JPH06130794A - トナー担持体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電体部分と、誘電体部分とが表面に分散露
呈したトナー担持体を、接着剤を必要としないで、安価
に、短い工程時間で、しかも、多量に作製できるように
したトナー担持体の製造方法を提供することである。 【構成】 導電性支持体１の周りに、導電性樹脂の粒子
５より成る粉体と、誘電性樹脂の粒子６より成る粉体と
を混ぜ合わせた混合物を被覆し、後者の誘電性樹脂の粒
子６を残しつつ、前者の導電性樹脂を溶融させて導電性
樹脂の皮膜層を形成し、この後、その皮膜層を研削す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転駆動されることに
よって、静電潜像可視像化用のトナーを担持して搬送す
るトナー担持体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】潜像担持体に形成した静電潜像を可視像
化して、記録画像を得る電子写真複写機、レーザプリン
タ或いはファクシミリ等の画像形成装置では、その静電
潜像の可視像化に、色々な形式の現像装置を用いてい
る。かかる現像装置のうち、例えば、ローラ状ないしは
ベルト状のトナー担持体を用いるようにしたものが知ら
れている。そのトナー担持体は一方向に回転駆動される
ようになっていて、その外周面にトナーを担持しつつ、
該トナーを、トナー担持体と潜像担持体との間の現像領
域へ搬送し、この搬送トナーによって、潜像担持体に形
成された静電潜像を可視像化するものである。

【０００３】この種の現像装置では、例えば、トナーを
トナー担持体に供給するトナー供給ローラとトナーとの
間の摩擦、或いはトナーとトナー担持体との摩擦などに
よりトナーを帯電させているのであるが、より高品質の
記録画像を得るためには、トナーを充分に帯電させ、そ
れをトナー担持体上において多量に搬送する必要があ
る。

【０００４】このような課題に答えた技術が、本出願人
によって既に提案されている。

【０００５】この技術は、例えば特開平３−２８８８７
３号公報に示されているように、トナー担持体の表面に
多数の微小閉電界を形成するものである。かかるトナー
担持体は、例えばローラ状の導電性支持体の表面に、角
溝ローレット加工を施し、該表面に、格子状の凹部を形
成し、この凹部が完全に埋まるように、誘電体である樹
脂材料を導電性支持体の周りに被覆し、この被覆したも
のを乾燥固化させたあと、かかる樹脂被覆層を切削又は
研磨して、中味の導電性支持体部分を露呈させる如くし
て、作製される。

【０００６】このようにして作製されるトナー担持体の
表面は、図８に示すように、格子状の誘電体部分１０１
と、菱形の導電体部分１０２とが互いに混在した面とな
り、このうちの誘電体部分１０１が、例えばトナーの帯
電極性と逆極性に帯電される。図９は、図８のＸ−Ｘ線
に沿う断面図であり、この図のように、トナー担持体１
００の表面には、上述の誘電体部分１０１の帯電によ
り、多数の微小閉電界Ｅが形成される。

【０００７】かかる閉電界によって、充分な強さに帯電
したトナーが誘電体部分１０１の表面に強く引かれ、ト
ナー担持体１００上に多量に離れ難い状態で保持され
る。このようにしてトナー担持体上に、充分に帯電した
トナーを必要量、しかも均一に、担持させることがで
き、これをトナー担持体と潜像担持体との間の現像領域
に搬送し、該トナーによって、潜像担持体に形成された
静電潜像をトナー像として可視像化し、むらのない充分
な濃度の高品質の可視像を得ることができるのである。

【０００８】しかし乍ら、上述のトナー担持体の製造方
法によれば、導電体部分１０２が規則的に配列される構
成となっていて、この部分が１個所欠けても、画像不良
を引き起こすことになるため、細心の注意をして、角溝
１０３（図９）のローレット加工を行わなければなら
ず、この加工時間に多くを要し、大量生産には向かない
という欠点がある。

【０００９】導電性支持体上に、少なくとも第１の接着
層、導電性粒子層、及び、第２の接着層を順次、形成し
た後、その表面を研削して、少なくとも一部の導電性粒
子を、表面に露出させるようにしたトナー担持体の製造
方法が本出願人によって提案されている（例えば特公平
２−１５０６６号公報参照）。ここに示されたトナー担
持体は、その表面に多数の微小閉電界を形成するもので
はなく、本発明の対象としているトナー担持体とは、導
電部と誘電部の構成が逆であるが、本発明の対象として
いるトナー担持体も、この公報に開示された考えと同様
にして製作可能である。

