JPH0434575A - 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】 【ｌ上立旦亘玉１ 本発明は、電子写真法等を利用した複写機やプリンタな
どの画像形成装置において、像担持体上に形成した静電
潜像を現像するのに使用する現像装置に関する。

【釆立且Ｉ 電子写真法を利用した複写機やプリンタなどの画像形成
装置においては、像担持体上に形成した静電潜像を現像
装置で現像して、トナー像として可視化することを行な
っており、例えば第６図に示すような現像装置が用いら
れている。

第６図において、２は現像装置の現像剤５を収容した現
像容器で、現像容器２内には画像形成装置の感光ドラム
１に対向して現像スリーブ４が設置されている。現像容
器２内の現像剤５は、現像スリーブ４内に内蔵したマグ
ネット３の作用により現像スリーブ４上に担持され、現
像スリーブ４の頂部上に当接された規制部材の弾性ブレ
ード６によりスリーブ４上に薄層の現像剤層７に形成さ
れながら、スリーブ４の回転に伴い感光ドラム１との最
近接位置の現像部へと搬送される。そして、そこでバイ
アス電源８で現像スリーブ４に印加した現像バイアスと
マグネット３との作用により、現像剤層７から現像剤５
が感光ドラム１上に形成された静１ｉ潜像に応じて転移
、付着して現像し、かくして静電潜像がトナー像として
可視化される。

上記で現像剤５が磁性体を含まない場合は、マグネット
３を省略することができる。

第７図に、上記の現像スリーブ４表面の拡大断面図を示
す。現像スリーブ４は、アルミニウム製パイプからなる
アルミニウム基体９を使用し、そのアルミニウム基体９
の表面上にフェノール樹脂中にカーボンブラック等の導
電性粒子１１を含有、分散した樹脂Ｉｗ１０を形成して
なっており、樹脂層１０の表面は不規則に入り組んだ凹
凸を有している。

このような現像スリーブ４を使用した現像装置では、現
像スリーブ４上の現像剤層７中の現像剤粒子を現像スリ
ーブ４表面で摺擦して、現像剤粒子に摩擦により電荷を
付与する際に、その樹脂層１０の表面形状による作用と
物性による作用とが相俟って、現像剤粒子を良好に摺擦
して電荷を付与することができる。このため現像剤粒子
の荷電量を適正に制御することが可能となり、その結果
、低湿条件下での画像の濃度低下や前に現像した画像の
履歴が後の画像に現れるスリーブゴーストの発生を防止
できるようになることが知られている。

が　　しよ　と　る しかしながら、上記従来の現像装置では、現像剤５及び
弾性ブレード６が現像スリーブ４表面を摺擦するために
、長期間使用すると現像スリーブ４の樹脂層１０中に傷
が入り、遂にはアルミニウム基体９にまで傷が達してし
まう。このため、現像スリーブ４上の現像剤層７に筋状
のムラが生じ、これに対応して得られる画像にも筋状の
濃度ムラが発生する問題があった。

このような現像スリーブ４表面の傷による画像の濃度ム
ラは、現像スリーブ４の回転速度が速いほど傷が付き易
くなるので、それだけ顕著になる。

従って本発明の目的は、現像スリーブ等の現像剤担持体
表面に強度の高い樹脂層を形成することにより、長期間
使用しても現像剤及び弾性ブレード等の現像剤規制部材
による摺擦で樹脂層に傷が入るのを防止して、画像の濃
度低下及びスリーブゴーストの発生のない現像装置を提
供することである。

を　゛　るための 上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約
すれば本発明は、現像剤担持体上に担持した現像剤を規
制部材により規制して薄層の現像剤層を形成しながら、
前記現像剤担持体により前記現像剤を像担持体と対向し
た現像部へと搬送し、前記像担持体上に形成された静電
潜像を前記現像剤により現像させる現像装置おいて、前
記現像剤担持体の表面にウィスカーを含有した樹脂層を
形成したことを特徴とする現像装置である。前記樹脂層
には更に導電性粒子を含有することができる。

