現像装置
【目的】 供給ローラの寿命を延ばし、安定した現像剤を現像ローラに供給することができる現像装置を提供する。
【構成】
供給ローラ２００を、シャフト２１０と、シャフト２１０上に巻き付けられ、繊維２２０をパイル状に形成し立毛処理した導電性を有する生地２３０とにより構成することを特徴とする。
【構成】
供給ローラ２００を、シャフト２１０と、シャフト２１０上に巻き付けられ、繊維２２０をパイル状に形成し立毛処理した導電性を有する生地２３０とにより構成することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カートリッジまたはホッパー内の現像剤を現像ローラに供給する手段として供給ローラがある。従来、供給ローラの構成は、特許文献１、２に記載されているスポンジタイプ、特許文献３、４に記載されているスポンジに他のもの（材質）が層形成されたものがある。
【０００３】
カートリッジまたはホッパーから現像ローラ側への現像剤の搬送は供給ローラの回転により行われる。したがって、常に、上記供給ローラは現像ローラに接触した状態で配置されている。この結果、上記供給ローラは、現像ローラとの摩擦が生じて供給ローラ自体の寿命が短くなったり、また、この摩擦により現像剤にストレスを与え、現像剤が劣化し、安定した画像品質を保持できなくなったりするという問題がある。
【０００４】
さらに、スポンジの凹部に現像剤が詰まり、供給ローラの回転に対して、負荷変動、負荷トルクが大きくなり、現像剤を現像ローラに対し、安定した供給をすることが難しい。このため、特許文献５、６に記載されたようなブラシローラの構成がある。
【特許文献１】特許第３２２６８０２号公報
【特許文献２】特許第４０９４２８１号公報
【特許文献３】特開２００２−２３６４１５号公報
【特許文献４】特許第３１８２０６３号公報
【特許文献５】特開２０００ー２３５３０２号公報
【特許文献６】特開２００２ー２０２６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に記載されたブラシローラは、静電直植毛、電着植毛、接着剤を塗布した生地に短繊維を植え付け、さらにこの生地を芯部材にスパイラル状に巻き付けた構成、すなわち、芯部材に繊維を均一に植毛する構成である。この構成は、単位面積当たりの繊維密度がばらついたり、植毛した繊維が抜け落ちたりするものである。この結果、現像ローラへの現像剤供給にムラが生じて、画像濃度が不安定になったり、ベタ黒に対する現像剤搬送が対応することができなくなったりする。したがって、紙等のメディアに対し、安定した画像の品質を保持することができない。
【０００６】
また、芯部材と芯部材に植毛（接着）した繊維部位との間に現像剤が詰まりやすくなり、供給ローラ内に適正な現像剤量を含ませることができない。さらに、現像剤が詰まってくると、先に述べた特許文献１〜４に記載されたスポンジタイプの供給ローラのように、供給ローラの回転に対して、負荷変動、負荷トルクが大きくなり、供給ローラから現像ローラに、安定した現像剤を供給することができなくなる。
【０００７】
そこで、上記課題を解決するために本発明は、供給ローラの寿命を延ばし、安定した現像剤を現像ローラに供給することができる現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、現像容器内に、像担持体の表面に現像剤を供給させる現像剤担持体と、現像剤担持体に接触して、現像剤を搬送する供給ローラとを有する現像装置において、供給ローラを、シャフトと、シャフト上に巻き付けられ、繊維をパイル状に形成し立毛処理した導電性を有する生地とにより構成する。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、繊維は、カーボンをナイロン繊維に均一分散させたものであり、単糸繊度を２０〜３５デニール、繊維密度を１００００〜２００００本／ｉｎ2とする。請求項３に記載した発明は、繊維の長さを、外径研磨により、生地の基端から４ｍｍ〜６ｍｍの長さに揃える。請求項４に記載した発明は、現像剤担持体に対して、供給ローラの繊維の先端を、１ｍｍ〜２ｍｍ食い込ませるように配置させる。
【００１０】
請求項５に記載した発明は、供給ローラの所定位置に、繊維の先端に接触して、供給ローラの繊維間の現像剤の量を適正にするリセット手段を設ける。また、請求項６に記載した発明は、リセット手段を、供給ローラを基点として、第３象限または第４象限に配置する。
【００１１】
さらに、請求項７に記載した発明は、リセット手段を、供給ローラの軸線方向に延びたブレードとし、供給ローラ内に含まれた余剰の現像剤を篩い落とす孔を規則的に設ける。
請求項８に記載した発明は、リセット手段を、現像容器に設けられた取付部材に取り付けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、供給ローラを、シャフトと、シャフト上に巻き付けられ、繊維をパイル状に形成し立毛処理した導電性を有する生地とで構成することにより、供給ローラの寿命を延ばし、安定した現像剤を現像ローラに供給することができる。また、繊維の材質、単糸繊度、繊維密度、現像剤担持体に対する食い込み量等を所定の数値に設定することにより、さらに、先に、述べた効果を高めることができる。
【００１３】
さらに、供給ローラの所定位置に、繊維の先端に接触するリセット手段を設けることにより、供給ローラの繊維間に吸着・凝集・堆積する現像剤の増大を防止し、且つ現像に寄与されなかった現像剤を掻き落とし、安定した現像剤を現像ローラに供給することができる。
【００１４】
特に、供給ローラを基点として、リセット手段を第３象限または第４象限に配置したり、リセット手段をブレードで構成し、供給ローラの軸線方向に向かって規則的に孔を設けたりすることにより、効率良く供給ローラ内に含まれた余剰の現像剤を篩い落とされ、安定した現像剤を現像ローラに供給することができる。さらに、リセット手段を取付部材に取り付けることにより、像担持体側への現像剤の飛散を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を、図を用いて説明する。先ず、本発明の現像装置を適用した画像形成装置を説明する。図１に本発明の現像装置を適用した画像形成装置の概略図を示す。この画像形成装置は、像担持体１０の周囲に、除電、帯電、露光、現像、転写、清掃のプロセスを行う電子写真方式を適用したものである。
【００１６】
簡単に説明すると、像担持体１０の周囲に作動順に、像担持体１０上の残留電荷を除去する除電手段２０と、像担持体１０の表面を特定極性に帯電する帯電手段３０、帯電された像担持体１０の静電潜像を形成する露光手段４０と、像担持体１０の表面に形成された静電潜像を現像剤により現像する本発明の現像装置１００と、像担持体１０に現像された現像剤を図示しない給紙装置から搬送されたシートに転写する転写手段５０と、転写後に像担持体１０の表面に残留する現像剤を除去するためのクリーナー６０とからなる。シートに転写された現像剤は、図示しない定着手段により、シートに定着される。
【００１７】
