JP2000267426A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微粒子トナーを用い、１００万枚という長期
複写動作においても、現像スリーブ表面の形状を変えず
に、常に安定して現像スリーブ上のトナー塗布量を維持
でき、画像濃度が安定し、カブリを抑えた良好な画像を
得ることができ、現像スリーブ上にブロッチの発生しな
い現像装置、画像形成装置の提供。 【解決手段】 像担持体に対向して配置され、内部に磁
界発生手段が配置された非磁性金属材料からなる円筒状
の現像剤担持体を有し、該現像剤担持体が、像担持体に
対向する位置に現像剤を搬送して像担持体表面の静電潜
像を現像してトナー像を形成する現像装置において、現
像剤担持体が、非磁性金属材料によって形成され、その
外表面が擬似的鏡面を有し、該表面に金属メッキ処理が
施されて金属メッキ層が形成されている現像装置及びこ
れを用いた画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、複写装
置、プリンタ、ファクシミリ等とされる電子写真式、或
いは静電記録式の画像形成装置に関し、特に、この場合
に使用される感光体上に形成された静電潜像を現像する
現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写装置、プリンタ、ファクシミリ等と
される画像形成装置においては、電子写真感光体や静電
記録誘電体等からなる像担持体上に形成した潜像を、現
像装置により現像してトナー像として可視化することが
行われている。このような現像装置の一つとして、乾式
一成分現像装置が種々提案され、又、実用化されてい
る。しかし、いずれの現像装置においても、現像剤担持
体上に一成分現像剤のトナーの薄層を形成することは極
めて難しいことであった。これに対して、画像の鮮明
度、解像度等の向上が求められている現在、現像剤担持
体上に均一なトナーの薄層を形成する方法及びこれを適
用した装置に関する開発は必須となっており、これに応
えていくつかの方策が提案されている。例えば、特公昭
６３−１６７３６号公報等に記載されているように、ブ
レードとして、ゴム、樹脂若しくは金属製の弾性ブレー
ドを現像スリーブ上に軽圧接触させ、その接触部で現像
スリーブ上にこびりついたトナーを剥ぎ取りながらトナ
ー層厚を規制することで、均一なトナー薄層形成を実現
可能としている。

【０００３】ところで、更なる高画質化、及び複写動作
のクイックスタートを目的として、トナーを小粒径と
し、低融点材料で形成した場合には、従来のトナーと比
較して凝集度が高くなるため、ブレード近傍でトナーの
ブロッキングが生じ易く、それにより高湿環境下におい
ては、ムラやカブリの多い画像、又、低湿環境下におい
てはブロッキングに加え、チャージアップによって、ス
リーブ上に局所的にトナーが凝集付着する、所謂ブロッ
チ現象が発生し、その影響が画像上に出る現象が生じる
場合がある。特に、このブロッチ現象は、スリーブ表面
が滑らかで鏡面に近いほど、トナーとスリーブ表面との
接触面積が大きくなり、トナーが過度にチャージアップ
するために起こり易い。

【０００４】このような現象に対する対策としては、磁
性ブレードの現像スリーブ近接部よりもスリーブ回転方
向の上流側の位置に、現像スリーブに当接して回転する
連泡性ポリウレタン製のローラや、ファーブラシ構造の
ローラを配設することで、現像スリーブ上にこびりつい
たトナーをその接触部で摺動させ、現像スリーブからト
ナーを剥がれ易くすると同時に、トナーヘのトリボ付与
を行うことが行なわれている。上記構成によって、ブレ
ード近傍にブロッキングしたトナーは、上記のようなロ
ーラの回転によりほぐされるので、良好な流動性を維持
できるようになり、その結果として、カブリ、ブロッチ
等のない良好な画像提供が可能となる。

【０００５】しかしながら、本発明者の検討によれば、
上記の対策が施されているローラ接触系を用いた場合に
も、数万枚の連続複写を行うと、複写動作後半やトナー
補給時に以下のような問題点が生じることがわかった。
即ち、数万枚単位での連続複写を行うと、複写動作が進
むにつれて、上記ローラ内部にトナーが徐々に詰まって
いくことで（例えば、連泡性の発泡体の場合は連通して
いる気泡を通過して、ファーブラシの場合には各繊維の
間に）、ローラが硬質化したり、又、スリーブへの摺動
回数が増すことで、発泡体のセルのほつれ、ファーブラ
シのへたりが発生する結果、スリーブの摺動部でのロー
ラ当接不良によるトナーの剥ぎ取り不足、剥ぎ取りムラ
が発生する。又、ローラ表面もトナーで覆われることに
なるので、スリーブとの接触部でのトナーへのトリボ付
与の減少も生じる。その結果、画像濃度ムラ、カブリ、
濃度薄、ブロッチ等が生じる。その他、ローラの硬質化
によって、スリーブヘの当接圧が過大となり、現像スリ
ーブ回転駆動トルクが過剰に増大する現象も生じる。

