JPS6079367A - 現像剤担持体とその製造方法 - 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】 技術分野一 本発明は磁性現像剤担持１体とその製造方法に関し、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とその製造方法に関するもので
ある。

従来技術 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
録装置に於いては、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ｉ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
は線画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ｌ１ＩＢ）の方がベタ画像（実
線Ａ）の場合に比べて立上り勾配が急岐である。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
画像の鮭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十分鮮明であるから
である。

為に、所謂エツジ硬化が従来から利用されている。

即ち、静電潜像の画像縁部に於ける電界の強度が画像中
央領域に於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、第２図に示される如く、円筒状の導電性支持
体１の外周面に導電性材料からなる半球状の階数の微小
な電極粒子２ａをその周方向及び幅方向に一様に点在さ
せて形成した電極層２が形成されて構成されており、こ
れら個々の電極粒子２ａは相互に絶縁状態にあり電気的
にフロート状態に保持されている。そして、磁性現像剤
を用いる場合は、支持体１の内部に磁性現像剤の担持力
となる磁力を供給するマグネットロール３がその軸３ａ
を回転自在に支承され配設されている。この様に構成さ
れた現像剤担持体は、電極層２表面で必要な磁力を得る
為にマグネットロール３が大型化するだけでなく、これ
と支持体内周面間のギャップＧの適切な管理が困雌であ
り、この為組立作業性が悪化して大幅なコストアップを
招来する。又、所望のエツジ効果を得る為の各電極粒子
２ａの電極厚みｔ２Ａの適正な管理が難しいという欠点
も有している。更に、現像すべき潜像の担持体が剛性体
の例えば感光体ドラム等である場合は、現像効果が悪化
するという難点も存在する。

目　的 本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであって、軽
量化が促進されると共に組立作業性が向上されてコスト
ダウンに寄与し、且つ剛性潜像担持体に対しても所望の
エツジ効果を発揮して高度な画像品質を得ることが可能
な現像剤担持体とその製造方法を提供することを目的と
する。

九−民 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、本発明の１実施例としての現像剤
担持体の構成について第３図の模式的断面図に基づき説
明する。第３図に於いて、導電体材料の例えばアルミニ
ウム又はステンレス等からなる導電性支持体としての円
柱状の芯金４が回転軸４ａに固着されている。この芯金
４の外周面には、例えばアクリロニトリルブタジェンゴ
ム（ＮＢＲ）等のゴム素材にフェライト等の磁性材料を
混ぜた材料からなる複合ゴム層を被着形成した後これに
公知の方法で着磁を施してなるゴムマグネット層５が形
成されている。この場合、ゴムマグネットＩｉ５の周方
向に沿って交互にＮ、Ｓ極を着磁すれば良く、又、磁極
の分布密度等の着磁条件は、本現像剤担持体の回転速度
やこの上に積層される層の層厚と現像されるべき潜像を
搬送する潜像担持体の移動速度等との兼ね合い等を考慮
して設定することが望ましい。尚、導電性支持体は、円
柱状芯金４に限らず、無端ベルト状に形成しても良い。

ゴムマグネット層５上には、ゴム等の弾性を有づる誘電
体からなる弾性誘電層６が形成されている。弾性銹電体
材料としては、例えば（クロロブレン又はシリコーン）
等の合成ゴムが好適であるが、天然ゴムも適用可能であ
る。本弾性誘電層６の層厚ｔ６は、電極層７表面に於け
る磁力の低下を考慮して設定する必要がある。

弾性誘電層６上には、微小電極としての多数の半球状の
導電性粒子７ａが、誘電性接着剤７ｂ中に相互に電気的
絶縁状Ｂ（）０−ト状態）に保持されてなる電極層７が
形成されている。本例の電極Ｎ７は、常温硬化型接着剤
としてのエポキシ樹脂中に多数の銅粒子が微小電極とし
てその一部を表面に露出させると共に互いに絶縁状態で
保持され形成されている。この場合、電極層７の表面は
凹凸なく滑かに仕上げられると共に各導電性粒子７ａは
夫々の底面を弾性誘電層６表面に当接させた状態に揃え
て保持されており、従って、電極厚みｔ７Ａと電極層厚
ｔアは等しくなる。

