JPH0336562A - 現像装置 - 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、情報記録装置等の画像形成機器に適用される
現像剤担持体と、該現像剤担持体を備えた現像装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、−成分系磁性現像剤をスリーブ状等の現像剤担持
体（以下、単に「スリーブ」と称す。）の表面にて担持
しながら上記現像剤を現像領域まで搬送する際、上記ス
リーブの表面な粗面化するとその搬送性が向上すること
か知られている。かかるスリーブ表面の粗面化する方法
としては、例えば特開昭５７−６６４５５号公報に開示
されているように、スリーブ表面を角状粉粒子のように
鋭利な角をもつ不定形ブラスト粒子（以下不定形粒子と
いう）でブラスト処理する方法がある。この方法によれ
ば、上記粗面化された表面によって一成分現像剤を攪拌
して適度な帯電状態にしつつ、該現像剤のスリーブ上へ
のコーティングも安定するという優れた点を有している
。

［発明が解決しようとする課題］ （Ａ）ところか、ステンレス鋼（ＳＯ３３０５）製のス
リーブ上に粒度井４００（粒度の規格は、ＪＩＳ　Ｒ６
００１研摩材のものに依る。以下同じ）の不定形粒子の
みてブラスト処理をした表面粗面化スリーブを使用して
、現像剤たるトナー粒子を用いて連続複写試験を行った
ところ以下ののごとくの問題となる現象か生じた。

常温常湿環境において連続複写動作を続けた際５０００
枚の複写時に画像濃度が１．３から１．２へと低下して
いた。また、低温低湿環境において、連続複写動作を続
けたところ、５０００枚のときに画像濃度か１．３から
１．１へと低下していた。

つまり、トナーに付与される席擦帯電による電荷（以下
トリボと記す）か十分てないために上述のような画像濃
度の低下か生じたものと考えられる。−殻内に低温低湿
環境においてはトナーのトリボは高くなる傾向を示すか
、このような環境にあっても上述のように画像濃度の低
下を示し、トリボが不足していることが判る。

（Ｂ）一方、ステンレス鋼（ＳＯ５：１０５）製のスリ
ーブを上述の不定形粒子の替わりに粒度＃４００の球形
粒あるいは粒状粉粒子のように滑らかな表面を有する定
形ブラスト粒子（以下定形粒子という）のみでブラスト
処理したスリーブを使用しトナー粒子を用いて連続複写
試験を行なったところ以下の現象が生した。

常温常湿環境において連続複写動作を続けた際、５００
０枚のときに画像濃度が１．３５と良好であった。また
、低温低湿環境において連続複写動作を続けたところ５
０００枚のときに画像濃度が１．３と良好であった。し
かし、スリーブ上のトナーの塗布むらか発生した。すな
わち、この場合においては、トリボの付与は十分にされ
ているが、低温低湿環境においてざらにトリボか高くな
りトナーの塗布むらが発生したものと考えられる。

（Ｃ）また、特開昭５８−１１９７４のようにステンレ
ス鋼（ｓｕｓ　３ｏｓ）製のスリーブを粒度＃６００の
不定形粒子でブラスト処理をした後、該不定形粒子より
も径の小さい粒度＃８００の定形粒子である球形粒子で
ブラスト処理したスリーブを使用し、トナー粒子を用い
て連続複写試験を行なったところ、以下の現像を生した
。

常温常湿下において連続複写動作を続けた際、５０００
枚のときに画像濃度か１．３と良好であった。

また、低温低湿環境において連続複写動作を続けたとこ
ろ、５０００枚のとに画像濃度は１．２５と良好であっ
たがトナーの塗布むらか発生してしまった。

したがって、不定形粒子のみのブラスト処理の場合にお
けるトリボ不足は改善されたか、低温低湿環境における
トリボの抑制がなされていないことが判る。

（Ｄ）さらにまた、ステンレス鋼（ＳＯ３３０５）製ス
リーブを（Ａ）と同様の粒度＃４００の不定形粒子とＣ
Ｂ）と同様の粒度＃４００の定形粒子をｌ：ｌの割合で
混合した粒子でブラスト処理するという方法が特願昭６
２−１９６５７（ｌで提案されている。この方法によれ
ば画像濃度とスリーブへのトナー塗布については良好な
結果が得られたが、粒子の管理が繁雑となる欠点がある
。すなわち、不定形粒子と定形粒子の形状、材質による
強度の差から、使用寿命か異なることと、両者の分離が
できないことなどの理由から交換サイクルが決め難いと
いう点と、砥粒の形状、重量、粒度分布が違うので、混
合比を維持するために、定期的に混合作業としての均一
分散化を行なう必要があり、煩わしい上、砥粒寿命を縮
める原因ともなること０以上の点で実用上採用しにくい
、という問題があった。

