JPH09305021A - 現像剤担持体及びその製造方法 - Google Patents

現像剤担持体及びその製造方法

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JPH09305021A
JPH09305021A JP14498096A JP14498096A JPH09305021A JP H09305021 A JPH09305021 A JP H09305021A JP 14498096 A JP14498096 A JP 14498096A JP 14498096 A JP14498096 A JP 14498096A JP H09305021 A JPH09305021 A JP H09305021A
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JP14498096A
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Masanobu Watanabe
正信 渡辺
Takashi Tsuchiya
敬司 土屋
Yasunori Unagida
恭典 鰻田
Makoto Koketsu
誠 纐纈
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤が融着することなく現像ゴーストを改
善し、安定した現像性能を実現する。 【解決手段】 一成分現像装置用の現像剤担持体2にお
いて、その表面に現像剤Gの粒径より小さな粒径の微粉
体3を現像剤の粒径以下の間隔dで付着させる。また、
この現像剤担持体2を製造するには、現像剤担持体2表
面に樹脂塗料4を塗布して乾燥した後、該樹脂塗料4に
含まれる溶剤と同一の溶剤に現像剤Gの粒径より小さな
微粉体3が熔解されたものをスプレーコートして乾燥
し、必要に応じて、加熱硬化処理を行うようにすればよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられ
る現像装置に係り、特に、潜像担持体との間に間隙が設
けられ、振動電界によって一成分現像剤で潜像担持体上
の潜像を現像する一成分現像装置の現像剤担持体及びそ
の製造方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来における一成分現像装置は、例えば
一成分磁性現像剤を収容するためのホッパーと、複数の
磁極を有する磁石シャフトの周囲に回転自在に支持され
た円筒状の現像剤担持体(現像スリーブ)と、この現像
剤担持体上の現像剤付着量を規制する現像剤規制部材と
を備えている。このような現像装置において、ホッパー
内に収納された一成分磁性現像剤は、磁石シャフトの磁
力で現像剤担持体表面に保持され、現像剤規制部材との
間を通過する際に現像剤担持体面に摺擦されると共に現
像剤の薄層が形成される。このとき、現像剤と現像剤担
持体表面との摺擦によって現像剤は摩擦帯電し、電荷が
付与される。そして、薄層化された現像剤は現像剤担持
体の回転により感光体等の潜像担持体と現像剤担持体と
が対向する現像領域へ搬送され、現像剤担持体と潜像担
持体との間に生成された現像電界によって電荷を有する
現像剤が潜像担持体の静電潜像側に飛翔して静電潜像を
現像する。
【0003】ところで、このような一成分現像装置特有
の問題として、現像ゴーストが挙げられる。これは、現
像剤の摩擦帯電量が現像剤担持体表面との繰り返し摺擦
によって大きくなること、かつ、現像剤担持体表面上で
の現像剤の交換がされにくく、現像剤規制部材と現像剤
担持体との間を通過する度に現像剤担持体表面上の現像
剤が小径化することから、現像剤担持体表面上の現像剤
消費部と非消費部とで現像性能に差が生じるために発生
する。また、この種の現像ゴーストは特にイニシャル時
に悪化し、経時では、現像剤担持体の表面に現像剤の外
添剤が適度に付着するために良化することが確認されて
いる。
【0004】この種の現像ゴーストを回避することを目
