JPH08286497A - Toner carrier and its production - Google Patents
Toner carrier and its productionInfo
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- JPH08286497A JPH08286497A JP11355595A JP11355595A JPH08286497A JP H08286497 A JPH08286497 A JP H08286497A JP 11355595 A JP11355595 A JP 11355595A JP 11355595 A JP11355595 A JP 11355595A JP H08286497 A JPH08286497 A JP H08286497A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置の現像装
置に用いられるトナー担持体及びその製造方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toner carrier used in a developing device of an image forming apparatus and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】潜像担持体に形成された静電潜像をトナ
ー像として可視像化して記録画像を得る電子複写機、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、必要に応じて補助剤を外添したトナー、すなわち一
成分系現像剤を用いる現像装置を採用することは従来よ
り周知である。2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as an electronic copying machine, a printer, or a facsimile, which obtains a recorded image by visualizing an electrostatic latent image formed on a latent image carrier as a toner image, an auxiliary is provided if necessary. It is well known in the prior art to employ a developing device that uses a toner to which an agent is externally added, that is, a one-component developer.
【0003】この形式の現像装置は、トナー担持体にト
ナーを担持して搬送し、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て、潜像担持体に形成された静
電潜像を、トナー担持体上のトナーによって可視像化す
るものである。In this type of developing device, toner is carried on a toner carrier and conveyed, and an electrostatic latent image formed on the latent image carrier is developed in a developing area where the latent image carrier and the toner carrier face each other. The image is visualized by the toner on the toner carrier.
【0004】図4は、かかる形式の現像装置の一例を示
す。同図において、潜像担持体の一例であるベルト状の
感光体1は矢印a方向に駆動され、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外添されたトナー4、すな
わち一成分系現像剤が収容されている。FIG. 4 shows an example of such a developing device. In the figure, a belt-shaped photosensitive member 1 which is an example of a latent image carrier is driven in the direction of arrow a, and a developing device 2 is provided facing the photosensitive member 1. In the toner container 3 of the developing device 2, a toner 4 to which an auxiliary agent is externally added as needed, that is, a one-component developer is stored.
【0005】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、図における反時計
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るが、かかるローラ5の代りに
現像ベルトより成るトナー担持体を用いることもでき
る。またトナー容器3の前後の側板にはトナー供給ロー
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。A developing roller 5 is supported on the front and rear side plates of the toner container 3 with a part thereof exposed from the opening of the container. The roller 5 faces the photoconductor 1 and rotates counterclockwise in the figure. Driven. The developing roller 5 constitutes an example of the structure of the toner carrier, but a toner carrier composed of a developing belt may be used instead of the roller 5. A toner supply roller 6 is supported on the front and rear side plates of the toner container 3, and the roller 6 is rotationally driven counterclockwise, for example, while being in contact with the developing roller 5.
【0006】トナー容器3内のトナー4は、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。The toner 4 in the toner container 3 is carried to the toner supply roller 6 while being stirred by the agitator 7.
Then, the developing roller 5 is supplied by this roller 6. During this supply, the toner is triboelectrically charged to a predetermined polarity,
It is electrostatically attached to the peripheral surface of the developing roller 5 and is carried by the developing roller 5.
【0007】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、ドクターブレード8によってならされ、均一な厚さ
の層に規制される。次いでこのトナーは感光体1と現像
ローラ5との間の現像領域9へ搬送され、ここで、感光
体1に形成された静電潜像に静電的に移行し、該潜像が
トナー像として可視像化される。As described above, the toner supplied and carried on the peripheral surface of the developing roller 5 is conveyed by the rotation of the roller 5, leveled by the doctor blade 8, and regulated into a layer having a uniform thickness. Next, this toner is conveyed to the developing area 9 between the photoconductor 1 and the developing roller 5, where it is electrostatically transferred to the electrostatic latent image formed on the photoconductor 1, and the latent image is transferred to the toner image. Is visualized as.
【0008】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
トナー像は図示していない転写紙に転写され、その転写
紙上のトナー像は図示していない定着装置によって転写
紙上に定着される。The toner that has passed through the developing area 9 without being used for development is returned to the toner supply roller 6 while being carried by the developing roller 5. The toner image formed on the photoconductor 1 is transferred to a transfer sheet (not shown), and the toner image on the transfer sheet is fixed on the transfer sheet by a fixing device (not shown).
【0009】上述のように一成分系現像剤を用いる現像
装置は、トナーのほかにキャリアを含む二成分系現像剤
を用いる現像装置に比べ、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が得られる。As described above, the developing device using the one-component type developer can simplify the maintenance and control of the device and can reduce the structure of the device as compared with the developing device using the two-component type developer containing the carrier in addition to the toner. The advantage of miniaturization is obtained.
【0010】ところが、その反面、トナー担持体に充分
な量のトナーを担持してこれを現像領域へ搬送すること
が難しく、現像に供されるトナーの量が不足してトナー
像の濃度が低下するおそれがある。On the other hand, on the other hand, it is difficult to carry a sufficient amount of toner on the toner carrier and convey it to the developing area, and the amount of toner to be used for development is insufficient and the density of the toner image is lowered. May occur.
【0011】そこで、トナー担持体の表面に選択的に電
荷を保持せしめることにより、この担持体表面の近傍に
微小閉電界(マイクロフィールド)を形成し、この閉電
界の作用により、トナー担持体上に多量のトナーを付着
させ、かかるトナーによって静電潜像を可視像化する現
像装置が種々提案されている。この現像装置によれば、
微小閉電界の作用によって、充分に帯電した必要量のト
ナーをトナー担持体に担持させ、これを現像領域へ搬送
できるので、高品質な可視像を形成できる。Therefore, by selectively retaining the electric charge on the surface of the toner carrier, a minute closed electric field (microfield) is formed in the vicinity of the surface of the carrier, and the action of this closed electric field causes the toner carrier to remain on the toner carrier. Various developing devices have been proposed in which a large amount of toner is attached to the toner and the electrostatic latent image is visualized by the toner. According to this developing device,
Due to the action of the minute closed electric field, a sufficient amount of sufficiently charged toner can be carried on the toner carrier, and this can be conveyed to the developing area, so that a high-quality visible image can be formed.
