JPH07121023A

JPH07121023A - 樹脂スリーブの製法

Info

Publication number: JPH07121023A
Application number: JP26720393A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Adachi; 雅彦足立
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1993-10-26
Filing date: 1993-10-26
Publication date: 1995-05-12

Abstract

(57)【要約】【目的】所望の肉厚で外周面の所望部分に所望の微小
凹凸を有し、電子写真装置や静電記録装置における現像
装置のトナー搬送担持体その他、樹脂スリーブ外周面に
微小凹凸があることが要求される分野に広く利用でき
る、外周面の全部又は一部に微小凹凸を有する樹脂スリ
ーブの簡単、正確でコスト安につく製造方法を提供す
る。【構成】樹脂スリーブ素管６１を準備し、素管６１材
料樹脂を膨潤させ得る溶媒で素管６１表面をゲル状と
し、表面ゲル状素管６１を内周面の予め定めた部分に微
小凹凸５０を形成した円筒形状金型５内に導入して素管
６１をその表面が金型５内面に密接するまで加圧膨張さ
せるとともに加温することで樹脂スリーブ６２を形成
し、樹脂スリーブ６２を金型５から取り出し、外周面の
全部又は一部に微小凹凸６２１を有する樹脂スリーブ６
２を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂スリーブ、特に外周
面の一部又は全部に微小凹凸を有する樹脂スリーブの製
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂スリーブは種々の分野で用いられて
いるが、一例を挙げると、電子写真装置や静電記録装置
における現像装置において用いられる。即ち、複写機、
プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置において、静
電潜像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供給し
て可視化する現像装置におけるトナー搬送担持体として
利用される。

【０００３】さらに詳述すると、例えば、図５に示すよ
うな現像装置における現像スリーブ（トナー搬送担持
体）１として用いられる。この現像装置は、駆動ローラ
２に、このローラ外径より若干大きい内径を有するスリ
ーブ形状のトナー搬送担持体１を外嵌し、該担持体を静
電潜像担持体ＰＣとは反対側からガイド部材３等で駆動
ローラ２に押し当て、静電潜像担持体ＰＣ側にできたた
るみ部分１１を該担持体ＰＣに接触させ、駆動ローラ２
を回転させることによりトナー搬送担持体１を回転させ
るようにし、さらに、該担持体１に現像剤規制ブレード
４を当接させたものである。現像スリーブ１には電源Ｐ
Ｗにて現像バイアスが印加される。トナーＴはブレード
４の規制のもとに帯電し、スリーブ１表面に付着して現
像領域へ搬送され、そこで像担持体ＰＣ上の静電潜像の
現像に供される。

【０００４】このスリーブ形状のトナー搬送担持体は、
通常、電鋳法等により製作された金属スリーブである
が、金属スリーブでは材料選択範囲が狭く、製作コスト
も高くつくとともに電気抵抗も小さいものに限定される
ので、樹脂スリーブを採用することが提案されている。
樹脂スリーブでは、材料選択の幅が広く、製作コストも
安いうえ、各種添加剤の使用により電気抵抗を任意に制
御でき、画像のγ特性も自由に決定できる等の利点があ
る。

【０００５】この種の現像装置は、電子写真装置や静電
記録装置等の小型化、低価格化の要求に応じ、今後さら
に普及する傾向にある。この種の現像装置において重要
なことは、トナー搬送担持体上に適正に帯電した適正な
厚さのトナー薄層を形成して、これを正確に現像領域へ
搬送することである。

