JPH02109071A - 現像装置及び現像スリーブ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真装置の現像装置及び現像スリーブに関
するものである。

［従来の技術］ 従来、乾式−成分絶縁性現像剤を用いる現像装置にあっ
ては、現像剤の現像剤相持体（現像スリーブ）上への均
一な薄層コートを行なうことが、トナーの安定した帯電
を実現し、環境変動やプリント枚数によらず、安定した
現像を行なうために極めて重要な技術であるとされてき
た。

そのため１本出願人らは、特開昭５８−５７１６４及び
特開昭５８−５７１６５に示すように円筒の金属性現像
剤相持体上にサンドブラスト処理等による微小凹凸を形
成することにより、現像剤の搬送力の向上と安定を計る
とともに該現像スリーブ表面から微小間隔 （２００〜３００ｐｍ程度）をもワて強磁性ブレートを
配置することによりスリーブ内包マグネットとの間に磁
気シールを形成し、磁性トナーのｓＷＪコートを行なう
等の提案を行なってきた。

［発明が解決しようとしている問題点］しかしながら、
上記従来例では特に低温低湿環境下において、微粉トナ
ー（粒径５μｍ以下）の単位重量当りの帯電電荷量が現
像条件に適性な粒径をもってトナーに比べ大きくなりす
ぎる（±２０ｐ、ｃ／ｇ以上）ためにこれら微粉トナー
が現像剤担持体表面に自身の鏡映力により強く拘束され
る現像が生じ、このため現像条件に適性な粒径をもった
トナーの正常な帯電が阻害され第３図に示すようなプリ
ントパターンのりれきが画像上にあられれるいわゆるス
リーブゴーストが発生するといった問題点かあつた。第
３図において、濃度が薄い（ａ）の部分は、スリーブの
上のトナーの非消費が続いたために、スリーブ表面にチ
ャージアップした微粉層が形成され、濃度か低下した部
分である。この層はベタ現像が行なわれた場合には大概
スリーブ１回転の現像で除去されるため、２回転めから
の画像濃度は（ｂ）部分のように（ａ）に比べると」二
がる。

またプリントを重ねるにつれ、現像剤か綴り返し現像ス
リーブと摺擦することにより現像スリーブ表面が、現像
剤の樹脂成分や外添剤によって汚染され、トナーのスリ
ーブとのＷ：擦帯電か阻害されたり、均一なコートがで
きなくなる等の問題点があった。

これら微粉トナーのチャージアップに起因する現像性の
劣化は一般に樹脂か帯電系列上金属に対しマイナス側に
あるため、特に負極性現像剤を用いた場合に著しい傾向
があった。

［問題を解決するための手段］ 本発明によれば、現像剤担持体を、合成樹脂に対し、炭
素ｍ誰を配合した導電性樹脂材料で形成するとともに、
該炭素繊維をスリーブ表面に突出させ、スリーブ表面に
適度な粗さをあたえることにより、スリーブゴーストや
耐久使用時の濃度低下等の画像劣化や大巾に低減させる
ことか可能となった。

［実施例コ 第１図が本発明の実施例を示す現像スリーブであり１図
中１がナイロン６６をバインダーとし、重量比５％の導
電性カーボンブラック（コロンビアン社製Ｃ０ＮＤＵＣ
ＴＥＸ　９００　）と重量比３５％のグラファイト（日
本黒鉛％Ｃ３ＰＥ）と重量比２０％の炭素縁ｊｌ（三菱
レイヨン製パイロフィル）を練り込み、バイブ状に成形
したのち、研削加工をほどこし、外径２０厘腸、肉厚１
ｍｓに加工した導電性樹脂スリーブである。なお、この
とき図中２　（２”Ｊのフランジ部分が導電性樹脂によ
る一体成形であってももちろんかまわない。この樹脂の
導電率は体植抵抗値か５×ｉｏ２Ω・ｃｍ、表面抵抗値
か２ＸＩＯ−’Ωてあった。このときの抵抗値としては
、低い方が本発明の目的の１つであるスリーブゴースト
低減に対し効果かあるが抵抗を低くするために材料に混
ぜることができるガラファイトやカーボンブラックの量
には強度の面で限界があり、現実的に実現できる抵抗の
下限値は、１×１０　２Ω・ｃｍ程度であった。逆に抵
抗値がｌＯ６Ω・ｃｍを超えるような材料で成形したス
リーブにおいては、前記のスリーブゴースト低減に対す
る効果があまり認められなかった。

