(57)【要約】【課題】良好な電気伝導性を有する金属膜からなる電極パターンを、選択的に形成可能であり、かつ表面を平滑として耐久性に優れた現像剤担持体を安価に製造可能な方法を提供する。【解決手段】ローラ状部材１１の表面に絶縁層１２を形成する工程と、絶縁層１２の表面全体に改質処理を施しＯＨ基を導入する工程と、改質処理を施した絶縁層１２の表面に、構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物のパターン３０を形成する工程と、絶縁層１２表面に対無電解めっきの触媒３１を付着させる工程と、絶縁層表面１２における有機化合物のパターンを形成した以外の箇所から無電解めっき触媒を除去する工程と、無電解めっきの触媒を付着したローラ状部材１１を無電解めっき処理し有機化合物のパターン３０に基づく形状を有する第２の電極１３を析出形成させる工程と、第２の電極を形成したローラ状部材の表面に保護層１４を形成する工程と、を有する。【選択図】図７
2011180364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも最表面が電気伝導性を有する第１の電極としてのローラ状部材の外表面に、該ローラ状部材を覆う絶縁層と、開口領域を有するパターン形状を備える第２の電極と、前記開口領域及び第２の電極を覆う保護層と、を順次積層して構成した現像剤担持体の製造方法であって、
前記ローラ状部材の表面に絶縁層を形成する第１の工程と、
前記絶縁層の表面全体に改質処理を施しＯＨ基を導入する第２の工程と、
改質処理を施した前記絶縁層の表面に、構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物のパターンを形成する第３の工程と、
前記絶縁層表面に対無電解めっきの触媒を付着させる第４の工程と、
前記絶縁層表面における前記有機化合物のパターンを形成した以外の箇所から無電解めっき触媒を除去する第５の工程と、
前記無電解めっきの触媒を付着した前記ローラ状部材を無電解めっき処理し前記有機化合物のパターンに基づく形状を有する第２の電極を析出形成させる第６の工程と、
前記第２の電極を形成したローラ状部材の表面に保護層を形成する第７の工程と、
を有することを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【請求項２】
前記構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物が、官能基としてアミノ基、イミノ基、ニトリル基及びピロール基の少なくとも一つを含むシランカップリング剤であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤担持体の製造方法。
【請求項３】
前記ローラ状部材をアルカリ溶液と接触させることにより、前記絶縁層表面における前記有機化合物のパターンを形成した以外の箇所から無電解めっき触媒を除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤担持体の製造方法。
【請求項４】
前記第３の工程において前記構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物の溶液または分散液をインクジェット法により前記ローラ状部材に塗布することにより前記有機化合物のパターンを形成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の現像剤担持体の製造方法。
【請求項５】
前記第３の工程において、前記構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物の溶液または分散液を、前記第２の電極のパターン形状に応じた凸部を有する印刷板に塗布し、前記印刷板の前記凸部に付着した前記有機化合物の溶液または分散液を、中間転写体を介して前記ローラ状部材の表面に転写することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の現像剤担持体の製造方法。
【請求項６】
前記無電解めっき処理が無電解銅めっき処理であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像剤担持体の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の現像剤担持体の製造方法により製造された現像剤担持体。
【請求項８】
現像剤担持体の外周面に現像剤を担持させ、該現像剤担持体を表面移動させることにより現像領域内における潜像担持体上の潜像に現像剤を供給して該潜像を現像する現像装置において、上記現像剤担持体として、請求項７に記載の現像剤担持体を用い、前記第１の電極及び第２の電極に対して互いに異なる電圧を給電するための給電部及び電源を有することを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触現像方式に用いる現像剤担持体の製造方法及び現像剤担持体に関し、特に現像剤を飛翔させるための電界を発生させるための複数の電極を有する現像剤担持体の製造方法及び現像剤担持体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真による画像出力装置の現像プロセスにおいて、感光体などの潜像担持体に現像剤を供給する際に、現像剤担持体上の現像剤と潜像担持体とを直接接触させることなく行う方式はいわゆる非接触現像方式として知られている。この方式は潜像担持体の潜像形成部のみに現像剤を供給することができるために高品位な出力画像を得ることができる。
