JPH0336563A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、情報記録装置等の画像形成機器に適用される
現像剤担持体と、該現像剤担持体を備えた現像装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、−成分系磁性現像剤をスリーブ状等の現像剤担持
体（以下、単に「スリーブ」と称す、）の表面にて担持
しなから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
が知られている。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、スリーブ表面を角状粉粒子のように
鋭利な角をもつ不定形ブラスト粒子（以下不定形粒子と
いう）でブラスト処理する方法かある。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
し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］ （Ａ）ところか、ステンレス鋼（ＳＯ３３０５）製のス
リーフＬに粒度＃４００（粒度の規格は、ＪＩＳ　Ｒ６
０旧研摩材のものに依る。以下間し）の不定形粒子のみ
でブラスト処理をした表面粗面化スリーブを使用して、
現像剤たるトナー粒子を用いて連続複写試験を行ったと
ころ以下ののごとくの問題となる現象か生じた。

常温常湿環境において連続複写動作を続けた際５０００
枚の複写時に画像濃度が１．３から１．２へと低下して
いた。また、低温低湿環境において、連続複写動作を続
けたところ、５０００枚のときに画像濃度か１．３から
１．ｌへと低下していた。

つまり、トナーに付与される摩擦帯電による電荷（以下
トリボと記す）か十分でないために上述のような画像濃
度の低下が生じたものと考えられる。−殻内に低温低湿
環境においてはトナーのトリボは高くなる傾向を示すか
、このような環境にあっても上述のように画像濃度の低
下を示し、トリボが不足していることが判る。

（Ｂ）一方、ステンレス鋼（ＳＩＪＳ　３０５）製のス
リーブを上述の不定形粒子の替わりに粒度＃４０口の球
形粒あるいは粒状粉粒子のように滑らかな表面を有する
定形ブラスト粒子（以下定形粒子という）のみでブラス
ト処理したスリーブを使用しトナー粒子を用いて連続複
写試験を行なったところ以下の現象か生じた。

常温常湿環境において連続複写動作を続けた際、　５ｏ
ｏｏ枚のときに画像濃度か１．３５と良好であった。ま
た、低温低湿環境において連続複写動作を続けたところ
５０００枚のときに画像濃度か１．３と良好であった。

しかし、スリーブ上のトナーの塗布むらが発生した。す
なわち、この場合においては、トリボの付与は十分にさ
れているが、低温低湿環境においてざらにトリボか高く
なりトナーの塗布むらが発生したものと考えられる。

（Ｃ）また、特開昭５８−１１９７４のようにステンレ
ス鋼（ＳＯ３：１０５）製のスリーブを粒度井６００の
不定形粒子でブラスト処理をした後、該不定形粒子より
も径の小さい粒度＃８００の定形粒子である球形粒子で
ブラスト処理したスリーブを使用し、トナー粒子を用い
て連続複写試験を行なったところ、以下の現象を生じた
。

常温常湿下において連続複写動作を続けた際、５０００
枚のときに画像濃度が１．３と良好であった。

また、低温低湿環境において連続複写動作を続けたとこ
ろ、５０００枚のとに画像濃度は１．２５と良好であっ
たがトナーの塗布むらが発生してしまった。

したかって、不定形粒子のみのブラスト処理の場合にお
けるトリボ不足は改善されたが、低温低湿環境における
トリボの抑制がなされていないことが判る。

（Ｄ）さらにまた、ステンレス鋼（ＳＯ３３０５）製ス
リーブを（Ａ）と同様の粒度＃４００の不定形粒子と（
Ｂ）と同様の粒度＃４００の定形粒子をｌ＝１の割合で
混合した粒子でブラスト処理するという方法が特願昭６
２−１９６５７０で提案されている。この方法によれば
画像濃度とスリーブへのトナー塗市については良好な結
果が得られたが、粒子の管理が繁雑となる欠点がある。

すなわち、不定形粒子と定形粒子の形状、材質による強
度の差から、使用寿命が異なることと、両者の分離がで
きないことなどの理由から交換サイクルが決め難いとい
う点と、砥粒の形状、重量１粒度分布か違うので、混合
比を雑持するために、定期的に混合作業としての均一分
散化を行なう必要があり、煩わしい上、砥粒寿命を縮め
る原因ともなること０以上の点で実用上採用しにくい、
という問題があった。