また、該現像スリーブ表面を研削加工することにより、
樹脂によりおおわれかちな炭素ｍ１ｔｔを表面に突出さ
せるということが可能となり。

これはスリーブ表面の接触抵抗を下げ、ゴースト低減効
果をより大きくさせる効果がある。このときのスリーブ
表面の粗さはＲ，（ＪＩＳ１０点平均粗さ）で７７−１
Ｏ１Ｌ、Ｒ。

（Ｊ　Ｉ　Ｓ中心線平均粗さ）で０．８〜１．２ｇｍ程
度の粗さになっていることが主にトナー搬送の面から好
ましい、このときＲ８が３μｍあるいはＲ１が０．５ｇ
ｍ以下になると現像スリーブのトナー搬送力か低下し、
トナーコート量が０．６ｍ９／ｃ■２以下となり良好な
現像が行えなかった。逆にＲ，が１ＢｇｍあるいはＲ，
が３４ｍ以上になるとこんどはトナーコート量が３　、
５　ｍｔｐ／ｃｍ”以上と大きくなりすぎ、本発明の目
的の１つでもある均一な薄層コートができなくなるとい
う不都合が生じた。

なお本発明においてグラファイトを使用するのは固体潤
滑性があるために、樹脂成分による汚染に対して強いと
いう実験結果か得られたためである。このグラファイト
含有量は３０〜６０　ｗ　ｔ％のとき著しい効果が認め
られたか１０〜３０ｗｔ％の含有量のときにも改善効果
が認められた。

次に、この現像スリーブを第２図に示す現像装置に組み
込み、画出しを行なった。

このとき用いたトナーは、スチレンアクリルを主成分と
し、これにマグネタイトを５０重量部および帯電制御剤
として合金属錯体を２重量部内添させた負極性磁性トナ
ーに対し、乾式ネガシリカ（気相成性シリカに対し、ヘ
キサメチレンデイシラザンを添加し加熱処理したもの）
を０．６重量部外添したものである。

本発明実施の現像スリーブを用いた現像装置により出力
された画像は、従来のサンドブラスト加工された非磁性
金属スリーブを使ったものに比へ、スリーブゴーストが
大巾に低減された。さらには従来特に低温低湿環境下に
おいて１０００枚プリントでベタ黒反射濃度が０．３程
低下していたスリーブ汚染による耐久濃度低下を２０，
０００枚のプリントを行なっても０．２以内に抑えるこ
とか回部となった。

このスリーブゴースト低減の原因であるが。

これは本発明者らの種々の実験結果からの考察によると
、化学的に不活性であるカーボン粒子がスリーブ表面に
おいてリークサイトとして働いているために前述のよう
なトナー微粉のチャージマツプか抑制されていると考え
られる。

それに対し、従来のサンドブラスト加工された金属スリ
ーブは表面に酸化膜か形成され、これがトナー微粉のチ
ャージアップを助長する原因となっていると考えている
。

尚、第２図で、１は矢印方向に回転する現像スリーブで
、容器４内にて供給された磁性トナー（−成分現像剤）
５を担持して現像部に搬送する。現像部に於てスリーブ
は像担持体としての電子写真感光体７に対向している。

このスリーブ１と感光体７の間隔はスリーブｌに担持さ
れたトナー層厚よりも広い。そしてスリーブｌには′？
Ｉｔ源８から、交流電圧に直流電圧を重畳したバイアス
弾圧が印加され、これにより現像部に振動電界を形成す
る。この振動電界によりトナーが振動ｊ１！動じて潜像
の画像部に付着顕画化する。トナー層はスリーブ内に固
定配置されたマグネット６の磁界中にある磁性体ブレー
ト３で規制される。

実施例１に示した現像装置においてはスリーブ」−への
トナーコート量の規制をスリーブ表面に対し強磁性金属
ブレードを微小間隔をもって当接させることにより強磁
性ブレードと現像マグネットにより形成される磁性シー
ルにより行なっている。それに対して第４，５図に示す
ように、スリーブ表面に対し、弾性を有する金属ブレー
ドやゴムブレード等の弾性ブレード９を当接させること
によりトナーコート量の規制を行なう方法も広く行なわ
れている。