次に、本発明の現像装置について説明する。図２、３に本発明の現像装置の概略図を示す。現像装置１００は、現像剤を収容する現像容器１１０内に、現像装置１００の外部から供給された現像剤を攪拌する攪拌手段１２０と、弾性ローラからなる現像剤担持体１３０と、現像剤担持体１３０に適宜な圧力で接触して配置され、現像剤担持体１３０上に一定の現像剤の薄層を形成する層厚規制手段１４０と、現像容器１１０内の現像剤を現像剤担持体１３０に供給する供給ローラ２００と、供給ローラ２００内に含まれる過剰な現像剤を適正量にするリセット手段３００とを備える。
【００１８】
なお、本実施の形態では接触現像方式について説明しているが、像担持体１０に接触しないで現像を行う非接触現像方式にも応用することができる。以下に、各々について説明する。
【００１９】
攪拌手段１２０は、供給ローラ２００の後方に設けられ、現像剤担持体１３０の軸線と同方向に延びる中心軸１２１と、中心軸１２１に軸線方向の複数箇所において設けられた攪拌翼１２２とを有し、攪拌翼１２２は反時計方向に回転する。攪拌された現像剤は供給ローラ２００側に搬送される。
【００２０】
現像剤担持体１３０は、例えば、ステンレス等の導電性の剛体からなる中心軸１３１の周りに、弾性中間層１３２を形成した現像ローラ１３０であり、時計方向に回転する。さらに、現像剤担持体１３０の中心軸１３１は、電源１３３に接続されている。なお、以下の説明から、現像剤担持体１３０を現像ローラと呼ぶ。
【００２１】
現像ローラ１３０は、現像ローラ１３０に形成した薄層を像担持体１０に押しつけるようにして像担持体１０表面に現像剤を供給し、像担持体１０の表面に形成された静電潜像を反転現像して現像剤像を形成する。これと同時に、像担持体１０表面に残留した現像剤を回収する。
【００２２】
層厚規制手段１４０は、導電性または半導電性の回転可能（時計方向に回転）なローラ体からなり、供給ローラ２００により現像ローラ１３０上に層状に供給された現像剤の層厚を規制するものである。層圧規制手段１４０は、現像ローラ１３０と同様に電源１４２に接続され、現像ローラ１３０の回転方向からみて、現像ローラ１３０と像担持体１０との接触部の上流位置に配置されている。また、層厚規制手段の周面には、先端が当接するようにして弾性体のブレード１４１が配置されている。
【００２３】
供給ローラ２００は、先に述べたように、攪拌手段１２０から搬送された現像剤を現像ローラ１３０側に搬送するものである。また、これと同時に、像担持体１０に残留した現像剤を現像ローラ１３０から剥ぎ取るものである。このため、供給ローラ２００は、現像ローラ１３０の軸線と並行に延びたシャフト２１０と、シャフト２１０上に巻き付けられ、導電性を有する繊維２２０をパイル状に形成し立毛処理した生地２３０とからなる。
【００２４】
繊維２２０は、カーボンをナイロン（具体的には６ナイロン）繊維に均一分散させた
ものであり、現像剤を現像ローラ１３０に搬送する過程で、現像剤に帯電付与を行う働きを持たせるために、単糸繊度を２０〜３５デニール（例えば、参考として、４５０デニール／１５フィラメントとして３０デニール、なお、デニールは繊維糸９０００ｍ当たりの重量(ｇ)、フィラメントは繊維糸１本を意味する）、繊維密度を１００００〜２００００本／ｉｎｃｈ2、繊維２２０の長さを生地２３０の基端から４ｍｍ〜６ｍｍとしたものを用いている。なお、繊維２２０の長さは、外径研磨を用いて揃えている。
【００２５】
この構成により、繊維２２０をシャフト２１０上に接着して植毛した供給ローラ２００のように、植毛した繊維２２０のように抜け落ちるようなことはなく、単位面積当たりの繊維密度がばらつくことはない。この結果、現像剤供給にムラが生じることがなく、特に、ベタ黒に対する現像剤搬送に対応することができる。また、像担持体１０との接触圧が各繊維２２０に分散され、供給ローラ３００をスポンジローラのように面接触することがなく、現像剤にストレスを与えない。
【００２６】
さらに、供給ローラ２００は、現像ローラ１３０に対し、１ｍｍ〜２ｍｍ食い込ませて、現像ローラ１３０の下方、すなわち現像ローラ１３０を基点として第３象限から第４象限の間に配置されている。
【００２７】
この配置により、常に、現像剤が落ちたときに、現像容器１１０内に収容された状態で、現像ローラ１３０への攪拌手段１２０から搬送されたフレッシュな現像剤の供給と、像担持体１０に残留した現像剤を現像ローラ１３０から剥ぎ取りとを、同時に行うことができる。さらに、先にあげた特許文献１〜６の図示のように、装置の奥行きスペースを確保する必要がなく、装置をコンパクトにすることができる。
【００２８】
また、シャフト２１０には電源２４０と抵抗２５０が接続されている。抵抗２５０は、シャフト２１０と電源２４０との間に挿入され、この抵抗値を適正にすることにより、現像剤の電荷注入を含む帯電性(立ち上がり特性)や過帯電防止を行うことができる。このことは、供給ローラ２００の抵抗値をブラシローラにしたことにより数百ｋΩ以下にすることができた。
【００２９】
リセット手段３００は、繊維２２０の先端に接触させて、供給ローラ２００の繊維２２０間に、吸着・凝集・堆積する現像剤の増大を防止するものである。つまり、転写後、供給ローラ２００内には、現像ローラ１３０に供給されなかった現像剤と像担持体１０から回収された現像剤が含まれた状態となる。この状態で、供給ローラ２００を回転（供給ローラ２００から現像剤を現像ローラ１３０に供給）させ続けた場合、供給ローラ２００に含まれた現像剤は、一度、帯電した現像剤が除電されないまま、繰り返し現像ローラ１３０に供給される。
【００３０】
この現像剤は、像担持体１０と現像ローラ１３０との接触、現像ローラ１３０と供給ローラ２００との接触により、ストレスを受け、現像剤が劣化する。また、現像ローラ１３０への現像剤の供給は、現像ローラ１３０に供給されなかった現像剤と像担持体１０から回収された現像剤が多くなる。
【００３１】
このことにより、流動性を得ることができなくなり、現像剤が供給ローラ２００内に押し込まれた（目詰まり）状態となり、現像装置１００外からのフレッシュな現像剤が少ししか供給されなくなる。
【００３２】
この結果、現像ローラ１３０への新たな現像剤の供給が妨げられ、現像剤塗布量の低下が生じて濃度不良等が発生しやすくなる。この現象は、特に、ベタ黒に対する現像剤の供給の追従を保持することができなくなるという問題があった。また、この状態により、現像装置１００の負荷変動や負荷トルクが大きくなり、先に述べた濃度不良や、現像装置１００を構成する各部品の短寿命化や低耐久性を助長するものであった。特に、高速機や大量出力を行う場合には、このような現象が生じやすい。
【００３３】
このため、再度、繰り返すが、リセット手段３００は、供給ローラ２００内から、現像ローラ１３０に供給されなかった現像剤と像担持体１０から回収された現像剤とを掻き取り、供給ローラ２００に、現像装置１００外（例えば、トナーホッパーやトナーカートリッジ）からのフレッシュな現像剤を供給させるものである。
【００３４】
図４に示すように、リセット手段３００は、供給ローラ２００の軸腺方向に沿って、１００μｍ〜１ｍｍ程度の薄板を延ばしたブレードであり、バイアス的にフローと状態である。具体的には、ウレタン、ポリエステルフィルム等の薄板を用いている。
【００３５】
