JPH07152241A - トナー担持体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微小閉電界を形成できる高品質な現像ローラ
を簡単に製造できる方法を提案する。 【構成】 ローラ状の導電性担持体１０の表面に部分的
にマスキング２０を施し、このマスキング２０を施され
た部分以外の導電性支持体１０の部分に対してアルマイ
ト処理を施してアルマイト層２１を形成し、次いでその
表面を平滑に機械加工して、導電性支持体１０の一部か
ら成る導電部１２と、アルマイト層２１より成る誘電体
１１を表面に露出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転駆動されることに
よって、静電潜像可視像化用のトナーを担持して搬送す
るトナー担持体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機、プリンタ或いはファクシミ
リなどの画像形成装置において、回転駆動されるトナー
担持体に、必要に応じて補助剤を外添した粉体状のトナ
ー、すなわち一成分系現像剤を供給し、かかるトナーを
トナー担持体の表面に担持して搬送し、潜像担持体とト
ナー担持体が互いに対向した現像領域において、潜像担
持体に形成された静電潜像を、トナー担持体によって担
持搬送された前記トナーによって可視像化する現像装置
を用いることは従来より周知である。

【０００３】この形式の現像装置は、トナーとキャリア
を有する二成分系現像剤を用いた現像装置に比べ、装置
の維持管理を簡素化でき、装置の構造を小型化できる利
点を有している。

【０００４】一成分系現像剤を用いた現像装置において
は、例えばトナー担持体にトナーを供給するトナー供給
部材とトナーとの摩擦や、トナーとトナー担持体との摩
擦などによって、トナーを所定の極性に摩擦帯電させ、
かかるトナーを静電潜像の可視像化に用いている。その
際、所定濃度の高品質な可視像を形成するには、必要な
程度まで充分に帯電したトナーを、必要とされる充分な
量、現像領域に搬送する必要がある。

【０００５】トナーには、その各トナー粒子自体に磁性
粉を練り込んだ磁性トナーと、磁性体を含まない非磁性
トナーとがあるが、磁性トナーを用いた現像装置におい
ては、トナー担持体に内設された磁石の磁力を利用して
該担持体にトナーを担持できるので、多量のトナーを現
像領域へ搬送でき、上述の要求を満たすことが可能であ
るが、トナー担持体に磁石を内設する必要があるため、
その構成が複雑となる欠点を免れない。一方、非磁性ト
ナーを用いたときは、これを磁力によってトナー担持体
に担持させることができないため、現像領域へ多量のト
ナーを搬送することは難しく、上述の要求を満たすこと
は特に困難である。

【０００６】そこで本出願人は、微小閉電界を利用して
トナー担持体上に多量のトナーを担持でき、必要量のト
ナーを現像領域へ搬送できる現像装置を提案した。この
現像装置は、例えば特開平３−２８８８７３号公報に示
されているように、トナー担持体の表面に、誘電体の表
面と導電部を規則的又は不規則状態で露出させ、誘電体
を所定の極性に帯電させることによってトナー担持体の
表面近傍に微小閉電界を形成し、その電界の作用によっ
て充分な量のトナーを現像領域へ担持搬送するものであ
る。

【０００７】このようなトナー担持体の製造方法も本出
願人によって多数提案されている。その一例を示すと、
ローラ状の導電性支持体の表面に、角溝ローレット加工
によって格子状の凹部を形成し、かかる凹部が埋まるよ
うに誘電体である樹脂材料を導電性支持体の周りに被覆
し、この被覆した樹脂を乾燥固化させた後、その樹脂被
覆層を切削又は研磨して導電性支持体の一部を露出さ
せ、その露出した導電性支持体部分の導電部と被覆樹脂
の誘電体を表面に混在させる方法である。

【０００８】ところが、上述したトナー担持体の製造方
法によると、完成したトナー担持体の表面に露出する導
電部が１個所でも欠けてしまうと、可視像の画質が劣化
するので、導電性支持体の表面にローレット加工によっ
て凹部を形成するとき、細心の注意を払って加工作業を
行わなければならず、その加工作業に多大な時間を必要
とする。このため、この方法はトナー担持体を大量生産
するにはやや不向きである。

【０００９】また上記従来の方法では、導電性支持体に
ローレットを押し付けて凹部を加工するので、ローレッ
ト自身の振れや導電性支持体の寸法のばらつきによって
凹部の深さ、従ってここに埋められる誘電体の厚さにば
らつきができやすく、これによって可視像の濃度むらが
発生するおそれもある。

