JPH02236577A - 現像剤搬送部材とそれを備えた現像装置 - Google Patents

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Ｅの利用分野］ 本発明は，情報記録装置等の画像形成機器に適用される
現像剤搬送部材と，該現像剤搬送部材を備えた現像装置
に関する。

［従来の技術］ 従来、一成分系磁性現像剤をスリーブ状等の現像剤搬送
部材（以下、巾に「スリーブ」と称す。）の表面にて上
記現像剤を現像領域まで搬送する際、上記スリーブの表
面を粗面化するとその搬送性が向上することか知られて
いる。かかるスリーブ表面の粗面化する方法としては、
例えば特開昭５７−６６４５５号公報に開示されている
ように、スリーブ表面を不定形サンドブラスト処理する
方法がある。この方法によれば，上記粗面化された表面
によって一成分現像剤を攪拌によって適度な帯電状態に
しつつ、該現像剤のスリーブ上へのコーティングも安定
するという優れた点を有している［発明か解決しようと
する課題］ ところか，ステンレス鋼（ＳＵＳ　３１６　）製のスリ
ーブ上に粒度＃４０ロの不定形粒子でサンドブラスト処
理をした表面粗面化スリーブを使用して、近来の要請さ
れている画像性の高度化をさらに高めるべく、小径トナ
ー粒子を用いて画出し耐久試験を行ったところ以下の■
〜■のごとくの周題となる現象が生した。

■連続複写動作を続けたところ２０００〜５０００枚の
複写時に画像濃度か１．３から１０へと低下していた。

■画像濃度が低下した現像器で一面べ夕黒の原稿を画出
しするとスリーブ周期で画像濃度の低い白く抜けたよう
に画が発生した。

■土記■おける現像ぶてスリーブ表面のトナーを取り除
きその後さらに溶剤でスリーブ上清浄後画出しを行うと
画像濃度は回復した。

そこで先ず上記現象■に関し、スリーブ毎のトナーの摩
擦帯電量（以下「トリボ」と呼ぶ）を測定したところ上
記複写回数時に゛は複写開始時のトリボのｈ以下となっ
ていて、このトリボの低下が画像濃度を悪化しているこ
とか解った。

同様に現象■について調べたところ白く抜けたところも
トリボの低下によるものであった。しかし現象■に見ら
れる修正は、トナーが劣化したためでは無くスリーブか
原因て問題が発生したことを裏付けているとｍ測される
。そこで溶剤で清掃する前のスリーツ表面を電子顕微鏡
等で観察すると表面の凹凸部の特に凹部に何か埋めこま
れている状ｊｔ１か観察できた。この物質を分析すると
トナーの成分中の樹脂バインダーであることか判明した
。凹部が被われているバインターも、そしてトナーも樹
脂であるため、樹脂同士の接触が多発し、十分な帯電が
得られず、トリボは低下したものである。特に凹部の深
いところでは樹脂か強く付着し、不定形でプラストして
いるがために形状の鋭利なことかさらに付着を強めてい
ることが判明した。

このように鋭利な形状はスリーブ表面に樹脂を付着させ
ることが解ったので、逆にサンドブラストに不定形粒子
を用いずに定形粒子を用い表面を滑らかな凹凸にしたス
リーブを用いれば、上記の問題が解決されると考えられ
た。そこで定形粒子を用いた特開昭５７−　１１６：１
７２号に記載されたように＃４０ロによるビーズブラス
ト処理を施した直径５０層ｌのスリーブを用いて画出し
・耐久を行ったところ、大半は良好であったか特別な条
件下ては、さらに以下の問題を生じた， ■極端にトナー消費量の少ない白地の多い原稿のコピー
を２０００〜５ロ０ロ枚ほど続けたところ画像濃度は徐
々に低下した。

■画像濃度が低下した現像器で連続的にべ夕黒コピーを
何枚か続けたところ画像濃度は回復し始めた。

［株］低湿環境下でコピーをしたところ画像Ｃ度がすぐ
に低下するとともにスリーフ表面のところどころに現像
剤の塗布ムラを生じた。

その結果、現象■では，スリーブ表面には、やはりトナ
ー粒子が付着しており，そのトリボを測定したところ上
記複写回数時には複写開始時の塗布トナー層のトリボよ
りかなり高くなっていることが確認された。またその付
着トナー粒径を測定したところ、粒径が１〜５ル論のト
ナーが主体てあり，容器内に主として収容されているト
ナー粒径（７〜１２ｇ−）と比べて明らかに粒径が小さ
かった。

