JPS6080859A - 現像剤担持体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は磁性現像剤担持体とその製造方法に関し、より
詳細には、−成分高抵抗磁性トナーを使用する現像装置
に好適な現像剤担持体とその製造方法に関するものであ
る。

従来技術 電子写真複写機やファクシミリ又はプリンタ等の静電記
録装置に於いては、原稿が線画像である場合とベタ画像
である場合とでは現像装置に要求される現像特性が異な
る。第１図は、その好適な現像特性を示したグラフ図で
あり、横軸に原稿画像濃度をとり縦軸に複写画像濃度を
とっである。

図中、実線Ａはへり画像に要求される現像特性、　□破
線Ｂは線画像に要求される現像特性を示している。これ
によれば、線画像の場合（破線Ｂ）の方がベタ画像（実
線Ａ）の場合に比べて立上がり勾配が急峻である。この
理由は、原稿が線画像である場合は原稿画像湯度が低い
と画像の鮮明度が劣るので複写画像濃度を高めてこれを
補う必要があるが、原稿がベタ画像の場合は原稿画像濃
度に応じた複写画像濃度が得られれば十分鮮明であるか
らである。

ところで、この線画像の複写画像濃度を高める為に、所
謂エツジ効果が従来から利用されている。

即ち、静電潜像の画像縁部に於ける電界の強度が画像中
央領域に於ける電界の強度よりも強まる結果画像縁部に
より多量のトナーが付着してエツジ効果が起きる。従っ
て、画像面積の小さい線画像の場合は、潜像形成域の大
部分が縁部に該当してエツジ効果を受け、複写画像濃度
が高値となる。

然るに、このエツジ効果は、現像剤として例えば、トナ
ーとキャリアとを含む二成分系のものを使用する場合に
は十分な効果が得られるのであるが、キャリアを含まな
い一成分系トナーを使用する場合には有効なエツジ効果
が得られないという難点があった。

そこで、本願出願人は、−成分系現像剤を用いた場合で
も上述した好適な現像特性を得ることが可能となる独特
な構成の現像剤担持体を具備する現像装置を提案した（
特願昭５５−１８５７２６号）。この提案に係る現像剤
担持体は、第２図に示される如く、円筒状の導電性支持
体１の外周面に導電性材料からなる半球状の多数の微小
な電極粒子２ａをその周方向及び幅方向に一様に点在さ
せて形成した電極層２が形成されて構成されており、こ
れら個々の電極粒子２ａは相互に絶縁状態にあり電気的
にフロート状態に保持されている。そして、磁性現像剤
を用いる場合は、支持体１の内部に磁性現仔剤の担持力
となる磁力を供給するマグネットロール３がその軸３ａ
を回転自在に支承され配設されている。この様に構成さ
れた現像剤担持体は、電極層２表面で必要な磁力を得る
為にマグネットロール３が大型化するだけでなく、これ
と支持体内周面間のギャップＧの適切な管理が困難であ
り、この為組立作業性が悪化して大幅なコストアップを
招来する。又、所望のエツジ効果を得る為の各電極粒子
２ａの電極厚みｔ２Ａの適正な管理が難しいという欠点
も有している。

目　的 本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであって、軽
量化が促進されると共に組立作業性が向上されてコスト
ダウンに寄与し、且つ所望のエツジ効果を発揮可能な現
像剤担持体とその製造方法を提供することを目的とする
。

構成 以下、本発明の構成について具体的な実施例に基づき詳
細に説明する。まず、本発明の１実施例としての現像剤
担持体の構成について、第３図の模式的断面図に基づき
説明する。第３図に於いて、導電体材料の例えばアルミ
ニウム又はステンレス等からなる導電性支持体としての
円柱状の芯金４が回転＠４　ａに固着されている。この
芯金４の外周面には、例えばアクリロニトリルブタジェ
ンゴム（ＮＢＲ＞等のゴム素材にフェライト等の磁性材
料を混ぜた材料を被着成形した後これに公知の方法で着
磁を施してなるゴムマグネットＲ５が形成されている。