東ＪＬ代 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

実施例１ 第１図は、本発明の一実施例に係る現像装置に設けられ
た現像スリーブの表面を示す拡大断面図である。

第１図において１２は針状構造を有するウィスカーで、
本実施例の現像装置では、これに使用する現像スリーブ
１４を、アルミニウム製バイブからなるアルミニウム基
体９の表面に、導電性粒子１１と更に針状構造を有する
ウィスカー１２を含有した樹脂層２０を形成してなる構
成としたことが特徴である。本実施例の現像装置は、こ
の現像スリーブ１４を第６図に示した従来の現像装置の
現像スリーブ４に代えて組み込んだものである。

上記針状構造を有するウィスカー１２としては、シリコ
ンカーバイドウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー
などを使用することができ、これらウィスカーは、繊維
径が０．２〜０．５μｍ、平均繊維長が５〜２０μｍ、
真比重が約３５のものが好適である。

樹脂層２０を構成する樹脂としては、フェノール樹脂を
用いることができる。この樹脂層２０中には、導電性粒
子１１として導電性カーボンブラック粉末が樹脂に対す
る重量比で３０〜８０％、上記の針状構造を有するウィ
スカー１２が同じく５０〜２００％含有、分散される。

アルミニウム基体９上に上記の樹脂層２０を形成する方
法としては、ディビイフグ法やスプレー法がある。本実
施例では、スプレー法を用いて樹脂層２０を形成して現
像スリーブ１４を作成した。その手順を述べると次の通
りである。

即ち、上述したフェノール樹脂、カーボンブラック粉末
、ウィスカーの混合物をメチルセロソルブ及びメタノー
ルで希釈して樹脂液を得、これをエアスプレー法により
アルミニウム基体９上に塗布した。エアスプレーによる
塗布はビンクス社製６０１番のガンを使用して、樹脂液
のスプレー圧力を０．１〜５　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”
に調整して行なった。次いでアルミニウム基体９上に塗
布した樹脂液を１５０℃で３０分間加熱硬化し、これに
より樹脂層２０を表面に形成した現像スリーブ１４を得
た。

このような作成法によれば、現像スリーブ１４は、中心
線平均粗さＲａが０．３〜５．０μｍで、１０点平均粗
さＲｚが１．０〜３０．０μｍとなった。

第２図は、本実施例の現像スリーブ１４表面上の樹脂層
２０を引掻したときの傷の深さと樹脂層２０中へのウィ
スカー１２の添加量との関係を示すグラフである。樹脂
層２０の引掻は、ヘイトン試験機を用いてダイヤモンド
針により荷重２０ｇの一定荷重で行なった。第２図によ
れば、ウィスカー１２の添加量が増すにつれて、樹脂層
２０の傷の深さが浅（なっており、樹脂層２０の強度が
増していることが判る。

本実施例の現像装置では、以上のような現像スリーブ１
４を使用するものである。

次に、本実施例の現像装置による現像を行なった画像形
成実験について説明する。

アルミニウム基体９として外径１６ｍｍ、肉厚１ｍｍの
アルミニウムバイブを使用し、その表面上にフェノール
樹脂に対する重量比でカーボンブラック粉末を６０％、
シリコンカーバイドウィスカーを３０％含有、分散させ
た樹脂層２０を厚み１０ＬＬｍに形成して、現像スリー
ブ１４を作成した。得られた現像スリーブ１４は、中心
線平均粗さＲａが１．５ｇｍで、１０点平均粗さＲｚが
９・０μｍであった。

この現像スリーブ１４を第６図に示す現像装置に組み込
み、周速５０ｍｍ／秒で駆動して現像を行なわせた。

現像剤５としては、スチレン・ブチルメタクリレート共
重合体１００重量部、磁性粉５０重量部、低分子量ポリ
プロピレン４重量部、負荷電性制御剤２重量部を混合、
粉砕、分級して、体積平均粒径１０μｍとした現像剤に
、ジメチルシリコーンオイルで処理したシリカを０．９
重量％外添したものを使用した。

