【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
レーザープリンタ、ファクシミリ、これらの複合ＯＡ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する現像剤担持体および現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像保持体上に形成された静電潜像を現像し、可視像を形成する現像方法としては、使用する現像剤の種類などに応じ、従来より各種タイプが提案されている。

【０００３】一成分系磁性現像剤を用いた現像装置は、
特開昭５４−５１８４８号、米国特許第３３７２６７５
号などのタッチダウン現像装置が知られている。 また非磁性現像剤を用いた現像装置は、特開昭６０−５３９７
５号などで開示されたものが知られている。

【０００４】これらの現像装置において用いられる現像剤担持体は、表面に現像剤への摩擦帯電付与を目的とした導電性、あるいは半導電性に処理された樹脂層が設けられている。

【０００５】しかしこのような現像方法においては、現像画像上にゴースト像が生じ画質を劣化させるという問題が発生し、それを解決するために、特開平１−２７６
１７４号、特開平１−２７７２６５号、特開平２−１７
６６８２号、特開平５−１５０６３０号、特開平５−１
８８７６８号などで開示されているように、炭素繊維などにより、リークサイトを形成させ、現像剤担持体表面の体積抵抗率を１０ ^-3 〜１０ ¹ Ωｃｍにするものが提案されている。

【０００６】また一方では、画像形成装置の低価格化を実現するために、特開昭６２−２０１４６３号などで開示されているように、現像剤担持体の構成を、磁石体の周囲に現像剤を保持するためのスリーブを設けない、いわゆるスリーブレスタイプの現像剤担持体が提案されている。

【０００７】特開平７−２３４５８８号によると、現像剤に導電性を付与させるために、少なくとも現像剤担持体の表面が、体積抵抗率１０ ⁶ Ωｃｍ以下である必要があり、画像品質上表面の磁束密度は１０〜８０ｍＴ必要であるとされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の現像方法においてはゴースト対策を行うために、図４に示されるように磁石ロールＭをベアリングＢＲを介して支持するフランジＦに両端が固着されたスリーブＳの表面に炭素繊維などにより、リークサイトを形成した樹脂層Ｒを設け、現像剤担持体Ｂの表面の体積抵抗率を１０ ^-3 〜１０ ¹ Ωｃ
ｍにしている。

【０００９】また特開昭６２−２０１４６３号などが提案しているスリーブレス現像剤担持体は、フェライト粉末や希土類磁石粉末を用い、導電性を付与するためにカーボンブラックや炭素繊維を混練したものであるが、体積抵抗率は１０ ² 〜１０ ⁶ Ωｃｍであり、耐ゴースト性能などの高品質画質を得るために必要な１０ ^-3 〜１０ ¹
Ωｃｍといった低体積抵抗率まで下げるためには、更にカーボンブラックや炭素繊維や金属粉末を入れる必要がある。

【００１０】しかしこれらの導電性物質を入れれば入れるほど磁性材料である、フェライト粉末や希土類磁石粉末の含有量が低下し、磁気特性が低下するという問題があった。

【００１１】また低抵抗率を達成するためには、現像剤担持体表面に金属めっき等の塗膜を形成することも可能であるが、磁性体層と薄膜部の密着強度が弱いと薄膜の剥がれが発生するとともに、また加工費の増加にもつながるという問題があった。

【００１２】そこで本発明者は、現像剤担持体表面に付着して搬送される摩擦帯電により電荷を付与される現像剤を静電潜像保持体上の静電潜像に付着させて可視化する現像装置において、現像剤担持体表面をリークサイトを形成し得る程度の高導電性を有する磁性材料で形成するという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、スリーブレス現像剤担持体において、耐ゴースト性能などの高品質画質を得ることのできる画像形成装置を提供するとともに、磁気特性を低下させること無く、剥がれの発生を防止して、加工費の増加を抑制するという目的を達成する本発明に到達した。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載の第１発明）の現像剤担持体は、現像剤担持体表面に付着して搬送される摩擦帯電により電荷を付与される現像剤を静電潜像保持体上の静電潜像に付着させて可視化する現像装置において、現像剤担持体表面がリークサイトを形成し得る程度の高導電性を有する磁性材料で形成されているものである。

【００１４】本発明（請求項２に記載の第２発明）の現像剤担持体は、前記第１発明において、前記磁性材料が、体積抵抗率が１０ ^-3 〜１０ ² Ωｃｍの範囲の高導電性を有するものである。

【００１５】本発明（請求項３に記載の第３発明）の現像剤担持体は、前記第１発明において、前記磁性材料が、非酸化物の磁性材料によって構成されているものである。

【００１６】本発明（請求項４に記載の第４発明）の現像剤担持体は、前記第３発明において、前記非酸化物の磁性材料が、Ｎｄ−Ｂ−Ｆｅ系、Ｓｍ−Ｃｏ系、およびＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系の磁性粉の少なくとも１以上の磁性粉を有する樹脂層で形成されているものである。

