JPH0212278A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、現像剤担持体上の現像剤を像担持体面に接触
させて潜像を現像し可視化する画像形成装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

この種の接触現像装置では、トナーとキャリアを含む２
成分系現像剤、またはキャリアを含まないｌ成分系現像
剤が用いられている。

現像剤担持体を剛体とし、現像剤を介して剛体の潜像担
持体を圧接させて接触現像すると潜像担持体を傷つける
恐れがあることから、特開昭５７−９７５４７号等に記
載されているようにベルト状感光体を用いた例が知られ
ている。

逆に、特開昭６１−１７６９５９号等に記載されている
ように潜像担持体を剛体とし、現像剤担持体として弾性
体を用いた例も知られている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
前記現像剤担持体の表面を導電性とした場合には、特に
高湿時において、潜像担持体との間で電荷がリークする
おそれがある。

又、現像剤担持体の導電層の外側に絶縁層を設けること
により、前述のリークを防止することができるが、潜像
担持体を傷つける恐れがあり、さらに、現像剤担持体と
潜像担持体の接触領域が小さく、現像効率が悪くなる等
の欠点があった。

なお、やや画像形成装置がやや大型化するものの、上記
潜像担持体を可撓性とすることにより上述の欠点は解消
できるが、絶縁層の膜厚を考慮することな（、ただ単に
絶縁層を設けただけでは写真、ハーフトーン等の再現が
悪いという欠点があった。

〔問題を解決するための手段〕

本発明によれば、静電潜像が形成された像担持体の表面
に現像剤を担持し搬送する現像剤担持体にて現像剤を供
給し、静電潜像を現像する装置において、前記現像剤担
持体は少なくとも基盤層と、その外側に導電層と、さら
にその外側に絶縁層とを有し、前記絶縁層の硬度が前記
基盤層の硬度よりも高くすることにより像担持体と現像
剤担持体との間でリークを防止し、潜像担持体の損傷を
防止し、現像効率の向上９画質の向上をしたものである
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により具体的に説明する。

第１図は本発明をドラム型感光体を使用する複写装置に
適用した一実施例を示した断面図である。図には省略し
たが、感光ドラム７の周囲には周知の電子写真プロセス
である帯電機構９画像露光機構。

転写機構、クリーニング機構、除電機構等が配設されて
いる。

図において、ｌは現像剤２を収納したホッパであり、現
像剤２としてはｌ成分系現像剤、２成分系現像剤等が適
用できるが、説明の便宜上、ｌ成分非磁性現像剤（非磁
性トナー）を用いた例を示した。３は長手方向に周面の
一部を上記ホッパｌの開口部から外部に露出させて、該
ホッパ側板間に回転自在に取付けた現像剤支持部材とし
ての現像ローラである。現像ローラ３は、鉄、ステンレ
ス鋼等の剛体からなる軸４の外周に基盤層としての弾性
体層５を設け、さらにその外側に導電層６および絶縁層
７を設けている。８はホッパ１内の現像剤２（以下トナ
ーと称す）を現像ローラ３に供給するための現像剤供給
ローラ（以下供給ローラと称す）である。９は現象ロー
ラ３に接触し、ホッパ１に固設された現像剤層厚規制手
段としてのブレードであり、現像ローラ３の表面に供給
され、現像ローラ３の回転に伴って担持されつつ搬送さ
れたトナー２の厚さを均一薄層に規制するとともに、現
像ローラ３との摩擦によって、トナー２を所定の極性に
帯電するものである。１１は背面電極基板１２上に光導
電層であり、暗示は誘電層としての機能を有す感光体誘
電層１３を設けた潜像担持体としての感光ドラムである
。

現像ローラ３上に均一薄層に塗布されたトナーは、感光
ドラム１１との対向面において、感光ドラムに形成され
た静電潜像に対応して静電気的に移動し現像に供される
。この時、現像ローラ３の導電層６ば感光ドラム１１の
静電潜像に対向して対向電極として作用するものであり
、必要に応じてバイアス電圧が印加される。

絶縁層７は上記導電層６と感光ドラム１１との間でのリ
ークを防止するためのものであり、詳細は後述するが、
絶縁層７の硬度は基盤層５よりも高い。

なお、絶縁層の膜厚を大きくする程リーク防止に対して
は効果があるが、後述する様に画像性が悪（なる傾向が
あり、絶縁層７には適正な膜厚がある。

一方、現像に供されることなく現像ローラ３上に残存し
たトナー２は導電ブラシ等の除電部材１０にて除電され
る。

なお、１４はホッパｌ内のトナー２を撹拌する撹拌棒で
ある。

現像ローラ３において、弾性体層５としては、スポンジ
ゴム、モルトブレン等の発泡体、あるいは他の弾性体材
料を単独あるいは適宜組み合せて用いることができる。

例えば弾性体層を２層構成とし、下層をシリコンスポン
ジゴム、上層をウレタンゴムにしてもよい。このような
構成にすると弾性体層の外周の寸法精度を得ることがで
きる。さらに、導電層との密着性を向上させることもで
きる。

