JP3580340B2 - 現像ローラ及び現像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などにおいて、静電潜像を保持した感光ドラムやベルト、紙,OHP,印画紙等の紙葉類などの画像形成体に一成分現像剤を供給して、これら画像形成体表面に可視画像を形成するための現像ローラ及び該現像ローラを用いた現像装置に関し、更に詳述すると、現像剤のこぼれ落ちを防止するための現像剤シール部材が当接するローラ端部の摩耗を可及的に防止して、長期に亘って良好な画像を得ることができる現像ローラ、及び該現像ローラを用いた現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などにおいて、潜像を保持した感光ドラム等の潜像保持体に一成分現像剤を供給し、潜像保持体表面の潜像に該現像剤を付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧現像法が知られており(米国特許第3152012号、同第3731146号等)、この方法によれば、磁性材料が不要であるため装置の簡素化、小型化が容易であると共に、トナーのカラー化が容易である。
【0003】
この加圧現像法は、トナー(通常は非磁性一成分現像剤が用いられる)を担持した現像ローラを感光ドラム等の静電潜像を保持した潜像保持体に接触させて、トナーを該潜像保持体の潜像に付着させることにより現像を行うもので、このため上記現像ローラを導電性を有する弾性体で形成する必要がある。
【0004】
即ち、この加圧現像法では、例えば図2に示されているように、トナーを供給するためのトナー塗布用ローラ4と静電潜像を保持した感光ドラム5との間に、上記現像ローラ1が配設され、これら現像ローラ1、感光ドラム5及びトナー塗布用ローラ4がそれぞれ図中矢印方向に回転することにより、トナー6がトナー塗布用ローラ4により現像ローラ1の表面に供給され、このトナーが成層ブレード7により均一な薄層に整えられ、この状態で現像ローラ1が感光ドラム5と接触しながら回転することにより、薄層に形成されたトナーが現像ローラ1から感光ドラム5の潜像に付着して、該潜像が可視化するようになっている。なお、図中8は転写部であり、ここで紙等の記録媒体にトナー画像を転写するようになっており、また9はクリーニング部であり、そのクリーニングブレード10により転写後に感光ドラム5表面に残留するトナーを除去するようになっている。
【0005】
この場合、現像ローラ1は、感光ドラム5に密着した状態を確実に保持しつつ回転しなければならず、このため、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周にシリコーンゴム、NBR、EPDM等の弾性ゴムやウレタンフォームなどに導電剤を配合して導電性を付与した弾性体からなる導電層を形成した構造となっている。
【0006】
また、特開昭58−116559号公報に開示されているように、潜像保持体に近接した非接触状態に配設された現像スリーブの表面に、薄層に成層した非磁性トナーを担持し、これを潜像保持体上に飛翔させてトナーを潜像保持体に供給し、現像を行う方法も提案されている。更に、上記潜像保持体がドラム状ではなく、ベルト状である場合や、紙,OHP,印画紙等の紙葉類などの記録媒体に現像ローラから直接トナーを供給して画像を形成する方式もあり、このような方式においても同様の現像ローラを用いることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の現像ローラには、ローラ表面に当接する現像剤シール部材によって、表面が摩耗し、これにより種々の不都合が発生するという問題点がある。
【0008】
即ち、図2には特に図示しなかったが、通常、図2に示したような現像装置には、図3に示されているように、トナー塗布用ローラ4の両端側に先端が現像剤1の表面に当接した現像剤シール部材11,11(通常、ポリウレタンフォーム製)が配設されており、これにより現像ローラ1へのトナー供給時にトナーが現像ローラ1の両端部からこぼれ落ちるのを防止するようになっているが、この現像剤シール部材11,11先端と当接した現像ローラ1の両端部外周面が摩耗し、摩耗部分からトナーの漏れが生じる。特に、化学的に重合して製造される所謂重合トナーの場合には、粒径7〜8ミクロンの均一で球状のトナーであることからトナーの漏れが生じ易く、このためトナーの漏れを防止するために上記現像剤シール部材11,11をきつく現像ローラ1に押し当てており、通常の粉砕トナーを用いた場合に比べて摩耗が生じ易い。また、摩耗が発生する機序はシール部材11,11により削れるというよりはむしろシール部材11,11とローラ1との間に固着した(固まった)トナーが現像ローラ1の表面を削ることにより生じているようであり、一度削れ始めると加速度的に摩耗が生じる。
