JP2009069274A - Method for manufacturing toner carrier, and toner carrier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナー担持体の製造方法及びトナー担持体に関し、特に基体の一部に設けた絶縁層上に配線パターンが形成されたトナー担持体の製造方法及びトナー担持体。 The present invention relates to a toner carrier manufacturing method and a toner carrier, and in particular, a toner carrier manufacturing method and a toner carrier in which a wiring pattern is formed on an insulating layer provided on a part of a substrate.
近年、デジタルファブリケーションという印刷技術を応用した物作り技術が注目されている。代表的なものとして、スクリーン印刷法とインクジェット法を応用した配線形成技術がある。 In recent years, a manufacturing technique that applies a printing technique called digital fabrication has attracted attention. As a typical example, there is a wiring formation technique using a screen printing method and an ink jet method.
スクリーン印刷法は、一種の孔版印刷であり、配線パターンが形成された版を用いて導電性ペーストを基板に印刷する方法である。スクリーン印刷法に代表されるような有版印刷法は、版を必要とするため、少量多品種の生産には向かないが、大量生産では低コスト化が見込める方法である。 The screen printing method is a kind of stencil printing and is a method of printing a conductive paste on a substrate using a plate on which a wiring pattern is formed. The plate printing method represented by the screen printing method requires a plate and is not suitable for the production of a small variety of products. However, the mass production can reduce the cost.
インクジェット法は、インクジェットヘッドを用いて導電性インクを基板にオンデマンドに塗布する方法である。マスクレスのため少量多品種の生産には向いている。 The ink jet method is a method for applying conductive ink on a substrate on demand using an ink jet head. Because it is maskless, it is suitable for production of a small variety of products.
印刷技術以外の配線形成方法としては、従来のフォトリソグラフィー法がある。フォトリソグラフィー法は、絶縁基板に銅メッキを施し、その上にフォトレジストを塗布して、フォトマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成し、銅エッチチングにより配線パターンを形成するものである。対象物（基体）が円筒の場合、フォトマスクを介した露光が難しくなるため、光源を目的の線幅まで絞込み、光源をON/OFF制御しながら走査してレジストパターンを形成する方法がある。 As a wiring forming method other than the printing technique, there is a conventional photolithography method. The photolithographic method is a method in which a copper plating is applied to an insulating substrate, a photoresist is applied thereon, exposed and developed through a photomask to form a resist pattern, and a wiring pattern is formed by copper etching. is there. When the object (substrate) is a cylinder, exposure through a photomask becomes difficult. Therefore, there is a method of forming a resist pattern by narrowing the light source to a target line width and performing scanning while controlling the light source ON / OFF.
次に、配線パターンの形成方法として、電子写真技術を応用した例を示す。例えば、有機光導電層を有する電子写真感光体層を形成した基板に、（イ）該電子写真感光体を帯電させる工程、（ロ）該電子写真感光体を選択的に露光し、静電潜像を形成する工程、（ハ）該静電潜像に応じて該電子写真感光体にトナーを付着させ、パターンを形成する工程、（ニ）該パターンを形成した基板を焼成し、該有機光導電層を除去するとともにパターンを基板に直接固着させる工程によって、該トナーからなる所望のパターンを得ることを特徴としている（特許文献１参照）。 Next, an example in which electrophotographic technology is applied as a wiring pattern forming method will be described. For example, (b) a step of charging the electrophotographic photosensitive member on a substrate on which an electrophotographic photosensitive layer having an organic photoconductive layer is formed, and (b) selectively exposing the electrophotographic photosensitive member to A step of forming an image, (c) a step of attaching a toner to the electrophotographic photosensitive member in accordance with the electrostatic latent image to form a pattern, and (d) firing the substrate on which the pattern is formed, and A desired pattern made of the toner is obtained by removing the conductive layer and fixing the pattern directly to the substrate (see Patent Document 1).
また、基板上の金属箔層をエッチングまたはリフトオフにより回路パターンを作製する方法において、パターニングするためのレジストパターンを液体現像法で形成することを特徴としている（特許文献２参照）。ここでの液体現像法は、予め帯電された感光体表面上に回路パターンに応じた電界分布潜像を形成し、レジスト部材を付着させて前記回路パターンに応じたレジスト像を形成し、基板上または前記金属箔層上に転写することである。この方法は、マスクレスでレジストパターンを形成できるメリットがある。 Further, in a method for producing a circuit pattern by etching or lift-off of a metal foil layer on a substrate, a resist pattern for patterning is formed by a liquid development method (see Patent Document 2). In this liquid development method, an electric field distribution latent image corresponding to a circuit pattern is formed on a surface of a precharged photoconductor, a resist member is attached, and a resist image corresponding to the circuit pattern is formed on the substrate. Alternatively, transfer onto the metal foil layer. This method has an advantage that a resist pattern can be formed without a mask.
湿式の電子写真現像方式を用いた回路パターン形成方法であって、絶縁性のキャリア液と当該キャリア液に懸濁された帯電したトナー粒子とを含む現像液に、回路パターンの静電潜像が形成された感光体を浸漬し、当該静電潜像に前記トナー粒子を付着させて当該感光体上にトナー顕像を形成する現像工程と、前記トナー顕像を乾燥させて前記キャリア液を除去する乾燥工程と、乾燥させた前記トナー顕像を絶縁性基板に転写する転写工程と、転写された前記トナー顕像を加熱して回路パターンを焼成する焼成工程とを有することを特徴としている（特許文献３参照）。 A circuit pattern forming method using a wet electrophotographic development method, wherein an electrostatic latent image of a circuit pattern is formed in a developer containing an insulating carrier liquid and charged toner particles suspended in the carrier liquid. A developing step of immersing the formed photoconductor to attach the toner particles to the electrostatic latent image to form a toner image on the photoconductor, and drying the toner image to remove the carrier liquid A drying step, a transfer step of transferring the dried toner image onto an insulating substrate, and a baking step of heating the transferred toner image and baking a circuit pattern ( (See Patent Document 3).
また、感光体を用いずに、絶縁基板に直接イオンフロー法で潜像を形成し、湿式現像法で着色トナーを付着させ、カラーフィルタを作製する方法が提案されている（特許文献４参照）。 Further, there has been proposed a method for forming a color filter by forming a latent image directly on an insulating substrate by an ion flow method without using a photoconductor, and attaching a colored toner by a wet development method (see Patent Document 4). .
次に、トナー担持体について説明する。感光体にトナー担持体を接触させない現像方式、いわゆる非接触現像方式がいくつか提案されており、クラウド法やジャンピング法による現像方式が知られている。このうち、クラウド法は、トナー担持体に２種類の電極を配置し、交番電圧を印加することにより、トナー担持体上のトナーをホッピングさせて感光体に現像する方式であり、非磁性一成分トナーを現像する方法として、優れた方式であることが知られている。なお、以下に記載する従来技術の説明においては、同意語であっても異なる表現で記載されている場合がある。例えば、トナー担持体、現像剤担持搬送体、静電搬送装置、現像剤担持体、現像ローラは、同意語であると考え得る。 Next, the toner carrier will be described. Several development methods that do not bring the toner carrier into contact with the photoreceptor, so-called non-contact development methods, have been proposed, and development methods using the cloud method or jumping method are known. Among these, the cloud method is a method in which two types of electrodes are arranged on a toner carrier and an alternating voltage is applied to hop toner on the toner carrier and develop it on a photosensitive member. It is known that this is an excellent method for developing toner. In the description of the prior art described below, even synonyms may be described in different expressions. For example, toner carrier, developer carrier, electrostatic carrier, developer carrier, and developing roller can be considered synonymous.
