JP2965778B2

JP2965778B2 - 現像装置及びそれに使用する現像剤担持部材

Info

Publication number: JP2965778B2
Application number: JP4040444A
Authority: JP
Inventors: 章海野; 成人田中; 祐介山田; 健司藤島; 康秀後関
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1999-10-18
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: CN1065144A; DE69215120T2; CN1029163C; EP0497601B1; EP0497601A2; EP0497601A3; DE69215120D1; JPH0566680A; US5175586A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体に形成した静
電潜像を現像する現像装置、及び斯る現像装置に使用さ
れる、現像剤を担持して現像領域に搬送するための現像
剤担持部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば像担持体としての電子写真
感光ドラム表面に形成した静電潜像を一成分現像剤の磁
性トナーによって現像する現像装置には、現像剤担持部
材としての現像スリーブと磁性トナー粒子の摩擦によ
り、感光ドラム上の静電像電荷と現像基準電位に対し逆
極性の電荷を磁性トナー粒子に与え、この磁性トナーを
現像スリーブ上に極めて薄く塗布して感光ドラムと現像
スリーブとが対向した現像領域に搬送し、現像領域にお
いて磁性トナーを感光ドラム表面の静電潜像に飛翔、付
着して現像し、静電潜像をトナー像として顕像化するも
のが知られている。

【０００３】ところで、このような現像装置において、
白地の多い画像を続けて現像した後、異なるパターンの
画像を現像すると、後の画像に前の画像の履歴が現出す
る。斯る現像をゴースト現像と称するが、これは次の理
由によって発生する。

【０００４】即ち、白地部が連続すると、現像スリーブ
上のトナーは消費されず、スリーブ表面に過度に帯電し
た微粉トナーの層が静電的に強く吸着してしまう。この
微粉トナー層は感光ドラムに転移しにくい上に、この層
上に供給された新たなトナーのスリーブとの摩擦帯電を
妨害する。従って白地部が連続した後、黒画像を形成し
ようとすると、低濃度の黒画像しか得られない。これが
ゴースト現象の生じる理由であると考えられる。

【０００５】斯るゴースト現象を防止する現像装置が、
特開平１−２７６１７４、特開平１−２７７２６５及び
特開平２−１７６６８２で提案されている。この先行技
術では、樹脂中にグラファイト微粒子を分散した外被層
をスリーブに設けている。グラファイト微粒子は、過剰
帯電した微粉トナーの電荷を流出させるし、又固体潤滑
性が高いので微粉トナーのスリーブへの吸着力を弱め
る。これによって前述したような微粉トナー層の形成が
防止され、ゴースト現象の発生を抑制できた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、如上の
先行技術の装置において、ゴースト現象とは異なる問題
が発生した。

【０００７】即ち、現像により得られる画像上に縦縞状
に濃度の低い部分が発生するという問題が生じた。即
ち、文字画像においては文字が細くなり、ハーフトーン
画像やベタ黒画像では、濃度が低くなる現象である。

【０００８】この現象をフェーディング現象と名付け
る。このフェーディング現象が生じたときの現像スリー
ブを観察すると、スリーブ上には一様な厚みのトナー層
は形成されていた。しかし、スリーブ上のトナーの摩擦
帯電電荷量を測定してみると、画像中の低濃度の縦縞に
対応する領域のトナーの電荷量が正常な値と比べて低い
値であることが判明した。

【０００９】上記の如く部分的にトナーの帯電量が低下
する理由は定かではないが、現像器内でのスリーブに隣
接するトナー溜り領域でのトナーの流動性が部分的に悪
化するためではないかと推察される。

【００１０】いずれにせよ、低帯電トナーもスリーブと
の摩擦力によって、現像剤層厚規制部を、正常帯電トナ
ー層と同等の厚みを持つ層として通り抜ける。従ってト
ナー層の厚みはスリーブ上で均一である。