【0012】微小閉電界を形成するトナー担持体には、
次のような種類がある。 (1)誘電体物質中に導電体物質を分散して、この混合
物を導電性基体(例えば芯金)上に塗布して、表面に誘
電部を一様に露出させる分散タイプ。 (2)誘電体物質中に導電体物質を分散繊維を巻き廻し
て溶融し、誘電部を一様に分散点在させるタイプ。 (3)導電性基体に縦横の格子状の溝を形成し、この溝
に、熱硬化性樹脂を埋め込むローレットタイプ。The toner carrier for forming a minute closed electric field includes
There are the following types. (1) A dispersion type in which a conductor substance is dispersed in a dielectric substance, and this mixture is applied onto a conductive substrate (for example, a core metal) to uniformly expose the dielectric portion on the surface. (2) A type in which a conductive material is dispersed in a dielectric material and the dispersed fibers are wound around and melted to evenly disperse the dielectric portion. (3) A knurled type in which vertical and horizontal grid-like grooves are formed in a conductive substrate and a thermosetting resin is embedded in the grooves.
【0013】ところで、図5は現像ローラ5を示し、こ
のローラ状の導電性基体(芯金)5Aは例えばアルミニ
ウムなどの金属から成る導体より成り、この導電性基体
5Aに対して縦横の格子状の溝を形成し、ここに熱硬化
性樹脂より成る誘電体物質を埋め込むと、上述した
(3)のローレットタイプの現像ローラが得られる。図
6は、かかる現像ローラの一部を模式的に拡大して断面
にして示した図である。図中、符号10で示すものが、
埋め込まれた熱硬化性樹脂によって形成される誘電部で
あり、この誘電部10は微小幅で導電性基体5Aの表面
に分散した状態で露出する。By the way, FIG. 5 shows the developing roller 5, and the roller-shaped conductive substrate (core metal) 5A is made of a conductor made of a metal such as aluminum. By forming the groove of (1) and embedding a dielectric substance made of a thermosetting resin in the groove, the knurl type developing roller of (3) described above is obtained. FIG. 6 is a schematic enlarged cross-sectional view of a part of the developing roller. In the figure, reference numeral 10 indicates
This is a dielectric portion formed by an embedded thermosetting resin, and this dielectric portion 10 is exposed in a dispersed state on the surface of the conductive substrate 5A in a minute width.
【0014】図4に示したトナー供給ローラ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、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
されつつ現像ローラ5に供給され、このときこの現像ロ
ーラ5との摩擦によりさらに強く摩擦帯電される。The toner 4 carried to the developing roller 5 in contact with the peripheral surface of the toner supplying roller 6 shown in FIG. 4 is supplied to the developing roller 5 while being frictionally charged to a predetermined polarity by friction with the toner supplying roller 6. At this time, the friction with the developing roller 5 causes the toner to be more strongly triboelectrically charged.
【0015】このとき、現像ローラ5の導電性基体5A
は、所定のバイアス電圧が印加されるなどしてアースさ
れており、しかもその現像ローラ5の誘電部10はトナ
ーと逆極性に摩擦帯電していて、その表面に導電部(導
電性基体5Aの部分)が露出して存在するので、現像ロ
ーラ5の表面は、誘電部10のところに選択的にトナー
と逆極性の電荷が付与された状態となる。これにより導
電部と、そのまわりの帯電した誘電部10の間に閉電界
が形成される。すなわち、現像ローラ5の表面の近傍に
は微小閉電界(マイクロフィールド)Eが形成されるの
である。このような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り、この
ため、帯電したトナーは誘電部10の表面に強く引か
れ、現像ローラ5上に多量のトナーが離れ難い状態で保
持される。At this time, the conductive substrate 5A of the developing roller 5
Is grounded by applying a predetermined bias voltage, and the dielectric portion 10 of the developing roller 5 is triboelectrically charged with a polarity opposite to that of the toner, and a conductive portion (conductive base 5A Since the portion) is exposed, the surface of the developing roller 5 is in a state in which the electric charge having the polarity opposite to that of the toner is selectively applied to the dielectric portion 10. As a result, a closed electric field is formed between the conductive portion and the charged dielectric portion 10 around the conductive portion. That is, a minute closed electric field (microfield) E is formed near the surface of the developing roller 5. The strength of such a closed electric field becomes very strong due to the so-called edge effect or fringing effect, so that the charged toner is strongly attracted to the surface of the dielectric portion 10 and a large amount of toner is difficult to separate on the developing roller 5. Held in.
【0016】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(図4)によって層厚を規制され、これに
よってトナー層が形成される。この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、帯電量の小なるトナー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、必要とされる充
分な量の帯電量の大なるトナーが現像領域9へ搬送さ
れ、かかるトナーにより静電潜像がトナー像として可視
像化される。このようにして確実に可視像の画像濃度を
高めることができるのである。The toner carried on the developing roller 5 is regulated in layer thickness by the doctor blade 8 (FIG. 4), whereby a toner layer is formed. At this time, the sufficiently charged toner is strongly held on the surface of the developing roller 5 by the minute closed electric field, but the toner having a small amount of charge is removed by the contact pressure with the doctor blade 8, and in the end, it is sufficiently necessary. The toner having a large amount of charge is conveyed to the developing area 9, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image by the toner. In this way, the image density of the visible image can be reliably increased.
【0017】ここで、前述の(1),(2)のタイプの
トナー担持体については、分散した導電体物質が分散層
中で互いに遊離し、それが、導電性基体と十分に接触し
ないので、マイクロフィールド効果が不十分であり、今
のところ実用化されていない。又、上述の(3)のロー
レットタイプのものも下記の数々の問題点を有してい
る。Here, in the toner carriers of the above-mentioned types (1) and (2), the dispersed conductor substances are released from each other in the dispersion layer, and they do not come into sufficient contact with the conductive substrate. , The micro-field effect is insufficient and it has not been put to practical use so far. The knurled type (3) also has the following problems.
