JPH02109072A - 現像装置及び現像スリーブ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は５Ｍ、子写真装置における現像波ご及び現像ス
リーブに関するものである。

［従来の技術］ 従来、電子写真の現像においては、現像剤拘持体ににト
ナーの均一な帯電とそれを実現するためにトナーの薄層
コートを行うことが画像品位を環境変化、耐久使用にか
かわらず安定化させるために極めて重要な技術である。

そのために、広く使われている非磁性金属材料からなる
現像体相持体（以下現像スリーブと称す、）表面にサン
ドブラスト加工をほどこす（例えば特開昭５８−５７１
６４、特開昭５８−５７１６５）、砥粒を含有したメツ
キをほどこす（特開昭５７−６４７６４）等の技術があ
る。

［発明が解決しようとしている問題点］しかしながら、
上記従来例においては特に低湿環境下において必要以上
に摩擦電荷（トリボ）が大きくなりすぎたトナー（所謂
トナーのチャージアップで、このようになるトナーは粒
径が通常５ｇｍ以下と小さく、またそのためマグネタイ
ト含有量も少ない）が発生し、これらが鏡映力によりス
リーブに対し静電的に強く拘束されるという現象が生じ
、そのため他のトナーがスリーブとの摩擦帯電を妨げら
れトリボをもてなくなり、チャージアップトナーがある
部分とない部分とでトナートリボの分布に差が生じる。

このため第３図に示すような所謂（ポジ）スリーブゴー
ストが発生するといった問題点かあった。

この：５３図において、濃度が薄い（ａ）の部分はスリ
ーブからのトナー消費のない状態がつづいたためにスリ
ーブ表面に微粉層が形成され、濃度が低下した部分であ
る。この層はたいがいの場合、スリーブ１回転分の現像
で除去されるため、２回転目からの画像濃度は（ｂ）部
分のように（ａ）に比べると上がる。

さらにプリントを重ねるにつれ、現像剤か鰻り返し現像
スリーブと摺擦される結果１現像剤中の樹脂成分や外添
剤等により、現像スリーブ表面か汚染され、現像剤の現
像性が低ドしたり、均一な現像剤のコートがてきなくな
る等の問題点かあった。このような現像剤の過度の摩擦
帯電に起因する現像性の劣化は、−・般に樹脂か金属に
対し負極性に摩擦帯電し易いため、特に負極性現像剤を
用いた現像装置において著しい傾向かあワた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば２ナイロン、ポリエチレン、ポリスチレ
ン等の樹脂をバインダーとし、その中にカーボンブラッ
ク、カーボングラファイト、および更に好ましくはカー
ボン繊維を分散させた樹脂性の導電スリーブを用いて現
像を行うことにより、従来から電子写真の乾式現像にお
ける欠点とされてきた現像スリーブの汚染による画像濃
度低下やスリーブゴーストが低減されるようになる。

［実施例］ 第１図か本発明の実施例を示す現像スリーブであり、図
中１かナイロン６６に対し重量比５％の導電性カーボン
ブラック（コロンビアン社製Ｃ０ＩＩＤＩＩＣＴＥＸ　
９００　）　ト重量比４０％（７）グラファイト（日本
黒鉛製Ｃ３ＰＥ）を練りこみ、外径１６■■厚さ１１■
のバイブ状に成型した導電製樹脂スリーブである。なお
このとき図中 ２　（２’　）のフランジ部分が導電性樹脂による一体
成型であワてももちろんかまわない。この樹脂の導電性
は、体積抵抗値で２ｘｌＯ”Ω・ｃｍ、表面抵抗値か１
×ｌＯ°Ωであった。カーボン粉末の含有量であるが、
重量比で６０％を超えるとスリーブの対摩耗性が著しく
悪化し、実用には適さなかった。また該カーボン粉末の
址を減じていった場合、抵抗が高くなるが１０’Ω・Ｃ
■を超えるようになると、トナーのコート不良が発生し
、実用に適さなかった。また、スリーブ表面はＲ，（Ｊ
ＩＳ規定の１０点平均粗さ）で７〜ｌ　Ｏｔｈｍ、　Ｒ
，（Ｊ　Ｉ　Ｓ規定の中心線平均粗さ）で０．８〜１．
２ｇｍ程度の粗さになっていることがトナー搬送の面か
ら好ましい６表面に粗さを加える方法としては、成型工
程における型において加える、射出時に加える。あるい
は後工程としてブラスト処理等により加える等の方法が
ある。スリーブ表面粗さが、Ｒ２で３μｍ以下あるいは
Ｒおで０．５１Ｌｍ以下になると、現像スリーブのトナ
ー搬送力が低下し、トナーコート量が０．６ｍ９／ｃｙ
ａ”以下となり、良好な現像が行えなかった。逆にＲ，
が１８ｐｍあるいはＲ，が３ｇｍ以上になるとこんどは
トナーコート量が３．５Ｉｎ９／ｃｌ１２以上と大きく
なりすぎ、本発明の目的の１つでもある均一な薄層コー
トができなくなるという不都合が生じた。