ここで、これらの現象■〜（０について検討する。先ず
トナーはスリーブの粗而との摩擦によってトリボが与え
られると、トナーと反対極性の電荷がスリーブ上に誘起
される鏡映力によってスリーブ−Ｌに吸着されるが，こ
の際微小トナー（粒径ｌ〜５ＩＬｍ）の方が大半のトナ
ー（粒径７〜１２４ｍ　）よりトリボか大きいため微小
トナーかスリーブ表面に薄くコーティングされてしまう
。このため現像に寄与するトナーには十分にトリボか与
えられず濃度低下が生ずる（トリボ測定時は表面トナー
全部を計るためトリホは大きく測定される）。また，低
湿時は微小トナーのトリボアップ（トリボの増大）かよ
りいっそう拡大されるためムラも生じるといった特別条
件下での問題が見られた。

本発明は，上述の問題を解決し、トナーのスリーブへの
付着を防止しつつ適切なトリボ量を付与し安定した画像
を得ることのできる現像装置を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための千段］ 本発明によれば、上記目的は、 現像剤を担持しながら無端移動可濠な表面を有する現像
剤搬送部材において、 上記現像剤搬送部材の表面は、鋭利な凸部及び凹部を有
するように粗而化され、上記表面は上記凸部の形状が保
存されかつ−ヒ記凹部な平滑化するように被膜が形成さ
れている、 ことにより達成される。

［作用］ 上記のごとく本発リ１では、スリーブ表面が鋭利な凹凸
形状となっているため、微小トナーかスリーブ表面に薄
くコーティングされることかなく、また凸部の形状を保
存しつつ凹部を平滑化するように被膜形成されているた
め，凹部にトナーの樹脂バインダーか埋めこまれること
がないのでトナーに適正なトリボを付与しかつスリーブ
の表面形状の劣化防止となる。

し実施例］ 以下添付図面にもとづいて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の第一実施例としての現像装ｔをもつ画
像形成装置の概要構成図である。

同図において、ｌは潜像保持部材で通常は感光体（以下
「感光ドラム」と称す）、２は静電潜像形成部、３は潜
像を顕画像化するところの現像装置、４は顕画像化され
た感光ドラム上のトナー像を転写材へ転写させる転写分
離部、５は感光ドラム上の残トナーをクリーニングする
ためのクリーニンク部である。

かかる画像形成装置は，以下のごとく機能する。

先ず、感光ドラムｌＬには静電潜像形成部２によって潜
像が形成される。さらに感光ドラムＩは矢印Ａの方向に
回転して上記潜像の形成された領域か現像装置３に達す
る。現像装置３はトナーを入れる容器であるホッパ−１
０と、該ホッパー】Ｏからトナーをスリーフ７の近傍へ
送ることとトナーの流動性を高める攪拌千段９と、固定
されたマクネット８と、さらには該マクネット８の外側
を回転する非磁性のスリ・−フ７とか設けられているか
、本発明はこれに限定されない。

また、スリーフ７上のトナー層の厚みは．対向磁極ＮＩ
とともに規制する磁性フレート６によって規制される。

スリーフ７上では感光ドラムｌとのと対向位置で現像磁
極Ｓ，によってトナーは穂立ちし７感光ドラム１上の潜
像とスリーブ７との間の電界（好ましくはＡＣのような
振動電界）によりスリーフ７上のトナーは感光トラムｌ
へ飛翔し顕画像化する。この時トナーか飛翔し易い様に
スリーブ７に現像ハイアス（直流でも良いか本例は交互
電界）をバイアス電源ｌ１で印加する。顕画像化された
感光ドラム１上のトナー像は転写分離部４において転写
材（図示せず）へと転写され該転写材上のトナー像は定
着部′（図示せず】にて定着される。一方感光ドラム１
上の残トナーはクソーニンク部５でその表面かクリーニ
ングされ次の潜像形成に備える。

