JPH1020673A

JPH1020673A - 現像ローラ及び現像器

Info

Publication number: JPH1020673A
Application number: JP17365496A
Authority: JP
Inventors: Eisaku Murakami; 栄作村上
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体として製造コストの安い感光体ドラム
を使用できるソフトタイプの現像ローラであって、構造
が簡単で製造コストが安いものを得る。【解決手段】芯金２２とこの芯金２２の外周部に弾性
層２３を設けることにより現像ローラ２０を形成し、弾
性層２３を少なくとも弾性材料２４と磁性材料２５とを
混合して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一成分磁性トナー
を使用する電子写真方式の画像形成装置において用いら
れる現像ローラ及び現像器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一成分磁性トナーを使用する画像
形成装置では様々な形式の現像ローラ及び現像器が使用
されている。その現像ローラ及び現像器の構造を図７な
いし図９に基づいて説明する。

【０００３】図７は、画像形成部の構造を示すものであ
る。感光体ベルト１の周囲に、帯電器２、現像器３、転
写器４、クリーニングブレード５、除電器６が配置され
ている。現像器３内には、一成分磁性トナーを磁力で吸
着する現像ローラ７と、現像ローラ７の外周面に当接さ
れてこの現像ローラ７に吸着されたトナーの薄層化と摩
擦帯電とを行うドクターブレード８とが設けられてい
る。前記現像ローラ７は図８に示すように、金属で形成
した芯金９と、芯金９の外周部に設けた樹脂で形成した
表層１０とからなる。この表層１０は１ｍｍ程度の厚さ
に形成され、その中にはフェライトなどの磁性材料が含
まれ、等ピッチに磁化されている。

【０００４】このようなハードタイプの現像ローラ７を
使用する場合にはソフトタイプの感光体ベルト１を用い
ることにより、感光体ベルト１上の静電潜像への一成分
磁性トナーの付着を、現像ローラ７と感光体ベルト１と
の間に過大な押し付け力を発生させることなく、かつ、
そのときの摩擦により感光体ベルト１を損傷させること
なく行わせる。

【０００５】しかし、感光体ベルト１は製造コストが高
い。また、感光体ベルト１の走行性を安定させるために
は様々な部品を必要とし、この点も画像形成部全体の製
造コストを高くする一因となっている。

【０００６】そこで、製造コストの安いハードタイプの
感光体ドラムを使用できるようにしたソフトタイプの現
像ローラが特開平３−２５９２７８号公報に示されてい
る。この現像ローラ１１は図９に示すように、中心部に
芯金１２を有し、この芯金１２の外周に弾性層１３と磁
力発生層１４とを同心円状に配設している。弾性層１３
は、天然ゴムやシリコンゴムなどを用いて０．５ｍｍ以
上の厚さに形成している。磁力発生層１４は、鉄やニッ
ケルなどを含む磁性材料を用い、０．１ｍｍ以下の厚さ
に形成している。このようなソフトタイプの現像ローラ
１１を使用すれば、製造コストの安いハードタイプの感
光体ドラムを使用でき、画像形成部全体の製造コストを
安くすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図９に示した
現像ローラ１１は、硬くて薄い磁力発生層１４を軟らか
い弾性層１３に接着するときの接着性が悪い。また、芯
金１２の外周に弾性層１３と磁力発生層１４とを二層構
造に形成するため、製造コストが高くなる。さらに、現
像ローラ１１として軟らかさを保つために磁力発生層１
４を０．１ｍｍ以下の厚さにしているため、磁力発生層
１４に含まれる磁性材料を十分に増やすことができず、
十分な磁力を得ることができない。