かかる現像方式を実現する現像装置として、例えば特許文献１には、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現像剤担持体を備え、複数の電極における所定の電極を起点にした奇数番目電極群と偶数番目の電極群との間に互いに位相ズレしたパルス電圧を印加することで電位差を生起させ、現像剤担持体の表面上の現像剤を電極間で移動させながら現像剤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潜像担持体上の潜像に付着させる現像装置が提案されている。
かかる現像装置における現像剤担持体の作成方法としては、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、現像剤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、無電解ニッケル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１０１０［Ω・ｃｍ］）を形成して現像剤担持体を製作している。
【０００３】
また、特許文献２においては、現像剤担持ローラのローラ部表面の法線方向に互いに重なるように積層した第１電極層と第２電極層とを設け、それらの電極層のうち、ローラ表面により近い上層の位置に存在する第２電極層に、ローラ表面移動方向と、これに直交する方向である移動直交方向とにそれぞれマトリクス状に独立して並ぶ複数の開口を、移動直交方向における感光体の潜像担持可能領域の全域に渡って設け、ローラ部表面上の現像剤を、ローラ周方向に一様に形成された第１電極層の全領域のうち、第２電極層における複数の開口のそれぞれ直下に存在している複数の開口直下箇所と、第２電極層における複数の開口のそれぞれ間に存在している複数の開口間箇所との間でホッピングさせるようにした現像装置が提案されている。
その他に実現可能性のある公知の技術としてスクリーン印刷に代表される有版印刷法がある。これは、電極パターンが形成された版を用いて印刷用インクの代わりに導電性ペーストを基板に印刷した後加熱焼成を行うことにより電極パターンとするものである。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。
【０００４】
また他の公知技術としてフォトエッチング法が挙げられる。フォトエッチング法は絶縁基材全面に金属膜を作製しその上にフォトリソグラフィーにより耐エッチング性の材料でパターン形成を行った後にエッチングにより不要な金属部を除去することにより電極パターンを形成する方法であり電気伝導性が良好で精度の高い導電パターンを形成できる方法である。
さらに、絶縁性樹脂表面に金属膜を形成する手段として無電解めっき法がある。この方法は絶縁樹脂表面にめっき析出反応の触媒となる材料を付着させた後、無電解めっき液に浸漬処理することで触媒を開始点として析出反応が進行し金属膜が得られる。形状によらず均一膜厚で金属膜を形成可能なプロセスである。
ただし密着力の確保に課題であり、一般には絶縁性樹脂表面を高濃度のクロム酸によりエッチング処理することにより凹凸を形成し表面積の増大及び投錨効果により密着力を確保している。しかしながらクロム酸が生体に対して有害であることから、例えば特許文献３においては、クロム酸によるエッチングに替わる前処理として、紫外線を照射することにより密着力が向上させるという方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現像剤担持体の構造に関しては、特許文献１に記載されている現像剤担持体はいずれも同一表面上に２相の電極を有しているが、実用的な電圧で現像剤を飛翔させるためには電極間隔を小さくする必要があり、かつ同一の工程内で作製するために短絡が生じる可能性が生じる。このような構造においては隣接するいずれの電極間で短絡が生じてもすべての電極間で電位差が生じなくなり現像剤を飛翔させることができなくなるという問題がある。
また、特許文献１において開示されている方法においては、アクリル樹脂に対する溝の切削加工及び無電界ニッケルめっき後の表面旋削加工が行われているが、この際に、バリや欠けが生じ、現像剤担持体表面が平滑にならない。その結果として現像剤担持量が一定にならず、画像への悪影響が生じるという問題がある。さらに、溝加工時は欠けが生じた場合には隣接電極間での短絡の原因となるという問題点もある。加えて、樹脂材料への無電界めっきは一般に密着力が低く、旋削加工時の応力に耐えられず剥離してしまうという問題があるが、密着力を向上させる手段も開示されていない。
特許文献２記載の構造は第１電極層と第２電極層が現像剤担持体の法線方向に互いに異なる層に絶縁層を介して形成されており、異なる工程で作製することができるために作製する上でも短絡の可能性を大幅に低減させることができる。また、第２電極パターンにおいては短絡が生じてもその機能には影響が無いために望ましい構造である。
また、特許文献２においては現像剤担持体の作製方法が開示されておらず、かかる現像剤担持体の作製方法に関して有効な技術はこれまで無かった。
また、有版印刷法により導電性ペーストのパターン形成を行う方法においては、円筒体のような無端形状に対しては、印刷開始部と印刷終了部とを厳密に一致させる必要がある。この際に、印刷開始時にすでに印刷された導電性ペーストが印刷終了時に版と再度接触することとなり、これによりパターン形状が乱れるという問題がある。
