(57)【要約】【課題】現像剤担持体における現像後又は転写後の残存現像剤の除去を効率良く補助し得る現像剤除去補助ブラシ、及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置は、電子写真方式の画像形成装置における感光体ドラム１に対して現像を行う現像ローラ１２に現像剤を供給する現像剤供給ローラ１３を備えている。現像剤供給ローラ１３は、金属管１３ａの表面に塗布された接着剤１３ｂに複数のブラシ毛１３ｃが静電植毛されてなっている。ブラシ毛１３ｃは、アクリル導電糸からなり、かつ、繊度（Ｔ）をｘ、現像ローラ１２への植毛ブラシ食込み量（ｍｍ）をｙ、現像ローラ１２の表面と金属管１３ａの表面との距離（ｍｍ）をｚとしたときに、０．５≦ｘ×ｙ／ｚ３ ≦９．０を満たすように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置における静電潜像担持体に対して現像を行う現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給ローラを備えた現像装置において、
上記現像剤供給ローラは、ローラ芯材の表面に塗布された接着剤に複数の植毛ブラシが静電植毛されてなっていると共に、
上記植毛ブラシは、アクリル導電糸からなり、かつ、繊度（Ｔ）をｘ、現像剤担持体への植毛ブラシ食込み量（ｍｍ）をｙ、現像剤担持体表面とローラ芯材表面との距離（ｍｍ）をｚとしたときに、
０．５≦ｘ×ｙ／ｚ３ ≦９．０
を満たすように形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤供給ローラのローラ芯材には、現像剤担持体の現像電圧に対して現像剤の極性方向に０Ｖを越え、かつ３５０Ｖ以下の電位差となるように電圧が印加されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記植毛ブラシにおけるアクリル導電糸の横断面形状は、不定形状となっていることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤供給ローラのローラ芯材の表面に塗布された接着剤は、導電性を有していることを特徴とする請求項１，２又は３記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【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、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、及び画像形成装置に関するものであり、特に、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給ローラの静電植毛ブラシ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１４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ラ１０２まで供給する供給ローラ１１０が設けられている。また、現像ローラ１０２の表面にはブレードである現像剤規制部材１０３が当接し、余分に付着する現像剤を規制して、現像ローラ１０２から電子写真の感光体に安定した現像剤の移行を行わせることができるようになっている。
【０００４】
ところで、供給ローラの材質としては、例えば、導電性スポンジ層を有したものが使用されていた。しかし、導電性スポンジ層を有する供給ローラは、導電性スポンジの発泡率を管理することが容易ではなく、発泡率が変化すると、硬度、抵抗値、表面のセル数が容易に変化してしまう。この所定の特性を確保して、バラツキの少ないスポンジを生産するのは難しい。
【０００５】
また、導電性スポンジ層の表面の凹部にトナーが固着してしまうと、電気抵抗を上昇させ、トナーの搬送力を著しく阻害し、駆動トルクの増大ともなる。このため、供給ローラの寿命は比較的に短くなってしまう等の課題があった。
【０００６】
そこで、上記特許文献１に開示された供給ローラ１１０では、図１５に示すように、芯金１１１の周囲に植毛部１１２を形成してなっている。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。
【０００７】
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ラ１０２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。
