JP3200537B2

JP3200537B2 - 現像剤担持体、該現像剤担持体の製造方法及びそれを用いた現像装置

Info

Publication number: JP3200537B2
Application number: JP12744795A
Authority: JP
Inventors: 卓也豊岡; 正良嶋村; 美智子折原; 一紀齊木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JPH08305156A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真感光体、静電記
録誘電体等の、潜像保持体上に形成された潜像を現像し
て可視化する現像装置を構成する現像剤担持体、該現像
剤担持体の製造方法及び該現像剤担持体を用いた現像装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
知られているが、一般には、光導電性物質を利用し、種
々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで
該潜像をトナー（現像剤）で現像を行なって可視像と
し、必要に応じて紙等の被転写材にトナー像を転写した
後、熱・圧力等により被転写材上にトナー画像を定着し
て複写物を得るものである。近年、電子写真法を用いた
機器は、従来の複写機以外に、プリンターやファクシミ
リ等、多数のものが知られてきている。この際に、特に
プリンターやファクシミリでは、複写装置部分を小さく
する必要がある為、現像剤に、一成分トナーを用いた現
像装置が使用されることが多い。即ち、一成分現像方式
では、二成分現像方式と異なりガラスビーズや鉄粉等の
キャリア粒子が不要な為、現像装置自体を小型化・軽量
化することが出来る。更に、二成分現像方式の場合は、
現像剤中のトナー濃度を一定に保つ必要がある為、トナ
ー濃度を検知し必要量のトナーを補給する装置が必要と
なり、この点でも現像装置が大きく且つ重くなってしま
う。この点、一成分現像方式ではこの様な装置は必要と
ならない為、小さく軽くすることが出来る。

【０００３】又、プリンター装置は、ＬＥＤ、ＬＢＰプ
リンターが最近の市場の主流になっており、技術の方向
としてより高解像度、即ち、従来２４０、３００ｄｐｉ
であったものが、４００、６００、更には８００ｄｐｉ
となってきている。従って、現像方式もこれに伴い、よ
り高精細が要求されつつある。又、複写機においても高
機能化が進み、デジタル化の方向に進みつつある。この
方向は、静電荷像をレーザーで形成する方法が主である
為、やはり高解像度の方向に進んでおり、ここでもプリ
ンターと同様に、高解像・高精細の現像方式が要求され
てきている。

【０００４】これに対し、特開平１−１１２２５３号公
報、特開平２−２８４１５８号公報等では粒径の小さい
トナーが提案されている。例えば、潜像保持体の表面上
に形成された静電潜像を一成分現像剤の磁性トナーによ
って現像する現像装置には、磁性トナー相互の摩擦、及
び現像剤担持体と磁性トナー粒子との摩擦により、潜像
保持体上の静電潜像電荷と現像基準電位に対して逆極性
の電荷を磁性トナー粒子に与え、この磁性トナーを現像
剤担持体上に極めて薄く塗布して潜像保持体と現像剤担
持体とが対向した現像領域に搬送すると、現像領域にお
いて、現像剤担持体内に固定して設置されている磁石の
磁界の作用で、磁性トナーが潜像保持体表面の静電潜像
に飛翔し、付着して現像して静電潜像をトナー像として
可視化するものが知られている。

【０００５】これらの方法に用いられる現像剤担持体
（現像スリーブ）としては、特開昭57-66455号公報に見
られるように、アルミニウム、ニッケル、耐食鋼（ステ
ンレス鋼）等の金属、これらの合金又はその化合物を円
筒状に成型し、その表面を電界、ブラスト等で所定の表
面粗度になるように処理したものが一般的に広く用いら
れている。この様な現像剤担持体は、安価で、比較的安
定して高品質の画像を形成するのに適している。その反
面で、トナーは現像剤担持体との摩擦によって帯電付与
が行われた場合、トナー帯電の調整が難しく、トナーの
改良による工夫が種々行われているものの、帯電の不均
一性や帯電の耐久安定性に関わる問題は完全には解決さ
れていない。特に現像工程において、規制部材により現
像剤担持体表面に形成されるトナー層において、該トナ
ー層中の現像剤担持体表面近傍に存在するトナーは非常
に高い電荷を有することとなり、現像剤担持体表面に鏡
映力により強力に引きつけられてしまい、これによりト
ナーと現像剤担持体の摩擦の機会がもてなくなる為、ト
ナーに、好適な電荷が付与されなくなる。この様な状況
下では、十分な現像及び転写が行われず、画像濃度のム
ラや文字の飛び散り、スリーブゴースト等の多い画像と
なってしまう。

