(57)【要約】【課題】かぶりを抑制することができる現像装置を提供する。【解決手段】現像装置は、ローラ本体と、ローラ本体の外周面に植設される繊維部材とを有するブラシローラと、外添剤Ｐが表面に付着したトナーＴと、を備えている。そして、外添剤Ｐは、粒径が３０ｎｍ以上の粒子を含む。このような構成によれば、感光体ドラム６１とトナーＴの間で生じる液架橋力が小さくなり、トナーＴが感光体ドラム６１に引っ張られる力が弱くなる。これにより、かぶりを抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ本体と、前記ローラ本体の外周面に植設される繊維部材とを有するブラシローラと、
外添剤が表面に付着したトナーと、を備え、
前記外添剤は、粒径が３０ｎｍ以上の粒子を含むことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記外添剤は、無機粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記外添剤は、シリカを含むことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記外添剤の平均粒径は、３０ｎｍ以上であり、
前記トナーと前記外添剤の全体における前記外添剤の含有量は、１質量％以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記トナーと前記外添剤の全体における前記外添剤の含有量は、４質量％未満であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーを担持可能なブラシローラを備えた現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置に備えられる現像装置に、トナーを担持可能なブラシローラを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。この現像装置においては、ブラシローラが、画像形成装置に備えられた感光体の表面に接触しながら回転することで、感光体上の静電潜像にトナーを供給するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５７−１００７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した技術では、感光体上の静電潜像以外の部分にもトナーが載る、いわゆる「かぶり」と呼ばれる印字不良が発生することがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、かぶりを抑制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】
【０００６】
前記した目的を達成するため、本発明の現像装置は、ローラ本体と、ローラ本体の外周面に植設された繊維部材とを有するブラシローラと、外添剤が表面に付着したトナーと、を備えている。
そして、外添剤は、粒径が３０ｎｍ以上の粒子を含む。
【０００７】
このように構成された現像装置によれば、かぶりを抑制することができる。なお、粒径が３０ｎｍ以上の粒子を含む外添剤を用いたときに上記のような効果が得られることは、実験で確認されている。
【０００８】
前記した現像装置において、外添剤は、無機粒子を含んでいてもよい。
【０００９】
また、前記した現像装置において、外添剤は、シリカを含んでいてもよい。
【００１０】
前記した現像装置において、外添剤の平均粒径は、３０ｎｍ以上であり、トナーと外添剤の全体における外添剤の含有量は、１質量％以上であることが望ましい。
【００１１】
このような現像装置によれば、かぶりを抑制することができる。なお、上記した効果が得られることは、実験により確認されている。
【００１２】
また、トナーと外添剤の全体における外添剤の含有量は、４質量％未満であることが望ましい。
【００１３】
このような現像装置によれば、トナーから剥がれた外添剤等が感光体に固着する、いわゆる「フィルミング」が発生して画像形成に影響するのを抑えることができる。なお、上記した効果が得られることは、実験により確認されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、かぶりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像カートリッジを備えるレーザプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】トナーと、トナーの表面に付着した外添剤を模式的に示す図である。
【図３】トナーと感光体ドラムの間で生じる液架橋力について説明する図であって、トナーと感光体ドラムの間に３０ｎｍ未満の外添剤が介在している場合の図（ａ）と、トナーと感光体ドラムの間に３０ｎｍ以上の外添剤が介在している場合の図（ｂ）である。
【図４】外添剤の平均粒径に対するかぶりの有無についてまとめた表である。
【図５】外添剤の含有量とかぶりおよびフィルミングの有無についてまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、実施形態に係る現像装置の一例としての現像カートリッジ７が着脱されるレーザプリンタ１の概略構成について説明した後、本発明の特徴部分について詳しく説明する。
【００１７】