【０００８】
上記ファイバ１２０は、図１５に示すように、アクリル樹脂、ポリエステル、ナイロン等の電気絶縁性合成樹脂製繊維からなる基材１２１と、この基材１２１の周囲に形成された導電性ポリマ層１２２とからなっており、ファイバ１２０の先端部では、導電性ポリマ層１２２を除去して電気絶縁部１２３を形成している。導電性ポリマ層１２２は、電気抵抗１０２ 〜１０７ Ωの導電性能を有している。導電性ポリマ層１２２と基材１２１との接着性を向上させるために、必要に応じてプライマ処理することも可能としている。
【０００９】
また、基材１２１は、約３デニールであり、長さ１．０〜３．０ｍｍ、好ましくは１．２〜１．５ｍｍであり、これによって芯材１１１の表面に密に静電植毛することができ、長すぎると、植毛密度が低下するとしている。
【特許文献１】特開平１０−１２３８２１号公報（平成１０年５月１５日公開）
【特許文献２】特開２００３−３４５１２０号公報（平成１５年１２月３日公開）
【特許文献３】特開２００３−３４５０９４号公報（平成１５年１２月３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、従来の静電植毛されたファイバ１２０では、繊維の長さが３ｍｍ以上になると、繊維同士の絡み合いで、粗の状態となり、植毛層自体が透けて見えるようなレベルの植毛となって、殆どトナーの供給を行うことができなくなってしまう。一方、繊維の長さが０．５ｍｍよりも小さくなると、逆に植毛層が密になり過ぎて表面が固くなった状態となり、弾性が得られ難く、トルクが上昇し、又は機械精度に対する余裕がなくなってしまうという問題点を有している。
【００１１】
この問題は、例えば特許文献２に開示された現像装置及び特許文献３に開示された機能性植毛ローラにおいても改善されていない。
【００１２】
すなわち、現像ローラに対する現像剤供給ローラの静電植毛ブラシについては、現像剤の供給性及び剥離性の両方が必要となるが、従来技術では、トルクと密度との関係で現像剤の供給性及び剥離性の充分な性能が得られていないという問題を有している。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、トルクと密度との関係で現像剤の供給性及び剥離性を適切に確保し得る現像装置、及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、電子写真方式の画像形成装置における静電潜像担持体に対して現像を行う現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給ローラを備えた現像装置において、上記現像剤供給ローラは、ローラ芯材の表面に塗布された接着剤に複数の植毛ブラシが静電植毛されてなっていると共に、上記植毛ブラシは、アクリル導電糸からなり、かつ、繊度（Ｔ）をｘ、現像剤担持体への植毛ブラシ食込み量（ｍｍ）をｙ、現像剤担持体表面とローラ芯材表面との距離（ｍｍ）をｚとしたときに、
０．５≦ｘ×ｙ／ｚ３ ≦９．０
を満たすように形成されていることを特徴としている。
【００１５】
まず、本発明者等は、アクリル導電糸からなる植毛ブラシは、鋭意研究を重ねた結果、例えば、ナイロンやポリエステル等の糸材料に比較して、トルクが小さいことを知るに至った。
【００１６】
すなわち、静電植毛された植毛ブラシにおいては、植毛ブラシの繊維材料のトルクが大きい場合には、植毛ブラシの長さを短くすると、現像剤供給ローラの表層に存在する植毛ブラシが固くなりすぎる。これを防止するには、植毛ブラシの密度を小さくすることが考えられる。
【００１７】
ここで、植毛ブラシを短い状態で密度を小さくした場合には、現像剤が植毛ブラシに接触する機会が少なくなるので、現像剤の供給性及び剥離性が悪くなる。したがって、これを回避するためには、植毛ブラシの長さを長くする必要がある。しかし、植毛ブラシの長さを長くすると、繊維同士の絡み合いで、粗の状態となり、植毛層自体が透けて見えるようなレベルの植毛となって、殆どトナーの供給を行うことができなくなってしまう。
【００１８】
そこで、本発明者等は、アクリル導電糸からなる植毛ブラシが、ナイロンやポリエステル等の糸材料に比較してトルクが小さいことから、実験により、現像剤の供給性及び剥離性に適切な条件を見出した。
【００１９】
