JPH07104582A

JPH07104582A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07104582A
Application number: JP26558693A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ota; 温太田; Takayuki Yoshii; 孝之吉井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】磁性１成分現像剤を用いた接触現像方式にお
いて、剛性を有する潜像担持体の使用を可能にし、小型
化・低コスト化を実現できる最も簡単な画像形成装置を
提供する。【構成】６０〜８５ｗｔ％以上の磁性体粉を含有した
合成ゴムで表面層２３を構成し、現像ローラ２の表面ガ
ウス量を１００ガウス以上にする。これにより、現像ロ
ーラ２のトナー担持能力を、感光体ドラム１に対するト
ナー供給不良や地肌汚れの発生を防止するのに十分なも
のとすることができる。また、ＪＩＳＡ型硬度計で測
定した値が４０以下の合成ゴムを用いて弾性層２２を構
成し、現像ローラ２の硬度を上記測定値が７０以下にな
るようにする。これにより、感光体ドラム１に対する接
触による駆動トルクの上昇や、感光体ドラム１に対する
接触時のスリップ現象による異常画像の発生を抑えるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは磁性
１成分現像剤を担持した現像剤担持体を潜像担持体表面
に接触させ、該現像剤担持体から該潜像担持体に該現像
剤を供給することにより、該潜像担持体上に現像剤像を
形成する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ
ー等の画像形成装置においては、トナーとキャリアとか
らなる２成分現像剤を用いる現像方式と、トナーのみか
らなる１成分現像剤を用いる現像方式とがある。

【０００３】上記２成分現像剤を用いる現像方式では、
比較的安定した良好な画像が得られるという利点がある
反面、キャリアの劣化やトナーとキャリアとの混合比の
変動が発生しやすいという欠点があった。また、２成分
現像剤を用いる現像方式を採用した画像形成装置におい
ては、装置の維持管理が煩雑で、装置全体の構造が大型
化しやすいという欠点があった。

【０００４】また、上記画像形成装置においては、潜像
担持体として柔軟性を有するベルトタイプ感光体（以
下、感光体ベルトという）又は剛性を有するドラムタイ
プ感光体（以下、感光体ドラムという）を用いるが、感
光体ベルトを用いた画像形成装置の場合、駆動機構が煩
雑であり、コスト高になりやすく、また大型化しやすい
という欠点があった。

【０００５】従って、以上のことから、画像形成装置を
小型化・低コスト化するためには、１成分現像剤と感光
体ドラムとの組み合わせが最適である。そして、このよ
うな組み合わせによる画像形成装置においては、現像剤
担持体を感光体ドラムに接触させて感光体ドラム上にト
ナー像を形成する接触現像方式の現像装置を採用したも
のが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記１成分
現像剤として磁性１成分現像剤を用い、剛性を有する感
光体ドラムに同じく剛性を有する現像剤担持体を接触さ
せて接触現像を行うように構成した場合、感光体ドラム
と現像剤担持体との接触による駆動系へのトルクの増大
や、感光体ドラム上での像破壊、及びジターの発生が生
じるという問題点があった。

【０００７】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、磁性１成分現像剤を
用いた接触現像方式において、剛性を有する潜像担持体
の使用を可能にし、小型化・低コスト化を実現できる最
も簡単な画像形成装置を提供することである。

【０００８】なお、上記１成分現像剤には上記磁性１成
分現像剤の他に、非磁性１成分現像剤があり、該非磁性
１成分現像剤を用いた接触現像方式の現像装置として
は、例えば円筒状弾性体を現像剤担持体として用い、こ
れを感光体ドラムに接触させることによって、感光体ド
ラム上の潜像を非磁性１成分現像剤で現像するようにし
たものが知られている（例えば、特開昭５２−１４３８
１号公報、特開平１−２５２９７９号公報、特開平２−
２０８６７１号公報、特開平２−２８７５７６号公報、
及び特開平３−１０７９６８号公報参照）。