而して、電極層厚ｔ７は、例えば使用する粒子７ａの粒
径が例えば７４乃至１０４　Ｊｌｌｌｌの場合には５２
乃至６２ＪＩｆｆｌの許容範囲内に収めることが要求さ
れる。その理由は次の通りである。

第４図は、粒子７ａの電極厚みｔ７Ａとその表面に露出
した面積の全表面積に対する割合（面積率ＡＲと表わす
）との関係を示したグラフ図である。第４図に於いて、
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７４μｍの
最小粒子における各関係を示している。これによれば、
所望のエツジ効果が発揮され第１図に示す如き好適な現
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［７Ａの最大値を６２
ＪＩＩ１１に設定すれば良い。又、粒子の脱離を防止す
べくアンカー効果を維持する為には、最大粒子（曲線α
）の半分である５２ＪＩＩ＋１以上の電極厚みｔ７Ａを
確保する必要がある。従って電極厚みｔ７Ａの許容範囲
は５２乃至６２ＪＩＩ＋１となる。ところで、本発明の
現像剤担持体に於いては、前述した如く電極厚みｊ７７
１と電極層厚ｔ７とは等しいから、結局電極層厚ｔ７が
上記許容範囲内に収まるべく工程管理すれば良い。

以上の如くして構成された現像剤担持体に於いては、磁
界発生手段としてのマグネットがゴムを媒体材料として
軽層に形成されると共に電極層等と同一支持体上に一体
的に被着形成されるから、ギャップ管理等の面倒な作業
が省かれ組立作業性が向上し原価低減が促進される。又
、中間に弾性層を介在させる為、感光体ドラム等の剛性
潜像担持体に対しても柔軟に接触して好適な現像効果を
発揮することが可能となる。

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実施について説
明する。まず、第５図に示す如き回転軸４ａを備えた導
電性材料からなるマグネットロールの芯金４を形成する
。

芯金４を形成したら、その外周面を清浄した後ゴムマグ
ネット層を被着形成する。本工程の好適な１実施例を、
第６（ａ）図乃至第６（０）図に示しである。これによ
れば、まず、第６（ａ）図に示される如く、素練りを終
了した例えば塩素化ポリエチレン又はＮＢＲ等のゴム素
材に磁性材料としてのフェライト等と共に目的に応じて
加硫剤等の種々の配合剤を加え、２本ロール機８等で混
練りする。そして、混練りされ均一な組成となった複合
ゴム材５−をシート状に形成して、第７（ｂ）図に示す
如く芯金４の周面に巻着する。次いで、加圧プレスの金
型９に於けるキャビティ９ａ中に芯金４にゴムシート５
′を巻着した加工物（以下ワークＷと称する）を収容し
、圧力をかけながら加熱し加硫する。これにより、第７
（ｂ）図に示す如く、層厚ｔｓ　′が略均−な複合ゴム
層５−が芯金４の同面に被着形成される。この後、通常
の方法で着磁を施せば、第７（ａ）図の如く、例えば周
方向に沿って交互にＮ、Ｓ極が設けられたゴムマグネッ
ト層５′が形成される。

被着形成されたゴムマグネット層５′の表面には通常多
数の凹凸が形成されているので、円筒研削盤等の研削加
工法により第１表面加工を施し表面を滑かにすると共に
層厚ｔｓ　′を所望の例えば５〜３ｍｍに整える。本例
においては、第８図に示す如く、円筒研削加工によりワ
ークＷの中心を基準とした外径加工を施す。この場合芯
金４の回転軸４ａを円筒研削盤の支持具１０で把持して
研削加工を施すことにより、偏心することなく正確に層
厚ｔ５が均一なゴムマグネット層５が形成される。