【００１７】本発明（請求項５に記載の第５発明）の現像剤担持体は、前記第４発明において、前記磁性粉の中心粒径が、１〜５０μｍの範囲からなるものである。

【００１８】本発明（請求項６に記載の第６発明）の現像剤担持体は、前記第５発明において、前記現像剤担持体の表面が、導電性磁性材料を溶液中において粉砕して、該溶液が乾燥しない間に樹脂材料に練り込んで形成した樹脂層によって構成されているものである。

【００１９】

【発明の作用および効果】上記構成より成る第１発明の現像剤担持体は、現像剤担持体表面に付着して搬送される摩擦帯電により電荷を付与される現像剤を静電潜像保持体上の静電潜像に付着させて可視化する現像装置において、現像剤担持体表面がリークサイトを形成し得る程度の高導電性を有する磁性材料で形成されているので、
リークサイトがあるため、スリーブレスであってもゴーストの少ない高品質の画質が安定して得られるという効果を奏する。

【００２０】上記構成より成る第２発明の現像剤担持体は、前記第１発明において、前記磁性材料が、体積抵抗率が１０ ^-3 〜１０ ² Ωｃｍの範囲の高導電性を有するので、充分なリークサイトがあるため、スリーブレスであってもゴーストの少ない高品質の画質が安定して得られるという効果を奏する。

【００２１】上記構成より成る第３発明の現像剤担持体は、前記第１発明において、前記磁性材料が、非酸化物の磁性材料によって構成されているので、電気伝導性が良く、かつ磁気特性を保有しており、スリーブレスの現像剤担持体として適しているという効果を奏する。

【００２２】上記構成より成る第４発明の現像剤担持体は、前記第３発明において、前記非酸化物の磁性材料が、Ｎｄ−Ｂ−Ｆｅ系、Ｓｍ−Ｃｏ系、およびＳｍ−Ｆ
ｅ−Ｎ系の磁性粉の少なくとも１以上の磁性粉を有する樹脂層で形成されているので、電気伝導性に優れ、かつ充分な磁気特性を保有しているため、スリーブレスであってもゴーストの少ない高品質の画質が安定して得られるという効果を奏する。

【００２３】上記構成より成る第５発明の現像剤担持体は、前記第４発明において、前記磁性粉の中心粒径が、
１〜５０μｍの範囲からなるので、一様な磁気特性が得られるという効果を奏する。

【００２４】上記構成より成る第６発明の現像剤担持体は、前記第５発明において、前記現像剤担持体の表面が、導電性磁性材料を溶液中において粉砕して、該溶液が乾燥しない間に樹脂材料に練り込んで形成した樹脂層によって構成されているので、前記導電性磁性材料の平均粒径を小さくすることにより、前記現像剤担持体の表面におけるＮ極とＳ極の着磁ピッチを小さくして、均一な磁気特性を実現するという効果を奏する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき、
説明する。

【００２６】（実施形態）本実施形態の現像剤担持体は、現像剤担持体表面に付着して搬送される摩擦帯電により電荷を付与される現像剤を静電潜像保持体上の静電潜像に付着させて可視化する現像装置において、現像剤担持体表面が体積抵抗率が１０ ^-3 〜１０ ² Ωｃｍの範囲の高導電性を有する磁性材料で形成されているものである。

【００２７】前記磁性材料は、非酸化物の磁性材料によって構成されている。 前記非酸化物の磁性材料が、Ｎｄ
−Ｂ−Ｆｅ系、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系およびそれらに類する系の磁性粉の少なくとも１以上の磁性粉を有する樹脂層で形成される。

【００２８】一般に酸化物は、金属に比べて自由電子の動きが阻害され、電気抵抗値が高くなる傾向にある。 従来の現像剤担持体の多くは、ＳｒＦｅ2 Ｏ3 （ストロンチウムフェライト）やＢａＦｅ2 Ｏ3 （バリウムフェライト）が多く用いられてきたが、これらは酸化物であるため、電気抵抗が高く（１０ ⁸ 〜１０ ¹² Ωｃｍ）、ゴースト対策に必要とされる１０ ^-3 〜１０ ¹ Ωｃｍの抵抗値を達成するためにはそのままでは不適切であり、抵抗値を下げるためにはカーボンや炭素繊維を入れて導電性を付与させている。 しかし、非酸化物である磁性材料は、
一般的に電気伝導性が良く、かつ磁気特性を保有しており、スリーブレス現像剤担持体の材料に適している。

