JPH07333996A

JPH07333996A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07333996A
Application number: JP6130702A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ando; 紘一安藤; Takao Mizutani; 孝夫水谷; Mitsuru Kishimoto; 充岸本; Masayuki Ishikawa; 匡幸石川; Akito Onishi; 明人大西
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1994-06-13
Filing date: 1994-06-13
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】画像品位を向上させることができるようにす
る。【構成】像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電
手段と、前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露
光装置と、前記静電潜像を現像してトナー像にする現像
手段と、トナー像を転写材に転写する転写手段と、転写
後に像担持体の表面に残留したトナーを除去するクリー
ニング手段とを有する前記帯電手段、現像手段、転写手
段、クリーニング手段のうち少なくとも一つは発泡させ
られたシリコーンゴムから成るローラを備え、前記シリ
コーンゴムのセル径を０．２〜０．３〔ｍｍ〕にし、か
つ、隔壁１７の厚さをセル径の半分以上にするシリコー
ンゴムは単独泡が多くなるので、セルにトナーが詰まる
ことがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置にお
いては、像担持体の表面が一様にかつ均一に帯電させら
れ、その後、像担持体に静電潜像が書き込まれ、該静電
潜像は現像されてトナー像になる。続いて、該トナー像
は転写材に転写され定着される。一方、前記像担持体の
表面に残留したトナーは、クリーニング装置によって除
去される。

【０００３】図３は従来の画像形成装置の概略図であ
る。図において、１００は像担持体としての感光体ドラ
ム、１０１は該感光体ドラム１００の表面を一様にかつ
均一に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ、１０２
は前記感光体ドラム１００にレーザ光を照射して静電潜
像を形成するレーザ発振器等の露光装置である。また、
１０３は現像手段としての現像装置であり、トナー収容
層１０４、供給ローラ１０５及び現像ローラ１０６から
成る。前記トナー収容層１０４内のトナー１０７は供給
ローラ１０５によって現像ローラ１０６に搬送され、該
現像ローラ１０６を介して前記感光体ドラム１００に付
着させられ、静電潜像を現像してトナー像にする。

【０００４】また、１０９は前記感光体ドラム１００と
対向させて配設された転写手段としての転写ローラであ
り、該転写ローラ１０９は、両者間に転写材としての印
字媒体１１０を搬送し、前記トナー像を印字媒体１１０
に転写する。該印字媒体１１０の搬送方向における転写
ローラ１０９より下流側には、一対の定着ローラ１１２
が配設され、トナー像が転写された印字媒体１１０は定
着ローラ１１２間に搬送され、該定着ローラ１１２によ
ってトナー像が印字媒体１１０に定着される。なお、１
１５は前記現像ローラ１０６に先端を臨ませて配設さ
れ、現像ローラ１０６に付着させられたトナー１０７の
厚さを規制するブレードである。

【０００５】ところで、静電潜像を現像するための現像
ローラ１０６は、トナー１０７との帯電特性を考慮し
て、抵抗値が１０⁴〜１０⁹〔Ω〕のシリコーンゴムに
よって表面が形成されるようになっている。一方、トナ
ー１０７を現像ローラ１０６に搬送するための供給ロー
ラ１０５は、コスト、生産工程における取扱い、製造技
術等の面から主としてウレタンゴムによって形成され
る。

【０００６】また、前記帯電ローラ１０１においては、
心金の上に中程度の抵抗値を有するウレタンゴムを被覆
して導電性ゴム層を形成し、該導電性ゴム層の更に上に
保護層を形成している。そして、前記帯電ローラ１０１
を感光体ドラム１００に接触させ、定電圧制御された直
流電圧を帯電ローラ１０１に印加することによって感光
体ドラム１００を帯電させるようにしている。

【０００７】ところで、感光体ドラム１００に形成され
たトナー像は、転写ローラ１０９によって印字媒体１１
０に転写されるようになっているが、転写後においても
感光体ドラム１００の表面にトナー１０７が残留してし
まう。そこで、感光体ドラム１００に対向させてクリー
ニング手段としてのクリーニング装置が配設され、該ク
リーニング装置によって残留したトナー１０７を除去す
るようにしている。

【０００８】該クリーニング装置としては、ウレタンゴ
ムから成るクリーニングローラ１１７が使用される。そ
して、該クリーニングローラ１１７は感光体ドラム１０
０に押し当てられ、感光体ドラム１００と互いに逆方向
に摺動（しゅうどう）させられ、感光体ドラム１００の
表面からトナー１０７を掻（か）き落とすようになって
いる。さらに、前記クリーニングローラ１１７には、前
記トナー１０７と逆の極性のバイアス電圧が印加され、
トナー１０７を電気的に吸引し、クリーニング効率を高
くするようにしている。

【０００９】また、前記転写ローラ１０９としては、ウ
レタンゴムを発泡させたものによって形成され、硬度が
約３０〔°〕にされ、抵抗値が１０⁸〜１０⁹〔Ω〕の
中抵抗領域に調整される。そして、印字媒体１１０を介
して感光体ドラム１００に前記転写ローラ１０９を押し
当て、該転写ローラ１０９にトナー１０７と逆の極性の
電圧を印加するようにしている。

