(57)【要約】【課題】高温高湿環境下においても、安定して画像形成することができる現像装置を提供すること。【解決手段】  芯材１０、および、芯材１０の周面に導電性短繊維１１が植毛されることにより形成されるブラシ部１２を備え、ブラシ部１２がトナーを担持するように構成されるブラシローラ１を備える現像装置２において、導電性短繊維１１を、非導電性の繊維に銅化合物をコーティングすることにより形成し、ブラシ部１２の水分率を、５％以下とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材、および、前記芯材の周面に繊維部材が植毛されることにより形成されるブラシ部を備え、前記ブラシ部が現像剤を担持するように構成されるブラシローラを備え、
前記繊維部材は、非導電性の繊維が銅化合物にコーティングされることにより形成され、
下記試験方法により測定される、前記ブラシ部の水分率が、５％以下であることを特徴とする、現像装置。
水分率の試験方法：
温度４０℃、相対湿度１０％において２時間乾燥させた後、ブラシローラの乾燥後質量Ａを測定する。続いて、乾燥後のブラシローラを、温度３２℃、相対湿度８２％において１２時間放置した後、ブラシローラの高温高湿後質量Ｂを測定する。そして、下記式（１）から水分率Ｄを算出する。
式（１）
水分率Ｄ＝１００×（高温高湿後質量Ｂ―乾燥後質量Ａ）／前記繊維部材の総質量Ｃ
【請求項２】
前記現像剤が、重合性単量体を重合させることにより調製されるケミカルトナーであることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤が、正帯電性を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記ブラシローラを回転可能となるように支持するケーシングと、
前記ブラシ部に担持される前記現像剤の一部を掻き落とすことにより、前記ブラシ部における前記現像剤の担持量を規制するように構成される現像剤担持量規制部材とを、さらに備え、
前記現像剤担持量規制部材は、
前記ケーシングに固定される第１部分、および、前記第１部分から前記ブラシローラ側に向かって延びる第２部分を有する本体部と、
前記第２部分から前記芯材側に向かって突出することにより、前記ブラシ部内に侵入するように構成される規制部とを備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記規制部が侵入している部分における前記ブラシローラの回転方向と、前記本体部の前記第１部分から前記第２部分に向かう方向とが、反対方向となるように構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記本体部と前記規制部とは、１枚の板状部材から一体的に形成され、
前記規制部は、前記第２部分から前記芯材に向かって屈曲するように形成されていることを特徴とする、請求項４または５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持量規制部材には、前記第２部分から前記規制部にかけて、Ｒ曲げが形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式が採用される画像形成装置に用いられる現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置として、静電潜像が形成される感光体と、トナーを担持し、感光体に供給して静電潜像を現像する現像ローラを備えるものが知られており、現像ローラとして、ブラシローラが提案されている。
【０００３】
そのようなブラシローラは、静電気植毛によってローラの表面に短繊維を植毛することにより製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかるに、静電気植毛に用いられる短繊維は、飛昇性を確保するために、電着処理剤で表面が電着処理される。特許文献１に記載のブラシローラでは、電着処理剤として、親水性のコロイダルシリカが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４４４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のように作製されたブラシローラでは、高温高湿環境下において、トナーの帯電不良を生じる場合がある。