【0018】(a)現像ローラの製造時に、その導電性
基体に研削によって縦横の格子状の溝を形成するので、
完成した現像ローラを使用するとき、規則正しいピッチ
の溝が残ることになり、感光体、現像ローラの周速度の
選び方によっては、画像にモアレパターンが生じる場合
がある。この発生を抑えようとすると、感光体等の周速
度の選択自由度が制限されたり、或いは格子溝ピッチの
変更を余儀なくされたりして、機械設計上の余裕度が無
くなってしまう。 (b)誘電体物質として熱硬化性樹脂を使用し、これを
導電性基体上に塗布した後、これが乾燥固化したあと、
その表面を研磨して平面を形成しているが、完全に硬化
しない間で、誘電部に凹みを生じ、かかる現像ローラに
よって画像形成動作を行っている間に、その凹みにトナ
ーが溜まってしまい、トナー飛散の原因になっている。
加熱温度を上げて樹脂を完全に硬化させて研磨した場合
には、誘電部の凹みが生じにくくなるものの体積固有抵
抗率が大きくなり過ぎ、良好な画像が得にくくなってい
る。(A) Since vertical and horizontal grid-like grooves are formed in the conductive substrate by grinding at the time of manufacturing the developing roller,
When the completed developing roller is used, grooves having a regular pitch are left, and a moire pattern may be generated on the image depending on the selection of the photosensitive member and the peripheral speed of the developing roller. If it is attempted to suppress this occurrence, the degree of freedom in selecting the peripheral speed of the photosensitive member or the like is limited, or the grating groove pitch is forced to be changed, so that the mechanical design margin is lost. (B) A thermosetting resin is used as a dielectric substance, which is applied on a conductive substrate and then dried and solidified.
Although the surface is polished to form a flat surface, a dent is formed in the dielectric portion before it is completely cured, and toner accumulates in the dent while the image forming operation is performed by the developing roller. , Causing toner scattering.
When the heating temperature is raised and the resin is completely cured and polished, the dielectric portion is less likely to be dented, but the volume resistivity is too large and it is difficult to obtain a good image.
【0019】又、製造上の問題として、次に述べるよう
な問題点がある。 (a)導電性基体の溝に誘電体物質を被覆形成する場
合、この溝のみに樹脂を流し込むことは不可能であるの
で、上述の如く導電性基体の全面に樹脂を塗布して乾燥
させてから研磨して誘電部を露出させているのである
が、研磨工程が必要となるため、製造工程が複雑になり
易い。 (b)上記工程では溝に樹脂を流し込むので、しばしば
気泡が発生してしまい、誘電部の部分的な保持性が悪く
なったりして、品質のバラツキを生じる。Further, as a manufacturing problem, there are the following problems. (A) When the dielectric substance is coated on the groove of the conductive substrate, it is impossible to pour the resin only into this groove. Therefore, as described above, the resin is applied to the entire surface of the conductive substrate and dried. Although the dielectric part is exposed by polishing from above, the manufacturing process is likely to be complicated because a polishing process is required. (B) In the above process, the resin is poured into the groove, so that air bubbles are often generated, and the partial holding property of the dielectric part is deteriorated, resulting in variation in quality.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来の欠点を除去したトナー担持体及びその製造方法を
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a toner carrier which eliminates the above-mentioned conventional drawbacks and a method for producing the same.
【0021】[0021]
【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、導電部と、この導電部の間で微小閉電界を
形成するための互いに離間した多数の誘電部とが表面に
形成されていて、各誘電部は、導電部面よりも突出する
ように凸状となっているトナー担持体を提案する。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention forms a conductive portion and a large number of spaced apart dielectric portions for forming a minute closed electric field between the conductive portions on the surface. The toner carrier is proposed in which each dielectric portion is convex so as to protrude from the surface of the conductive portion.
【0022】その際、上記構成において、導電部を導電
性基体の表面とし、誘電部を、その導電性基体の表面に
対して分散して点在する誘電部となすと共に、各誘電部
を丸みのある凸状に形成すると有利である。In this case, in the above structure, the conductive portion is the surface of the conductive substrate, the dielectric portion is the dispersed scattered dielectric portion on the surface of the conductive substrate, and each dielectric portion is rounded. It is advantageous to form a convex shape having
【0023】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、導電性基体を、誘電部となる蒸着材料の融点以下で
あって、融点の近傍の温度に保持して、誘電部を真空蒸
着によって形成するトナー担持体の製造方法を提案す
る。Further, in order to achieve the above-mentioned object, the present invention holds the conductive substrate at a temperature below the melting point of the vapor deposition material to be the dielectric portion and in the vicinity of the melting point, and vacuum-depositing the dielectric portion. A method of manufacturing a toner carrier to be formed is proposed.
【0024】[0024]
【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。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0025】図1は、本発明一実施例のトナー担持体の
一部を模式的に拡大して示した断面図である。同図にお
いて、トナー担持体の一構成例である現像ローラ15
は、その外観が図5に示した現像ローラ5と実質的に同
じになっていて、符号15Aで示すものは金属などの導
電性材料より成るローラ状の導電性基体であり、図5に
示した導電性基体5Aに相当するものとなっている。図
5に示した符号Aは現像ローラ5の軸方向であり、符号
Bは同ローラの円周方向であるが、図1に示したAも同
様に現像ローラ15の軸方向を示す。図3は、現像ロー
ラ15の表面の一部を大きく拡大して模式的に示した図
であり、この図においてもAは現像ローラの軸方向であ
り、Bはその円周方向である。FIG. 1 is a schematic enlarged sectional view showing a part of a toner carrier according to an embodiment of the present invention. In the figure, a developing roller 15 which is an example of the configuration of a toner carrier.