【００１１】尚、フェーディング現象は、トナーの摩擦
帯電が低下しがちな高温高湿環境下で発生し易い。

【００１２】本発明の目的は、ゴースト現象及びフェー
ディング現象を防止できる現像装置を提供することであ
る。

【００１３】本発明の他の目的は、良好な画質の現像画
像を形成することができる現像装置を提供することであ
る。

【００１４】本発明の他の目的は、ゴースト現象、フェ
ーディング現象を防止し、良好な現像画像の形成に寄与
する現像剤担持部材を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記本発明の諸目的は、
本発明に係る現像剤担持部材及び現像装置にて達成され
る。本発明に従えば、基体及び前記基体に被覆された、
樹脂中にグラファイト粒子が分散された被膜層を有し、
現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持部材に
おいて、前記被膜層の表面の仕事関数測定曲線の傾きは
１０（ｃｐｓ／ｅＶ）以上であることを特徴とする現像
剤担持部材が提供される。本発明の一実施態様による
と、前記被膜層は、磨き処理される。本発明の他の実施
態様によると、前記被膜層中には、更にアモルファスカ
ーボン粒子が分散されている。本発明の他の実施態様に
よると、前記現像剤担持部材は、静電潜像を現像する極
性に現像剤を摩擦帯電する。更に、本発明によれば、上
記構成とされる現像剤担持部材を備えた現像装置が提供
される。本発明の現像装置の一実施態様によると、更
に、現像剤担持部材が現像領域に搬送する現像剤の層厚
を規制する規制部材を有する。又、本発明の現像装置の
一実施態様によると、前記規制部材は、間隙を介して現
像剤担持部材に対向している。本発明の現像装置の他の
実施態様によると、前記現像剤担持部材の内側に配置さ
れた静止磁石を更に含み、前記現像剤は一成分磁性現像
剤であり、前記規制部材は前記磁石の磁極と現像剤担持
部材を介して対向し、その両者間に磁界を形成する磁性
体である。本発明の現像装置の他の実施態様によると、
前記現像剤担持部材に振動バイアス電圧を印加する電源
を更に含む。又、本発明の現像装置の更に他の実施態様
によると、前記規制部材によって形成された現像剤層の
厚みは、現像領域において現像剤担持部材と静電潜像担
持体間の最小間隙よりも薄くされる。

【００１６】上記のように、現像剤担持部材の被膜層に
はグラファイト微粒子が含有されているので、これが過
剰帯電した微粉トナーの電荷を流出させる。又グラファ
イト微粒子の固体潤滑性によって、微粉トナーの現像剤
担持部材への付着力を機械的に緩和する。このようにし
てゴースト現象の発生を抑制する。

【００１７】更に被膜層表面の仕事関数測定曲線の傾き
（γ）は１０（ｃｐｓ／ｅＶ）以上である。この傾きγ
は量子効率に対応し、現像剤への摩擦帯電付与能力に対
応する。上記の傾きγが１０（ｃｐｓ／ｅＶ）以上であ
ると、現像剤に良好に摩擦帯電を付与することができ
る。

【００１８】一方、上記傾きγは、被膜層表面へのグラ
ファイト微粒子の露出割合に対応し、従って被膜層表面
の固体潤滑性の程度に対応する。この傾きγが１０（ｃ
ｐｓ／ｅＶ）以上であると、現像剤担持部材表面で現像
剤粒子は相当滑り易くなる。そのために低電荷の現像剤
は規制部材を通過できず、正常に摩擦帯電した現像剤が
現像剤担持部材に静電的に鏡映力により付着して、規制
部材を通過できる。

【００１９】従って現像剤担持部材には、良好に摩擦帯
電された均一な現像剤層が形成され、フェーディング現
象の発生を、高温高湿環境下でも防止できる。

【００２０】又多数枚の連続プリント時の現像画像の濃
度の安定性にも寄与する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。

【００２２】図１は、本発明の現像装置の一実施例を示
す説明図である。

【００２３】図１において、符号１は静電潜像を担持し
て矢印Ａ方向に回転する像担持体としての電子写真感光
ドラムであり、感光ドラム１は表面に絶縁層を有しても
或いは有していなくても、いずれもが使用可能である。
勿論、感光ドラム１に代えてシート状、ベルト状の像担
持体も使用可能である。

【００２４】感光ドラム１は、図示しない帯電器により
例えば負極性に均一に帯電され、次いで画像情報信号に
応じて変調されたレーザビームで走査され、これによっ
て負極性の静電潜像が形成される。上記レーザビームに
変えてＬＥＤアレイ等により、画像情報光を感光ドラム
１に露光してもよい。

【００２５】上記静電潜像は、現像領域７において、現
像装置Ｄにより負極性に摩擦帯電した磁性トナーを用い
て反転現像される。

【００２６】上記現像装置Ｄは、一成分現像剤として磁
性トナー５を収容した現像容器４の上記感光ドラム１に
臨む開口部内に、感光ドラム１に対面させて現像剤担持
部材としての現像スリーブ２を備えている。

【００２７】現像スリーブ２は、容器４内のトナー５を
表面に担持して矢印Ｂ方向に回転して、スリーブ２が感
光ドラム１と対向した現像領域７へと搬送するようにな
っている。スリーブ２内に不動に配置された永久磁石３
の複数の磁極のうちの磁極Ｎ₁ にスリーブ２を介して対
向する位置には、現像スリーブ２上に担持されたトナー
５の層厚を所定の厚さに規制する現像剤層厚規制部材と
しての磁性材料製のドクターブレード６が、現像スリー
ブ２と所定間隙を開けて配設されている。磁極Ｎ₁ から
の磁界はブレード６に集中する。本実施例では、ドクタ
ーブレード６と現像スリーブ２との間の間隙は約５０μ
ｍ〜５００μｍに設定されている。