【0009】
このように、シール部材11,11と接触する現像ローラ1両端部に摩耗が生じると、この部分からトナーがこぼれ落ち、システムにもよるが感光ドラム5や該感光ドラム5を帯電させる帯電ローラ(図示せず)等の表面に漏れたトナーが固着して、帯電不良、印刷物のサイド汚れなどが発生し、最悪の場合には画像部にトナーがぼたぼた落ちることとなる。また、漏れたトナーがマシン内を汚し、システム自体に支障を来すこともある。
【0010】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、現像剤シール部材が当接する部分の摩耗を可及的に防止して、長期に亘って良好な画像を得ることができる現像ローラ、及び該現像ローラを用いた現像装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、現像ローラの表面に現像剤を担持して該現像剤の薄層を形成し、現像剤シール部材により現像剤のこぼれ落ちを防止しながら、該現像ローラを回転させて現像剤の薄層を画像形成体に接触又は近接させ、該画像形成体表面に上記現像剤を供給することにより、該画像形成体表面に可視画像を形成する場合に、ローラ表面にウレタン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の耐摩耗性に優れ、摩擦係数の小さい樹脂材料を塗布して樹脂層を形成し、かつ上記現像剤シール部材が接触する現像ローラの両端部に、この樹脂材料を厚塗りして耐摩耗性材料層を形成することにより、運転にともなう現像ローラ両端部の摩耗を効果的に防止して、長期に亘って良好な画像を形成し得ることを見い出し、本発明を完成したものである。
【0012】
従って、本発明は、表面に現像剤を担持して該現像剤の薄層を形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、該画像形成体表面に上記現像剤を供給することにより、該画像形成体表面に可視画像を形成する現像ローラにおいて、ローラ表面に樹脂材料を塗布して樹脂層を形成し、かつローラ両端部で該樹脂材料を厚塗りして、現像剤のこぼれ落ちを防止する現像剤シール部材が接触するローラ両端部の表面に、該樹脂材料からなる耐摩耗性材料層を形成したことを特徴とする現像ローラを提供する。
【0013】
また、本発明は、外周面に現像剤を担持した状態で画像形成体表面に当接又は近接し、回転することにより、上記現像剤を画像形成体表面に付着させて画像形成体表面に可視画像を形成する現像ローラを具備してなる現像装置において、現像ローラとして上記本発明の現像ローラを用いたことを特徴とする現像装置を提供する。
【0014】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の現像ローラは、上述のように、現像剤のこぼれ落ちを防止する現像剤シール部材が接触する部分に耐摩耗性材料層を形成したものであり、例えば、図1に示したように、良導電性シャフト2の外周に導電層3を形成したローラの現像剤シール部材11,11が接触する両端部に、耐摩耗性材料層31を形成したものである。
【0015】
ここで、上記シャフト2としては、良好な導電性を有するものであれば、いずれのものも使用し得るが、通常は金属性の中実体からなる芯金や内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフトが用いられる。
【0016】
また、このシャフト2の外周に形成する導電層3は、ポリウレタン又はEPDM等のエラストマー、フォーム材料または樹脂成型体などを基材として用い、それにカーボンブラック、金属、金属酸化物粉などの導電性粉体や、過塩素酸ナトリウムの如きイオン性導電物質を混入することにより、導電性を現像ローラとして最適な中抵抗領域103〜1010Ωcm、特に104〜108Ωcmに調整されたものが好適である。
【0017】
この場合、基材としてはポリウレタン、EPDM、天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、及びこれらの混合物等が挙げられるが、特にポリウレタンとEPDMが好ましい。また、基材として用いられるその他の樹脂としては、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリカーボーネートなどが好ましく用いられる。