【００１０】その結果、印字媒体１１０とトナー像の上
層部との間の空隙（くうげき）に電界が発生させられ、
該電界の静電気力によってトナー像が印字媒体１１０に
転写されるようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の画像形成装置においては、現像ローラ１０６をシリ
コーンゴムによって、供給ローラ１０５をウレタンゴム
によって形成するようにしているので、画像形成装置の
使用を開始した時には良質な画像を形成することができ
るが、長時間使用すると、印刷濃度が低下したり、印刷
のかすれが発生したりして画像品位が低下してしまう。

【００１２】すなわち、前記ウレタンゴムはシリコーン
ゴムより硬度が高く、耐摩耗性も高いので、前記供給ロ
ーラ１０５と現像ローラ１０６とを互いに反対方向に摺
動させながらトナー１０７を現像ローラ１０６に搬送し
ている間に、現像ローラ１０６の表面が摩耗してトナー
１０７の帯電特性が劣化したり、現像ローラ１０６と感
光体ドラム１００との間の距離が長くなったり、静電潜
像を現像することができなくなってしまう。また、供給
ローラ１０５の特性も劣化してしまう。

【００１３】図２は従来の画像形成装置における供給ロ
ーラの拡大断面図である。図において、１１８はウレタ
ンゴムの地、１１９はセル、１２０は各セル１１９間に
形成された隔壁である。この種のウレタンゴムは、製造
工程中において発泡させられ、内部に多数のセル１１９
が形成される。そして、各セル１１９間にはウレタンゴ
ムの薄い膜が形成され、隔壁１２０になる。

【００１４】ところで、前記ウレタンゴムの地１１８内
にセル１１９が多数存在する場合、供給ローラ１０５
（図３）を長期間使用すると隔壁１２０が破損し、セル
１１９同士が連結させられて大きなセル１１９になる。
その結果、大きなセル１１９にトナー１０７が侵入して
詰まってしまう。この場合、供給ローラ１０５のセル１
１９にトナー１０７が詰まることによって、各トナー１
０７の周囲に配設されている図示しない流動性調整剤が
欠落し、トナー１０７の地はだが現れるので、トナー１
０７の摩擦係数が小さくなる。その結果、供給ローラ１
０５におけるトナー１０７を現像ローラ１０６に搬送す
る能力が著しく低下してしまう。

【００１５】さらに、セル１１９にトナー１０７が詰ま
ると、供給ローラ１０５の硬度が高くなり、現像ローラ
１０６は一層摩耗してしまう。一方、前記帯電ローラ１
０１は前述したようにウレタンゴムによって形成されて
いるので、環境の変化によって抵抗値が変化してしま
う。また、帯電ローラ１０１の加工時には表面に凹凸が
形成され、帯電ローラ１０１の表面粗さによって帯電む
らが発生してしまう。さらに、画像形成装置を長時間使
用して電圧を印加する時間（以下「電圧印加時間」とい
う。）が長くなると帯電ローラ１０１の表面の凹凸にト
ナー１０７が付着し、トナー１０７を介して感光体ドラ
ム１００を帯電させるようになり、定電圧制御された直
流電圧を帯電ローラ１０１に印加した後の電圧変動が大
きくなってしまう。

【００１６】このように、感光体ドラム１００を均一に
帯電させることができなくなってしまうので、画像品位
が低下してしまう。また、前記クリーニングローラ１１
７は前述したようにウレタンゴムによって形成されてい
るので、環境の変化によって抵抗値が変化してしまい、
感光体ドラム１００に流れる放電電流の量が変化し、ト
ナー１０７に対する電気的な吸引力が低下し、クリーニ
ング効率が低くなってしまう。

【００１７】したがって、感光体ドラム１００の表面に
残留したトナー１０７を十分に除去することができない
ので、地かぶりが発生して画像品位が低下してしまう。
また、前記転写ローラ１０９は前述したようにウレタン
ゴムによって形成されているので、環境が変化したり、
電圧が印加されたり、表面にトナー１０７が付着した
り、印字媒体１１０との摩擦によって劣化したりする
と、抵抗値が変化してしまう。さらに、転写ローラ１０
９においては、製造時において周方向における抵抗値に
ばらつきが生じたり、抵抗値に局部的なばらつきが生じ
たりしてしまう。

【００１８】その結果、トナー像を転写するために十分
な電界を形成することができず、印字かすれが生じるこ
とがある。そして、前記転写ローラ１０９は感光体ドラ
ム１００と接触するように配設されるので、適性な硬度
を有しない場合には、感光体ドラム１００を損傷させて
しまうだけでなく、適性な径を有しない場合には、印字
長が変化したり、スキューが発生したりしてしまい、画
像品位を低下させてしまう。

【００１９】本発明は、前記従来の画像形成装置の問題
点を解決して、画像品位を向上させることができる画像
形成装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の画
像形成装置においては、像担持体と、該像担持体と対向
させて配設され、前記像担持体の表面を帯電させる帯電
手段と、前記像担持体を露光して前記静電潜像を形成す
る露光装置と、静電潜像を現像してトナー像にする現像
手段と、トナー像を転写材に転写する転写手段と、転写
後に像担持体の表面に残留したトナーを除去するクリー
ニング手段とを有する。

