JPH0915979A

JPH0915979A - 現像剤担持体

Info

Publication number: JPH0915979A
Application number: JP18658695A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Ota; 茂雄太田; Kenji Nakatogawa; 健司中戸川; Hiroshi Takayama; 拓高山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】十分な低抵抗値と表面粗さと断面曲線を有
し、良好な画像を得ることができる現像剤担持体を提供
する。【構成】静電潜像保持体に対向して設けられ、現像剤
を表面に付着した状態で搬送する現像剤担持体４と、こ
の現像剤担持体の表面に付着する現像剤量を規制して薄
層化する現像剤規制部材とを備え、現像剤担持体と静電
潜像保持体とが近接して対向する現像領域に形成された
電界内で、現像剤担持体上の電荷を有する現像剤を静電
潜像体上の静電潜像に付着させて可視化する一成分現像
装置において、現像剤担持体が、導電性材料からなる基
材１１上に少なくとも結着樹脂１３とカーボンブラック
１４とポリマービーズを焼成してなる導電性カーボンビ
ーズ１５とを含有する表面層１２を被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機やプ
リンタ等の画像形成装置に用いられ、静電潜像保持体と
現像剤担持体との間に印加される振動電界により一成分
現像剤を飛翔させて静電潜像を現像する一成分現像装置
に関し、特に現像ゴースト等の画像欠陥のない樹脂コー
ト層を有する磁性一成分現像用の現像剤担持体に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、静電潜像保持体上に形成された静
電潜像を現像して可視像を形成する現像方法としては、
使用する現像剤の種類等に応じて各種のタイプのものが
提案されている。かかる現像方法の中には、例えば、ド
ナーと呼ばれる現像剤担持体を使用した転写現像法があ
る。この特許に開示されている転写現像法は、(1) 現像
剤であるトナーの層と感光体が非接触で、トナーがこの
間隙を飛翔する場合、(2) トナー層が感光体と接触しつ
つ移動する場合、(3) トナー層が感光体と接触しつつ移
動し、画像部をすべる場合の総称であり、タッチダウン
現像法としても良く知られている。

【０００３】このタッチダウン現像法を用いた一成分現
像装置としては、例えば、図６に示すような装置が、従
来から知られている。

【０００４】図６は、一成分系磁性現像剤を用いた従来
の現像装置を示すものであり、例えば、特開昭５４−５
１８４８号公報、実開昭５８−１４６２４９号公報、米
国特許第３３７２６７５号公報等に開示された現像装置
の構成を示す概略断面図である。

【０００５】この現像装置は、図６に示すように、一成
分系磁性現像剤１００を収容するためのホッパー１０１
と、複数の磁極を有する磁石ロール１０２の周囲に回転
自在に支承された円筒状の現像剤担持体１０３と、この
現像剤担持体１０３上に現像剤１００の薄層を形成する
現像剤層厚規制部材１０４とを備えており、ホッパー１
０１の開口部に配設された現像剤担持体１０３は、静電
潜像保持体１０５に近接して対向するように配置されて
いる。また、上記静電潜像保持体１０５は、円筒状の導
電体上に積層された光導電性層を有し、この静電潜像保
持体１０５の表面は、一様に帯電した後、像光を照射す
ることにより、静電潜像１０６を形成することができる
ものである。

【０００６】このような現像装置においては、ホッパー
１０１内に収納された一成分系磁性現像剤１００が、磁
石ロール１０２の磁力で現像剤担持体１０３の表面上に
保持され、現像剤層厚規制部材１０４により現像剤担持
体１０３上に現像剤１００が摺擦される。この現像剤層
厚規制部材１０４により現像剤担持体１０３上の現像剤
１００の付着量が規制されて薄層とされるとともに必要
な電荷が付与される。この薄層化された現像剤１００
は、現像剤担持体１０３の回転により静電潜像保持体１
０５と現像剤担持体１０３とが対向する現像領域Ａへと
搬送される。上記現像剤担持体１０３には、高圧交流電
源１０７及び直流電源１０８から直流電圧が重畳された
交流電圧が印加されており、現像領域Ａで生じる振動電
界によって現像剤担持体１０３上の電荷を有する現像剤
１００が、静電潜像保持体１０５上の静電潜像１０６に
往復飛翔して付着し、当該静電潜像１０６を可視化する
ようになっている。

【０００７】そして、上記の如く構成される現像装置に
おいては、現像剤担持体１０３が現像動作に重要な役割
を果たしており、この現像剤担持体１０３に関して種々
の提案がなされている。例えば、特開昭６３−３１１３
６７号公報には、階調性を向上させるために、現像剤担
持体の表面上に担持した一成分現像剤を静電潜像保持体
に接触させて現像を行なう現像装置において、該現像剤
担持体の少なくとも表面部分は電気抵抗を有する材料よ
りなり、該材料で構成される部分の体積固有抵抗ρ（Ω
・ｃｍ）と厚さｄｒ（ｃｍ）とが式：５×１０⁵≦ｄｒ
²×ρ≦５×１０⁹を満足するように構成し、又、現像
剤担持体の少なくとも表面部分の体積固有抵抗ρが１×
１０⁹〜１×１０¹³（Ω・ｃｍ）であることをも特徴と
するものであり、一成分現像装置において優れた画像品
質を得ることができ、現像剤担持体に特定の抵抗層を設
けることにより優れた階調性および細線・網点階調再現
性並びに十分な画像濃度が得られることを目的としたも
のである。

