(57)【要約】 【課題】  原版が不要で、元データの再現性が高く、レジストの損傷が少なく、レジストの密着性が良好な現像剤担持体の製造装置および製造方法を提供する【解決手段】  現像剤担持体の製造装置によれば、現像剤担持体の基体を回転手段で保持し、回転させながら、基体表面に感光剤を塗布して感光層を形成し、感光層を微小領域ごとに露光して基体表面にパターンを形成し、パターンを現像した後、表面加工を施して現像剤担持体を製造する。【選択図】      図３
2008191594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を搬送する現像剤担持体を製造する製造装置において、
前記現像剤担持体の基体を保持し回転させる回転手段と、
前記基体の一面に感光層を形成する層形成手段と、
前記感光層を微小領域ごとに露光してパターンを形成する露光手段と、
前記パターンを現像する現像手段と、
前記感光層が形成されている面に表面加工を施す表面加工手段とを有することを特徴とする現像剤担持体の製造装置。
【請求項２】
前記露光手段は、光を出射する光源を含んで構成されているレーザビーム走査装置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装置。
【請求項３】
前記光源は、可視光レーザであることを特徴とする請求項２に記載の現像剤担持体の製造装置。
【請求項４】
前記回転手段と前記露光手段とを制御することによって、
露光量を調節する制御手段を含んで構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の現像剤担持体の製造装置。
【請求項５】
前記露光手段は、光を出射する発光ダイオードと、
前記発光ダイオードが複数配列されている発光ダイオードアレイとを含んで構成されてい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装置。
【請求項６】
前記回転手段と前記露光手段とを制御することによって、
露光量を調節する制御手段を含んで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の現像剤担持体の製造装置。
【請求項７】
前記露光手段は、光を出射する有機エレクトロルミネッセンスまたは無機エレクトロルミネッセンスと、
前記有機エレクトロルミネッセンスまたは前記無機エレクトロルミネッセンスが複数配列されているエレクトロルミネッセンスアレイとを含んで構成されてい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装置。
【請求項８】
前記回転手段と前記露光手段とを制御することによって、
露光量を調節する制御手段を含んで構成されていることを特徴とする請求項７に記載の現像剤担持体の製造装置。
【請求項９】
前記露光手段は、光を出射する光源と、
前記光源から出射される光の一部を遮断する液晶シャッタとを含んで構成されてい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装置。
【請求項１０】
前記光源は、蛍光ランプであることを特徴とする請求項９に記載の現像剤担持体の製造装置。
【請求項１１】
前記回転手段と前記露光手段とを制御することによって、
露光量を調節する制御手段を含んで構成されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の現像剤担持体の製造装置。
【請求項１２】
現像剤を搬送する現像剤担持体を製造する製造方法において、
前記現像剤担持体の基体を保持し回転させ、
前記基体の一面に感光層を形成し、
前記感光層を微小領域ごとに露光してパターンを形成し、
前記パターンを現像し、
前記感光層が形成されている面に表面加工を施すことを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式等で用いられる現像装置が有する現像剤担持体の製造装置および製造方法に関するものであり、これによって製造される現像剤担持体は、たとえば電子写真方式のプリンタ、複写機等の種々の画像形成装置に好適に使用される。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のプリンタ、複写機等の画像形成装置に用いられる現像装置として、静電潜像担持体上に担持された静電潜像を現像して可視化する現像装置が知られている。このような現像装置では、一般に金属からなる現像剤担持体を用いて、現像容器内に収容した現像剤を現像剤担持体に担持して静電潜像担持体と対向した現像領域まで搬送し、現像剤で静電潜像担持体上に形成した静電潜像を現像することによって、静電潜像が現像剤像として可視化される。現像剤としては、磁性トナーを有する一成分現像剤、非磁性トナー一成分現像剤および非磁性トナーと磁性キャリアを有する二成分現像剤が有り、それぞれの現像剤に適した現像剤担持体の材質が選択される。磁性現像剤を使用する場合、現像剤担持体の材質としては非磁性の金属が使用される。この場合、現像剤担持体内部にたとえば磁石等のような磁気発生手段が設けられる。良好な現像をするために、現像の際に現像剤担持体に現像バイアスが印加される。このような現像装置を用いて現像剤担持体上の現像剤を現像領域まで搬送する際に、現像剤担持体の表面が粗面化していると、表面に現像剤層をコーティングさせることができ、現像剤の搬送効率が向上する。
【０００３】
