JPS60125852A - 現像剤担持体の製造方法 - 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】 技術分野 本発明は現像剤担持体の製造方法に関し、より詳細には
、−成分高抵抗磁性トナーを使用する現像装置に好適な
現像剤担持体の製造方法に関するものである。

１迷ＪＬＬ 電子写真複写機やファクシミリ又はプリンタ等の静電記
録装置においては、原稿が線画像である場合とベタ画像
である場合とでは現像装置に要求される現像特性が異な
る。第１図は、その好適な現像特性を示したグラフ図で
あり、横軸に原稿画像濃度をとり縦軸に複写画像濃度を
とっである。

図中、実線Ａはベタ画像に要求される現像特性、破線Ｂ
は線ｌｌ像に要求される現像特性を示している。これに
よれば、線画像の場合（破線Ｂ）の方がベタ画像（実線
Ａ）の場合に比べて立上り勾配が急峻である。この理由
は、原稿が線画像である場合は原稿画像濃度が低いと画
像の鮮明度が劣るので複写画像濃度を高めてこれを補う
必要があるが、原稿がベタ画像の場合は原稿画像濃度に
応じた複写画像濃度が得られれば充分鮮明であるからで
ある。

ところで、この線画像の複写画像濃度を高める為に、所
謂エツジ効果が従来がら利用されている。

即ち、静電潜像の画像縁部における電界の強度が画像中
央領域における電界の強度よりも強まる結果画像縁部に
より多量のトナーが付着してエツジ効果が起きる。従っ
て、画像面積の小さい線画像の場合は、潜像形成域の大
部分が縁部に該当してエツジ効果を受け、複写画像濃度
が高値となる。

然るに、このエツジ効果は、現像剤として例えばトナー
とキャリアとを含む二成分系のものを使用する場合には
十分な効果が得られるのであるが、キャリアを含まない
一成分系トナーを使用する場合には有効なエツジ効果が
得られないという難点があった。

そこで、本願出願人は、−成分系現像剤を用いた場合で
も上述した好適な現像特性を得ることが可能となる独特
な構成の現像剤担持体を具備する現像装置を提案した（
特願昭５５−１８５７２６号）。この提案に係る現像剤
担持体は、導電性支持体上に微小電極としての多数の導
電性粒子が夫々相互に且つ導電性支持体に対しても電気
的に絶縁状態（フロート状態）に保持されて構成されて
いる。

この様な現像剤相持体を安価に製造する方法として、導
電性粒子と誘電性の樹脂とを予め混合しておきこの混合
体を導電性支持体上に被着させる方法とか、支持体上に
先ず誘電性の接着剤を塗布しその上から導電性粒子を散
布する方法等が通常考えられる。然るに、この場合、所
望のエツジ効果を得る為には、導電性粒子の表面に露出
した面積の全表面積に対する割合（面積率）を、所定値
以上、例えば４５％以上確保することが要求される。又
、導電性粒子の脱離を防止する為には、各粒子をアンカ
ー効果が作用する深さまで接着剤中に埋設することも必
要とされる。以上の条件を満たすべく各粒子の付着密度
や保持状態を管理することは、上述の２方法等によって
は難しく、又、管理できたとしても大幅な工数アップを
招来する。

目　的 本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、導電
性粒子の付着密度及び保持状態が容易且つ適正に管理さ
れ所望のエツジ効果を奏すると共に耐久性に優れた現像
剤担持体を安価に製造することが可能な製造方法を提供
することを目的とする。

構成 以下、本発明の構成について、具体的な実施例に基づき
詳細に説明する。まず、本例の方法により製造されるべ
き現像剤担持体の１実施例の構成について第２図の模式
的断面図に基づき説明する。