的とした現像剤担持体がいくつか提案されている。例え
ば導電性微粒子が含まれた102〜10-6Ωcm以下の
樹脂層を現像剤担持体表面上に設け、その最表層部が現
像剤サイズレベルで砂利道状になるように樹脂塗料中の
樹脂と配合物とで形成される1.0μm以下の2次粒子
を分布させることにより現像剤表面電荷のリークを促進
し、現像剤のチャージアップを防ぐことで現像ゴースト
を無くすようにしたものがある(例えば特開平1−27
6174号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
1−276174号公報所載の先行技術にあっては、現
像剤担持体の最表層部は、現像剤サイズレベルで砂利道
状になるように1.0μm以下の樹脂塗料中の樹脂と配
合物とで形成される2次粒子を塗装により塗膜表面に設
けているが、本方式による現像剤担持体と、定着性改善
のためにワックスを配合した現像剤とを組み合せた場
合、現像剤担持体の塗膜表面に凹凸として形成される
1.0μm以下の2次粒子と現像剤との摺擦により現像
剤がダメージを受け、現像剤担持体表面に現像剤が融着
するという技術的課題が見られた。また、現像剤担持体
表面への現像剤の融着を避ける目的で現像剤担持体の塗
膜表面に1.0μm以下の2次粒子を凹凸として形成せ
ず、塗膜表面を平滑化した場合には、現像剤担持体と現
像剤との接触面積が大きくなり、現像剤担持体と現像剤
との付着力が大きくなるため、現像剤規制部材の上流側
で現像剤担持体上の現像剤層の履歴解消が行われないこ
ととなり、現像ゴーストが悪化するという技術的課題が
生ずる。
【0006】本発明は以上の技術的課題を解決するため
になされたものであって、現像剤が融着することなく現
像ゴーストを改善し、安定した現像性能を実現する現像
剤担持体及びその製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、図
1に示すように、静電潜像が担持される潜像担持体1と
の間に間隙を介して配置され、正又は負に帯電した一成
分現像剤Gが担持されると共に、現像電界によって潜像
担持体1上の静電潜像を現像する現像剤担持体2におい
て、その表面に現像剤Gの粒径より小さな粒径の微粉体
3を現像剤の粒径以下の間隔dで付着させたことを特徴
とするものである。
【0008】このような技術的手段において、現像剤担
持体2としては、フェノールなどの樹脂スリーブやアル
ミニウムやステンレススチールなどの金属スリーブ、あ
るいは表面に酸化アルミニウム層や金属メッキなど、ま
たは、アクリル、エポキシ、ポリエステルなど樹脂系被
覆膜を持つ金属スリーブなどが使用される。また、現像
電界としては、高圧交流電源及び直流電源から直流重畳
交流電圧を印加するか、または、直流電源から直流電圧
を印加することにより生成するようにすればよい。
【0009】更に、微粉体3としては、金属酸化物、カ
ーボンブラックのうち少なくともいずれか一方を用いる
ことができ、また、その微粉体3の粒径としては10n
m乃至500nmであることが好ましい。
【0010】また、この種の現像剤担持体の製造方法と
しては各種方法を採用することが可能であるが、現像剤
担持体2を製造するに際し、現像剤担持体2表面に樹脂
塗料4を塗布して乾燥した後、該樹脂塗料4に含まれる
溶剤と同一の溶剤に現像剤Gの粒径より小さな微粉体3
が熔解されたものをスプレーコートして乾燥するように
すればよい。更に、樹脂塗料4が加熱硬化性の場合に
は、現像剤担持体2に樹脂塗料4を塗布して乾燥した
後、該樹脂塗料4に含まれる溶剤と同一の溶剤に前記微
粉体3を溶かしたものをスプレーコートし、加熱硬化処
理すればよい。
【0011】次に、上述した技術的手段の作用について
説明する。図1において、現像剤担持体2の表面には現
像剤Gの粒径より小さな粒径の微粉体3が現像剤Gの粒
径以下の間隔dで付着しているため、前記微粉体3がス
ペーサとして機能して現像剤Gが現像剤担持体2に直接
接触しなくなり、現像剤Gと現像剤担持体2との間の付