この場合、ゴムマグネット層５の周方向に沿つ−Ｃ交互
にＮ、Ｓ極を着磁すれば良く、又、磁極の分布密度等の
着磁条件は、本現僧剤担持体の回転速度やこの上に積層
される層の層厚と現像されるべき潜像を搬送する潜像担
持体の移動速度等との兼ね合い等を考慮して設定するこ
とが望ましい。尚、導電性支持体は、円柱状芯金４に限
らず、無端ベルト状に形成しても良い。

ゴムマグネット層５上には、微小電極としての多数の半
球状の導電性粒子６ａが、誘電性接着剤６ｂ中に相互に
電気的絶縁状態（フロー１〜状態）に保持されてなる電
極層６が形成されている。本例の電極層６は、常温硬化
型接着剤としてのアクリルウレタン中に多数のｎ粒子が
微小電極としてその一部を表面に露出させると共に互い
に絶縁状態で保持され形成されている３この場合、電極
層６０表面は凹凸なく滑かに仕上げられると共に各導電
性粒子６ａは夫々の底面をゴムマグネット層５表面に当
接させた状態に揃えて保持されており、従って電極厚み
ｔｃＡと電極層厚ｔ６は等しい。

而して、電極層厚ｔ６は、例えば使用する粒子６ａの粒
径が例えば７４乃至１０４μｍの場合には５２乃至６２
μｍの許容範塵内に収めることが要求される。その理由
は次の通りである。

第４図は、粒子６ａの電極厚みｔｃＡとその表面に露出
した面積の全表面積に対する割合（面積率ＡＲと表わす
）との関係を示したグラフ図である。第４図に於いて、
曲線α９曲線β及び曲線γは、夫々、粒径が１０４戸の
最大粒子、平均的な粒径の粒子及び粒径が７４ハの最小
粒子に於ける各関係を示している。これによれば、所望
のエツジ効果が発揮され第１図に示す如き好適な現像特
性を１ワる為に必要とされる４５％以上の面積率ＡＲを
確保する為には、最小粒子（曲線γ）で面積率ＡＲが４
５％以上となる様に電極厚みｔｃＡの最大値を６２ｐ−
に設定すれば良い。又、粒子の脱離を防止すべくアンカ
ー効果を維持づる為には、最大粒子（曲線α）の半分Ｃ
ある５２Ｆ＋１１以上の電極厚みｔｃＡを確保する必要
がある。従って電極厚みｔｃＡの許容範囲は５２乃至６
２μｍとなる。ところで、本発明の現像剤担持体に於い
ては、前述した如く電極厚みｔｃＡと電極Ｒ厚ｔ６とは
等しいから、結局電極層厚ｔ６が上記許容範囲内に収ま
るべく工程管理すれば良い。

上述の如く構成された現像剤担持体に於いては、磁界発
生手段を同一支持体に一体的に被着形成することにより
、前述したギャップ管理の手間が省かれ組立作業性が向
上する。又、マグネットの媒体材料とし°Ｃゴムを用い
ることにより、その軽量化が大幅に促進される。

尚、マグネットゴム５の誘電率が高い場合は、第５図に
示す如く、別途誘電体材料からなる誘電層７をゴムマグ
ネット層５と電極Ｎ６との間に形成すれば良い。この場
合、その層厚ｔ７は電１１？ｉＷ６表面における磁力の
低下を考慮し”Ｃ設定する必要がある。

次に、上述の如く構成された現像剤担持体を適正に電極
層厚を管理して製造可能な製造方法の１実施について説
明する。先ず、第６図に示す如き回転軸４ａを備えた導
電性材料からなるマグネッ１−ロールの芯金４を形成す
る。

芯金４を形成したら、その外周面を清浄した後ゴムマグ
ネット層を被着形成する。本工程の好適な１実施例を、
第７（ａ）図乃至第７（Ｃ）図に示しである。これによ
れば、まず、第７（ａ）図に示される如く、素練りを終
えた例えば塩素化ポリエチレン、又はＮＢＲＷのゴム累
月にフェライト等と共に目的に応じて加硫剤等の種々の
配合剤を加え、２本ロール機８等で混練りする。そして
、混練りされ均一な組成となったゴムマグネット材　。