また、フォトエッチング法は一般に金属膜の形成に真空プロセスが用いられ、現像剤担持体のような円筒形状に均一な膜厚で成膜するためには大型で特殊な設備が必要となる。また、設備の大型化に伴い真空への排気時間が長くなる。また、金属膜形成後もパターン化するために多くの設備で長い工程が必要であり、結果として製造コストの増大を招くという問題がある。
【０００６】
一方無電解めっき法は形状によらず均一膜厚で金属膜を形成可能なプロセスであるが、絶縁性樹脂上に同方法により金属膜を、密着強度を確保して形成するためには適切な前処理を施す必要がある。一般には絶縁性樹脂表面を高濃度のクロム酸によりエッチング処理することにより凹凸を形成し表面積の増大及び投錨効果により密着力を確保している。しかしながら、この際に用いるクロム酸は生体に対して有害な物質である。さらに形成される凹凸が数μｍ以上と大きく、本発明の現像剤担持体の製造に用いた場合には第１の電極層と第２の電極層間の絶縁耐圧の低下さらには短絡の原因となることから適用することができない。
これに対して、特許文献３にはエッチングに代わる前処理法が開示されている。しかしながら同方法によれば対象部材の全面にめっき膜を形成することは可能であるが、部位選択的に形成する技術は開示されていない。したがって電極パターンを形成するためには一度全面に金属膜を形成した後に不要部を除去する必要があり上述したフォトエッチング法を利用することとなり同様の問題点がある。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、良好な電気伝導性を有する金属膜からなる電極パターンを、選択的に形成可能であり、かつ表面を平滑として耐久性に優れた現像剤担持体を安価に製造可能な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、少なくとも最表面が電気伝導性を有する第１の電極としてのローラ状部材の外表面に、該ローラ状部材を覆う絶縁層と、開口領域を有するパターン形状を備える第２の電極と、前記開口領域及び第２の電極を覆う保護層と、を順次積層して構成した現像剤担持体の製造方法であって、前記ローラ状部材の表面に絶縁層を形成する第１の工程と、前記絶縁層の表面全体に改質処理を施しＯＨ基を導入する第２の工程と、改質処理を施した前記絶縁層の表面に、構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物のパターンを形成する第３の工程と、前記絶縁層表面に対無電解めっきの触媒を付着させる第４の工程と、前記絶縁層表面における前記有機化合物のパターンを形成した以外の箇所から無電解めっき触媒を除去する第５の工程と、前記無電解めっきの触媒を付着した前記ローラ状部材を無電解めっき処理し前記有機化合物のパターンに基づく形状を有する第２の電極を析出形成させる第６の工程と、前記第２の電極を形成したローラ状部材の表面に保護層を形成する第７の工程と、を有する現像剤担持体の製造方法を特徴とする。
また、請求項２の発明は、前記構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物が、官能基としてアミノ基、イミノ基、ニトリル基及びピロール基の少なくとも一つを含むシランカップリング剤である請求項１に記載の現像剤担持体の製造方法を特徴とする。
また、請求項３の発明は、前記ローラ状部材をアルカリ溶液と接触させることにより、前記絶縁層表面における前記有機化合物のパターンを形成した以外の箇所から無電解めっき触媒を除去する請求項１又は２に記載の現像剤担持体の製造方法を特徴とする。
【０００８】
また、請求項４の発明は、前記第３の工程において前記構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物の溶液または分散液をインクジェット法により前記ローラ状部材に塗布することにより前記有機化合物のパターンを形成する請求項１乃至３の何れか一項に記載の現像剤担持体の製造方法を特徴とする。
また、請求項５の発明は、前記第３の工程において、前記構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物の溶液または分散液を、前記第２の電極のパターン形状に応じた凸部を有する印刷板に塗布し、前記印刷板の前記凸部に付着した前記有機化合物の溶液または分散液を、中間転写体を介して前記ローラ状部材の表面に転写する請求項１乃至３の何れか一項に記載の現像剤担持体の製造方法を特徴とする。
また、請求項６の発明は、前記無電解めっき処理が無電解銅めっき処理である請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像剤担持体の製造方法を特徴とする。
【０００９】
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の現像剤担持体の製造方法により製造された現像剤担持体を特徴とする。
また、請求項８の発明は、外周面に現像剤を担持させ、該現像剤担持体を表面移動させることにより現像領域内における潜像担持体上の潜像に現像剤を供給して該潜像を現像する現像装置において、上記現像剤担持体として、請求項７に記載の現像剤担持体を用い、前記第１の電極及び第２の電極に対して互いに異なる電圧を給電するための給電部及び電源を有する現像装置を特徴とする。