【0018】
上記導電層3の基材として用いられるポリウレタンについて説明すると、ポリウレタンエラストマーやフォーム材は種々の方法で製造されたいずれのものでもよく、例えばカーボンブラックをポリウレタンプレポリマー中に配合し、プレポリマーを架橋反応させる方法、ポリオールに導電性材料を配合し、このポリオールをワン・ショット法にてポリイソシアネートと反応させる方法などの方法で得ることができる。
【0019】
ポリウレタンを得る場合に用いられるポリヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用いられるポリオール、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及び両者の共重合物であるポリエーテルポリエステルポリオールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオールなどの一般的なポリオールが使用できる。また、ポリイソシアネート化合物としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等が用いられる。
【0020】
一方、EPDMについては、この場合エチレンとプロピレンと第3成分とからなる三元重合体であり、上記第3成分としては、特に制限されるものではないが、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエン等が好適に用いられる。また、上記エチレン、プロピレン及び第3成分の割合は、特に制限されるものではないが、エチレンの含有量が5〜95重量%、プロピレンの含有量が5〜95重量%、第3成分の含有量がヨウ素価で0〜50とすることが好ましい。なお、ヨウ素価の異なる2種以上のEPDMを混合して用いることもできる。上記EPDMには、シリコーンゴム又はシリコーン変性EPDMあるいはこれら双方をブレンドして用いることもできる。この場合、シリコーンゴム、シリコーン変性EPDMの混合量は、EPDM100重量部に対して5〜80重量部とすることができる。なお、上記シリコーン変性EPDMとは、シラノール化合物やシロキサンを介してEPDM及びシリコーンの両ポリマー間の結合力を高めたハイブリッドゴムをいう。
【0021】
更にまた、導電層を架橋してゴム状物質とするために架橋剤、加硫剤を添加することができる。この場合、有機過酸化物架橋及び硫黄架橋のいずれの場合でも加硫助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を用いることができる。更にまた、上記以外にもゴムの配合剤として一般に用いられているしゃく解剤、発泡剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤等を添加することができる。
【0022】
このポリウレタン又はEPDMを基材として導電層3を形成する場合には、表面上のトナー帯電量をコントロールする目的でニグロシン、トリアミノフェニルメタン、カチオン染料などの各種荷電制御剤、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ナイロンなどの微粉体を添加することができる。この場合、これら添加剤の添加量は、上記ポリウレタン又はEPDM100重量部に対して、上記荷電制御剤は1〜5重量部、上記微粉体は1〜10重量部とすることが好ましい。
【0023】
次に、この導電層3に導電性を付与するために用いられる導電性材料としては、まず粉体について例示すればケッチェンブラックEC,アセチレンブラック等の導電性カーボン、SAF,ISAF,HAF,FEF,GPF,SRF,FT,MT等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラ−(インク)用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。この中で、価格が安く、少量で導電性を制御し易いものは、カーボンブラックである。これら導電性粉体は、通常ウレタン100重量部に対して0.5〜50重量部、特に1〜30重量部の範囲で好適に用いられる。
【0024】