【０００６】これに対し、上記問題点を解決する手段と
して、定形粒子によるブラスト処理により、表面を比較
的滑らかな凹凸を有する平滑面とした現像スリーブと、
該スリーブに対して一定の間隙を有して配設された磁性
ブレードを用いることが行なわれており、トナーとスリ
ーブ表面との接触面積を適度に抑え、現像スリーブ上に
適正なトリボが付与されたトナー薄層の形成を可能とす
ることで、数万枚の複写動作においても、カブリ、ブロ
ッチのない良好な画像を維持できるようになってきてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、以上の
ような構成を有する現像装置を用い、更に高画質化を達
成させるために、トナーとして粒子径が８．０μｍ以下
の微粒子を用い、且つ、装置の長寿命化と画質安定性の
可能性を確認する目的で、１００万枚の画出し耐久試験
を行った。この結果、以下のような問題が生じることが
わかった。 （１）現像スリーブとして、ＳＵＳからなる材質の円筒
管を用い、この表面に定形ビーズによるサンドブラスト
処理を行なって、その表面の粗さＲａが０．６μｍとな
るように調製したものを使用した態様の現像装置を用
い、低湿環境下で、画出し動作を行った。この結果、イ
ニシャルのベタ黒反射濃度が１．４０、スリーブ上のト
ナーの帯電量の絶対値が１０μＣ／ｇ、スリーブ上のト
ナーの単位面積当たりの重量（以下、Ｍ／Ｓ量と称す）
が１．０ｍｇ／ｃｍ²であった。その後、数千枚の画出
しを行なった時点では、ベタ黒反射濃度が１．１０、ト
ナー帯電量が５μＣ／ｇといずれも低下し、且つ、Ｍ／
Ｓ量が１．５ｍｇ／ｃｍ²と変動し、更に非画像部への
トナー付着（以下、カブリと称す）も増加した。しか
し、その後、更に画出しを続けると、画像濃度、カブリ
共に良化し、５０万枚時点では、ベタ黒反射濃度が１．
３〜１．４、帯電量１０μＣ／ｇ、Ｍ／Ｓが１．０ｍｇ
／ｃｍ²となり、この状態で１００万枚に達した。

【０００８】（２）現像スリーブの材質として、アルミ
ニウム製（以下、Ａｌ製と称する）のものを用い、
（１）と同様に粗面化処理を施した態様の現像装置を用
い、（１）と同じように画出し動作を行った。この結
果、（１）と同様に、数千枚の画出し動作でベタ黒反射
濃度低下、カブリが発生したが、その後、この場合も、
ベタ黒反射濃度、カブリ共に良化し始め、１万枚以降は
安定した画像を維持し続けた。

【０００９】上記現象の発生原因を調べたところ、ＳＵ
Ｓ製の現像スリーブを使用した場合に生じた数千枚での
ベタ黒画像濃度低下、カブリ増加は、微粒子トナー中に
混入している更なる微粉が現像スリーブの凹凸粗面にこ
びりつき、現像スリーブからのトナーヘの帯電付与の低
下と、こびりつきによるＭ／Ｓ量の上昇によって生じた
ものであることがわかった。又、画出しを続けるとその
後に良化していったのは、耐久試験が進むにつれ、徐々
にスリーブの表面凹凸が削れて滑らかになり、それと共
に、こびりつきトナーも一緒に削り取られることで、ト
ナーの帯電量が上がり、搬送性も安定化したためである
と考えられる。更に、（２）のＡｌ製スリーブの場合
は、その材質が（１）のＳＵＳ製スリーブよりも軟らか
いため、より早く削れ、その結果ＳＵＳ製スリーブを使
用した場合よりも早く良化したものと考えられる。

