JPH10111598A - ファーブラシ現像ローラのブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非磁性一成分トナーを用いたファーブラシ現
像法を使用することによって、トナーへの帯電量の増加
及び感光体へのトナーの搬送量の増加を図ることができ
ながらも、接着剤層にブラシ繊維を確実に植毛すること
ができるようにする点にある。 【解決手段】 芯体５表面に現像ブラシ８を構成するブ
ラシ繊維７を植毛保持するための接着剤層６を設けてあ
るファーブラシ現像ローラにおいて、前記ブラシ繊維７
の両端部のうちの少なくとも接着剤層６に固定される一
端部に鋭角部７Ａを備えさせたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真式
の複写機、プリンター、ファクシミリ等の静電像現像方
式を利用する電子写真装置に用いられるファーブラシ現
像ローラのブラシに関し、詳しくは、高電圧を利用して
ブラシ繊維を帯電し、クーロン力により飛翔させて、芯
体表面に現像ブラシを構成するブラシ繊維の根元を接着
剤により植毛保持してなるファーブラシ現像ローラのブ
ラシに関する。

【０００２】

【従来の技術】上記電子写真装置に用いられる現像装置
には、各種のものが提案され、例えば磁気ローラにより
吸着した磁性トナーを感光体に転写することが行われて
いる。

【０００３】しかしながら、このような磁気ローラを用
いて磁性トナーを供給する方式では、磁気ローラが高価
であるだけでなく、磁気ローラと転写体との間隙の調整
が微妙であり、しばしば0.1mm 単位の精度を必要とし、
その精度を満たすための機構が複雑になる不都合もあっ
た。特に、二成分トナーを用いた場合には、キャリア自
体に寿命があり、例えば１万コピーなしい２万コピー毎
に定期的に交換をする必要があり、その交換作業が手間
のかかる煩わしいものである。また、磁性トナー自身に
異色に近い磁性体を内添することから、非磁性一成分ト
ナーのカラートナー化には技術的に困難であった。

【０００４】上記不都合を解消するために、非磁性トナ
ーを用いた現像法がいくつか提案されている。例えば、
ビーバーの毛のような柔らかい毛を円筒状のブラシにし
て、これに現像剤を付着させて用いるファーブラシ現像
法が知られている。このファーブラシ現像法は、高価な
現像剤を用いる必要がなく、しかもキャリア粒子を用い
て常に一定の現像剤粒子とキャリア粒子との割合に保た
なければならないような複雑な装置を必要としないもの
である。

【０００５】上記ファーブラシ現像ローラを製造するに
は、まず、芯体に接着剤を塗布して接着剤層を形成し、
こののち、高電圧を利用して現像ブラシを構成するブラ
シ繊維を帯電し、クーロン力により飛翔させて、接着剤
層にブラシ繊維を植毛するのである。図４に簡単な原理
図を示している。表面に接着剤層６を塗布した芯体５を
上方に配置し、この芯体５の下方に電極板９を配置する
とともに、この電極板９と芯体５の回転軸１０とを高電
圧発生装置１１に接続している。そして、電極板９上に
多数のブラシ繊維７・・・を載置して、高電圧発生装置
１１をＯＮするとともに、芯体５を回転させることによ
って、ブラシ繊維７・・・が飛翔して接着剤層６に植毛
するのである。前記芯体５には、糊状の接着剤を塗布す
ることにより接着剤層６が形成されるものであるが、塗
布した接着剤が芯体５表面から回転軸１０の回転による
遠心力を受ける、あるいは接着剤自体の重量（自重）で
下方に接着剤が移動することによって、接着層６の厚み
が変化することがないように、接着剤の粘度をある程度
高く設定しておく必要がある。従って、ブラシ繊維７・
・・が飛翔して接着剤層６に植毛する際に、接着剤層６
に投錨することができないブラシ繊維７・・・が発生す
ることがあり、ブラシ繊維７・・・を何度も飛翔させな
ければならないことから、植毛に要する時間が多くかか
るものであった。