現像剤担持体表面の凹凸部の大きさや分布状態を規則的な形状に均一化することによって、トナーの搬送量および帯電量が均一となり画像特性が向上し、安定する。現像剤担持体のような円筒状のものの外表面に微細な規則的形状を忠実に再現するために、これまでに下記のような技術が開示されている。
【０００４】
現像剤担持体の基体外表面に、樹脂製の感光性レジスト層を全面に形成した後、湾曲した板状または円筒状のフォトマスクで一部遮光した状態で露光し、現像液で現像することによって、外表面に規則性のある凹状パターンが設けられている現像剤担持体を提供している（特許文献１参照）。
【０００５】
現像剤担持体の基体外表面にインクジェット方式でインクを所定パターンで付着させ、その後エッチングすることによって、外表面に規則性のある凹状パターンが設けられている現像剤担持体を提供している（特許文献２参照）。
【０００６】
現像剤担持体の基体外表面に印刷方式でレジストを所定パターンで付着させ、その後エッチングすることによって、外表面に規則性のある凹状パターンが設けられている現像剤担持体を提供している（特許文献３参照）。
【０００７】
このような凹状パターンが設けられている現像剤担持体の外表面を粗面化する方法としては、球形粒子によるビーズブラスト法や不定形粒子によるサンドブラスト法やこれらの混合法、薬液処理による化学エッチング法、レーザ法等が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−４８９５３号公報
【特許文献２】特開２００３−１５５５８１号公報
【特許文献３】特開２００５−３２６７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
感光性レジスト層を現像剤担持体の基体外表面全面に形成した後、板状のフォトマスクで一部遮光した状態で露光する場合、フォトマスクと感光性レジスト層は部分的にしか密着しておらず、密着していない部分からの光の回り込みによって、フォトマスクの形状がレジストに正確に反映されない。また感光性レジスト層に密着してフォトマスクが配置されるので、感光性レジスト層が損傷する可能性が高い。円筒状のフォトマスクで一部遮光した状態で露光する場合、露光時に感光性レジスト層と円筒状フォトマスクが密着しておらず、放射状に光が照射されるので、光が回り込みフォトマスクの形状が感光性レジスト層に正確に反映されない。さらに両者とも板状または円筒状のフォトマスクが必要であり、ユーザーから種々のパターン形状の要望があった場合、その都度原版を作らなければならず、時間と費用がかかる。
【００１０】
現像剤担持体の基体外表面にインクジェット方式で感光性レジスト層を所定パターンで付着させる場合、インクジェットのヘッドの大きさの制約によって現像剤担持体外表面全面への同時加工が不可能であるので、加工工数が必要となる。
【００１１】
現像剤担持体の基体外表面に印刷方式でレジストを所定パターンで付着させる場合、印刷用の原版が必要であり、ユーザーから種々のパターン形状の要望があった場合、その都度原版を作らなければならず、時間と費用がかかる。また印刷用製版上に形成されたレジストパターンを基体外表面に転写するので、基体とレジストパターンとの密着性が弱くなる可能性がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記の従来の問題点を解決して、原版が不要で、元データの再現性が高く、レジストの損傷が少なく、レジストの密着性が良好な現像剤担持体の製造装置および製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、現像剤を搬送する現像剤担持体を製造する製造装置において、
前記現像剤担持体の基体を保持し回転させる回転手段と、
前記基体の一面に感光層を形成する層形成手段と、
前記感光層を微小領域ごとに露光してパターンを形成する露光手段と、
前記パターンを現像する現像手段と、
前記感光層が形成されている面に表面加工を施す表面加工手段とを有することを特徴とする現像剤担持体の製造装置である。
【００１４】
また本発明は、前記露光手段は、光を出射する光源を含んで構成されているレーザビーム走査装置であることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記光源は、可視光レーザであることを特徴とする。
また本発明は、前記回転手段と前記露光手段とを制御することによって、
露光量を調節する制御手段を含んで構成されていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記露光手段は、光を出射する発光ダイオードと、
前記発光ダイオードが複数配列されている発光ダイオードアレイとを含んで構成されていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記回転手段と前記露光手段とを制御することによって、
露光量を調節する制御手段を含んで構成されていることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記露光手段は、光を出射する有機エレクトロルミネッセンスまたは無機エレクトロルミネッセンスと、
前記有機エレクトロルミネッセンスまたは前記無機エレクトロルミネッセンスが複数配列されているエレクトロルミネッセンスアレイとを含んで構成されていることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記回転手段と前記露光手段とを制御することによって、