【００２１】そして、前記帯電手段、現像手段、転写手
段、クリーニング手段のうち少なくとも一つは発泡させ
られたシリコーンゴムから成るローラを備え、前記シリ
コーンゴムのセル径を０．２〜０．３〔ｍｍ〕にし、か
つ、隔壁の厚さをセル径の半分以上にする。

【００２２】

【作用】本発明によれば、前記のように画像形成装置に
おいては、像担持体と、該像担持体と対向させて配設さ
れ、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記
像担持体を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前
記静電潜像を現像してトナー像にする現像手段と、トナ
ー像を転写材に転写する転写手段と、転写後に像担持体
の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段と
を有する。

【００２３】前記帯電手段によって像担持体に形成され
た静電潜像は、現像手段によって現像されてトナー像に
なり、該トナー像は転写手段によって転写材に転写され
る。一方、像担持体に残留したトナーはクリーニング手
段によって除去される。そして、前記帯電手段、現像手
段、転写手段、クリーニング手段のうち少なくとも一つ
は発泡させられたシリコーンゴムから成るローラを備
え、前記シリコーンゴムのセル径を０．２〜０．３〔ｍ
ｍ〕にし、かつ、隔壁の厚さをセル径の半分以上にす
る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。なお、画像形成装置の構造は従
来のものと同じであるので、図３を援用してその説明を
省略する。図４は本発明の第１の実施例におけるトナー
供給部の使用開始時の拡大断面図である。

【００２５】図において、１１は現像ローラ、１２は供
給ローラ、１３は該供給ローラ１２によって現像ローラ
１１に搬送されるトナーである。前記現像ローラ１１は
矢印Ａ方向に回転させられ、前記供給ローラ１２は矢印
Ｂ方向に回転させられる。この場合、前記供給ローラ１
２と前記現像ローラ１１とは互いに反対方向に、しか
も、周速度を異ならせて摺動させられ、前記トナー１３
は供給ローラ１２と現像ローラ１１との相対的な速度差
によって現像ローラ１１の表面に擦（こす）り付けられ
るようになっている。

【００２６】また、供給ローラ１２としてはシリコーン
ゴムが使用され、製造工程中に発泡させられる。したが
って、発泡によって供給ローラ１２の表面に極めて複雑
な形状が形成される。このようにして、供給ローラ１２
の表面を粗くし、摩擦係数を大きくすることができるの
で、十分な量のトナー１３が供給ローラ１２の表面に付
着させられ、現像ローラ１１に搬送される。

【００２７】さらに、供給ローラ１２としてシリコーン
ゴムが使用され、製造工程中に発泡させられるので、前
記供給ローラ１２の硬度及び耐摩耗性を現像ローラ１１
より低くすることができる。この場合、前記供給ローラ
１２と現像ローラ１１とが圧接させられる領域Ｎ₁にお
いては、供給ローラ１２が窪（くぼ）んだ状態で両者は
摺動させられることになる。したがって、現像ローラ１
１の摩耗を著しく低減させることができる。

【００２８】また、前記供給ローラ１２が現像ローラ１
１より耐摩耗性が低いので、現像ローラ１１の摩耗をそ
の分低減させることができる。図５は本発明の第１の実
施例におけるトナー供給部の長期間使用時の拡大断面図
である。前述したように、供給ローラ１２をシリコーン
ゴムによって形成した場合、供給ローラ１２は長期間使
用すると摩耗してしまう。ところが、最も摩耗した状態
でも、前記供給ローラ１２と現像ローラ１１とが圧接さ
せられる領域Ｎ₂が形成されるようになっている。した
がって、画像形成装置を長期間使用した後も、供給ロー
ラ１２によって十分な量のトナー１３を現像ローラ１１
に搬送することができる。

【００２９】図１は本発明の第１の実施例における供給
ローラの拡大断面図である。図において、１５はシリコ
ーンゴムの地、１６はセル、１７は各セル１６間に形成
された隔壁である。前記シリコーンゴムは、製造工程中
において発泡させられ、内部に多数のセル１６が形成さ
れる。そして、各セル１１９間にはシリコーンゴムの膜
が形成され、隔壁１７になる。この場合、シリコーンゴ
ムの地１５に対してセル１６が形成される割合は低く、
隔壁１７の厚さがその分大きくなる。したがって、供給
ローラ１２（図４）は外から加えられる圧力等に対して
強くなり、しかも、隔壁１７が破損してセル１６同士が
連結されることは少なくなり、各セル１６は互いに独立
した単独泡を形成する。

【００３０】本実施例においては、前記セル１６の径を
０．２〜０．３〔ｍｍ〕に設定し、前記隔壁１７の厚さ
をセル１６の径の半分以上に設定することによって単独
泡を形成するようにしている。なお、セル１６の約１割
から２割程度が単独泡でなくなった場合においても、供
給ローラ１２によるトナー１３の搬送能力及び供給ロー
ラ１２の硬度においては大きな変化は見られず、それ以
上の割合が単独泡でなくなると、両特性は著しく劣化す
ることが分かった。

