JPH0478881A - トナー担持体を備えた現像装置およびトナー担持体の製造方法 - 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】 Ａ　発明の目的 ｌ）産業上の利用分野 本発明は靜；潜像が形成された表面（たとえば、電子複
写機の感光ドラムの表面）にトナーを付着させるトナー
担持体を備えた現像装Ｗおよびトナー担持体の製造方法
に関する。

２）従来の技術 従来のこの種のトナー担持体を使用する現像装置は、特
開昭６１−２２３７６９号公報等に記載されており、次
に、その現像装置の概略を第４〜７図により説明する。

第４図に示した固定支持軸０１は、現像装置の図示しな
い支持部材によって固定支持される軸であり、この固定
支持軸０１によって円筒状のマグネットロールＭＲＯが
固定支持されている。このマグネットロールＭＲＯは、
第５図に示すようにその外周面にその軸方向に沿って延
びる複数の磁極が円周方向に並んで配設されている。前
記固定支持軸０１の両端部には、一対の回転支持部材Ｏ
２０２が回転可能に支持されており２その回転支持部材
０２．０２によって円筒状のトナー担持体０３の両端部
が固定支持されている。このトナー担持体０３には、図
示しない駆動モータの回転力が図示しないギヤおよび前
記支持部材０２等を介して伝達されるようになっている
。また、前記トナー担持体０３は、前記マグネットロー
ルＭＲＯの外周面に所定の距離を置いて対向する導電性
内層０３＆とその外周に積層状に配！された半導電性外
層０３ｂとを有している。このように外層０３ｂを半導
電性にする理由は、仮に外層０３ｂを導電性にすると、
現像する時にトナー担持体０３と感光体表面との間に高
電圧を印加した際、それらの間に放電が生じて、感光体
表面に付与された電荷を除去して画像の黒ベタ部分に白
点または非画像部に黒点の欠陥を生じてしまうからであ
る。

第５図は前記トナー担持体０３を使用する現像装！の概
略説明図で、絶縁性の一成分磁性トナー０４を収容する
ホッパー０５には、トナー担持体嵌入口０５ａが形成さ
れ、トナー担持体嵌入口０５ａの上縁は磁性ブレード０
５ｂの先端縁によって形成されている。この磁性ブレー
ド０５ｂは。

トナー担持体０３表面にトナーを一様に付着させるため
に、トナー担持体０３表面に多量に付着した一成分磁性
トナーの層厚を一定にする作用を奏するものである。

前記トナー担持体０３は、前記トナー担持体嵌入口０５
ａからホッパー０５内に一部が入り込み、残部がホッパ
ー０５の外部に露出すた状態で配！される。そして、前
記トナー担持体０３の半導電性外層０３ｂの前記ホンパ
ー０５から露出した部分に対向して、感光ドラム０６の
感光体表面０６ａが配置され、この感光体表面０６ａの
内側の導電層０６ｂは接地されている。また、前記トナ
ー担持体０３の導電性内層０３ａは直列に接続された交
流電２１［０７およびバイアス用の直流電源０８を介し
て接地されている。

前記直流電源０８のバイアス電圧は第６Δ図および７Ａ
図に示すように、そのバイアス電圧によって定まる半導
電性外層０３ｂのバイアス電位ＶＡが、前記感光体表面
０６ａの画像部（黒表示部）の帯電電位（以下、「画像
電位」という）ＶＨと非画像部（白表示部）の帯電電位
（以下、「背景電位」という）ＶＬとの中間の値となる
ように設定しである。そして、前記交流電源０７は、前
記半導電性外層０３ｂの最大電位Ｖ　ＭＡＸが感光体表
面０６ａの画像電位ＶＨよりも高く、最小電位ＶＭＩＮ
が背景電位ＶＬよりも低くなるように設定されている。

したがって、第６Ａ図に示すように感光体表面０６ａの
画像電位ＶＨは、時間ｔ１ｔ３．　　・・、　ｔ　２ｎ
−１（ｎ　＝　１　、２　、　　・）の間はトナー担持
体０３の半導電性外層０３ｂの表面電位よりも高く、前
記両者０６ａ、０３ｂ闇の電界の方向は第６Ａ図矢印Ｅ
ｆ′で示すように半導電性外層０３ｂから感光体０６ａ
に向う、また、時間ｔ２．ｔ４．・・・、ｔ２ｎ（ｎ＝
１．２．・・・）の問は感光体表面０６ａの画像電位Ｖ
Ｈは半導電性外層０３ｂの表面電位よりも低くなり、電
界の方向は第６Ａ図矢印Ｅｒ’で示すように感光体表面
０６ａから半導電性外層０３ｂに向う、また、第７Ａ図
に示すように感光体表面０６ａの背景電位Ｖｌは、時間
ｔｌ’　、　ｔ３′、　−、ｔ２ｎ−１′（ｎ＝０１．
２．　　）の間はトナー担持体０３の半導電性外層０３
ｂの表面電位よりも高くそのときの電界の方向は第７Ａ
図矢印Ｅｆ′で示され、時＠　ｔ　２　′ｔ４″、・・
、　　ｔ２ｎ′（ｎ＝　１　、２．・　）の間は低くそ
のときの電界の方向は矢印Ｅｒ′で示される。