また、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。
【００１８】
＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に、用紙Ｓを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｓ上にトナー像を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｓ上のトナー像を熱定着する定着装置８とを主に備えている。
【００１９】
給紙部３は、本体ケーシング２内の下部に設けられ、給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方にある給紙機構３３に寄せられ、給紙機構３３によってプロセスカートリッジ５（感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間）に向けて供給される。
【００２０】
露光装置４は、本体ケーシング２内の上部に配置され、図示されないレーザ発光部やポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。
【００２１】
プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体ケーシング２に設けられたフロントカバー２Ａを開いたときにできる開口から本体ケーシング２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像カートリッジ７とから構成されている。
【００２２】
ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。
【００２３】
現像カートリッジ７は、ドラムユニット６に対して着脱自在となっており、ドラムユニット６に装着された状態、すなわち、プロセスカートリッジ５として本体ケーシング２に対し着脱可能に装着されるように構成されている。この現像カートリッジ７は、ブラシローラ１１と、ブレード１２と、搬送部材１３と、これらを支持する筐体１４と、筐体１４の内部に収容されたトナーＴと、を主に備えている。
【００２４】
ブラシローラ１１は、筐体１４内のトナーＴを担持して感光体ドラム６１に供給するための部材である。ブラシローラ１１は、円柱状のローラ本体１１Ａと、ローラ本体１１Ａの外周面に植設される複数の繊維部材１１Ｂとを有している。言い換えると、ローラ本体１１Ａは、表面に、複数の繊維部材１１Ｂからなるブラシ層１１Ｃを有している。このブラシローラ１１は、筐体１４の後壁に形成された開口から外部に露出しており、この露出した部分が、感光体ドラム６１に接触している。なお、ブラシローラ１１の詳細な構成については後述する。
【００２５】
ブレード１２は、ブラシローラ１１の軸線方向に沿って延びる板金であり、先端がブラシローラ１１のブラシ層１１Ｃの間に進入するように設けられている。
【００２６】
搬送部材１３は、公知の部材であり、回転することで、筐体１４内のトナーＴをブラシローラ１１へ向けて搬送するように構成されている。
【００２７】
プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、現像カートリッジ７内のトナーＴは、搬送部材１３によって撹拌されながら、ブラシローラ１１に供給される。そして、ブラシローラ１１の回転に伴って、ブレード１２がブラシローラ１１上の余分なトナーＴを掻き取り、ブラシローラ１１に担持されるトナー量が規制される。
【００２８】
このブラシローラ１１上に担持されたトナーＴは、ブラシローラ１１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｓが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。
【００２９】
定着装置８は、プロセスカートリッジ５の後方に配置され、加熱ローラ８１と、この加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを主に備えている。この定着装置８では、用紙Ｓ上に転写されたトナー像を、用紙Ｓが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過する間に熱定着させている。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、排紙ローラ２３によって排紙トレイ２２上に排出される。
【００３０】
＜ブラシローラの構成＞
次に、ブラシローラ１１の詳細な構成について説明する。
【００３１】
ブラシローラ１１は、外周面に接着剤が塗布されたローラ本体１１Ａに、繊維部材１１Ｂを電気的に引き寄せて付着させることで形成されている。
【００３２】
ローラ本体１１Ａは、例えば、アルミニウム、鉄、または、ステンレス鋼等の導電性を有する材料から形成されている。
【００３３】
繊維部材１１Ｂは、例えば、非導電性の繊維に導電性の膜を形成してなる部材である。一例として、繊維部材１１Ｂは、非導電性の合成樹脂からなる繊維に銅化合物をコーティングしたものである。
【００３４】
