JPH10333422A - 現像ローラ、現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像ローラの内層と表面層との剥離を防止し
て、静電潜像の現像品質の向上を図る。 【解決手段】 現像ローラ１の芯金７の外周部に備えら
れる導電性を有する弾性的なローラ部１１を内層８と、
表面層９と、これら内層８と表面層９とを接着する中間
接着層１０とにより構成し、中間接着層１０は内層８と
表面層９との双方に対して接着性を有するようにしたの
で、内層８と表面層９とは強く接着される。これによ
り、経時的に内層８と表面層９との接着面にストレスが
溜っても内層８と表面層９とが剥離することはなくな
り、表面層９の浮き上がりを防止し、かつ、表面層９と
他部材との接触により表面層９が皺になることも防止さ
れ、静電潜像の現像品質の向上が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体等の潜像担
持体上に形成される静電潜像を一成分トナーにより顕像
化する電子写真方式の現像装置、これに用いられる現像
ローラ及び現像装置を用いる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式による画像形成は、潜像担
持体としての感光体表面を一様に帯電し、これを露光し
て静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させて現
像し、トナー像を記録媒体に転写・定着するという電子
写真プロセスを利用して行われる。感光体表面の静電潜
像にトナーを付着させて現像して顕像化する方式の一つ
としては、一成分トナーを用いた一成分接触現像方式が
一般的に用いられている。次に、この方式の一例を説明
する。まず、現像ローラとこの現像ローラに所定の食い
込み量をもって圧接されながら同方向に回転する補給ロ
ーラとの接触部で摩擦帯電された一成分トナーが、現像
ローラと補給ローラとの電位差により現像ローラに付着
する。さらに、現像ローラに付着した一成分トナーが、
現像ローラとこの現像ローラの表面に所定の食い込み量
をもって当接して設けられた現像ブレードとの接触部で
さらに摩擦帯電されるとともにトナー層の厚さを規制さ
れ、現像ローラと現像ブレードとの電位差により現像ロ
ーラに吸着されながら感光体側へと供給される。その
後、現像ローラと感光体との接触部において、現像ロー
ラから供給された一成分トナーが、現像ローラと感光体
との電位差により感光体表面の静電潜像に吸引されるこ
とにより現像され顕像化される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図４に示すように、一
般的に、一成分接触現像方式に用いられる現像ローラ２
０は、ステンレス等の金属製の芯金２１と、この芯金２
１上に弾性層としての内層２２とコーティングされた誘
電層としての表面層２３とを有して二層構造とされるロ
ーラ部２４とで構成されている。内層２２は、ゴム換算
硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）４０°程度の弾性を有する軟質
な材料により形成されており、具体的な形成材料として
はシリコンゴム等が用いられている。また、表面層２３
は、内層２２と比較して弾性が比較的低い硬質なゴム換
算硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）６０°程度の材料で形成され
ており、具体的な形成材料としてはウレタン樹脂等が用
いられている。

【０００４】ところが、現像ローラ２０は、内層２２と
表面層２３との接着面において問題を生じることがあ
る。例えば、内層２２にシリコンゴムを用い、表面層２
３にウレタン樹脂を用いた場合を考えると、経時的に表
面層２３と内層２２との接着面にはストレスが溜りやす
く、また、シリコンゴムの性質上シリコンゴムと他の材
料との接着性が非常に悪いので、表面層２３が内層２２
から浮き上がってしまうことがある。さらに、接着力が
弱いと、現像ローラ２０と感光体（図１参照）との接触
や現像ローラ２０と現像ブレード（図１参照）との接触
によって表面層２３が皺になってしまうことがある。こ
のように、現像ローラ２０の表面層２３に不具合を生じ
ると、静電潜像の現像において異常画像が発生してしま
うことになる。

【０００５】本発明の目的は、内層と表面層との剥離を
防止し、静電潜像の現像品質の向上を図ることができる
現像ローラ、この現像ローラを用いた現像装置及びこの
現像装置を用いる画像形成装置を得ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の現
像ローラは、芯金の外周部に導電性を有する弾性的に変
形可能なローラ部を備えた現像ローラにおいて、ローラ
部を誘電層としての表面層と、弾性層としての内層と、
これら表面層と内層とを接着する中間接着層とにより構
成し、中間接着層は表面層と内層との双方に対して接着
性を有する材料により形成される。

