現像剤供給ロール、現像装置および画像形成装置
【課題】現像ロールへの現像剤の供給性能および現像ロールからの現像剤の剥製性能の両者が安定した現像剤供給ロールを実現する。
【解決手段】導電性基材１３ａと、その表面に塗布された接着剤１３ｃと、当該接着剤１３ｃに静電植毛された複数のブラシ毛１３ｄとを備えた現像剤供給ロールにおいて、ブラシ毛１３ｄの電気抵抗率は接着剤１３ｃの電気抵抗率よりも低く、一部のブラシ毛１３ｄが導電性基材１３ａと非接触であり、全てのブラシ毛１３ｄの先端部と短絡するような導電性部材を設けたときに当該導電性部材と導電性基材１３ａとの間の電気抵抗値Ｒが、１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ を満たす。ただし、Ｒ０は、上記ブラシ毛の単位長さ当りの電気抵抗値をｒ、上記ブラシ毛の長さをＬ、上記ブラシ部のブラシ毛の本数をＭとしたとき、Ｒ０＝ｒ×Ｌ／Ｍ で示される。
【解決手段】導電性基材１３ａと、その表面に塗布された接着剤１３ｃと、当該接着剤１３ｃに静電植毛された複数のブラシ毛１３ｄとを備えた現像剤供給ロールにおいて、ブラシ毛１３ｄの電気抵抗率は接着剤１３ｃの電気抵抗率よりも低く、一部のブラシ毛１３ｄが導電性基材１３ａと非接触であり、全てのブラシ毛１３ｄの先端部と短絡するような導電性部材を設けたときに当該導電性部材と導電性基材１３ａとの間の電気抵抗値Ｒが、１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ を満たす。ただし、Ｒ０は、上記ブラシ毛の単位長さ当りの電気抵抗値をｒ、上記ブラシ毛の長さをＬ、上記ブラシ部のブラシ毛の本数をＭとしたとき、Ｒ０＝ｒ×Ｌ／Ｍ で示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体上の静電潜像を、トナーを有する現像剤を用いて現像するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置における現像装置の現像ロールに現像剤を供給する現像剤供給ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンター、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を採用する画像形成装置の現像装置として、例えば、特許文献１に開示された現像装置がある。
【０００３】
この特許文献１に開示された現像装置１００には、図７に示すように、現像剤容器１０１内に貯留される非磁性一成分系トナー等の現像剤を現像ロール１０３まで供給する現像剤供給ロール１０４が設けられている。特許文献１に開示された現像剤供給ロール１０４は、芯金１１１の周囲に植毛部１１２が形成されてなっている。上記植毛部１１２には径方向に延びるようにファイバが植毛され、ファイバ間の間隙で現像剤を搬送する。
【０００４】
また、現像剤供給ロール１０４の芯材およびファイバが導電性または半導電性であるため、現像ロール１０３との間に安定した電界を形成することができ、現像剤の移行量を安定化させることができる。
【０００５】
この結果、植毛部１１２では、従来の導電性スポンジ層よりも容易かつ安価に製造することができ、長寿命化を図ることができると共に、現像剤の帯電量を安定に保ちながら現像ロール１０３に安定に現像剤を供給することができる等の効果があるとしている。
【特許文献１】特開平１０−１２３８２１号公報（平成１０年５月１５日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、現像剤供給ロールから現像ロールへの現像剤の安定した供給、ならびに、現像剤の帯電量の安定化を実現することができる。しかしながら、現像剤供給ロールに要求される性能は、現像ロールへの安定した現像剤の供給だけではない。現像ロールは、現像剤供給ロールから供給された現像剤の全てを感光体ドラムに付着させるわけではなく、画像に応じた量だけ感光体ドラムに付着させる。そのため、現像ロール上において、現像に使用されなかった現像剤（以下、残現像剤という）は再び供給ロールの位置まで到達する。このとき、供給ロールは、このような残現像剤を現像ロールから剥離させ一旦回収する必要がある。そうでなければ、残現像剤が現像ロールに残った状態となり、それに加えて現像剤供給ロールが現像剤を現像ロールに供給してしまうため、現像ロール上の現像剤の量が不安定となる。
【０００７】
上記特許文献１には、現像剤供給ロールによる現像ロールからの残現像剤の剥離性能について考慮されていない。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像ロールへの現像剤の供給性能および現像ロールからの現像剤の剥製性能の両者が安定した現像剤供給ロールを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る現像剤供給ロールは、上記課題を解決するために、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ロールに対して現像剤を供給する現像剤供給ロールであって、導電性を有し、現像剤を現像ロールへ供給するための現像剤供給用電圧が印加される導電性基材と、上記導電性基材の表面に塗布された接着剤と、上記接着剤に静電植毛された複数のブラシ毛からなるブラシ部とを備え、上記ブラシ毛の電気抵抗率は上記接着剤の電気抵抗率よりも低く、上記ブラシ部の中の一部のブラシ毛が上記導電性基材と非接触であり、上記ブラシ部の全てのブラシ毛の先端部と短絡するような導電性部材を設けたときに当該導電性部材と上記導電性基材との間の電気抵抗値Ｒが以下の式（１）を満たすことを特徴とする。
１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ ・・・ （１）
ただし、Ｒ０は、上記ブラシ毛の単位長さ当りの電気抵抗値をｒ、上記ブラシ毛の長さをＬ、上記ブラシ部のブラシ毛の本数をＭとしたとき、Ｒ０＝ｒ×Ｌ／Ｍ で示される。
【００１０】
全てのブラシ毛が導電性基材と接触している場合、ＲはＲ０と同じになる。しかしながら、上記の構成によれば、ブラシ毛の電気抵抗率が接着剤の電気抵抗率よりも低く、ブラシ部の中の一部のブラシ毛が導電性基材と非接触であるために、ＲはＲ０よりも大きくなっている。
【００１１】
ここで、導電性基材に現像剤供給用電圧が印加されると、当該導電性基材に接触しているブラシ毛にも、当該現像剤供給用電圧が印加されることとなる。その結果、導電性基材と接触しているブラシ毛は、現像剤を現像ロールに供給する性能が高くなる。一方、導電性基材と非接触のブラシ毛は、導電性基材との導通が弱いために、現像剤供給用電圧が印加されにくくなる。その結果、導電性基材と非接触のブラシ毛は、現像に使用されなかった現像ロール上の残現像剤を当該現像ロールから剥離する性能が高くなる。
【００１２】
そして、上記の構成によれば、Ｒは、１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ を満たす。ここで、Ｒ／Ｒ０は、導電性基材と非接触のブラシ毛の量の割合と関係する値である。Ｒ／Ｒ０が１０以上であれば、導電性基材と非接触のブラシ毛の量が、現像ロール上の残現像剤を当該現像ロールから剥離するのに十分な量となることが確認できている。また、Ｒ／Ｒ０が１０１０以下であれば、導電性基材と接触するブラシ毛の量が、現像剤を現像ロールに供給するのに十分な量となることが確認できている。
【００１３】
このように、上記の構成によれば、供給性能の良い、導電性基材と接触しているブラシ毛と、剥離性能の良い、導電性基材と非接触のブラシ毛との両方を合わせもつ。これにより、現像ロールへの現像剤の供給性能および現像ロールからの現像剤の剥製性能の両者が安定した現像剤供給ロールを実現することができる。
【００１４】
さらに、上記接着剤の厚みは、１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。これにより、上記式（１）を満たすブラシ部を容易に作製することができる。
【００１５】
さらに、上記ブラシ毛は、１０６（Ω／ｃｍ・フィラメント）以上１０１２（Ω／ｃｍ・フィラメント）以下であることが好ましい。これにより、現像剤の帯電量を安定化することができる。
【００１６】