【０００７】
トナーの帯電が不十分であると、トナーが感光体に供給されたときに、静電潜像以外の部分に飛散し、かぶりと呼ばれる印刷不良が発生する。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、高温高湿環境下においても、安定して画像形成することができる現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、芯材、および、芯材の周面に繊維部材が植毛されることにより形成されるブラシ部を備え、ブラシ部が現像剤を担持するように構成されるブラシローラを備える。
【００１０】
繊維部材は、非導電性の繊維が銅化合物にコーティングされることにより形成され、下記試験方法により測定される、ブラシ部の水分率が、５％以下である。
【００１１】
水分率の試験方法：
温度４０℃、相対湿度１０％において２時間乾燥させた後、ブラシローラの乾燥後質量Ａを測定する。続いて、乾燥後のブラシローラを、温度３２℃、相対湿度８２％において１２時間放置した後、ブラシローラの高温高湿後質量Ｂを測定する。そして、下記式（１）から水分率Ｄを算出する。
【００１２】
式（１）
水分率Ｄ＝１００×（高温高湿後質量Ｂ―乾燥後質量Ａ）／繊維部材の総質量Ｃ
このような構成によれば、ブラシ部は、非導電性の繊維が銅化合物にコーティングされることにより形成される繊維部材からなり、その水分率が、５％以下に調整されている
そのため、高温高湿環境下においても、安定して画像形成することができる。
（２）現像剤は、重合性単量体を重合させることにより調製されるケミカルトナーであってもよい。
【００１３】
このような構成によれば、優れた流動性を有するケミカルトナーが現像剤として使用しているので、ブラシローラに対する現像剤の担持量を容易に調節することができる。
【００１４】
そのため、より安定して画像形成することができる。
（３）現像剤は、正帯電性を有していてもよい。
【００１５】
このような構成によれば、現像剤が正帯電性である場合に、より安定して画像形成することができる。
（４）本発明の現像装置は、ブラシローラを回転可能となるように支持するケーシングと、ブラシ部に担持される現像剤の一部を掻き落とすことにより、ブラシ部における現像剤の担持量を規制するように構成される現像剤担持量規制部材とを、さらに備えてもよい。この場合、現像剤担持量規制部材は、ケーシングに固定される第１部分、および、第１部分からブラシローラ側に向かって延びる第２部分を有する本体部と、第２部分から芯材側に向かって突出することにより、ブラシ部内に侵入するように構成される規制部とを備えてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、ブラシ部内に侵入した規制部により、ブラシ部に担持された現像剤の一部を確実に掻き落とすことができる。
【００１７】
その結果、ブラシ部に担持される現像剤の量を均一化することができ、より一層安定して画像形成することができる。
（５）本発明の現像装置は、規制部が侵入している部分におけるブラシローラの回転方向と、本体部の第１部分から第２部分に向かう方向とが、反対方向となるように構成されていてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、現像剤担持量規制部材の規制部を確実にブラシ部に侵入させることができる。
【００１９】
その結果、ブラシ部に担持された現像剤の量を、確実に均一化することができる。
（６）本体部と規制部とは、１枚の板状部材から一体的に形成されてもよい。この場合、規制部は、第２部分から芯材に向かって屈曲するように形成されていてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、簡易な構成で、現像剤担持量規制部材に規制部を形成することができる。
（７）現像剤担持量規制部材には、第２部分から規制部にかけて、Ｒ曲げが形成されていてもよい。
【００２１】
