JPH01102486A

JPH01102486A - 現像剤担持体

Info

Publication number: JPH01102486A
Application number: JP26085587A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tajika; 博司田鹿; Takahiro Kubo; 貴裕久保; Mitsuru Honda; 充本田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-10-15
Filing date: 1987-10-15
Publication date: 1989-04-20
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: JP2537249B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電子写真法や静電記録法等により形成される静
電潜像を現像する現像装置に使われる現像スリーブに関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、−成分現像剤・二成分現像剤、磁性・非磁性現像
剤や絶縁性・誘電性現像剤を問わず、現像剤を担持して
搬送させる円筒状の現像剤担持体（以下スリーブと称す
）上の現像剤の塗布状態にムラを発生させないために、
その表面に凹凸をつけることが必須な技術とされてきた
。

このとき、スリーブ表面に凹凸をつける方法としては、
サンドペーパーでスリーブ面を擦るサンドペーパー法、
化学処理による粗し法、球形粒子によるビーズブラスト
法や、不定型粒子によるサンドブラスト法やこれらの混
合法などが提案されており、又実施されている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
上記の従来の方法でスリーブの表面に凹凸をつけようと
すると、−度研磨成型したスリーブをブラストなどの別
処理工程において再処理するために生産コストが高くな
ったり、ブラスト粒子等の処理剤が劣化するために交換
を必要としたり、初期状態と耐久後の状態に表面性の差
が生じ゛るなどして、生産効率や、品質の安定性に問題
があった。

また、圧力定着や低温熱定着可能なトナーを使用したと
きに発生するトナーのスリーブ融着やトナーの劣化によ
るトナーの融着現象が問題となるなどスリーブに起因す
ると思われる種々の問題があった。

〔問題点を解決するための手段（及び作用）〕本発明に
よれば、画像形成装置に用いられる現像装置において、
現像剤を担持して搬送する円筒外径を有する現像剤担持
体の表面が、その外周径を決定する面に対して凹部のみ
を持った粗面からなり、その粗面が少なくとも不均一平
面を有していることを特徴とする現像剤担持体を簡易な
製造方法によって作製でき、現像剤の塗布ムラもなく、
耐久前後における表面性の変化も防げるため、現像剤の
劣化・融着を無くすことができるとともに、生産効率９
品質を高め、生産コストを下げることを可能にしたもの
である。

〔実施例〕

第１図は、本発明を適用した現像装置の一実施例の断面
図である。

一図におシ１て、１は、本発明の効果をほどこした像剤
、７は現像容器である。この現像装置において、現像剤
６は現像容器７の内部に貯蔵されており、磁石ローラ４
の磁力によってスリーブ１の表面上に保−持され、スリ
ーブの回転によって矢印ａ方向へ搬送されると同時にス
リーブとの摩擦によってトリボを与えられる。この現像
剤は、現像剤規制プレート２によって現像に必要な量に
規制・塗布され（特開昭５４−４３０３７号に詳しい）
、現像部即ち、スリーブとドラムの最近接部において、
感光体ドラム３に現像される（特開昭５５−１８６５６
．９号に詳しい）。現像部で残った現像剤は現像容器内
７へ回収される。以下これの繰返しとなる。

本発明に従った粗しの一般的作用効果については前掲特
開昭５７−６６４５５号等に詳しいのでここではその説
明を略す。

本発明によって作られたスリーブ表面は、概略として第
２図（ａ）に示すように、スリーブの長手方向（回転軸
方向）に対して平行にすじ状の粗れた面が目視によって
観察される。断面図を模式的に画（と第２図（ｂ）のよ
うになっている。

第２図（ｂ）において、２Ｒはスリーブの外径である。

又、２ｒ°はスリーブの内径であり、外径より肉厚の分
だけ小さい。即ち、スリーブの肉厚は、（Ｒ−ｒ）であ
る。

更に、２Ｒ′は、スリーブ外径表面に形成された凹部先
端部を網絡した平均径を意味する。

第２図（Ｃ）は、第２図（ｂ）の詳細な説明をするため
に用いた拡大図である。図において曲線１１は、スリー
ブ外径を表すそめ表面を示しており、はぼなめらかな曲
線からなる平面を意味している。曲線１２は、スリーブ
の内径を表すその表面を示している。