【００２９】従来のスリーブを備えたタイプの現像剤担持体では、現像に必要な磁気特性は内部の磁気材料に持たせ、表面のスリーブにゴースト対策で必要なリークサイト１０ ^-3 〜１０ ² Ωｃｍとなる低抵抗層を設けることで達成できたが、本実施形態が前提とするスリーブレスタイプにおいては、上述した両機能を磁性材料に持たせる必要がある。

【００３０】従来から知られているフェライト系磁性材料に導電性を付与させるためにカーボンを添加した場合、ゴースト対策に必要な導電領域にするためには、カーボンを数１０％（１０〜５０％）重量比で添加する必要がある。 しかし、そうすると、磁性粉添加量が極端に下がり、必要な磁気特性を出せない。 また、金属粉、例えば銅等を添加した場合、比重の差が大きく、偏在分散となり、低抵抗値と磁気特性の両立が困難である。

【００３１】強磁性材料は、フェライト系の上が希土類しかないので、希土類の中から材料を選定するとなると現在主流のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系と、かって主流だったＳｍ
−Ｃｏ系を選定し、市販されている材料を用いて着磁テストを行い、マグネクエンチ社の商品名ＭＱＰ−Ｑ（Ｎ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ系）の導電性磁性材料を探し出し、本実施形態としてこれを採用することにした。

【００３２】前記導電性磁性材料（商品名ＭＱＰ−Ｑ）
の平均粒径が、２００μｍであるため、Ｎ極とＳ極の着磁ピッチを０．１ｍｍとするためには、平均粒径を１０
μｍ以下に小さくする必要がある。 メーカーから供給される最小平均粒径が４５μｍであるので、上記平均粒径を１０μｍを得るためにはさらに解決しなければならない技術的課題を解決する必要があった。

【００３３】そこで本発明者はジェットミル法で粉砕を試みたが、粉砕中の発火および粉砕後に空気に触れることによる発火という問題が生ずるので、エタノール中でボールミルによって粉砕することでこの問題を解決した。

【００３４】前記粉砕した導電性磁性粉を含む材料をシャフトの表面に塗った後、１６０℃のオーブンで乾燥を行うが、乾燥時に材料から発生したもともと入っていた空気および溶剤等による気体が、シャフトと材料の間に溜まり、気泡が生じるという問題が生じた。

【００３５】そこで本発明者は、 （１）２種類の溶剤の配合比を調整した。 （２）もともと材料中にある気泡を遠心力を利用して取り除くために２４時間材料を回転し続けることとした。 その結果、材料のコーティング厚さが０．５ｍｍ以内であれば気泡が発生しなくなった。

【００３６】上述のように希土類の磁性材料は、粒径が小さいと発火するため、粒径１０μｍ程度の大きさのものは市販されていないことが想像される。 希土類の磁性材料の粒径は、市販されている大きさのままで使用して、大きな製品として使われることが一般的であり、今回の様な粉砕して使うことは発火という問題を解決する必要があったが、本発明者は、希土類の磁性材料を粉砕して使用するために、エタノール中で粉砕した磁性材料を、乾燥すると空気に触れて発火するため、エタノールが乾燥しない間に樹脂材料と練り込むようにしたものである。

【００３７】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。

【００３８】（第１実施例）本第１実施例の現像剤担持体は、図１および図２に示されるように現像剤担持体表面に付着して搬送される摩擦帯電により電荷を付与される現像剤を静電潜像保持体上の静電潜像に付着させて可視化する現像装置において、現像剤担持体１の表面が体積抵抗率が１０ ^-3 〜１０ ⁰ Ωｃｍの範囲の高導電性を有するＮｄ−Ｂ−Ｆｅ系の非酸化物の導電性磁性粉３を含有させた樹脂層４で形成されているものである。

【００３９】前記現像剤担持体１は、シャフト２の外周面に、上述した導電性磁性粉３を含有させた樹脂層４が被着形成されている。

【００４０】前記現像剤担持体１には、図３に示されるように現像剤５を感光体６表面に現像させるためにＡＣ
バイアス電圧やＤＣバイアス電圧が印加されるため、前記シャフト２は導電性が必要であり、スリーブレス現像剤担持体として使用するためにはある程度の機械的強度が必要であるため、炭素鋼材、ＳＵＳ材やＡｌ材等の金属製のシャフトが用いられる。

【００４１】樹脂層４に含有させる導電性磁性粉３として、高導電性、高磁気特性のあるＮｄ−Ｂ−Ｆｅ系を採用した。

【００４２】また磁性粉の平均粒径は０．１〜２００μ
ｍ以下である事が成形性の観点から好ましいが、導電性を満足させ磁気特性の均一性を満足させるためには１〜
５０μｍが更に好ましい。