【００１０】さらに、導電性支持体に形成した凹部が完
全に埋まるように樹脂材料を被覆し、次いてその樹脂被
覆層の一部を切削や研磨などによって除去するとき、そ
の樹脂が導電性支持体から脱落するおそれがある。この
ように樹脂が局部的に脱落すると、これによって形成さ
れる可視像の画質が著しく劣化する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、微小
閉電界の形成可能なトナー担持体を、上述した従来の欠
点を伴うことなく低コストで製造できるトナー担持体の
製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、冒頭に記載した形式のトナー担持体の製造
方法において、アルミニウムより成る導電性支持体の表
面に部分的にアルマイト処理を施し、次いでその表面を
機械加工によって平滑な面に形成し、アルマイト処理さ
れた誘電体と、アルマイト処理されていない導電性支持
体の導電部とを表面に混在露出させた構成を提案する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。

【００１４】先ず、本発明の理解のため、本発明に係る
方法によって製造されたトナー担持体を使用する現像装
置の概略構成とその作用を明らかにする。

【００１５】図１において、潜像担持体の一例であるド
ラム状の感光体１は矢印Ａ方向に回転駆動され、これに
対向して現像装置２が設けられている。現像装置２のト
ナー容器３内には、必要に応じて補助剤が混合された粉
体状のトナー４、すなわち非磁性の一成分系現像剤が収
容されている。図１の例では、トナーとして非磁性トナ
ーが用いられ、その体積固有抵抗率は例えば１０⁷〜１
０¹²Ωcm程度であるとする。ベルト状の潜像担持体を用
いてもよい。

【００１６】トナー容器３の前後の側板には、該容器の
開口から一部を露出した状態で現像ローラ５が支持さ
れ、該ローラ５は感光体１に対向して、図における反時
計方向（矢印Ｙ方向）に回転駆動される。現像ローラ５
はトナー担持体の一構成例をなすものであり、かかるロ
ーラ５の代りに無端ベルト状のトナー担持体を用いるこ
ともできる。

【００１７】また、トナー容器３の前後の側板にはトナ
ー供給部材の一例であるトナー供給ローラ６が支持さ
れ、該ローラ６は現像ローラ５に接触しながら例えば反
時計方向に回転駆動される。

【００１８】トナー容器３内のトナー４は、時計方向に
回転するアジテータ７により撹拌されつつ、トナー供給
ローラ６に運ばれ、次いでこのローラ６によって現像ロ
ーラ５に供給される。この供給時にトナーは所定の極性
に摩擦帯電され、現像ローラ５の周面に静電的に付着
し、現像ローラ５に担持される。このときの状況は後に
詳しく説明する。

【００１９】上述のように現像ローラ５の周面に供給担
持されたトナーは、該ローラ５の回転によって搬送さ
れ、トナー層厚規制部材の一例であるドクターブレード
８によってならされ、厚さを規制される。ブレード８に
代え、例えばローラ又はベルトなどから成るトナー層厚
規制部材を用いることもできる。

【００２０】次いでこのトナーは感光体１と現像ローラ
５が互いに対向した現像領域９へ搬送され、ここで、現
像ローラ５上のトナーが感光体１に形成された静電潜像
に静電的に移行し、該潜像を可視像化する。このよう
に、現像ローラ５は、回転駆動されることによって、静
電潜像可視像化用のトナーを担持して搬送するものであ
る。

【００２１】現像に供されずに現像領域９を通過したト
ナーは、現像ローラ５に担持されたままトナー供給ロー
ラ６のところに戻される。また感光体１上に形成された
可視像は図示していない転写紙に転写され、定着装置に
よって転写紙上に定着される。

【００２２】ここで図示した現像装置２においては、そ
の現像ローラ５が図２乃至図４に模式的に拡大して示し
たように、ローラ状の導電性支持体１０と、この支持体
１０の表面部分に設けられた誘電体１１を具備し、現像
ローラ５の表面には導電性支持体自体の導電部１２と、
誘電体１１の表面が規則的又は不規則に露出している。
本例では図３及び図６に示すように導電部１２と誘電体
１１の表面が規則性を有するパターンをなして混在露出
し、その表面は平滑に形成されているが、両者が表面に
露出する形態は、本出願人が多数の出願で既に提案して
いるように適宜選択することができる。

【００２３】なお、図３におけるＸは現像ローラ５の軸
線方向、Ｙは現像ローラ５の回転方向、即ちその表面の
移動方向を示しており、アヤメ状をなして矢印Ｚ，Ｗ方
向に延びる誘電体１１と、その間に位置する導電部１２
の幅ｌ₁，ｌ₂は、例えば、１mmよりも小なる大きさ、通
常は３０乃至５００μm程度の微小な大きさであり、か
かる誘電体１１の表面と導電部１２が現像ローラ５の表
面に微小面積で混在露出している。また図３において
は、誘電体１１の表面と導電部１２とを識別しやすくす
るため、誘電体１１に対して縦線を付してある。