【０００６】トナー搬送を良好にするため、トナー搬送
担持体表面に微小な凹凸を形成することが提案されてい
る。この微小な凹凸を付ける手法としては、樹脂スリー
ブ表面をアルミナサンド等でサンドブラスト処理する等
の物理的方法を挙げることができるが、このほか、特開
平１−２５５８７３号公報は、トナー搬送担持体を樹脂
製としてセラミック粒子をコーティングあるいは分散含
有させることを教えており、特開平４−２４３２７５号
公報は、内周面に微小凹凸を形成した電鋳スリーブ型内
に現像スリーブのもとになる合成樹脂スリーブ素管を導
入し、それを熱変形温度以上、融点未満に加熱するとと
もに内側から加圧して該素管外面を電鋳スリーブ内面へ
膨張密接させることで該樹脂スリーブ外面に微小凹凸を
付けることを教えている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、微小凹凸を付
ける方法として、樹脂スリーブ表面をサンドブラスト処
理等により物理的に処理する場合、その樹脂スリーブが
前述のようなトナー搬送担持体であって、そのたるみ部
分を静電潜像担持体に接触させる場合には、該たるみ部
分を静電潜像担持体に柔らかく接触させるためにその厚
みが限定されるので、凹凸を付けること自体難しいう
え、凹凸の状態を制御し難いとともに、トナー搬送担持
体表面にブラスト材が付着或いは突き刺さった状態にな
り易く、これが画像ノイズを招いたり、静電潜像担持体
にキズを付け、その寿命を短くする原因になる。

【０００８】また、特開平１−２５５８７３号公報に開
示されているように、微小凹凸を、セラミック粒子をコ
ーティングしたり、分散含有させて得る場合には、該凹
凸の粗さ、形状を制御し難く、樹脂スリーブ個々で凹凸
の状態が均一化されない。この点、特開平４−２４３２
７５号公報に開示されている方法によると、このような
問題を回避できるが、樹脂スリーブ素管を電鋳スリーブ
型に密着するまで加圧膨張するには大きな圧力を必要と
し、樹脂スリーブ素管と電鋳スリーブ型との間にずりが
生じて得られる樹脂スリーブ表面にしわが発生すること
があり、量産化することが困難である。さらに、温度を
上げ樹脂スリーブ素管の融点近傍まで加熱すると、電鋳
スリーブ型に樹脂スリーブが溶着してしまい取り出すこ
とができなくなることがある。

【０００９】そこで本発明は、所望の肉厚で外周面の所
望部分に所望の微小凹凸を有し、電子写真装置や静電記
録装置における現像装置のトナー搬送担持体その他、樹
脂スリーブ外周面に微小凹凸があることが要求される分
野に広く利用できる、外周面の全部又は一部に微小凹凸
を有する樹脂スリーブの簡単、正確でコスト安につく製
造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的に従
い、樹脂スリーブ素管を準備し、該素管材料樹脂を膨潤
させ得る溶媒で該素管表面をゲル状とし、該表面ゲル状
素管を内周面の予め定めた部分に微小凹凸を形成した円
筒形状金型内に導入して該素管をその表面が前記金型内
面に密接するまで加圧膨張させるとともに加温すること
で樹脂スリーブを形成し、該樹脂スリーブを前記金型か
ら取り出すことを特徴とする外周面の全部又は一部に微
小凹凸を有する樹脂スリーブの製法を提供する。

【００１１】ここでゲル状とは、未だ保形性を備えてい
るが柔らかくなっている状態を指す。内周面の予め定め
た部分に微小凹凸を形成した円筒形状金型としては、代
表例として電鋳スリーブ型を挙げることができる。該電
鋳スリーブ型としては、例えばパイプの所定箇所にホー
ニング処理、切削加工等により所定の凹凸加工を施して
なる電鋳用マスタを用いて形成した電鋳スリーブを挙げ
ることができる。この凹凸は鋭角な凹凸でも、丸みを帯
びた凹凸でも、台形状の凹凸でもよく、任意である。

【００１２】また、前記樹脂スリーブ素管の溶媒による
膨潤は、例えば該素管を溶媒中に浸漬したり、スプレー
等を用いて溶媒を該素管に吹きつけたりすること等によ
り行うことができる。また、前記樹脂スリーブ素管への
加圧は、代表例としてガス圧によるものを挙げることが
でき、該素管をガス圧を用いて膨張させるにあたって
は、該素管の一端部を閉じ、該素管内に直接ガスを導入
するようにしてもよいが、膨張収縮可能な袋を前記素管
内に入れ、該袋にガスを導入して行ってもよい。膨張用
ガスとしては空気、不活性ガス等を使用できる。

