JPH0792805A

JPH0792805A - 現像ローラ

Info

Publication number: JPH0792805A
Application number: JP25940793A
Authority: JP
Inventors: Koji Noguchi; 浩司野口; Keitaro Yamashita; 恵太郎山下
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1993-09-22
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】厳しいギャップ精度を必要とせず、安価でか
つ鮮明な画質の得られる現像ローラを提供する。【構成】円柱状のシャフト３と、シャフト３の周囲に
設けられ、表面に複数個の磁極を有すると共に、その硬
度が像坦持体（感光体ドラム）の表面硬度よりも小さい
導電性の弾性層４とを有する現像ローラ２。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性現像剤である一成
分磁性トナーを現像領域へ搬送するために用いられる現
像ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、感光体や誘電体等の像坦持体
の表面に形成された静電潜像に、磁性現像剤である磁性
トナーを供給するために現像ローラが用いられている。
この現像ローラは、磁性現像剤を磁力により保持した状
態で回転することにより磁性現像剤を現像領域に搬送す
る。従来の現像ローラとしては、非磁性金属材料で形成
されたスリーブの内部に、複数個の磁極を有するマグネ
ット部材を配置して構成するものや、スリーブを用いな
いマグネット部材により構成するもの（例えば、特開昭
６３−２２３６７５号）などが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来は、現像ローラは
像坦持体に近接配置され、両者の間には所定のギャップ
（例えば、０．５ｍｍ程度）が設けられているが、この
ギャップの調整にはかなり厳しい精度が要求される。特
に、磁性現像剤として一成分系の磁性トナーを用いる場
合には、現像剤搬送部材である現像ローラには、１／１
００〜３／１００ｍｍ程度のフレ精度が必要である。さ
らに、像坦持体と現像ローラとの間にギャップが存在す
ると、磁性トナーのたまりの状態によって、画像に尾引
きや、前引きが発生しやすくなり画質が低下してしま
う。また、磁性現像剤中に、磁性トナーより大きな異物
が混入すると像坦持体表面の感光体に傷がついてしま
う。特に、スリーブを有するタイプの現像ローラでは、
スリーブが金属材料（ＳＵＳ，Ａｌ合金等）で形成され
ているため、ギャップ幅よりもサイズの大きい異物が混
入すると、スリーブよりも軟い材料で形成されている像
坦持体（例えばＯＰＣ）が傷ついてしまうのである。さ
らに、スリーブを有するタイプの現像ローラは、スリー
ブを設ける分、コストが高くなってしまう。

【０００４】そこで、本発明は、前記従来技術の問題点
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、厳
しいギャップ精度を必要とせず、安価でかつ鮮明な画質
の得られる現像ローラを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、静電荷像を表面に有する像坦持体に対
向して配置され、表面に磁性現像剤を保持した状態で回
転することにより、磁性現像剤を現像領域に搬送する現
像ローラにおいて、円柱状のシャフトと、このシャフト
の周囲に設けられ、表面に複数個の磁極を有すると共
に、その硬度が上記像坦持体の表面硬度よりも小さい導
電性の弾性層とを有する。さらに、前記弾性層の体積固
有抵抗は、１０⁹ Ω・ｃｍ以下である。