【００１０】ところが、この公報に示された方法では、
導電性粒子を保持するための接着層や、導電性粒子の上
に保持される接着層などを必要とするため、かかる接着
層を形成するための接着剤の塗布に、多くの時間を要
し、製造コストが高くなる欠点がある。又、導電性粒子
を完全に接着させることが難しく、後の研削工程など
で、その脱離を引き起こしたりして、画像欠陥を招くお
それがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、導電
体部分と、誘電体部分とが表面に分散露呈したトナー担
持体を、接着剤などを必要としないで、安価に、短い工
程時間で、しかも、多量に作製できるようにしたトナー
担持体の製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、回転駆動されることによって、静電潜像可
視像化用のトナーを担持して搬送するトナー担持体の製
造方法において、導電性樹脂と、これよりも融点の高い
誘電性樹脂とが互いに混ざり合っている粉体状の混合物
を、導電性支持体の周りに塗布して被覆し、この被覆物
を、導電性樹脂のみが溶融する温度で加熱して、誘電性
樹脂を内包させた導電性樹脂皮膜層を導電性支持体の周
りに形成し、かかる導電性樹脂皮膜層を、誘電性樹脂の
融点又はその近傍の温度まで加熱し、次いでこれを冷却
したのち、導電性樹脂皮膜層が導電体部分として、又、
誘電性樹脂が誘電体部分として、表面上においてそれぞ
れ露呈するように、導電性樹脂皮膜層を削り取るように
したトナー担持体の製造方法を提案するものである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。

【００１４】図１において符号１は両端に軸部１ａ（他
方は不図示）を有したローラ状の導電性支持体を示し、
この支持体１は完成したトナー担持体の母体となるもの
である。かかるトナー担持体の使用時には、これに対向
する潜像担持体（不図示）との間に所定の現像電界を形
成するために、導電性支持体１にバイアス電圧が印加さ
れ、又はアース状態にされる。このために支持体１が導
体より成っているのである。

【００１５】本発明に係るトナー担持体の製造方法にお
ける第１の工程は、混合工程である（図７参照）。

【００１６】すなわち、図２に示すように、混合機２内
には粉体状の導電性樹脂と、同じく粉体状の誘電性樹脂
とが入れられ、内部の撹拌羽根３が回転することによっ
て、両樹脂が互いに混合され、均一に分散される状態と
なる。

【００１７】完成したトナー担持体の使用時に、該担持
体によって担持搬送されるトナーが、例えば、負極性に
摩擦帯電するものである場合には、誘電性樹脂として、
トナーと逆極性の正極性に摩擦帯電し易いポリアミド樹
脂を用いる。例えば、この樹脂系列である「ナイロン
６」などを用いることができる。又、後で述べる理由に
よって、導電性樹脂にも、同様なポリアミド樹脂を用い
る場合には、この樹脂系列である「ナイロン１２」など
にカーボンを分散したものを粉砕して、粉体状にしたも
のを用いることができる。

【００１８】この場合、カーボンの添加量を必要以上に
多くすると、後述する静電塗装工程の際、粉体状の導電
性樹脂の付着率が低下するので、その添加量については
巧く加減する必要があり、粉体状の導電性樹脂の体積固
有抵抗率が１０⁶Ω・cm程度となるようなカーボン添加
量とすることが望まれる。

【００１９】両樹脂の粒径は、いずれも５０乃至２００
μm程度のものとなっていて、導電性樹脂に「ナイロン
１２」を、誘電性樹脂に「ナイロン６」をそれぞれ用い
た場合、前者の融点は１７５℃程度、後者の融点はその
融点よりも高い２１５℃程度となっている。その融点の
温度差は４０℃となる。

【００２０】なお、両粉体樹脂の混合比（重量比）とし
ては、例えば、４：６（導電性樹脂：誘電性樹脂）と設
定することができるが、トナー担持体の特性に応じて、
３：７〜５：５の混合比範囲とすることが望ましい。

【００２１】このような混合比をもつ混合物が、図示さ
れない静電塗装機のホッパに供給される（図７参照）。
その静電塗装機には、例えば−３０ＫＶの電圧が印加さ
れ、これに伴い、図３に示すように、静電塗装機のノズ
ル４からは前述の混合物（導電性樹脂の粉体状粒子５
と、誘電性樹脂の粉体状粒子６とから成る）が噴射さ
れ、これらが、静電気力を利用して同時に導電性支持体
１の外周面に塗布される。この塗布によって、混合物が
導電性支持体１の周りに被覆されることになる。すなわ
ち、図７に示す工程図における「コーティング工程」で
ある。図１は、導電性支持体上のコーティング部のみを
拡大して模式的に示した図である。

【００２２】次いで、導電性支持体１上の被覆物を、導
電性樹脂のみが溶融する温度で加熱する。例えば１９０
℃の温度で加熱するのである。因に、両樹脂の融点は先
にも述べたところであるが、下記の通りである。 導電性樹脂（ナイロン１２）→１７５℃ 誘電性樹脂（ナイロン６） →２１５℃