前述のように、前記感光体表面０６ａの画像電位Ｖｌ（
または背景電位ＶＬとトナー担持体０３の半導電性外層
０３ｂの表面電位とは、その相対的高低が前記交流；源
０７の周期に対応して逆転するので、感光体表面０６ａ
および半導電性外層０３ｂ間には交互に向きが変化する
電界が生じる。

その電界の強さは、半導電性外層０３ｂに対して感光体
表面０６ａの電位が高い場合の電界（以下、「トナー付
着電界」という）をＥｆ、低い場合の電界く以下、「ト
ナー帰着電界」という〉をＥｒとすると、各電界Ｅ　ｆ
、　Ｅ　ｒは第６Ｂ、６Ｃ図および第７Ｂ、７Ｃ図に示
すように、感光体表面０６ａおよび半導電性外層０３ｂ
間の間隔が接近する程強くなる。ぞして−領域Ａ２　Ａ
２　　の電界Ｅｆ、Ｅｒの強さは領域Ａｌ　、　ＡＩ’
　オよびＡ３．Ａ３′のそれよりも強くなる。

このような現像装置はその使用時、トナー担持体０３お
よび感光ドラム０６がそれぞれ矢印ＸおよびＹ方向に回
転されると、前記−成分磁性トナー０４はたとＬば負に
摩擦帯電し、磁性ブレビ０２ｂによって所定の厚さでト
ナー担持体０３の半導電性外層０３ｂに付着して感光体
表面０６ａに接近する。

このとき、前記半導電性外層０３ｂ上の一成分磁性トナ
ー０４は、前記感光体表面０６ａの電位が画像電位ＶＦ
［である場合（第６Ａ〜６０図に示す場合）と背景電位
ＶＬである場合（第７Ａ〜７Ｃ図に示す場合）とでは異
なる振る舞いをする。

そこで、まず感光体表面０６ａの表面電位が画像電位Ｖ
［（である場合について説明する。

第６Ａ〜６Ｃ図において、半導電性外層０３ｂと感光体
表面０６ａとが接近して領域Ａｌに入ると、両表面０５
ｂおよび０６ａ間のトナー付着電界Ｅｆは、−成分磁性
トナーｏ４が半導電性外層０３ｂから感光体表面０６ａ
への移動く空間を飛翔しての移動）を開始する移動開始
スレッシュホールド電界Ｅｆｔｈ（第６Ｃ図参照）より
も大きくなるが、トナー帰着電界Ｅｒは、移動開始スレ
・ノシュホールド電界Ｅｒｔｈ以下のままである。

このとき、半導電性外層０３ｂ上に付着している一成分
磁性トナー０４は移動して感光体表面ｏ６ａに付着する
。以下、前記半導電性外層０３ｂから感光体表面０６ａ
へのトナーｏ４の移動を「付着移動」といい、矢印Ｆ（
第６Ｃ，７Ｃ図９照）で表わす、そしてトナーｏ４の逆
方向の移動を「帰着移動」といい矢印Ｒ（第６Ｃ，７Ｃ
図参照）で表わす。

半導電性外層０３ｂと感光体表面０６ａとがさらに接近
して領域Ａ２に入ると、両表面０５ｂおよび０６ａｌｔ
Ｉのトナー帰着電界Ｅｒも、〜成分磁性トナー０４が感
光体表面０６ａがら半導電性外層０３ｂへの移動を開始
する移動開始スレッシュホールド電界Ｅｒｔｈよりも大
きくなる。そうすると、前記交流ｔｉｌ１０７によって
生じる向きが交互に変わる電界Ｅｆ　、Ｅｒにより、−
成分磁性トナー０４は半導電性外層０３ｂから感光体表
面０６ａへの付着移動Ｆと逆方向の帰着移動Ｒとの往復
移動を行う、このとき、トナー帰着電界Ｅ「よりもトナ
ー付着電界Ｅ（の方が大きいのでトナー付着移動Ｆの方
がより大きな力の作用のもとに行われる。

次に、半導電性外層０３ｂと感光体表面０６ａとがさら
に回転して領域Ａ３に入ると、両表面０５ｂおよび０６
ａ間のトナー付着電界Ｅｆは前記移動開始スレッシュホ
ールド電界Ｅｆｔｈ以上であるが、トナー帰着電界Ｅｒ
は前記移動開始スレッシュホールド電界Ｅ　ｒｔｈ以下
となる。そうすると、−成分磁性トナー０４は、トナー
担持体０３の半導電性外層０３ｂから感光体表面０６ａ
への移動のみを行う、そして、領域Ａ３を通過すると一
成分磁性トナーｏ４の移動は行われなくなる。このよう
にして、画像電位Ｖ［＋に保持されている感光体表面０
６ａ上には一成分磁性トナー０４が付着する。