【０００６】

【作用】上記本発明では、円柱状のシャフトの周囲に弾
性層を設けたので、像坦持体を現像ローラに接触させて
配置できる。というのは、像坦持体と現像ローラとを接
触させても、弾性層が現像ローラのフレを吸収してくれ
るからである。従って、像坦持体と現像ローラとの間に
予めギャップを設ける必要がなくり、ギャップ精度の微
調整も不要となる。さらに、このギャップがなくなる
と、画像の尾引きや、前引きが発生しなくなり、鮮明な
画像を得ることが可能になる。というのは、従来では、
画像の尾引きや前引きは、主に、ギャップでの磁性トナ
ーのたまり状態が原因となって生じていたからである。
さらに、弾性層の硬度を像坦持体の表面硬度よりも小さ
くすることにより、現像ローラを像坦持体に接触させて
も、像坦持体の表面が傷つくことはない。さらに、磁性
現像剤中に、磁性トナーより大きな異物が混入したとし
ても、弾性層がこの異物による影響を吸収してくれるの
で、像坦持体が傷つけられてしまうこともない。従来で
は、予め設けられたギャップよりも大きな異物が混入し
た場合には、ＯＰＣなど比較的軟い材質で形成されてい
る像坦持体が傷ついてしまっていた。さらに、現像ロー
ラにはスリーブは設けられておらず、フレ精度も考慮す
る必要がないので、現像ローラのコストが安価になる。
また、弾性層を導電性にすることにより、所定のバイア
ス電圧が現像ローラに印加できるようにした。この際、
弾性層の体積固有抵抗を、１０⁹ Ω・ｃｍ以下にするの
が好ましい。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図１により説明する。ま
ず、本発明に係る現像ローラを使用した現像装置を図３
に示す。感光体ドラム１は、矢印Ａ方向に回転し、その
表面には、帯電及び露光により静電荷像（図示せず）が
形成される。この感光体ドラム１と対向して、現像ロー
ラ２が回転自在に配置され、感光体ドラム１と現像ロー
ラ２との間に現像領域Ｃが形成される。この際、現像ロ
ーラ２は、感光体ドラム１に接触した状態で配置されて
いる。現像ローラ２の搬送スピードは、感光体ドラム１
の搬送スピードの１〜３倍程度にするのが好ましい。

【０００８】この現像ローラ２の縦断面を図１に、図１
の現像ローラ２のＸ−Ｘ断面を図２にそれぞれ示す。現
像ローラ２は、表面に複数個の磁極を有する導電性ゴム
ローラである。具体的には、現像ローラ２は、円柱状の
シャフト３と、シャフト３の周囲に設けられた導電性の
弾性層４とから構成される。この弾性層４は、ウレタン
ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴムなどのゴム材料にフ
ェライト粉末や希土類磁石などの強磁性粉末とカーボン
ブラック、炭素繊維などの導電剤が充てんされる。この
現像ローラ２は、現像ムラを少なくするために１２極以
上の磁極を有することが好ましく、又、トナーが現像ロ
ーラ２から飛散するのを防ぐために１００Ｇ以上の表面
磁束密度を有することが好ましい。

【０００９】その製法は、ゴム材料に強磁性粉末と導電
剤とを充てんしたものにイオウと加硫促進剤を加えたも
のを原料とし、この原料を混練して流し込み成形した後
に加硫し外研する。その後、着磁することにより、表面
に複数個の磁極を有する導電性ゴムローラが製作され
る。この弾性層４の体積固有抵抗は、１０⁹ Ω・ｃｍ以
下であることが好ましく、より好ましくは１０⁵ Ω・ｃ
ｍ以下である。このように、現像ローラ２に弾性層４を
設けたのは、現像ローラ２を感光体ドラム１に接触可能
にすると共に、現像ローラ２自体のフレを吸収するため
である。

【００１０】ここで、現像ローラ２を比較的硬い材質の
マグネット部材（焼結磁石や樹脂磁石など）のみで構成
し、単純に、現像ローラ２を感光体ドラム１に接触させ
てしまうと、比較的軟らかい材質で形成されている感光
体ドラム１の表面の感光層（ＯＰＣ）１ａが、マグネッ
ト部材によって傷つけられてしまう。これを防止するた
めにも、現像ローラ２に弾性層４を設ける必要がある。
この際、現像ローラ２の表面硬度を、感光体ドラム１表
面の感光層１ａよりも小さくしなければならない。とい
うのは、弾性層４の硬度を感光体ドラム１の感光層１ａ
の硬度よりも大きくしてしまうと、現像ローラ２を感光
体ドラム１に接触させたとき、感光層１ａが傷ついてし
まうからである。なお、弾性層４の表面硬度は、６０°
以下（ＪＩＳＡ）であることが望ましい。