【００２４】一方、現像ローラ５に接するトナー供給ロ
ーラ６は、トナー４に接触して、これを所定の極性に摩
擦帯電させ、かつ現像ローラ５の誘電体１１に接触し
て、これをトナーの帯電極性と逆極性に摩擦帯電させる
材料から構成されている。図１及び図２に例示したトナ
ー供給ローラ６は、導体の芯部材１４とそのまわりに積
層された円筒状の発泡体１５より成り、この発泡体１５
が弾性変形しながら現像ローラ５に圧接する。発泡体１
５の代りに、例えばファーブラシ等、それ自体公知のも
のを用いることもできる。

【００２５】図１を参照して先に説明したように、現像
領域９を通過した現像ローラ部分はトナー供給ローラ６
のところに移動して該ローラ６に接触し、ここで現像ロ
ーラ５上に担持されている、現像に供されなかったトナ
ーはトナー供給ローラ６により機械的、電気的に掻き落
される。

【００２６】同時に、現像ローラ５の誘電体１１が、ト
ナー供給ローラ６と接触し、その摩擦によってトナーの
帯電極性と反対の極性に帯電され、その電荷が誘電体１
１に蓄積保持される。その際、現像領域９を通過した現
像ローラ周面の誘電体１１に、感光体１の静電潜像の影
響による静電的な残像が残っていても、トナー供給ロー
ラ６との摩擦により、誘電体１１をほぼ飽和状態まで帯
電させ、その電荷量を均一にして残像をなくし、現像ロ
ーラ５を初期化することが可能である。

【００２７】一方、トナー供給ローラ６の周面に接触し
ながら現像ローラ５に運ばれるトナー４は、図２に模式
的に示すように、トナー供給ローラ６との摩擦によって
所定の極性に摩擦帯電され、現像ローラ５に供給される
が、このときこの現像ローラ５の誘電体１１との摩擦に
よりさらに強く摩擦帯電させることができる。

【００２８】このとき、現像ローラ５の誘電体１１は、
トナー供給ローラ６との摩擦によってトナーと逆極性に
帯電していて、この誘電体１１に隣接して、アースさ
れ、又はバイアス電源（図示せず）に接続されてバイア
ス電圧を印加された微小面積の多数の導電部１２が存在
し、該導電部１２と誘電体１１の表面が混在しているの
で、現像ローラ５の表面には、誘電体１１の表面形状に
対応した電荷パターンが形成されている。

【００２９】このため、図５に示すように各導電部１２
と誘電体１１の表面の間に大きな電位差ができ、これら
の間に閉電界が形成される。すなわち、現像ローラ５の
表面近傍には、上述の電荷パターンによって微小閉電界
（マイクロフィールド）が形成されるのである。より詳
しく説明すると、電界の状態を表わす電気力線を考えた
場合、現像ローラ５の表面近傍の空間には、図５に円弧
状の多数の線で表わしたように電気力線Ｅが形成され、
その電気力線は現像ローラ５から出て同一の現像ローラ
５に戻る。このように電界傾度の大なる電界が現像ロー
ラの表面近傍に形成されるのである。

【００３０】誘電体１１の表面と導電部１２は微小面積
で隣接しているので、各微小閉電界は所謂エッジ効果な
いしはフリンジング効果によってその強度が大変強くな
る。かかる閉電界によって、誘電体１１と逆極性に帯電
したトナーは、誘電体１１の表面にクーロン力によって
強く引かれ、現像ローラ５上に多量に離れ難い状態で保
持される。このときトナーはトナー供給ローラ６と現像
ローラ５との摩擦によって強く摩擦帯電しており、しか
も現像ローラ５の表面に強い微小閉電界の作用で保持さ
れるので、現像ローラ５上には高い電荷を持った多量の
トナーが担持される。

【００３１】しかも、現像ローラ５に担持されたトナー
がドクターブレード８によって弾性的に押圧され、層厚
を規制されるとき、帯電の充分なトナーは微小閉電界に
よって現像ローラ５の表面に強く保持されるが、かかる
トナーに帯電量の小なるトナーが混在していても、これ
はドクターブレード８との接触圧によって除去され、結
局、帯電量の大なるトナーだけが、多量に現像領域９へ
搬送され、前述の如く静電潜像を可視像化する。