また、導電性材料としてイオン導電性物質を例示すれば、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導電物質、更に変性脂肪族ジメチルアンモニウムエトサルフェート、ステアリルアンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテート、オクタデシルトリメチルアンモニウム過塩素酸塩、テトラブチルアンモニウムほうふっ酸塩等の有機イオン性導電物質が例示される。
【0025】
本発明において、導電層3は、特に制限されるものではないが、上記導電性材料の配合により、上述のように、その抵抗値を103〜1010Ωcm、特に104〜108Ωcmとすることが好ましい。抵抗値が103Ωcm未満であると電荷が感光ドラム等にリークしたり、電圧により現像ローラ自身が破壊したりする場合があり、一方1010Ωcmを超えると、地かぶりが発生しやすくなる。
【0026】
この導電層3の硬度は、特に制限されるものではないが、現像ローラが感光ドラム等の潜像保持体と接触する場合には、JIS−Aスケールで60°以下、特に25〜55°とすることが好ましい。この場合、硬度が60°を超えると感光ドラム等との接触面積が小さくなり、良好な現像が行えなくなるおそれがあるが、逆にあまり低硬度にすると圧縮永久歪が大きくなり、なんらかの理由で現像ローラに変形や偏心が生じた場合、画像の濃度むらが発生することとなる。このため、弾性層の硬度を低硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪をなるべく小さくすることが好ましく、具体的には20%以下とすることが好ましい。
【0027】
また、導電層3の表面粗さ、即ち本発明現像ローラの表面粗さは、特に制限されるものではないが、JIS10点平均粗さで15μmRz以下、特に1〜10μmRzとすることが好ましい。表面粗さが15μmRzを超えると一成分現像剤(トナー)のトナー層の層厚や帯電の均一性が損なわれる場合があるが、15μmRz以下とすることにより、トナーの付着性を向上させることができると共に、長期使用時でのローラの摩耗による画像劣化をより確実に防止し得る。
【0028】
本発明の現像ローラには、導電層3の表面部分に、該導電層3を形成する樹脂以外の樹脂成分を付与することができ、この樹脂成分としては、特に制限されるものではないが、感光ドラム等の潜像保持体に対して非汚染性であることが好ましく、具体的には、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等の変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂等を挙げることができる。これらの中では、特に成膜性、密着性の観点から、尿素樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる1種又は2種以上が好適に使用される。
【0029】
この樹脂成分には、必要に応じて導電性材料を添加して導電性を付与することができ、導電性材料としては、上記導電層3に用いられるものと同様のものを例示することができる。この場合、通常は上記導電層3の表面部分にはカーボン等の導電性粉体が含まれていない方がより良好なトナー帯電性が得られるが、高速性を要するプリンター等に用いる場合には低圧かぶりの発生を効果的に防止するため、逆に導電層3の表面部分に導電性粉体を含有させることが好ましい。従って、この樹脂成分に添加する導電材料としてカーボン等の導電性粉体を採用するか否かは現像ローラの用途、目的に応じて適宜選定することができる。
【0030】
かかる樹脂成分を導電層表面に付与する手段としては、上記樹脂成分を含有する樹脂溶液でローラの導電層3を表面処理する方法が好適に採用される。この場合表面処理は、樹脂溶液を調製した後、スプレー法、ロールコーター法、ディッピング法などにより行うことができる。例えば、ディッピングによる表面処理は、上記濃度の樹脂溶液に通常室温で5秒〜5分、好ましくは10秒〜1分浸漬し、これを引き上げ、乾燥する方法を採用することができる。なお、スプレー法を採用する場合、処理液中の樹脂濃度をディッピング法より高く設定でき、例えば10〜30%の濃度に調整したものを使用することも可能である。なお、樹脂溶液を調製するための溶剤は、上記樹脂を溶解するものであればいずれのものでもよいが、通常はメタノール,エタノール,イソプロパノール等の低級アルコール、アセトン,メチルエチルケトン,シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、キシレンなどが好ましく用いられる。
【0031】