本発明は、上述の問題を解決し、スリーブ上のトナーの
塗布むらを防止しつつ適切なトリボ量を付与し環境に依
らず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手段］ 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能な表面を有する現像
剤担持体を備えた現像装置において、上記現像剤担持体
の表面は、鋭利な角をもつ不定形粒子を衝突させること
によって細かなピッチの鋭利な突起をもって粗面化され
た突起表面が、該突起表面の１０％ないし９０％の領域
で、滑らかな表面をもつ定形粒子の衝突を受けて大きな
ピッチの波状の凹凸部をもつように形成されて上記突起
表面は凸部におけるよりも凹部において鋭化されている
、 ことにより達成される。

［作用］ 」二記のごとく本発明では、定形粒子を突起表面に衝突
させる領域は９０％以下であり、スリーブ表面の少なく
とも１０％の領域に形成された衝突を受ない凸部におけ
る突起表面は、凹部の表面に比べて鋭利なのでトナーと
の接触頻度が少なくなりトリボの付与を抑制する。また
、定形粒子を突起表面に衝突させる領域は１０％以上で
あり、スリーブ表面の少なくとも１０％の領域に形成さ
れた凹部における表面は鋭利な突起か凸部の表面に比べ
て鈍化されているためトナーとの接触頻度が増してトリ
ボを積極的に付与する。したがって、トナーに付与する
トリボの量を適切なものにする。

［実施例］ 以下添付図面にもとづいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第一実施例としての現像装置をもつ画
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
た感光トラム上のトナー像を転写材へ転写させる転写分
離郁、５は感光ドラム上の残トナーをクリーニングする
ためのクリーニング部である。

かかる画像形成装置は、以下のごとく機能する。

先ず、感光トラムｌ上には静電潜像形成部２によってｐ
Ｈ像が形成される。さらに感光ドラムｌ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１３はトナーを入れる容器であるホッパ
ー１０と、該ホッパー１０からトナーを現像剤担持体た
るスリーブ７の近傍へ送ることとトナーの流動性を高め
る攪拌手段９と、固定されたマグネット８と、さらには
該マグネット８の外側を回転する非磁性のスリーブ７と
が設けられているが、本発明はこれに限定されない。

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

スリーブ７上では感光トラムｌとの対向位置で現像磁極
Ｓ、によってトナーは穂立ちし、感光ドラムｌ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〉によりスリーブ７上のトナーは感光ドラム！へ
飛翔し顕画像化する。このときトナーが飛翔し易い様に
スリーブ７に現像バイアス（直流でも良いか本例交番電
界）をバイアス電源１１で印加する。！１１画像化され
た感光トラムｌ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。−力感光ドラム
ｌ上の残トナーはクリーニング部５でその表面がクリー
ニングされ１次の潜像形成に備える。

次に１以上のととくの画像形成装置における、マグネッ
ト及びスリーブについて説明する。

先ず、マグネット８Ｌｔ、円柱体で図示の６極の磁極強
さはスリーブ７表面上で、Ｎ１：１０００［ｇａｕｓｓ
ｌ、Ｓ、：１０００［ｇａｕｓｓｌ、Ｎ、：７５Ｇ　　
［ｇａｕｓｓｌ、Ｓｔ：５５０［ｇａｕｓｓｌ　、スリ
ーブ７と感光ドラムｌとの最短の間隙が０．２５ｍ５．
スリーブ７と磁性ブレート６との間隙が０．２５ｓ＋ｇ
＋になるように保持した。またバイアス電源１１として
ＡＣにＤＣを重畳させたものを用いて。

その電圧Ｖ□（ピーク対ピーク）が１４００Ｖ、周波数
ｆが１８００ＨｚのＡＣに１２０ＶのＤＣを重畳させて
現像を行い＾４サイズ紙で毎分８０枚のスピード複写処
理を行った。また、感光トラム１はＡ−３ｉであり暗部
電位が４００Ｖ、明部電位が７０Ｖとなるように設定し
た。