【０００７】したがって、現像ローラのローラ部を表面
層と、内層と、これら双方を接着する中間接着層との三
層構造としたので、表面層と内層とは中間接着層の接着
性により強く接着される。これにより、経時的に表面層
と内層との接着面にストレスが溜っても剥離することが
なくなり表面層の浮き上がりが防止され、さらに、表面
層と他部材との接触により表面層が皺になることもな
い。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の現
像ローラにおいて、中間接着層は、少なくとも表面層と
内層とのいずれか一方の形成材料を含有する。

【０００９】したがって、表面層と内層とのいずれか一
方が他の形成材料との接着性の悪いものであっても、同
一の形成材料間では良好な接着性を有する性質により、
表面層と内層とは中間接着層により強く接着される。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の現
像ローラにおいて、中間接着層は、表面層と内層との両
方の形成材料を含有する。

【００１１】したがって、表面層と内層との両方の形成
材料を中間接着層に含有するので、それぞれ同一の形成
材料間で良好な接着性を有し、表面層と内層とは中間接
着層により強く接着される。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項３記載の現
像ローラにおいて、表面層をウレタン樹脂により形成
し、内層をシリコンゴムにより形成した。

【００１３】したがって、たとえ内層を接着性の悪いシ
リコンゴムで形成したものであっても、ウレタン樹脂同
士の接着性と同様にシリコンゴム同士の接着性も良好に
なるので、表面層と内層とは中間接着層により強く接着
される。

【００１４】請求項５記載の発明の現像装置は、静電潜
像を形成する潜像担持体に圧接する位置に配置される請
求項１ないし４のいずれか一記載の現像ローラと、この
現像ローラと潜像担持体との圧接部より回転方向上流位
置で現像ローラ表面に弾性的に当接して、一成分トナー
を摩擦帯電しながらトナー層厚を規制する現像ブレード
と、を備える。

【００１５】したがって、一成分トナーは、現像ローラ
表面に弾性的に当接した現像ブレードにトナー層厚を規
制され、摩擦帯電されながら現像ローラと潜像担持体と
の圧接部へ向けて供給される。この場合、現像ローラの
ローラ部を表面層と内層とこれら双方を接着する中間接
着層との三層で構成したので、表面層と内層とは中間接
着層の接着性により強く接着される。これにより、経時
的に表面層と内層との接着面にストレスが溜っても剥離
することがなくなり表面層の浮き上がりが防止され、さ
らに、表面層と他部材との接触により表面層が皺になる
こともない。

【００１６】請求項６記載の発明の画像形成装置は、潜
像担持体と、この潜像担持体の表面を一様に帯電する帯
電装置と、一様帯電後の潜像担持体を露光して静電潜像
を形成するイメージ露光装置と、潜像担持体に形成され
た静電潜像を現像する請求項５記載の現像装置と、潜像
担持体から記録媒体に現像像を転写する転写装置と、記
録媒体に転写された現像像を定着する定着装置と、を備
える。

【００１７】したがって、帯電装置による潜像担持体の
表面の一様帯電後にイメージ露光装置の露光により形成
された静電潜像は、現像装置により一成分トナーを用い
て現像される。この場合、現像装置に設けられた現像ロ
ーラのローラ部を表面層と内層とこれら双方を接着する
中間接着層との三層で構成したので、表面層と内層との
剥離は防止され、現像ローラと潜像担持体との接触や現
像ローラと現像ブレードとの接触により表面層が皺にな
ることもない。その結果、静電潜像の現像品質の向上が
図られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面に基
づいて説明する。本実施の形態は、画像形成装置として
複写機Ａへ適用した一例である。図１は、本実施の形態
の複写機Ａの内部構成を示す模式図である。図１に示す
ように、複写機Ａには、記録媒体としての転写紙Ｐを収
納する給紙装置ａと図示しない排紙部とを連絡する通紙
経路ｂが設けられ、この通紙経路ｂ中には定着装置ｃを
含む画像プロセス部ｄが設けられている。

【００１９】前記画像プロセス部ｄは、時計回りに回転
駆動される潜像担持体としてのドラム状の感光体ｅを主
体として構成される。この感光体ｅの周囲には、感光体
ｅを−７５０Ｖに一様帯電するローラ帯電方式の帯電装
置ｆ、露光位置ＥＸに光ビームを照射して−７５０Ｖの
帯電電位を−５０Ｖ程度にして静電潜像を形成するイメ
ージ露光装置ｇ、非磁性一成分トナーＴ（以下トナーＴ
とする）を用いる一成分現像方式の現像装置ｈ、転写装
置ｉ、クリーニング装置ｊが順に配設されている。