【０００６】この様な高過ぎる電荷を有するトナーを減
少させ、トナーに現像に好適な帯電量を持たせる方法と
しては、特開平１−２７７２６５号公報や特開平３−３
６５７０号公報等に示されている様に、樹脂中にカーボ
ン、グラファイトの様な導電性材料を分散させた樹脂被
覆層を金属基体上に設け、トナーを帯電させると同時に
高い電荷のトナー発生やトナーの鏡映力による強固な付
着を防止させ、現像に好適な帯電量を現像剤担持体上の
トナーに持たせることが提案されている。しかしなが
ら、これだけでは十分ではなく、又、特開平３−３６５
７０号等によって示される方法では、表面の形状が不均
一な為にトナーの不安定さが残り、又、トナーの現像ス
リーブ表面への融着といった現象が発生し、画像の均一
性が不十分であるという問題もあり、画像濃度が低下し
たり、ゴーストが発生する様になるといった問題があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、現像剤担持体上の現像剤が安定且つ適正な電荷を有
し、均一で濃度ムラのない高品位な画像を得ることの出
来る現像剤担持体を提供することにある。又、本発明の
目的は、常温常湿はもとより、低温低湿下、高温高湿下
においても、濃度低下やスリーブゴースト等の発生がな
い高品位画像を得ることが出来る現像剤担持体を提供す
ることにある。又、本発明の目的は、耐久によるスリー
ブ汚染が少なく、良好な画質を維持することの出来る現
像剤担持体を提供することにある。更に、本発明の別の
目的は、上記した様な優れた現像剤担持体を用いること
により構成された、安定して高品位の画像を得ることが
出来る現像装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の本
発明によって達成される。即ち、本発明は、基体上に塗
工液を使用して樹脂被膜層を形成し、形成された樹脂被
膜層を研磨処理して該樹脂被膜層の表面に凹面を形成す
る現像剤担持体の製造方法であり、該塗工液が、（Ａ）
結着樹脂、（Ｂ）該結着樹脂を溶解・分散させる溶剤、
（Ｃ）２〜５０μｍの個数平均粒径を有する、フッ素樹
脂、シリコーン樹脂及びポリプロピレンからなる群から
選択される樹脂で形成されている球状粒子又は該樹脂で
被覆された球状粒子、及び、（Ｄ）導電材料を含有し、
該塗工液が、該結着樹脂１００重量部に対して、球状粒
子を２〜５０重量部含有し、導電材料を２〜２００重量
部含有し、該塗工液の固形分濃度が５〜５０重量％であ
り、該塗工液を使用して樹脂被覆層を基体上に形成した
後、該樹脂被覆層の表面を研磨処理して該樹脂被膜層の
表面にある上記球状粒子を脱離させて、該樹脂被覆層表
面に半球状の凹面を形成することを特徴とする現像剤担
持体の製造方法である。更に、本発明は、基体上に塗工
液を使用して樹脂粒子を有する樹脂被膜層を形成し、形
成された樹脂被膜層中の樹脂粒子を有機溶剤により溶解
して該樹脂被膜層表面に凹面を形成する現像剤担持体の
製造方法であり、該塗工液が、（Ａ）結着樹脂、（Ｂ）
該結着樹脂を溶解・分散させる溶剤、（Ｃ）有機溶剤に
可溶な樹脂によって形成された球状樹脂粒子、及び
（Ｄ）導電材料を含有し、該塗工液が、結着樹脂１００
重量部に対して、球状樹脂粒子を２〜５０重量部含有
し、導電材料を２〜２００重量部含有し、該塗工液の固
形分濃度が５〜５０重量％であり、該塗工液を使用して
樹脂被覆層を基体上に形成した後、該球状樹脂粒子を溶
解可能な有機溶剤により該樹脂被膜層の表面にある上記
球状樹脂粒子を溶解させて、該樹脂被覆層の表面に半球
状の凹面を形成することを特徴とする現像剤担持体の製
造方法である。更に、本発明は、基体及び該基体上に樹
脂被覆層を有する現像剤担持体において、該樹脂被膜層
を形成するための塗工液が、（Ａ）結着樹脂、（Ｂ）該
結着樹脂を溶解・分散させる溶剤、（Ｃ）２〜５０μｍ
の個数平均粒径を有するフッ素樹脂、シリコーン樹脂及
びポリプロピレンからなる群から選択される樹脂で形成
されている球状粒子又は該樹脂で被覆された球状粒子、
及び（Ｄ）導電材料を含有し、該塗工液が、結着樹脂１
００重量部に対して、球状粒子を２〜５０重量部含有
し、導電材料を２〜２００重量部含有し、該塗工液の固
形分濃度が５〜５０重量％であり、該塗工液を使用して
樹脂被覆層を該基体上に形成した後、該樹脂被覆層の表
面を研磨処理して該樹脂被膜層の表面にある上記球状粒
子を脱離させることにより形成した、半球状の凹面を該
樹脂被覆層の表面に有することを特徴とする現像剤担持
体である。更に、本発明は、基体及び該基体上に樹脂被
覆層を有する現像剤担持体において、該樹脂被膜を形成
するための塗工液が、（Ａ）結着樹脂、（Ｂ）該結着樹
脂を溶解・分散させる溶剤、（Ｃ）有機溶剤に可溶な樹
脂によって形成された球状樹脂粒子、及び（Ｄ）導電材
料を含有し、該塗工液が、結着樹脂１００重量部に対し
て、球状樹脂粒子を２〜５０重量部含有し、導電材料を
２〜２００重量部含有し、該塗工液の固形分濃度が５〜
５０重量％であり、該塗工液を使用して樹脂被覆層を基
体上に形成した後、該球状樹脂粒子を溶解可能な有機溶
剤により該樹脂被膜層の表面にある該球状樹脂粒子を溶
解させて形成した、半球状の凹面を該樹脂被覆層の表面
が有することを特徴とする現像剤担持体である。更に、
本発明は、基体上に形成された樹脂被覆層を有する現像
剤担持体と、該現像剤担持体の外面に現像剤層を形成さ
せる為の規制部材と、静電潜像が保持された潜像保持体
と、該静電潜像上に現像剤を付着して該潜像を可視像に
現像する手段が設けられている現像装置において、該現
像剤担持体が、請求項３又は４に記載の現像剤担持体で
あることを特徴とする現像装置である。