【０００８】また、特開平４−１６６８６４号公報に
は、現像機の立ち上がり時では現像剤の攪拌が不十分で
現像剤の帯電量が低く、この結果、感光体に移動する現
像剤が少なくて画像濃度が低下するので、この濃度低下
を防止するために、結晶性グラファイトと正帯電性樹脂
粒子を有する現像剤担持体が開示されている。さらに説
明すると、この特開平４−１６６８６４号公報には、負
極帯電性磁性トナーを現像剤担持体上に担持して、像担
持体と対向した現像部へと搬送し、前記現像部で前記ト
ナーを前記像担持体上の静電潜像に付着して現像する現
像装置において、前記現像剤担持体の表面に、結着樹
脂、カーボンブラック、グラファイト及び正帯電性樹脂
粒子からなる複合材料の薄層を形成するように構成した
ものであり、画像を現像してプリントするに際し、立ち
上がり時の濃度薄を押さえてプリント初期から十分な濃
度の画像を安定して得ることができ、更に多数枚の連続
プリント時にもチャージアップによる濃度薄及びスリー
ブゴーストを低減することができる現像装置を提供する
ことを目的としたものである。

【０００９】さらに、特開平４−２４６６７６号公報に
は、同じ画像パターンを繰り返して用紙にプリントする
と用紙の送り方向に沿って用紙の一部の濃度が低くなる
現象を防止するために、表面研磨処理によって、表面の
算術平均粗さＲａを０．５μｍ以上３．５μｍ以下の範
囲にし、表面の平均間隔Ｓｍを１０μｍ以上９０μｍ以
下の範囲内とした現像剤担持体が記載されている。さら
に説明すると、この特開平４−２４６６７６号公報に
は、像担持体に形成された潜像を、現像剤担持体にて担
持し搬送される現像剤を用いて現像する現像装置におい
て、前記現像剤担持体は、少なくとも樹脂及びグラファ
イトを含有する塗料を円筒管の表面に塗布した後、その
表面を磨き加工することにより形成され、そして前記現
像剤担持体のＪＩＳ表面粗さの表記における凹凸の平均
間隔Ｓｍ値が、１０μｍ≦Ｓｍ≦９０μｍの範囲である
ように構成することにより、フェーディング現象の発生
を防止し、特に高温高湿環境下におけるフェーディング
現象の発生を防止し、均一な画像を形成することのでき
る現像剤担持体を備えた現像装置を提供することを目的
としたものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術に使用されている現像剤担持体の場合には、次の
ような問題点を有している。すなわち、上記特開昭６３
−３１１３６７号公報に係る現像装置の場合には、現像
剤担持体の少なくとも表面部分の体積固有抵抗ρが１×
１０⁹〜１×１０¹³（Ω・ｃｍ）に設定されており、現
像剤担持体の抵抗が高いため、図に示すようなオリジ
ナルパターンの原稿を複写すると、現像剤担持体上の現
像剤が消費されたところと消費されないところで、現像
剤の帯電性が異なってしまい、現像剤の消費されたとこ
ろの後方に濃度が周囲と異なる所謂現像ゴーストと呼ば
れる画質欠陥が発生し易いという問題点があった。

【００１１】また、特開平４−１６６８６４号公報に係
る現像装置の場合には、現像剤担持体の表面に、結着樹
脂、カーボンブラック、グラファイト及び正帯電性樹脂
粒子からなる複合材料の薄層を形成するように構成され
ているため、正帯電性樹脂粒子が複合材料からなる薄層
の抵抗の不均一化を招き、現像剤担持体に印加される現
像バイアスのリークや、現像ゴーストと呼ばれる画質欠
陥が発生するという問題点があった。

【００１２】さらに、特開平４−２４６６７６号公報に
係る現像装置の場合には、現像剤担持体が、少なくとも
樹脂及びグラファイトを含有する塗料を円筒管の表面に
塗布した後、その表面を磨き加工することにより形成さ
れ、そして前記現像剤担持体のＪＩＳ表面粗さの表記に
おける凹凸の平均間隔Ｓｍ値が、１０μｍ≦Ｓｍ≦９０
μｍの範囲であるように構成されているため、現像剤担
持体の現像剤の付着や固着が発生しやすく、しかも、長
期間の使用に伴って現像剤担持体の表面が研磨されるこ
とにより、現像剤担持体の表面が平滑となり、現像領域
に搬送される現像剤量が少なくなり、経時的に画像濃度
が低下するという問題点があった。また、この特開平４
−２４６６７６号公報に係る現像装置の場合には、コー
ト層表面の平均間隔Ｓｍが小さいので、コート表面の凹
部に現像剤粒子が入り込んで移動しにくく、この入り込
んだ現像剤粒子の上にある現像剤の帯電が不十分にな
り、画質が低下したり、現像ゴーストが発生するという
問題点があった。

【００１３】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、十分な低抵抗値と表面粗さと断面曲線を有し、
良好な画像を得ることができる現像剤担持体を提供する
ことにある。また、この発明の他の目的とするところ
は、繰り返し使用可能で、トナーの付着や固着を起こさ
ない耐久性に優れた現像剤担持体を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明においては、静電潜像保持体に
対向して設けられ、現像剤を表面に付着した状態で搬送
する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に付着す
る現像剤量を規制して薄層化する現像剤規制部材とを備
え、前記現像剤担持体と前記静電潜像保持体とが近接し
て対向する現像領域に形成された電界内で、前記現像剤
担持体上の電荷を有する現像剤を前記静電潜像体上の静
電潜像に付着させて可視化する一成分現像装置におい
て、上記現像剤担持体が、導電性材料からなる基材上に
少なくとも結着樹脂とカーボンブラックとポリマービー
ズを焼成してなる導電性カーボンビーズとを含有する表
面層を被覆して構成されている。

【００１５】また、請求項２記載の発明においては、上
記ポリマービーズを焼成してなる導電性カーボンビーズ
が実質上球形であり、その粉末電気比抵抗が１．５×１
０^-5〜８．０×１０^-1Ω・ｃｍで、かつ平均粒子径が
０．５〜１０μｍであるように構成されている。

【００１６】さらに、請求項３記載の発明においては、
上記表面層の表面の算術平均粗さＲａが、０．８μｍ以
上２．５μｍ以下の範囲を有し、かつ、平均間隔Ｓｍ
が、９５μｍ以上１５０μｍ以下の範囲を有するもので
あるように構成されている。

