するもので、この電気信号はＡ／Ｄコンバータ２９によりデジタル化されたのち信号処理部２８送られ、そこで画像濃度に比例した２５６階調のデジタル画像信号に変換される。
【０１１７】
この画像信号は駆動信号発生部としてのレーザドライバー２９に送られ、駆動信号によりレーザ３０の発光を画像信号に応じて変調するように、レーザドライバー２９でレーザ３０の駆動信号を発生するのに使用される。画像信号に応じて変調されたレーザ光は、ポリゴンミラー３１、反射ミラー３２を経て、像露光３３として感光ドラム１に照射され、これにより感光ドラム１上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【０１１８】
本実施例のデジタル複写機の複写速度は、Ａ４サイズで毎分６０〜１００枚である。
【０１１９】
本実施例において、画像形成を行なった。まず、感光ドラム１を帯電器１５で＋４００Ｖに帯電し、画像信号に基づいた像露光３３を行なって、露光部の表面電位をたとえば最大＋５０Ｖに減衰し、潜像を形成する。ついで現像器３の現像スリーブ６に現像バイアスとして、たとえば＋２５０Ｖの直流電圧、またはこれにピーク間電圧Ｖppが１．４ｋＶ、周波数ｆが２．７ｋＨｚの矩形波の交流電圧を重畳した電圧を印加し、１成分現像剤として磁性トナーの黒トナーを用いて、潜像を反転現像方式により現像した。
【０１２０】
現像スリーブ６は、アルミニウムスリーブの表面を定形ガラスビーズでブラスト処理して粗面化し、ついで無電解Ｎｉ−Ｐめっきを施して、表面粗さＲａ０．５μｍ、めっき厚さ６μｍ、硬度Ｈv が約５００としたものである。現像器３のその他の構成は、図１に記載した現像器３と同じである。磁性トナーには前出のトナーＡを用いた。現像スリーブの周速比ｂは１．６とした。
【０１２１】
この場合の現像スリーブ上のトナー搬送量は０．６５ｍｇ／ｃｍ2 、トナー帯電量は１０．５μＣ／ｇとなり、初期から十分な画像濃度、画質が得られた。Ａ４サイズ１，０００，０００枚のプリントの時点で、現像スリーブ表面のめっき削れ量は１．０μｍ程度であり、現像スリーブ表面にトナーの樹脂などの埋め込まれもなく、十分な濃度、画質を維持することができた。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、静電潜像が形成される像担持体と、静電潜像を現像するべく正帯電特性の１成分磁性トナーを担持して像担持体との対向部へ搬送する現像スリーブと、現像スリーブと間隙を有して配置され、現像スリーブ上に担持されたトナーの層厚を規制する規制部材と、を有する画像形成装置において、現像スリーブは、定形の砥粒を用いたブラスト処理により粗面化された基体表面に、厚さが３μｍ以上２０μｍ以下且つ硬度Ｈｖが４５０以上１０００以下となるように施された金属のめっき層を備えているので、現像スリーブ表面の形状変化及び性状変化を長期に亘って維持することができる。つまり、金属めっき層の硬度を規定することによって、必要な耐摩耗性を得ることができ、現像スリーブ表面の形状変化（粗さ）を維持することができ、また、金属メッキ処理によって現像スリーブ汚染を防止して、表面性（性状変化）を維持することができる。
そして、めっき層の仕事関数とトナーの仕事関数との差をΔＷ（ｅＶ）、めっき後の前記現像スリーブ表面の中心線平均粗さをＲａ（μｍ）とすると、
Ｒａ−１３ΔＷ＋０．６≦０
Ｒａ−６ΔＷ＋６≧０
１９Ｒａ−ΔＷ−０．９≧０
Ｒａ≦０．７
の関係が成り立つので、トナーの現像部への搬送量を適正化すると共にトナーの帯電量（スリーブがブレードと対向する位置での帯電効果）を適正化することができる。
即ち、本発明の構成によって、長期間に亘ってトナーの搬送量と共に帯電量を適正化することができる。そのため、本発明によれば、長期間に亘って良好な現像を行って濃度及び画質が十分な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】  サンドブラスト処理のままの現像スリーブを連続画像形成に繰り返し使用したときの現像スリーブ表面の模式的に示す断面図である。
【図３】  現像器の現像スリーブの表面粗さと磁性トナーの搬送性との関係を示すグラフである。
【図４】  現像スリーブ表面の非磁性金属のめっき層と磁性トナーとの仕事関数の差とトナーの帯電量との関係を示すグラフである。
【図５】  本発明における仕事関数の差ΔＷと表面粗さＲａの組合せの好ましい範囲を示す説明図である。
【図６】  本発明の他の一実施例を示す概略構成図である。
【図７】  従来の画像形成装置の現像器の現像スリーブを示す断面図である。
【図８】  図７の現像スリーブの表面部分を示す断面図である。
【図９】  図７の現像スリーブの表面部分に金属層を設けたところを示す断面図である。
【図１０】  図７の現像スリーブの表面が有する粗面の中心線平均粗さＲａを示す説明図である。
【符号の説明】
１    感光ドラム
２    潜像形成部
３    現像器
４    転写分離部
５    クリーニング部
６    現像スリーブ
７    マグネットローラ
９    磁性ブレード
Ｒａ  中心線平均粗さ
ΔＷ  仕事関数の差
【図１】
0003902843.tif 000008
【図２】
0003902843.tif 000009
【図３】
0003902843.tif 000010
【図４】
0003902843.tif 000011
【図５】
0003902843.tif 000012
【図６】
0003902843.tif 000013
【図７】
0003902843.tif 000014
【図８】
0003902843.tif 000015
【図９】
0003902843.tif 000016
【図１０】
0003902843.tif 000017