【０００９】

【作用】本発明者らは、上記従来技術の課題を解決する
為に鋭意検討を行なった結果、現像剤担持体の表面を、
例えば、図４及び図５で示した様な凹面形状を有する樹
脂被覆層で形成すれば、表面性の耐久による変化が小さ
いことがわかった。即ち、現像剤担持体にこの様な表面
形状をもたせることにより、樹脂被覆層の特性を従来の
ものに比べて長く保持することが出来る様になる結果、
高品質な画像を長期にわたって得ることが可能になる。

【００１０】

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明の現像剤担持体は、
基体及び樹脂被覆層を有する現像剤担持体であって、基
体表面に樹脂被覆層で被覆され、且つ該樹脂被覆層表面
に半球状の凹面が設けられていることを特徴とする。本
発明の現像剤担持体は、基体表面が樹脂で被覆されてい
る。本発明で使用する基体としては従来公知のものをい
ずれも使用することが出来、例えば、アルミニウム、ニ
ッケル及び耐食鋼等が挙げられる。

【００１１】上記の様な基体上の表面に設けられる樹脂
被覆層の形成材料に用いられる結着樹脂としては、例え
ば、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエーテルスル
ホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキ
サイド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、繊維素系樹
脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂；エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、
メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、ポリイミ
ド樹脂等の熱硬化性樹脂；或いは光硬化性樹脂等を使用
することが出来る。中でも、シリコーン樹脂やフッ素樹
脂の様な離型性のあるもの、或いはポリエーテルスルホ
ン、ポリカーボネイト、ポリフェニレンオキサイド、ポ
リアミド、フェノール、ポリエステル、ポリウレタン及
びスチレン系樹脂の様な機械的性質に優れたものがより
好ましい。

【００１２】上記の様な材料で構成する本発明の現像剤
担持体の樹脂被覆層には、導電性物質を添加することが
出来、その様なものとしては、例えば、アルミニウム、
銅、ニッケル、銀等の金属粉体、酸化アンチモン、酸化
インジウム及び酸化スズ等の金属酸化物、それにカーボ
ンファイバー、カーボンブラック及びグラファイト等の
炭素物が挙げられる。添加量はトナーの性質により決定
されるが、絶縁性トナーの場合、体積抵抗が１０³Ωcm
以下になる様にするのが好ましい。このうち、カーボン
ブラック、とりわけ導電性のアモルファスカーボンは特
に電気伝導性に優れ、高分子材料に充填して導電性を付
与したり、添加量のコントロールによって、ある程度の
任意の導電性を得ることができる為、好適に用いられ
る。本発明で使用される導電性のアモルファスカーボン
の粒径は、１０ｍμｍ〜８０ｍμｍ程度とするのが好ま
しく、より好ましくは１５ｍμｍ〜４０ｍμｍ程度とす
る。又、グラファイトは導電性と共に潤滑性を有し、現
像スリーブへのトナー付着を軽減する働きがあることか
ら好適に用いられている。本発明で使用するグラファイ
トの粒径は０．５μｍ〜２０μｍの範囲とするのが好ま
しい。

【００１３】上記樹脂皮膜層の形成方法としては、塗工
方法が好ましく、該塗工に使用する塗工液は、上記各成
分を適当な溶剤、例えば、メタノール、イソプロピルア
ルコール、ｎ−ブタノール、トルエン、ＴＨＦ、ＭＥ
Ｋ、酢酸エチル、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、Ｎ−
メチルピロリドン、モノクロルベンゼン、アノン、或は
これらの混合溶剤中に、サンドミル、ボールミル、高速
ディゾルバー等の適当な方法で溶解・分散させて調製す
る。

【００１４】塗工液の組成としては、前記結着樹脂１０
０重量部に対して、下記で述べる球状粒子材料を２〜５
０重量部、必要に応じて導電性材料を２〜２００重量部
の範囲とするのが好ましく、塗工液の固形分としては５
〜５０重量％濃度が好ましく、又、粘度は約１０〜１０
００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましい。基体に対する塗工液
の塗布方法は特に限定されないが、例えば、スプレー
法、ディッピング法、ロールコート法、バーコート法、
静電塗装等が好ましく使用される。塗布後は必要に応じ
て乾燥及び架橋・硬化処理が施される。