その結果、アクリル導電糸からなる植毛ブラシを、繊度（Ｔ）をｘ、現像剤担持体への植毛ブラシ食込み量（ｍｍ）をｙ、現像剤担持体表面とローラ芯材表面との距離（ｍｍ）をｚとしたときに、
０．５≦ｘ×ｙ／ｚ３ ≦９．０
を満たすように形成することが好ましいことを見出した。ここで、ｘ×ｙ／ｚ３ は、植毛ブラシのトルク指数とされているものである。
【００２０】
すなわち、アクリル導電糸からなる植毛ブラシは、０．５≦トルク指数（＝ｘ×ｙ／ｚ３ ）≦９．０の範囲において、トルクが他繊維と比較して非常に低く、トルク指数のトルク上昇が緩やかであり、かつ他繊維と比較して非常に剥離性についても優れており、低トルクでも充分な剥離性が確保できることが確認できた。
【００２１】
この結果、トルクと密度との関係で現像剤の供給性及び剥離性を適切に確保し得る現像装置を提供できることが判明した。
【００２２】
また、本発明の現像装置では、前記現像剤供給ローラのローラ芯材には、現像剤担持体の現像電圧に対して現像剤の極性方向に０Ｖを越え、かつ３５０Ｖ以下の電位差となるように電圧が印加されていることが好ましい。
【００２３】
これにより、現像剤供給ローラの現像剤供給性が安定することが判明した。
【００２４】
また、本発明の現像装置では、前記植毛ブラシにおけるアクリル導電糸の横断面形状は、不定形状となっていることが好ましい。例えば、植毛ブラシにおけるアクリル導電糸の横断面形状は、外周が多角形又は凹部と凸部との両方を有していることが好ましい。
【００２５】
これにより、植毛ブラシにおけるアクリル導電糸の横断面形状が、円や楕円等の滑らかな曲線である場合に比べて、不定形状となっている方が、現像剤との摩擦力が発生し、現像剤の供給性及び剥離性に優れている。
【００２６】
また、本発明の現像装置では、前記現像剤供給ローラのローラ芯材の表面に塗布された接着剤は、導電性を有していることが好ましい。
【００２７】
これにより、植毛ブラシがアクリル導電糸であることに加えて、接着剤も導電性を有していることによって、現像剤供給ローラのローラ芯材への印加電圧を効率良く植毛ブラシに伝達することができる。
【００２８】
また、本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記記載の現像装置を備えていることを特徴としている。
【００２９】
上記の発明によれば、トルクと密度との関係で現像剤の供給性及び剥離性を適切に確保し得る現像装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の現像装置は、以上のように、現像剤供給ローラは、ローラ芯材の表面に塗布された接着剤に複数の植毛ブラシが静電植毛されてなっていると共に、上記植毛ブラシは、アクリル導電糸からなり、かつ、繊度（Ｔ）をｘ、現像剤担持体への植毛ブラシ食込み量（ｍｍ）をｙ、現像剤担持体表面とローラ芯材表面との距離（ｍｍ）をｚとしたときに、
０．５≦ｘ×ｙ／ｚ３ ≦９．０
を満たすように形成されているものである。
【００３１】
また、本発明の画像形成装置は、以上のように、上記記載の現像装置を備えているものである。
【００３２】
それゆえ、トルクと密度との関係で現像剤の供給性及び剥離性を適切に確保し得る現像装置、及び画像形成装置を提供するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の一実施形態について図１ないし図１３に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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となるものであり、円柱形状を有している。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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ラ型ブラシであり、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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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の現像ローラ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。
【００５０】
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。
