JPH06324558A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH06324558A
JPH06324558A JP5111241A JP11124193A JPH06324558A JP H06324558 A JPH06324558 A JP H06324558A JP 5111241 A JP5111241 A JP 5111241A JP 11124193 A JP11124193 A JP 11124193A JP H06324558 A JPH06324558 A JP H06324558A
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JP
Japan
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rubber roller
toner
conductive rubber
electric resistance
ωcm
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Withdrawn
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JP5111241A
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English (en)
Inventor
Yasushige Nakamura
安成 中村
Satoshi Takezawa
敏 竹澤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性ゴムローラを用いる画像形成装置に関
し、背景部かぶりが発生せず、また、十分な印字濃度を
得ることを目的とする。 【構成】 導電性ゴムローラ11の表面に電気抵抗が1
10Ωcm以上でかつ5μm以下の微粒子17を付着さ
せるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一成分現像剤を帯電
し、導電性ゴムローラによって像担持体に搬送して、画
像形成を行う画像形成装置に関する。電子写真複写機、
電子写真プリンタは、一般に、一様に帯電させた感光体
表面にレーザ等により光を形成する画像情報に応じて露
光し、静電潜像を形成した後、ゴムローラによって感光
体との接触部に搬送される。帯電したトナーを電気的な
力によって付着させ、静電潜像を可視像化、すなわち、
現像する。このトナーの可視像を記録紙に電気的な力に
よって写し取った後、熱・圧力・光等によって固定し、
コピーや印字を得ている。
【0002】このような画像形成装置において、安価に
現像器を構成でき、メインテナンスの容易な一成分現像
剤を用いた現像器が広く利用されており、特に、非磁性
一成分トナーを用いたものが注目されている。この非磁
性一成分トナーを用いた現像器では、長期に渡って安定
にトナーを搬送して、背景部の汚れが少ないものが望ま
れる。
【0003】
【従来の技術】図4は従来例の説明図である。図4にお
いて、1は現像器を示し、現像器1には、一成分非磁性
現像剤(トナー)2が充填されており、トナー2は、現
像ローラ3で搬送されながら、ブレード4により層厚が
規制され、現像ローラ3を感光体5に接触させて、現像
ローラ3により搬送されたトナー2を感光体5の静電潜
像に電気的に移動させて、現像を行う。
【0004】この現像ローラ3は、感光体5に接触する
ことから、弾性のあることが必要であり、現像バイアス
を印加することから、ある程度の導電性を有することが
必要である。すなわち、現像ローラ3は、導電性ゴムロ
ーラによりなり、例えば多孔質ウレタンスポンジゴムま
たはシリコーンゴムに金属軸を挿入することで構成され
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の画像
形成装置にあっては、トナーを担持する現像ローラとし
ての導電性のゴムローラは感光体に接触しているが、感
光体としてフタロシアニン等の有機感光体を用いた場
合、通常、感光体の表面電位は−500〜−700V、
ゴムローラは−200〜−500Vに印加するが、ゴム
