(57)【要約】【課題】磁性一成分ジャンピング現像方式を用いた画像形成装置の稼働初期においても画像不良が発生することがないようにする。【解決手段】磁性一成分ジャンピング現像方式に応じて、感光体ドラム１４上に形成された静電潜像を現像してトナー像を得る。現像装置１１には、複数の磁極が形成された固定マグネットローラ１２ａと、マグネットローラを内包する非磁性の回転現像スリーブ１２ｂとを有する現像ロール１２が配置され、回転現像スリーブはブラスト処理されたブラスト処理表面を有し、このブラスト処理表面のピーク部に酸化物粉体が付着されている。【選択図】      図１
2004271757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性一成分ジャンピング現像方式に応じて、像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を得る現像装置に用いられ、複数の磁極が形成された固定マグネットローラと、該マグネットローラを内包する非磁性の回転現像スリーブとを有する現像ロールであって、
前記回転現像スリーブは、ブラスト処理されたブラスト処理表面を有し、
前記ブラスト処理表面のピーク部に酸化物粉体が付着されていることを特徴とする現像ロール。
【請求項２】
前記酸化物粉体はアルミナ、酸化チタン、又はシリカのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の現像ロール。
【請求項３】
前記酸化物粉体はその体積抵抗値が１．００×１０１Ω・ｃｍ〜１．００×１０９Ω・ｃｍであって、平均粒径が０．０１〜０．３０μｍ、好ましくは０．１０〜０．３０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の現像ロール。
【請求項４】
磁性一成分ジャンピング現像方式に応じて、像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を得る現像装置に用いられ、複数の磁極が形成された固定マグネットローラと、該マグネットローラを内包する非磁性の回転現像スリーブとを有する現像ロールを製造する製造方法であって、
前記回転現像スリーブの表面をブラスト処理する工程と、
前記ブラスト処理された表面に酸化物粉体を塗布する工程と、
前記酸化物粉体が塗布された表面をエアーブローする工程とを有することを特徴とする現像ロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機及びプリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置で用いられる現像装置で使用される現像ロール及びその製造方法に関し、特に、磁性一成分ジャンピング現像方式を用いた現像装置で用いられる現像ロール及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、磁性一成分ジャンピング方式を用いた現像装置においては、現像剤としてフェライト粉などの磁性粒子を添加した磁性トナーを使用する一成分磁性トナーを用いている。そして、現像装置には、固定マグネットローラを内蔵した非磁性現像スリーブからなる現像ロールが備えられ、現像ロール上に一成分磁性トナーを担持し、磁性ブレードによって現像ロール上にトナー薄層を形成する。
【０００３】
このトナー薄層を現像スリーブの回転によって、感光体ドラムと対向した現像位置へ搬送して、感光体ドラムと非接触に対面させ、感光体ドラムと現像スリーブとの間に交番バイアスを印加して、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像して、トナー像を形成するようにしている。
【０００４】
ところで、上述の現像ロールにおいては、磁性トナーへの帯電付与及び搬送性向上のため、現像スリーブの表面にブラスト処理を施している。例えば、ガラスビーズ等の球体を用いて、アルミ又はＳＵＳ製の現像スリーブ表面にブラスト処理を施して、現像スリーブ表面に凹凸形状を形成している。
【０００５】
上述のように、現像スリーブの表面にブラスト処理を施す際には、その表面を微細な凹凸形状として、トナーへの帯電付与及び搬送性向上を図っており、例えば、現像スリーブの表面粗さを所定の範囲に規定し、これによって、トナー層の厚さを均一にして、画像不良が発生しないようにしている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１８５０５４号公報（段落（０００７）〜（００１１）、第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようにして、現像スリーブ表面にブラスト処理を施すと、その凹面は球体によって鏡面とされるものの、凸部（つまり、凹凸面のピーク）はガラスビーズ等によるブラスト処理の結果、拡大するとその表面が極めて粗れた状態となっている。