１４は、スリーブ外形表面に形成された凹部を表してお
り、図に示されているように、先端部が細かくなった形
状をしているが、これにかえて先端部が平坦であるよう
な構造郡全体が丁度井戸形状であってもかまわない。ま
た、破線１３は、この凹部の先端部の平均を網絡したと
きの仮想曲面であり、その半径はＲ′とした。

この凹部による１表面粗さはＲｚ＝０．１〜１０μｍで
あることが望ましい。更に第２図（Ｃ）におけるλは、
上記凹部間の平均ピッチであり、λ＝１〜２００μｍで
あることが好ましい。また、本発明による表面状態は例
えばＤｒａｗｉｎｇ＆Ｉ　ｒｏｎｉｎｇ工程による加工
工程でのダイスの硬度・表面あらさ・形状や潤滑油の粘
度・分子量などによって凹凸の状態を制御でき突起状、
丸状やこれらの混合状態、凹凸の大小等種々の表面形状
及び粗さを得ることが可能である。−例として第３図の
走査型電子顕微鏡写真（ＪＳＭ−Ｔ２２０日本電子（掬
製）に見られるような微視的な平面形状と凹部が配列さ
れており、スリーブ長手方向（回転軸方向）（Ｘ方向）
に対して溝状の凹部が全域にわたって存在しており、さ
らによ（見ると、平面状態を形成した表面に凹部のみが
不規則に散在している。尚、この写真はアルミニウム類
（Ａ３００３）のスリーブであって、試料表面に対して
４５°の角度から撮影した５００倍の拡大写真である。

本発明において求める表面性を一義的に記述することは
不可能であるが、−例として第３図の粗し表面を微小表
面粗さ計（テイラーボブソン社、小板研究所製等）で測
定すると第４図のような波形が得られ、表面性の管理を
行なうことができる。但し、第４図（ａ）はスリーブ周
方向を、第４図（ｂ）はスリーブ軸方向の波形をあられ
している。但し、目盛は任意目盛である。

ちなみに表面粗さＲｚは各々２．５μ、１．０μであっ
た。ここで表面粗さはＪＩＳＩＯ点平均粗さ（Ｒｚ）ｒ
ＪＩＳ　　Ｂ　　０６０１Ｊによるものである。

第４図（ａ）において、破線４ａ−１は、スリーブ外周
表面を示す測定値の山側の先端部分を網絡したものであ
る。又、破線４ａ−２は、スリーブ外周表面凹部の先端
部を示す測定値の谷側の先端部分を平均して網絡したも
のである。

この図から明らかなように、スリーブ外周表面を形成す
る破線４ａ−１では、部分的に不連続となっており、そ
の不連続部分に凹部を生じることによって、粗れた面を
形成している。

このとき、図中の１１は微小な平面を表わしており、本
発明でいうところの平面を意味している。ここで、平面
とは、パルス状の波形１４に対して比較的滑らかな面１
１のことをいう。

次に本発明のスリーブの製造方法の１例を従来の方法と
比べながら概略的に説明する。

第５図は加工工程の簡単な流れを示す図である。第５図
（ａ）は本発明のスリーブを加工したときに実施した加
工工程を示した図であり、第５図（ｂ）は従来例のスリ
ーブの加工工程を示した図である。なお、本実施例では
、スリーブ製造法にＤ−Ｉ加工法を用いた。この図を比
較すれば、Ｄ−Ｉ加工法を用いることによって、従来の
素管作製・表面切削・ブラスト処理の３つの工程を１つ
の工程で行うことが可能となることがわかる。そのため
、生産コストを大幅に下げることが可能となった。また
、本発明で最も重要なＩ　ｒｏｎ　ｉｎｇによって得ら
れる凹部表面は、例えば第６図に示すような管のＩｒｏ
ｎｉｎｇ工程でのダイス８の表面形状によって決まる。

