JP2000056558A - 現像スリーブの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の表面粗さを得るための表面状態をスリ
ーブ表面全体にわたって均一に有し、耐久性が更に向上
した現像スリーブを得ることのできる現像スリーブの製
造方法を提供すること。 【解決手段】 スリーブ基体上に設ける被覆層を半硬化
状態で形成し、これに所望の粗さパターンを有する面を
加圧して転写した後に、被覆層を完全硬化させることで
被覆層表面の粗さパターンを固定化して現像スリーブを
得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式或い
は静電記録方式などを用いた画像形成装置、例えプリン
ターや複写機などで用いられる現像スリーブの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いた複写機などの画像
形成装置において用いられる現像装置として、静電潜像
担持体に担持された静電潜像を現像して可視化する現像
装置が知られている。このような現像装置における潜像
の可視化手段としては、トナー等の現像剤を潜像担持体
の潜像部分に供給して潜像を可視化する手段が用いられ
ている。この現像剤の潜像担持体への供給手段として
は、現像剤を保持する容器と、容器内の現像剤を現像部
に導入された潜像担持体の潜像担持部に供給する現像ス
リーブとを有する構成が一般的である。

【０００３】この現像スリーブによる現像は、例えば、
現像スリーブの一面と潜像担持体の潜像形成部とを現像
部において対向させて配置し、現像容器内に収納した現
像剤を現像スリーブ上に担持させ、これを回転等の位置
移動方法により現像スリーブ上から潜像担持体の潜像形
成部に供給して潜像を可視化して現像する工程により行
われる。

【０００４】現像剤としては、潜像の形成方式に応じて
各種の特性を有するものが利用されており、例えば、磁
性トナーからなる一成分性現像剤、非磁性トナーからな
る一成分現像剤、非磁性トナーと磁性キャリアーを含む
二成分現像剤等があり、それぞれの現像剤に応じて現像
スリーブの材質が選ばれている。磁性トナーを有する現
像剤に適用する現像スリーブの場合、現像スリーブの内
部に磁石等の磁性発生手段が設けられる。この場合に現
像スリーブの材質としては非磁性の金属が用いられてい
る。

【０００５】現像スリーブの表面は、現像剤の保持搬送
のためと、現像剤への良好な摩擦帯電電荷付与のため
に、サンドブラスト法や化学エッチング法等で適当に粗
面化されている。あるいは、良好な現像を行わせるため
に、現像の際に現像スリーブに現像バイアスが印加され
る場合もある。現像バイアスには、通常、直流または交
流の電圧、あすいはこれらを重畳した電圧が用いられ、
そのためには、現像スリーブの形成材料としては導電性
の良好な材料が用いられる。

【０００６】現像スリーブの製造方法に関しては、例え
ば特開平８−１６０７３８号公報に記載は、金属からな
る現像スリーブ基体の表面に導電性無機粉体を含有させ
た電着塗装皮膜を形成して現像スリーブを得る方法等が
開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
現像スリーブの製造方法には以下のような問題点があっ
た。

【０００８】まず、金属からなる現像スリーブ基体の表
面に導電性無機粉体を含有させた電着塗料皮膜を形成す
る際の電着工程において、バインダーとしての電着樹脂
の種類や含有させる粉体の種類によっては、電着塗料皮
膜の密度が低くなったり、硬度が十分でない場合があ
り、そのような場合には皮膜の耐久性、すなわち皮膜の
耐摩耗性が劣ることになる。皮膜の耐摩耗性が十分でな
いと、使用経過とともに皮膜の摩耗が生じ、現像スリー
ブの径やその表面性が使用当初ものと異なるものとな
り、装置の初期設定特性が継続して得られなくなった
り、これらの特性にバラツキを生じると、均一な現像処
理ができなくなるといった問題が生じる。

【０００９】更に、電着塗装皮膜の表面粗さは、主に電
着工程時に印加される電圧やその印加時間、電着液の温
度等の条件を変化させることで調整されている。しかし
ながら、このような電着条件の変更のみで現像スリーブ
の表面に所定の表面粗さを得るための規則的な凹凸形状
やうねりの繰り返しからなる表面形状をスリーブ表面全
体に均一に形成することは困難であった。すなわち、ス
リーブ表面における表面形状が不均一であると、表面に
保持される現像剤（例えばトナー）の分布が不均一とな
ったり、帯電ムラが生じて、画像の濃度にムラが生じた
り、スリーブゴーストが表われるといった問題が発生す
る。