ローラの表面導電性が高いと、ゴムローラから感光体に
リークが発生し、その際にトナーの帯電量を低下させる
ことがある。このようなリークによるトナー帯電量の低
下は高温高湿になるほど顕著になり、この低帯電または
帯電していないトナーは背景部かぶりとなって印字品位
を損ねる。
【0006】一方、このようなリークの発生を抑えるに
は、ゴムローラ自身の電気抵抗を上昇させることで対応
していたが、ゴムローラの抵抗を1010Ωcm以上に上
昇させると、高温高湿においても背景部かぶりは発生し
ないが、印字濃度が低くなる。本発明は、このような従
来の問題点に鑑みてなされたものであって、背景部かぶ
りが発生せず、また、十分な印字濃度が得られる画像形
成装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。本発明は、静電潜像が形成される像担持体1
4と、該像担持体14に圧接して一成分現像剤13を搬
送する導電性ゴムローラ11からなる現像剤担持体と、
該現像剤担持体に圧接して一成分現像剤13の層厚を規
制する層厚規制手段18を有する画像形成装置を対象と
し、前記導電性ゴムローラ11の表面に電気抵抗が10
10Ωcm以上でかつ5μm以下の微粒子17を付着させ
たことを特徴とする。
【0008】また、本発明は、前記導電性ゴムローラ1
1が104 〜109 Ωcmの電気抵抗を有する多孔質ウ
レタンスポンジゴムローラであることを特徴とする。ま
た、本発明は、前記導電性ゴムローラ11が104 〜1
9 Ωcmの電気抵抗を有するシリコーンゴムローラで
あることを特徴とする。
【0009】
【作用】このような構成を備えた本発明の画像形成装置
によれば、導電性ゴムローラ11の表面に電気抵抗が1
10Ωcm以上で、かつ、5μm以下の微粒子17を付
着させるようにしたため、導電性ゴムローラ11から像
担持体(感光体)14にリークが発生することがなく、
一成分現像剤13としてのトナーの帯電量を低下させる
ことがないので、低帯電または帯電しないトナーによる
背景部かぶりが発生しない。
【0010】また、導電性ゴムローラ11として、10
4 〜109 Ωcmの電気抵抗を有する多孔質ウレタンス
ポンジゴムローラまたはシリコーンゴムローラを用いる
ため、導電性ゴムローラ11の抵抗を1010Ωcm以上
に上昇させることがなく、十分な実行バイアス電圧が得
られるので、十分な印字濃度を確保することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2および図3は本発明の一実施例を示す図であ
る。図2は本発明の一実施例に係る画像形成装置の説明
図である。図2において、11は現像器12内に回転自
在に収納された現像剤担持体としての導電性ゴムローラ
であり、導電性ゴムローラ11は、図示のように、反時
計方向に回転して、一成分現像剤であるトナー13をそ
の表面の保持力で保持して、像担持体としての感光体1
4に搬送する。導電性ゴムローラ11は感光体14に所
定のニップ幅を持つように圧接され、例えば−400V
のバイアス電圧が印加される。
【0012】導電性ゴムローラ11は、図3に示すよう
に、金属軸15と、金属軸15が挿入されるゴム弾性体
16と、ゴム弾性体16の表面に付着される微粒子17
よりなる。微粒子17としては、電気抵抗が1010Ωc
m以上で、かつ、5μm以上のものを用いる。
【0013】導電性ゴムローラ11の表面導電性が高い
と、導電性ゴムローラ11から感光体14にリークが発
生し、一成分現像剤としてのトナー13の帯電量を低下
させることがあるので、このリークによるトナー帯電量
の低下を防止するために、電気抵抗が1010Ωcm以上
の微粒子17を表面に付着させる。また、微粒子17と
しては、5μm以下のものを用いるが、5μm以上のも
のでは導電性ゴムローラ11から取れやすいからであ
る。
【0014】また、ここで用いるゴム弾性体16は、電
気抵抗が104 〜109 Ωcmの多孔質ウレタンスポン
ジゴムまたはシリコーンゴムであり、電気抵抗が104
Ωcm以下では微粒子17を付着させても高温高湿でリ
ークが発生する。また、電気抵抗を1010Ωcm以上に
上昇させると、高温高湿においても背景部かぶりは発生