【００５１】
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、現像ローラ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。
【００５２】
図３に示すように、現像装置１０は、現像剤容器１１内に、現像剤担持体としての現像ローラ１２と現像剤供給部材としての現像剤供給ローラ１３と現像剤規制ブレード１４等とを備えており、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。
【００５３】
上記現像ローラ１２は、感光体ドラム１と物理的に接触して、現像剤供給ローラ１３から供給される現像剤を感光体ドラム１の表面に供給するためのものである。現像ローラ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。
【００５４】
上記現像剤供給ローラ１３は、現像ローラ１２と物理的に接触して、現像ローラ１２に現像剤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、現像剤を現像ローラ１２の表面に供給するようになっている。
【００５５】
上記現像剤規制ブレード１４は、現像ローラ１２に当接して現像ローラ１２上に供給された現像剤Ｔの帯電を行ない、現像剤Ｔの均一薄層を形成する。
【００５６】
上記構成の現像装置１０では、送り羽根１７によって現像ローラ１２近傍に送り込まれた現像剤Ｔは、現像剤供給ローラ１３で現像ローラ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Ｔは再度現像装置１０内に戻り、現像剤供給ローラ１３によって現像ローラ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。
【００５７】
次に、本実施の形態の特徴である現像剤供給ローラ１３の詳細構造について、図３及び図１に基づいて説明する。
【００５８】
本実施の形態の現像剤供給ローラ１３は、図３に示すように、円柱形状の基材にブラシ毛を起毛したローラ型ブラシからなっている。現像剤供給ローラ１３は、現像ローラ１２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、現像ローラ１２に隣接対向するように設置されている。
【００５９】
この現像剤供給ローラ１３は、図１に示すように、芯材となるアルミ管等のローラ芯材としての金属管１３ａに接着剤１３ｂを塗布し、この接着剤１３ｂに植毛ブラシとしてのブラシ毛１３ｃを静電植毛したものからなっている。
【００６０】
ここで、現像ローラ１２に現像剤Ｔを供給する現像剤供給ローラ１３の静電植毛ブラシについては、現像剤Ｔの供給性と剥離性との両方が必要となるが、従来技術では、トルクと密度との関係で現像剤Ｔの供給性と剥離性との充分な性能が得られていないという問題を有していた。
【００６１】
そこで、この問題に対して、鋭意研究を重ねた結果、アクリル導電糸からなる植毛ブラシは、例えばナイロンやポリエステル等の糸材料に比較して、トルクが小さいことを知るに至った。
【００６２】
すなわち、静電植毛されたブラシ毛１３ｃにおいては、ブラシ毛１３ｃの繊維材料のトルクが大きい場合には、ブラシ毛１３ｃの長さを短くすると、現像剤供給ローラ１３の表層に存在するブラシ毛１３ｃが固くなりすぎる。これを防止するには、ブラシ毛１３ｃの密度を小さくすることが考えられる。
【００６３】
ここで、ブラシ毛１３ｃを短い状態で密度を小さくした場合には、現像剤Ｔがブラシ毛１３ｃに接触する機会が少なくなるので、現像剤Ｔの供給性及び剥離性が悪くなる。したがって、これを回避するためには、ブラシ毛１３ｃの長さを長くする必要がある。しかし、ブラシ毛１３ｃの長さを長くすると、繊維同士の絡み合いで、粗の状態となり、植毛層自体が透けて見えるようなレベルの植毛となって、殆ど現像剤Ｔの供給を行うことができなくなってしまう。
【００６４】
そこで、上述したように、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃが、ナイロンやポリエステル等の糸材料に比較してトルクが小さいことから、実験を重ねた結果、現像剤の供給性及び剥離性に適切な条件を見出した。
【００６５】