【０００８】そこで本発明は、感光体として製造コスト
の安い感光体ドラムを使用できるソフトタイプの現像ロ
ーラであって、構造が簡単で製造コストが安く、かつ、
十分な磁力を得ることができる現像ローラ及びその現像
ローラを用いた現像器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
一成分磁性トナーを磁力で吸着して搬送し、この一成分
磁性トナーを感光体ドラム上の静電潜像に付着させる現
像ローラにおいて、芯金とこの芯金の外周部に設けた弾
性層とを有し、この弾性層を少なくとも弾性材料と磁性
材料とを混合して形成した。従って、弾性層から磁力が
発生するため、芯金の外周部に弾性層を設けるだけでよ
く、構造が簡単で製造コストが安くなる。また、弾性層
を十分な厚さに形成することができ、この弾性層の中に
十分な量の磁性材料を混合させることができ、一成分磁
性トナーを搬送するために必要な磁力を十分に確保する
ことができる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、弾性層内の磁性材料の密度を内周部に比べ
て外周部を密にした。従って、弾性層内に磁性材料を均
一に混合させる場合に比べて弾性層内に混合させる弾性
材料の総量を少なくしても、一成分磁性トナーを搬送す
るために必要な磁力を十分に確保することができる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、弾性層の外周面に表面保護層を被覆
した。従って、表面保護層を被覆することにより、現像
ローラの耐久性を向上させ、バイアス電圧のリークや弾
性層内に含まれる添加剤のしみ出しなどを防止できる。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、表面保護層の厚みを０．１ｍｍ以下とし
た。従って、表面保護層を設けることによる現像ローラ
表面の磁力の低下を抑えることができ、現像ローラ表面
の磁力をトナー搬送に必要な値に維持することができ
る。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項１、２、３
又は４記載の発明において、ＪＩＳ規格Ｋ６３０１のＡ
型硬度計で計測した弾性層のゴム硬度を７０度以下にし
た。従って、現像ローラの外周部が硬いことが原因とな
る画像濃度の低下と地肌汚れとを防止できる。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項１、２、
３、４又は５記載の発明において、弾性層の電気抵抗値
を１０¹⁰Ω・ｃｍ以下にした。従って、弾性層の電気抵
抗値が高すぎることが原因となる画像濃度の低下を防止
できる。

【００１５】請求項７記載の発明は、一成分磁性トナー
を磁力で吸着して搬送し、この一成分磁性トナーを感光
体ドラム上の静電潜像に付着させる現像ローラを有する
現像器において、請求項１ないし６のいずれか一記載の
現像ローラを用いた。従って、請求項１ないし６のいず
れか一記載の現像ローラを用いた現像器で現像すること
により、それぞれの請求項で説明したのと同じ効果が得
られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
ないし図３に基づいて説明する。レーザービームなどの
照射により静電潜像が形成される感光体ドラム１５の周
囲には、帯電器１６、現像器１７、転写器１８、クリー
ニングユニット１９等が配置されている。前記現像器１
７内には、一成分磁性トナーを磁力で吸着する現像ロー
ラ２０と、現像ローラ２０の外周面に当接されてこの現
像ローラ２０に吸着されたトナーの薄層化と摩擦帯電と
を行うドクターブレード２１とが設けられている。

【００１７】前記現像ローラ２０は、金属で形成した芯
金２２と、芯金２２の外周部に固着された弾性層２３と
により形成されている。弾性層２３は、弾性材料２４の
中に磁性材料２５を混合させることにより形成されてい
る。

【００１８】弾性材料２４としては、シリコンゴム、ウ
レタンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジ
エンゴム、天然ゴム等を用いる。磁性材料２５として
は、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等を用いる。弾
性層２３の形態としては、ゴム、発泡体、スポンジ等と
する。

【００１９】前記弾性層２３のゴム硬度に関して、ＪＩ
Ｓ規格Ｋ６３０１のＡ型硬度計で計測したゴム硬度を７
０度以下にした。また、弾性層２３の電気抵抗値を１０
¹⁰Ω・ｃｍ以下にした。

【００２０】このような構成において、画像形成時に
は、感光体ドラム１５と現像ローラ２０とがそれぞれ矢
印方向へ回転駆動され、現像器１７内の一成分磁性トナ
ーが現像ローラ２０の外周面に吸着される。一成分磁性
トナーを吸着した現像ローラ２０が回転することによ
り、吸着された一成分磁性トナーはドクターブレード２
１により薄層化され、かつ、摩擦帯電される。現像ロー
ラ２０の表面に吸着されて摩擦帯電された一成分磁性ト
ナーは、現像ローラ２０の回転に伴って感光体ドラム１
５とのニップ部まで搬送され、感光体ドラム１５上に形
成された静電潜像に付着する。静電潜像に一成分磁性ト
ナーが付着することによりトナー像が形成され、このト
ナー像は転写器１８に対向する位置で記録紙（図示せ
ず）に転写される。

【００２１】現像ローラ２０はその外周部が弾性を有す
る弾性層２３で形成されているため、芯金２２の外周部
に弾性層２３を設けるだけでよく、構造が簡単になると
ともに製造コストが安くなる。さらに、現像ローラ２０
はその外周部に位置する弾性層２３が弾性を有するの
で、安価なハードタイプの感光体ドラム１５を用いるこ
とができ、画像形成部全体の製造コストを安くすること
ができる。

【００２２】弾性層２３の厚さについては、何らの制限
を受けることなく十分な厚さに設定することができる。
このため、弾性層２３の中に十分な量の磁性材料２５を
混合させることができ、一成分磁性トナーを搬送するた
めに必要な磁力を十分に確保することができる。