【００２０】ここで、現像装置ｈについて説明する。図
２は、複写機Ａの現像装置ｈ付近を主体に示す概略図で
ある。図２に示すように、前記現像装置ｈは、前記感光
体ｅの表面に所定の食い込み量をもって圧接する位置に
配置されて前記感光体ｅとは逆方向の反時計回りに回転
駆動される現像ローラ１と、この現像ローラ１に圧接す
る位置に配置されて前記現像ローラ１と同一方向の反時
計回りに回転駆動されてトナーＴを前記現像ローラ１の
表面上に補給する補給ローラ２と、前記現像ローラ１の
表面に所定の食い込み量をもって弾性的に当接する位置
に設けられた現像ブレード３とを現像容器４内に配設し
て構成されている。この場合、前記現像ローラ１と前記
補給ローラ２との線速比は１：１．５に設定されてお
り、前記補給ローラ２の方が線速を速く設定されてい
る。

【００２１】また、前記現像ローラ１には現像バイアス
電源５により適宜バイアス電位を印加し、前記補給ロー
ラ２と前記現像ブレード３とには補給現像バイアス電源
６により適宜バイアス電位を印加している。この場合、
前記現像バイアス電源５による帯電電位は−４００Ｖ
に、前記補給現像バイアス電源６による帯電電位は−６
５０Ｖに設定されている。

【００２２】次いで、現像ローラ１について説明する。
ここで、図３は現像ローラ１の断面図である。図３に示
すように、現像ローラ１は、ステンレス等の金属製の芯
金７と、この芯金７の外周部に設けられて、内層８と表
面層９と中間接着層１０とを有して三層構造とされるロ
ーラ部１１とで構成されている。以下三層を構成する内
層８と表面層９と中間接着層１０とについてそれぞれ説
明する。

【００２３】まず、内層８は、感光体ｅとの接触の際の
過度なトルクアップを防止するために必要な弾性を確保
する弾性層としての役割を果たす。このため、内層８
は、ゴム換算硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）４０°程度の弾性
を有する軟質な材料により形成されている。具体的な形
成材料としてはシリコンゴムやウレタンゴム等が挙げら
れる。本実施例では、シリコンゴムを形成材料としてい
る。なお、内層８の層厚は、４ｍｍ程度である。また、
内層８には、導電性を付与するためにカーボンブラック
が適宜含有され、例えば抵抗値が１０⁸ Ω・ｃｍとなる
ように設定されている。

【００２４】表面層９は、トナーＴの摩擦帯電を行ない
ながら感光体ｅへ向けて搬送する誘電層としての役割を
果たすために、トナーＴの帯電と離型性とに優れる材料
で形成されている。さらに、形成材料は、感光体ｅを油
等で汚染せず、かつ、抵抗等の電気特性のばらつきが少
ない材料であることも要求される。このため、表面層９
は、内層８と比較して弾性が比較的低いゴム換算硬度
（ＪＩＳ−Ａ硬度）６０°程度の硬質な材料で形成され
ている。具体的な形成材料としてはウレタン樹脂やシリ
コン樹脂やフッ素樹脂等が挙げられる。本実施例では、
ウレタン樹脂を形成材料としている。なお、表面層９
は、層厚１０μｍ程度で、コーティングによる薄層とさ
れている。また、表面層９の抵抗値は、例えば１０⁸ Ω
・ｃｍとなるように設定されている。

【００２５】中間接着層１０は、内層８と表面層９との
双方に接着性を保ち、内層８と表面層９との接着強度を
高めるために、内層８の形成材料と表面層９の形成材料
とを物理的に混合することにより形成されている。本実
施例では、シリコンゴムとウレタン樹脂との混合物を形
成材料としている。なお、中間接着層１０の層厚は、１
０μｍ程度である。また、中間接着層１０の抵抗値は、
例えば１０⁷ Ω・ｃｍとなるように設定されている。

【００２６】また、補給ローラ２は、金属芯の外周部に
ウレタン、シリコン等を素材とするスポンジ状の内層を
配し、内層の軟らかい表面を樹脂で覆うことにより形成
されている。

【００２７】このような構成において、転写紙Ｐに画像
を形成する過程を説明する。まず、帯電装置ｆによるロ
ーラ帯電方式の帯電によって感光体ｅが−７５０Ｖに一
様に帯電される。続いて、一様帯電された感光体ｅの露
光位置ＥＸにおいて、イメージ露光装置ｇから画像情報
に応じた光ビームが照射されて静電潜像が形成される。
つまり、光ビームの照射部分の帯電電位は−５０Ｖ程度
となり、光ビームを照射されない部分と照射部分とにお
いて電位差を生じることにより静電潜像は形成される。
次いで、感光体ｅに形成された静電潜像は現像装置ｈと
の接触部へと向かう。