また、請求項９の発明は、請求項８に記載の現像装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように構成したので、本発明によれば、絶縁層上に薄膜であっても良好な電気伝導性の電極パターンを高い密着力で形成が可能である。さらに、一連の無電解めっき処理プロセスは一括大量処理が可能であることから現像剤担持体を安価に製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタル複写機の概略構成図。
【図２】現像剤担持体表面近傍の断面および電気力線の様子を示す図。
【図３】本発明の現像剤担持体の概略図。
【図４】本実施形態における第２の電極のパターン形状を平面展開した図。
【図５】本実施形態における第２の電極のパターン形状の他の例を示す図。
【図６】本実施形態における第２の電極のパターン形状の他の例を示す図。
【図７】第１の実施例による現像剤担持体の作製フローを示す図。
【図８】インクジェット法によるパターン形成を示した図。
【図９】第２の実施例によるパターン形成を示した図。
【図１０】第２の実施例によるパターン形成を示した図。
【図１１】第２の実施例によるパターン形成を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態についての詳細な説明を行う。
図１は、本発明の実施形態に係るデジタル複写機の概略構成図である。
この構成は、画像処理装置としての複写機１００であり、この複写機１００の上面にはコンタクトガラス２０６が設けられている。また、複写機１００の上部には自動原稿送り装置（以下、単にＡＤＦという）２０１が設けられており、このＡＤＦ１はコンタクトガラス２０６を開閉するように複写機１００に図示しないヒンジ等を介して連結されている。このＡＤＦ２０１は、複数の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ２０２と、原稿トレイ２０２に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離してコンタクトガラス２０６に向かって搬送する分離・搬送手段と、分離・搬送手段によってコンタクトガラス２０６に向かって搬送された原稿をコンタクトガラス２０６上の読取位置に搬送・停止させるとともに、コンタクトガラス２０６の下方に配設された複写機１００の読取手段（公知の露光ランプ２５１、ミラー２５２、２５５、２５６、レンズ２５３、ＣＣＤ２５４等）２５０により読み取りが終了した原稿をコンタクトガラス２０６から搬出する。給紙モータはコントローラからの出力信号によって駆動されるようになっており、コントローラは複写機１００から給紙スタート信号が入力されると、給紙モータを正・逆転駆動するようになっている。給紙モータが正転駆動されると、給送ローラ２０３が時計方向に回転して原稿束から最上位に位置する原稿が給紙され、コンタクトガラス２０６に向かって搬送される。この原稿の先端が原稿セット検知センサ２０７によって検知されると、コントローラは原稿セット検知センサ２０７からの出力信号に基づいて給紙モータを逆転駆動させる。これにより、後続する原稿が進入するのを防止して分離されないようになっている。
【００１３】
また、コントローラは原稿セット検知センサ２０７が原稿の後端を検知したとき、この検知時点からの搬送ベルトモータの回転パルスを計数し、回転パルスが所定値に達したときに、給送ベルト２０４の駆動を停止して給送ベルト２０４を停止することにより、原稿をコンタクトガラス２０６読取位置に停止させる。また、コントローラは原稿セット検知センサ７によって原稿の後端が検知された時点で、給紙モータを再び駆動し、後続する原稿を上述したように分離してコンタクトガラス２０６に向かって搬送し、この原稿が原稿セット検知センサ２０７によって検知された時点からの給紙モータのパルスが所定パルスに到達したときに、給紙モータを停止させて次原稿を先出し待機させる。そして、原稿がコンタクトガラス２０６の読取位置に停止したとき、複写機１００によって原稿の読み取りおよび露光が行なわれる。この読み取りおよび露光が終了すると、コントローラには複写機１００から信号が入力されるため、コントローラはこの信号が入力すると、搬送ベルトモータを正転駆動して、搬送ベルト２１６によって原稿をコンタクトガラス２０６から排送ローラ２０５に搬出する。
上記のように、ＡＤＦ２０１にある原稿トレイ２０２に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、操作部上のプリントキーが押下されると、一番上の原稿からコンタクトガラス２０６上の所定の位置に給送される。給送された原稿は、読み取りユニット２５０によってコンタクトガラス２０６上の原稿の画像データを読み取り後、給送ベルト２０４および反転駆動コロによって排出口Ａ（原稿反転排出時の排出口）に排出される。さらに、原稿トレイ２０２に次の原稿が有ることを検知した場合、前原稿と同様にコンタクトガラス２０６上に給送される。
【００１４】
第１トレイ２０８、第２トレイ２０９、第３トレイ２１０に積載された転写紙は、各々第１給紙ユニット２１１、第２給紙ユニット２１２、第３給紙ユニット２１３によって給紙され、縦搬送ユニット２１４によって感光体２１５に当接する位置まで搬送される。読み取りユニット２５０にて読み込まれた画像データは、書き込みユニット２５７からのレーザによって感光体２１５に書き込まれ、現像ユニット２２７を通過することによってトナー像が形成される。そして、転写紙は感光体２１５の回転と等速で搬送ベルト２１６によって搬送されながら、感光体２１５上のトナー像が転写される。その後、定着ユニット２１７にて画像を定着させ、排紙ユニット２１８に搬送される。排紙ユニット２１８に搬送された転写紙は、ステープルモードを行わない場合は、排紙トレイ２１９に排紙される。