【００２３】被覆物を１９０℃の温度で加熱することに
より、導電性樹脂の粉体粒子５は溶融状態になり、誘電
性樹脂の粉体粒子６は溶融せずに、そのまま粒子として
残る。いずれにしても、導電性樹脂の粉体粒子５が溶け
て、図４に示す如く膜状になるのである。このようにし
て導電性支持体１の周りに形成されたかかる導電性樹脂
の皮膜層１５には、誘電性樹脂の粉体粒子６が内包され
ることになる。これが図７に示す成膜工程である。

【００２４】次いで、その成膜工程後に、誘電性樹脂の
粉体粒子６が内包されている導電性樹脂皮膜層１５（図
４）を、誘電性樹脂の粉体状粒子６の融点又はその近傍
の温度まで、加熱する。例えば、誘電性樹脂の融点に近
い２１０℃乃至２２０℃の温度で加熱する。これが図７
に示す加熱工程である。

【００２５】この加熱工程で、誘電性樹脂については粒
子形態（島状形態）を維持したままで、溶融した導電性
樹脂と、誘電性樹脂の粒子６とが融着状態になり、誘電
性樹脂の粒子６が導電性樹脂被覆層１５に完全に接着さ
れる。このときの加熱温度は、誘電性樹脂の粒子６の原
形を保持でき、また導電性樹脂を劣化させない温度に設
定される。この温度を高くしすぎると、誘電性樹脂の粒
子６が壊れ、これと導電性樹脂とが一体的に混り合った
状態に溶融してしまうので、このようなことがないよう
に、加熱温度を設定するのである。

【００２６】導電性樹脂と誘電性樹脂との双方に、ポリ
アミド樹脂を用いると、両者の相溶性が良好になるた
め、十分な融着力を確保することができる。これに対
し、両者につき、異種の材料とした場合、溶解度指数と
呼ばれる「ＳＰ値」が近い材料を選択すると良い。

【００２７】上記した加熱工程のあと、導電性樹脂皮膜
層１５（図４）を冷却し、同層を硬化させる。この硬化
後、導電性樹脂皮膜層１５を研削又は研磨などによって
削り取り、図５に示すように、導電性樹脂皮膜層１５が
平滑な導電体部分として、又、誘電性樹脂粒子６が平滑
な誘電体部分として、同一表面上において露呈する。こ
の工程が図７に示す研削工程である。このようにして、
静電潜像可視像化用のトナーを担持して搬送するローラ
状のトナー担持体、すなわち現像ローラが完成する。

【００２８】図６は、研削工程後の導電性樹脂皮膜層１
５の拡大部分断面図を示し、地となる導電性樹脂皮膜層
１５に、島状の誘電性樹脂の粒子６がランダムに分散露
呈する状態となる。いずれにしても、導電体部分５′
と、誘電体部分６′とが分散して露呈するようになり、
トナー担持体の使用時に、両者の間に微小閉電界が形成
される。

【００２９】以上のようにして作製されるトナー担持体
は、潜像担持体（不図示）に対向するように現像装置に
組込まれ、一方向に回転駆動されることによって、静電
潜像の可視像化用のトナーを担持して搬送する。

【００３０】例えば、この現像装置において、非磁性ト
ナーが使用されたとき、回転駆動されるトナー担持体に
接するように、トナー供給ローラが配設され、この供給
ローラの回転により、現像装置のトナー収容ケースに収
容されたトナーがトナー担持体に供給される。このよう
な動作時に、トナーは所定の極性に摩擦帯電され、しか
もトナー担持体表面の誘電体部分６′が、例えばトナー
の帯電極性と逆極性に摩擦帯電される。これにより、誘
電体部分６′と導電体部分５′との間に微小閉電界（図
９参照）が形成され、その強い電界の作用によってトナ
ーがトナー担持体上に多量に付着し、該担持体の回転に
よって、トナー担持体と潜像担持体（例えば感光体）と
が対向した現像領域へ搬送され、ここで潜像担持体の静
電潜像にトナーが静電的に移行し、潜像がトナー像とし
て可視像化される。

【００３１】このように誘電体部分６′と、導電体部分
５′とが混在露呈するトナー担持体を用いることによ
り、充分に帯電したトナーを、トナー担持体上で多量に
担持搬送させることができ、濃度むらなどの出にくい、
より高品質の画像を得ることができる。

【００３２】又、かかるトナー担持体上に、非磁性トナ
ーを担持させた場合、濃度むらの出にくい、高品質のカ
ラー画像を得ることができるが、磁性トナーを用い、こ
れをトナー担持体によって現像領域へ搬送することもで
きる。

【００３３】上述した現像装置の構成と作用について
は、前述の公開公報のほかに、特願平２−２７５０６１
号などにも詳しく説明されている。補助剤を混合（外
添）したトナー利用できることも周知の通りである。