【００３１】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図６は本発明の第２の実施例における帯電ローラ
の断面図である。図において、２１は帯電ローラ、２２
はシャフト、２３は該シャフト２２の周囲に配設された
シリコーンゴム、２４は該シリコーンゴム２３の表面に
配設されたナイロン（商品名）製の保護膜である。前記
シリコーンゴム２３は製造工程中において発泡させられ
る。

【００３２】次に、本実施例において使用した帯電ロー
ラ２１と従来の帯電ローラ１０１（図３参照）との特性
を比較した結果について説明する。まず、各環境下にお
いて、ウレタンゴムを使用した帯電ローラ１０１の場合
とシリコーンゴム２３を使用した帯電ローラ２１の場合
とにおける抵抗値を測定して比較した。なお、前記シリ
コーンゴム２３は発泡させられたものを使用した。

【００３３】図８は本発明の第２の実施例における抵抗
値の測定装置を示す図である。図に示すように、導電板
２５の上に軸方向の長さが２２８〔ｍｍ〕の帯電ローラ
２１を載置し、約０．７〔ｍｍ〕変位させる力ｇで押
す。また、帯電ローラ２１のシャフト２２と前記導電板
２５との間に電源２６を接続し、該電源２６によってシ
ャフト２２をマイナスの電位として５００〔Ｖ〕を印加
する。

【００３４】そして、この状態におけるシャフト２２と
導電板２５との間の抵抗値を測定した。表１及び２に前
記抵抗値の比較結果を示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】表１において、Ｒ_LLは１０〔℃〕の温度及
び２０〔％〕の湿度の低温低湿下における抵抗値、Ｒ_HH
は３０〔℃〕の温度及び８０〔％〕の湿度の高温高湿下
における抵抗値、Ｒ_NNは２０〔℃〕の温度及び５０
〔％〕の湿度の中温中湿下における抵抗値、Ｒ_LHは１０
〔℃〕の温度及び８０〔％〕の湿度の低温高湿下におけ
る抵抗値、Ｒ_HLは３０〔℃〕の温度及び２０〔％〕の湿
度の高温低湿下における抵抗値である。

【００３８】表１から、ウレタンゴムを使用した帯電ロ
ーラ１０１の場合、高温高湿下において抵抗値Ｒ_HHが最
小値を採り、低温低湿下において抵抗値Ｒ_LLが最大値を
採り、最大値と最小値との変化ｌｏｇ（Ｒ_LL／Ｒ_HH）は
約“２”であり、約１００倍であることが分かる。一
方、シリコーンゴム２３を使用した帯電ローラ２１の場
合、低温高湿下における抵抗値Ｒ_LHが最小値を採り、高
温低湿下における抵抗値Ｒ_HLが最大値を採り、最大値と
最小値との変化ｌｏｇ（Ｒ_HL／Ｒ_LH）は“０．４３”で
あり、約３倍であることが分かる。

【００３９】次に、ウレタンゴムを使用した帯電ローラ
２１の場合及びシリコーンゴム２３を使用した帯電ロー
ラ１０１の場合における電圧を印加したときの特性の変
化について説明する。この場合、ウレタンゴムを使用し
た帯電ローラ１０１及びシリコーンゴム２３を使用した
帯電ローラ２１に電圧を１２時間印加して、抵抗値の変
化を調べた。表２はこの時の結果を示す。

【００４０】表２から、シリコーンゴム２３を使用した
帯電ローラ２１の場合、電圧印加時間が長くなっても抵
抗値の変化はほとんどなく、抵抗上昇率が“０．８”で
あるのに対して、ウレタンゴムを使用した帯電ローラ１
０１の場合、抵抗上昇率が“１４”であり、電圧印加時
間が長くなると抵抗値が極めて大きくなってしまうこと
が分かる。

【００４１】図７は本発明の第２の実施例における電圧
印加時間と抵抗値との関係図である。なお、図におい
て、横軸に電圧印加時間を、縦軸に抵抗値を採ってあ
る。図において、Ｌ１はシリコーンゴム２３（図８）を
使用した帯電ローラ２１（図４）における抵抗値の変化
を示す線、Ｌ２はウレタンゴムを使用した帯電ローラ１
０１における抵抗値の変化を示す線である。図から分か
るように、シリコーンゴム２３を使用した帯電ローラ２
１においては、電圧印加時間が長くなっても抵抗値は変
化しないの対して、ウレタンゴムを使用した帯電ローラ
１０１においては、電圧印加時間が長くなると抵抗値は
大きく変化してしまう。

【００４２】そこで、シリコーンゴム２３の抵抗値を面
積抵抗率で表したとき、面積抵抗率が１０⁴〜１０
⁷〔Ω／ｃｍ²〕の範囲になるように設定し、前記シリ
コーンゴム２３を発泡させるようにすると、環境の変化
によって抵抗値が変化することがなく、画像形成装置を
長時間使用して電圧印加時間が長くなっても電圧変動が
大きくなることがなくなる。