このような構成によれば、ブラシローラの回転に伴うブラシ部の移動により、Ｒ曲げが形成されている部分に、ブラシ部内に侵入する方向の力を作用させることができる。
【００２２】
そのため、簡易な構成で、現像剤担持量規制部材の規制部を、より確実にブラシ部に侵入させることができる。
【００２３】
その結果、ブラシ部に担持された現像剤の量を、より確実に均一化することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の現像装置によれば、高温高湿環境下においても、安定して画像形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の現像装置の一実施形態の中央断面図である。
【図２】図２は、図１に示すブラシローラの拡大図である。
【図３】図３は、ブラシ部の水分率を示すグラフである。
【図４】図４は、印刷試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．現像装置
本発明の現像装置２は、電子写真方式が採用される画像形成装置に装備される。現像装置２は、図１に示すように、画像形成装置内において、感光体３の前下側に配置されている。現像装置２は、ケーシングの一例としての筐体６を備えている。なお、現像装置２に関し、方向について言及する場合には、図１に示した矢印方向を基準とする。また、図１において、紙面手前側を左側とし、紙面奥側を右側とする。
【００２７】
筐体６は、後側が開放される略ボックス形状に形成されている。筐体６には、トナー収容室４と現像室５とが前後並んで配置されている。トナー収容室４と現像室５とは、互いに連通している。
【００２８】
トナー収容室４には、現像剤の一例としてのトナーが収容され、その前後上下方向略中央には、アジテータ７が設けられている。
【００２９】
現像室５には、パドル８と、ブラシローラ１と、現像剤担持量規制部材の一例としてのブレード９とが設けられている。
【００３０】
パドル８は、現像室５の前側に配置されている。
【００３１】
ブラシローラ１は、パドル８の後上側に配置され、その後上側部分が現像室５から露出するように、筐体６の後端部に回転可能に支持されている。ブラシローラ１は、左右方向に延びる略円柱形状に形成され、現像室５に回転可能に支持される芯材１０と、芯材１０の周面に繊維部材の一例としての導電性短繊維１１が植毛されたブラシ部１２とを備えている。ブラシローラ１は、導電性短繊維１１が感光体３に接触されるように、感光体３に前下側から対向している。
【００３２】
ブレード９は、ブラシローラ１の前上側に配置されている。ブレード９は、ステンレスなどの金属からなり、上下左右に延びる略平板形状に形成されており、その上端部は現像室５の後上端部に固定されている。
【００３３】
ブレード９の下端部は、左右方向すべてにわたって後側に折り曲げられており、ブラシローラ１に前側から接触されている。
【００３４】
そして、画像形成装置に印刷ジョブが入力されると、トナー収容室４のトナーは、アジテータ７が回転することにより、攪拌され、現像室５に搬送される。
【００３５】
トナー収容室４から搬送されたトナーは、パドル８が回転することにより、ブラシローラ１に供給される。
【００３６】
パドル８に供給されたトナーは、ブラシローラ１の導電性短繊維１１に一旦担持され、ブラシローラ１の左側面視反時計回りの回転に伴って、ブレード９によって一部が掻き落とされる。これにより、導電性短繊維１１におけるトナーの担持量が規制される。
【００３７】
ブラシローラ１がさらに回転すると、ブレード９によって規制されたトナーは、感光体３に供給され、これにより、感光体３に形成されている静電潜像が現像される。
２．トナーの詳細
トナーは、正帯電性の非磁性一成分系の重合トナーである。正帯電性の非磁性一成分系の重合トナーは、ケミカルトナーの一例である。
【００３８】
このような重合トナーは、例えば、特開２００８−１８６００２号公報などに開示される方法により得られる。
【００３９】
より具体的には、このような重合トナーは、カチオン性基を有する重合性単量体と、その重合性単量体と共重合可能な重合性単量体との共重合により得られる帯電制御樹脂と、着色剤を含有するトナー母粒子とを液相中で融合させることにより得られる。