【００２８】本現像装置は、上記構成にて、起動により
現像スリーブ２が矢印Ｂ方向に回転すると、現像容器４
内のトナー５は現像スリーブ２表面との摩擦によって、
静電潜像を現像する極性の電荷がトナー５に与えられ、
現像スリーブ２表面に塗布される。現像スリーブ表面に
塗布されたトナー５の層は、磁石３の磁極Ｎ₁ とドクタ
ーブレード６間の磁界により、均一且つ約３０μｍ〜３
００μｍの層厚のトナー薄層５′になるように規制され
る。トナー５は上記のように薄層のトナー層５′とし
て、現像スリーブ２の回転に伴い現像領域７に搬送さ
れ、そこで感光ドラム１の表面に形成されている静電潜
像の現像に供される。トナーはこの潜像の明部電位領域
に付着する。上記のトナー層５′の厚みは、現像領域７
における感光ドラム１と現像スリーブ２との最小間隙
（例えば５０〜５００μｍ）よりも薄く、所謂非接触現
像が行なわれる。

【００２９】現像スリーブ２には、電源８から交流電圧
に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加され、こ
れによって現像領域７に振動電界が形成される。この振
動電界によってスリーブ２から感光ドラム１へのトナー
５の飛翔が促進され、カブリのない高濃度の画像が得ら
れる。

【００３０】本発明によれば、上記の現像スリーブ２の
表面には、後述するように、導電性微粒子として少なく
とも結晶性グラファイトを含有した樹脂被膜層１０が約
０．５μｍ〜３０μｍの厚さに形成されている。この被
膜層１０が形成される現像スリーブ２の基体は、アルミ
ニウム又はステンレススチール等の円筒管９が使用され
る。

【００３１】導電性微粒子としては、結晶性グラファイ
ト微粒子のみ又はアモルファスカーボン微粒子と結晶性
グラファイト微粒子が使用される。本発明で使用できる
結晶性グラファイトは、大別すると天然黒鉛と人造黒鉛
とに分けられる。人造黒鉛は、ピッチコークスをタール
ピッチ等により固めて１２００℃位で一度焼成してから
黒鉛化炉に入れ、２３００℃位の高温で処理することに
より、炭素の結晶が成長して黒鉛に変化したものであ
る。天然黒鉛は、永い間の地熱と地下の高圧とによって
完全に黒鉛化したもので、地中から産出する。これらの
黒鉛は暗灰色ないし黒色の光沢のある非常に柔らかい滑
性のある炭素の結晶物で、結晶構造は六方晶系と菱面晶
系に属するものがあり、完全な層状構造を有している。
電気的特性に関しては、炭素と炭素の結合の間に自由電
子が存在し、電気の良導体となっている。本発明では、
天然、人工のどちらの黒鉛でも使用することができる
が、使用する黒鉛の平均粒径は、０．５μｍ〜２０μｍ
程度が好ましい。

【００３２】カーボン微粒子としては、導電性のアモル
ファスカーボンを使用することができる。導電性のアモ
ルファスカーボンは、一般的には「炭化水素または炭素
を含む化合物を空気の供給が不十分な状態で燃焼または
熱分解させてできる結晶子の集合体」と定義されてい
る。本発明で使用する導電性のアモルファスカーボンの
平均粒径は１０ｍμｍ〜８０ｍμｍのものが好ましく、
１５ｍμｍ〜４０ｍμｍのものがより好ましい。

【００３３】導電性微粒子を分散、含有させるバインダ
ー樹脂材料としては、例えばスチレン系樹脂、ビニル系
樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド樹脂、
フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑
性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド
樹脂、フェーノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン
樹脂、尿素樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱
硬化性樹脂或いは光硬化性樹脂等を使用することができ
る。中でもシリコン樹脂、フッ素樹脂のような離型性の
あるもの、或いはポリエーテルスルホン樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリア
ミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウ
レタン樹脂、スチレン系樹脂のような機械的性質に優れ
たものがより好ましい。

【００３４】次に本発明で使用できる一成分現像剤とし
てのトナーについて説明する。

【００３５】トナーの結着樹脂としては、一般に公知の
樹脂が使用可能である。例えばスチレン、α−メチルス
チレン、ｐ−クロルスチレン等のスチレン類及びその置
換体；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、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブ
チル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メ
タクリ酸ジエチルアミノエチル、アクリルアミド等のよ
うな二重結合を有するモノカルボン酸及びその置換体；
例えばマレイン酸、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等のような二重結合を有するジ
カルボン酸及びその置換体；例えば塩化ビニル、酢酸ビ
ニル、安息香酸ビニルのようなビニル類或いはビニルエ
ステル類、又は例えばビニルエチルエーテル、ビニルメ
チルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のようなビ
ニルエーテル類等のビニル系単量体を単独で用いた重合
体又は２種以上を用いた共重合体；更にはスチレン−ブ
タジエン共重合体、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニル
ブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェ
ーノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族
系石油樹脂、塩素化パラフィン等；これらを単独或いは
２種以上を組み合わせて用いることができる。