【０００９】ところが、上記のような非磁性１成分現像
剤を用いた接触現像方式の現像装置においては、非磁性
１成分現像剤は磁力による保持・搬送ができないため、
現像剤担持体上に十分な現像剤を供給するための補助機
構又は補助部材が必要となりコスト高になるという欠点
があった。そこで、特開昭６１−４２６７２号公報に
は、上記補助部材として現像剤担持体に接触するように
配設された円筒状部材が開示されており、この円筒状部
材によれば現像剤担持体に接触することで現像剤を帯電
させて、現像剤担持体に供給することができる。

【００１０】また、非磁性１成分現像剤を用いた接触現
像方式の現像装置としては、例えば現像剤担持体を円筒
状部材と、該円筒状部材との間に空間を形成するように
外装された筒状の薄膜部材とで構成し、薄膜部材を感光
体ドラムに接触させることで薄膜部材上の現像剤を感光
体ドラムに供給し、感光体ドラム上の潜像を現像するよ
うにしたものが知られている（例えば、特開昭６３−２
２６６７６号公報参照）。なお、この特開昭６３−２２
６６７６号公報には、現像剤として非磁性１成分現像剤
の他に、２成分現像剤を用いることができる旨開示され
ている。ところが、この構成においては、現像剤担持体
として用いる円筒状部材と薄膜部材との構成が複雑であ
るという欠点があるのに加えて、上記と同様に現像剤担
持体上に現像剤を供給するための補助機構又は補助部材
が必要となるためコスト高になるという欠点があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、磁性１成分現像剤を担持した
現像剤担持体を潜像担持体表面に接触させ、該現像剤担
持体から該潜像担持体に該現像剤を供給することによ
り、該潜像担持体上に現像剤像を形成する画像形成装置
において、該現像剤担持体の硬度を、ＪＩＳＡ型硬度
計で測定した値が７０以下になるようにしたことを特徴
とするものである。請求項２の発明は、請求項１の画像
形成装置において、上記現像剤担持体の表面ガウス量
を、１００ガウス以上にしたことを特徴とするものであ
る。請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置
において、上記現像剤担持体を、芯材の周囲にＪＩＳ
Ａ型硬度計で測定した値が４０以下の弾性材料で形成さ
れた弾性層と、該弾性層の外周に６０〜８５ｗｔ％の磁
性体粉を含有する弾性材料で形成された磁性表面層とを
それぞれ少なくとも一層有する円筒状部材で構成したこ
とを特徴とするものである。請求項４の発明は、請求項
３の画像形成装置において、上記弾性層を発泡材料で構
成したことを特徴とするものである。請求項５の発明
は、請求項３の画像形成装置において、上記弾性層の体
積固有抵抗を１×１０⁸Ωｃｍ以下としたことを特徴と
するものである。

【００１２】

【作用】請求項１の発明においては、現像剤担持体の硬
度を、ＪＩＳＡ型硬度計で測定した値が７０以下にな
るように低硬度にしたので、現像剤担持体に十分な弾性
を持たせて、潜像担持体に対する接触による駆動トルク
の上昇や、潜像担持体に対する接触時のスリップ現象に
よる異常画像の発生を抑えることができる。

【００１３】請求項２の発明においては、上記現像剤担
持体の表面ガウス量を１００ガウス以上にしたので、現
像剤担持体の現像剤担持能力は、潜像担持体に対する現
像剤供給不良や地肌汚れの発生を防止するのに十分なも
のとなる。

【００１４】ところで、現像剤担持体を、芯材の周囲に
弾性材料で形成された弾性層と、該弾性層の外周に磁性
体粉を含有する弾性材料で形成された磁性表面層とをそ
れぞれ少なくとも一層有する円筒状部材で構成した場
合、該磁性表面層の磁性体粉の含有量が６０ｗｔ％未満
のときは上記１００ガウスを得るのが難しい。また、上
記の場合、磁性表面層の磁性体粉の含有量が８５ｗｔ％
より大きいときは該磁性表面層が非常に硬く、可撓性の
ないものとなってしまい、亀裂が発生したり、磁性体粉
の脱離が起こってしまう。しかしながら、請求項３の発
明においては、磁性表面層を６０〜８５ｗｔ％の磁性体
粉の含有する弾性材料で形成したので、上記現像剤供給
不良や地肌汚れの発生を防止するのに十分な１００ガウ
スを得ることができるとともに、上記亀裂の発生や磁性
体粉の脱離のない磁性表面層とすることができる。ま
た、上記の場合、ＪＩＳＡ型硬度計で測定した値が４
０より大きな弾性材料で弾性層を形成すると、上記駆動
トルクの上昇等のない十分な軟らかさを有した現像剤担
持体とすることができない。しかしながら、請求項３の
発明においては、弾性層をＪＩＳＡ型硬度計で測定し
た値が４０以下の弾性材料で形成したので、上記駆動ト
ルクの上昇等のない十分な軟らかさを有した現像剤担持
体とすることができる。