第２図において、円筒状の導電性支持体１上に誘電体か
らなる誘電層２が被着形成されている。そして、この誘
電層２上には、半球状の多数の導電性粒子３ａが各底面
を誘電層２表面に当接させた状態で誘電性接着剤３ｂに
より固定されてなる電極層３が積層されている。従って
、各粒子３ａは、相互には誘電性接着剤３ｂを介して、
支持体１に対しては誘電層２を介することにより、確実
にフロート状態で保持されている。そして、電極層３の
表面は凹凸なく滑らかに形成されている。この為、粒子
３ａの埋設深さβ３Ａは電極としての厚み（電極厚み）
ｊ３Ａと等しくなっている。又、これは各粒子３ａの底
面が誘電層２表面に当接せしめられている為電極層厚ｔ
３とも等しい。尚、誘電層２は、エツジ効果対策から導
電性支持体１表面と導電性粒子３８間の距離、即ち誘電
厚みを確保する為に設けられている。

上述の如く構成される現像剤担持体において、所望のエ
ツジ効果を得ると共に粒子３ａを強固に保持するには、
例えば使用する個々の粒子３ａの粒径が７４乃至１０４
μｍ程度の場合は、最終的には電極層厚ｔ３が５２乃至
６２μｍとなる様に電極層３を形成すれば良い。その理
由は、次の通りである。

第３図は、粒子３ａの電極厚みｔ３Ａとその面積率ＡＲ
との関係を示したグラフ図である。第３図において、曲
線α１曲線β及び曲線γは、夫々、粒径が１０４μｍの
最大粒子、平均的な粒径の粒子及び粒径が７４ｐｍの最
小粒子における各関係を示している。これによれば、好
適な現像特性を得る為に必要とされる４５％以上の面積
率ＡＲを確保する為には、最小粒子（曲線γ）で面積率
ＡＲが４５％以上となる様に電極厚みｔ３Ａの最大値を
６２μｍに設定すればよい。又、アンカー効果により粒
子の脱離を防止する為、最大粒子（曲線α）の半分であ
る５２μｍ以上の電極厚みｔ３Ａを確保する必要がある
。従って、電極厚みｔ３Ａの許容範囲は５２乃至６２μ
ｍとなる。ところで、本発明方法により製造すべき現像
剤担持体においては、前述した如く電極厚みｔ３Ａは電
極層厚ｔ３に等しいから、最終的には電極層厚ｔ３が上
記許容範囲内に収まるべく工程管理すれば良い。

次に、上述の如く構成された現像剤担持体を適正に電極
層厚を管理して製造可能な製造方法の１実施例について
説明する。まず、第４図に示す如く、円筒状の導電性支
持体１を用意する。この場合、現像剤として磁性現像剤
を用い磁力でこれを担持する方式の現像装置に適用され
る場合は導電性支持体１を非磁性の例えばステンレス等
で薄肉に形成する。尚、支持体１は円筒状に限らず、例
えば無端ベルト状に形成してもよい。

次に、支持体１の外周面を脱脂処理した後、この外周面
の略全体に亘って均一に誘電体膜を被着形成する。具体
的には、例えば第４図に示す如く、螺旋状のヒータ４が
内部に装着された円筒状のシーズヒータ５を水平且つ回
転自在に設け、これに支持体１を外挿して所定の温度に
加熱すると共に適切な速度で両者を略一体に回転させる
。そして、静電塗装ガン６で誘電体パウダ２′を静電塗
装法により支持体１外周面上に均一に吹きつける。この
場合、誘電体パウダ２′としては、例えば熱硬化性のエ
ポキシ樹脂粉末が好適であり、従って加熱濃度もその溶
融温度の１８０℃近傍に設定すれば良い。又、吹きつけ
る際は、塗装ガン６をシーズヒータ５に平行に等速度で
往復移動可能な保持台（不図示）等に取付け、目的とす
る例えば約５００ｍの膜厚に達するまで吹き付は作業を
繰返し実施すれば良い。吹き付は塗装終了後はシーズヒ
ータ５で加熱したまま支持体１の回転を適長時間継続し
、第５図に示される如く誘電体膜２′を硬化させる。こ
れにより、誘電体ＩＩＩ　２−の膜厚〔２′が、長手軸
方向だけでなく周方向においても略均−となる。