その結果、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃを、繊度（デシテックス：Ｔ）をｘ、現像ローラ１２への植毛ブラシ食込み量（ｍｍ）をｙ、現像ローラ１２の表面と金属管１３ａの表面との距離（ｍｍ）をｚとしたときに、
０．５≦ｘ×ｙ／ｚ３ ≦９．０
を満たすように形成することが好ましいことを見出した。ここで、ｘ×ｙ／ｚ３ は、植毛ブラシのトルク指数とされているものである。また、デシテックス（Ｔ）とは、「長さ１０，０００ｍの繊維（糸）の重さがＮグラムであるとき、その繊維（糸）はＮデシテックス（Ｔ）である」と定義される。
【００６６】
この結果、トルクと密度との関係で現像剤Ｔの供給性及び剥離性を適切に確保し得る現像装置１０を提供できることが判明した。
【００６７】
このような、条件式を満たすことができるのは、図１２に示すように、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃは、トルクが他繊維と比較して非常に低く、トルクの許容値２．５ｋｇｆ・ｃｍ以下におけるトルク指数のトルク上昇が緩やかであるためである。そのため、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃは、トルク指数の条件式でのマージンが広く取れ、低トルクなシステム設定が容易となる。
【００６８】
また、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃは、図１３に示すように、他繊維と比較して非常に剥離性についても優れており、低トルクでも充分な剥離性が確保できる。
【００６９】
したがって、このような特性を持つアクリル繊維を用いて、上記のトルク指数の条件式の範囲内で、低トルクであり、かつ充分な供給性及び剥離性を確保することができる。
【００７０】
また、本実施の形態の現像装置１０では、現像剤供給ローラ１３の金属管１３ａには、現像ローラ１２の現像電圧に対して現像剤Ｔの極性方向に０Ｖを越え、かつ３５０Ｖ以下の電位差となるように電圧が印加されていることが好ましい。これにより、現像剤供給ローラ１３の現像剤供給性が安定することが判明した。
【００７１】
また、本実施の形態の現像装置１０では、ブラシ毛１３ｃにおけるアクリル導電糸の横断面形状は、外周が多角形又は凹部と凸部との両方を有している等、いわゆる不定形状であることが好ましい。すなわち、図４（ａ）に示す多角形、又は図４（ｂ）（ｃ）に示す凹部と凸部との両方を有している場合が好ましい。ここで、図４（ｂ）は、外周が直線にて凹部と凸部との両方を有している場合を示しており、図４（ｃ）は、外周が曲線にて凹部と凸部との両方を有している場合を示している。このような不定形状のアクリル導電糸は、例えば、湿式紡糸によって製造することができる。
【００７２】
これにより、ブラシ毛１３ｃの横断面形状が、円や楕円等の滑らかな曲線である場合に比べて、外周が多角形又は凹部と凸部との両方を有している場合の方が、現像剤Ｔとの摩擦力が発生し、現像剤Ｔの供給性及び剥離性に優れていることが分かった。
【００７３】
また、本実施の形態の現像装置１０では、現像剤供給ローラ１３の金属管１３ａの表面に塗布された接着剤１３ｂは、導電性を有している。これにより、ブラシ毛１３ｃがアクリル導電糸であることに加えて、接着剤１３ｂも導電性を有していることによって、現像剤供給ローラ１３の金属管１３ａへの印加電圧を効率良くブラシ毛１３ｃに伝達することができる。
【００７４】
また、本実施の形態の画像形成装置は、上記現像装置１０を備えている。このため、トルクと密度との関係で現像剤Ｔの供給性及び剥離性を適切に確保し得る現像装置１０を備えた画像形成装置を提供することができる。
【実施例】
【００７５】
本実施の形態の現像剤供給ローラ１３のブラシ毛１３ｃについて、現像剤の供給性及び剥離性についての効果を確認するために、以下のパラメータについて各種の実験を行った。
（１）ブラシ毛１３ｃの繊維種類とトルク及び剥離性との関係
（２）ブラシ毛１３ｃのトルク指数と現像剤の供給性及び剥離性との関係
（３）ブラシ毛１３ｃの印加電圧と現像剤の供給性との関係
（４）アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃのトルク指数とトルクとの関係、及びトルク指数と剥離性との関係
これら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。
【００７６】