３．ブラシローラの詳細
ブラシローラ１は、芯材１０に導電性短繊維１１を植毛することにより得られる。
【００４０】
芯材１０に導電性短繊維１１を植毛するには、まず、非導電性の短繊維を銅化合物でコーティングして、導電性短繊維１１を作製する。
【００４１】
非導電性の短繊維は、非導電性の合成樹脂などからなる繊維を切断することにより得られる。
【００４２】
非導電性の合成樹脂としては、例えば、ポリドデカンアミド（商品名：ナイロン１２）、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどが挙げられる。
【００４３】
繊維の公定水分率は、ＪＩＳ  Ｌ０１０５：２００６に開示される方法により測定され、例えば、１．５％以下、好ましくは、０．５％以下である。
【００４４】
また、繊維の直径は、５μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上であり、例えば、５０μｍ以下、好ましくは、３０μｍ以下である。
【００４５】
また、繊維の線密度は、例えば、１ｄ以上、好ましくは、２ｄ以上であり、例えば、１０ｄ以下、好ましくは、６ｄ以下である。
【００４６】
また、繊維の電気抵抗値（繊維の単位長さあたりの電気抵抗値）は、例えば、１０２Ω／ｃｍ以上、好ましくは、１０４Ω／ｃｍ以上であり、例えば、１０１２Ω／ｃｍ以下である。
【００４７】
繊維の電気抵抗値が、上記下限値未満であると、感光体３の電位が低下し、印字不良となる場合がある。また、繊維の電気抵抗値が、上記上限値以上であると、ブラシローラ１に電圧を印加しても、導電性短繊維１１表面の電位が上がらず、トナーを十分に現像できなくなる。
【００４８】
繊維を切断するには、繊維を束ねてカッターなどで所定の繊維長に切断する。これにより、短繊維が得られる。
【００４９】
得られた短繊維の繊維長は、例えば、０．３ｍｍ以上、好ましくは、０．５ｍｍ以上であり、例えば、４．０ｍｍ以下、好ましくは、１．５ｍｍ以下である。
【００５０】
短繊維の直径が、上記上限値以下、かつ、上記下限値以上であれば、ブラシローラ１に好適な弾力を付与し、細い線を高品質で印刷することができる。
【００５１】
短繊維の繊維長および線密度が、上記上限値以下、かつ、上記下限値以上であれば、ブラシローラのブラシ毛として好適である。
【００５２】
銅化合物としては、例えば、第１硫化銅（Ｃｕ２Ｓ）、第２硫化銅（ＣｕＳ）、ダイジェナイト（Ｃｕ９Ｓ５）などの硫化銅や、ヨウ化銅などが挙げられる。
【００５３】
そして、非導電性の短繊維を、例えば、特開平１０−２６６０６７に開示される方法などにより、銅化合物でコーティングする。
【００５４】
これにより、導電性短繊維１１が得られる。
【００５５】
得られた導電性短繊維１１の電気抵抗値は、例えば、１０２Ω／ｃｍ以上、好ましくは、１０４Ω／ｃｍ以上であり、例えば、１０１２Ω／ｃｍ以下、好ましくは、１０１０Ω／ｃｍ以下である。
【００５６】
また、得られた導電性短繊維１１における銅化合物の膜厚は、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、０．３μｍ以上、例えば、２μｍ以下、好ましくは、１μｍ以下である。
【００５７】
なお、導電性短繊維１１としては、市販されている導電性繊維を適用することもできる。市販されている導電性繊維としては、例えば、商品名サンダーロンシリーズ（日本蚕毛染色株式会社製）などが挙げられる。
【００５８】
次いで、芯材１０に導電性短繊維１１を植毛するには、接着剤が塗布された芯材１０に、導電性短繊維１１を電気的に付着させる。
【００５９】
芯材１０は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレスなどの導電性を有する材料から、略円柱形状や略円筒形状に形成されている。
【００６０】
芯材１０の直径は、例えば、３ｍｍ以上、好ましくは、５ｍｍ以上であり、例えば、３０ｍｍ以下、好ましくは、２５ｍｍ以下である。
【００６１】
芯材１０の軸方向長さは、例えば、２１６ｍｍ幅印刷では、例えば、２２０ｍｍ以上、好ましくは、２２５ｍｍ以上であり、例えば、２５０ｍｍ以下、好ましくは、２４０ｍｍ以下である。