さらに、上記接着剤の抵抗率は１０６Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。これにより、Ｒが１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ を容易に満たすことができる。
【００１７】
また、本発明の現像装置は、上記の現像剤供給ロールと、当該現像剤供給ロールから供給された現像剤を用いて、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像ロールとを備えることを特徴とする。
【００１８】
これにより、現像剤供給ロールによる、現像ロールへの現像剤の供給性能および現像ロールからの現像剤の剥製性能の両者が安定した現像装置を実現できる。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置は、上記の現像装置を備えたことを特徴とする。
【００２０】
これにより、現像ロール上の現像剤の量が安定するため、良好な画像を形成することができる画像形成装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る現像剤供給ロールは、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ロールに対して現像剤を供給する現像剤供給ロールであって、導電性を有し、現像剤を現像ロールへ供給するための現像剤供給用電圧が印加される導電性基材と、上記導電性基材の表面に塗布された接着剤と、上記接着剤に静電植毛された複数のブラシ毛からなるブラシ部とを備え、上記ブラシ毛の電気抵抗率は上記接着剤の電気抵抗率よりも低く、上記ブラシ部の中の一部のブラシ毛が上記導電性基材と非接触であり、上記ブラシ部の全てのブラシ毛の先端部と短絡するような導電性部材を設けたときに当該導電性部材と上記導電性基材との間の電気抵抗値Ｒが以下の式（１）を満たす。
１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ ・・・ （１）
ただし、Ｒ０は、上記ブラシ毛の単位長さ当りの電気抵抗値をｒ、上記ブラシ毛の長さをＬ、上記ブラシ部のブラシ毛の本数をＭとしたとき、Ｒ０＝ｒ×Ｌ／Ｍ で示される。
【００２２】
これにより、現像ロールへの現像剤の供給性能および現像ロールからの現像剤の剥製性能の両者が安定した現像剤供給ロールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の一実施形態について図１ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２４】
（画像形成装置の構成）
図２は、本実施の形態の現像装置を備えた画像形成装置における画像形成部の構造を模式的に示す正面図である。
【００２５】
尚、画像形成装置は、画像形成装置が備えるスキャナにて読み込まれたデータや、画像形成装置に接続された外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置）からのデータを画像として出力するものである。
【００２６】
図２に示すように、画像形成部３０は、感光体ドラム１と、帯電ブラシ２と、露光装置３と、現像装置１０と、転写ブラシ４と、搬送ベルト５と、クリーニング装置２０と、図示しない除電手段とを備えており、感光体ドラム１の周囲に、回転方向に沿って、帯電ブラシ２、露光装置３、現像装置１０、転写ブラシ４及び搬送ベルト５、クリーニング装置２０、及び除電手段をこの順序で配置した構成となっている。
【００２７】
感光体ドラム１は、画像形成装置における本発明の静電潜像担持体及び現像剤担持体となるものであり、円柱形状を有している。
【００２８】
帯電ブラシ２は、感光体ドラム１と物理的に接触して、感光体ドラム１の表面を一様に所定の電位まで帯電させるためのものである。帯電ブラシ２は、感光体ドラム１と互いの回転軸を平行にして隣接対向して設置されている。
【００２９】
露光装置３は、帯電ブラシ２によって帯電された感光体ドラム１の表面を、例えばパーソナルコンピュータ等の画像処理装置からのデータに基づき、レーザ光等により露光して、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成させるためのものである。露光装置３として、例えば半導体レーザや発光ダイオードを用いることができる。
【００３０】
現像装置１０は、感光体ドラム１の表面に現像剤を供給し、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像を現像剤像として顕像化するつまり現像するためのものである。この現像装置１０については、後で詳述する。
【００３１】
搬送ベルト５は、感光体ドラム１の表面に現像剤像が形成された後に、ＰＰＣ（Plain Paper Copy）用紙等の記録媒体６を感光体ドラム１に運搬するためのものである。
【００３２】
転写ブラシ４は、感光体ドラム１の表面の現像剤像を、記録媒体６に転写するためのものである。転写ブラシ４は、板金に、板金と接する面を底面とした見かけ上直方体のブラシ体を貼り付けた固定型ブラシである。転写ブラシ４は、例えば、パイル織り生地からなり、板金の上にブラシ毛を板金の面方向に垂直な方向に起毛したものである。転写ブラシ４は、板金の面方向と記録媒体６の面方向とを平行にして、搬送ベルト５を間に挟んで感光体ドラム１と隣接対向するように設置されている。
【００３３】
クリーニング装置２０は、クリーニングブラシ２１と、固体潤滑剤供給装置２２と、クリーニングブレード２３とを備えており、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤や紙粉等を除去するためのものである。
【００３４】
クリーニングブラシ２１は、感光体ドラム１と物理的に接触して、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤や紙粉等を除去するためのものである。また、クリーニングブラシ２１は、例えば、固体潤滑剤塗布ブラシとしての機能を兼ねており、固体潤滑剤供給装置２２から供給される固体潤滑剤を、感光体ドラム１の表面に塗布するためのものである。クリーニングブラシ２１は、円柱形状の基材にブラシ毛を起毛したロール型ブラシであり、感光体ドラム１の回転軸方向と円柱形状の基材の軸方向とを互いに平行にして、感光体ドラム１に隣接対向するように設置されている。
【００３５】
クリーニングブレード２３は、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤や紙粉等を物理的に掻き落とすためのものである。クリーニングブレード２３は、感光体ドラム１の回転方向に沿って、クリーニングブラシ２１の後側に備えられ、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤や紙粉等を均一に除去するために、感光体ドラム１の法線方向に対して鋭角に摺接している。
【００３６】
固体潤滑剤供給装置２２は、クリーニングブラシ２１及びクリーニングブレード２３によるクリーニング効率を高くするためのものである。固体潤滑剤供給装置２２は、固体潤滑剤を、クリーニングブラシ２１を介して、感光体ドラム１の表面に塗布する。また、固体潤滑剤供給装置２２は、クリーニングブラシ２１に固体潤滑剤が均一に塗布されるように、クリーニングブラシ２１のシャフトの軸方向に広がった略四角柱の形状を有している。固体潤滑剤供給装置２２は、クリーニングブラシ２１の表面全体に固体潤滑剤が行き渡るように、クリーニングブラシ２１と隣接対向して設置されている。使用する固体潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
【００３７】
除電手段は、感光体ドラム１の表面を除電するためのものである。除電手段としては、例えば除電ブラシ等が挙げられる。
【００３８】
上記構成の画像形成装置において、画像を形成する動作を、図２に基づいて説明すると、以下の通りである。
【００３９】
感光体ドラム１の表面は、帯電ブラシ２と接触することにより、均一に帯電する。表面が帯電された感光体ドラム１は、露光装置３によって、データに基づき露光され、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。そして、現像装置１０の現像ロール１２により、感光体ドラム１の表面に現像剤が供給され、感光体ドラム１の表面の静電潜像が、現像されて顕像化される。続いて、搬送ベルト５によって記録媒体６が感光体ドラム１へ運搬され、転写ブラシ４によって、感光体ドラム１の表面の現像剤像が、記録媒体６に転写される。転写後の感光体ドラム１は、固体潤滑剤が表面に塗布されたクリーニングブラシ２１によって、表面に固体潤滑剤が塗布され、残留した現像剤や紙粉等が、クリーニングブラシ２１及びクリーニングブレード２３によって除去される。最後に図示しない除電手段により、感光体ドラム１の表面が除電される。このようなサイクルで画像形成は行われる。