【０００８】
このような状態における現像スリーブ（つまり、現像ロール）を用いて現像を行うと、凹凸面のピーク部が粗れた状態となっている関係上、その部分が活性化されて、凹凸面のピーク部に付着した磁性トナーが過帯電となって、感光体ドラム上に形成されたトナー像を記録用紙に転写した際、記録用紙上の画像に黒点等が生じてしまい、画像不良となってしまうという課題がある。
【０００９】
そして、上述のような黒点による画像不良は、現像スリーブの表面がある程度削られて、凹凸面のピークが粗く無くなるまで、継続し、例えば、１００枚程度の画像形成を行うまで、このような画像不良が発生することがある。つまり、現像スリーブにブラスト処理を施すと、画像形成装置を所定時間稼働するまで、記録用紙に良好に画像形成できないことがある（言い換えると、稼働初期において画像不良が発生することがある）。
【００１０】
本発明の目的は、画像形成装置の稼働初期においても画像不良が発生することのない現像ロール及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、磁性一成分ジャンピング現像方式に応じて、像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を得る現像装置に用いられ、複数の磁極が形成された固定マグネットローラと、該マグネットローラを内包する非磁性の回転現像スリーブとを有する現像ロールであって、前記回転現像スリーブはブラスト処理されたブラスト処理表面を有し、前記ブラスト処理表面のピーク部に酸化物粉体が付着されていることを特徴とする現像ロールが得られる。
【００１２】
このように、磁性一成分ジャンピング現像方式に応じて、像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を得る現像装置において、現像ロールの回転現像スリーブの表面をブラスト処理して、そのブラスト処理表面のピーク部に酸化物粉体を付着するようにしたから、ブラスト処理表面のピーク部に酸化物粉体が付着することになって、その表面粗さが緩和されて、トナーの過帯電が発生することがない。その結果、画像形成装置の稼働初期においても黒点等の画像不良が発生することがない。
【００１３】
例えば、前記酸化物粉体はアルミナ、酸化チタン、又はシリカのいずれかであり、さらに、前記酸化物粉体はその体積抵抗値が１．００×１０１Ω・ｃｍ〜１．００×１０９Ω・ｃｍであって、平均粒径が０．０１〜０．３０μｍ、好ましくは０．１０〜０．３０μｍである。
【００１４】
さらに、本発明によれば、磁性一成分ジャンピング現像方式に応じて、像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を得る現像装置に用いられ、複数の磁極が形成された固定マグネットローラと、該マグネットローラを内包する非磁性の回転現像スリーブとを有する現像ロールを製造する製造方法であって、前記回転現像スリーブの表面をブラスト処理する工程と、前記ブラスト処理された表面に酸化物粉体を塗布する工程と、前記酸化物粉体が塗布された表面をエアーブローする工程とを有することを特徴とする現像ロールの製造方法が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１６】
まず、図１を参照して、本発明による現像ロールが用いられる現像装置について説明する。図示の現像装置１１は、磁性一成分ジャンピング現像方式を用いており、磁性トナーには、例えば、酸化チタン、アルミナ等の外添剤が外添されている。現像装置１１は、現像ロール（現像ローラ）１２を有しており、この現像ロール１２は、現像装置筐体１３内に配置され、感光体ドラム（像担持体）１４と所定の隙間をおいて対面している。
【００１７】
現像ロール１２は、複数の磁極が形成された固定マグネットローラ１２ａと、この固定マグネットローラ１２ａを内包する回転現像スリーブ１２ｂとを有しており、回転現像スリーブ１２ｂは図中破線矢印で示す方向に回転駆動される。そして、トナーコンテナ１５から供給される磁性トナーが現像ロール１２上に保持されて、磁性ブレード等の層厚規制部材１６によって現像ロール１２上にトナー薄層が形成される。
【００１８】