【００４３】また、シリコーンゴム２３を発泡させるに
当たり、セル１６（図１）の径を０．２〜０．３〔ｍ
ｍ〕に設定し、隔壁１７の厚さをセル１６の径の半分以
上に設定することによって単独泡を形成するようにして
いる。したがって、帯電ローラ１０１を製造する際に周
縁部を切削した場合でも表面粗さを小さくすることがで
きるので、帯電むらが発生するのを防止することができ
る。

【００４４】その結果、感光体ドラム１００を均一に帯
電させることができ、画像品位を向上させることができ
る。次に、本発明の第３の実施例について説明する。図
９は本発明の第３の実施例におけるクリーニングローラ
の断面図である。図において、３１はクリーニングロー
ラ、３２は導電性のシャフト、３３は発泡させられた導
電性のシリコーンゴムである。

【００４５】次に、本実施例において使用したクリーニ
ングローラ３１と従来のクリーニングローラ１１７（図
３参照）との特性を比較した結果について説明する。ま
ず、各環境下において、ウレタンゴムを使用した場合と
シリコーンゴム２３を使用した場合とにおける抵抗値を
測定して比較した。比較結果を表３に示す。なお、前記
シリコーンゴム２３は発泡させたものを使用した。

【００４６】

【表３】

【００４７】表３において、Ｒ_LLは１０〔℃〕の温度及
び２０〔％〕の湿度の低温低湿下における抵抗値、Ｒ_HH
は３０〔℃〕の温度及び８０〔％〕の湿度の高温高湿下
における抵抗値、Ｒ_NNは２０〔℃〕の温度及び５０
〔％〕の湿度の中温中湿下における抵抗値、Ｒ_LHは１０
〔℃〕の温度及び８０〔％〕の湿度の低温高湿下におけ
る抵抗値、Ｒ_HLは３０〔℃〕の温度及び２０〔％〕の湿
度の高温低湿下における抵抗値である。

【００４８】表３から、ウレタンゴムを使用したクリー
ニングローラ１１７の場合、高温高湿下において抵抗値
Ｒ_HHが最小値を採り、低温低湿下において抵抗値Ｒ_LLが
最大値を採り、最大値と最小値との変化ｌｏｇ（Ｒ_LL／
Ｒ_HH）は約“２〜３”であり、約１００〜１０００倍で
あることが分かる。一方、シリコーンゴム３３を使用し
たクリーニングローラ３１の場合、低温高湿下における
抵抗値Ｒ_LHが最小値を採り、高温低湿下における抵抗値
Ｒ_HLが最大値を採り、最大値と最小値との変化ｌｏｇ
（Ｒ_HL／Ｒ_LH）は“０．４３”であり、約３倍であるこ
とが分かる。

【００４９】ところで、前記クリーニングローラ３１は
感光体ドラム１００の表面に残留したトナー１０７を電
気的に吸引するとともに、物理的に掻き落とすようにな
っている。そこで、トナー１０７の物理的な掻落としに
伴う耐久性について、本実施例において使用したクリー
ニングローラ３１と従来のクリーニングローラ１１７と
の特性を比較した結果について説明する。

【００５０】表４は、ウレタンゴムを使用したクリーニ
ングローラ１１７とシリコーンゴム３３を使用したクリ
ーニングローラ３１とを、硬度、緩和力、変位量、押付
力、ローラ全長及び摩耗度について比較したものであ
る。

【００５１】

【表４】

【００５２】この場合、前記硬度はアスカーＣによって
表される。また、緩和力は次のように測定する。すなわ
ち、従来のクリーニングローラ１１７及び本発明のクリ
ーニングローラ３１の表面の一点を約１〔ｍｍ²〕程度
の断面積を有する針を使用して５００〔ｇ〕の力で押し
付け、そのままの状態を維持し、１分後に前記針に加わ
る力を測定し、押付けを開始した時の力と１分後の力と
の差を緩和力とする。そして、押付力は従来のクリーニ
ングローラ１１７及び本発明のクリーニングローラ３１
の全体を０．４６〔ｍｍ〕だけ変位させるために必要な
力である。

【００５３】前記トナー１０７の物理的な掻落としに伴
う耐久性は、摩耗度によって判断することができる。こ
の場合、摩耗度は表４に示される物性の相関によって決
定されるが、特に硬度による影響が大きい。図１０は本
発明の第３の実施例における硬度と摩耗度との関係図で
ある。なお、図の横軸に硬度を、縦軸に摩耗度を採って
ある。

【００５４】図から分かるように、クリーニングローラ
３１（図９）の硬度を高くすることによって、電気的性
質を変えることなく摩耗度を小さくし、耐摩耗性を高く
し、耐久性を向上させることができる。ただし、クリー
ニングローラ３１の硬度を過度に高くすると感光体ドラ
ム１００（図３参照）を損傷させてしまう。したがっ
て、クリーニングローラ３１の硬度の最大値を４０
〔°〕にする。