【００１０】従って、本発明の目的は、８．０μｍ以下
の微粒子トナーを用い、１００万枚という長期複写動作
を行った場合にも、現像スリーブの外表面の形状を変え
ずに常に安定して現像スリーブ上のトナー塗布量を維持
し、この結果、画像濃度が安定し、カブリを小さく抑え
た良好な画像を得ることができ、且つ、現像スリーブ上
にブロッチの発生しない現像装置、特に一成分磁性トナ
ーを用いた現像装置、更には、これらを有する画像形成
装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の本
発明によって達成される。即ち、本発明は、表面に静電
潜像を形成するための像担持体に対向して配置され、内
部に磁界発生手段が配置された非磁性金属材料からなる
円筒状の現像剤担持体を有し、該現像剤担持体が、表面
に保持した現像剤を上記像担持体に対向する位置に搬送
して像担持体表面の静電潜像を現像してトナー像を形成
するための現像装置において、上記現像剤担持体が、非
磁性金属材料によって形成され、その外表面が擬似的鏡
面を有し、且つ、該表面に金属メッキ処理が施されて金
属メッキ層が形成されていることを特徴とする現像装
置、及びこれを用いた画像形成装置である。

【００１２】好ましい形態としては、外表面の表面粗さ
Ｒａが、回転方向及び軸方向共に０．０１以上０．４μ
ｍ以下である現像剤担持体を用いる。好ましい形態とし
ては、現像剤担持体の材質をステンレス鋼とし、その外
表面がグラインダー研磨によって平滑処理されているも
のを用いる。好ましい形態としては、現像剤担持体の材
質がアルミニウムであり、その外表面を、引き抜き成
形、切削、砥石による研磨のうちいずれか一つによって
平滑処理されているものを使用する。好ましい形態とし
ては、その外表面がパフ研磨により鏡面仕上げされてい
る現像剤担持体を用いる。好ましい形態としては、現像
剤として、一成分磁性トナーを使用する。

【００１３】好ましい形態としては、金属メッキ層の硬
度がＨｖ＝４５０〜１０００以下となるように調整され
ている現像剤担持体を用いる。好ましい形態としては、
現像剤担持体として、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ、無電解Ｎ
ｉ−Ｂメッキ、無電解Ｐｄ−Ｐ、電気Ｃｒメッキのいず
れかの金属メッキ処理が施されたものを使用する。好ま
しい形態としては、帯電極性が正の現像剤を用い、且
つ、現像剤の仕事関数と、金属メッキ層を構成している
金属の仕事関数を測定した場合に、下記式（１）の関係
が成立するように構成する。

【００１４】

【数３】 好ましい形態としては、帯電極性が負の現像剤を用い、
且つ、現像剤の仕事関数と、金属メッキ層を構成してい
る金属の仕事関数を測定した場合に、下記式（２）の関
係が成立するように構成する。

【数４】 上記において、仕事関数とは、フェルミ準位にある金属
内電子を固体外部の真空へ移すのに必要な仕事と定義さ
れ、通常、電子ボルト（ｅＶ）単位で表される。

【００１５】

【好ましい実施の形態】図ｌは、本発明の現像装置の一
例を示す概略断面図である。図１において、１は、矢印
ａ方向に回転する像担持体である感光ドラムである。現
像装置１１は、該感光ドラム１に隣接して設けられる
が、その際、現像装置１１を構成する現像剤担持体とし
ての現像スリーブ３が、図１に示したように、感光ドラ
ム１に対峙するように設けられる。この感光ドラム１と
現像スリーブ３とが対向した部分が現像領域になる。
又、現像装置１１は、現像容器２を有し、本例では、現
像容器２内に一成分現像剤としての磁性トナー７が収容
されている。該磁性トナー７によって、上記現像領域に
おいて、感光ドラム１上の静電潜像が現像され、トナー
像として可視化するように構成されている。

