JP3351652B2 - 現像スリーブ - Google Patents

現像スリーブ

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JP3351652B2
JP3351652B2 JP08489295A JP8489295A JP3351652B2 JP 3351652 B2 JP3351652 B2 JP 3351652B2 JP 08489295 A JP08489295 A JP 08489295A JP 8489295 A JP8489295 A JP 8489295A JP 3351652 B2 JP3351652 B2 JP 3351652B2
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carbon
silicon carbide
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阪口  美喜夫
俊夫 宇田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電気録装置、磁気プ
リンター、電子写真装置、レーザービームプリンタ等の
画像形成装置の現像部に使用されるセラミックス複合材
料製の現像スリーブに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真を利用したレーザービームプリ
ンタ等の画像形成装置においては、像担持体上に形成し
た静電潜像を現像装置により現像してトナー像として可
視化することを行っている。このような現像装置では、
現像容器内に収容した現像剤を現像スリーブ上に担持し
て像担持体と対向する部分まで搬送し、現像剤で像担持
体上に形成した静電潜像を現像することにより、潜像が
トナー像として可視化される。
【0003】かかる現像剤としては、磁性トナーからな
る一成分磁性現像剤、非磁性トナーからなる一成分非磁
性現像剤、又は非磁性トナーと磁性キャリアとからなる
二成分現像剤があり、それぞれの現像剤によって現像ス
リーブの材質が選ばれる。
【0004】磁性トナー又は磁性キャリアを利用する場
合は、現像スリーブ内部に磁気発生手段が設けられ、現
像スリーブの材質としては非磁性の金属が使用される。
現像スリーブの表面は、トナーの保持、搬送のためと、
トナーへの良好な摩擦帯電電荷付与のために、適当な平
坦度、表面粗さを有する。又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
るが、このため現像スリーブの材質としては、導電体で
ある金属がよく使用される。
【0005】このように現像スリーブとしては、金属材
料で構成されたものが従来使用されていたが、現像にお
ける高速、高頻度での使用によりその表面が磨耗し、ト
ナーの担持搬送性が低下するため複写画像の解像力およ
び濃度が低下するという問題があった。
【0006】この問題を解決する方法として、特開昭6
1−140967号公報および特開昭61−14788
1号公報にセラミックスをアルミニウム等の基材にコー
ティングする方法が、また特開平5−188771号公
報に金属メッキしたセラミック粉体を電着塗装する方法
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、これら
の方法はいずれもコーティング工程を更に設けることに
より製造工程が煩雑化するという欠点がある。また、い
ずれの場合も金属表面に被覆する方法であり、セラミッ
クス粒子の脱粒、コーティング層剥離の恐れがあり、高
い耐久性は望めない。
【0008】本発明の目的は、かかる課題を解決すべ
く、摺動特性に優れ、現像バイアスの印加に適当な電気
伝導性を有し、かつ高い耐久性を有する現像スリーブを
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、焼結した
セラミックスのなかで、摺動特性に優れ、さらに現像の
際に現像バイアスが印加されるため適当な電気伝導性を
有する炭化珪素−炭素系複合材料に着目し、鋭意検討し
た結果、高い耐久性を有する現像スリーブを完成するに
至った。
【0010】即ち、本発明の要旨は、 (1) 画像形成装置の現像部に使用される現像スリー
ブにおいて、該現像スリーブが炭化珪素−炭素系複合材
料で構成されてなり、該炭化珪素−炭素系複合材料が、
炭化珪素100重量部に対して10〜50重量部の炭素
を含有するものであって、該炭素のドメイン径が20μ
m以下であり、該炭素の非晶質相に対する結晶相のレー
ザーラマン分光強度のピーク面積比が1.00〜10.
