JPH0315085A - 現像装置及び現像装置に使用される現像スリーブ - 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、プリンタ、複写機のような画像形成装置にお
ける現像装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の現像装置には様々なタイプのものが見受けられ
るが、その中に回転駆動される現像ローラと、該現像ロ
ーラの周長よりも長めの周長を有し、該現像ローラに外
装された現像スリーブと、該現像スリーブ両端部を前記
現像ローラから駆動力を受けるように該現像ローラに押
し付けるガイト部材と、前記スリーブのうち前記現像ロ
ーラに接する部分の表面に圧接して該現像スリーブ外周
面に現像トナー薄層を形或するための薄層形成手段とを
備えた現像装置が知られている。

このような現像装置における前記現像スリーフは、外周
面はトナー図送を有利に行えるように微少凹凸面に形威
されていることがあっても、内周面は平滑面に形威され
ている。

〔発明が解決しようとする課題］ 前述のような現像スリーブは、その内周面が平滑面に形
成されているため、現像ローラからの駆動力伝達に不確
かな面があり、従って現像ローラに対し現像スリーブが
スリップし、現像ローラ回転に現像スリーブが円滑に追
随回転できないおそれがある。

このような問題を解決するため、前記ガイド部材による
現像スリーブの現像ローラへの押し付け力を強めること
が考えられるが、押し付けられた現像スリーブ両端が損
傷し易くなる。

そこで本発明は、ガイド部材によって現像ローラヘ押し
付けられる現像スリーブ両端部が該スリーブの他の部分
に対しいたずらにはやく損傷するおそれがなく、それて
いｔ現像スリーブが現像ローラの回転に円滑に追随回転
することができ、それによって良好な現像を行うことが
できる現像装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的に従い、回転駆動される現像ローラと
、該現像ローラの周長よりも長めの周長を有し、該現像
ローラに外装された現像スリーブと、該現像スリーブ両
端部を前記現像ローラから駆動力を受けるように該現像
ローラに押しつけるガイド部材と、前記スリーブのうち
前記現像ローラに接する部分の表面に圧接して該現像ス
リーブ外周面に現像トナー薄層を形威するための薄層形
成手段とを備えた現像装置において、前記現像スリーブ
がトナー殿送用微少凹凸外周面を有するとともにスリー
ブ内周面にも微少凹凸部分を備えていることを特徴とす
る現像装置を提供するもので゛ある。

〔作　用〕

本発明現像装置によると、現像スリーブは前記ガイド部
材および前記トナー薄層形成手段によってその両端部が
現像ローラに押し付けられる。このように現像ローラに
押し付けられた現像スリーブは、その内側の凹凸面によ
って該凹凸面がない場合よりもより確実に現像ローラの
回転に追随して回転する。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図示の現像装置は通常の複写機またはプリンタに採用さ
れる一成分現像方式の静電潜像現像装置である。

第１図は現像装置１の断面を示しており、この装置１は
矢印ａ方向に回転する感光体ドラム１００の側部に配置
されている。

該現像装置１は現像槽２に現像ローラ１０をそのシャフ
｝１０ａによって回転自在に支持し、該ローラ１０に現
像スリーブ１１を外装したものである。

現像槽２は現像スリーブ１１の後方から該スリーブ下方
へ伸びる壁体３と、スリーブ１１の上方に配置した前壁
６と、壁体３および前壁６の両端に固着した側壁４、４
と、上端開口を閉しるＭ５とを備えている。

ｉ像ローラ１０のシャフトｌｏａの一端部は側壁４外へ
突出し、図示しない駆動手段により駆動される。

また、現像スリーブの後方において現像槽内に撹拌装置
１４が配置されており、この装置は図示しない駆動手段
により図上Ｃ方向へ駆動回転され、現像槽２内に収容し
たー戒分非磁性トナーＴの撹拌と、スリーブＩ１へのト
ナー供給を行う。

現像ローラ１０はアルミニュウム等の導電性部材の上に
ゴム等の弾性部材を被覆したもので現像バイアス電圧ｖ
ｂを印加される。

現像スリーブ１１はその周長が現像ローラ１０の周長よ
りも長めに形威されており、両端部は現像槽側壁４、４
と該スリーブの間に配置されたガイド部材９、９によっ
て現像ローラ１０に押しつけられている。また、現像槽
２を構成する壁体３のうちスリーブ１ｌの下方部分３ａ
とスリーブｌ１との間には側壁４、４間にわたってトナ
ー漏れ防止のシール部材１３が配置されている。ガイト
部材９およびシール部材１３はいずれも発泡ウレタンフ
ォーム等の弾性材からなっている。

