JPH0336566A - 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１ 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
リーブの表面を粗面化するとその搬送性が向上すること
が知られている。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−ａ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）ところが、ステンレス鋼（ＳＯ３：１０５）製の
スリーブ上に粒度＃４００（粒度の規格は、ＪＡＳ　Ｒ
６００１研摩材のものに依る。以下同じ）の不定形粒子
のみで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
たところ以下ののどとくの問題となる現象が生じた。

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が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摩擦帯電による電荷（以下
トリボと記す）か十分でないために上述のような画像濃
度の低下が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
が、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（ＳＯ３３０５）製のスリー
ブな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か生じた。

常温常湿環境において連続複写動作を続けた整、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
ｏｏｏ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、七のトナーの塗布むらが発生した。す
なわち、この場合においては、トリボの付与は十分にさ
れているか、低温低湿環境においてさらにトリボが高く
なりトナーの塗布むらか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（ＳＯ８：１０５）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。

下の現象を生じた。

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！濃度が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、　５ｏｏｏ枚のとに画像濃度は１．２５と良好であ
ったかトナーの塗布むらが発生してしまった。

したかって、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が、低温低湿環境における
トリボの抑制か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（
Ｂ）と同様の粒度計４００の定形粒子をｌ＝１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
２−１９６５７０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、使用寿命が異なることと、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鯉いとい
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凹凸をもって
粗面化された表面が、滑らかな表面をもつ定形粒子の衝
突を受けて、上記凹凸よりも表面粗さが大である大きな
ピッチの部分と上記定形粒子の衝突前よりも表面粗さが
低下した上記細かなピッチの部分が混在して形成されて
いる、ことにより達成される。

［作用］ 上記のごとく本発明では、細かなピッチの凹凸において
トナーとの接触頻度を少なくして過度なトリボの付与を
抑制しつつ、大きなピッチの凹凸においてトナーとの接
触頻度が増すことにより必要十分なるトリボを確保して
いる。かくして、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ｔ＋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
「感光トラム」と称す）、２は静電潜像形成部、３は潜
像な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
ＪＩＩｆｆｌ！、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
像が形成される。さらに感光トラム１は矢印Ａの方向に
回転して上記潜像の形成された領域か現像装置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１
０と、該ホッパー１０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、固定されたマグネット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、本発明はこれに限定されない。

また、スリーブ７上のトナー層の厚みは、対向磁極Ｎ、
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との対向位置で現像磁極
Ｓ１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上のトナーは感光トラム１へ
飛翔し顕画像化する。このときトナーか飛翔し易い様に
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
光ドラム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。−力感光ドラム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１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、円柱体で図示の基極の磁極強さ
はスリーブ７表面上で、Ｎｔ：１００Ｇ［ｇａｕｓｓｌ
、Ｓ、：ｌＯ’００［ｇａｕｓｓｌ、Ｎ、：７５０　［
ｇａｕｓｓｌ、Ｓ、：５５０［ｇａｕｓｓ）　、スリー
ブ７と感光トラムｌとの最短の間隙が０．２５１−、ス
リーブ７と磁性ブレート６との間隙が０．２５ｍｍ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Ｖｐｐ（ピー
ク対ピーク〉が１４００Ｖ、周波数ｆが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、
感光トラムｌはＡ−３ｉであり暗部電位が４００Ｖ、　
ＩＪＪ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３２ｙｓｍ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川−ＪＩＳ　Ｒ６００１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ＡＪＩ　２０ｘを用い１２ｒｐ鵬
で回転しているスリーブに対しこのスリーブから距離１
５０ｍｍ離れた直径７１−のノズルにより空気圧３．５
ｋｇ／ｃ重２で３０秒間吹き付け、ノズルはスリーブの
軸と平行に３００−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
ように表面が滑らかな粒子）として＃１００（平均粒径
１５０〜１８０ＩＬ震）のガラスピーズ（ＦＧＢ）を用
い空気圧３．０ｋｇ／ａｍ”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ブの表面粗さ状態
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、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温下ではいずれも約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凹凸のブラスト而のほぼ全領域に
太き目の定形粒子により大きなピッチの凹凸が形成され
かつ凹凸には不定形ブラストの細かい凹凸が保存されて
いることか確認された。しかも定形粒子の衝突を受けた
部分の不定形ブラスト面は細かい凹凸がやや滑らかにな
っていた。