弾性ブレード６としては、肉厚１．０ｍｍ、硬度７０度
のウレタンゴム製のものを使用し、これを現像スリーブ
１４表面に線圧５０　ｇ　／　ｃ　ｍでカウンタ一方向
に当接して、現像スリーブ１４上にマグネット３の作用
で担持された現像剤５を規制し、薄層の現像剤層７を形
成させた。

感光ドラム１としては有機感光体を用いた。感光ドラム
１上には公知の方法により画像の静電潜像を形成した。

この感光ドラム１と現像スリーブ１４とが対向した現像
部における間隔を３００μｍとして、現像スリーブ７上
の現像剤層７を感光ドラム１に非接触とし、そしてバイ
アス電源８により現像バイアスを現像スリーブ１４に印
加して、現像剤層７の現像剤５で反転現像法により感光
ドラム１上の静電潜像を現像させた。現像バイアスは、
周波数１２００Ｈｚ、ピーク・ツウ・ピーク電圧１６０
０Ｖの交流と一５００■の直流を重畳した交互電圧を用
いた。

以上のような現像で画像形成を繰り返し行なって１万枚
の画像のプリント後に、ハーフトーン画像及びベタ黒画
像をプリントして、現像スリーブ１４表面の傷による黒
画像上の筋の発生を調べた。

比較のた′めに、現像スリーブ１４の代りに、樹脂層１
０中にウィスカーを含有させていない第６図に示した従
来の現像スリーブ４を用い、同様に現像して画像形成を
行なわせ、同様に画像上のスジの発生を調べた。その結
果を第１表に示す。

第１表 第１表に示されるように、従来例の場合にはハーフトー
ン画像及びベタ黒画像上に現像スリーブ４表面の傷によ
る筋が発生したのに対し、本実施例では現像スリーブ１
４表面の傷による筋の発生が認められかった。尚、低湿
環境下では本実施例のみならず従来例でも、画像の濃度
低下やスリーブゴーストの発生は認められなかった。

実施例２ 第３図は、本発明の他の実施例に係る現像装置に設けら
れた現像スリーブの表面を示す拡大断面図である。

本実施例の現像装置では、これに使用する現像スリーブ
２４表面の樹脂層２０中に、針状構造を有するウィスカ
ー１２に代えて立体構造を有するウィスカー１３を含有
させることが特徴である。

本実施例の現像装置における現像スリーブ２４のその他
の構成は、第１図に示した先の実施例１における現像ス
リーブ１４と同様で、第３図において第１図に付した符
号と同一の符号は同一の要素を示す。

上記立体構造を有するウィスカー１３としては、例えば
テトラポット状の酸化亜鉛ウィスカー（松下産業機器（
株）製）がある。

この酸化亜鉛ウィスカーは、実施例１に示したシリコン
カーバイドウィスカーなどが針状構造を有するのに対し
て、第４図に示すように、略同−長さの足１５を４本持
つ立体構造を有している。

又強度、耐熱性、導電性及び熱伝導性の物性に優れてお
り、特に他のセラミックや金属ウィスカーにない立体構
造を持ち、成形物の異方性を緩和する作用や効果的な導
電バス形成作用が知られている。酸化亜鉛ウィスカーの
性状は以下のようなものである。

化学式：　ＺｎＯ 形状：テトラポット状 比重＝５．８ 嵩比重＝０．１ 昇華点：１７２０℃ 繊維の太さ＝０．５〜３μｍ 体積固有抵抗ニアΩｃｍ 熱膨張率：４ＸｌＯ−’／”Ｃ 酸化亜鉛ウィスカーの足１５の長さとしては、用途に応
じて１〜１００μｍの範囲のものが選択できるが、本実
施例では、ウィスカー１３として足１５の長さが約５μ
ｍの酸化亜鉛ウィスカーを使用した。

樹脂層２０を構成する樹脂としては、フェノール樹脂を
用いることができ、この樹脂層２０中に、本実施例では
、導電性粒子１１として導電性カーボンブラック粉末が
樹脂に対する重量比で１０〜６０％、上記の立体構造を
有するウィスカー１３が同じく５０〜２００％含有、分
散される。