【００６２】
芯材１０の周面に塗布される接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤、ポリ酢酸ビニル系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤などが挙げられる。接着剤には、導電性を付与するために銀ペーストなどの導電性成分を練り込んでもよい。
【００６３】
接着剤の塗布方法としては、例えば、浸漬、噴霧などの公知の方法を用いることができる。
【００６４】
塗布された接着剤の厚みは、例えば、５０μｍ以上、好ましくは、８０μｍ以上であり、例えば、２００μｍ以下、好ましくは、１５０μｍ以下である。
【００６５】
そして、導電性短繊維１１を金属板の上に載置し、その後、芯材１０と金属板とに、例えば、５ｋＶ以上、好ましくは、１５ｋＶ以上、通常、１００ｋＶ以下の直流高電圧を印加する。
【００６６】
これにより、芯材１０と金属板との間に電界を発生させて、導電性短繊維１１を芯材１０に向かって移動させる。
【００６７】
同時に、芯材１０を所定の回転速度で回転させて、導電性短繊維１１を芯材１０の周面に均一に付着させる。これにより、ブラシローラ１が得られる。
【００６８】
ブラシローラ１のブラシ部の水分率は、後述する実施例に記載の方法により測定され、５％以下、好ましくは、３％以下である。
４．ブレードの詳細
ブレード９は、図２に示すように、ステンレスなどから上下方向に延びる略平板形状に形成されている。ブレード９は、本体部の一例としてのブレード本体部２１と、規制部２２とを一体的に備えている。
【００６９】
ブレード本体部２１は、その上端部、すなわち、第１部分の一例としての基端部２４において、筐体６の上壁に固定され、その下端部、すなわち、第２部分の一例としての遊端部２５がブラシローラ１の上端部に後側から対向されるように、下側に向かって延びている。なお、上記したように、画像形成動作において、ブラシローラ１は、左側面視反時計回り、すなわち、ブラシ部１２のうち、規制部２２が侵入している部分が下側から上側へ移動するように、回転される。つまり、ブレード９は、基端部２４から遊端部２５に向かって、ブラシ部１２のうちの規制部２２が侵入している部分の移動方向に対して反対方向に延びている。
【００７０】
規制部２２は、ブレード本体部２１の遊端部２５から連続して、湾曲しながら芯材１０に向かって延びている。規制部２２の外周面の曲率半径Ｒは、導電性短繊維１１の繊維長に相当するように、例えば、１ｍｍに設定されている。すなわち、ブレード９には、ブレード本体部２１の遊端部２５から規制部２２にかけて、曲率半径Ｒを有するＲ曲げが形成されている。規制部２２の先端は、ブラシローラ１のブラシ部１２内に侵入している。
５．作用効果
（１）この現像装置２によれば、図１に示すように、ブラシ部１２は、非導電性の繊維が銅化合物にコーティングされることにより形成される導電性短繊維１１からなり、その水分率が、５％以下に調整されている
そのため、高温高湿環境下においても、安定して画像形成することができる。
（２）この現像装置２によれば、優れた流動性を有する非磁性一成分系の重合トナーを使用しているので、ブラシローラ１に対するトナーの担持量を容易に調節することができる。
【００７１】
そのため、より安定して画像形成することができる。
【００７２】
また、この現像装置２によれば、正帯電性のトナーを使用している。そのため、トナーが導電性短繊維１１の銅化合物に対して、より安定に正帯電する傾向がある。その結果、より安定して画像形成をすることができる。
（３）また、この現像装置２によれば、図２に示すように、ブラシ部１２内に侵入した規制部２２により、ブラシ部１２に担持されたトナーの一部を確実に掻き落とすことができる。
【００７３】
その結果、ブラシ部１２に担持されるトナーの量を均一化することができ、より一層安定して画像形成することができる。
（４）また、この現像装置２によれば、ブレード９の規制部２２を確実にブラシ部１２に侵入させることができる。
【００７４】
その結果、ブラシ部１２に担持されたトナーの量を、確実に均一化することができる。