５−をシート状に形成して、第７（ｂ）図に示す如く芯
金４の周面に巻着する。次いで、加圧プレスの金型９に
於けるキャピテイ９ａ中に芯金４にゴムシート５′を巻
着した加工物（以下ワークＷと称する）を収容し、圧力
をかけながら加熱し加硫する。これにより、第８（ｂ）
図に示す如く、層厚ｔ５−が路地−なゴム層５−が芯金
４の周面に被着形成される。この後、通常の方法で着磁
を施せば、第８（ａ）図の如く、例えば周方向に沿って
交互にＮ、Ｓ極が設けられたゴムマグネット層５−が形
成される。

被着形成されたゴムマグネット層５−の表面には、通常
多数の凹凸が形成されており、このままでは電極厚みの
管理の面で不都合となる。従って、円筒研削盤等により
第１表面加工を施し、表面を滑かにすると共に層厚ｔｓ
−を所望の例えば５〜３ｍｍに整える。本例に於いては
、第９図に示す如く、円筒研削加工によりワークＷの中
心を基準とした第１外形加工を施す。この場合、芯金４
の回転軸４ａを円筒研削盤の支持具１０で把持して研削
加工を施すことにより、偏心することなく正確に層厚ｔ
５が均一なゴムマグネット層５が形成される。

ゴムマグネット層５を形成した後は、ゴムマグネット層
５表面を清浄し、次いで、第１０図に示す如く、例えば
圧送式エアスプレ１１によって、ゴムマグネット層５の
表面に誘電性で例えば常温硬化型のアクリルウレタン等
の第１接着剤６ｂを一様に吹き付は塗布する。これによ
り、第１１図に示す如き第１接着剤膜６ｂが被着される
が、その膜厚ｔｓａは、次順の工程（第１２図参照）で
散布される粒径が例えば７４乃至１０４ｐ−の導電性粒
子６ａがゴムマグネット層５表面に沿って当接した状態
で保持され易９＞３乃至１５νｍ程度が好適である。こ
の場合、芯金４の回転軸４ａを水平且つ回転自在に支持
し、適切な速度でワークＷを回転させつつこれに沿って
エアスプレ１１を所定の速度で往復移動させ上述の接着
剤の吹きつけを反復して行なえば、均一な膜厚の第１接
着剤［９！６ｂを容易に被着することができる。

第１接着剤Ｍ６ｂを被着したら、これが硬化する前に多
数の導電性粒子をゴムマグネット層表面に路地−に付着
させる。この付着方法としては、例えば、第１２図に示
す如く、散布口１２ａを備えたトレイ１２内に導電性粒
子６ａとして粒径が７４乃至１０４μｍの銅粒子を多量
に収容しておき、水平に支持され回転されるワークＷに
沿ってトレイ１２を適正な速度で往復移動させつつ適度
に傾け、散布口１２ａから粒子２６ａを少量ずつ落下さ
せて第１接着剤膜６ｂ上に均一に振り掛ければ良い。こ
の場合、ここで使用される各導電性粒子６ａに、予め例
えばアクリルラッカやメチルメタアクリレート（ＭＭＡ
）等の誘電性材料を被覆しておけば、自然落下等により
無作為に粒子６ａを散布しても個々の粒子６ａをより確
実に周囲に対して電気的絶縁状態（フロート状態）でＭ
１接着剤１！６ｂ中に保持することができる。ところで
、第１接着剤ＩＩ！６ｂ上に振り掛けられた各粒子６ａ
は、第１接着剤Ｉｔ！６ｂの膜厚が３乃至１５ｊｆｆｌ
と薄い為に自然にゴムマグネット層５表面に沈下する。

従って、第１３図に示す如く、個々の粒子６ａを自然落
下させるだけでその底面をゴムマグネット層５表面に容
易且つ確実に揃えることができる。

尚、本例では、導電性粒子６ａとして銅粒子を用いたが
、これに限らず他の導電性の例えば黄銅やリン青銅若し
くはステンレス等の粒子も適用できる。但し、この場合
も、それら粒子が浮遊せず確実に誘電層２表面上に沈下
する様に、粒子の大きさや比重等に応じ適正に第１接着
剤１ｉｔ６ｂの膜厚を設定する必要がある。又、上述の
如くワークＷを水平に支持する代りに、第１４図に示さ
れる如くワークＷを適度に傾斜させた状態で支持して回
転させ、これに対しソ゛粒子６ａを同様に自然落下によ
り均一に散布しても良い。これにより、粒子６ａの付着
密度を更に向上さゼることが可能となる。