立体構造を有するウィスカー１３は、実施例１での針状
構造を有するウィスカー１２に比べて、同じ添加量で樹
脂層２０の強度及び導電性を向上する効果がより大きい
。このため本実施例では、導電性付与の目的で添加され
る導電性粒子１１としてのカーボンブラック粉末の添加
量を、画像に濃度低下やスリーブゴーストを発生させな
い範囲で相対的に減らすことができ、その分だけ樹脂層
２０の強度を高いものにできる利点がある。

次に、本実施例の現像装置による現像を行なった画像形
成実験について説明する。

アルミニウム基体９として外径２０ｍｍ、肉厚１ｍｍの
アルミニウムバイブを使用し、その表面上にフェノール
樹脂に対する重量比で力〜ボンブラック粉末を３０％、
酸化亜鉛ウィスカーを３０％含有、分散させた樹脂層２
０を平均厚み２０ｕｍに形成して、中心線平均粗さＲａ
が０゜８μｍ、１０点平均粗さＲｚが６．０μｍの現像
スリーブ２４を作成した。そしてこの現像スリーブ２４
を実施例１のときと同様に第６図に示す現像装置に組み
込み、周速は１００ｍｍ／秒にして駆動し、現像を行な
わせた。

現像剤５としては、スチレン・アクリル酸ブチル・ジビ
ニルベンゼン共重合体１００重量部、四三酸化鉄８０重
量部、アゾ染料のＣｒ錯体１重量部、低分子量エチレン
・プロピレン共重合体４重量部を混合、粉砕、分級して
、体積平均粒径６゜５μｍとした現像剤に、ジメチルシ
リコーンオイルで処理したシリカを１．２重量％外添し
たものを使用した。

感光ドラム１、弾性ブレード６及びバイアス電源８等の
その他の条件は、実施例１と同様にして現像を行ない、
画像形成した。

その結果、ｌＯ万枚の画像のプリント後に、ハーフトー
ン画像及びベタ黒画像プリントしたが、そのハーフトー
ン画像及びベタ黒画像上には、現像スリーブ２４表面の
傷による筋の発生が認められなかった。又濃度低下やス
リーブゴーストの発生もなかった。

第５図は、本発明の更に他の実施例に係る現像装置に設
けられた現像スリーブの表面を示す拡大断面図である。

本実施例の現像装置では、これに使用する現像スリーブ
３４表面の樹脂層２０中に、立体構造を有するウィスカ
ー１３をそのまま含有させる代りに、これの表面に銀メ
ツキをしてなるウィスカー１６を含有させたこと、及び
そのために導電性粒子１１の含有は省略したことが特徴
である。本実施例の現像装置における現像スリーブ３４
のその他の構成は、第１図に示した現像スリーブ１４と
同様で、第５図において第１図に付した符号と同一の符
号は同一の要素を示す。

本実施例では、現像スリーブ３４上の樹脂層２０中に立
体構造を有する銀メツキされたウィスカー１６を含有さ
せるので、ウィスカー１６により樹脂層２０に導電性が
付与され、このため導電性粒子１１を含有させないで済
むのである。

樹脂層２０中に導電性粒子１１を含有させないことによ
り、導電性粒子１１による樹脂層２０の強度低下がない
ばかりか、立体構造を有する銀メツキされたウィスカー
１６による樹脂層２０の強度向上があるので、樹脂層２
０を極めて高強度にすることができる。本実施例での現
像スリーブ３４表面上の樹脂層２０を引掻したときの傷
の深さと樹脂層２０中へのウィスカー１６の添加量との
関係を、先の第２図に点線で示す。