【００３４】なお、上述の製造方法においては、粉体の
導電性樹脂と、粉体の誘電性樹脂とを混合させる工程を
設けるようにしているが、粉体の各粒子が、導電性樹脂
部分と誘電性樹脂部分とから成る例えばカプセル化した
粒子より成る樹脂粉体を用い、これを静電塗装機のノズ
ル４（図３）から直接、噴射するようにしても良い。こ
の場合には混合工程が不要になる。いずれにしても導電
性樹脂と、これよりも融点の高い誘電性樹脂とが互いに
混ざり合っている粉体状の混合物を、導電性支持体の周
りに塗布して被覆するのである。

【００３５】以上説明した製造方法によれば、誘電性樹
脂粒子の接着のための接着剤が不要であるため、誘電性
樹脂粒子の前処理やその接着工程も不要になり、また導
電体部分と誘電体部分を同時に形成できるので、より短
い工程時間で、多量に、安価に、トナー担持体を作製す
ることができる。そして、研削時などにおける誘電性樹
脂粒子の脱落なども生じにくくなるので、画像欠陥など
を引き起こしたりするおそれがなくなる。

【００３６】又、本製造方法によれば、導電性樹脂と誘
電性樹脂との各粉体の混合比を変えるのみで、完成した
トナー担持体の導電体部分と誘電体部分との相互の面積
比率を自在に変えることができ、トナーの帯電量などを
巧くコントロールしたりすることができる。

【００３７】射出成形法や、樹脂成形法などによって、
樹脂層を膜状に形成することもできるが、この方法によ
ると、この成膜時に導電性支持体に外力が加わり、導電
性支持体を、一層の軽量化のために管状のものにした場
合など、導電性支持体が変形するおそれが出てくるが、
本製造方法では、そのような外力が加わらないので、そ
のような変形を生じるおそれがない。導電性支持体を肉
厚の薄い管状のものにしても差し支えないのである。

【００３８】なお、本発明において使用される導電性樹
脂の体積固有抵抗率は、トナー担持体の製造条件や、完
成したトナー担持体表面に形成される微小閉電界の強度
などを考慮して定められ、前述の実施例では、これを１
０⁶Ω・cm程度とした。一般的には１０⁷Ω・cm以下、好
ましくは１０⁶Ω・cm以下の体積固有抵抗率を有する導
電性樹脂が用いられる。

【００３９】本発明は、ローラ状のトナー担持体に限ら
ず、ベルト状のトナー担持体を製造する方法にも適用で
き、その場合には、ベルト状ないしはシート状の導電性
支持体が使用される。

【００４０】

【発明の効果】請求項１に記載のトナー担持体の製造方
法によれば、誘電性樹脂粒子の接着工程が不要になるの
で、より短い工程時間で、多量に、安価に、トナー担持
体を作製することができる。又、画像欠陥を招くような
誘電性樹脂粒子の脱落を生じないトナー担持体を作製す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法によって得られるトナー担持
体の母体となる導電性支持体の構成を示す図である。

【図２】粉体状の導電性樹脂と誘電性樹脂とを混合する
ための混合機の概略断面構成図である。

【図３】導電性樹脂粉体と、誘電性樹脂粉体との混合物
の被覆工程を示す概略説明図である。

【図４】同上混合物が膜状になって導電性支持体上に被
覆された状態を示す部分断面説明図である。

【図５】導電性支持体の被覆物の研削工程後の状態を示
す図である。

【図６】導電体部分と誘電体部分とが露呈したトナー担
持体表層部の拡大断面図である。

【図７】トナー担持体の製造工程を示す図である。

【図８】従来方法によって得られたトナー担持体の表層
部の誘電体部分と導電体部分を拡大して模式的に示した
図である。

【図９】 従来方法によって得られるトナー担持体の表
面の微小閉電界の形成状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 導電性支持体 ５′ 導電体部分 ６′ 誘電体部分 １５ 導電性樹脂皮膜層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動されることによって、静電潜像
   可視像化用のトナーを担持して搬送するトナー担持体の
   製造方法において、導電性樹脂と、これよりも融点の高
   い誘電性樹脂とが互いに混ざり合っている粉体状の混合
   物を、導電性支持体の周りに塗布して被覆し、この被覆
   物を、導電性樹脂のみが溶融する温度で加熱して、誘電
   性樹脂を内包させた導電性樹脂皮膜層を導電性支持体の
   周りに形成し、かかる導電性樹脂皮膜層を、誘電性樹脂
   の融点又はその近傍の温度まで加熱し、次いでこれを冷
   却したのち、導電性樹脂皮膜層が導電体部分として、
   又、誘電性樹脂が誘電体部分として、表面上においてそ
   れぞれ露呈するように、導電性樹脂皮膜層を削り取るこ
   とを特徴とするトナー担持体の製造方法。