本発明は、上述の問題を解決し、スリーブ上のトナーの
塗布むらを防止しつつ適切なトリボ量を付与し環境に依
らず安定した画像を得ることの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］ 本発明によれば、上記目的は、 現像剤を担持しながら無端移動可能な表面を有する現像
剤担持体を備えた現像装置において、上記現像剤担持体
の表面は、鋭利な角をもつ不定形粒子を衝突させること
によって細かなピッチの鋭利な突起をもって粗面化され
た突起表面が１、Ｅ配本定形粒子の平均粒径よりも大な
る平均粒径の滑らかな表面をもつ定形粒子の衝突を受け
て大きなピッチの波状の凹凸部をもつように形成されて
上記突起表面は凸部におけるよりも四部において鋭化さ
れている。

ことにより遠戚される。

［作用］ 上記のごとく本発明では、スリーブ表面に形成された凹
凸部の凸部における突起表面は、凹部の表面に比べて鋭
利なのでトナーとの接触頻度が少なくなりトリボの付与
を抑制し、四部における表面は鋭利な突起が凸部の表面
に比べて鈍化されているためトナーとの接触頻度が増し
てトリボを積極的に付与する。したがって、トナーに付
与するトリボの量を適切なものにする。

［実施例］ 以下添付図面にもとづいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第一実施例としての現像装置をもつ画
像形成装置の概要構ＩＩＬ図である。

同図において、ｌは潜像保持部材で通常は感光体（以下
「感光ドラム」と称す）、２は静電潜像形成部、３はＷ
ｉ像を顕画像化するところの現像装置、４は顕画像化さ
れた感光ドラム上のトナー像を転写材へ転写させる転写
分離部、５は感光ドラム上の残トナーをクリーニングす
るためのクリーニング部である。

かかる画像形成装置は、以下のごとく機能する。

先ず、感光ドラムｌ上には静電潜像形成部２によって潜
像か形成される。さらに感光ドラムｌは矢印Ａの方向に
回転して上記潜像の形成された領域が現像装置３に達す
る。現像装置３はトナーを入れる容器であるホッパーｌ
Ｏと、該ホッパーｌＯからトナーを現像剤担持体たるス
リーブ７の近傍へ送ることとトナーの流動性を高める攪
拌手段９と、固定されたマクネット８と、さらには該マ
グネット８の外側を回転する非磁性のスリーブ７とが設
けられているか、本発明はこれに駆足されない。

また、スリーブ７上のトナー層の厚みは、対向磁極Ｎ１
とともに規制する磁性ブレード６によって規制される。

スリーブ７上では感光ドラムｌどの対向位置で現像磁極
Ｓ、によってトナーは穂立ちし、感光トラムｌ上の潜像
とスリーブ７との間の電界（好ましくはＡＣのような振
動電界）によりスリーブ７上のトナーは感光ドラムｌへ
飛翔し顕画像化する。このときトナーが飛翔し易い様に
スリーブ７に現像バイアス（直流でも良いが本例交番電
界）をバイアス電源１１で印加する。顕画像化された感
光トラムｌ上のトナー像は転写分離部４において転写材
（図示せず）へと転写され、該転写材上のトナー像は定
着部（図示せず）にて定着される。−万感光トラムｌ上
の残トナーはクリーニング部５でその表面がクリーニン
グされ、次の潜像形成に備える。

次に、以上のどとくの画像形成装置における。

マグネット及びスリーブについて説明する。

先ず、マグネット８は、円柱体で図示の各種の磁極強さ
はスリーブ７表面上で、Ｎ、：１０００［ｇａｕｓｓｌ
、Ｓ＋：１０００［ｇａｕｓｓｌ、Ｎ、：７５Ｇ　［ｇ
ａｕｓｓｌ、Ｓｔ：５５０［ｇａｕｓｓＪ　、スリーブ
７と感光トラムｌとの最短の間隙か０．２５ｍｍ、スリ
ーブ７と磁性ブレード６との間隙が０．２５■になるよ
うに保持した。またバイアス電源１１としてＡＣにＤＣ
を重畳させたものを用いて、その電圧Ｖ９．（ピーク対
ピーク）が１４００Ｖ、周波数ｆか１８００ＨｚのＡＣ
に１２０ＶのＤＣを重畳させて現像を行いＡ４サイズ紙
で毎分８０枚のスピード複写処理を行った。また、感光
ドラムｌはＡ−３ｉであり暗部電位か４００Ｖ、明部電
位が７０Ｖとなるように設定した。