【００３６】又トナー中には顔料を含有させることがで
きる。例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、ラ
ンプ黒、スーダンブラックＳＭ、ファースト・イエロー
Ｇ、ベンジジン・イエロー、ピグメント・イエロー、イ
ンドファースト・オレンジ、イルガジン・レッド、パラ
ニトロアニリン・レッド、トルイジン・レッド、カーミ
ンＦＢ、パーマネント・ボルドーＦＲＲ、ピグメント・
オレンジＲ、リソール・レッド２Ｇ、レーキ・レッド
Ｃ、ローダミンＦＢ、ローダミンＢレーキ、メチル・バ
イオレットＢレーキ、フタロシアニン・ブルー、ピグメ
ント・ブルー、ブリリアント・グリーンＢ、フタロシア
ニン・グリーン、オイルイエローＧＧ、ザポン・ファー
ストイエローＣＧＧ、カヤセットＹ９６３、カヤセット
ＹＧ、スミプラスト・エローＧＧ、ザポン・ファースト
オレンジＲＲ、オイル・スカーレット、スミプラストオ
レンジＧ、オラゾール・ブラウンＢ、ザポン・ファース
トスカーレットＣＧ、アイゼンスピロン・レッドＢＥ
Ｈ、オイルピンクＯＰ等が適用できる。

【００３７】トナーを磁性トナーとして用いるために
は、トナー中に磁性粉を含有せしめる。このような磁性
粉としては、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属の
粉末、もしくはマグネタイト、ヘマタイト、フェライト
等の合金や化合物がある。この磁性粉の含有量はトナー
重量に対して１５〜７０重量％程度がよい。

【００３８】又トナー中に各種離型剤を用いることもで
き、そのような離型剤としては、ポリフッ化エチレン、
フッ素樹脂、フッ素炭化油、シリコーンオイル、低分子
量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等が挙げられ
る。トナーを正に帯電或いは負に帯電させ易くするため
に、必要に応じて荷電制御剤を添加する場合もある。こ
れらのトナー結着樹脂を初めとする材料は種々の方法に
より混合、混練した後、微粒子化することにより所望の
粒径に揃えてトナーとされる。得られたトナーには必要
に応じて、コロイダルシリカ等を外添により混合して、
かくして現像剤として用いられる。

【００３９】さて、前述のように、現像スリーブ２にグ
ラファイト微粒子を分散、含有した樹脂被膜層１０を被
覆したので、過剰帯電した微粒子トナーの電荷の一部は
上記グラファイト微粒子を通じて除去される。又被膜層
１０の表面に露出したグラファイト微粒子の潤滑作用に
より、微粒子トナーのスリーブ表面への付着力が減じら
れる。このようにして前述したゴースト現象の発生を防
止することができる。

【００４０】尚、アモルファスカーボン微粒子も被膜層
１０中に分散されているものにあっては、このアモルフ
ァスカーボン微粒子も過剰帯電した微粒子トナーの電荷
の一部の除去に寄与する。

【００４１】前述したように、フェーディング現象は、
現像スリーブ２の長手方向に関する一部の区域に、低電
荷トナーの層ができてしまうことにより発生する。

【００４２】即ち正常に帯電されたトナー以外にも充分
帯電されていないトナーが、現像スリーブ表面上から受
ける摩擦力によって図１の磁性材料製のドクターブレー
ド６とマグネット３により形成される集中磁界をくぐり
抜けて、現像スリーブ上にトナー層を形成する。このた
めトナー層の電荷量が部分的に低下し、感光ドラムと現
像スリーブとの間の交互電界を受けても、低電荷トナー
層が感光ドラム上の静電潜像の現像に使用されないため
に、現像画像に縦縞状の低濃度部分が生じる。

【００４３】これを防止するためには、現像スリーブの
表面の摩擦を小さくして滑り性を上昇させることによ
り、スリーブに対する静電的付着力の弱いトナーは、ス
リーブ表面の摩擦力によってはブレード６と磁石３間の
集中磁界（磁界カーテン）を通過できないようにし、ス
リーブに対して適度の静電的付着力を有する正常に帯電
したトナーが、上記集中磁界を通過できるようにするこ
と、及びスリーブ表面がトナーを良好に摩擦帯電できる
ようにすることが必要である。

【００４４】そこで本発明では、現像スリーブ２表面、
即ち被膜層１０表面の仕事関数測定曲線の傾きγを１０
（ｃｐｓ／ｅＶ）以上とした。

【００４５】上記γはスリーブ表面、即ち被膜層１０表
面でのグラファイト微粒子の露出割合に対応している。
従って傾きγは、トナーへの摩擦帯電電荷の付与能力に
対応し、スリーブ表面の滑り性に対応する。