【００１０】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
のであり、所定の表面粗さを得るための表面状態をスリ
ーブ表面全体にわたって均一に得ることができる現像ス
リーブの製造方法を提供することをその目的とする。ま
た、本発明は、耐久性が更に向上した現像スリーブを得
ることのできる現像スリーブの製造方法を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の現像スリーブの
製造方法は、スリーブ基体上に被覆層を有する現像スリ
ーブの製造方法において、スリーブ基体上に半硬化状態
の被覆層を設ける工程と、該スリーブ基体上に設けられ
た半硬化状態の被覆層の表面に、加圧部材に設けた所望
の表面粗さを得るための凹凸パターンを有する面を加圧
して、該被覆層の表面に該凹凸パターンに対応する表面
構造を得る工程と、該半硬化状態の被覆層を硬化させ
て、該被覆層表面に得られた表面構造を固定化する工程
とを有することを特徴とする。

【００１２】本発明によれば、所定の表面粗さを現像ス
リーブの表面に得るための規則的な凹凸形状やうねりの
繰返しからなる表面構造（粗パターン）を、スリーブ面
全体にわたって均一かつ効果的に付与することができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、現像スリーブの被覆層を電
着塗装で形成する場合を代表例とし、図面を参照しつつ
本発明について詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の方法における加圧部材を
用いた現像スリーブ基体上に設けた被覆層表面への表面
状態の転写工程の一例を示す図である。１は図４に示す
ように半硬化状態の被覆層１ａをスリーブ基体１ｂ上に
有する段階の部材であり、所定の間隔で対向する保持ロ
ーラ３、４上に、その軸中心が保持ローラ３、４の軸中
心の中間に位置するように載置されている。保持ローラ
３、４上の部材１を上方から加圧部材である加圧ローラ
２が加圧しており、これらのローラがそれぞれの一部が
接触しつつ回転することで加圧ローラ２の表面が部材１
の表面に押圧され、加圧ローラ２の凹凸のパターンから
なる表面構造（粗さパターン）６が部材１の被覆層１ａ
の表面に転写できるようになっている。

【００１５】スリーブ基体１ｂは、現像スリーブ用とし
ての機械的強度等の特性を有し、かつ電着塗装用として
使用できる構成を有するものであれば良く、例えば、ア
ルミニウム、鉄等の金属部材、ＡＢＳやＰＰＦ等の各種
樹脂やセラミック等の非金属部材から形成され、通常用
いられているように、必要に応じて電着塗装を可能とす
るための導電性の下地層を有するものを用いることがで
きる。

【００１６】半硬化状態の被覆層１ａは、基材１ｂ上に
被覆層の形状を維持でき、かつ、加圧ローラ２を加圧し
て粗さパターンが転写でき、さらに、転写された粗さパ
ターンが維持される程度の弾性あるいは変形性を有し、
更に、加圧ローラ２の有する粗さパターンの転写後に完
全硬化させることで、所定の硬度を有するとともに転写
された粗さパターンが固定化されるようなものであれば
よい。

【００１７】被覆層の形成は、例えば現像スリーブの被
覆層形成用として知られている電着塗料を用いて行うこ
とができる。電着塗料としては、通常用いられているア
ニオン系塗料やカチオン系塗料に、ホウ化金属、炭化金
属、酸化金属等の導電性無機粉体を分散させた組成のも
のが用いられ、これには、更に、必要に応じて、ＳｉＯ
₂、Ａｌ₂Ｏ₃、アクリル、ポリメチルメタクリレート、
ウレタン、ポリエチレン、ナイロン、メラミン等の各種
樹脂からなる非導電性粉体及び、フッ素系樹脂、メラミ
ンアヌレート、ラウロイル−Ｌ−リジン等の有機粉体や
グラファイト、ＭｏＳＯ₂等の固体潤滑剤などが添加さ
れていてもよい。

【００１８】電着塗料の樹脂成分としては、エポキシ系
樹脂、アクリル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、フッ素
系樹脂等があり、これらの中では、加熱による架橋化に
基づいて硬化が進行するエポキシ系樹脂が、加熱温度条
件によってその硬化の程度を制御でき、加圧ローラ２に
よる粗さパターンの転写に必要な変形性と、その後の完
全硬化（完成品としての所望の硬度が得られるまでの硬
化）のための操作を効果的かつ容易に行うことができる
ので好ましい。

【００１９】架橋性のエポキシ系樹脂を用いた電着塗装
皮膜の場合、その架橋温度よりも、例えば５〜１００℃
低い温度での第１加熱処理で予備硬化（半硬化）状態と
し、粗さパターンの転写後に、架橋温度での第２加熱処
理でこれを架橋硬化させる。第１加熱処理と第２加熱処
理の温度設定は、塗料成分としての樹脂の種類やその含
有量等に応じて適宜選択できる。

【００２０】なお、スリーブ基体及び被覆層の構成材料
の選定は、例えば、最終的に得られる現像スリーブの体
積抵抗率が、１０^-5Ωｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍ、好ましく
は、１０^-3Ωｃｍ〜１０^ー4Ωｃｍとなるように行うこと
ができる。また、半硬化状態の被覆層の層厚は、硬化後
に得られる被覆層が例えば３〜１００μｍの層厚を有す
るように設定することができる。

