JPH0336570A - 電子写真用現像装置 - 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、静電潜像を現像剤にて現像する技術の分野に
おいて利用され、特に現像剤を磁気力で拘束して現像を
行う電子写真用現像装置に関する。

【従来の技術Ｊ 従来、−成分現像剤・二成分現像剤、磁性・非磁性現像
剤や絶縁性・誘電性現像剤を問わず、現像剤を担持して
搬送させる円筒状の現像剤担持体（以下スリーブと称す
）上の現像剤の塗布状態にムラを発生させないために、
その表面に凹凸を設けることが行われている。

かかるスリーブ基体の表面に凹凸を付ける製造方法に関
しては、 （１）サンドペーパーでスリーブ面を擦るサンドベーパ
ー法、 （２）球形粒子によるビーズブラスト法、（３）不定型
粒子によるサンドブラスト法、（４）これら方法を組合
せた混合法などが提案されており、又実施されている。

更には、 （５）スリーブ用のバイブ作製時に寸法精度を満足させ
るために採用される、ダイスを使用した例えば押し出し
引き抜き法（Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｒａｗｉ
ｎｇ）や、絞りしごき法（Ｄｒａｗｉｎｇ　ａｎｄ　Ｉ
ｒｏｎｉｇ）による加工においては、ダイスによって形
成されるバイブの長平方向の筋（又は溝）を斯るスリー
ブの凹凸として積極的に利用する方法もある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、以上のような従来技術ではいずれもスリ
ーブ基体表面の状態を変化させるのみで、積極的に表面
被膜を一定の粗度に形成させる方法は行われていない。

また、これらの研磨仕上げや表面凹凸の形成処理は、ス
リーブ単体の製造コストを上昇させる原因ともなってい
る。しかも、この様な方法で製造されたスリーブを用い
た現像方法においては、均一なトナー層を得ることがで
きず、特に低湿環境においてムラを生じる場合が多い。

また、複写を重ねるにつれ現像剤が繰り返し現像担持部
材と摩擦された結果、非現像物質が現像剤担持部材上に
堆積したり、あるいは現像剤中の結着樹脂が現像剤担持
部材上に成膜したりするために現像剤担持部材の表面物
性が変化し、現像剤の現像性が不安定化し、あるいは電
気潜像面への現像剤の搬送が不安定化することがある。

以上のような問題点に鑑み、本発明の目的とするところ
は、製造中スリーブ基体表面の凹凸形成処理工程を簡略
化又は省略した電子写真用現像装置を提供することにあ
る。

本発明の別の目的は、均一なトナー層を形成させ、環境
変動に依存しない良好な画質のコピーを形成することが
できる電子写真用現像装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、被膜形成用塗料中に含まれる
粒度により、所望の表面粗度を持つ電子写真用現像装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明の特徴と
するところは、静電層像担持体と現像剤収納室内の現像
剤に接触しこれを表面に担持して前記静電潜像担持体と
の間で形成される現像領域に搬送する現像剤担持体とを
少なくとも有する電子写真用現像装置において、前記現
像剤担持体の表面に結晶性グラファイトを含有した膜が
形成されている電子写真用現像装置にある。

また、前記現像剤担持体の基体として、金属製引き抜き
材を用いた電子写真用現像装置にある。

すなわち本発明は、基体を表面加工することなく、基体
の表面粗度を維持させるために、基体に結晶性グラファ
イトを含有した塗料を塗布することによって達成される
（第１図）。このような塗料としては、 （１°）含有粒子により容易に表面粗度のコントロール
ができること、 （２）均一なトナー薄層が形成できること、（３）電子
写真特性に悪影響を及ぼさないこと、（４）基体に対す
る接着性が十分であること、（５）トナー微粉等の固着
が防げられる固体潤滑性を備えていること等の条件が挙
げられる。これらの条件を満足させるものとして本発明
は、結晶性グラファイトの粒子平均径０．５ｐｍ＋〜ｌ
Ｏ←曙の粉体を分散した樹脂塗料を用いる点に特徴を有
している。また、かかる塗料には導電性を向上させるた
めに、カーボンブラック、酸化チタン等の導電性微粉末
を、またレベリング性、塗料安定性を向上させるために
ＳＬオイル等の添加ができる。

さらに、本発明に係るグラファイトとしては、天然に存
在するものと人工的に製造されるものが有り、いずれを
用いても良い。

また、基体の表面加工において、均一な表面粗さを得る
ためにブラスト処理をする場合、コストは特に高くなる
が、例えばアルミ引き抜き材を基体としても十分に高品
質の画像が得られるものである。しかし、最大粗さが粗
過ぎる場合は、いくら本発明による樹脂層を設けても基
体上の欠陥をなくすことはできなくなる。その限度は１
１００ｐである。