【００４６】本発明で傾きγを規定する仕事関数とは、
物質の表面から１個の電子を表面のすぐ外側に取り出す
のに必要な最小のエネルギーと定義される。本発明では
仕事関数の測定に理研計器（株）製の光電子計測装置Ａ
Ｃ−１を用いることができる。この測定器ＡＣ−１の特
徴は、大気中で容易に現像スリーブ２表面の仕事関数を
測定することができることである。本発明者等は、この
測定器ＡＣ−１で測定した仕事関数が、ケルビン法（接
触電位法）（ＩＢＭ，Ｊ．ＲＥＳ．ＤＥＶＥＬＯＰ２
２，１９７８）の文献値と比較してほぼ同じ値を示すこ
とを確認している。

【００４７】測定器ＡＣ−１での測定により得られる仕
事関数測定曲線を図２に示す。図２において、横軸は励
起エネルギー［ｅＶ］、縦軸は放出された光電子の個数
（イールド）［ｃｐｓ］（１秒当たりのカウント数）を
示す。一般的にはある値から急激に光電子の放出が多く
なって測定曲線は急速に立ち上がる。そして、それ以降
の光電子放出の程度を直線ｈで近似した測定曲線の傾き
γで定義している。なお、この直線ｈと０（ｃｐｓ）の
直線との交点は、一般に、仕事関数の値Ｗｆと呼ばれて
いる。

【００４８】次に本発明を実施例により更に説明する。

【００４９】実施例１〜４本発明に係る現像スリーブ２を作成して現像に供し、こ
れにより画像形成を行なって画像形成による評価テスト
をした。

【００５０】本実施例で使用したトナーの原料は次の通
りである。

【００５１】スチレン−ブチルアクリレート− マレイン酸ｎ−ブチルハーフエステル共重合体１００重量部マグネタイト６０重量部負荷電性制御剤２重量部低分子量ポリプロピレン２重量部

【００５２】上記の原料混合物を混練した後、粉砕、分
級して、重量平均粒径が１２．５μｍで粒径６．３５μ
ｍ以下が個数％で２０％、粒径２０．２μｍ以上が重量
％で１．５％に調整して用いた。

【００５３】画像形成による評価をするために、市販の
レーザビームプリンターＬＢＰ−ＳＸ（キヤノン製）を
改造して使用した。これには複数種の画像パターンが得
られるような出力装置を取り付けた。又プリンターＬＢ
Ｐ−ＳＸに用いるカートリッジとしては、市販のＬＢＰ
−ＳＸ用カートリッジを用いた。現像スリーブを上記の
カートリッジに取付けられるように、その現像スリーブ
の端部にフランジ加工した。画像形成によるテストは、
２４℃、６５％ＲＨ及び３０℃、８０％ＲＨの２水準の
環境下で行なった。

【００５４】バインダー樹脂液に配合された原料は下記
の通りである。

【００５５】フェノール樹脂１００重量部グラファイト９０重量部カーボンブラック１０重量部溶媒２００重量部

【００５６】溶媒は相溶性の良いＩＰＡ／ブチルアルコ
ールの１対１混合溶媒を用いた。グラファイトは、粒径
１μｍ以下、５μｍ、１０μｍ、２０μｍの４種類を試
した。これらの原料をサンドミルを用いて分散、混合し
てバインダー樹脂液を調整し、これをディップ法により
アルミニウム円筒管（予め両端部にフランジ加工したも
の）上に塗布し乾燥して、これにより表面に膜厚２０μ
ｍの樹脂被膜層１０を形成した現像スリーブ２を得て、
現像に使用した。

【００５７】

【表１】

【００５８】表１において、フェーディングの欄の評価
は括弧外が２４℃、６５％ＲＨの環境下、括弧内が３０
℃、８０％ＲＨの環境下を示す。評価の印は、◎印が非
常に良好、○印が良好、△印がやや劣るが実用レベル、
×印が不可を示す。

【００５９】表１から分かるように、樹脂被膜層１０を
形成した現像スリーブ２表面の仕事関数測定曲線の傾き
γが大きくなるに従って、フェーディング防止効果が良
くなっており、γが１０［ｃｐｓ／ｅＶ］以上で良好以
上の結果が得られている。

【００６０】実施例５〜９グラファイトの粒径を５μｍに固定すると共に、グラフ
ァイト等の配合率を変えた以外は実施例１〜５と同様に
して、樹脂被膜層１０を形成して現像スリーブ２を作成
し、画像形成による評価テストをした。その結果を表２
に示す。