露光量を調節する制御手段を含んで構成されていることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記露光手段は、光を出射する光源と、
前記光源から出射される光の一部を遮断する液晶シャッタとを含んで構成されていることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記光源は、蛍光ランプであることを特徴とする。
また本発明は、前記回転手段と前記露光手段とを制御することによって、
露光量を調節する制御手段を含んで構成されていることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、現像剤を搬送する現像剤担持体を製造する製造方法において、
前記現像剤担持体の基体を保持し回転させ、
前記基体の一面に感光層を形成し、
前記感光層を微小領域ごとに露光してパターンを形成し、
前記パターンを現像し、
前記感光層が形成されている面に表面加工を施すことを特徴とする現像剤担持体の製造方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電子写真方式等で用いられる現像装置が有する現像剤担持体の製造装置は、現像剤担持体の基体を回転手段で保持し、回転させながら、基体表面に感光剤を塗布して感光層を形成し、感光層を微小領域ごとに露光して基体表面にパターンを形成し、パターンを現像した後、表面加工を施すことによって現像剤担持体を製造する。
【００２４】
これによって現像剤担持体表面に凹凸パターンが形成され、現像剤担持体が現像剤を搬送する搬送効率が高くなる。凹凸パターンを形成するために、基体に塗布された感光性レジスト層を微小領域ごとにドット単位で露光するので、原版が不要であり、コスト及び時間的に有利である。ドットとはプリンタで文字や画像を構成する最小単位の点のことである。現像剤担持体外表面の感光性レジストに接触する可能性のあるフォトマスクを使用しないので、レジストが損傷するおそれがない。また放射状に光が照射されることはないため、元データの再現性も良好である。さらに感光性レジストを転写するのではなく、感光性レジストを塗布しているので、レジストの密着性も良好である。
【００２５】
また本発明によれば、露光手段はレーザビーム走査装置であるので、光源が１つのレーザであり、光出力の安定性が高く、均一な凹凸パターンを形成することができる。
【００２６】
また本発明によれば、レーザビーム走査装置の光源は、可視光レーザである。可視光レーザの出射光の波長は、４００ｎｍ程度と小さいので、線幅の短い凹凸パターンを形成することが可能になる。
【００２７】
また本発明によれば、レーザビーム走査装置は、現像剤担持体の基体の回転数、出射光の光量およびレーザの走査速度を制御することによって、感光性レジスト層に照射される光の露光量を調節するので、微調節が可能になり、様々なパターンを容易に形成することができる。
【００２８】
また本発明によれば、露光手段は光源である発光ダイオード（Light Emitting Diode：略称ＬＥＤ）が複数配列されているＬＥＤアレイを含んで構成される。
【００２９】
ＬＥＤアレイは現像剤担持体の基体の近くに設けられるため、装置の小型化が容易である。また複数のＬＥＤによって、現像剤担持体外表面上に微小領域ごとにドット単位で露光してパターンを形成するので、印刷速度が高速で、現像剤担持体の端から端まで正確なパターンを形成することができる。さらに機械的な可動部分がない単純な構造であるため、信頼性が高い。
【００３０】
また本発明によれば、ＬＥＤアレイを含んで構成される露光手段は、現像剤担持体の基体の回転数および出射光の光量を制御することによって、感光性レジスト層に照射される光の露光量を調節するので、微調節が可能になり、様々なパターンを容易に形成することができる。
【００３１】
また本発明によれば、露光手段は光源である有機エレクトロルミネッセンス（Electro 
Luminescence：略称ＥＬ）または無機ＥＬが複数配列されている有機ＥＬアレイまたは無機ＥＬアレイを含んで構成される。
【００３２】
有機ＥＬアレイまたは無機ＥＬアレイは現像剤担持体の基体の近くに設けられるため、装置の小型化が容易である。また複数の有機ＥＬまたは無機ＥＬによって、現像剤担持体外表面上に微小領域ごとにドット単位で露光してパターンを形成するので、印刷速度が高速で、現像剤担持体の端から端まで正確なパターンを形成することができる。さらに機械的な可動部分がない単純な構造であるため、信頼性が高い。
【００３３】
また本発明によれば、有機ＥＬアレイまたは無機ＥＬアレイを含んで構成される露光手段は、現像剤担持体の回転数および出射光の光量を制御することによって、感光性レジスト層に照射される光の露光量を調節するので、微調節が可能になり、様々なパターンを容易に形成することができる。
【００３４】
また本発明によれば、露光手段は光源と、出射される光の一部を遮断する液晶シャッタとを含んで構成される。
【００３５】
液晶シャッタは現像剤担持体の基体の近くに設けられるため、装置の小型化が容易である。また液晶シャッタによって部分的に遮られたレーザ光を感光性レジスト層に照射することによって、現像剤担持体外表面上に微小領域ごとにドット単位で露光してパターンを形成するので、印刷速度が高速で、現像剤担持体の端から端まで正確なパターンを形成することができる。さらに機械的な可動部分がない単純な構造であるため、信頼性が高い。