【００５５】図１１は第３の実施例におけるセル数とク
リーニング効率との関係図である。なお、横軸に表面の
セル１６（図１）の数（以下「セル数」という。）を、
縦軸にクリーニング効率を採ってある。前述したよう
に、クリーニングローラ３１（図９）を構成するシリコ
ーンゴム３３は発泡させられるので、シリコーンゴム３
３には複数のセル１６が形成される。図から分かるよう
に、表面のセル数が約３０〔個／インチ〕より小さくな
るとクリーニング効率が低下する。

【００５６】図１０及び１１から、シリコーンゴム３３
の硬度を約３０〜４０〔°〕とし、表面のセル数を３０
〔個／インチ〕以上にするとよい。このようにして、前
記クリーニングローラ３１はシリコーンゴム３３によっ
て形成されているので、環境の変化によって抵抗値は変
化しない。したがって、感光体ドラム１００（図３参
照）に流れる放電電流の量が変化しないので、トナー１
０７に対する電気的な吸引力は低下することがなく、ク
リーニング効率が低くなることはない。

【００５７】その結果、感光体ドラム１００の表面に残
留したトナー１０７を十分に除去することができるの
で、地かぶりが発生することがなく、画像品位を向上さ
せることができる。次に、本発明の第４の実施例につい
て説明する。図１２は本発明の第４の実施例における転
写ローラの断面図である。

【００５８】図において、４１は転写ローラ、４２は導
電性のシャフト、４３は半導電性のシリコーンゴムであ
る。該シリコーンゴム４３は製造工程中において発泡さ
せられる。次に、本実施例において使用した転写ローラ
４１と従来の転写ローラ１０９（図３参照）との特性を
比較した結果について説明する。

【００５９】まず、各環境下において、ウレタンゴムを
使用した転写ローラ１０９の場合とシリコーンゴム４３
を使用した転写ローラ４１の場合とにおける抵抗値を測
定した。なお、前記シリコーンゴム４３は発泡させられ
たものを使用した。この場合、導電板２５（図８）の上
に軸方向の長さが２２８〔ｍｍ〕の転写ローラ４１を載
置し、約０．７〔ｍｍ〕変位させる力ｇで押す。また、
転写ローラ４１のシャフト４２と前記導電板２５との間
に電源２６を接続し、該電源２６によってシャフト４２
をプラスの電位として５００〔Ｖ〕を印加する。

【００６０】そして、この状態におけるシャフト２２と
導電板２５との間の抵抗値を測定した。表５に前記抵抗
値の比較結果を示す。

【００６１】

【表５】

【００６２】表５において、Ｒ_LLは１０〔℃〕の温度及
び２０〔％〕の湿度の低温低湿下における抵抗値、Ｒ_HH
は３０〔℃〕の温度及び８０〔％〕の湿度の高温高湿下
における抵抗値、Ｒ_NNは２０〔℃〕の温度及び５０
〔％〕の湿度の中温中湿下における抵抗値、Ｒ_LHは１０
〔℃〕の温度及び８０〔％〕の湿度の低温高湿下におけ
る抵抗値、Ｒ_HLは３０〔℃〕の温度及び２０〔％〕の湿
度の高温低湿下における抵抗値である。

【００６３】表５から、ウレタンゴムを使用した転写ロ
ーラ１０９の場合、高温高湿下において抵抗値Ｒ_HHが最
小値を採り、低温低湿下において抵抗値Ｒ_LLが最大値を
採り、最大値と最小値との変化ｌｏｇ（Ｒ_LL／Ｒ_HH）は
約“２”であり、約１００倍であることが分かる。一
方、シリコーンゴム４３を使用した転写ローラ４１の場
合、低温高湿下における抵抗値Ｒ_LHが最小値を採り、高
温低湿下における抵抗値Ｒ_HLが最大値を採り、最大値と
最小値との変化ｌｏｇ（Ｒ_HL／Ｒ_LH）は“０．４３”で
あり、約３倍であることが分かる。

【００６４】次に、ウレタンゴムを使用した転写ローラ
１０９及びシリコーンゴム４３を使用した場合における
転写ローラ４１に電圧を印加したときの特性の変化につ
いて説明する。この場合、ウレタンゴムを使用した転写
ローラ１０９及びシリコーンゴム４３を使用した転写ロ
ーラ４１に１０００〔Ｖ〕の電圧を１２時間印加して、
抵抗値の変化を調べた。表６はこの時の結果を示す。

【００６５】

【表６】

【００６６】表６から、シリコーンゴム４３を使用した
転写ローラ４１の場合、電圧印加時間が長くなっても抵
抗値の変化はほとんどなく、抵抗上昇率が“０．７９”
であるのに対して、ウレタンゴムを使用した転写ローラ
１０９の場合、抵抗上昇率が約“５〜７”であり、電圧
印加時間が長くなると抵抗値が極めて大きくなってしま
うことが分かる。