次に、感光体表面０６ａの表面電位が背景電位ＶＬであ
る場合について説明する。

第７Ａ〜７Ｃ図において、半導電性外層０３ｂと感光体
表面０６ａとが接近して領域Ａ１に入ると、両表面０５
ｂおよび０６ａ間のトナー帰着電界Ｅｒは　移動開始ス
しｌシュホールド電界Ｅｒ↑ｈよりも大きくなるが、ト
ナー付着電界Ｅｆは、移動開始スレッシュホールド電界
Ｅｆｔｈ以下のま才である。このとき、感光体表面０６
ａ上に一成分磁性トナー０４が付着していれば、その−
成分磁性トナー０４は半導電性外層０３ｂに向かって帰
着移動するはずであるが、感光体表面０６ａ上には帰着
移動Ｒすべき一成分磁性トナー０４が無いので、−成分
磁性トナー０４の移動は起こらない 半導電性外層０３ｂと感光体表面０６ａとがさらに接近
して領域Ａ２に入ると、両表面０５ｂおよび０６ａ間の
トナー帰着電界Ｅｒおよびトナー付着電界Ｅｆがともに
、移動開始スレンシュホールド電界ＥｒｔｈおよびＥ　
ｆｔｈよりも大きくなる。

そうすると、前記交流電源０７によって生じる向きが交
互に変わる電界Ｅｆ　、Ｅｒにより、−成分磁性トナー
０４は半導電性外層０３ｂから感光体表面０６ａへの付
着移動Ｆと逆方向の帰着移動Ｒとの往復移動を行う、こ
のとき、トナー帰着電界Ｅｒの方がトナー付着電界Ｅｆ
よりも大きいのでトナー帰着移動Ｒの方がより大きな力
によって行われる。

次に、半導電性外層０３ｂと感光体表面０６ａとがさら
に回転して領域Ａ３に入ると、両表面０５ｂおよび０６
ａ間のトナー帰着電界Ｅ「は前記移動開始スレッシュホ
ールド電界Ｅ　ｒｔｈ以上であるが、トナー付着電界Ｅ
ｆは前記移動開始スレッシュホールド電界Ｅ　ｆｔｈ以
下となる。そうすると、−成分磁性トナー０４は、感光
体表面０６ａから半導電性外層０３ｂへの帰着移動Ｒの
みを行う。

そして、領域Ａ３を通過すると一成分磁性トナー０４の
移動は行われなくなる。したがって、背景電位ＶＬに保
持されている感光体表面０６ａ上には一成分磁性トナー
０４が付着しない。

前記第６〜７図により説明した現像方法は、マグネット
ロールＭＲｏの磁力によりトナー担持体０３表面に付着
した一成分磁性トナーを磁性ブレード０５ｂで一定の層
厚にしてから感光体表面０６λに移動させて現像する方
法であるが、これと同様にトナーを移動させて現像する
現像方法は一成分非磁性トナーにも適用することができ
る。

−成分非磁性トナーをトナー担持体表面に付着させる力
としては、磁力を利用できないので、静電気力〈鏡像力
）、粘着力、ファンデルワールス力等を利用している。

それらの力によるトナー担持体表面へのトナーの付着力
は磁力に比べて弱いので、前記率さな付着力によりトナ
ー担持体表面に均一なトナー層を形成するために設計工
種々の注意が払われている。たとえば、第８図に例示す
るような一成分非磁性トナーを用いた従来の現像装置で
は、トナー担持体０１０表面にトナーを付着させるため
のトナー供給部材０１１を設けたり、層厚規制部材０１
２の形状、配置等を工夫しなりしている。この第８図に
おいて、前記層規制部材０１２は、ステンレス板０１３
とその自由端側に接着されたシリコンゴム０１４とから
構成されている。−成分非磁性トナーは、トナー担持体
０１０表面の回転移動に伴い、トナー担持体０１０表面
とこの表面にニップ（圧接）する層厚規制部材０１２と
のニップ部に移送される。前記２７１部に移送された一
成分非磁性トナーは、２７１部において摩擦帯電され、
前記トナー担持０１０表面に静電気力等で吸着されると
ともにトナー担持体０１０表面に圧接された層厚規制部
材０１２によってならされ、均一な層とされる。

ところで、現像装！においては、トナー担持体表面のト
ナー分布にムラが生じた場合、その現像の結果得られる
画像に濃度ムラ等が生じてしまうので、現像装置で使用
されるトナー担持体においては、その表面全体に均一に
トナーを付着させる必要がある。

また、トナー担持体表面と感光体表面との間隔が均一で
ない場合には、現像して得られる画像にムラが生じてし
まうので、前記間隔を均一に保持する必要がある７ 以上の各必要性から、前記−成分トナーを用また現像装
置で使用されるトナー担持体には、次の各特性が要求さ
れる。

（ａ）　　前記半導電性外層を形成する材料の体積固有
抵抗値のバラツキが少ないこと。

（ｂ）　　前記半導電性外層の外径寸法のバラツキが少
なく巨視的には表面が滑らがであること。

（ｃ）トナー担持体の軸の撓み量が少ないこと。

さらに、トナー担持体へのトナーの付着力が非常に弱い
一成分非磁性トナーを用いた現像装！で使用されるトナ
ー担持体では、前記付着力を増すために次の特性が特に
要求される。