またスリーブ７の材質はステンレス鋼（５ＵＳ３０５）
で外径を３２■としその表面にブラスト処理した。該ス
リーブ７はステンレス鋼の他、アルミニウム、チタン鋼
でもよい。

本実施例のスリーブ表面のブラスト条件は不定形粒子（
角状粉粒子のように鋭利な角をもつ粒子）として＄４０
０（平均粒径３５〜４５←■ＪＩＳ　Ｒ６０旧研摩材の
粒度規格に依る。以下、粒径に関しては該粒度規格に依
るものとする。）のＡ文２０３を用い１２ｒｐｍで回転
しているスリーブに対しこのスリーブから距離１５０關
離れた直径７−園のノズルにより空気圧３．５ｋｇ／ｃ
ｍ”で３０秒間吹き付け、ノズルはスリーブの軸と平行
に３０ｃｍの距離を往復移動させる。その後洗浄工程で
スリーブ表面は洗浄・乾燥される。

さらにその後、定形粒子（球形粒あるいは粒状粉粒子の
ように表面か滑らかな粒子）として＃　１００（平均粒
径１５０〜１８０μｍ）のガラスピーズ（ＦＧＢ）を用
い空気圧３．０ｋｇ／ｃ＋ｓ”でその他の条件を不定形
と同様にしてブラスト処理した。その後は前述の通り洗
浄工程を経た。第２図に本実施例スリーツの表面粗さ状
態を示す。

次に上述のような処理法の現像装置を用いて複写動作を
行なったところ１間欠複写及び連続複写において濃度の
変動は少なく常温常湿下ではいずれも約１．３５の画像
濃度が得られた。また、低温低湿下ではいずれも１．３
の画像濃度が得られ、さらにスリーブ表面へのトナーの
塗布むらの発生はなかった。

上記処理後のスリーブの表面観察を行なったところ、そ
の表面は以下のような構造が確認された。すなわち、不
定形粒子による細かい目のブラスト而の約７〜８割の領
域に太き目の定形粒子により凹部が形成されかっ凹部に
は不定形ブラストの細かい目か保存されていることが確
認された。

定形粒子の衝撃を受けなかった２〜３割の部分の不定形
ブラスト面は尖鋭な微細突起が多数みられたが、定形粒
子の衝突を受けた７〜８割の部分の不定形ブラスト面は
尖鋭な微細突起がやや滑らかになっていた。このことは
この表面か微細突起を維持しつつ、その尖鋭さの違う部
分が混在していることを示している。

次に、第３図にもとづき、本発明の第二実施例を説明す
る。

なお、図中、第一実施例と共通部分には同一符号を付し
、その説明は省略している。

本実施例の特徴はトナー層の厚み規制に磁界を利用する
のでは無く、スリーブ７に当接したゴムブレード等の０
ｆ）Ａ性弾性部材を用いることにある。トナー層規制に
、第３図のごとくのブレード１２を用いることにより規
制磁極を必要としない。

故にｍ極数を減少させることができ、小径のマグネット
ローラを使用できるし、かつまたコストの低減化も図れ
る。第３図は二極のマグネットローラ１３を用いている
。スリーブ表面での磁極の強さは、５ｔＣ６００［ｇａ
ｕｓｓｌ、Ｎ、：５００　［ｇａｕｓｓｌであり、その
他バイアス電源１１の条件やスリーブ７と感光ドラムｌ
との間隙は第一実施例の場合と同じである。

プレート１２は、スリーブ軸方向１ｃ朧当り２〜ｌｏｇ
程度の力のもとにスリーブ７と接触しており、ブレード
１２の可能な材質としてはウレタンゴムで０．８〜ｌａ
ｍ厚のものや、ネオプレンゴム、ニトリルゴムなど各種
ゴムの他にプラスチックシートが挙げられる０例えば、
ＰＥＴシートで厚さ１００　ｐ、ｍのものポリアミドシ
ート、ボリイくトシートなどがある。

本実施例（おいてはウレタンゴムを用いた。スリーブ７
は材質としてはステンレス鋼（ＳＯ３３０５）を用いて
その表面にブラスト処理した。

ブラスト処理方法は第一実施例の不定形ブラスト処理後
に定形粒子として＃２００（平均粒径７０〜９０　ｐ、
　ｍ）のガラスピーズな用い空気圧２．５ｋｇ／ａ１で
その他の条件を不定形と同様にしてブラスト処理した。