【００２３】ＪＩＳ規格Ｋ６３０１のＡ型硬度計で計測
した弾性層２３のゴム硬度が７０度以上になると、地肌
汚れの発生が目視できるようになる。この原因について
は明確になっていないが、ゴム硬度が低い領域では、ト
ナー帯電が十分に行われると同時に現像ローラ２０への
トナー吸着が十分に行われるのに対し、ゴム硬度が高い
領域では、トナー帯電が不十分になると同時に現像ロー
ラ２０へのトナー吸着量が減少するためと推定される。
従って、Ａ型硬度計で計測した弾性層２３のゴム硬度を
７０度以下にすることにより、画像濃度の低下と地肌汚
れとを防止でき、良好な画像を形成することができる。

【００２４】図３は、弾性層２３の電気抵抗値を変えて
黒ベタ画像を出力した場合の画像濃度を示すグラフであ
る。電気抵抗値が１０¹⁰Ω・ｃｍを越えると画像濃度は
急激に低下する。これは、弾性層２３の電気抵抗値が高
くなることで現像バイアス電圧が不足し、感光体ドラム
１５上の静電潜像に対する一成分磁性トナーの付着が不
良になるためである。そこで、弾性層２３の電気抵抗値
を１０¹⁰Ω・ｃｍ以下とすることにより、適正な画像濃
度を得ることができる。

【００２５】つぎに、本発明の第二の実施の形態を図４
に基づいて説明する。なお、図１ないし図３において説
明した部分と同じ部分は同じ符号を付けて説明する（以
下、同様）。本実施の形態の現像ローラ２６は、金属で
形成した芯金２２と、芯金２２の外周部に固着された弾
性層２７により形成されている。弾性層２７は、弾性材
料２４の中に磁性材料２５を混合させることにより形成
されている。但し、磁性材料２５は弾性層２７内に均一
に混合されているのではなく、弾性層２７の内周部に比
べて外周部の密度が高くなるように混合されている。磁
性材料２５の密度を弾性層２７の外周部で高くする方法
としては、現像ローラ２６の成形時に使用する金型に磁
力を持たせ、この磁力で磁性材料２５を弾性層２７の外
周部側に移動させる方法や、現像ローラ２６の成形時に
遠心分離方式で磁性材料２５を弾性層２７の外周部側に
移動させる方法がある。

【００２６】このような構成において、磁性材料２５は
弾性層２７内の外周部において密度が高くなっているた
め、弾性層２３内に磁性材料２５を均一に混合させた図
２の現像ローラ２０と比べて弾性層２７内に混合させる
弾性材料２５の総量を少なくしても、一成分磁性トナー
を搬送するために必要な磁力を十分に確保することがで
きる。また、弾性層２７内に混合させる磁性材料２５の
総量を図２の現像ローラ２０と同じにした場合には、こ
の現像ローラ２０よりも高い磁力を得ることができる。

【００２７】つぎに、本発明の第三の実施の形態を図５
及び図６に基づいて説明する。本実施の形態の現像ロー
ラ２８は、金属で形成した芯金２２と、芯金２２の外周
部に固着された弾性層２３と、弾性層２３の外周面に被
覆した表面保護層２９とにより形成されている。弾性層
２３は、弾性材料２４の中に磁性材料２５を混合させる
ことにより形成されている。表面保護層２９としては、
フッ素系の樹脂やウレタン等を用い、その厚みを０．１
ｍｍとした。

【００２８】このような構成において、弾性層２３の外
周面に表面保護層２９を被覆することにより、現像ロー
ラ２８の耐久性を向上させることができる。また、弾性
層２３に含まれる添加剤のしみ出しを防止でき、しみ出
した添加剤が感光体ドラム１５に付着して感光体ドラム
１５を酸化したり溶かしたりすることを防止できる。さ
らに、感光体ドラム１５の表面に傷などが生じても、バ
イアス電圧のリークを防止できる。また、表面保護層２
９の電気抵抗値を適宜設定することにより、環境変動に
より弾性層２３の電気抵抗値が変動しても、その影響に
よる画像濃度の変化などを防止できる。

【００２９】図６は、表面保護層２９の厚みと、現像ロ
ーラ２８表面の磁力との関係を示すグラフである。表面
保護層２９が厚くなるにつれて現像ローラ２８表面の磁
力が低下し、表面保護層２９の厚みが０．１ｍｍを越え
ると、トナー搬送に必要な磁力が得られなくなる。本実
施の形態では、表面保護層２９の厚みを０．１ｍｍとす
ることにより、現像ローラ２８表面の磁力をトナー搬送
に必要な値に維持することができる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載の発明の現像ローラ及びこ
の現像ローラを用いた請求項７記載の発明の現像器によ
れば、現像ローラが芯金とこの芯金の外周部に設けた弾
性層とを有し、この弾性層を少なくとも弾性材料と磁性
材料とを混合して形成したので、現像ローラの構造を簡
単にできるとともにこの現像ローラの製造コストを安く
でき、また、弾性層を十分な厚さに形成できるためにこ
の弾性層の中に十分な量の磁性材料を混合させることが
でき、一成分磁性トナーを搬送するために必要な磁力を
十分に確保することができる。