【００２１】このようにして基材１ｂ上に被覆層１ａを
設けた部材１を保持ローラ３、４の両方に均等に当接す
るようにセットし、これに粗さパターン６を有する加圧
ローラ２を上方から、粗さパターンの転写に必要な圧力
が均等にかかるように当接させる。このとき、保持ロー
ラ３、４の両方に均等に圧がかかるように当接させる。
次に、加圧ローラ２を図１の矢印５の方向に回転させる
ことによって、部材１の被覆層１ａの表面を加圧ローラ
２の粗さパターンの面で加圧し、これを転写する。な
お、この転写工程では、加圧ローラの凹凸状態が反転し
て被覆層表面に形成される。

【００２２】転写終了後、粗さパターンが転写された被
覆層１ａに対して、被覆層１ａを構成する樹脂の硬化を
完了させるための処理を行って現像スリーブを完成す
る。

【００２３】加圧ローラ２、保持ローラ３、４の各々の
径やこれらの位置関係等は、所望とする粗さパターンの
転写が可能となるように適宜選択することができる。ま
た、上記の例では、保持ローラ３、４の表面は、加圧ロ
ーラ２から部材１に転写された粗さパターンに変形等の
影響を与えないように平滑面として形成されているが、
これら保持ローラ２、４の少なくとも一方の表面にも粗
さパターンを形成しておき、加圧ローラ２の粗さパター
ンと、保持ローラ２または３の粗さパターンとを複合化
した粗さパターンを部材１の被覆層１ａの表面に形成す
ることもできる。

【００２４】図２に加圧部材の他の態様を示す。図２に
示す加圧部材９は平板体として形成されており、その少
なくとも上面に粗さパターン１０を有する。この板状の
加圧部材９の粗さパターン１０を有する面に、半硬化状
態の樹脂からなる被覆層を有する部材１を回転させつつ
押圧することで、粗さパターン１０を被覆層表面に転写
することができる。

【００２５】部材１の被覆層１ａに転写する粗さパター
ンは、現像スリーブを組み込む複写機等の現像部で用い
られるトナーの種類（例えば、ネガタイプやポジタイ
プ）、あるいは電着塗膜自体の組成（例えば、樹脂や充
填材の種類）に応じて、現像スリーブに所望の特性が得
られるように設定する。

【００２６】

【実施例】以下、実施例等により本発明を更に詳細に説
明する。 実施例１ アルミニウム５３Ｓを外径３２ｍｍの円筒に加工し、こ
れを４０℃で５重量％に調整したアルカリ性脱脂剤（商
品名：ＶＪＰ６１２０−４、ヘンケル白水社製）中で２
分間超音波処理して、スリーブ基体を得た。

【００２７】ビスフェノール・エポキシ系カチオン型樹
脂（商品名：ニューペイントＥＲ−Ｆ２、上村工業社
製）１００重量部、ＴｉＯ₂粉体（商品名：パストラン
ＥＴ５００Ｗ、石原産業社製）１００重量部、導電性カ
ーボンブラック粉体（商品名：ケッチェンブラックＥＣ
６００ＪＤ、ケッチェンブラックインターナショナル社
製）３重量部を混合し、イソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）で適当な粘度になるように希釈した。これをサンド
ミルで３０分間分散した後、脱塩水により樹脂含量が１
０重量％となるように調整して電着塗料とした。

【００２８】この塗料を、先に作製したスリーブ基体を
陰極とし、ステンレス板を対極として、電解液温度２８
℃、印加電圧１００Ｖで、５Ｃ／ｄｍ²となるまで通電
して電着塗装を行った。

【００２９】電着塗装後、電着塗膜（膜厚５〜３０μ
ｍ）を有するスリーブ基体を水洗し、乾燥させてから、
１３０℃のオーブンで加熱処理してから、常温に戻して
現像スリーブ形成用部材を得た。この部材を図１に示す
ように、２つの保持ローラ間に配置してから、加圧ロー
ラで加圧しながら回転により加圧ローラに設けた粗さパ
ターンをスリーブ基体上の電着塗膜表面に転写した。

【００３０】この際の加圧ローラ側に設けた粗さパター
ンは、菱形状にクロスしたパターンとし、各ライン（凸
状；転写された側で溝を形成する）の幅は０．５ｍｍ、
ライン間の間隔は２ｍｍとした。また、加圧条件は、ラ
イン溝深さが０．２〜０．５ｍｍになる圧力で周速１〜
５ｍｍ／秒の速さとした。