【００１１】また、弾性層４を導電性にしたのは、バイ
アス電源８からのバイアス電圧が現像ローラ２に印加で
きるようにするためである。感光体ドラム１に形成され
る静電潜像を反転現像する、あるいは地カブリを防止す
るためには、磁性現像剤５が付着している現像ローラ２
の表面に所定の電圧が印加されなければならない。通
常、バイアス電圧はシャフト３に印加されるので、絶縁
性の弾性層を使用したのでは、現像ローラ２表面に電圧
が印加されなくなってしまう。そこで、本発明では弾性
層４を導電性にしたのである。この弾性層４に導電性を
付与するために、カーボンブラック、カーボン繊維、金
属粉末などの導電剤を充てんしている。

【００１２】磁性現像剤５は一成分系の磁性トナーであ
り、現像剤槽６に収容されている。現像剤槽６の出口に
は、ブレード部材７が現像ローラ２に圧接した状態で配
置されている。そして、現像ローラ２上の磁性現像剤５
は、このブレード部材７（ウレタンゴム、ステンレスな
どで形成）によって厚みが規制されると共に摩擦帯電さ
れて現像領域Ｃに搬送される。現像ローラ２の表面に磁
力により吸着された磁性現像剤５は、現像ローラ２を適
当な駆動手段（図示せず）により矢印Ｂ方向に回転させ
ることにより、それと同方向に搬送される。ブレード部
材７により厚さが規制されて帯電した磁性現像剤５が現
像領域Ｃに至ると、そこで形成された磁気ブラシが感光
体ドラム１の表面を摺擦して静電荷像の現像が行なわれ
る。

【００１３】次に、本発明を実験例に基づいて説明す
る。まず、スチレン−ｎ- ブチルメタクリレート共重合
体（Ｍ_w ＝２１×１０⁴ 、Ｍ_n ＝１．６×１０⁴ ）を５
５重量部（ｗｔ％），マグネタイト（戸田工業社製ＥＰ
Ｔ−５００）を４０重量部、ポリプロピレン（三洋化成
社製ビスコール５５０Ｐ）を３重量部、荷電制御剤（オ
イルブラックＢＹ）を２重量部、それぞれ混練して粉砕
し、次いで分級し、疎水性シリカ（日本アエロジル社製
アエロジルＲ９７２）を外添（０．５重量部）して、体
積平均粒径８．５μｍ、比抵抗１０¹⁴Ω・ｃｍ、摩擦帯
電量（ＴＥＣ）−１５μｃ／ｇの磁性トナーを得た。

【００１４】トナーの平均粒径（体積）は、粒度分析計
（コールターエレクトロニクス社製、コールターカウン
ターモデルＴＡ−II）により測定した。また、摩擦帯電
量は、ブローオフ摩擦帯電量測定器（東芝ケミカル社製
ＴＢ−２００型）により、標準キャリア（日立金属製
ＫＢＮ−１００）とトナーとを混合（トナー濃度５重
量％）して測定した。トナーの体積固有抵抗は、内径
３．０５ｍｍのテフロン（商品名）製シリンダー中に試
料を数１０ｍｇ充填し、０．１ｋｇの荷重下ＤＣ４ＫＶ
／ｃｍの電場で測定した。

【００１５】上記磁性トナーを使用して、次の条件で画
像を作成した。感光体ドラム１として、ＯＰＣドラム
（外径３０ｍｍ）を使用し、これを６０ｍｍ／ｓｅｃの
周速で回転させた。一方、現像ローラ２を、円筒状のシ
ャフト３（外径６ｍｍ、長さ２８０ｍｍ）と弾性層４
（外径２０ｍｍ、長さ２２７ｍｍ）で形成した。弾性層
４には、ゴム（ウレタン）が１００重量部、強磁性粉末
（Ｓｒフェライト粉末）が１００〜５００重量部、導電
剤（カーボンブラック、炭素繊維等）が１０〜３０重量
部充てんされている。これに、イオウと加硫促進剤を混
練して流し込み成形した後に加硫し、外研して着磁す
る。