またスリーブ７の材質はステンレス鋼（ＳＵＳ３０５）
で外径を：１２＋ｓ−としその表面にブラスト処理した
。該スリーブ７はステンレス鋼の他、アルミニウム、チ
タン鋼でもよい。

本実施例のスリーブ表面のブラスト条件は不定形粒子（
角状粉粒子のように鋭利な角をもつ粒子）として＃４０
０（平均粒径３５〜４５鰺−ＪＩＳ　Ｒ６００１研摩材
の粒度規格に依る。以下、粒径に関しては該粒度規格に
依るものとする。）のＡＮ　、０ユを用いＪ２ｒｐｍて
回転しているスリーブに対しこのスリーブから距離１５
０關離れた直径７間のノズルにより空気圧：１．５ｋＨ
／ｃ１で３０秒間吹き付け、ノズルはスリーブの軸と平
行に３０ｃ■の距離を往復移動させる。その後洗浄工程
でスリーブ表面は洗浄・乾燥される。

さらにその後、定形粒子（球形粒あるいは粒状粉粒子の
ように表面が滑らかな粒子）として＃１００のガラスピ
ーズ（ＦＧＢ）を用い空気圧４．０ｋｇ／ｃｍ”で１５
抄間の処理時間とし、その他の条件を不定形と同様にし
てブラスト処理した。その後は前述の通り洗浄工程を経
た。

次に上述のような処理法の現像′？ｃｆｆｉを用いて複
写動作を行なったところ、間欠複写及び連続複写におい
て濃度の変動は少なく常温常湿下ではいずれも約１．３
５の画像濃度が得られた。また、低温低湿Ｆではいずれ
も１．３の画像濃度が得られ、さらにスリーブ表面への
トナーの塗布むらの発生はなかった。

上記処理後のスリーブの表面観察を行なったところ、そ
の表面は以下のような構造か確認された。すなわち、不
定形粒子による細かい目のブラスト面の約７〜８割の領
域に太き目の定形粒子により凹部か形成されかつ凹部に
は不定形ブラストの細かい目が保存されていることか確
認された。

定形粒子の１＃撃を受けなかった２〜３″！３の部分の
不定形ブラスト面は尖鋭な微細突起か多数みられたか、
定形粒子の衝突を受けた７〜８割の部分の不定形ブラス
ト面は尖鋭な微細突起がやや滑らかになっていた。この
ことはこの表面が微細突起を維持しつつ、その尖鋭さの
違う部分が混在していることを示している。第２図に表
面粗さの状態の概形を示す。

次に、第３図にもとづき、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、スリーブ７に当接したゴムブレード等の可
撓性弾性部材を用いることにある。トナー層規制に、第
３図のととくのブレート１２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でき、小径のマグネット
ローラを使用できるし、かつまたコストの低減化も図れ
る。第３図は二極の７グネツトローラ１３を用いている
。スリーブ表面での磁極の強さは、　Ｓｔ：６００　［
ｇａｕｓｓｌ、Ｎ＋：５００　［ｇａｕｓｓｌであり、
その他バイアス電源１１の条件やスリーブ７と感光ドラ
ムｌとの間隙は第一実施例の場合と同じである。

ブレート１２は、スリーブ軸方向１ｃ−当り２〜１０ｇ
程度の力のもとにスリーブ７と接触しており、ブレート
１２の可能な材質としてはウレタンゴムで０．８〜１ｍ
ｍ厚のものや、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ートが挙げられる。例えば、
ＰＥＴシートで厚さ１００　外−のものポリアミドシー
ト、ボリイ夫ドシートなどがある。

本実施例においてはウレタンゴムを用いた。スリーブ７
は材質としてはステンレス鋼（ＳＯ３３０５）を用いて
その表面にブラスト処理した。

ブラスト処理方法は第一実施例の不定形ツラスト処理後
に定形粒子として＃２００のガラスピーズを用い空気圧
２．５ｋＨ／ｃ１でその他の条件を不定形と同様にして
ブラスト処理した。その後洗浄工程を経たこのスリーブ
を用いて複写動作を行なったところ第一実施例と同等の
好結果が得られた。

本実施例のスリーブにおいても、その表面は不定形粒子
の衝突により形成された尖鋭的な微細突起面の７〜Ｂ１
１の面積を定形粒子の衝幣により尖鋭さを鈍化させてい
るものである。