本誘電体膜形成工程における他の方法としては、第６図
に示す如く、遠赤外線ヒータ８を用い外部から支持体１
を加熱する方法がある。この場合、図示される如く、大
量の支持体１を連続的に搬送するコンベア経路７に沿っ
て適数個の遠赤外線ヒータ８を配設して加熱工程Ｓ１静
電塗装工程Ｓ２及び硬化工程Ｓ３を連続的に実施すれば
、大量の支持体１に効率良く誘電体膜２′を形成でき量
産性が向上する。又、加熱方法としては電気炉による炉
内加熱方法も採用可能である。

被着形成された誘電体Ｍ２”の表面には、通常多数の凹
凸が形成されており、このままでは前述したエツジ効果
対策や電極厚みの管理の面で不都合となる。従って、旋
盤等の工作機械により第１表面加工を施し表面を滑らか
にすると共に層厚が所望の例えば４００μｍに均一化さ
れた誘電層を形成する。本例においては、旋盤による旋
削加工法により中心基準の外径加工を施す。この場合、
第７図に示す如く、中央部にテーパ部９ａが形成された
０出治具９を支持体１の両端に圧入し、このテーパ部９
ａに旋盤の支持用マンドレルＭの先端を嵌合させて支持
すれば、容易に加工軸Ｃ２を支持体１の中心軸Ｃ１に略
一致させることかできると共に、爾後に予定されるｉｉ
４！ｉ層表面の外径加工時においても同一治具９を使用
することによりその加工軸も略同−に容易に設定でき電
極厚みを管理する面で有利となる。このように加工軸Ｃ
２を支持体１の中心軸Ｃ＋に合せることにより、第８図
に示す如く層厚［２が均一な誘電ｌｌ！２が旋削加工さ
れる。尚、本誘電体塗膜の表面加工工程は、他の円筒研
削性や或いは加工軸を整合させる必要のないセンタレス
円筒研削法若しくは超仕上法等によっても実態すること
ができる。

誘電層２を形成した後は、誘電層２表面を清浄し、次い
で、第９図に示す如く、例えば圧送式エアスプレ１０に
よって、誘電層２の表面に誘電性で例えば常温硬化型の
アクリルウレタン等の第１接着剤３ｂを一様に吹き付は
塗布する。これにより、第１０図に示す如きＭ１１接剤
膜３ｂが被着されるが、そのＩｌ＃厚ｔ３Ｂは、次順の
工程（第１１図参照ンで散布される粒径が例えば７４乃
至１０４ハの導電性粒子３ａが誘電Ｆｍ２表面に冶って
当接した状態で保持され易い３乃至１５牌程度が好適で
ある。尚、本工程においても、被加工物である支持体１
上に誘電層２が被着形成された中間製品（以下ワークＷ
と表わす）を誘電体膜形成時と同様【こ適切な速度で回
転させつつ水平に支持し、これに沿って上述の接着剤の
吹き付けを反復して行なえば均一なＩ！！厚の第１接着
剤膜３ｂを容易に被着することができる。

第１接着剤膜３ｂを被着したら、これが硬化する前に多
数の導Ｎ性粒子を誘電層表面に略均−に付着させる。少
ない工数で高い付着密度を得ることが可能な好−適な付
着方法としては次の方法がある。例えば、第１１図に示
す如く、ワークＷの幅方向（軸方向）の略全域に延在す
るスリット状の散布口１１ａを備えたホッパ１１を用い
、その散布口１１ａがワークＷの軸方向に平行でその周
表面と適長離隔して対向する様に設置する。εの場合、
散布する粒子の粒径に対する散布口１１ａのスリット幅
ｄの大きさがワークＷ周面への粒子の付着密度に大きく
関与するから、本例では導電性粒子゛として後述する如
く粒径が７４乃至１０１戸の銅粒子を用いるから、これ
に対してスリット幅ｄが０．６ｍ１１１以上に設定され
る構成となって０る。この理由は次の通りである。