かくして現像スリーブ１１はガイド部材９、９により現
像ローラ１０に押しつけられるとともに現像ローラ１０
の前面部分に該ローラ１０の周長よりも長めに形成され
ているスリーブ１１の余長部分が集中し、該スリーブと
現像ローラ１０との間に空間部Ｓが形成される。この空
間部を覆うスリーブ１１の弛み部分外周面が感光体ドラ
ム１００の外周面に接触している。

また、現像装置１は現像スリーブｌ１のうち現像ローラ
１０に接触する部分に接するトナー薄層形成ブレード１
２を備えている。

該ブレード１２は現像スリーブ１１に供給されるトナー
の帯電およびトナーの付着量規制を行いつつ現像スリー
ブ上に所定のトナー薄層を形成するものである。

前記現像装置によると、図示しない駆動手段により現像
ローラｌＯが図上矢印ｂ方向に回転駆動されるとともに
撹拌装置１４が矢印Ｃ方向に回転駆動され、ブレード１
２によって現像スリーブｌ１上に形威されたトナー薄層
が現像領域Ｘに運ばれ、ここで感光体ドラム上に形威さ
れている静電潜像に供給され、該潜像が現像される。

ここで再び現像スリーブｌ１について説明する。

現像スリーブｌ１は、第２図および第３図に示すように
、現像領域Ｘへのトナー搬送を円滑に行うために表面が
微少凹凸面１１ａに形威されている。また、第４図に示
すように、スリーブ内周面１１ｃ全体も微少凹凸面に形
成されている。一部断面を拡大して見ると、第５図に示
すように形成されている。

しかし、スリーブ１１両端部のガイド部材９、９が当た
る部分１ｌｂ、ｌｌｂは鏡面に形威されている。

このようにスリーブ１ｌ表面１１ａが凹凸面に形成され
ているので、該スリーブによるトナー搬送が円滑に行わ
れるとともにスリーブ内面１１ｃも微少凹凸面に形成さ
れているため、スリーブｌ１が現像ローラ１０から回転
駆動力を確実に伝達され、スリーブ１１は現像ローラ１
０の回転にスリップすることなく確実に追随回転し、現
像領域Ｘへの確実なトナー！般送が実現され、良好な画
質を得ることができる。

このような現像スリーブ１１の有利な製造方法には、プ
ラスチック樹脂による射出戒形法・押出戒形法ないしは
電鋳による製造法を例示することができる。ここでは、
電鋳による製造法について説明する。

すなわち、現像スリーブ１１のトナー搬送領域１１ａに
対応するように表面を微少凹凸面に形成した電鋳用マス
ターを応力減少剤を添加した電鋳浴に浸漬して該マスタ
ー上に所定凹凸表面を有する電鋳スリーブを析出させる
とともに前記応力減少剤により該電鋳スリーブに圧縮応
力を発生さ、該圧縮応力を利用して前記マスターから該
電鋳スリーブを抜き取り、かくしてトナー搬送領域１ｌ
ａ全面に所定微少凹凸を有するとともに該領域ｌ１ａに
対応するスリーブｌ１内面にも微少凹凸を有し、両端部
のガイド部材９当接部分は鏡面に形成された現像スリー
ブ１１を得るのである。

前記現像スリーブの製法において、マスターから電鋳ス
リーブを抜き取るにあたっては、電鋳スリーブ析出後、
空中でマスターからそのまま該電鋳スリーブを抜き取る
場合、電鋳スリーブをマスターとともに熱処理液に浸漬
して加熱または冷却処理し、電鋳スリーブとマスターの
熱膨張係数の差を利用する場合が考えられる。スリーブ
を空中で抜き取る場合の空気、熱処理液で処理する場合
の該Ｍ（以下、これらを「スリーブ抜き媒体」という）
がスリーブとマスターの間に作用する浸透圧もスリーブ
抜けに寄与する。

前記マスター表面の微少凹凸形状としては、第６図に示
すように研削加工、切削加工等によるマスター円周方向
に連続した凹凸形状、または第７″図に示すようにホー
ニング加工、レーザー加工、化学エッチング等による不
連続凹凸形状が考えられる。

マスター表面の微少凹凸形状の粗さとしては、特に限定
はされないが、電鋳後のスリーブ抜けを考慮すると、他
の様々な条件にもよるが、Ｒ２＝約５μｍ以下であるこ
とが望ましい。

前記電鋳浴の組成は、どのような材質の電鋳スリーブを
得ようとするか等に応し、適宜選択決定することができ
、そのようなスリーブ材質としては、ＡＩ、ＴｉＸＣｒ
，Ｍｏ，ＷＸＮｉ．．ＮｉＣｏ系合金、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆ
ｅ系合金、黄銅、ステンレス鋼等を含有するものを例示
することができる。