着力が低減する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態1 図2は本発明が適用された一成分現像装置の実施の一形
態を示す概略断面図である。同図において、潜像担持体
30は表面に負帯電系の有機感光体からなる表面層を有
する光導電性ドラムであり、帯電装置(図示せず)によ
り一様に帯電された後、像光を照射することより静電電
位の差による潜像を形成するものである。静電潜像が形
成されたときの表面電位は例えば画像部で−100V、
背景部で−360Vである。
【0013】また、現像剤担持体40は上記潜像担持体
30と対向して設けられ、回転することによって表面に
付着した現像剤を搬送するものであり、潜像担持体30
との近接位置A(現像領域)で間隙が200μmから3
50μm程度となるように設定されている。現像剤担持
体40の内部には、複数の磁石が周面に沿って配列さ
れ、回転しないように固定して支持された磁石シャフト
41が設けられている。複数の磁石はS極とN極とを周
面に沿って配列した磁気パターンを形成しており、この
磁気パターンに従って、磁性現像剤を現像剤担持体40
の表面に吸着するようになっている。
【0014】更に、現像剤の層厚規制用の現像剤規制部
材42としては、少なくとも現像剤担持体40に対向接
触する表面がゴム等の弾性部材の他、現像剤担持体40
と対向して一定間隙を有して保持された磁性板や非磁性
板が用いられる。本実施の形態における現像剤規制部材
42は、例えば上記現像剤担持体40の表面に圧接され
る軟弾性体43とこの軟弾性体43を一端付近で支持す
る板バネ44とからなり、板バネ44の他端を固定支持
したものである。この軟弾性体43の現像剤担持体40
に対する当接位置は、現像剤担持体40が潜像担持体3
0と最も近接する位置と磁気シャフト41の中心とを結
ぶ基準線に対して現像剤担持体40の回転方向上流側に
80°の位置であり、板バネ44の自由端が現像剤担持
体40の回転方向の下流側に向くように設置されてい
る。本実施の形態において、例えば軟弾性体43は幅1
5mm,厚さ1.00mm,ゴム硬度50°のシリコー
ンゴムであり、板バネ44は厚さ0.1mmのステンレ
ススチール板(SUS 304 CSP3/4材、引張
強さ95kgf/mm2,耐力68kgf/mm2)を用
いている。
【0015】また、ホッパー45は現像剤担持体40に
供給する磁性一成分現像剤Gを貯留するものであり、前
記現像剤担持体40を略収容すると共に、潜像担持体3
0に向かって開口する部分で現像剤担持体40表面を露
出して現像剤担持体40と潜像担持体30とを近接配置
するようになっている。そして、前記現像剤担持体40
には高圧交流電源46及び直流電源47によってバイア
ス電圧である直流重畳交流電源が印加され、現像剤担持
体40と潜像担持体30とが近接する現像領域Aで、潜
像担持体30表面の感光体層下にあって接地された電極
との間に交番電界が生じるようになっている。このバイ
アス電圧は、例えば交流成分の周波数が2.4KHz,
ピークツーピーク電圧が2000V、直流成分が−25
0Vに設定される。尚、直流成分のみを印加してもよ
い。尚、符号48はホッパー45内の一成分現像剤Gを
現像剤担持体40側へ供給するパドルである。
【0016】特に、本実施の形態に係る現像剤担持体4
0は、例えば図3に示すように、アルミニウム製のスリ
ーブ基材51表面に樹脂塗料をスプレーコートした後
に、常温乾燥させて所定の膜厚の樹脂塗布層52を形成
し、更に、その表面には、樹脂塗料に含まれる溶剤と同
一の溶剤に例えば平均粒子径10nm〜500nmの微
粉体、例えば酸化亜鉛を始め、酸化スズ、酸化アルミニ
ウム、酸化チタン、シリカ、酸化マグネシウム、酸化鉄
などの金属酸化物やカーボンブラックが分散されたもの
をスプレーコートした後に、常温乾燥させて酸化亜鉛な
どの微粉体塗布層53を形成したものである。ここで、
樹脂塗料が加熱硬化性のものであれば、樹脂塗布層52
の表面に、樹脂塗料に含まれる溶剤と同一の溶剤に所定