以上の樹脂成分による表面処理により、ローラ表面の低摩擦化はある程度達成されるが、更なる摩擦低減のため、この樹脂成分中に種々の添加剤を添加することができる。この場合、感光体への汚染がなく、表面処理の均一性が低下することなく、摩擦低減が可能な添加剤として、シリコーン樹脂、シリコーン樹脂粉体、フッ素系及びシリコーン系界面活性剤、シリコーン系カップリング剤及びシリカ粉体が好適に用いられる。
【0032】
上記シリコーン樹脂としては、溶剤可溶性のもの、例えばメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、あるいはこれらの変性体、シリコーンエポキシブロック共重合体等が挙げられる。
【0033】
シリコーン樹脂粉体としては、例えばメチルシリコーン或いはメチルフェニルシリコーン重合体、アミノ基変性シリコーン重合体の微粉体などが挙げられ、平均粒径0.1〜100μmの真球状及び不定形のものが好適に用いられる。
【0034】
フッ素系界面活性剤としては、フッ化アルキルとカルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸塩等が結合したイオン性のもの、フッ化アルキルとアルコール、エーテル等が結合した非イオン性のもの、更に側鎖、主鎖にフッ化アルキルを含む重合体、共重合体などの高分子系のものが挙げられる。
【0035】
シリコーン系界面活性剤としては、一般的なシロキサンオキシエチレンのようなメチルシリコーンと親水性、親油性セグメントとの結合体、メチルシリコーンとアクリルセグメントとの共重合体等の高分子系のものが挙げられる。
【0036】
シリコン系カップリング剤としては、通常のシランカップリング剤だけでなく、末端にアミノ基、イソシアネート基、ビニル基等が導入されたシラン等が含まれる。
【0037】
これらは単独で用いてもよく2種以上組合せて用いてもよい。なお、フッ素樹脂も摩擦低下剤として有効に作用する。上記摩擦低下剤の使用量は、上記樹脂成分100重量部に対して1〜100重量部、好ましくは10〜75重量部である。また、導電性材料としてイオン導電性物質を用いる場合には、上記樹脂溶液中に添加するイオン導電性物質の添加量を、上記樹脂成分100重量部に対して0.001〜1重量部とすることが好ましく、一方、導電性材料としてカーボン等の導電性粉体を用いる場合には、該導電性粉体の添加量を上記樹脂成分100重量部に対して1〜50重量部とすることが好ましい。
【0038】
なお、この導電層3上に付与される樹脂成分は、導電層3の表面を完全に覆う被膜状のものであってもよく、また導電層3表面の凹凸内に該樹脂成分が点状に埋め込まれた点散在状であってもよく、更にはこの樹脂成分によって導電層3表面の凹凸の大部分が埋まり、凸部の先端のみが所々露出した状態であってもよい。
【0039】
本発明の現像ローラは、上述したように、上記現像シール部材が接触する部分に耐摩耗性材料層を形成したものであり、例えば図1に示したように、上記現像剤シール部材11,11が当接する両端部において、上記導電層3上に又は上記樹脂成分を付与した場合にはその上に、耐摩耗性材料層31,31形成したものである。
【0040】
この耐摩耗性材料層31を形成する材料は、耐摩耗性に優れ、摩擦係数の小さい材料で形成されたものであればよく、具体的には、上述した樹脂成分と同様の材料を例示することができるが、特にウレタン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びシリコーン樹脂から選ばれた1種又は2種以上を混合して用いることが好ましい。また、この耐摩耗性材料層31には、必要に応じて適宜な添加剤を配合することができ、添加剤としては、上述した樹脂成分に添加されるものと同様のものを例示することができる。
【0041】
ここで、上記導電層3の表面に上述した樹脂成分を付与する場合、この樹脂成分と上記耐摩耗性材料層31とは同一のものであっても異なるものであってもよい。また、上記樹脂成分とこの耐摩耗性材料層31とが同一のものである場合には、上記樹脂成分を導電層3表面に付与する際にローラ両端部のみ材料を厚塗りすることによって、耐摩耗性材料層31を形成することができる。
【0042】
この耐摩耗性材料層31の厚さは、特に制限されるものではないが、通常2〜70μm、特に5〜15μm程度とすることが好ましく、耐摩耗性材料層31の厚さが2μm未満であると、耐摩耗効果が十分に発揮されない場合があり、一方70μmを超えると、感光ドラム5等の画像形成体にこの耐摩耗性材料層31が強く押し付けられ、画像形成体5に耐摩耗性材料層31が転写されてしまう場合がある。また、この耐摩耗性材料層31の幅A(図1参照)は、特に制限されるものではないが、上記現像剤シール部材11の当接幅a(図1参照)を100として、25〜200、特に50〜150であることが好ましい。