次に、図１における現像ユニット２２７に含まれ、感光体２１５に現像剤を供給する現像剤担持体についての説明を行う。
現像剤担持体は、円筒形状の径方向の内側から第１の電極と、第１の電極を覆う絶縁層と、開口領域を有する第２の電極と、開口領域及び第２の電極を覆う絶縁性を有する保護層（保護膜）とからなる。以下に現像剤担持体を用いた現像剤の飛翔、帯電機能について、図を用いて説明する。
【００１５】
図２は現像剤担持体表面近傍の断面および電気力線の様子を示す図である。
現像剤担持体１０は、円筒状の部材であり、径方向の内側から順に第１の電極１１と、第１の電極１１の全面を覆う絶縁層１２と、絶縁層１２の表面に形成された第２の電極１３と、第２の電極１３を覆う保護膜１４と、が積層された構造を有する。
また、第２の電極１３は、所定の間隔で配置された電極部１３ａと、開口部１３ｂを有する。
第１の電極１１と第２の電極１３とに互いに異なる電圧を印加したとき、第１の電極１１と第２の電極１３（電極部１３ａ）とが対向している部分ではその間に電界が生じ、第２の電極１３の開口部１３ｂでは第１の電極１１から現像剤担持体１０表面を通り、隣に位置する第２の電極１３の表面側に電気力線が向かう。
ここで、図１（ａ）に示すように、第２の電極１３に与えられる電位が第１の電極１１に与えられる電位に対してより負極性側であるとして、第２の電極１３直上の保護膜１４と負極性に帯電した現像剤Ｄとが付着力Ｆ２で付着しているとする。
電界により現像剤Ｄは電気力線に沿って上向きの力Ｆ１を受ける。このときＦ１＞Ｆ２の関係が成り立つと現像剤Ｄは保護膜１４との付着力に打ち勝ち電気力線に沿って飛翔し、第２の電極１３の開口部１３ｂ直上へと移動する。
【００１６】
一方、図１（ｂ）に示すように、第１の電極１１に与えられる電位が第２の電極１３に与えられる電位に対してより負極性側であるとして、第２の電極１３の開口部１３ｂ直上の保護膜１４と負極性に帯電した現像剤Ｄとが付着力Ｆ２’で付着しているとする。
電界により現像剤Ｄは電気力線に沿って上向きの力Ｆ１’を受ける。このときＦ１’＞Ｆ２’の関係が成り立つと現像剤は保護膜との付着力に打ち勝ち電気力線に沿って飛翔し第２の電極１３直上へと移動する。このようにして現像剤担持体１０からの現像剤の飛翔を起こすことができる。
このＦ１＞Ｆ２、Ｆ１’＞Ｆ２’が成り立つような電圧を第１の電極１１と第２の電極１３に交互に印加することで現像剤Ｄは第２の電極１３の電極部１３ａ直上と開口部１３ｂ直上とを行き来することになる。その都度現像剤Ｄと保護膜１４とは衝突する。保護膜１４が現像剤に対して帯電序列においてより正電荷側であれば衝突回数を増すごとに現像剤Ｄの帯電量は増す。このようにして現像剤の飛翔と同時に帯電も同時にもたらすことができる。
【００１７】
次に、本実施形態に係る現像剤担持体（トナー担持体）の構造を詳細に説明する。
図３は、本発明の現像剤担持体の概略図であり、ａ）は斜視図、ｂ）は円筒軸長方向における断面図、ｃ）は円筒軸長方向に直交する方向における断面図である。
現像剤担持体１０は基材となるローラ状組立体２０の表面に、絶縁層１２、第２の電極１３、絶縁性を有する保護膜１４が順次形成されている。
ローラ状組立体２０は、中空の円筒体２１と、その長手方向（軸方向）両端部に設けた第１フランジ２２及び第２のフランジ２３と、両フランジ２２、２３にそれぞれ固定されて円筒体２１と同軸となる軸部材２４、２５とから構成されている。
中空の円筒体２１は現像剤担持体１０の基材と第１の電極１１とを兼ねているため、少なくともその表面は導電性を有する。
円筒体２１の材質には、アルミニウム、ＳＵＳ（ステンレス鋼：Stainless Steel）、鉄、銅、真鍮等の金属材料や、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂等からなる樹脂ローラの表面にアルミニウムや銅などの導電層を形成したものを用いることができる。
本実施形態においてはＳＵＳ製の円筒体を用いた。円筒体２１端部に接するフランジのうち第１のフランジ２２は導電材料よりなり、第１の電極１１と接することにより導通状態になっている。材質は円筒体２１と同様のものを用いることができるが、本例においてはＳＵＳを用いた。
【００１８】
第１のフランジ２２中央には導電性部材よりなる軸部材２４が固定されており、これを給電部材として電源と接続することにより、第１の電極１１に電圧を印加することが可能になる。
第２のフランジ２３は、絶縁材料からなる部分２３ａと、導電部材からなる部分２３ｂとからなっている。導電性材料からなる部分２３ｂは、第１の電極１１との間に設けられている絶縁性樹脂からなる部分２３ａによって第１の電極と直接接することなく、電気的に絶縁されている。絶縁材料には絶縁性樹脂やセラミックスが使用できる。また、第２のフランジ２３の軸部材２５には、第１のフランジ２２に使用したものと同様のものが使用できる。
ローラ状組立体２０の最外層には、絶縁性を有する絶縁層１２が形成され、少なくとも第２のフランジ２３に設けた導電性部材の一部を除く領域は絶縁層１２で覆われている。
絶縁層１２の厚さは、３μｍより薄いと第１の電極１１と第２の電極１３間との絶縁不良を起こし、１００μｍよりも厚いと、第１の電極１１と第２の電極１３により形成される現像剤担持体１０表面における電界の強度が弱くなってしまい現像剤を安定して飛翔させることが困難になることから、絶縁層１２の厚さは、３μｍ以上１００μｍ以下の範囲であることが望ましい。