また、再び、図２、３に戻り、リセット手段３００は、供給ローラ２００の繊維２２０の先端が離れた時、リセット手段３００に接触していた繊維２２０が元の形状に戻ろうとする復元力がもっとも作用しやすく、且つ供給ローラ２００から剥ぎ取られた現像剤が下方に落ちるような位置に配置されている。具体的には、供給ローラ２００を基点にして、第３象限または第４象限に位置している。
【００３６】
さらに、リセット手段３００側の一端側には、長手方向に、孔３１０が設けられている。孔３１０は、現像剤を均一に下方に落とすために規則的に設けられている。なお、孔３１０は複数、設けたり、千鳥状に設けたりしてもよい。
【００３７】
一方、リセット手段３００の他端側は、現像容器１１０内に設けられた取付部材４００に取り付けられている。取付部材４００は、板部材を折り曲げたものであり、現像容器１１０に取り付けられる基部４１０と、基部４１０から上方に延びた側部４２０と、リセット手段３００を取り付ける取付部４３０とからなる。取付部４３０は、先に述べたような作用ができる角度をもっている。
【００３８】
さらに、側部４２０と取付部４３０とにより壁が形成される。リセット手段３００を取付部４３０から突出させることにより第一空間５００と第二空間６００が形成される。
【００３９】
具体的に、第一空間５００は、取付部４３０に取り付けられたリセット手段３００の突出部分と、その突出部分に接触した供給ローラ２００の繊維２２０の先端部分と、現像ローラ１３０と接触している供給ローラ２００の繊維２２０の先端部分とにより囲まれる領域であり、現像ローラ１３０とリセット手段３００(または取付部４３０)との隙間は０．５〜１ｍｍを有し、現像剤が像担持体１０側に移動しないように構成されている。
【００４０】
第二空間６００は、取付部４３０に取り付けられたリセット手段３００の突出部分と、その突出部分に接触した供給ローラ２００の繊維２２０の先端部分と、取付部材４００の側部４２０と、取付部材４００と供給ローラ２００を囲む現像容器１１０の壁とにより囲まれる領域である。
【００４１】
以上の構成のもと、現像を行う際には、現像装置１００外から供給された現像剤は、攪拌手段１２０により供給ローラ２００に送られる。供給ローラ２００は、矢印方向に示すように時計方向に回転し、供給ローラ２００の繊維２２０間に入り込んで、現像ローラ１３０に供給される。
【００４２】
現像ローラ１３０に供給された現像剤は、層厚規制手段により所望の層厚に規制され、像担持体１０に押しつけるようにして像担持体１０表面に供給される。この後、現像剤は、像担持体１０の表面に形成された静電潜像を反転現像して現像剤像が形成される。
【００４３】
現像と同時に、像担持体１０上に残留した現像剤が回収され、現像ローラ１３０には、現像に供給されなかった現像剤と、像担持体１０上から回収された現像剤とが不均一に存在する。さらに、現像ローラ１３０が時計方向に回転し続けると、図５（ａ）に示すように、徐々に供給ローラ２００の繊維２２０に接触する。
【００４４】
現像ローラ１３０の接触を始めると、現像ローラ１３０の回転力により、供給ローラ２００の各繊維２２０の先端は現像ローラ１３０の回転方向側に撓み始め、現像ローラ１３０に接触する繊維２２０の面が増えてくる。この間、供給ローラ２００の各繊維２２０は、自らの弾性力で現像ローラ１３０に接触し続ける。
【００４５】
現像ローラ１３０および供給ローラ２００とも回転し続け、徐々に、現像ローラ１３０と供給ローラ２００の繊維２２０との接触が解除される。この結果、供給ローラ２００に過度な負荷（トルクや現像ローラ１３０との接触圧）を与えることなく、現像ローラ１３０から回収された現像剤の掻き取りと、現像ローラ１３０へのフレッシュな現像剤を行うことができる。
【００４６】
この解除の時に、繊維２２０の反発力、つまり、もとの姿勢に戻ろうとする復元力と、回転による遠心力とによって、第一空間５００側に弾き飛ばされる。この結果、繊維２２０間内への現像剤の侵入を阻止することができる。ここでいう繊維２２０間内への現像剤の侵入とは、繊維２２０の基端部側の侵入をさす。なお、このとき、取付部材４００により壁が形成され、弾き飛ばされた現像が像担持体１０側に飛散することを防止することができる。
【００４７】
さらに、現像ローラ１３０および供給ローラ２００とも回転し続けると、図５（ｂ）に示すように、供給ローラ２００の繊維２２０の先端がリセット手段３００の先端に接触し、回転方向に向かって、供給ローラ２００の繊維２２０が撓む。さらに、リセット手段３００と接触が解除されたときに、供給ローラ２００の繊維２２０の復元力により、再度、繊維２２０の先端表面に残った残留現像剤がリセット手段３００の上面側に弾き出される。
【００４８】
この結果、供給ローラ２００を一回転する毎に、供給ローラ２００表面近傍の現像剤を常時クラウド化され、供給ローラ２００の繊維２２０間に吸着・凝集・堆積する現像剤の増大を防止することができる。また、現像剤の形態が一定に維持され、さらに適度な流動性が維持され、現像装置の負荷トルクの変動を大幅に軽減することができる。特に、ベタ黒に対する現像剤供給の追従性が改善できた。
【００４９】
また、リセット手段３００上面に弾き飛ばされた現像剤は、リセット手段３００の上面に付着する。リセット手段３００は、現像容器１１０内側に傾き傾斜面となっている。この上面に付着した現像剤は、傾斜面に沿って、リセット手段３００の先端側に向かって現像容器１１０内に移動する。なお、現像ローラ１３０との接触で弾き飛ばされた現像剤も同様に移動する。これら弾き飛ばされた現像剤は、勢いよく像担持体１０側に飛散しようとするが、第一空間５００内で滞留し、現像装置１００外に流出することが防止されている。
【００５０】
これら、空間内に滞留した現像剤は、自重によりリセット手段３００の上面に付着するか、再度、供給ローラ２００の繊維２２０間に付着する。繊維２２０間に付着した現像剤は、再度、リセット手段３００により弾き飛ばされ、最後には、リセット手段３００の上面に付着する。リセット手段３００の上面に付着した現像剤は傾斜面に沿って現像容器１１０側に移動する。
【００５１】
リセット手段３００の傾斜面に沿って現像容器１１０内へ移動する現像剤は、孔３１０を介して下方に篩い落とされる。供給ローラ２００の繊維２２０の先端により、篩い落とされた現像剤は、現像容器１１０内に回収される。回収された現像剤は、攪拌手段１２０でフレッシュな現像剤と攪拌されて、再度、供給ローラ２００を介して、現像ローラ１３０に供給される。
【００５２】
この結果、篩い落とされた現像剤が舞い上がったとしても、取付部４３０から突き出したリセット手段３００の先端部分が蓋の役割をして、舞い上がった現像剤が第二空間６００内を滞留し、最後には、常に、現像容器１１０側に落ちる。これにより、現像剤による装置内の汚れを防止することができる。
【００５３】
なお、先に述べた噴霧状の現像剤が孔３１０を通過したとしても、供給ローラ２００と現像ローラ１３０と取付部材４００とに形成された空間内で滞留し、再度、孔３１０に向かって移動し、最後にはリセット手段３００の孔３１０を介して、現像容器１１０側に落ちる。
【実施例１】
【００５４】
供給ローラ２００の外径ｄ１（ｍｍ）、中心軸１３１の外径ｄ２（ｍｍ）、繊維２２０の材質を６ナイロン、太さまたは単位繊度ｄ３（デニール／フィラメント）、繊維密度ｆｄ（本／ｉｎｃｈ２）、長さｌ（ｍｍ）、現像ローラ１３０との食込量Ｂ（ｍｍ）とし、また、現像ローラに印加するバイアスＶｄｅｖ（Ｖ）を基準とし、層圧規制手段１４０に印加するバイアスＶＢＬ（Ｖ）をＶｄｅｖ＋１００Ｖ、供給ローラ２００に印加するバイアスＶＳＵＰ（Ｖ）をＶｄｅｖ＋３００Ｖとし、さらに、供給ローラ２００の電源と供給ローラ２００間に直列抵抗（ＭΩ）を挿入した装置で実験を行った。この結果、表１のようになった。