しないが、印字濃度も低くなる。
【0015】また、ここで用いる5μm以下の微粒子1
7とは、前記のように、電気抵抗が1010Ωcm以上で
ある必要があり、微粒子17としてはアクリル系のポリ
マ微粒子、スチレンアクリル系のポリマ微粒子、メラミ
ン系のポリマ微粒子、ベンゾグアナミンの微粒子、ウレ
タンゴム微粒子、シリコーンレジンパウダ、フッソポリ
マ微粒子、フッ化黒鉛微粒子または尿素樹脂系ポリマ微
粒子がある。
【0016】また、導電性ゴムローラ11に微粒子17
を付着させる方法としては乾式スプレーにより付着させ
た方法、微粒子17を水またはアルコールに分散させ、
前記導電性ゴムローラ11をディップにより付着させる
方法がある。前述したアクリル系のポリマ微粒子として
は、乳化重合した微粒子があり、市販品としてはP−2
000,P−013(日本ペイント)、MP−2200
(綜研化学)、スチレンアクリル系のポリマ微粒子とし
てはP−047(日本ペイント)、Q−700(綜研化
学)がある。メラミン系のポリマ微粒子としてはエポス
タS(日本触媒)があり、ベンゾグアナミンの微粒子と
してはエポスタL,M30(日本触媒)がある。ウレタ
ンゴム微粒子としてはEBA100B(日本触媒)があ
り、シリコーンレジンパウダとしてはR925(東レシ
リコーン)があり、フッソポリマ微粒子としてはセフラ
ルルーブV(セントラル硝子)があり、フッ化黒鉛微粒
子としてはセフボン(セントラル硝子)がある。尿素樹
脂系ポリマ微粒子としてはU PEARL C−122
(三井東圧化学)がある。
【0017】ここで、導電性ゴムローラ11としては、
表1に示すようなものがあり、例えば、以下のようなも
のを用いる。すなわち、ゴム弾性体16として電気抵抗
が107 Ωcmのウレタンスポンジゴムを用い、その表
面に電気抵抗が1012Ωcmのアクリル系のポリマ微粒
子(P−2000)17を付着方法として乾式で付着さ
せたもの、また、ゴム弾性体16として電気抵抗が10
7 Ωcmのウレタンスポンジゴムを用い、その表面に電
気抵抗が1013Ωcmのアクリル系のポリマ微粒子(P
−047)17を付着方法として湿式で付着させたも
の、また、ゴム弾性体16として電気抵抗が107 Ωc
mのウレタンスポンジゴムを用い、その表面に電気抵抗
が1011Ωcmのメラミン系のポリマ微粒子(エポスタ
S)17を付着方法として乾式で付着させたもの、ま
た、ゴム弾性体16として電気抵抗が107 Ωcmのウ
レタンスポンジゴムを用い、その表面に電気抵抗が10
11Ωcmのメラミン系のポリマ微粒子(エポスタL)1
7を付着方法として湿式で付着させたもの、また、ゴム
弾性体16として電気抵抗が107 Ωcmのウレタンス
ポンジゴムを用い、その表面に電気抵抗が1010Ωcm
のウレタン系のポリマ微粒子(EBA100B)17を
付着方法として乾式で付着させたもの、また、ゴム弾性
体16として電気抵抗が107 Ωcmのウレタンスポン
ジゴムを用い、その表面に電気抵抗が1010Ωcmのシ
リコンレジンパウダ(R925)17を付着方法として
湿式で付着させたもの、また、ゴム弾性体16として電
気抵抗が107 Ωcmのウレタンスポンジゴムを用い、
その表面に電気抵抗が1010Ωcmのフッソポリマ微粒
子(セフラルルーブV)17を付着方法として乾式で付
着させたもの、また、ゴム弾性体16として電気抵抗が
107 Ωcmのウレタンスポンジゴムを用い、その表面
に電気抵抗が1010Ωcmのフッ化黒鉛微粒子(セフボ
ン)17を付着方法として湿式で付着させたもの、ま
た、ゴム弾性体16として電気抵抗が107 Ωcmのウ
レタンスポンジゴムを用い、その表面に電気抵抗が10
10Ωcmの尿素樹脂系のポリマ微粒子(C−122)1
7を付着方法として湿式で付着させたもの、また、ゴム
弾性体16として電気抵抗が107 Ωcmのシリコーン
ゴムを用い、その表面に電気抵抗が1012Ωcmのアク
リル系のポリマ微粒子(P−2000)17を付着方法
として乾式で付着させたもの、また、ゴム弾性体16と
して電気抵抗が107 Ωcmのシリコーンゴムを用い、
その表面に電気抵抗が1013Ωcmのアクリル系のポリ
マ微粒子(P−047)17を付着方法として湿式で付
着させたものが用いられる。