本実施例においても不定形粒子によるプラスト処理後の
定形粒子によるツラスト処理（重ね打ち処理）か画像濃
度及びスリーブ上へのトナー塗布に好結果をもたらすこ
とかわかった。

次に第一実施例との比較を行なった第−及び第二実験例
について説明する。

［第一実験例］ 不定形ブラスト処理を行なわず、定形ブラストのみを行
なったもの（＃　１００もしくは＃３０口を空気圧４．
０ｋｇ／ｃｓ＊”、時間６０秒で処理）は画像濃度は常
温常湿で１．３５、低温低湿で１．１が得られたが。

低温低湿下でスリーブ上にトナー塗布むらが発生した。

第一実験例のスリーブ表面の状態を第４図に示す。

［第二実験例］ 本実験例は、第一実施例と同一条件の不定形ツラスト処
理のみを行なったものである。不定形ブラスト処理のみ
のスリーブの初期特性としては濃度は常温常湿２低温低
湿ともに１．２以下であったか、低温低湿でのトナー塗
布むらは発生しなかった。第二実験例のスリーブ表面粗
さ状態を第５図に示す。

これらのことから画像濃度及びトナー塗布の良好な結果
を得るためのスリーブ表面性は一部に尖鋭的な微細突起
を有し、一部に鈍化した微細突起を有するのがよいこと
がわかった。

全面が鈍化した突起もしくは定形処理のみか行なわれた
スリーブ表面はトナー粒子とスリーブ表面の接触か活発
に行なわれトナーのトリボは高まるものの、その高まり
を抑制する手段がなく、部に異常に高いトリボのトナー
粒子か存在するとこれがスリーブ表面に鏡映力により吸
着し、画像形成時に飛翔しづらくなり、これかトナー塗
布むらの原因になるものと考えられる。また、全面が尖
鋭的な微細突起のみのスリーブ表面はトナー粒子を機械
的に捕獲しやすく、このためトナー粒子の移動がさまた
げられスリーブとトナーとの接触頻度が少なく、トナー
への十分なトリボ付与ができないものと考えられる。し
たがって、不定形ブラスト後の定形ブラスト（重ね打ち
処理）はトナー粒子へのトリボ付与機能とトリボ過剰付
与防止の両機能を有しているものと考える。

次に第６図を用いて第三実施例について説明する。

本実施例では、第一実施例におけるスリーブ表面処理の
ＦＧＢブラスト処理条件、すなわち定形ブラスト部分と
ＦＧＢブラスト部分の面積比（ＦＧＢブラスト処理時間
、ブラスト粒子を射出する空気圧（以下射出圧と記す）
）のみを変え、これによる違いを調べた。

まず、第一実施例と同様に不定形ブラスト処理済のスリ
ーブ、Ｅに粒度＃１００のＦＧＢを、処理時間が１５．
３０．６０抄、射出圧か２．０，３．０，４．０ｋｇ／
ｃｍ”の条件で定形ブラスト処理を行なった。その他の
条件は第一実施例と同一（した。

第６図に各条件下で作られたスリーブの表面粗さを示し
、表１にスリーブ表面上の定形ツラスト密度（単位面積
中に定形ブラスト処理域の占める割合）とそのスリーブ
を使用した際の画像濃度を示した。但し、自出しは画像
濃度の差の出やすい低温低湿環境とした。

表１によると、同じ粒径の定形粒子を使用してもスリー
ブへの衝突数、衝突力によって定形ブラスト密度が変わ
る一方、条件を変えることによっても同し定形ブラスト
密度を実現することかできることがわかる。また、第６
図に示した表面状態は第７図のように大きく四パターン
に分けることかできる。パターンＡは、不定形ブラスト
処理域の性質が強い場合、パターンＢは定形ブラスト処
理域が多いがその中に不定形ブラスト処理の跡（鈍化さ
れた突起）が存在する場合、パターンＣは数は少ないが
、はとんど平滑となるまでに、強く打ち込まれた定形粒
子の跡が存在する場合、パターンＤは不定形ブラスト処
理跡がほとんど存在しないほどまでに定形ブラスト処理
された場合である。