【００１５】以上の様に形成される樹脂被膜の厚みは、
通常は０．１〜１００μｍであり、好ましくは０．５〜
５０μｍの範囲である。又、該樹脂皮膜の体積抵抗は、
通常は１０^-3〜１０²Ω・ｃｍであり、好ましくは１０
^-1〜１０¹Ω・ｃｍの範囲である。

【００１６】本発明の現像剤担持体の樹脂被覆層表面に
凹面を形成させる方法としては、例えば、下記に挙げる
様な方法により行う。先ず、球状粒子を分散させた樹脂
被覆層を基体上に形成し、該樹脂被覆層表面にある球状
粒子を、研磨等の機械的処理及び／又は溶解等の化学処
理を行うことにより、樹脂被覆層表面から取り除くこと
により容易に得ることが出来る。

【００１７】研磨により球状粒子を取り除く方法として
は、例えば、図６に示した様な装置を用い、フェルト等
で表面エネルギーの低い剥がれ易い球状粒子が分散され
た樹脂被覆層の表面を研磨処理して、球状粒子を剥ぎ落
とす方法が好ましく用いられる。特に、上記表面エネル
ギーの低い球状粒子として、ポリフッ化エチレンの如き
フッ素樹脂、シリコーン樹脂及びポリプロピレンからな
る群から選択される樹脂及びこれらで被覆された球状粒
子を用いる。更には、シリコーンオイルを被覆した球状
粒子等を用いてもよい。

【００１８】化学処理によって球状粒子を取り除く方法
としては、酸又はアルカリに可溶な金属や金属酸化物等
の球状粒子や、有機溶剤に可溶な樹脂球状粒子を用い、
これらが分散された樹脂被覆層を形成した後、酸やアル
カリ又は有機溶剤で、樹脂被覆層表面の球状粒子を溶解
除去することによって樹脂被覆層表面に容易に凹面を形
成することが出来る。酸やアルカリに可溶な金属として
は、例えば、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、
酸化スズ、酸化亜鉛等の球状の金属酸化物、鉄、銅、
銀、アルミニウム及びこれらの合金から成る球状粒子を
使用することが出来る。又、有機溶剤に可溶な球状粒子
としては、特定の有機溶剤に可溶であれば公知の樹脂よ
り適宜に選択することが可能であるが、例えば、懸濁重
合法等による球状の樹脂粒子等が用いられる。この様な
球状の樹脂粒子としては、ポリアクリレート、ポリメタ
クリレート等のアクリル系樹脂粒子、ナイロン等のポリ
アミド系樹脂粒子、ポリエチレン、ポリプロピレン等の
ポリオレフィン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、フ
ェノール系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、スチレ
ン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子等が挙げられる。
本発明に用いられる上記した様な各種の球状粒子は、球
状粒子の個数平均粒径が、２〜５０μｍ程度のものを用
いるのが好ましい。又、本発明の現像剤担持体の樹脂被
覆層の表面粗さは、ＪＩＳ中心線平均粗さを（Ｒａ）と
すると、その範囲は、０．４５μｍ＜Ｒａ＜３．５５μ
ｍが好ましく用いられる。

【００１９】次に上記した様な本発明の現像剤担持体が
組み込まれた本発明の現像装置について説明例示する。
図１において、公知のプロセスにより形成された静電潜
像を保持する潜像保持体の、例えば、電子写真感光ドラ
ム１は、矢印Ｂ方向に回転される。一方、現像剤担持体
としての現像スリーブ８は、金属製円筒管（基体）６と
その表面に形成される樹脂被膜層７から構成されてい
る。ホッパー３内には、ホッパー３内の磁性トナー４を
攪拌する為の攪拌翼１０が設けられている。現像スリー
ブ８は、ホッパー３から供給された一成分磁性現像剤と
しての磁性トナー４を担持し、矢印Ａ方向に回転するこ
とにより、現像スリーブ８と感光ドラム１とが対向した
現像部に磁性トナー４を搬送する。現像スリーブ８内に
は、磁性トナー４を現像スリーブ８上に磁気的に吸引、
保持する為に、磁石５が固定して配置されている。磁性
トナー４は、現像スリーブ８との摩擦により、感光ドラ
ム１上の静電潜像を現像可能な程度の摩擦帯電電荷を得
る。