【0043】
また、上記耐摩耗性材料層31が形成されたローラの両端部を、軸方向に沿って外側に向かうに従い漸次小径となるテーパー状に形成することもでき、これにより、耐摩耗性材料層31の画像形成体への押し付け強さをある程度弱くすることができ、従って耐摩耗性材料層31の厚さを厚くしてより良好な耐摩耗性を与えることができる。この場合、テーパーの角度は、特に制限されるものではないが、ローラ両端の外径が、画像形成に直接的に作用するローラ中央部の外径を100として、95以上〜100未満、特に98〜100未満となるように設定することが好ましい。
【0044】
本発明の現像ローラは、通常の現像装置に組み込むことができ、具体的には図2,3に示すように、トナーを供給するためのトナー塗布用ローラ4と静電潜像を保持した感光ドラム5との間に、現像ローラ1として本発明現像ローラを感光ドラム5と接触又は近接した状態で配設し、トナー塗布用ローラ4から現像剤シール部材11,11によりトナー6の漏れを防止しながらトナー6をこの現像ローラ1に供給し、これを成層ブレード7により均一な薄層に整え、更にこの薄層からトナーを感光ドラム5に供給し、該感光ドラム5の静電潜像にトナーを付着させて潜像を可視化することができる。なお、図2,3の詳細については、従来技術において説明しているのでその説明を省略する。
【0045】
この場合、本発明の現像ローラは、図2,3のように、感光ドラム5表面に保持された静電潜像を現像剤で可視化する場合に好適に使用されるものであるが、本発明現像ローラにより現像剤を供給して可視画像を形成する画像形成体としては、上記感光ドラムに限定されるものではなく、ベルト状等のドラム状以外の潜像保持体や、更には記録媒体としての紙、OHP、印画紙等の紙葉類に直接現像剤を供給して、これら紙葉類に可視画像を形成する用途にも好適に適用することができる。例えば、特開平8−129293号公報に開示された機構のように、紙やOHP等の紙葉類の裏面側に背面電極ローラを配置した状態で、該紙葉類の表面側に現像剤を担持した現像ローラを近接させ、この現像ローラ上の現像剤をアパチャ電極で制御しながら上記背面電極ローラへ向けて飛翔させることにより、該背面電極ローラと現像ローラとの間に配置された上記紙葉類に現像剤を供給して該紙葉類に可視画像を形成する現像ローラとしても本発明の現像ローラを好適に採用することができ、この場合にも本発明の現像ローラを用いることにより、長期使用による画質の低下を効果的に防止して、長期に亘って良好な画像を確実に再現することができるものである。
【0046】
ここで、上記現像剤としては、非磁性の一成分現像剤が好適に用いられるが、磁性タイプの一成分現像剤を用いることもでき、例えば磁性一成分現像剤を用いて白黒画像印字を行う場合にも本発明の現像ローラ及び現像装置を好適に用いることができる。また、この現像剤は通常の粉砕トナーであっても化学的に重合した所謂重合トナーであってもよいが、本発明の現像ローラは、通常現像ローラの摩耗が著しい重合トナーに用いた場合にその摩耗防止効果が著しい。
【0047】
【実施例】
以下、実施例,比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【0048】
[実施例1]
グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加して、分子量5000としたポリエーテルポリオール(旭硝子(株)のエクセノール828)(OH値33)100部(重量部、以下同じ)に、ウレタン変性したMDI(NCO%=23%、住友バイエルウレタン(株)製のスミジュールPF)25.0部、1,4−ブタンジオール2.5部、ジブチルチンジラウレート0.01部を添加し、混合機を用いて予備混合した後、ペイントロールで混練してアセチレンブラック2.0部を均一に分散させ、ポリオール組成物を調製した。
【0049】
これらを撹拌し、次いで110℃に加熱した金型に注入し、2時間硬化させて金属製のシャフトの外周に導電層を形成してローラを得、得られたローラの表面を下記の条件で乾式研磨してローラを作成した。フェノール樹脂を濃度15重量%となるように溶解したメチルエチルケトンからなる塗料中に、得られたローラを浸漬して該ローラの表面の厚さ3μmの樹脂層を形成すると共に、このとき両端部のみ厚塗りすることにより、ローラ両端部に厚さ5μm,幅6mmの耐摩耗性材料層を形成し、現像ローラとした。