【００３２】このようにして、トナー４として非磁性ト
ナーを用いても、これを充分に帯電させて多量に現像領
域９に搬送できるので、可視像の濃度不足を阻止し、高
品質な可視像を形成することができる。

【００３３】現像ローラの誘電体１１をトナー４と同極
性に帯電させ、トナーを導電部１２の表面に多量に静電
的に付着させるように構成することもできる。

【００３４】次に、上述の如き現像ローラ５を本発明に
従って製造する方法の一例を説明する。

【００３５】先ず、図７に示すように現像ローラの母体
となる導電体支持体１０を用意する。この支持体１０は
その両端が軸部となっている。かかる導電性支持体１０
は、導電性の金属であるアルミニウムより成る。

【００３６】次に、上述の導電性支持体１０の表面にマ
スキングを施す。このマスキングを施す位置は、完成し
た現像ローラ５の導電部１２（図３）となるべき部位で
ある。かかるマスキングの方法は、従来より周知な方法
を適宜採用でき、例えば液状の紫外線硬化樹脂より成る
マスキング剤を用いることができる。

【００３７】すなわち、この場合には導電性支持体１０
をこの紫外線硬化樹脂中に浸漬し、次いでこれをその樹
脂中から引き上げ、導電性支持体１０に付着した紫外線
硬化樹脂をベイキングによって軽く焼き固める。

【００３８】次いでその表面に、例えば図３に示した如
きアヤメ状のパターンを有するフィルム（図示せず）を
巻き付ける。このフィルムは、例えば図３に示した導電
部１２に相当する部分が光の透過を許容するように透明
部となっていて、誘電体１１に相当する部分が光を透過
させないパターン部となっている。

【００３９】かかるフィルムを表面に巻き付けた導電性
支持体１０に対して光を照射し、フィルムの透明な部分
を通った光の紫外線によって、導電性支持体１０上の紫
外線硬化樹脂を硬化させる。このとき、フィルムのパタ
ーン部では光が透過しないので、この部分に対応する紫
外線硬化樹脂は硬化しない。

【００４０】次いで、フィルムを導電性支持体１０から
除去し、紫外線によって硬化させなかった紫外線硬化樹
脂を導電性支持体１０から洗浄して除去する。そして最
後に再び導電性支持体１０上に残った紫外線硬化樹脂を
ベイキングによって焼き固める。このようにして、図３
と同様なパターン形態のマスキングを導電性支持体１０
の表面に施すことができる。図８の（ａ）はその様子を
模式的に示す断面図であり、符号２０で示した部分が紫
外線硬化樹脂より成るマスキングである。

【００４１】次に、上述のようにマスキング２０を施し
た導電性支持体に対してアルマイト処理を施す。例え
ば、硫酸、しゅう酸などの溶液中に導電性支持体１０を
浸漬し、アルミニウム製の導電性支持体１０を陽極にし
て電解を行うのである。このとき、前述のようにマスキ
ング２０が施された導電性支持体１０の表面には酸化膜
は形成されず、導電性のアルミニウムのままであるが、
マスキングされていない表面部分には図８の（ｂ）に示
すように酸化膜より成る誘電性のアルマイト層２１が形
成される。このように、導電性支持体１０の表面に部分
的にアルマイト処理を施すのである。かかるアルマイト
層２１は、導電性支持体１０の母材の内部に成長してゆ
くが、表層にも膨らみ、このため導電性支持体１０の表
面に図８の（ｂ）に示す如く凹凸が形成される。

【００４２】次いで、図８の（ｃ）に示すようにマスキ
ングを導電性支持体１０の表面から剥離し、アルマイト
処理によって生じたアルマイト層２１の凸部を機械加工
によって除去し、図８の（ｄ）に示すように表面を平滑
化する。このときの機械加工は研削、切削、研磨などの
凸部を除去する加工であれば、いずれの方法を採用して
もよい。また、マスキング２０を、この機械加工を施す
とき同時に除去してもよい。

【００４３】上述のように、アルミニウムより成る導電
性支持体１０の表面に部分的にアルマイト処理を施し、
次いでその表面を機械加工によって平滑な面に形成する
ことによって、現像ローラ５が完成するが、このとき図
８の（ｄ）に示すようにアルマイト処理されたアルマイ
ト層２１が現像ローラ５の誘電体１１を構成し、アルマ
イト処理されていない導電性支持体１０の部分が導電部
１２を構成し、かかる誘電体１１と導電部１２とが表面
に混在露出し、図１乃至図６に示した現像ローラ５が得
られるのである。

【００４４】上述した現像ローラの製造方法によれば、
導電性支持体をローレット加工によって溝を形成する必
要がないため、導電部の一部が欠けてしまうおそれがな
く、簡単に所定の現像ローラを製造できる。よって現像
ローラを大量生産することができる。