【００４０】
（現像装置の構成）
次に、本実施の形態の現像装置１０の詳細について、図３に基づいて以下に説明する。
【００４１】
まず、本実施の形態の現像装置１０では、例えば非磁性１成分トナーからなる現像剤が使用されており、いわゆる非磁性１成分現像方式を採用している。この現像方式は、磁性１成分トナーに対して透明性の高い非磁性１成分トナーが使用できるのでフルカラーの現像に適していると共に、現像ロール１２に磁石を用いない点で画像形成装置の小型軽量化に対して非常に有利である。特に、近年開発が盛んになっている小型のパーソナル用複写機、プリンタ、及び普通紙ファックス、並びにフルカラー複写機、フルカラープリンタに対してはこの現像方法を用いる例が多くなってきている。尚、本説明では、現像剤は、非磁性１成分トナーからなっているが、本発明では、必ずしもこれに限らず、例えば、磁性１成分トナーであってもよい。
【００４２】
図３に示すように、現像装置１０は、現像剤容器１１内に、現像ロール１２と現像剤供給ロール１３と現像剤規制ブレード１４とを備えており、感光体ドラム１の表面に現像剤Ｔを供給し、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像を現像剤像として顕像化するつまり現像する。
【００４３】
上記現像ロール１２は、感光体ドラム１と物理的に接触して、現像剤供給ロール１３から供給される現像剤Ｔを感光体ドラム１の表面に供給するためのものである。現像ロール１２は、円柱形状を有しており、感光体ドラム１と互いの回転軸を平行にして隣接対向するように設置されている。
【００４４】
上記現像剤供給ロール１３は、現像ロール１２と物理的に接触して、現像ロール１２に現像剤Ｔを供給するためのものであり、現像剤Ｔを保持すると共に、現像剤Ｔを現像ロール１２の表面に供給する。現像剤供給ロール１３は、例えば、少なくとも表面が高い導電性を有する円柱形状の導電性基材１３ａと、当該導電性基材１３ａの表面に植毛されてブラシ毛群からなるブラシ部１３ｂとから構成されるロール型ブラシである。現像剤供給ロール１３は、現像ロール１２の回転軸方向と円柱形状の導電性基材１３ａの軸方向とを互いに平行にして、現像ロール１２に隣接対向するように設置されている。
【００４５】
現像剤供給ロール１３には、現像剤Ｔを現像ロール１２に付着させるような電界を現像ロール１２との間で形成するように、電源１７により電圧（以下、現像剤供給用電圧という）が印加される。例えば、現像剤Ｔが負帯電しており、現像ロール１２に−２５０Ｖの電圧が印加されている場合、現像剤供給ロール１３には−３５０Ｖの現像剤供給用電圧が印加される。これにより、負に帯電している現像剤Ｔは現像剤供給ロール１３から現像ロール１２に供給されることとなる。
【００４６】
上記現像剤規制ブレード１４は、現像ロール１２に当接して現像ロール１２上に供給された現像剤Ｔの均一薄層を形成する。
【００４７】
上記構成の現像装置１０では、送り羽根１６によって現像ロール１２近傍に送り込まれた現像剤Ｔは、現像剤供給ロール１３で現像ロール１２に塗布され、現像剤規制ブレード１４で薄層化された後に、感光体ドラム１との接触部分で感光体ドラム１の潜像の現像に用いられる。そして、現像残りの現像剤（残現像剤）Ｔは再度現像装置１０内に戻り、現像剤供給ロール１３によって現像ロール１２から剥離されて現像装置１０内の現像剤Ｔと混合される。
【００４８】
（現像剤供給ロールの構成）
次に、本実施の形態の特徴である現像剤供給ロール１３について、図１、図３および図４に基づいて以下に説明する。
【００４９】
本実施の形態の現像剤供給ブラシ１２は、図４に示すように、芯材となるアルミ管等の、少なくとも表面が高い導電性を有する導電性基材１３ａと、当該導電性基材１３の表面に塗布された接着剤１３ｃと、この接着剤１３ｃに静電植毛されたブラシ毛１３ｄ群で構成されるブラシ部１３ｂとからなっている。そして、図３に示されるように、上記の現像剤供給用電圧は、導電性基材１３ａに印加される。
【００５０】
尚、静電植毛の方法としては、例えば特許文献１に記載の方法など従来知られた方法を用いればよい。
【００５１】
本実施の形態の現像剤供給ロール１３では、ブラシ毛１３ｄを接着剤１３ｃに静電植毛させる際に、一部のブラシ毛１３ｄについては、その一端が導電性基材１３ａに到達させないようにしている。図１は、現像剤供給ロール１３の表面部分の拡大図である。図１の一点鎖線Ｂで囲んだ箇所に示されるように、ブラシ毛１３ｄの一部については、その一端が導電性基材１３ａに到達して当該導電性基材１３ａと接触することで、導電性基材１３ａと電気的に直接接続している。一方、図１の破線Ａで囲んだ箇所に示されるように、残りのブラシ毛１３ｄについては、導電性基材１３ａに接触しておらず、接着剤１３ｃを介して導電性基材１３ａと電気的に接続している。
【００５２】
本実施の形態の現像剤供給ロール１３では、ブラシ毛１３ｄの抵抗率が接着剤１３ｃの抵抗率よりも低くなるように、ブラシ毛１３ｄおよび接着剤１３ｃの材料を選定している。そのため、導電性基材１３ａと接触しているブラシ毛１３ｄは当該導電性基材１３ａと導通することとなるが、導電性基材１３ａと非接触のブラシ毛１３ｄは当該導電性基材１３ａとの導通性が弱くなる。なお、接着剤１３ｃの抵抗率は１０６Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
【００５３】
上述したように現像剤供給用電圧は導電性基材１３ａに印加される。そのため、導電性基材１３ａと接触しているブラシ毛１３ｄにも、当該現像剤供給用電圧が印加されることとなる。その結果、導電性基材１３ａと接触しているブラシ毛１３ｄは、現像剤Ｔを現像ロール１２に供給する性能（供給性能）が優れている。一方、導電性基材１３ａと非接触のブラシ毛１３ｄは、導電性基材１３ａとの導通が弱いために、現像剤供給用電圧が印加されにくくなる。その結果、残現像剤を現像ロール１２から剥離する性能（剥離性能）が優れている。
【００５４】
このように、本実施の形態の現像剤供給ロール１３は、供給性能の良い、導電性基材１３ａと接触しているブラシ毛１３ｄと、剥離性能の良い、導電性基材１３ａと非接触のブラシ毛１３ｄとの両方を合わせもつ。これにより、良好な供給性能および剥離性能の両方を実現することができる。
【００５５】
なお、導電性基材１３ａまで到達しないブラシ毛１３ｄの量の割合は、接着剤１３ｃの厚みを変更することで制御できる。
【００５６】
また、導電性基材１３ａまで到達していないブラシ毛１３ｄの割合は、導電性基材１３ａとブラシ部１３ｂの表面全体（つまり、全ブラシ毛１３ｄの先端部全体）との間の電気抵抗値により示すことができる。すなわち、全てのブラシ毛１３ｄが導電性基材と接触している場合、導電性基材１３ａとブラシ部１３ｂの表面全体との間の電気抵抗値Ｒ０（Ω）は、ブラシ毛１３ｄの１フィラメントの単位長さ（１ｃｍ）当りの抵抗値をｒ（Ω／ｃｍ・フィラメント）、ブラシ毛１３ｄの長さをＬ（ｃｍ）、全ブラシ毛１３ｄの本数をＭとしたとき、Ｒ０＝ｒ×Ｌ／Ｍ で表される。一方、一部のブラシ毛１３ｄが導電性基材１３ａと非接触の場合、導電性基材１３ａとブラシ部１３ｂの表面全体との間の電気抵抗値Ｒは、Ｒ０よりも大きくなる。ここで、Ｒ／Ｒ０は、導電性基材１３ａと非接触のブラシ毛１３ｄの割合に依存する値である。そのため、Ｒ／Ｒ０を求めることで、導電性基材１３ａまで到達していないブラシ毛１３ｄの割合を量ることができる。
【００５７】
導電性基材１３ａとブラシ部１３ｂの表面全体との間の電気抵抗値は、円筒状に曲げた導電性部材である金属板（例えば銅板）を全てのブラシ毛１３ｄの先端部と短絡させ、当該金属板と導電性基材との間の抵抗値を測定することで求めることができる。
【００５８】
なお、静電植毛では、導電性基材１３ａの表面の全ての領域において、同じ状態で植毛される。そのため、ブラシ部１３ｂの一部の領域の表面と導電性基材１３ａとの間の抵抗値Ｒ’と、当該領域に含まれるブラシ毛１３ｄの本数Ｍ’から計算されるＲ０’＝ｒ×Ｌ／Ｍ’ との比であるＲ’／Ｒ０’は、Ｒ／Ｒ０と等しくなる。よって、ブラシ部１３ｂの一部の領域の表面と導電性基材１３ａとの間の抵抗値Ｒ’を測定することで、Ｒ／Ｒ０を求めてもよい。