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、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等を採用することができる。この非導電性の合成樹脂からなる繊維は、直径が５〜５０μｍ、好ましくは、１０〜３０μｍであり、長さが０．３〜４．０ｍｍ、好ましくは、０．５〜１．５ｍｍとなるように形成されている。
【００３５】
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）等の硫化銅や、ヨウ化銅を採用することができる。この銅化合物の膜厚は、０．１〜２μｍ、好ましくは、０．３〜１μｍとなっている。
【００３６】
＜トナーの構成＞
次に、本発明の特徴部分であるトナーＴの構成について詳しく説明する。
【００３７】
トナーＴは、例えば、正帯電性の非磁性一成分系の重合トナーである。このトナーＴは、図２に示すように、球形であり、その表面に外添剤Ｐが付着している。
【００３８】
外添剤Ｐは、シリカ等の非導電性の無機粒子の表面が疎水化処理された粒子である。ここで、疎水化処理とは、シリコンオイルやシランカップリング剤等の表面処理剤を無機粒子の表面にコーティングする処理のことである。
【００３９】
この外添剤Ｐは、ＢＥＴ法により算出される平均粒径が３０ｎｍ以上であり、粒径が３０ｎｍ以上の大きい粒子と、粒径が３０ｎｍ未満の小さい粒子の両方を含んでいる。つまり、外添剤Ｐは、３０ｎｍ前後の粒径分布を持っている。
【００４０】
そして、トナーＴと外添剤Ｐの全体における外添剤Ｐの含有量は、１質量％以上となっている。また、トナーＴと外添剤Ｐの全体における外添剤Ｐの含有量は、４質量％未満となっている。
【００４１】
以上のように構成された現像カートリッジ７の作用および効果について説明する。
本実施形態のように、粒径が３０ｎｍ以上の粒子を含む外添剤Ｐを用いることにより、かぶりが抑制される。このことは、実験で確認されている。
【００４２】
このようにかぶりが抑制されるのは、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ブラシローラ１１の繊維部材１１Ｂ上のトナーＴと感光体ドラム６１の間に粒径が３０ｎｍ以上の大きな外添剤Ｐが介在することで、トナーＴと感光体ドラム６１の間に発生する液架橋力が小さくなるためであると考えられる。
【００４３】
具体的には、高湿環境下において、ブラシローラ１１が感光体ドラム６１に接触するとき、トナーＴと感光体ドラム６１の間に水分が凝集し、トナーＴと感光体ドラム６１の間で液架橋力が生じる。このとき、図３（ａ）に示すように、トナーＴに付着している外添剤Ｐが小さいと、トナーＴと感光体ドラム６１の間の液架橋力が、トナーＴと繊維部材１１Ｂの付着力よりも大きくなり、トナーＴが繊維部材１１Ｂから感光体ドラム６１の表面に移動して、かぶりが発生する。
【００４４】
一方、図３（ｂ）に示すように、トナーＴに付着している外添剤Ｐが大きいと、トナーＴと感光体ドラム６１の間の液架橋力が小さくなる。これにより、トナーＴと感光体ドラム６１の間の液架橋力が、トナーＴと繊維部材１１Ｂの付着力よりも小さくなり、トナーＴが繊維部材１１Ｂから感光体ドラム６１の表面へ移動しにくくなる。これにより、かぶりを抑制することができる。
【００４５】
そして、トナーＴと外添剤Ｐの全体における外添剤Ｐの含有量が、４質量％未満になっているので、トナーＴから剥がれた外添剤Ｐ等によりフィルミングが生じるのを抑制することができる。なお、このことは、実験で確認されている。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００４７】
前記実施形態では、外添剤Ｐは、シリカを含んでいたが、外添剤の構成はこれに限定されるものではない。例えば、外添剤Ｐは、導電性微粒子や、金属石鹸を含んでいてもよい。一例として、導電性微粒子には、ＥＣ−３００Ｅ（チタン工業株式会社製）のような酸化チタン系の導電性無機酸化物やＥＳ−６５０Ｅ（チタン工業株式会社製）のようなシリカ系の導電性無機酸化物等を採用することができ、金属石鹸には、ステアリン酸亜鉛やステアリン酸カルシウム等を採用することができる。
【００４８】
前記実施形態では、外添剤Ｐが多孔質ではない粒子であるため、外添剤Ｐの平均粒径をＢＥＴ法により測定したが、例えば、外添剤Ｐが多孔質粒子である場合にはＢＥＴ法は不適切であるため、この場合は、外添剤Ｐの平均粒径をレーザ回折散乱法により測定してもよい。そして、これらの方法により測定された外添剤Ｐの平均粒径が３０ｎｍ以上であればよい。
【００４９】
前記実施形態では、レーザプリンタ１が備える現像カートリッジ７に本発明を適用したが、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などが備える現像装置に本発明を適用してもよい。
【実施例】
【００５０】
＜実験１＞
次に、トナーに添加する外添剤の平均粒径を変更したときのかぶりの発生の有無を確認した実験について説明する。
【００５１】
１．平均粒径の測定方法
外添剤の平均粒径とトナーの平均粒径は、下記の装置を使用して求めた。
（１）外添剤平均粒径
ＢＥＴ比表面積計  フローソーブＩＩＩ２３０５（株式会社島津製作所製）
（２）トナー平均粒径
粒度分布測定装置  Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ（ベックマン・コールター株式会社製）
【００５２】
１．使用したトナー、外添剤、ブラシローラ、および、プリンタ