（ｄ）　　微視的にはトナー担持体表面に表面粗さＲｚ
＝１．０μ園以上１０μ膳以下の均一な凹凸が形成され
ていること。

また、−成分磁性トナーを用いた現像装置で使用される
トナー担持体では、次の特性を備えていれば特に有利で
ある。

（ｅ）　　小さな磁力のマグネットロールを用いた場合
トナー担持体表面での磁力をできるだけ大きな値にする
ためには　トナー担持体の表面とマグネットロールの表
面との距離ができるだけ小さいこと。

３）　発明が解決しようとする課題 ところで、前記第６図に示す従来のトナー担持体０３は
、導電材を混入したフェノール樹脂等の材料を用いて圧
縮成形、射出成形、または押出成形等の手段により円筒
状の半導電性樹脂スリーブによって半導電性外層０３ｂ
を成形し、その内周面に導電性材料層を形成して、製造
されていたので、次のような問題点があった。

（イ）成形時の寸法精度が悪いため、外径研磨、両端加
工等の後加工を行う必要がある。したがって、工程数が
多くなる。

（ロ）　円筒状に形成された半導電性樹脂スリーブの内
周面に導電性材料層を形成する作業は、外側に露出した
外周面に施す作業に比べて面倒である。

（八）半導電性樹脂スリーブは、導電性材料を混入した
フェノール樹脂等を使用して形成されるが、樹脂では剛
性があまり大きくないので、半導電性樹脂スリーブの肉
厚を薄くすることができない。

したがって、−成分磁性トナーを用いる場合、半導電性
樹脂スリーブの表面すなわちトナー担持体０３の表面と
マグネットロールＭＲＯの表面との距離を小さくするこ
とができないので、トナー担持体０３表面での磁力を大
きな値にするためには大きな磁力のマグネットロールＭ
ＲＯを使用しなければならない。

（ニ）前述の（イ）〜（ハ）の問題点により前記第４図
に示すトナー担持体０３は生産コストが上昇する。

また従来、導電性接着剤を用いて金属製の導電性スリー
ブの外側に樹脂製の半導電性スリーブを接着したトナー
担持体も知られているが、このものでは、導電性接着剤
が前記両スリーブ閏に均一に充填されない場合、トナー
担持体表面に不規則なへこみが生じたり、接着不良によ
り表面電位が不均一になったりする場合がある。さらに
、前記両スリーブの厚みを小さくすることができないの
で、内側にマグネットロールを配！する際、マグネット
ロール表面とトナー担持体表面との距離が大きくなって
しまう、このため、マグネットロールの磁力が大きくて
も、トナー担持体表面では磁力が小さくなってしまうと
いう間ｕ点があった。

さらに従来、特公昭６４−５７０４号公報には、金属ス
リーブ表面およびその表面に塗膜されたンラン化合物を
含む樹脂層から構成されたトナー担持体と、そのトナー
担持体を用いた現像装置とが記載されている。しかしな
がら、この公報に記載された技術は、トナー担持体への
付着力の小さい一成分非磁性トナーを用いる場合につい
ては考慮されておらず、また、トナー担持体の表面形状
についても何等の考慮もなされていない、したがって、
そこに記載されたトナー担持体は、前記付着力の小さな
一成分非磁性トナーを用いた現像装置では使用できない
という問題点があった。

さらにまた、従来、特公平２−２３８６４号公報には、
金属スリーブ表面に塗膜された誘電体層を研削し、その
表面に接着剤を介して樹脂で被覆した導電性粒子層を形
成し、その後、前記導電性粒子が露出するように表面を
研削して構成されたトナー担持体が記載されている。し
がしながら、この公報に記載されたトナー担持体は構成
および製作工程が複難である。

本発明は前述の事情に鑑み、前記必要な特性（＆）〜（
ｃ）を満たし且つ製作の容易で、−成分非磁性トナーの
現像にも使用できるトナー担持体を備えた現像装！とト
ナー担持体の製造方法を提供することを課題とする。

Ｂ　発明の構成 １）　　ＨＩＭを解決するための手段 前記課題を解決するために、本出願の第１発明のトナー
担持体を備疋た現像装置は、円筒状の導電性内層と半導
電性外層とを有し前記導電性内層に接続された電源によ
って半導電性外層の表面電位が制御されるとともに、前
記半導電性外層の表面に摩擦帯電した一成分系のトナー
が付着するように構成された円筒状のトナー担持体を備
えた現像装置において、 前記導電性内層は、導電性金属材料がら形成された円筒
状スリーブによって形成され、前記半導電性外層は、前
記円筒状スリーブの外周面に塗膜された半導電性樹脂層
によって形成されるとともに表面に均一な凹凸が形成さ
れたトナー担持体を備えたことを特徴とする。

また、本出願の第２発明のトナー担持体の製造方法は、
導電性金属材料から形成された円筒状スリーブによって
形成された導電性内層と前記円筒状スリーブの外周面に
形成された半導電性樹脂層によって形成された半導電性
外層とを有し前記導電性内層に接続された電源によって
半導電性外層の表面電位が制御されるとともに、前記半
導電性外層の表面に摩擦帯電した一成分系のトナーが付
着するように構成された円筒状のトナー担持体の製造方
法であって、 前記導電性金属材料から形成された円筒状スリーブの外
周面に、所定条件で硬化する溶剤中にその溶剤が硬化し
たときその表面に均一な凹凸が生じるｍａ子を分散させ
て作っ７”、＝［ｌｌを塗布してから、その塗料を硬化
させることにより、前記円筒状スリーブの外周面に半導
電性樹脂層を形成することを特徴とする。