【００５９】
本実施の形態の現像剤供給ロール１３は、Ｒ／Ｒ０の値が１０〜１０１０ であることが好ましい。これにより、良好な供給性能および剥離性能を両立させることができる。
【００６０】
また、導電性基材１３ａと接触しているブラシ毛１３ｄの現像剤の供給性能ならびに現像剤の荷電安定性をより良くするために、ブラシ毛１３ａの１フィラメントの単位長さ（１ｃｍ）当りの抵抗値は、１０６ 〜１０１２（Ω／ｃｍ・フィラメント）であることが好ましい。
【００６１】
また、ブラシ毛の長さは、０．３〜３．５ｍｍが好ましい。
【００６２】
接着剤１３ｃの材質としては、酢酸ビニル、塩化ビニル、酢酸ビニル塩化ビニル共重合、酢酸ビニルアクリル共重合、エチレン酢酸ビニル、合成ゴム、天然ゴム、ウレタン、メラミン、尿素、アルキド、フェノール、エポキシなどを用いることができる。
【実施例】
【００６３】
本実施の形態の現像剤供給ロール１３を用いた場合における供給性能と剥離性能を確認するために、導電性基材１３ａまで到達していないブラシ毛１３ｄの量の割合と関係するパラメータである上記Ｒ／Ｒ０について各種の実験を行った。
【００６４】
このパラメータを評価するに際しての実験方法については以下のようにして行った。
【００６５】
まず、供給性能については、ベタ印字後（現像後の残現像剤が無く、現像剤供給ロール１３が現像剤Ｔの供給のみを行う状態）での、現像ロール１２上における、単位面積当りの現像剤Ｔの付着量により評価した。この付着量は、現像剤供給ロール１３から現像ロール１２への供給量を示している。この供給量が小さいということは、供給性能が悪いことになる。
【００６６】
次に、剥離性能については、図５（ａ）に示すように、白地印字後（現像後の残現像剤が多く、現像剤供給ロール１３が現像剤Ｔの剥離及び供給の双方を行う必要が有る状態）と、図５（ｂ）に示すように、ベタ印字後（現像後の残現像剤が無く、現像剤供給ロール１３が現像剤Ｔの供給のみを行う状態）とでの現像ロール１２上における現像剤Ｔの付着量の差により評価した。この場合、現像ロール１２上における現像剤Ｔの付着量の差が小さいということは、剥離性能が高いということになる。
【００６７】
また、評価条件は、使用トナーとして非磁性１成分トナーであるポリエステル系／負帯電トナーを使用し、印加電圧は、現像ロール１２が−２５０Ｖ、現像剤供給ロール１３が−３５０Ｖとした。
【００６８】
実験を行った現像剤供給ロール１３では、ブラシ毛１３ｄとして、繊度６．６デシテックス（Ｔ）、長さ１．５ｍｍ、単位長さ当りの抵抗値１０７．５（Ω／ｃｍ・フィラメント）（抵抗率１０３．５Ω・ｃｍ）の導電性ナイロンを材料とするものを用いた。
【００６９】
また、接着剤１３ｃとして抵抗率１０８Ω・ｃｍのものを用いた。さらに、接着剤１３ｃの厚みを、５０μｍから５００μｍまで変化させることで、上記のＲ／Ｒ０が異なる現像剤供給ロールを作製し、上記供給性能および剥離性能を評価した。
【００７０】
図６は、パラメータＲ／Ｒ０を変化させたときの、現像剤供給ロール１３による現像ロール１２への現像剤の供給量ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｃｍ２）と、現像剤供給ロール１３による現像ロール１２からの現像剤の剥離量を表す、白地印刷後とベタ印刷後の付着量の差Δｍ／Ｓ（ｍｇ／ｃｍ２）を示すグラフである。
【００７１】
図６に示されるように、Ｒ／Ｒ０が１０未満である場合、つまり、ブラシ毛１３ｄのほとんどが導電性基材１３ａと接触している場合、供給性能については問題ないが、現像ロール１２からの残現像剤の剥離量が小さく剥離性能が悪いことが確認された。これは、ほとんどのブラシ毛１３ｄに現像剤供給用電圧が印加されるため、残現像剤がブラシ毛に付着しにくいからである。Ｒ／Ｒ０が１０以上である場合、導電性基材１３ａと非接触のブラシ毛１３ｄの割合が増え、当該ブラシ毛１３ｄにより残現像剤を剥離することができ、高い剥離性能を有することが確認できた。
【００７２】
また、Ｒ／Ｒ０が１０１０より大きい場合、つまり、ブラシ毛１３ｄのほとんどが導電性基材１３ａと非接触である場合、剥離性能については問題ないが、現像ロール１２への現像剤の供給量が低下し供給性能が悪いことが確認された。これは、ほとんどのブラシ毛１３ｄに対して現像剤供給用電圧を十分に印加することができず、ブラシ部１３ｂと現像ロール１２との間で、現像剤を現像ロール１２に供給するために必要な電位差が生じないためである。Ｒ／Ｒ０が１０１０以下である場合、導電性基材１３ａと接触するブラシ毛１３ｄの割合が増え、当該ブラシ毛１３ｄにより現像剤を現像ロール１２に十分に供給することができ、安定した供給性能を実現できることが確認できた。
【００７３】
図６に示す結果から、Ｒ／Ｒ０は、１０以上１０１０以下であることが好ましいことが確認できた。また、Ｒ／Ｒ０を１０以上１０１０以下の範囲にするためには、接着剤１３ｃの厚みは、１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００７４】
なお、上記の実施例では、単位長さ当りの抵抗値１０７．５（Ω／ｃｍ・フィラメント）のブラシ毛１３ｄを用いた現像剤供給ロール１３について説明したが、単位長さ当りの抵抗値１０６（Ω／ｃｍ・フィラメント）以上１０１２（Ω／ｃｍ・フィラメント）以下の範囲のブラシ毛１３ｄであっても、Ｒ／Ｒ０が１０以上１０１０以下の範囲において、良好な供給性能と剥離性能とを実現できる。
【００７５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の現像剤供給ロール、現像装置、及び画像形成装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明における現像剤供給ロールの実施の一形態を示すものであり、その表面部分の構成を示す断面図である。
【図２】上記現像剤供給ロールを備えた画像形成装置の画像形成部を示す全体構成図である。
【図３】上記現像剤供給ロールを備えた現像装置の構成を示す断面図である。
【図４】上記現像剤供給ロールの構成を示す断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、現像剤供給ロールにおける実験条件の具体的評価方法を示す断面図である。
【図６】現像剤供給ロールによる現像剤の供給性能および剥離性能の実験結果を示すグラフである。
【図７】従来の現像装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
１０ 現像装置
１２ 現像ロール
１３ 現像剤供給ロール
１３ａ 導電性基材
１３ｂ ブラシ部
１３ｃ 接着剤
１３ｄ ブラシ毛
Ｔ 現像剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体上の静電潜像を、トナーを有する現像剤を用いて現像するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置における現像装置の現像ロールに現像剤を供給する現像剤供給ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンター、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を採用する画像形成装置の現像装置として、例えば、特許文献１に開示された現像装置がある。
【０００３】
この特許文献１に開示された現像装置１００には、図７に示すように、現像剤容器１０１内に貯留される非磁性一成分系トナー等の現像剤を現像ロール１０３まで供給する現像剤供給ロール１０４が設けられている。特許文献１に開示された現像剤供給ロール１０４は、芯金１１１の周囲に植毛部１１２が形成されてなっている。上記植毛部１１２には径方向に延びるようにファイバが植毛され、ファイバ間の間隙で現像剤を搬送する。
【０００４】
また、現像剤供給ロール１０４の芯材およびファイバが導電性または半導電性であるため、現像ロール１０３との間に安定した電界を形成することができ、現像剤の移行量を安定化させることができる。
【０００５】
この結果、植毛部１１２では、従来の導電性スポンジ層よりも容易かつ安価に製造することができ、長寿命化を図ることができると共に、現像剤の帯電量を安定に保ちながら現像ロール１０３に安定に現像剤を供給することができる等の効果があるとしている。