ゴムマグネット層５を形成した後は、ゴムマグネット層
５表面を清浄し、次いで、複合ゴム層５−を被着した場
合と同様な方法で今度は、磁性材料を含まないゴム材料
により弾性誘電層を被着形成する。即ち、第６（ａ）図
乃至第６（Ｃ）図にコーン等のゴム素材を加硫剤等の配
合材と混ぜて混練りし、ゴムマグネット層５上に巻着す
れば良い。これにより、第９図に示される如く、層厚【
６−が略均−な弾性誘電層６′（表面仕上前）が形成さ
れる。

形成された弾性誘電層６−の表面には同様に多数の凹凸
が存在しており、これは爾後に電極層厚を管理する上で
不利となる。従って、弾性誘電層６′の表面に、ゴムマ
グネット層５に対する第１表面加工と同様の研削加工法
による第２表面加工を施す。これにより、第１０図に示
す如く、表面が円滑化されると共に層厚ｔ６が均一な弾
性誘電層６が仕上げられる。

弾性誘電１１６を形成した後は、その表面を清浄し、次
いで、第１１図に示す如く、例えば圧送式エアスプレ１
１によって、弾性誘電層６の表面に誘電性で例えば常温
硬化型のエポキシ樹脂等の第１接着剤７ｂを一様に吹き
付は塗布する。これにより、第１２図に示す如き第１接
着剤膜７ｂが被着されるが、その膜厚ｉ７ｅは、次順の
工程で散布される粒径が例えば７４乃至１０４　ｐｍの
導電性粒子７ａが弾性誘電層６表面に沿って当接した状
態〈第１４図参照）で保持され易い３乃至１５鱗程度が
好適であるー。この場合、芯金４の回転軸４ａを水平且
つ回転自在に支持し、適切な速度でワークＷを回転させ
つつこれに沿ってエアスプレ１１を所定の速度で往復移
動させ上述の第１接着剤の吹きつけを反復して行なえば
、均一な膜厚の第１接着剤膜７ｂを容易に被着すること
ができる。

第１接着剤膜７ｂを被着したら、これが硬化する前に多
数の導電性粒子を弾性誘電１１６表面に略均−に付着さ
せる。この付着方法としては、例えば、第１３図に示す
如く、散布口１２ａを備えた１〜レイ１２内に導電性粒
子７ａとして粒径が７４乃至１１０４ｐの銅粒子を多量
に収容しておき、水平に支持され回転されるワークＷに
沿ってトレイ１２を適正な速度で往復移動させつつ適度
に傾け、散布口１２ａから粒子７ａを受層ずつ落下させ
て第１接着剤１１７ｂ上に均一にふりかければ良い。

この場合、ここで使用される各導電性粒子７ａに、予め
例えばアクリルラッカやメチルメタアクリレ−１−（Ｍ
ＭＡ）等の誘電体材料を被覆しておけば、自然画下等に
より無作為に粒子７ａを散布しても個々の粒子７ａをよ
り確実に周囲に対して電気的絶縁状態（）〇−ト状態）
で第１接着剤膜７ｂ中に保持することができる。ところ
で、第１接看剤膜７ｂ上に振り掛けられた各粒子７ａは
、第１接着剤ｌＢ１７ｂの膜厚が３乃至１５μと薄い為
に自然に弾性誘電層６表面に沈下する。従って、第１４
図に示す如く、個々の粒子７ａを自然落下させるだけで
その底面を弾性誘電層６表面に容易且つ確実に揃えるこ
とができる。尚、本例では、導電性粒子７ａ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
リン胃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１１７ｂの膜厚を設定する必要がある。

又、上述の如くワークＷを水平に支持する代りに、第１
５図に示される如くワークＷを適度に傾斜させた状態で
支持して回転させ、これに対して粒子７ａを同様に自然
落下により均一に散布しても良い。これにより粒子７ａ
の付着密度を更に向上させることが可能となる。そして
、この後第１接着剤７ｂを加熱せずに自然乾燥し略完全
に硬化させる。