次に、以上のととくの画像形成装置における、マクネッ
ト及びスリーフのついて説明する。

先ず，マグネット８は、円柱体で図示の各極の磁極強さ
か、Ｎ　＋：８５０　［ｇａｕｓｓｌ　，Ｓ　ｔ：！３
５０　［ｇａｕｓｓｌ　，Ｎ　２：７５０　［ｇａｕｓ
ｓｌ　，Ｓ　．：５５０　（ｇａｕｓｓｌ　，スリーブ
７と感光ドラムｌとの間隙か０，３Ｉ■，スリーブと磁
性ツレード６との間隙か０．２５ｍｍになるように保持
した。またバイアス７ｔ源１１としてＡＣにＤＣを重畳
させたものを用いて、その電圧Ｖ，ｐ（ピーク対ピーク
）をＩＩＯＯＶ　，周波数ｆを１６００Ｈｚとしてシャ
ンピンク現像を行い毎分２０枚のスピード複写処理を行
った。

またスリーブ７は材質としてステンレス鋼（ＳＯＳ　３
１６　）で外径を２５＋ｌＩ１としその表面にブラスト
処理した。該スリーツはステンレス鋼の他、アルミニウ
ム，チタン鋼でもよい。

フラスト処理条件は不定形フラスト砥粒（表面か粗面の
粒子）として＃４００のＡｌｚＯｓを用い、、ノズル径
７　ｍｍ，距＠ＩＤＯｍｍ、空気圧３　ｋｇ／ｃｍ２で
約１〜２分間サントブラスト処理を行った。その後洗浄
工程てスリーフ表面は洗浄された後に乾燥させる。

上記のごとく表面処理されたスリーツ表面にプラズマＣ
ＶＤ法によりメタンカスな原料として炭素原子を結晶化
し、ダイヤモント薄膜を被膜形成する。この際、ダイヤ
モント薄膜の厚さは粗面化処理されたスリーブ表面の凹
凸形状の特徴を残したまま被膜形成される厚さか望まし
い。被膜形成後の凹凸形状は隣接する凹部同士のピッチ
が５　ｇｔａ　〜１００　ｇｍ　，凹部の深さｄか０．
２ｐ−ｍ　〜１０ｐｍ　，凹部の幅が深さの二倍ないし
三倍となっており、実験ではｄか０．５１Ｌｍ〜２終謡
、ピッチか１０μ曽〜５０鉢一である場合か特に有効で
あることが判［！１した。

以上述べたような構成の現像装置を用いて複写動作を行
った。その結果、耐久枚数か進んでもトナーのコーティ
ンクにムラは生しなく画像濃度も常に一定で高い濃度を
維持した。また耐久後にべ夕黒原稿を複写したか白く抜
ける画像も生じなかった。さらにべ夕臼部の多い原稿を
数千枚複写したか画像濃度か低下することはなかった。

本実施例はフラスト処理のために不定形粒子の粒径＃４
００の粒子を用い、７被膜形成にダイヤモントをプラズ
マＣＶＤ法で形成したか、本発明では粒子の形，粒径及
び被膜の材質、形成方法にこだわることはない。

次に、第２ＥＡにもとづき、本発明の第二実施例を説明
する。

なお、図中、第一実施例と共通部分には同一符号を付し
，その説明は省略している。

本実施例の特徴はトナー層の厚み規制に磁界を利用する
のでは無く、ゴムフレート等の可撓性部材を用いること
にある。トナー層規制に，第２図のごとくのブレードｌ
２を用いることにより規制磁極を必要としない。故に磁
極数を減少させることがてき、小さいマクネットローラ
ーを製造できるし、かつまたコストの低減化も図れる。

第２図は二極のマクネットローラーｌ３を用いている。

その磁極の強さは、Ｓ　，：６００　［ｇａｕｓｓｌ，
Ｎ　ｔ：５００［ｇａｕｓｓ３であり、その他バイアス
電源１ｌの条件やスリーフ７と感光トラムｌとの間隙は
第一実施例の場合と同じである。

ブレード１２は、２〜１０ｇ程度の力のもとにスリーフ
７と接触しており，ブレードｌ２の可能な材賀としては
ウレタンゴム、ネオブレンゴム、ニトリルゴムなど各種
ゴムの他にプラスチックシ一トか挙げられる。例えば、
ＰＥＴシ一トでＨさ１００μ一のものポリアミドシート
，ポリイミドシ一トなどがある。