研磨条件
研磨機 トラバース型円筒研磨機
砥石回転速度 1500rpm
ワーク回転速度 100rpm
トラバース速度 180mm/min
砥石の種類 テイケン社製多孔砥石 粒度80〜150番
【0050】
得られた現像ローラを図2,3に示した装置と同様の構成を有する現像装置(現像剤シール部材11,11の幅a値:4mm)に装着し、23℃,55%RH条件で画像出し試験を行ったところ、4500枚印刷した後まで現像ローラの摩耗に基づく画像不良は発生しなかった。
【0051】
[実施例2]
外径18mmのローラの両端部に外径が17.95mmとなるようにテーパーを付けたこと以外は、実施例1と同様の現像ローラを得た。
【0052】
得られた現像ローラにつき、実施例1と同様に画像出し試験を行ったところ、5500枚印刷後でも、現像ローラに摩耗はほとんど見られず、得られた画像も良好なものであった。
【0053】
[比較例]
ローラ両端部に厚塗りによる耐摩耗性材料層を形成せず、ローラ全面に均一厚の樹脂層を形成したこと以外は、実施例1と同様の現像ローラを得た。
【0054】
得られた現像ローラにつき、実施例1と同様に画像出し試験を行ったところ、3500枚あたりから現像ローラの摩耗による画像上のサイド汚れが発生し、実施例1,2のローラに比べて摩耗が激しいものであった。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像ローラ及びこれを用いた現像装置によれば、現像剤シール部材が当接する部分の摩耗を可及的に防止して、長期に亘って良好な画像を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明現像ローラの一例を示す概略断面図である。
【図2】本発明の現像ローラが好適に用いられる現像装置の一例を示す概略断面図である。
【図3】同現像装置を示す部分概略平面図である。
【符号の説明】
1 現像ローラ
2 シャフト
3 導電層
4 トナー塗布用ローラ
5 感光ドラム(潜像保持体)
6 トナー(現像剤)
7 成層ブレード
8 転写部
9 クリーニング部
10 クリーニングブレード
11 現像剤シール部材
Claims (8)
- 表面に現像剤を担持して該現像剤の薄層を形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、該画像形成体表面に上記現像剤を供給することにより、該画像形成体表面に可視画像を形成する現像ローラにおいて、
ローラ表面に樹脂材料を塗布して樹脂層を形成し、かつローラ両端部で該樹脂材料を厚塗りして、現像剤のこぼれ落ちを防止する現像剤シール部材が接触するローラ両端部の表面に、該樹脂材料からなる耐摩耗性材料層を形成したことを特徴とする現像ローラ。 - 上記耐摩耗性材料層の幅が、上記現像剤シール部材の当接幅を100として、25〜200である請求項1に記載の現像ローラ。
- 上記耐摩耗性材料層の厚さが、2〜70μmである請求項1又は2記載の現像ローラ。
- 上記樹脂層及び耐摩耗性材料層を形成する樹脂材料が、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、及びシリコーン樹脂から選ばれる1種又は2種以上の樹脂を含有してなるものである請求項1〜3のいずれか1項に記載の現像ローラ。
- 上記耐摩耗材料層が形成されたローラ両端部が、軸方向に沿って外側に向かうに従い漸次小径となるテーパー状に形成された請求項1〜4のいずれか1項に記載の現像ローラ。
- テーパー状に形成されたローラ両端部の外径が、画像形成に直接的に作用するローラ中央部の外径を100として、95以上〜100未満である請求項5記載の現像ローラ。
- 外周面に現像剤を担持した状態で画像形成体表面に当接又は近接し、回転することにより、上記現像剤を画像形成体表面に付着させて画像形成体表面に可視画像を形成する現像ローラを具備してなる現像装置において、上記現像ローラとして請求項1〜6のいずれか1項に記載の現像ローラを用いたことを特徴とする現像装置。
- 上記現像剤として、重合現像剤を用いるものである請求項7記載の現像装置。
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-
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