現像剤担持搬送体を駆動させて現像剤を像担持体に搬送する現像装置において、上記現像剤担持搬送体によって搬送される現像剤を予備荷電する予備荷電手段を設けると共に、この現像剤担持搬送体上に電界カーテンを作用させる電界カーテン発生手段を設けたことを特徴とする現像装置が提案されている（特許文献５参照）。 In the developing device for driving the developer carrying transport body to transport the developer to the image carrying body, a precharging means for precharging the developer transported by the developer carrying transport body is provided, and the developer carrying transport is provided. There has been proposed a developing device characterized in that an electric field curtain generating means for applying an electric field curtain to the body is provided (see Patent Document 5).
粉体を静電力で移動させる静電搬送装置において、前記粉体を静電力で搬送、ホッピングさせるための電界を発生させる複数の電極を有する搬送基板を備え、前記電極の前記粉体進行方向における幅が前記粉体の平均粒径の１倍以上２０倍以下で、かつ、前記電極の前記粉体進行方向の間隔が前記粉体の平均粒径の１倍以上２０倍以下であり、各電極にはｎ相（ｎは３以上の整数）以上の駆動波形が印加されることを特徴とする静電搬送装置が提案されている（特許文献６参照）。 An electrostatic transfer device for moving powder with an electrostatic force, comprising: a transfer substrate having a plurality of electrodes for generating an electric field for transferring and hopping the powder with an electrostatic force; The width is 1 to 20 times the average particle diameter of the powder, and the distance between the electrodes in the powder traveling direction is 1 to 20 times the average particle diameter of the powder. Has proposed an electrostatic transfer device in which a driving waveform of n phase (n is an integer of 3 or more) or more is applied (see Patent Document 6).
非磁性トナーを担持する現像剤担持体表面に、絶縁部を介して周期的な導電性電極パターンを設け、該電極に所望のバイアス電位を与えることで現像剤担持体表面近傍に電界勾配を発生せしめ、前記現像剤担持体上に前記非磁性トナーを付着搬送させることを特徴とする現像装置が提案されている（特許文献７参照）。 A periodic conductive electrode pattern is provided on the surface of the developer carrier carrying non-magnetic toner via an insulating part, and an electric field gradient is generated near the surface of the developer carrier by applying a desired bias potential to the electrode. A developing device has been proposed in which the non-magnetic toner is adhered and conveyed onto the developer carrying member (see Patent Document 7).
互いに絶縁された状態で所定方向に並ぶ複数の電極を有する電極パターンを備えた、表面移動可能なトナー担持体を具備し、前記複数の電極における所定の電極を起点にした奇数番目の電極の集合体である奇数番目電極群と偶数番目の電極の集合体である偶数番目電極群との間に電位差を生起せしめることで、前記トナー担持体の表面上のトナーを電極間で移動させながら前記トナー担持体の表面移動によって潜像担持体との対向位置まで搬送して前記潜像担持体上の潜像に付着させる現像装置において、奇数番目の電極と偶数番目の電極とにそれぞれ互いに位相ズレしたパルス電圧を印加することで前記トナー担持体の表面上のトナーを電極間で移動させるようにしたことを特徴とする現像装置を提案している（特許文献８参照）。
しかしながら、上記のような技術には、以下の問題点がある。 However, the above techniques have the following problems.
スクリーン印刷法は、スクリーンの線径があまり細くできないため、線幅やピッチの細かいものには対応できないという問題がある。また、対象物（基体）が円筒の場合、円筒形状の直径（＝周長）に僅かなばらつきがあると、印刷のつなぎ目部でパターンの位置精度が悪くなると言った不具合が生じることも、有版印刷法特有の問題点である。 The screen printing method has a problem that the screen diameter cannot be reduced so much that the screen printing method cannot cope with a fine line width or pitch. In addition, when the object (base) is a cylinder, if there is a slight variation in the diameter (perimeter) of the cylinder, there may be a problem that the pattern position accuracy deteriorates at the joints of printing. This is a problem peculiar to the plate printing method.
インクジェット法は、配線パターンの配線幅やピッチが細かいものが要求された場合、他の印刷方法と比較して、印刷時間が長くなり、加工コストが高くなるという問題や、大量生産や大面積化に向かないという問題点がでてくる。 In the inkjet method, when a fine wiring width or pitch of the wiring pattern is required, the printing time becomes longer and the processing cost becomes higher than other printing methods, and the mass production and area increase. The problem that it is not suitable.
フォトリソグラフィー法は、マスク露光とは異なり、光源を走査しながら少しずつレジストを硬化させるため、加工時間が長くなり、加工コストが高くなるという問題や、大量生産や大面積化に向かないという問題点がでてくる。また、銅電極をエッチングにより除去するため、材料使用量に無駄が生じることや、エッチング液や有機溶剤を使用することから環境負荷の高い製造方法になると言った問題点がある。 Unlike mask exposure, the photolithographic method hardens the resist little by little while scanning the light source, which increases the processing time and processing costs, and is not suitable for mass production and large area. A dot comes out. In addition, since the copper electrode is removed by etching, there is a problem that the amount of material used is wasted, and that an etching solution or an organic solvent is used, resulting in a manufacturing method with a high environmental load.
電子写真技術を応用した例として上述した有機光導電層を有する電子写真感光体層を形成した基板を用いる配線パターンの形成方法は、基板に有機光導電層が必要になることや、有機光導電層を除去する工程が必要になることから、工程が煩雑になり、加工コストが高くなるという問題点がある。 As an example of applying electrophotographic technology, a wiring pattern forming method using a substrate on which an electrophotographic photosensitive layer having an organic photoconductive layer described above is used requires an organic photoconductive layer on the substrate, or an organic photoconductive layer. Since a process for removing the layer is required, there is a problem that the process becomes complicated and the processing cost increases.
また、基板上の金属箔層をエッチングまたはリフトオフにより回路パターンを作製する方法は、基板に金属を製膜する工程やエッチング工程があるため、工程数が多くなる。また、金属箔層をエッチングまたはリフトオフにより除去するため、材料使用量に無駄が生じることや、エッチング液や有機溶剤を使用することから環境負荷の高い製造方法になると言った問題点がある。 In addition, the method for producing a circuit pattern by etching or lift-off the metal foil layer on the substrate requires a large number of steps because there are a step of forming a metal on the substrate and an etching step. In addition, since the metal foil layer is removed by etching or lift-off, there are problems that the amount of material used is wasted, and that an etching solution or an organic solvent is used, resulting in a manufacturing method with a high environmental load.
また、湿式の電子写真現像方式を用いた回路パターン形成方法は、感光体が必要になることや、トナー顕像を絶縁性基板に転写する転写工程が必要になることから、工程が煩雑になり、加工コストが高くなるという問題点がある。 In addition, the circuit pattern forming method using the wet electrophotographic development method requires a photoconductor and a transfer process for transferring the toner image to an insulating substrate, which makes the process complicated. There is a problem that the processing cost becomes high.
感光体を用いず、絶縁基板に直接イオンフロー法で潜像を形成し、湿式現像法で着色トナーを付着させ、カラーフィルタを作製する方法は、イオンフロー法を用いる場合、任意の潜像パターンを形成するためには、多チャンネル化が必要であり、しかも、コロナ放電でイオンを発生させるために高電圧をかける必要がある。多チャンネルをON/OFF制御する高電圧仕様の駆動回路が高価であることや、消費電力が大きいといった問題がある。また、イオンフロー装置の耐久性が低いことも問題になる。 Without using a photoconductor, a latent image is formed directly on an insulating substrate by an ion flow method, and a colored toner is attached by a wet development method to produce a color filter. In order to form, it is necessary to increase the number of channels, and it is necessary to apply a high voltage to generate ions by corona discharge. There is a problem that a high-voltage drive circuit for ON / OFF control of multiple channels is expensive and power consumption is large. Another problem is that the durability of the ion flow device is low.