本実施例においてはウレタンゴムな用いた。スリーブ７
は材質としてはステンレス鋼（ＳＯＳ　３１６）を用い
てその表面にブラスト処理した。フラスト条件は不定形
フラスト砥粒として＃６ロ０の炭化珪素を用いた。吹き
つけノズル径７ｎ＋ｍ、距＄１００＋＊ｍ，空気圧３　
ｋｇ／ｃ＋ｓ”で約１〜２分間サントツラスト処理を行
った。スリーブ表面に形成される被膜は材質として炭化
珪素を用いて被膜形成を行った。第一実施例のごとく炭
化珪素薄膜の厚さは粗面化処理されたスリーブ表面の凹
凸形状の特徴を残したまま被膜形成される厚さか望まし
い。被膜形成後の凹凸形状に関しては第一実施例と同じ
ことか言える． 以上、述べたような構成の現像装δを用いて複写動作を
行ったところ第一実施例と同様に良好な結果を得ること
ができた。

なお、本明細書中で表面形状を規定する凹凸の深さｄ及
びピッチの値はテイラーボツソン社あるいは株式会社小
坂研究所等で発売されている微小表面粗さ計で測定した
。第３図はその粗さの一例を示す。この第３図において
は以下の測定条件によって，平均粗さｌ｛ｚ＝　１．５
ＪＬｍ，ピッチ＝１９ＪＬｍである。

ここで表面粗さは、ＪＩＳ　１０点平均粗さ（Ｒｚ）［
ＪＩＳ　ＢＯ６０１］によるものである。すなわち第３
図に示すように、断面極線から基準長さ見たけ抜き取っ
た部分の平均ＭＨに平行な直線で高い方から三番目の山
頂（図中Ｐで示す）を通るものと深い方から三番目の谷
底（図中Ｑて示す）を通るものの、二直線の間隔をマイ
クロメータ（μ臘）で表わしたもので、基準長さ文＝　
０．２５ｓｓ＋とじた。また、ピッチは、凸部か両側の
凹部に対して０．１　μ一以上の高さのものを一つの山
として数え、基準長さ０．２５鳳１の中にある山の数に
より、下記のように求めた。

ピッチ＝２５０（μ鴛）／２５０（ｇｍ）に含まれる山
の数（ｆｉＬｍ） 表面の凹凸の深さｄとして上記測定法による平均粗さＲ
ｚを採用し，ピッチはそのまま上記測定法のピッチを採
用している。

［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、スリーフ外表面
に微細に粗面化処理を施し、さらに該スソーツ外表面に
高硬度物質の被膜形成を行って凹凸形状を規定すること
により、スリーブ外表面への微細トナーの付看防市及び
スソーソの表面形状の劣化防止を行うことかてき、さら
にトナーに適正なトリボを付グーすることかできるよう
になり、機能を低下させることなく従来では得られなか
った現像剤搬送部材の耐久性の向上を達成できる。

特に本発明の現像剤搬送部材は従来のものの表面形状と
は全く異なるもので現像剤の付着のない安定した搬送を
達成でき，特に現像剤かトナー粒子を主成分とする場合
、トナー粒子への帯電付与七方か極めて安定し、かつ長
期にわたり安定したものとなり、そして搬送部材の耐久
性能を向上させるものである。

また、本発明の現像剤搬送部材を現像スリーツとして組
み込むことにより、現像剤を確実に搬送し現像能力を長
期にわたって維持でき、連続複写動作においても常に良
好な画像を提供でき、ベタ部においても白く抜けるよう
な画像を発生させず、環境においても安定した画像を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例装置を示す概略構成図、第
２図は第二実施例装鐙を示す概略構成図、第３図は第２
図装置における表面粗度を示す図である。 ３・・・・・・現像装δ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤を担持しながら無端移動可能な表面を有す
   る現像剤搬送部材において、 上記現像剤搬送部材の表面は、鋭利な凸部及び凹部を有
   するように粗面化され、上記表面は上記凸部の形状が保
   存されかつ上記凹部を平滑化するように被膜が形成され
   ている、 ことを特徴とする現像剤搬送部材。
2. （２）凹部の形状は、深さが０．２マイクロメートルな
   いし１０マイクロメートル、幅が深さの二倍ないし三倍
   であり、隣接する凹部同士の平均間隔が５マイクロメー
   トルないし１００マイクロメートルであることとする請
   求項（１）に記載の現像剤搬送部材。
3. （３）被膜は、炭素、珪素、炭化珪素、窒化珪素の結晶
   等の高硬度材料及び非晶質材料又は高硬度高分子材料で
   形成されていることとする請求項（１）又は請求項（２
   ）に記載の現像剤搬送部材。
4. （４）請求項（１）ないし請求項（３）のうちの一つに
   記載の現像剤搬送部材を備えている現像装置。