前記「溶剤が硬化したときその表面に均一な凹凸が生じ
る微粒子」としては、シリカ、アルミナ、炭化ケイ素の
粉末等を使用することができる。

２ン作用 前述の構成を（ＩＩ疋た本出願の第１発明の現像装置に
備えられたトナー担持体は、導電性非磁性金属材料から
形成された円筒状スリーブと、その外周面に塗膜された
半導電性樹脂層とから構成されている。前記円筒状スリ
ーブを金属材料によって形成する技術は従来確立された
技術であるので、前記円筒状スリーブは従来確立された
技術を使用して容易に形成することができる。また、一
般に金属材料は樹脂よりも剛性が大きいので、前と導電
性非磁性金属材料がら形成された円筒状スリーブは、従
来の半導電性樹脂スリーブに比較して薄く形成すること
ができる。さらに、前記半導電性樹脂層は、前記円筒状
スリーブの表面（すなわち外側に露出した表面）に形成
されているので、楽な作業で形成することができる。さ
らに、前記半導電性外層の表面は、均一な凹凸が形成さ
れているので、トナーが付着し易い。

また、前述の構成を備えた本出願の第２発明のトナー担
持体の製造方法は、前記導電性非磁性金属材料から形成
された円筒状スリーブの外周面に、所定条件で硬化する
溶剤中にその溶剤が硬化したときその表面に均一な凹凸
が生じる体質顔料および導電材を分散して作った塗料を
塗布してがら、その塗料を硬化させることにより、前記
円筒状スリーブの外周面に半導電性樹脂層を形成してい
る。

したがって、前記円筒状スリーブの表面（すなわち外側
に露出した表面）に前記半導電性樹脂層を容易に形成す
ることができる。そして、形成された半導電性樹脂層表
面には、前記微粒子により均一な凹凸が形成される。そ
して、このようにして形成されたトナー担持体は、半導
電性樹脂層の表層部だけでなく内部にも微粒子が含まれ
ているため、トナー担持体表面が摩耗しても微粒子が露
出し、表面の凹凸が存在し続ける。なお、前記微粒子は
、塗装後に膜厚を持たせるための顔料としても機能する
。

３）　実施例 以下、図面にもとすいて本発明のトナー担持体を備えた
現像装置およびトナー担持体の製造方法の実施例につい
て説明する。

第１区は１本発明のトナー担持体の一実施例の縦断面図
であり、−成分非磁性トナーを用いる現像装置用のトナ
ー担持体である。

第１図において、現像装置の図示しない支持部材によっ
て回転自在に支持される支持軸１上には、その軸方向両
端部に、一対の円板状支持部材２２が固定されており、
その円板状支持部材２．２に円筒状のトナー担持体３の
両端部が固定支持されている。

前記トナー担持体３は、アルミニウム族の肉厚１量量、
外径時２０．　Ｏｍｍの円筒状スリーブ（すなわち、導
電性内層〉４と、この円筒状スリーブ４の外周面に形成
された半導電性樹脂層（すなわち、半導電性外層）５と
から構成されている。そして前記半導電性樹脂層５の膜
厚は約１１０μ厘であり、その表面には、表面粗さＲｚ
＝２．５〜４５（μ−）の均一な凹凸が形成されている
。なお、前記円筒状スリーブ（導電性内層）４は非磁性
ステンレス等の他の導電性非磁性金属材料から形成する
ことも可能である。

次に、前記トナー担持体３の製造方法の第１実施例につ
いて説明する。

前記円筒状スリーブ４表面に形成する半導電性樹脂層５
の材料として下記の成分のものを使用する。

導電性カーボンブラック・・・・・　　５　、０　ｗ　
ｔ％微粒子（シリカ系体質顔料）・２５．０ｗｔ％ポリ
エステル樹脂・・−・・・・・　・・１３．５ｗｔ％メ
ラミン樹脂・・・・・　・・・・・・・・・　３　、７
　ｗ　ｔ％エポキシ樹脂・・・・・−・・・・　・　４
　、　Ｏｗ　ｔ％キジロール（芳香族炭化水素系溶剤） ・・２２．０ｗｔ％ ＭＩＢＫ（ケトン系ン容剤）・・・・２０　、３　ｗ　
ｔ％ブタノール（アルコール系溶剤） ３　、２　Ｗ　ｔ　％ ブチルセロソルブ・・・・・・・・・・・・・・・・　
３　、２　ｗ　ｔ％添加剤（顔料を分散させる油〉・　
　Ｑ　、　ｌ　ｗ　ｔ％前記成分表から分かるように、
この実施例では前記微粒子としてシリカ系体質顔料を使
用している。この実施例で使用したシリカ系体質顔料は
、モース硬度６．５の無定形シリカであり、１０μｍシ
リカとして塗装メーカから市販されているものである。