なお、本発明においてグラファイトを使用するのは、固
体潤滑性があるために、樹脂成分による汚染に対して強
いという実験結果が得られたためである。この効果はグ
ラファイトの含有量が重量比で３０〜６０％であるとき
著しいか、１０〜３０％の範囲にあるときも効果は認め
られる。

次に、この現像スリーブを第２図に示す現像装置に組み
込み、画出しを行った。

このとき用いたトナーは、スチレンアクリルを主成分と
し、これにマグネタイトを５０重量部および帯電制御剤
として含金属錯体を２重量部内添させた負極性に帯電す
る磁性トナーに対し、乾式ネガシリカ（負極性に帯電す
る気相成性シリカに対し、ヘキサメチレンデイシラザン
を添加し加熱処理したもの）を、０．６重量部外添した
ものである。

ｌは矢印方向に回転する現像スリーブで、容器４内にて
供給された磁性トナー（−成分現像剤）５を担持して現
像部に搬送する。現像部に於てスリーブは像担持体とし
ての電子写真感光体７に対向している。このスリーブｌ
と感光体７の間隔はスリーブｌに担持されたトナー層厚
よりも広い。そしてスリーブ１には？ｌｌｔ源８から、
交流電圧に直流電圧を重畏したバイアス電圧が印加され
、これにより現像部に振動電界を形成する。この振動電
界によりトナーか振動運動して潜像の画像部に付着顕画
化する。トナー層はスリーブ内に固定配こされたマグネ
ット６の磁界中にある磁性体ブレード３て規制される０
本発明実施の現像スリーブをもちいた現像装置により出
力された画像は、従来のサンドブラスト加工された非磁
性金属スリーブを使ったものに比べ、スリーブブースト
が大幅に低減された。さらには従来特に低温低湿環境下
において、１０００枚プリントでベタ黒反射濃度が０．
３程低下していたスリーブ汚染による耐久使用濃度低下
を２０，０００枚のプリントを行っても０．２以内に抑
えることかり能となった。

このスリーブゴースト低減の原因であるが、これは本発
明者らの種々の実験結果からの考察によると、化学的に
不活性であるカーボン粒子かスリーブ表面においてリー
クサイトとして働いているために前述のようなトナー微
粉のチャージアップが抑制されていると考えられる。

それに対し、従来のサンドブラスト加工された金属スリ
ーブは表面に酸化被膜が形成されるため接触抵抗がカー
ボンに比べると高く、微粉トナーのチャージを十分逃す
ことができなくなりでいると考えられる。

実施例１に示した現像装置においてはスリーブ上へのト
ナーコート量の規制をスリーブ表面に対し強磁性金属ブ
レードを微小間隔をもって対向させることにより強磁性
プレートと現像マグネットにより形成される磁気シール
により行っている。

それに対し第４．第５図に示すようにスリーブ表面に対
し、弾性を有する金属プレートやゴムブレード３０を当
接させることにより１−ナーコート丑の規制を行う方法
も広く行なわれている。

この方法は、スリーブ、トナー、プレートの接触部にお
いてトナーを植種的にマサッ帯電させようとするもので
特に高温高湿下においても安定したトナーのトリボ電荷
μが得られる方法である。ただし、低温低湿下において
は逆にトリボ電荷省か北りすぎ、スリーブゴーストや耐
久濃度低ドか増長されるという欠点があった。