【００２０】現像部に搬送される磁性トナー４の層厚を
規制する為に、図１に示す様に、強磁性金属からなる規
制ブレード２が、現像スリーブ８の表面から約５０〜５
００μｍのギャップ幅を持って現像スリーブ８に臨む様
にホッパー３から垂下されている。磁石５の磁極Ｎ１か
らの磁力線が、この規制ブレード２に集中することによ
り、現像スリーブ８上に磁性トナー４の薄層が形成され
る。尚、本発明においては、規制ブレード２としては非
磁性ブレードを使用することも出来る。現像スリーブ８
上に形成される磁性トナー４の薄層の厚みは、現像部に
おける現像スリーブ８と感光ドラム１との間の最小間隙
よりも更に薄いものであることが好ましい。本発明の現
像剤担持体は、この様な、トナー薄層により静電潜像を
現像する方式の現像装置、即ち、非接触型の現像装置に
組み込むのが特に有効である。しかしこれに限定される
わけではなく、本発明の現像剤担持体を、現像部におい
てトナー層の厚みが現像スリーブ８と感光ドラム１との
間の最小間隙以上の厚みである様な現像装置、即ち接触
型現像装置にも適用することが出来る。説明の煩雑を避
けるため、以下の説明では、より好ましい非接触型現像
装置を例に採って行う。

【００２１】上記した現像スリーブ８には、これに担持
された一成分磁性現像剤である磁性トナー４を飛翔させ
る為に、電源９により現像バイアス電圧が印加される。
この現像バイアス電圧として直流電圧を使用するとき
は、静電潜像の画像部（磁性トナー４が付着して可視化
される領域）の電位と背景部の電位との間の値の電圧
が、現像スリーブ８に印加されることが好ましい。一
方、現像画像の濃度を高め或いは階調性を向上する為
に、現像スリーブ８に交番バイアス電圧を印加して、現
像部に向きが交互に反転する振動電界を形成してもよ
い。この場合、上記画像部の電位と背景部の電位の間の
値を有する直流電圧成分が重畳された交番バイアス電圧
を現像スリーブ８に印加することが好ましい。又、高電
位部と低電位部を有する静電潜像の高電位部にトナーを
付着させて可視化する所謂、正規現像では、静電潜像の
極性と逆極性に帯電するトナーを使用し、一方、静電潜
像の低電位部にトナーを付着させて可視化する所謂、反
転現像では、トナーは静電潜像の極性と同極性に帯電す
るトナーを使用する。尚、高電位、低電位というのは絶
対値による表現である。いずれにしても磁性トナー４
は、現像スリーブ８との摩擦により静電潜像を現像する
為の極性に帯電する。

【００２２】図２は、本発明の現像装置の他の実施例を
示す構成図であり、図３は、本発明の現像装置の更に他
の実施例を示す構成図である。図２及び図３の現像装置
では、現像スリーブ８上の磁性トナー４の層厚を規制す
る部材１１として、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の
ゴム弾性を有する材料、或はリン青銅、ステンレス鋼等
の金属弾性を有する材料等の弾性板１１を使用して構成
する。これらの弾性板からなる規制ブレード１１を、図
２の現像装置では現像スリーブ８に回転方向と逆の姿勢
で圧接させ、図３の現像装置では現像スリーブ８に回転
方向と同方向の姿勢で圧接させていることが特徴であ
る。この様な現像装置では、図１で示した装置に比べて
現像スリーブ８上に更に薄いトナー層を形成することが
出来る。図２及び図３の現像装置のその他の構成は図１
に示した現像装置と基本的に同じで、図２及び図３にお
いて図１に付した符号と同一の符号は同一の部材を示
す。上記の様にして現像スリーブ８上にトナー層を形成
する図２及び図３に示す様な現像装置は、磁性トナーを
主成分とする一成分磁性現像剤を使用するものにも、非
磁性トナーを主成分とする一成分非磁性現像剤を使用す
るものにも適している。

【００２３】

【実施例】以下に本発明の実施例及び比較例を挙げて本
発明を更に具体的に説明する。実施例１本実施例及び比較例においては、下記に示す様な１成分
磁性トナーを使用した。・スチレン−ブチルアクリレート−マレイン酸− ｎブチルハーフエステル共重合体１００重量部・マグネタイト１０５重量部・負荷電性制御剤８重量部・低分子ポリプロピレン８重量部上記の原料混合物をヘンシェルミキサーにて混合した
後、２軸式のエクストルーダーを用いて混練を行い、そ
の後冷却し、ハンマーミルにて粗粉砕を行った。次に、
ジェットミルにて微粉砕を行い、次いでエルボージェッ
ト分級機で分級を行い、体積平均粒径が６．８μｍ、
４．２μｍ以下の粒子の個数％が２３．５％、１０．５
μｍ以上の粒子の重量％が３．８％のトナーを得た。粒
度分布の測定はコールターカウンターＴＡ−２（コール
ター社製）に１００μｍアパーチャーを取付けて測定を
行った。これにコロイダルシリカをトナーに対して１．
１重量％ヘンシェルミキサーを用いて外添し、現像剤と
した。