第１接着剤膜６ｂを略完全に乾燥硬化させた後は、再度
誘電性の第２接着剤７ｂ′を前回と同様な方法で導電性
粒子７ａ及び第１接着剤膜７ｂ上に厚塗り（オーバーコ
ーｈ　）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あって粒子７ａを弾性誘電
層６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７
ａ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十分可能である。この様に接着剤を
乾燥工程を挾んで２度に分けて被着することにより、第
１６図に示す如く、先に被着した第１接看剤膜７ｂを再
溶解させず、従って、各粒子７ａを浮遊させずに確実に
弾性誘電１１６表面に沈下させた状態で強固に固定でき
、前述した如く各粒子の電極厚みの管理を管理が容易な
電極層厚で代用可能となる。

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にワークＷ
を回転させつつ水平に支持して乾燥させれば良い。これ
により、第１６図に示される如く、厚塗りした第２接着
剤７ｂ′が垂れることなく、弾性誘電層６上に積層され
る第１接着剤膜７ｂ、導電性粒子７ａ及び第２接着剤７
ｂ−を合せた電極層７−（粒子７ａの一部が表面に露出
される前の状態）の層厚Ｔｙ−が均一となる。この様に
して、例えば引１ア′が１５０ハ程度の電極層７′を形
成する。

電極層７′を形成した後は、第１７図に示す如く、電極
層７表面に研削加工法により第３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７ａの一部を表面
に露出させて電極層７−を電極層７に仕上げる。ここで
、電極層７の層厚ｔ７を５２乃至６２μの許容範囲内に
収めることが要求されるが、本例では芯金４の回転軸４
ａを加工軸とすることにより常に加工軸は一定となる為
、層厚ｔ７を上記特許範囲内に容易に収めることができ
る。即ち、本第３表面加工を例えば円筒研削盤で実施す
る場合、図示される如く弾゛性誘電層６−に対する第２
表面加工時に加工軸とした回転軸４ａを同様に本工程に
おいてもチャック等の支持具１０−で把持することによ
り両工程に於ける加工軸が一致し、従って層厚ｔ７が高
精度で均一化される。尚、本例では、第２接着剤７ｂ”
の厚塗り後の乾燥工程で硬化前の第２接着剤７ｂ”の垂
れ下がりを前述した方法により防止し、仕上前の電ｔｉ
層厚ｔ７−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７を
得ることができる。

又、芯金に回転軸が形成されていない場合や、ワークＷ
が円筒状ではなく無端ベルト状や平面状をなす場合は、
ワークＷを適数個のローラ間に張設して回動させ、これ
に円筒研削と同様に回転する砥石を押し当てて各表面加
工を実施すれば良い。

以上の如くして電極層７−の全周面に亘って第３表面加
工を実施し、第３図に示される如く、層厚ｔ７が５２乃
至６２ｐ−の許容範囲内に収められた電極層７を形成す
る。この後は、切削油等のよごれを洗浄すれば最終的な
製品としての現像剤担持体１２が完成する。

尚、上記実施例に於いてはゴム層に着磁を施す工程を複
合ゴム層５′形成後に実施したが、この着磁工程は、他
の例えば、複合ゴムＭ５−に第１表面加工を施した後や
弾性誘電層６−に第２表面加工を施した後、或いは、第
２接着剤７ｂ−乾燥後若しくは電極層７′に第３表面加
工を施した後等に実施することも可能である。但し、＠
磁後の塵の付着や着磁時の取扱いによるワーク外周面の
キズの発生等を考慮すれば、第２接着剤７ｂ＝乾燥後が
望ましい。又、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１工程又は３工程以上に分割して
も良い。更に、第１表面加工は省略することも可能であ
る。

効　果 以上詳述した如く、本発明によれば、中間層としてゴム
材からなる弾性誘電層を介在させることにより、剛性体
の潜像担持体に対しても柔軟に接触し好適な現像効果を
発揮できる現像剤担持体を容易に製造可能となる。又、
導電性支持体に一体にゴムを媒体とづるゴムマグネット
層を形成すると共に電極厚みと電極層厚が等しくなる様
に電極層を形成することにより、磁力調整の手間が省か
れて組立作業性が向上すると共に電極厚みを電極層厚で
代用して容易且つ確実に管理することができる。従って
、十分な磁力を確保して軽量化が促進され、且つ、剛性
潜像担持体に対しても所望のエツジ効果を奏する高品質
の現像剤担持体を効率良く低コストで製造可能となる。