【００１７】ここで、上記表面層の表面の算術平均粗さ
Ｒａは、１．０μｍ以上２．２μｍ以下の範囲にあるこ
とがより好ましい。

【００１８】また、上記表面層の表面の平均間隔Ｓｍ
は、１００μｍ以上１４０μｍ以下の範囲にあることが
より好ましい。

【００１９】

【作用】この発明の請求項１及び２記載の現像剤担持体
によれば、現像剤担持体が、導電性材料からなる基材上
に少なくとも結着樹脂とカーボンブラックとポリマービ
ーズを焼成してなる導電性カーボンビーズとを含有する
表面層を被覆して構成されているので、現像剤担持体
は、その表面層がカーボンブラックとポリマービーズを
焼成してなる導電性カーボンビーズとを含有するため、
抵抗値を低くすることができ、現像剤の電荷が現像剤担
持体側に移動し難いことに伴う現像ゴーストの発生を効
果的に防止することができるとともに、表面層は、導電
性カーボンビーズを含有するので、この導電性カーボン
ビーズによって表面層に適度が凹凸が形成され、現像剤
の搬送性が良好となり、しかも表面層の凹凸は、導電性
カーボンビーズそのものによって形成されるので、長期
間その形状を維持するため、繰り返し使用可能で、トナ
ーの付着や固着を起こさず耐久性に優れている。

【００２０】また、この発明の請求項３記載の現像剤担
持体は、現像剤担持体の表面層に導電性カーボンビーズ
を含有させることによって、表面層の抵抗値の均一化を
はかり、バイアスリークを防止することと、表面の算術
平均粗さＲａが主として画像濃度に影響を及ぼし、表面
の平均間隔Ｓｍが主として現像ゴーストに影響を及ぼす
ことに着目してなされたものである。

【００２１】さらに説明すると、現像剤担持体の表面層
表面の算術平均粗さＲａが０．８μｍ未満の場合は、表
面層表面が平滑すぎて現像剤の搬送量が少なく、この結
果、画像濃度が低くなる。一方、現像剤担持体の表面層
表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍを超える場合は、
現像剤の搬送量が多すぎて現像剤の帯電量が低くなり、
この結果、画像濃度が低くなる。すなわち、表面層表面
の算術平均粗さＲａが０．８μｍ以上２．５μｍ以下の
範囲内から外れると、画像の濃度は低くなる。また、表
面層表面の平均間隔Ｓｍが、９５μｍ以上１５０μｍ以
下の範囲内から外れると、現像ゴーストが発生して画質
が低下する。

【００２２】ここで、上記算術平均粗さＲａが１．０μ
ｍ以上２．２μｍ以下の範囲内である場合は、いっそう
良好な画像濃度が得られる。

【００２３】また、上記平均間隔Ｓｍが１００μｍ以上
１４０μｍ以下の範囲内である場合は、現像ゴーストの
レベルがさらに良好になる。

【００２４】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００２５】図２はこの発明に係る現像剤担持体を適用
した現像装置の一実施例を示すものである。

【００２６】この現像装置は、図２に示すように、一成
分系磁性現像剤１を収容するためのホッパー２と、複数
の磁極を有する磁石ロール３の周囲に回転自在に支承さ
れた円筒状の現像剤担持体４と、この現像剤担持体４上
に現像剤１の薄層を形成する現像剤層厚規制部材５とを
備えており、ホッパー２の開口部に配設された現像剤担
持体４は、静電潜像保持体７に近接して対向するように
配置されている。また、上記静電潜像保持体７は、円筒
状の導電体上に積層された光導電性層を有し、この静電
潜像保持体７の表面は、一様に帯電した後、像光を照射
することにより、静電潜像８を形成することができるも
のである。

【００２７】このような現像装置においては、ホッパー
２内に収納された一成分系磁性現像剤１が、磁石ロール
３の磁力で現像剤担持体４の表面上に保持され、現像剤
層厚規制部材５により現像剤担持体４上に現像剤１が摺
擦される。この現像剤層厚規制部材５により現像剤担持
体４上の現像剤１の付着量が規制されて薄層とされると
ともに必要な電荷が付与される。この薄層化された現像
剤１は、現像剤担持体４の回転により静電潜像保持体７
と現像剤担持体４とが対向する現像領域Ａへと搬送され
る。上記現像剤担持体４には、高圧交流電源９及び直流
電源１０から直流電圧が重畳された交流電圧が印加され
ており、現像領域Ａで生じる振動電界によって現像剤担
持体４上の電荷を有する現像剤１が、静電潜像保持体７
上の静電潜像８に往復飛翔して付着し、当該静電潜像８
を可視化するようになっている。

【００２８】ところで、この実施例では、現像装置の現
像剤担持体が、導電性材料からなる円筒状の基材上に、
少なくとも結着樹脂とカーボンブラックとポリマービー
ズを焼成してなる導電性カーボンビーズとを含有する表
面層を被覆して構成されている。

【００２９】すなわち、上記現像剤担持体４は、図１に
示すように、アルミニウムや非磁性のステンレス等の導
電性材料からなる円筒状の基材１１上に、結着樹脂１３
とカーボンブラック１４とポリマービーズを焼成してな
る導電性カーボンビーズ１５とを含有する表面層１２を
被覆して構成されている。なお、上記表面層１２には、
グラファイト等の導電補助剤を充填しても良い。

【００３０】また、上記現像剤担持体４の表面層１２に
使用される結着樹脂１３としては、例えば、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポ
リエステル樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリ
プロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ス
チレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等を使用することができる。