最初に、トルクの測定については、非磁性１成分トナーからなる現像剤を収容した現像装置１０内において、現像ローラ１２に現像剤供給ローラ１３のブラシ毛１３ｃを所定量の食い込ませた後、現像剤規制ブレード１４を現像ローラ１２に接触させる。そして、この状態において、現像剤供給ローラ１３を回転させるときの総和の回転トルクを、本実施例の回転トルクの測定値とした。
【００７７】
次に、剥離性については、図５（ａ）に示すように、白地印字後（現像後の残存トナーが多く、現像剤供給ローラ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（現像後の残存トナーが無く、現像剤供給ローラ１３が現像剤Ｔの供給のみを行う状態）とでの現像ローラ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、現像ローラ１２上における現像剤Ｔの付着量の差異が小さいということは、剥離性が高いということになる。
【００７８】
また、現像剤の供給性については、図５（ｂ）に示すように、ベタ印字後（現像後の残存トナーが無く、現像剤供給ローラ１３が現像剤Ｔの供給のみを行う状態）での現像ローラ１２上における現像剤Ｔの付着量により評価した。
〔実施例１〕
最初に、ブラシ毛１３ｃの繊維種類とトルク及び剥離性との関係について調査した。
【００７９】
まず、表１に示すように、ブラシ毛１３ｃの繊維種類として、ナイロンＡ、ナイロンＢ、ポリエステル、及びアクリルを選んで、繊維種類とトルクとの関係、及び繊維種類と剥離性との関係について調査した。評価条件は、表１に示すとおりとした。
【００８０】
すなわち、繊維形状については、ナイロンＡ、ナイロンＢ、ポリエステルは円形とする一方、アクリルは不定形とした。
【００８１】
また、ブラシ毛１３ｃの抵抗値は、全て、１０７．５（Ω／ｃｍ・Ｆ）とした。尚、この抵抗値は、１フィラメント（Ｆ）のブラシ毛１３ｃにおける１ｃｍ当りの抵抗値を示している。さらに、ナイロンＡ、ナイロンＢ、ポリエステル、及びアクリルの全てについて、接着剤１３ｂは導電性とし、繊度は５．４デシテックス（Ｔ）とし、ブラシ毛１３ｃの長さは１．４５ｍｍとし、ブラシ毛１３ｃの現像ローラ１２への食い込み量は０．７５ｍｍとし、現像ローラ１２の表面と現像剤供給ローラ１３の表面との距離は０．７ｍｍとし、現像ローラ１２の印加電圧は−２２０Ｖとし、現像剤供給ローラ１３の印加電圧は−３２０Ｖとした。
【００８２】
【表１】
2009288720.tif 000003
【００８３】
その結果、繊維種類とトルクとの関係は、図６に示すように、アクリルの場合は、他繊維と比較してトルクが非常に低いことが分かった。また、繊維種類と剥離性との関係については、図７に示すように、アクリルを他繊維と比較すると、アクリルの場合は、非常に高い剥離性を発揮できることが判明した。
〔実施例２〕
次に、ブラシ毛１３ｃのトルク指数と現像剤Ｔの供給性及び剥離性との関係について調査した。
【００８４】
まず、表２に示すように、ブラシ毛１３ｃの繊維種類として、不定形のアクリルを選んだ上で、ブラシ毛１３ｃの長さを１〜２．４ｍｍの範囲、ブラシ毛１３ｃの現像ローラ１２への食い込み量を０．３〜１．２ｍｍの範囲、現像ローラ１２の表面と現像剤供給ローラ１３の表面との距離を０．７〜２ｍｍの範囲でそれぞれ各種変えて実験を行った。
【００８５】
また、不定形のアクリルの他の評価条件は同一とした。すなわち、ブラシ毛１３ｃの抵抗値は、１０７．５（Ω／ｃｍ・Ｆ）とし、接着剤１３ｂは導電性とし、繊度は５．４デシテックス（Ｔ）とし、現像ローラ１２の印加電圧は−２２０Ｖとし、現像剤供給ローラ１３の印加電圧は−３２０Ｖとした。
【００８６】
【表２】
2009288720.tif 000004
【００８７】
結果について、最初に、トルクとブラシ毛１３ｃのトルク指数との関係について求めた。ここで、トルクとは、前述したように、現像剤供給ローラ１３を回転させるときの総和の回転トルクであり、トルク指数は、繊度（Ｔ）をｘ、現像剤担持体への植毛ブラシ食込み量（ｍｍ）をｙ、現像剤担持体表面とローラ芯材表面との距離（ｍｍ）をｚとしたときに、
ｘ×ｙ／ｚ３ 
で表される数値である。
【００８８】
その結果、図８に示すように、トルクとトルク指数（＝ｘ×ｙ／ｚ３ ）とは比例関係にあることが分かった。ここで、トルクについて、本実施例の現像装置１０においては、現像剤供給ローラ１３を回転させるときに安定した動作が可能であるトルクの上限は、２．５ｋｇｆ・ｃｍである。したがって、トルクとトルク指数（＝ｘ×ｙ／ｚ３ ）とが比例関係にあることに基づいて、トルク指数は、図８から分かるように、９以下において充分良好なトルクを得られることを把握できた。