また、上記粉体を静電力で移動させる静電搬送装置を構成する搬送基板の電極は、蒸着法又は電着法で形成された後、エッチングでパターンニングされたものであり、支持基板上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜０．２μｍ厚で成膜し、これをフォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。これは、前述のフォトリソグラフィー法であり、フォトリソグラフィー法の問題点が生じることになる。 Moreover, the electrode of the conveyance board | substrate which comprises the electrostatic conveyance apparatus which moves the said powder with an electrostatic force is formed by the vapor deposition method or the electrodeposition method, and is patterned by the etching. A conductive material such as Al or Ni—Cr is formed to a thickness of 0.1 to 0.2 μm, and this is formed by patterning into a required electrode shape using a photolithographic technique or the like. This is the above-described photolithography method, which causes a problem of the photolithography method.
上記非磁性トナーを担持する現像剤担持体表面に、絶縁部を介して周期的な導電性電極パターンを設け、該電極に所望のバイアス電位を与えることで現像剤担持体表面近傍に電界勾配を発生せしめ、前記現像剤担持体上に前記非磁性トナーを付着搬送させることを特徴とする現像装置の現像剤担持体の作製にあたっては、ポリイミドフィルム等の絶縁部材に電極を形成したものを通常の現像ローラの外周に貼り付けるという方法を採っており、これでは、ポリイミドフィルムを現像ローラの外周に貼り付けた時に生じるつなぎ目部の精度不良が画像品質の劣化を起こしてしまう。 A periodic conductive electrode pattern is provided on the surface of the developer carrying member carrying the non-magnetic toner through an insulating portion, and an electric field gradient is generated in the vicinity of the developer carrying member surface by applying a desired bias potential to the electrode. In the production of the developer carrying member of the developing device characterized in that the non-magnetic toner is adhered and transported onto the developer carrying member, an ordinary member in which an electrode is formed on an insulating member such as a polyimide film is used. Adhering to the outer periphery of the developing roller is employed, and in this case, the image quality deteriorates due to poor accuracy at the joints when the polyimide film is attached to the outer periphery of the developing roller.
上記トナー担持体の表面上のトナーを電極間で移動させるようにしたことを特徴とする現像装置のトナー担持体は、絶縁体であるアクリル樹脂の円筒に軸穴を設け、ステンレス製の電極軸を円筒の軸穴に圧入して電極軸を奇数番目電極群、偶数番目電極群にそれぞれ接続する。次いで、トナー担持体の表面を外周旋削によって平滑に仕上げ、溝のピッチが１００[μｍ]、溝幅が５０[μｍ]となるように溝の切削を行う。溝切削を行ったローラに無電解ニッケルのメッキを施し、無電解ニッケのメッキを施したローラの外周を旋削して不要な導体膜を取り除く。その後、ローラにシリコーン系樹脂をコーティングすることでローラの表面を平滑にし、同時に表面保護層（厚み約５[μｍ]、体積抵抗率約１０Ｅ１０[Ω・ｃｍ]）を形成してトナー担持体を製作している。しかし、この方法では、製作工程が多く煩雑であり、溝加工を切削で行っているため加工時間が長く、加工コストが高くなるという問題点がある。 The toner carrier of the developing device, wherein the toner on the surface of the toner carrier is moved between the electrodes, has a shaft hole in an acrylic resin cylinder as an insulator, and has a stainless steel electrode shaft. Is pressed into a cylindrical shaft hole, and the electrode shaft is connected to the odd-numbered electrode group and the even-numbered electrode group, respectively. Next, the surface of the toner carrier is smoothly finished by peripheral turning, and the grooves are cut so that the groove pitch is 100 [μm] and the groove width is 50 [μm]. The grooved roller is plated with electroless nickel, and the outer periphery of the roller plated with electroless nickel is turned to remove unnecessary conductor films. Thereafter, the surface of the roller is smoothed by coating the roller with a silicone resin, and at the same time, a surface protective layer (thickness of about 5 [μm], volume resistivity of about 10E10 [Ω · cm]) is formed to form a toner carrier. I'm making it. However, this method has many manufacturing steps and is complicated, and has a problem that the processing time is long and the processing cost is high because the grooving is performed by cutting.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、電子写真技術を物作りに応用し、感光体や転写工程等を必要とせず、簡便な方法で基体の絶縁層上に配線パターンを形成することが出来るトナー担持体の製造方法及びトナー担持体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation. Electrophotographic technology is applied to manufacturing, and a wiring pattern is formed on an insulating layer of a substrate by a simple method without requiring a photoreceptor or a transfer process. It is an object of the present invention to provide a toner carrier manufacturing method and a toner carrier that can be formed.
請求項１記載の発明は、導電材料の一部に絶縁層を設けた基体と、前記基体の絶縁層上に形成する静電パターンとほぼ同一のパターン形状が導電材料で形成されている帯電部材と、から成るトナー担持体の製造方法であって、前記帯電部材に高電圧を印加し、前記基体の絶縁層上に静電パターンを形成するステップと、前記形成された静電パターン上に、一部に導電性を有する粉体を付着させるステップと、前記付着させた粉体を加熱焼成することにより、前記基体の絶縁層上に配線パターンが形成されるステップと、を備えることを特徴とするトナー担持体の製造方法である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a charging member in which a base having an insulating layer formed on a part of a conductive material, and a pattern shape substantially the same as an electrostatic pattern formed on the insulating layer of the base is formed of the conductive material. A method for producing a toner carrier comprising: applying a high voltage to the charging member to form an electrostatic pattern on the insulating layer of the substrate; and on the formed electrostatic pattern, A step of attaching a conductive powder to a part thereof, and a step of forming a wiring pattern on the insulating layer of the substrate by heating and baking the attached powder. This is a method for producing a toner carrier.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の方法において、前記トナー担持体の基体は、ローラ形状の部材であり、前記配線パターンが形成されるステップは、前記基体のローラ外周面上に設けられた絶縁層上に配線パターンが形成されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the method according to the first aspect, the substrate of the toner carrier is a roller-shaped member, and the step of forming the wiring pattern is provided on the outer peripheral surface of the roller of the substrate. A wiring pattern is formed on the insulating layer formed.
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の方法において、前記帯電部材に形成されているパターン形状は、前記帯電部材上に製膜されている導電材料の上に、絶縁材料で前記パターン形状が形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the method according to the first or second aspect, the pattern shape formed on the charging member is formed of an insulating material on the conductive material formed on the charging member. A pattern shape is formed.
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の方法において、前記帯電部材は、前記帯電部材上に製膜されている導電材料上に導電材料の有無のパターンが形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method according to any one of the first to third aspects, the charging member has a conductive material presence / absence pattern formed on the conductive material formed on the charging member. It is characterized by being.
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の方法において、前記帯電部材は、平板形状であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the method according to any one of the first to fourth aspects, the charging member has a flat plate shape.
請求項６記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の方法において、前記帯電部材は、ベルト形状であることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the method according to any one of the first to fourth aspects, the charging member has a belt shape.
請求項７記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の方法において、前記帯電部材は、ローラ形状であることを特徴とする。
The invention according to
請求項８記載の発明は、請求項７記載の方法において、前記ローラ形状の帯電部材の外径と、作製するトナー担持体の外径をほぼ同径とし、前記静電パターンを形成するステップによる形成時に前記帯電部材と前記トナー担持体をそれぞれ回転させ、その角速度を同じにすることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the method according to the seventh aspect, the outer diameter of the roller-shaped charging member and the outer diameter of the toner carrier to be manufactured are substantially the same, and the electrostatic pattern is formed. The charging member and the toner carrier are respectively rotated at the time of formation so that the angular velocities thereof are the same.