【００３１】さらに、上記カーボンブラック１４として
は、種々のものを使用することができるが、例えば、米
国キャボット社製のＶＵＬＣＡＮＸＣ−７２Ｒ、同社
ＭＯＮＡＲＣＨ１０００、同社ＲＥＧＡＬ４００、同社
ＲＥＧＡＬ６００、米国コロンビア社のＣｏｎｄｕｃｔ
ｅｒ８７５、同社ＣｏｎｄｕｃｔｅｒＳＣ等を使用
することができる。

【００３２】また、上記ポリマービーズを焼成してなる
導電性カーボンビーズ１５としては、例えば、日本カー
ボン社製のＩＣＢ、ＰＣ、ＭＣ、ＭＳＢ等の導電性カー
ボンビーズであって、種々の粒子径のものを使用するこ
とができる。ここで、ＩＣＢ系の導電性カーボンビーズ
は、炭素及び黒鉛質の微小球体状の炭素材料であり、こ
のＩＣＢ系の導電性カーボンビーズは、図３に示す電子
写真からも分かるように、表面が平滑なハードカーボン
である。また、ＰＣ系の導電性カーボンビーズは、炭素
及び黒鉛質の微小球体状の炭素材料であり、このＰＣ系
の導電性カーボンビーズは、導電性が良好なソフトカー
ボンである。さらに、ＭＣ系の導電性カーボンビーズ
は、黒鉛質の微小球体状の炭素材料であり、このＭＣ系
の導電性カーボンビーズは、図４に示す電子写真からも
分かるように、表面に微小な凹凸がある導電性の良好な
ハードカーボンである。また、ＭＳＢ系の導電性カーボ
ンビーズは、ＩＣＢ系のカーボンビーズの表面に銅、銀
などの金属をメッキした微小球体状の炭素材料であり、
このＭＳＢ系の導電性カーボンビーズは、導電性が非常
に良好なハードカーボンである。

【００３３】ところで、上記現像剤担持体４は、例え
ば、基材となるアルミパイプ１１上に、結着樹脂１３と
カーボンブラック１４とポリマービーズを焼成してなる
導電性カーボンビーズ１５とを所定量ずつ配合した材料
を溶媒に溶解し、これを希釈した塗料を塗布することに
よって製造される。その際、上記結着樹脂とカーボンブ
ラックとポリマービーズを焼成してなる導電性カーボン
ビーズとからなる材料は、サンドミルで６時間分散を行
なうことによって混合され、この混合された材料を溶媒
に溶解して得られた塗料をエタノールで例えば１．５倍
に希釈して、スプレーにてアルミパイプ１１上に塗布
し、熱風乾燥炉によって１６０℃の温度で３０分加熱
し、乾燥・硬化させることによって製造される。

【００３４】次に、本発明者らは、種々の材料を使用し
た現像剤担持体を試作し、現像特性を確認する試験を行
なった。

【００３５】実施例１この実施例１では、現像剤担持体４の基材となるアルミ
パイプ１１上に、図１に示すように、フェノール樹脂１
００重量部と、平均粒子径０．５μｍ、粉末電気比抵抗
８．０×１０^-1Ω・ｃｍの日本カーボン社製：ＩＣＢカ
ーボンビーズ５０重量部と、米国キャボット社製のＸＣ
−７２Ｒのカーボンブラック２０重量部と、プロピレン
グリコールモノメチルエーテル５０重量部、エタノール
５０重量部の溶剤とからなる組成の塗料を塗布して、現
像剤担持体４とした。その際、材料の混合は、サンドミ
ルで６時間分散を行ない、この得られた塗料をエタノー
ルで１．５倍に希釈して、スプレーにてアルミパイプ１
１上に塗布し、熱風乾燥炉によって１６０℃の温度で３
０分加熱し、乾燥・硬化させることによって現像剤担持
体４を製造した。

【００３６】また、こうして製造した現像剤担持体４の
表面層１２の中心線平均粗さＲａ、断面曲線における平
均山間隔Ｓｍ、膜厚、体積固有抵抗率は、図５に示す通
りであった。

【００３７】そして、上記の如く製造された現像剤担持
体４を使用した現像装置を、富士ゼロックス社製のレー
ザープリンタＦＸ４１０９に組み込んでプリントテスト
を行なった。プリントサンプルは濃度をＸ−Ｒｉｔｅ社
の濃度計Ｍｏｄｅｌ４０４Ａで測定し、濃度１．５以上
を○、濃度１．３以上１．５未満を△、濃度１．３未満
を×とした。また、現像ゴーストは目視にて評価し、そ
の程度によって良好の場合を○、実用上問題ない場合を
△、実用不可の場合を×とした。その結果を図５に示
す。

【００３８】この実施例１の場合には、図５から明らか
なように、濃度が△、現像ゴーストが△であり、濃度及
び現像ゴーストともに実用上問題ない程度であった。

【００３９】これは、現像剤担持体４の中心線平均粗さ
Ｒａが１．０４（μｍ）と比較的小さいため、現像剤担
持体４の表面がやや平坦で現像剤の搬送量が若干少な
く、濃度が１．３以上１．５未満と若干低いが実用上問
題ない範囲となったと考えられる。

【００４０】実施例２この実施例２では、現像剤担持体４の基材となるアルミ
パイプ１１上に、図１に示すように、フェノール樹脂１
００重量部と、平均粒子径１．０μｍ、粉末電気比抵抗
６．０×１０^-1Ω・ｃｍの日本カーボン社製：ＩＣＢカ
ーボンビーズ５０重量部と、米国キャボット社製のＸＣ
−７２Ｒのカーボンブラック２０重量部と、プロピレン
グリコールモノメチルエーテル５０重量部、エタノール
５０重量部の溶剤とからなる組成の塗料を塗布して、現
像剤担持体４とした。

【００４１】また、こうして製造した現像剤担持体４の
表面層１２の中心線平均粗さＲａ、断面曲線における平
均山間隔Ｓｍ、膜厚、体積固有抵抗率は、図５に示す通
りであった。