前述したグラファイトを分散する樹脂塗料は、（１）基
体に対する密着性が強固であること、（２）粉体の分散
性が良好であること、（３）機械的耐久性が十分である
こと、等の条件を満たすものであれば使用できるが、特
に、硬化性ゴム、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ア
ルキド樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、アク
リルーメラミン樹脂等の熱硬化性樹脂が好適である。

以上の樹脂塗料を用いて基体表面に設けた被膜の体積抵
抗率は、１０”Ω・Ｃｍ以下、好ましくはｌＯΩ・Ｃｍ
以下が適している。従って、被膜においてグラフディト
が２０〜８０重量％の割合で含有されていることが好ま
しく残りを樹脂分とすることが適している。

かかるグラファイト粒子の分散には、ロールミル、ボー
ルミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、
コロイドミル等の常法による。塗布には基体がシート状
である場合には、ワイヤーバーコード、ブレードコート
、ナイフコート、ロールコート、スクリューコート等が
適しており、基体が円筒状である場合には、スプレーコ
ート、浸漬塗布法が適している。塗膜の膜厚は、基体の
表面粗度によって変えられ、所望の表面粗度が得られる
膜厚が選定されるが、少なくとも基体表面の最大粗さの
２倍以上であることが望ましい。（すなわち、基体がＲ
ｍａｘ＝５ｐａ＋ならば、膜厚はＩＯｐｍ以上であるこ
とが望ましい。）次に、基体に用いる部材として、特に
アルミ弓き抜き材に関して説明する。

一般に現像剤担持体としては、均一な粗面化が必要とさ
れ、鏡面加工、サンドブラスト加工等の均一粗面形成処
理が施される。本発明においては、この様な処理を受け
ない引き抜きアルミ材を用いている。引き抜きアルミ材
は、鋳造ビレットを熱間加工された後冷間においてダイ
ス・プラグ等を用いて加工成形されるもので、その成形
方法から必然的に均一な面は得られず、特に熱間加工、
冷間加工中に形成される微小な凹凸は避けられないもの
となっている。本発明者によれば、これらの欠陥の大き
さは１０μ１１〜５０ｐｎ＋であることが分かった。従
って、引き抜きアルミ材をそのまま電子写真用現像スリ
ーブとして使用することは不可能であった。しかしなが
ら本発明者は、これらに粒度をコントロールされたグラ
フディトを含有する塗料により被膜を形成させることで
、引き抜きアルミ材をそのまま使用することを可能にし
たのみならず、所望の表面粗度を得ることに成功したの
である。

また、本発明者は、アルミ以外の金属でステンレス、鉄
、銅の引き抜き材の使用も同様に可能であることを確認
した。

また、本発明者は以下の様な実験を行い、本発明の特徴
とするグラファイトを含有する被膜が現像剤担持体とし
て画像品質上効果の有ることを確認した。

表１の各処方において、結晶性グラファイトは平均粒径
が約４．５Ｈのものを使用し、導電性アモルファスカー
ボンにはフェノール樹脂を用いた。

また、溶剤は、メタノール、メチルセルソルブ、ブタノ
ールの各１対１対１の混合溶剤を用いた。

本実験では、上記各内容物をガラスピーズと混合して２
４時間ペイントシエイカーで分散した後、ナイロン製の
メツシュ（３００ｐｍ）にて濾過して塗料化し、これら
をエアースプレー法にてアルミ円筒に均一にｌ　Ｏｐｍ
の厚さになるように付着させ、約１７０度で３０分乾燥
を行ったものをスリーブとした。

表 まず、濃度変化の実験結果について説明すると、第３図
に示すように処決ｌ〜３に対しては安定した濃度が得ら
れるが、処法４は微小な濃度低下、処決５、処決６に対
しては顕著な濃度低下が見られる。これらを低湿下の状
況で再度濃度変化を見ると、両者の差はさらに広がった
。また高温高温の状況でも処法１〜３は安定した濃度が
得られた。また全ての環境下でもトナーコート面のムラ
の発生がなかった。

この結果から、濃度低下は各処決中の結晶性グラファイ
トの含有量に関係していることが明らかとなる。上述し
たように、結晶性グラフディトは層状の化合物で、例え
ば第２図に示したように基体１の表面に形成された膜４
の表層部にその結晶面が露出し、容易にその結晶片３が
剪断、剥離しトナー２中に含まれる微粉、結着剤等の固
着を防止していると考えられる。つまり、結晶中に含ま
れる微細結晶粉（０，１ｐｍ〜０．５ｇｍ程度）が容易
に辷り、かつ剥離し、これらがトナー微粉（４ｐｍ以下
）の下で転がることで常に新しい現像剤担持体表面が得
られる。そのため環境にも変動せず、耐久にも変動しな
い静電電荷量が得られ、安定した画像を形成させること
が可能となったのである。

