JPH0336567A - 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、−酸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、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ツラスト粒子（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　Ｒ
６００１研摩材のものに依る。以下同じ）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
スリーブ周速を４８０ｍｍ／　ｓｅｃとして、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、５０００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）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（ＳＯ３３０５）製のスリー
ブを上述の不定形粒子の替わりに粒度＃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象が生じた。

常温常温環境において連続複写動作を続けた際、５００
０枚のときに画像濃度が１．３５と良好であった。また
、低湿低湿環境において連続複写動作を続けたところ５
０００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が高くな
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Ｃ３ｌＪＳ　３０５）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＃８０Ｑ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か判る。

（Ｄ）さらにまた、ステンレス鋼（ＳＯ３：１０５）製
スリーツを（Ａ）と同様の粒度井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
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市については良好な
結果か得られたが、粒子の管理が繁雑となる欠点かある
。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、スリーブ周速によらず
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
た突起表面か、上記不定形粒子の平均粒径よりも大なる
平均粒径の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四部において鈍化され
ており。

上記四部は、上記現像剤担持体の表面の全面積に対する
上記定形粒子を衝突させる領域の面積の割合Ｓ（％）は
現像剤担持体の表面の移動速度Ｖ（−一／５ｅｃ）に対
して、 −０，０２Ｖ　＋１５≦Ｓ≦−０，０２Ｖ　＋８５の関
係を有して形成されている、 ことにより遠戚される。

［作用］ 上記のごとく本発明では、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か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
竪するトリボの量を適切なものにする。

さらに、上記スリーブ表面の全面積に対する突起表面が
鈍化された領域の面積の割合とスリーブの周速Ｖの関係
を調べた結果、−〇、０２ｖ　＋　１５以上の場合はス
リーブ周速か遅くトナーの移動量か少なくても十分に広
い領域で鈍化されているために十分なトリボを付与する
こととなり、−０，０２Ｖ　＋８５以下の場合はスリー
ブ周速が速く、トナーの移動量が多くても鈍化された領
域か大き過ぎることがなく過大なトリボを与えないこと
となることが判明した。

［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ｌ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１３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ド６によって規制される。

スリーブ７上では感光ドラムｌとの対向位置で現像磁極
ＳＩ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（好ましくはＡＣのような
振動電界）によりスリーブ７上のトナーは感光トラムｌ
へ飛翔し顕画像化する。このときトナーか飛翔し易い様
にスリーブ７に現像バイアス（直流でも良いが本例交ｉ
ｎ界）をバイアス電源１１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。−力感光ドラムｌ
上の残トナーはクリーニング部５でその表面かクリーニ
ングされ、次の潜像形成に備える。

次に１以上のご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８は、円柱体で図示の各様の磁極強さ
はスリーブ７表面上で、Ｎ、　：　１０００［ｇａｕｓ
ｓｌ、Ｓ、：１０００［ｇａｕｓｓｌ、Ｍ、：７５０　
［ｇａｕｓｓｌ、Ｓ２：５５０［ｇａｕｓｓｌ　、スリ
ーブ７と感光ドラムｌとの最短の間隙か０．２５謙麿、
スリーブ７と磁性ブレード６との間隙が０．２５ｍｍに
なるように保持した。またバイアス電源ｌ］としてＡＣ
にＤＣを重畳させたものを用いて。

その電圧Ｖｐｐ（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
て現像を行い複写処理を行った。また、感光ドラムｌ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（５ＵＳ３０５）
で外径を３２■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３５〜４５１Ｌ閣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Ａｎｔ’ｓを用い１２ｒｐ■で
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鳳■離れた直径７■−のノズルにより空気圧３．５ｋ
ｇ／ｃｓ”で３０秒間吹き付け、ノズルはスリーブの軸
と平行に３０ｃ謙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　Ｂｍ）のカラスビーズ（ＦＧＢ）を用
い空気圧３．０ｋｇ／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スリーブ周
速を４８０ｍｍ／ｓｅｅとし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
分が混在していることを示している。

本実施例において、不定形粒子によるブラスト処理後に
定形粒子（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市に好結果をもたらすこ
とがわかった。すなわち１画像源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。

次に本発明の第二実施例について説明する。

本実施例は、定形ブラスト処理に用いる粒子を井４００
（平均粒径約５０＃Ｌｓ＋　）のガラスピーズに変え、
また、スリーブ周速を５０ｍｍ／ｓｅｃにしたところか
第一実施例と異なる。その他のブラスト条件や現像装置
構成は第一実施例と同一である０本実施例において連続
複写動作を行なったところ、画像濃度は常温常温下で１
．３０、低温低湿下で１．２５であった。また、トナー
の塗布むらは発生しなかった。このとき用いたスリーブ
表面を観察したところ、定形ブラスト処理領域の割合は
８〜９割であった。

次に第三実施例について説明する。本実施例は定形ブラ
スト処理に用いる粒子を＃３０（平均粒径５００〜７０
０１Ｌｍ　）のガラスピーズに変え、スリーブ周速を９
００ｍｍ／ｓｅｃにしたところが第−及び第二実施例と
異なる。その他のブラスト条件や現像装置構成は第一実
施例と同一である０本実施例において連続複写動作を行
なったところ第二実施例と同等の好結果が得られた。こ
のとき用いたスリーブ周速は定形フラスト処理領域の割
合が３〜４割であった。