【００６１】

【表２】

【００６２】表２から分かるように、グラファイト等の
配合量を変えても、同様に、樹脂被膜層１０を形成した
現像スリーブ２表面の仕事関数測定曲線の傾きγが大き
くなるに従ってフェーディングに対する効果が良くなっ
ており、γが１０［ｃｐｓ／ｅＶ］以上で良好以上の結
果が得られている。

【００６３】実施例１０〜１４相溶性の良い溶媒ＩＰＡ／ブチルアルコールの代わり
に、下記のように相溶性の悪いＭＥＫ／トルエン（１対
１）の混合溶媒を用いた以外は、実施例１〜４に準じて
樹脂被膜層１０を形成して現像スリーブ２を作成し、画
像形成による評価テストをした。その結果を表３に示
す。

【００６４】フェノール樹脂１００重量部グラファイト９０重量部カーボンブラック１０重量部溶媒（ＭＥＫ／トルエン）２００重量部

【００６５】

【表３】

【００６６】表３から分かるように、樹脂被膜層１０を
形成した現像スリーブ２表面の仕事関数測定曲線の傾き
γとフェーディング防止効果とが対応していることが分
る。

【００６７】又実施例１と実施例１０の結果を表４に再
度掲げるが、同じグラファイトを用い樹脂との配合割合
を同じにしても、溶媒を変えて被膜層１０を形成するこ
とにより、現像スリーブ２表面の仕事関数測定曲線の傾
きγを上昇でき、フェーディング防止効果を増大するこ
とができる。

【００６８】

【表４】

【００６９】前述したように、仕事関数測定曲線の傾き
γは、被膜層１０表面へのグラファイト微粒子の露出程
度に対応している。従ってスリーブの製造に際して表面
へのグラファイト微粒子の露出の程度を抑制するには、
スリーブ基体９に被膜層１０を塗布、乾燥した後、被膜
層１０の表面を磨き処理することによって、容易に可能
となる。以下、これにつき説明する。

【００７０】本発明にかかる現像スリーブ２を作製する
には、例えばアルミニウムの引抜き加工後の素菅からな
る現像スリーブ基体９（表面粗度２Ｓ）の表面に、下記
処方例１又は２の如きバインダー樹脂液をスプレー法に
よって厚さ約０．５〜３０μｍ程度塗布し、次いでその
塗膜を乾燥炉（１５０℃）にて熱硬化する等により樹脂
被膜層１０となす。

【００７１】（処方例１）バインダー樹脂・・・フェノール樹脂（固形分）３０重量部導電性潤滑剤・・・・天然グラファイト（日本黒鉛製）２７重量部カーボンブラック・・ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ（コロンビアカーボン製）３重量部希釈剤・・・・・・・メチルアルコール＋メチルセロソルブ２００重量部

【００７２】（処方例２）バインダー樹脂・・・フェノール樹脂（固形分）１５重量部導電性潤滑財・・・・人工グラファイト（粒径１０μｍ）１５重量部希釈剤・・・・・・・メチルアルコール＋メチルセロソルブ２２５重量部

【００７３】以上のようにして被膜層１０を形成しただ
けでは、被膜層１０中のグラファイトの露出の程度が多
いサンプルを得ることが困難である。このため現像スリ
ーブ２表面に磨き処理を最後に加えることが効果的であ
る。例えばフェルトで被膜層１０の表面を摺擦すること
による磨き処理が使用できる。

【００７４】表面に被膜層１０が形成された現像スリー
ブ２表面の磨き処理法について説明する。磨き処理に使
用した研摩材は林フェルト（株）製の羊毛１００％、標
準密度０．３４ｇ／ｃｍ² のＨＷフェルトで、フェルト
は寸法が幅４０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ３ｍｍの帯
状とした。

【００７５】図３は、現像スリーブ２表面の被膜層１０
中に含有の結晶性グラファイトを簡単に露出させること
が可能な表面磨き処理装置を示す概略図である。図に示
すように、現像スリーブ２は鉛直な姿勢とされ、その上
下に位置した両端を主軸１２によって固定して、図示し
ない駆動装置により主軸１２を介して回転される。現像
スリーブ２には、ホルダー１４に固定された帯状の研摩
材のフェルト１３を掛け回して、矢印ａ方向に引っ張
る。そのときの引張荷重がホルダー１４に直結した荷重
測定器１５によって測定される。荷重測定器１５は、こ
れを支持してフェルト１３と共に現像スリーブ２の矢印
ｂの長手方向に移動可能とする送り台１６上に設けられ
ている。

【００７６】現像スリーブ２の両端を主軸１２により固
定して、現像スリーブ２をある一定の速度で回転する
が、初め現像スリーブ２の樹脂被膜層１０が形成された
面と接触してはならず、フェルト１３は現像スリーブ２
の上下どちらかの端部に位置されている。次にフェルト
１３を固定したホルダー１４を介して荷重測定器１５に
よりフェルト１３を所定の一定荷重で引っ張りながら、
送り台１６をある一定の速度で現像スリーブ２の上又は
下に送り、これにより現像スリーブ２表面にフェルト１
３を接触させて圧力をかけながら表面を磨き、現像スリ
ーブ２表面の被膜層１０中に含有されている結晶性グラ
ファイトを露出させた。