【特許文献１】特開平１０−１２３８２１号公報（平成１０年５月１５日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、現像剤供給ロールから現像ロールへの現像剤の安定した供給、ならびに、現像剤の帯電量の安定化を実現することができる。しかしながら、現像剤供給ロールに要求される性能は、現像ロールへの安定した現像剤の供給だけではない。現像ロールは、現像剤供給ロールから供給された現像剤の全てを感光体ドラムに付着させるわけではなく、画像に応じた量だけ感光体ドラムに付着させる。そのため、現像ロール上において、現像に使用されなかった現像剤（以下、残現像剤という）は再び供給ロールの位置まで到達する。このとき、供給ロールは、このような残現像剤を現像ロールから剥離させ一旦回収する必要がある。そうでなければ、残現像剤が現像ロールに残った状態となり、それに加えて現像剤供給ロールが現像剤を現像ロールに供給してしまうため、現像ロール上の現像剤の量が不安定となる。
【０００７】
上記特許文献１には、現像剤供給ロールによる現像ロールからの残現像剤の剥離性能について考慮されていない。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像ロールへの現像剤の供給性能および現像ロールからの現像剤の剥製性能の両者が安定した現像剤供給ロールを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る現像剤供給ロールは、上記課題を解決するために、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ロールに対して現像剤を供給する現像剤供給ロールであって、導電性を有し、現像剤を現像ロールへ供給するための現像剤供給用電圧が印加される導電性基材と、上記導電性基材の表面に塗布された接着剤と、上記接着剤に静電植毛された複数のブラシ毛からなるブラシ部とを備え、上記ブラシ毛の電気抵抗率は上記接着剤の電気抵抗率よりも低く、上記ブラシ部の中の一部のブラシ毛が上記導電性基材と非接触であり、上記ブラシ部の全てのブラシ毛の先端部と短絡するような導電性部材を設けたときに当該導電性部材と上記導電性基材との間の電気抵抗値Ｒが以下の式（１）を満たすことを特徴とする。
１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ ・・・ （１）
ただし、Ｒ０は、上記ブラシ毛の単位長さ当りの電気抵抗値をｒ、上記ブラシ毛の長さをＬ、上記ブラシ部のブラシ毛の本数をＭとしたとき、Ｒ０＝ｒ×Ｌ／Ｍ で示される。
【００１０】
全てのブラシ毛が導電性基材と接触している場合、ＲはＲ０と同じになる。しかしながら、上記の構成によれば、ブラシ毛の電気抵抗率が接着剤の電気抵抗率よりも低く、ブラシ部の中の一部のブラシ毛が導電性基材と非接触であるために、ＲはＲ０よりも大きくなっている。
【００１１】
ここで、導電性基材に現像剤供給用電圧が印加されると、当該導電性基材に接触しているブラシ毛にも、当該現像剤供給用電圧が印加されることとなる。その結果、導電性基材と接触しているブラシ毛は、現像剤を現像ロールに供給する性能が高くなる。一方、導電性基材と非接触のブラシ毛は、導電性基材との導通が弱いために、現像剤供給用電圧が印加されにくくなる。その結果、導電性基材と非接触のブラシ毛は、現像に使用されなかった現像ロール上の残現像剤を当該現像ロールから剥離する性能が高くなる。
【００１２】
そして、上記の構成によれば、Ｒは、１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ を満たす。ここで、Ｒ／Ｒ０は、導電性基材と非接触のブラシ毛の量の割合と関係する値である。Ｒ／Ｒ０が１０以上であれば、導電性基材と非接触のブラシ毛の量が、現像ロール上の残現像剤を当該現像ロールから剥離するのに十分な量となることが確認できている。また、Ｒ／Ｒ０が１０１０以下であれば、導電性基材と接触するブラシ毛の量が、現像剤を現像ロールに供給するのに十分な量となることが確認できている。
【００１３】
このように、上記の構成によれば、供給性能の良い、導電性基材と接触しているブラシ毛と、剥離性能の良い、導電性基材と非接触のブラシ毛との両方を合わせもつ。これにより、現像ロールへの現像剤の供給性能および現像ロールからの現像剤の剥製性能の両者が安定した現像剤供給ロールを実現することができる。
【００１４】
さらに、上記接着剤の厚みは、１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。これにより、上記式（１）を満たすブラシ部を容易に作製することができる。
【００１５】
さらに、上記ブラシ毛は、１０６（Ω／ｃｍ・フィラメント）以上１０１２（Ω／ｃｍ・フィラメント）以下であることが好ましい。これにより、現像剤の帯電量を安定化することができる。
【００１６】
さらに、上記接着剤の抵抗率は１０６Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。これにより、Ｒが１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ を容易に満たすことができる。
【００１７】
また、本発明の現像装置は、上記の現像剤供給ロールと、当該現像剤供給ロールから供給された現像剤を用いて、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像ロールとを備えることを特徴とする。
【００１８】
これにより、現像剤供給ロールによる、現像ロールへの現像剤の供給性能および現像ロールからの現像剤の剥製性能の両者が安定した現像装置を実現できる。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置は、上記の現像装置を備えたことを特徴とする。
【００２０】
これにより、現像ロール上の現像剤の量が安定するため、良好な画像を形成することができる画像形成装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る現像剤供給ロールは、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ロールに対して現像剤を供給する現像剤供給ロールであって、導電性を有し、現像剤を現像ロールへ供給するための現像剤供給用電圧が印加される導電性基材と、上記導電性基材の表面に塗布された接着剤と、上記接着剤に静電植毛された複数のブラシ毛からなるブラシ部とを備え、上記ブラシ毛の電気抵抗率は上記接着剤の電気抵抗率よりも低く、上記ブラシ部の中の一部のブラシ毛が上記導電性基材と非接触であり、上記ブラシ部の全てのブラシ毛の先端部と短絡するような導電性部材を設けたときに当該導電性部材と上記導電性基材との間の電気抵抗値Ｒが以下の式（１）を満たす。
１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ ・・・ （１）
ただし、Ｒ０は、上記ブラシ毛の単位長さ当りの電気抵抗値をｒ、上記ブラシ毛の長さをＬ、上記ブラシ部のブラシ毛の本数をＭとしたとき、Ｒ０＝ｒ×Ｌ／Ｍ で示される。
【００２２】
これにより、現像ロールへの現像剤の供給性能および現像ロールからの現像剤の剥製性能の両者が安定した現像剤供給ロールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の一実施形態について図１ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２４】
（画像形成装置の構成）
図２は、本実施の形態の現像装置を備えた画像形成装置における画像形成部の構造を模式的に示す正面図である。
【００２５】
尚、画像形成装置は、画像形成装置が備えるスキャナにて読み込まれたデータや、画像形成装置に接続された外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置）からのデータを画像として出力するものである。
【００２６】
図２に示すように、画像形成部３０は、感光体ドラム１と、帯電ブラシ２と、露光装置３と、現像装置１０と、転写ブラシ４と、搬送ベルト５と、クリーニング装置２０と、図示しない除電手段とを備えており、感光体ドラム１の周囲に、回転方向に沿って、帯電ブラシ２、露光装置３、現像装置１０、転写ブラシ４及び搬送ベルト５、クリーニング装置２０、及び除電手段をこの順序で配置した構成となっている。