【００１３】なお、何れの場合もガス圧は前記円筒形状
金型内周面の微小凹凸を前記樹脂スリーブ素管外周面に
転写させることができる圧力とするが、該ガス圧はあま
り小さすぎて該樹脂スリーブ素管外周面に所望の微小凹
凸が形成されなかったり、また、あまり大きすぎて該樹
脂スリーブ素管と金型との間に生じるずりにより該樹脂
スリーブ素管表面に実用上問題になるしわが発生した
り、該スリーブ素管樹脂のゲル状部分が金型の端からは
み出したりすることがないようにする。前記のガス圧は
スリーブ素管原料樹脂及び溶媒の種類により異なるが、
５〜１０Ｋｇｆ／ｃｍ²程度が、これには限定されない
が、考えられる。

【００１４】また、前記樹脂スリーブ素管の加温は、前
記電鋳スリーブ内周面の微小凹凸を前記樹脂スリーブ素
管外周面に転写させることができる温度で行い、円筒形
状金型に装着して加圧後加温する。前記の温度はあまり
低すぎて溶媒が十分に揮発しないために該樹脂スリーブ
素管外周面に所望の微小凹凸が形成されなかったり、ま
た、あまり高すぎてゲルの保形性が失われ該樹脂スリー
ブ素管外周面に所望の微小凹凸が形成されなかったりす
ることがないようにする。前記の温度はスリーブ素管原
料樹脂及び溶媒の種類により異なるが、９０〜１３０℃
程度が、これには限定されないが、考えられる。

【００１５】また、前記樹脂スリーブ素管は、最終的に
得られる樹脂スリーブの用途に応じた原料樹脂から例え
ば押し出し成形によってそのまま使える長さ、又はあと
で裁断して使える長さ等、適当な長さに製作すればよ
い。前記の製法において用いるスリーブ素管原料樹脂と
しては、例えばポリアミド、ポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）
等の結晶性樹脂、変性ポリフェニレンエーテル（変性Ｐ
ＰＥ）、ポリカーボネート等の非晶性樹脂等が考えら
れ、さらにこれらの樹脂に必要に応じ各種添加材、フィ
ラー等を入れておくことができる。

【００１６】また、前記樹脂スリーブ素管を膨潤させる
ための溶媒は樹脂スリーブ材料の溶解度パラメータδ
（ｃａｌ^1/2／ｃｍ^3/2）に対して、 δ−２≦δ≦δ＋２の条件を満たす溶解度パラメータδ、即ち樹脂スリーブ
材料の溶解度パラメータに対して±２の範囲内の溶解度
パラメータを有するものが良溶媒として用いられる。な
お、溶解度パラメータδは次の式で表されるものであ
る。

【００１７】δ＝ｅ^1/2＝（Ｅ_coh／Ｖ）^1/2＝（ΔＨ
ｖ−ＲＴ／Ｖ）^1/2＝｛ｄ（ΔＨｖ−ＲＴ）／Ｍ｝^1/2 Ｅ_coh：凝集エネルギ（ｃａｌ／ｍｏｌ）Ｖ：分子容（ｃｍ³／ｍｏｌ） ΔＨｖ：蒸発熱（ｃａｌ／ｍｏｌ）Ｒ：ガス定数（ｃａｌ／ｍｏｌ・Ｋ）ｅ：凝集エネルギ密度（ｃａｌ／ｃｍ³）Ｔ：絶対温度（Ｋ）ｄ：密度（ｇ／ｃｍ³）Ｍ：分子量（ｇ／ｍｏｌ）前記溶媒としては、例えばポリアミド樹脂に対してはジ
クロロメタン（ＣＨ₂Ｃｌ₂）とメタノール（ＣＨ₃Ｏ
Ｈ）の１：１混液やクロロホルム（ＣＨＣｌ₃）とＣＨ
₃ＯＨの１：１混液等が考えられ、ポリカーボネート樹
脂に対してはＣＨ₂Ｃｌ₂等が考えられ、ＰＢＴに対し
ては濃硝酸や濃硫酸等が考えられる。