使用したトナー、外添剤、ブラシローラ、および、プリンタは、以下の通りである。
【００５３】
（１）トナー
トナーは、スチレンアクリル樹脂を含み、平均粒径が９μｍのものを使用した。
（２）外添剤
外添剤は、ヘキサメチレンジシラザン（ＨＭＤＳ）により表面をコーティングしたシリカを使用した。外添剤は、トナーと外添剤の全体に対して１質量％となるようにトナーに添加した。
（３）ブラシローラ
ブラシローラの繊維部材は、長さ１ｍｍの１２ナイロン製サンダーロン（登録商標）（日本蚕毛染色株式会社製）を使用した。
（４）プリンタ
ＨＬ−５３４０Ｄ（ブラザー工業株式会社製）
【００５４】
３．実施例および比較例
各実施例および比較例の条件（外添剤の平均粒径）は、図４に示す通りとした。
【００５５】
４．かぶりの確認方法
かぶりの確認は、以下のように行った。
【００５６】
（１）新品のブラシローラをプリンタに装着し、５００枚印刷後、ブラシローラに付着したトナーを除去し、さらに、トナーを新品のものに交換した。
（２）高温高湿環境（温度３２℃、相対湿度８０％）と、常温環境（温度２６℃、相対湿度６０％）とのそれぞれの環境下において、印刷面積率１％の印刷品質評価用パターンを印刷した。
（３）感光体ドラム上の白地部分（未露光部分）に付着しているトナーを粘着テープ（スコッチエンディングテープ８１０−３−１８、販売元：住友スリーエム株式会社）に写し取った後、この粘着テープを普通紙（品番４２００、Ｘｅｒｏｘ株式会社製）に貼付した。
（４）（３）で粘着テープを貼付した普通紙を反射濃度計（グレタグマクベス株式会社製スペクトロリノ）を用いて反射濃度を測定した。
（５）トナーを写し取っていない粘着テープを貼付した普通紙についても（４）と同様に反射濃度を測定した。
（６）（４）で測定された反射濃度と（５）で測定された反射濃度の差を、各条件における感光体ドラム上の白地部分に付着したトナーの反射濃度とした。
【００５７】
５．結果
実験結果を図４に示す。常温環境下においては、実施例１〜３および比較例１のすべてでトナーの反射濃度が０．０１または０．０２と小さく、ほとんどかぶりは発生しなかった。一方、高温高湿環境下においては、外添剤の平均粒径が３０ｎｍ以上である実施例１〜３ではトナーの反射濃度が０．０２と小さかったが、外添剤の平均粒径が３０ｎｍ未満の比較例１ではトナーの反射濃度が０．２１と大きかった。これにより、トナーに添加する外添剤は、平均粒径が３０ｎｍ以上、つまり、粒径が３０ｎｍ以上の粒子を含む場合に、高温高湿環境下においてかぶりを抑制する効果が得られることがわかった。
【００５８】
また、外添剤の平均粒径が５０ｎｍ以上のとき、つまり、粒径が５０ｎｍ以上の粒子を含む場合に、トナーの反射濃度が０．０１と特に小さく、よりかぶりを抑制できることがわかった。
【００５９】
＜実験２＞
次に、トナーに添加する外添剤（平均粒径５０ｎｍ）の量を変更したときのかぶりとフィルミングの発生の有無を確認した実験について説明する。
【００６０】
１．平均粒径の測定方法
トナーと外添剤の平均粒径の測定は、実験１と同じ方法で行った。
【００６１】
２．使用したトナー、外添剤、ブラシローラ、および、プリンタ
（１）トナー、ブラシローラ、プリンタ
トナー、ブラシローラ、および、プリンタは、実験１と同じものを使用した。
（２）外添剤
外添剤は、ヘキサメチレンジシラザン（ＨＭＤＳ）により表面をコーティングしたシリカを使用した。外添剤は、平均粒径が５０ｎｍのものを使用した。
【００６２】
３．実施例および比較例
各実施例および比較例の条件（トナーと外添剤の全体における外添剤の含有量）は、図５に示す通りとした。
【００６３】
４．かぶりの確認方法
かぶりの確認は、実験１と同様の方法で行った。なお、実験２においては、高温高湿環境下でのみ実験を行った。
【００６４】
５．フィルミングの確認方法
フィルミングの確認は、以下のように行った。
【００６５】
（１）所定時間ウォーミングアップ動作をした後、印刷面積率１％の印刷品質評価用パターンをＡ４の用紙に５００枚印刷した。
（２）感光体ドラムの表面にスジ状の模様があるか否かを目視で評価した。
【００６６】
６．結果
図５においては、感光体ドラムの表面にスジ状の模様があり、フィルミングが発生していた場合を「不良」、感光体ドラムの表面にスジ状の模様がなく、フィルミングが発生していなかった場合を「良」として示している。
【００６７】
かぶりについては、外添剤を添加していない（含有量が０質量％）の比較例２でトナーの反射濃度が０．３０と大きく、外添剤の含有量が１質量％以上の実施例４〜６および比較例３ではトナーの反射濃度が０．０２または０．０１と小さいことが確認された。これにより、外添剤の含有量が１質量％以上のときに、かぶりが抑制されることがわかった。
【００６８】
フィルミングについては、外添剤の含有量が４質量％である比較例３でのみ発生し、外添剤の含有量が４質量％未満の実施例４〜６および比較例２では発生していないことが確認された。
【符号の説明】
【００６９】
７      現像カートリッジ
１１    ブラシローラ
１１Ａ  ローラ本体
１１Ｂ  繊維部材
Ｐ      外添剤
Ｔ      トナー
【図１】
2015069122.tif 000003
【図２】
2015069122.tif 000004
【図３】
2015069122.tif 000005
【図４】
2015069122.tif 000006
【図５】
2015069122.tif 000007