【００１６】更に、現像容器２には、現像装置１１の長
手方向（紙面に直角方向）に延在する開口部が設けられ
ており、該開口部には、内部に磁界発生手段である磁石
４が固定配置されている現像剤担持体としての現像スリ
ーブ３が配置され、上述したように、感光ドラム１に対
向して設けられる。現像スリーブ３は、例えば、アルミ
ニウム、ＳＵＳ等の材料からなる円筒状の部材である
が、上記開口部の、図で見て右略半周面を現像容器２内
に没入し、左略半周面を現像容器２外へ露出した状態で
配置され、感光ドラム１に対向して配置され、回転可能
に構成されている。現像スリーブ３と感光ドラム１との
間には僅かな微少間隙が設けられている。図１に示した
例では、現像スリーブ３は、感光ドラム１の回転方向ａ
に対し、矢印ｂ方向に回転駆動しており、両者が対峙し
ている位置でみると同方向に回転している。尚、現像ス
リーブ３の表面材質、表面形状については後に詳述す
る。現像スリーブ３内に設けられている磁石４は、図１
に示した例では固定された永久磁石であり、現像スリー
ブ３が回転駆動された場合も固定位置及び姿勢が維持さ
れ、固定的な磁界が発生するように構成されている。更
に、図１に示した現像装置では、現像容器２内の現像ス
リーブ３の上方位置に、そのエッジ部を近接させた状態
で、現像剤規制部材としての磁性ブレード５が設けられ
ている。

【００１７】以下、上記した構成を有する図１に示した
現像装置における磁性トナー７の動きについて説明す
る。現像容器２に収納されている磁性トナー７は、現像
スリーブ３上に付着され、その状態で現像スリーブ３の
回転に伴って運ばれ、磁性ブレード５と現像スリーブ３
の間隙に生じる磁気的な規制部を抜け出すことによって
現像スリーブ３上に磁性トナー７の薄層を形成し、感光
ドラム１と微少間隙を開けて対向している現像部へと搬
送される。そして現像部において、現像スリーブ３と感
光ドラム１との間に、現像バイアスとして直流に交流を
重畳した交互電圧が印加されることにより（不図示）、
現像スリーブ３上の磁性トナー７が感光ドラム１の静電
潜像に対応して転移し、静電潜像に付着して該潜像を現
像してトナー像として可視化する。

【００１８】ここで、本発明の現像装置で用いる現像ス
リーブ３の構成について詳述する。本発明に用いる現像
スリーブは、例えば、ＳＵＳ３０４製の円筒状のものか
らなり、その表面は、所望の径を出すために、グライン
ダー加工やバフ研磨が施され、擬似的鏡面が形成されて
いる。即ち、従来、一般に使用されているもののような
サンドブラスト等の粗面化処理がされておらず、表面に
微少凹凸面は形成されていない。これは、前述したよう
に、本発明が、ブラスト処理を施したスリーブを使用し
た場合において、特に耐久試験中に生じていたトナーの
トリボの変動、或いはＭ／Ｓ量の変動を小さくすること
を目的としているためである。

【００１９】更に、本発明においては、上記のように、
外表面に擬似的鏡面が形成されている現像スリーブ表面
に金属メッキ処理が施されて、金属メッキ層が形成され
ているものを使用する。前述したように、表面にブラス
ト処理を施さない状態で、スリーブ基体としてＡｌやＳ
ＵＳ等の材料を使用すると、低湿環境下において、現像
剤と現像スリーブ表面との接融面積が大きくなり過ぎ
て、現像剤が過度にチャージアップして、低湿環境下に
おいては「ブロッチ現象」が生じてしまう場合があっ
た。これに対して、本発明者が検討した結果、スリーブ
表面に金属メッキを施し、金属メッキ層が形成されてい
る場合は、スリーブ表面とトナーとの摩擦帯電性が変わ
るためブロッチ現象を有効に防止できることを知見して
本発明に至った。更に、この場合に最適な現像スリーブ
の表面状態、及び、現像剤の仕事関数と金属メッキ層を
構成している金属の仕事関数との関係を見いだした。

【００２０】先ず、現像スリーブ表面の状態とトナーと
の摩擦帯電特性について詳しく調べた結果、以下のこと
がわかった。以下、現像剤の帯電が正の場合について、
数値を用いて説明する。

【００２１】

【表１】表１：一成分磁性トナー（キヤノン製）と数種
の金属材質及び金属メッキについての仕事関数

【００２２】上記表１は、一成分磁性トナー（キヤノン
製）についてと、数種の金属材料及び金属メッキ層につ
いての仕事関数を調べた結果である。測定は、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）を用いて行った。尚、トナーの仕事関
数は、トナーをアルミニウム板の上に板状に融解したも
のを測定用試料とし、これについて測定を行なった。