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項記載の方法において、前記静電パターンを形成するステップは、前記帯電部材を、基体の一部に設けた絶縁層に接触させた状態で電位差を与えることで、前記導電材料で形成されたパターン形状とほぼ同一の静電パターンを前記絶縁層に形成することを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the method according to any one of the first to eighth aspects, in the step of forming the electrostatic pattern, the charging member is brought into contact with an insulating layer provided on a part of the substrate. By applying a potential difference in the above state, an electrostatic pattern substantially the same as the pattern shape formed of the conductive material is formed on the insulating layer.
請求項１０記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項記載の方法において、前記静電パターンを形成するステップは、前記帯電部材を、基体の一部に設けた絶縁層と微少な空隙を設けて配置した状態で電位差を与えることで、前記導電材料形成されたパターン形状とほぼ同一の静電パターンを前記絶縁層に形成することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the method according to any one of the first to eighth aspects, the step of forming the electrostatic pattern includes the step of forming the charging member with an insulating layer provided on a part of a substrate and a slight amount. By providing a potential difference in a state where a gap is provided, an electrostatic pattern substantially the same as the pattern shape formed with the conductive material is formed on the insulating layer.
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０のいずれか１項記載の方法において、前記基体の一部に設けた絶縁層を、予め正負いずれか一方の電荷で帯電させた後、前記帯電部材によって、逆符号の電荷のパターンを形成するステップを備えることを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the method according to any one of
請求項１２記載の発明は、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法において、前記粉体を付着させるステップは、乾式現像法を用いることを特徴とする。 A twelfth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the step of attaching the powder uses a dry development method.
請求項１３記載の発明は、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法において、前記粉体を付着させるステップは、湿式現像法（液体現像法）を用いることを特徴とする。 A thirteenth aspect of the invention is characterized in that, in the method according to any one of the first to eleventh aspects, the step of attaching the powder uses a wet development method (liquid development method).
請求項１４記載の発明は、請求項１から１３のいずれか１項記載のトナー担持体の製造方法により製造されたトナー担持体である。 A fourteenth aspect of the present invention is a toner carrier manufactured by the method for manufacturing a toner carrier according to any one of the first to thirteenth aspects.
本発明によれば、感光体や転写工程等の手間を必要とせず、基体の絶縁層上に配線パターンを形成することが出来る。 According to the present invention, it is possible to form a wiring pattern on the insulating layer of the substrate without the need for troubles such as a photoreceptor or a transfer process.
以下に、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, since the Example described below is a suitable Example of this invention, various technically preferable restrictions are attached | subjected, However, The scope of the present invention limits this invention especially in the following description. As long as there is no description of the effect, it is not restricted to these aspects.
また、本発明の構成・動作について説明する際に用いる図は、注記がない限り断面図を使用している。図中の符号は、帯電材料１、導電性基板ａ（２）、絶縁材料ａ（３）、導電性基板ｂ（４）、絶縁材料ｂ（５）、帯電部材ａ（６）、試料基板ａ（７）、絶縁材料ｃ（８）、帯電部材ｂ（９）、導電性基板ｃ（ローラ）１０、試料基板ｂ（ローラ）１１、導電性基板ｄ（ローラ）１２、帯電部材ｃ（ローラ）１３である。
The drawings used for explaining the configuration and operation of the present invention are cross-sectional views unless otherwise noted. The reference numerals in the figure indicate charging
＜帯電部材ａ（６）の作製＞
図１は、本実施例に係る帯電材料１が塗布された導電性基板ａ（２）の断面図（ａ）と、帯電材料１が形成するパターンを説明するための上面図（ｂ）である。本実施例では、導電性基板ａとしてSUS製の平板を、帯電材料（導電材料）１として未硬化のメラミン樹脂に硬化開始剤とカーボンブラックを添加して、製膜後の体積固有抵抗値が104〜106Ω・cmの範囲に調整された材料を使用し、帯電部材ａ（６）を作製する。SUS基板上に未硬化の帯電材料を５０μｍの膜厚になるように均一に塗布し、１５０℃の温度で３０分間加熱してメラミン樹脂を硬化させる。次いで、レーザーアブレーション法によって前記帯電材料を選択的に除去し、図１（ｂ）に示すような線幅50μm、ピッチ100μmの帯電材料のパターンを形成する。
<Preparation of Charging Member a (6)>
FIG. 1 is a cross-sectional view (a) of a conductive substrate a (2) coated with a charging
ここで、導電性基板ａにはSUS材の他、導電性の部材であればいずれも使用可能であるが、材料コストや加工コストを考慮すると、アルミ、鉄、銅、真鍮等を使用することが望ましい。 Here, any conductive member other than SUS material can be used for the conductive substrate a. However, considering material cost and processing cost, aluminum, iron, copper, brass, etc. should be used. Is desirable.
また、帯電材料１のベースレジンには、熱硬化性樹脂が望ましく、メラミン樹脂の他に、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、フラン樹脂、アルキッド樹脂等の熱硬化性樹脂や、これら熱硬化性樹脂を２種以上含む混合物であっても使用することができる。また、ガラスやセラミックス等の無機材料や、後述の熱可塑性樹脂でも使用することができる。
The base resin of the charging
また、帯電材料１の導電性付与部材としては、カーボンブラックの他に、銀や銅等の金属微粒子（ナノ粒子）や、カーボンナノチューブ、ATO粉末、ITO粉末、各種フェライト粉末等を使用することができ、ベースレジンに導電性付与部材を添加して、体積固有抵抗値が104〜1010Ω・cmの範囲、望ましくは104〜106Ω・cmの範囲に調整されている材料が良い。
Further, as the conductivity imparting member of the charging
SUS基板上に塗布する帯電材料の膜厚は、薄すぎると静電パターンを形成するために高電圧を印加した時にSUS基板側に電流がリークして絶縁材料が絶縁破壊されるため、少なくとも20μｍ以上が望ましい。また、膜厚が厚い場合には帯電部材としての機能上の問題はないが、製造時の加熱硬化時間が長くなり生産効率が悪くなるため、１００μｍ以下であることが望ましい。 If the film thickness of the charging material applied on the SUS substrate is too thin, a current leaks to the SUS substrate side when a high voltage is applied to form an electrostatic pattern, and the insulating material breaks down. The above is desirable. Further, when the film thickness is thick, there is no problem in function as a charging member, but it is desirable that the thickness is 100 μm or less because the heat curing time during production becomes long and the production efficiency deteriorates.
前記導電性基板上に帯電材料を塗布する方法としては、スプレーコート，ディップコート、ロールコート、スピンコート、バーコート、ブレードコート等の各種製膜方法が使用できる。 As a method for applying the charging material on the conductive substrate, various film forming methods such as spray coating, dip coating, roll coating, spin coating, bar coating, blade coating and the like can be used.
帯電材料のベースレジンが熱可塑性樹脂でも使用することができ、前記体積固有抵抗値の範囲に入るように熱可塑性樹脂に導電性付与部材を添加したものや、イオン導電性を有する熱可塑性樹脂を用いて、射出成形法や押出成形法、熱プレス成形法等の樹脂加工法により、平板や円筒形状の導電性基板上に直接成形しても良い。 The base resin of the charging material can also be used as a thermoplastic resin, and a material in which a conductivity imparting member is added to the thermoplastic resin so as to fall within the range of the volume specific resistance value or a thermoplastic resin having ionic conductivity. It may be formed directly on a flat or cylindrical conductive substrate by a resin processing method such as an injection molding method, an extrusion molding method, or a hot press molding method.