【００１９】
また、この絶縁層１２の材料には、メラミン樹脂、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、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ポリアミド、ＣＯＰ（シクロオレフィン樹脂）等の熱可塑性樹脂、各種光硬化性樹脂を用いることができるが、特に熱硬化性樹脂が一般に耐熱性、耐薬品性に優れているために好適である。
本実施形態においては、絶縁層１２の材料にアルキッド樹脂を用い、厚さを２０μｍとした。
絶縁層１２表面には開口を有する第２の電極１３を有する。第２の電極１３は、その一部を第２フランジ２３の導電性部材からなる部分２３ｂと電気的に接続する。従って、第２フランジ２３に固定される軸部材２５を給電部として電源と接続することにより、第２の電極１３に電圧を印加することが可能になる。
【００２０】
図４は本実施形態における第２の電極１３のパターン形状を平面展開した図を示した図である。
また、図５、６は、本実施形態における第２の電極のパターン形状の他の例を示す図である。
図４に示すように、第２の電極１３は、スリット状の電極パターンが両端部において互いに接続された構造になっている。スリット状部分の電極幅Ｗ１及び電極間の開口の幅Ｗ２はそれぞれ一定にする必要がある。これは上述したように現像剤の帯電、飛翔機構が現像剤担持体１０に生じる電界の大きさに影響されるためであり、場所によりこれら寸法が異なると電界強度が異なり現像剤の帯電量や飛翔量が異なる。結果として潜像担持体への現像剤供給量が変動し画像に濃度むらが生じることとなる。電極部１３ａの幅Ｗ１は２００μｍ以下であることが望ましい。２００μｍより大きいと、電圧供給側からの距離が遠い箇所の電圧が低くなり、その箇所で現像剤を安定かつ有効に飛翔させることが困難となる。電極部１３ａの幅Ｗ１の下限は機能上の制約はないが、１０μｍ以下であると断線が生じるなど、電極の作製上困難になるため、それ以上であることが好ましい。開口部の幅Ｗ２は２０μｍ以上１０００μｍ以下であることが望ましい。２０μｍ以下では開口部に隣接する電極部により遮蔽され現像剤担持体１０表面に現れる電界が十分でなくなり、現像剤を安定かつ有効に飛翔させることが困難となる。また、１０００μｍ以上になると開口部の隣接する電極から離れる周方向中央部近傍における現像剤担持体１０表面に現れる電界が十分でなくなり現像剤を安定かつ有効に飛翔させることが困難となる。また、電極の厚さは０．１μｍから１０μｍの範囲であることが望ましい。０．１μｍより薄いと電圧印加により損傷を受け経時的に断線が生じる。
【００２１】
一方１０μｍより厚いと現像剤担持体１０表面に凹凸が生じ、その凹部に現像剤が滞留してしまう。また、保護膜１４によりこの凹凸を吸収しようとすると保護膜１４が厚くなり後述するような問題が生じる。本例においては、電極幅Ｗ１１００μｍ、電極間開口幅Ｗ２１５０μｍとし、電極の厚さは０．５μｍとした。
なお、電極パターン形状は、図３、４に示すスリット形状に限定されるものではなく、図５に示すハニカム形状、図６に示す格子状であってもよい。
すなわち、第２の電極１３としては、上記した条件の電極幅、電極間開口を有し、無端状にパターンが形成され、すべての電極に同じ電圧が印加されるようにパターンであれば良い。
第２の電極１３の電極部１３ａ及び開口部１３ｂは保護膜１４により覆われている。保護膜１４として用いる材料はシリコン樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂等が使用される。また、その厚さは３μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。３μｍより薄いと経時使用による摩耗等で、第２の電極１３が露出してしまい電極の断線などの恐れがある。また、１００μｍより厚いと第１の電極１１と第２の電極１３とにより形成されるトナー担持体表面における電界強度が弱くなってしまうために現像剤を飛翔させることが困難になるから３μｍ以上１００μｍ以下の範囲であることが望ましい。
【００２２】
次に、本実施形態における現像剤担持体の作製工程を説明する。
図７は、本実施形態の現像剤担持体の作製フローを示す図である。ただし、図においては現像剤担持体１０を構成するフランジ２２、２３等は省略しており、円筒体２１への絶縁層１２、第２の電極１３、保護膜１４の形成のみを示している。
［第１の実施例］
１）絶縁層の形成
第１の電極１１として、直径１６ｍｍのアルミニウム製の円筒体２１を用意し（図７（ａ））、その両端に図示しない第１フランジ２２、および第２フランジ２３を設けてローラ状組立体２０とした。次いで、絶縁材料として未硬化のアルキッド樹脂及び粘度調整用の溶媒としてメチルエチルケトンを混合し用意し、ディッピング法により塗膜形成後、加熱硬化することにより膜厚２０μｍの絶縁層１２を形成した（図７（ｂ））。
２）改質処理
絶縁層１２を形成したローラ状組立体２０を回転させながら、大気中で低圧水銀ランプからの紫外光を５分間照射することにより全周に亘り表面改質処理を施した（図７（ｃ））。
この処理により、絶縁層１２の表面１２ａの水滴接触角が９０度から４０度に低下し、親水基であるＯＨ基が導入されたことが示された。
この改質処理は、一般にＵＶ／Ｏ３処理と呼ばれる手法であるが、この手法に限られることはなく、エキシマランプ照射処理や大気圧プラズマ処理、コロナ放電処理などの既知の手法を用いることが出来る。