【００５５】
ここで、太さまたは単位繊度ｄ３のデニールは繊維糸９０００ｍ当たりの重量を意味し、フィラメントは繊維糸１本を意味する。また、現像ローラに印加するバイアスＶｄｅｖ（Ｖ）を−２２５Ｖとした。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１から、単糸繊度を２０〜３５デニールの範囲とすることが望ましい。特に、単糸繊度を３０デニール（直径５８μｍ）とするのが好ましい。これは以下の理由からである。単糸繊度が太くなりすぎると弾性力が大きくなる。これに伴って、現像ローラ１３０上の現像剤を掻き取る力が現像剤供給力を上回る。この結果、現像ローラ１３０上に形成された現像剤の薄層に繊維跡が残ってしまうからである。
【００５８】
繊維密度は、繊維密度を１００００〜２００００本／ｉｎｃｈ2の範囲とすることが望ましい。特に、繊維密度を１５０００本／ｉｎｃｈ２とするのが好ましい。繊維密度が密になりすぎると、各繊維２２０が絡まって繊維２２０の反発力の低下が起こり、繊維２２０間に入り込んだ現像剤を弾き出すことができなくなる。これにより、各繊維２２０間内部に現像剤が蓄積されてブラシ潰れが生じて、現像ローラ１３０上に現像剤の固着が起きる。
【００５９】
この結果、供給ローラ２００の繊維２２０間に吸着・凝集・堆積する現像剤が増大し、初期には好適な画像が得られたとしても、耐久安定性に欠け、画像濃度の減少や地肌汚れが発生しやすくなり、酷い場合には過負荷になって回転しなくなってしまう。
【００６０】
一方、繊維密度が疎になりすぎると、繊維２２０がない箇所が増え、各繊維２２０が現像剤に与える電荷が不足する。これにより、現像剤の帯電量が減少し、且つ繊維２２０による現像剤に与える帯電が不足する。この結果、帯電されない逆帯電の現像剤が形成され、画像濃度が薄くなるおそれがある。
【００６１】
繊維２２０の長さを生地２３０の基端から４ｍｍ〜６ｍｍの長さの範囲とすることが望ましい。繊維２２０の長さが長すぎると、繊維２２０へのストレスが大きくなり、繊維２２０の折れ等のダメージつながる。
【００６２】
また、現像ローラ１３０への機械的ストレスが強くなり過ぎて、現像ローラ１３０の表面に微細な傷を与えたり、攪拌手段１２０からの現像剤の供給力や現像ローラ１３０への搬送性が衰えてしまい、画像濃度が薄くなったりすることが生じやすくなる。
【００６３】
一方、繊維２２０の長さが短すぎると、逆に繊維２２０が撓みにくくなり、先に述べた現像剤の供給力および搬送力、現像ローラ１３０との摩擦力等は、非常に強くなり、現像剤の供給過多および搬送量過多となる。これにより、繊維２２０間に現像剤が詰まり、正常な現像剤層を形成することができなくなってしまうおそれがある。
【００６４】
供給ローラ２００の繊維２２０の先端を、現像ローラ１３０に対し、１ｍｍ〜２ｍｍ食い込ませることが望ましい。繊維２２０の先端と現像ローラ１３０とが離れていると、現像ローラ１３０と接触がなく、現像ローラ１３０への現像剤の供給量が少なくなるために白抜けが発生するものと考えられるからである。特に、単糸繊度、繊維２２０の長さを設定要件に含めた繊維２２０の腰（ヤング率）が大きいほど、現像から戻ってきた現像ローラ１３０上の現像剤の剥ぎ取り効果が得られやすい。
【００６５】
このように、数値を限定することにより、供給ローラ２００および現像ローラ１３０の耐久性・寿命が大幅に改善されるとともに、現像剤の電荷注入を含む帯電性（立ち上がり特性）や過帯電を防止することができる。また、現像剤のダメージが劇的に軽減され、画像濃度の安定性およびベタ黒の追従性を改善することができた。
【００６６】
なお、リセット手段３００は１００μｍ〜１ｍｍ程度の薄板としているが、これに限定することはなく、例えば、図３に示しように、丸棒であってもよい。この構成でのリセット手段３００は、現像容器１１０内にある現像剤から露出していると、供給ローラ２００表面近傍の現像剤を掻き落とした後の現像剤の補給が不足し、残留している現像剤の検知が難しくなるため、現像容器１１０内の残留現像剤の中に埋没しているのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の現像装置に適用した画像形成装置の概略図。
【図２】本発明の現像装置の概略図。
【図３】リセット手段の他の実施例を設けた現像装置の概略図。
【図４】リセット手段の詳細を示す図。
【図５】矢視Ａの拡大図（ａ）は供給ローラと現像ローラの接触部位の拡大図、（ｂ）は供給ローラとリセット手段の接触部位の拡大図。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 像担持体
１１０ 現像容器
１３０ 現像剤担持体（現像ローラ）
２００ 供給ローラ
２１０ シャフト
２２０ 繊維
２３０ 生地
３００ リセット手段
３１０ 孔
４００ 取付部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カートリッジまたはホッパー内の現像剤を現像ローラに供給する手段として供給ローラがある。従来、供給ローラの構成は、特許文献１、２に記載されているスポンジタイプ、特許文献３、４に記載されているスポンジに他のもの（材質）が層形成されたものがある。
【０００３】
カートリッジまたはホッパーから現像ローラ側への現像剤の搬送は供給ローラの回転により行われる。したがって、常に、上記供給ローラは現像ローラに接触した状態で配置されている。この結果、上記供給ローラは、現像ローラとの摩擦が生じて供給ローラ自体の寿命が短くなったり、また、この摩擦により現像剤にストレスを与え、現像剤が劣化し、安定した画像品質を保持できなくなったりするという問題がある。
【０００４】
さらに、スポンジの凹部に現像剤が詰まり、供給ローラの回転に対して、負荷変動、負荷トルクが大きくなり、現像剤を現像ローラに対し、安定した供給をすることが難しい。このため、特許文献５、６に記載されたようなブラシローラの構成がある。
【特許文献１】特許第３２２６８０２号公報
【特許文献２】特許第４０９４２８１号公報
【特許文献３】特開２００２−２３６４１５号公報
【特許文献４】特許第３１８２０６３号公報
【特許文献５】特開２０００ー２３５３０２号公報
【特許文献６】特開２００２ー２０２６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に記載されたブラシローラは、静電直植毛、電着植毛、接着剤を塗布した生地に短繊維を植え付け、さらにこの生地を芯部材にスパイラル状に巻き付けた構成、すなわち、芯部材に繊維を均一に植毛する構成である。この構成は、単位面積当たりの繊維密度がばらついたり、植毛した繊維が抜け落ちたりするものである。この結果、現像ローラへの現像剤供給にムラが生じて、画像濃度が不安定になったり、ベタ黒に対する現像剤搬送が対応することができなくなったりする。したがって、紙等のメディアに対し、安定した画像の品質を保持することができない。