5 has an appearance substantially the same as that of the developing roller 5 shown in FIG. 5, and numeral 15A indicates a roller-shaped conductive base made of a conductive material such as metal, and shown in FIG. It corresponds to the conductive base 5A. The symbol A shown in FIG. 5 is the axial direction of the developing roller 5, and the symbol B is the circumferential direction of the same, but A shown in FIG. 1 also indicates the axial direction of the developing roller 15. FIG. 3 is a diagram schematically showing a part of the surface of the developing roller 15 in a greatly enlarged manner. Also in this figure, A is the axial direction of the developing roller and B is the circumferential direction thereof.
【0026】先にも述べたように、従来のトナー担持体
は、その導電性基体に溝を刻設して、ここに熱硬化性樹
脂を埋め込んで誘電部を形成し、全体として表面を平滑
形状に構成したものであるが、図1及び図3に示した現
像ローラ15は、導電部15aと、この導電部15aと
の間で微小閉電界を形成するための互いに離間した多数
の誘電部16が表面に形成されていて、各誘電部16
は、導電部面よりも外方に突出するように凸状となって
いる。誘電部16は、後述する製造方法によって、導電
性基体15Aの表面上に図3に示す如く島状に分散して
点在するように形成される。かかる誘電部16に対し
て、導電性基体15Aの地が導電部15aとなる。As described above, in the conventional toner carrier, a groove is formed in the conductive substrate and a thermosetting resin is embedded in the groove to form a dielectric portion, and the surface is smoothed as a whole. The developing roller 15 shown in FIGS. 1 and 3 has a shape, but the conductive portion 15a and a large number of spaced apart dielectric portions for forming a minute closed electric field between the conductive portion 15a. 16 are formed on the surface, and each dielectric part 16
Has a convex shape so as to project outward from the surface of the conductive portion. The dielectric part 16 is formed on the surface of the conductive substrate 15A by the manufacturing method described later so as to be dispersed and scattered in an island shape as shown in FIG. With respect to the dielectric portion 16, the ground of the conductive base 15A becomes the conductive portion 15a.
【0027】本例の現像ローラ15では、上述のよう
に、導電部15aを導電性基体15Aの表面とし、又、
誘電部16を、導電性基体15Aの表面に対し分散して
点在する誘電部となしてあり、その各誘電部16は厚み
の薄い丸みのある凸状に形成されている。各誘電部16
は、ほぼ球面の一部をなした形状、すなわちほぼドーム
状に形成されているのである。In the developing roller 15 of this embodiment, as described above, the conductive portion 15a is the surface of the conductive substrate 15A, and
The dielectric portions 16 are scattered and scattered on the surface of the conductive substrate 15A, and each of the dielectric portions 16 is formed in a thin and rounded convex shape. Each dielectric part 16
Is formed into a shape of a part of a substantially spherical surface, that is, a substantially dome shape.
【0028】かかる現像ローラ15も、従来の現像ロー
ラと全く同様に、図4に示す如く現像装置に組み付けら
れ、同図を参照して先に説明したところと同様にして現
像動作を実行する。その際、その現像ローラ15の導電
性基体15Aが、バイアス電圧を印加されるなどしてア
ースされ、かつ誘電部16がトナー供給ローラ6(図
4)との摩擦により、トナーの帯電極性と逆極性に帯電
され、導電部15aと誘電部16との間に微小閉電界
(図6参照)が形成される。これにより、充分に帯電し
た必要量のトナーを、現像領域9(図4)に搬送でき、
高品質なトナー像を感光体1に形成することができる。
画像形成に関する他の構成と作用は、先に説明した通り
であるので、これ以上の説明は省略する。The developing roller 15 is also assembled in the developing device as shown in FIG. 4 just like the conventional developing roller, and performs the developing operation in the same manner as described above with reference to FIG. At that time, the conductive substrate 15A of the developing roller 15 is grounded by applying a bias voltage, and the dielectric portion 16 is rubbed with the toner supply roller 6 (FIG. 4) to reverse the charge polarity of the toner. A small closed electric field (see FIG. 6) is formed between the conductive portion 15a and the dielectric portion 16 by being charged with polarity. As a result, a sufficient amount of sufficiently charged toner can be transported to the developing area 9 (FIG. 4),
A high quality toner image can be formed on the photoconductor 1.
Other configurations and operations relating to image formation are the same as those described above, and thus further description will be omitted.
【0029】従来の現像ローラでは、その導電性基体の
溝に埋め込んだ熱硬化性樹脂が硬化する間で、誘電部に
凹みが生じ易くなっている。この凹みにトナーが溜まっ
て目詰まりを生じ、トナー担持体を使用するとき、目詰
まりを生じたトナーが現像ローラの周りに飛散し、機内
をトナーで汚したりする。In the conventional developing roller, the dielectric portion is likely to have a recess while the thermosetting resin embedded in the groove of the conductive substrate is cured. Toner accumulates in the recesses to cause clogging, and when the toner carrier is used, the clogging toner scatters around the developing roller and the inside of the machine is soiled with the toner.
【0030】本例の現像ローラ15によれば、誘電部1
6が凸状となっているので、トナー等の目詰まりが生じ
にくくなり、トナーの飛散を抑えることができ、機内の
トナーによる汚れを防止できる。According to the developing roller 15 of this example, the dielectric portion 1
Since 6 has a convex shape, clogging of toner and the like is less likely to occur, toner scattering can be suppressed, and contamination by toner inside the apparatus can be prevented.
【0031】更に、図1に示したように誘電部16を丸
みのあるほぼドーム状の凸状に形成することにより、ト
ナーがその誘電部16にひっかかることなく、該トナー
をスムーズに搬送でき、誘電部16が欠け落ちることも
なくなる。Further, as shown in FIG. 1, by forming the dielectric portion 16 in a rounded and substantially dome-shaped convex shape, the toner can be smoothly conveyed without being stuck to the dielectric portion 16. The dielectric part 16 will not fall off.