【００７７】図４（Ａ）は磨き処理前の現像スリーブ２
表面の任意の断面図であり、図４（Ｂ）は磨き処理後の
同様な断面図である。

【００７８】図４（Ａ）に示すようなバインダー樹脂１
８及び結晶性グラファイト１９からなる樹脂被膜層１０
を形成した現像スリーブ２の表面にフェルト１３が圧力
接触すると、被膜層１０の表層が圧力により押し潰され
且つ剪断方向に力が加わるため剪断破壊を生じて、図４
（Ｂ）に示すように、被膜層１０中のバインダー樹脂１
８の薄膜で覆われていたグラファイト１９の結晶が露出
して、その結晶面２０が表面に現れる。このときフェル
ト１３の圧力を制御することにより、グラファイト１９
の露出度を任意にコントロールすることが可能である。
又フェルト１３の幅を任意の長さに設定することによ
り、同様にグラファイト１９の露出度をコントロールす
ることができる。この被膜層１０中のバインダー樹脂１
８や結晶性グラファイト１９（或いは被膜層１０中に導
電性アモルファスカーボン等が含まれていればこれら
も）は、磨きにより被膜層１０から剥離すると、フェル
ト１３表面が軟らかいのでフェルト１３表面中に除々に
吸収されていき、現像スリーブ２表面上に残存物として
付着することがなく、従って現像スリーブ２の表面をき
れいに清掃しながら磨くことができる。

【００７９】以上の如く、被膜層１０表面の磨き処理を
加えると、仕事関数測定曲線の傾きγが処理を加える前
の値よりも上昇し、フェーディング防止能力が向上す
る。又表面の磨き処理により、画像濃度の安定性、環境
安定性、被膜層１０の現像スリーブ周方向上の形成ムラ
防止等にも効果があることが分かった。

【００８０】又現像スリーブ２自身の耐久性、例えば被
膜層１０の剥れ易さや被膜層１０自体の強度等或いは被
膜層１０の均一性を良好にするためには、更には樹脂に
より固定された結晶性グラファイトが容易に離脱するこ
となく且つより多くのグラファイトが現像スリーブ２の
表面で露出した状態を作りだすためには、被膜層１０を
乾燥、固化した後、その表面に磨き処理を加えることが
よいことが分かった。

【００８１】次に本発明の実施例について更に説明す
る。

【００８２】実施例１５〜２０本実施例で使用したトナーの原料は次の通りである。

【００８３】スチレン−ブチルアクリレート−アクリル酸共重合体１００重量部マグネタイト６５重量部負荷電性制御剤２重量部低分子量ポリプロピレン２重量部

【００８４】上記の原料混合物を混練した後、粉砕、分
級して、重量平均粒径が１１．８μｍで粒径６．３５μ
ｍ以下が個数％で２６％、粒径２０．２μｍ以上が重量
％で１．２％（いずれもコールターカウンターＴＡ−Ｉ
Ｉによる測定）に調整した後、コロイダルシリカを０．
４％外添して、トナーとして使用した。

【００８５】画像形成による評価をするために、市販の
レーザビームプリンターＬＢＰ−ＳＸ（キヤノン製）を
改造して使用した。これには複数種の画像パターンが得
られるような出力装置を取り付けた。又プリンターＬＢ
Ｐ−ＳＸに用いるカートリッジとしては、市販のＬＢＰ
−ＳＸ用カートリッジを用いた。現像スリーブを上記の
カートリッジに取付けられるように、その現像スリーブ
基体の端部にフランジ加工してから現像スリーブの作成
に供した。画像形成によるテストは、２３℃、６５％Ｒ
Ｈの環境下で行なった。

【００８６】現像スリーブを以下のような方法により作
製した。バインダー樹脂液に配合された原料は下記の通
りである。

【００８７】フェノール樹脂３０重量部結晶製グラファイト（平均粒径９μｍ）３６重量部カーボンブラック４重量部

【００８８】以上の原料をＩＰＡ／ブチルアルコールの
混合溶媒２２０重量部を用い、サンドミルを用いて分散
してバインダー樹脂液を調整し、これをアルミニウム製
の円筒管（予め両端部にフランジ加工したもの）に塗布
し、１５０℃の雰囲気下で塗布層を硬化して、膜厚８ｍ
ｍの樹脂被膜層とした。

【００８９】次に先の図３に示した磨き処理装置を用
い、研摩材の引張圧力を調節することにより磨きの程度
を調整し、表５に示すような現像スリーブサンプルを作
成した。そしてこの現像スリーブをＬＢＰ−ＳＸ用カー
トリッジに組み込み、画像形成テストを行なった。その
結果を表５に併せて示す。