【００２８】現像装置ｈにおいては、トナーＴが現像容
器４内で補給ローラ２により汲み上げられて、現像ロー
ラ１の表面に供給される。この場合、補給ローラ２が、
現像ローラ１に圧接されて食い込みながら現像ローラ１
と同方向に回転する。その際に現像ローラ１と補給ロー
ラ２とが線速差をもって擦れ合うことにより、トナーＴ
が負極に摩擦帯電される。さらに、トナーＴは、現像ロ
ーラ１と補給ローラ２とのバイアス電位差（２５０Ｖ）
によって、電位の低い現像ローラ１の表面上に吸着され
ながら擦り付けられて供給される。

【００２９】現像ローラ１に供給されたトナーＴは、現
像ローラ１の回転に伴い現像ブレード２を通過する際に
薄膜層状態にトナー層厚を規制されながら、感光体ｅと
の接触部へ向けて搬送される。この場合、トナーＴは現
像ローラ１と現像ブレード３との接触により負極に摩擦
帯電されるので、トナーＴの帯電量はさらに増加する。
加えて、現像ローラ１と現像ブレード３とのバイアス電
位差（２５０Ｖ）によって、トナーＴは電位の低い現像
ローラ１の表面上に吸着されながら搬送される。

【００３０】次いで、感光体ｅと現像ローラ１との接触
部において、感光体ｅの表面に形成された静電潜像と現
像ローラ１とのバイアス電位差（３５０Ｖ）によりトナ
ーＴが現像ローラ１から電位の低い静電潜像上に吸引さ
れるので、静電潜像は現像され顕像化される。

【００３１】ここに、本実施の形態において、現像ロー
ラ１のローラ部１１は内層（シリコンゴム）８と表面層
（ウレタン樹脂）９と中間接着層１０とからなる三層構
造で構成されている。この場合、内層（シリコンゴム）
８と表面層（ウレタン樹脂）９との双方に対して接着性
を有するようにするために、中間接着層１０はシリコン
ゴムとウレタン樹脂との混合物を材料としている。これ
により、たとえば内層８を接着性の悪いシリコンゴムで
形成したとしても、表面層９と内層８とが中間接着層１
０により強く接着され、経時的に表面層９と内層８との
接着面にストレスが溜ることによる表面層９の浮き上が
りが防止される。さらに、強い接着力により、現像ロー
ラ１と感光体ｅとの接触や現像ローラ１と現像ブレード
３との接触により表面層９が皺になることが防止され
る。その結果として、静電潜像の現像品質の向上が図ら
れることになる。

【００３２】その後、転写装置ｉにおいて、顕像化され
た感光体ｅ表面のトナー像が電位差により吸引され、そ
のトナー像が転写紙Ｐに転写される。また、クリーニン
グ装置ｊにおいては、転写過程後の感光体ｅに残留する
トナーＴが掻き落されてクリーニングされる。転写後、
転写紙Ｐに付着する未定着トナーが、通紙経路ｂ中の下
流側に配置される定着装置ｃにおいて、その加熱・加圧
作用により定着される。これにより、転写紙Ｐに画像が
形成される。

【００３３】なお、本実施の形態において、非磁性一成
分トナーを用いたが、これに限られるものではなく、磁
性一成分トナーを用いても何ら支障はない。

【００３４】また、本実施の形態において、ドラム状の
感光体を潜像担持体として用いたが、これに限られるも
のではなく、ベルト状の感光体を潜像担持体として用い
ても何ら支障はない。

【００３５】さらに、本実施の形態において、中間接着
層を内層の形成材料と表面層の形成材料とを物理的に混
合した材料により形成したが、これに限られるものでは
なく、少なくとも内層又は表面層のいずれか一方の形成
材料のみを含有させて中間接着層を形成しても良い。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明の現像ローラによれ
ば、現像ローラのローラ部を表面層と内層とこれら双方
を接着する中間接着層との三層で構成したので、表面層
と内層とは中間接着層の接着性により強く接着され、経
時的に表面層と内層との接着面に溜るストレスにより表
面層と内層とが剥離することはなくなり、かつ、表面層
と他部材との接触により表面層が皺になることもなくな
り、静電潜像の現像品質の向上を図ることができる。