この現像装置に対し、実施例１の現像スリーブを組み込
んで画出しを行なったところ、低温低湿環境下における
スリーブゴーストはほとんど変らず高温高湿下における
ベタ黒反射濃度が０．１５程上昇し、１．４０程度にな
った。しかし、弾性ブレードにより圧接されているため
、１０，０００枚のプリントによりスリーブ表面か１５
〜２０ｙＬｍ削れてしまうという問題が生じた。そのた
め本発明者らは対摩耗性を上げるため、スリーブの前記
樹脂バインダーに対し、三菱レイヨン（株）製の炭素繊
維パイロフィルを重に比で４０％含有させた。その結果
、対摩耗性が向上し、１０，０００枚のプリントによっ
ても摩耗績が１０ＪＬｍ以下に抑えることが可能になり
、環境変動、耐久使用によっても画質が安定した現像装
置の提供が可能になった。炭素繊維の含有績としては樹
脂バインダーに対し重量比で１０〜９０％か適当であり
、多すぎるとスリーブがもろくなるので好ましくない。

なお、樹脂バインダーとしては本実施例以外のポリエチ
レン、ポリアクリル、ポリエステル等の合成樹脂であっ
ても良く、またグラファイトとしては、天然、人工いず
れても良いが固定ｋＲ２９７％以上、灰分２．０％以下
のものが導電性、固体潤滑性の面からみてより好ましい
。

また対Ｐｌ耗性を向上させるためには、炭素繊維と異な
り導電性を付与することはできないがガラス繊維を加え
ることによっても同様の効果を得ることができる。

尚１本発明は一成分非磁性現像剤、或いは二成分現像剤
を使用するものにも適用できる。また現像スリーブと感
光体の間隙をスリーブ上の現像剤層の厚み以下にした現
像装置にも適用できる。更に、現像部に前記のような振
動電界を形成するのではなく１時間的に変化しない直流
バイアス電圧をスリーブに印加する現像装置にも適用で
きる。

［発明の効果］ 以上説１！１シたように、カーボングラファイトを含有
させた導電性樹脂スリーブを用いて、現像を行なうこと
により、従来の現像の欠点とされてきたスリーブゴース
トおよび耐久使用時濃度低下を大幅に低減させることが
可能となった。なおこの効果は実施例に示した負極性ト
ナーの場合に限らず、アミノシラン等に上り熱処理され
た正極性に強く帯電するトナーにおいてもスリーブゴー
ストや耐久濃度低下を大幅に低減させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の導電性樹脂スリーブの斜視図２ 第２図は本発明の適用できる現像器の断面図、第３図は
スリーブゴーストを説明するための図、 第４図、ｆ：ＩＳ５図は他の実施例を示すための図。 ｌは現像スリーブ ５はトナー ７は感光体 である。 Ｖ　　イ　１５３ 囁２目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）現像スリーブが、少なくとも合成樹脂とカーボン
   グラファイト、カーボンブラック とを含む複合材料であることを特徴とする 現像装置。 （２）前記現像スリーブにおけるカーボングラファイト
   含有量が重量パーセントで１０〜 ６０％、カーボンブラックの含有量が同じ く０％〜４０％、これら２つのカーボン粉 末合計の含有量が１０％〜６０％にあるこ とを特徴とする請求項第１項記載の現像装 置。 （３）前記現像スリーブにおいて、炭素繊維が重量パー
   セントで１０〜９０％含まれてい ることを特徴とする請求項第１項又は第 ２項記載の現像装置。 （４）前記現像スリーブ表面粗さが１０点平均粗さで、
   ３〜１８μｍ、中心線平均粗さで ０．６〜３．０μｍの範囲にあることを特 徴とする請求項第１項、第２項又は第３項 記載の現像装置。 （５）静電潜像を現像する現像剤を担持搬送する現像ス
   リーブに於て、少なくとも合成樹 脂と、カーボングラファイトと、カーボン ブラックを含む複合材料で形成された現像 スリーブ。