【0032】次に、上述した構成の現像ローラより成る
トナー担持体の製造方法について説明する。Next, a method of manufacturing the toner carrier including the developing roller having the above-mentioned structure will be described.
【0033】凸状の誘電部を分散形成する原理は、物質
の蒸気分子が基体に凝結する際、その基体の温度が異な
ると、付着膜の形状が異なってくることを基本とし、そ
の基体の温度を適宜設定することによって、付着膜が一
様な平滑膜ではなく、ブロック状の凝集膜になることを
利用するものである。The principle of disperse formation of the convex dielectric portion is based on the fact that when vapor molecules of a substance are condensed on a substrate, if the temperature of the substrate is different, the shape of the adhered film is different. It is utilized by appropriately setting the temperature that the adhered film is not a uniform smooth film but a block-shaped aggregated film.
【0034】すなわち、蒸発飛翔分子は、基体温度を低
く設定すると、そのまま次々と付着した場所で積層して
行き、平坦ではあるがボソボソの膜質となる。これに対
して、基体の温度を上げて、この基体の温度を、蒸発飛
翔分子のガラス転移温度以上の温度に設定すると、付着
分子が基体上でマイグレーション(分子が動き回るこ
と)を起こし、平滑な膜を形成する。That is, when the temperature of the substrate is set low, the vaporized flying molecules are stacked one after another at the places where they are attached, and have a flat but rugged film quality. On the other hand, when the temperature of the substrate is raised and the temperature of the substrate is set to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the vaporized flying molecules, the adhering molecules cause migration (movement of the molecules) on the substrate, resulting in smoothness. Form a film.
【0035】ところが、更に基体の温度を上げ、蒸発飛
翔分子の融点近傍の温度に設定すると、付着分子同士の
凝結が起こり、基体表面で丸みのあるドーム状の斑点が
散在するようになる。但し、基体の温度を融点以上に設
定すると、基体に付着した蒸発飛翔分子が液滴下して基
体から落下したり、物質によっては再蒸発が激しくなっ
て膜形成が行われなくなってしまう。However, when the temperature of the substrate is further raised and set to a temperature near the melting point of the vaporized flying molecules, the adhered molecules are condensed with each other, and rounded dome-shaped spots are scattered on the substrate surface. However, when the temperature of the substrate is set to be equal to or higher than the melting point, vaporized flying molecules adhering to the substrate drop down from the substrate and fall from the substrate, or depending on the substance, re-evaporation becomes severe and film formation is not performed.
【0036】本例のトナー担持体の製造方法は、上述の
ように、基体の温度が融点近傍であるとき、付着分子同
士が凝結し、基体表面で丸みのあるほぼドーム状の斑点
が散在する現象を積極的に利用するものである。この現
象は、高温多湿の部屋で、冷えた窓ガラスに水滴が斑点
状に付着する現象と同様である。In the method of manufacturing the toner carrier of this example, as described above, when the temperature of the substrate is near the melting point, the adhering molecules are condensed with each other, and rounded almost domed spots are scattered on the substrate surface. It positively uses the phenomenon. This phenomenon is similar to the phenomenon in which water drops adhere to the cooled window glass in spots in a hot and humid room.
【0037】ここで、図3に示した導電性基体15Aの
表面に対する全誘電部16の面積率を「被覆率」として
おく。誘電部16の面積が多くなると、かかる被覆率は
大きくなる。基体表面の膜の被覆率については、ほぼド
ーム状の斑点の半径を異ならせることで変えることがで
きるし、その半径については、平滑膜にした場合の膜厚
を異ならせることで制御することができる。このような
ことは、真空蒸着方式の場合、蒸着材料の投入量を調節
することで容易に実現できる。なお、図3に示したよう
な誘電部16のパターンは、一旦、平滑膜を形成したあ
と、基体を蒸着材料の融点以上又は融点近傍の温度に再
加熱しても形成できない。この理由は、一旦、膜を形成
してしまうと、基体と膜との密着力のバランスで、きれ
いな凝結が行われなくなってしまうからである。Here, the area ratio of the entire dielectric portion 16 to the surface of the conductive substrate 15A shown in FIG. 3 is defined as "coverage ratio". As the area of the dielectric portion 16 increases, the coverage ratio increases. The coverage of the film on the surface of the substrate can be changed by making the radius of the dome-shaped spots different, and the radius can be controlled by making the film thickness of the smooth film different. it can. In the case of the vacuum vapor deposition method, such a thing can be easily realized by adjusting the input amount of the vapor deposition material. The pattern of the dielectric part 16 as shown in FIG. 3 cannot be formed even after the smooth film is once formed and then the substrate is reheated to a temperature equal to or higher than or near the melting point of the vapor deposition material. The reason for this is that once the film is formed, a good coagulation cannot be performed due to the balance of the adhesion between the substrate and the film.
【0038】次に、現像ローラ15の製造方法の第1の
実施例について述べる。Next, a first embodiment of the method for manufacturing the developing roller 15 will be described.
【0039】図2に示したような真空槽11の内部には
ホルダ12が回転可能に設けられ、又、その内部に固定
設置された蒸発皿13内には蒸発源である蒸着材料14
が入れられている。A holder 12 is rotatably provided inside a vacuum chamber 11 as shown in FIG. 2, and an evaporation material 14 as an evaporation source is provided inside an evaporation tray 13 fixedly installed inside the holder 12.
Is included.
【0040】予め、外径が20mmの、アルミニウムより
成る円筒状の導電性基体15Aをホルダ12に、これと
一体となって回転するように取り付けておく。又、蒸発
皿13に、蒸着材料14としてナイロン12(日本リル
サン製オルガソール2002ES−5NAT)を入れて
おく。In advance, a cylindrical conductive base 15A made of aluminum and having an outer diameter of 20 mm is attached to the holder 12 so as to rotate integrally with the holder. In addition, nylon 12 (Orgall 2002ES-5NAT manufactured by Nippon Rilsan Co., Ltd.) is placed in the evaporation dish 13 as the vapor deposition material 14.