その後洗浄工程を経たこのスリーブを用いて複写動作を
行なったところ第一実施例と同等の好結果か得られた。

本実施例のスリーブにおいても、その表面は不定形粒子
の衝突により形成された尖鋭的な微細突起面の７〜８割
の面積を定形粒子の衝撃により尖鋭さを鈍化させている
ものである。

次に、第三実施例について説明する。これは第一実施例
のスリーブブラスト処理において定形粒子として第一実
施例のものよりも大きい井３０（平均粒径５００〜７０
０　ｇｍ）のガラスピーズを用いるもので、その他のフ
ラスト処理条件や現像装置構成は第一実施例と同一であ
る。この実施例において連続複写動作を行なったところ
１画像濃度は、常温常湿下で１．３、低温低湿下では１
．２５であった。また、スリーブ表面のトナー塗布むら
は発生しなかった。このとき用いたスリーブ表面を＊＊
したところ不定形ブラスト而のうち、定形プラスト処理
を受けている部分の面積は約３〜４割で第一実施例の場
合（約７〜８割）に比べて小さくなっていた。すなわち
、定形ブラスト処理時の空気圧等の条件を固定した場合
、定形粒子の大きさが大きくなる程、定形ブラスト処理
を受ける領域の面積の割合は小さくなることが判った。

次に第三実施例との比較実験を行なった第一実験例につ
いて説明する。

［第一実験例］ 第一実施例で述べたスリーブのブラスト処理方法におい
て、定形粒子として第一実施例のものよりも小さい径の
＃６００（平均粒径３０　ｇ　ｍ）のガラスピーズを使
い、その他の条件については第一実施例と同一の処理を
施したスリーブを用いて連続複写動作を行なった。その
結果、画像濃度は常温常湿、低温低湿いずれにおいても
１．３５と良好であったか、低温低湿でスリーブ上のト
ナー塗布むらか発生した。スリーブ表面粗さ状態を第４
図に示す。

以上の第三実施例及び第一実験例から、良好な画像濃度
を維持し、かつ均一なトナー塗布を得るためにはブラス
ト処理に用いる定形粒子の大きさに適切な範囲があるこ
とがわかる。定形粒子の大きさか大き過ぎると定形ブラ
スト処理を受ける領域の割合が小さくなるのでトナーへ
のトリボ社与能力が低ドし、良ｅｌｆな画像濃度を、１
１１持できなくなる。第三実施例にも述べたように定形
粒子の大きさの上限は不定形粒子の大きさの２０倍程度
であると考える。これより大きい定形粒子を採用する場
合には定形ブラスト領域を大きくするためにブラスト処
理において空気圧を大きくするか処理時間を長くしなけ
ればならないので、実用上、不便である。一方、定形粒
子の大きさが不定形粒子の大きさより小さいと定形ブラ
スト領域が大きくなり過ぎ、定形ブラストのみの処理と
同しになりトナーの塗布むらを生じてしまう、したかっ
て、定形粒子の大きさの下限は不定形粒子の大きさと同
等であると考える。

特開昭５８−１１９７４に、スリーブ表面を不定形粒子
によりサンドブラスト処理した後、定形粒子にょるサン
ドブラスト処理を施すことにより不定形ブラスト処理て
形成された微細な凹凸の尖鋭さを鈍化させるという発明
か記載されているが、この発明の目的はトナー粒子が尖
鋭な凹凸の部分に固着するの防止することであって、定
形粒子を尖鋭な四部及び凸部の鈍化手段として用いるた
めに定形粒子の大きさが不定形粒子の大きさより小さい
ことが必要である。

本発明は上記発明と異なり、適度に不定形ブラスト領域
の尖鋭な微細突起を残したまま、かつトリボ付与のため
の広い比較的平滑な定形ブラスト領域を形成するために
、定形粒子の大きさが不定形粒子の大きさより大である
ことが必要である。

以上のことから、定形粒子の大きさの適切な範囲は、不
定形粒子の大きさの１〜２０倍であり特に望ましいのは
１．５〜９倍であった。

前述の通り不定形粒子によるブラスト処理後の定形粒子
によるブラスト処理（重ね打ち処理）か画像濃度及びス
リーブ上へのトナー塗布に好結果をもたらすことがわか
った。

次に第二及び第三実験例について説明する。これらの実
験は定形ブラスト処理あるいは不定形ブラスト処理のい
ずれか一方のみを行なって、第一実施例との比較を行な
ったものである。

