JPH0336564A - 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
しなが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２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
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
。

［発明が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
リーブ上に粒度＋４００（粒度の規格は、ＪＩＳ　Ｒ６
０Ｏ１研摩材のものに依る。以１同じ）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
ところ以下ののどとくの問題となる現象が生じた。

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、　５ｏｏｏ枚のときに画像濃度か１．３か
ら１．１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）が十分でないために上述のような画像濃
度の低下か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
が、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Ｃ３ｌＪＳ　３０５）製のス
リーブを上述の不定形粒子の替わりに粒度井４００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貴か生じた。

常温常湿環境において連続複写動作を続けた６、　５ｏ
ｏｏ枚のときに画像濃度が１．３５と良好てあった。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が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か発生した。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さらにトリボが高く
なりトナーの塗布むらか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：＋０５）製のスリーブを粒度＋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。

したがって、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。

ＣＤ）さらにまた、ステンレス鋼（ＳＯ３：１０５）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＃４０口の定形粒子をｌ：ｌ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
６２−１９６５７０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布については良好な
結果が得られたが、粒子の管理か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、使用寿命か異なることと、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５重量、粒度分布が違うので、混
合比を維持するために、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。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。

［Ｈ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、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
されており、上記凹部は、不定形粒子よりも小さい値の
単位面１ａ当りの印加エネルギーを定形粒子から受けて
形成されている、 ことにより遠戚される。

［作用］ Ｌ記のごとく本発明では、定形粒子によるスリーブ表面
の単位面積当りの印加エネルギーが不定形粒子のものよ
りも弱くなるように設定されており、スリーブ表面に形
成された凹凸部の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
リボの付与を抑制し、凹部における表面は鋭利な突起が
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
頻度か増して必要十分なるトリボを確保している。かく
して、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Ｉｊｔ、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（以ド
「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、感光ドラムｉ上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１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
撹拌手＆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
設けられているか１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ド６によって規制される。

スリーブ７上では感光トラム１との対向位置で現像磁極
Ｓ１によってトナーは穂立ちし、感光トラムｌ上の潜像
とスリーブ７との間の電界Ｃ好ましくはＡＣのような振
動電界）（よりスリーブ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（直流でも良いが本例交番電
界〉をバイアス電源１１で印加する。ｉｉｉ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、該転写村上のトナー像
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Ｆ！６５でその表面がク
リーニングされ、次の潜像＃成に備える。

次に、以上のどとくの画像形成装置における、マクネッ
ト及びスリーブについて説明する。

先ず、マグネット８は、円柱体で図示の６極の磁極強さ
はスリーブ７表面上で、Ｎｔ：１０００［ｇａｕｓｓｌ
、Ｓｔ：ｌ０００［ｇａｕｓｇｌ、Ｎ、＝７５０　［ｇ
ａｕｓｓｌ、Ｓ２：５５０［ｇａｕｓｓｌ　、スリーブ
７と感光ドラム１との最短の間隙が０．２５ｍ＠、スリ
ーブ７と磁性ブレード６との間隙か０．２５−一になる
ように保持した。またバイアス電源１１としてＡＣにＤ
Ｃを重畳させたものを用いて、その電圧Ｖ２．（ピーク
対ピーク）が１４００Ｖ、周波数ｆが１８００ＨｚのＡ
Ｃに１２０ｖのＤＣを重畳させて現像を行いＡ４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
光ドラムｌはＡ−５ｉ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（５ＵＳ３０ｓ）
で外径を３２ｍ５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
Ｇ（平均粒径３５〜４５μ■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。）のへｌ　＊Ｏｓを用い１２ｒｐｍで
回転しているスリーブに対しこのスリーブから射出距離
１５０關離れた直径７−■のノズルにより空気圧（射出
圧）　：１．５ｋｇ／ｃ１で処理時間を３０秒間として
吹き付け、ノズルはスリーブの軸と平行に３０ｃｍ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（平均粒
径１５０〜１８０　％鵬）のガラスピーズ（ＦＧＢ）を
用い空気圧（射出圧）　３．０ｋｇ／Ｃｍ”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。その後は
前述の通り洗浄工程を経た。第２図に本実施例スリーブ
の表面粗さ状態を示す。

次に上述のような処理法の現像装置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１．３５の画像
濃度が得られた。また、低温低湿下ではいずれも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が確認された。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が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が確
認された。

定形粒子の衝撃を受けなかった２〜３割の部分の不定形
ブラスト面は尖鋭な微細突起が多数みられたが、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
分か混在していることを示している。

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ト等の可
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ド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図は二極のマグネットローラ１３を用いている
。スリーブ表面での磁極の強さは、Ｓ、：６ＧＧ　［ｇ
ａｕｓｓｌ、Ｍ、：５０Ｇ　［ｇａｕｓｓｌであり、そ
の他バイアス電源ｌｌ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ｌｅａ当９２〜１０ｇ
程度の力のもとにスリーブ７と接触しており、ブレード
１２の可能な材質としてはウレタンゴムで０．８〜ｉｓ
麿厚のものや、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か挙げられる０例えば、
　ＰＥＴシートで厚さ１００μ−のものポリアミドシー
ト、ポリイミ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Ｃ３ＵＳ　：１０５）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ブラスト処理後
に定形粒子として＃２００のガラスピーズを用い空気圧
（射出圧）　２．５ｋｇ／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７〜８割
の面積を定形粒子の衝撃により尖鋭さを鈍化させている
ものである。