【０００６】
また、芯部材と芯部材に植毛（接着）した繊維部位との間に現像剤が詰まりやすくなり、供給ローラ内に適正な現像剤量を含ませることができない。さらに、現像剤が詰まってくると、先に述べた特許文献１〜４に記載されたスポンジタイプの供給ローラのように、供給ローラの回転に対して、負荷変動、負荷トルクが大きくなり、供給ローラから現像ローラに、安定した現像剤を供給することができなくなる。
【０００７】
そこで、上記課題を解決するために本発明は、供給ローラの寿命を延ばし、安定した現像剤を現像ローラに供給することができる現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、現像容器内に、像担持体の表面に現像剤を供給させる現像剤担持体と、現像剤担持体に接触して、現像剤を搬送する供給ローラとを有する現像装置において、供給ローラを、シャフトと、シャフト上に巻き付けられ、繊維をパイル状に形成し立毛処理した導電性を有する生地とにより構成する。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、繊維は、カーボンをナイロン繊維に均一分散させたものであり、単糸繊度を２０〜３５デニール、繊維密度を１００００〜２００００本／ｉｎ2とする。請求項３に記載した発明は、繊維の長さを、外径研磨により、生地の基端から４ｍｍ〜６ｍｍの長さに揃える。請求項４に記載した発明は、現像剤担持体に対して、供給ローラの繊維の先端を、１ｍｍ〜２ｍｍ食い込ませるように配置させる。
【００１０】
請求項５に記載した発明は、供給ローラの所定位置に、繊維の先端に接触して、供給ローラの繊維間の現像剤の量を適正にするリセット手段を設ける。また、請求項６に記載した発明は、リセット手段を、供給ローラを基点として、第３象限または第４象限に配置する。
【００１１】
さらに、請求項７に記載した発明は、リセット手段を、供給ローラの軸線方向に延びたブレードとし、供給ローラ内に含まれた余剰の現像剤を篩い落とす孔を規則的に設ける。
請求項８に記載した発明は、リセット手段を、現像容器に設けられた取付部材に取り付けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、供給ローラを、シャフトと、シャフト上に巻き付けられ、繊維をパイル状に形成し立毛処理した導電性を有する生地とで構成することにより、供給ローラの寿命を延ばし、安定した現像剤を現像ローラに供給することができる。また、繊維の材質、単糸繊度、繊維密度、現像剤担持体に対する食い込み量等を所定の数値に設定することにより、さらに、先に、述べた効果を高めることができる。
【００１３】
さらに、供給ローラの所定位置に、繊維の先端に接触するリセット手段を設けることにより、供給ローラの繊維間に吸着・凝集・堆積する現像剤の増大を防止し、且つ現像に寄与されなかった現像剤を掻き落とし、安定した現像剤を現像ローラに供給することができる。
【００１４】
特に、供給ローラを基点として、リセット手段を第３象限または第４象限に配置したり、リセット手段をブレードで構成し、供給ローラの軸線方向に向かって規則的に孔を設けたりすることにより、効率良く供給ローラ内に含まれた余剰の現像剤を篩い落とされ、安定した現像剤を現像ローラに供給することができる。さらに、リセット手段を取付部材に取り付けることにより、像担持体側への現像剤の飛散を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を、図を用いて説明する。先ず、本発明の現像装置を適用した画像形成装置を説明する。図１に本発明の現像装置を適用した画像形成装置の概略図を示す。この画像形成装置は、像担持体１０の周囲に、除電、帯電、露光、現像、転写、清掃のプロセスを行う電子写真方式を適用したものである。
【００１６】
簡単に説明すると、像担持体１０の周囲に作動順に、像担持体１０上の残留電荷を除去する除電手段２０と、像担持体１０の表面を特定極性に帯電する帯電手段３０、帯電された像担持体１０の静電潜像を形成する露光手段４０と、像担持体１０の表面に形成された静電潜像を現像剤により現像する本発明の現像装置１００と、像担持体１０に現像された現像剤を図示しない給紙装置から搬送されたシートに転写する転写手段５０と、転写後に像担持体１０の表面に残留する現像剤を除去するためのクリーナー６０とからなる。シートに転写された現像剤は、図示しない定着手段により、シートに定着される。
【００１７】
次に、本発明の現像装置について説明する。図２、３に本発明の現像装置の概略図を示す。現像装置１００は、現像剤を収容する現像容器１１０内に、現像装置１００の外部から供給された現像剤を攪拌する攪拌手段１２０と、弾性ローラからなる現像剤担持体１３０と、現像剤担持体１３０に適宜な圧力で接触して配置され、現像剤担持体１３０上に一定の現像剤の薄層を形成する層厚規制手段１４０と、現像容器１１０内の現像剤を現像剤担持体１３０に供給する供給ローラ２００と、供給ローラ２００内に含まれる過剰な現像剤を適正量にするリセット手段３００とを備える。
【００１８】
なお、本実施の形態では接触現像方式について説明しているが、像担持体１０に接触しないで現像を行う非接触現像方式にも応用することができる。以下に、各々について説明する。
【００１９】
攪拌手段１２０は、供給ローラ２００の後方に設けられ、現像剤担持体１３０の軸線と同方向に延びる中心軸１２１と、中心軸１２１に軸線方向の複数箇所において設けられた攪拌翼１２２とを有し、攪拌翼１２２は反時計方向に回転する。攪拌された現像剤は供給ローラ２００側に搬送される。
【００２０】
現像剤担持体１３０は、例えば、ステンレス等の導電性の剛体からなる中心軸１３１の周りに、弾性中間層１３２を形成した現像ローラ１３０であり、時計方向に回転する。さらに、現像剤担持体１３０の中心軸１３１は、電源１３３に接続されている。なお、以下の説明から、現像剤担持体１３０を現像ローラと呼ぶ。
【００２１】
現像ローラ１３０は、現像ローラ１３０に形成した薄層を像担持体１０に押しつけるようにして像担持体１０表面に現像剤を供給し、像担持体１０の表面に形成された静電潜像を反転現像して現像剤像を形成する。これと同時に、像担持体１０表面に残留した現像剤を回収する。
【００２２】
層厚規制手段１４０は、導電性または半導電性の回転可能（時計方向に回転）なローラ体からなり、供給ローラ２００により現像ローラ１３０上に層状に供給された現像剤の層厚を規制するものである。層圧規制手段１４０は、現像ローラ１３０と同様に電源１４２に接続され、現像ローラ１３０の回転方向からみて、現像ローラ１３０と像担持体１０との接触部の上流位置に配置されている。また、層厚規制手段の周面には、先端が当接するようにして弾性体のブレード１４１が配置されている。
【００２３】
供給ローラ２００は、先に述べたように、攪拌手段１２０から搬送された現像剤を現像ローラ１３０側に搬送するものである。また、これと同時に、像担持体１０に残留した現像剤を現像ローラ１３０から剥ぎ取るものである。このため、供給ローラ２００は、現像ローラ１３０の軸線と並行に延びたシャフト２１０と、シャフト２１０上に巻き付けられ、導電性を有する繊維２２０をパイル状に形成し立毛処理した生地２３０とからなる。
【００２４】