【００６７】図１３は本発明の第４の実施例における抵
抗値の経時変化を示す図である。なお、横軸に経時変化
に対応する印字枚数を、縦軸に抵抗値を採ってある。図
において、●印はシリコーンゴム４３（図１２）を使用
した転写ローラ４１の特性を、○印はカーボン電導によ
るウレタンゴムを使用した転写ローラ１０９（図３参
照）の特性を、△印はイオン電導（カーボンを添加しな
いもの）によるウレタンゴムを使用した転写ローラ１０
９の特性を示す。ウレタンゴムを使用した転写ローラ１
０９の場合は、印字枚数が増加するのに伴って、抵抗値
が大きく上昇するのに対し、シリコーンゴム４３を使用
した転写ローラ４１の場合は、抵抗値はほとんど変化し
ない。逆にわずかに抵抗値は減少しているが、抵抗値は
極めて安定している。

【００６８】このように、シリコーンゴム４３を使用し
た転写ローラ４１においては、環境が変化したり、電圧
が印加されたりしても抵抗値が変化しないことが分か
る。また、時間が経過して印字の繰り返しによってトナ
ー１０７が転写ローラ４１の表面に付着したり、印字媒
体１１０との摩擦によって転写ローラ４１の表面が劣化
したりしても抵抗値はほとんど変化しないことが分か
る。

【００６９】表７はウレタンゴムを使用した転写ローラ
１０９及びシリコーンゴム４３を使用した転写ローラ４
１のシャフト４２の両端を支点として、２５０〔ｇ〕の
力で転写ローラ４１、１０９を押し付けた時の緩和力
と、一点を２．０〔ｋｇ〕で押し付けた時の変位量とを
示す。また、表８はシリコーンゴム４３を使用した転写
ローラ４１について硬度、緩和力、変位量及び押付力を
示す。この場合、押付力は転写ローラを０．４〔ｍｍ〕
押すのに必要な力である。

【００７０】

【表７】

【００７１】

【表８】

【００７２】表７及び８から、シリコーンゴム４３を使
用した転写ローラ４１の場合、ウレタンゴムを使用した
転写ローラ１０９に比べて緩和力及び変位量が大きく、
また、硬度が高くなる程、緩和力及び変位量が小さくな
ることが分かる。

【００７３】すなわち、シリコーンゴム４３を使用した
転写ローラ４１の場合、ウレタンゴムを使用した転写ロ
ーラ１０９に比べて押付力による影響が大きく、ゴム自
体が弱いことが分かる。したがって、実際にシリコーン
ゴム４３を転写ローラ４１に使用する場合には、感光体
ドラム１００を損傷させないように考慮して硬度を高く
する必要がある。

【００７４】ところで、表８における硬度が２５〔°〕
のシリコーンゴム４３を使用した転写ローラ４１につい
て、該転写ローラ４１の外径を変化させることによって
感光体ドラム１００への押付量を変化させた。その時の
印字濃度、転写効率及び印字変化量（仕様に対する変化
量）の平均を表９に示す。

【００７５】

【表９】

【００７６】表９から、印字濃度及び転写効率に異常は
見られず良好であることが分かる。しかし、印字長は転
写ローラ４１の外径が変化するのに伴い変化し、外径が
１６．２〜１６．６〔ｍｍ〕の範囲に設定すると、印字
変化量を±０．０５〔ｍｍ〕の範囲に収めることができ
る。

【００７７】また、感光体ドラム１００への押付力を
１．４〔ｋｇ〕とし、外径が１６．４〔ｍｍ〕であり、
硬度が２５〔°〕であるシリコーンゴム４３を使用した
転写ローラ４１の場合、約４０，０００枚の印字を行っ
ても、外径が約０．０３〔ｍｍ〕程度小さくなるだけ
で、印字には全く影響を及ぼさないことが分かった。そ
して、感光体ドラム１００の損傷も発生しなかった。こ
のように、シリコーンゴム４３を使用した転写ローラ４
１においては、硬度を２０〜３０〔°〕とし、感光体ド
ラム１００への押付力を約１．４〔ｋｇ〕とし、外径を
１６．２〜１６．６〔ｍｍ〕の範囲に収めると、画像品
位を向上させることができ、転写ローラ４１の耐久性を
向上させることができる。

【００７８】なお、この場合、印字媒体１１０としては
ＯＨＰ用紙（ゼロックス社製）を使用した。なお、本発
明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣
旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それら
を本発明の範囲から排除するものではない。

【００７９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、画像形成装置においては、像担持体と、該像担持
体と対向させて配設され、前記像担持体の表面を帯電さ
せる帯電手段と、前記像担持体を露光して静電潜像を形
成する露光装置と、前記静電潜像を現像してトナー像に
する現像手段と、トナー像を転写材に転写する転写手段
と、転写後に像担持体の表面に残留したトナーを除去す
るクリーニング手段とを有する。

【００８０】前記帯電手段によって像担持体に形成され
た静電潜像は、現像手段によって現像されてトナー像に
なり、該トナー像は転写手段によって転写材に転写され
る。一方、像担持体に残留したトナーはクリーニング手
段によって除去される。そして、前記帯電手段、現像手
段、転写手段、クリーニング手段のうち少なくとも一つ
は発泡させられたシリコーンゴムから成るローラを備
え、前記シリコーンゴムのセル径を０．２〜０．３〔ｍ
ｍ〕にし、かつ、隔壁の厚さをセル径の半分以上にす
る。