【０００６】又、前記のようにして製造されたファーブ
ラシ現像ローラを用いて現像する場合に、現像ローラの
抵抗が高いと、バイアス電圧がかかり難いため、トナー
への摩擦帯電が進行されず、濃度が薄い画像になる不都
合が発生する。これを解消するために、接着剤層の抵抗
値を低下させることが一般的に行われている。具体的に
は、接着剤にカーボン等の導電付与材を混ぜたものを芯
体に塗布するとともに、ブラシ繊維表面を界面活性剤等
により表面処理して、接着剤層及びブラシ繊維の導電性
をよくすることによって、現像ローラの抵抗を下げるよ
うにしている。しかしながら、接着剤にカーボン等の導
電付与材を混ぜると、混ぜる前に比べて接着剤の粘度が
更に高くなってしまい、前記不都合を顕著にするもので
あった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が前述の状況に
鑑み、解決しようとするところは、非磁性一成分トナー
を用いたファーブラシ現像法を使用することによって、
トナーへの帯電量の増加及び感光体へのトナーの搬送量
の増加を図ることができながらも、接着剤層にブラシ繊
維を確実に植毛することができるようにする点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、芯体表面に現像ブラシを構成するブラシ繊
維を植毛保持するための接着剤層を設けてあるファーブ
ラシ現像ローラにおいて、前記ブラシ繊維の両端部のう
ちの少なくとも接着剤層に固定される一端部に鋭角部を
備えさせて、ファーブラシ現像ローラのブラシを構成し
た。従って、ブラシ繊維の鋭角部を接着剤層表面に向け
て飛翔させることによって、接着剤層との衝撃力が徐々
に増大するようにして、ブラシ繊維が接着剤層に突き刺
さり易くするのである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に、ファーブラシ現像装置が
示されている。このファーブラシ現像装置は、時計周り
に回転自在な感光体１と、この感光体１の表面に接触さ
せて現像するために反時計周りに回転自在な現像ローラ
２と、この現像ローラ２にトナー３を供給するためのト
ナー供給ボックス４とから構成している。前記感光体１
及び現像ローラ２の回転方向は、前記方向に限定される
ものではない。

【００１０】図２に示すように、前記現像ローラ２は、
回転自在な芯体５と、この芯体５の表面に塗布される接
着剤層６と、この接着剤層６に静電植毛される多数のブ
ラシ繊維７・・からなる現像ブラシ８とから構成されて
いる。

【００１１】前記芯体５は、鉄、アルミ、ステンレス、
黄銅等の金属から構成する他、前記接着剤層６を導電性
の接着剤にて構成した場合、静電植毛時にアースが取れ
る構造とするためにメッキ処理等の導電性処理を施した
プラスチックや紙等でもよい。また、芯体５の表面をガ
ラスビーズやアルミ粉等を高速で衝突させて表面を粗す
ブラスト処理を行うことにより、接着剤との接着性を向
上させることができる。また、芯体５を中空円筒状に
し、両端にフランジを取り付けた構造にすることによっ
て、軽量化を図り、製造コスト及び回転のためのランニ
ングコストを下げることができる利点がある。

【００１２】前記接着剤層６を構成する接着剤の種類と
しては、酢酸ビニール系、アクリル系、ウレタン系、エ
ポキシ系等の接着剤が利用できる。また、現像ローラ２
の抵抗を制御するために前記構成の接着剤にカーボンや
金属粉等の導電付与剤を添加することも可能である。前
記接着剤自体を弾性を有したもので構成することによっ
て、接着剤層６に弾性機能を有するように構成して、毛
が動き易く柔らかな現像ブラシ７になるし、感光体１と
の接触幅が広くなる等の利点もある。この弾性機能を有
する接着剤層６を構成する樹脂組成物としては、導電性
又は半導電性を有し、且つ、反応性有機材料を含む樹脂
組成物が使用できる。この樹脂組成物としては、主成分
がオキシアルキレン系、飽和炭化水素系、ウレタン系、
又はシロキサン系であり、且つ、硬化反応により液状物
から固体になる反応性有機材料を含むものが挙げられ
る。前記接着剤の粘度を３０００ＣＰＳ〜１００００Ｃ
ＰＳの範囲に設定することが好ましい。