繊維２２０は、カーボンをナイロン（具体的には６ナイロン）繊維に均一分散させた
ものであり、現像剤を現像ローラ１３０に搬送する過程で、現像剤に帯電付与を行う働きを持たせるために、単糸繊度を２０〜３５デニール（例えば、参考として、４５０デニール／１５フィラメントとして３０デニール、なお、デニールは繊維糸９０００ｍ当たりの重量(ｇ)、フィラメントは繊維糸１本を意味する）、繊維密度を１００００〜２００００本／ｉｎｃｈ2、繊維２２０の長さを生地２３０の基端から４ｍｍ〜６ｍｍとしたものを用いている。なお、繊維２２０の長さは、外径研磨を用いて揃えている。
【００２５】
この構成により、繊維２２０をシャフト２１０上に接着して植毛した供給ローラ２００のように、植毛した繊維２２０のように抜け落ちるようなことはなく、単位面積当たりの繊維密度がばらつくことはない。この結果、現像剤供給にムラが生じることがなく、特に、ベタ黒に対する現像剤搬送に対応することができる。また、像担持体１０との接触圧が各繊維２２０に分散され、供給ローラ３００をスポンジローラのように面接触することがなく、現像剤にストレスを与えない。
【００２６】
さらに、供給ローラ２００は、現像ローラ１３０に対し、１ｍｍ〜２ｍｍ食い込ませて、現像ローラ１３０の下方、すなわち現像ローラ１３０を基点として第３象限から第４象限の間に配置されている。
【００２７】
この配置により、常に、現像剤が落ちたときに、現像容器１１０内に収容された状態で、現像ローラ１３０への攪拌手段１２０から搬送されたフレッシュな現像剤の供給と、像担持体１０に残留した現像剤を現像ローラ１３０から剥ぎ取りとを、同時に行うことができる。さらに、先にあげた特許文献１〜６の図示のように、装置の奥行きスペースを確保する必要がなく、装置をコンパクトにすることができる。
【００２８】
また、シャフト２１０には電源２４０と抵抗２５０が接続されている。抵抗２５０は、シャフト２１０と電源２４０との間に挿入され、この抵抗値を適正にすることにより、現像剤の電荷注入を含む帯電性(立ち上がり特性)や過帯電防止を行うことができる。このことは、供給ローラ２００の抵抗値をブラシローラにしたことにより数百ｋΩ以下にすることができた。
【００２９】
リセット手段３００は、繊維２２０の先端に接触させて、供給ローラ２００の繊維２２０間に、吸着・凝集・堆積する現像剤の増大を防止するものである。つまり、転写後、供給ローラ２００内には、現像ローラ１３０に供給されなかった現像剤と像担持体１０から回収された現像剤が含まれた状態となる。この状態で、供給ローラ２００を回転（供給ローラ２００から現像剤を現像ローラ１３０に供給）させ続けた場合、供給ローラ２００に含まれた現像剤は、一度、帯電した現像剤が除電されないまま、繰り返し現像ローラ１３０に供給される。
【００３０】
この現像剤は、像担持体１０と現像ローラ１３０との接触、現像ローラ１３０と供給ローラ２００との接触により、ストレスを受け、現像剤が劣化する。また、現像ローラ１３０への現像剤の供給は、現像ローラ１３０に供給されなかった現像剤と像担持体１０から回収された現像剤が多くなる。
【００３１】
このことにより、流動性を得ることができなくなり、現像剤が供給ローラ２００内に押し込まれた（目詰まり）状態となり、現像装置１００外からのフレッシュな現像剤が少ししか供給されなくなる。
【００３２】
この結果、現像ローラ１３０への新たな現像剤の供給が妨げられ、現像剤塗布量の低下が生じて濃度不良等が発生しやすくなる。この現象は、特に、ベタ黒に対する現像剤の供給の追従を保持することができなくなるという問題があった。また、この状態により、現像装置１００の負荷変動や負荷トルクが大きくなり、先に述べた濃度不良や、現像装置１００を構成する各部品の短寿命化や低耐久性を助長するものであった。特に、高速機や大量出力を行う場合には、このような現象が生じやすい。
【００３３】
このため、再度、繰り返すが、リセット手段３００は、供給ローラ２００内から、現像ローラ１３０に供給されなかった現像剤と像担持体１０から回収された現像剤とを掻き取り、供給ローラ２００に、現像装置１００外（例えば、トナーホッパーやトナーカートリッジ）からのフレッシュな現像剤を供給させるものである。
【００３４】
図４に示すように、リセット手段３００は、供給ローラ２００の軸腺方向に沿って、１００μｍ〜１ｍｍ程度の薄板を延ばしたブレードであり、バイアス的にフローと状態である。具体的には、ウレタン、ポリエステルフィルム等の薄板を用いている。
【００３５】
また、再び、図２、３に戻り、リセット手段３００は、供給ローラ２００の繊維２２０の先端が離れた時、リセット手段３００に接触していた繊維２２０が元の形状に戻ろうとする復元力がもっとも作用しやすく、且つ供給ローラ２００から剥ぎ取られた現像剤が下方に落ちるような位置に配置されている。具体的には、供給ローラ２００を基点にして、第３象限または第４象限に位置している。
【００３６】
さらに、リセット手段３００側の一端側には、長手方向に、孔３１０が設けられている。孔３１０は、現像剤を均一に下方に落とすために規則的に設けられている。なお、孔３１０は複数、設けたり、千鳥状に設けたりしてもよい。
【００３７】
一方、リセット手段３００の他端側は、現像容器１１０内に設けられた取付部材４００に取り付けられている。取付部材４００は、板部材を折り曲げたものであり、現像容器１１０に取り付けられる基部４１０と、基部４１０から上方に延びた側部４２０と、リセット手段３００を取り付ける取付部４３０とからなる。取付部４３０は、先に述べたような作用ができる角度をもっている。
【００３８】
さらに、側部４２０と取付部４３０とにより壁が形成される。リセット手段３００を取付部４３０から突出させることにより第一空間５００と第二空間６００が形成される。
【００３９】
具体的に、第一空間５００は、取付部４３０に取り付けられたリセット手段３００の突出部分と、その突出部分に接触した供給ローラ２００の繊維２２０の先端部分と、現像ローラ１３０と接触している供給ローラ２００の繊維２２０の先端部分とにより囲まれる領域であり、現像ローラ１３０とリセット手段３００(または取付部４３０)との隙間は０．５〜１ｍｍを有し、現像剤が像担持体１０側に移動しないように構成されている。
【００４０】
第二空間６００は、取付部４３０に取り付けられたリセット手段３００の突出部分と、その突出部分に接触した供給ローラ２００の繊維２２０の先端部分と、取付部材４００の側部４２０と、取付部材４００と供給ローラ２００を囲む現像容器１１０の壁とにより囲まれる領域である。
【００４１】
以上の構成のもと、現像を行う際には、現像装置１００外から供給された現像剤は、攪拌手段１２０により供給ローラ２００に送られる。供給ローラ２００は、矢印方向に示すように時計方向に回転し、供給ローラ２００の繊維２２０間に入り込んで、現像ローラ１３０に供給される。
【００４２】
現像ローラ１３０に供給された現像剤は、層厚規制手段により所望の層厚に規制され、像担持体１０に押しつけるようにして像担持体１０表面に供給される。この後、現像剤は、像担持体１０の表面に形成された静電潜像を反転現像して現像剤像が形成される。
【００４３】
現像と同時に、像担持体１０上に残留した現像剤が回収され、現像ローラ１３０には、現像に供給されなかった現像剤と、像担持体１０上から回収された現像剤とが不均一に存在する。さらに、現像ローラ１３０が時計方向に回転し続けると、図５（ａ）に示すように、徐々に供給ローラ２００の繊維２２０に接触する。