【００２４】次に、本実施例の現像剤担持体（現像スリ
ーブ）を作成した。・フェノール樹脂１００重量部・グラファイト４５重量部・カーボンブラック５重量部・イソプロピルアルコール１００重量部・シリコーン球状粒子（平均粒径１０μｍ）（Ａ）１０重量部上記の成分のうち、シリコーン球状粒子（Ａ）を除く上
記組成の樹脂被覆層材料を混合し、ジルコニアビーズを
メディア粒子（サンドミルで用いるビーズ）として加
え、サンドミルで分散して樹脂被覆液を得、次にシリコ
ーン球状粒子（Ａ）を混合し、ジルコニアビーズを加え
サンドミルで分散し、樹脂被覆液原液を得た。この原液
をイソプロピルアルコールで固形分３３ｗｔ％に希釈し
て樹脂被覆液とし、スプレー法により直径１６ｍｍのア
ルミニウム製スリーブ基体上に１０μｍの厚さに塗布
し、次いで熱風乾燥炉により１５０℃、３０分間加熱し
て硬化し、樹脂被覆層を有する現像剤担持体を得た。

【００２５】得られた現像剤担持体の表面を、図６に示
した装置のフェルトで研磨をかけ球状粒子を表面から剥
がすことにより、本発明に関わる樹脂被覆層の凹状の表
面形状を得た。このときの該現像スリーブのＪＩＳ中心
平均粗さ（Ｒａ）は、表面粗度計（小坂研究所製、ＳＥ
−３０Ｈ）を使用し、測定条件をカットオフ０．８ｍ
ｍ、測定距離４．０ｍｍ、送り速度０．５ｍｍ／ｓｅｃ
として行ったところ、１．３μｍであった。

【００２６】この際に使用した現像剤担持体の樹脂被覆
層表面の研磨の方法について詳しく説明する。研磨に使
用した研磨材は林フェルト社製の羊毛１００％、標準密
度０．３４ｇ／ｃｍ²のＨＷフェルトを用い、該フェル
トの寸法は、幅４０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ３ｍｍ
の帯状とした。図６は、現像スリーブ８の表面の樹脂被
覆層７表面の球状粒子を剥ぎ落とすことが可能な表面磨
き装置を示す概略図である。図６に示す様に、現像スリ
ーブ８は鉛直な姿勢とされ、その上下に位置した両端を
主軸１３によって固定して、図示しない駆動装置により
主軸１３を介して回転される。現像スリーブ８にはホル
ダー１５に固定された帯状の研磨材のフェルト１４をか
け回して、回転する現像スリーブ８に引張荷重をかけな
がら表面磨きが行われる。そのときの引張荷重は、ホル
ダー１５に直結した荷重測定機１６によって測定され
る。尚、荷重測定機１６は、これを支持してフェルト１
４と共に現像スリーブ８の長手方向に移動可能とする送
り台１７上に設けられている。

【００２７】現像スリーブ８の両端を主軸１３により固
定して、現像スリーブ８をある一定の速度で回転させる
が、フェルト１４は初めから現像スリーブ８の樹脂被覆
層７が形成された面と接触させずに、現像スリーブ８の
上下どちらかの端部にフェルト１４を位置させておく。
次に、フェルト１４を固定したホルダー１５を介して荷
重測定機１６によりフェルト１４を所定の一定荷重で引
っ張りながら、送り台１７をある一定の速度で現像スリ
ーブ８の上又は下に送り、これにより現像スリーブ８表
面にフェルト１４を接触させて圧力をかけながら表面を
磨き、現像スリーブ８表面の樹脂被覆層７表面の球状粒
子１３を剥ぎ落とした。

【００２８】図５は研磨前の現像スリーブ８表面の状態
を模式的に示す拡大断面図であり、図４は研磨後の同様
の拡大断面図である。上記した様にして研磨材のフェル
ト１４が現像スリーブ８の端部より移動してくると、図
６に示す様に、現像スリーブ基体６上の、樹脂被覆層形
成樹脂及び球状粒子１２からなる樹脂被覆層７を形成し
た現像スリーブ８の表面にフェルト１４が圧力接触する
ため、樹脂被覆層７が圧力により押し潰され、図４示す
様に樹脂被覆層７表面の球状粒子１２が剥ぎ落とされ
る。このとき、フェルト１４の圧力を制御することによ
って樹脂被覆層表面の研磨を任意にコントロールするこ
とが可能である。又、フェルト１４の幅を任意の長さに
設定することにより、同様に樹脂被覆表面の研磨をコン
トロールすることが出来る。

【００２９】次に、上記の様にして得られた本実施例の
現像剤担持体（現像スリーブ）を使用して、市販のレー
ザービームプリンター、レーザージェットIVＳｉ（ＨＰ
社製）を検討可能な状態に改造し、これを複数種の画像
パターンが得られる様な出力装置を接続して用いた。
又、カートリッジには、レーザージェットIVＳｉ用ＥＰ
−Ｎカートリッジを用い、本実施例の現像スリーブが使
用可能な様に現像装置部改造して用いた。画出しは、２
４℃、６５％ＲＨの常温常湿環境（Ｎ／Ｎ）下、及び１
５℃、１０％ＲＨの低湿環境（Ｌ／Ｌ）下、及び３２
℃、８５％ＲＨの高温高湿環境（Ｈ／Ｈ）にて、夫々７
万枚の画出し耐久を行い、７万枚後の画像濃度、ゴース
トを評価した。その結果を表１に示す。尚、評価レベル
は次の通りとした。