【００１３】前記現像ブラシ８としては、ナイロン、レ
ーヨン、アクリル、ビニロン、ポリエステル、塩ビ等の
樹脂繊維からなり、また、導電性を有する繊維から構成
してもよい。また、現像ブラシ８の表面処理として、静
電植毛の際に飛翔し易いように電気伝導度、誘電率、ブ
ラシ繊維の分離性（ほつれ易さ）、繊維の湿度調整等を
目的に無機塩類、界面活性剤等で処理をしている。ま
た、ブラシ繊維が雰囲気湿度で吸湿することによりロー
ラ抵抗が変化し、特性が不安定になることを防ぐために
繊維の種類により、防湿処理することもある。そして、
図３（イ）に示すように、前記現像ブラシ８を構成する
ブラシ繊維７の両端をブラシ繊維７の長手方向に対して
斜めに切断処理することによって、両端に鋭角部７Ａを
形成している。このように形成されたブラシ繊維７を前
述のように、接着剤層６に飛翔させたとき、接着剤層６
表面に突き刺さり易く、ブラシ繊維７の植毛を短時間で
終了させることができる。又、前記のようにカーボンや
金属粉等の導電付与剤を添加した接着剤により接着剤層
６を構成した場合、つまり粘度が高い場合でも、静電植
毛を確実に行うことができるのである。前記鋭角部７Ａ
を側面視において略直角三角形に構成したが、図３
（ロ）に示すように、先端が山型のブラシ繊維７に形成
してもよいし、又、図３（ハ）に示すように、先端が円
錐型のブラシ繊維７に形成してもよく、ブラシ繊維７の
形状としては、これらのものに限定されるものではな
い。又、図３（イ），（ロ）では、両端に鋭角部７Ａを
備えさせたが、図３（ハ）のように、一端にのみ鋭角部
７Ａを備えさせてもよい。この場合、鋭角部７Ａが接着
剤層６表面に突き刺さるようにブラシ繊維７の飛翔方向
を制御する必要がある。

【００１４】前記現像ローラ２の抵抗について説明すれ
ば、例えば現像ローラ２の抵抗が高いと、トナーとブラ
シ繊維とによる摩擦帯電により現像ローラ２表面に電荷
を蓄積し、トナーへの摩擦帯電が進行されず、濃度が薄
い画像になる。又、現像ローラ２の抵抗が低すぎると、
感光体１との間で電荷やバイアス電圧がリークし、画像
ムラや感光体１が破損する。このことから、現像ローラ
２の抵抗値を適度に制御する必要があり、その手段とし
て前述のように導電性の接着剤やブラシ繊維を使用する
ことになるのである。この導電性を持たすために導電性
カーボンや金属粉、金属酸化物粉等を添加したり、又、
界面活性剤や導電性高分子樹脂を添加する方法がある。
いずれも接着剤や繊維の表面処理に使用する。ブラシ繊
維については、市販されている導電繊維を使用してもよ
い。

【００１５】本発明は、ファーブラシ現像ローラだけで
なく、電子写真周辺のローラ、例えば感光体を帯電させ
る帯電ローラや感光体から紙へ転写する際にトナーの電
荷を除去、転写する転写ローラ等にも応用することも可
能であり、又、複写機に限らず、プリンターやファクシ
ミリ等の静電像現像方式を利用する各種電子写真装置に
適応することもできる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１によれば、非磁性一成分トナー
を用いたファーブラシ現像法を使用し、そのファーブラ
シ現像法におけるブラシ繊維の植毛時において、接着剤
層をある程度高い粘度を持たせて、塗布した接着剤が芯
体表面から回転軸の回転による遠心力を受ける、あるい
は接着剤自体の重量（自重）で下方に接着剤が移動する
ことにより、接着層の厚みが変化することがないように
しながらも、接着剤層に確実にブラシ繊維を植毛させる
ことができるから、ブラシ繊維を植毛させる時間を短く
することができ、製造面において有利にすることができ
る。又、接着剤にカーボン等の導電付与材を混ぜたもの
を芯体に塗布した場合、つまり粘度が高くなった接着剤
層でも、ブラシ繊維の端部を形状変更するだけで、ブラ
シ繊維を確実に植毛することができるようになり、接着
剤の選択の自由度を高めることができる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像装置の構成を示す縦断側面図

【図２】ブラシ繊維の植毛部の一例を示す一部切り欠き
縦断側面図

【図３】（イ），（ロ），（ハ）はブラシ繊維の一例を
示す斜視図

【図４】静電植毛方法を示す原理図

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 現像ローラ ３ トナー ４ トナー供給ボックス ５ 芯体 ６ 接着剤層 ７ ブラシ繊維 7A 鋭角部 ８ 現像ブラシ ９ 電極板 10 回転軸 11 高電圧発生装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯体表面に現像ブラシを構成するブラシ
   繊維を植毛保持するための接着剤層を設けてあるファー
   ブラシ現像ローラにおいて、前記ブラシ繊維の両端部の
   うちの少なくとも接着剤層に固定される一端部に鋭角部
   を備えさせたことを特徴とするファーブラシ現像ローラ
   のブラシ。