【００３１】次に、粗さパターンが転写された電着塗膜
を有する部材を、オーブン中で、塗膜の樹脂成分の架橋
温度である１５０℃で３０分間加熱し、更に、１５００
Ｗの近赤外線を２０分間照射することにより硬化させて
現像スリーブを完成した。 比較例１ 電着塗膜を有するスリーブ基体を水洗し、乾燥させてた
後の処理を、塗膜の樹脂成分の架橋温度である１５０℃
で３０分間の加熱と、１５００Ｗの近赤外線の２０分間
の照射とをこの順に行い、加圧ローラでの粗さパターン
の転写を行なわない以外は実施例１と同様にして現像ス
リーブを得た。

【００３２】以上の実施例１及び比較例１で得られた現
像スリーブをそれぞれ複写機の現像部にセットし、耐久
テストを行った。Ａ４サイズの用紙のコピー枚数に応じ
た電着塗膜の膜厚変化を、耐久テスト前の現像スリーブ
の外径と、耐久テスト中及び耐久テスト後の外径の差分
から膜厚減少量を算出することで評価した。その結果を
図３に示す。図３の結果に示されるように、比較例１の
現像スリーブでも良好な耐久性が得られているが、更に
実施例１のスリーブでは更に高度な耐久性が得られてい
る。

【００３３】また、比較例１（−○−）の現像スリーブ
でも良好な画質が得られたが、実施例１（−●−）の現
像スリーブの場合では、粗さパターンの転写を採用した
ことで更に高度な画質が達成でき、この高度な画質は耐
久テスト後も耐久テスト前後で変らない画質が得られ
た。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スリーブ基体上に被覆層を設けた構成を有する現像スリ
ーブの製造において、被覆層として半硬化状態の層を用
い、この表面に所望の粗さパターンを転写した後、完全
硬化させることで、スリーブ表面に所望の粗さパターン
を均一に形成して、スリーブ表面の帯電分布を均一化で
き、その表面に保持されるトナーの分布にスリーブ表面
に起因するバラツキが生じすることを防止できる。その
結果、本発明により得られた現像スリーブを装着した複
写機等の画像形成装置では、初期の画像濃度を耐久性良
く長期の使用にわたり維持することが可能となる。

【００３５】更に、スリーブ基体上の硬化処理を、半硬
化と完全硬化の少なくとも２回に分割して行うことで、
スリーブ基体上の被覆層の硬度や密度が更に高く良好な
ものとなり、被覆層の耐久性（耐摩耗性）が向上して、
被覆層の摩耗量が減少するので、使用し従って被覆層の
膜厚減少も少なく、被覆層の膜厚減少に起因する画質劣
化も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像スリーブの製造方法における
部材表面に設けられた電着塗膜への粗さパターン転写工
程の一例を説明するための図である。

【図２】本発明に係る現像スリーブの製造方法における
部材表面に設けられた電着塗膜への粗さパターン転写工
程の他の例を説明するための図である。

【図３】実施例１と比較例１で得られた現像スリーブを
用いた耐久テストにおける電着塗膜の１６ポイント平均
膜厚減少量を比較した図である。

【図４】被覆層が設けられた状態のスリーブ基材の断面
図である。

【符号の説明】

１ 現像スリーブ形成用部材 １ａ 電着塗膜 １ｂ スリーブ基体 ２ 加圧ローラ ３、４ 保持ローラ ５ 加圧ローラ回転方向 ６ 粗さパターン ９ 板状加圧部材 １０ 粗さパターン １１ 現像スリーブ形成用部材回転方向

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリーブ基体上に被覆層を有する現像ス
   リーブの製造方法において、 スリーブ基体上に半硬化状態の被覆層を設ける工程と、 該スリーブ基体上に設けられた半硬化状態の被覆層の表
   面に、加圧部材に設けた所望の表面粗さを得るための凹
   凸パターンを有する面を加圧して、該被覆層の表面に該
   凹凸パターンに対応する表面構造を得る工程と、 該半硬化状態の被覆層を硬化させて、該被覆層表面に得
   られた表面構造を固定化する工程とを有することを特徴
   とする現像スリーブの製造方法。
2. 【請求項２】 前記被覆層が、樹脂と導電性無機粉体と
   を含む請求項１に記載の現像スリーブの製造方法。
3. 【請求項３】 前記被覆層が電着塗装層である請求項１
   または２に記載の現像スリーブの製造方法。
4. 【請求項４】 前記半硬化状態の被覆層が、架橋により
   硬化する樹脂を含む層を半硬化させて得たものである請
   求項１〜３のいずれかに記載の現像スリーブの製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記被覆層の半硬化状態が、架橋により
   硬化する樹脂を含む層を、その架橋温度よりも低い温度
   で加熱することで得られる請求項４に記載の現像スリー
   ブの製造方法。
6. 【請求項６】 架橋により硬化する樹脂が、エポキシ系
   樹脂である１〜５のいずれかに記載の現像スリーブの製
   造方法。