次に、第三実施例について説明する。これは第一実施例
のスリーブブラスト処理において定形粒子として第一実
施例のものよりも大きい＃６０のガラスピーズを用い、
空気圧（射出圧）３．０ｋｇ／ｃ１で処理時間を２０秒
としたもので、その他のブラスト処理条件や現像装置構
成は第一実施例と同一である。この実施例において連続
複写動作を行なったところ、濃度、塗布むら共に良好な
結果を得た。スリーブ表面は不定形粒子による尖鋭な微
細突起ブラスト面の約５割の面積に定形粒子の太き目の
凹部が形成され、かつ凹部には不定形ブラストの鈍化さ
れた微細突起が確認された。　本実施例においても不定
形粒子によるブラスト処理後の定形粒子によるブラスト
処理（重ね打ち処理）が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がわかった。

また、以上の第一実施例ないし第三実施例より、定形粒
子の平均粒径が不定形粒子の平均粒径よりも大であると
きに好結果が得られることもわかった。

次に第−及び第二実験例について説明する。これらの実
験は定形ブラスト処理あるいは不定形ブラスト処理のい
ずれか一方のみを行なって、第一実施例との比較を行な
ったものである。

［第一実験例］ 不定形ブラスト処理を行なわず、定形ツラストのみを行
なったもの（＃１００もしくは＃：１００を空気圧（射
出圧）　４．０ｋｇ／ｃｍ”、時間６０秒で処８りは画
像濃度は常温常湿で１．３５、低温低湿で１．３が得ら
れたか、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ブラスト処
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、低温低
湿ともにｌ：２以下であったか、低湿低湿でのトナー塗
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。

第−実験例及び第二実験例においてスリーブ表面上のト
ナーのトリボを測定したところ第一実験例は高いトリボ
値で、第二実験例は低いトリボ値を示した。

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かよいこと
がわかった。

全面か鈍化した突起もしくは定形処理のみが行なわれた
スリーブ表面はトナー粒子とスリーブ表面の接触が活発
に行なわれトナーのトリボは高まるものの、その高まり
を抑制する手段かなく、−部に異常に高いトリボのトナ
ー粒子が存在するとこれか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、これがトナー
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。

次に第三実験例について説明する。

［第三実験例］ 本実験例は、不定形ブラスト処理を第一実施例と同じ条
件の＃４００のものを用いて射出圧３．５ｋｇ／ｃｍ”
で３０秒間行なった後に定形ブラスト処理は粒径を第一
実施例と同様に＃１００にして空気圧（射出圧）と処理
時間を４．０ｋｇ／ｃ１及び６０秒間とし、不定形ブラ
スト処理よりも高い空気圧でかつ長い処理時間で行なっ
たものである。その結果画像濃度は良好であったが低温
低湿ではトナー塗布むらが発生した。このスリーブの表
面は後処理の定形ブラストの衝突のために前処理の不定
形ブラストの微細突起が極度に少なくなっていた。した
がって、本発明にとって好ましい条件はブラスト処理の
■ノズルとスリーブの間の射出距離、■空気圧（射出圧
）、■処理時間、■粒径の条件により決定される印加エ
ネルギーか前処理の不定形ブラスト処理より、も後処理
の定形ブラスト処理の方が弱いことにあるといえる。つ
まり、上記■〜■の条件か同等である場合は砥粒の粒径
を前処理の不定形粒子よりも後処理の定形粒子の方を大
きくして単位面積当りの衝突力を後処理の定形ブラスト
処理の方で弱くするように設定すればよい。

さらに上記四つの条件のうちの少なくとも二つの積によ
る値か前処理よりも後処理の方で印加エネルギーを弱め
るように設定されていることが好条件となる。

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２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、磁石自体の
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が１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（コールタ−カウンター法
による体積平均値）が３〜１５１Ｌ■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、スリーツ外表面
に不定形粒子により微細に粗面化処理を施し、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
適正なトリボを付享することがてきるやしたかっ°Ｃ５
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、トナーの塗血むらを発生させずに連続複
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図は第一実施例装置の現像剤担持体の表面を示す図、
第３図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、第５図は第二実験
例の結果の表面粗度を示す図である。 ３・・・・・・現像装置

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、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おり、上記凹部は、不定形粒子
   よりも小さい値の単位面積当りの印加エネルギーを定形
   粒子から受けて形成されている、 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
   大であることとする請求項（１）に記載の現像装置。
3. （３）印加エネルギーは、定形粒子を現像剤担持体の表
   面に射出衝突せしめる際の射出距離、射出圧、射出に要
   する処理時間のうち少なくとも一つが不定形粒子よりも
   小さい値であることとする請求項（１）に記載の現像装
   置。