【００４４】
現像ローラ１３０の接触を始めると、現像ローラ１３０の回転力により、供給ローラ２００の各繊維２２０の先端は現像ローラ１３０の回転方向側に撓み始め、現像ローラ１３０に接触する繊維２２０の面が増えてくる。この間、供給ローラ２００の各繊維２２０は、自らの弾性力で現像ローラ１３０に接触し続ける。
【００４５】
現像ローラ１３０および供給ローラ２００とも回転し続け、徐々に、現像ローラ１３０と供給ローラ２００の繊維２２０との接触が解除される。この結果、供給ローラ２００に過度な負荷（トルクや現像ローラ１３０との接触圧）を与えることなく、現像ローラ１３０から回収された現像剤の掻き取りと、現像ローラ１３０へのフレッシュな現像剤を行うことができる。
【００４６】
この解除の時に、繊維２２０の反発力、つまり、もとの姿勢に戻ろうとする復元力と、回転による遠心力とによって、第一空間５００側に弾き飛ばされる。この結果、繊維２２０間内への現像剤の侵入を阻止することができる。ここでいう繊維２２０間内への現像剤の侵入とは、繊維２２０の基端部側の侵入をさす。なお、このとき、取付部材４００により壁が形成され、弾き飛ばされた現像が像担持体１０側に飛散することを防止することができる。
【００４７】
さらに、現像ローラ１３０および供給ローラ２００とも回転し続けると、図５（ｂ）に示すように、供給ローラ２００の繊維２２０の先端がリセット手段３００の先端に接触し、回転方向に向かって、供給ローラ２００の繊維２２０が撓む。さらに、リセット手段３００と接触が解除されたときに、供給ローラ２００の繊維２２０の復元力により、再度、繊維２２０の先端表面に残った残留現像剤がリセット手段３００の上面側に弾き出される。
【００４８】
この結果、供給ローラ２００を一回転する毎に、供給ローラ２００表面近傍の現像剤を常時クラウド化され、供給ローラ２００の繊維２２０間に吸着・凝集・堆積する現像剤の増大を防止することができる。また、現像剤の形態が一定に維持され、さらに適度な流動性が維持され、現像装置の負荷トルクの変動を大幅に軽減することができる。特に、ベタ黒に対する現像剤供給の追従性が改善できた。
【００４９】
また、リセット手段３００上面に弾き飛ばされた現像剤は、リセット手段３００の上面に付着する。リセット手段３００は、現像容器１１０内側に傾き傾斜面となっている。この上面に付着した現像剤は、傾斜面に沿って、リセット手段３００の先端側に向かって現像容器１１０内に移動する。なお、現像ローラ１３０との接触で弾き飛ばされた現像剤も同様に移動する。これら弾き飛ばされた現像剤は、勢いよく像担持体１０側に飛散しようとするが、第一空間５００内で滞留し、現像装置１００外に流出することが防止されている。
【００５０】
これら、空間内に滞留した現像剤は、自重によりリセット手段３００の上面に付着するか、再度、供給ローラ２００の繊維２２０間に付着する。繊維２２０間に付着した現像剤は、再度、リセット手段３００により弾き飛ばされ、最後には、リセット手段３００の上面に付着する。リセット手段３００の上面に付着した現像剤は傾斜面に沿って現像容器１１０側に移動する。
【００５１】
リセット手段３００の傾斜面に沿って現像容器１１０内へ移動する現像剤は、孔３１０を介して下方に篩い落とされる。供給ローラ２００の繊維２２０の先端により、篩い落とされた現像剤は、現像容器１１０内に回収される。回収された現像剤は、攪拌手段１２０でフレッシュな現像剤と攪拌されて、再度、供給ローラ２００を介して、現像ローラ１３０に供給される。
【００５２】
この結果、篩い落とされた現像剤が舞い上がったとしても、取付部４３０から突き出したリセット手段３００の先端部分が蓋の役割をして、舞い上がった現像剤が第二空間６００内を滞留し、最後には、常に、現像容器１１０側に落ちる。これにより、現像剤による装置内の汚れを防止することができる。
【００５３】
なお、先に述べた噴霧状の現像剤が孔３１０を通過したとしても、供給ローラ２００と現像ローラ１３０と取付部材４００とに形成された空間内で滞留し、再度、孔３１０に向かって移動し、最後にはリセット手段３００の孔３１０を介して、現像容器１１０側に落ちる。
【実施例１】
【００５４】
供給ローラ２００の外径ｄ１（ｍｍ）、中心軸１３１の外径ｄ２（ｍｍ）、繊維２２０の材質を６ナイロン、太さまたは単位繊度ｄ３（デニール／フィラメント）、繊維密度ｆｄ（本／ｉｎｃｈ２）、長さｌ（ｍｍ）、現像ローラ１３０との食込量Ｂ（ｍｍ）とし、また、現像ローラに印加するバイアスＶｄｅｖ（Ｖ）を基準とし、層圧規制手段１４０に印加するバイアスＶＢＬ（Ｖ）をＶｄｅｖ＋１００Ｖ、供給ローラ２００に印加するバイアスＶＳＵＰ（Ｖ）をＶｄｅｖ＋３００Ｖとし、さらに、供給ローラ２００の電源と供給ローラ２００間に直列抵抗（ＭΩ）を挿入した装置で実験を行った。この結果、表１のようになった。
【００５５】
ここで、太さまたは単位繊度ｄ３のデニールは繊維糸９０００ｍ当たりの重量を意味し、フィラメントは繊維糸１本を意味する。また、現像ローラに印加するバイアスＶｄｅｖ（Ｖ）を−２２５Ｖとした。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１から、単糸繊度を２０〜３５デニールの範囲とすることが望ましい。特に、単糸繊度を３０デニール（直径５８μｍ）とするのが好ましい。これは以下の理由からである。単糸繊度が太くなりすぎると弾性力が大きくなる。これに伴って、現像ローラ１３０上の現像剤を掻き取る力が現像剤供給力を上回る。この結果、現像ローラ１３０上に形成された現像剤の薄層に繊維跡が残ってしまうからである。
【００５８】
繊維密度は、繊維密度を１００００〜２００００本／ｉｎｃｈ2の範囲とすることが望ましい。特に、繊維密度を１５０００本／ｉｎｃｈ２とするのが好ましい。繊維密度が密になりすぎると、各繊維２２０が絡まって繊維２２０の反発力の低下が起こり、繊維２２０間に入り込んだ現像剤を弾き出すことができなくなる。これにより、各繊維２２０間内部に現像剤が蓄積されてブラシ潰れが生じて、現像ローラ１３０上に現像剤の固着が起きる。
【００５９】
この結果、供給ローラ２００の繊維２２０間に吸着・凝集・堆積する現像剤が増大し、初期には好適な画像が得られたとしても、耐久安定性に欠け、画像濃度の減少や地肌汚れが発生しやすくなり、酷い場合には過負荷になって回転しなくなってしまう。
【００６０】
一方、繊維密度が疎になりすぎると、繊維２２０がない箇所が増え、各繊維２２０が現像剤に与える電荷が不足する。これにより、現像剤の帯電量が減少し、且つ繊維２２０による現像剤に与える帯電が不足する。この結果、帯電されない逆帯電の現像剤が形成され、画像濃度が薄くなるおそれがある。
【００６１】
繊維２２０の長さを生地２３０の基端から４ｍｍ〜６ｍｍの長さの範囲とすることが望ましい。繊維２２０の長さが長すぎると、繊維２２０へのストレスが大きくなり、繊維２２０の折れ等のダメージつながる。
【００６２】
また、現像ローラ１３０への機械的ストレスが強くなり過ぎて、現像ローラ１３０の表面に微細な傷を与えたり、攪拌手段１２０からの現像剤の供給力や現像ローラ１３０への搬送性が衰えてしまい、画像濃度が薄くなったりすることが生じやすくなる。