【００１５】請求項４の発明においては、上記弾性層を
発泡材料で構成したので、簡単な構成で容易に現像剤担
持体を低硬度にすることができる。

【００１６】ところで、現像剤担持体の体積固有抵抗は
現像剤の潜像担持体への付着特性を左右する。具体的に
は、抵抗が低くなると潜像担持体への現像剤の付着量が
増し（画像濃度が上がり）、逆に抵抗が高くなると潜像
担持体への現像剤の付着量が低下する（画像濃度が低下
する）という傾向がある。そして、例えば抵抗が低すぎ
ると階調性の低下や地肌汚れが発生するため、最適な抵
抗を得る必要がある。ところが、現像剤担持体が弾性層
とその外周の磁性表面層とを有する構造の場合、弾性層
が高抵抗であると、磁性表面層の抵抗をいくら低くして
も現像剤担持体としての最適な抵抗とすることができ
ず、画像濃度が低下してしまう可能性がある。従って、
弾性層の体積固有抵抗を磁性表面層体の積固有抵抗より
十分低くしておけば、磁性表面層体の積固有抵抗を変え
ることによって現像剤担持体の抵抗を決定できる。そこ
で、請求項５の発明においては、上記弾性層の体積固有
抵抗を１×１０⁸Ωｃｍ以下とし、通常１×１０¹⁰Ωｃ
ｍ以上の体積固有抵抗の磁性表面層よりも十分に低い体
積固有抵抗としたので、磁性表面層のみによって現像剤
担持体としての最適な抵抗にすることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した一実施例につ
いて説明する。図１は本実施例に係る複写機の要部概略
構成図である。この複写機は、剛性を有し、図中矢印ａ
方向に回転するように構成された潜像担持体としての感
光体ドラム１と、磁性１成分現像剤としての磁性１成分
トナー（以下、トナーという）を用いて感光体ドラム１
上の潜像を現像する現像装置７とを備えている。

【００１８】現像装置７にはトナーを収容するトナータ
ンク４が設けられており、このトナータンク４内には図
中矢印ｂ方向に回転することでトナーを撹拌して現像剤
担持体としての現像ローラ２方向へ搬送するトナー撹拌
部材５が設けられている。

【００１９】現像ローラ２は、表面が感光体ドラム１に
接触するように配設され、かつ、図中矢印ｃで示すよう
に感光体ドラム１との対向部において感光体ドラム１の
回転方向と同方向に回転するようになっている。この現
像ローラ２は図２に示すように、例えば鉄又はアルミニ
ウムからなる芯材２１と、例えばシリコーンゴム、ブタ
ジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタ
ンゴム、エチレンプロピレンゴム、又はエピクロルヒド
リンゴム等の弾性材料としての合成ゴムからなる弾性層
２２と、例えばバリウムフェライト又はストロンチュー
ムフェライト等の磁性体粉を含有する弾性材料としての
合成ゴムからなる表面層２３とから構成されている。そ
して、この現像ローラ２においては、表面層２３が複数
の磁極に着磁されている。

【００２０】また、図１に示すように現像ローラ２の、
感光体ドラム１との接触部より回転方向上流側の部分に
は、現像ローラ２上のトナー層を薄層化するためのブレ
ード３が接触している。また、現像ローラ２の、感光体
ドラム１との接触部より回転方向下流側の部分には、現
像ローラ２上の電荷を除電するための除電ブラシ６が接
触している。