【００８１】現像手段としての供給ローラにシリコーン
ゴムを使用した場合、シリコーンゴムは単独泡が多くな
るので、セルにトナーが詰まることがなくなる。したが
って、トナーの摩擦係数が小さくなることがなく、供給
ローラにおけるトナーを現像ローラに搬送する能力が低
下するのを防止することができる。また、セルにトナー
が詰まらないので、供給ローラの硬度が高くなることが
なく、現像ローラが摩耗するのを防止することができ
る。

【００８２】前記帯電手段としての帯電ローラにシリコ
ーンゴムを使用した場合、環境の変化によって抵抗値が
変化することがなくなり、また、帯電ローラの加工時に
表面に凹凸が形成されることが抑制されるので、帯電ロ
ーラの表面粗さによって帯電むらが発生するのを防止す
ることができる。さらに、帯電ローラを長時間使用して
電圧印加時間が長くなっても、電圧変動が大きくなるの
を防止することができる。

【００８３】クリーニング手段としてのクリーニングロ
ーラにシリコーンゴムを使用した場合、環境の変化によ
って抵抗値が変化するのを防止することができる。した
がって、感光体ドラムに流れる放電電流の量が安定し、
トナーに対する電気的な吸引力が低下するのを防止する
ことができ、クリーニング効率を向上させることができ
る。前記転写手段の転写ローラにシリコーンゴムを使
用した場合、環境が変化したり、電圧が印加されたり、
表面にトナーが付着したり、印字媒体との摩擦によって
劣化したりしても、抵抗値が変化することがない。

【００８４】その結果、画像品位を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における供給ローラの拡
大断面図である。

【図２】従来の画像形成装置における供給ローラの拡大
断面図である。

【図３】従来の画像形成装置の概略図である。

【図４】本発明の第１の実施例におけるトナー供給部の
使用開始時の拡大断面図である。

【図５】本発明の第１の実施例におけるトナー供給部の
長期間使用時の拡大断面図である。

【図６】本発明の第２の実施例における帯電ローラの断
面図である。

【図７】本発明の第２の実施例における電圧印加時間と
抵抗値との関係図である。

【図８】本発明の第２の実施例における抵抗値の測定装
置を示す図である。

【図９】本発明の第３の実施例におけるクリーニングロ
ーラの断面図である。

【図１０】本発明の第３の実施例における硬度と摩耗度
との関係図である。

【図１１】本発明の第３の実施例におけるセル数とクリ
ーニング効率との関係図である。

【図１２】本発明の第４の実施例における転写ローラの
断面図である。

【図１３】本発明の第４の実施例における抵抗値の経時
変化を示す図である。

【符号の説明】

１００感光体ドラム２１帯電ローラ１０２露光装置１１現像ローラ４１転写ローラ３１クリーニングローラ１３トナー１６セル１７隔壁１２供給ローラ２３，３３，４３シリコーンゴム

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 21/10 (72)発明者石川匡幸東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内 (72)発明者大西明人東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）像担持体と、（ｂ）該像担持体と
対向させて配設され、像担持体の表面を帯電させる帯電
手段と、（ｃ）前記像担持体を露光して静電潜像を形成
する露光装置と、（ｄ）前記静電潜像を現像してトナー
像にする現像手段と、（ｅ）前記トナー像を転写材に転
写する転写手段と、（ｆ）転写後に像担持体の表面に残
留したトナーを除去するクリーニング手段とを有すると
ともに、（ｇ）前記帯電手段、現像手段、転写手段、ク
リーニング手段のうち少なくとも一つは発泡させられた
シリコーンゴムから成るローラを備え、（ｈ）前記シリ
コーンゴムのセル径は０．２〜０．３〔ｍｍ〕であり、
かつ、隔壁の厚さはセル径の半分以上であることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像手段は、シリコーンゴムから成
る現像ローラと発泡させられたシリコーンゴムから成る
供給ローラとを備えた請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記供給ローラは現像ローラより硬度が
低い請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記供給ローラは現像ローラより耐摩耗
性が低い請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記帯電手段は帯電ローラを備え、該帯
電ローラの２０〔℃〕の温度及び５０〔％〕の湿度にお
ける抵抗値がほぼ１０⁶〔Ω〕である請求項１に記載の
画像形成装置。
【請求項６】前記クリーニング手段はクリーニングロ
ーラを備え、該クリーニングローラは、表面のセル数が
３０〜５０〔個／インチ〕であり、硬度が３５±５
〔°〕（アスカーＣ）であり、２０〔℃〕の温度及び５
０〔％〕の湿度における抵抗値がほぼ１０⁷〔Ω〕であ
る請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記転写手段は転写ローラを備え、該転
写ローラの２０〔℃〕の温度及び５０〔％〕の湿度にお
ける抵抗値がほぼ１０⁷〜１０⁹〔Ω〕である請求項１
に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記転写ローラの硬度が２５±５〔°〕
（アスカーＣ）であり、像担持体への押付力が１．４
〔ｋｇ〕である請求項７に記載の画像形成装置。