【００２７】
感光体ドラム１は、画像形成装置における本発明の静電潜像担持体及び現像剤担持体となるものであり、円柱形状を有している。
【００２８】
帯電ブラシ２は、感光体ドラム１と物理的に接触して、感光体ドラム１の表面を一様に所定の電位まで帯電させるためのものである。帯電ブラシ２は、感光体ドラム１と互いの回転軸を平行にして隣接対向して設置されている。
【００２９】
露光装置３は、帯電ブラシ２によって帯電された感光体ドラム１の表面を、例えばパーソナルコンピュータ等の画像処理装置からのデータに基づき、レーザ光等により露光して、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成させるためのものである。露光装置３として、例えば半導体レーザや発光ダイオードを用いることができる。
【００３０】
現像装置１０は、感光体ドラム１の表面に現像剤を供給し、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像を現像剤像として顕像化するつまり現像するためのものである。この現像装置１０については、後で詳述する。
【００３１】
搬送ベルト５は、感光体ドラム１の表面に現像剤像が形成された後に、ＰＰＣ（Plain Paper Copy）用紙等の記録媒体６を感光体ドラム１に運搬するためのものである。
【００３２】
転写ブラシ４は、感光体ドラム１の表面の現像剤像を、記録媒体６に転写するためのものである。転写ブラシ４は、板金に、板金と接する面を底面とした見かけ上直方体のブラシ体を貼り付けた固定型ブラシである。転写ブラシ４は、例えば、パイル織り生地からなり、板金の上にブラシ毛を板金の面方向に垂直な方向に起毛したものである。転写ブラシ４は、板金の面方向と記録媒体６の面方向とを平行にして、搬送ベルト５を間に挟んで感光体ドラム１と隣接対向するように設置されている。
【００３３】
クリーニング装置２０は、クリーニングブラシ２１と、固体潤滑剤供給装置２２と、クリーニングブレード２３とを備えており、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤や紙粉等を除去するためのものである。
【００３４】
クリーニングブラシ２１は、感光体ドラム１と物理的に接触して、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤や紙粉等を除去するためのものである。また、クリーニングブラシ２１は、例えば、固体潤滑剤塗布ブラシとしての機能を兼ねており、固体潤滑剤供給装置２２から供給される固体潤滑剤を、感光体ドラム１の表面に塗布するためのものである。クリーニングブラシ２１は、円柱形状の基材にブラシ毛を起毛したロール型ブラシであり、感光体ドラム１の回転軸方向と円柱形状の基材の軸方向とを互いに平行にして、感光体ドラム１に隣接対向するように設置されている。
【００３５】
クリーニングブレード２３は、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤や紙粉等を物理的に掻き落とすためのものである。クリーニングブレード２３は、感光体ドラム１の回転方向に沿って、クリーニングブラシ２１の後側に備えられ、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤や紙粉等を均一に除去するために、感光体ドラム１の法線方向に対して鋭角に摺接している。
【００３６】
固体潤滑剤供給装置２２は、クリーニングブラシ２１及びクリーニングブレード２３によるクリーニング効率を高くするためのものである。固体潤滑剤供給装置２２は、固体潤滑剤を、クリーニングブラシ２１を介して、感光体ドラム１の表面に塗布する。また、固体潤滑剤供給装置２２は、クリーニングブラシ２１に固体潤滑剤が均一に塗布されるように、クリーニングブラシ２１のシャフトの軸方向に広がった略四角柱の形状を有している。固体潤滑剤供給装置２２は、クリーニングブラシ２１の表面全体に固体潤滑剤が行き渡るように、クリーニングブラシ２１と隣接対向して設置されている。使用する固体潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
【００３７】
除電手段は、感光体ドラム１の表面を除電するためのものである。除電手段としては、例えば除電ブラシ等が挙げられる。
【００３８】
上記構成の画像形成装置において、画像を形成する動作を、図２に基づいて説明すると、以下の通りである。
【００３９】
感光体ドラム１の表面は、帯電ブラシ２と接触することにより、均一に帯電する。表面が帯電された感光体ドラム１は、露光装置３によって、データに基づき露光され、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。そして、現像装置１０の現像ロール１２により、感光体ドラム１の表面に現像剤が供給され、感光体ドラム１の表面の静電潜像が、現像されて顕像化される。続いて、搬送ベルト５によって記録媒体６が感光体ドラム１へ運搬され、転写ブラシ４によって、感光体ドラム１の表面の現像剤像が、記録媒体６に転写される。転写後の感光体ドラム１は、固体潤滑剤が表面に塗布されたクリーニングブラシ２１によって、表面に固体潤滑剤が塗布され、残留した現像剤や紙粉等が、クリーニングブラシ２１及びクリーニングブレード２３によって除去される。最後に図示しない除電手段により、感光体ドラム１の表面が除電される。このようなサイクルで画像形成は行われる。
【００４０】
（現像装置の構成）
次に、本実施の形態の現像装置１０の詳細について、図３に基づいて以下に説明する。
【００４１】
まず、本実施の形態の現像装置１０では、例えば非磁性１成分トナーからなる現像剤が使用されており、いわゆる非磁性１成分現像方式を採用している。この現像方式は、磁性１成分トナーに対して透明性の高い非磁性１成分トナーが使用できるのでフルカラーの現像に適していると共に、現像ロール１２に磁石を用いない点で画像形成装置の小型軽量化に対して非常に有利である。特に、近年開発が盛んになっている小型のパーソナル用複写機、プリンタ、及び普通紙ファックス、並びにフルカラー複写機、フルカラープリンタに対してはこの現像方法を用いる例が多くなってきている。尚、本説明では、現像剤は、非磁性１成分トナーからなっているが、本発明では、必ずしもこれに限らず、例えば、磁性１成分トナーであってもよい。
【００４２】
図３に示すように、現像装置１０は、現像剤容器１１内に、現像ロール１２と現像剤供給ロール１３と現像剤規制ブレード１４とを備えており、感光体ドラム１の表面に現像剤Ｔを供給し、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像を現像剤像として顕像化するつまり現像する。
【００４３】
上記現像ロール１２は、感光体ドラム１と物理的に接触して、現像剤供給ロール１３から供給される現像剤Ｔを感光体ドラム１の表面に供給するためのものである。現像ロール１２は、円柱形状を有しており、感光体ドラム１と互いの回転軸を平行にして隣接対向するように設置されている。
【００４４】
上記現像剤供給ロール１３は、現像ロール１２と物理的に接触して、現像ロール１２に現像剤Ｔを供給するためのものであり、現像剤Ｔを保持すると共に、現像剤Ｔを現像ロール１２の表面に供給する。現像剤供給ロール１３は、例えば、少なくとも表面が高い導電性を有する円柱形状の導電性基材１３ａと、当該導電性基材１３ａの表面に植毛されてブラシ毛群からなるブラシ部１３ｂとから構成されるロール型ブラシである。現像剤供給ロール１３は、現像ロール１２の回転軸方向と円柱形状の導電性基材１３ａの軸方向とを互いに平行にして、現像ロール１２に隣接対向するように設置されている。
【００４５】
現像剤供給ロール１３には、現像剤Ｔを現像ロール１２に付着させるような電界を現像ロール１２との間で形成するように、電源１７により電圧（以下、現像剤供給用電圧という）が印加される。例えば、現像剤Ｔが負帯電しており、現像ロール１２に−２５０Ｖの電圧が印加されている場合、現像剤供給ロール１３には−３５０Ｖの現像剤供給用電圧が印加される。これにより、負に帯電している現像剤Ｔは現像剤供給ロール１３から現像ロール１２に供給されることとなる。
【００４６】
上記現像剤規制ブレード１４は、現像ロール１２に当接して現像ロール１２上に供給された現像剤Ｔの均一薄層を形成する。