形成する帯電材料の膜厚は、成形加工が容易になる厚みであることが望ましく、０．５〜５ｍｍ程度の膜厚が良い。 The thickness of the charging material to be formed is desirably a thickness that facilitates the molding process, and is preferably about 0.5 to 5 mm.
更に、帯電材料表面の平滑性が要求される場合には、射出成形法や押出成形法で形成した後に、切削法や研削法等で表面を２次加工しても良い。 Furthermore, when the surface of the charging material is required to be smooth, the surface may be secondarily processed by a cutting method, a grinding method, or the like after being formed by an injection molding method or an extrusion method.
また、レーザーアブレーション法によって前記帯電材料を選択的に除去し、帯電材料の任意パターンを形成した後、凹部や全面に絶縁材料ａ（３）を塗布（塗工）しても同様に使用することができる。図２及び図３は、絶縁材料ａ（３）を塗布（塗工）した導電性基板ａ（１）の断面図である。 In addition, after the electrification material is selectively removed by laser ablation and an arbitrary pattern of the electrification material is formed, the insulating material a (3) is applied (coated) to the concave portion or the entire surface. Can do. 2 and 3 are cross-sectional views of the conductive substrate a (1) to which the insulating material a (3) is applied (coated).
＜試料基板ａ（７）の作製＞
導電性基板ｂ（４）としてSUS製の平板を、絶縁材料ｂ（５）として未硬化のメラミン樹脂に硬化開始剤を添加した材料を使用し、試料基板ａ（７）を作製する（図４参照）。SUS基板上に未硬化の絶縁材料を２０μｍの膜厚になるように均一に塗布し、１５０℃の温度で３０分間加熱して硬化させた。
<Preparation of Sample Substrate a (7)>
Using a plate made of SUS as the conductive substrate b (4) and a material obtained by adding a curing initiator to an uncured melamine resin as the insulating material b (5), a sample substrate a (7) is produced (FIG. 4). reference). An uncured insulating material was uniformly applied on the SUS substrate so as to have a film thickness of 20 μm, and was cured by heating at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes.
ここで、導電性基板にはSUS材の他、導電性の部材であればいずれも使用可能であるが、材料コストや加工コストを考慮すると、アルミ、鉄、銅、真鍮等を使用することが望ましい。 Here, any conductive substrate other than SUS material can be used as long as it is a conductive member, but considering material cost and processing cost, aluminum, iron, copper, brass, etc. can be used. desirable.
また、絶縁材料ｂ（５）には、熱硬化性樹脂が望ましく、メラミン樹脂の他に、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂や、これら熱硬化性樹脂を２種以上含む混合物でも使用することができる。熱硬化性樹脂以外にも、熱可塑性樹脂やガラスやセラミックス等の無機材料でも使用することができる。 The insulating material b (5) is preferably a thermosetting resin, and in addition to a melamine resin, an epoxy resin, a polyester resin, a phenol resin, an alkyd resin, a polyurethane resin, a silicon resin, a polyimide resin, a urea resin, and an aniline resin. Also, thermosetting resins such as furan resins and mixtures containing two or more of these thermosetting resins can be used. In addition to the thermosetting resin, an inorganic material such as a thermoplastic resin, glass or ceramics can also be used.
前記導電性基板ｂ（４）上に絶縁材料を塗布する方法としては、スプレーコート，ディップコート、ロールコート、スピンコート、バーコート、ブレードコート等の製膜方法が使用できる。また、熱可塑性樹脂の場合には、射出成形法や押出成形法、熱プレス成形法等の熱成形法を使用することができる。 As a method for applying the insulating material on the conductive substrate b (4), a film forming method such as spray coating, dip coating, roll coating, spin coating, bar coating, blade coating or the like can be used. In the case of a thermoplastic resin, a thermoforming method such as an injection molding method, an extrusion molding method, or a hot press molding method can be used.
また、SUS基板上に絶縁材料を塗布する膜厚は、薄すぎるとトナー担持体の使用時に配線パターンに電圧を印加した時にSUS基板側に電流がリークして絶縁材料が絶縁破壊されるため、少なくとも5μｍ以上が望ましい。また、膜厚が厚い場合にはトナー担持体の機能上には問題はないが、製造時の加熱硬化時間が長くなり生産効率が悪くなるため、１００μｍ以下であることが望ましい。 Also, if the film thickness for applying the insulating material on the SUS substrate is too thin, current will leak to the SUS substrate side when a voltage is applied to the wiring pattern when using the toner carrier, and the insulating material will break down. At least 5 μm or more is desirable. In addition, when the film thickness is thick, there is no problem in the function of the toner carrier, but since the heat curing time during production becomes long and the production efficiency deteriorates, the thickness is preferably 100 μm or less.
＜配線パターン作製（帯電工程〜現像工程〜乾燥・加圧焼結工程）＞
上記帯電部材ａ（６）と上記試料基板７を図５に示すように100μｍのギャップの非接触状態でセットし、この状態で１ｋＶの電位を帯電部材ａ（６）に与え，試料基板７上に静電イメージ（電荷の像）を形成させる。
<Wiring pattern production (charging process-development process-drying / pressure sintering process)>
As shown in FIG. 5, the charging member a (6) and the
なお、電位の符号は正負いずれでもよく、現像工程で付着させる機能性微粒子の帯電性能で決まるものである。また、予め逆符号の電位で試料基板全面を帯電させておき、帯電部材ａ（６）で電位を与えてもよい。 The sign of the potential may be positive or negative, and is determined by the charging performance of the functional fine particles to be attached in the development process. Alternatively, the entire surface of the sample substrate may be charged in advance with a reverse sign potential, and the potential may be applied by the charging member a (6).
次いで、機能性微粒子を炭化水素溶媒(EXON ISOPAR-H)に分散させ、湿式現像法を用いて試料基板ａ（７）上の静電イメージに機能性微粒子を選択的に付着させる。ここで、機能性微粒子は、銀ナノ粒子を高分子材料でコートし、体積固有抵抗値が104Ω・cm程度で、平均粒子径が１μｍ程度に調整された導電性微粒子を使用する。 Next, the functional fine particles are dispersed in a hydrocarbon solvent (EXON ISOPAR-H), and the functional fine particles are selectively attached to the electrostatic image on the sample substrate a (7) using a wet development method. Here, as the functional fine particles, conductive fine particles are used in which silver nanoparticles are coated with a polymer material, the volume resistivity is about 10 4 Ω · cm, and the average particle diameter is adjusted to about 1 μm.
次いで、試料基板ａ（７）上の導電性微粒子を予備乾燥し、１５０℃のオーブンに入れて３０分間、０．５MPaの加圧力を負荷させながら焼成を行い、銀ナノ粒子を焼結させる。ここで、加圧力に関しては、低すぎると焼結が不十分になり導電性が得られず、高すぎると試料基板が変形してしまうため、０．１〜１０MPaの範囲が望ましい。 Next, the conductive fine particles on the sample substrate a (7) are pre-dried, placed in an oven at 150 ° C., and baked for 30 minutes while applying a pressure of 0.5 MPa to sinter silver nanoparticles. Here, with respect to the applied pressure, if it is too low, the sintering is insufficient and electrical conductivity is not obtained, and if it is too high, the sample substrate is deformed, so a range of 0.1 to 10 MPa is desirable.
この結果、パターンの形成は良好であり、得られた導電性微粒子のパターンの体積固有抵抗値が104Ω・cm程度になることが確認された。 As a result, it was confirmed that the pattern was satisfactorily formed and the volume resistivity of the obtained conductive fine particle pattern was about 10 4 Ω · cm.