前記応力減少剤には、サッカリンナトリウム、ナフタリ
ンジスルフォン酸ナトリウム、パラトルエンスルフォン
アξド、ヘンゼンジスルフォン酸ナトリウム等を例示で
きる。

ところで、電鋳工程中のマスターおよび析出するスリー
ブにおける応力関係条件を図示すると、第９図に示すよ
うになる。第９図において、Ｆ１はスリーブとマスター
の密着力、 Ｆ２はスリーブ内部応力（圧縮力）、 Ｆ３はスリーブとマスターの熱膨張または熱収縮差によ
り発生する界面での力、 Ｆ４はスリーブ抜き用媒体による浸透圧、である。

電鋳工程中にはスリーブがマスターから離れたり、スリ
ーブに皺が発生しないことが必要であり、そのための条
件式は、 Ｆｌ＞Ｆ２の垂直分力　・・・式■　である。

また、電鋳スリーブがマスターから抜けるための条件式
は、 Ｆｌ＜Ｆ２の垂直分力十Ｆ３の垂直分力＋Ｆ４の垂直分
力　・・・式■　である。

前記応力減少剤の種類および添加量は、析出する電鋳ス
リーブに前記式のおよび■を満足させ得る圧縮応力を発
生させるものであることが必要であり、他の様々の条件
にもよるが、通常の画像形成装置の現像スリーブを形或
する場合を例にとると、圧縮応力約３ｋｇｆ／ｍｎ＋”
以上（スパイラル応力計による測定値）である。

また、前記電鋳用マスターの材質は、■オーステナイト
系ステンレス鋼やフエライト系ステンレス鋼、■クロム
メッキまたはニッケルメッキした鉄、■ニッケル、チタ
ン、■クロームまたはニッケルメッキしたアルミニュウ
ムや黄銅等が考えられる。マスターの材質によりマスタ
ーとその上の電鋳スリーブとの密着力が異なるが、マス
ターからの電鋳スリーブの抜き取り易さではオーステナ
イト系ステンレス鋼が良い。

なお、スリーブ抜き取りにあたり、加熱または冷却処理
するときには、熱膨張または熱収縮差を利用した力を有
効に発生させるためにマスターに大きい熱容量を持たせ
ないようにマスターを中空管とすることが望ましい。

現像スリーブ１１の製法のさらに具体例を説明すると次
のとおりである。

ここで該現像スリーブの材質、各部寸法を例えば材質ニ
ッケル、厚さ３５μｍ、外径２５ｍｍ、長さ２　５　０
　ｍｍ、表面のうち両端に幅１２ｍｍの鏡面部１ｌｂを
有し、他は微少凹凸面１１ａとする。

先ス、オーステナイト系ステンレスｆｉ（ＳｔＪＳ３０
４）からなるマスター用断面円形中空管を準備し、咳管
のうち前記現像スリーブの両端鏡面部分に相当する部分
をテープ等にてマスキングし、そのあと該中空管の露出
表面にガラスビーズによるホーニング加工にて微少凹凸
加工を施して電鋳用マスターを準備する。該凹凸面の粗
さは最終的に得られるスリーブ表面の凹凸粗さがＲ２＝
約２μｍとなるように決定されている。

この電鋳用マスターを適当な支持体にて支持し、回転さ
せつつ電鋳浴に浸漬し、該マスター上に電鋳スリーブを
析出させる。

該電鋳浴は、 スルファξン酸ニッケル　２２０〜４５０ｇ／４２Ｈ．
Ｂ○ｚ　　　　　　　　　４　０　ｇ　／　ｅ〜６　０
　ｇ／ｌ！および応力減少剤（サッカリンナトリュウム
）を含む安定した組或よりなり、ｐＨ４．０〜４．７、
温度約５０゜Ｃの液である。

析出する電鋳スリーブの内部応力とサッカリンナトリウ
ム濃度との関係は第１０図に示すとおりであり、ここで
は前記式のおよび■を満足させるように析出電鋳スリー
ブに約３ｋｇｆ／ｍｍ２（スパイラル応力計による測定
値）以上の圧縮応力が発生するように、１０ｐｐｍ以上
添加されている。

比較のため、スリーブ内部応力が圧縮応力で３ｋｇ　ｆ
　／　ｍｍ　”より小さい場合、なしの場合、引っ張り
応力の場合のスリーブ抜け状態を実験したが、いずれも
スリーブはマスターから抜けなかった。