【００４７】
上記構成の現像装置１０では、送り羽根１６によって現像ロール１２近傍に送り込まれた現像剤Ｔは、現像剤供給ロール１３で現像ロール１２に塗布され、現像剤規制ブレード１４で薄層化された後に、感光体ドラム１との接触部分で感光体ドラム１の潜像の現像に用いられる。そして、現像残りの現像剤（残現像剤）Ｔは再度現像装置１０内に戻り、現像剤供給ロール１３によって現像ロール１２から剥離されて現像装置１０内の現像剤Ｔと混合される。
【００４８】
（現像剤供給ロールの構成）
次に、本実施の形態の特徴である現像剤供給ロール１３について、図１、図３および図４に基づいて以下に説明する。
【００４９】
本実施の形態の現像剤供給ブラシ１２は、図４に示すように、芯材となるアルミ管等の、少なくとも表面が高い導電性を有する導電性基材１３ａと、当該導電性基材１３の表面に塗布された接着剤１３ｃと、この接着剤１３ｃに静電植毛されたブラシ毛１３ｄ群で構成されるブラシ部１３ｂとからなっている。そして、図３に示されるように、上記の現像剤供給用電圧は、導電性基材１３ａに印加される。
【００５０】
尚、静電植毛の方法としては、例えば特許文献１に記載の方法など従来知られた方法を用いればよい。
【００５１】
本実施の形態の現像剤供給ロール１３では、ブラシ毛１３ｄを接着剤１３ｃに静電植毛させる際に、一部のブラシ毛１３ｄについては、その一端が導電性基材１３ａに到達させないようにしている。図１は、現像剤供給ロール１３の表面部分の拡大図である。図１の一点鎖線Ｂで囲んだ箇所に示されるように、ブラシ毛１３ｄの一部については、その一端が導電性基材１３ａに到達して当該導電性基材１３ａと接触することで、導電性基材１３ａと電気的に直接接続している。一方、図１の破線Ａで囲んだ箇所に示されるように、残りのブラシ毛１３ｄについては、導電性基材１３ａに接触しておらず、接着剤１３ｃを介して導電性基材１３ａと電気的に接続している。
【００５２】
本実施の形態の現像剤供給ロール１３では、ブラシ毛１３ｄの抵抗率が接着剤１３ｃの抵抗率よりも低くなるように、ブラシ毛１３ｄおよび接着剤１３ｃの材料を選定している。そのため、導電性基材１３ａと接触しているブラシ毛１３ｄは当該導電性基材１３ａと導通することとなるが、導電性基材１３ａと非接触のブラシ毛１３ｄは当該導電性基材１３ａとの導通性が弱くなる。なお、接着剤１３ｃの抵抗率は１０６Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
【００５３】
上述したように現像剤供給用電圧は導電性基材１３ａに印加される。そのため、導電性基材１３ａと接触しているブラシ毛１３ｄにも、当該現像剤供給用電圧が印加されることとなる。その結果、導電性基材１３ａと接触しているブラシ毛１３ｄは、現像剤Ｔを現像ロール１２に供給する性能（供給性能）が優れている。一方、導電性基材１３ａと非接触のブラシ毛１３ｄは、導電性基材１３ａとの導通が弱いために、現像剤供給用電圧が印加されにくくなる。その結果、残現像剤を現像ロール１２から剥離する性能（剥離性能）が優れている。
【００５４】
このように、本実施の形態の現像剤供給ロール１３は、供給性能の良い、導電性基材１３ａと接触しているブラシ毛１３ｄと、剥離性能の良い、導電性基材１３ａと非接触のブラシ毛１３ｄとの両方を合わせもつ。これにより、良好な供給性能および剥離性能の両方を実現することができる。
【００５５】
なお、導電性基材１３ａまで到達しないブラシ毛１３ｄの量の割合は、接着剤１３ｃの厚みを変更することで制御できる。
【００５６】
また、導電性基材１３ａまで到達していないブラシ毛１３ｄの割合は、導電性基材１３ａとブラシ部１３ｂの表面全体（つまり、全ブラシ毛１３ｄの先端部全体）との間の電気抵抗値により示すことができる。すなわち、全てのブラシ毛１３ｄが導電性基材と接触している場合、導電性基材１３ａとブラシ部１３ｂの表面全体との間の電気抵抗値Ｒ０（Ω）は、ブラシ毛１３ｄの１フィラメントの単位長さ（１ｃｍ）当りの抵抗値をｒ（Ω／ｃｍ・フィラメント）、ブラシ毛１３ｄの長さをＬ（ｃｍ）、全ブラシ毛１３ｄの本数をＭとしたとき、Ｒ０＝ｒ×Ｌ／Ｍ で表される。一方、一部のブラシ毛１３ｄが導電性基材１３ａと非接触の場合、導電性基材１３ａとブラシ部１３ｂの表面全体との間の電気抵抗値Ｒは、Ｒ０よりも大きくなる。ここで、Ｒ／Ｒ０は、導電性基材１３ａと非接触のブラシ毛１３ｄの割合に依存する値である。そのため、Ｒ／Ｒ０を求めることで、導電性基材１３ａまで到達していないブラシ毛１３ｄの割合を量ることができる。
【００５７】
導電性基材１３ａとブラシ部１３ｂの表面全体との間の電気抵抗値は、円筒状に曲げた導電性部材である金属板（例えば銅板）を全てのブラシ毛１３ｄの先端部と短絡させ、当該金属板と導電性基材との間の抵抗値を測定することで求めることができる。
【００５８】
なお、静電植毛では、導電性基材１３ａの表面の全ての領域において、同じ状態で植毛される。そのため、ブラシ部１３ｂの一部の領域の表面と導電性基材１３ａとの間の抵抗値Ｒ’と、当該領域に含まれるブラシ毛１３ｄの本数Ｍ’から計算されるＲ０’＝ｒ×Ｌ／Ｍ’ との比であるＲ’／Ｒ０’は、Ｒ／Ｒ０と等しくなる。よって、ブラシ部１３ｂの一部の領域の表面と導電性基材１３ａとの間の抵抗値Ｒ’を測定することで、Ｒ／Ｒ０を求めてもよい。
【００５９】
本実施の形態の現像剤供給ロール１３は、Ｒ／Ｒ０の値が１０〜１０１０ であることが好ましい。これにより、良好な供給性能および剥離性能を両立させることができる。
【００６０】
また、導電性基材１３ａと接触しているブラシ毛１３ｄの現像剤の供給性能ならびに現像剤の荷電安定性をより良くするために、ブラシ毛１３ａの１フィラメントの単位長さ（１ｃｍ）当りの抵抗値は、１０６ 〜１０１２（Ω／ｃｍ・フィラメント）であることが好ましい。
【００６１】
また、ブラシ毛の長さは、０．３〜３．５ｍｍが好ましい。
【００６２】
接着剤１３ｃの材質としては、酢酸ビニル、塩化ビニル、酢酸ビニル塩化ビニル共重合、酢酸ビニルアクリル共重合、エチレン酢酸ビニル、合成ゴム、天然ゴム、ウレタン、メラミン、尿素、アルキド、フェノール、エポキシなどを用いることができる。
【実施例】
【００６３】
本実施の形態の現像剤供給ロール１３を用いた場合における供給性能と剥離性能を確認するために、導電性基材１３ａまで到達していないブラシ毛１３ｄの量の割合と関係するパラメータである上記Ｒ／Ｒ０について各種の実験を行った。
【００６４】
このパラメータを評価するに際しての実験方法については以下のようにして行った。
【００６５】
まず、供給性能については、ベタ印字後（現像後の残現像剤が無く、現像剤供給ロール１３が現像剤Ｔの供給のみを行う状態）での、現像ロール１２上における、単位面積当りの現像剤Ｔの付着量により評価した。この付着量は、現像剤供給ロール１３から現像ロール１２への供給量を示している。この供給量が小さいということは、供給性能が悪いことになる。
【００６６】
次に、剥離性能については、図５（ａ）に示すように、白地印字後（現像後の残現像剤が多く、現像剤供給ロール１３が現像剤Ｔの剥離及び供給の双方を行う必要が有る状態）と、図５（ｂ）に示すように、ベタ印字後（現像後の残現像剤が無く、現像剤供給ロール１３が現像剤Ｔの供給のみを行う状態）とでの現像ロール１２上における現像剤Ｔの付着量の差により評価した。この場合、現像ロール１２上における現像剤Ｔの付着量の差が小さいということは、剥離性能が高いということになる。
【００６７】
また、評価条件は、使用トナーとして非磁性１成分トナーであるポリエステル系／負帯電トナーを使用し、印加電圧は、現像ロール１２が−２５０Ｖ、現像剤供給ロール１３が−３５０Ｖとした。
【００６８】
実験を行った現像剤供給ロール１３では、ブラシ毛１３ｄとして、繊度６．６デシテックス（Ｔ）、長さ１．５ｍｍ、単位長さ当りの抵抗値１０７．５（Ω／ｃｍ・フィラメント）（抵抗率１０３．５Ω・ｃｍ）の導電性ナイロンを材料とするものを用いた。
【００６９】
また、接着剤１３ｃとして抵抗率１０８Ω・ｃｍのものを用いた。さらに、接着剤１３ｃの厚みを、５０μｍから５００μｍまで変化させることで、上記のＲ／Ｒ０が異なる現像剤供給ロールを作製し、上記供給性能および剥離性能を評価した。
【００７０】
図６は、パラメータＲ／Ｒ０を変化させたときの、現像剤供給ロール１３による現像ロール１２への現像剤の供給量ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｃｍ２）と、現像剤供給ロール１３による現像ロール１２からの現像剤の剥離量を表す、白地印刷後とベタ印刷後の付着量の差Δｍ／Ｓ（ｍｇ／ｃｍ２）を示すグラフである。