粒子径の微粉体が分散されたものをスプレーコートした
後に、加熱硬化処理を行って微粉体塗布層53を形成す
るようにすればよい。
【0017】本実施の形態に係る現像装置によれば、潜
像担持体30上の静電潜像を現像するときには、ホッパ
ー45内の現像剤が回転する現像剤担持体40の表面に
吸着され、現像剤規制部材42の軟弾性体43によって
現像剤担持体40表面に摺擦される。これにより現像剤
が薄層化されるともに、現像剤に適度な電荷が付与され
る。薄層化された現像剤は現像剤担持体40の回転によ
り現像領域Aに搬送され、現像剤担持体40と潜像担持
体30との間隙に生じている交番電界内で適度な電荷を
有する多くの現像剤粒子が飛翔し往復運動をする。ま
た、この往復運動によって現像剤の粒子同士が衝突し現
像剤全体がクラウド状となる。この現像剤のクラウド
は、バイアス電圧の直流成分によって潜像担持体30上
の潜像部分に引き寄せられて現像が終了する。
【0018】このような現像工程が繰り返し行われる
が、後述する実施例の結果からも明らかにように、平均
粒子径10nm〜500nmの微粉体塗布層53の存在
により、現像ゴーストの発生は十分に改善されることが
把握される。
【0019】
【実施例】
◎実施例1 この実施例で用いられる現像剤担持体40は、溶剤揮発
硬化型アクリル樹脂塗料100重量部に導電材としてカ
ーボンブラック(CB)20重量部及び平均粒子径が3
ミクロンのグラファイト50重量部を配合したものを固
形分とし、固形分と揮発分との比を10対5〜20とし
たものを塗料としてアルミニウム製のスリーブ基材51
表面にスプレーコートした後、常温乾燥させて膜厚15
〜50ミクロンの塗布層52を形成し、更に、その表面
に、ラッカーシンナー100重量部に平均粒子径が10
0〜250nmの白水化学工業(株)製導電性酸化亜鉛
23−K(S)を5重量部分散させたものをスプレーに
より塗布した後、常温乾燥させて導電性酸化亜鉛の塗布
層53を形成したものである。
【0020】この現像剤担持体40を図2の現像装置に
装着し、市販の富士ゼロックス(株)製複写機Able
1320にて現像剤層形成状態及び画像上性能を調べ
た。ここで、性能比較のため、酸化亜鉛の塗布層53を
設けない態様(比較例1)について同様に調べた。この
結果を表1に示す。尚、同表において、現像ゴーストの
程度については、50%ハーフトーンの消費/非消費で
の濃度差で評価した。
【0021】
【表1】
【0022】表1において、実施例1(●塗料組成:ア
クリル樹脂100重量部/CB20重量部/グラファイ
ト50重量部,●上記塗料での塗装後の表面に導電性酸
化亜鉛を付着させた態様)は、比較例1(●塗料組成:
アクリル樹脂100重量部/CB20重量部/グラファ
イト50重量部)に比べて、帯電量が抑えられ、消費/
非消費での濃度差(ゴースト)の値が低くなっており、
現像ゴーストが改善されていることが確認された。この
改善効果の原因として、図3に示すように、現像剤担持
体40の表面に酸化亜鉛粒子を付着させることにより、
現像剤担持体の樹脂コート表面と現像剤Gとの間に酸化
亜鉛粒子(微粉体塗布層に相当)53が介在することに
なり、これがスペーサの役割をするため、現像剤担持体
40と現像剤Gとの間の付着力が下がり、現像剤担持体
40上の現像剤G層の履歴解消効果が高まるためと推定
される。従って、現像剤Gを現像剤担持体40表面と直
接接触させないために、現像剤担持体40上の酸化亜鉛
粒子53の付着密度は現像剤G粒径よりも小さくなるよ
うな値とすることが少なくとも必要となる。
【0023】この効果は、図4に示すように、エアー吸
引式現像剤帯電量測定装置で吸引強度を変えた場合に測
定される帯電量差が小さいという結果で裏付けられてい
る。尚、比較例1(酸化亜鉛の塗布層を設けない態様)
の結果も示す。また、前述の例の酸化亜鉛の他に酸化ス
ズ、酸化アルミニウム、酸化チタン、シリカ、酸化マグ
ネシウム、酸化鉄などの金属酸化物やカーボンブラック