次に本実施例のスリーブ表面をさらに詳しく調べた結果
について説明する。

第３図にブラスト処理表面のピッチ（凹凸の間隔）と表
面粗さ（Ｒｚ）の関係を不定形粒子（＃４００）で処理
しただけのスリーブの場合とそのスリーブにさらに定形
粒子（井ｉｏｏ　）で処理した本実施例のスリーブとの
比較について示す、ここで表面粗さＲｚとは表面を基準
長さたけ抜き取った部分のｆ均線に平行な直線のうち凸
部の高い方から三番目の山と凹部の深い方から三番目の
谷を通るものを選び、この間隔を表したものであり、Ｊ
ＩＳ表面粗さ８０６０１の規格に依るものである。以下
表面粗さＲｚに関して同様である。

先ず、不定形粒子（＃　４００）で処理しただけのスリ
ーブは破線Ｐで示すようにピッチ１５ＪＬｌｌを中心に
幅広（Ｒｚ　２．５ｇ−の表面性を有している。ところ
がこれに定形粒子（＃１００）でさらにブラスト処理を
行った本実施例のスリーブはｔ５３図に示すようにピッ
チ１５％−を中心とした山（Ｑｌ）と新しく発生した６
０μ−を中心とした山（Ｑｌ）に分かれる。

Ｑｌは１．５１ＬｍのＲｚに低下し、　Ｑｌは４ル朧の
Ｒｚを有している。

従来のように、Ｐの部分だけで成る不定形粒子により処
理されたスリーブは濃度低下をもたらした。これはスリ
ーブ上のトナー粒子がＰの粗さのために回転・接触など
の移動運動を阻止され十分な摩擦帯電作用がなされず、
トナー粒子への電荷付与か不十分なために発生したもの
と考えられる。

これに対し本実施例のスリーブは、定形粒子（＃１００
　）を後処理することによりＱｌ、Ｑｌの状態になりト
ナー粒子の運動を阻止するＱｌ部の粗さが低下しかつト
ナー粒子の運動を阻止しない大きなピッチの新たな凹凸
によりトナー粒子の運動を適正化し電荷付与能力を増加
させたものと考えられる。

なお、第２図に示すように大きなピッチの凹凸は小さな
ピッチの凹凸を含んだ形となり、スリーブとしては小さ
なピッチと大きなピッチの波形が重畳された表面状態を
有している。

次に、第４図にもとづき１本発明の第二実施例を説明す
る。

なお１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・−ド等の
可撓性弾性部材を用いることにある。トナー層規制に、
第４図のごとくのブレート１２ヲ用いることにより規制
磁極を必要としない。

故に磁極数を減少させることができ、小径のマクネット
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４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、Ｓｔ：６００　［ｇ
ａｕｓｓｌ、ＮＩ：５００　［ｇａｕｓｓｌであり、そ
の他バイアス電１１１１の条件やスリーブ７と感光トラ
ムｌとの間隙は第一実施例の場合と同じである。

ブレート１２は、スリーブ軸方向１ｃ朧当り２〜１０ｇ
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０．８〜１■
麿厚のものや、ネオプレンゴム、ニトリルゴムなと各種
ゴムの他にプラスチックシートが挙げられる。例えば、
ＰＥＴシートで厚さｌロ０ル■のものポリアミドシート
、ポリイミドシートなどがある。

本実施例に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（ＳＯ３：１０５）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　ｇ　
ｍ）のガラスピーズを用い空気圧２．５ｋｇ／ｃ１で処
理時間を２０８′間に設定してその他の条件を不定形と
同様にしてブラスト処理をした。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が得られた。

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凹凸内を定形粒子
の衝撃により尖鋭さを鈍化させているものである。この
スリーブのピッチとＲｚの関係を第５図に示す。