【００３６】
また本発明によれば、光源は蛍光ランプであるので、光出力の安定性が高くなる。また蛍光ランプは様々な形状に作製することができるので、光源自体を小型化することが可能になる。
【００３７】
また本発明によれば、光源と液晶シャッタとを含んで構成されている露光手段は、現像剤担持体の基体の回転数および出射光の光量を制御することによって、感光性レジスト層に照射される光の露光量を調節するので、微調節が可能になり、様々なパターンを容易に形成することができる。
【００３８】
また本発明によれば、現像剤担持体の製造方法では、現像剤担持体の基体を回転手段で保持し、回転させながら、基体表面に感光剤を塗布して感光層を形成し、感光層を微小領域ごとに露光して基体表面にパターンを形成し、パターンを現像した後、表面加工を施す。
【００３９】
これによって現像剤担持体表面に凹凸パターンが形成され、現像剤担持体が現像剤を搬送する搬送効率が高くなる。凹凸パターンを形成するために、本発明では感光性レジスト層を微小領域ごとにドット単位で露光するので、原版が不要であり、コストおよび時間的に有利である。基体表面の感光性レジスト層に接触する可能性のあるフォトマスクを使用しないので、レジストが損傷するおそれがない。また放射状に光が照射されることはないため、元データの再現性も良好である。さらにレジストを転写するのではなく、感光性レジスト層を塗布しているので、レジストの密着性も良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図１は、本発明に係る現像剤担持体の製造方法を説明するフロー図である。図１（ａ）は、特に現像剤担持体の表面加工に化学エッチング法を用いる場合の製造方法を、図１（ｂ）は、特にブラスト法（ビーズブラスト、サンドブラスト）を用いる場合の製造方法を説明するフロー図である。図１（ｂ）のステップＳ１−２、ステップＳ１−３を除く他の工程はすべて図１（ａ）と同じである。
【００４１】
ステップＳ１では、円筒状の現像剤担持体の基体の外表面に塗布される感光性レジスト層の密着性を向上させるために、基体の外表面を脱脂処理する。現像剤担持体の材質は、アルミニウムなどが適している。現像剤担持体の外表面をたとえばアセトン、エタノールまたはメタノールなどの有機溶剤中で超音波洗浄する。
【００４２】
ブラスト法を行う場合はたとえばレジスト膜を１００μｍ程度に厚く塗る必要があるが、その場合、塗布と乾燥を数回繰り返す必要があり、生産性が非常に悪い。レジスト膜を１００μｍ程度のフィルムにした製品（例えば東京応化製のドライフィルムレジスト）もあるが、化学エッチングを行う場合の密着性に懸念があり、また、円筒形状の現像剤担持体にフィルムを貼る場合、パターンの連続性が失われるため、端部接合部の処理が困難であり、採用は難しい。
【００４３】
図１（ｂ）に示すように、特に現像剤担持体の表面加工にブラスト法を用いる場合のみ、ステップＳ１の脱脂処理とステップＳ２のレジスト全面塗布の間に、ステップＳ１−２の陽極酸化、ステップＳ１−３の封孔処理が施される。アルミニウム基体の表面に酸化皮膜を形成し、化学エッチングを施して、それをブラスト加工時の保護膜として使用することができる。
【００４４】
ステップＳ１−２では、周知の硫酸法などの陽極酸化法により、現像剤担持体のアルミニウム基体の外表面に１〜２μｍの多孔質の酸化皮膜（アルマイト皮膜）を形成する。さらに、ステップＳ１−３では、周知の封孔処理を行う。具体的には、アルマイト皮膜を施したアルミニウム基体を十分に水洗いした後、ｐＨ５．５〜６．５の純水を用い、９５〜１００℃の加熱水浴中に３０分位保って封孔処理を行う。
【００４５】
ステップＳ２では、ステップＳ１で脱脂処理された基体の外表面に感光性レジストを塗布して、感光性レジスト層を形成する。図２（ａ）は、ステップＳ２の感光性レジスト塗布工程を説明する概略図である。円筒状の現像剤担持体の基体１の外表面に感光性レジスト２が、レジスト塗布装置３ａによって塗布されている。感光性レジスト２としては、たとえばゾンネＬＤＢＬ（商品名、大日本スクリーン株式会社製）などが適している。基体１の両端には、基体１の円筒内部に感光性レジスト２などが侵入することを防ぐためのキャップ４が装着されている。キャップ４は中央に凸部を有しており、凸部は、基体１の軸方向を回転中心として基体１を回転させる回転軸５として機能する。レジスト塗布装置３ａは、基体１を回転軸５を回転中心として矢印６の方向に一定の回転数で回転させながら、回転軸５の上方に設けられているノズル７の先から感光性レジスト２を吐出させて基体１の外表面に均一に感光性レジスト層８を形成する。回転軸５に対して垂直に感光性レジスト２はノズル７から吐出され、その間ノズル７は基体１の一端部の上方から他端部の上方へ、回転軸５に対して平行に一定の速度で矢印９の方向に移動する。感光性レジスト層８の膜厚は、表面加工方法に適合するように、感光性レジスト２の吐出量または基体１の回転数または両者によって適宜調節される。膜厚は、たとえば５μｍ程度であることが好ましい。
【００４６】
図２（ｂ）は、感光性レジスト塗布工程を説明する概略図である。円筒状の基体１の外表面に感光性レジスト２が、レジスト塗布装置３ｂによって塗布される。レジスト塗布装置３ｂの構成は、図２（ａ）に示すレジスト塗布装置３ａの構成とほぼ同じであるが、基体１の一端部の上方から他端部の上方へ、回転軸５に対して平行に一列に４つのノズル７ａ〜ノズル７ｄが配列されて固定されている。レジスト塗布装置３ａのように、ノズルを移動させる必要がないので、容易に均一な感光性レジスト層８を形成することができる。ノズルの数は４つに限られず、基体１の長さや、感光性レジスト２の種類または感光性レジスト層８の膜厚によって異なる。