但し、バンチ９は内径を規定するためのものである。ま
た、ダイス表面形状や潤滑油１０によって、ダイス表面
形状と同等の表面状態が得られたり、潤滑油１０の粘度
や分子量などを変化させることによって、凹凸が変化す
ることは前述したとうりである。

以下に本発明の具体的な実施例を用いて本発明のスリー
ブの効果を説明する。第１図の現像装置において、非磁
性スリーブ１として、第３図。

第４図に示した外径２０ｍｍ、内径１８．５ｍｍのアル
ミニウムスリーブ（Ａ３００３）を用い、スリーブ内に
マグネットローラ４が固定されており、磁極の磁力をＮ
、＝９００　（Ｇ）。

Ｎ、＝６００　（Ｇ）、Ｓ、＝８００　（Ｇ）。

Ｓ、＝７００　（Ｇ）とし、ブレード２には磁性体であ
る厚さ１ｍｍの鉄板を電気ニッケルメッキし゛た金属板
を用いた。ブレード２とスリーブ１との間隙は２５０μ
に保持し、現像剤６として、−成分絶縁性磁性トナーを
用いた。バイアス電源５としてはＡＣにＤＣを重畳させ
たものを用い、ＡＣとしてＶ□＝１２００Ｖ。

ｆ＝１５００Ｈｚ、ＤＣとして一３５０ｖとした。トナ
ーはポリスチレン５５部、マグネタイト４０部、カーボ
ンブラック５部（いずれも重量比）で粒径１２μｍのも
のに、荷電制御剤を外添したものを用いたところ、スリ
ーブ上にムラのない塗布状態が得られ、良好な現像性を
示した。

又、本発明者等の実験によると第２図（Ｃ）で示した上
記凹部の平均ピッチλが２００μｍを越えると、平坦な
表面部分が多（なり、スリーブ表面が鏡面状態に近づき
、トナーの搬送能力が悪化し、画像濃度が低下してしま
うだけでな（、スリーブ上にトナーの塗布ムラも生じて
しまい画像に悪影響を及ぼしてしまった。

又、逆に上記凹部のピッチλが１μｍ未満になると、表
面の凹凸状態が激しくなり、トナーの搬送能力は向上す
るものの、ブレード２によるトナーの整理・規制能力が
追従せず−さらにはトリボ付与も充分に行うことが出来
なくなってしまう。そのため、画像濃度は充分に出るが
、画質のキレがないばりか、カブリや飛散を生じてしま
ったり、トナーを劣化させたり、スリーブ融着を発生す
るなどやはり実用上問題となるレベルであった。

よってλは、１μｍ〜２００μｍ１好ましくは５μｍ〜
１５０μｍの範囲内にあるときに本発明のスリーブとし
ての効果を顕著に発揮することが確認出来た。

更に又、上記凹部の表面粗さＲｚの変化によっても、λ
の変化のときと同様の現象が生ずる。

即ち、Ｒｚが０．１μｍよりも小さいときは、スリーブ
表面を粗していないのと同様の状態であり、λのピッチ
が長（なったのと同様の効果が現れてしま１）好ましく
ない。

又、Ｒｚが１０μｍよりも深くなってしまうと、はぼト
ナーの平均粒径に近（なってしまうので、トナーの搬送
能力は向上するが、λのピッチを短くしたのと同様の効
果が現れてしまい、トナーのスリーブ融着を発生させた
りして、やはり問題が生じた。

よって、Ｒｚは、０．１μｍ　〜１０μｍ。

好ましくは０．２μｍ〜８μｍの範囲内にあるときに本
発明のスリーブとしての効果を顕著に発揮することが確
認出来た。

なお、本発明によるスリーブは、第２図（ｃ’）よりか
らもわかるように、サンドブラスト法やビーズブラスト
法とは異なり、耐久による表面摩耗によっても、その基
本的な表面性に変化がないので、耐久性においても優れ
ていることがわかる。実際、本発明によるスリーブを用
いて行った実験としては、環境特性として低温・低湿（
１５℃、１０％）から高温・多湿（３２，５℃、９０％
）までの環境変化において、１万枚の耐久試験を行った
。その結果、本発明におけるスリーブを前記の好ましい
範囲において用いたところ、濃度変化も少なく、カブリ
や飛散がなく、スリーブ融着も発生しない良好な画像を
提供し続けることが出来た。