後処理の＃２００のガラスピーズにより新たにｑ２の山
がピッチ３０ＩＬＩＩを中心に形成されそのＲｚは３Ｉ
Ｌｓになった。しかも、不定形の山ＰはＱｌのようにＲ
ｚか１．５７Ｊ、量に低下し鈍化しているのが分る。　
Ｑｌ、Ｑ２は裾の方では重なり合っている。

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＃６０
（粒径２５０〜３５０　ｇｍ）のガラスピーズを用い、
空気圧３．０ｋｇ／ｃ１で処理時間を２０秒間として、
その他のブラスト処理条件や現像装置構成は第一実施例
と同一にしてブラスト処理゛を行なったものである。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
濃度及びスリーブ表面のトナー塗布むら共に良好な結果
を得た。

このとき用いたスリーブ表面をＩｉ察したところスリー
ブ表面は、不定形粒子による細かなピッチの凹凸ブラス
ト面に太き目のピッチの凹凸が形成され、かつ凹凸には
不定形ブラストによる細かなピッチの凹凸が確認され、
その表面粗さは低下していた。スリーブ表面状態はピッ
チＩＳｐｍの山ｑ１か第二実施例と同じ（Ｒｚ　１．５
ｇ、ｍにまた、新たに山Ｑ２が発生しこれらはピッチ約
１００　ＩＬ■、　Ｒｚは４μｍ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。

次に不定形ブラスト処理のみを行なったものとの比較を
示した第一実験例について説明する。

［第一実験例］ 不定形ブラスト処理を行なわず、定形ブラストのみを行
なったもの（＃１００を空気圧４．０ｋｇ／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か得られたが、低温低湿下でスリーブ上
にトナー塗布むらが発生した。第一実験例のスリーブ表
面の状態を第６図に示す、また、第一実験例におけるピ
ッチとＲｚの関係を第７図に示す。

第一実験例においては６０ｐｍピッチの凹凸のみが存在
するためトリボ付与能力は高いかトナーのＭ動を規制す
る効果はなくトナー塗布むらか発生したものである。

したがって、スリーブの望むべき表面状態はトナーのＭ
ｔｊｊを適当に規制することのできる比較的ピッチが小
さい、　Ｒｚの適正な粗さとトナーのＭｅを補助する比
較的ピッチが大きく、Ｒｚの適正な粗さの両者を兼ね備
えた状態である。

細かなピッチの凹凸が全面に亘ってが鈍化した場合もし
くは定形処理のみ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が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がなく、一
部に異常に高いトリボのトナー粒子が存在するとこれか
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、全面が尖鋭的な細かなピッチの凹
凸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が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。したがって、不
定形ブラスト後の定形ブラスト（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崩付与防止の両機
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
いが、これらに限るものではない。

また、現像剤担持体としては１円筒状のものに限らず、
円柱状のもの、ベルト状のものが使用でき、磁石自体の
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が、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（コールタ−カウンター法
による体積平均値）が３〜１５μ層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、スリーフ外表面
に不定形粒子により細かなピッチの凹凸をもって粗面化
処理を施し、さらに定形粒子を衝突させて上記細かなピ
ッチの凹凸の表面粗さを低下させかつ大きなピッチの凹
凸を形成することにより、これら二種類の凹凸を混在せ
しめてトナーに適正なトリボを付与することができる。

したがって、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
を長期にわたって維持でき、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円像を提供で
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図は第一実施例装置の現像剤担持体表面の凹凸の
ピッチと表面粗さの関係を示す図、第４図は第二実施例
装置を示す概略構成図、第５図は第二実施例装置の現像
剤担持体表面の凹凸のピッチと表面粗さの関係を示す図
、第６図は第一実験例の結果の表面粗度を示す図、第７
図は第一実験例の凹凸のピッチと表面粗さの関係を示す
図である。 ３・・・・・・現像装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 現像剤を担持しなか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凹凸をもって粗面化された表面
   が、滑らかな表面をもつ定形粒子の衝突を受けて、上記
   凹凸よりも表面粗さが大である大きなピッチの部分と上
   記定形粒子の衝突前よりも表面粗さが低下した上記細か
   なピッチの部分が混在して形成されている、ことを特徴
   とする現像装置。