導電層６としては導電性ゴム、無端円筒状の金属（銅、
ニッケル、アルミニウム等）からなる容易に変形する導
電性薄膜等を用いることができる。

絶縁層７としては、ポリエチレン系樹脂、アクリル系樹
脂、フェノール系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリス
チレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ビニル系樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等
を単独あるいは混合して用いることができる。

また、ポリイミド、ポリエステル等の可撓性フィルムに
アルミニウム、銅等の導電層を真空蒸着により形成し、
これを同筒状にして弾性体層５上に取り付ければ、簡便
に導電層６と絶縁層７を設けることができる。

次に絶縁層７について詳細に説明する。

絶縁層７が無い場合、即ち現像ローラ表面の導電層６が
薄層塗布されたトナー２のみを介して感光ドラムと接触
している構成では、特に高湿環境において導電層６と感
光ドラム１１との間でリークを生じ易い問題があり、絶
縁層７はこれを防止する作用がある。

本実施例の如く、潜像担持体としてドラム型感光体を用
いる場合、現像ローラ３の絶縁層７の硬度は基盤層（本
実施例では弾性層）５よりも高いことが必要である。

本実施例においては、感光ドラムは剛体であり、もし、
現像ローラを剛体とした場合は感光ドラムと現像ローラ
がトナー２を介して線状に接触するため、現像効率が悪
くなり、さらに感光ドラムを損傷することがある。これ
を防止するため感光ドラムと接触する現像ローラを変形
させる構成としたものであり、感光ドラムと現像ローラ
の接触領域（現像領域）を増大させることにより、現像
効率を向上させるとともに感光ドラムの損傷を防止する
ことができる。

しかし絶縁層７の硬度を基盤層（弾性体層）５よりも低
（すると絶縁層７が変形するため、感光ドラム１１と導
電層６の距離が変化してしまい、画像性が変化すること
となり、画像ムラを生じる。

従って、現像ローラの絶縁層７の硬度は基盤層（弾性体
層）５よりも高いことが必要であり、この構成にするこ
とにより、像担持体と現像剤担持体との間のリークを防
止するとともに、像担持体と現像剤担持体の接触領域（
現像領域）を増大させ、現像効率を向上させ、画質を良
好にする上に、潜像担持体（感光ドラム）の損傷を防止
することができる。

第２図は現像領域の拡大図である。

Ａは現像ローラ３の絶縁層７の厚みであり、Ｂは感光体
誘電層１３の厚みである。

絶縁層７は、これが無い場合、即ち現像ローラ表面の導
電層６が薄層塗布されたトナー２のみを介して感光ドラ
ムと接触している構成では、特に高湿環境において、導
電層６と感光ドラム１１との間でリークを生じ易いとい
う問題があるために設けたものであるが、絶縁層７の厚
みＡが大きい場合、エツジが強調された画像となり、ガ
ブリがな（ライン画像を良好に再現した時、写真、ハー
フトーン等のベタ画像は再現が悪かった。

この理由は、絶縁層７の厚みＡを太き（することにより
、導電層６が感光ドラム１１から遠の（ため対向電極と
しての効果が弱まるためと思われるが、実験、研究を重
ねた結果、感光体誘電層の厚みＢと、現像ローラの絶縁
層の厚みＡの関係が画像再現性に太き（影ツしているこ
とを見出した。

即ち、現像ローラの絶縁層の厚みＡを感光体誘電層の厚
みＢの４倍（より好ましくは２倍）以内にすることによ
り、カブリがなく、ライン画像を良好に再現し、且つ、
写真、ハーフトーン等のベタ部画像を良好に再現できる
ことを見い出した。

本発明における実施例では、例えば感光ドラムとして膜
厚６０μｍのセレンを用い、現像ローラとしては、基盤
層をショアＡ硬度４０度のウレタンゴム、導電層をアル
ミニウム薄層、絶縁層を膜厚１００μｍ、ロックウェル
硬度Ｒ１１０度のポリカーボネート樹脂の構成とした。

ショアＡ硬度の１００度はロックウェル硬度のＲ５０〜
７０度に相当するので、絶縁層の硬度は基盤層よりもか
なり高い。

上述の構成で画像を形成したところ、感光ドラムと現像
ローラの間でリークすることはなく、画像濃度が十分に
高（、画質の良好な画像が得られた。又、感光ドラムの
損傷による画像欠陥も発生しなかった。