【００４２】そして、上記の如く製造された現像剤担持
体４を使用した現像装置を、富士ゼロックス社製のレー
ザープリンタＦＸ４１０９に組み込んでプリントテスト
を行なった結果は、図５に示す通りであった。

【００４３】この実施例２の場合には、図５から明らか
なように、濃度が△であるが、現像ゴーストは○であ
り、濃度は実用上問題なく、現像ゴーストの防止効果は
良好なものであった。

【００４４】これは、現像剤担持体４の中心線平均粗さ
Ｒａが１．２４（μｍ）と比較的小さいため、現像剤担
持体４の表面がやや平坦で現像剤の搬送量が若干少な
く、濃度が１．３以上１．５未満と若干低いが実用上問
題ない範囲となったと考えられる。

【００４５】実施例３この実施例３では、現像剤担持体４の基材となるアルミ
パイプ１１上に、図１に示すように、フェノール樹脂１
００重量部と、平均粒子径３．０μｍ、粉末電気比抵抗
４．０×１０^-1Ω・ｃｍの日本カーボン社製：ＩＣＢカ
ーボンビーズ５０重量部と、米国キャボット社製のＸＣ
−７２Ｒのカーボンブラック２０重量部と、プロピレン
グリコールモノメチルエーテル５０重量部、エタノール
５０重量部の溶剤とからなる組成の塗料を塗布して、現
像剤担持体４とした。

【００４６】また、こうして製造した現像剤担持体４の
表面層１２の中心線平均粗さＲａ、断面曲線における平
均山間隔Ｓｍ、膜厚、体積固有抵抗率は、図５に示す通
りであった。

【００４７】そして、上記の如く製造された現像剤担持
体４を使用した現像装置を、富士ゼロックス社製のレー
ザープリンタＦＸ４１０９に組み込んでプリントテスト
を行なった結果は、図５に示す通りであった。

【００４８】この実施例３の場合には、図５から明らか
なように、濃度及び現像ゴーストともに○であり、両者
とも良好なものであった。

【００４９】これは、カーボンビーズの平均粒子径が
３．０μｍと比較的大きく、現像剤担持体４の中心線平
均粗さＲａが１．３２（μｍ）と比較的大きいため、現
像剤担持体４の表面の凹凸もある程度存在し、濃度が
１．５以上と高く、しかも体積固有抵抗率も７．６×１
０^-2Ω・ｃｍと相対的に低いため、現像ゴーストの防止
効果も光量となったと考えられる。

【００５０】実施例４この実施例４では、現像剤担持体４の基材となるアルミ
パイプ１１上に、図１に示すように、フェノール樹脂１
００重量部と、平均粒子径５．０μｍ、粉末電気比抵抗
３．０×１０^-1Ω・ｃｍの日本カーボン社製：ＩＣＢカ
ーボンビーズ５０重量部と、米国キャボット社製のＸＣ
−７２Ｒのカーボンブラック２０重量部と、プロピレン
グリコールモノメチルエーテル５０重量部、エタノール
５０重量部の溶剤とからなる組成の塗料を塗布して、現
像剤担持体４とした。

【００５１】また、こうして製造した現像剤担持体４の
表面層１２の中心線平均粗さＲａ、断面曲線における平
均山間隔Ｓｍ、膜厚、体積固有抵抗率は、図５に示す通
りであった。

【００５２】そして、上記の如く製造された現像剤担持
体４を使用した現像装置を、富士ゼロックス社製のレー
ザープリンタＦＸ４１０９に組み込んでプリントテスト
を行なった結果は、図５に示す通りであった。

【００５３】この実施例４の場合には、図５から明らか
なように、濃度及び現像ゴーストともに○であり、両者
とも良好なものであった。

【００５４】これは、カーボンビーズの平均粒子径が
５．０μｍと大きく、現像剤担持体４の中心線平均粗さ
Ｒａが１．５２（μｍ）と大きいため、現像剤担持体４
の表面に凹凸が存在し、濃度が１．５以上と高く、しか
も体積固有抵抗率も６．９×１０^-2Ω・ｃｍと相対的に
低いため、現像ゴーストの防止効果も良好となったと考
えられる。

【００５５】実施例５この実施例５では、現像剤担持体４の基材となるアルミ
パイプ１１上に、図１に示すように、フェノール樹脂１
００重量部と、平均粒子径１０．０μｍ、粉末電気比抵
抗２．０×１０^-1Ω・ｃｍの日本カーボン社製：ＩＣＢ
カーボンビーズ５０重量部と、米国キャボット社製のＸ
Ｃ−７２Ｒのカーボンブラック２０重量部と、プロピレ
ングリコール、モノメチルエーテル５０重量部、エタノ
ール５０重量部の溶剤とからなる組成の塗料を塗布し
て、現像剤担持体４とした。

【００５６】また、こうして製造した現像剤担持体４の
表面層１２の中心線平均粗さＲａ、断面曲線における平
均山間隔Ｓｍ、膜厚、体積固有抵抗率は、図５に示す通
りであった。

【００５７】そして、上記の如く製造された現像剤担持
体４を使用した現像装置を、富士ゼロックス社製のレー
ザープリンタＦＸ４１０９に組み込んでプリントテスト
を行なった結果は、図５に示す通りであった。

【００５８】この実施例５の場合には、図５から明らか
なように、濃度が△であるのに対し、現像ゴーストに対
しては○であった。

【００５９】これは、カーボンビーズの平均粒子径が１
０．０μｍと大きく、現像剤担持体４の中心線平均粗さ
Ｒａが１．８０（μｍ）とかなり大きいため、現像剤担
持体４の表面に大きな凹凸が存在し、現像剤の保持効果
が高くなり、濃度が１．３以上１．５未満と実用上問題
ない範囲となり、又体積固有抵抗率が６．３×１０^-2Ω
・ｃｍと低いため、現像ゴーストの防止効果が良好とな
ったと考えられる。