一方、感光体ドラム１４は実線矢印で示す方向に回転駆動される。感光体ドラム１４は、帯電器２１によって、その表面が均一に帯電されて、画像データに応じて露光器２２によって感光体ドラム１４が露光され、感光体ドラム１４上に静電潜像が形成される。そして、回転現像スリーブ１２ｂの回転によって、トナー薄層が感光体ドラム１４と対向した現像位置へ搬送されて、感光体ドラム１４と回転現像スリーブ１２ｂとの間に交番バイアスが印加されて、トナーによって感光体ドラム１４に形成された静電潜像が現像されて、感光体ドラム１４上にトナー像が形成される。
【００１９】
感光体ドラム１４と転写ローラ３１とのニップ部には、記録用紙（図示せず）が搬送されて、感光体ドラム１４上のトナー像が転写像として記録用紙に転写される。その後、記録用紙は定着ユニット（図示せず）に送られて、ここで転写像が記録用紙に定着された後、排紙される。なお、転写の後感光体ドラム１４上に残留する残留トナーは、クリーニングブレード２３によってクリーニングされ、廃棄トナー容器２４に回収される。
【００２０】
ここで、図２を参照して、前述の回転現像スリーブ１２ｂを製造する際には、回転現像スリーブ体（円筒形部材）の表面を、ガラスビーズ等の球体によってブラスト処理して、その表面に凹凸面４１を形成する（図２（ａ）参照）。ブラスト処理によって形成された凹部４２の径は、例えば、約７μｍであり、凹凸表面４１の凸部（つまり、凹凸表面のピーク）４３を拡大して示すと、そのピーク表面は粗くなっている（図２（ｂ）参照）。
【００２１】
その後、例えば、酸化チタン等の酸化物粉体（例えば、平均粒径０．１〜０．３μｍ程度）をパフ又は綿布等の塗布部材を用いて回転現像スリーブ体の表面に塗布し、例えば、エアーブローを用いて回転現像スリーブ体の表面をブローして、回転現像スリーブ体をクリーニングし、回転現像スリーブ１２ｂとした。
【００２２】
エアブローした後の回転現像スリーブ１２ｂの表面を電子顕微鏡で観察したところ、酸化物粉体が、凹凸表面４１の凸部（つまり、凹凸表面のピーク）４３上の粗い表面に付着していることが分かり、つまり、凹凸面のピークの凹部が酸化物粉体で埋められていることがわかった。そして、この凹凸面のピークの凹部に付着した酸化物粉体はエアーブローによって他の部分の酸化物粉体が吹き飛ばされても、無くなることはなかった。なお、凹部４２は鏡面状であった。
【００２３】
ここでは、上述の凹凸面とはブラスト処理された回転現像スリーブ体の表面全体を意味し、凹凸面のピークとは、回転現像スリーブ体表面のピーク部分を意味する。そして、ピークの凹部とは、ピークの表面粗さによって規定される凹部を意味する。
【００２４】
上述のようにして処理された回転現像スリーブ１２ｂを用いて現像を行い、感光体ドラム１４上に形成されたトナー像を記録用紙に転写したところ、黒点等の画像不良が発生することはなかった。
【００２５】
ここで、種々の金属酸化物及び樹脂酸化物等を、ブラスト処理された回転現像スリーブ体に前述のようにして塗布して、回転現像スリーブ１２ｂを製造した後、これら回転現像スリーブ１２ｂを用いて実際に画像形成を行ったところ、図３に示す結果が得られた。
【００２６】
図３においては、金属酸化物として、非磁性の銅粉（銅酸化物粉体）、アルミナ粉（アルミニウム酸化物粉体）、及びチタン粉（チタン酸化物粉体）を用いた。また、その他の酸化物としてシリカ粉（二酸化硅珪素粉体）を用い、さらに、樹脂粉、磁性金属酸化物粉（磁性酸化物）を用いて実験を行った。
【００２７】
銅粉としてその体積抵抗値が、１．３×１０３Ω・ｃｍであり、その平均粒径が０．５３μｍ及び０．２５μｍのものを用い、アルミナ粉としてその体積抵抗値が１．５×１０１３Ω・ｃｍ及び９．５×１０８Ω・ｃｍ、その平均粒径が０．３０μｍ及び０．０７μｍのものを用いた。
【００２８】
また、チタン粉として、体積抵抗値及び平均粒径がそれぞれ１．４×１０４Ω・ｃｍ、１．１×１０１１Ω・ｃｍ、５．６×１０７Ω・ｃｍ、３．２×１０１Ω・ｃｍ、３．２×１０−１Ω・ｃｍ、０．２１μｍ、０．２５μｍ、０．２４μｍ、０．０３μｍ、０．３７μｍ、０．１４μｍ、０．２７μｍのものを用い、シリカ粉として、体積抵抗値が２．３×１０７Ω・ｃｍで、平均粒径が０．１０μｍ、０．０５μｍ、０．０１μｍのものを用い、樹脂粉として、体積抵抗値が１．８×１０１５Ω・ｃｍで、平均粒径が０．３０μｍ、０．１５μｍ、０．０８μｍのものを用いた。さらに、磁性粉（磁性酸化物）として、体積抵抗値が７．５×１０６Ω・ｃｍで、平均粒径が０．４６μｍ、０．２５μｍのものを用いた。
【００２９】