前述したように、立体構造を有するウィスカ−１３自体
に導電性付与効果があるが、ウィスカー１３表面に銀メ
ツキしたウィスカー１６によれば導電性付与効果が非常
に大きいので、上記したように導電性粒子１１の含有を
省略でき、又ウィスカー１６自身の添加量も少なくする
ことができる。ウィスカー１６の添加量が少ないと、ス
プレー法により樹脂層２０を形成する際に樹脂液をスプ
レーするガンのパイプが詰まるなど、長期間に亙る現像
スリーブ３４の製造に伴って生じる弊害を無くすことが
でき、このため本実施例では、現像スリーブ３４を安定
して生産することが可能となる。

次に、本実施例の現像装置による現像を行なった画像形
成実験について説明する。

立体構造を有するウィスカー１３に代えて立体構造を有
する銀メツキされたウィスカー１６を重量比で３０％含
有させた以外は、実施例２のときと同様にして現像スリ
ーブ３４を作成し、又これを第６図の現像装置に組み込
んで現像を行ない、画像形成した。

その結果、５０万枚の画像プリント後にハーフトーン画
像及びベタ黒画像プリントしたが、そのハーフトーン画
像及びベタ黒画像上には、現像スリーブ３４表面の傷に
よる筋の発生が認められなかった。又、５０万枚のプリ
ントの過程を通じてプリント初期からスリーブゴースト
の発生がな（、濃度低下も生じなかった。

以上の実施例においては、いずれも現像剤５として１成
分磁性現像剤を用いた例を示したが、２成分現像剤や現
像スリーブ上の樹脂層２０に傷をっけに（い１成分非磁
性現像剤を使用することもできるのは言うまでもない。

又、現像スリーブ上の現像剤層７の形成手段として弾性
ブレード６を用いた例を示したが、非接触の磁性ブレー
ドで現像剤層７を形成するようにしてやれば、ブレード
による樹脂層２０の傷が付きにくくなるので、本発明に
よる樹脂層２０に傷を付きにくくする効果と相俟って、
樹脂層２０の耐久性をより一段と延長させることができ
る。更に樹脂層２０を構成する樹脂としては、フェノー
ル樹脂以外にもポリイミド、ポリアミド、ポリエステル
、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート等各種
の高分子樹脂を用いることができる。

免豆立亘１ 以上説明したように、本発明の現像装置では、現像剤を
担持して像担持体と対向した現像部へと搬送する現像剤
担持体の表面に、ウィスカーを含有した高強度の樹脂層
を形成しているので、長期間使用しても現像剤及び弾性
ブレード等の現像剤規制部材による摺擦で樹脂層に傷が
入るのを防止でき、画像の濃度低下及びスリーブゴース
トの発生をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る現像装置に設けられ
た現像スリーブの表面を示す拡大断面図である。 第２図は、第１図の現像スリーブ表面上の樹脂層を引掻
したときの傷の深さと樹脂層中へのウィスカーの添加量
との関係を示すグラフである。 第３図は、本発明の他の実施例に係る現像装置に設けら
れた現像スリーブの表面を示す拡大断面図である。 第４図は、第３図の現像スリーブ表面の樹脂層中に含有
させる立体構造を有するウィスカーを示す斜視図である
。 第５図は、本発明の更に他の実施例に係る現像装置に設
けられた現像スリーブの表面を示す拡大断面図である。 第６図は、従来の現像装置を示す概略構成図である。 第７図は、第６図の現像装置に設けられた現像スリーブ
の表面を示す拡大断面図である。 第１図 １２、１ １４　、２ ；感光ドラム ：現像容器 ：現像剤 ニブレード ：アルミニウム基体 ：導電性粒子 ３．１６：ウィスカー ４．３４：現像スリーブ ：樹脂層 第２図 ウィスカー添加量 第５図 第７区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）現像剤担持体上に担持した現像剤を規制部材により
   規制して薄層の現像剤層を形成しながら、前記現像剤担
   持体により前記現像剤を像担持体と対向した現像部へと
   搬送し、前記像担持体上に形成された静電潜像を前記現
   像剤により現像させる現像装置おいて、前記現像剤担持
   体の表面にウィスカーを含有した樹脂層を形成したこと
   を特徴とする現像装置。 ２）前記樹脂層に更に導電性粒子を含有する請求項１記
   載の現像装置。