かくして析出した電鋳スリーブを電鋳用マスターととも
にスリーブ抜き媒体（ここでは約２８゜Ｃの水）に浸漬
して冷却する。

スリーブの内径は前記応力減少剤による圧縮応力の作用
でマスター外径より１０〜２０Ｉｊｍ大きくなるので、
該スリーブをマスターより抜き出す。

かくして表面のトナー搬送領域１１ａにのみ所定の微少
凹凸を有する現像スリーブ１１が得られる。

この現像スリーブはその表面凹凸に対応して内面１１ｃ
にも凹凸を有し、これは現像装置１において現像スリー
ブ１１に現像ローラ１０から回転駆動力を伝達する上で
有利である。また、現像スリーブ両端の鏡面部分１ｌｂ
には現像スリーブ１１を現像ローラ１０に押し当て接触
させるガイド部材９が円滑に接触できる。

なお、比較のため、前記例において電鋳用マスター材質
をフエライト系ステンレスｇ（ＳＵＳ４３０）、軸受Ｎ
（ＳＵＪ）、クロムメッキした黄銅、ニッケルメッキし
た黄銅にかえてスリーブ抜け状態を試してみたが、ＳＵ
Ｓ４３０，ＳＵＪについては抜けず、他の二つについて
は抜けが困難であった。

なお、電鋳用マスターの微少凹凸部の形状は、第８図（
１）〜（４）に示すように、任意の形状のものが作或可
能であり、例えばホーニング処理により微少凹凸を得る
場合、ホーニングビーズの粒径、粒径分布、材質、形状
およびホーニング圧力、処理時間等により選択できる。

〔発明の効果］ 本発明によると、回転駆動される現像ローラと、該現像
ローラの周長よりも長めの周長を有し、該現像ローラに
外装された現像スリーブと、該現像スリーブ両端部を前
記現像ローラから駆動力を受けるように該現像ローラに
押しつけるガイド部材と、前記スリーブのうち前記現像
ローラに接する部分の表面に圧接して該現像スリーブ外
周面に現像トナー薄層を形或するための薄層形或手段と
を備えた現像装置において、ガイド部材によって現像ロ
ーラヘ押し付けられる現像スリーブ両端部が該スリーブ
の他の部分に対しいたずらにはやく損傷するおそれがな
く、それでいて現像スリーブが現像ローラの回転に円滑
に追随回転することができ、それによって良好な現像を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である現像装置の断面図、第
２図は第１図に示す現像装置における現像槽、現像ロー
ラ、現像スリーブおよびガイド部材の斜視図、第３図は
第１図の現像装置おける現像ローラおよび現像スリーブ
と感光体ドラムの斜視図、第４図は現像スリーブの内面
展開図、第５図は現像スリーブの一部の断面図である。 第６図は第１図に示す現像スリーブの製法に用いる電鋳
用マスター表面の凹凸状態例の説明図、第７図は第１図
に示す現像スリーブの製法に用いる電鋳用マスター表面
の凹凸状態の他の例の説明図、第８図は電鋳用マスター
表面の凹凸部の各種断面形状を示す図、第９図は電鋳用
マスターと電鋳スリーブにおける応力関係条件を説明す
る図で、第９図（１）はマスターとスリーブの斜視図、
第９図（２）は第９図（１）中のＡ部の拡大説明図であ
る。第１０図は電鋳浴におけるサッカリンナトリウムの
添加量と析出スリーブ内部応力の関係を示すグラフであ
る。 １・・・現像装置 ・・・ガイド部材 ０・・・現像ローラ １・・・現像スリーブ １ａ・・・微少凹凸外面 １ｂ・・・鏡面部 ｌｃ・・・微少凹凸内面 ２・・・トナー薄層形或ブレード 出　願　人　ミノルタカメラ株式会社 第 ３ 図 第 ４ 図 １１ （４） 第 ５ 図 第 ６ 図 第 ７ 図 第 ８ 図 −．映 臓週 ？：　９へ二■　Ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転駆動される現像ローラと、該現像ローラの周
   長よりも長めの周長を有し、該現像ローラに外装された
   現像スリーブと、該現像スリーブ両端部を前記現像ロー
   ラから駆動力を受けるように該現像ローラに押しつける
   ガイド部材と、前記スリーブのうち前記現像ローラに接
   する部分の表面に圧接して該現像スリーブ外周面に現像
   トナー薄層を形成するための薄層形成手段とを備えた現
   像装置において、前記現像スリーブがトナー搬送用微少
   凹凸外周面を有するとともにスリーブ内周面にも微少凹
   凸部分を備えていることを特徴とする現像装置。