比較例として金属ローラの表面にポリカーボネート樹脂
による膜厚１００μｍの絶縁層を設けた構成の現像ロー
ラを用いた他は上記実施例と同様の構成として画像を形
成したところ、画像濃度の低い、不鮮明な画像であった
。

さらに、１０００枚の画出しを行ったところ、感光ドラ
ムの損傷によりスジ状の画像欠陥を生じた。

池の例として、現像ローラの絶縁層としてポリカーボネ
ート樹脂の代りに膜厚２００μｍ、ショアＡ硬度８５度
のスチレンブタジェンゴムを用いた他は、前記実施例と
同様の構成として画像を形成したところ、感光ドラムと
現像ローラとの間でリークすることはなく、画像濃度が
十分に高（、画質の良好な画像が得られ、感光ドラムの
損傷による画像欠陥も発生しなかった。

次に、基盤層としての弾性体層５を２層構成とし、下層
を硬度１７度（ショアＡ）のシリコンスポンジ、上層を
ウレタンゴムとした。この弾性体層５の全体としての硬
度は４０度（ショアＡ）であった。導電層としてはアル
ミニウム薄層を用い、絶縁層としてロックウェル硬度Ｒ
１１０度のポリカーボネート樹脂を用い、絶縁層の厚み
Ａと感光体誘電層の厚みＢを変化させ、ハーフトーンの
再現性を評価したものが第１表に示している。これらは
全て、カブリがなく、ライン画像は良好であり、感光ド
ラムの損傷による画像欠陥はな（、感光ドラムと現像ロ
ーラ間でリークすることはなかった。

第１表　ハーフトーンの再現性 ○は極めて良好 △は良好 ×は不良 第３図は別の実施例であり、本発明をベルト状感光体を
使用する複写装置に適用した一実施例を示す断面図であ
る。この場合、ベルト状感光体１１には可撓性があるの
で、現像ローラ３は剛体を用いることができる。

このような構成にしても、現像ローラの絶縁層の厚みＡ
を感光体誘電層の厚みＢの４倍（好ましくは２倍）以内
にすれば、第１の実施例と同様の効果が得られることは
理解されよう。

〔発明の効果〕

以上説明したように、現像剤担持体は、基盤層とその外
側に導電層と、さらにその外側に絶縁層の構成とし、絶
縁層の硬度を基盤層の硬度よりも高くすることにより、
像担持体と現像剤担持体との間でのリークを防止し、像
担持体の損傷を防止し、現像効率の向上９画質の向上を
することができる。

また、現像剤担持体の絶縁層の厚みＡを、潜像担持体の
誘電層の厚みＢの４倍（より好ましくは２倍）以内にす
ることにより、カブリがな（、画像が鮮明で、且つ、写
真、ハーフトーン等の再現性を良好にすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をドラム型感光体を使用する複写装置に
適用した一実施例を示した断面図、第２図は現像領域の
拡大図、第３図は本発明をベルト状感光体を使用する複
写装置に適用した一実施例を示す断面図である。 ■・・・ホッパ　　　　　　２・・・現像剤３・・・現
像ローラ　　　　　４・・・軸５・・・弾性体層（基盤
層）　６・・・導電層７・・・絶縁層 ９・・・ブレード １１・・・感光ドラム １３・・・感光体誘電層 ８・・・現像剤供給ローラ ｌＯ・・・除電部材 １２・・・背面電極基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像が形成された像担持体の表面に現像剤を
   担持し搬送する現像剤担持体にて、現像剤を供給し静電
   潜像を現像する装置において、前記現像剤担持体は、少
   なくとも基盤層と、その外側に導電層と、さらにその外
   側に絶縁層とを有し、前記絶縁層の硬度が前記基盤層の
   硬度よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記現像剤担持体の基盤層が弾性体からなること
   を特徴とする請求項第１項に記載の画像形成装置。
3. （３）前記現像剤担持体の絶縁層の厚みをＡとし、像担
   持体の誘電層の厚みをＢとした時、Ａ＜４Ｂ、となるこ
   とを特徴とする請求項第１項に記載の画像形成装置。
4. （４）静電潜像が形成された像担持体の表面に現像剤を
   担持し搬送する現像剤担持体にて、現像剤を供給し静電
   潜像を現像する装置において、前記現像剤担持体が少な
   くとも導電層とその外側に絶縁層を有し、現像剤担持体
   の絶縁層の厚みをＡとし、像担持体の誘電層の厚みをＢ
   とした時、Ａ＜４Ｂとなることを特徴とする画像形成装
   置。