【0041】基本的には、真空槽11の中で、蒸着材料
14と導電性基体15Aとを加熱保持しながら、ホルダ
12を導電性基体15Aと一体的に回転させることであ
る。Basically, the holder 12 is rotated integrally with the conductive substrate 15A while the vapor deposition material 14 and the conductive substrate 15A are heated and held in the vacuum chamber 11.
【0042】先ず、導電性基体15Aの温度を常温(約
30℃)に保持し、それを20r.p.mで回転させなが
ら、蒸着材料投入量を様々に変え、蒸着材料14を通電
加熱して導電性基体15Aに対して蒸着を行い、その導
電性基体15A上に形成された膜の厚さを測定し、その
膜厚が10μmになる蒸着材料投入量500mg/boatセ
グメントを決定した。すなわち、予め平滑膜を作って、
この膜厚を目安にして蒸着材料投入量を決定するのであ
る。First, the temperature of the conductive substrate 15A is kept at room temperature (about 30.degree. C.), and while it is rotated at 20 rpm, the amount of the vapor deposition material charged is changed variously, and the vapor deposition material 14 is electrically heated to conduct electricity. Vapor deposition was performed on the conductive substrate 15A, and the thickness of the film formed on the conductive substrate 15A was measured to determine the amount of vapor deposition material input 500 mg / boat segment at which the film thickness becomes 10 μm. That is, make a smooth film in advance,
This film thickness is used as a guide to determine the amount of vapor deposition material to be charged.
【0043】次に、導電性基体15Aの温度を160℃
にセットして、その基体に対して蒸着を行った。前述の
蒸着材料の融点は190℃である。すなわち、導電性基
体15Aを誘電部となる蒸着材料14の融点(190
℃)以下であって、該融点近傍の温度160℃に保持し
て蒸着を行う。このようにして、図1及び図3に示した
誘電部16を真空蒸着によって形成するのである。Next, the temperature of the conductive substrate 15A is set to 160.degree.
And the substrate was vapor-deposited. The melting point of the above vapor deposition material is 190 ° C. That is, the melting point of the vapor deposition material 14 (190
(° C.) or lower and the temperature is kept at 160 ° C. near the melting point to perform vapor deposition. In this way, the dielectric portion 16 shown in FIGS. 1 and 3 is formed by vacuum evaporation.
【0044】この蒸着によって得られた誘電部16(図
3)の直径は約100μm、誘電部相互の平均中心間距
離(ピッチ)は110μmであり、表面積の被覆率は8
0%であって、又、その誘電部16を垂直に切断し、接
触角θ(図1)を、顕微鏡で観察しながら測定したとこ
ろ、その接触角は約20°であった。The diameter of the dielectric portion 16 (FIG. 3) obtained by this vapor deposition is about 100 μm, the average center-to-center distance (pitch) between the dielectric portions is 110 μm, and the surface area coverage is 8.
The contact angle was 0%, and the dielectric portion 16 was cut vertically, and the contact angle θ (FIG. 1) was measured while observing with a microscope. The contact angle was about 20 °.
【0045】次に、現像ローラ15の製造方法の第2の
実施例について述べる。Next, a second embodiment of the method for manufacturing the developing roller 15 will be described.
【0046】ビスヒドロキシ化合物と炭酸エステルとの
混合加熱による縮合重合で形成された分子量約1000
から50000のオリゴマーからなる先駆体を蒸着材料
とし、導電性基体15Aの温度を120℃に保持して真
空蒸着を行った。先駆体の融点は150℃である。A molecular weight of about 1000 formed by condensation polymerization by mixing and heating a bishydroxy compound and a carbonic acid ester.
Was used as a vapor deposition material, and the temperature of the conductive substrate 15A was maintained at 120 ° C. for vacuum vapor deposition. The melting point of the precursor is 150 ° C.
【0047】冷却後、真空状態を破り、大気中で200
℃に加熱して重合硬化させたポリカーボネートの膜を形
成した。蒸着したままでは丸みのあるほぼドーム状の膜
は形成されるものの、その膜は重合していないので、粘
着力が強く、手で触るとべた付いていた。これに対し
て、大気中で加熱することにより膜のべた付きは無くな
り、かつ、ほぼドーム状の膜の斑点の形状や分散分布状
態は保持されたままであった。先駆体の融点は上述の如
く150℃であるが、200℃の加熱で、重合する前の
状態では未だ粘性が高く、表面形状は保持されていた。After cooling, the vacuum condition is broken and the pressure is reduced to 200 in the atmosphere.
A film of polycarbonate that was polymerized and cured by heating to ° C was formed. Although a dome-shaped film with a roundness was formed as it was vapor-deposited, the film was not polymerized, so it had a strong adhesive force and was sticky to the touch. On the other hand, when the film was heated in the atmosphere, the stickiness of the film disappeared, and the shape of the spots and the dispersed distribution state of the almost dome-shaped film were maintained. Although the melting point of the precursor is 150 ° C. as described above, it was still viscous and maintained its surface shape by heating at 200 ° C. before the polymerization.
【0048】かかる方法によって得られたほぼドーム状
の斑点より成る誘電部16(図3)の直径は約80μ
m、平均ピッチは100μmであり、表面積の被覆率は
60%であった。又、接触角θ(図1)に関しては約3
0°であった。この接触角θは、誘電部間の谷間にトナ
ーを入れないようにする上ではなるべく小さい方が好ま
しい。The diameter of the dielectric portion 16 (FIG. 3), which is formed by the above-described method and is composed of substantially dome-shaped spots, is about 80 μm.
m, the average pitch was 100 μm, and the surface area coverage was 60%. The contact angle θ (Fig. 1) is about 3
It was 0 °. The contact angle θ is preferably as small as possible in order to prevent the toner from entering the valleys between the dielectric portions.