00であることを特徴とする現像スリーブ) 現像スリーブの外表面の平坦度が35μm以下
で、中心線平均粗さRaが0.01〜5μmであること
を特徴とする前記(1)記載の現像スリーブ、並びに () 炭化珪素−炭素系複合材料が、体積抵抗率10
4 〜108 Ω・cmであることを特徴とする前記(1)
又は(2)記載の現像スリーブ、に関する。
【0011】本発明の現像スリーブは、炭化珪素−炭素
系複合材料で構成されていることを特徴とするものであ
る。
【0012】用いられる炭化珪素−炭素系複合材料に含
有される炭素量は、炭化珪素100重量部に対し通常1
0〜50重量部であり、さらに好ましくは、12〜40
重量部である。炭素量が10重量部未満になると摺動特
性が発現しない。また、50重量部を越えると密度、強
度が低下し、気孔率が高くなるため、耐摩耗性が低下す
る。なお、炭化珪素−炭素系複合材料に含まれる炭化珪
素はα型、β型いずれの結晶型で構成されていてもよ
い。
【0013】含有される炭素のドメイン径は、通常20
μm以下、好ましくは0.1〜10.0μmである。2
0μmを越えると摺動特性が発現しにくくなること及び
所定の表面粗さに加工することが困難となるためであ
る。
【0014】また、炭素の非晶質相に対する結晶相のレ
ーザーラマン分光強度のピーク面積比は、1.00〜1
0.00であることが好ましく、2.0〜9.0である
ことがより好ましい。前記ピーク面積比が1.00未満
となると、非晶質量の増加に伴い、摺動特性が低下す
る。また、10.00を越えると黒鉛化が進むため摺動
特性は向上するものの複合材料の機械的特性が劣化す
る。ここで、ピーク面積比は具体的には、各相に対応す
るピークについて、ピークの高さにピークの半値幅を乗
じて求めたピーク面積の比率により算出される。
【0015】前記炭化珪素−炭素系複合材料の製造法
は、特に限定されるものではなく、生産性の観点から、
常圧焼結等が用いられるが、高強度、高信頼性が要求さ
れる場合、ガス圧焼結、ホットプレスあるいはHIP等
を用いることもできる。現像スリーブの成形は、鋳込
み、CIP、金型による成形のいずれの方法でもよく、
状況に応じて成形後加工することもできる。また、成形
する際、通常公知の成形用バインダーを複合してもよ
い。
【0016】本発明の現像スリーブの形状は、通常公知
の現像スリーブと同一形状であれば特に限定されること
なく、通常、現像剤を担持・搬送し易いように円筒状に
形成される。
【0017】本発明の現像スリーブは成形後、通常、所
望の平坦度、中心線平均粗さにするため、表面加工がな
されるが、表面加工は、通常公知の方法、例えば円筒研
削機にてダイヤモンド砥石を用いるなどして行うことが
できる。
【0018】本発明の現像スリーブの外表面(摺動面)
は、平坦度35μm以下、特に1〜15μm、中心線平
均粗さRaが0.01〜5μm、特に0.03〜3μm
が好ましい。平坦度が35μmを越えると担持搬送性が
低下する。中心線平均粗さが5μmを越えるとトナーの
担持力が小さくなり、複写画像の濃度が小さくなる。
【0019】ここに、平坦度とは、基準平面に対する面
の起伏のことをいい、(株)ミツトヨ製オプチカルフラ
ットOF−60を用いて測定される。また、中心線平均
粗さとは、JIS B 0601に記載の表面粗さRa
をいい、(株)東京精密社製サーフコム550Aを用い
て測定される。
【0020】用いられる炭化珪素−炭素系複合材料は、
体積抵抗率104 〜108 Ω・cmであることが好まし
く、体積抵抗率105 〜107 Ω・cmであることがよ
り好ましい。体積抵抗率がこの範囲より小さいと、トナ
ーへの帯電電荷付与が困難となる傾向があり、この範囲
より大きいと導電性が低下して現像バイアスの印加に適
さなくなる傾向がある。
【0021】前記複合材料の見かけ気孔率は、機械的特
性に影響を与えるが、本発明では5%以下が好ましく、
さらに好ましくは3%以下である。見かけ気孔率が5%
を越えると所定の表面粗さを得ることが困難になる。
【0022】
【実施例】以下、実施例、比較例および試験例により本
発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施
例等によりなんら限定されるものではない。
【0023】なお、実施例等の測定結果は、次の方法に
より測定されたものである。 (1)レーザーラマン分光強度のピーク面積比 SPEX社製、マルチチャンネル型レーザーラマン分光
光度計を用いて1580cm-1と1370cm-1を測定
し、そのピーク面積比を算出した。 (2)複合材料中の炭素のドメイン径 鏡面仕上げした試料を、走査電子顕微鏡により観察し、
得られた100画像中の炭素ドメインを画像解析装置
(LUZEX−III 、ニレコ社製)により、平均値とし
て算出した。 (3)平坦度 平坦度は、株式会社ミツトヨ社製オプチカルフラットO
F−60を用いて測定した。 (4)中心線平均粗さRa Raは株式会社東京精密社製サーフコム550A表面粗
さ形状測定機を用いて測定した。 (5)体積抵抗率 体積抵抗率は、電気絶縁体用セラミック材料の試験方法
(JIS C 2141)に準じて測定した。
【0024】実施例1 焼成後に炭化珪素100重量部に対し炭素量が15重量
部になるように調製した原料粉末を、現像スリーブ形状
(外径20mm,長さ250mm)にCIPで成型して
2150℃で常圧焼結を行った。冷却後、その外表面を
円筒研削機にてダイヤモンド砥石を用いて加工し、本発
明の現像スリーブを得た。
【0025】加工後のラマン分光ピーク面積比は1.