【００２３】一般に、二つの物を接触させた場合に、仕
事関数の小さいものの方が正に帯電する傾向にある。従
って、現像剤として正に帯電するトナーを用いる場合に
は、スリーブ表面に施すメッキ剤は、現像剤よりも仕事
関数が大きいものを使うべきである。そして、現像剤と
スリーブ表面のメッキ剤の仕事関数の差が、大きければ
大きいほどトナーの帯電量も大きくなると考えられる。
実際に図１の現像容器２を用いて、様々なトナーと、そ
の外表面が種々の金属材質、或いは各種材料で金属メッ
キされている現像スリーブとを組み合わせた場合におけ
るトナーの帯電量、及び両者の間の仕事関数（Ｗ．
Ｆ．）の差を測定し、結果を表２にまとめて示した。

【００２４】

【表２】表２：現像スリーブに対するトナーの帯電量

【００２５】又、図５に、上記表２の仕事関数の差を横
軸に、トナーの帯電量を縦軸にとったグラフを示した。
表２や図５のグラフから分かるように、トナーと、現像
スリーブ表面を形成している金属の仕事関数の差が大き
ければ大きいほど、トナーの帯電量が実際に大きくなっ
ていることが確認された。そこで、実際に、図２に示し
た電子写真記録装置を用い、トナーの仕事関数と現像ス
リーブ表面の仕事関数の差を適宜な値となるように調整
した現像スリーブとトナーの組み合わせでコピー画像の
出力を行ない、画像特性について調べた。上記の仕事関
数の差の調整は、表面に種々の金属メッキを施すことに
よって、或いは金属材料で形成した現像スリーブを用い
ることによって行なった。

【００２６】図２に示した電子写真記録装置の構成につ
いて、以下に簡単に説明する。図２にて、電子写真記録
装置では、像担持体である感光ドラム１を回転自在に設
け、該感光ドラム１を１次帯電器１２で一様に帯電し、
次に、レーザーに代表される発光素子１３によって情報
信号を露光して感光ドラム１上に静電潜像を形成し、該
静電潜像を現像装置１１で可視化する。次に、得られた
可視像を転写帯電器１４により転写紙１５上に転写し、
更に、定着装置１６にて定着して定着画像を得る。又、
感光ドラム１上の転写残トナーは、クリーニング装置１
７により除去する。

【００２７】表３に、トナーと種々の現像スリーブの組
み合わせで１分間に２０枚出力できる中速のコピー機と
６０枚出力できる高速のコピー機でコピー画像を出力し
た場合の、初期から１万枚までのコピー画像の平均濃
度、及び現像スリーブ上のトナーのブロッチの様子を調
べた結果をまとめて示した。表３において、画像濃度
は、反射濃度で１．２０未満のものを×、１．２０以上
１．３０未満のものを△、１．３０以上のものを○とし
て評価した。又、ブロッチは、スリーブ上にブロッチが
観察され、更に画像にも影響を及ぼしている場合を×、
スリーブ上に軽微なブロッチが観察されるが、画像には
影響を及ぼしていない場合を△、スリーブ上にブロッチ
が観察されない場合を○として評価した。

【００２８】

【表３】表３

【００２９】表３の結果から明らかなように、現像スリ
ーブ表面に金属メッキ層を施すことによって、ブロッチ
の発生を有効に抑えることができた。この理由は、トナ
ーの仕事関数と金属メッキ層を構成している金属の仕事
関数の差が、適切な値（表３から１．０以下）の場合に
は、トナーの帯電量が低湿環境下においても過度に大き
くならないためであると考えられる。しかし、仕事関数
の差が小さくなり過ぎた場合（上の表から０．１以下）
には、トナーの帯電量が小さくなり過ぎ、１分間で６０
枚出力できる高速コピー機の場合、コピー画像の濃度が
でなくなってしまうことが起こる場合がある。しかし、
１分間で２０枚出力できる中速コピー機の場合、実用上
問題のない濃度でコピー画像を出力することができた。
これは、前者の高速コピー機の場合、スリーブの回転速
度が後者の中速コピー機に比べて速いため、トナーがス
リーブと現像容器の間で力を受け、形状が変化したりし
て劣化し、トナーへの帯電が適切に行われなくなり、ト
ナーの帯電量がコピー枚数が進むにつれて落ちやすくな
るためと考えられる。よって、機械のより高速化を考え
た場合、トナーとスリーブ表面の金属メッキ層を形成し
ている金属の仕事関数の差が、０．１ｅＶ以上１．０ｅ
Ｖ以下となるようにすることがより好ましい。