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、接着剤を被着する
場合に、他の浸漬成形法（ディップ成形法）等４、図面
の簡単な説明　９′″ 第１図は好適な現像特性を示したグラフ図、第２図は従
来の現像剤担持体を示した模式的断面図第３図は本発明
の１実施例としての現像剤担持体１２を示した模式的断
面図、第４図は電極厚みとその面積率との関係を示した
グラフ図、第５図は本発明方法の１実施例に於ける芯金
４を示した斜視図、第６（ａ）図乃至第６〈Ｃ）図は夫
々同じく複合ゴム層５′の形成工程を示した各説明図、
第７（ａ）図、第７（ｂ）図は夫々同じくゴムマグネッ
ト層５−を示した模式的側面図と模式的正断面図、第８
図は同じく第１表面加工工程を示した模式的断面図、第
９図、第１０図は夫々同じく弾性誘電層６′の第２表面
加工前後の状態を示した各模式的断面図、第１１図、第
１２図は夫々同じく第１接着剤被着工程とその形成量を
示した各模式的断面図、第１３図、第１４図は夫々同じ
く導電性粒子の付着工程とその形成量を示した説明図と
模式的断面図、第１５図は同じく粒子付着工程の他の実
施例を示しＩこ説明図、第１６図は同じく第２接着剤厚
塗り後の形成量を示した模式的断面図、第１７図は同じ
く第３表面加工工程を示した模式的断面図である。

（符号の説明） ２．７：　電極！　４：　芯金 ５′：　複合ゴム層、ゴムマグネット層（表面加工前） ５：　複合ゴム層、ゴムマグネット層 （表面加工後） ６：　弾性Ｍ電層 特許出願人　株式会社　リ　コ　− 第１図 第２図 第５図 第６（Ｃ）目 第７（０）図　第７（ｂ）図 １ 第５図 第９図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 ａ ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電性支持体上に、ゴムと磁性材料の混合材料から
   なる複合体に着磁を施したゴムマグネット層と、ゴム材
   料からなる弾性誘電層と、微小電極としての多数の導電
   性粒子が誘電性接着剤中に夫々相互に電気的絶縁状態に
   保持されてなる電極層とが積層され構成されていること
   を特徴とする現像剤担持体。 ２、上記第１項に於いて、前記誘電性接着剤はエポキシ
   樹脂からなる常温硬化性接着剤であることを特徴とする
   現像剤担持体。 ３、導電性材料からなる支持体を形成する工程と、前記
   支持体上にゴム材料と磁性材料からなる複合ゴム層を形
   成する工程と、前記複合ゴム層に着磁を施す工程と、前
   記複合ゴム層の表面にゴム材料からなる弾性誘ＮＨを形
   成する工程と、前記弾性誘電層表面に誘電性接着剤を被
   着すると共に前記弾性誘電層上に微小電極としての多数
   の導電性粒子を付着させ電極層を形成する工程と、前記
   電極層に表面加工を施し前記各導電性粒子の一部を表面
   に露出させる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。 ４、上記第３項に於いて、前記電＃１層を形成する工程
   は、前記弾性誘電層表面に誘電性の第１接着剤を被着す
   る工程と、前記第１接着剤が被着された前記弾性誘電層
   上に前記導電性粒子を付着させる工程と、前記第１接着
   剤を乾燥する工程と、前記第１接着剤及び前記導電性粒
   子上に誘電性の第２接着剤をオーバーコートする工程と
   からなることを特徴とする現像剤担持体の製造方法。 ５、上記第４項に於いて、前記第１接着剤及び前記第２
   接着剤はエポキシ樹脂からなる常温硬化性接着剤である
   ことを特徴とする現像剤担持体の製造方法。