【００７１】
図６に示されるように、Ｒ／Ｒ０が１０未満である場合、つまり、ブラシ毛１３ｄのほとんどが導電性基材１３ａと接触している場合、供給性能については問題ないが、現像ロール１２からの残現像剤の剥離量が小さく剥離性能が悪いことが確認された。これは、ほとんどのブラシ毛１３ｄに現像剤供給用電圧が印加されるため、残現像剤がブラシ毛に付着しにくいからである。Ｒ／Ｒ０が１０以上である場合、導電性基材１３ａと非接触のブラシ毛１３ｄの割合が増え、当該ブラシ毛１３ｄにより残現像剤を剥離することができ、高い剥離性能を有することが確認できた。
【００７２】
また、Ｒ／Ｒ０が１０１０より大きい場合、つまり、ブラシ毛１３ｄのほとんどが導電性基材１３ａと非接触である場合、剥離性能については問題ないが、現像ロール１２への現像剤の供給量が低下し供給性能が悪いことが確認された。これは、ほとんどのブラシ毛１３ｄに対して現像剤供給用電圧を十分に印加することができず、ブラシ部１３ｂと現像ロール１２との間で、現像剤を現像ロール１２に供給するために必要な電位差が生じないためである。Ｒ／Ｒ０が１０１０以下である場合、導電性基材１３ａと接触するブラシ毛１３ｄの割合が増え、当該ブラシ毛１３ｄにより現像剤を現像ロール１２に十分に供給することができ、安定した供給性能を実現できることが確認できた。
【００７３】
図６に示す結果から、Ｒ／Ｒ０は、１０以上１０１０以下であることが好ましいことが確認できた。また、Ｒ／Ｒ０を１０以上１０１０以下の範囲にするためには、接着剤１３ｃの厚みは、１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００７４】
なお、上記の実施例では、単位長さ当りの抵抗値１０７．５（Ω／ｃｍ・フィラメント）のブラシ毛１３ｄを用いた現像剤供給ロール１３について説明したが、単位長さ当りの抵抗値１０６（Ω／ｃｍ・フィラメント）以上１０１２（Ω／ｃｍ・フィラメント）以下の範囲のブラシ毛１３ｄであっても、Ｒ／Ｒ０が１０以上１０１０以下の範囲において、良好な供給性能と剥離性能とを実現できる。
【００７５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の現像剤供給ロール、現像装置、及び画像形成装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明における現像剤供給ロールの実施の一形態を示すものであり、その表面部分の構成を示す断面図である。
【図２】上記現像剤供給ロールを備えた画像形成装置の画像形成部を示す全体構成図である。
【図３】上記現像剤供給ロールを備えた現像装置の構成を示す断面図である。
【図４】上記現像剤供給ロールの構成を示す断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、現像剤供給ロールにおける実験条件の具体的評価方法を示す断面図である。
【図６】現像剤供給ロールによる現像剤の供給性能および剥離性能の実験結果を示すグラフである。
【図７】従来の現像装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
１０ 現像装置
１２ 現像ロール
１３ 現像剤供給ロール
１３ａ 導電性基材
１３ｂ ブラシ部
１３ｃ 接着剤
１３ｄ ブラシ毛
Ｔ 現像剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ロールに対して現像剤を供給する現像剤供給ロールであって、
導電性を有し、現像剤を現像ロールへ供給するための現像剤供給用電圧が印加される導電性基材と、
上記導電性基材の表面に塗布された接着剤と、
上記接着剤に静電植毛された複数のブラシ毛からなるブラシ部とを備え、
上記ブラシ毛の電気抵抗率は上記接着剤の電気抵抗率よりも低く、
上記ブラシ部の中の一部のブラシ毛が上記導電性基材と非接触であり、
上記ブラシ部の全てのブラシ毛の先端部と短絡するような導電性部材を設けたときに当該導電性部材と上記導電性基材との間の電気抵抗値Ｒが以下の式（１）を満たすことを特徴とする現像剤供給ロール。
１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ ・・・ （１）
（ただし、Ｒ０は、上記ブラシ毛の単位長さ当りの電気抵抗値をｒ、上記ブラシ毛の長さをＬ、上記ブラシ部のブラシ毛の本数をＭとしたとき、Ｒ０＝ｒ×Ｌ／Ｍ で示される。）
【請求項２】
上記接着剤の厚みは、１００μｍ以上３００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤供給ロール。
【請求項３】
上記ブラシ毛は、１０６（Ω／ｃｍ・フィラメント）以上１０１２（Ω／ｃｍ・フィラメント）以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像剤供給ロール。
【請求項４】
上記接着剤の抵抗率が１０６Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の現像剤供給ロール。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の現像剤供給ロールと、
当該現像剤供給ロールから供給された現像剤を用いて、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像ロールとを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ロールに対して現像剤を供給する現像剤供給ロールであって、
導電性を有し、現像剤を現像ロールへ供給するための現像剤供給用電圧が印加される導電性基材と、
上記導電性基材の表面に塗布された接着剤と、
上記接着剤に静電植毛された複数のブラシ毛からなるブラシ部とを備え、
上記ブラシ毛の電気抵抗率は上記接着剤の電気抵抗率よりも低く、
上記ブラシ部の中の一部のブラシ毛が上記導電性基材と非接触であり、
上記ブラシ部の全てのブラシ毛の先端部と短絡するような導電性部材を設けたときに当該導電性部材と上記導電性基材との間の電気抵抗値Ｒが以下の式（１）を満たすことを特徴とする現像剤供給ロール。
１０≦Ｒ／Ｒ０≦１０１０ ・・・ （１）
（ただし、Ｒ０は、上記ブラシ毛の単位長さ当りの電気抵抗値をｒ、上記ブラシ毛の長さをＬ、上記ブラシ部のブラシ毛の本数をＭとしたとき、Ｒ０＝ｒ×Ｌ／Ｍ で示される。）
【請求項２】
上記接着剤の厚みは、１００μｍ以上３００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤供給ロール。
【請求項３】
上記ブラシ毛は、１０６（Ω／ｃｍ・フィラメント）以上１０１２（Ω／ｃｍ・フィラメント）以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像剤供給ロール。
【請求項４】
上記接着剤の抵抗率が１０６Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の現像剤供給ロール。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の現像剤供給ロールと、
当該現像剤供給ロールから供給された現像剤を用いて、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像ロールとを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２８８７２１（Ｐ２００９−２８８７２１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４３８６８（Ｐ２００８−１４３８６８）
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（３９００２６１４７）東英産業株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（３９００２６１４７）東英産業株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
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