【００９０】

【表５】

【００９１】表５において、耐久中の画像濃度とは多数
枚の連続複写時の画像濃度で、マクベス反射濃度計によ
る測定値をばらつきを含めた値で示す。

【００９２】磨き処理を行なわない実施例２０は、現像
スリーブ表面の仕事関数測定曲線の傾きγが５と小さ
く、フェーディング防止能力が悪い。実施例１５〜１９
は、磨き処理を行なっているので上記のγが１０以上に
大きくなっており、フェーディング防止効果が良好であ
る。

【００９３】実施例２１〜２８バインダー樹脂に対するグラファイトとカーボンの比率
を変えて実施例１５〜２０と同様に現像スリーブを作成
し、同様なテストを行なった。被膜層の厚みは１０μｍ
とした。得られた結果を表６に示す。

【００９４】

【表６】

【００９５】以上のように、被膜層１０に磨き処理を施
せば、仕事関数測定曲線の傾きγが増大してフェーディ
ング防止能力が向上する他、連続プリント時の画像濃度
の安定性も向上する。

【００９６】以上の実施例では、一成分現像剤として磁
性トナー用いた場合を示したが、本発明はこれに限ら
ず、非磁性トナーからなる一成分現像剤を用いる場合に
も適用することができる。

【００９７】又本発明は、静電潜像の暗部帯電領域にト
ナーを付着させて可視化する所謂正規現像を行なう現像
装置にも適用可能である。

【００９８】又現像バイアス電圧としては交流電圧では
なく、直流電圧を使用してもよい。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基体及び基体に被覆された、樹脂中にグラファイト粒子
が分散された被膜層を有し、現像剤を担持して現像領域
に搬送する現像剤担持部材にて、被膜層の表面の仕事関
数測定曲線の傾きが１０（ｃｐｓ／ｅＶ）以上である構
成とされるので、ゴースト現象の発生を抑制できると共
に、フェーディング現象を防止して、特に高温高湿環境
下でのフェーディング現象の発生を防止して、現像によ
り均一な画像を得ることができる。又フェーディング以
外の画像特性、多数枚の連続複写時の画像濃度の安定
性、環境安定性等優れた現像特性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図１の現像装置の現像スリーブ表面について測
定される仕事関数の測定曲線を示す説明図である。

【図３】図１の現像装置の現像スリーブ表面の磨き処理
装置を示す斜視図である。

【図４】図３の装置による磨き処理前後の現像スリーブ
表面の被膜層を示す断面図である。

【符号の説明】

１感光ドラム２現像スリーブ３磁石５トナー６ドクターブレード９スリーブ基体１０樹脂被膜層１３フェルト１８バインダー樹脂１９結晶性グラファイト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤島健司東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者後関康秀東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平２−109072（ＪＰ，Ａ) 特開平３−12676（ＪＰ，Ａ) 特開平２−306274（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−99158（ＪＰ，Ａ) 特開平２−242273（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08,15/09

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基体及び前記基体に被覆された、樹脂中
にグラファイト粒子が分散された被膜層を有し、現像剤
を担持して現像領域に搬送する現像剤担持部材におい
て、前記被膜層の表面の仕事関数測定曲線の傾きは１０（ｃ
ｐｓ／ｅＶ）以上であることを特徴とする現像剤担持部
材。
【請求項２】前記被膜層は、磨き処理されている請求
項１の現像剤担持部材。
【請求項３】前記被膜層中には、更にアモルファスカ
ーボン粒子が分散されている請求項１又は２の現像剤担
持部材。
【請求項４】前記現像剤担持部材は、静電潜像を現像
する極性に現像剤を摩擦帯電する請求項１〜３のいずれ
かの項に記載の現像剤担持部材。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかの項に記載の現
像剤担持部材を備えた現像装置。
【請求項６】更に、現像剤担持部材が現像領域に搬送
する現像剤の層厚を規制する規制部材を有する請求項５
の現像装置。
【請求項７】前記規制部材は、間隙を介して現像剤担
持部材に対向している請求項６の現像装置。
【請求項８】前記現像剤担持部材の内側に配置された
静止磁石を更に含み、前記現像剤は一成分磁性現像剤で
あり、前記規制部材は前記磁石の磁極と現像剤担持部材
を介して対向し、その両者間に磁界を形成する磁性体で
ある請求項７の現像装置。
【請求項９】前記現像剤担持部材に振動バイアス電圧
を印加する電源を更に含む請求項５の現像装置。
【請求項１０】前記規制部材によって形成された現像
剤層の厚みは、現像領域において現像剤担持部材と静電
潜像担持体間の最小間隙よりも薄い請求項７の現像装
置。