［第二実験例］ 不定形ブラスト処理を行なわず、定形ツラストのみを行
なったもの（＃ｌ口０もしくは井３００を空気圧４．０
ｋｇ／ｃｍ”、時間６０秒で処理）は画像濃度は常温常
湿で１．３５、低温低湿で１．３が得られたが、低温低
湿下でスリーブ上にトナー塗布むらが発生した。第二実
験例のスリーブ表面の状態を第５図に示す。

［第三実験例］ 本実験例は、第一実施例と同一条件の不定形ブラスト処
理のみを行なったものである。不定形ブラスト処理のみ
のスリーブの初期特性としては濃度は常温常湿、低温低
湿ともに１．２以下であったが、低温低湿でのトナー塗
布むらは発生しなかった。第三実験例のスリーブ表面粗
さ状態をｗＳＧ図に示す。

第二実験例及び第三実験例においてスリーブ表面上のト
ナーのトリボを測定したところ第二実験例は高いトリボ
値で、第三実験例は低いトリボ値を示した。

これらのことから画像濃度及びトナー塗布の良好な結果
を得るためのスリーブ表面性は一部に尖鋭的な微細突起
を有し、一部に鈍化した微細突起を有するのかよいこと
かわかった。

全面が鈍化した突起もしくは定形処理のみが行なわれた
スリーブ表面はトナー粒子とスリーブ表面の接触か活発
に行なわれトナーのトリボは高まるものの、その高まり
を抑制する手段かなく、−部に異常に高いトリボのトナ
ー粒子が存在するとこれがスリーブ表面に鏡映力により
吸着し、画像形成時に飛翔しづらくなり、これがトナー
塗布むらの原因になるものと考えられる。また、全面が
尖鋭的な微細突起のみのスリーブ表面はトナー粒子を機
械的に捕獲しやすく、このためトナー粒子の移動かさま
たげられスリーブとトナーとの接触頻度が少なく、トナ
ーへの十分なトリボ付与ができないものと考えられる。

したかって、不定形ブラスト後の定形ヅラスト（重ね打
ち処理）はトナー粒子へのトリボ付与機能とトリボ過剰
付卆防±の両機能を有しているものと考える。

なお、不定形粒子としては、炭化珪素粒子、アルミナ粒
子、三酸化鉄粒子、二酸化チタン粒子のいづれかを利用
し、また定形粒子としてはガラスピーズ、鋼球、フェラ
イト球、偏平フェライト粒子のいづれかを利用すればよ
いか、これらに限るものではない。

また、現像剤担持体としては、円筒状のものに限らず、
円柱状のもの、ベルト状のものか使用でき、磁石７自体
のローラも使用できる。

また、上述の実施例では、現像部に、スリーブ、ドラム
間隙よりも薄い現像剤層を搬送したか１本発明はスリー
ブ、ドラム間隙と等しいかそれより厚い現像剤層を現像
部に搬送する現像装置にも適用できる。

またトナーとしては平均粒径が３〜１５μ園のものを使
用するものに本発明は有用であるがこれに限られない。

［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、スリーブ外表面
に不定形粒子により微細に粗面化処理を施し、さらに平
均粒径か大径の定形粒子を衝突さ。

せて凸部の突起表面に比べて鈍化された突起表面を有す
る四部を形成することにより、トナーに適正なトリボを
付与することかできる。・したかって１本発明の現像剤
担持体を現像スリーブとして組み込むことにより、現像
剤を確実に搬送し現像能力を長期にわたって雑持でき、
トナーの塗布むらを発生させずに連続複写動作において
も常に良好な画像を提供でき、環境に依らず安定した画
像を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例装置を示す概略構成図、第
２図は第一実施例装置の現像剤担持体の表面を示す図、
第３図は第二実施例装置を示す概略構成図、第４図は第
一実験例の結果の表面粗度を示す図、第５図は第二実験
例の結果の表面粗度を示す図、 第６図は第三実験例の結果の表面粗度 を示す図である。 ３・・・・・・現像装置 ７・・・・・・現像剤担持体 （スリーブ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤を担持しながら無端移動可能な表面を有す
   る現像剤担持体を備えた現像装置において、 上記現像剤担持体の表面は、鋭利な角をもつ不定形粒子
   を衝突させることによって細かなピッチの鋭利な突起を
   もって粗面化された突起表面が、上記不定形粒子の平均
   粒径よりも大なる平均粒径の滑らかな表面をもつ定形粒
   子の衝突を受けて大きなピッチの波状の凹凸部をもつよ
   うに形成されて上記突起表面は凸部におけるよりも凹部
   において鈍化されている、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）定形粒子の平均粒径が不定形粒子の平均粒径の１
   〜２０倍であることとする請求項（１）に記載の現像装
   置。