【００４７】
ステップＳ３では、塗布した感光性レジスト２に適した温度条件および時間で、露光前の熱処理を行う。たとえば感光性レジスト２が前記ゾンネＬＤＢＬであるとき、６５℃で２０〜３０分間熱処理を行うことが好ましい。
【００４８】
ステップＳ４では、基体１の外表面全面に形成された感光性レジスト層８を微小領域ごとにドット単位で露光装置によって露光する。ここで用いられる露光装置には、３種類のものがある。
【００４９】
図３は、ステップＳ４において用いられる露光装置１０を説明する概略図である。この露光装置１０は、レーザビームプリンタ（Laser Beam Printer：略称ＬＢＰ）に用いられる露光装置であるレーザビーム走査装置を応用したものである。
【００５０】
露光装置１０において、画像データに応じて光源である半導体レーザ１１からレーザ光が出射される。レーザ光の波長を小さくしたほうが、得られるパターンの線幅を小さくすることができるので、半導体レーザ１１として、従来の近赤外レーザの代わりに、近赤外レーザよりも波長の短い可視光レーザを用いることが好ましい。また装置が大型化する欠点はあるが、半導体レーザ１１の代わりに、波長が４５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度のアルゴンレーザなどのガスレーザを使用してもよい。可視光レーザの波長は４００ｎｍ程度である。そのため感光性レジスト２としては、たとえばゾンネＬＤＢＬなどの、可視光に対して感光性を有する材料を用いることが好ましい。
【００５１】
半導体レーザ１１から出射されたレーザ光が、シリンドリカルレンズ１２において集光され、ポリゴンミラー１３上で副走査方向に対して焦点を結ぶ、つまり副走査方向の線状に集光するように照射される。ポリゴンミラー１３は、多角形の板状であり、端面が反射面になっている。基体１の回転中心と直交する軸線回りに回転自在で、レーザ光を基体１上の所定範囲に照射するために、シリンドリカルレンズ１２からのレーザ光を回転しながら反射する。
【００５２】
このポリゴンミラー１３によって等角速度で偏向されている反射光は、ｆ−θレンズ１４において基体１上で等速度で偏向されるように補正された後、反射ミラー１５で光路が変更されて基体１に照射される。
【００５３】
ｆ−θレンズ１４から反射ミラー１５への光路上には、互いに対向する位置にスタートセンサ１６とスタートセンサミラー１７とが配置されている。スタートセンサ１６としては、たとえばスリットを配したフォトダイオードが用いられている。
【００５４】
ポリゴンミラー１３が矢印１８方向に回転することによって、レーザ光は基体１上で矢印１９の主走査方向に走査される。このレーザ光走査において、スタートセンサミラー１７において反射され、スタートセンサ１６に入射されるレーザ光は、主走査方向の現像剤担持体の一端の走査開始位置を表すことになる。これによってポリゴンミラー１３のミラー面の位置ならびに主走査方向の周期が検知され、主走査方向の走査開始位置が決定される。
【００５５】
スタートセンサ１６によって検知されるポリゴンミラー１３の回転角度が、入力された画像データに一致するように、ポリゴンミラー駆動モータ（不図示）が駆動され、さらに画像データに一致するように、半導体レーザ１１がオン／オフ制御されて、基体１上への画像データに対応したレーザ光の走査が行われる。
【００５６】
６００ｄｐｉの走査能力がある露光装置１０であれば、直径４２μｍ程度のドット形状で露光が可能である。露光装置１０の解像度を上げればさらに小さいドット形状で露光が可能となる。また露光装置１０によれば、フォトマスクが不要になるので、感光性レジスト層８が損傷するおそれがない。
【００５７】
露光装置１０は、基体１を一定の回転数で回転させながら、パーソナルコンピュータ等によって予め入力しておいた所望のパターン画像に応じて、基体１の一端部から他端部へ、つまり走査開始位置から走査終了位置へと一定の速度で矢印１９の方向へレーザ光を走査し、パターン画像に対応して微小領域ごとにドット単位で露光する。基体１は矢印２０の方向に回転し、一周したところで基体１の外表面全面の露光が完了する。基体１の回転方向は矢印２０と逆方向でもよい。露光量は、照度、レーザの走査速度、回転数等を制御手段（不図示）によって制御することによって調節される。感光性レジスト２には光が照射された部分が現像処理後に残るネガ型タイプと、照射された部分が現像処理後に残らないポジ型タイプが存在しており、システムの都合によってどちらかを使い分ければよい。
【００５８】
図４は、ステップＳ４において用いられる露光装置３０を説明する概略図である。この露光装置３０は電子写真ＬＥＤプリンタに用いられる露光装置であるＬＥＤプリントヘッドを応用したものである。
【００５９】
露光装置３０は、発光部であるＬＥＤ発光素子３１をＬＥＤアレイ基板にアレイ状に並べたＬＥＤアレイ３２を光源として用いており、パーソナルコンピュータ等によって予め入力しておいた所望のパターンに応じて、基体１の外表面に塗布された感光性レジスト層８を、レンズアレイ３３を介して露光する。露光量は、ＬＥＤの照度、現像剤担持体の回転数等を制御手段（不図示）が制御することによって調節される。プリントヘッドの光源としてＬＥＤアレイ３２の代わりに有機ＥＬアレイまたは無機ＥＬアレイを使用することも可能である。露光装置３０はレーザビーム走査装置のように、主走査方向への機械的な可動部分がない単純な構造であるため、信頼性が高い。