【0018】18は層厚規制手段としての金属製ブレー
ドであり、金属製ブレード18は導電性ゴムローラ11
に付着したトナー13の層厚を所定の厚さに規制する。
金属製ブレード18は、導電性ゴムローラ11に圧接さ
れ、例えば−500Vのバイアス電圧が印加される。こ
れにより、金属製ブレード18はトナー13に機械的な
摩擦帯電を行い、電荷を注入することで、トナー13を
帯電させる。すなわち、導電性ゴムローラ11に−40
0V、金属製ブレード18に−500Vのバイアス電圧
を印加することで、導電性ゴムローラ11から金属製ブ
レード18の方向にバイアス電圧を与え、トナー13を
帯電させる。
【0019】金属製ブレード18はブレード保持部材1
9に固定され、ブレード保持部材19とリテーナ20と
の間にはスプリング21が介装されている。金属製ブレ
ード18はスプリング21により所定の圧力で導電性ゴ
ムローラ11に圧接される。22はトナー回収手段とし
てのリセットローラであり、リセットローラ22は導電
性ゴムローラ11に対接され、かつ、導電性ゴムローラ
11と同方向に回転する。リセットローラ22は、例え
ば−500Vのバイアス電圧が印加され、図の左側部分
で導電性ゴムローラ11からトナー13を掃き落とすと
ともに、図の右側部分で導電性ゴムローラ11にトナー
13を供給する。すなわち、リセットローラ22に−5
00V、導電性ゴムローラ11に−400Vのバイアス
電圧を印加し、トナー13が導電性ゴムローラ11から
リセットローラ22に向かう方向にバイアス電圧(回収
バイアス)を与え、接触による機械的な回収のみなら
ず、回収バイアスによる電気的な回収を行う。
【0020】23はトナー供給手段としてのパドルロー
ラであり、パドルローラ23は回転して、現像器12内
の一成分現像剤であるトナー13を撹拌して、帯電させ
るとともにリセットローラ22の方向にトナー13を搬
送する。14は静電潜像が形成される像担持体としての
前記感光体であり、この感光体14はドラム状に形成さ
れている。感光体14は、例えばアルミニウムなどの円
筒基体の表面に有機感光材料層を形成したもので、図示
のように、導電性ゴムローラ11に圧接し、導電性ゴム
ローラ11とは反対の時計方向に回転する。感光体14
は表面に形成された静電潜像を現像部に搬送し、形成さ
れたトナー像を記録用紙24に転写する位置まで搬送す
る。
【0021】25は帯電ローラであり、帯電ローラ25
は芯金に導電性ブラシを植毛した導電性回転ブラシ帯電
器で構成され、感光体14を一様に帯電する。26は光
学ユニットであり、光学ユニット26は、例えば画像情
報により駆動される半導体レーザの光をポリゴンミラー
で走査して、感光体14に照射して、静電潜像を感光体
14上に形成する。
【0022】27は転写ローラであり、転写ローラ27
は、導電性弾性体で構成され、感光体14に圧接され、
転写電圧が電源28から印加される。これにより、転写
ローラ27は感光体14のトナー像を記録用紙24に転
写する。29はクリーナユニットであり、クリーナユニ
ット29は感光体14上の残留トナーをブレード30で
掃き取り、収納する。
【0023】31は除電ランプよりなる除電器であり、
除電器31は感光体14上の除電を行い、トナー13が
感光体14上に残留するのを防止する。32は熱ローラ
33とバックアップローラ34よりなる定着器であり、
定着器32は記録用紙24上にトナー像の定着を行う。
次に、動作を説明する。
【0024】まず、本実施例の画像形成装置で用いる一
成分現像剤であるトナー13の製造方法を説明する。ト
ナー13の製造方法としては、(1)従来から公知の粉
砕により製造する方法、(2)水中でラジカル重合可能
なモノマから懸濁重合法により直接トナー13を作製す
る方法(特開昭56−106250号)、(3)水中で
ラジカル重合可能なモノマを乳化重合法し、その作製し
た微粒子を造粒することにより作製する方法(特開昭6
3−186253号)がある。このうち、どの方法でト
ナー13を作製してもよいが、(2)〜(3)のトナー
13は水系で製造されているため空気中の水分も吸着し
やすく、高温高湿で低抵抗化しやすい。したがって、
(2)〜(3)のトナー13に対して微粒子を外添した
ことによるかぶりマージン増大の効果は非常に大きい。