【００６３】
一方、繊維２２０の長さが短すぎると、逆に繊維２２０が撓みにくくなり、先に述べた現像剤の供給力および搬送力、現像ローラ１３０との摩擦力等は、非常に強くなり、現像剤の供給過多および搬送量過多となる。これにより、繊維２２０間に現像剤が詰まり、正常な現像剤層を形成することができなくなってしまうおそれがある。
【００６４】
供給ローラ２００の繊維２２０の先端を、現像ローラ１３０に対し、１ｍｍ〜２ｍｍ食い込ませることが望ましい。繊維２２０の先端と現像ローラ１３０とが離れていると、現像ローラ１３０と接触がなく、現像ローラ１３０への現像剤の供給量が少なくなるために白抜けが発生するものと考えられるからである。特に、単糸繊度、繊維２２０の長さを設定要件に含めた繊維２２０の腰（ヤング率）が大きいほど、現像から戻ってきた現像ローラ１３０上の現像剤の剥ぎ取り効果が得られやすい。
【００６５】
このように、数値を限定することにより、供給ローラ２００および現像ローラ１３０の耐久性・寿命が大幅に改善されるとともに、現像剤の電荷注入を含む帯電性（立ち上がり特性）や過帯電を防止することができる。また、現像剤のダメージが劇的に軽減され、画像濃度の安定性およびベタ黒の追従性を改善することができた。
【００６６】
なお、リセット手段３００は１００μｍ〜１ｍｍ程度の薄板としているが、これに限定することはなく、例えば、図３に示しように、丸棒であってもよい。この構成でのリセット手段３００は、現像容器１１０内にある現像剤から露出していると、供給ローラ２００表面近傍の現像剤を掻き落とした後の現像剤の補給が不足し、残留している現像剤の検知が難しくなるため、現像容器１１０内の残留現像剤の中に埋没しているのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の現像装置に適用した画像形成装置の概略図。
【図２】本発明の現像装置の概略図。
【図３】リセット手段の他の実施例を設けた現像装置の概略図。
【図４】リセット手段の詳細を示す図。
【図５】矢視Ａの拡大図（ａ）は供給ローラと現像ローラの接触部位の拡大図、（ｂ）は供給ローラとリセット手段の接触部位の拡大図。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 像担持体
１１０ 現像容器
１３０ 現像剤担持体（現像ローラ）
２００ 供給ローラ
２１０ シャフト
２２０ 繊維
２３０ 生地
３００ リセット手段
３１０ 孔
４００ 取付部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像容器内に、像担持体の表面に現像剤を供給させる現像剤担持体と、現像剤担持体に接触して、現像剤を搬送する供給ローラとを有する現像装置において、
前記供給ローラは、シャフトと、シャフト上に巻き付けられ、繊維をパイル状に形成し立毛処理した導電性を有する生地とを具備することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記繊維は、カーボンをナイロン繊維に均一に分散させたものとし、単糸繊度を２０〜３５デニール、繊維密度を１００００〜２００００本／ｉｎｃｈ2であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記繊維の長さは、外径研磨により、前記生地の基端から４ｍｍ〜６ｍｍの長さに揃えたことを特徴とする請求項１また２記載の現像装置。
【請求項４】
前記供給ローラは、繊維の先端を、現像剤担持体に対し、１ｍｍ〜２ｍｍ食い込ませるように配置されることを特徴する請求項１乃至３いずれか記載の現像装置。
【請求項５】
前記供給ローラの所定位置には、前記繊維の先端に接触して、前記供給ローラの繊維間の現像剤の量を適正にするリセット手段が設けられていることを特徴とする請求項１または４記載の現像装置。
【請求項６】
前記リセット手段は、前記供給ローラを基点として、第３象限または第４象限に配置されていることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
【請求項７】
前記リセット手段は、前記供給ローラの軸線方向に延びたブレードであり、前記供給ローラ内に含まれた余剰の現像剤を篩い落とす孔が規則的に設けられていることを特徴とする請求項５または６記載の現像装置。
【請求項８】
前記リセット手段は、前記現像容器に設けられた取付部材に取り付けられていることを特徴とする請求項５乃至７いずれか記載の現像装置。
【請求項１】
現像容器内に、像担持体の表面に現像剤を供給させる現像剤担持体と、現像剤担持体に接触して、現像剤を搬送する供給ローラとを有する現像装置において、
前記供給ローラは、シャフトと、シャフト上に巻き付けられ、繊維をパイル状に形成し立毛処理した導電性を有する生地とを具備することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記繊維は、カーボンをナイロン繊維に均一に分散させたものとし、単糸繊度を２０〜３５デニール、繊維密度を１００００〜２００００本／ｉｎｃｈ2であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記繊維の長さは、外径研磨により、前記生地の基端から４ｍｍ〜６ｍｍの長さに揃えたことを特徴とする請求項１また２記載の現像装置。
【請求項４】
前記供給ローラは、繊維の先端を、現像剤担持体に対し、１ｍｍ〜２ｍｍ食い込ませるように配置されることを特徴する請求項１乃至３いずれか記載の現像装置。
【請求項５】
前記供給ローラの所定位置には、前記繊維の先端に接触して、前記供給ローラの繊維間の現像剤の量を適正にするリセット手段が設けられていることを特徴とする請求項１または４記載の現像装置。
【請求項６】
前記リセット手段は、前記供給ローラを基点として、第３象限または第４象限に配置されていることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
【請求項７】
前記リセット手段は、前記供給ローラの軸線方向に延びたブレードであり、前記供給ローラ内に含まれた余剰の現像剤を篩い落とす孔が規則的に設けられていることを特徴とする請求項５または６記載の現像装置。
【請求項８】
前記リセット手段は、前記現像容器に設けられた取付部材に取り付けられていることを特徴とする請求項５乃至７いずれか記載の現像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１１３２９４（Ｐ２０１０−１１３２９４Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８７９２６（Ｐ２００８−２８７９２６）
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【出願人】（０００１６５１３６）桂川電機株式会社 (66)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【出願人】（０００１６５１３６）桂川電機株式会社 (66)
【Ｆターム（参考）】
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