（５）また、この現像装置２によれば、簡易な構成で、ブレード９に規制部２２を形成することができる。
（６）また、この現像装置２によれば、ブラシローラ１の回転に伴うブラシ部１２の移動により、Ｒ曲げが形成されている部分に、ブラシ部１２内に侵入する方向の力を作用させることができる。
【００７５】
そのため、簡易な構成で、ブレード９の規制部２２を、より確実にブラシ部１２に侵入させることができる。
【００７６】
その結果、ブラシ部１２に担持されたトナーの量を、より確実に均一化することができる。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例を挙げて本発明の現像装置をさらに具体的に説明するが、本発明の現像装置は、これらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中、配合割合を示す部および％は質量基準によるものである。また、実施例中の配合割合などの数値は、上記の実施形態において記載される対応箇所の上限値または下限値に代替することができる。
１．ブラシローラの作製
（１）導電性短繊維の準備
表１に示す繊維の表面にダイジェナイトの薄膜を形成した導電性短繊維（商品名サンダーロン、日本蚕毛染色株式会社製）を準備した。
【００７８】
各導電性短繊維の線密度および繊維長を、表１に示す。
（２）植毛
アルミニウム製、直径１．８ｃｍ、軸方向長さ２３ｃｍ、円柱形状の芯材の周面に、アクリル系導電性接着剤を厚さ１００μｍとなるように均一に塗布した。
【００７９】
芯材と導電性短繊維とを植毛室に投入し、芯材を高電圧発生器の接地極に回転可能に支持させるとともに、芯材の周面と３５ｍｍ間隔を隔てて対向配置され、高電圧発生器の高圧極に接続されたアルミニウム板の表面に、導電性短繊維を設置した。
【００８０】
回転速度６ｒａｄ／ｓで芯材を回転させながら、接地極と高圧極との間に直流２０ｋＶを印加し、芯材に導電性短繊維を静電気植毛した。静電気植毛を１分間実施し、芯材の周面すべてが植毛されたブラシローラを作製した。
２．ブラシ部の水分率の測定
温度４０℃、相対湿度１０％において２時間乾燥させた後、ブラシローラの乾燥後質量Ａを測定した。続いて、乾燥後のブラシローラを、温度３２℃、相対湿度８２％において１２時間放置した後、ブラシローラの高温高湿後質量Ｂを測定した。結果を表１に示す。
【００８１】
また、表１に示すブラシローラの植毛密度Ｅ、導電性短繊維の線密度Ｆ、および、導電性短繊維の繊維長Ｇから、下記式（１）により導電性短繊維の総質量Ｃを計算した。
【００８２】
式（１）：導電性短繊維の総質量Ｃ＝２２．３×植毛密度Ｅ×線密度Ｆ×繊維長Ｇ／９０００
次いで、下記式（２）から水分率Ｄを算出した。
【００８３】
式（２）：水分率Ｄ＝１００×（高温高湿後質量Ｂ―乾燥後質量Ａ）／導電性短繊維の総質量Ｃ
結果を表１および図３に示す。
３．印刷試験
高温高湿環境Ａ（ＨＨ、温度３２℃、相対湿度８０％）と、常温環境Ｂ（ＪＪ、温度２０℃、相対湿度３０％）とのそれぞれにおいて、印刷面積率１％の印刷品質評価用パターンを印刷した。
【００８４】
感光体ドラム上の白地部分における付着トナーを粘着テープ（製品名「スコッチメンディングテープ８１０−３−１８」、販売元：住友スリーエム株式会社）で写し取った後に普通紙（Ｘｅｒｏｘ社 品番４２００）に貼付し、反射濃度計（グレタグマクベス製スペクトロリノ）を用いて反射濃度を測定した。
【００８５】
次に、トナーを写し取っていない粘着テープについても反射濃度を同様に測定し、トナーを写し取ったものとの反射濃度の差を算出した。
【００８６】
結果を図４に示す。
【００８７】
【表１】
2014149505.tif 000003
【符号の説明】
【００８８】
１      ブラシローラ
２      現像装置
６      筐体
９      ブレード
１０    芯材
１１    導電性短繊維
１２    ブラシ部
２１    本体部
２２    規制部
２４    基端部
２５    遊端部
【図１】
2014149505.tif 000004
【図２】
2014149505.tif 000005
【図３】
2014149505.tif 000006
【図４】
2014149505.tif 000007