【００１６】上記のようにして磁極数が１６極で表面磁
束密度が１５０ガウス以上の４種類の現像ローラを作成
した。各ローラの主要成分と特性を表１に示す。そし
て、これらの現像ローラ２を１２０ｍｍ／ｓｅｃの速度
で回転させた。そして、現像ギャップ（感光体ドラム１
と現像ローラ２とのギャップ）は、ほぼ零である。つま
り、現像ローラ２は感光体ドラム１にほぼ接触した状態
で配置されている。

【００１７】

【表１】（注）体積固有抵抗は、ホイストンブリッジ法により測
定した値である。

【００１８】そして、感光体ドラム１の表面電位（帯電
部）を−６５０Ｖとして、現像ローラ２に−５３０Ｖの
直流バイアス電圧を印加し反転現像を行なった。次に、
現像して得られたトナー像を普通紙にコロナ転写し、次
いで加熱ローラ定着（定着温度１６０℃、定着圧力０．
８ｋｇ／ｃｍ）を行なった。この結果、画像濃度は、Ｎ
Ｏ．１の現像ローラが１．４５、ＮＯ．２の現像ローラ
が１．４０、ＮＯ．３の現像ローラが１．３８、ＮＯ．
４の現像ローラが１．３２であり、又、各現像ローラと
もカブリが無く、尾引きも無い鮮明な画像が得られた。

【００１９】このように、弾性層４を有する現像ローラ
２を使用して、感光体ドラム１に接触させた状態で現像
を行なうことにより、初期〜５万枚まで安定した画像が
得られることが確認できた。一方、ゴム層を有さない現
像ローラ（外径２０ｍｍのＳＵＳ３０４製スリーブの内
部に、６極対称着磁（スリーブ上８００Ｇ）を施した円
筒磁石を有する）を使用して、感光体ドラムと現像ロー
ラとの間にギャップ（０．１〜０．３ｍｍ程度）を持た
せた状態で現像を行なった場合には（スリーブを１５０
ｒｐｍで回転）、尾引きのある画質の悪い画像が得られ
た。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、現像ローラを像坦持体
に接触した状態で配置できるので、像坦持体と現像ロー
ラとの間にギャップを設ける必要がなくなり、ギャップ
精度の微調整が不要となる。さらに、画像の尾引きや、
前引きが発生しなくなり、鮮明な画像を得ることができ
る。さらに、弾性層の硬度を像坦持体の表面硬度よりも
小さくすることにより、現像ローラを像坦持体に接触さ
せても、像坦持体の表面が傷つくことはない。さらに、
磁性現像剤中に、磁性トナーより大きな異物が混入した
としても、弾性層がこの異物による影響を吸収してくれ
るので、像坦持体が傷つくのを防止できる。さらに、ス
リーブを設けていないので、現像ローラのコストを安価
にすることができる。このように、厳しいギャップ精度
を必要とせず、安価でかつ鮮明な画質の得られるスリー
ブレスの現像ローラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像ローラの縦断面図である。

【図２】本発明に係る図１の現像ローラのＸ−Ｘ断面図
である。

【図３】本発明に係る現像ローラを使用した現像装置の
構成を示す図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２現像ローラ３シャフト４弾性層５磁性現像剤７ブレード部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電荷像を表面に有する像坦持体に対向
して配置され、表面に磁性現像剤を保持した状態で回転
することにより、磁性現像剤を現像領域に搬送する現像
ローラにおいて、円柱状のシャフトと、このシャフトの
周囲に設けられ、表面に複数個の磁極を有すると共に、
その硬度が上記像坦持体の表面硬度よりも小さい導電性
の弾性層とを有することを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】前記弾性層の体積固有抵抗は、１０⁹ Ω
・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の現像
ローラ。