【0049】以上述べた製造方法によって得られた誘電
部16を有する現像ローラ15を株式会社リコー製のA
Dシリーズ複写機に組み込んで、先に図4に関連して説
明したところと同様にして、この複写機を稼動させ、得
られた画像を評価したところ、モアレ像の発生がなくな
っていることが判った。又、トナーの飛散等もなくな
り、更に良好な画質の画像が得られることが判った。The developing roller 15 having the dielectric portion 16 obtained by the above-described manufacturing method is the A manufactured by Ricoh Co., Ltd.
When incorporated into a D series copying machine and operating this copying machine in the same manner as described above with reference to FIG. 4, the obtained image was evaluated and it was found that moire images did not occur. understood. Further, it was found that the toner was not scattered and an image with better image quality was obtained.
【0050】なお、第1及び第2の実施例で使用した蒸
着材料を用い、導電性基体15Aの温度を常温(約30
℃)に保持して真空蒸着を行い、冷却後、基体を真空槽
から取り出し、この取り出した基体を、その後大気圧の
下でそれぞれの融点付近まで加熱したところ、部分的に
亜鈴状(一部、誘電部が連鎖する状態)になったり、大
きな凝集膜が出来たりして、物質のほぼドーム状の膜は
得られなかった。一旦、平滑な膜を形成すると、下地物
質との密着力が影響して均一に凝集できないためと思わ
れる。いずれにしても、導電性基体を常温に保持するの
ではなく、蒸着材料の融点以下であって、その融点近傍
の温度に保持して、蒸着を行わなければ、図3に示した
分散点在する均質な誘電部が得られないのである。この
ように、蒸着時に導電性基体の温度を融点以下の、その
近傍に保持して、導電性基体上における蒸着物を凝集さ
せることが、均一な大きさの均質な分布膜を形成する上
で肝要なこととなるのである。The vapor deposition materials used in the first and second embodiments were used and the temperature of the conductive substrate 15A was kept at room temperature (about 30 ° C.).
The substrate was taken out from the vacuum chamber after cooling, and the taken-out substrate was then heated under atmospheric pressure to the vicinity of the melting point thereof. , A state in which the dielectric part is chained) or a large agglomerated film was formed, so that a film of almost domed material could not be obtained. It is considered that once a smooth film is formed, it cannot be uniformly agglomerated due to the influence of the adhesion with the underlying substance. In any case, if the conductive substrate is not kept at room temperature but is kept at a temperature below the melting point of the vapor deposition material and near the melting point and vapor deposition is not carried out, the dispersion of scattered dots shown in FIG. That is, a uniform dielectric part cannot be obtained. In this way, the temperature of the conductive substrate during vapor deposition is kept below the melting point and in the vicinity thereof, and the deposited material on the conductive substrate is agglomerated in order to form a uniform distribution film of uniform size. It is essential.
【0051】従来においては、導電性基体に縦横の格子
状の溝を形成したあと、樹脂を一様に被覆し、乾燥させ
てから研磨して誘電部を露出させていたのであるが、上
述した製造方法では、これらの研磨工程が不要であり、
工程をシンプル化できる。又、従来においては、溝に樹
脂を流し込みつつ、それを導電性基体表面に被覆する
際、気泡が発生するおそれがあったが、上述した製造方
法では、気泡が発生するおそれがないので、誘電部の保
持に部分的に欠陥を生じるようなことがない。品質のバ
ラツキを抑えることができるのである。In the prior art, vertical and horizontal grid-like grooves were formed on a conductive substrate, and then the resin was uniformly coated, dried and then polished to expose the dielectric portion. The manufacturing method does not require these polishing steps,
The process can be simplified. Further, in the past, when the resin was poured into the groove and the surface of the conductive substrate was coated with the resin, there was a possibility that air bubbles might be generated. There is no partial defect in holding the part. It is possible to suppress variations in quality.
【0052】更に、上述した製造方法によれば、先にも
述べたように、凝集による凸部形成方式なので、きれい
な丸みのある膜を形成できる。すなわち、トナー溜まり
の生じにくい、ひいてはトナー飛散の生じにくいトナー
担持体を作製できるのである。しかも、トナー担持体上
でのトナーのひっかかりもなく、トナーをスムーズに搬
送することができる。Further, according to the above-mentioned manufacturing method, as described above, since the method of forming the convex portion by aggregation is used, a film having a clean roundness can be formed. In other words, it is possible to produce a toner carrier which is less likely to cause toner accumulation and thus less likely to cause toner scattering. Moreover, the toner can be smoothly conveyed without being caught by the toner on the toner carrier.
【0053】丸みのある膜として構成される誘電部16
は、導電性基体15A上に不規則に分散分布する。すな
わち、そのような現像ローラを用いると、画像にモアレ
パターンが生じるのを防止できる。この製造方法によれ
ば、モアレパターンの生じにくいトナー担持体を作製で
きるのである。Dielectric part 16 configured as a rounded film
Are irregularly distributed on the conductive substrate 15A. That is, when such a developing roller is used, it is possible to prevent a moire pattern from being generated in the image. According to this manufacturing method, it is possible to manufacture a toner carrier in which a moire pattern is unlikely to occur.
【0054】更に、トナー担持体毎に誘電部の表面被覆
率をほぼ一定にすることができ、トナーの搬送能力にむ
らを生じさせないようにすることができる。又、真空蒸
着ではなく、大気圧の状態或いは加圧状態でも、飽和状
態の蒸気の中に導電性基体を曝すことで、水滴凝結のよ
うにほぼドーム状の膜を形成できるものの、真空蒸着方
式の方が蒸着時の蒸着材料投入量をコントロールするこ
とによって、膜厚、ひいてはほぼドーム状の膜の直径を
自在に変えたりすることができる点で有利である。Further, the surface coverage of the dielectric portion can be made substantially constant for each toner carrier, and unevenness in the toner carrying capacity can be prevented. Also, instead of vacuum vapor deposition, even if the conductive substrate is exposed to saturated vapor under atmospheric pressure or pressure, it is possible to form an almost dome-like film like condensation of water droplets. The method is advantageous in that the film thickness, and hence the diameter of the substantially dome-shaped film, can be freely changed by controlling the amount of the vapor deposition material used during vapor deposition.