また、これらのトナー13は流動性の向上等を改質する
目的でシリカ、アルミナ、酸化チタン等の外添剤を併用
してもよい。
【0025】次に、トナー13の製造方法をさらに具体
的に説明する。まず、下記のモノマ、着色剤、乳化剤お
よび熱重合開始剤を用意する。 モノマ スチレン(和光純薬製) 90重量部 ブチルアクリレート(和光純薬製) 10重量部 n−ブチルメタクリレート(和光純薬製) 5重量部 着色剤 カーボンブラック(150T,デグザ社製) 2重量部 アゾクロム染料(S−34,オリエント社製) 2重量部 乳化剤 ネオゲンSC(第一工業製薬製) 0.2重量部 熱重合開始剤 N−50(和光純薬) 0.2重量部 上記単量体、着色剤、およびワックスをディスパーサー
(ヤマト科学製)を用い、3分間撹拌し単量体組成物を
調整した。つぎに、重合開始剤、乳化剤を添加した蒸留
水500重量部中にこの単量体組成物を入れ、室温(2
0度)でディスパーサー(4,000r.p.m)を用
いて3分間撹拌した。その後ディスパーサーをスリーワ
ンモーターに変え、100r.p.mにて撹拌しながら
60℃に加熱し、完全に単量体組成物を重合させた(1
〜3μm)。次に、水に分散した生成微粒子を80℃に
加熱し、粒子を凝集させ、水中に分散した平均粒径6μ
mの負帯電性トナーを得た。
【0026】次に、前記トナー13を用いて画像形成を
行うプロセスを説明する。記録用紙24がピックアップ
され、感光体14の方向に搬送されると、光学ユニット
26による感光体14への画像露光が開始され、帯電ロ
ーラ25により一様に帯電された感光体14の画像露光
部の電位がゼロになり、画像に応じた静電潜像が感光体
14上に形成される。
【0027】現像器12では導電性ゴムローラ11が、
−400Vのバイアス電圧が印加されているため、負に
帯電されたトナー13は、感光体14の電位ゼロの画像
露光部に付着し、トナー像が形成される。感光体14上
に形成されたトナー像は、転写ローラ27により、静電
力および圧力により記録用紙24上に転写される。トナ
ー像が転写された記録用紙24は、定着器32に送ら
れ、トナー像は定着器32により熱定着される。トナー
像が転写された後の感光体14は、除電器31により除
電され、また、残留トナーはクリーナユニット29によ
り掻き取られる。
【0028】次に、前記トナー13および図2の画像形
成装置を用い、表1の条件において、高温高湿(40
℃,95%RH)の環境でリークする背景部および印字
濃度を測定した。実施例1〜実施例11においては、導
電性ゴムローラ11の表面導電性が低くなるので、導電
性ゴムローラ11から感光体14にリークが発生せず、
トナー13の帯電器を低下させることがないので、低帯
電または帯電していないトナー13による背景部のかぶ
りは発生しなかった。また、導電性ゴムローラ11の全
体の電気抵抗は、1010Ωcm以上に上昇しないので、
十分な実行バイアス電圧が得られ、十分な印字濃度が得
られた。
【0029】一方、ゴム弾性体16として電気抵抗が1
7 Ωcmのウレタンスポンジゴムを用い、その表面に
微粒子を付着させないもの、または電気抵抗が104 Ω
cmまたは107 Ωcmの微粒子(SnO2 )(Fe2
3 )を付着方法として乾式で付着させたものを用いた
比較例1〜比較例3においては、導電性ゴムローラ11
の表面導電性が高くなるので、導電性ゴムローラ11か
ら感光体14にリークが発生し、トナー13の帯電量を
低下させるので、低帯電または帯電していないトナー1
3による背景部のかぶりが発生した。なお、この場合に
は、導電性ゴムローラ11の全体の電気抵抗は、1010
Ωcm以上に上昇しないので、十分な実行バイアス電圧
が得られ、印字濃度の低下はなかった。
【0030】また、ゴム弾性体16として電気抵抗が1
10Ωcmのウレタンスポンジゴムを用い、その表面に
電気抵抗が1012Ωcmのアクリル系のポリマ微粒子
(P−2000)17を付着方法として乾式で付着させ
たものを用いた比較例4においては、導電性ゴムローラ
11の表面導電性が低くなるので、導電性ゴムローラ1
1から感光体14にリークが発生せず、トナー13の帯
電量を低下させることがないので、低帯電または帯電し
ていないトナー13による背景部のかぶりは発生しなか