機能性微粒子を付着させる方法として、湿式現像法の他に乾式現像法でも良く、この方法は炭化水素溶媒を使用しないため湿式現像法よりも簡便な方法である。但し、乾式現像法に使用できる機能性微粒子は最小で４μｍ程度のため、湿式現像法と比較して精細さに劣るといった欠点があるが、数10μｍ以上のパターン形成を目的とした場合には有意差が生じるものではない。 As a method for attaching the functional fine particles, a dry development method may be used in addition to the wet development method, and this method is simpler than the wet development method because a hydrocarbon solvent is not used. However, since the functional fine particles that can be used in the dry development method are about 4 μm at the minimum, there is a disadvantage that the fineness is inferior to that of the wet development method, but it is significant for the purpose of pattern formation of several tens of μm or more. There is no difference.
上記実施例１により、数μｍ〜数十μｍ幅の微細な電極パターンを精度良く、大量生産に向いた、生産効率の優れた方法で基体に形成することができ、非磁性一成分トナーの非接触現像を可能にするためのトナー担持体を提供することができる。 According to the first embodiment, a fine electrode pattern with a width of several μm to several tens of μm can be formed on a substrate with high accuracy and suitable for mass production, with excellent production efficiency. A toner carrier for enabling contact development can be provided.
＜帯電部材ｂ（９）の作製＞
導電性の平板としてSUS基板（導電性基板ａ（２））を、帯電材料（導電材料）１として未硬化のメラミン樹脂に硬化開始剤とカーボンブラックを添加して、体積固有抵抗値が104〜106Ω・cmの範囲に調整された材料を用意した。SUS基板上に未硬化の帯電材料１を５０μｍの膜厚になるように均一に塗布し、１５０℃の温度で３０分間加熱してメラミン樹脂を硬化させた。次いで、前記帯電材料１上に、絶縁材料ｃ（８）となるネガ型のフォトレジスト(microchem SU-8)を２０μm塗布し、マスク露光して選択的にフォトレジストを硬化させ、現像処理により未露光部（未硬化部）のフォトレジストを除去し、フォトレジストのパターン、すなわち絶縁材料のパターンを得た（図６参照）。
<Preparation of Charging Member b (9)>
A volume resistivity is 10 4 by adding a SUS substrate (conductive substrate a (2)) as a conductive flat plate and a curing initiator and carbon black to an uncured melamine resin as a charging material (conductive material) 1. Materials adjusted to a range of ˜10 6 Ω · cm were prepared. The
なお、ネガ型のフォトレジストの代わりに、ポジ型のフォトレジストを用いても同様のパターンを得ることができる。 Note that a similar pattern can be obtained by using a positive photoresist instead of a negative photoresist.
＜試料基板ａ（７）の作製＞
上記実施例１で使用した試料基板と同様のものを使用した。
<Preparation of Sample Substrate a (7)>
The same sample substrate used in Example 1 was used.
＜配線パターン作製（帯電工程〜現像工程〜乾燥・加圧焼結工程）＞
上記実施例１と同様に、前記帯電部材ｂ（９）と前記試料基板ａ（７）を図７に示すように100μmのギャップの非接触状態でセットし、この状態で１ｋＶの電位を帯電部材ｂ（９）に与え，試料基板ａ（７）上に静電イメージを形成させた。
<Wiring pattern production (charging process-development process-drying / pressure sintering process)>
As in the first embodiment, the charging member b (9) and the sample substrate a (7) are set in a non-contact state with a gap of 100 μm as shown in FIG. 7, and a potential of 1 kV is set in this state. b (9), and an electrostatic image was formed on the sample substrate a (7).
このように、帯電部材が、基材上に製膜されてある導電材料の上に、絶縁材料でパターン形状が形成されることにより、パターン形状を有する絶縁材料で導電材料をマスクするだけの簡便な方法で、導電材料のパターン形状を得ることができ、帯電部材に電圧を印加することで、絶縁基体上に導電材料のパターン形状と同一の静電パターンを形成（複製）することが可能になる。 Thus, the charging member is simply formed by masking the conductive material with the insulating material having the pattern shape by forming the pattern shape with the insulating material on the conductive material formed on the base material. In this way, the pattern shape of the conductive material can be obtained. By applying a voltage to the charging member, it is possible to form (reproduce) the same electrostatic pattern as the pattern shape of the conductive material on the insulating substrate. Become.
次いで、導電性微粒子を炭化水素溶媒(EXON ISOPAR-H)に分散させ、湿式現像法を用いて試料基板ａ（７）上の静電イメージに銀ナノ粒子を高分子材料でコートし、体積固有抵抗値が104Ω・cm程度で、平均粒子径が１μｍ程度に調整された導電性微粒子を選択的に付着させ、試料基板上の導電性微粒子を予備乾燥し、１５０℃のオーブンに入れて30分間、０．５MPaの加圧力を負荷させながら焼成を行い、銀ナノ粒子を焼結させた。 Next, the conductive fine particles are dispersed in a hydrocarbon solvent (EXON ISOPAR-H), and the electrostatic image on the sample substrate a (7) is coated with a polymer material using a wet development method. Conductive fine particles having a resistance value of about 10 4 Ω · cm and an average particle diameter of about 1 μm are selectively attached, and the conductive fine particles on the sample substrate are pre-dried and placed in an oven at 150 ° C. Firing was performed for 30 minutes while applying a pressure of 0.5 MPa to sinter silver nanoparticles.
この結果、パターンの形成は良好であり，得られた導電性微粒子のパターンの体積固有抵抗値が104Ω・cm程度になることが確認された。 As a result, it was confirmed that the pattern formation was good, and the volume resistivity value of the obtained conductive fine particle pattern was about 10 4 Ω · cm.
＜帯電部材ｂ（９）の作製＞
上記実施例２で使用した帯電部材ｂ（９）と同様のものを使用した。
<Preparation of Charging Member b (9)>
The same charging member b (9) used in Example 2 was used.
＜試料基板ｂ（１１）の作製＞
導電性基板としてSUS製のローラ（導電性基板ｃ（１０））を、絶縁材料として未硬化のメラミン樹脂に硬化開始剤を添加した材料（絶縁材料ｂ（５））を用意した。SUS製ローラ上に未硬化の絶縁材料ｂ（５）をディッピング法で１０μｍの膜厚になるように均一に塗布し、１５０℃の温度で３０分間加熱して硬化させた（図８参照）。
<Preparation of Sample Substrate b (11)>
A SUS roller (conductive substrate c (10)) was prepared as a conductive substrate, and a material (insulating material b (5)) obtained by adding a curing initiator to an uncured melamine resin was prepared as an insulating material. An uncured insulating material b (5) was uniformly applied on a SUS roller so as to have a film thickness of 10 μm by dipping, and was cured by heating at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes (see FIG. 8).
このようにトナー担持体の導電性基体を、ローラ形状の部材とすることにより、ローラ外周面上に絶縁層を設けて配線パターンを形成でき、加工装置の小型化が図れる。 Thus, by using the conductive substrate of the toner carrier as a roller-shaped member, an insulating layer can be provided on the outer peripheral surface of the roller to form a wiring pattern, and the processing apparatus can be miniaturized.
ここで、導電性基板ｃ（１０）にはSUS材の他、導電性の部材であればいずれも使用可能であるが、材料コストや加工コストを考慮すると、アルミ、鉄、銅、真鍮等を使用することが望ましい。また、内部が中空のパイプ形状で、その両端に軸部品を接合したものでも同様に使用することができる。 Here, any conductive member other than SUS material can be used for the conductive substrate c (10), but considering material cost and processing cost, aluminum, iron, copper, brass, etc. It is desirable to use it. Further, a pipe having a hollow inside and having shaft parts joined to both ends thereof can be used in the same manner.