［実施例］ 以下、実施例を用いて本発明を詳述する。

以上のような知見をもとに粒度の異なるグラファイトを
４種類用いて、それぞれ樹脂と混合し、ペイントシェイ
カーにて１５時間分散して塗料とした。これらをエアー
スプレー法にて、３０紗鳳の塗膜の厚さに調整した（表
２）。このとき基体としては、前述したアルミ引き抜き
材を用いた。

表　　　２ ※Ｒａは中心線平均面粗度 表面粗度の測定には、東京精密製のサーフコーダー１０
１（接触式表面粗度計）を用いた。特に中心線平均面粗
度は、表面の凹凸を一定の距離で平均化した値のため、
表面の状態を示すには有効な物性値である。表２をグラ
フに示すと第４図の様になり、グラファイトと粒径を調
整することにより所望の被膜表面粗度が得られることが
分かつた。

次に基体を異なった仕様とした場合の検討を行った。表
３に示す様にそれぞれ、 （イ）、アルミ基体に表面サンドブラストを施したもの
、 （ロ）、アルミの引き抜き材を加工せずにそのまま使用
したもの、 （ハ）、　（０）の引き抜き材をサンドペーパーにて荒
らしたもの、 （ニ）、　（ロ）の引き抜き材を可性ソーダにてエツチ
ングしたもの、 （以下余白） 表 （Ｒｚ　：最大粗度のｌ０点平均値） ４種類の基体を使用して表３に示す様な膜厚の粘膜を形
成させた。このときグラファイトの平均粒径は５μ■の
ものを用い処決１〜４の時と同様にエアースプレー法を
用いた。また基体の表面粗度はそれぞれ異なり　（イ）
−４（ニ）なるに従って表面粗度が大きくなっている。

これらに一定の条件で被膜を形成した後の表面粗度を見
ると、基体の粗さ状態によらずほぼ一定の表面粗度を持
つ被膜が形成されていた。

このとき、基体の表面粗度がどの様な場合でも発明の効
果が得られるのではなく、発明者の実験によれば、Ｒｚ
≦１００μｍである場合に効果を示すことが分かった。

このとき、アルミ引き抜き材には、製造工程中にできた
微小な凹凸が存在したが被膜を形成することで表面上何
ら欠陥として発見されなかった。

（微小凹凸は３０ｐｍ〜５０ｐｍであった。）こ・の様
にして得られた処方ｌ〜９の各現像剤担持体をページプ
リンターにて画像評価を行った。

これらの画像濃度変化、環境変化及び画像欠陥を調査し
た。

画像濃度の変化を示すグラフを第５図に示す。

処決１〜９では殆ど画像濃度の変化はないが、アルミブ
ラスト材、アルミ引き抜き材そのもの（コーティングな
し）のものは濃度が低下した。

また同様に低湿下の状況で再度濃度変化を見ると、両者
の差は広がり、処決ｌ〜９に関しては変わらず安定した
濃度が得られた。また、高温、高湿の状況でも同様に安
定した濃度が得られた。

全ての環境下でもトナーコート面のムラの発生がなかっ
た。

基体上にあって被膜上に発見されなかった欠陥部は、耐
久によっても何らの異状もなく、安定したトナーコート
面が得られた。

【発明の効果］ 以上述べたように、従来の現像剤担持体は、基体表面の
粗さを一定にするためにその表面に切削加工や鏡面研磨
、ブラスト処理等の工程を加えていた。このような工程
は、現像剤担持体自体のコストアップの原因となってい
た。しかし本発明による一定の粒度を持つグラフディト
の被膜を形成することで基体の表面加工を省略し、しか
も耐久安定性に優れた現像剤担持体を提供することが可
能となった。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の特徴を最も良く表わすスリーブの概
略断面図、 第２図は、本発明のスリーブ表面の拡大断面図、 第３図は、族１に示す各処決によるコピー濃度変化の実
験結果を示すグラフ、 第４図は、表２をグラフ化したもので、中心線平均面粗
度（Ｒａ）とグラファイト平均粒径の関係を示したグラ
フ、 第５図は、処決ｌ〜９及び基体の処理の違いによる、コ
ピー濃度変化の実験結果を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像担持体と現像剤収納室内の現像剤に接触
   しこれを表面に担持して前記静電潜像担持体との間で形
   成される現像領域に搬送する現像剤担持体とを少なくと
   も有する現像装置において、前記現像剤担持体の表面に
   結晶性グラファイトを含有した膜が形成されていること
   を特徴とする電子写真用現像装置。
2. （２）前記現像剤担持体の基体として、金属製引き抜き
   材を用いることを特徴とする請求項１記載の電子写真用
   現像装置。