図３では、画像不良が発生したものに×印を付し、ほとんど画像不良が発生しないものに△印を付した。そして、まったく画像不良が発生しないものに○印を付した。図３に示すように、銅粉を塗布した場合には、１００枚以上画像形成を行っても、黒点等の画像不良が発生したのに対して、アルミナ粉を塗布した場合には、体積抵抗値が９．５×１０８Ω・ｃｍで、平均粒径が０．３０μｍであると、１枚目から黒点等の画像不良がまったく発生することがなく、体積抵抗値が９．５×１０８Ω・ｃｍで、平均粒径が０．０７μｍである場合にも、１枚目から黒点等の画像不良はほとんど問題とならなかった。チタン粉においては、体積抵抗値が１．４×１０４Ω・ｃｍで、平均粒径が０．２１μｍのもの、体積抵抗値が５．６×１０７Ω・ｃｍで、平均粒径が０．２４μｍ及び０．０３μｍのものは、１枚目から黒点等の画像不良がまったく発生することがなく、１００枚目からは、いずれのチタン粉においても、黒点等の画像不良がまったく発生することがなかった。
【００３０】
また、シリカ粉については、体積抵抗値が２．３×１０７Ω・ｃｍで、平均粒径が０．１０μｍであると、１枚目から黒点等の画像不良がまったく発生することがなく、体積抵抗値が２．３×１０７Ω・ｃｍで、平均粒径が０．０５μｍ及び０．０１μｍである場合にも、１枚目から黒点等の画像不良はほとんど問題とならなかった。磁性粉については、体積抵抗値が７．５×１０６Ω・ｃｍで、平均粒径が０．４６μｍであると、１枚目から黒点等の画像不良がまったく発生することがなく、１００枚目からは、いずれの磁性粉においても、黒点等の画像不良が発生することがまったくなかった。ただし、樹脂粉については、１枚目から黒点等の画像不良が発生し、枚数が１００枚以上と増加すると、黒点等の画像不良がさらに酷くなった（図中××印で示す）。
【００３１】
さらに発明者の実験によれば、１００枚の画像形成を行うと、黒点等の画像不良が発生しなくなる条件として、酸化物を用いてその体積抵抗値を１．００×１０１〜１．００×１０９Ω・ｃｍとすればよいことが分かり、平均粒径として、０．０１〜０．３０μｍ、好ましくは、０．１０〜０．３０μｍの粉体を用いればよいことが分かった。例えば、平均粒径は平均１次粒径であり、以下のようにして測定を行った。３００００倍〜１０００００倍の倍率を適宜用いて、電子顕微鏡ＪＳＭ−８８０（日本電子データム社製）を用い、５０個の粒子の長径と短径とを測定した平均を求めた。なお、体積固有抵抗は以下のようにして測定した。測定対象の試料を、２５．４ｍｍ２の電極を上下に配置したセルに充填し、１ｋｇの荷重をかけて、１分後の値を抵抗値とし、その時の試料の厚みから体積固有抵抗を求める。また、測定器には、アドバンテスト社製Ｒ８３４０Ａ超抵抗／微小電流計を用いた。
【００３２】
このようにして、回転現像スリーブの表面にブラスト処理を施した後、上述のような酸化物を塗布することによって、ブラスト処理表面のピーク部に酸化物粉体が付着することになって、その表面粗さが緩和される結果、トナーの過帯電が発生することがなく、画像形成装置の稼働初期においても黒点等の画像不良が発生することがない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、磁性一成分ジャンピング現像方式に応じて、像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を得る現像装置において、現像ロールの回転現像スリーブの表面をブラスト処理して、そのブラスト処理表面のピーク部に酸化物粉体を付着するようにしたから、ブラスト処理表面のピーク部に酸化物粉体が付着することになって、その表面粗さが緩和されて、トナーの過帯電が発生することがなく、画像形成装置の稼働初期においても黒点等の画像不良が発生することがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による現像ロールが用いられる現像装置の一例を示す概要図である。
【図２】ブラスト処理された後の現像スリーブ体の表面形状を概略的に示す図であり、（ａ）は表面の凹凸を示す概念図、（ｂ）は表面のピーク部の表面粗さを示す概念図である。
【図３】種々の粉体を現像スリーブ体に塗布した現像スリーブを用いた現像ロールによって画像形成を行った結果を示す表図である。
【符号の説明】
１１  現像装置
１２  現像ロール
１２ａ  固定マグネットローラ
１２ｂ  回転現像スリーブ
１３  現像装置筐体
１４  感光体ドラム
１５  トナーコンテナ
１６  層厚規制部材
２１  帯電器
２２  露光器
２３  クリーニングブレード
２４  廃棄トナー容器
３１  転写ローラ
【図１】
2004271757.tif 000003
【図２】
2004271757.tif 000004
【図３】
2004271757.tif 000005