第１２図は、上述した粒径を有する銅粒子を用いる場合
におけるスリット幅ｄと２．８ｍ＋ｎ’面積当りに付着
する導電性粒子の個数で表わされる付着密度との関係を
示したグラフ図である。ところで、前述した必要とする
４５％以上の導電性粒子の面積率を確実に得るためには
粒子の付着密度ｈ＜全周ｉＩ　ニ亘ツＴ　均１ニ約２８
０個／　２．８ｍｍ２（１００個／ｍｎ＋２＞以上であ
ることが要求される。そこで、第１２図によれば、粒子
の付着密度ｆ）＜　２８０個／２．８ｍｍ２以上となる
のは、スリット幅ｄ　ｈ＜　０．６ｍｍ以上確保された
場合であることが分力＼る。尚、散布の開始と停止をよ
り的確に行なう為に１よ、第１１図で示される如く、散
布口１１ａ近傍に摺動自在にシャッタ１１ｂを設ければ
よい。

この様に構成されたホッパ１１内に導電性粒子３ａとし
て粒径が７４乃至１０４μｍの銅粒子を多量に収容して
おき、まずワークＷを水平に支持して適切な速度で回転
させ、次にシャッタ１１ｂを弓１き出して散布′口１１
ａを開き、回転するワークＷ周表面上に粒子３ａを均一
にふり力）（する。この場合、ここで使用される各導電
性粒子３ａに、予め例えばアクリルラッカやメチルメタ
アク１ル−ト（ＭＭＡ）等の誘電体材料を被覆しておｔ
ｆ　Ｉｆ　、自然画下等により無作為に粒子３ａを散布
しても個々の粒子３ａをより確実に周囲に対して電気的
絶縁状態（フロート状態）で第１接着剤膜３ｂ中に保持
することができ′る。ところで、第１接着剤膜３ｂ上に
振り掛けられた各粒子３ａは、第１接着剤膜３ｂの膜厚
が３乃至１５μｍと薄い為に自然【こ誘電層２表面に沈
下する。従って、第１３図に示す如く、個々の粒子３ａ
を自然落下させるだけでその底面を誘電層２表面に容易
且つ確実に備えることができる。尚、本例では、導電性
粒子３ａとして銅粒子を用いたが、これに限らず他の導
電性の例えば黄銅やリン青銅若しくはステンレス等の粒
子も適用できる。但し、この場合も、それら粒子が浮遊
せず確実に誘電層２表面上に沈下する様に、粒子の大き
さや比重等に応じ適正に第１接着剤膜３ｂの膜厚を設定
する必要がある。

次に、第１接着剤１１ｉ３ｂを略完全に乾燥させる。

効率良く乾燥させる方法としては、量産性を考慮して第
６図に示される遠赤外線ヒータ８を用いた連続硬化式の
製造装置によるのが好適であり、又、第１４図に示され
る如く、心当冶具を−ＢワークＷから脱装して誘Ｎ層２
の硬化工程と同様にシーズヒータ５にワークＷを外挿し
、適切な速さで回転させつつ内部から加熱して乾燥させ
る方法は、製造設備も共用でき都合が良い。更に、加熱
手段としては、ヒータ以外の電気炉や熱風供給手段も採
用できる。尚、本工程においては必ずしも加熱する必要
はなく、例えば速乾性の接着剤を使用する場合は、送風
するか若しくは適長時間放置するだけでも良い。

第１接着剤膜３ｂを略完全に乾燥硬化させた後は、第１
５図に示す如く再度誘電性の第２接着剤３ｂ−を前回と
同様な方法で導電性粒子３ａ及び第１接着剤１Ｓ３ｂ上
に厚塗り（オーバーコート）する。この場合、前回と同
一物質の接着剤を用いれば、両者が確実に接着し合って
粒子３ａを誘電層２表面に当接させた状態でより強固に
固定でき耐久性の面等で有利である。然るに、互いに接
着し合い粒子３ａを確実に固定できるならば、互いに異
なる物質の誘電性接着剤の組合せも充分可能である。こ
の様に接着剤を乾燥工程を挾んで二度に分けて被着すれ
ば、先に被着した第１接着剤３ｂの再溶解が防止され、
粒子３ａを浮遊させることなく誘電層２表面に沈下させ
た状態で強固に固定できる。これにより、前述した所望
の現像剤担持体を得る為に必要とされる埋設深さの管理
を、容易に実施できる電極層厚の管理で代用することが
可能となる。