次に、第１接着剤６ｂを略完全に乾燥させる。

この場合、効率良く乾燥させるには、ワークＷを水平に
支持して回転させつつ、遠赤外線ヒータで外部から照射
するか、又は熱風を吹き付ける方法、或いは電気炉内に
収容する方法等により加熱すれば良い。尚、本工程にお
いては必ずしも加熱する必要はなく、例えば速乾性の接
着剤を使用する場合は、送風するか若しくは適長時間放
置するだけでも良い。

第１接着剤膜６ｂを略完全に乾燥硬化させた後は、第１
５図に示す如く再度誘電性の第２接着剤６ｂ−を前回と
同様な方法で導電性粒子６ａ及び第１接着剤膜６ｂ上に
厚塗り（オーバーコート）する。この場合、前回と同一
物質の接着剤を用いれば、両者が確実に接着し合って粒
子６ａをゴムマグネット層５表面に当接させた状態でよ
り強固に固定でき耐久性の面等で有利である。然るに、
互いに接着し合い粒子６ａを確実に固定できるならば、
互いに異なる物質のＭ電性接着剤の組合せも十分可能で
ある。この様に接着剤を乾燥工程を挾んで二度に分けて
被着することにより、先に被着した第１接着剤膜６ｂを
再溶解させず、従って、各粒子６ａを浮遊させずに確実
にゴムマグネッ］・層４表面に沈下させた状態で強固に
固定でき、前述した如く各粒子のＮ極厚みの管理を管理
が容易な電ｆＭ！厚で代用可能となる。

接着剤の厚塗りが終了したら、これを乾燥硬化させる。

この場合も、前回の第１接着剤乾燥工程と同様にワーク
Ｗを回転させつつ水平に支持して乾燥させれば良い。こ
れにより、第１６図に示される如く、厚塗りした第２接
着剤６１）−が垂れることなく、ゴムマグネット層５上
に積層される第１接着剤膜６１１．導電性粒子６ａ及び
第２接着剤６ｂ−を合せた電極層６−（粒子６ａの一部
が表面に露出される前の状態）の層厚ｔ６−が均一とな
る。この様にして、例えば層厚１６−が１５０μ…程度
の電極層６−を形成する。

電極層６−を形成した後は、第１７図に示す如く、電極
層６−表面に第２表面加工を施し、その表面を円滑化す
ると共に各導電性粒子６ａの一部を表面に露出させて電
極層６−を電極層６に仕上げる。ここで、電極Ｍ６の層
厚ｔ６を５２乃至６２ハの許容範囲内に収めることが要
求されるが、本例では芯金４の回転軸４ａを加工軸とす
ることにより常に加工軸は一定となる為、層厚ｔ６を上
記許容範囲内に容易に収めることができる。即ち、本第
２表面加工を旋盤や円筒研削盤等で実施する場合、図示
される如くゴム層５′に対する第１表面加工時（第９図
参照）に加工軸とした回転軸４ａを同様に本工程におい
てもチャック等の支持具１０′で把持することにより両
工程における加工軸が一致し、従って層厚ｔ６が高精度
で均一化される。尚、本例では、第２接着剤６ｂ−の厚
塗り後の乾燥工程で硬化前の第２接着剤６ｂ−の垂れ下
がりを前述した方法により防止して仕上前の電極層厚１
６′が路地−となる様に工程管理しているので、加工軸
を整合させる必要のない外周面基準による超仕上加工法
や心なし研削加工法によっても所望の電ｌｌｉ層６を得
ることができる。又、ワークＷが円筒状ではなく無端ベ
ルト状を成す場合は、ワークＷを適数個の０−ラ間に張
架して回動させこれに円筒研削と同様に回転する砥石を
押し当てて表面を研削加工すれば良い。以上の如くして
電極層６′の全周面に亘って第２表面加工を実施し、第
３図に示される如く、層厚ｔ６が５２乃至６２μｍの許
容範囲内に収められた電極層６を形成する。この後は、
切削油等の汚れを洗浄すれば、最終的な製品としての現
像剤担持体１２が完成する。