【0055】トナーの粒径を変えたり、トナー担持体や
感光体などの周速度を変えたりする場合、トナーの搬送
量など調整すべく、従来においては格子ピッチなどを変
えていたのであるが、上述した製造方法では、蒸着時の
蒸着材料投入量を変え、ほぼドーム状の膜の直径を変え
たりすることで、所期の目的を達成でき、周速度などの
設計仕様や、違った種類のトナーの選択条件などの変更
に、容易に対応できる。When the particle diameter of the toner is changed or the peripheral speed of the toner carrying member or the photosensitive member is changed, the lattice pitch and the like have been changed in the past in order to adjust the toner conveyance amount. In the manufacturing method described above, the intended purpose can be achieved by changing the amount of vapor deposition material input during vapor deposition and changing the diameter of the almost dome-shaped film. It is possible to easily deal with changes in toner selection conditions.
【0056】以上述べた方法によって形成した丸みのあ
るほぼドーム状の膜は、この蒸着材料が熱硬化性樹脂で
あっても製造工程で充分に硬化させておくことができる
ので、従来タイプのような経時変化(形状的な変化等)
を起こさずに安定的に継続使用することができる。The rounded, almost dome-shaped film formed by the above-described method can be sufficiently cured in the manufacturing process even if this vapor deposition material is a thermosetting resin, so that it is similar to the conventional type. Changes over time (shape changes, etc.)
It can be used continuously without causing any trouble.
【0057】本発明は、ベルト状のトナー担持体及びそ
の製造方法にも適用できるものである。The present invention can also be applied to a belt-shaped toner carrier and a method for manufacturing the same.
【0058】[0058]
【発明の効果】請求項1に記載のトナー担持体によれ
ば、かかるトナー担持体を画像形成装置に採用した場
合、導電性基体に分散点在する誘電部が凸状となってい
て、トナー等の目詰まりが生じにくくなるため、トナー
の飛散を抑えることができ、機内のトナーによる汚れを
防止できる。又、画像にモアレパターンなどを生じさせ
ないようにすることができる。According to the toner carrier of the first aspect, when the toner carrier is used in an image forming apparatus, the dielectric portions scattered on the conductive substrate are convex, and the toner carrier is Since clogging of the toner is less likely to occur, it is possible to prevent toner from scattering and prevent contamination with toner inside the machine. Further, it is possible to prevent a moire pattern or the like from being generated in the image.
【0059】請求項2に記載のトナー担持体によれば、
かかるトナー担持体を画像形成装置に採用した場合、誘
電部が丸みのある凸状となっているので、トナーがその
誘電部にひっかかることがなく、該トナーをスムーズに
搬送でき、誘電部が欠け落ちるようなこともなくなる。According to the toner carrier of claim 2,
When such a toner carrier is adopted in an image forming apparatus, since the dielectric portion has a rounded and convex shape, the toner does not get caught in the dielectric portion, the toner can be smoothly transported, and the dielectric portion is lacking. It will not fall.
【0060】請求項3に記載の製造方法によれば、誘電
部の形成の際、気泡が発生するおそれがないので、誘電
部の保持に部分的な欠陥が生じるおそれがなく、品質の
バラツキをなくすことができる。又、従来のような樹脂
被覆層の研磨工程などが不要となるので、製造工程をシ
ンプル化できる。更に、モアレパターンやトナー飛散な
どの生じにくいトナー担持体を作製できる。According to the manufacturing method of the third aspect, bubbles are not likely to be generated during the formation of the dielectric portion, so that there is no possibility that a partial defect occurs in holding the dielectric portion and the quality is varied. It can be lost. Further, since the conventional step of polishing the resin coating layer is not required, the manufacturing process can be simplified. Furthermore, it is possible to produce a toner carrier that is less likely to cause moire patterns and toner scattering.
【図1】現像ローラの一部を拡大して示した断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an enlarged part of a developing roller.
【図2】現像ローラの製造装置の一例を示す断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view showing an example of a developing roller manufacturing apparatus.
【図3】現像ローラの表面の一部を模式的に拡大して示
した平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing an enlarged part of the surface of the developing roller.
【図4】現像装置の一例を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a developing device.
【図5】現像ローラの外観斜視図である。FIG. 5 is an external perspective view of a developing roller.
【図6】現像ローラの表面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。FIG. 6 is an explanatory diagram showing electric lines of force of a minute closed electric field formed near the surface of the developing roller.
14 蒸着材料 15A 導電性基体 15a 導電部 16 誘電部 14 Vapor Deposition Material 15A Conductive Substrate 15a Conductive Part 16 Dielectric Part
Claims (3)
を形成するための互いに離間した多数の誘電部とが表面
に形成されていて、各誘電部は、導電部面よりも突出す
るように凸状となっていることを特徴とするトナー担持
体。1. A conductive part and a large number of dielectric parts spaced apart from each other for forming a minute closed electric field between the conductive parts are formed on the surface, and each dielectric part protrudes from the conductive part surface. A toner carrier having a convex shape as described above.
を、その導電性基体の表面に対して分散して点在する誘
電部となすと共に、各誘電部を丸みのある凸状に形成し
た請求項1に記載のトナー担持体。2. The conductive portion is a surface of a conductive substrate, the dielectric portion is a dielectric portion dispersed and scattered on the surface of the conductive substrate, and each dielectric portion is formed into a rounded convex shape. The toner carrier according to claim 1, which is formed.
融点以下であって、融点の近傍の温度に保持して、誘電
部を真空蒸着によって形成したことを特徴とするトナー
担持体の製造方法。3. The toner carrier according to claim 1, wherein the conductive substrate is formed at a temperature below the melting point of the vapor deposition material to be the dielectric portion and in the vicinity of the melting point, and the dielectric portion is formed by vacuum vapor deposition. Production method.
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