接着剤の厚塗りが終了したら、これを乾燥硬化させる。

この場合も、前回の接着剤乾燥工程と同様な方法で乾燥
させれば良い。これにより、第１６図に示す如く、厚塗
りした第２接着剤３ｂ−が垂れる事なく、誘電層２上に
積層される第１接着剤膜３ｂ、誘電性粒子３ａ及び第２
接着剤３ｂ′を合せた電極層３′（粒子３ａの一部が表
面に露出される前の状態）の層厚ｔ３−が均一となる。

この様にして、例えば層厚ｔ３−が１５０μｍ程度の電
極層３′を形成する。

電極層３−を形成した後は、第１７図に示す如く、Ｎ極
！！３′表面に第２表面加工を施し、その表面を円滑化
すると共に各導電性粒子３ａの一部を表面に露出させて
電極層３′を電極層３に仕上げる。ここで、電極層３の
層厚ｔ３を５２乃至６２μｍの許容範囲内に収めること
が要求されるが、本例では、６出冶具９を活用して誘電
１ｉ１２の表面加工時の加工軸と本工程にあける加工軸
を整合させ、仕上げ後の電極層３の層厚ｔ３の変動幅を
上記許容範囲幅の１０μｍ以下に抑える。即ち、本工程
においても、誘電層２の外径加工時にワークＷを支持す
るのに介在させた６出冶具９と同一の必用治具９を同様
に介してワークＷを支持し、例えば旋盤や円筒研削盤等
により旋削加工を施す。これにより、誘電層２の外径加
工時の加工軸Ｃ２（第７図参照）と電極層３′の外径加
工時の加工軸Ｃ３とのズレ幅を層厚ｔ３の許容範囲幅の
半分の５　ｐｍ以下に抑えることが充分可能となり、電
極層Ｉゾｔ３を許容範囲の５２乃至６２μｍ内に確実に
収めることができる。尚、本例では、接着剤の厚塗り後
の乾燥工程で硬化前の接着剤の垂れ下がりを防止し仕上
げ前のＮｍＥ厚ｔ３−が略均−となる様に工程管理して
いるので、加工軸を整合させる必要のない外周面基準に
よる超仕上加工法や心なし研削加工法によっても所望の
電極層３を得ることができる。又、ワークＷが円筒状で
はなく無端ベルト状を成す場合は、ワークＷを適数個の
ローラ間に張架して回動させこれに円筒研削と同様に回
転する砥石を押し当てて表面を研削加工すればよい。以
上の如くして電極層３″の全周面に亘って第２表面加工
を実施し、第２図に示される如く、層厚ｔ３が５２乃￥
６２ｐｍの許容範囲内に収められた電極層３を形成する
。この後は、切削油等の汚れを清浄し、６出冶具９をワ
ークＷの両端から脱装させれば、最終的な製品としての
現像剤担持体１２が完成する。

尚、上記実施例において、Ｍ電体塗膜２′の形成を、静
Ｎ塗装法によらず、第１８図に示される如く、同様に支
持された支持体１に対し誘電体パウダ２′を空気により
大量に飛散させて加熱された支持体１の表面に溶融付着
させる粉体流動浸漬法により実施することも可能である
。又、この誘電体１１１２−の材料としては、エポキシ
樹脂の他にポリエステル樹脂や熱可塑性のポリイミド、
ＡＢＳ樹脂等も使用できる。更に、上記実施例において
は、接着剤の被着工程を２工程に分割したが、これは必
要に応じて３工程以上に分割しても良い。