【００４５】また誘電体１１の厚さにばらつきができる
ことも防止でき、しかも誘電体１１がアルミニウム製の
導電性支持体に強固に固着されるので、誘電体１１が局
部的に脱落することも阻止できる。かかる現像ローラを
用いて現像動作を行うことによって、濃淡むらのない高
品質な可視像を形成することができるのである。

【００４６】また導電性支持体１０に施すマスキングの
形態を自由に選択できるので、現像ローラの誘電体表面
と導電部の配列形態を所望する態様に設定できる。導電
部１２と誘電体１１を規則的にも或いは不規則状態にも
自由にそのパターンを選択できるのである。

【００４７】導電性支持体１０の表面をマスキングする
方法は、先に例示したもの以外の方法を適宜採用するこ
ともできる。例えばインクより成るマスキング剤を使用
し、これをスクリーン印刷によって、例えば図３に示し
た導電部１２に対応する導電性支持体１０の表面部分に
塗布してもよい。この塗布部分がマスキングを構成す
る。

【００４８】或いは、粘着テープを導電性支持体１０の
表面に所定の規則的又は不規則なパターンで貼着し、こ
のテープによってマスキングを構成することもできる。

【００４９】さらに、非吸水性の弾性体、例えば所定の
パターン形状を有するゴムシートを、導電性支持体１０
上に圧着してマスキングを構成することもできる。

【００５０】上述した各例では、インクが塗布され、又
は粘着テープが貼着され、或いはゴムシートが圧着され
た部分に対応する導電性支持体部分にはアルマイト処理
が施されず、これが導電部となり、これ以外の導電性支
持体部分にアルマイト処理が施され、これが誘電体とな
る。要するに、導電性を維持したい導電性支持体の部分
に、インク、テープ又はゴムシートを施してマスキング
すればよいのである。

【００５１】このように、アルマイト処理液が浸み込ま
ない物質によって、導電性支持体１０に所望する形態の
マスキングを形成できるのである。

【００５２】本発明は、ベルト状のトナー担持体を製造
する方法にも適用でき、この場合には、アルミニウム製
のベルト状ないしはシート状の導電性支持体の表面に、
前述したところと同様にして、部分的にアルマイト処理
を施し、次いでその表面を機械加工によって平滑な面に
形成し、アルマイト処理された誘電体とアルマイト処理
されていない導電性支持体の導電部とが表面に混在露出
したトナー担持体を製造する。

【００５３】また、本発明によって製造されたトナー担
持体を、図１に例示したように非磁性トナーを用いる現
像装置に採用すると、フルカラーやマルチカラーなどの
鮮やかなカラー画像をも形成することが可能となるが、
必要に応じて補助剤を外添した磁性トナーより成る一成
分系現像剤を用いる現像装置にも有利に採用できる。そ
の際、トナー担持体の内部に磁石を設けなくともよいた
め、装置の構成を簡素化できる利点が得られる。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、微小閉電界を形成でき
るトナー担持体であって、高品質な可視像を形成できる
トナー担持体を、簡単に製造でき、かつそのコストを低
減することが可能である。誘電体はアルマイトより成る
ため、これが導電性支持体から剥離する不具合を確実に
阻止できる。また導電性支持体にローレット加工による
凹部を形成する必要がないので、導電部の欠けを防止で
き、しかも誘電体の厚さを均一化することが可能とな
り、常に高品質な可視像を形成できるトナー担持体を簡
単に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像装置の一例を示す概略断面図である。

【図２】現像ローラの誘電体と、トナー粒子を模式的に
拡大して示した説明図である。

【図３】現像ローラ表面の拡大図である。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】現像ローラ表面の近傍に形成される微小閉電界
の電気力線を示した説明図である。

【図６】現像ローラの斜視図であって、その表面に現わ
れる誘電体と導電面の一部を拡大して模式的に示した図
である。

【図７】ローラ状の導電性支持体を示す斜視図である。

【図８】現像ローラの製造工程を模式的に示す説明断面
図である。

【符号の説明】 １０ 導電性支持体 １１ 誘電体 １２ 導電部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動されることによって、静電潜像
   可視像化用のトナーを担持して搬送するトナー担持体の
   製造方法において、 アルミニウムより成る導電性支持体の表面に部分的にア
   ルマイト処理を施し、次いでその表面を機械加工によっ
   て平滑な面に形成し、アルマイト処理された誘電体と、
   アルマイト処理されていない導電性支持体の導電部とを
   表面に混在露出させたことを特徴とするトナー担持体の
   製造方法。