【００４３】磁性粉の含有率は、７０〜９８ｗ％が良好であるが、成形性、導電性、高磁気特性の観点から９０
〜９８ｗ％が好ましい。

【００４４】前記樹脂層４の樹脂材料としては、射出成形や押し出し成形で樹脂層を形成する場合は、ボンド磁石材料として一般に良く知られている、ナイロン６、ナイロン１２、エチレンエチルアクリレート共重合体樹脂などが適している。 樹脂層の厚みは、０．１ｍｍ〜５ｍ
ｍ程度の範囲で可能である。

【００４５】本第１実施例では、φ１０ｍｍ、長さ３４
０ｍｍのＳＵＳ材シャフト周囲に、ナイロン１２樹脂をベースバインダーとしてＮｄ−Ｂ−Ｆｅ材料を９１ｗ％
含有させた材料を、３ｍｍの厚みに射出成形法によりインサート成形を実施し、４極等分着磁を実施し、表面磁束密度、導電率を測定した。

【００４６】比較例として、現像剤担持体用磁性材料として一般的によく知られているＳｒ・Ｆｅ2 Ｏ3 系を用いた大日本インク社製ＦＰＡ１６０材料を同様方法にて形成させ、着磁した。

【００４７】その結果、本第１実施例において、表面磁束密度１２６．５５ｍＴ、体積抵抗率１＊１０ ^-1 Ωｃｍ
の結果が得られた。 比較例においては、表面磁束密度６
４．０５ｍＴ、体積抵抗率１×１０ ⁸ Ωｃｍの結果を得た。 本第１実施例において、高磁力、高導電性が確認された。

【００４８】すなわち本第１実施例の現像剤担持体は、
体積抵抗率が、ばらつきなく１０ ^-2 〜１０ ^-1 Ωｃｍの範囲にあり、かつ表面磁束密度が８０〜１３０ｍＴであり、リークサイトがあるため、スリーブレスで、ゴーストの少ない高品質の画質が安定して得ることが可能であるという効果を奏する。

【００４９】（第２実施例）前記第１実施例と同様にφ
１０ｍｍ、長さ３４０ｍｍのＳＵＳ材シャフトに無電解Ｎｉメッキを施したシャフト周囲に、エチレンエチルアクリレート共重合体樹脂をベースバインダーとしＮｄ−
Ｂ−Ｆｅ材料を９１ｗ％含有させた材料を、３ｍｍの厚みに射出成形法によりインサート成形を実施し、４極等分着磁を実施し、表面磁束密度、導電率を測定した。

【００５０】比較例として、現像剤担持体用磁性材料として一般的によく知られているＳｒ・Ｆｅ2 Ｏ3 系を用いた大日本インク社製ＦＰＡ１６０材料を同様方法にて形成させ、着磁した。

【００５１】その結果、本第２実施例において、表面磁束密度８９．５２ｍＴ、体積抵抗率１＊１０ ^-1 Ωｃｍの結果が得られた。 比較例においては、表面磁束密度６
４．０５ｍＴ、体積抵抗率１＊１０ ⁸ Ωｃｍであり、本第２実施例においても、高磁力、高導電性が確認されたことになる。

【００５２】（第３実施例）前記第１実施例と同様にφ
１０ｍｍ、長さ３４０ｍｍのＳＵＳ材シャフトに無電解Ｎｉメッキを施したシャフト周囲に、エチレンエチルアクリレート共重合体樹脂をベースバインダーとしＳｍ−
Ｃｏ材料を９４ｗ％含有させた材料を、３ｍｍの厚みに射出成形法によりインサート成形を実施し、４極等分着磁を実施し、表面磁束密度、導電率を測定した。

【００５３】比較例として、現像剤担持体用磁性材料として一般的によく知られているＳｒ・Ｆｅ2 Ｏ3 系を用いた大日本インク社製ＦＰＡ１６０材料を同様方法にて形成させ、着磁した。

【００５４】その結果、本第３実施例において、表面磁束密度８３．４２ｍＴ、体積抵抗率１＊１０ ^-2 Ωｃｍの結果が得られた。 比較例においては、表面磁束密度６
４．０５ｍＴ、体積抵抗率１＊１０ ⁸ Ωｃｍであり、本第３実施例においても、高磁力、高導電性が確認されたことになる。

【００５５】上述の実施形態および実施例は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の現像剤担持体を示す縦断面図である。

【図２】本第１実施例の現像剤担持体の一部を拡大して示す拡大断面図である。

【図３】本第１実施例の現像剤担持体を用いた現像装置の一部を示す部分断面図である。

【図４】従来のスリーブを備えた現像剤担持体を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 現像剤担持体 ３ 磁性粉 ４ 樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀口 和代 三重県鈴鹿市伊船町1900番地 鈴鹿富士ゼ ロックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H031 AC10 AC11 AC19 CA11 2H077 AD36 AE04 FA13 FA16 FA25