【００６０】
６００ｄｐｉの走査能力がある露光装置３０であれば、直径４２μｍ程度のドット形状で露光が可能である。露光装置３０の解像度を上げればさらに小さいドット形状で露光が可能となる。また露光装置３０で露光すると、フォトマスクが不要になるので、感光性レジスト層８が損傷するおそれがない。
【００６１】
露光装置３０は、基体１を一定の回転数で回転させながら、パーソナルコンピュータ等によって予め入力しておいた所望のパターン画像（不図示）に応じて、基体１の一端部から他端部までの幅を有する露光装置３０によって、パターン画像に対応してドット単位で露光する。光の波長を小さくしたほうが線幅を小さくできるので、露光用のＬＥＤには波長が短く４５０ｎｍ程度の青色ＬＥＤを用いる。そのため感光性レジスト２としては、可視光に対して感光性を有するレジストを用いるほうがよい。基体１は矢印３４の方向に回転し、一周したところで基体１の外表面全面の露光が完了する。基体１回転方向は矢印３４と逆方向でもよい。
【００６２】
図５は、ステップＳ４において用いられる露光装置４０を説明する概略図である。この露光装置４０は、基体１の一端部から他端部までの幅を有する液晶シャッタプリントヘッドである。
【００６３】
露光装置４０は、アパーチャ型蛍光ランプなどの光源４１から出射された光を、平行平板ガラスの内面反射を利用して液晶シャッタパネル４２に導く。パーソナルコンピュータ等によって予め入力しておいた所望のパターン画像の画像信号（不図示）に応じて、液晶シャッタパネル４２をシャッタごとに独立的に開閉することによって光源４１からの光はオンオフされ、レンズアレイ４３によって基体１の外表面上に結像される。その際、基体１は一定の回転数で矢印４４の方向に回転し、一周したところでパターン画像に対応してドット単位で露光が完了する。基体１回転方向は矢印４４と逆方向でもよい。露光量は、光源の照度、基体１の回転数を制御手段（不図示）が制御することによって調節される。露光装置４０はレーザビーム走査装置のように、主走査方向への機械的な可動部分がない単純な構造であるため、信頼性が高い。
【００６４】
蛍光ランプとは、ガラス管の内側に蛍光体を塗布した低圧水銀ランプであって、一般的には、蛍光灯と呼ばれている。放電によって水銀が励起して紫外光を放射し、その紫外光が蛍光体を励起して可視光を放射する。様々な形状に作製することができるので、光源自体を小型化することが可能になる。
【００６５】
６００ｄｐｉの走査能力がある露光装置４０であれば、直径４２μｍ程度のドット形状で露光が可能である。露光装置４０の解像度を上げればさらに小さいドット形状で露光が可能となる。また露光装置４０で露光すると、フォトマスクが不要になるので、感光性レジスト層８が損傷するおそれがない。
【００６６】
ステップＳ５では、使用した感光性レジスト層Ａに適した現像液に浸漬するかまたは基体１を回転しながら現像液をスプレーして、露光手段によって形成されたパターンを現像する。
【００６７】
ステップＳ６では、現像液の付着した基体１を洗浄液に浸漬するかまたは基体１を回転しながら洗浄液をスプレーして洗浄する。
【００６８】
ステップＳ７では８０〜１００℃で、２０〜３０分、現像後の熱処理を行う。
ステップＳ８では、表面加工の際にむらが出ないように、基体１のアルミニウム表面の酸化皮膜を除去する前処理として、燐酸溶液（Ｈ３ＰＯ４：Ｈ２Ｏ＝１：１、液温６０℃）で浸漬処理を行う。ブラスト法を行うためにアルマイト処理が施されている場合は、長く浸漬し（数分程度）、アルマイト処理が施されていない場合は数秒程度浸漬して、両者とも酸化皮膜を完全に除去する。
【００６９】
ステップＳ９では、基体１の外表面の表面加工を行う。表面加工には、４通りの方法がある。
【００７０】
図６は、ステップＳ９において用いられる表面加工装置５０を説明する概略図である。この表面加工装置５０は、基体１の外表面上の被覆層に粒状物質を投射する。第１の表面加工方法では、感光性レジスト２によって直線状パターン５４が形成されている基体１を一定速度で矢印５５の方向に回転させながら、投射材５２としてガラスビーズを混合した圧縮空気を、エアー加速式ブラスト装置のノズル５１から投射する。ノズル５１は基体１の一方の端から他方の端まで矢印５３の方向に一定速度で移動することによって、基体１の外表面をブラスト加工することができる。レジスト膜は薄い為、投射材５２によりほとんど除去されるが、アルマイト処理による酸化皮膜がパターン部を保護する。
【００７１】
第１の表面加工方法では、基体１の回転方向、ノズル５１の移動方向は矢印５３または矢印５５と逆方向でもよい。第１の表面加工方法では、投射材５２にセラミック系のアランダムを用いたが、その他にガラスビーズ、スチールショット、アルミニウムショットまたは亜鉛ショット等でもよい。ただし基体１にはトナーやキャリアが接触するため、非金属系のホワイトアランダムやガラスパウダー、硅砂またはシリコンサンド等が望ましい。
【００７２】
半導体製造プロセスなどで使用されている、たとえばアルキルベンゼンスルホン酸などを主成分とする有機系レジスト剥離液によってレジストを除去した後（ステップＳ１０）、洗浄（ステップＳ１１）乾燥して（ステップＳ１２）、現像剤担持体外表面の加工が完了する。
【００７３】