【００１８】

【作用】本発明方法によると、予め適当な長さの樹脂ス
リーブ素管が準備され、該素管は、該素管の材料樹脂を
膨潤させることができる溶媒に浸漬、該溶媒のスプレー
等の手法にて表面がゲル状に処理される。このように表
面ゲル状とされた樹脂スリーブ素管は、内周面の予め定
めた部分に微小凹凸を形成した円筒形状金型内に導入さ
れ、該素管表面が該金型内面に密接するまで加圧され、
膨張せしめられるとともに加温され、かくして金型内周
面の微小凹凸が外周面に転写された樹脂スリーブが形成
される。該樹脂スリーブは金型から取り出され、そのま
ま、又はさらに必要に応じて裁断され、利用される。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を図１から図３を参照し
て説明する。以下に説明する実施例は複写機、プリンタ
等の電子写真装置の現像装置（図２に示すもの）におい
てトナー搬送担持体１として利用できる樹脂スリーブの
製法に関する。

【００２０】まず、成形用金型としての電鋳スリーブを
次のように製作する。電鋳用マスタとする外径２５ｍｍ
のパイプの表面を予め定めた間隔をおいてテープ等で幅
約１０ｍｍにマスキング処理し、該マスキング処理部分
の間のパイプ表面にホーニング処理により予め定めた形
状、粗さの微小凹凸加工を施して電鋳用マスタを形成
し、このマスタを用いてその表面にニッケル製の電鋳ス
リーブ５（図２参照）を形成する。スリーブ５の内面に
は微小凹凸５０が転写されている。このスリーブ５にお
いて、前記マスタのマスキング処理部分に対応する内面
は鏡面に形成される。この鏡面部分５１は、トナー搬送
担持体へのガイド部材３の接触部分に対応している。該
電鋳スリーブの肉厚は、その内部での樹脂スリーブ素管
の膨張に十分耐え得る肉厚としておく。一方、樹脂スリ
ーブ素管を図１に示すように製作する。

【００２１】すなわち、原料樹脂として結晶性ポリアミ
ド（ナイロン１２）と非晶性ポリアミドを３：７に混合
した樹脂中に、最終樹脂スリーブの体積固有抵抗が１０
³〜１０⁹Ωｃｍになるようにファーネス法により製造
したカーボンブラックを添加したものを準備し、既に知
られている押し出し成形機を用い、樹脂温度２５０℃、
押出圧力１００ｋｇｆ／ｃｍ²、押出速度１．５ｍ／秒
のもとに押し出し、１ｍｍＨｇ以下に減圧されたサイジ
ングダイを通して樹脂円筒体６を形成する。

【００２２】このように押し出し成形される樹脂円筒体
６を順に切断して１．２ｍ長さの樹脂スリーブ素管６１
を得る。このように次々形成される前記素管６１を、
１．５ｍ×６ｍ×深さ０．３５ｍの溶媒槽７中でＣＨ₂
Ｃｌ₂とＣＨ₃ＯＨの１：１混液又はＣＨＣｌ₃とＣＨ
₃ＯＨの１：１混液３０リットルに２０分間浸漬し該素
管６１表面をゲル状にする。１本の素管６１を溶媒に浸
漬し取り出してから次の素管６１を溶媒に浸漬し又は取
り出すまでのタクト時間は１分間とし、溶媒槽７には常
に２０本の素管６１が浸漬しているようにする。

【００２３】かくして表面がゲル状になった素管６１を
図２に示すように前記電鋳スリーブ５内に導入し、素管
６１内に膨張収縮可能な袋８を装着し、該袋８には圧力
調整弁のついた封止栓９を介して不活性ガスを導入でき
るようにする。次に、袋８、スリーブ素管６１及び電鋳
スリーブ５を図示しないヒータにより予め６０℃に加熱
された二つ割り金型１０で保持した後、前記封止栓９を
開いて袋８内に空気を流し込み、袋８内の気圧を４Ｋｇ
ｆ／ｃｍ²に昇圧する。