【００３０】画像濃度（マクベス反射濃度） ◎：１．４以上 ○：１．２以上〜１．４未満 △：１．０以上〜１．２未満 ××：１．０未満ゴースト（目視） ◎：優秀 ○：良好 △：実用可 ××：実用不可

【００３１】実施例２実施例１におけるシリコーン球状粒子を、フッ素樹脂が
表面にコートされた樹脂被覆フェライト球状粒子（１０
μｍ）にした以外は、実施例１と同様にして本実施例の
現像スリーブを作成し、画出し試験を行って、実施例１
と同様に評価した。評価結果を同様に表１に示す。この
ときの現像スリーブの表面粗さはＪＩＳ中心線平均粗さ
（Ｒａ）で１．３μｍであった。

【００３２】参考例１シリコーン球状粒子の代わりに銅の球状粒子を用い、且
つフェルト磨きで現像スリーブの樹脂被覆層表面の球状
粒子を剥ぎ落とす代わりに、銅の球状粒子を樹脂被覆層
に分散した現像スリーブの両端をマスクしてスリーブ基
体が侵食されない様にしてから、該現像スリーブを濃塩
酸に３０分間浸して且つ加熱して、樹脂被覆層表面の球
状粒子を溶解させて、本発明の半球状の凹面を有する樹
脂被覆層を有する現像スリーブを得ること以外は、実施
例１と同様にして本実施例の現像スリーブを得た。又、
実施例１と同様に評価して、その結果を表１に示す。こ
のときの現像スリーブの表面粗さはＪＩＳ中心線平均粗
さ（Ｒａ）で１．３μｍであった。

【００３３】参考例２参考例１の銅の球状粒子の代わりにアルミニウムの球状
粒子（平均粒径１０μｍ）を用いる以外は、参考例１と
同様にして本参考例の現像スリーブを得た。又、画像形
成実験も同様に行って評価した。その結果を表１に示
す。このときの現像スリーブの表面粗さはＪＩＳ中心線
平均粗さ（Ｒａ）で１．３μｍであった。

【００３４】参考例３参考例１の銅の球状粒子の代わりにスチレン−アクリル
球状樹脂粒子（平均粒径１０μｍ）を用い、スリーブ基
体にアルミニウムを用いること、濃塩酸の代わりにテト
ラヒドロフランを用いること以外は参考例１と同様にし
て本参考例の現像スリーブを得た。又、画像形成実験も
同様に行って評価した。その結果を表１に示す。このと
きの現像スリーブの表面粗さはＪＩＳ中心線平均粗さ
（Ｒａ）で１．３μｍであった。

【００３５】比較例１実施例１における樹脂被覆液においてシリコーン球状粒
子（Ａ）を添加する工程をなくした以外は、実施例１と
同様に分散し、得られた樹脂被覆層液を３３ｗｔ％に希
釈して、スプレー法により直径１６ｍｍのアルミニウム
製スリーブ基体上に１０μｍの厚さに塗布し、次いで熱
風乾燥炉により１５０℃、３０分間加熱して硬化し、現
像スリーブを得た。実施例１と同様に画出試験を行っ
た。その評価結果を表１に示す。このときの現像スリー
ブの表面粗さはＪＩＳ中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．７
μｍであった。

【００３６】比較例２直径１６ｍｍのアルミニウム製スリーブ基体上をアラン
ダムのＡ＃１００の砥粒を用いて表面をサンドブラスト
処理し、表面粗さをＪＩＳ中心線平均粗さ（Ｒａ）を
１．５μｍにした後、比較例１の樹脂被覆層液（３３ｗ
ｔ％）を塗布し、その後、比較例１と同様にして表面粗
さＪＩＳ中心線平均粗さ（Ｒａ）が１．３μｍである現
像スリーブを得た。実施例１と同様に画出しを行った。
評価結果を表１にまとめて示す。

【００３７】表１から明らかな様に、本発明の現像スリーブを用いた
実施例の場合には、比較例の場合と異なり、高温高湿、
低温低湿、常温常湿のいずれの条件下でも、得られた画
像は、画像濃度の低下、スリーブゴーストの発生がなか
った。更に、本発明の現像剤担持体を用いた装置で形成
した画像は、濃度ムラの発生もなかった。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、現
像剤担持体上の現像剤が安定且つ適正な電荷を有し、且
つ耐久によるスリーブ汚染も少ない為、均一で濃度ムラ
のない高品位な画像を得ることが出来る。又、本発明に
よれば、常温常湿はもとより、低温低湿下、高温高湿下
においても、濃度低下やスリーブゴースト等の発生がな
い高品位画像を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す概略的な構
成図である。