第１の表面加工方法によれば、所望のパターン通りに、外表面にブラスト加工された現像剤担持体が得られる。
【００７４】
第２の表面加工方法では、図示していないが、回転軸を備え基体１内部へのレジストなどの侵入を防ぐ回転軸兼キャップ３を装着され、感光性レジスト２によるパターンがアルミニウムの基体上に形成された基体１を、定温に保持した薬液中に一定時間浸漬させて、または基体１を回転させながらエッチング液をスプレーして、基体１の外表面のレジストで保護されていないアルミニウムをエッチングし、その後洗浄する（Ｓ９）。薬液は、たとえば燐酸溶液（Ｈ３ＰＯ４：Ｈ２Ｏ＝１：１、液温６０℃）が好ましく、浸漬時間は数分間である。
【００７５】
半導体製造プロセスなどで使用されている有機系レジスト剥離液によってレジストを除去した後（ステップＳ１０）、洗浄（ステップＳ１１）乾燥して（ステップＳ１２）、現像剤担持体外表面の加工が完了する。
【００７６】
第２の表面加工方法によれば、所望のパターン通りに、化学エッチングによって外表面に凹形状加工された現像剤担持体が得られる。
【００７７】
第３の表面加工方法では、第２の表面加工方法において、基体１を薬液中から取り出し、水洗した後、レジストの密着性向上の為、再び、熱処理した後、さらに、第１の表面加工方法で実施したサンドブラストなどの表面加工を、基体１の外表面に対して行う。その後、半導体製造プロセスなどで使用されている有機系レジスト剥離液によってレジストを除去する。たとえば熱処理温度は８０℃程度、時間は３０分程度であることが好ましい。
【００７８】
第３の表面加工方法によれば、化学エッチングによって所望のパターン通りに外表面に凹形状加工された上に、外表面の凹形状にさらにブラスト加工された現像剤担持体が得られる。
【００７９】
第４の表面加工方法では、第２の表面加工方法において、基体１を薬液中から取り出し、水洗した後、半導体製造プロセスなどで使用されている有機系レジスト剥離液によってレジストを除去し、基体１のアルミニウム表面の酸化皮膜を除去した後、さらに、第１の表面加工方法で実施したサンドブラストなどの表面加工を基体１の外表面に対して行う。
【００８０】
第４の表面加工方法によれば、化学エッチングによって所望のパターン通りに外表面に加工された凹形状を含む外表面全面にさらにブラスト加工された現像剤担持体が得られる。
【００８１】
これら第１の表面加工方法〜第４の表面加工方法はトナーの搬送量に合わせて選択すればよい。たとえば高速機で現像剤担持体を用いる場合は、トナーの搬送量を増やすように現像剤担持体表面の凹形状の深さを深くするように選択される。
【００８２】
パターニングされたレジスト層を形成した該現像剤担持体に、第１の表面加工方法〜第４の表面加工方法のいずれかにおいて、サンドブラスト、薬液によるエッチングなどを施すことによって、多様でかつ細かな形状を得た現像剤担持体を現像槽に適用した場合、トナーの搬送量及び帯電量の微妙な調整が可能になる。
【実施例】
【００８３】
（実施例１）
外径３０ｍｍ、内径２９ｍｍ、幅３２０ｍｍで、材料がアルミニウムからなる現像剤担持体の基体の外表面を、アセトンによって脱脂処理した後、基体外表面に、ゾンネＬＤＢＬからなる感光性レジストを塗布し、膜厚５μｍの感光性レジスト層が形成された。感光性レジスト層を露光する前に、６５℃で２０分間熱処理を行った。
【００８４】
露光手段として、露光装置１０（レーザビーム走査装置）を用いて、感光性レジスト層を露光して、解像度４００〜６００ｄｐｉのパターンを得た。光源は、波長４０５ｎｍの可視光レーザを用いた。得られたパターンを現像、洗浄し、温度１００℃下で３０分熱処理を行った。
【００８５】
表面加工の前処理として燐酸溶液（Ｈ３ＰＯ４：Ｈ２Ｏ＝１：１、液温６０℃）で浸漬処理を施してから、表面加工を施した。表面加工は、第２の表面加工方法を行った。
【００８６】
（実施例２）
露光手段として露光装置３０（ＬＥＤプリントヘッド）を用いたことを除き、実施例１と同様の処理を施した。
【００８７】
露光装置３０を用いて、感光性レジスト層を露光して、解像度４００〜６００ｄｐｉのパターンを得た。光源は、波長４０５ｎｍのＬＥＤを用いた。
【００８８】
（実施例３）
露光手段として露光装置３０（有機ＥＬプリントヘッド）を用いたことを除き、実施例１と同様の処理を施した。
【００８９】
露光装置３０を用いて、感光性レジスト層を露光し、解像度４００〜６００ｄｐｉのパターンを得た。光源は、有機ＥＬを用いた。
【００９０】
（実施例４）
露光手段として露光装置３０（無機ＥＬプリントヘッド）を用いたことを除き、実施例１と同様の処理を施した。
【００９１】
露光装置３０を用いて、感光性レジスト層を露光し、解像度４００〜６００ｄｐｉのパターンを得た。光源は、無機ＥＬを用いた。
【００９２】
（実施例５）
露光手段として露光装置４０（液晶シャッタプリントヘッド）を用いたことを除き、実施例１と同様の処理を施した。
【００９３】
露光装置４０を用いて、感光性レジスト層を露光し、解像度４００〜６００ｄｐｉのパターンを得た。光源は、蛍光ランプを用いた。
【００９４】
（比較例１）
露光手段を除き、実施例１と同様の処理を施した。
【００９５】
図７は、比較例１における露光手段を説明する概略図である。板状のフォトマスク６１を移動させながら、基体１を回転させて密着方式で感光性レジスト層８を可視光６２によって露光して、パターンを得た。光源は、波長４０５ｎｍの可視光レーザを用いた。
【００９６】
（比較例２）
露光手段を除き、実施例１と同様の処理を施した。