【００３０】

【数５】 以上は、現像剤の帯電極性が正の場合で説明したが、現
像剤の帯電が負の場合も、数値の正負を以下のようにか
えるだけで同様に考えることができる。

【数６】

【００３１】ここで、現像スリーブ表面に施す金属メッ
キ処理について説明する。本実施例のような、仕事関数
の調節を行う目的で施すメッキ処理の方法としては、種
々の方法があるが、例えば、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ、無
電解Ｎｉ−Ｂメッキ、無電解Ｐｄ−Ｐメッキ、電気Ｃｒ
メッキ等によって良好に行うことができる。スリーブ表
面を形成する物質の物性としては、非磁性であることが
必要である。ニッケルは、単体では強磁性体であるが、
無電解メッキ中で、リン、或いはホウ素と結びつくこと
によって非結晶質となり非磁性化するため、本発明で使
用するスリーブ表面材質としての使用が可能となる。そ
の際のメッキ層中のリンの含有量は重量％で、無電解Ｎ
ｉ−Ｐメッキ層に対して８〜１０％、無電解Ｎｉ−Ｂメ
ッキ層に対して５〜７％、無電解Ｐｄ−Ｐメッキ層に対
して５〜９％であることが好ましい。

【００３２】上記のような方法でメッキをする範囲は、
現像スリーブ表面全体に行ってもよいが、仕事関数を適
宜に調節する目的で、例えば、メッキの前処理としてマ
スキングをしてから、表面にメッシュ状にメッキをする
ことも考えられる。更には、これらのメッキ剤とスリー
ブ基体の密着性を高めるために、メッキ処理を行う前
に、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）ことも好ましい。

【００３３】更に、本発明においては、無電解メッキを
用いることが好ましく、以下の理由による。一般に、電
気メッキでは、凹凸粗面を有する表面に対しては、凸部
に優先的にメッキ剤が付着するため凸部のみがメッキ厚
になり、凹部には付着しづらいので、均一なメッキ層を
形成することが難しい。本発明においては、現像スリー
ブを構成する基体表面にはブラスト処理がされておらず
擬似的鏡面を有しているので、その外表面が滑らかでは
あるが、無電解メッキに比べた場合は、均一なメッキが
しずらいことに変わりはない。これに対し、無電解メッ
キでは、凹凸粗面に左右されずに、均一にメッキでき
る。

【００３４】又、本発明においては、上記のようにして
金属メッキが施された現像スリーブ表面の金属メッキ層
の硬度が、Ｈｖ＝４５０以上であることが望まれる。こ
うすることで、機械の耐久が進んだ時にも、現像スリー
ブの摩耗の程度を小さくすることができる。この結果、
現像スリーブ表面の削り粉等がスリーブとブレードの間
に挟まって画像に筋ができるといったことを生じること
がない。しかし、金属メッキの硬度を上昇させる代表的
な方法としてのアニールを用い、硬度をＨｖ＝１０００
よりも大きくしようとした場合には、現像スリーブ全体
が熱で変形してしまい、画像ムラが生じてしまうことが
考えられる。従って、スリーブに施す金属メッキの硬度
はＨｖ＝４５０〜１０００程度が適当である。

【００３５】

【実施例】次に、本発明の実施例及び比較例を挙げて本
発明を更に詳細に説明する。 （実施例１）本実施例の現像装置では、現像スリーブと
して下記のものを使用した。基体として、表面が鏡面処
理の代表例であるグラインダー研磨によって平滑処理さ
れたＳＵＳを用い、該基体上に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ処
理を施して１０μｍのメッキ層が形成されている現像ス
リーブを使用した。表面粗さを測定したところ、Ｒａ＝
０．３μｍであった。この現像スリーブを組み込んで図
１に示した構成の本実施例の現像装置を得た。これを図
２に示したと同様の構成を有する画像形成装置に搭載
し、現像剤として、高画質化を目的とした微粒子トナー
である平均粒径が６．０μｍのトナー（キヤノン社製）
を用い、低湿環境下で１００万枚の画出し耐久試験を行
った。尚、現像スリーブのＲａは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１
及びＩＳＯ４６８に記載されている十点平均粗さによっ
て求めた。測定は、接触式表面粗さ測定器ＳＥ−３３０
０（小坂研究所社製）を用いて行った。