尚、上記実施例に於いてはゴム層に着磁を施す■稈をゴ
ム層５−形成後に実施したが、この着磁工程は、他の例
えば、ゴム層５−に第１表面加工を施した後や第２接着
剤６ｂ−乾燥後、或いは、電極層６−に第２表面加工を
施した後等に実施しても良い。但し、着磁後の塵の付着
及び＠磁時の取り扱いによる外周面のキズの発生等を考
慮すれば、第２接着剤６ｂ−乾燥後に着磁することが望
ましい。又、接着剤の被着工程を２工程に分割したが、
これは必要に応じて１工程又は３工程以上に分割しても
良い。

次に、第５図に示した誘電層７を介在させた現像剤担持
体の製造方法の１実施例について説明する。この場合は
、上述の実施例に於いて誘電層７の形成工程がゴムマグ
ネットＩＷ５（或いは未着磁のゴムＷ４５）に第１表面
加工を施す工程の後に挿入されるだけであり、この点を
除いて他は上述の実施例と同様に構成されている。誘電
層７を形成するには、まず、第１８図に示される如く、
例えばゴムマグネット層５が被着されたワークＷを回転
させつつ水平に支持すると共に遠赤外線ヒータ１３等に
よりこれを加熱する。そして、このワークＷに静電塗装
法により、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性誘電体パウ
ダ７−を塗装ガン１４で塗布する。この場合、ワークＷ
の加熱温度は、誘電体パウダ７′の溶融温度、即ち本例
ではエポキシ樹脂の溶融温度の１８０℃近傍に設定すれ
ば良い。

又、塗装ガン１４をワークＷに平行に等速度で往復移動
させつつ繰返し塗装すれば、第１９図に示される如く、
容易に均一な塗膜７−が得られる。

塗装終了後は、加熱したままワークＷの回転を適長時間
継続し、誘電体塗膜７−を硬化させる。この様に硬化さ
せることにより、誘電体塗膜７′の膜厚ｔ７−が長手軸
方向だけでなく周方向に於いても路地−となる。誘電体
塗膜７−を形成した後は、ゴム層５に対する第１表面加
工時と同様に、回転軸４ａを支持してワークＷを回転さ
せつつ旋盤又は円筒研削盤等により表面加工を施せば、
第５図に示される如く、層厚ｔ７が均一な誘電層７が形
成される。この後は、上述の実施例と同様に適正に電極
層厚を管理しつつ電極層６を形成すれば、最終的な製品
としての現像剤担持体１５が得られる。尚、本実施例に
おいて、ゴムマグネット層５に対する第１表面加工は省
略づることも可能である。

効　果 以上詳述した如く、本発明によれば、導電性支持体に一
体的にゴムを媒体とづるゴムマグネット層を形成すると
共に電極厚みと電極層厚が等しくなる様に電極層を形成
することにより、磁ツノ調整の手間が省かれると共に電
極層みを電ＩＩ厚Ｃ′代用して容易且つ確実に管理する
ことができる。従って、十分な磁力を確保して軽量化が
促進され且つ所望のエツジ効果を奏する高品質の現像剤
担持体を効率良く容易に低コストで製造可能となる。