【００８９】
また、本実施例においてスポンジロールとの比較の観点から考えると、図８に示すように、スポンジロールのトルクが２．１ｋｇｆ・ｃｍであり、さらに良好な性能として挙げるとするならば、トルク指数（＝ｘ×ｙ／ｚ３ ）の値が７以下である時、さらに良好な性能が得られることが分かった。
【００９０】
一方、トルク指数（＝ｘ×ｙ／ｚ３ ）と現像剤Ｔの供給性とについては、図９に示すように、トルク指数（＝ｘ×ｙ／ｚ３ ）が０．５以上において、現像剤Ｔの供給量が０．４０ｍ／Ｓ以上となり、現像剤Ｔの供給性がよいことが分かった。
【００９１】
また、トルク指数（＝ｘ×ｙ／ｚ３ ）と現像剤Ｔの剥離性とについては、図１０に示すように、トルク指数が０．５以上において、現像ローラ１２上における現像剤Ｔの付着量の差異Δｍ／Ｓ（ｍｇ／ｃｍ２ ）が０．１（ｍｇ／ｃｍ２ ）以下となり、現像剤Ｔの剥離性がよいことが分かった。
【００９２】
これらの結果、総合的に、トルク指数（＝ｘ×ｙ／ｚ３ ）は、
０．５≦ｘ×ｙ／ｚ３ ≦９．０
を満たすことが好ましいことが分かった。
〔実施例３〕
次に、ブラシ毛１３ｃの印加電圧と現像剤の供給性との関係について調査した。
【００９３】
まず、評価条件については、表３に示すように、現像ローラ１２の印加電圧を−２２０Ｖとしたときに、現像剤供給ローラ１３の印加電圧を−１２０〜−６７０Ｖの範囲で変化させた。
【００９４】
その他の条件については、ブラシ毛１３ｃの繊維形状及び繊維種類として不定形のアクリルを選んだ上で、接着剤１３ｂを導電性とし、ブラシ毛１３ｃ繊度を５．４デシテックス（Ｔ）とし、ブラシ毛１３ｃの長さを１ｍｍとし、ブラシ毛１３ｃの現像ローラ１２への食い込み量を０．３ｍｍとし、現像ローラ１２の表面と現像剤供給ローラ１３の表面との距離を０．７ｍｍとしてそれぞれ一定とした。
【００９５】
【表３】
2009288720.tif 000005
【００９６】
その結果、図１１に示すように、現像剤Ｔの供給性は、現像電圧に対して現像剤Ｔの極性方向に０Ｖを越えかつ３５０Ｖ以下の電位差を持つときに、現像ローラ１２上における現像剤Ｔの付着量が約０．４（ｍｇ／ｃｍ２ ）となって安定することが分かった。すなわち、０Ｖ以下では現像剤供給不足となり、３５０Ｖ以上では現像剤供給過多となることが分かった。
〔実施例４〕
次に、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃのトルク指数とトルクとの関係、及びトルク指数と剥離性との関係について調査した。
【００９７】
まず、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃの評価条件については、前記表２に示した評価条件と同一とした。
【００９８】
一方、比較例としてのナイロンからなるブラシ毛１３ｃの評価条件については、表４に示すように、繊度を２〜１０デシテックス（Ｔ）の範囲で変化させ、ブラシ毛１３ｃの長さを１．４５〜２．３ｍｍの範囲で変化させた。また、ブラシ毛１３ｃの現像ローラ１２への食い込み量は０．３〜１．１５ｍｍの範囲で変化させた。さらに、現像ローラ１２の表面と現像剤供給ローラ１３の表面との距離は０．７〜２ｍｍの範囲で変化させた。その他の評価条件については、一定とした。具体的には、ナイロンからなるブラシ毛１３ｃの繊維形状は円形とし、ブラシ毛１３ｃの抵抗値は、１０７．５（Ω／ｃｍ・Ｆ）とし、接着剤１３ｂは導電性とし、現像ローラ１２の印加電圧は−２２０Ｖとし、現像剤供給ローラ１３の印加電圧は−３２０Ｖとした。
【００９９】
【表４】
2009288720.tif 000006
【０１００】
その結果、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃのトルク指数とトルクとの関係については、図１２に示すように、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃは、ナイロンからなるブラシ毛１３ｃに比べて、トルクの許容値２．５ｋｇｆ・ｃｍ以下においてトルク上昇が少ないことが分かった。この理由は、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃが、トルクが他繊維と比較して非常に低く、トルクの許容値２．５ｋｇｆ・ｃｍ以下におけるトルク指数のトルク上昇が緩やかであるためであると考えられる。そのため、トルク指数の条件式でのマージンが広く取れ、低トルクなシステム設定が容易となる。