【図２】本発明の現像装置の他の実施例を示す概略的な
構成図である。

【図３】本発明の現像装置の更に他の実施例を示す概略
的な構成図である。

【図４】本発明の一実施例の現像剤担持体の断面の一部
を模式的に示す断面図である。

【図５】球状粒子を樹脂被覆層に分散させたときの現像
剤担持体表面の断面の一部を模式的に示す断面図であ
る。

【図６】本発明の現像剤担持体の樹脂被覆層表面を研磨
する為の装置の斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者齊木一紀東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平３−15871（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−81138（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−187879（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/08 - 13/095 G03G 13/20 G03G 15/08 - 15/095 G03G 15/20 F16C 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に塗工液を使用して樹脂被膜層を
形成し、形成された樹脂被膜層を研磨処理して該樹脂被
膜層の表面に凹面を形成する現像剤担持体の製造方法で
あり、該塗工液が、（Ａ）結着樹脂、（Ｂ）該結着樹脂
を溶解・分散させる溶剤、（Ｃ）２〜５０μｍの個数平
均粒径を有する、フッ素樹脂、シリコーン樹脂及びポリ
プロピレンからなる群から選択される樹脂で形成されて
いる球状粒子又は該樹脂で被覆された球状粒子、及び、
（Ｄ）導電材料を含有し、該塗工液が、該結着樹脂１０
０重量部に対して、球状粒子を２〜５０重量部含有し、
導電材料を２〜２００重量部含有し、該塗工液の固形分
濃度が５〜５０重量％であり、該塗工液を使用して樹脂
被覆層を基体上に形成した後、該樹脂被覆層の表面を研
磨処理して該樹脂被膜層の表面にある上記球状粒子を脱
離させて、該樹脂被覆層表面に半球状の凹面を形成する
ことを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【請求項２】基体上に塗工液を使用して樹脂粒子を有
する樹脂被膜層を形成し、形成された樹脂被膜層中の樹
脂粒子を有機溶剤により溶解して該樹脂被膜層表面に凹
面を形成する現像剤担持体の製造方法であり、該塗工液
が、（Ａ）結着樹脂、（Ｂ）該結着樹脂を溶解・分散さ
せる溶剤、（Ｃ）有機溶剤に可溶な樹脂によって形成さ
れた球状樹脂粒子、及び（Ｄ）導電材料を含有し、該塗
工液が、結着樹脂１００重量部に対して、球状樹脂粒子
を２〜５０重量部含有し、導電材料を２〜２００重量部
含有し、該塗工液の固形分濃度が５〜５０重量％であ
り、該塗工液を使用して樹脂被覆層を基体上に形成した
後、該球状樹脂粒子を溶解可能な有機溶剤により該樹脂
被膜層の表面にある上記球状樹脂粒子を溶解させて、該
樹脂被覆層の表面に半球状の凹面を形成することを特徴
とする現像剤担持体の製造方法。
【請求項３】基体及び該基体上に樹脂被覆層を有する
現像剤担持体において、該樹脂被膜層を形成するための
塗工液が、（Ａ）結着樹脂、（Ｂ）該結着樹脂を溶解・
分散させる溶剤、（Ｃ）２〜５０μｍの個数平均粒径を
有するフッ素樹脂、シリコーン樹脂及びポリプロピレン
からなる群から選択される樹脂で形成されている球状粒
子又は該樹脂で被覆された球状粒子、及び（Ｄ）導電材
料を含有し、該塗工液が、結着樹脂１００重量部に対し
て、球状粒子を２〜５０重量部含有し、導電材料を２〜
２００重量部含有し、該塗工液の固形分濃度が５〜５０
重量％であり、該塗工液を使用して樹脂被覆層を該基体
上に形成した後、該樹脂被覆層の表面を研磨処理して該
樹脂被膜層の表面にある上記球状粒子を脱離させること
により形成した、半球状の凹面を該樹脂被覆層の表面に
有することを特徴とする現像剤担持体。
【請求項４】基体及び該基体上に樹脂被覆層を有する
現像剤担持体において、該樹脂被膜を形成するための塗
工液が、（Ａ）結着樹脂、（Ｂ）該結着樹脂を溶解・分
散させる溶剤、（Ｃ）有機溶剤に可溶な樹脂によって形
成された球状樹脂粒子、及び（Ｄ）導電材料を含有し、
該塗工液が、結着樹脂１００重量部に対して、球状樹脂
粒子を２〜５０重量部含有し、導電材料を２〜２００重
量部含有し、該塗工液の固形分濃度が５〜５０重量％で
あり、該塗工液を使用して樹脂被覆層を基体上に形成し
た後、該球状樹脂粒子を溶解可能な有機溶剤により該樹
脂被膜層の表面にある該球状樹脂粒子を溶解させて形成
した、半球状の凹面を該樹脂被覆層の表面が有すること
を特徴とする現像剤担持体。
【請求項５】基体上に形成された樹脂被覆層を有する
現像剤担持体と、該現像剤担持体の外面に現像剤層を形
成させる為の規制部材と、静電潜像が保持された潜像保
持体と、該静電潜像上に現像剤を付着して該潜像を可視
像に現像する手段が設けられている現像装置において、
該現像剤担持体が、請求項３又は４に記載の現像剤担持
体であることを特徴とする現像装置。