【００３６】（比較例１）現像スリーブ表面に、定形ビ
ーズによるサンドブラスト処理を施し、金属メッキを施
していない現像スリーブを使用する以外は実施例１と同
様にして、低湿環境下で１００万枚の画出しを行った。
使用した現像スリーブについて表面粗さを測定したとこ
ろ、Ｒａ＝０．５μｍであった。

【００３７】図３に、上記実施例１及び比較例１で行な
った低湿環境下での１００万枚の画出し耐久試験の結果
得られた、耐久における『べた画像濃度』と『カブリ反
射率』の推移を示した。又、図４には、耐久における各
現像スリーブ上のトナー層のＭ／Ｓ量の推移を示した。
図３及び図４から明らかなように、実施例１では、擬似
的鏡面を有するスリーブを用いることで、比較例１の場
合に見られた耐久試験の数万枚の時点で生じた、スリー
ブ微少凹部への微粉のこびりつきによるスリーブ表面の
トナー汚染によって生じるトナーヘの帯電付与能の低下
（これによって生じる画像濃度低下）が有効に防止され
る。又、図４に示したように、実施例１では、現像スリ
ーブ表面を最初から粗面化処理していないために、比較
例１の場合と異なり、表面凹凸が耐久が進むにつれて削
れていくことから生じるスリーブ上のトナー層のＭ／Ｓ
量の変動による濃度変動も発生しない。

【００３８】又、実施例１の現像装置を用いた場合は、
粗面化処理せずにスリーブ表面に施した無電解Ｎｉ−Ｐ
メッキによって、従来生じていたブロッチ現象が発生せ
ずに有効に防止された。更に、その外表面が鏡面化され
ていることで、現像スリーブからトナーへの帯電が速や
かな立ち上がりを見せ、高湿環境や長期放置後の過度の
カブリも生じず、良好な画像を安定に提供できた。尚、
現像スリーブの表面粗さは、鏡面化されればされるほ
ど、その表面形状の耐久試験による変化が少なく、且
つ、トナーヘの帯電付与能力が向上するため、製造上可
能な限り細かくした方が好ましい。本発明においては、
表面粗さをＲａで示した場合に、スリーブ周方向、軸方
向共に、０．４μｍ以下になるように構成されているこ
とが好ましい。Ｒａの値が０．４よりも大きくなって表
面が粗くなると、コピー機の出力スピードを高速化して
いった場合に、トナーがスリーブに埋め込まれやすくな
り、比較例で示したと同様の問題を生じる場合がある。
一方、Ｒａの値が０．０１μｍ未満となると、やはり、
コピー機の出力スピードを高速化していった場合に、ト
ナーがチャージアップしやすく、トナーと金属メッキの
仕事関数の調節をしてもブロッチ現象が生じ易くなる傾
向があるので、Ｒａの値を上記のように制御することが
好ましい。

【００３９】（実施例２）本実施例では、Ａｌ製の現像
スリーブを用い、その外表面を擬似的鏡面を有する構成
としたが、実施例１で使用したＳＵＳ製の現像スリーブ
を使用した場合に比べ、その効果が著しい。それは、Ａ
ｌ製スリーブは、ＳＵＳ製のものに比べて硬度が低いた
めに、粗面化処理をしたものを用いた場合には、ＳＵＳ
製のものよりもかなり早く、その表面形状が変化した
り、表面の削れによる削れ粉の発生でスリーブコーティ
ングむらが生じ易いという問題があった。しかし、本発
明の構成によってこれらを有効に防止できるようにな
る。尚、Ａｌ製スリーブ基体の表面加工は、例えば、以
下の方法によって行うことができる。 アルミニウムのインゴットを加熱し、円筒状の方から
押し出し、その後、所望の系のダイスを通し引き抜くこ
とで成型し、表面に無電解Ｎｉ−Ｂメッキを施して、２
０μｍのメッキ層を形成した。その表面粗さを測定した
ところ、Ｒａ＝０．３であった。 アルミニウムのインゴットをバイトで切削し、円筒状
とし、その後、砥石による研磨を行ない、表面に無電解
Ｃｒメッキを施して、１０μｍのメッキ層を形成した。
その表面粗さを測定したところ、Ｒａ＝０．２であっ
た。上記の２つ以外の方法でも、基体表面が何らかの手
段で鏡面化処理されていれば構わない。以上のようにし
て形成したＡｌ製スリーブを用いた本実施例の場合で
も、ＳＵＳ製のものと同様に、８μｍ以下の平均粒径の
微粒子トナーを用いた系での１００万枚の画出し耐久試
験においても、画像濃度、カブリの発生共に、ＳＵＳ製
のものと同等の効果が得られた。更に、Ａｌ製の場合
は、ＳＵＳ製のものに比べて低コストで製造できるとい
う別の利点もある。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像剤担持体として、擬似的鏡面をもち、その表面に金
属メッキを施したものを使用することで、８．０μｍ以
下の微粒子トナーを用い、１００万枚という長期複写動
作を行なっても、現像剤担持体の外表面の形状を変えず
に、常に安定した現像剤担持体上のトナー塗布量を維持
することができ、画像濃度変動やカブリ過多の生じない
良好な画像が安定して得られ、且つ、現像剤担持体上の
現像剤がブロッチを起こさない現像装置、及び画像形成
装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例の現像装置の概略断面図である。