【００２１】以上の構成においてトナータンク４内のト
ナーは、トナー撹拌部材５が回転することにより現像ロ
ーラ２方向へ搬送され、現像ローラ２の表面層２３に着
磁された磁極の磁力によって現像ローラ２上に担持され
る。現像ローラ２上のトナーは、ブレード３で所定厚に
規制され、現像ローラ２の回転によって感光体ドラム１
との対向部に搬送され、この対向部で感光体ドラム１上
の潜像に付着して該潜像を可視像化する。そして、感光
体ドラム１との対向部を通過した現像ローラ２表面は、
除電ブラシ６によって除電される。

【００２２】ところで、上記現像ローラ２は、その硬度
がＪＩＳＡ型硬度計で測定した値が７０以下で、か
つ、表面ガウス量が１００ガウス以上になるようにされ
ている。本実施例においては、所定硬度の合成ゴムを用
いて上記弾性層２２を構成し、かつ、所定量の磁性体粉
を含有する合成ゴムを用いて表面層２３を構成すること
によって、現像ローラ２の硬度及び表面ガウス量を上記
のように設定している。

【００２３】すなわち、現像ローラ２は表面層２３に磁
性体粉を含有しているので、表面層２３に複数の磁極を
着磁することができるが、１００ガウス以上の表面ガウ
ス量を得るためには、表面層２３を構成する合成ゴムが
６０ｗｔ％以上の磁性体粉を含有している必要がある。
ところが、表面層２３を構成する合成ゴムが８５ｗｔ％
以上の磁性体粉を含有している場合、可撓性低下による
亀裂発生や磁性体粉の脱離が起こってしまう。以上のこ
とに基づいて、本実施例においては、６０〜８５ｗｔ％
以上の磁性体粉を含有した合成ゴムで表面層２３を構成
することで、表面ガウス量が１００ガウス以上になるよ
うにしている。ここで、表面層２３は、その厚みが厚す
ぎると撓みにくくなり、薄すぎると十分な磁力を得られ
なくなることから、０．３ｍｍ〜１ｍｍの厚さであるこ
とが望ましい。

【００２４】また、ＪＩＳＡ型硬度計で測定した値が
４０より大きくなる合成ゴムを用いて弾性層２２を構成
すると、ＪＩＳＡ型硬度計で測定した値が７０以下に
なるように現像ローラ２の硬度を設定することができな
い。そこで、本実施例においては、ＪＩＳＡ型硬度計
で測定した値が４０以下の合成ゴムを用いて弾性層２２
を構成することで、現像ローラ２の硬度をＪＩＳＡ型
硬度計で測定した値が７０以下になるようにしている。
ここで、弾性層２２は、その厚みが薄すぎると十分な軟
らかさが得られなくなることから、５ｍｍ以上の厚さで
あることが望ましい。

【００２５】以上のように、本実施例においては、現像
ローラ２の硬度をＪＩＳＡ型硬度計で測定した値が７
０以下になるように低硬度にしたので、現像ローラ２に
十分な弾性を持たせて、感光体ドラム１に対する接触に
よる駆動トルクの上昇や、感光体ドラム１に対する接触
時のスリップ現象による異常画像の発生を抑えることが
できる。また、現像ローラ２の表面ガウス量が１００ガ
ウス以上になるようにしたので、現像ローラ２のトナー
担持能力を、感光体ドラム１に対するトナー供給不良や
地肌汚れの発生を防止するのに十分なものとすることが
できる。

【００２６】以上、本実施例によれば、磁性１成分トナ
ーを用いた接触現像方式において、剛性を有する感光体
ドラム１の使用が可能になり、小型化・低コスト化を実
現できる最も簡単な複写機とすることができる。

【００２７】なお、本実施例においては、上記弾性層２
２を発泡材料で構成することも可能である。弾性層２２
を発泡材料で構成すれば、一般に発泡材料は上記合成ゴ
ムに比べて低硬度であるため、容易により軟らかい現像
ローラ２を得ることができる。