この１０μｍシリカは粒径にバラツキがあり、その重量
％は、最大粒径１０μ鳳未満の粒子が９８％、最大粒径
１０μ−以上の粒子が２％である。トナー担持体の表面
粗さをたとえばＲｚ＝３（μ閣）以上に大きくした場合
、トナーに対する摩耗を防ぐには、無定型シリカを結晶
化して得られるモース硬度７以上の結晶シリカが有効で
ある。なお、前記シリカ系体質顔料の原料としては、ア
ルミナシリカ、溶融シリカ、石英ガラス等を採用するこ
とも可能で、それらのモース硬度はいずれも７以上で、
表面粗さの維持、対摩耗性に優れている。

上記成分の材料をミキサー等によりミキシングし、ミキ
シング途中で分散ミルを２回通すと、前記シリカ系体質
顔料の最大径は、２５（μ■）となる、このようにして
、前記半導電性樹脂層５を形成する材料となる塗料を製
造する。

前記塗料は、適当な粘度、造膜性（１０μｍ以上の造膜
性があり、且つ塗液ダレの少ない粘度）がある、なお、
前記塗料の粘度および造膜性の調節は、エーテル系、炭
化水素系、またはアルコール系等の溶剤の混合割合を調
節して行うことができる。

次に前記塗料を、必要な造膜厚に応じて室温〜１００℃
程度にプレヒートした前記アルミニウム族の円筒状スリ
ーブ４を毎分８０回転で回転させながらその表面に、エ
アースプレーによって吹き付は塗装を行い、室温〜１３
０℃程度で数十秒乾燥させた後、１５０℃〜２５０℃で
焼付硬化させると、前記円筒状スリーブ４の表面に厚さ
約６０μ−の半導電性樹脂層５が形成される。このよう
な塗装工程３２回繰り返して行うと、厚さ約１１０μ謹
＜塗装工程を２回行うと、膜厚は計算上６０μ園Ｘ２＝
１２０μ脂となるが、実際は１１０μｍ程度となる。）
の半導電性樹脂層５が形成される。このようにして製造
したトナー担持体３の表面粗さは、Ｒｚ　＝　２．５〜
４．５μ閣であり、トナーを均−且つ安定に付着させる
には適当な粗さとなる。

前述のトナー担持体の製造方法の実施例によれば、膜厚
の略均−な半導電性樹脂層５が形成でき、その寸法精度
が高いため後加工を行う必要が無くなった。また、撓み
テストを行ったところ、１０μｍ／　（２００ｇ／ｃｍ
）以上であり、前記肉厚１１のアルミ製の円筒状スリー
ブ４で充分な撓み強度があることも分かった。この円筒
状スリーブ４の肉厚は従来のフェノール樹脂製のスリー
ブの肉厚に比べて約０７■■程度薄い厚さであり、この
スリーブの厚さの減少によってトナー担持体３表面の磁
力を５０〜２００ガウス増大させることが可能となる。

次に第２Ａ〜２０図により、前記トナー担持体３を組み
込んだ現像装置について説明する。

第２Ａ図において、現像装ＷＵは、ハウジング１０を備
えており、ハウジング１０内には、−成分非磁性トナー
が貯留されるトナー貯留室１１、このトナー貯留室１１
の下部に設けられた撹拌室１２、この撹拌室１２と小さ
な（低い）堰１３によって仕切られたトナー担持体収容
室１４等が形成されている。前記撹拌室１２には、回転
軸１５に一体的結合された撹拌棒１６およびこの撹拌棒
１６に連結された柔軟なンート状のマイラーシール１６
ａが収容されている。この撹拌棒１６およびマイラーシ
ール１６＆が前記回転軸１５とともに第２Ａ図矢印方向
に回転することにより、−成分非磁性トナーは撹拌され
て固まるのが防止され且つトナー担持体３表面に供給さ
れるようになっている。前記−成分非磁性トナーは、前
記撹拌室１２から前記小さな堰１３上方を通って前記ト
ナー担持体収容室１４に供給される。

トナー担持体収容室１４には、前記実施例のトナー担持
体３が収容されている。このトナー担持体３は前記トナ
ー担持体収容室１４の開口部において感光体表面１７と
約０．３〜０　、４　ｍｍの間隔を保っている。また、
トナー担持体収容室１４には。

層厚規制部材１８が配！されている。

第２Ａ図、第３Ａ、３Ｂ図に示すように、層厚規制部材
１８は、前記ハウジング１０に基端部を支持された弾力
性の有る薄いステンレス等から形成されたシート状のブ
レード本体１つとこのブレード本体１９の先端部に張り
付けられたシリコンゴムブロック２０とから構成されて
いる。また、前記層厚規制部材１８の前記シリコーンゴ
ムブロック２０の略中央部がトナー担持体３表面とニッ
プしている。そして、層規制部材１８は一成分非磁性ト
ナーの中に埋まった状態となっているので、層規制部材
１８の背面〈トナー担持体３に対面する側と反対側の面
）に存在する一成分非磁性トナーによって、トナー担持
体３表面への押圧力を受けている。このため、前記層厚
規制部材１８のブレード本体１９を非常に弾性力の弱い
薄いステンレス板から形成しても、層厚規制部材１８と
トナー担持体とを確実にニップさせることができる。し
たがって、この実施例では、層規制部材１８のシリコー
ンゴムブロック２０をできるだけ低圧でトナー担持体３
表面にニップさせている。