を使用しても同様な効果が得られることを確認してい
る。
【0024】また、エアー吸引式現像剤帯電量測定装置
で吸引強度を変えた場合に測定される帯電量差は、図4
に示すように、現像剤担持体に塗布する微粉体の粒径に
よって変化することから、現像剤担持体と現像剤との間
の付着力を下げる効果を得るために、現像剤担持体表面
に塗布する微粉体の粒径については10nm乃至500
nmにする必要があることも確認された。この原因とし
て、粒径が10nm未満の場合は現像剤粒子の大きさに
対して小さすぎるため、スペーサ効果としての働きが不
十分となる。一方、粒径が500nm以上の場合は現像
剤と微粉体の接触面積が大きくなり、現像剤と微粉体と
の間の付着力が大きくなるため効果が現れなくなると推
定される。
【0025】更に、本実施例では、現像剤担持体表面に
塗布された微粉体はプリント枚数に従って現像剤担持体
表面から離脱し、数百枚で現像剤担持体表面に微粉体は
ほとんど存在しなくなる。しかし、現像剤中の外添剤が
適度に現像剤担持体に付着するため、現像剤担持体と現
像剤との間の付着力を下げる効果は持続する。
【0026】尚、微粉体の付着方法として、現像剤担持
体に微粉体を乾式ですりこんだところ、現像剤規制部材
42との摺擦で微粉体がすぐに現像剤担持体より離脱し
てしまう。この結果からすれば、現像剤担持体表面に微
粉体をソフトに付着させるにしても、その付着力があま
りに弱い場合には、現像ゴーストの改善に何等寄与しな
いことが把握される。
【0027】◎実施例2 本実施例に係る現像剤担持体40は、加熱硬化型フェノ
ール樹脂塗料100重量部に導電材としてカーボンブラ
ック(CB)20重量部及び平均粒子径が3μmのグラ
ファイト50重量部を配合したものを固形分とし、固形
分と揮発分との比を10対5〜20としたものを塗料と
してアルミニウム製のスリーブ基材51表面にスプレコ
ートした後、常温乾燥して膜厚15〜50μmの塗布層
52を形成し、更に、その表面に、エチルアルコール1
00重量部に平均粒子径が100〜250nmの白水化
学工業(株)製導電性酸化亜鉛23−K(S)を5重量
部分散させたものをスプレーにより塗布した後、160
°C×30min.の加熱硬化処理を行って導電性酸化
亜鉛の塗布層53を形成したものである。
【0028】この現像剤担持体40を図2の現像装置に
装着し、市販の富士ゼロックス(株)製複写機Able
1320にて現像剤層形成状態及び画像上性能を調べ
た。ここで、性能比較のため、酸化亜鉛の塗布層53を
設けない態様(比較例2)について同様に調べた。この
結果を前述した表1に示す。
【0029】表1において、実施例2(●塗料組成:フ
ェノール樹脂100重量部/CB20重量部/グラファ
イト50重量部,●上記塗料での塗装後の表面に導電性
酸化亜鉛を付着させた後、塗料の加熱硬化処理を行う態
様)は、比較例2(●塗料組成:フェノール樹脂100
重量部/CB20重量部/グラファイト50重量部)に
比べて、帯電量が抑えられ、消費/非消費での濃度差
(ゴースト)の値が低くなっており、現像ゴーストが改
善されていることが確認された。尚、本例の酸化亜鉛の
他に酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化チタン、シリ
カ、酸化マグネシウム、酸化鉄などの金属酸化物やカー
ボンブラックを使用しても同様な効果が得られることを
確認している。
【0030】◎実施例3 この実施例で用いられる現像剤担持体40は、溶剤揮発
硬化型アクリル樹脂塗料100重量部に導電材としてカ
ーボンブラック(CB)20重量部及び平均粒子径が3
ミクロンのグラファイト50重量部を配合したものを固
形分とし、固形分と揮発分との比を10対5〜20とし
たものを塗料としてアルミニウム製のスリーブ基材51
表面に塗装及び焼き付け硬化処理して膜厚15〜50ミ
クロンの塗布層52を形成した後、更に、その表面に、
イソプロピルアルコール100重量部に、コロンビアン
カーボン社製Conductex975;平均粒径0.