【００３７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の現像ローラにおいて、中間接着層は少なくとも表面
層と内層とのいずれか一方の形成材料を含有するので、
表面層と内層とのいずれか一方が他の形成材料と接着性
の悪いものであっても同一の形成材料間では良好な接着
性が得られ、表面層と内層とを強く接着することができ
る。

【００３８】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の現像ローラにおいて、中間接着層は表面層と内層と
の両方の形成材料を含有するので、それぞれ同一の形成
材料間で良好な接着性が得られ、表面層と内層とを強く
接着することができる。

【００３９】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の現像ローラにおいて、表面層をウレタン樹脂により
形成し内層をシリコンゴムにより形成することで、中間
接着層をウレタン樹脂とシリコンゴムとの混合物により
形成したので、たとえ内層を接着性の悪いシリコンゴム
で形成しても、ウレタン樹脂同士と同様にシリコンゴム
同士で良好な接着性が得られ、表面層と内層とを強く接
着することができる。

【００４０】請求項５記載の発明の現像装置によれば、
摩擦帯電された一成分トナーをそのトナー層厚を現像ロ
ーラ表面に弾性的に当接した現像ブレードで規制しなが
ら現像ローラと潜像担持体との圧接部へ向けて供給する
場合において、現像ローラのローラ部を表面層と内層と
これら双方を接着する中間接着層との三層で構成したの
で、表面層と内層とは中間接着層の接着性により強く接
着され、経時的に表面層と内層との接着面に溜るストレ
スにより表面層と内層とが剥離することはなくなり、か
つ、表面層と他部材との接触により表面層が皺になるこ
ともなくなり、静電潜像の現像品質の向上を図ることが
できる。

【００４１】請求項６記載の発明の画像形成装置によれ
ば、帯電装置による潜像担持体の表面の一様帯電後にイ
メージ露光装置の露光により形成した静電潜像を現像装
置により一成分トナーを用いて現像する場合において、
現像装置に設けられた現像ローラのローラ部を表面層と
内層とこれら双方を接着する中間接着層との三層で構成
したので、表面層と内層とは中間接着層の接着性により
強く接着され、経時的に表面層と内層との接着面に溜る
ストレスにより表面層と内層とが剥離することはなくな
り、かつ、表面層と他部材との接触により表面層が皺に
なることもなくなり、静電潜像の現像品質の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の複写機の内部構成を示
す模式図である。

【図２】複写機の現像装置付近を主体に示す構成図であ
る。

【図３】現像ローラの断面図である。

【図４】従来の現像ローラの断面図である。

【符号の説明】

１ 現像ローラ ３ 現像ブレード ７ 芯金 ８ 内層 ９ 表面層 １０ 中間接着層 １１ ローラ部 Ｐ 記録媒体 Ｔ 一成分トナー ｃ 定着装置 ｅ 潜像担持体 ｆ 帯電装置 ｇ イメージ露光装置 ｈ 現像装置 ｉ 転写装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯金の外周部に導電性を有する弾性的に
   変形可能なローラ部を備えた現像ローラにおいて、 前記ローラ部を誘電層としての表面層と、弾性層として
   の内層と、これら表面層と内層とを接着する中間接着層
   とにより構成し、前記中間接着層は前記表面層と前記内
   層との双方に対して接着性を有する材料により形成され
   ることを特徴とする現像ローラ。
2. 【請求項２】 中間接着層は、少なくとも表面層と内層
   とのいずれか一方の形成材料を含有することを特徴とす
   る請求項１記載の現像ローラ。
3. 【請求項３】 中間接着層は、表面層と内層との両方の
   形成材料を含有することを特徴とする請求項１記載の現
   像ローラ。
4. 【請求項４】 表面層をウレタン樹脂により形成し、内
   層をシリコンゴムにより形成したことを特徴とする請求
   項３記載の現像ローラ。
5. 【請求項５】 静電潜像を形成する潜像担持体に圧接す
   る位置に配置される請求項１ないし４のいずれか一記載
   の現像ローラと、 この現像ローラと前記潜像担持体との圧接部より回転方
   向上流位置で前記現像ローラ表面に弾性的に当接して、
   一成分トナーを摩擦帯電しながらトナー層厚を規制する
   現像ブレードと、を備えることを特徴とする現像装置。
6. 【請求項６】 潜像担持体と、 この潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電装置と、 一様帯電後の前記潜像担持体を露光して静電潜像を形成
   するイメージ露光装置と、 前記潜像担持体に形成された静電潜像を現像する請求項
   ５記載の現像装置と、 前記潜像担持体から記録媒体に現像像を転写する転写装
   置と、 前記記録媒体に転写された前記現像像を定着する定着装
   置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。