【００６０】実施例６この実施例６では、現像剤担持体４の基材となるアルミ
パイプ１１上に、図１に示すように、フェノール樹脂１
００重量部と、平均粒子径５．０μｍ、粉末電気比抵抗
５．０×１０^-2Ω・ｃｍの日本カーボン社製：ＰＣカー
ボンビーズ５０重量部と、米国キャボット社製のＸＣ−
７２Ｒのカーボンブラック２０重量部と、プロピレング
リコールモノメチルエーテル５０重量部、エタノール５
０重量部の溶剤とからなる組成の塗料を塗布して、現像
剤担持体４とした。

【００６１】また、こうして製造した現像剤担持体４の
表面層１２の中心線平均粗さＲａ、断面曲線における平
均山間隔Ｓｍ、膜厚、体積固有抵抗率は、図５に示す通
りであった。

【００６２】そして、上記の如く製造された現像剤担持
体４を使用した現像装置を、富士ゼロックス社製のレー
ザープリンタＦＸ４１０９に組み込んでプリントテスト
を行なった結果は、図５に示す通りであった。

【００６３】この実施例６の場合には、図５から明らか
なように、濃度及び現像ゴーストともに○であった。

【００６４】これは、カーボンビーズの平均粒子径が
５．０μｍと適当に大きく、現像剤担持体４の中心線平
均粗さＲａが１．５２（μｍ）と適当に大きいため、現
像剤担持体４の表面に適当な凹凸が存在し、現像剤の保
持効果が高くなり、濃度が１．５以上となり、又体積固
有抵抗率が５．３×１０^-2Ω・ｃｍと低いため、現像ゴ
ーストの防止効果が良好となったと考えられる。

【００６５】実施例７この実施例７では、現像剤担持体４の基材となるアルミ
パイプ１１上に、図１に示すように、フェノール樹脂１
００重量部と、平均粒子径５．０μｍ、粉末電気比抵抗
２．０×１０^-2Ω・ｃｍの日本カーボン社製：ＭＣカー
ボンビーズ５０重量部と、米国キャボット社製のＸＣ−
７２Ｒのカーボンブラック２０重量部と、プロピレング
リコールモノメチルエーテル５０重量部、エタノール５
０重量部の溶剤とからなる組成の塗料を塗布して、現像
剤担持体４とした。

【００６６】また、こうして製造した現像剤担持体４の
表面層１２の中心線平均粗さＲａ、断面曲線における平
均山間隔Ｓｍ、膜厚、体積固有抵抗率は、図５に示す通
りであった。

【００６７】そして、上記の如く製造された現像剤担持
体４を使用した現像装置を、富士ゼロックス社製のレー
ザープリンタＦＸ４１０９に組み込んでプリントテスト
を行なった結果は、図５に示す通りであった。

【００６８】この実施例７の場合には、図５から明らか
なように、濃度及び現像ゴーストともに○であった。

【００６９】これは、カーボンビーズの平均粒子径が
５．０μｍと適当に大きく、現像剤担持体４の中心線平
均粗さＲａが１．４８（μｍ）と適当に大きいため、現
像剤担持体４の表面に適当な凹凸が存在し、現像剤の保
持効果が高くなり、濃度が１．５以上となり、又体積固
有抵抗率が３．４×１０^-2Ω・ｃｍと低いため、現像ゴ
ーストの防止効果が良好となったと考えられる。

【００７０】実施例８この実施例８では、現像剤担持体４の基材となるアルミ
パイプ１１上に、図に示すように、フェノール樹脂１０
０重量部と、平均粒子径５．０μｍ、粉末電気比抵抗
１．５×１０^-5Ω・ｃｍの日本カーボン社製：ＭＳＢカ
ーボンビーズ５０重量部と、米国キャボット社製のＸＣ
−７２Ｒのカーボンブラック２０重量部と、プロピレン
グリコールモノメチルエーテル５０重量部、エタノール
５０重量部の溶剤とからなる組成の塗料を塗布して、現
像剤担持体４とした。

【００７１】また、こうして製造した現像剤担持体４の
表面層１２の中心線平均粗さＲａ、断面曲線における平
均山間隔Ｓｍ、膜厚、体積固有抵抗率は、図５に示す通
りであった。

【００７２】そして、上記の如く製造された現像剤担持
体４を使用した現像装置を、富士ゼロックス社製のレー
ザープリンタＦＸ４１０９に組み込んでプリントテスト
を行なった結果は、図５に示す通りであった。

【００７３】この実施例７の場合には、図５から明らか
なように、濃度及び現像ゴーストともに○であった。

【００７４】これは、カーボンビーズの平均粒子径が
５．０μｍと適当に大きく、現像剤担持体４の中心線平
均粗さＲａが１．５２（μｍ）と適当に大きいため、現
像剤担持体４の表面に適当な凹凸が存在し、現像剤の保
持効果が高くなり、濃度が１．５以上となり、又体積固
有抵抗率が８．９×１０^-3Ω・ｃｍとかなり低いため、
現像ゴーストの防止効果が良好となったと考えられる。

【００７５】比較例１この比較例１では、カーボンビーズとして、平均粒子径
０．３μｍ、粉末電気比抵抗８．０×１０^-1Ω・ｃｍの
日本カーボン社製：ＩＣＢカーボンビーズ５０重量部を
使用した以外は、実施例１と同じ条件で現像剤担持体４
とした。

【００７６】この比較例１の場合には、図５から明らか
なように、濃度が△で、現像ゴーストが×であった。

【００７７】これは、カーボンビーズの平均粒子径が
０．３μｍと非常に小さく、現像剤担持体４の中心線平
均粗さＲａが０．８０（μｍ）と非常に小さいため、現
像剤担持体４の表面が平坦に近く、現像剤の搬送効果が
低くなり、濃度が１．３未満となり、又体積固有抵抗率
が９．３×１０^-2Ω・ｃｍと相対的に高いため、濃度低
下の効果と相まって現像ゴーストが目立つようになった
ためと考えられる。