5、炭素のドメイン径は3.2μm、平坦度は2.8μ
m、中心線平均粗さRaは0.3μm、体積抵抗率は
2.1×106 Ω・cmであった。その結果を表1に示
す。
【0026】実施例2〜7 実施例1において、焼成後に表1の炭素量になるように
原料粉末を調製し、また表1の平坦度、中心線平均粗さ
となるように加工した以外は、実施例1と同様にして本
発明の現像スリーブを得、前記物性を測定した。その結
果を表1に示す。
【0027】比較例1 実施例1において、焼成後に表1の炭素量になるように
原料粉末を調製し、また表1の平坦度、表面粗さとなる
ように表面加工する以外は、実施例1と同様にして現像
スリーブを得、前記物性を測定した。その結果を表1に
示す。
【0028】比較例2 実施例1において、焼成後に表1の炭素量、炭素ドメイ
ン径、ラマン分光強度比になるように原料粉末を調製
し、また、表1の平坦度、表面粗さとなるように加工す
る以外は、実施例1と同様にして現像スリーブを得、前
記物性を測定した。その結果を表1に示す。
【0029】比較例3 ステンレス材(SUS301)を加工して、実施例1の
現像スリーブと同一形状の現像スリーブを得、前記物性
を測定した。その結果を表1に示す。
【0030】比較例4 比較例3で得られたステンレス材よりなる現像スリーブ
に、アルミナを溶射法により塗布して現像スリーブを
得、前記物性を測定した。その結果を表1に示す。
【0031】試験例1(耐久試験) 一般的な静電画像装置である市販のプリンター(キャノ
ン製、B406型)の現像スリーブに代えて、実施例お
よび比較例で得られた現像スリーブを用いて、静電トナ
ーを供給しながら420時間空運転し、その後の複写画
像の鮮明度を目視で判断した。その結果を表1に示す。
なお、ここで用いた複写機は、次の仕様を有するもので
ある。 現像スリーブ回転周速:5cm/秒 現像剤のタイプ:磁性トナー(粒径10μm) 現像方式:1成分乾式ジャンピング現像方式 また、評価において、特に良好とは複写画像の濃度と解
像力が特に優れていることを、良好とはどちらも良好で
あることを、やや不良とはどちらもやや劣ることを、不
良とはどちらも劣ることをそれぞれ示す。
【0032】
【表1】
【0033】表1の結果から明らかなように、実施例で
得られた現像スリーブは、いずれも耐久性が高く、特に
平坦度が1μm未満のもの(実施例4)が耐久性が高か
った。これに対して、平坦度、表面粗さが大きな比較例
1、炭素ドメイン径が大きく、ラマン分光強度比が小さ
い比較例2、ステンレスを用いた比較例3、及びそれに
アルミナを溶射した比較例4では、材質自身の強度が低
いことやアルミナ層の粒子脱離等のため、いずれも耐久
性が劣るものであった。
【0034】
【発明の効果】本発明の現像スリーブは、摺動特性に優
れ、現像バイアスの印加に適当な電気伝導性を有し、か
つ高い耐久性を有するものである。従って、各種の画像
形成装置の現像部に好適に使用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−188771(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08 G03G 15/09

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像形成装置の現像部に使用される現像
    スリーブにおいて、該現像スリーブが炭化珪素−炭素系
    複合材料で構成されてなり、該炭化珪素−炭素系複合材
    料が、炭化珪素100重量部に対して10〜50重量部
    の炭素を含有するものであって、該炭素のドメイン径が
    20μm以下であり、該炭素の非晶質相に対する結晶相
    のレーザーラマン分光強度のピーク面積比が1.00〜
    10.00であることを特徴とする現像スリーブ。
  2. 【請求項2】 現像スリーブの外表面の平坦度が35μ
    m以下で、中心線平均粗さRaが0.01〜5μmであ
    ることを特徴とする請求項1記載の現像スリーブ。
  3. 【請求項3】 炭化珪素−炭素系複合材料が、体積抵抗
    率104 〜108 Ω・cmであることを特徴とする請求
    項1又は2記載の現像スリーブ。
JP08489295A 1995-03-15 1995-03-15 現像スリーブ Expired - Lifetime JP3351652B2 (ja)

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