又更に、第７図は、スリーブをその回転軸方向にサンド
ペーパーによって粗したときの断面図の要部拡大図であ
る。

第２図（ｃ）と第７図とを比較すると明らかであるが、
第７図では、スリーブ本来の外径を保つている個所が少
なく、シかも平面ではなしに先端尖形になっていること
がわかり、トナー融着などを発生し易い。

また第７図のようなサンドペーパー法による粗し法だと
、耐久してい（うちに該先端尖部が摩耗していき、初期
の状態を保持することが不可能となり、初期の画質を維
持することが極めて困難であることが確認された。

さらに、本発明の特徴である不均一な平面の存在は、ス
リーブ外周表面積Ｓニスリーブ直径（２Ｒ）Ｘπ×現像
剤塗布部長さ（１）に対して、その平面の面積占有率が
５〜８０％、好ましくは１０〜６０％であることが望ま
しい。

占有率が５％より小の場合は、λが１μｍより小さいと
きや、Ｒｚが１０μｍより大きいときと同様に好ましく
ない。

また、占有率が８０％より大きい場合は、はとんど鏡面
状態となってくλが２００μｍより大きいときや、Ｒｚ
が０．１μｍよりも小さいときと同様に好ましくないこ
とが確認された。

〔他の実施例〕

本発明によるスリーブは、現像剤（非磁性・磁性）や現
像方法（−成分、二成分）などは公知の技術に対して有
効的に適用可能である。

又は、スリーブの材料としてアルミニウムを用いたが、
本発明による加工法で作製可能な導電性の材料なら全て
適用可能である。

また、本発明の実施例としては、Ｄ−１法を用いたが、
Ｉ−Ｔ法や押出加工法、引抜加工法やこれらの組合せ法
で作製してもよいし、フォトエツチングなどによるエツ
チング処理などによって加工作製してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、画像形成装置に
用いられる現像装置において、現像剤を担持して搬送す
る円筒外径を有する現像剤担持体の表面が、その外周径
を決定する面に対して凹部のみを持った粗面からなり、
その粗面が少なくとも不均一平面を有していることを特
徴とする現像剤担持体を簡易な製造方法によって作製で
き、現像剤の塗布ムラもな（、耐久前後における表面性
の変化も防げるため、現像剤の劣化・融着を無（すこと
ができるとともに、生産効率９品質を高め、生産コスト
を下げることを可能にしたものである。

また、現像剤の劣化・融着の防止効果としては、カプセ
ルトナーにおいて特に著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施した現像装置の断面図第３図は
、表面粗し処理したスリーブの一例のリーブの表面の断
面拡大図。１・・・現像剤担持体２・・・現像剤塗布ブレード３・・・感光体ドラム４・・・固定磁界５・・・電源６・・・現像剤７・・・現像剤容器８・・・ダイス９・・・パンチ１０・・・潤滑油１１・・・平面（滑らかな面）１４・・・凹部第２図（（２）　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）（Ｃ）
　　　’゛・Ｘ／’５回第６Ｉ２］

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像形成装置に用いられる現像装置において現像
剤を担持して搬送する円筒外径を有する現像剤担持体で
あって、該担持体の表面がその外周径を決定する面に対して凹部
を持った粗面からなる現像剤担持体において、該粗面が
少なくとも平面を有し、該平面が不均一に分散している
ことを特徴とする現像剤担持体。
（２）前記担持体の現像剤塗布部の外表面積に対して前
記平面の面積占有率が５〜８０％、好ましくは１０〜６
０％であることを特徴とした特許請求の範囲第（１）項
記載の現像剤担持体。
（３）上記粗面は、前記担持体の少なくとも長手方向に
すじ状の溝を形成し凹部を有することを特徴とした特許
請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の現像剤担持
体。
（４）前記粗面は前記長手方向溝の平均ピッチλがλ＝
１〜２００μｍ、凹部の表面粗さＲｚがＲｚ＝０．１〜
１０μｍである粗面としたことを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項、第（２）項又は第（３）項記載の現像
剤担持体。