【図２】本発明の一例の電子写真式画像形成装置の概略
構成図である。

【図３】本発明の実施例１の構成と比較例１の構成での
画出し耐久試験での、ベタ黒画像濃度、カブリ反射率の
推移を示すグラフである。

【図４】本発明の実施例１の構成と比較例１の構成での
画出し耐久試験での、スリーブ上のトナー層のＭ／Ｓの
推移を示すグラフである。

【図５】仕事関数の差とトナーの帯電量の関係を表わす
グラフである。

【符号の説明】

１：現像装置 ２：感光ドラム ３：現像スリーブ ４：磁石 ５：磁石ブレード ７：磁性トナー １１：現像装置 １３：発光素子 １４：転写帯電器 １５：転写紙 １６：定着装置 １７：クリーニング装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に静電潜像を形成するための像担持
   体に対向して設けられ、内部に磁界発生手段が配置され
   た非磁性金属材料からなる円筒状の現像剤担持体を有
   し、該現像剤担持体が、表面に保持した現像剤を上記像
   担持体に対向する位置に搬送して静電潜像を現像してト
   ナー像を形成するための現像装置において、上記現像剤
   担持体が、非磁性金属材料によって形成され、その外表
   面が擬似的鏡面を有し、且つ、該表面に金属メッキ処理
   が施されて金属メッキ層が形成されていることを特徴と
   する現像装置。
2. 【請求項２】 現像剤担持体の外表面の表面粗さを表す
   Ｒａの値が、現像剤担持体の回転方向及び軸方向共に
   ０．０１μｍ以上０．４μｍ以下の範囲内にある請求項
   １に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 現像剤担持体が、ステンレス鋼を主成分
   とする材質で形成され、且つ、その外表面がグラインダ
   ー研磨によって平滑処理されて擬似的鏡面が形成されい
   る請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 現像剤担持体が、アルミニウムを主成分
   とする材質で形成され、且つ、その外表面が、引き抜き
   成形、切削、砥石による研磨のうちのいずれかにより平
   滑処理されて擬似的鏡面が形成されている請求項１又は
   請求項２に記載の現像装置。
5. 【請求項５】 現像剤担持体の外表面がバフ研磨により
   鏡面仕上げされて擬似的鏡面が形成されている請求項１
   又は請求項２に記載の現像装置。
6. 【請求項６】 現像剤が、一成分系磁性トナーである請
   求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 【請求項７】 金属メッキ層の硬度がＨｖ＝４５０〜１
   ０００である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載
   の現像装置。
8. 【請求項８】 金属メッキ層が、無電解Ｎｉ−Ｐメッ
   キ、無電解Ｎｉ−Ｂメッキ、無電解Ｐｄ−Ｐメッキ、電
   気Ｃｒメッキのいずれかの処理によって形成されている
   請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 【請求項９】 現像剤の帯電極性が正であり、該現像剤
   の仕事関数と金属メッキ層を構成している金属の仕事関
   数との関係が下記式（１）で表される請求項１〜請求項
   ８のいずれか１項に記載の現像装置。 【数１】
10. 【請求項１０】 現像剤の帯電極性が負であり、該現像
    剤の仕事関数と金属メッキ層を構成している金属の仕事
    関数との関係が下記式（２）で表される請求項１〜請求
    項９のいずれか１項に記載の現像装置。 【数２】
11. 【請求項１１】 請求項１〜請求項１０のいずれか１項
    に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装
    置。