ったが、導電性ゴムローラ11の全体の電気抵抗は、1
10Ωcm以上に上昇するので、十分な実行バイアス電
圧が得られず、印字濃度が低下した。
【0031】また、ゴム弾性体16として電気抵抗が1
3 Ωcmのシリコーンゴムを用い、その表面に電気抵
抗が1012Ωcmのアクリル系のポリマ微粒子(P−2
000)を付着方法として湿式で付着させたものを用い
た比較例5においては、導電性ゴムローラ11の全体の
導電性が高くなるので、導電性ゴムローラ11から感光
体14にリークが発生し、トナー13の帯電量を低下さ
せるので、低帯電または帯電していないトナー13によ
る背景部のかぶりは発生した。なお、導電性ゴムローラ
11の全体の電気抵抗は、1010Ωcm以上に上昇しな
いので、十分な実行バイアス電圧は得られ、印字濃度は
低下しなかった。
【0032】なお、本実施例においては、画像形成装置
をプリンタで説明したが、複写機、ファクシミリなどの
他の画像形成装置であってもよい。また、感光体14
は、ドラム形状に限らず、エンドレスベルト形状などの
ものでもよく、静電記録方式のように誘電体であっても
よい。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明は、導
電性ゴムローラの表面に電気抵抗が1010Ωcm以上
で、かつ、5μm以下の微粒子を付着させるようにした
ため、導電性ゴムローラから感光体にリークが発生し、
トナーの帯電量を低下させることがなく、低帯電または
帯電していないトナーによる背景部かぶりの発生を防止
することができる。
【0035】また、導電性ゴムローラの抵抗を1010Ω
cm以上に上昇させず、十分な実行バイアス電圧を得る
ことができるので、十分な印字濃度を確保することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図
【図2】本発明の一実施例に係る画像形成装置の説明図
【図3】導電性ゴムローラの断面図
【図4】従来例の説明図
【符号の説明】 11:導電性ゴムローラ(現像剤担持体) 12:現像器 13:トナー(一成分現像剤) 14:感光体(像担持体) 15:金属軸 16:ゴム弾性体 17:微粒子 18:金属製ブレード(層厚規制手段) 19:ブレード保持部材 20:リテーナ 21:スプリング 22:リセットローラ 23:パドルローラ 24:記録用紙 25:帯電ローラ 26:光学ユニット 27:転写ローラ 28:電源 29:クリーナユニット 30:ブレード 31:除電器 32:定着器 33:熱ローラ 34:バックアップローラ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】静電潜像が形成される像担持体(14)
    と、該像担持体(14)に圧接して一成分現像剤(1
    3)を搬送する導電性ゴムローラ(11)からなる現像
    剤担持体と、該現像剤担持体に圧接して一成分現像剤
    (13)の層厚を規制する層厚規制手段(18)を有す
    る画像形成装置において、 前記導電性ゴムローラ(11)の表面に電気抵抗が10
    10Ωcm以上でかつ5μm以下の微粒子(17)を付着
    させたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】前記導電性ゴムローラ(11)が104
    109 Ωcmの電気抵抗を有する多孔質ウレタンスポン
    ジゴムローラであることを特徴とする請求項1の画像形
    成装置。
  3. 【請求項3】前記導電性ゴムローラ(11)が104
    109 Ωcmの電気抵抗を有するシリコーンゴムローラ
    であることを特徴とする請求項1の画像形成装置。
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EP0939349A2 (en) * 1998-02-26 1999-09-01 Sharp Kabushiki Kaisha Developing apparatus using one-component toner
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