【００２３】
３）金属補足能を持つ官能基を有する有機化合物のパターン形成
工程２）で改質処理を施したローラ状組立体２０を固定して回転可能な駆動機構と、固定したローラ状組立体２０の軸長方向に往復運動可能な駆動装置に固定したインクジェットヘッドからなるインクジェット装置を用意した。
さらに、シランカップリング剤であるＮ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン１ｖｏｌ％、イソプロピルアルコール１ｖｏｌ％をそれぞれ含む水溶液をよく混合し、インクジェット装置に用いるインクとして用意した。
ローラ状組立体２０をインクジェット装置に固定・回転し、図８に示すようにインクジェットヘッド４０を往復走査させながら上述のインクにより第２の電極１３のパターン形状に応じたインクパターン３０を形成し、１００℃で３０分乾燥後、純水でリンスを行った（図７（ｄ））。
なお、シランカップリング剤は、金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物である。工程２）の改質処理により絶縁層１２の表面１２ａに形成されたＯＨ基とシランカップリング剤のシラノール基とで強固な結合を形成することにより両者の間で高い密着力が得られ、絶縁層上に強固にパターンを形成することが出来る。
【００２４】
また、シランカップリング剤としては、金属捕捉能を有する官能基としてアミノ基を含むＮ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランのみならず、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、ピロール基のいずれか、あるいはこれらを複数含むものであってもよい。
また、金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物も、ＯＨ基と結合するものであれば、シランカップリング剤に限定されることはない。
本工程では、構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物の溶液または分散液をインクジェット法により絶縁層に対して塗布してパターン形成を行っているが、インクジェット法は被パターン形成材料であるローラ状組立体２０の回転移動と組み合わせることにより、非接触で任意のパターンが形成可能であるために、目的とする電極形状に忠実なパターンを形成することが可能である。
【００２５】
４）無電解めっき触媒の付着
インクパターン３０の形成後、パラジウム／スズコロイド溶液を用いる慣用の触媒化法であるキャタリスト・アクセレータ法により、酸性雰囲気中で、インクパターン３０上に無電解めっき触媒であるパラジウムを付着させた（図７（ｅ））。
触媒化法としては、このほかにも、塩化スズ／塩酸溶液と塩化パラジウム／塩酸溶液の二液を用いるセンシタイザ−アクチベータ法を用いることが出来るが、その場合は、二回以上繰り返し処理することにより、良好な結果を得ることが出来る。
シランカップリング剤における金属補足能を有する官能基は、酸性雰囲気中において、カチオン基として作用する。一方で、パラジウム／スズコロイド触媒は静電気的に負電しているために、その静電的な作用によりめっき触媒をインクパターン３０に確実に付着することができる。
５）余剰な無電界めっき触媒の除去
次いで、ローラ状組立体２０を０．１Ｎに濃度調整した水酸化ナトリウム溶液に浸漬した後、純水でリンスを行った。
アルカリ溶液である水酸化ナトリウム溶液と接触させることで、金属イオン捕捉能を有する官能基がカチオンから中性へと変わり、無電解めっき触媒と配位結合を形成可能になる。
その結果として、インクパターン３０以外の開口部１３ｂ（図３等）に相当する箇所に付着した余剰な無電解めっき触媒を脱離させると共に、その一部と配位結合を形成し強い力で捕捉、固定する。従って、続く無電解めっき処理において高い密着力の電極パターンを得ることができる。
【００２６】
６）無電解めっき液により第２の電極の形成
さらに、ローラ状組立体２０を無電解ニッケルめっき液に６分間浸漬することで、インクパターン３０上に、膜厚がおよそ０．５μｍ、体積抵抗率が８×１０−５Ω・ｃｍのニッケル膜からなる第２の電極１３（の電極部１３ａ）が形成された（図７（ｆ））。
７）保護膜の形成
ポリカーボネート樹脂をメチルエチルケトンに溶解した溶液を用意し、第２の電極１３が形成されたローラ状組立体２０を回転させながら厚さ２０μｍになるようにスプレーコートにより塗布、乾燥させて保護膜１４を形成した（図７（ｇ））。
なお、保護膜の形成法は、これに限られるわけではなく、ディップコート法、ダイコート法など既知の技術を用いることが出来る。
【００２７】
以上の方法によれば、絶縁層上に金属薄膜の電極パターンが形成されているので、表面が平滑であり、膜厚が薄くても良好な電気伝導性を有する現像剤担持体を得た（図７（ｇ））。
現像剤担持体の表面が平滑であるため、保護膜の摩耗が少なく、電極の電気伝導性も良好であるので、長期にわたり安定して現像剤を飛翔させることが出来る。
また、かかる現像剤担持体を適用した画像形成装置によれば、高品質な画像を長期にわたり出力することが可能である。
【００２８】
［第２の実施例］
工程３）、工程６）以外は、第１の実施例と同様であり、工程３）の替わりに工程３−１）、工程６）の替わりに６−１）を行って［第１の実施例」と同じ構成の現像剤担持体を作製する。
３−１）金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物のパターン形成