【００３１】請求項２記載の発明の現像ローラ及びこの
現像ローラを用いた請求項７記載の発明の現像器によれ
ば、弾性層内の磁性材料の密度を内周部に比べて外周部
を密にしたので、弾性層内に磁性材料を均一に混合させ
る場合に比べて弾性層内に混合させる弾性材料の総量を
少なくしても、一成分磁性トナーを搬送するために必要
な磁力を十分に確保することができる。

【００３２】請求項３記載の発明の現像ローラ及びこの
現像ローラを用いた請求項７記載の発明の現像器によれ
ば、弾性層の外周面に表面保護層を被覆したので、現像
ローラの耐久性を向上させ、バイアス電圧のリークや弾
性層内に含まれる添加剤のしみ出しなどを防止できる。

【００３３】請求項４記載の発明の現像ローラ及びこの
現像ローラを用いた請求項７記載の発明の現像器によれ
ば、表面保護層の厚みを０．１ｍｍ以下としたので、表
面保護層を設けることによる現像ローラ表面の磁力の低
下を抑えることができ、現像ローラ表面の磁力をトナー
搬送に必要な値に維持することができる。

【００３４】請求項５記載の発明の現像ローラ及びこの
現像ローラを用いた請求項７記載の発明の現像器によれ
ば、ＪＩＳ規格Ｋ６３０１のＡ型硬度計で計測した弾性
層のゴム硬度を７０度以下にしたので、現像ローラの外
周部が硬いことが原因となる画像濃度の低下と地肌汚れ
とを防止できる。

【００３５】請求項６記載の発明の現像ローラ及びこの
現像ローラを用いた請求項７記載の発明の現像器によれ
ば、弾性層の電気抵抗値を１０¹⁰Ω・ｃｍ以下にしたの
で、弾性層の電気抵抗値が高すぎることが原因となる画
像濃度の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態における画像形成部
を示す側面図である。

【図２】現像ローラを拡大して示す側面図である。

【図３】現像ローラ弾性層の電気抵抗値と画像濃度との
関係を示すグラフである。

【図４】本発明の第二の実施の形態の現像ローラを示す
側面図である。

【図５】本発明の第三の実施の形態の現像ローラを示す
側面図である。

【図６】表面保護層の厚みと現像ローラ表面の磁力との
関係を示すグラフである。

【図７】従来例における画像形成部を示す側面図であ
る。

【図８】現像ローラを拡大して示す側面図である。

【図９】他の従来例の現像ローラを示す側面図である。

【符号の説明】

１５感光体ドラム１７現像器２０，２６，２８現像ローラ２２芯金２３，２７弾性層２４弾性材料２５磁性材料２９表面保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一成分磁性トナーを磁力で吸着して搬送
し、この一成分磁性トナーを感光体ドラム上の静電潜像
に付着させる現像ローラにおいて、芯金とこの芯金の外
周部に設けた弾性層とを有し、この弾性層を少なくとも
弾性材料と磁性材料とを混合して形成したことを特徴と
する現像ローラ。
【請求項２】弾性層内の磁性材料の密度を内周部に比
べて外周部を密にしたことを特徴とする請求項１記載の
現像ローラ。
【請求項３】弾性層の外周面に表面保護層を被覆した
ことを特徴とする請求項１又は２記載の現像ローラ。
【請求項４】表面保護層の厚みを０．１ｍｍ以下とし
たことを特徴とする請求項３記載の現像ローラ。
【請求項５】ＪＩＳ規格Ｋ６３０１のＡ型硬度計で計
測した弾性層のゴム硬度を７０度以下にしたことを特徴
とする請求項１、２、３又は４記載の現像ローラ。
【請求項６】弾性層の電気抵抗値を１０¹⁰Ω・ｃｍ以
下にしたことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５
記載の現像ローラ。
【請求項７】一成分磁性トナーを磁力で吸着して搬送
し、この一成分磁性トナーを感光体ドラム上の静電潜像
に付着させる現像ローラを有する現像器において、請求
項１ないし６のいずれか一記載の現像ローラを用いたこ
とをことを特徴とする現像器。