045μmのカーボンブラック5重量部を分散させ、こ
れを湿式でタッチアップしてカーボンブラックの塗布層
53を形成したものである。
【0031】この現像剤担持体40を図2の現像装置に
装着し、市販の富士ゼロックス(株)製複写機Able
1320にて現像剤層形成状態及び画像上性能を調べ
た。ここで、性能比較のため、酸化亜鉛の塗布層53を
設けない態様(比較例1)について同様に調べた。この
結果を前述した表1に示す。
【0032】表1において、実施例3(●塗料組成:ア
クリル樹脂100重量部/CB20重量部/グラファイ
ト50重量部,●上記塗料での塗装後の表面にカーボン
ブラックを付着させた態様)は、比較例1(●塗料組
成:アクリル樹脂100重量部/CB20重量部/グラ
ファイト50重量部)に比べて、帯電量が抑えられ、消
費/非消費での濃度差(ゴースト)の値が低くなってお
り、現像ゴーストが改善されていることが確認された。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像剤担持体表面に現像剤の粒径より小さな粒径の微粉
体、例えば金属酸化物やカーボンブラックなどを現像剤
の粒径以下の間隔で付着させることにより、現像剤担持
体と現像剤とを直接接触させないようにしたため、現像
剤担持体と現像剤との間の付着力を低減することが可能
になり、層形成部材と現像剤担持体との接触領域の手前
で現像剤担持体上の現像剤層の履歴解消を促進すること
ができ、現像ゴーストを有効に抑えることができる。ま
た、本発明によれば、定着性改善のためにワックスが配
合された現像剤を用いたとしても、微粉体と現像剤との
摺擦により現像剤にダメージを与えることはないので、
現像剤担持体表面に現像剤が融着してしまうという懸念
は全くない。
【0034】更に、現像剤担持体を製造するに際し、現
像剤担持体表面に樹脂塗料を塗布して乾燥した後、該樹
脂塗料に含まれる溶剤と同一の溶剤に現像剤の粒径より
小さな微粉体が熔解されたものをスプレーコートして乾
燥する、あるいは、必要に応じて加熱硬化処理を行うよ
うにすれば、現像ゴーストの発生が有効に抑えられる現
像剤担持体を簡単かつ容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る現像剤担持体の構成を示す説明
図ある。
【図2】 本発明が適用された現像剤担持体を組込んだ
一成分現像装置の実施の一形態を示す説明図である。
【図3】 本実施の形態で用いられる現像剤担持体の表
面層の構造を示す説明図である。
【図4】 現像剤担持体上に付着させる微粉体の粒径と
エアー吸引式現像剤帯電量測定装置で吸引強度を変えた
場合に測定される帯電量差との関係を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1…潜像担持体,2…現像剤担持体,3…微粉体,4…
樹脂塗料,G…一成分現像剤,30…潜像担持体,40
…現像剤担持体,51…スリーブ基材,52…樹脂塗料
塗布層,53…微粉体塗布層
フロントページの続き (72)発明者 纐纈 誠 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電潜像が担持される潜像担持体(1)
    との間に間隙を介して配置され、正又は負に帯電した一
    成分現像剤(G)が担持されると共に、現像電界によっ
    て潜像担持体(1)上の静電潜像を現像する現像剤担持
    体(2)において、その表面に現像剤(G)の粒径より
    小さな粒径の微粉体(3)を現像剤(G)の粒径以下の
    間隔(d)で付着させたことを特徴とする現像剤担持
    体。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の現像剤担持体を製造する
    に際し、現像剤担持体(2)表面に樹脂塗料(4)を塗
    布して乾燥した後、該樹脂塗料に含まれる溶剤と同一の
    溶剤に現像剤(G)の粒径より小さな微粉体(3)が熔
    解されたものをスプレーコートして乾燥したことを特徴
    とする現像剤担持体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014137510A (ja) * 2013-01-17 2014-07-28 Ricoh Co Ltd 現像ローラ、画像形成装置、画像形成方法、プロセスカートリッジ

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