【０１０１】
次に、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃのトルク指数と剥離性との関係については、図１３に示すように、ナイロンからなるブラシ毛１３ｃでは、トルク指数を高くしても、剥離性が良くならないのに対して、アクリル導電糸からなるブラシ毛１３ｃでは、低トルク指数で剥離性を確保できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、感光体上の静電潜像を、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、及び画像形成装置に適用できる。特に、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給ローラの静電植毛ブラシに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明における現像装置の実施の一形態を示すものであり、現像装置における現像ローラと現像剤供給ローラとを詳細に示す要部構成図である。
【図２】上記現像装置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】上記現像装置を示す構成図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、ブラシ毛の横断面形状を示す平面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、上記ブラシ毛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】上記ブラシ毛の繊維種類とトルクとの関係を示すグラフである。
【図７】上記ブラシ毛の繊維種類と剥離性との関係を示すグラフである。
【図８】上記トルクとトルク指数（＝ｘ×ｙ／ｚ３ ）との関係を示すグラフである。
【図９】上記トルク指数（＝ｘ×ｙ／ｚ３ ）と、現像剤供給ローラにおける現像剤の供給性との関係を示すグラフである。
【図１０】上記トルク指数（＝ｘ×ｙ／ｚ３ ）と、現像剤供給ローラにおける現像剤の剥離性との関係を示すグラフである。
【図１１】上記現像剤供給ローラにおける印加電圧と、現像剤供給ローラにおける現像剤の供給性との関係を示すグラフである。
【図１２】アクリル導電糸からなるブラシ毛のトルク指数とトルクとの関係を、ナイロンからなるブラシ毛との比較により示すグラフである。
【図１３】アクリル導電糸からなるブラシ毛のトルクと剥離性との関係を、ナイロンからなるブラシ毛との比較により示すグラフである。
【図１４】従来の現像装置の構成を示す断面図である。
【図１５】上記従来の現像装置において使用されている静電植毛ブラシの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１      感光体ドラム（静電潜像担持体）
１０      現像装置
１１      現像剤容器
１２      現像ローラ（現像剤担持体）
１３      現像剤供給ローラ
１３ａ    金属管（ローラ芯材）
１３ｂ    接着剤
１３ｃ    ブラシ毛（植毛ブラシ）
１４      現像剤規制ブレード
１６      送り羽根
１７      バイアス電源
３０      画像形成部
Ｔ        現像剤
【図１】
2009288720.tif 000007
【図２】
2009288720.tif 000008
【図４】
2009288720.tif 000009
【図５】
2009288720.tif 000010
【図６】
2009288720.tif 000011
【図７】
2009288720.tif 000012
【図８】
2009288720.tif 000013
【図９】
2009288720.tif 000014
【図１０】
2009288720.tif 000015
【図１１】
2009288720.tif 000016
【図１２】
2009288720.tif 000017
【図１３】
2009288720.tif 000018
【図１４】
2009288720.tif 000019
【図１５】
2009288720.tif 000020
【図３】
2009288720.tif 000021