【００９７】
図８は、比較例２における露光手段を説明する概略図である。外径３５ｍｍ、内径３３ｍｍ、幅３２０ｍｍの円筒状のフォトマスク７１内に基体１を挿入して感光性レジスト層８を可視光７２によって露光して、パターンを得た。光源は、波長４０５ｎｍの可視光レーザを用いた。
【００９８】
（比較例３）
露光手段を除き、実施例１と同様の処理を施した。
【００９９】
図９は、比較例３における露光手段を説明する概略図である。原版８１にレジストパターン８２が形成された印刷版８３を作製し、印刷版８３を移動させながら基体１を回転させて、印刷版８２から基体１の外表面にレジストパターン８１を転写して、パターンを得た。
【０１００】
［レジストの損傷の評価］
実施例１〜実施例５および比較例１〜比較例３のレジストの損傷の評価を表１に示す。
○：良好。損傷がない。
△：実用上問題なし。損傷が少ない。
×：不良。損傷が多い。
【０１０１】
［原版（データ）の再現性の評価］
実施例１〜実施例５および比較例１〜比較例３のレジスト原版（データ）の再現性の評価を表１に示す。
○：良好。再現性がよい。
×：不良。再現性が悪い。
【０１０２】
［レジストの密着性の評価］
実施例１〜実施例５および比較例１〜比較例３のレジストの密着性の評価を表１に示す。
○：良好。密着性がよい。
×：不良。密着性が悪い。
【０１０３】
［総合評価］
実施例１〜実施例５および比較例１〜比較例３の総合評価を表１に示す。
○：良好。いずれの評価にも×がない。
×：不良。いずれか１つ以上の評価が×である。
【０１０４】
【表１】
2008191594.tif 000003
【０１０５】
比較例１および比較例２は露光用のフォトマスク６１およびフォトマスク７１を作製するために別途原版が必要であり、また比較例３もレジストパターン８２を転写するための印刷版８３を作製するために原版８２が必要である。さらに比較例１では板状のフォトマスク６１と基体１の表面の感光性レジスト層８とを密着させて露光するため、感光性レジスト層８が損傷しやすい。比較例２では円筒状のフォトマスク７１と基体１の表面の感光性レジスト層８とは密着していないが、両者の隙間はわずかであり、感光性レジスト層８は損傷しやすい。また比較例２では円筒状のフォトマスク７１で一部遮光した状態で露光し、露光時に感光性レジスト層８と円筒状のフォトマスク７１とが密着していないので、放射状に光が照射されると、光が回り込みフォトマスク７１の形状が感光性レジスト層８に正確に反映されない。比較例３では印刷版８１上に形成されたレジストパターン８２を直接、基体１の表面に転写するため、基体１表面へのレジストパターン８２の密着性が弱い。
【０１０６】
それに対し、実施例１〜実施例５においては、直接データを入力して微小領域ごとにドット単位で露光するので、原版が不要であり、コストおよび時間的に有利である。基体表面の感光性レジスト層に接触する可能性のあるフォトマスクを使用しないので、レジストが損傷するおそれがない。実施例１〜実施例５は比較例２のように放射状に光が照射されることはないので、元データの再現性も良好である。さらに実施例１〜実施例５は比較例３とのようにレジストを転写するのではなく感光性レジスト層を塗布しているので、レジストの密着性も良好である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明に係る現像剤担持体の製造方法を説明するフロー図である。
【図２】感光性レジスト塗布工程を説明する概略図である。
【図３】露光装置１０を説明する概略図である。
【図４】露光装置３０を説明する概略図である。
【図５】露光装置４０を説明する概略図である。
【図６】表面加工装置５０を説明する概略図である。
【図７】比較例１における露光手段を説明する概略図である。
【図８】比較例２における露光手段を説明する概略図である。
【図９】比較例３における露光手段を説明する概略図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  基体
２  感光性レジスト
３ａ，３ｂ  レジスト塗布装置
４  キャップ
５  回転軸
６，９，１８，１９，２０，３４，４４，５３，５５  矢印
７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ  ノズル
８  感光性レジスト層
１０，３０，４０  露光装置
１１  半導体レーザ
１２  シリンドリカルレンズ
１３  ポリゴンミラー
１４  ｆ−θレンズ
１５  反射ミラー
１６  スタートセンサ
１７  スタートセンサミラー
３１  ＬＥＤ発光素子
３２  ＬＥＤアレイ
３３  レンズアレイ
４１  光源
４２  液晶シャッタパネル
４３  レンズアレイ
５０  表面加工装置
５１  ノズル
５２  投射材
５４  パターン
６１，７１  フォトマスク
６２，７２  可視光
８１  原版
８２  レジストパターン
８３  印刷版
【図１】
2008191594.tif 000004
【図２】
2008191594.tif 000005
【図３】
2008191594.tif 000006
【図４】
2008191594.tif 000007
【図５】
2008191594.tif 000008
【図６】
2008191594.tif 000009
【図７】
2008191594.tif 000010
【図８】
2008191594.tif 000011
【図９】
2008191594.tif 000012