また、トナー担持体３表面とシリコーンゴムブロック２
０先端部との間には楔状空間２１が形成されているが、
その楔状空１ｔＪ２１の大きさを適当にすることにより
、前記トナー担持体３と層厚規制部材１８との前記ニッ
プ部に移送される一成分非磁性トナーの量が適当な値に
調節されている。

第２Ａ、２Ｃ図に示すように、前記トナー担持体３の両
端の外周部分には、前記ハウジング１０との間に帯状の
柔軟なブラシ２２．２２が配設されている。このブラシ
２２．２２は、トナー担持体３の軸方向外方にトナーが
移行しないようにして、トナーのこぼれを防いでいる。

次に、前述の本発明のトナー担持体３の実施例を組み込
んだ現像装置の作用を説明する。

前記トナー貯留室から供給された一成分トナーは前記撹
拌室において撹拌棒１６で撹拌されて前記堰１３の上方
からトナー担持体収容室１４内に供給される。トナー担
持体収容室１４に供給された一成分トナーは、前記トナ
ー担持体表面の回転移動に伴い前記楔状空間２１から、
トナー担持体表面とこの表面にニップ（圧接）する層厚
規制部材とのニップ部に移送される。前記ニップ部に移
送された一成分非磁性トナーは、ニンプ部において摩椰
帯電され、前記トナー担持表面に静電気力等で吸着され
るとともにトナー担持体表面に圧接された層厚規制部材
１８によってならされ、均一な層とされる。その際、層
厚規制部材１８と、トナー担持体３表面とは、前述のよ
うにできるだけ低圧でニップしているので、それらの間
隙でのトナーの凝集の発生が防止される。また、それら
の間隙に挟まれる異質物くごみ等）は表面粗さＲｚ＝約
２５〜４．５（μ■）の凹凸を形成する粒状のシリカ（
Ｓ　＋２０３）によって除外される。したがって２トナ
一担持体３表面は常に、安定且つ均一なトナー層が形成
され得る状態に保持されることになる。

このようにして、トナー担持体３表面に均一に付着した
一成分トナーは感光体表面１７との二・ツブ部分におい
て、従来例と同様に移動して前記感光体表面１７の画像
部に吸着されることになる。

前述の本発明のトナー担持体の実施例を組み込んだ現像
装置では、層厚規制部材１８がトナーの圧力によりトナ
ー担持体３に押圧されるように配置されているので、ブ
レード本体１つに弱い弾性力の部材を使用することがで
きる。このため、トナー担持体３の半導電性樹脂層５と
層厚規制部材１８との接触圧が小さくされているので、
層厚規制部材１８および半導電性樹脂層５の摩耗が少な
くなる。したがって、層厚規制部材１８およびトナー担
持体の寿命を延ばすことができる。また、トナー担持体
３表面の半導電性外層５の厚さを約１１０μｍ以上とし
たので、トナー担持体３表面（すなわち半導電性外層５
）が多少摩耗したつ、傷が付いたとしても、トナー担持
体３表面に導電性の円筒状スリーブが露出することがな
い、このため、常に安定して均一なトナー層を形成する
ことができ、また、トナー担持体表面と感光体表面との
間で放電が生じたりすることがない、なお、我々の試作
品では半導電性外層５の厚さが６０μ層でも前記１１０
μ厘と同様の作用を奏しているので、半導電性外層５の
厚さは６０μ■以上あれば前記摩耗および傷に対する障
害は生じないものと考えられる。

以上、本発明によるトナー担持体を備えた現像装置およ
びトナー担持体の製造方法の実施例を詳述したが、本発
明は、前述の実施例に限定されるものではなく、特許請
求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく、種々
の設計変更を行うことが可能である。

たとえば、前記円筒状スリーブ４表面に形成する半導電
性樹脂層５の材料として下記の成分の塗料を使用するこ
とができる。

導電性カーボンブラック・・・・・・・・・　３　、５
　ｗ　ｔ％微粒子（シリカ系体質顔料）・・・１６．０
ｗｔ％ポリエステル樹脂　・・・・・・・・　・２１．
７ｗｔ％メラミン樹脂・・−・・・・・・・・・・・、
　７．２ｗｔ％エポキシ樹脂・・・・・・・・・・・・
・・・・・　７．０ｗｔ％キジロール（芳香族炭化水素
系溶剤） ・・・・・・・・・・　１５．０ｗｔ％ＭＩＢＫ（ケト
ン系溶剤ン・・・・１７．０ｗｔ％ブタノール（アルコ
ール系溶剤） ５．０ｗｔ　％ ブチルセロソルブ・・・　・・・・・　３　２ｗ　ｔ％
添加剤（顔料を分散させる油）・・・　０．１ｗｔ％ま
た、前記塗料の成分の割合は例示した以外の種々の重量
％を採用することが可能であり、さらに、前記成分以外
の成分を採用することも可能である。さらにまた、トナ
ー担持体３はトナーの移動を伴わない種々の現像装置に
も適用可能であり、適用する現像装置によっては、半導
電性外層５の表面電位を制御するために導電性内層４に
接続するｔｍは、直流のバイアス電源のみとすることも
可能である。また、前記トナー担持体表面の均一な凹凸
を形成するため、半導電性樹脂層の原料となる塗料中に
シリカ系体質顔料を混入する場合、結晶ンリカの粒の最
大径は約２５μ諷とする代わりに、１０μ膓以上の適当
な値を採用することも可能である。そして、トナー担持
体の表面の表面粗さは、Ｒｚ−約２５〜４５（μ腸）に
限らず、Ｒｚ＝約１０〜１０．０　ｆμｍ）以上であれ
ば一応満足できる機能３奏する９そしてまた本発明のト
ナー担持体は、−成分非磁性トナー以外のトナーを用い
た現像装置にも適用することができる。