【００７８】比較例２この比較例２では、カーボンビーズとして、平均粒子径
１５．０μｍ、粉末電気比抵抗２．０×１０^-1Ω・ｃｍ
の日本カーボン社製：ＩＣＢカーボンビーズ５０重量部
を使用した以外は、実施例１と同じ条件で現像剤担持体
４とした。

【００７９】この比較例２の場合には、図５から明らか
なように、濃度が×で、現像ゴーストが△であった。

【００８０】これは、カーボンビーズの平均粒子径が１
５．０μｍとかなり大きく、現像剤担持体４の中心線平
均粗さＲａが２．０８（μｍ）とかなり大きいため、現
像剤担持体４の表面の凹凸が大きく、現像剤層厚規制部
材による個々の現像剤の帯電量が少なくなり、濃度が
１．３未満となり、又体積固有抵抗率が６．５×１０^-2
Ω・ｃｍと相対的に低いため、現像ゴーストは実用上問
題ない程度となったと考えられる。

【００８１】比較例３この比較例３では、カーボンビーズとして、平均粒子径
５．０μｍ、粉末電気比抵抗１．０×１０^-5Ω・ｃｍの
日本カーボン社製：ＩＣＢカーボンビーズ５０重量部を
使用した以外は、実施例１と同じ条件で現像剤担持体４
とした。

【００８２】この比較例３の場合には、図５から明らか
なように、濃度及び現像ゴーストともに×であった。

【００８３】これは、カーボンビーズの平均粒子径は
５．０μｍと適当であるにも拘らず、体積固有抵抗率が
５．２×１０^-3Ω・ｃｍとかなり低いため、濃度及び現
像ゴーストが低下したためと考えられる。

【００８４】比較例４この比較例４では、カーボンビーズとして、平均粒子径
５．０μｍ、粉末電気比抵抗９．０×１０^-1Ω・ｃｍの
日本カーボン社製：ＩＣＢカーボンビーズ５０重量部を
使用した以外は、実施例１と同じ条件で現像剤担持体４
とした。

【００８５】この比較例４の場合には、図５から明らか
なように、濃度及び現像ゴーストともに×であった。

【００８６】これは、カーボンビーズの平均粒子径は
５．０μｍと適当であるにも拘らず、体積固有抵抗率が
１．８×１０^-1Ω・ｃｍとかなり高いため、現像剤担持
体４表面の現像剤１に過剰帯電や帯電不良が発生し、濃
度及び現像ゴーストが低下したためと考えられる。

【００８７】上記実施例１〜８及び比較例１〜４の結果
より、平均粒子径が０．５〜１０μｍのカーボンビーズ
を用いることによって、濃度、現像ゴーストが実用上問
題ない現像剤担持体４を得ることができることがわかっ
た。また、平均粒子径１．０〜１０μｍのカーボンビー
ズを用いることによって、現像ゴーストに対してより良
好な現像剤担持体４を得ることができることがわかっ
た。

【００８８】さらに、平均粒子径が３．０〜５．０μｍ
のカーボンビーズを用いることによって、濃度に対して
より良好な現像剤担持体を得ることができることがわか
った。

【００８９】また、カーボンビーズの粉末電気比抵抗が
１．５×１０^-5〜８．０×１０^-1Ω・ｃｍの範囲では、
濃度、現像ゴーストともに良好な画質が得られることが
わかった。

【００９０】次に、この発明の請求項３に記載の現像剤
担持体の一実施例について、前記実施例と同一の部分に
は同一の符号を付して説明する。

【００９１】この実施例では、アルミニウム合金製の円
筒状の基材１１と、この基材１１の外周面を被覆する樹
脂製の表面層１２を備え、表面層１２の表面粗さが後述
するように変えられた複数種類の現像剤担持体を用いて
いる。

【００９２】上記表面層１２は下記の材料を用いて作成
した。フェノール樹脂１００重量部カーボンブラック（Ｃonductex975 、米国コロンビア社製）２０重量部導電性カーボンビーズ（ＩＣＢ、日本カーボン社製）３０重量部プロピレングリコールモノメチルエーテル５０重量部エタノール２５重量部

【００９３】そして、上記組成の塗料の製造は、サンド
ミルで６時間分散を行い、この得られた塗料をエタノー
ルで１．５倍に希釈して、周知の霧化装置を用いて基材
１１上に塗布し、その後、熱風乾燥炉によって１６０℃
の温度で３０分加熱し、乾燥・硬化させることによっ
て、現像剤担持体４を製造した。

【００９４】ここで、上記現像剤担持体４の表面の算術
平均粗さＲａ、および平均間隔Ｓｍが、図８に示す実施
例１から実施例７、比較例１から比較例６の値となるよ
うに、霧化装置の回転数、霧化装置からの吐出量、基材
１１と霧化装置の距離などの塗装条件を変えて、種々の
現像剤担持体４を製造した。このときの表面層１２の厚
さは２０μｍに設定し、体積固有抵抗率は５×１０^-2Ω
ｃｍであった。なお、表面層１２の表面の算術平均粗さ
Ｒａと平均間隔Ｓｍを測定するにあたっては、接触式粗
さ計（商品名サーフコム東京精密（株））を使用し
た。測定条件は触針の半径を２μｍ、触針の移動速度
（トレーシングスピード）を０．３ｍｍ／ｓｅｃ、カッ
トオフ値を０．２５ｍｍとし、それぞれ１５回測定して
平均を求めた。また、このときの基準長さＬは２．５ｍ
ｍとした。