＜配線パターン作製（帯電工程〜現像工程〜乾燥・加圧焼結工程）＞
前記帯電部材ｂ（９）と前記試料基板ｂ（１１）を図９に示すように100μmのギャップの非接触状態でセットし、この状態で１ｋＶの電位を帯電部材ｂ（９）に与え、試料基板ｂ（１１）上に静電イメージを形成させた。
<Wiring pattern production (charging process-development process-drying / pressure sintering process)>
The charging member b (9) and the sample substrate b (11) are set in a non-contact state with a gap of 100 μm as shown in FIG. 9, and a potential of 1 kV is applied to the charging member b (9) in this state, An electrostatic image was formed on the substrate b (11).
次いで、機能性微粒子を炭化水素溶媒(EXON ISOPAR-H)に分散させ、湿式現像法を用いて試料基板ｂ（１１）上の静電イメージに機能性微粒子を選択的に付着させた。ここで、機能性微粒子は、銀ナノ粒子を高分子材料でコートし、体積固有抵抗値が104Ω・cm程度で、平均粒子径が１μｍ程度に調整された導電性微粒子を使用した。 Next, the functional fine particles were dispersed in a hydrocarbon solvent (EXON ISOPAR-H), and the functional fine particles were selectively attached to the electrostatic image on the sample substrate b (11) using a wet development method. Here, as the functional fine particles, conductive fine particles coated with silver nanoparticles with a polymer material, having a volume resistivity of about 10 4 Ω · cm and an average particle diameter of about 1 μm were used.
次いで、試料基板ｂ（１１）上の導電性微粒子を予備乾燥し、１５０℃のオーブンに入れて３０分間、０．５MPaの加圧力を負荷させながら焼成を行い、銀ナノ粒子を焼結させた。 Next, the conductive fine particles on the sample substrate b (11) were pre-dried, placed in an oven at 150 ° C., and baked for 30 minutes while applying a pressure of 0.5 MPa to sinter the silver nanoparticles. .
この結果、パターンの形成は良好であり、得られた導電性微粒子のパターンの体積固有抵抗値が104Ω・cm程度になることが確認された。 As a result, it was confirmed that the pattern was satisfactorily formed and the volume resistivity of the obtained conductive fine particle pattern was about 10 4 Ω · cm.
＜帯電部材ｃ（１３）の作製＞
導電性基板としてSUS製のローラ（導電性基板ｄ（ローラ）（１２））を、帯電材料（導電材料）１として未硬化のメラミン樹脂に硬化開始剤とカーボンブラックを添加して、製膜後の体積固有抵抗値が104〜106Ω・cmの範囲に調整された材料を使用して帯電部材ｃ（１３）を作製する（図１０参照。図１０（ａ）は帯電部材ｃ（１３）の断面図、図１０（ｂ）は帯電部材ｃ（１３）の斜視図である）。
<Preparation of Charging Member c (13)>
After forming a film, a SUS roller (conductive substrate d (roller) (12)) is added as a conductive substrate, a curing initiator and carbon black are added to an uncured melamine resin as a charging material (conductive material) 1. The charging member c (13) is manufactured using a material whose volume resistivity value is adjusted to a range of 10 4 to 10 6 Ω · cm (see FIG. 10; FIG. 10A shows the charging member c (13). ) And FIG. 10 (b) is a perspective view of the charging member c (13)).
SUS製のローラ上に未硬化の帯電材料１をディッピング法で５０μｍの膜厚になるように均一に塗布し、１５０℃の温度で３０分間加熱してメラミン樹脂を硬化させた。次いで、レーザーアブレーション法によって前記帯電材料１を選択的に除去し、帯電材料の任意パターンを形成した。
The
＜試料基板ｂ（１１）の作製＞
上記実施例３で使用した試料基板ｂ（ローラ）（１１）と同様のものを使用した。
<Preparation of Sample Substrate b (11)>
The same sample substrate b (roller) (11) used in Example 3 was used.
＜配線パターン作製（帯電工程〜現像工程〜乾燥・加圧焼結工程）＞
前記帯電部材ｃ（１３）と前記試料基板ｂ（１１）を図１１のように100μmのギャップで非接触状態でセットし、この状態で１ｋＶの電位を帯電部材ｃ（１３）に与え、試料基板上ｂ（１１）に静電イメージを形成させた。
<Wiring pattern production (charging process-development process-drying / pressure sintering process)>
The charging member c (13) and the sample substrate b (11) are set in a non-contact state with a gap of 100 μm as shown in FIG. 11, and in this state, a potential of 1 kV is applied to the charging member c (13). An electrostatic image was formed on top b (11).
このように、帯電部材が、導電性基材１２上に導電材料（帯電材料１）の有無のパターンが形成されているため（図１０参照）、絶縁材料上に導電材料のパターンを形成するだけの簡便な方法で、導電材料のパターン形状を得ることができ、帯電部材に電圧を印加することで、絶縁基体上に導電材料のパターン形状と同一の静電パターンを形成（複製）することが可能になる。 As described above, since the charging member has the pattern of the presence or absence of the conductive material (charging material 1) formed on the conductive substrate 12 (see FIG. 10), only the pattern of the conductive material is formed on the insulating material. In this simple method, the pattern shape of the conductive material can be obtained, and by applying a voltage to the charging member, an electrostatic pattern identical to the pattern shape of the conductive material can be formed (replicated) on the insulating substrate. It becomes possible.
また、帯電部材（導電性基板ｄ（ローラ）（１２））の外径と、作製するトナー担持体（試料基板ｂ（ローラ）（１１））の外径をほぼ同径とし、静電パターン形成時に帯電部材とトナー担持体をそれぞれ回転させ、その角速度を同じにすることにより、つなぎ目部（ローラ形状における潜像形成の始点と終点）の静電パターンの形状精度を高くすることができ、画像劣化の少ないトナー担持体を得ることができる。 In addition, the outer diameter of the charging member (conductive substrate d (roller) (12)) and the outer diameter of the toner carrier to be manufactured (sample substrate b (roller) (11)) are substantially the same diameter, thereby forming an electrostatic pattern. Sometimes the charging member and the toner carrier are rotated and their angular velocities are the same, so that the shape accuracy of the electrostatic pattern at the joint (the latent image formation start point and end point in the roller shape) can be increased. A toner carrier with little deterioration can be obtained.
次いで、機能性微粒子を炭化水素溶媒(EXON ISOPAR-H)に分散させ、湿式現像法を用いて試料基板ｂ（１１）上の静電イメージに機能性微粒子を選択的に付着させた。ここで、機能性微粒子は、銀ナノ粒子を高分子材料でコートし、体積固有抵抗値が104Ω・cm程度で、平均粒子径が１μｍ程度に調整された導電性微粒子を使用した。 Next, the functional fine particles were dispersed in a hydrocarbon solvent (EXON ISOPAR-H), and the functional fine particles were selectively attached to the electrostatic image on the sample substrate b (11) using a wet development method. Here, as the functional fine particles, conductive fine particles coated with silver nanoparticles with a polymer material, having a volume resistivity of about 10 4 Ω · cm and an average particle diameter of about 1 μm were used.
次いで、試料基板ｂ（１１）上の導電性微粒子を予備乾燥し、１５０℃のオーブンに入れて３０分間、０．５MPaの加圧力を負荷させながら焼成を行い、銀ナノ粒子を焼結させた。 Next, the conductive fine particles on the sample substrate b (11) were pre-dried, placed in an oven at 150 ° C., and baked for 30 minutes while applying a pressure of 0.5 MPa to sinter the silver nanoparticles. .
この結果、パターンの形成は良好であり、得られた導電性微粒子のパターンの体積固有抵抗値が104Ω・cm程度になることが確認された。 As a result, it was confirmed that the pattern was satisfactorily formed and the volume resistivity of the obtained conductive fine particle pattern was about 10 4 Ω · cm.