尚、本発明は上記の特定の実施例に限定されるべきもの
ではなく、本発明の技術的範囲において種々の変形が可
能であることは勿論である。例えば、接着剤を被層させ
る場合に、他の浸潤成形法（ディップ成形法）等による
ことｔ、　ｉす能である。又、誘電層７を形成する場合
、その材料どして、熱可塑性のポリイミド、ＡＢＳ樹脂
吾も使用でき、更に、これは第１接着剤６ｂと同−若し
くは同種類の誘電性物質でも良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は好適な現像特性を示したグラフ図、第２図は従
来の現像剤担持体を示した模式的断面図、第３図は本発
明の１実施例としての現像剤担持体１２を示した模式的
断面図、第４図は電極厚みとその面積率との関係を示し
たグラフ図、第５図は本発明の他の実施例としての現像
剤担持体１５を示した模式的断面図、第６図は本発明方
法の１実施例に於ける芯金４を示した斜視図、第７（ａ
）図乃至第７（Ｃ）図は夫々同じくゴム層５−の形成工
程を示した各説明図、第８（ａ）図、第８（ｂ）図は夫
々同じくゴムマグネット層５−を示した模式的側面図と
模式的正断面図、第９図は同じく第１表面加工工程を示
した模式的断面図、第１０図、第１１図は夫々同じく第
１接着剤被着工程とその形成量を示した各模式的断面図
、第１２図、第１３図は夫々同じく導電性粒子の付着工
程とその形成量を示した各模式的断面図、第１４図は同
じく粒子付着工程の変形実施例を示した模式的断面図、
第１５図、第１６図は夫々同じく第２接着剤被着工程と
その形成量を示した各模式的断面図、第１７図は同じく
第２表面加工工程を示した模式的断面図、第１８図、第
１９図は夫々他の本発明方法の１実施例に於ける誘電層
形成工程とその形成量を示した各模式的断面図である。 （符号の説明） ２．６：　電極層 ４：　芯金 ５−：　ゴム層。 ゴムマグネット層く表面加工前） ５：　ゴム層。 ゴムマグネット層（表面加工後） ７：　誘電層 特許出願人　株式会社　リ　コ　一 代　理　人　小　橋　正　明、− 第５図 第６０ 第８（０）；・１　第８（ｂ）図 ユ 第９０ 第１０目 ζ’；ｌ　ｌ　ＩＡＩ らｈ ’Ｓ’：；　＋２ト１ 隔 第１３図 第１４０　４０− 第１６図 ヒ＼ 〜−トー （’ＪＪ１７０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電性支持体上に、ゴムと磁性材料との複合体に＠
   磁を施してなるゴムマグネット層と、微小電極としての
   多数の導電性粒子が夫々相互に電気的絶縁状態に保持さ
   れてなる電極層とが積層され構成されている事を特徴と
   する現像剤担持体。 ２、導電性材料からなる支持体を形成する工程と、前記
   支持体上にゴム材料と磁性材料からなるゴム層を被着す
   る工程と、前記ゴム層に表面加工を施す工程と、前記ゴ
   ム層に着磁を施す工程と、前記ゴム層の表面に誘電性接
   着剤を被着すると共に前記ゴム層上に微小電極としての
   多数の導電性粒子を付着させ電極層を形成する工程と、
   前記電ｔ１層に表面加工を施し前記各導電性粒子の一部
   を表面に露出させる工程とを有することを特徴とする現
   像剤担持体の製造方法。 ３、上記第２項に於いて、前記導電性粒子は付着させる
   前に予め表面に誘電体膜が被覆されていることを特徴と
   する現像剤担持体の製造方法。 ４、上記第２項に於いて、前記電極層を形成する工程は
   、前記ゴム層表面に誘電性の第１接着剤を被着する工程
   と、前記第１接着剤が被着された前記ゴム層上に前記導
   電性粒子を付、看させる工程と、前記第１接着剤を乾燥
   する工程と、前記第１接着剤及び前記導電性粒子上に誘
   電性の第２接着剤をオーバーコートする工程とからなる
   ことを特徴とする現像剤担持体の製造方法。 ５、導電性月料からなる支持体を形成する工程と、前記
   支持体上にゴム材料と磁性材料からなるゴム層を被着す
   る工程と、前記ゴム層に着磁を施す工程と、前記ゴム層
   の表面に誘電体からなる誘電層を形成する工程と、前記
   誘電層に表面加工を施す工程と、前記誘電層表面に誘電
   性接着剤を被着すると共に前記誘電層上に微小電極とし
   ての多数の導電性粒子を付着させ電極層を形成する工程
   と、前記電極層に表面加工を施し前記各導電性粒子の一
   部を表面に露出させる工程とを有することを特徴とする
   現像剤担持体の製造方法。