以上の四パターンの内これらのスリーブを使用した場合
の効果、すなわちトナー塗布むら（ブロッナ）が無く濃
度が適度に得られるのは、パターンＢまたはパターンＣ
であることが表１より明らかである。

次に、不定形粒子径と定形粒子径について説明する。

特開昭５８−１１９７４に提案されている発明は、定形
ブラスト処理を前処理である不定形ブラスト処理後の整
形（面取り）手段として、トナーのスリーブ表面への融
着の防止を図るものであり本発明と趣旨を異にするもの
である。すなわち、不定形ブラスト処理後の整形手段と
して利用するためには、定形粒子は不定形粒子よりも小
さいことが必要であるか１本発明のようにトリボ付ｔ４
−（画像濃度向上）のための広い比較的平滑な定形ブラ
スト処理域を作るためには、定形粒子の方か不定形粒子
よりも大きいことか必要となる。さらに、本発明では、
トリボ過剰付与（これによりトナー塗布むらが生じやす
くなる）防止のための微細粗面域を残すため、定形粒子
を前処理である不定形ブラスト処理の全域には打ち込ま
ないようにしている。実験によると、定形ブラスト密度
は１０〜９０％か有効であり、さらに好ましくは、３０
〜８０％が良好であった。

なお、不定形粒子としては、炭化珪素粒子、アルミナ粒
子、三酸化鉄粒子、二酸化チタン粒子のいづれかを利用
し、また定形粒子としてはガラスピーズ、鋼球、フェラ
イト球、偏平フェライト粒子のいづれかを利用すればよ
いが、これらに限るものではない。

また、現像剤担持体としては１円筒状のものに限らず、
円柱状のもの、ベルト状のものが使用でき１ｍ石自体の
ローラも使用できる。

また、上述の実施例では、現像部に、スリーブ、ドラム
間隙よりも薄い現像剤層を搬送したか、本発明はスリー
ブ、ドラム間隙と等しいかそれより厚い現像剤層を現像
部に搬送する現像装置にも適用できる。

またトナーとしては平均粒径が３〜１５ＩＬｍのものを
使用するものに本発明は有用であるがこれに限られない
。

［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、スリーブ外表面
に不定形粒子により微細に粗面化処理な施し、さらに定
形粒子を衝突させて凸部の突起表面に比べて鈍化された
突起表面を有する凹部を形成することによりトナーに適
正なトリボを付与することかできる。したがって、本発
明の現像剤担持体を現像スリーブ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、トナーの塗布むらも発生せずに連続複写動作におい
ても常に良好な画像を提供でき、環境に依らず安定した
画像を提供することかてきる。

【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ｌ！略構成図、
第２図は第一実施例装置の現像剤担持体の表面を示す図
、第３［！４は第二実施例装置を示す概略構成図、第４
図は第一実験例の結果の表面粗度を示す図、　ｗＳｓ図
は第二実験例の結果の表面粗度を示す図、第６図は第三
実施例の各条件下での表面粗度を示す図、第７図は第６
図の表面粗度を分類した図である。 ３・・・・・・現像装置 ７・・・・・・現像剤担持体（スリーブ）代 理 人

Claims (3)

【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
   る現像剤担持体を備えた現像装置において、 上記現像剤担持体の表面は、鋭利な角をもつ不定形粒子
   を衝突させることによって細かなピッチの鋭利な突起を
   もって粗面化された突起表面が、該突起表面の１０パー
   セントないし９０パーセントの領域で、滑らかな表面を
   もつ定形粒子の衝突を受けて大きなピッチの波状の凹凸
   部をもつように形成されて上記突起表面は凸部における
   よりも凹部において鈍化されている、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）定形粒子の平均粒径が不定形粒子の平均粒径より
   も大きいこととする請求項（１）に記載の現像装置。
3. （３）凹部は、定形粒子の現像剤担持体への衝突力また
   は現像剤担持体表面の単位面積当りの衝突定形粒子数ま
   たは定形粒子の粒径のうち少なくとも一つを選択して設
   定することにより、突起表面の１０パーセントないし９
   ０パーセントの範囲に形成されていることとする請求項
   （１）に記載の現像装置。