Ｃ発明の効果 前述の本発明の現像装置が備えたトナー担持体は、導電
性金属材料製の円筒状スリーブとその外周面に塗膜され
た半導電性外層とから構成されているので、構成がシン
プルで製作も容易である。

また、表面が滑らかで外径寸法のバラツキが少なく且つ
体積固有抵抗値のバラツキが少ない半導電性外層が得ら
れる。さらに、本発明のトナー担持体は表面に均一な凹
凸が形成されているので、トナー担持体表面にニップす
る層厚規制部材との間隙に異質物が挟まった場合、前記
均一な凹凸を形成する凸部によって前記異質物が除外さ
れる。したがって、トナー担持体表面は、常に安定且つ
均一なトナー層が形成される状態に保持される。さらに
、前記トナー担持体表面の凹凸はトナー付着力を増す作
用があるので１本発明のトナー担持体は、その表面への
付着力の小さい一成分非磁性トナーを用いた現像装置に
も適用することができる。

さらにまた、前記トナー担持体は、樹脂材料製の円筒状
スリーブ内面に導電層を形成した従来のものに比べて剛
性の大きな導電性金属材料製の円筒状スリーブを使用し
ているので撓み量を増加させることなくその肉厚を薄く
形成することができる。

したがって、−成分磁性トナーを用いた現像装置に本発
明のトナー担持体を適用した場合には、円筒状スリーブ
内側に配設されたマグネットロールとトナー担持体表面
との距離を小さくすることができるので、マグネットロ
ールの磁力が小さくてもトナー担持体表面の磁力を大き
くすることができる。

そして、本発明のトナー担持体の製造方法は、前記本発
明のトナー担持体を容易に製造することができる。また
、本発明のトナー担持体の製造方法によって製造された
トナー担持体は、表面の均一な凹凸を形成する微粒子が
半導電性外層内部に存在するので、半導電性外層が摩耗
しても、前記凹凸は常に半導電性外層表面に存在する。

すなわち、半導電性外層が摩耗しても表面の均一な凹凸
が無くなることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置で使用するトナー担持体の一
実施例の正面図、第２図は同実施例を組み込んだ現像装
置の説明図、第３Ａ、３Ｂ図は同現像装置の層厚規制部
材の説明図、第４〜７Ｃ図は従来技術の説明図で、第４
図は従来のトナー担持体の説明図、第５図は第４図の従
来のトナー担持体を使用した現像装置の説明図、第６Ａ
〜６０図および第７Ａ〜７０図は第５図の現像装置の作
用説明図、第８図は従来の一成分非磁性トナーを用いた
現像装置の説明図、である。 ４・・導電性内層（円筒状スリーブ）、５・・・半導電
性外層（半導電性樹脂層）、６．７・電源時　　許　　
出　　願　　人 富士ゼロックス株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）円筒状の導電性内層（４）と半導電性外層（５）と
   を有し前記導電性内層（４）に接続された電源（６、７
   ）によって半導電性外層（５）の表面電位が制御される
   とともに、前記半導電性外層（５）の表面に摩擦帯電し
   た一成分系のトナーが付着するように構成された円筒状
   のトナー担持体を備えた現像装置において、 前記導電性内層（４）は、導電性金属材料から形成され
   た円筒状スリーブによって形成され、前記半導電性外層
   （５）は、前記円筒状スリーブの外周面に塗膜された半
   導電性樹脂層によって形成されるとともに表面に均一な
   凹凸が形成されたトナー担持体を備えた現像装置。 ２）導電性金属材料から形成された円筒状スリーブによ
   って形成された導電性内層（４）と前記円筒状スリーブ
   の外周面に形成された半導電性樹脂層によって形成され
   た半導電性外層（５）とを有し前記導電性内層（４）に
   接続された電源（６、７）によって半導電性外層（５）
   の表面電位が制御されるとともに、前記半導電性外層（
   ５）の表面に摩擦帯電した一成分系のトナーが付着する
   ように構成された円筒状のトナー担持体の製造方法であ
   つて、 前記導電性金属材料から形成された円筒状スリーブの外
   周面に、所定条件で硬化する溶剤中にその溶剤が硬化し
   たときその表面に均一な凹凸が生じる微粒子を分散させ
   て作った塗料を塗布してから、その塗料を硬化させるこ
   とにより、前記円筒状スリーブの外周面に半導電性樹脂
   層を形成することを特徴とするトナー担持体の製造方法
   。