【００２４】この状態で図４に示すように、金型１０を
１分間に２５℃ずつ昇温させて９０℃とし、１分間９０
℃に保った後、冷却を開始し、１分間に２５℃ずつ降温
させて６０℃に戻す。これにより電鋳スリーブ５を介し
てスリーブ素管６１が加熱され、該スリーブ素管６１に
含まれていたＣＨ₂Ｃｌ₂とＣＨ₃ＯＨ又はＣＨＣｌ ₃
とＣＨ₃ＯＨが揮発するとともに電鋳スリーブ５内面の
微小凹凸５０がスリーブ素管６１外周面に転写される。

【００２５】その後、金型１０を開き、樹脂スリーブの
冷却を待ってこれを電鋳スリーブ５から剥脱し、６０
℃、９５ＲＨで２４時間調湿を行い、該樹脂スリーブの
結晶化を促進する。このようにして現像装置のガイド部
材３が接触する部分が幅１０ｍｍ程度に鏡面に形成さ
れ、その間が表面粗さＲ_Z＝５μｍの凹凸６２１を有
し、外径２５ｍｍの真円度の良い樹脂スリーブ６２が得
られる（図３参照）。この樹脂スリーブ６２は所定のト
ナー搬送担持体として使えるように裁断処理して長さ２
５０ｍｍとし、図５に示すように、現像装置に組み込み
使用できる。

【００２６】以上の様にスリーブ素管６１を一旦良溶媒
を用いて膨潤させゲル状にした後、金型１０内で加温加
圧することにより、スリーブ素管６１の原料樹脂である
結晶性ナイロン１２と非晶性ナイロンのポリマーアロイ
の結晶化温度（約１３０℃）より低い温度でも、しかも
従来の結晶性ナイロン１２と非晶性ナイロンのポリマー
アロイからなるスリーブ素管を用いる場合よりも小さな
加圧力で、金型１０内周面の形状をスリーブ素管６１外
周面に転写することができ、その結果、樹脂スリーブ６
２の生産性を向上させることができるとともに生産に要
するコストを低減させることができる。また、加圧力が
小さいために樹脂スリーブ素管６１と電鋳スリーブ型５
との間に生じるずりによる樹脂スリーブ素管６１表面の
実用上問題になるしわは発生しない。

【００２７】また、スリーブ素管６１の押し出し成形
後、樹脂スリーブ６２の形成までの１サイクルの加工時
間を従来より短縮することができ、この点でも生産に要
するコストを低減させることが可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明方法によると、所望の肉厚で外周
面の所望部分に所望の微小凹凸を有し、電子写真装置や
静電記録装置における現像装置のトナー搬送担持体その
他、樹脂スリーブ外周面に微小凹凸があることが要求さ
れる分野に広く利用できる、外周面の全部又は一部に微
小凹凸を有する樹脂スリーブの簡単、正確でコスト安に
つく製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の工程のうち、樹脂スリーブ
素管を押し出し成形した後、溶媒中に浸漬し、取り出す
までの概略工程を示した図である。

【図２】本発明の一実施例において樹脂スリーブ素管を
加熱加圧している状態の分解図である。

【図３】本発明の一実施例の工程のうち形成された樹脂
スリーブを裁断する工程を示した図である。

【図４】本発明の一実施例において樹脂スリーブ素管の
加熱パターンを示す図である。

【図５】現像装置例の説明図である。

【符号の説明】

１トナー搬送担持体２駆動ローラ３ガイド部材４現像剤規制ブレード５電鋳スリーブ５０微小凹凸６樹脂円筒体６１樹脂スリーブ素管６２樹脂スリーブ６２１微小凹凸７溶媒槽８素管膨張用袋９封止栓１０昇温用金型

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂スリーブ素管を準備し、該素管材料
樹脂を膨潤させ得る溶媒で該素管表面をゲル状とし、該
表面ゲル状素管を内周面の予め定めた部分に微小凹凸を
形成した円筒形状金型内に導入して該素管をその表面が
前記金型内面に密接するまで加圧膨張させるとともに加
温することで樹脂スリーブを形成し、該樹脂スリーブを
前記金型から取り出すことを特徴とする外周面の全部又
は一部に微小凹凸を有する樹脂スリーブの製法。