なお、上記実施例１等に示すような帯電部材ａ（６）や帯電部材ｂ（９）のように、帯電部材を平板形状とすることにより、導電材料（帯電材料１）のパターンを形成することが簡単になり、パターンの形状精度も高いものが得られる。 Incidentally, like the charging member a (6) and the charging member b (9) as shown in Example 1 above, a pattern of the conductive material (charging material 1) is formed by making the charging member into a flat plate shape. And a pattern with high shape accuracy can be obtained.
また、帯電部材をベルト形状とすることにより、連続的な静電パターンを形成する場合や、大面積化に対応しやすくなる。また、ベルト形状はフレキシブルに対応できるため、装置構成の自由度が大きくなる。 Further, by forming the charging member in a belt shape, it becomes easy to cope with a case where a continuous electrostatic pattern is formed or an increase in area. Further, since the belt shape can be flexibly adapted, the degree of freedom of the device configuration is increased.
また、上記実施例４に示すような帯電部材ｃ（１３）のように、帯電部材をローラ形状とすることにより、連続的な静電パターンを形成する場合や、大面積化に対応しやすくなる。また、瞬間的な帯電領域が微小範囲になるため、帯電が安定し、精度の高い静電パターンを得ることができる。 Further, like the charging member c (13) as shown in the fourth embodiment, by forming the charging member in a roller shape, it becomes easy to cope with a case where a continuous electrostatic pattern is formed or an increase in area. . In addition, since the instantaneous charging region is in a very small range, charging is stable and a highly accurate electrostatic pattern can be obtained.
また、帯電部材を、基体の一部に設けた絶縁層に接触させた状態で電位差を与えることで、前記導電材料で形成されたパターン形状とほぼ同一の静電パターンを前記絶縁層に形成すると、帯電部材と基体の位置関係（帯電ギャップ）を一定にすることができ、帯電量が安定した静電イメージを形成することができる。その結果、導電性トナーの付着量も安定し、配線抵抗のばらつきが少なく、トナー担持体の性能も向上する。 Further, by applying a potential difference in a state where the charging member is in contact with an insulating layer provided on a part of the base, an electrostatic pattern substantially the same as the pattern shape formed of the conductive material is formed on the insulating layer. The positional relationship (charging gap) between the charging member and the substrate can be made constant, and an electrostatic image with a stable charge amount can be formed. As a result, the adhesion amount of the conductive toner is stabilized, there is little variation in wiring resistance, and the performance of the toner carrier is improved.
また、前記帯電部材を、基体の一部に設けた絶縁層と微少な空隙を設けて配置した状態で電位差を与えることで、前記導電材料形成されたパターン形状とほぼ同一の静電パターンを前記絶縁層に形成すると、帯電領域を拡大して、加工速度を上げることが可能になる。 Further, by applying a potential difference in a state in which the charging member is disposed with an insulating layer provided on a part of a base and a minute gap, an electrostatic pattern substantially the same as the pattern shape formed with the conductive material can be obtained. When it is formed on the insulating layer, the charged region can be enlarged to increase the processing speed.
また、前記基体の一部に設けた絶縁層を、予め正負いずれか一方の電荷で帯電させた後、前記帯電部材によって、逆符号の電荷のパターンを形成することにより、基体上に形成されたトナーと同符号の電荷がトナーと反発するために、地汚れ（不要な箇所にトナーが付着すること）の少ない配線パターンが得られ、ショート（短絡）することのない部品信頼性の高いトナー担持体を得ることができる。 In addition, the insulating layer provided on a part of the base was previously charged with one of positive and negative charges, and then the charge member formed a pattern with a reverse sign on the base, thereby forming the base on the base. Because the charge of the same sign as the toner repels the toner, a wiring pattern with less background contamination (toner adheres to unnecessary parts) can be obtained, and the toner carrier with high component reliability that does not short-circuit You can get a body.
また、前記導電性を有する粉体を静電パターン上に付着せしめる方法として、乾式現像法を用いることにより、後述する湿式現像法（液体現像法）と比較して、溶剤レスで安全性が高く、環境負荷の少ない方法であり、加工装置のコストも安くなる。 Further, as a method of attaching the conductive powder onto the electrostatic pattern, by using a dry development method, compared to a wet development method (liquid development method) described later, a solvent-less and high safety is achieved. This is a method with less environmental impact, and the cost of the processing apparatus is also reduced.
また、前記導電性を有する粉体を静電パターン上に付着せしめる方法として、湿式現像法（液体現像法）を用いることにより、使用するトナー粒径が乾式現像法より小さくなるため、配線パターン（電極幅、ピッチ）を微細化することができる。 In addition, as a method of attaching the conductive powder onto the electrostatic pattern, a wet development method (liquid development method) is used, so that the toner particle size used is smaller than that of the dry development method. (Electrode width, pitch) can be miniaturized.
また、本発明に係る方法で製造された、基体の一部に設けた絶縁層上に配線パターンが形成されたトナー担持体により、地汚れの発生を抑えることができるホッピング方式の画像形成装置を提供することができる。 Further, a hopping type image forming apparatus capable of suppressing the occurrence of background contamination by a toner carrier having a wiring pattern formed on an insulating layer provided on a part of a substrate, manufactured by the method according to the present invention. Can be provided.
また、本発明は、導電性トナーを用いた配線パターンの製造方法、着色トナーを用いたカラーフィルタの製造方法等にも適用することができる。 The present invention can also be applied to a method for manufacturing a wiring pattern using a conductive toner, a method for manufacturing a color filter using a colored toner, and the like.
以上、本発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the present invention has been specifically described above based on the preferred embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above and can be variously modified without departing from the gist thereof.
１ 帯電材料（導電材料）
２ 導電性基板ａ
３ 絶縁材料ａ
４ 導電性基板ｂ
５ 絶縁材料ｂ
６ 帯電部材ａ
７ 試料基板ａ
８ 絶縁材料ｃ
９ 帯電部材ｂ
１０ 導電性基板ｃ（ローラ）
１１ 試料基板ｂ（ローラ）
１２ 導電性基板ｄ（ローラ）
１３ 帯電部材ｃ（ローラ）
1 Charging material (conductive material)
2 Conductive substrate a
3 Insulating material a
4 conductive substrate b
5 Insulating material b
6 Charging member a
7 Sample substrate a
8 Insulating material c
9 Charging member b
10 conductive substrate c (roller)
11 Sample substrate b (roller)
12 Conductive substrate d (roller)
13 Charging member c (roller)
Claims (14)
前記帯電部材に高電圧を印加し、前記基体の絶縁層上に静電パターンを形成するステップと、
前記形成された静電パターン上に、一部に導電性を有する粉体を付着させるステップと、
前記付着させた粉体を加熱焼成することにより、前記基体の絶縁層上に配線パターンが形成されるステップと、を備えることを特徴とするトナー担持体の製造方法。 A toner carrier comprising: a base provided with an insulating layer on a part of a conductive material; and a charging member having a pattern shape substantially the same as an electrostatic pattern formed on the insulating layer of the base made of the conductive material. A manufacturing method comprising:
Applying a high voltage to the charging member to form an electrostatic pattern on the insulating layer of the substrate;
Adhering a part of the conductive powder on the formed electrostatic pattern;
And a step of forming a wiring pattern on the insulating layer of the substrate by heating and baking the adhered powder.
前記配線パターンが形成されるステップは、前記基体のローラ外周面上に設けられた絶縁層上に配線パターンが形成されることを特徴とする請求項１記載のトナー担持体の製造方法。 The base of the toner carrier is a roller-shaped member,
2. The method of manufacturing a toner carrier according to claim 1, wherein in the step of forming the wiring pattern, the wiring pattern is formed on an insulating layer provided on an outer peripheral surface of the roller of the base.
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