更に又、誘Ｎ層２の材料と第１接着剤３ｂとを同−又は
同種類の誘電性材料とすることも出来る。

効　果 以上詳述した如く、本発明によれば、所望のエツジ効果
を得る為に必要な電極面積率を確保する為の前提条件で
ある導電性粒子の均−且つ高度な付着密度を、少ない工
数で簡単に得ることができる。又、微小電極となる多数
の導電性粒子を予め設けた誘電層表面に当接させた状態
で確実に保持でき、管理の困難な粒子の埋設深さを比較
的管理が容易な電極層厚で代用することが可能となる。

従って、所望のエツジ効果を奏し濃度不足を生じさせず
且つ導電性粒子の脱離し雌い高品質の現像剤担持体を容
易に製造可能となり、有用な現像剤担持体の原価低減が
大幅に促進される。尚、本発明は上記の特定の実施例に
限定されるべきものではなく、本発明の技術的範囲にお
いて種々の変形が可能であることは勿論である。例えば
、接着剤を被着させる場合に他の浸漬成形法（ディップ
成形法）４８によることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は好適な規像特性を示したグラフ図、第２図は本
発明方法により製造する現像剤担持体の１実施例を示し
た模式的断面図、第３図は電極厚みｔ３Ａと露出面積率
ＡＲとの関係を示したグラフ図、第４図は本発明の１実
施例における誘電体膜被着工程を示した斜視図、第５図
は同じく誘電体膜２−を示した模式的断面図、第６図は
同じく誘電体膜被着工程の変形実施例を示した斜視図、
第７図、第８図は夫々本発明の１実施例における誘電層
の第１表面加工工程とその形成量を示した各模式的断面
図、第９図、第１０図は夫々同じく第１接着剤膜被着工
程とその形成量を示した各模式的断面図、第１１図は同
じく導電性粒子被着工程を示した各模式的断面図、第１
２図は同じくスリット幅と導電性粒子の付着密度の関係
を示したグラフ図、第１３図は同じく導電性粒子の付着
具合を示した模式的断面図、第１４図は本発明の１実施
例における第１接着剤膜乾燥工程を示した模式的断面図
、第１５図は同じく第２接着剤厚塗り工程を示した模式
的断面図、第１６図は同じく第２接着剤乾燥後の形成量
を示した模式的断面図、第１７図は同じく電極層の第２
表面加工工程を示した模式的断面図、第１８図は本発明
の誘電体膜被着工程の他の実施例を示した斜視図である
。 （符号の説明） １：　導電性支持体 ２−：　誘電体膜 ２：　誘電層 ３ａ：　導電性粒子 ３ｂ：　第１接着剤（膜） ３ｂ′：　第２接着剤 ３−：　電ｆｆ１層（仕上前） ３：　電極層（仕上後） １１：　ホッパ １１ａ：　散布口 ｄ　＝　スリット幅 代　理　人　小　橋　正　明　１澱”、、　’、”、ｉ
＋ｔ　’　：１・く□・ 第１図 積 率 Ｒ 第２図　〔係〕 第３図 電極厚み：ｔ３Ａ〔μｍ〕 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１５図 第１６図 異

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電性支持体上に電極としての多数の導電性粒子を
   夫々一部を表面に露出させると共に誘電性接着剤により
   相互に電気的絶縁状態に保持して成る現像剤担持体の製
   造方法において、前記導電性支持体上に誘電体から成る
   誘電層を形成する工程と、前記誘電層表面に誘電性の第
   １接着剤を被着する第１接着剤被着工程と、前記導電性
   支持体を巡回移動させつつ該移動方向に垂直な幅方向の
   略全域に延在する散布口を備えた容器内に収容された前
   記導電性粒子を適凹づつ散布して前記第１接着剤を被着
   した前記誘電層上に付着させる工程と、前記導電性粒子
   及び前記第１接着剤上に誘電性の第２接着剤を被着する
   第２接着剤被着工程とを有することを特徴とする現像剤
   担持体の製造方法。 ２、上記第１項において、前記導電性粒子の粒径が７４
   乃至１０４μｍであり、前記容器の散布口の間隙幅が０
   ．６１１１Ｉ１１以上であることを特徴とする現像剤担
   持体の製造方法。