次に第−実験例及び第二実験例について説明する。

［第一実験例］ 本実験例は、スリーブのブラスト処理方法において定形
粒子として＃６００（平均粒径３０←ｓ）のガラスピー
ズな使い、その他の条件については第一実施例と同一の
処理を施したスリーブを用い、第一実施例と同一の現像
装置でスリーブ周速を９００關／ｓｅｃとしてＪ１！続
複写動作を行なった。その結果１画像濃度は常温常温、
低温低湿いずれにおいても１．３５と良好であったが、
低温低湿でスリーブ上のトナーの塗布むらが発生した。

このとき用いたスリーブの表面は定形ブラスト処理を受
けた領域の面積の割合が９割以上であった。

［第二実験例］ 本実験例は、スリーブのブラスト処理方法において、定
形粒子として＃３０（平均粒径５００〜７００ＳＬｍ）
のガラスピーズな使い、その他の条件については第一実
施例と同一の処理を施したスリーブを用い、第一実施例
と同一の現像装置でスリーブ周速を５０ｍｍ／ｓｅａと
して連続複写動作を行なった。その結果、画像濃度は常
温常湿で１．２〜１．３、低温低湿で１．１〜１．２で
あった。また、低温低湿においてトナー塗布むらは発生
しなかた。このとき用いたスリーブの表面は定形ツラス
ト領域の割合が３〜４割であった。

これらの結果から、スリーブ周速によらず、良好な画像
濃度を雑持し、かつ均一なトナー塗布を得るためにはス
リーブ周速（応じてブラスト処理条件を適宜調節する必
要があることがわかる。

第一、第二及び第三実施例と第−及び第二実験例の結果
で述べたように、定形ブラスト域の大きさとして適切な
範囲はスリーブ周速によって異なる。実験によると、定
形ブラスト領域の面積の割合Ｓ（％）の望ましい範囲は
、スリーブ周速ｖ　（ａｍ／５ｅｃ）に対して−０，０
２ｖ　＋１５≦Ｓ≦−０，０２ｖ＋８５であり、特に望
ましい範囲は−０，０２Ｖ　＋２５≦Ｓ≦−〇、０２ｖ
　＋７５であった。これを第３図に示した。スリーブ周
速が大きい程、スリーブ表面上でのトナー粒子の移動量
は大きくなるのでトナー粒子の摩擦帯電が活発になりト
リボが増大すると考えられる。このため、スリーブ周速
が大きい場合、定形ブラスト領域か大き過ぎるとトリボ
過大となりトナー塗布むらか発生する。逆にスリーブ周
速か小さい場合、定形ブラスト域が小さ過ぎるとトリボ
過小となり、濃度低下を招く、スリーブ周速か大きい場
合は定形ブラスト域か小さめになるように、またスリー
ブ周速が小さい場合は定形ブラスト域が大きめになるよ
うにツラスト処理することにより良好な濃度とトナー塗
布を得ることができる。

上述した実施例及び実験例においては、定形ブラスト域
の大きさを変える手段として定形粒子の粒径を変えるこ
とを行なった。第４図は定形粒子の粒径と定形ブラスト
処理領域の大きさの関係である。ただし、定形粒子の射
出する空気圧（以下射出圧と記す〉は３．０ｋｇ／ｃｍ
”　、処理時間は３０秒に統一しである。射出圧を一定
に保ったとき、定形ブラスト領域の割合は射出する粒子
の粒径に反比例することが簡単な計算かられかるが、第
４図はほぼこの関係が成立している。定形粒子の粒番は
大きい（平均粒径が小さい）はど定形ブラスト域は大き
くなる。第３図、第４図から例えばスリーブ周速が４８
０ｍｍ／ｓｅｃの場合、望ましい定形ブラスト域の大き
さは３０〜８０％で、この大きさの定形ブラスト域を得
るためには定形粒子として＃３０〜＃４００を使えばよ
い、また、第一実施例ないし第三実施例の結果から定形
粒子の平均粒径は不定形粒子の平均粒径よりも大である
必要がある。

定形ブラスト城の大きさを変える手段には定形粒子の粒
径を変える方法の他に、定形粒子の射出圧や処理時間を
変える方法もある。あるいは、粒径、射出圧、処理時間
を組み合わせることにより様々な処理方法か可能である
。

上記のようなスリーブ周速が大きい程、定形ブラスト処
理領域を小さめにすることにより、良好な濃度とトナー
塗布を得る手法は、もちろん現像装置構成か変わっても
適用することができる０例えば第５図は、トナー層の厚
み規制に磁界を利用するのではなく、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１２を用いること
を特徴とした第四実施例装置であるが、このような例に
対してもブラスト処理を調節することにより良好な画像
濃度とトナー塗布を得ることかできた。

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、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、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３〜１５ｇｍ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を施し、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
面を有する四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
現像剤相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、スリーブ周速及び
環境に依らず安定した画像を提供することかできる。

【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図は本発明の現像剤担持体の周速と現像剤担持体の
全面積に対する定形ブラスト処理領域の面積の割合との
関係を示す図、第４図は本発明の定形粒子の粒径と定形
ブラスト処理領域の割合の関係を示す図、第５図は第四
実施例装置を示す概略構成図である。 ３・・・・・・現像装置

Claims (2)

【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、上記不定形粒子の平均
   粒径よりも大なる平均粒径の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、上記現像剤担持体の表面の全面積に対する
   上記定形粒子を衝突させる領域の面積の割合Ｓ（パーセ
   ント）が、現像剤担持体の表面の移動速度ｖ（ミリメー
   トル毎秒）とした場合、１５から移動速度ｖに０．０２
   を乗じたものを引いた値以上、また８５から移動速度ｖ
   に０．０２を乗じたものを引いた値以下であるような関
   係を有して形成されている、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）定形粒子の平均粒径は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。