【００９５】これらの現像剤担持体４をレーザープリン
タ（商品名ＦＸ４１０９富士ゼロックス（株））に組
み込んでプリントテストを行い、画質の評価を行った。
プリントサンプルは、画像の濃度を反射濃度計（商品名
Ｍodel404A Ｘ−Ｒite ）を用いて測定し、濃度１．５
以上を○（良好）、濃度１．３以上１．５未満を△（実
用上問題なし）、濃度１．３未満を×（実用不可）で表
した。また、現像ゴーストは目視にて評価し、その程度
によって、○（発生なし）、△（発生あるが実用上問題
なし）、×（発生が多く実用上不可）で表した。さら
に、バイアスリークは目視にて評価し、○（発生な
し）、×（発生あり）とした。これらの結果を図８に示
す。

【００９６】上記図８に示すように、バイアスリークに
よる画像欠陥は、各実施例と各比較例とともに発生しな
かった。

【００９７】また、プリントサンプルの画像濃度は、各
実施例では「実用不可」は全くなく、特に表面層１２表
面の算術平均粗さＲａを１．０μｍ以上２．２μｍ以下
の範囲内にしたものでは「良好」な濃度であった。一
方、各比較例のプリントサンプルの濃度は、比較例４、
５を除いて「実用不可」であり、比較例４、５では「実
用上問題なし」であるものの、以下に示すように現像ゴ
ーストについては「実用不可」であった。

【００９８】さらに、現像ゴーストについては、各実施
例では「発生が多く実用不可」は全くなく、特に表面層
１２表面の平均間隔Ｓｍを１００μｍ以上１４０μｍ以
下の範囲内にしたものでは「発生なし」であった。一
方、各比較例では、比較例３、６を除いて「発生が多く
実用上問題なし」であり、比較例３、６では「発生ある
が実用上問題なし」であるものの、上記したように濃度
については「実用不可」であった。

【００９９】このように、この発明の請求項３記載の実
施例では、現像剤担持体４の表面層１２表面の算術平均
粗さＲａを０．８μｍ以上２．５μｍ以下の範囲に設定
することによって、良好な濃度の現像画像を得ることが
できる。

【０１００】しかも、上記現像剤担持体４の表面層１２
表面の平均間隔Ｓｍを、９５μｍ以上１５０μｍ以下の
範囲に設定することによって、現像ゴーストが発生せ
ず、良好な画像を得ることができる。

【０１０１】

【発明の効果】この発明の請求項１及び２に記載の発明
は、以上の構成及び作用よりなるもので、現像剤担持体
が、導電性材料からなる基材上に少なくとも結着樹脂と
カーボンブラックとポリマービーズを焼成してなる導電
性カーボンビーズとを含有する表面層を被覆して構成さ
れているので、現像剤担持体は、その表面層がカーボン
ブラックとポリマービーズを焼成してなる導電性カーボ
ンビーズとを含有するため、抵抗値を低くすることがで
き、現像剤の電荷が現像剤担持体側に移動し難いことに
伴う現像ゴーストの発生を効果的に防止することができ
るとともに、表面層は、導電性カーボンビーズを含有す
るので、この導電性カーボンビーズによって表面層に適
度が凹凸が形成され、現像剤の搬送性が良好となり、し
かも表面層の凹凸は、導電性カーボンビーズそのものに
よって形成されるので、長期間その形状を維持するた
め、繰り返し使用可能で、トナーの付着や固着を起こさ
ず耐久性に優れている。

【０１０２】また、この発明の請求項３に記載の発明
は、以上の構成及び作用よりなるもので、導電性カーボ
ンビーズを含有した表面層の表面の算術平均粗さＲａと
平均間隔Ｓｍを所定範囲内に限定したため、濃度不良、
現像ゴースト、バイアスリークといった画質欠陥が発生
せず、従来よりも画質が向上した画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明に係る現像剤担持体の一実施
例を示す断面構成図である。

【図２】図２はこの発明に係る現像剤担持体を適用し
た現像装置の一実施例を示す構成図である。

【図３】図３（ａ）（ｂ）はカーボンビーズをそれぞ
れ示す顕微鏡写真である。

【図４】図４（ａ）（ｂ）はカーボンビーズをそれぞ
れ示す顕微鏡写真である。

【図５】図５は実施例及び比較例の実施条件や結果等
を示す図表である。

【図６】図６は従来の現像剤担持体を適用した現像装
置を示す構成図である。

【図７】図７（ａ）（ｂ）は現像ゴースト現象をそれ
ぞれ示す説明図である。

【図８】図８はこの発明の請求項３に記載の実施例に
おける実施例及び比較例の実施結果を示す図表である。

【符号の説明】

４現像剤担持体、１１円筒状の基材、１２表面
層、１３結着樹脂、１４カーボンブラック、１５
導電性カーボンビーズ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像保持体に対向して設けられ、現
像剤を表面に付着した状態で搬送する現像剤担持体と、
この現像剤担持体の表面に付着する現像剤量を規制して
薄層化する現像剤規制部材とを備え、前記現像剤担持体
と前記静電潜像保持体とが近接して対向する現像領域に
形成された電界内で、前記現像剤担持体上の電荷を有す
る現像剤を前記静電潜像体上の静電潜像に付着させて可
視化する一成分現像装置において、上記現像剤担持体
が、導電性材料からなる基材上に少なくとも結着樹脂と
カーボンブラックとポリマービーズを焼成してなる導電
性カーボンビーズとを含有する表面層を被覆して構成さ
れたことを特徴とする現像剤担持体。
【請求項２】上記ポリマービーズを焼成してなる導電
性カーボンビーズが実質上球形であり、その粉末電気比
抵抗が１．５×１０^-5〜８．０×１０^-1Ω・ｃｍで、か
つ平均粒子径が０．５〜１０μｍであることを特徴とす
る請求項第１項記載の現像剤担持体。
【請求項３】上記表面層の表面の算術平均粗さＲａ
が、０．８μｍ以上２．５μｍ以下の範囲を有し、か
つ、平均間隔Ｓｍが、９５μｍ以上１５０μｍ以下の範
囲を有するものであることを特徴とする請求項１記載の
現像剤担持体。