この方法は、スリーブ、トナー、ブレードの接触部にお
いてトナーを積極的にマサッ帯電させようとするもので
特に高温高湿下においても安定したトナーのトリボ電荷
量が得られる方法である。ただし低温低湿下においては
逆にトリボ電荷量が上りすぎ、スリーブゴーストや耐久
濃度低下が増長されるという欠点があった。

この現像装置に対し、実施例１の現像スリーブを組み込
んで画出しを行なったところ、高温高湿環境下における
ベタ黒反射濃度が０．１５程上Ｈし、１．４０程度にな
った。しかし低温低湿環境下におけるスリーブゴースト
が若干悪くなった。そのため本発明者らはよりスリーブ
表面の接触抵抗を低下させるために導電性カーボンの含
有量を５ｗｔ％から１０　ｗ　ｔ％に上げ、かつ全体の
抵抗値を下げるために炭素繊維含有量を２０ｗｔ％から
３０ｗｔ％上げた。

その結果体積抵抗率は５ｘ　１０”Ω・ＣＩから２ｘｌ
Ｏ’Ω・ＣＩと１オーダー下がり低温低湿環境下におけ
るスリーブゴーストがより改善され、環境変動、耐久使
用によっても画質が安定した現像装置の提供が可能にな
った。

なお、樹脂バインダーとしては、本実施例以外のポリエ
チレン、ポリアクリル、ポリエステル等の合成樹脂であ
っても良く、またグラファイトとしては、天然１人工い
づれでも良いが固定炭素９７％以上、灰分２．０％以下
のものが導電性、固体潤滑性の面からみてより好ましい
、また対摩耗性を向上させるためには、炭素繊維のよう
に導電性を与えることはできないが、ガラス繊維を適当
量加えることによっても同等の効果を得ることが可能で
ある。

尚、本発明は一成分非磁性現像剤、或は二成分現像剤を
使用するものにも適用できる。また現像スリーブと感光
体の間隙をスリーブ上の現像剤層の厚み以下にした現像
装置にも適用できる。更に、現像部に前記のような振動
電界ではなく１時間的に変化しない直流バイアス電圧を
スリーブに印加する現像装置にも適用できる。

［発明の効果］ 以−ヒ説明したように炭素繊維を含有させた導電性樹脂
スリーブ表面に研削加工をほどこし。

これを現像剤担持体として用いることによりスリーブゴ
ーストおよび耐久使用中の濃度低下を大巾に低減させる
ことが可能となった。

なお、この効果は、実施例に示した負極性１〜ナーの場
合に限らずアミノシラン等により熱処理された正極性に
強く帯電するトナーにおいてもスリーブゴーストや耐久
濃度低下を大巾に低減させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施の導電性樹脂スリーブの斜視図、 第２図は本発明実施のスリーブを組み込んだ現像器の断
面図。 第３図はスリーブゴーストを説明するための図− 第４図、第５図は他の実施例を示すための図＼ ｌは現像スリーブ ５はトナー ７は感光体 である。 ＼（１：゛　イ　［ワ；［）１ 囁′Ｚ−（２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、現像スリーブで現像剤を担持搬送する現像装置にお
   いて、その現像スリーブが少なくとも合成樹脂と炭素繊
   維との複合材料からな り、炭素繊維の少なくとも一部が表面に突出しているこ
   とを特徴とする現像装置。 ２、前記現像スリーブ表面を研削加工することにより、
   該現像スリーブ表面粗さが、１０点平均粗さで３〜１８
   μｍ、中心線平均粗さで０．６〜３．０μｍの範囲にあ
   ることを特徴とする請求項第１項記載の現像装置。 ３、前記現像スリーブ材料中に、グラファイトおよびカ
   ーボンブラックを含み、グラファイトの含有量が重量パ
   ーセントで１０〜 ６０％、カーボンブラックの含有量が同じく０〜４０％
   、これらカーボン粉末合計の含有量が１０〜６０％の範
   囲にあることを特徴とする請求項第１項もしくは第２項
   記載の現像装置。 ４、静電潜像を現像する現像剤を担持搬送する現像スリ
   ーブに於て、少なくとも合成樹脂と炭素繊維との複合材
   料からなり、炭素繊維の少なくとも一部が表面に突出し
   ていることを特徴とする現像スリーブ。