【００２８】また、本実施例においては、上記弾性層２
２の体積固有抵抗を１×１０⁸Ωｃｍ以下とし、通常１
×１０¹⁰Ωｃｍ以上の体積固有抵抗の表面層２３よりも
十分に低い体積固有抵抗とすることにより、表面層２３
のみによって現像ローラ２としての最適な抵抗にするこ
とができる。このことによって、現像ローラ２の抵抗が
低いことによる感光体ドラム１へのトナーの付着量の増
大（画像濃度の上昇）や、逆に抵抗が高いことによる感
光体ドラム１へのトナーの付着量の低下（画像濃度の低
下）を防止できる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、現像剤担持体
に十分な弾性を持たせて潜像担持体に対する接触による
駆動トルクの上昇を抑えることができるので、駆動系へ
の負荷を軽減できる。これにより、小型の駆動系を採用
でき、低コスト化を図ることができる。また、現像剤担
持体に十分な弾性を持たせて潜像担持体に対する接触時
のスリップ現象による異常画像の発生を抑えることがで
きるので、ベルト状の潜像担持体に比べて駆動機構が簡
単なため小型化が容易で低コストなドラム状の潜像担持
体を用いた磁性１成分現像剤による接触現像が可能とな
る。以上のことから、磁性１成分現像剤を用いて接触現
像を行う画像形成装置を小型化し、低コスト化すること
ができるという効果がある。

【００３０】請求項２の発明によれば、現像剤担持体の
潜像担持体に対する現像剤供給不良や地肌汚れの発生を
防止することができ、良好な画像を得ることができると
いう効果がある。

【００３１】請求項３の発明によれば、磁性表面層を６
０〜８５ｗｔ％の磁性体粉の含有する弾性材料で形成し
たので、潜像担持体に対する現像剤供給不良や地肌汚れ
の発生を防止するのに十分な上記１００ガウスの表面ガ
ウス量を得ることができるとともに亀裂の発生や磁性体
粉の脱離のない磁性表面層とすることができるという効
果がある。また、ＪＩＳＡ型硬度計で測定した値が４
０以下の弾性材料で弾性層を形成したので、上記駆動ト
ルクの上昇等のない十分な軟らかさを有した現像剤担持
体とすることができるという効果がある。

【００３２】請求項４の発明によれば、簡単な構成で容
易に現像剤担持体を低硬度にして、上記駆動系への負荷
を軽減でき、また、潜像担持体に対する接触時のスリッ
プ現象による異常画像の発生を抑えることができるとい
う効果がある。また、潜像担持体と現像剤担持体との食
い込み量（ニップ幅）が大きいほど画像上良い場合、駆
動系への負荷を小さく抑えることができるという効果が
ある。

【００３３】請求項５の発明によれば、弾性層の体積固
有抵抗を磁性表面層の体積固有抵抗よりも十分に低くす
ることで、磁性表面層のみによって現像剤担持体として
の最適な抵抗にすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る複写機の要部概略構成図。

【図２】図１中の現像ローラの概略構成図。

【符号の説明】

１感光体ドラム２現像ローラ３ブレード４トナータンク５トナー撹拌部材６除電ブラシ２１芯材２２弾性層２３表面層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性１成分現像剤を担持した現像剤担持体
を潜像担持体表面に接触させ、該現像剤担持体から該潜
像担持体に該現像剤を供給することにより、該潜像担持
体上に現像剤像を形成する画像形成装置において、該現像剤担持体の硬度を、ＪＩＳＡ型硬度計で測定し
た値が７０以下になるようにしたことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】上記現像剤担持体の表面ガウス量を、１０
０ガウス以上にしたことを特徴とする請求項１の画像形
成装置。
【請求項３】上記現像剤担持体を、芯材の周囲にＪＩＳ
Ａ型硬度計で測定した値が４０以下の弾性材料で形成
された弾性層と、該弾性層の外周に６０〜８５ｗｔ％の
磁性体粉を含有する弾性材料で形成された磁性表面層と
をそれぞれ少なくとも一層有する円筒状部材で構成した
ことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】上記弾性層を発泡材料で構成したことを特
徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項５】上記弾性層の体積固有抵抗を１×１０⁸Ω
ｃｍ以下としたことを特徴とする請求項３の画像形成装
置。