第２の電極パターン状に凸部が形成された印刷版５０と、中間転写体５３と印刷版５０より広い面積を有するインク供給板５１を用意した。
Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン  １ｖｏｌ％、イソプロピルアルコール  １ｖｏｌ％をそれぞれ含む水溶液をよく混合し、工程３）と同様のインクとして用意した。
インク供給板５１表面にバーコート法によりインク薄層５２を形成し（図９（ａ））、その上から印刷版５０を押し付けた後引き離し、印刷版５０凸部にインク薄層５２を転写した（図９（ｂ））。
ここで、インク薄層５２の形成にバーコート法を用いたがその他にスピンコート法、ディップコート法、ダイコート法等既知の手法を用いることができる。
次に、インク薄層５２の転写された印刷版５０を中間転写体５３に押し付けた後引き離すことで中間転写体５３にインクパターン５２ａを転写した（図９（ｃ））。
続いて中間転写体５３上をローラ状組立体２０に対して加圧、回転させることにより中間転写体５３上のインクパターン（インク薄層５２）をローラ状組立体２０に転写した（図９（ｄ））。
このような構成とすることで有機化合物パターンを形成するための設備が小型化できるという利点を有する。また、印刷版も凸版に限定されるものではなく凹版やスクリーン版などを適宜選択することが可能である。
次に、１００℃にて３０分間、乾燥後純水によりリンスを行った。
６−２）無電解めっき液により第２の電極の形成
工程４）で無電解めっき触媒付着後、無電解銅めっき液に２０分間浸漬することにより電極パターン状に膜厚がおよそ０．５μｍ、体積抵抗率がおよそ９×１０−６Ω・ｃｍの銅膜が形成された。
以上の方法により第１の実施例と同様に現像剤担持体を得た。
【００２９】
第２の実施例として印刷版、中間転写体として平面状の物を用いたが、この他に図１０に示すように印刷版としてローラ状の印刷部材５０ａを、また図１１に示すように印刷版、中間転写体として、何れも円筒状の印刷部材５０ａ、中間転写部材５３ａを用いた構成とすることもできる。
構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物の溶液または分散液からなるインクを印刷版、オフセットローラを介してローラ状組立体２０表面に転写することによりパターン形成を行っているので、高い生産性でパターン形成が可能である。
なお、図１１に示す構成において、構造中に金属捕捉能を持つ官能基を有する有機化合物はその膜厚がきわめて薄くても有効に機能するために、ローラ状組立体２０に転写後に再度オフセットローラ（中間転写部材５３ａ）と接触しても影響は無い。
【００３０】
［第３の実施例］
工程１）から６）までは［第１の実施例］と同様である。
電極パターンの体積抵抗率を低減するために工程６）で得られた電極パターンに対して膜厚１μｍの電解銅めっきを施した。体積抵抗率はおよそ６×１０−６Ω・ｃｍであった。その後に第１の実施例の工程７）と同じ方法で保護膜の形成を行い、現像剤担持体を得た。
無電解めっき処理が無電解銅めっき処理であるために得られる電気伝導性良好な銅からなる電極パターンが得られる。
（比較例１）
第１の実施例の現像剤担持体の作製において工程２）を省略した。工程６）において無電解めっきが析出しなかった。
（比較例２）
第１の実施例の現像剤担持体の作製において工程３）を省略した。工程６）において無電解めっきが部分的に無秩序に析出し電極パターンとならなかった。
（比較例３）
第１の実施例の現像剤担持体の作製において工程５）を省略した。工程６）において無電解めっきがほぼ全面に析出し電極パターンとならなかった。
【符号の説明】
【００３１】
１０  現像剤担持体、１１  ローラ状部材、１２  絶縁層、１２ａ  表面、１３  電極、１３ａ  電極部、１３ｂ  開口部、１４  保護膜、２０  ローラ状組立体、２１  円筒体、２２  フランジ、２３  フランジ、２４  軸部材、２５  軸部材、３０  インクパターン、３１  触媒、４０  インクジェットヘッド、５０  印刷版、５０ａ  印刷部材、５１  インク供給板、５２  インク薄層、５２ａ  インクパターン、５３  中間転写体、５３ａ  中間転写部材、１００  複写機、２０１  ＡＤＦ、２０２  原稿トレイ、２０３  給送ローラ、２０４  給送ベルト、２０５  排送ローラ、２０６  コンタクトガラス、２０７  原稿セット検知センサ、２０８  トレイ、２０９  トレイ、２１０  トレイ、２１１  給紙ユニット、２１２  給紙ユニット、２１３  給紙ユニット、２１４  縦搬送ユニット、２１５  感光体、２１６  搬送ベルト、２１７  定着ユニット、２１８  排紙ユニット、２１９  排紙トレイ、２２７  現像ユニット、２５０  ユニット、２５１  露光ランプ、２５２  ミラー、２５３  レンズ、２５４  ＣＣＤ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２００７−１３３３７６公報
【特許文献２】特開２００９−１１５８７２公報
【特許文献３】特開平８−２５３８６９号公報
【図１】
2011180364.tif 000003
【図２】
2011180364.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011180364.tif 000011
【図１０】
2011180364.tif 000012
【図１１】
2011180364.tif 000013